컴퓨터 단층 촬영: 기존 나선형 CT 스캔

컴퓨터 단층촬영은 검사 대상 환자 주변의 다양한 위치에서 X선의 감쇠 또는 약화를 간접적으로 측정하여 수행하는 특수한 유형의 X선 검사입니다. 기본적으로 우리가 아는 것은 다음과 같습니다.

• 엑스선관에서 나오는 것은 무엇입니까?
• 검출기에 도달하고
• 각 위치에서 엑스선관과 검출기의 위치는 무엇입니까?

나머지는 모두 이 정보에서 비롯됩니다. 대부분의 CT 단면은 신체 축에 대해 수직으로 배치됩니다. 이를 일반적으로 축 단면 또는 횡단면이라고 합니다. 각 단면에서 X선관은 환자를 중심으로 회전하며, 단면의 두께는 미리 결정됩니다. 대부분의 CT 스캐너는 빔이 부채꼴로 발산하는 일정한 회전 원리로 작동합니다. 이 경우 X선관과 검출기는 단단히 결합되어 있으며, 스캔 영역을 중심으로 회전하는 동작은 X선의 방출 및 포착과 동시에 이루어집니다. 따라서 환자를 통과한 X선은 반대편에 위치한 검출기에 도달합니다. 부채꼴 발산은 장치 설계에 따라 40°에서 60°까지 발생하며, X선관의 초점에서 시작하여 검출기 열의 바깥쪽 경계까지 섹터 형태로 확장되는 각도에 따라 결정됩니다. 일반적으로 360° 회전할 때마다 이미지가 형성되며, 획득된 데이터는 이를 위해 충분합니다. 스캐닝 중 여러 지점에서 감쇠 계수가 측정되어 감쇠 프로파일을 형성합니다. 실제로 감쇠 프로파일은 튜브-검출기 시스템의 특정 각도에서 모든 검출기 채널에서 수신된 신호 집합에 불과합니다. 최신 CT 스캐너는 360° 원을 따라 검출기-튜브 시스템의 약 1,400개 위치, 즉 1도당 약 4개 위치에서 데이터를 전송하고 수집할 수 있습니다. 각 감쇠 프로파일에는 빔 발산각이 50°라고 가정할 때 1,500개 검출기 채널, 즉 1도당 약 30개 채널의 측정값이 포함됩니다. 검사 시작 시 환자 테이블이 갠트리 안으로 일정한 속도로 이동하면서 디지털 방사선 사진("스캐노그램" 또는 "토포그램")을 촬영하고, 이를 바탕으로 나중에 필요한 단면을 계획할 수 있습니다. 척추나 두부 CT 검사의 경우, 갠트리를 원하는 각도로 회전시켜 단면의 최적 방향을 얻습니다.

컴퓨터 단층촬영(CT)은 환자 주위를 회전하는 X선 센서의 복잡한 판독값을 사용하여 다양한 깊이별 영상(단층촬영)을 생성하고, 이 영상은 디지털화되어 단면 영상으로 변환됩니다. CT는 일반 X선으로는 불가능한 2차원 및 3차원 정보를 제공하며, 훨씬 높은 대비 해상도를 제공합니다. 결과적으로 CT는 대부분의 두개내, 두경부, 흉강내, 그리고 복강내 구조물을 영상화하는 새로운 표준으로 자리 잡았습니다.

초기 CT 스캐너는 하나의 X선 센서만 사용했으며, 환자는 스캐너를 단계적으로 이동하며 각 이미지마다 멈췄습니다. 이 방식은 나선형 CT로 대체되었습니다. 나선형 CT는 환자가 스캐너를 계속 이동하면서 스캐너가 회전하고 연속적으로 이미지를 촬영하는 방식입니다. 나선형 CT는 영상 촬영 시간을 크게 단축하고 플레이트 두께를 줄입니다. 여러 개의 센서(4~64열의 X선 센서)가 있는 스캐너를 사용하면 영상 촬영 시간을 더욱 단축하고 플레이트 두께를 1mm 미만으로 줄일 수 있습니다.

이렇게 많은 데이터가 표시되므로 MRI처럼 거의 모든 각도에서 이미지를 재구성할 수 있으며, 진단 영상 솔루션을 유지하면서 3차원 이미지를 구축하는 데 사용할 수 있습니다. 임상적으로는 CT 혈관조영술(예: 폐색전증 평가) 및 심장 영상(예: 관상동맥 혈관조영술, 관상동맥 경화 평가)이 있습니다. 또 다른 유형의 고속 CT인 전자빔 CT도 관상동맥 경화 평가에 사용할 수 있습니다.

