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Relationship of the Psoas Muscle Index with the Other Nutritional Factors in Patients Who Underwent Emergency Operation with Colonic Perforation
Surg Metab Nutr 2018;9(2):36-40
Published online December 30, 2018
© 2018 The Korean Society of Surgical Metabolism and Nutrition.

Young Hun Kim1, Ki Wook Lee2, and Kyung Jong Kim1

Department of Surgery, Chosun University College of Medicine, Gwangju, Korea,
Department of Diagnostic Radiology, Chosun University College of Medicine, Gwangju, Korea
Correspondence to: Kyung Jong Kim, Department of Surgery, Chosun University College of Medicine, 365 Pilmundae-ro, Dong-gu, Gwangju 61453, Korea
Tel: +82-62-220-3068, Fax: +82-62-228-3441, E-mail: kjkim@chosun.ac.kr
Received July 15, 2018; Accepted October 21, 2018.
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract

Purpose:

This study examined the correlation between the preoperative nutritional index and Sarcopenia in emergency colonic perforation patients.

Materials and Methods:

Patients undergoing an emergency operation with colorectal perforation at Chosun University Hospital between January 2014 and December 2016 were included in the analysis, and the medical records were reviewed retrospectively. Sarcopenia was defined by the psoas muscle area measured by preoperative computed tomography (CT) cross sectional imaging at L3 vertebra. The clinical nutritional index of patients with PMI (psoas muscle index)-High group were compared with a PMI-Low group.

Results:

The median PMI of the males was 4.48 cm2/m2 and the median of females was 3.33 cm2/m2 (P=0.002) The PMI-High and PMI-Low groups were not correlated with age and gender (P=0.455 and P=0.806, respectively). The traditional indicators of the nutritional status, such as body mass index (BMI), albumin, and lymphocytes, were not associated with sarcopenia (P=0.094, P=0.676, and P=1.000, respectively). No significant difference was observed between the ASA classification and sarcopenia (P=0.145).

Conclusion:

Sarcopenia using PMI was not associated with previous nutritional indices in patients undergoing emergency surgery due to colonic perforation. In the future, large-scale studies will need to identify its role as a prognostic factor.

Keywords : Nutrition index, Psoas muscle, Emergency, Colonic perforation
서론

영양불량(malnutrition)은 위장관, 신장, 심장 등 여러 장기의 기능을 감소시키며 약물의 대사와 상처 회복에도 영향을 미친다. 또한 면역력을 감소시켜 감염 발생을 증가시키고 환자의 회복에 영향을 주며 사망률을 증가시키는 것으로 알려져 있다.[1] 영양부족 환자는 정상적인 영양상태의 환자에 비하여 2배에서 20배까지 합병증 발생률이 증가한다고 보고 되고 있다.[2] 특히 외과 환자인 경우 수술 후 대사적 요구량이 매우 증가되어 있으며 위장관 질환에 의해 장기간 영양 불량인 경우가 많아 수술 전 영양 상태가 예후에 크게 영향을 미칠 수 있다. 영양상태에 관한 많은 신체적, 검사적 진단 결과는 질환과 영양상태간의 상호 작용으로 인하여 영양상태뿐 아니라 기저 질환을 반영하므로 오판을 할 수가 있다. 여러 연구들에서 알부민(albumin), 프리알부민(prealbumin), 신체계측치(anthropometry)등 일반적인 영양상태 평가지표는 혈관 투과성 증가와 간에서의 단백질 합성의 증가 등 급성기 반응(acute phase response)을 반영하므로 정확한 영양상태를 평가하기에 충분하지 않다는 점 또한 제기되고 있다.[3,4] 따라서 최근에는 근육량을 영양지표로 이용하는 연구들이 많이 보고 되고 있다. 근감소증(sarcopenia)은 근육량의 손실로 정의되고 고령자뿐 아니라 감염성질환, 내분비질환 및 대사질환, 면역질환, 장기 기능장애, 혈관질환 및 악성종양을 포함하여 급성 및 만성질환으로 인해 영향을 받는 환자에서 부정적 결과에 대한 위험요소로 점차 인식되고 있다.[5] 근감소증은 움직임의 감소, 심호흡 및 일상 생활의 간단한 활동을 수행하지 못하게 하고 이는 수술 후 결과가 좋지 않고 사망률이 증가할 수 있다고 알려져 있다.[6] 근육량은 이중 에너지 X선(dual energy X-ray), 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography), 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging)등을 이용하여 정량적으로 측정할 수가 있고 영상학적으로 측정된 근육량은 영양상태를 나타내는 대용지표로 제시되고 있다.[7] 특히 CT는 최근 응급질환을 포함한 많은 복부질환에서 질병의 정보를 위해 기본적인 검사방법으로 많이 사용되고, CT에서 측정할 수 있는 요근(psoas muscle)의 총 단면적은 전체 근육량의 추정치를 예측할 수가 있어 많은 연구에서 사용되고 있다.[8,9] 이전 근감소증에 대한 연구는 주로 노인, 선택수술(elective surgery)및 암과 관련된 환자에 중점을 두었다. 하지만 모든 성인, 응급복부수술을 시행한 환자와 근감소증과의 연관성에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 특히 대장 천공으로 인한 복막염은 분변의 복강 내 오염으로 인하여 신속한 외과적 치료를 요하고 예후도 좋지 않는 것으로 보고되고 있다.[10-13] 이번 연구는 대장천공으로 응급수술을 시행한 환자에서 요근지표(Psoas muscle index)를 이용한 근육량 감소와 다른 영양지표와의 상관관계를 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

