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출처: 대한관절운동도수치료학회(AKAMTIK) 원문보기 글쓴이: redox
HNP 환자에 대한 관절운동학적 도수치료법 의 활용
서론
문제 의 제기 및 개요.
요통 에 대한 치료는 현재 에도 오랜세월 동안을 거쳐 치료의 방법 이 의학적인 치료는 물론 물리치료에 있어서도 열,냉, 안정치료.전기치료(초음파,초단파. 간섭저주파.침전기자극), 광선치료(레이저 치료. 적외선 치료),이온치료, 견인치료. 운동치료, 도수치료 .등과 같은 광범위한 치료의 방법 이 이용되어지고 있다.
특히 추간판탈출증 에 대한 치료는 의학적인 치료 에 있어서도 많은 논란 이 제기되고 있는 질환중 의 하나로서 수술치료방법 에 대한 시비는 방법론 에 있어서 여러 임상 의 들 에 있어서도 관심거리가 집중되고 있는 실정 이며 계속적인 논쟁이 계속되고 있다.따라서 본 연구는 수술방법 을 배제한 상태에서 의 보다 과학적 이고 안정적 이며 합리성을 찾아 환자 에게 고통을 적게하며 회복 후에사회에서 완전한 사회 생활을 영위 할수 있는 치료 방법에 대하여 알아보기 위해 척추 의 해부학적 구조 및 기능을 비롯 하여 일상생활 활동 에대한 역학적 인 관계를 살펴보고 수술방법을 배제한 상태에서 환자 에게 수술 이라는 고통 이 없는 도수의학 적인 치료방법 에 도수의학자 들 이 주장 하고 있는 이론 및 치료방법 에 대해 알아 보아 추간판 탈출증 에 대한 도수 의학 에 한게점과 도수 의학 의 특수성을 살려 보다 안전하고 위험성 이 없는 상태에서의 과학적 이고 합리적인 상황 에서의 관절운동학적 접근법으로 서의 가능한 범위 내서 의 추간판 탈출증 도수 치료 방법 에 대해 개관하여 임상에서 올바른 도수치료학문 으로서의 정립을 달성 하여 추간판 탈출증 으로 고통ꟈ고 있는 환자 에게 기능적인 문제가 제기된 추간판 탈출증 환자들을 위한 임상전문 물리치료사 로서의 최선의 역할을 다하고자 한다 ,
본론
1. 요추 에 대한 Biomechanics
2. 추간판 탈출증 에 해부학적인 구조.
1.구조
2. 추간판 탈출증 의 병리적 분류
3.추간판 내의 압력 분포
4.수핵 의 운동
5.접선 스트레스
6.추간판 의 손상 과 복구.
7.추간판 과 통증
8.중심화 현상
9.추간판 의 변성 과 추간판 의명확한 돌출 과 의 감별
3.LUMBAR&sacral angle 의 구조적 형성 과 체중지지 와 힘의 균형 이론.
4.관절운동학적 도수치료법.
HAGADA이론적 접근
chiropratic 이론적 접근.
stainley paris 이론적 접근.
Meckengie 이론적 접근
5.치료기술 응용 활용법.
1. 요추 에 대한 BIOMECHANICS.
요추의 생체역학 (Lumbar Biomechanics)
1) 세개관절 복합체와 불안정0 (Triple joint complex and instability)
기능적인 척추 단위는 인대, 골간관절, 추간판이라 할 수 있으며, 전방부의 추간판과,추체, 후방부의 두개의 골간관절 과 극돌기 는 세개관절 복합체로 이루어져 있다.
① instability of the spinal unit
척추단위의 불안정이란 척추의 기능을 상실하여 척수나 신경근의 손상으로 통증, 기형으로 인한 구조적 변화를 유발하는 상태라 할 수 있다. 그림2.1-2.8에서 facet asymmetry, disc injury, scoliosis, degenerative disc disease, congenital anomalies, pathological states에 의해 나타나는 척추의 불안정을 보여주고 있다. 이와같은 척추의 불안정은 hypermobility, hypomobility와 같이 비정상적인 움직임에 의해 나타나게 되는데 Farfan이란 사람은 임상적으로 불안정을 symptomatic condition 즉, intervertebral joint에 비정상적으로 커다란 기형이 발전하였다던지 어떤 새로운 손상에 의해 나타나는 증상이라고 정 의하고 있다. 또한 mechanical intervertebral joint failure의 두가지 타입을 설명하고 있는데 즉,
-- axial compression → compression injury : vertebra 의 end plate만 손상
-- axial torsion → torsional injury : instability 유발. annulus fibrosus, facet joint가 동시에 손상받게 되며, scar tissue도 형성되기도 한다.
② intervertebral disc의 불안정 예 (Example of instability of the intervertebral disc)
* 그림 2.20, 2 21 : pars interarticularis의 골절로 spondylolisthesis 된 상태의 intervertebral disc의 불안정
* 그림 2.22 : degenerative spondylolisthesis slippage의 neutral standing position
* 그림 2.23 : 굴곡시 더 심해지는 spondylolisthesis slippage
2) Lateral flexion disc mechanics in radiographic study of the lumbar spine and pelvis
lumbar mechanic의 diagnosis에 있어서 가장 중요한 사실을 찾아내기 위해서는 dynamic lateral bending study가 필수적이다. Weitz는 myelography와 surgery를 비교하여 lateral bending study의 정확도를 설명하였다. 46명의 환자 중
46명 --- 12명 : normal bending study -- 6명 : midline disc protrusion
-- 2명 : stenosis
--- 34명 : abnormal bending study -- 28명 : myelogrphy, surgery 양쪽에서 disc protrusion
-- 2명 : sugery에서만 disc protrusion
① bending study accuracy
Van Domme 등 여러명이 clinical examination, electromyography, plain film radiography, myelography, lumbar phlebography 등을 비교 연구하여, 요통과 좌골신경통의 진단에 있어서 bending study와 myelography, lumbar phlebography의 진단결과가 같다는 사실을 알게 되었다.
② controversy regarding lateral flexion accuracy (논의)
여러 학설들의 연구 결과, lumbar disc herniation이 의심되는 환자를 진단하는데 있어서 lateral bending X-ray study 보다는 static film으로 진단하는 방법을 일반적으로 사용하게 된다.
3) Radiographic studies
radiographic study는 intervertebral disc protrusion을 동반하는 subluxation 진단시 가장 중요한 방법이다. L4-L5 level의 경우 일반적으로 AP view를 사용하며, L5-S1 level의 경우에는 sacral angle과lumbar lordosis가 sacrum 위에서 L5만 lateral flexion하는 것이 불가능하기 때문에 tilt view를 사용해야 한다. tilt view를 찍을 때 lateral lumbar view에서 sacral angle을 측정한 후 (그림 2.24) 그림 25에 서와 같이 sacral angle과 tube를 match 시킨다. 또, neutral posteroanterior (PA) view의 경우에는 trunk lateral bending 하여 손이 thigh에 닿도록 한후 찍는다. 여기서 우리는 두가지 정보를 얻을 수 있는데, 첫째로 disc protrusion이나 facet incongruity(부조화)로 인한 subluxation 고정, 둘째로 생리학적으로 정상운동에서 회복되는 것과 같이 manipulation의 결과로 disc나 facet lesion의 경감된다.
4) Role of intervertebral disc in triple joint biomechanical aberrancy
◎ sciatica를 유발하는 추간판 병변
-- 5% → lesion of the intervertebral disc
-- 90% → * back의 disability로 인한 disc의 미끄러짐 : Rees
* lumbar disc material의 herniation : Rothman, Simone
* back aliments (요부질환) : Henry Feffer
* organic symptoms attributable to the low back : Cyriax
5) Discussion of imaging modalities in lumbar spine disease
① imaging choice
* CT, MRI (computed tomography, magnetic resonance imaging)
-- myelography 보다도 imaging modality choice에 많이 사용되고 있다.
* Weisel 의 Report
-- 비정상 CT 소견을 보이는 35%의 환자 중
40세 이하의 19% → herniated nucleus pulposus
40세 이상의 50% → canal stenosis, facet degeneration
-- lumbar spine의 CT 소견 신뢰도는 임상양상에 좌우된다.
결과적으로 HNP나 spinal stenosis 진단시 CT 보다는 MRI가 더 정확하며, thoracolumbar junction 관찰이나 spinal tumor 진단시기 판단에도 큰 도움 이 된다.
② accuracy of x-ray interpretation by various professionals
* Phillips : spinal radiograph - low back에 이상이 있는지 없는지 구별하는 데는 어느정도 유용하지만 유행병 연구에 있어서는 별로 유용하지 않다.
* Deyo : 임상적으로 위험요소가 어느정도 있는 환자의 경우 x-ray로서 알수 있는 확률이 매우 낮다.
③ discography
- 널리 사용되지는 않지만, nucleus pulposus와 annulus fibrosus의 internal derangement를 보여주는가공할 힘에 대하여 점차 관심이 모아지고 있는 또 다른 imaging modality이다.
- disc integrify(상태)의 평가에 있어서 CT scanning 보다 더 확실한 양상을 보여왔다.
- disc morphology(형태학)에 있어서 정상, 비정상 여부 비교평가에 유효하다.
- EFDH(extraforaminal disc herniation)를 발견하는데 가장 정확하다.
- nerve root 와 hernia mass와의 연관성을 찾을 수 있다.
④ Magnetic Resonance Imaging (MRI)
- lumbar canal stenosis와 herniated disc disease의 진단시 CT와 myelography와 동등한 역할을 한다. CT와는 상호 보충하여 연구할 수 있으며, myelography와는 선택적으로 사용된다.
- 특별히 intervertebral disc의 water state의 변화를 알아낼 수 있는 적절한 방법이다.
⑤ Role of myelography in disc lesion diagnosis
- myelography는 herniation이 그 해당 척주에 contact 하고 있는지 여부를 확인할 경우에만 유용하다. : Day
- 절대적인 상황에서 disc lesion의 조직적인 진단법은 disc가 압박하고 있는 nerve root에 관련하여 disc lesion의 타입과 level을 정확히 산출할 수 있다.
⑥ Myelography dye suitability
- myelography 할 때 염료로는 iohexol과 iopamidol을 사용한다.
⑦ MRI, CT, Discography or Myelography in disc hydration state
- Discography : sugery를 할지 화학적 수핵분해(chemonucleolysis)를 할지를 결정할때 중요한 요소가 되며, 수술전 검사시 유용하다.
- MRI : disc의 양상은 경험적인 실례에서와 마찬가지로 볼 수 있지만, annulus fiber의 횡단면을 정확히 분석할 수 있다.
- CT 와 Myelography : disc의 정확한 면에서 영상을 볼 경우, nucleus pulposus의 herniation 정도를 진단하는데 있어서 myelography보다는 CT가 더 정확하다.
6) Reliability of clinical examination in disgnosis of lumbar disc herniation without imaging modalities
SLR sign이 양성이고, neurological sign이 양성일 때 진단의 정확도는 86%,에서 95%까지 증가한다.
① clinical diagnostic criteria compared to myelography
- clinical diagnostic criteria
a) nerve root pain
b) root irritation sign
c) neurological sign of root compression
d) myelography
- myelography만으로 진단하는 것보다 위의 a),b),c)를 다 같이 고려할 때 더 정확히 진단할 수 있다.
② sensory examination findings and their diagnostic accuracy
- pinprick(한번 꾹찌르기), light touch, numbness, tingling pain, referred pain, radicular pain(원인 : nerve root의 irritation, inflammation, compression)
- dermatomal radiation
L3 : groin, anterior medial thigh
L4 : anterior thigh, medial calf, gluteal area
L5 : lateral thigh, lateral medial calf, great toe
S1 : posterior thigh, posterior calf, lateral aspect of the foot, heel
③ localization of lumbar disc herniation by symptoms and signs
- lumbar disc herniation의 임상적인 level을 진단하는데 있어서 분절에 따라 국소적으로 나타나는pain의 양상은 매우 중요하다. single root의 sign인 경우, 그 소속 root의 motor, reflex, sensory disturbance의 진단학적 level은 myelography에서 보이는 것보다 높아지게 된다. two root의 sign인 경우, fifth lumbar area에 출현하는 통증은 fourth disc rupture에 의한 것이지만, first sacral root dysfuntion의 multiple sign은 fifth disc herniation의 level 진단 교정시 매우 필요하다. level 진단시 그 차이는 fourth lumbar disc rupture로 인해 double root가 compression 받는 빈도에 따라 달라진다.
- 사실 lower lumbar herniation에서나 high lumbar herniation에서나 single root sign인 경우에도, 임상적 진단을 완벽히 신뢰할 수는 없다. root compression이 확실한 경우나 myelography가 정상이거나 확실하지 않은 경우에 surgery 전 CT 촬영으로 재 check해야만 한다.
7) Referred pain syndromes to the lower extremity
sacroiliac joint syndrome과 posterior joint syndrome은 가장 일반적인 referred pain syndrome 중 하나이며, herniated nucleus pulposus와 lateral spinal stenosis는 가장 일반적인 nerve root compression lesion 이다. referred pain syndrome은 nerve root compression syndrome과 마찬가지로 두가지가 동시 에 일어난다.
8) Neuroanatomy and its role in diagnosis disc herniation
◎ Lumbosacral plexus의 anatomy
- 구성 : 4개의 lumbar nerve의 ventral rami
- 위치 : psoas muscle의 posterior portion 사이
① iliohypogastric and ilioinguinal nerves
- 근원신경 : 1st lumbar nerve
- supply : iliohypogastric nerve -- skin of the upper lateral part of the buttock
skin of the pubis
muscular branches to the abdominal wall
ilioinguinal nerve -- upper and medial region of the thigh (M)
the skin of the penis and scrotum (F)
② genitofemoral nerve
- 근원신경 : 1st & 2nd lumbar nerve
- supply : the skin of the scrotum (M)
the skin of the mons pubis and labium majus (F)
femoral branch -- skin of the upper part of the femoral triangle
③ lateral cutaneous nerve
- 근원신경 : 2nd & 3rd lumbar nerve
- supply : the skin on the lateral aspect of the thigh and lateral aspect of the buttock
④ femoral nerve
- 근원신경 : 2nd, 3rd, 4th lumbar nerve의 ventral rami의 dorsal branch
- terminal branch 중 가장 크다.
- supply : skin of the anterior aspect of the thigh and of the medial border of the leg, the quadriceps of the thigh and sartorius and the iliac muscles.
⑤ obturator nerve
- 근원신경 : 2nd, 3rd, 4th lumbar nerve의 ventral rami의 ventral branch
⑥ sciatic nerve
- largest nerve : 2cm 정도
- 위치 : sciatic foramen을 지나고 piriformis muscle로 덮여있다.
- supply : skin of the posterior and lateral border of the leg and foot and also the muscle of the leg and foot and the posterior muscles of the thigh
⑦ pudendal nerve
- 근원신경 :2nd, 3rd, 4th sacral nerve와 plexus의 가장 중요한 branch
- supply : skin of the perineum, scrotum, penis (or labium majus and clitoris)
⑧ summary of low back and leg pain production
- 보통 disc hernia는 요통의 다른 질환보다 먼저 일어난다.
- 병리해부학적 rupture는 annulus의 posterior part에서 일어난다고 알려져 있다. 이러한 lumbar disc의 single rupture는 25세 정도에 처음 나타나게 되는데, 이 나이의 low back pain syndrome은 임상적으로 매우 중요하다. 이러한 rupture로 인한 pain 유발에 대한 이론은 매우 다양하다.
- disc의 anatomical change에 따른 pain의 양상도 다르게 나타난다.
- disc의 degeneration은 요통을 호소하지 않는 환자보다는 통증을 호소하는 50-60세의 환자radiograph에서 볼 수 있다.
- 노년에는 일반적으로 facet joint의 arthritis histological sign을 볼 수 있으며, secondary change로 항상 disc의 degeneration이 나타나게 된다.
