Development of Acanthial Parieto Projection for Maxillary Diagnosis in X-ray Paranasal Sinuses

X-ray 코곁굴 검사에서 위턱굴 진단을 위한 비극-두정방향 촬영법 개발

Abstract

In Order to Diagnose Maxillary Bone and Maxillary Sinus in the X-Ray Paranasal Sinus Projection test, this Study used Skull Rando Phantom to Change the Posture and X-ray tube Angle to 5° of the Head or 5° of ROC Who worked for more than 10 years. The Significance of the Evaluated score was Verified through SPSS Ver. 3.0, and the Cronbach value was Significantly higher at 0.712. In addition, as a Result of Calculating SNR by Setting the ROI(Receiver Operation Characteristic) of the Maxillary bone and Maxillary sinus images, it was the Highest at 6,449 in the Examination by tilting 5° toward the Head or Leg of the X-ray tube. In the study, it is believed that among the X-Ray simple Paranasal Sinus projection tests, a sharp Image can be Obtained during the Examination by Tilting the X-ray tube 5° toward the Head or Leg.

본 연구는 X-Ray 단순 코곁굴 검사에서 위턱뼈와 위턱굴의 진단하고자 바로누운자세에서 부비동 비극-두정방향은 검사법 연구하였다. Skull Rando Phantom을 이용하여 자세와 엑스선관 각도를 변경하여 검사 후 영상의학과에서 10년 이상 근무한 방사선사 5명에게 주관적평가(ROC)를 의뢰한 결과 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽을 향하여 5° 씩 기울려 검사 시 19점으로 높은 평가를 맞았다. 평가한 점수를 SPSS Ver. 3.0을 통해 유의성을 검증하였으며 Cronbach 값이 0.712로 유의하게 나타났다. 또한 위턱굴과 위턱뼈 영상의 관심영역(ROI)을 설정하여 SNR를 산출한 결과 엑스선관 머리쪽 또는 다리쪽 5° 씩 기울려 검사 시 6.449로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서 X-Ray 단순검사의 코곁굴 검사에서 비극-두정방향(acanthi oparietal projection: Revesse Waters) 검사 시 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽을 향하여 5° 씩 기울려 검사할 경우 선예한 영상을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

Ⅰ. INTRODUCTION

코곁굴은 이마굴, 나비굴, 벌집굴, 위턱굴 구성하고 코곁굴은 머리뼈의 시상면에서 쉽게 관찰 할 수 있다^[1]. 코곁굴은 코안 근처 머리뼈에 공기가 차 있는 곳으로 태어날 때는 보이지 않지만 사춘기 동안 후각점막이 자람에 따라 생기게 된다.

코곁굴은 끈끈한 점막으로 덮여 있으며 여기서 나온 분비물은 코 안으로 흘러들어 간다. 부비동염(Sinusitis)의 진단에 있어서 일반적으로 위턱뼈와 위턱굴 영상을 얻기 위해서는 X-Ray 단순 검사법이 이용된다^[2]. 그 이유는 X-Ray 단순검사는 저렴한 가격, 적은 양의 방사선 노출, 촬영의 용이성이 있기 때문이다. 또한 X-Ray 단순 검사는 Air-fluid level, 혼탁도, 점막 부종 등의 비정상적인 상태를 파악에 있어 일반적으로 사용하는 방법이다^[3].

이에 코곁굴(Para Nasal Sinus, PNS) 검사방법에는 코곁굴 측방향 검사와 코곁굴 두정비극방향 검사 그리고 코곁굴 후⋅전 축방향 검사법이 있으며 이 검사법은 간단한 검사법이고 또한 시간절약 및 경제적으로 비용이 감소되어 많이 시행되고 있는 검사법이다^[4]. 이 중 코곁굴 검사방법인 비극-두정방향(Acanthial-parieto Projection: Revesse Waters) 검사법은 바위모뿔 위에 위턱굴 바닥, 위턱굴안 액체 등의 병변의 유무와 위턱뼈 골절을 관찰할 수 있다^[5].

또한 환자의 얼굴뼈 중에서 위턱뼈와 위턱굴의 상처나 골절, 비염, 축농증 등을 관찰할 수 있다^[6]. 코곁굴 X-Ray 검사법은 일반적으로 두정-비극방향(Parieto-acanthial Projection) 검사 방법을 시행한다. 환자의 자세는 엎드린 자세(prone) 혹은 앉은 자세(sitting position) 또는 선 자세(erect position)에서 머리를 뒤로 젖혀 정중시상면이 수직이 되도록 한 후 눈확귀구멍선이 상수용체에 37° 가 되도록 하여 턱으로 지지한 다음 코끝점을 수평으로 입사하는 검사법이다.

