척추수술의 역사

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척추 수술의 역사

이집트(1550 BC), 그리스, 로마, 아라비아의 의학서적을 찾아보면 척추 질환의 치료에 대한 기술을 찾아 볼 수 있을 정도로 척추 질환은 인간의 역사와 함께 시작되었다고 해도 과언이 아니다. 좌골신경통과 요통에 대한 기술은 일찍이 Hippocrates와 Galen이 했지만, 퇴행성 추간판 질환을 개별 질환으로 인식한 것은 20세기에 와서이고 대부분의 연구는 20세기 후반에 이루어졌다. 1933년 Mixter와 Barr가 처음으로 추간판에 의한 좌골신경통을 수술하였지만, 척추 수술이 성행하기 시작한 것은 1970년대에 와서이다. 그러나 척추 손상에 대한 치료가 대부분이었고 퇴행성 추간판 질환에 대한 수술은 서서히 발전하였다. 20세기는 척추에 대한 많은 정보를 쏟아내어 미래의 치료를 위한 장을 열었다. 퇴행성 추간판 질환에 대한 치료는 다음과 같은 4개의 뚜렷한 발전 단계로 구분할 수 있다.

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그림 1. Mixter와 Barr의 논문

표 1. 퇴행성 추간판 질환에 대한 치료의 발전 단계

1단계 질환에 대한 정확한 진단과 절제와 같은 수술법의 선택의 발전

2단계 진단방법, 추간판의 생리학적 생화학적 이해, 고정법의 발전

3단계 전단계와 함께 인공장기를 이용한 추간판 치환술의 발전

4단계 전단계와 함께 추간판의 퇴행성 변화와 재생에 대한 이해와 이의 임상적 응용에 대한 발전

기원전 1550년 이집트에서 척추 손상에 대한 치료가 기술되었있지만, 척추 질환을 과학적 방법으로 접근하고 치료한 것은 Hippocrates(기원전 460~377년)가 한 최초일 것이다. 척추 질환에 대한 연구 중심적 접근은 2세기경 Galen이 최초이다. 그는 척추의 해부와 질환에 대한 놀라운 기록을 남겼으며 전만, 후만, 측만, 진탕청진을 기술하였고 요통에 대해 기술한 최초의 의사이다.

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그림 2. 의학의 아버지 Hippocrates

아라비아 시대 이전의 척추 질환의 치료는 대부분 Galen의 저술을 번역한 것이었다.아라비아 의학은 많은 의학적 발전의 기초가 되었다. Albucasis(936~1013년)는 방대한 의학 백과사전을 집필하였는데 그 중에는 몇가지 신경외과 서적(Al Tasrif)도 있었다. Avicenna(981~1937년)도 The Canons of Medicine이라는 유명한 의학서적을 남겼다. 아라비아의 훌륭한 의학은 르네상스시대까지 이어졌다.

척추 질환의 역사적 고찰에서 15세기 터키 의사인 Sabuncuöglu를 잊어서는 안된다. 1385년 터키의 Amasya에서 태어난 그는 The Imperial Surgery라는 치료서에서 척추 질환의 치료에 대하여 기술하였다. Sabuncuöglu는 좌골신경통을 약과 열소작술로 치료하였다.

7세기경 Aegina의 Paulus가 척추 손상을 수술로 치료하였다. 1510~1590년 사이 Ambroise, Parédhk, Michel, Mercatus는 척추 골절을 현가 장치로 치료하였다. Percival Pott(1713~1788sus)는 척추 결핵을 수술하였다. MacEwen(1848~1924년)은 후궁절제술에 대하여 기술하였고, Ménard(1895~1934년)는 costotransversectomy에 대하여 기술하였다. 비슷한 시기에 Weber(1827년), Rauber(1876년), Messere(1880년)가 척추의 생역학에 대해 연구하였다.

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그림 3. Percival Pott.


1895년 William Conrad Röntgen이 X-ray장치를 발명함으로써 척추 질환은 새로운 시대로 접어들었다. 처음에는 전후 사진만이 가능하였지만 1925년 Davis가 개량하여 측면 사진을 얻을 수 있게 되었다. 1930년경 척수조영술(myelography)이 개발되어 척추 영상의 새로운 도약이 이루어졌다. 척수조영술의 도움으로 Dandy는 후궁절제술로 추간판을 제거할 수 있었다. 미국에서는 A.G. Smith가 1829년 최초로 후궁절제술을 시행하였다.

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그림 4. Walter E. Dandy와 그가 수술한 추간반 탈출증.


추간판 탈출증은 1933년 Mixter와 Barr가 추간판 탈출증의 정확한 병리와 적절한 수술적 치료를 하고 나서야 주목을 받기 시작했다. 좌골신경통이 신경 이상일 것이라는 것은 1764년 Domenico Cotugno에 의해 처음 기술되었으며 뒤를 이어 Lasegue, Dejerine, Sicard가 좌골신경통에 대한 이해의 폭을 넓혔다. 1927년부터 1929년까지 독일 병리학자인 Schmorl과 Andrea는 추간판 탈출과 퇴화에 대한 많은 기술을 통해 추간판에 대한 현대적 개념을 이룩하였다. 추간판 탈출의 수술은 1909년 Oppenheim과 Kruse가 최초로 하였고, 1933년 Mixter와 Barr가 경막을 가르고 추간판을 제거하기에 이른다. 이탈리아 의사인 Bonomo가 1902년에 비슷한 방법을 기술한 적이 있다. Love가 1937~1939년에 intralaminal-extradural discectomy를 도입하였고, 40년이 지나 1977년에 Caspar와 Yasargil이 이 방법에 현미경을 도입하여 미세현미경수술의 장을 열었다.

