X-ray Arcelin Projection Study for Diagnosing Mastoid Process and Petrous Ports

꼭지돌기와 바위부 진단을 위한 엑스선 Arcelin 촬영법 연구

Abstract

The Study Evaluated Radiography Images using the Mastoid Process Axial Oblique Projection (Arcelin) imaging method for the Diagnosis of Pyramid Ridge, Mastoid Process, Mastoid Process air cells, Tympanum, Internal auditory and petrous in Supine Position. The subjective ROC (receiver operation characteristic) evaluation method was conducted on five Radiological technologists who have worked in the Image medical Department of University Hospitals for more than 8 years, and the Objective Evaluation, signal-to-noise Ratio (SNR), was evaluated and Analyzed. The Cronbach Alpha value was significantly higher at 0.816. In the Image ROC Evaluation Taken by Tilting the X-ray Tube 5°, 10°, 15° toward the leg by 10°, it Scored 34 points, and in the overall evaluation, the SNR scored high at 6,549. In Addition, In the Image Evaluation taken by Tilting the X-ray Tube 5°, 10°, and 15° toward the head, it Scored 32 points In the Image ROC Evaluation taken by tilting 5°, and in the Objective Evaluation, SNR received the highest score of 6,732.

본 연구는 바로누운자세에서 바위능선, 꼭지돌기, 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀 길과 바위모뿔의 진단을 위해 꼭지돌기 축측사방향촬영법(reverse Stenvers , Arcelin)을 이용한 촬영 영상을 평가하였다. 대학병원 영상의학과에서 8년 이상 근무한 방사선사 5명에게 주관적 평가인 ROC 평가방법을 진행하였으며, 객관적 평가인 신호대잡음비(SNR)를 평가하여 분석하였다. Cronbach Alpha 값은 0.816으로 유의하게 높았다. 엑스선관을 다리쪽을 향하여 5°, 10°, 15°, 촬영한 영상에서 10° 기울여 촬영한 영상 ROC 평가에서 34점을 맞았고 객관적 평가에서는 신호대잡음비(SNR)는 6,549으로 높은 점수를 얻었다. 그리고 X선관을 머리쪽을 향하여 5°, 10°, 15° 기울여 촬영한 영상 평가에서는 5° 기울여 촬영한 영상 ROC 평가에서 32점을 맞았고, 객관적 평가에서는 SNR은 6,732으로 가장 높은 점수를 받았다.

Ⅰ. INTRODUCTION

머리의 관자뼈는 머리뼈의 옆 부분과 바닥의 일부를 형성하고 마루뼈와 결합하여 비늘봉합을 형성하며 비늘부분, 고실부분, 꼭지부분 및 바위부분으로 구분된다. 이 관자뼈 위치에서 꼭지부분은 바깥귀구멍의 뒤 아래로 돌출한 꼭지돌기가 있는 부분으로 뒤쪽의 뒤통수 뼈와 관통하는 부분이다^[1].

꼭지부분은 꼭지돌기가 아랫쪽으로 돌출한 곳이며, 내부는 벌집모양의 공기 공간이 많이 있어서 꼭지방 및 꼭지벌집이라고 한다. 꼭지 방은 꼭지벌집 위끝 앞에 있는 커다란 공간이며, 고실공간과교통을 하고 있기 때문에 중이염이 있을 때 염증의 영향으로서 중요하다. 꼭지돌기에는 목 빗장근이 부착한다^[2]. 엑스선 일반촬영에서 바위능선, 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀길과 바위모뿔을 볼 수 있고, 염증 또는 종양 등에 의한 고실천장, 바위모뿔의 중이염 병변 진단을 위한 촬영법으로 환자를 엎드린 자세로 머리의 정중시상면(MSP)을 검사쪽으로 45° 돌리고 이마, 코, 광대뼈를 IR면에 붙이고 검사쪽 바깥귀길 앞으로 2.5 cm 지점을 중앙이 되도록 하며, 눈확아래귀구멍선(안와하이공선, IOML)은 IR면에 수직이 되게 자세를 조정하여 IR면이 중앙점을 향해 머리쪽으로 12° 기울여 입사하여 엑스선 Stenvers 촬영을 하여 진단을 내린다^[3].