⑨ finding of various authorities on nerve supply to the disc
- Bermini, Simeone : post. longitudinal lig., annulus fibrous, neurovascular contents of the epidural space에 nerve supply
- Nachemson : outer annulus, nerve root가 통증에 가장 민감
- Farfan : post. annulus, nucleus pulposus에 pain receptor 분포
post. longitudinal lig. 에 nerve supply
- Helfel, Gruebel-Lee : outer annulus에 nerve supply
- Bogduk : annulus fibrous, post. longitudinal lig..에 nerve supply
- Tsukada, Shinohara : post. longitudinal lig. 와 nucleus에 nerve supply
- Malinsky, Hirsch : disc의 outer layer에 nerve supply
- Yoshizawa : annulus fiber의 outer half에 free nerve terminal supply
- Sunderland, NINCDS : dura, intervertebral disc 관련 구조에 nerve supply
9) Intervertebral disc biomechanics - normal and aberrant
- water content of nucleus : 30-40대에는 보통 80%
나이가 증가할때마다 감소 (체중지지에 따라 1%정도/day)
- nucleus pulpose : vertical load 지탱
annulus fiber : tangential load 지탱
그러므로 nuclear degeneration : weight bearing force 증가
- weight bearing force의 anterior, posterior : 15:1
- discography로 본 정상과 비정상 nucleus : 그림 2.55
- 표 2.1
- nucleus pulpose의 herniation, protusion과 spondylosis : 그림 2.56
- spondylosis : intervertebral disc의 degeneration, 그리고 그로 인한 vertebrae와 ligament의 변화라고 할 수 있다.
추간판 탈출증 의 분류.
① definitions and illustrations of disc protrusion and prolapse
- disc protrusion(그림 2.57) : nuclear material이 annulus를 지나 spinal canal을 향해 탈출된 상태,그러나 nuclear material의 연속성은 상실되지 않은 상태. herniation과 유사하다.
(그림 2.59) : 부풀어 오른 nuclear material이 원래의 nuclear material과 떨어지지 않은 상태이며, 이飁 annulus fibrous는 신장되고 압박을 받게된다.
- disc prolapse (그림 2.58) : nuclear material이 밀려나 연속성이 완전히 상실되어 spinal canal안에 fragment가 형성된 상태, 가장 일반적인 치료방법은 수술이다.
(그림 2.60) : 초기단계로 탈출된 nuclear material이 원래의 nucleus와의 연속성이 상 실되어 새로운 fragment가 형성된 상태
- disc protrusion에 의한 nerve root의 displacement (그림 2.61)
ⓐ medial disc protrusion : nerve root는 lateral displacement
ⓑ lateral disc protrusion : nerve root는 medial displacement
ⓒ central disc protrusion : nerve root는 stretching displacement
- nerve root의 displacement에 따른sciatic scoliosis (그림 2.62, 2.63)
ⓐ right lateral disc protrusion (그림 2.62) : disc lesion의 반대방향으로 antalgic lean이 나타남
ⓑ right medial disc protrusion (그림 2.63) : disc lesion의 방향으로 antalgic lean이 나타남
- 하지의 sensory nerve innervation : Dermatome chart (그림 2.64)
lumbar disc 발생율이 90% 이상 : L4-5, L5-S1 에 빈번
ⓐ L4-5 disc : 5th lumbar nerve root 압박 → 5th lumbar nerve innervation인 하지의 감각감소
ⓑ L5S1 disc : 1st sacral nerve root 압박 → 1st sacral nerve root innervation인 하지의 감각감소
- 환자 평가시 가장 중요한 두가지 요소 (그림 2.65)
ⓐ sciatic pain distribution이 나타나는 쪽
ⓑ antalgic inclination의 방향 : 환자의 체간이 통증 있는 쪽으로 굴곡되는지, 통증이 없는 쪽으로 굴곡되는지 여부
② nerve root origin from cauda equina
- 성인의 척수는 L1,L2 단계까지 내려오며, 미골의 후방부까지 filum terminal이 도달하여 꼬리부분까지 이어진다. filum terminale은(척수종판) S2 단계까지 dura mater에 싸여있다. dural sac(경막낭)으로부터 나오는 nerve root의 origin(cauda equina)은 intervertebral foramen(IVF)부터 그 출구까지 약 한 분절정도이다.
- 그림 2.66 : cauda equina nerve root와 vertebral colum, disc level과의 관계
ⓐ 3rd lumbar disc의 protrusion : L4 nerve root 압박
ⓑ 4th lumbar disc의 protrusion : L5 nerve root 압박
ⓒ 5th lumbar disc의 protrusion : S1,S2 nerve root 압박
③ intradiscal pressure changes
- 그림 2.67, 2.68, 2.69 : 자세성, 생리학적 스트레스에 따른 nucleus pulposus의 압박 변화
: 엎드린 자세에서보다 앉은자세에서 intradiscal 압박이 6배인 것을 볼 수 있다.
④ changes in the intervertebral disc
- annulus fibrous는 15세정도부터 구심성 cracking과 공동화(cavitation)가 시작된다.
- nucleus pulpose의 fluid content는 나이가 증가함에 따라 감소하는데, 신생아일때 88%인 것에 비해 77세 정도의 노인의 경우 70%에 가깝게 감소한다.
- intervertebral disc의 thinning : facet articulation의 변화에 의해서 이루어진다.
- 그림 2.70 : 2개의 articular facet과 disc (triple joint complex)의 변화
⑤ clinical picture of disc degeneration
- 임상적 3단계
ⓐ dysfunction 단계 : 약간의 병리학적 변화가 시작된다. 환자의 자각증상은 거의 없으며 안정을 취 하면 거의 회복된다. lumbago, rotatory strain으로 진단할 수 있다.
ⓑ instability 단계 : 불안정으로 인한 segmental motion에 의해 비정상 움직임이 나타난다. 환자의 통증호소는 심해지고 뚜렷한 증상이 나타난다. 신중한 간호가 필요하며 수술을 하기도 한다.
ⓒ stabilization 단계 : disc의 퇴행성 변화가 심하며 facet joint의 motion도 감소된다. 이 단계는 거의 stenosis라 할 수 있다.
- disc의 thinning(narrow) : 상위 vertebra의 pedicle이 제위치에서 낮아지게 되며, 이로인해 nerve root를 압박하게 된다 (그림 2.71, 2.72)
ⓐ 그림 2.71 : normal pedicle - nerve root relationship
ⓑ 그림 2.72 : disc narrow와 pedicle compression relationship
10) Discussion of physiological and abnormal lumbar motions
① centrode locations in lumbar kinematics
- centrode : intervertebral disc의 회전(움직임)의 순간적인 축에 의해 발견됨
- normal disc centrode는 disc space 1/2 후방부에서 이루어진다. (그림 2.73) 그 길이는 평균 21mm
- disc degeneration의 early stage에서는 centrode length가 평균 116mm까지 증가한다. (그림 2.74)
- 심한 disc degeneration의 경우 centrode는 vertebrae의 1.5정도 하방으로 이동한다. (그림 2.75-2.78)
- discal degeneration시 centrode의 location이 변화하는 것을 보면 nucleus pulpose가 annulus fibrosus내에서 제한적인 움직임을 갖는다는 것을 알 수 있다.
② rotation mechanics of the lumbar spine
- lumbar spine rotation은 facet process의 action에 의해 방해를 받는다. 보통 motion이 일어나는 중심에 나타나리라 예상되는 rotation primary spin은 facet plane을 지나 더 움직임에 저항을 준다. 회전력이 추가되면 motion의 중심은 저항을 주는 facet을 향해 이동하게 되고 (지렛대의 원리를 이용하면), pseudo-spin은 disc의 displace에 결과를 만들어내게 된다. (그림 2.80)
- 그림 2.81 : intervertebral disc는 vertebral column에서 primary articulation이라 할 수 있으며, 제 3 자유도인 관절과 비교할 수 있다.
- 그림 2.83 : disc는 제 3 자유도의 잠재력을 가지고 있다. lateral flexion은 단일운동(monodal movement) 시 회전에 의해 일어난다.
③ summary of lumbar mechanics
- lumbar spine의 cross section의 bony part와 soft tissue는 anterior element와 posterior element로 나눌수 있다. 분할선은 vertebral body 뒤로 하여 body, disc, ant. longitudinal lig.와 post. longitudinal lig.로 나눈다. back muscle은 주로 lateral과 posterior로 나눈다. anterolateral muscle도 있다.
- functional (mechanical) division → dural content 보호
ⓐ anterior element : 척주가지, 다양한 충격흡수
ⓑ posterior structure : motion의 pattern 조절
- synovial joint는 자연발생하여 연령이 증가함에 따라 degeneration changd가 일어나게 된다. 이 변화는 일생에서 나중에(뒤늦게) 나타나는 것이기 때문에 disc degeneration의 secondary change라 할수 있다. degeneration 변화가 일어난 intervertebral disc의 무게감소는 apophyseal joint에 스트레스 를 주게 된다. 따라서 degeneration change의 mechanical factor의 중요성을 알아야 한다. apophyseal joint의 심한 osteoarthritis는 보통 scoliosis, kyphosis, block vertebrae, spondylolisthesis, vertebral body collapse에 나타난다는 사실로 degeneration change의 mechanical factor의 중요성을 알 수 있다.
- apophyseal joint의 normal function은 movement의 stabilization과 controlling에 매우 중요하다. apophyseal joint의 기능으로 disc와 ligament는 보호를 받게 되고, 요추에 가중된 부하는 관절과 disc 사이에 나뉘어 지게 된다. 이로서 loading의 형태와 motion segment의 기하학, 구조물의 stiffness에 영향을 끼치게 된다.
④ conclusions
- 부하가 lumbar motion segment에 적용될 때 다음과 같은 현상이 나타난다.
ⓐ apophyeseal joint는 compression과 굴곡, 신전 부하에 의해 극심한 부하를 받지는 않지만, anteroposterior shear load에 의해서는 극심한 부하를 받을 수도 있다.
ⓑ apophyseal joint에 의해 발전된 저항은 motion segment가 압박받을 때 intervertebral disc에 떨어지는 부하를 경감하는데 도움이 되지 않는다. 그러나, motion segment가 굴곡, 신전 또는 anteroposteriorly sheared할 때는 부하경감에 효과적일 수 있다.
ⓒ superior-inferior 방향에 있는 intervertebral disc의 부하와 관계된 facet joint의 위치는 각 구조에 가중될 부하에 따라 결정된다.
- 과도한 strain은 주로 spine의 후방에서 일어나며, 신전에 의해 더 증가된다. 이러한 strain으로 작은 규모의 골절도 일어나기도 하고, 요통의 원인이 되기도 하는데 이 골절은 진단시 발견하지 못하는 경우가 많다.
- 심한 압박에 의한 strain은 주로 pedicle의 base와 pars interarticularis의 deep surface에 일어난다.
11) Normal disc and apophyseal joint anatomy and physiology
① normal kinematics of the lumbar spine
- 굴곡과 신전 : L5-S1에서 가장 많이 일어난다. axial rotation 2도나 그 이상과 lateral bending 3도 나 그 이상이 같이 일어난다.
- axial rotation : L1, L2, L3에서는 axial rotation시 opposite direction에서 lateral bending이 일어나고, L5, S1에서는 axial rotation시 same direction에서 lateral bending이 일어난다.axial rotation시 나타나는 lateral bending은 full ROM의 1/2-2/3 정도이다.
- lateral bending : L1, L2, L3에서 10도 정도 일어나고, L4, L5에서 6도, L5, S1에서 3도 정도 일어난다.
② weight bearing change in the disc
- normal disc
ⓐ nucleus pulposus : vertical bearing
ⓑ annular fiber : tangential load bearing
- abnormal disc : degeneration. loading mechanism에 재분열이 일어나며, vertical load의 대부분을 annular fiber가 bearing 한다.
- 그림 2.84
ⓐ cartilaginous end plates가 spinal compression의 영향을 가장 많이 받게된다.
ⓑ vertical body가 두번째로 spine unit의 영향을 받게된다.
ⓒ nucleus pulpose와 annulus fibrosus가 pressure 영향을 가장 적게 받는다.
③ rotational change in the disc
- lumbar spine의 경우, rotation의 axis는 vertebra arch의 articular facet 사이에 있으며, annular fiber는 axial shearing stress에 저항한다. (그림 2.85)
- 굴곡, 신전시 rotation axis는 nucleus pulpose를 통과하게 되고, nucleus pulpose는 sagittal plane에서 motion의 중심이 된다.
- trunk가 side에서 side로 회전하는 동안 spine의 axial rotation
ⓐ T1-T12 사이 : 74도
ⓑ sacrum에서 T1 까지 : 102도 (점증적인 rotation)
ⓒ lumbar spine : 약간
- walking시 rotation 측정
ⓐ pelvis와 요추는 기능적인 단위로 회전한다.
ⓑ 하부 흉추의 경우, 회전은 T7까지 점진적으로 줄어든다.
ⓒ T7은 골반 방향에서 일어나는 vertebral rotation 부터 그 반대방향에서 일어나는 회전까지의 변화하는 지점이라고 할 수 있다.
ⓓ 상부 흉추에서는 많은 양의 회전이 일어나는데, T7부터 T1까지 점차 증가한다.
- torsion에 의한 disc의 stress (그림 2.86)
ⓐ disc에 torsional load를 적용하면, disc내에서 그 스트레스가 분할된다. 이것은 horizontal plane 에서의 경우이며, axial plane의 경우도 마찬가지다.
ⓑ disc의 45도면에서 스트레스는 정상이다. 즉 스트레스의 분할이 나타나지 않는다. disc의 60도면 에서는 annular fiber에 수직위치이며, 스트레스의 분할이 나타난다. 정상적인 스트레스는 annular fiber에 의해 효과적으로 분할된다.
- lifting의 인간공학 (그림 2.87)
disc에 주어지는 부하는 object weight, upper body weight, back muscle force, disc 중앙까지의 level arm의 복합적인 결과이며, lever arm이 짧을 경우에 부하가 감소하게 된다.
④ disc resistance to force
- intervertebral shear force에 대한 저항
intervertebral joint에 분할된 부하 (그림 2.88a) : apophyseal joint surface는 분배된 힘의 약 1/3 정도에 저항하며, disc는 2/3 정도에 저항하게 된다.
- intervertebral compressive force에 대한 저항
compression (그림 2.88b) : erect standing과 같은 lordotic posture일 경우 facet tip은 subadjacent vertebra의 laminae와 맞닿게 되며, compressive force의 1/6 정도를 받게된다. 이飁, facet와 laminae의 contact은 임상적으로 중요한 의미를 가지는데 (그림 2.89) facet 에 많은 스트레스를 받게되고, joint capsule이 맞물려 들기 때문이다. intervertebral compressive force의 70% 정도에 의해 disc의 narrowiong이 일어나게 되며, apophyseal joint에도 영향을 끼치게 된다.
- torsion에 대한 저항
apophyseal joint는 rotation에 저항하며, 이때의 영향으로부터 soft tissue를 보호한다.
- 굴곡에 대한 저항
완전굴곡시 supraspinous lig.와 interspinous lig. 의 탄성제한에 의해 결정되며, 관절 저항의39%정도 작용한다. disc(29%), supraspinous & interspinous lig.(19%), ligamentum flavum(13%)에 의해 균형이 유지된다.
⑤ effects of posture on the lumbar spine
- apophyseal joint의 posture와 loading
apophyseal joint는 척추를 고정하고 과도한 굴곡과 axial rotation으로 부터 disc를 보호한다. 또한 자세에 따라 compressive force와 부하를 분할하는데 일정한 규칙을 반응한다. 기립자세시 apophyseal joint는 척추에 작용하는 shear force의 대부분에 저항하고 compressive force의 16% 정도에 저항한다. 굴곡자세시 apophyseal joint는 shear force에 저항하고 compressive force에는 저항하지 않는다.
- intervertebral disc의 posture와 loading
intervertebral disc와 vertebral body는 lumbar spin의 colum의 weight bearing으로 주로 이루어져 있다. 이 column이 부하에 저항하는 방법은 자세에 따라 달라진다. 기립자세시 성숙된 disc가 고정될 때, 높은 compressive stress는 posterior annulus에, 낮은 스트레스는 anterior annulus를 통 해 전달된다. 굴곡자세시 높은 compressive stress는 anterior annulus에, 낮은 스트레스는 posterior annulus에 전달된다.
- facet과 disc의 flexion effect
ⓐ 굴곡시 advantage
apophyseal joint에 스트레스 경감, posterior annulus에 compressive stress 경감, disc metabolite 의 전달 향상, spine의 높은 compressive strength
ⓑ 굴곡시 disadvantage
apophyseal annulus에 compressive stress 증가, low load level에서 nucleus의 hydrostatic pressure 증가
⑥ how do disc absorb compressive loads?
disc fiber는 compression stress에 대항하는 것보다 torsion stress에 대항하는 것이 덜하다. 그 이유는 maximum curvature에서 torsion stress가 집중하기 때문이다. 결과적으로, 어떤 물체를 들거나 몸 을 동시에 같은 방향으로 돌릴 때 disc가 손상될 위험요소가 가장 많다는 것을 알 수 있다.
