대 한 방사선 의 학회 지 1996: 35(5) : 651-659
토끼 뇌농양의 환상-조영증강 병소에 대한 실험연구:
MRI 소견 및 병라조직학적 소견의 분석 1
이회정 · 서수지 · 김상표2 • 주양구 · 전석길 · 루성구
목 적 토끼의 뇌에 농앙을 유발시켜， 성숙 뇌농앙으1 MRI소견을 얻고 특히 환상-조영증강병소의 MRI 소견을 병리조직소견과 상호분석 해보고자 하였다.
대상 및 방법 16 마리 토끼의 뇌에 Staphylococcus aureus를 피하 접종시켜， 전개시기에 따라 조기 뇌염기 (접종 후 1 일에서 5일까지)， 후기 뇌염기 (6일에서 14일)， 조기 피막기 ( 15일에서 21 일)， 및 후 기 피막기 (22일에서 28일)로 분류하였다. 뇌농앙으1 MRI 소견은조기 뇌염기에서는 14예， 후기 뇌염기 7예， 조기 피막기 3예， 그리고 후기 피막기 1예에서 얻을 수 있었다. MRI 및 병리조직 소견에서 병변은 중심괴사부， 농앙벽을 형성하게 될 경계부， 주변부 등의 세 병소로 나누었다. MRI 소견의 분석은 환상 조영증강의 유무 및 환상-조영증강이 보일 경우 고리의 모양， 고리 두께의 균일성， 주변부와의 경계 등을 분석하였고， 각 병소에서는 농앙벽의 신호강도를 중심으로 관잘하였다. 병리조직 소견은 각 전개 시기에 따라 한 마리씩의 토끼를 부김하여 MRI 소견에 대응되는 병리조직 소견을 비교 분석하였는데，
농양벽에서의 염증성 육아조직， 미세출혈， 레티쿨린， 교원질， hemosiderin 등의 침착 유무 및 정도를 중심으로관찰하였다.
결 과 : 16 마리 토끼 중 환상-조영증강 병소는 7예에서 보였는데， 후기 뇌염기에서 3 (3/7) 여1 ， 조기 피막기 3 (3/3) 예， 후기 피막기 1 (1/1)예였고 조기 뇌염기에서는 관찰되지 않았다. 환상-조영증강은 후기 뇌염기에서는 3예 모두 불완전한 고리 모앙으로 주변부와의 경계카 불분멸하였고， 불균일한 두 께를 보였다. 조기 및 후기 피막기에서는 조기 피막기으1 1 예를 제외한 3여|에서 완전한 고리 모양을 보 였고， 두께늠 균일하면서 주변부와의 경계가 분명한 환상-조영증강을 나타냈다. 농앙벽의 신호강도는 후기 뇌염기와 조기 피막기에서는 다양한 신호강도를 보였고， 후기 피막기에서는 Tl 및 T2강조영상에 서 모두 저신호강도를 보였다. 농앙벽의 병리조직 소견은 후기 뇌염기에 비해 피막기에서는 레티쿨린 의 앙적 증가 및 교원질이 침착하였고， 피막기 중 조기 피막기와 후기 피막기의 차이점은 후기 피막기 에서의 교원질 및 hemosiderin 의 현저한 침착이였다.
결 론 : 완전한 피막이 형성된 뇌농앙 즉 후기 피막기으1 MRI 소견은， 경계가 분명하면서 두께가 균 일하고 완전한 고리 모앙의 환상 조영증강을 보였고， 농앙벽의 신호강도는 Tl 및 T2강조영상에서 저 신호강도를 나타냈는데， 이는 농양벽에 침착된 교원질과 hemosiderin 에 기인된 것으로 생각된다.
서 료응 ‘-
수 있다. 뇌농양은 중심괴사부， 농양벽 혹은 피막 (cap
sule) , 그리고 주변 뇌실질부 등의 세 부위로 구성되어 있
고，피막의 구조는 다시 안쪽으로부터 육아조직층，교원질 층 그리고 교층 (gliotic layer)으로 이루어져 있으며， 이 중 교원질 층이 피막을 구성하는 가장 중요한 조직으로 알려 져 있다(1). 이러한 조직 소견은 농양벽이 교원절에 의해 둘러싸여진 성숙한 펴막을 형성하였을 때 볼 수 있는 소견 으로， 임상적으로는 이러한 성숙된 피막의 형성 여부가 뇌 농양의 치료 방침을 결정하는데 중요한 지침이 되어 왔다
(2). 즉 완전한 피막이 형성되지 않았을 경우에는 항생제
에 의한치료가가능하지만， 농약벽이 교원질에 의해 완전 뇌농양은전개과정에 따라조기 뇌염기，후기 뇌염기，조
기 피막기 및 후기 피막기의 네 시기로 나눌 수 있는데， 뇌 농양의 임상증상 및 치료방법 또한 각 시기에 따라 달라질
1 계명대학교 의과대학 진 단방사선과학교실 2 계명대학교 의과대학 병리학교실
이 논문은 1992 년도 동산의료원 특수과제연구비로 이루어졌음 이 논문은 1996 년 4월 12일 접수하여 1996년 7월 8일에 채택되었음
%
히 둘러싸인 경우는 천자 혹은 절제를 통한 외과적 처치를 시도하는 것으로 보고되어 있다(3-5).
