척추측만증보조기 착용에 따른 만곡각도와 체질량지수의 관계

Relationship Between Curvature Angle and BMI According to Wearing a Scoliosis Brace

Abstract

Purpose : This study aims to check the relationship between the size of curvature in scoliosis patients and the reduction rate of curvature after wearing a brace and the relationships of the size of curvature and correction angle with Body Mass Index (BMI). Methods : With 30 adolescent girls who had never worn a brace, their Cobb angle and BMI were measured before manufacturing braces, and their corrected Cobb angle was measured after wearing the manufactured scoliosis braces. Results : The size of the major curvature before wearing the brace and the reduction rate of the curvature after putting it on had a negative correlation in both the major curvature (r=-.465, p<.01) and the minor curvature (r=-.516, p<.01). The size of the minor curvature and the reduction rate of the minor curvature before and after putting it on also had a negative correlation (r=-.429, p<.05). As for the relationship between the size of curvature and BMI, they had a negative correlation in both the major curvature (r=-.141) and the minor curvature (r=-.123), and as for the relationship between the reduction rate of curvature and BMI after wearing the brace, they had a positive correlation in both the major curvature (r=.251) and the minor curvature (r=.136); however, it was not statistically significant (p>.05). Conclusion : In conclusion, the larger the size of curvature, the lower the reduction rate of curvature after wearing the brace became. The larger the size of curvature, the lower the BMI became. The higher the BMI, the higher the correction ratio of the brace became. Therefore, it is judged that it is necessary to provide early treatment and manage body composition before scoliosis progresses.

Ⅰ. 서 론

1. 연구의 배경 및 필요성

외모를 아름답게 가꾸는 것과 신체를 건강하게 유지하는 것은 인간이 추구하는 행복한 삶의 질을 결정짓는 중요한 요소이다. 특히 청소년기는 발달단계로 보면 신체적인 발달과 발육이 완성되는 시기로 왕성한 신체활동이 가장 많이 요구되며 건강한 삶을 위해 기초 체력을 다지는 초석이 된다(Choi, 2011). 이러한 정신적, 신체적 과도기를 지나고 있는 청소년들은 척주의 변형으로 인한 외형적 변화와 심리적 변화에 민감할 수 있으며 그에 대한 불만족은 정신적 스트레스로 발전할 수 있다(Rhim 등, 2003; Sapountzi 등, 2001).

척주의 질환 중 특발성 척추측만증은 일반적으로 인구의 4 % 정도의 발병률을 보이며 15∼16세 사이의 골성장이 끝나가는 여자 청소년에게 많이 관찰된다(Bassani 등, 2008; Lowe 등, 2000). HIRA(2016)에 따르면 척추측만증으로 인한 진료비용은 2015년 기준 135억 원에 달하였고 진료인원은 약 11만 3천 명으로 보고하였다. 그 중 10∼19세가 44 %로 가장 높았으며, 13∼16세 사이의 여자 청소년이 가장 많았다. 

청소년기의 척추측만증은 근육의 불균형, 균형조절능력의 감소, 비대칭적인 보행 등 여러 문제가 복합적이기 때문에 치료가 어려울 뿐만 아니라 경우에 따라 더욱 악화될 수 있다. (Lee, 2016; Song, 2009). 그 중 성장이 많이 남은 어린이의 경우 척추만곡이 진행됨에 따라 변형이 심해질 수 있으며 정상적인 척주형태를 가진 사람보다 요통의 빈도와 사망률이 2배 정도 높아 이로 인해 삶의 질이 낮아질 수 있다(Akazawa 등, 2012). 척추측만증은 성장이 끝날 때까지 지속된다. 예후는 어린 나이에 발병할수록 좋지 못하며, 성인이 되어서도 체간 불균형으로 인한 근무기력증이 발생할 수 있다. 그리고 만곡이 60 ° 이상으로 골성숙이 끝날 경우 성인기에 매년 1~2 °씩 만곡이 커질 수 있다(Lee, 2016).