1. 연구대상

2014년 1월부터 2016년 12월까지 조선대학교병원에서 대장천공에 의한 복막염으로 진단된 환자 77명중 수술 전 컴퓨터 복부 단층촬영으로 요근지표(PMI)를 측정할 수 있었던 67명을 대상으로 후향적 연구를 시행하였다. 방사선 사진 이미지에 대한 접근은 Picture Archiving and Communication System (PACS)를 통해 가능했다. 환자의 수술 전 전신상태는 American Society of Anesthesiologist (ASA) 등급에 따라 분류하였고 수술 전 쇼크는 패혈성 쇼크로 적절한 수액처치에도 불구하고 패혈증으로 인해 수축기 혈압이 90 mmHg미만으로 저혈압이 지속되어 혈압강화제를 투여한 경우로 정의하였다. 천공위치는 우측, 횡행, 좌측결장 및 직장으로 분류하였고 이외에도 환자의 연령, 성별, 원인질환들을 조사하였다. 환자측정 및 정보수집에 대한 모든 연구과정은 원내 생명윤리심의위원회(Institutional Review Board, IRB CHOSUN 2018-05-012-001)의 승인을 받아 진행하였다.

2. 영상분석

모든 CT 영상은 PACS를 사용하여 영상의학과 의사가 CT에서 세 번째 요추 체(lumbar vertebra 3)상측 높이에서 축 평면상의 양측 요근(Psoas) 단면적으로 측정하였다. 또한 3차원 재구성 영상 소프트웨어(Aquarius; Tera-Recon, Foster City, Calif)를 사용하여 근육 내 지방성분을 제외 시켰다. (Hounsfield thresholds of –30 to +150). 좌우 요근의 합을 환자의 신장(total psoas area [TPA] mm2/m2)에 대해 표준화 하여 남녀 각각 평균을 기준으로 두 군으로 나누고 PMI-LOW군을 근감소증(Sarcopenia)군으로 정의하였다.

3. 통계분석

모든 통계 분석은 SPSS 버전 20.0 (IBM SPSS Statistics for Windows 버전 20.0, IBM Corp. Armonk, New York, USA)을 사용하여 수행 하였다. 통계의 처리로 변수간의 상관관계는 Chi-square test 및 Fisher’s exact test로 분석하였고 유의수준은 P<0.05 (양측)로 설정되었다.

