[메디칼타임즈=이인복 기자]"광자계수 CT를 단순히 화질이 좋아진 고해상도 CT로 생각해서는 안됩니다. 과거 CT의 한계를 아득히 뛰어넘어 수십배의 정보를 전달하죠. 이제는 그 방대한 정보를 어떻게 선별해 분석할 것인가, 즉 해석의 시대가 열린 셈입니다."

컴퓨터 단층 촬영, 즉 CT는 이제 임상 현장에서 가장 보편적인 진단 장비로 자리 잡았다. 불과 10여년 전만 해도 암을 찾기 위한 정밀 검사라는 인식이 강했지만 이제는 사실상 X선 검사와 같이 진단을 위한 기본 검사로 자리잡아 가고 있다.

이러한 변화의 배경에는 빠르게 고도화된 CT 기술의 발전이 있다. 다중검출 CT(MDCT)의 등장으로 촬영 속도와 범위가 획기적으로 향상됐고 저선량 기술과 인공지능(AI)이 접목되며 환자가 아닌 건강한 국민들도 찍을 수 있는 국가 검진의 핵심 도구로 자리잡았다.

하지만 이러한 발전은 또 한 번의 변화를 준비하고 있다. 미래 기술로 여겨졌던 광자계수 CT(Photon-Counting CT, PCCT)가 마침내 현실로 다가왔기 때문이다.

기존 에너지 통합형 CT와는 다른 검출 방식을 통해 저선량으로도 막대한 공간 해상도를 수집하는 기술이 도입되면서 영상의학은 또 다른 시대를 맞이하고 있다. MDCT를 넘어선 PCCT의 시대다.

국내에서 가장 먼저 광자계수 CT를 도입한 서울대병원 영상의학과 구진모 교수를 찾은 배경도 여기에 있다. 광자계수 CT의 임상적 의미와 더불어 이 기기가 가져올 영상의학의 변화를 들어보기 위해서다.

"MDCT 이후 또 한번의 진화…영상의학 세대교체 가시화"

구진모 교수는 먼저 광자계수 CT를 이해하기 위해서는 CT 기술의 발전상을 살펴봐야 한다고 운을 뗐다. 광자계수 CT 역시 그동안 이어져 온 영상의학 발전의 연장선에서 이해해야 한다는 설명이다.

구 교수는 "2000년대 초반 MDCT가 등장하면서 과거과 비교할 수 없을 정도로 CT의 촬영 속도와 범위가 획기적으로 향상됐다"며 "이제는 익숙한 단어들인 4채널, 16채널, 64채널 CT가 경쟁적으로 쏟아져 나오던 시기"라고 말했다.

이어 그는 "MDCT의 등장으로 X축과 Y축뿐 아니라 Z축 해상도가 함께 향상됐고 지금과 같은 3차원 영상이 가능해졌다"며 "특히 심장처럼 작고 계속 움직이는 장기를 영상으로 구현하는 데 결정적인 역할을 했다"고 덧붙였다.

이는 CT의 위상 변화를 가져왔다. 과거에는 X선 검사 이후 추가적으로 시행하는 검사라는 인식이 강했지만 지금은 응급실에서도 CT가 초기 진단의 중심 역할을 맡고 있으며 저선량 CT를 활용한 국가 폐암검진까지 시행되며 활용 범위가 크게 확대됐다.

구 교수는 MDCT와 함께 이러한 변화를 이끈 양대 축으로 방사선량을 줄이는 기술, 즉 저선량 기술의 발전을 꼽았다.

구진모 교수는 "CT가 가진 가장 큰 단점은 누구나 아는 바와 같이 방사선 피폭이었다"며 "하지만 선량을 줄이면 화질이 같이 낮아지는 반대 급부가 있다는 점에서 이를 해결하는 것이 모두의 목표였다"고 전했다.

이어 그는 "하지만 기술의 발전을 통해 진단 성능은 유지하면서도 방사선 부담은 줄인 초 저선량 기기들이 나오기 시작했고 이제는 X선 수준에 불과한 CT까지 나온 상황"이라며 "광자계수 CT 역시 이러한 방향성을 이어가는 기술"이라고 평가했다.

하지만 구 교수는 광자계수 CT를 단순히 저선량, 고화질 CT 정도로 이해해서는 안 된다고 선을 그었다. 물리적 검출 방식 자체가 달라졌다는 점에서 사실상 세대 교체로 봐야 한다는 설명이다.

실제로 기존 CT는 검출기에 전달된 X선 에너지를 하나의 신호로 변환하는 방식이었다. 반면 광자계수 CT는 검출기에 도달한 광자를 하나씩 세는 동시에 각각의 에너지 정보를 구분해 분석하는 방식으로 구동된다.

