Objective in Vivo Quantification of Emphysema by Thin-Section CT: Correlation with Physiologic Findings

고해상 전산화단층촬영을 이용한 폐기종의 정량적 분석: 폐기능 검사와의 비교

Background: To correlate the emphysema score for quantification of the overall extent of emphysema in both lungs by CT with physiologic fingings and to get more objective and simple method to assess the extent of emphysema. Method: Thin-section CT and pulmonary function test(PFT) were performed in 17 patients with emphysema (all males, mean age, 62 years). Emphysema score was obtained as percentage of emphysematous lung area, dividing the total area of the emphysema(voxels with attenuation value less than -880, -900, -920HU, respectively) by the overall area of both lungs(voxels with attenuation value less than -400HU) with highlighting voxels using "Density mask" program. Emphysema score was calculated from whole lung(ESV) and 5 representative scans(ESR) using "Density mask", Visual emphysema score(ESV) was obtained by visual assessment from 5 representative scans. Correlation of these emphysema scores(ESW, ESR, ESV) and physiologic findings were performed, comparing the ESW with ESR and ESV. Results: ESW had correlation with DLCO(r=0.53-0.64) and $FEV_1/FVC$(r=0.42-0.57) among PFT parameters. ESR had good correlation with ESW and with PFT parameters as well. ESV did not correlate with PFT parameters except DLCO. Conclusion: CT quantification of emphysema using "density mask" correlated well with physiologic findings. To assess the severity of emphysema, both ESW and ESR are more reliable than ESV, and ESR is recommended in routine practice as it is objective, simple and reliable.

연구배경: CT상 폐기종의 정량적 분석을 위해서 "Density mask"를 이용하거나 육안적으로 관찰하여 폐기종 지수를 구하고, 폐기종 지수와 폐기능 검사 지표 사이에 상관관계가 있는 지를 알아보았으며, 폐기종 지수를 구하는 여러 방법을 비교하여 보다 간단하고 객관적인 방법을 구하고자 하였다. 방 법: 17명의 폐기종 환자를 대상으로 고해상 전산화 단층 촬영을 시행하였고(모두 남자 환자임, 평균연령 62세), 모든 환자에서 폐확산능과 폐기능 검사를 시행하였다. 환자마다 전체 폐를 포함하는 모든 스캔에서 "Density mask"를 이용하여 -400HU를 기준으로 한 전체 폐용적에 대한 -880, -900, -920HU를 기준으로 한 폐기종 영역의 비를 각각 구하여 폐기종 지수(ESW)를 얻었다. 또 대동맥궁 첨부에서 4cm 간격으로 5-단면을 선택하여 "Density mask"를 이용한 폐기종 지수(ESR)를 구하고, 육안적으로 관찰하여 폐기종 지수(ESV)를 구하였다. 각각의 폐기종 지수를 폐기능 검사지표와 비교하여 통계학적으로 유의한 상관관계가 있는지 알아 보았으며, 폐기종 지수를(ESW, ESR, ESV) 사이에 유의한 차이가 있는지 알아보았다. 곁 과: 폐기종 환자에서 "Density mask"로 전체 폐를 이용하여 얻은 폐기종 지수(ESW)는 폐확산능 (r=0.61)과 $FEV_1/FVC$(r=0.51) 등의 안정시 폐기능 검사지표와 상관관계가 있었다. -880, -900, -920HU로 기준치를 달리 하여 얻은 각각의 ESW 사이에는 유의한 차이가 없었다. 5-단면을 이용하여 얻은 ESR는 ESW와 밀접한 상관관계가 있었고, 상기한 폐기능 검사지표와도 좋은 상관관계를 보였다. 육안적 폐기종 지수는 DLCO(r=0.71)와 physiologic dead space ratio(r=0.58)를 제외한 모든 폐기능 검사와 유의한 상관관계가 없었다(p<0.05). 결 론: CT상 "Density mask"를 이용해 폐기종을 정량분석한 폐기종 지수 (ESW, ESR)와 폐기능 검사지표와 유의한 상관관계가 있었고 폐기종의 중증도의 평가에 유용한 방법으로 생각되며, 또한 폐기능 검사 지표에 대해 ESW가 육안적으로 구한 폐기종 지수(ESV)보다 높은 상관관계를 보였다. 대표적인 5-단면에서 얻은 폐기종 지수(ESR)는 간단하고 정확하여 실제 임상에 권장된다.