초기 골관절염에서 내측 반월상 연골의 전위와 형태학적 변화가 관절연골 손상에 미치는 영향
건양대학교 의과대학 정형외과학교실
정환용・이우석・김우식・김용찬・전택수・김규태・배인탁
목 적: 슬관절의 초기 관절염에서 자기공명영상상 내측 반월상 연골의 전위와 형태학적인 변화를 조사하였 다.
대상 및 방법: 슬관절에 통증이 있고 슬관절 전후 측면 사진상 초기 골관절염 환자 9 3예를 대상으로 자기 공명영상을 촬영하였다. 자기공명영상의 관상면과 시상면에서 관절연골의 손상에 따른 내측 반월상 연골의 전위, 파열, 형태학적인 변화와의 관련성을 분석하였다.
결 과: 관절연골 손상군에서 자기공명영상상 관상면에서 내측 반월상 연골의 내측 전위는 4 . 3±2.8 mm 로 대조군의 2 . 2±1.9 mm보다 많았다. 시상면에서 내측 반월상 연골의 전방 전위는 3 . 6±2.3 mm로 대조 군의 1 . 9±1.2 mm보다 많았다. 손상군에서 관절연골의 손상정도와 내측 반월상 연골의 전위정도는 상관관 계가 없었다(p>0.05). 내측 반월상 연골의 형태학적인 변화는 관절연골 손상군에서 53.4% (31/58명)로 대 조군의 1 1 . 4 % ( 4 / 3 5명) 보다 더 많았다( p < 0 . 0 5 ) .
결 론: 슬관절의 초기 골관절염에서 내측 반월상 연골의 전위와 형태학적인 변화는 관절연골의 손상과 관 련이 있었다.
색인 단어: 슬관절, 골관절염, 자기공명영상, 내측 반월상 연골
Volume 16, Number 2, December 2004
서 론
슬관절 골관절염의 발생에는 여러 가지 원인이 있 으나 관절에 가해지는 기계적인 하중을 흡수하고 분 산하는 기능이 떨어지는 경우에 골관절염을 유발할
수 있다1 5 , 1 6 ). 임상적으로 초기 골관절염 환자에서 슬
관절 전내측 관절연에 통증과 압통을 호소하는 경우 가 많이 있고, 내측 반월상 연골이 중요한 하중분산 기능을 가지고 있어 내측 반월상 연골의 이상이 골관 절염을 유발할 수 있다1 4 - 1 6 ).
반월상 연골은 축성 하중을 분산하여 관절연골을 보호하며, 슬관절 안정성을 도모하는 역할을 한다
1 5 , 1 6 )
. 반월상 연골이 내측부에 가해지는 하중을 지탱
할 수 없는 상태, 즉 반월상 연골 파열이나 반월상 연 골 절제술을 시행한 환자에서 골관절이 잘 발생하다 고 보고된 바 있어 반월상 연골의 기능이 소실된다면 골관절이 발생할 수 있을 것이다1 4 ). 최근에 들어 자기 공명영상의 발달로 반월상 연골의 상태를 더욱 정확 하게 판정하여 슬관절통이 있는 환자의 조기 진단에 많은 도움을 주고 있는데6 , 1 0 ), 특별한 수상의 병력이 없이 단순 방사선 사진상에서 골관절염을 의심할 수 있는 골극이나 내측 관절간격이 협소해진 환자에서 슬관절 전내측의 동통을 호소하는 경우에서 내측 반 월상 연골의 신호강도의 변화와 비정상적인 전위를 관찰할 수 있다1 , 5 , 8 , 9 , 1 2 , 1 3 , 1 7 )
. Gale 등9 )은 골관절염 환자 에서 관절간격 협소와 반월상 연골의 전위가 상관관 계가 있다고 보고한 바 있으나, 골관절염이 많이 진
Corresponding Author: Woo-Suk Lee, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Konyang University Hospital 685 Gasuwon-dong, Seo-gu, Daejeon, 302-241, Korea
Tel : 042-600-6903, Fax : 042-545-2373, E-mail : [email protected]
행된 경우 관절간격 협소에 의해 반월상 연골의 전위 가 발생한 것인지, 반월상 연골의 전위에 의해 관절 간격의 협소를 유발한 것인지 구별하지 못 하였다.
본 연구에서는 슬관절에 전내측에 통증이 있고 단순 방사선 사진상에서 초기 골관절염의 소견이 있는 환자 에서 자기공명영상을 촬영하여 내측 반월상 연골의 변 화와 관절연골 손상과의 관계를 규명하고자 하였다.
