컴퓨터단층촬영

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1 개요

Computed Tomography (CT)

X선 발생장치가 있는 원형의 큰 기계에 들어가서 촬영하는 검사. 앨런 매클라우드 코맥(Allan MacLeod Cormack, 1924~1998)과 고드프리 뉴볼드 하운스필드(Godfrey Newbold Hounsfield, 1919~2004)가 개발하였다. 코맥이 영상 재구성의 원리를 연구하여 발표하였고, EMI(음반사) 연구원인 하운스필드가 이를 개발하여 상용화 하였다. 이 둘은 CT 개발의 업적을 인정받아 1979년 노벨 생리의학상을 수상하였다.

단순하게 잠깐 찍는 X선 촬영과 달리 인체를 절편으로 잘라 보는 횡단면상을 획득한다. 이것을 합성하여 3D 영상으로 재구성하기도 한다.

장기질환이나 뇌출혈 같은 질환에서 병변이 의심되고 정밀검사를 시행해야 할 필요가 있을때 쓰인다. 연조직의 표현력은 MRI보다 떨어지나 공기와 칼슘, 요오드 조영제 등은 구별이 잘 되기 때문에 여러 질병의 진단에 유용하다.

MRI에 비하여 검사비가 싸고 검사 시간이 짧다는 장점이 있다.[1] 또한 MRI 에 비해 내부에 여유 공간이 많아 폐소공포증의 염려가 덜하다. 그러나 MRI를 대체할 수 있는 검사가 아니라 서로 장단점이 나뉘는 검사로 보는 것이 맞다.[2]

보통 MRI는 T(테슬라)단위로 티어가 나뉜다면 CT는 채널단위로 나눌 수 있는데 기본적으로 멀티 채널 CT 라면 모두 3세대 이상이므로 보통의 검사에는 충분하다. 대형 병원 이상에서는 16채널 이상이 쓰인다고 보면 된다. 64채널이면 하이엔드라고 할 수 있으며 256채널 까지 나와있는데 무조건 채널이 높다고 좋은 건 아니다. 하지만 거의 모든 영상의학과의사들은 채널에 목숨을 걸지 채널의 뜻은 CT기계가 한바퀴 도는 동안 얼마나 우리 몸의 위아래 방향으로 두껍게 찍을 수 있느냐로 생각하면 된다. (정확하지는 않다.) 256슬라이스 기기의 경우 이미 필립스에서 2009년도에 뽑았으며, 이 이후론 거의 대부분 256슬라이스로 구동된다 생각하면 편하다. 채널이 높으면 높을 수록 1회 스캔의 시간이 짧아지며, 버티컬 방향의 복셀이 더 빨리 모여 같은 시간 대비 더 정밀한 이미지를 형성할 수 있다.

여담으로 국내 대학병원에서 많이 쓰이는 GE 사의 CT에 비해 필립스 사의 CT 가 대체로 영상을 뽑아보면 더 선명하게 나오는데 이는 필립스 제품군 대부분이 a-si 과 같은 감광판에서 나온 빛을 간접적으로 CCD에 입력하는것이 아닌, X선 자체를 검출하는 Csl/Tl 및 MIC(Multi-channel Ionization Chamber) 를 사용해 이미지를 추출하는데다가 스캐너 RPM 마저 타사제품에 비해 훨씬 높아 더 많은 픽셀을 같은 시간 내에 대량으로 셈플링한 덕이다.

2 피폭

엄연한 X선 검사인만큼 방사선 피폭이 있다는 단점이 있다. 단순한 X선 촬영의 수십배에서 수백배에 이르는데[3] 그렇다고 해서 찍을 필요가 있는 상황에서 검사 여부를 결정할 요소가 될 정도로 중요하지는 않다. 인구 단위로 보면 CT검사 때문에 암에 걸리는 사람이 있겠지만 개인 기준으로 보면 아주 많이 찍었을 때 로또 1등 당첨 확률이 2등 당첨 확률로 오르는 수준이다. 물론 의학적으로는 무조건 낮은 것이 좋기 때문에 피폭량을 줄이는 것을 중요시 하고 있다.[4]

3 원리

일반촬영이라 불리는 일반X선 영상검사의 경우 물체의 정면에서 X선을 조사하여 물체를 투과한 X선이 물체 뒷면의 필름을 감광시켜서 영상을 얻는 원리이다. 반면 CT 검사의 경우 물체를 일정한 크기를 갖는 복셀로 나눈 후 X선을 [5] 회전하며 조사한 뒤 이 정보를 가지고 연산하여 해당 복셀의 투과도를 나타내는 Hounsfield Unit(HU)를 찾아 시각화한다.

