전방 십자 인대 이식 건의 자기 공명 영상 소견과 이차적 관절경의 비교
성균관의대 삼성서울병원 정형외과학교실, 진단방사선과학교실*
안진환・홍석주*・안중모*・정윤성
= 국문 초록=
목적 : 2차 관절경 검사로 증명된 잘 치유된 전방 십자 인대 이식 건의 자기 공명 영상 소견에 대하여 알 아보고자 하였다.
대상 및 방법 : 1996년 6월부터 2 0 0 1년 1월까지 동일한 수술자에 의해 관절경적 전방 십자 인대 재건술 을 받은 4 1 9예 중, 술 후 M R I와 이차 관절경을 모두 시행 받은 2 9예의 술 후 MRI 33예( 4예는 술 후 M R I를 2회 시행) 를 대상으로 하였다. 성별 분포는 남자 1 8명, 여자 1 1명이었고, 연령 분포는 1 6세부터 5 9세, 평균 2 9 . 7세 이었다. 29예는 각각 자가 슬개건 1 5예, 자가 슬괵건 1 3례, 동종 슬개건 1예로 재건술 을 시행받았다. 술 후 MRI 33예를 시행한 기간에 따라 3군( 6개월 이내, 7~12개월, 13개월 이후)으로 나 누어 각 군간에 이식 건의 MRI 소견, 즉 이식 건의 신호 강도, 두께, 형태, 연속성, 경사 등이 차이가 있는 지, 기간에 따른 변화가 있는지를 분석하였다. 자가 슬개건을 이용한 군( n = 1 5 )과 자가 슬괵건을 이용한 군 (n=13) 간의 차이도 알아 보았다.
결과 : 33예의 술 후 MRI 중, 이식 건 내 증가된 신호 강도는 2 9예(87.7%), 이식 건의 형태는 세로 줄 무늬가 있는 경우가 2 7예 (81.8%), 부분 파열로 보인 예가 9예(27.3%), 느슨한 경사를 보인 예는 4예 ( 1 2 . 1 % )이었다. 이식 건 내 신호 강도는 술 후 M R I를 시행한 기간이 길수록 감소하는 경향을 보였고, 이 식 건의 시상면 두께는 기간이 길수록 증가하는 경향을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다.
결론 : 전방 십자 인대 재건술 후 M R I에서 이식 건은 세로 줄무늬의 증가된 신호 강도를 보이고, 시간이 지날수록 신호 강도가 감소하며, 시상면 두께는 증가하는 경향이 있다.
색인 단어 : 전방 십자 인대 이식 건, 자기 공명 영상, 관절경 검사
Volume 14, Number 2, December 2 0 0 2
서 론
최근 수술 후 슬관절 안정성 평가에 대한 자기 공 명 영상(magnetic resonance imaging, 이하 M R I )의 필요성이 증가하고 있으나, 아직까지는 전 방 십자 인대 재건술 후 2년 이내의 정상적인 이식 건의 MRI 소견이 정립되지 않았다1 1 ). 또한 정상 인 대화의 MRI 소견을 보고한 문헌들은 대부분 이차
관절경이 아닌 임상 결과와 비교한 문헌들이다3 - 1 0 , 1 2 )
. 저자들은 관절경적 전방 십자 인대 재건술 후 이차 관절경 검사로 검증된 잘 치유된 이식 건의 MRI 소 견에 대하여 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
1 9 9 6년 1월부터 2 0 0 1년 6월까지 동일한 수술자에 의해 전방 십자 인대 재건술을 받은 4 1 9예 중 술 후
Corresponding Author: Jin-Hwan Ahn, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Samsung medical center, Sungkyunkwan University School of Medicine 50, Ilwon-dong, Kangnam-gu, Seoul, Korea
Tel: 82-2-3410-3509, Fax: 82-2-3410-0061, E-mail: jha@smc.samsung.co.kr
이차 관절경 검사와 추적 M R I를 모두 시행한 2 9예 의 술 후 MRI 33예를 대상으로 하였다. 29명 중 4 명은 추적 M R I를 2회 시행하여 연구에 포함된 M R I는 모두 3 3예가 되었다. 29명 중 남자 1 8명, 여자 1 1명이었고, 연령 분포는 1 6세부터 5 9세로 평 균 2 9 . 7세이었다. 29명의 환자에서 자가 슬개건 (autogenous bone-patellar tendon bone, B P T B )을 1 5예, 동종 슬개건(allogenous BPTB) 을 1예, 자가 슬괵건(autogenous double-loop h a m s t r i n g )을 1 3예에서 이식 건의 재료로 사용하였 다. 전방 십자 인대 재건술과 수술 후 MRI 촬영까 지의 기간은 2개월에서 3 6개월로 평균 1 1 . 5개월이었 고, 재건술과 이차 관절경 검사까지의 기간은 6개월 에서 3 6개월로 평균 1 9 . 9개월이었으며, 술 후 M R I 와 이차 관절경 검사간의 기간은 0개월에서 3 4개월 로 평균 9 . 2개월이었다.
