의학석사학위청구논문 급성담낭염의진단에있어서 99m Tc- Ciprofloxacin (Infecton) 영상 99m Tc-Ciprofloxacin (Infecton) Imaging for The Diagnosis of The Acute Cholecystitis 2005 년 8 월 인하대학교대학원 의학과 ( 외과학전공 ) 김광
의학석사학위청구논문 급성담낭염의진단에있어서 99m Tc-Ciprofloxacin (Infecton) 영상 99m Tc-Ciprofloxacin (Infecton) Imaging for The Diagnosis of The Acute Cholecystitis 지도교수안승익 이논문을석사학위논문으로제출함
이논문을김광의석사학위논문으로인정함 2005 년 5 월일 주심 부심 위원
목 차 국문요약 ---- --------------------------------ⅰ Abstract --------------------------------------ⅱ I. 서론 ----------------------------------------1 II. 연구목적 -----------------------------------2 III. 연구대상및방법 -----------------------------3 IV. 연구성적 -----------------------------------4 V. 고찰 ---------------------------------------6 VI. 결론 --------------------------------------10 참고문헌 --------------------------------------11 List of Tables ----------------------------------13 List of Figures ------------------------------------15
국문요약 급성담낭염을진단할때초음파검사와간담도스캔을흔히이용한다. 초음파검사는담낭결석과간담도이상을진단하는데민감도가높은장점이있으나슬러지 (sludge), 총담관결석및심한염증의경우에는민감도가낮아진다. 간담도스캔은급성담낭염의진단에있어서민감도와특이도가높으나검사소요시간이길어응급환자나중환자에적용하는데어려움이있다. 99m Tc-ciprofloxacin (infecton) 은방사선동위원소 99m technetium 과광범위항생제인 ciprofloxacin 으로구성된물질로감염부위를영상으로표현하는특징이있다. 이연구의목적은급성담낭염의진단에있어서초음파검사소견과 99m Tcciprofloxacin 스캔의결과를비교하여 99m Tc-ciprofloxacin 스캔이급성담낭염의진단에적용이가능한지에대해알아보고자하였다. 초음파검사와임상적소견을바탕으로급성혹은만성담낭염으로추정되어담낭절제술을시행한환자 16 예를대상으로하였다. 전체환자 16 명을대상으로한병리학적검사결과 12 예는급성담낭염으로진단되었고, 4 예는만성담낭염으로진단되었다. 99m Tc-ciprofloxacin 스캔결과 12 예에서양성영상이관찰이되었고담낭의조직검사결과급성담낭염 11 예와만성담낭염 1 예로진단되었다. 음성영상이나타난 4 예에서는조작검사결과만성담낭염 3 예, 그리고 1 예가급성담낭염으로진단되었다. 담낭의병리학적검사결과와비교할때급성담낭염진단에대한 99m Tc-ciprofloxacin 스캔의결과는민감도 91.7% 특이도 75%, 양성및음성예측도가각각 91.7%, 75% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 25%, 8.3% 이었다. 급성담낭염환자에서 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은기술적으로쉽고정확하고안전하여급성담낭염을진단하는데유용한검사방법으로적용될수있을것이라고생각되었다. - ⅰ-
Abstract The diagnosis of acute cholecystitis is made by ultrasonography or biliary scintigraphy. The ultrasonography can identify gallstone and abnormalities of the biliary tree. But the sensitivity of sludge, common bile duct stone and severe inflammation of gallbladder is lower. The biliary scintigraphy is characteristically highly sensitive and specific for the acute cholecystitis, but can not be applicable to emergent or seriously ill patients because it requires longer time of examination. 