안운동 이상에서 영상진단의 유용성

DOI : 10.3341/jkos.2009.50.2.260

안운동 이상에서 영상진단의 유용성

이승현⋅허 환⋅박상우 전남대학교 의과대학 안과학교실

목적: 안운동 이상에서 영상진단의 유용성에 대하여 알아보고자 하였다.

대상과 방법: 자기공명영상(MRI) 또는 전산화 단층촬영(CT)을 이용하여 비전형적인 Y형 수직불일치를 보인 8세 여아에서 직근의 풀리 위치를 확인하고 외상 후 마비사시를 보이는 13세 남아에서 내전과 외전시 외안근의 수축력을 평가하였으며 A형 내사시를 보인 16세 남아에서 직근의 풀리 위치를 관찰하였다.

결과: Y형 수직불일치를 보인 환아에서 MRI 촬영상 상전시 우안 상직근 풀리의 외측이동과 외직근 풀리의 하측이동이 관찰되어 근이 전술을 시행하여 안운동 이상을 교정하였다. 안와내벽골절 후 내직근부전마비를 보인 환아의 경우 원점에서 후방 20~25 mm 위치에 서 내전시 근육의 단면적이 증가하여 내직근의 수축력을 확인할 수 있었고 경과관찰 6개월 후 내전장애가 호전되었다. A형 내사시를 보인 환아에서 CT를 이용하여 양안 외안근의 풀리가 안구 중심 수평축을 기준으로 내회선 되어있음을 확인할 수 있었다.

결론: 외안근의 수축력과 풀리의 위치를 평가할 수 있는 영상진단은 마비사시의 수술시기와 방법의 결정이나 비전형적인 안구운동 장애시 진단과 수술결정에 큰 도움이 된다.

<대한안과학회지 2009;50(2):260-268>

￭ 접 수 일: 2008년 4월 14일 ￭ 심사통과일: 2008년 9월 16일

￭ 통 신 저 자: 박 상 우 광주시 동구 학동 8 전남대학교병원 안과

Tel: 062-220-6743, Fax: 062-227-1642 E-mail: [email protected]

* 본 논문의 요지는 2007년 대한안과학회 제98회 추계학술대회에서 구연으로 발표되었음.

자기공명영상(MRI) 등의 영상 진단기술이 발달하면서 주시방향에 따라 적도부 전방에서 공막 부착부까지의 직근 의 주행은 이동하지만 적도부 후방에서 직근의 위치는 일정 하다는 것이 MRI를 통해 확인되었는데 이는 안구회전시 안 와벽과 근육 사이를 연결해 주는 풀리에 의하며 이에 대한 연구가 최근 많이 진행되고 있다.^1-6이와 관련하여 Heo et al⁷은 MRI를 통해 안와내 직근의 풀리 위치와 풀리가 이루 는 각도의 범위를 구한 바 있다. Clark et al⁸은 MRI를 통해 풀리 및 안와내 각 직근의 위치를 확인하여 직근의 풀리의 위치를 시신경과 안구의 접합점 3 mm 전방에서 계산하여 XY 좌표로 나타낸 후 이와 비교하여 V형과 A형을 보이는 환자에서 비전형적인 풀리의 위치를 발표하였다. 또한 Miller⁹는 외안근이 수축할 때 수직축에 대한 각 직근의 최 대 단면적을 갖는 위치는 후방으로 이동한다는 사실을 발 견하여 보고한 바 있다. 이와 같이 안운동이상에서 MRI는 직근의 면적무게중심을 통하여 위치를 확인함으로써 풀리 의 이소성과 풀리의 불안정성 등을 확인할 수 있고 직근의 수축시 최대 단면적의 위치를 통하여 수축력을 평가할 수

있다. 이에 저자들은 안운동 이상의 진단과 치료결정에 있 어 직근의 풀리 위치와 직근의 수축력을 파악하는 영상 진 단의 유용성을 알아보고자 하였다.

