Diagnostic Radiology radiologist

안녕하세요? @radiologist입니다.

초음파를 해보신 분들께서 아시겠지만, 탐촉자를 몸에 대면 화면에 이미지가 뜹니다. 그런데 이제는 단순한 이미지뿐 아니라 그 성질을 영상화 할 수 있습니다. 그런 여러가지 시도 중 하나인 탄성초음파(sonoelastography)에 대해 소개 드리겠습니다.

shutterstock_327243761.jpg 꼭 만져야만(앉아야만) 단단한 정도를 알 수 있을까?

탄성초음파는 조직의 단단하고 부드러운 정도를 영상으로 표현하는 기법입니다. 실제 진료에서 병변을 만져보는 ‘촉진’을 객관화 한 검사입니다. 측정 방식에 따라 기존의 영상 위에 을 입히거나, 전단파(shear wave, 초음파가 조직과 상호작용 할 때 생기는 파)의 속도나 탄성계수를 정량화 하여 표시합니다.

원리

그림1.jpg (왼쪽) 변형탄성영상은 직접적인 압박(manual compression)에 대해 밀리는 정도를 표현. (오른쪽) 전단파탄성영상은 탐촉자에서 발생된 펄스로 인한 전단파를 표현.

조직(쉽게 말해 우리 인체)에 압박이 가해지면 변형이 일어납니다. 변형에 의해 압박한 방향과 같은 방향으로 유도되는 파형을 분석하면 변형탄성영상(strain elastohraphy)입니다. 검사자가 가볍게 압박하면 같은 방향에서 조직이 밀리는 정도로 표현 됩니다. 이는 비율 값이기 때문에 단위가 없습니다. 부드러운 조직은 변형이 많고, 단단한 조직은 변형이 적습니다. 연속적인 이 변형에 대한 정보를 컬러화 시킵니다. 주로 부드러운 조직은 붉은색, 단단한 조직은 파란색으로 표시됩니다.

압박과 수직인 방향으로 퍼져가는 파형을 분석하면 전단파탄성영상(shear wave elastography)이라 합니다. 이는 특수 고안된 탐촉자에서 펄스를 발사시켜 전단파를 유도하고, 이 전단파를 분석하는 영상입니다. 앞선 변형탄성영상은 검사자가 탐촉자로 직접 압박하는 방식(manual compression)이어서 검사자 간의 차이가 크고 압박력이 깊게 도달하기 힘듭니다. 그러나 전단파탄성영상은 탐촉자에서 펄스를 발사시키고 상호 작용에 의한 전단파를 분석하기 때문에 검사자 간 변이가 없고 정량화(m/s 혹은 kPa) 할 수 있는 것이 장점입니다.

적용

종양

주로 종양의 평가에 많이 이용됩니다. 유방, 전립선, 경부 림프절 등에서 악성 조직이 단단하게 나타난다고 알려집니다. 그 외에도 초음파로 평가를 많이 하는 근골격계 연부조직(피부, 근육 등)의 지방종이나 표피 낭종, 그 외 각종 종괴 평가에 이용되고 있으며 많은 연구가 이루어지고 있습니다.

그림2.jpg 복합적인 성질을 가진 glomus tumor. 중간 사진에서 단단한 고형부분인 위쪽은 파랑에 가깝게, 아래의 부드러운 낭성/괴사성 부분은 빨강에 가깝게 보인다.

간과 갑상선

간의 경우 간경화나 간 섬유화를 평가하는데 이용합니다. 간 경화가 있거나 간 섬유화가 심할 경우 간 조직이 단단해집니다. 갑상선의 경우 악성 결절이 양성 결절에 비해 좀 더 단단한 경향을 지니고 있다고 알려져 있습니다.

그림5.jpg 간 섬유화(F3;간섬유화의 정도, 높은편임)로 인해 간이 단단해져 빨갛게 보인다.

그림4.jpg 가운데에 보이는 악성 결절이 단단하게 (파랗게)보인다.

힘줄 및 근육

힘줄염이 있으면 정상보다 부드럽게 보이며 탄성초음파소견이 증상과 연관 있다고 알려집니다. 근육의 경우도 근염이나 신경근육질환이 있으면 섬유화로 인해 경직도가 증가되거나, 지방변성으로 경직도가 감소한다고 보고되고 있습니다.

결론

기존의 초음파가 병변의 모양과 에코만 반영하는 것에 비해 탄성초음파조직의 물리적인 특성도 알 수 있게 해주어 진단치료 방침 결정에 도움을 줍니다. 그러나 변형탄성영상에서 보듯이 검사자 간 소견의 차이가 있는 것이 단점입니다. 그러나 앞으로 많은 기술들이 발전되고 있어서 더 폭넓게 이용될 것으로 보입니다.

Reference

  1. 근골격 초음파학, 대한근골격영상의학회, 군자출판사 2017.
  2. Andrew S. McQueen & Kunwar S. S. Bhatia. Thyroid nodule ultrasound: technical advances and future horizons. Insights Imaging 2015 6:173–188.
  3. J. F. Gerstenmaier & R. N. Gibson. Ultrasound in chronic liver disease. Insights Imaging 2014 5:441–455.

4. Sebastian Wojcinski, Jennifer Dupont, Werner Schmidt, Michael Cassel and Peter Hillemanns. Real-time ultrasound elastography in 180 axillary lymph nodes: elasticity distribution in healthy lymph nodes and prediction of breast cancer metastases. BMC Medical Imaging 2012, 12:35.

All images from Ref. #2~4[Open access, CC-BY] and Shutterstock.

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