동아대학교 의과대학 재활의학교실
대 한 골 대 사 학 회 지 Vol. 12, No. 2, November, 2005 골다공증성 척추 골절의 재활의학적 치료 동아대학교 의과대학 재활의학교실 곽 현·김 상 범
가령화 (aging)에 따른 근골격계의 변화 골 소실로 인한 골다공증은 근골격계 (musculo- skeletal) 안정성에 불균형을 유발한다. 또한 골의 다공성이 증가되면 생역학적 능력이 감소하게 된다. 골 구조에 대한 외상은 중력에서부터 움직이는 신체의 일부분까지 다양한 원인으로 유발될 수 있다. 가령화와 관련된 근골격계 변화는 여성에서 더 중요한 문제가 되는데, 한 연구에 의하면
18~96세의 남여 사체에서 제3번 요추의 bone ash 무게를 비교한 결과 여성에서 같은 연령의 남성보다 골질량이 낮은 것으로 밝혀졌다1).
또한 여성은 남성에 비해 상대적으로 낮은 골질량과 강도를 가지고 태어난다2). 골 재형성 (bone remodeling)은 신체 부위마다 다른 비율로 진행된다. 주로 장골에서 관찰되는 피질골 (cortical, compact bone)은 해면골 (trabecular, can-cellous bone)보다 느리게 재형성된다. 그러므로 폐경 후 갑자기 생식기가 위축되면 주로 몸통 골량 (axial bone mass)이 빠른 속도로 감소하게 된다.
여성은 일생동안 척추에서 약 47%의 골 소실이 일어나며 대부분은 폐경 후 50~60세경 발생한다3). 남성에서는 생식호르몬의 감소가 여성에 비해 서서히 일어나며 따라서 골 소실도 30% 정도만 일어난다. 팔다리 뼈대 (appendicular skeleton)에서 골 밀도 감소는 여성은 30%, 남성은 15% 정도만 발생한다4). 그러므로 몸통 뼈대는 팔다리 뼈대에 비해 임상적으로 더 중요한 문제이며 남성에서는 여성에 비해 덜하다고 할 수 있다. 골격 (skeletal) 구조는 물리적, 운동학적으로 근육에 의존한다. 남성과 여성의 근력은 10세까지는 비 슷하나 이후 차이가 발생하며 나이가 들수록 남녀 공히 감소한다. Sarcopenia는 1형 근섬유에서보다 2형 근섬유에서 주로 나타나며 나이가 들수록 2형 근섬유를 더 소모하여 결국 근육은 더 작고 약하게 된다. 이 결과로 근골격계에서 근육의 보호 작용이 감소하게 되며, 여성에 있어 더 중요한 문제가 되는데 여성이 남성보다 근력이 떨어지기 때문이다. Sinaki 등의 보고에 의하면 21~89세의 건강한 남성과 여성의 요추 및 상하지 근력을 측정한 결과 같은 연령에서 남성보다 여성의 근력이 떨어지며 여성에서 요추 신전 근력은 남성의 54~76%에 불과하다고 하였다5). 하지만 이런 남녀 차이는 나이가 들어감에 따라 감소하며, 최대 근력을 보이는 30대와 최저인 80대를 비교 시 남성은 64%, 여성은 50% 감소를 보인다고 하였다6).
요통 골다공증은 급성과 진행성인 만성 두 가지 형태의 요통을 유발한다. 만성 요통과 척추 후만 자세는 척추의 미세 골절 결과로 서서히 발생한다. 척추의 인대 구조들은 통증 섬유를 가지고 있으며 지속적인 신전이 통증으로 인지된다. 골다공증으로 인한 척추 후만이나 후측만 변형과 iliocostal friction syn- drome은 통증을 유발하여 일상생활을 방해하게 된다. 측만증은 원인을 알 수 없는 골다공증 환자 중 58%에서 발견되며, 원인을 알 수 없는 척주 후측만증 환자 76%에서 골다공증이 동반된다7). 이런 변형은 척추 주위 근육 (paraspinal muscle)의 운동을 방해하여 근력 감소를 야기시킬 수 있다. 과후만증
(hyperkyphosis)은 폐활량을 감소시켜 운동 프로그
램에 영향을 준다8). 정상 여성과 골다공증을 가진 여성의 요추 신전 근력을 비교한 연구에서 연령 보정 시 골다공증을 가진 여성에서 근력이 감소되는 결과를 보여주었다9).
