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1 저작자표시 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 이차적저작물을작성할수있습니다. 이저작물을영리목적으로이용할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 귀하는, 이저작물의재이용이나배포의경우, 이저작물에적용된이용허락조건을명확하게나타내어야합니다. 저작권자로부터별도의허가를받으면이러한조건들은적용되지않습니다. 저작권법에따른이용자의권리는위의내용에의하여영향을받지않습니다. 이것은이용허락규약 (Legal Code) 을이해하기쉽게요약한것입니다. Disclaimer

2 의학석사학위논문 슬관절전방부통증을호소하는중년환자에서 SPECT/CT의진단적효용성 Diagnostic Value of SPECT/CT in Middle-aged Patients with Anterior Knee Pain 2013 년 2 월서울대학교대학원임상의과학과전공노두현

3 A thesis of the Master s degree Diagnostic Value of SPECT/CT in Middle-aged Patients with Anterior Knee Pain 슬관절전방부통증을호소하는 중년환자에서 SPECT/CT 의 진단적효용성 February 2013 The Department of Clinical Medical Sciences, Graduate School Seoul National University College of Medicine Du Hyun Ro

4 슬관절전방부통증을호소하는 중년환자에서 SPECT/CT 의 진단적효용성 지도교수강승백 이논문을의학석사학위논문으로제출함 2012 년 10 월 서울대학교대학원 임상의과학과전공 노두현 노두현의의학석사학위논문을인준함 2013 년 2 월 위원장 ( 인 ) 부위원장 ( 인 ) 위원 ( 인 )

5 Diagnostic Value of SPECT/CT in Middle-aged Patients with Anterior Knee Pain by Du Hyun Ro A Thesis Submitted to the Department of Clinical Medical Sciences, Graduate School in Partial Fulfilment of the Requirements for the Degree of Master in Medicine at the Seoul National University College of Medicine February 2013 Approved by thesis committee Professor Professor Chairman Vice Chairman Professor

6 요약 슬관절전방부통증을호소하는중년환자 에서 SPECT/CT 의진단적효용성 노두현 임상의과학과 서울대학교의과대학대학원 서론슬관절전방부통증의진단및치료는학자들마다이견이있다. 일반촬영및신체검진상특별한이상소견이없으나지속적인통증을호소하는경우도있어객관적인검사를통한진단및치료방침결정이임상적으로많은도움이될것이다. 최근도입된 단일광자방출전산화단층촬영 / 컴퓨터단층촬영 (SPECT/CT) 은 연골하 병변의변화를보는데민감한검사로슬관절전방부통증을호소하는환자의병소를찾고예후를예측하는데유용할것으로예상된다. 이연구에서는슬관절전방부통증을호소하는중년환자에서 SPECT/CT 의진단적효용성및예후와의연관성에대해조사해보았다. 방법슬관절전방부통증을호소하는 40 세에서 65 세의환자중신체검진상슬개골아탈구가관찰되지않고방사선촬영상대퇴-슬개관절염이

7 관찰되지않으며내측, 외측대퇴 - 경골구획의 Kellgren-Lawrence 단계가 2 이하인환자 73 예를대상으로연구를시행하였다. 모든 환자에서 SPECT/CT 를시행하였고슬관절전방부에서의섭취를 슬개골과대퇴골로나누고이를섭취강도에따라 0 에서 3 의총 4 단계로나누어분석하였다. 8 주이상의약물치료를포함한보존적치료를시행하였으며보존적치료에호전되지않은 33 예에대해서관절경수술을시행하였다. 보존적치료에호전된군과실패한군간의 SPECT/CT 섭취차이및방사선지표차이를후향적으로분석하였다. 관절경수술을시행한 33 예에대해서는관절경소견과 SPECT/CT 소견을비교하였다. 결과전방슬관절통증을호소한환자전예에서슬관절전방부의 SPECT/CT 섭취가정상보다증가되었다. 보존적치료에호전된군의슬관절전방부평균섭취강도는 1.66 으로보존적치료에실패한군의평균섭취강도 2.03 에비해유의하게낮았다. 보존적치료에호전된군의슬개골섭취는 1.35 로실패한군의 2.00 보다유의하게낮았지만대퇴골의경우호전군과실패군이각각 1.98 과 2.06 으로유의한차이가없었다. 섭취강도가증가할수록보존적치료에실패해수술을시행한비율이높아져슬개골섭취 0 단계에서 25% 의환자가보존적치료에실패하였으나슬개골섭취 3 단계에서는 67% 의환자가보존적치료에실패하였다. 관절경수술시행결과 33 예중대퇴골 31 예, 슬개골 30 예에서초기관절염소견을보였다. 이들중 1 예를제외한

