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ISSN : 2288-3509(Print)
ISSN : 2384-1168(Online)
Journal of Radiological Science and Technology Vol.41 No.3 pp.231-240
DOI : https://doi.org/10.17946/JRST.2018.41.3.231

Feasibility for Ultrasound Pad Material for the Evaluation Axillary Region of Automated Breast Ultrasound Equipment

Seo Eun-Hee1),2), Seoung Youl-Hun2)
1)Department of Radiology, Seoul National University Bundang Hospital
2)Department of Radiological Science, College of Health Medical Science, Cheongju University
Corresponding author: Youl-Hun Seoung, Department of Radiological Science, College of Health Medical Science, Cheongju University, Daesung-ro 298, Cheongwon-gu, Cheongju, Chungcheongbuk-do, 363-764, Korea / Tel: 82-43-229-7993 / E-mail: radimage@cju.ac.kr
29/05/2018 20/06/2018 23/06/2018

Abstract


Automated breast ultrasound (ABUS) equipment is a new innovative technique for 3D automatic breast scanning, but limited for the examination in the concave axillary region. The purpose of this study was to determine feasible candidate materials for the ultrasonic wave propagation media in ABUS, enabling the evaluation of the axillary region. Ultrasonography was performed using an ABUS system (InveniaTMABUS, GE, USA) on the ultrasound-specific phantom (UC-551M-0.5, ATS Laboratories, USA) covered by different candidate materials. The validity of feasible candidate materials was evaluated by image quality. Three independent radiological technologists, with more than 10 years of experience, visually assessed on the images. The inter-observer agreements according to the candidate materials were tested using Cronbach’s alpha. Unenveloped solidified carrageenan can be a feasible material for the use of ABUS with excellent test reliability. Therefore, the coverage of the axillary region with carrageenan may be effective for ABUS which was originally developed for the convex anatomic structure as female breast.



자동유방초음파 장비의 액와부 평가를 위한 초음파 패드 물질의 타당성

서 은희1),2), 성 열훈2)
1)분당서울대학병원 영상의학과
2)청주대학교 보건의료과학대학 방사선학과

초록


    Ⅰ 서 론

    우리나라가 1999년부터 국가 암 발생 통계를 산출하기 시 작한 이후로 2012년까지 모든 암의 발생률은 3.6%씩 증가 하고 있지만 2012년 이후부터는 6.1% 씩 감소하는 추세이 다[1]. 그러나 서구화된 음식문화의 변화와 현대 여성의 사 회적 진출에 따른 늦은 결혼과 출산율 저하로 인해 여성의 유방암은 2010년 이후 유일하게 증가하고 있다[2]. 따라서 2005년부터 유방암을 줄이고 예방하기 위해 암 검진사업을 만 40세 이상 국민을 대상으로 2년 주기로 시행하고 있다 [3]. 특히 우리나라는 고소득국가들(미국, 서유럽, 일본, 호 주, 뉴질랜드 등)과 함께 분류되어 암 발생율이 높은 국가로 분류되고, 같은 아시아 국가인 일본에 비해서도 높은 발생 률을 보이고 있다[4]. 유방암의 명확한 발생원인은 밝혀진 바는 없지만 서구화되어가는 환경과 더불어 이른 초경, 늦 은 폐경, 늦은 출산, 비만 등 유방암 위험요소를 포함하고 있다[5]. 서양과는 달리 우리나라 여성들은 유선조직이 치 밀하여 유방암 검진의 유방 X선 검사(mammography)에서 위 음성(false negative)으로 판정되기도 하며 치밀 유방인 경우에 민감도가 50%로 떨어진다는 보고도 있다[6,7]. 또한 치밀 유방은 방사선 민감도가 높아 조직 내 흡수하는 흡수 선량에 따른 방사선 피폭을 간과할 수는 없다고 보고하고 있다[8]. 따라서 치밀 유방은 방사선 피폭이 없으면서 고정 밀의 유방 초음파검사(breast ultrasonography)나 자기공 명유방영상(magnetic resonance breast imaging)검사를 병행하는 것이 필요하다[9]. 특히, 유방암의 조기진단의 중 요성과 검사의 용이성 등으로 유방 초음파검사가 보편화되 면서 수요 또한 증가하고 있다[10]. 그러나 유방 초음파검사 의 정확도는 검사기기와 검사자의 능력에 좌우되어 낮은 재 현성과 객관성이 떨어지며 검사인력과 판독인력의 부족으 로 많은 시간이 소요되는 단점이 있다[11].