대상 및 방법 1. 연구대상
2 0 0 2년 1월부터 2 0 0 4년 3월까지 4 5세부터 6 5세까 지 슬관절의 전내측 관절연에 통증이 있고 특별한 수 상이나 수술의 과거력이 없었던 9 3명의 환자를 대상 으로 하였다. 양측 슬관절에 체중을 부하한 상태에서 슬관절 전후 측면 사진을 촬영하여 관절간격의 감소가 Framingham osteoarthritis study에서의 0등급 혹 은 1등급이거나 골극 형성이 경미한 초기 골관절염 환 자를 대상으로 자기 공명 영상을 촬영하였다7 ). 환자의 성비는 남자가 4 5예, 여자가 4 8예였고, 평균 나이는 5 4세( 4 5 ~ 6 5세) 이었다. 자기공명영상 장치는 1 . 5 Tesla MR (Magnetom Symphony, Siemens Medical Systems, Iselin, NJ, USA)로 슬관절을 신전한 상태에서 T 2강조 spin echo (TR 3000, TE 1 4 / 8 5 )과 T 1강조 gradient echo (TR/TE/flip angle 700/15/40도)로 관상면과 시상면에서 평가하
였으며 절단면의 간격은 3 mm 이었다.
관절연골의 손상은 Kawahara 등1 1 )의 등급을 사 용하였는데, 0등급은 연골의 형태에 변화가 없는 경 우, 1등급은 관절연골의 표면이 불규칙하거나 1 mm 이하의 결손이 있는 경우, 2등급은 연골 결손이 연골하 골까지 진행되지 않은 경우, 3등급은 연골하 골까지 관절연골 결손이 있는 경우로 하였다( F i g . 1, black arrow). 반월상 연골의 전이 정도는 내측 반월상 연골의 중앙부위에서 전면 혹은 측면 전이를 측정하였는데 전이의 기준은 반월상 연골의 외연이 경골의 관절연에서 전이된 정도로 평가하였다( F i g . 1, white arrow). 반월상 연골의 파열의 등급은 Crues 등6 )의 방법을 이용하여, 0등급은 정상인 경 우, 1등급은 반월상 연골내에 불규칙한 경계를 가지 는 신호의 증가, 2등급은 선상의 증가된 신호가 관절 연까지 연결되지 않은 경우, 3등급은 증가된 신호가 관절연까지 연결된 경우로 하였다. 반월상 연골의 형 태학적인 변화는 반월상 연골의 경계가 변형되거나 (Fig. 2, black arrow) 반월상 연골이 관절연 아래 로 전위된 경우로 하였다(Fig. 2, white arrow).
단, 전방십자인대와 후방십자인대의 손상이 있는 경 우는 제외하였다. PACS (Picture Archiving Communication System)에서 2명의 관찰자에서 각각 2회 측정하였다. 관찰자간의 연관 계수는 0.88(p<0.01) 이었다. 관찰자내 연관 계수는 0.92(p<0.01) 이었다.
통계학적 분석은 SAS 6.12(SAS Institute Inc,
Fig. 1. (A) Medial displacement of medial meniscus is measured by the greatest distance from the most peripheral aspect of the meniscus to the medial border of the tibia on coronal image of MRI (white arrow). (B) Anterior displacement of medial meniscus is measured by the greatest distance from the most peripheral aspect of the meniscus to the anterior border of the tibia on sagittal image of MRI (white arrow).
Cary, NC, USA)를 이용하여 분석하였다. 반월상 연골의 전위, 퇴행성 변화, 변형 등과 연골 손상 유 무는 Student T-검정법을 이용하였으며, 연골손상 정도와 반월상 연골의 전위, 퇴행성 변화와의 상관관 계는 Pearson 상관계수로 검정하였고, 검정시 유의 수준은 p값이 0.05 미만인 경우 통계학적으로 유의 성이 있는 것으로 판정하였다.
결 과 1. 관절연골의 손상
자기공명영상상 대퇴골과 경골의 관절연골의 손상 은 0등급 3 7 . 6 % ( 3 5 / 9 3명), 1등급 2 4 . 7 % ( 2 3 / 9 3 명), 2등급 1 5 . 1 % ( 1 4 / 9 3명), 3등급 1 1 . 8 % ( 1 1 / 9 3 명)이었고, 1등급 이상의 관절연골 손상이 관찰된 예 는 62.4% (58/93명)이었다. 대퇴골의 연골손상 부 위는 전예에서 가장 원위부에 발생하였으며, 경골의 연골손상 부위는 대퇴골의 원위부 손상부위와 일치하 였다.
