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골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파기술

Low Intensity Pulsed Ultrasound to Promote Fracture Healing

신의료기술평가 보고서 2012년 1권 36호 p.1 ~ 126
이선희, 정지영, 김진형,
소속 상세정보
이선희 ( Lee Sun-Hee ) - 한국보건의료연구원
정지영 ( Jeong Ji-Young ) - 한국보건의료연구원
김진형 ( Kim Jin-Hyeong ) - 한국보건의료연구원

Abstract

신청기술 : 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술

골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 두개골과 척추를 제외한 부위에 발생한 골절에 대해 골유합을 촉진시키기 위해 저강도 박동성 초음파를 적용하는 기술이다. 이 기술은 의료법 제53조 및 신의료기술평가에 관한 규칙 제3조의 규정에 따라 ‘저밀도 초음파기(Exogen™)를 이용한 골절치유(Low intensity ultrasound(Exogen™) for the treatment of fractures)’ 라는 명칭으로 2011년 12월 12일에 신청되었다. 이후 제2차 소위원회(2012.05.02)에서는 신청된 기술명이 특정 제품을 지칭하여 평가에 한계를 초래할 수 있고, 학계에서 가장 널리 쓰이는 명칭으로 재정리할 필요가 있음을 지적하여, “골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술(Low Intensity Pulsed Ultrasound to Promote Fracture Healing)”으로 기술명을 수정함이 바람직하다는 의견이었고, 이에 따라 모든 기술명을 수정하였다.

신의료기술평가위원회 및 소위원회 운영

2012년 2월 24일 개최된 제2차 신의료기술평가위원회에서는 동 기술에 대한 타 국가의 의료기술평가 경험이 있으며, 이후 발표된 연구결과에 대해 소위원회에서 검토할 필요성이 있는 신의료기술평가대상으로 판단하였다. 또한 평가방법은 체계적 문헌고찰을 이용하며, 정형외과 3인, 재활의학과 1인, 총 4인으로 구성된 소위원회에서 평가하도록 심의하였다. 소위원회는 2012년 4월 6일부터 2012년 5월 2일까지 총 2회의 회의를 통해 문헌적 근거에 따라 동 검사를 평가하고 검토결과를 제출하였으며, 2012년 제5차 신의료기술평가위원회(2012.5.25)에서 동 내용을 토대로 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술의 안전성 및 유효성 평가결과를 최종 심의하였다.

골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술 평가

평가목적
골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 두개골과 척추를 제외한 부위에 발생한 골절에 대해 골유합을 촉진시키기 위해 저강도 박동성 초음파를 적용하는 기술로 이에 대한 안전성과 유효성을 평가하였다.

평가방법
골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 안전성 지표로 합병증 및 부작용 사례를, 유효성 지표로 신생골절 및 지연유합, 불유합, 신연골형성에 대해 골유합률, 골유합기간 및 기능회복 기간, 기타 골유합지표를 평가하였다. 국내문헌은 KoreaMed를 중심으로 8개 데이터베이스, 국외문헌은 Ovid-MEDLINE, OvidEMBASE 및 Cochrane Library 등을 검색하였다. 국내 문헌은 356편, 국외 문헌은 187편으로 총 543편이 검색되었다. 중복된 문헌 267편을 제외한 276편을 토대로 선택 및 배제기준을 적용하여 NICE의 기존 평가를 포함한 최종 9편을 평가에 포함하였다. 문헌검색부터 선택기준 적용 및 자료추출까지 각 단계는 모두 소위원회와 아울러 2명의 평가자가 각 과정을 독립적으로 수행하였다. 문헌의 질 평가는 SIGN(Scottish Intercollegiate Guidelines Network)의 도구를 이용하였으며, 이에 따라 근거의 수준과 권고의 등급을 선정하여 평가결과를 기술하였다.

