다발성경화증(Multiple sclerosis, 이하 MS)은 중추신경계 의 면역 이상에 따른 염증성 탈수초성 질환으로 T2 강조 자기 공명영상에서 나타나는 백질의 고 신호강도 병변이 다발성경 화증의 진단과 질병의 활성도를 평가하는 데 유용하게 이용되 고 있다. 그러나 고식적 자기공명영상 소견이 질병의 특징적인 병리소견이나 임상경과와 맞지 않는 경우가 종종 발생한다(1- 4). 특히 최근 조직학적 및 자기공명 분광법을 이용한 연구에 의하면 질환의 진행이 고식적 자기공명영상에서 보이는 플라 크(plaque)에서 뿐만이 아니라 정상처럼 보이는 백질에서도 일어나는 것으로 알려져 있다(1, 5, 6). 따라서 고식적 자기공 명영상만으로는 뇌 섬유 손상의 범위나 중증도를 충분하게 정 량화시킬 수 없다. 확산텐서영상(diffusion tensor imaging) 은 고식적 자기공명영상으로는 직접적으로 평가할 수 없었던 다발성경화증의 중요한 생리적 변수에 대한 평가를 가능하게 해주었다(1). 확산텐서영상을 이용한 여러 연구에 의하면 다
발성경화증환자에서 정상처럼 보이는 백질에서의 분할비등방 도(fractional anisotropy, 이하 FA)는 감소하고 평균 확산 도(mean diffusivity)는 증가하는 경향이 있다(5, 7-13). 이 와 같은 정상처럼 보이는 백질의 확산 변화는 세포 외 공간의 팽창과 연관된 축삭의 소실을 반영하는 것으로 여겨진다(14).
다발성경화증에서의 백질 손상을 일으키는 기전에 대해서는 아직 명확하게 밝혀져 있지 않다. 탈 수초화 현상만으로는 다 발성경화증에서 발생하는 점진적인 장애를 설명할 수 없어서 최 근 에 는 축 삭 손 상 에 의 한 월 러 변 성 (Wallerian degeneration)의 잠재적인 역할에 대해 관심이 집중되고 있 다(15-17). 만성 뇌 경색과 동반된 심한 월러 변성 증례는 고 식적 자기공명영상으로 그 존재를 발견할 수 있으나, 다발성경 화증에서는 고식적 자기공명영상에서 드물게 나타나므로 이를 발견하기 위해서는 다른 자기공명영상 기술이 요구된다고 하 겠다(15). 양성자 자기공명 분광법을 이용한 한 연구에 의하면 교뇌와 중소뇌각의 정상처럼 보이는 백질에서 N-acetyl- aspartate 농도가 감소하였고 이는 질환의 유병기간 및 과거
다발성 경화증에서 정상으로 보이는 백질 손상의 확산텐서영상을 이용한 평가
1김 영 주
목적: 다발성경화증 환자에서 정상으로 보이는 백질 섬유의 손상을 확산텐서영상을 이용하여 평가하고자 하였다.
대상과 방법:16명의 다발성경화증 환자와 14명의 대조 군의 확산텐서영상을 후향적으로 분석
하였다. 환자 군의 고식적 자기공명영상에서 정상으로 보이는 백질 섬유로, 즉 뇌량의 슬부와 팽대부, 피질 척수로의 내포, 대뇌각, 교뇌부위의 분할비등방도(fractional anisotropy, FA) 를 측정하였다. 또한, 양측의 전방, 후방, 방사관, 천막상부의 병변 부하를 측정하였다. 환자 군 의 백질 섬유로의 FA 값을 대조 군과 비교하였다. 또한 각 관심영역의 평균 FA 값과 병변 부 하 사이의 상관관계를 분석하였다
결과: 환자 군의 백질 섬유로의 평균 FA 값은 대조 군에 비해 뇌량(p < 0.0001), 내포 (p=0.03), 대뇌각(p=0.02)에서 유의하게 감소하였다. 뇌량 슬부의 평균 FA 값과 상응하는 전방 백질의 병변 부하와 팽대부의 평균 FA 값과 상응하는 후방 백질의 병변부하 사이에는 중 등도의 음적 상관관계가 있었다(슬부r=-0.40, p=0.02; 팽대부 r=-0.63, p=0.01). 피질척 수로의 FA 값과 상응하는 병변 부하량과는 유의한 상관관계가 없었다.