대상과 방법

증례 1

출생시부터 비전형적인 Y형 수직불일치를 보이는 8세 여 아로 전신질환이나 안구수술의 기왕력은 없었으며 양안의 교정시력은 1.0이었다. 워트4등검사에서 근거리와 원거리 에서 융합을 보였고 티트무스 입체시검사를 이용한 근거리 입체시는 40초, B-VAT II Video Acuity Tester를 이용한 원거리입체시는 120초로 측정되었다. 근거리에서 14PD의 외사시를 보였고 원거리에서 정위와 하방주시시 정위를 보 였고 상방주시시 40PD의 외사시를 보였다. 가림검사 후에 사시각의 변화는 없었으며 빌쇼스키 머리기울임검사상 특 이소견은 없었다. 내전시 상방편위가 보이지 않고 단안운동 시 우안의 상전에 제한을 갖는 비전형적인 소견을 보였지 만(Fig. 1A) 양안의 일차성 하사근기능항진 진단 하에 양 안의 하사근후전술 14 mm를 시행하였다. 수술 3개월 후에 도 술 전과 동일하게 35PD의 Y형 비일치성 외사시 지속되 는 소견 보여(Fig. 1B) MRI를 시행하였다.

MRI 영상은 각각의 눈에 대하여 surface coil을 이용한 quasi-coronal 영상을 2 mm 간격으로 촬영하였으며 영상 지표로 FOV (Field of view)는 150×150 mm², Matrix는

B A

C

Figure 1. (A) Preoperative 9-cardinal photograph shows 40PD of Y-pattern exotropia. (B) Postoperative 9-cardinal photograph shows no improvement of Y-pattern exotropia (postoperative 3 months). (C) Postoperative 9-cardinal photograph shows improvement of Y-pattern vertical incomitance (second postoperative 3 months).

256×192였고, 1.5 T General Eletric Signa (Milwakee, WI)를 사용하였다. 각 주시방향에 따른 촬영을 시행하였으 며 이 때 표적으로는 다양한 색의 고무찰흙을 이용하여 각 주시방향에 따른 촬영시 환자가 주시하도록 하였다. 상대안 은 차폐를 시행하여 적절한 주시가 가능하게 하였다.

자료의 계산은 과거에 MRI를 사용한 여러 연구에서 사 용되었던 방식과 유사한 방법을 사용하였다.^6,7,10-15 MRI 영상은 본원에서 사용중인 영상시스템에 의해 JPEG 형 식의 파일로 전환하였으며, 영상으로부터 각종 계측은 ImageJ 프로그램을 이용하였다. 이 프로그램에서 제공하는

면적무게중심 측정기능을 사용하여 각 영상단면에서의 무 게중심을 구하고 이 점을 해당 직근의 위치로 정의하였다.

얻어진 좌표를 표준화하기 위해 각 좌표를 원점에 대한 상 대적인 값으로 환산하였다. 원점의 위치는 안구의 중점을 Clark et al¹⁴이 사용하였던 방법과 동일한 방법으로 구한 후, 안구 중점 위치에서 안와의 면적무게중심을 구하여 이 를 모든 좌표계의 원점으로 정의하였다. 이와 같은 변환 후 에 얻어진 데이터를 원점을 중심으로 하여 회전시켰는데, 전후축에 대하여는(roll plane) 촬영된 영상에 양안이 모두 나타나지 않음으로 인하여 대뇌의 반구간 틈새가 정수직이

B A

Figure 2. (A) Preoperative 9-cardinal photograph shows medial rectus motility limitation of the right eye. (B) Postoperative 9-cardinal photograph shows orthotropia in primary position and no motility restriction (postoperative 4 months).

되는 각도를 이용하여 ImageJ 프로그램을 사용하여 회전하 였다. 수평방향의 회전에 대하여는(yaw plane) 안와의 첨 부에서의 안와의 면적무게중심이 원점에 대하여 수평으로 편위된 각도만큼, 수평축에 대한 수직방향의 회전에 대하여 는(pitch plane) 안와의 첨부에서의 안와의 면적무게중심이 원점에 대하여 수직으로 편위된 각도만큼 회전하였다.

