CT

CT는 X선의 물리적 특성을 기반으로 한다. X선은 신체를 투과할 때 조직의 밀도와 두께에 따라 감쇠한다. 뼈처럼 밀도가 높은 조직은 X선을 많이 흡수하여 필름이나 검출기에 도달하는 양이 적고, 폐나 지방 조직처럼 밀도가 낮은 조직은 X선이 비교적 쉽게 통과한다. 이 차이가 X선 사진에서 명암으로 나타난다.

그러나 일반 X선 촬영은 3차원 구조물을 2차원 평면에 투영하므로, 중첩되는 구조물 때문에 특정 부위를 명확히 관찰하기 어렵다. CT는 이 문제를 해결하기 위해 '단층 촬영' 방식을 채택한다. 환자 주위를 360도 회전하며 X선을 조사하고, 각각의 각도에서 얻은 투과 데이터를 수집한다.

이 과정에서 얻은 방대한 데이터는 컴퓨터 재구성 알고리즘을 통해 처리된다. 각각의 투영 데이터는 신체의 단면(단층)에 대한 흡수 계수 분포 정보를 담고 있으며, 컴퓨터는 이 정보들을 수학적으로 역투영하여 최종적인 단면 영상을 생성한다. 생성된 영상은 픽셀 단위로 구성되며, 각 픽셀의 값은 해당 체적 요소(복셀)의 평균 X선 감쇠 정도를 나타낸다. 이 값은 흉터나 종양과 같은 병변을 정상 조직과 구별하는 데 사용된다.

이러한 원리로 인해 CT는 뇌, 폐, 복부 장기 등 깊숙이 위치하거나 복잡하게 얽힌 구조물을 일반 X선보다 훨씬 선명하게 가시화할 수 있다.

CT 영상은 X선 투과 데이터를 단층촬영 이미지로 변환하기 위해 복잡한 수학적 알고리즘을 사용한다. 이 재구성 과정의 핵심은 신체의 한 단면을 구성하는 각 작은 영역(복셀)에 대한 X선 감쇠 계수를 계산하는 것이다. X선원과 검출기가 환자 주위를 회전하며 수집한 방대한 양의 투영 데이터는 원본 이미지를 구성하는 데 필요한 정보를 담고 있다.

가장 기본적인 재구성 알고리즘은 필터역투영법이다. 이 방법은 먼저 획득한 투영 데이터에 특수한 수학적 필터를 적용하여 고주파수 성분을 강조하고 흐림 현상을 보정한다. 그 후, 이 필터링된 데이터를 모든 각도에서 역으로 투영하여 합성함으로써 최종 횡단면 영상을 생성한다. 필터역투영법은 직관적이고 계산 효율이 높아 초기 CT부터 널리 사용되었으나, 저선량이나 데이터가 불완전한 경우 아티팩트가 발생할 수 있다는 단점이 있다.

보다 정교한 반복적 재구성 알고리즘이 최근 저선량 CT의 핵심 기술로 부상했다. 이 방법은 예상되는 영상과 실제 측정된 투영 데이터 사이의 차이를 반복적으로 계산하고 수정하여 점진적으로 최적의 영상에 접근한다. 계산량이 매우 많았으나, 컴퓨터 성능의 발전과 병렬 처리 기술의 도입으로 임상 적용이 가능해졌다. 반복적 재구성은 낮은 방사선량으로도 고품질의 영상을 제공하고 잡음을 효과적으로 억제할 수 있다는 장점이 있다.

재구성 알고리즘의 선택은 검사 목적과 필요한 영상 품질에 따라 결정된다. 주요 알고리즘의 특징은 다음과 같이 비교할 수 있다.

이러한 알고리즘의 발전은 CT의 방사선 피폭을 줄이는 동시에 진단 정확도를 유지하거나 높이는 데 기여했다.

