골관절염의 진단과 근골격계 초음파의 활용
Advances in diagnosing osteoarthritis: clinical applications of musculoskeletal ultrasonography
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Trans Abstract
Background
Osteoarthritis (OA) is the most common arthritis globally. Besides cartilage loss, all surrounding structures of the joint, including the synovium, capsule, ligament, bone, nerve, and muscle, are affected by this disease, resulting in joint failure. The traditional diagnosis of OA depends on clinical symptoms, physical examination, and radiographic findings. Ultrasonography (US), computed tomography, and magnetic resonance imaging (MRI) are imaging modalities commonly used for assessing OA.
Current Concepts
US findings of OA indicate synovitis, hyaline and fibrous cartilage damage, ligament and tendon changes, and bony abnormalities. US is clinically useful because it correlates with the clinical pain index and radiographic and MRI findings, differentiates the various causes of OA pain, helps diagnose early disease, predicts prognosis, and increases the accuracy and safety of intra-articular injections in OA joints.
Discussion and Conclusion
Although US has some limitations as a tool for examining whole joint structures, its use is predicted to increase in the future because it is beneficial and easily accessible for assessing OA. To produce accurate US results, the examiner should have deep anatomical knowledge and skilled practice techniques, and a clinical diagnosis should be performed based on clinical symptoms and physical examination.
서론
골관절염(osteoarthritis)은 인체 내 가장 흔한 관절염으로, 관절 연골뿐 아니라 관절을 이루거나 주위를 지나가는 윤활막, 근육, 인대, 뼈, 신경 등 관절 전체를 침범하여 관절 기능부전을 유발하는 질환이다[1,2]. 서양의 75세 이상 인구 80%에서 방사선적 골관절염 소견이 관찰되고, 고령에서 하지 관절 장애의 가장 흔한 원인을 차지하며, 생존율과 관련되기 때문에 이제 더 이상 단순한 퇴행성 변화가 아닌, 관절 부전의 질환으로 이해하고 관리하는 것이 필요하다[2,3]. 국내 보고에 의하면 중년 이상의 연령에서 방사선적 무릎 골관절염과 증상이 있는 무릎 골관절염의 유병률은 각각 33.3%, 12.4%로 서구와 비슷하다[2]. 전통적으로 골관절염의 진단은 임상증상, 병력과 X선 소견에 의존하지만, 최근 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)과 초음파 등이 조기진단과 감별진단에 많이 이용된다[4-6]. 류마티스 질환 진료 영역에서 류마티스관절염뿐 아니라 골관절염이나 통풍 등 결정유발 관절염, 그리고 힘줄 질환 등 여러 질환의 평가에 있어 초음파검사는 청진기처럼 진료에 필수 도구가 되어 X선 다음의 검사 단계로 활발하게 사용 중이다[7-9]. 본문에서는 골관절염의 최신 진단과 진료실에서 간편하게 수행 가능한 근골격계 초음파의 소견과 특장점 등 임상적 활용에 대해 알아본다.
골관절염의 진단
다른 복잡한 류마티스 질환들과 달리 골관절염의 진단에 있어 합의된 분류기준을 임상에서 흔히 적용하지는 않지만, 최근까지 사용 중인 무릎 골관절염의 분류기준은 1986년에, 손의 골관절염 분류기준은 1990년에 제안된 아주 오래된 기준이었다. 무릎 골관절염의 경우 임상증상과 혈액검사, 임상증상과 방사선소견, 임상소견만으로 진단하는 세 종류의 기준이(Table 1), 손의 골관절염은 임상증상만을 이용한 분류기준이 이용되었다(Table 2). 그러던 중 2023년 유럽류마티스학회에서 손의 골관절염 분류기준이 전체 손(overall hand osteoarthritis), 손가락뼈사이관절(interphalangeal osteoarthritis), 엄지바닥관절(thumb base osteoarthritis)로 나뉘어 새롭게 제안되었고, 그 중 전체 손 골관절의 분류 기준은 Table 3과 같다[10]. 지난 6주 동안 대부분의 날에 하나 이상의 해당관절(양측 2-5번째 원위지간관절, 근위지간관절, 첫 번째 지간관절이나 엄지바닥관절)에 통증이나 강직감이 있으면서 그 증상이 다른 이유로 설명되지 않을 때 분류기준을 적용해볼 수 있다. 연령, 조조강직의 지속 시간, 골극이 형성된 관절 개수, 관절간격 협착이 된 관절 개수, 증상과 구조물의 일치 정도의 다섯 가지 기준, 총 15점에서 9점 이상의 점수를 보일 때 진단이 가능하고 진단을 위해 X선 촬영이 필요하다.