Clark et al¹⁰은 전후축에 대한 회전은 같은 방법을 사용하 였지만 수평방향의 회전에 대하여는 대뇌의 반구간 고랑이 전후로 수평 편위된 각도만큼, 수직방향의 회전에 대하여 는 안와상연사골동과 안와의 접합부를 기준점으로 내직근 이 수평이 되는 각도인 상방 10도로 회전하였다. 회전의 순서는 수직축-수평축-전후축의 순서로 Fick 회전순서를 따라 시행하였다. 이와 같은 회전을 통해 서로 다른 안와의 비교에있어 각 안와가 동일한 기하학적 위치에 놓이게 하 였다. 이를 바탕으로 외직근의 위치와 두께변화를 계산하 였다.

Heo et al⁷이 발표한 연구 결과에 따라 안와 원점 10 mm 후방에 풀리가 존재한다는 가정 하에 이 점에서 안구 운동 에 따른 각 직근의 면적의 무게중심을 구하여 풀리의 위치 를 조사하였다.

증례 2

Trapdoor 형태의 우측의 안와내벽골절로 내전장애와 외 전장애를 주소로 내원한 16세 남자 환자로 본원에서 우안 의 내직근포착정복술을 시행하였다. 정복술 후 2달 뒤 외전 장애는 소실되었으나 중간선을 넘지 못하는 내전장애 보여 (Fig. 2A) 내직근의 수축력을 평가하기 위해 MRI를 시행 하였다.

증례 1과 같은 방법으로 MRI를 촬영하였으며 내직근의 수축력을 평가하기 위해 얻어진 영상단면에서 각 직근의 단면적을 ImageJ 프로그램을 이용하여 계산하였다. 주시방 향에 따라 각 직근의 최대 단면적을 보이는 위치를 원점으 로부터 수평축에서 거리로 각각 구하여 서로 비교하였다.

증례 3

10년 전 경운기 전복 사고 후 좌안의 상사시와 A형의 외사시를 보이는 16세 남자 환자가 본원에 내원하였다.

내원시 시행한 이학적 검사상 몽고눈꺼풀틈새(Mongolian slanted palpebral fissure)를 가지고 있었고 좌안의 25 PD

B A

Figure 3.(A) Preoperative 9-cardinal photograph shows 25PD of A-pattern exotropia and 25PD of left hypertropia.

(B) Orbital MRI image shows incyclotorsion of both extraocular muscles and mucocele involved both the frontal and ethmoid sinuses.

의 상사시와 A형의 25PD의 외사시를 보이고 있었다(Fig.

3A). 안저검사상 양안 모두에서 내회선을 보이고 있었고 랑카스터 검사상 A형 사시를 확인할 수 있었다. 안와내직 근의 위치이상을 알아보기 위해 MRI를 시행하였다.

촬영된 영상은 증례 1에서와 동일한 방법으로 처리되 었으며 각 영상단면에서 직근 면적의 무게중심을 통해 각 직근이 수평축에 대하여 이루는 각도의 범위를 직접 구하 였다.

결 과

증례 1

MRI에서 각 직근 풀리의 위치는 좌안의 경우 주시방향

에 따라 큰 변화를 보이지 않았지만 우안의 경우 외전시 우 안 외직근의 하방이동, 상방 주시후 외전시 우안 외직근의 하방이동과 상직근의 외측이동이 있다는 것을 알 수 있었 다(Fig. 4). 이와 같은 소견을 근거로 하여 풀리 불안정성을 동반한 수직불일치 외사시로 최종 진단을 내리고 양안의 하사근후전술을 시행 후 근전위술을 시행하였다. 우안 상직 근을 공막 부착부 13 mm 후방에서 근육너비만큼 코쪽으로 이동시켜 공막에 고정하였고 우안 외직근을 공막 부착부 15 mm 후방에서 근육너비만큼 상방으로 이동시켜 공막에 고정하였으며 우안의 외직근 후전술을 7 mm 시행하였다.