게이터는 환자가 누워 들어가는 원형의 터널 구조물이다. 이 구조물 내부에는 X선 튜브와 검출기가 서로 마주보며 장착되어 있다. 검사 중 게이터는 빠르게 회전하면서 신체의 단면 영상을 획득한다. 현대 CT 장비의 게이터 회전 속도는 매우 빠르며, 이는 심장과 같이 움직이는 장기의 선명한 영상을 얻는 데 중요하다.

X선 튜브는 게이터 내부에 위치하며, X선을 생성하는 핵심 부품이다. 튜브는 고전압을 가해 음극에서 방출된 전자빔을 양극 타겟에 충돌시켜 X선을 발생시킨다. 생성된 X선은 환자의 신체를 투과하게 된다. 튜브의 출력과 에너지는 검사 부위와 목적에 따라 조절된다.

게이터와 튜브의 설계는 CT 영상의 질과 속도를 결정한다. 넓은 개구부를 가진 게이터는 환자의 편의성을 높이고, 클로디어스 팬텀과 같은 넓은 신체 부위의 촬영을 가능하게 한다. 한편, 튜브의 냉각 성능과 내구성은 연속적인 고속 촬영이 필요한 경우에 특히 중요하다.

CT 검출기는 환자의 몸을 투과한 X선을 포착하여 전기 신호로 변환하는 핵심 부품이다. 검출기는 게이터의 반대편에 위치하며, X선 튜브와 함께 회전한다. 초기 CT에서는 신틸레이션 검출기가 사용되었으나, 현대의 CT 장비는 대부분 고체 상태의 반도체 검출기를 채용한다. 이 검출기는 X선 광자를 흡수하여 직접 전기 신호를 생성하며, 높은 효율성과 빠른 응답 속도를 가진다.

데이터 획득 시스템(DAS)은 검출기에서 생성된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 역할을 한다. 이 시스템은 신호를 증폭하고, 디지털화하며, 잡음을 제거한 후 컴퓨터로 전송한다. DAS의 성능, 특히 신호 대 잡음비(SNR)와 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 정밀도는 최종 영상의 품질에 직접적인 영향을 미친다.

검출기 배열의 형태와 채널 수는 CT의 세대별 발전을 보여주는 주요 지표이다. 현대의 다중검출기 CT(MDCT)에서는 수백에서 수천 개의 검출기 채널이 나란히 배열되어, X선 튜브 한 바퀴 회전으로 넓은 범위의 체적 데이터를 동시에 획득할 수 있다.

검출기와 DAS에서 수집된 원시 데이터는 FBP(필터 역투사법)이나 반복적 재구성 알고리즘과 같은 수학적 처리를 거쳐 인체의 단면 단층영상으로 재구성된다.

일반 CT는 컴퓨터 단층 촬영의 가장 기본적이고 전통적인 형태를 가리킨다. 초기 CT 스캐너부터 현재까지 널리 사용되는 방식으로, X선을 이용해 인체의 단면 영상을 획득한다. 이 방식은 환자가 테이블 위에 누운 상태에서 게이터라고 불리는 환형 프레임 내부를 통과하며, 프레임 내의 X선 튜브와 검출기가 회전하면서 데이터를 수집한다. 획득된 투과 데이터는 컴퓨터에 의해 재구성되어 횡단면 영상으로 변환된다.

일반 CT는 주로 단일 검출기 배열을 사용하여 한 번의 회전당 하나의 단면 슬라이스 영상을 생성한다. 따라서 흉부나 복부와 같은 넓은 부위를 촬영하려면 환자 테이블을 단계적으로 이동시켜야 하며, 이로 인해 촬영 시간이 상대적으로 길어질 수 있다. 또한 호흡이나 장기 운동에 의한 움직임 아티팩트가 발생하기 쉬운 한계를 지닌다.

그럼에도 불구하고 일반 CT는 여전히 많은 진단 영역에서 유용하게 활용된다. 특히 급성 두부 외상, 뇌출혈, 뇌경색의 평가나 폐렴, 기흉, 복부 내 급성 염증 등의 선별 검사에 효과적이다. 비교적 간단한 장비 구성과 검사 프로토콜로도 높은 공간 해상도의 해부학적 정보를 제공할 수 있기 때문이다.