척추측만증을 치료하는데 있어 가장 이상적인 치료 방법 중 하나는 보존적 치료 방법이다. 보존적 치료방법에는 다양한 방법들이 있으며 그 중 보조기 치료가 대표적인 방법이 될 수 있다(Bak, 2010; Song, 2009; Weinstein, 2013). 척주의 커브 형태는 환자마다 일정치 않고 특별한 증상을 느끼지 못하는 경우가 많아 만곡이 진행되어 육안이나 건강검진에서 발견하는 경우가 대부분이다. 따라서 치료를 위해 운동요법이나 바른 자세 생활과 더불어 만곡의 진행을 막는 보조기 착용이 효과적이다(HIRA, 2016). 이러한 이유로 최근 보조기 착용과 관련된 다양한 추적관찰 연구와 만곡에 대한 보조기 효과를 입증한 연구들이 지속적으로 이어지고 있다.

신체조성의 지표가 되는 체질량지수(Body Mass Index; BMI)는 신체 및 생리 기능의 문제뿐만 아니라 건강 수준과 통증 혹은 정서적인 문제까지 관여하여 삶의 질에 영향을 끼친다(Jiang & Hesser, 2006; So 등, 2009). 체질량지수는 발육과 성장을 평가하는 방법 중 가장 보편적으로 사용되며, 체중과 신장의 비율을 이용해 신체질량지수, 표준 체중 등 체지방량을 간접적으로 측정하는 방법이다(Revicki & Israel, 1986). 체질량지수와 관련된 연구 중 Lee(2016)의 연구는 청소년기 척추측만증이 척주의 안정을 유지하는 주변 근육군의 약화와 근육 불균형으로 인해 체질량지수가 낮아졌다고 보고하였다. 이와 상반된 결과인 Kim(2009)의 연구는 측만증 환자가 척추측만증이 없는 사람에 비해 체질량지수가 더 높았으며 측만증 환자와 관련된 체질량지수 연구는 다양한 결과가 있을 수 있다고 제언하였다. 그리고 척추측만증과 체질량지수 관계 연구는 척추의 건강상태를 확인할 수 있고 척추 건강증진 프로그램을 계획하는데 도움이 되며, 측만증의 경우 척추의 변형으로 인한 통증과 불편함이 없기 때문에 조기검진의 필요성이 강조되고 있다(Park, 2017). 

신체의 발달을 평가할 수 있는 체질량지수는 성장기 청소년의 척추측만증 연구에 중요한 지표로 작용할 수 있다. 그래서 최근 측만증 환자에 대한 체질량지수 연구들이 늘어나고 있는 추세지만 아직 많지 않은 실정이다. 또한 척추측만증보조기의 만곡 교정각과 관련된 문헌연구는 지속되고 있으나 만곡에 영향을 주는 요소와 관련된 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 측만증이 있는 환자들을 대상으로 만곡 크기에 영향을 주는 요소인 측만증보조기의 착용이 만곡 크기와 만곡 감소율이 서로 관련이 있는지, 그리고 만곡의 크기 및 교정각도가 체질량지수와 관계가 있는지 확인하고자 한다.

 

2. 연구의 목적

첫째, 연구대상자의 일반적 특성, 측만증 환자의 체질량지수, 보조기 착용 전과 후의 만곡 크기와 보조기 착용 후 만곡 감소율을 확인한다.

둘째, 연구대상자의 만곡 크기와 보조기 착용 후 만곡 감소율의 관계를 분석한다.

셋째, 연구대상자의 보조기 착용 전 만곡의 크기와 체질량지수의 관계, 보조기 착용 후 만곡 감소율과 체질량지수의 관계를 분석한다.