CT 스캔은 조영제를 사용하거나 사용하지 않고 촬영할 수 있습니다. 비조영제 CT는 급성 출혈(밝은 흰색으로 나타남)을 감지하고 골절을 특징지을 수 있습니다. 조영제 CT는 정맥 조영제 또는 경구 조영제, 또는 둘 다를 사용합니다. 일반 X선 촬영에 사용되는 것과 유사한 정맥 조영제는 종양, 감염, 염증 및 연조직 손상을 영상화하고 폐색전증, 대동맥류 또는 대동맥 박리가 의심되는 경우와 같이 혈관계를 평가하는 데 사용됩니다. 신장에서 조영제가 배출됨으로써 비뇨생식기 계통을 평가할 수 있습니다. 조영제 반응 및 해석에 대한 정보는 다음을 참조하십시오.

경구 조영제는 복부를 영상화하는 데 사용되며, 장 구조와 주변 구조를 구분하는 데 도움이 됩니다. 표준 경구 조영제인 요오드바륨은 장 천공이 의심되는 경우(예: 외상으로 인해) 사용할 수 있습니다. 흡인 위험이 높은 경우에는 저삼투압 조영제를 사용해야 합니다.

CT 검사 시 방사선 노출은 중요한 문제입니다. 일상적인 복부 CT 검사에서 발생하는 방사선량은 일반적인 흉부 X선 검사에서 받는 방사선량보다 200~300배 높습니다. CT는 현재 대부분의 사람들에게 가장 흔한 인공 방사선원으로, 전체 의료 방사선 노출량의 3분의 2 이상을 차지합니다. 이러한 수준의 인체 노출은 결코 경미한 것이 아닙니다. 오늘날 CT 방사선에 노출되는 어린이의 평생 방사선 노출 위험은 성인보다 훨씬 높은 것으로 추산됩니다. 따라서 CT 검사의 필요성은 각 환자의 잠재적 위험과 신중하게 비교 검토되어야 합니다.

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다중단면 컴퓨터 단층촬영

다중 검출기 나선형 컴퓨터 단층 촬영(멀티 슬라이스 컴퓨터 단층 촬영)

다중열 검출기 CT 스캐너는 최신 세대의 스캐너입니다. X선관 맞은편에는 검출기가 하나가 아닌 여러 열로 구성되어 있습니다. 이를 통해 검사 시간이 크게 단축되고 대조도 해상도가 향상되어 조영제 투여된 혈관을 더욱 선명하게 볼 수 있습니다. X선관 맞은편에 있는 Z축 검출기 열은 서로 다른 폭을 가지고 있으며, 바깥쪽 열이 안쪽 열보다 더 넓습니다. 이는 데이터 수집 후 영상 재구성에 더 나은 조건을 제공합니다.

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전통적 컴퓨터 단층촬영과 나선형 컴퓨터 단층촬영의 비교

기존 CT 스캔은 복부나 머리와 같은 특정 신체 부위를 통해 일련의 연속적이고 동일한 간격의 영상을 획득합니다. 각 슬라이스 촬영 후 환자를 태운 테이블을 다음 미리 정해진 위치로 이동시키기 위해 잠시 멈춰야 합니다. 두께와 겹침/슬라이스 간 간격은 미리 결정됩니다. 각 레벨의 원시 데이터는 별도로 저장됩니다. 슬라이스 사이에 잠시 멈춰 의식이 있는 환자는 숨을 쉴 수 있으므로 영상에 심각한 호흡 인공물이 나타나는 것을 방지할 수 있습니다. 그러나 검사 영역과 환자 크기에 따라 검사는 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다. 특히 관류 효과를 평가하기 위해 IV CS 후 영상 획득 시간을 조절하는 것이 중요합니다. CT는 기존 방사선 사진에서 볼 수 있는 뼈 및/또는 공기의 간섭 없이 신체의 완전한 2D 축상 영상을 얻는 데 적합한 방법입니다.

단일열 및 다중열 검출기 배열을 갖춘 나선형 컴퓨터 단층촬영(MSCT)에서 환자 검사 데이터는 테이블이 갠트리로 이동하는 동안 지속적으로 수집됩니다. X선관은 환자 주위를 나선형으로 돕니다. 테이블 이동은 튜브가 360° 회전하는 데 필요한 시간(나선 피치)에 맞춰 조정되며, 데이터 수집은 전체 과정에서 지속적으로 이루어집니다. 이러한 최신 기술은 호흡 아티팩트와 노이즈가 기존 컴퓨터 단층촬영처럼 단일 데이터 세트에 큰 영향을 미치지 않기 때문에 단층촬영을 크게 개선합니다. 단일 원시 데이터베이스를 사용하여 두께와 간격이 다른 슬라이스를 재구성합니다. 단면을 부분적으로 중첩하면 재구성 성능이 향상됩니다.

