뇌질환 영상진단법 - CT(전산화단층촬영)검사

진단의료기기의 발전으로 기존에 간단한 엑스레이 검사로는 볼 수 없는 골과 연부조직의 차이와 병변을 진단할 수 있게 기술의 발전이 이루어졌습니다. 현재 뇌질환 영상진단에 CT검사 즉 전산화단층 검사를 많이 이용하고 있습니다. 그렇다면 CT검사의 간단한 원리설명과 CT검사로는 뇌의 어떤 부위와 어떤 질병을 검사하는지 알아보겠습니다.

 

 

1. 기본원리

기존의 엑스레이검사를 기본으로 감약계수를 이용하는 것으로 엑스레이가 인체를 투과하면 엑스선 흡수 차이를 영상화하는 것이 CT검사의 기본적인 개념입니다. CT기계는 엑스선이 발생되는 엑스선관과 이를 검출하는 디텍터 부분으로 구성되며, 인체를 360도로 회전하며 횡단하는데 이때 엑스레이가 조사가 되고 몸을 투과한 감 약된 엑스레이 정보를 디텍터에서 검출하고 이를 컴퓨터를 이용하여 계산하여 영상화하여 우리가 보는 영상으로 만들어 줍니다. 감 약된 엑스선에는 CT번호 즉 Hounsfield 번호를 부여하며 CT번호가 큰 것은 하얗게 작은 것은 검게 회색조 단계로 변환하여 영상으로 나타냅니다. CT번호의 기준물질은 물로 CT번호가 0이고 뼈는 +1 공기는-1로 하여 확대상수를 곱합니다.

특정물질의 CT번호= K * (어떤 물질의 선감쇠계수-물의 선감쇠계수)/물의 선감쇠계수 현재는 확대상수를 1000을 사용하며 실제 CT영상은 -1024~3071 HU까지 측정 가능하며 이는 단순엑스레이가 10% 이하의 밀도차이를 구별하지만 CT는 0.5~1%의 감약계수차이도 쉽게 구분가능합니다. 이는 쉽게 말해 해부학적 구조물을 구별할 수 있다는 말입니다. 예를 들어 두뇌의 회백질과 백질의 CT번호는 35와 25인데 이 차이가 0.6%인데 회백질과 백질을 구별할 수 있다는 말입니다. 정밀한 감쇠의 차이를 가지고 CT검사는 뇌출혈 검사 시 급성일 경우 희게 보여 진단을 용이하게 합니다.

 

 

 

2. CT기기의 발전

Godfrey Hounsfield가 1972년에 선보였으며 최초의 CT기계는 지금처럼 360도로 회전하지 못할뿐더러 속도 또한 느렸습니다. 엑스레이 자체도 현재처럼 부채꼴의 넓은 빔이 아닌 펜슬빔이라 하여 좁게 검사를 하였습니다. 2세대의 CT기기부터 전보다 넓은 부채꼴 모양의 엑스레이빔과 이를 검출하는 디텍터를 사용하기 시작하였지만 이때까지도 겐트라가 360도를 회전하지 못하는 한계가 있었습니다. 3세대에 들어와 CT검사는 비약적으로 발전하기 시작하는데 바로 슬립링이라는 기술 덕분입니다. 더 넓은 부채꼴의 엑스레이와 더 많은 디텍터를 사용하여 속도와 검사도 쉬워졌습니다. 4세대에 이르러 겐트리에 전범위 360도에 디텍터가 설치가 되고 엑스선관이 회전하는 방식이었지만 문제가 많아 금방 사라졌습니다.

 

 

 

3. 나선식(spiral, helical) CT

2세대 CT기기까지는 슬립링이라는 기술이 없어 겐트리가 한번 회전 후 반대쪽으로 회전하여 전선을 풀어 주어야 하는 한계가 있었습니다. 이로 인해 검사시간이 길 수밖에 없는 단점이 있었지만 슬립링 기술이 등장하여 전기공급과 데이터의 전송이 슬립링을 통해 전송되어 360도 회전하며 검사가 가능해졌습니다. 이로써 단면영상에서 볼륨영상 즉 덩어리로 영상을 받을 수가 있게 되었고 전신 CT촬영을 하더라도 20초 안에 검사가 가능해졌습니다. 나선식 CT검사는 겐트리에서 디텍터와 엑스선관이 360도 회전하는 동안 테이블을 일정한 속도로 겐트리를 통과시켜 영상을 획득하며 기본영상정보를 얻어 재구성하여 영상을 만들며 기본영상정보를 재가공하여 AX, SAG COR 영상으로 만들 수가 있습니다. 영상획득속도가 빨라짐에 따라 호흡에 기인한 불량영상 줄일 수 있으며 조영제 주입 후 동맥 기나 정맥기의 영상을 획득할 수도 있습니다. 고식적인 CT검사의 경우 순차적으로 데이터를 획득하기 때문에 시작점과 끝나는 점이 같습니다. 하지만 나선식 CT검사방법은 시작점 끝나는 점이 다르기 때문에 이 기본영상정보를 영상화할 경우 움직임이 있는 영상으로 나옵니다. 이를 해결하고자 보관법이라는 연산프로세스를 넣어 수학적으로 그 사이를 가상적 값을 넣어 보정해 줍니다.

 

 

4. 다중디텍터(검출기) CT

다중디텍터는 초창기 한 줄의 디텍터가 여러 줄의 디텍터로 된 것으로 생각하시면 됩니다. 이로 인해 더욱 검사시간은 짧아지는 효과를 가져오게 되며 심장같이 쉬지 않고 뛰는 인체기관도 검사가 가능해졌습니다. 기기 명칭에 따라붙는 8,16, 64등은 겐트리를 한 바퀴 돌 때 얻는 절편을 의미합니다. 또한 피치라는 말이 나오는데 이것은 테이블의 이동속도 비를 뜻하며 대게 1~2 피치를 사용하며 1보다 작을 시 피폭증가와 검사시간이 길어지며 2 이상사용 시 화질이 낮아집니다.

절편 피치 = 테이블 이동거리 / 절편두께

빔 피치 = 테이블 이동거리 / 빔 조준 두께

 

4-1 다중티텍터의 장점

- 빠른 영상획득

- 시간분해능이 높다

- 3차원영상의 질이 높다

- 조영제의 효율성 증가

- 영상잡음이 낮다

- 엑스선관의 효율이 높다

- 환자피폭선량감소

 

 

 

5. 영상의 재구성

기본영상을 즉 RAWDATA를 획득하면 이를 재가공하여 영상을 만들 수가 있습니다.

- 다면 재구성 MPR AX, SAG, COR 등으로 재구성 가능

- 최대강도투사 MIP 신호가 가장 강하게 보이는 부분을 시각화해 주는 방법 <-> minMIP

- 용적묘사 VR 일정 역치의 모든 부분을 여러 가지 색으로 영상화

- CT 혈관조영술 다중디텍터의 발달로 조영제를 사용하여 두개강내외 혈관을 비침습적으로 평가

 

6. MRI검사에 비해 CT검사가 진단이 용이한 질병 

- 급성 두부 외상

- 급성 지주막하 출혈

- 두개골 골절

- 미세한 뼈의 변화

- 석회화 감별

- 측두골 외이도, 중이, 내이 질환

 

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단순엑스레이검사에서 우리의 인체를 360도 회전하면 영상을 얻는 CT검사는 영상의학에서 그 효용성과 쓰임이 아주 많습니다. 이외에도 다른 포스팅에 대해 궁금하시면 아래내용을 확인하세요. 본 내용은 일조각 신경의학을 참고하여 작성하였습니다.

 

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