⑦ sitting and its effects on the intervertebral disc
nucleus pulpose의 intradiscal pressure는 엎드린 자세에서 가장 낮으며, 굴곡하여 앉은 자세에서 가 장 높다.
⑧ suspension effects on the lumbar spine
체간이 suspended 자세를 취할 때 요추의 elongation 현상은 toinc muscle activity에 종속적으로 나타난다. suspended position시 요추의 shortening은 분명히 세로형의 얇은 어떤 물체로 보인다. 이런 형태를 "tonic"의 성질이라고 한다. suspension의 영향하에lengthening이 없는 상태에서 요추의 straightening은 high body weight와 강조된 lumbar curvature와 관련된 것이라는 사실을 알 수 있다. 체간이 suspended position을 취하게 될때의 약 70%정도는 intervertebral disc의 space가 증가된다고 한다. 다시 말해서 body weight 40-50% 정도의 traction force에 의해 space가 넓어진다. 결과 적으로 lordosis의 감소에 있어서 intervertebral disc에 대한 traction의 유효성의 증거는 없다는 것을알수 있다.
12) Anatomical and demographic factors in low back pain
18-55세 남자 321명을 대상으로 height, weight, daveport index, leg length inequality, flexion &extension torque의 결정, flexion/extension balance, ROM, SLR, lumbar lordosis 등을 검사한 결과
* 요통을 경험하지 않은 남자 : 106명 (33.0%)
* 요통을 어느정도 경험한 남자 : 144명 (44.9%)
* 요통을 심하게 경험한 남자 : 71명 (22.1%)
요통을 호소하는 환자의 경우, 위의 검사항목 중 height, weight, Davenport index, lumbar lordosis, leg length inequality에서는 어떤 차이점을 보이지 않았으나, flexor, extensor strength는 떨어져 있었으며, flexor는 과도한 power를 보였고, extension과 axial rotation의 ROM이 감소되었고, SLR의 감소를보이고 있었다. 키가 180cm이나 그 이상인 남자인 경우, 요통의 위험률을 2.3이며, 키가 170cm이나 그 이상인 여자인 경우 요통의 위험률은 3.7이다. 남자의 경우 키가 그보다 10cm정도 작은 사람에 비해 요통의 위험률이 높지만, 여자의 경우에는 body mass index가 증가할수록 위험률이 높아진다. 여기서 intervertebral disc의 herniation에 height와 heavy body mass가 중요한 영향을 끼친다는 사실을 알 수 있다.
① correlation of age, weight and body curve to low back pain
age는 mobility 측정에 있어서 가장 중요한 직접적인 상호관계가 있지만, height는 그리 영향이 크지는 않다. weight는 lateral flexion을 제외한 mobility 측정에 있어서 음성적인 상호관계를 보인다. lordosis, kyphosis는 sagittal plane과 frontal plane에서 일어나는 mobility에 중요한 관계가 있다. 또 요추의 mobility보다 thoracolumbar mobility가 요통에 더 많은 상호관계를 보이며, 여자의 경우 회전을 제외한 lateral flexion과 lateral rotation이 flexion이나 extension보다 요통에 더 많은 상호관계에 있다.
② disc annular fiber damage and pain production
disc의 annular fiber는 타이어의 층과 유사한 구조를 하고있다. annular fiber의 elasticity의 상실로 인해 손상되면 통증이 나타나게 된다. elasticity의 상실로 collagen이 분해되고 이 기전으로 요통이 유발되며 torsion은 annular fiber의 instability를 가져온다. annular fiber를 잘라보면 1mm의 두꺼운 표피층 하나로만 되어있다. 따라서, annular fiber의 내부 파열을 자극하며 외상이나 degenerative process가 오게된다. injury로 인해 발전된 disc의 bulging은 axial compression fracture나 intradiscal injection후에 관찰할 수 있다. 여기서, disc를 방사상으로 잘라 관찰하는 것은 임상적으로 관계된 disc의 herniation을 진단하는데 있어서 중요성을 가지고 있지 않다는 사실을 알 수 있다. disc 진단의 전제조건은 disc material의 분열상태와 end plate에서 분리되어 있는 상태를 보는 것이다.
③ facet syndromes
facet joint problem의 대부분은 degenerative disc disease의 간접적인 영향으로 인한 것이다. facet syndrome의 거의 대부분이 disc problem에서 기인한다. disc의 problem에는 disc의 herniation 여부에 관계없이 annulus의 weakening과 disc의 기능저하 등이 있다. facet joint의subluxation은 disc space의 narrowing에 따라 그 영향을 받게 되며, osteoarthritic change로 발전할 수도 있지만, 근본적인 원인은 바로 disc에 있다.
④ spondylolisthesis
spondylolisthesis 상태를 보이는 환자는 주로 disc herniation과 유사한 증상의 back pain을 호소하는20대 초반이나 10대 후반에 나타난다. 이들은 chronic back pain을 호소하며, spondylolisthesis 부위의 root compression에 의한 leg pain까지 호소한다. spondylolisthesis의 symptome은 hamstring muscle의 tightness, spinous process의 돌출이며, sp의 돌출은 등에서 쉽게 촉지할 수도 있다.
40대 이후에 요통을 호소하여 radiograph로 검사한 결과, spondylolisthesis 소견이 나타난 사람의 경우에는 spondylolisthesis에 의한 증상이 아니라 disc problem으로 인한 증상이다.
⑤ spinal stenosis
spinal stenosis의 전형적인 환자는 주로 해를 거듭할수록 chronic back pain을 호소하여 chronic degenerative disc problem은 facet joint의 degenerative change로 발전하게 된다. 이飁 scoliosis나vertebra의 전방전위로 인한 subluxation을 동반하게 되는데, 10대에서 spondylolytic spondylolisthesis 가 거의 L5에서 나타나는 반면 stenosis의 경우 거의 L4에서 일어난다. facet joint의 problem으로 인한 degenerative spondylolisthesis 환자는 spinal stenosis 시 나타나는 symptome을 경험하게 되는데, 주로 호소하는 증상은 하지를 더이상 자유롭게 움직이지 못한다는 것이다. 이飁의 leg pain은 앉은자세에서 거의 경감된다.
※ Case presentation of degenerative spondylolisthesis stenosis
60세인 할머니 환자가 요통과 오른쪽 다리부터 엄지 발가락까지 방사통을 호소하며 우리 치료실을 찾 아왔다. 이 환자는 11년전과 12년전에 2번에 걸쳐 수술을 한 경험이 있었고, 두번 다 Lt. L5 nerve root 부터 엄지발가락까지의 통증이 나타났었는데, 이번에도 같은 증상이었다. 이 환자의 vital sign은 정상, night pain(+), walking시 다리의 통증이 심해짐, Dejerine triad (-), ROM은 굴곡이 80도, 신전 5도, 외 측측굴 10도, 양쪽 회전 20도, SLR시 50도에서 다리의 통증호소, 오른쪽 발과 엄지발가락의 배측굴곡에 약화, Lt. ankle jerk 감소, Rt. ankle jerk +2, L5, S1 dermatome의 hypersthesia가 나타났다.
X-ray 소견상(그림 2.91, 2.92, 2.93) L4와 L5 level에 decompressive laminectomy를 볼 수 있었고, L5 위에서 L4 vertebral body가 전방으로 25% 전위되어 있었다. 또 L5, S1 disc에서 degenerative change가 매우 심했다. 또 decompressive laminectomy로 lamina의 외형은 거의 볼 수 있었다. 그림 2.94와 그림 2.95에서는 굴곡, 신전시 요추의 상태를 볼 수 있는데, 굴곡시 L4의 전방전위는 5mm, 신전시 L4의 3mm 전방전위가 나타났다. 보통 3mm를 정상으로 본다.
이 case의 상태를 정리하면 다음과 같다.
ⓐ L4의 pseudospondylolisthesis (25% slippage)
ⓑ L5-S1의 discogenic spondylolisthesus
ⓒ L4-L5 disc의 불안정
ⓓ L4-L5에 decompressive laminectomy
치료로 gentle flexion distraction manipulation을 실시하고, knee-chest exercise와 abdominal strengthening exercise를 하고, 최소의 자극으로 일상생활에서 spine을 움직이는 방법을 교육한다. 이후 에 이 환자는 이전 증상의 50%가 경감되었다고 하였으며, 수술하기 전에는 100% 경감은 불가능할 것이 라고 이야기 하였다. 4주동안의 치료후 다리통증의 경감은 50%정도 가능했지만, 요통은 여전히 남아 있 었으며, 엎드린 자세에서는 경감되고 서있을때에는 다시 나타난다고 하였다.
우리는 수술후 L4,5의 불안정으로 발전된 아주 흥미로운 case를 볼 수 있었다.
13) Abnormal disc and apophyseal joint anatomy and physiology
① Degenerative disc changes
discogram에 나타나는 disc의 degeneration stage (표 2.2)
- cottonball : 방사선상으로 nucleus 안에 포함되어 있으며, 일정한 density를 보인다. 모양은 둥근모양을 띄지 않으며, nucleus의 중앙에 위치한다. 이 경우의 disc는 degeneration 소견이 나타나지는 않으며, annulus는 흰색으로 균일되지 않은 모습을 보이는데, injection 하지 않 은 경우에는 nucleus의 균일되지 않는 섬유다발(fibrous lump)를 포함한 soft white amorphous gel(비정형 gel) 상태를 볼 수 있다.
- lobular : 방사선상으로 nucleus 안에 포함되어 있으며, 소엽모양(lobular) 형태를 보이는데 end plate 가까이는 density가 높고, 중앙부분은 density가 아주 낮거나 아예 나타나지 않는다. 일반 적인 모양은 햄버거나 말발굽과 유사한 모양이다. 이 상태가 바로 성숙된 disc의 모양이라고 할 수 있는데, nucleus는 fibrosus lump에 아물어 붙기 시작하고, annulus 와 cartilage end plate로 부터 분리된다.
- irregular : 방사선상으로 불규칙한 모양을 보이며, annulus 안으로 들어가기 시작하는 것을 볼 수있다. 이러한 모양을 보이는 disc는 degeneration의 명백한 징후라고 할 수 있다. 여기서nucleus와 annulus의 사이에는 약간의 차이가 있으며, 서로 약간씩 혼합되어 있는 모습을 볼 수 있다.
- fissured : 방사선상으로 annulus의 끝부분까지 도달한 상태를 보이며, annulus를 통과해 바깥으로 물질이 나가지는 않은 상태이다. 이 경우 disc는 degeneration되어 섬유화되고, 변색되었으며, 협착된 상태이다. annulus에는 하나 혹은 그 이상의 방사상 균열이 나타나는데 주로 disc의 중앙면이나 end plate 가까이에 나타나며, posterior annulus에 bulging이 생기기도 한다.
- ruptured : 방사선상으로 annulus의 끝부분을 지나 바깥으로 신장된 상태이다. 이 경우 전단계나 이 미 degeneration 된 상태로 항상 완전한 방사상 균열이 posterior annulus에 나타난다.
② intervertebral osteochondrosis
intervertebral osteochondrosis는 nucleus pulposus를 포함하여 disc의 degeneration 과정이라고 할 수 있다. 연령이 증가함에 따라 intervertebral disc 특히 nucleus pulposus에 탈수화와 건조현상이 나타남을 볼 수 있다. 이러한 변화는 보통 2,30대에 시작하여 중년에는 그 현상이 두드러지게 된다. 초기에는 nucleus에 elastic quality가 상실되고 약해지는 현상이 나타나고 점차 색깔도 노랑이나 yellow-brown 으로 변화하고 onion-skin과 같은 변화가 일어나며, 물질사이가 갈라지거나 마찰음으로 발전하게 된 다. 딱하는 소리는 gas(carbon dioxide, nitrogen 등)로 싸여있는 abnormal space에서 만들어진다. 이 gas는 radiograph나 CT에서 방사선 투과성을 만들어내며 "진공상태(vacuum)" 현상이라고 한다. (그림 2.98a,b)
이러한 진공상태현상은 intervertebral disc에 나타나는 진공상태 현상은 infection이 있다는 것을 의미 한다. intervertebral osteochondrosis의 발전과정에 따라 intervertebral disc는 무게가 감소하고, annular fiber는 bulging되며, cartilaginous end plate는 degeneration 되고 골절된다. 이 단계에는 방사선상 disc space가 거의 상실되고, vertebral body의 disc 인접부위에 sclerosis가 나타나는 것을 볼 수 있다. 이때 의 sclerosis 소견은 infection시 나타나는 현상과는 구별해야 한다. interevertebral osteochondrosis는 병리학상, 방사선상 거의 lower lumbar에서 나타나며, 여성보다는 남성에게서 주로 나타난다.
③ corticosteroid-induced aseptic necrosis of bone
bone의 무균성 necrosis와 장기간의 corticosteroid treatment의 관계는 매우 긍정적이다. 만성적으로 corticosteroid treatment를 한 환자의 경우에는 꽤 성공적이며, 이때의 무균성 bone necrosis는 vacuum sign을 보이는 vertebrae에 나타난다.
④ criteria for determining the level of disc lnvolvement
L4-L5 degeneration 판단기준 (그림 2.99)
- intercrestall line (iliac crest를 연결한 선)이 L4의 ½상부를 지나갈 때
- L5의 transverse processes가 길 때
- rudimentary rib (미발달의 rib)
- transitional vertebra (과도기의 vertebra)
L5-S1 degeneration 판단기준 (그림 2.99)
- intercrestal line 이 L5의 body를 지나갈 때
- L5의 transverse process가 짧을 때
- no rudimentary rib
- no transitional vertebra
※case presentation
한 환자가 요통과 left sciatic pain으로 입원하여 L3-S2까지 척수융합술을 받았으며, transverse process와 spinous process에 이식술까지 하였다. 이 환자는 2년동안 요통과 다리의 통증을 갖고 있었으며, chiropractic care를 받아온 상태였다. 검사상 소견은 L5 dermatome 부위의 left leg sciatica와 L4 disc의 left protrusion이 있었다.
그림 2.100에서 볼 수 있듯이 L3위의 L2에 right lateral flexion subluxation이 있고, L2-L3 intervertebral disc space의 discogenic spondyloarthrosis가 현저하게 나타난다. L5-S1에서 일어나는 정상적인 motion은 lumbar spine motion의 75%의 비율을 보이는데. disc degeneration 상태에서는 그 motion이 증가하는 경향을 보이며, 더 나아가 L4-L5의 disc degeneration 까지 발전하게 된다. L3-S2 까지 척수융합술을 받은 환자의 경우 maximum mobility의 point는 L2-L3에서 변화된다. 따라서 결과적으로 degeneration change가 L2-L3 intervertebral disc joint에 일어나게 되는데 이는 L2-L3에서hypermobility의 억제 경향이 없기 때문이다. 이 환자는 lifting, bending, twisting 시에 나타날 통증을 방지하기 위해 보조기를 해야 할 것이다.
⑤ age incidence of lumbar disc protrusion
고연령층의 경우 L4-L5와 L5-S1의 비율이 높으며, L5-S1에서는 오히려 감소한다. 왜냐하면 interverteral disc의 progressive fibrous가 caudal level에서 우세하게 나타나기 때문이다. 여기서, intervertebral disc의 fibrous가 disc protrusion형성을 예방할 것이라는 걸 알 수 있다.
⑥ meaning of lumbar lordosis
lumbosacral (LS) angle (L2 sacrum) : 45.05°± 0.85°
lumbolumbar (LL) angle (L2-L5) : 29.96°± 0.74°
lumbar의 lordotic angle : 23°이하 → hypolordosis
68°이상 → hyperlordosis
⑦ lordosis in low back pain patient
이전에 low back 손상을 받았거나 만성 low back disability가 있는 환자에 비해 초기 요통 병력을 보이는 환자의 spinal X-ray를 보면 lordosis의 어떤 변화는 보이지 않는다. lumbar lordosis의 형태는 요통의 초기, 만성 상태의 X-ray 관찰 기술에 있어서 그리 중요성을 가지지는 않는다. 따라서, 요추의 plane view에서 보는 lumbar lordosis의 형태는 허리에 있어 큰 영향을 미치지는 않는다고 는 하지만 요추와 의 병리적 기능적 관계의 함수관계를 갖고 있기 때문 에 임상 에서는 이분야 에 대해 계속 적 인 연구 가 필요하다..
