Journal of Korean Spine Surg.
Vol. 7, No. 4, pp 558~564, 2000
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추간판의 퇴행성 변화가 골다공증성 척추 골절에 미치는 영향
이 규 성
포천중문의과대학 분당차병원 정형외과학교실
The Effect of Disc Degeneration in Osteoporotic Vertebral Fracture
Kyu Sung Lee, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Pochun Joongmoon Medical School – Abstract –
Study design : Radiographic findings of vertebral fracture and disc degeneration in osteoporotic spine were observed Objectives : We investigated the relationship between osteoporotic fractures of vertebral body and disc degeneration.
Materials and Methods : Lumbar radiographs of 46 osteoporosis patients with vertebral fracture, ages older than 50 years were analyzed. Disc degeneration was compared between the vertebral bodies with fracture and without fracture. Disc degeneration and BMD were compared between three (biconcave, wedge and crush) types of vertebral fracture.
Result : Discs below the fractured vertebrae showed normal height without degeneration, and disc below the normal vertebrae was thin and degenerated. In the comparison of disc degeneration and BMD of three types of vertebral fractures, wedge verte- bral fractures showed lower BMD and severe disc degenertion than biconcave vertebral fractures.
Conclusion : In osteoporotic spine, fractures of vertebral bodies were more frequently occured above a disc with normal height without degeneration. The vertebral bodies above a disc thined or degenerated were less susceptible to fracture. Fracture of ver- tebral bodies above the degenerated disc showed higher incidence of wedge fracture than biconcave fracture. Disc degeneration has definite relationship with the development and type of vertebral fractures in osteoporotic spine.
Key Words : Osteoporosis. Vertebral fracture, Disc degeneratioin, BMD
서 론
척추의 압박골절은 골다공증에서 여러 부위에 발생되 는 골절중 가장 흔한 골절로 연령이 높아질수록 빈도가 증가하고 다발성 골절을 일으켜 노년기에 척추 측만 혹 은 후만 변형이 진행되며 지속적인 통증을 일으킨다. 골 다공증에서 척추골절의 발생 위험성은 연령 증가로 인 한 추체의 골량 감소가 주 원인이나 이 시기에 추간판에
는 퇴행성 변화가 흔히 동반될수있으며 이와같은 퇴행 성 변화가 척추의 골량 뿐만아니라 골절 발생에 영향을 미칠것으로 사료되나 서로 이에 대해 상반되는 결과들 을 보고하고 있다3,6,8,18)
.
골다공증에서 발생되는 척추골절은 형태에 따라 함몰 형, 쐐기형, 압궤형으로 분류4)되며 이와 같은 골절의 형 태도 골밀도 및 추간판의 퇴행성 변화 정도와 깊은 관련 이 있을 것으로 추정되고 있으나 아직 정확한 임상 관찰 결과는 밝혀져 있지 않다8)
.
저자들은 5 0세 이후의 폐경후 여성 환자들을 대상으
로 요추 추간판의 퇴행성 변화와 척추 골절과의 관계와, 척추의 골밀도 및 추간판의 퇴행성 변화가 골절 형태에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 분석을 시행하였다.
대상 및 방법
본 연구는 1 9 9 7년 1 2월부터 1 9 9 9년 3월까지 본 병원 정형외과에 요통과 함께 골다공증이 의심되 내원한 50 세 이후의 폐경후 여성환자들로 척추에 영향을 주는 골 대사 질환, 감염, 종양등이 없는 104명의 환자중 46명의 척추 골절 환자를 대상으로 하였다. 요추의 방사선 소견 상 제 1 , 2요추간에서 제5요추 제 1천추간까지 2 3 0분절 에 대해 추체 압박골절 정도, 추간판의 퇴행성 변화 정 도와 추체의 골밀도를 측정하여 추체 골절과 추간판의 퇴행성 변화 및 골밀도와의 관계를 분석하였다.
추간판의 퇴행성 변화 정도를 Kellgren12)
, 방법에 따라
분류하였으며 0; 정상, 1; 추체 전방에 가벼운 마모, 골극 형성, 2;가벼운 추간 간격 감소, 뚜렸한 추체의 마모, 골 극형성, 3; 현저한 추간간격 감소, 골극형성, 골경화 4 ; 추간 간격의 심한 감소, 골극이 현저히 크고 추간단판의 골경화를 보이는 경우로 분류하였다18,20)(Fig. 1).
