슬관절 초음파 개론
가톨릭대학교 의과대학 정형외과학 교실
김정만
서 론
슬관절에서 초음파는 관절 내의 전, 후방 십자 인 대나 반월상 연골 등 구조물을 정확히 나타내는데 한 계가 있고 자기 공명 영상으로 많은 정보를 얻을 수 있기 때문에 큰 역할을 할 수 없을 것으로 생각하기 쉽다. 이것은 부분적으로 옳아서 십자인대의 파열 여 부를 정확히 알 수 있는 기법은 아직 잘 개발되어 있 지 않으나 그외의 구조물의 상태를 실시간으로 동적 상황을 파악할 수 있다는 점에서 초음파의 용도는 많 다고 하겠다. 또 향후 여러 가지 보조 기법을 활용하 면 이러한 도달이 어려운 구조물의 정보를 얻는 것도 불가능하지는 않다고 본다. 이에 저자는 2년 이상의 초음파 경험을 바탕으로 슬관절에서의 초음파의 적 응증과 방법에 관해서 정리해 보았다. 저자의 자료는
모두 5~12 MHz의 주파수대 영역을 가진 탐촉자 (probe, transducer)를 이용한 것이다. 이 글에서는 슬관절 초음파에 대한 개략적인 소개를 하되 같은 환 자의 자기 공명 영상, 방사선 소견을 비교하여 초음 파 상을 읽는 법을 익히기 위한 접근법을 주로 다루 고자 한다. 슬관절 뿐 아니라 어느 관절이나 조직을 초음파로 비추어 그 상을 판독하려면 해부학에 정통 하여야 한다. 초음파는 그 성질 상 성인에서의 골 하 구조물을 비추어 볼 수 없으므로 주로 연조직의 구조 적 변화를 관찰하게 되나 골이나 연골 표면에 생긴 변화는 관찰 가능하다. 먼저 정상 조직의 초음파 구 조(echostructure)와 초음파 영상(echotecture)에 대해 살펴 보고 각종 질병의 영상에 대해 알아 본다.
정상 조직 초음파 구조
정상 관절에서 보이는 구조물을 초음파 상으로 구 별해 보면, 골은 그 표면에서 과반사(hyperreflec- tive)하면서 그 뒤로 그늘(shadow)을 드리운다. 소 아에서 골단 성장판(epiphyseal growth plate)은
통신저자: 김 정 만
서울특별시 서초구 반포동 505
가톨릭대학교 의과대학 강남성모병원 정형외과 Tel: 02-590-1464, Fax: 02-595-1700
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Overview of the Sonography of the Knee Joint
Jung-Man Kim, M.D., Ph.D.
Department of Orthopaedic Surgery, The Catholic University of Korea, College of Medicine, Seoul, Korea
Traditionally the diagnosis and treatment of the diseases of the knee is based on the findings of the x-rays and the
MRI. The x-rays provide good information of the changes of the internal structure of the bone. However, there is a lim-
itation in providing information of the soft tissue and the cartilage. The MRI is one of the most expensive diagnostic
modalities and it can not give us a dynamic and real time information. The sonography has a role in diagnosis and
treatment of the soft tissue disease and surface of the bone. It gives us a real time dynamic information and it is really
cheap. In this article the sonographic findings of the normal and pathologic conditions of the knee joint are introduced
in relation to the findings of the x-rays and the MRI.
비교적 저반사이면서 고반사인 골간단(metaph- ysis)과 분리된다. 관절 연골은 비교적 저반사이며 골단을 싸고 있는 균질의 띠(homogeneous stripe) 로 표시된다. 관절 연골의 두께는 전자 자(elec- tronic caliper)로 손쉽게 잴 수 있다. 미세한 양의 활액이 정상적으로 존재하는데 2~3 mm 두께의 얇 은 막으로 저반사이다. 그 사이에 추벽이 얇게 활액 보다 고반사체 막으로 보일 수 있다. 관절막은 고반 사체로 보이며 관절막(capsule)과 활액막 사이에 활 액보다는 고반사이고 관절막보다는 저반사인 관절 막 내 지방대(intracapsular fat pat)를 볼 수 있다8).
1. 대퇴 사두근(Quadriceps Muscle) 및 슬개상 주머 니(Suprapatellar Pouch)
슬관절 대퇴 사두근 건은 초음파 영상에서 3개 층 으로 구성되어 있다. 가장 겉 층은 대퇴 직근 건 (rectus femoris tendon)이며, 중간 층은 내측 광
근 건(vastus medialis tendon)과 외측 광근 건 (vastus lateralis tendon)이고, 가장 깊은 층은 중 간 광근 건(vastus intermedius tendon)이다. 대 퇴 사두근이 슬개골 부착부 약 1 cm 근위부에서 공 통 건(common tendon)으로 되어 슬개골의 근위부 에 부착한다. 그 세 층 가운데 겉 층이 가장 긴데 그 원인은 대퇴부의 원위 1/3 지점에서부터 이미 건으 로 되기 때문이다. 이 세 층이 구별되어 보이는 이유 는 건 사이에 아주 얇은 섬유 지방대가 있어 서로 미 끌어지게 되어 있기 때문에 초음파로도 잘 보면 보 일 정도로 구분되어 있다. 그 직하부의 관절내에는 슬개골 근위부의 바로 근위에 삼각형의 슬개상 지방 대(suprapatellar fat pad)가 있고, 대퇴 과 직상부 에 큰 대퇴골 전 지방대(prefemoral fat pad)가 있 으며 이 두 지방대 사이에 약간의 관절 활액(syn- ovial fluid)이 정상적으로도 보인다. 대퇴 사두근 건은 지방대보다 좀 더 고반사적(hyperechoic)이 고 소섬유 모양(fibrillar)이며, 지방대는 관절 활액 보다는 고반사적이나 건보다는 저반사적이고 균질 이 아니며 결합 조직으로 격막으로 구분되어 있다 (Fig. 1).