뇌농양의 전산화단층촬영 (computed tomography, CT) 및 자기공명영상 (magnetic resonance image, MRI) 소견 중환상 조영증강은후기 뇌염기에서 후기 피막기까지 보 일 수 있는 소견으로， 이 소견 자체가 교원질에 의한 완전 한 피막의 형성을 의미하지는 않는 것으로 보고되어 있다 (6, 7). 또한 MRI 소견상 T2강조영상에서 농양벽의 저신 호강도는 뇌농양의 특징적언 소견으로 보고되고 있는데
(8), 후기 뇌염기에서 후기 피막기까지에 걸쳐 어느 시기
에서 보이는 소견인지에 대해서는 아직 보고가 없고， 더욱 이 조직학적 소견에 근거된 피막의 저신호강도에 대한 설 명은아직 불충분한상태이다.
본 연구의 목적은 토끼의 뇌에 실험적으로 농양을 유발 시켜， 뇌농양의 전개시기에 따른 환상-조영증강 소견과 이 에 대응되는 병리조직 소견을 비교 분석하고， 특히 완전한 피막이 형성된 뇌농양의 MRI 및 병리조직 소견을 얻어 보 고자하였다.
대상및방법
실험동물
체중 2-4kg의 건강한 뉴질랜드 토끼 17마리를 실험동 물로 사용하였다. 실험군은 16마리를 사용하였는데 l군 당 4마리로 하여 4개의 실험군으로 나누었고， 나머지 1마리는 대조군으로정상토끼의 MRI소견과육안및 병리조직 소 견을 얻는데 사용하였다.
실험균
세균은 환자의 상처나 농양으로부터 최근에 분리， 동정 된 Staphylococcus aureus를 사용하였다. Staphylococcus aureus를 혈액한천배지에서 24시간 배양하고 독성을 활성 화시 키 기 위 해 Tryptic Soy Brouth에 접 종하여 다시 24시 간 배 양한 후 배 양액 50ul를 멸균 용해된 Tryptic Soy Agar 1ml에 떨어뜨려서 잘 혼합시키고 이를 tuberculin 주사기에 O.lcc 취하여 사용하였다(약 5
x
107CFU).실험방법
Entobar@(Pentobarbital)
25mg/Kg을 토끼 복강 내
에 주사하여 전신 마취시키고 Falconer등 (9) 에 의한 2단 계 접종 방법을 실시하였다. 두개를 제거하는 l단계에서는 먼저 몸통을 복와위 상태로 고정시킨 후 두정부의 렬을 제 거하고 두피 소독을 한 후， 구멍이 뚫린 방포를 덮고 두정 부의 정중앙에 일자형으로두피를절개하여 두개를노출시 켰다. 전기 버어를 이용하여 직경 1.5cm 크기의 원형으로 두개를 자른 후， 뇌경막과 뇌실질이 손상되지 않도록 peri osteal elevator를 이용하여 두개를 제거하였다. 이때 전기 버어에 의한 열로 뇌실질이 손상될 수 있으므로 중간에 멸 균 식염수로 절개 부위를 수세해 주였다. 두개 제거 후 멸 균식염수로상처 부위를깨끗이 세척한후두피를봉합하 고 상처 부위가 치유되도록 7일내지 10일 동안을 기다린 다.2단계는 균 접종 단계로， 미리 배양시격 둔 Staphylo coccus aureus를 25 gauge tuberculin 주사기 에 O.lcc 취 하 여 두피를 통해 MRI상 미리 측정해 둔 회백질의 경계 부 위 (약 2mm 갚이)에 접종시켰다. 이때 혈액한천배지가 굳 지 않도록신속하게 접종하였다.
균 접종 후 1일에서 5일까지를 조기 뇌염기 (제
1
기)，6
일에서 14 일까지를 후기 뇌염기 (제 2 기)， 15일에서 21 일 까지를 조기 피막기 (제 3 기)， 22일에서 28 일까지를 후기 피막기 (제 4 기 )로 각각 나누었다.
