진단을 위한 의료 영상을 적절한 밝기와 대조도로 조정하는 것은 정확한 판독을 위하여 필수적인 과정이다. 지나치게 밝거나 어두운 영상, 혹은 대조도가 지나친 영상 등은 해부학적 구조물이나 병변을 관찰하는데 방해가 되며, 따라서 일반촬영뿐 아니라 초음파, CT, MRI 등의 단면영상에서도 밝기와 대조도를 조정하는 것은 매우 중요하다. 밝기와 대조도는 판독용 모니터에서 기계적으로 조정할 수도 있으나, CT나 MRI와 같은 단면 영상의 경우 창설정(windows setting)이 매우 중요한 역할을 한다. 창설정은 창수준(windows level)과 창폭(windows width)으로 이루어지며, 보고자 하는 장기에 따라 각각 다른 창설정 값을 정할 수 있다. 복부 CT의 경우, 연부조직, 간, 뼈, 폐 등의 창설정에서 판독을 함으로써 CT 영상에 포함된 다양한 장기를 자세히 관찰할 수 있으며, 다양한 창설정을 이용하여 판독하는 경우가 연부조직 창설정만을 이용해서 판독하는 경우보다 진단적 정확도가 높은 것으로 알려져 있다(1). 일반적으로 CT에서의 연부조직 창설정(soft tissue window setting)은 창폭 350~400 Hounsfield unit (이하 HU)와 창수준 35~50 HU로 알려져 있고, 대부분의 복강 내 장기를 관찰하는데 가장 적절한 창설정이다. 또한 고혈관성 종양인 간세포암을 진단하기 위한 간 창설정(liver window setting)은 창폭을 줄여야 정상 간과 간세포암의 대조도를 높일 수 있으며, 문헌에 따라 다양하지만 일반적으로 창폭 150 HU, 창수준 50~100 HU로 보는 것을 권고하고 있다(234).

하지만 이들 수치는 120-kVp의 관전압으로 촬영한 경우의 권고치이다. 최근 보고에 의하면 요오드 조영제를 사용하여 조영 증강된 해부학적 구조물을 볼 때 기존의 120-kVp가 아닌 100- 혹은 80-kVp로 촬영하여도 충분한 대조도를 확보할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 특히 비만이 아닌 비교적 작은 체구의 환자에서 더 낮은 kVp로 CT를 촬영하면 120-kVp로 촬영한 것과 유사한 화질을 얻을 수 있다(5678). 최근에 도입된 자동관전압선택(automated tube voltage selection; 이하 ATVS) 기법을 사용하는 경우, scout 영상에서 환자의 조직 감쇄를 계산하여 CT 장비가 자동으로 적절한 관전압을 선택하여 검사를 진행하게 되고, 이 경우 대부분 120-kVp보다 낮은 80-, 100-kVp를 사용하게 된다(910).

하지만 이렇게 낮은 관전압으로 CT를 촬영한다면 각종 복부 내 장기의 감쇠 정도가 기존의 120-kVp로 촬영된 이미지와 달라지게 되며, 120-kVp와 동일한 창설정을 적용할 경우 지나치게 밝고 대조도가 강조되는 영상을 얻게 된다(Fig. 1). 따라서 기존에 알려진 창설정 값 역시 달라져야만 한다. 이 연구에서 저자들은 ATVS 기법을 사용하여 낮은 관전압으로 촬영된 CT에서 연부조직과 간의 창설정 값이 기존의 CT와는 다를 것이라고 가정하였고, 낮은 관전압으로 촬영한 복부 CT에서 120-kVp CT 영상과 유사한 밝기와 대조도를 보이는 창설정 값을 알아보고자 하였다.