    2012년 11월 미국 식품의약국(food and drug administration; FDA)의 승인을 받은 자동 유방 초음파(automated breast ultrasound; ABUS) 장비는 검사자의 검사능력에 대한 재현성 을 높일 수 있는 장비이다. 또한 2015년 G사의 ABUS가 3차원으 로 영상을 제공하면서 검사와 진단의 두 항목에 있어 FDA승인 을 받음으로써 ABUS 장비 개발의 폭을 넓혀왔다[12]. 최근 유방암 환자의 지속적인 증가추세로 인하여 ABUS의 필요성이 증가하고 있기 때문에 국가별, 연령층별에 따라 다양성을 내포 하는 유방조직의 정확한 진단을 위한 영상품질 관리를 위한 연구가 절실히 요구된다. 우리나라에서도 ABUS 장비의 도입 으로 보건복지부는 2015년 12월, 23차 건강보험 정책 심의 위원회를 통해 제2016-190호 고시에 따라 ‘신 의료기술 등재관 련 상대가치 점수개정’ 등을 의결하였으며 유방 및 액와부 초음파검사에 대해 급여를 인정하였다[13].

    하지만 현재 ABUS는 유방을 검사하는데 유용하지만 Fig. 1(a)와 같이 액와 부위 등은 유방과 같이 볼록한 구조도 아니면서 평편하지 못한 해부구조학적 특성으로 ABUS의 탐촉자가 밀착 하여 검사할 수 없는 한계점이 있다. 특히 액와 부위는 유방암의 림프절 전이여부를 확인하는 곳으로 매우 중요한 검사 부위이기 때문에 현재는 Fig. 1(b)과 같이 액와 부위 검사가 필요 시 수동식 초음파(hand held ultrasound; HHUS) 검사를 추가로 진행하고 있다. 이로 인하여 환자의 검사 장소 이동 및 준비시간 의 확대로 환자의 총 검사 시간이 지연되고 환자의 검사 만족도 는 저하되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ABUS 검사 시 액와 부위 림프절 확인을 위한 유방전용 패드를 제작하기 위해 초음파 전파 매질 후보들을 탐색하고 패드로서의 타당성을 평가하고자 하였다.

    Ⅱ 대상 및 방법

    1 대 상

    초음파는 음파를 전달해야 하는 매질이 필요하다. 매질은 특성에 따라 초음파 전달속도가 달라지고 그 중 물은 초음파 에너지 손실 없이 잘 투과시켜 원거리까지 잘 도달할 수 있도 록 한다. 이러한 목적으로 초음파 젤을 사용하여 인체와 탐촉 자간의 공기저항을 최소화시킨다[14]. 따라서 본 실험에 사용 된 재료는 물의 물리적 성질과 유사한 매질 후보물질 7가지를 대상으로 하였다. 물 성분이 높은 알로에 젤(93% Aloe vera, Skinfood, Korea), 초음파 젤(Progel, DAYO, Korea), 카라 기난(k-carageenan, ESfood, Korea), 물(Distilled water, JW pharmaceutical, Korea)과 ABUS 검사 시 사용하는 전 용로션(Polysonic®, PARKER, USA)을 선정하였다. 이중 카 라기난은 한천의 일종으로 한천에 비해 함수량이 높고 겔 형 태로 고형화 시킬 때 탄력성이 높고 투명하여 보수력이 좋다 고 알려져 있어 본 연구에서 카파타입(kappa type)의 카라기 난을 선정하였다[15]. 그리고 현재 상용화된 젤 패드 중 크기 가 가장 크고 넓은 범위에 적용할 수 있는 근골격계용 젤 패드 (acoustic standoff gel pad, ATS laboratories, USA)를 선 정하였다. 사용된 초음파 장비는 Fig. 2(a)와 같이 ABUS (InveniaTMABUS, GE, USA) 장비를 사용하였으며 팬텀은 Fig. 2(b)와 같이 ABUS 전용 팬텀(UC-551M-0.5, ATS Laboratories, USA)을 이용하였다.

