부분용적효과 (partial volume effect)

방사선학
한 줄 정의: 한 화소 안에 서로 다른 밀도의 조직이 함께 포함되어 실제와 다른 평균화된 신호로 나타나는 영상 왜곡 현상입니다.

쉽게 풀면

부분용적효과는 CT나 MRI의 각 화소가 실제로는 일정한 두께를 가진 작은 부피를 대표하는데, 그 부피 안에 두 가지 이상의 서로 다른 조직이 섞여 있으면 두 조직의 신호가 평균화되어 실제와 다르게 나타나는 현상입니다. 예를 들어 작은 병변이 단면 두께보다 얇으면 주변 정상조직과 섞여 실제보다 흐리거나 다른 밀도로 측정될 수 있습니다.

왜 중요한가

작은 병변이 실제보다 흐릿하거나 크기가 다르게 측정될 수 있어, 특히 작은 결절이나 미세 구조를 평가할 때 이 현상을 이해하는 것이 정확한 판독에 중요합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"작은 결절의 CT 감쇠값은 부분용적효과로 인해 실제보다 낮게 측정되었을 가능성이 있다."

결절이 CT 단면 두께보다 작아서 주변 조직과 신호가 섞여, 측정된 밀도 수치가 실제보다 부정확할 수 있다는 설명입니다.

"폐결절 추적 검사에서 절편 두께를 5mm에서 1mm로 줄여 재구성했더니 이전에는 흐릿하게 보이던 결절의 경계가 뚜렷해지고 감쇠값도 실제에 더 가깝게 측정되었다."

이 문장은 단면을 더 얇게 찍으면 부분용적효과로 인한 왜곡이 줄어 병변이 더 정확하게 측정된다는 뜻입니다. 다만 이렇게 얇게 찍으면 영상의 잡음이 늘어날 수 있어 무조건 얇게만 찍는 것이 능사는 아님을 시사합니다.

조금 더 깊게 보면

절편 두께가 두꺼울수록 이 효과가 커지는 경향이 있어, 얇은 절편으로 재구성하면 어느 정도 줄일 수 있지만 잡음이 늘어나는 상충 관계가 있습니다. 이 현상은 단면의 두께 방향뿐 아니라 화소 평면 내에서도 발생할 수 있어, 병변의 모양이 구형에 가까울수록 중심부보다 경계부에서 왜곡이 두드러지게 나타납니다. PET 영상에서는 이 효과로 인해 작은 병변의 표준섭취계수가 실제보다 낮게 측정되는 경우가 흔해 정량 분석 시 병변 크기를 함께 고려해야 하며, 이를 보정하는 부분용적보정 기법이 연구되어 왔습니다. 병변의 지름이 단면 두께의 두세 배 이상일 때는 이 효과가 크게 줄어드는 경향이 있어, 재구성 단면 두께와 병변 크기의 비율이 왜곡 정도를 좌우하는 핵심 요인이 됩니다.

주의할 점

부분용적효과는 병변의 크기가 단면 두께에 가깝거나 작을 때 두드러지므로 얇은 단면으로 재촬영하거나 재구성해 확인하는 것이 필요할 수 있습니다. 작은 병변의 밀도나 신호를 근거로 조직 성분을 단정하면 부분용적효과로 인해 실제와 다른 결론을 내릴 수 있어, 크기가 작을수록 측정값 해석에 신중해야 합니다.

관련 용어