 

Ⅱ. 연구방법

1. 연구대상

본 연구의 대상자는 척추측만증 인지 후 첫 진료에서 보조기를 처방받은 후 H 척추측만증보조기 전문 제작업체에 보조기 제작을 의뢰한 여자 청소년 환자로 역S type의 커브형태를 보이며 만곡각의 크기가 20~50 ° 이고,  Risser sign 2 이상의 성장단계인 환자 중 무작위로 30명을 선정하였다. 대상자는 보조기 착용 경험이 없고, 도수치료나 운동치료 등의 보존적 치료를 받지 않는 환자들로 구성하였다. 대상자와 대상자의 보호자에게 실험 내용에 대해 자세히 설명한 후 동의를 얻어 실험을 진행하였다.

 

2. 연구방법

1) 척추만곡(Curvature Angle)의 측정 

본 연구에서 만곡의 크기는 X-ray 영상을 이용해 분석하였다. 분석 프로그램은 인체에 대한 다양한 영상 정보를 촬영하여 디지털화하고 컴퓨터를 통해 확인 및 측정할 수 있는 의료영상저장전송시스템(picture archiving & communication system; PACS)을 사용하였다. 만곡의 측정 방법은 만곡 첨부(Apex)를 기준으로 위쪽의 척추 중 가장 기울어진 상단과 아래쪽 척추 중 가장 기울어진 하단 끝에 척추 기울기와 동일한 선을 그린 후 각 선에서 직각으로 연장선을 그린다. 그리고 두 연장선이 교차되는 사이 각을 측정하였다(Ardran 등, 1980; Deacon 등, 1984). 환자의 보조기 착용 전 만곡각 측정은 보조기 제작의뢰를 위한 X-ray 영상을 이용해 측정하였다. 보조기는 의뢰 2주 후부터 착용하여 2주간의 적응 기간을 두었으며, 총 4주 후에 보조기 적합성 검사를 위한 X-ray 촬영 후 영상의 교정각을 측정하였다.

 

2) 체질량지수(Body Mass Index, BMI)의 측정 

척추측만증보조기 제작 전 환자의 키와 몸무게를 측정하였다. 키와 몸무게 측정 장비는 자동 신장측정기(HC-1500, 카스, 한국)를 이용하였다(Fig 1). 체질량지수(㎏/㎡)는 체중을 키의 제곱으로 나눈 값으로 구하였으며 분류 기준은 Im 등(2017)이 제시한 분류법을 토대로 18.5 미만은 저체중, 18.5 이상 22.9 이하는 정상, 23 이상 24.9 이하는 과체중, 25 이상은 비만으로 분류하였다.

 

Fig 1. BMI measuring tool     

 

Fig 2. Scoliosis brace

 

3) 척추측만증보조기

척추측만증보조기는 3D CAD/CAM system을 이용하여 제작하였고 보조기 디자인은 Park 등(2003)의 견인흉요천추보조기와 동일하게 제작하였다(Fig 2). 제작에 사용된 장비의 경우 3D 스캐너(Artec Eva, Artec Group, 룩셈부르크)를 사용하여 연구대상자의 신체를 스캔하였고, 양성모델은 모델링 프로그램(Geomagic® Freeform® Plus ver. 2016.2.62, 3D systems, 미국)과 햅틱장비(Geomagic Touch, 3D systems, 미국)를 사용하여 모델링 하였다. 측만증보조기 양성모델 가공은 4축 가공장비(RXR7510, REXXON, 한국)를 이용해 가공하였다(Fig 3).

 

Fig 3. Manufacture equipment of scoliosis brace 

 

3. 자료의 처리

자료의 분석은 SPSS ver19.0 프로그램을 이용하였으며 연구대상자의 특성은 기술통계분석으로 평균과 표준편차를 구하였다. 각 변수들의 상관분석을 위해 Pearson의 상관분석을 실시하였고 유의수준은 α=.05로 하였다.

