DXA를 이용한 대퇴골 근위부와 요추부 골밀도 측정을 통한 골다공증 진단의 일치도
원광대학교 의과대학 정형외과학교실1, 순천 성가롤로병원 정형외과2, 전주 예수병원 정형외과3 박진영2․이종명3․임철민1․양희석1․김태균1
Proximal Femur and Lumbar Spine's DXA T-score Concurrence in Diagnosis of Osteoporosis
Jin Young Park2, Jong Myoung Lee3, Chul Min Lim1, Hee Seok Yang1, Tae Kyun Kim1
1Department of Orthopedic Surgery, School of Medicine, Wonkwang University, Iksan,
2Department of Orthopedic Surgery, St. Carollo Hospital, Suncheon,
3Department of Orthopedic Surgery, Presbyterian Medical Center, Jeonju, Korea
Objectives: To evaluate the correlation between T-score of lumbar spine and that of proximal femur using dual energy x-ray absorptiometry (DXA) and the accuracy of the diagnosis of osteoporosis.
Material and Methods: From December 2009 toJanuary 2012, 300 female patients were selected who underwent bone mineral density (BMD) test using DXA. After measuring BMD of proximal femur and lumbar spine, the score of BMD in each age group was compared by two sites. Also, the concordance of the diagnosis of osteoporosis was evaluated.
Results: The result showed significantly lower T-score and BMD as it goes to the elderly group. As it goes for 60’s age group and even more for 70’s age group, lumbar spine showed lower BMD than proximal femur. In all age groups, lumbar spine and proximal femur T-score showed significant correlation;
however, it showed the least states at 60’s age group. Discordance rate of osteoporosis diagnosis was 33% and 47.3% each at lowest t-score and total t-score. 60’s age group showed the highest discordance rate, and osteoporosis group showed the highest rate.
Conclusions: When measuring BMD for diagnosis of osteoporosis, since it shows significant discordance between proximal femur and lumbar spine, it is necessaryto measure BMD simultaneously on both parts.
Key Words: Osteoporosis, Bone mineral density (BMD), Proximal femur, Lumbar spine
Received: November 14, 2013 Revised: December 16, 2013 Accepted: December 19, 2013
Corresponding Author: Jong Myoung Lee, Department of Orthopedic Surgery, Presbyterian Medical Center, 365, Seowon-ro, Wansan-gu, Jeonju 560-750, Korea
Tel: +82-63-230-1431, Fax: +82-63-230-1439, E-mail: [email protected]
* 본 논문은 2013학년도 원광대학교의 교비지원에 의해서 수행됨.
평균 수명의 증가로 노령 인구가 많아지면서 골다 공증 및 이로 인한 골절이 증가 추세에 있으며, 이에 따른 의료 비용 상승으로 골다공증의 예방과 치료가
중요한 사회 문제로 떠오르고 있다.1,2 골절의 원인으 로는 여러 요소가 관여할 수 있으나, 객관적으로 측 정이 가능한 골밀도가 가장 중요한 요소로 여겨지고
있다. 그렇기 때문에, 골다공증의 예방과 치료 및 제 도적인 의료보험 문제 등을 고려하였을 때, 골밀도 의 정확한 측정과 이를 이용한 정확한 진단이 중요 하다고 할 수 있다.3
현재 가장 널리 사용되는 골밀도 측정 방법은 이 중 에너지 X-선 흡수 계측법(dual energy x-ray absorp- tiometry, DXA)을 이용하여 대퇴골 근위부나 요추부 위를 측정하는 것이다, 그러나 적지 않은 수의 환자 에서 이 부위의 과거 골절 및 퇴행성 병변으로 인한 골밀도 측정값의 증가가 야기될 수 있으며, 이러한 오차로 인하여 환자의 부적절한 진단 및 치료 시작 에 문제를 일으킬 수 있다.
