대 한 방 사 선 의 학 회 지 1994: 30(3) : 539- 548
전렵선암의 국소적 병기 결정에 었어서 경직장 코일을 이용한 자기공명영상의 유용성 I
김 종 철
·
미 첼D.
쥐 날2목 적:전립선암은그 병기에 따라큰치적 전립선 절제술과방사선/ 호르몬치료법 등이 결정되므 로 치료 전에 그 병기를 판정하는 것은 대단히 중요한데， 경직장 표면 코일을 이용한 고해상 전립선 자 기공명영상이 전립섣암의 국소적 병기 결정에 어느 정도 정확한지 그 유용성을 알아 보고자 한다.
대상 및 방법:전립선에 국한된 암으로 진단한 172 명의 전립섣암 환자 중 수술을 시행하여 병기가 확정된 82 명의 환자를 대상으로 하였다. 1.5T GE Signa 로 FOV 1Q-12cm, 3-4mm 절펀， 2 NEX, 256x 128 matrix(FSE: 256 x 256, echo train 16) 를 사용하여 스캔하였다. WARPSPGR( 경사 각도 : 300)로 body의 시상 및 관상 localizer 영상을 얻은 후 이것을 기준으로， 고무 풍선 내에 장착된 경직잠 표면 코 일을 단독 사용하거나 전복벽에 body coil 혹은 phased array coil 을 병행하는 mu Iti -coi I a rray tech nique으로 전립선의 T1 혹은 T2 강조 횡단， 시상， 관상 스캔 방향의 영상을 얻었다. 수술 전 MRI 판독 상의 병기 판정과수술후의 병리 조직학적 병기 판정을비교분석하였다.
결 과:경직장자기공명영상은전립섣에 국한된 암과전립선 밖으로확산된 암의 감별진단에 있어 서 82%으| 정확성(전립선 피막을 현미경적으로 침범한 4例와 정낭을 경미하게 침범한 1例를 제외하면 87%)을보였다.수술가능한 병기 B 전립선암진단의 예민도는 79%，특이도는 75% 이었다.
결 론:경직장 자기공명영상은 전립선과 그 주변 조직의 해부병리학적 구조에 대한 고해상 영상을 제공하고 전립선암의 국소 병기 결정에 높은 정확도를 보이므로， 향후 우리 나라에서도 이의 활발한 이용이 기대된다.
서 를응 ‘-
전립선암은미국의 경우성인남자에서 발생하는악성 종양 중 거의 20% 를 차지할 정도로가장 흔한 악성 종양 이며， 성인 남자에 있어서 악성 종양으로 인한 사망 원인 중 세 번째의 빈도를 차지한다(1). 우리 나라에서는 아직 정확한통계자료를구할수없지만，식이 습관의 변화와수 명의 연장에 따른 질병의 선진국 유형화， 환자들의 질병에 대한 관심과 의료 지식의 증대， 의료 검사 기기와 검사법의 다양화와 고급화 및 검사 기술의 향상 등으로 인해 전립선 암의 발견율이 점차높아지고있는실정이다.
전렵선암이 전럽선 내에 국한되고 주위의 신경혈관속 (neurovascular bundle) 을 침범하지 않으면， 전립선 주위 의 신경들을 보존하는 방법 (PC Walsh
& H.
Lepor, 1982) 으로 근치적 전립선 절제술을 시행하여 음위(陰養， lmpo-’충남대학교 의과대학 진 단방사선과학교실 2펜실베니아 대학교병원 방사선과학교실
본 연구 논문은 1994 년도 충남대학교병원 임상 연구비 보조로 이루어졌음.
이 논문은 1993년 6월 14일 접수하여 1993 년 8월 31 일에 채택되었음
tence) 나 실금(失禁， incontinence) 등의 부작용을 줄일 수가 있다. 이러한 근치적 전립선 절제술이 전립선에 국한 된 전렵선암의 우선적 치료법으로 인정되어 많이 시술되 고 있다 (2， 3).
이렇게 전립선암의 병기에 따라 그 치료법이 수술， 방사 선 혹은 호르몬 치료 등으로 달라질 수 있기 때문에， 치료 방침을 결정할 수 있는 방사선학적 검사법의 중요성이 강 조되고 있다. 하지만 기존의 경직장(經直陽) 초음파 (4) 나 컴퓨터 단층 촬영(이하 CT로 略함) (5-9) 흑은 체부 코일 (body coil)을 이용한 자기 공명 영상(이하 MRI로 약함) (10, 11) 으로는 전립선 피막(被體， capsule) 의 보존 혹은 침 범 여부를 알기가 힘들다. Schnall 등은 자신들이 고안한 경직장 코얼을 이용하여 전립선의 고해상
MRI
를 얻었고 (12, 13), 또 22명의 전립선암 환자를 대상으로 경직장 코 일을 이용한 영상과 체부 코일을 사용한 영상을 비교하여 전립선암의 병기 결정에 전자가후자보다더 높은정확도 를 보임을 입증하였다(1 4). 저자들은 상기의 22명 이후에 도 전립선암 환자를 대상으로 계속 경직장 코일MRI
검 사를 시행한 후， MRI의 수술 전 판독과 전립선암 수술 후 의 병리학적인 소견을 비교 분석하여서， 전립선암의 국소%
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적 병기 결정에 관한 경직장 MRI 의 유용성에 대해 알아 보고자본연구를실시하게 되었다.
대상및방법
1991 년부터 2년간 펜실베니아 대학교병원에서， 경직장 초음파 유도하의 생검으로 전립선암으로 판명되고 염상적 으로 전립선 내에 국한된 전립선암으로 추정 진단된 172명 의 환자중，수술을시행하여 병리학적으로병기가확정된 82명의 환자를 대상으로 하였다. 환자의 연령 분포는 52-75세이었고 평균 연령은 60세이었다.