⑧ effects of lumbar spine musculature
lumbar spine의 근조직은 spinal mechanism의 효과적인 조절을 하는데 있어서 가장 중요한 조직이다. 생리학적 반응으로 관찰 할 수 있는 loading system은 모든 weight와 모든 forward flexion 각에 대해 disc의 반절부위에서 90°로 compressive load를 유지하도록 한다.
abdominal mechanism에는 posterior ligamentous system, midline ligament, lumbosacral fascia, facet capsular ligament, ligamentum flavum, posterior longitudinal ligament 들이 관계된다. abdominal muscle과 lumbodorsal fascia는 external moment의 균형을 잡는데 매우 중요한 역할을 한다.
lumbodorsal fascia는 중앙에서 spinous process에 부착되어 외측은 rib 상부와 pelvis 하부까지 연결되어 있다. fascia의 외측은 transversus abdominis(TA)와 internal oblique(IO) muscle의 종지부로 연결된다. fascia가 움직이는 mechanism은 명확히 밝혀져 있지는 않지만, fascia가 TA와 IO muscle에 부착되 어 있기 때문에 이 근육들에 의해 움직일 것이라고 가정할 수 있다. 물건을 들어올리는 동작을 할 때 lumbodorsal fascia가 최대한 효과적으로 작용하려면, 동일면에 있는 fascia와 연결되어 있는 muscle fiber의 움직임이 필요하다. 그러나, 이와같은 움직임은 abdominal cavity가 muscle contraction에 의해 발생된 긴장을 지지하기 위해 압력을 받지 않으면 일어나지 않게된다. 그 이유는 intraabdominal pressure(IAP)가 존재하기 때문이다. abdominal cavity가 압력을 받게 될 경우, pelvic floor와 diaphragm은 그 자세를 유지할 힘이 없을 때 늘어나게 된다. rectus abdominal은 spine에 대해 어떤 운동도 나타나지 않는다. 이것은 abdominal cavity에 대해 IAP의 action과 상반된 균형을 이룬다.
loading system은 intervertebral joint에 주어지는 힘의 크기와 방향으로 유추해낼 수 있다. nucleus pulpose를 보면 어떤 규칙을 알 수 있다. lift 초기 동작은 0.3초 안에 이루어지는데, 이중 처음 0.1초에 받는 스트레스가 최대치이다. intradiscal pressure 상승은 이 처음 1초에 일어나게 된다. 이 사실은 inrtadiscal pressure가 load가 적용되는 동안이나 최고치에 도달하는 약 3초간에 일정한 수치로 유지되 는 것을 보면 명백하게 알 수 있다.
◎결론
ⓐ intraabdominal pressure를 이용하는 abdominal mechanism에 대해서는 계속 연구되고 있다.
ⓑ lumbodorsal fasica는 abdominal muscle의 조절에 의하여 intervertebral joint에 가해지는 스트레스를 감소시키는 작용을 한다.
ⓒ lumbar spine의 musculative는 spinal mechanism의 영향을 조절하는데 있어서 가장 중요한 역할을 한다.
ⓓ loading system은 모든 무게와 모든 전방굴곡각도에 대해 compressive load를 수직으로 작용하도록 한다.
Trunk strength during lifting
ⓐ 요통환자는 건강한 사람에 비하여 abdominal muscle strength가 약 25% 정도 감소한다.
ⓑ lifting 하는 동안 abdominal muscle strength가 두 그룹(건강한 사람 vs 요통환자)에서 차이를 보이는데 반해 IAP는 같다.
ⓒ trunk extension strength는 두 그룹에서 같다.
ⓓ oblique abdominal muscle은 두 그룹에서 lifting시 적당한 activity를 보인다. (25kg일 때 최대 activity의 5-15%)
ⓔ erector spine muscle은 두 그룹에서 다 lifting시 많은 activity를 보인다. (25kg일 때 최대 activity의 40-60%)
ⓕ back lifting시 erector spine의 activity는 여러가지 양상을 보인다. 요통이 있는 환자의 경우, 건강한 사람에 비해 activity가 많으며, 두 그룹에서 모두 activity시 stiffness의 영향을 받는다.
ⓖ oblique abdominal muscle은 IAP에 어떤 결정적인 영향을 끼치지 않는다.
14) Effects of smoking on disc circulation and low back pain incidence
① smoking reduces discal circulation by 50%
담배를 3시간 정도 피우게 되면 disc의 circulation이 약 50% 정도 감소하게 되는데, 담배에 노출되지 않은 상태여야 이러한 현상이 없어진다. 여기서 흡연이 intervertebral disc의 circulatory system에 얼마나 중요한 영향을 미치는지 알 수 있다. 일단 담배를 피우게 되면 기질(substrate)의 운반이 감소하게 되는데, disc의 조직내 영양공급을 위해 필수적인 기능이 감소하게 되므로, 결과적으로 흡연에 노출되었던 시간이상으로 영양부족 상태가 지속된다.
② smoking and exercise incidence in low back pain
흡연이 요통에 영향을 주게되는 기전
- 흡연자는 체질적으로나 정서적으로 요통을 호소하는 편견을 가지고 있다.
- 흡연을 하므로서 요통을 증가시키는 호르몬이나 그외의 요소들이 활동을 하게 된다.
- chronic cough 상태일 경우, coughing에 대한 mechanical stress에 의해 요통을 호소하게 된다.
15) Short-leg biomechanics and basic correction
① leg length inequality (LLI : 하지길이의 불균형)은 임상적으로 중요한 의미를 가지며, 다음은 그 상태와 문제점의 관계를 정리한 것이다.
- arthrosis, spondylosis 등과 같은 lumbar spine의 degenerative change와 pelvic의 obliquity(사위: 경사되어 있는 상태)와의 상관관계
- 요통과의 관련
- hip joint의 degenerative change와의 상관관계
- knee joint의 degenerative change와의 상관관계 - "long leg arthropathy"
- postural deformity로 인한 외관상 결과와 관련된 정신적인 문제점
② disc protrusion on long-leg side
musculoskeletal system에서 LLI(long leg inequality)가 미치는 생체역학적 영향을 살펴보면, pelvictilt는 LLI의 short-leg쪽의 scoliosis convex에 대한 보상작용을 유발한다. lumbar bending시 disc curve의 concave side에서 압력을 받고, 반대편에서 장력을 받게 된다. 이飁 압력을 받는 부위의 disc 가 bulging된다. lateral bending시에는 항상 axial rotation도 함께 일어나게 되는데, 이飁 vertebra의 posterior part는 curve의 concavity 방향으로 rotation된다. bending과 rotation이 함께 일어나면 lower disc에 요통을 유발하는 요소를 증가시키는 영향을 한다.
③ hip osteodegenerative arthritis on long-leg side
hip의 생체역학상, 정상에 비해 long-leg side의 hip이 받는 stress가 크며, short-leg side는 작다. 또 long leg side의 hip joint가 chronic condition이거나 adduction 할 때 hip이 받는 stress는 더 커지게 된 다. 결과적으로 acetabulum에 주어지는 압력은 circumstance 상태에서 외측으로 이동하게 되며, LLI는 hip의 unilateral disease를 유발하는 주요요소라고 할 수 있다.
④ gauging leg length inequality
※leg length inequality로 나타날 수 있는 problem
a) long leg side의 upper lateral thigh가 protrude
b) scoliosis가 나타난다
c) iliac crest의 높이에 차이가 난다
⑤ procedure to level the iliac crest for short-leg correction
환자는 standing position으로 양하지 완전 신전 후 femoral head 부터의 하지 길이를 측정한다.
첫째로 iliac crest를 촉지하여 pelvis의 level이 수평인지 평가하고, short leg가 발견된다면 이 부위의 correction이 필요하다.
둘째로 sacroiliac joint를 mark하여 pelvis의 level을 check한다.
셋째로 sacrum의 base로 부터 lumbar spine의 curve를 관찰한다.
short leg side의 spine은 curve가 있고, sacrum base도 경사를 보인다. 위의 3가지 관찰방법을 기본으로 하여 short leg에 보통두께의 board를 사용하면, 매우 효과적이다. board는 3, 6, 12, 18, 25mm를 사용할 수 있다.
16) Lumbar spine motion dynamics and aberrancies
① mechanical factors in lumbar motion
lordosis는 apophyseal joint에 비정상 loading을 주게 되고, forward bending은 disc에 fatique injury를 입게 하며, excessive flexion은 posterior ligament에 손상을 입히고, back muscle의strong contraction은 disc의 prolapse를 유발한다. flexion에 대한 rotation의 중심은 disc의 중심 전방에 있다. flexion시 대부분의 resistance가 disc와 capsular ligament에 주어지는데, supraspinous와 interspinous ligament의 경우, flexion이 8.4°정도 된 상태에서는 느슨해지기는 하지만, 가장 먼저 손 상을 받게 된다. capsular ligament는 flexion이 11.6°이상일 때 손상을 받게 된다. axial rotation에 대한 rotation의 중심은 posterior annulus나 neural anch에 있다. torsion에 대한 저항은 disc에서 compression에 대한 저항은 facet surface에서 받게 된다. compression이 가해질 때, nondegenerated disc의 apophyseal joint의 경우에는 rotation 1°- 3°후에 손상을 받게 된다. 여기서 disc는 rotation에 의해 손상받지 않는다는 사실을 알 수 있으며, disc가 tear되기 이전에 facet의 fracture가 먼저 일 어나게 된다. 또 중요한 사실은 lumbar curve가 flattening 상태이거나 slight flexion 상태일 때 facet에는 부하가 주어지지 않고, disc에는 compression이 가해지지만, 손상될 정도는 아니며 lumbar curve가 lordosis 상태일 때, facet의 degeneration의 원인이 되고, pain을 유발하게 된다는 것이다. 따 라서 무거운 물건을 들어올릴 때 다음과 같은 구조에 손상이 올 수 있다는 것을 알 수 있다.
a) supraspinous ligament, interspinous ligament 손상
b) apophyseal joint의 capsular ligament 손상
c) muscular contraction과 lumbar spine의 hyperflexion시 일어나는 disc의 prolapse
② effects of flexion and extension on the lumbar structures
※ lumbar spine의 flexion이 미치는 영향 (그림 2.108)
a) intervertebral disc의 intraspinal protrusion 감소
b) spinal canal의 전방벽 길이의 미세한 감소
c) spinal canal의 후방벽 길이의 현저한 감소
d) spinal canal사이의 yellow ligament의 bulging 감소와 신장
e) nerve root의 cross-sectional area의 감소와 신장
f) spinal canal volum의 증가와 nerve root의 size 감소
※lumbar spine의 extension이 미치는 영향 (그림 2.109)
a) spinal canal 방향으로 intervertebral disc의 bulging
b) anterior canal 길이의 미세한 감소
c) posterior canal 길이의 현저한 감소
d) spinal canal쪽으로 yellow ligament의 protrusion
e) nerve root의 cross-section diameter의 증가와 이완
f) spinal canal의 volume 감소와 nerve root size 증가
③ rotation effects on lumbar strutures
a) rotation이 intervertebral disc에 미치는 영향
- torsional stress는 disc degeneration이 초기단계로 발전하는데 영향을 끼치며, torsion에 의해 posterior annulus와 nucleus가 우선적으로 손상을 받게된다.
b) low lumbar spine에서는 rotation이 거의 일어나지 않는다.
- 대부분 thoracolumbar spine에서 일어난다.
c) lumbar spine의 rotation은 lateral flexion과 함께 일어난다.
- L3-L4, L4-L5에서의 axial rotation은 각각 2°씩 일어나고, upper lumbar level에서 lateral bending이 10°일어나는 반면, L4-L5, L5-S1에서는 6°와 3°씩 일어나며, upper lumbar spine의 경우 오른쪽으로 axial rotation이 일어날 때 왼쪽으로 lateral bending이 일어나는 반면, L5-S1에서 는 같은 방향으로 일어난다.
d) annula fibrous의 손상은 빠른 cyclic bending이 mild한 axial compression과 함께 과도하게 일어날 때 나타나게 된다.
f) spine의 bending시(어느 방향으로든) nucleus pulposus는 curve의 convex side로 이동하게 된다.
④ disc versus facet weight-bearing proportion
a) lifting 시 : load의 91%는 disc에서, 12%이하는 facet joint에서 지탱한다.
b) compression 받을 때 : facet joint는 아주 작은 weight를 받는다.
c) bending 시 : facet joint는 많은 양의 weight를 받게 된다.
d) articular facet 에서 지탱하는 weight는 knee joint에 비해 많다.
⑤ effect of degenerative disc disease on weight bearing
intervertebral disc는 spine이 painful condition일 때 가장 주목해야 할 구조 중 하나이다. disc가 손상을 받게 되면, disc 자체의 운동이라든지 spine의 구조 등이 spine mechanic에 큰 영향을 주게 된다.
intervertebral disc는 nucleus pulposus와 annulus fibrous로 구성되어 있으며, 각각 load-bearing에 참여하고 있는데, nucleus pulposus의 경우에는 compressive stress를 받게 된다. 이때 disc의 두 구성물질이 각각 감소하거나 annulus가 손상을 받아 어느 한쪽의 역할 수행이 허술해지면 다른 한쪽도 그 영향을 받게 된다.
※ functional spinal unit(FSU)의 손상단계
a) asymmetric disc injury
b) FSU의 분열된 역학적 움직임
c) facet joint의 asymmetric movement
d) facet joint의 불균형한 load-bearing
e) facet joint의 high load-bearing
f) cartilage degeneration, facet atrophy, IVF의 narrowing
⑥ pain production in the facet with disc degeneration
disc space의 narrowing은 zygapophyseal joint의 facet사이에 최대압력을 현저하게 증가시키는 원인이 된다. zygapophyseal joint의 osteoarthosis와 vertebral body의 osteophytic lipping과는 어떤 상관관계가 있다고는 하지만 intervertebral disc degeneration의 있다고 해서 항상 zygapophyseal joint의 osteoarthrosis가 수반되는 것은 아니다.
어떤 학자는 hip joint에서의 degenerative change에서 vascular profusion(과다)를 발견하였으며, 또 어떤 학자는 low back pain의 어떤 형태에 있어서 병리학적으로 intraosseous hypertension이 중요한 요소가 된다고 하였다. 여기서 우리는 zygapophyseal joint에 osteoarthrosis가 보이면, cartilage에 vascular supply가 과도하게 되고 있다는 사실을 알 수 있다.
⑦ treatment effects on disc and facet articulations
- epidural steroid injection : 요통과 pseudo-radicular pain과 radicular pain을 치료하는데 20년이상 epidural anesthetics와 steroid 방법을 사용해 오고 있다.
⑧ posture effects on lumbar spine
: flexed posture(=flatten)의 advantage
- intervertebral disc의 신진대사 향상
- apphyseal joint와 annulus fibrosus의 후방 1/2의 stress 감소
- spine의 high compressive strength
: flexed posture의 disadvantage
- anterior annulus의 stress 증가
- nucleus pulposus의 hydrostatic pressure 증가
→ sitting이나 lifting시 lumbar spine은 flatten 상태를 유지하는 것이 좋다.
⑨ diurnal stress variations on lumbar spine
lumbar disc의 forward bending은 저녁에 비해 이른 아침에 stress가 강하게 나타난다. 따라 lumbar disc와 ligament는 아침에 손상받게 될 요소가 크다고 할 수 있다.
결 론
lumbar spine의 경우, 매일 규칙적인 운동을 실시함으로써 예방할 수 있고, 카이로프락틱이나 역증(allopathic)의학으로도 치료가 가능하다는 사실을 주목해야 하며, lumbar spine biomechanics에 대한 예방의학이나 치료의학에 관한 연구가 계속되기를 바란다.
2. 추간판 탈출증 의 해부학적인 구조.
1. 구조.
요추 의 추간판 은 척추 의 다른 추간판 과 마찬가지로 두 개의 다른 성분을 가지고 있다.
즉 섬유륜과 수핵 으로 되어 있으며 섬유륜 은 수핵을 둘러 싸고 있다.
섬유륜 은 교원섬유 의 동심층(Concentric Layers)으로 구성 되어 있으며 각층 은 인접하는 층과 같은 높이 에 있다.섬유륜 전체는 두 개의 인접하는 층과 같은 높이 에 있다.섬유륜 전체는 두 개 의 인접하는 척추뼈를 유지하며 겔상태 의 수핵을 유지해주는 얄은 층 의 띠로서 형성 되어 있다.
서론
문제 의 제기 및 개요.
