Legg-Calve-Perthes병 환자의 Body Mass Index (BMI)에 관한 연구

(1)

Legg-Calve-Perthes (LCP)병은 그 원인이 정확히 알려져 있지 않으며 여러 가지 다중의 인자들이1,6,7,9,10,13) 관여하고 있다 고 생각된다. 치료받지 않은 이 질환의 대퇴골두는 점차 원형을 소실하며 심한 경우 대퇴골두와 비구의 불일치로 인해 퇴행성

관절염이^11,17,20) 동반될 수 있다. 대퇴골두의 이환 정도에 따른

이 질환의 분류^2,8,15)들 중 외측 골단의 높이에 따른 pillar 분류⁸⁾

는 대퇴골두 외측 골단의 유지가 골두에 부하되는 외력으로부터 골두의 붕괴를 방지할 수 있는 기둥으로 작용할 수 있다는 개념 에서 시작된다. LCP병을 가지고 있는 대퇴골두에서 응력 및 변 형을 생각할 때 특정 이환된 부위에 가해지는 생리적 한계를 넘 은 과도한 힘은 대퇴골두의 평편화를 초래할 수 있으며 병변의 치유를 지연시킬 수 있다. 그러나 현재까지도 어느 정도의 응력

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목 적 :LCP병에 있어 BMI [body mass index: 체중(kg)/신장(m)²]가 최종 Stulberg 결과에 미치는 영향을 연구하였다.

대상 및 방법 : 골연령이 6세 이상이며 편측 이환된 255명의 환자들(초진 시 평균 역 연령: 7.8세) (치료를 받지 않은 군 20예, 보조기 사용군 83예, 고관 절 운동만 시행한 군 62예, 대퇴골 내반 절골술 시행군 38예, Salter 골반골 절골술 시행군 52예)의 BMI와 최종 Stulberg 결과(I형 20예, II형 88예, III 형 96예, IV형 49예, V형 2예)와의 관계를 통계학적으로 분석하였다.

결 과 : 전체 환자에서 BMI와 최종 결과 사이에 약한 상관성(Spearman 상관 계수: 0.11, p=0.078)을 보였으나 통계학적 의미는 없었다. BMI는 보조기 사용군과 고관절 운동 시행 군에서 최종 결과와 상관성(Spearman 상관 계수: 0.17, p=0.045)을 보였으나 치료를 받지 않은 군과 수술적 치료를 받은 군 에서는 상관성을 보이지 않았다. 전체 환자에 있어서 평균 BMI치와 치료 결과(Stulberg I과 II형-우수, III형-양호, IV와 V형-불량) 사이의 분석에서 불량군 의 평균 BMI치는 양호 및 우수군에 비해 통계학적으로 의미 있게 높았다(p=0.011). 또한 보조기 사용군과 운동군에서 불량군은 양호군에 비해 통계학적 으로 의미 있게 평균 BMI치가 높았다(p=0.017). 그러나 수술군과 치료를 하지 않은 군에서는 이러한 통계학적 의의를 볼 수 없었다.

결 론 :LCP병에 있어 BMI수치가 클수록 불량한 치료 결과를 보였다. 이는 특히 수술적 치료군보다 보조기 사용군과 운동군에서 더 현저하였다.

색인 단어 : Legg-Calve-Perthes병, BMI (Body mass index)

Body Mass Index (BMI) in Legg-Calve-Perthes Disease

Hui Taek Kim, M.D., John A. Herring, M.D.*, and Chong Il Yoo, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Pusan National University, Busan, Korea; Department of Orthopaedic Surgery, Texas Scottish Rite Hospital for Children, Dallas, USA*

Purpose:To describe the relationship between BMI (body mass index: weight in kilograms/height in meter²) and final Stulberg outcome in LCP disease.

Materials and Methods:The data of a total of 255 unilaterally involved patients (bone age≥6 years, average age at induction: 7.8 years) were studied. The non-surgical treatment group involved; a) no treatment (20), b) brace (83), c) range of motion (ROM) exercise (62), while surgical treatment included either a) femoral osteotomy (38), or b) Salter innominate osteotomy (52). Treatment result was as fol- lows: Stulberg I (20), II (88), III (96), IV (49), V (2).