요추 신전근의 등척성 운동 (isometric exercise)은 골절 후 통증과 부종을 감소시키므로 가능한 빨리
근력 강화 운동이 시작될 필요가 있다.
한 연구는 척추 골절이 한번 발생하면 다시 재발할 가능성이 높다고 지적하였으며10) 요추 신전근력 강화 운동이
척추 골절 위험을 줄이는 데 도움이 된다고 하였
다11). 특히 주목할 점은 요추 신전근 운동은 증가된 흉추 과후만증으로 증가된 요추 전만증을 감소시키는 운동과 동시에 행해져야 한다는 점이다12).
자세 교정 프로그램을 이행하는 동안 복부 근육의 등척성 운동이 가능하면 포함되어야 한다.
골다공증성 골절의 비약물적 치료
건강한 근골격계는 단단한 뼈뿐 아니라 강력한
지지 근육에 의존한다. 그러므로 골다공증성 골절의 치료는 골량을 증가시키는 약물적 치료와 근력과 자세를 향상시키는 비약물적 치료 (예, 운동)가 동시에 요구된다. 적당한 영양섭취가 빠른 골절 치료와 조기 가동 (early mobilization)을 위해 필요하다.
칼슘과 비타민 D 그리고 단백질의 적절한 섭취가
고관절 골절 후 회복을 향상시켰으며 근위부 대퇴
골의 골 소실을 막는데 도움이 된다고 한다13).
골절 후 비약물적 치료를 포함한 포괄적 재활 치
료의 기본 원리는 통증을 줄이고 골절 부위를 안정시켜 가능한 조기에 가동 시킬 수 있도록 하는 것이다. 주된 치료 기전은 통증으로 유도된 억제 반사 (pain-induced reflex inhibition) 기전을 제거하는 것이다.
척추 압박 골절과 통증은 요추 신전근과 굴곡근의 사이의 불균형을 일으킬 수 있다14). 통증으로 유
도된 억제 기전은 척추 굴곡근을 과도하게 사용함
으로써 과후만증을 유발하기도 한다. 그러므로 조
기에 골절 주변 부위의 연부 조직 부종을 감소시켜 통증을 완화시킬 필요가 있다. 냉동 치료 (cryothe- rapy)가 외상 후 부종 감소에 효과적이며 주로 척추 골절의 급성기에 이용될 수 있다15,16).
척추의 압박골절과 이로 인한 쐐기 모양 변화가 흉추의 과후만증을 증가시킬 수 있다. 압박 골절은 대부분 흉추 중앙부와 요추 상부에서 잘 발생하며 다음으로 흉추 및 요추 하부에서 발생하고 흉추 상부는 상대적으로 드물다17).
척추세움근 (erector spinae muscle)
의 통증과 동반된 수축을 줄여주기 위해 견갑골 하방 각 아래로 weighted kypho-orthosis를 사용하여 척추와 척추체 전면에 가해지는 부담을 줄여줄 필요가 있다18).
저항 운동과 골절 위험도
후만 자세와 척추 골절은 충분히 조절할 수 있는
임상적 문제이다. 우선 건강한 근골격계 유지를 위
한 적절한 근력의 역할이 충분히 인지되어야 한다.
