[논문]소아 복부 CT 검사에서 체중에 기반한 조영제 주입 프로토콜 적용에 따른 조영증강의 최적화

김영균; 한동균

doi:10.7742/jksr.2021.15.5.575

소아 복부 CT 검사에서 체중에 기반한 조영제 주입 프로토콜 적용에 따른 조영증강의 최적화
Contrast Optimization using of Weight-based Injection Protocol in Pediatric Abdomen CT Examination 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.5, 2021년, pp.575 - 584

초록
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본 논문의 목적은 복부 CT 검사를 시행하는 소아환자에게 체중 기반 조영제 프로토콜을 적용함으로써 고정 투여법보다 조영제를 감소시키면서 최적의 문맥기 화질을 달성하는 것이다. Discovery 750HD(General Electric medical systems, Milwaukee, USA)를 이용하였으며, 만 18세 미만의 소아 남자 85명과 여자 82명, 총 167명을 대상으로 연구하였다. 300 mgI/ml(Xenetix, Guerbet, France)의조영제를 몸무게 2배로 고정 주입한 그룹과 체중기반 프로토콜을 적용하면서 주입량을 10%씩 단계적으로 감소시키면서 생리식염수를 주입한 그룹을 구분하였으며, 스캔 지연 시간을 추가로 변화시키면서 복부 장기의 CT 감쇄계수와 SNR을 비교 평가하였다. 또한 조영 증강의 정도와 심장 주변의 빔 경화 인공물을 정성적으로 평가하였다. 체중기반 프로토콜을 적용하고 20%의 조영제를 감소한 그룹이 몸무게 2배로 고정 주입한 그룹과 조영 증강이 가장 유사하였으며, 그리고 20%의 지연시간을 가진 그룹이 가장 조영 증강 효과가 높았다. 조영제 주입 후 적절한 지연시간은 실질 장기의 조영 효과를 상승시켰으며, 생리식염수를 적용한 주입 프로토콜은 심장 주변의 인공물이 감소시켰다. 결론적으로 소아 복부 CT 검사 시, 체중 기반 프로토콜의 적용과 적절한 지연시간의 조절은 불필요한 조영제 사용을 억제하고 최적의 문맥기 영상의 특성화를 가능하게 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this study was to achieve optimal portal phase while reducing contrast medium by applying weight-based dose protocol compared to standard fixed dose protocol to performing of pediatric abdominal CT examination. Discovery 750HD (General Electric Medical Systems, Milwaukee, USA) was used, and a total of 167 children consisting of 85 men and 82 women under the age of 18 were studied. The group in which the 300 mgI/ml(Xenetix, Guerbet, France) contrast medium was fixedly injected at twice body weight and the group injected with physiological saline while gradually decreasing the injection amount by 10% while applying the weight-based protocol were distinguished. Also, the CT number and SNR of abdominal organs were compared and evaluated while changing the scan delay time. Subjective image quality of enhancement and beam-hardening artifacts of around the heart was assessed with five-point criterion. The group adapted weight-based protocol with 20% reduction in contrast medium was most similar in contrast enhancement in the group with fixed injection at twice body weight. Furthermore, the group with a delay time of 20% had the highest contrast enhancement effect, and the difference in CT attenuation coefficient from the group scanned immediately after injection of the contrast media. Therefore, the appropriate delay time after injection of the contrast agent increased the contrast enhancement of the parenchymal organ. In addition, the weight-based injection protocol with normal saline reduced artifacts around the heart, and the effect of contrast enhancement could be maintained. In conclusion, it is possible to reduce dosage of contrast media through the application of weight-based injection protocols and appropriate latency, and to characterize optimal portal phase imaging on pediatric abdominal CT.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. The Parameter of CT Examination according to Patient Weight
표 Table 2. Classification of Pediatric Patients according to Contrast Medium Volume
표 Table 3. Classification of Pediatric Patients according to Delay Time of CT Scanning
그림 Fig. 1. Regions of interest in Abdominal Axial Images for Measurement of Image Quality.
표 Table 4. CT Number and SNR of Target Organs with between Injection Protocol
표 Table 5. CT Number of Target Organs according to Injection Protocol
표 Table 6. Subjective Image Quality according to Study Group

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 논문의 목적은 소아 환자의 체중의 변화에 따른 조영제 주입량과 주입 속도 및 스캔 지연시간을 자동으로 계산할 수 있는 주입 프로토콜을 개발하여 복부 CT검사에 적용함으로써, 조영제 주입량을 최소화시키면서 최적의 문맥기 영상을 획득할 수 있는지 알아보고자 한다.

