Power Doppler Sonography for the Upper Urinary Tract Infection in Children

Vol.24 No.2 p179-185, Dec. 2007

소아 상부요로감염의 진단을 위한 출력 도풀러 초음파조영술

최정연․조재호*․박용훈

영남대학교 의과대학 소아청소년과학교실, 영상의학과학교실*

Power Doppler Sonography for the Upper Urinary Tract Infection in Children Jung Youn Choi, Jae Ho Cho*, Yong Hoon Park

Department of Pediatrics and *Diagnostic Radiology, College of Medicine, Yeungnam University, Daegu, Korea

－Abstract－

Backgroud：Urinary tract infection (UTI) is common in children. The available gold standard methods for diagnosis, Tc-99m dimercaptosuccinic acid (DMSA) scan and computed tomography (CT) are invasive and expensive. This study was performed to assess the role of power Doppler ultrasound (PDU) for diagnosis of acute pyelonephritis (APN).

Materials and Methods：A prospective study was conducted in 25 children with aged 2 weeks to 5 years who were hospitalized with the first episode of febrile UTI suggesting acute pyelonephritis. All children were examined in the first 3-5 days of admission by PDU and Tc-99m DMSA scan. The comparison between PDU and DMSA scan was performed on the basis of patients.

Results：The sensitivity and specificity of PDU for the detection of affected kidneys were 38.1% and 50.0%, and the positive predictive value and negative predictive value were 61.9%

and 50.0%, respectively. Vesicoureteral refluxes (VUR) were identified in 11 patients (44.4%) and 18 kidneys (36%). The PDU and DMSA scan showed a matching perfusion defect in 23.8% and 50.0% respectively.

Conclusion：These data indicate the PDU has a relatively low sensitivity and specificity for

책임저자：박용훈, 대구광역시 남구 대명 5동 317-1, 영남대학교 의과대학 소아과학교실 Tel: (053) 620-3532, Fax: (053) 629-2252, E-mail: yhpark@med.yu.ac.kr

differentiating APN from lower UTI but may be a complement tool to DMSA scan for the prediction of VUR in infants and children.

Key Words: Acute pyelonephritis, Dimercaptosuccinic acid scintigraphy, Power Doppler ultra- sonography.

서 론

요로감염증은 소아들에서 흔한 감염질환 중 의 하나이다. 그러나 영유아 및 학동전기 소아 에서의 상부요로감염은 비 특이적인 임상양상 을 나타내는 특징 때문에 하부요로감염과의 감 별이 어려운 경우가 많다. 하부요로감염은 항 생제의 단기간의 경구 복용 치료만으로 후유증 이 거의 없으나 어린 소아에서의 상부요로감염 특히 요관 역류가 있는 경우에는 신 손상이 심 하여 고혈압과 역류성 신증으로 인한 만성신부 전으로 진행 할 수 있다.

따라서 조기 진단 하여 적절한 치료를 함으로써 신 손상을 효과 적으로 예방할 수 있기 때문에 하부요로감염과 의 감별은 매우 중요하다. 이들을 감별하는 것 은 임상 및 실험실 소견만으로는 쉽지 않다.

특히 이학적 소견이 비 특이적인 매우 어린 환 자들에서는 더욱 어렵다.

신장 초음파검사는 어린 소아들의 요로감염 의 진단을 위한 첫 영상진단법으로 흔히 이용 되고 있으나 신실질의 염증 소견이나 반흔을 진단하는 데는 한계점이 있다. 상부요로감염의 확인을 위하여 여러 가지 영상기술이 사용될 수 있겠지만 이 중 99mTc-dimercaptosuccinic acid (DMSA) 스캔이 가장 유용하게 이용되고 있다. 그러나 침습적 검사를 하여야 하고, 동위 원소 방사선에 노출되며 정맥 약물 투여를 하 여야 하고 대부분에서 진정제 투여의 필요가

있다. 한편 전산화단층촬영술과 자기공명영상 은 급성 신우신염의 진단에 매우 좋은 수단이 지만 고비용, 오랫동안 진정을 유지해야 하고 접근성이 떨어진다는 단점이 있어 실제 임상에 적용하기에는 적합하지 못하다. 근래에는 보다 접근성이 뛰어난 출력 도플러 신초음파(color power Doppler sonography)가 급성 신우신염 의 진단에 보다 유용한 방법이라는 보고들이 있었다.