8 모든예에서골섭취의동반증가가 SPECT/CT 를통해관찰되었으며 섭취강도는관절경상의연골손상정도와비례하였다. 관절경소견상 연골의변화가나타나지않은 5 예중 4 예에서도골섭취의증가가 관찰되었다. 결론 슬관절전방부통증을호소하는중년환자들의병소를해부학적으로 국소화하는데 SPECT/CT 가유용하며골섭취강도가높을수록보존적 치료에실패할확률이높았다. 보존적치료에실패한환자군에서높은 비율의대퇴-슬개관절염이관찰되었다. 주요어 : 슬관절전방부통증, 단일광자방출전산화단층촬영, 대퇴 - 슬개 관절염 학번 :

9 목차 초록... i 목차... ii 표및그림목록... iii 서론... 1 방법... 2 결과... 3 고찰... 7 결론... 7 참고문헌... 8 초록 ( 영문 )... 9

10 표목록 Table 1. General characteristics of study population Table 2. Comparison between operative group versus non-operative group Table 3. Operative probability of patients by SPECT grade of femur and patella Table 4-1. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT grade of femur Table 4-2. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT grade of patella

11 그림목록 Figure 1. Study protocol Figure 2. SPECT/CT uptake grading system for patella-femoral joint Figure 3. Percentage of patients who received arthroscopic surgery by SPECT grade. Figure 4. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT uptake of femur Figure 5. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT uptake of patella

12 서론 슬관절전방부통증을호소하는환자들의원인은다양하며이의분류 는학자들마다이견이있다. 1-5 Jackson 등은특정한원인을찾을수있 는군 (distinct cause) 과특정한원인을찾기힘든군 (obscure cause) 으로나누어서접근할것을주장하였고, 1 Calmbach 등은나이에따른 접근방법을권유하였다. 2 일반적으로병력청취, 신체검진및일반촬영을 통해감별진단을시행하게되며슬개골아탈구, 부정정렬증후군과같이신체검진이나일반촬영상이상이나타내는경우진단과치료가비교적용이하나일반촬영이나신체검진상특이한소견이없으나지속적인통증을호소하는경우에는진단이어렵다. 객관적검사상특이소견을나타내지않으나통증을호소하는환자군에대하여대퇴-슬개통증증후군 (patellofemoral pain syndrome), 3,5,6 특발성슬관절통증 (idiopathic knee pain) 1 이라하여진단과치료방법을제시한학자들이있으나환 자군의정의가애매모호하고객관적인검사가없어이의명명자체에대한이견도있다. 이처럼슬관절전방부통증에대한진단은환자군의정의와분류부터이견이많은데이는임상에서행해지는검사가환자의증상및예후를잘반영하지못하는한계점에기인한다. 일반방사선촬영은슬관절전방부통증의평가에서가장기본적으로시행되며관절염, 부정정렬등을 평가할수있다. 3,7,8 외래에서쉽게시행가능한검사이며가격이저렴한 장점이있으나초기관절염이나연골의변화는반영하지못하여일반방 사선촬영상정상이나통증을호소하는환자군에는도움이되지않는다.

13 컴퓨터전산화단층촬영 (Computed Tomography, CT) 은부정정렬에대 한정확한평가가가능하고대퇴 - 슬개관절의정확한축성영상을얻을 수있는장점이있다. 9,10 하지만 CT 를사용한연구는검사의특징상부 정정렬에초점을맞추고있고, 이런평가가환자의증상과관련이없다 는보고도있어활용이폭넓지못하다. 5 자기공명촬영검사는관절연골을 포함한모든연부조직을비교적자세히볼수있으며슬관절통증에대해폭넓게사용가능한장점이있다. 하지만영상소견자체가환자의증상과연관성이없다는보고가많고가격이비싼단점이있다 객관적검사를통한원인의진단및예후판정이가능하다면슬관절전방부통증의감별진단에많은도움이될것이며최근단일광자방출전산화단층촬영 (single photon emission tomography, SPECT) 이주목받 고있다 기능적검사인 SPECT 는골대사및혈류증가에의하여영 상의강도가증가하는검사이다. 14 연골하병변의변화를보는데매우 민감한검사로알려져있으며대퇴 - 슬개통증증후군에서도매우높은 민감도를보인다. 17 그러나 SPECT 는골성구조물을구별할수없어해 부학적위치를파악하는데어려움이있다. 15 이런단점을극복하고자최 근도입된단일광자방출전산화단층촬영 / 컴퓨터전산화단층촬영 (SPECT/CT) 는 SPECT와 CT검사를동시에시행함으로써기능적검사인 SPECT에영상학적검사인 CT의장점까지더해져좀더정확한해부학적위치파악이가능하여슬관절전방부통증의진단에도움이될것으로생각된다. 15,18 그간 SPECT를활용한슬관절전방부통증에관한연구는있었으나

14 SPECT/CT 를활용한연구는보고된바없었다. 17 이번연구에서는신체 검진및일반촬영상특이소견을나타내지않아원인및치료방침을정하 기곤란한슬관절전방부통증환자들에서 SPECT/CT 를통한병소의 진단및예후와의관련성에대해조사해보고자한다.

