대뇌신경교종증 (gliomatosis cerebri)은 신경아교종 (glioma)의 매우 드문 변형으로서 정상적인 해부학적 구조의 심한 변성이나 신경세포의 직접적인 손상보다는 아교세포(glial cell)의 미만성 과증식을 특징으로 하는 뇌종양이다(1). 임상 적으로는 신경학적 결핍이나 인지 변화 등과 같은 비교적 가 벼운 증상으로 나타나고 고식적인 전산화 단층촬영이나 자기 공명영상 소견에서도 허혈성 변화, 탈수초성 질환, 뇌염과 같 은 질환들과 감별이 어려운 비특이적인 방사선학적 소견을 보 이므로 진단에 어려움이 있다. 진단은 주로 뇌조직 검사나 사 후 조직 검사에 의한 병리학적 진단으로 이루어진다. 그러나 자기공명영상과 함께 자기공명 분광법(MR spectroscopy)과 관류영상 등의 발달로 영상학적 소견이 대뇌신경교종증의 진 단에 도움이 되고 있으며, 특히 뇌조직 검사의 시행 여부에 중 요한 역할을 하고 있다. 최근에는 신경다발의 해부학적 연결성 을 비침습적으로 탐지할 수 있게 해주는 확산 텐서 영상(DTI, diffusion tensor imaging)과 확산 텐서 신경로 추적법(DT- FT, diffusion tensor fiber tractography)이 뇌 영상에 이용되 어 다양한 질환에서의 그 임상적 응용을 중심으로 연구가 진 행 중에 있다(2). 뇌종양은 뇌종양에 인접한 뇌 백질 섬유로 의 위치와 방향이 변형되는데 뇌의 신경구조는 유지한 채 뇌 교종 세포의 침투가 일어나는 병인을 가진 대뇌신경교종증의 확산 텐서 영상과 확산 텐서 신경로 추적법의 영상 소견에 관 한 보고는 드물다. 저자들은 갑작스런 의식소실을 증상으로 내 원한 34세 여자환자의 증례를 통하여 뇌종양에서는 잘 알려지 지 않았던 대뇌신경교종증의 확산 텐서 영상 및 확산 텐서 신 경로 추적법의 소견을 알아보고자 한다.
증례 보고
평소 건강하던 34세 여자환자가 갑작스런 의식 소실과 발작 (seizure)으로 내원하였다. 환자는 과거력상 특이 사항은 없었 으며, 외상의 병력도 없었다. 내원시 활력 징후는 정상이었고, 이학적 검사에서 경부 강직이나 뇌막 자극 징후는 없었다. 신 경학적 검사에서 국소 신경학적 이상은 관찰되지 않았다. 입원 당일 시행한 말초혈액검사와 생화학검사, 심전도검사 및 흉부 단순촬영 검사는 모두 정상이었다. 뇌 전산화 단층촬영에서 양 측 전두엽 및 측두엽의 대뇌 백질에 비대칭적인 미만성 저음 영이 관찰되었다. 뇌 자기공명영상에서는 T2 강조영상 및 액 체감약 반전회복 (FLAIR, fluid attenuated inversion recovery) 영상에서 광범위한 미만성 고신호 강도가 양측 전두엽 및 측 두엽 뿐만 아니라 기저핵과 뇌량에 있었으나 종괴 효과는 거 의 없었다(Fig. 1A). T1 강조영상에서 불균일한 저신호 강도 가 해당 부위에 있었고 조영증강은 되지 않았다. 입원 7일째 추적 자기공명 분광영상과 확산 텐서 영상, 그리고 확산 텐서 영상기법을 이용한 신경로 추적법을 시행하였다. 확산 텐서 영 상은 1.5T MR 영상기기(Avanto, Siemens Medical System, Erlangen, Germany)를 이용하여 에코평면영상(single-shot, spin echo, echo-planar imaging, EPI) 기법으로 12-방향의 확산경사자장을 이용하였으며 촬영조건은 반복시간/에코시간 (repetition time, TR/echo time, TE) 4000/82 msec, b value 0/ 1000 sec/mm2, SENSE factor 2, 128×128 matrix, filed of view (FOV) 230 mm, 절편두께 4 mm, number of excitation (NEX) 4, 획득시간은 4분 24초이었다. 확산 텐서 영 상 과 확 산 텐 서 신 경 로 추 적 법 은 DTI Studio software(Radiology, Johns Hopkins University, SOM)를 이 용하여 영상을 얻었다. 영상 후처리로 분할 비등방성(FA,
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대뇌신경교종증의 확산 텐서 신경로 추적법 소견: 증례 보고1
김예일・김영주・김기태・장은덕2
대뇌신경교종증은 뇌의 신경학적 구조는 유지한 채 미만성으로 뇌 교종세포의 침윤이 일어 나는 드문 종양으로 이의 확산 텐서 신경로 추적법의 소견에 대한 보고는 드물다. 저자들은 대 뇌신경교종증 환자의 확산 텐서 신경로 추적법에서 종양 내부로 뇌량의 백질 신경섬유로가 변 형 없이 통과되었던 증례를 보고하고자 한다.
