서울대병원 "퇴행성 관절염 진행 속도, '관절선 수렴각'으로 예측"

관절선 수렴각, 1도 커질수록 O자형 12.9%·X자형 19.4% 위험 ↑

무릎 관절선 수렴각(JLCA) ⓒ서울대병원

무릎 관절 정렬의 변화 양상과 변형 속도를 좌우하는 핵심 요인이 확인됐다. 연구 결과, 무릎 관절을 이루는 뼈 사이 간격을 나타내는 ‘관절선 수렴각(JLCA)’이 정렬 변형을 가속화하는 주요 지표로 밝혀졌다.

무릎 퇴행성 관절염은 국내 65세 이상 노인 10명 중 약 4명이 앓고 있는 대표적 만성질환이다. 특히 다리가 O자형(내반슬)이나 X자형(외반슬)으로 휘는 ‘무릎 관상면 정렬’은 질환 진행에 중요한 영향을 미치는 요인으로 꼽힌다. 다만 환자별 정렬 변화 과정과 변형 속도를 좌우하는 요인에 대한 대규모 분석은 그간 부족한 상황이었다.

서울대학교병원 노두현 정형외과 교수팀(강기수 분당서울대병원 전임의)은 2002년부터 2020년까지 환자 1만841개의 하지를 평균 4년간 추적 관찰해 무릎 정렬 변화 양상과 영향 요인을 분석하고, 그 결과를 31일 발표했다.

연구팀은 인공지능(AI) 기반 소프트웨어를 활용해 하지 엑스레이를 분석하고, 엉덩이-무릎-발목 각도(HKAA), 관절선 수렴각(JLCA), 관절염 중증도(K-L 등급) 등 주요 지표를 측정했다. 이후 HKAA를 기준으로 하지를 O자형, 중립, X자형으로 구분하고, 정렬 변화가 연간 0.5도 이상인 경우를 ‘가속 진행’으로 정의해 분석을 진행했다.

초기 정렬(O자형, 중립, X자형)에 따른 무릎 관상면 정렬 변화 양상 ⓒ서울대병원

그 결과, 무릎 정렬은 전반적으로 O자형 방향으로 진행되는 경향이 더 흔하게 나타났다. 특히 O자형 환자의 34.0%, X자형 환자의 25.7%에서 정렬이 빠르게 악화되는 ‘가속 진행’이 확인됐다.

연구팀은 관절선 수렴각(JLCA)이 이러한 가속 진행을 예측하는 공통 지표임을 밝혀냈다. 초기 JLCA가 1도 증가할 때마다 O자형 환자에서는 가속 진행 위험이 12.9%, X자형 환자에서는 19.4%씩 높아지는 것으로 나타났다.

또 O자형 환자의 경우 관절염 중증도가 높을수록 변형 속도가 빨라지는 경향이 뚜렷했다. 중등도 이상(Grade III, IV) 환자는 정상군(Grade 0)에 비해 가속 진행 위험이 약 4~5배 높은 것으로 분석됐다.

노두현 교수(정형외과)는 “이번 연구를 통해 엑스레이 사진에 인공지능 기술을 결합함으로써 MRI 없이도 향후 관절염의 변형 위험을 예측할 수 있는 가능성을 확인했다”며 “환자별 무릎 정렬 변화 양상을 정량적으로 제시해 더욱 선제적인 맞춤형 치료가 가능해질 것으로 기대한다”고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy (KSSTA)’ 최근호에 게재됐다.