무릎관절염을 조기에 발견할 수 있는 새로운 진단 지표가 확인됐다. X-레이 에서 정상으로 진단된 무릎이라도, 자기공명영상(MRI)에서 ‘중앙 대퇴골 연골 손상’ 소견이 관찰된다면 무릎관절염이 이미 진행되고 있을 가능성이 높다는 사실을 국내 연구팀이 규명했다. 또 MRI로 ‘내측 반월상 연골 돌출’이 관찰되면 관절염이 심각해질 위험이 높은 것으로 나타났다.

노두현·한혁수 서울대병원, 이도원 동국대 일산병원 정형외과 교수팀은 미국 장기 관절염 코호트(MOST)에 등록된 50세 이상 무릎관절염 환자 1140명의 데이터를 기반으로, MRI 및 X-레이 소견을 장기 추적한 결과를 23일 발표했다.

무릎 퇴행성관절염은 연골의 점진적인 손상과 관절 구조물의 퇴행성 변화로 인해 발생한다. 전 세계 인구 10명 중 1~3명이 앓고 있다. 통증과 운동 제한을 유발해 삶의 질을 크게 낮출 수 있어, 조기 진단과 치료를 통해 진행을 늦추는 게 중요하다.

무릎관절염 초기에는 연부조직(연골, 반월상 연골판 등)에서 먼저 변화가 발생하지만, 일반적으로 진단에 활용되는 X-레이로는 이런 변화를 일찍 파악하는 데 한계가 있다. 연부조직을 관찰하기 용이한 MRI는 접근성이 떨어지며, 이처럼 서로 다른 특성을 가진 두 검사 방법의 연관성을 장기적으로 분석한 연구는 드물었다. 

연구팀은 X-레이로 평가한 관절염 진행 단계(0~4기)에 따른 주요 MRI 소견을 최대 7년간 추적 관찰했다.

그 결과, 관절염 진행 시 가장 먼저 나타나는 변화는 ‘중앙 대퇴골 연골 손상’이었다. 이 손상은 X-레이에서 정상으로 여겨지는 관절염 0기부터 관찰돼, MRI가 무릎관절염 초기 변화를 확인하는 데 중요한 도구임을 보여줬다.

관절염 진행 위험의 가장 강력한 예측 인자는 ‘반월상 연골 탈출’이었다. 이는 추적 관찰 시간과 유의미한 연관성이 없었으며, 시간 경과보다는 무릎의 구조적 변화가 관절염 진행을 주로 유도하는 것으로 확인됐다. 

관절염 진행에 따라 MRI상 무릎 중앙에서는 연골·반월상연골판·뼈, 후방에서는 반월상연골판·연골·뼈 순서로 손상 양상에 차이가 있었다.

추가적으로 연구팀은 관절염 초기 MRI 소견(중앙 대퇴골 연골 손상)과 연관된 X-레이 지표를 분석했다. 그 결과, 경골 골극, 내측 관절강 협착, 대퇴골 골극 순서로 X-레이 소견이 나타났고, 이들은 모두 연골 손상과 연관성이 있었다. 무릎관절염 진행 단계에 따른 MRI 소견. 관절염 0기(빨간 선)에서도 ‘중앙 대퇴골 연골 손상’이 관찰돼, 이 손상이 무릎관절염의 중요한 초기 증상으로 확인됐다.

노두현 교수는 “이번 연구를 통해 무릎관절염의 구조적 변화 순서를 체계적으로 규명하고, 조기 관절염을 예측하는 핵심 인자를 입증했다”며 “MRI 이용이 제한된 환경에서는 특정 X-레이 소견을 이용해 관절염의 발생과 진행을 간접적으로 예측하고, 일찍부터 관절염 진단의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

노두현(왼쪽) 서울대병원, 이도원 동국대 일산병원 정형외과 교수

 이번 연구 결과는 2025년 대한슬관절학회 국제학술대회(ICKKS 2025)에서 우수발표상을 수상했으며, 국제학술지 ‘Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy’(KSSTA, IF=5.0) 최신호에 ‘Longitudinal correlation between X‐ray and MRI findings in medial compartment knee osteoarthritis: Insights into early cartilage loss and structural changes’라는 논문으로 게재됐다.