남녀노소 누구에게나 발병 가능한 골종양…악성인 경우 수술 필요
‘골종양’이란 말 그대로 뼈 혹은 뼈와 연결된 연골 및 관절에 생기는 종양을 뜻한다. 온몸의 어느 뼈에나 발병할 수 있지만 특히 무릎, 어깨 관절 주변이나 골반 뼈에서 많이 발생한다.
2020년에 발표된 중앙암등록본부 자료에 의하면 2018년 국내에서 새롭게 발생한 24만3837건의 암 중 뼈 및 관절연골 종양은 남녀를 합쳐 493건으로 전체 암 발생의 0.2%를 차지했다. 인구 10만명당 조(粗)발생률(해당 관찰 기간 중 대상 인구 집단에서 새롭게 발생한 환자 수)은 1.0건이었다. 남녀 성비는 1.3대 1(남성 276건, 여성 217건)로 남자에게서 더 많이 발생했다. 연령별로는 50대가 18.9%로 가장 많았고, 60대가 16.8%, 20~30대가 12.0%로 뒤를 이었다.
종양에는 양성 종양과 악성 종양(암)이 있는데, 악성 종양의 특징은 종양이 처음 발생한 부위가 아닌 인체의 다른 부위로 퍼져(전이) 경우에 따라 생명을 잃을 수 있다는 점이다. 이에 반해 양성 종양은 재발할 수는 있으나 전이가 되지 않고, 따라서 생명에 영향을 주는 경우가 거의 없다.
골종양 역시 양성 종양과 악성 종양으로 나뉜다. 양성 골종양에는 골연골종, 섬유성 이형성증, 고립성 골낭종, 내연골종, 거대 세포종 등이 있다. 악성 골종양 중 가장 흔한 것은 유방암, 폐암, 간암 등에서 뼈로 전이돼 생기는 전이성 암이다. 반면 처음부터 뼈에서 발생하는 악성 골종양을 원발성 악성 골종양이라고 하는데 골육종, 연골육종, 유잉 육종, 척색종 등이 있다.
골종양이 발생하면 덩어리가 만져지거나 운동 기능의 변화, 발병 부위의 통증이 나타날 수 있다. 하지만 초기에는 증상을 자각하지 못하다가 해당 부위의 기능 장애나 골절 등이 일어났을 때 우연히 발견하는 경우가 많다. 악성 종양은 자라나는 속도가 빠르기 때문에 덩어리가 빠르게 커지고, 통증이나 열감 등이 동반되는 경우가 있을 수 있다.
골종양은 종류와 발생 부위가 다양한 만큼 치료 방법도 다양하다. 양성 골종양의 경우 통증이 없고 동반된 골절이 없다면 대부분 별다른 치료 없이 경과를 관찰만 하는 경우가 많다. 그러나 양성 골종양이어도 통증이 있거나 골절을 일으키는 등 치료가 필요한 경우에는 수술을 할 수도 있다.
악성 골종양으로 판정됐거나 악성으로 변할 가능성이 있다고 생각되는 경우에는 가장 기본적인 치료로 수술이 시행된다. 악성 종양 수술은 크게 절단술과 사지 구제술(사지 보존술)로 나뉜다. 과거에는 종양이 생긴 부위를 절단하는 것이 주를 이루었으나 최근에는 극히 일부의 경우에만 이러한 수술이 시행되며, 대부분 암만 제거하고 팔다리를 최대한 보존하는 사지 구제술이 시행되고 있다. 사지 구제술은 먼저 암이 퍼진 부위를 절제한 다음 결손 부위를 재건하는 순서로 진행된다.
때문에 적절한 수술 방법과 치료 결과를 평가하기 위해 종양의 절제연에 대한 평가가 중요하다. 이럴 때 3D 프린팅을 활용한 절제용 가이드가 골종양의 정확한 절제에 도움이 될 수 있다. 실제로 서울아산병원 정형외과와 애니메디솔루션은 지금까지 32건의 케이스에 골종양 절제 가이드를 임상 적용했다. 골종양의 범위는 MRI에서 잘 보이지만, 절제 가이드를 접촉시키는 뼈의 윤곽은 CT에서 잘 보이기 때문에 이 둘의 영상을 잘 정합하는 것이 매우 중요하다. 이러한 임상적 필요성에서부터 서울아산병원 정형외과, 영상의학과 교수진은 최근 정형외과 수술에서 쓰이는 3D 프린팅이 여러 오차를 고려해야 한다는 목적 아래 3D MRI가 CT에 비해 얼마만큼의 오차를 가지는지 판단하는 연구를 진행했다.
