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통신저자：고 영 도
서울시 양천구 목 6동 911-1 이화여자대학교 부속병원 정형외과 Tel：02-2650-5564ㆍFax：02-2642-0349 E-mail：[email protected]
접수: 2008. 7. 15
심사(수정): 1차 2008. 8. 17, 2차 2008. 9. 11, 3차 2008. 10. 5 게재확정: 2008. 10. 13
Address reprint requests to：Young-Do Koh, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Ewha Womans University Hospital, 911-1, Mok 6-dong, Yangcheon-gu, Seoul 158-710, Kroea Tel：82-2-2650-5564ㆍFax：82-2-2642-0349
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골다공증성 안정성 흉요추 골절 시 압박의 진행과 자기공명영상 소견의 상관관계
고영도ㆍ윤종석ㆍ황지영*ㆍ박현식
이화여자대학교 의과학대학원 정형외과학교실, 영상의학교실*
목 적: 보조기 치료를 시행한 골다공증성 흉요추부 안정성 흉요추 골절에서 압박의 진행과 최초 자기공명영상 소견과의 상관관계를
알아보고자 한다.
대상 및 방법: 골다공증성 안정성 흉요추 골절로 내원한 환자 중 Jewett 보조기 치료를 시행한 37명의 38예를 대상으로 최소 6개월 추시상 최초 압박정도에 비해 10% 미만으로 압박이 진행한 군과 10% 이상 진행한 군으로 나누었다. MRI상 상위 종판의 골절 유무, 후방 피질골까지 골절 연장 여부, 흉요추내 부종의 크기, T1 및 T2 강조영상에서의 신호 강도, 골절된 흉요추 주위에 혈종의 존재 유무, 후방 신전근의 위축정도와 흉요추 압박 진행정도의 상관관계를 분석하였다.
결 과: 상위 종판의 골절이 있거나 T1 강조영상에서 저음영으로 나타나는 추체내 부종의 크기가 큰 경우, T2 강조영상에서 저신호강도 가 존재하는 경우 압박이 과도하게 진행되었다. 그러나, 후방 피질골까지 골절이 연장 유무, 골절된 추체 주위의 혈종 유무, 후방 신전근 의 위축 정도 등은 압박의 진행과 유의한 상관관계를 보이지 않았다.
결 론: 골다공증성 흉요추부 안정성 흉요추 골절에서 최초 MRI상 상위 종판의 골절이 있거나 T1 강조영상에서 부종의 범위가 큰 경우, T2 강조영상에서 흉요추내 부종외에 골절로 인한 저 신호강도가 있는 경우 보조기 치료로 압박이 진행될 위험성이 높아 세심한 추시 관찰 및 보다 적극적인 치료를 고려할 수 있다.
색인 단어: 흉요추, 안정성 척추 골절, 골다공증, 압박의 진행, 자기공명영상, 보조기 치료
The Relationship between Progression of Body Collapse and MRI Findings in Osteoporotic Stable Thoracolumbar Fractures
Young Do Koh, M.D., Jong Seok Yoon, M.D., Ji Young Hwang, M.D.*, Hyun Sik Park, M.D.
Departments of Orthopedic Surgery and Radiology*, Ewha Womans University School of Medicine, Seoul, Korea Purpose: To find out the relationship between the initial Magnetic Resonance Image (MRI) findings and the progression of vertebra collapse when treated with Jewett brace in osteoporotic stable thoracolumbar fractures.
Materials and Methods: We divided 38 cases of 37 patients of thoracolumbar osteoporotic stable thoracolumbar fractures who were treated with Jewett brace into two groups. One group was composed of those body collapse progressed more than 10%
compared with the initial state, and the other group less than 10%. We analyzed the relationships between the progression of collapse and the superior endplate fractures, the fracture line extending to posterior cortex, the size of bone marrow edema, the signal intensity on T1 and T2 weighted MR images, the presence of paravertebral hematoma, and the degree of posterior extensor muscle atrophy using MR images.
Results: The body collapse was more likely to progress when there was superior endplate fracture, when it showed larger size of bone marrow edema on T1 weighted image, and transverse low signal on T2 weighted image. But extending of fracture line to posterior cortex, presence of paravertebral hematoma, and degree of posterior extensor muscle atrophy did not show any statistical correlations to progression of collapse.
Conclusion: The body collapse is more likely to progress when there was superior endplate fracture, larger low signal on T1 weighted image and low signal on T2 weighted image at initial MRI treated with Jewett brace.