전체 복부 스캔 데이터 수집에는 1~2분이 소요됩니다. 2~3회씩 10~20초씩 나선 스캔을 진행합니다. 환자가 숨을 참을 수 있고 X선관을 식혀야 하기 때문에 시간 제한이 있습니다. 이미지를 재구성하는 데는 추가 시간이 필요합니다. 신장 기능을 평가할 때는 조영제 투여 후 조영제가 배출될 수 있도록 잠시 멈춰야 합니다.

나선형 방법의 또 다른 중요한 장점은 절편 두께보다 작은 병변을 검출할 수 있다는 것입니다. 스캐닝 중 환자의 호흡 깊이가 일정하지 않아 작은 간 전이가 절편에 들어가지 않으면 간과될 수 있습니다. 겹치는 절편으로 얻은 절편을 재구성할 때 나선형 방법의 원시 데이터에서 전이를 쉽게 검출할 수 있습니다.

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공간 해상도

영상 재구성은 개별 구조의 대비 차이를 기반으로 합니다. 이를 바탕으로 512 x 512개 이상의 이미지 요소(픽셀)로 구성된 시각화 영역의 영상 행렬이 생성됩니다. 픽셀은 감쇠 계수에 따라 다양한 회색조 영역으로 모니터 화면에 나타납니다. 실제로 이 픽셀들은 정사각형이 아니라, 체적 축을 따라 길이가 슬라이스 두께에 해당하는 정육면체(복셀 = 체적 요소)입니다.

복셀 크기가 작을수록 영상 품질은 향상되지만, 이는 공간 해상도에만 적용됩니다. 슬라이스를 더 얇게 만들면 신호대잡음비가 감소합니다. 얇은 슬라이스의 또 다른 단점은 환자에게 방사선량이 증가한다는 것입니다. 그러나 세 차원 모두 동일한 크기를 가진 작은 복셀(등방성 복셀)은 상당한 이점을 제공합니다. 관상면, 시상면 또는 기타 투영에서 다평면 재구성(MPR)이 계단형 윤곽 없이 영상에 표시됩니다. MPR에 크기가 다른 복셀(이방성 복셀)을 사용하면 재구성된 영상에 들쭉날쭉한 모양이 나타납니다. 예를 들어, 골절을 배제하기 어려울 수 있습니다.

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나선형 계단

나선의 피치는 회전당 테이블 이동 정도(mm)와 절삭 두께를 나타냅니다. 테이블의 느린 이동은 압축 나선을 형성합니다. 절삭 두께나 회전 속도를 변경하지 않고 테이블 이동을 가속화하면 최종 나선에서 절삭 사이에 공간이 생깁니다.

대부분의 경우, 나선 피치는 갠트리 회전 중 테이블의 이동(피드) 비율로 이해되며, mm 단위로 표현되고, 콜리메이션(mm 단위로 표현됨)에 대한 비율로 이해됩니다.

분자와 분모의 치수(mm)가 균형을 이루므로 나선 피치는 무차원량입니다. MSCT의 경우, 소위 체적 나선 피치는 일반적으로 Z축을 따라 전체 슬라이스 개수에 대한 것이 아니라, 단일 슬라이스에 대한 테이블 피드의 비율로 간주됩니다. 위에서 사용된 예에서 체적 나선 피치는 16(24mm / 1.5mm)입니다. 그러나 나선 피치의 첫 번째 정의로 돌아가는 경향이 있습니다.

새로운 스캐너는 지형도에서 검사 영역의 두정측(Z축) 확장을 선택할 수 있는 옵션을 제공합니다. 또한, 튜브 회전 시간, 슬라이스 콜리메이션(얇은 슬라이스 또는 두꺼운 슬라이스), 검사 시간(호흡 유지 시간)은 필요에 따라 조정됩니다. SureView와 같은 소프트웨어는 적절한 나선 피치를 계산하며, 일반적으로 0.5에서 2.0 사이의 값을 설정합니다.

