초음파를 이용한 시술 송현석

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Instructional Course Lectures J Korean Orthop Assoc 2013; 48: 342-349 • http://dx.doi.org/10.4055/jkoa.2013.48.5.342 www.jkoa.org

초음파를 이용한 시술

송현석 • 김동엽 • 윤기식

가톨릭대학교 의과대학 성바오로병원 정형외과학교실

Intervention Using Ultrasonography

Hyun Seok Song, M.D. , Dong-Yeop Kim, M.D., and Kee-Sik Yoon, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, St. Paul’s Hospital, The Catholic University of Korea School of Medicine, Seoul, Korea

Intervention using ultrasonography includes injection, aspiration, needling (barbotage), nerve block, tumor biopsy, and removal of the foreign body. The principles of disinfection during skin preparation, as well as handling of the transducer and needle should be maintained.

The needle could be visualized on the ultrasonographic image, and could be tracked during the intervention. Factors affecting visualization of the needle on ultrasonography include the diameter and the incidence angle of the needle. Ultrasonography can be classified as an indirect technique or a real-time technique according to constant use. According to the angle between the transducer and needle, it can be classified as a lateral approach or a coaxial approach.

Key words: ultrasonography, intervention, angle of incidence, approach

서 론

초음파를 정형외과 영역의 임상 진료에서 진단 및 치료에 사용하 는 경우가 증가하고 있다.^1,2) 이는 검사자가 직접 초음파 검사를 시행하면서 진단에 도달하고 이를 환자에게 동시에 시각적으로 설명을 할 수 있다는 장점이 있기 때문이다. 또한 초음파 검사를 시행하면서 환자와의 즉각적인 협의가 가능하고, 이를 통하여 병 변에 대한 치료 계획을 결정하고 즉시 시행할 수 있다는 신속성 이 큰 장점이라고 생각한다.

　초음파를 이용한 시술의 종류는 주사(injection),³⁾ 흡인(aspiration),⁴⁾ 탐침(needling, barbotage),⁵⁾ 신경 차단(nerve block),⁶⁾ 종양 생검(tumor biopsy)⁷⁾ 및 이물 제거⁸⁾로 구분해 볼 수 있다. 이러한 시술들은 대부분 별도의 마취 없이 또는 국소 마취하에 시행되는 것이므로 큰 절개를 시행하지 않고서 주사 바늘 등의 기구를 이

용하는 것들이다. 본 논문에서는 특정 관절에 국한하지 않고 이 러한 초음파를 이용한 시술에 공통되는 원칙 및 술식에 대하여 개론적으로 설명하고자 한다.

시술 전 준비

1. 무균 처치

초음파를 이용한 시술은 피부를 통하여 바늘 등의 기구를 삽입하 여 조작을 하는 것이다. 따라서 이러한 시술 이후의 합병증에는 바늘을 통하여 주입하는 약제에 의한 합병증 또는 바늘이나 사용 한 기구에 의한 합병증들이 발생할 수 있다. 그 중에 시술자의 노 력에 의하여 예방할 수 있거나 발생 빈도를 줄일 수 있는 합병증 의 하나가 감염이다.

　시술 전에 피부 부위 및 장비의 사전 무균 처리가 매우 중요하 다.⁹⁾ 바늘이나 기구가 직접 삽입되는 부위의 피부는 철저히 소 독되어야 한다. 이는 대부분 감염의 원인균이 피부 상재균으로 밝혀지기 때문이다. 또한 시술을 하고자 하는 부위를 충분히 덮 을 수 있으며 시술하고자 하는 부위에 적당한 크기의 구멍이 뚫 려 있는 소독포를 준비하는 것이 좋다. 사용하고자 하는 변환기

pISSN : 1226-2102, eISSN : 2005-8918

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The Journal of the Korean Orthopaedic Association Volume 48 Number 5 2013 Received August 5, 2013 Revised August 18, 2013 Accepted August 19, 2013 Correspondence to: Hyun Seok Song, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, The Catholic University of Korea St. Paul’s Hospital, 180 Wangsan-ro, Dongdaemun-gu, Seoul 130-709, Korea

TEL: +82-2-958-2159 FAX: +82-2-965-1456 E-mail: hssongmd@yahoo.com

Introduction to Musculoskeletal Ultrasonography

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(transducer)의 크기 및 조작하고자 하는 기구 또는 바늘의 조작에 불편함이 없을 정도 크기의 구멍이어야 한다. 이는 변환기의 케 이블 등에 의한 오염을 최소화하는 데 도움이 될 수 있다.