전립선암의 임상적， MRI，병리학적 병기 결정은 Jewett
Whitmore의 분류(1 5) 에 따랐다. 경직장 코일을 이용한
MRI
검사 소견상， 전립선 주변의 지방 조직， 정맥들이나 신경혈관속에 비정상적인 신호 강도가 보이거나， 저 신호 강도의 피막이 파열되거나 비대청적으로 돌출된 소견이 보일 경우， 전립선 피막을 침범한 명기 C 의 전립선암이라 고 판독하였다. 또한T2
강조 영상에서， 정냥에 비정상적인 저 신호 강도가 보이거나 저 신호 강도의 정냥벽이 국 소적 비대칭성 비후소견을보일 경우에도，정냥의 간질을 침범한 병기 C의 전립선암이라고 판독하였다. 수술 전 전 럽선암 환자의 MRI는 두 명의 저자들이 각각 상대방의 판독 결과를 모르는 상태에서 판독한 후， 이견(異見)이 있 을경우는서로상대방의 주장을청취한후상호조정하여 합일된 결과로 보고하였다.
자기 공명 영상
본 연구에서의 모든
MRI
검사는 1.5T의Signa(GE Medical System, Milwaukee, U. S.
A.)를 사용하여 두번씩 영상을 얻어 (2aquisition: 2 NEX)
그 신호를 평균하였Prostate
Spinal Column
a b
다. 급속 스핀 에코 (Fast
Spin Echo :
이하 FSE로 약함)에 서는 256x256 matrix를 사용하였고， 나머 지 영 상 순서 에 서는 256 x 128 matrix를 사용하였다.전립선과 그 주변부의 고해상
MRI
를 얻기 위해， 고무 풍선의 내변에 3.5x6cm 크기의 난원형 코일을 장착한 경 직장 표면 코일 (Medrad，Pittsburgh,
U.S.A.) 을 사용하 였다.이 코일을측와위에서 환자의 항문을통해 직장에 넣 은 후， 환자가 불편을 호소하지 않을 정도로 약 100cc의 공 기를 주사기로 주입하여 풍션을 확장시켰다. 이 풍선은 그 전면이 오목해서 직장의 전벽에 잘 밀착되게 고안되어 있 는데， 이는 공기나 대변 등이 직장의 전벽과 이 풍선의 전 면에 끼어서 전립선 영상화를 방해하지 않도록 하기 위함 이다 (Fig.1a).
경직장 표변 코일만 이용하면 직장에서 거 리가 먼 전립선의 전면부나 전복부(前眼部)쪽의 구조물의 신호 강도가 약해져서 균질한 고해상 영상을 얻을 수가 없 는 경우가 많다. 그러므로 전복벽(前題뿔)에 골반 코일(pelvic
coil) 을 동시 에 사용하는 복수 코일 배 열 기 법(multi
-coil array
technique) 을 이용하기도 하였다 (Fig.1b).
자장(磁場) 내에서 경직장 코일은 체부 코일로부터의충격을 흡수하도록 설계되었다(13).
환자의 장(陽)과 직장(直陽)의 연동 운동을 감소시키기 위해
1mg
의glucagon(Lilly , Indianapolis , U. S.
A.) 을 환 자에게 근육 주사한 후 앙와위에서 자기 공명 스캔을시행 하였다. 먼저 경사 에코 (gradient echo) 의 일종인WARP- SPGR(Warp Spoiled Gradient
Echo) 를 이용하여， 8- 8.2msec의 에코 반복 시간(이하 TR로 약함)， 2-2 .2msec 의 에코 시간(이하 TE로 약함)， 30。의 경사 각도 (flipangle)
, 48cm의field of view(
이 하 FOV로 약함)， 7mm의 절편 두께， 2 NEX로 시상(失狀) 스캔을 얻어， 경직장 코 일의 위치를 확인하고 횡단 스캔의 위치를 선택하기 위c
Fig
. 1.a. Diagram 01 the pelvis 01 the examinee with ballooned endorectal coil in situ. Note the concave anterior surlace 01 the balloon which lits on the anterior rectal wall
b. Sagittal diagram 01 the pelvis 01 the patient whose MR imaging is being perlormed with multi
-coilarray technique. Note both
the body coil (BC) on anterior abdominal wall and rectal coil (RC) in the rectum. UB
=urinary bladder,PR=prostate
,R=rectum
c. WARPSPGR(TR/TE=8.2/2.2
, Ilip angle=300)sagittal localizer image 01 the patien
t.UB=urinary bladder, PR
=prostate,R= rec-
tum
김종철 외 :전립선암의 국소적 병기 결정에 있어서 겸직장 코일을 이용한자기공명영상
a b e
Fig. 2. High resolution endorectal coil MR images with good anatomic detail
a, b. T1 weighted(TR/TE=500/12Fr, Fr
=fractionail axial image of the prostate and seminal vesicles. Note the homo- geneous low signal intensities of the pros- tate, seminal vesicles(l arge black arrows) and the urinary bladder( UB). Periprostatic venous plexus(open white arrows), neurovascular bundles(small black arrows), anatomic prostatic capsule (thick
c d white arrows), pubococcygeus muscle &
fascia(large arrowheads), and Denonvillier’s fascia(small arrowheads) have low signal intensities. Periprostatic fat(F) has high signal intensity. SP=symphysis pubis, R=rectum
c. Axial FSE [TR/TE=4000/144, 16 echo train length (ET니， 18 echo spacel 이 a stage B prostatic carcinoma clearly demonstrates hyp이 ntense protatic capsule(arrows) and Denonvillier’s fascia (arrowheads)
d. Coronal FSE(4500/140, 16 ETU of a stage B prostate carcinoma. The peripheral zone (PZ) of the prostate and fluid in the tubules of the seminal vesicles show high signal intensities. The walls of the tubules of the seminal vesicles (black arowheads), prostatic capsules (thick white arrows), central portion of the prostate and a small prostatic carcinoma localized in rt. inferior PZ (thin white arrows) without disruption of the prostatic capsule show low signal intensities.