요통 에 대한 치료는 현재 에도 오랜세월 동안을 거쳐 치료의 방법 이 의학적인 치료는 물론 물리치료에 있어서도 열,냉, 안정치료.전기치료(초음파,초단파. 간섭저주파.침전기자극), 광선치료(레이저 치료. 적외선 치료),이온치료, 견인치료. 운동치료, 도수치료 .등과 같은 광범위한 치료의 방법 이 이용되어지고 있다.
특히 추간판탈출증 에 대한 치료는 의학적인 치료 에 있어서도 많은 논란 이 제
기되고 있는 질환중 의 하나로서 수술치료방법 에 대한 시비는 방법론 에 있어
서 여러 임상 의 들 에 있어서도 관심거리가 집중되고 있는 실정 이며 계속적인
논쟁이 계속되고 있다.따라서 본 연구는 수술방법 을 배제한 상태에서 의 보다
과학적 이고 안정적 이며 합리성을 찾아 환자 에게 고통을 적게하며 회복 후에
사회에서 완전한 사회 생활을 영위 할수 있는 치료 방법에 대하여 알아보기 위
해 척추 의 해부학적 구조 및 기능을 비롯 하여 일상생활 활동 에대한 역학적
인 관계를 살펴보고 수술방법을 배제한 상태에서 환자 에게 수술 이라는 고통
이 없는 도수의학 적인 치료방법 에 도수의학자 들 이 주장 하고 있는 이론 및
치료방법 에 대해 알아 보아 추간판 탈출증 에 대한 도수 의학 에 한게점과 도
수 의학 의 특수성을 살려 보다 안전하고 위험성 이 없는 상태에서의 과학적 이
고 합리적인 상황 에서의 관절운동학적 접근법으로 서의 가능한 범위 내서 의
추간판 탈출증 도수 치료 방법 에 대해 개관하여 임상에서 올바른 도수치료학문
으로서의 정립을 달성 하여 추간판 탈출증 으로 고통ꟈ고 있는 환자 에게 기능
적인 문제가 제기된 추간판 탈출증 환자들을 위한 임상전문 물리치료사 로서의
최선의 역할을 다하고자 한다 ,
본론
1. 요추 에 대한 Biomechanics
2. 추간판 탈출증 에 해부학적인 구조.
1.구조
2. 추간판 탈출증 의 병리적 분류
3.추간판 내의 압력 분포
4.수핵 의 운동
5.접선 스트레스
6.추간판 의 손상 과 복구.
7.추간판 과 통증
8.중심화 현상
9.추간판 의 변성 과 추간판 의명확한 돌출 과 의 감별
3.LUMBAR&sacral angle 의 구조적 형성 과 체중지지 와 힘의 균형 이론.
4.관절운동학적 도수치료법.
HAGADA이론적 접근
chiropratic 이론적 접근.
stainley paris 이론적 접근.
Meckengie 이론적 접근
5.치료기술 응용 활용법.
1. 요추 에 대한 BIOMECHANICS.
요추의 생체역학 (Lumbar Biomechanics)
1) 세개관절 복합체와 불안정0 (Triple joint complex and
instability)
기능적인 척추 단위는 인대, 골간관절, 추간판이라 할 수 있으며, 전방부의 추
간판과,추체, 후방부의 두개의 골간관절 과 극돌기 는 세개관절 복합체로 이
루어져 있다.
① instability of the spinal unit
척추단위의 불안정이란 척추의 기능을 상실하여 척수나 신경근의 손상으로 통
증, 기형으로 인한 구조적 변화를 유발하는 상태라 할 수 있다. 그림2.1-2.8에
서 facet asymmetry, disc injury, scoliosis, degenerative disc disease, congenital
anomalies, pathological states에 의해 나타나는 척추의 불안정을 보여주고 있다.
이와같은 척추의 불안정은 hypermobility, hypomobility와 같이 비정상적인 움직
임에 의해 나타나게 되는데 Farfan이란 사람은 임상적으로 불안정을
symptomatic condition 즉, intervertebral joint에 비정상적으로 커다란 기형이 발
전하였다던지 어떤 새로운 손상에 의해 나타나는 증상이라고 정 의하고 있다. 또
한 mechanical intervertebral joint failure의 두가지 타입을 설명하고 있는데 즉,
-- axial compression → compression injury : vertebra 의 end plate만 손상
-- axial torsion → torsional injury : instability 유발. annulus fibrosus, facet
joint가 동시에 손상받게 되며, scar tissue도 형성되기도 한다.
② intervertebral disc의 불안정 예 (Example of instability of the
intervertebral disc)
* 그림 2.20, 2 21 : pars interarticularis의 골절로 spondylolisthesis 된 상태
의 intervertebral disc의 불안정
* 그림 2.22 : degenerative spondylolisthesis slippage의 neutral standing
position
* 그림 2.23 : 굴곡시 더 심해지는 spondylolisthesis slippage
2) Lateral flexion disc mechanics in radiographic study
of the lumbar spine and pelvis
lumbar mechanic의 diagnosis에 있어서 가장 중요한 사실을 찾아내기 위해서
는 dynamic lateral bending study가 필수적이다. Weitz는 myelography와
surgery를 비교하여 lateral bending study의 정확도를 설명하였다. 46명의 환자
중
46명 --- 12명 : normal bending study -- 6명 : midline disc protrusion
-- 2명 : stenosis
--- 34명 : abnormal bending study -- 28명 : myelogrphy, surgery 양
쪽에서 disc protrusion
-- 2명 : sugery에서만 disc
protrusion
① bending study accuracy
Van Domme 등 여러명이 clinical examination, electromyography, plain film
radiography, myelography, lumbar phlebography 등을 비교 연구하여, 요통과 좌
골신경통의 진단에 있어서 bending study와 myelography, lumbar
phlebography의 진단결과가 같다는 사실을 알게 되었다.
② controversy regarding lateral flexion accuracy (논의)
여러 학설들의 연구 결과, lumbar disc herniation이 의심되는 환자를 진단하
는데 있어서 lateral bending X-ray study 보다는 static film으로 진단하는 방법
을 일반적으로 사용하게 된다.
3) Radiographic studies
radiographic study는 intervertebral disc protrusion을 동반하는 subluxation
진단시 가장 중요한 방법이다. L4-L5 level의 경우 일반적으로 AP view를 사용
하며, L5-S1 level의 경우에는 sacral angle과lumbar lordosis가 sacrum 위에서
L5만 lateral flexion하는 것이 불가능하기 때문에 tilt view를 사용해야 한다. tilt
view를 찍을 때 lateral lumbar view에서 sacral angle을 측정한 후 (그림 2.24)
그림 25에 서와 같이 sacral angle과 tube를 match 시킨다. 또, neutral
posteroanterior (PA) view의 경우에는 trunk lateral bending 하여 손이 thigh에
닿도록 한후 찍는다. 여기서 우리는 두가지 정보를 얻을 수 있는데, 첫째로 disc
protrusion이나 facet incongruity(부조화)로 인한 subluxation 고정, 둘째로 생리
학적으로 정상운동에서 회복되는 것과 같이 manipulation의 결과로 disc나 facet
lesion의 경감된다.
4) Role of intervertebral disc in triple joint
biomechanical aberrancy
◎ sciatica를 유발하는 추간판 병변
-- 5% → lesion of the intervertebral disc
-- 90% → * back의 disability로 인한 disc의 미끄러짐 : Rees
* lumbar disc material의 herniation : Rothman, Simone
* back aliments (요부질환) : Henry Feffer
* organic symptoms attributable to the low back : Cyriax
5) Discussion of imaging modalities in lumbar spine
disease
① imaging choice
* CT, MRI (computed tomography, magnetic resonance imaging)
-- myelography 보다도 imaging modality choice에 많이 사용되고 있다.
* Weisel 의 Report
-- 비정상 CT 소견을 보이는 35%의 환자 중
40세 이하의 19% → herniated nucleus pulposus
40세 이상의 50% → canal stenosis, facet degeneration
-- lumbar spine의 CT 소견 신뢰도는 임상양상에 좌우된다.
결과적으로 HNP나 spinal stenosis 진단시 CT 보다는 MRI가 더 정확하며,
thoracolumbar junction 관찰이나 spinal tumor 진단시기 판단에도 큰 도움
이 된다.
② accuracy of x-ray interpretation by various professionals
* Phillips : spinal radiograph - low back에 이상이 있는지 없는지 구별하는
데는 어느정도 유용하지만 유행병 연구에 있어서는 별로 유용하지 않다.
* Deyo : 임상적으로 위험요소가 어느정도 있는 환자의 경우 x-ray로서 알수
있는 확률이 매우 낮다.
③ discography
- 널리 사용되지는 않지만, nucleus pulposus와 annulus fibrosus의 internal
derangement를 보여주는가공할 힘에 대하여 점차 관심이 모아지고 있는 또 다른
imaging modality이다.
- disc integrify(상태)의 평가에 있어서 CT scanning 보다 더 확실한 양상을
보여왔다.
- disc morphology(형태학)에 있어서 정상, 비정상 여부 비교평가에 유효하다.
- EFDH(extraforaminal disc herniation)를 발견하는데 가장 정확하다.
- nerve root 와 hernia mass와의 연관성을 찾을 수 있다.
④ Magnetic Resonance Imaging (MRI)
- lumbar canal stenosis와 herniated disc disease의 진단시 CT와
myelography와 동등한 역할을 한다. CT와는 상호 보충하여 연구할 수 있으며,
myelography와는 선택적으로 사용된다.
- 특별히 intervertebral disc의 water state의 변화를 알아낼 수 있는 적절한
방법이다.
⑤ Role of myelography in disc lesion diagnosis
- myelography는 herniation이 그 해당 척주에 contact 하고 있는지 여부를
확인할 경우에만 유용하다. : Day
- 절대적인 상황에서 disc lesion의 조직적인 진단법은 disc가 압박하고 있는
nerve root에 관련하여 disc lesion의 타입과 level을 정확히 산출할 수 있다.
⑥ Myelography dye suitability
- myelography 할 때 염료로는 iohexol과 iopamidol을 사용한다.
⑦ MRI, CT, Discography or Myelography in disc hydration
state
- Discography : sugery를 할지 화학적 수핵분해(chemonucleolysis)를 할지를
결정할때 중요한 요소가 되며, 수술전 검사시 유용하다.
- MRI : disc의 양상은 경험적인 실례에서와 마찬가지로 볼 수 있지만,
annulus fiber의 횡단면을 정확히 분석할 수 있다.
- CT 와 Myelography : disc의 정확한 면에서 영상을 볼 경우, nucleus
pulposus의 herniation 정도를 진단하는데 있어서 myelography보다는 CT가 더
정확하다.
6) Reliability of clinical examination in disgnosis of
lumbar disc herniation without imaging modalities
SLR sign이 양성이고, neurological sign이 양성일 때 진단의 정확도는 86%,
에서 95%까지 증가한다.
① clinical diagnostic criteria compared to myelography
- clinical diagnostic criteria
a) nerve root pain
b) root irritation sign
c) neurological sign of root compression
d) myelography
- myelography만으로 진단하는 것보다 위의 a),b),c)를 다 같이 고려할 때 더
정확히 진단할 수 있다.
② sensory examination findings and their diagnostic accuracy
- pinprick(한번 꾹찌르기), light touch, numbness, tingling pain, referred
pain, radicular pain(원인 : nerve root의 irritation, inflammation, compression)
- dermatomal radiation
L3 : groin, anterior medial thigh
L4 : anterior thigh, medial calf, gluteal area
L5 : lateral thigh, lateral medial calf, great toe
S1 : posterior thigh, posterior calf, lateral aspect of the foot, heel
③ localization of lumbar disc herniation by symptoms and
signs
- lumbar disc herniation의 임상적인 level을 진단하는데 있어서 분절에 따라
국소적으로 나타나는pain의 양상은 매우 중요하다. single root의 sign인 경우, 그
소속 root의 motor, reflex, sensory disturbance의 진단학적 level은 myelography
에서 보이는 것보다 높아지게 된다. two root의 sign인 경우, fifth lumbar area
에 출현하는 통증은 fourth disc rupture에 의한 것이지만, first sacral root
dysfuntion의 multiple sign은 fifth disc herniation의 level 진단 교정시 매우 필
요하다. level 진단시 그 차이는 fourth lumbar disc rupture로 인해 double root
가 compression 받는 빈도에 따라 달라진다.
- 사실 lower lumbar herniation에서나 high lumbar herniation에서나 single
root sign인 경우에도, 임상적 진단을 완벽히 신뢰할 수는 없다. root
compression이 확실한 경우나 myelography가 정상이거나 확실하지 않은 경우에
surgery 전 CT 촬영으로 재 check해야만 한다.
7) Referred pain syndromes to the lower extremity
sacroiliac joint syndrome과 posterior joint syndrome은 가장 일반적인
referred pain syndrome 중 하나이며, herniated nucleus pulposus와 lateral
spinal stenosis는 가장 일반적인 nerve root compression lesion 이다. referred
pain syndrome은 nerve root compression syndrome과 마찬가지로 두가지가 동
시 에 일어난다.
8) Neuroanatomy and its role in diagnosis disc
herniation
◎ Lumbosacral plexus의 anatomy
- 구성 : 4개의 lumbar nerve의 ventral rami
- 위치 : psoas muscle의 posterior portion 사이
① iliohypogastric and ilioinguinal nerves
- 근원신경 : 1st lumbar nerve
- supply : iliohypogastric nerve -- skin of the upper lateral part of the
buttock
skin of the pubis
muscular branches to the abdominal wall
ilioinguinal nerve -- upper and medial region of the thigh (M)
the skin of the penis and scrotum (F)
② genitofemoral nerve
- 근원신경 : 1st & 2nd lumbar nerve
- supply : the skin of the scrotum (M)
the skin of the mons pubis and labium majus (F)
femoral branch -- skin of the upper part of the femoral triangle
③ lateral cutaneous nerve
- 근원신경 : 2nd & 3rd lumbar nerve
- supply : the skin on the lateral aspect of the thigh and lateral aspect of
the buttock
④ femoral nerve
- 근원신경 : 2nd, 3rd, 4th lumbar nerve의 ventral rami의 dorsal branch
- terminal branch 중 가장 크다.
- supply : skin of the anterior aspect of the thigh and of the medial
border of the leg, the quadriceps of the thigh and sartorius and the iliac
muscles.
⑤ obturator nerve
- 근원신경 : 2nd, 3rd, 4th lumbar nerve의 ventral rami의 ventral branch
⑥ sciatic nerve
- largest nerve : 2cm 정도
- 위치 : sciatic foramen을 지나고 piriformis muscle로 덮여있다.
- supply : skin of the posterior and lateral border of the leg and foot and
also the muscle of the leg and foot and the posterior muscles of the thigh
⑦ pudendal nerve
- 근원신경 :2nd, 3rd, 4th sacral nerve와 plexus의 가장 중요한 branch
- supply : skin of the perineum, scrotum, penis (or labium majus and
clitoris)
⑧ summary of low back and leg pain production
- 보통 disc hernia는 요통의 다른 질환보다 먼저 일어난다.
- 병리해부학적 rupture는 annulus의 posterior part에서 일어난다고 알려져
있다. 이러한 lumbar disc의 single rupture는 25세 정도에 처음 나타나게 되는데,
이 나이의 low back pain syndrome은 임상적으로 매우 중요하다. 이러한
rupture로 인한 pain 유발에 대한 이론은 매우 다양하다.
- disc의 anatomical change에 따른 pain의 양상도 다르게 나타난다.
- disc의 degeneration은 요통을 호소하지 않는 환자보다는 통증을 호소하는
50-60세의 환자radiograph에서 볼 수 있다.
- 노년에는 일반적으로 facet joint의 arthritis histological sign을 볼 수 있으
며, secondary change로 항상 disc의 degeneration이 나타나게 된다.
⑨ finding of various authorities on nerve supply to the disc
- Bermini, Simeone : post. longitudinal lig., annulus fibrous, neurovascular
contents of the epidural space에 nerve supply
- Nachemson : outer annulus, nerve root가 통증에 가장 민감
- Farfan : post. annulus, nucleus pulposus에 pain receptor 분포
post. longitudinal lig. 에 nerve supply
- Helfel, Gruebel-Lee : outer annulus에 nerve supply
- Bogduk : annulus fibrous, post. longitudinal lig..에 nerve supply
- Tsukada, Shinohara : post. longitudinal lig. 와 nucleus에 nerve supply
- Malinsky, Hirsch : disc의 outer layer에 nerve supply
- Yoshizawa : annulus fiber의 outer half에 free nerve terminal supply
- Sunderland, NINCDS : dura, intervertebral disc 관련 구조에 nerve supply
9) Intervertebral disc biomechanics - normal and
aberrant
- water content of nucleus : 30-40대에는 보통 80%
나이가 증가할때마다 감소 (체중지지에 따라 1%
정도/day)
- nucleus pulpose : vertical load 지탱
annulus fiber : tangential load 지탱
그러므로 nuclear degeneration : weight bearing force 증가
- weight bearing force의 anterior, posterior : 15:1
- discography로 본 정상과 비정상 nucleus : 그림 2.55
- 표 2.1
- nucleus pulpose의 herniation, protusion과 spondylosis : 그림 2.56
- spondylosis : intervertebral disc의 degeneration, 그리고 그로 인한
vertebrae와 ligament의 변화라고 할 수 있다.