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슬라이스 콜리메이션: Z축을 따라 해상도

이미지 해상도(Z축 또는 환자 신체 축 방향)는 콜리메이션을 사용하여 특정 진단 작업에 맞게 조정할 수 있습니다. 5~8mm 두께의 슬라이스는 표준 복부 검사와 완전히 일치합니다. 그러나 작은 골절 조각의 정확한 위치 파악이나 미묘한 폐 변화를 평가하려면 얇은 슬라이스(0.5~2mm)를 사용해야 합니다. 슬라이스 두께는 무엇에 의해 결정됩니까?

콜리메이션(collimation)이란 용어는 환자 신체의 세로축(Z축)을 따라 얇거나 두꺼운 단면을 얻는 것을 의미합니다. 의사는 콜리메이터를 사용하여 X선관에서 나오는 방사선 빔의 부채꼴 발산을 제한할 수 있습니다. 콜리메이터의 개구부 크기는 환자 뒤쪽 검출기에 도달하는 방사선의 통과 범위를 넓거나 좁게 조절합니다. 방사선 빔의 흐름을 좁히면 환자의 Z축을 따라 공간 분해능이 향상됩니다. 콜리메이터는 X선관 출구 바로 앞뿐만 아니라 검출기 바로 앞, 즉 X선원의 측면에서 볼 때 환자의 "뒤"에도 위치할 수 있습니다.

환자 뒤쪽에 한 줄의 검출기를 갖춘 콜리메이터 조리개 의존 시스템(단일 슬라이스)은 10mm, 8mm, 5mm 또는 1mm 두께의 슬라이스를 생성할 수 있습니다. 매우 얇은 단면을 사용하는 CT 스캔을 "고해상도 CT"(HRCT)라고 합니다. 슬라이스 두께가 1mm 미만인 경우 "초고해상도 CT"(UHRCT)라고 합니다. 약 0.5mm 두께의 슬라이스로 추체골을 검사하는 UHRCT는 두개골 기저부 또는 고실 내 이소골을 통과하는 미세한 골절선을 보여줍니다. 간의 경우, 전이를 감지하기 위해 고대비 해상도가 사용되므로 다소 더 두꺼운 슬라이스가 필요합니다.

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검출기 배치 계획

단일 슬라이스 나선형 기술의 발전으로 다중 슬라이스(다중 나선형) 기술이 도입되었는데, 이는 X선원 반대편 Z축에 수직으로 배치된 여러 열의 검출기를 사용하는 기술입니다. 이를 통해 여러 단면의 데이터를 동시에 수집할 수 있습니다.

방사선의 부채꼴 발산으로 인해 검출기 열의 폭은 서로 달라야 합니다. 검출기 배열 방식은 검출기 폭이 중앙에서 가장자리로 갈수록 커지도록 설계되어, 다양한 두께 조합과 슬라이스 수를 얻을 수 있습니다.

예를 들어, 16단면 검사는 16개의 얇은 고해상도 슬라이스(Siemens Sensation 16의 경우 16 x 0.75mm 기법) 또는 두께가 두 배인 16개 절편을 사용하여 수행할 수 있습니다. 장골대퇴 CT 혈관조영술의 경우, Z축을 따라 한 주기에 걸쳐 볼륨 슬라이스를 얻는 것이 바람직합니다. 이 경우 콜리메이션 폭은 16 x 1.5mm입니다.

CT 스캐너 개발은 16단면으로 끝나지 않았습니다. 32열과 64열 검출기를 갖춘 스캐너를 사용하면 데이터 수집 속도를 높일 수 있습니다. 그러나 더 얇은 단면으로의 전환은 환자의 방사선량 증가로 이어지고, 이는 방사선 피폭을 줄이기 위한 추가적인, 그리고 이미 실현 가능한 조치들을 필요로 합니다.

간과 췌장을 검사할 때 많은 전문가들은 영상 선명도를 높이기 위해 절편 두께를 10mm에서 3mm로 줄이는 것을 선호합니다. 그러나 이렇게 하면 노이즈 수준이 약 80% 증가합니다. 따라서 영상 품질을 유지하려면 튜브의 전류 세기를 추가로 증가시키거나(즉, 전류 세기(mA)를 80% 증가시키거나) 스캔 시간을 늘려야 합니다(mAs 곱이 증가함).

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이미지 재구성 알고리즘

나선 CT는 추가적인 장점을 가지고 있습니다. 영상 재구성 과정에서 대부분의 데이터는 특정 슬라이스에서 실제로 측정되지 않습니다. 대신, 해당 슬라이스 외부의 측정값은 슬라이스 근처의 대부분의 값과 보간되어 슬라이스별 데이터가 됩니다. 다시 말해, 슬라이스 근처의 데이터 처리 결과가 특정 단면의 영상 재구성에 더 중요합니다.

