가장 흔한 무릎 문제 중 하나인 슬개대퇴통증 증후군(patellofemoral pain syndrome, PFPS)은 무릎 질환의 약 25∼40%를 차지하는 것으로 알려져 있다.¹ 2016년 4th International Patellofemoral Pain Research Retreat에서 발표된 “consensus statement”에 의하면 슬개대퇴통증 증후군은 무릎을 구부린 상태에서 체중을 지탱하는 동안 슬개골에 하중을 가하는 활동에 의해 악화되는 슬개골 주변에서 발생하는 통증으로 정의된다.² 계단을 내려올 때 또는 앉기, 스쿼팅 등 장시간 동안 무릎을 굽히면 발생하는 심한 무릎 주변 통증(theater sign)이 중요한 특징이다. 슬개대퇴통증 증후군의 임상적 진단은 다른 요인으로 인한 유사한 통증 및 증상을 배제하는 것으로 내려진다. 슬개대퇴통증 증후군의 치료는 주로 보존적 치료가 우선되나 예후는 좋지않아 치료 후에도 환자의 50%가 5년이상 지속되는 통증을 경험하게 된다.³ 단독치료는 효과가 크지 않으며 교육, 운동, 발보조기, 테이핑, 도수치료 등을 함께 시행하는 것이 단순 경과 관찰보다 더 효과가 있다고 한다.⁴ 본 질환의 병인은 아직까지 밝혀지지 않았으나,⁵ 아마도 여러 기여 요인이 관여하는 이질적인 무릎 관련 손상들을 통칭하여 가리키는 것으로 여겨진다.¹ 본 질환과 관련된 위험요소 혹은 원인 중에 대퇴사두근의 약화가 있다. 대퇴사두근의 약화는 근육의 병적 상태에 의해 완전한 근육 활성화를 방해하는 신경억제의 결과일 수 있으며 약해진 대퇴사두근은 무릎에 관여하는 다른 근육과의 불균형을 초래할 수 있다.

저자들은 오랫동안 슬개대퇴통증 증후군이 왜 무릎에 구조적 이상이 없는 상태에서도 치료하기 어려운 심한 통증을 유발하는지에 대해 의문을 가져왔다. 상기 이유 중 하나로 무릎 자체 구조의 이상이 없다면 주변 구조 손상에 의해 무릎에 발생하는 연관통을 강력히 의심하였으며 그 중 대퇴사두근의 손상에 의한 연관통에 주목해 왔다. 근막통증같은 만성 대퇴사두근의 병적 상태가 무릎에 연관통을 일으키고 관찰되는 대퇴사두근의 약화도 병적인 근육상태에 의해 발생하는 것이라는 가설을 세웠다. 이에 저자들은 슬개대퇴통증 증후군의 진단에 부합하면서 대퇴사두근의 병변이 의심되는 환자에게 체외충격파 치료를 시행하여 무릎 통증 감소와 증상 개선에 대한 경험을 보고하고자 한다.

본원 정형외과로부터 구조적 이상이 없는 기능적 무릎 통증으로 의뢰된 27세 남자 환자가 3년 동안 지속되는 우측 슬개골 전방하부 통증으로 재활의학과 외래에 내원하였다. 환자는 상기 증상 외에 주요 병력은 없었다. 증상은 좋아지고 나빠짐을 반복하였지만 최근 1년 동안 양상은 크게 변하지 않았다. 환자는 특별한 외상을 기억하지 못하였다. 요추부 관련 증상 및 병력은 없었다. 증상은 평소에는 없었으나 계단을 내려오거나 30분 이상 앉아있으면 심한 통증이 발생하였다(시각 통증 척도, visual analogue scale, VAS 6∼7). 또, 때때로 무릎 통증과 함께 걷는 동안 우측 무릎에 불안정성과 위약감을 느꼈다. 무릎 통증이 발생하기 전에 환자는 약 6개월간 웨이트 운동을 집중적으로 하였으며 증상이 생긴 이후에도 수개월간 동일 운동을 지속하다 증상이 악화되어 결국 운동을 중단하였다. 환자는 현재 사무직으로 일하며 정기적으로 운동을 하고 있지 않다. 환자는 하지 웨이트 운동을 다시 하길 원하였으나 심한 무릎 통증과 상태를 악화시킬 수 있다는 두려움으로 운동을 하지 못하고 있다.