술 전 상방주시시 40PD를 보이는 Y형 비일치 외사시가 수 술 3개월 후 상방주시시 10PD의 Y형 비일치 외사시로 호 전되었고 경도의 우안 하사근기능저하와 좌안 하사근기능 항진을 보였다(Fig. 1C). 복시는 호소하지 않았다.

A B

C D

Figure 4.(A, B) Diagram of 4 rectus muscles position in upper lateral gaze, upgaze, upper medial gaze and primary position. (C, D) Diagram of 4 rectus muscles position in lateral, medial gaze and primary position. (A) Note the lateral displacement of SR (red arrow) and inferior displacement of LR (red arrow) in upper lateral gaze (right eye).

(B) Note the minimal rectus muscles shift during upgaze (left eye). (C) Note the inferior displacement of LR (red arrow) in lateral gaze (right eye). (D) Note the minimal rectus muscle pulleys shift during horizontal gaze (left eye). PP=primary position; UCG=upper central gaze; UMG=upper medial gaze; ULG=upper lateral gaze; MG=

medial gaze; LG=lateral gaze.

증례 2

제일눈위치에서는 안구 원점 후방 10 mm에서 내직근의 최대단면적을 보였으며 내전시에는 안구 원점 후방 22 mm 에서 내직근의 최대단면적을 보여 최대면적이 수축시 후방 으로 이동하는 것을 확인하였다(Fig. 5). 정상 직근의 수축 시 최대단면적을 갖는 위치는 후방으로 이동한다는 Miller et al⁹의 연구를 근거로 내직근의 수축력이 살아있다고 판

단하여 수술적 치료 없이 경과관찰 하였다. 수상 3개월 후 우안의 내전 기능이 호전되어 중앙선을 넘는 모습을 관찰 할 수 있었고 수상 4개월 후 제일눈위치에서 정위를 보였고 내전장애는 소실되었다(Fig. 2B).

증례 3

CT에서 면적무게중심을 통한 각 직근의 위치를 계산한

C A

B D

Figure 5.Quasi-coronal images of right orbit in primary position and medial gaze in a patient, who underwent medial rectus impingement reduction surgery (postoperative 2 months). (A) 10 mm posterior to the orbital center at primary gaze. (B) 10 mm posterior to the orbital center at medial gaze. (C) 22 mm posterior from the orbital center at primary gaze. (D) 22 mm posterior from the orbital center in medial gaze. At primary position the maximal surface area or medial rectus (MR) cross section is in image plane 10 mm posterior from the orbital center. In medial gaze the maximal surface area of MR cross section is in image plane 22 mm from the orbital center.

Quasi-coronal images show that contraction tends to cause the planes of maximum cross-section to move posteriorly.

결과 4개 직근이 안구 중심 수평축을 기준으로 내회선 되어 있음을 확인할 수 있었고 특히 수평직근의 내회선이 심한 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 전두동과 사골동에 점액종이 관찰되었다(Fig. 3B).

A형 수직불일치 외사시를 보이고 몽고눈꺼풀틈새가 있 는 환자에서 MRI를 통하여 우연히 눈꺼풀틈새와 연관 있어 보이는 풀리의 내회선을 관찰할 수 있었다.

고 찰

최근들어 사시의 진단과 치료에 있어 풀리와 외직근의 위치의 중요성이 대두됨에 따라 MRI와 같은 보조적인 영상 진단이 사시분야에 있어 중요성을 갖게 되었다.^16,17

Clark et al¹⁴은 정상 안와내 직근의 위치를 시신경과 안 구의 접합점 3 mm 전방에서 MRI 영상을 통해 계산하여 XY 좌표로 나타내었다. 또한 Heo et al⁷은 각 직근의 주행 은 주시방향에 무관하게 일정하다는 기존의 여러 연구결과 를 토대로 안구 중심 후방 10 mm 위치에서 안와내 직근의 정상위치와 각도의 정상 범위를 구하여 안와의 이상을 동 반한 사시의 진단이나 풀리의 이상이 의심되는 여러 비일 치사시의 진단기준으로 유용하게 이용될 수 있도록 하였으 며 풀리의 위치를 이동시키는 수술의 기준에도 도움을 줄 수 있을 것이라고 하였다.