슬개상 주머니는 얇은 저반사적(hypoechoic) 공 간으로써 정상적으로는 관절액이 거의 없거나 약간 있게 된다. 관절액(synovial fluid)이 정도 이상으 로 많이 고인 것을 삼출액(effusion)이라고 하며 초 음파 상에서는 두 직각인 면으로 볼 때 저반사 또는 무반사(anechoic)인 관절내 물질이 증가한 상태라 고 정의된다4,5).
슬관절 활액(synovial fluid)은 어떤 특정한 경우 에 증가하는 것이 아니고 염증 경과(inflammatory processes), 골 괴사(osteonecrosis), 골관절염 (osteoarthritis), 골 종양(tumors)과 같은 관절내 병적인 조건이 형성되면 비특이적으로 증가하며 이 것을 삼출액(effusion)이라고 한다. 슬관절 삼출액 은 1 ml만 있어도 초음파 상으로 검출되며 이는 맹 목(blind)으로 흡인해보는 것보다 예민하다. 그러나 활액이 병적으로 많이 있다고 하려면 슬개상 주머니 의 초음파상 전후 직경(Fig. 2. 에서 화살표의 길 이)이 4 mm 이상이 되어야 한다6). 초음파를 이용 한 삼출액 측정은 임상적인 진찰 소견보다 훨씬 정 확하며 특히 여성, 비만인 경우 더욱 그렇다. 보통 바로 누운 위치(supine position)에서 측정하게 되 는데 물의 물리적 성격상 낮은 곳에 고이게 되므로 Fig. 1. Schematic illustration of the quadriceps ten-
don. The most superficial layer is formed by the rectus femoris (1); the middle layer is formed by the vastus lateralis and medialis (2);3) the deep layer is formed by the vastus inter- medius(3). The triangular suprapatellar fat pad (*) lies above the suprapatellar synovial recess (#) and the prefemoral femoral fat pad (PFF) lies in front of the distal femur.
가득 찬 경우는 사두근 건 위에 탐촉자를 대도 보이 지만 적은 양일 경우에는 내측 또는 외측에 대고 검 사하게 된다. 이 때 탐촉자를 잡지 않은 손으로 내측 또는 외측 도랑(gutter)를 눌러주면 초음파 상에 더 많은 양을 볼 수 있어 주의를 요한다(Fig. 2).
태생기(embryonic life)에 흔적이라 할 수 있는 추벽(plica)도 초음파로 볼 수 있다. 슬개상 추벽 (suprapatellar plica)은 원래 슬개골 상부에 형성 된 점액낭이 있고 슬관절의 활액낭은 슬개골의 근위 단까지 형성되는데 이 두 활액막(synovial mem- brane)이 서로 부착하여 하나의 얇은 막으로 존재 하다가 태생 5개월에 흡수되지만 때로는 남아 있게 된다. 이것이 슬개상 추벽이다. 이렇게 막이 뚫어지 고 흡수되는 과정이 전혀 이루어지지 않으면 완전형 (complete type)이 되고(정상인의 12%), 부분적 으로 남아 있으면 불완전 형(incomplete type; 정 상인의 20%)이 되는 것이다2).
이것은 초음파 상으로는 활액이 많이 고여 있는 경우에 잘 보이고, 활액이 적으면 압궤(collapse)되 어 잘 보이지 않는다. 이보다는 덜 흔히 보이는 내측 추벽도 활액이 많으면 보인다(Fig. 3).
2. 슬개 건(Patellar Tendon)
슬개골 하 구조물은 슬개건과 슬개하(Hoffa) 지 방대이다(Fig. 4). 슬개 전 그리고 슬개 하 점액낭
은 정상에서는 초음파 상으로 볼 수 없다. 만일 조금 이라도 체액(fluid)이 고여 있다면 국소의 염증으로 보고 치료할 필요가 있다1). 슬개 하 지방대는 고반 사의 섬유 격막(fibrous septa)으로 나뉘어져 있어 전방 십자 인대 등 다른 구조물과 감별해야 한다.
전방 십자 인대는 깊이 자리 잡고 있고 비스듬히 위 치하고 있으므로 초음파로 보기 힘들다. 나타난다면 저반사 음영을 보이며 실제로 모든 예에서 보이지는 않는다. 전방 십자 인대로 추정되는 음영이 보이는 경우에도 확실하게 그 온전성(integrity)을 증명하 기 힘들다(Fig. 4). 슬개 건을 초음파로 관찰할 때 주의할 점은 건에 직각으로 초음파를 투사하지 않으 면 비등방성 반사체(anisotropic reflector)인 건이 므로 마치 파열된 듯한 영상을 보일 수 있다는 것이 다. 이것은 마치 자기공명 영상 T1 영상에서 볼 수 있는 magic angle phenomenon과 비견할 만하다.
이것을 피하기 위해서는 아주 천천히 탐촉자를 좌우 로 기울여 가장 소섬유적(fibrillar)으로 나타나는 영상을 얻어야 한다. 슬관절을 완전 신전시키면 슬 개 건이 주름지게 되어 저반사와 고반사가 교대로 나타나는 물결 모양(wavy)이 보이는 결과가 되므 로 적당히 굽혀 검사한다. 정상 두께는 4~5 mm이 고 단일 층으로 보인다.
Fig. 2. Effusion of suprapatellar pouch noted at medial aspect of the pouch. The amount of fluid is increased with squeezing of lateral gutter.
3. 내측 측부 인대(Medial Collateral Ligament)
내 측 측 부 인 대 는 1~3 mm 굵 기 의 표 재 층 (superficial layer)과 내측 반월상 연골 위, 아래로 강한 반월판-대퇴골 인대와 약한 반월판-경골 인 대(일명 원형인대, coronary ligament)로 되어 있 으며 인대 자체는 고반사를 보이고 두 층 사이에는 지방 조직과 관련된 저반사층으로 분리되어 있다 (Fig. 5). 때로는 그 두 층 사이에 내측 측부 인대 점액낭(medial collateral ligament bursa)이 있을 수 있다. 이것은 사체 연구에서는 90% 이상의 예에 서 발견된다고 하나 실제 임상 예에서는 보이지 않
는데 왜냐하면 그 막이 너무나 얇고 점액의 양이 너 무나 적기 때문이다. 내측 측부인대와 더불어 항상 생각해야 할 것이 거위발 복합체(pes anserinus complex)이다. 이것은 봉공근(sartorius), 박근
Fig. 4. Long axis of patellar tendon and infrapatellar fat pad is shown.
