Combined fluoroscopy-and CT-guided transthoracic needle biopsy using a C-arm cone-beam CT system: comparison with fluoroscopy-guided biopsy

authors

Cheung et al.

journal

Korean Journal of Radiology

year

2011

doi

10.3348/kjr.2011.12.1.89

category

biomedical-imaging

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요약

이 연구는 C-arm cone beam CT 시스템을 활용한 combined fluoroscopy- and CT-guided transthoracic needle biopsy (FC-TNB)가 기존 fluoroscopy-guided TNB (F-TNB) 대비 작은(< 30 mm) 및 깊은(≥ 50 mm) 폐 병변의 diagnostic accuracy와 시술 효율성에서 어떤 장점을 보이는지 평가하였다. 단일 의료진이 수행한 retrospective comparative study를 통해 두 기법의 sensitivity, specificity, pneumothorax 발생률, procedure time, patient skin dose를 정량적으로 분석하였다. FC-TNB는 작은 병변과 깊은 병변에서 높은 sensitivity와 diagnostic accuracy를 보였으나, F-TNB 대비 통계적으로 유의한 우위는 확인되지 않았다. 대신 FC-TNB는 procedure time과 radiation dose가 현저히 높았으며, F-TNB는 큰 병변이나 표재성 병변에서 낮은 선량과 빠른 시술로 여전히 유용함을 시사하였다.

방법

Study design은 retrospective comparative study이다. Group A(FC-TNB)는 2009년 1월부터 8월까지 한 명의 thoracic radiologist가 수행한 74건(68명, M:F=37:31, 평균 연령 62.0세)을 포함하였다. Group B(F-TNB)는 동일한 의료진이 수행한 2005년 7월부터 2008년 12월까지의 97건(90명, M:F=59:31, 평균 연령 52.1세)을 대상으로 하였다. FC-TNB는 AXIOM Artis dBA C-arm cone beam CT imaging modality를 사용하며, fluoroscopy로 피부 진입점 마킹 후 cone-beam CT 스캔(0.36 μGy/pulse, 30 pulses/sec, 8 sec) 및 multiplanar reformation으로 정확한 needle path와 puncture depth를 계획하고, 최종적으로 20-gauge automated cutting needle로 fluoroscopy 하에 시술하였다. Comparator는 동일한 의료진이 수행한 F-TNB이며, 병변의 size(< 30 mm vs ≥ 30 mm)와 depth(< 50 mm vs ≥ 50 mm)에 따른 diagnostic accuracy를 주요 endpoint로 평가하였다. 통계 분석은 SPSS 17.0을 사용하였으며, 범주형 변수는 chi-square test 또는 Fisher’s exact test, 연속형 변수는 unpaired Student t test로 수행하였다.

주요 결과

전체 malignancy에 대한 sensitivity와 diagnostic accuracy는 Group A가 Group B보다 높았으나 통계적으로 유의하지 않았다(Group A 91%/93%, Group B 85%/89%, p=0.424/0.428). 특히 size가 작고(< 30 mm) depth가 깊은(≥ 50 mm) 병변에서 Group A의 sensitivity와 diagnostic accuracy가 더 높게 나타났으나(p > 0.05), ≥ 30 mm且 < 50 mm 병변에서는 두 군 간 유사한 결과를 보였다. False-negative는 Group A에서 5건(4건은 작은 결절, 1건은 큰 종괴), Group B에서 11건(8건은 작은 결절, 3건은 큰 종괴)으로 모두 nonspecific inflammation 또는 necrosis 소견을 보였다. 안전성 지표인 pneumothorax 발생률은 Group A에서 26%, Group B에서 14%였다. Procedure time과 patient skin dose는 Group A가 Group B보다 유의하게 높았다(Group A 13.6 ± 4.0분, 157.1 ± 76.5 mGy vs Group B 9.0 ± 3.5분, 21.9 ± 15.2 mGy, p < 0.001).

강점

동일한 의료진이 두 기법을 모두 수행하여 operator bias를 최소화하고 장비와 시술 프로토콜의 순수한 성능 차이를 비교했다는 점이 방법론적 강점이다. 병변의 size와 depth에 따른 diagnostic accuracy를 세분화하여 분석함으로써, 임상에서 어떤 경우에 FC-TNB를 선택해야 하는지에 대한 정량적 근거를 제공한다. 또한 radiation dose와 procedure time을 정확히 측정하여 image-guided biopsy 시술 시 진단 효율성과 환자 안전(radiation safety) 간의 trade-off를 명확히 제시하였다. wiki 내에서 interventional radiology 프로토콜 개발, hybrid imaging system 도입 평가, 그리고 폐 병변 생검의 reference standard 데이터로 활용하기에 적합하다.

해석

이 연구는 conventional fluoroscopy와 advanced CT guidance가 결합된 hybrid imaging system이 폐 생검 workflow에서 어떤 임상적 위치를 차지하는지를 정량적으로 규명하였다. oncology 및 pulmonology 문헌에서 작은 병변이나 mediastinum/hilum 부근의 깊은 병변에 대한 정확한 targeting이 진단 민감도에 미치는 중요성과 연결되며, AI-assisted needle tracking 또는 real-time fluoroscopy-CT fusion 기술의 발전 배경이 되는 기초 데이터로 읽힐 수 있다. 또한 radiation dose 절감 전략과 procedural efficiency를 동시에 고려한 image-guided intervention의 다각적 평가 프레임워크를 제시하여, 향후 biomedical-imaging 및 interventional radiology wiki 항목들과의 문맥적 연결고리를 제공한다.