접수일 : 2009 년 3 월 5 일 , 게재승인일 : 2009 년 5 월 23 일
책임저자 : 서정환 , 전북 전주시 덕진구 금암동
561-712, 전북대학교 의학전문대학원 재활의학교실
Tel: 063-250-1797, Fax: 063-254-4145 E-mail: [email protected]
무릎의 연골연화증 환자에서 무릎에 압력을 가한 X선의 진단적 유용성
전북대학교 의학전문대학원 재활의학교실, 영상의학교실
1, 의과학 연구소 및 임상의학연구소
임경진ㆍ서정환ㆍ고명환ㆍ박성희ㆍ이상용1
Diagnostic Usefulness of Pressure-as- sisted Patellofemoral Joint X-ray for Dia- gnosis of Chondromalacia of Patellofe- moral Joint
Kyung-Jin Im, M.D., Jeong-Hwan Seo, M.D., Myoung- Hwan Ko, M.D., Sung-Hee Park, M.D. and Sang-Yong Lee, M.D.
1Departments of Physical Medicine and Rehabilitation,
1Radio- logy, Institude for Medical Science and Research Institute of Clinical Medicine, Chonbuk National University Medical School, Jeonju, Korea
Objective: To diagnose the patellofemoral chondromalacia, physical examination is usually used. The cartilage of pa- tella with chondromalacia are softer to pressure compared with the normal cartilage. The purpose of this study is to investigate the usefulness of a newly devised pressure-as- sisted knee X-ray method for the diagnosis of chon- dromalacia of the knee. Materials and Methods: Twenty one patients with clinically diagnosed chondromalacia and 16 normal persons were enrolled. To apply the pressure to patellofemoral joint, 150 mmHg pressure was applied to the knee with manual blood pressure manometer. Before and after the application of the pressure, patella tangential view was taken and the distances between the femur and the patella were measured at the medial, the middle and the lateral part. Also, we evaluated the Q-angle, the coex- istence of osteoarthritis, the duration of disease, Knee Soci- ety Score and 12-item Knee Score. Results: In this study, the decrements of distance by compression were significant in the middle and the medial part of the patella in affected side of patients compared with the control group, especially the medial part. The discriminant analysis for the diagnosis of chondromalacia with this new X-ray method showed con- sistent results in 96% to positive predictive value and 97%
to negative predictive value. Conclusion: This new method of pressure-assisted knee X-ray was useful for the diag- nosis of chondromalacia by measuring the distance be- tween the patella and the femur. This method is thought
to provide good diagnostic value with low cost, low invasive- ness and relatively good reliability. (J Korean Assoc Pain Med 2009;8:13-19)
Key Words: Chondromalacia patella, X-rays, Pressure, Knee, Patellofemoral pain syndrome
서 론
무릎의 연골연화증(Chondromalacia)은 연골부의 균열, 찢김, 파열 등으로 인해 점차적으로 연골의 연화 및 마모가 발생하는 질환이며 일반적으로 달리기나 걷기, 점프 등이 동반되는 스포츠 활동에서 무릎의 과다한 사용으로 인해 발생된다고 알려져 있다.
1)환자는 둔하고 무지근하며 때때 로 갑작스럽고 찌르는 듯이 날카로운 무릎 통증을 호소하 며, 계단을 오를 때나 구부려 앉을 때, 무릎을 꿇을 때, 장기 간 앉은 자세에서 더 심해지는 양상을 보이고, 무릎뼈를 넙 다리뼈 방향으로 문지르듯 밀 때 버걱거리는 소리와 함께 통증이 있으면 진단에 도움이 된다.
연골연화증의 진단은 이러한 무릎 통증이 있는 환자에서 신체검사를 통해 임상적으로 이루어지는 경우가 많으며 무 릎뼈 압박 검사(patella compression test)에서 양성, 무릎관 절 신전 시 통증을 호소하거나, 넙다리네갈래근 등의 무릎 신전근의 위축이 보일 경우, 무릎 관절의 비정상적인 각도 등의 소견을 보일 경우에 의심할 수 있다. 연골연화증의 신 체검사법에 대해서는 Robinson와 Darracott
2)이 진단적 기 준에 대해 기술하였는데 다음 4가지 중 2가지 이상 만족할 경우 진단할 수 있다고 하였으며, 그 내용은 다음과 같다.
1) 무릎 관절이 최대로 신전된 상태에서 무릎뼈를 넙다 리 관절돌기(femoral condyle)에 대해 강하게 압박할 때 통 증 호소
2) 넙다리 관절돌기로부터 무릎뼈를 안쪽 방향으로 밀 때 무릎뼈의 뒤안쪽 가장자리(posteromedial edge)에서 압 통 호소
3) 저항을 주고 무릎 관절 신전 시 통증 호소
4) 무릎 관절이 신전된 상태에서 무릎뼈의 상단 경계부
를 검사자의 손으로 누르고 넙다리네갈래근을 수축하도록
하였을 때 통증 호소
Table 1. Characteristics of Patient Group
Type Results
Sex
Male 10 (48%)
Female 11 (52%)
Onset 31.8±31.7 months
Coexistence of arthritis 11 (52%) Affected side
Right 10 (48%)
Left 7 (33%)
Both 4 (19%)
Knee Society Score (−20∼150) 66.4±42.0 12-item Knee Score (12∼60) 24.2±8.13 The results are average values in each data.