Fig. 5. The medial collateral ligament, superficial (#) and deep layer including meniscofemoral ligament (*), and their relationship with medial meniscus is shown.
Fig. 3. Suprapatellar and medial plica are noted on long axis sonography when synovial fluid is enough to floating the structures.
(gracilis), 그리고 반건양근(semitendinosus)의 건 복합체를 말한다. 이들은 슬관절의 후내측에서 근위부로부터 윈위부로 진입하는데 이렇게 근위부 에서는 각각의 건이 구별이 되나 내측 측부 인대보 다 표재층에서 경골 근위부의 전내측에 관절선보다 5~6 cm 밑에 부착하게 되는 부위에서는 서로의 구 별이 불가능하다. 반막양근(semimembranosus)은 경골 근위부의 후내측에 있는 절흔(sulcus)에 간접 부착부(indirect insertion)가 있는데 이곳에 탐촉 자를 절흔에 따라 위치시키면 인식이 가능하다.
또 내측 반월상 연골도 내측 측부 인대와 더불어 자연스럽게 관찰되는데 초음파의 성격상 복잡한 파 열의 모든 것을 관찰하기는 어렵다. 단 이것을 초음 파로 관찰하려면 관상면(coronal) 또는 관상 사상 (coronal oblique)으로 탐촉자를 다리의 장축에 따 라 위치시켜야하는데 이때 과반사 조직으로 삼각형 의 형태로 보인다. 반월상 연골의 기저부가 표재층 이고 첨단부가 심층에 위치하고 있기 때문에 심층으 로 갈수록 초음파가 감쇠되고(attenuation), 또 첨
부가 크기가 작기 때문에 이곳을 확실히 관찰하기가 어렵다. 그러나 슬관절에 외전 스트레스를 가하면 관절이 벌어지기 때문에 좀 더 많이 볼 수는 있다.
실제로 외래에서 베개를 살짝 무릎 밑에 넣어 10~20도 굴곡 시키고 고관절을 외전시키면 자연스 럽게 외전 스트레스가 가해진다. 내측 측부인대가 파열되었을 때는 안정 상태, 외전, 내전 상태에서 초 음파 검사를 하며 또 이때 대퇴-경골 간격을 재서 수치화하여 기록한다.
4. 외측 측부 인대(Lateral Collateral Ligament)
이것은 3~4 mm 두께의 코드 모양이며 슬관절의 후외방에 대퇴골 외측 상과(lateral femoral epi- condyle)에서 비골두(fibular head)까지 뻗쳐 있 다. 물론 대퇴 이두근(biceps femoris)보다는 앞쪽 에 자리잡고 있다. 이 인대는 슬관절을 20~30도 굴 곡시킨 상태에서 보면 느슨하며 섬유상(fibrillar)으 로 보인다. 슬관절을 신전하면 이 인대는 정상에서 는 균일하게 섬유상을 나타낸다(Fig. 6).
그러나 파열이 되면 물결 모양이 되면서 허상으로 저 반사 부분이 나타난다. 그러므로 이러한 성질을 이용하여 초음파 검사 하는 것이 내전 긴장도 검사 (varus stress test) 상태에서 검사하는 것보다 정 확하다. 외측 측부 인대보다 깊은 곳에 슬와건 (popliteus tendon)이 있는데 관상면에서 달걀 모 양을 하고 있다. 이 건의 기시부가 외측 측부 인대보 다 더 전방부에 존재함을 항상 기억하여야 한다. 또 장경 인대(iliotibial band)도 동시에 관찰 할 수 있 다. 이것은 장축 영상으로 관찰한다. 이것은 얇은 섬 유 상 구 조 물 로 관 찰 되 며 경 골 골 단 전 외 측 의 Gerdy’s tubercle에 부착한다. 이것은 부착 직전에 퍼지기 때문에 건 병리(tendinopathy)로 잘못 판단 해서는 안된다. 외측 반월상 연골은 자연스럽게 관 찰이 가능한데 반월상 연골 낭종 여부를 유심히 보 아야 한다. 근위 경비 관절(proximal tibiofibular joint)도 이상 유무를 관찰할 수 있다.
5. 슬관절 후방부(Posterior Knee)
슬관절 후방부를 본격적으로 초음파로 검사하려 면 엎드려 검사하는 것이 가장 좋다. 그러나 단순히 내, 외측 반월상 연골의 후각부를 관찰하려고 한다 Fig. 6. In normal knee, the lateral collateral ligament
shows fibrillar echotecture in extension.
면 옆으로 뉘어 검사할 수도 있겠다. 왜냐하면 옆이 나 앞 쪽을 다시 보고 싶을 때 위치 변경이 쉽기 때 문이다. 슬관절의 굴곡 각도를 적당히 조절하면서 여러 구조물을 살펴 보게 된다.
먼저 거위발 건들을 살펴보려면 탐촉자를 슬관절 후내측에 하지의 장축을 따라 위치시키고 본다. 봉
공근이 가장 내측에 있고 주로 근육으로되어 있어 저반사체로 인식된다. 이보다 약간 뒷 쪽에 박근건 이 얇게 보이고 그 뒤에 반 막양근건이 보이게 되며 그보다도 뒤쪽에 반 건양근건이 보인다. 초음파의 탐촉자를 하지의 장축에 직각되게 90도 돌리면 반 막양근 건과 비복근의 내측두(medial head of gastrocnemius)가 보이는데 후자는 근육의 내측에 저반사 영상의 콤마(comma) 모양을 하고 있다. 이 두 구조물 사이에 반 막양근-비복근 활액막 점액낭 (semimembranosus-gastrocnemius synovial bursa)을 볼 수 있다. 이것은 어렸을 때는 슬관절의 후방 관절낭과 통해 있지 않지만 성인이 되면 짧은 낭포 줄기(cystic pedicle)로 연결되게 되는데 슬 관절을 굴곡하면 이 낭포 줄기가 더 잘 보인다. 이 점액낭은 두 개의 낭포가 슬관절 후방부와 비복근 사이에 있는 심층(base)과 비복근 내측두보다 얕은 곳의 지방 조직 평면(fatty tissue plane)에 있고 (body) 그 중간이 반건양근건과 비복근 건 사이에 눌려 잘룩한 목(neck)을 형성한다.