MRI 촬영 및소견 분석
사용한 기기는 2.0 Tesla 초전도형장치 (Spectro 20000, Goldstar, Seoul, Korea) 로 스핀에코 방법을 이용하여 T1 (TR/TE
=
400msec/30msec) 및 T2(TR/TE=
1800 msec / 60msec) 강조영상을 얻었다. 모든 방법에서 시야는 120mm,
acquisi tion matrix 수는 256x
320,
절편의 두께 와 간격은 3mm와 2mm로 하였다. Surface coil은 cervicalspine coil을 사용하였고 시상면과 관상면을 중심으로 촬
영하였다. 조영증캉은 0.15mmo1 / kg의 gadopentetate dimeglumine(Magnevist R, Schering A.G., Berlin, Ger- many) 를정맥주사한후 3분후에 T1강조영상을얻었다.
1마리의 대조군에서 정상 토끼 뇌의 MRI 소견을 얻었 고， 실험군에서는 병소를 중심괴사부， 경계부， 주변부의 세 부위로나누어，각기 및 각부위의 T1 및 T2강조영상에서 의 신호강도를 분석하였다. 각 기 별 MRI 소견은 조기 뇌 염기에서 14예， 후기 뇌염기 7예， 조기 피막기 3예， 후기 피 막기 에서 1예씩 얻을 수 있었다.
Table 1. Available Numbers
&
MRI Findings 01 the Rim-Enhancing Lesions in Each Stage 01 Rabbit Brain AbscessesRim-Enhancement
Stages(n) * Numbers Shape 01 rim(n) Margin(n) Thickness(n)
Stage 1 (14) * o o 0 0
Stage 2 ( 7) * 3 incomplete(3) ill-delined(3) irregular(3) Stage 3 ( 3) * 3 complete(2) well-deli ned(2) uniform(2) Stage 4 ( 1)* complete(1 ) well-defined(1) unilorm(1 ) (n) * : available numbers 01 MR images (n) : numbers
m
…
조영증강 영상에서는 환상-조영층강의 유무， 환상-조영 증강이 보일 경우 고리 모양의 완전 여부， 두께의 균일성，
주변부와의 경계 등을 관찰하였다.
병리조직학적 소견
먼저 정상 대조군 토끼의 뇌에서 육안조직 소견을 얻고，
실험군에서는 각 기 별로 한 마리 씩 부검하여 육안 및 조 직 소견을 얻었다. 부검은 전 예에서 MRI 촬영 후 4시간 이내에 실시하였다. 조직 소견은 MRI에서와 같이 병소의 부위를 중심괴사부， 경계부， 주변부로 냐누었다.
중심괴사부에서는 염증세포들의 침윤과 괴사물질의 여부를 보았고， 경계부에서는 염증성 육아조직 (염증세포 의 침윤과 혈관증식) , 미세출혈， 레티률린， 교원질， hemo
siderin 등의 유무 및 침착 정도를 관찰하였다. 주변부에
서는 뇌부종과 교층의 유무 및 두께를 중심으로 관찰하였 다.
뇌조직의 염색은 hematoxylin-eosin (H and E) 염색으 로 전반적인 소견을 보았고， 경계부에서의 조직소견을 보 기 위해 레티률린 증식에 대한 레티률린염색，교원질 증식 에 대 한 Masson’s trichrome염 색 , hemosiderin침 착에 대
이희정 외 : 토끼 뇌농앙의 환상-조영증강 병소에 대한 실험
한 Prussian blue염색， 그리고 주변부에서의 교세포의 증 식 을 보기 위 해 phosphotungstic acid hematoxylin (PT- AH) 염색 등 모두 5가지 염색을 실시하였다.
결 과
정상 토끼의 뇌는 T1강조영상에서는 회질과 백질이 잘 구분되지 않았고， T2강조영상에서는 회질은 고신호강도，
백질은저신호강도를보였다. 뇌경막으로부터 회백질의 경 계부까지는 MRI 측정에서는 2mm, 병리조직 소견에서는 1.5mm의 두께를 보였다 (조직 고정 과정에서 17%가 축 소됨) .
총 16마리의 실험군 중 2마리는 마취 도중 사망하여 14 마리에서 MRI소견을 얻을 수 있었다. 각 기 별로 MRI소 견 빛 환상-조영증강을 보인 증예를 요약하면 Table 1과 같다.
