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서론
반월상 연골은 두 개의 반달 모양의 섬유연골로 이루어진 구조물로 경골이 대퇴과와 만나는 관절면을 깊게 해주는 역할을 하며, 각각의 반월상 연골은 경골 관절면의 외곽 약 2/3를 덮고 있다. 반월상 연골의 기능으로는 하중의 전달, 슬관절 안정성, 충격의 흡수, 슬관절의 윤활 작용, 관절 운동중 연부조직 감입의 예방 등이 있다.1)
반월상 연골의 돌출은 반월상 연골이 부분적 또는 전적으로 경골 상단부를 벗어나는 것을 말한다. 경골의 관절면을 벗어나 있다는 것은 그만큼의 기능을 하지 못함을 의미한다. 이러한 상태의 지속은 반월상 연골의 기능 손상을 가져오며, 결국 퇴행성 관절염으로 진행하는 것으로 잘 알려져 있다.234)
골관절염에 대한 반월상 연골의 중요성이 강조됨에 따라, 최근 들어 반월상 연골의 아전 절제술이나 전 절제술 후 반월상 연골 이식술의 시행이 증가하고 있다. 또한 반월상 연골 이식술 후 자기공명영상에서 이식물의 돌출 소견이 관찰되어 이에 대한 고찰이 이루어지고 있다.5) 하지만 정상적인 반월상 연골의 위치나 돌출에 대한 연구가 없어 정확한 결론을 내는 데 어려움이 있는 것으로 보인다.
본 연구의 목적은 외상력이 없는 젊은 남자의 슬관절 자기공명영상에 기반한 반월상 연골의 크기, 돌출의 정도, 동반 변형에 대해 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
슬관절 외의 다른 부위 동통을 주소로 내원한 환자 중 현재 무릎 주변의 동통이 없으며, 외상력이 없는 젊은 남성 77명(91 슬관절)을 대상으로 전향적 방법으로 검사를 시행하였다. 평균 나이는 21.6±1.1세(19—24세)였고, 평균 체질량 지수는 22.3±1.7 kg/m2 (19.2—24.8 kg/m2)였다. 본 연구는 삼육서울병원 연구윤리 심의위원회(institutional review board)의 승인을 받았다(SYMC-IRB[면] 18-03).
1. 자기공명영상(magnetic resonance imaging evaluation)
자기공명영상 장치는 1.5Tesla magnetic resonance unit (Magneton Symphony; Siemens, Erlangen, Germany)을 사용하였다. 환자는 체중부하 없는 앙와위로 검사를 시행하였으며, 발목과 무릎에 자세 유지도구(positioning device)를 사용하여 검사간 일관성을 유지할 수 있도록 하였다.
표준화된 자기공명영상 슬관절 protocol에 따라 a sagittal fat-saturated proton density-weighted sequence, a coronal T1-weighted sequence, a coronal stir-weighted sequence, and an axial fat-saturated proton density-weighted sequence를 이용한 영상을 3 mm 두께로(no intersection gap) 얻었다.
2. 측정 방법
반월상 연골의 크기(whole width)는 관상면(coronal plane)에서 반월상 연골의 변연부에서 중심부까지의 가장 긴 거리로 측정하였다. 관상면에서 내측 반월상 연골의 돌출은 내측 경골과가 가장 크게 보이는 영상면을 기준으로 내측과의 내측 경계면에서 관절면 밖으로 나온 반월상 연골의 폭(width)을 측정하였으며, 외측 반월상 연골의 돌출도 같은 방법으로 외측 경골과가 가장 크게 보이는 영상면을 기준으로 외측과의 외측 경계면에서 관절면 밖으로 나온 반월상 연골의 폭을 측정하였다. 또한 시상면(sagittal plane)에서의 반월상 연골의 돌출은 해당 구획의 전체 영상면 중 중간 영상면을 선정하여 전방의 경우 전방 반월상 연골의 경계면에서 전방 경골 관절면의 경계면까지의 거리를 측정하였으며, 후방의 경우 후방 반월상 연골의 경계면에서 후방 경골 관절면의 경계면까지의 거리를 측정하였다. 이를 기준으로 반월상 연골의 돌출은 돌출된 절대값(absolute value of extrusion)과 상대적 돌출률(relative percentage of extrusion)을 각각 측정하였다. 절대값의 측정은 반월상 연골의 가장 변연부로부터 골극을 제외한 경골면까지의 가장 긴 거리(Fig. 1)로 하였고,3) 상대적 돌출률은 선정된 영상면에서 보이는 전체 반월상 연골 폭에 대한 돌출된 반월상 연골의 폭 비율, 즉 돌출된 반월상 연골의 폭/전체 반월상 연골의 폭×100 (absolute value of extrusion/whole width×100) (%)을 이용하여 계산하였다.