내측 대퇴과의 관절 연골은 후방부 접근시 보이는 곳은 후방부의 관절 연골이며 중 1/3과 후 1/3 사이 에 위치하는 소위 체중 부하 부위의 관절 연골은 이 곳에서 접근해서는 정확히 평가할 수 없다1). 후 중 앙부에서 관찰할 수 있는 구조물은 비복근 내측두 외에도 슬와 동맥(popliteal artery), 슬와 정맥 (popliteal vein), 경골 신경(tibial nerve), 과간 공 간(intercondylar space)등이다. 동맥은 맥박이 있 고 벽이 두꺼워 초음파 상으로 쉽게 구별된다. 정맥 은 엎드리게 되면 압궤(collapse)되므로 다리를 굴 곡시키면서 들어 올리면 혈액이 차올라와 보기 쉽게 된다. 동맥이 가장 깊은 곳에 있고 비복근의 내측두 보다는 외측에 있게 된다. 정맥은 그보다 좀더 얕은 곳에 그리고 약간 더 바깥으로 있게 된다. 신경은 정 맥보다도 더 얕은, 즉 세 구조물 중 가장 얕은 곳에 있으며 정맥보다도 조금 더 바깥에 있게 된다. 횡 스 캔(transverse scan)상에서 세 구조물은 시상-사 면상에 배열된다. 신경은 횡면(transverse plane) 에서 벌집 같은 소견을 보인다. 즉 섬유속(fascicle) 은 저반사 점들로 보이고 그 배경은 고반사이다. 좌 골 신경에서 경골 신경과 비골 신경으로 나뉘게 되 는데 이것이 슬와부의 원위부에서 보인다(Fig. 7).
후방 십자 인대는 중간부와 원위부가 아주 저반사 로 보인다고 하나 잘 구별되기 힘들다. 지방대와 구 Fig. 7. The posterior structure of the knee joint. The
artery is located in the deepest portion. The vein is easily collaped with compression. The nerves show honey comb-like appearance with several hypoechoic spots reflecting the fasci- cles, embeded in a hyperechoic background.
별이 어려워 감별이 요한다.
총 비골 신경은 좌골 신경에서 분리된 후 외측으 로 주행하여 대퇴 이두근의 후 내측으로 향하며 이 어서 비골로 향한다. 이것은 섬유속이 몇 개 밖에 없 어서 횡면으로 더 잘 보인다. 비골 경부에서 피부와 골 사이에 아주 얕게 위치하다가 장 비골근(per- oneus longus) 밑을 지나 표재 비골 신경(super- ficial peroneal nerve)과 심부 비골 신경(deep peroneal nerve)으로 나뉜다(Fig. 8).
6. 관절 연골 (Articular Cartilage)
슬관절을 굴곡한 상태에서 슬개골 근위부에 인접하 여 횡 스캔을 시행하면 활차의 관절 연골을 관찰할 수 있다. 연골하골은 고반사로, 연골은 저반사로 보이기 때문에 쉽게 인지된다. 관절 연골의 두께는 중앙부가 가장 두껍고 가장자리가 얇아지는 형태로 되어 있다.
연골의 두께는 부위에 따라 1.8~2.5 mm 정도이다.
이것을 이용하여 골 구각(bony sulcus angle)과 연 골 구각(cartilage sulcus angle)을 잴 수 있다. 슬관 절 신전 상태에서 탐촉자를 앞에서 횡 스캔을 얻으
Fig. 8. The long (left) and short (short) axis echotecture of the common peroneal nerve. This small nerve is com- posed of a few fascicles and , due to its oblique course, it can be better imaged on transverse planes.
Fig. 9. Sonographic findings of the articular cartilage of the medial and lateral femoral condyle in transverse plane (left) and posteromedial condyle of the femur in transverse plane (right) are shown.
면 대퇴골 원위부의 관절 연골상을 얻을 수 있고 엎 드려서 횡영상을 얻으면 대퇴골의 후내측의 관절 연 골 영상을 얻을 수 있으나(Fig. 9) 보이는 곳은 후 방부의 관절 연골이며 중 1/3과 후 1/3 사이에 위치 하는 소위 체중 부하 부위의 관절 연골은 이곳에서 접근해서는 정확히 평가할 수 없다.
병적 변화의 초음파 영상
지면 관계로 슬관절 전체의 병적 상태를 모두 한 글에서 다룰 수는 없으므로 가장 흔히 접할 수 있는 경우만 증례를 통하여 예시하고자 한다. 주로 연 조 직을 보는 것이 초음파의 역할이겠으나 때로는 인공 슬관절 전치환술이나 골절, 반월상 연골 파열의 경 우에도 유용하므로 가능한 한 간결하게 여러 종류를 기술하기로 한다.
1. 슬개골 전방 표면 골극(Spur of Anterior Surface of Patella)
슬개골의 전방부에 심한 압통을 호소하면 흔히 슬 개골전 신경통(prepatellar neuralgia)을 연상하기 쉬우나 이것보다는 약간 덜 예민하지만 꽤 심한 압 통으로 무릎을 꿇을 수 없는 경우가 있다. 엑스 선 소견은 특별한 것을 보여주지 않고 자기 공명 영상 도 뚜렷한 압통과의 인과 관계 있는 소견을 보여주 지 않지만 초음파 영상에서는 뚜렷한 골극의 뾰족한
끝을 보여 주는 경우가 있다(Fig. 10). 이 때는 초 음파가 가장 민감한 진단 수단이다.
