연령대에 따른 근위 대퇴부 및 요추부 골밀도 검사의 상관관계
충남대학교 의학전문대학원 정형외과학교실 양준영․이준규․주용범․차수민․박준영
Correlation Analysis of BMD in Proximal Femur and Spine According to Age
Jun Young Yang*, June Kyu Lee, Yong Bum Joo, Soo Min Cha, Jun Yeong Park
Department of Orthopaedic Surgery, Chungnam National University College of Medicine, Daejeon, Korea
Objectives: To analogize the test results through analyzing the correlation of bone mineral density (BMD) values between 2 sites (proximal femur and lumbar spine).
Materials and Methods: Among the 1557 cases that underwent BMD test on their proximal femur and lumbar spine without history of trauma or disease of the hip or lumbar region, according to their age, they were divided into 4 groups, and the T-score and Z-score of the proximal femur and lumbar spine were each investigated.
Results: The correlation figured out through the regression analysis was that, considering the lumbar spine value as the independent variable (L), and the proximal femur value as the dependant variable (H), the T-score was H=0.508×L-0.723 in group 1, H=0.445×L-0.649 in group 2, H=0.363×L-1.124 in group 3 and H=0.404×L-1.467 in group 4. The correlation coefficient of T-score value of the 2 sites of each group was 0.58, 0.59, 0.47, 0.54 each, and which were statistically significant. Z-score was H=0.485xL-0.514 in group 1, H=0.451×L-0.141 in group 2, H=0.390×L-0.401 in group3, L=0.897×H-0.481 in group 4.
Conclusion: On the BMD test performed in an age group of over 40 years old, T-score and Z-score each showed significant increase and this is thought to be related to low bone mineral due to bone mineral decrease because of the old age. Also, in cases with lesion in the hip joint or spine, there is a clinical usefulness of analogizing the result of the other region with a result of a single region.
Key Words: Proximal femur, Lumbar spine, Bone mineral density, Correlation
Received: November 29, 2011 Revised: December 5, 2011 Accepted: December 20, 2011
Corresponding Author: Jun Young Yang, Department of Orthopaedic Surgery, Chungnam National University College of Medi- cine, 640 Daesa-dong, Jung-gu, Daejeon 301-721, Korea Tel: +82-42-280-7340, Fax: +82-42-252-7098 E-mail: [email protected]
최근 평균 수명의 증가로 골다공증과 관련된 골절 들이 증가 추세에 있으며 이에 따른 사망률과 유병 률 및 의료 비용의 상승으로 골다공증의 예방과 치 료가 중요한 사회적 문제로 부각되고 있다.
1-3미국
의 경우 해마다 골다공증으로 치료 받는 환자에 대
한 재정 부담이 매년 약 70억 달러에 달하며 2020년
경에는 약 600억 달러에 이를 것으로 추정되어,
4,5이
에 따른 대책으로 골다공증에 대한 예방과 치료에
많은 노력이 계속되고 있다. 특히 골다공증으로 인
해 발생할 수 있는 골절은 부위에 따라 임상적 예후
에 차이가 있으며, 척추 골절의 경우 이환율(Morbi-
dity)의 주요원인이 되며 대퇴 경부 골절이나 전자간
골절은 치사율(Mortality)과 연관되므로 골다공증의
이해와 이에 대한 예방 및 치료는 중요하다 할 수
있다.
6한편, 골다공증의 예방과 치료 및 제도적인 의료 보험(급여)의 문제 등을 고려하였을 때 정확한 골밀 도 측정은 기본적으로 전제되어야 한다. 현재, 대부 분의 의료 기관에서 이중에너지 방사선 흡수법 (Dual energy X-ray absorptiometry;DEXA)을 이용한 T, Z-score를 이용하고 있다. 문제는 상당수의 환자 들이 골밀도 측정의 해부학적 부위인 고관절과 척추 에 골절 또는 기타 병변을 동반하는 경우가 많으며 이로 인해 정확한 측정이 어려운 경우가 많다. 이러 한 부적절한 방해 인자가 존재할 경우 정확한 골밀 도 검사 결과를 얻어내기 위한 방법은 특별히 제시 된 바가 없었으며 저자들의 기왕의 연구
7외에는 알 려진 바가 없었다.
2003년 시행한 기왕의 연구
7는 연령군 및 연구 표 본수가 다소 제한적인 연구였으며, 통계학적 분석을 시도하여 상관관계 규명했다는데 의의가 있었다. 저 자들은 그 이후 외래 진료를 통한 대규모의 연구를 진행한 바, 보다 의미가 있는 결론을 얻은 바 상관관 계에 대한 분석 및 기타 문헌에 대한 고찰을 하고자 한다.
