건강 성인에서 삼차원 초음파검사를 이용한 위배출시간 측정에 관한 연구

대한소화기학회지 2004;44:71~76

서 론

위배출능검사는 기능성 소화불량증이나 당뇨병성 위마 비와 같은 상부소화관 운동 질환의 운동 기능을 평가하는 데 있어서 필수적인 검사로 방사능 동위원소를 이용한 신 티그라피가 표준 검사로 알려져 있다. 그러나 신티그라피

접수: 2004년 2월 21일, 승인: 2004년 7월 2일 연락처: 김도영, 110-783, 서울시 종로구 종로6가 70

이화여자대학교 의과대학부속 동대문병원 내과 Tel: (02) 760-5357, Fax: (02) 762-7756 E-mail: [email protected]

＊본 논문의 요지는 2003년 제54차 대한내과학회 추계학술대회에 서 발표되었음.

＊본 논문은 2003년도 이대동대문병원 임상연구비로 이루어졌음.

이외에 복부초음파검사로도 위배출능을 측정할 수 있으 며,^1-6복부초음파검사는 신티그라피에 비하여 장비 설치 및 유지비가 덜 들고, 방사능 노출이 없는 장점이 있다.^1,22)

최근에는 삼차원 초음파검사가 개발되어 여러 임상 분야 에서 사용되고 있으며, 수학적 공식에 의해 체적을 간접적 으로 산출해야 하는 이차원 초음파검사에 비해 복강내 장

Correspondence to: Doe-Young Kim, M.D.

Department of Internal Medicine, Ewha Womans University, Tongdaemun Hospital

70 Chongro 6-ga, Jongro-gu, Seoul 110-783, Korea Tel: +82-2-760-5357, Fax: +82-2-762-7756 E-mail: [email protected]

건강 성인에서 삼차원 초음파검사를 이용한 위배출시간 측정에 관한 연구

이화여자대학교 의과대학 내과학교실, 포천중문의과대학교 진단검사의학교실*

김도영·정혜경·이유현·정성애·문일환·백진영*

The Measurement of Gastric Emptying Time with 3-D Ultrasonography

Doe-Young Kim, M.D., Hye-Kyung Jung, M.D., You-Hyun Lee, M.D., Sung-Ae Jung, M.D., Il-Whan Moon, M.D., and Jin-Young Paek, M.D.*

Department of Internal Medicine, Ewha Womans University College of Medicine, Seoul;

Department of Dignostic Medicine, Pochon CHA University College of Medicine*, Seoul, Korea

Background/Aims: Three dimensional (3-D) ultrasonography is definitely more accurate than conventional 2-D

ultrasonography in volume measurement of intra-abdominal organs. However, its application in measuring gastric emptying time has been limited. Thus, we tried to measure gastric antral emptying time by using 3-D ultrasonography and compare with that by radio-scintigraphy. Methods: We performed both 3-D ultrasonography and radio-scintigraphy on the same day in 23 healthy subjects. After overnight fast, the subjects ingested 500 mL of soup meal (84 Kcal) that had been pre-mixed with 1 mCi of technetium

. The half emptying time (T

) measured by 3-D ultrasonography was defined by the time when the gastric antral volume decreased to half.

Results: The mean T1/2

of 23 healthy subjects measured by 3-D ultrasonography was 23.4±10.5 min, while that

measured by scintigraphy was 28.4±14.4 min. The difference (p=0.11 by paired t-test) between the two methods

was not significant. Moreover, no significant correlation of T

between the two methods (r=0.361, p=0.09) was

observed. Conclusions: Measuring gastric antral emptying time with 3-D ultrasonography may be useful but

require further validation studies and advance in technology. (Korean J Gastroenterol 2004;44:71-76)

대한소화기학회지: 제44권 제2호, 2004

기의 체적을 보다 간편하고, 정확하게 측정할 수 있다.^7,8위 배출능을 측정하는 데 있어서 삼차원 초음파검사가 이차원 초음파검사보다 더 정확하다는 주장도 있으나,⁹ 위배출능이 나 위배출시간을 측정하는 데 있어서 삼차원 초음파검사의 유효성에 관해서는 아직 경험과 연구가 더 필요한 실정이 다. 본 연구는 위배출시간을 측정하는 데 있어서 삼차원 복 부초음파검사의 유효성을 알아보기 위한 연구로 정상 성인 에서 삼차원 복부초음파검사로 위배출시간을 측정하여 이 를 표준 검사인 신티그라피로 측정한 결과와 비교하여 차 이가 있는지 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