    2 패드 제작

    카라기난을 제외한 초음파 전파 후보 매질들은 액상형태 이기 때문에 이들을 담을 수 있는 커버가 필요하다. 패드 커 버는 검사실 환경에서 쉽게 찾을 수 있는 프로브 커버 (transducer probe cover, ireh-medical, Korea)와 의료 용 초음파 콘돔(vaginal probe cover, unidus, Korea)을 사용하였다. 패드 제작은 프로브 커버를 15×20㎝로 제작한 후 커버 안을 선정된 초음파 전파 매질 후보로 채우고 공기 를 최대한 제거한 후 비닐 접착기를 이용하여 밀봉하였다. 이때 카라기난은 커버없이 젤 형태만으로도 패드역할이 가 능하여 커버가 있는 것과 없는 것으로 구분하여 제작하였 다. 패드의 두께는 ABUS의 주사 깊이(scan depth)가 최대 5㎝인 것을 고려하여 두께를 1 ㎝ 미만으로 할 수 있도록 내 용물의 양은 200㏄로 하여 Fig. 3과 같이 제작하였다.

    3 팬텀영상에서의 초음파 전파 매질에 대한 타당성 평가

    초음파 전파 매질로서의 타당성은 수직거리, 수평거리, 축·측 방향 분해능, 민감도, 기능적 분해능, 회색조 등 총 6 가지의 영상품질을 평가하였다. 평가방법은 제작된 각각의 패드를 ABUS 전용팬텀 위에 올리고 영상을 획득한 후 임상 경력 10년 이상의 방사선사 3명이 수직적 측정, 수평적 측 정, 축․측 방향 분해능, 민감도, 기능적 분해능, 회색조와 역 학범위 측정을 육안적으로 평가하였다. 평가자 상호간의 평 가 결과는 크론바흐 알파(Cronbach alpha, α)계수를 통해 일치도를 검증하였고, α가 0.7 이상일 때 신뢰도가 높다고 평가하였다. 그 결과, 알파계수는 평가자간의 평균 신뢰도 가 0.999로 매우 신뢰도가 높게 평가되어 측정 결과 값으로 사용하였다. 영상품질 평가방법과 기준은 아래와 같다.

    첫째, 수직거리측정은 Fig. 4(a)와 같이 빔 축을 따라 점 과 점사이 중 가장 먼 거리를 측정하는 것으로 적합기준은 5.0±1.0 ㎜ 이하이다.

    둘째, 수평거리측정은 Fig. 4(b)와 같이 빔 축과 수직되 는 표적거리의 점과 점사이 중 가장 먼 거리를 측정하는 것 으로 적합기준은 5.0±2.0 ㎜ 이하이다.

    셋째, 축·측 방향 분해능은 Fig. 4(c)와 같이 위, 아래 점 사이의 거리가 가장 가까운 0.25㎜인 두 점이 명확히 구분 하는 것으로 “예”, “아니오”의 이분방식으로 평가하였다.

    넷째, 민감도는 Fig. 4(d)와 같이 최대깊이를 측정하는 평가로 4.0 ㎜ 무에코 타겟(anechoic target)까지의 거리를 측정하여 5.0±1.0 ㎝ 이하일 경우 적합하다고 하였다.