추간판 탈출증 의 분류.
① definitions and illustrations of disc protrusion and prolapse
- disc protrusion(그림 2.57) : nuclear material이 annulus를 지나 spinal
canal을 향해 탈출된 상태,그러나 nuclear material의 연속성은 상실되지 않은 상
태. herniation과 유사하다.
(그림 2.59) : 부풀어 오른 nuclear material이 원래의
nuclear material과 떨어지지 않은 상태이며, 이飁 annulus fibrous는 신장되고 압
박을 받게된다.
- disc prolapse (그림 2.58) : nuclear material이 밀려나 연속성이 완전히 상
실되어 spinal canal안에 fragment가 형성된 상태, 가장 일반적인 치료방법은
수술이다.
(그림 2.60) : 초기단계로 탈출된 nuclear material이 원래의
nucleus와의 연속성이 상 실되어 새로운 fragment가 형성된 상태
- disc protrusion에 의한 nerve root의 displacement (그림 2.61)
ⓐ medial disc protrusion : nerve root는 lateral displacement
ⓑ lateral disc protrusion : nerve root는 medial displacement
ⓒ central disc protrusion : nerve root는 stretching displacement
- nerve root의 displacement에 따른sciatic scoliosis (그림 2.62, 2.63)
ⓐ right lateral disc protrusion (그림 2.62) : disc lesion의 반대방향으로
antalgic lean이 나타남
ⓑ right medial disc protrusion (그림 2.63) : disc lesion의 방향으로
antalgic lean이 나타남
- 하지의 sensory nerve innervation : Dermatome chart (그림 2.64)
lumbar disc 발생율이 90% 이상 : L4-5, L5-S1 에 빈번
ⓐ L4-5 disc : 5th lumbar nerve root 압박 → 5th lumbar nerve
innervation인 하지의 감각감소
ⓑ L5S1 disc : 1st sacral nerve root 압박 → 1st sacral nerve root
innervation인 하지의 감각감소
- 환자 평가시 가장 중요한 두가지 요소 (그림 2.65)
ⓐ sciatic pain distribution이 나타나는 쪽
ⓑ antalgic inclination의 방향 : 환자의 체간이 통증 있는 쪽으로 굴곡되는
지, 통증이 없는 쪽으로 굴곡되는지 여부
② nerve root origin from cauda equina
- 성인의 척수는 L1,L2 단계까지 내려오며, 미골의 후방부까지 filum terminal
이 도달하여 꼬리부분까지 이어진다. filum terminale은(척수종판) S2 단계까지
dura mater에 싸여있다. dural sac(경막낭)으로부터 나오는 nerve root의
origin(cauda equina)은 intervertebral foramen(IVF)부터 그 출구까지 약 한 분절
정도이다.
- 그림 2.66 : cauda equina nerve root와 vertebral colum, disc level과의 관
계
ⓐ 3rd lumbar disc의 protrusion : L4 nerve root 압박
ⓑ 4th lumbar disc의 protrusion : L5 nerve root 압박
ⓒ 5th lumbar disc의 protrusion : S1,S2 nerve root 압박
③ intradiscal pressure changes
- 그림 2.67, 2.68, 2.69 : 자세성, 생리학적 스트레스에 따른 nucleus
pulposus의 압박 변화
: 엎드린 자세에서보다 앉은자세에서 intradiscal 압박이 6배인 것을 볼 수
있다.
④ changes in the intervertebral disc
- annulus fibrous는 15세정도부터 구심성 cracking과 공동화(cavitation)가
시작된다.
- nucleus pulpose의 fluid content는 나이가 증가함에 따라 감소하는데, 신생
아일때 88%인 것에 비해 77세 정도의 노인의 경우 70%에 가깝게 감소한다.
- intervertebral disc의 thinning : facet articulation의 변화에 의해서 이루어
진다.
- 그림 2.70 : 2개의 articular facet과 disc (triple joint complex)의 변화
⑤ clinical picture of disc degeneration
- 임상적 3단계
ⓐ dysfunction 단계 : 약간의 병리학적 변화가 시작된다. 환자의 자각증상은
거의 없으며 안정을 취 하면 거의 회복된다. lumbago, rotatory strain으로 진단
할 수 있다.
ⓑ instability 단계 : 불안정으로 인한 segmental motion에 의해 비정상 움직
임이 나타난다. 환자의 통증호소는 심해지고 뚜렷한 증상이 나타난다. 신중한 간
호가 필요하며 수술을 하기도 한다.
ⓒ stabilization 단계 : disc의 퇴행성 변화가 심하며 facet joint의 motion도
감소된다. 이 단계는 거의 stenosis라 할 수 있다.
- disc의 thinning(narrow) : 상위 vertebra의 pedicle이 제위치에서 낮아지게
되며, 이로인해 nerve root를 압박하게 된다 (그림 2.71, 2.72)
ⓐ 그림 2.71 : normal pedicle - nerve root relationship
ⓑ 그림 2.72 : disc narrow와 pedicle compression relationship
10) Discussion of physiological and abnormal lumbar
motions
① centrode locations in lumbar kinematics
- centrode : intervertebral disc의 회전(움직임)의 순간적인 축에 의해 발견됨
- normal disc centrode는 disc space 1/2 후방부에서 이루어진다. (그림 2.73)
그 길이는 평균 21mm
- disc degeneration의 early stage에서는 centrode length가 평균 116mm까지
증가한다. (그림 2.74)
- 심한 disc degeneration의 경우 centrode는 vertebrae의 1.5정도 하방으로 이
동한다. (그림 2.75-2.78)
- discal degeneration시 centrode의 location이 변화하는 것을 보면 nucleus
pulpose가 annulus fibrosus내에서 제한적인 움직임을 갖는다는 것을 알 수 있다.
② rotation mechanics of the lumbar spine
- lumbar spine rotation은 facet process의 action에 의해 방해를 받는다. 보
통 motion이 일어나는 중심에 나타나리라 예상되는 rotation primary spin은
facet plane을 지나 더 움직임에 저항을 준다. 회전력이 추가되면 motion의 중심
은 저항을 주는 facet을 향해 이동하게 되고 (지렛대의 원리를 이용하면),
pseudo-spin은 disc의 displace에 결과를 만들어내게 된다. (그림 2.80)
- 그림 2.81 : intervertebral disc는 vertebral column에서 primary articulation
이라 할 수 있으며, 제 3 자유도인 관절과 비교할 수 있다.
- 그림 2.83 : disc는 제 3 자유도의 잠재력을 가지고 있다. lateral flexion은
단일운동(monodal movement) 시 회전에 의해 일어난다.
③ summary of lumbar mechanics
- lumbar spine의 cross section의 bony part와 soft tissue는 anterior element
와 posterior element로 나눌수 있다. 분할선은 vertebral body 뒤로 하여 body,
disc, ant. longitudinal lig.와 post. longitudinal lig.로 나눈다. back muscle은 주
로 lateral과 posterior로 나눈다. anterolateral muscle도 있다.
- functional (mechanical) division → dural content 보호
ⓐ anterior element : 척주가지, 다양한 충격흡수
ⓑ posterior structure : motion의 pattern 조절
- synovial joint는 자연발생하여 연령이 증가함에 따라 degeneration changd
가 일어나게 된다. 이 변화는 일생에서 나중에(뒤늦게) 나타나는 것이기 때문에
disc degeneration의 secondary change라 할수 있다. degeneration 변화가 일어난
intervertebral disc의 무게감소는 apophyseal joint에 스트레스 를 주게 된다. 따
라서 degeneration change의 mechanical factor의 중요성을 알아야 한다.
apophyseal joint의 심한 osteoarthritis는 보통 scoliosis, kyphosis, block
vertebrae, spondylolisthesis, vertebral body collapse에 나타난다는 사실로
degeneration change의 mechanical factor의 중요성을 알 수 있다.
- apophyseal joint의 normal function은 movement의 stabilization과
controlling에 매우 중요하다. apophyseal joint의 기능으로 disc와 ligament는 보
호를 받게 되고, 요추에 가중된 부하는 관절과 disc 사이에 나뉘어 지게 된다. 이
로서 loading의 형태와 motion segment의 기하학, 구조물의 stiffness에 영향을
끼치게 된다.
④ conclusions
- 부하가 lumbar motion segment에 적용될 때 다음과 같은 현상이 나타난다.
ⓐ apophyeseal joint는 compression과 굴곡, 신전 부하에 의해 극심한 부하를
받지는 않지만, anteroposterior shear load에 의해서는 극심한 부하를 받을 수도
있다.
ⓑ apophyseal joint에 의해 발전된 저항은 motion segment가 압박받을 때
intervertebral disc에 떨어지는 부하를 경감하는데 도움이 되지 않는다. 그러나,
motion segment가 굴곡, 신전 또는 anteroposteriorly sheared할 때는 부하경감에
효과적일 수 있다.
ⓒ superior-inferior 방향에 있는 intervertebral disc의 부하와 관계된 facet
joint의 위치는 각 구조에 가중될 부하에 따라 결정된다.
- 과도한 strain은 주로 spine의 후방에서 일어나며, 신전에 의해 더 증가된다.
이러한 strain으로 작은 규모의 골절도 일어나기도 하고, 요통의 원인이 되기도
하는데 이 골절은 진단시 발견하지 못하는 경우가 많다.
- 심한 압박에 의한 strain은 주로 pedicle의 base와 pars interarticularis의
deep surface에 일어난다.
11) Normal disc and apophyseal joint anatomy and
physiology
① normal kinematics of the lumbar spine
- 굴곡과 신전 : L5-S1에서 가장 많이 일어난다. axial rotation 2도나 그 이
상과 lateral bending 3도 나 그 이상이 같이 일어난다.
- axial rotation : L1, L2, L3에서는 axial rotation시 opposite direction에서
lateral bending이 일어나고, L5, S1에서는 axial rotation시 same direction에서
lateral bending이 일어난다.axial rotation시 나타나는 lateral bending은 full
ROM의 1/2-2/3 정도이다.
- lateral bending : L1, L2, L3에서 10도 정도 일어나고, L4, L5에서 6도, L5,
S1에서 3도 정도 일어난다.
② weight bearing change in the disc
- normal disc
ⓐ nucleus pulposus : vertical bearing
ⓑ annular fiber : tangential load bearing
- abnormal disc : degeneration. loading mechanism에 재분열이 일어나며,
vertical load의 대부분을 annular fiber가 bearing 한다.
- 그림 2.84
ⓐ cartilaginous end plates가 spinal compression의 영향을 가장 많이 받게
된다.
ⓑ vertical body가 두번째로 spine unit의 영향을 받게된다.
ⓒ nucleus pulpose와 annulus fibrosus가 pressure 영향을 가장 적게 받는
다.
③ rotational change in the disc
- lumbar spine의 경우, rotation의 axis는 vertebra arch의 articular facet 사
이에 있으며, annular fiber는 axial shearing stress에 저항한다. (그림 2.85)
- 굴곡, 신전시 rotation axis는 nucleus pulpose를 통과하게 되고, nucleus
pulpose는 sagittal plane에서 motion의 중심이 된다.
- trunk가 side에서 side로 회전하는 동안 spine의 axial rotation
ⓐ T1-T12 사이 : 74도
ⓑ sacrum에서 T1 까지 : 102도 (점증적인 rotation)
ⓒ lumbar spine : 약간
- walking시 rotation 측정
ⓐ pelvis와 요추는 기능적인 단위로 회전한다.
ⓑ 하부 흉추의 경우, 회전은 T7까지 점진적으로 줄어든다.
ⓒ T7은 골반 방향에서 일어나는 vertebral rotation 부터 그 반대방향에서
일어나는 회전까지의 변화하는 지점이라고 할 수 있다.
ⓓ 상부 흉추에서는 많은 양의 회전이 일어나는데, T7부터 T1까지 점차 증
가한다.
- torsion에 의한 disc의 stress (그림 2.86)
ⓐ disc에 torsional load를 적용하면, disc내에서 그 스트레스가 분할된다.
이것은 horizontal plane 에서의 경우이며, axial plane의 경우도 마찬가지다.
ⓑ disc의 45도면에서 스트레스는 정상이다. 즉 스트레스의 분할이 나타나
지 않는다. disc의 60도면 에서는 annular fiber에 수직위치이며, 스트레스의 분할
이 나타난다. 정상적인 스트레스는 annular fiber에 의해 효과적으로 분할된다.
- lifting의 인간공학 (그림 2.87)
disc에 주어지는 부하는 object weight, upper body weight, back muscle
force, disc 중앙까지의 level arm의 복합적인 결과이며, lever arm이 짧을 경우에
부하가 감소하게 된다.
④ disc resistance to force
- intervertebral shear force에 대한 저항
intervertebral joint에 분할된 부하 (그림 2.88a) : apophyseal joint
surface는 분배된 힘의 약 1/3 정도에 저항하며, disc는 2/3 정도에
저항하게 된다.
- intervertebral compressive force에 대한 저항
compression (그림 2.88b) : erect standing과 같은 lordotic posture일 경우
facet tip은 subadjacent vertebra의 laminae와 맞닿게 되며, compressive force의
1/6 정도를 받게된다. 이飁, facet와 laminae의 contact은 임상적으로 중요한 의미
를 가지는데 (그림 2.89) facet 에 많은 스트레스를 받게되고, joint capsule이 맞
물려 들기 때문이다. intervertebral compressive force의 70% 정도에 의해 disc
의 narrowiong이 일어나게 되며, apophyseal joint에도 영향을 끼치게 된다.
- torsion에 대한 저항
apophyseal joint는 rotation에 저항하며, 이때의 영향으로부터 soft tissue
를 보호한다.
- 굴곡에 대한 저항
완전굴곡시 supraspinous lig.와 interspinous lig. 의 탄성제한에 의해 결
정되며, 관절 저항의39%정도 작용한다. disc(29%), supraspinous & interspinous
lig.(19%), ligamentum flavum(13%)에 의해 균형이 유지된다.
⑤ effects of posture on the lumbar spine
- apophyseal joint의 posture와 loading
apophyseal joint는 척추를 고정하고 과도한 굴곡과 axial rotation으로 부
터 disc를 보호한다. 또한 자세에 따라 compressive force와 부하를 분할하는데
일정한 규칙을 반응한다. 기립자세시 apophyseal joint는 척추에 작용하는 shear
force의 대부분에 저항하고 compressive force의 16% 정도에 저항한다. 굴곡자세
시 apophyseal joint는 shear force에 저항하고 compressive force에는
저항하지 않는다.
- intervertebral disc의 posture와 loading
intervertebral disc와 vertebral body는 lumbar spin의 colum의 weight
bearing으로 주로 이루어져 있다. 이 column이 부하에 저항하는 방법은 자세에
따라 달라진다. 기립자세시 성숙된 disc가 고정될 때, 높은 compressive stress는
posterior annulus에, 낮은 스트레스는 anterior annulus를 통 해 전달된다. 굴곡자
세시 높은 compressive stress는 anterior annulus에, 낮은 스트레스는 posterior
annulus에 전달된다.
- facet과 disc의 flexion effect
ⓐ 굴곡시 advantage
apophyseal joint에 스트레스 경감, posterior annulus에 compressive
stress 경감, disc metabolite 의 전달 향상, spine의 높은 compressive strength
ⓑ 굴곡시 disadvantage
apophyseal annulus에 compressive stress 증가, low load level에서
nucleus의 hydrostatic pressure 증가
⑥ how do disc absorb compressive loads?
disc fiber는 compression stress에 대항하는 것보다 torsion stress에 대항하
는 것이 덜하다. 그 이유는 maximum curvature에서 torsion stress가 집중하기
때문이다. 결과적으로, 어떤 물체를 들거나 몸 을 동시에 같은 방향으로 돌릴 때
disc가 손상될 위험요소가 가장 많다는 것을 알 수 있다.