Key Words: Thoracolumbar spine, Stable vertebral fractures, Osteoporosis, Progression of compression, MRI, Jewett brace
안정성 흉요추 골절과 MRI의 상관관계 305
Fig. 1. Size of bone marrow edema on T1-weighted image.
(A) Grade 1 is less than 25%.
(B) Grade 2 is between 25~50%.
(C) Grade 3 is between 50~75%.
(D) Grade 4 is beyond 75%.
서 론
흉요추부의 골다공증성 안정성 골절에서 보조기를 이용한 보존적 치료는 많은 연구에서 만족스러운 결과를 보이고 있다5,6,9,14,17,19)
. 그러나, 일부 저자들은 추시 관찰 시 추체 높이의 감소를 보고하고 있으며20), 이러한 추체 높이의 감 소는 후만변형과 신경학적 증상을 유발할 수도 있다4,10,11). 안정성 척추 골절은 일반적으로 후주의 손상이 없으며 흉요추의 후만변형이 30o 미만이고 추체 압박률이 50% 미 만인 경우를 말하므로5,9), 보존적 치료의 추시 과정에서 후 만 변형이나 추체 압박률이 진행하여 불안정성 골절로 이 행하는 것을 방지하는 것이 중요하나 추체의 변형의 진행 을 예측할 수 있는 인자에 대하여 잘 알려진 바 없다.
저자들은 안정성 흉요추부 골절에서 추체 및 주위 조직 의 손상이 심한 경우 압박이 과도하게 진행할 것으로 생각 하였다. 따라서, 자기공명영상 (Magnetic Resonance Image - MRI) 소견상 상위 종판에 골절이 있거나, 추체의 전방의 골절이 후방 피질골까지 연장된 경우, 추체 부종이 심한 경우, 추체내 부종 외의 과도한 감입에 의한 신호가 존재 하는 경우, 골절된 추체 주위에 혈종이 존재하는 경우 그 리고 후방 신전근의 위축이 심한 경우 보존적 치료 시 압 박의 진행이 심할 것으로 가설을 세웠다.
따라서, 본 연구에서는 안정성 흉요추 골절을 Jewett 보 조기로 치료한 경우 상기 MRI 소견과 추체 압박의 진행과 의 상관관계를 알아보고자 한다.
대상 및 방법
1. 대상
2004년 3월부터 2007년 3월까지 골다공증을 동반한 작 은 외력으로 인해 유발된 안정성 흉요추 골절로 내원한 환 자 중 McAfee에 의한 흉요추부 손상 분류 중 설상 압박골 절 및 안정성 방출성 골절에 해당되며 3개월 동안 Jewett 신전 보조기를 착용하여 치료한 37명의 환자 38예를 대상 으로 하였다13). 대상 환자의 수상 기전은 무거운 물건을 들다가 삐긋한 예가 3예 (8%), 넘어지며 골절이 유발된 예 가 35예 (92%)였다. MRI판독상 추체의 급성골절에 해당되 는 환자만 대상으로 하였으며, 종양이나 무혈성 괴사 등의 골 유합을 지연시킬 수 있는 병변이 있는 환자들은 제외하 였다. 성별은 남자가 3예, 여자가 35예였으며, 환자의 평균 나이는 64.78세 (51세∼77세)였다. 골절부위는 흉요추 이행 부 (T11부터 L2)에 국한하였으며, 제11흉추가 5예, 제12흉 추가 13예, 제1요추가 18예, 제2요추가 2예였다. BMD는 요추의 T-score만을 사용하였으며 T-score는 평균 −2.55 였다. 골절 직후와 비교하여 6개월 추시 시 10% 미만으로 압박이 진행한 군을 A군, 10% 이상으로 진행한 군을 B군 으로 나누어 연구를 진행하였다. A군의 BMD는 평균 −2.82 (표준편차=1.13)였으며, B군의 BMD는 −2.39 (표준편차
=1.14)였다. BMD검사를 하지 않은 환자는 7예였으며, 이 경우 엉덩방아 정도의 작은 외력으로 골절이 유발되어 골 다공증성 골절로 판단되어 연구대상에 포함하였다.
Fig. 2. Classification of paravertebral muscle atropy accoding to Goutallier classification.
