수술 없이 보는 인체의 내부

과거에는 특정 질병을 진단할 때 수술이 필요했습니다. 하지만 이제 컴퓨터, 수학, 과학의 발달로 인해 수술을 하지 않고도 그러한 질병을 진단할 수 있는 기술이 개발되어 점점 더 널리 보급되고 있습니다. 그중에는 개발된 지 100여 년이 지난 엑스선 촬영 외에도 컴퓨터 단층 촬영(CT), 양전자 방출 단층 촬영(PET), 자기 공명 영상(MRI), 초음파 촬영과 같은 기술이 있습니다. * 이러한 기술의 원리는 무엇입니까? 건강과 관련하여 어떤 단점이 있으며 장점은 무엇입니까?

엑스선 촬영

원리: 엑스선은 가시 광선보다 파장이 짧아 신체 조직을 통과할 수 있습니다. 특정 신체 부위에 엑스선을 쏘면 뼈와 같이 밀도가 높은 조직은 엑스선을 흡수하기 때문에 방사선 사진이라는 현상된 필름에 밝게 나오고 부드러운 조직은 회색으로 나타납니다. 엑스선은 주로 치아, 뼈, 가슴, 흉부에 생기는 문제나 질병을 진단할 때 사용됩니다. 의사는 밀도가 같은 인접한 부드러운 조직들이 잘 구분되도록 환자의 혈관에 방사선 비투과성 조영제를 주입하기도 합니다. 요즈음에는 대개 엑스선을 디지털화하여 컴퓨터 화면으로 봅니다.

단점: 세포와 조직이 손상될 가능성이 약간 있습니다. 그러나 이러한 위험성은 대개 매우 적은 반면 장점이 많습니다. * 임신 가능성이 있는 여성은 엑스선 사진을 찍기 전에 의사에게 그 점을 알려야 합니다. 또한 요오드와 같은 조영제는 알레르기 반응을 일으킬 수 있습니다. 따라서 요오드나 요오드가 들어 있는 해산물에 알레르기가 있다면 의사나 엑스선 기사에게 알려야 합니다.

장점: 엑스선 촬영은 신속하면서도 손쉽게 할 수 있고 대개 통증을 유발하지 않으며 비교적 저렴합니다. 따라서 유방 조영술이나 응급 진단과 같은 분야에 특히 유용합니다. 엑스선 사진을 찍은 후에 방사선이 체내에 남지 않으며, 대개 부작용도 없습니다. *

 컴퓨터 단층 촬영

원리: CT는 더 많은 양의 엑스선을 훨씬 정교하게 사용하며 특수 센서를 이용합니다. 환자가 테이블 위에 누우면 테이블이 터널처럼 생긴 기계 속으로 들어갑니다. 많은 수의 가느다란 엑스선과 검출기가 환자 주위를 360도 회전하면서 영상을 만들어 냅니다. 이 과정은 빵을 매우 얇게 썰어 가면서 각 단면을 사진으로 찍는 것과 같습니다. 각 단면의 측정치를 컴퓨터로 재구성하면 인체 내부의 횡단면을 매우 자세하게 볼 수 있습니다. 최신 기종은 인체를 나선형으로 움직이면서 인체의 영상을 찍기 때문에 속도가 더 빠릅니다. CT 영상은 매우 세밀하기 때문에 흔히 가슴과 복부와 뼈를 검사하거나 각종 암을 비롯한 여러 가지 질병을 진단할 때 사용됩니다.

단점: CT는 대개 일반적인 엑스선보다 더 많은 양의 방사선을 방출합니다. 따라서 미미하게나마 암을 유발할 가능성이 증가할 수 있으므로 장점과 비교해서 신중하게 생각해 보아야 합니다. 환자들 중에는 대개 요오드가 함유되어 있는 조영제에 알레르기 반응을 보이는 사람들이 있으며 일부 환자는 신장이 손상될 가능성도 있습니다. 모유를 먹이는 어머니가 조영제를 사용하게 된다면 다시 모유를 먹이기 위해서는 24시간 이상 기다려야 할지도 모릅니다.

장점: CT는 통증을 유발하거나 수술이 필요하지 않으며 촬영을 통해 얻은 매우 상세한 데이터를 디지털로 전환하면 3차원 영상으로 만들 수 있습니다. 촬영 과정이 비교적 빠르고 단순하며 내부에 손상이 있는지 보여 주므로 환자의 생명을 구할 수도 있습니다. CT는 인체에 이식된 의료 기구에 영향을 미치지 않습니다.