e. Coronal diagram of the normal prostate & adjacent structures. UB=urinary bladder, VD=vas deferens, SV=seminal vesicles, ED=ejaculatory duct, CZ=central zone, PZ=peripheral zone, VERU=verumontanum, U=prostatic urethra
한 위치 측정 Oocalizer) 영상으로 삼았다. 이 기법으로 얻 은 영상은T1 강조 영상에 가까우나 통상적인 T1 강조 영 상에서보다 훨씬 짧은 시간 내에(예를 들어 15 개의 영상 을 얻는데 33초 소요) 얻을 수 있는 선명하고 대조도가 높 은 영상이었는데， 통상적인 T1 강조 영상에 비해 지방 성 분이 좀 억제 (suppress) 되는 경향이 있었다(Fig. 1c). 횡 단 T1 강조 스핀 에코(Spin Echo: 이하 SE로 약함)와 횡 단， 시상， 관상 FSE 스캔은 3- 4mm 절편 두께， 1mm 간격， 1Q-12cm의 FOV로 실시하였다. 전럽선 횡단 영상은 정낭 의 상연(上緣)과 전립선의 첨부(갓部)가 포함되는 범위 내 에서 전렵선의 횡축 방향을 따라 스캔하여 얻었다. T1 강 조 횡단 스캔은 TR/TE를 600/12，20으로 시행하였고， T2 강조 영상 횡단 스캔은 TR/ TE 를 2500/ 40,80 으로
하여 실시하였다. 1992년 5월 1일부터는 횡단， 시상 T2 강 조 영상 스캔을 4000, 4500, 5000msec / 140, 144msec의 TR / TE
,
108 -140msec의 effective TE,
16 echo train length(ETL),
18-22 echo space(E space) 의 지표(parameter)를 가지는 FSE 로 대치하였고， 또 관상 사면(cor onal oblique) 스캔을 3000, 4000, 4500/ 132, 140의 TR/ TE 에서 상기와 같은 방법으로시행하는 FSE 로변 경하여 설시하였다. 관상 사면 스캔은 WARPSPGR 시상 스캔 영상에서 전립선의 저부의 전후 중간면과 전립선 첨 부를 연결하는 관상면(coronal plane)을 기준으로 삼아 이 면에 평행하게 실시하였는데， 경직장 코일을 덮고 있는 풍 선 전변에서부터 전립선의 후반부까지 3-4mm 절편 두께 로 스캔하였다. 이러한 영상들은 공간 여광기 (總光器， fil
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ter) 를 사용하여 처리하였는데， 이런 방법으로 표면 코일 의 원위부 영상 질 저하를 방지하면서 비교적 쉽게 영상을 만들 수 있었다. Aliasing artifact 들을 감소시키기 위해 oversampling 방법을 사용하였다. 전립선 주위의 장골 혈 관 (iliac vesseI) 등 위상 (phase) 에 관련된 motion arti- fact 가 전렵선과 주변 구조물의 영상을 흐리게 만드는 것 을 방지하기 위하여， 환자의 전후변을 주파수 암호화 (fre
quency encoding) 방향으로 삼았다.
병리학적 조직 검사
수술로 절제된 표본들을
10%
중성 완충 포르말린 용액 에 고정하여 요도에 직각 되게3-5mm
간격으로 절편화 하였다. 한 사람의 병리학자가 병변 부위와 럼프절의 병리Fig. 3. Pathologically confirmed mucinous carcinomas of the prostate‘ Axial FSE(4000/140, 16 ET니 shows masses with hyperintense foci in right posterior(arrowheads) and left middle portions of the PZ (black arrows). They did not show bright signals on T1WI, so above findings were compatible with mucin components. Many BPH nodules of variable size, shape and intensities in the transition zone(TZ, white arrows) are also seen
조직 검사를 실시하여 전립선암의 병기를 결정하였다. 육 안적으로는 전립선 피막이 정상인 것처럼 보이지만 조직 검사에서 전립선암이 피막 외로 현미경적 확산의 증거를 보일 경우， 이를 ’현미경적 전립선 피막 침범’이라고 정의 하였다.
결 과
경직장 코일을 이용한 MRI는 전립선과 전립선 피막 및 정냥，신경혈관속등을포함한전럽션 주변부의 해부병리 학적 구조를해상도가높게 잘보여 주었다.특히 전복벽에 체부(골반) 코일을 함께 사용한 복수 코일 배열 기법으로 원위부의 해상력 저하가 없는 균질성의 고해상 영상을 얻 을 수 있었다. T1 강조 영상에서는 전립선， 정낭 및 방광이 모두균질성의 저 신호강도를보여 각각의 내부구조를잘 구별할 수가 없었다. 하지만， 전립선 주위 정맥총 (peripro
static venous plexus) 은 아주 강한 고 신호 강도의 전립선 주위 지방 조직 속에서 꾸불꾸불한 저 신호 강도의 구조물 로 보였고， 신경혈관속은 전렵선 뒤의 5시와 7시 방향에서 각각저 신호강도의 구조로나타났다.또한전립선을둘러 싸고 있는 앓은 전럽선 해부학적 피막 (anatomical or true prostatic capsule), 치골-미골 (Pubococcygeus) 근육과 근막 (fascia) 및 전립선-직장 간의 Denonvillier 근막 등 은 저 신호 강도의 구조물로 잘 관찰되었다 (Fig. 2a,b). T2 강조영상에서는전립선과정냥의 내부구조를잘볼수있 었다. McNeal의 분류(16) 에 따른 전립선의 정상적인 주변 대， 정냥 내의 정액， 전립선 주변 정맥들과 방광내의 소변 등은 고 신호 강도를 보였고， 전립선의 이행대와 중심대는 상대적으로 낮은 신호 강도를 보였으며， 전방 섬유근육 간 질 (anterior fibromuscular stroma), 정냥벽들과 전립선 피막은 더 낮은 신호 강도를 보였다 (Fig. 2c,d). MRI 에서 는 편의상 이행대와 중심대을 합쳐 중심션(中心脫 ; cen- tral gland=CG) 이라고 칭하기도 하는데 03， 14， 17, 18), 이 둘은 어 떠한 pulse sequence 에서도 서로 잘 구분이 되
Fig. 4. A pathologically confirmed stage B prostate carcinoma.