대상 및 방법
2002년 3월부터 2010년 3월까지 본원 정형외과 외 래를 통해 내원한 환자 중, 정형외과적 수술적 가료 를 시행 받은 병력이나 고관절 및 요추부의 외상 및 질환의 병력이 없는 상태에서 근위 대퇴골과 요추부 에 골밀도 검사를 시행 받은 환자 1557예를 대상으 로 하였다. 이를 40 (1군), 50 (2군), 60 (3군), 70대 (4 군)로 나누었으며 40대는 61예, 50대는 126예, 60대 는 487예, 70대는 883예였다. 순서대로 제 1연령군에 서 제4연령군으로 구분하였다.
이들을 대상으로 측정된 근위 대퇴골과 요추부의 T-score와 Z-score를 조사하여 각 군의 평균값과 군 사이의 상관성의 정도를 평가하였다. 근위 대퇴골의 경우 세 부위(대퇴경부, 전자, 전자간)를, 요추부의 경우 제1요추부터 제4요추까지를 검사 부위로 설정 하였고, 또한 두 score 별로 근위 대퇴골과 요추부 골밀도 검사 수치를 각각 종속변수와 독립변수로 한
회귀분석(Regression analysis)을 시행하여 두 변수 사 이의 상관관계를 분석하였다.
골밀도 측정은 HOLOGIC사의 기기(Hologic QDR- 4500w)를 이용한 이중에너지 방사선 흡수법(Dual energy X-ray absorptiometry; DEXA)으로 측정하였으 며, 이 결과를 컴퓨터 분석을 통해 정상인의 참고치 에 대한 비율(peak reference; %) 및 T-score로, 같은 연령군의 참고치에 대한 비율(age matched; %) 및 Z-score로 각각 나타내도록 하였다. 각 군 간의 검사 결과 및 상관관계 분석은 모두 SPSS 통계 프로그램 을 이용하였다. 즉, 저자들의 2003년 연구
7와 동일한 방법으로 분석하였다.
결 과
제1연령군(40세 이상 50세 미만)에서 측정된 근위 대퇴골의 T-score는 -1.86±0.41이었고, 요추부에서 는 -2.24±0.12로 나타났다. 제2연령군(50세 이상 60 세 미만)에서 측정된 근위 대퇴골의 T-score는 -1.74±
0.35이었고, 요추부에서는 -2.45±0.54, 제3연령군 (60세 이상 70세 미만)에서 측정된 근위 대퇴골의 T-score는 -2.16±0.87, 요추부에서는 -2.88±0.69, 제 4연령군(70세 이상 80세 미만)에서 측정된 T-score는 -2.72±1.3, 요추부에서는 -3.10±1.1이었다. 회귀분 석을 통해 밝혀진 상관관계는 T-score에서, 요추부 검사 수치를 독립변수(L)로, 근위 대퇴골 검사 수치 를 종속변수(H)로 하였을 경우 제1연령군에서 H=0.508×L-0.723, 제2연령군에서 H=0.445×L-0.649, 제3연령군에서 H=0.363×L-1.124, 제4연령군에서 H=
0.404×L-1.467으로 나타났다(Fig. 1). 각 군의 두 부 위별 T-score 수치의 상관계수는 각각 0.58, 0.59, 0.47, 0.54로 이들의 상관관계는 통계학적으로 의미 있는 것(양의 상관관계)으로 나타났다(significance<
0.01; Table 1).
또한 Z-score는 제1연령군에서 근위 대퇴골이 -1.36±0.7, 요추부가 -1.74±0.54였으며, 제2연령군 에서 근위 대퇴골은 -0.76±0.08, 요추부가 -1.37±
0.52로 측정되었다. 제3연령군에서는 근위 대퇴골의
Z-score는 -0.88±0.14, 요추부에서는 -1.23±0.07로
측정되었으며 제4연령군에서는 근위 대퇴골에서
Group IV Group III
Group I Group II H
-0.649 -0.723
-1.124 -1.467
L
Fig. 1. Graph showing the correlation of T-scores between the two sites in each group. H means the value of T-scores at the proximal hip, L means the value of T-scores at lumbar vertebrae.
H
-0.141
-0.401 -0.481
-0.514
Group IV
Group III L Group I Group II
Fig. 2. Graph showing the correlation of Z-scores between the two sites in each group. H means the value of T-scores at the proximal hip, L means the value of T-scores at lumbar vertebrae.
Table 1. The mean value of proximal femur and spine and the correlation value between 2 sites in each groups
Proximal femur Spine Correlation
Group I II III IV I II III IV I II III IV
T Score (±S.D.)
-1.86
±0.41
-1.74
±0.35
-2.16
±0.87
-2.72
±1.3
-2.24
±0.12
-2.45
±0.54
-2.88
±0.69
-3.10
±1.1 0.58 0.59 0.47 0.54
Z Score (±S.D.)
-1.36
±0.7
-0.76
±0.08
-0.88
±0.14
-0.96
±0.05
-1.74
±0.54
-1.37
±0.52
-1.23
±0.07
-0.91
±0.11 0.62 0.63 0.55 0.57
-0.96±0.05, 요추부에서는 -0.91±0.11로 측정되었 으며, 제1연령군에서 H=0.485×L-0.514, 제2연령군은 H=0.451×L-0.141, 제3연령군은 H=0.390×L-0.401, 제 4연령군은 L=0.897×H-0.481로 나타났다(Fig. 2). 상 관계수는 제 1연령군이 0.62, 제 2연령군이 0.63, 제 3연령군이 0.55, 제4연령군이 0.57로 나타났으며, 역시 통계학적으로 의미 있는 결과로 검증되었다(signi- ficance<0.01; Table 1).
고 찰
과거 골밀도 측정 및 골강도 변화를 알기 위해 골 반부의 X-ray 촬영을 통해 Singh index를 측정하는 방 법이 많이 이용되었으나, 이 방법은 주관적인 측면이 강하고 반복 실험시 정확도가 떨어지는 점 등의 단점 이 많다.
8골밀도 검사에 이용되는 임상적 측정법으 로는 방사선 흡수법(Radiographic absorptiometry; RA), 단일광자 감마선 측정법(Single photon absorptiometry;
SPA), 양광자 감마선 측정법(Dual photon absorp-
tiometry; DPA), 이중에너지 방사선 흡수법(Dual
energy X-ray absorptiometry; EXA), 정량적 전산화 단
층 촬영(Quantitative computed tomography; QCT) 등이
있으며, 정량적 초음파법(Quantitative ultrasound; QUS)
이 개발 응용중 이고, 정량적 자기공명영상(Quanti-
tative magnetic resonance; QMR)이 골구조 파악을 위 해 연구 중에 있다. 현재 DEXA와 QCT를 이용한 방 법이 주로 사용되는데, DEXA의 경우 검사 시간이 짧 고 오차가 적으며 동위원소를 교체할 필요가 없는 장 점이 있으며, QCT는 DEXA에 비해 해면골과 피질골 의 골밀도를 나타낼 수 있고, 골의 부피와 관련된 골 밀도를 제공한다는 장점을 가지고 있다.
9-11골밀도 수치는 나이, 성별, 종족간의 정상 평균치 와 비교하여 해석되는 것이 일반적인데, 보통 T- score와 Z-score로 그 값을 나타낸다. T-score는 특정 인과 최대 골밀도를 나타내는 젊은 성인의 정상 최 대 골밀도 수치와의 차이를 정상 골밀도 수치의 표 준편차로 나누어 얻어내는 숫자이다. 한편 Z-score는 특정인의 결과를 성별, 나이를 맞춘(sex-, age- matched) 정상 평균치와의 차이를 정상치의 표준편 차로 나누어서 나타내는 숫자로 정의된다.
일반적으로 골다공증이라고 하면 동일한 성별의 젊은 성인에 비해 2.5 표준편차(standard deviation;
SD) 이상 골밀도가 감소되어 있는 상태를 말한다.
12골밀도의 변화는 보통 30대 중반에 최대 골밀도를 가 지게 되고 이후 연령의 증가에 따라 감소하는 양상을 보이며, 특히 여성에 있어서는 폐경기를 전후하여 급 속한 골밀도의 감소를 나타내게 된다.
13WHO에서는 골량 측정의 기준으로 골다공증은 골밀도가 정상 성 인 최대 골량보다 -2.5 SD 이하인 경우이고, 골량 감 소군은 골밀도가 -1.0 SD과 -2.5 SD 사이인 경우이 며, 정상군은 -1.0 SD을 넘지 않는 경우로 정하였다.