15 방법 1. 연구대상및연구수행방법 본연구는보라매병원연구윤리심의위원회 ( ) 의심의를거쳐진행되었다. 서울특별시보라매병원에 2009년 8월부터 2011년 12월까지슬관절전방부통증을주소로내원한환자를대상으로연구를시행하였다. 청소년기환자들과고령의환자들은각각의진단적접근법이다르고예후가각각차이가있어이번연구에서제외하였으며 40세 에서 65 세의환자를대상으로연구를진행하였다. 1,2,19-22 슬관절전후방 사진, 측면사진, Merchant view, Rosenberg view, teleradiography를시행하여슬관절의퇴행성관절염유무및부정정열여부를평가하였으며이중신체검진상슬개골아탈구가관찰되는환자, 슬개골아탈구혹은슬개골불안정성으로수술을시행받았던환자, 방사선촬영상퇴행성변화를나타내는환자를제외한 73명 73예를대상으로연구를진행하였다. 방사선촬영상퇴행성변화는대퇴-경골관절의경우 Kellegren-Lawrence grade II 이상인경우로정의하였으며대퇴-슬개관절의경우관절간격이 3mm 이하인경우로정하였다. 23 모든환자에 SPECT/CT를시행하였고 8주이상의약물치료를포함한보존적치료를시행하였다. 이중보존적치료에호전되지않은 33예에대해서는관절경수술을시행하여대퇴-슬개관절을평가하였다. 보존적치료에호전된군과호전되지않은군간의 SPECT/CT 섭취차이및방사선지표차이를후향적으로분석하였으며관절경수술을시행한 33예에대해서는관절경소견과 SPECT/CT 소견을비교하였다. (Figure 1)

16 Figure 1. Study protocol. Seventy-three anterior knee pain patients were recruited. Minimum 8 weeks of conservative treatments were performed and pain was reevaluated. Thirty-three patients were not satisfied with conservative treatment and arthroscopic surgery was performed accordingly.

17 2. SPECT/CT 촬영및판독 동위원소인 99m Tc-hydroxymethylene diphosphonate(hdp) 1,110 MBq(30 mci) 을정맥으로주사한뒤 3시간후두개의검출기를장착한감마카메라 (Infinia Hawkeye 4, GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) 를통해관상면, 시상면, 축상면의 SPECT/CT 영상을얻었다. SPECT/CT상대퇴골과슬개골의골섭취증가부분을다음의 4등급으로분류하였다. (Figure 2) 0단계 : 정상뼈와같은섭취, 1단계 : 정상뼈보다약간증가하고관절면섭취보다약간낮은경우, 2단계 : 관절면과유사한정도의섭취증가, 3 단계 : 관절면에비해현저한정도의섭취증가

18 Figure 2. SPECT/CT uptake grading system for patella-femoral joint (patella grades are shown in this picture).

19 3. 관절경소견 관절경수술은수술자 1인에의해이루어졌다. 일반적인순서에따라관찰하였으며연골손상이있는경우각각에해당하는치료를시행하였다. 대퇴-슬개관절연골손상이있는경우 ICRS(International cartilage repair society) clinical cartilage injury evaluation system 을이용하여평가하였으며대퇴골, 슬개골각각다음과같이분류하여기록하였다. 0단계 : 정상관절면, 1단계 : 연골표면에발생한균열, 함요, 2단계 : 연골관절두께의 50% 미만을침범하는병변, 3단계 : 연골관절두께의 50% 이상을침범하나연골하골을침범하지않은경우, 연골에발생한수포포함, 4단계 : 연골하골이노출된경우 4. 방사선학적측정 대상환자들에슬관절전후방사진, 측면사진, Merchant view, Rosenberg view, teleradiography를시행하여슬관절의관절염유무및부정정열여부를평가하였으며전후방사진에서대퇴-경골관절염유무 (Kellegren-Lawrence grade II 이상 ), 측면사진에서 Insall- Salvati ratio, Merchant view에서 sulcus angle, congruence angle, teleradiography 상에서 radiologic Q angle을측정하였다. 5. 통계분석방법 통계적분석은 SPSS version 18.0 (SPSS for Windows release 18.0,

20 SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을사용하였다. 각군간평균비교에는 independent-sample t test 를사용하였으며, p<0.05를통계적유의수준으로정의하였다. 연골손상단계및 SPECT/CT결과간의일치도는감마와카파값 (gamma, kappa value) 를사용하였다. 각수치에대해 를적절한일치 (fair agreement), 을중등도일치 (moderate), 을좋은일치 (good agreement), 을아주좋은일치 (very good agreement) 로해석하였다. 관절경에서나타난연골손상단계를황금표준 (gold standard value) 으로사용하여민감도와특이도를산출하였고 Wilson score method 를사용하여 95% 신뢰구간을계산하였다.