Results: 1) A weak correlation was founded between BMI and Stulberg outcomes in the whole study group (Spearman correlation 0.11;

p=0.078). The mean BMI of the Stulberg IV&V (poor) groups was significantly greater than that of those in the Stulberg I&II (good) and III (fair) group (p=0.011). 2) BMI was related to Stulberg outcome in the brace and range of motion groups (Spearman correlation 0.17;

p=0.045). The mean BMI of the Stulberg IV&V group was significantly greater than that of Stulberg I&II group in the brace & ROM groups (p=0.017). However, these statistical significances were not found in the surgery and no-treatment groups.

Conclusion:BMI may play a role in the Stulberg outcome. A higher BMI is associated with a poorer outcome, especially in patients treated by brace or ROM.

Key Words: Legg-Calve-Perthes disease, BMI (Body mass index)

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Legg-Calve-Perthes병 환자의 Body Mass Index (BMI)에 관한 연구

김휘택ㆍ John A. Herring

^*

ㆍ류총일

부산대학교 의과대학 정형외과학교실, Department of Orthopaedic Surgery, Texas Scottish Rite Hospital for Children*, USA

748 748 통신저자 : 김 휘 택

부산광역시 서구 아미동 1-10 부산대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 051-240-7248∙FAX: 051-247-8395 E-mail: kimht@pusan.ac.kr

*본 연구는 부산대학교 연구(보조)비(4년과제)에 의한 연구임.

Address reprint requests to Hui Taek Kim, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Pusan National University Hospital 1-10 Ami-dong, Seo-gu, Busan 602-739, Korea

Tel: +82.51-240-7248, Fax: +82.51-247-8395 E-mail: kimht@pusan.ac.kr

(2)

이 대퇴골두에 미세 골절을 일으키고 이차적 변형을 야기시킬 수 있는 지에 대해서는 잘 알려지지 않고 있다.

1966년 Salter¹⁶⁾는 동물 실험에서 괴사된 대퇴골두를 비구내 에 유치시킴으로써 골두의 변형을 방지할 수 있다고 보고 한 이 후 유치 개념이 LCP병의 치료에 있어 기초가 되고 있다. 이러 한 대퇴골두의 유치와 양호한 관절 운동범위의 유지는 이환된 특정 부위에 가해지는 외력을 분산시켜 골두 변형을 방지하는데 목적이 있다.

LCP병에 있어 비만은 역학적인 면으로 대퇴골두에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 다른 질환에서와 마찬가지로 임상적 위 험 요소로 알려져 있다. 본 연구는 비만 정도를 측정하는 BMI [body mass index: 체중(kg)/신장(m)²]^3,14)와 Stulberg 치료 결과¹⁷⁾의 관계를 통계학적으로 분석하여 비만이 LCP병의 치료 결과에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

골연령이 6세 이상이며(초진 시 평균 역연령: 7.8세) 편측으 로 이환된 255 고관절을 대상으로 하였다. 이들은 모두 진단 후 키와 체중이 정확히 조사되었으며 최종 방사선 검사상 성장이 완료되어 정확한 Stulberg의 분류가 가능하였다. 성별은 여아가 43명 남아가 212명이었으며 pillar 분류상 A군이 13명, B군 164 명, C군이 78명이었고 이들의 평균 추시 기간은 8.8년이었다. 치 료 방법에 따라 대상군을 나누면, 비수술적 치료군 (1) 전혀 치 료를 하지 않은 군 20예 (2) 보조기 사용군 83예 (3) 관절운동 회복을 위해 운동(물리 치료 포함)만 시행한 군 62예와, 수술적 치료군 (1) 대퇴골 내반 절골술군 38예 (2) Salter 골반골 절골 술군 52예로 분류할 수 있었다. 이들의 Stulberg 결과는 I형 20 예, II형 88예, III형 96예, IV형 49예, V형 2예이었다.

연구 방법은 각 환자의 초진시 BMI와 최종 Stulberg 결과(I 과 II군, 우수; III군, 양호; IV와 V군, 불량)를 구하고 그들의 상관 관계를 Spearman 상관 계수를 통하여 알아보았다. 또한 치료 방법에 따라 보조기 사용 및 운동을 시행한 비수술적 치료 군과 수술적 치료군 및 전혀 치료를 하지 않은 군으로 나누어 각 군에서의 평균 BMI가 최종 Stulberg 결과 사이에 차이가 있는지를 분산 분석을 이용하여 알아보았으며 다중 비교를 위하