여기서 흥미로운 현상이 발생합니다. 환자 선량(mGy)은 회전당 mAs를 나선 피치로 나눈 값으로 정의되며, 이미지당 선량은 나선 피치를 고려하지 않은 회전당 mAs와 같습니다. 예를 들어, 설정이 회전당 150 mAs이고 나선 피치가 1.5인 경우, 환자 선량은 100 mAs이고 이미지당 선량은 150 mAs입니다. 따라서 나선 기술을 사용하면 높은 mAs 값을 선택하여 대비 해상도를 향상시킬 수 있습니다. 이를 통해 슬라이스 두께를 줄여 이미지 대비와 조직 해상도(이미지 선명도)를 높이고, 환자 선량을 줄이도록 피치와 나선 간격 길이를 선택할 수 있습니다! 따라서 선량이나 X선관 부하를 증가시키지 않고도 많은 수의 슬라이스를 얻을 수 있습니다.

이 기술은 획득한 데이터를 2차원(시상면, 곡선면, 관상면) 또는 3차원 재구성으로 변환할 때 특히 중요합니다.

검출기에서 측정된 데이터는 X선의 실제 감쇠량에 해당하는 전기 신호로 프로파일 단위로 검출기 전자 장치에 전달됩니다. 이 전기 신호는 디지털화되어 비디오 프로세서로 전송됩니다. 이 이미지 재구성 단계에서는 전처리, 필터링, 역공학으로 구성된 "파이프라인" 기법이 사용됩니다.

전처리에는 획득한 데이터를 이미지 재구성을 위해 준비하는 데 필요한 모든 보정이 포함됩니다. 예를 들어, 암전류 보정, 출력 신호 보정, 교정, 트랙 보정, 방사선 경화 등이 있습니다. 이러한 보정은 튜브와 검출기 작동 시 발생하는 변동을 줄이기 위해 수행됩니다.

필터링은 역공학에서 발생하는 이미지 흐림 현상을 보정하기 위해 음수 값을 사용합니다. 예를 들어, 원통형 물 팬텀을 필터링 없이 스캔하고 재구성하면 가장자리가 매우 흐릿해집니다. 이미지를 재구성하기 위해 여덟 개의 감쇠 프로파일을 중첩하면 어떻게 될까요? 원통의 일부가 두 개의 중첩된 프로파일로 측정되므로 실제 원통 대신 별 모양의 이미지가 생성됩니다. 감쇠 프로파일의 양수 성분 외에 음수 값을 추가하면 이 원통의 가장자리가 선명해집니다.

역공학은 합성곱된 스캔 데이터를 2차원 이미지 행렬로 재분배하여 손상된 슬라이스를 표시합니다. 이 과정은 이미지 재구성 과정이 완료될 때까지 프로파일별로 수행됩니다. 이미지 행렬은 체커보드처럼 보이지만, 일반적으로 "픽셀"이라고 하는 512 x 512 또는 1024 x 1024개의 요소로 구성됩니다. 역공학을 통해 각 픽셀은 정확한 밀도를 갖게 되며, 이는 모니터 화면에 밝은 회색에서 어두운 회색까지 다양한 회색 음영으로 나타납니다. 화면 영역이 밝을수록 픽셀 내 조직(예: 뼈 구조)의 밀도가 높아집니다.

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전압(kV)의 영향

검사하는 해부학적 부위의 흡수 용량이 높은 경우(예: 두부, 견갑대, 흉추 또는 요추, 골반 또는 비만 환자의 CT) 더 높은 전압 또는 mA 값을 사용하는 것이 좋습니다. X선관에서 높은 전압을 선택하면 X선 방사선의 경도가 높아집니다. 따라서 X선은 흡수 용량이 높은 해부학적 부위를 훨씬 더 쉽게 투과합니다. 이 과정의 긍정적인 측면은 환자 조직에 흡수되는 저에너지 방사선 성분이 영상 획득에 영향을 미치지 않고 줄어든다는 것입니다. 소아 검사 및 KB 볼러스 추적 시에는 표준 설정보다 낮은 전압을 사용하는 것이 좋습니다.

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관전류(mAs)

밀리암페어초(mAs) 단위로 측정되는 전류는 환자가 받는 방사선량에도 영향을 미칩니다. 체격이 큰 환자는 좋은 영상을 얻기 위해 튜브에 더 높은 전류가 필요합니다. 따라서 비만 환자는 체격이 현저히 작은 어린이보다 더 높은 방사선량을 받게 됩니다.

