강직성 척추염(Ankylosing Spondylitis: AS)은 사지골격보 다는 주로 종축골격을 침범하는 원인이 분명치 않은 만성 염 증성 질환이다(1).
강직성 척추염의 초기에 천장골 관절을 침범하는 경우 복잡 한 구조 때문에 단순촬영만으로 진단하기 어려운 경우가 많아 조기 진단을 위하여 천장골 전산화 단층촬영 (Computed tomography: CT)이 흔하게 이용되고 있다. 이는 CT가 독특 한 천장골 관절의 해부학적 구조에 맞춰 여러 방향의 영상면 을 얻을 수 있으며 단순촬영에 비해 미세한 골 변화도 발견하 기 쉽기 때문이다(2).
강직성 척추염에서 천장골 침범의 초기 CT 소견으로 관절 면의 불규칙성, 골미란, 연골하 경화 등이 잘 알려졌으나 이러 한 각각의 소견의 진단적 가치에 대한 연구는 알려진 바 없다.
이에 저자들은 강직성 척추염의 초기 변화로 이미 알려진 천 장골 CT의 몇 가지 소견들에 대해 각각의 진단적 가치를 평 가하고 의미 있는 소견이 무엇인지 알아보고자 한다.
대상과 방법
2005년 4월부터 2006년 3월까지 1년간 임상적으로 강직성 척추염이 의심되었으나 천장골 단순촬영에서는 진단이 불분명 한 51명 중에서, 추적관찰이 되지 않은 4명과 아직 추적관찰 중이거나 미분류 척추관절병증(unclassified spondyloar- thropathy)등 임상적으로 진단이 불분명한 11명을 제외한 36 명이 이 연구의 대상이 되었다. 이 36명 중에서 강직성 척추 염으로 최종 확진된 환자는 26명이며 강직성 척추염이 아닌 것으로 확진된 환자는 10명으로 이들은 근막통증후근, 요추 추 간판 탈출증, 단순 염좌 등으로 진단되었다. 강직성 척추염의 진단은 방사선학적 소견과 임상증상으로 확진하였으며 HLA-
강직성 척추염의 초기 변화에서 천장골 CT의 진단적 가치에 대한 고찰
1박주현・박지선・진 욱2・류경남
목적: 강직성 척추염의 초기 변화에서 천장골 CT의 다양한 소견들의 진단적 가치에 대해 알아 보고자 한다.
대상과 방법: 2005년 4월부터 2006년 3월까지 임상적으로 강직성 척추염(AS)이 의심되었으
나 천장골 단순촬영에서는 진단이 불분명한 51명 중에서, 임상적으로 진단이 분명한 36명을 대상(평균연령 28.6세, 남 34, 여 2)으로 하였으며 이들 중에 26명은 AS로 확진되었고(AS 군), 10명은 AS가 아닌 것으로 확진되었다(비AS군). 각각의 천장골 CT에서 AS군과 비AS군 에서의 관절면의 불규칙성, 골미란, 연골하 경화 등의 소견에 대한 빈도, 민감도 및 특이도를 알아보았다.
결과: 36명 중 관절면의 불규칙성은 AS군 26명 중 21명에서 보였고, 비AS군 10명 중 8명에 서 보였다. 골미란은 AS군 26명 중에서 13명에서 보였고, 비AS군에서는 한명도 보이지 않았 다. 또한 연골하 경화는 AS군 26명 중 19명에서 보였으며 비AS군 10명 중 8명에서 관찰되었 다. 각각의 민감도/특이도는 72.4%/28.6%, 100%/43.5%, 70.4%/22.2%였다. 이들 중 골미란 만이 AS의 진단과 상관관계가 있었다(p=0.006). 천장관절 내 공기는 AS군(16/26, 61.5%)과 비AS군(6/10, 60.0%)에서 차이 없이 관찰되었다.
결론: 천장골 CT에서 골미란은 강직성 척추염의 초기 변화를 진단하는데 매우 민감한 소견이 지만 관절면의 불규칙성이나 연골하 경화는 큰 도움이 되지 않았다. 또한, 관절 내 공기는 강 직성 척추염에서 보이는 천장골염과는 관련이 없었다. 초기 강직성 척추염을 진단하는데 있어 이러한 결과에 좀 더 유의하여야 할 것으로 생각한다.
1경희의료원 영상의학과
2동서신의학병원 영상의학과
이 논문은 2006년 8월 19일 접수하여 2006년 11월 2일에 채택되었음.
B27 typing을 참고하였다. 이들 36명의 연령 분포는 18세에 서 53세까지로 평균 28.6세였고 남자는 34명, 여자는 2명이었 다.
