Volume 12, Number 2, December, 2009
※ 통신저자: 박 상 은
경기도 고양시 일산구 식사동 814
동국대학교 의과대학 일산병원 정형외과학교실
TEL: 031) 961-7316 FAX: 031) 961-7290 E-mail: [email protected] 접수일: 2009년 11월 24일, 게재확정일 2009년 11월 25일
슬관절 전치환술 후 2개 투시기를 이용한 생체 내 슬관절 역학적 연구
동국대학교 일산병원 정형외과학교실
박상은∙양진영∙임무준
= Abstract =
In Vivo Biomechanics Using Dual Orthogonal Fluoroscopy after Posterior Stabilized Total Knee Arthroplasty
Sang Eun Park, M.D., Jin-Young Yang, M.D., Moo-Joon Lim, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Dongguk University Ilsan Hospital
This study investigated the six degrees of freedom (DOF) kinematics and three-dimensional (3D) contact during kneeling after total knee replacement arthroplasty.
A total of 16 South Korean female patients (22 knees) after posteriorly stabilized (PS) TKA (LPS-Flex) per- formed by a single surgeon were randomly recruited. The patients were imaged using a dual fluoroscopic tech- nique while they were kneeling from initial to maximum flexion. The acquired images and 3D models were then used to recreate the in vivo pose of the components
Patients flexed their knee, on average, from 107.3�to 128.0�during the kneeling activity. Changes in kine- matics included proximal, medial, posterior translation and varus rotation. Articular contact moved posteriorly by 5.9 mm and 6.4 mm in the medial and lateral compartments, respectively. Contact also moved medially by 3.2 mm and 5.8 mm in the medial and lateral compartments. A decrease in articular contact was observed in both condyles, and lateral condylar lift-off increased with flexion (P=0.0001).
The tibiofemoral and cam/post articular contact data acquired in this study further suggest that kneeling may be performed by patients after clinically successful PS TKA who feel comfortable with activity and are free of
Key Words: Kneeling, Posterior stabilized TKA, Knee biomechanics
서 론
슬관절 인공관절 전치환술 후에 고도 굴곡은 아 시아나 중동 지역에서 매우 중요하게 여겨지는데 이는 이들 문화권에서 무릎 꿇기, 책상 다리 등의 자세가 흔하기 때문이다23). 임상연구 결과에 따르 면, 아시아권 환자들은 슬관절 인공관절 전치환술 후 자신의 이러한 일상 생활이 제한 받을 수도 있 다는 것에 대한 걱정과 불안을 가지고 있다고 한
다11,12). 게다가 서구의 환자들은 무릎을 꿇거나 책
상다리를 하는 자세가 자신의 인공관절에 좋지 못 하다는 잘못된 정보를 가지고 그러한 자세를 삼가 하려는 경향이 있다27,28).
최근에 무릎 꿇기 동작에서 슬관절의 생체역학 적 기능 에 대한 여러 연구가 있었다5,14,15,17,29)
. 특 히 고도 굴곡시 전후방 대퇴 경골간 접촉에 대한 연구가 많았다5,7,15,29). 무릎을 꿇는 동안 내회전과 과상위(condylar lift-off)에 대한 연구도 있었
다15,17). 축(cam)과 지주(post)의 기전이 무릎을
꿇는 동안 관절 운동학에 미치는 영향을 알기 위 해 후방십자인대 보존형 및 치환형에서 대퇴부의 축(cam)과 경골의 지주(post) 사이의 가장 근접 한 거리를 측정하는 비교 연구도 있었다5,14,15,17)
. 이전의 연구들이 인공관절 수술 후의 생역학를 밝혀내는데 중대한 기여를 했다고 하지만, 아직 까지 6방향의 운동학 및 무릎 꿇기에서 3차원적 관절면 접촉에 대해 제대로 알려진 것이 없다.
이 연구는 슬관절 전치환술 후 치환된 슬관절의 내재적 생역학에 대한 것으로 슬관절의 굴곡이 치 환된 인공관절에 미치는 영향에 대한 것이다. 환 자군은 후방십자인대 치환형 슬관절 전치환술을 시행한 한국 환자들로 슬관절 굴곡의 시작에서 최 대 굴곡 시점까지의 대퇴-경골 6방향의 운동학, 관절 접촉 역학, 그리고 축과 지주의 연동에 대해 연구하였다.