비록 위에 기술한 진단 기준이 관절경 검사를 통한 특이 도가 51%이었지만,
3)현재도 연골연화증은 간단한 이학적 검사를 통한 임상적 진단 후 치료를 하는 경우가 많기 때문 에 위 이학적 진단 기준을 사용하였다.
또한 영상학적 검사도 진단에 이용되고 있다. X선(plane radiography) 검사에서는 무릎뼈 기울어짐, 골경화, 넙다리 네갈래근각(Q-angle)의 증가 등의 소견을 보일 수 있지만 진단적 가치가 낮다고 알려져 있으며,
4)골 스캔(bone scan) 검사로는 무릎 연골에 국소적인 흡수 증가 소견을 보일 수 있지만 관절염 등 다른 질환과 구분이 어려워 진단적 가치 가 낮다고 알려져 있다.
5)컴퓨터 단층 촬영 관절조영술 (computed tomographic arthrography)로는 연골의 윤활 주 름(synovial plica), 연골면의 불규칙화 등을 관찰할 수 있으 며 민감도 및 특이도가 비교적 높으나
6)조영제 주입 시 통 증 혹은 부작용이 발생할 수 있고 비교적 고가의 검사이다.
MRI (magnetic resonance imaging) 검사에서는 연골의 신 호 강도 변화, 불규칙적인 연골 표면, 연골의 궤양화, 연골 의 소실, 연골 및 부위(subchondral bone)의 노출 등을 확인 할 수 있고 높은 민감도 및 특이도를 보이나
7-9)고가이면서 검사 시간이 비교적 긴 단점이 있다. 그리고 무릎 관절경 검사(knee arthroscopy)
10)는 연골의 연화(softening), 부종, 잔 떨림, 분절화, 찢김, 미란 등의 소견이 있으면 진단되며 정확한 검사 방법이나 고가이고 침습적이며 검사 시간이 길고 마취가 필요하다는 단점이 있다.
따라서 현재까지 연골연화증의 진단에는 이학적 검사로 임상적인 진단을 하게 되는 경우가 많아 조금 더 간단하고 비교적 정확하며 쉽게 이용할 수 있는 영상학적 검사를 찾 고자 하였다. 이전에도 임상적 증상을 기준으로 X선 검사 를 이용하여 평가한 보고가 있었지만,
11)이는 무릎에 대한 정적인 방법으로 연골 자체를 평가하기엔 한계가 있을 것 으로 생각되며, X선 검사를 통해 연골 자체의 기능을 평가 한 연구는 없었다. 본 저자들은 연골연화증 환자에서 연골 의 마모 및 연화로 인하여 외부에서 무릎뼈에 압력을 가하 였을 경우 무릎 연골이 정상인에 비해 더 많이 압박될 것으 로 가정하고, 이를 이용하여 X선 검사 상 무릎뼈에 압력을 가하기 전과 후에 무릎뼈와 넙다리뼈의 간격을 비교하여 이것이 연골연화증의 진단적 도구로 사용될 수 있는지 알 아보고자 하였다. 또한 동시에 관련될 가능성이 있는 연령, 성별, 관절염 동반 여부 및 Q-angle 과의 상관관계를 알아 보았다.
연구대상 및 방법 1. 연구 대상
연구대상자는 무릎 통증을 호소하면서 Robinson와
Darracott
2)이 발표한 이학적 검사 상 연골연화증의 진단 기 준에 해당되는 환자를 택하였고, 무릎 관절 수술 기왕력이 있는 환자나, 무릎 관절의 구축이 있는 환자, 무릎 통증이 심하여 무릎 관절 굴곡의 유지가 어려운 환자는 제외하였 다. 대조군은 무릎 통증이 없으며 무릎 관절의 신체검사 상 비정상 소견이 없고, 물리치료 등 특별히 무릎 관절에 대한 치료를 받지 않았던 일반인을 택하였다.
2. 연구 방법
대상자의 발병일, 관절염 동반여부를 조사하였고 무릎 통증이 일상생활에 영향을 미치는 정도를 평가하기 위해 Knee Society Score
12)및 12-item Knee Score
13)를 이용하였 다. 관절염에 대한 진단은 무릎 통증과 함께 무릎 X선 상 뼈곁돌기(osteophyte), 관절 협착, 뼈경화증 여부를 확인하 여 Kellgren-Lawrence grade를 이용하여 확인하였다. Knee Society Score는 기존의 문항에서 의미가 적을 것으로 생각 되는 문항을 제외하고 통증, 보행, 계단 오르기, 지지(sup- port) 등을 점수화하였으며, 12-item Knee Score를 이용하 여 일상생활 동작에 무릎 통증이 어느 정도 영향을 미치는 지를 점수화 하였다.
연구 대상은 총 37명으로 환자군은 21명, 대조군은 16명
이었다. 환자군은 21명 중 남성 10명, 여성 11명이었으며
연령은 남성의 경우 평균 53.7세였다. 또한 무릎 통증이 발
생한 지 평균 32개월이 지났으며, 관절염은 11명에서 동반
되어 있었고, 연골연화증의 이환은 우측 10명, 좌측 7명, 양
측 4명으로 우측에서 높은 빈도를 보였다. Knee Society
Score는 평균 66.4 (−20∼150)이었고, 12-item Knee Score
는 평균 24.2 (12∼60)이었다(Table 1). 대조군은 16명 중
남성 4명, 여성 12명이었으며 평균 연령은 46.9세였다.
Fig. 1. Manual blood pressure man- ometer that is usually used to meas- ure blood pressure for leg (left).
The position for the patella tangen- tial view was flexed to 90 degrees of patient's knee.
Fig. 2. Patella tangential view be- fore (A) and after (B) applying pressure with the blood pressure manometer.
영상학적 검사로서 X선과 CT (computed tomography) 촬영을 하였다. X선 촬영은 EPEX DIGITAL X-Ray Sys- tem
Ⓡ(Hologic Inc, Bedford, USA)을 사용하였고 촬영 기 법 중 Patella tangential view를 이용하였으며, 무릎 관절을 90도 굴곡 후 하지의 혈압 측정에 사용하는 하지용 수동 혈압계로 무릎 관절을 감싸고 150 mmHg까지 압력을 높여 압력 전과 후를 촬영하여 비교하였다(Fig. 1, 2). 무릎 관절 굴곡 각도의 설정은 Patella tangential view 촬영 시 90도 각도로 굴곡해야 촬영이 가능했기 때문이다. 또한 Q-angle 을 측정하기 위해 Orthoroentgenogram을 촬영하였다. 무릎 CT는 Somatom Sensation 16
Ⓡ(Siemens, Erlangen, Ger- many)을 사용하였고, X선 촬영과 마찬가지 방법으로 촬영 하였으며 X선 결과와 연관성을 알아보기 위해 환자군 4명, 대조군 4명을 선별하여 촬영하였다.
3. 영상 분석
측정은 X선 검사(patella tangential view)의 영상에서 무 릎뼈의 가장 긴 장축을 기준선으로 정하고 그 선에서 무릎
뼈의 표면까지 길이가 가장 긴 곳(Fig. 3A’)까지 선을 그어 점 A를 구하였다. 이 점 A에서 내측 및 외측의 거리 2/3 지점을 정하고(B, C) 이들 두 점에서도 무릎뼈의 아래쪽으 로 수직선을 내려 점 B' 및 C'를 정하였다. 이렇게 정한 점 A', B' 및 C'에서부터 아래 넙다리뼈까지 각각 가장 가까운 거리를 측정하였다(A”, B”, C”). 이 세 부위를 각각 내측 (medial part: B”), 중간측(middle part: A”), 외측(lateral part: C”) 거리로 명명하였다(Fig. 3). 거리 측정은 각 환자 마다 압박 전과 후에 촬영한 이미지를 이용하였으며 이 실 험과 무관한 2명의 의사가 측정한 값의 평균값을 구하였다.
연구 대상은 총 3 그룹으로 분류하였다. Group A는 환자
군의 병변측, Group B는 환자군의 정상측, Group C는 대조
군으로 정하였다. 그리고 각 그룹 내에서 무릎뼈에 대해 압
력을 가하기 전의 내측, 중간측, 외측 거리와 압력을 가한
후의 내측, 중간측, 외측 거리를 비교하여 압력에 대해 의미
있는 변화가 있는지와 특히 어느 부위에서 더 많은 변화가
있는지를 비교하였고, 압력을 가하기 전의 내측, 중간측, 외
측 거리에 비해 압력에 의해 감소된 내측, 중간측, 외측 거
Fig. 3. Measurement of the distance between patella and femur in patella tangential view of X-ray. (A) point is the intersection between the axis of the patella and the longest perpendicular line. (B, C) points are two thirds points from the (A) point to medial and lateral margin of patella bone. And (A', B', C') points are the intersection between articular surface of patella bone and the perpendicular line (solid line) from the three points (A, B, C). The shortest distances (dotted line: A”, B”, C”) be- tween the femur surface and the three points (A', B', C') are measured for comparison (A”: middle part distance, B”: medial part distance, C”: lateral part distance).
Table 2. Decrements of Distance between Patella and Femur by Pressure
Lateral part (%)
Middle part (%)
Medial part (%)
Group A
1)3.4* 12.4* 16.1*
Group B
2)4.8* 6.5* 5.9*
Group C
3)2.1* 3.2* 2.2*
These data are average values in each group. *p<0.05 in com- parison with the values of before and after patella compression.
1)