골다공증으로 인한 척추압박골절은 매년 증가하는 추세로 골다공증으로 인한 고관절 골절보다 발생 빈도가 높다고 보고되며 현대 사회에서 많은 의료 기관이 중요한 문제로 인식하고 있는 질환이다.123) 많은 환자들 중에서 증상이 미미한 경우가 많으며 대부분은 염좌로 간과하기 쉽고 보통 23%–33%에서만 심한 요통을 호소하여 진단이 늦어지는 경우가 있다.24) 대부분의 골다공증성 척추압박골절은 보존적 치료로 좋은 추시 결과를 보이나 일부 환자들의 경우에서는 적절한 보존적 치료에도 불구하고 압박률이 진행되고 이로 인해 척추 후만 변형이나 우울증 또는 사망 등의 여러 합병증이 증가한다고 보고되고 있다.23) 하지만 환자에 따라 압박률이 진행되는 정도가 많이 다르기 때문에 이를 예측하기는 쉽지 않다.

이전 연구에서도 진행성 골다공증성 척추압박골절의 예후를 예측하기 위해 영상검사를 통한 연구가 진행되었다. Sugita 등5)은 단순 방사선 검사 소견을 5가지 유형으로 분류하여 각각의 예후를 평가하였으며 전방 추체의 압박이 있는 유형에서 압박률의 증가와 추체 내 진공 틈새(intravertebral vacuum cleft)의 발생이 증가함을 보고한 바 있으며, Eastell 등6)은 척추골절의 형태와 정도로 분류하였다. 하지만 이러한 연구들은 초기 단순 방사선 사진을 토대로 하였으며 자기공명영상을 이용하지는 않았다.

국내 논문 가운데 Koh 등7)은 자기공명영상 소견을 통해 압박률의 증가율에 관한 예후 인자를 연구한 바 있으나 연구 표본 수가 적고 압박률이 진행한 환자군을 대상으로 역으로 조사하였다. 이에 저자들은 흉요추부 골다공증성 척추압박골절 환자에서 많은 표본을 토대로 초기 방사선적 요인 가운데 최초 자기공명영상 상에서 보이는 추체의 음영 변화의 크기 및 상, 하부 종판의 골절과 압박률의 진행과의 상관관계에 대해 알아보고자 하였다.

2011년 10월부터 2016년 10월까지 본원에 내원한 흉요추부 골다공증성 척추압박골절 환자 중 침상안정 및 흉요천추 보조기 착용 등의 보존적 요법으로 치료한 환자 중 최소 3개월 이상 추시가 가능하였던 환자를 대상으로 하였으며 평균 4.3개월간(3–6개월) 추시 가능했던 총 187명, 198분절을 대상으로 하였다. 가벼운 낙상이나 외상으로 축성 압박력을 입은 환자 중 McAfee 분류에 따라 압박골절이나 안정성 방출성 골절 환자를 대상으로 하였으며 남, 여 비는 1.0:5.2였고, 평균 연령은 74.15±12.83세였으며 평균 골밀도는 T-score는 −3.54±0.85였다. 환자는 모두 2주간 절대 침상안정 후 통증 및 방사선 검사를 추시하여 흉요천추 보조기를 착용하였으며 그렇지 않은 군은 대상에서 제외하였다. 이차성 골다공증 환자와 보존적 치료 도중 시술 및 수술을 받은 경우는 연구대상에서 제외하였다. 제1 요추와 제12 흉추가 각각 69예, 60예로 가장 많았고 그 다음으로 제2 요추가 47예, 제11 흉추가 22예로 관찰되었다(Table 1). 골밀도는 이중 에너지 방사선 흡수 측정장치(dual energy x-ray absorptiometry)를 이용하여 측정하였다.

저음영 구역(low intensity zone, LIZ)은 골절 시 발생한 골수 음영이 저하된 부위를 측정하였으며, 초기 골절 직후 시행한 자기공명영상 T1 강조영상 시상면에서 저신호 강도를 보이는 영역의 높이가 가장 큰 지점과 해당 추체의 가장 높은 높이와의 비율로 측정하였다(Fig. 1). 계측은 2명 이상의 정형외과 의사가 시행하였고 쿰멜병(Kummell's disease)에서 보이는 자기공명영상 소견과는 다름을 정형외과 전문의와 함께 영상의학과에서 확인하였다. 쿰멜병으로 확인된 경우 및 해당 추체에 골절의 기왕력이 있었던 환자는 배제하였고 회전력이나 전단력으로 인한 전종인대 손상이 관찰된 경우도 모두 제외하였다. 압박률은 골절된 추체의 전방 높이와 골절된 추체에 인접한 상, 하 추체의 전방 높이의 평균 비율로 측정하였다(Fig. 2).