대상 및 방법
동일한 술자에게 후방십자인대 치환형(Legacy Knee- posterior Stabilized High Flex; Zim- mer, Warsaw, IN, USA) 슬관절 전치환술을 받은 총 20명의 한국 여성 환자들(28예)을 무작
위로 선정하였다. 모든 환자들은 수술 후 최소 6 개월 후의 상태로 임상적으로 만족스러운 결과를 보이는 상태였다. 연구 이전에 충분한 설명에 근 거한 동의를 환자로부터 받았다. 환자 선정 후, 4 명의 환자(6예)는 연구에서 제외하였다. 한 명(1 예)은 후방십자 인대 치환형 인공관절이 아니었 고, 두 명(3예)은 요통으로 인해, 그리고 다른 한 명(2예)은 슬관절 통증으로 무릎 꿇기가 불가능 하였다. 그래서 남은 16명(22 예)을 이번 연구의 대상으로 하였다(Table 1).
관절 운동을 측정하기 위해 이중 투시 영상 장 치(BV Pulsera; Philips, Bothell, WA, USA)를 이용하였다2,8). 방사선 노출을 최소화 하 기 위해, 보호대로 환자의 갑상선 부위에서 무릎 바로 위까지 가리고 연구를 진행하였다. 환자의 수술 받은 무릎을 영상장치 위에 올려놓고, 반대 편 다리는 편한 상태로 서 있게 하였다(Fig.
1A). 환자에게 양쪽 다리에 균등하게 체중을 배 분하도록 몸을 지지하기 위한 지지대를 제공하고 교육하였다. 무릎 꿇기를 하는 동안 초기 굴곡시 점부터 최대굴곡까지의 영상을 얻었다(Fig. 1B).
사실적인 투시 영상을 얻기 위해 이전에 제시된 Solid modeling program (Rhinoceros;
McNeel, Seattle, WA, USA)을 사용하였고 왜곡된 이미지는 모두 교정하였다6,8.19). 투시 영상 장치가 구축되면 환자의 이미지, 대퇴부 및 경골 치환물의 3D CAD 모형은 실제와 같은 환경 속 에 놓여지게 된다. 무릎 꿇기를 하는 동안 6 방향 의 운동성 및 3D 모형에서 관절의 접촉 위치가 영상화되는데 이는 자동화된 매칭 기술을 사용하 여 이루어지게 된다2)(Fig. 1C, D).
Table 1. Patient characteristics (22 knees)
Characteristic Average±SD
Age (years) 70.9±5.2
Weight (kg) 59.8±8.8
Height (cm) 152.3±6.4
Time after surgery (months) 16.1±4.0
Passive maximum flexion 142�±7�
International knee score 99±2
Functional knee score 96±6
또한 슬관절 인공관절의 접촉면적은 대퇴부 치 환물과 폴리에틸렌 관절면 사이에서 측정된다8,19). 폴리에틸렌 관절면과 대퇴골 치환물의 교차점을 접촉면으로 정하고, 접촉면의 중심을 접촉위치로 정하였다. 접촉위치는 폴리에틸렌 지주뿐만 아니 라, 대퇴골 치환물의 내, 외측의 부위에서도 측정 하였다. 대퇴부 축과 경골의 지주 사이 교차점은 후방 축/지주 연동으로 보고하였고, 대퇴부와 경 골 지주의 내측 또는 외측과의 교차점은 지주 측 면 접촉(post sidewall contact)으로 보고 하였 다. 대퇴부 및 경골의 치환물 사이에 접촉면이 없 는 경우에는, 대퇴부 치환물과 폴리에틸렌 표면과 의 최단거리를 측정하였다. 이들 사이의 거리가 0.29 mm 이상일 경우 과상위(condylar-lift off)로 간주하였다19).