2. 슬개골 전 점액낭염(Prepatellar Bursitis)
슬개골 점액낭은 피부와 슬개골 사이의 구조물로 서 주로 슬개골의 원위 1/2과 슬개건의 근위1/3에 걸쳐 존재하며 아주 적은 양의 활액을 가지고 있기 때문에 정상 상태하에서는 초음파로 발견되지 않는 다. 그러나 일단 염증이 발생하면 그 정도에 따라 많 은 양의 삼출액을 가지게 됨으로써 초음파로 쉽게 진단된다. 이 염증은 급성과 만성이 있으며, 급성 염 증은 외상에 의하거나 통풍과 같은 대사 질환이나 감염에 의할 수도 있다. 만성 염증은 무릎 꿇기 등 반복되는 미세 외상(microtrauma)에 의한 것으로 직업상 또는 종교적 이유인 수도 있다. 통풍과 같은 경우라든가 만성 점액낭염의 경우 맑은 활액이 차있 으면 무반사(anechoic)의 액체 초음파 소견을 보이 지만 외상으로 인하여 혈액이 고이면 반사하는 활액 상을 보인다. 점액낭의 벽이 대부분은 얇아 초음파 에는 잘 보이지 않는 수가 많지만 두꺼운 경우도 있 어 보이기도 하며, 활액의 증식을 보이는 수도 있다 (Fig. 11). 초음파 유도로 흡인과 약물 투입을 간단 히 할 수 있고 그 예후의 추적도 초음파를 활용하면 확실하고 간단하게 시행할 수 있다.
Fig. 10. Detection of the source of tenderness on the patella with sonography. The small spur with extreme tender- ness could not be appreciated with x-rays or MRI.
3. 슬개골 전 지방종(Prepatellar Lipoma)
슬개골 전 종괴는 흔히 볼 수 있다. 그 중 슬개골 앞 쪽에 종괴가 있으나 활액낭염인지 다른 종양인지 진찰 소견으로는 감별이 어려운 경우도 있다. 이것 은 초음파 검사를 하면 아주 간단하게 감별할 수 있 다. 이 양성 종양은 대개 남성에 많고, 가족력이 있 을 수 있으며, 40~50대에 흔히 발견되고, 주로 등 이나 어깨 그리고 사지에서는 신전 표면(extensor surface)에 호발한다1).
단일 병소인 수도 있고 5~15%는 다발성인 경우 도 있다. 그 중 슬개골 앞에는 그리 드물지 않게 보
이고(Fig. 12) 압통은 없다. 초음파 상에는 여러 형 태로 나타날 수 있다. 타원형(elliptical)의 압박이 쉽게 되는 종괴로써 피부에 평행한 짧고 선상의 반 사되는 줄이 보인다. 만일 그 내용물이 순수한 지방 층으로 되었다면 저반사이어야 하나 내부 구조는 다 양해서 때로는 고반사일 수도 있고 저반사일 수도 있으며 혼합되는 경우도 있다. 이 것은 그 구조물 내 에 결체 조직이 얼마나 포함되어 있느냐라든가 세포 의 밀도(cellularity), 지방과 수분의 함량의 차이에 기인한다. 실제로 고반사 지방종이 20~76 %까지 보일 수 있으며 이들은 섬유지방종이라고 부른다.
지방종을 진단하는데 가장 어려운 점이 있다면 그 경계가 불명확한 경우가 많아(12~60%) 종양의 범 주에 집어 넣을 수 있는지 구별이 어려운 경우가 많 다는 것이다.
4. 슬개골 골절(Patellar Fracture)
신전 기전에 급격한 긴장(tension)이 초래되거나 굴곡위에서 넘어지면 슬개골 골절이 일어난다. 이런 경우 골절을 놓칠 수도 있고, 또는 쓸데 없이 긴 기 간 동안 고정함으로써 강직이 초래되고 근육 위축이 초래될 수도 있다. 이럴 때 초음파로 장축(long axis)과 단축(short axis) 초음파 검사를 하면 선 상 골절도 쉽게 발견되고 , 또 슬개골을 덮고 있는 슬개지대의 파열 여부도 곧 알 수 있어 고정 여부나 수술 여부를 결정하는데 좋은 참고 자료가 된다 (Fig. 13).
Fig. 11. Prepatellar bursitis with anechoic fluid. The bursal wall is not definitely seen although there is synovial hypertrophy (*).
Fig. 12. Prepatellar lipoma (*): MRI and sonographic findings; On the sonography there was no appreciable encapsulaton although there is ill-defined hyperechogenic border.
5. 경골전 점액낭염(Pretibial Bursitis)
무릎을 꿇은 채로 일하는 사람에게 흔히 오는 경 골전 점액낭염은 슬개골전 점액낭염과 혼동하여
“가정부 무릎(house maid’s knee)”이라고 부르기 도하고, ”성직자 무릎(clergy’s knee)”이라고 하 기도 하나 카페트나 바닥 일을 할 때 잘 생긴다. 대 개 슬개 건의 원위부에서 경골 돌기에 걸쳐 저반사 의 활액을 가진 점액낭염을 말한다(Fig. 14).
6. 슬개하 심부 점액낭염(Deep Infrapatellar Bursitis)
점 액 낭 염 이 란 일 반 적 으 로 국 소 에 둔 한 외 상 (blunt trauma)이라든가 미세 외상(microtrauma) 이 가해져 발생한다. 슬개 건과 경골 골피 사이에 존 재하는 슬개하 심부 점액낭염도 예외는 아니며, 염 증이 생기면 활액이 고이고 초음파 상으로 무반사 음영을 보인다(Fig. 15). 그러나 정상에서도 아주 적은 양의 활액은 보일 수도 있기 때문에 증상과 연 관시켜 가면서 초음파 진단을 하여야 한다. 많이 고
Fig. 14. Pretibial bursitis of the right knee of the 48 years old female. Arthroscopic bursectomy was performed and the inflammation was completely cured in 6 months after the surgery.
Fig. 13. X rays and sonographic findings of the patellar fracture without evidence of tear of retinaculum (*): The patient was allowed full weight bearing without any immobilization or support immediately. The fracture was healed without any adverse effect.
일 때는 중력 때문에 내측과 외측에 머무르게 되어 모래 시계(hourglass) 모양이 된다. 그러므로 탐식 자를 중앙에 놓으면 놓칠 수도 있으니 양측에 다 대 보아야 한다1).
