만성요통의 원인, 진단의 전략. 전주 예수병원 신경외과

[문형철]

만성요통의_원인과_진단의_전략.PDF

통증의 만성화에 대한 3가지 조건

1) 만성적인 외상 수용성자극이 척수내로 연속적으로 유입될때

2) 통증자극의 유입이 중지되었을지라도 하행성 억제경로(descending inhibitory pathway)의 기능약화로 정상적인 자극을 통증으로 인지되는 상태가 지속될때

3) 통증자극의 유입이 중지되었을지라도 척추후각에서 계속적으로 통증유입상태를 유지(ectopic pain generator)하여 뇌에서 통증을연속적으로 인지하는 상태가 지속될때

- 위와같은 조건하에서 중추신경계는 외상수용성 자극을 장기간 기억하게 됨

- 환자들이 느끼는 통증은 증폭되어 가벼운 자극에도 통증을 느끼거나 흔히 자율신경계에 영향을 미쳐 감정적 고통을 동반하게 됨

만성요통을 유발시킬 수 있는 구조물

- 요추부 근육, 인대, 요추체 및 골관절, 천장골관절, 디스크, 척수경막 등

- 위양성 조절 신경차단 연구에 의하면 척추후관절통이 만성요통의 15~40%를 차지하고, 천장관절통이 13%를 차지한다고 보고

- 국제통증연구회에 의하면 추간판내장증(internal disc disruption)에 의한 만성요통의 39%를 차지하고, 디스크 탈출에 의한 디스크 통증이 만성요통의 2~5%를 차지한다고 보고

만성요통의 해부학

- 최근 척추 후관절, 척추간 디스크와 천장골관절질환이 만성요통의 주요원인으로 부각되고 있어 이 조직들의 신경분포에 대한 연구가 활발

- 요추부에서는 척추 신경의 후지 신경(dorsal ramus)이 척추 후관절과 후방 요부 근육에 분포하고, 척추간판 디스크의 후방부위는 동척추 신경(sinuvertebral nerve)이, 전방 부위는 교감 신경간의 분지 신경이 분포(9, 10).

- 천장골 관절은 아직 논란이 있으나 제5요추 신경의 후지 신경과 측천골 신경(lateral sacral branch)들이 주로 분포(Figure 2)(11).

- 그 외에도 척추 근육, 경막 등에도 신경이 분포 하고는 있으나 아직 임상적 중요성은 인정받지 못하고 있다.

만성요통 진단의 허실

만성요통진단의 편견

1) 병력청취상 요통 및 하지 방사통을 단일증상으로 분류하는 경향이 있다. 하지만 하지통은 요통환자의 35%에서 동반되는데, 이중 2~5%만이 허리디스크로 인한 좌골신경통임을 고려할때 하지통의 대부분의 원인은 디스크에 의한 것이 아니다.

2) 신경학적 증상은 만성요통의 원인을 찾아내는데 유용한 길잡이가 될 수 있다. 그러나 신경학적 증상은 신경근 압박시에만 국한되어 나타난다. 더구나 신경근 압박의 경우에도 신경학적 증상과 징후가 항상 동반되는 것은 아니다. 또한 만성 척추통증은 그 원인 및 부위에 따라서 일정하게 통증분포를 보이지 않는다.

3) ct, mri진단의 문제점. 신경학적 증상이 없는 요통환자에서 요통의 원인을 규명하는데 ct, mri는 도움이 되지 않음

4) 근전도의 한계점

5) 요통의 주요한 원인인 디스크성 통증의 개념변화. 디스크 탈출로 신경근이 압박되어도 증상이 없는 경우가 많고, 환자에게서 증상의 소실에도 불구하고 mri상 신경근 압박소견을 보이는 경우도 많다. 그래서 디스크 탈출에 의한 기계적압박이외에 다른 요인을 고려해야. 최근 디스크 탈출환자의 신경주위조직에서 포스포리파아제 A2, 사이토카인 등의 농도가 증가됨을 보고

또 다른 연구에서 염증반응에 대한 많은 증거를 제시하고 있지만, 세포와 면역반응을 동반한 전통적인 염증반응이라기 보다는 신경근의 화학적 염증이 주된원인으로 여겨지고 있다. 즉 포스포리파아제 A2는 화학적 신경근염을 일으키고 신경근의 충혈, 투과성과 부종의 증가 등으로 인한 신경근의 전달차단을 초래하게 된다. 신경근성 통증에 대한 기전은 모호하나, 후근신경절의 혈류장애가 진행됨에 따라 이소성 통증 발생이 형성되어 통증이 발생하는 것으로 설명하기도 한다.