Table 1. The MRI factors that we consider which influence progression of compression of vertebral body
Factor Classification
Superior endplate fracture Yes No
Posterior cortex involvement Yes No
Horizontal low signal on T2WI Yes No Size of bone marrow edema I II III IV
Paravertebral hematoma Yes No
Atrophy of extensor muscle 0 I II III IV
2. 방법
6개월 추시 후 환자 분류 시 A군이 15예, B군이 23예 였다. 각 군에서 수상 직후 평균 25.34시간 (2시간∼48시 간, 표준편차: 9,36) 시행한 MRI를 분석하여 상위 종판의 골절 유무, 후방 피질골까지 골절 연장 여부, 추체내 부종 의 크기, T2 강조영상에서 저신호강도의 유무, 골절된 척 추 주위의 혈종의 유무, 후방 신전근의 위축 정도를 분석 하였다. Jewett 보조기는 MRI 촬영 후 급성 골절임을 확인 후 바로 착용하였으며, 착용 후 바로 직립보행을 하도록 하였다.
추체내 부종의 크기는 T1 강조영상 시상면 상에서 골절 된 추체 면적에서 부종이 차지하는 비율에 따라 25% 미만 을 1등급, 25∼50%를 2등급, 50∼75%를 3등급, 75% 이상 을 4등급으로 분류하였다 (Fig. 1). 후방 신전근의 위축정 도는 골절된 척추의 척추경 높이의 축상면에서 측정하였으 며, Goutallier가7) 회전근개의 위축 정도를 평가하는 데 사 용하였던 근육과 지방이 차지하는 비율에 따른 분류를 이 용하여 0등급에서 4등급으로 나누었다 (Fig. 2, Table 1).
초기 방사선 사진 및 추시 방사선 사진은 가로 14인치, 세 로 17인치 크기의 전자식 방사선 필름에 40인치 높이에서 엑스선을 투시하여 촬영하였으며, 환자의 자세는 테이블 위에서 Jewett 보조기를 차고 앙와위 자세에서 전후면 사 진을 얻고, 측와위 상태에서 측면 사진을 얻었다. 추체의 높이는 전방 추체의 상부와 하부 종판 사이의 높이를 측정 하였으며 각각의 방사선 촬영에 따른 상 크기의 오차를 없 애기 위해 상부와 하부 추체의 평균 높이에 대한 백분율로 계산하였다 (Fig. 3). 설상 압박골절이 있는 경우에는 추체 의 가장 전면의 높이를 측정하였으며, 추체 전체가 모두 감소한 경우에는 가장 많이 감소한 부분의 높이를 측정하 였으며, 비교 대상이 되는 상하 추체의 높이도 해당 추체 의 측정 위치와 같은 부분에서 측정하였다. 이때 추체의
안정성 흉요추 골절과 MRI의 상관관계 307
Fig. 3. Thoracolumbar vertebra height were reported as fractions of referent height. Thoracolumbar vertebra height (%)=2Hf / (Hs+Hi) *100. Compression ratio = 1−thoracolum- bar vertebra height (%).
Fig. 4. Progression of compression of whole patient in relation to follow up period.
전면에서 높이를 측정한 예는 33예였으며 추체의 중간에서 측정한 예는 5예, 추체의 후방에서 측정한 예는 한 예도 없었다. 통계학적 분석은 SPSS (version 11.0)을 이용하였 으며, 연속성 자료에 해당되는 단순 방사선 사진상 측정한 압박률의 진행정도는 T-test를 이용하여 검증하였으며, 자기 공명 영상을 이용한 여섯 가지의 요소는 범주형의 자료에 해당되므로 Chi-square test를 이용하여 검증을 하였다. 각 항목당 증례수가 5예가 안되는 부분에 대해서는 Chi- square test 중 Fisher의 exact test를 시행하였다. 또한 초 기 압박률 자체가 추후 압박의 진행과 연관이 있는지에 대 해서는 Sperman’s 상관계수를 이용하여 검증하였다.
결 과
추시는 보조기 착용 후 6주, 3개월, 6개월에 시행하였다.
전체 환자군에서 추체 높이는 수상 직후 87% (67∼96%)에 서 6개월 추시 시 72% (48∼94%)로서 15% 압박이 진행하 였다 (p=0.001). 전 환자 군에서의 압박의 진행은 보조기 착용 초기에 이루어지고, 추시 3개월에서 6개월 사이에는 진행을 하지 않음을 알 수 있었다 (Fig. 4). A군과 B군의 수상 직후 압박정도는 각각 15%와 11.55%였으며, 6개월 추시상 18.0%와 33.0%로서 각각 3%와 21.45% 증가하였으 며, 이는 처음 압박률의 미세한 차이는 압박의 진행 자체 에 영향에 대해서는 유의한 차이를 보이지 않았다 (상관계 수 r=0.327, p=0.05).