치료적 운동 (therapeutic exercise)은 척추 골절 후 통증 감소와 다른 이차 골절을 막기 위한 가장 기본적인 방법이다11,17). 운동의 통증 감소 기전은 완전히 밝혀지지는 않았으나 10년 간 추적 연구에서 저항 운동군에서 몸통 근육 (axial muscle)의 근력은 척추 골 소실과 척추 골절 감소에 관계가 있는 것으로 알려 졌다11).
척추 저항 운동의 장기적 효과를 보기 위해 폐경
기 여성을 대상으로 10년간 무작위 할당 연구를 한 결과 압박 골절의 상대적 위험도가 대조군에서 요추 신전근 강화 운동군에서 비해 2.7배 더 컸다고 한다11).
이 연구는 4주마다 요추 신전 근력을 측정하였으며, 참가자는 요추 신전근 강화를 위해 측정된 근력을 기초로 계산된 안전한 무게로 점진적 저
항 운동 (weight-lifting)을 수행하였다. 요추 신전근의 점진적 저항 운동을 2년 시행 후 운동을 중단하고 나서 추적한 결과 8년 뒤에도 여전히 운동군에서 대조군보다 유의하게 근력이 좋았고 통계적 유의성은 없었지만 신장 (height) 감소도 덜 하였다.
아직까지 확실하게 규명된 것은 아니지만 저항 운
동이 골 밀도에 긍정적인 효과와 척추 골절의 빈도를 감소시킨다는 보고도 있다. 한편 실험동물을 대상으로 한 연구에 의하면 골격에 대한 물리적 부하 (loading)가 골 밀도의 개선 없이 골 구조를 변화시켜 골 강도를 개선시킨다고 한다19). 따라서 인체에서도 저항 운동 후 척추 골절의 감소는 골 밀도의 증가보다는 골 구조의 변화로 인한 영향일 수 있다11).
운동 순응도 (Exercise compliance)
많은 보고에 따르면 어떤 운동이라도 높은 순응
도를 유지하는 것은 어렵다고 한다20). 또한 근력 증가는 3개월이 지나서야 나타나기 시작하고 아주 서서히 증가한다3). 따라서 근골격계 건강을 위해선 주기적이며 높은 강도의 단기간 운동이 순응도가 낮은 장기간 운동보다 더 유익할 수 있다21,22).
척추 신전 (Flexion) 운동과 굴곡 (Extension) 운동
척추는 신전근, 굴곡근, 외측 굴곡근, 그리고 회
전근으로 지지된다23). 천추 상부와 요추 하부 근육의 큰 근육건 (musculotendinous) 부위는 척추세움근의 기원이 된다. 척추의 주된 지지 근육은 신전근이며, 역할은 중력에 저항하여 똑바로 선 자세를 유지하게 하는 것이다14). 복부 근육은 척추에 연결되어 있지는 않지만 중요한 척추의 굴곡근으로 체간 회전을 용이하게 한다. 척추의 굴곡근 수축과 동시에 척추 굴곡이 추간판 내 압력을 증가시킬 수 있다24).
척추 후관절은 척추 부하의 20% 정도를 부담하
며 나머지 80%는 추간판에서 흡수하게 된다24). 척
추체와 추간판은 척추의 충격 흡수 단위 (shock-
absorbing unit)를 구성하는 중요 구조물이다. 나이가 들면 추간판의 탄성이 감소한다25). 그러므로 척추에 가해지는 압력이 증가하면 척추가 굴곡하는 동안 직접적으로 압력이 척추체에 전달되고 반면 후방 부위는 신경 구조물을 보호하며 굴곡과 신전 동안 움직임 단위를 조절한다. 다양한 자세에서 제3번 요추 추간판 내 압력을 측정한 결과, 척추에서 가장 높은 압력은 요추부 굴곡 시와 앉아있는 동안 발생하며 서있는 동안은 줄어든다. 추간판 내 압력이 가장 낮은 경우는 바로 누워있는 자세이다26).
척추의 기능적 단위들은 자연적 굴곡이 요추부와
정도는 덜하나 흉추 하부에서 일어나게 해준다27).