제 1 기에서는 환상-조영증강을 관찰할 수 없었고， 14예 모두 경계가 불분명하면서 T1강조영상에서는 동등 (6/14) 혹은 저 (8/14) 신호강도로 (Fig. 1a), T2강조영상에서는동 등 (3/14) 흑은 고 (11/14) 신호강도를 보였다 (Fig. 1b).
a b
d
c
Fig. 1. MR images of the early cerebritis stage
a. T1-weighted sagittal image demonstrates an ill-defined, hypoin.
tense lesion in posterior aspect of the hemisphere (arrows).
b. T2-weighted sagittal image shows hyperintensity of the lesion (open arrow)
c. Gd-enhanced sagittal image demonstrates ill-defined , patchy enhancement of the lesion
d. High-power magnification shows pr 이 iferation of abnormal ves- sels and neutrophilic infiltration in the widened Virchow-Robin spaces(curved arrow), representing the cerebral edema and the cerebritis(H and E, X100)
m
ω
조영증강 T1 강조영상에서는 14예 모두 경계가 불분명한 첩 포형 (patchy) (11/14) (Fig. 1c) 흑은 션형 (3/14) 으 로 조영증강이 되었다. 병리조직 소견상 중심괴사부는 아 직 형성되지 않았으며 조영증강이 되었던 부위에는신생혈 관들의 증식과 함께 급성 염증세포들이 뇌실질과 넓어진 비르효공극에 침윤된 뇌염 및 뇌부종의 소견을 보였다
(Fig. ld).
환상-조영증강을 보인 제 2 기에서 제 4 기까지의 소견 을 보면， 제 2 기에서는 7예 중 3예에서 환상-조영증강을 보였는데 3예 모두 고리모양이 불완전하였고 주변부와의 경계가 불분명하면서 두께는 불규칙하였다 (Fig. 2c, 2d).
제 3 기와 제 4 기에서는 제 3 기의 1 예를 제외한 3예， 즉 제 3 기의 2예와 제 4 기의 1 예가 모두 경계가 분명하면서 완전한 고리모양을 이루었고， 두께는 균일하였다 (Fig.3c, 3d
,
3e,
4c).제 2 기 에서 제 4 기까지 각 병소의 신호강도를 요약하면 Table 2와 같다. 경계부의 신호강도는 제 2 기에서는 T1 강 조영상에서 2예가 동등신호강도 (Fig. 2a), T2강조영상에 서 2예가 저신호강도를 보였고 (Fig.2b), 제 3 기에서는 2 예가 T1강조영상에셔는 고신호강도 (Fig. 3a), T2강조영
a b
d
상에서는 동등신호강도를 보였으며 (Fig. 3b), 제 4 기에서 는 T1 및 T2강조영상에서 모두 저신호강도를 보였다 (Fig. 4a
,
4b).부검은 각기 당 1예씩에서만 실시하였는데， 제
2
기에서 제 4 기까지의 각병소의 병리조직 소견을요약하면 Table 3과 같다. 병리조직 소견에서 경계부의 변화를 보면 제 2 기와 제 3 기 사이의 가장 현저한 차이점은 레티률련의 증 식이었고， 제 3 기와 제 4 기에서의 변화는 성숙 교원질의 증식 (Fig. 4d) 및 대식세포와 조직구의 세포질 내에 탐식 된 hemosiderin의 현저한 증가였다 (Fig.4e).경계부에서의 염증성 육아조직들은 제 2 기에서 가장 현 저하였고이들은주로중심괴사부의 외측면을따라분포하 였으며， 혈관들 주위로 미세출혈들이 관찰되었다. 그러나 제 4 기에서는 경계부내에서 미세 출혈의 소견은 보이지 않았고， hemosiderin이 대 식 세 포 및 조직구의 세포질 내 에 탐식되어 있었는데 경계부내에서 전반적으로 산재하여 분 포하였다. 제 3 기와 제 4 기 에서 레티률린과 교원질은 주 로 경계부의 외측면을 따라 침착하였다 (Fig. 4d). 주변부 에서의 교층은 제 3 기와 제 4 기에서 보였는데 두께는 불 균일하였고 제
3
기의 교층에서는 교세포들 사이사이에 혈c
Fig. 2. MR images of the late cerebritis stage.
a. T1-weighted sagittal image shows an ill-defined, hypointense central necrotic zone and isointense border zone(arrows).
b. T2-weighted sagittal image reveals hyperintense central necrot- ic zone and hypointense border zone(arrow)
c. Gd-enhanced coronal image demonstrates an ill-defined , in- complete rim-enhancement of the border zone with irregular thic- kn ess( ar row)
d. Pathologic examination shows the central necrotic zone(N) and the border zone with irregular thickness (open arrows) (H and E,
x
40). P: peripheral zone- 654-
관들이 관찰되였으나， 제 4 기에서는 혈관들은 전혀 관찰 되지 않았고 단지 교세포들로만 빽빽이 구성되어 있었다.
