Review article

MAIN

  • 1. 서론

  • 2. 본론

  •   2.1. 전립선암의 MR 소견

  •   2.2. mpMR (multi-parametric MR)

  •   2.3. 전립선 영상 및 보고 자료 시스템 (Prostate Imaging Reporting and Data System, PIRADS)

  • 3. 결론

1. 서론

최근 전립선암의 발병율 및 조기진단에 대한 관심이 높아짐에 따라 전립선의 MR영상의 역활도 점점 증가되고 있다.

전립선 MR 영상은 대부분의 전립선암 환자에서 시행되며, 수술 전 병기결정과 전립선암의 수술 전 계획, 치료방법 결정 등에 사용된다. 그 외에도 전립선암이 의심되는 환자에서 효과적인 조직 생검을 위하여 조직 생검 전에 전립선 MR을 시행하는 경우도 점점 많아지고 있다.

전립선 MR 영상의 판독에는 전립선 및 전립선암에 대한 조직학적 이해 및 MR 영상에 대한 많은 경험이 필요한데 각 판독자들 마다 병변에 대한 보고 방법이나 해석이 달라서 이에 대한 표준화된 가이드라인이 필요하게 되었고 그 필요성에 따라 2012년 유럽 비뇨영상학회 (European Society of Urogenital Radiology, ESUR)가 주도로 하여 PIRADS (Prostate Imaging Reporting and Data System) 1판이 발표 되었다. 그 이후 2015년도에 미국 영상의학학회 (American College of Radiology, ACR)과 유럽 비뇨영상학회가 공동으로 PIRADS 2판을 발표하였고 2019년도에는 그의 update 된 version인 PIRADS 2.1이 발표되었다.

본고에서는 전립선 MR 의 최신지견을 PIRADS 2.1을 바탕으로 소개하고자 한다. 아마도 전립선에 대한 진료를 하는 임상의에게도 PIRADS의 개념을 이해하는 것은 환자의 진단 및 치료 계획을 잡는 데에 유용한 정보가 될 것으로 생각한다.

2. 본론

2.1. 전립선암의 MR 소견

전립선MR영상은 기본적으로 T1강조 영상, T2강조 영상이 있어야 하고 최근에는 동적 조영증강 MR 영상, 확산강조영상 등의 최첨단기술 영상들도 포함하는 경우가 대부분이다.

해부학적인 평가를 하는 데에는 T2 강조 축상면영상이 가장 중요한데, T2 강조영상으로 구역해부학, 전립선피막, 정낭 등을 평가할 수 있다. T2 강조영상에서 주변구역은 내부에 액체성분이 많기 때문에 고신호강도를 보이고 중심구역은 저신호강도를 보이며 이행구역은 중간이나 저신호강도를 보인다. 전방섬유근구역도 저신호강도를 보인다. 전립선피막은 전방섬유근구역이나 첨부 외의 전립선 주위로 약 1 mm 정도의 저신호띠로 보인다. T2 강조 축상면영상 이외에 추가적으로 T2 강조 관상면이나 T2 강조 시상면 등이 정낭, 전립선 기저부와 첨부 평가, 요도 평가 등에 도움을 줄 수 있다.

T1 강조영상에서 전립선은 구역에 관계없이 저신호강도를 보이기 때문에 전립선 자체의 평가에는 많은 도움을 주지 못하지만, 전립선 내에 생검으로 인해 발생한 출혈 여부, 전립선 주위의 지방조직, 전립선 주위 정맥총, 방광주위조직, 림프절의 평가에 도움이 된다.

정낭은 전립선의 기저부 후방에 위치하는데 포도송이 같은 특징적인 모양을 보이고, 내강은 T2 강조영상에서 고신호강도를 보이며 T1 강조영상에는 저신호강도를 보이는 액체로 차 있다. 정낭이 위축을 보여서 크기도 작아지고 T2 강조영상에서 저신호로만 보이는 경우도 있는데 이는 노화 또는 안드로겐의 자극 감소 때문이다 [그림 1].

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그림 1. 정상전립선의 MR 영상. 정낭의 T1강조 영상 (A) 및 T2강조 영상 (B). 정낭은 안에 액체가 차 있으므로 T1 강조영상에서는 저신호강도, T2 강조 영상에서는 고신호 강도를 보이게 된다. T1 강조 영상 (C)에서 전립선은 전반적으로 저신호 강도를 보여서 이행구역, 중심구역, 주변 구역을 구분하기 힘들다. T2 강조 영상 (D)에서 주변구역은 중심구역에 비하여 고신호 강도를 보인다 (화살표).

전립선암은 MR영상 T2 강조영상에서 가장 잘 보이는 것으로 알려져 있는데, 주변구역에서 정상적인 고신호강도 대신 저신호강도의 병변으로 보이게 된다. 하지만 중심구역이나 이행구역에 종양이 있거나 주변구역이 균질한 고신호강도를 보이지 않는 경우에는 종양이 있는 부위를 정확하게 알기 어려운 경우도 있다. 주변구역에서 저신호강도를 보이는 경우는 전립선암 외에도 전립선염, 출혈, 방사선치료나 호르몬치료 등으로 인한 변화 등이다.

