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연부 조직에 잔류된 금속성 및 비금속성 이물질 Computed Tomography 계수의 임상적 의의최환준, 이한정, 강상규

순천향대학교 의과대학 성형외과학교실

The Clinical Significance of Hounsfield Number of Metallic and Non-Metallic Foreign Bodies in the Soft TissueHwan Jun Choi, Han Jung Lee, Sang Gue Kang

Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Soonchunhyang University Gumi Hospital, Soonchunhyang University College of Medicine, Gumi, Korea

Computed tomography (CT) theoretically improved detection of foreign bodies and provided more information of adjacent soft tissues. The CT scanner and picture archiving and communications system (PACS) program proved to be an excellent instrument for detection and localization of most soft tissue foreign bodies above certain minimum levels of detectability. The characters of metal and non-metal material in penetrating trauma to the soft tissue, it is often underestimated by physical examination. So, diag-nosis of a retained foreign object is always critical and difficult. From March 2007 to February 2009 a study was done with 100 pa-tients who had soft tissue trauma. Axial and coronal CT images were obtained with a CT scanner (HiSpeed Advantage CT/i). And then, we measured CT Hounsfield units (HU) of foreign body to remain in the soft tissue. The metallic foreign bodies consisted of stainless steel (2,222± 737 HU), titanium (2,921± 218 HU), gold (2,908± 325 HU), lead (2,758± 539 HU), copper (2,909± 228 HU), sil-ver (3,069 HU) and mean value is 2,633± 603 HU. Non-metallic foreign bodies consisted of silicone (278± 120 HU), glass (947± 523 HU), polyethylene (32± 5 HU), polylactide plate (144± 16 HU), stone (1,320± 280 HU), plastic (-47 HU), wood (-464 HU) and mean value is 557± 526 HU. The PACS program allows one to distinguish metallic from nonmetallic foreign bodies and to individually identify the specific composition of many nonmetallic foreign bodies. This program does not, however, allow identification of the specific composition of a metallic foreign body.

Keywords: Computed tomography; Foreign body; Attenuation coefficient; Hounsfield unit

서 론

현대 사회가 점차 복잡해지면서 산업 재해와 교통 사고로 인한 안면부 및 연부조직의 외상이 증가함에 따라서 금속 조각, 돌, 플라

스틱, 유리, 장난감, 총알 등 다양한 연부 조직의 이물질이 보고되고 있다[1]. 이러한 다양한 이물질들은 대개 환자들에게서 병력 청취

와 과거력을 통해 이물질의 종류를 알 수 있지만 높은 에너지와 빠른 속도로 수상을 당하여 연부조직 내에 이물질이 잔류된 경우나 병력 청취를 하기 어려운 아이들에게 있어서는 이물질의 종류를

확인하기가 쉽지 않다. 또한 각각의 이물질들은 수상 기전이나 이물질의 제거 방법, 인체 내에서의 이물질 주변부 조직반응 등과 같은 특성이 서로 상이하다. 특히 금속성 이물질과 비금속성 이물질

을 비교하면 대개 금속성 이물질은 이물반응이 적지만 비금속성 이물질은 이물반응의 빈도가 높은 것으로 알려져 있다[2]. 이와 같은 이물질의 정확한 진단을 위하여 전산화 단층 촬영 영상에서 얻을 수 있는 조직의 상대적 X-선 감소계수(relative X-ray attenuation coefficient, Hounsfield number [HU] or computed tomography [CT] number)를 확인하고 그 수치를 비교함으로써 연부조직의 이

Soonchunhyang Medical Science 16(2):226-230, December 2010 pISSN: 2095-0179 I eISSN: 2095-0187

ORIGINAL ARTICLE

Correspondence to:  Hwan Jun ChoiDepartment of Plastic and Reconstructive Surgery, Soonchunhyang University Gumi Hospital, Soonchunhyang University College of Medicine, 250 Gongdan-dong, Gumi 730-706, Korea Tel: +82-54-468-9150, Fax: +82-54-463-7504 , E-mail: medi619@hanmail.netReceived:  Aug 23, 2010 / Accepted:  Nov 9, 2010

© 2010 Soonchunhyang Medical Research InstituteThis is an Open Access article distributed under the terms of the 

Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/).