여 Scheffe의 방법을 이용하였다. BMI와 최종 Stulberg 결과 사이의 보다 더 자세한 관련성을 알아보기 위해서 역연령 및 골 연령에 따라 6단계(<15%, 15-50%, 50-75%, 75-85%, 85- 95%, >95%)로 나눈 BMI percentile 중 환자의 BMI가 어느 단계에 속하는지를 알아보고 최종 결과간의 연관성을 Chi- square 분석을 통해 알아보았다. BMI percentile은 1998년 Rosner 등¹⁴⁾에 의해 7단계가 발표되었으나 본 연구 대상군의 경우 5 percentile 미만의 환자가 없어 6단계로 나누어 분류하 였다. 이외 BMI와 lateral pillar와의 상관관계를 알아보기 위하 여 이들 사이의 Spearman 상관 계수를 구하였다. 이 분석에서 는 pillar A, B, C를 각각 1, 2, 3의 수치로 변환하여 통계학적 분석을 시행하였다. 또한 BMI percentile과 lateral pillar와의 연관성을 알아보기 위하여 환자의 BMI percentile을 역연령 및 골연령에 따라 6단계로 나누어 Chi-square분석을 시행하였다.

각 측정치들의 통계학적 처리에 있어 p값은 0.05 미만인 경우 의의가 있는 것으로 보았다.

결 과

1. BMI와 Stulberg 결과와의 상관관계 분석

BMI가 커질수록 Stulberg 군도 높아지는지를 분석해 보았다.

전체 대상군에 있어 이들간의 Spearman 상관 계수는 0.1 (p=

0.078)로 통계학적 의미는 없었으나 약한 상관성을 암시하였다 (Fig. 1). 치료 방법에 따른 분석에서 보조기 및 운동 치료군에 있어서 Spearman 상관 계수는 0.17 (p=0.045) (Fig. 2), 수 술적 치료를 시행한 군에서 0.12 (p=0.250), 치료를 받지 않은 군에서 0.15 (p=0.521)로 보조기 및 운동 치료 군에서 상관관 계를 보이는 반면 수술적 치료를 시행한 군과 치료를 받지 않은 군에서는 BMI와 Stulberg 결과와의 사이에 상관관계가 없음을 알 수 있었다.

2. 각 Stulberg군의 BMI 평균 치의 분석

먼저 전체 대상군에 있어서 BMI 평균치는 Stulberg I과 II군 에서 17.07±2.53, Stulberg III군에서 17.41±3.26, Stulberg IV 와 V군에서 18.74±4.51로 Stulberg IV와 V군에서 평균 BMI 가 Stulberg I과 II군과 III군에서보다 의미 있게 큼을 알 수 있

Stulberg

BMI 5

4 3 2 1 0

10 15 20 25 30 35 40

Fig. 1.Correlation between BMI and Stulberg outcome for the entire patient group (n=255): *Spearman correlation coefficient,

�p-value.

r=0.11*

p=0.078^� Stulberg

BMI 5

4 3 2 1 0

10 15 20 25 30 35 40

Fig. 2.Correlation between BMI and Stulberg outcome in the brace and ROM group (n=145): *Spearman correlation coefficient, ^�p- value.

r=0.167*

p=0.045^�

(3)

었다(p=0.011) (Table 1). 치료 방법에 따른 분석에서 보조기 및 운동 치료 군에 있어서 BMI 평균치는 Stulberg I과 II군에 서 16.92±2.29, Stulberg III군에서 17.59 3.45, Stulberg IV와 V군에서 19.12±4.75로 Stulberg IV와 V군에서의 평균 BMI 가 Stulberg I과 II군과 III군에서 보다 의미 있게 큼을 알 수 있 었다(p=0.017). 그러나 수술적 치료를 시행한 군(p=0.486)과 치료를 받지 않은 군(p=0.854)에서는 이러한 통계학적 의의를 찾지 못하였다(Table 2).

3. 역연령 및 골연령에 따른 BMI percentile과 Stulberg 결 과와의 관계 분석

전체 대상 군에 있어 역연령(p=0.717)과 골연령(p=0.534)에 따른 BMI percentile과 Stulberg 결과와는 연관성이 없는 것으 로 나타났다. 또한 치료 방법에 따른 BMI percentile과 Stulberg 결과와의 분석에서도 서로 연관성이 없는 것으로 나타났다(보조 기 및 운동 치료 군; p=0.624, 수술적 치료 군; p=0.246). 치 료를 받지 않은 군의 경우 대상군의 수가 적어 분석을 시행하지 않았다.

4. BMI 및 역 연령과 골 연령에 따른 BMI percentile과 lateral pillar와의 관계 분석

BMI와 lateral pillar 사이의 Spearman 상관 계수는 -0.03 (p=0.619)으로 서로 상관성이 없는 것으로 나타났다. BMI percentile 단계에 따른 lateral pillar와의 연관성을 알아보기 위한 분석에서도 역연령(p=0.375) 및 골연령상(p=0.329)의 BMI percentile과 lateral pillar와는 연관성이 없는 것으로 나타났다.