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그림 5. William Jason Mixter. 그가 그린 S1 root 그림

비슷한 시기에 수술 접근법과 고정 기구에 대한 많은 발전이 있었다. King이 1944년 척추경 나사못을 개발하였지만 사용되기 시작한 것은 1959년 Boucher에 의해서다. 1953년 Holdsworth와 Hardy가 내고정기구를 사용하고 보고하였다. Harrington은 1958년 경 측만증 치료를 위한 기구를 선보였는데 후에 다른 목적으로도 사용되었다. Luque와 Hall에 의해 Luque system이 소개되었다. 20년후 Cotrel-Dubousset(CD) system이 소개되었다. 1991년 Ashman이 Texas Scottish Rite(TSR) system을 소개하였고 1994년 Schufflebarger가 Moss Miami system을 소개하였다.

1948년 Lindblom이 추간반조영술을 개발하여 퇴행성 척추 질환에 대한 또다른 이해를 가능케 했다. CT, CT with myelography, MRI에 의해 진단의 발전과 함께 퇴행성 척추 질환에 대한 이해의 폭이 훨씬 넓어졌다. Postmyelogrpahy CT가 도입되어 far-lateral disc herniation을 인식하게 되었고 far-lateral 접근법이 고안되었다. 이것은 치료와 진단이 조화된 좋은 예이다. 1970년대에 개발된 MRI는 환자의 선별에 우수한 영상기기이다. 최근에는 직립 MRI가 개발되어 고식적 MRI의 한계를 해결할 것으로 보인다.

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그림 6. MRI를 개발해 2003년 노벨상을 탄 Raymond Damadian.

우측의 기계는 그가 최근 개발한 FONAR사의 upright MRI

파열성 추간판 탈출증의 수술법은 다양하다. 가장 흔한 것이 고식적 후방접근법이다. 1963년 Lyman Smith가 수핵용해술을 소개하였다. 내시경 접근법은 1975년 Hijikata가 소개하였다. 퇴행성 추간판 질환의 현대적 개념은 segmental instability로 인한 mobility에 의해 통증이 유발된다는 것으로 유합술이 매우 유용한 치료로 각광받고 있다.

그런데, 이러한 발전들이 퇴행성 추간판 질환을 모두 해결하였는가? 모든 환자가 치료되었는가? 대답은 간단하다. 많은 환자들이 여전히 고통받고 있다.

연구자들은 계속해서 대안을 찾고 있다. 인체의 다른 관절이 문제가 되면 인공관절로 치환되는데 척추도 여러 개의 관절로 이루어져있다. 척추의 인공 관절은 천천히 개발되었다. 1975년 Froning이 척추 인공디스크 특허를 획득하였지만 실제로 삽입하지는 않았다. 다양한 종류의 인공디스크가 Nachemson(1956년), Van Steenbrugghe(1955년), Oyen(1974년), Froning(1975년), Roy-Camille(1978년), Kuntz(1980년), Edeland(1981년)에 의해 개발되었다. 수 백 가지의 인공디스크 중 단지 몇 개만이 임상시험을 하고 있다. 1950년대 후반 Frenström이 처음으로 인공디스크를 삽입하였지만 수술 결과는 만족스럽지 못했다. Hon이 30명의 환자에게 다양한 인공디스크를 삽입하였지만 결과는 발표하지 않았다. Steffee의 Acroflex design도 만족스럽지 못했다. 1980년대에 독일에서 Schellna과 Büttner Jans가 SB Charité를 개발하였다. 1984년 Zippel이 처음으로 삽입하였지만 후에 포기하였다. SB Charité III가 1987년 소개되었고 유럽에서 널리 사용되었다. 그 후 ProDisc가 생산되어 현재 임상 시험 중이다. 같은 식으로 Maverick disc가 시험되고 있다.

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그림 7. Charité III

관절치환술은 기능을 보전하다는 점과 통증을 감소시킨다는 점에서 장점이 있다. 관절치환술이 유합술과 연관된 합병증을 줄일 수 있지만 퇴행성 척추 질환을 모든 문제를 해결할 수 있을까? 답하기는 이르지만 적응증이 제한되어있고 장기 추적 관찰 결과가 없다. 퇴행성 척추 질환의 복잡함과 애매모호함 때문에 하나의 기구가 모든 것을 치료할 수 는 없을 것이다. 탄성과 운동성을 모두 적절하게 갖춘 인공디스크가 개발되어야 할 것이다. 분자 생물학과 생체물질의 발전은 유합성공율을 높이고 있다.

재생에 대한 연구가 이미 시작되었으며 느리긴 하지만 몇몇 연구들은 낙관적인 결과를 내놓고 있다. 그러나 아직 원초적이고 좀더 많은 연구와 재정 지원이 필요한 실정이다.

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그림 8. Stem cell: 여러 분야의 재생 치료에 응용될 가능성이 높다.