이와 같은 만성요통에 대한 그릇된 상식에서 탈피하는 것이 만성요통의 원인을 찾는 데 긴요하며 또한 질환에 따라 적합한 진단방법을 사용하는 것이 중요하다. 예컨대 CT, MRI, 근전도 검사 등을 부적절하게 사용한다면 대부분의 만성요통 환자에서 진단적 가치가 있는 정보를 얻을 수 없으며 오히려 아무런 기질적 원인을 찾을 수 없는 등의 이유를 들어 정신적 원인이라고 단정하는 오류를 범할 수 있다. 따라서 만성요통의 진단에 합당한 시설과 기술을 가지고 있는 것이 필요하나 의미없는 진단방법의 사용은 오히려 역효과
를 야기한다는 것을 유념할 필요가 있다.

만성요통의 통증학

요통은 체성통증과 신경근통증으로 분류

신경근성통증은 신경의 압박이나 병리적 변화를 초래할 수 있으므로 신경학적 검사상 근력 저하, 감각이상, 건반사의 저하 또는 소실 등을 흔히 동반한다. 그러나 체성통증에서는 이와 같은 신경학적 이상은 전혀 찾아볼 수 없다. 그러나 신경근의 병적 상태가 신경근성통증을 항상 동반하지 않는 점은 유의하여야 한다. 예컨대 척추 종양 환자에서 신경근의 압박이 심하여도 통증이 관찰되지 않는 것
은 흔한 일이다.

체성통증의 대표적인 원인이 되는 척추 후관절통 환자에서는 Figure 3에서와 같이 다섯 군으로 분류할 수 있다.

척추 후관절통은 척추의 퇴행성 변화와 더불어 발생하는 후관절의 손상으로 인해 발생한다. 계속적인 요추의 반복적인 신전과 회전 운동은 관절낭(joint capsule)의 손상을 초래할 수 있으며 요추의 염전 손상(torsion injury)은 반대편 관절의 골절-동측 관절낭의 파
열을 초래할 수 있다. 그러나 이러한 손상은 MRI, CT, 단순촬영에서 밝혀지지 않고 사후부검에서 관절낭 열상, 관절낭파열, 연골하골 골절(subchondral fracture), 관절 내 혈종 등의 형태로 나타나게 된다. 이런 손상 외에도 추간판 퇴화나 척추증에 따른 척추후관절 관절염이 척추후관절 통증의원인이 된다고 주장하고 있다(23).

임상적으로 척추후관절 통증은 퇴행성 변화가 진행된 노인에서는 만성요통의 40%를 차지하고 있으며 젊은 외상 환자 군에서는 만성요통의 15%를 차지하고 있다. 통증 분포양상은 주로 척추 주위부의 통증과 더불어 둔부와 하지에 광범위하게 심부에서 느낄 수 있는 연관통을 보이는 것이 특징이다(Figure 3). 이 연관통은 무릎 이하로 가지 않는 것이 보통이나 때로는 발까지 뻗치기도 한다. 이러한 통증은 앉은 자세나 앉았다가 일어날 때 통증이 심해지며, 아침에 통증이 심했다가 활동을 함에 따라 통증이 경감되는 경향이 있다(24).

천장골 관절통, 연관통

천장골 관절 통증은 만성요통의 15%를 차지하고 있다고 보고되고 있다. 그러나 이 부위의 통증은 수술적 접근이 용이하지 않고 진단이 모호하여 간과되어 온 것이 사실이다. 천장골 관절은 많은 근육과 인대가 부착되어 있어 보행이나 주행시 발생되는 하중에 대해 신체의 안정감을 유지하는 기능을 갖고 있다. 따라서 근육의 힘이 지속적으로 불균형을 유지할 때 골반부위의 안정감이 소실되고 천장골 관절에 영향을 미쳐 통증을 유발시킬 수 있다. 천장골 관절 통증은 주로 관절선에서 동측의 둔부 및 대퇴골 전자(trochanter) 부
위까지 심부 통증을 유발시켜 척추후관절 통증과 구별하기 어렵다(Figure 4).