그러므로 움직임이 덜하고 해부학적으로 후만을 보이며 흉곽 함몰 (concavity)로 압력이 증가되는 흉추 중간 부위에서 골절이 잘 일어난다.
한 연구에서 골다공증 여성을 대상으로 척추 굴곡 운동을 시행한 결과 89%에서 척추 압박 골절이 증가되는 것을 보여줬다17). 이 연구에서 운동을 하지 않고 주로 온열 치료와 마사지를 한 군에서는 67%에서, 신전 운동만 한 군에서는 16%에서 압박 골절이 증가하였다. 그러므로 요추 신전근 강화 운동이 척추 압박골절의 위험을 낮출 수 있는 중요한 운동임을 알수 있다11).
분명한 것은 골다공증이나 부서지기 쉬운 약한 골
격을 가진 사람은 척추 굴곡 운동과 구부린 자세에서 척추에 압력이 가해지는 행동은 피해야 한다17).
보조기 (Orthotics)
보조기는 골다공증 척추를 치료하는데 중요한 구
성 요소이다. 골절 후 급성 통증기에는 척추 관절의 움직임과 굴곡 및 신전 운동을 제한시키는 것이 필요하다. 통증을 감소시킴으로서 척추의 과도한 긴장 (overguarding)과 부동 (immobility)이 감소된다28).
요추부 근육의 위축을 피하기 위해선 통증이 감소
됨과 동시에 가능한 보조기 사용을 줄여야 한다29).
만성 요통에는 자세 교정용 보조기 (posture-
training spinal orthotics)가 후만증에 관련된 통증과 척추 인대가 과도하게 신장되어 발생하는 통증을 감소시킬 수 있다30).
골절 후 고유수용체 감각 재훈련
(Post-fracture proprioception reeducation)
근육, 건, 관절, 인대와 피부 내 수용기는 모두
고유수용체 감각의 입력 창구 역할을 하게 된다31).
그러므로 관절의 위치 감각은 자세, 균형, 이동 동
작에 기초가 된다. 골절 후 통증으로 유발된 억제
반사와 척추 변형은 척추 운동학과 척추 주변 근
육 동원 (recruitment)을 방해한다. 그러므로 되먹임
(biofeedback) 기술을 이용한 근육 재교육이 척추 기능적 단위의 움직임을 개선하는데 중요하다.
요추 주위 근육 (paraspinal muscles)에 전기 자극을 가한 결과 요추 신전 근력이 3개월에 걸쳐 개선되었다32).
다른 연구에서는 흉추 10번 부위에서 고유수용체
역동 자세 운동프로그램 (PDP: proprioceptive dyna-mic posture training program)을 시행 후 평형 감각이 55.5% 향상을 보였으나, 요추 신전근 운동만을 한 경우는 점진적인 감소를 보고하였다33). 다른 연구로 요추 근육에 대한 PDP와 보조기 사용 효과를 보기 위해, 골다공증 여성을 대상으로 요추 신전근 강화 운동을 포함한 세 가지 군에서 요추 신전근 근력 향상 정도가 비교되었다.
고유수용체 역동 자세 운동프로그램 (PDP: proprioceptive dynamic po-
sture training program),
Posture Training Support와 요추부 신전근 강화 운동군에서는 대조군에 비하여
의미 있게 요추부 근력이 강화되었다. 흉요추부 지지 보조기와 운동을 겸한 군에서는 신전근 강화 운동을 했음에도 불구하고 의미 있는 요추부 근력 강화를 보여주지 못하였다. 보조기 없이 운동만 한 군에서는 근력 향상을 보였으나 PDP와 Posture Tra-
ining Support를 한 군에 비해서는 높지 않았다. 같은 연구에서 흉요추부 지지 보조기 (thoracolumbar
rigid orthoses)의 순응도는 좋지 않았다30).
따라서 척추 골절 예방을 위한 흉요추부 지지 보조기 사용 여부는 아직 논란이 있다.
