Ⅰ서 론
전립선의 정확한 볼륨측정은 전립선암과 전립선비대의 진 단, 치료 결정 및 예후 판정에 있어서 중요한 역할을 한다1,2). 또한, 1986년 이후부터 전립선암의 종양표지자로 사용하고 있 는 혈청전립선특이항원(serum prostate-specific antigen, 이하 PSA)은 전립선암뿐만 아니라 전립선염, 전립선비대증 에서도 일반적으로 증가하며3), 전립선의 볼륨과 서로 높은 상관관계를 보이기 때문에 이를 평가하기 위해서는 정확한 볼륨을 아는 것이 중요하다1,2).
남성에서 전립선 용적의 증가는 노화와 관련된 노령기의 필연적 변화이며, 평균연령의 증가와 식생활의 서구화, 운 동 부족 등으로 인하여 전립선 용적이 증가하고 있으며, 중 년 이후에 전립선 용적이 정상보다 크게 성장함에 따라 요 도의 압박 및 방광에 질병을 유발한다4,5).
전립선의 용적은 평균 20 ml 정도로 20대 후반까지는 급 속히 증가하다가 30대 이후부터는 성장속도가 느리지만 용 적은 꾸준히 증가 한다6). 전립선 용적이 증가되는 원인에 대해 연령 이외 분명한 기전과 위험요인이 정확히 알려진바 없지만7) 일반적으로 받아들여지는 것은 남성호르몬과 노화, 대사물질들의 이상 분비에 의한 것으로 생각한다8,9).
경직장초음파(transrectal ultrasonography, 이하 TRUS) 는 이전의 연구에서 타원체부피계산법(prolate ellipsoid volume calculation, 전후직경 × 상하길이 × 좌우폭 × π/6)을 이용한 부피측정 결과에서 좋은 재현성을 보였으며10), TRUS는 전립선 볼륨과 형태의 측정에 있어 보편적인 방법이다11).
전립선 볼륨 측정은 환자의 하부요로계의 증세와 함께 진 단기간, 절차선정, 치료 후 평가에 유용하게 사용된다. 또한 TRUS는 환자의 전립선암과 종양의 볼륨 평가와 예후에 중 요한 발판으로 사용되고 있다12). 그러므로 볼륨측정의 재현 성은 임상실험, 다른 연구와의 비교, 전립선 질병의 장기적 인 연구에 필수적이다.
일반적으로 널리 사용되는 전립선의 용적측정 방법에는 수직과 확대가 존재하는 경우 중간 옆을 통합시켜 측정하는 Stirling 방법과, 방광 목에서 대각선으로 측정하는 Mayo 방 법이 있다11). 하지만 전립선의 볼륨측정에 있어 전립선의 모 양이 완벽한 타원형이 아니므로 볼륨을 측정하는 과정에서 과대평가(over estimation)와 과소평가(under estimation) 가 발생하기 때문에 측정위치에 따라 심한 편차가 발생하고 있으나 전립선 모형 별 측정법에 대한 연구는 없었다. 본 연 구에서는 다양한 모형의 팬텀을 제작하고 초음파를 이용하 여 볼륨을 알아본 후 모형 별 측정위치를 찾아 새로운 측정 방법을 연구하여 초음파 장비의 활용도를 높이고자 하였다.
Ⅱ연구 방법
1실험장비
초음파를 이용한 전립선 용적 측정에 있어서 환자마다 전 립선의 형태 및 볼륨이 달라 기존의 볼륨 측정 법 이외에 다 른 형태들의 새로운 측정 법을 찾는 것이 필요하다.
서울의 대학병원에서 정기적으로 정도관리를 수행했었던 Hi VISION Ascendus 5-9 MHz transrectal probe (Hitachi-Aloka Medical, Japan)를 이용하여 초음파 검사를 통해 얻은 전립선 이미지를 참고하여 팬텀을 제작하였다.
2실험 방법
1)팬텀 제작 방법
본 실험을 하기위하여 초음파 검사를 통해 얻은 여러 환 자들의 다양한 전립선 이미지의 axial 영상과, longitudinal 영상을 통해 찰흙으로 모형을 빚은 후 석고붕대를 이용해 모형의 본을 떴다. 한천은 초음파 영상에 적정한 density로 나타나도록 25g과 물 150㎖를 혼합하여 점도가 생길 정도로 가열하였다. 가열된 한천을 석고 틀에 부은 후 단단해질 정 도로 굳혀 다양한 모양의 팬텀 6개를 만들었다.