본 연구에서는 사고나 교통사고 또는 중환자실 환자, 수술 후 환자들의 촬영 시에 환자들의 엎드린 자세가 취할 수 없을 시에 바로누운자세(Supine)에서 엑스선 촬영하여 진단을 내리는 꼭지돌기 축 측사방향 촬영법(Arcelin, reverse stenvers)을 개발하고자 한다^[4]. 개발을 위해 일반촬영장치(DKⅡ-525)와 Skull Rando Phantom을 이용하고, 영상획득 장치인 Doung Kang DR를 이용하여 영상을 얻은 후 대학병원 영상의학과 8년 이상 근무한 방사선사 5명에게 의뢰하여 주관적 영상 ROC (Receiver Operation Characteristic)^[5] 평가하고 또한 객관적 영상평가를 하고자 영상프로그램을 이용한 신호 대잡음비(SNR)를 평가한다. 따라서, 바위능선, 꼭지돌기, 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀 길과 바위모뿔 병변 진단을 위해 관심부위를 설정한 후 영역 내의 영상신호 평균값과 표준편차를 측정하여 평가지표로 활용한다. 또한, 엑스선 꼭지돌기 축측사방향 촬영법(Arcelin, reverse stenvers)을 임상에 제시하여 유용하게 활용하도록 한다.

이에 본 연구에서는 바로누운자세(Supine)에서의 꼭지돌기 축 측사방향 촬영법(Arcelin, reverse stenvers)을 연구하고자 한다.

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

1. 실험기기 및 재료

바로누운자세(Supine)에서 꼭지돌기 전후 축사방향 촬영법을 연구를 위해 Fig. 1과 같이 영상획득 장치인 Doung Kang DR를 이용하였다. Skull Rando Phantom으로 관전압 72 kVp, 관전류량 42 mAs 촬영을 조건으로 본 영상을 획득하였다. 엑스선관에서 상수용체 간의 거리를 100 cm로 설정한다^[6].

Fig. 1. Experiment Equipment.

2. 실험방법

X-Ray 관자뼈 검사에서 바위뼈의 꼭지돌기와 속귀길, 꼭지벌집 영상진단을 하기 위해 바로누운자세(Supine)에서 검사하였다. 영상획득장치 모델은 Doung Kang DR를 이용하였다. 축사방향 (Arcelin, Reverse Stenvers) 실험을 위해서 엑스선관에서 상수용체 간의 거리를 100 cm로 하였다. Head(머리)를 눈확아래귀구멍선이 촬영 반대쪽으로 45° 회전시키고, 턱을 조절하여 이 촬영대 가장자리와 평행이 되도록 하였다. 바깥귀길 4 cm, 앞쪽 2.5 cm 점을 통하여 다리쪽으로 엑스선관을 머리쪽으로 5°, 10°, 15° 각도 별 4 매씩 총 12 매의 영상과 엑스선관을 다리쪽으로 5°, 10°, 15° 각도별 4 매씩 총 12매의 영상을 획득한다.

3. 평가방법

3.1. 주관적 평가 및 평가기준

주관적 평가는 대학병원 영상의학과에서 8년 이상 근무한 방사선사 5명이 평가한다.

평가점수는 5점(매우 좋음), 4점(좋음), 3점(보통), 2점(나쁨), 1점(매우 나쁨)으로 판정한다.

본 연구의 평가 기준은 다음과 같다

1. 바위능선과 바위부가 반측면상으로 관찰되어야 한다.

2. 조사야 중앙에 벌집돌기부와 바위능선 이 관찰되어야 한다.

3. 머리뼈 가장자리 아래에서 벌집돌기가 나타나야 한다.

4. 턱뼈 가지뒷부분과 목뒷부분이 겹쳐야 한다

5. 턱관절과 꼭지벌집 앞부분이 겹쳐서 나타나야 한다.

6. 바위능선은 바위 뼈와 함께 상수용체(IR)와 평행이 되어 나타나야 한다.

7. 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀 길과 바위모뿔 선명하게 나타나야 한다.

8. 비교하기 위하여 일반적으로 양쪽 모두 촬영한 영상을 분석한다.

3.2. 객관적 평가

디지털 영상과 아날로그 영상에서 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio: SNR)는 신호대 잡음의 상대적인 크기를 측정하는 것으로 데시벨 단위가 사용되며 EQ. (1)를 이용하여 평가한다.

\(\begin{align}SNR = \frac{ROI_{Mean}}{ROI_{SD}}\end{align}\)       (1)

기준영상보다 비교영상의 신호대잡음비(SNR)가 클수록 잡음이 적으며, 선량이 많아서 영상의 해상력은 좋아진다.

3.3. 통계학적 평가

획득된 영상의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio; SNR)를 평가하기 위해서는 Fig. 2와 같이 영상 J 프로그램을 사용하였다. 수집된 데이터를 SPSS ver. 3.0을 사용하여 ICC test를 시행하였다^[7]. 급내상관계수는 재현성과 반복성을 평가하는데, 일반적으로 사용되는 지표이다. 연속측정법에서 신뢰도는 변수분석을 통한 Cronbach 알파 값으로 획득한다.

