진화하는 MRI… 조영제 없이 고품질 영상 촬영

조영제 사용에 의한 부작용이 대두되면서 조영제를 쓰지 않는 영상의료기기가 주목받고 있다. 혈관질환 진단 시 사용되는 '가돌리늄 조영제'의 경우 콩팥 기능이 약한 환자에게선 피부가 딱딱하게 굳는(신원성전신섬유증) 부작용이 발생할 수 있다. 실제로 조영제 부작용은 매년 증가하고 있다. 식품의약품안전처에 따르면 조영제 부작용 건수는 2009년 1688건에서 2014년 1만4572건으로 5년 새 8배가 늘었다.

최근 조영제 없이도 혈관과 혈류를 보는 영상기법 연구가 활발히 진행 중이다. 아직까지 조영제를 안 쓰는 영상촬영은 조영제를 사용할 때보다 선명도가 낮고 촬영시간이 더 걸리지만 발진·호흡곤란 등 조영제 부작용으로부터 안전하다는 장점 때문에 관심이 높아지고 있다. 서울아산병원 영상의학과 구현우 교수는 "심근혈류부터 뇌혈류까지 대부분의 혈관 질환을 진단할 때 조영제를 쓰지 않는 방식이 널리 사용될 수 있을 것"이라고 말했다.

◇발진·호흡곤란 등 조영제 부작용 심각

조영제를 몸 안에 투여하면 혈관을 선명하게 촬영할 수 있지만 발진·호흡곤란·구역·구토 등이 발생하는 부작용 가능성이 있다. 한국의약품안전관리원에 따르면 조영제 부작용으로 두드러기가 31%로 가장 많았고, 가려움증(22.5%), 구토(8%) 등이었다. 특히 가돌리늄 조영제의 경우 콩팥 기능이 약한 환자에게는 치명적인 섬유화증을 발생시킬 수 있다. 대한영상의학회 'MRI 가돌리늄 조영제 유해반응 진료지침'에서는 콩팥 질환이 있을 경우 가돌리늄 조영제 사용 필요성을 의료전문가와 상의해야 한다고 권고하고 있다. 최근 연구에선 콩팥 기능이 정상이라도 정맥에 주입된 가돌리늄 조영제는 뇌의 특정 부위에 축적될 수 있어 소아 환자에서 잦은 가돌리늄 사용은 주의해야 한다고 밝혔다.

◇혈액 자석처럼 만들어 혈관 질환 진단

의료기기 업체들은 조영제를 사용하지 않고도 진단이 가능한 방법을 고안하기 시작했다. 필립스는 일찍이 연구에 돌입해 1990년 중반 '동맥스핀라벨링(ASL· Arterial Spin Labeling)' 기법을 개발했다. 혈액 내 수분 양성자(중성자와 함께 원자핵을 구성하는 요소)를 자성(자석과 같은 성질)을 띠게 만들어 혈류를 촬영하는 방식이다. 거대한 자석인 MRI가 작동하면 일시적으로 자석처럼 변한 혈액 내 수분이 공명(진동)하는데, 떨리는 정도에 따라 모세혈관을 통해 세포조직에 전달되는 혈액양을 통해 혈관 질환을 진단할 수 있다. 필립스 의료기기사업부 김은주 부장은 "이 기법은 오래 전에 개발됐지만 그동안 촬영된 영상 품질이 나빠 사용되지 못했다"며 "하지만 점차 MRI 기기부품들이 발전하고 안전성 이슈가 부각되면서 조영제를 사용하지 않는 영상촬영이 경쟁력을 갖추게 됐다"고 말했다. 특히 조영제를 쓰지 않는 영상촬영은 진단검사가 잘못돼도 바로 다시 촬영할 수 있다는 장점이 있다. 조영제를 사용할 경우에는 조영제가 전부 몸 밖으로 빠질 때(24시간 소요)까지 기다려야 했다.

◇선명도·촬영시간 보완한 장비 나와

조영제를 사용하지 않는 영상검사기법은 발전 가능성이 높은 분야다. 그러나 영상이 조영제를 사용할 때만큼 선명하진 못하다는 단점이 있다. 혈액 움직임을 반복 촬영해야 하기 때문에 촬영시간도 더 길다. 따라서 촬영시간은 줄이면서 더 선명하게 만드는 것이 중요하다.

최근 필립스는 조영제 없이 촬영한 영상의 선명도를 높이고 촬영시간을 줄이기 위해 라벨링 펄스(혈액 내 수분 양성자를 자기화시키는 신호)를 짧은 시간동안 작동하는 방식(PASL)과 연속으로 작동하는 방식(CASL)을 결합시켰다. 짧은 시간동안 작동하는 경우 고주파에너지에 노출되는 시간을 줄여 환자의 부담을 낮추는 장점이 있고, 연속으로 작동하는 방식은 오랫동안 신호를 인체에 보내기 때문에 고품질의 영상을 얻을 수 있다. 김은주 부장은 "두 가지 방식의 장점을 한 곳에 모은 pCASL(순간-연속 동맥스핀라벨링) 기법은 고주파에너지에 따른 환자 부담은 낮추면서도 고품질의 영상을 빨리 얻을 수 있다"고 말했다.