정형외과 진료 당시 촬영한 우측 무릎 단순방사선사진 및 자기공명영상에서 이상 소견은 보이지 않았다. 이전 타 병원에서 무릎 주변에 열전기치료, 도수치료를 6개월간 시행하였으나 효과는 없었다. 그 후 또 다른 병원에서 체외충격파 치료를 통증이 심한 슬개골 하부에 총 10회(주 2회) 시행 받았지만 증상은 호전되지 않았다. 약물치료로 진통소염제, 근육이완제, 아세트아미노펜/트라마돌염산염, 프레가발린을 복용했지만 모두 효과가 없었다. 초기평가에서, 환자는 키 177 cm, 72 kg, 신체질량지수(body mass index, BMI)는 23 kg/m² 이었고, 비교적 정상적인 보행 패턴, 자세, 하지정렬을 보였다. 진찰 중 통증은 없었고 환자의 무릎을 관찰한 결과 부기, 멍, 명백한 뼈 기형이 발견되지 않았다. 하지 능동 관절가동범위 측정 시 우측 슬관절 굴곡, 족관절 배측굴곡이 건측에 비해 각각 5° 감소되어 있었다. 도수근력검사에서 우측 슬관절 신전 시 4/5의 근력을 보였다. 또한 우측 능동 슬관절 굴곡 때와 근력검사 중 슬관절 신전 때에 각각 전하방 무릎통증이 재현되었다(Table 1). 슬개골의 위치와 움직임은 무릎의 관절가동범위 검사 중 정상 소견을 보였다. 척추 검사 중 통증은 유발되지 않았고 전신 질환 또는 급성 질환을 의심할 수 있는 징후는 없었다.

Table 1 . Initial Examination Findings.

Joint and motion	Right	Left	Pain response
Active/passive range of motion
Hip
Flexion	WNL	WNL	-
External rotation	WNL	WNL	-
Internal rotation	WNL	WNL	-
Knee
Flexion	135°/140°	140°/140°	Anterior knee
Extension	0°/0°	0°/0°	-
Ankle
Dorsiflexion	15°/20°	20°/20°	-
Plantarflexion	60°/60°	60°/60°	-
Manual muscle testing
Hip
Flexion	Normal	Normal	-
Abduction	Normal	Normal	-
Adduction	Normal	Normal	-
Knee
Flexion	Normal	Normal	-
Extension	Good	Normal	Anterior knee

*Tested in supine..

WNL: within normal limit..

신체 검사 중 환자는 우측 슬개골 전방하부(inferior pole)와 원위부 대퇴사두근에 압력을 가할 때 압통을 호소하였다. 특히 원위부 대퇴사두근의 비교적 넓은 부위에서 압통이 유발되었으며, 압통이 가장 크게 느껴지는 두 부위에서 슬개골 전방하부 통증이 재현되었다. 자세한 신체검사 후에도 대퇴사두근의 긴장띠(taut band)는 찾지 못하였고 국소연측반응(local twitch response), 자율신경계 증상은 유발되지 않았으나 압통 및 이에 따른 무릎 연관통의 재현, 대퇴사두근 위약, 무릎관절가동범위 제한이 있어 대퇴사두근에 대한 근막통증증후군이나 만성 근육손상을 배제할 수 없는 상태였다. 긴장띠가 발견되지 않아 국소연측반응을 유도하는 통증유발주사를 시행하기 어려운 점, 이전 타병원에서 체외충격파 치료를 슬개골 전방하부에 시행 받았을 때 치료효과는 없었지만 환자가 치료에 대한 거부감이 없는 점을 고려하여 대퇴사두근의 최대 압통 부위 2곳에 체외충격파 치료를 시행하기로 하였다.

체외충격파 치료는 focused, electromagnetic type의 장비(Dornier AR2, Dornier MedTech, Germany)를 사용하여 frequency 4∼6 Hz, energy level 4∼7 (0.05∼0.1 mJ/mm²)로 총 3회 적용하였다(Table 2). Energy level은 환자가 견딜 수 있는 정도 하의 최대 강도로 결정하였다. 우선 환자를 바로 눕힌 자세에서 대퇴사두근을 촉진한 후 압통이 가장 심한 부위에 probe를 위치시키고, 충격파가 타깃 부위에 잘 전달되도록 probe를 충분히 밀착시킨 상태에서 최대 압통유발부위 2곳에 각 2,000 shock씩(1회당 총 4,000 shock) 일주일 간격으로 체외충격파를 시행하였다(Fig. 1). 환자의 통증은 첫 번째 체외충격파 치료 이후에는 다소 증상이 줄었다 하였으며 두 번째 치료 후 통증은 크게 호전되어 치료를 총 3회 시행한 후 종결하였다(Table 2). 체외충격파 마지막 치료 후 1개월 뒤 환자의 추적관찰시에는 계단을 내려오거나 30분 이상 앉아있어도 무릎통증은 VAS 1로 더 감소하였고, 치료 종료 3개월 뒤 동일 동작에서 VAS 1∼2로 유지되어 향후 가벼운 하지 웨이트 운동을 시도하기로 하였다. 환자는 치료 중 및 추적관찰 기간 동안 체외충격파 치료와 연관된 부작용을 보고하지 않았다.