고 찰
뇌농양의 MRI 소견 중 환상 조영증강은 비교적 특정적 인 소견으로 후기 뇌염기에서 후기 피막기까지 보일 수 있 는데， 이 환상 조영증강 소견의 임상적 의의에 대해서는 많 은 보고가 있어 왔다 (3-7，
10).
즉 환상 조영증강과 뇌농 양의 피막의 형성 정도， 그리고 환상-조영증강을 보일 수 있는 악성 뇌종양과의 감별 진단 등이 주로 연구의 대상이 되어 왔다. 피막 형성의 경우， Enzmann등 (11), Britt등(1 2) 은 뇌농양의 실험 연구에서 CT 소견만으로도 뇌농양 의 피막 형성 정도를 예측할 수 있다고 보고하였는데， 임상
a b
d
Fig. 3. MR images of the early capsular stage
e
이희정 외 토끼 뇌농앙의 환상-조영증강 병소에 대한 실험
연구에서는 뇌농양의 모든 전개 과정을 영상 및 병리소견 과 같이 추적 검사하기가 어렵고， 조직 생검을 하더라도 같 은 뇌농양의 다른 병기를 보이는 부위에서 얻어질 수 있어 영상 소견 만으로는 뇌농양의 전개 시기를 결정하기가 어 렵다는 보고도 있다 (1
3
,14).
본 연구에서는 토끼의 뇌에 설험적으로 농양을 유발시킨 후， 뇌농양의 MRI 소견을 시 기별로 얻고， 특히 환상-조영증강의 양상 및 선호강도를 분석하여 완전한 펴막이 형성된 뇌농양의 MRI 소견 및 이 에 대응되는 병리조직 소견을 비교해 보고자 하였다.실험적 뇌농양에는 토끼， 개， 고양이 등이 주로 이용되는 데， 개의 경우는 뇌농양의 전개 기간이 사람과 유사하고 비 교적 뇌 용량이 커서 영상을 얻기 쉬우나， 기관내 삽관을 해야하고마취가힘들며 다루기가힘든단점이 있다.이에 비해 토끼는사람에 비해 전개 과정이 다소늦고농양의 형
c
a. The sagittal T1-weighted image shows hypointense central necrotic zone and slightly hyperintense border zone(arrows) b. T2-weighted sagittal image reveals isointense border zone(arrows).
c. Gd-enhanced sagittal image demonstrates complete rim-enhancement of the border zone with uniform thickness
d. Gross specimen shows the well-defined abscess wall with uniform thickness(arrows) in the gray-white matter junction site(H and E, X1)
e. High power magnification of the abscess wall demonstrates the well-defined border zone with uniform thickness(open arrows) (H and E, X40). N : central necrotic zone, P : peripheral zone
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성이 럴 뚜렷하나다루기가쉬운장점이 있다(1 2).
뇌 농양의 원 인균은 anaerobic Streptococcus가 가장 많 은데 감염 경로에 따라균주가다르다.외상성 감염일 경우 는 Staphylococcus aereus가 가장 흔한 균주로(2) ， 본 실 험 에서는 외 상성 뇌농양과 같은 개 념 으로 Staphy lococcus
aureus를 실험 균주로 사용하였다.
뇌농양의 전개 기간은 사람에 있어서는 약 2주의 기간이 걸리나 토끼에서는 다소 느리게 진행됨을 감안하여 (12) 본 실험에서는 균 접종 후 1 일에서 5 일째까지를 조기 뇌염기，
1주 말부터 2주까지를후기 뇌염기， 2주에서 3 주까지를 조 기 피막기， 4주까지를후기 피막기로하였다.
균접종에서 Falconer 방법의 장점은 첫째로 뇌경막과 두 피가 치유되는 과정에서 서로 유착이 되므로 뇌막염이 생 기는것을방지할수 있고，둘째 혈액한천배지에 섞인 균들 이 배지와 같이 뇌조직 내에서 굳으면서 뇌농양을 국소화 시키는 역할을 해주며， 셋째는 두개 절제로 뇌부종시 뇌압
a b
d e
상승을 줄일 수 있는 이점이 있다(1 5).
병소의 각 부위를 중심으로 MRI 빛 병리조직 소견의 결 과를 비교하여 보면， 먼저 중심괴사부의 경우 Enzmann등 은 개를 대상으로 한 실험에서 균 접종 후 1-3일부터 병리 조직 소견상 괴사부가 병소의 중심에서 보이기 시작하였 고， CT 소견에서는 환상-조영증강을 보이다가 지연영상 에서는 중심부 쪽도 완전히 조영증강이 되는 소견을 보였 다고 하였다(1 1 ，
1 2) .