1. 대상

상부소화관 증상이 없는 23명의 건강 자원자를 대상으로 하였다. 남자 11명, 여자 12명이었고, 대상자의 평균 연령 은 28±7세(범위: 19-44세)였으며, 신장은 167±9 cm, 체중 61±12 kg, 체질량 지수는 21.9±3.0이었고, 흡연율은 35%

(8/23)이었다. 연구 시작 전 모든 대상자에게 서면으로 동의 를 구하였고, 연구 제외 기준은 임신 가능성이 있는 여자, 만성 질환, 복부수술의 과거력, 최근 위장관 운동에 영향을 줄 수 있는 약제를 복용한 경우였다.

2. 방법

야간 금식 후 오전에 삼차원 복부초음파검사와 신티그라 피검사를 교대로 시행하는 것이 본 연구의 주된 계획으로 사전에 본원 윤리위원회의 승인을 받았다. 시험식으로 500 mL의 수프(오뚜기수프, 정식품, 84 Kcal, 단백질: 2.0 g, 지 방: 2.7 g, 탄수화물: 13 g)를 사용하였고, 초음파검사에 방 해가 되는 위내 기포의 형성을 줄이기 위해 37℃로 미리 덥힌 다음 Tc^99m 1 mCi를 혼합하였다. 피검자에게 시험식 을 3분에 걸쳐 마시게 하였으며, 시험식이 소화불량 증세를 유발하는지 알아보기 위하여 섭취 직후 Likert scale⁹로 구 역질, 구토, 복부 불쾌감, 조기 만복감, 복통, 복부 팽만감, 트림의 7가지 증상을 평가하였다. 증상이 없는 경우는 0점, 조금 있는 경우는 1점, 있지만 생활에 지장을 줄 정도가 아 닌 경우 2점, 심하여 생활에 지장을 줄 정도인 경우를 3점 으로 하였다. 시험식 섭취가 종료된 후 삼차원 초음파검사 는 5분, 10분, 15분, 30분, 45분 및 60분에, 신티그라피검사 는 각 삼차원 초음파검사가 종료된 시점(6분, 11분, 16분, 31분, 46분, 61분)에 각각 시행되었다.

삼차원 초음파검사 기기는 SA9900PLUS 모델(메디슨사, 대한민국)을 사용하였고, 검사는 피검자가 앉은 자세에서 1인의 검사자(KDY)가 시행하였다. 탐촉자(VAW 4-7 MHz)

를 상복부 중앙부에 위치시켰고, 위 전정부의 삼차원 영상 을 획득하여 저장한 다음, 초음파 기기에 내장된 체적 분석 프로그램인 VOCAL^TM Analysis program으로 체적을 2번 측정하여 평균치를 구하였다(Fig. 1). 식사 후 위 전정부가 최대로 확장된 체적인 ‘최대 위 전정부 체적(maximal antral volume)'을 구하였고, 시간에 대한 체적의 변화를 나타낸 곡 선에서 최대 위 전정부 체적으로부터 전정부의 체적이 반으 로 감소된 시간을 ’초음파검사에 의한 반배출시간(T1/2)'으로 정의하였다. 신티그라피검사는 초음파검사가 끝난 직후 피 검자가 선 자세에서 시행하였으며, 전면에 감마카메라 (single head gamma camera, Hitachi, Japan)를 위치시킨 후 1분 동안 촬영하였다. 시간에 따른 위 안의 동위원소 활성 도 양의 변화를 나타낸 곡선에서 동위원소 활성도가 반으 로 감소되는 데 걸린 시간을 ‘신티그라피검사에 의한 반배 출시간(T1/2)'으로 정의하였다.

3. 통계 분석

모든 결과를 ‘평균±표준편차'로 표시하였다. 두 검사 방 법에 의한 T1/2의 상관계수를 구하였고, 두 검사 방법에 따 른 결과의 차이는 paired t-test로 분석하였다. 모든 통계 분 석에서 p값이 0.05 미만일 경우를 통계적으로 유의한 것으 로 판정하였고, 통계 프로그램은 SPSS version 11.0을 이용 하였다.