　초음파 기기의 변환기 및 케이블을 감쌀 수 있는 소독된 비닐 커버가 필요하다. 이는 별개의 상품으로 판매되는 제품도 있으 며 시술자가 사전에 소독 과정을 통하여 준비해 둘 수도 있다(Fig.

1). 그러나 일부 문헌⁹⁾에서는 변환기에 씌우는 소독 비닐의 필요 성에 의문을 제기하고 있다. 변환기 전체를 집어 넣는 비닐인 경 우에는 피부와 변환기 사이의 공기에 의하여 영상을 정확하게 얻 지 못할 수 있으므로 비닐 안에 초음파 검사용 젤을 넣는 것이 도 움이 된다. 이러한 경우에는 변환기를 감싼 비닐과 피부 사이에 공간이 없도록 조정한다면 피부 표면에 별도의 초음파 검사용 젤 의 사용 없이도 초음파 영상을 얻을 수 있다.

　그러나 원칙적으로는 피부의 표면에 소독된 일회용 초음파 검 사용 젤을 사용하여 변환기 및 비닐과 피부 사이에 공기가 존재 하지 않아야 한다. 이러한 초음파 검사용 젤은 별도의 소량의 포 장으로 되어 있으며 소독되어 무균 상태로 제품화된 것이다. 그 러나 소독된 일회용 검사용 젤의 비용을 별도로 청구할 수 없다 는 현재의 의료 현실을 고려하지 않을 수 없다. 또한 아직 과학적 으로 이러한 별도의 젤의 사용에 관하여 비용-효과적인 면을 고 려한 이익을 객관적으로 입증할 만한 근거가 부족하다. 현재로서 는 이러한 일회용 소독용품의 사용이 필수라고 강제할 근거가 없 다.

　그러나 시술이 이루어지는 피부의 최대한의 무균 처치 및 변환 기, 바늘의 조작에 최대한 무균 원칙을 지켜야 한다.

2. 미주 신경 반응(vagal reaction)

일부 환자의 경우에 주사기 혹은 바늘을 보고서 공포감에 미주 신경 반응이 발생하는 경우가 있다. 미주 신경 반응은 현기증, 오

심 또는 의식 소실, 발한, 안면 창백, 저혈압 등의 쇼크 증상을 유 발할 수 있다.

　아직 이러한 미주 신경 반응에 대하여 알려진 바는 많지 않다.

일부 경험적인 보고에 의하면 고령의 여성에서 보다는 오히려 젊 고 운동을 좋아하는 사람에서 더 흔히 발생하기도 한다.⁹⁾ 과거에 이러한 경험을 한 환자는 특히 주의가 필요하다. 또한 저자의 임 상 경험으로는 통증을 너무 심하게 호소하는 경우에도 환자가 예 민해져 있으므로 미주 신경 반응이 나타나는 빈도가 높은 것 같 다. 의외로 임상에서 많이 경험하게 되고 일단 발생하게 되면 시 술자 및 환자를 당혹스럽게 만든다.