LIZ의 크기는 5단계로 분류하였으며(Grade I–V) 20% 간격으로 구간을 설정하여 최종 추시 시 추체 전방 높이의 감소 변화를 관찰하여 유의한 차이가 있는지 알아보고자 하였다(Fig. 3). LIZ의 분포는 0%–19%가 7예, 20%–39%가 31예, 40%–59%가 55예, 60%–79%가 58예, 80%–100%가 47예로 관찰되었다(Table 2). 상, 하부 종판 골절과 최종 압박률의 변화량과의 상관관계를 알아보기 위해 자기공명영상 T1 강조영상 시상면 상에서 종판의 피질골 연속성이 중단되어 골절된 경우를 분류하였으며(Fig. 4), 상부 종판이 골절된 경우가 39예, 하부 종판이 골절된 경우가 17예, 상, 하부 종판이 모두 골절된 경우가 8예 관찰되었다(Table 3). 골밀도에 따른 압박률의 증가량을 알아보기 위해 T-score를 −2.5–−3.4, −3.5–−4.4, −4.5–−5.4, −5.5–6.4로 구간을 설정하였으며 각각 111예, 56예, 21예, 10예로 나타났다(Table 4). 성별에 따른 차이 분석은 독립 T 검정을 사용하였으며, 평균 연령 및 평균 골밀도, 압박률의 변화량의 평균을 분석하기 위해 일원배치 분산분석을 사용하였다. 각 구역의 상관관계 및 상, 하부 종판의 골절에 따른 압박률의 변화량과의 상관관계는 Pearson correlation 검정을 사용하여 분석하였다.

본 연구는 본원 연구윤리위원회의 승인을 얻고 진행하였다(SA2017-07).

골다공증은 현재 가장 흔한 대사성 골질환 가운데 하나로 그로인한 척추압박골절이 매년 7천만 명 이상 발생한다고 보고되었다.48) 압박골절은 척추골절 중 가장 흔한 형태이며 보통 굴곡력에 의한 척추체의 급성 압박이 기전으로 설명되나 골다공증이 동반된 고령의 환자에서는 가벼운 외상이나 특별한 외상 없이도 발생할 수 있다고 보고되고 있다.8) 대부분의 환자에서 통증과 척추의 후굴 변형이 발생하며 이로 인한 호흡 곤란, 불면 등을 유발할 수 있다. 고령의 환자에서 심할 경우에는 사망에 이를 수 있으며, 육체적 활동의 제한과 심신의 허탈로 인해 일상생활에 제한이 오고 우울증이 동반될 수 있다.2489) 따라서 고령화 사회에서 골다공증성 압박 골절은 노년기 환자들의 삶의 질을 결정하는 중요 질환이 되었으며 질환에 이환이 된 시점부터 보다 정확한 평가를 통해 예후와 치료의 방향을 결정하는 것이 중요해지고 있으나 현실적으로 어려운 실정이다. 이는 골다공증성 척추압박골절의 보존적인 치료에 있어서 침상안정과 흉요천추 보조기 및 조기보행 등의 다양한 보존적인 방법이 있으나,4) 적절한 보존적 치료에도 불구하고 환자마다 다양한 경과를 지니며 압박률도 매우 다양하게 진행되기 때문이다.1011)

