[논문]심장혈관 조영술에서 씨네(cine)촬영의 프레임변화에 따른 ESD와 DAP 및 영상의 SNR·CNR 관계 분석: 10f/s과 15f/s을 중심으로

정묘영; 서영현; 송종남; 한재복

doi:10.7742/jksr.2018.12.5.669

초록
AI-Helper

X선 장비를 이용한 심장혈관 조영술 시 프레임 변화에 따른 입사 표면 선량과 흡수선량을 비교 분석하여 피폭의 차이를 알아보고자 하였고 image J를 통한 촬영 영상의 SNR과 CNR을 측정 분석하여 프레임 변화가 영상 화질에 주는 영향을 비롯해 검사에 있어 적절한 프레임 선택의 방안을 모색하고자 하였다. 2017년 6월부터 2017년 10월까지 본원에서 CAG를 시행한 30명(남19, 여11)을 대상으로 하였고, 환자들의 연령대는 49-82세(평균 $65{\pm}9$세), 몸무게45-91kg (평균 $67{\pm}8.9kg$), 키 150-179cm (평균 $165.1{\pm}8.9kg$), BMI 19.5-30.5(평균 $24.5{\pm}2.9$)이었다. 입사표면선량 및 흡수선량은 후향적으로 Air kerma값과 DAP를 획득하여 비교 분석 하였고 SNR과 CNR은 Image J를 통하여 측정 분석 한 후 공식에 대입하여 결과 값을 도출하였다. 통계분석을 통한 상관관계 확인을 위해 통계프로그램은 SPSS를 사용하여 프레임 변화에 따른 입사표면선량과 흡수선량 및 SNR CNR의 상관관계 등을 분석하였다. 10프레임으로 촬영할 때와 15프레임으로 촬영 할 때 모두 입사표면선량과 흡수선량관계는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0.05). SNR과 CNR의 관계에선 10프레임으로 촬영했을 때의 SNR($3.374{\pm}2.1297$)과 CNR($0.234{\pm}0.2249$)이 15프레임에서의 SNR($4.929{\pm}2.8532$)과 CNR($0.391{\pm}0.3025$)보다 SNR $1.43{\pm}0.4861$, CNR $0.132{\pm}0.0555$로 낮았으나 통계적으로는 유의하지 않았다(p>0.05). 상관관계 분석결과에서는 BMI와 air kerma, DAP간에, air kerma와 DAP간에, SNR과 CNR간에 통계적으로 유의한 결과를 얻었다(p<0.001, p<0.001). 결론적으로 심장혈관 조영술 시 10프레임과 15프레임으로 변화를 주어 촬영하여도 입사표면선량과 흡수선량은 큰 차이를 나타내지 않았으며, 10프레임보다 15프레임 촬영에서의 SNR과 CNR이 증가하였으나 통계적으로는 유의하지 않았기에 본 논문을 통해 환자와 시술자 모두 10프레임과 15프레임 촬영으로 인한 X선 피폭 문제뿐 아니라 영상의 화질감소에 관한 우려 역시 줄어들 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to investigate the difference of X-ray exposure by comparing and analyzing entrance surface dose and absorbed dose according to the frame change in coronary angiography using an X-ray machine. Moreover, appropriate frame selection measures for examination, including the effect of fr...