결 과

모든 23명의 건강 자원자에서 시험식 식사 전후의 위 전 정부의 체적을 삼차원 초음파검사를 이용하여 측정할 수 Fig. 1. Sonographic images of gastric antrum obtained by 3-D ultrasonography: frontal (left upper), sagittal (right upper), coronal (left lower), and 3-D reconstructed images of gastric antrum. Note automatic computation of gastric volume (inlet) by a specialized soft ware called as VOCAL^TM program.

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김도영 외 5인. 삼차원 초음파검사를 이용한 위배출시간 측정

Table 1. Mean Gastric Antral Volume (A.V.) of 23 Healthy Subjects after Ingestion of Soup Meal (500 mL)

Minutes after ingestion Mean A.V.±SD (cm³) 0

5 10 15 30 45 60

22±18 149±82 143±44 114±66 63±48 38±33 32±24 SD, standard deviation.

Table 2. Half Emptying time (T1/2) Measured by 3-D Ultra- sonography and Radio-scintigraphy in 23 Healthy Subjects

Subject

No. Sex Age

T1/2 (min) 3-D

ultrasonography Scintigraphy 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

M M M M M M M M M M M F F F F F F F F F F F F

26 27 25 29 28 43 30 29 27 28 31 25 23 20 19 22 22 24 26 44 39 39 27

26 18 41 16 38 26 21 9 9 17 18 21 35 21 47 20 33 12 21 12 19 38 20

6 18 24 11 18 28 19 25 16 9 24 24 37 31 48 47 65 47 31 29 29 46 21 mean±SD 28±7 23.4±10.5 28.4±14.4

있었다. 위 전정부의 체적은 식후 5분 또는 10분에 최대 위 전정부 체적에 도달하였고 그 후 위 전정부의 체적이 급격 히 감소하는 양상을 보였다(Table 1). 삼차원 초음파검사로 측정한 위 전정부 체적의 시간에 따른 변화를 나타내는 선 으로부터 구한 평균 반배출시간은 23.4±10.5분이었다. 반

Fig. 2. Plot of gastric emptying curves by 3-D ultrasonography and scintigraphy. Each value illustrates mean and standard deviation of 23 subjects. Y axis of 3-D ultrasonography illustrates percent of antral volume at each time against maximal antral volume. Curves by two methods show similar, but the slope of 3-D ultrasonography was a little steeper than that of scintigraphy.

SD, standard deviation.

Fig. 3. Correlation between T1/2 measured by 3-D ultrasonography and scintigraphy.

면에 같은 대상에서 신티그라피검사로 측정한 평균 반배출 시간은 28.4±14.4분으로 삼차원 초음파검사가 신티그라피 에 의한 경우보다 평균 5분 빨랐으나 paired t-test로 통계분 석을 한 결과 p값은 0.11로 두 검사 방법 간에 통계적인 차 이는 없었다(Table 2). 식후 최대 위 전정부 체적에 대한 전 정부 체적의 시간적 변화의 백분율을 표시한 배출곡선과 신티그라피에 의한 배출곡선의 모양은 Fig. 2와 같으며, 삼 차원 초음파검사가 신티그라피에 의한 경우보다 식후 10분 에 곡선의 기울기가 조금 더 급격해 보이는 양상을 보였다.

두 방법으로 측정한 반배출시간 간에 양적인 상관관계가 없었다(r=0.361, p=0.09, Fig. 3). 연구 대상자 모두 유동식 식사 직후 모든 7가지 소화기 증상에 대한 증상 점수가 0점 내지 1점으로 대부분 증상을 호소하지 않거나 경미한 증상 만 있었으며, 23명 대상자의 총합 점수의 평균은 21점 만점 73

The Korean Journal of Gastroenterology: Vol. 44, No. 2, 2004

에 2.9점이었다. 삼차원 초음파검사로 측정한 반배출시간은 남녀별로 유의한 차이가 없었고, 연령, 신장, 체중, 체질량 지수 및 시험식 식사 직후의 증상 점수와도 유의한 상관관 계를 보이지 않았다(Table 3).