a. Sagittal FSE (4500/144, 16 ETU reveals a hypointense mass with smooth contour bulging in prostate apex(black arrows) Note hyperintense urine in the urinary bladdedUB), hypointense walis of the urunary bladder, BPH of varialbe signal intensities(white arrows) with pseudoca- psule formation(open arrows), and hypo- intense Denonvillier’s fascia(arrowheads) at rectoprostatic interface. R=rectum b. Sagittal diagram of the normal prostate and periprostatic structures. UB=urinary bladder, VD=vas deferens, SV=seminal vesicle, U=prostatic urethra, ED=ejaculat- ory duct, VERU=verumontanum
m *
김종철 외 . 전립선암의 국소적 병기 결정에 있어서 경직장 코일을 이용한 자기공명영상
지 않았다. McNeal 의 분류에 따르면， 중심대와 주변대는 외부선(外部線， outer gland) 에 속하고， 이행대， 요도 내부 괄약근 (urethral internal sphincter) 의 평활근과 요도 주 변 服組織層 (periurethral glandular tissue layer) 는 내부 선(內部臨， inner gland) 에 속하여， 선조직이 없는 전방 섬 유근육간질과대조가된다.그러므로 MRI 에서 사용하는
‘중심선’ 의 개념 과 McNeal의 해부학적 분류를 혼동하지 않아야한다.
전립선암은 거의 대부분이(총 82명 중 79명 환자에서)
E
강조 영상에서 전립선의 주변대에 위치한 저 신호 강 도의 종괴 양상으로 나타났다 (Fig. 2c). 두 병의 환자에서 는 T2 강조 영상에서 전립선암이 고 신호 강도를 보였는 데，이는병리학적 검사상점액성 성분이 포함되었음이 업 증되 었다 (Fig. 3). 또 다른 한 환자에서는 MRI상 전립선 암이라고 할 만한 병변을 발견할 수가 없었는데， 이는 병리 조직 검사상 현미경으로만 발견할 수 있었던 아주 미세한전립선암으로판명되었다.
전체 82명의 전립선암 수술 환자에서 47명이 병리학적 으로 병기
B
이하임이 확진되었고 (Fig. 4), 35명이 병기C
이상(병기 C의 전립선암 34명과 병기 D의 전립선암 1명 ) 임이 확진되었다. 병기 C 인 환자 34명 중 10명에서 전럽선 암이 정냥을 침범하였고(Fig. 5), 나머지 24명에서 전립선 암이 전렵션 피막을 침범하였다 (Fig.
6).
수술 전의 MRI 판독과 병리학적 병기 결정의 비교 결과를 Table 1 에 요약 하였다. MRI 의 예상 병기 결정과 병리학적 병기 결정이 일치한 경우는 총 82명의 환자 중 67명 (82%의 정확도)이 었다.병리학적으로병기 C로증명된 5명의 환자의 전립선 암을 MRI 에서 병기 B로 낮게 판독하였는데， 이 중 4명에 서는 병리 소견상 오직 현미경적 전립선 피막 침범만이 있 었다 (Fig. 7). 다른 한 환자에서는 수술 전 MRI 로는 정낭 의 병변을 정확하게 발견할 수 없었는데， 병리학적 검사에 서도 조직 표본을 주의 깊게 절편화한 후 정멀허 컴사하여Fig. 5. Axial FSE(5000/140, 16 ETU of prostate carcinomas with seminal vesicle invasion (confirmed on pathology) a. Focal hypointensities and hypointense thick walls of the tubules of seminal vesicles(thick white arrows) adjacent to the normal amp비 la of vasa deferentia (thin long white arrows) were due to pros- tatic carcinomatous involvement. Also noted is the ureteral jet of urine into the lumen of the urinary bladder(black
a b arrows)‘
b. Another case of hypointense thick walls of It. seminal vesicle(white arrows) displacing vasa deferentia(black arrows) to the contralateral side
Fig. 6. A stage C prostate carcinoma which was correctly diagnosed on MRI. FSE(4500/144, 16 ETU reveals an irregualr hypointense mass in It. posterior PZ(thick white arrows) with irregular disruption of the surrounding prostate capsule(black arrowheads). Note the indistinct It. neurovascular bundle (small black arrows), which was pathologically confirmed to be invaded, and variable BPH findings in TZ(thin white arrows)
Fig. 7. A stage C prostate carcinoma which was incorrectly diagnosed as stage B on MRI. FSE (4000/140, 16 ETU cor- onal MRI shows a small irregular hyp이 ntense mass in 11. in- ferior PZ (white arrows) with intact hypointense prostatic cap- sule around it (black arrowheads). But there was microscopic caps비 ar invasion of the prostate carcinoma on pathologic examination
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서야 겨우 전립선암의 미세한 정낭 침벙을 확언할 수 있었 다. 병리학적 소견을 보고 후향적으로 이 환자의
MRI
를 다시 면밀히 검토해 본 결과， 우측 정냥벽이 약간 두터워졌 음을 발견할 수 있었다. 만일 전립선암의 현미경적 전립선 피막 침범의 증례들을 제외한다면， 본 연구에서의 전립선 암의 병기에 관한경직장코일 MRI의 전향적 판독의 정확 도는 87%가된다.본 연구에서 병기 B이하의 전립선암 즉 수술 가능한 전 립선암을 수술 전에 미리 진단할 수 있었던 경직장 코일 MRI의 예빈도는 79% 이 었고 특이도는 75% 이 였다.