따라서 여러 가지 원인으로 인하여 측정값에 차이 가 나는 경우 실제 골밀도를 예측하고 이해하는 것 이 중요하며, 골밀도에 영향을 미치는 전신적 혹은 국소적 요인이 없을 때, 신체 부위별 골밀도를 측정 하여 이들의 연관관계를 예측할 수 있을 경우, 좀 더 정확한 진단이 가능할 수 있다. 이에 저자들은 대퇴 근위부와 요추부의 골밀도를 측정하여 그 상관관계 및 진단의 일치 여부를 파악하고자 하였다.
대상 및 방법
본원에서 2009년 1월부터 2012년 12월까지 DXA 를 이용하여 대퇴골 근위부와 요추부에 대해 동시에 골밀도 측정을 받은 환자 978명 중, 골밀도 측정 부 위에 골절 과거력이 있는 경우, 골대사성 질환이나 스테로이드 장기 복용력을 가진 경우, 호르몬제제를 복용한 경우, 신부전으로 인한 골이영양증이 있는 경우, 신체 장해로 인한 골감소증이 나타난 경우, 요 추부 골밀도 측정값에서 인접 분절의 T-score 값이 1 이상 차이가 있는 경우를 제외한 756명을 대상으로 하였다. 50대, 60대, 70대 3개의 연령군으로 나누어 각각 100명씩 300명을 대상으로 연구하였다. 선택편 의(selection bias)를 줄이기 위해 표본의 선택은 각 연령별로 환자의 고유번호를 오름차순으로 정렬하 여 각각 앞선 100명을 선택하였다. 골밀도 검사는 DXA 스캐너(Delphi A, Hologic, USA)를 이용하여, 대퇴 근위부(대퇴경부, ward 삼각, 전자부, 전자간부) 와 요추체 전후면(L1-4)을 측정하였다. 측정의 재현
성을 높이기 위해 매일 오전 기계 보정을 실시하고 검사자는 동일한 사람이었으며, 기계의 변동계수 (coefficient of variation)는 요추부와 대퇴 근위부 모 두 1.0%이었다.
요추부는 1-4요추 중 가장 낮은 값과 total 값을, 대퇴 근위부는 대퇴 경부, 대퇴 전자부, 대퇴 전자간 부 중 가장 낮은 값과 total 값을 측정하였다. World Health Organization (WHO) 정의에 의해 이를 각각 정상(T-score≥-1), 골감소증(-1>T-score≥-2.5), 골 다공증(T-score<-2.5)으로 분류하고,5 대퇴골 근위부 와 요추부의 골밀도를 비교하여 각각의 진단이 동일 할 경우를 일치, 진단이 다를 경우를 불일치로 판정 하였다. 또한 불일치율을 연령군에 따라 분석하였으 며, 부위별로 골밀도 감소 정도를 파악하여 골밀도 감소가 보다 빠르게 진행되는 부위를 파악하고자 하 였다. 전신 질환과 골절 여부는 병록 기록지 및 방사 선 사진을 통해 검토하였다.
통계학적 유의성 분석은 SPSS win 18.0 패키지를 이용하여 대퇴 근위부와 요추부 골밀도의 상관 관계 는 Pearson 상관 분석을 이용하였고, 나이에 따른 두 부위의 T-score 감소량 비교는 one-way ANOVA를 사용하였고 유의한 차이가 있는 경우 Tukey method 에 의한 사후검정을 실시하였다. 유의수준은 P-value 가 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의하다고 판정 하였다.
결 과
전체 환자의 평균 연령은 64.6세였고 각 연령군 별 평균 연령은 50대는 54.8세, 60대는 65.4세, 70대 는 73.6세였다.
WHO 기준에 따라 분류 시, 대퇴 근위부 최저값을 기준으로 한 골다공증은 71명, 골감소증은 180명, 정 상은 149명이었고, 요추부 최저값을 기준으로 하였 을 경우는, 골다공증 123명, 골감소증 141명, 정상 36명이었다. 대퇴 근위부 Total값을 기준으로 한 골 다공증은 35명, 골감소증은 131명, 정상은 135명이 었고, 요추부 Total값을 기준으로 하였을 경우는, 골 다공증 64명, 골감소증 155명, 정상 81명이었다 (Table 1).