21 결과 환자군의특성 대상환자군의평균연령은 53.8 세 ( 범위 41 세 ~65 세 ), 여성이 51 명, 남성이 22 명이었다. 우측슬관절이 38 예, 좌측슬관절이 35 예였으며여성의평균나이는 54±5.8 세, 남성의평균나이는 53.5±7.1 세였다. 일반방사선사진측정상 sulcus angle 은평균 도, congruence angle 은 -4.5 도, Insall-Salvati ratio 는 0.97 이었고방사선학적 Q angle 은 9.6 이었다. (Table 1) 방사선학적수치들에서남녀에따른차이및보존적치료군과수술적치료군의통계적차이는없었다. Radiologic Q angle 은남성군이평균 8.1 도, 여성군이평균 10.2 도로높은경향이있었으나통계적유의성은없었다. Congruence angle, sulcus angle, Insall-Salvati ratio, Q angle 은 Kolmogorov-Smirnov 검정상유의수준 0.05 미만으로모두정규분포를나타냈다. 슬관절전방부통증과 SPECT/CT 섭취강도 슬관절전방부통증을호소한환자전예에서슬관절전방부의 SPECT/CT 섭취강도가정상인 0 단계보다증가되어대퇴골, 슬개골전체평균섭취강도는 1.83 이었다. 보존적치료에호전된군의슬관절전방부평균섭취강도는 1.66 으로보존적치료에실패한군의평균섭취강도 2.03 에비해유의하게낮았다. 보존적치료에호전된군의 슬개골섭취는 1.35 로실패한군의 2.00 보다유의하게낮았지만

22 대퇴골의경우호전군과실패군이각각 1.98 과 2.06 으로유의미한차이가없었다. 대퇴-슬개관절에서대퇴골의경우평균섭취는 2.01 슬개골은평균 1.64 로대퇴골에서골섭취가높았다. (Table 1) 섭취강도가증가할수록보존적치료에실패해수술을받는비율이늘어났으며이는특히슬개골섭취에서두드러져슬개골섭취 0 단계에서 25% 의환자가보존적치료에실패하였으나슬개골섭취 3 단계에서는 67% 의환자가보존적치료에실패하였다. 대퇴골의경우 0 단계에서 0%, 그이상에서 40% 가량의환자가보존적치료에실패하였다. (Table 3, Figure 3) 보존적치료에실패한군의평균나이는 53 세로보존적치료에반응한군의 55 세보다낮았다. Sulcus angle 및 congruence angle 은보존적치료에실패한군에서낮은경향을보였으나통계적의미는없었다. 즉방사선수치, 나이등은보존적치료에호전된군과실패한군간에차이가없었다. (Table 2)

23 Table 1. General characteristics of study population Index Age Value (range) 54 years(41-65) Sex (M/F) 22 / 51 Sulcus angle 130 ( ) Congruence angle -4.5 ( ) Insall-Salvati ratio 0.97 ( ) Radiologic Q angle 10 (0-22 )

24 Table 2. Comparison between operative group versus non-operative group Number of patients Age Average SPECT grade Femur Patella Total Sulcus angle Congr uence angle IS ratio Q angle Operation * Non-operation * Total (73) *P<0.01, P<0.05

25 Table 3. Operative probability of patients by SPECT grade of femur and patella Femur Patella SPECT grade Age Number of patients Percentage of surgery* Age Number of patients Percentage of surgery* % % % % % % % % Total % % *: Percentage of patients who received arthroscopic surgery

26 80% 70% 60% 50% 40% 30% Femur Patella 20% 10% 0% Grade 0 Grade 1 Grade 2 Grade 3 Figure 3. Percentage of patients who received arthroscopic surgery by SPECT grade. High grade patients are more likely to be operated.

