국내 연구진이 소아청소년기의 골반뼈 성장이 비구의 발달에 미치는 영향을 규명했다. 청소년기 전후로 골반뼈의 2차골화중심이 비구의 테두리를 따라 나타나고, 그에 따라 비구 후방 부위의 면적이 점점 넓어진다는 사실이 확인됐다. 이 결과는 고관절 성장 과정에 대한 이해를 높이고, 고관절 질환 예후 예측과 치료 방침 수립에 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

서울대어린이병원 소아정형외과 신창호(사진) 교수팀은 2002년부터 2021년까지 서울대어린이병원에서 골반 및 복부 CT를 촬영한 9-13세 소아청소년 132명을 대상으로, 골반뼈의 2차골화중심 발달에 따른 비구의 변화를 분석한 결과를 20일 발표했다.

정면에서 바라본 골반뼈, 고관절 이형성증으로 인한 고관절염 환자의 X-Ray. 비구가 대퇴골두를 과도하게 덮거나 충분히 덮지 않으면 고관절염이 발생함

골반뼈의 ‘비구(Acetabulum)’는 허벅지뼈의 대퇴골두를 덮고 있는 오목한 모양의 뼈 구조다. 비구 주변에는 청소년기 전후로 2차골화중심이 나타나고, 여기서부터 골반뼈를 구성하는 장골·치골·좌골 3개의 뼈가 형성된다. 이런 성장을 거치며 비구의 면적도 증가하는데, 만약 비구가 대퇴골두를 과도하게 덮으면 대퇴비구충돌증후군을, 반대로 충분히 덮지 않으면 고관절 이형성증을 유발할 수 있다.

고관절 질환 예방과 효과적인 치료 계획을 수립하려면 2차골화중심의 출현과 발달이 비구 면적에 미칠 영향을 예측하는 것이 중요하다. 그러나 이 같은 연관성을 분석한 연구는 이제껏 없었다.

연구팀은 2차골화중심 발달에 따른 비구의 변화를 분석하기 위해, 2차골화중심이 확인된 아동·청소년의 복부와 골반 CT 영상을 3차원으로 재구성했다. 이후 ▲아동기 후기 ▲청소년기 전기 ▲청소년기 초기로 구분하여 2차골화중심의 출현 위치를 분석했다.

그 결과, 골반뼈의 2차골화중심들은 모두 비구의 테두리를 따라 출현했고, 연령이 증가할수록 2차골화중심 형성 부위가 점차 넓어지는 것으로 나타났다.[자료1] 이를 바탕으로 연구팀은 골반뼈 성장이 끝나면 2차골화중심들이 완전히 연결되어, 비구의 테두리 부분을 구성하게 될 것으로 예측했다.

연령에 따른 2차골화중심의 형성 부위. 비구 테두리를 따라 나타난 장골·치골·좌골의 2차골화중심은 연령이 증가할수록 형성 부위가 점차 넓어지며, 성장 종료 후 완전히 연결될 것으로 예측됨

이어서 연구팀은 비구가 대퇴골두를 덮는 정도(피복)가 2차골화중심으로 인해 얼마나 증가하는지 CT 단면을 기반으로 분석하고, 연령별로 비교했다.

그 결과, 아동기 후기에서 청소년기 초기로 갈수록 ‘비구 후방’의 대퇴골두 피복이 넓어지는 것으로 나타났다. 반면 다른 부위의 피복은 연령에 따른 유의미한 변화가 없었다.[자료2] 즉 비구는 성장하면서 대퇴골두 앞쪽보다 뒤쪽을 많이 덮는 형태로 발달했다. 이 결과를 통해 인체가 성장하면서 비구의 전방 기울기(전방염전)도 점차 증가하는 현상의 원인을 설명할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

비구 부위별 대퇴골두 피복 면적 변화. 양측 비구 모두 연령이 증가할수록 후방 대퇴골두 피복 면적이 넓어짐.

연구팀은 이번 연구를 통해 2차골화중심 위치에 따른 비구의 대퇴골두 피복 변화를 확인하고, 이를 고관절 질환의 예후를 예측하고 개선하는데 활용할 수 있다고 강조했다. 예를 들어, 비구 결손이나 대퇴골두 과다 피복이 있는 아동·청소년을 대상으로 치료가 필요한지 자연적으로 개선될지 판단할 수 있다. 그 결과 불필요한 수술을 줄이고, 적시에 적합한 치료를 실시할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

한편, 2차골화중심은 방사선 영상에서 비구 골절로 오인되는 경우가 있는데, 2차골화중심 발달 과정을 참고하면 환자의 나이와 2차골화중심의 발생 부위를 고려해 비구 골절을 더 정확히 식별할 수 있다고 연구팀은 덧붙였다.

소아정형외과 신창호 교수는 “이번 연구를 통해 고관절 정상 발달 과정에 대한 지식을 넓힐 수 있어 의미가 크다”며 “이 결과는 고관절 질환 소아 환자의 치료 계획을 최적화하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이 연구 결과는 정형외과 분야 권위지 “골관절 수술 저널(The Journal of Bone and Joint Surgery)” 최근호에 게재됐다.

 논문.

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