고 찰

복부초음파검사는 위의 운동 기능을 검사할 수 있는 방 법의 하나로 위의 배출능, 위 전정부의 벽 운동, 위의 적응 기능(accommodation)을 검사하는 데 이용되며,¹⁰ 국내에서 도 이차원 복부초음파검사를 이용하여 위배출능을 측정한 보고가 있다.^6,11 기능성 소화불량증^12-14과 당뇨병^15,16 환자에 서 위 전정부의 직경 또는 단면적이 정상인에 비해 큼을 복 부 초음파검사로 확인할 수 있다. 그러나 초음파검사를 이 용한 대부분의 연구는 이차원 초음파검사를 이용하였으며, 통상의 이차원 초음파검사로는 위 전정부의 직경 또는 면 적만을 측정할 수 있고 체적은 수학적 공식을 이용해야 하 는 번거로움이 있을 뿐 아니라 정확성에 대한 의문이 있었 다. 최근 삼차원 초음파검사가 개발되면서 복강내 장기의 체적을 보다 정확하고 간편하게 측정할 수 있으며, 위배출 능에 대해서도 적용할 수 있다.^7-9 국내에서도 삼차원 초음 파검사가 다른 임상 분야에서 활발히 이용되고 있지만, 위 배출능검사를 위한 적용에 대한 연구는 아직 드문 실정이 다.

본 연구는 삼차원 복부초음파검사로 위 전정부의 체적을 측정하여 식사 후 체적의 변화를 통해 배출시간을 구하였 고, 그 결과를 같은 날에 교대로 시행한 검사인 신티그라피 검사법과 비교하였다. 삼차원 초음파검사 결과 모든 대상 자에서 시험식 식사 후 위 전정부의 체적이 식후 5분 또는 10분에 최대 위 전정부 체적에 도달하였고, 그 후 체적이 급격히 감소하는 양상을 보였다. 각 체적곡선으로부터 구 한 반배출시간의 평균은 23.4분이었다. 이는 초음파검사를 이용한 다른 연구들^2,5,9(20.2-22.9분)과 유사하며, 67.2분

(n=6)으로 본 연구 결과보다 길게 보고한 연구¹¹에서는 사 용되었던 시험식의 열량이 300 Kcal로 본 연구에서 사용되 었던 시험식의 열량(84 Kcal)보다 높았다. 반대로 국내의 다른 연구⁶에서는 반배출시간이 14.8분(n=20)으로 본 연구 보다 짧았는데, 이들은 시험식으로 생리식염수를 사용하였 다. 이와 같이 사용된 시험식의 열량과 종류에 따라 배출시 간의 차이를 보임을 알 수 있다.

본 연구에서는 삼차원 초음파검사와 신티그라피로 각각 측정한 반배출시간을 서로 비교하였다. 실제로 신티그라피 검사는 1분이 소요된 삼차원 초음파검사 직후에 시행되었 으나, 시간에 대한 동위원소 활성도 양의 변화를 나타낸 곡 선에서 반배출시간을 측정하는 데에는 영향을 주지 않았다.

본 연구의 결과에서 복부초음파검사와 신티그라피검사로 각각 측정한 반배출시간 간에 양적인 상관관계는 있었으나 통계적으로 유의하지 않았다(r=0.361, p=0.09). 이는 두 방 법 간에 상관관계가 높다고 보고한 기존의 연구들^2,4-7과 다 소 차이를 보이며, 그 이유로는 삼차원 초음파검사 장비 및 software의 정확성, 초음파검사자의 숙련성 문제와 그 외 사용되었던 시험식에 의한 영향을 생각할 수 있다. 예를 들 어 물에 대한 배출능은 초음파검사와 신티그라피검사 간에 서로 일치하였으나, 우유에 대한 배출능은 일치하지 않았 다는 보고⁴가 있다. 또 다른 이유로는 복부초음파검사는 섭 취한 시험식의 체적과 이에 반응하여 분비된 위액의 합산 에 의해 체적이 결정되는 반면에 신티그라피검사는 분비된 위액에 영향을 받지 않는다는 점도 작용할 수 있다.² 또한 상관관계를 조사하기 위해 사용되었던 지표에 의해서도 영 향을 받을 수 있는데,¹⁷본 연구에서는 위 전정부에 대한 반 배출시간을 측정한 반면에, 신티그라피검사는 위 전체에 대한 반배출시간으로 측정되어 향후 신티그라피검사에서 위전정부에 해당되는 부위만을 따로 분리하여 측정한 반배 출시간과의 비교가 요구된다. 본 연구의 제한점으로 본 연 구에서는 위 전정부만의 체적을 측정하였는데, 식후 위내 분포(intra-gastric distribution)에 의한 영향으로 근위부 위 체적의 측정도 중요하리라 생각된다.