    다섯째, 기능적 분해능은 Fig. 4(e)와 같이 직경이 4.0 ㎜, 3.0㎜, 2.0㎜, 1.0 ㎜ 낭성구조물의 모양(형태), 크기 (내부직경), 내부에코 등을 측정하였다. 이때 낭성구조물의 형태학적 측정은 4사분면으로 등분하여 모든 등분에서 잘 보이면 4점, 모든 등분이 안보이면 0점으로 5단계 척도로 구분하여 평가하였고, 내부직경은 가장 잘 보이는 테두리를 중심으로 직경을 측정하였다. 내부 에코는 크기별 첫 번째 낭성구조물의 관심영역(region of interest; ROI)에서 픽셀 의 표준편차 값을 측정하여 민감도의 균일도를 구하였다.

    여섯째, 회색조는 Fig. 4(f)와 같이 동일한 크기의 6개 dB에 따른 원형구조물의 ROI를 평가하여 픽셀의 평균값을 구한 후 직선성을 평가하였다. 모양(형태) 측정은 기능적 분 해능의 측정과 동일하게 원형 구조물을 4등분하여 형태 평 가 단계를 4, 3, 2, 1, 0점으로 구분하였다.

    4 패드의 임상 초음파 영상 평가

    최종 제작된 패드들의 임상 초음파 영상 평가는 정상 인 체조직의 액와 부위 위에 올려놓고 ABUS로 검사하였다. 획 득된 임상 초음파 영상은 3년 이상의 영상의학과 전문의의 판독을 기반으로 각각의 해부학적으로 분석하여 가장 우수 하게 관찰되는데 도움을 준 패드를 선정하였다.

    Ⅲ 결 과

    1 팬텀영상에서의 초음파 전파 매질

    1) 알로에 젤

    Table 1과 같이 측정된 수직거리는 5.5±0.06㎜로 적합 기준 5.0±1.00㎜안에 포함되어 적합하였고, 수평거리측정 은 5.23±0.12㎜로 적합기준에 만족하였다. 축·측 방향 분 해능은 0.25 ㎜ 공간이 명확히 구분되었다. 4.0 ㎜ 크기의 낭성구조물 깊이를 측정하는 민감도는 5.30㎝로 5.0±1.00 ㎝ 이하의 적합기준안에 포함되었다. 그러나 다중반사현상 과 패드 제작 중 발생되는 미세기포로 인해 초음파 영상에 서 혜성꼬리(comet-tail) 허상이 발생하였다. 기능적 분해 능은 Table 2와 같이 낭성구조 크기별 모양은 명확한 형태 를 갖추진 못하였고, 낭성크기는 다소 크게 측정되었다. 내 부에코는 크기가 작은 1.0㎜에서 균일도는 크게 떨어졌다. 또한 회색조 측정의 형태적 평가는 완전한 모양으로 측정 되지 않았고 내부에코의 dB에 따른 평균값의 직선성 평가결 과는 Fig. 5와 같이 상관계수(R2)가 0.850이었다.

    2) 초음파 젤

    Table 1과 같이 수직거리 측정은 5.4±0.06㎜으로 오차 범위 내에 포함되어 적합하였고, 수평거리측정은 5.03± 0.06㎜로 적합기준에 만족하였다. 축·측 방향 분해능은 0.25 ㎜ 공간이 명확히 구분되었다. 민감도는 5.33㎝로 오 차범위 내 포함되어 적합하다고 판단하였다. 그러나 다중반 사현상과 패드 제작 중 발생되는 미세기포로 인해 초음파 영상에서 혜성꼬리 허상이 발생하였다. 기능적 분해능은 Table 2와 같이 낭성구조 크기별 모양은 모두 완전한 형태 를 갖추진 못하였고, 크기는 다소 크게 측정되었다. 내부에 코는 2.0 ㎜를 제외한 나머지는 균일도가 큰 차이로 떨어졌 다. 회색조 측정의 형태적 평가는 -3 dB의 경우만이 원형구 조물의 완벽한 모양으로 측정되었다. 내부에코의 직선성 평 가결과는 Fig. 5와 같이 상관계수(R2)는 0.831이었다.