이 기술은 이후 발전된 다중검출기 CT (MDCT)의 기반이 되었으며, 현재는 MDCT가 더 널리 보급되었지만, 특정 목적이나 장비 환경에서는 일반 CT도 여전히 중요한 진단 도구로 자리 잡고 있다.

다중검출기 CT는 기존의 단일 검출기 배열을 사용하던 일반 CT와 달리, 여러 줄로 배열된 검출기를 사용하여 한 번의 X선관 회전으로 다수의 단층 영상을 동시에 획득하는 기술이다. 이는 1990년대 초반에 도입되어 CT 영상의 속도와 효율성을 혁신적으로 향상시켰다. MDCT의 핵심은 게이터 내에 설치된 수백에서 수천 개의 검출기 요소가 나선형(헬리컬)으로 움직이는 X선 빔을 받아들이는 방식이다.

이 기술의 주요 이점은 촬영 시간의 단축과 해상도의 향상이다. 한 번의 호흡 참는 시간 안에 넓은 신체 부위(예: 전체 흉부나 복부)를 고해상도로 촬영할 수 있어, 움직임에 의한 아티팩트를 크게 줄인다. 또한, 획득된 원본 데이터를 다양한 두께와 간격으로 재구성할 수 있어, 진단에 유연성을 제공한다. 이는 특히 관상동맥 CT 혈관조영술이나 외상 환자의 전신 검사와 같이 빠른 촬영이 필수적인 분야에서 필수적인 기술이 되었다.

MDCT는 검출기 채널의 수에 따라 구분되며, 그 발전은 채널 수의 증가와 밀접한 관련이 있다. 초기 4채널 시스템에서 시작되어 16, 64, 128, 256, 320채널에 이르는 시스템이 현재 임상에서 사용된다. 채널 수가 많을수록 더 넓은 범위를 더 빠르고 얇은 두께로 촬영할 수 있다.

이러한 기술적 발전으로 MDCT는 단순한 해부학적 영상을 넘어, 혈관 조영술, 관류 영상, 가상 내시경과 같은 기능적이고 정량적인 평가까지 가능한 핵심 영상 도구로 자리 잡았다.

관상동맥 CT 혈관조영술은 심장의 혈관인 관상동맥을 비침습적으로 평가하기 위한 전용 CT 검사법이다. 이 검사는 빠르게 회전하는 X선 튜브와 정밀한 검출기를 통해 심장 박동 중에도 선명한 영상을 얻을 수 있는 기술을 활용한다. 환자는 일반적으로 심박수를 낮추기 위한 약물을 투여받고, 검사 중 일시적으로 숨을 참는 동안 조영제가 정맥을 통해 주입된다. 얻어진 데이터는 심장 박동 주기에 맞춰 재구성되어, 관상동맥의 해부학적 구조와 협착 유무를 3차원 영상으로 자세히 보여준다.

이 검사의 주요 임상적 목적은 협심증 증상이 있는 환자에서 관상동맥 죽상동맥경화증으로 인한 혈관 협착을 발견하는 것이다. 또한 관상동맥 석회화 점수를 측정하여 심혈관 질환 위험을 예측하는 데에도 사용된다. 침습적인 관상동맥 조영술에 비해 입원이 필요 없고 합병증 위험이 상대적으로 낮다는 장점이 있어, 중등도 위험군 환자의 선별 검사나 스텐트/우회로 수술 후 추적 관찰에 유용하게 적용된다.

그러나 이 검사는 높은 심박수나 불규칙한 리듬(예: 심방세동)에서 영상의 질이 저하될 수 있으며, 심한 석회화가 있는 혈관은 협착 정도를 정확히 평가하기 어려울 수 있다. 또한 일정량의 방사선에 노출되며, 사용되는 요오드 조영제에 대한 알레르기 반응이나 신장 기능 저하의 위험성을 고려해야 한다. 따라서 검사의 적응증은 환자의 증상, 위험 인자, 그리고 다른 검사 결과를 종합적으로 판단하여 결정된다.

