폐색전 진단에서의 핵의학 영상

폐색전의 영상 진단

① 환기/관류스캔

→ 방사성동위원소를 이용한 환기/관류 스캔은 비침습적이며, 위험도가 적고 수년간 임상경험에서 그 유용성이 입증된 검사이다. 폐색전의 진단에서 1960년대부터 활용되어 왔으며, CT 혈관조영술이 소개되기 전까지는 유일한 비침습적 진단 방법으로 활용되어 왔다.

현재에도 CT 혈관조영술의 높은 방사선 피폭, 신부전 및 조영제 과민반응 환자 등에 대한 제한 등으로 인하여 널리 이용되고 있다.

→ 이외에도, 폐색전의 진단, 폐색전의 치료 후의 경과 관찰뿐만 아니라 ,만성 폐쇄성 질환에서의 환기 평가, 심장질환에 의한 폐관류 이상 평가, 수술 전 폐기능의 평가 등에서 이용된다.

→ 폐색전의 진단에 대해서는 Prospective Investigation of Pulmonary Embolism Diagnosis (PIOPED)의 진단 기준에 따른다.

 

② 환기/관류 단일광자방출컴퓨터단층촬영

→ 기존 환기/관류스캔과 비교하여 가장 큰 장점은, PIOPED를 통한 폐색전의 진단에서 indeterminate의 비율을 줄일 수 있다는 데 있다.

 

③ CT 혈관조영술

→ CT 혈관조영술은 흉통이나 호흡곤란을 호소하는 환자에서 다른 원인 질환에 대한 평가가 동시에 가능하며, 폐색전의 진단에서 PIOPED 진단기준에서의 indetermediate 비율이 적다.

→ CT 혈관조영술은 조영제에 부작용이 있는 환자나 신부전이 있는 경우, 임산부에게는 이용할 수 없다는 단점이 있다.

 

④ 방사선 피폭

→ 통상적인 CT 혈관조영술에 의한 방사능 피폭이 4~20 mSv인데 비하여, 환기/관류스캔의 피폭은 1~2 mSv이다.

 

 

환기/관류 스캔의 이해

① 해부 및 생리

→ 페 환기에 영향을 미치는 질환으로는 천식, 기관지염, 기관지 확장증, 폐기종 등이 있다. 이와 같은 질환으로 폐환기가 감소하면 해당 영역의 폐수축이 일어나 관류가 감소하고, 폐 환기가 유지되어 있는 폐부위로 혈루가 이동하는 단락(shunt)이 일어나게 된다. 이 현상을 환기-관류 일치(ventilation-perfusion match)라고 표현하며, 기관지 천식에서 특징적이다.

→ 폐색전과 같은 혈관의 병변은 폐동맥 관류를 감소시킨다. 다른 기관과 달리 폐는 폐동맥과 기관지동맥에 의하여 동시에 혈류 공급을 받으므로 폐동맥 혈류가 중단되어도 폐 조직이 괴사에 이르지는 않는 경우가 많다. 따라서 폐색전에 의한 폐동맥 관류의 감소에도 불구하고 폐포의 환기는 유지되므로 환기-관류 불일치(ventilation-perfusion mismatch) 소견을 보인다.

 

② 폐관류스캔용 방사성의약품

→ 적혈구 직경은 8 ㎛보다 작으며, 모세혈관의 직경은 7~10 ㎛이다. 폐관류스캔에 이용되는 물질이 폐모세혈관에 걸려 작은 색전을 만들려면 모세혈관의 직경보다는 커야 하고, 폐 소동맥의 직경보다는 작아야 한다.

→ 현재 임상에서 이용되고 있는 폐관류스캔용 방사성동위원소는 99mTc을  표지한 거대응집알부민(ppmTc macroaggregated albumin, MMA)이다. 거대응집알부민의 직경은 10~50 ㎛이다. 거대응집알부민은 키트로 만들어져 판매되고 있으며 99mTc을 넣으면 빠르게 표지되도록 만들어졌다.

99mTc-MAA를 정맥으로 주사하면 우심방, 우심실을 거쳐 폐동맥으로 이동하며, 처음 만나는 모세혈관인 폐의 모세혈관에 걸려 폐에 침착하게 된다. 폐에 침착된 99mTc-MAA의 양은 폐의 국소혈류와 비례하며, 여기서 나오는 방사능의 양 역시 폐의 국소혈류와 비례하게 된다.

 

③ 폐환기/흡입스캔용 방사성의약품

→ 방사능을 내는 기체 중 폐환기스캔에 이용할 수 있는 동위원소는 133Xe이다. 그러나 사용의 편리성 때문에 99mTc-technegas 등의 에어로졸을 이용한 폐흡입스캔을 임상에서 많이 사용한다. 99mTc-technegas는 매우 작은 입자로 이루어진 가성 기체이다.