본 실험에서는 조기 뇌염기에서는14
예 모두 경계가 불분명한 첩포형의 조영증강을 보였고 환 상-조영증강을 보인 경우는 한 예도 없었다. 병리조직 소 견에서도 아직 괴사 부위는 형성되지 않았고 이 부위에서 전반적으로 투과성이 증가된 비정상적인 혈관들의 증식이 관찰되어 이러한 혈관들이 Gd-DTPA의 조영증강과 직접 적인 관계가 있을 것으로 생각되었다. Enzmann등의 결과 와 다른소견을 보인 것은 아마도토끼의 경우 염증 반응이 개보다 다소 느리게 진행되므로 임상적으로는 조기 뇌염기
c
Fig. 4. MR images of the late capsu- lar stage.
a. T1.weighted sagittal image shows hypointense border zone(arrows).
b. T2-weighted sagittal image reveals hypointense border zone(arrows).
c. Gd.enhanced sagittal image dem-
。nstrates well.defined, complete rim- enhancement of the border zone(ar.
row). A daughter abscess(D) is formed in the posterior aspect of the mature abscess
d. The Masson’5 Trichrome stain sho- ws abundant infiltration of the collag- en(arrow, purple colorl along the out- er border of the abscess wall( X 1 00) e. The Prussian blue stain demonstra- tes hemosiderin(arrow, blue color) in the cytoplasms of macrophages and histiocytes in the abscess wall( X 1 00).
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에 더욱합당한소견이라할수있겠다.
중심괴사부는 후기 뇌염기에서 후기 피막기까지 관찰되 였는데， 조기에는 다핵구， 임파구와 같은 급성 염증 세포들 이 내용물의 대부분이였으나 농양이 성숙될수록 괴사물질 로대치되었다.
경계부의 각시기별 MRI 소견 및 병리조직 소견의 변화 는 농양의 세 부위 중 가장 다양했다. 후기 뇌염기에서 피 막기로 이행되면서 경계가 뚜렷해지고 두께가 균일해지는 소견은 병리조직 소견상 피막기에서 염증성 육아조직의 바 깡으로 레티률린이 침착되면서 육안적으로는 농양벽을 평 활하게 만듬과동시에 주위조직과의 경계를분명하게 해주 었다. 그러므로 본 실험에서는 환상-조영증강이 완전한 고리를 형성하면서， 두께가 균일해지고 주변조직과의 경계 가분명해지는것이 피막기에 해당되는소견이었다.
농양벽의 신호강도는 후기 뇌염기와 조기 피막기의 경우 Haimes등 (8) 의 보고와 같이 T1강조영상에서는 동등 혹은 약간 고신호강도로， T2강조영상에서는 동등 혹은 저신호 강도로 나타났다. Haimes등 (8) 은 T2강조영상에서의 농양 벽의 저신호강도에 대한 설명으로 몇 가지 가능성을 제시 하였다. 첫째는 농양벽에 있는 섬유 조직언데 이는 정상 뇌조직 중 섬유 조직으로 구성된 대뇌 겸이나 천막이 T1 빛 T2강조영상에서 모두 저신호강도로 나오므로 설명되지 않는다고 하였고， 두 번째는 농양벽에서의 출혈에 기인될 수 있는데 이는 혈종의 신호강도로는 설명이 가능하나 만
이희정 외 토끼 뇌농앙의 환상-조영증강 병소에 대한 실럼