결론: 다발성경화증 환자의 정상으로 보이는 백질 섬유로의 FA 값이 정상 대조 군보다 통계적 으로 유의하게 낮았다. 이 중 뇌량의 FA 값은 병변 부하량과 상관관계가 있었으나 피질척수로 의 FA 값과 병변 부하량과는 상관관계가 없었다. 다발성경화증 환자의 정상으로 보이는 백질 섬유로의 손상은 월러 변성뿐만이 아니라 여러 복합적인 병적 기전에 기인한 것으로 보인다.
1가톨릭대학교 의과대학 의정부성모병원 영상의학과
이 논문은 2009년 8월 2일 접수하여 2009년 12월 1일에 채택되었음.
재발과 연관관계가 있다고 하였다(18). 또 다른 연구에 의하면 정상처럼 보이는 뇌량에서 측정한 확산텐서영상 값과 플라크 부하(plaque burden) 사이의 상관관계를 보고하면서 다발성 경화증에서 나타나는 백질의 변화가 월러 변성에 의한 것임을 제안하였다(14). 이에 저자는 다발성경화증 환자에서 정상으 로 보이는 백질 섬유로의 손상을 확산텐서영상을 이용하여 평 가할 수 있는지를 알아보기 위해 정상처럼 보이는 뇌량과 피질 척수로 등 2개의 주된 백질 섬유로의 FA 값과 이와 상응하는 뇌 영역의 병변 부하(lesion load)를 비교하였다. 저자들은 본 연구에서 첫째, 환자 군의 백질 섬유로의 평균 FA 값은 대조 군에 비해 낮을 것이며, 둘째, 환자 군의 백질 섬유로의 평균 FA 값은 이와 상응하는 백질 영역의 플라크 부하와 상관관계 가 있을 것이라는 두 가지 가설을 세웠다.
대상과 방법
임상 및 방사선학적 소견으로 만성 진행성 다발성경화증으 로 진단되었고 확산텐서영상을 시행한 16명(여 11명, 남 5명, 18세-48세, 평균 31.6세)을 대상으로 분석하였다. 고식적 자 기공명영상에서 뇌량과 피질척수로의 내포후각, 대뇌각, 교뇌 에 병변이 있는 환자는 대상에서 제외하였다. 질병의 유병기간
은 1년에서 15년으로 평균 8.5 년이었다. 확산텐서영상의 소 견은 14명의 정상 대조 군(여 8명, 남 6명)과 비교하였다. 확 산텐서영상은 1.5T MR 장비(Signa, GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA)를 이용하여, 에코평면영상(single- shot spin echo echo-planar imaging, 이하 EPI) 기법으로 7방향의 확산경사자장을 이용하였으며, 촬영조건은 반복시간/
에코시간(repetition time, TR/echo time, TE) 12,000/107 msec, b value 0/1000 sec/mm2, 128×64 matrix, field of view (FOV) 230 mm, 절편 두께 5 mm 이었다. 고식적인 자 기공명영상은 조영증강 전 후의 횡단면 T1 강조영상 (TR/TE/excitation, 600/20/2), 횡단면 양자밀도강조영상 (2800/30/2)과 T2 강조영상(2800/100/2) 을 촬영하였고 FOV 22×22 cm, matrix size 256×192, 절편 두께/간격 5 / 2.5 mm 이었다.
뇌량과 피질척수로의 분할비등방도의 측정
고식적 자기공명영상에서 뇌량과 피질척수로의 내포후각, 대뇌각, 교뇌에 이상신호강도가 없음을 확인하고 Functool workstation (GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) 을 이용하여 얻은 확산텐서영상으로부터 FA 지도를 얻고 관심영 역의 FA 값을 측정하였다. 확산텐서영상에서 사용되는 여러
A B
Fig. 1. Measurement of fractional anisotropy (FA) values at the corpus callosum and corticospinal tract.