특히 전립선 생검으로 생긴 출혈은 MR영상의 신호에 영향을 주어 위양성이나 위음성의 결과를 보이기도 하므로 판단에 주의해야 한다 [그림 2].

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그림 2. 전형적인 전립선암의 MR 영상. T1강조 영상 (A) 및 T2강조 영상 (B)에서 전립선암은 저신호 강도를 보이고 확산강조 영상 (C)에서는 고신호 강도를, ADC 맵 영상 (D)에서는 저신호 강도를 나타낸다 (화살표).

전립선암에서 MR영상의 가장 큰 역할 중 하나는 전립선 밖으로의 침습 또는 정낭으로의 침습 여부 확인을 통한 국소적 병기결정이다. 그 밖에도 dorsal vein complex의 평가나 전립선 첨부, 막성요도 등에 대한 평가를 통해 수술의 난이도 또는 수술 후 요실금 등의 합병증 예측에 필요한 정보를 얻을 수 있다.

최근에는 3T MR영상, 기능적 MR영상을 비롯한 MR영상의 기술이 눈부시게 발전하고 있으며 이러한 기술들을 전립선질환에 적용하는 것에 대한 연구들이 진행되고 있다. 진보된 MR영상 기술들로는 동적 조영 증강 MR영상 (Dynamic contrast enhanced MRI, DCE) 확산강조영상 (diffusion weighted MRI), 자기공명분광술 (MR spectroscopy, MRS) 등이 있는데 최근에는 자기공명분광술 보다는 동적 조영 증강 MR 영상 및 확산 강조 영상을 루틴 검사에서는 추가하고 있다 [그림 3].

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그림 3. 진행된 전립선암의 MR 소견. T1강조 영상 (A) 및 T2강조 영상 (B)에서 전립선암은 저신호 강도의 contour buldging을 보이는 병변이 있다. 확산강조 영상 (C)에서는 고신호 강도를, ADC 맵 영상 (D)에서는 T1및 T2강조 영상보다 훨씬 넓은 범위에 전립선암이 있음을 볼 수 있다 (화살표).

2.2. mpMR (multi-parametric MR)

Multiparametric MR이란 해부학적 정보를 주는 T1 및 T2 강조 영상에 추가로 동적조영증강 영상이나 ADC (겉보기 확산계수, apparent diffusion coefficient)를 포함하는 확산강조 영상, 자기공명 분광술 등의 기능적인 영상을 추가하여 영상을 분석하는 방법을 이용한다. 용어이다.

Turkbey의 연구에 의하면 이러한 multiparametric MR 영상은 전립선암의 진단에 있어서 positive predictive value가 98%로, T2강조 영상만을 분석한 경우의 68% 보다도 더 의미 있게 높은 수치를 보였다고 보고한 바가 있다. 최근에는 데이터 획득 및 분석이 어려운 자기공명 분광술 보다는 쉽게 영상 획득이 가능한 확산 강조 영상 및 동적조영증강 영상을 많이 사용하고 있다.

2.2.1. 동적 조영증강 자기공명영상

종양이 발생하면 혈관생성인자의 합성과 분비로 인해 혈관생성이 일어나게 되는데, 혈관의 숫자는 증가하고 혈관벽의 통합성은 낮아서 종양 혈관벽의 투과성은 증가하며 간질공간도 증가하는 현상이 일어난다. 따라서 조영제의 평균전이시간, 혈류, 투과성, 간질부피 등이 증가하게 된다. 이러한 차이로 인해 정상 조직과 암조직이 구별되기 때문에 동적 조영증강 영상이 암의 위치파악에 도움이 된다. 하지만 아직 여러 매개변수와 프로토콜이 표준화되지 않았고, 이행구역 종양인 경우에는 전립선비대증과 구별이 어렵다는 한계점을 가지고 있다.

2.2.2. 확산강조영상

확산강조영상은 물분자의 확산성질 때문에 생긴 대조영상이며 병변과 정상 조직에서의 물의 확산의 차이에 의해서 얻어지는 영상을 이야기 한다.

전립선암은 다른 암과 마찬가지로 높은 세포밀도와 세포 내 또는 세포간막 등으로 인해 물의 확산은 제한되고 ADC 값은 감소하게 된다. 따라서 전립선암의 진단에서 확산강조영상이 많은 가능성이 있다는 결과가 여러 문헌에서 발표되었다. 장점은 상당히 높은 대조도를 보이고 자기공명분광술 등 다른 기능적 영상에 비해 검사시간이 짧다는 점이다. 단점은 해상도가 떨어지고 출혈이나 자장의 비균질성 이 있는 경우에는 영상의 질이 좋지 못하고 image distortion이 발생할 가능성이 크다는 것이다. 대개의 경우 확산강조 영상과 ADC 맵 영상을 같이 보고 판독을 하는 것이 일반적이다.