Figure 1. Extra-corporeal shockwave treatment (ESWT) probe was placed on right distal quadriceps muscle above the knee inguinal ligament.

Table 2 . Extracorporeal Shock Wave Setting and Patient’s Pain Change.

Number of treatment	Energy level at 30 mm (energy flux density, mJ/mm2)	Frequency (Hz)	Pulse per tender point	Pain level (VAS) assessment just before treatment
1st	4 (0.014)	5	2,000	6
2nd	4 (0.014)	5	2,000	5
3rd	6 (0.025)	5	2,000	2

VAS: visual analogue scale..

대퇴사두근의 약화는 근육의 위축에 의해 발생할 수도, 근육 손상 후 완전한 활성을 방해하는 신경억제에 의해서도 발생할 수 있다. 이러한 대퇴사두근의 약화는 많은 슬관절 병변의 원인 혹은 결과로 나타날 수 있다. 대퇴사두근의 약화 및 회전력(torque)의 감소는 무릎의 움직임에 관여하는 근육 간 불균형을 초래하며 슬개대퇴통증 증후군 위험인자로 알려져 있다.⁶ 무릎 관절 주변의 근육 불균형은 슬개골의 부정렬(malalignment)과 활주이상(maltracking)을 유발하는데, 내측광근(vastus medialis obliqus, VMO)의 근력약화가 외측광근(vastus lateralis, VL) 근력을 이기지 못하여 슬개골을 활차구(trochlear groove) 중심에 유지하지 못하고 바깥쪽으로 틀어지게 만들 수 있다.⁷

본 증례의 환자는 우측 슬개골 전방하부 통증과 그 외 증상 및 병력으로 보아 슬개대퇴통증 증후군의 정의에 부합하지만 동시에 대퇴사두근의 근막통증증후군에 의한 연관통으로도 진단이 가능하다. 두 질환은 서로 연관성이 있을 수 있으며 근막통증증후군이 슬개대퇴통증 증후군의 원인 또는 결과가 될 수 있다. Gerwin⁸은 근막통증증후군을 진단하기 위해서는 최소한 근육 내 긴장띠(taut band)와 압통, 이를 자극했을 때 재현되는 환자의 증상을 필수조건으로 제시하면서 그 외 국소연축반응(local twitch response), 연관통, 근육의 위약, 관절가동범위 제한, 자율신경계 증상은 진단을 위한 필수조건은 아니라고 제안하였다. 하지만 근막통증증후군의 진단기준에 대한 논란은 여전히 계속되고 있다. 본 증례의 경우, 처음 재활의학과 초진 시 자세한 신체검사에서도 대퇴사두근의 긴장띠는 찾지 못하였고 국소연축반응, 자율신경계 증상은 관찰되지 않았으나 압통 및 이에 따른 무릎의 연관통의 재현, 대퇴사두근 위약, 무릎관절가동범위 제한이 있어 대퇴사두근에 대한 근막통증증후군을 배제할 수 없다고 판단하였다. 대퇴사두근에 직접적인 통증이 없다는 점과 무릎 관절 전방하부에 압통이 있는 점은 대퇴사두근 근막통증증후군 진단을 배제할 수 있는 소견이 아니다. 대퇴사두근의 근막통증증후군은 달리기, 사이클링 등 근육의 과도한 사용, 직접적인 외상, 스트레칭이 부족한 상태에서 오랫동안 한 자세를 반복적으로 유지하는 경우 발생할 수 있다. 본 환자는 특별한 외상력은 없었지만 무릎 증상 발생 시기에 6개월간 대퇴사두근을 포함한 웨이트 운동을 집중적으로 시행하였으며 증상이 발생한 이후에도 오랜 기간 통증을 참고 동일 운동을 시행하였음으로 근막통증이 발생할 여지는 충분하다 여겨진다.

