척추측만증은 세계적으로 중요한 공중 보건 문제로 인식되고 있으며, 이로 인한 경제적 부담과 사회적 문제는 무시할 수 없는 수준으로 커져가고 있다[1]. 척추측만증은 척추가 관상면에서 10° 이상의 측면 굴곡을 보이는 질환으로 정의되며[2,3], 청소년기에 주로 발생하는 청소년기 특발성 척추측만증(Adolescent Idiopathic Scoliosis, AIS)은 측만증의 가장 흔한 유형으로 알려져 있다[4,5]. 청소년기 특발성 척추측만증은 척추의 비정상적인 곡률로 인해 신체 균형의 이상과 기능적 움직임의 제한을 초래하며, 이는 신체 외형의 변화 뿐 아니라 심리적 스 트레스와 사회적 적응력 저하를 유발하여 환자의 삶의 질에 중대한 영향을 미친다[6,7]. 척추측만증은 유전적, 호르몬적, 환경적 요인을 포함한 다양한 원인과 연관되 어 있다고 알려져 있으나, 정확한 병인은 아직 명확히 규명되지 않았다[8,9].

청소년기 척추측만증의 치료는 척추의 변형을 교정 하고 진행을 억제하며, 신체적 및 심리적 안녕을 회복하는 것을 목표로 한다. 국제 척추측만증 정형재활 치료학회(International Society on Scoliosis Orthopaedic and Rehabilitation Treatment, SOSORT) 가이드라인에 따르 면, 청소년기 특발성 척추측만증 치료의 주요 목표를 외형의 미적 개선, 삶의 질 향상, 장애 감소, 요통 완화, 심리적 안정, 성인기 진행 억제, 호흡 기능 향상 및 콥 (Cobb) 각도의 감소라 기술하였다[10]. 이러한 목표를 달 성하기 위한 비수술적 치료법으로 척추측만증 특화 물리치료 운동(Physiotherapeutic Scoliosis-Specific Exercise, PSSE)이 널리 사용되고 있으며, 이는 척추 변형의 진행을 억제 및 개선한다고 보고되었다[10,11].

척추측만증 특화 물리치료 운동은 Schroth, Barcelona Scoliosis Physical Therapy School(BSPTS) 등 다양한 컨셉에 따라 운동 방법에 차이가 있지만, 공통적으로 3차원적 자가 교정, 호흡운동, 자세인지를 핵심 요소로 포함하며 척추 정렬과 자세 회복을 목표로 하는 비수술적 치료법이다[12]. 기존 연구들은 척추측만증 특화 물리치료 운동이 콥 각도, 외형적 변형 개선, 삶의 질 향상 및 심리적 안정에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하 였으며[12,13], 특히 척추 정렬을 유지한 상태에서 운동을 수행하도록 교육하고 자세 정렬의 중요성을 강조하고 있다[14]. 그러나 이러한 평가와 교육은 주로 육안적 관찰에 의존하고 있어, 척추 변형과 자세 정렬의 실시간 변화를 객관적으로 확인하기에는 한계가 있다. 육안적 평가는 치료사의 주관적 판단에 의존하기 때문에 척추측만증 특화 물리치료 운동이 척추 변형 교정에 직접적으로 기여한다는 과학적 근거를 의심하게 하며, 척추측만증 특화 물리치료 운동의 효과가 척추 변형 교정의 직접적 결과인지, 아니면 성장과 같은 외부 요인에 의한 것인지 명확히 검증되지 않았다[15,16]. 이러한 한계를 보완하기 위해, 척추측만증 특화 물리치료 운동의 치료적 효과를 명확히 검증하고 척추 정렬 상태의 실시간 변화를 정량적으로 측정할 수 있는 적절한 평가 방법의 도입이 필요하다.

