Lower extremity CTA 검사의 화질 향상과 환자의 피폭선량 감소를 위한 새로운 프로토콜 개발에 대한 연구 = Research on dose reduction and image quality by changing tracker spot in lower extremity CT angiography

국문 초록 (Abstract)

목적 : 본 연구는 lower extremity CTA 검사 후 하지혈관의 하부 (tibial artery)와 발목 혈관(dosalis pedis plnta artery)들이 조영되지 않는 검사결과가 종종 발생하여, bolus tracker와 ROI 위치를 기존검사의 위치인 abdominal aorta에서 knee joint 레벨로 tracker 이동 위치하고 검사하는 새로운 프로토콜 개발을 통해, 환자 마다 각기 다른 하지혈관의 조영제 순환의 시간차가 어느 정도인지 분석하고, 환자의 재검사에 의한 피폭선량 증가를 줄이고, 단일 스캔으로 전체하지 혈관을 도출하여 2D영상과 3D 재구성 이미지 질 향상을 위해 이와 같은 연구를 하게 되었다. 대상 및 방법 : 2016년 1월부터 2017년 2월 까지 본원에서 lower ext. CTA 검사한 120명의 남녀 환자를 대상으로 자료를 수집 분석하였다. 장비별 조건은 Brilliance 64 120 kVp, 250 mAs, pitch 0.64이고, Aquilion one 120 kVp, sure exp3D, pitch 0.861이었으며, Somatom CARE kV, CARE mA, pitch 1.2였고, 조영제는 flow rate 5.0, total volume 140m l + normal saline 30 ml 추가로 auto injector를 통해 주입하였다. 우선, 프로토콜 변경 전 검사한 그룹을 A그룹, 후를 B,C,D그룹으로 나눠 각각 30건 자료 수집 및 검사 후 비교 분석하였다. 프로토콜 변경 전 A그룹은, 필립스 BR64 장비에서 복부대동맥에 ROI를 위치하여 threshold limit를 HU 200 검사한 자료를 수집하였고, 프로토콜 변경 후 검사한 B, C 그룹은, 도시바사의 Aquilion one (320)과 Seimens 사의 Definition AS (64) 두 장비 모두 patella 위쪽 2~3cm 정도에 politeal artery에 ROI를 위치하여 threshold HU 250 으로 검사하였다. 세 장비 모두 bolus 기법을 이용하여 검사한 후 자료를 분석하였다. D그룹은, Aquilion one 장비에서 HU값 변화에 따른 2D&3D 이미지 질을 비교 분석하기 위해 HU 300으로 변경하여 추가 검사한 후 B그룹과 비교 분석하였다. A,B,C,D 그룹의 조영제 주입 후 threshold limit time 값을 측정하여 환자마다 얼마나 차이가 나는지 분석하였으며, abdominal aorta, both politeal artery, both dosalispedis & planta artery 5곳의 ROI의 평균값을 측정하여 비교하였고, A그룹과 B,C,D그룹간의 재검사율과, DLP 값을 비교 분석하였다. 3D재구성에는 Voxar 3D Enterprise 프로그램을 이용하였으며, 데이터 분석에서 SPSS (version 18)를 사용하였다. 결과 : 첫째로, bolus 기법을 사용한 A그룹과B,C그룹의, tracker 위치 변화에 따른 threshold limmt time HU 250의 지연 시간을 비교 했을 때, A 그룹 BR64가 최소, 최대, 평균값이, 13 sec, 20 sec, 15.5 sec, B 그룹 Aquilion one은 20 sec, 71 sec, 33 sec, C 그룹 Somatom는 19 sec, 45 sec 27.5 sec 정도 소요되었다. 또, 각 장비별 혈관의 평균 HU를 비교 분석해 보면, 각각 레벨에서 측정한 혈관별로 aorta, politeal artery, dosalis pedis&plata artery 3부위로 나눠서 분석한 평균 HU값이, A그룹은 위쪽혈관부터, 442.5, 372.5, 151.1이었고, B그룹은 417.2, 511.7, 189.2이었고, C 그룹은 598.5, 550.2, 329.3이었으며, D 그룹은 481.8, 465.5, 240.7으로 분석되었다. 그리고, B,C, D그룹 검사 후 영상 2D axial & 3D 재구성 영상에 대한 판독을 전문의 2인에게 의뢰하였고, 판독 결과는 판독의ⅠⅡ 모두, 2D & 3D 판독 결과 모두 5점 만점에 4.1~4.2점 이상의 양호, 우수로 나왔으며, 그리고 장비 중에는 Somatom 장비에서 검사한 C그룹의 결과가, 2D & 3D 판독 결과 가장 우수한 것을 나타났다. 장비별 DLP의 평균값은, BR64 장비가 평균 1562.9 mGy·cm, Somatom 은 895.6 mGy·cm, AQUILLION 이752.4 mGy·cm로 1 phase 검사의 선량적 측면에서는 Philips BR64 장비가 타 장비에 비해 2배 이상 높게 나타났다. tracker 위치 변경 후 실시한 검사에서는 Aquilion one과 Somatom 장비 모두 재검사율은 0 %로 줄었으며, 프로토콜 변경 전 후 재검사율 및 하부 이중시기(2 phase)검사율을 비교하면, 변경 전엔 검사건 수 40건을 기준으로, 9.5 %, 48 %정도였는데 변경 후엔 재검사율과 하부혈관에 대한 이중시기(2 phase) 검사율 , Aquilion one % 와 Somatom 0 %, Aquilion one 10 %, Somatom 0 %로 줄어 들었다. 결과적으로, 재검사 뿐만 아니라 불필요했던 이중검사를 하지 않음으로서 환자의 선량 감소 효과를 얻을 수 있었다. 결론 : Lower extremity CTA 검사 시 새로 개발한 프로토콜 적용 즉, tracker와 ROI를 politeal artery 위쪽 2~3 cm에 설정하고, 적정한 threshold limit HU 설정,적정한 table pitch를 적용한다면, 불필요한 재검사 및 이중시기 검사를 줄일 수 있었고, 환자의 피폭선량 감소효과와 환자의 보다 적정한 조영증강 영상을 얻을 수 있었으며,또 3D 영상의 질 또한 향상시킬 수 있을 것을로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose : Examine results such as tibial artery and dorsalis pedis & plantar artery were not caught in contrast enhancement when testing lower extremity CTA ; because the old patients had arteriosclerosis, DM, claudication, medial calcification, which are diversity of blood circulation. Patients exposure is to be decreased after re-examination and the quality of