모든 M R I는 1.5 T MR 기기(Signa, GE, Mil- waukee, WI)에서 시행하였고, 촬영 조건은양성자 밀도 영상(proton density weighted image)을 TR 2000, TE 20으로, 고속 스핀 에코 T2 강조 영 상(fast spin echo T2-weighted image)을 T R 2000, TE 80 으로, 촬영 범위(field-of view, FOV) 14 cm, NEX(number of excitation) 4, 절편 두께(slice thickness) 4 mm, 절편 간격 (slice spacing) 1 mm로 하여, 시상면( s a g i t t a l plane), 관상면(coronal plane)을 위주로 촬영하였 다.
3 3예의 추적 M R I는 자가 슬개건 1 8예, 자가 슬괵 건 1 4예, 동종 슬개건 1예로 나누었고, 재건술과 MRI 촬영까지 기간을 3군, 즉 1군은 그 간격이 6개 월 이내, 2군은 7개월에서 1 2개월 사이, 3군은 1 3개 월 이상으로 구분하였다. 1군에 1 4예(자가 슬개건 6 예, 자가 슬괵건 8예), 2군에 9예(자가 슬개건 6예, 자가 슬괵건 3예), 3군에 1 0예(자가 슬개건 6예, 자 가 슬괵건 3예, 동종 슬개건 1예)로 구분되었다. 이 식 건의 신호 강도는 시상면과 관상면에서 H o w e l l 등5 )의 구분 체계를 사용하였다. 즉 관절강 내 이식 건을 근위부, 중간부, 원위부의 3 곳으로 나누고, 각 위치의 신호 강도를 4등급 (0 : 이식 건이 후방 십자 인대와 같은 정도의 균질한 낮은 신호 강도를 보일 때, 1 : 이식 건 부피의 50% 이하에서 고신호 강도 를 보일 때, 2 : 이식 건 부피의 50% 이상에서 고신 호 강도를 보일 때, 3 : 전반적인 고신호 강도를 보 일 때)으로 나누어, 그 점수를 합하여 전체 이식 건 의 신호 강도를 수치화하였다. 이식 건의 형태는 4가 지, 즉 균질한 낮은 신호 강도(homogenous low
signal intensity)를 보이는 것, 이식 건 내 증가된 신호 강도의 세로 줄무늬(longitudinal streak increased signal intensity)가 있는 것, 국소적으 로 신호 강도가 증가 된 것(focal increased signal intensity), 전반적으로 신호 강도가 증가된 것( d i f- fuse increased signal intensity) 등으로 나누어 각 이식 건에서 어떤 형태로 보이는지 기술하였다.
이식 건의 연속성( c o n t i n u i t y )은 3가지, 즉 잘 유지 됨(well preserved), 부분 분열(partial disrup- tion), 완전 분열(complete disruption)로 나누었 고, 이식 건의 경사( o r i e n t a t i o n )는 2가지, 즉 정상 (taut, normal), 이완(lax, horizontal)으로 나누 었다. 이식 건의 직경은 시상면과 관상면에서 각각 근위부, 중간부, 원위부에서 측정하여 이들의 평균값 을 각 시상면과 관상면의 두께로 정하였다. 또한 이 식 건 내 증가된 신호 강도가 충돌( i m p i n g e m e n t ) 에 의한 것일 수 있으므로 이를 배제하기 위해 경골 부착 부위(tibial tunnel)를 조사하였는데, 경골 부 착 부위가 보이는 시상면에서 경골단을 4등분하여 2 번째, 3번째 구역 이내에 있는지 확인하였다.