이러한 골다공증성 척추압박골절 시 압박률의 변화에 영향을 미치는 인자에 대한 다양한 연구가 진행되었으며, Kim 등12)은 일반적으로 척추 변형을 일으키는 요인으로 골밀도가 영향을 미친다고 보고하였고, Sohn 등11)은 나이, 성별 등이 예후에 미치는 요인을 연구하였으나 유의할 만한 결과를 얻지 못했다고 보고하였다. 또한 국내에서도 Koh와 Kim은13) 나이, 성별, 골절부위, 골절유형, 수상기전에 따라 압박률 변화 추이를 분석하였으며 이 중 여성에서 압박률이 유의하게 증가하는 것을 보고하였다. Koh 등7)이 자기공명영상 검사를 통해 관찰되는 골수 음영 소실된 공간이 압박률의 증가량에 영향을 미친다고 보고한 바 있으나 표본의 수가 적었다. Jun 등14)은 McAfee 분류에서 안정성 방출성 골절을 입은 환자의 초기 자기공명영상에서 관찰된 소견들 중 LIZ의 크기, 상, 하 종판의 골절과 관련한 예후에 대해 평가하였으며 상부 종판 골절이 있을 경우 및 LIZ의 크기에 따라 최종 추체 압박률의 변화량과 통계적 유의성이 있음을(p<0.001) 보고한 바 있으며 이는 추체에 가해진 외력으로 인해 발생한 상부 종판의 골절이 추간판의 변형과 피질골의 소실로 인한 것으로 보고하였다. 또한 가벼운 외상으로 인한 순수한 축성 압박력을 입은 골다공증성 척추압박골절 환자를 대상으로 한 본 논문의 결과와 유사하였다. 본 논문의 저자들은 진행성 골다공증성 척추압박골절 환자에서 자기공명영상을 통한 초기 평가를 통해 추후 추체의 압박이 진행되는 정도와 그 유의성에 대하여 연구하였으며, 그 결과 자기공명영상의 T1 영상에서 보이는 LIZ의 크기가 클수록 선형으로 압박률의 변화량이 유의하게 증가하였으며, 또한 80% 이상인 구간에서 더욱 유의하게 증가하는 것을 알 수 있었고(p=0.007) 상부 종판 골절이 동반된 경우 그렇지 않은 경우보다 최종 추체 압박률의 변화량이 증가하는 것을 알 수 있었다.

LIZ의 크기가 클수록 압박률의 변화량이 커지는 이유로는 해부학적으로 추체의 혈행은 분절 동맥에 의해서 이루어지는데 후방 추체는 분절 동맥의 후방 가지가 위, 아래에서 혈행을 공급하는 반면, 전방 추체는 분절 동맥의 하나의 전방 가지에 의해서 혈액을 공급 받기 때문에 손상 받았을 경우 추체의 허혈성 손상이 일어나기 쉽다.151617) 따라서 전방 추체에 존재하는 LIZ가 크기가 클수록 추체내 구조의 손상 및 파괴가 크고 이로 인한 분절 동맥의 손상이 존재할 가능성이 크며 이는 결국 추체의 허혈성 손상이 발생할 가능성이 커질 것으로 생각된다.

척추체는 겉으로 400–500 µm의 피질골 껍질에 의해 둘러싸여 있는 해면골로 구성되어 있으며 수평면에서는 등방성을 띠나 이외의 면에서는 이방성을 띠는 특이한 구조물로 알려져 있다. 이는 추체의 용적 밀도를 결정하게 되며 추체 강도에 매우 중요한 요인으로 알려져 있다.18) 몇몇 저자들은 추체의 강도는 총 골소주의 비율에 영향을 받는다고 보고한 바 있으며,1819) 정상적으로 20–40세의 연령군은 1,000–1,200 kg을 견딜 수 있으나 골다공증 환자에서는 수평 골소주의 간격이 넓고 얇아져 골기질의 감소 등 으로 골의 강도가 현저히 저하되어 60–150 kg의 하중을 견디는 것으로 보고된 바 있다. 본 논문에서 상부 종판의 골절이 있는 경우 결과적으로 추체 압박률의 변화량이 증가하였는데 이는 상부종판에 강한 외력이 가해 지면서 골소주가 소실되었을 것으로 생각되며 이는 과거 Jun 등14)이 외력이 가해지며 변형된 추체에서 조직의 재분배와 추간판의 점차적인 상부 종판으로의 이행은 추체의 후굴 변형에 중요한 인자로 보고된 바 있다. 이러한 골소주의 정량적인 보고 외에도, D'Ippolito 등20)은 골다공증 환자에서 골기원세포가 감소하여 골모세포의 형성이 저하되어 있고, 이로인하여 치유 능력이 많이 저하된다고 보고하였다. 특히 골다공증에 쉽게 이환이 되는 척추체의 경우 이러한 현상이 더 두드러질 수 있다고 보고하였다.

결국 골다공증 환자에서는 감소된 골기질로 인한 추체 강도의 약화 및 감소된 골모세포로 인한 골 기질의 원활한 재형성의 부재로 인하여 손상되었을 시 적절한 재생이 힘들고, 구조적으로 많이 손상된 추체일수록 그만큼 복구되기 어려울 것으로 생각되었으며, 이는 저자들이 초기 자기공명영상에서 관찰했던 골수 및 종판의 손상과 압박률의 상관관계에 대한 연구한 결과와 같은 결론이었다.