Transverse echo-planar spin-echo dif- fusion tensor MR imaging-derived fractional anisotropy map obtained in a 25-year-old woman with multiple sclerosis show placement of regions of interest in the genu and splenium of corpus callosum (A), internal capsule (B), cerebral peduncle (C), and pons (D).
C D
모수(parameter) 중에서 FA가 가장 보편적으로 사용되고 있 는데 FA 값이 0이면 조직이 완전히 등방성을 가지게 되고, 완 전히 비등방성을 보일 때는 1의 값을 나타내게 된다. 관심영역 은 고식적 자기공명영상에서 플라크로부터 떨어져 있으면서 정상으로 보이는 백질에서 측정이 이루어졌다. 각각의 관심영 역은 축상 FA 지도에서 3-5 픽셀에 해당하는 44 ± 2 mm2 의 크기로 뇌량의 슬부와 팽대부, 양측 내포후각, 대뇌각, 교뇌에 설정하여 각각의 FA 값을 얻었다(Fig. 1). 동일한 크기와 모 양의 관심영역을 정상 대조 군의 FA 지도에 설정하여 FA 값 을 얻었다.
천막상부 백질의 병변 부하의 측정
천막상부 백질 병변 부하의 측정은 T2 강조영상을 참조하여 양자밀도강조영상에서 이루어졌다. 병변의 측정은 10 mm2 이 상 크기의 플라크에서만 이루어졌다. 특징적인 다발성경화증
플라크에 맞지 않는 작은 크기의 고 신호 강도, 예를 들어 측뇌 실 전두각의 변연을 따라 존재하는 5 mm 이하의 고 신호 강 도나 2 mm 두께 이하의 뇌실변(periventricular line) 고 신 호 강도는 측정에서 제외했다. 컴퓨터 보조 장치를 이용하여 병변의 경계부위를 수작업으로 그린 후 플라크의 부피를 계산 한 뒤 각 환자의 플라크 부피를 절편마다 합산하여 전체 플라 크 부피를 구하였다.
뇌량의 FA 값과 이에 상응하는 병변 부하와의 상관관계를 알기 위해 각 플라크의 위치를 좌 우 전방 백질 (즉 전두엽) 과 좌우 후방 백질(즉, 두정엽, 후두엽)로 할당하였다.
피질척수로의 FA 값과 이에 상응하는 병변 부하와의 상관 관계를 알기 위해 각 플라크의 위치를 좌 우 방사관, 좌우 전체 뇌 반구 중의 하나로 할당하였다. 방사관의 병변은 내포의 등 쪽 경계(dorsal limit) 상부의 횡단 절편을 검사하였고 뒷쪽 경계부는 후 중심구(postcentral sulcus)의 기저부로, 앞쪽
A B C
D E F
Fig. 2. A-F. Schematic MR templates used for assessment of the corona radiata.
Arrows indicate the central sulcus.
경계부는 대상구(cingulated sulcus)의 기저부로 하였으며, 대상구 상부에서의 앞쪽 경계부는 전중심회(precentral gyrus)의 기저부로 하였다(Fig. 2).
통계적인 분석은 Student t test 를 이용하여 환자 군과 대 조 군의 비교를 하였고 Spearman rank correlation 을 이용 하여 각 섬유로와 해당 병변 부하의 상관관계를 분석하였으며 유의수준은p < 0.05로 하였다(SPSS 11.5, Chicago, IL). 환 자 군과 대조 군의 비교는 관심영역의 평균 FA 값을 계산하였 는데 양측 관심영역의 경우 좌우 관심영역의 값의 평균을 대표 값으로 하였다. 또한 뇌량에서는 슬부와 팽대부의 FA 값을 평균하여 얻은 평균값을 얻었다. 각 섬유로와 해당 병변 부하 사이의 관계는 뇌량의 경우 슬부 FA 값과 전방 백질의 병변 부하, 팽대부의 FA 값과 후방 백질의 병변 부하의 상관관계를 분석하였고, 피질 척수로의 경우 각각 좌측 내포후각, 대뇌각, 교뇌의 FA 값과 좌측 방사관, 좌측 천막상부 병변 부하 사이 의 상관관계와 우측 내포후각, 대뇌각, 교뇌의 FA 값과 우측 방사관, 우측 천막상부 병변 부하 사이의 상관관계를 분석하였 다.
