초음파 검사기 사용 가이드

이 글은 다음의 웹사이트의 내용을 요약, 보충한 글입니다.

http://www.providianmedical.com/ultrasound-imaging-guide/

초음파 검사기 / 초음파 진단기 사용 가이드

 

Note that there is no “perfect” image.

That’s purely in the eyes of the beholder.

완벽한 이미지는 없다.

단지 보는 사람의 눈에 완벽하게 보일 뿐이다.

 

초음파 검사기기가 어떤 회사에서 만들어졌는지에 따라 같은 기능에 대해 명칭이 서로 다릅니다. 표준화가 되어 있지 않은 상태입니다. 자신이 사용하고자 하는 장비의 매뉴얼을 잘 읽어 보는 것이 좋겠습니다.

 

좋은 초음파 이미지를 얻기 위해서는?

우선 다음과 같은 gray scale 이 모니터에 다 표시 될 수 있도록 밝기를 조정한다. 가장 어두운 부분부터 가장 밝은 부분까지 모두 표시 구분 할 수 있는 상태가 제일 좋다.

 

초음파 기기에 미리 설정된 preset이 있다면 불러내어 사용하면 편리하다. 잘 모르겠으면 그냥 MSK으로 시작해도 좋다.

 

Gain을 조절한다.
라디오 볼륨 조절하듯 노브를 돌려 조절 하는 것도 있고 (구형 – Farfield gain, Nearfield gain 정도 조절 가능),

TGC: Time Gain Compensation controls이 가능한 모델도 있다.(신형 – depth 에 따른 gain을 조절 가능)  이때 깊이에 따라 균등한 밝기로 모니터에 표시될 수 있도록 gain을 조절 하도록 한다.

이렇게 하다 보면 보통 얕은 곳 보다 깊은 곳의 gain을 증가 시키게 되는 경우가 많다. (왼쪽 위에서 오른쪽 아래 사선으로 정렬)

Ultrasound Focus position

사진기로 치면 렌즈의 포커스가 맞는 부분을 이야기한다. 보통 Ultrasound Focus position는 화면에서 인디케이터(삼각형 또는 화살표 등)로 나타나며 깊이를 조절 할 수 있다. 이 Ultrasound Focus position에서 가장 높은 해상도로 이미지가 보인다.

focal zones
 Ultrasound Focus position을 여러 군데 보이게 할 수 있는 장비도 있다. 이를 focal zone 이라고 하는데 이 영역을 너무 넓게 설정하면 구형 장비의 경우 프레임 레이트가 떨어져 화면이 뚝뚝 끊겨 보일 수 있으니 주의한다.

 

Frequency Selection
초음파 probe 가 사용하는 초음파의 주파수를 변경해서 사용할 수 있다. MHz 단위의 실제 주파수를 보여주는 장비도 있고, “Res”, “Gen”, “Pen” 등으로 표시하는 장비도 있다.

“Res” – Resolution ; transducer가 만들 수 있는 가장 높은 주파수 사용. 근거리의 해상도가 높아진다.

“Gen” – General ; 중간 범위의 주파수. 일반적 사용

“Pen” – Penetration ; 가장 낮은 주파수 사용. 해상도는 떨어지게 되나, 초음파의 투과력 증가해 깊은 곳까지 관찰 가능하다.

 

Auto Optimization
 
최신 장비들은 자동적으로 gain과 contrast를 조절해주는 기능이 있다. 버튼 한번만 눌러 주면 최적화된 이미지를 표시해 줄 수 있으니 편리하다.
Auto Optimize, Auto Tuning, Tissue Equalization 등으로 표시되어 있으니 잊지 말고 사용해 주자.

 

 

Tissue Harmonics Imaging
90%의 초음파 검사 장비에 있는 기능이다. artifact를 줄이기 위한 기술이다. 한가지 주파수의 초음파를 보내고 다른 주파수의 반사음을 수신하는 것. 예를 들면 2 MHz 의 초음파를 쏘고, 반사된 4MHz의 소리를 듣는 방법이다. 이렇게 하면 인체 조직이 받은 초음파의 2배 주파수의 초음파를 반사시키기 때문에 4MHz의 초음파를 검출하면 더 깨끗한 이미지를 얻게 된다.

조직의 경계가 더 잘 보이고 artifact가 감소된 모습.


harmonics, speckle reduction 등의 이름으로 표시되어 있다.
노이즈가 많은 경우 사용. transducer의 종류에 따라 다르지만, 너무 얕은 부위나, 너무 깊은 부위는 효과가 적다. 특히 산과영역에서와 같이 깊은 부위를 보고자 할 때는 이 기능을 끄는 것이 더 좋다.

“THI,” “Harm,” “HI,” 등이 적힌 버튼으로 활성화 시킨다. 활성화되면 주파수 범위를 선택/조절 할 수 있게 해 줄 것이다.
- 주파수 범위로 표시
- Low, Mid, High
- Pen, Gen, Res

“Low” and “Pen” ; for deep tissue
“High” and “Res” ; for superficial imaging

 

Speckle Reduction Imaging
SRI, SRI HD, XRes, iClear, Adaptive Speckle Reduction, MView, SCI, SonoHD, ApliPure+, TeraVision, SR 등으로 불린다. 강한 시그널, 약한 시그널을 구분해 주는 알고리즘. 픽셀 별로 평가해서 Speckle을 제거해 준다고 한다. 잘못된 약한 시그널은 버리고, 강한 시그널은 강화되고 밝게 표시된다. 그 결과 더 부드럽고, 깨끗한 이미지를 얻을 수 있다.