1가톨릭대학교 의과대학 영상의학과
2가톨릭대학교 의과대학 병리과
이 논문은 2007년 7월 19일 접수하여 2007년 8월 29일에 채택되었음.
fractional anisotropy) 지도를 얻은 후 정중 시상면에서 뇌량 을 따라 1개의 관심영역을 설정하여 뇌량과 연결된 백질 섬유 로를 트래킹하였다. 이때 트래킹의 역치는 FA 가 0.2 이상, 복 셀 사이의 각도는 45°이하로 하였다. 분할 비등방성 색지도 (color-coded directional map)에서 뇌량 및 양측 전두엽을 지 나가는 백질 섬유로의 밝기가 감소하여 있었으나 방향성을 나 타내는 색조는 정상이었다(Fig. 1B). 뇌량의 섬유 신경로 추적 법에서 T2 강조영상에서 고신호 강도를 보였던 병변에 의해 서 뇌량을 통과하는 백질 섬유가 끊기거나 전위되지 않고 병
변 부위를 관통하는 소견을 보였다. 이때 FA 역치를 0.18로 낮추어 트래킹을 시행하니 전두엽의 병변부위 내로도 뇌량과 연결되는 백질 섬유로가 변형되지 않은 채 통과하였다(Fig.
1C). 자기공명 분광법에서는 T2 강조영상에서 고신호 강도를 보 였 던 뇌 량 및 전 두 엽 의 병 변 부 위 의 복 셀 에 서 choline/creatine, choline/N-acetyl-aspartate(NAA) 비가 증 가된 소견을 보였다(Fig. 1D). 입원 12일째 국소마취 하에 우 측 전두엽 및 뇌량 부위에서 정위적(stereotaxic) 생검을 통한 조직 검사를 하였다. 병리조직학적 소견에서 저등급의 미만성
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김예일 외: 대뇌신경교종증의 확산 텐서 신경로 추적법 소견
A B C
D E
Fig. 1. A 34-year-old woman with gliomatosis cerebri
A. Fluid-attenuated inversion recovery image demonstrates extensive hyperintensity in bilateral white matters across the corpus callosum.
B. Directional anisotropy-weighted color map shows diminished color brightness, but the involved fiber tracts retain their normal color hues. Color hue indicates direction as follows: red, left-right; green, anteroposterior; blue, superior-inferior. Brightness is pro- portional to fractional anisotropy.
C. Three-dimensional diffusion tensor fiber tractography of the corpus callosum (threshold of fractional anisotropy = 0.20) passes through the portion of abnormal signal on FLAIR images.
D. Spectroscopic imaging. Multi-voxel spectra (TE 135) taken from the corpus callosum shows an increase in Cho/Cr and Cho/NAA.
E. High-power photomicrograph shows gemistocytic astrocytes with large eosinophilic cytoplasm and relatively preservation of un- derlying cytoarchitecture (Hematoxylin-eosin stain, ×400).
성상세포종(WHO grade II)으로 진단되었고, 이는 영상 소견 과 종합할 때 대뇌신경교종증에 합당한 소견이었다(Fig. 1E).
