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X-레이가 못 잡는 질환, 생체역학이 집어낸다

스포츠생체역학 척추 치료법

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  • 오상준 기자
  •  |  입력 : 2018-05-28 19:12:04
  •  |  본지 24면
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- 서면 꼿꼿, 걸으면 구부정 환자
- 전신 영상검사와 동작분석 필요
- 생체역학은 척추변형 진단 도움

- 검사결과 전방기울어짐 작을 때
- 요추후만 변형 교정술 하면 호전
- 골반 입사각 정상 벗어난 환자
- 척추수술 땐 오히려 걷기 힘들어

- 박원욱병원 ‘스포츠역학’ 진료

‘어벤져스’, ‘아이언맨’, ‘엑스맨’ 같은 영화 제작에 활용됐던 스포츠 생체역학이 척추 환자를 진료하는 데 쓰이고 있다. 이들 영화는 스포츠 생체역학의 근간을 이루는 움직임 추적 장비를 활용한 작품이다. 영화 ‘아바타’처럼 첨단 애니메이션 기법을 동원했다. 척추 질환 특화병원인 박원욱병원은 미국 플로리다 대학에서 스포츠 생체역학 박사학위를 받고 임상적으로는 척추 질환을 전공한 박수안 가톨릭대 의정부성모병원 정형외과 교수를 의무원장으로 지난 3월 영입했다.
   
■스포츠 생체역학 개념

스포츠 생체역학은 테니스 선수가 어떤 방법으로 서브할 때 볼 속도를 높이는데 유리한가? 역도 선수가 바벨을 들 때 어떤 기법이 허리 부상을 최소화할 수 있을까? 등과 같은 주제를 연구하는 학문 분야다. 스포츠 생체 역학은 인체의 움직임을 추적하는 장비가 발달하면서 비약적으로 성장하고 있다. 종전 인체 움직임 추적 장비는 인체 각 부위에 식별 가능한 표지물을 부착한 뒤 여러 대의 고속 카메라로 표지물을 인식하는 방식이었다. 최근에는 위치 기반 관성 센서의 발달로 관성 센서를 인체의 각 부위에 부착해 컴퓨터 한 대로 간편하고 정교하게 움직임을 인식할 수 있다.

정형외과에서 스포츠 생체역할을 도입하면 척추 변형이 일상생활에서 신체 각 부위에 어떤 영향을 주는지 분석하고, 중요한 병적 요소를 찾아내는 진단 과정으로 활용할 수 있다. 박 의무원장은 28일 “엑스레이 같은 일반 영상검사는 환자가 움직일 때 신체 각 부위를 관찰할 수 없지만, 스포츠 생체역학적 진단을 활용하면 환자가 걸을 때와 같은 동적 상황에서 어떤 부위에 어떤 병적 움직임을 만드는지 찾을 수 있다”고 설명했다.

■척추 질환 치료에 접목

척추 일부나 전체가 일정한 방향으로 과도하게 휘거나 펴지는 척추 변형 질환은 걷기, 서기, 앉기처럼 일상생활을 힘들게 하는 신체장애를 유발한다. 퇴행성 척추 질환자 중 걸을 때 허리가 앞으로 구부러져 걷기 힘들어지는 경우가 있다. 일부 환자는 시간이 지나면서 요추의 정상적인 전만곡(앞으로 볼록한 굴곡)이 펴지다 못해 반대 방향으로 휘어서 몸통을 일으키기 어려운 요추 후만 변형에 이른다. 요추 후만 변형 환자는 서 있을 때 몸통을 바로 세울 수 있지만 걷는 동안 몸통이 앞으로 기울어지는 ‘동적 시상면 (옆에서 볼 때 단면) 불균형(dynamic sagittal imbalance)’을 보이기도 한다. 이 때문에 척추 변형 환자의 진료에서 서거나 누워서 찍는 일반 영상 검사와 함께 걸을 때 척추와 하지 관절 움직임을 관찰하는 동작분석 검사가 필요하다고 박 의무원장은 강조한다. 서있거나 걸을 때 전신에서 하지 관절과 척추가 어떤 배열을 보이는지 평가해야 척추 변형을 정확하게 진단할 수 있기 때문이다.

■동적 분석 통해 수술 결과 예측

요추 후만 변형에 따른 시상면 척추 불균형 환자의 일반 엑스레이를 보면 환자는 몸통을 펴지 못하고 엉덩이뼈에 비해 척추 전체가 앞으로 많이 기울어 있다. 환자 A는 몸통이 13㎝ 앞으로 기운 전방 척추 불균형 상태에 있다. 하지만 같은 환자에게 EOS 전신 입체 엑스레이를 찍어 보면 전방 기울어짐(2㎝)이 거의 보이지 않는다. 그 이유는 환자가 무릎과 골반 움직임으로 몸통이 기울어지는 것을 보완하기 때문이다. 또 엉덩이뼈(천추)와 골반 사이 벌어짐 정도를 보여주는 골반 입사각이 52도로 정상 범위에 있다. 이런 환자들은 대체로 척추 근육이 잘 유지돼있고, 요추 후만 변형을 교정하는 수술에 좋은 결과를 보인다.
이와 달리 환자 B는 일반 엑스레이에서 6.4㎝의 척추 전방 불균형 상태이고, 전신 엑스레이에서 몸통 불균형이 약간 심해진 정도다. 이 환자의 골반 입사각은 80도가량으로 정상 범위를 훨씬 벗어난다. 이렇게 골반 입사각이 큰 환자를 체중 부하 없는 누운 상태에서 검사하면 골반 입사각이 정상 범위로 줄어드는 경우가 많다. 박 의무원장은 “이런 환자를 대상으로 척추 수술을 하면 척추 전방 불균형이 심해져서 오히려 더 걷기 힘들어 지는 경우가 많다”고 지적한다.

■척추연구소 설립·장비 보강 계획

이 병원은 스포츠 생체역학을 척추 질환 진단과 치료에 체계적으로 활용하기 위해 척추연구소를 설립하기로 했다. 체중 부하 상태에서 머리부터 발끝까지 전신을 3차원으로 촬영할 수 있는 EOS 입체 엑스레이를 올해 초 도입한 데 이어 인체 동작을 분석할 수 있는 장비를 보강할 계획이다.

도움말=박수안 박원욱병원 의무원장·정형외과 전문의

오상준 기자

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