결과

본 연구에 포함된 환자의 기본 임상적인 특징을 Table 1에 나타내었다. 평균 나이는 72.6세였고 남자가 26명(38.8%) 여자가 41명(61.2%)이였다. 30명(44.8%)은 두 개 이상의 기저질환을 지니고 있었다. 체질량지수(Body mass index)는 평균 22.73 kg/m2였고 nutritional risk screening 2002 (NRS 2002)를 기준으로 20.5 kg/m2 미만인 경우가 52명(77.6%)이였다. 만성신부전, 간경화, 심혈관 질환이나 뇌혈관 질환 등으로 ASA 등급이 제3군 혹은 제4군 이상인 경우는 36명(53.7%)이였고 수술 전 쇼크는 16명(23.9%)에서 있었다. 수술 전 31명(42.3%)에서 백혈구 수치 상승 소견을 보였고 21명(31.3%)에서는 감소 소견을 보였다. 위치 별로는 좌측 결장에서 가장 많은 천공 빈도(62.7%)를 보였고 다음으로 직장 천공 순 이였다. 대장 천공의 원인 질환은 게실 염이 23명(34.3%)으로 빈도가 가장 높았고 대장암이13명(19.5%), 허혈성 대장염이 10명(14.9%), 숙변성 천공이 9명(13.4%), 대장 내시경 후 발생한 의인성 천공이 3명(4.5%)이였다. 수술 방법은 하트만 씨 수술과 일차 문합술을 각각45예(67.2%), 9예(13.4%) 시행했다. 수술 후 가장 흔한 합병증은 상처감염으로 12예(17.9%)에서 발생하였고 이중 6예(9.0%)는 창상열개로 재수술을 시행하였다.

Clinical characteristics of colonic perforation patients

 Characteristics Value (range, %)
Mean age (range, yr) 72.6 (19~94)
Sex (male: female) 26 (38.8):41 (61.2)
BMI kg/m2
 <20.5 52 (77.6)
 ≥20.5 15 (22.4)
Comorbid disease
 0 13 (19.4)
 1 24 (35.8)
 ≥2 30 (44.8)
ASA classification
 I, II 31 (46.3)
 III, IV 36 (53.7)
WBC count
 4,000~10,000 15 (22.4)
 <4,000 21 (31.3)
 >10,000 31 (42.3)
Systemic hypotension
 Y 16 (23.9)
 N 51 (76.1)
Locations
 Ascending colon 10 (14.9)
 Transverse colon 3 (4.5)
 Descending colon 42 (62.7)
 Rectum 11 (16.4)
 Other (multiple) 1 (1.5)
Causes of disease
 Cancer 13 (19.5)
 Diverticulitis 23 (34.3)
 Ischemia 10 (14.9)
 Stercoral 9 (13.4)
 Iatrogenic injury 3 (4.5)
 Other 9 (13.4)
Types of surgery
 Resection and anastomosis 8 (11.9)
 Primary suture 9 (13.4)
 Hartmann’s operation 45 (67.2)
 Ileostomy 5 (7.5)
Clavien-Dindo classification
 I 17 (25.4)
 II 19 (28.4)
 III 9 (13.4)
 IV 8 (11.9)
 V 14 (20.9)
Reoperation 12 (17.9)
Mortality 14 (20.9)


요근지표(Psoas muscle index)는 CT에서 세 번째 요추 높이에서 양쪽의 요근의 면적의 합을 구하고 환자의 신장에 대해 표준화(PMI cm2/m2)하였다. 남자의 평균 PMI는 4.48 cm2/ m2±1.548였고 여자는 평균 3.33 cm2/m2±1.291으로 성별에 따라 차이가 있었다 (P=0.002) (Fig. 1). 남녀 각각 평균을 기준으로 두 군으로 나누고 PMI-LOW군을 근감소증(Sarcopenia)군으로 정의하였고 남녀 각각 PMI-HIGH군은 5.81 cm2/m2± 0.779, 4.48 cm2/m2±0.799, PMI-LOW군은 3.15 cm2/m2± 0.749, 2.34 cm2/m2±0.629였다. 근감소증군과 근감소증이 없는 군은 나이, 성별과 상관관계가 없었고, 기존의 영양상태 지표인 체질량 지수, 알부민수치, 림프구수(lymphocyte count)와 연관성은 관찰되지 않았다. 또한 근감소증과 ASA classification간의 통계적인 차이는 없었다(Table 2).

