Journal of Korean Spine Surg.
Vol. 8, No. 2, pp 156~164, 2001
Address reprint requests to Heui-Jeon Park,M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Wonju College of Medicine, Yonsei University
#162 Ilsan-dong, Wonju, Kangwon-do, 220-050, Korea
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경수손상환자에서 자기공명영상의 의의
(임상 증상과 예후)
박희전・김인구・이두희・양세훈
연세대학교 원주의과대학 정형외과학교실
Magnetic Resonance Imaging of Acute Cervical Cord Injuries (Clinical Correlation and Prognosis)
Heui-Jeon Park, M.D., In-Gu Kim, M.D., Doo-Hee Lee, M.D., Se-Hoon Yang, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Wonju College of Medicine, Yonsei University, Wonju, Korea – Abstract –
Study design : Retrospective evaluation of MRI and clinical examinations in 60 acute cervical spine cord injury.
Objectives : To determine whether initial MRI appearances of the spinal cord in acute trauma correlate with clinical presentation and prognosis.
Summary of Literature Review : Magnetic resonance imaging was known to be the best imaging modality to evaluate spinal cord injury. However, there was no sufficient report to correlate between clinical presentation, prognosis and findings of mag- netic resonance imaging.
Methods : Sixty patients with cervical SCI were evaluated their clinical manifestations, prognosis and MRI findings. MRI was taken with 10 days after trauma in all patients. The patients initial and final neurologic status and functional outcome were evaluated and correlation with initial MRI findings.
Results : Edema 37%, swelling 33%, contusion 20%, normal 10% was found at initial magnetic resonance imaging. The group of edema and swelling was more neurological deficit than other groups and low functional and neurological recovery was found at last follow up. The average length of the edema and swelling was each other 19.8, 20.4 mm. There was more neurological deficit, lower functional recovery in longer length of the edema and swelling.
Conclusion : There is a close correlation between initial magnetic resonance imaging and final neurological, functional recovery in acute spinal cord injury. Magnetic resonance imaging is useful in predicting the clinical outcome and prognosis.
Key Words : Cervical spine, Cord injury, MRI
서 론
일반적으로 경추의 손상은 심각한 척수의 손상이 동 반되어 운동 및 감각의 기능이상 및 소실을 초래하는 경 우가 많으므로, 치료의 초기에 환자의 기능 회복을 예측 하여 그에 맞는 재활의 궁극적인 목적을 세우고 계획을 수립하는 것이 중요하다. 과거 급성 경수 손상의 예후에 대한 연구는 주로 초기 신경학적 변화에 초점이 맞추어 졌고 Crozier 등5)과 Lazar 등15)은 초기 근력지수와 수상부 이하의 핀 감촉의 존재가 예후에 중요한 지표가 된다고 보고하기도 하였다. 또한 다른 이들은 척수 손상의 최초 신경학적 검사가 치료의 방향이나 예후에 중요한 역할 을 한다고 하였다. 그러나 머리 손상으로 의식이 없는 환자나 약물로 인한 마비나, 독성중독인 경우에는 신경
학적 검사가 힘들거나 불가능한 경우가 있다.
최근 척수손상의 진단에 비 관혈적이고, 척수 조직의 병리 상태까지 알 수 있는 자기 공명영상이 보편적으로 사용되면서 자기 공명 영상과 척수 손상의 예후에 대한 여러보고들이 있었다2 , 6 , 7 )
. Kulkani 등
1 4 )은자기 공명 영상중 부종, 출혈의 양상이 일상적인 예후와 밀접한 연관 관계 가 있다고 하였고 또한 B o n d u r a n t등3 )은 Frankel 등급과 자 기 공명 영상의 양상을 비교하여 보고하였다. 이에 저자 들은 경추 손상환자에서 자기 공명 영상의 양상과 신경학 적 검사를 비교 분석하여 척수 손상환자의 임상증상과 예 후예측에 자기공명영상의 의의를 알아보고자하였다.연구 대상 및 방법
1990년 1월부터 1999년 12월까지 10년간 본원에 내원
Fig. 1. Spinal cord edema; 35-year-old woman presenting Frankel grade D; MRI was performed 5 days from injury.
