영상의학

 


Radiology, 映像醫學科
1. 개요
2. 기술적인 측면에서
3. 판독에 있어서의 영상의학과의 중요성
3.1. 영상의학과의 영향을 적게 받는 케이스
3.2. 판독을 잘 하려면?
4. 하는 일
4.1. 판독
4.2. 투시
4.4. 중재적 시술
5. 여담
6. 관련 항목


1. 개요


의료 분과의 하나. 초음파, CT, MRI 등을 이용하여 병을 진단하고 치료하는 임상의학이자 진료보조분과이다.
1895년 뢴트겐의 X-ray 개발 직후부터 정형외과에서는 부러진 뼈를 보는 데 영상의학을 사용하기 시작했다. 1915년 미국영상의학회 (RSNA)가 창립되었다. 1950년대 PET, 초음파가 개발되었고 1960년대에는 image-guided intervention, 1970년대에는 CT와 MRI가 도입되었다.
과거에는 (진단)방사선과였으나 2007년 6월부터 이름이 바뀌었다. 핵의학과, 방사선종양학과가 갈라져 나왔다. 일본에서는 아직 핵의학과와 방사선종양학과가 영상의학과 안에 포함되어 있다. 반대로 미국에서는 핵의학과와 방사선종양학과과 갈라져 나온 더해 중재시술 파트도 거의 분리되어 있는 등 국가에 따라 포함되는 분야가 미묘하게 다르다.
건수가 가장 많고 남녀노소 없이 누구나 해본 적 있는 검사는 X선 검사이다. X선 검사가 영상의학 분과의 시초이기도 했다. 한국에서는 1911년 조선총독부의원에 최초의 X선 촬영기가 설치되었다. 이 외에도 전자기장, 초음파 등을 이용하여 신체 부위의 영상을 획득하여 질병을 진단하고 치료하는 데 이용되는 의학의 한 분야이다. 병원 또는 의료기관마다 조금씩 차이가 있으나 환자나 보호자들이 영상의학과 의사를 직접 만나는 일은 초음파 검사를 받거나, 조직 생검을 받거나 또는 중재적 시술 등을 받는 등의 경우를 제외하고는 드물다.
과학기술분야의 발전에 가장 민감한 분야라고 할 수 있다. 초음파, CT, MRI 등이 다 전자기계라는 점을 생각해보자. 심지어 발명된 지 130년이나 지난 X-ray도, 요즘은 아날로그필름보다 디지털 촬영이 절대적으로 우세하다. 인공지능이 2010년대에 급발전한 덕택에 의료영상의 완전 자동화된 분석이 가능해졌는데, 연구에 따라 다르지만 대개 프로그램들이 일반 전문의보다 낮은 오진율을 보이고 있어 수많은 의사들이 경악하고 있다. 그래서 결국엔 전문 연구자들만 남을 가능성이 높다.
다만 대부분 영상의학과 의사들의 의견은 오히려 "인공지능이 의사를 보조했으면 했지, 결코 대체하지는 못할 것이다"라는 게 중론이다. 사실 대부분의 의료기기들만 봐도 웬만한 의사들이 눈으로 판단하는 것보다 더 정확한 진단을 내리지만, 이건 결국 의사들을 돕는 도구에 불과할 뿐이지 결코 그들을 대체하지는 못했다. 단순 '분석' 하나만 해도 온갖 논란이 예상되는데, 대표적으로 인공지능이 오진할 경우 고소당하는 객체가 누구냐는 것이다. 의료데이터는 그 특성상 수집하는 것이 굉장히 어려운 것도 난관이며, 의학계가 엄청나게 폐쇄적인 업계라는 것도 감안해야 한다. 의료기기 하나 도입하는데 몇년, 심하면 10년 이상이 걸리고 수많은 연구 결과의 뒷받침과 정부의 혹독한 검증 과정을 거치고도 의사의 신뢰를 얻지 못해 도입이 안 되는 의료기기가 많다. 인공지능처럼 논란이 많은 기술은 말할 것도 없다. 당장 영상의학과를 대체할 수 있을 정도로 뛰어난 인공지능이 발명된다면, 정신과와 소아과를 제외한 모든 의학과와 대다수의 의학 외의 직업들 또한 대체되고도 남을 것이다.
우리나라의 경우 루닛, 뷰노가 현재 인공지능 판독 기술을 주도하고 있다. 두 회사의 제품 모두 종합 병원에서 사용되고 있는 중이라고 한다. 루닛은 폐 결절 여부 인공지능을 개발하는데 100만장이 넘는 폐 엑스레이 데이터를 사용했다고 하니, 어지간한 전문의보다 많은 사진을 본 셈이다. 또한 홈페이지의 자료에 따르면 인간의 경우 병에 따라 ~30% 가량의 오진률을 보이고 정확도 또한 개인의 기량에 따라 많이 갈리게 되는데, 기계는 어느 환경에서든 입력이 동일하면 consistent한 결과를 보이고 2020년도 기준 결과 또한 왠만한 전문의의 능력을 상회한다고 하니 현재 인공지능 판독의 장점을 여지없이 보여주고 있는 상황이다.
영상의학과 의사는 의사를 고객으로 하는 컨설턴트로서의 역할을 하게 되며, 그래서 '의사 중의 의사'라고도 부른다. 대개의 임상의들이 환자의 신뢰를 받지 못하면 망하듯이, 동료의사의 인정을 받지 못하면 영상의학과 의사는 망한다.
방사선사들의 입김이 세기 때문에, 그들을 제대로 이끌기 위한 리더십이 중요하다.