Clark et al⁸은 주시방향이 바뀌어도 안와내 직근의 위치 를 일정하게 유지시켜주는 풀리의 위치를 MRI를 통해 추정 하였다. 풀리의 위치는 정상인과 사시 환자들 모두에서 의 미있는 위치변화를 보이지 않았지만 V형 비일치 외사시 환 자에서 외직근의 하방이동과 상직근의 하측방이동을 보고 하였다. 또한 A형 비일치 외사시 환자에서 각 직근이 모두 내회선되어 있는 것을 MRI를 통해 확인하였다. 이러한 비 일치 사시의 진단 외에도 Miller et al⁹은 MRI를 통해 각 직 근의 수평축에 대한 단면적을 구하여 직근의 수축시 최대 단면적은 후방으로 이동한다고 하였다.

이와 같이 MRI와 같은 영상학적 검사는 안와내 직근과 풀리의 위치와 모양을 구체적으로 확인함으로써 비전형적 인 안운동을 보이는 사시환자의 진단과 치료에서 중요성이 늘어나고 있다. 하지만 아직 국내에서는 MRI 등의 영상기 법을 사시환자의 진단과 치료에 활발히 이용하고 있지 못 하고 있는 실정이다. 따라서 저자들은 Y형 비일치성 외사시 를 보이는 8세 여아와, 외상 후 마비사시를 보이는 16세 남 아, A형 비일치성 외사시를 보이는 13세 남아의 진단과 치 료에 MRI를 이용함으로써 영상진단법의 유용성에 대하여 알아보고자 하였다.

안와 내 직근 및 풀리의 위치에 대한 MRI 촬영의 정확 성을 위해서는 두부의 위치와 주시방향에 대한 통제, 그리 고 그에 따른 적절한 해상력을 갖추는 것이 중요하다.

MRI 촬영방식은 과거 여러 연구에서 사용되었던 방법과 유사한 방법을 이용하였으며 특히 Demer et al¹⁸은 안와 에 대한 MRI 촬영은 중추신경계보다 높은 해상력이 필요 하다고 하였다. 따라서 본 연구에서도 이를 위하여 보다 작고 많은 Pixel과 좁은 FOV, 높은 Matrix Density를 이 용하였으며 보다 명확한 영상을 얻기 위하여 surface coil

을 이용하였다.^6,7,10-12

증례 1에서, 내전시 상방편위가 보이지 않고 단안운동시 우안의 상전에 제한이 있는 비전형적인 Y형 비일치 외사시 를 보이는 8세 여아에서 MRI를 통하여 우안의 외전시 우안 외직근의 하방이동, 상방 주시후 외전시 우안 외직근의 하 방이동, 상직근의 외측이동을 관찰하고 풀리의 불안정성이 그 원인임을 확인하였다. 저자들은 근이전술을 시행하여 안 운동이상을 교정하였다. 따라서 비전형적인 안운동 이상을 보이는 사시 환자에서 MRI를 통한 안와내 직근에 대한 평 가는 진단과 치료결정에 매우 중요하다고 생각된다.

증례 2에서, 우안의 내직근포착정복술 시행 후 2달 뒤 마 비사시를 보이는 16세 남아가 조기 수술 결정이 필요하였 다. 내직근의 수축력을 평가하기 위하여 MRI를 촬영하여 장축에 대한 근육의 최대단면적이 후방으로 이동하는 것을 확인하고 근육의 수축력이 살아있다는 판단하에 수술적 치 료 없이 기다리기로 결정하였다. 수상 4개월 후 제 1안위에 서 정위를 보이며 내전장애는 소실되었다. MRI는 손상된 직근의 수축력을 판단하여 수술 결정에 유용하게 이용될 수 있다. 하지만 본 연구에서 우안 외직근의 단면적은 명확 한 경계선을 보였지만 내직근의 경우 근육의 부종과 손상 으로 안와 원점 7.5 mm 후방과 10 mm 후방에서의 단면적 은 불분명한 경계를 보였다. 직근의 손상이 심한 경우 단면 적 측정이 어려워 수축력 평가에 제한이 있을 것으로 생각 되지만 이 환자에서는 근육의 손상이 심하지 않아 비교적 정확한 내직근의 면적을 구할 수 있었다.