Criteria for classification of idiopathic OA of the knee
The 2023 EULAR classification criteria set for overall hand OA
골관절염의 초음파 소견
골관절염에서 흔히 보이는 초음파 소견의 정의는 다음과 같다(Figure 1) [11,12]. (1) 삼출(joint effusion): 이동과 압박이 가능하고 도플러 신호가 존재하지 않는 비정상적인 저에코성, 또는 무에코성의 윤활막내 조직; (2) 윤활막 증식(synovial hypertrophy): 이동하지 않고 압박이 잘 되지 않는, 비정상적인 저에코성의 윤활막내 조직으로, 도플러 신호가 존재할 수 있음; (3) 골극(osteophytes): 관절 가장자리 정상적인 골윤곽의 끝부분 피질이 돌출[13], 또는 2면에서 보이는 골피질의 돌출[14]; (4) 연골 손상(cartilage damage): 연골 표면의 정상적인 선명함의 소실, 연골 가장자리의 불규칙성 또는 얇아짐, 연골의 초음파 음영(에코) 증가[14]; (5) 관절간격 협착(joint space narrowing): 골피질 가장자리 공간의 감소[14]; (6) 부착부 힘줄과 인대의 변화(enthesopathy): 골부착 부위의 비정상적인 저에코성 그리고/또는 두꺼워진 힘줄이나 인대(석회화를 동반한 고에코성의 점 동반 가능)가 두 면에서 관찰되고, 도플러 신호 증강을 보일 수 있으며, 부착부 골극, 골미란, 불규칙함 등의 골변화를 동반할 수 있음[14]; (7) 반달연골의 돌출(meniscal protrusion): 관절선에서부터 관절 간격이 3 mm 초과한 반달연골 조직의 돌출[15].
Ultrasonographic findings of osteoarthritis in knee joint. (A) Effusion (*) and synovial hypertrophy (arrows), (B) osteophytes (*), (C) focal thinning of hyaline cartilage (arrows), (D) meniscal protrusion (arrow).
질병의 평가에 초음파의 활용
1. 반정량적 점수 체계
그동안 여러 연구자들에 의해 손과 무릎 골관절염의 초음파적 평가에 반정량적 초음파 점수 체계가 다양하게 제안되어 왔고[16], 가장 대표적인 손가락 골관절염의 점수 체계는 다음과 같으며[17], 무릎 등 다른 부위의 골관절염 점수 체계도 비슷하다[18-21].
1) 골관절염의 연골 손상 점수(Cartilage damage score)
(1) 0: 정상 연골; (2) 1: 무에코성 연골 구조의 소실 그리고/또는 연골층의 국소적 얇아짐 또는 최소한 1군데 이상의 연골 경계 명확성의 불규칙성 그리고/또는 소실; (3) 2: 무에코성 연골 구조의 소실 그리고/또는 연골층의 국소적 얇아짐 그리고 최소한 1군데 이상의 연골 경계 명확성의 불규칙성 그리고/또는 소실; (4) 3: 연골층의 국소적 부재 또는 완전한 소실.
2) 골관절염의 골극 점수(Semiquantitative scoring system of grading osteophytes)
(1) 0: 골극이 없는 경우; (2) 1: 경미한 골극; (3) 2: 중등도의 골극; (4) 3: 매우 큰 크기의 골극.
2. 골관절염에서 초음파의 유용성
골관절염 환자에서 초음파 영상이 주는 임상적 유용성은 다음과 같다.
첫째, 초음파 소견은 골관절염 환자의 임상증상과 X선, MRI 등 다른 영상검사의 소견과 잘 부합한다. 반정량적 점수 체계가 골관절염의 임상증상과 통증의 정도와 정비례하고[22,23], X선의 Kellgren-Lawrence grade나 골극의 존재와도 비례하며[23-25], MRI 소견과도 높은 일치도를 보인다[26,27]. 또한 임상의사가 바로 수행이 가능하고, 비침습적이고, 비교적 저렴한 가격, 방사선 노출에 안전하고, 장비의 이동이 자유로우며, 여러 각도와 확대된 크기의 영상을 얻을 수 있다는 장점을 고려할 때 골관절염의 평가에 가장 중요한 검사로 자리잡아 가고 있다.
둘째, 통증의 감별이 가능하다. 무릎 골관절염을 예로 들어보면, 무릎 통증의 주된 원인으로 연골 손상보다는 윤활막염, 골수부종, 미세 골절, 인대의 팽창, 근육의 수축, 윤활낭염, 신경 손상 등 다양한데[28,29], 골수 부종 등 뼈 내부의 문제를 제외한 윤활막염, 인대의 팽창, 윤활낭염, 반달연골의 손상 등은 초음파로 관찰이 용이하다[4].