상위 종판의 골절은 A군에서 15예 중 2예 (13.3%)에서
관찰되었으며 B군에서 23예 중 14예에서 (60.8%) 관찰되 어 두 군 간의 통계학적으로 유의한 차이를 보였다 (p=0.004) (Fig. 5). 추체의 골절이 후방 피질골까지 연장된 경우는 A 군에서 15예 중 6예 (40%)에서 관찰되었으며 B군에서 23 예 중 15예 (62.5%)에서 관찰되어 두 군 간에 유의한 차이 를 보이지 않았다 (p=0.126) (Fig. 6).
T2 강조영상에서 저 신호강도가 있는 경우는 A군에서 15예 중 3예 (20%)에서만 관찰되었으나 B군에서는 23예 중 18예에서 (78.2%) 관찰되어 통계학적으로 유의한 차이 를 보였다 (p=0.000).
추체내 부종의 크기는 A군에서 각각 1등급 3예, 2등급 4 예, 3등급 4예, 4등급 4예였으며, B군에서 1등급 0예, 2등 급 1예, 3등급 14예, 4등급 8예로 두 군 간에 통계학적으 로 유의한 차이를 보였다 (p=0.014). 골절된 추체 주위의 혈종은 A군에서 15예 중 13예에서 (87%) 관찰되었고 B군 에서 23예 중 22예에서 (96%) 관찰되어 두 군 간에 유의 한 차이는 보이지 않았다 (p=0.550). 후방 신전근의 위축 정도는 A군에서 1등급 10예 (67%), 2등급 4예 (27%), 3등 급 1예 (6%), 4등급 0예 (0%)였고, B군에서 1등급 13예 (56%), 2등급 7예 (30%), 3등급 2예 (9%), 4등급 1예 (4%) 로 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았다 (p=1.000).
고 찰
흉요추부의 안정성 압박골절 시 보조기를 이용한 보존적 치료가 널리 시행되고 있다. Aǧus 등1)에 의하면 안정성 방출성 골절의 보존적 치료 시 장기 추시상 전방 추체 높 이와 흉요추 후만변형 등은 수상 직후와 비교해 통계적으
Fig. 6. L1 vertebral body fracture with fracture line involved to the posterior cortex. At 10 month follow up, the compression progress is 8% noted.
Fig. 5. (A) Initial plain radiogragh.
(B, C) CT sagittal image and sagittal T2-weighted image, an superior endplate fracture line is found, but the fracture line which extends to the posterior cortex is not found.
(D) On the plain radiograph after 6 months, there is a progression of height loss of the fractured body compared with initial film.
로 유의한 변화를 보이지 않으며, 대부분의 흉요추 변형은 수상 당시에 발생한다고 하였다. 그러나, Tezer 등17)은 추 시 관찰 시 추체 높이는 감소했다고 보고하고 있다. 또한, 이러한 추체 높이의 감소는 후만변형과 신경학적 증상을 유발할 수도 있다.
한편, 흉요추 압박골절 후 발생하는 방사선학적 결과가 기능적 결과와 상관관계가 없다는 주장도 있지만2∼5,10,20), 일반적으로, 추체 압박과 후만변형의 진행은 요통과 상관 관계가 있다고 알려져 있다8,16,18).
Magerl 등12)은 A형 골절인 경우 골절은 종축의 압박력 으로 발생하고, 추체의 변형은 골절에 의한 분쇄보다는 해 면골의 감입에 의해 발생하며, 압박력과 굴곡력에 대한 안 정성은 추체의 분쇄 정도에 기인한다고 하였다. Alanay 등3) 은 후방 인대 복합체가 정상인 안정성 흉요추 압박골절에 서 후만변형 교정은 전방추체의 높이의 교정으로 가능하다 고 하였으며, 이러한 후만변형의 진행에 영향을 미치는 요 소로는 종판과 추체의 분쇄 정도가 영향을 미친다고 하였 다. Oner 등15)은 MRI상 종판 전방 1/2의 분쇄가 있거나
안정성 흉요추 골절과 MRI의 상관관계 309
Fig. 7. (A) Initial plain radi- ograph of L1 fracture.
(B) Intermediate to low signal intensity line on T2 weighted image.
(C) On the plain radiograph taken after 6 months, there is an additional 30% height loss compared with the initial film.
Fig. 8. (A) On sagittal multiplanar reconstruction image of Modified discrete cosine transform multidetector computed tomography (MDCT), there is transverse low density at a thoracolumbar vertebra, which is supposed to be a defect of cancellous bone (white arrow).
(B) On T2 weighted MR image, intermediate to low signal intensity line (white arrow) is corresponds to the low density of MDCT image.