Fig. A. Sagittal midline T1-weighted image demonstrated isointense signal in the cord opposite C5-6 associated with fracture C6 spinous process.
Fig. B. T2-weighted image shows diffuse high signal in cord from C5 to C6
A B
한 경추 손상 환자 중 신경학적 기능 이상을 보이고 수 상 후 10일 이내에 자기 공명 영상 촬영을 시행한 60명 의 환자를 대상으로 후향적 연구를 시행하였다. 평균 추 시 기간은 4 6 . 9개월( 1 2개월~ 1 4 3개월)이었고 평균 나이 는 3 9 . 9세( 1 1세~ 7 1세)였으며, 남자 4 8명(80%), 여자 1 2 명(20%)이였다. 손상 원인으로는 교통사고가 가장 많았 고 손상 부위는 제 5 경추와 제 6 경추 부위가 37명으로 가장 많았으며, 경추의 아탈구를 동반한 골절이 가장 많 은 빈도를 차지하였다(Table 1).
M R I는 Phillips Gyroscan T5 기종의 0.5-Tesla(3 mm thick)
를 이용하였으며 부종, 종창 및 좌상으로 분류하였다. 자 기 공명 영상 상 T1 강조 영상에서는 정상 신호 강도이나T2 강조 영상에서는 미만성 고신호 강도를 보이는 경우
는 부종으로 분류하였고(Fig. 1), T1, T2 강조 영상 소견에 관계없이 척수 직경의 팽창이 있는 경우는 종창으로 분 류하였으며(Fig. 2), T1 강조 영상에서 국소 고신호 강도를보이며 T2 강조 영상에서 저신호 강도를 보이거나, T1 혹 은 T2 강조 영상에서 척수에 이형질성( h e t e r o g e n o u s )신호 강도의 변화가 있는 경우, T1 강조 영상에서 국소적 고신 호 강도를 보이며, 그 주변으로 T2 강조 영상에서 고신호 강도를 보이는 경우, T2 강조 영상에서 고신호 강도의 뚜 렸한 경계가 보이는 경우를 좌상으로 분류하였다1 8 , 2 0 )
( F i g . 3). 신경학적 검사는 Frankel 등급과 미국 척수 손상 학회 (American Spinal Injury Association, 이하 ASIA) 운동 기능
점수로 측정하였다. 모든 환자에서 1 0일 이내에 자기 공 명 영상을 시행하였고 골절탈구, 아탈구, 방출성 골절, 추 간판 탈출로 인한 척수 압박이 있는 경우와 불안정성이 있는 4 1명의 환자에서는 전방 감압 및 유합술을 시행하였 다(Table 2). 자기 공명 영상 상 부종, 종창, 좌상의 존재 및 그 길이에 따른 ASIA 운동 점수와 Frankel 등급의 임상 결 과의 연관성을 확인하기 위해 통계학적 분석은 SPSS 7.0 을 사용한 t 검정 및 로지스틱 회귀 분석을 시행하였다.Fig. 2. Spinal cord swelling; 44-year-old man presenting Franke B; MRI was performed at 2 days from injury.
Fig. A. Sagittal middle T1-weighted image demonstrates C4/5 subluxation and isointense signal with cord distension opposite C4-5.
Fig. B. T2-weighted image shows diffuse hyperintense signal in cord from C2 to C6 with C4-5 interspinous and supraspinatus liga- ment rupture.
A B
결 과
1) 자기 공명 영상 소견과 초기 신경학적 검사와의 연관성
총 60명의 환자 중 자기 공명 영상 소견상 부종인 경우 는 2 2례( 3 7 % )이었으며 종창은 2 0례(33%), 좌상 1 2례
(20%), 정상 6례(10%) 이었다. 초기 ASIA 운동점수는 부
종이 있는 군에서 평균 48.6점, 종창이 있는 군에서 47.8 점으로 좌상이나 정상 군 보다 의미 있게 운동 기능이 저하되었다(P<0.05) (Table 3).2) 자기 공명 영상 소견과 최종 추시 신경학적 검사 와의 연관성
최종 추시 상 ASIA 운동점수는 자기 공명 영상 소견 상 부종이 있는 군이 평균 63.7점, 종창이 있는 군이 61.4 점으로 좌상이나 정상 군 보다 의미 있게 운동 기능이 저하되었다(P<0.05) (Table 3).
3) 자기 공명 영상 소견과 신경학적 기능 변화와의 연관성
최종 추시 시 모든 군에서 신경학적 기능의 호전을 보 였으나 부종이나 종창이 있는 군의 Frankel 등급과 ASIA 운동점수의 호전정도가 좌상이나 정상 군보다 의미 있 게 낮았다(P<0.05) (Table 3,4). 또한 Frankel 등급이 악화
Fig. 3. Spinal cord contusion. 25-year-old man presenting Frankel B; MRI was performed 2 days from injury.
Fig. A. Sagittal midline T1-weighted image demonstrates focal cord compression and isointense signal in the cord opposite C5 asso- ciated compression fracture of C5 vertebral body.
Fig. B. T2-weighted image shows diffuse heterogenous hyperintense signal from C3 to C6.
A B
된 경우는 한 예도 없었으나, 부종이 있는 군에서 등급 의 변화가 없었던 경우는 15례, 종창은 16례로 좌상이나 정상 군 보다 의미 있게 많았다(P<0.05) (Table 5)
4) 병변의 길이와 신경학적 기능과의 연관성
자기 공명 영상 소견 상 부종의 길이는 평균 19.8 mm
이었고 종창은 20.4 mm이었다. Frankel 등급의 변화를 종속변수로 하고 부종 및 종창의 길이를 독립변수로 하 여 로지스틱 회귀분석을 시행한 결과 부종의 길이에 따 른 Frankel 등급의 회귀계수는 0.045, 교차비는 1 . 0 4 6
(95% 신뢰구간; 1.018~1.074)로 위험 요인으로서 작용함
을 확인하였다 . 같은 방법으로 종창의 길이에 따른Frankel 등급의 변화에 대한 회귀계수는 0.042, 교차비는
Table 7. Length of edema and swelling according to FrankelGrade
Edema Swelling
Initial A 32.5±2.9 35.2±0.1
B 24.3±1.1 28.3±0.7
C 25.2±2.7 21.2±3.6
D 15.8±0.9 18.4±2.2
Follow-up A 34.5±2.3 39.5±1.0
B 23.2±4.1 0
C 28.3±3.3 20.3±3.7
D 18.3±0.7 19.9±1.1
E 16.2±2.3 14.3±3.3
Table 6. Statical analytic result according to length of edema and swelling
Length B odd ratio 95% standard deviation
Edema 0.045 1.046 1.018~1.074
Swelling 0.042 1.042 1.016~1.069
Table 1. Demographic Characteristics
No. of Patients (%) Age(year)
10~19 4 (16.7)
20~39 24 (39.9)
40~59 26 (43.4)
60~ 6 (10.0)
Injury mechanism
Motor vehicle accident 40 (66.7)
Fall down 14 (23.3)
Slip & Rolling down 5 (18.3)
Others 1 (11.7)
Injury level
C2 1 (11.7)
C3 5 (18.3)
C4 8 (13.3)
C5 19 (31.7)
C6 18 (30.0)
C7 9 (15.0)
Diagnostic finding
Fx.* 15 (25.0)
S/L† 19 (31.7)
Fx. & S/L 22 (36.7)
HCD‡ 4 (16.7)
*Fx.: fracture, S/L: subluxation, HCD: herniated cervical disc
Table 2. Treatment Methods
Procedure No. of Patients (%)
Conservative 19 (31.7)
Discectomy/fusion 22 (36.7)
Corpectomy/fusion 15 (25.0)
Post. fusion 2 (13.3)
Combined ant/post fusion 2 (13.3)
Table 4. The distribution of patient according to Frankel Grade
Edema Swelling Contusion Normal
Initial A 5 2 1 1
B 2 1 2 0
C 4 3 3 3
D 11 14 6 2
Follow-up A 4 1 0 0
B 2 0 0 0
C 4 4 1 0
D 9 2 0 1
E 3 3 11 5
Table 3. ASIA Motor Score
Edema Swelling Contusion Normal
Initial 48.6 47.8 52.7 57.8
Follow-up 63.7 61.4 76.7 77.9
Table 5. Correlation between edema, swelling and Frankel grade
Change of
Edema Swelling Contusion Normal Frankel grade
Absent 15* 16* 4 1
Present 7 6 8 5
* : P<0.05
Fig. 4. 41-year-old man presenting Frankel C; MRI was performed 2 days from injury.