 

Ⅲ. 연구결과

1. 대상자의 일반적 특성 분석

대상자의 일반적 특성은 (Table 1)에 제시된 바와 같이 나이의 평균은  14.93±1.14세 였고 키의 평균은 158.16±5.85 ㎝ 이었으며 몸무게의 평균은 44.19±7.02 ㎏ 이었다. 만곡의 크기는 주만곡의 경우 평균 37.29±8.39 ˚ 였으며 부만곡의 크기는 평균 28.08±7.95 ˚ 였다. 측만증보조기 착용 후 측만각은 주만곡의 경우 평균 13.93±5.59 ˚ 였으며 부만곡의 크기는 평균 8.77±5.85 ˚ 였다.

 

Table 1. General characteristics of subjects

 

2. 대상자의 체질량지수 분석

대상자의 체질량지수를 분석한 결과 저체중에 해당하는 인원은 22명으로 가장 많았고 정상에 해당하는 인원은 7명, 과체중에 해당하는 인원은 1명이었다. 그리고 연구대상자 전체 체질량지수의 평균은 17.59±2.04 였으며 저체중인 것으로 나타났다(Table 2).

 

Table 2. Body Mass Index analysis 

 

3. 척추측만증보조기의 만곡 감소율

척추측만증보조기 착용 후 주만곡과 부만곡의 감소율을 비교한 결과 보조기 교정각도는  주만곡의 경우는 63.57±9.28 % 감소하였고, 부만곡의 경우는 69.79±17.24 % 감소하였다(Table 3).

 

Table 3. Reduction rate of curvature angle by scoliosis braces  

 

4. 만곡의 크기와 만곡 감소율의 관계

만곡의 크기와 만곡 감소율의 관계를 분석한 결과 보조기 착용 전 주만곡의 크기는 주만곡 감소율과 부적상관(r=-.465, p<.01)을 나타냈으며, 보조기 착용 전 주만곡의 크기와 부만곡 감소율 또한 부적상관(r=-.516, p<.01)을 나타내었다. 부만곡의 경우, 보조기 착용 전 부만곡 크기와 주만곡 감소율은 부적상관(r=-.429, p<.05)을 나타내었고 부만곡 감소율과도 부적상관(r=-.216, p>.05)을 나타내지만 통계적으로 유의한 차이는 없었다(Table 4). 이는 보조기 착용 전 만곡의 크기가 클수록 보조기를 통한 주만곡과 부만곡 모두 교정률이 떨어진다고 볼 수 있다. 

 

5. 만곡의 크기와 체질량지수(Body Mass Index; BMI)의 관계

만곡의 크기와 BMI의 관계를 분석한 결과 보조기 착용 전 주만곡의 크기와 BMI는 부적상관(r=-.141, p>.05)을 나타내었고, 보조기 착용 전 부만곡의 크기와 BMI도 부적상관(r=-.123, p>0.05)을 나타내었다. 결과로 볼 때 만곡이 클수록 BMI가 낮은 부적상관관계를 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 보조기 착용 후 주만곡 감소율과 BMI의 관계는 정적상관(r=.251, p>.05)을 나타내었고, 보조기 착용 후 부만곡 감소율과 BMI도 정적상관(r=.136, p>.05)을 나타내었다. 결과로 볼 때 만곡 감소율이 클수록 BMI가 높은 정적상관관계를 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(Table 4).

 

Table 4. Correlation between the reduction rate of curvature angle and BMI after wearing braces for curvature angle

 

Ⅳ. 고 찰

척추측만증은 신체의 비대칭을 일으키는 원인 중 하나로 신체 전반에 걸쳐 기능저하를 일으킬 수 있다. 근육 불균형으로 인해 요통이 발생하거나 심한 경우 호흡장애등이 동반될 수 있으며 신체의 불균형으로 인한 자존감 하락과 다양한 심리적 장애를 가질 수 있다. 또한 개인의 사회활동에도 문제가 발생할 수 있기 때문에 척추측만증 치료의 중요성이 강조되고 있다(Lee 등, 2005; Weinstein 등, 2008). 척추측만증과 관련된 연구는 매우 활발히 진행됐음에도 불구하고 발병원인은 정확히 밝혀지지 않고 있으며 측만의 방향과 만곡의 위치 등 측만증 특성에 대한 연구가 더 필요하다(Choi, 2011). 과거의 경우 척추측만의 휨에 관한 단편적인 연구가 주를 이루었다면 최근에는 신체의 균형 및 자세, 만곡에 영향을 주는 요인 등 다양한 연구가 이루어지고 있다.