2. 내측 반월상 연골의 전위와 관절연골의 손상
관절연골 손상에서 1등급의 이상의 형태학적인 변 화를 보인 경우를 관절연골 손상군으로 하고, 0등급 을 대조군으로 하였다. 양 군간의 연령, 몸무게, 성 비의 차이는 없었다(Table 1). 손상군에서 자기공명 영상상 관상면에서 내측 반월상 연골의 내측 전위는 4 . 3±2.8 mm로 대조군의 2 . 2±1.9 mm보다 많았 다(p<0.05). 시상면에서 내측 반월상 연골의 전방 전위는 3 . 6±2.3 mm로 대조군의 1 . 9±1.2 mm보 다 많았다(p<0.05). 손상군에서 관절연골의 손상정 도와 내측 반월상 연골의 전위정도는 관상면과 시상 면 모두에서 상관관계가 없었다( p > 0 . 0 5 ) .
3. 내측 반월상 연골의 파열과 관절연골 손상
자기공명영상상 내측 반월상 연골의 신호 강도 증 가는 손상군에서 8 9 . 7 % ( 5 2 / 5 8명)로 대조군의 5 7 . 1 % ( 2 0 / 3 5명)보다 높게 나타났으나, 3등급은 각 각 3 6 . 2 % ( 2 1 / 5 8명), 31.4%(11/38명)로 양군 간에 차이가 없었다(p>0.05). 관절연골 손상군에서 내측
Table 1. Demographic data of cartilage loss group and control group
Cartilage loss group Control group p-value
Mean age (years) 56.2 (±9.3)* 54.5 (±8.8) p>0.05
Sex (M:F) 30:28 15:20 p>0.05
Mean weight (kg) 63.1 (±10.1) 61.9 (±9.8) p>0.05
*Data are mean (±SD).
Fig. 2. (A) Coronal image of MRI shows deformation of the contour of medial meniscus with medial displacement (black arrow). ( B) Sagittal image of MRI shows slippage of the anterior portion of medial meniscus (white arrow) below tibial plateau (white line).
반 월 상 연 골 의 신 호 강 도 의 변 화 는 0등급 1 0 . 3 % ( 6 / 5 8명), 1등급 2 7 . 6 % ( 1 6 / 5 8명), 2등급 2 5 . 9 % ( 1 5 / 5 8명), 3등급 3 6 . 2 % ( 2 1 / 5 8명)로 관절연 골의 손상정도와 상관관계가 없었다( p > 0 . 0 5 ) .
4. 내측 반월상 연골의 형태학적인 변화와 관절연골 손상
내측 반월상 연골의 형태학적인 변화는 관절연골 손 상 군 에 서 5 3 . 4 % ( 3 1 / 5 8명 )로 대 조 군 의 1 1 . 4 % ( 4 / 3 5명) 보다 더 많았다(p<0.05). 관절연골 손상군에서 관절연골 손상 정도와 내측 반월상 연골 의 형태학적인 변화와 의미있는 상관관계는 없었다 ( p > 0 . 0 5 ) .
고 찰
단순 방사선 사진상 관절간격의 감소는 골관절염의 특징적인 소견으로 연골 손상과 관련이 있다는 것이 관절경과 관절조영술을 이용한 연구에서 확인된 바
있다2 , 3 ). 관절간격의 감소는 관절 연골의 손상뿐만 아
니라 반월상 연골의 손상 후에도 발생할 수 있다는 보고가 있었으며, 실제로 관절염 환자에서 슬관절의 전내측에 통증을 호소하는 경우가 많아 반월상 연골 의 비정상적인 상태가 관절염을 유발하거나 관련이 있다고 보고하고 있다1 , 1 3 , 1 7 )
. 반월상 연골은 축성 하 중을 분산하고 관절연골을 보호하며, 슬관절 안정성 을 도모하는 역할을 하므로 반월상 연골이 정상적인 역할을 할 수 없는 상태가 관절염의 발생과 진행에 기여할 수 있다1 4 - 1 6 )
. 반월상 연골 절제술을 시행한 경 우가 아니라도 반월상 연골의 기능이 이에 준하는 경 우 골관절염의 발생에 동일한 효과를 미칠 것이라고 예측할 수 있다.
Gale 등9 )은 골관절염 환자에서 반월상 연골의 전위 로 인하여 관절 간격의 협소를 유발할 수 있으며, 관 절 간격의 협소의 정도와 상관관계가 있다고 보고 하 였다. 그러나 초기 관절염부터 진행된 관절염까지 모 두 평가하여 실제로 반월상 연골의 전위가 우선인지 관절간격의 감소에 의해 이차적으로 나타났는지 알 수 는 없었다. 본 연구는 관절간격의 감소가 심하지 않은 초기 골관절염 환자를 대상으로 하여 관절연골의 감소 에 의해 내측 반월상 연골의 전위가 발생할 가능성을 배제하려 하였다. 연구 결과 관절연골의 손상이 있는 증례에서 반월상 연골의 전위가 더 많아 연골 손상의 초기 단계와 반월상 연골의 전위와 관련성은 있었다.