2)제작된 팬텀 모형
전립선 초음파의 longitudinal 영상을 기준으로 오른쪽 base, 왼쪽 apex, 위쪽 anterior, 아래쪽 posterior로 하여 각 특징에 맞추어 팬텀의 명칭을 정하였다. 각 팬텀의 이름 은 Base Posterior Protrusion (BPP), Standard 1 (S1), Apex Posterior Protrusion (APP), Standard 2 (S2), Circle (C), Base Anterior Protrusion (BAP)라고 하였다 (Figure 1-6). Fig .2, 3, 4, 5
3)팬텀 볼륨 측정 방법
본 실험에서는 저울을 사용하여 측정한 무게와 물 150㎖ 를 채운 비커를 이용한 볼륨 측정결과 무게와 볼륨의 동등 성을 보였다. 그래서 두 가지 방법을 사용하여 팬텀의 실제 볼륨을 측정하여 정확도를 높였다.
측정 볼륨은 물을 채운 비커에 비닐을 띄운 후 비닐에 팬텀이 잠길 정도의 물을 넣는다. 그 후 팬텀을 고정하여 전립선검사 probe를 이용해 axial과 longitudinal을 측정하였다. 사용 주파수는 9MHz이고, 한 명의 전문가가 각각 3회씩 반복측정 하였다. 각 모형 별 반복측정으로 얻은 실제 볼륨과 측정 볼륨을 비교하였고, 측정 볼륨은 최대 볼륨(estimate volume max, 이하 EVmax)과 최소 볼륨(estimate volume min, 이하 EVmin)으로 구분하였다. 측정 볼륨은 타원체부피계산법(전후 직경 × 상하길이 × 좌우폭 × π/6)이 적용된 초음파 시스템에 의해 자동으로 계산되었다.
6개의 전립선 팬텀의 볼륨과 측정 볼륨을 비교하여 각 모 형 별 실제 볼륨과 가까운 측정위치를 찾는다.
4)데이터 처리 방법
각각 팬텀의 실제볼륨과 실험을 통해 찾은 교정된 측정법을 이용해 3회 반복 측정한 볼륨의 평균과 표준편차를 구하였고, 실제볼륨과 측정볼륨간의 유의성을 알아보기 위하여 SPSS 19 버전의 비모수통계 검정인 Wilcoxon 부호순위 검정을 실시 하였다. p값은 0.05이하일 때 유의한 것으로 정하였다.
Ⅲ결 과
모델 6개의 평균 부피는 32.5 ㎖이었으며 가장 큰 것은 38 ㎖, 가장 작은 모델은 27 ㎖이었다. 모든 모델에서 돌출 부위를 포함하여 측정하였을 때 EVmax 평균 12% 크게 측정 되었으며, BPP type은 돌출부위를 포함하여 측정 하였을 때 23% 크게 측정되었다. APP type과 C type을 제외한 나 머지 모형의 EVmax와 EVmin은 차이가 있었지만, 실제볼륨과 가까운 측정법은 모두 최소크기 측정법이었다(Table 1).
최소 측정방법으로 3회 반복 측정한 값은 Table 2와 같 다. BPP type의 실제 볼륨 34 ㎖, 측정 볼륨 35.07 ㎖로 실 제 볼륨과 가까운 측정위치는 longitudinal 영상에서 base 의 오목한 부분과 apex의 돌출부위로 나타났다(Figure 7). S1 type의 실제 볼륨 29 ㎖, 측정 볼륨 30.2 ㎖로 실제 볼륨 과 가까운 측정위치는 longitudinal 영상에서 base의 오목 한 부분과 apex의 돌출부위보다 안쪽으로 나타났다. APP type의 실제 볼륨 38 ㎖, 측정 볼륨 37.53 ㎖로 실제 볼륨과 가까운 측정위치는 longitudinal 영상에서 base와 apex부분 모두 오목한 부분이었다. S2 type의 실제 볼륨 37 ㎖, 측정 볼륨 37.5 ㎖로 실제 볼륨과 가까운 측정위치는 longitudinal 영상에서 base의 중간지점과 apex의 돌출부위 보다 안쪽으 로 나타났다. C type의 실제 볼륨 30 ㎖, 측정 볼륨 30.57 ㎖로 실제 볼륨과 가까운 측정위치는 axial 영상에서 돌출 부위를 제외하고 안쪽으로 나타났다. BAP type의 실제 볼 륨 27 ㎖, 측정 볼륨 28.03 ㎖로 실제 볼륨과 가까운 측정위 치는 axial 영상에서 돌출 부위를 제외한 안쪽으로 하고, longitudinal 영상에서는 base와 apex의 오목한 부분으로 나타났다(Figure 8).