27 관절경소견및검사간일치도 보존적치료에실패한 33 예에대한관절경수술시행결과 33 예중대퇴골 31 예, 슬개골 30 예에서연골손상소견을보였다. 연골손상소견은대퇴골, 슬개골모두평균 ICRS grade 2 단계로심하지않았고, 연골이정상인경우가 5 예였으며국소적으로손상이진행한 4 단계도 5 예있었다. 1 예를제외한모든예에서관절연골의손상과골섭취의동반증가가관찰되었다. 섭취강도와연골손상단계의일치정도를 (degree of agreement) 감마값을통해분석하였다. (Table 4-1, 4-2, Figure 4, 5) 그결과연골의손상정도와골섭취는비례하는양상을보여대퇴골의경우검사의일치정도는 0.397로적절한일치 (fair agreement) 를보였으며슬개골의경우검사의일치정도는 0.625로좋은일치 (good agreement) 를보였다. 관절경소견상연골의변화가나타나지않은 5 예중 1예를제외한 4예에서 SPECT/CT 의섭취가평균 1.2로증가되어있음이관찰되었다. 관절경상슬개골 3예에서연골병변이정상이었으나 SPECT/CT 섭취 2단계가 1예, 1단계가 1예, 0단계 1예있었으며대퇴골 2예중 1예에서 2단계, 1예에서 1단계의섭취증가가관찰되었다. 이들환자군의방사선계측은정상범위였으며외측반월상연골파열 1예를제외하고특이소견은관찰되지않았다. 대퇴-슬개골의병변외에동반된질환으로는내측반월상연골파열이 8예, 외측반월상연골파열이 5예있었다.

28 Table 4-1. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT grade of femur SPECT grade 0 (Negative) 1 (Positive) Arthroscopy grade 2 (Positive) 3 (Positive) 4 (Positive) 0 (Negative) (Positive) (Positive) (Positive) Total Total Degree of agreement: gamma value (fair agreement) Sensitivity 100% (95% CI: %) Specificity 0% (95% CI: 0%-65.8%) CI: confidence interval

29 Table 4-2. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT grade of patella SPECT grade 0 (Negative) 1 (Positive) Arthroscopy grade 2 (Positive) 3 (Positive) 4 (Positive) 0 (Negative) (Positive) (Positive) (Positive) Total Total Degree of agreement: gamma value (good agreement) Sensitivity 96.7% (95% CI: %) Specificity 33.3% (95% CI: 6.2%-79.2%) CI: confidence interval

30 100% 80% 60% 40% Grade 3 Grade 2 Grade 1 Grade 0 20% 0% ICRS 0 ICRS 1 ICRS 2 ICRS 3 ICRS 4 Figure 4. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT uptake of femur 100% 80% 60% 40% Grade 3 Grade 2 Grade 1 Grade 0 20% 0% ICRS 0 ICRS 1 ICRS 2 ICRS 3 ICRS 4 Figure 5. Correlation between ICRS grade and SPECT/CT uptake of patella

31 고찰 이번연구를통해슬관절전방부통증을호소한모든환자에서슬관절부위의섭취가증가함이관찰되어환자의병소파악에도움이됨을확인할수있었으며섭취강도가높은환자에서보존적치료에실패할확률이높음을확인할수있어치료방침을정할때도움이됨을확인하였다. 슬관절전방부통증은임상에서자주접하는문제로유병률은문헌마다 다양하여 15~45% 정도인것으로보고되고있다. 24,25 하지만진단은쉽 지않아 Jackson 등은슬관절전방부통증을접근할때에는특정한원인을찾을수있는군 (distinct cause) 과특정한원인을찾기힘든군 (obscure cause) 으로나누고세부원인에따른진단을해야한다고주장하였으며, 1 Calmbach 등은나이에따른접근방법을권유하였다. 2 실제임상에서는두가지방법을모두참고하여진단을하지만일반촬영이나신체검진등의검사에서음성으로나오는경우진단을내리기가쉽지않다. 또한환자가슬관절의전방부의국소적인통증을호소하는경우보다는슬관절전방부주위의미만성통증을호소하는경우도있어 Fulkerson 등은연골하골, 활액막, 슬관절지지띠 (retinaculum), 피부, 근육, 신경의여러가지통증유발가능구조물을진단에고려할것을 주장하였다. 26 슬관절전방부통증이있으나특별한진단을찾지못한 경우이를대퇴 - 슬개통증증후군 (patellofemoral pain syndrome), 3,5,6 특발성슬관절통증 (idiopathic knee pain) 1 이라하여진단과치료방법 을제시한학자들이있으나환자군의정의가애매모호하고객관적인검 사가없어이의명명자체에대한이견도있다. 앞서언급한바와같이