안전성
안전성은 저강도 박동성 초음파를 적용한 중재군과 sham 장치를 적용한 대조군과의 결과를 비교한 4편의 연구에서 동 기술의 적용에 따른 합병증 및 부작용 사례로 평가하였다. NICE의 평가를 포함한 2편의 체계적 문헌고찰 연구(각각 1‘+’)는 중재군과 대조군에서 급성구획증후군이 각각 1례와 2례가 발생하여 근막절개술을 시행하였고, 감염, 폐색전증 등이 대조군에서 소수 발생하여 항생제 및 항응고제 치료로써 회복하였음을 보고하였다. 중재군의 일부 환자들에게서 보고된 경한 종창 및 홍반은 자연 치유되었고, 향후 치료에 영향을 주지 않았다. 무작위임상시험연구 1편에서는 중재군과 대조군 각각에서 1례씩의 감염 및 골재생실패로 하지 절단 사례가 있음을 보고하였고, 또한 중재군에서 1례, 대조군에서 3례 발생한 가관절증에 대해 해면골 이식술로 치료하였다고 보고하였다. 증례연구 1편에서는 동 기술의 적용을 통해 발생한 합병증과 부작용은 없는 것으로 보고하였다. 모든 연구들에서 중재
군의 합병증 및 부작용 발생은 없거나, 대조군보다 적은 것으로 나타났다.
소위원회에서는 보고된 합병증들은 저강도 박동성 초음파 기술과 관련한 합병증 및 부작용으로 보기에 적절치 않거나, 골절의 특성 자체에서 기인한 것으로 보는 것이 타당하며, 저강도 박동성 초음파를 적용하여 발생한 것으로 평가할 개연성은 부족한 것으로 평가하였다. 따라서 저강도 박동성 초음파 기술은 안전한 것으로 판단하였다.