반월상 연골의 크기와 돌출은 PACS 프로그램(PiViewSTAR ver. 5.0.9.2; Infinitt, Seoul, Korea)이 제공하는 자(scale)를 이용하여 측정하였으며, 정형외과 전문의 2인에 의해 각각 2회 측정하여 평균값을 계산하였다. 관찰자내 신뢰도는 intraclass correlation coefficient (ICC)를 계산하여 평가하였으며 각각 0.910—0.960, 0.890—0.940으로 측정되었다. 관찰자간 신뢰도 역시 ICC를 이용하여 계산 평가하였으며, 범위는 0.784—0.872였다. 기타 자기공명영상에서 관찰되는 동반 변형에 대해서도 확인하였다.
결과
관상면에서 내측 반월상 연골의 평균 크기는 9.0±1.1 mm (7.1—11.9 mm), 돌출의 절대값은 2.0±1.0 mm (0—4.4 mm), 반월상 연골 상대적 돌출률은 22.7%±11.5% (0%—53.7%)였다(Table 1). 관상면에서 내측 반월상 연골의 돌출은 전체 91예 중 7예(7.7%)를 제외한 84예(92.3%)에서 관찰되었다. 관상면에서 외측 반월상 연골의 평균 크기는 11.1±3.4 mm (7.3—22.9 mm), 돌출의 절대값은 0.5±0.7 mm (0—2.5 mm), 반월상 연골 상대적 돌출률은 4.0%±6.7% (0%—26.3%)였다(Table 2). 관상면에서 외측 반월상 연골의 돌출은 전체 91예 중 60예(65.9%)에서 돌출이 관찰되지 않았으며, 31예(34.1%)에서 돌출이 관찰되었다.
시상면에서 내측 반월상 연골의 상대적 돌출률은 18.0%±11.9% (0%—40.7%)였다. 전체 91예 중 73예(80.2%)에서 전방 돌출이 관찰되었으며, 후방 돌출은 없었다. 시상면에서 외측 반월상 연골의 경우 돌출은 전후방 모두에서 관찰되지 않았다(Table 3).
동반 변형의 경우, 19예(20.9%)에서 불완전형 원판형 외측 반월상 연골(incomplete discoid of lateral meniscus) 소견을 보였다. 내측 반월상 연골 후각부의 1단계 음영 변화 12예, 2단계 음영 변화 3예, 내측 반월상 연골 전각부의 2단계 음영 변화 1예 등의 소견을 보였다(1단계 음영 변화는 국소적 고강도 영역의 변화, 2단계 음영 변화는 선상형의 고강도 영역의 변화를 의미함. 1, 2단계 모두에서 관절면으로의 연결은 없어야 함).6) 기타 변형으로는 삼출 소견, 전방십자인대 비후 소견, 연골 연화증, 연골 낭종, 오스굿씨병, 비후된 내측 추벽 등의 소견이 있었다(Table 4).
고찰
반월상 연골의 돌출과 슬관절 골관절염 사이의 관계는 잘 알려져 있으며, 이는 반월상 연골 지지대의 약화로 인한 것으로 판단되고 있다.7) Gale 등3)은 자기공명영상 분석을 통하여 관절면의 협착과 반월상 연골의 돌출 정도에 대해 분석하여 보고하였고, Adams 등8)도 직접적 연골의 손상과 관계 없이 관절 협착이 반월상 연골의 돌출과 관계 있다고 보고하였다. 보다 최근에는 Bennett과 Buckland-Wright9)가 이중 조영을 통한 방사선 검사를 통해 반월상 연골과 연골 손상의 조합이 관절의 초기 협착을 가져온다고 주장하였다. 이처럼 반월상 연골의 돌출은 슬관절 변성의 자연 경과라는 사실은 명확해 보인다.
내측 반월상 연골 돌출에 대한 연구는 주로 관절염의 진행 정도와 비교하여 이루어져 왔다. Crema 등10)은 다기관 연구를 통해 반월상 연골의 돌출은 반월상 연골의 파열과 관련되었을 뿐 아니라 압력 작용으로 하지 부정 정렬과 연골의 손상과 관련이 있다고 보고하였다. Costa 등11)은 3 mm 이상의 돌출은 반월상 연골의 심한 변성, 광범위 파열, 복합파열, 큰 방사형 파열, 후각부 기시부 파열과 관련 있다고 보고하였다. Ding 등12)은 비관절염 그룹에서 코호트 연구를 통해 내측 7%, 외측 0.7%에서 반월상 연골 돌출이 관찰되었으며, 이 중 2년 뒤 내측 반월상 연골에서의 돌출이 1.4% 더 발생하였음을 보고하였다.