99m Tc-ciprofloxacin consists of the synthectic broad-spectrum antibiotic ciprofloxacin liked to the radiochemical 99m technetium. The main aim of this study in comparison with ultrasonographic findings was to evaluate the efficacy of 99m Tc-ciprofloxacin imaging for the diagnosis of acute cholecystitis. Sixteen patient who peformed surgical operation for cholecystectomy thought to have acute or chronic cholecystitis based on clinical and sonographic findings were included in this study. The diagnosis of acute cholecystitis was made according to the pathologic reports. The patients were 16 cases and composed of 12 acute cholecystitis and 4 chronic cholecystitis. Twelve acute cholecystitis were positive images, including one false positive. Four chronic cholecystitis were negative images, of which three were true negative. 99m Tc- In comparison with the pathologic reports, ciprofloxacin imaging has a sensitivity of 91.7%, a specificity of 75%, a positive predictive value of 91.7%, a negative predictive value of 75% a false positive of 25% and a false negative of 8.3%. The technique is easy, accurate and safe to do. ⅱ
99m Tc-ciprofloxacin imaging is applicable for the diagnosis of acute cholecystitis. -ⅲ-
Ⅰ. 서론 급성담낭염의진단에는일반적으로복부초음파검사와간담도스캔을이용하고있다. 이중복부초음파검사는담낭결석이나담도확장, 담낭벽의비후, 담낭주위의수액저류등의간담도이상을발견하는데민감도가높은장점이있으나담낭에염증이심한경우와총담관결석및담낭슬러지 (sludge) 의경우에는민감도가떨어지는단점을가지고있다. 1) 간담도스캔은비침습적인검사이면서간, 담낭, 십이지장의해부학적인구조및기능적정보까지알수있고특히급성담낭염에있어서민감도와특이도가높다는장점이있지만, 여러번의촬영이필요하고검사시간이많이소요되기때문에응급환자나중환자에적용하기어려운점이있다. 99m Tc-ciprofloxacin 은방사선동위원소 99m technetium 과그람양성균및음성균에작용하는광범위항생제인 ciprofloxacin 으로구성된물질이다 2). 정맥주사를통해주입된 ciprofloxacin 은체내에분포하게되며담즙에서의조직투과율이가장높고, 신장을통해배출된다. 99m Tcciprofloxacin 스캔은 ciprofloxacin 이세균의 DNA 결합효소 (bacterial DNA gyrase) 에경쟁적으로작용함으로써항균효과를보이는성질을이용한것이다 3). 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은 ciprofloxacin 에동위원소인 99m technetium 을결합시켜체내세균성감염부위를정확히나타낼수있다고알려져있으며실제로정낭염, 전립선염및골반염의진단에적용된보고가있다. 4,5,6) -1-
II. 연구목적 현재는급성담낭염의진단방법으로복부초음파검사와간담도스캔이보편적으로사용되고있다. 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은검사시간이비교적짧고기술적으로간편하면서도인체에부작용이없을뿐아니라감염부위를정확하게영상으로나타낼수있는특징이있다. 본연구는 99m Tc-ciprofloxacin 스캔을급성및만성담낭염의진단에적용하고이를임상적으로이용할수있는지알아보기위해초음파결과와비교하였다. -2-