이번 연구에서는 3D MRI를 Dixon과 water excitation 기법을 각각 적용해 VIBE(volumetric interpolated breath hold) 시퀀스로 촬영했고, 이 두가지 기법의 3D MRI로부터 추출한 대퇴골의 해부학적 구조를 평가하고, CT를 참조 표준으로 영상간 오차를 측정했다. 검토 대상은 고관절 통증이 있는 15명 환자의 3D MRI와 CT다.
연구 결과 3D MRI와 CT 간의 오차는 Dixon 기법에서는 평균 0.2917mm, Water excitation 기법에서는 평균 0.316mm이었다. 절제용 가이드 제작에는 이미지 분할, 이미지 정합, 삼차원 프린팅 등에서 발생하는 모든 오차의 합을 고려해야 한다. 이번 연구에서 전체 오차의 평균이 약 0.3mm 수준으로 가이드 제작 시 허용 가능한 수준이나, femoral shaft area와 같이 3D MRI의 자화(magnetization) 영역 말단 부분은 최대 차이가 약 3.5mm 수준으로 확인됐다.
따라서 이러한 오차 이슈를 해결하기 위해서는 절제용 가이드를 CT 기반으로 제작하거나, 3D MRI를 사용하는 경우에는 영상의 뒤틀림을 감안해 자화 영역 중앙에 위치한 해부학적 구조를 대상으로 해야 정확한 절제가 가능하다는 결론이 도출됐다. 이번 연구 결과는 2021년 4월 과학 저널 플로스원(PLoS ONE)에 게재됐다.
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| ▲골종양이란 뼈 혹은 뼈와 연결된 연골이나 관절에 생기는 종양을 말한다. (사진=애니메디솔루션 제공) |
‘골종양’이란 말 그대로 뼈 혹은 뼈와 연결된 연골 및 관절에 생기는 종양을 뜻한다. 온몸의 어느 뼈에나 발병할 수 있지만 특히 무릎, 어깨 관절 주변이나 골반 뼈에서 많이 발생한다.
2020년에 발표된 중앙암등록본부 자료에 의하면 2018년 국내에서 새롭게 발생한 24만3837건의 암 중 뼈 및 관절연골 종양은 남녀를 합쳐 493건으로 전체 암 발생의 0.2%를 차지했다. 인구 10만명당 조(粗)발생률(해당 관찰 기간 중 대상 인구 집단에서 새롭게 발생한 환자 수)은 1.0건이었다. 남녀 성비는 1.3대 1(남성 276건, 여성 217건)로 남자에게서 더 많이 발생했다. 연령별로는 50대가 18.9%로 가장 많았고, 60대가 16.8%, 20~30대가 12.0%로 뒤를 이었다.
종양에는 양성 종양과 악성 종양(암)이 있는데, 악성 종양의 특징은 종양이 처음 발생한 부위가 아닌 인체의 다른 부위로 퍼져(전이) 경우에 따라 생명을 잃을 수 있다는 점이다. 이에 반해 양성 종양은 재발할 수는 있으나 전이가 되지 않고, 따라서 생명에 영향을 주는 경우가 거의 없다.
골종양 역시 양성 종양과 악성 종양으로 나뉜다. 양성 골종양에는 골연골종, 섬유성 이형성증, 고립성 골낭종, 내연골종, 거대 세포종 등이 있다. 악성 골종양 중 가장 흔한 것은 유방암, 폐암, 간암 등에서 뼈로 전이돼 생기는 전이성 암이다. 반면 처음부터 뼈에서 발생하는 악성 골종양을 원발성 악성 골종양이라고 하는데 골육종, 연골육종, 유잉 육종, 척색종 등이 있다.
