똑같이 넘어졌는데 '십자인대 파열' vs '무릎뼈 골절'…이유 밝혀냈다

[정심교의 내몸읽기]
韓美 어린이 환자 159명 해부학적 위험인자 분석
경골 바깥쪽 관절면 경사↑→ 전방십자인대 파열 ↑
무릎뼈 사이 공간 넓을수록 전방십자인대 파열 ↓

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정상 무릎과 무릎 부상 환자의 MRI(자기공명영상) 촬영물. /사진=서울대병원

성장기에 운동하다 무릎을 다치면 누구는 십자인대가 끊어지는데, 누구는 무릎뼈가 부러질 수 있다. 이런 차이가 '타고난 무릎 모양' 때문에 발생한다는 연구 결과가 나왔다.

서울대병원 소아정형외과 신창호 교수와 필라델피아 어린이병원 Theodore J. Ganley 교수 및 美경골극 연구 그룹은 2009~2023년 내원한 18세 미만 환자 159명을 대상으로, 전방십자인대 파열과 경골극 골절의 해부학적 위험인자를 비교 분석한 연구 결과를 6일 발표했다.

연구팀은 소아청소년을 53명씩 ▲전방십자인대 파열군 ▲경골극 골절군 ▲대조군(정상 무릎)으로 구분하고 연령·성별을 매칭했다. 이후 MRI를 재구성한 3차원 영상을 바탕으로 14개의 해부학적 지표를 분석했다.

그 결과, 두 무릎 손상군은 대조군보다 '경골 바깥쪽 관절면 경사'가 유의미하게 높았다. 통계 분석에 따르면 경사가 높을수록 전방십자인대 파열 및 경골극 골절 발생 위험이 각각 1.42배, 1.33배 증가해, 이 값이 소아청소년의 주요 무릎 손상에 대한 위험인자로 확인됐다.

위험인자 분포도. /그래프=서울대병원

반면, '무릎뼈 사이 공간(대퇴과간 절흔 폭)'은 전방십자인대 파열군에서만 유의미한 연관성이 있었다. 특히 이 폭이 넓을수록 파열 위험이 감소하는 보호 효과가 확인됐다.

연구팀은 "경골(정강뼈) 바깥쪽 관절면의 경사가 가파를수록 무릎에 무게가 실릴 때 대퇴골(허벅지뼈)이 바깥으로 회전하며, 그 결과 전방십자인대가 과부하돼 파열, 경골극 골절로 이어질 수 있다"고 설명했다. 또한 무릎뼈 사이 공간이 넓으면 전방십자인대가 대퇴골과 덜 충돌하기 때문에 파열 위험이 낮아지는 경향이 있다고 밝혔다.

소아청소년은 뼈와 근육 발달이 미성숙해 스포츠 손상에 취약하다. 특히 '전방십자인대 파열'과 '경골극 골절'은 소아청소년에게 발생하기 쉬운 대표적인 무릎 손상이다. 같은 외상을 입어도 어떤 환자는 십자인대가 파열되고, 다른 환자는 경골극 골절이 발생하는데, 이처럼 서로 다른 손상이 발생하는 원인은 명확지 않았다. 이에 이번 연구 결과는 무릎 부상 위험이 높은 소아청소년을 선별하고, 개인별 맞춤 치료 지침을 마련하는 근거가 될 것으로 기대된다.

전방십자인대 파열 vs 경골극 골절 특징 비교. /표=서울대병원

연구팀은 추가로 위험인자 분포를 분석했다. 그랬더니 '경골 바깥쪽 관절면 경사 > 3.2°, 무릎뼈 사이 공간 ≤ 24%'인 환자는 2명 중 1명(52%)꼴로 전방십자인대 파열을 경험한 것으로 나타났다. 이는 무릎 손상에 더 취약한 소아청소년을 선별할 가능성을 보여준다.

이 결과는 향후 청소년 운동선수의 활동을 조절하거나, 조기 예방 프로그램을 설계하는 등 맞춤형 치료와 관리를 위한 중요한 근거가 될 수 있다고 연구팀은 강조했다.

신창호 서울대병원 소아정형외과 교수. /사진=서울대병원

신창호 서울대병원 소아정형외과 교수는 "이번 연구는 MRI(자기공명영상)를 활용해 전방십자인대 파열, 경골극 골절의 해부학적 차이를 정밀하게 비교 분석한 세계 최초의 연구"라며 "성장판이 열려있는 아이는 수술을 통해 무릎 구조를 비교적 쉽게 교정할 수 있는데, 이 연구 결과를 기반으로 수술을 통한 무릎 손상 예방 가능성을 모색하는 후속 연구가 가능할 것"이라고 기대했다.

한편, 이번 연구 결과는 '미국스포츠의학회지(The American Journal of Sports Medicine)' 최근호에 실렸다.

정심교 기자 simkyo@mt.co.kr