골다공증에 의한 골절 여부를 관찰하였며 Riggs14)등의 기준에 따라 추체의 높이가 전방이 후방 보다 20% 이상
소실 되었거나 상하 추체보다 15% 이상 붕괴된 경우를 골절로 보았다. 골다공증에 의한 추체의 골절 형태를 함 몰형, 쐐기형, 압궤형등으로 Eastell4)의 방법에 따라 나누 었고 골절의 심한 정도는 전방, 중앙 혹은 후방중 한 부 위의 추체 높이의 감소 정도에 따라 4등급으로 나누어
0; 정상, 1; 20~25%의 경미한 감소, 2; 25~40%의 중등도
감소, 3; 40% 이상의 심한 감소등으로 Genant5)의 등급 분 류에 따라 등급화하였다.골밀도 측정은 Hologic QDR-4500A scaner를 이용해 이중에너지 X선 흡수계측법( D E X A )을 시행하였고 제
2,3,4요추체의 전,후면 및 측면 골밀도에 대한 T-score 상
의 표준 편차와 골량의 평균 수치를 분석하였고 이중 측 면 골밀도 소견을 기준으로 하였다.통계학적 처리는 Student t test, Anova test, Chi square
test, Pearson’s Linear Correlation Coefficient 등을 실시해
골다공증으로 인한 척추 골절시 추체하 추간판의 퇴행 성 변화에 따른 추체의 골절 발생 여부 및 골절 형태에 대한 관계를 알아보았고 골절 추체의 골밀도 값과 골절 형태에 따른 골밀도의 차이등을 분석하여 보았다.결 과
1. 골절 환자들의 연령 및 골절형태
전체 환자의 평균 연령은 6 8 . 6세였으며 골절이 없는 환자의 평균 연령 56.3세, 골절이 있는 환자의 평균연령
7 0 . 3세로 골절은 상당히 높은 연령에서 발생되었다( t = - 2.979, p<0.01). 골절이 발견된 46명에서 골절이 없는 분
절은 94분절 골절이 침범된 분절수는 136분절로 함요형72예, 쐐기형, 62예, 압궤형 2예였다.
2. 추체의 골절 유무에 따른 추간판의 퇴행성변화 골절 추체와 비골절 추체의 추체하 추간판의 퇴행성 변화 등급(Kellgren score)을 비교한 결과 비골절 추체 추 간판의 경우 평균 1.64, 골절 추체 추간판의 경우는 평균
1 . 3 4로 비골절 추체의 추간판이 추간간격이 좁고 퇴행
성 변화가 심하였고 골절 추체의 추간판이 추간 간격이 좁아지지 않고 유지되며 퇴행성 변화가 적어 두군간에 현저한 차이를 보였다(t=2.007, p=0.036) (Table 1).3 .추체의 골절 형태에 따른 추간판의 퇴행성변화 비골절 추체, 함요형, 쐐기형, 압궤형등 골절의 추체 형 태(Genant 등급 분류)에 따른 추간판의 퇴행성 변화와의 Fig. 1. The drawing illustrates Grade of the disc degeneration
and spinal osteoarthrits according to Kellgren’s classifi- cation.
관계를 두 방법으로 비교 관찰하였다. 우선 골절형에 따 른 퇴행성 변화의 값에 대해 비율측도로 보고 분석한 결 과 함요형보다 쐐기형에서 골절 추체하 추간판의 퇴행
성 변화의 평균수치가 높았다(F=3.260, p<0.05) (Table 1).
또한 명목측도로 보고 분석한 결과 함요형은 추간판이 0 등급인 정상 추간판의 빈도가 높고 쐐기형은 추간판에 2 등급의 퇴행성변화의 빈도가 높았으며 골절유무 및 골 Fig. 2. This box plot shows disc degeneration score of interver-
tebral disc of each type of vertebral fractures and with- out fracture.
Fig. 3. This box plot shows bone marrow density of vertebral bodies with or without fracture.
Table 1. The difference of disc degeneration between the vertebral bodies with fracture and without fracture and between fracture types.
Score of disc degeneration
N Mean SD t(p) f(p)
With or without Fracture
Without fracture 94 1.64 1.01 2.077(0.036)
With fracture 136 1.34 1.09
Fracture types
Without Fracture 94 1.64 1.04
Biconcave fracture 72 1.53 1.05 3.260(0.022)
Wedge fracture 62 1.13 1.11
Crush fracture 2 2.00 0.00
Total 230 1.47 1.06
Table 2. The relation between fracture types and scores of disc degeneration
Grade of Kellgren disc degeneration
0 1 2 3 4 Total χ2
Without fracture 12() 32 30 18 2 94
12.8% 34.0% 31.9% 19.1% 2.1% 100.0% 39.653
Wedge fracture 16 12 38 2 4 72 df=12
22.2% 16.7% 52.8% 2.8% 5.6% 100.0% p=0.000
Biconcave fracture 22 20 12 6 2 62
35.5% 32.3% 19.4% 9.7% 3.2% 100.0%
Crush fracture 2 2
100.0% 100.0%
Total 50 64 82 26 8 230
21.7% 27.8% 35.7% 11.3% 3.5% 100.0%
절 형태에 따라 추간판 퇴행성 변화의 상당한 차이를 보 였다(χ2=39.65, df=12, p<0.001)(Table 2) (Fig. 2).