하지만 사고로 인하여 코에 외상을 입은 환자 또는 중환자실, 수술실에서 환자가 앉은 자세(sitting position) 또는 선 자세(erec position)를 취하기가 불가피한 경우 두정-비극방향(Parieto-acanthial Projection) 검사가 불가능하다.

이에 본 연구에서는 바로누운자세(supine)에서의 비극-두정방향(Acanthil-parieto Projection, Water`s View) 검사법을 연구하고자 한다.

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

1. 실험기기 및 재료

바로누운자세에서 부비동 비극-두정방향 검사법 연구하기 위하여 Fig. 1과 같이 일반촬영장치(DKⅡ -525)를 이용하였다. Skull Rando Phantom으로 75 kVp, 50 mAs 촬영조건으로 영상을 획득하였다. 엑스선관과 검출기의 촬영거리는 100 cm로 설정하였다^[9]. 영상획득장치로는 Model AGFA DR 84-X를 이용하였다.

Fig. 1. Experiment Equipment.

2. 실험방법

X-Ray 단순 코곁굴 검사에서 위턱굴과 위턱뼈의 진단을 위해 바로누운자세에서 검사하였다. 비극-두정방향(Acanthial-parieto Projection: Revesse Waters)으로 연구를 위해 엑스선관에서 상수용체간의 거리를 100 cm 하고 머리를 뒤로 젖혀 정중시상면이 수직이 되도록 하였다^[9]. 눈확귀구멍선(OML)이 상수용체에 55°가 되도록 하여 아래턱뼈귀구멍선(MML)이 영상수용체면에 수직이 되도록 조정하고 엑스선관을 머리쪽을 향하여 5°, 8°, 10° 각도별 4 매씩 총 12 매의 영상과 엑스선관을 다리쪽을 향하여 5°, 8°, 10° 각도별 4 매씩 총12 매 영상을 획득하였다.

3. 평가방법

3.1 주관적 평가 및 평가기준

주관적 ROC 평가는 영상의학과에서 10년 이상 근무한 방사선사 5명이 평가하였다.

평가점수 5점(아주 좋음), 4점(좋음), 3점(보통), 2점(나쁨), 1점(아주 나쁨) 으로 책정하였다.

평가기준은 다음과 같다.

1. 위턱굴이 가장 잘 나타났는가?

2. 위턱굴 바닥의 아래쪽에 바위능선이 위치하였는가?

3. 머리뼈의 가쪽 경계에서 눈확의 가쪽 경계까지 양측의 거리가 동일하게 나타났는가?

4. 눈확과 위턱굴이 대칭으로 나타났는가?

5. 바위모뿔는 위턱돌기의 하벽 바로 밑에 나타났는가?

6. 정중면과 코중격이 일치된 부분으로부터 눈확가장자리가 나타났는가?

7. 이틀돌기와 위턱굴은 분리되어 나타났는가?

8. 눈확 아래쪽 경계면이 선명하게 나타났는가?

9. 위턱굴에 기체·액체의 경계(air-fiuid level)나타났는가?

3.2. 객관적 평가

아날로그와 디지털 영상에서 신호대잡음비(SNR)는 신호대 잡음의 상대적인 크기를 측정하는 것으로 데시벨(dB)이라는 단위가 사용되며 Eq. (1)를 이용하여 구하였다.

\(\begin{aligned}S N R=\frac{R O I_{\text {Mean }}}{R O I_{S D}}\end{aligned}\)       (1)

기준영상보다 비교영상의 신호대잡음비(SNR)가 클수록 잡음(noies)이 적고 신호량이 많아 영상의 해상력이 좋다.

3.3. 통계적 평가

획득된 영상의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)를 평가하기 위해 Fig. 2와 같이 Image J Program을 이용하였다. 수집된 데이터를 SPSS ver. 3.0을 이용하여 ICC test를 시행하였다^[10].

Fig. 2. Image J program.

급내상관계수(Intraclass Correlation Coefficient, ICC)는 반복성과 재현성을 평가하는데 일반적으로 사용되는 지표이며 연속 측정법에서 신뢰도는 변수분석을 통한 Cronbach Alpha 값으로 획득된다.