32 슬관절전방부통증은환자군의정의와분류부터이견이많은데이는임상에서행해지는검사가환자의증상및예후를잘반영하지못하는한계점에기인한다. 일반방사선촬영은슬관절전방부통증의평가에서가장기본적으로시행되며관절염, 부정정렬등을평가할수있다. 3,7,8 슬관절전방부통증의기본적평가가일반방사선촬영을통해이루어지며 congruence angle, sulcus angle, Q angle을측정하여슬개골의탈구 정도, 대퇴 - 슬개관절면의일치정도, 이형성정도를평가한다. 3,7,8 실제 슬관절전방부통증의많은수가부정정렬로인한아탈구에의한것으로 알려져있으며이는활동이왕성한청소년기에두드러진다고보고되고 있다. 3,5 부정정렬의경우일반촬영을통해민감하게평가할수있어 Murray 등은대퇴 - 슬개부정정렬에대한일반촬영의민감도는 98%, 특이도는 93% 가된다고보고하였다. 8 그러나부정정렬자체는임상양상 혹은예후와연관이없다는보고도많다. Laprade 등은슬관절통증을호소한환자와정상인환자간의방사선측정값비교연구에서환자군과정상인군간의 sulcus angle, Q angle, patella height의측정값차이가관찰되지않아방사선검사를통한진단및병인추정에주의를할것을주 장하였다. 27 이처럼일반촬영검사는기본적인검사로서여러장점이 있으나그결과해석에주의를요하며일반방사선촬영상정상이며통증을호소하는환자군에는도움이되지않는다. 이번연구대상환자군의 sulcus angle은평균 129.7도, congruence angle은 -4.5도, Insall-Salvati ratio는 0.97 이었고방사선학적 Q angle은 9.6 로정상범위값과차이가거의없었으며수술군, 비수술군간의차이, 섭취정도

33 에따른유의미한차이가모두없어기존 Laprade 등의연구와일치한 다. 27 컴퓨터전산화단층촬영은부정정렬에대한정확한평가가가능하 고대퇴 - 슬개관절의정확한축성영상을얻을수있는장점이있다. 9,10 하지만 CT 는검사의특징상부정정렬의진단에적절하며, 이런평가가 환자의증상과관련이없다는보고도있어활용이폭넓지못하다. 5 자기 공명촬영검사는관절연골을포함한모든연부조직을비교적자세히볼 수있는장점이있고슬관절통증에대해폭넓게사용가능한장점이있 다. 하지만영상소견자체가환자의증상과연관성이없다는보고가많 고가격이비싼단점이있다 최근에는지연가돌리늄조영증강영상 (delayed gadolinium-enhanced MRI of cartilage, dgemric), T2 mapping 등이도입되어연골의구조적변화뿐만아니라기능적변화를 확인할수있는검사를도입하려는추세가있다. 28 하지만검사비용이 비싸고, 검사시간이길고실제임상적용까지극복해야할문제가많은 단점이있다. 객관적검사를통한원인의진단및예후판정이가능하다 면슬관절전방부통증의감별진단에많은도움이될것이며이에 SPECT/CT 가주목받고있다 SPECT/CT 는 SPECT 와 CT 검사를 동시에시행함으로써기능적검사인 SPECT 에영상학적검사인 CT 의 장점까지더해져좀더정확한해부학적위치파악이가능하여슬관절전 방부통증의진단에도움이될것으로생각된다. 15,18 과거슬관절전방 부통증에대한 SPECT 연구는 Lorberboym 등이시행한연구가대표 적으로그들은 27 명의슬관절전방부통증환자군과 27 명의대조군을 설정하고 SPECT, 일반촬영및관절경수술을시행하였다. 17 이연구에

34 서 SPECT는대퇴-슬개골의문제에대해 100% 의민감도와 64% 의특이도를보여주어 SPECT가진단에도움이됨을강조하였으며 SPECT 의섭취양상, 위치에따라세부진단을내릴수있다고주장하였다. 17 이번연구에서도슬관절전방부통증을호소한모든환자에서섭취증가가관찰되어 SPECT를통해환자의병소를민감하게찾을수있음을확인하였다. 이처럼 SPECT가매우민감한검사임은널리알려진사실이나그간예후와의연관성은보고가없었으며슬관절전방부통증에서 SPECT/CT를활용한연구도보고된바없었다. 과거연구들과다르게본연구에서는 SPECT의섭취강도를세분화하고이에따른예후를분석하였다. 그결과섭취가증가한환자에서보존적치료에실패할확률이높음을확인할수있어추후환자치료방침을정할때많은역할을할수있을것으로예상한다. 보존적치료에실패하여관절경수술을시행한 33예를분석한결과대부분의환자에서연골손상소견을보였다. 이들중 1예를제외한모든예에서 SPECT/CT의섭취증가가동반관찰되었으며이는비례하였다. 이를통해중년환자의슬관절전방부통증과연골손상의연관성을추정해볼수있으나이의해석은신중해야한다. 관절연골은신경이없는조직으로연골의손상자체로는통증이없으며이보다는관절손상과동반된연골하골, 활액막, 염증인자 (inflammatory cytokine) 등이통 증의원인임은널리알려진사실이다. 29,30 Dye 등은마취를하지않은 상태에서관절경상자신의연골을눌러보았을때통증이없음을발표하 였으며슬관절전방부통증은오히려연골하골의혈류증가와관련이있