초당 2회의 속도로 360도 회전하는 CT 기기 내부의 모습

개발 초기에는 해당 voxel의 성분을 하나하나의 변수로 생각하여 컴퓨터를 이용하여 그 해를 구하는 방식을 사용하였다. 하지만 당시에는 컴퓨터의 성능이 그리 좋지 못하여 연산시간이 너무 오래걸리는 문제점이 있었다. [6] 이후 Back Projection 이라 불리는 역투영 방식으로 영상 재구성을 하게 되었고, 영상의 시각화 속도가 비약적으로 빨라져 진단에 큰 도움이 되었다.

4 조영제

필요한 경우 조직이나 혈관이 잘 보이도록 하는 조영제를 투여하기도 한다. 혈관에는 주로 요오드 조영제를 사용하고, 경구로는 요오드 조영제를 포함해 공기와 물도 조영제 역할을 위해 먹을 수 있다. 검사내용이나 주치의의 오더에 따라 다르겠지만, 검사 전 종이컵 기준 4~5컵의 냉수를 마시고 들어가는 경우도 있다. 물 포함 금식이라고 해서 굶주리고 목마르게 병원 갔더니 검사실 앞에서 물부터 먹으라는 말을 들었을 때의 허탈감이란

요오드 조영제를 혈관으로 투여할 때 처음에는 차가운 액체가 팔을 통해 빠르게 들어오기 때문에 손에서부터 겨드랑이까지 차가운 느낌이 드는데, 시간이 조금 지나 조영제가 전신으로 퍼지면 몸에서 열이 올라오는 느낌이 난다. 특히 남자는 혈액이 많이 모이는 생식기(정확히는 고환) 부분이 지린 것 같이뜨뜻해지는 느낌을 받을 수 있으며, 머리부터 발 끝까지 전신에서 열이 올라오는 느낌이 드는 경우가 많다. 개인차가 있지만 입 안에서 금속 맛이 느껴지는 경우도 있으며, 전신의 열감은 30초~1분 이내에 빠르게 사라진다.

주된 조영제 부작용으로는 발열, 오심, 가려움부터 시작해 발작, 구토, 심할 경우 호흡 곤란 및 사망까지 이를 수 있다. 부작용을 호소하는 경우는 백명 중에 한 명정도이며 알레르기성 질환(비염 등의 가벼운 질환도 포함)이나 천식을 앓고 있는 경우에는 위험성이 증가[7]한다고 한다. 이전에 부작용이 있었다면 검사전 의료진에게 알려 예방을 위한 약물을 투여받게된다. 실제로 겪고 나니까 드물게 나타난다는 쇼크가 나인가 라는 생각과 함께 죽을 것 같다, 아니 실제로 그냥 두면 죽는다! 이 경우 빠르게 의사에게 알려야 하며, 알리면 바로 응급실로 실려가 안정제를 맞게 된다. 하지만 안정제를 맞았다고 안심할 것이 아니게 드물게는 이미 1/100확률에 당첨되었지만 조영제가 다 빠져나가지 못한 상태로 안정제의 효력이 다해 2차 쇼크가 올 수도 있으니 주의를 요한다고 한다. 그리고 사망은 7만~8만 명 중에 한명꼴로 나타난다고 한다.

구토를 방지하기 위해 조영제 사용 검사가 예정되어 있을 경우에는 금식이 필요하다. 때문에 병원측에서도 검사 전에 환자에게 병력이나 약물 복용 유무 등을 질문하는데, 성가신 요식행위라고 대충 넘기지 말고 꼼꼼히 챙겨듣고 동의서에 사인하자. 조영제 부작용 경험이나 약/병력 등을 정확히 알아야 담당 스탭들도 최소한의 대비를 할 수 있으며, 만일의 상황에서 목숨줄 잡는 데 큰 도움이 된다.

5 촬영시 팁

가만히 있을수록 사진이 흔들리지 않고 예쁘게 나온다. 보통 숨을 들이쉬고 내쉬고 참아라는 등의 방송[8]이 나오는데 잘 준비하고 있다가 그대로 따라주자. 배도 움직이지 말자.