고 찰
전립선과 직장 사이의 공간에는 전립선을 중심으로 5시 와 7시 방향에 각각 양측의 신경혈관속이 위치한다. 이 신 경혈관속에는 신경， 동맥， 정맥， 럼프 혈관 등이 포함되어 있다. 전립선 주위의 신경들은 골반 신경총 (pelvic plexus) 에서 기원하며 전립선 주변의 결체 조직에 주로 분포되어 있다. 이 중 해면신경들 (cavernosal nerves) 은 남성의 성 적 능력 (potency) 유지와 유관하다고 생각되고 있다(19).
그러므로전립선암환자의 수술전 평가및 병기 결정에 있 어서 전립선 주위 신경혈관속을 잘 영상화시켜 주는 방사 션과학적 검사법의 가치는상당히 클수밖에 없다. 이러한 신경 외에 전럽선에 혈류를 공급하는 동맥들이 있는데， 이
Table 1. Comparison 01 Prostate Carcinoma Staging: Pro- spective Endorectal Coil MRI vs Pathology
Pathologic Staging(no. 01 patients)
MRI Sum
Staging A/B C D
A/B 37 5 0 42
C 10 29 0 39
D 0
o
Total 47 34 82
동맥들은 내장골동맥 (內陽骨동맥， internal iliac artery) 의 분지 들인 하부 방광 및 중치 ( 中첼， inferior hemor-
rhoidal) 동맥 분지들에서 기원한다. 정맥들은 풍부한 전
럽선 정맥총(前立將 靜ß~觀， prostatic venous plexus)를 형성하여서 전럽선을 둘러 싸고 있는데， 특히 측면에 많이 분포한다. 이 전립선 정맥총은 후방으로 치정맥총(홈靜IJ~
盡， hemorrhoidal plexus), 상방으로는 방광 정맥총 및 Santorini 정 맥 총과 교통하여， 결국 내 장골 정 맥 으로 관류 된다. 풍부한 전립선 림프혈관들은 전립선 후면에 망상(網 狀)을 형성하고 있다. 몇몇 럼프 혈관들은 이 전립선 후방 에서 내장 (internal iliac) 럼프절이나 obturator 럼프절로 연결되기도한다.
전럽선암의 정확한 병기 결정은 환자의 치료 방침 수립 에 결정적인 역할을 한다 (20， 21). 왜냐하면 통상적으로 병 기 A나 B처럼 전립선 내에 국한되어 있는 전립선암은 근 치적 전립선 절제술로 치료가 되고， 병기 C냐 D처럼 전립 션 피막을 뚫고 나간 전립선암은 방사선 흑은 호르몬 치료 에 의존하게 되기 때문이다. 병기 B의 전립선암 수술법으 로 전립선 주위 신경혈관속을 보존하는 수술법이 Walsh 등 (PC Walsh
&
H. Lepor, 1982) 에 의해 창안된 이래， 이 방법에 의한 근치적 전립선 절제술이 많이 시행되고 있다.이러한 수술로 음위(陰쫓， impotence)
y.
실금(失禁， in- continence) 등의 부작용이 많이 감소함에 따라， 이 와 같은 근치적 전럽선 절제술이 전립선에 국한된 전립선암의 우선 적 치료법으로 인정되어 그 수술 건수가 증가되고 있다 (2，3) .
고식적으로 사용되어 오고 있는 직장 수지 검사는 병기 B1 인 경우에는 결과가 비교적 좋지만 병기 B2나
C
등의 진단에는 많은 제약을 받고 있어서， 25% -78%의 환자에 서 전립선암의 범위를 낮게 평가한다고 보고되고 있다 (22，23). 더 진행된 전립선암의 진단에는 CT가 직장 수지 검사
보다는 더 정 확하지 만， 그 정 확도의 범 위가 61% -75% 이 고 (5-9) 이고 병기 C 임을 규명하는 예민도가 35%- 55%
(7, 24) 로 낮아서， 일차적 인 진단 수단으로 사용되기는 좀
Fig. 8. A stage B prostate carcinoma which was incorrectly diagnosed as stage C on MRI
a. Axial T1 W 1(500/12Fr) shows a sus- picious isointense mass with irregular counter in It. posterior lateral PZ(white arrows), suggesting caps비 ar pentration 01 a stage C prostate carcinoma on MRI Both neurovascular bundles seem to be intact(black arrowheads). Tortuous tubular hypoechoic structures are normal perip- rostatic venous plexuses(black arrows)
a b b. Axial FSE(4500/140, 16 ETU reveals
suspicious capsular interruption(black arrowheads) around the hyp이 ntense mass(black arrows) which suggests capsular pen- etration. But there was no caps비 ar involvement 01 this prostate carcinoma on pathology. Note the variable lindings 01 BPH(sma11 thick white arrows) and intact hyperintense tubular periprostatic venous plexuses(l ong white arrows).