성 뇌농양의 8예 중 6예에서 H and E 및 iron 염색상 출혈 의 병리조직학적 증거를찾을수없었다고하였다.셋째는 대식세포의 활동으로 염증이 활발할 때 이들이 세균을 탐 식 하면서 산소 분자가 free radical superoxide로 환원되 는 과정 에서 많은 수의 free radical들이 발생 하고 이 것이 특허 고자장영 역 에서 T1, T2치의 단축을 유발시 킬 가능성 이 많다고 주장하였다. 특히， 대식세포들은 모든 뇌농양의 조직 소견에서 발견되었고，농양벽의 저신호강도의 정도와 대식세포의 침윤정도가비례하여 이들대식세포의 활동에 기인될 가능성이 가장 크다고 주장하였다. 그러나 본 연구 및 최근의 다른 임상보고 06-18) 에서도 농양벽의 신호강 도는 일정한 것이 아니라 각 시기에 따라 다양하게 나타났 다. 또한 대식세포는 만성 염증세포로， 본 실험에서는 모든 뇌농양에서 관찰된 것이 아니라 조기 피막기와 후기 피막 기의 농양벽에서 주로관찰되었는데， MRI 소견상조기 피 막기에서의 농양벽은 3예 중 2예가 동등선호강도를 보여 Haimes등의 주장과 같이 대식세포의 활동만으로는 농양 벽의 저신호강도를 설명하기가 어려웠다. 최근의 박등(18) 의 보고에서도 만성 뇌농양이 배농 후， 즉 대식세포의 활동 이 정지된 이 후에도 지속적으로 농양벽의 저신호강도를 보여 대식 세포의 활동에 의한 기전으로는 설명하기가 어 렵다고 하였다. 본 연구에서 조기 피막기와 후기 파막기의 가장 두드러진 차이점은 성숙 교원질과 조직구 및 대식세 포의 세포질 내에 첨착된 hemosiderin의 현저한 증가였는
Table 2. Signal Intensities 01 Each Lesion in Each Stage 01 Rabbit Brain Abscesses
Central Zone Border Zone Peripheral Zone
Stages(n)
hypo/iso/hyper hypoliso/hyper hypo/i so/hyper
Stage 2(3)
T1WI 2/1/0 0/2/1 2/1/0
T2WI 0/0/3 2/1/0 0/0/3
Stage 3(3)
T1WI 0/0/3 0/1/2 1/2/0
T2WI 3/0/0 1/2/0 0/0/3
Stage 4(1)
T1WI 1/0/0 1/0/0 0/1/0
T2WI 0/0/1 1/0/0 0/0/1
Note : hypo = hypointense iso = isointense hyper = hyperintense
Table 3. Histopathologic Findings 01 Each Lesion in Each Stage 01 Rabbit Brain Abscesses
Stages(n) Central Zone Inl Border Zone Peripheral Zone
Hemor Reti Collag Hemosid Edema Vessel Gliosis
Stage 2(1) PMN PMN
++ + +++ +++
Stage 3(1) PMN,L L,H
+
十+++ + ++ ++ +
Stage 4(1) Necrosis M, H
+++ +++ +++ +++
Inl: inllammatory cells, Hemor: hemorrhage, Reti: reticulin, Collag: collagen, Hemosid: hemosiderin,
PMN : polymorphoneuclearleukocytes, L: Iymphocytes, M: macrophages, H : histiocytes
: absent,
+ :
m ild,+ + :
moderate,+ + + :
abundantu m
데， 이들 두 조직성분은 모두 T1, T2강조영상에서의 저신 호강도를 설명할 수 있다.
Hemosiderin의 침 착에 대한 설명으로는 후기 뇌 염 기 에 서 농양벽에 보였던 미세출혈， 즉 비정상적 혈관들로부터 빠져나온 적혈구들이 조기 빛 후기 피막기로 이행되면서 대식세포와 조직구에 의해 탐식되고 후기피막기에서는 이 들 세포내에서 hemosiderin의 형태로 남아 있을 것으로 설 명된다.따라서，본실험의 결과로서는후기 뇌염기와조기 피막기의 농양벽의 다양한 신호강도는 잘 설명할 수 없으 나 아마도 각 시기마다 변화하는 조직의 구성 성분이 관계 할 것으로 생각되고， 후기 피막기의 T1 및 T2강조영상에 서의 농양벽 의 저 신호강도는 성 숙 교원질 및 hemosiderin 의 침착과밀접한관계가있을것으로생각된다.
뇌농양의 피막의 두께는 일반적으로는 회질 쪽이 혈관의 분포가 많아 백질 쪽보다 두꺼운 것으로 알려져 있는데
(10, 19) 최근에는 이에 대한 의문이 제기되고 있다(18).
본 실험에서는 조기 및 후기 피막기에서 모두 양측의 두께 가 거의 비슷하였는데 본 실험에서는 균을 인위적으로 접 종하였으므로 감염 자체에 의한 소견과는 다른 기전으로 설명되어야 될것으로생각된다.
