[임상특강] 대한구강악안면초음파연구회-치의학에서의 초음파 진단과 응용③
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[임상특강] 대한구강악안면초음파연구회-치의학에서의 초음파 진단과 응용③
  • 윤숙지·한상선교수
  • 승인 2018.06.15 10:59
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초음파영상 촬영 원리와 판독법

초음파영상의 촬영 모드는 A, B, M 모드가 있다. A 모드는 단순히 거리를 측정하고, M 모드는 물체의 움직임을 보여준다. B 모드는 CT영상과 유사한 2차원의 횡단면영상(Cross Sectional Image)을 만든다. 대부분의 임상에서 사용되는 초음파영상은 B 모드이다. 탐촉자에는 측방에 지시점(Marker)이 있어서 영상과 탐촉자 사이에 위치를 매칭 시켜준다. 탐촉자의 사용 방향은 지시점이 항상 환자의 상방 또는 우측을 향하게 해 사용한다. B 모드의 예로, 그림 8에서 양측 설하선의 횡단면상을 보여주며, 해부학적 구조와 위치의 이해를 돕기 위해서 CT 재구성 영상을 함께 보여주고 있다<그림 8>. 

음파는 진행하는 동안 감쇠에 의해서 에너지가 점차 약해진다. 따라서 심부 조직을 보기 어려워진다. 이런 경우 감쇠에 대해 보상을 해주는 Time Gain Compensation(TGC)을 적용하면, 심부 조직을 밝고 선명하게 보여줄 수 있다. 예를 들어, 어떤 조직에서 1.5dBcm-1로 감쇠된다면, 10cm 깊이에 있는 접촉면에 도달하는 음파는 15dB이 약해져 있다. 따라서 여기에서 발생되는 에코는 탐촉자 근접 접촉면에서 발생하는 에코에 비해 30dB이 더 약한 상태이다. 이러한 조직에서는 각 cm 당 3dB씩 약해진다고 할 수 있다. 따라서 cm 당 3dB씩을 보상해 준다면, 깊이 별로 균일한 강도의 에코를 얻게 된다. 이때 dB이란 음파의 강도(Intensity)에 대한 단위이며 음파의 Amplitude과 비슷한 개념이다. 장비에 단추들이 보이는데 이것을 조정해 TGC를 적용할 수 있다<그림 9>.

초음파영상은 다양한 인공음영(Artifact)을 만들기 때문에 인공음영을 이해하는 것이 판독에 중요하다. 

Shadowing은 뼈, 공기, 타석과 같이 강한 반사물체를 만날 때 음파가 후방으로 진행하지 못하면서 검은 그림자를 남기게 되는 경우이다. 타석의 경우, 하방 윤곽이 높은 에코로 확인되며, 후방으로는 그림자가 확인된다<그림 10>. 

Enhancement는 물(예, cyst) 또는 지방(예, 임파선은 대부분 지방으로 채워져 있음)과 같이 음파가 감쇠되지 않는 조직이 있을 때, 그 후방의 조직과의 접촉면에서는  강한 반사를 일으켜 나타나는 현상이다. 그림 11은 후방 Enhancement를 갖는 여러 개의 무에코의 영상이 확인되며 농이 차있는 것으로 생각된다<그림 11>. 

Reverberation은 탐촉자 근방에 위치하는 높은 반사성의 경계면들 사이에서 초음파신호가 반복해서 반사될 때 나타나는 현상이다. 이와 비슷한 현상으로 Comet Tail Sign이 발생한다. Comet Tail Sign은 그림 12에서와 같이 이하선에 대해 횡단면상을 촬영할 때, 하악지에서 발생하는 강한 에코의 후방으로 반복되는 강한 에코 선으로 관찰된다. 그림 13은 구강저의 Wharton's duct 입구에 위치한 타석이다. 실제 타석은 표면에 위치하지만, Comet Tail Sign에 의해 심부까지 존재하는 것으로 혼돈될 수 있다<그림 12, 13>.

그 외에도 음파의 진행속도가 조직에 따른 차이, Slice Thickness, Edge Shadowing, Mirror-image, Specular Reflection, Refraction 등에 의해 나타나는 다양한 인공음영들이 있다. 

도플러(Doppler)는 혈관 속의 적혈구의 흐름이 탐촉자를 향하는지, 반대로 향하는지에 따른 주파수의 변화를 감지해 빨강색과 파랑색으로 나타내준다. 이것은 도플러 현상을 이용한 영상인데, 도플러 현상은 앰블런스가 관찰자를 향해 올 때와 반대 방향으로 갈 때 소리가 다르게 들리는 효과로 설명할 수 있다. 관찰자를 향해 올 때는 소리가 점차 높은 음(고주파)으로 들리지만, 반대 방향으로 진행할 때는 소리가 낮은 음(저주파)으로 들린다. 이것은 이동 방향에 따라서 주파수가 변하기 때문이다<그림 14>. 

도플러 영상은 임상에서 염증, 악성종양 등의 진단에 중요한 혈관의 분포 위치와 증식 등에 관한 정보를 제공한다. 그림 15는 하악골을 파괴시킨 질환으로써, 내부에 혈관이 관찰돼 악성 종양으로 진단된 경우이다. 또한 동일 환자의 목에서 단단하게 만져지는 임파선의 주변과 내부로 혈관이 증식돼 있어 임파선에 전이된 것으로 진단됐다<그림 15>. 

초음파영상의 장점은 연조직에 대한 고해상도의 영상을 제공해주기 때문에, 치과에서 x-ray 만으로 진단할 수 없는 타액선, 임파선, 지방, 근육, 피부 등 연조직에 발생하는 다양한 질환의 진단에 유용하다. 특히 연조직에 발생한 악성종양에 대한 초기 진단에 유용하게 사용될 수 있다.  CT, MRI보다는 저렴하면서 실시간으로 검사하기 때문에 진단결과를 빨리 얻을 수 있다.

또한 전리방사선을 사용하지 않아 인체에 유해하지 않다. 단점은 다양한 인공음영이 있어서 진단이 어려울 수 있다. 뼈, 공기 후방에 있는 조직에 대해서는 진단 할 수 없다. 촬영범위가 좁기 때문에 해부학적 지식을 충분히 갖추어야만 정확한 진단이 가능하다. 술자의 스캔 방법과 판독 능력이 진단을 좌우할 수 있다. 초음파를 임상에서 적절하게 활용하기 위해서는 이와 같은 장단점과 촬영 원리 및 판독법을 잘 이해하는 것이 필수적이다.

 

참고자료

1. Diagnostic Ultrasound 4th ed. Rumack CM et al. Elsevier.

2. Diagnostic Ultrasound Physics and Equipment Hoskins P. et al.  Cambridge University Press.

3. Basic Physics of Ultrasound Imaging. Crit Care Med 2007;35(5) Suppl. 

4. Clarius : Fundamentals of Ultrasound 1&2 (Youtube).



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