안녕하세요? @radiologist 입니다.

많은 분들께서 심전도(EKG or ECG) 나 심장 초음파(Echocardiogram)는 많이 들어 보셨지요?
그런데, 심장도 CT를 찍는 다는 것을 아시나요? 최근에는 검진이나 심장 시술 전 후 평가를 위해 많이 시행하고 있습니다. 오늘은 이에 대해 말씀드리려 합니다.

심장 CT의 3D reconstruction image, 가장 밝은 흰색은 혈관의 석회반(calcified plaque).

원리

심장은 지금 포스팅을 보시는 이 순간에도 쿵쾅쿵쾅 열심히 일하고 있습니다. 쉽게 말해 혈류를 전신으로, 또 폐로, 펌프질 하며 움직이고 있습니다. 일전에 포스팅에서, 움직임이 생기면 CT 이미지의 질이 저하된다고 말씀드렸는데, 심장은 이렇게나 끊임 없이 움직이는데, 괜찮을까요? 최근에 아무리 CT 영상 획득 시간이 짧아졌다고 하지만, 일반적인 CT의 시간해상도인 1초로는 심장을 영상화하기에는 너무 깁니다. 그러면 어떻게 심장을 영상화 할까요?

해결은 간단합니다. 계속 일정한 사이클로 심장은 박동하므로, 이 사이클 중 특정 시점만 포착하여, 여러 사이클에 걸쳐 조금씩 조금씩 이미지를 찍어 연결하면 하나의 완전한 심장이 보일 수 있습니다. 마치 퍼즐 조각을 맞추다 보면 하나의 그림이 완성 되는 것처럼요.

이 시점은, 심장의 움직임이 가장 적은 시기로, 심전도를 이용하여 특정 시점을 영상화합니다. 이런 기법을 심전도 동기 CT(ECG gated CT)라 합니다. 그러면, 어떤 시점일까요?

이 그림은 심장의 주기를 나타낸 그림입니다. 심박수에 따라 움직임이 적은 시기가 약간 다릅니다. 복잡한 설명은 거두절미하고, 70회 이하의 느린 심박수에서는 분리기 (흰색 화살표)에, 70회 이상의 빠른 심박수에서는 수축기 말기인 등용적성 이완기 (검은색 화살표)에 영상을 얻습니다.

그러면, CT에서 최적의 순간은 어떻게 캐치할까요? 크게 두가지 방법이 있습니다. 모두 환자의 ECG를통해 캐치 합니다 (당연히 CT 기계 안에 있고 환자는 전극을 부착합니다). 두가지 방법은, 전향적 동기화와 후향적 동기화입니다.

파란색 박스는 CT를 찍는 부분. 위는 전향적 동기화, 아래는 후향적 동기화.

전향적 동기화는 심전도의 R(가장 높이 솟은 부분)파가 오면 일정한 지연 시간 후에 영상을 얻는 방법입니다. 쉽게 말해 미리 예측하여 타이밍에 맞게 촬영을 하는 것입니다. 이 방법은 딱 필요한 순간만 CT를 촬영하므로 방사선 피폭량이 적습니다. 하지만 부정맥(심장 박동이 불규칙)이 있다면 정확한 시점을 예측하기가 힘들어 이미지의 질이 저하될 수 있습니다.

후향적 동기화는 일단 심장 주기에 상관 없이 모두 쭉 촬영 한 뒤에 ECG와 매칭 시켜 특정 시점의 이미지만 쏙쏙 빼서 재구성 하는 방법입니다. 당연히 전 주기를 촬영하므로 방사선 피폭량이 많고 CT 장치에 부하가 걸릴 수 있습니다. 하지만 여러 주기의 영상을 얻으므로 가장 잘 찍힌 이미지만 골라 쓸 수 있고 연속적 움직임이 있으므로 심장 근육의 움직임을 평가 할 수 있습니다. 또한 당연히 모든 이미지가 있으므로 부정맥의 영향을 적게 받습니다.

어떤 방식이 되었든 ECG를 기반으로 최적의 시기에 영상을 얻고, 재구성 하여 최종적으로 영상의학과 의사의 판독을 기다리게 됩니다.

전처치

느린 심박수가 관상동맥의 움직임이 적고 좋은 이미지를 얻을 수 있으므로, 심박수가 빠르다면 인위적으로 줄일 수 있습니다. 65~70회가 넘는다면 심박수 조절을 위해 베타차단제를 쓸 수 있습니다.
또한 관상동맥이 확장되어야 CT로 잘 평가 할 수 있기 때문에 니트로글리세린을 쓸 수 있습니다. 만약 저혈압이나 심장병력, 녹내장, 비아그라를 복용한다면 니트로글리세린은 쓰면 안됩니다.

쓰임

심장 CT: 우관상동맥의 다평면 재구성 영상
(Multiplanar reconstruction, MPR; 혈관을 쭉 펴서 본다고 이해하면 됩니다).

심장 CT: 우관상동맥 MPR 영상에서 석회화 및 비석회화 죽상반이 보인다(화살표).

가장 기본적인 쓰임은 관상동맥의 평가입니다. 이전까지는 관상동맥 조영술(혈관에 도관을 넣고 조영제를 통해 혈관을 평가)만이 유일한 방법이었지만, 이제는 심장 CT가 어느정도 대체 가능합니다. 주로 검진이나 선별검사(흉통이 주된 원인)로 많이 쓰이며, 급성 심근경색(관상동맥이 막히는 질환)이 의심되는 경우에도 촬영 할 수 있습니다. 그러나 아직 CT가 혈관 조영술을 뛰어넘지는 못해서, 검진이나 선별검사에서 관상동맥의 협착이 심해보인다면, 관상동맥 조영술을 하여 정확한 평가를 하고 바로 혈관성형술이나 스텐트 삽입술을 시행할 수 있습니다. 대개 CT에서 협착이 심해보여도, 막상 혈관 조영술에서는 그리 심해보이지 않는 경우가 종종 있습니다. 그래도 심장 CT는 침습적인 혈관 조영술보다 부담이 덜하기 때문에 많은 장점을 가지고 있습니다.

심장 CT에서 이상이 있으면, 관상동맥 조영술(CAG)를 시행하며,
필요시 혈관성형술이나 스텐트 삽입술을 할 수 있다.

그 이외에도 관상동맥 우회로(CABG) 수술 후 이식 혈관을 평가하거나, 혈관내 스텐트가 잘 유지되는지도 평가하며, 판막 수술 전 후 평가 및 대동맥을 비롯한 대혈관의 평가에도 많은 쓰임이 있습니다.

마치면서

이번 포스팅을 통해 조금이나마 심장 CT에 대한 이해가 되셨으면 좋겠습니다. 심장 CT는 다른 분야 보다는 늦게 시작된 분야입니다. 최근에 CT의 성능이 개선되고 이미지를 재구성 하는 기법들이 발전하면서, 이전보다도 더 많은 쓰임과 가치가 생기고 있습니다. 앞으로도 많은 발전이 기대되는 분야입니다. 다음 기회에는 더 최첨단을 달리고 있고, 무궁무진한 연구가 이루어지는 심장 MRI에 대해서도 다루어 보겠습니다.

Reference
박재형. 심장혈관영상의학. 일조각. 2011.

의사들이 직접 쓰는 최초의 STEEM 의학 매거진

https://mediteam.us-바로보기