대퇴골의 충돌 가능성을 알아보기 위해 대퇴골 치환물의 위치 또한 분석하였다. 최대 굴곡 (maximum flexion)시의 자세에서 대퇴골의 충 돌을 분석하기 위해 후방 대퇴부 치환물의 절단면 을 이용하였다. 이 연구를 통해 절단면과 폴리에 틸렌 표면 사이의 교차점은 대퇴골 간부의 후방부 위가 경골의 폴리에틸렌 삽입부와 충돌할 수도 있 다는 것을 알 수 있었다(Fig. 1A).
구조물 좌표 체계(Component coordinate system)
구조물 좌표 체계는 경골 측의 폴리에틸렌 구획 과 지주 위에서의 6 방향의 운동성과 3D 모형에 서의 관절 접촉부위를 알아보기 위해 만들어 졌다
Fig. 1. Patient performing the kneeling activity in the imaging system in which the initial (A) and maximu (B) positions are shown. The corresponding poses shown at 111�(C) and 134�(D) of flexion maintained posterior cam/post engagement and medial contact throughout.
A
C D
B
(Fig. 3). 또한 대퇴측의 구획은?굴곡/신전의 축 이 두 대퇴부 돌출부(peg)와 연결되도록 하였고 내회전/외회전의 축은 굴곡/신전 축의 중앙부분에 위치하도록 하였다. 이들 두 축을 전방/후방 축이 라 규정하고, 중앙부의 대퇴부 충돌위치는 6 방향 의 운동학에 대한 참고로써 사용하였다. 중립 굴곡 과 내전은 원위 대퇴부 절단면이 경골 판의 표면으 로 평행하게 이루어진 상태로 정의하였다. 내회전 과 모든 운동은 오목한 폴리에틸렌 표면의 가장 아 래쪽 지점과 대퇴과가 서로 접촉하여 고정되었다.
대퇴측 구획의 운동은 전방/후방, 근위부/원위부, 그리고 내측/외측에서의 무릎을 굽히는 행동에서 나타난다. 경골의 오일러 앵글(Euler angles)은 다음과 같이 계산했다: 이전 연구를 바탕으로 회전 력을 굴곡(+)/신전(-), 내반(+)/외반(-) 그리고 내 회전(+)/외회전(-)으로 계산했다7,22).
폴리에텔렌 표면의 관절접촉 부위는 좌표 체계 로 고려해야 하는 부분이다. 좌표 체계로는 폴리 에틸렌의 전방, 후방과 내, 외측 부분으로부터 삽 입너비가 25%인 중앙 지역이다(Fig. 3). 또한 경골의 지주 좌표 체계는 box 기둥의 모든 경계 부위로 정하였다.
1. 통계분석(Data analysis)
굴곡과 경골 관절 접촉 보다는 5 방향 운동을 측정했고 특히 이를 초기굴곡과 최대 굴곡자세에
서 분석하였다. Wilcoxon rank test는 6방향 운동학과 초기굴곡, 최대굴곡 자세에서 3D 관절 접촉상태를 비교하기 위해 시행하였고 과상위 (condylar lift-off)와 대퇴골 충돌 집단의 최대 굴곡을 비교하기 위해 Mann-Whitney test가 사용되었다.
2. 결과
초기굴곡과 최대굴곡 자세에서 6방향 운동의 변 화를 관찰하였다. 무릎 꿇기를 하는 동안 22 예의 슬관절 평균 초기굴곡은 107.3�±7.4�였고, 평 균 최대굴곡은 128.0�±7.9�로 나타났다. 대퇴 골 근위 이동은 초기굴곡에서 5.1±1.7 mm였 고, 최대굴곡에서 4.1±2.1 mm로 감소했다 (P=0.002) (Fig. 4A). 내측 대퇴골 이동은 초기 굴곡에서 0.6±0.9 mm 였고, 최대굴곡에서 1.5
±2.4 mm 로 나타났다(P=0.03). 대퇴골은 4.7
Fig. 2. Femoral and tibial component in which the potential for femoral bone impingement is pre- sent. Impingement is indicated by the intersec- tion between the polyethylene tibial insert and the resection plane.
Fig. 3. Total knee arthroplasty component coordinate systems.
±3.3 mm에서 12.3±3.3 mm까지 후방이동 했 다(P<0.0001). 내전은 0.3�±0.9�에서 2.0�± 3.6�까지 증가하였다(P=0.03)(Fig. 4B). 경골의 내회전은 초기굴곡(5.3�±5.0�) 에서 최대 굴곡 (5.0�±5.2�)으로 변화가 없었다.