Table 1. Cronbach Alpha value​​​​​​​

Ⅳ. RESULT

본 연구는 X-Ray 단순 코곁굴 검사에서 위턱뼈 및 위턱굴의 병변 진단을 위해 비극-두정방향(Acanthial-parieto Projection: Revesse Waters) 검사법을 연구하였다. 연구를 위해 Skull Rando Phantom과 일반촬영장치(DKⅡ-525) 사용하여 영상을 Fig. 3, 4과 같이 영상을 획득하였다.

Fig. 3. Acanthialparieto(Water`s view) Head projection Image.

Fig. 4. Acanthialparieto(Water`s view) Foot projection Image.​​​​​​​

주관적 ROC 평가를 위하여 영상의학과 10년 이상 방사선사 5명에게 평가를 의뢰하였으며 코곁굴 비극-두정방향 검사 시 환자를 바로누운자세에서 엑스선관에서 상수용체간의 촬영거리를 100 cm 조정 후 환자머리를 눈확귀구멍선(OML)이 55°가 되도록 조정한 후 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽으로 5° 씩 기울여 검사 시 19점으로 높은 점수를 받았다. 이는 Fig. 3, 4 와 Table 2, 3로 나타내었다.

Table 2. Acanthialparieto head projection, waters Evaluation core of Radiological Technologists

Table 3. Acanthialparieto Feet projection, waters evaluation core of radiological eechnologists

객관적 평가를 위하여 Fig. 3, 4을 이용하여 Fig. 5과 같이 신호대잡음비(SNR)를 산출했다. 영상신호 평균값(Mean)과 표준편차(SD) 값을 획득하기 위하여 1663 mm² ROI를 설정하였다. 코곁굴 비극-두정방향 검사 시 환자를 눈확귀구멍선(OML)이 상수용체에 55°가 되도록 하여 아래턱뼈귀구멍선(MML)이 영상수용체면에 수직이 되도록 조정하고 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽으로 5° 씩 기울여 ROI를 설정하였다.

Fig. 5. Water`s view Image SNR Evaluation.​​​​​​​

이때 신호대잡음비(SNR)가 6.449로 가장 높았으며 Table 4, 5로 나타내었다. 통계적 분석결과 Table 6과 같이 Cronbach Alpha값이 0.712로 산출되었다. Cronbach Alpha값이 0.7 이상이므로 신뢰도가 매우 좋음으로 평가할 수 있다. Table 6과 같이 ICC test 평균 측도 값이 0.712 로 측정되었으며 Table 7과 같이 유의확률(p)이 0.036로 통계적으로 유의하다.

Table 4. Head projection, waters evaluation score of SNR

Table 5. Foot projection, waters evaluation score of SNR

Table 6. Reliable Statistics

Table 7. Intraclass Correlation Coefficient (ICC)​​​​​​​

Ⅳ. DISCUSSION

코곁굴(Para Nasal Sinus, PNS) 단순 X-ray검사는 이마굴, 위턱굴, 벌집굴, 나비굴 등의 코곁굴의 염증성 상태나 코곁굴 용종 등의 병변유무와 교통사고, 외상성 골절, 위턱굴 바닥, 위턱굴 안에 액체 등의 병변의 유무를 관찰할 수 있다^[14].

또한 코곁굴의 전⋅후⋅상⋅하 크기, 주변 구조물과의 관계, 이마굴 외관의 두께를 관찰할 수 있도록 촬영되어야 한다. 코곁굴 속에 액체(fluid)는 젤라틴 같은 성분으로 코곁굴 면에 달라붙어 있기에 바로 선(Erect)자세에서 약 5분 후에 촬영해야 한다. Air-fluid level을 관찰하기 위하여 선 자세 촬영이 바람직하며, Caldwell법, Waters법, 측방향 촬영의 3가지 촬영법에 의해 전체 코곁굴의 형태를 관찰할 수 있다^[11-13].

일반적으로 코곁굴 검사인 두정-비극방향 검사방법의 환자자세는 앉은자세(sitting position) 혹은 선자세(erect position)에서 검사한다. 하지만 사고로 인하여 코 외상을 입은 환자 또는 중환자실, 수술실에서 환자가 엎드린자세(prone), 앉은 자세(sitting position), 선 자세(erect position)를 취하기가 불가피한 경우를 대비하여 환자가 바로누운자세(supine)에서의 코곁굴 비극-두정방향(Paranasal sinus Acanthilparieto Projection, Water`s View) 검사법이 시행된다.

이에 본 연구에서는 X-Ray 단순 코곁굴 검사에서 위턱뼈 및 위턱굴의 병변 진단을 위해 X-Ray 단순검사법인 비극-두정방향(acanthi oparietal projection: Revesse Waters) 검사법을 연구하였다.