⑦ sitting and its effects on the intervertebral disc
nucleus pulpose의 intradiscal pressure는 엎드린 자세에서 가장 낮으며, 굴
곡하여 앉은 자세에서 가 장 높다.
⑧ suspension effects on the lumbar spine
체간이 suspended 자세를 취할 때 요추의 elongation 현상은 toinc muscle
activity에 종속적으로 나타난다. suspended position시 요추의 shortening은
분명히 세로형의 얇은 어떤 물체로 보인다. 이런 형태를 tonic"의 성질이라고
한다. suspension의 영향하에lengthening이 없는 상태에서 요추의
straightening은 high body weight와 강조된 lumbar curvature와 관련된
것이라는 사실을 알 수 있다. 체간이 suspended position을 취하게 될때의 약
70%정도는 intervertebral disc의 space가 증가된다고 한다. 다시 말해서 body
weight 40-50% 정도의 traction force에 의해 space가 넓어진다. 결과
적으로 lordosis의 감소에 있어서 intervertebral disc에 대한 traction의 유효성의
증거는 없다는 것을알수 있다.
12) Anatomical and demographic factors in low back
pain
18-55세 남자 321명을 대상으로 height, weight, daveport index, leg length
inequality, flexion &extension torque의 결정, flexion/extension balance, ROM,
SLR, lumbar lordosis 등을 검사한 결과
* 요통을 경험하지 않은 남자 : 106명 (33.0%)
* 요통을 어느정도 경험한 남자 : 144명 (44.9%)
* 요통을 심하게 경험한 남자 : 71명 (22.1%)
요통을 호소하는 환자의 경우, 위의 검사항목 중 height, weight, Davenport
index, lumbar lordosis, leg length inequality에서는 어떤 차이점을 보이지 않았
으나, flexor, extensor strength는 떨어져 있었으며, flexor는 과도한 power를 보
였고, extension과 axial rotation의 ROM이 감소되었고, SLR의 감소를보이고 있
었다. 키가 180cm이나 그 이상인 남자인 경우, 요통의 위험률을 2.3이며, 키가
170cm이나 그 이상인 여자인 경우 요통의 위험률은 3.7이다. 남자의 경우 키가
그보다 10cm정도 작은 사람에 비해 요통의 위험률이 높지만, 여자의 경우에는
body mass index가 증가할수록 위험률이 높아진다. 여기서 intervertebral disc의
herniation에 height와 heavy body mass가 중요한 영향을 끼친다는 사실을 알
수 있다.
① correlation of age, weight and body curve to low back pain
age는 mobility 측정에 있어서 가장 중요한 직접적인 상호관계가 있지만,
height는 그리 영향이 크지는 않다. weight는 lateral flexion을 제외한 mobility
측정에 있어서 음성적인 상호관계를 보인다. lordosis, kyphosis는 sagittal plane
과 frontal plane에서 일어나는 mobility에 중요한 관계가 있다. 또 요추의
mobility보다 thoracolumbar mobility가 요통에 더 많은 상호관계를 보이며, 여자
의 경우 회전을 제외한 lateral flexion과 lateral rotation이 flexion이나 extension
보다 요통에 더 많은 상호관계에 있다.
② disc annular fiber damage and pain production
disc의 annular fiber는 타이어의 층과 유사한 구조를 하고있다. annular fiber
의 elasticity의 상실로 인해 손상되면 통증이 나타나게 된다. elasticity의 상실로
collagen이 분해되고 이 기전으로 요통이 유발되며 torsion은 annular fiber의
instability를 가져온다. annular fiber를 잘라보면 1mm의 두꺼운 표피층 하나로만
되어있다. 따라서, annular fiber의 내부 파열을 자극하며 외상이나 degenerative
process가 오게된다. injury로 인해 발전된 disc의 bulging은 axial compression
fracture나 intradiscal injection후에 관찰할 수 있다. 여기서, disc를 방사상으
로 잘라 관찰하는 것은 임상적으로 관계된 disc의 herniation을 진단하는데 있
어서 중요성을 가지고 있지 않다는 사실을 알 수 있다. disc 진단의 전제조건은
disc material의 분열상태와 end plate에서 분리되어 있는 상태를 보는 것이다.
③ facet syndromes
facet joint problem의 대부분은 degenerative disc disease의 간접적인 영향으
로 인한 것이다. facet syndrome의 거의 대부분이 disc problem에서 기인한다.
disc의 problem에는 disc의 herniation 여부에 관계없이 annulus의 weakening과
disc의 기능저하 등이 있다. facet joint의subluxation은 disc space의
narrowing에 따라 그 영향을 받게 되며, osteoarthritic change로 발전할 수도 있
지만, 근본적인 원인은 바로 disc에 있다.
④ spondylolisthesis
spondylolisthesis 상태를 보이는 환자는 주로 disc herniation과 유사한 증상의
back pain을 호소하는20대 초반이나 10대 후반에 나타난다. 이들은 chronic back
pain을 호소하며, spondylolisthesis 부위의 root compression에 의한 leg pain까지
호소한다. spondylolisthesis의 symptome은 hamstring muscle의 tightness,
spinous process의 돌출이며, sp의 돌출은 등에서 쉽게 촉지할 수도 있다.
40대 이후에 요통을 호소하여 radiograph로 검사한 결과, spondylolisthesis 소
견이 나타난 사람의 경우에는 spondylolisthesis에 의한 증상이 아니라 disc
problem으로 인한 증상이다.
⑤ spinal stenosis
spinal stenosis의 전형적인 환자는 주로 해를 거듭할수록 chronic back pain
을 호소하여 chronic degenerative disc problem은 facet joint의 degenerative
change로 발전하게 된다. 이飁 scoliosis나vertebra의 전방전위로 인한
subluxation을 동반하게 되는데, 10대에서 spondylolytic spondylolisthesis 가
거의 L5에서 나타나는 반면 stenosis의 경우 거의 L4에서 일어난다. facet joint의
problem으로 인한 degenerative spondylolisthesis 환자는 spinal stenosis 시 나타
나는 symptome을 경험하게 되는데, 주로 호소하는 증상은 하지를 더이상 자유롭
게 움직이지 못한다는 것이다. 이飁의 leg pain은 앉은자세에서 거의 경감된다.
※ Case presentation of degenerative spondylolisthesis
stenosis
60세인 할머니 환자가 요통과 오른쪽 다리부터 엄지 발가락까지 방사통을 호소
하며 우리 치료실을 찾 아왔다. 이 환자는 11년전과 12년전에 2번에 걸쳐 수술
을 한 경험이 있었고, 두번 다 Lt. L5 nerve root 부터 엄지발가락까지의 통증
이 나타났었는데, 이번에도 같은 증상이었다. 이 환자의 vital sign은 정상,
night pain(+), walking시 다리의 통증이 심해짐, Dejerine triad (-), ROM은 굴곡
이 80도, 신전 5도, 외 측측굴 10도, 양쪽 회전 20도, SLR시 50도에서 다리의
통증호소, 오른쪽 발과 엄지발가락의 배측굴곡에 약화, Lt. ankle jerk 감소, Rt.
ankle jerk +2, L5, S1 dermatome의 hypersthesia가 나타났다.
X-ray 소견상(그림 2.91, 2.92, 2.93) L4와 L5 level에 decompressive
laminectomy를 볼 수 있었고, L5 위에서 L4 vertebral body가 전방으로 25%
전위되어 있었다. 또 L5, S1 disc에서 degenerative change가 매우 심했다. 또
decompressive laminectomy로 lamina의 외형은 거의 볼 수 있었다. 그림 2.94와
그림 2.95에서는 굴곡, 신전시 요추의 상태를 볼 수 있는데, 굴곡시 L4의 전방전
위는 5mm, 신전시 L4의 3mm 전방전위가 나타났다. 보통 3mm를 정상으로 본
다.
이 case의 상태를 정리하면 다음과 같다.
ⓐ L4의 pseudospondylolisthesis (25% slippage)
ⓑ L5-S1의 discogenic spondylolisthesus
ⓒ L4-L5 disc의 불안정
ⓓ L4-L5에 decompressive laminectomy
치료로 gentle flexion distraction manipulation을 실시하고, knee-chest
exercise와 abdominal strengthening exercise를 하고, 최소의 자극으로 일상생활
에서 spine을 움직이는 방법을 교육한다. 이후 에 이 환자는 이전 증상의 50%
가 경감되었다고 하였으며, 수술하기 전에는 100% 경감은 불가능할 것이 라고
이야기 하였다. 4주동안의 치료후 다리통증의 경감은 50%정도 가능했지만, 요통
은 여전히 남아 있 었으며, 엎드린 자세에서는 경감되고 서있을때에는 다시 나타
난다고 하였다.
우리는 수술후 L4,5의 불안정으로 발전된 아주 흥미로운 case를 볼 수 있었다.
13) Abnormal disc and apophyseal joint anatomy and
physiology
① Degenerative disc changes
discogram에 나타나는 disc의 degeneration stage (표 2.2)
- cottonball : 방사선상으로 nucleus 안에 포함되어 있으며, 일정한 density를
보인다. 모양은 둥근모양을 띄지 않으며, nucleus의 중앙에 위치한다. 이 경우의
disc는 degeneration 소견이 나타나지는 않으며, annulus는 흰색으로 균일되지 않
은 모습을 보이는데, injection 하지 않 은 경우에는 nucleus의 균일되지 않는 섬
유다발(fibrous lump)를 포함한 soft white amorphous gel(비정형 gel) 상태를
볼 수 있다.
- lobular : 방사선상으로 nucleus 안에 포함되어 있으며, 소엽모양(lobular) 형
태를 보이는데 end plate 가까이는 density가 높고, 중앙부분은 density가 아주
낮거나 아예 나타나지 않는다. 일반 적인 모양은 햄버거나 말발굽과 유사한 모양
이다. 이 상태가 바로 성숙된 disc의 모양이라고 할 수 있는데, nucleus는
fibrosus lump에 아물어 붙기 시작하고, annulus 와 cartilage
end plate로 부터 분리된다.
- irregular : 방사선상으로 불규칙한 모양을 보이며, annulus 안으로 들어가기
시작하는 것을 볼 수있다. 이러한 모양을 보이는 disc는 degeneration의 명백한
징후라고 할 수 있다. 여기서nucleus와 annulus의 사이에는 약간의 차이가 있으
며, 서로 약간씩 혼합되어 있는 모습을 볼 수 있다.
- fissured : 방사선상으로 annulus의 끝부분까지 도달한 상태를 보이며,
annulus를 통과해 바깥으로 물질이 나가지는 않은 상태이다. 이 경우 disc는
degeneration되어 섬유화되고, 변색되었으며, 협착된 상태이다. annulus에는 하나
혹은 그 이상의 방사상 균열이 나타나는데 주로 disc의 중앙면이나 end plate 가
까이에 나타나며, posterior annulus에 bulging이 생기기도 한다.
- ruptured : 방사선상으로 annulus의 끝부분을 지나 바깥으로 신장된 상태이
다. 이 경우 전단계나 이 미 degeneration 된 상태로 항상 완전한 방사상 균열이
posterior annulus에 나타난다.
② intervertebral osteochondrosis
intervertebral osteochondrosis는 nucleus pulposus를 포함하여 disc의
degeneration 과정이라고 할 수 있다. 연령이 증가함에 따라 intervertebral disc
특히 nucleus pulposus에 탈수화와 건조현상이 나타남을 볼 수 있다. 이러한 변
화는 보통 2,30대에 시작하여 중년에는 그 현상이 두드러지게 된다. 초기에는
nucleus에 elastic quality가 상실되고 약해지는 현상이 나타나고 점차 색깔도 노
랑이나 yellow-brown 으로 변화하고 onion-skin과 같은 변화가 일어나며, 물질
사이가 갈라지거나 마찰음으로 발전하게 된 다. 딱하는 소리는 gas(carbon
dioxide, nitrogen 등)로 싸여있는 abnormal space에서 만들어진다. 이 gas
는 radiograph나 CT에서 방사선 투과성을 만들어내며 진공상태(vacuum)" 현상
이라고 한다. (그림 2.98a,b)
이러한 진공상태현상은 intervertebral disc에 나타나는 진공상태 현상은
infection이 있다는 것을 의미 한다. intervertebral osteochondrosis의 발전과정에
따라 intervertebral disc는 무게가 감소하고, annular fiber는 bulging되며,
cartilaginous end plate는 degeneration 되고 골절된다. 이 단계에는 방사선상
disc space가 거의 상실되고, vertebral body의 disc 인접부위에 sclerosis가 나
타나는 것을 볼 수 있다. 이때 의 sclerosis 소견은 infection시 나타나는 현상
과는 구별해야 한다. interevertebral osteochondrosis는 병리학상, 방사선상 거의
lower lumbar에서 나타나며, 여성보다는 남성에게서 주로 나타난다.
③ corticosteroid-induced aseptic necrosis of bone
bone의 무균성 necrosis와 장기간의 corticosteroid treatment의 관계는 매우
긍정적이다. 만성적으로 corticosteroid treatment를 한 환자의 경우에는 꽤 성공
적이며, 이때의 무균성 bone necrosis는 vacuum sign을 보이는 vertebrae에 나
타난다.
④ criteria for determining the level of disc lnvolvement
L4-L5 degeneration 판단기준 (그림 2.99)
- intercrestall line (iliac crest를 연결한 선)이 L4의 ½상부를 지나갈 때
- L5의 transverse processes가 길 때
- rudimentary rib (미발달의 rib)
- transitional vertebra (과도기의 vertebra)
L5-S1 degeneration 판단기준 (그림 2.99)
- intercrestal line 이 L5의 body를 지나갈 때
- L5의 transverse process가 짧을 때
- no rudimentary rib
- no transitional vertebra
※case presentation
한 환자가 요통과 left sciatic pain으로 입원하여 L3-S2까지 척수융합술을
받았으며, transverse process와 spinous process에 이식술까지 하였다. 이 환자는
2년동안 요통과 다리의 통증을 갖고 있었으며, chiropractic care를 받아온 상태였
다. 검사상 소견은 L5 dermatome 부위의 left leg sciatica와 L4 disc의 left
protrusion이 있었다.
그림 2.100에서 볼 수 있듯이 L3위의 L2에 right lateral flexion subluxation이
있고, L2-L3 intervertebral disc space의 discogenic spondyloarthrosis가 현저하
게 나타난다. L5-S1에서 일어나는 정상적인 motion은 lumbar spine motion의
75%의 비율을 보이는데. disc degeneration 상태에서는 그 motion이 증가하는 경
향을 보이며, 더 나아가 L4-L5의 disc degeneration 까지 발전하게 된다. L3-S2
까지 척수융합술을 받은 환자의 경우 maximum mobility의 point는 L2-L3에서
변화된다. 따라서 결과적으로 degeneration change가 L2-L3 intervertebral disc
joint에 일어나게 되는데 이는 L2-L3에서hypermobility의 억제 경향이 없기 때문
이다. 이 환자는 lifting, bending, twisting 시에 나타날 통증을 방지하기 위해
보조기를 해야 할 것이다.
⑤ age incidence of lumbar disc protrusion
고연령층의 경우 L4-L5와 L5-S1의 비율이 높으며, L5-S1에서는 오히려 감소
한다. 왜냐하면 interverteral disc의 progressive fibrous가 caudal level에서 우세
하게 나타나기 때문이다. 여기서, intervertebral disc의 fibrous가 disc protrusion
형성을 예방할 것이라는 걸 알 수 있다.
⑥ meaning of lumbar lordosis
lumbosacral (LS) angle (L2 sacrum) : 45.05°± 0.85°
lumbolumbar (LL) angle (L2-L5) : 29.96°± 0.74°
lumbar의 lordotic angle : 23°이하 → hypolordosis
68°이상 → hyperlordosis
⑦ lordosis in low back pain patient
이전에 low back 손상을 받았거나 만성 low back disability가 있는 환자에
비해 초기 요통 병력을 보이는 환자의 spinal X-ray를 보면 lordosis의 어떤 변화
는 보이지 않는다. lumbar lordosis의 형태는 요통의 초기, 만성 상태의 X-ray 관
찰 기술에 있어서 그리 중요성을 가지지는 않는다. 따라서, 요추의 plane
view에서 보는 lumbar lordosis의 형태는 허리에 있어 큰 영향을 미치지는 않는
다고 는 하지만 요추와 의 병리적 기능적 관계의 함수관계를 갖고 있기 때문 에
임상 에서는 이분야 에 대해 계속 적 인 연구 가 필요하다..