7. 베이커씨 낭종(Baker’s Cyst)
베이커씨 낭종은 특발성(idiopathic)으로 소아에 나타나거나, 노령화의 한 과정(aging process)으 로 나타나는 수도 있고, 관절내 병변의 한 증상으로 발생하는 수도 있다. 슬괵 낭종(popliteal cyst)이
Fig 16. Baker’s cyst consists of three portion, the base, neck and body as shown in axial view (A) sagittal view (B) of the MRI and short axis (C) and long axis (D) of the sonography. The nek is the narrow portion between the semimembranosus tendon (SM) and the tendon of the medial head of the gastrocnemius muscle (MHG).
Fig. 15. Patellar tendinitis and infrapatellar bursitis in the right knee of 16 years old male. When the probe is placed in the middle of the patellar tendon no fluid image is seen. A relatively thickened distal tendon is seen instead (#). An anechoic fluid is seen underneath the distal portion of the patellar tendon when the probe is placed on the lateral side (*). Tenderness disappeared after conservative treatment.
A B
C D
라고도 한다. 이것은 Adams(1840)가 처음으로 슬 와(popliteal fossa)의 내측에 발견되는 커다란 낭종 으로 기술하였으며, 나중에 Baker(1877)가 관절내 삼출액와 슬괵 낭종간의 관계에 대해 기술함으로써 유명해 졌다8). 비복근-반막양근 점액낭(gastroc-
nemius-semimembranosus bursa)은 항상 슬와 의 내측에 있는 구조물로써 태생 후, 주로 청소년기 (adolescence)에 관절과 통하게 된다. 형태학적으 로 세 부분으로 나뉘는데, 가장 깊은 곳에 관절막과 비복근 사이에 있는 기저부(base), 비복근과 반막양
Fig. 17. Osteochondroma of the medial side of the proximal tibia of both knee in a 65 years old female. There are articular cartilage caps covering the sessile (#) and hooked type (*) osteochondroma on sonography.
Fig. 18. Intraarticular loose bodies seen on the x-rays are also seen on the sonography (*), which is hyperechoic because of bony mass.
근 사이에 짤룩해지는 경부(neck), 그리고 가장 후 방의 외측에 있는 체부(body)이다(Fig. 16).
경부는 개폐식 수문같이 행동하여 점액낭 안에 일 방적으로 활액이 고이게 한다. 즉 슬관절의 신전시 에는 대퇴골 내과(medial femoral condyle)와 비 복근 사이에서 경부가 압박 당하여 문이 닫치고, 슬 관절 굴곡시에는 이 문이 열려 관절 내 압력 때문에 관절액이 점액낭 속으로 일방 통행으로 들어간다.
8. 골 연골종(Osteochondroma)
골 종양 중 가장 빈도가 높은 양성 종양으로서 외 골종(exostosis)이라고도 한다. 발생 과정에 생기 는 하나의 기형이라고 생각되며 진성 종양은 아니 다. 골막 내의 연골 결절(cartilaginous nodule) 내 에 발생하거나 골단판(physis) 주위의 연골 주위 환(perichondrial ring)에서 발생한다고 믿어진다.
성장과 더불어 같이 커지지만 성장이 끝나면 같이 성장을 멈춘다. 고립성 골 연골종이 90% 정도이다.
보통은 증상이 없지만 압통을 호소할 수도 있고 점
액낭염이 동반되기도 한다. 갑작스런 동통이나 종물 의 성장, 종창이 있으면 악성화를 의심할 수도 있다.
따라서 초음파로 한번만 검사해 본다면(Fig. 17) 점 액낭의 발생이나 표면의 불규칙성, 연골 모(carti- lage cap)의 과다 증식 등을 간단히 감별할 수 있다.
9. 관절 내 유리체(Loose Body)
슬관절은 관절 내 유리체가 가장 많은 관절이다.
연골 통과 골절(transchondral fracture), 박리성 골 연골염(osteochondritis dissecans), 골성 관절 염, 신경병성 관절 질환(neuropathic disease), 활 막 연골종증(synovial chondromatosis)등 다양하 다. 자기 공명 영상을 촬영하면 보일 수 있으나 값이 비싸고 간혹 진단을 놓치는 경우도 있다. 가동성이 없이 관절내 조직에 붙어 있으면 증상이 없을 수도 있으나 때로는 가동성이 커 관절 면 사이에 끼면 잠 김 현상(locking)을 일으키기도 한다. 이것이 반복 되면 통증과 염증을 일으켜 증상을 호소하기도 한 다. 이것을 방치하면 관절 연골을 파괴할 수도 있기
Fig. 19. Medial meniscal calcification. The x-rays show calcification of both medial and lateral menisci. The sono- graphic finding shows hyperechoic images (<) with posterior acoustic shadowing in both anterior and pos- terior horn of left knee, suggesting calcification of the meniscus.
때문에 조기 제거가 필요하다. 초음파는 이런 유리체 를 발견하는데 아주 유용하다. 슬개상 와(suprap- atellar recess)가 가장 큰 공간이기 때문에 여기에 가장 많이 발견된다. 관절내에서 다른데로 흘러가지 않게 하기 위해 대퇴 사두근을 수축하도록 환자에게 시키면 유리체가 슬개상 와에 머무르게 되며 슬관절 을 신전한 상태로 초음파 탐색자를 댄다. 이것이 골이 나 칼슘이 침착된 연골로 되어 있으면 과반사이면서 후 음향 음영(posterior acoustic shadowing)으로 (Fig. 18), 순수 연골로 되어 있으면 무반사이면서 후 감쇠(posterior attenuation)가 없게 되고 골 연골편 (osteochondral fragment)이면 과반사된 위에 저반 사 무반사 둘레(hypoanechoic rim)로 나타난다1).
10. 반월상 연골 석회 침착(Meniscal Calcification, Chondrocalcinosis)
연골 석회화(chondrocalcinosis)는 관절 연골이나 섬유 연골, 활액막, 인대, 건 등에 칼슘 결정(clacium pyrophosphate dehydrate crystal)이 침착하는 것 을 일컫는 말이다. 부갑상선 기능 항진증(hyper- parathyroidism), hemochromatosis, 갑상선 기능 저하증(hypothyroidism)등이 원인이 된다고 하나 원발성(idiopathic)인 수도 많다. 초음파 상으로는 과 반사로 나타난다(Fig. 19).