    3) 카라기난(carageenan)

    (1) 커버 있는 카라기난

    Table 1과 같이 측정된 수직거리는 5.0±0.26㎜, 수평거 리측정은 4.90±0.10㎜로 적합기준에 만족하였다. 그러나 축·측 방향 분해능은 0.25 ㎜ 공간이 구분되지 않아 부적합 하였다. 민감도는 5.30㎝로 5.0±1.0㎝이하의 적합기준에 포함되었다. 그리고 다중반사현상과 패드 제작 중 발생되는 미세기포로 인해 초음파 영상에서 혜성꼬리 허상이 발생하 였다. 기능적 분해능은 Table 2와 같이 낭성구조 크기별 모 양은 모두 불완전한 형태로 측정되었고 크기는 다소 크게 측정되었다. 내부에코는 특히 1.0㎜에서 균일도가 큰 차이 로 떨어졌다. 회색조 측정의 형태적 평가는 15 dB, 6 dB, -15 dB만이 명확한 원형구조물로 평가되었다. 내부에코의 직선성 평가결과는 Fig. 5와 같이 상관계수(R2)는 0.911로 우수하였다.

    (2) 커버 없는 카라기난

    커버 없는 패드 형태 카라기난은 Table 1과 같이 측정된 수직거리는 5.50±0.20㎜, 수평거리측정은 5.27±0.06㎜ 로 적합기준에 충족되었다. 축·측 방향 분해능은 0.25 ㎜ 공 간이 명확히 구분되어 적합하였고, 5.0±1.0 ㎝ 이하의 적합 기준인 민감도는 5.33㎝로 만족하였다. 특히, 다중반사 및 혜성꼬리현상에 의한 허상 없이 내부구조물이 잘 관찰되었 다. 기능적 분해능은 Table 2와 같이 낭성구조 크기별 모양 은 모두 불완전한 형태로 측정되었고 크기는 다소 크게 측 정되었다. 내부에코는 특히 1.0㎜에서 균일도가 큰 차이로 저하되었다. 회색조 측정의 형태적 평가는 커버를 씌운 카 라기난과 같이 15 dB, 6 dB, -15 dB에서 명확한 원형구조 물을 갖추었다. 내부에코의 직선성 평가결과는 [Fig. 5]와 같이 상관계수(R2)는 0.986로 실험대상 패드 중 가장 우수 하였다.

    4) 멸균증류수

    측정된 수직거리는 Table 1과 같이 5.17±0.12㎜, 수평 거리측정은 5.03±0.06㎜로 적합기준에 만족하였다. 축·측 방향 분해능은 0.25 ㎜ 공간이 명확히 구분되었다. 그러나 민감도는 4.40㎝로 오차범위 기준인 5.0±1.0 ㎝ 이하로 포 함되지 않아 부적합하였다. 또한 다중반사현상과 패드 제작 중 발생되는 미세기포로 인해 초음파 영상에서 혜성꼬리 허 상이 발생하였다. 기능적 분해능은 Table 2와 같이 낭성구 조 크기별 모양은 2.0㎜가 가장 명확히 측정되었고 그 외 모두 불완전한 형태로 측정되었으며 1.0 ㎜ 크기는 측정이 불가하였다. 낭성구조의 크기는 1.0㎜를 제외한 다소 크게 측정되었다. 내부에코는 4.0㎜에서 평가자들의 편차 없이 균일도가 가장 높았다. 회색조 측정의 3 dB은 원형구조물의 모양을 전혀 확인할 수 없었고 -3 dB 역시 형태적으로 파악 이 어려웠으며 나머지 원형구조물도 불완전한 형태였다. 내 부에코의 직선성 평가결과는 Fig. 5와 같이 상관계수(R2)는 0.935로 우수하였다.