환자는 이후 방사선치료를 받았고, 1년 후 추적 자기공명영상 에서 T2 강조 영상에서 보이는 고신호 강도의 병변 부위가 감 소하였다.
고 찰
확산 텐서 영상은 확산강조영상에서 최소 6개의 다른 방향 으로 확산강조 경사자장을 가하여 얻은 영상으로부터 3차원 공 간의 확산 텐서 정보를 계산하는 것이다. 확산 텐서 신경로 추 적법은 FA 값과 인접 복셀들 사이의 확산 방향의 각도를 역 치를 이용하여 백질 섬유를 연결하는 기법으로 최근 수년간 선 천성 기형, 뇌경색, 뇌종양 등에서 이 기법의 임상적 유용성이 보고되기 시작했다(2).
뇌종양의 수술적 치료법 목적은 종양 절제의 범위는 넓히면 서 정상 뇌의 손상으로부터 초래되는 술 후 신경학적 손상을 최소화시키는 것으로 술 전에 종양과 뇌 피질이나 백질 섬유 로와의 관계를 알아보는 것이 중요하다. 따라서 뇌 백질 트래 킹으로 종양에 의한 백질 섬유의 침습을 평가하고자 하는 연 구가 진행 중이며 지금까지 대부분의 보고는 뇌 백질 섬유로 가 종양에 의해서 끊기거나 편위(deviation)된다고 하였다(2- 5). Field 등(6)은 뇌종양의 확산 텐서 영상 연구에서 뇌종양 에 의해서 백질 신경섬유로가 변형되는 4가지 유형을 보고하 였다. 이 4가지 유형 중 3가지는 뇌종양에 의하여 뇌 백질 섬 유로의 위치와 방향이 변형되는 것이고, 1가지 유형은 뇌 백질 섬유로의 위치와 방향은 변형되지 않고 FA 값이 감소하고 겉 보기확산계수(apparent diffusion coefficient) 값은 증가하는 것으로 이는 침윤성 종양보다는 혈관인성 부종에 해당한다고 보고하였다. Akai 등(7)은 대뇌신경교종증 환자에서 뇌 백질 섬유로가 변형되지 않고 종양을 통과하는 증례를 보고하였다.
이것은 Field 등이 보고한 4가지 유형 중 뇌 백질 섬유로의 위 치와 방향이 변형되지 않는 것으로서, 대뇌신경교종증에서 이 러한 증례는 처음 보고되는 것이었다. 저자들의 증례에서도 Akai 등이 보고한 것과 마찬가지로 대뇌신경교종증 환자의 확 산 텐서 신경로 추적법에서 뇌 백질 섬유로가 변형되지 않는 예를 보여주고 있다.
대뇌신경교종증은 신경상피 종양의 일종으로 뇌의 신경구조 는 유지한 채 적어도 2개 이상의 인접한 대뇌엽에 종양성 아 교세포의 미만성 침윤이 일어나는 종양으로 뇌량과 같은 교련 섬유(commissural fiber)를 통하여 양측 대뇌반구를 침범하고 기저핵과 뇌간(brain stem)까지 침범되는 경우도 있다. 다중 심성 아교종(multicentric glioma)이 정상 뇌 조직을 사이에 두 고 떨어져 있는 위치에 별개의 종양이 존재하는 반면 대뇌신 경교종증은 인접 대뇌엽을 연속하여 침범하는 종양으로 전형 적으로는 혈관 증식이나 괴사와 같은 악성교종의 소견은 동반 하지 않는다. 대뇌신경교종증의 전산화단층촬영 소견은 다양하 여 정상소견부터 광범위한 저음영으로 나타나며 자기공명영상 은 전산화 단층촬영보다는 좀 더 민감하게 T2 강조영상에서
고신호강도로 나타나나 이 또한 비특이적이어서 허혈성 변화, 탈수초성 질환, 뇌염, 백질 형성장애(leukodystrophy) 등과 감 별 진단해야 한다. 저자들의 증례에서 고식적인 T2 강조 자기 공명영상에서 광범위한 고신호강도가 뇌량을 포함하여 양측 대 뇌엽에 미만성으로 나타났으나 확산 텐서 영상 및 신경로 추 적법에서는 FA 값만 약간 감소하여 있었을 뿐 뇌량을 통과하 는 섬유로가 끊기거나 편위되지 않고 보존되어 있었다. 트래킹 의 FA 역치를 낮추니 전두엽의 병변부위까지 연결되는 백질 섬유의 수 및 길이가 증가하였으며 이는 Akai 등의 보고와 일 치한다(7). 