김종철 외 전립섣암의 국소적 병기 결정에 있어서 경직장 코일을 이용한 자기공명영상
Fig. 9. Axial diagram 01 prostate carcin-
。 mas with or without capsular invasion Rt. posterior small tumor (small M) olless than 2cc in vol ume with smooth contour bulging 01 the prostatic capsule and intact adjacent neurovascular bundle (NVB) would like to be a stage B carcinoma. A large irregular mass (Iarge M) 01 more than 2cc in volume in 11. posterior lateral PZ with irregular contour bulging or dis- ruption 01 the prostatic capsule & indis- tinct or replaced NVB could be a stage C carcinoma. Arrowheads=Pubococcygeus muscle & lascia , Thick arrows=true pros- tatic capsule, Thin arrows=Denonvillier’s lascia, SP=symphysis pubis, CG=central gland, PZ=peripheral zone, R=rectum
9
10Fig. 10. Biopsy related hemorrhage in the prostate gland. T1 WI (500/12Fr) reveals hyperintense ovoid area in 11. posterior PZ (black arrows) and adjacent two hypointense masses(white arrows). The two hypointense masses were conlirmed as stage B prostate carcinomas. The hyperintense area was also hyperintense in T2WI, so it was compatible with extracellular hemorrhage due to previous transrectal prostate biopsy
곤란하다. 경직장 초음파의 전립선암 발견 예민도와 에코 양상및 병기 결정에 대한보고는상당허 다양한데，전립선 피막 침범 여부에 대한 정확도는 63%(89%의 예민도，
50%의 특이도) 라는 보고 (4) 가 있다. 초음파는 종양을 잘 발견할 수는 있어도 검사자의 경험， 기법， 판독 등에 많이 좌우가 되고， 검사 시야가 좁아서 전립선 피막， 정냥이나 주변 럼프결절의 침범 여부를판단하는데 있어 많은제한 점을지니고있다.
연부 조직의 높은 대조도를 얻을 수 있고 다양한 변에서 의 영상화가 가능하다는 장점 때문에 체부 코일을 이용한 MRI가 전립선암의 국소적 병기 결정에 이용되어 왔고， 그 정확도는 69%부터 89%까지 보고되고 있다(1 1 ， 25-27).
그러나 체부 코일
MRI
로는 전립선 피막， 직장-전립선 경계변인 Denonvillier 근막， 전립선 주변부의 정맥들이나 신경혈관속들을 잘 볼 수 없는 경우가 있는데， 특히 전립선 이 전립선비대증등으로커졌을경우에 더욱그러하다.1986년부터 전렵선의 영상의 질을 높이기 위해 풍션을 씌운 경직장 표면 코일이 고안되기 시작하였다(1 2， 13, 28). 신호 대 잡음의 비율이 높아지고 표면 코일의 예빈도 profile 이 낮아지면서， 8，
10
, 12mm 정도로 FOV 를 줄이 고 3- 4mm 정도로 절편 두께를 가늘게 하고 aliasing 을 감소시킬 수 있어， 128 x 256 matrix 에서 800x400 마이크 론 (μ) 정도를 구분할 수 있는 고해상 영상을 얻을 수 있게 되었다. 이 경직장 표면 코일을 이용한 전립선MRI
검사 는 전렵션과 정냥의 내부 구조， 전립선 피막， Denonvillier 근막 및 전렵선 주변 구조물을 잘 보여 주었다(13， 17， 18).그러나 이러한 경직장 풍선 코일 삽입은 최근에 직장 수술 을 받은 환자나 골반강에 방사선 치료를 받고 있는 사람에 게는 금기가 된다(1 7).
22명의 국소적 전립선암 환자의 병기 결정에 이 경직장 풍선 코일을 이용한 Schnall 등의 보고(1 991년)에 의하면，
수술 전의
MRI
판독이 술후 병리학적 확진과 비교해서 82% 의 정확도를 보였고， 병기 C에 대한 전향적 MRI의 예민도와 양성 및 음성 추정도 (predictive value) 는 각각 63%, 84%, 82% 이였으며， 전립선 피막 침범 검색에 대한 예민도는 67% 이었다(14). 임상적 직장 수지 검사상 아주 복잡한 종양의 소견을 보였거나， 경직장 코일 MRI상 전립 선암의 크기가 적고 또 전립선 피막 침범 여부가 애매하여 결국 수술을 하게 된 환자들이 이 연구의 표본 대상이었음 을 고려할 때， 상기의 수치들은 결코 낮은 성적을‘보이는 것이 아니라고생각할수있을것이다.저자들은 전기 (前記)한 22명의 환자를 포함해서 1992년 말까지 82명의 수술을 받은 전립선암 환자를 대상으로 하 여，전립선암의 국소병기 결정에 있어서 경직장표면코일 을 이용한 MRI의 유용성에 대해 연구해 보았다. 본 연구 의 대상 역시 전립선암의 병기 결정을 위해 경직장 코일 MRI를 시행한 모든 환자를 포함한 것이 아니고， 임상적 및 방사선학적 검사로 전립선 내에 국한된 전립선 암으로 진단된 후 환자의 동의하에 수술을 시행하였거나 전립선 피막의 침범 여부 결정이 애매하여 결국 환자의 허락하에 수술을 하게 되었던 경우들만을 포함하고 있어서， 연구 대 상 표본 선택 자체에 이미 편견 (bias) 이 존재하고 있었음 을 알 수 있다. 1992년 5월 l 일부터는 새로운 지침하에 종 전에 스캔 시간이 길던 T2 강조 SE를 FSE로 바꾸였는데，
이 FSE로스캔 시간이 많이 단축되었고대조도가높고더 욱 선명한 고해상 영상을 얻을 수 있었다. 횡단 FSE 에서 26절편을 얻는데 약 4분 18초가 걸렸고， 시상 FSE에서 13 절편을 얻는데 약 2분 26초가 걸렸으며， 관상 FSE 스캔
대 써
대 한 방 사 선 의 학 회 지 1994: 30(3) : 539-548
에는 약 2분의 시간이 소요되었다. 짧은 TR/TE의 T1 강 조 횡단 스캔을 얻는데 평균 3분 30초가 소요된 사실과 비 교해 보면 FSE의 시간 단축 정도를 잘 알 수가 있다.
