코로나바이러스감염증-19(코로나19)는 RNA 바이러스인 제2형 중증급성호흡증후군 코로나바이러스 2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus-2)에 의해 발생한다. 코로나19는 2019년 12월 중국 우한에서 처음 발견된 이후 전 세계로 빠르게 확산되었으며, 2020년 3월 11일 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서 팬데믹(pandemic)을 선언하였다. 대한민국에도 2020년 1월 첫 환자를 시작으로 2021년 8월까지 대한민국에 총 21만 명 이상의 확진자와 2,000명 이상의 사망자가 발생하였고, 전 세계적으로도 총 2억 명 이상의 확진자와 430만 명 이상의 사망자가 발생하였다[1]. 최근에는 바이러스 표면에 스파이크 단백질 아미노산 배열의 변이로, 감마, 베타, 델타, 그리고 람다 변이 코로나바이러스가 발생하였고, 그 중 델타 변이의 경우 전염력이 높아 현재 대한민국 4차 대유행의 원인이 되고 있다[2]. 코로나19는 환자의 비말을 통하여 전파되는 호흡기 감염질환으로 무증상부터 사망까지 다양한 임상경과를 보일 수 있다. 주로 고령의 기저질환을 가진 환자에서 좋지 않은 예후를 보여, 중증 폐렴과 다양한 합병증을 일으킬 수 있는 것으로 알려져 있다[3]. 흉부 영상소견도 정상부터 중증 폐렴까지 관찰될 수 있으며, 폐렴의 경우 전형적으로 양측성, 주변부 폐렴을 보이는 것이 특징이나, 비전형적인 영상소견도 다수 보고되고 있다[4]. 영상에서 보이는 폐렴의 범위는 환자의 예후와 깊은 연관을 보이는 것으로 알려져 있으며, 환자의 중증도 분류와, 치료 방향을 결정하는 데 도움을 줄 수 있다[5]. 이 논문에서는 코로나19의 진단과 치료에서 흉부 영상검사의 역할과 중요성에 대해 정리하였다.

현재 코로나19의 표준진단법은 중증급성호흡증후군 코로나바이러스 2에 대한 실시간 역전사효소중합효소사슬반응(real-time polymerase chain reaction, RT-PCR)의 양성 소견이다. Fleischner Society, WHO, 대한영상의학회/대한 흉부영상의학회 권고안을 포함한 대부분의 의료영상 권고안에서 무증상 환자의 선별 및 진단검사로 흉부 영상을 권고하지 않는다[6,7]. 이는 코로나19의 흉부 영상소견은 특이적이지 않으며, 다른 바이러스성 폐렴이나 비전형 폐렴과 비슷한 영상소견을 보이기 때문이다. 그러나 RT-PCR검사도 가래와 비인두에서 샘플을 채취할 때 제대로 채취가 되지 않거나, 보관방법에 문제가 있는 경우 위 음성이 발생할 수 있다[8]. 초기에 중국에서 코로나19 환자가 급증할 때 RT-PCR의 위 음성 문제로, 흉부 영상을 통한 진단을 일부 주장하였다[9]. 그러나 컴퓨터단층촬영(computed tomography, CT)과 RT-PCR의 코로나19 진단 정확도를 비교한 메타분석 연구에 따르면, CT(통합 민감도, 91%; 95% 신뢰구간, 69-100%)가 RT-PCR(통합 민감도, 84%; 95% 신뢰구간, 71-97%)보다 민감도는 높으나, 특이도가 많이 낮았다(CT, 0.31 [95% 신뢰구간, 0.035-0.84]; RT-PCR, 1.00 [95% 신뢰구간, 0.96-1.00]) [10]. 따라서 현재 WHO에서는 증상이 있고, 코로나19가 의심되는 환자에서, RT- PCR이 불가능하거나, 가능하지만 결과가 지연되는 경우, 또는 첫 번째 RT-PCR에서 음성이었으나, 임상적으로 감염이 강하게 의심되는 경우에, 흉부 영상이 코로나19 진단에 보조적인 수단으로 사용될 수 있도록 권고하고 있다[11].

Fleischner Society에서는 2020년 4월에 코로나19 환자의 흉부 영상 권고문을 발표하였으며, 대한영상의학회/대한흉부영상의학회에서도 2020년 5월에 코로나19와 관련한 영상검사 사용에 대한 권고문을 발표하였다[6,7]. 종합하여 살펴보면, 무증상 환자에서 진단, 선별 목적으로의 흉부 영상은 권고되지 않고 있다. 또한 임상증상이 안정적인 경우에도, 매일 흉부 X선을 촬영하는 것은 권고되지 않는다. Fleischner Society에서는 경증의 코로나19 환자에서 영상검사를 권고하지 않지만, 질병의 위험요소가 있는 경우에는 영상검사를 할 것을 권고하고 있다. Fleischner Society에서 정의하는 질병 진행의 위험요소는 고령(›65세)이면서 기저질환을 가진 경우를 말한다. 대부분의 권고안에서는 흉부 영상검사는 코로나19 환자의 호흡기 증상이 악화되거나, 중등도에서 중증의 증상(저산소증 동반, 호흡곤란 등 동반)이 있는 경우에 영상검사를 하도록 권고하고 있다.