11. 반월상 연골 낭종(Meniscal Cyst)
반월상 연골 낭종은 반월상 연골 주위(para- meniscal)에 낭종이 생기는 것으로서 흔히 볼 수 있다. 이것은 점액양 액체(mucoid fluid)가 들어 있 으며 일반적으로 반월상 연골의 퇴행성 파열에 동반 되어 이차적으로 발생한다. 우측 무릎의 외측 반월 상 연골에 호발하며 수평(horizontal) 또는 사상 (oblique) 파열에 동반되어 있는 수가 많다. 반월상 연골의 파열이 생기면 관절의 활액이 반월상 연골의 체부로 들어가고 작은 반월상 연골 내 낭종을 형성하 게 된다. 이것은 일방 통행의 기전으로 진행되기 때 문에 수분이 흡수되면서 점점 더 진해지고 거기에 점 액 다당(mucopolysaccharide)이 생산되므로 더 진 하고 끈기 있는 액체가 형성된다. 자기 공명 영상으 로 잘 보이지만 때로는 자기 공명 영상의 의심스러운 영상이 실제로는 없는 것도 치험하였으며 오히려 초 음파로는 항상 잘 진단된다. 액체이므로 저반사 또는 무반사의 소견을 초음파로 보인다(Fig. 20).
12. 골성 관절염과 반월상 연골 파열
골성관절염에서 초음파의 관찰 대상은 반월상 연 골의 파열, 반월상 연골의 압출(extrusion), 관절 연골의 마모를 들 수 있다. 일반적으로 반월상 연골
Fig. 20. Lateral meniscal cyst of left knee in a 63 years old female. A hypoechoic cyst with enhanced transmission is shown. The MRI of T1 & T2 also shows cyst just lateral to the lateral meniscus.
의 초음파 진단은 민감도(sensitivity)와 특이도 (specificity) 모두 낮아 초음파의 적응증으로서는 좋은 대상이 아닌 것으로 공감대가 형성되어 왔다.
현재도 그런 관점에서 크게 변한 것은 없으나 초음 파 기계의 감도가 전보다 많이 진보하여 상당히 많은 예에서 자기 공명 영상을 촬영하기 전에 파열의 예상 을 할 수 있었던 것을 치험하였기에 설명하고자 한 다. 특히 변연부 파열, 양동이 손잡이 파열(Fig. 21) 과 수평 파열은 보기 쉽다. 반월상 연골이 초음파로 보기 힘든 이유는 이 구조물의 기저부가 피부에 가 까운 부위에 있기 때문에 초음파 광선(beam)이 관 절의 표면에서부터 관절내의 중앙부 끝까지 도달하 기 어렵다는 데 있다. 초음파는 깊어질수록 감쇠가 되기 때문이다. 그러나 외전시키면 관절이 벌어지게 되어 가시 범위가 확대된다1).
다른 한 가지는 반월상 연골의 압출 현상이다 (Fig. 22). 이는 내측 반월상 연골에서 더 두드러지 며, 이것을 초음파로 쉽게 알아낼 수 있고 이것이 발 견되면 상당한 정도 이상의 퇴행성 변화가 관절 연 골과 내측 반월상 연골에 진행 중임을 알려 준다. 그
러므로 이러한 증례들에서는 자기 공명 영상 등을 더 확보하여 정확한 변화를 알고 치료에 임하여야 한다.
내측 반월상 연골의 압출은 내전 위치에서 더 두드러 진다. 저자의 경험에 의하면 자기 공명 영상에서는 이러한 조작을 할 수 없으므로 초음파와 자기 공명 영상을 모두 동원하면 좀 더 진실에 가까운 데이터를 얻을 수 있다. 반월상 연골의 압출 현상은 관절 연골 의 마모와 관련되어 나타나는 수가 많으나 압출의 기 전은 반월상 연골 내에 있는 교원질 섬유(collagen fiber)가 끊어져 테의 힘(hoop strength)을 유지할 수가 없기 때문으로 여겨진다1). 이것이 발견되면 반 월상 연골의 파열 가능성이 높다고 보아야 한다3).
14. 내측 측부 인대 파열(MCL Tear)
내측 측부 인대는 비교적 신체의 표면에 위치하므 로 쉽게 초음파로 진단할 수 있다. 대부분 대퇴골 부 착부의 표재층(superficial layer)과 심부 반월상 연골 대퇴골 인대(deep meniscofemoral liga- ment)가 파열된다. 초음파 검사상에서는 인대가 두
Fig. 21. Bucket handle tear of medial meniscus in a 23 years old male. The sonographic findings are compatible with the proton density MRI findings. A cut-off sign is noted in both MRI and sonography (<). The dis- placed bucket handle fragment is seen in coronal image of the MRI (*).
꺼워지고 이질적으로(heterogeneous) 보인다. 부 분 파열인 경우 대개 반월상 연골 대퇴골 인대 부착 부의 저반사 신호를 볼 수 있다(Fig. 23). 반월상 연골 경골 인대(meniscotibial ligament)의 파열은 드물다. 인대 파열의 치유 과정을 외래에서 초음파 로 쉽게 추적할 수 있다. 내전-외전- 중립위 검사 를 통하여 내측 경골-대퇴골 간격을 잼으로써 파열 정도의 등급화(grading)도 가능하다. 이것은 치유 후의 장애 여부를 보는데도 사용할 수 있다.
15. 외측 측부 인대 파열(Lateral Collateral Ligament Tear)
외측 측부 인대의 파열은 내측 측부 인대의 파열 보다는 빈도가 적다. 그러나 임상적으로도 급성기의 외측 측부 인대의 파열은 진단하기가 어려운 경우가 많으며 특히 비대한 다리의 경우에는 매우 어렵다.
