[논문]자기공명영상 동적검사 시 조영제 역류방지용 밸브의 유용성

손순룡

doi:10.5392/jkca.2020.20.06.439

자기공명영상 동적검사 시 조영제 역류방지용 밸브의 유용성
Usefulness of Reverse Flow Prevention Valves for Back-flow Prevention of Gadolinium Based Contrast Agent in Dynamic Examination of Magnetic Resonance Imaging 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.20 no.6, 2020년, pp.439 - 444

손순룡 (원광보건대학교 방사선과)

초록
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이 연구는 자기공명영상검사 시 조영제 주입용으로 사용되는 자동주입기에서 조영제 역류에 의한 생리식염수의 오탁 현상을 방지할 수 있는 대안을 모색하고자 하였다. 연구방법은 실린지 내에서 조영제 역류를 차단할 대안으로 밸브를 자체 제작한 다음, 임상적용의 유용성을 알아보기 위해 생리식염수의 상태를 세 그룹으로 나누고 조영제 주입을 실험하여 각각 채취한 생리식염수의 지방소거 T1 강조영상으로 신호강도를 비교하였다. 연구결과, 그룹 1의 조영제 주입 전 생리식염수와 그룹 3의 역류방지용 밸브를 적용한 조영제 주입 후 생리식염수가 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 이는 자체 제작한 역류방지용 밸브가 조영제 주입 시 생리식염수로 역류하는 조영제를 완벽히 차단한 것으로 분석된다. 결론적으로 조영제 자동주입기를 활용한 자기공명영상 동적검사 시 본 연구에서 제시한 역류방지밸브를 적용한다면 조영제 역류로 인한 생리식염수의 오탁 현상을 예방할 수 있으리라 본다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to seek an alternative method to prevent the contamination of normal saline caused by the back-flow of Gadolinium Based Contrast Agent(GBCA) by the use of auto-injector for dynamic MRI. The research method is to manufacture the non-return valve as an alternative to the existing, and to examine the usefulness of the normal saline by dividing the state of normal saline into three groups. The signal intensity were compared. As a result, there was no statistically significant difference between normal saline before injection of group 1 and group 3 non-return valve (p> 0.05). It is analyzed that the self-produced non-return valve completely blocked the GBCA back to normal saline when the GBCA was injected. In conclusion, the application of the non-return valve presented in this study for dynamic MRI imaging using the auto injector can prevent normal saline contamination due to GBCA back-flow.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Mimetic diagram of self-produced non-return valve
그림 Fig. 2. Experiment equipment
표 Table 1. Image parameters
그림 Fig. 3. Acquisition Image by Group
표 Table 2. Signal intensity by group
표 Table 3. One-way distribution analysis by group
표 Table 4. Post-Analysis of Duncan by Group

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 아직까지 역류방지용 밸브를 MRI 검사에 적용한 연구나 사례는 없었다. 그러므로 본 연구가 MRI 검사에 역류방지용 밸브를 적용하여 유용성을 입증한 최초의 연구라는 점에서 학술적 의미가 있는 연구라고 할 수 있다.
향후 추가적으로 몸무게에 따라 달라지는 조영제의 양에 대한 임상실험이 필요할 것으로 사료된다. 그럼에도 불구하고 관련 연구가 전무한 상태에서 문제를 개선하기 위해 역류방지용 밸브를 자체 제작하여 유용성을 입증함으로써 조영제 역류로 인한 생리식염수의 오탁 현상을 방지할 수 있는 대안을 제시하였다는 데에 큰 의의를 둘 수 있다.
이에 본 연구는 하나의 관으로 조영제와 생리식염수가 주입된다는 점에서 문제점을 착안하여 용액이 한 방향으로만 흐를 수 있도록 역류방지용 밸브를 적용한다면 조영제 실린지에 압력이 증가하더라도 밸브로 조영제가 차단되어 생리식염수의 오탁을 방지할 수 있을 것으로 판단하였다.