금속성 및 비금속성 이물질 Computed Tomography 계수 • 최환준 외

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물질의 정확한 위치와 성분에 대한 객관적인 정보를 얻을 수 있다[3].본 연구는 여러 가지의 원인에 의하여 잔류된 연부 조직의 이물

질을 금속성 이물질과 비금속성 이물질로 나누고 전산화 단층 촬영을 통하여 각각의 특성과 성상, 종류를 CT 계수(HU)를 통하여 그 차이를 확인하고, 측정한 수치가 금속성 이물질과 비금속성 이물질의 감별진단의 인자로서 의의가 있는지 연구하고자 한다.

대상 및 방법

1. 연구 대상

2007년 3월부터 2009년 2월까지 100명의 환자를 대상으로 연구

하였다. 환자는 외상으로 인해 연부 조직에 이물질이 잔류된 경우

나 이물 반응 등의 증상이 있는 환자 및 다른 진단을 위해서 전산화 단층 촬영을 시행하여 우연히 이물질이 발견된 환자를 대상으로 하였다. 연구는 과거력과 병력 청취, 신체검사를 통해 이물질의 종류를 금속성 이물질과 비금속성 이물질로 나누고 각각의 이물질

에 대해 CT 계수를 측정하였으며 외상이나 이물 반응이 있는 환자

들은 수술을 통하여 각각의 이물질을 제거하여 이물질의 특성과 상태, 종류를 확인하였다.

2. CT 계수의 측정 방법

1) 전산화 단층 촬영

사용한 전산화 단층 촬영 기계는 HiSpeed Advantage (HiSpeed Advantage CT/i, GE Medical Systems, Milwaukee, WI, USA)이었으며, 환자에 따라서 3 mm, 5 mm, 10 mm 절편 두께로 횡단면과 종단면으로 스캔을 실시하였다. 전산화 단층 촬영 조건은 뇌 단층 촬영에서는 120 kV, 120 mA, 주사시간은 2초, 절편 두께는 5 mm, matrix size는 320×320이었고, 복부 단층 촬영에서는 120 kV, 170 mA, 주사시간 2초, 절편 두께 10 mm, matrix size는 512×512였으

며, 안면부 단층 촬영은 130 kV, 90 mA, 주사시간은 2초, 절편 두께

는 3 mm, matrix size는 512×512였다. 촬영된 영상은 picture ar-chiving and communications system (PACS; Starpacs, Infinitt Co., Seoul, Korea)의 영상 분석 전문 소프트웨어인 PiViewStar (Infinitt Co.)를 이용하여 분석하였다.

2) CT 계수 측정

이물질의 중간 단면의 중심 부위에서 PACS system의 30-50 mm2

크기의 원형의 관심 영역을 사용하여 CT 계수를 측정하였고, 이물

의 크기에 따라서 5회에서 10회의 측정을 통하여 평균값을 산출하

였다.

3. 통계학적 분석

100명의 환자에게서 측정한 이물질의 CT 계수를 금속성 이물질

과 비금속성 이물질로 분류하였고 두 집단 간의 CT 계수의 측정 결과를 independent t-test를 이용하여 비교, 분석하였다. 자료 처리는 SPSS ver. 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하였고 유의 수준은 P<0.05 이내로 하였다.

결 과

1. 금속성 물질

100명의 환자 중 금속성 이물질이 발견된 경우는 33명이었고, 이 중 스테인리스 스틸이 13예, 티타늄이 10예, 금이 4예, 납이 3예, 구리가 2예, 은이 1예로 조사되었다. 스테인리스 스틸은 K-강선, 봉합

기 등을 포함시켰으며, CT 계수는 1,071-3,071 HU로 측정되었고, 평균 2,222±737 HU로 측정되었고 굵기가 가늘수록 CT 계수가 낮은 값으로 측정되었다. 티타늄의 경우는 10개의 증례로 안면부 골절 수술 후 정복의 정도의 파악이나 다른 안면부 손상으로 안면

부 단층 촬영술 시 우연히 발견된 증례를 모두 포함시켰는데, CT 계수는 2,840-3,071 HU로 측정되었으며 평균 2,921±218 HU으로 측정되었다. 금의 경우는 금침을 한의원 등에서 삽입한 증례와 금 이빨을 토대로 측정을 하였으며, CT 계수는 2,748-3,071 HU로 측정되었고 평균 2,908±325 HU로 측정되었다. 납의 경우는 3개의 증례 모두 작업 도중 발생한 안면부 열상 및 외상 환자에서 발견되

었으며, CT 계수는 1,901-3,071 HU로 측정되었고 평균 2,758± 539 HU로 측정되었다. 구리의 경우는 작업 도중 구리 파편이 튀어 잔류된 경우로 CT 계수가 2,812-3,071 HU, 평균 2,909±228 HU의 값을 보였다. 은의 경우 치아를 토대로 측정하였고 CT 계수는 3,067-3,071 HU, 평균 3,069 HU의 값을 보였다.

2. 비금속성 물질

100명의 환자 중 67명이 병력 및 전산화 단층 촬영상 비금속성 이물질로 확인되었고, 종류를 살펴보면 실리콘이 30예, 유리가 25예, 인조뼈(polyethylene)가 3예, 돌이 4예, 흡수성 판(polylactide plate)이 3예, 플라스틱(polystyrene)이 1예, 나무가 1예였다. 실리콘

의 경우는 융비술이나 배액관에 사용된 것으로 CT 계수는 197-755 HU로 측정되었으며 평균 278 HU로 측정되었다. 유리의 경우

는 25개의 증례 모두 교통사고 환자로 안면부 열상을 동반하였고, CT 계수는 105-2,093 HU로 측정되었으며 평균 947 HU로 측정되

었고 주변 조직에 따라서 측정값에 많은 변화를 보였다. 인조뼈의 경우는 안와 파열 골절 수술 후에 안와 단층 촬영을 시행한 증례를 바탕으로 측정을 시행하였고, CT 계수는 19-53 HU로 측정되었으

며 평균 32 HU로 측정되었다. 돌의 경우는 낙상이나 넘어짐에 의한 열상 환자에서 계수를 측정하였으며, CT 계수는 735-1,832 HU로 측정되었고 평균 1,320 HU로 측정되었다. 흡수성 판은 여러 가지 안면골의 골절 환자에서 수술 후 추적 관찰을 위해서 시행한 안면

Choi HJ, et al. • The Houndsfield Number of Metallic Non-Metallic Foreign Bodies

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부 단층 촬영에서 측정값을 얻었으며, CT 계수는 101-612 HU로 측정되었고 평균 144 HU로 측정되었다. 나무의 경우는 1예로 안면부 심부 열상 환자로 CT 계수는 -491 ~ -437 HU로 측정이 되었으며 평균 -464 HU로 측정되었다. 마지막으로 플라스틱의 경우는 소아 환자로 구강 열상 및 이물로 안면부 전산화 단층 촬영술을 시행하

였으며, CT 계수는 -62 ~ -35 HU로 측정되었으며 평균 -47 HU로 측정되었다.

3. 통계학적 분석

각각 측정된 이물질의 CT 계수를 금속과 비금속으로 분류하여 통계학적 분석을 하였다. 금속의 경우에는 티타늄, 납, 금, 스테인리

스 스틸로 평균 2,633±603 HU로 측정되었고 비금속에는 실리콘, 고무, 흡수성 판, 인조뼈, 돌, 나무, 유리, 플라스틱으로 평균 557± 526 HU로 측정되었다. 그리고 이러한 금속성 이물질과 비금속성 이물질의 CT 계수의 차이는 P<0.001로 통계적으로 유의한 것으로 나타났다(Table 1).

1) 증례 1

9세 남자 환자는 우측 안면부의 통증과 미열을 주소로 내원하였

다. 내원 하루 전 약 2 m 높이의 나무에서 떨어지면서 안면부에 2 cm의 열상이 발생하였으며 이하선의 손상 유무와 이물질의 잔류 여부를 파악하기 위해서 전산화 단층 촬영을 시행하였다. 이물질

의 평균 CT 계수는 -464 HU로 측정되었고 이물질은 이하선의 실질을 부분적으로 관통한 소견으로 안면부의 창상을 조심스럽게 벌려 이물질을 제거하였고, 이물질은 약 2.5×1×0.5 cm 크기의 나무 조각이었다(Fig. 1).

2) 증례 2

45세 남자 환자로 작업 도중 파편이 안면부로 튀면서 발생한 열상을 주소로 내원하였다. 환자는 우측 안면부에 약 1 cm의 창상이 있는 소견으로 작업장의 기구가 납으로 된 것이라는 정보를 얻게 되어 이물질의 감별과 위치를 파악하기 위해서 전산화 단층 촬영

을 시행하였으며, 전산화 단층 촬영 소견에서 이물질은 상악골에 바로 인접하게 위치하였고, 개방 창상을 통하여 이물질을 제거하였

Table 1. Characters of metal and non-metal materials

Materials No. of cases (%)

Range of CT numbers (HU)

Average of CT numbers (HU)

Size of foreign body (cm2)

Metal  Stainless steel 13 (13) 1,071-3,071 2,222 ±  737 0.28  Titanium 10 (10) 2,840-3,071 2,921 ±  218 0.32  Gold 4 (4) 2,748-3,071 2,908 ±  325 0.70  Copper 2 (2) 2,812-3,071 2,909 ±  228 0.32  Lead 3 (3) 1,901-3,071 2,758 ±  539 0.13  Silver 1 (1) 3,065-3,071 3,069 0.50Mean value (SD)   2,633 ±  603Non-metal  Silicone 30 (30)  195-755  278 ±  120 2.10  Glass 25 (25)   105-2,093  947 ±  523 0.20  Medpor 3 (3) 19-53 32 ±  5 1.70    (polyethylene)  Stone 4 (4)    735-1,832 1,320 ±  280 0.35  Absorbable plate 3 (3) 101-612  144 ±  16 1.60  Plastics  1 (1) -62 - -35 -47 2.10    (polystyrene)  Wood 1 (1) -437 - -491 -464 1.20Mean value (SD)     557 ±  528 

CT, computed tomography; HU, Hounsfield units; SD, standard deviation.

A B

Fig. 1. Photographic findings of a 9-year-old male. (A) Preoperative axial computed tomography image shows a linear object of low attenuation in the right parotid gland. (B) Wood foreign body removed from wound.

금속성 및 비금속성 이물질 Computed Tomography 계수 • 최환준 외

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다. 납 이물질의 평균 CT 계수는 2,758 HU로 측정되었다(Fig. 2).

고 찰

잔류된 금속성 이물질의 경우 크기나 위치에 따라 치료 방법이 달라지는데 대개 통증이나 이물 반응과 같은 증상이 나무 같은 유기성, 비금속성 이물질에 비해 경미하기 때문에 증상이 없는 경우

나 안구 내와 같이 해부학적으로 위험이 높은 위치에 이물질이 존재하는 경우 굳이 제거할 필요가 없다. 하지만 금속성 물질 중에서

도 구리와 납은 체내에 잔류 시 여러 가지 문제를 일으킬 수 있다. 구리의 경우는 화농성 염증을 유발시키며 납은 체내에서 서서히 융해되어 혈관계로 스며들어 전신 독성(systemic toxicity)을 유발시

켜 심한 복통, 위염, 다발성 신경염, 빈혈 등 다양한 합병증을 야기

한다[2,4,5]. 이와 같이 체내의 잔류된 이물질이 구리나 납으로 확인되는 경우는 신속하게 이물질을 제거해야 한다. 비금속성 물질의 대부분을 차지하는 실리콘의 경우 융비술에

이용된 실리콘 인공 삽입물을 대상으로 CT 계수를 확인하였다. 실리콘 또한 이물 반응이 나타날 수 있는데 Rubin과 Yaremchuk [6]은 4.4%의 감염 발생률을 보인다고 보고하였고, 이물 반응이 발생

하면 즉시 제거하여 증상을 완화시키는 것이 중요하다고 하였다. 유리와 같은 경우 대개 외상과 동반하는 경우가 많아 안면부 열상

의 치료 시 같이 제거하게 되는데 크기가 작은 유리 조각들은 체내

에 잔류되는 경우가 많고 이물 반응의 빈도는 낮지만 수개월 후 비후성 반흔이나 켈로이드성 병변을 야기하는 경우가 있고 이러한 경우에 조심스럽게 이물질을 제거해야 하는 경우가 보고되고 있다

[7]. 증례 1과 같이 나무로 이루어진 이물의 경우는 주의를 요하는 경우인데 나무는 방사선 투과성의 물질로 체내에 잔류 시 진단하

기 힘들고 지연성으로 봉와직염이나 심부 감염, 근 괴사, 괴사성 근막염 등을 일으킬 수 있어 반드시 조기에 진단하여 철저하게 제거

해야 한다[8]. 나무 이물질에 의한 전산화 단층 촬영 소견은 수상 급성기에는 공기를 동반한 선상의 물질로 보이는 것이 대부분이다

[9]. 보통은 양측의 소견의 비교에서 공기의 음영을 나타내는 이상

의 구조물로 추측할 수 있고, Kadir 등[10]의 보고에 의하면 CT 계수는 -552에서 +54 등으로 다양하게 나타난다고 하였다. 그러나 실제로 이러한 나무 이물질은 전산화 단층 촬영에서는 잘 보이지 않고 주변 공기 음영만 보이는 것이 대부분이어서 진단에 주의를 요한다[11,12]. 이와 같이 금속성 이물질과 비금속성 이물질에 의한 증상과 합병증은 다양하고 같은 금속성 이물질이라 하더라도 스테

인리스 스틸이나 티타늄, 금, 은 등은 인체 내에서 이물 반응이 거의 없는 반면 구리나 납은 국소 이물 반응부터 생명을 위협하는 전신 합병증까지 일으킬 수 있다. 비금속성 이물질의 경우에도 실리콘과 유리, 인조뼈, 플라스틱 등은 비교적 이물반응이 적은 반면 나무와 같은 대부분의 유기성 이물질들은 육아 조직 반응을 일으키거나 경한 만성 염증을 일으켜 누공을 형성하여 지속적으로 농을 배출 하는 등 그 증상이 다양하다[1]. 따라서 연부 조직에 이물질이 잔류

된 환자를 평가할 때 좀 더 철저하게 환자의 과거력과 병력을 청취

하여 이물질을 확인하는 것이 중요하다. 특히, 의사소통이 어려운 소아나 오랜 기간 동안 이물질이 잔류되어 있어 그 종류를 판단하

기 어려운 경우, 단순 방사선 사진에서 이물질을 평가하기 어려운 경우에는 전산화 단층 촬영을 통해 이물질의 위치와 크기, CT 계수, 주변 구조물과의 관계를 파악하고 정확한 이물질의 종류를 확인해야 한다. 그래서 금속성 이물질 중 크기가 작고 해부학적으로 심부에 위치하거나 증상이 없는 경우, 금이나 은과 같이 인체 내에

서 거의 이물반응이 없는 금속의 경우는 경과를 관찰하면서 이물

A B

Fig. 2. Photographic findings of a 45-year-old male. (A) Preoperative axial computed tomography image shows a oval object (white arrow) of high attenuation (+2,758 Hounsfield unit) in right infraorbital area. (B) Postoperative finding shows lead foreign body.

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질을 추적 관찰하면 되겠으나, 크기가 크거나 주변 조직의 결손 및 기능의 장애를 일으키는 경우와 구리와 납과 같이 국소 및 전신적 이물 반응을 일으키는 경우는 조기에 제거하는 것이 중요하다. 또한 비금속성 이물질의 경우 국소 및 전신적 이물 반응 및 감염을 일으킨 경우나 유기성 이물질인 경우에도 조기에 제거하는 것이 이물

질로 인한 합병증을 최소화할 것으로 생각한다(Fig. 3).본 연구에서 CT 계수를 이용하여 연부 조직에 잔류된 이물질의

금속성, 비금속성 여부를 좀 더 정확하게 분석하여 치료에 도움이 되고자 하였는데 실제 CT 계수를 이용한 이물질의 감별 진단은 임상적으로 유용하고 촬영 기기의 기계적인 진보와 촬영 기술의 향상으로 각각의 이물질을 쉽게 구별할 수 있었다. 금속성 이물질의 평균 CT 계수는 2,633 ± 603 HU로 측정되었고, 비금속성의 평균 CT 계수는 557 ± 526 HU으로 측정되었는데 이는 통계학적으로 유의한 수치이며 이는 외상 환자에서 이물질의 잔존 및 특성을 판별하는 데 도움이 될 것으로 생각된다. 마지막으로 CT 계수 측정으

로 금속성 물질과 비금속성 물질을 구별할 수 있지만, 금속성 물질

의 종류를 구별할 수 없고, 비금속성 물질은 진단하는 데 유용하다.

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Observation Immediatelyremove Observation

Immediately remove

Non-harmful metal

 1. Small size 2. Difficult position 3. No symptoms

  1. Big size  2. Anatomical structure function       deficit  3. Inflammation

  1. Small size  2. Difficult position  3. No symptoms

 1. Big size 2. Anatomical structure function      deficit  3. Inflammation

Harmful metal(lead, copper) Non-harmful FB Harmful FB

(organic)

Retained foreign body patient

CT image & number check

 1. Past history 2. Physical exam

Metallic FB Non-metallic FB

Fig. 3. Flow chart of treatment of the retained foreign bodies. FB, foreign body; CT, computed tomography.