또한 Riggs 등
14은 이중 광자 흡수 계측법(DPA)을 통 해 비외상성 척추 골절 환자의 요추 골밀도 측정 중 에서 골절 역치를 0.965 g/cm
2라 정의하였다. Lane 등
15
은 골밀도가 표준편차 각 범위 당 감소함에 따라 골 절률은 1.5～3배로 증가하며, -2.5 SD보다 낮은 경우 에는 골절률이 30%이고, 이때부터 상담과 치료가 필 요하다고 하였으며, Buchanan 등
16의 정량적 전산화 단층 촬영법(QCT)에 의한 연구에서는 골밀도 수치가 70～100 mg/cm
3인 경우에는 예방이 즉시 필요하고 70 mg/cm
3이하에서부터 적극적인 예방과 치료가 필 요하다고 하였다. 따라서 위와 같은 골다공증의 적극 적인 치료 및 예방을 위해 보다 정확한 골밀도 검사 의 필요성이 요구되고 있으나, 실제로 임상에서 흔히
볼 수 있는 검사의 오류가 있을 수 있으며 이로 인해
조기 진단 및 치료가 지연될 수 있는 경우가 흔한 것
이 사실이다. 환자 체내 또는 체외의 인공물이나 검
사 부위 자체의 오차, 그리고 요추부나 근위 대퇴부
의 정형외과적 병변의 존재 또는 수술 병력 등이 그
예가 될 수 있겠다. 인공물의 경우 금속물 삽입이나
조영제가 검사부와 겹칠 때 골밀도가 높아질 수 있으
며, 그 외 임파절의 석회화나 칼슘이 포함된 정제를
복용한 경우도 동일한 결과를 보일 수 있다. 또한 요
추부의 경우 제1요추와 제5요추는 보통 제외되는 경
우가 많으며 이는 각각 높은 골절률을 보인다는 것과
타 요추부에 비해 높은 골밀도를 나타낸다는 점으로
인해 오차가 생길 수 있어 지속적인 추시 관찰에 사
용되기 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 저자들의
2003년 시행한 연구를 바탕으로 보다 많은 대상을 설
정하였으며 특히, 연령대를 세분화하여 연령대에 따
른 상관성의 정도를 파악하고자 하였다. 기왕의 연구
와 방법론은 거의 유사하고, 정형외과적 병력이 존재
하지 않고 수술적 가료를 시행 받지 않은 외래 내원
환자를 대상으로 연구를 시행하였으며, 그 결과 각
연령군별로 측정된 T-score와 Z-score에서 부위별로
모두 유의한 측정치의 상관성을 보였다. 저자들의 기
왕의 연구와 비교시, 상관성을 나타내는 계수만 다를
뿐 4개의 연령군에서 모두 “양(positive)”의 상관관계
를 보였다. 반면, 기왕의 연구에서는 두 군의 상관 정
도에 따른 비교 시, 고 연령군에서보다 높은 상관성
의 정도를 보였으며 이는 고령의 환자에게서 얻어진
골밀도 측정값이 더욱 정확한 것임을 시사한다고 볼
수 있겠다. 그러나 이번 연구에서는 연령대의 군에
따른 상관 정도의 차이는 없었다. 이는 연령대를 10
세 간격으로 세분한 것이 원인일 수 있으며, 보다 많
은 예를 대상으로 한 통계적 결과의 차이라고 사료된
다. 역시 이번의 연구에서도 두 해부학적 부위에서
기왕의 연구와 유사한 일차 함수 형태의 관계를 회귀
분석을 통해 얻을 수 있었다. 이번 연구는 상당히 풍
부한 표본수와 세분화된 연령군을 선택한 강점이 있
으며 보다 정규 분포에 가까운 데이터를 기반으로 통
계적 검증을 시행했다는데 의의가 있다. 그러나, 검
사 기기 자체의 오차 및 환자 개개인에 대한 정확한
병력 청취가 충분히 이루어졌는가에 대한 불확실성
등 여러 변수 등을 고려하지 못한 점 등은 본 연구의 제한점이다. 물론 과거 이러한 시도를 했던 연구 결 과는 특별히 제시된 바가 없으며 향후 보다 광범위한 연구 및 조사를 통해 그 효용성을 판단할 수 있을 것 으로 생각된다.
결 론
40대 이후의 연령군에 따른 골밀도 검사 결과에서 T-score 및 Z-score의 유의한 증가를 보였으며, 이는 고령화에 따른 골량의 감소에 의한 골밀도 저하로 생각된다. 또한 부위별 검사 수치를 변수로 하여 얻 어진 상관관계의 공식화를 통해 정형외과 내원 환자 에서 골병변, 특히 고관절이나 척추 병변을 가지고 있는 경우 하나의 결과로서 다른 부위의 결과를 유 추할 수 있는 임상적 유용성이 있을 것으로 생각되 며, 이는 골다공증 환자의 처치 및 예후를 결정할 수 있는 보조적 인자로 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.
참 고 문 헌