결 과
고식적 자기공명영상에서 정상으로 보이는 백질 섬유로 각 구역의 평균 FA값은 표 1 에 요약하였다(Table 1). 정상 대조 군과 비교하여 다발성경화증 환자 군의 평균 FA 값은 뇌량의 슬부(p < 0.0001)와 팽대부(p < 0.0001), 내포(p=0.034) 와 대뇌각(p=0.022)에서 통계학적으로 유의하게 감소하였다.
전체 천막상부의 병변 부하의 중간 값은 12.15 cm3 (range: 1.70- 61.80)이었다. 중등도의 음적 선형관계가 뇌량 의 슬부 FA 값과 전방부 병변 부하(r=-0.40, p = 0.02) 사 이와 뇌량의 팽대부 FA 값과 후방부 병변 부하(r=-0.63, p
= 0.01)사이에 있었다(Table 2) (Fig. 3). 좌측의 내포후각, 대뇌각, 교뇌의 FA 값과 좌측의 방사관, 좌측의 천막상부의 병변 부하 사이 그리고 우측의 내포후각, 대뇌각, 교뇌의 FA 값과 우측의 방사관, 우측의 천막상부 병변 부하 사이에는 통 계학적으로 유의한 상관관계는 없었으나, 우측 내포와 동측 천 막상부 병변 부하 사이에는 음적 선형관계의 경향이 있었다 (r=-0.31, p=0.24).
고 찰
확산텐서영상은 생체 내에서 물 분자 확산의 크기와 방향성 (즉 비등방성)의 정량화를 가능하게 해주는 자기공명영상 기 법으로 이는 다발성경화증을 포함하여 많은 백질 질환의 병적 인 변화를 연구하는 데 유용한 도구로 여겨진다. 특히 비등방 성 지수를 평가함으로써 백질 섬유로의 구조적인 보존도 (structural integrity)와 방향의 일관성(directional coherence)에 대한 연구를 가능하게 해주었다. 여러 연구에 의하면 백질의 탈 수초화와 축삭손상은 비등방성이 감소하며 이는 FA 값이 감소하는 것으로 나타난다(19-21). 확산텐서영 상은 주요한 신경 경로의 국소적인 손상뿐만이 아니라, 병변으 로부터 떨어져 있는 곳의 월러 변성에 의한 손상을 발견하는 데 잠재적으로 유용하게 사용할 수 있다(7). 이 연구의 목적은
Table 1. Mean FA Values for Normal -Appearing White Matter Regions in Multiple Sclerosis (MS) Patients and Normal Controls Regions Mean FA Values in Normal Controls Mean FA Values in MS Patients P value
Genu of CC 0.764 0.640 <0.0001
(0.628-0.896) (0.467-0.769)
Splenium of CC 0.825 0.691 <0.0001
(0.726-0.971) (0.454-0.855)
Posterior limb of IC 0.705 0.661 0.034
(0.640-0.769) (0.485-0.798)
Cerebral peduncle 0.691 0.632 0.022
(0.555-0.811) (0.498-0.771)
Pons 0.636 0.601 0.162
(0.492-0.742) (0.462-0.736)
FA fractional anisotropy; CC corpus callosum; IC internal capsule Ranges are shown in parentheses
* Significant p values (<.05) are shown in bold.
Table 2. Relationship between Lesion Load in Each Regions and FA in the Corpus Callosum
Anterior LL Posterior LL Anterior + Posterior LL Supratentorial LL
FA genu r=-0.40*, p=0.02 r=-0.24, p=0.36 r=-0.01, p=0.96 r= 0.25, p=0.34
FA splenium r=0.03, p=0.91 r=-0.63**, p=0.01 r=-0.27, p=0.31 r=-0.06, p=0.82
FA CC r=-0.58*, p=0.02 r=-0.14, p=0.60 r=-0.17, p=0.52 r= 0.09, p=0.74
LL lesion load; FA fractional anisotropy; CC corpus callosum
*Correlation is significant at the 0.05 level
** Correlation is significant at the 0.01 level
확산텐서영상이 고식적 자기공명영상에서는 정상처럼 보이는 신경섬유로의 손상을 평가하는 데 유용한지를 알아보는 데 있 다. 과거 몇몇 연구는 확산텐서영상이 다발성경화증환자의 고 식적 자기공명영상에서 정상처럼 보이는 피질척수로 이외의 다른 백질 구조의 변성을 발견해 낼 수 있다고 보고하였다(5, 7, 10, 14). 그러나 정상처럼 보이는 백질 섬유로의 확산텐서 영상의 이상과 다발성경화증 플라크사이의 상관관계를 알아본 연구는 상대적으로 많지 않다.