　이러한 미주 신경 반응을 피하기 위하여 시술자가 할 수 있는 주의 사항으로 시술의 사전 준비 과정에서 이러한 주사기 및 바 늘을 환자가 보지 못하도록 등을 보인 자세로 준비하는 것이 도 움이 된다.⁹⁾ 사전에 시술에 대하여 충분히 설명하여서 불필요한 긴장 및 공포를 갖지 않도록 배려하는 것도 도움이 될 것이다. 또 한 순간적인 쇼크 증상이 발생하였을 경우에 환자의 낙상을 방지 할 수 있도록 모든 시술 시에 보조자를 항상 동석시키는 것이 필 요하다. 오심, 현기증 등의 증상을 호소할 경우에 즉각적으로 환 자를 침대에 눕히고 하지를 거상시키며 혈압 측정 및 산소 공급 등의 적절한 조치가 요구된다. 또한 환자의 상태가 완전히 안정 될 때까지 귀가시키지 않고 주의깊게 관찰하여야 한다.

주사 바늘의 초음파 영상

주사 바늘을 초음파 영상에서 정확하게 영상을 얻을 수 있고 시 술 중에도 바늘을 추적 관찰할 수 있어야 한다.²⁾ 이것이 초음파를 이용한 시술의 성공을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나이다.

　주사 바늘의 간부는 금속이므로 초음파 영상에서 밝은 고에코 의 직선으로 관찰된다. 굵은 주사 바늘인 경우에는 내부 공간까 Figure 1. Sterile envelope for the transducer: (A) sterile-packed and (B) wrapped and rubber-banded.

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지 구분이 가능하여서 두 개의 고에코의 직선으로 구분되어서 관 찰할 수 있다. 금속으로 된 경계면에서 초음파의 반사가 일어나 므로 주사 바늘보다 심부에 후방 다중 반사(reverberation) 혹은 혜 성꼬리 허상(comet-tail artifact)이 나타난다(Fig. 2).

　초음파 영상에서 주사 바늘의 확인에 영향을 미치는 요소로서 바늘의 굵기 및 진입 각도가 있다.¹⁰⁾

1. Stylet이 있는 주사 바늘

주사 바늘에는 일반적으로 공간이 빈 상태로 사용하는 경우와 척 추 침(spinal needle)처럼 주사 바늘 내에 별도의 내부 공간이 없 는 바늘(stylet)로 구성된 것이 있다(Fig. 3). 일반적인 주사 바늘을 사용하는 경우에는 피부를 뚫고서 바늘이 진행하는 과정에서 주 사 바늘의 빈 공간으로 피부 조직의 일부가 바늘과 함께 조직이 나 관절강 내로 이동하게 된다. 시술 전에 피부에 대한 소독을 철 저히 하는 이유가 된다. 그러므로 이론적으로는 stylet이 들어있는 주사 바늘을 사용하는 것이 안전하다.

2. 주사 바늘의 길이

주사 바늘의 길이는 일반적으로 2.5-10.0 cm이다. 시술하고자 하 는 부위의 깊이를 고려하여 선택하여야 한다. 지나치게 긴 주사 바늘은 조작이 어려울 수 있다.

3. 주사 바늘의 굵기

주사 바늘의 직경이 굵은 경우에는 시술 중에 환자에게 통증을 증가시킬 가능성이 있다. 그러므로 환자의 통증 및 불편감을 최 소화하기 위하여 가능한 최소한의 굵기의 바늘을 선택하는 것이 좋다. 그러나 가는 바늘일수록 조직 내에서 방향을 조정하거나 조작하는 것에 어려움을 겪을 수 있다. 특히 병변 조직이 두꺼워 진 경우에는 바늘이 뚫지 못하고 미끄러질 수도 있다. 초음파상 고에코의 염증성 삼출액이나 결절종(ganglion) 내 체액의 흡인⁴⁾을 시도하는 경우에는 비교적 굵은 직경의 바늘이 필요하다.

　18 G 정도의 굵기에서는 밝고 굵은 선으로 명확한 영상을 얻을 수 있으나 직경이 가늘수록 확인이 어렵게 된다. 굵은 바늘일수 록 가는 바늘보다 심부에 후방 다중 반사 혹은 혜성꼬리 허상이 잘 나타난다. 특히 주사 바늘의 진행 방향이 변환기에 의한 영상 과 평행하지 않은 경우(out-of-plane)에는 주사 바늘이 초음파 영 상에서 고에코의 점으로 나타나게 되어서 가는 직경의 주사 바늘 인 경우에는 그 위치를 확인하기가 쉽지 않다.