82명의 수술 환자를 대상으로 한 본 연구의 결과， 표본 인구의 선택에 편견이 있었음에도 불구하고， 경직장 표면 코일을 이용한 MRI의 국소적 전립선암 병기 결정의 정확 도가 82%( 현미경적 전립선 피막 침범을 제외하면
87%)
, 병기 B이하의 전립선암 즉 수술 가능한 전립선암을 수술 전에 미리 진단할 수 있였던 MRI의 예민도 및 특이도가 각각 79%와 75%로 나타난 것은 상당히 좋은 결과로 생각 된다. 또한 전립선 피막 침범 검색에 관한 MRI 의 예빈도，양성 및 음성 추정도가 각각
86%
,75%
, 88%의 수치를 보 인 것도상당히 좋은성적으로사료된다.수술후병리학적 검사상 전립선암이 정냥을 침범한 것으로 확진된 10例의 MRI 를 분석 비교해 본 결과， TR/TE가 긴 SE 영상이나 FSE 영상에서， 정냥의 한쪽혹은 양쪽，중심부혹은주변 원위부등에 저 신호강도의 결절이 보이거나，정냥이 종양 으로 대치(代置， replace) 되어 있거나， 정낭의 벽이 비후 된 소견 등과 잘 결부되였다 (Fig. 5). 이러한 MRI 소견들 중 경미한정냥벽 비후는전립선암이 정냥을침범한초기 소견으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.본 연구에서는 전립선 내에 국한된 병기 B이하의 전립 선암을 전립선 밖으로 확산된 병기 C 이상으로 오진한 경 우가 10例 있었다. 이 중에는 T2 강조 영상에서 정낭의 일 부분이 적은저 신호강도를보이는것처럼 의심되어 전럽 선암의 정냥 침범으로 오진한 경우가 2例 있였다. T2 강조 영상에서 저 신호 강도를 보일 수 있는 것으로는， 정낭 내 의 결석， hemosiderin化한 만성 출혈， 횡단 스캔에서 전립 선 저부와 정냥의 부분 용적 (partial volume) 효과， 방사 선 치료에 의한 효과， 정상 수정관(輸精管， vas deferens) 팽대부 (ampulla) 의 비교적 두터운 벽， amyloidosis 등이 있으므로 감별에 주의를 요한다. 본 연구의 나머지 8例에 서는 MRI 상 전립선 피막의 파열， 불규칙성， 돌출 등이 애 매하여 수술 전에 전립선암의 병기를 잘못 판독하였었다 (Fig. 8). 이들의 병리조직학적 소견을 분석해 본 결과， 전 럽선암이 피막을 밖으로 돌출 시키는 양상이 대칭적 혹은 규칙적이거나， 전렵선암의 용적이 2cc 이하인 병기 B의 증 례들이 많았음을 발견할 수 있었다. 그러므로 전립선암의 피막 침범 여부가 애매할 경우에는 피막 돌출의 규칙성， 유 연성 여부 및 피막을 돌출 시키는 전립선암의 용적 (2cc 기 준) 등을 평가 표준으로 삼는 것이 유용할 것으로 사료된 다. 즉 전립선암이 그 인접 피막을비대칭적으로불규칙하 게 돌출시키거나，전립선암이 대칭적，규칙적 3로또매끈 하게 피막을 돌출 시키더라도 그 종양의 용적이 2cc 이상 인 MRI 소견을보일 경우에는병기 C라고판독하는것이 타당하다 (Fig.9).
전립선암의 병기 결정을 위한 MRI 판독 시에는 검사전 의 전립선 생검어l 의한 출혈과 연관된 소견에 유의하여야 한다. 본 연구 대상 환자들 대부분이 전립선 생검 후 한 달
이내에 MRI 로 검사를 받았는데， 이러한 출혈은 T1 강조 흑은 T2 강조 영상 모두에서 고 신호 강도를 보여 조직 생 검과 관련된 출혈에 기 인한 세포 밖의 methemoglobin 에 의한 변화로 생각 되었다 (Fig. lO). 세포 외(外)가 아닌 세 포 내 ( 內) 의 methemoglobin에 의 한 변화는 T2 강조 영 상 에서 저 신호 강도를 보일 것이다 (29). 본 연구의 어떤 환 자의 MRI 에서는 전립선 생검에 의한 전립선 출혈 근처 의 전럽선 주변부 지방 조직에서도 T2 강조 영상에서 고 신호 강도를 가끔 관찰할 수 있었는데， 이는 아마도 전립선 생검에 관련된 주변 조직의 부종이 아닌가생각된다.
본 연구에서는 gadolinium 조영제를 사용한 조영 증강 MR 영상을 얻지 않았다. 이는 저자들의 경험상 조영 증강 이 전럽선 질환 진단에 별로 도움을줄 것 같지 않다고 판 단되였기 때문이다. Mirowitz 등이 경직장 코일을 이용하 여， 전링선암으로 근치적 전립선 절제술을 시행 받은 13명 의 환자를 대상으로， 조영 증강 빛 비(非) 조영 증강의 T1 강조 MRI 및 스핀 밀도(spin density) T2 강조 MRI 검 사를 설시하여， 그 영상을 비교 분석하였다 (30). Gadope- ntetate dimeglumine을 사용한 조영 증강의 경 우， T1 강 조 영상에서 전립선 비대증이 있을 경우 전립선의 중심선 (中心牌)이 불균질하게 조영 증강되는 반면 주변대는 균 일한 상태로 조영 증강이 렬 되며， 전립선의 내부 구조， 전 립선 피막， 외과적 피막 (surgical， false or pseudo- cap sule) , 전방 섬유근육 간질， 전럽선 주변 정맥총들이 잘 보 이나， 이러한 구조물들은 T2 강조 영상에서 더 잘 영상화 되였다고 하였다. 이러한 경향은 전립선암의 범위와 피막 보존 여부에도 비슷하게 적용된다고 하였다. 정낭은 정낭 내의 중격이 조영 증강되는 소견을 보였고， 4-5명 환자에 서는 조영 증강 T1 강조 영상에서 정냥이 제일 선명하게 보였다고 하였다. 이러한 소견을 바탕으로， 전렵선의 경직 장 코일 MRI 검 사시 에 gadolinium 을 통상적 으로 사용하 는것은정당화될 수없고단지 선택된 환자에서 정냥들을 평가하는 데 도움을 줄 것 같다고 결론을 내렸다. 이러한 사실들은 저자들의 주장과 거의 다를 바 없다.