주변부의 변화에서 교층은 조기 및 후기 피막기에서 나 타났는데 두 시기에서 모두 두께가 불규칙하였다. 조기 피 막기에서는 교층 내에서 군데 군데 혈관들을 관찰할 수 있 였으나， 후기 피막기에서는 교세포들로만 치밀하게 구성되 어 있었고 조영증강의 기전에 중요한 혈뇌장벽를 일으킬 만한 혈관증식을 관찰할 수가 없었다. 따라서 주변부의 교 층은 성숙한 뇌농양에서 피막의 바깥을 둘러싸는 조직의 일부분에 포함될 수는 있으나， MRI 소견에서 환상 조영 증강부위와는관계가없다고생각되는데 이에 대해서는더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구는 부검된 증례의 수가 적고， 실험 대상 동물의 뇌용량이 적어 해상력이 좋은 MRI영상을 얻기 어려웠던 한계점이 있으나，뇌농양의 전개 과정에 따른 MRI 소견을 요약해 보면 다음과 같다. 환상-조영증강은 후기 뇌염기 에서부터 후기 피막기까지 보였고， 후기 뇌염기의 경우는 주위 조직과의 경계가 불분명하고， 두께가 불균일하면서 불완전한 고리모양의 환상-조영증강을 보이다가， 피막기 에서는 레티쿨린 및 교원질의 형성으로 경계가 분명하면서 두께가 균일한 완전한 고리모양의 환상-조영증강을 보였 다.농양벽의 신호강도는전개 시기에 따라농양벽을구성 하는 조직 성분에 따라 다양하게 나타났고， 성숙한 피막이 형성됨에 따라 T1 및 T2강조영상에서 저신호강도를 보였 는데 이는 아마도 피막 내에 존재하는 성숙 교원질과 he
mosiderin의 침착이 관계될 것으로 생각된다.
~J C그 고 --,-C그 ‘ - 헌
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Experimental Study on the Rim-Enhancing Lesion of Rabbit 8rain Abscess: MR Imaging and Histopathologic Correlation'
Hee Jung Lee, M.D., SOO Jhi Suh, M.D., Sang Pyo Kim, M.D.2, Yang Goo Joo, M.D., Seok Kil Zeon, M.D., Seong Ku WOO, M.D.
10epartment of Oiagnostic Radiology, Keimyung University School of Medicine 20epartment of Pathology, Keimyung University School of Medicine
Purpose:To evaluate on the basis 01 histopath 이 ogic carrelation the MR lindings 01 mature brain abscess in the rabbit, with particular attention to rim-enhancing lesions
Materials and Methods: The evolution 01 abscess lormation was obtained by the direct inoculation 01 Staphylococcus aureus into the gray-white matter junctions 01 the brains 01 16 rabbits. The stages 01 brain abscesses were divided into lour : early cerebritis (days 1 to 5 after inoculation 01 the organism) ; late cerebritis (days 6 to 14); early caps비 ar (days 16 to 21) ; and late capsular (days 22 to 28). The available MR images showed 14 cases at the stage 01 early cerebritis, seven at the late cerebritis stage, three at the early caps비 ar，
and one at the late capsular stage. According to the known path 이 ogy 01 brain abscesses and on the basis 01 both MR imaging and histopathologic lindings, the lesions were grouped according to whether they were lound in the central necrotic, border, or peripheral zone. We analyzed the patterns 01 rim-enhancement (completeness 01 the rim, thickness, and margin) and the signal intensities 01 the abscess walls on MR images at each stage Histopathologic correlation was perlormed in one case 01 each stage. We evaluated the presence or absence and degree 01 inliltration by inflammatory granulation tissue, microhemorrhage, reticulin, collagen, and hemosiderin 01 the abscess walls
Results: Rim-enhancing lesions were present in three 01 14 cases at the late cerebritis stage, in all three cases at the early capsular, in one at the late capsular, but in none at the early cerebritis stage. The enhancing pattern 01 the late cerebritis stage was irregular-margined incomplete rim-enhancement, with irregular thick- ness 01 the abscess walls (3/3). The enhancing pattern 01 the capsular stages was well-delined, complete rim-enhancement with unilorm thickness 01 the abscess walls (3/4). The signal intensities 01 the abscess walls at the late cerebritis and early capsular stages were variable. The late capsular stage was characterized by hypointensity 01 the abscess wall on both T1- and T2-weighted images. Histopathologically, the caps비 ar stages were distinguished Irom the late cerebritis stage by the marked inliltration 01 reticulin and the presence 01 collagen in the abscess walls. The most conspicuous path이。 gic linding distinguishing the late Irom the early capsular stage was abundant inliltration 01 the abscess
Index Words: Animals Brain, abscess Brain, MR
Magnetic resonance(MR), contrast enhancement
Address reprint requests to: Hee Jung Lee, M.D., Keimyung University School of Medicine, Dongsan Medical Center 194, Dongsandong, Chunggu, Taegu. Tel: 82-53-250-7766 Fax: 82-53-250-7766
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딘 닝r 야 비 율
호흡기
15
심맥관 6
위장관
9
간，담도，훼
9
비뇨생식
11
신경 14
근，골격
9
소아(전체
분야에서) 10
유방(전체 분야에서) 3
핵의학
7
물리(법규 1%) 7
걱。죠