관절의 접촉 부위도 전후방, 내외측 모두에서 관찰되었다(Fig. 5). 대퇴 내과는 중앙선으로부 터 후방 -1.4±3.3 mm 에서 시작하여 후방으로 는 -7.3±6.6 mm 이동하였다(P=0.005). 내외 측 방향으로의 접촉은 경골의 내측 부분에서 유지 되었는데 이는 2.9±6.1 mm 에서 시작하여 6.1
±6.4 mm 에서 끝났다(P=0.05). 대퇴 외과는 정중선 후방 -7.7±2.5 mm 에서 시작하여, 후 방으로 -14.1±2.3 mm 정도 이동하였다. 또한
구역의 외측 부분에만 위치했을 때 대퇴 외과는 - 7.3±6.3 mm 에서 1.5±2.9 mm 내측으로 움 직였다. 그러나 외측 구역에서의 변화는 통계학적 으로 유의하지 않았다.
초기굴곡에서 내측 경골-대퇴 접촉은 16 예 (73%), 외측 경골-대퇴 접촉은 18 예(82%)가 관찰되었다(Table 2). 또한 후방 축/지주 사이의 접촉도 18 예(82%)에서 관찰되었는데 이들은 모 두 지주의 원위부에서 일어났다(Fig. 6). 이들 중 11 예는 후내측에서, 나머지 7 예는 경골 지주 의 후방을 가로질러 일어났다. 또한 한 예에서는 대퇴부의 박스 부위와 경골 폴리에틸렌 지주의 안 쪽 면 사이에서 접촉이 관찰되었다. 내측과 외측 그리고 경골 지주 부위에서의 접촉이 가장 흔하게
Fig. 4. Six degrees of freedom kinematic results during kneeling activity for (A) femoral translation and (B) tib- ial rotation as functions of flexion. Prox, proximal-distal; Med, mediolateral; Post, anteroposterior; Var, varus-valgus; Int, internal-external. *P <0.05)
A B
Fig. 5. Articular tibiofemoral contact location at the ini- tial (dotted line) and maximum kneeling (solid line) positions. Posterior and medial excursion in the medial compartment was significant. (P
<0.05)
Fig. 6. Graphic representation of the articular contact location between the femoral cam and polyethyl- ene tibial post at the initial (white points) and maximum (black points) kneeling positions.
Individual instances along with the average con- tact location (and standard deviation) are shown.
나타났다(13/22). 세 명의 환자에서는 초기굴곡 시 경골 지주 바로 위에서 접촉이 나타났고, 이는 내측, 외측 경골 부위에서의 과상위(condylar lift-off)를 나타내는 것이다.
최대굴곡시 내측 경골-대퇴 접촉은 13예(59%) 와 내측 경골-대퇴 접촉은 6예가 관찰되었다 (Table 2). 또한 후방 축/지주 접촉은 18예 (82%)가 관찰되었고 이들은 모두 지주의 원위부 에서 일어났다(Fig. 6). 이들 중 13예는 후내측 에서 일어났고, 나머지 5예는 경골 지주의 후방면 을 가로질러 일어났다. 4예(18%)는 대퇴 박스와 경골 지주의 내측 사이에서 접촉이 나타났고, 한 예(5)에서만 경골 지주의 외측에서 접촉이 나타났 다. 최대 굴곡에서는 더욱 다양한 접촉 양상을 보 였고 6명의 환자에서 한 곳에서의 접촉을 보였다.
외측 구획에서의 과상위(condylar lift-off) 발생 은 굴곡이 증가되면서 증가하였다(P<0.0001). 그 러나 내측 구획과 후방 축/지주 진입에서 상위 (lift-off)는 굴곡의 변화와는 관계가 없었다.
각 환자의 자세를 분석하여 대퇴골의 충돌에 대 한 가능성을 7예에서 관찰하였다(평균 최대 굴곡 136.0�±4.7�)(Fig. 2). 15예중 12예에서 관절 의 충돌 가능성이 없었고 이들은 최고 128�의 굴 곡이 가능하였으며(average maximum flexion of 124.3�±6.1�) 이는 충돌의 가능성이 있던 예 에 비해 유의하게 낮은 수준이었다(P=0.0005).