실제 볼륨과 교정된 최소 볼륨 측정방법의 평균과 표준편 차를 통계적으로 비교하였을 때, 실제 볼륨 32.5 ㎖, 교정측 정법으로 측정한 볼륨은 33.16 ㎖으로 짝지은 두 군의 평균 차이는 근소하였으며, p값 0.156으로 통계적으로 유의한 차 이가 없는 것을 알 수 있었다(Table 3.).
Ⅳ고 찰
1986년 이후부터 전립선암의 종양표지자로 사용하고 있 는 PSA는 전립선암뿐만 아니라 전립선염, 전립선비대증에 서도 일반적으로 증가하기 때문에3), 전립선암의 선별검사 수단으로 이용할 때 혼돈을 줄 수 있어서, PSA를 전립선볼 륨으로 나눈 PSA density로 수치의 유의성을 결정하게 된 다. 따라서 이를 평가하기 위해서는 정확한 볼륨을 아는 것 이 중요하다1,2).
초음파는 인체에 무해하고 실시간 동적인 영상을 제공한 다는 장점이 있으나 X선 CT에 비해 정량성과 화질이 안 좋 은 단점이 있다. 이전의 연구에서 2차원과 3차원 초음파 시 스템의 볼륨계산의 정확도가 연구되어왔고, 3차원 초음파 가 부피 측정의 정확도가 더 높은 것으로 알려져 있다13). 그 러나 전립선은 주변 장기와의 육안적 구분은 가능하나 3차 원 영상획득 과정에서 주변부와의 분리가 어렵다. 주변 혈 관이 많고 주변 근육과 떨어지기 어려운 특징이 있으며, MRI나 CT 검사에서도 정확한 전립선의 3D 이미지를 얻기 어려웠다. 때문에 본 연구에서는 전립선 모형의 팬텀 제작 과정에서 초음파의 axial과 longitudinal 이미지를 통해 관 찰자의 주관으로 팬텀을 제작하였기 때문에 보는 이에 따라 형태의 차이가 있을 수 있다.
2차원 초음파 시스템의 부피 측정의 정확성을 측정하기 위한 kim 등의 팬텀 연구에서14) 구형, 타원형, 삼각 기둥 형 을 제작하여 볼륨 측정값을 비교하였는데, 백분율 차이는 각각 6~11, 9~25, 20.8~35.0%로 삼각기둥 형태의 팬텀이 가장 큰 차이를 나타냈다. 본 연구에서도 BPP type은 돌출 부위를 포함하여 측정 하였을 때 23% 크게 측정되어 유사한 결과를 보인다.
BAP type은 axial 영상에서 돌출부위를 제외하고 안쪽으 로 측정 점을 두고, longitudinal 영상에서는 base와 apex 의 오목한 부분에 측정 점을 두었을 때 실제 전립선 크기와 일치도가 높았다. 이 결과는 전립선 형태가 구형 일 때보다 타원형, 삼각기둥 형태일 때 더 과대 측정 될 수 있으므로 검사자의 각별한 주의가 필요하다.
Moon 등의15) 전립선 이행대 돌출 모델 팬텀연구에서도 경직장초음파로 전립선의 부피를 측정할 때 중심선이 국소 적으로 방광 내 돌출한 경우는 돌출된 부분을 제외하고 방 광 목 부근의 전립선 기저부 부분부터 상하길이를 측정하는 것이 실제부피와 더 가까운 결과를 얻을 수 있다고 하였다. 본 연구에서와 같은 결과로 돌출된 부분부터 상하길이를 측 정하는 것은 전립선부피가 과장되게 측정될 가능성이 더 높 은 것이다. 따라서 돌출된 부분의 전립선 볼륨 측정 시, 실 제로 사람에서 보이는 다양한 형태의 전립선에 적용하였을 때도 비슷한 결과가 나올 것으로 예상된다.
Ⅴ결 론
본 연구에서는 2차원 초음파 시스템을 사용하여 전립선 볼륨의 교정된 위치 측정방법을 찾았으며, 전립선 axial 영 상에서 전립선 모양의 돌출이 있을 경우 돌출부위를 배제하 고 측정하는 것이 실제 볼륨에 가까웠다. 또한 longitudinal 영상에서는 apex부분이 가늘고 길어질 경우에 끝부분이 아 닌 안쪽으로 측정 점을 잡아 그 점을 기준으로 타원을 그려 볼륨을 측정하는 것이 실제 볼륨에 가장 가까웠다.