 디스크성 통증

신경영상장치(CT, MRI)의 발달로 진단이 용이하게 되어 진단의 정확성을 높일 수 있었던 질환이 요추부 디스크성통증이다. 반면 진단의 오류가 더욱 높아진 질환도 요추부 디스크성통증이다. 과거 디스크성통증은 디스크의 탈출로 인한 신경근의 압박이 주된 원인으로 여겨져 왔다. 고해상도의 신경영상 장치들은 척추강 내 해부학적 변화를 자세하게 보여 주므로 디스크 탈출과 같은 변화는 쉽게 발견되어 소위 추간판 탈출증의 진단을 곧 내릴 수 있게 된 것이다. 이러한 소견에 입각하여 무분별하게 수술이 행해진 것도 사실이
다. 그러나 CT 또는 MRI 영상은 디스크 탈출로 인한 신경근 압박을 해부학적으로 잘 보여 줄 수는 있어도 이런 영상소견이 통증 유발과 무관할 때가 많다. 따라서 신경 영상 소견에 근거한 디스크성통증의 진단은 위험한 판단이며 진단의 오류를 범할 수 있는 첩경이다.

그렇다면 디스크성통증의 원인은 무엇일까? Mixter 등은 디스크성통증을 디스크 탈출이라고 가정한 후, 디스크 제거술로 요통 및 하지통 환자를 완치시킨 것을 보고한 이래 디스크 탈출에 의한 신경근 압박이 디스크통증의 원인으로 여겨져 왔다(26). 그러나 이러한 개념은 실험적 모델에서 유사한 기전을 재생하는 데 실패함에 따라 이견이 제기되어 왔었다. 최근에는 디스크 탈출 환자의 신경주위 조직에서 Phospholipase A2의 농도의 증가가 관찰되고 있어 신경근의 화학적 염증이 통증의 주된 원인으로 여겨지게 되었다(19).

디스크의 발병기전에 대해서는 확실하지 않지만 종판설(end plate theory)이 많은 지지를 받고 있다. 무거운 것을 들 때 요추부 근육들은 척추의 종판에 종적으로 힘을 가할 수 있다. 이 때 종판의 골절이 일어날 수 있으며, 반복적으로 추간판에 압박 자극이 가해질 때도 마찬가지로 종판의 골절이 발생할 수 있다. 이런 골절은 수핵 간질(nuclear matrix)의 대사에 영향을 미치기 시작하여 점진적으로 수핵이 변성되게 한다. 수핵이 탄성을 잃고 충격흡수력이 떨어지면 수핵 주위의 섬유륜에 더 많은 하중이 전달되며, 섬유륜의 구조가 파괴되고 추간판의 높이가 낮아지게 된다. 이 때 약해진 섬유륜을 통해 열구(fissure)가 형성되고 이 열구를 통해 수핵이 탈출될 수 있다. 이 때에 Phospholipase A2 등 여러가지 cytokine이 분비되어 경막지 신경과 후근 신경절(dorsal root ganglion)을 자극하고 디스크성통증의 특징인 요통과 하지 방사통이 발생하는 것이다. 시간이 경과함에 따라 섬유륜 열구의 자연적 치유와 더불어 cytokine의 분비는 감소하고 약 1년 후에는 화학적 자극에 의한 디스크성통증은 거의 찾아볼 수 없다. 다만 디스크의 탈출이 진행되는 경우 디스크 내로 신경 및 혈관의 성장이 진행되어 물리적 압박에도 예민한 디스크통증이 발생한다.

