본 연구는 팬텀 연구를 통해 CT 의 Hounsfield unit (HU) 값과 조영제 농도 간의 상관관계를 알아보고, 이 결과를 단일 신장을 가진 환자의 GFR 추정에 적용하여 혈액검사를 통해 얻은 CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) eGFR 값과 비교하고자 하였다.
다양한 농도의 조영제로 구성된 팬텀 모형으로 각각의 조영제 농도에 따른 전산화 단층촬영(computed tomography, CT)의 HU 값을 구하고, 이를 선형회귀분석을 이용하여 회귀식을 도출하였다. 2020 년 10 월부터 2020 년 12 월까지 CT 요로조영술을 시행한 43 명의 단일 신장 환자 (평균 연령 ± 표준편차, 65.9 ± 8.7 세)가 포함되었다. 각각의 CT 이미지에서 신장 윤곽을 그려 신장을 구성하는 voxel 수와 신장의 HU 값의 총 합을 구하였다. 앞서 얻은 팬텀 연구의 회귀식 기울기를 이용하여 신장 실질에 추가된 조영제의 양을 추정하였고, 이 추정치와 실제 주입된 조영제의 비율을 구하였다. Pearson 상관계수를 이용한 상관분석을 통해 이 비율과 CKD-EPI eGFR 과의 상관관계를 분석하였다. 또한 신장 실질의 조영제 양과 신장 동맥 HU 의 비율을 구하여 이 값과 CKD-EPI eGFR 과의 상관관계 또한 분석하였다.
팬텀 연구에서 평균 CT HU 값은 조영제 농도와 선형 관계를 보였고 회귀선의 추정 기울기는 27.9 로 계산되었다. 이를 통해 신장 실질에서의 조영제 양을 측정하였을 때, 피질기(corticomedullary phase)에서 배설기(excretory phase)로 갈수록 점차 조영제 양이 증가하는 것으로 나타났다 (corticomedullary phase, 537.2 ± 150.2 mg; nephrographic phase, 698.4 ± 174.0 mg; excretory phase, 797.4 ± 216.7 mg [모든 값은 평균 ± 표준편차로 표시함]). 신장 내 조영제 추정량과 실제 주입량의 비율은 CKD-EPI eGFR 값과 약하거나 중간 정도의 상관관계를 보였다. 그 중 배설기에 0.549 로 가장 높은 Pearson 상관계수를 보였다 (95% CI: 0.297 - 0.729, p value<0.001). 신장 내 조영제 추정량을 신장 동맥 HU 값으로 나누어 이 값을 CKD-EPI eGFR 과 비교해 보았을 때 역시 약하거나 중간 정도의 상관관계를 보였으며, 앞선 상관분석보다 전반적으로 다소 높은 상관 계수를 보였다. 또한 마찬가지로 배설기에 0.665 로 가장 높은 Pearson 상관계수를 보였다 (95% CI: 0.455 - 0.804, p value <0.001).
결론적으로, CT HU 값으로 신장 실질 내에 관찰되는 조영제 양을 계산해 보았을 때, 그리고 신장 실질 내 조영제 양과 신장 동맥의 HU 값의 비율을 구했을 때 모두 CKD-EPI eGFR 값과 약하거나 중등도의 상관관계를 보였다. 또한 여러 CT 시기 중에서는 배설기가 가장 높은 상관관계를 보였다.