척추측만증 치료에서 엑스레이 촬영을 통한 콥 각도 측정은 척추 변형을 객관적으로 평가할 수 있는 표준 방법으로 널리 사용되고 있다[17-19]. 청소년기 특발성 척추측만증 환자의 척추 변형 평가를 위해 일부 연구에서는 척추의 회복 가능한 유연성을 확인하기 위한 방법으로 스트레스 검사와 움직임 후 정적 자세를 유지한 상태에서의 엑스레이 검사법을 활용한 바 있다[20,21]. 대표적으로, 척추를 당긴 상태에서 촬영하는 정적 엑스 레이나 환자를 측 굴곡한 상태를 유지하여 촬영하는 동적 엑스레이가 사용되어 척추의 가소성과 변형 가능성을 평가해왔다. 이러한 촬영법들은 척추의 상태를 새로 운 방식으로 이해하는 데 기여했으나, 척추측만증 특화 물리치료 운동 과정 중 실시간 척추 변형과 자세 회복을 평가 방법으로는 사용되지 않았다.

본 연구는 기존 동적 촬영법을 응용하여 척추측만증 특화 물리치료 운동의 직접적인 효과를 평가하기 위한 최초의 파일럿 연구로, 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안에 척추 변형의 실시간 변화를 관찰하고, 사후 외형적 변화를 정량적으로 평가하는 최초의 파일럿 연구이다. 이를 통해 척추측만증 특화 물리치료 운동이 척추 변형의 회복에 미치는 직접적인 영향을 검증하고, 운동 상태에서의 자세 회복과 척추 정렬의 과학적 근거를 마 련하고자 한다. 이러한 연구 결과는 척추측만증 특화 물리치료 운동의 치료적 유용성을 근거를 강화함과 동시에, 척추측만증 치료 전략의 개선 및 평가 방법의 객관 화에 기여할 수 있는 기초 자료를 제공할 것이다.

연구대상

본 연구는 서울소재 A재활의학과에서 2023년 3월에서 5월까지 청소년기 특발성 척추측만증으로 진단 받은 청소년으로 하였다. 콥 각도 30도 이상의 보조기 착용을 원하지 않는 11세 청소년 1명으로 하였고, 하지길이 차이(Leg Length Discrepancy, LLD), 선천성(Congenital), 신경근육성(Neuromuscular), 신경병성(Neuropathic) 질환은 없었다. 이 연구는 헬싱키 선언에 따라 수행되었고, 병 의원 치료 프로그램이 진행되면서 평가된 측정값은, 연구의 출판을 위해 활용된다는 서면 동의를 참여자와 부모로부터 얻었다.

실험절차

모든 척추측만증 특화 물리치료 운동의 평가와 측정은 A재활의학과 내에서 이루어졌다. 척추측만증 특화 물리치료 운동의 교육을 이수한 10년 이상의 측만증치료 임상 경험을 보유한 물리치료사에 의해 진행되었다. 프로그램은 1개월 차에 주 3회씩 회당 90분간 병의원 내에서 치료사의 감독하에 실시되었다. 2개월 차에는 병의원에서 주 2회와 가정에서 주 1회를 실시하였으며, 가정에서는 60분간을 실시하도록 하였다. 3개월에서 6개월까지는 병의원에서 주 1회, 가정에서 주 2회를 실시하록 하였다. 병의원내의 PSSE 프로그램 90%, 가정에서의 프로그램 80% 이상의 참여율을 보였으며, 가정에서의 척추측만증 특화 물리치료 운동은 체크리스트를 만들어서 환자의 부모로부터 체크하도록 하였다. 측정은 프로그램 6개월 종료 시점에 척추측만증 특화 물리치료 운동을 실시하는 자세를 유지한 상태(During PSSE)와 정상 서기 자세의(Post)에서 각각 측정을 하였다.