이식 건 내 신호 강도, 이식 건의 형태, 연속성, 경사 등이 3군의 추적 기간 간에 차이가 있는지를 각 각 전체 군, 자가 슬개건 군, 자가 슬괵건 군에서 일 원 배치 분산 분석(one-way ANOVA)으로 분석하 였다. 각 항목에 대하여 자가 슬개건과 자가 슬괵건 을 이식 건으로 사용하였을 때 차이가 있는지를 기간 에 상관없이, 그리고 3 군의 기간별로 T - t e s t로 분 석하였다.
재건술과 이차 관절경 검사는 모두 동일한 수술자 에 의하여 시행되었고 1명의 환자가 이차 관절경 검 사를 2회 시행 받아 모두 3 0예가 대상이 되었다. 이 차 관절경 검사는 대부분 슬관절 동통이 있거나 환자 가 원하여 고정물 제거를 위해 시행되었으며, 슬관절 동통이나 잠김 현상(locking) 있는 환자에서 동반된 반월상 연골 손상, 퇴행성 관절염, 대퇴 과간 절흔 등의 관찰과 치료를 병행하였다. 이차 관절경 소견은 후향적으로 수술 기록지를 검토하여, 재혈관화는 이 식 건의 색깔을 기준으로 좋음(good), 반 정도 (half), 창백함( p a l e )으로 나누었고, 이식 건의 긴 장도는 후방 십자 인대의 긴장도와 같은 정도를 정 상, 이보다 이완된 경우를 약간 이완으로 나누었으 며, 재수술한 예는 없었다. 술 후 1년째의 K T - 1 0 0 0 관절계 측정치를 임상 자료로 추가하였다.
결 과
3 0예의 이차 관절경 검사에서 이식 건의 재혈관화 는 좋음 2 6예(86.7 %), 반 정도 3예(10 %), 창백 함 1예(3.3 %)이었고, 이식 건의 긴장도는 정상 2 6 예(86.7 %), 약간 이완 4예(13.3 %)로 대부분 잘 치유된 이식 건의 양상을 보였고, 술 후 1년째 K T - 1000 관절계 측정치는 0~3 mm, 평균 0.93 mm 로 임상적 안정성을 반영하였다. 술 후 1년째 K T - 1000 관절계 측정치가 2 mm 이상인 6예 중, 이차 관절경 검사에서 1예에서 창백함(pale), 모든 예에 서 정상 긴장도로 판정되었고, 술 후 M R I에서는 2 예에서 연속성의 부분 분열과 1예에서 이완된 경사 로 보였다. 특히 술 후 1년째 KT-1000 측정치가 3 m m로 측정되었던 1예는 이차 관절경에서는 정상이 었으나 술 후 M R I에서는 부분 분열과 이완된 경사 를 모두 보여 임상 결과와 일치하는 소견을 보였다.
또한 이차 관절경 검사에서 반 정도, 창백함의 재혈 관화, 또는 약간 이완된 긴장도를 보였던 8예는 술 후 1년째 KT-1000 관절계 측정치가 0~2 mm, 평 균 1 mm 이었으며, 술 후 M R I에서 1예는 부분 분 열된 연속성과 이완된 경사를, 다른 1예는 부분 분열 된 연속성을 보였고, 나머지 6예는 연속성과 경사가 정상으로 보였다.
3 3예의 MRI 소견에서, 이식 건 내 증가된 신호 강 도는 1, 2, 3군 모두에서 2 9예(87.9 %)가 보였으 며, 1군에서 3군으로 갈수록 신호 강도의 평균값이 감소하였다. 자가 슬개건과 자가 슬괵건을 사용한 각 군으로 나누어 기간별 차이를 분석한 경우에도 1군에 서 3군으로 갈수록 신호 강도의 평균값이 감소하였 다, 이러한 결과는 통계적 유의성은 없었지만 전체, 자가 슬개건 군, 자가 슬괵건 군 모두에서 시간에 따
라 동일한 변화 유형을 보였다(Table 1, Fig.1).