천장골 CT는 16-detector row helical CT(LightSpeed Pro;
General Electric Medical System, Milwaukee, Wis, U.S.A.) 또는 single-detector helical CT(Somatom Plus 4; Siemens Medical Systems, Erlangen, Germany)를 이용하여 축상면 영 상과 사선 관상면 영상을 얻었으며 사선 관상면 영상은 천골 의 장축과 평행하게 얻었다. 절편 두께는 2.5-5.0 mm(축상 면), 1.4-3.7 mm(사선 관상면)였고 기본적으로 골셋팅(창높 이 +500, 창폭 +4,000)하에서 평가하였다.
최종 임상진단을 알지 못하는 2명의 근골격 영상의학과 전 문의가 의견일치 하에 각각의 천장골 CT에서 관절면의 불규 칙성, 골미란, 연골하 경화의 3가지 소견의 존재 여부와 침범 위치를 후향적으로 분석하였다. 관절면의 불규칙성이란 연골하 골이 불규칙하되 선상의 피질은 유지되어 있는 경우로 정의하 였고, 선상의 연골하 골의 피질이 유지되어 있지 않은 경우를 골미란 양성으로 판단하였다. 천장관절은 관상면에서 전체 천 장관절 길이의 반에 해당하는 S1 신경공의 전면을 기준으로 상하로 구별하였으며 이를 이용하여 각 소견의 천장골 침범위 치가 상부인지 하부인지 판단하였다. 또한, 침범위치가 천골 또 는 장골면에 있는지를 조사하였고, 관절 내 공기의 유무에 대 하여도 알아보았다.
강직성 척추염으로 진단된 26명의 군(AS군)과 강직성 척추 염이 아닌 것으로 진단된 10명의 군(비AS군)에서 각각의 소 견에 대한 빈도, 민감도 및 특이도를 분석하였으며 각 소견과 강직성 척추염의 상관관계를 알아보았다. 이와 함께 AS군에서 각 소견의 침범 부위에 대해 관절의 상부인지 하부인지와 천 골면이나 장골면 중 어느 쪽에 더 자주 발생하는 지를 알아보 았다. 또한, AS군에서 관절 내 공기(vacuum)의 빈도를 비AS 군과 비교해 보았다. 통계적 방법은 Fisher’s Exact test를 이
용하였다.
결 과
총 36명 중에서 관절면의 불규칙성은 29명에서 보였으며 AS 군 26명 중 21명, 비AS군 10명 중 8명으로 관절면의 불규칙 성이 강직성 척추염을 진단하는데 있어 민감도와 특이도는 각 각 72.4%와 28.6%였다(Fig. 1A-B). 또한, 골미란은 13명에 서 보였는데 이들은 모두 AS군이었다. 따라서 골미란이 강직 성 척추염을 진단하는 데는 100%의 민감도와 43.5%의 특이 도를 보였다. 연골하 경화는 AS군 26명 중 19명, 비AS군 10 명 중 8명으로 총 27명에서 보였으며 민감도와 특이도는 각각 70.4%, 22.2%였다(Fig. 2A-C). 이 중에서 관절면의 불규칙 성과 연골하 경화는 AS군과 비AS군 사이에 유의한 차이가 없 었으며 골미란은 AS군에게서만 볼 수 있었다(p= 0.006) (Table 1, 2).
Table 1. Number of Each Finding on Sacroiliac CT in AS and Non-AS Groups
AS Non-AS Total
(n=26) (n=10) (n=36) Marginal irregularity 21 (80.1%) 8 (80%) 29 (80.6%)
Erosion 13 (50%).0 0 (0%)0 13 (36.1%)
Subchondral sclerosis 19 (73.1%) 8 (80%) 27 (75%).0
Table 2. Diagnostic Performance of Each Finding for AS Sensitivity Specificity Marginal irregularity 72.4% (21/29) 28.6% (2/7) Erosion * 100% (13/13). 0043.5% (10/23) Subchondral sclerosis 70.4% (19/27) 22.2% (2/9)
* p-value = 0.006
A B
Fig. 1. A 21-year-old man with disc extrusion, L4-5 level (non-AS group).
A (axial) and B (oblique coronal) CT scans show marginal irregularity (thin arrows) and subchondral sclerosis (thick arrows) in right inferior portion of SI joints. But, there is no evidence of bony erosion.