4. 골절환자의 골절위험수치
조사 대상자의 골밀도는 평균 0.5923±0.1383으로 최 소 0.4540, 최대 0.7306까지 95%의 모든 데이터가 존재 하는 것으로 조사되었다. 또한 전체 데이터의 90%에 해 당되는 값은 0.7930이며 95%에 해당하는 값은 0.8510으 로 각각 조사되었다(Fig. 3).
5. 골절 형태에 따른 골밀도의 차이
골절이 있는 환자중 함요형과 쐐기형의 골밀도의 차 이 여부를 알아본 결과 함요형의 골밀도는 평균 0.4818
±0.1470, 쐐기형은 0.5564±1240으로 쐐기형의 골밀도 가 높게 조사되었고(t=2.785, p<0.01) 압궤형은 수가 적 어 비교에서 제외하였다(Table 3).
6. 골절 정도, 골절형태, 추간판의 퇴행성 변화와 6. 골밀도간의 관계
골절이 있는 경우의 골절형, 추간판 퇴행성 변화, 골절 정도, 골밀도간의 상관관계를 살펴보면, 골절의 심한 정 도와 추간판의 퇴행성 변화와는 선형 관계를 보이지 않 았고 그외의 모든 경우에 선형 상관관계를 보였다. 골절 형태가 비골절형, 함요형, 쐐기형, 압궤형의 순으로 심 해질수록 추간판의 퇴행성 변화 정도는 가벼우며( r = -
0.171), 골절정도는 심해지며(r=0.608), 골밀도는 낮아지
는 결과를 보였다(r=-0.292). 또한 추간판의 퇴행성 변화 가 심할수록 골밀도는 높아지며(r=0.267), 골절 정도가심할수록 골 밀 도 는 낮 아 지 는 결과를 보였다 ( r = -
0.171)(Table 4).
고 찰
골다공증시에 발생되는 척추골절은 손상 초기부터 국 소에 심한 통증을 일으키나 방사선상 골절이 잘 발견되 지 않고 수개월이 지난후 추체가 붕궤되 발견되거나 혹 은 5 0 %에서는 통증없이 진행되 척추변형을 일으킨다.
이와 같은 척추골절은 초기에 미세골절을 일으키고, 정 확한 측면 방사선 촬영이 힘들며, 골밀도도 낮아 초기 방사선 소견으로 골절을 판단키 힘들며 또한 정상 척추 의 형태가 다양해 골절 변형과 구분이 어려워 정확한 방 사선 진단이 쉽지않다. 척추 압박골절의 정의는 방사선 소견상 추체 높이가 15~25% 이상 감소가 있는 경우로 본 분석에서는 Riggs16)등의 기준에 따라 추체의 높이가 전방이 후방 보다 20% 이상 소실 되었거나 상하 추체보 다 15% 이상 붕괘된 경우를 골절로 보았다. 골절 추체의 변형정도를 평가하기 위하여 K l e e r e k o p e r1 4 )의 골절형에 따른 평가법, 추체 전,후방 및 중앙 높이의 감소를 백분 율로 평가하는 Melton15)법등 여러 방법들이 사용되나 저 자들은 추체중 높이가 가장 심한 감소를 보이는 부분을 기준으로 4등급으로 분류한 G e n a n t5 )의 방법으로 골절 정도를 평가하였다.
골다공증과 함께 추간판의 퇴행성 변화는 모두 노인에 서 흔한 질환으로 R e n i e r1 7 )등 여러 보고에 의하면 척추의 골다공증과 추간판의 퇴행성 변화는 함께 동반되지 않고 서로 역의 관계를 보여 추간판에 퇴행성 변화가 있으면 추체에 골다골증이 잘 발생되지 않는 것으로 보고 하였 다. Harada6 )등의 보고에 의하면 실제로 추간판에 퇴행성 변화가 심함 경우 추체의 골밀도 수치가 증가 되는 것으 로 보고하고 있다. 그러나 K e l l g r e n과 L a w r e n c e1 3 )등의 보고 에 의하면 6 5세 이상의 노인중 남성 85%, 여성7 1 %에서 추간판에 퇴행성 변화가 발견되며 임상에서 실제로 척추 에 골다공증과 추간판의 퇴행성 변화로 인한 척추 변형 이 함께 동반되는 경우가 드물지 않으며 두 질환의 관계 에 대해 많은 이견이 있다. 추간판의 퇴행성 변화시 추간 Table 3. Difference of bone marrow density between bicon-
cave and wedge fracture.
Bone marrow density
N Mean Std. Dev t (P) Wedge fracture 38 0.5564 0.1240 2.785 Biconcave fracture 36 0.4818 0.1047 0.007
Table 4. The relation between fracture types, grade of disc degenertion. grade of fracture and bone mineral density in patients with vertebral fracture.
Fracture type Disc degeneration Fracture grade Lat. BMD
Fracture type -
Disc degeneration -0.171 -
Fracture grade 0.608 -0.081 -
Lateral BMD -0.292 0.267 -0.171 -
간격이 감소되고 골극이 형성되나 골극 보다 추간 간격 의 감소가 요통과 관련이 있으며 추간판 퇴행성 변화 정 도의 기준이 된다1 8 )
. 그러므로 추간판의 퇴행성 변화 평가
에 추간판의 측면 높이에 대한 측정이 많이 시행되나 측 만증등 척추 변형이 동반되 정확한 측면 촬영 소견을 얻 기 어려워 본 분석에서 측면 추간판 높이의 계측을 시행 하지 않았으며 추간판 간격과 골극형성 정도에 따라 4등 급으로 분류한 K e l l g r e n1 2 )평가법을 분석에 이용하였다.골다공증 척추에서 추간판의 퇴행성 변화가 있는 경 우 척추 골절의 발생 빈도가 증가 혹은 감소되는지 아직 확실히 밝혀져있지 않다. Hansson8 )등은 척추에 골절을 일으키는 하중과 골밀도 등은 직접적인 상관 관계를 보 이나 추간판의 퇴행성 변화는 골절 발생에 영향을 미치 지 않는다 하였고 Symmon18)등도 추간판의 퇴행성 변화 가 골절을 증가시키거나 감소시키는 역할과 관계가 없 다고 하였다. 그러나, Hasegawa7 )등은 연령이 증가하면 서 노화된 추간판의 퇴행성변화가 노인 골다공증 환자 에서 추체의 미세골절을 증가시키는 역할을 한다고 하 였고 추간판의 퇴행성변화가 심하면 추간 간격이 현저 히 감소되고 인접 추체의 종판에는 골경화가 발생되며 이러한 골경화로 하중이 보다 많이 추체로 전달되 추체 에 미세골절이 증가하고 척추변형을 초래한다고 하였 다. 이와 달리 Dai3)등은 골다공증에서 척추체의 변형은 추체 밑 추간판의 간격 및 퇴행성 변화에 따라 결정되며 추간 간격이 좁고 퇴행성 변화가 있는 추간판의 윗 추체 는 골절을 잘 일으키지 않고 퇴행성 변화가 없는 정상 추간판의 윗 추체에 골절이 잘 발생된다 하였으며 나이 가 들면 추간판의 퇴행성 변화로 추간간격이 좁아져 전 체 척추의 길이는 줄어들며 추간판의 높이가 골절 발생 여부에 중요한 영향을 미친다고 하였다. 본 예에서는 추 간판 퇴행성 변화가 골절을 감소 시키는 결과를 보였으 며 퇴행성 변화가 심할수록 심한 골절을 일으키는 정확 한 역의 선형 관계를 보이지는 않았으나 골절 추체밑의 추간판은 정상 간격이 유지되었고 비골절 추체 밑의 추 간판이 간격이 좁고 퇴행성 변화가 심해 Dai3)등의 결과 와 같이 정상 추간판 위의 추체에 골절이 흔히 발생되는 결과를 보였다. 이와같은 이유는 Harada등의 주장과 같 이 추간판의 퇴행성 변화시 추체의 골밀도가 증가 하므 로 골절의 빈도가 감소되는 것으로 생각된다.