어깨띠나 골반처럼 방사선을 더 많이 흡수하고 산란시키는 뼈 구조를 가진 부위는 목, 마른 사람의 복부, 다리보다 더 높은 관전류가 필요합니다. 이러한 의존성은 방사선 방호에 적극적으로 활용됩니다.

스캔 시간

특히 복부와 흉부에서는 심장 수축과 장 운동으로 인해 영상 품질이 저하될 수 있으므로 가능한 한 짧은 스캔 시간을 선택해야 합니다. CT 영상 품질은 환자의 비자발적인 움직임 가능성을 줄임으로써 향상됩니다. 반면, 충분한 데이터를 수집하고 공간 분해능을 극대화하기 위해 더 긴 스캔 시간이 필요할 수 있습니다. 때로는 X선관의 수명을 연장하기 위해 의도적으로 전류를 줄이고 스캔 시간을 늘리는 경우가 있습니다.

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3D 재구성

나선 단층촬영은 환자 신체 전체 영역에 대한 데이터를 수집하기 때문에 골절과 혈관의 시각화가 크게 향상되었습니다. 다양한 3D 재구성 기법이 사용됩니다.

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최대 강도 투사(MIP)

MIP는 2D 또는 3D 데이터 세트에서 고신호 복셀을 추출하는 수학적 방법입니다. 다양한 각도에서 획득한 데이터 세트에서 복셀을 선택하여 2D 이미지로 투영합니다. 투영 각도를 조금씩 변경한 후 재구성된 이미지를 빠르게 연속적으로(즉, 동적 뷰 모드에서) 시각화하여 3D 효과를 얻습니다. 이 방법은 조영제 증강 혈관 영상에 자주 사용됩니다.

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다중 평면 재구성(MPR)

이 기술을 사용하면 관상면, 시상면 또는 곡선면 등 어떤 투영법으로든 영상을 재구성할 수 있습니다. MPR은 골절 진단 및 정형외과 분야에서 귀중한 도구입니다. 예를 들어, 기존의 축면 영상은 골절에 대한 완전한 정보를 항상 제공하지는 못합니다. MPR을 사용하면 파편의 변위나 피질판의 손상 없이 매우 얇은 골절을 더욱 효과적으로 진단할 수 있습니다.

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표면 음영 디스플레이, SSD

이 방법은 하운스필드 단위로 주어진 임계값 이상으로 정의된 장기 또는 뼈 표면을 재구성합니다. 최적의 재구성을 위해서는 영상 각도와 가상 광원의 위치 선택이 중요합니다(컴퓨터가 영상에서 그림자 영역을 계산하고 제거합니다). 뼈 표면은 MPR로 확인된 원위 요골의 골절을 명확하게 보여줍니다.

3D SSD는 외상성 척추 골절과 같은 수술 계획에도 사용됩니다. 영상 각도를 변경하면 흉추 압박 골절을 쉽게 감지하고 추간공의 상태를 평가할 수 있습니다. 추간공은 여러 가지 다른 투사법으로 검사할 수 있습니다. 시상면 MPR은 척추관으로 전위된 골편을 보여줍니다.

CT 스캔 판독을 위한 기본 규칙

• 해부학적 방향

모니터의 이미지는 단순히 해부학적 구조의 2차원 표현이 아니라 512 x 512 요소(픽셀)의 행렬로 표현된 X선의 평균 조직 흡수에 대한 데이터를 포함합니다. 슬라이스는 특정 두께(d _S )를 가지며 동일한 크기의 직육면체 요소(복셀)의 합이 행렬로 결합됩니다. 이 기술적 특징은 아래에서 설명하는 부분 볼륨 효과의 기초입니다. 얻은 이미지는 일반적으로 아래(꼬리쪽)에서 봅니다. 따라서 환자의 오른쪽은 이미지의 왼쪽에 있고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 예를 들어 복강의 오른쪽 절반에 위치한 간은 이미지의 왼쪽에 표시됩니다. 그리고 위와 비장과 같이 왼쪽에 위치한 장기는 오른쪽 이미지에서 볼 수 있습니다. 이 경우 전복벽으로 표현되는 신체의 앞쪽 표면은 이미지의 위쪽에 정의되고 척추가 있는 뒤쪽 표면은 아래쪽에 있습니다. 기존의 방사선 촬영에서도 동일한 영상 형성 원리가 사용됩니다.