평가방법 및 측정도구

콥 각도(Cobb Angle)

본 연구에서는 척추의 변형을 정량적으로 평가하기 위해 콥 각도를 측정하였다. 이는 척추측만증 특화 물리치료 운동 프로그램이 실행되는 서울에 위치한 A 재활의학과에서 수행되었고, 치료종료 시점에 엑스레이 촬영을 하였다. 엑스레이 이미지의 콥 각도를 결정하기 위해, 상부와 하부 척추뼈의 최대 경사 지점을 식별하였다. 이후, 식별된 상부 추체(Upper end vertebra, UEV)의 상단 종판과 하부 추체(Low end vertebra, LEV)의 하단 종판에 선을 긋고, 이 두 선이 만나는 지점의 각도를 반자동 소프트웨어를 사용하여 측정하였다. 콥 각도의 error는 2.5도이다[22].

체간 회전각(Angle of trunk rotation, ATR)

체간의 회전각을 측정하기 위해 전방 굴곡 자세의 아담스 검사를 실시하였다. 체간의 경사가 전방 굴곡 시 체간의 좌, 우 경사의 기울기가 가장 큰 지점이 만곡의 정점이 되도록 하여 스콜리오미터(Scoliometer, Orthopedic systems INC, USA, 2008)로 측정하였다[23].

추제 회전각(Spine body rotation)

추체 회전각을 측정하기 위해 레이몬디 회전(Raimondi rotation)의 측정법을 실시하였다. 추체의 가장 좁은 전체폭을 측정하고, 척추측만증의 볼록면 측에서 가장 가까운 추궁근(Pedicle)까지의 거리를 측정한다[23] (Figure 1). 측정 값은 레이몬디 회전 공식을 자동 계산하는 ISICO(Italian Scientific Spine Institute, Italia, 2024)어플리케이션을 이용하여 측정된 결과 값을 수집한다. 레이몬디 회전 측정법의 평가자 내 신뢰도는 r＝0.997이다[24].

척추측만증 특화 물리치료 운동 중 엑스레이(During PSSE X-Ray)

척추측만증 특화 물리치료 운동 과정 중 척추의 변형의 개선을 직접적으로 확인하기 위한 방법이다. 척추측만증 특화 물리치료 운동 방법 중 3차원적 자가 교정(Three-dimensional self-correction)의 회전 호흡(rotational breathing)과 등척성 근육 활성화(isometric muscle activation)[14]를 유지한 상태에서 엑스레이 영상 이미지를 수집한다(Figure 2).

연구 대상자의 일반적 특성

본 연구의 대상자는 특발성 척추측만증 진단을 받은 초경 전의 상태로 연령은 11세, 키 145 cm, 몸무게 39 kg, Risser는 2등급 이였다.

사전, 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안, 사후의 콥 각도, 추체 회전각, 체간 회전각의 비교

콥 각도에서는 사전 36.09도, 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안 11.67도, 사후 20.04도를 보였으며, 사전과 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안은 -24.42도의 변화량과 -66.66%의 변화율을 보였고, 사전과 사후값은 -16.05의 변화량과 -44.47%의 변화율을 보였고, 척추측만증 특화 물리치료 운동과 사후는 8.37도의 변화량과 71.73%의 변화율을 보였다(Table 1, Figure 2,3). 추체 회전각에서 사전 27도의 회전, 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안 9도의 회전, 사후 17도의 회전을 보였으며, 사전과 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안은 -18도의 변화량과 -66.67% 변화율을 보였고, 사전과 사후값은 -10도의 변화량과 -37.04%의 변화율을 보였고, 척추측만증 특화 물리치료 운동과 사후는 8도의 변화량과 88.89%의 변화율을 보였다(Table 1, Figure 3,4). 체간회전각에서는 사전 14도, 사후 8도의 값을 확인하였고, 사전과 사후에서는 -6도의 변화량과 -42.86% 변화율을 보였다(Table 1).