2.2.3. 자기공명분광술

정상 전립선조직의 경우에는 구연산염발생대사 (citrate producing metabolism)로 인해 구연산염의 함량이 높다. 반면 전립선암의 경우에는 구연산염산화대사 (citrate oxidating metabolism)로 인해 콜린 수치가 상승하게 되는데 콜린의 공명은 3.2 ppm이고 크레아티닌 의 공명은 3.0 ppm이므로, 대부분 두 최고점을 분리하기가 쉽지 않기 때문에 합산하게 되는 경우가 많다. 한편 구연산염의 공명은 2.6 ppm이기 때문에 전립선암에서 많이 발생하는 콜린의 피크는 구연산염의 피크와 구별할 수 있다. 그러나 긴 검사시간, postprocessing나 자장 균질화를 위한 보정shimming 등으로 인해 결과가 영향을 받으며 생검의 출혈에 영향을 받는다는 점, 해석이 어렵다는 점 등으로 최근에는 전립선의 영상에서는 그 중요성이 점점 줄어들고 있다.

2.3. 전립선 영상 및 보고 자료 시스템 (Prostate Imaging Reporting and Data System, PIRADS)

동적조영증강 영상이나 확산 강조 영상 등 기능적 자기공명영상은 전립선암의 진단에 많은 도움이 되지만 병변에 대한 보고 방법이나 해석이 각 판독자마다 달라서 표준화된 가이드라인이 필요하게 되었다. 그 필요성에 따라 2012년 유럽 비뇨영상학회 (European Society of Urogenital Radiology, ESUR)가 주도로 하여 PIRADS 1판이 발표 되었고 그 이후 2015년도에 미국 영상의학학회 (American College of Radiology, ACR)과 유럽 비뇨영상학회가 공동으로 PIRADS 2판을 발표하였다. PIRADS에는 각 기능적 자기공명영상의 기술적인 요소 및 영상 분석의 가이드라인이 제시되어 있다. PIRADS는 1점부터 5점의 점수를 주게 되는데 5점인 경우 임상적으로 중요한 암의 가능성이 매우 높음을 시사한다. 병변은 그 위치에 따라 분석방법은 달라지는데. 만약 병변의 위치가 이행구역에 위치하면 T2강조영상을 기본으로 분석하고 만약 병변의 위치가 주변구역에 위치하면 확산 강조 영상을 기본으로 분석한다.

그러나 PIRADS 2판은 분석이 모호함 혹은 분석의 제한점들이 제시되어서 2019년도에 PIRADS 운영위원회에서는 PIRADS 2판에서 내용이 보완된 PIRADS v2.1을 추천하게 되었다. PIRADS v2에 비하여 PIRADS v2.1은 1) T2강조 영상, 확산강조영상, 그리고 동적 증강영상의 기술적인 업데이트 2) 중심구역 및 전방섬유근구역의 분석추가 3) T2강조영상에서 이행구역의 분석 방법의 보완 (1점과 2점) 4) 확산강조영상에서 분석 방법의 보안 (2점과 3점) 4) 동적 증강영상에서 분석방법의 보완 5) 이중파라미터 MR (biparametric MR)에서의 PIRADS 적용 6) 전립선 부피 측정법 7) 섹터지도 (sector map)의 변경 등이 보완되었다 [그림 4], [그림 5].

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그림 4. PIRADS 2.1 판에 따른 이행구역의 병변의 분석 모식도. 이행구역의 병변은 우선 T2강조 영상을 분석하고 그 결과에 따라 확산 강조 영상을 분석한다. 특히 T2에서 2점 혹은 3점의 경우 확산강조 영상의 소견에 따라 최종 점수가 영향을 받는다.

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그림 5. PIRADS 2.1 판에 따른 주변구역의 병변의 분석 모식도. 주변구역의 병변은 우선 확산강조 영상 혹은 ADC 맵 영상을 분석하고 그 결과에 따라 동적 조영증강 영상을 분석한다. 특히 확산강조 영상 혹은 ADC 맵 영상에서 3점의 경우 동적 조영증강 영상의 소견에 따라 최종 점수가 영향을 받는다.

3. 결론

최근 전립선암 유병율의 증가에 따라 전립선 MR에 대한 관심도 높아지고 있다. 가능한 표준화된 전립선 MR 분석을 위한 PIRADS는 그 버전이 증가함에 따라 좀 더 실질적이고 임상 적인 판단을 하는데에 가능한 많은 도움이 되는 정보를 주려는 방향으로 발전해 나가고 있다. 또한 이러한 PIRADS에 기반한 판독은 확진후 전립선암의 병기 결정에 도움이 될 뿐만 아니라 확진을 위한 MR 영상 유도 전립선 생검의 정확성을 높이는 데에도 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

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