4. 주사 바늘의 진입 각도

동일한 굵기의 바늘이어도 바늘의 간부가 초음파와 직각을 이룰 수록 반사가 많아져서 고에코의 영상을 얻을 수 있게 된다. 반대 로 초음파와 각도를 이루어면서 예각에 근접해 갈수록 바늘의 영 상이 흐려지게 되어서 구분하기 어렵게 된다. 또한 심부에 후방 다중 반사 혹은 혜성꼬리 허상이 나타나지 않는다(Fig. 4).

Figure 2. Ultrasonography shows the reverberation by the needle (arrow). Dotted arrows indicate the comet-tail artifact behind the needle.

Figure 3. Long needle with a stylet.

Figure 4. Ultrasonography of the posterior approach to the shoulder joint shows no reverberation by the needle. Arrows indicate the needle.

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　주사 바늘의 진입 각도를 변화시켜서 초음파 영상을 명확하게 얻을 수 있는 방법이 있다.

　첫 번째는 변환기에서 가능한 멀리 떨어진 부위에서 피부를 천 자하는 방법이다(Fig. 5). 변환기에 가까울수록 심부의 조직에 도 달하는 과정에서 주사 바늘과 초음파와의 각도가 감소하게 되므 로 고에코의 영상을 얻기가 어려워지기 때문이다.

　두 번째는 주사 바늘과 반대편 변환기의 모서리를 눌러주는 방 법이다(heel-toe maneuver) (Fig. 6). 이런 조작으로 초음파와 주사 바늘의 진입 각도가 수직에 가깝게 만들어 주사 바늘의 영상을 뚜렷하게 만들 수 있다.

5. 조직의 움직임

주사 바늘이 진입하면서 관통되는 조직은 탄성으로 어느 정도 밀 리는 현상이 나타나며 이를 초음파 영상에서 확인할 수 있다. 이 러한 현상을 주사 바늘의 위치를 확인하는 데 이용할 수 있다. 즉 주사 바늘을 진입시키면서 약간의 진동을 만들면 주사 바늘 주변 의 조직이 밀리는 것으로서 주사 바늘의 위치를 간접적으로 확인 할 수 있다.¹¹⁾ 이후 변환기의 각도와 위치를 조정하여 주사 바늘 의 고에코 영상을 얻을 수 있다.

Figure 5. Incidence angle of the needle can be increased by change of the puncture site apart from the transducer: (A) near the transducer, (B) apart from the transducer.

Figure 6. Incidence angle of the needle can be increased by pressing on the opposite side of the transducer: (A) before, (B) after the heel-toe maneuver.

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346 변환기의 사용 방법에 따른 구분

초음파를 이용한 술식에 대하여 기술할 때 다양한 용어가 사용되 고 있어서 혼동을 일으키게 된다. 시술하는 동안에 초음파를 지속 적으로 사용하는지 여부에 따라서 간접 술식(the indirect technique) 또는 실시간 술식(the real-time technique)으로 구분된다.⁹⁾ 또는 변 환기와 주사 바늘이 이루는 각도에 따라서 외측 도달법(lateral approach) 또는 동축 도달법(coaxial approach)으로 구분된다.⁹⁾

1. 간접 술식(the indirect technique)

초음파 장비는 주사를 삽입하고자 하는 부위를 확인하고 그 깊이

를 파악하는 용도로 사용한다. 이후 주사의 삽입 시에는 초음파 의 유도를 하지 않는 술식이다.

　목표로 하는 구조물의 확인은 변환기를 직각 방향으로 각각 스 캔하여서 구조물의 경계를 확인하고 피부에 표시한다. 직각을 이 루는 두 선이 만나는 지점을 목표로 정한다(Fig. 7). 목표로 하고 자 하는 부위의 깊이는 초음파 장비에 있는 거리 측정 기능을 이 용하여 파악한다.

