자기공명영상(magnetic resonance imaging, 이하 MRI로 약 함)은 난소 종양의 진단에 있어서 유용한 검사로 조직 성분의 신호강도 차이, 지방 억제 기법, 조영증강 등을 통해 난소 낭 성 종양의 감별에 이용되어왔다(1-7). 그러나, 이전 보고들 에서 단방성 낭선종과 기능성 난소 낭종은 고식적 MRI 소견 으로는 감별하기 어렵고(2, 8), 조직 성분의 신호강도 차이에 의해 T1강조 영상에서 고신호강도를 보이고 T2강조 영상에 서 저신호강도를 보이면 출혈성 낭종이나 자궁내막 낭종을 특 이적으로 진단할 수 있다고 하였다(6, 9). 또한 출혈을 동반 할 수 있는 장액성 낭선종, 낭선암종, 난소난관 농양, 기형종 등과 감별이 어려운 경우도 보고되는(3) 등, 고식적 MRI 기 법만으로는 일부 낭성 난소 종양을 감별진단 하는 것이 어렵 다.
MRI 기법중 확산강조 자기공명영상(diffusion weighted MR imaging, 이하 DWI로 약함) 기법은 조직내 물분자의 미세운 동에 대한 MRI의 민감성을 이용해 신호강도 차이를 유발하여 영상을 획득하는 기법이다. 이 기법으로 조직내 물분자가 확 산되는 정도나 특성의 차이를 영상화할 수 있고 현성 확산계 수(apparent diffusion coefficient, 이하 ADC로 약함) 값을 측 정하여 확산 정도를 정량화 할 수 있다(10). DWI는 도입된 이래 지금까지 주로 급성 허혈성 뇌질환의 조기 진단과 두개 강내 종양성 병변 중 지주막 낭종과 표피 낭종의 감별 진단에 이용되어 왔다(11-13). 그외 일부 괴사성 혹은 낭성 뇌종양 과 뇌농양의 감별(14) 등 주로 뇌신경계 질환에 국한되어 왔 으며, 난소의 낭성 종양 감별에의 이용은 미미하였다.
이에 저자들은 다양한 난소의 낭성 병변을 감별 진단하는데 있어 DWI를 시행하고 ADC 값을 측정하여 그 유용성을 알아 보고자 하였다.
난소 낭성 종양에서 확산강조 자기공명영상을 이용한 현성 확산계수의 유용성
1허숙희・정용연・송상국・김진웅・서정진・김형중・정광우・박진균・강형근
목적: 난소의 낭성 병변에서 확산강조 자기공명영상의 현성 확산계수 값을 구하고 유용성을 알 아보고자 하였다.
대상과 방법: 최근 1년간 난소 종양이 의심되어 1.5 T MR 기기를 사용하여 확산 강조 영상을
얻은 30명 중에서, 낭성 병변의 직경이 3 cm이하로 작은 경우와 신호강도가 너무 적어 적절 한 확산 강조 영상을 얻지 못해 현성 확산계수 값을 측정할 수 없었던 8명을 제외하였다. 난 소 병변은 22명의 환자에서 총 26예로 낭종, 낭선종, 낭선종을 제외한 기타 양성 종양 및 악 성 종양의 네 군으로 분류하였다. 확산 강조 영상은 single-shot echo planar imaging기법으 로 확산 강조 경사 자기의 세기 b0와 b1을 각각 0 sec/mm2와 800 sec/mm2로 하여 얻었다.
현성 확산계수 값은 T2 강조 영상에서 종양의 낭성 병변을 확인한 후, 동일한 횡단면의 확산 강조 영상에서 관심 영역을 25 pixel로 정하고 격막이나 고형 성분을 피해 5회 측정하여 평 균값을 구하였다.
결과: 현성 확산계수 값의 평균은 낭종, 낭선종, 기타 양성 종양, 악성 종양이 각각 0.196±
0.105×10-3 mm2/sec, 1.312±1.064×10-3 mm2/sec, 0.274±0.124×10-3 mm2/sec, 1.011±
1.080×10-3 mm2/sec이었다. 현성 확산계수 값은 낭종과 낭선종, 낭종과 악성 종양, 낭선종과 기타 양성 종양 상호간에 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 그리고 기타 양성 종양과 악성 종 양 간의 현성 확산계수 값의 상호간에 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 그러나 낭종과 기타 양성 종양, 낭선종과 악성 종양의 각각의 현성 확산계수 값은 상호간의 차이가 유의하지 않았 다(p>0.05).
결론: 난소 종양의 낭성 병변에서 확산강조 자기공명영상을 이용하여 측정한 현성 확산계수 값 은 난소종양의 감별진단에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.
1전남대학교병원 진단방사선과
이 논문은 2005년 1월 15일 접수하여 2005년 3월 4일에 채택되었음.
대상과 방법
대 상
최근 1년간 난소 종양이 의심되어 MRI를 시행한 환자 중 DWI를 시행한 30명 중에서 낭성 병변의 직경이 3 cm 이하 인 4명과 신호강도가 너무 적어 적절한 DWI를 얻지 못해 ADC 값을 측정할 수 없었던 4명 등 8명을 제외한 22명을 대상으 로 하였다. 대상 환자군의 평균 연령은 38.9세(15-77세)였 다. 난소의 낭성 병변은 총 26예로 평균 크기는 7.3 cm(3- 22 cm) 이었다. 난소 병변은 낭종, 낭선종, 기타 양성 종양 및 악성 종양의 네 군으로 분류하였고 각각 낭종 8예, 낭선종 6 예, 기타 양성 종양 5예 및 악성 종양 7예였다(Table 1). 낭 성 난소 종양의 확진은 21예에서 수술을 통한 조직학적 진단 이 이루어졌고, 나머지 5예는 방사선학적으로 고형 성분이 없 고 최소 3개월 이상의 추적 검사에서 크기의 변화가 없거나 감소하였으며 임상적으로 종양 표지자 검사에서 정상 범위를 보여 낭종으로 진단하였다.
방 법 MR영상
1.5 T 초전도형 MR 기기(Signa Horizon, GE Medical Systems, WI, U.S.A.)를 사용하여 통상적인 스핀 에코 T1강 조 영상(TR/TE 500 msec/8 msec)과 급속 스핀 에코 T2강 조 영상(TR/TE 3500-4000 msec/70-80 msec) 및 Gd- DTPA(MagnevistⓇ, Schering, Germany)로 조영 증강한 T1 강조 영상을 각각 횡단면 및 시상면에서 얻었다. DWI는 sin- gle-shot echo planar imaging(EPI) 기법으로 T2강조 영상 과 동일한 횡단면에서 얻었다. TR/TE 10000 msec/100 msec, 화소 크기 128×128, 절편 두께 7 mm, 절편간격 2.5 mm, 신 호 획득 수 1로 하고 b0(diffusion sensitivity gradient factor, 확산강조 경사 자기의 세기)와 b1을 각각 0 sec/mm2과 800 sec/mm2으로 하는 중복 경사 자계를 x, y, z 세 방향으로 차 례차례 가해서 영상을 획득한 후, 세 방향의 영상을 평균한 비 등방성 확산강조 영상(anisotropic DWI)을 얻었다. DWI를 개 인용 컴퓨터로 옮긴 후 소프트웨어(DP toolⓇ, France)를 이 용하여 ADC 값을 측정하고 ADC 지도를 얻었으며, ADC 지 도에서 자동 색조 조절 장치를 통하여 병변을 확인하였다. 횡 단면 T2강조 영상에서 낭성 병변을 확인하여 관심 영역의 크 기를 25 pixel로 정하고, T2강조 영상과 동일한 DWI 횡단면 에서 격막과 고형 성분을 피하여 피막에서 최소 5 mm 이상 떨어진 부위를 5회 측정한 후 ADC 값의 평균치를 구하였다.
분석 및 통계 처리
낭종, 낭선종, 기타 양성 낭종, 악성 종양의 네 군의 ADC 값을 각각 Wilcoxon signed rank test를 이용하여 상호 비교 분석하고, 각각의 항목에서 p값이 0.05 미만일 경우를 통계적 으로 유의하다고 간주하였다.
결 과
각 군의 ADC 값의 범위(평균)는 낭종이 0.123-0.443×10
-3mm2/sec (0.196±0.105×10-3 mm2/sec), 낭선종은 0.186- 2.417×10-3 mm2/sec(1.312±1.064×10-3 mm2/sec), 기타 양 성 종양은 0.123-0.451×10-3 mm2/sec(0.274±0.124×10 -
3 mm2/sec), 그리고 악성 종양은 0.172-2.795×10-3mm2/ sec(1.011±1.080×10-3 mm2 /sec)이었다(Table 1).
정량적 분석에서 낭선종이 네 군 중에서 가장 높은 ADC 평 균값을 보였고, 그 다음은 악성 종양, 기타 양성 종양, 낭종 순 이었다(Fig. 1). 낭선종의 ADC 값은 낭종 및 기타 양성 종양 과 비교 했을때 통계적으로 유의하게 높았으며 (각각 p<0.01)(Fig. 2, 3), 낭선종이 악성 종양에 비해 높은 ADC 평균값을 보였으나 상호간의 차이는 유의하지 않았다 (p>0.05). 낭종과 악성 종양 및 기타 양성 종양과 악성 종양 간에는 악성 종양의 ADC값이 통계적으로 유의하게 높았다
Fig. 1. Apparent diffusion coefficient (ADC) values of cystic components of four groups of ovarian tumors. Mean values (filled circles) and standard deviations are linked with a line.
Table 1. Classificaion, Numbers, and ADC Values of Cystic Ovarian Tumors
Groups No. of Mean ± SD ADC value Cases (× 10-3mm2/sec)
Ovarian cyst 8 0.196±0.105
Functional cyst 4 0.223±0.147
Hemorrhagic cyst 4 0.168±0.213
Cystadenoma 6 1.312±1.064
Mucinous cystadenoma 4 1.244±1.114 Serous cystadenoma 2 1.449±1.369
Benign cystic tumor 5 0.273±0.124
Teratoma 3 0.238±0.340
Benign granulosa cell tumor 2 0.326±0.503
Malignant tumor 7 1.011±1.080
Krukenberg tumor 3 0.542±0.997
Mucinous cystadenocarcinoma 1 0.172 Serous cystadenocarcinoma 1 0.258 Endometrioid adenocarcinoma 1 0.155 Malignant granulosa cell tumor 1 2.795 No: Number, SD: Standard deviation
(p<0.01)(Fig. 4). 낭종과 기타 양성 종양 간에는 양성 종양 의 ADC가 높은 값을 보였으나 통계적으로 유의하지 않았다 (p>0.05).
고 찰
MRI는 난소 종양을 진단하는데 있어 조직성분의 신호 강도 의 차이를 이용하므로 초음파 검사와 전산화단층촬영술보다 더 정확할 수 있다(2, 6, 9). 그러나 단방성 낭선종과 기능성 낭종의 경우 고식적 T2강조 영상에서 모두 균질한 고신호강 도를 보이는 낭성 병변으로 보여 감별이 어렵다(8). 또한 낭 선종과 낭선암종의 경우 고식적 MRI에서 조영증강되는 고형 성분의 유무, 격막의 두께 등으로 어느 정도 감별할 수 있으 나, 10-15%의 낭선종에서는 조영 증강되는 유두상 고형 성 분과 두꺼운 격막을 갖고 있어 낭선종과의 감별이 어려운 경 우가 있다(5). 낭성 기형종의 경우 지방 성분에 의해 고식적 T1과 T2강조 영상에서 고신호강도를 보이고 지방 억제 기법 을 이용하여 비교적 특이적으로 진단할 수 있으나 드물게 출 혈을 동반하는 경우 낭선종이나 출혈성 낭종과의 감별이 어려 운 경우도 보고되었다(7, 9). 이외 같이 고식적 MRI가 낭성 병변을 갖는 난소 종양을 감별 진단하는데 있어서 제한점을 보이고 있다.
MRI 기법중 DWI는 주어진 자기 경사 내에서 조직내의 물 분자의 확산에 따른 신호 감쇄를 영상화하는 기법이다. 고식 적인 MRI가 주로 조직의 T1 및 T2 이완 시간에 대한 정보 를 얻는데 비해, DWI는 조직내의 물분자의 확산에 따른 물리 적 특성에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한 T2 이완시간에 따
른 영향을 상쇄하기 위해 확산자계경사(b value)를 달리하여 반복 획득한 DWI에서는 확산정도를 정량화한 ADC 값을 산 출해낼 수 있다. 이런 점으로 인해 초급성 뇌경색의 조기 진 단 뿐만 아니라, 최근 낭성 성분에 따른 ADC 값의 차이를 이 용하여 낭성 병변을 갖는 여러 질환의 감별에 이용되고 있다 (10, 11). 고식적인 MRI에서 유사한 신호 강도를 보여 감별 이 어려운 유피 낭종과 지주막 낭종이 DWI에서는 확산 계수 의 뚜렷한 차이로 인해 유피 낭종은 고신호강도를, 지주막 낭 종은 저신호강도를 보이므로(13) 양자의 감별 진단에 이용된 다. 또한 괴사 또는 낭성 부분을 포함한 뇌종양과 뇌농양 및 괴사성 간종양과 간농양의 감별에도 ADC 값 측정을 이용하 고자 하는 보고들(14, 15)이 있으며, 이를 낭성 난소 종양의 감별에 적용 하고자 하는 연구들이 일부 발표되었다(16, 17).
Moteki 등(16)은 51예의 낭성 난소 종양을 낭종, 출혈성 낭종, 장액성 낭선종, 점액성 낭선종과 악성 종양으로 분류하 여 분석한 결과에서, 출혈성 낭종이 점액성 낭선종을 제외한 나머지 군에 비해 유의하게 낮은 ADC 값을 보였고 낭종과 장 액성 낭선종이 악성 종양에 비해 유의하게 높은 ADC 값을 보 였다고 보고하였다. 또한 두꺼운 낭종벽과 조영증강되는 고형 부위가 있어 악성종양을 의심하게 하는 양성 낭선종이 악성 낭선종에 비해 유의하게 높은 ADC 값을 보여 양자간의 감별 에 도움을 줄 수 있을 것이라고 하였다. 저자들의 연구에서도 이와 유사한 결과를 보여 출혈성 낭종을 포함시킨 낭종군의 ADC 값이 다른 군과 비교하여 낮았으며 각각 낭선종과 악성 종양과 비교하였을 때 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또 한 악성 종양의 ADC 값이 낭선종보다 낮은 평균값을 보였다.
악성 종양이 낮은 ADC 값을 보이는 것은 낭성 성분의 ADC
A B
Fig. 2. Comparison of right ovarian hemorrhagic cyst and left ovarian mucinous cystadenoma.
A. On T2-weighted image, both ovarian hemorrhagic cyst (arrowhead) and mucinous cystadenoma (arrow) show high signal inten- sity.
B. On diffusion-weighted image, hemorrahgic cyst (arrowhead) shows low signal intensity [apparent diffusion coefficient (ADC)=0.159×10-3mm2/sec] and mucinous cystadenoma (arrow) shows high signal intensity [ADC=0.418×10-3mm2/sec]. Value of ADC of mucinous cystadenoma is higher than that of hemorrhagic cyst.
값이 매질의 점도와 라이소자임(lysozyme), 알부민, 섬유소원 (fibrinogen) 등의 분포정도에 의해 영향을 받아, 괴사 또는 점 액과 유사한 낭성 성분을 갖는 악성 종양에서 물 분자의 확산 이 감소되기 때문이다(18, 19). 그리고 출혈성 낭종이 낮은 ADC 값을 보이는 것은 혈철소(hemosiderin)에 있는 철성분 의 강한 상자성 효과(paramagnetic effect)에 의해 T1 값과 ADC 값을 단축시키기 때문인 것으로 설명하고 있다(16, 17).
Katayama 등(17)은 낭성 난소 종양을 유피 낭종, 출혈성 낭 종, 장액성 낭선종, 점액성 낭선종, 악성 종양으로 분류한 결 과에서 출혈성 낭종과 유피 낭종이 다른 군에 비해 낮은 ADC 값을 보였으나 통계적으로 유의한 차이가 없었다고 보고하였 다. 저자들의 연구에서도 출혈성 낭종을 포함한 낭종과 유피 낭종을 포함한 양성종양의 ADC 값이 다른 군에 비해 낮았다.
그러나 유피낭종의 경우 낭종 내부에 다양한 지방성분을 가질 수 있고 DWI에서 이러한 지방성분의 신호가 억제되므로 측정 한 ADC 값에 오차가 있을 수 있다.
본 연구에서 낭선종의 ADC 값이 네 군 중 가장 높았으며, 이는 낭종 및 기타 양성 종양과 비교하였을 때 통계적으로 유 의하였으나 악성 종양과는 유의한 차이가 없었다. 따라서 낭 선종과 악성 종양은 ADC 값의 측정만으로는 감별이 제한적 이므로 고식적 MRI에서 조영 증강되는 고형 성분과 격막의 유무, 종양의 경계 및 동반된 복수 등의 소견들을 종합하여 감 별할 수 있을 것으로 생각된다.
저자들의 연구에는 제한점이 있다. 첫째는 대상군이 작다는 것이고, 둘째는 일반적으로 EPI기법이 운동인공물(motion artifact)과 자화율인공물(magnetic susceptibility artifact)에
A B
C D
Fig. 3. Mucinous cystadenoma and cystic teratoma of the ovary.
A. Axial T2-weighted image shows high signal intensity of the cystic component (arrowhead) of mucinous cystadenoma of the ovary.
B. Axial diffusion-weighted image shows intermediate signal intensity of the cystic component (arrowhead) [ADC=2.313×10-3 mm2/sec].
C. On axial T2-weighted image, cystic teratoma (arrow) of the ovary has high signal intensity similar to mucinous cystadenoma shown in A.
D. Axial Diffusion-weighted image shows high signal intensity of the cystic component (arrow) of teratoma [ADC=0.123×10-3 mm2/sec].
A B
C D
E F
Fig. 4. Comparison of endometrioid adenocarcinoma of the ovary and ovarian cyst.
A. Axial T2-weighted image shows high signal intensity of the cystic component (arrow) of endometroid carcinoma of the ovary.
B, C. Diffusion-weighted image(B) shows low signal intensity (arrow) and ADC map (C) shows red color (arrow) of the cystic com- ponent of ovarian endometrioid carcinoma [ADC=2.224×10-3mm2/sec].
D. Axial T2-weighted image shows high signal intensity of the cystic component (arrowhead) of ovarian cyst.
E, F. Diffusion-weighted image (E) shows intermediate signal intensity (arrowhead) of the ovarian cyst and red color (arrowhead) in ADC map (F) [ADC=0.232×10-3mm2/sec]. Value of ADC of ovarian cyst is lower than that of ovarian endometrioid carcinoma.
민감하기 때문에 이러한 인공물을 최소화하기 위해 시상면 보 다는 횡단면에서 ADC 값과 병변의 크기를 측정하였으나, 12 cm 이상의 큰 병변에서는 검사 전 심호흡에 의한 낭종 내 지 속적인 와류로 인해 발생하는 ADC 값의 차이(sloshing effect) 를 완전히 배제할 수 없다는 것이다(16). 이는 본 연구의 낭 선종과 악성종양에서 넓은 범위의 ADC값을 보이는 한 원인 으로 생각되며 대상군을 12 cm이하의 병변으로 국한시킬 필 요가 있을 것으로 생각된다. 셋째는 난소의 낭성 병변의 T1 강조 영상과 T2강조 영상의 신호강도와 ADC 값과의 상호 연 관성 및 특히 악성이 의심되는 경계성(borderline) 낭성 종양 과 악성 종양의 감별에 있어서 그 유용성을 비교하지 못했다 는 점이다. 따라서 앞으로 이 두 질환의 감별에 대한 연구가 추가로 이루어져야 할 것으로 생각된다.
결론적으로 난소 종양의 낭성 병변에서 DWI를 이용하여 측 정한 ADC 값은 일부에서 중복되는 부분이 있지만 서로 다른 값을 보이고, 특히 낭선종과 낭종, 낭선종과 기타 양성 종양, 악성 종양과 낭종, 악성 종양과 기타 양성 종양 간에 유의한 차이가 있었다. 이러한 차이는 낭성 난소 종양의 감별 진단에 부가적이고 유용한 정보를 제공하리라 생각된다.
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Address reprint requests to : Yong Yeon Jeong, M.D., Department of Diagnostic Radiology, Chonnam University Hospital, 8 Hak-dong, Dong-gu, 501-757 Gwangju, Korea.
Tel. 82-62-220-5748 Fax. 82-62-226-4380
Usefulness of Apparent Diffusion Coefficient in Ovarian Cystic Tumors Using Diffusion-Weighted Magnetic Resonance Imaging
1Suk Hee Heo, M.D., Yong Yeon Jeong, M.D., Sang Gook Song, M.D., Jin Woong Kim, M.D., Jeong Jin Seo, M.D., Heong Joong Kim, Ph.D., Gwang Woo Jeong, Ph.D., Jin Gyoon Park, M.D., Heoung Keun Kang, M.D.
1Department of Diagnostic Radiology, Chonnam National University Hospital
Purpose:To evaluate the usefulness of apparent diffusion coefficient (ADC) values using diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) in patients with ovarian cystic tumors.
Materials and Methods:During past 12 months, we studied 30 patients who were clinically suspected of hav- ing ovarian cystic tumors and who underwent DWI using a 1.5 T MR unit. Eight patients with small cystic ovarian lesions of less than 3 cm in diameter and insufficient DWI were excluded from the calculation of the ADC values. The remaining twenty-six cystic ovarian lesions in 22 patients were classified into four groups;
ovarian cysts, cystadenomas, other benign tumors, and malignant tumors. DWI was obtained using single-shot spin echo planar imaging and two gradient steps (b values of 0, 800 sec/mm2). The ADC values were measured using regions-of-interest (ROI) in the cystic components of the DWI located in the same section as the T2- weighted image and away from the septation and solid components.
Results: The mean ADC values were 0.196±0.105×10-3 mm2/sec in the ovarian cysts, 1.312±1.064×10-3 mm2/sec in the cystadenomas, 0.274±0.124×10-3mm2/sec in the other benign tumors, and 1.011±0.080×10-3 mm2/sec in the malignant tumors. The differences in the ADC values between the ovarian cysts and cystade- nomas, the ovarian cysts and malignant tumors, the cystadenomas and other benign tumors, and the other be- nign tumors and malignant tumors were statistically significant (p < 0.01). There was no statistically signifi- cant difference in the ADC values between the ovarian cysts and other benign tumors, or between the cystade- nomas and malignant tumors (p > 0.05).
Conclusion:The calculated ADC values using DWI should be helpful in the differential diagnosis of cystic ovarian tumors.
Index words :Ovary
Ovary, neoplasms Ovary, MR