This study aimed to investigate the difference of X-ray exposure by comparing and analyzing entrance surface dose and absorbed dose according to the frame change in coronary angiography using an X-ray machine. Moreover, appropriate frame selection measures for examination, including the effect of frame change on the image quality, were sought by measuring and analyzing the SNR and CNR of the image through image J. The study was conducted on 30 patients (19 males and 11 females) who underwent CAG at this hospital from June 2017 to October 2017. In regard to the patients, their age range was 49-82 years (mean of $65{\pm}9$ years), body weight was 45-91 kg (mean of $67{\pm}8.9kg$), height was 150-179cm (mean of $165.1{\pm}8.9kg$), and BMI was 19.5-30.5(mean of $24.5{\pm}2.9$). For the entrance surface dose and absorbed dose, air kerma value and DAP were obtained and analyzed retrospectively. The SNR and CNR were measured and analyzed through imageJ, and the result values were derived by applying the values to the formula. As for the statistical analyses, the correlations between the entrance surface dose and absorbed dose, and between the SNR and CNR were analyzed by using the SPSS statistical program. The relationship between the entrance surface dose and absorbed dose was not statistically significant for both 10 f/s and 15 f/s (p>0.05). In terms of the relationship between the SNR and CNR, the SNR ($3.374{\pm}2.1297$) and CNR ($0.234{\pm}0.2249$) in 10 f/s were $1.43{\pm}0.4861$ and $0.132{\pm}0.0555$ lower, respectively, than the SNR ($4.929{\pm}2.8532$) and CNR ($0.391{\pm}0.3025$) in 15 f/s, which were not statistically significant (p>0.05). In the correlation analysis, statistically significant results were obtained among the BMI, air kerma, and DAP; between air kerma and DAP; and between SNR and CNR (p<0.001, p<0.001). In conclusion, there was no significant difference between the entrance surface dose and absorbed dose even when the images were taken by changing the frame from 10 f/s to 15 f/s at the time of the coronary angiography. SNR and CNR increased at 15 f/s than at 10 f/s, but they were not statistically significant. Therefore, this study suggests that the concern of the patient and practitioner regarding image quality degradation, as well as the problem of X-ray exposure caused by imaging at 10 f/s and 15 f/s, may be reduced.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Measurement method of AP caudal 30° view; (a) background (b) foreground.
표 Table 1. Dose report according to frame change.
그림 Fig. 2. Correlation refers to relationships between variables.
표 Table 2. Measurement value present as a result of Mann-whitney test.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구를 통해 CAG 시 f/s 변화가 화질에 미치는 영향뿐 아닌 선량에 미치는 변화에 관해서도 분석해 시술자와 환자의 피폭 우려 감소 및 해소 노력에 기여하고자 하였고 CAG 시 적절한 f/s 선택의 방안을 모색하고자 하였다.