Fig. A. Preop T1-weighted image demonstrates isointense signal in cord opposite C4-5 associated with C4-5 disc rupture which migrate to the C4 vertebral body and C5-6 disc protrusion.
Fig. B. Preop T2-weighted image shows diffuse hyperintense signal change in cord from C4 to C6.
Fig. C. Postop T1-weighted image which performed 19 month from injury, was demonstrates focal hypointense signal change in the cord at C4-5 level with anterior cervical disectomy and fusion at C4-5-6.
Fig. D. Postop T2-weighted image shows focal hyperintense signal in cord opposite C4-5.
A B
C D
1.042 (95% 신뢰구간; 1.016~1.069)으로서 유의 있게 위
험 요인으로 작용하였다(Table 6).즉, 병변의길이에 따 라 초기 및 추시 시의 신경학적 변화와 의미 있는 연관 성을 보였다(Table 7).고 찰
과거 급성 경추 손상의 예후에 대한 연구는 주로 초기 신경학적 변화에 초점이 맞추어 졌다. 그러나 머리 손상 으로 의식이 없는 환자나 약물로 인한 마비나, 독성중독 인 경우에는 신경학적 검사가 힘들거나 불가능한 경우 가 있는데 이 때 자기 공명 영상은 척수 손상의 진단과 치료의 계획을 세우는데 도움을 줄 수 있다. 또한 자기 공명 영상은 환자의 협조 불능 상태에서 척수와 연부 조 직을 확인하는데 컴퓨터 단층 촬영보다 좋은 해상력을 가지며, 비 침습적이고, 척추의 움직임이 없이 여러 각 도의 영상을 얻을 수 있어 급성 척수 손상 환자의 진단 에 효과적이다11.12)
.
최근 척추 손상의 진단에 비 관혈적이고, 척수 조직의 병리 상태까지 얻을 수 있는 자기 공명 영상이 보편적으 로 사용되면서 자기 공명 영상과 척수 손상의 예후에 대 한 여러 보고들이 있다2,6,7)
. Bondurant 등
3)은 Frankel 등급 과 자기 공명 영상의 양상을 비교하여 보고하였으며 ,Kulkani 등
1 4 )은 자기 공명 영상 중 부종, 출혈의 양상이 임상적인 예후와 밀접한 연관 관계가 있다고 하였다. 그 러나 자기 공명 영상의 양상에 따른 임상의 예후에 대한 예측의 시도는 지속적으로 있어왔지만, 아직 저자들마 다 의견이 다르다. Nathan 등18)은 초기 자기 공명 영상 상 보이는 이상 소견 중에서 4개의 인자가 예후 인자로서 작용한다고 하였는데, 그 4가지 요인으로는 축성 내 혈 종의 존재, 척수 혈종의 증가된 길이, 척수 부종의 증가 된 길이, 축성외 혈종에 의한 압박 등을 들었다. 또한Flanders 등
7)에 의해서도 혈종의 존재가 부정적 예후 인 자로서 작용한다고 하였다. 본 연구에서도 부종이나 종 창의 존재는 초기 및 최종 임상 증상과 밀접한 연관성을 지니며, Frankel 등급의 변화를 통한 임상 양상 의 예후 를 예견할 때에도 깊은 연관성이 있음이 확인되었다.Sato 등
22)은 수상 후 자기 공명 영상 촬영 시간에 따라48시간까지 급성기로 하고, 수상 후 2주까지 아급성기,
수상 2주 이후 시행한 경우 만성기로 나누어 분류하였 으며, 급성기와 아급성기때 T2 강조 영상에서 척수에 고 신호 강도를 보일 때 좋은 예후를 보인다고 하였다. 또 한 급성 기 T2 강조 영상에서 저신호 강도를 보이나 아 급성기 T1 및 T2 강조영상에서 고신호 강도를 보이면 예후가 나쁘다고 하였다. 이는 Gomori 등9)이 제시한 바에 의하면 수상 후 척수내에서 급성기 T2 강조 영상에서 저신호 강도는 deoxyhemoglobin에 의한 효과이며, 아급 성기의 T 1과 T2 강조 영상에서 고신호 강도를 보이는 것은 m e t h e m o g l o b i n에 의해 나타나는 것으로서 출혈에 의한 소견으로 생각된다고 하였다.