일차적으로 가장 많이 사용되는 흉부 영상기기는 흉부 X선이다. 가장 흔한 소견은 간유리음영과 폐경화음영이 양측 폐 주변부, 주로 하부 쪽에 관찰되는 것이다(Figure 1). 흉부 X선은 일차적으로 접근성이 쉽고, 방사선량이 CT보다 적은 것이 장점이다. 하지만 폐렴 유무를 판별하는 민감도는 CT보다 낮아, 초기 폐렴이나 간유리음영만 있는 경우에는 숙련된 영상의학과의사가 아니라면 놓칠 수 있다. 북미영상의학회에서 코로나19의 CT 소견을 전형적인, 불확정적인, 비전형적인 소견으로 나누어 구분하고 있다[12]. 각각의 소견을 한번 살펴보고자 한다.

코로나19 폐렴은 특징적인 영상소견을 보이나, 찍는 시점에 따라 시간적 변화를 보인다. 감염초기단계에서는 정상 흉부 영상소견을 보일 수 있음을 알 필요가 있다. 한 보고에 따르면, 증상 발병 2일 이내에 촬영한 경우 56%의 환자에서 정상 흉부 CT 소견을 보였다고 한다[14]. 따라서 증상 발생 초기에 보이는 정상 영상소견은 폐렴의 발생을 배제할 수 없는 소견이다. 이전의 한 연구에서, 초기 흉부 X선 사진이 음성이더라도 연령이 45세 이상이거나, 절대 림프구 수 ‹1,500 cells/μL, C 반응단백질(C-reactive protein, CRP) ›0.5 mg/dL인 경우, 향후 폐렴의 발생을 예측할 수 있는 독립적인 예측인자임을 알 수 있었다[15]. 초기 폐렴은 보통 일측성의 주변부에 위치하는 간유리음영으로 시작된다. 이후 1주일 이내에 점차 양측성으로 범위가 넓어지며, 대개 증상 발현 후 10일을 전후하여 최고조를 보이다가, 이후 서서히 감소하는 형태로 나타난다[16]. 증상 발생 2주 후에는 폐렴의 흡수기이며, 폐경화, 간유리음영이 호전되어가면서 망상형 음영, 선상 무기폐, 폐구조의 왜곡, 견인성 기관지 확장증 등이 보일 수 있다(Figure 5).

임상증상은 모두 호전되었어도, 퇴원 시점에 흉부 영상에서 여전히 비정상 흉부 영상소견을 보이는 경우가 많다. 한 연구에서는 퇴원 시점에 간유리음영이 83.9%, 선상음영이 54.4%, 주변부 흉막의 비후가 22.1%에서 관찰되었다고 하며, 이후 3주의 단기간 추적관찰에서 병변들이 호전됨을 볼 수 있었다고 하였다[17]. 그러나 중국에서 중증 코로나19 폐렴을 앓았던 환자를 대상으로 한 연구에 따르면, 6개월 추적관찰 CT상 35%의 환자에서 섬유성 변화가 남아있었다[18]. 이러한 소견은 고령(›50세), 급성호흡곤란증후군, 장기간의 입원, 빈맥, 비침습적 기계환기, 그리고 높은 초기 CT의 폐렴 점수와 관련이 있다고 하였다. 또 같은 그룹에서 1년 추적관찰 결과도 발표하였는데 여전히 섬유성 간질 폐 이상(fibrotic interstitial lung abnormality)이 관찰되었음을 보고하였다[19]. 이는 경증의 환자들은 폐 섬유화를 남기지 않으나, 중증 코로나19 환자의 폐렴은 비가역적인 섬유화를 일으킬 수 있음을 시사하는 바이다.