Hatsukawa et al¹⁹은 A형 내사시 환자에서 안와단층촬영 을 통하여 양안의 외직근이 수직전위 되어 있음을 확인하 고 이것은 몽고눈꺼풀 주름과 연관성이 있다고 하였다.

Paysse et al²⁰은 후향적인 연구를 통하여 척추갈림증 등의 선천기형에 동반된 몽고눈꺼풀틈새는 내회선된 경사난시, A형 사시, 내전시 안구의 과하전과 관련이 있으며 이것은 내회선된 직근의 풀리와 밀접한 관련이 있다고 하였다. 세 번째 증례에서도 몽고눈꺼풀틈새를 갖고 있는 A형 비일치 외사시 환자에서 CT를 촬영하여 양안 모두에서 4개의 직 근이 내회선 되어있는 모습과 사골동에 점액류를 확인할 수 있었다. 선천 기형에 동반된 몽고눈꺼풀틈새는 외안근 풀리의 형성 및 발달과 연관이 있을 수 있어 이에 대한 영 상학적 진단은 치료에 중요한 역할을 한다.

결론적으로 MRI와 같은 영상진단을 통해 비전형적인 안 구운동이상에서 풀리의 위치이상을 파악할 수 있으며 마비 사시에서 근육의 수축력 여부를 판단할 수 있어 MRI는 사 시환자의 진단과 치료에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

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=ABSTRACT=

The Efficacy of Imaging Diagnosis in Oculomotor Abnormalities

Seung Hyun Lee, MD, Hwan Heo, MD, Sang Woo Park, MD, PhD

Department of Ophthalmology, Chonnam National University Medical School, Gwangju, Korea

Purpose: To evaluate the usefulness of imaging diagnosis in patients with atypical oculomotor abnormalities and paralytic strabismus.

Methods: The magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT) of 3 patients with atypical Y pattern vertical incomitance and medial rectus (MR) paresis after MR impingement reduction and A pattern vertical incomitance were analyzed.

High-resolution, surface coil MRI was used to obtain sets of contiguous, 2-mm thick quasi-coronal images in 9-cardinal gaze directions. Digital image analysis was used to evaluate the results.

Results: MRI revealed lateral displacement of the superior rectus (SR) and inferior displacement of the lateral rectus (LR) during upper temporal gaze and inferior displacement of the LR during lateral gaze in patients with Y pattern vertical incomitance. In patients with MR paresis, the maximal surface area of MR cross section is in the image plane 10 mm posterior from the orbital center at primary gaze. The maximal surface area of MR cross section is in the image plane 22 mm posterior from the orbital center during medial gaze. Quasi-coronal images show that contraction tends to cause the plane of maximum cross-section to move posteriorly. Surgical treatment was avoided and observational treatment maintained. There is incyclotorsion of both extraocular muscles in patients with A pattern vertical incomitance and upslanted palpebral fissure.

Conclusions: Imaging diagnosis of pulley position and rectus muscle contractility is helpful for determining accurate diagnosis and treatment methods at atypical oculomotor abnormalities and paralytic strabismus.

J Korean Ophthalmol Soc 2009;50(2):260-268

Key Words: Extraocular muscles, Magnetic resonance imaging, Strabismus

Address reprint requests to Sang-Woo Park, MD

Department of Ophthalmology, Chonnam National University Medical School & Hospital

#8 Hak-dong, Dong-gu, Gwang-ju 501-757, Korea

Tel: 82-62-220-6743, Fax: 82-62-227-1642, E-mail: [email protected]