고 찰
슬관절 인공관절 전치환술을 시행한 환자들의 입장에서 무릎을 구부렸다 펴는 것은 환자들에 게 필요한 기능으로 특히 일상생활에서 무릎을 많이 구부리게 되는 사람들에게는 더 중요한 일 이다9,11,23,26)
. 무릎을 구부렸다 펴는 동안의 슬관 절 역학에 대한 연구가 지속되고 있지만 인공관 절 치환술을 받은 사람들에게 고도 굴곡의 안정 성에 대한 의문은 아직 남아있다5,17,29).
이전에도 후방십자인대 치환형 인공관절 수술 후
Table 2. Instances and patterns of articular contact during kneeling
Contact location
Parameter Med comp Lat comp Cam/post Sidewall
Kneeling position
Initial(107.3�) 16 18 18 1
Maximum(128.0�) 13 6 18 5
Contact patterns
Med+lat+post 13 13 13
Med + post + side 1 1 1
Med + lat 2 2
Lat + post 1 1
Lat 2
Post 3
Contact patterns at maximum flexion
Med + lat + post + side 1 1 1 1
Med + post + side 3 3
Med + lat + post 2 2 2
Med + post 4 4
Lat + post 2 2
Med + lat 1 1
Post + Side 1 1
Med 2 5
Post
No contact (1 patient)
에 슬관절 운동 역학에 대한 연구들은 있었다5,14,15). 미국의 한 연구에서는 평균 110�±10�의 굴곡에서 경골 내외측 구획에서 후방 이동이 있었다고 제시 하였다14). 일본의 다른 연구에서는 형광투시법으로 133�±7�정도의 굴곡이 측정되었으며 120�까지의 굴곡을 진행할 때 내회전과 후방이동이 증가됨을 제시하였다15). 이번 연구에서는 후방십자인대 치환 형 인공관절 수술을 받은 16명의 한국 여성 환자들 에게 체중을 실은 상태에서 초기굴곡(initial)에서 부터 최대굴곡(maximum)까지 하도록 하였다.
환자들의 굴곡 평균은 초기굴곡 107.3�, 최대굴곡 128.0�로 나타났다. 이 연구에서는 슬관절 최대굴 곡 각도를 보여주었고 이는 다른 연구에서 얻어진 것과 유사하였다5,10,15).
환자의 슬관절 최대 굴곡에서 대퇴부의 후방 이 동은 의미 있는 증가를 보였다. 이전의 다른 연구 에서도 대퇴부의 후방 이동은 유사하게 보고되었 다5). 이와 비슷하게 이 연구에서 관절의 접촉 또 한 중간 경골부분의 후방으로 이동하였다. 슬관절 최대 굴곡에서 접촉위치가 내측으로 이동하였는데 이것은 대퇴부의 내측 이동과 경골의 내전 증가가 서로 관련된 것이다. 슬관절 외측 부분에서 접촉 의 후방 및 내측 이동은 크게 나타나지 않았다.
그 이유는 초기굴곡과 최대굴곡 사이의 한 쌍으로 이루어진 사례가 적게 나타났기 때문이다(4예).
그러나 슬관절 외측 부분에서 접촉부위가 내측 부 분보다는 후방으로 가는 경향을 보였다. 경골의 내회전 또한 마찬가지였다(Fig. 5). 최대굴곡에 서 경골측 치환물의 뒤쪽 가장자리에서 대퇴측의 탈구는 발견되지 않았다(Fig. 1D).