디스크 변성의 형태학적 분류는 modified Dallas discogram classification을 따르는 것이 보통이다(Figure 6). Grade 0는 정상이며 Grade 1, 2, 3는 주로 내재성 디스크의 상태를 나타내며 섬유륜의 파열 정도에 따라 구분되고 있다. 즉 Grade 1의 디스크는 섬유륜의 내측 1/3까지 국한되어 섬유륜 파열구가 뻗쳐 있는 경우를 말하며, Grade 2의 디스크는 중간 1/3까지, Grade 3의 디스크는 외측 1/3까지 섬유륜 파열구가 뻗쳐 있는 경우를 말한다. Grade 4는 흔히 우리가 알고 있는 디스크 탈출을 보여주고 Grade 5는 파열성 디스크 상태를 보여준다. Grade 4 와 5의 디스크 질환을 CT나 MRI상 확인할 수 있어 통상적으로 디스크성통증하면 이런 정도의 디스크 탈출이 있어야 디스크성통증이 유발되는 것으로 여겨져 왔다. 흥미롭게도 Grade 1, 2, 3의 내재성 디스크 질환은 CT나 MRI로 진단하기가 쉽지 않고 신경근압박의 징후가 없기 때문에 디스크성통증의 원인으로서는 간과되었다. 유병률 검사에 의하면 만성요통의 원인으로 내재성 디스크 질환이 39%나 차지하고 있다고 알려져 있어 이런 질환에 대한 개념 및 진단방법의 획득은 만성요통의 정복에 중요하다.

디스크성통증은 요통과 하지 방사통으로 구분할 수 있다. 요통은 경막지 신경의 자극으로 하지통은 후근 신경절이나 신경근의 자극으로 인해서 유발된다. 요통은 척추 후관절통과는 달리 주로 요추부 중심선 부위에 분포한다. 하지통은 좌골신경의 경로를 따라 좁게 그리고 길게 분포하는 양상을 보인다(Figure 5). 그러나 요통과 하지통이 항상 동반되지는 않는다. 내재성 디스크는 디스크 변성이 심하지 않은 경우 주로 경막지 신경의 자극만 이루어지므로 요통만 발생하고 질환이 진행됨에 따라 후근 신경절 또는 신경근까지 자극되면 하지통이 동반되는 것으로 여겨진다. 하지통이 동반된 경우 신경근 압박으로 인한 신경기능 장애 징후, 즉 감각이상, 족부의 운동 저하, 대건반사의 감소 등이 많이 있어 진단이 용이하다. 이러한 경우 신경학적 증상과 일치하는 디스크 탈출 소견이 MRI 또는 CT에서 검증된다면 쉽게 진단을 내릴 수 있고 치료 방향을 정할 수 있다. 그러나 요통만 나타나는 디스크성통증이거나 하지 통증이 동반되었을지라도 MRI상 디스크 탈출소견을 찾을 수 없는 경우 내재성 디스크일 가능성이 높으며 진단이 쉽지 않다.

최근 내재성 디스크 환자의 MRI상에서 디스크의 후방, 즉 섬유륜의 후방 부위에서 관찰되는 고강도영역(high intensityzone)의 발견은 진단에 크게 기여할 수 있으나 이러한 소견이 항상 나타나지는 않는다. 최근 디스크 내압 조절식 디스크 촬영(pressure-controlled discography)이 이러한 문제 해결에 큰 도움이 되고 있다(27,28). 디스크 내에 주사침을 삽입하고 조영제를 주입하여 디스크 형태만을 관찰했던 과거의 디스크 촬영과는 달리 디스크 내압조절식 디스크 촬영은 디스크 내압을 점진적으로 증가시킴에 따라 통증 유발을 유도시키고, 유발된 통증이 평상시 지니고 있는 통증과 일치하는 점을 비교함으로써 디스크성통증을 진단하는 방법이다. 이러한 방법은 내재성 디스크의 진단 외에도 여러 곳에 발생한 디스크의 감별, 수술 후 유착이 심한 환자에서 재발된 디스크의 감별, 무증상 디스
크 탈출의 통증 발생 유무 등 다양하게 적용될 수 있어 앞으로 그 활용도가 더욱 높아질 것으로 생각된다. 특히 과거의 단점으로 여겨졌던 조영제 주사 속도의 불규칙한 점이 컴퓨터로 조절되고 다양한 정보분석이 가능한 장비(automatic pressure controlled discography􄠶, Cyber-medics,Iksan, Korea) 등이 개발되면서 편리하게 진단이 가능해졌다(Figure 7).

이러한 디스크 촬영시 조영제를 주입받았던환자들은 Disco-CT를 시행받게 한다. 이 Disco-CT는 조영제가 투입된 디스크를 단층 촬영하여 디스크 내의 섬유륜의 파열 정도, 열구의 생성과 정도를 보여줌으로써 내재성 디스크의 분류 및 형태학적 관찰이 가능하다.

Spine (Phila Pa 1976). 1995 Jan 1;20(1):31-7.

The sacroiliac joint in chronic low back pain.

Schwarzer AC, Aprill CN, Bogduk N.

Faculty of Medicine, University of Newcastle, Australia.

STUDY DESIGN: This was a cross-sectional analytic study. OBJECTIVES: In relation to pain from the sacroiliac joint, this study sought to establish 1) its preval‎ence, 2) the validity of pain provocation, 3) whether any arthrographic abnormalities predict a response to joint block, and 4) whether certain pain patterns discriminate patients with this diagnosis. SUMMARY OF BACKGROUND DATA: The true preval‎ence of sacroiliac joint pain is unknown and despite a plethora of clinical tests, none of these tests has been validated against an established criterion standard. To our knowledge, arthrography of the sacroiliac joint had never been studied. METHODS: Forty-three consecutive patients with chronic low back pain maximal below L5-S1 were investigated with sacroiliac joint blocks under image intensifier using radiographic contrast followed by 2% lignocaine. Information was obtained on pain provocation, analgesia, and image pattern. RESULTS: Thirteen patients (30%) obtained gratifying relief of their pain. Nine of these also exhibited tears of their ventral capsule. Groin pain was the only pain referral pattern found to be associated with response to sacroiliac joint block. CONCLUSION: The sacroiliac joint is a significant source of pain in patients with chronic low back pain and warrants further study.

Spine (Phila Pa 1976). 1994 May 15;19(10):1132-7.

Clinical features of patients with pain stemming from the lumbar zygapophysial joints. Is the lumbar facet syndrome a clinical entity?

Schwarzer AC, Aprill CN, Derby R, Fortin J, Kine G, Bogduk N.

Faculty of Medicine, University of Newcastle, Australia.

STUDY DESIGN: This study is a prospective cross-sectional analytic study. OBJECTIVES: The authors determined the preval‎ence and clinical features of patients with pain stemming from the lumbar zygapophysial joints. SUMMARY OF BACKGROUND DATA: Previous studies have demonstrated a wide range of preval‎ence for zygapophysial joint pain and conflicting results with regard to clinical signs. METHODS: One hundred and seventy-six consecutive patients with chronic low back pain were investigated with a series of screening zygapophysial joint blocks using lignocaine and confirm‎atory blocks using bupivacaine. RESULTS: Forty-seven percent of patients had a definite or greater response to the screening injection at one or more levels but only 15% had a 50% or greater response to a confirm‎atory block. Response to zygapophysial joint injection was not associated with any single clinical feature or set of clinical features. CONCLUSIONS: The zygapophysial joint is an important source of pain but the existence of a "facet syndrome" must be questioned.

Spine (Phila Pa 1976). 1995 Sep 1;20(17):1878-83.

The preval‎ence and clinical features of internal disc disruption in patients with chronic low back pain.

Schwarzer AC, Aprill CN, Derby R, Fortin J, Kine G, Bogduk N.

Faculty of Medicine, University of Newcastle, Australia.

Comment in:

• Spine (Phila Pa 1976). 1996 Mar 15;21(6):776-7.

STUDY DESIGN: This was a cross-sectional analytic study of patients with chronic low back pain. OBJECTIVE: To investigate whether the criteria for internal disc disruption, as adopted by the International Association for the Study of Pain, could be satisfied in patients with chronic low back pain and to test whether there were any conventional clinical features that could identify this condition. SUMMARY OF BACKGROUND DATA: Internal disc disruption has been postulated as an important cause of low back pain. To diagnose this condition, the International Association for the Study of Pain taxonomy requires that pain be reproduced on provocation discography and that computed tomography discography reveal internal disc disruption, provided that as a control, stimulation of at least one other disc fails to reproduce pain. METHODS: Ninety-two consecutive patients with chronic low back pain and no history of previous lumbar surgery were studied. Each patient underwent a standard physical examination. Computed tomography discography was performed at a minimum of two levels. RESULTS: The diagnostic criteria for internal disc disruption were fully satisfied in 39% of patients, most commonly at L5-S1 and L4-L5. None of the clinical tests used could differentiate between those patients with internal disc disruption and other patients. CONCLUSIONS: A diagnosis of internal disc disruption can be made in a significant proportion of patients with chronic low back pain, but no conventional clinical test can discriminate patients with internal disc disruption from patients with other conditions.

[송준호]

감사합니다.^^