척수손상
From Dr Shin Spine Clinic
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Introduction
척수 손상은 다발성 손상의 환자에서는 늘 가능성을 염두에 두어야 한다. 임상적으로는 흔히 경부나 배부의 통증, 사지의 운동 혹은 감각장애를 보이나 의식소실 상태이거나 이에 준하는 상황에서는 드러나지 않으므로 손상을 받지 않았다는 것이 확실해질 때까지는 척수의 이상을 염두에 두고 치료하여야 한다. 직접적인 일차손상의 정도가 기능회복에 중요하며 완전손상인 경우 호전에 대한 기대치가 낮지만 부분손상에 대한 그릇된 조치는 매우 심각한 영향을 미치므로 이차손상에 대한 올바른 이해와 신속한 대처가 필요하다.
Injury mechanism
가장 흔한 유형은 충격과 지속압박이며 주로 방출골절, 골절-전위, 총상, 추간반 파열 등에서 보게된다. 두번째는 압박이 없는 단독적인 충격 유형 (impact alone)으로 퇴행성 경추증 (cervical spondylosis)에서 과신전으로 척추전방의 추간반과 후방의 황색인대의 infolding이 발생될 경우 순간적인 압박이 나타난다. 인대가 연하고 척추주변근육의 발달이 부진한 소아에서는 hyperflexion시 척주의 전위나 척수의 견인이 발생하여 척수가 손상되는데, 이는 소아나 청년기에 볼 수 있는 SCIWORA (spinal cord injury without radiological abnormalities)의 한 이유가 된다. 척수의 열상은 예리한 골절편 등에 의해 일어나며 자상이나 총상의 경우 완전 절단이 되기도 한다.
일차손상 및 이차손상
☞ 임상적인 혹은 실험적인 관점에서 척수손상을 관찰하다 보면 물리적인 충격 후 첫 수일 동안의 급격한 변화가 관찰되는데,
이는 직접적인 일차 손상뿐 아니라 뒤따르는 이차손상의 존재를 시사하는 강력한 근거가 된다.
(1) 일차손상
∙ 척수손상에서 가장 먼저 일어나는 손상
∙ 일차손상, 즉 물리적 충격 → 척수조직의 직접적인 충격손상이나 파열 및 계속적인 압착 등
∙ spinal shock이라는 전신현상으로 발현되며, 그 정도는 손상의 강도와 관련이 있음.
전해질의 이동
∙ 척수의 축삭에는 전위차에 의해 작동되는 Na+-K+ pump가 분포
∙ 손상으로 세포내의 K+이 유리
→ ECF의 농도↑, 반대로 Na+는 ECF에서 세포내로 확산되어 ECF농도감소
→ 세포 내 외의 ionic gradient가 소실 → 전도가 차단 → spinal shock
∙ 세포막 손상이 경미하여 extracellular region과의 communication이 경미
→ membrane의 hydrophobic characteristics에 의해 자발적인 봉합
→ 세포 내에서 생성되어 축적된 에너지가 사용되어 이온을 이동시
→ 다시 gradient가 형성되고 기능이 회복된다.
∙ 막의 손상이 2~3% 이상으로 커지면 세포부종이나 괴사가 일어남.
∙ 막손상을 받지 않은 주변 세포에서도 세포의 K+이 증가하면 기울기가 낮아져 전도가 차단되나 이러한 세포외 이온의 변동은 일시적이어서 혈류에 따라 수시간 내로 점차 소실되고 전도가 다시 일어나게 됨.
Spinal shock ∙ Complete spinal injury 후
→ 반사소실 및 이완성 마비가 발생
→ 상부에서 척수의 신경세포에 이르는 흥분성 전도가 차단되어 나타나는 것 → 수일에서 수주가 경과하면 서서히 회복되어 반사항진이 나타나게 됨
→ bradycardia, hypotension 등도 수일에서 수개월간 지속 및 peripheral resistance와 cardiac output이 장기간 저하된다. (sympathetic nerve system의 차단, cardiac parasympathetic nerve system의 증강 및 이차적인 심장의 변화에서 기인)
(2) 이차손상
Ischemia ∙ 척수손상의 초기에 가장 괄목할만한 변화
→ 출혈, central portion의 capillary에 집중.