강직성 척추염으로 진단된 26명 중에, 관절면의 불규칙성은 21명에서 보였는데 천장관절 상하부 모두에서 관찰된 것이 15 명이었고 하부에서만 보인 경우가 6명이었으며 상부에서만 보 인 경우는 없었다. 골미란을 보인 13명 중에 상하부 둘 다 침 범한 경우는 7명, 하부만 침범한 경우는 6명이었고 상부만 침 범한 경우는 역시 없었다. 연골하 경화를 보였던 19명 중에는 상하부가 15명, 상부 3명, 하부 1명에서 관찰할 수 있었다(Fig.
3A-D).
또한, AS군에서 이러한 소견들은 장골면과 천골면 모두를 침범하거나 장골면만을 침범하는 결과를 보여주었으며 천골면 만을 침범한 경우는 없었다.
천장 관절 내의 공기(vacuum)는 AS군에서 16명(16/26, 61.5%), 비AS군에서 6명(6/10, 60%)로 두 군간에 유의한 차 이가 없었다.
고 찰
천장골 관절의 후상부는 인대로 연결되어 있고 전하부는 활 막관절로 이루어져 있으며 강직성 척추염 등과 같은 천장골염 에서 보이는 변화는 주로 활막관절 부위에서 잘 관찰된다(2).
또한, 장골은 천골보다 관절연골이 더 얇고 염증성 활액 조직 의 침투가 쉬운 퇴행성 틈새(cleft)의 존재로 말미암아, 천장골 염 초기에 장골면의 변화가 더 심할 수 있다(1, 3, 4). 이 연 구에서도 강직성 척추염의 환자에서 관절면의 불규칙성이나 골 미란의 경우 천장 관절의 상하부가 모두 침범되거나 하부만 침 범하였음을 확인할 수 있었다. 또한, 천골면보다는 장골면의 변 화가 더 심한 경우가 많았으며 이는 이전의 연구들과 일치하 는 결과를 보여주었다(3, 4).
천장골 CT가 초기의 강직성 척추염을 진단하는데 유용한 것 은 명백한 사실이지만, 실제로 우리가 CT에서 경미한 골미란, 연골하 경화, 관절간격의 증가 등의 소견들을 이용하여 초기의 강직성 척추염을 진단하기에는 모호한 경우가 많이 있으며 이 러한 각 소견의 강직성 척추염에 대한 진단적 가치에 대한 연 구는 아직 없다. 이 연구 결과에 의하면 관절면의 불규칙성이 나 연골하 경화는 강직성 척추염의 초기변화를 진단하는 데는 큰 진단적 가치가 없었으나 골미란의 경우는 100%의 민감도 를 보이며 진단적 가치가 있었다. 천장골의 관절면은 전후방과 상하방으로 경사를 이루고 있는 해부학적 복잡성 덕분에 천장 골 CT에서 정상적으로 불규칙하게 관찰될 수 있다. 앞에서 언 급하였듯이 관절면의 불규칙성은 연골하 골이 불규칙하되 선
A B
C
Fig. 2. A 19-year-old man with myofascial pain syndrome (non- AS group).
A, B (axial) and C (oblique coronal) CT scans show marginal ir- regularities (thin arrows) on inferior portion of and subchondral sclerosis (thick arrows) on superior portion of both SI joints.
There is discrepancy of involved sites to each finding. Also, there is no bone erosion.
상의 피질은 유지되어 있는 경우를 뜻하였고 이는 선상의 피 질이 소실되어 있는 골미란과는 차별되는 소견으로 이를 강직 성 척추염의 소견으로 오인하기 쉽다. 이 연구에서 관절면의 불규칙성은 대상의 80.6%에서 보이는 흔한 소견이었으며 36.1%에서만 보였던 골미란과는 차이가 있었다. 또한, AS군 과 비AS군에서 비슷한 빈도로 관찰되어 강직성 척추염의 진 단에 유용하지 않은 소견이었으며 이는 천장골 CT의 판독에 서 유의해야 할 점으로 생각한다.