본 연구에서 삼차원 초음파검사로 측정한 반배출시간은 남녀별로 유의한 차이가 없었고, 연령, 신장, 체중, 체질량 지수 및 유동식 식사 직후의 증상 점수와도 유의한 상관관 계를 보이지 않았다. 다른 연구에서도 성별¹⁸이나 연령¹⁹과 반배출시간과의 상관관계가 없었다고 하였지만, 향후 반배 출시간에 영향을 주는 인자들에 대해서 더 많은 사람을 대 상으로 한 연구가 필요하리라 생각된다.

결론적으로 삼차원 초음파검사는 위 전정부의 체적을 측 정할 수 있는 위배출능검사의 한 방법이 될 수 있을 것으로 생각되나, 향후 초음파 기술의 발달과 함께 관찰자내(intra-) 및 간(inter-)의 개인 변이 및 재현성을 조사하는 연구 및 소 Table 3. Correlations between Half Emptying Time Measured

by 3-D Ultrasonography and Clinical Factors

r-value P value Age

Height Weight BMI

Symptom score*

-0.008 -0.216 -0.272 -0.142 -0.095

>0.05

>0.05

>0.05

>0.05

>0.05

*Symptom score refers postprandial summed score of seven symptoms just after ingestion of the test meal.

BMI, body mass index.

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Kim DY, et al. The Measurement of Gastric Emptying Time with 3-D Ultrasonography

화불량증 환자에의 적용 등 삼차원 초음파검사 분야에서 보다 많은 경험과 연구가 필요하다.

요 약

목적: 삼차원 초음파검사가 복강내 장기의 체적을 측정 하는 데 있어서 이차원 초음파검사보다 더 정확하다고 알 려져 있지만, 이 검사를 위배출능 또는 위배출시간 측정에 이용한 연구는 아직 적은 실정이다. 본 연구의 목적은 건강 성인에서 삼차원 초음파검사로 위 전정부의 배출시간을 측정 하고 이를 신티그라피검사법에 의한 결과와 비교하여 보고자 하였다. 대상 및 방법: 대상은 23명의 건강 자원자로서 남자 11명, 여자 12명이었고, 이들의 평균 연령은 28.4세였다. 야간 금식 후 오전에 삼차원 초음파검사와 신티그라피검사가 같 은 날에 시행되었다. 사용된 시험식은 500 mL의 수프(오뚜 기수프, 정식품, 84 Kcal, 단백질: 2.0 g, 지방: 2.7 g, 탄수화 물: 13 g)로서 37℃로 덥힌 다음 1 mCi의 Tc^99m을 혼합하여 섭취케 하였다. 섭취 후 5분, 10분, 15분, 30분, 45분 및 60 분에 삼차원 초음파검사와 신티그라피검사를 교대로 시행 하였다. 얻어진 체적곡선과 동위원소 함량에 대한 곡선으 로부터 반배출시간(T1/2)을 측정하였다. 결과: 대상자 모두 시험식 식후 5분 또는 10분에서 최대 위 전정부 체적을 보 였고, 그 후 급격히 체적이 감소하는 양상을 보였다. 삼차 원 초음파검사로 측정한 반배출시간의 평균은 23.4±10.5 분이었고, 신티그라피로 측정한 반배출시간의 평균은 28.4

±14.4분으로 두 변수 간에 양적인 상관관계가 없었다 (r=0.361, p=0.09). 결론: 삼차원 초음파검사는 위배출능을 측정할 수 있는 한 방법으로 생각되나, 향후 초음파 기술과 장비의 발달과 함께 소화불량증 환자에의 적용 등 보다 많 은 경험과 연구가 필요하리라 생각된다.

색인단어: 위배출시간, 삼차원 초음파검사

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