Table 2. The T-score and the BMD of lumbar spine and proximal femur according to ages & selection score
50～59 60～69 70～79 F value post-hoc
Lumbar
Lowest T-score -1.44±0.85 -2.34±0.98 -2.85±0.89 61.698*** 50>60>70 Lowest BMD 0.782±0.113 0.717±0.138 0.644±0.124 30.275*** 50>60>70 Total T-score -0.90±1.03 -1.75±1.08 -2.24±1.04 41.428*** 50>60>70 Total BMD 0.877±0.099 0.803±0.121 0.746±0.121 33.179*** 50>60>70
Proximal femur
Lowest T-score -1.48±0.93 -1.78±0.99 -2.38±0.88 24.475*** 50=60>70 Lowest BMD 0.679±0.116 0.616±0.136 0.533±0.095 39.201*** 50>60>70 Total T-score -0.80±1.11 -1.32±1.19 -1.65±0.99 15.164*** 50>60=70 Total BMD 0.777±0.124 0.691±0.143 0.644±0.150 23.335*** 50>60>70
*one-way ANOVA analysis
***P<0.001
Table 1. The numbers of Normal, Osteopenia, Osteoporosis according to body parts& selection of t-score
Lumbar spine Proximal femur
lowest total lowest total
Normal
50～59 23 (7.7%) 50 (16.7%) 33 (11%) 62 (20.6%)
60～69 10 (3.3) 21 (7%) 14 (4.7%) 42 (14%)
70～79 3 (1%) 10 (3.3%) 2 (0.7%) 31 (10.3%)
total 36 (12%) 81 (27%) 49 (16.3%) 135 (45%)
Osteopenia
50～59 66 (22%) 48 (16%) 60 (20%) 35 (11.7%)
60～69 46 (15.3%) 55 (18.3%) 68 (22.7%) 48 (16%) 70～79 29 (9.7%) 52 (17.3%) 52 (17.3%) 48 (16%)
total 141 (47%) 155 (51.7%) 180 (60%) 131 (43.7%)
Osteoporosis
50～59 11 (3.7%) 2 (0.7%) 7 (2.3%) 3 (1%)
60～69 44 (14.7%) 24 (8%) 18 (6%) 10 (3.3%)
70～79 68 (22.7%) 38 (12.7%) 46 (15.3%) 21 (7%) total 123 (41%) 64 (21.3%) 71 (23.7%) 34 (11.3%)
Total 300 300 300 300
연령군에 따른 각 부위의 T-score 최저값 및 이에 따른 BMD는 50대군에서 대퇴골 근위부 -1.48±0.93 (0.679±0.116) 요추부 -1.44±0.85 (0.782±0.113)이었 고, 60대군에서 대퇴골 근위부 -1.78±0.99 (0.616±
0.136), 요추부 -2.34±0.98 (0.717±0.138), 70대군에 서 대퇴골 근위부 -2.38±0.88 (0.533±0.095), 요추부 -2.85±0.89 (0.644±0.124)이었다. 각 부위의 Total T-score 값 및 BMD는 50대군에서 대퇴골 근위부 -0.80±1.11 (0.777±0.124) 요추부 -0.90±1.03 (0.877±
0.099)이었고, 60대군에서 대퇴골 근위부 -1.32±
1.19 (0.691±0.143) 요추부 -1.75±1.08 (0.803±0.121), 70대군에서 대퇴골 근위부 -1.65±0.99 (0.644±
0.150), 요추부 -2.24±1.04 (0.746±0.121)이었다. 모
든 검정값에서 연령군이 증가할수록 유의하게 낮은 T-score 및 BMD의 감소를 보였다(P<0.001). 그러나 50대군에서는 요추부가 대퇴 근위부에 비해 약간 높 은 T-score를 나타내었으나, 60대, 70대군으로 갈수 록 요추부 골밀도가 대퇴 근위부에 비해 보다 많은 골밀도 감소를 보여 낮은 경향을 보였다. 실제로 각 군별로 사후 검정 결과 대퇴 근위부의 T-score 최저 값은 50대군과 60대군 사이에 유의한 감소를 보이지 않으며(P=0.06) 70대군은 감소를 보였고, 대퇴 근위 부의 total T-score 값은 50대군에 비해 감소를 보였 지만 60대군과 70대군 사이에 유의한 감소를 보이지 않았다(P=0.088) (Table 2).
