[논문]간병변 초음파영상에서의 탄성초음파를 이용한 영상분석

이정현; 김정훈; 김창수

간병변 초음파영상에서의 탄성초음파를 이용한 영상분석
Analysis of image using fibroscan value in the Ultrasound of Elastography for liver lesions 원문보기

이정현 (부산가톨릭대학교 방사선학과 대학원) , 김정훈 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과) , 김창수 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과)

최근 간질환 검사의 비침습적인 방법으로 탄성초음파가 각광받고 있는 추세이다. 그러나 진단결과와 탄성초음파 결과 값에 따른 표준 진단 매뉴얼이 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 탄성초음파 수치에 따른 간질환의 종류와 B-mode 영상 간의 경향을 알아보고자 하였다. 그리고 환자의 우측 늑간 초음파 B-mode 영상평가 파라미터인 평균, 신호 대 잡음비, 최대신호 대 잡음비, 엔트로피로 분석하고, 동일 부위에 시행한 탄성초음파 수치와의 비교를 통해 경향을 연구하였고, 그 기준을 제시하고자 하였다.

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문제 정의

본 연구는 간병변의 비침습적인 검사법으로 알려져있는 탄성초음파와 영상 분석의 파라미터를 통하여 결과값의 경향을 알아보고자 하였다. 그 결과, 탄성초음파 수치가 높을수록 영상 분석의 파라미터 값이 증가하여 유의한 결과가 나왔다.

제안 방법

100명의 환자를 전문의가 판독한 정상군 (15명), 간장애 환자 (49명), 간경화 환자 (19명), 기타 간 질환 환자 (17명)로 분류한다. 각 영상은 파라미터 값으로 분석하였다.
간 실질의 영상분석 파라미터(parameters)는 평균 (Mean), 신호 대 잡음비 (Signal-to-Noise Ratio; SNR), 최대 신호 대 잡음비 (Peak Signal-to-Noise Ratio; PSNR), 엔트로피 (Entropy)를 선정하였다.
실험방법은 초음파 장비를 이용하여 환자를 스캔하여 영상을 획득하고, dcm 파일을 jpg파일로 변환하여 저장한다. 100명의 환자를 전문의가 판독한 정상군 (15명), 간장애 환자 (49명), 간경화 환자 (19명), 기타 간 질환 환자 (17명)로 분류한다.

데이터처리

실험재료는 영상평가로 프로그램(Matlab 2012a, USA) 을 이용하였고, 초음파 진단기(IU-22, Philips, USA)로 획득한 환자의 우측 늑간 B-mode 영상과 FibroScan (EchoSens, France)으로 얻은 동일 환자의 우측 늑간 탄성초음파 값을 이용하였다.

이론/모형

본 연구에서는 기존의 Image J를 이용한 영상분석과는 다르게 Matlab 프로그램을 이용하였다. 실험결과에는 간경화뿐만 아니라, 간장애 등 여러간 질환도 포함되었다.

성능/효과

본 연구는 간병변의 비침습적인 검사법으로 알려져있는 탄성초음파와 영상 분석의 파라미터를 통하여 결과값의 경향을 알아보고자 하였다. 그 결과, 탄성초음파 수치가 높을수록 영상 분석의 파라미터 값이 증가하여 유의한 결과가 나왔다. 그리고 간섬유화 뿐만 아니라 간장애나 다른 간질환에서도 의미 있는 값을 보였으므로 다양한 간질환의 영상평가 적용에도 유용할 것으로 보인다.
실험결과에는 간경화뿐만 아니라, 간장애 등 여러간 질환도 포함되었다. 본 실험에서 간경화에서의 영상분석 결과는 mean 91.98, SNR 11.71, PSNR 13.07, Entropy 5.702이며, 탄성초음파 수치는 31.43로 다른 값들에 비해 현저히 높은값이 나왔고, 다른 간 질환에 대해서도 4개의 파라미터 중 3개(SNR, PSNR, Entropy)의 P값의 결과로서 탄성초음파 수치와 상관성이 있음을 확인하였다.
실험을 통해 탄성초음파 수치와 영상 분석의 파라미터의 수치가 유의한 것으로 나타났다. 따라서 이는 초음파의 주관적 판단을 객관화하는 진단 메뉴얼의 기본 데이터가 될 것이며, 간경화 뿐만 아니라 정상에 벗어나는 다양한 간 병변에도 응용될 것을 기대한다.

후속연구

그 결과, 탄성초음파 수치가 높을수록 영상 분석의 파라미터 값이 증가하여 유의한 결과가 나왔다. 그리고 간섬유화 뿐만 아니라 간장애나 다른 간질환에서도 의미 있는 값을 보였으므로 다양한 간질환의 영상평가 적용에도 유용할 것으로 보인다. 그러나 탄성초음파의 비교 대상으로 여러 변수들을 분석하며, 다양한 질병군을 포함시킴으로써 그에 따른 질병에 따른 탄성초음파의 진단 결과값들을 고려하여야 한다.
실험을 통해 탄성초음파 수치와 영상 분석의 파라미터의 수치가 유의한 것으로 나타났다. 따라서 이는 초음파의 주관적 판단을 객관화하는 진단 메뉴얼의 기본 데이터가 될 것이며, 간경화 뿐만 아니라 정상에 벗어나는 다양한 간 병변에도 응용될 것을 기대한다.
본 연구의 제한점으로 첫째, 관심영역 설정 과정에서 환자마다 간 위치뿐만 아니라, 혈관 등의 위치도 달라 관심영역을 다른 위치에 설정하게 되었다. 둘째, B-mode 영상평가에 정지영상을 사용했다는 점과 영상의 전 처리를 본 연구에서는 Gain값의 고정으로 하였다는 점이다.

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