토끼 뇌농양의 환상-조영증강 병소에 대한 실험연구 : MRI 소견 및 병리조직학적 소견의 분석

Abstract

Purpose : To evaluate on the basis of histopathologic carrelation the MR findings of mature brain abscess inthe rabbit, with particular attention to rim-enhancing lesions. Materials and Methods : The evolution of abscessformation was obtained by the direct inoculation of Staphylococcus aureus into the gray-white matter junctions ofthe brains of 16 rabbits. The stages of brain abscesses were divided into four : early cerebritis (days 1 to 5after inoculation of the organism) ; late cerebritis (days 6 to 14) ; early capsular (days 16 to 21) ; and latecapsular (days 22 to 28). The available MR images showed 14 cases at the stage of early cerebritis, seven at thelate cerebritis stage, three at the early capsular, and one at the late capsular stage. According to the knownpathology of brain abscesses and on the basis of both MR imaging and histopathologic findings, the lesions weregrouped according to whether they were found in the central necrotic, border, or peripheral zone. We analyzed thepatterns of rim-enhancement (completeness of the rim, thickness, and margin) and the signal intensities of theabscess walls on MR images at each stage. Histopathologic correlation was performed in one case of each stage. Weevaluated the presence or absence and degree of infiltration by inflammatory granulation tissue, microhemorrhage,reticulin, collagen, and hemosiderin of the abscess walls. Results : Rim-enhancing lesions were present in threeof 14 cases at the late cerebritis stage, in all three cases at the early capsular, in one at the late capsular,but in none at the early cerebritis stage. The enhancing pattern of the late cerebritis stage wasirregular-margined incomplete rim-enhancement, with irregular thickness of the abscess walls (3/3). The enhancingpattern of the capsular stages was well-defined, complete rim-enhancement with uniform thickness of the abscesswalls (3/4). The signal intensities of the abscess walls at the late cerebritis and early capsular stages werevariable. The late capsular stage was characterized by hypointensity of the abscess wall on both T1- andT2-weighted images. Histopathologically, the capsular stages were distinguished from the late cerebritis stage bythe marked infiltration of reticulin and the presence of collagen in the abscess walls. The most conspicuouspathologic finding distinguishing the late from the early capsular stage was abundant infiltration of the abscesswall by collagen and hemosiderin. Conclusion : The enhancing pattern of a brain abscess with mature capsuleformation was characterized by a well-defined, complete rim-enhancing abscess wall of uniform thickness. Themature abscess wall was hypointense on both T1- and T2-weighted images, may be explained by marked infiltration bymature collagen and hemosiderin. Key word : Animals Brain , abscess Brain , MR Magnetic resonance(MR) , contrast enhancement

목적 : 토끼의 뇌에 농양을 유발시켜, 성숙 뇌농양의 MRI소견을 얻고 특히 환상-조영증강병소의 MRI소견을 병리조직소견과 상호분석 해보고자 하였다. 대상 및 방법 : 16마리 토끼의 뇌에서 Staphylococcus aureus를 피하 접종시켜, 전개시기에 따라 조기 뇌염기 (접종 후 1일에서 5일까지), 후기 뇌염기(6일에서 14일), 조기 피막기(15일에서 21일), 및 후기 피막기 (22일에서 28일)로 분류하였다. 뇌농양의 MRI 소견은 조기 뇌염기에서는 14예, 후기 뇌염기 7예, 조기 피막기 3예, 그리고 후기 피막기 1예에서 얻을 수 있었다. MRI 및 병리조직 소견에서 병변은 중심괴사부, 농양벽을 형성하게 될 경계부, 부변부 등의 세 병소로 나누었다. MRI 소견의 분석은 환상-조영증강의 유무 및 환상-조영증강이 보일 경우 고리의 모양, 고리 두께의 균일성, 주변부와의 경계 등을 분석하였고, 각 병소에서는 농양벽의 신호강도를 중심으로 관찰하였다. 병리조직 소견은 각 전개시기에 따라 한 마리씩 토끼를 부검하여 MRI 소견에 대응하는 병리조직 소견을 비교분석하였는데, 농약벽에서의 염증성 유아조직, 미세출혈, 레티큘린, 교원질, hemosiderin 등의 침착 유무 및 정도를 중심으로 관찰하였다. 결과 : 16마리 토끼 중 환상-조영증강 병소는 7예에서 보였는데, 후기 뇌염기에서 3(3/7)예, 조기피막기3(3/3)예, 후기 피막기 1(1/1)예엿고 조기 뇌염기에서는 관찰되지 않았다. 환상-조영증강은 후기 뇌염기에서는 3예 모두 불완전한 고리 모양으로 주변부와의 경계가 불분명하였고, 불균일한 두께를 보였다. 조기 및 후기 피막기에서는 조기 피막기의 1예를 제외한 3예에서 완전한 고리 모양을 보였고, 두께는 균일하면서 주변부와의 경계가 분명한 환상-조영증강을 나타냈다. 농양벽의 신호강도는 후기 뇌염기와 조기 피막기에서는 다양한 신호강도를 보였고, 후기 피막기에서는 T1 및 T2강조영상에서 모두 저신호강도를 보였다. 농양벽의 병리조직 소견은 후기 뇌염기에 비해 피막기에서는 레티큘린의 양적 증가 및 교원질이 침착하였고, 피막기 중 조기 피막기와 후기 피막기의 차이점은 후기 피막기에서의 교원질 및 hemosiderin의 현저한 침착이였다. 결론 : 완전한 피막이 형성된 뇌농양 즉 후기 피막기의 MRI 소견은, 경계가 분명하면서 두께가 균일하고 완전한 고리 모양의 환상-조영증강을 보였고, 농양벽의 신호강도는 T1 및 T2강조영상에서 저신호강도를 나타냈는데, 이는 농양벽에 침착된 교원질과 hemosidering에 기인된 것으로 생각된다.