CT는 뇌졸중, 뇌종양, 뇌출혈, 뇌경색, 두부 외상 등 뇌 및 신경계의 급성 질환을 평가하는 데 필수적인 영상 기법이다. 특히 시간이 중요한 응급 상황에서 빠른 촬영 속도와 높은 가용성 덕분에 첫 번째 선택 검사로 널리 사용된다. 뇌의 기본 구조물인 대뇌, 소뇌, 뇌간을 명확히 보여주며, 뇌실의 크기와 모양 변화도 평가할 수 있다.

뇌출혈 진단에서 CT는 매우 높은 민감도를 보인다. 급성기 뇌실질 내 출혈이나 지주막하출혈은 고선량의 조영제 없이도 명확하게 백색으로 나타난다. 허혈성 뇌졸중의 경우, 초기에는 CT에서 뚜렷한 변화가 보이지 않을 수 있으나, 발병 후 수 시간 내에 조영제를 사용하지 않은 평면 영상에서도 뇌부종이나 조영 증강의 소실 등 간접적인 징후를 찾을 수 있다. 뇌동맥류나 동정맥 기형과 같은 혈관 이상을 평가하기 위해서는 CT 혈관조영술이 수행된다.

척수와 척추의 평가에도 CT가 활용된다. 경추, 흉추, 요추 등 척추의 골절, 탈구, 퇴행성 변화를 상세히 보여준다. 추간판 탈출증이 척추관을 얼마나 좁히는지, 또는 골극이 신경근을 압박하는지 여부를 판단하는 데 도움을 준다. 척수 자체의 평가는 자기공명영상이 더 우수하지만, CT는 빠르게 골격 구조를 평가하여 외상 환자에서 신속한 결정을 내리는 데 기여한다.

흉부 CT는 폐, 종격동, 기관 및 기관지, 흉막, 흉벽 구조물을 평가하는 데 필수적인 검사법이다. 특히 폐암의 조기 발견, 폐렴이나 폐결핵과 같은 감염성 병변의 평가, 기흉이나 흉수 등의 이상 유무 확인에 널리 사용된다. 조영제를 사용한 흉부 CT 혈관조영술은 폐색전증 진단의 표준 영상 기법으로 자리 잡았다.

복부 및 골반 CT는 간, 담낭, 췌장, 비장, 신장, 위장관 및 복막 후 공간의 장기들을 종합적으로 관찰할 수 있게 한다. 급성 복통의 원인 규명, 간암이나 췌장암과 같은 악성 종양의 진단 및 병기 결정, 신장결석의 위치와 크기 확인, 맹장염이나 게실염 같은 급성 염증성 질환의 평가에 주로 활용된다.

조영제의 사용 여부는 검사 목적에 따라 결정된다. 비조영 CT는 신장결석이나 지방간 평가에 적합한 반면, 정맥 내 조영제 투여는 장기의 혈류 패턴을 보여주어 종양의 발견과 특성 파악에 결정적인 역할을 한다. 구강 조영제는 위장관의 윤곽을 명확히 하여 인접 장기와의 관계를 이해하는 데 도움을 준다.

근골격계 영상은 CT의 주요 적용 분야 중 하나이다. CT는 골절, 관절 이상, 골종양, 척추 질환 등을 평가하는 데 널리 사용된다. 특히 복잡한 해부학적 구조를 가진 부위, 예를 들어 골반, 견갑골, 척주 등의 정밀한 평가에 유용하다.