척수 혈종은 저자마다 차이는 있으나 Nathan 등1 8 )은 수상 후 21시간 내에서는 약 40%의 환자에서 보인다고 보고한 바 있으며, Schaefer 등20)은 1주 내에 시행한 자기 공명 영상 상에서도 31~37%정도로 발견된다고 보고하 였다. 본 연구 대상에서는 혈종의 존재가 6 3명중 3명
( 4 . 8 % )으로 그 빈도가 적어 연구 과정에서 제외하였으
며, 혈종 발생 빈도의 상대적 저하 는 해상도의 저하에 따른 오류로 생각된다.Nathan 등
1 8 )에 의하면 자기 공명 영상 상에서 부종의 존재와 그 길이가 또한 부정적인 예후 인자로서 작용한 다고 보고하고 있다. Flanders 등7)은 수상 후 경추 척수병 증을 가진 환자 중 1주 내에 시행한 자기 공명 영상에서48%의 척수 부종을 보고하고 있다. Weirich 등
23)에 의하 면 척수 부종은 백질부에 주로 생기며 수상 후 48시간에 서 72시간에 최대로 심하게 된다고 보고하였고 이는 탈 수초화와 조직 괴사에 의할 것이라 하였다. 본 연구에서 는 37%의 부종 양상을 확인 할 수 있었고, 부종이 존재 하는 경우 초기 ASIA 운동 점수의 저하(48.6점)와 최종 추시의 저하( 6 3 . 7점)가 유의하게 있음을 확인하였으며,19개월 외래 추시 후 시행한 자가공명영상에서 척수 내
공동을 확인할 수 있었다(Fig. 4). 부종의 존재는 Frankel 등급의 변화에도 부정적 예후 인자로서 작용함을 알 수 있었고 또한 척수내 부종이 길수록 Frankel등급의 호전 적 변화에 악화 인자로 작용함을 확인할 수 있었다.많은 저자들은 혈종과 부종에 대한 임상 양상과의 연 관성은 지적하고 있지만 종창에 대한 연관성을 지적한 예는 드물고 또한 Nathan 등18)은 종창이 임상 양상과 연 관성이 없음을 지적하고 있다. 그러나 Kulkarni 등1 3 )은 부종의 빈도를 연구 대상의 57%에서 확인한 반면 본 연 구에서는 종창을 60명중 47.8%에서 확인하였고, 초기와 최종 추시에서 ASIA 운동 기능 점수에 등급에 부정적 연관성이 있음을 확인하였으며, Frankel 등급의 호전적 변화에 악성 요인으로 작용함을 확인하였다.
