[논문]Brain Angiography 검사 시 Scan Time에 따른 Contrast Media Volume에 대한 연구

이주련; 김동현

doi:10.7742/jksr.2020.15.1.29

Brain Angiography 검사 시 Scan Time에 따른 Contrast Media Volume에 대한 연구
Study on the Contrast Media Volume according to Scan Time during Brain Angiography Examination 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.1, 2021년, pp.29 - 35

이주련 (부산가톨릭대학교 방사선학과) , 김동현 (부산가톨릭대학교 방사선학과)

초록
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본 연구의 목적은 주기적으로 follow up CT를 촬영하는 뇌출혈 환자에게 조영제의 양을 줄임으로써 줄이기 전과 후의 영상의 화질의 차이가 있는지에 관하여 조사하는 것이었고, 줄이기 전과 후의 영상을 검사한 후 MMWP 프로그램을 이용하여 각각의 혈관 위치에 ROI를 설정하여 화질을 평가하였다. 먼저 Rt. CCA, Lt.CCA. Rt.MCA, Lt.MCA, Basilar artery에 각각 ROI를 잡았다. 둘째, 잡은 ROI에 대한 평균값과 표준편차값을 구하였다. 셋째, 구해진 평균값과 표준편차 값을 통하여 SNR과 CNR을 구하였다. 구하여진 SNR값과 CNR값을 T-test 통계를 구한 결과 SNR에 대한 결과 값은 Rt.CCA 0.765, Lt.CCA 0.871, Rt.MCA 0.343, Lt.MCA 0.235, Basilar artery 0.916이며, CNR에 대한 결과 값은 Rt.CCA 0.088, Lt.CCA 0.069, Rt.MCA 0.818, Lt.. MCA 0.579, Basilar artery 0.878로 나타났다. 구해진 SNR값과 CNR값을 통하여 통계를 구한 결과값이 조영제를 줄이기 전과 후의 영상의 화질에 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구가 주기적으로 CT검사를 하는 환자들에게 조영제에 대한 부담이 덜어질 수 있는 지표가 되기를 바랍니다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate whether there is a difference in image quality before and after reducing the amount of contrast medium in cerebral hemorrhagic patients who periodically follow up CT, and after reducing the amount of contrast medium, the image before and after reduction was examined, and the image quality was assessed by setting ROI at each vessel location using MMWP program. First Rt. CCA, Lt.CCA. Rt.MCA, Lt.MCA and Basilar Artery each got an ROI. Second, the mean and standard deviation values for the ROI were obtained. Third, SNR and CNR were obtained through the average and standard deviation values obtained. T-test statistics show that the SNR and CNR values obtained show that the result values for SNR are Rt.CCA 0.765, Ltd.CCA 0.871, Rt.MCA 0.343 LT.MCA 0.235, Basilar alternative 0.916, result value for CNR Rt.CCA 0.088, Ltd.CCA 0.069, Rt.MCA 0.818, Let's...MCA 0.579 and Basilar Artery 0.878. The results obtained through the obtained SNR and CNR values showed no difference in the quality of the images before and after reducing contrast medium. Therefore, we hope that this study will be an indicator that reduces the burden on contrast agents on patients who do CT examinations periodically.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. scan time according to scan range.
그림 Fig. 2. Contrast agent according to the duration.
표 Table 1. Scan Parameter
그림 Fig. 3. ROI for each vessel according to different volumes.
표 Table 2. Average value for SNR
표 Table 3. Average value for CNR
표 Table 4. T-test result value for SNR
표 Table 5. T-test result value for CNR
그림 Fig. 4. MIP image according to contrast volume.
표 Table 6. Result value of Blind test

AI 본문요약
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제안 방법

본 논문에서는 주기적으로 조영제를 주입하여 Follow up CT를 촬영하는 환자에게 Contrast media volume 120 cc를 주입하여 획득한 영상과 Contrast media volume 28 cc를 주입하여 획득한 영상의 화질을 분석하고 비교하여 최소한의 Contrast media volume으로도 영상 화질을 평가하는데 이상이 없 는지의 유용성을 평가해보았다.
화질 비교를 위해 30명을 대상으로 Contrast media volume 120 cc와 28 cc을 주입한 영상과 MIP 영상을 뇌혈관계 전문판독의 3명과 임상경력 10년 이상의 CT 전문방사선사 2명으로 구성하여 Blind test를 시행하였다. 1점에서 10점의 구간으로 나누어 평균 9점 이상이면 Excellent, 평균 8점 이상이면 Good, 평균 7점 이상이면 Moderate, 평균 6점 이상이면 Bad, 평균점이상이면 Poor로 평가하여 실시하였다.