병기 C와 병기 D의 전럽선암을 구별하는 것 역시 중요 한 일인데， 이는 그 병기에 따라 환자의 예후와 치료법이 다르기 때문이다. 병기 D는 주로 인접 주변 장기나 뼈 등
￡로의 원위부 전이 및 럼프절 종대의 소견으로 나타난다.
그러므로， 신문(賢門， renal hilj) 에서 전립선까지의 T1 강 조 횡단 스캔을 얻어 골반강이나 후복막강의 럼프절 종대 여부를 검색하고， 신장과 척주를 포함하는 T1 강조 시상 스캔으로 럼프절이나 장기로의 전이 여부를 판정하고， 骨 스캔을 실시하여 골 전이 여부를 결정하는 것이 좋다.
장기를 둘러싸는 (organ -encompassing) Helmholtz 형 표면 코일을 이용하여 고해상 전럽선 MRI 영상을 얻어 보고자 하는 또 다른 시도가 Way Jr 등에 의해 행하여졌 다 (31). 6명의 건강한 자원자와 18명의 전립선 비대증 환 자를 대상으로 1.5T의 MRI 검사를 실시하였다. 이들은 자 신들의 연구에서， 중심선내의 양측성 대칭척 결절들， 다발
김종철 오1: 전립선암의 국소적 병기 결정에 있어서 겸직장 코일을 이용한 자기공명영상
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성 중심선 결절들， 인지할 만한 결절이 없는 미만성 불균질 중심선 등으로 전립선 비대증의 MRI'소견을 그 양상에 따라 구분할 수 있었다고 하였다. 또한
T2
강조 영상에서 전립선의 주변대는 중등도 혹은 고 신호 강도를 보이거나，전립선 비대증 환자의
78%
경우에서는 미만성으로 불균 질하였고，외과적 피막， 전립선 주변부정맥총과럼프결절 들， 정냥들이 각각의 특정을가지고 잘관찰되었다고보고 하였다. 이들은 이러한 결과들을 근거로 상기의 기법이 전 립선암의 평가 및 병기 결정에도 유용할 것이라고 추정하 였다. 앞으로 이러한 Helmholtz 형 표면 코일을 비롯한 다 른 표면 코일을 이용하여 전럽선암의 병기 결정에 대한 연 구가 더 필요할 것으로 사료된다.경직장 표면 코일을 이용한 전립선의
MRI
검사법은 전 럽선 및 그주변 조직의 해부병리학적 구조에 대한고해상 영상을 제공하므로 전립선암의 국소적 병기 결정에 좋은 진단법으로 사료되어， 향후 우리 나라에서도 이 기법의 광 범위한사용이 기대된다.jξL
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대 한 방사 선 의 학회 지 1994; 30(3) ‘ 539- 548
Journal of the Korean Radiological Society, 1994; 30(3) : 539- 548
Reliability of MRI Using Endorectal Coil in Local Staging of Prostate Carcinoma
Jong Chul Kim, M.D., Mitchell D. Schnall, M.D., Ph.D.'
Oepartment of Oiagnostic Radiology, Chungnam National University School of Medicine 70avid W. Oevon Medicallmaging Center, Oepartment of Radiology,
Hospital of the University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, U. S. A
Purpose: To evaluate the usefulness of endorectal surface coil magnetic resonance (MR) imaging in local staging of prostate carcinoma which is important to determine the method of therapy.
Materials and Methods: Endorectal surface coil prostate MR imaging was performed in 82 patients who received radical prostatectomy and comparatively analyzed with the pathologic findings. Multi -coil array tech- nique with endorectal balloon cαI and phased array coil in anterior pelvic wall was often applied. After localization with WARPSPGR localizer (flip angle’300), the prostate images were acquired with FOV 10-12cm, 3-4mm slice thickness, 2 NEX, 256X128 matrix (fast spin echo=FSE:256X256, Echo train 16) by 1.5T GE Signa. T1 and T2 weighted axial spin echo or FSE, with or without sagittal and/or coronal FSE were obtained.
Results: MR imaging using endorectal coil had 82% of (87% if 5 underestimated cases of microscopic cap- sular or seminal vesicular invasion are excluded) accuracy in the differentiation of intraprostatic carcinomas from those with extracapsular extension. In preoperative MR diagnosis of stage B carcinoma, the sensitivity was 79% and the specificity was 75%.
Conclusion: MR imaging using endorectal surface coil with or without multi-coil array technique is con- sidered to be the method of choice in the determination of the local extent of prostatic carcinoma.
Index Words: Prostate, MR studies Prostate, neoplasms
Address reprint requests to ‘Jong Chul Kim, M.D., Department of Diagnostic Radiology, Chungnam National University School of Medicine. 640 Taesa -dong, Jung-ku, Taejeon, 301-040 Korea.
Tel. (042)220- 7835
