"자기공명영상을 통해 척추체에서 측정한 지방분율은 척추관절염 환자에서 질병의 활성도와 만성도를 측정하는 데 도움을 줄 수 있다"

국제학술지 『Korean Journal of Radiology』에 실린 ‘Use of Quantitative Vertebral Bone Marrow Fat Fraction to Assess Disease Activity and Chronicity in Patients with Ankylosing Spondylitis’ 중에서

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척추관절염은 천장관절과 척추를 포함하는 축 골격의 흔한 염증성 장애다. 보통 척추관절염의 진행에 대한 객관적인 평가는 일반적으로 단순 방사선 촬영을 사용한다. 하지만 단순 촬영은 추적관찰 시간으로 최소 2년이 필요하고 활동성 염증이나 지방 변성 등의 변화는 발견할 수 없는 단점이 있다.

 

그에 반해 MRI는 정상 방사선 소견을 보이는 초기 척추관절염 환자에서도 활동성 염증의 특징인 골수 부종과 염증 후 소견인 지방 변성을 척추 모서리에서 관찰할 수 있다. 이 척추 모서리의 지방 침착은 척추관절염의 가능성을 암시하며 새로운 뼈 형성과 질병 진행의 특징에 가장 크게 기여한다. MRI의 촬영방법 중에서 지방분율 MRI는 지방 축적의 분포와 질을 조사하기 위한 침습적 생검의 대체 검사로 주로 간검사에서 자주 이용되는 검사인데, 연구팀은 지방분율 MRI를 사용하여 척추관절염 환자의 척추체에서 지방분율을 정량적으로 측정하고 활성 염증과 질병 만성도의 지표로서 지방분율의 역할을 연구하고자 했다.

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척추체의 지방분율은 수정된 Dixon기법을 사용해 중간 시상면 색상 지방분율map에서 직접 측정됐다(그림 1). 연구팀은 지방이 억제되지 않은 T1 강조 영상의 염증 후 지방 침착을 참조로 컬러 지방분율map에서 척추 골수의 전방위 및 전방하방 모서리에 관심 영역(ROI)을 정했다. 지방분율은 골수 부종의 영향을 받을 수 있으므로 이 효과를 보완하기 위해 T2 강조 영상도 참조했다. 연구팀은 척추체의 피질과 syndesmophytes를 피하면서 대부분의 지방 침착을 정확하고 균일하게 포함하여 측정하려고 시도했다. 각 척추체의 골수 지방분율은 지방분율 = Sfat/(Sfat + Swater)로 계산되었으며, 여기서 Sfat 및 Swater는 각각 지방 및 수분 이미지의 신호 강도이다.

 

그림1) 요추의 컬러 지방 분율(%) map 및 T1 강조 및 지방 억제 T2 강조 시상 자기 공명 영상.

 

그림2) 질병 활성도에 따른 척추 지방 분획의 분포.

 

표는 평균 척추 지방분율 및 기타 임상 파라미터의 선형 회귀 계수를 보여준다. 단변수 분석에서 척추 지방분율은 BASDAI(β = -0.474, p = 0.002), ASDAS-CRP(β = -0.478, p = 0.002) 및 ASDAS- ESR(β = -0.443, p = 0.004)과 음의 선형 상관관계를 보이고, AS 질병 기간을 포함하여 질병 만성도와는 양의 선형 상관관계 (β = 0.440, p = 0.001)를 보여준다.

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환자의 연령과 성별을 조정한 후 BASDAI(β = -0.499, p = 0.001), ASDAS-CRP(β = -0.524 , p < 0.001) 및 ASDAS-ESR(β = -0.492, p = 0.001)은 지방분율과 유의한 상관관계를 보였다. 그러나 질병 기간은 척추 지방분율과 유의한 상관 관계가 없었다. 연령, 성별 및 mSASSS에 대해 조정하면 BASDAI(β = -0.543, p < 0.001), BASFI(β = -0.500 , p = 0.003), ASDAS-CRP(β = -0.568, p < 0.001) 및 ASDAS -ESR(β = -0.533, p = 0.001)은 척추 지방분율과 유의한 상관관계가 있었다.

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표) 지방 분획과 임상 지표 간의 상관 관계를 조사하기 위한 선형 회귀 분석

 

그림 2는 ASDAS-CRP에 따른 척추 FF의 분포를 보여준다. 이 연구에서 1, 2, 19 및 19명의 환자는 각각 낮음, 중간, 높음 및 매우 높은 질 병 활성을 보였다. 질병 활성도가 높은 환자와 매우 높은 환자의 FF 값(사분위수 범위)은 각각 49.1%(54.5–39.5) 및 38.3%(40.3– 35.0)였다. 질병 활동이 매우 높은 환자는 질병 활동이 높은 환자보다 척추 지방분율값이 낮았다(p = 0.010).

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기존에 사용되고 있는 BASDAI는 척추관절염에서 흔하게 사용되는 질병 활성 마커다. 그러나 이는 염증성 요통의 중증도, 피로, 삶의 질 등 자가 보고된 비특이적 증상에 근거한 것으로 민감도 및 특이도에서는 만족스럽지 않으며, ASDAS는 주관적인 설문지와 객관적인 실험실 염증 마커로 구성된다. 따라서 기존 사용되는 마커들은 다양한 다른 의학적 상태에 의해 영향을 받을 수 있다. 게다가 영국 가이드라인에서는 short tau inversion recovery 이미지가 염증을 감지하기에 충분하다고 제안하지만 다른 가이드라인 에서는 여전히 염증 병변을 감지하기 위해 가돌리늄 조영제 사용을 권장하고 있다.

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연구팀은 이번 연구를 통해 지방분율의 측정을 위해 사용한 mDixon MRI 방법이 검사 시간이 짧고 신호 대 잡음비가 낮아서 기존의 STIR 이미지보다 지방 신호를 억제하는 데 더 효과적이며 염증의 감지를 위해 사용하는 가돌리늄 노출의 잠재적인 부작용을 피하는 데 도움이 될 수 있다는 결론과 척추관절염 환자의 척추체 골수에서 지방 침윤량을 정량적으로 측정하는 것이 질병 활성도 및 만성도를 평가하는 데 도움이 될 수 있다는 결론을 얻었다.

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◀ Use of Quantitative Vertebral Bone Marrow Fat Fraction to Assess Disease Activity and Chronicity in Patients with Ankylosing Spondylitis

자기공명영상에서 골수 지방분율의 정량적 측정을 통해 척추관절염 환자에서 질병의 만성도/활성도 평가

 

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[영상의학과 이승훈 교수 바로가기]