대상 데이터

임상에서 사용되어지고 있는 brain angio protocol 을 기반으로 검사 시 기존의 2 cc/kg방식의 Contrast volume대신 환자 Scan range에 의한 Scan time과 Delay time의 합으로 Contrast media volume을 결정한다. Fig.
조사대상은 2013년 1월 1일부터 2016년 12월 31일까지 모 대학병원에서 Brain angiography 검사 후 주기적으로 Follow up 하는 환자 남여 30명을 대상으로 검사를 진행하였다. 검사 프로토콜 Parameter는 Table 1과 같으며 관전압은 120kV이며, Pitch 0.

데이터처리

화질 비교를 위해 30명을 대상으로 Contrast media volume 120 cc와 28 cc을 주입한 영상과 MIP 영상을 뇌혈관계 전문판독의 3명과 임상경력 10년 이상의 CT 전문방사선사 2명으로 구성하여 Blind test를 시행하였다. 1점에서 10점의 구간으로 나누어 평균 9점 이상이면 Excellent, 평균 8점 이상이면 Good, 평균 7점 이상이면 Moderate, 평균 6점 이상이면 Bad, 평균점이상이면 Poor로 평가하여 실시하였다.
원본 데이터를 기반으로 MMWP(Multi Modality Work Place : MMWP) 프로그램을 사용하여 Fig. 3 과 같이 기존의 Contrast media volume 120 cc와 scan time duration으로 검사되어진 Contrast media volume으로 얻어진 영상에서 양측 CCA (Common Carotid Artery), 양측 MCA (Middle Cerebral Artery), Basilar Aretry 총 5군데에 각각 ROI를 그려 Mean값과 표준편차값을 구하였다. 그 후 각각의 값들을 SNR과 CNR 공식에 대입하여 결과 값을 산출하였다.
CNR 값을 Excel 프로그램을 통하여 1차적으로 분산에 대한 두 집단을 F검정한 후, 양측 검정 값 ＜ 0.05일 경우 이분산 가정 두 집단 T-test를 시행하고, 양측 검정 값 ＞ 0.05일 경우 등분산 가정 두 집단 T-test를 시행하였다. 시행되어진 T-test의 P-value 값 ＞ 0.
SNR 값을 Excel 프로그램을 통하여 1차적으로 분산에 대한 두 집단을 F검정한 후, 양측 검정 값 ＜ 0.05일 경우 이분산 가정 두 집단 T-test를 시행하고, 양측 검정 값 ＞ 0.05일 경우 등분산 가정 두 집단 T-test를 시행하였다. 시행되어진 T-test의 P-value 값 ＞ 0.
각 ROI로 얻어진 Data를 이용해 SNR값과 CNR 값을 산출하여 통계분석 Excel의 독립표본 T 검정 방법으로 유의성 평가를 하였다.
그 후 각각의 값들을 SNR과 CNR 공식에 대입하여 결과 값을 산출하였다. 실험군과 대조군의 산출되어진 결과 값을 비교함으로써 영상의 화질평가를 하였다. SNR과 CNR 공식은 다음과 같다.

이론/모형

본 연구에서 사용한 실험 장비는 Siemens 사의 128채널인 Somatom Definition AS+와 Medrad Stellant auto injector가 사용되었으며, SNR값과 CNR값을 구하기 위해 Siemens 사의 소프트프로그램인 MMWP(Multi Modality Work Place : MMWP) 프로그램을 사용하였다.
원본 데이터를 기반으로 MMWP(Multi Modality Work Place : MMWP) 프로그램을 사용하여 Fig. 3 과 같이 기존의 Contrast media volume 120 cc와 scan time duration으로 검사되어진 Contrast media volume으로 얻어진 영상에서 양측 CCA (Common Carotid Artery), 양측 MCA (Middle Cerebral Artery), Basilar Aretry 총 5군데에 각각 ROI를 그려 Mean값과 표준편차값을 구하였다.