　피부의 무균 처치를 시행한 후에 피부의 표식을 참조하여 목표 하는 부위의 위치 및 깊이를 고려하여 주사 바늘을 삽입한다.

2. 실시간 술식(the real-time technique)

초음파 장비를 구조물 확인뿐 아니라 주사 바늘의 조작 중에도 사용하는 방법이다. 변환기를 시술하는 피부 부위에 인접하게 위 치시켜야 하므로 무균 조작이 어려울 수 있다. 초음파 영상에서 주사 바늘의 위치를 확인하고 시술 중에도 바늘의 이동을 확인하 기 위해서는 어느 정도의 경험과 숙련도가 필요하다. 그러나 주 사 바늘의 위치 및 이동을 직접 실시간으로 확인할 수 있으므로 시술의 정확도를 얻을 수 있는 방법이기도 하다.

3. 외측 도달법(lateral approach)

외측 도달법은 'in-plane approach'라고 불리기도 한다. 이는 변환 기 면과 평행하게 주사 바늘이 진입하는 것이다(Fig. 8). 시술자 가 주사 바늘의 간부의 장축을 확인할 수 있다는 장점이 있다. 따 라서 주사 바늘의 끝부분이 조직의 어느 부위(깊이)까지 도달하 였는지 혹은 목표로 한 관절강 내에 정확히 위치하였는지 확인할 수 있다.

　일단 주사 바늘을 확인하면 바늘이 진입하는 동안에도 지속적 Figure 7. The indirect technique. Two perpendicular lines crossing the

center of the lesion are marked with dotted lines.

Figure 8. Lateral approach (in-plane technique) for injection into the aromioclavicular joint. The needle is aligned with the small side of the transducer.

Figure 9. Coaxial approach (out-of-plane technique) for injection into the aromioclavicular joint. The needle is aligned with the broad side of the transducer.

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으로 바늘을 확인할 수 있도록 변환기의 위치 혹은 각도를 이동 혹은 고정시키는 술기를 익혀야 한다.

4. 동축 도달법(coaxial approach)

동축 도달법은 'out-of-plane approach'이라고 불리기도 한다. 이 술식은 변환기의 넓은 면을 향하여 주사 바늘을 진행시키는 것 이다(Fig. 9). 초음파 영상을 얻는 면에 수직으로 바늘이 진입하는 것이므로 주사 바늘이 단지 고에코의 점으로 나타난다. 복잡한 해부학적 구조에서는 얇은 직경의 바늘을 확인하기 쉽지 않아서 많은 경험과 해부학적 지식이 요구된다. 초음파를 이용한 시술에 서 일반적으로 선택하기에는 어려움이 있다고 생각된다. 본 저자 들의 경우에는 좁은 견봉-쇄골 관절 내 주사와 같이 특정 해부학 적 구조적인 요소에 의하여 'in-plane approach'를 사용하지 못하 는 경우에 차선책으로 선택한다.

주사 주입(Injection)

주사 요법이 목표한 효과를 얻기 위해서는 초음파를 이용하여서 주사액이 주입되는 공간 혹은 구조물에 정확하게 주입하는 것이 중요하다. 그뿐만 아니라 주입하는 약제의 종류 또는 양에 영향 을 받게 된다.

1. 스테로이드 주사

스테로이드 국소 주사 요법을 고려할 때 가장 염두에 두어야 하 는 것은 발생 가능한 부작용이다.

　스테로이드 결정(crystal)에 의한 이차 활액막염의 발생이 가능 하다. 장시간 약효가 지속되는 스테로이드 제재일수록 이러한 부 작용이 발생하기 쉽다. 이러한 결정에 의한 문제가 주사 이후에 환자분들이 호소하는 국소 통증의 원인이 될 수 있다. 그러나 대 부분 경미하고 시간이 경과하면서 소실되는 부작용이다. 심하게 호소하는 경우에는 주사 부위에 냉찜질을 시행하고 소염진통제 복용으로 대부분 호전될 수 있다.

　주사 부위의 발적(flushing)은 대부분 짧은 기간 내에 빈번하게 동일 부위에 주사 요법을 시행한 경우에 호발하게 된다.