CT는 X선 단층 영상을 제공하여 피질골의 완전성, 골수강의 상태, 골절선의 방향과 정도, 골편의 변위 상태를 명확하게 보여준다. 관절 내 골절이나 미세 골절과 같이 일반 단순 X선 촬영으로는 발견하기 어려운 병변을 검출하는 데 뛰어난 민감도를 보인다. 또한, 3차원 재구성 기술을 통해 골절의 공간적 관계를 입체적으로 시각화하여 수술 계획 수립에 큰 도움을 준다.

골종양의 평가에서도 CT는 중요한 역할을 한다. CT는 종양의 골파괴 양상, 골피질의 침범 여부, 종양 내 골화 또는 석회화의 존재, 그리고 주변 연부 조직으로의 침습 정도를 평가할 수 있다. 조영제 주입 후 촬영은 종양의 혈관 분포와 주변 조직과의 경계를 더욱 선명하게 구분하게 해준다.

조영제는 CT 검사에서 특정 조직이나 혈관의 대조도를 높여 병변을 더 선명하게 보이도록 하는 약물이다. 주로 요오드를 함유한 정맥 주사용 조영제가 사용되며, 구강 또는 관장을 통해 투여되는 경우도 있다. 조영제는 혈관 내로 주입되면 혈류를 따라 이동하며, X선을 강하게 흡수 또는 차단하는 특성 덕분에 혈관, 종양, 염증 부위 등이 주변 조직과 명확히 구분되어 보인다.

조영제 사용은 검사 목적에 따라 프로토콜이 달라진다. 예를 들어, 간이나 췌장의 종양을 평가할 때는 동맥기와 문맥기 등 특정 시점에 촬영하는 다중 단계 검사가 수행된다. 폐색전증이 의심될 경우에는 폐동맥이 조영제로 잘 채워지는 시점을 정확히 포착해야 한다. 이를 위해 자동 주입기와 연동된 볼루스 추적 기술이 사용되어, 실시간으로 대동맥 등 목표 부위의 조영제 농도를 모니터링하고 최적의 타이밍에 촬영을 시작한다.

조영제 사용은 알레르기 반응이나 신장 기능 악화와 같은 위험성을 동반할 수 있다. 특히 기존에 신기능이 저하된 환자에게서는 조영제 신병증이 발생할 위험이 있어, 검사 전 신기능 검사가 필수적이다. 심한 요오드 알레르기 병력이 있는 환자에게는 조영제 사용을 피하거나, 사전에 항히스타민제 및 스테로이드로 예방 처치를 한다. 최근에는 신장 보호 효과가 있는 조영제 또는 등장성 조영제의 사용이 늘고 있다[6].

환자는 검사 전 금식이 필요할 수 있다. 특히 복부나 골반 CT 촬영 시, 또는 정맥 조영제 사용이 예정된 경우에는 일반적으로 4~6시간 정도의 금식이 요구된다. 이는 위 내용물로 인한 영상의 방해를 줄이고, 조영제로 인한 구토 및 흡입의 위험을 최소화하기 위함이다. 환자는 편안하고 움직임이 적은 옷을 입는 것이 좋으며, 금속 액세서리나 의치는 제거해야 한다.

검사실에 들어가기 전, 방사선사 또는 간호사가 환자에게 검사 절차를 상세히 설명하고 동의를 얻는다. 환자는 검사대에 편안하게 누운 자세를 취하게 되며, 특정 부위를 정확히 촬영하기 위해 머리나 사지를 고정하는 장치가 사용될 수 있다. 검사 중에는 기술자의 지시에 따라 호흡을 참아야 할 때가 있으며, 이는 움직임에 의한 영상 흔들림을 방지하는 데 중요하다.

CT 검사의 주요 안전 고려사항은 방사선 노출과 조영제 반응이다. 방사선 노출은 필연적으로 수반되나, 의료적 필요성이 그 위험을 상쇄할 때 시행된다. 특히 임산부나 소아의 경우 더욱 신중히 적응증을 판단한다. 조영제 사용 시에는 과거 알레르기 반응 이력, 신장 기능, 당뇨병 또는 갑상선 질환 여부 등을 사전에 확인해야 한다. 신장 기능이 저하된 환자에서는 신독성 위험이 있어 사용이 제한될 수 있다.

