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문제 정의
- 또한 삼출(effusion), 활액막염, 골극 등의 관절외 병변 같은 골관절염 동반 병변을 손쉽게 확인할 수 있어 골관절염의 변화 상태를 평가할 수 있는 여러 장점이 부각되고 있다. 본 연구에서는 슬관절 골관절염에서 체중 부하 엑스선 상의 관절 간격과 초음파 검사상의 대퇴 관절 연골 두께의 상관 관계를 조사하여 초음파 검사의 유용성을 밝히고자 하였다.
- 저자들은 외래에서 가장 보편적으로 시행하는 엑스선 검사의 관절 간격 측정이 초음파 검사 상 측정된 내측의 대퇴 관절 연골 두께와 상관 관계를 가지고 있어 대체 가능한 유용한 검사인지 확인하고 싶었다. Iagnocco 등5)은 슬개골의 상위단 경계와 대퇴골의 과간구(intercondylar groove)를 중심으로 연골 두께를 측정하였는데 이렇게 측정된 부분은 실제 골관절염에서 이환되는 부분과는 차이가 있으나 최대 굴곡시에 체중 부하가 되는 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점의 대퇴 관절 연골을 확인할 수 있는 방법(Fig.
제안 방법
- 체중 부하 엑스선은 완전 신전 전후면 상과 45°도 후전면 상(Rosenberg view)으로 촬영하였다. 내측 관절 간격의 측정은 먼저 대퇴골의 양과를 잇는 선과 양측 경골과를 잇는 선을 그은 후 대퇴과의 가장 낮은 점에서 양측 경골과를 잇는 선에 직각으로 선을 그어 그 거리를 측정하였다4).
- 한편 Yoon 등6)은 내측 대퇴 관절 연골에서 초음파 검사와 MRI 상의 연골 두께를 비교하였는데 슬개상 횡스캔(suprapatella transverse scan)에 비해서 종단면(longitudinal) 스캔이 MRI에서 측정된 관절 연골 두께와 더 밀접한 관계를 보여서 적절한 방법이라고 소개하였다. 본 연구에서는 양아위에서 쉽게 자세를 취할 수 있게 무릎을 내전(adduction)시킨 위치에서 관상면(coronal plane)으로 내측 대퇴 관절 연골의 두께를 측정하였는데(Fig. 1) 이는 내측 구획에서 많이 이환되는 내측 반월상 연골을 함께 관찰할 수 있는 장점도 있다4,13). 슬관절 신전 상태에서 복아위 자세로 횡영상을 얻으면 대퇴골의 후내측의 관절 연골 영상을 얻을 수 있다.
- 체중 부하 엑스선은 완전 신전 전후면 상과 45°도 후전면 상(Rosenberg view)으로 촬영하였다.
- 초음파 검사는 양아위에서 무릎을 내전(adduction)시킨 위치에서 30도 굴곡 자세와 130° 굴곡자세에서 각각 12 MHz 고해상도 선형 탐촉자를 다리의 장축에 따라 내측 관절 연골 표면에 수직이 되는 방향에서 관상면(coronal)으로 위치시켜4) 전방 1/3과 중간 1/3 사이 지점 및 체중 부하 부위에 해당되는 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점의 내측 대퇴 연골의 두께를 측정하였다(Fig. 1).
- 특히 최대 굴곡 시에 슬개골은 외측 전위되는 경향이 있으므로 이런 방법으로 초음파 검사를 시행할 때 내측 관절 연골을 측정하는데 보다 용이하다. 초음파 영상에서 연골의 두께는 활액-연골 계면과 연골-연골하골 계면에서 나타나는 고에코의 선 사이의 균질한 저 에코 영역의 간격을 측정하였다6).
- 통계 검정은 전체 91 증례에 대해서 분석하고 그중 관절염 정도가 경미한 K-L등급이 1인 20 증례들 그리고 중증도로 있는 K-L등급이 2, 3, 4인 71 증례들을 나누어 분석해 보았다. 각각의 군에서 두 측정 방법의 연관성을 Pearson correlation test를 통해 분석하였고, 그래프를 이용하여 차이가 비슷하거나 일정한 정도를 보이는 재현성이 있는지를 검토하는 Bland-Altman plot 방법을 이용하였다.