    5) ABUS 전용로션

    수직거리 측정 결과는 Table 1과 같이 5.23±0.12㎜, 수 평거리측정은 5.33±0.15㎜로 적합기준에 만족하였다. 축· 측 방향 분해능은 0.25 ㎜ 공간이 명확히 구분되어 적합하 였다. 그러나 민감도는 4.40㎝로 5.0±1.0 ㎝ 이하의 적합 기준에 포함되지 않아 부적합하였다. 기능적 분해능은 Table 2와 같이 낭성구조 크기별 모양은 2.0㎜가 가장 명 확한 원형구조물로 평가되었고, 나머지는 불완전한 형태로 측정되었다. 원형구조의 크기는 2.0㎜, 1.0 ㎜ 측정이 명확 하였고, 그 외는 다소 크게 평가되었다. 내부에코는 1.0㎜ 에서 균일도가 크게 떨어졌다. 회색조 측정의 형태적 평가 는 -15 dB 원형구조물에서 다소 명확한 형태를 갖추었고, 나머지는 불완전한 형태로 평가되었다. 내부에코의 직선성 평가결과는 Fig. 5와 같이 상관계수(R2)는 0.857이였다.

    6) Acoustic standoff gel pad

    근골격계 초음파검사에서 주로 사용되는 standoff gel pad는 팬텀영상 평가 결과 Table 1, Table 2와 같이 수직, 수평, 축·측 방향 분해능 등 영상의 밝기가 어두워 낭성구조 물 및 원형구조물 점과 점사이의 구분이 전혀 되지 않았다. 따라서 다른 패드와의 비교는 불가능하였다.

    2 패드의 임상 초음파 영상

    Fig. 6(a)는 동일한 환자의 동일한 액와부 가장자리 부위에 제작된 패드를 위치하여 검사하는 모습이다. 각각의 패드로 획득한 임상 초음파 영상 결과, Fig. 6(b), (c), (d), (g)에서는 스캔 시 패드의 주름에 의해 후방음향음영(acoustic shadow artifact) 발생으로 영상의 질을 저하시켰다. 특히, Fig. 6(c)에 서는 패드 커버에 의한 다중반사 허상(reverberation artifact, asterisk)과 스캔 시 주름에 의한 허상(화살표)이 관찰되었다. 반면 Fig. 6(h)는 기존의 standoff gel pad로 영상이 전체적으 로 어둡게 묘출되어 피부이하의 조직들을 명확히 구분하기는 어려웠다. Fig. 6(f)는 패드 내 물성이 단일화 되어있어 멸균증 류수와 커버 사이의 음향저항 및 투과, 흡수, 반사 등의 물리적 저항이 커서 다중반사 및 혜성꼬리현상에 의한 허상이 발생하였 다. 또한 스캔 시 패드의 주름에 의해 음향음영이 발생하였다. 그러나 인체에서는 유사한 물성조직이 계층을 이루고 있어 초음파 전달이 상대적으로 용이하여 유방의 해부학적 구조를 파악하는 데는 큰 어려움은 없었다. Fig. 6(e)는 무 커버 카라기 난의 패드로서 스캔 시 패드의 형태를 잘 유지하여 주름이 발생하지 않아 영상의 질 저하가 없어 피부와 피하 지방층 (subcutaneous fat layer), 유선조직(mammary gland)과 표 면근막의 표면층(superficial layer of superficial fascia) 및 깊은 층(deep layer of superficial fascia)등 모든 해부학적 구조물이 잘 구분됨을 확인할 수 있었다. 또한 다중반사 및 혜성꼬리현상 없이 적절한 밝기를 제공함으로써 우수한 품질의 영상을 제공하였다.

    Ⅳ 고 찰

    수동식 초음파에 비해 표준화되고 재현성 높은 3차원 영 상재구성을 통해 종양의 특성을 파악할 수 있는 ABUS는 광 범위하게 유방 초음파 검사를 제공하기 위한 잠재적 대안으 로 제시되고 있다[16]. 또한 ABUS는 3D 영상 재구성을 통 해 횡단면, 관상면, 시상면에 대해 영상을 표시할 수 있어 더욱 수술에 정확도를 높일 수 있고 ABUS는 유방암 환자의 수술 전 HHUS로 2차 확인(second–look)을 위해 초음파 시 행하는 것을 대체 할 수 있다고 보고하고 있다[17]. 특히, 유 방암 환자의 예후인자인 액와 부위의 림프절 전이 여부를 확인하는 것은 매우 중요하다. 그러나 ABUS는 유방의 형태 학적 특성을 고려하여 탐촉자가 오목하게 설계되어 있어 액 와 부위 검사에는 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 액 와 부위 검사를 위한 ABUS 전용 패드의 초음파 전파 매질 을 찾고 타당성을 평가하고자 하였다.