검사 후, 조영제를 주사받은 대부분의 환자는 특별한 주의사항 없이 일상 생활로 복귀할 수 있다. 그러나 조영제의 신장 배출을 촉진하기 위해 수분을 충분히 섭취할 것을 권장한다. 드물게 조영제 주사 부위의 통증이나 두드러기 같은 경미한 반응이 나타날 수 있으며, 심각한 반응이 발생할 경우 즉시 의료진에게 알려야 한다.

CT는 X선을 이용한 영상 기법 중에서도 특히 높은 공간 해상도를 제공한다. 이는 인체를 매우 얇은 단면으로 나누어 촬영하고, 각 단면의 영상을 고해상도로 재구성하기 때문이다. 일반적으로 0.5mm에서 1mm 두께의 단면 영상을 얻을 수 있어, 작은 병변이나 복잡한 해부학적 구조를 세밀하게 관찰하는 데 유리하다. 이러한 높은 해상도는 폐결절, 골절, 혈관 이상 등 미세한 변화를 감지하는 데 필수적이다.

촬영 속도 또한 CT의 주요 장점이다. 특히 다중검출기 CT (MDCT)의 도입으로, 수 초 내에 광범위한 체부를 촬영할 수 있게 되었다. 빠른 촬영 속도는 움직임에 의한 영상의 흐림을 최소화하여 선명한 영상을 보장한다. 이는 호흡을 참기 어려운 환자나 응급 상황에서 매우 중요하다. 또한, 빠른 속도로 심장과 같이 지속적으로 움직이는 장기의 영상을 특정 시점에서 포착하는 것이 가능해졌다.

높은 해상도와 빠른 촬영 속도의 조합은 임상적으로 매우 유용하다. 이는 다음과 같은 이점을 제공한다.

이러한 특성들 덕분에 CT는 현대 의학에서 가장 핵심적인 진단 도구 중 하나로 자리 잡았다.

CT는 진단에 필수적인 고선량의 전리 방사선을 사용한다. 이로 인해 환자는 검사 중에 상당한 양의 방사선에 노출된다. 특히 복부나 골반 CT, 또는 반복적인 검사의 경우 누적 선량이 더욱 증가할 수 있다. 방사선 노출은 방사선 유발 암 발생 위험을 증가시키는 주요 요인으로 알려져 있으며, 이 위험은 어린이와 젊은 성인에서 상대적으로 더 크다[8]. 따라서 의료진은 검사의 임상적 이득이 방사선 위험을 상쇄할 수 있을 때만 CT 검사를 처방하는 ALARA 원칙을 준수해야 한다.

CT의 또 다른 한계점은 연조직 대조도가 자기공명영상(MRI)에 비해 상대적으로 낮다는 것이다. 이는 간, 비장, 근육 등의 조직을 명확히 구분하는 데 제약이 될 수 있다. 또한, 조영제를 사용하지 않는 일반 CT는 혈관과 종양을 평가하는 데 한계가 있다. 반면 조영제를 사용할 경우 요오드에 대한 알레르기 반응이나 조영제 신병증과 같은 부작용의 위험이 따르게 된다.

이러한 한계점을 극복하기 위해 저선량 CT 기술이 발전하고 있으며, 특히 폐암 선별 검사와 같은 분야에서 적용되고 있다. 또한, 인공지능 기반의 영상 재구성 알고리즘은 낮은 선량으로도 진단에 충분한 화질의 영상을 제공하는 데 기여하고 있다.

CT와 MRI는 모두 인체 내부의 단층 영상을 제공하는 핵심적인 영상의학 검사법이지만, 작동 원리와 적응증, 장단점에서 뚜렷한 차이를 보인다.