- 슬관절 신전 상태에서 복아위 자세로 횡영상을 얻으면 대퇴골의 후내측의 관절 연골 영상을 얻을 수 있다. 하지만 이는 가장 후방부의 관절 연골이며 소위 체중 부위 부위인 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점의 관절 연골은 평가할 수가 없으나13) 본 연구에서 시행한 방법에서는 양아위 자세에서 무릎 굴곡의 위치에 따라 한꺼번에 두 지점의 관절 연골의 두께를 측정할 수 있었다. 또한 무릎의 최대 굴곡 상태에서는 슬개골이 외측으로 전위되는 경향이 있으므로 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점의 연골을 평가할 때 내측과(medial condyle)가 쉽게 노출되어 두께를 측정하기 용이한 측면도 있었다6).
대상 데이터
- 2010년 6월에서 9월까지 체중 부하 엑스선 검사와 함께 초음파 검사로 관절 연골 두께를 측정한 73명을 대상으로 하였다. 골관절염으로 진단되었으나 관절 간격이나 초음파 검사에 영향을 줄 수 있는 요인을 배제하기 위하여 50세 미만, 관절액 천자를 했었던 경우, 검사하는 관절에 이전 수술 기왕력이 있는 경우, 류마티스 관절염, 통풍 등의 대사성 질환 등은 연구 대상에서 제외하였다.
데이터처리
- The results of total cases group were analyzed by Bland-Altman plot test plot (±2SD).
- 통계 검정은 전체 91 증례에 대해서 분석하고 그중 관절염 정도가 경미한 K-L등급이 1인 20 증례들 그리고 중증도로 있는 K-L등급이 2, 3, 4인 71 증례들을 나누어 분석해 보았다. 각각의 군에서 두 측정 방법의 연관성을 Pearson correlation test를 통해 분석하였고, 그래프를 이용하여 차이가 비슷하거나 일정한 정도를 보이는 재현성이 있는지를 검토하는 Bland-Altman plot 방법을 이용하였다.
이론/모형
- The results of K-L gr 1 group & K-L grade 2, 3, 4 group were analyzed by Bland-Altman plot test plot (±2SD).
성능/효과
- 엑스선상 관절 간격에 해당되는 구조물은 대퇴 연골뿐 아니라 경골 연골, 반월상 연골, 활액막 및 관절액 층이 포함되고 초기 관절염 환자에게 이런 구조물들의 손상 역시 미미할 것이기 때문에 상기의 결과가 도출되었다고 판단된다. Pearson correlation test에서 경미한 관절염 군에 비해서는 중증도 관절염 군에서 더 높은 상관관계를 보였는데 이것이 중증도 관절염 군에서 초음파 검사가 더 의미가 있다고 통계적으로 해석할 수는 없지만 참고할 만한 사항이라고 여겨진다.
- 경미한 관절염 군(K-L grade 1)과 중증도 관절염 군(K-L grade 2, 3, 4)에서의 각각에 대한 평균값은 표 1(Table 1)에서와 같다. Pearson correlation test에서 전체 증례에서와 중증도 관절염 군에서는 엑스선 상 관절 간격과 초음파 검사상의 측정값은 매우 높은 r값을 나타내 긴밀한 상관 관계를 보였고 경미한 관절염 군에 있어서는 0.521도의 r값으로 의미 있는 상관 관계를 보였다(Table 2). 전체 증례에서는 Bland-Altman 그래프 분석상 완전 신전 전후면 상의 관절 간격과 초음파상 전방 1/3과 중간 1/3 사이 지점 연골 두께의 차이값들과, 마찬가지로 45도 후전면 상의 관절 간격과 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점 연골 두께의 차이값들의 분포는 95%이상에서 ±2SD 이내에 있어 검사의 재현성이 있다고 판단되었으며 그래프에서 값이 커질수록 양의 분포를 이루고 있어서 큰 값을 측정할 때는 그 차이가 더 크게 측정되는 패턴을 관찰할 수 있었다(Fig.