    그 결과, 상용화된 기존의 standoff gel pad는 어두운 저 에코(hypoechoic) 영상 묘출로 인해 특히 유방의 실질이 지 방과 근막의 동일한 에코(isoechoic)인 저에코로 나타나 유 방 실질 내 병변유무와 명확한 해부학적 구조를 구분하기 어려워 검사에 부적합한 패드로 평가되었다. 이는 부적절한 gain조절의 실패 등으로 판단된다. 초음파 장비에 있어 영 상의 밝기를 조절하는 gain은 과하게 올리면 영상이 너무 밝은 고 에코로 묘출되고, 반대로 너무 내리면 어두운 영상 인 저 에코로 묘출되어 진단적 가치를 잃게 된다. 따라서 부 적절한 gain의 조절은 유방 초음파 화질평가에 악영향을 미 친다[18]. 그럼에도 불구하고 현재 제작된 ABUS는 화질개 선을 위한 조절장치가 없기 때문에 기존 젤 패드인 standoff gel pad에는 적합하지 않았다.

    그밖에 본 연구에서 실험한 패드 성분에서 액상인 경우에 는 커버가 필요하기 때문에 적합한 커버를 선정하는 데 있 어 초음파검사 시 자주 사용되는 멸균 프로브와 의료용 콘 돔을 우선 선택하였다. 그 결과, 의료용 콘돔은 커버 구조상 매질이 균일한 두께를 유지하지 못하였고, 커버에 의한 다 중반사현상은 동일하게 발생되었다. 또한 콘돔 재질의 특성 상 스캔 시 팬텀 면을 완전히 포함하지 못하고 특유의 탄력 성으로 인해 패드가 말리는 현상이 반복되었으며 커버 자체 의 실리콘오일과 매질과의 분리로 인해 기포가 상대적으로 많이 발생하여 본 연구 결과에서는 제외하였다. 반면에 멸 균 프로브 커버는 콘돔과는 달리 정형화된 형태를 유지할 수 있어 상대적으로 스캔하는데 어려움은 없었으나 의료용 콘돔과 같이 모든 매질에서 커버 표면에 의한 음향저항의 차이에 의해 초음파 반사음이 탐촉자 사이를 여러 번 반사 하여 발생되는 다중반사 허상이 발생하였다. 탐촉자 커버 재질에 따른 영상손실평가 연구 결과를 보면, 커버 재질에 따른 팬텀의 near filed target wire 평가에서 재질에 상관 없이 모든 wire가 확인되었고, 커버의 음향저항은 인체연부 조직과 비교해봤을 때 초음파 영상에 영향을 미치지 않았다 고 하였다[19]. 본 연구의 임상 초음파 영상 평가에서도 커 버에 의한 다중반사는 유방의 해부학적 구조를 확인 하는 데 있어 장애를 발생하지는 않았고, 패드 내 미세기포로 인 한 혜성꼬리현상이 관찰되었으나 인체 내 구조물에는 영향 을 미치지 않았다. 다만, 스캔 시 패드 주름에 의해 음향음 영의 영상 결손이 발생하여 영상의 질 저하를 초래하였다.