골종양이 발생하면 덩어리가 만져지거나 운동 기능의 변화, 발병 부위의 통증이 나타날 수 있다. 하지만 초기에는 증상을 자각하지 못하다가 해당 부위의 기능 장애나 골절 등이 일어났을 때 우연히 발견하는 경우가 많다. 악성 종양은 자라나는 속도가 빠르기 때문에 덩어리가 빠르게 커지고, 통증이나 열감 등이 동반되는 경우가 있을 수 있다.
골종양은 종류와 발생 부위가 다양한 만큼 치료 방법도 다양하다. 양성 골종양의 경우 통증이 없고 동반된 골절이 없다면 대부분 별다른 치료 없이 경과를 관찰만 하는 경우가 많다. 그러나 양성 골종양이어도 통증이 있거나 골절을 일으키는 등 치료가 필요한 경우에는 수술을 할 수도 있다.
악성 골종양으로 판정됐거나 악성으로 변할 가능성이 있다고 생각되는 경우에는 가장 기본적인 치료로 수술이 시행된다. 악성 종양 수술은 크게 절단술과 사지 구제술(사지 보존술)로 나뉜다. 과거에는 종양이 생긴 부위를 절단하는 것이 주를 이루었으나 최근에는 극히 일부의 경우에만 이러한 수술이 시행되며, 대부분 암만 제거하고 팔다리를 최대한 보존하는 사지 구제술이 시행되고 있다. 사지 구제술은 먼저 암이 퍼진 부위를 절제한 다음 결손 부위를 재건하는 순서로 진행된다.
때문에 적절한 수술 방법과 치료 결과를 평가하기 위해 종양의 절제연에 대한 평가가 중요하다. 이럴 때 3D 프린팅을 활용한 절제용 가이드가 골종양의 정확한 절제에 도움이 될 수 있다. 실제로 서울아산병원 정형외과와 애니메디솔루션은 지금까지 32건의 케이스에 골종양 절제 가이드를 임상 적용했다. 골종양의 범위는 MRI에서 잘 보이지만, 절제 가이드를 접촉시키는 뼈의 윤곽은 CT에서 잘 보이기 때문에 이 둘의 영상을 잘 정합하는 것이 매우 중요하다. 이러한 임상적 필요성에서부터 서울아산병원 정형외과, 영상의학과 교수진은 최근 정형외과 수술에서 쓰이는 3D 프린팅이 여러 오차를 고려해야 한다는 목적 아래 3D MRI가 CT에 비해 얼마만큼의 오차를 가지는지 판단하는 연구를 진행했다.
이번 연구에서는 3D MRI를 Dixon과 water excitation 기법을 각각 적용해 VIBE(volumetric interpolated breath hold) 시퀀스로 촬영했고, 이 두가지 기법의 3D MRI로부터 추출한 대퇴골의 해부학적 구조를 평가하고, CT를 참조 표준으로 영상간 오차를 측정했다. 검토 대상은 고관절 통증이 있는 15명 환자의 3D MRI와 CT다.
연구 결과 3D MRI와 CT 간의 오차는 Dixon 기법에서는 평균 0.2917mm, Water excitation 기법에서는 평균 0.316mm이었다. 절제용 가이드 제작에는 이미지 분할, 이미지 정합, 삼차원 프린팅 등에서 발생하는 모든 오차의 합을 고려해야 한다. 이번 연구에서 전체 오차의 평균이 약 0.3mm 수준으로 가이드 제작 시 허용 가능한 수준이나, femoral shaft area와 같이 3D MRI의 자화(magnetization) 영역 말단 부분은 최대 차이가 약 3.5mm 수준으로 확인됐다.
따라서 이러한 오차 이슈를 해결하기 위해서는 절제용 가이드를 CT 기반으로 제작하거나, 3D MRI를 사용하는 경우에는 영상의 뒤틀림을 감안해 자화 영역 중앙에 위치한 해부학적 구조를 대상으로 해야 정확한 절제가 가능하다는 결론이 도출됐다. 이번 연구 결과는 2021년 4월 과학 저널 플로스원(PLoS ONE)에 게재됐다.
메디컬투데이 김준수 ([email protected])
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