III. 연구대상및방법 1. 연구대상 2003 년 7 월부터 2004 년 2 월까지우상복부통증으로인하대병원을방문한환자중초음파검사와임상적인소견을기준으로급성및만성담낭염이의심되는환자 16 명을대상으로하였다. 담낭염은우상복부통증, 백혈구수 10000/mm 3 이상의백혈구증가증, 발열등의임상적증상과초음파검사에서 4mm 이상의담낭벽비후, 담낭주위의체액저류등의소견으로추정하였다. 그리고수술후시행된담낭의병리학적검사소견에의하여급성담낭염과만성담낭염을구분하였다. 환자들모두에게수술전초음파검사와 99m Tc-ciprofloxacin 스캔을시행하였으며, 그후담낭절제수술을시술하였다. 2. 연구방법 99m Tc-ciprofloxacin kit 은 Ciprofloxacin 2mg 을 stannous tartrate 에완전히용해시켜 99m Tc-40mCi/1ml 를주입한다. 합성된 99m Tc-ciprofloxacin vial 속의공기를제거한후에 30 분간실온에보관하고살균된진공 vial 에살균 filter 를통하여 99m Tcciprofloxacin 을주입한다. 99m Tc-ciprofloxacin 15mCi 를환자에게정맥주사하고 1 시간후핵의학단광자단층촬영 (SPECT: Single Photon Emission Tomography) 을시행하였다. 촬영은 140 kev, 15% window 를가진 LEAP (low-energy-allpurpose) 분광기 (colimator) 인 gamma camera 를이용하였고, Butterworth filter 와 filter-back-projection (FBP) 으로영상을재구성하였다. 초음파검사소견과 99m Tc-ciprofloxacin 스캔결과를담낭의병리학적소견을근거로급성및만성담낭염으로진단된결과와비교하였다. 통계분석은컴퓨터를이용해통계프로그램인 SPSS 를사용하여상호연관성을알아보기위해 Chi-square test 를실시하였고, p-value 가 0.05 이하일때통계적유의성이있다고판정하였다. 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은환자의동의를얻고검사를진행하였다. -3-
IV. 연구성적 16 명의환자중성비는남자가 4 명여자가 12 명이었으며평균연령은 59 세로연령범위는 22 세부터 69 세였다. 16 명의환자는모두개복하혹은복강경으로담낭절제수술을받았으며모든예에서담낭결석이관찰되었다. 수술후담낭의병리학적검사보고결과는 12 예의환자에서급성담낭염이진단되었고, 4 예의환자에서는만성담낭염으로진단이되었다. 초음파검사에서는 4mm 이상의담낭벽의비후, 담낭주위의체액저류등의소견상급성담낭염으로의심된예가 14 예이였고급성담낭염의소견이없는 2 예가있었다. 99m Tcciprofloxacin 스캔결과는양성영상이 12 예였고음성영상은 4 예에서관찰되었다. 전체환자 16 예중수술후병리학소견상급성담낭염으로진단된환자는모두 12 예로그중 11 예는수술전초음파검사에서급성담낭염으로추정되었고 1 예는만성담낭염이의심되는소견이었다. 그리고수술후만성담낭염으로확진된 4 예중 3 예는수술전에시행한초음파소견에서급성담낭염이의심되었고 1 예는만성담낭염이의심되는소견이었다. 99m Tcciprofloxacin 스캔결과 12 예의양성영상중에 11 예는급성담낭염의소견에합당한영상이관찰되었고 (Fig. 1), 나머지 1 예는양성영상이관찰되었으나병리학적소견상으로는만성담낭염이진단되었다. 만성담낭염으로진단된 4 예중 3 예는 99m Tcciprofloxacin 의섭취가없는음성영상이관찰된만성담낭염이였고 (Fig. 2), 1 예는양성영상이관찰되어급성담낭염이의심되었으나병리학검사상만성담낭염으로판정되었다. 위의결과로급성담낭염의진단을위하여초음파검사를시행한결과는민감도 91.7%, 특이도 25%, 양성및음성예측도가각각 78.6%, 50% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 75%, 8.3% 였다. 또한급성담낭염의진단에있어서 99m Tcciprofloxacin 스캔의결과는민감도가 91.7%, 특이도가 75%, 양성및음성예측도가각각 91.7%, 75% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 25%, 8.3% 였다.(Table. 1) -4-
병리학적진단결과와상호연관성은 p=0.008 로유의있는상관관계를나타내었다. -5-
V. 고 찰 담낭염은담낭의화학적및미생물학적인급성염증인데담낭결석을동반한담낭염이 90-95% 를차지하고담낭결석이없는담낭염은 5-10% 7) 정도로급성담낭염은담석에의한가장흔한합병증이라할수있다. 이를진단하는데있어현재까지는초음파검사와간담도스캔이가장유용한방법으로알려져있다. 초음파검사는담도계질환에있어서일차적으로많이이용되는진단적방법으로특히중환자에게있어유용한검사방법이다. 그러나단순담낭결석인경우에는민감도가 90-95% 이지만, 담낭의슬러지 (sludge), 총담관결석, 담도염의경우에는민감도가떨어진다 1). 컴퓨터단층촬영 (CT) 검사는담도계질환을평가하고, 다른복부장기에도이상소견이의심될때에이용되는검사방법으로담석질환의합병증을평가하는데유용한검사법이다. 그러나담석을검사하거나총담관결석검사에는초음파검사보다그민감도가떨어진다는보고도있다. 8,9) 간담도스캔은일반적으로급성담낭염의진단이나담낭절제수술후담즙누출이의심될때에도움을줄수있으며, 특히급성담낭염의경우에있어서는초음파검사보다민감도와특이도가더높은것으로알려져있다. 