또한 치료 방법에 따른 각 군의 분석에서도 통계학적 의의가 없 는 것으로 나타났다.

고 찰

LCP병을 가지고 있는 대퇴골두에 가해지는 역학적 힘은 이 환된 대퇴골두에 부정적인 요소로 작용될 수 있으며 생리적 한 계를 넘은 힘은 골두를 평편화 시켜 변형을 야기시킬 수 있다.

LCP병의 진행단계는 Waldenstrom¹⁹⁾에 의해 잘 기술되어지고 있으며 이들 단계들 중 특히 변형이 잘 일어나며 가소성을 가지 는 무혈성 괴사기와 분절화기가 치료에 가장 좋은 시기이며 재 골화기에 들어서면 변형이 더 이상 잘 일어나지 않는다고 알려

져 있다^4,5,18,20).

BMI^3,14)는 청소년기에 있어 과체중을 측정할 수 있는 지표로

많이 쓰이고 있다. 이 지표를 사용할 경우 연령과 성별을 감안 하여 95 percentile 이상 혹은 BMI지수가 30이 넘을 때 비만으 로 정의할 수 있으며 85-95 percentile 사이는 과체중의 위험이 높은 것으로 알려져 있다. 비만은 여러 질환에서 그 치료결과에 부정적인 요소로 작용할 수 있으며 LCP병에서도 임상적 위험 인자로 생각되고 있으나 그 치료 결과에 어떻게 영향을 미치는 지는 정확하게 밝혀지지 않고 있다.

본 연구에서는 대퇴골두에 가해질 수 있는 응력 중 체중에 의 한 영향을 알아보기 위하여 BMI를 이용하였다. 이는 현재까지 잘 알려져 있는 LCP병에 있어 가장 중요한 예후 인자인 이환 당시의 나이와 대퇴골두의 이환 정도와는 별도로 역학적인 관점 에서 BMI를 이환된 대퇴골두에 가해질 수 있는 물리적인 힘으 로 생각하고 최종 결과와의 관계를 분석하였다. 그 결과 보조기 및 운동 치료 군에서 BMI 수치가 큰 환자에서 최종 결과가 불 량하다는 분석 결과를 얻었다. 이러한 결과는 LCP병에서 현재 까지 막연히 알려져 있는 비만아에서 예후가 불량하다는 사실을 수치화로 입증할 수 있었으며 수술적 치료군보다 보조기 및 운 동 치료군 등의 비수술적 치료군에서 통계학적 연관성을 볼 수 있었다는 사실은 향후 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각되었 다. 또한 이러한 결과를 역학적인 관점에서 볼때 비구내의 체중 부하 부위로 유치되는 이환된 전외측의 대퇴골두는 물리적인 면 에서 있어 오히려 역효과를 가져올 수 있지 않을까 하는 의문을 가질 수 있다. 그러나 현재까지 외전 보조기 치료나 대퇴골 내 반 절골술 및 골반골 절골술 등의 여러 치료 결과들을 분석해 보면 이러한 유치 개념의 치료는 이환된 대퇴골두에 가해지는 물리적 힘의 분포를 변화시켜 대퇴골두의 점진적인 변형이 방지 할 수 있다고 알려져 있다. 그러나 이를 위해서는 대퇴골두의 유치와 함께 좋은 관절 운동범위의 유지가 필요하며 이로 인해 이환된 특정 부위에 가해지는 외력이 감소되어질 수 있고 또한 이환되지 않은 대퇴골두 쪽으로 힘의 분산이 있어야 하겠다. 그 러나 아직까지도 이러한 유치개념의 치료방법이 어떻게 대퇴골 두에 영향을 미치는지에 대한 정확한 생역학적 보고는 없는 형

*Mean BMI for Stulberg IV&V was significantly greater than that of Stul- berg III and Stulberg I&II by ANOVA and by Scheffe multiple comparison (p=0.011).

Stulberg I&II Stulberg III Stulberg IV&V (good outcome) (fair outcome) (poor outcome) Entire patient 17.07±2.53 17.41±3.26 18.74±4.51*

(n=255)

Table 1.Comparison of mean BMI and Stulberg outcome for the entire patient group

*Mean BMI of Stulberg IV&V was significantly greater than that of Stul- berg III and Stulberg I&II in the brace and ROM group by ANOVA and the Scheffe multiple comparison method (p=0.017). However, no statistical significance was found in the surgery (p=0.486) and no treatment group (p=0.854).