각 연령군에서 모두 요추부와 대퇴 근위부 사이의
Table 3. The correlation value of lumbar spine and proximal femur according to ages & selection of score
Lowest T-score Lowest BMD Total T-score Total BMD
r† P r P r P P P
50～59 0.330 0.001 0.239 0.016 0.309 0.001 0.326 0.001
60～69 0.214 0.032 0.218 0.029 0.235 0.018 0.204 0.040
70～79 0.479 0.000 0.441 0.000 0.354 0.000 0.259 0.009
Total 0.383 0.000 0.317 0.000 0.449 0.000 0.369 0.000
†r=Pearson correlation coefficient
*Pearson correlation analysis, P<0.05
Table 4. Diagnosis concordance and discordance between lumbar spine and proximal femur on the basis of lowest T-score
Lumbar spine
Normal Osteopenia Osteoporosis
Proximal femur
Normal 21 16 12
Osteopenia 11 119 50
Osteoporosis 4 6 61
골밀도 값은 각각 서로 유의한 상관관계를 보였다 (Table 3). 60대군에서 전반적으로 상관관계가 약간 적은 양상을 보였다.
그러나 요추부와 대퇴골 근위부의 T-score 최저값 을 통한 골다공증 진단은 전체 300예 중 99예에서 불일치를 보여 진단 불일치율은 33%였다. 요추부가 정상일 때 36명 중 대퇴 경부 정상이 21명(58.3%)으 로 나타났고, 41.7%의 진단 불일치도를 나타냈다. 요 추부가 골감소증인 141명 중 119명(84.4%)에서 대퇴 근위부 골감소증을 보여 진단 불일치도는 15.6%였 다. 요추부가 골다공증인 경우 123명 중 61명(49.6%) 이 대퇴 근위부 골다공증으로 나타나 불일치도가 50.4%였다.
반대로 대퇴골 근위부를 기준으로 하였을 경우, 요추부와 비교하여 정상 57.1%, 골감소증 33.9% 골 다공증 14.1%의 진단 불일치도를 나타내어, 정상군 에서 높은 불일치율을 보였다. 이중 대퇴 근위부 골 밀도는 골다공증이나, 요추부는 정상으로 분류된 경 우가 4예, 대퇴 근위부 골밀도는 정상이나 요추부는 골다공증으로 진단된 경우가 12예가 있었다(Table 4). 연령대별로는 50대군에서 21% (21/100명), 60대 군에서 49% (49/100명), 70대군에서는 29% (29/100 명)의 결과를 보여 60대군에서 가장 높은 불일치율
을 보였다.
요추부와 대퇴골 근위부의 total T-score 값을 통한 골다공증 진단은 전체 300예 중 142예에서 불일치를 보여 진단 불일치율은 47.3%였다. 요추부를 기준으 로 하였을 경우 대퇴골 근위부와 비교하여 정상 28.4%, 골감소증 51.6%, 골다공증 60.9%의 진단 불 일치도를 나타내었고, 반대로 대퇴골 근위부 t-score 를 기준으로 하였을 경우 정상 26.5%, 골감소증 42.7% 골다공증 45.9%의 진단 불일치도를 나타내어, 모두 골다공증 군에서 가장 높은 진단 불일치도를 보였다. 이중 대퇴 근위부 골밀도는 골다공증이나, 요추부는 정상으로 분류된 경우가 4예, 대퇴 근위부 골밀도는 정상이나 요추부는 골다공증으로 진단된 경우가 2예가 있었다(Table 5). 연령대별로는 50대군 에서 36% (36/100명), 60대군에서 58% (58/100명), 70 대군에서는 40% (40/100명)의 결과를 보여 역시 60 대군에서 가장 높은 불일치율을 보였다.