반월상 연골 돌출에 대한 연구에서 일반적으로 3 mm 이상의 돌출이 조기 관절염 진단의 일반적인 지표가 되고 있다.1113) 최근 연구에서는 초음파 검사를 통해 내측 반월상 연골의 돌출이 4.3 mm 이상 관찰될 경우 의미있는 슬관절 동통과 관련 있다고 보고하고 있다.14) 하지만 초음파 검사를 통한 연구 경우 검사자에 의해 지표가 달라질 수 있어 정확도나 일관성이 떨어질 수 있다.
정상 그룹에서 반월상 연골판의 돌출에 대한 연구는 매우 드물다. Miller 등15)은 46 슬관절의 정상 자기공명영상에서 관상면에서 내측 15%, 외측 13%, 시상면에서 내측 6.5%, 외측 2%에서의 돌출이 관찰되었음을 보고하였다. 돌출의 기준은 전제 면적의 25% 이상 벗어난 것을 기준으로 하였다. 하지만 실험군이 18세에서 69세까지(평균 36세)로 연령군이 넓은 한계를 가진다. 이번 연구에서 3 mm 이상의 돌출을 기준으로 보면, 내측 반월상 연골의 경우 관상면과 시상면에서 각각 18.7%, 9.9%의 돌출 소견을 보이며, 외측은 돌출의 소견은 없었다.
본 연구와 같이 관절염의 진행과 관련 없이 젊고 외상력이 없는 경우에 반월상 연골 돌출에 대한 연구는 현재까지 없는 실정이다. 대부분의 연구는 슬관절 외상성 손상 후의 반월상 연골 돌출 또는 반월상 연골 이식술 후의 반월상 연골 돌출에 대한 분석이 주를 이루고 있다.5) 이들 연구에서 발견할 수 있는 사실은 젊고 외상력이 없는 반월상 연골의 정상 위치에 대한 비교 분석이 어려움으로 인해 연구 결과가 제한된다.
본 연구의 강점으로는 첫째, 젊은 무증상의 실험군을 대상으로 연구가 이루어진 점이다. 퇴행성 변화, 외상이나 이전 수술 등으로 인해 반월상 연골의 위치 변화를 유발할 수도 있는 가능성을 최소화하여 비교적 정상 무릎의 돌출을 평가할 수 있었다. 둘째, 자기공명영상을 통한 평가가 이루어졌다는 점을 들 수 있다. 반월상 연골에 대한 연구를 할 수 있는 다른 검사 방법(예를 들어 초음파 검사 등)과 달리 자기 공명 영상 이미지를 통한 연구는 정확한 지표를 통해 비교적 객관적인 정보를 수집할 수 있다.
본 연구는 남자만 연구 대상으로 한 점, 자기공명영상만을 분석하여 이루어진 연구라는 점, 젊은 연령의 반월상 연골 파열이 동반된 환자의 비교 분석을 통해 보다 정확한 비교 연구가 되지 못했다는 제한점을 가진다. 하지만 향후 반월상 연골 돌출에 대한 연구의 참고 자료로 충분히 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 또한 이 연구를 통해 외측 반월상 연골의 원판형 기형에 대해서도 관찰하였다. 일반적으로 외측 원판형 반월상 연골의 발병률은 0.4%—17%까지로 알려져 있으며,16) 동양에서 더 많은 발병률을 보이고 있음은 잘 알려져 있다.171819) Fukuta 등17)은 일본에서 13%, Kim 등18)은 한국에서 10.6%, Rao 등19)은 인도에서 5.8% 관찰된다고 보고하였다. 이 연구에서는 전체 91예 중 20.9%, 19예에서 불완전형 원판형 반월상 연골 소견을 보였다. 이는 기존의 연구보다 더 많은 비율에서 원판형 반월상 연골이 관찰됨을 보여준다. 원판형 반월상 연골을 포함한 기타 동반 병변과 돌출의 정도와의 상관관계는 통계적인 의미는 관찰되지 않았다.
이 연구를 통해 임상적으로, 젊은 외상 없는 환자의 자기공명영상에서 반월상 연골의 돌출이 반드시 파열을 동반한 병적인 상태가 아니어도 관찰될 수 있음을 주지하고 있어야 할 것으로 생각된다. 또한 정규분포의 95%를 벗어나는 정도의 돌출, 즉 내측 반월상 연골의 3.0 mm 이상의 돌출이나 외측 반월상 연골의 1.2 mm 이상의 돌출 시 반월상 연골의 병적인 상태 가능성(meniscal pathology)을 염두에 두고 진찰 및 치료에 임해야 할 것으로 생각된다.
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