Comparison of baseline characteristics between PMI-High and PMI-Low group

 Variables Value (range) P

PMI PMI
Age, years 72.12 (46~90) 73.11 (19~94) 0.455
Sex, male/female 13/19 13/22 0.806
Body mass index, kg/m2 23.55 (16.20~30.90) 21.98 (15.50~30.10) 0.094
Serum albumin, g/dl 3.22 (1.67~4.70) 2.99 (1.86~4.38) 0.676
Lymphocyte count, cells/m3 880.58 (227.70~2340.23) 886.90 (217.35~4000.26) 1.000
ASA classification (I II/III IV) 18/14 13/22 0.145

Fig. 1.

Difference in Psoas muscle index (PMI) cm2/m2 between male patients and female patients (4.48 cm2/m2 vs 3.33 cm2/m2, P=0.002).


고찰

본연구는 사망률이 높지만 이전까지 근감소증과의 연관성에 대한 연구가 부족한 대장 천공으로 응급수술을 시행한 환자에 주목을 했다. 이전 근감소증 연구들은 주로 고령, 선택수술(elective surgery), 종양 관련 환자를 대상으로 하였지만 본 연구는 상대적으로 위급한 환자에서 빠르고 쉽게 측정할 수 있는 요근지표(PMI)와 기존에 사용중인 영양 상태 지표와의 상관성을 확인하여 임상적 유용성을 규명하는 것이였다.

근감소증(sarcopenia)은 원래 노화의 일환으로 근육량의 점진적인 감소로 정의 되었다.[14] 이후 2010년에 European Working Group (EWGSOP)에서는 근육 감소, 근육 강도 저하 및 육체 피로 정도를 포함한 발전된 진단기준을 발표하였고 노화 이외의 다른 원인에 의해 발생한 경우를 이차 성 근감소증으로 정의하였다.[15] 근육량을 정량적으로 측정하는 방법은 이중 에너지 X선(DEXA), 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography), 자기공명 영상(magnetic resonance imaging)이 있고 DEXA를 이용한 사지 골격근 측정이 표준 방법으로 여겨지나 사지근육으로 제한되어 있고 근육부종 및 근육 내 지방 침착 시 과대 측정되고 조영제에 따라서도 높이 측정되는 경향이 있다. 또한 추가적인 비용과 응급상황에서 측정하기 어려운 단점이 있다.[16,17] CT는 수술 전 질병의 정보를 위해 기본 검사로 사용되고 있고 추가적인 비용을 들이지 않고 쉽게 골격근 양을 측정할 수 있는 이점이 있다.[18] 특히 요추(lumbar vertebra) 높이에서 측정한 요근(Psoas muscle)은 총 골격근 양과 비례하고 지방(fat) 또한 총 지방 양과 비례하는 것으로 보고 되고 있다.[19] 일반적으로 연령은 근감소증의 주요 원인으로 알려져 있고 60대가 20대에 비하여 약 40%까지 근육량이 감소한 결과를 보인 연구가 있었다.[20] 하지만 본 연구에서는 근감소군과 나이와 상관관계는 없는 것으로 조사되었다. 이번 연구에서 요근지표(PMI)는 알부민수치, 총 임파구수, 체질량지수 등 다른 영양상태 평가지표와의 상관성이 적은 것으로 나타났다. 혈중 알부민은 전통적으로 영양불량을 진단하는 가장 유용한 단일지표로 사용 되고[21] 근육의 양과 근육 강도와 연관이 있는 것으로 보고 되어 왔다.[22,23] 반면 암 관련 악액질(cachexia) 환자에서 근감소증과 알부민은 상관관계가 없다 라는 보고도 있다.[24] 혈중 알부민은 수분상태나 질환상태 등 영양 이외의 변화에 영향을 많이 받고, 상대적으로 반감기가 길기 때문에 최근에는 영양상태를 반영하는 데는 제약이 있다.[24] 또한 중환자에서 초기에 발생하는 저알부민혈증은 모세혈관누출증후군(Capillary Leak Syndrome)에 의한 것으로 합성이 저해된 것이 아니라 혈관 투과성의 증가로 인해 간질로 알부민 이동이 늘어난 것을 의미하고 실제로 알부민 저하가 근육 량 감소를 반영하는 비중은 낮을 것으로 생각된다. 총 임파구 수는 면역기능의 지표로서 T cell과 B cell을 반영하며 영양결핍, 급성 대사적 스트레스에 의해 감소 될 수 있고 저하시 영양 불량의 위험이 증가하는 것으로 보고 되고 있다.[25] 하지만 중증의 감염상태에서는 영양불량으로 인한 임파구 수 감소보다는 감염으로 인해 비정상적으로 증가하므로 영양상태를 잘 반영하지 못하는 면이 있다. BMI는 연령과 영양 상태를 나타내는 중요한 지표로 알려져 왔다.[20] 하지만 전통적인 위험 지표인 BMI <18.5는 점차 희귀 해져가고 근감소증은 BMI점수와 상관없이 전반적으로 발생하는 것으로 보고 되고 있다.[26] 이번 연구에서도 근감소증군과 그렇지 않는 군과의 사이에 BMI 연관성은 없는 것으로 조사되었다.