자기 공명 영상 소견도 정확히 외측 측부 인대의 주 행을 따라서 자르지 않을 때는 진단이 어렵다. 초음 파 상으로는 좀더 잘 진단할 수 있다. 이 인대는 정 상적으로 다소 저반사로 보이기 때문에 저반사로 보 이는 구조물이 해부학적으로 일치하는 선상에서 소
Fig. 22. Extrusion of the medial meniscus (>) is shown in MRI (left) and sonography (right).
Fig. 23. Tear of only deep meniscofemoral ligament (<) of the left knee is shown in both MRI and sonography of 29 years old male. The MRI findings exactly matches with the sonographic findings.
섬유적(fibrillar)으로 보이면 이 구조물이라는 것은 정상 편에서 설명한 바 있다. 슬관절을 신전 시켰을 때 이 구조물이 똑바로 배치되지 않고 구부러져 있 으면 파열이며 대퇴골 부착부에서 파열된 것은 고반 사 구조물로 보인다.(Fig. 24)
16. 인공 슬관절 치환술후 추적
인공슬관절 치환술 후 정기적 추적은 필수이다.
마모를 보려면 방사선 촬영이 가장 좋으나 투사 각 도가 잘 맞지 않으면 남아 있는 경골 폴리에틸렌이
Fig. 24. Tear of lateral collateral ligament of the left knee of 51 years old male. The torn end of the lateral collateral ligament is hyperechoic and the there can be seen hypoechoid gap (>) between the lateral femoral epi- condyle and the lateral collateral ligament. The finding of the MRI (left) matches exactly with the sono- graphic finding.
Fig. 25. Follow up x-rays, 17 years after the unicompartmental arthroplasty (Microlock�) of the right knee, does not give us any good information about the remaining thickness of the tibial polyethylene. On sonography the estimated thickness of the polyethylene of outer portion of the tibial base plate was 1.8 mm. There is a posterior acoustic shadowing below the hyperechoic image of the polyethylene, which is easily distin- guished from the reverberation of the tibial base plate (T).
어느 정도인지 알기 어려울 때가 많다. 초음파는 방 사선 검사에 필적할 만 한 정확도를 보인다29,32). 특 히 임플란트가 편심적(eccentric)으로 위치 한 경 우 마모를 부위에 따라 측정하는데 비 침습적으로 정확하게 사용할 수 있다7). 초음파 상으로 폴리에틸 렌은 고반사 표면에 이어 뒤로는 후방 음향 음영이 보이며, 바로 밑에 있는 경골 금속판은 고반사 표면 에 고반사 음영이 있고 후방에 반향 허상(rever- beration artifact)이 보이므로 감별된다(Fig. 25).
맺음말
이 글에서 지면 관계상 다루지 못한 많은 초음파 소견이 축적되어 있다. 슬관절 주위의 여러 가지 종 양에 관한 것이라든가, 관절염 종류들, 장경 인대 증 후군(iliotibial band syndrome), fabella 문제, 반 월상 연골의 각종 파열과 질병, 전 후방 십자 인대 주변의 낭종이나 결절종(ganglion), 여러 부위의 관 절 연골의 마모나 파절 등의 상태, 슬와 동맥류 (popliteal aneurysm), 정맥 혈전증, 각종 점액낭 염, 말초 신경의 병적 상태, 거위발(pes anserinus) 문제, 사두근 건 파열, 슬개건 파열 및 병적 상태, 경 골과 대퇴골 골절 문제, 슬개 지대 문제 등 너무나 많다. 다음 기회에 이런 문제들을 다룰 기회가 주어 지면 다루기로 하고 끝맺으려 한다.
참고문헌
01. Bianchi S & Martinolli C: Ultrasound of the musculoskeletal system. 1st ed. Springer-Verlag- Berlin-Heidelberg, 2007.
02. Boles CA, Martin DF: Synovial plicae in the knee. AJR, 177:221-227, 2001.
03. Costa CR, Morrison WB, Carrino JA: Medial meniscus extrusion on knee MRI: Is extent associ- ated with severity of degeneration or type of tear? AJR, 183:17-23, 2004.
04. Friedman L, Finlay K, Jurriaans E:
Ultrasound of the knee. Skeletal Radiol, 30:361- 377, 2001.
05. Kane D. Balint PV, Sturrock RD:
Ultrasonography is superior to clinical examina- tion in the detection and localization of knee joint effusion in rheumatoid arthritis. J Rheumatol, 30:966-971, 2003.
06. Naredo E, Cabero F, Palop MJ, Collado P, Cruz A, Crespo M: Ultrasonographic findings in knee osteoarthritis: A comparative study with clinical and radiographic assessment.
Osteoarthritis and Cartilage, 13:568-574, 2005.
07. Sofka CM, Adler RS, Laskin R: Sonography of polyethylene liners used in total knee arthroplas- ty. AJR, 180:1437-1441, 2003.
08. Van Holsbeeck MT, Introcaso JH:
Musculoskeletal ultrasound. 2nd ed, Mosby, 2001.
09. Yashar AA, Adler RS, Grady-Benson JC, et al: An ultrasound method to evaluate polyethyl- ene component wear in the knee replacement arthroplasty. Am J Orthop, 25:702-704, 1996.
전통적으로 슬관절 질병은 주로 방사선 촬영과 자기 공명 영상에 근거하여 진단과 치료를 하고 있다. 그러나 방사선 진 단은 골 내부의 변화에는 좋은 영상을 가져다 주지만 연부 조직의 영상은 잘 볼 수 없는 단점이 있고 외래 진료실에서 실시간으로 할 수 없는 단점이 있다. 또 자기 공명 영상은 고가이고 역시 실시간으로 볼 수 없으며 정적인 정보만 제공 한다. 초음파는 동적인 영상을 실시간으로 외래 진료실에서 즉시 볼 수 있고 비용이 저렴하며 동적 영상을 제공하고 연 조직 영상을 잘 보여준다. 슬관절에서는 연조직 및 골 표면의 변화까지 관찰이 가능하므로 진단에 중요한 역할을 한다.
이 글에서는 정상적인 구조물의 초음파 영상과 병적 소견을 방사선 또는 자기 공명 영상 소견과 연계하여 소개하고 그 용도의 개략적인 것들을 설명하였다.
국문초록