2015년에 ATVS 기법을 사용한 CT에서는 동맥기는 61명의 피험자에서 모두 80-kVp를 사용하였으며, 문맥기는 환자의 체형에 따라 자동으로 100-kVp 혹은 80-kVp가 선택되었고, 80-kVp가 27명, 100-kVp가 34명에서 사용되었다. 간의 창설정에서 ATVS를 사용한 80-kVp 영상에서 기존의 120-kVp와 유사한 밝기 및 대조도를 보인 창폭과 창수준의 최빈값 및 평균값은 모두 기존에 120-kVp에서 알려진 창설정인 창폭 180 HU, 창수준 80 HU 보다 창폭은 넓고 창수준은 높았다. 연부조직 창설정에서도 ATVS를 사용한 80-kVp 및 100-kVp에서 모두 120-kVp보다 창폭은 넓고 창수준은 높았을 때 기존의 120-kVp 영상과 유사한 밝기 및 대조도를 보였다(Table 1). 문맥기에서 80-kVp를 사용하는 경우 창폭과 창수준 값이 모두 100-kVp를 사용하는 경우보다 통계적으로 의미 있게 넓고 높았다(p < 0.001).

CT를 촬영할 때 낮은 관접압을 사용하는 경우 영상 잡음은 증가하지만 방사선 노출은 감소하며 관전압을 120-kVp에서 100-kVp로 낮출 경우 33%, 120-kVp를 80-kVp로 낮출 경우 65%까지 방사선 노출량을 줄일 수 있다(1112). 또한 kVp를 낮추면 광전 효과로 인해 요오드 조영제의 감쇄가 증가하여 잡음 대비 대조도비(CNR)가 좋아지게 되며 따라서 이에 대한 보정을 위해 창 설정을 재조정해야 한다(513). 본 연구에 의하면 낮은 관전압으로 촬영한 CT에서 동맥기 영상과 문맥기 영상 모두에서 120-kVp로 촬영한 CT와 유사한 밝기와 대조도를 보이는 창폭은 넓고 창수준은 높았다. 문맥기 영상에서는 80-kVp로 촬영한 영상의 창폭과 창수준이 100-kVp로 촬영한 영상보다 통계적으로 유의하게 넓고 높았다.

Nakaura 등(14)에 의하면 낮은 관전압으로 촬영한 문맥기 영상의 복부 CT에서 창폭과 창수준이 화질과 진단적 정확도에 영향을 미칠 수 있다고 보고하였으며 80-kVp를 사용하고 창폭을 500 HU로 넓혔을 때가 기존의 120-kVp, 창폭 350 HU의 CT와 비교해서 인공물(artifact)이 적으면서 더 나은 대조도의 영상을 확보할 수 있다고 보고하였다. 창폭을 넓히면 CT에서 표시되는 회색조 범위가 커져서 영상의 대조도가 나빠지고 적은 흡수 차이를 나타내는 조직의 식별능이 떨어지지만, 80-kVp를 사용하는 경우 그만큼 조영제의 대조도가 높아지기 때문에 이러한 영향을 상쇄시키는 것으로 생각된다. 또한 창수준의 경우 낮은 관전압을 사용하면 전반적인 X선의 attenuation이 증가하여 영상의 밝기가 높아지므로, 높은 관전압보다 창수준을 높여야 유사한 밝기의 영상을 얻을 수 있다. 최근간의 이중에너지 CT를 대상으로 한 연구에서 Cecco 등(15)은 50 keV monoenergy로 재구성된 영상의 창폭과 창수준이 70 keV로 재구성된 영상보다 넓고 높아야 간 병변의 진단율이 높아진다고 보고하였다. 이러한 결과 역시 관전압을 낮출 때 요오드 조영제의 대조도가 증가되며 전반적인 영상이 밝아지므로 창폭을 넓히고 창수준을 높여야 한다는 본 연구의 결과와 합치된다.

일반적으로 CT를 촬영한 뒤 필름에 인쇄하거나 PACS로 영상을 전송할 때, 최적의 조건으로 알려진 창설정으로 영상을 맞추어 전환하게 된다. 과거 필름에 영상을 인쇄하던 시대에는 창설정의 조절이 불가능했기 때문에 매우 중요한 과정이었으며, PACS를 사용하게 된 현재 시점에서는 창설정을 자유롭게 변경할 수 있으므로 적절한 창설정으로 영상을 전송하는 것은 판독하는 영상의학과 의사가 창설정을 크게 변경하지 않고도 적절하게 조절된 영상을 확인할 수 있도록 하기 위한 편의를 위한 과정이다. 하지만 본 연구의 결과와 같이, 사용한 관전압에 따라 유사한 밝기와 대조를 보이는 창설정은 큰 차이를 보인다. 따라서 CT 촬영장치에서 필름에 영상을 인쇄하거나 PACS로 영상을 전송할 때 기존의 120-kVp에서 알려진 적절한 창설정이 아닌 더 넓은 창폭, 높은 창수준을 사용해야 한다.

