운동 중 무릎을 다친 소아청소년 중 일부는 십자인대가 끊어지고, 일부는 무릎뼈(정강뼈의 상부, 경골극)가 골절된다. 이런 차이가 ‘타고난 무릎 모양’ 때문에 발생한다는 연구 결과가 나왔다. 대퇴과간 절흔 폭(대퇴골과 정강뼈 사이의 공간)이 좁으면 전방십자인대 파열 위험이 높아지고, 경골(정강뼈) 바깥쪽 관절면의 가파른 경사는 전방십자인대 파열과 경골극 골절 모두에 영향을 미친다는 사실이 규명됐다. 이 결과는 무릎 부상 위험이 높은 소아청소년을 선별하고, 개인별 맞춤치료 지침을 마련하는 근거가 될 것으로 기대된다.

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 명확치 않다.

신창호 서울대병원 소아정형외과 교수와 테오로르 갠리(Theodore J. Ganley) 미국 필라델피아어린이병원 교수 및 美경골극 연구그룹은 2009년부터 2023년까지 두 병원에 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 자기공명영상(MRI)을 재구성한 3차원 영상을 바탕으로 14개의 해부학적 지표를 분석했다.    

그 결과, 두 가지 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.

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

연구팀은 경골 바깥쪽 관절면의 경사가 가파를수록 무릎에 무게가 실릴 때 대퇴골(허벅지뼈)이 바깥쪽으로 회전하며, 그 결과 전방십자인대가 과부하되어 파열이나 경골극 골절로 이어질 수 있다고 설명했다. 또한 대퇴과간 절흔 폭이 넓을 경우, 전방십자인대가 대퇴골과 덜 충돌하기 때문에 파열 위험이 낮아지는 경향이 있다고 밝혔다.

추가적으로 위험인자 분포를 분석한 결과, ‘경골 바깥쪽 관절면 경사’ 3.2도 이상, 대퇴과간 절흔 폭 24% 이하인 환자는 2명 중 1명(52%)꼴로 전방십자인대 파열을 경험한 것으로 나타났다. 이는 무릎 손상에 더욱 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

신창호 교수는 “이번 연구는 MRI를 활용해 전방십자인대 파열 및 경골극 골절의 해부학적 차이를 정밀하게 비교 분석한 세계 최초의 연구”라며 “성장판이 열려있는 아이들은 수술을 통해 무릎 구조를 비교적 쉽게 교정할 수 있는데, 이 연구 결과를 기반으로 수술을 통한 무릎 손상 예방 가능성을 모색하는 후속 연구가 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구 결과는 ‘미국스포츠의학회지’(The American Journal of Sports Medicine, IF=4.8)에 ‘Morphological Risk Factors for Pediatric Anterior Cruciate Ligament Tears and Tibial Spine Fractures’라는 논문으로 지난달 게재됐다.