35 음을핵의학검사로입증하였다. 31,32 여러가지원인에의한결과로연 골하골의혈류증가있게되고이것이통증과관계가있음을주장하였으며이는이번연구결과에서나타난슬관절전방부의골섭취증가와일치한다. 초기관절염에대한정확한정의는없으나연골하골의섭취와동반된연골의손상및통증을초기관절염으로보는것이일반적이며이번수술적치료의대상이된환자군도이에해당한다할수있 다. 29,30,33 대퇴 - 슬개관절의초기관절염에대한연구는드믈지만진행한 관절염과슬관절전방부통증의관계는비교적잘정립되어있다. 이는 1990년대들어 Iwano, McAlindon 등이일반인구에서대퇴-슬개관절염의빈도를발표하기시작하면서차차널리알려지게되었는데, 12,13 McAlindon 등은영국에서시행된일반인대상증상이없는 240예의일반방사선사진을이용한슬관절연구에서여성의경우 34%, 남성의 경우 19% 에서독립적인대퇴 - 슬개관절염의빈도를보고하였다. 12 또한 대퇴-슬개관절염은일상생활의장애와관련이있으며내측대퇴경골관절염보다오히려더큰장애를일으킬수있어관절염연구에서이에대한고려가필수라주장하였다 년대들어 Davies 등은 60세이상슬관절통증을호소하는환자들의슬관절 206예분석에서대퇴-슬개관절염의비율이남성에서 32.7%, 여성에서 36.1% 로기존보고보다높음 을보고하였다. 34 이처럼대부분의연구는고령의명백히진행한관절염 에국한되었는데그이유는대퇴 - 슬개관절염의초기진단이어렵기때 문으로진단방법에대해학자들간에많은논의가있었다. 대퇴 - 슬개 관절염에대한전통적인방사선사진은여러연구에서비판의대상이되

36 었는데 Fife 등은 161 명의일반방사선촬영과관절경소견을비교한 연구에서방사선사진은대퇴 - 경골관절염을예측하지못하며믿지못 할검사라고주장하였다. 35 Brandt 등도방사선소견과연골손상정도 는민감하지않다고 (insensitive) 주장하였으며, 특히이는초기관절염 에서두드러진다고주장하였다. 22 이처럼초기관절염의진단은일반 방사선촬영으로발견하기어려워 MRI 등을실험적으로시도하는경우 가있으나영상소견과환자의실제통증, 기능제한과는비례하지않는 경우가흔히보고되어이를관절염으로해석해야하는지의문시되고있 다 SPECT 는검사비용이저렴하고, 검사시간이짧으며, 연골하병 변의상태를민감하게반영하고양측을한번의검사로동시에촬영할수 있는장점이있어초기관절염의진단에특히민감한것으로알려져있 다. 14,36 하지만특이도가낮은단점이있으며초기관절염의진단엔대 한실효성이있는지, 이의이해득실은어떻게되는지에대한비판의여지가존재한다. 본연구에서관절경상관찰된 ICRS grade 1 이상의연골손상을관절염이라정의할경우 SPECT/CT의민감도는 100%~96.7% 로높은수준을보인반면특이도는 33%~0% 로낮은수준을보였다. 이처럼높은민감도와낮은특이도는과거다른연구에서도관찰되는사항으로 Lorberboym 등은 64% 의낮은특이도를보고하였으며이를관절경에서나타나는외형적인변화이전에연골하골의변 화가선행하여시작되어나타나는현상이라해석하였다. 17 이번연구에 서는낮은특이도외에도관절경소견상연골의변화가관찰되지않은 5 예중 4 예에서 SPECT/CT 의섭취강도가평균 1.2 로증가되어있음

37 이관찰되었다. 이결과또한초기관절염에서연골의변화보다연골하 골의변화가선행하여나타났다고해석할수있으나이에대해서는이견 이많다. 17,36-39 초기관절염에서연골과연골하골의관계를기술하려는 시도들은과거몇몇동물실험들에서있었다. Radin 등은연골하골에 methylmethacrylate 을채워넣어연골하골의골경화를만든실험모형 에서골관절염이조기에발생함을보고하며연골하골의변화가연골의 퇴행성변화를이끌었을것이라주장하였으며 37 이런주장은 micro-ct 와다른실험모형을이용한연구들에의해반박당하기도했다. 38,39 Pastoreau 등은반월상연골을제거한관절염동물실험모형에서초기연골하골의골소실이나타나나연골하골의대사증가로골밀도가오히려증가함을이중에너지방사선흡수계측기기 (dual energy X ray absorptiometry, DEXA) 를통해밝혔으며연골하골골소실과동반하여 연골의손상이진행되지만이의선후관계는불명확하다하였다. 40 이처 럼현재까지의연구들은 micro-ct, DEXA 등을사용하여연골하골의 형태학적변화에주목하였으나, 골의형태학적변화에선행하여생화학 적변화가발생한다는점을생각했을때위실험들은한계점을가진 다. 41 이에반해 SPECT 는골의대사, 연골하골의혈류와직접관련이 있고슬관절통증환자에서생화학적인자와관련이있음이알려져있 다. 41 이를바탕으로상기환자들에대해연골하골에서시작된초기관 절염이라는해석이가능하나현재까지의증거들로는초기관절염에서연 골의변화가먼저인지연골하골의변화가먼저인지는불확실하며이에 대해서는추가연구가필요하다. 17,36-42 관절경의연골손상정도와