환자들이 활동하며 무릎을 구부릴 때 내반이 대 략 1.7�가량 증가하는 것이 발견되었는데 이것으 로 최대 굴곡시에 외측 과상위(condylar lift- off)가 증가하는 것을 설명할 수 있다. 이 환자들 에서는 80% 이상의 높은 지주 접촉이 나타났고 모든 축/지주의 후방 충돌은 폴리에틸렌 지주의 후방부에서 발생했다. 대퇴부의 탈구는 보통 무릎 을 구부린 자세에서 나타나지만 탈구의 안전 요소 (대퇴부 축의 가장 말단부로부터 경골 지주의 가 장 인접한 면까지의 거리)는 이 연구에서 최대 굴 곡 지점에서 적어도 12.75 mm가 되는 것으로 관찰되었다16,20). 이전의 연구에서는 경골 지주의
골절과 심한 마모의 원인으로 경골 기저부에서의 폴리에틸렌 파괴 외에도 과도한 스트레스와 부하 가 이와 관련된 요소임을 설명했다3,4,13,21,25)
. 이 연 구에서 대퇴골의 축과 지주의 접촉은 경골 지주의 원위부에서 일어나는 것으로 관찰되었다. 기계적 인 관점에서 경골 지주 원위부에 적용되는 힘은 근위부에 적용되는 힘보다 작게 된다. 그러므로 경골 지주 기저부에 토크의 전달은 감소하게 되 고, 이는 지주의 수명을 연장시키게 된다.
부적절한 대퇴후과의 offset 때문에 나타나는 대퇴골간의 후방부와 폴리에틸렌 삽입물 사이의 충돌은 십자인대 보존형과 후방십자인대 치환형 모두에서 최대굴곡을 제한하는 기전으로서 제시되
어왔다1,15). 이 연구에서 무릎 구부리기를 수행한
환자 집단은 96점의 기능 점수와 99점의 international knee score를 나타내어 임상적으 로 성공적 결과를 보이고 있다고 평가하였다 (Table 1). 십자인대 보존형 환자군에서는 굴곡 시 초기 충돌이 나타나 최대 굴곡이 감소된 것으 로 나타났으며 평균적으로 후방십자인대 치환형 환자들에서는 130�이상의 굴곡에서 이러한 충돌 이 나타났다1,15). 최근 연구에서 충돌의 가능성은 후방십자인대 치환형 환자군에서 128�이상의 굴 곡에서 나타난다고 보고되었다. 그 이하의 굴곡을 보였던 환자들(15/22)에서도 사실 골조직 자체의 충돌보다는 굴곡 기전 자체에서 충돌의 가능성으 로 고도굴곡이 제한된다는 것을 의미한다.
이전의 연구들은 후방의 연부조직이 고도 굴곡에 서 슬관절을 고정하고 안정화한다고 주장했다18,22). 경골과 대퇴골간 후방 연부조직의 압박은 대퇴의 후방 이동을 증가하도록 하고 또한 후방십자인대 치환형 인공관절에서 고도 굴곡시에 탈구을 야기하 는 것이 관찰되었다18,22). 그러한 이유로 슬관절 후 방의 연부조직은 환자들 중 4 예(132.3�±7.8�)에 서 나타난 최대굴곡시에 대퇴부 축과 경골의 지주 사이의 이탈과 최대굴곡에서 슬관절의 안정화를 설 명할 수 있을지도 모른다.
나이가 어린 사람들을 바탕으로 한 정상적인 슬 관절의 기능은 슬관절 인공관절 치환술 이후의 일반적인 환자에서 표준으로 삼기는 어렵다. 정 상인의 건강한 슬관절 굴곡 기능에 대한 연구는 평균 연령 6.3±0.76~48.2±7.6인 집단에서 이
루어져 보고 되어있다11,12,24,30)
. 성인에서는 평균 150�이상의 굴곡을 보였다. 그러나 슬관절 인공 관절 치환술을 받은 고령의 환자들은 체중을 싣 고 무릎을 꿇을 때 최대 굴곡은 110�~140�로 나
타났다14,15). Novel 등은 정상 관절도 나이에 따
라 그 기능이 감소한다고 보고하였다26). 그러므로 슬관절 인공관절 치환술을 받은 환자에서 젊은 성인의 무릎 굴곡 각도를 기대한다는 것은 타당 치 못하다고 할 수 있다.