제안 방법

대조군 A그룹의 조영제의 총 주입량은 몸무게의 2배를 적용하였으며, 실험군 B1, B2, B3, 그룹은 조영제 주입량을 10%씩 감소시키면서 생리식염수를 최소 10 ml에서 최대 20 ml를 추가로 주입하였다. 이때 균등한 주입 속도를 유지하기 위하여 자동 주입기를 사용하였으며, 조영제와 생리식염수 주입 후 지체 없이 스캔하였다.
비이온성 혈관 조영제 300 mgI/ml(Xenetix, Guerbet, France)를 37°로 가온하여 팔의 정주와 정맥내 주입하였다. 이때 CT 검사자의 효율적인 조영제 주입을 위하여, 환자의 몸무게의 변화를 반영한 투여량과 주입 속도 및 검사 지연시간을 자동으로 계산할 수 있는 엑셀 프로토콜을 적용함으로써 일관적으로 주입하였다. 소아 복부 CT 검사의 조영제 주입 시간는 30 sec 이내가 되도록 주입속도를 최소 0.
횡단면 영상에서 하행 대동맥, 간문맥, 하대정맥과 간 실질, 췌장, 비장, 신장의 CT 감쇄계수 (Hounsfield unit)와 잡음을 측정하여 신호대 잡음비 (Signal noise ratio)를 계산하였다.

대상 데이터

CT 장비는 Discovery 750HD(General Electric medical systems, Milwaukee, USA) 64 slice MDCT 장치를이용하였으며, 2019년 1월 1일부터 2020년 7월 31일까지 복부 CT 검사를 시행한 만 18세 미만의 소아 남자 85명과 여자 82명, 총 167명을 대상으로 데이터를 수집하였다. 검사 조건은 다음 Table 1과 같다.
조영제 주입 프로토콜을 적용한 그룹의 스캔 지연 시간의 변화 따른 문맥기의 화질의 조영 증강변화를 평가하기 위하여 Table 3과 같이 총 4 그룹으로 구분하여 영상을 획득하였다.

데이터처리

그리고 조영 증강의 정도 및 인공에 대한 정성적 분석을 위하여 5점 척도의 점수를 이용하여, Mann-Whitney 방법으로 비모수 검정을 실행하였다. 모든 통계학적 유의 수준은 0.
0 프로그램을 사용하였다. 조영제 주입 프로토콜의 적용과 주입량 조절 및 지연시간의 변화에 따른 집단 간 CT 감쇄계수와 SNR의 변화를 파악하기 위하여 One-way anova 분석을 시행하였으며, Bonferroni로 사후 검정하였다.

이론/모형

관전압은 환자의 몸무게에 따라서 20 kg 미만은 80 kVp, 20 kg 이상은 100 kVp를 적용하였으며, 빔콜리메이션은 40 mm로 설정하여 나선형으로 스캔하였다. 영상의 획득은 5.0 mm 절편 두께, Standard 알고리즘을 사용하였으며, 통계적 반복재구성기법 (Adapted statistical iterative reconstruction) 50%를 적용하였다.

성능/효과

69% 가량 감소되었다. 따라서 몸무게를 반영한 조영제주입 프로토콜의 적용여부에 따라서 문맥기의 조영증강 기의 차이가 발생하였고, 특히 생리식염수의 추가적인 투여는 조영 증강의 효과를 상승시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
09이었다. 따라서 조영제를 투여 직후 검사하는 것보다, 조영제와 생리식염수 투여 후, 20% 지연시간을 설정하여 스캔한 영상이 실질 장기의 조영 효과가 가장 높았다.
소아 복부 CT 검사 시, 체중에 기반한 조영제 주입 프로토콜의 적용을 통하여 최적의 문맥기 영상 특성화가 가능하다. 또한 적절한 스캔 지연시간은 복부 장기의 조영 증강 효과를 달성에 도움이 되며, 생리식염수의 사용은 불필요한 조영제 사용을 억제할 수 있다. 임상에서 각각의 소아환자의 신체 특성에 맞는 일관된 조영제 주입 조건을 설정함으로써 영상의 품질을 효율적으로 달성할 수 있을 것으로 기대한다.
소아 복부 CT 검사 시, 체중에 기반한 조영제 주입 프로토콜의 적용을 통하여 최적의 문맥기 영상 특성화가 가능하다. 또한 적절한 스캔 지연시간은 복부 장기의 조영 증강 효과를 달성에 도움이 되며, 생리식염수의 사용은 불필요한 조영제 사용을 억제할 수 있다.
조영제 주입 후 스캔 지연시간의 변화에 따른 복부 장기의 조영 증강기를 평가한 결과, 지연시간이 10%씩 증가함에 따라서 하행대동맥의 CT 감쇄 계수는 6.81~7.87% 가량 지속적으로 감소되었다. 그리고 나머지 장기는 20%의 지연시간을 설정한 C3 그룹에서 가장 높은 CT 감쇄 계수를 보였으며, 지연시간 없이 스캔한 A그룹과의 차이는 각각 간 실질 17.
체중에 기반한 조영제 주입 프로토콜을 적용하고 주입량을 20% 감소한 적용한 B2그룹이 고정 주입조건을 사용한 A그룹에 비하여 조영증강 정도는 더 높았고, 심장주변의 인공물은 더 감소하였다. 그리고 지연시간을 20% 추가한 C3그룹이 B2 그룹보다 조영증강의 효과가 더 높았으며 인공물은 다소 감소하였다.

후속연구

또한 적절한 스캔 지연시간은 복부 장기의 조영 증강 효과를 달성에 도움이 되며, 생리식염수의 사용은 불필요한 조영제 사용을 억제할 수 있다. 임상에서 각각의 소아환자의 신체 특성에 맞는 일관된 조영제 주입 조건을 설정함으로써 영상의 품질을 효율적으로 달성할 수 있을 것으로 기대한다.

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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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