급성담낭염의진단은간, 총담관, 소장이관찰됨에도불구하고담낭이관찰되지않을경우에진단을내릴수있다. 그러나금식기간이길거나만성담낭염일경우에도담낭이관찰되지않을수있고, 여러번의촬영이필요하기때문에검사소요시간이길어응급환자나중환자에게적용하기어렵다는단점이있다. 10) 99m Tc-ciprofloxacin 은광범위항생제 ciprofloxacin 에방사선동위원소 99m technetium 을결합하여구성한물질로 ciprofloxacin 이세균의 DNA 결합효소 (bacterial DNA gyrase) 에작용하므로그람양성균과음성균모두에광범위하게적용할수있다. 2,3) 따라서살아있는세균에 99m technetium 이농축되면서영상으로나타나는특성이있으며, 죽은세균이나, 무균성농양에는방사선동위원소의농축이관찰되지않는다. 이러한이유로인하여세균성감염부위에대한매우높은특이도를 -6-
나타낸다. 11,12,13) 세균성감염에대한핵의학검사로는과거에방사선동위원소를이용한백혈구스캔 (radiolabelled leukocyte scintigraphy) 등이활용되어왔다. 그런데백혈구스캔이세균성감염에대해민감도 81%, 특이도 77%, 정확도 79% 인데비해 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은민감도 84%, 특이도 96%, 정확도 90% 로결과가정확한것으로알려져있다. 14) 이처럼 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은세균성감염의진단에높은양성예측도를가지며실제로정낭염, 전립선염및골반염등다른질환의진단에효과적이라는보고가있다. 4,5,6) 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은백혈구스캔과비교하여몇가지장점이있다. 첫번째로혈액이나혈액추출물의조작이필요하지않아 B 형간염이나 HIV 감염의위험을줄일수있고, 두번째로백혈구스캔과비교하여 kit 로만드는과정이기술적으로쉽고간편하며, 세번째로는환자의백혈구감소상태에대한영향이없어백혈구감소증인환자의감염여부를검사하는데더좋다. 마지막으로 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은뼈나골수에섭취되지않아척추나사지골격의감염을진단할수있다. 11,13) 감염부위를영상으로나타내는과정에있어서세균성감염과 비특이적염증간의감별이어려운단점이있는데 99m Tcciprofloxacin 스캔은백혈구스캔과비교하여이런단점을보안하고세균성감염에보다효과적으로작용하는특징이있어세균성염증으로인한질환검사에사용되고있다. 13) 급성담낭염이발생했을때담즙에서장내세균인 Escherichia coli, Enterococcus, 그리고 Klebsiella 등의균주가흔희배양된다. 15,16) 담낭의세균감염은담낭축농증이나담낭천공으로진행할수있어담낭주위농양및복막염을발생시킬수있다. 본연구에서살핀바에의하면급성담낭염으로진단된예에서 99m Tc-ciprofloxacin 스캔결과간에중간정도의섭취도가보이고담낭벽에간보다높은활성도를나타내고있다. 그러나만성담낭염으로진단된예에서는담낭벽에 99m Tc-ciprofloxacin 의섭취가없어그활성도가보이지않는다. 정상 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은조기영상에서정상적으로신장을통한요료계배설로신장과방광에높은방사선섭취가보 -7-
이고, 간과비장에는혈액내활성도때문에중간정도의섭취도가나타나지만정상골이나골수, 근육및연부조직에는정상적으로는활성도가없는것을알수있다 11). 급성담낭염환자의경우에는 99m Tc-ciprofloxacin 스캔을시행했을때양성영상이관찰된다. 급성담낭염에서담낭절제수술 후담낭내담즙에서세균을배양하면 50-80% 에서양성 17) 으로 나타난다. 세균성감염에있어서균배양은진단의가장중요한기준이되지만균배양이불가능할경우가발생할수있고, 항생제치료여부등에의해서영향을받을수있다. 따라서국제적인승인기준에서도세균배양외에수술소견, 조직병리학적인소견, 감염에대한증상과징후및다른영상기술로감염의유무를평가할수있다. 99m Tc-ciprofloxacin 스캔검사중 1 예에서양성영상이관찰되었으나병리학적조직결과상만성담낭염인위양성으로판정되었고이것은 99m Tc-ciprofloxacin 스캔이후수술을받기전까지 5 일간항생제투여후에수술을받았던환자이었고, 초음파검사소견상 3 예에서급성담당염이의심되었으나병리학적조직결과상만성담낭염으로진단되었는데이중 2 예에서 10 일이상항생제투여후에수술을진행하여결과에영향을미칠가능성이있을것으로사료된다. 본연구에서담낭의병리학적조직결과와비교하여급성담낭염의진단을위하여초음파검사를시행한결과민감도 91.7%, 특이도 25%, 양성및음성예측도가각각 78.6%, 50% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 75%, 8.3% 이었고, 99m Tc-ciprofloxacin 스캔의결과민감도가 91.7%, 특이도가 75%, 양성및음성예측도가각각 91.7%, 75% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 25%, 8.3% 로결과의차이를보였다. 초음파검사결과의소견과병리학적조직검사결과가다른만성담낭염 2 예에서 10 일이상항생제투여한경우와 99m Tc-ciprofloxacin 스캔후에수술을받기전까지 5 일간항생제투여후수술을받았던 1 예는항생제투여기간의영향에따라병리학검사의실제결과와차이를보이는데 99m Tc-ciprofloxacin 스캔이항생제투여기간과수술이진행될때까지기간을고려해보았을때급성담낭염에서진단의정확성이높을것으로사료된다. -8-