38 SPECT/CT 골섭취강도간의일치도는감마값대퇴골 0.397, 슬개골 0.625로양호한일치를보여주었다. 이는관절연골손상과연골하골의변화가상호교호적으로일어남을시사하는소견일수있다. 29 기존연구들에비해본연구가갖는장점은환자군선정에있다. 과거연구들은넓은연령대를다포함시켜환자의병인이부정정렬, 진행한대퇴-슬개관절염, 연골연화증등다양했으나본연구에서는연령대를 40 에서 65 세로한정하고일반촬영및신체검진이정상으로진단이어려운환자들을선별하여연구대상을좁게설정하였다. 넓은연령대를다포함시킬경우진단에따른치료방침이다양할수밖에없으며본연구에서적용된일관된치료방침이나이를통한예후분석이불가능하다. 반면이로인해감별진단에대한 SPECT/CT 의역할을분석하지못한것은한계점이다. 이번연구의단점은후향적관찰연구로환자군에대한통제및자료수집이전향적연구처럼체계적으로이루어질수없었던점이있다. 후향적연구로증상에대한자세한문진을수행하지못하였으며 WOMAC(Western Ontario and McMaster Universities Arthrosis Index) score 같은임상자료와연계되지못한점또한이번연구의한계점이다. 하지만전방슬관절통증을갖는환자들에대한단일기관의일관성있는프로토콜을통해부정정렬이나퇴행성관절염이심하지않은슬관절전방부통증을호소하는모든환자들에서최소 8 주이상의보존적치료를시행하였으며, 보존적치료에도통증이호전되지않는환자들에게수술적치료를적용하였고모든환자들에있어같은검사

39 프로토콜을적용하여후향적관찰연구가갖는단점을일부분 보상하였다. 결론 슬관절전방부통증을호소하는중년환자들의병소를해부학적으로국소화하는데 SPECT/CT 가유용하며골섭취강도가높을수록보존적치료에실패할확률이높았다. 보존적치료에실패한환자군에서높은비율의대퇴-슬개관절염이관찰되었다.

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48 Abstract Diagnostic Value of SPECT/CT in Middle-aged Patients with Anterior Knee Pain Du hyun Ro Department of Clinical Medical Sciences The Graduate School Seoul National University Introduction Diagnosis and treatment of anterior knee pain is a difficult problem. SPECT/CT (single positron emission tomography-computed tomography) is a sensitive diagnostic tool used to detect metabolism of subchondral bone and expected to be a useful tool for diagnosing anterior knee pain. We investigated the role of SPECT/CT in middle-aged patients with anterior knee pain. Methods Seventy-three patients aged 40 to 65 years with anterior knee pain were investigated. Patients with patella subluxation or advanced

49 osteoarthritis (Kellgren-Lawrance grade 2 or above) were excluded. SPECT/CT was taken in every patient and graded into 0 to 3 degree. Minimum 8 weeks of conservative treatments including exercise and medication were performed. Thirty-three patients were not satisfied with conservative treatments and arthroscopic surgery was performed accordingly. SPECT/CT grades and radiologic measurements were compared between conservative group versus operative group. ICRS grades of cartilage and SPECT/CT grades were compared in operative group. Results SPECT/CT uptake was significantly higher in operative group than non-operative group (2.03 for operative group versus 1.66 for non-operative group). Failure rate of conservative treatment was correlated with higher SPECT/CT uptake. Only 25% of patients in grade 0 patella uptake were failed conservative treatment while 67% of in grade 3 patella uptake patients were failed conservative treatment. For patients who received arthroscopic surgery, thirty one of thirty three patients showed early arthritic change at femur and thirty of thirty three patients showed same change at patella. SPECT/CT uptake was correlated with cartilage injury in operative group

50 except one case. Isolated SPECT/CT uptake without cartilage damage was observed in four cases. Conclusions SPECT/CT is a useful tool for localizing anatomical lesion of anterior knee pain. Higher uptake was correlated with increased failure rate of conservative treatment. High prevalence of patellofemoral arthritis was observed in operative group. Keywords: anterior knee pain, SPECT/CT, patello-femoral arthritis, Student Number: