연구 논문

재발성 낙상과 무릎 골관절염 사이의 기능적 한계의 매개 역할: CHARLS 2015를 기반으로 한 관찰 연구

DOI:

10.3791/70456

⸱

2026년 6월 16일

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1International Department of Orthopedics, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2School of Orthopedics, Henan University of Chinese Medicine, 3School of Traditional Chinese Medicine, Hubei University of Chinese Medicine, 4General Medicine Department, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 횡단면적 관찰 매개 분석은 기능적 한계가 반복적인 낙상과 무릎 골관절염 간의 연관성을 부분적으로 매개하며, 중년 및 노년층에서 낙상 예방과 기능 유지의 중요성을 강조합니다.

초록

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기능적 한계, 반복 낙상, 무릎 골관절염 간의 관계에 대한 연구는 여전히 제한적입니다. 이 횡단면 관찰 연구는 재발 낙상, 기능 제한, 무릎 골관절염 간의 연관성을 조사하고, 기능 제한이 반복 낙상과 무릎 골관절염 간의 관계를 매개하는지 평가하였습니다. 45세 미만 참가자와 핵심 변수 및 공변량 데이터가 누락된 참가자를 제외한 후, CHARLS 2015 설문조사에서 2,278명의 참가자가 완전 사례 분석에 포함되었습니다. Spearman 상관관계 분석을 사용하여 반복 낙상, 기능 제한 점수, 무릎 골관절염 간의 상관관계를 평가하였다. 무릎 골관절염이 이분법적 결과로 취급되었기 때문에, 다변수 로지스틱 회귀분석을 사용해 반복 낙상과의 연관성을 평가하였다. 중재 분석은 선형 매개 변수 모델과 로지스틱 결과 모델을 기반으로 한 부트스트랩 매개 프레임워크 내에서 수행되었으며, 재발 낙상을 독립 변수, 기능 제한 점수를 매개 변수, 무릎 골관절염을 종속 변수로 하였습니다. 조정된 모델에서 반복적인 낙상은 무릎 골관절염 발생 확률과 유의하게 연관되어 있었습니다. 기능에 제한 점수가 추가된 후에도 반복 낙상은 무릎 골관절염과 유의미하게 연관되어 있었고, 기능 제한 점수는 무릎 골관절염과도 유의미하게 연관되어 있었습니다. 부트스트랩 매개 분석 결과, 총 효과는 0.093(95% 신뢰구간: 0.050–0.138), 직접적 효과는 0.079(95% 신뢰구간: 0.037–0.123), 기능적 한계를 통한 간접 효과는 0.014(95% 신뢰구간: 0.006–0.023)로, 전체 효과의 14.92%를 차지했습니다. 이 결과들은 기능 제한이 반복적인 낙상과 무릎 골관절염 사이의 연관성 중 중간 요인으로 작용하는 통계적으로 유의미한 매개 양상을 지지합니다. 이 결과는 중년 및 노년층 무릎 골관절염 건강 관리에 낙상 위험 평가와 기능 상태 평가를 통합하는 것의 중요성을 강조합니다.

서론

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무릎 골관절염(KOA)은 흔한 퇴행성 관절 질환으로, 보통 무릎 통증, 움직임 제한, 관절 경직으로 나타납니다 1,2,3. 질병이 장기적으로 진행됨에 따라 환자들은 종종 무릎 관절 기능 장애를 경험하며, 심한 경우에는 일상 활동을 할 수 있는 능력조차 잃게 됩니다 4,5. 무릎 골관절염은 전 세계적으로 역학적 부담이 크며, 특히 노인 인구에서 흔합니다 6,7,8. 60세 이상 인구의 약 13%가 무릎 골관절염을 앓고 있는 것으로 추정되며,9세에 걸쳐 유병률이 크게 증가하는 경향이 있습니다. 무릎 골관절염은 개인, 가족, 그리고 사회에 상당한 부담을 안깁니다10,11. 사회적 차원에서 무릎 골관절염은 의료 자원 소비를 증가시킬 뿐만 아니라 노동 생산성을 크게 감소시켜 사회경제적 부담을 증가시킵니다 12,13,14. 기전적으로 무릎 골관절염은 생물학적, 생체역학적, 염증성, 대사성, 외상 후 경로가 관여하는 다요인 질환으로, 노화 관련 퇴행과 부상 관련 관절 불안정성 또는 비정상적인 부하 등이 포함됩니다. 따라서 무릎 골관절염에 관한 관련 연구를 수행하여 특히 가동성, 관절 부하, 기능 저하와 관련된 조절 가능한 요인들을 명확히 해야 합니다.

반복적인 낙상은 최근 몇 년간 연구의 관심을 받고 있으며,15, 16, 17세 노인층에서 흔하게 나타납니다. 낙상은 노인의 부상 위험을 높일 뿐만 아니라, 골절이나 두부 외상과 같은 상태로 이어질 수 있으며, 장기적인 기능 장애를 초래하여 기능 제한과 삶의 질 저하를 초래할 수 있으며, 무릎 골관절염 발병으로 이어질 수도 있습니다 18,19,20. 연구에 따르면 매년 약 25%의 노인에서 낙상이 발생한다고 합니다 (21, 22, 23). 게다가 인구가 고령화됨에 따라 감소 발생률과 그에 따른 사회경제적 비용도 계속 증가하고 있습니다. 이는 가족의 경제적 부담을 시험할 뿐만 아니라 공중보건 시스템에 엄청난 부담을 가합니다 24,25. 무릎 골관절염의 병리학적 맥락에서 반복적인 낙상은 급성 부상뿐만 아니라 낙상 관련 통증, 관절 손상, 보행 불안정성, 낙상 두려움이 활동 참여를 감소시키고 하지의 하중 패턴을 변화시킬 수 있기 때문에 관련이 있습니다26,27. 따라서 특히 노인의 반복적인 낙상을 방지하기 위해 낙상 발생률을 줄이는 방법은 시급한 과제가 되었습니다.

기능적 한계는 종종 만성 관절 부하, 제한된 움직임, 그리고 변화된 움직임 패턴과 관련이 있습니다. 노인에서 무릎 관절의 기능적 한계는 무릎 관절의 하중 능력에 직접적인 영향을 미칠 수 있으며, 장기적인 비정상적 하중 및 퇴행성 변화가 무릎 골관절염 발병을 촉발합니다 28,29,30. 기능적 한계는 관절 주변 근육 지지를 감소시키고, 동적 무릎 안정성을 저해하며, 보상적 보행 패턴을 촉진함으로써 무릎 골관절염 관련 건강 부담에 추가로 영향을 줄 수 있습니다; 이러한 변화는 연골, 반월상연골, 연골하 뼈, 관절 주변 연조직에 기계적 스트레스를 증가시킬 수 있습니다. 또한, 연구에 따르면 장기간 반복되는 낙상은 신체적 부상을 직접적으로 초래할 뿐만 아니라 기능적 한계를 악화시켜 삶의 질에 영향을 미치고 무릎 골관절염 발병으로 이어질 수 있습니다31,32. 따라서 기능적 한계는 반복적인 낙상과 무릎 골관절염 간의 관계에서 중요한 매개 역할을 할 수 있으며, 낙상 관련 가동성 저하와 무릎 골관절염 관련 건강 부담 사이의 기능적 다리 역할을 할 수 있습니다.

따라서 본 연구는 기능적 한계가 중년 및 노년 중국인 성인의 반복 낙상과 무릎 골관절염 간의 연관성을 매개하는지를 조사하여, 무릎 골관절염 관련 건강 관리에서 낙상 예방과 기능적 유지에 대한 근거를 제공하는 것을 목표로 했습니다.

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프로토콜

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데이터
CHARLS 데이터베이스는 중국33의 보건, 경제, 사회 활동에 대한 설문조사를 기반으로 합니다. 모든 CHARLS는 베이징대학교 기관심사위원회(IRB)로부터 윤리적 승인을 받았습니다. 주요 가구 조사(인체측정 포함)의 IRB 승인 수치는 IRB0000105211015였습니다. 본 연구에서는 저자들이 2015년 설문조사를 적용했습니다. 표본은 21,095명의 참가자로 구성되었습니다. 45세 ≤ 또는 연령 정보가 누락된 참가자는 제외하였습니다. 재발 낙상, 기능 제한 점수, 무릎 골관절염 세 가지 핵심 변수에 대한 데이터가 누락된 참가자들은 제외하였습니다. 마지막으로, 공변량 데이터가 결여된 참가자들은 완전 사례 분석 데이터셋을 구성하기 위해 추가로 배제되었습니다. 이 연구에 사용된 모든 재료와 도구는 재료표에 나열되어 있습니다.

주요 변수 지표

반복되는 낙하
Fall은 참가자가 자기보고한 결과34로, "마지막 방문 이후 낙상을 경험한 적이 있습니까?"를 기준으로 평가되었습니다. 참가자들은 "예" 또는 "아니오"를 나타내는 이분법적 답변을 제공했습니다. 본 분석에서, "예"라고 답한 참가자는 재발 낙상이 있는 것으로 분류되었고, "아니오"라고 답한 참가자는 재발성 낙상이 없는 것으로 분류되었습니다.

무릎 골관절염
증상성 무릎 골관절염의 결과는 참가자가 다음 질문 중 첫 번째에 "예"에, 두 번째 질문35 에 "무릎"이라고 답하면 결정되었습니다: "자주 몸에 통증이 있나요?" 그리고 "몸의 어느 부위에 통증을 느끼나요?" 현재 통증을 느끼는 신체 부위를 모두 나열해 주세요." 따라서 본 연구에서 무릎 골관절염은 CHARLS 2015의 자가 보고된 무릎 통증 정보를 바탕으로 실질화되었습니다. 이 정의는 CHARLS 2015의 데이터 수집 설계로 인해 이 분석에 사용된 데이터셋에 방사선 검사 및 의사 진단 무릎 골관절염 정보가 제공되지 않았기 때문에 사용되었습니다.

기능적 한계
기능적 한계는 CHARLS 201536에서 일상 생활 활동(ADL) 및 일상 생활 기구 활동(IADL) 항목을 사용하여 평가하였다. ADL 항목에는 옷 입기, 목욕, 식사, 침대 오르기와 일어나는 것, 배변, 배뇨 및 배변 조절 등이 포함되었습니다. IADL 항목에는 집안일, 요리, 장보기, 돈 관리, 약 복용 등이 포함되었습니다. 각 문항은 1점(난이도 없음)부터 4점(활동 수행 불가능)까지 4점 척도로 점수를 매겼습니다. 11개의 ADL과 IADL 문항을 합산하여 11에서 44까지의 기능 제한 점수를 산출했습니다. 점수가 높을수록 더 심각한 기능 제한을 나타냈습니다. 기능 제한 점수는 매개제 분석에서 연속 매개체로 취급되었습니다. 또한, ADL 장애와 IADL 장애는 이진 공변량으로 구성되었습니다. ADL 장애는 참가자가 최소 한 가지 이상의 ADL 활동을 수행할 수 없다고 보고할 경우 존재 상태로 분류되었습니다. 참가자가 최소 한 가지 IADL 활동을 수행할 수 없다고 보고하면 IADL 장애는 현재로 코딩되었습니다. 이 두 이진 변수는 회귀 모델에서 공변량으로 포함되었고, 합산 기능 제한 점수는 매개체로 사용되었습니다.

공변량
상계변수에는 성별, 나이, 음주 상태, 흡연 여부, 체질량지수 범주, 야간 수면 시간, 우울증 상태, 인지 점수, ADL 장애, IADL 장애가 포함되었습니다. 성은 남성과 여성으로 분류되었습니다. 나이는 연속 변수로 분석되었습니다. 음주 상태는 참가자들이 한 달에 한 번 이상 또는 한 번 미만으로 음주했다고 보고한 경우에는 '예'로 분류되었고, 음주를 전혀 하지 않았다고 보고한 경우는 '아니오'로 분류되었습니다. 흡연 상태는 참가자가 흡연 이력이 있다고 보고하면 '예'로 코딩했고, 그렇지 않으면 '없음'으로 분류되었습니다. 체질량지수는 저체중, 정상, 과체중, 비만으로 분류되었습니다. 야간 수면 시간은 <6시간 또는 ≥6시간으로 분류되었습니다.

우울증 상태는 CHARLS 2015,37의 10문항 우울 증상 척도를 사용하여 평가하였습니다. 질문들은 지난 일주일 동안 참가자들이 평소에는 신경 쓰이지 않았던 일들에 신경 쓰였는지, 집중하기 어려웠는지, 우울함을 느꼈는지, 모든 것이 노력이라고 느꼈는지, 미래에 대한 희망을 느꼈는지, 두려움을 느꼈는지, 불안한 잠을 자었는지, 행복감을 느꼈는지, 외로움을 느꼈는지, 또는 시작하지 못했는지 물었습니다. 각 문항은 원래 1에서 4까지 4점짜리 빈도 척도로 점수를 매겼습니다. 부정적인 표현이 적힌 8개의 문항에 대해, 응답은 원래 응답에서 1을 빼어 0에서 3으로 점수를 받도록 변환되었습니다. 미래에 대한 희망을 느끼고 행복함을 느끼는 두 긍정적인 문항은 역점수로 평가되었습니다. 총 우울 점수는 0에서 30 사이였으며, 점수가 높을수록 더 심한 우울 증상을 나타냈습니다. 참가자들은 우울 점수 <10과 ≥10 그룹으로 분류되었으며, 점수 ≥10은 더 높은 우울 증상 부담을 나타냅니다.