양전자 방출 단층 촬영

원리: 양전자 방출 단층 촬영을 할 때에는 인체에 자연적으로 존재하는 화합물에 방사성 물질을 부착하여 체내에 주입하는데, 포도당을 사용하는 경우가 가장 많습니다. 조직에서 방출되는 양전자 즉 양전기를 지니는 입자로 인해 영상이 만들어집니다. 양전자 방출 단층 촬영은 암세포가 정상 세포보다 포도당을 더 많이 사용하기 때문에 더 많은 방사성 물질이 그 주위로 모여든다는 원리를 이용한 것입니다. 따라서 병이 생긴 조직은 더 많은 수의 양전자를 방출하게 되고 그 부분은 최종적으로 형성된 영상에 색깔이나 밝기가 다르게 나타납니다.

CT와 MRI로는 기관이나 조직의 모양과 구조를 알 수 있는 반면, 양전자 방출 단층 촬영으로는 기관이나 조직의 기능이 나타나므로 그 변화를 조기에 알 수 있습니다. 양전자 방출 단층 촬영은 CT와 병행할 수 있으며 두 가지를 합치면 더 자세한 영상을 얻을 수 있습니다. 하지만 환자가 검사를 앞두고 특정한 시간 이내에 음식을 먹거나 당뇨병 때문에 혈당 수치가 허용 범위를 벗어날 경우 부정확한 결과가 나타날 수 있습니다. 또한 방사성이 유지되는 시간이 매우 짧기 때문에 시간 내에 검사를 마치는 것이 중요합니다.

단점: 사용되는 방사성 물질의 양이 매우 적고  방사성이 유지되는 시간이 짧기 때문에 방사선 노출도 적습니다. 하지만 태아에게는 위험할 수 있습니다. 따라서 임신 가능성이 있는 여성은 의사와 촬영을 담당하는 기술진에게 알려야 합니다. 가임 연령의 여성에게는 임신 여부를 알기 위해 혈액 검사나 소변 검사가 요구될 수도 있습니다. 양전자 방출 단층 촬영을 CT와 병행할 경우에는 CT의 단점도 고려해야 합니다.

장점: CT나 MRI로는 기관이나 조직의 구조에 생기는 변화를 볼 수 있습니다. 하지만 양전자 방출 단층 촬영으로는 그러한 구조뿐만 아니라 기능도 알 수 있기 때문에 구조상의 변화가 일어나기 전에 문제를 발견할 수 있습니다.

자기 공명 영상

원리: MRI는 강한 자기장과 전파(엑스선이 아님) 그리고 컴퓨터를 이용하여 거의 모든 신체 내부 구조의 매우 상세한 단면도를 만들어 냅니다. 따라서 의사는 신체 부위들을 아주 자세하게 볼 수 있으며 다른 기술로는 알아낼 수 없는 병을 진단할 수 있습니다. 예를 들어 MRI는 뼈에 가려져 있는 곳도 볼 수 있는 몇 안 되는 검사 기구 가운데 하나로서 뇌와 그 밖의 부드러운 조직을 검사할 때 매우 유용한 도구입니다.

검사를 하는 동안 환자는 움직이지 않고 가만히 있어야 합니다. 또한 환자가 좁은 터널처럼 생긴 부분에 들어가서 검사를 받기 때문에 폐소 공포증을 겪는 사람들도 있습니다. 하지만 겁을 내거나 비만인 환자들을 위해 최근에 개방형 MRI가 개발되었습니다. 검사실에는 당연히 펜, 금속 지퍼, 시계, 액세서리, 머리핀과 같은 금속 물체나 신용 카드와 같이 자성에 민감한 물건을 가지고 들어갈 수 없습니다.

단점: 조영제를 사용하면 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 있기는 하지만 엑스선 촬영이나 CT를 찍기 위해 요오드가 함유된 물질을 사용할 때보다는 가능성이 낮습니다. 그 밖에는 알려져 있는 문제가 없습니다. 하지만 특정한 의료 기구를 몸에 이식했거나 부상 치료를 위해 금속 기구를 삽입한 환자는 강한 자기장의 영향 때문에 MRI 검사를 받지 못할 수 있습니다. 따라서 의사가 MRI 검사를 받아 보도록 권할 경우, 그러한 의료 기구를  이식했거나 금속 조각이 몸에 있다면 반드시 의사나 MRI 기사에게 말하십시오.

장점: MRI는 해로울 수 있는 방사선을 사용하지 않으며, 비정상적인 조직을 검사할 때 매우 유용합니다. 특히 뼈에 가려져 있는 부위를 검사할 때 더욱 그러합니다.

초음파 촬영

원리: 초음파 촬영은 사람이 들을 수 없을 정도로 주파수가 높은 음파를 이용하는 기술입니다. 음파는 조직을 지나가다가 장기의 표면과 같이 밀도의 변화가 있는 경계 부분에 이르면 반사됩니다. 그러면 컴퓨터가 반사된 음파를 분석하여 깊이, 크기, 모양, 밀도와 같은 장기의 특징을 2차원이나 3차원으로 보여 줍니다. 저주파는 신체 깊숙이 있는 부위를 보여 주며, 초고주파는 눈이나 피부의 층들과 같은 표면 장기를 보여 주기 때문에 피부암 진단에 도움이 될 수 있습니다.

