경정맥 조영제 주입시 혈관과 간의 조영증강에 영향을 미치는 인자에 관한 실험적 연구

Abstract

간내 병변의 인지는 주위 정상 간조직과의 조직감쇠(tissue attenuation) 차이에 의존하므로 국소 간 병변의 영상 진단에 있어 조영제 주입은 필수적이다. 정맥으로 주입된 수용성 조영제는 조영제의 체내 분포양상에 따라 신체 부위별로 특징적인 시간-조영증강곡석(time-attenuation curve) 형태를 보이게 되며 그 중에서도 간은 이중(dual) 혈액공급을 받는 장기이므로 다른 장기보다 더욱 복잡한 양상을 띄게 된다. 이러한 간의 조영증강 양상은 조영제 주입방법에 따라 다른 형태를 보이므로, 간 병변의 영상진단에 있어 병변의 인지도를 높이기 위해서는 조영제 주입에 따른 간의 조영증강 양상에 대한 보다 정확한 이해가 필요하다. 최근 도입된 나선식 CT는 급속 스캔이 가능하므로 조영제 주입방법에 따른 조영증강 변화를 보다 정확히 이해하여 이를 바탕으로 최적 시기에 검사를 시행한다면 간내 병변의 검출도를 크게 향상시키고 조영제의 사용량도 감소시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다. 본 연구의 목적은 나선식 CT에서 경정맥 조영제 주입시 주입량, 주입속도, 주입방법 및 사영하는 조영제의 요오드(Indine) 농도가 대동맥, 간문맥, 간실질의 조영증강 정도에 미치는 영향을 각각 시간-조영증강곡선(time-attenuation curve)을 그려 분석함으로써 적절한 조영제 주입방법과 적정검사시기를 선정하는데 중요한 기초자료를 제시하는데 있다. 체중 15㎏의 건강과 개 10마리를 대상으로 상완정맥에 18-G 혈관도관을 삽입하고 조영제를 1 ㎖/㎏, 2㎖/㎏, 3㎖/㎏의 주입량, 0.5 ㎖/sec, 1㎖/sec, 2㎖/sec의 주입속도, 150㎎/㎖, 200㎎/㎖, 300㎎/㎖의 주입농도로 변화시키면서 단입주입방법으로 주입하였으며 조영제 주입 직후 5초 간격으로 3분간에 걸쳐 관전압 120kVp, 관전류 210㎃, 절단두께는 10㎜로 간의 나선식 CT를 시행하였다. 단일주입방법과의 비교를 위해 주입량 3㎖/㎏에 한하여 주입량의 1/3을 2㎖/sec로 고속 주입하고 이어서 나머지 주입량을 1㎖/sec로 저속 주입하는 이중주입방법을 시행하였다. 총 300회 CT 검사를 시행하였으며 각각의 영상에서 대동맥, 간문맥, 간실질에 적정 크기의 관심영역(region of interest)을 설정한 후 흡수감약계수(Hounsfield unit)를 측정하여 각각의 시간-조영증강 곡선을 구하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 조영제 주입량이 증가할수록 갈실질, 대동맥, 간문맥 모두의 조영증강 정도가 크게 증가하였으며 조영증강 최고점에 도달하는 시간이 지연되었고, 주입속도가 증가할수록 조영증강 정도는 증가하나 조영증강 최고점에 도달하는 시간이 짧아지는 결과를 보였다. 조영제 농도의 증가는 조영증강 정도에만 영향을 주었다. 또한 이중주입방법은 단일주입방법보다 조영증강 정도가 감소하였고 평형기에 도달하는 시간에는 변화가 없었다. 결론적으로 나선식 CT에서 혈관과 간의 조영증강 정도는 조영제 주입량, 주입속도 및 주입농도의 변화에 따라 독특한 주영증강 양상의 변화를 보이며 조영증강 정도에는 조영제 주입량이, 최대 조영증강에 도달하는 시간에는 주입속도가 가장 큰 영향 인자로 작용하였다. 따라서 보다 효과적인 시간-조영증강 곡선을 얻기 위해서는 조영제 주입량과 주입속도의 적정화에 대한 향후 지속적인 연구가 요망된다고 하겠다. 본 연구가 제시한 경정맥 주입시 주입 변수(injection parameters)에 따른 혈관과 간의 조영증강 변화 양상은 실제 임상에서 조영제 주입방법 및 검사시기를 결정하는데 중요한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. ; Factors influencing vascular and hepatic enhancement: Experimental study on injection protocol using canine model (Directed by Professor Chung Sik Rhee, M.D.) / Ah Young Kim, M.D. Intravenous administration of contrast medium is essential to enhance lesion detection for hepatic CT because conspicuity of focal hepatic lesion depends on the attenuation difference between the lesion and surrounding normal parenchyma. To increase the lesion detectability, CT must be performed within optimal temporal window, which has been considered as pre-equilibrium phase after injection of contrast medium. Optimal temporal window has been influence by injection protocols of contrast medium as well as subjective factors. Therefore, optimization of contrast enhancement is critical to diagnosis and differentiation of focal hepatic lesion on CT. With wide usage of spiral CT, this issue has become increasingly crucial. However, the optimal technique for administration of intravenous contrast medium remains controversial. The purpose of this study is to evaluate the effects of contrast medium injection parameters including injection rate, volume, concentration and injection mode, on aortic, portal vein and hepatic contrast enhancement at spiral CT and to assess optimal injection protocol for hepatic CT. In this study, 10 dogs underwent single level dynamic CT through the hepatic hilum at 5 second-interval just after the contrast medium injection for 3 minutes. Using different volumes(1 ㎖/㎏, 2㎖/㎏, 3㎖/㎏), injection rates(0.5 ㎖/sec, 1㎖/sec, 2㎖/sec) and voluem(150㎎/㎖, 200㎎/㎖, 300㎎/㎖), total 300 scans of spiral CT were performed. In each scan, time-attenuation curve of aorta(A), portal vein(PV) and liver(L) were obtained. The degree of maximum contrast enhancement(Imax), time to maximum enhancement(Tmax) and time to equilibrium phase(Teq) were analyzed. And also, two injection modes, monophasic or biphasic, were performed with a total volume of 3㎖/㎏ at three different concentrations(150㎎/㎖, 200㎎/㎖, 300㎎/㎖). Alterations in contrast material volume, injection rate and concentration had significant impact on contrast enhancement of the liver. Higher volume of the contrast medium revealed higher Imax, longer Tmax and Teq, which allows elongation of optimal temporal window for CT scan. Higher injection rate of contrast medium showed higher Imax and shorter Tmax and Teq. Higher concentration of contrast medium showed higher Imax-A, but no significant difference on Imax-L, Tmax and Teq. Biphasic injection mode showed lower Imax and shorter Tmax-A than monophasic injection. In summary, maximum contrast enhancement of liver and vessels mainly influenced by injected volume of contrast medium and the time to peak enhancement by injection rate of contrast medium. Conclusively, this study provided an understanding of the precise relationship among various injection parameters of contrast medium(volume, injection rate and concentration) and time-attenuation curve pattern of aorta and liver. The understanding of this relationship will allow radiologists and clinicians to design and select more effective imaging strategies for liver sprial CT.