척추측만증은 척추와 체간의 외형적 변화가 함께 나타나며, 성장과 함께 콥 각도가 증가하여 지속적으로 진행될 경우, 심장과 폐의 기능 장애를 유발할 수 있는 심각한 위험성이 있다[25]. 청소년기 특발성 척추측만증에 대해 척추측만증 특화 물리치료 운동은 외형의 개선의 효과를 보인다고 보고 되고 있지만, 직접적인 근거는 부족하다. 콥 각도는 척추측만증의 심각도를 평가하고 위험을 정량화며 임상적인 추적 관찰을 하기 위해 가장 중요한 요소이다[17,26]. 또한 척추측만증의 영상의학적 움직임 분석은 필수적이라고 보고되고있다[27]. 본 연구는 척추측만증 특화 물리치료 운동의 직접적인 효과를 확인하기 위한 파일럿 연구로 동적 움직임을 응용한 엑스레이촬영[20]을 통해 척추측만증 특화 물리치료 운동의 직접적인 외형의 변화를 정량화 하고, 움직임을 분석하고자 하였다. 이에 따라 청소년기 특발성 측만증 환자를 대상으로 6개월간의 PSSE 프로그램을 진행하였고 중재 종료시점에 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안의 자세유지 엑스레이와, 바로 서있는 자세의 사후 엑스레이를 각각 촬영하여 콥 각도, 추체 회전각을 비교하였고, 사전과 사후의 체간 회전각을 확인하였다.

사전 36.09도였던 콥 각도가 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안에는 11.67도, 사후에는 20.04도로 감소였고 각각 67.66%와 44.47%의 긍정적인 변화율을 확인하였다. 이는 기존 척추측만증 특화 물리치료 운동이 콥 각도 개선에 효과적으로 보고된 선행 연구와 동일한 결과이다[28,29]. 또한 이러한 큰 변화는 척추측만증 특화 물리치료 운동이 척추의 측만의 외측 굴곡 각도를 상당히 줄일 수 있음을 시사하며, 특히, 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안의 각도 감소가 가장 크게 나타나, 직접적인 콥 각도의 증가를 억제 또는 감소 시킨다는 것을 의미한다.

추체 회전은 특발성 측만증에서 나타나는 특징 중의 하나이며, 이는 수술 또는 치료의 중재 전과 후의 평가지표로서 임상적 의미를 갖으며[30], 측만증 진행의 예후를 예측하거나 치료 방법 결정에 중요한 의미를 갖는다[31,32]. 추체 회전각은 사전 27도에서 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안에 9도로 사후에는 17도로 감소하였고, 이는 각각 66.67%와 37.04%의 회전각의 개선율을 나타낸다. 특히 척추측만증 특화 물리치료 운동에는 추체 회전각이 현저히 감소하는 것으로, 이는 척추측만증 특화 물리치료 운동이 직접적으로 척추의 회전의 증가를 억제 또는 감소시키는 것을 의미한다.

특발성 척추측만증의 외형의 변화는 3차원적인 변형이다[33]. 척추의 외측 굴곡과 전만과 후만의 감소, 회전의 특징을 동반한다[34]. 해부학적으로 흉곽의 늑골은 추체 후외측면과 횡돌기 앞면과 만나서 늑척추관절을 형성한다. 이로 인해 3차원적 척추의 변형은 흉곽의 외형적 변형을 함께 동반한다. 많은 전문가들이 특발성 척추측만증 치료의 목표에 합의한 사항 중 가장 우선시 되는 것이 외형적 변화의 회복이다[10]. 본 연구에서 흉곽의 회전 경사를 확인하는 체간 회전각 검사에서 척추측만증 특화 물리치료 운동 중재 전 14도였던 체간 회전각이 사후 8도로 감소하여, 42.86%의 개선율을 보였다. 이는 흉곽의 비대칭과 회전 각도가 감소했음을 의미하며, 척추측만증 특화 물리치료 운동이 척추의 변형 뿐 아니라 외형적 변화, 체간의 비대칭성도 교정하는 데 도움이 된다는 것을 시사한다.