유효성
유효성에 대해서는 기존 NICE의 평가와 추가로 검색된 체계적 문헌고찰들과는 포함하는 개별문헌들이 상당수 중복됨에도 불구하고, 그 결과의 해석에 차이가 있었다. 따라서 총 5편의 체계적 문헌고찰에 포함된 개별문헌들의 결과와 추가로 검색된 4편 개별문헌들의 결과를 신생골절 및 지연유합, 불유합, 신연골형성의 경우로 나누어 골유합률, 골유합기간 및 기능의 회복기간, 기타 골형성 지표로 평가하였다. 신생골절에 대해서는 5편의 체계적 문헌고찰 연구(모두 1‘+’)에 포함된 총 11편의 무작위임상시험연구 결과를 검토하였다. 이 개별연구들 중, LIPUS군(중재군)이 sham군(대조군)보다 골절치유 효과가 유의하게 좋은 것으로 보고한 문헌은 5편으로 부위는 장골(경골, 요골 등)및 주상골이었으며, 이 중 4편은 비수술적인 보존적 치료를 시행한 것으로 나타났다. 그리
고 두 군간 유의한 차가 없음을 보고한 문헌은 6편으로, 이 중 5편은 주상골과 경골 골절에 대해 수술을 시행하였다. 신생골절 결과에 대한 메타분석을 시행한 결과, 추적기간별로 골유합이 아직 이루어지지 않은 비율을 살펴보았을 때, 6주, 17주, 21주 시점에서 중재군에서의 현저한 효과가 나타났고, 전체 기간에 걸쳐 중재군이 대조군보다 약 30%의 치료효과가 더 있는 것으로 분석되었다. 치료방법별로는 수술적 치료를 시행한 경우에는 전 추적기간에 걸쳐 두 군간 유의한 차가 없는 것으로 나타났고(RR 0.99, 95% CI 0.90~1.09), 비술적 치료를 시행한 경우에는 전 치료기간에 걸쳐 중재군이 대조군보다 약 45%의 치료효과를 더 갖는 것으로 보고되었다(RR 0.55, 95% CI 0.38~0.79). 골절부위별로는 복사뼈의 경우에는 두 군간 차이가 없는 것으로(RR 0.99, 95% CI 0.90~1.09), 주상골은 6주를 기준으로 할 때, LIPUS가 잠재적인 효과를 갖는 것으로(RR 0.50, 95% CI 0.15~1.64), 요골(RR 052, 95% CI 0.30~0.92)과 경골(RR: 057, 95% CI 0.34~0.96)은 LIPUS의 전 기간에 걸쳐 유의한 효과를 보고하였다. 골유합 기간은 전체 연구에 있어 중재군과 대조군간에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(SMD: -0.79, 95% CI: -1.24~-0.34).
소위원회에서는 신생골절 발생 직후, 모든 환자를 대상으로 LIPUS를 적용하기에는 남용의 소지가 있음을 지적하고, 메타분석 결과에서 유의한 효과를 보여준 장골(경골, 요골 등)과 주상골의 신생골절에 대해 비수술적인 보존적 치료를 시행한 경우에 적용하는 것이 타당하다는 의견을 제시하였다.
지연유합은 2편의 체계적 문헌고찰(모두 1‘+’)에 포함된 4편 및 추가 검색된 2편(각각 1‘+’와 3), 총 6편의 개별연구에 대해 그 결과를 살펴보았다. 지연유합에 대한 문헌적 정의는 부위에 따라 차이가 있었으나, 경골, 비골 등의 장골의 경우 대개 3~4개월간, 여러 부위를 포함한 경우 3~9개월간 골유합의 징후가 느리게 나타나는 경우로 진단하였다. 무작위임상시험연구 2편은 경골, 비골에 발생한 지연유합에 대한 수술적 치료 이후에 골밀도 지수, 유골 비후, 미네랄의 축적 등 골유합의 지표상 LIPUS의 효과가 있는 것으로 보고하였고, 나 머지 4편의 증례연구는 장골을 포함한 다양한 부위에서 71-91%의 골유합률을 보고하였다. 소위원회에서는 장골(경골, 비골 등) 등에 발생한 골절에 대해서 수술 후 약 3~4개월의 시점에서 지연유합이 우려되는 경우에 저강도 박동성 초음파기술의 유효성이 인정된다는 의견이었다.
불유합은 3편의 체계적 문헌고찰(1‘+’ 2편, 1‘-’ 1편)에 포함된 7편 이외에 2편이 추가 검색되어 총 9편의 개별연구에서 다루었다. 대다수의 문헌에서 불유합은 최소 3개월 동안 수술 등의 치료를 행하지 않은 상태에서, 골절 후 약 6~9개월 이상 방사선학적으로 골유합의 징후가 보이지 않거나, 추가적인 수술적 치료가 요구되는 상태로 정의되었다 일부 문헌에서 ‘불유합의 경우 0~5%의 자연적 유합을 보이기도 한다’라고 언급하고 있다. 무작위임상시험연구 1편은 주상골 골절의 불유합에 대해 근육유경골이식술을 시행하고 LIPUS와 sham을 비교한 연구로, 불유합의 수술적 치료 후 약 2.3년간 LIPUS를 적용하는 경우, 골유합기간이 대조군보다 38일 정도로 유의하게 감소함을 보고하였다. 나머지 8편의 증례연구는 다양한 부위에서 37.5~100%에 이르기까지 다양한 골유합률을 보고하였다. 소위원회에서는 불유합의 경우 각각의 환자에 따라 처한 상황이 다르고 여러 변수가 있어 사실상 비교연구의 설계 및 시행이 어렵고, 불유합의 정의와 자연 치유가 약 5% 이내 수준인 것을 감안할 때, 37.5~100%의 증례연구 결과를 수용 가능하다고 판단하였다. 단, 방사선 사진상 수술로 고정한 기구(implant, nail. plate등)에 해리나 파손이 보이는 고정 실패(implant
failure)인 경우에는 수술적 치료만이 해결방법이므로 이 때의 LIPUS의 적용은 적절하지 않다는 임상적 의견을 제시하였다. 따라서 불유합의 원인이 고정 실패에 의한 골절의 불안정이 아닌 생물학적인 문제인 경우, 또는 환자가 수술을 원하지 않거나 할 수 없는 상황에서 적용하는 것이 타당하다는 의견을 제시하였다. 신연골형성에 대해서는 1편의 체계적 문헌고찰(1‘+’)에 포함된 3편 및 추가된 1편의 문헌, 총 4편으로 평가하였으며, 모두 무작위임상시험연구였다. 이 중 하악골의 수직신연을 다루고 있는 1편의 연구는 LIPUS를 적용한 중재군과 그렇지 않은 대조군 간에 통계적으로 유의하지 않은 것으로 보고되었다. 하지의 장골을 다룬 3편의 연구 중 2편에서는 LIPUS가 신연골형성에 효과가 있는 것으로 결론을 내린 반면, 가장 최근의 연구에서는 통계적으로 유
의한 차가 아니라는 결과를 제시하였다. 소위원회에서는 신연골형성에 대해서 다룬 무작위임상시험연구 4편 중 1편은 하악골의 수
직신연을 다루고 있어 타 연구 대상들과 이질적이며, 하지 장골을 대상으로 한 3편의 연구는 골신연을 보여주는 서로 다른 간접적 지표를 사용하고 있고, 보고된 결과도 일관되지 않으므로 저강도 박동성 초음파의 효과를 평가하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다는 의견이었다.