고 찰
단위 체척 당 유기질량과 무기질량이 같이 감소하 여 골의 기계적 강도가 저하됨으로써 쉽게 골절이 발생하는 질환을 골다공증(Osteoporosis)이라 한다.
Table 5. Diagnosis concordance and discordance between lumbar spine and proximal femur on the basis of total T-score
Lumbar spine
Normal Osteopenia Osteoporosis
Proximal femur
Normal 58 73 4
Osteopenia 21 75 35
Osteoporosis 2 7 25
골다공증이란 용어는 말 그대로 골에 정상 이상으로 구멍이 많이 생기는 질환으로 일반적으로 골을 구성 하고 있는 조직학적, 생화학적 구성비는 정상이지만 골량이 감소되어 가벼운 외상에도 골절이 쉽게 되는 특징을 갖는다. 이에 가장 중요한 요소인 골밀도는 Compson 등에 따르면 20대까지 최고치를 이루고 30 대 혹은 40대 초기부터 점진적인 감소를 나타낸다고 하였다.6 그러나 감소의 양상은 종족 간에 일정하지 않아, 류 등은 한국 여성의 요추부 골밀도는 50대까 지는 미국, 일본 여성과 비슷하나, 60대에 이르러선 한국 여성의 골밀도는 0.84 g/cm2으로 미국 여성 (0.98 g/cm2)과 일본 여성(0.93 g/cm2)에 비하여 낮으 며, 매년 골밀도 감소율이 1.5배에서 2배 더 심하다 고 하였다.7 따라서 골다공증의 진단에 기본이 되는 골밀도의 정확한 측정이 중요하며, 이중 에너지 X- 선 흡수 계측법이 현재 가장 많이 사용되고 있으며, 이와 관련된 많은 연구가 계속 되어 왔다. 과거에는 신체 한부위의 골밀도만으로 모든 부위의 골밀도를 예측할 수 있다고 하였으나,8,9 최근에는 일반적으로 요추부와 대퇴골 근위부에서 골밀도 측정이 이루어 지고 있다. 그 이유는 요추의 경우 주로 소주골로 이 루어져 있어 대사율이 빨라 체내 환경의 변화에 민 감하고, 폐경 시에 골의 소실이 가장 먼저 일어나는 동시에 골다공증성 골절이 제일 많이 일어나는 부위 이고, 대퇴골 근위부의 경우 내분비계의 변화에 따 른 피질골과 골소주의 급격한 감소 및 골절의 발생 시 가장 심각한 문제를 야기하기 때문에 측정부위로 선호되고 있다.10,11
하지만, 여러 문헌에서 널리 골밀도 측정 부위에 서 사용되는 요추부와 대퇴골 근위부의 진단 불일치 를 보고하였다. Kanis 등13은 일반적으로 각기 다른 부위의 골밀도는 서로 밀접한 상관 관계가 있으나
이는 나이가 증가할수록, 골 감소가 증가할수록 부 위별 상관 관계가 감소한다고 하였다. Woodson14은 2,547례의 요추부와 대퇴 근위부 골밀도 진단을 분석 한 결과 39%의 소불일치를, 5%의 대불일치를 보고 하였다. Feyerabend 등15은 단지 50%의 환자에서 요 추부와 대퇴부의 골밀도가 일치함을 지적하고, 요추 부 혹은 대퇴골 근위부 한곳의 골밀도가 다른 부위 를 대변하지 못한다고 주장하였다. 국내에서 조사한 자료 역시 전체적으로 33%의 불일치를 보였으며 연 령이 증가하면서 불일치율은 더욱 증가하여 60대에 서 47%의 불일치율을 보여 가장 높았다고 보고한바 있다.16 이와 유사하게 본 저자들의 결과에서도 최소 값을 기준으로 한경우 33%, total 값을 기준으로 한 경우 47.3%의 불일치율을 보였으며, 연령별 불일치 율 역시 상당히 높았고, 특이 60대에서 가장 높은 불 일치율을 보였다. 60대의 불일치율이 가장 높았던 이유는 골다공증 진행시 우선 해면골의 감소가 이루 어지는바 요추부와 근위 대퇴부의 해면골 분포가 다 르기 때문이 아닐까 생각되며, 70세 이후에는 해면 골뿐만이 아니라 피질골에서도 골량의 감소가 상당 히 이루어지기에 두 부위의 차이가 적어진 것으로 유추해 볼 수 있겠다.