 

④ 폐관류스캔

→ 99mTc-MAA는 잘 가라앉고 응집이 일어나므로 환자에게 주사하기 전에 99mTc-MAA가들어있는주사기를 잘 섞어주는 것이 좋다. 23게이지 이하의 주사바늘을 이용하면 99mTc-MAA가 작게 나누어질 수 있으므로 23게이지 이상의 바늘을 이용하여 주사한다. 74~185 MBq (2~5 mCi)의 방사능을 가진 20만~50만 개의 입자를 누운 상태에서 환자의 정맥으로 서서히 주사한다. 주사기로 혈액이 역류하면 혈액과 99mTc-MAA가 응집을 일으키므로 주의한다. 혈액에 의하여 응집이 일어난 경우에는 응집된 입자에 의하여 다발성 열소가 나타난다.

→ 폐포의 모세혈관의 직경은 7~10 ㎛이므로 10~50 ㎛ 크기의 방사성 입자는 미세색전을 만들어 주사량의 95%가 폐모세혈관에 걸린다. 주사된 99mTc-MAA의 생물학적 반감기는 대략 6시간이다.

→ 99mTc-MAA를 주사할 때는 중력에 의한 혈류 공급의 차이를 줄이기 위하여 누운 자세에서 주사한다. 정맥주사 후 1회 순환에서 대부분의 동위원소가 폐모세혈관에 걸리므로 주사한 즉시 영상을 얻을 수 있다. 주사 후에는 자세를 바꾸어도 영상에 영향을 주지 않으므로 앉은 자세에서 영상을 얻는다. 앉은 자세에서 영상을 얻으면 폐하엽을 자세히 관찰할 수 있으며, 흉부 X-선 영상과 비교하기가 용이하다.

→ 폐관류스캔에 이용되는 99mTc-MAA 입자의 수는 20~50만 개이다.

→ 심한 폐동맥고혈압이나 우좌단락(R-L shunt)이 있는 경우 폐관류스캔의 상대적인 금기이다.

폐동맥고혈압 환자의 폐소동맥의 숫자는 정상보다 감소되어 있다. 따라서 일반적인 용량의 99mTc-MAA으로도 영향을 미칠 수 있으므로 10만~25만 개 정도의 99mTc-MAA만을 사용하는 것이 좋다.

우좌단락이 있는 경우에는 단락을 통하여 99mTc-MAA가 체순환으로 들어가게 되면 혈류가 많은 뇌, 신장 등에 색전이 형성된다. 그러나 뇌에 일어난 미세색전이 임상적인 문제를 일으키는 경우는 거의 없다. 따라서 우좌단락이 폐관류스캔의 절대적인 금기증은 아니며 10만~15만 개 정도로 99mTc-MAA의 용량을 줄여 검사를 시행할 수 있다. 우-좌 단락에서 폐관류스캔을 시행하면 단락의 양을 측정할 수 있다.

임산부에서 폐색전이 의심되는 경우 폐관류스캔은 적은 방사능 노출만으로 폐색전을 진단할 수 있게 해준다. 일반적으로 용량을 줄여서 주사하는 것이 권장되나 폐동맥고혈압이나 우좌단락의 경우와 마찬가지로 99mTc-MAA의 수를 10만개 이하로 줄여서는 만족할 만한 영상을 얻지 못하므로 10만~15만 개의 99mTc-MAA를주사해야한다.

 

⑤ 폐환기스캔

→ 133Xe 영상을 얻는 경우에는 폐관류스캔보다 먼저 시행해야 한다. 폐관류스캔에 사용되는 99mTc-MAA의 에너지가 133Xe보다 높으므로 환기스캔 영상에 영햐을 미친다.

99mTc-DTPA나 technegas를 이용하는 경우에는 에너지가 같으므로 나중에 시행하는 영상의 방사성동위원소를 3배 정도로 높게 투여한다. 보통 99mTc-MAA의 경우 충분한 용량을 투여해야 하므로, 두 검사를 같은 날 시행하는 경우에는 환기스캔을 먼저 시행하고 관류스캔을 나중에 시행한다.

 

 

폐색전의 진단기준

① 폐색전의 진단기준

→ PIOPED (prospective investigation of pulmonary embolism diagnosis)

관류결손의 크기와 수, 환기스캔이나 흉부 X-선 영상과의 일치도 등을 고려하여 폐색전의 가능성을 정상, 매우 낮은 확률, 저확률, 중증도 확률, 고확률 등의 5가지 범주로 나누어 판단하였다.

→ Revised PIOPED criteria

→ Modified PIOPED II criteria

이 진단기준에서는 정상과 고확률 범주들 이외에 기타 다른 범주들은 모두 비진단적 범주로 통합함으로써, 임상의에게 검사결과를 전달하기가 간결해졌다.