이식 건의 두께는, 시상면 직경의 평균값은 1, 2, 3군에서, 전체 8.4-7.5-8.8 mm, 자가 슬개건 군 7.9-7.8-8.4 mm, 자가 슬괵건 군 8 . 7 - 6 . 8 - 9 . 9 mm 로, 1군보다 2군에서 얇고 3군에서 가장 두꺼워 지는 양상을 보였다(Table 2, Fig.2). 이 결과도 통 계적 유의성은 없었지만 전체, 자가 슬개건 군, 자가 슬괵건 군 모두에서 기간에 따른 변화 양상이 동일했 다. 관상면 직경의 평균값은 각 군별로 전체 9 . 3 - 8.7-9.0 mm, 자가 슬개건 군 8.8-8.9-8.8 mm, 자가 슬괵건 군 9.3-8.3-9.1 mm로 일정한 양상을 보이지않았다.
이식 건의 형태는, 균질한 낮은 신호 강도 (homogenous low signal intensity)는 모두 7예 (21.1 %)에서 보였으며, 1군 4예(28.6 %), 2군 3 예(33.3 %), 3군 1예(10 %)이었고(Fig. 2), 이식 건 내 세로 줄무늬의 신호 강도 증가( l o n g i t u d i n a l streak increased signal intensity)는 모두 2 7예 (81.8 %), 1군 1 3예(92.9 %), 2군 6예(66.7 %), 3군 8예(80 %)로 1군보다 2군에서 약간 빈도가 감 소하다가 3군에서 증가하는 추세를 보였다(Fig. 3).
이식 건 내 국소적인 신호 강도의 증가는 모두 1 0예 (30.3 %)에서 보였고, 1군 3예(21.4 %), 2군 3예 (33.3 %), 3군 4예(40 %)이었으며, 1군에서 3군으 로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.
이식 건의 연속성( c o n t i n u i t y )은 완전 분열된 예 는 없었고, 잘 유지된 경우가 2 4예(72.7 %), 부분 분열된 예가 9예(27.3 %)에서 보였으며, 부분 분열 된 경우는 1군 3예(21.4 %), 2군 3예(33.3 %), 3 군 3예(30 %)이었다.
이식 건의 경사( o r i e n t a t i o n )는 정상인 경우가 2 9 예(87.9 %), 약간 이완된 경우가 4예(12.1 %)에서
Table 1. Serial change of graft signal intensity in 3 groups.
signal intensity (mean score) Group
total BPTB hamstring
1 (n=14) 3.08 3.0 3.22
2 (n=9) 2.54 2.8 2.0
3 (n=10) 2.38 2.14 2.0
group 1 : postoperative MRIs within 6 months after recon- struction
group 2 : postoperative MRIs between 7 to 12 months after reconstruction
group 3 : postoperative MRIs more than 13 months after reconstruction
Table 2. Serial change of graft sagittal diameter in MRI in 3 groups.
sagittal diameter (mm) Group
total BPTB hamstring
1 (n=14) 8.4 7.9 8.7
2 (n=9) 7.5 7.8 6.8
3 (n=10) 8.8 8.4 9.9
group 1 : postoperative MRIs within 6 months after recon- struction
group 2 : postoperative MRIs between 7 to 12 months after reconstruction
group 3 : postoperative MRIs more than 13 months after reconstruction
있었고, 약간 이완된 경우는 1군 2예(14.3 %), 2군 1예(11.1 %), 3군 1예(10 %)이었으며, 기간별 차 이는 없었다.
이식 건의 신호 강도, 시상면과 관상면에서의 두 께, 이식 건의 형태, 연속성, 경사 등의 각 항목 별 로 전체에서, 또한 3군 각각에서 자가 슬개건과 자가 슬괵건을 이식 건으로 사용하였을 때 차이가 나는지 를 분석하였을 때, 모든 항목에서 유의한 차이는 없 었다.
이식 건의 경골 부착 부위는 모든 예에서 경골단을 시상면에서 4등분하였을 때 2번째, 3번째 구역 내에 위치하여 이식 건의 충돌 현상은 없다고 볼 수 있었 고, 따라서 이식 건내 증가된 신호 강도는 충돌 현상
에 의한 것이 아님을 알 수 있었다.
요약하면, 이차 관절경에서 정상 인대화를 보인 전 방 십자 인대 이식 건은 추적 M R I에서, 1군에서 3 군으로 갈수록, 즉 재건술 후 기간이 지날수록 이식 건 내 증가된 신호 강도는 그 평균값이 감소하였고, 이식 건의 시상면 두께는 1군보다 2군에서 약간 감 소하였다가 3군에서 다시 증가하는 추세를 보였으 며, 이식 건 내 국소적 신호 강도 증가는 빈도가 증 가하는 경향을 보였다. 또한 이식 건의 형태는 세로 줄무늬의 신호 강도 증가(longitudinal streak increased signal band) 형태가 가장 많았으며, 이 식 건의 연속성은 대부분 잘 유지되어 있으나 일부 분열된 것으로 보이는 경우가 있었고, 경사는 대부분 FIGURE 1. Twenty year-old female patient who was undertak-
en anterior cruciate ligament reconstruction using autogenous BPTB graft.
FIGURE 1. (A) The sagittal proton density image at postopera- tive 4.5 months shows somewhat diffuse increased signal intensity in the graft.
FIGURE 1. (B) The sagittal proton density image at postopera- tive 11 months shows more decreased graft signal intensity.
FIGURE 1. (C) The second-look arthroscopic examination at postoperative 16.5 months shows well vascu- larized ACL graft with normal tension.
A
C
B
정상이나 일부 이완된 모양으로 관찰되었다. 자가 슬 개건과 자가 슬괵건을 이식 건으로 사용한 군 간에 모든 항목에서 유의한 차이를 보이지 않았다.
고 찰
전방 십자 인대 재건 후 이식 건의 평가를 위해 M R I가 사용되고 있으며, 이식 건의 MRI 소견에 대 하여 지금까지 다양한 결과의 문헌들이 보고되어 왔 다. Moeser 등8 )은 대퇴 근막(fascia lata)을 이용 한 전방 십자 인대 이식 건의 평가에 M R I가 부적절 하다고 보고하였고, 반면 Rak 등1 0 )은 관절경적 자가
슬개건 이식 술 후 이식 건을 M R I로 관찰하여 9 2 % 에서 임상 소견과 일치하며, 정상 이식 건은 관절강 내를 가로지르는 저신호 강도의 분명한 띠 모양으로 보인다고 하였다. 하지만 최근 보고들에 의하면 전방 십자 인대 이식 건 내에 종종 증가된 신호 강도가 보 이며, 그 원인으로 경골 부착 부위가 지나치게 전방 에 위치하여 생기는 충돌 현상이 있을 때 이식 건의 원위부에 국소적인 신호 강도의 증가가 보일 수 있다 고 밝혀졌으나, 임상적으로 안정된 정상 이식 건에서 도 보인다고 알려져 있다3 - 5 , 7 , 1 2 )
. 정상 인대화의 과정 에서 재형성된 혈관이 이식 건 주변으로부터 이식 건 내 다발 사이로 이동하면서, 또는 이식 건 내 괴사 FIGURE 2. Twenty four year-old male patient who was under-
taken anterior cruciate ligament reconstruction using autogenous hamstring double-loop graft.
FIGURE 1. (A) The sagittal proton density image at postopera- tive 4.5 months shows homogeneous low sig- nal intensity in the graft.
FIGURE 1. (B) The sagittal proton density image at postopera- tive 30 months shows more thickened sagittal diameter of the graft.
FIGURE 1. (C) The second-look arthroscopic examination at postoperative 34.5 months shows good vascu- larization and normal tension of the graft.
A
C
B
등으로 이 신호 강도의 증가를 설명하는 문헌도 있다
1 , 2 ). 정상 이식 건의 MRI 소견에 대하여 M u r a k a-
mi 등9 )은 슬괵건을 이용한 전방 십자 인대 재건술 후 3개월 내에는 증가된 신호 강도가 이식 건 주위에 서 보이고 점차 이식 건 내 다발 사이에서 보이다가 1 2개월 후에는 전반적으로 저신호 강도로 바뀐다고 하였고, 이러한 이식 건내 다발 사이의 혈관 재형성 등에 의하여 이식 건 다발 내 고신호 강도( i n t e r- bundle high signal intensity)를 보인다고 하였 다. 또한 Jansson 등6 )은 슬개건과 슬괵건을 이용한 재건술에서 임상적으로 안정된 정상 이식 건이 주로 저신호 강도의 띠 모양이고 이식 건 내부와 주위에 증가된 신호 강도의 줄무늬가 보인다고 보고 하였다.