Simon 등(15)은 다발성 경화증 환자의 환부의 동측 피질척 수로를 따라 T2 강조영상에서 고 신호강도를 보였던 전형적인 월러 변성 5예를 보고하였으나 고식적 자기공명영상에서 이와 같은 소견은 드물게 나타난다. 확산텐서영상를 이용한 연구들 에 의하면 다발성경화증환자의 정상처럼 보이는 신경 섬유로 에서 비등방성이 감소하였고 이는 손상된 축삭 원위부의 월러 변성을 시사하는 것이라 보고하였다(5, 7, 14, 22). 최근의 한 연구는 다발성경화증환자에서 뇌량 전체와 팽대부의 평균 FA 값이 대조 군에 비해 감소하였으며, 뇌량의 체부에서 보인 평 균 FA 값의 감소는 뇌 반구의 플라크 부하와 강한 상관관계가 있다고 보고하면서 이는 월러 변성에 기인하여 평균 FA 값이 감소하는 것이라 주장하였다(14). 그러나 이들은 저자들의 연 구가 해상도가 높은 양자밀도강조영상에서 플라크 부하를 시 행한 것과는 달리 상대적으로 해상도가 낮은 b=0 영상에서 플라크 부하를 시행하였으며, 또한 축상 확산텐서영상에서 뇌 량 체부의 FA 값을 측정함으로써 체적평균(volume averaging)으로 인하여 FA 값이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
저자들의 연구에서는 환자 군의 고식적 자기공명에서 정상 으로 보이는 뇌량과 피질척수로의 평균 FA 값이 대조 군에 비
해 감소하였다. 피질척수로 중 교뇌에서는 FA 값이 감소하였 으나 통계적인 유의성은 없었는데, 이는 교뇌에서의 피질척수 로는 치밀하고 평행한 섬유의 단일 다발이 아니라 여러 백질 신경로가 교차하기 때문에 측정된 FA 값이 인접 등방성 구조 로부터의 부분체적평균을 반영했을 가능성이 있으며 이로 인 해 다발성경화증환자와 대조 군사이의 차이가 통계학적 유의 성에 이르지 못했을 가능성이 있다. 과거 연구에 의하면 뇌 경 색과 관련하여 피질 척수로의 월러 변성에 의한 것으로 추정되 는 FA 값의 저하가 대뇌각과 같이 단일 섬유다발이 있는 구역 에서는 큰 FA 값의 저하가 있었으나 문측(rostal) 교뇌와 같 이 변성된 섬유다발이 교차하는 곳에서는 그렇지 않음을 보여 주었다(23).
Ciccarelli 등(14)의 연구와 일치해서 저자들의 연구에서도 다발성경화증환자의 정상처럼 보이는 뇌량의 FA 값이 대조 군에 비해 저하되었고 연관된 뇌의 병변 부하와 FA 값의 저하 가 상관관계가 있었다. 조직병리학적 연구에 의하면 다발성경 화증 환자의 뇌량에서 상응하는 투사영역을 횡단하는 축삭의 총 수와 해당 구역의 병변 부하 사이에 음적인 상관관계가 있 음을 보여주고 있다(24). 이와 같은 결과는 저자들의 연구소견 을 뒷받침해주며, 떨어져 있지만 기능적으로 연결된 국소 병변 에 의해서 절단된 축삭의 월러 변성이 정상처럼 보이는 다발성 경화증환자의 신경 섬유로의 손상을 일으키는 중요한 발병기 전이라는 가설을 뒷받침해준다. 그러나 뇌량에서 보인 결과와 는 달리 피질척수로의 FA 값과 해당 병변 부하 사이의 상관관 계는 발견되지 않았는데 이와 같은 결과에 대한 추정원인으로 는 먼저 피질 척수로를 침범한 병변 부하가 부정확했을 가능성 이다. 많은 연구자가 다발성경화증의 질환 진행이 T2 강조영 상에서 보이는 플라크 경계부를 넘어서서 확장되어 있음을 보
A B
Fig. 3. Graphs illustrate relationship of white matter (WM) plaque burden and fractional anisotropy (FA) values of the corpus callo- sum.