99m Tc-ciprofloxacin 스캔은실제치료에투여된 ciprofloxacin 용량은보통치료목적으로사용되는용량의 200 분의 1 인 2mg 을사용하기때문에인체의부작용이없거나매우작을것으로기대 11,12,13) 되었으며실제로전체 16 예중에서부작용이발견된예는한예도없었다. 99m Tc-ciprofloxacin 스캔의유용한점은간담도스캔과비교하여여러번의촬영이필요없고, 2 시간에서 8 시간까지소요되는시간을줄일수있으며, 오랜금식에영향이없이검사할수있는장점이있다. -9-
VI. 결론 본연구는 2003 년 7 월부터 2004 년 2 월까지인하대학교의과대학외과학교실에서초음파검사와임상적인소견상급성혹은만성담낭염으로추정되어수술을시행한환자 16 명을대상으로하였다. 99m Tc-ciprofloxacin 스캔과담낭절제술을시행하여다음과같은결과를얻었다. 급성담낭염의진단을위하여초음파검사를시행한결과민감도 91.7%, 특이도 25%, 양성및음성예측도가각각 78.6%, 50% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 75%, 8.3% 이었고, 99m Tc-ciprofloxacin 스캔의결과민감도 91.7%, 특이도 75%, 양성및음성예측도가각각 91.7%, 75% 이었으며, 위양성도, 위음성도는각각 25%, 8.3% 였다. 병리학적진단결과와상호연관성은 p=0.008 로유의있는상관관계를나타내었다. 급성담낭염환자에서 99m Tc-ciprofloxacin 스캔은기술적으로쉬우며, 비침습적검사로안전하고, 정확하며, 검사소요시간이짧고, 초음파검사와비교하여급성담낭염을진단하는데유용한검사방법으로적용될수있을것이라고생각되고, 앞으로더많은수의환자를대상으로한연구가필요할것으로사료된다. -10-
참고문헌 1). Gross BH, Harter LP & Gore SM. Ultrasonic evaluation of common bile duct stones: prospective comparison with endoscopic retrograde cholangiography. Radiology 1983; 145:471. 2). Solanki KK, Bomanji J, Siraj Q et al. 99m Tc-infecton: Anew class of radiopharmaceutical for image infection. J nucl Med 1993;34:119 3). Hooper DC, Wolfson JS, Ng EY, Schwartz MN. Mechanism of action of and resistance to ciprofloxacin. American journal of medicine 1987;82 Suppl 4A:12-20. 4). Choe W, Kan Ryu J, Kim WH, Chung MH, Suh JK. Imaging seminal vesiculitis with Tc-99m ciprofloxacin. Clin Nucl Med. 2003 ;28:501-2. 5). Ryu JK, Lee SM, Seong DW, Choe WS, et al. Tc-99m ciprofloxacin imaging in diagnosis of chronic bacterial prostatitis. Asian journal of andrology. 2003; 5:179-83 6). Cho W, Im MW, Chung JK, et al. Imaging pelvic inflammatory disease with Tc-99m ciprofloxacin. Clin Nucl Med 2000; 25:842 7). Barie PS, Fischer E. Acute acalculous cholecystitis. Journal of American College of Surgeons. 1995 ;180:232-44 8). Mirvis SE, Vainright JR, & Nelson AW. The diagnosis of acute acalculous cholecystitis: a comparison of sonography, scintigraphy, and CT. American Journal of Roentgenology 1986 147:1171-5. 9). Cynthia W.Ko, Sum P. Lee. Biliary sludge and cholecystitis. Best Practice & Research Gastroenterology. 2003;17:383-96 10). Lin EC, Kuni CC. Radionuclide imaging of hepatic and biliary disease Seminars in Liver Disease. 2001;21:179-94. 11). Britton KE, Vinjamuri, Hall AV, et al. Clinical evaluation of 99m Tc-infecton for the localization of bacterial infection. Eur J Nucl Med 1997;24:553-6. -11-