2. 기술적인 측면에서

의료공학과에서 의료영상에 대해 중점적으로 연구한다. 영상 처리 기법을 의학적으로 응용하여 진단에 유용하게 쓸 수 있도록 함을 목표로 두는 것. 이 때문에 툴박스를 활용하여 영상처리에 대해 쉽게 연구할 수 있는 MATLAB을 많이 이용한다. MatLab이 발달하지 않았던 옛날에는 C++로 일일히 하나하나 코딩한 (!) 적도 있다.
최근에는 Tensorflow, Keras 등의 딥러닝 관련 라이브러리를 사용하기 위해서 파이썬이 절대 대세가 되었다.
의료영상파일은 DICOM(Digital Imaging and COmmuniations in Medicine)이라는 국제 표준 규격을 따르며, 확장자명은 .dcm이다. jpg, bmp, png, avi 포맷을 .dcm으로 변환해주는 프로그램도 있다. DICOM 파일은 CA(Cellular Automata) 기반 암호화된다.
CA란 동역학계를 수학적으로 해석하는 방법으로 셀(cell)을 단위로 하여 시공간을 이산적으로 다루는 시스템이다. 기본적으로 무한한 다차원의 공간을 동일한 크기의 정규 다각형 셀로 분할하여 [1] 자연 현상을 계산의 형태로 나타낸다. 이 때 각 객체의 셀은 특정 시간에 특정값을 가지는 식으로 [2] Wolfram Rule에 의해 정의되는 나름대로의 규칙을 가진다 [3]. 하나의 셀은 둘레에 인접하고 있는 이웃 셀(neighbouring cell)들과 서로 상호작용하며, CA는 이들을 모두 종합하여 복잡한 자연현상을 시뮬레이션하는 것이다.
암호화를 거친 DICOM파일은 PACS(Picture Archiving and Communication System)이라는 의료영상 저장/관리/전송시스템을 거쳐 병원내외로 전달되며, 임상판독결과와 진료기록을 포함한다.

3. 판독에 있어서의 영상의학과의 중요성

일반인 입장에서는 영상의학과가 왜 중요한지 의문을 느끼는 것이 당연하다. 예를 들어 정형외과는 뼈, 신경외과는 머리, 흉부외과는 흉부, 일반외과는 복부 등 각 진료과에서 자기 영역에 대해 X선, CT, MRI검사를 일상적으로 처방하며, 의대 및 레지던트 수련 과정에서 나름대로 공부하게 된다. 특히 대중매체에서는 의사들이 단순 방사선 촬영 또는 특수 촬영 사진을 보면서 환자나 보호자에게 설명을 하는 모습이 자주 연출되기 때문에, 영상을 전문으로 하는 의사가 있다는 사실이 익숙하지 않을 것이다.
내과 의사는 내과 부분의, 외과 의사는 외과 부분의 전문가이듯이 영상의학과 전문의는 영상의학의 전문가이기 때문에 일반 임상의사가 똑같이 두 눈으로 사진을 본다고 해도 그 수준이 다르다. 특히 초음파, CT, MRI 검사는 신체를 그대로 들여다보는 것이 아니라 간접적인 정보를 얻어 분석하는 과정이 필요하기 때문에 병리학, 생리학적인 부분부터 검사 원리에 대한 물리/화학적인 지식까지 총동원해야 최대한 실제에 근접한 결론을 내릴 수 있다.
영상의학과에서는 수백만 원을 호가하는 전용 모니터와 워크스테이션을 사용하기 때문에 장비부터 수준이 다르다. 물론 충분한 수련과 경험이 쌓이면 임상의사도 대등한 능력을 가질 수 있겠지만 현대의료는 고도로 전문화, 분업화되어 있기 때문에 현실적으로는 대등한 능력을 갖추는 것이 불가능에 가깝다.
아무리 임상의사가 모든 것을 다 자기분야에서 커버쳐보려고 해도, 전문분야는 해당하는 사람에게 맡긴 같은 분야 경쟁자에게 본업에서 밀릴 수 있다. 사진은 영상의학과에 물어보면서 자기 분야에 집중하는 내과의사와, 자기가 보는 특정 병에 대한 영상, 병리 그리고 기초 지식까지 혼자 모두 커버해보겠다고 하는 사람을 비교해보면, 진료의 질이 여러 전문가가 함께 보는 전자가 나을 수밖에 없다. 실제로 일본이 후자의 경로를 택하고 있어서 의학 분야에 일본인 대가가 점점 줄어들고 있는 현실이다.
더욱이 의학은 극단적인 실용학문이기 때문에, 책으로 공부한 것을 현실에 써먹는다기보다는 현실에 써먹기 위해서 책을 공부한다는 쪽에 가깝다.[4] 따라서 지도해줄 스승이 반드시 필요한데, 영상의학과 의사가 아니라면 영상의학과 의사의 지도를 받을 기회가 거의 없다. 학회나 강의 등에서 영상의학과가 아닌 의사가 영상을 설명하는 부분을 보면, 크게는 맞는 이야기를 하고 있어도 초점이 안 맞거나 굳이 지적하기는 애매한 사소한 오류들이 많다.
또 임상의사가 사진을 볼 때는 현재 임상적인 상황에서 관심이 있는 부분에 집중하게 되는데, 이때 놓치기 쉬운 부분들을 영상의학과 의사가 다시 점검하는 의미도 있다. 또한 아무리 쉬운 소견이라고 해도 1명이 보는 것과 2명이 보는 것은 안정성이란 측면에서 다르기 마련이다.
또 영상의학과 의사들은 의료영상장비를 관리하는 일을 맡으며 특수의료장비의 경우 전속, 혹은 비전속 영상의학과 의사를 두도록 규칙이 제정되어 있다. 방사선사는 사진을 찍는 사람들이지 보는 사람들이 아니기 때문에 영상의료 장비들의 품질관리는 영상의학과 의사에서부터 시작된다.

3.1. 영상의학과의 영향을 적게 받는 케이스

정형외과의 X-ray, 신경외과의 두경부 CT, 심장내과의 초음파에서는 상대적으로 영상의학과 의사의 역할이 적다. 예를 들어 정형외과의 x-ray사진이나 신경외과의 두경부 CT같은 경우, 응급환자와 검사 건수가 많고, 각각 해당 임상과의 가장 기본적인 영상검사이며 임상소견과 비교해서 피드백을 받는 것이 중요하다. 때문에 영상의학과의 도움은 제한적인 수준에서 이루어진다.
정형외과 의사는 기본적으로 x-ray에 대해 뼈보는 것은 할 줄 알고 적어도 자기 분야, 예를 들면 무릎 수술하는 사람은 무릎, 어깨수술 하는 사람은 어깨 등 해당 부위에 대해서는 MRI도 볼 줄 안다. 추가로 정형외과의 경우 MRI도 소견 자체가 복잡하기보다는 해부학적 구조가 복잡할 뿐이다. 병이라고는 거의 90% 이상이 인대나 반월판 척추 디스크 등 연조직 손상과 뼈 골절이 대부분이고 복잡한 병이 있는 것이 아니다.
해부학적 구조도 처음보는 사람한테나 복잡하지, 아무리 인체가 복잡해봤자 매일 특정부위만 보면 그게 어렵겠는가? 어렵다기보다 복잡하다는 표현이 맞을 것이다. 그래도 제아무리 복잡해봐야 한두 달만 계속 들여다 보면 통으로 그냥 머릿속에 들어오고 직접 수술을 집도하는 경우에는 몸과 눈으로 기억하는 것이 있어, 해부학을 헷갈릴래야 헷갈릴 수가 없다. 결국 영상이 쉬워진다.
게다가 정형외과 병이 골반뼈 골절이나 종양성 질환등 특수 상황을 제외한 대부분의 병은 죽는 병이 없으며, 환자가 불편하고 아파서 그렇지 치료를 안 해도 죽지는 않는다. 최악의 경우에도 팔다리는 없더라도 사람의 목숨과 직결되는 것은 아니다 [5].
상황이 이렇다 보니 정형외과 의사들은 영상의학과 판독을 대부분 보지 않는다. 직접 사진을 잘 보기도 하고 임상증상과도 맞춰볼 수 있기 때문에 굳이 참조할 필요가 없다.
심장도 한국에서는 특수한 이유로 CT 및 MRI는 영상의학과에서 보고 초음파는 내과에서 보는데, 심장은 살아 있는 한 움직이는 구조물이기 때문에 초음파를 보는 것이 굉장히 중요하고 MRI나 특히 CT에서 보는 것은 정보가 아주 많은 편은 아니다. 순환기내과(심장내과) 의사들도 심장 MRI나 심장 CT는 어느 정도 다들 볼 줄 안다. 뇌 CT나 MRI는 신경과나 신경외과에서 다룬다.

3.2. 판독을 잘 하려면?

판독을 하는 능력을 쌓으려면 우선 많은 검사 건수들을 정성들여서 분석하고, 임상적인 상황과 연관지어 생각하며, 사진으로 예상했던 것과 실제와의 차이를 비교해 피드백을 받는 경험이 충분해야 하며 이론적인 측면도 공부하여 원인과 결과를 설명할 수 있도록 해야한다. 특히 피드백 과정에서 임상의사와 병리과 의사의 도움이 절대적으로 필요하다.
논문(2013)은 유방 영상 판독에 미치는 영향을 검토하였다.
  1. '수련군'을 '유방 영상을 1달 이상 수련받은 영상의학과 레지던트'(평균 1.8개월 수련)로 정의하고, '비수련군'을 '유방 영상을 1달 미만 수련받았거나 수련받지 않은 영상의학과 레지던트'로 정의한 뒤 비교하자. 이때 '2년차 수련군'은 '2년차 비수련군, 3년차 비수련군'보다 성적이 월등히 좋았다.
  2. 수련을 받은 영상의학과 전공의 사이에서도 기관에 따라 큰 차이가 나타났다. '수련 효과기관'은 높은 성과를 나타냈으나, '수련 비효과기관'은 수련을 받아도 성적에 차이가 없거나 오히려 더 떨어지는 경우까지 발생하였다. 수련 효과기관은 유방영상 담당교수가 유방영상만 전임하는 경우가 61.5%였다. 반면 수련 비효과기관은 유방영상 담당교수가 유방영상만 전임하는 경우가 0%였다. 담당교수가 해당 파트를 전임함으로써 전문성을 갖추어야 수련에 효과를 본다는 뜻이다.

4. 하는 일

삼성서울병원의 경우 복부, 흉부, 신경, 비뇨기, 혈관중재, 소아, 근골격, 심장, 유방, 분자영상의 10가지 분과로 나누고 있다.
각 세부 분과에서는 세부 전공에 따라 CT, MRI, 투시(Fluoroscopy), 초음파 검사를 시행, 판독, 조직생검 등을 시행하고 중재시술 부분에서는 중재적 시술을 시행한다.

4.1. 판독

환자 입장에서는 시행한 검사의 결과가 언제 나오는지가 가장 궁금할 것이다. 요즘의 디지털화된 장비는 검사를 시행하면 사진이 동시에 나온다. 사진을 분석한 결과가 판독이며 따라서 최종적인 검사 결과는 곧 판독이라고 할 수 있다.

4.2. 투시


실시간 동영상 X-ray라고 생각하면 된다. 동영상이기 때문에 동적인 분석을 할 수 있고 실시간으로 검사방법을 조정해가며 원하는 정보를 얻을 수 있도록 한다.
중재시술 분야에서는 실시간이라는 측면에서 혈관, 조영제, 카테터 등의 유도에 이용한다.

4.3. 초음파

초음파는 기계 관리가 비교적 간편하고 이론의 복잡도가 낮으며 기계가 작고 방사선이 없어 안전하다는 장점 때문에 영상의학과 의사뿐만 아니라 대부분의 임상과에서 적극적으로 사용하고 있다. 임상 의사와 비교했을 때 영상의학과 전문의는 CT나 MRI에도 익숙하기 때문에 초음파 검사를 다른 검사들과 비교해가며 시행할 수 있다는 강점을 가진다.
중재시술 분야에서는 투시와 마찬가지로 실시간 검사라는 장점을 살려 검사 및 치료를 시행한다.

4.4. 중재적 시술

영어로는 Intervention이라 한다. 크게 혈관/비혈관으로 분야가 나뉜다.
혈관 분야에서는 협착, 폐색, 기형 등의 이상이 있을 때 혈관 내부에 튜브 역할을 하는 카테터(Catheter)를 집어넣은 뒤 조영제를 투여해 혈관 진단 영상을 확보한 후 혈전 용해제, 코일, 스텐트 등을 이용해 혈관을 보호하고 혈류 흐름을 원활하게 하거나 비정상혈관을 막는 시술 등을 시행한다. 뇌 혈관, 심장 혈관, 대동맥 등 인체에서 아주 중요한 혈관들을 다루기 때문에 환자의 생명과 상당히 밀접한 파트이다.
다만 심장혈관분야에서는 대부분의 병원에서 순환기내과가 주도하고 있다. 뇌신경계부분에서는 신경외과와 반반정도로 나눠서 하고 있는데 원조 및 이론적인 주도는 영상의학과라고 보면 된다.
비혈관 분야에서는 농양을 빼내거나, 막힌 담즙을 배출시키거나, 흉수 및 복수를 배액한다.
영상의학적 중재적 시술의 가장 큰 장점은 '''"보면서 한다"'''는 것이다. 따라서 부작용은 적고 성공율은 높다.

5. 여담

의사 사회에서도 사설 학원 같은 강좌가 있어서 초음파 진단법을 가르치는데, 비용이 만만치 않다. 경추, 요추, 어깨, 팔굼치/손목/손, 엉덩이/무릎, 발목/발 6과정을 배우려면 6일 48시간 듣는 데 340만 원이나 내야 한다.
대조적으로 영상의학과 의사가 영상의학회에서 시행하는 교육을 들을 때는 하루 10만 원 미만이 소요된다.
북한에서는 엑스레이 인화 비용이 없어서 X선을 맞아가면서 영상을 '''직접 그려서''' 판독한다고 한다.
왠지 의사들도 땡보직으로 생각하는 경향이 있는데, 실제로 공부해야 할 양이 많고 업무량도 많은 편이다. 방사성 물질이나 방사능에 노출될 위험도 (직접 환자들을 지도하고 촬영을 담당하는 방사선사들에 비할 바는 아닐지언정) 다소 높다. 특히 좁고 어두컴컴한 공간에서 홀로 일을 한다는 게 꽤 큰 스트레스다.
임상과 입장에선 판독이나 시술을 영상의학과에 부탁하는 입장이다 보니 종종 마찰이 있는 편이다. 아무래도 임상과가 부탁하는 을의 입장에 있다 보니, 영상의학과에 대한 각 과의 분노는 상당하다. 농담삼아 영상의학과를 영상대감이라 부르기도 한다. 다만 영상의학과도 일이 상당히 많으며, 그 나름의 고충도 있다.[6]

6. 관련 항목

  • 관련학회
    • 대한방사선의학회
    • 대한초음파의학회
    • 북미 방사선의학회 (RSNA, Radiological Society of North America)
    • 세계자기공명영상의학회
    • 유럽 방사선의학회 (ESR, European Society of Radiology)
    • 복부
      • 대한복부영상의학회
      • 세계 소화기내과 방사선의학회 (The Society of Gastrointestinal Radiologists)
    • 근골격
      • 대한근골격영상의학회
      • 세계 근골격학회 (ISS, International Skeletal Society)
[1] 이를 셀룰라 공간(cellular space)이라 한다.[2] 이를 지역 상태라 한다.[3] 이를 transition rule이라 한다.[4] 예로 감염병같이 지역에 따라 있고 없고 차이가 있을 수 있는 병은 어느 나라에서는 아주 중요한데 어느 나라에서는 그 병에 대한 기본적인 지식도 그 나라 의사들이 모르는 경우도 많다.[5] 물론 과다출혈로 인한 쇼크사나 감염의 문제가 있지만 이는 정형외과만의 문제가 아니다.[6] 마취통증의학과 역시 수술 가능 여부를 결정하는 과이다 보니 수술과들에게 원성을 많이 듣는다. 다만 마취통증의학과든 영상의학과든, 대학병원을 벗어나 종합병원에 취직하면 환자를 직접 보는 의사들이 대개 원장을 하다 보니, 을의 입장에 서게 되는 경우가 많다.

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