제안 방법

Background 측정은 관상동맥이 지나가지 않고 갈비뼈 등이 겹치지 않는 심장 음영을 바탕으로 해부학 상 심장의 좌측 앞부분을 둘러싸고 있는 LM의 주위와 LAD 및 LCX의 주변부분을 Background로 측정하였고 Fig. 1과 같다.
CAG 시 씨네(Cine) 촬영을 10f/s과 15f/s으로 했을 때의 영상 화질에 나타나는 노이즈를 정량적인 평가 방법인 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)와 대조도 잡음비(CNR; Contrast to Noise Ratio)를 Image J 프로그램을 이용하여 분석해 보고자 하였으며 15f/s으로 촬영하였을 때와 10f/s으로촬영하였을 때 도출된 선량 값(Dose Report)을 이용해 CAG 시 선량이 면적에 영향을 가장 적게 받는 AP, AP Cranial, AP Caudal 30° 영상^[1] 중 AP Caudal 30° 영상을 획득하여 후향적으로 ESD 값인 공기 커마(Air Kerma) 값과 흡수선량인 선량 면적곱(DAP; Dose Area Product)을 획득하여 비교․분석하였고 Table 1과 같다.
SNR과 CNR 측정에 있어서는 PACS로 전송된 AP Caudal 30° 영상 중 좌 관상동맥인 좌 주관 뷰(LM; Left Main), 좌전 하행지(LAD; Left Anterior Descending), 좌 회선지(LCX; Left Circumflex)의 혈관들이 겹쳐 보이지 않는, 조영제가 꽉 찬 영상들을 PACS의 기능을 이용해 캡처(Capture) 후 JPG파일로 획득하여 Image J를 통해 측정⦁분석한 뒤 공식에 대입하여 결과 값을 도출하였다.
이는 DAP의 결과 값을 이용하는 CAG 특성상 면적에 영향을 적게 받는 AP 상태의 촬영들이 사 방향촬영 영상보다 X선 선량이 적은 이유일 것이라 생각한다. 그중 AP 촬영 및 AP Cranial 30°, AP Caudal 30°로 회전을 주어 촬영할 때의 산란선이 사 방향을 주어 촬영했을 때의 선량보다 X선 피폭량이 적게 나왔다는 결과를 참고하여 본 연구에서 Cine 촬영 시 f/s변화를 준 영상 중 AP Caudal 30° 영상을 획득하여 연구를 진행하게 되었다. 일반적으로 시술자 및 환자의 피폭선량을 줄이기 위한 기술적 측면으로는f/s 수를 낮추거나 거리와 강도, Tube Angle, 영상의확대 유무, Detector와 Tube 거리 등으로 조절할 수있다고 알려져 있는 만큼^[7,8] f/s 조절은 주요한 선량 감소 인자로 자리 잡고 있지만 f/s 변화 한 가지만으로 방사선량을 결정짓는 요인은 아니므로^[9] 선량평가에 있어 치우친 결과를 나타내선 안 될 것이라 생각하며 본 연구에서는 기존 연구와는 다르게Cine 촬영에서 f/s 변화를 주어도 ESD, DAP의 수치변화는 있었으나 통계적으로는 유의하지 않았는데 몇 가지 이유를 생각해보면 첫째로, Fluoroscopy 촬영이 아닌 Cine 촬영에 해당하는 f/s 변화였기에Fluoroscopy처럼 시술 부위 위치 선정, 와이어링(Wiring), 카테터(Catheter) 거치를 위한 테스트 인젝션(Test Injection) 등을 포함하지 않은, 혈관 조영이라는 정확한 목적을 가진 촬영이 Cine 촬영이라는 점이고 둘째로, 다양한 폭의 f/s 변화가 아닌 좁은폭의 f/s 변화를 가지고 진행한 연구였기에 본 연구와 같은 결과가 도출되었다고 생각한다.
선행 연구들을 살펴보았을 때 CT 및 일반 촬영에 관한 화질 연구^[11,12] 등을 포함해 최근 뇌혈관 조영술(TFCA; Transfemoral Cerebral Angiopraphy)에 관한 화질평가^[13] 등은 진행돼 왔으나 CAG에서 실제 관상동맥 촬영 영상에 관한 화질 측정 선행 연구는 없었기에 연구방향 결정에 중요한 도움이 되었다. 따라서 이번 연구의 화질 측정 진행 방향은 본 연구자들이 생각해낸 방법으로, LM과 LAD, LCX, dLCX가 전반적으로 잘 보이고 좌측 심장 음영이한 화면 안에 충분히 포함되는 AP Caudal 30° View를 선택하여 Background와 ROI를 측정하는 방식으로 진행하였다.

대상 데이터

대상으로는 2017년 6월부터 2017년 10월까지 본원에서 CAG를 시행한 30명(남 19, 여 11)을 대상으로 하였고, 환자들의 연령대는 49-82세(평균 65±9세), 몸무게 45-91 kg (평균 67±8.9 kg), 키 150-179 cm (평균 165.1±8.9 kg), BMI 19.5-30.5(평균24.5±2.9)이었다.

데이터처리

CNR은 주변 Noise에 관한 ROI의 대조도를 나타내는 값으로 Eq. (3)과 같고 배경 평균 신호 값에서 ROI 평균 신호 값의 차를 구한 다음 Background의 표준편차와 ROI의 표준편차를 구하여 더한 값으로 나누어 CNR을 계산하였다.
추가적으로 각 변수들의 상관관계를 알아보고자 SPSS (PASW) 통계 프로그램을 통해 Spearman의 순위상관분석을 구하였고, BMI와 ESD 간에, DAP와 ESD ⦁ BMI 간에, SNR과 CNR 간에는 강한 양의 상관관계를 나타냈으며 통계적으로 유의했다(p<0.05). BMI와SNR-CNR, ESD와 SNR, CNR 간에는 상관관계를 보이지 않았다.
통계분석을 통한 상관관계 확인을 위해 통계 프로그램은 PASW Statistics ver. 18.0 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하여 ESD와 DAP 및 SNR · CNR간의 선량변화에 따른 화질변화 및 f/s 변화에 따른 선량 및 화질에 관한 상관관계 등을 분석하였다.
화질 평가는 정량적 결과를 얻기 위해 Image J프로그램을 이용해 SNR과 CNR의 값을 공식에 대입하여 도출했으며 결과는 SPSS 통계 프로그램을이용하여 분석하였다.