- 결론적으로 초음파를 이용하여 슬관절 내측 대퇴 연골의 두께를 측정하는 것은 아직까지 일차적으로 사용하고 있지는 않으나 여러 장점이 있어 전통적으로 사용되었던 체중 부하 엑스선 검사를 점차 대체할 수도 있는 유용한 기법이라 생각된다.
- 슬관절 골관절염의 정도를 평가하는데 고해상도 초음파 상에서 계측된 내측의 원위 대퇴 관절 연골 두께 측정치는 체중 부하 엑스선 검사를 통한 내측부 관절 간격과 유의한 상관 관계를 이루었고 검사의 재현성도 확인되었다. 이에 초음파 검사는 골관절염에 있어 관절 연골을 평가하는데 기립이나 체중부하를 할 수 없는 경우뿐만 아니라 다른 일반 상황에서도 여러 장점이 있어 외래에서 손쉽게 진단 및 경과 관찰의 도구로서 유용한 방법이라고 생각된다.
- 저자들은 전체 증례를 분석하면서 동시에 K-L 등급이 1단계인 경미한 군과 K-L 등급이 2, 3, 4단계인 중증도 관절염 군을 나누어서 상관 관계를 살펴 보았는데 군에 상관없이 엑스선 상의 관절 간격과 초음파 상에서 측정된 관절 연골의 두께는 의미 있는 상관 관계를 보이고 초음파 검사의 재현성도 있음이 나타났다. 초음파 사진상 경미한 군에서의 전방 1/3과 중간 1/3 사이 지점 및 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점의 관절 두께는 각각 3.
- 전체 91 증례에서 완전 신전 전후면 상의 관절 간격은 평균 3.07±1.49 mm이었고 45°도 후전면 상의 관절 간격은 평균 2.64± 1.51 mm로 측정되었다.
- 이 때는 잘 보이는 고에코선에 가상의 연장선을 그어 연골 두께를 측정했으나 국소적인 연골 결손을 정확히 반영하지 못해서 경미한 군의 관절 두께가 이전의 연구들에 비해 약간 두껍게 측정된 경향도 있었다고 생각된다. 전체 증례에서 Bland-Altman 그래프 분석상 우상향의 분포를 이루고 있어서 엑스선상 관절 간격이 넓은 초기 관절염 군에 있어서는 초음파상 측정된 연골 두께와의 차이가 더 크게 나타나는 패턴을 관찰할 수 있었다(Fig. 3). 엑스선상 관절 간격에 해당되는 구조물은 대퇴 연골뿐 아니라 경골 연골, 반월상 연골, 활액막 및 관절액 층이 포함되고 초기 관절염 환자에게 이런 구조물들의 손상 역시 미미할 것이기 때문에 상기의 결과가 도출되었다고 판단된다.
- 전체 증례에서는 Bland-Altman 그래프 분석상 완전 신전 전후면 상의 관절 간격과 초음파상 전방 1/3과 중간 1/3 사이 지점 연골 두께의 차이값들과, 마찬가지로 45도 후전면 상의 관절 간격과 중간 1/3과 후방 1/3 사이 지점 연골 두께의 차이값들의 분포는 95%이상에서 ±2SD 이내에 있어 검사의 재현성이 있다고 판단되었으며 그래프에서 값이 커질수록 양의 분포를 이루고 있어서 큰 값을 측정할 때는 그 차이가 더 크게 측정되는 패턴을 관찰할 수 있었다(Fig. 3).
후속연구
- 초음파 검사가 검사하는 사람에 따라 그 해석 (interpretation)의 정도 차이가 있을 수 있으나22) 몇몇 연구16,23)에서 슬관절 대퇴 연골의 두께 측정에 초음파 검사는 좋은 반복성(repeatability)과 재현성(reproducibility)이 있다고 보고하였다. 본 연구에서 연골 계측 시 되도록 탐촉자(transducer)를 수직인 방향으로 위치시키려 했으나 약간의 경사짐이 발생하여 정확도가 떨어질 수 있는 가능성은 있다고 생각된다. 또한 체중 부하를 할 수 없는 환자에게 적용할 수 있는 장점은 있으나 역시 골관절염이 심해서 완전 굴곡이 어려운 환자에게는 시행할 수 없는 단점도 있음을 고려해야 할 것이다6).
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