후만증은 척추체 앞쪽 반에 압력을 가중시킨다.
흉추 후만의 증가로 미세 골절 (microfractures)이 더 쉽게 발생할 수 있다. PDP 근육 재교육은 흉추 후
만증을 줄일 수 있고 통증을 감소시킬 수 있다34~36).
낙상 위험도 감소
건강한 사람에서 낙상은 노화로 인한 고유수용체
감각 변화로 증가된다37). 자세 안정과 균형 감각은 나이가 들수록 감소하게 된다. 1990년 Peterka와
Black38,39)은 건강한 7~81세 214명을 대상으로 균형 감각 수행능력과 균형 감각 상실의 발생률에 대한
보고를 하였다. 대부분의 낙상은 컴퓨터 균형 검사 동안 50세 이후의 대상자에게서 발생하였다. 더욱이 몸이 좌우로 흔들리는 현상은 나이와 함께 증가하였다.
그러므로 몸 흔들림을 줄일 수 있는 방법이 낙상 위험을 줄일 수 있을 것이라고 보고하였다33).
다른 PDP 연구에서 균형 감각은 고유수용체 감각의 강화와 감소된 고관절 대응법 (hip strategy)과 함께 개선될 수 있다고 한다. 정상 균형 유지에서는 발목관절 대응법 (ankle strategy)이 고관절 대응법보다 많이 사용된다35).
하체 근육의 강화가 또한 낙
상의 위험을 감소시킨다40). 골다공증으로 인한 후만 자세가 낙상 위험도를 높인다는 보고도 있다35).
다른 연구는 고유수용체 감각 훈련을 통해 후만증
을 감소시켜 낙상의 위험을 감소시킬 수 있음을 보여주었다33). 현재 진행 중인 한 연구의 예비 결과에서는 weighted kypho-orthosis와 PDP를 계속한 결과 낙상의 위험이 감소되는 것을 보여주었다41).
보행 보조기구 (gait aids) 역시 환자가 부지런히 효율적으로 사용할 수 있다면 낙상 예방이 도움이 된다고 한다42).
결 론
골다공증은 골절이 생기기 전까지는 증상이 나타
나지 않는다. 추체의 골절은 조용히 증상 없이 일어나며 방사선적으로 진단된다. 건강한 성인에서 자발적으로 발생되는 척추 골절은 척추 골다공증을 의심케 한다.
골량의 감소와 골다공증성 골절은 약물적인 치료
로만 개선되지는 않는다. 포괄적 재활 치료가 골절후 관리나 차후 발생할 수 있는 골절을 예방하는데 중요하다.
근육 재교육, 저항 운동과 후만증 감소 등이 낙상을 줄이며 나아가 골절을 줄이는데 중요
한 요소가 된다. 골다공증성 골절을 예방하고 치료하는 프로그램으로 재활 치료가 반드시 포함되어야 한다.
장기간 재활 치료에 대한 평가가 보조기, 보행 보조기구, 의자차 등의 불필요한 사용을 줄여
경제적인 도움을 줄 수 있다. 게다가 부동을 줄여
골 상실을 줄일 수 있고 심부 정맥 혈전증, 폐 감
염, 심지어는 사망을 막을 수 있기 때문에 생명을
구할 수 있는 역할이 있다. 하지만 연구비, 인력 등
여러 가지 이유로 비약물적 요법에 대한 연구는 많이 부족하다.
앞으로 골절 후 근력 강화 운동기법,
후만증 치료 그리고 낙상을 예방할 수 있는 비약물학적 요법 등이 광범위하게 연구될 것이며 골다공증 치료에 있어 중요한 부분을 차지하며 비용 면에도 효과적일 것이다.
재활 치료가 골절 후 주요한역할을 할 것이며 근육 재교육, 저항 운동과 후만증 치료가 낙상과 앞으로의 골절을 줄이는데 중요한 기여를 할 것이다.