→ 주요 동맥과 정맥은 유지되나 microcirculation의 감소
점차적인 ischemic state를 야기하여 이차 손상을 일으킴 (Figure 1)
이때 vasospasm, thrombogenesis 등이 관찰
동반되는 autoregulation의 소실, hypotension 등은 이를 가중시키는 요인
Biochemical injury
∙ 손상후 glutamate의 축적과 receptor activation 등으로 세포내 Na+, Ca2+ 이온이 증가되고 세포내 칼슘 증가로 활성화된 분해효소에 의해 cytoskeletone과 membrane이 손상됨
∙ lipid peroxidation과 free radical formation
→ Arachidonic acid의 oxidation과 bleeding contents에서 유리된 철 이온에 의한 catalystic reaction은 free radical formation과 lipid peroxidation을 촉진
→ Steroid는 이 기전을 차단하는 약물
∙ Post-traumatic spinal cord edema
→ 주로 일차손상에서 발생하는 이온의 이동에 의해 일어남
→ 수상 후 2~3일에 최대가 되고 7일 정도에 정상화
∙ 염증반응은 주로 arachidonic acid metabolite가 매개체로 작용하여 진행
→ 일련의 반응을 통하여 phospholipase의 활성화를 일으키며
cytokine을 유리하여 이차손상으로 작용
척수손상의 임상소견
∙ 임상적 분류
Spinal shock ∙ 척수손상 직후에 수상부위 이하에서 척수 기능인 운동, 지각 및 반사기능이 완전히 소실된 상태. 초기에는 LMN의 완전한 이완성 마비를 나타냄.
∙ 이러한 spinal shock state에서는 peripheral vessel의 혈액 저류로 인하여 혈압이 떨어질 수도 있는데 이때는 하지를 높이 올려주거나 또는 혈관 수축제를 투여하면 교정됨
∙ Spinal shock으로부터 회복되는 것을 가장 먼저 알 수 있는 지표
→ Babinski sign 및 bulbocavernous reflex의 회복
→ 약 3~12주부터는 강직성 마비로 변하고, 반사작용도 항진
Cord contussion ∙ 수상 후 척수기능, 특히 운동 및 감각기능이 일시적으로 마비되었다가 24시간 이내에 자연히 회복되는 상태
∙ 병리학적으로는 척수에 어떠한 기질적 변화도 없는 상태
∴ 수상 후 24시간 이내에는 cord contussion과 permanent cord injury를 구별하기 어려움
Complete
spinal cord injury ∙ 손상부위 이하의 운동 및 감각기능이 완전히 소실된 상태.
∙ Deep tendon reflex의 유무만으로는 완전손상과 불완전손상을 감별할 수
없을 뿐만 아니라 예후판정에도 신빙성 있는 지표가 되지 못함.
Incomplete
spinal cord injury
∙ 손상부위 이하에서 운동 또는 감각기능이 약간이라도 남아 있는 상태
∙ 완전손상시에는 회복의 가능성이 거의 없으나, 불완전손상시에는 적절한 치료를 통하여 상당히 호전되는 경우가 많음.
∙ 어느 한가지 전형적인 증후군보다는 운동 및 감각장애가 복합되어 있는 불완전 복합손상으로 나타나는 경우가 많음
∙ Incomplete spinal cord injury의 종류
Anterior cord
syndrome ∙ 보통 굴곡 손상시에 발생
∙ 이론적으로 anterior spinal artery의 차단으로 인하여 척수전방 2/3이 손상
∙ 파열된 골편이나 추간반이 후방 전위되어 척수 전방을 압박할 경우에 발생
∙ 환자는 척수전방을 지나가는 신경로의 손상으로 통각과 온도감각은 상실
척수후방을 지나가는 신경통로들은 손상이 적음
→ 촉감, 진동감 및 위치감각 등은 양호
→ 운동장애는 상지보다는 하지가 더욱 심함
Central cord
syndrome ∙ most common
∙ 심한 척추관협착증이 있는 중년 또는 노년층에서 경추부의 hyperextension에 의한 손상을 당했을 경우 흔히 발생, 척추골절이나 전위 없이도 흔히 발생
∙ 보통 C5~6 level에 호발
∙ 척수의 중심부에 출혈이나 부종 등이 있으므로 운동장애는 상지가 하지보다 더욱 심하며 특히 상지의 말단부(손, 손가락)에 마비가 심함
∙ 지각장애는 불규칙하고 다양하게 나타나는 것이 보통
∙ 통각이나 온도감각은 양측에서 소실될 수 있고 촉각, 진동감, 위치감 등은 부분적으로 비교적 보존
∙ 대개는 자연적으로 호전, 때로는 양쪽 상지의 말단부에 운동장애
Posterior cord
syndrome ∙ 손상이 주로 척수 후방에 존재
∙ 척수 후방으로 지나가는 진동감각, 위치감각 소실
Lateral cord
syndrome
∙ Brown Sequard syndrome
∙ 척수의 한쪽, 즉 반이 손상을 당한 경우로
∙ 손상당한 동측 하부의 운동마비와 척수후방을 지나가는 모든 지각섬유의 기능소실(촉감, 위치감각, 진동감각 등) 및 반대측 하부의 통각과 온도감각의 소실
∙ 척수가 한쪽만 칼로 찔리거나 총상을 입거나, 또는 회전손상으로 인하여 척수의 한쪽에만 손상이 있을 때 발생가능
Conus medullaris
syndrome ∙ 운동신경의 대칭적인 소실이 있으며 자율신경의 기능이상이 조기에 발생
Knee jerk는 대개 보존되며 통증이 없는 경우도 있다.
