간섬유화(liver elastography) 검사에 대하여(transient elastography와 shear wave elastography 기준으로)

간 초음파 검사는 간편하게 간의 해부학적 구조물을 검사할 수 있고, 검사받는 환자에게 해가 없이 간 질환을 검사할 수 있는 스크리닝 검사로 많이 이용되고 있습니다. 초음파 검사 상 간의 거칠기나, 간실질 표면의 요철도, 간의 경계면의 둔화 등을 토대로 만성 간질환이나, 간경변증을 예측할 수는 있으나, 간섬유화를 직접적으로 검사할 수 있는 가장 정확한 방법은 간 조직생검입니다. 다만 간 조직생검은 침습적인 검사로 합병증이 발생할 수 있어, 이를 보완하고자 비침습적인 간섬유화 검사들이 많이 개발되었습니다. 

 본 게시글에서는 그 중 transient elastography(Fibroscan : Echosens, Paris, France)을 이용한 간탄력도 검사와 2D shear wave elastography(SWE)를 이용한 간 탄력도 검사해 대해 정리하였습니다. 

 

초음파를 이용한 간 탄성측정법의 종류

1. 정적탄성측정법(static elastography)

 - 가해진 외부압력에 의해 조직의 변형된 정도를 가지고 영상화하는 방법으로 조직 간의 상대적인 변형의 차이를 보여준다.

 - 심장박동에 의한 간 내 조직의 변형 정도를 영상화 한 유사 정적탄성측정법(quasi - static elastography) 이 사용되고 있다. 

2. 전단파탄성측정법(shear wave based elastography)

 - 음파의 진행방향의 횡으로 생기는 전단파(shear wave)를 이용하여 탄성을 구하는 방법으로 탄성계수(Young's modulus) 값을 제시할 수 있다. 

 - 현재까지 순간탄성측정법(transient elastography), 음향방사힘임펄스탄성측정법(acoustic radiation force impulse elastography), 그리고 슈퍼소닉 전단 영상(supersonic shear imaging)이 있다. 

 

순간 탄성 측정법(transient elastography)

1. 간의 단단함(stiffness), 섬유화(fibrosis), 그리고 탄력도(elasticity)가 서로 상관관계가 있음에 근거하여 간의 탄력도 측정을 통하여 섬유화 정도를 예측하는 검사 방법이다. 

2. 진동자를 이용하여 50Hz의 낮은 주파수를 기계적 진동파를 피부를 통해 간에 가한 후 실시간으로 일정 지점에서 3.5 MHz의 단채널(single channel)의 M-mode 탐촉자를 이용하여 전단파를 탐지하여 진행속도를 측정하는 방법이다. 

3. 이동속도가 빠를수록 간이 더 단단함을 시사하며, 이는 간섬유화가 상대적으로 진행했음을 알 수 있다.  

4. 정상 간의 탄력도의 상한치는 5~5.5 kPa로 보고되어있다. 다만 비만한 환자나 복수가 있는 환자에서 측정이 불가한 경우가 생긴다. 측정 실패율이 5.5~6%로 제법 높다. 또한 체질량 지수(>28 kg/m²) 또는 alanine aminotransferase 수치, 총 빌리루빈 수치에 의해 탄력도가 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 

5. 간경변증의 예측에 필요한 cutoff 값은 연구에 따라 다르며, 11.8kPa에서 17.3 kPa까지 다양하지만, 일반적으로 12~13 kPa이 적절한 cutoff 값으로 사용되고 있다. 

 

횡파 탄성 초음파(shear wave elastography)

1. 횡파 탄성 초음파 영상은 연조직의 탄성 특성의 차이를 초음파 기기에서 가해준 힘에 대한 전단 변형률을 횡파의 음속도로 측정하여 객관적으로 병변의 경계를 확인하는 초음파 영상 검사이다. 인체에 횡탄성을 직접 측정하는 것은 어려우므로 밀도를 알고 있는 매질의 횡파 전달 속도 즉, 횡파의 음속도를 측정하여 간접적으로 횡탄성 값을 정량적으로 계산하여, kPa로 정량화하여 수치로도 확인이 가능하다. 

2. 고식적 초음파 탐촉자를 사용하여 5개의 초점에 음파를 연속적으로 집중시켜 크기가 큰 전단파를 발생시키고 이를 실시간으로 이차원적 탄성 영상을 만든다. 

3. 상대적으로 넓은 부위의 탄성을 측정할 수 있으나 약한 접속파를 이용하므로 비만환자, 호흡을 참지 못하는 환자 등에서 검사의 정확도가 떨어진다. 

 

간섬유화에 대하여

1. 간 섬유화는 모든 만성 간질환의 결과물이고 시간이 갈수록 간경화로 진행된다. 

2. 간염, 비알코올성 지방간, 알코올, 유전성 대사질환, 담즙정체 질환, 면역질환, 약물 등에 의해 간세포에 손상이 생기면 stellate cell, TGF-β1, TIMP1과 2에 의해 콜라젠이 침착되는데 이런 과정이 반복되면서 간경화로 진행하게 되고 문맥 고혈압, 간부전, 간암 등의 합병증이 발생하게 된다. 

3. 간생검에 비해 간탄성측정법은 침습성이 없고 정량적이며 언제든지 반복할 수 있고 재생산성(reproducibility)이 높다는 장점이 있다. 

 

간섬유화 검사 측정시 고려사항

 - 간염, 담즙 정체, 간 울혈, 세포 침윤, 아밀로이드 침착 등이 간의 강직을 증가시킬 수 있다. 

1. 간염의 경우 보통 생화학적 활성도가 증가되어 있고 이 시기에는 간의 탄성이 급격하게 증가될 수 있기 때문에 간섬유화를 과대평가할 수 있다. 

2. 알코올성 간질환의 경우 GOT(Glutamic oxalacetic transaminase) 수치가 증가할수록, 간외 폐쇄성 담정체(extrahepatic cholestasis)가 있을 경우 간의 탄성이 증가하여 간섬유화를 과대평가할 수 있다. 

3. 간의 울혈의 경우 간의 탄성이 간 내 정맥압에 직선적으로 비례하고, 아밀로이드증도 간의 탄성을 증가시켜 간섬유화를 과대평가 할 수 있다. 

 

초음파 교육하는 황재섭입니다. | Notion

 

참고문헌

1. 초음파 간 탄성영상의 최신지견. 서울대학교 의과대학 영상의학과. 이재영. 최병인 _ 대한 초음파의학회지 2011;30(4)

2. 초음파를 근간으로 한 간섬유화 검사법의 이론과 실제(Fibroscan, SWE, etc). 연세대학교 의과대학 내과학교실. 김승업 _ 2018 제2회 전임의, 전공의를 위한 간질환 연수강좌 및 초음파 Hands-on

3. 횡파 탄성 초음파 영상:체계적 문헌고찰 및 메타분석. 한국보건의료연구원 신의료기술평가사업본부, 인하대학교 간호학과. 모진아