본 연구는 척추측만증보조기 제작을 의뢰한 청소년기 측만증 환자를 대상으로 측만증보조기 착용에 따른 만곡의 크기와 만곡의 감소율 그리고 만곡의 크기 및 교정각도가 체질량지수와 관계가 있는지 조사하였다.

척추측만 각도는 X-ray 촬영 후 컴퓨터를 통해 확인 및 측정할 수 있는 PACS를 사용하여 Cobb 각을 측정하였다. 이 방법은 Deacon 등(1984)이 타당도와 신뢰도를 검증한 이후 임상에서 척추측만증 만곡 측정에 사용하고 있다. 체질량지수는 신장과 체중의 비율을 이용해 체지방량을 객관화한 지표이며 WHO가 비만도를 진단하는 기준으로 제시하고 있다. 또한 체지방률과 높은 상관성을 보이며 다양한 질병을 예견하는 측정에 이용되고 있다(Bray, 1999; Deurenberg 등, 2000).  

측만증보조기는 주만곡이 20 °~40 ° 범위 내에 있고, 골 성숙이 진행 중인 Risser sign 0단계에서 2단계 이상으로 만곡 증가 가능성이 있는 청소년기 특발성 척추측만증 환자에게 적용한다(Bulthuis 등, 2008; Park 등, 2003; Shaughnessy, 2007). 주만곡의 만곡 크기 정도가 30 ° 이하의 만곡을 보일 경우 보조기 치료를 적용하였을 때 유의한 치료 결과를 보였다고 하였으며 흉요천추보조기 적용 시 주만곡은 보조기 착용 전 28.7 °(17 °~46 °)에서 최종 관찰 결과 24.0 °(5.9 °~63.0 °)로 평균 만곡 감소율이 17.8 %(-45.9 %~71.4 %)였다. 따라서 흉요천추보조기가 주만곡의 만곡을 교정하고 진행을 예방하는 효과가 있다고 하였다. 그리고 30 ° 이하의 만곡각의 교정률은 평균 20 % 였고, 30 ° 이상의 만곡각 교정률의 평균은 13.6 % 였다고 보고하였다(Rogala 등, 1978; Sohn, 2010). 이는 본 연구에서 만곡의 크기와 만곡 감소율(주만곡 63.57±9.28 %, 부만곡 69.79±17.24 %)이 부적상관관계가 있다는 연구결과와 유사하였다.

Song(2009)은 흉요천추보조기의 형태별 착용 전과 후, 1년 후, 2년 후의 만곡 감소율을 분석하였고 보조기 교정각은 처음 착용할 때의 교정각이 2년 후 에도 유지되는 좋은 예후를 확인하였다. 본 연구에서는 1년 후와 2년 후의 사후검사는 실시하지 않았지만 본 연구의 결과에서 확인 한 바와 같이 만곡 감소율이 측만증 치료에 있어 중요한 요소임을 알 수 있으며 만곡 교정에 있어 측만증이 진행되기 전에 조기 치료의 필요성이 있음을 시사한다. 