이러한 문헌들은 저자들의 연구에서 가장 많은 정상 이식 건의 형태인 세로 줄무늬의 증가된 신호 강도 (longitudinal streak increased signal intensi- t y )와 같은 형태를 보고하고 있다. 또한 저자들의 연 구에서 기간이 지날수록 이식 건 내 증가된 신호 강 도의 정도가 감소하는 추세를 보였는데 이는 Murakami 등9 )의 보고와 일치하는 것이다.
본 연구에서 자가 슬개건, 자가 슬괵건을 이용하여 전방 십자 인대 재건술을 하였을때 정상 이식 건의 MRI 소견이 차이가 있는지 알아 보았으나 통계적으
로 유의한 차이점은 없었다.
결 론
슬개건, 슬괵건을 이용한 관절경적 전방 십자 인대 재건술 후 이차 관절경에서 정상 인대화를 보인 이식 건은 M R I에서 이식 건 내 증가된 신호 강도를 보일 수 있으며, 이는 시간이 지날수록 정도가 감소하는 경향이 있고, 정상 이식 건은 주로 세로 줄무늬의 증 가된 신호 강도를 보였다. 또한 정상 이식 건은 국소 적 신호 강도 증가, 약간의 이완된 경사, 부분 분열 된 MRI 소견을 보일 수 있다. 시간이 지날수록 이 식 건의 시상면 두께는 두꺼워지는 경향을 보였다.
자가 슬개건과 자가 슬괵건 이식 건에 따른 MRI 소 견의 차이점은 없었다.
REFERENCES
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double-loop graft.
FIGURE 1. (A) The sagittal proton density image at postoperative 35 months show thick ACL graft with longitudinal streak increased signal intensity and straight orientation.
FIGURE 1. (B) The second-look arthroscopic examination at postoperative 35 months shows half synovialization and slight laxity of the graft.
A B
172, 1986.
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─ Abstract ─
Correlation of Second-look Arthroscopy and MR Findings of Anterior Cruciate Ligament Graft
Jin Hawn Ahn, M.D., Suk Joo Hong, M.D.*, Joong Mo Ahn, M.D.*, Yoon-sung Chung, M.D.
Department of Orthopedic Surgery and Radiology*, Samsung Medical Center Sungkyunkwan University School of Medicine
Purpose: To evaluate the postoperative MR findings of the healthy anterior cruciate ligament (ACL) grafts which were confirmed by the second-look arthroscopic examination.
Materials and methods: Among 419 cases who underwent the arthroscopic ACL reconstruction by one operator between June 1996 and January 2001, we evaluated 33 MR scans of 29 patients who under- went the postoperative MR scan and the second-look arthroscopic examination (4 patients underwent postoperative MRI twice). There were 18 male and 11 female patients, and the patient’s age ranges from 16 to 59 years-old (mean 29.7). There were 15 cases of autogeneous bone-patellar tendon-bone (BPTB) grafts, 13 cases of autogeneous double-loop hamstring grafts, and 1 case of allogeneous BPTB graft.
Thirty-three MRIs were divided into 3 groups according to the time interval between operation and post- operative MR examination: less than 6 months, 7 to 12 months, and more than 13 months. The MR find- ings of ACL grafts - signal intensity, morphology, continuity, orientation, diameter - were analyzed.
Results: The increased signal intensity was found in 29 ACL grafts (87.7%) among 33 MR images. The most common pattern of the graft morphology was a longitudinal streak increased signal band (27 cases, 81.8%). The partial rupture was seen in 9 cases (27.3%), and the lax orientation in 4 cases (12.1%).
According to Howell’s scoring system, the signal intensity score of the graft tended to decrease with time after operation, and the sagittal diameter of the graft tended to increase with time after operation.
Conclusion: The main MR finding of the healthy ACL graft was longitudinal streak increased signal band. The graft signal intensity seemed to decrease, and the sagittal diameter of the graft seemed to increase, as time passes after operation.
Key Words: ACL graft, MRI, Arthroscopic examination