Cauda equina
syndrome ∙ 비대칭적인 운동소실 및 감각소실, 자율신경의 이상은 늦게 나타남
∙ Radiating pain 존재
척수손상의 치료
(1) Medical Treatment
Steroid ∙ Lipid peroxidation과 free radical formation의 감소
∙ 손상 후 낮은 관류를 개선
∙ Na+/K+ pump를 증강하여 세포내 K+ 의 소실을 방지하고 부종을 개선.
∙ 장시간의 투여는 pneumonia, sepsis, wound infection 등의 합병증을 증가시킴
GM-1 ganglioside ∙ Ganglioside → 척추동물 CNS에 높은 농도로 존재하는 산성의 glycolipid
∙ 동물실험에서 신경보호와 기능회복에 효과
→ 주로 흥분성 신경독성을 줄이거나 신경돌기의 재생을 촉진하는 것에서 기인.
Naloxone ∙ Opitate antagonist인 naloxone은 고용량에서 혈압을 상승시키고 척수의 혈류를 증대하여 척수손상을 감소시키는 것으로 알려졌으나 논란중
4-aminopyridine
(4-AP) ∙ Voltage-sensitive K+ channel blocker
∙ demyelination에 의해 노출된 신경막의 fast K+ channel을 차단하여 전도를 향상시킴
Excitatory amino
acid antagonist ∙ 여러 유형의 신경에서 Exitatory amino acid의 hyperexcitation을 차단하여 신경보호 효과
Etc. ∙ Post-traumatic ischemia를 target → nimodipine과 같은 Ca+channel blocker
∙ endothelin receptor blocker도 vasospasm과 edema 치료제로 시도
∙ Mannitol glycerol, dextran 과 같은 보종 억제제도 실험적인 효과가 보고됨
(2) Surgical Treatment
∙ 척수손상에서 수술치료의 대상
→ 이론적으로 척추와 척수
→ 현재까지는 척수 자체를 조작하는 직접적인 수술법은 없음
→ 척추의 이상을 교정하여 척수를 감압하고, 변형을 정복하며 고정하는 방법이 시행.
∙ 1911년 Allen이 midline myelotomy를 시도함
→ 자가 신경근, 태아척수, 다공성 튜브, 척수 접합술 등이 시도되었으나 극히 제한적
∙ 손상된 척수에서 진행되는 이차손상에 대한 조기 감압
→ 회복에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 여러 실험적 자료 존재
→ 임상적으로는 수술가료가 보존적인 치료보다 우수하다는 확신을 주는 보고가 없음
∙ 일반적으로 척추에 대한 수술을 고려하여야 하는 경우
→ 불완전손상, 정복에 실패한 경우, 신경관내 척수를 압박하는 골편이나 추간반편이 있는 경우
→ 조기의 수술적 고정은 재활치료를 앞당기고 재원기간을 줄이며 감압으로 척수의 이차손상을 줄이는 이점도 있으나 혈역학적 이상이나 호흡장애와 같은 합병증이 발생할 가능성 역시 높음. 그러나 최근들어 응급환자의 소생술의 발전으로 이러한 우려가 감소되고 있어, 일반적으로 감압수술은 48시간 이내에 시행하고 내고정을 동시에 시술하는 것이 권장
∙ 척수손상을 동반하지 않은 불안정 척추손상도 2주 이내에 시술하는 것이 좋으며, 인대손상에 의한 불안정은 단순한 정복과 고정으로 적절히 치료되지 못하는 경우가 많아 수술에 의한 골유합을 필요로 함.