이번 연구에서의 제한점은 무릎을 구부리는 동 안에 하중의 전달을 경골지주를 따라 정확히 측정 하기 힘들었다는 것이다. 폴리에틸렌 삽입물의 실 패를 정하기 위해서 이에 대한 기계적인 분석이 필요하였으나 비침습적 방법으로 하중의 전달을 측정하는 것은 기술적 난관으로 실패하였다. 게다 가 생체 안에서의 힘을 평가하기 위해 후방 연부 조직과 경골 지주 사이 하중의 분배를 정확히 기 술하는 것도 필요하다. 어떤 환자들에서는 경골 지주에서만 접촉을 보이고 있어 이는 높은 접촉 압력을 보일 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 후 방십자인대 치환형 인공관절 치환술 후에 무릎꿇 는 것이 안전하다고 말하기 전에 이에 대한 추가 적인 연구와 장기적인 추적검사를 해야할 것으로 생각된다. 하지만 이러한 제한점이 있어도 무릎을 꿇는 동안에 관찰된 원위부 경골 지주의 접촉은 그 나름의 의미가 있는 것이다.
이번 연구는 후방십자인대 치환형 슬관절 인공 관절 치환술 후에 무릎꿇는 것이 가능한 한국의 여자 환자군으로 이루어졌다. 이 환자들은 체중 부하 활동 시에 슬관절을 잘 고정시켜 대퇴골의 아탈구나, 탈구가 일어나지 않았다. 또한 후방 축 /지주 접촉시작(engagement)은 경골지주의 원 위부에서만 일어나 경골 골절의 위험성을 낮췄다.
임상적으로 성공적인 결과를 가지고 통증 없이 편 안하게 무릎을 구부릴 수 있었던 사람들은 무릎에 나쁜 영향을 미치는 역동학이나 관절의 접촉을 보 이지는 않았다. 이 연구에서 의미하는 것은 슬관 절 인공관절 치환술 후 통증 없이 활동하기에 편 한 사람은 무릎을 구부리는 행동이 해가 되지 않 는다는 것을 알려주고 있다. 앞으로의 연구는 무 릎 꿇기를 할 때 관절에 전해지는 하중에 대한 생 체 내 연부조직의 영향을 정량화해야 하며 후방의
관절 충돌을 정확히 탐지하기 위해 대퇴골의 3차 원적인 영상을 제시해야 할 것이다.
REFERENCE
01) Bellemans J, Banks S, Victor J, Vandenneuck- er H and Moemans A: Fluoroscopic analysis of the kinematics of deep flexion in total knee arthroplasty: influence of posterior condylar off- set. J Bone Joint Surg, 84-B:50-53, 2002.
02) Bingham J, Li G: An optimized image matching method for determining in-vivo TKA kinematics with a dual-orthogonal fluoroscopic imaging sys- tem. J Biomech Eng, 128:588-95, 2006.
03) Chiu YS, Chen WM, Huang CK, Chiang CC and Chen TH: Fracture of the polyethylene tib- ial post in a NexGen posterior-stabilized knee prosthesis. J Arthroplasty, 19:1045-9, 2004.
04) Clarke HD, Math KR, Scuderi GR: Polyethyl- ene post failure in posterior stabilized total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 19:652-7, 2004 05) Delport HP, Banks SA, De Schepper J and
Bellemans J: A kinematic comparison of fixed- and mobile-bearing knee replacements. J Bone Joint Surg B, 88:1016-21, 2006.
06) Gronenschild E: Correction for geometric image distortion in the X-ray imaging chain: local tech- nique versus global technique. Med Phys, 26:2602-16, 1999.
07) Hanson GR, Suggs JF, Freiberg AA, Durb- hakula S and Li G: Investigation of in vivo 6DOF total knee arthoplasty kinematics using a dual orthogonal fluoroscopic system. J Orthop Res, 24: 974-81, 2006.
08) Hanson GR, Suggs JF, Kwon YM, Freiberg AA and Li G: In vivo anterior tibial post contact after posterior stabilizing total knee arthroplasty.
J Orthop Res, Jun 7, 2007.
9) Hassaballa MA, Porteous AJ, Newman JH and Rogers CA: Can knees kneel? Kneeling ability after total, unicompartmental and patellofemoral knee arthroplasty. Knee 10:155-60, 2003.
10) Hassaballa M, Vale T, Weeg N and Hardy JR:
Kneeling requirements and arthroplasty surgery.
Knee, 9:317-9, 2002.
11) Hefzy MS, Kelly BP and Cooke TD: Kinemat- ics of the knee joint in deep flexion: a radi- ographic assessment. Med Eng Phys, 20:302-7, 1998.
12) Hemmerich A, Brown H, Smith S, Marthandam SS and Wyss UP: Hip, knee, and ankle kinematics of high range of motion activi- ties of daily living. J Orthop Res, 24:770-81, 2006.
13) Hendel D, Garti A, Weisbort M: Fracture of the central polyethylene tibial spine in posterior sta- bilized total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 18:672-4, 2003.
14) Incavo SJ, Mullins ER, Coughlin KM, Banks S, Banks A and Beynnon BD: Tibiofemoral kinematic analysis of kneeling after total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 19:906-10, 2004.
15) Kanekasu K, Banks SA, Honjo S, Nakata O and Kato H: Fluoroscopic analysis of knee arthroplasty kinematics during deep flexion kneeling. J Arthroplasty, 19:998-1003, 2004.
16) Kocmond JH, Delp SL, Stern SH: Stability and range of motion of Insall-Burstein condylar pros- theses: a computer simulation study. J Arthro- plasty, 10:383-8, 1995.
17) Komistek RD, Scott RD, Dennis DA, Yasgur D, Anderson DT and Hajner ME: In vivo com- parison of femorotibial contact positions for press-fit posterior stabilized and posterior cruci- ate-retaining total knee arthroplasties. J Arthro- plasty, 17:209-16, 2002.
18) Li G, Most E, Sultan PG, Schule S, Zayontz S, Park SE, et al.: Knee kinematics with a high- flexion posterior stabilized total knee prosthesis:
an in vitro robotic experimental investigation. J Bone Joint Surg Am, 86:17219, 2004.
19) Li G, Suggs J, Hanson G, Durbhakula S, John- son T and Freiberg A: Three-dimensional tibiofemoral articular contact kinematics of a
cruciate-retaining total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am, 88:395-402, 2006.
20) Lombardi AV Jr, Mallory TH, Vaughn BK, Krugel R, Honkala TK, Sorscher M, et al.:
Dislocation following primary posteriorstabilized total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 8:633-9, 1993.
21) Mestha P, Shenava Y, D’Arcy JC: Fracture of the polyethylene tibial post in posterior stabilized (Insall Burstein II) total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 15:814-5, 2000.
22) Most E, Li G, Schule S, Sultan P, Park SE, Zayontz S, et al.: The kinematics of fixed- and mobile-bearing total knee arthroplasty. Clin Orthop, 416:197-207, 2003.
23) Mulholland SJ, Wyss UP: Activities of daily living in non-Wester cultures: range of motion requirements for hip and knee joint implants. Int J Rehabil Res, 24:191-8, 2001.
24) Nagura T, Dyrby CO, Alexander EJ and Andriacchi TP: Mechanical loads at the knee joint during deep flexion. J Orthop Res, 20:881- 6, 2002.
25) Nakayama K, Matsuda S, Miura H, Iwamoto Y, Higaki H and Otsuka K: Contact stress at the post-cam mechanism in posterior stabilised total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Br, 87 :483-8, 2005.
26) Noble PC, Gordon MJ, Weiss JM, Reddix RN, Conditt MA and Mathis KB: Does total knee replacement restore normal knee function? Clin Orthop, 431:157-65, 2005.
27) Palmer SH, Servant CT, Maguire J, Parish EN and Cross MJ: Ability to kneel after total knee replacement. J Bone Joint Surg Br, 84:220-2, 2002
28) Schai PA, Gibbon AJ, Scott RD: Kneeling abil- ity after total knee arthroplasty: perception and reality. Clin Orthop, 367: 195-200, 1999.
29) Siebold R, Louisia S, Canty J and Bartlett RJ:
Posterior stability in fixed-bearing versus mobile-bearing total knee replacement: a radio-
logical comparison of two implants. Arch Orthop Trauma Surg, 127:97-104, 2007.
30) Vander Linden DW, Wilhelm IJ: Electromyo- graphic and cinematographic analysis of move-
ment from a kneeling to a standing position in healthy 5- to 7-year-old children. Phys Ther, 71:
3-15. 1991.