　주사 부위의 피부의 탈색반(patches of depigmented skin) 또는 국소 부위의 지방 위축은 스테로이드 주사가 피하 조직에 주입된 경우에 발생한다.

　건 내 스테로이드 주사가 건파열의 원인으로 지적되므로 스테 로이드 제재가 건 실질 내에 주입되지 않도록 주의하여야 한다.

　당뇨 환자에서는 스테로이드 제재가 혈당 조절의 장애를 일으 키게 된다. 평소에도 혈당 조절에 어려움이 있는 환자의 경우에 특히 고혈당이 수주일간 나타날 수 있다. 따라서 혈당 조절이 어 려운 환자에게는 신중히 사용되어야 하며 스테로이드 제재의 사 용을 결정한다면 사전에 환자에게 충분히 주의를 주어야 한다.

　스테로이드 국소 주사의 금기증으로 감염의 활성화 단계이거 나 응고 장애에 영향을 받을 수 있는 환자 등이다. 상대적인 금기 증으로 당뇨, 동맥성 고혈압(arterial hypertension), 녹내장 등이 있 다.

2. 국소 마취제

시술 시의 통증 및 장기간의 통증 감소를 목적으로 국소 마취제 를 같이 사용한다. 국소 마취제의 부작용으로 신경 자극 가능성, 일시적인 어지러움, 주입 부위 근처의 감각 저하 등이 일어날 수 있다. 전신적인 부작용으로는 심장 혈관계에 영향을 미칠 수 있 다. Lidocaine, bupivacaine 등은 부정맥 혹은 심장 독성을 일으킬 수 있다는 보고가 있다. Ropivacaine이 비교적 심장 혈관계 부작 용이 적은 것으로 알려져 있으나 시술 전, 후에 있어서 시술자의 세심한 주의가 요구된다.

REFERENCES

1. Douglas BR, Charboneau JW, Reading CC. Ultrasound-guided intervention: expanding horizons. Radiol Clin North Am.

2001;39:415-28.

2. Lento PH, Strakowski JA. The use of ultrasound in guiding musculoskeletal interventional procedures. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2010;21:559-83.

3. Zwar RB, Read JW, Noakes JB. Sonographically guided gleno- humeral joint injection. AJR Am J Roentgenol. 2004;183:48- 50.

4. Chiou HJ, Chou YH, Wu JJ, et al. Alternative and effective treatment of shoulder ganglion cyst: ultrasonographically guided aspiration. J Ultrasound Med. 1999;18:531-5.

5. Aina R, Cardinal E, Bureau NJ, Aubin B, Brassard P. Calcific shoulder tendinitis: treatment with modified US-guided fine- needle technique. Radiology. 2001;221:455-61.

6. Ootaki C, Hayashi H, Amano M. Ultrasound-guided infracla- vicular brachial plexus block: an alternative technique to ana- tomical landmark-guided approaches. Reg Anesth Pain Med.

2000;25:600-4.

7. Torriani M, Etchebehere M, Amstalden E. Sonographically guided core needle biopsy of bone and soft tissue tumors. J Ultrasound Med. 2002;21:275-81.

8. Mizel MS, Steinmetz ND, Trepman E. Detection of wooden foreign bodies in muscle tissue: experimental comparison of computed tomography, magnetic resonance imaging, and ultrasonography. Foot Ankle Int. 1994;15:437-43.

9. Bianchi S, Zamorani MP. US-guided interventional proce-

(7)

348

dures. In: Bianchi S, Zamorani MP, ed. Ultrasound of the musculoskeletal system. New Delhi: Springer Berlin Heidel- berg; 2007. 891-917.

10. Saker MB, Kane RA, Matalon TAS. Factors affecting and techniques to improve needle visualization. Semin intervent

Radiol. 1997;14:471-5.

11. Bisceglia M, Matalon TA, Silver B. The pump maneuver: an atraumatic adjunct to enhance US needle tip localization. Ra- diology. 1990;176:867-8.

(8)