금속물질이 있으면 x레이가 지나가지를 못하기 때문에 사진이 망가진다. [9]허리띠, 목걸이, 혹은 브래지어의 클립이 있다면 빼고 가자. 여성의 경우 탈의실에서 브래지어 탈의 후 환자복(임시)으로 상의만 환복하기도 하고, 남성의 경우는 귀찮으니까 그냥 허리띠 풀고 무릎까지 바지 내려버린 후 속옷가리개용 담요를 덮어준다(...).

통상의 경우에 금식인 이유는, 요오드 성분을 많이 함유한 식사를 하면 이들이 위장에서 소화되는 사이에 조영제와 흡사한 작용을 하기 때문이다. 주로 해조류나 어패류 등의 수산물이 해당하는데, 보통의 경우 검사 결과를 비틀 정도의 악영향을 주지야 않겠지만 그 낮은 확률에 걸려서 검사 결과가 이상하게 나왔다거나 하면 환자도 병원도 골치아파진다. 검사 전 의사의 금식/금수 지시가 나왔다면 조금 귀찮더라도 성실히 따르자.
  1. ↑ 검사시간에 짧다는 것은 굉장히 큰 이점이다. MRI의 경우 전체 촬영이 길게는 한시간까지 걸리며, 개개의 촬영은 수분이 걸리는데 이 동안 생기는 미세한 움직임이 영상의 화질을 저하시킨다. CT는 숨 한번 참는 동안 찍을 수 있다. Draft 모드에서 Overview Scan 을 실행할 경우 MRI 는 지멘스 장비 기준 약 20초, CT는 달랑 5초다. 각 기기별 스캔모드 설정에 따라 달라질 수 있으나 가장 빠른 모드에선 이렇다는 것 정도라고 생각하도록.
  2. ↑ MRI는 x선이 아니라 자기장을 이용하기 때문에 원리는 완전히 다르고 할 수 있는 일도 꽤 다르다.
  3. ↑ 간단히 생각해서 X선촬영을 몸 둘레 360도로 한번씩 촬영한다고 생각하면 된다.
  4. ↑ 임산부 기준으로 권고 노출 제한량과 인공유산 권고량이 100배 차이가 난다. 즉 최대한 낮은 것을 목표로 하되 그 목표가 조금 넘는다고 큰일이 나지는 않는다.
  5. ↑ 최근 사용하는 Fanbeam, Conebeam CT의 경우 전면촬영과 후면촬영은 다른 영상을 보여준다.
  6. ↑ 물론 최근에는 컴퓨터 관련 기술이 비약적으로 발달하여 오래 걸리지 않는다. 게다가 이 방법의 경우 반복해서 복원해 나갈수록 영상의 품질이 올라간다는 장점때문에 다시 연구되기 시작했다.
  7. ↑ 이게 그냥 넘어갈만한 언급이 아닌게, 조영제 부작용을 겪는 중 대다수가 이러한 환자들이다. 물론 그렇다고 아무런 문제 없는 건강한 사람도 쇼크가 오지 않는 것도 아니고, 저번에 발생하지 않았다고 이번에도 발생 안한다는 보장도 없다고 한다. 그러니까 사전에 알기가 매우 어렵다고 덕분에 이로인해 문제가 발생해도 의료사고 범주에는 들지 못한다고 한다. 다만, 쇼크 발생 후 조치가 미흡했다면 의료과실로 볼 수 있다.
  8. ↑ 컨트롤룸에서 육성으로 안내하는 경우도 있지만, 대개는 기계 자체에서 음성안내가 된다.
  9. ↑ 사진이 어떻게 망가지는 가 하면, X선이 금속에 부딛혀 산란하면서 금속 물체를 중심으로 뾰족뾰족하게 튀어나온 상이 나타난다. hip_replacement_FBP.png 이는 이전에 환자가 티타늄 등의 금속을 사용해 뼈들을 연결하였거나 치아교정과 같이 턱에 스테인레스 와이어 또는 형상기억합금을 둘러 고정시켰을 때에도 똑같이 나타난다. 이 문제를 해결하기 위해선 스캐너를 느리게 돌리고 베드도 천천히 움직여 최대한 고해상도로 스캔하여 산란한 X-ray에 의한 상을 최대한 없에야 한다. 또한 방전관의 전압을 최대한 높여 해상도를 끌어올리는 것도 좋은 방법. 실제론 CT스캐너랑 연결된 커다란 컴퓨터랑 연결된 컴퓨터에서 최대 전압을 걸고 천천히 돌린다.