Stulberg I&II Stulberg III Stulberg IV&V (good outcome) (fair outcome) (poor outcome) Brace & ROM 16.92±2.29 17.59±3.45 19.12±4.75*

(n=145)

Surgery (n=90) 17.23±2.85 17.45±3.11 18.48±4.49 No-Tx (n=20) 16.90±1.62 16.26±2.29 16.66±2.34 Table 2.Comparison of mean BMI and Stulberg outcome in each treatment group

(4)

편이다. 한편 이러한 유치 개념에 대해 Rab¹²⁾은 대퇴골두와 비 구가 각각 120% 및 75%의 반구로 생각할 때 대퇴골두는 보행 의 주기에 따라 그 유치 부위가 다르며 또한 항상 63% 정도만 이 유치된다고 보고하여 광범위한 부위에 무혈성 괴사가 발생 시 대퇴골 내반 절골술 및 골반골 절골술을 이용한 대퇴골두의 비구내 유치는 역학적으로 장점이 없다고 하였다.

본 연구의 결과에서 보는 바와 같이 수술적 치료 군에서와 달 리 특히 비 수술적 치료 군에서 BMI 수치가 높을수록 Stulberg 결과가 불량하다는 점은 수술적 치료 군의 경우 BMI가 커짐에 따라 대퇴골두에 증가되는 역학적인 힘이 수술적 치료로 인해 분산되고 그 힘의 전달에 변화를 가져 올 수 있음을 간접적으로 암시하고 있다고 생각된다. 그러나 본 연구에서와 같이 여러 가 지 다중인자들이 관여하는 LCP병에서 단지 BMI만을 가지고 최종 결과와 비교하여 어떠한 결론을 내기에는 문제점이 있을 수 있다. 이러한 힘의 분산에 대한 보다 정확한 결론을 위해서 는 향후 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각되며 이를 위해 서는 컴퓨터를 이용한 간접적인 LCP병의 모델을 만들어 생역 학적인 측면에서 그 정도를 측정할 수 있도록 해야겠다. 아울러 이러한 역학적인 관점 이외 체중의 증가가 LCP병의 자연경과 에 어떠한 다른 영향을 미칠 수 있는지에 대해서도 보다 더 많 은 연구가 필요할 것으로 생각된다.

본 연구에 있어서 시행된 역연령 및 골연령에 따른 BMI per- centile과 Stulberg 결과와의 관계 분석의 경우 전체 대상 군에 있어 역연령과 골연령에 따라 나눈 BMI percentile과 Stulberg 결과와는 서로 연관성이 없는 것으로 나타났으며 또한 치료 방 법에 따른 결과와의 분석에서도 서로 연관성이 없는 것으로 나 타났다. 이는 다시 말해 어떤 특정한 BMI percentile에 해당하 는 환자들에게서 불량한 Stulberg 결과를 보이는 것은 아니고 각 Stulberg군의 BMI 평균치의 분석 결과에서 보듯이 전체 대 상군 및 치료 방법에 따른 분석에서 보조기 및 운동 치료군의 Stulberg IV와 V군에서 BMI 평균치가 Stulberg I과 II군과 III 군에서 보다 의미있게 큼을 알 수 있었다(p<0.05). 또한 BMI percentile과 lateral pillar와의 관계 분석에서도 특별한 통계학 적 의의를 찾지 못하였다. 이는 BMI와 이환정도를 나타내는 lateral pillar 분류는 서로 다른 사항으로 BMI가 높은 환자에서 대퇴골두의 이환정도가 심하다는 관계는 성립되지 않는다는 의 미를 포함하고 있다.

요 약

LCP병 환자에 있어 체중 및 신장과 최종 결과를 통계학적으 로 분석한 결과 비만을 나타내는 BMI수치가 클수록 불량한 최 종 Stulberg 결과를 보였으며 이는 특히 수술적 치료군보다 보 조기 사용군과 운동군에서 현저하였다. 이러한 결과는 LCP병의 예후에 영향을 미치는 여러 가지 다 인자 요소들 중 비만이 하 나의 예후인자가 됨을 증명할 수 있었다. 그러나 역학적인 관점 과 함께 체중의 증가가 LCP병의 자연경과에 어떠한 다른 영향

을 미칠 수 있는지에 대해 향후 보다 더 많은 연구가 필요할 것 으로 생각되었다.

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