이론/모형

혈관조영 검사장비(Axiom Artis Zee Ceiling, Siemens Healthineers, Forchheim, Germane)를 이용하여 검사하였으며 ESD와 DAP 선량 표 및 SNR · CNR분석을 위한 촬영 영상을 획득하기 위해 INFINITT PACS (INFINITT Cardiology PACS viewer, Version 1.0.6.1)를 이용하였다.

성능/효과

Cine의 f/s변화에 따른 선량 및 노이즈 분석 연구에서 CAG의 Cine촬영에서 15f/s이 10f/s보다 선량 및 화질(ESD⦁DAP 및 SNR⦁CNR)에 대해 상향된 수치를 보였으나 통계적으로 유의하지 않았으므로본 논문을 통해 Cine의 설정을 10f/s 또는 15f/s으로변화 시 발생할 수 있는 선 피폭문제 뿐만 아니라화질감소에 관한 문제점도 줄어들 수 있을 것으로 사료된다. 나아가 지속적인 투시를 행하는 중재적 시술의 특성을 고려할 때 장비설정 값의 변화, 조절 등으로 피폭에 대한 걱정과 우려를 덜어내려는 노력이 계속해서 필요할 것이라 생각한다.

후속연구

연구의 한계점으로는 좌측 심장에 혈액을 공급하는 관상동맥 중 LAD의 역할이 크다고 알려져 있으나^[14] AP Cranial 30°에선 Background 설정 및 주요 혈관 근위부들의 병변 파악에 어려움이 있어 기준이 마땅치 않아 AP Caudal 30° View를 선택하게 되었다. AP Caudal 30° View의 Background 및 ROI의 측정에 있어서는 심장의 누운 자세(Supine)의 해부학 구조상 심장 음영의 1/3지점과 대동맥(Aorta)이 중복된 구간이 불가피하게 발생하기 때문에 대동맥이 지나는 심장 음영을 배제시키고 측정하기엔 어려움이 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	심장동맥 조영술을 이용하여 좌 관상동맥과(Lt. Coronary Artery)과 우관상동맥(Rt. Coronary Artery)을 검사하기 위해서 무엇이 요구되는가?	Coronary Artery)과 우관상동맥(Rt. Coronary Artery)을 검사하기 위해서는 혈관조영장치의 X선관을 다양한 각도로 바꾸어 촬영하여야 한다.
	사 방향 각도가 들어가지 않는 AP 상태에서의 촬영이 X선 피폭이 적은 이유는?	즉, 사 방향 각도가 들어가지 않는 AP 상태에서의 촬영이 X선 피폭이 적다는 이야기다. 이는 DAP의 결과 값을 이용하는 CAG 특성상 면적에 영향을 적게 받는 AP 상태의 촬영들이 사 방향촬영 영상보다 X선 선량이 적은 이유일 것이라 생각한다. 그중 AP 촬영 및 AP Cranial 30°, AP Caudal 30°로 회전을 주어 촬영할 때의 산란선이 사 방향을 주어 촬영했을 때의 선량보다 X선 피폭량이 적게 나왔다는 결과를 참고하여 본 연구에서 Cine 촬영 시 f/s변화를 준 영상 중 AP Caudal 30° 영상을 획득하여 연구를 진행하게 되었다.
	중재적 시술의 특징은?	일반적으로 중재적 시술은 정면(Anterior), 후면(Posterior), 측면(Lateral), 사방향(Oblique) 등의 회전을 주어 검사하므로 각도에 따라 시술자 및 환자에게 부여되는 선량과 프레임(f/s) 변화 등 여러 인자에 따라 선량이 달라진다.[1] 이때, 시술자는 환자와 달리 장비에 의한 직접적인 X선 피폭보다 산란선으로 인한 직업 피폭이 주요 원인으로 알려져 있고 이를 방어하며 시술에 참여하기 위한 연구들이 현재까지도 계속 진행되고 있는 만큼[2] 시술자들 역시 개인의 피폭선량에 관한 많은 관심과 우려를 안고 있기에 환자에 대한 피폭량을 확인함과 동시에 CAG 촬영 시 f/s 변화에 따른 선량 변화를 알아보고자 하였다.