엑스선관에서 상수용체간의 거리를 100 cm 하고 머리를 뒤로 젖혀 정중시상 면이 수직이 되도록 하고 눈확귀구멍선(OML)이 IR면에 55°가 되도록 조정 후 턱을 뒤로 젖히고 코곁굴 비극-두정방향(Paranasal sinuses Acanthial-parieto Projection: Revesse Waters)으로 검사한다^[14,15]. 이 촬영법에서 입을 벌린 상태에서 촬영하면 나비굴을 관찰할 수 있으며 원형구멍도 나타나는데 바로 아래의 내측, 위턱굴 위 중간 지점에 나타난다. 머리를 뒤로 적게 젖힐 경우 바위모뿔상이 위턱굴 아래 부분과 중복되어 병리적상태를 가늠하기 어렵고 너무 뒤로 젖히면 위턱굴이 축소되어 나타난다^[16]. 코곁굴 엑스선 검사는 이마굴, 위턱굴, 벌집굴, 나비굴 등의 코곁굴의 염증성 상태나 코곁굴 용종 등의 병변유무를 관찰한다. 부비동염의 진단에 있어서 단순 X선 검사는 Air-fluid level, 혼탁도, 점막 부종 등의 정보로써 비정상적인 상태를 파악한다^[17].

본 연구는 사고로 인하여 코에 외상을 입은 환자 또는 중환자실, 수술실에서 환자가 엎드린 자세(prone), 앉은 자세(sitting position) 또는 선 자세(erec position)를 취하기가 불가피한 경우 두정-비극방향(Parieto-acanthial Projection) 검사가 불가능하다.

이에 본 연구에서는 바로누운자세(supine)에서의 비극-두정방향(Acanthil-parieto Projection, Water`s View) 검사법을 연구하였다.

연구한 영상은 영상의학과에서 10년 이상 근무중인 방사선사 5명에게 의뢰하여 주관적 영상평가인 ROC (Receiver Operation Characteristic) 평가방법으로 평가하였다. 객관적 평가로는 Image J Program 이용하여 SNR을 측정하여 평가하였다^[7]. 코곁굴 검사에서 위턱뼈와 위턱굴 정확한 진단을 위해 관심부위(ROI)를 설정한 후 영역 내의 영상신호 평균값(Mean 값)과 표준편차(SD 값)를 측정하여 평가지표로 활용하였다^[8].

Ⅴ. CONCLUSION

본 연구는 X-Ray 단순 코곁굴 검사에서 위턱뼈와 위턱굴의 진단하고자 한다. 바로누운자세에서 부비동 비극-두정방향은 검사법 연구하였다. Skull Rando Phantom을 이용하여 자세와 엑스선관 각도를 변경하여 검사하였다.

검사 후 영상의학과에서 10년 이상 근무한 방사선사 5명에게 의뢰하여 주관적 평가를 받았다. 평가결과 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽을 향하여 5° 씩 기울려 검사할 경우 19점으로 가장 높은 평가를 받았다. 평가한 점수를 SPSS Ver. 3.0을 통해 유의성을 검증하였으며 Cronbach 값이 0.712로 유의하게 나타났다. 또한 위턱굴과 위턱뼈 영상의 관심영역(ROI)을 설정하여 SNR를 산출한 결과 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽으로 5° 씩 기울려 검사시 6.449로 가장 높게 나타났다.

본 연구는 X-Ray 단순검사의 코곁굴 검사에서 앉은 자세(sitting postion), 선 자세(erec position) 등 자세를 취하기가 불가피한 경우, 바로누운자세(supine)에서의 코곁굴 비극-두정방향(Paranasal sinus Acanthilparieto Projection, Water`s View) 검사를 할 경우 엑스선관을 머리쪽 또는 다리쪽을 향하여 5° 기울려 검사 시 좀 더 선예한 영상을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

임상에서 코곁굴 검사 환자들의 X선 검사 시 유용하게 활용되리라 사료된다. 다만, 직접 환자를 대상으로 실험하지 못하였고, 팬톰을 활용한 점에 대해서는 연구에 아쉬움은 남는다. 하지만, 코에 외상을 입은 환자 혹은 응급실, 중환자실, 수술실에서 환자가 엎드린 자세 및 앉은 자세, 선자세를 취할 수 없는 환자들에게 해당 검사법을 이용한다면 유용하게 활용가능하다고 사료된다.