우리나라에서는 아직 소아들의 요로감염증 에서 보편적으로 사용되고 있지 않은 출력 도 플러 신초음파가 상부요로감염의 감별진단을 위하여 어느 정도 유용할지를 알고자 본 연구 를 시행하였다.

대상 및 방법

2002년 1월부터 2007년 8월까지 영남대학교

병원 소아과에 급성 신우신염으로 입원한 만 7

세 이전의 소아 중 발열, 농뇨, 백혈구 증가와

급성 염증 반응의 증가를 보였지만 빈뇨, 배뇨

곤란, 요실금 및 하복부 동통 등의 하부 요로

증세는 없었던 25명을 대상으로 하였다. 요로

감염증의 진단은 발열과 농뇨를 보이며 치골상

흡입이나 도뇨를 하여 집락수가 10

이상인 경

우로 하였다. 모든 환아에서 항생제를 투여하

기 전 혈액을 채취하여 백혈구 수, 적혈구 침

강 속도, C-반응성 단백질, 혈액 배양을 실시

하였고 요검사 및 소변 배양도 실시하였다. 모 든 환아들은 입원 3～5일 이내에 DMSA 신 스캔 및 출력 도플러 신초음파를 시행하였다.

DMSA 스캔을 하기 위하여서는 모든 환아에 게 0.25～0.5 mL의 chloral hydrate로 진정을 한 이후에 검사를 시행하였으나, 출력 도플러 신초음파를 위하여서는 약간의 진정이 필요한 경우는 5명뿐이었다. 요로감염증의 치료를 한 후 더 이상 균 배양이 되지 않은 것을 확인한 후 배뇨방광요도조영술을 시행하였다.

DMSA 신 스캔은 20 Kg미만인 환아에서는 111 MBq, 20 Kg이상인 환아에서는 185 MBq 의 99mTc-DMSA를 정맥 주사하고 3시간 후 에 양측 신장을 Siemens사의 e.cam 감마 카메 라를 사용하여 126×126 matrix format에 연속 회전 영상으로 촬영하여 획득하였다. 배경을 보정한 후, 각 신장에서 좌, 우 활동량 분획을 계산하였으며 총 신장 활동량의 45～55% 섭취 율은 정상으로 판단하였다. 표지한 DMSA가 신장에서 한 개 이상의 국소적 또는 미만성 섭 취감소를 보이거나, 확대된 신장에서 전반적인 섭취감소가 있을 때 이상이라고 판정하였다.

출력 도플러 심초음파는 General Electric사의 LOGIQ7 초음파영상진단기에 다중 주파수 곡 선 탐침자를 사용하여 앙와 및 복와위에서 양 측 신장을 검사하였다. 신장 실질에서 동일 신 장의 동일한 깊이의 다른 부위와 비교해 혈류 가 없거나 감소한 부분이 있을 때 이상이라고 판정하였다. 배뇨방광요도조영술은 염증 치료 를 한 후 배양검사에서 균배양이 되지 않고 적 어도 3주 이후에 실시하였다.

얻어진 결과 수치의 통계는 SPSS 통계 프 로그램으로 Chi-square test와 Fisher’s exact test를 이용하여 p<0.05인 경우를 통계적으로

유의한 것으로 판정하였다.

결 과

상부요로감염의 증상을 갖고 있어서 이 연 구에 포함된 환아는 생후 1개월에서 7세 사이 로 모두 25명이었으나 DMSA 스캔에 병변의 양성 소견을 보인 경우는 21명으로서 이들을 상부요로감염으로 진단하였다. 상부요로감염 환아는 남여 각각 14명과 7명이었다. 상부요로 감염과 하부요로감염 환아들의 말초혈액의 백 혈구수(/㎕)와 적혈구 침강속도(mm/h)는 각각 12,610.0 ± 3,627.9과 38.7 ± 34.5이고 17,081.9

± 6,750.9와 51.1 ± 3 0.7로 차이가 없었다. 그 러나 C-반응성 단백질(mg/L)은 2.6 ± 3.9과 9.1 ± 5.9로 상부요로감염에서 유의하게 높았 다(p<0.05).

DMSA 스캔에서 병변을 보인 환아 중 출력 도플러 신초음파에 결손 소견을 나타낸 경우는 8명이었으며, DMSA 스캔에서 정상 소견을 보인 4명의 환아 중 2명에서는 결손 소견이 없었다.