제안 방법

4mm의 발포폴리스티렌 (expanded polystyrene) 볼(ball)을 삽입하여 제작하 였다. 발포폴리스티렌 볼은 폴리스티렌수지에 발포제를 가하여 제작해서 신축성이 있으며, 밸브는 0.5mm 쪽에서 액체가 유입될 경우 흐르지 않고 0.3mm 쪽에서 액체가 유입될 경우 흐르도록 단방향으로 제작하였다.
각각의 생리식염수를 채취하여 영상을 획득한 다음, 비교를 통해 역류방지용 밸브의 유용성을 증명하였다. 생리식염수 그룹은 조영제 주입 전 순수한 생리식염수를 그룹 1로, 기존 방법대로 조영제 주입 후 남은 생리식염수를 그룹 2로, 그리고 새로운 역류방지용 밸브를 적용하여 조영제를 주입한 후 남은 생리식염수를 그룹 3으로 분류하였다. 참고로, 조영제 주입 시 조영제가 역류하여 교차오염이 발생하는 생리식염수는 그룹 2로 기존 방법대로 조영제 주입 후 남은 생리식염수이다.
실험방법은 MRI 동적검사 시와 동일하게 조영제와 생리식염수 실린지를 자동주입기에 장착한 다음, 생리식염수의 상태를 세 그룹으로 나누어 조영제 주입을 테스트하였다. 각각의 생리식염수를 채취하여 영상을 획득한 다음, 비교를 통해 역류방지용 밸브의 유용성을 증명하였다.
역류방지용 밸브의 제작은 단방향으로 액체가 흐를 수 있도록 한쪽 직경이 0.3mm 이고 반대쪽이 0.5mm 인 원통형 관(tube)에 직경 0.4mm의 발포폴리스티렌 (expanded polystyrene) 볼(ball)을 삽입하여 제작하 였다. 발포폴리스티렌 볼은 폴리스티렌수지에 발포제를 가하여 제작해서 신축성이 있으며, 밸브는 0.
영상획득은 3.0T 초전도 자기공명영상장치(Achiva, Philips Healthcare, Nertherland)와 SENSE Head Coil(8 channel)을 사용하여[Fig. 2] 지방소거 T1 강조영상을 획득하였으며, 지방소거 T1 강조영상의 세부적인 매개변수는 [Table 1]과 같이 설정하였고 영상획득 시간은 각각 3분 10초였다.
이 연구는 위와 같은 연결관의 구조적인 문제점을 인지하여 액체가 한 방향으로만 흐를 수 있도록 역류방지용 밸브를 적용한다면 한쪽의 압력이 증가하더라도 이 밸브로 인해 반대쪽에 영향이 없어 생리식염수의 오탁 현상을 방지할 수 있을 것으로 판단하였다. 이를 위해 단방향(one-way) 역류방지용 밸브를 자체 제작한 후 MRI 동적검사 시와 동일하게 적용하여 조영제 역류를 차단할 수 있는 효과를 증명하고자 하였다.
제작한 역류방지용 밸브의 연결관은 직경 0.5mm 부분을 조영제 방향으로 연결하였고 0.3mm 부분을 생리식염수 방향으로 연결하여 조영제가 주입될 경우 역류 방지용 밸브로 하여금 조영제가 생리식염수로 넘어가는 것을 차단하고 생리식염수가 유입될 경우는 다시 밸브가 열려 흐르도록 제작한 구조이다[Fig. 1].
조영제는 세 그룹 모두 30회 씩 주입하여 실험하였으며, 실험을 통해 채취한 생리식염수는 조영제 주입 시 생리식염수로서 조영제가 역류되어 오염됐는지 확인하기 위해 지방소거 T1 강조영상을 획득하여 신호강도를 측정한 후 평가하였다. 조영제 주입은 현재 임상에서 가장 빈번하게 사용하고 있는 자동주입기(Medrad, Spectris Solaris EP, Bayer)를 사용하여 임상에서 시행하는 검사방법이나 용량을 동일하게 하여(0.5 mmol 의 가돌리늄 함유 조영제 15ml(Dotarem, Guerbet), 생리식염수 20ml, flow rate 2cc/sec) 주입하였고, 역류방지용 밸브 적용 여부 외에는 모든 변수를 통제하였다.
조영제는 세 그룹 모두 30회 씩 주입하여 실험하였으며, 실험을 통해 채취한 생리식염수는 조영제 주입 시 생리식염수로서 조영제가 역류되어 오염됐는지 확인하기 위해 지방소거 T1 강조영상을 획득하여 신호강도를 측정한 후 평가하였다. 조영제 주입은 현재 임상에서 가장 빈번하게 사용하고 있는 자동주입기(Medrad, Spectris Solaris EP, Bayer)를 사용하여 임상에서 시행하는 검사방법이나 용량을 동일하게 하여(0.

데이터처리

획득한 영상의 측정은 영상 평가프로그램(Image J, ver. 1.47v, NIH, USA)을 이용하여 20mm²의 관심 영역(ROI)을 영상의 중심부에 설정한 후, 신호강도를 측정하였으며, 측정된 신호강도의 비교평가는 일원배치분산분석(ANOVA, SPSS ver. 22, IBM, Chicago IL, USA)과 Duncan의 사후분석을 병행하여 역류방지용 밸브의 적용 여부에 따른 영상의 신호강도에 유의한 차이가 있는지 알아보았다.