    또한 고형화된 카라기난 패드는 압박이 주어질 경우 패드 균열(crack)이 발생할 수 있어 탐촉자와 패드간의 밀착을 위해 적절한 압박이 요구된다. 본 연구에서는 패드의 내구 성을 확보하기 위해 방부제를 첨가하여 제작하였지만 장기 간 지속성을 확보하는 것에는 한계가 있어 향후 내구성에 대한 지속적인 연구가 요구되어 진다. 그러나 본 실험에서 는 커버 없이 고형화된 카라기난 패드가 ABUS 전용 팬텀 영상 평가와 임상 초음파 영상 평가에서 가장 우수한 초음 파 전파 매질로 나타났다. 특히, 카라기난은 한천의 일종으 로서 생활 주변에서 손쉽게 구입할 수 있어 그 활용성이 기 대된다. ABUS는 자동스캐너로 영상을 확보할 수 있어 검사 의사와 판독인력부족을 해결한 대안으로 제시되지만 임상 경력에 따른 전문자격증을 취득한 임상초음파사가 검사를 진행할 필요가 있다. 왜냐하면 유방 초음파검사는 고도의 검사법으로서 ABUS 장비가 대체하더라도 검사의 질적 수 준은 유지해야 하며 고정밀 검사를 위한 업무능력개발이 필 요하고 전문 자격제도의 정착이 필요하다[20]. 따라서 ABUS 검사를 진행하는 초음파사의 자격과 교육체계 확립 이 필요하다.

    본 연구는 유방암 환자에 있어 림프절 전이 여부를 확인 하는 것이 매우 중요함을 인식하고 ABUS의 액와 부위 검사 한계를 해결하기 위한 방향성을 제시했다는 점에서 진보성 있는 의미가 있다. 그러나 유방암 수술로 인한 피부의 요철 로 생긴 부위에는 본 연구에서 제안한 고정형 패드로 스캔 하더라도 요철의 공동화 부위를 채울 수 없었고, 공동화현 상이 발생되는 되는 부위에는 초음파가 투과되지 못하여 후 방음향음영이 발생되어 영상의 질 저하를 유발한 한계점이 있었다. 따라서 유방 수술이후 조직이 소실된 환자에게도 적용할 수 있는 부정형 패드를 개발된다면 향후 ABUS의 임 상적 유용성을 높이는데 기여할 수 있으리라 기대한다.

    Ⅴ 결 론

    우리나라에 도입된 ABUS 장비는 오목한 탐촉자로 인해 액와 부위를 탐촉할 수 없었던 한계에 맞서 효율적으로 탐 촉할 수 있는 초음파 전파 매질로 커버 없이 제작한 카라기 난이 ABUS 전용 팬텀 평가와 임상 초음파 영상 결과를 종 합하면, 정도관리 적합기준 안에서 모두 만족하였고, 임상 영상의 해부학적 구조를 구분함에 있어 허상에 의한 영상의 손실 없이 적절한 영상의 밝기로 가장 우수한 영상품질을 제공한 것으로 나타났다. 이러한 결과로 유방암 검진 및 진 단에 필요한 액와 부위를 ABUS 장비가 추가로 실시하다면 매우 효율적인 검사장비로서 널리 사용될 수 있으리라 판단 된다.

    Figure

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    Ultrasound examine for axillary lesion (a) scanning by automated breast ultrasound (b) scanning by hand held ultrasound

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    a) automated breast ultrasound device (b) phantom of automated breast ultrasound

    JRST-41-231_F3.gif

    Manufactured pads (a) distilled water (b) aloe gel (c) ultrasonic gel (d) ABUS lotion (e) enveloped carageenan (d) unenveloped solidified carrageenan

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    Items of image quality in ABUS phantom (a) vertical measurement (b) horizontal measurement (c) axial & lateral resolution measurement (d) sensitivity measurement (e) functional resolution and image uniformity measurement (f) gray scale and displayed dynamic range measurement

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    Results graph of the echo inside the gray scale and displayed dynamic range anechoic structure (a) aloe gel (b) ultrasonic gel (c) enveloped carageenan (d) unenveloped solidified carrageenan (e) distilled water (f) ABUS lotion

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    Clinical application of ABUS (a) gel pad applied to axilla for automated breast ultrasound (b) aloe gel (c) ultrasonic gel (d) enveloped carageenan (e) unenveloped solidified carageenan (f) distilled water (g) ABUS lotion (h) standoff gel pad

    Table

    Phantom measurement results of candidate materials

    Phantom measurement results of candidate materials

    Reference

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