DMSA 스캔을 상부요로감염의 기준으로 하 였을 때 출력 도플러 신초음파의 상부요로감염 진단에 대한 민감도는 38.1%, 특이도는 50%이 고, 위음성율은 61.9%, 위양성율은 50%이었다.

전체 환아에서 배뇨방광요도조영술을 실시 하였는데 이 중 방광요관역류는 11명(44.4%) 환자의 18개 신장(36%)에서 발견되었고 좌우 각각 9개씩이었다. 이중 grade 1은 1개, grade 2는 2개, grade 3는 9개이고 grade 4는 6개 신 장이었다. 방광요관역류는 DMSA 스캔과 23.8%

그리고 출력 도플러 신초음파의 소견과 50%에

서 일치하였다. DMSA 스캔과 출력 도플러 신

초음파 양 검사에서 정상 소견을 보인 환자 중

Abnormal on DMSA scan

Normal

on DMSA scan Total

Number of patients 21 4 25

Mean age (months) 27.0 ± 5.9* 2.8 ± 1.7 19.5 ± 25.7

Sex (M:F) 14:7 2:2 16:9

WBC (/㎕) 17,081.9 ± 6,750.9 12,610.0 ± 3,627.9 16,366.4 ± 6513.4 ESR (mm/h) 51.1 ± 30.7 38.7 ± 34.5 49.5 ± 30.7 CRP (mg/L) 9.1 ± 5.9* 2.6 ± 3.9 8.0 ± 6.1 Power doppler ultrasonography

Abnormal Normal

8 (38.1%) 13 (61.9%)

2 (50.0%) 2 (50.0%)

10 (40.0%) 15 (60.0%) Case of kidney with vesicoureteral reflux

grade I grade II grade III grade IV

1 (2.4%) 2 (4.8%) 7 (16.7%) 6 (14.3%)

0 (0%) 0 (0%) 2 (25.0%) 0 (0%)

1 (2.0%) 2 (4.0%) 9 (18.0%) 6 (12.0%)

Values are mean±S.D

*P＜0.05: compared with normal group on DMSA scan.

Table 1. Comparison of clinical and laboratory data

1명에서만 양측 grade 3의 방광요관역류가 관 찰되었다. 영상검사로 실시하는 동안에는 특별 한 부작용은 관찰되지 않았다(Table 1).

상부요로감염 환아의 요배양검사에서 대부 분인 17명(81%)에서 E. coli가 배양되었다. 그 외에는 Klebsiella pneumoniae와 Klebsiella oxytoca가 각각 1명에서 나타났다.

고 찰

소아들의 상부요로의 반복적인 감염과 특히 요관역류가 있는 경우에는 신 손상이 심하여 고혈압과 역류성 신증으로 인한 만성신부전으 로 진행을 할 수 있다. 약 64%에서 비가역적 인 신반흔을 초래하여 네프론의 감소로 과여과 를 초래하여 사구체경화증을 일으키고 결국 말

기신증을 일으키는 원인이 될 수 있다.

따라 서 감염증의 조기에 적극적인 치료를 하면 손 상을 효과적으로 예방하기 때문에 초기부터 상 부 및 하부요로감염증의 감별하는 것은 만성 합병증을 감소시키는데 있어 매우 중요하다.

요로감염 환아의 1차 영상검사 방법으로 비

침습적인 일반적인 신 초음파검사가 흔히 사용

되지만 이 검사는 수신증, 농신장이나 신농양

등을 진단하기 위하여 이용되고 있다.

신장

의 부종과 미세혈관 손상으로 인한 허혈 등으

로 에코발생도의 감소나 증가가 나타나지만 신

우신염을 진단하기 위한 신실질의 침범을 확인

하기에는 민감도가 낮다는 단점이 있다.

상부요로감염의 영상진단을 위하여서는 집합관

의 부종과 폐쇄로 인한 말초 세동맥의 혈관수

축과 말초혈류의 감소를 확인하는 것이 필요하

Fig. 1. Six-year-old girl with acute pyelonephritis in the left kidney. A. On Power Doppler study, decreased flow is seen in the left upper pole. B. Dimercaptosuccinic acid (DMSA) scan showed cortical defect in upper pole of left kidney. C. Voiding cystourethrography disclosed grade III or IV vesicoureteraleflux in left kidney.