12). Britton KE, Wareham DW, Solanki KK, et al. Imaging bacterial infection with 99m Tc-ciprofloxacin(Infecton). J Clin Pathol 2002;55:817-823. 13). Hall AV, Salanki KK, Vinjamuri S, et al. Evaluation of the efficacy of 99m Tc-infecton, a novel agent for detecting sites of infection. J Clin Pathol 1998;51:215-9. 14) Vinjamuri S, Hall AV, Solanski KK, et al. Comparison of 99m Tc- Infecton imaging with radiolabelled white-cell imaging in the evaluation of bacterial infection. Lancet 1996;347:233-5 15) Claesson BEB, Holmlund DEW & Matzch TW. Biliary microflora of in acute cholecystitis and clinical implications. Acta Chirurgica Scandinavica 1984;150:229. 16) Claesson BEB, Holmlund DEW & Matzch TW. Microflora of the gallbladder related to duration of acute cholecystitis. Surgery, Gynecology and Obstetrics 1986;62:531. 17 ) 노동규, 김영진, 김현종, 최원. 급성담낭염의담낭절제술에대하여. 대한외과학회지 1986;30:700-4. -12-
List of Tables Table. 1 The diagnosis of acute cholecystitis, ciprofloxacin imaging and utrasonographic results 99m Tc- -13
Table. 1 The diagnosis of acute cholecystitis, 99m Tcciprofloxacin imaging and Ultrasonographic results 99m Tc-ciprofloxacin Ultrasonography scan (+) (-) (+) (-) Pathologic (+) 11 1 11 1 diagnosis (-) 1 3 3 1 Sensitivity 91.7% 91.7% Specificity 75% 25% positive predcitive value 91.7% 78.6% negative predictive value 75% 75% False positive 25% 75% False negative 8.3% 8.3% -14-
List of Figure 1. Fig. 1 99m Tc-Ciprofloxacin mages was a acute cholecystitis. There is increased uptake in the area of the gallbladder wall(arrow) 2. Fig. 2 99m Tc-Ciprofloxacin images was a chronic cholecystitis. There is no uptake in the gallbadder wall. -15-
Fig. 1 99m Tc-Ciprofloxacin(Infecton) images was a acute cholecystitis. There is increased uptake in the area of the gallbladder wall(arrow) A. Transverse view B. Sagittal view C. Coronal view -16-
Fig. 2 99m Tc-Ciprofloxacin(Infecton) images was There is no uptake in the gallbadder wall. a chronic cholecystitis. A: Transverse view B: Sagittal view C: coronal view -17-