본 연구는 몇 가지 한계점이 있다. 첫째로, 후향적인 연구로 표본 선정 편파(selection bias)의 가능성이 있다. 둘째로, 최적의 창폭과 창수준을 명확하게 정할 수 있는 객관적인 지표가 없었기에 2명의 영상의학과 의사의 주관적인 판단 하에 기존에 알려진 120-kVp의 최적의 창설정 영상과 유사한 밝기와 대조도의 영상을 선택하였다. Cecco 등(15)은 monoenergetic CT 영상을 이용한 유사 연구에서 두 명의 관찰자가 독립적으로, 가장 120-kVp CT 영상과 유사하다고 판단하는 창설정을 자유롭게 결정하였다. 하지만 이 방법을 쓸 경우, 각각의 관찰자가 선호하는 영상 설정에 따라 창수준이 다르게 결정될 가능성이 컸다. 따라서 본 연구에서는 두 명의 영상의학과 의사가 함께 영상을 리뷰하였고, 선호하는 영상이 아닌 기존에 최적이라고 알려진 120-kVp의 연부조직 창설정, 간 창설정과 가장 유사한 영상을 결정하였으므로 관찰자의 선호도에 따른 차이는 최소화시킬 수 있었다. 하지만 두 명의 합의를 거쳤어도 유사한 영상을 선택하는 과정에서 주관적인 요소의 개입 가능성이 크다. 셋째로, 영상을 보는 시스템이 필름에서 PACS 시스템으로 전환되면서 창설정의 중요도가 감소하였다. 과거에는 CT 영상을 필름에 인쇄해야 했고, 따라서 다양한 창 설정으로 CT를 보려면 그만큼 많은 필름을 현상해야 했기 때문에 비용과 시간 문제가 중요하게 다루어졌다. 반면에 현재의 영상의학과 의사들은 PACS를 이용해서 본인이 원하는 대로 창설정을 자유자재로 바꿀 수 있다. 하지만 관전압에 따라 유사한 영상의 밝기와 대조도를 보이는 창설정이 다르다는 내용은 이전에 발표된 바 없으며, 기존과 다른 창설정에서 영상을 리뷰해야 한다는 사실을 확인한 것이 본 연구의 의의라고 할 수 있다. 넷째, ATVS를 사용한 경우와 그렇지 않은 경우의 간 내 국소병변 진단율 등 실제적인 효과를 분석하지는 못했다. 실제 병변이 있는 환자군에서 병변의 진단능을 신호대잡음비 등 객관적인 지표로 평가하면 더 도움이 될 것으로 판단되나, 임상적으로 의미가 있는 동일한 병변을 같은 시기에 120-kVp와 ATVS를 사용한 저전압으로 모두 영상을 얻은 경우는 드물어서 이에 대한 분석을 시행하지는 못하였다. 다섯째, CT 장비는 두 가지가 사용되었는데, 같은 제조사에서 제작한 장비로 동일한 ATVS 기법을 적용할 수 있고, 동일한 설정값을 적용하였기에 장비 간 차이에 의한 문제점은 최소화할 수 있었다.

결론적으로 ATVS 기법을 이용하여 촬영한 간 역동적 조영 증강 CT에서 창폭과 창수준은 120-kVp로 촬영한 기존의 경우와 유사한 영상의 밝기와 대조도를 얻기 위해서는 창폭은 넓고 창수준은 높게 조정해야 한다. 문맥기 영상에서 80-kVp로 촬영할 때의 창복과 창수준 역시 유사한 밝기와 대조도의 100-kVp 영상보다 높았다.