구 교수는 "기존 CT는 인체 조직이 X선을 얼마나 흡수했는지를 확인해 영상을 만들었다면 이제는 광자를 통해 에너지 정보까지 활용할 수 있는 기반이 생긴 것"이라며 "과거 X선이 보여주지 못하던 것을 CT가 보여줬듯 광자계수 CT도 그런 패러다임 전환으로 이해해야 한다"고 평가했다.

"심혈관 분야 획기적 발전…스펙트럴 영상 활용 기대"

그는 이러한 변화가 가장 먼저 나타나는 분야로 심혈관 영상을 꼽았다. 관상동맥은 직경이 매우 작은 데다 심장 박동에 따라 끊임없이 움직인다는 점에서 영상 구현이 가장 어려운 영역 가운데 하나이기 때문이다.

구진모 교수는 "기존 CT도 시간 해상도 분야는 지속적으로 발전해 왔지만 공간 해상도에는 여전히 한계가 있었다"며 "하지만 광자계수 CT의 등장으로 공간 해상도가 크게 향상되면서 이제는 관상동맥 스텐트 내부를 정확하게 볼 수 있게 됐다"고 설명했다.

이어 그는 "우리 병원에도 이미 CT가 열대가 넘지만 심장 영상을 담당하는 의료진들은 모두 광자계수 CT로 촬영하고 싶어할 정도로 관심이 높다"며 "관상동맥 자체도 작지만 스텐트는 그보다 더 작은 구조물이기 때문에 공간 해상도가 조금만 좋아져도 진단에 상당한 차이 있기 때문"이라고 강조했다.

구 교수는 광자계수 CT의 또 다른 활용 분야로 간질성 폐질환을 꼽았다.

폐가 점차 딱딱하게 굳는 간질성 폐질환은 아주 미세한 선상 음영과 초기 섬유화를 얼마나 정확하게 구분하느냐가 진단의 핵심이기 때문이다.

이를 구분하기 위해 현재는 고해상도 CT가 활용되고 있지만 광자계수 CT의 공간 해상도는 완전히 다른 영역을 선사한다는 것이 그의 설명이다.

구진모 교수는 "간질성 폐질환은 아주 가는 선 형태의 병변과 미세한 구조를 읽어내는 것이 중요하다"며 "공간 해상도가 높아질수록 초기 섬유화나 작은 구조를 보다 정확하게 구분할 수 있다는 점에서 작은 폐결절이나 초기 병변을 평가하는 데도 도움이 되고 있다"고 전했다.

하지만 구 교수가 광자계수 CT의 가장 큰 의미로 꼽은 것은 공간 해상도 향상만은 아니다. 앞으로 영상의학이 나아갈 방향 자체를 바꿀 수 있는 기술이라는 것이 그의 판단.

구 교수는 "사실 더 큰 기대를 하는 부분은 바로 스펙트럴 영상"이라며 "지금도 조영제를 이용해 조직 간 차이를 구분하려는 노력이 계속되고 있지만 근본적으로 얻을 수 있는 정보에 한계가 있기 때문"이라고 털어놨다.

그는 이어 "하지만 광자계수 CT는 스캔하는 전 영역에서 자동으로 에너지 분리 영상, 즉 스펙트럴을 얻을 수 있다"며 "지금은 초기 단계라 이를 어떻게 임상적으로 활용할 수 있을지 논의 단계에 있지만 앞으로 영상의학의 미래를 바꾸는 기반이 될 것"이라고 내다봤다.

구 교수는 이에 맞춰 영상의학의 방향서도 크게 변화할 것이라고 전망했다. AI의 발전과 광자계수 CT의 등장이 지금과 다른 영역으로 영상의학을 끌고 갈 것이라는 예측이다.

구 교수는 "영상의학은 앞으로 정성적인 판독을 넘어 정량적인 분석으로 발전하게 될 것"이라며 "새로운 장비가 만들어내는 방대한 데이터를 AI의 도움을 받아 얼마나 효과적으로 활용할 수 있느냐가 향후 영상의학의 경쟁력을 좌우할 것으로 본다"고 강조했다.

그는 이어 "광자계수 CT만 해도 기존 CT에 비해 적게는 8배, 많게는 수십배의 정보를 제공한다는 점에서 결국 영상의학과 전문의의 역할이 늘어날 수 밖에 없다"며 "영상의학이 촬영 중심에서 해석 중심으로 나아가는 과정에 중요한 전환점이라는 의미"라고 밝혔다.