reconstruction image of 2D and 3D is to be improved by changing the method that tested bolus tracker site on abdominal aorta, and placed then on the knee joint level to examine contrast enhancement manually. This study aims to acquire adequate contrast enhancement and dose reduction by changing the tracker’s spot into popliteal artery level. Materials and Methods : The resources were collected from January in 2016 to February in 2017, with 120 CTA patients of male and female. Brilliance 64 s conditions is 120 kVp, 250 mAs, and pitch 0.681. Aquilion one is 120 kVp, sure exp3D and pitch 0.861. Somatom is CARE kV, CARE mA and pitch 1.2. Also the injection flow rate is 5.0 ml/s and total volume is 140 ml with 30 ml normal saline. First, we divided 4 groups for comparison and analysis : Group A was an independent group before changing the protocol, and Group B, C, and D were dependent groups. Group A was tested with threshold limit of HU 200 using Brilliance 64 with ROI on abdominal artery. The other three groups were tested with threshold limit of HU 250 using Aquilion one and Definition AS with ROI on popliteal artery. Especially, group D was leveled at HU 300 to compare with the group B, and it was intended for analyzing the image quality with the variation of HU value. After injecting contrast, we assessed the average of 5 ROI that is, abdominal aorta, both politeal artery, both dorsalis pedis & plantar artery, to examine the differences of threshold limit time among patients. Then, the value of DLP and the portion of re-examination between group A and group B and D. We use Voxar 3D Enterprise program for 3D re-construction and SPSS version 18 for analysis. Results : First, we compared threshold limit time among group A, B, and C. It took 13s (min.), 20s (max.), and 15.5s (average) in group A. It took 20s (min.), 71s (max.), and 33s (average) in group B. In group C, it took 19s (min.), 45s (max.), and 27.5s (average). The average HU of abdoman aorta, politeal artery, dorsalis pedis & plantar artery in four groups are as follows: Starting from upper blood vessel, group A had 442.5, 372.5, and 151.1 HU. Group B had 417.2, 511.2, and 189.2 HU. Group C had 598.5, 550.2, and 329.3 HU. Finally, group D had 481.8, 465.5, and 240.7 HU. In case of Aquilion one, we consulted radiologist to evaluate the re-examined images of group D for comparison with group B and C. The results are follows : Group A scored 3 out of 5. Group B got 3 points except one case in 3D re-construction. Among the equipments, Somatom showed best score. The average DLP of equipments was 1562.9 mSv cm for Brilliance 64, 895.6 mGy cm for Somatom, and 752.4 mGy cm for Aquilion one. In the case of exposure, Brilliance 64(Philips) rated highest in 1 phase test. After changing tracker, the re-examination portion of Aquilion one and Somatom decreased to 0%. The reexamination portion and extra section exposure was 9.5% and 48 %, respectively, in 40 cases before changing the protocol. Due to the protocol changes, patient dose reduced up to 37% by reducing unnecessary testing and retesting. Conclusion : This study expects that dose reduction and appropriate contrast enhancement images will be acquired without unnecessary retesting, once the tracker is on popliteal artery as lower extremity CT angiography is examined. Also it suggests that we have better quality in 3D.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 Ⅱ. 대상 및 방법 Ⅲ. 결과 및 자료 분석 Ⅲ. 고 찰 Ⅳ. 결 론 참고문헌