1978년 Maldague 등21)이 허혈성 척추골절 환자에서 단순 방사선영상 상에 관찰되는 횡형의 방사선 투과성 음영의 영상에 대한 보고를 처음으로 하였으며 이를 intravertebral vacuum cleft라 명시하였다. Sarli 등22)은 T1 자기공명영상 상을 통해서 이러한 모양이 추체 내에 저강도 신호로 관찰되며 T2 강조영상에서 고강도 신호와 함께 액체 저류 음영이 관찰된다고 보고한 바 있다. 이러한 방사선 투과성 음영은 추체의 허혈로 인한 골괴사에 의해 발생하며 외상이나 영양 불균형, 신경혈관 손상에 의한 것으로 보고된다.2223) 저자들이 자기공명영상에서 관찰한 LIZ는 수직 압박력에 의한 척추체 내의 해면골이 손상된 공간으로, 자기공명영상 T1 강조영상에서 횡형을 띠고 있었으며 저신호 강도는 보이는 등, intravertebral vacuum cleft의 자기공명영상에서 보이는 T2 강조영상에서의 액체 집적 소견이 보이지 않았으며 급성 골절로 의심되는 고강도 신호가 관찰되어 intravertebral vacuum cleft와 감별할 수 있었다.

저자들은 골밀도가 골다공증성 척추압박골절 환자에서 예후에 영향이 있다는 점을 토대로 미루어 영상검사 상에서 발견되는 골소주의 소실이 압박률의 진행 정도에 영향을 미치는 요인이 될 수 있다고 생각하여 본 연구를 진행하였으며, 초기 LIZ의 크기가 클수록 압박률이 통계적으로 유의한 수준으로 증가함을 확인할 수 있었다. 특히 LIZ의 크기가 80% 이상인 경우부터 감소율이 크게 증가하였다. 이는 골다공증성 척추압박골절로 내원한 환자에서 LIZ의 크기가 80% 이상이라면 예후가 안 좋을 것으로 예상해 볼 수 있다고 생각된다. 또한 하부 종판이나 상, 하 종판 골절이 최종 압박률의 변화량에 미치는 영향이 통계적으로 유의성은 없는 것으로 확인되었지만 이는 본 논문에서 표본의 수가 적었으며, 하부 및 상, 하 종판 골절의 경우 후방인대 복합체의 손상이 동반된 불안정형 방출성 골절의 가능성이 높아 조기에 수술적 치료를 받아 결과에 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.

본 연구의 제한점은 후향적 연구이다 보니 모든 환자들이 동일한 조건에서 연구가 진행되지 않았다는 점이다. 최대한 동일한 조건에서 결과를 평가하고자 하였으나 환자의 침상안정 기간 및 보조기 착용기간 등이 각각 달랐을 것이다. Pfeifer 등24)에 의하면 골다공증성 척추압박골절의 경우 최소 6개월간 보조기를 착용할 것을 권하였고 Koh와 Park25)의 연구에 의하면 8주까지 보조기를 철저히 착용할 것을 권하는 것으로 보아 보조기 착용기간이 압박률의 진행에 밀접한 영향을 미치는 것으로 생각되며 본 연구에 수집한 환자 데이터의 경우 제각각 다른 보조기 착용 기간이 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 두 번째로 자기공명영상 검사에서 관찰되는 LIZ의 크기 측정이 시상면에서 이루어졌다는 것이다. 이는 LIZ, 즉 골소주의 소실을 평가한 방법이 실제로 추체 전체에서 차지하는 비율이 아니기 때문에 전체 소실량과 차이가 있을 것이며 이는 본 논문의 결과에 영향을 미쳤을 것으로 예상된다. 따라서 향후 연구에서는 삼차원적으로 LIZ의 부피를 구하여 비교를 한다면 보다 유의한 결과가 나올 수도 있다고 생각한다. 또한 LIZ이 차치하는 영역을 구분하여 전, 후방에 차지하는 크기에 따라 척추의 혈행이 미치는 영향이 달라질 것이므로 압박률의 진행에도 차이가 있을 것으로 예상된다.

흉요추부 골다공증성 척추압박골절에서 초기 관찰되는 LIZ의 크기에 따른 임상적 최종 추시 결과는 LIZ의 크기가 클수록 압박률의 증가율이 점차 증가하였으며 80% 이상인 군에서 증가율이 가장 컸다. 따라서 초기에 가벼운 외상으로 순수한 축성압박력을 입은 골다공증성 척추압박골절 환자일 지라도 초기에 관찰되는 LIZ의 크기가 클수록 압박이 진행될 것을 예상할 수 있으며 80% 이상인 경우와 상부 종판 골절이 동반된 경우에는 압박률이 크게 진행될 가능성이 높아 침상 안정 및 엄격한 흉요천추 보조기의 착용, 통증 조절, 골다공증 관리 등의 철저한 보존적 가료를 요할 것으로 생각되는 바이다.