다.

DMSA 스캔, 조영증강 컴퓨터 단층촬영과 자기공명영상은 동물실험에서 신우신염의 진단 적 가치가 매우 높은 방법이라고 한다.

하 지만 컴퓨터 단층촬영과 자기공명영상은 침습 적 검사일 뿐만 아니라 동위원소 방사선 노출, 장기간의 진정상태를 유지하여야 하며 비용이 많이 든다는 문제 때문에 임상에서 사용하기에 는 쉽지 않다.

99m Tc-DMSA는 이런 문제 점들이 비교적 적을 뿐만 아니라 근위세뇨관에 서 흡수되는 동위원소-표지 기질로서 신장 섭 취율이 측정될 수 있기 때문에 침범부위는 섭 취결함 상태로 보이기 때문에 조직병리학적 소 견과 비교해 볼 때 민감도와 특이도가 매우 높 아서 신우신염의 진단에 절대표준으로 인정된 다. 뿐만 아니라 전 연령 특히 소아들에서 비 교적 쉽게 접근할 수 있어 널리 사용될 수 있 다는 장점을 가지고 있다.

출력 도플러 신초음파는 평균 진동수 변위 대신 도플러 신호의 합성된 힘을 색상도해로 화면에 나타내는 방법으로 본 연구에서의 한 환자의 영상 소견과 DMSA 스캔 및 방광요관

역류가 일치하는 것을 볼 수 있었다(Fig. 1).

출력 도플러 신초음파는 약한 유량상태를 조사 하는 능력과 각도 간섭이 상대적으로 적다는 것이 중요한 장점인 반면에 환자의 움직임에 대한 민감도가 높다는 것이 결점이다.

협조가 잘 되는 환자의 엽사이(interlobar)동맥과 활꼴 (arcuate)동맥을 포함한 신혈관들을 비교적 쉽 게 찾아낼 수 있다. 이들 혈관의 허혈손상들을 찾아내는 민감도가 매우 높기 때문에 신우신염 의 진단에 매우 유용하게 사용할 수 있다고 한

다.

출력 도플러 신초음파는 신우신염의

진단을 위하여 사용되었을 때 컴퓨터 단층촬영 이나 DMSA 스캔 등을 기준으로 하여 비교하 면 민감도 74～87%, 특이도 81～94%로 상부 및 하부요로감염의 감별에 매우 유용하다고 한

다.

본 연구에서는 출력 도플러 신초음파

의 특이도나 민감도를 DMSA 스캔과 비교하 였을 때 다른 연구결과에 비하여 낮았으나, DMSA 스캔과 출력 도플러 신초음파의 두 영 상검사를 서로 보완하였을 때 방광요관역류를 인지하는데에는 상당한 도움을 줄 수 있었다.

출력 도플러 신초음파에서 의양성은 장내가스,

C B

A

호흡운동, 늑골 허상에 의하여 나타날 수 있으 며, 위음성은 급성신우신염의 초기에 염증 부 위의 부종으로 인한 부분적 정맥 패쇄로 혈류 가 완만하기 때문이라고 하며, 더구나 간음향 창(hepatic acoustic window)이 없으면 좌측 신장의 상부 말단의 혈류량 투시에 영향을 받 을 수 있다고 한다.

특히 다초점 병변의 급 성신우신염에서는 DMSA 스캔에 비해 민감하 지 못하다고 한다. 컴퓨터 단층촬영이나 DMSA 스캔에 비해 여러가지 이점이 있으나 좋은 영 상을 얻기 위하여서는 검사자의 상당한 노력이 필요하며 검사시간이 많이 소요될 수 있으며 시술 중에 환자의 협조가 매우 중요하다.

요 약

결론적으로 출력 도플러 신초음파는 급성신 우신염의 병변을 찾는데에 특이도나 민감도가 그리 높지 않았으나 하부요로감염과 급성신우 신염을 감별하는데에 어느 정도 유용하였으며, 특히 DMSA 스캔을 같이 실시하는 경우에는 신손상을 찾는데 더 도움이 될 수 있었다. 소 아들의 상부요로감염의 진단을 위하여 출력 도 플러 신초음파가 DMSA 스캔을 대체하는 영 상검사로서는 한계가 있어 향후 보다 많은 시 술로 진단을 위한 검사의 질을 높이는 방법을 찾아보아야 할 것이다.

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