가장 근본적인 차이는 영상을 생성하는 물리적 원리에 있다. CT는 X선을 이용한다. X선 튜브에서 나온 X선이 인체를 투과하면 조직의 밀도에 따라 감쇠되고, 이 신호를 검출기가 받아 컴퓨터가 재구성하여 영상으로 만든다. 따라서 CT 영상은 조직의 전자 밀도 차이, 즉 물리적 밀도를 반영한다. 반면 MRI는 강력한 자기장과 고주파 펄스를 이용한다. 인체 내 풍부한 수소 원자핵(양성자)이 자기장 안에서 특정한 방식으로 정렬되었다가 고주파 펄스에 의해 여기되고, 펄스가 사라진 후 원래 상태로 돌아오면서 발생하는 신호를 측정하여 영상을 만든다. 이 신호는 조직 내 수소 원자의 양과 분자 환경(예: T1, T2 이완 시간)에 크게 의존한다.

이러한 원리 차이는 각 검사법의 강점과 임상적 적용 분야를 결정한다. CT는 골절, 폐렴, 출혈, 종양의 석회화 등 구조적 이상을 빠르고 선명하게 보여주며, 특히 급성 출혈 평가나 폐결절 검출에 우수하다. 또한 검사 시간이 매우 짧아(보통 수 초에서 수 분) 응급 상황에 적합하다. 반면 MRI는 연부 조직의 대조도 해상도가 뛰어나 뇌의 백질과 회질 구분, 관절의 연골·인대·건 손상, 척수 질환, 그리고 많은 종류의 암의 병기 결정에 CT보다 유리하다. 또한 자기 공명 혈관 조영술(MRA)이나 확산 강조 영상(DWI)과 같은 기능적 정보를 추가로 제공할 수 있다.

단점 측면에서 CT는 전리방사선에 노출된다는 점이 가장 큰 고려사항이다. 반복적 검사 시 누적 선량이 문제가 될 수 있다. MRI는 방사선 노출이 없지만, 검사 시간이 길고 소음이 크며, 강력한 자기장으로 인해 심박동기나 특정 금속 임플란트를 가진 환자에게는 금기일 수 있다. 또한 CT에 사용되는 요오드 기반 조영제와 MRI에 사용되는 가돌리늄 기반 조영제는 각기 다른 알레르기 반응과 신독성 위험을 가지고 있다.

CT는 X선을 이용한 단층 영상 기법으로, 초음파 및 일반 단순 X선 촬영과는 원리, 적용 분야, 장단점에서 뚜렷한 차이를 보인다.

초음파 검사는 고주파 음파를 이용하여 실시간으로 내부 장기의 영상을 얻는 방법이다. 방사선을 사용하지 않아 임산부나 소아 검사에 안전하며, 혈류를 평가하는 도플러 초음파 검사가 가능하다는 장점이 있다. 그러나 공기나 뼈 뒤쪽 구조물은 음파가 통과하기 어려워 폐나 두개골 내부의 평가에는 제한적이다. 반면 CT는 X선을 사용하여 공기나 뼈의 영향을 덜 받고, 해부학적 구조를 전체적으로 빠르게 파악할 수 있어 급성 출혈이나 골절 평가에 우수하다.

일반 단순 X선 촬영은 2차원적인 평면 영상을 제공하여 흉부 X선이나 골격계 X선 검사에 널리 사용된다. 비용이 저렴하고 촬영이 빠르며, 방사선 노출량이 CT에 비해 현저히 낮다는 장점이 있다. 하지만 서로 다른 조직이 겹쳐 보이는 중첩 현상으로 인해 복잡한 구조의 평가에는 한계가 있다. CT는 몸을 횡단면으로 잘라 보여주는 단층 영상을 생성하여 이러한 중첩 문제를 해결하고, 조직 간의 미세한 감쇠 차이를 구별할 수 있어 더 정밀한 진단이 가능하다.

아래 표는 세 가지 영상 기법의 주요 특징을 비교한 것이다.