최근 청소년들의 나쁜 생활습관에 의해 신체조성의 불균형이 발생하고 이로 인해 척추측만증 등의 질환이 증가하고 있다. Lee 등(2006)은 측만증을 가진 학생들이 정상학생에 비해 비활동적이며 상당수가 과체중을 보이며 Park(2008)은 측만증 환자들의 BMI가 높게 나타난 것이 척추측만의 만곡과 연관이 있을 것이라고 하였다. Kim(2009)의 연구결과 또한 정상학생이 척추측만증 학생보다 체질량지수가 낮았다고 하였으나 정상학생의 경우 저체중을 보였고, 측만증이 있는 환자의 BMI는 정상인 것으로 나타났으며 그 원인을 측만증이 없는 학생들이 마른 체형을 선호한 것과 자신이 비만이라고 인지한 결과로 보고 있다. 본 연구에서는 측만증이 있는 학생들로만 연구대상자를 선정하였기 때문에 비교할 수 없었으나 본 연구 대상자의 BMI 평균이 17.59±2.04로 저체중이었기 때문에 연구결과의 차이가 있는 것으로 확인되었다. 이와는 다르게 Suh 등(2007)은 척추측만증이 있는 학생이 정상학생보다 BMI가 낮은 것으로 보고하였다. 그 원인은 척추측만증과 함께 신체활동 부족으로 자세 안정성에 기인하는 근육이 정상학생보다 약해 BMI가 낮은 것으로 나타났으며 측만증에 특화된 근력운동과 운동치료 프로그램이 필요하다고 하였다. Cook 등(1987)과 Snyder 등(1995), Thomas 등(1992)은 청소년기 특발성 척추측만증에서 신체활동의 부족으로 인한 척추와 사지 골격 골량의 감소 및 골감소증이 일어날 수 있으며 Cheng 등(2001)은 척추측만증 환자의 성인기 골다공증 발생위험과 이에 따른 합병증에 대한 위험성을 경고하고 있다. 본 연구의 결과에서 측만증 학생들의 경우 BMI 평균이 17.59±2.04로 저체중이었던 것으로 볼 때 선행연구의 결과와 유사하였다. 만곡 크기와 BMI의 상관관계의 경우 주만곡(r=-.141)과 부만곡(r=-.123) 모두 부적상관을 나타내었고, 보조기 착용 후 만곡 감소율과 BMI의 관계는 주만곡(r=.251, p>.05)과 부만곡(r=.136, p>.05) 모두 정적상관을 나타내었다. 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 만곡의 크기가 클수록 BMI의 수치가 낮았고 만곡 교정률이 클수록 BMI의 수치가 높았던 것으로 볼 때 측만증 보조기를 이용한 만곡 교정에 있어 BMI가 참고사항이 될 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 BMI 또한 측만증 보조기와 관련된 연구 문제가 될 수 있음을 제언해 본다. 그리고 본 연구에서는 제한적인 표본의 한계가 있었지만 추후 연구에서는 더 광범위한 표본으로 연구가 진행되어야 할 것이다.

 

Ⅴ. 결 론

본 연구는 측만증 환자의 만곡 크기와 보조기 착용 후 만곡 감소율이 서로 관련 있는지, 그리고 만곡 크기 및 만곡 감소율이 체질량지수와 어떠한 관계가 있는지 확인하고자 측만증 환자 30명을 대상으로 상관관계분석을 실시하였다.

연구결과 부만곡의 크기와 부만곡 만곡 감소율의 관계를 제외한 주만곡과 부만곡 크기 모두 보조기 착용 후 만곡 감소율과 상관관계가 있는 것을 확인하였다. 이는 만곡 크기가 보조기 만곡 감소율과 관련이 있음을 나타내며 측만 만곡이 커지기 전 조기의 보조기 착용으로 보조기 교정 효과의 증대를 가져올 수 있을 것으로 생각된다. 그리고 만곡의 크기에 대한 교정률 예측을 통해 측만증 보조기 제작의 참고자료가 될 수 있을 것으로 생각된다. 

체질량지수와 만곡의 크기 및 만곡 감소율의 결과는 서로 상관관계가 없는 것으로 나타나 체질량지수가 측만 만곡에 직접적인 영향을 미친다고 보기에는 어렵다. 하지만 결과값의 관계로 볼 때 체질량지수가 보조기 적용의 참고자료가 될 수 있을 것으로 생각된다. 추후 연구에서는 본 연구의 제한점을 보완하여 만곡 교정에 영향을 주는 요인에 대하여 다양한 연구가 이루어져야 할 것이다. 그리고 더 많은 표본을 대상으로 광범위한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.