연골하 경화도 강직성 척추염과는 상관관계가 없는 소견으 로 나타났는데 이는 천장관절에서 국소적인 연골하 경화는 정 상적으로 나타날 수 있기 때문이다. Vogler III 등(5)에 의하 면 30세 이상에서 불균일한 장골면의 연골하 경화 또는 국소 적으로 감소한 관절 간격의 소견과, 장골면의 불분명한 연골하 경화의 소견은 무증상군에서도 흔히 관찰되는 것으로 천장골 염의 좋은 지표가 되지 못한다고 하였으며 그에 반해 40세 이 하에서 천골면의 연골하 경화의 소견과 양측성 또는 편측성으 로 균일하게 관절 간격이 2 mm 이하로 감소한 소견, 그리고
관절 내 강직 소견 등은 무증상군에서는 흔하게 볼 수 없는 소 견으로 천장골염의 좋은 지표가 될 수 있다고 하였다. Faflia 등(6)은 천장골 CT에서 성별, 나이, 체질량지수(BMI) 등에 따라 정상적으로 천장골 관절이 다양하게 보이며 천골면과 장 골면의 연골하 경화는 나이가 증가함에 따라 넓어지고 덜 균 일해진다고 하였다. 이번 연구에서는 국소적 또는 전반적인 연 골하 경화에 대해 따로 분류하지는 않았으나 전체 대상 중 75%
에서 보였으며 AS군보다 비AS군에서 더 많은 빈도로 관찰되 었다(73.1% vs. 80%).
숙련된 영상의학과 전문의에게는 천장골 CT가 중등도 또는 고도의 강직성 척추염을 진단하는 데 있어 단순촬영에 비해 큰 도움이 안 되었다고 하는 보고도 있었으나(7), 많은 연구에서 천장골 CT는 관절의 골미란, 연골하 경화, 관절 간격 등을 보 여줌으로써 강직성 척추염의 초기 변화를 판단하는데 유용하 며 다른 천장골염과의 감별에도 도움이 될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다(2, 8-12). 천장골염은 강직성 척추염뿐만이 아니 라 류마티스성 관절염, 루푸스, 쇼그렌증후군이나 통풍성 관절
A B
C D
Fig. 3. A 23-year-old man with ankylosing spondylitis (AS group).
A-C (axial) and D (oblique coronal) CT scans show bony erosions (arrowheads) on superior (iliac aspect) and inferior (iliac and sacral aspects) portions of SI joints. Diffuse subchondral sclerosis (thick arrows) and marginal irregularities are identified, too.
염 등과 같은 대사성 질환, 감염성 질환, 드물게는 악성 질환 에서도 볼 수 있는 비특이적 소견이다. 그러나 이러한 질환들 은 주로 비대칭적으로 일어난다는 점에서 강직성 척추염과 감 별할 수 있으며 혈청 HLA-B27 typing 역시 도움이 될 수 있 다(12). 또한, 박 등(3)에 의하면 천장골 CT를 이용하여 감 염성 척추염은 일측성이고 천골면과 장골면의 골 파괴 정도가 비슷하여 장골면이 좀 더 심한 침범을 보이는 강직성 척추염 과 감별할 수 있다고 하였으며, 화농성 천장골염은 관절면의 파괴에 비해 부위 연부조직의 종창이 심하고 결핵성 척추염은 심한 골 파괴와 농양의 형성에 비해 연부조직의 종창은 미약 하다는 차이가 있었다고 하였다. 강직성 척추염과 감별이 어 려운 것 중 퇴행성 관절염이 있을 수 있다. Resnick 등(13)은 퇴행성 질환에서 연골하 경화는 국소적이며 장골면에 흔하고 관절강의 상연과 하연에서 골극의 형성과 관련이 있다고 하였 다. 또한, 골극은 퇴행성 관절염의 특징이며 천장골의 전면에 서 현저하게 볼 수 있다고 하였다. 강직성 척추염에서 광범위 하고 대칭적인 관절간격의 감소와 인접한 골의 닳고(fraying) 불규칙한 점과 비교하여 퇴행성 질환에서는 관절간격의 감소 가 주로 국소적이고 비대칭적이며 인접한 연골하 골은 예리하 고 경계가 분명한 것이 차이점이며 골미란은 드물다고 하였다.
특히 강직성 척추염이 중 장년기에 발병하였을 경우 이의 감 별이 더욱 중요하다 하겠다. 이 연구에서도 천장관절의 하부에 서 관절면의 불규칙성만 관찰되었던 50세 환자를 퇴행성 질환 으로 생각하였으나 강직성 척추염으로 진단된 경우가 1예 있 었다.
자기공명영상(MRI)은 CT와 비교하여 방사선 조사도 없으 며 골수의 부종이나 연골의 변화, 주변 연부조직 등을 볼 수 있는 장점이 있다. Murphey 등(14)은 T1 강조영상과 T2 강 조영상을 이용하여 MRI가 CT보다 천장골의 연골과 골미란을 평가하는데 더 우수하다고 하였다. 또한, 지방억제영상이나 단 시간 반전회복(STIR) 영상 등을 이용하면 골미란 또는 연골 하 경화를 평가하는데 CT와 비슷하거나 더 나은 성적을 보인 다는 보고 등도 있으며(10, 11) 조영증강 영상은 강직성 척추 염의 주된 병리학적 소견인 판누스가 형성된 병변의 이상신호 강도를 직접적으로 확인할 수 있다(4, 15, 16). 그러나 MRI의 비용이나 긴 영상획득시간 등을 고려할 때 전면적으로 CT를 대체하기에는 어려운 것이 사실이다.