셋째, 조기진단에 도움이 된다. 연골의 미세 변화, 윤활막염, 작은 골극, 반달연골 변화 등의 골관절염 병변을 비교적 초기에 초음파로 확인이 가능해, 임상증상은 있으나 X선 변화가 뚜렷하지 않은 조기 골관절염의 경우 초음파가 진단의 민감도를 높일 수 있다[4,30].
넷째, 초음파 소견으로 골관절염의 예후를 예측할 수 있다. X선상 뚜렷한 골관절염이 없으나 초음파로 삼출 소견이 있는 환자들이 3년 후 방사선적 골관절염으로 진행이 되었고[31], 내측 반달연골의 돌출이 있는 환자에서 5년 관찰 결과 방사선적 골관절염으로 진행되었다[32,33]. 그리고 손의 골관절염에서 윤활막염이 존재하고 파워도플러 혈관 신호가 증강되어 있는 경우 골미란, 관절간격 협착, 골극을 동반한 골관절염으로 방사선적 진행이 뚜렷하다[25,34-36].
마지막으로, 초음파 유도하 주사의 정확성과 안전성을 높일 수 있다[37]. 골관절염은 비염증성 관절염으로 분류되지만, 통증의 상당한 원인은 삼출과 윤활막증식으로 대표되는 윤활막염 반응이다. 이러한 병변은 스테로이드 주사에 잘 반응하여[38], 여러 학회에서 골관절염에서의 스테로이드 관절 내 주사는 상황에 따라 사용 가능한 것으로 권고되고 있다[39,40]. 또한 베이커씨 낭종 등 피부 표면의 해부학적으로 촉진하기에 어려운 깊은 병변을 초음파 유도하 접근하는 경우 주사의 정확도를 높일 수 있고, 혈관이나 신경 등 구조물을 피해 안전하게 주사하므로 주사 후 합병증을 줄일 수 있다.
초음파검사시 주의할 점
골관절염의 평가에 있어 초음파검사가 많은 장점을 가지고 있는 것이 사실이지만, 검사 수행에 있어 주의할 점이 몇 가지 있다. 검사자의 경험과 실력에 따라 결과에 많은 차이가 있는 점, 초음파가 뼈음영을 통과하지 못하므로 모든 관절 내 구조물의 영상을 얻을 수 없다는 점, 무릎의 연골과 인대를 전부 관찰하기는 어려운 점, 아직 표준화되고 정량화된 검사기준이 명확하지 않은 점, 초음파 허상으로 인해 결과 분석의 오류 가능성이 있다는 점 등이 있다. 그러므로 병력과 진찰을 통한 임상 진단이 선행되어야 하고, 검사자가 해부학적인 지식과 구조물과 증상과의 연관성 등에 대해 충분한 지식이 있고 오랜 시간을 들여 숙련된 기술을 갖춰야 객관적이고 명확한 영상을 얻을 수 있다는 것은 유념하여야 한다.
결론
골관절염의 진단은 임상증상, 진찰 소견과 X선 소견을 이용하는 것이 일반적이며, 2023년 유럽류마티스학회에서 새롭게 손 골관절염의 분류기준이 제안되어 적용되기 시작하였다. 골관절염의 초음파 소견으로는 삼출, 윤활막증식, 골극, 연골 손상, 관절간격 협착, 부착부 힘줄과 인대의 변화, 반달연골의 돌출 등이 있으며, 여러 연구진에 의해 반정량적 점수 체계가 개발된 상태이나 표준화된 정량적 점수 체계는 아직 합의되지 않은 상태이다. 임상적 사용에 있어 초음파는 골관절염 환자의 임상증상, X선, MRI 등의 소견과 일치하고, 통증의 감별이 가능하며, 조기진단의 민감도를 높이고, 질환의 예후를 예측하는 데 유용하다. 또한 초음파 유도하 관절 내 주사의 정확성과 안전성을 높일 수 있고, 방사선 노출에 안전하며 비교적 저렴한 비용으로 검사가 가능해 접근이 비교적 용이하다. 이러한 장점을 가진 초음파는 골관절염 환자의 진단과 치료에 유용한 도구로 자리 잡아 가고 있다.
Notes
Conflict of Interest
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
References
Peer Reviewers’ Commentary
이 논문은 골관절염의 진단을 위해 전통적으로 사용되어 오던 기존 진단기준뿐 아니라, 최근에 개정된 골관절염 분류 기준을 소개하고 조기 진단 및 치료 경과의 추적, 그리고 관절 내 주사 치료시 초음파의 유용성을 소개한다. 저자는 골관절염의 진단과 치료에 있어 초음파 검사의 임상적 유용성을 강조하며, 임상의들이 쉽게 참고할 수 있는 지침을 제공하고 있어, 실제 진료에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.
[정리: 편집위원회]