⑧ effects of lumbar spine musculature
lumbar spine의 근조직은 spinal mechanism의 효과적인 조절을 하는데 있어
서 가장 중요한 조직이다. 생리학적 반응으로 관찰 할 수 있는 loading system은
모든 weight와 모든 forward flexion 각에 대해 disc의 반절부위에서 90°로
compressive load를 유지하도록 한다.
abdominal mechanism에는 posterior ligamentous system, midline ligament,
lumbosacral fascia, facet capsular ligament, ligamentum flavum, posterior
longitudinal ligament 들이 관계된다. abdominal muscle과 lumbodorsal fascia는
external moment의 균형을 잡는데 매우 중요한 역할을 한다.
lumbodorsal fascia는 중앙에서 spinous process에 부착되어 외측은 rib 상부
와 pelvis 하부까지 연결되어 있다. fascia의 외측은 transversus abdominis(TA)
와 internal oblique(IO) muscle의 종지부로 연결된다. fascia가 움직이는
mechanism은 명확히 밝혀져 있지는 않지만, fascia가 TA와 IO muscle에 부착되
어 있기 때문에 이 근육들에 의해 움직일 것이라고 가정할 수 있다. 물건을 들
어올리는 동작을 할 때 lumbodorsal fascia가 최대한 효과적으로 작용하려면, 동
일면에 있는 fascia와 연결되어 있는 muscle fiber의 움직임이 필요하다. 그러나,
이와같은 움직임은 abdominal cavity가 muscle contraction에 의해 발생된 긴장
을 지지하기 위해 압력을 받지 않으면 일어나지 않게된다. 그 이유는
intraabdominal pressure(IAP)가 존재하기 때문이다. abdominal cavity가 압력을
받게 될 경우, pelvic floor와 diaphragm은 그 자세를 유지할 힘이 없을 때 늘어
나게 된다. rectus abdominal은 spine에 대해 어떤 운동도 나타나지 않는다. 이것
은 abdominal cavity에 대해 IAP의 action과 상반된 균형을 이룬다.
loading system은 intervertebral joint에 주어지는 힘의 크기와 방향으로 유추
해낼 수 있다. nucleus pulpose를 보면 어떤 규칙을 알 수 있다. lift 초기 동작은
0.3초 안에 이루어지는데, 이중 처음 0.1초에 받는 스트레스가 최대치이다.
intradiscal pressure 상승은 이 처음 1초에 일어나게 된다. 이 사실은
inrtadiscal pressure가 load가 적용되는 동안이나 최고치에 도달하는 약 3초간에
일정한 수치로 유지되 는 것을 보면 명백하게 알 수 있다.
◎결론
ⓐ intraabdominal pressure를 이용하는 abdominal mechanism에 대해서는 계속
연구되고 있다.
ⓑ lumbodorsal fasica는 abdominal muscle의 조절에 의하여 intervertebral
joint에 가해지는 스트레스를 감소시키는 작용을 한다.
ⓒ lumbar spine의 musculative는 spinal mechanism의 영향을 조절하는데 있어
서 가장 중요한 역할을 한다.
ⓓ loading system은 모든 무게와 모든 전방굴곡각도에 대해 compressive load
를 수직으로 작용하도록 한다.
Trunk strength during lifting
ⓐ 요통환자는 건강한 사람에 비하여 abdominal muscle strength가 약 25% 정
도 감소한다.
ⓑ lifting 하는 동안 abdominal muscle strength가 두 그룹(건강한 사람 vs 요
통환자)에서 차이를 보이는데 반해 IAP는 같다.
ⓒ trunk extension strength는 두 그룹에서 같다.
ⓓ oblique abdominal muscle은 두 그룹에서 lifting시 적당한 activity를 보인다.
(25kg일 때 최대 activity의 5-15%)
ⓔ erector spine muscle은 두 그룹에서 다 lifting시 많은 activity를 보인다.
(25kg일 때 최대 activity의 40-60%)
ⓕ back lifting시 erector spine의 activity는 여러가지 양상을 보인다. 요통이 있
는 환자의 경우, 건강한 사람에 비해 activity가 많으며, 두 그룹에서 모두
activity시 stiffness의 영향을 받는다.
ⓖ oblique abdominal muscle은 IAP에 어떤 결정적인 영향을 끼치지 않는다.
14) Effects of smoking on disc circulation and low
back pain incidence
① smoking reduces discal circulation by 50%
담배를 3시간 정도 피우게 되면 disc의 circulation이 약 50% 정도 감소하게
되는데, 담배에 노출되지 않은 상태여야 이러한 현상이 없어진다. 여기서 흡연이
intervertebral disc의 circulatory system에 얼마나 중요한 영향을 미치는지 알 수
있다. 일단 담배를 피우게 되면 기질(substrate)의 운반이 감소하게 되는데, disc
의 조직내 영양공급을 위해 필수적인 기능이 감소하게 되므로, 결과적으로 흡연
에 노출되었던 시간이상으로 영양부족 상태가 지속된다.
② smoking and exercise incidence in low back pain
흡연이 요통에 영향을 주게되는 기전
- 흡연자는 체질적으로나 정서적으로 요통을 호소하는 편견을 가지고 있다.
- 흡연을 하므로서 요통을 증가시키는 호르몬이나 그외의 요소들이 활동을 하
게 된다.
- chronic cough 상태일 경우, coughing에 대한 mechanical stress에 의해 요
통을 호소하게 된다.
15) Short-leg biomechanics and basic correction
① leg length inequality (LLI : 하지길이의 불균형)은 임상적으로 중
요한 의미를 가지며, 다음은 그 상태와 문제점의 관계를 정리한 것이다.
- arthrosis, spondylosis 등과 같은 lumbar spine의 degenerative change와
pelvic의 obliquity(사위: 경사되어 있는 상태)와의 상관관계
- 요통과의 관련
- hip joint의 degenerative change와의 상관관계
- knee joint의 degenerative change와의 상관관계 - long leg arthropathy"
- postural deformity로 인한 외관상 결과와 관련된 정신적인 문제점
② disc protrusion on long-leg side
musculoskeletal system에서 LLI(long leg inequality)가 미치는 생체역학적
영향을 살펴보면, pelvictilt는 LLI의 short-leg쪽의 scoliosis convex에 대한 보상
작용을 유발한다. lumbar bending시 disc curve의 concave side에서 압력을 받
고, 반대편에서 장력을 받게 된다. 이飁 압력을 받는 부위의 disc 가 bulging된다.
lateral bending시에는 항상 axial rotation도 함께 일어나게 되는데, 이飁
vertebra의 posterior part는 curve의 concavity 방향으로 rotation된다. bending과
rotation이 함께 일어나면 lower disc에 요통을 유발하는 요소를 증가시키는 영
향을 한다.
③ hip osteodegenerative arthritis on long-leg side
hip의 생체역학상, 정상에 비해 long-leg side의 hip이 받는 stress가 크며,
short-leg side는 작다. 또 long leg side의 hip joint가 chronic condition이거나
adduction 할 때 hip이 받는 stress는 더 커지게 된 다. 결과적으로 acetabulum
에 주어지는 압력은 circumstance 상태에서 외측으로 이동하게 되며, LLI는
hip의 unilateral disease를 유발하는 주요요소라고 할 수 있다.
④ gauging leg length inequality
※leg length inequality로 나타날 수 있는 problem
a) long leg side의 upper lateral thigh가 protrude
b) scoliosis가 나타난다
c) iliac crest의 높이에 차이가 난다
⑤ procedure to level the iliac crest for short-leg correction
환자는 standing position으로 양하지 완전 신전 후 femoral head 부터의 하
지 길이를 측정한다.
첫째로 iliac crest를 촉지하여 pelvis의 level이 수평인지 평가하고, short leg
가 발견된다면 이 부위의 correction이 필요하다.
둘째로 sacroiliac joint를 mark하여 pelvis의 level을 check한다.
셋째로 sacrum의 base로 부터 lumbar spine의 curve를 관찰한다.
short leg side의 spine은 curve가 있고, sacrum base도 경사를 보인다. 위의
3가지 관찰방법을 기본으로 하여 short leg에 보통두께의 board를 사용하면, 매우
효과적이다. board는 3, 6, 12, 18, 25mm를 사용할 수 있다.
16) Lumbar spine motion dynamics and aberrancies
① mechanical factors in lumbar motion
lordosis는 apophyseal joint에 비정상 loading을 주게 되고, forward
bending은 disc에 fatique injury를 입게 하며, excessive flexion은 posterior
ligament에 손상을 입히고, back muscle의strong contraction은 disc의
prolapse를 유발한다. flexion에 대한 rotation의 중심은 disc의 중심 전방에 있다.
flexion시 대부분의 resistance가 disc와 capsular ligament에 주어지는데,
supraspinous와 interspinous ligament의 경우, flexion이 8.4°정도 된 상태
에서는 느슨해지기는 하지만, 가장 먼저 손 상을 받게 된다. capsular ligament는
flexion이 11.6°이상일 때 손상을 받게 된다. axial rotation에 대한 rotation의 중
심은 posterior annulus나 neural anch에 있다. torsion에 대한 저항은 disc에서
compression에 대한 저항은 facet surface에서 받게 된다. compression이
가해질 때, nondegenerated disc의 apophyseal joint의 경우에는 rotation 1°-
3°후에 손상을 받게 된다. 여기서 disc는 rotation에 의해 손상받지 않는다는 사
실을 알 수 있으며, disc가 tear되기 이전에 facet의 fracture가 먼저 일 어나게 된
다. 또 중요한 사실은 lumbar curve가 flattening 상태이거나 slight flexion 상
태일 때 facet에는 부하가 주어지지 않고, disc에는 compression이 가해지지만,
손상될 정도는 아니며 lumbar curve가 lordosis 상태일 때, facet의 degeneration
의 원인이 되고, pain을 유발하게 된다는 것이다. 따 라서 무거운 물건을 들어올
릴 때 다음과 같은 구조에 손상이 올 수 있다는 것을 알 수 있다.
a) supraspinous ligament, interspinous ligament 손상
b) apophyseal joint의 capsular ligament 손상
c) muscular contraction과 lumbar spine의 hyperflexion시 일어나는 disc의
prolapse
② effects of flexion and extension on the lumbar structures
※ lumbar spine의 flexion이 미치는 영향 (그림 2.108)
a) intervertebral disc의 intraspinal protrusion 감소
b) spinal canal의 전방벽 길이의 미세한 감소
c) spinal canal의 후방벽 길이의 현저한 감소
d) spinal canal사이의 yellow ligament의 bulging 감소와 신장
e) nerve root의 cross-sectional area의 감소와 신장
f) spinal canal volum의 증가와 nerve root의 size 감소
※lumbar spine의 extension이 미치는 영향 (그림 2.109)
a) spinal canal 방향으로 intervertebral disc의 bulging
b) anterior canal 길이의 미세한 감소
c) posterior canal 길이의 현저한 감소
d) spinal canal쪽으로 yellow ligament의 protrusion
e) nerve root의 cross-section diameter의 증가와 이완
f) spinal canal의 volume 감소와 nerve root size 증가
③ rotation effects on lumbar strutures
a) rotation이 intervertebral disc에 미치는 영향
- torsional stress는 disc degeneration이 초기단계로 발전하는데 영향을 끼
치며, torsion에 의해 posterior annulus와 nucleus가 우선적으로 손상을 받게된
다.
b) low lumbar spine에서는 rotation이 거의 일어나지 않는다.
- 대부분 thoracolumbar spine에서 일어난다.
c) lumbar spine의 rotation은 lateral flexion과 함께 일어난다.
- L3-L4, L4-L5에서의 axial rotation은 각각 2°씩 일어나고, upper
lumbar level에서 lateral bending이 10°일어나는 반면, L4-L5, L5-S1에서는 6°
와 3°씩 일어나며, upper lumbar spine의 경우 오른쪽으로 axial rotation이 일어
날 때 왼쪽으로 lateral bending이 일어나는 반면, L5-S1에서 는 같은 방향으로
일어난다.
d) annula fibrous의 손상은 빠른 cyclic bending이 mild한 axial compression
과 함께 과도하게 일어날 때 나타나게 된다.
f) spine의 bending시(어느 방향으로든) nucleus pulposus는 curve의 convex
side로 이동하게 된다.
④ disc versus facet weight-bearing proportion
a) lifting 시 : load의 91%는 disc에서, 12%이하는 facet joint에서 지탱한다.
b) compression 받을 때 : facet joint는 아주 작은 weight를 받는다.
c) bending 시 : facet joint는 많은 양의 weight를 받게 된다.
d) articular facet 에서 지탱하는 weight는 knee joint에 비해 많다.
⑤ effect of degenerative disc disease on weight bearing
intervertebral disc는 spine이 painful condition일 때 가장 주목해야 할 구조
중 하나이다. disc가 손상을 받게 되면, disc 자체의 운동이라든지 spine의 구조
등이 spine mechanic에 큰 영향을 주게 된다.
intervertebral disc는 nucleus pulposus와 annulus fibrous로 구성되어 있으며,
각각 load-bearing에 참여하고 있는데, nucleus pulposus의 경우에는
compressive stress를 받게 된다. 이때 disc의 두 구성물질이 각각 감소하거나
annulus가 손상을 받아 어느 한쪽의 역할 수행이 허술해지면 다른 한쪽도 그
영향을 받게 된다.
※ functional spinal unit(FSU)의 손상단계
a) asymmetric disc injury
b) FSU의 분열된 역학적 움직임
c) facet joint의 asymmetric movement
d) facet joint의 불균형한 load-bearing
e) facet joint의 high load-bearing
f) cartilage degeneration, facet atrophy, IVF의 narrowing
⑥ pain production in the facet with disc degeneration
disc space의 narrowing은 zygapophyseal joint의 facet사이에 최대압력을
현저하게 증가시키는 원인이 된다. zygapophyseal joint의 osteoarthosis와
vertebral body의 osteophytic lipping과는 어떤 상관관계가 있다고는 하지만
intervertebral disc degeneration의 있다고 해서 항상 zygapophyseal joint의
osteoarthrosis가 수반되는 것은 아니다.
어떤 학자는 hip joint에서의 degenerative change에서 vascular profusion
(과다)를 발견하였으며, 또 어떤 학자는 low back pain의 어떤 형태에 있어서 병
리학적으로 intraosseous hypertension이 중요한 요소가 된다고 하였다. 여기서
우리는 zygapophyseal joint에 osteoarthrosis가 보이면, cartilage에
vascular supply가 과도하게 되고 있다는 사실을 알 수 있다.
⑦ treatment effects on disc and facet articulations
- epidural steroid injection : 요통과 pseudo-radicular pain과 radicular pain
을 치료하는데 20년이상 epidural anesthetics와 steroid 방법을 사용해 오고 있다.
⑧ posture effects on lumbar spine
: flexed posture(=flatten)의 advantage
- intervertebral disc의 신진대사 향상
- apphyseal joint와 annulus fibrosus의 후방 1/2의 stress 감소
- spine의 high compressive strength
: flexed posture의 disadvantage
- anterior annulus의 stress 증가
- nucleus pulposus의 hydrostatic pressure 증가
→ sitting이나 lifting시 lumbar spine은 flatten 상태를 유지하는 것이
좋다.
⑨ diurnal stress variations on lumbar spine
lumbar disc의 forward bending은 저녁에 비해 이른 아침에 stress가 강하
게 나타난다. 따라 lumbar disc와 ligament는 아침에 손상받게 될 요소가 크다고
할 수 있다.
결 론
lumbar spine의 경우, 매일 규칙적인 운동을 실시함으로써 예방할 수 있고, 카
이로프락틱이나 역증(allopathic)의학으로도 치료가 가능하다는 사실을 주목해야
하며, lumbar spine biomechanics에 대한 예방의학이나 치료의학에 관한 연구가
계속되기를 바란다.
2. 추간판 탈출증 의 해부학적인 구조.
1. 구조.
요추 의 추간판 은 척추 의 다른 추간판 과 마찬가지로 두 개의 다른 성분을 가지고 있다. 즉 섬유륜과 수핵 으로 되어 있으며 섬유륜 은 수핵을 둘러 싸고 있다. 섬유륜 은 교원섬유 의 동심층(Concentric Layers)으로 구성 되어 있으며 각층 은 인접하는 층과 같은 높이 에 있다.섬유륜 전체는 두 개의 인접하는 층과 같은 높이 에 있다.섬유륜 전체는 두 개 의 인접하는 척추뼈를 유지하며 겔상태 의 수핵을 유지해주는 얄은 층 의 띠로서 형성 되어 있다.