천장골 관절 내의 공기는 공기현상(vacuum phenomena)으 로 알려져 있으며 천장관절의 퇴행성 관절염의 소견 중의 하 나이고 고령의 여자에서 잘 발생한다. 이 vacuum phenomena 가 천장골의 기능부전 골절이나 외상성 손상 등과 관련이 있 는지는 아직 의견이 분분하다(17-19). 이 연구에서 관절 내 vacuum은 AS군과 비AS군에서 비슷한 빈도를 보였으며, 강직 성 척추염에서의 천장골염은 일반적인 관절 내의 염증성 변화 와는 다른 결과로 초기 강직성 척추염에서도 vacuum이 보일 수 있음을 알 수 있었다.
이 연구의 한계점으로는 연골하 경화 및 관절면의 불규칙성 에 대한 명확한 정의 및 구분이 불충분하여 이들의 유무에 대 한 평가가 혼란을 가져올 수 있다는 점과 2명의 근골격 영상
의학 전문의에 의해 평가되었기 때문에 판독자 간의 이견을 일 으킬 수 있는 점이 있다. 또한, 비AS군이 10명으로 증례의 숫 자가 많지 않고, 최근 1년간의 환자를 대상으로 했으므로 후에 진단이 변할 가능성이 있을 수 있다. 이번 연구에서 관절 간격 의 증가에 대하여는 따로 평가하지 않았는데 질환의 초기에 관 절 간격이 증가하여 보이는 이유는 골미란과 골흡수에 의한 이 차적인 소견이기 때문이며 저자들은 골미란과 같은 의미로 해 석하였다.
결론적으로 천장골 CT에서 골미란은 강직성 척추염의 초기 변화를 진단하는데 매우 민감한 소견이며 반면에 관절면의 불 규칙성이나 연골하 경화는 큰 도움이 되지 않았다. 또한 관절 내 공기는 강직성 척추염에서 보이는 천장골염과는 관련이 없 었다. 조기 강직성 척추염을 진단하는데 있어 이러한 결과에 좀 더 유의하여야 할 것으로 생각한다.
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Address reprint requests to : Kyung Nam Ryu, M.D., Department of Diagnostic Radiology, KyungHee University Medical Center, 1, Hoegi-dong, Dongdaemun-gu, Seoul 130-702, Korea
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The Diagnostic Value of Sacroiliac CT for Detecting Early Changes of Ankylosing Spondylitis
1Ju-Hyun Park, M.D., Ji Seon Park, M.D., Wook Jin, M.D.2, Kyung Nam Ryu, M.D.
1Department of Diagnostic Radiology, KyungHee University Medical Center
2Department of Diagnostic Radiology, East-West Neo Medical Center
Purpose: We wanted to evaluate the diagnostic value of the various findings on sacroiliac CT for detecting the early changes of ankylosing spondylitis (AS).
Materials and Methods: Between April 2005 and March 2006, 51 sacroiliac CT images with the clinical suspi- cion of AS, but no definite evidence of AS on the plain radiograph only, were retrospectively reviewed.
Finally, 36 patients (mean age: 28.6 years; 34 males and 2 females), who were clinically diagnosed as AS (AS group, n=26) or they had no evidence of AS (non-AS group, n=10), were evaluated. Two musculoskeletal radi- ologists analyzed the presence of marginal irregularity, bony erosion and subchondral sclerosis. A statistical analysis was performed to evaluate the incidence, sensitivity and specificity of each finding.
Results: Marginal irregularity was seen in 21 of 26 AS subjects, and in 8 of 10 non-AS subjects. Bony erosion was only seen in 13 of 26 AS subjects. Subchondral sclerosis was observed in 19 of 26 AS subjects and in 8 of 10 non-AS subjects. The sensitivity/specificity for each findings were 72.4%/28.6%, 100%/43.5% and 70.4%/22.2%, respectively. Except for bony erosions, these results showed no statistical significance (p=.006).
Conclusion: Bony erosion on CT is a very sensitive finding for the early changes of AS, whereas marginal ir- regularity or subchondral sclerosis is not so helpful in differentiating AS from non-AS. Attention to these re- sults may further enhance the accurate diagnosis of the early changes in AS.
Index words :Computed tomography (CT) Joints
Arthritis Spondylitis