그러나 관절 손상의 정도와 반월상 연골의 전위 정도
와는 상관관계가 없어 반월상 연골의 전위가 있다고 하여 반드시 골관절염을 유발한다고 볼 수는 없다.
Miller 등1 3 )은 정상인의 슬관절 자기공명영상에서도 반월상 연골의 전위가 시상면에서 6.5%, 관상면에서 1 5 %가 발생한다고 하였으며, 반월상 연골의 전체 길 이의 25% 정도의 내측 반월상 연골의 전위는 정상 범 주에 포함시켰으며, 오히려 부종이나 골극과 관련이 있다고 하였다. Berlet 등4 )은 슬관절의 해부학적인 연 구를 통해 내측 반월상 연골 전각의 경골 부착형태를 분류하고 이러한 차이가 반월상 연골의 전위와 증상을 유발할 수 있다고 하였다.
반월상 연골의 파열과 관련되어 본 연구에서는 연 골손상 군에서 높은 빈도를 보였지만 연골손상과 상 관관계는 없었다. Fukuda 등8 )도 증상이 없는 슬관 절의 자기공명영상 연구를 통해 내측 반월상 연골의 4 7 . 2 %에서만 정상이었다는 보고를 한 바 있어 자기 공명영상상 내측 반월상 연골의 신호의 변화는 초기 연골손상과 직접적인 관련성은 없는 것으로 사료되나 내측 반월상 연골의 파열을 의심하는 3등급의 변화 가 많이 있어 추후 연구가 필요하다.
본 연구에서는 반월상 연골의 전위나 파열 외에 이 들과 동반된 연골의 형태적인 변화를 관찰하였다. 연 골손상이 심한 환자에서 반월상 연골의 전위와 동반 되어 반월상 연골의 형태에 변화가 있는 경우 관련성 이 있었으며, 이 점은 반월상 연골 전위와 파열이 반 월상 연골의 형태의 변화와 동반되어 있을 때 반월상 연골의 기능이 저하된 상태로 골관절염에 영향을 미 칠 수 있음을 시사할 수 있다. 그러나 관절연골 손상 에 의한 이차적인 변화로 발생할 수도 있으므로 추가 적인 연구가 필요하다.
본 연구는 제한점은 시간에 따른 종적인 연구가 이 루어지지 않아 내측 반월상 연골의 변화와 골관절염 의 인과관계를 규명하는 데 한계가 있다. 또한 슬관 절에 체중부하를 하지 못한 체 자기공명영상을 촬영 하지 못한 점, 슬관절의 굴곡각도에 따른 반월상 연 골의 변화, 외측 반월상 연골 변화에 따른 관련성 등 에 추가적인 연구되어야 할 것으로 사료된다1 2 ).
결 론
슬관절의 초기 골관절염에서 내측 반월상 연골의 전위와 형태학적인 변화는 관절연골의 손상과 상관관 계가 있었으며, 인과관계의 규명을 위해서는 시간에 따른 종적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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─ Abstract ─
Effect of Displacement and Morphological Change of Medial Meniscus on Early Osteoarthritis of the Knee
Whan-Young Chung, M.D., Woo-Suk Lee, M.D., Woo-Sik Kim, M.D., Yong-Chan Kim, M.D., Taek-Soo Jeon, M.D., Kgu-Tae Kim, M.D., In-Tak Bae, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Konyang University College of Medicine, Daejeon, Korea
P u r p o s e: We investigated relationship between displacement and morphologic changes of medial meniscus and articular cartilage loss on magnetic resonance (MR) Images in early osteoarthritis of the knee.
Materials and Methods: Ninety-three cases with symptomatic knee and early osteoarthritis on the plain radiographs underwent MR imaging of the knee. We measured displacement, tear, and morphologi- cal changes of medial meniscus according to the amount of articular cartilage loss on coronal and sagittal MR images.
R e s u l t s: The mean medial meniscal displacement was greater in cartilage loss group(4.3±2.8 mm) than control group(2.2 ±1.9 mm). The mean anterior meniscal displacement was greater in cartilage loss g r o u p ( 3 . 6±2.3 mm) than control group(1.9±1.2 mm). But meniscal displacement was not correlated with articular cartilage loss (p>0.05). The morphological changes of medial meniscus were 53.4%(31/58) in cartilage loss group and 11.4% (4/35) in control group (p<0.05).
C o n c l u s i o n: In early osteoarthritis of the knee, displacement and morphological changes of medial menisci had correlation with articular cartilage loss in MRI study.
Key Words: Knee, Osteoarthritis, MRI, Medial meniscus