참고문헌 (14)

T. Y. Yun, J. W. Son, K. J. Kim, and et al, "The analysis of scattered radiation distribution depends on changing tube angle in angiography suite", Cardio-Vascular Interventional Technology, Vol. 20, No. 1, pp. 55-63, 2017.
W. G. Jeong "Radiation exposure and its reduction in the fluoroscopic examination and fluoroscopy-guided interventional radiology", Journal of Korean Medical Association, Vol. 54, No. 12, pp. 1269-1276, 2011.

상세보기
J. C. Gurley, S. E. Nissen, D. C. Booth, A. N. Demaria "Influence of operator-and patient-dependent variables on the suitability of automated quantitative coronary arterygraphy for routine clinical use", Journal of the American College of Cardiology, Vol. 19, No. 6, pp. 1237-1243, 1992.

상세보기
Y. D. Kim, I. Park, S. T. Kim, and et al, "Interoserver Variability in the Assessment of Coronary Arteriogram -Comparison between Visual and Computer based Quantitative Estimation-", Radiographics, Vol. 23, No. 6, pp. 857-866, 1998.
L. Finci, B. Meirer, G. Steffenino, P. Roy, W. Rutishauser, "Radiation exposure during diagnostic catheterization and single- and double-vessel percutaneous transluminal coronary angioplasty", Journal of the American College of Cardiology, Vol. 60, No, 16, pp. 1401-1403, 1987.

상세보기
S. M. Park, J. M. Park, S. Y. Lee, S. I. Gang, Y. B. Park, D. H. Han, "A Study on the Comparison of Deep Dose of Fluoroscopy and Cine Angiography in Heart Examination," Journal of the Korean Society of Cardio-Vascular Interventional Technology, Vol. 17, No. 1, pp. 145-150, 2014.
Y. H. Kang, P. G. Jo, "Reduction of Radiation Dose according to Geometric Parameters from Digital Coronary Angiography," Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 7, No. 4, pp. 277-284, 2013.

원문보기 상세보기
Ministry of Food and Drug Safety, "Radiation protection guidelines for patient dose reduction in interventional procedures," Radiation safety management series, No. 36, 2014.
J. W. Jaaco, D. L. Miler, "Measuring and monitoring radiation dose during fluoroscopically guided procedures, Tech Vasc Interv Tadiol, Vol. 13, No. 3, pp. 188-193, 2010.

상세보기
O. J. Park, J. J. Kim, H. R. Ryu, H. W. Lee, "Delayed clinical symptom and treatment seek time in patients with acute myocardial infarction", Journal of Korean Academy of Nursingy, Vol. 30, No. 3, pp. 659-669, 1997.
J. I. Choi, D. G. Na, H. H. Kim, M. Y. Shin, K. J. An, J. Y. Lee, "Quality Control of Medical Imaging", Korean Journal of Radiology, Vol. 50, No. 5, pp. 317-331, 2004.

상세보기
Y. E. Kim, J. H. Kim, J. S. Kim, C. M. Kim, "Comparison of computed tomography (CT) dose and image quality - Dyna CT and Multi Detector CT center", Journal of the Korean Society of Cardio-Vascular Interventional Technology, Vol. 17, No. 1, pp. 163-172, 2014.
Y. E. Kim, J. S. Kim, J. H. Yun,, T. I. Kim, "A Study on the Evaluation of Dose and Quality of Image by C-Arms Angle and Copper Filter Thickness during Cerebral Angiography and Intervention", Journal of the Korean Society of Cardio-Vascular Interventional Technology, Vol. 20, No. 1, pp. 152-160, 2017.

상세보기
S. S. Kang, I. H. Go, H. G. Goo. et al, "Textbook of Vascular and Interventional Radiography", 2nd Ed.. The Korean Society of Medical Imaging Technology.. Korea, pp. 114-115, 2012.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (4)

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (14)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

표/그림 (4) 모든 표/그림 보기

표/그림 (4) 슬라이드로 보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (14)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

정묘영 (2) 송종남 (34) 한재복 (53)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

초록
AI-Helper

표/그림 (4)

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper