Early detection of tumor invasion of liver by arterialization index using computerized gamma camera

大韓放射線醫學會誌 Vol. XlX, No. 2, 1983

동맥 혈화 지 표 CArterialization lndex) 를 이용한 간장 종양침윤의 조기 진단

연세대학교 의파대학 방사선과학 교실 장 재 천·유 형 식·박 창 윤 - Abstract-

Early Detection of Tumor Invasion of Liver by Arterialization Index Using Computerized Gamma Camera

j.

c.

Chang M.D., H.S. Yoo M.D.,

c.

y. Park M.D.

Department of Radiology

,

Col/ege of Medlclne

,

Yonsei Universlty

1. Quantitative analysis of hepatic arterial blood flow vs portal venous blood flow was performed by using computerized gamma camera named arterialization index.

2. Arterialization index was analized in normal control 10 cases and confirmed Iiver disease 40 cases.

3. The range of arterialization index in noraml control was 0.21-0.49.

4. Arterialization index in all cases of primary hepatoma and metastasis were over 0.6.

5. The possible condition over 0.6 A.1. except tumor invasion suggested huge Iiver abscess

,

underlying severe cirrhosis & d ifferent vascular pattern S.O.L. such as hemangioma.

6. The computerized dynamic hepatic flowstudy seems to be a simple noninvasive

,

nonexpensive diagnostic method to detect vascular change of hepatic tumor invasion.

7. The arterialization index over 0.6 will be a significant indicator of primary hepatoma or metastatic tumor ínvasíon.

1. 서 ^{-'= 「}」

간은 인체 장기중에서 종양， 농양， 경변증， 간염 등 1 차적인 간 질환 뿐 아니라 소화기， 호흡기， 비뇨기 등 의 악성종양이 잘 전이되는 장기로 알려져 있마. 그러나 동위원소를 이용한 종래의 간 주사 (Liver scanJ는 1

cm 미만의 작은 병변의 경우 잘 발견되지 않요며 발견 되 더 라도 정 적 영 상 (static imageJ 민으로는 그 성 격 을

이 논문은 1983 년도 연세대학교 의과대학통함교수연 구비에 의하여 이루어졌음니다.

이 논문은 83년 3월 7 일에 채택 되였읍니다.

판별하기 어려웠다 최근 발달된 초음파상에서도 전이 성 종양의 경우 다양한 Echo의 형태를 보여주고 있고 간 동맥 조영술의 경우도 그 침해성으로 인하여 모든 환자에서 적용하기에는 어려운 점이 많았다.

정상 간 조직은 총 혈량의 20-30 %를 간 동맥으로 부터 (300ml/minJ, 나머지를 문맥으로 부터 (1200ml/

minJ, 공급 받으나1')，써) 간 내에 악성종양이나 전이성 종양의 침윤이 있는 경우 문맥의 분지는 종001;세포에 의 한 혈전증으로 침윤， 폐색이 일어나고 동맥성 혈관의 증식만 선택적으로 자극되어 혈관 분포상 문맥혈이 감 소하고 간 동맥혈이 증가한다고 알려져 있다‘)， 5)， 6)

이에 저자들은 전산화된 깎마 카에라를 이용하여 통 상적인 간 주사플 실시함과 아울러 간 혈류중 간 동맥

혈과 문맥혈의 정량적인 비율을 분석험무로써 간 경변 의 성격 파악과 조기발견을 시도하였마-

본 연세 암 센타 동위원소실에 간 주사가 의뢰된 환 자를 대상￡로 간 주사를 실시하면서 다음과 같이 추가 적인 검사를 실시하였마 실험에 사용된 장비는 연세 암 샌타 부속병원에 비치된 opti -camera M V 3000 파 CGR, IMAC 7300 Computer 였 다.

@전 대상에서 정상 간 주사 용량인 2 mCi 의 Tc 99m phytate 를 anticubital vein 에 급속 주사 (b이us Injec tionl ) 한 후 2 초 간격 으로 30 영 상 ( Images) 즉 60 초 동인의 복부내 동적영상 (Dynamic Image)를 얻 어서 Computer 에 수록하였 다-

@ Disc에 수록된 영상을 Computer에 의하여 다시 관찰하면서 복대동맥， 신장， 간에서 각각의 관심영역 (Area of Interest) 을 light pencil 로 그러고 각각에 따른 시간-활성도 곡선 (t irne-activity curve) 를 작성 하였다 A.O.I 플 책정함에 있어서 간에서는 주로 우측엽에서 폐 , 신장의 활성도 (activity) 와 중첩 되 는 부위， 담낭부위 그리고 cold area를 피했고 신장이l 서는 좌， 우신 종에서 분리가 질 되는 쪽을 선택하았다 (Fig.

1).

AORTA octivi•y

activity

님 f t:H C그 t그

연구대상 및

II

1. 실험 방법

tima

”’꺼e

GOOO BOLUS POOR BOLUS

Fig. 2. Determination of quality of bolus.

위원소기- 간에서 최고치플 나타내는 시간과 거의 동일 하다고 추정할 수 있으며 이 시간 이후 계속하여 증가 된 activity 는 체 순환을 거 쳐 간 문맥 을 통하여 증가한 것이라 생각할 수 있다 정상적인 경우 간 동맥혈이 문 맥혈에 비하여 적으므로 신장 최고치 이전에는 미량의

activity증가만 추정되나 종양침윤의 경우 간 동맥혈이

증가함S로 인하여 신장에서 최고치를 이루는 시간 이 전에 대량의 activity 증가가 예상된다 하겠마 Fig. 3 은 신죠L에서 최고의 activity를 나타내는 시간의 의의 를 도표를 통하여 보여주고 있다.

PEAK TIME OF RENAL CURVE

Demarcation between Arterial and Portal Flow

。 ctivity

KIDNEY

냉발

‘

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---I

l l l

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”

---I

l l

g ---

Iml"~ 1: 1꾀IIIIIIlllIlIlIllIn

삐삐삐삐삐삐" 1; I:-:-:-:-: ;-:-;-;-|l|||

time

LlVER activi

’

^Y

Liver Aorh Kidney

Fig. 1. Selection of A.O.I. by Iight pencil at different phase.

time NORMAL

TUMOR

Meanings of renal peak tirne.

Fig.3.

@복대동맥의 곡선은 급속주사 (bolus)의 질을 판별 하는데 사용하였다. 즉 최고치의 절반에서 최고치까 지의 시간이 8 초이상 정과된 것은 bolus의 질을 의심 하여 대상에서 제외하거나 재실험을 싣시하였다 (Fig.

2) .

@ R. 1 " bolus 가 신동맥을 통하여 신조L에 도달하여 최고치를 나타내는 시간은 간 동맥을 통하여 전해진 동

- 373-

@신장의 최고치를 이룬 시간을 기준으로 전， 후 8 초간의 시간 활성도 곡션을 분리 작성하여 전 8초간은 주로 간 동맥에 의해 증가된 부분{ Hepatic Arterial

phase), 그리고 후 8 초는 주로 간 문맥에 의해 증가된 부분 ( Por tal venous phase) 으로 생 각하였 마 그리 고 후 8 초간의 평균 증가율에 대한 전 8초간의 평균 증 가율을 수치로 산출하여 동맥혈화 지표 (Arterializatioo

lndex) 로 병영하고 간장에서 문맥 혈류량에 대한 간

@수술상 육인적인 간 전이 유무는 확인히지 옷하였 으나 다은 소화기관에 신한 종양 챔윤이 있었던 경우

(carcinomatosis) 2 례

@수숨진 검사 흑은 수술소견상 간 전이가 획인되었 던 경우 9 폐

@검사 소견상 간암이 확인된 경우 7 레 φ 끔성 깐엽 o i걷- 진단되었던 경우 4 ",1]

@검사소진 임상소견으로 간 경변증이 확진펀 경우 동맥 혈류량의 상대적인 비율을 나타내는 것￡로 생각 4 례

하였다. Fig.4는 신장 최고치 전， 후 8초동안의 간 이상 8 군(群)으로 나누어 각각의 A‘ 1 . 치의 의의 의 활성도곡션을 이용하여 동맥혈화 지표를 산출하는 를 분석하였￡며 Fig.5는 각군(群)벨 A.I 치를 보

그래프이다 여주고 있다

CALCULATION

"ARTERIAUZATION lNDEX"

LlVER

KIDNEY b

Average slope of 4 points (8 sec) before peak after peak Arterial slope 0끼Ol o Arterialization index =

. =•---:=-

Portal venous slope. b/b' b Fig. 4. Calculation of arterialization index

2. 관찰 대상

1981 년 9월과 10월， 1982년 9 윌 2 차례에 결쳐 간 주사를 실시하는 환지에서 실헝적으로 병합 실시한 간 혈류검사 150례 중 간장에 관한 확진을 내렬 수 있 었던 40례를 관찰대상무로 하였고 아울러 건강한 의 사， 의대생， X낸 기사 10명을 정상 대조군으로 사용 하였다 각각 질환에 따른 분류로는

<D건강 대조군 10 례

@수술전 검사소견과 수술소견상 간::<J-에 이상이 없 다고 확인된 경우 10례

Fig. 5. Distribution of A.1. value in study group.

m.

결과 및 성적

1) 정상 대조군의 경우 그 냐이는 24~35 세 였으며 A.1. 치는 0.21-0.49 평균 0.33 이었다 (Table 1). 그리고 정상 대조군의 실험 Model 은 Fig. 6 과 같마.

2) 수솔상 간에 이상이 없다고 확진된 10례에서는 Table 1. A.1. value in normal control case

’

-

-

-

-

---

L 2 3 4 5 6 7 8 9

m

0.21 0.22 0.37 0.49 0.33 0.40 0.24 0.28 0.39 0.41 0.33 Mean

훌훌 헬$

-“‘‘

Fig.6. Case of normal control selection of A.O.I., static irnage, calculation of A.I.

Table 2 와 같은 소견을 보여 주었 마，

3) 수울상 간 침윤여부는 확인하지 못하였으나 많은 다흔 장기에 침윤이 있었던 2 례 (carcinomatosis) 에서 A. 1 . 치는 각각 2.26 과 0.64 를 나타내었마.

4) 1 차종양의 존재를 확진한 후 수술전 간 전이를 확얀하거나 수술중 간 전이가 확인된 9 례에서는 Tatle

3 과 같은 A. 1.치의 분포를 보여 주었마.

Fig. 7 은 정적영상에서 cold area 가 있었던 경우，

Table 2. A.l. va1ue in surgically proven norma1 case Primary Dx

1. Stomach Ca 2. Stomach Ca 3. Stomach Ca 4. Stomach Ca 5. Stomach Ca 6. Renal cell Ca 7. Colon Ca 8. Rectal Ca 9. G.B. stone 10. Gastric ptosis

Mean

A.I.

0.59 0.27 0.45 0.38 0.16 0.30 0.27 0.41 0.37 0.30 0.35

Table 3. A.I. value in case of confirmed liver metastasis

Primary tumor Static A.I.

1. Lung + 1.25

2. Lung + 0.9

3. Stomach + 2.4

4. Stomach + 1.4

5. Stomach 1.0

6. Periampullary + 4.0

7. G.B. + 2.7

8. C.B.D. + 2.8

9. Prostate + 3.56

Mean 2.33

Fig. 7. Case of metastsis from prostate Ca. Dynamic, Static image and calculation.

Fig. 8 은정적영상에서 cold area 없이 A. 1 .치의 증 가만 있었으나 수술소견에서 간 전이가 확인된 경우의 실헝 사진을 보어 주고 있마，

5) 검사 소견이냐 정적 영상에서 원발성 간종$똥 확 진할 수 있었던 전 7 례이l 서 A‘ 1 .치는 각각

CD

2.5

@ 2.3 @ 2 5 @ 1.7 @ 2.5 @ .6.4 (J) 5.7이었으며 평균은 3.4 였마

6) 급성 간염으로 확잔된 4 례에서는 각각

CD

0.31

@0.20 @0.15 @0.32 로 평균 0.25 로 정상군과 비

-375-

mets. , s ^~ cold area

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Fig. 8. Case of metastasis from stomach cannot de- tected in statis scan.

But A.I. shows 1.0, abnormally increased

슷한 수치를 나타내었마

7)간 농양￡로 확진된 4 례에서는 각각

CD

0.12 @ 0.92 @ 1.3 @ 0.50.으로 평균은 0.98 이었고 정상군 보다는 다소 증가된 소견을 보여 주었 다

8) 간 경변증으로 확진된 4 례에서

CD

0.81 @0.33

@051 @1. 0으로 평균은 0.64 였다， 간 경변증의 경 우 진단의 정확성을 기하기 위하여 정적영상에서 cold

area을 관찰할 수 없으연서 심한 복수냐 식도관 출혈 을 동반한 간경변증의 소견을 나타내는 경우만을 선택 하였다 (Fig.9).

W

고 찰

최근 Fleming(1981') ) 등이 동위원소을 이용하여 정 상인에서 간동맥파 문액의 혈량비를 초사한 바에 의하

연 총 간혈량에 대한문액1 혈류량은 71. 8:t.5. 3 %로 보 고한 바 있다.

Willis.) 등은 소화기에서 간으로 전이하는 대부분의

악성 종양은 문맥을 통하여 전이함에 따라 문맥의 분지 는 점진적으로 종양세포에 의해 폐색이 일어냐고 동맥

Fig. 9. Case of liver cirrhosis Static image shows much contracted liver and severe ascitic evidence.

But A.I. seems within norma1 limits (0.50)

형의 혈관만 선택적으로 증식한다고 보고한 바 있으며 Breedis^6J 등이 인체부검상 저배율 확대상에서 간 동맥 과 문맥의 분포를 비교해 본 결과 여러가지 전이성 종 양이나 원발성 간암이 존재하는 경우 간 동맥이 전체혈 관의 80-100 % 까지 현저 히 증가되 어 있는 것을 관찰 하였고 이것은 펴l종양이 있을때 비정상 조직에서 폐순환 에 비하여 기관지 순환이 증가하는 것과도 비교되는 소 견이라 하겠다 9J 반연 간 경화증의 경우 regenerating

nod띠e에서는 주로 문맥의 분포를 결절 (nodule) 주위의 scar tissue 는 간 동맥 의 지 배 를 받는 것을 관찰하였 다 10) Viamonte^ll;IZ). Mclndoe lS)등의 연구에 의하 면 간변증이 있을 경 우 간의 총 혈류량이 감소하게 되 고 그 이 유는 pre 혹은 pos t sinusoidal level 에 서 혈 류의 폐색， 간 홍맥지와 문맥지， 문맥지와 간정맥지 사 이의 A-V shunting, sinusoidaI blood f10w의 변화등 으로 설명하였다 즉 간경변증에서는 종양에서 볼 수 있는 문맥의 폐색과 동액의 증식과는 다론 변화를 보여 준다 하겠다. Chiandussi 1‘ ) 등이 transumblical 로 운 맥에 삽관하여 관찰한 바， 간 경변증에서는 전체 간 혈

량에 대한 문맥류의 양은 61.5 %정도로 정상보다 약간 감소한 것을 알 수 있었마.

혈관종 (H뼈ang:ioma) 이 있는 경우 Bre얹is^6J 의 관 찰에 의하면 복합된 혈관분포플 가지며 조직 소견상 많 은 확장된 미세 혈관이 간 동맥 파 문맥 %t쪽으로 연결 이 있는 것무로 보고하였다.

동위원소를 이용하여 간 혈류량의 변화를 관찰하고자 하는 시도로서 ^15.16,¹⁷⁾ Tc 99 m sulfur colloid를 ^급속 주사하고 복대동맥에서 bolus을 관찰한 후 ⁸초동안 hepatic bed내의 activity를 관찰하여 정상에서는 미

- 376-

세 한 activity의 증가를 종양침 윤의 경우 동맥 혈 량의 증가로 인하여 증가된 activity 를 육안으로 측정하는 방법이 있었으나 동위원소의 영상이 좋지 않음으로 해 서 어려움이 많았다.

저자들아 시도한 컴퓨터를 이용한 정량적인 분석에서 정 상대조군 간 동맥혈과 문맥혈의 비플 7:3 으로 가정 할 때 0.4 정도의 A.I. 기대치를 가졌던 바 전례에서 비슷한 수치를 얻을 수 있었으며 종양의 침윤이 있는경 우 전례에서 증가띈 소견을 볼 수 있었다. 그리고 신체 다른 부위에 종양을 가지떤서 주위 흑은 원위부까지 심 한 종양침윤을 가졌으나 간장의 침윤여부는 육안적으로 확인하지 못한 2례에서도 정상대조군보다 증가된 A.

1.치를 볼 수 있었다. 이 사실은 어느 정도 간에서도 종양에 의한 미세한 침윤으로 혈관분포의 이상을 초래 했다는 추정을 할 수 있는 소견이라 하겠다. 반면 급 성간영 ¹⁹⁾ 의 경우 간내의 혈관분포의 변화는 초래하지 않는 바 정상대조군과 대등한 소견을 관창할 수 있었마.

간농양무로 진단된 4 례중 3 례에서 정상대조군보다 증 가한 경우를 나타냉 A로 인하여 종양침윤에 의한 cold

area 와 농양에서 의 cold area 의 강별 이 저 자들의 방 법에서도 역시 어려움을 보여 주었으냐 cold area의 크 기에 비하여 비교적 낮은 A. 1 . 치를 보았고 특히 cold

area가 큰 경우 평떤상에서 입체적인 cold area 구 분하여 A. 0.1.를 책정하기 어려운 기술적인 운제가 있는 것으로 생각되는 바이 마 간 경변증의 경우 정상 흑은 정상보다 약간 증가된 A.I 치을 나타내는 것을 보아 전술한 간 경변증의 병리소견과 같이 고찰해 볼때 우리기- 전이유무를 확인하고자 하는 환자에서 간 경변증 을 수반한 경우 어느 정도의 A. 1 치에 영향을 미칠 수는 있무나 종양침윤에서와 같은 섬한 혈관분포의 변 화는 가져오지 않는다 하겠마.

v.

결 론

컴퓨터가 부착된 감마 카메라를 이용하여 간 주사와 동시에 시행한 동맥혈화지표의 산출은 정상의 경우 0.5 이하 비 정상적 a로 종양의 침윤이 초래된 경우 0.6이 상으로 의의있는 두 그룹S로 나뉘어 질 수 있었고 정 적영상에서 cold area 가 없는 경우라도 A . .I .치가 0.6 이상이면 간장내 전이를 의심할 수 있었마 만약 0.6 이상으로 나타났을 경우 종양칭윤이 있는 것으로 간주 한다떤 그 감수성은 100 %, 득이성은 77.3 %이고 0.6 이상일 경우의 종양칭윤의 예기치 (predictive va1ue) 는

-377

81.4 %였마. 비교적 낮은 특이성과 예기치를 나타내

는 이유로는 간 농양의 경우 너무 큰 cold area로 인 하여 평면십L에 책정하는 A.O. I ‘ 가 입체적인 cold

area를 완벽하게 피하기 어럼다거나 심한 간 경변증이 수반되어 혈관분포의 이상이 초래된 경우 흑은 혈관분 포가 종양과는 다른 간 혈관종 깜은 다른 S.O.L. 이 있 는 경우 등을 생각할 수 있겠마.

동맥혈화지표의 산출은 간 주사를 시행하연서 comp- uter disc 만 사용하면 환자에게 전혀 경제적， 시간적 , 그리고 침해적인 부담이 없이 어느 환자에게나 시행할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있으며 , 혈관분포의 변 화를 조기에 찾아냉무로써 간 경벤의 성격을 파악하고

감수성이 낮거나 침해성이 높은 기왕의 간 기능검사나 간 조영숨과 보완하여 사용할 수 있는 의의있는 검사볍 무로 생각하는 바이마

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