제언

골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술 소위원회는 현재 문헌에 근거하여 다음과 같이 제언하였다.
i) 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 장골(경골, 요골 등) 및 주상골 부에 발생한 신생골절의 비수술적 치료시 골유합을 촉진시키는 안전하고 유효한 기술로 판단된다(권고등급 B).
ii) 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 장골 등 부위 골절에 대한 수술적 치료 후 3~6개월이 경과된 시점에서 지연유합이 우려되는 경우 골유합을 촉진시키는 안전하고 유효한 기술로 판단된다(권고등급 B). iii) 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 장골 등의 부위에서 발생한 고정실패에 의한 골절의 불안정이 아닌 생물학적인 원인에 의한 불유합, 또는 환자의 수술 거부 및 시행할 수 없는 경우의 불유합에 대해 골유합을 촉진시키는 안전하고 유효한 기술로 판단된다(권고등급 D).
iv) 저강도 박동성 초음파 기술의 신연골형성에 대한 유효성을 평가하기에는 아직 연구가더 필요한 단계의 기술이라고 판단된다(권고등급 B, 연구단계기술분류 I). 신의료기술평가위원회는 신의료기술평가에 관한 규칙 제3조 제6항에 의거 “골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술”에 대해 소위원회의 검토결과에 근거하여 다음과 같이 심의하였다(2012.5.25). 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 장골(경골, 요골 등) 및 주상골 부위에 발생한 신생골절의 비수술적 치료시 골유합을 촉진시키는 안전하고 유효한 기술이다(권고등급 B). 골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 장골 등 부위 골절에 대한 수술적 치
료 후 3~6개월이 경과된 시점에서 지연유이 우려되는 경우 골유합을 촉진시키는 안전하고 유효한 기술이다(권고등급 B).
골절치유 촉진을 위한 저강도 박동성 초음파 기술은 장골 등의 부위에서 발생한 고정 실패에 의한 골절의 불안정이 아닌 생물학적인 원인에 의한 불유합, 또는 환자의 수술 거부 및 시행할 수 없는 경우의 불유합에 대해 골유합을 촉진시키는 안전하고 유효한 기술이다(권고등급 D). 저강도 박동성 초음파 기술의 신연골형성에 대한 유효성을 평가하기에는 아직 연구가 더 필요한 단계의 기술이라고 평가하였다(권고등급 B, 연구단계기술분류 I).

신의료기술평가위원회의 심의결과는 소위원회의 검토결과와 함께 2012년 6월 7일 보건복지부장관에게 보고되었고, 보건복지부 고시 제2012-92호(2012년 7월 18일)로 개정·고시되었다.

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