성능/효과

실험방법은 MRI 동적검사 시와 동일하게 조영제와 생리식염수 실린지를 자동주입기에 장착한 다음, 생리식염수의 상태를 세 그룹으로 나누어 조영제 주입을 테스트하였다. 각각의 생리식염수를 채취하여 영상을 획득한 다음, 비교를 통해 역류방지용 밸브의 유용성을 증명하였다. 생리식염수 그룹은 조영제 주입 전 순수한 생리식염수를 그룹 1로, 기존 방법대로 조영제 주입 후 남은 생리식염수를 그룹 2로, 그리고 새로운 역류방지용 밸브를 적용하여 조영제를 주입한 후 남은 생리식염수를 그룹 3으로 분류하였다.
그룹 별 신호강도 차이를 알아보기 위해 일원배치분산분석을 시행한 결과, 집단 간 제곱 합이 12083310.788, 집단 내 제곱 합이 3024740.818로 나타나 그룹 내 적어도 신호강도 값이 유의한 차이가 있는 다른 하나의 그룹이 존재함을 알 수 있다[Table 3].
신호강도 값이 유의한 차이가 있는 그룹을 알아보기 위해 Duncan의 사후분석을 시행한 결과, 유의수준 0.05에 대한 부집단이 2 개로 나타났다[Table 4]. 세부적으로 살펴보면 그룹 1과 그룹 3은 집단 1로, 그룹 2 는 집단 2로 분류되었는데, 이는 새로운 역류방지용 밸브를 적용한 그룹 3이 조영제 주입 전 순수한 생리식염수인 그룹 1과 동일함을 의미한다.
연구결과 조영제 주입 전 생리식염수 군의 신호강도 (198.20±10.92)와 새로운 역류방지밸브를 적용한 조영제 주입 후 생리식염수 군의 신호강도 (200.86±10.82)가 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (sig=.977).
977). 이와 같은 결과는 연구에서 자체 제작한 역류방지용 밸브가 조영제 주입 시 생리식염수로 역류하는 조영제를 완벽히 차단한 것으로 설명할 수 있으며, 조영제 역류로 인한 생리식염수의 오탁 현상을 방지할수 있는 최적의 대안 중 하나임을 확인할 수 있다.
조영제 역류 차단을 위한 역류방지용 밸브의 유용성을 알아보기 위해 그룹 별 생리식염수의 신호강도를 측정한 결과, 그룹 1의 신호강도는 198.20±10.92, 그룹 2는 1235.63±421.58, 그룹 3은 200.86±10.82로 그룹 2(기존 방법대로 조영제 주입 후 남은 생리식염수)가 그룹 1(조영제 주입 전 생리식염수)보다 523.43%(1037.43), 그룹 3(역류방지용 밸브를 적용하여 조영제 주입 후 남은 생리식염수)보다 515.17%(1034.77) 높게 나타났다[Table 2].

후속연구

결론적으로 조영제 자동주입기를 활용한 MRI 동적검사 시 이 연구에서 제시한 역류방지밸브를 적용한다면 조영제 역류로 인한 생리식염수의 오탁 현상을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.
즉 조영제를 주입하는 검사에도 정밀함과 정확성이 매우 중요함에도 대부분 제품이 출시될 때 어떠한 문제 제기 없이 그대로 사용하고 있는 실정 이다. 더욱이 조영제 역류로 인한 생리식염수 오탁 문제의 심각성 인식이 부족하고, 이를 방지하기 위한 관련 연구조차 전무하여 시급히 개선해야 할 사안이다.
이 연구는 위와 같은 연결관의 구조적인 문제점을 인지하여 액체가 한 방향으로만 흐를 수 있도록 역류방지용 밸브를 적용한다면 한쪽의 압력이 증가하더라도 이 밸브로 인해 반대쪽에 영향이 없어 생리식염수의 오탁 현상을 방지할 수 있을 것으로 판단하였다. 이를 위해 단방향(one-way) 역류방지용 밸브를 자체 제작한 후 MRI 동적검사 시와 동일하게 적용하여 조영제 역류를 차단할 수 있는 효과를 증명하고자 하였다.
이 연구는 현실적인 어려움으로 인해 다양한 조영제 주입속도와 조영제 역류로 생리식염수에 희석되는 조영제량을 평가하지 못했다는 점과 역류방지용 밸브의 유용성을 평가한 연구이다 보니 실제 환자의 몸무게에 따라 투여되는 조영제의 양이 달라지는 임상실험을 시행하지 못했다는 제한점이 있다. 향후 추가적으로 몸무게에 따라 달라지는 조영제의 양에 대한 임상실험이 필요할 것으로 사료된다.
이 연구는 현실적인 어려움으로 인해 다양한 조영제 주입속도와 조영제 역류로 생리식염수에 희석되는 조영제량을 평가하지 못했다는 점과 역류방지용 밸브의 유용성을 평가한 연구이다 보니 실제 환자의 몸무게에 따라 투여되는 조영제의 양이 달라지는 임상실험을 시행하지 못했다는 제한점이 있다. 향후 추가적으로 몸무게에 따라 달라지는 조영제의 양에 대한 임상실험이 필요할 것으로 사료된다. 그럼에도 불구하고 관련 연구가 전무한 상태에서 문제를 개선하기 위해 역류방지용 밸브를 자체 제작하여 유용성을 입증함으로써 조영제 역류로 인한 생리식염수의 오탁 현상을 방지할 수 있는 대안을 제시하였다는 데에 큰 의의를 둘 수 있다.

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국가법령정보센터: 의료법 제2장, 제1절, 제4조, 6항, http://www.law.go.kr/%EB%B2%95%EB%A 0%B9/%EC%9D%98%EB%A3%8C%EB%B2%95
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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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