대퇴사두근의 근막통증증후군은 종종 근육 자체의 통증없이 무릎 주변 통증을 유발하며,⁹ 대퇴사두근 근막통증은 무릎 근력의 약화를 초래할 수 있고 보행 시 무릎의 불안정성을 야기하기도 한다. 이러한 이유로 대퇴사두근 근막통증증후군은 무릎관절 기능장애, 대전자 점액낭염, 대퇴감각이상증(meralgia paresthetica)으로 오진하는 경우가 있다.⁹ 본 환자의 경우 대퇴사두근의 근막통증증후군 진단은 논란이 있을 수 있는 데 대퇴사두근의 압통과 그에 따른 증상 재현을 고려하면 근막통증증후군이 아닌 경우에는 만성 대퇴근 근육손상을 의심할 수 있다. 이를 만성 근육손상으로 판단하려면 환자가 증상 발현 후에도 꽤 오랫동안 대퇴사두근 근력운동을 지속한 점을 고려하더라도 3년 이상의 유병기간은 너무 길어 역시 진단에 부합하지 않는 소견이 있기는 하다. 하지만 영상에서 확인되지 않은 근육조직의 섬유화 가능성도 있어 만성 근육손상을 배제하기는 어렵다.

체외충격파 치료는 주로 구심성 통증 수용체의 기능을 억제하고 혈관 신생을 증가시켜 연조직의 치유를 자극할 수 있는 단일 음향 파동 임펄스를 사용하며, 이는 근골격 치유 및 재생의 개선시킬 수 있다.¹⁰ 체외충격파로 근육손상을 치료한 연구는 많지 않으나 Astur 등¹⁰이 하지 근육의 만성손상에서 체외충격파 치료를 적용 후 통증과 근력이 호전되고, 대상 환자 모두 이전에 시행한 스포츠 활동으로 성공적으로 복귀하였음을 보고하였다. 근막통증증후군에 대한 체외충격파 치료효과에 대해서는 2020년 메타분석에서 총 477명을 대상으로 한 10개의 무작위 배정 임상시험을 분석 후에 체외충격파 치료가 승모근의 근막통증증후군에 유용한 치료라 보고한 바 있다.¹¹ 저자는 외래에서 슬개대퇴통증 증후군 환자의 많은 경우에서 타병원에서 체외충격파치료를 받았으나 증상 경감을 보지 못한 경우를 자주 경험하였는 데 치료효과가 없었던 모든 환자는 체외충격파를 대퇴사두근에 적용하지 않고 슬개골 주변에 받았다고 하였다. 근육 손상 시 연관통뿐 아니라 전이압통(referred tenderness)이 있음을 고려할 때 전이압통이 있는 무릎 전방부에 체외충격파 치료를 적용하면 치료효과를 기대하기 어렵다고 생각한다.

본 증례는 물리치료, 도수치료 및 슬개골 전방하부에 시행한 체외충격파 치료가 모두 효과가 없었던 슬개대퇴통증 증후군 환자에서 대퇴사두근의 근육 손상 혹은 근막통증을 증상의 원인으로 판단하여 대퇴사두근에 체외충격파 치료를 적용하여 성공적으로 치료된 사례이다. 슬개대퇴통증 증후군은 다인성으로 한가지 원인으로 발생하는 질환이 아니며 만성질환의 특성상 중추 신경계의 변화(central sensitization)로 만성 통증, 감각 장애 및 추가 기능 장애가 있을 수 있어 매우 복잡하고 치료가 어렵다. 따라서 모든 슬개대퇴통증 증후군을 본 증례의 경우처럼 대퇴사두근에 의한 연관통으로 간주할 수는 없다. 하지만 흔하게 발생하는 슬개대퇴통증 증후군의 원인이 영상검사에서 증명되지 않은 것은 다른 질환들에 비추어 매우 이례적인 경우이다. 왜 활동적인 젊은 사람에게서 유독 슬개대퇴통증 증후군이 많이 발생하고, 왜 영상검사에서 이상이 없는 지에 대해 무릎의 직접 손상이 아니면 다른 구조에서 병변을 찾고 본 증례의 경우처럼 대퇴사두근 등에 의한 연관통이 아닐까 생각하는 등이 노력이 필요할 것으로 생각한다. 추후 다수의 슬개대퇴통증 증후군 환자들을 대상으로 대퇴사두근의 병적상태를 자세히 파악하고 체외충격파 치료효과를 검증해보려 한다.