• 부분 볼륨 효과

영상의학과 전문의는 슬라이스 두께(d _S )를 결정합니다. 흉강과 복강 검사에는 일반적으로 8~10mm를 선택하고, 두개골, 척추, 안와, 측두골의 피라미드 부위에는 2~5mm를 선택합니다. 따라서 구조물이 슬라이스 두께 전체를 차지할 수도 있고, 일부만 차지할 수도 있습니다. 회색조에서 복셀 색상의 강도는 모든 구성 요소의 평균 감쇠 계수에 따라 달라집니다. 구조물이 슬라이스 두께 전체에 걸쳐 동일한 모양을 가진 경우, 복부 대동맥과 하대정맥의 경우처럼 윤곽이 뚜렷하게 보입니다.

부분 부피 효과는 구조물이 슬라이스 전체 두께를 차지하지 않을 때 발생합니다. 예를 들어, 슬라이스에 척추체 일부와 디스크 일부만 포함된 경우 윤곽이 불분명합니다. 슬라이스 내부에서 장기가 좁아지는 경우에도 마찬가지입니다. 이것이 신장 극, 담낭, 방광의 윤곽이 불분명한 이유입니다.

• 결절형 구조와 관형 구조의 차이점

확대되고 병리학적으로 변형된 림프절과 횡단면에 포함된 혈관 및 근육을 구분할 수 있는 것이 중요합니다. 이러한 구조는 밀도(및 동일한 회색 음영)가 동일하기 때문에 한 단면만으로 이를 구분하는 것은 매우 어려울 수 있습니다. 따라서 항상 더 두정엽과 후정엽에 위치한 인접 단면을 분석해야 합니다. 주어진 구조가 몇 개의 단면에서 보이는지 명시함으로써 확대된 림프절을 보는지, 아니면 다소 긴 관형 구조를 보는지라는 딜레마를 해결할 수 있습니다. 림프절은 한두 단면에서만 확인되고 인접 단면에서는 시각화되지 않습니다. 대동맥, 하대정맥, 그리고 장골-요추와 같은 근육은 두정엽-후정엽 이미지 전체에서 볼 수 있습니다.

한 부위에 비대해진 결절 형성이 의심되는 경우, 의사는 즉시 인접 부위를 비교하여 이 "형성"이 단면적으로 단순한 혈관인지 근육인지 명확하게 판단해야 합니다. 이 방법은 또한 특정 부위의 용적(private volume)의 영향을 빠르게 파악할 수 있다는 점에서 유용합니다.

• 밀도측정법(조직 밀도 측정)

예를 들어 흉막강에서 발견된 체액이 삼출액인지 혈액인지 알 수 없는 경우, 체액의 밀도를 측정하면 감별 진단에 도움이 됩니다. 마찬가지로, 간이나 신장 실질의 국소 병변에도 밀도 측정법을 사용할 수 있습니다. 그러나 단일 복셀(voxel) 측정값만으로는 신뢰성이 낮으므로 결론을 도출하는 것은 권장되지 않습니다. 신뢰도를 높이려면 국소 병변, 체액의 구조 또는 부피에 대한 여러 복셀로 구성된 "관심 영역"을 확장해야 합니다. 컴퓨터가 평균 밀도와 표준 편차를 계산합니다.

경화 아티팩트나 부분 용적 효과를 놓치지 않도록 특히 주의해야 합니다. 병변이 전체 슬라이스 두께에 걸쳐 확장되지 않으면 밀도 측정에 인접 구조가 포함됩니다. 병변의 밀도는 전체 슬라이스 두께(d _S )를 채우는 경우에만 정확하게 측정됩니다. 이 경우, 인접 구조보다는 병변 자체를 측정할 가능성이 더 높습니다. 작은 병변처럼 d S 가 병변의 직경보다 큰 경우, 모든 스캔 레벨에서 부분 용적 효과가 발생합니다.

• 다양한 유형의 직물의 밀도 수준

현대 기기는 4096가지 회색조를 표현할 수 있으며, 이는 하운스필드 단위(HU)로 다양한 밀도 수준을 나타냅니다. 물의 밀도는 임의로 0 HU, 공기의 밀도는 -1000 HU로 가정했습니다. 모니터 화면은 최대 256가지 회색조를 표시할 수 있지만, 사람의 눈은 약 20가지 정도만 구분할 수 있습니다. 인체 조직 밀도의 스펙트럼은 이러한 좁은 한계보다 더 넓기 때문에, 원하는 밀도 범위의 조직만 보이도록 이미지 창을 선택하고 조정할 수 있습니다.