따라서, 각 검사법은 상호 보완적인 관계에 있으며, 환자의 임상적 상황, 의심되는 질환, 필요한 정보에 따라 가장 적합한 검사법이 선택된다.

저선량 CT는 환자가 받는 방사선 피폭량을 최소화하면서도 진단에 필요한 충분한 영상 정보를 얻기 위해 개발된 기술이다. 기존 CT 검사에 비해 방사선량을 50% 이상, 경우에 따라 80~90%까지 줄일 수 있다[11]. 이는 방사선 피폭과 관련된 장기적인 위험, 특히 반복 검사가 필요한 환자나 어린이, 젊은 성인에서의 위험을 줄이는 것을 목표로 한다.

기술적 구현 방식은 크게 두 가지로 나뉜다. 첫째는 하드웨어적 최적화로, X선 튜브의 출력(관전압 및 관전류)을 자동으로 조절하는 기술이다. 환자의 신체 부위 두께와 밀도에 실시간으로 반응하여 필요한 최소한의 X선량만을 투여한다. 둘째는 소프트웨어적 재구성 알고리즘의 발전이다. 기존의 필터 역투사법 대신 반복적 재구성 알고리즘 또는 인공지능 기반의 노이즈 제거 알고리즘을 적용하여, 낮은 선량으로 획득한 노이즈가 많은 원본 데이터에서도 선명한 영상을 복원해낸다.

주요 적용 분야는 폐암 조기 검진을 위한 저선량 흉부 CT이다. 고위험군(장기 흡연자 등)을 대상으로 한 검진에서 표준 선량 대비 매우 낮은 방사선량으로도 폐의 결절을 효과적으로 발견할 수 있음이 입증되었다. 또한 대장암 검진을 위한 CT 대장내시경, 관상동맥 석회화 점수 측정, 소아 영상, 그리고 추적 관찰이 필요한 환자의 반복 검사에서도 점차 표준으로 자리 잡고 있다.

저선량 CT의 도입은 방사선 안전의 원칙인 ALARA(합리적으로 낮은 수준으로 낮추기) 원칙을 실천하는 중요한 진전이다. 그러나 지나치게 선량을 낮추면 영상의 화질이 저하되어 진단 정확도가 떨어질 수 있으므로, 각 검사 목적과 환자 체형에 맞는 최적의 선량 설정이 필수적이다.

인공지능, 특히 딥러닝 기술의 발전은 컴퓨터단층촬영 영상의 획득, 재구성, 분석 및 해석 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 가져오고 있다. 전통적인 방법으로는 식별이 어려웠던 미세한 병변의 검출을 지원하거나, 영상 화질을 개선하여 방사선량을 줄이는 데 활용된다. 또한 영상에서 종양의 체적을 자동으로 측정하거나 조직의 특성을 정량화하는 작업의 자동화와 정확도 향상에 기여한다.

주요 응용 분야로는 영상 재구성 알고리즘 개선이 있다. 저선량으로 촬영된 데이터에서 발생하는 노이즈를 인공지능 모델이 제거하여 고선량 촬영 수준의 화질을 구현하는 기술이 대표적이다[12]. 이는 환자의 방사선 피폭을 획기적으로 낮추는 동시에 진단적 가치를 유지하는 데 핵심적이다. 또 다른 분야는 보조 진단 시스템으로, 폐결절, 뇌출혈, 골절 등 특정 이상 소견을 영상에서 자동으로 탐지하고 의사에게 알려주는 도구가 상용화되고 있다.

앞으로의 과제는 이러한 인공지능 모델의 블랙박스 문제를 해결하여 의사가 결과를 신뢰할 수 있도록 설명 가능성을 높이는 것, 그리고 다양한 장비와 병원 환경에서도 일관된 성능을 발휘할 수 있도록 모델의 일반화 성능을 개선하는 것이다. 연방학습과 같은 프라이버시 보호 기술을 활용해 여러 기관의 데이터를 통합하지 않고도 모델을 훈련시키는 방법도 활발히 연구 중이다.