이 연구에는 몇 가지 제한이 있다. 첫 번째로 이 연구는 자료를 후향적으로 수집하여 잠재적으로 선택 편견의 가능성이 있을 수 있다. 두 번째로 근육감소의 진단기준에는 골격근질량의 형태학적인 변수 이외에도 근력 및 신체 기능이 포함되지만 응급수술이라는 특수성상 근력 및 신체기능은 평가하지 못하였다. 세 번째로 요근(psoas muscle)의 척추 병리학에 관한 것으로 고령에서는 척추 손상, 척추 기형, 척추 퇴행이 매우 흔하고 다른 근육군과 다르게 독립적인 요근(psoas muscle)의 위축과 지방성 퇴행을 나타낼 수가 있다.[6] 이것은 Psoas muscle이 골격근 양을 반영하는 감시 근육(Sentinel muscle)으로서 유용성을 훼손 할 수가 있다.[27]

여러 연구에서 근감소증을 구분하는 요근지표(PMI)의 절단 값(cut-off value)은 다양하게 소개되고 있다. 하지만 연구마다 각각 질병에 대한 전체생존기간(OS)에 따른 절단 값(cut-off value)을 사용하거나 중앙값(median), 또는 평균값(mean)을 사용하는 등 절단 값(cut-off value) 대한 합의는 아직 이뤄지지 않은 상태이다. 특히 응급수술환자에서의 요근지표(PMI)의 절단 값에 대한 연구는 매우 부족하며 이는 앞으로 다기관 연구를 통해 응급 수술을 시행한 환자에서 임상적으로 관련된 근감소증 절단 값을 결정하는 것이 필요할 것이다.

결론

응급결장직장 천공환자에서 CT를 이용하여 측정한 요근지표(PMI)와 다른 영양인자들과의 연관성은 본 연구에서는 관찰되지 않았다. 향후 대규모의 연구를 통해 요근지표(PMI)의 cut-off points에 대한 기준과 영양인자로서의 역할 또는 예후인자로서의 역할을 규명하는 것이 필요할 것이다.

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December 2018, 9 (2)
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