골절이 추체의 1/3 이상을 침범한 경우 후만변형의 진행에 유의한 영향을 미친다고 하였다.
대상 환자는 보조기 착용 6주 이내에 압박 진행의 대부 분이 이루어지고 3개월까지는 압박이 진행하기 때문에 3개 월까지 보조기 착용을 하였으며, 적어도 6개월까지 환자를 추시 관찰하였다. 처음에 A군이 평균 수치상 압박이 (15%) B군 (11.55%)에 비해 더 큰 상태에서 추시상 압박 진행은 덜 관찰 (3% 진행)되었으며, B군에서는 A군에 비해 압박 이 덜 된 상태에서 더 많이 진행되었는데 (21.45% 진행), 이는 통계학적 유의성이 없으며, 또한 초기 추체 전체의
높이에서 3.45%의 초기 압박 차이가 골다공증성 추체에서 추후 압박의 진행에는 영향을 미치지 않는 것으로 생각된 다. 상위 종판의 골절이 있고, T1 강조영상에서 추체내 부 종의 크기가 크며, T2 강조영상에서 저 신호강도가 존재하 는 경우 추시 시 과도한 압박의 진행이 발생하였다. 상위 종판이 골절된 경우는 골절을 일으킨 외력이 크고, 골절된 종판 부위로 압박력이 집중되어 그로 인해 종판하 해면골 의 손상이 커서 압박이 진행하였을 것으로 추정된다. 또한 T1 강조영상에서 추체내 부종이 큰 경우 역시 추체의 해면 골의 손상의 범위가 넓어서 부종이 작은 경우보다 추체 압 박이 컸을 것으로 추정된다. 그리고, T2 강조영상에서 저 신호 강도를 보이는 소견이 관찰될 때 압박의 진행이 10%
이상 진행되는 것을 관찰할 수 있었다 (Fig. 7). T2 강조 영상에서 추체내 골절로 인한 저 신호강도는 전산화 단층 촬영 (CT)영상과 비교 시 선상으로 해면골이 결손된 부위 와 일치하였다. 아직까지 이에 대한 병리학적 검증은 이루 어지지 않았지만, CT에서 보이는 해면골의 결손부위와 일 치하는 것을 근거로, 이는 해면골의 과도한 감입으로 인한, 혈종으로 채워진 골절부위의 공간이라고 생각된다 (Fig. 8).
그러나, 골절선의 후방 피질 침범 유무, 골절된 추체 주 위의 혈종 유무, 후방 신전근의 위축정도 등은 압박의 진 행과 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 골절선의 후방 피 질 침범의 경우, 추체의 후방까지 골절이 연장된 방출성 골절로서 분류상 설상 골절보다 더 압박의 진행을 증가시 킬 수 있는 요소로 생각되나, 본 연구의 통계결과는 유의 한 상관관계를 보이지 않았는데, 그 이유로는 대상 환자가 작은 외력으로도 쉽게 골절이 유발되는 골다골증성 추체 골절이기 때문으로 생각된다. 골절된 추체 주위의 혈종 유 무 자체는 압박의 진행에 유의한 영향을 보이지 않았는데, 이는 혈종 자체가 골 유합에 영향을 미치지 않기 때문인 것으로 생각되며, 후방 신전근의 위축 정도 또한 유의하지 않았는데, Jewett 보조기를 착용하는 것 자체가 체간을 신 전시켜 주는 기계적 역할을 하기 때문에 신전근의 역할이
골 유합에 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다.
본 연구에서 관찰된 이러한 추체 높이의 감소가 단순한 방사선학적인 소견에 불과한지 아니면 임상적으로 통증 및 기능적인 결과에 영향을 미치는지에 대하여 추가적인 연구 가 필요하며, 본 연구의 제한점은 환자의 연령, 골다공증 정도, 수상 당시의 외력의 정확한 분석 정도 및 각 환자의 Jewett 보조기에 대한 순응도 같은 임상적 인자를 배제하 고 단지 자기공명영상 소견만을 분석한 것으로 향후 상기 임상적 인자를 포함한 분석이 필요할 것으로 생각된다.
결 론
골다공증성 안정성 흉요추부 골절 시, 추체의 상위 종판 에 골절이 있거나 추체내 부종이 크거나 T2 강조영상에서 저신호강도가 존재하는 경우에는 Jewett 보조기를 이용한 보존적 치료 시 추체의 압박이 비교적 과도하게 진행할 것 으로 예상할 수 있어 보다 세심한 추시 관찰이 필요할 것 으로 생각된다.
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