뇌종양 내의 백질 섬유로가 종양에 의해 편위되거 나 끊기지 않고 종양을 통과하는 소견을 보이는 것은 대뇌신 경교종증이 주로 유수신경섬유(myelinated nerve fiber)의 수 초(myelin sheath)를 미만성으로 파괴시키나, 신경세포와 축 삭은 파괴하거나 변형시키지 않는다(8)는 병태 생리를 반영하 는 것으로 생각된다. 따라서 신경구조가 해부학적으로 또한 기 능적으로 보존되므로 본 증례에서와 같이 광범위한 방사선학 적 이상 소견보다 증상이 경미한 특징을 보이는 대뇌신경교종 증의 임상적 특징을 설명할 수 있는 소견으로 보인다. 뇌량을 침범하는 이상 신호강도가 종양주변의 혈관인성 부종 (vasogenic edema) 이나 종양에 의한 침윤 모두 FA 값은 떨 어지나 백질 섬유로의 방향이나 위치는 변하지 않을 수 있어 확산 텐서 신경로 추적법 소견만으로는 감별이 어려우나 함께 시행한 자기공명 분광법에서 병변부위의 choline/creatine 및 choline/NAA 비가 증가하여 뇌량을 침범한 이상 소견이 종양 침윤에 의한 것임을 알 수 있다(9).
대뇌신경교종증의 임상치료에 있어서 확산 텐서영상 및 확 산 텐서 신경로 추적법의 역할은 아직 불분명하다. 그러나 뇌 백질에 광범위한 이상 소견이 있을 때 확산 텐서 신경로 추적 법에서 비교적 정상적인 섬유로가 트래킹 된다면 비록 이것이 자기 공명 분광법이나 임상증상의 도움을 받아야 하지만 이와 같은 영상 소견이 대뇌신경교종증으로 진단하는 신뢰도를 높 일 것으로 보인다. 또한, 가능한 유용성은 치료 경과 도중 트 래킹의 역치를 일정하게 유지시켰음에도 불구하고 백질 섬유 로의 위치 및 방향의 변환이 올 경우 악성 변환을 의심하는데 보조적인 진단법으로도 사용될 것이 기대된다.
저자들의 증례에서 뇌의 해부학적 신경구조는 유지한 채 종 양 세포가 침윤하는 대뇌신경교종증의 병태 생리를 확산 텐서 신경로 추적법을 통하여 비 침습적으로 증명할 수 있었다. 따 라서 고식적 T2 강조 자기공명영상에서 미만성의 넓은 이상 신호 강도를 보이나 이에 맞지 않는 경한 신경학적 증상을 보 이고 확산 텐서 신경로 추적법에서 비교적 정상적인 백색 신 경로가 트래킹 된다면 대뇌신경교종증의 진단을 고려하여야 할 것이다.
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Address reprint requests to : Young Joo Kim, M.D., Department of Radiology, Uijongbu St. Mary’s Hospital, The Catholic University of Korea 65-1 Kumoh-dong, Uijongbu 480-130, Korea
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Diffusion Tensor Tractography of a Gliomatosis Cerebri:
A Case Report
1Ye Il Kim, M.D., Young Joo Kim, M.D., Ki Tae Kim, M.D., Eun Deok Chang, M.D.2
1Department of Radiology, The Catholic University of Korea
2Department of Pathology, The Catholic University of Korea
Cerebral white matter tracts are altered by a brain tumor. We report a case of gliomatosis cerebri where the diffusion tensor fiber tract passes through the tumor.
Index words :Diffusion magnetic resonance imaging Brain neoplasms