A. Moderate inverse correlation between anterior WM plaque burden and FA values in the genu of corpus callosum (r=
-0.40, p=0.02).
B. Moderate inverse correlation between posterior WM plaque burden and FA values in the splenium of corpus callosum (r=
-0.59, p=0.01).
고하고 있다. 한 연구는 플라크 주변의 정상처럼 보이는 회백 질에서 N-acetylaspartate-creatine 비율이 감소함을 발견 하였다(25). 또 다른 조직학적 연구에서도 또한 급성 탈 수초 화 플라크 주변에서의 축삭손상을 보고하였다(26). 이와 같은 보고들은 병변의 진행이 플라크 경계부위를 넘어서도 존재한 다는 확산텐서영상과 자화전이율영상의 결과와도 일치한다(5, 27-31). 또한, 질환의 표현형(phenotype)이 고식적 자기공명 영상에서의 질환의 진단율에 영향을 미칠 수 가 있다. 예를 들 어 원발성 진행성 다발성경화증(primary progressive MS) 의 경우 특징적으로 수초와 축삭의 소실이 현저하고 염증 요소 는 적으므로(32), 양자밀도 및 T2 강조영상에서 고 신호강도 로 나타나는 플라크의 진단 율이 떨어질 수 있다(33, 34). 따 라서 피질척수로를 따라 월러 변성을 일으키는 데 작용하는 수 초파괴의 범위가 고식적 자기공명영상에서 보이는 것보다 훨 씬 광범위하였을 가능성이 있다. 이와는 달리 자기공명영상에 서 보이는 T2 강조영상에서의 병리적인 이질성이 피질척수로 를 침범하는 병변 부하의 정확한 측정을 방해하는 다른 요인으 로 작용했을 가능성이 있다. Barnes 등(35)과 McDonald 등 (2)에 의하면 뇌 혈액장벽 투과성의 국소적인 증가, 혈관인성 부종, 탈 수초화, 축삭손상이 다발성경화증 병변의 진행과정에 서 발생하며 이들은 모두 T2 강조영상에서 고 신호강도로 나 타날 수 있음을 보고하였다.
또한, 정상처럼 보이는 피질척수로의 손상과 다발성경화증 병변은 월러 변성뿐만이 아니라 적어도 부분적으로 독립적인 기전에 의해 발생하였을 가능성이 있다. 정상처럼 보이는 피질 척수로와 병변 부하 사이에 유의한 상관관계가 없었던 저자들 의 결과는 정상처럼 보이는 백질의 T1 이완시간 이나 자화전 이율과 병변 부하 사이에 유의한 상관관계가 없었다는 최근 보 고와 유사하다(36). 이와 같은 연구결과들은 정상처럼 보이는 백질 손상이 플라크에 의한 월러 변성이 아닌 또 다른 가능한 병인론이 있음을 시사한다. 최근 조직병리학적 연구에 의하면 다발성경화증 환자에서 피질척수로의 축삭의 밀도와 영역이 유의한 감소가 있음을 밝혀내었다(37). 이와 같은 소견은 저자 들의 연구에서 정상으로 보이는 피질척수로의 FA 값 감소가 피질척수로의 실제적인 축삭소실을 나타낼 수 있음을 의미한 다. 비록 일반적으로는 다발성경화증에서의 축삭손상이 탈 수 초화의 후유증으로 여겨지고 있으나 일차적인 현상일 가능성 이 있다. 이를 뒷받침하는 최근 연구에서 다발성경화증의 초기 생검 병변에서 축삭손상이 관찰되면서 축삭의 손상이 탈 수초 화의 병기와 독립해서 나타날 수 있음을 보여주었다(38). 따라 서 정상으로 보이는 피질 척수로와 다발성경화증 병변 부하 사 이의 상관관계가 없었던 이 연구의 소견은 피질 척수로의 FA 값 저하가 플라크가 가져온 월러 변성이 아닌 원발성 일차적 축삭 손상이나 탈 수초화가 피질척수로에 특이(specific)하게 작용할 수 도 있음을 시사한다. 그러나 다발성경화증이 피질 척수로를 특이하게 침범하는 질환이라는 증거는 없다(39). 그 리고 다발성경화증에서 좀 더 전반적인 축삭 질환이 일어날 가 능성이 있다. 따라서 이와 같은 가설은 지속적인 연구와 추가 확인이 필요할 것이다.
이 연구의 제한점으로 첫째, 연구대상의 수가 적어 상대적으 로 적은 수의 비전형적인 소견이 결과에 영향을 줄 수 있다는 점, 둘째, 확산텐서신경로 추적법을 사용하여 직접적으로 섬유 로의 주행을 따라 병변 부하를 시행하지 않았기 때문에 피질 척수로와 상응하는 병변 부하가 정확하게 이루어지지 않아 피 질 척수로의 FA 값과 병변 부하가 상관관계가 없는 것으로 나 왔을 가능성이 있다는 점이다.
결론적으로 다발성경화증 환자의 정상으로 보이는 백질 섬 유로의 FA 값이 정상 대조 군보다 통계적으로 유의하게 낮았 다. 이 중 뇌량의 FA 값은 병변 부하량과 상관관계가 있었으 나 피질척수로의 FA 값과 병변 부하량과는 상관관계가 없었 다. 정상으로 보이는 뇌량과 피질척수로의 백질 섬유로의 손상 은 월러 변성뿐만이 아니라 여러 복합적인 병리적 기전에 의한 것으로 보인다. 다발성경화증 병변과 정상으로 보이는 백질의 원발성 축삭 소실의 상대적인 기여도를 규명하기 위해 확산텐 서신경로 추적법을 이용한 좀 더 많은 수의 코호트 연구와 조 직병리학적 상관관계에 대한 연구가 필요할 것이다.
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Address reprint requests to : Young Joo Kim, M.D., Department of Radiology, Uijongbu St. Mary’s Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 65-1 Kumoh-dong, Uijongbu-city, Kyunggi-do 480-130, Korea.
Tel. 82-31-820-3599 Fax. 82-31-846-3080 E-mail: [email protected]
Assessment of Normal-Appearing White Matter Damage in Multiple Sclerosis Using Diffusion Tensor Imaging
1Young Joo Kim, M.D.
1Department of Radiology, College of Medicine, The Catholic University of Korea
Purpose: To determine any evidence of damage in normal-appearing white matter (NAWM) tracts in multiple sclerosis (MS) cases using diffusion tensor imaging (DTI).
Materials and Methods: We retrospectively analyzed anisotropy maps derived from DTI studies performed in 16 MS patients and 14 normal controls. Fractional anisotropy (FA) was measured in NAWM tracts: in the genu and splenium of the corpus callosum and at three points along the corticospinal tracts (internal capsule, cere- bral peduncle, and pons). In addition, we performed lesion loads using the manual tracing method in the ante- rior, posterior, corona radiata, and supratentorial of each side. A FA in NAWM tracts was compared between patients and normal controls using the Student t-test. The FA values and lesion load were compared by per- forming a Spearman rank correlation.
Results: The mean FA values were lower in patients than the controls for the combined genu and splenium (p<0.0001), internal capsule (p=0.03), and cerebral peduncle (p=0.02). Moderate inverse correlations were found between the corpus callosum and the connecting lesion loads (r = -0.40, p = 0.02 for the genu and r=
-0.63, p = 0.01 for the splenium). No correlation was found between the FA of the corticospinal tracts and any of the lesion load measurements.
Conclusion: We found a statistically significant reduction in the FA values when comparing NAWM tracts from patients with MS those in the normal control group. However, only those in the corpus callosum corre- sponded with plaque burden. NAWM tract deterioration in the corpus callosum and the corticospinal tracts are likely attributed to several concerted pathologic mechanisms as well as Wallerian degeneration.
Index words :Diffusion Magnetic Resonance Imaging Multiple Sclerosis