Fig. 2. Image J program.

Table 1. Cronbach Alpha value

Ⅲ. RESULT

바로누운자세(Supine)에서 바위능선, 꼭지돌기, 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀 길과 바위모뿔 병변 진단을 위한 꼭지돌기 축 측사방향 촬영(Arcelin, reverse stenvers)법 촬영한 영상을 획득하여 대학병원의 영상의학과에서 8년 이상 근무한 방사선사 5명에게 주관적 평가와 객관적 평가를 받았다.

주관적평가 ROC(Receiver Operating Characteristic)에서는 바로누운자세(Supine)에서 환자 head(머리)를 촬영 반대쪽으로 45° 회전하여, 검사 쪽 바깥귀길에서 앞으로 2.5 cm 지점을 중앙이 되도록 하여 눈확아래귀구멍선은 상수용체(IR)면에 수직이 되게 하고 검사 쪽 바깥귀길에서 앞으로 2.5 cm, 위로 2 cm 지점을 향해 엑스선관을 발쪽 5°, 10°, 15°, 촬영한 영상에서 다리쪽으로 10° 기울여 촬영한 영상의 주관적 평가에서 34점으로 가장 좋은 점수를 Table 2, Fig. 3으로 나타내었다. 또한, X선관을 머리쪽 5°, 10°, 15° 기울여 촬영한 영상 주관적 평가에서는 5° 기울여 촬영한 영상에서 32점으로 나타났다. 또한, 객관적 평가를 위하여 영상 Fig. 3, 4를 사용하여 Fig. 5에서 보는 바와 같이 신호대잡음비(SNR)를 산출하였다. 영상신호평균값(Mean값)과 표준편차(SD값)를 얻기 위해서 1564 mm²에서 ROI를 설정하였다. 바로누운자세(Supine)에서 바위능선, 꼭지돌기, 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀 길과 바위모뿔 병변의 진단을 위한 꼭지돌기 축 측사방향 촬영(Arcelin, reverse stenvers)법의 객관적 평가에서는 엑스선관을 다리쪽 5°, 10°, 15°, 촬영한 영상에서 다리쪽으로 10° 기울여 촬영한 영상에서 신호대잡음비가 6,149으로 가장 높았고, Table. 4로 나타내었다. 또한, 엑스선관을 다리쪽 5°, 10°, 15°, 촬영한 영상에서 머리쪽(head)을 10° 기울여 촬영한 영상에서 신호대잡음비가 6,732으로 가장 높았고, Table 5로 나타내었다.

Table 2. Arcelin View Leg projection, Arcelin Evaluation core of Radiological Technologists

Table 3. Arcelin View Head projection, Arcelin Evaluation core of Radiological Technologists

Fig. 3. Arcelin View Leg Projection Image.

Table 4. Mastoid image objective evaluation leg angle SNR

Table 5. Mastoid Arcelin image objective head angle SNR

Fig. 4. Arcelin View Head Projection Image.

Fig. 5. Mastoid Stenvers and Arcelin. SNR Evaluation.

또한, 통계적 분석결과는 Table 6에서 보는 바와 같이 Cronbach 알파 값이 0.816로 산출되었음을 알 수가 있다. 따라서, 0.816 이상으로 신뢰도가 매우 좋음으로 평가를 할 수 있었다.

Table 6. Reliable Statistics

Table 7에서 보는 바와 같이 유의확률(p)이 0.041로 통계학적으로 유의하였다. (p>0.05)

Table 7. Intraclass Correlation Coefficient (ICC)