Morry 등
17)은 좌상이란 출혈과 부종이 함께 나타나는 경우로서 그 빈도가 2 2 %정도로 척수의 절단과 더불어 나쁜 예후 인자로 작용한다고 하였다. 그러나 본 연구에 서 좌상은 20% 환자에서 발견되었고 초기 신경학적 검 사에서 Frankel A 등급은 1예 있었으며, 최종 추시시 모 든 경우에서 Frankel C 등급 이상으로 부종과 종창에 비 하여 양호한 결과를 나타내었다(Table 4). 이는 Chakeres 등4 )의 동물 연구에서 밝혔듯이 척수 내 부종과 종창이있는 경우 척수의 정상구조 대부분이 파괴되었고 파괴 된 척수 부위에서 출혈성 괴사를 관찰할 수 있어 척수 내 MRI상의 해상도 변화는 척수의 출혈과 연관성이 있 을 것으로 사료된다.
본 연구에서 초기 자기 공명 영상 상 부종과 종창은 임 상 양상과 밀접한 연관성을 가지며 그 임상 양상의 예후 에도 영향을 미치는 예후 인자일 것으로 사료된다.
요약 및 결론
1) 자기 공명 영상 상 부종과 종창이 있는 군이 초기에
시행한 신경학적 검사 상 기능 소실 이 다른 군보다 심 하였으며 최종 추시의 신경학적 검사에서도 기능 소실 이 의미 있게 저 하된 소견을 보였다.2) 신경학적 증상의 호전 비교에서도. 자기공명 영상
상 부종과 종창이 있는 군의 임상 증 상의 호전이 타군 보다 현저히 낮았다.3) 자기 공명 영상 소견 상 부종과 종창의 길이가 길수
록 초기 및 최종 추시상의 신경학적 기능 소실이 심하였 으며 또한 기능 소실의 호전이 저하되었다.즉 경추 손상 환자에서의 초기 자기 공명 영상 소견 및 그 정도에 따라 초기 및 최종 추 시의 신경학적 검사의 기능 이상과 밀접한 연관성이 있는바 경수 손상환자의 임상양상의 평가 및 예후 판단에 자기 공명 영상은 큰 진단적 가치가 있다고 사료된다.
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연구계획 : 급성 경추 척수 손상환자에서 자기 공명영상과 임상증상의 연관성에 대하여 후향적 연구를 시행하였다.
연구목적 : 경추 손상 환자에서 자기 공명 영상 소견과 임상 증상과의 연관성 및 예후 인자 로서의 그 가치를 알아보 고자 한다.
대상 및 방법 : 경추 손상 후 신경학적 기능 이상을 보인 환자 중 수상 후 10일 이내 자기 공명 영상 촬영을 시행한 60 명의 환자를 대상으로 하였다. 수상 당시 및 최 종 추시시의 신경학적 검사(Frankel 등급과 미국 척수학회 운동 점수) 를 수 상 당시의 자기 공명 영상 소견과 비교 분석하였다.
결이과 : 초기 자기 공명 영상 소견 상 부종 37%. 종창 33%, 좌상 20%. 정상 10%의 빈도를 보였다. 자기 공명 영상상 부종과 종창이 있는 군이 초기에 시행한 신경학적 검사상 기능 소실이 다른 군보다 심하였으며 최종 추시의 신경학 적 검사에서도 기능 소실이 의미있게 저하된 소견을 보였다. 또한 신경학적 증상 호전의 비교에서도 자기 공명 영상 상 부종과 종창이 있는 군에서 임상 증상의 호전이 타군보다 현저히 낮았다. 자기 공명 영상 소견 상 부종과 종창의 길이는 각각 평균 19.8 mm, 20.4 mm 이었으며 그 길이가 길수록 초기 및 최종 추시상의 신경학적 기능 소실이 심하였 으며 또한 기능 호전도 저하되었다.
결이론 : 경수 손상 환자에서 초기 자기 공명 영상 소견은 초기 및 최종 추시의 신경학적 기능 이상과 밀접한 연관성 이 있는바 경수 손상환자의 임상양상의 평가 및 예후 판단에 자기 공명 영상은 큰 진단적 가치가 있다고 사료된다.
색인단어 : 경추, 경수손상, 자기 공명 영상 국 문 초 록
※ 통신저자 : 박 희 전
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