평균 윈도우 밀도 레벨은 검사 대상 조직의 밀도 레벨에 최대한 가깝게 설정해야 합니다. 폐는 공기 밀도가 높기 때문에 HU 설정이 낮은 윈도우에서 검사하는 것이 가장 좋지만, 뼈 조직의 경우 윈도우 레벨을 상당히 높여야 합니다. 이미지 대비는 윈도우 폭에 따라 달라집니다. 20가지 회색조가 밀도 스케일의 작은 부분만 가리기 때문에 윈도우 폭이 좁을수록 대비가 더 강해집니다.

거의 모든 실질 장기의 밀도 수준이 10~90 HU 사이의 좁은 범위 내에 있다는 점에 유의해야 합니다. 폐는 예외이므로 위에서 언급한 대로 특별한 창 매개변수를 설정해야 합니다. 출혈과 관련하여 최근 응고된 혈액의 밀도 수준이 신선한 혈액보다 약 30 HU 높다는 점을 고려해야 합니다. 그런 다음 오래된 출혈 부위와 혈전 용해 부위에서 밀도가 다시 떨어집니다. 단백질 함량이 30 g/L 이상인 삼출물은 표준 창 설정으로 단백질 함량이 30 g/L 미만인 투과물과 쉽게 구별할 수 없습니다. 또한 림프절, 비장, 근육 및 췌장에서처럼 밀도가 많이 겹치므로 밀도 평가만으로는 조직 정체성을 확립하는 것이 불가능합니다.

결론적으로, 정상 조직 밀도 값은 개인마다 다르며, 순환 혈액과 장기 내 조영제의 영향으로 변화한다는 점에 유의해야 합니다. 조영제의 영향은 비뇨생식기 계통 검사에서 특히 중요하며, 조영제의 정맥 투여와 관련이 있습니다. 이 경우, 조영제가 신장에서 빠르게 배출되기 시작하여 스캔 중 신실질 밀도가 증가합니다. 이러한 효과는 신장 기능을 평가하는 데 활용될 수 있습니다.

• 다양한 창에서 연구 문서화

영상을 얻은 후에는 검사 결과를 기록하기 위해 영상을 필름(인쇄본)으로 옮겨야 합니다. 예를 들어, 흉부의 종격동과 연조직 상태를 평가할 때 근육과 지방 조직이 회색조로 명확하게 보이도록 창을 설정합니다. 이 경우 중심이 50 HU이고 너비가 350 HU인 연조직 창을 사용합니다. 결과적으로 -125 HU(50-350/2)에서 +225 HU(50+350/2)까지의 밀도를 가진 조직은 회색으로 표시됩니다. 폐와 같이 -125 HU 미만의 밀도를 가진 모든 조직은 검은색으로 표시됩니다. +225 HU보다 높은 밀도를 가진 조직은 흰색으로 표시되며 내부 구조는 구분되지 않습니다.

폐 실질 검사가 필요한 경우, 예를 들어 결절 형성을 배제한 경우, 창 중심을 -200 HU로 줄이고 폭을 2000 HU로 늘려야 합니다. 이 창(폐 창)을 사용하면 저밀도 폐 구조가 더 잘 구분됩니다.

뇌의 회백질과 백색질 사이의 최대 대비를 얻으려면 특수 뇌 창을 선택해야 합니다.회백질과 백색질의 밀도 차이가 거의 없으므로 연조직 창은 매우 좁고(80~100 HU) 대비가 높아야 하며, 중앙은 뇌 조직 밀도 값(35 HU)의 중간 지점에 있어야 합니다.이러한 설정으로는 75~85 HU보다 밀도가 높은 모든 구조가 흰색으로 나타나기 때문에 두개골을 검사하는 것이 불가능합니다.따라서 뼈 창의 중앙과 너비는 각각 약 +300 HU와 1500 HU로 상당히 높아야 합니다.후두골의 전이는 뼈 창을 사용할 때만 시각화되지만 뇌 창은 시각화되지 않습니다.반면에 뇌는 뼈 창에서 거의 보이지 않으므로 뇌질의 작은 전이는 눈에 띄지 않습니다.대부분의 경우 모든 창의 이미지가 필름으로 전송되지 않으므로 이러한 기술적 세부 사항을 항상 기억해야 합니다. 검사를 실시하는 의사는 모든 창문에 있는 화면의 영상을 확인하여 중요한 병리학적 징후를 놓치지 않습니다.

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