대부분의 장비에서 굳이 손대지 않아도 프리셋으로 켜져 있다. 임의로 끄는 경우는 거의 없을 것이다.
다만 적용 강도를 조절 할 수는 있을 것이다. 강하게 적용하면 이미지가 다소 인위적으로 보일 수 있으니 중간 정도 강도로 적용해서 사용하는 것이 좋다. (구겨진 종잇장처럼 보인다고 한다 crumpled paper) 과도하면 장비가 느려 질 수 있다. Freeze 상태에서 조절 가능.

 

Compound imaging
CrossXBeam, CRI, SonoCT, iBeam, OmniBeam, XView, SonoMB, ApliPure, Spatial Compounding 등으로 불린다. 구형의 트랜스듀서는 직진하는 초음파만 발생시켜 echo를 수신했지만, 신형의 트랜스듀서는 여러각도의 초음파를 보내어 echo를 수신한다. 이렇게 하면 artifact, shadow가 줄어들고 edge의 디테일이 좋아진다고 한다.

장비마다 몇 가지의 각도의 초음파를 사용할지를 설정하는 방법이 다르니 매뉴얼을 참고하자. 
probe와 너무 가까운 표면에서 도움이 되지 않는다. 또 sector transducer에서도 도움이 되지 않는다. 깊은 부분을 볼 때에도 도움이 되지 않는다. 많은 각도를 사용할 수록 장비가 느려질 수 있다. (프레임 레이트 저하) linear & convex transducer에서만 사용 가능하다.

트랜스듀서의 종류 ; 왼쪽부터 섹터(sector), 리니어(linear), 커브드(curved)

2D “Beam Steering” 이라는 기능을 가진 장비도 있는데, 이것은 needle이 더 잘 보이도록 만들어 준다. 초음파는 물체에 수직으로 반사된다. 그러므로 만약 needle이 들어가는 각도가 너무 크면 트랜스듀서에 대해 평행이 아닌 수직에 가까운 각도로 들어가게 되고, 따라서 needle에서 반사된 초음파가 트랜스듀서로 다시 돌아 오기 어렵게 되기 때문에 needle이 잘 보이지 않을 수 있다.(아래 두 번째 그림) 이때 자동 beam steering 기능이 있으면 활성화 시키거나, 직접 needle이나 트랜스듀서의 각도를 조절해서 서로 평행에 가까워 지게 해주면 needle이 더 선명하게 보이게 된다.(아래 두번째 그림)

 

Dynamic Range (Compression)
Echo의 강도를 회색 그림자(shades of gray)로 어떻게 보여 줄 것인가를 조절하는 기능.

Broad/Wide range ; 더 많은 그림자를 보여줌. 전체적으로 부드러운 이미지
Smaller/Narrow range ; 적은 그림자를 보여줌. 높은 contrast의 이미지

헷갈리게도 GE와 같은 장비에서는 라이브화면에서는 Dynamic range로 표시하다가 정지(freeze)화면에서는 Compression으로 표시한다고 한다.
* Gray Maps와는 다른 것이니 주의!

Dynamic range
적은 수의 회색으로 이미지를 표현 ; contrast 높은 이미지
많은 수의 회색으로 이미지를 표현 ; contrast 낮은 이미지

Ultrasound Gray Maps
gray maps를 조절하면 dynamic range를 조절 했을 때와 비슷해 보이지만, 이것은 서로 완전히 다른 방법이다. dynamic range는 ‘얼마나 많은 수의 회색계조로 이미지를 표현하는가’를 조절하는 것이고, gray maps는 ‘dynamic range에서 이미 정해진 수의 회색계조의 각각을 얼마나 밝게/어둡게 표현하는가’를 조절하는 것이다.


The gray map’s effect on the same image

* 직선의 grey map curve를 선택하면(다음 그림에서 1번 세팅) 가장 어두운 부분(weak signal)부터 가장 밝은 부분(strong signal)의 밝기를 비례적으로 적용해서 밝기를 표현한다는 것이다.
S자 모양의 grey map curve를 선택하면(다음 그림에서 9번 세팅) 어두운 부분 쪽(weak signal)은 다소 더 어둡게, 밝은 부분 쪽(strong signal)은 다소 더 밝게 표현한다는 것이다.(contrast 증가) 

Line Density
스캔 라인의 개수 조절. 많을 수록 해상도 좋아진다. 프레임레이트가 감소 할 수 있다.

 

Frame Average/Persistence
두 프레임의 이미지를 평균화 시켜 한 이미지로 표현하는 방법이다. Speckle Reduction과 같이 노이즈가 감소하는 효과가 있다.

Reject
Reject or rejection filter ; 노이즈가 많은 경우 rejection level을 올리면, 약한 강도의 시그널이 제거되어 깨끗한 이미지를 얻을 수 있다.

 

Enhance / edge enhance
인접한 시그널을 합쳐 더 날카로운 이미지를 만드는 방법이다. 더 높은 contrast 이미지를 얻을 수 있다. edge가 더 밝게 표시된다.

 

이러한 설정들을 잘 이해하고, 자신에게 맞게 최적화 했다면 이 설정을 그대로 프리셋으로 저장 시켜 놓는 것이 좋다. 어떤 기계들은 사용자마다 프리셋을 다르게 설정 할 수 도 있다. 이런 기능을 활용하면 최상의 이미지를 얻을 수 있을 것이다.

 

 

■ Dynamic aperture
; 카메라에서의 조리개와 같다. 조리개를 조이면 광량은 적어지나 넓은 범위에서 포커스가 맞고, 조리개를 넓히면 좁은 부위의 포커스가 맞는 대신 광량(여기서는 반사되어 돌아온 초음파의 량)이 많아진다.

■ Dynamic apodization
DSA ; dynamic synthetic aperture