골다공증시 척추골절은 함요형, 쐐기형, 압궤형등으 로 분류되며 이와 같은골절 형태는 흉추, 흉요추, 요추 등 손상부위에 따라 다르며, 손상기전등 여러 요인이 영 향을 미치나 추체의 골밀도, 추간판의 퇴행성 변화여부 도 중요한 요인으로 작용할수 있다. Hasson8)등은 골다공 증에서 추간판의 퇴행성 변화가 골절 형태에 미치는 영 향에 대해 골밀도가 비교적 높고 추간판이 정상인 경우
함요형 골절을 일으키며, 골밀도가 낮고 추간판의 퇴행 성 변화 시에 쐐기형 골절이 잘 발생된다고 하였다. 그 이유로 추간판이 정상인 경우 추체의 종판과 골소주 사 이에 응력이 높은 부분이 생기나 추간판에 퇴행성 변화 가 있으면 응력이 추체의 변연부와 척추 후방 구조에 가 해져 쐐기형 골절 형태를 보인다 하였다. 본 분석에서 골다공증으로 요추에 발생된 골절에 대해 골절 형태를 비골절 추체, 함요형, 쐐기형, 압궤형등으로 나누어 골 절 추체의 형태에 따른 추간판의 퇴행성 변화와의 관계 를 비교 관찰한 결과 골절 추체하 추간판의 퇴행성 변화 평균수치가 함요형보다 쐐기형에서 높은 수치를 보였 으며 함요형은 추간판에 등급 0인 정상 추간판의 빈도 가 높고 쐐기형은 추간판에 2등급의 퇴행성 변화의 빈 도가 높아 함요형은 추간판이 정상일때 그리고 쐐기형 은 추간판의 퇴행성 변화가 심할때 발생되는 결과를 보 였으며 골절유무 및 골절 형태에 따라 추간판 퇴행성 변 화에 상당한 차이를 보여 Hasson8)등의 결과와 같았다.
골다공증의 골절 위험 한계치에 대해 R i g g s1 4 )등 많은 분석 결과들이 보고 되고 있으며 90% 혹은 95%에 해당 하는 골량을 골절 위험 한계치로 하여 그 이하를 골절 위험이 있는 골밀도로 보았다. 본 조사 대상자들에서 이 중에너지 방사선 흡수 계측법으로 요추부 측면 골밀도 를 얻은 한계치는 9 0 %에 해당되는 값이 0 . 7 9 3 g /㎠으로 다른 결과들과 측정 방법이 달라 다소 차이가 있었다9,10)
.
또한 골절형태에 따라 함요형과 쐐기형의 골밀도를 비 교한 결과 함요형이 쐐기형 보다 높게 조사되 쐐기형이 함요형보다 심한 골다공증시 발생되었고 압궤형은 수 가 적어 정확한 결과를 얻을수 없었다.결 론
본 분석 결과 골다공증에서 척추골절은 추간판에 퇴 행성 변화가 있는 추체보다 추간 판이 정상인 추체에서 흔히 발생되고 추간판에 퇴행성 변화가 있는 경우 양요 형 보다 쐐기형 골절의 빈도가 높아 추간판의 퇴행성 변 화는 골다공증에서 골절의 발생 및 골절 형태에 영향을 미치는 결과를 보였다. 이와 같은 추간판의 퇴행성 변화 와 척추골절과의 관계를 이해 함으로써 골절 치료에 도 움을 얻을수 있을 것으로 사료된다.
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연구 계획 : 골다공증환자의 척추골절과 추간판 퇴행성 변화를 방사선학적으로 관찰하여 관계를 통계적으로 분석 하였다.
연구 목적 : 골다공증에서 추간판의 퇴행성 변화가 척추 골절에 미치는 영향을 관찰하였다.
대상 및 방법 : 50세 이후의 여성 척추골절 환자 46명에 대하여 요추의 방사선 사진상 추체의 골절유무와 골절 형태 에 따른 추간판의 퇴행성 변화 정도와 골밀도 값을 비교하였다.
결 과 : 골절 추체밑의 추간판은 퇴행성 변화가 적고 간격이 유지되었으며 정상 추체 밑의 추간판이 간격이 좁고 퇴 행성 변화가 심하였다. 추체의 골절 형태에 따른 추간판의 퇴행성 변화를 비교한 결과 함요형보다 쐐기형 골절에서 추간판의 퇴행성 변화 값이 높았고 함요형과 쐐기형의 골밀도를 비교한 결과 쐐기형이 함요형보다 골밀도가 높게 조사되었다.
결 론 : 골다공증에서 척추 골절은 추간판에 퇴행성변화가 없고 추간간격이 유지된 추체에서 흔히 발생되었고 추 간판에 퇴행성 변화가 심한 추체는 골절 발생 빈도가 낮았다. 또한 추간판의 퇴행성 변화가있는 추체는 양요형 보다 쐐기형 골절이 주로 발생되었다. 골다공증에서 추간판의 퇴행성 변화는 골절의 발생 및 골절 형태에 뚜fut한 영향을 미치는 결과를 보였다.
색인단어 : 골다공증, 척추 골절, 추간판 퇴행, 골밀도 국 문 초 록
※ 통신저자 : 이 규 성
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