성능/효과

Contrast media volume 120 cc와 28 cc를 각각 주입하여 CT Angiography + 3D Brain(CE) 검사를 시행한 후 CT 영상을 MMWP 프로그램을 이용하여 Vessel에 ROI를 설정하고 구해진 Mean ± SD로부터 CNR을 계산한 결과 120 cc로 조영제를 주입한 CT 영상의 CNR 평균값이 Rt.CCA 63.597 Lt.CCA 64.829 Rt.MCA 22.230 Lt.MCA 22.492 Basilar Artery 21.853이 나왔고 28 cc로 조영제를 주입한 CT 영상의 CNR 평균값이 Rt.CCA 48.325 Lt.CCA 47.997 Rt.MCA 21.500 Lt.MCA 20.689 Basilar Artery 22.453이 나왔다.
Contrast media volume 120 cc와 28 cc를 각각 주입하여 CT Angiography + 3D Brain(CE) 검사를 시행한 후 CT 영상을 MMWP 프로그램을 이용하여 Vessel에 ROI를 설정하고 구해진 Mean ± SD로부터 SNR을 계산한 결과 120 cc로 조영제를 주입한 CT 영상의 SNR 평균값이 Rt.CCA 49.577 Lt.CCA 31.931 Rt.MCA 8.59 Lt.MCA 7.244 Basilar Artery 9.341이 나왔고 28 cc로 조영제를 주입한 CT 영상의 SNR 평균값이 Rt.CCA 52.607 Lt.CCA 33.337 Rt.MCA 12.758 Lt.MCA 11.271 Basilar Artery 9.122이 나왔다.
MCA 0.818, Lt.MCA 0.579, Basilar Artery 0.878으로 P-value 값이 0.05보다 크게 나와 CNR에 의한 화질 비교시 120 cc와 28 cc의 Contrast media volume으로 검사되어진 영상은 차이가 없다는 결과가 나왔다
05보다 크게 나와 CNR에 의한 화질 비교시 120 cc와 28 cc의 Contrast media volume으로 검사되어진 영상은 차이가 없다는 결과가 나왔다. 각각 다른 Contrast media volume으로 T-test 통계분석 결과 기존의 120 cc Contrast media volume과 다르게 28 cc의 Contrast media volume으로도 충분히 Brain angiography 검사가 가능하다는 것을 알 수 있다.
05보다 크게 나와 귀무가설이 채택되어지며, 두 집단의 평균값이 같다는 전제가 맞아 떨어지게 된다. 따라서 SNR에 의한 화질 비교 시 120 cc와 28 cc의 Contrat media volume으로 검사 되어진 영상은 차이가 없다는 결과가 나왔다. 또한 CNR값에서 각각 다른 Contrast media volume으로 주입한 두 집단의 F 검정 후 P-value 값은 Rt.
실험 결과 Contrast media volume 120 cc를 주입한 영상과 28 cc를 주입한 영상의 화질 비교시 T-test 통계분석 결과 산출되어진 SNR값에서 각각 다른 Contrast media volume으로 주입한 두 집단의 F 검정 후 P-value 값은 Rt.CCA 0.765, Lt.CCA 0.871, Rt. MCA 0.
환자 30명을 검사한 영상의 MIP 영상의 Blind test 결과 평가자 5명 중 3명은 Excellent이며 2명은 Good이 나왔다. 이는 전체적으로 Contrast media volume 120 cc 대비 28 cc volume으로도 영상을 구현할 수 있는 결과인 것이다.

후속연구

CT Angiography + 3D Brain(CE) 검사시 Contrast media volume을 기존의 120 cc와 비교하였을 때, 28 cc Contrast media volume으로도 적절한 영상을 구현할 수 있으며, Contrast media volume 대폭 줄임으로써 조영제 부작용을 최소화할 수 있는 방법으로 좀 더 다양한 검사 방법에 적용되는 기초자료로 사용되길 기대한다.
제한점으로는 환자의 영상 화질 비교 시 특정된 한 장비만을 가지고 실험을 진행하였으며, Viscosity는 320으로 동일하지만 조영제 회사가 다른 조영제들로 사용되었다는 한계점이 있다.
하지만 본 논문의 실험을 통하여 많은 Contrast media volume을 줄임에도 불구하고 적절한 영상을 구현해 낼 수 있었다는 점과 조영제 부작용이 줄어든다는 부분에서 Brain angiography 검사에 국한되지 않고 다양한 검사 방법에 사용되어질 수 있을 것이라 사료된다.

참고문헌 (10)

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상세보기
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상세보기
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S. M. Yu, "Comparison of Iodine Contrast Media for Adverse Reactions of Contrast Media in Computed Tomography," Major in Biomedical Science, Department of Health and Convergence Science The Graduate School, Korea University, 2019.
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저자의 다른 논문 :

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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