인지 점수는 CHARLS 2015,38의 인지 관련 문항을 사용하여 산출되었습니다. 이 항목에는 연도, 월, 날짜, 요일, 계절의 정확한 식별이 포함되었습니다; 다섯 개의 연속 뺄셈 과제; 그리고 인물 드로잉 과제도 있습니다. 연속 뺄셈 과제에서는 참가자들이 100 중 7을 연속 단계로 빼도록 요청받았고, 다섯 단계에 대한 정답은 별도로 점수를 매겼습니다. 정답은 1점, 오답은 0점으로 평가되었습니다. 전체 인지 점수는 모든 문항 점수를 합산하여 계산했으며, 범위는 0에서 11까지 다양했습니다. 점수가 높을수록 인지 능력이 향상되었음을 나타냈습니다.

통계 분석
첫째, 45세 미만 참가자와 회귀 모델에 포함된 반복 낙상, 기능 제한 점수, 무릎 골관절염 또는 공변량 데이터가 누락된 참가자를 제외하여 완전 사례 분석 데이터셋을 구축하였습니다. 연구 집단의 특성은 연속 변수의 평균과 표준편차, 범주 변수의 빈도와 백분율로 요약되었습니다. 연속 변수에 대해 학생 t-검정과 범주 변수에 대해 카이제곱 검정을 사용하여 여성과 남성 참가자 간의 기초 특성을 비교하였다. Spearman 상관 분석을 통해 반복 낙상, 기능 제한 점수, 무릎 골관절염 간의 상관관계를 조사하였습니다.

무릎 골관절염이 이분법적 결과로 취급되었기 때문에, 다변수 로지스틱 회귀분석을 사용하여 반복 낙상과 무릎 골관절염 간의 연관성을 조사하였습니다. 기능 제한 점수는 연속적인 매개체로 취급되었으며; 따라서 선형 회귀를 사용하여 반복 낙상과 기능 제한 점수 간의 연관성을 평가하였습니다. 모델 1은 반복 낙상을 주요 독립변수로 포함했으며, 성별, 연령, 음주 상태, 흡연 상태, 체질량지수 범주, 야간 수면 시간, 우울증 상태, 인지 점수, ADL 장애, IADL 장애를 조정하였다. 모델 2는 모델 1과 동일한 공변량을 포함했으며, 기능적 한계 점수도 추가로 포함했습니다.

중재 분석은 선형 중재자 모델과 로지스틱 결과 모델을 기반으로 한 부트스트랩 중재 프레임워크를 사용하여 수행되었습니다. 이 모델에서는 반복 낙상을 독립 변수로, 기능 제한 점수를 매개체로, 무릎 골관절염을 종속 변수로 정의했습니다. 매개 분석은 간접 효과, 직접 효과, 총효과, 매개 비율을 추정하였습니다. 경로 a는 재발 낙상과 기능 제한 점수 간의 연관성을 나타내며, 경로 b는 재발 낙상 및 공변량 조정 후 기능 제한 점수와 무릎 골관절염 간의 연관성을 나타냈습니다. 직접적인 효과는 기능 제한 점수가 모델에 포함된 후 반복 낙상과 무릎 골관절염 간의 연관성을 나타냈습니다.

5,000회의 시뮬레이션을 이용한 부트스트랩 재샘플링을 사용하여 총효과, 직접효과, 간접효과와 95% 신뢰구간을 추정하였습니다. 저자들은 간접 효과에 대한 신뢰구간 추정의 안정성을 높이기 위해 5,000회의 부트스트랩 시뮬레이션을 사용했으며, 이 효과는 종종 비정규 분포를 보였습니다. 95% 부트스트랩 신뢰구간에 0이 포함되지 않았을 때 매개 효과는 통계적으로 유의미하다고 간주되었습니다. 통계적 유의는 양측 p 값으로 정의되었습니다 <0.0539.

모든 통계 분석은 Windows 10 x64의 R 소프트웨어 버전 4.4.1을 사용하여 수행되었습니다. 주요 R 패키지로는 tidyverse 버전 2.0.0, dplyr 버전 1.1.4, tableone 버전 0.13.2, psych 버전 2.5.6, mediation 버전 4.5.1, ggplot2 버전 3.4.4가 있었습니다. 데이터 추출과 변수 생성은 CHARLS 2015 변수 사전 및 설문지 문서에 따라 미리 지정된 R 스크립트를 사용하여 수행되었습니다. 재현성은 미리 지정된 스크립트를 사용하고 R 세션 정보를 기록함으로써 보장되었습니다. 연구 저자들이 통계 분석을 수행했고, 분석 결과물을 생성된 표와 수치와 대조했습니다. 또한, 통계 워크플로우, 모델 선정, 주요 분석 결과물은 저자의 대학에서 통계 방법론에 전문성을 가진 교수가 검토하여 분석의 적절성과 신뢰성을 더욱 확인하였습니다.

