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요추부 자기공명영상 검사(MRI)와 전산화단층촬영 검사(CT)에서 티타늄 합금과 티타늄-코발트 크롬 합금에 의한 영상 투명도 비교

A Comparison of MRI and CT imaging clarity of titanium alloy and titanium alloy with cobalt-chromium-alloy pedicle screw and rod implants in the lumbar spine


J Bone Joint Surg Am. 2012 Aug 15;94(16):1479-83.

이규열 동아의대 동아대학교의료원 정형외과 교수

요 약
척추부 유합 수술은 최근 연간 349,400건에 달할 정도로 증가하였다. 유합 수술의 기술적 향상에도 불구하고 술 후 통증과 같은 문제로 인하여 유합부의 수술 후 영상 의학적 평가-자기공명영상 검사(magnetic resonance imaging, MRI) 또는 전산화단층촬영 검사(computed tomography, CT)-의 필요성은 꾸준히 증가하여 왔다.
본 연구의 목적은 요추부 사체 모형을 통하여, 티타늄 합금 고정물과 티타늄-코발트 크롬 합금 고정물로 인해 야기되는 술 후 MRI와 CT의 영상 투명도 저하를 분석하기 위함이다. 저자들은 내고정물의 재질에 따른 영상 검사의 차이가 없다는 가정을 전제로 연구하였다.

이전에 수술을 받은 병력이 없는 두 구의여성 사체 몸통(사망 당시 나이, 각각 51세, 54세)을 이용하였다.

티타늄 코발트 합금 고정물은 Medtronic사의 CD HORIZON SOLERA 제품으로 6.5 mm 티타늄 나사(Screw)(Ti-6Al-4V), 코발트-크롬-몰리브덴 다축 헤드(Multiaxial Head)와 4.75 mm 직경의 로드(Rods)(Co-28Cr-6Mo)로 구성되어 있으며, 티타늄 합금 고정물은 CD HORIZON LEGACY 제품으로 6.5 mm 티타늄 나사, 다축 헤드, 그리고 5.5 mm 직경의 로드(Ti-6Al-4V)로 구성되어 있다.

수술 후 내고정물의 위치는 O-arm을 통하여 적정한 부위에 고정되어 있는지 확인하였다. 이후 사체 모형을 앙와위 자세(Supine position)로 한 뒤 영상 검사를 시행하였다. MRI는 Siemens사의 Symphony 1.5-T (버전 2004A)를 이용하여 T1, T2 강조 영상을 시행하였으며, CT는 General Electric사의 LightSpeed Plus (버전 07MW11.10)를 이용하여 시행하였다. 사체로 인한 영향을 없애기 위해 각각의 영상 검사가 끝난 뒤 사체에서 내고정물을 제거하고, 반대편 사체로 다시 삽입한 후 이를 대조군으로 사용하였다.

축성 단면 영상(Axial slice)은 척추경(Pedicle)의 정중앙 부위와 추간판 사이(Disc space)의 중앙부위를 촬영하였으며 시상면 영상(Sagittal image)은 정중선에서 촬영하였다. 영상 투명도의 평가는 9명의독립된 검사자에 의한 점수를 모아 시행하였다. 점수는 CT나 MRI에서 전자 격자를 통해 구획을 만든 뒤 이를 각각 투명도에 따라 1점에서 5점으로 분류하였다. 이를 통해 총점이 4점에서 40점까지 되도록 하였다.

각각의 9명의 검사자(영상의학과 3명, 신경외과 3명, 정형외과 3명)들이 100개의 영상을 평가하여, 총 900개의 영상을 이용하였다. CT 영상이 36개, MRI 영상이 64개였다. 평균 총점은 티타늄 합금군(n=450)에서 18.16±9.89점(범위, 4~40점), 티타늄-코발트 크롬 합금군(n=450)에서 17.45±9.64점(범위, 3~40점)으로 두 군간의 저명한 차이를 보이지 않았다.

티타늄-코발트 크롬 합금군에서 시행한 MRI 검사에서 1번 사체 표본(Specimen)은 12.36±6.57점, 2번 표본은 12.24±6.78점으로 차이는 저명하지 않았다(p=0.883). 티타늄 합금군에서는 1번 표본에서 13.10±6.82점, 2번 표본에서 11.67±5.00점으로 이는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p=0.044).

CT 검사에서는 두 군 모두에서 유의한 차이점을 보이지 않았다. 티타늄-코발트 크롬 합금군에서 1번 표본은 25.90±6.28점, 2번 표본은 27.11±7.46점이었으며(p=0.274), 티타늄 합금군에서 1번 표본은 28.54±5.81점, 2번 표본은 28.33±7.10점이었다(p=0.837).

9명의 검사자 중 영상의학과 의사가 평가한 점수가 가장 높았으며, 이후 신경외과, 정형외과 순서였다. 검사자의 전공에 따른 평균 점수에서 다소의 차이는 있었지만, 전반적으로 의미있는 수준의 유의한 차이를 보인 것은 아니었다.

논 평
이번 연구의 가장 큰 제한점으로는 1.5-T MRI를 통해 검사가 행해진 점이다. 현재 3-T MRI가 널리 이용되고 있으며, 이를 통해 보다 우수한 영상을 얻을 수 있다는 점을 고려하면 아쉬운 부분이기도 하다.

본 논문은 척추부 유합 수술 후 발생할 수 있는 감염이나 다른 합병증으로 인하여 CT나 MRI와 같은 영상 검사를 시행할 경우 걱정할 수 있는 내고정물에 의한 간섭 효과를 기기의 성분에 따라 구체적으로 실험한 논문이다. 비록 사체 모형을 통한 한계점은 있으나, 본 논문의 데이터는 술 전 기기 선택의 혼란에 있어서 참고가 될 수 있는 정보를 제공해 준다는 점에서 시사하는 바가 있다고 생각한다.