본 연구에서 사용된 평가 방법의 유효성은 특발성 측만증 환자의 척추 변화를 실시간으로 정량화 하는데 있다. 척추측만증 특화 물리치료 운동을 수행하는 동안의 엑스레이 촬영은 직접적인 교정 효과를 검증하는데 중요한 역할을 한다. 척추측만증 특화 물리치료 운동 수행 중 척추의 정열을 강조하고 있지만[14], 운동 중 자세의 회복은 육안적 평가에 의존한 반면, 본 연구에서는 동적 움직임 상태에서 척추측만증 특화 물리치료 운동 수행 중의 척추 정렬을 정밀하게 측정함으로써 즉각적인 영향을 시각화하고 정량화 할 수 있었다.

척추측만증 특화 물리치료 운동 동안에, 그리고 사후에서는 추체 회전각, 체간 회전각 모두에서 개선을 보였다. 그러나 사전 콥 각도 36.09도에서 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안에 11.67도로 감소한 반면, 사후에는 사전 값 보다는 개선되었지만 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안에 비해 증가된 20.04도로 보였고, 이는 8.37도 정도 척추측만증 특화 물리치료 운동이 더 큰 개선 값을 보이는 것을 의미한다. 또한, 추체 회전각이 사전 27도에서 9도로 감소한 반면, 사후에서는 사전 값 보다 개선되었지만 척추측만증 특화 물리치료 운동보다 증가된 17도를 보였고, 척추측만증 특화 물리치료 운동이 추체 회전각에서 8도정도 더 큰 개선 값을 보인다는 것을 의미한다. 이는 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안의 상태에서 콥각도와 추체 회전각의 현저한 개선을 만들지만, 이러한 개선 값을 사후에서는 완벽하게 유지 하지 못한다는 것을 시사한다. 이를 통해 척추측만증 특화 물리치료 운동 상태의 자세를 일상생활에 적용하고 적응, 유지하는 전략이 중요하게 교육되는 것이 효과적인 척추측만증의 치료를 위한 방법으로 보인다. 그러나 본 연구의 중요 변수 중에 하나인 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안의 측정은 호흡의 속도, 깊이, 총량, 자세를 유지하기위한 근육활성화의 강도에 대한 정량화된 연구는 존재하지 않으며, 척추측만증 특화 물리치료 운동의 각 컨셉에 따라 통일 되지 않았고 정량화된 기준은 없으며 척추측만증 특화 물리치료 운동 동안의 자세 회복정도는 치료사 본인의 개인적 성향에 따라 환자에게 교육되었을 것이다. 때문에 본 연구는 척추측만증 특화 물리치료 운동의 직접적인 영향을 알아보기 위한 파일럿 연구로 제한적 해석이 필요하며, 신뢰할 수 있는 결과를 얻으려면 장기적이고 더 큰 표본 연구가 필요하다.

본 연구는 청소년기 특발성 척추측만증 환자에게 척추측만증 특화 물리치료 운동을 6개월간 적용하여 척추의 정렬 및 외형적 변화를 평가한 파일럿 연구로서, 사전과 척추측만증 특화 물리치료 운동을 실시 하는 동안에 외형 변화와 중재 후의 변화를 확인하였다. 척추측만증 물리치료 운동을 실시하는 동안과 사후에 콥 각도, 추체 회전각 그리고 체간 회전각의 유의한 개선이 관찰되었다. 특히 척추측만증 특화 물리치료 운동 수행 중에 콥 각도와 추체 회전각의 현저한 감소는 척추측만증 특화 물리치료 운동이 척추 측만의 외측 굴곡과 회전 각도를 줄이는 데 직접적인 효과가 있음을 보여주었다. 이러한 변화는 척추측만증 특화 물리치료 운동이 척추측만증 환자의 외형적 개선에 기여할 수 있는 잠재적 가능성을 제시하며, 더 나아가 일상생활에서의 자세 유지와 적응을 위한 지속적인 교육의 중요성을 시사한다. 이러한 정량적 측정 결과는 척추측만증 특화 물리치료 운동 실무자와 교육자에게 유용한 정보를 제공하며, 환자들에게 치료 효과를 즉각적으로 확인할 수 있는 피드백의 역할과, 임상적 유용성을 강화하는데 기여할 것이다.