대부분의 경우, 탐촉자라는 기구를 손에 들고 검사를 하게 됩니다. 투명한 젤을 피부에 바른 다음 검사할 부위에 탐촉자를 대고 문지르면 곧바로 컴퓨터 화면에 영상이 나타납니다. 필요한 경우에는 소형 탐촉자를 탐침에 부착한 다음 인체에 삽입하여 검사를 할 수도 있습니다.

또한 도플러 초음파라는 기술은 움직이는 것을 잘 보여 주기 때문에 혈액의 흐름을 알아볼 때 사용됩니다. 따라서 장기나 종양과 관련된 진단을 할 때 도움이 될 수 있습니다. 대개 종양에는 비정상적으로 많은 혈관이 있기 때문입니다.

초음파 촬영은 의사가 다양한 질병을 진단하고 심장 판막 질환에서부터 유방에 생긴 혹이나 태아의 건강에 이르기까지 여러 가지 증상의 근본 원인을 알아내는 데 도움이 됩니다. 하지만 초음파는 가스에 부딪히면 반사되기 때문에 복부의 특정 부위에 사용할 경우에는 한계가 있습니다. 그리고 방사선 촬영과 같은 다른 기술에 비해 해상도가 떨어질 수 있습니다.

단점: 초음파는 적절히 사용할 경우 일반적으로 안전하지만 에너지의 한 형태이기 때문에 태아를 포함하여 인체의 조직에 물리적인 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 태아 초음파가 전혀 위험하지 않다고 생각해서는 안 될 것입니다.

장점: 이 기술은 널리 보급되어 있고 수술이 필요하지 않으며 비용도 비교적 저렴합니다. 또한 검사하면서 곧바로 영상을 볼 수 있습니다.

앞으로 등장하게 될 기술

현재 진행되고 있는 연구는 기존의 기술을 개선하는 데 중점을 두고 있는 것 같습니다. 예를 들면 기존의 MRI보다 훨씬 약한 자기장으로 작동되기 때문에 비용이 상당히 적게 드는 MRI가 개발되고 있습니다. 또한 분자 영상(MI)이라는 신기술이 개발 중에 있습니다. 분자 영상은 인체에서 일어나는 분자 수준의 변화를 발견할 수 있도록 설계되었기 때문에 질병을 조기에 발견하여 치료할 수 있게 해 줍니다.

의료 촬영 기술 덕분에 많은 경우 고통스럽고 위험하며 불필요한 수술을 하지 않고도 질병을 진단할 수 있게 되었습니다. 또한 그러한 촬영을 통해 질병을 조기에 발견해서 치료하면 결과가 훨씬 더 좋을 수 있습니다. 하지만 장비를 구입하는 데 매우 많은 비용이 듭니다. 어떤 장비는 100만 달러(약 10억 원)를 훨씬 넘기도 합니다.

그러나 질병을 발견하여 치료하는 것보다는 예방하는 것이 낫습니다. 그러므로 균형 잡힌 식사와 정기적인 운동, 충분한 휴식, 긍정적인 생각을 통해 건강을 유지하려고 노력하기 바랍니다. “기뻐하는 마음은 치료제같이 유익”을 준다고 잠언 17:22은 알려 줍니다.

[각주]

[13면 네모]

 방사선 노출량은 얼마나 되는가?

우리는 배후 방사선에 항상 노출되어 있습니다. 우주에서 지구로 날아오는 입자선에서 방사선이 나오고 라돈 가스와 같은 천연 방사성 물질에서도 방사선이 나오기 때문입니다. 다음의 수치들은 밀리시버트(mSv) 단위로 표기한 평균치로서 특정한 의료 검사의 위험성을 판단해 보는 데 도움이 될 수 있습니다.

다섯 시간 동안 여객기를 탈 경우: 0.03 mSv

10일간의 천연 배후 방사선: 0.1 mSv

치과에서 엑스선을 한 번 찍을 경우: 0.04-0.15 mSv

일반적인 흉부 엑스선을 한 번 찍을 경우: 0.1 mSv

유방 엑스선 촬영을 한 번 할 경우: 0.7 mSv

흉부 CT 촬영을 한 번 할 경우: 8.0 mSv

검사를 받아야 할 경우, 방사선 노출량을 비롯하여 궁금한 점이 있다면 망설이지 말고 담당 의사나 방사선과 의사에게 문의하십시오.

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엑스선

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CT

[자료 제공]

© Philips

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PET

[자료 제공]

Courtesy Alzheimer’s Disease Education and Referral Center, a service of the National Institute on Aging

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MRI

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초음파