Moon 등7은 한국 여성의 요추부 골밀도는 50세까 지는 미국, 일본 여성과 비슷하나 60대에 이르러서 는 한국 여성의 골 밀도가 0.84 g/cm2로 미국 여성 (0.98 g/cm2)과 일본 여성(0.93 g/cm2)에 비하여 낮으 며 매년 골밀도 감소율이 1.5배에서 2배 더 심하다 고 하였으며 본 연구에서도 이러한 이유로 요추부의 골밀도 감소율이 대퇴 근위부에 비해 연령증가에 따 라 높게 나타난 것으로 사료된다.
골다공증의 가장 중요한 문제는 골다공증성 골절 을 방지하는 것으로 이를 위해서는 정확한 진단을
통한 예방적 치료가 가장 중요하다. 골밀도의 부위 별 측정이 필요한 이유는 저자들의 결과와 같이 골 밀도가 부위별로 상당히 불일치하게 나타나고 있으 며, 따라서 골절의 위험도 부위별로 다르기 때문이 다. 골절의 위험은 WHO에 의하면 T -score의 지수 함수적인 증가가 있어 T-score가 -1인 경우 정상의 2배, -2인 경우 정상의 4배, -3인 경우 8배 등으로 나타나고 있다. 또한 현재 국내의 보험기준은 WHO 정의에 따라 T-score가 -2.5보다 적은 경우를 골다 공증으로 정의하고, 이를 급여 대상으로 치료를 하 는 실정이다. 한 부위의 골밀도 측정만 이루어질 경 우, 다른 부위의 골다공증 진단이 되지 않아 골절 위 험이 높음에도 불구하고 치료 대상이 되지 않을 가 능성이 있기 때문에 각 부위별로 골밀도 측정이 더 욱 필요하리라 생각된다. 특히 본 연구의 결과와 같 이 60대 환자군에서 두 부위 간의 상관관계가 비교 적 적은 양상을 보이고 가장 높은 불일치율을 보였 으며, 대퇴 근위부의 최저값 T-score를 기준으로 한 경우를 제외하고 모두 골다공증 군에서 가장 높은 불일치율이 발생한 것으로 보아 특히 60대 환자에서 단일부위의 검사시 실제 골다공증 환자를 진단하지 못할 확률이 매우 높으므로 반드시 여러 부위의 골 밀도의 확인이 필요하다고 생각된다.
본 연구는 300명이라는 적은 표본수와 제한된 연 령군의 선택, 선택 편의의 가능성, 검사기기 자체의 오차 및 환자 개개인의 정확한 병력 청취 여부에 대 한 불확실성 등의 제한점을 가지고 있어 유용성 여 부를 판단하기 힘들지만 한국인의 여성을 대상으로 최저값 T-score와 total T-score를 모두 가지고 시행한 연구라는데 의의가 있다고 판단되며 향후 보다 광범 위한 연구 및 조사를 통해 그 효용성을 판단할 수 있을 것으로 생각된다.
요약 및 결론
본원의 여성환자 골밀도 검사를 통한 요추부와 대 퇴골 근위부의 골다공증 진단 불일치율은 최저값 t-socre와 total t-score를 기준으로 할 경우 각각 33%, 47.3%로 모두 예상보다 높은 수치였다. 불일치율은 연령은 60대에 가장 높았으며, 골다공증 군에서 정
상 군이나 골감소증 군보다 높았다. 따라서 50세 이 후, 골다공증이 의심되는 환자에서는 한 부위의 골 밀도에 근거한 진단이 다른 부위의 진단을 대변하지 못한다고 사료되며, 정확한 진단이 이루어지지 못해 올바른 치료가 이루어지지 못할 가능성이 있으므로 가능하면 대퇴부와 요추부의 골밀도를 함께 측정해 야 한다고 생각된다.
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