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결과

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참가자의 특징
연구 대상 집단은 그림 1에 표시된 선별 과정을 통해 선정되었습니다. CHARLS 2015 설문조사에서 총 21,095명의 참가자가 초기로 선별되었습니다. ≤45세 또는 연령 정보가 누락된 1,934명의 참가자를 제외한 후, 19,161명이 남아 있었습니다. 이 중 6,572명은 반복 낙상, 기능 제한 점수, 무릎 골관절염 등 누락된 데이터로 제외되었고, 10,311명은 공변량 데이터 누락으로 추가로 제외되었습니다. 최종 완전 사례 분석 표본에는 2,278명의 참가자가 포함되었습니다. 연구 표본의 기본 특성은 표 1에 나와 있습니다. 최종 참가자 중 여성은 1,759명, 남성은 519명이었습니다. 평균 연령은 전체 58.6세, 여성은 57.9세, 남성은 61.0세였으며, 성차(p < 0.001)가 유의미했습니다. 여성과 ...

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토론

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이 연구는 중년 및 노년 중국인 성인에서 반복적인 낙상과 무릎 골관절염 사이의 연관성에서 기능적 한계의 매개 역할을 조사하였습니다. 결과는 반복적인 낙상이 무릎 골관절염과 연관되어 있으며, 기능적 한계가 이 연관성을 부분적으로 매개한다는 것을 보여주었습니다. 이 결과는 기능 저하가 낙상이나 무릎 증상에 동반되는 결과일 뿐만 아니라, 낙상 병력과 무릎 골관절염 관련 부담을 연결하는 중요한 중간 상태임을 시사합니다.

본 연구에서 관찰된 매개 양상은 반복적인 낙상과 관련된 기능 악화의 관점에서 해석할 수 있습니다. 낙상은 종종 통증, 연부 조직 손상, 자세 자신감 저하, 낙상 두려움, 움직임 회피 등 신체적·행동적 변화의 연속적인 변화를 동반합니다 40,41,42.

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공개 사항

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저자들은 이 연구에서 이해 상충이 없다고 보고했습니다.

감사의 글

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자들은 이 연구에 사용된 공개 데이터를 제공해 준 중국 건강 및 은퇴 종단 연구(CHARLS) 팀과 모든 참가자에 감사드립니다.

자금 지원:
이 연구는 2025년 쓰촨 중의학 관리청 일반 프로그램 프로젝트 번호 25MSZX135의 지원을 받았습니다; 청두 시 보건위원회 2025년 일반 프로그램 프로젝트 2025305; 청두 중의학대학교 2025년 싱린 학자 독립 탐구 특별 프로젝트 프로젝트 330026199; 허난 학생 혁신 훈련 프로그램, 프로젝트 번호 202510471007.

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재료

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이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
중국 건강 및 은퇴 종단 조사 2015 설문 자료중국 건강 및 은퇴 종단 조사, 베이징 대학해당 사항 없음2차 분석에 사용되는 공개 설문 조사 데이터 세트. 등록된 연구자는 CHARLS 공식 웹사이트를 통해 데이터에 접근할 수 있습니다.
Dplyr R 패키지CRAN버전 1.1.4데이터 정리, 필터링, 재코딩 및 변수 생성에 사용됩니다.
Ggplot2 R 패키지CRAN버전 3.4.4시각화 및 그림 준비에 사용됩니다.
Mediation R 패키지CRAN버전 4.5.1선형 매개 변수 모델 및 로지스틱 결과 모델을 기반으로 부트스트랩 매개 분석을 수행하는 데 사용됩니다.
Psych R 패키지CRAN버전 2.5.6기술 통계 및 척도 관련 데이터 처리에 사용됩니다.
R 소프트웨어R 통계 컴퓨팅 재단버전 4.4.1데이터 처리, 변수 생성, 통계 분석, 회귀 모델링, 매개 분석 및 그림/표 생성에 사용됩니다.
Tableone R 패키지CRAN버전 0.13.2연구 인구의 기초 특성을 요약하는 데 사용됩니다.
Tidyverse R 패키지CRAN버전 2.0.0데이터 구성 및 데이터 관리에 사용됩니다.
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참고문헌

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