Ⅳ. DISCUSSION

측두골은 머리뼈의 양측에 외이, 중이, 내이 등 청각 기계, 그리고 청신경을 포함하고 있고, 뼈미로와 막미로, 추체부, 꼭지부 및 고실부로 구성되어 있다. 귀 뒤쪽에 나온 부분이 유돌부이며, 그 내부에는 꼭지 동과 주변에 많은 꼭지봉소가 있으며, 전 상방으로 고실과 교통하는 통로가 있다^[8]. 측두골내의 공기는 중이강 내에 공기 저장소의 역할을 가지고 있고, 측두골 내의 공기들이 중이 점막 공기의 흡수로 인해서 음압을 방지하고, 중이염의 진행을 막을 수 있다^[9]. 단순한 유양동 방사선 촬영상 환자측의 유돌봉소의 혼탁을 보이고, 치료를 하지 않을 경우에 뇌막염, 농양, S상 정맥동혈전 등을 유발할 수 있다^[10,11]. 측두골의 단순한 촬영법의 종류는 Towne, Law, Stenvers, Mayer 등 4가지 종류가 있으며, 이 중에서 Stenvers 촬영법은 고실, 유양동 및 꼭지돌기에 병변이 침범한 경우에는 가장 발견율이 높은 촬영법이다^[12,13]. 현재는 고해상도 측두골 컴퓨터단층촬영(CT)은 중이, 내이, 외이에 관련된 혈관, 신경, 근육조직 및 측두골에 정확한 관찰이 가능한 주된 검사방법으로 적용되고 있다^[14,15]. 본 연구는 측두골의 바위능선, 꼭지돌기의 벌집, 고실부위, 속귀길, 바위모뿔을 볼 수 있으며, 염증 또는 중이염 ,종양 등에 의한 고실천장, 바위모뿔의 병변의 유무를 진단을 일반 엑스선 검사를 받는 데 검사 중에서 꼭지돌기 축측사방향촬영법(Stenvers법)을 시행한다. 이 검사방법은 환자를 반드시 엎드린 자세에서 정중시상면(MSP)을 검사쪽으로 45° 돌리고 이마, 코, 광대뼈를 상수용체(IR)면에 붙이고 검사 쪽 바깥귀길에서 앞으로 2.5 cm 지점을 중앙이 되도록 한다. 눈확아래귀구멍선(IOML)은 상수용체(IR)면에 수직이 되게 자세를 조정한 후, 상수용체(IR)면의 중앙점을 향해 머리쪽으로 12° 기울여 입사한다^[16]. 그러나, 사고나 교통사고 환자 또한 응급실 및 중환자실 수술실 환자들은 엎드린 자세를 취할 수 없기 때문에 바로누운자세(Supine)에서 촬영할 수 있는 꼭지돌기 축측사방향촬영법(reverse Stenvers, Arcelin)을 개발하였다. 이 촬영법은 head(머리)의 정중시상면(MSP)을 검사 반대쪽으로 45° 회전하여, 검사 쪽 바깥귀길에서 앞으로 2.5 cm 지점을 중앙이 되도록 하고 눈확아래귀구멍선(IOML)은 상수용체(IR면)에 수직 조정한 후, 검사쪽 바깥귀길에서 앞으로 2.5 cm, 위로 2 cm 지점에서 촬영하였다.

촬영 영상은 주관적 평가와 객관적 평가에서 엑스선관을 발쪽으로 촬영 시에 10°로 촬영한 영상이 가장 높은 점수를 얻을 수 있었고, 또한 엑스선관을 head(머리)쪽으로 촬영 시에는 5°에서 가장 높은 점수를 받았다. 이 촬영방법은 엎드린 자세로 촬영할 수 없는 환자를 위한 검사법이다. 향후에는 머리의 두께에 따라, 환자의 연령에 따라서 연구를 하는 것이 좋을 것으로 사료된다. 그리고 이 연구을 활용하면 임상에서 유용하게 사용할 수 있으리라 사료된다.

Ⅴ. CONCLUSION

본 연구는 꼭지돌기와 바위부의 X-선 검사에서 바로누운자세(Supine)에서 바위능선, 꼭지돌기, 꼭지돌기벌집, 고실부위, 속귀길과 바위모뿔의 선예한 영상을 얻기 위해 Skull Rando Phantom을 이용하여 자세와 엑스선관 각도를 변경하여 병원 영상의학과에서 8년 이상 경력을 가진 방사선사 5명에게 의뢰하여 주관적 평가한 결과 엑스선관을 발쪽으로 10° 기울여 검사 시 가장 높은 34점, 엑스선관을 머리쪽으로 5° 기울여 검사 시 가장 높은 점수 32점으로 좋은 평가를 받았다. 평가한 점수를 SPSS ver. 3.0을 통해 유의성을 검증하였으며, Cronbach Alpha 값이 0.816으로 유의하게 높았다. 또한, 영상의 관심영역(ROI)을 설정하여 SNR를 산출한 결과 엑스선관을 다리쪽으로 10° 기울여 검사 시 6,549으로 가장 높았고 엑스선관을 머리쪽으로 5° 기울여 검사 시 6,732으로 가장 높았다. 축사방향(Arcelin, Reverse Stenvers) X-선 검사에서는 엑스선관에서 상수용체간의 거리를 100 cm로 하여, 머리를 촬영 반대쪽으로 45° 회전시키고 턱을 조절하여 눈확아래귀구멍선(안와하이공선, IOML)이 촬영대 가장자리와 평행이 되도록 조정 한 후 엑스선관을 다리쪽으로 검사는 10° 주며, 엑스선관을 머리쪽으로 검사 5°에서 결과적으로 선예한 영상을 얻을 수 있었다.

종합적으로 볼 때 이 논문을 활용하면 임상에서 유용하게 사용할 수 있으리라 사료된다.