→ PISAPED (prospective investigative study of acute pulmonary embolism diagnosis)

환기스캔 없이 관류스캔 단독으로 폐색전을 평가하는 접근방법이 제안되었는데, 폐색전의 진단에서 기존의 폐 환기/관류스캔과 유사한 민감도와 특이도를 가지며 비진단적 결과를 폐 환기/관류스캔이나 CT 혈관조영술에 비해 더 적다고 보고되었다.

→이후 폐환기 스캔 대신 흉부 X-선 영상과의 일치도 유무를 고려한 폐관류스캔 단독 PIOPED II 진단기준과 폐관류스캔 단독 PISAPED 진단기준이 제안되었고 이들 진단기준이 수정된 PIOPED II와 유사한 진단성능을 가진 것으로 보고되어 병원 규모가 작거나 환자 수가 적어서 폐환기스캔을 시행하기 어려운 경우에 폐관류스캔만으로도 폐색전에 대한 검사를 시행할 수 있는 길이 열렸다고 하겠다. 최근에는 폐환기스캔과 수정된 PISAPED 진단기준을 이용한 접근방법이 기존의 진단기준들보다 향상된 진단성능을 보여준다는 보고도 있다.

 

② 개정된 PIOPED II 진단기준을 이용한 폐 환기/관류스캔의 판독

Modified PIOPED II

고확률

: 2개 이상의 폐분절에서 폐 환기-관류스캔의 불일치 소견이 있는 경우

비진단적 범주

: 구체적으로 언급되지 않은 기타 모든 경우

매우 낮은 확률

① 비분절상 관류결손 ② 흉부 X-선 영상에서 보이는 병소보다 작은 관류결손 ③ 1~3개의 소분절 관류결손 ④ 폐의 상엽 또는 중엽에서 고립된 환기-관류-흉부 X-선 일치 병소 ⑤ 외곽선 징후 ⑥ 고립된 다량(흉막강 1/3 이상을 차지하는)의 흉막삼출액 ⑦ 2개 이상의 일치된 폐 환기-관류 결손이 있으나 흉부 X-선 영상은 정상

정상

: 폐관류스캔에서 관류결손이 없는 경우

 

③ 주의해야 할 특이 소견

→ 외곽선 징후(stripe sign)

관류결손과 흉막 사이에서 방사능이 폐의 경계를 따라 나타나는 것.

외곽선 징후가 나타나면 매우 낮은 확률로 분류한다.

그러나 외곽선 징후가 측면상에서만 나타날 경우에는 정상 폐의 방사능에 의하여 오인된 것일 수 있으므로 주의해야 한다.

→ 틈새 징후(fissure sign)

원인으로는 흉막삼출에 의한 경우가 가장 흔하고 흉막 자체의 비후가 원인인 경우도 있으므로 페색전에 의한 것으로 오인하지 않도록 판독 시 주의해야 한다.

 

④ 폐 환기/관류스캔의 정확도

→ PIOPED II 진단기준의 결과에 의하면

고확률의 양성 예측도가 높으므로 고확률인 경우 폐색전이 있는 것으로,

정상과 매우 낮은 확률은 음성 예측도가 높으므로 폐색전이 없는 것으로 분류하고,

나머지 경우를 불분명한 경우로 비진단적 범주로 분류하였다.

 

 

임상이용

→ ICRP의 보고에 따르면, 100 MBq의 99mTc-MAA을 투여하여 시행한 폐관류스캔에서 보통의 성인이 받게 되는 방사선피폭량은 1.1 mSv 정도로 CT 혈관조영술에서 받게 되는 2~6 mSv보다 현저하게 적은 것으로 알려져 있다.

또한 폐 환기/관류스캔은 임상적으로 폐색전의 확률이 낮거나 정상 흉부 X-선 영상, 젊은 연령, 임산부, 심한 신기능 저하, 또는 조영제 과민증의 과거력이 있는 경우 등에서 보다 선호되는 검사법이라 하겠다. 

→ 폐 환기/관류스캔에서 정상 혹은 매우 낮은 확률 소견을 보이는 환자의 폐색전의 가능성은 0~5% 이다. 따라서 폐관류스캔에서 정상이라면 임상적으로 문제될 만한 폐색전이 없다고 판단한다. 폐 환기/관류스캔에서 정상이거나 매우 낮은 확률인 환자는 항응고치료 없이 경과를 관찰하여도 심각한 부작용이 발생하지 않았고, 폐색전이 재발하지도 않는다.

→ 폐색전의 진단 시 폐 환기/관류 SPECT는 CT 혈관조영술에 비해 검사에 따른 방사선 피폭량이 낮고 비진단적 결과가 적으며 조영증강 CT의 촬영이 어려운 환자를 포함한 보다 많은 환자에서 시행이 가능하다는 등의 장점들이 있어 최근 그 임상적 이용이 늘어나는 추세이다.

 

 

폐색전 이외의 폐질환에서의 핵의학 영상

① 폐암의 수술전후 평가

② 만성 폐쇄성 폐질환

③ 우좌단락의 정량적 평가