코로나19 감염 시, 폐렴 외에 흉부 CT에서 보일 수 있는 소견이 있다. 폐혈관색전증은 대표적인 합병증으로, 폐 혈관뿐만 아니라, 심부정맥이나 다른 혈관에서도 혈전증이 보고되고 있다. 최근 27개의 연구에서 3,342명의 코로나19 환자를 메타분석한 결과, 폐혈관색전증의 통합발생률은 16.5%(95% 신뢰구간, 11.6-22.9%)로 관찰되었으며, 이중 42.4%만 심부 정맥혈전증이 동반되었다고 보고하였다[20]. 폐혈관색전증 발생은 또한 중증 코로나19에서 더 발생률이 높았는데, 중환자실에 있거나 임상경과가 중한 환자에서 통합발생률이 24.7%, 그렇지 않은 환자에서 10.5%의 통합발생률을 보였다[20]. 따라서 코로나19 환자에서 예상치 못한 임상적인 호흡의 악화, 설명되지 않거나 새롭게 발생되는 빈맥, 패혈증으로 인한 것이 아닌 저혈압, 그 외 폐혈관색전증을 암시하는 임상증상이 관찰되면서 D-dimer값이 상승한 경우, 폐혈관색전증의 발생을 강력하게 의심해야 하며, 적절한 영상검사가 필요하다. 폐혈관색전증을 보기 위해서는 조영 증강 흉부 CT 혈관조영술을 촬영해야 하나, 조영제의 정맥 주입과정으로 인해, 비조영 흉부 CT보다 감염 전파의 위험이 높다. 현재 유럽심장학회와 WHO는 설명되지 않는 호흡부전으로 폐혈관색전증이 의심될 경우, 조영 증강 흉부 CT 혈관조영술을 고려할 수 있다고 권고하고 있다[11,21]. 심낭 삼출도 드물게 보고되고 있는 합병증이다. 심근염이나 심근심장막염의 합병증으로 인해 관찰되는 것으로 추정되고 있으며, 드물게 생명을 위협하는 심장눌림증(cardiac tamponade)을 유발하는 경우도 보고되고 있다[22].

WHO에서 임상적으로 코로나19의 중증도를 경증(mild), 중등증(moderate), 중증(severe), 그리고 위중증(critical)으로 분류하고 있다[23]. 경증은 폐렴이나 저산소증이 없으면서 증상이 있는 경우이며, 중등증은 폐렴이 있으나 산소포화도 90% 이상인 경우, 중증 폐렴은 폐렴이 있으면서 호흡곤란과 30회 이상의 빠른호흡, 산소포화도 90% 이하, PaO₂/FiO₂ ratio ‹300 중 한가지 이상이 있을 경우를 의미한다. 위중증은 급성호흡곤란증후군, 패혈성 쇼크, 다발성 장기 부전이 나타난 경우로 정의한다[23]. 흉부 영상을 통한 폐렴의 유무와 범위의 평가, 그리고 합병증을 식별하는 것은 환자의 입원 여부 결정, 기도 삽관의 시기 결정, 치료 방향 결정 등에 도움을 준다. 흉부 CT나 흉부 X선에서 폐렴의 정도를 정량적으로 점수화할 수 있으며, 이는 질병의 정도와 예후 예측에 도움이 됨을 여러 연구에서 입증하였다. 이전 국내 연구에서도, CT에서 폐렴 점수와, 흉수의 유무가 고령(›77세)과 함께 환자의 중증 폐렴과 기도 삽관, 그리고 질병에 의한 사망을 예측하는 인자였다[5]. 영상에서 보이는 폐렴의 범위는 이미 알려진 중증도와 연관이 깊이 있는 젖산탈수소효소, CRP, 그리고 림프구 수와 유의하게 연관이 있다. 한 연구에서는 젖산탈수소효소 ‹220, CRP ‹22인 경우, 폐렴의 범위가 CT에서 10% 미만인 것과 연관이 있다고 하였다[24]. 또 다른 연구에서는 입원 초기 CT에서 폐 중증도 점수 ›4와 감소된 림프구 수는 환자의 회복 및 퇴원이 늦어지고 입원기간이 연장되는 것을 예측하는 유의한 인자였다고 하였다[25]. 반면에 폐렴이 거의 없거나 정상 소견을 보이는 환자는 대개 양호한 임상경과를 보여주어 영상에서 보이는 폐렴의 범위는 환자의 중증도를 분류하고 예후를 예측하는 데 도움이 된다[26]. 폐렴의 점수를 매기는 방법은 논문마다 약간씩 차이가 있으나, 보통은 흉부 구역을 나누어 폐렴의 여부와 구역 당 폐렴의 정도를 점수화하여 더하는 방식이다. 흉부 X선에서는 양측 폐를 각각 위, 중간, 그리고 아래의 3구역으로 나누어 총 6개의 해당 구역의 폐렴의 정도를 폐렴의 침범 범위(예, 구역 당 폐렴의 정도에 따라 0-3점 부여, 폐렴의 범위: 0, 1-25%, 26-50%, 또는 ›50%) 점수를 매긴 뒤 합하는 방식이다[15]. 마찬가지로 흉부 CT에서도 18개의 segment를 기준으로 하여, 각각의 구역의 폐렴의 여부를 점수화하여 더하는 방식이 많이 이용되었다[5,25]. 최근에는 영상의학과의사가 일일이 점수를 매기지 않고도, 인공지능 기반으로 개발된 빠르고 간편하게 폐렴의 범위를 자동으로 측정해내는 프로그램들이 많이 출시되고 있으며, 진단하고, 다른 폐렴과 감별하거나 폐렴의 정도를 정량화할 뿐 아니라, 중증도 분류 및 예후를 예측하는 데도 도움을 주고 있다[27,28].

현재까지 코로나19에 대하여 여러 가지 치료가 시도되고 있다. 보존적 치료 외에 렘데시비르(remdesivir, RNA 중합효소를 억제하는 항바이러스제), 토실리주맙(tocilizumab, anti-interleukin-6 receptor monoclonal antibody), 바리시티닙(baricitinib, JAK-1 and JAK-2 inhibitor)과 같은 항바이러스제제나 면역조절제가 일부 효과가 있는 것으로 알려져 있다[29-31]. 렘데시비르는 특히 저유량 산소 투여 중인 환자에서 효과를 보여주었다[29]. 염증 조절 물질인 토실리주맙은 인공 호흡기를 하지 않는 중증 코로나19 폐렴 환자에서 인공 호흡기 사용 혹은 사망 위험도의 유의한 감소를 보여주었다[31]. 전신 스테로이드 투여 치료는 침습적 인공 호흡기를 사용 중인 환자에서 31% 정도의 사망률 감소를 보였다[32]. 이 메타분석에 포함된 연구들은 대부분 기계환기를 하거나, 높은 산소 요구량을 보이는 환자로, 대부분 코로나19 폐렴을 동반되었을 것으로 추정된다[32]. 대부분의 치료제 연구들에서 산소포화도 등 임상요소들이 고려되었지만, 영상에서 보이는 폐렴의 여부가 반드시 포함되는 것은 아니었다. 그러나 흉부 영상에서 보이는 폐렴은 질병 중증도와 직접적인 연관이 있음이 알려져 있으므로, 임상증상과 영상을 종합하면 특정한 치료제의 투여 여부를 효과적으로 결정할 수 있을 것으로 생각된다.

또한 팬데믹 상황에서 한정된 의료 자원을 효과적으로 사용하기 위해서는 입원할 환자를 선별하는 것이 필요하다. 미국 국립보건원에서는 산소포화도 94% 미만, 심한 호흡곤란, 의식 저하, 분당 호흡수 30회 초과, PaO₂/FiO₂ ‹300 mmHg, 혹은 폐 침범 50% 초과를 보이는 경우, 중한 환자로 분류하고 있다[33]. 따라서 흉부 영상에서 보이는 폐렴의 범위는 환자의 중증도 분류에 따라 환자들의 입원 여부를 결정하는 데 객관적인 요소가 된다. 입원 기준은 국가별로, 지역별로 다양하나, 흉부 영상에서 심한 폐 침범 소견을 보이는 환자에서는 적극적으로 치료가 가능한 병원에 입원이 고려되어야 한다.

코로나19 환자에서 동반 감염이 의심되는 경우에도 흉부 영상이 도움이 될 수 있다. 한 보고에 따르면 코로나19에서 세균 혹은 진균의 동반 감염은 8% 정도로 잘 발견되지 않는 것처럼 보인다[34]. 그러나 이전 45명의 코로나19 중환자를 대상으로 한 소규모 연구에서는 기관지내시경을 통한 폐포세척액검사를 시행한 결과 44.4% (20/45)의 환자에서 세균 혹은 진균의 동반 감염이 확인되었다[35]. 환자의 임상증상이나 혈액검사에서 동반 감염 여부 판별이 어려운 경우, 세균성 또는 진균성 폐렴의 영상 소견이 관찰된다면 감별에 도움을 줄 수 있다.

코로나19에서 흉부 영상 사용 권고안에 따르면 의심환자에서 흉부 영상을 일차적 진단 목적으로 사용되는 것은 현재 권고되지 않는다. 그러나 RT-PCR을 시행할 수 없거나, 결과가 음성이더라도 강력히 의심되는 고위험군의 환자들은 흉부 영상이 보조적으로 진단에 도움을 줄 수 있다. 흉부 영상은 현재 코로나19 환자의 호흡기 증상이 악화되거나, 증상이 있는 고위험군의 환자들에서 촬영하도록 권고되고 있다. 흉부 영상에서 관찰되는 폐렴의 범위는 환자의 중증도와 직접적으로 연관이 되며, 향후 예후를 예측하는 소견으로도 활용될 수 있다. 또한 환자의 입원 여부 결정, 또는 치료제 투여 여부를 선택하는 데 도움을 줄 수 있다. 적절한 흉부 영상의 사용은 의료환경을 효율적으로 배분하고, 환자의 적절한 치료계획을 세우는 데 도움을 준다.