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A Comparison of the Short-term Results between the PCL Sacrificing Medial Pivot Knee and Nexgen

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A Comparison of the Short-term Results between the PCL Sacrificing Medial Pivot Knee and

Nexgen LPS Total Knee Arthroplasty

Yoon-Seok Youm, M.D., Sung-Do Cho, M.D., Ji-Young Jeong, M.D.1, Hyung-Min Jeon, M.D. and Seung-Myeong Shin, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Ulsan University Hospital, University of Ulsan College of Medicine,

1Department of Orthopedic Surgery, Dongkang Medical Center, Ulsan, Korea

Received: May 4, 2010

Revised: (1st) June 15, 2010, (2nd) August 4, 2010 Accepted: August 6, 2010

Corresponding author: Sung-Do Cho, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Ulsan University Hospital, 290-3 Jeonha-dong, Dong-gu, Ulsan 682-714, Korea

TEL: 82-52-250-7129, FAX: 82-52-235-2823 E-mail: [email protected]

Purpose: We wanted to compare the clinical and radiological results after performing total knee arthroplasty (TKA) with the PCL sacrificing (PS) Medial Pivot Knee (MPK) and the Nexgen LPS.

Materials and Methods: Seventy knees in 48 patients after TKA with the PS ADVANCE MPK (group I) and 67 knees in 45 patients with the Nexgen LPS (group II) were retrospectively evaluated. All the patients were followed up for more than 2 years. The evaluations included the preoperative and postoperative range of motion (ROM), the Knee Society (KS) scores, the tibiofemoral angle and the postoperative complications.

Results: For group I, the ROM increased from a mean flexion contracture of 6.3o and further flexion of 116.4o to 1.9o and 120.5o, respectively, and for group II, from 12.6o and 117.6o to 0.9o and 123.0o, respectively. For group I, the KS knee and function scores increased from 46 and 37 to 87 and 83, respectively, and for group II, from 50 and 48 to 87 and 83, respectively. For group I, the tibiofemoral angle changed from varus 4.0o to valgus 5.5o, respectively, and for group II, from varus 4.1o to valgus 5.3o, respectively. The complications were 2 knees (2.8%) with periprosthetic patellar fractures and 1 knee (1.4%) with a tibial component failure in group I, and 1 knee (1.5%) with early femoral component failure and 1 knee with arthrofibrosis (1.5%) in group II.

Conclusion: The minimum 2-year follow-up results of PS MPK TKA were comparable to those of Nexgen LPS TKA. However, we think that the MPK system has the advantage of more bony preservation at the femoral intercondylar notch area.

Key Words: Total knee arthroplasty, PCL sacrificing, Medial Pivot Knee, Nexgen LPS

서 론

Advance Medial Pivot Knee (Wright Medical, Arlin- gton, TN, USA)는 내측 구획의 관절 적합성을 높임으로 써 관절 접촉 응력을 줄이고, 슬관절의 안정성을 향상시키 며, 폴리에틸렌의 마모를 줄이기 위해 고안되었다14,16). 또 한 대퇴 치환물의 반경이 정상 슬관절 운동 역학에 가깝 도록 거의 일정하게 유지되며, 대퇴골 과간의 box cutting 이 거의 없기 때문에 상대적으로 골을 많이 보존할 수 있

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Table 1. Preoperative Demographics

Group I Group II Number of patients

Mean age (y)

Gender (male:female) Mean BMI (kg/m2) Diagnosis

Osteoarthritis (knees) Rheumatoid arthritis (knees) Osteonecrosis (knees)

48 (70 knees) 65.8 6:42

27.6 65 2 3

45 (67 knees) 69.4 6:39

25.1 63 1 3 는 장점을 가진다.

Medial Pivot Knee (MPK)를 사용한 슬관절 전치환술 의 결과에 대해서 몇몇 보고들이 있으나11,17), 국내에서는 후방 십자 인대 보존형 (PCL retaining, CR)을 사용한 보 고만이 있을 뿐이다1,9). 더욱이 다른 치환물과 비교한 경 우는 극히 드물어, CR MPK와 PFC sigma mobile-bear- ing 치환물을 비교한 연구와7), 역시 CR MPK를 같은 회 사의 후방 십자 인대 대치형(PCL sacrificing, PS)과 비교 한 논문이 있고17), 환자 만족도 측면에서 PS MPK와 다른 기전의 치환물들을 비교한 연구 정도가 있을 뿐이다13). 이에 저자들은 서로 다른 역학적 특징을 갖는 PS Advance MPK와 Nexgen LPS (Zimmer, Warsaw, IN, USA) 슬관절 전치환술 후 최소 2년 이상 추시가 가능하 였던 환자들을 대상으로 임상적 및 방사선학적 결과를 비 교, 분석하고자 하였다.

대상 및 방법 1. 대상

2004년 3월부터 2006년 5월까지 PS Advance MPK로 수술받은 48명 70예(1군)와 Nexgen LPS (2군)로 수술 받은 45명 67예를 대상으로 술 전 및 술 후 슬관절 운동 범위, 슬관절학회 슬관절 점수와 기능 점수, 대퇴 경골간 내외반 변형 및 술후 합병증에 관해 후향적으로 비교, 분 석하였다. 평균 추시 기간은 1군에서 31개월(24∼43개 월), 2군에서 32개월(24∼46개월)이었다. 재치환술이나 이전의 슬관절 주위 절골술을 시행했던 경우, 심한 관절외 변형이 있는 경우, 슬관절 주위 골절로 수술을 받았던 병 력이 있는 경우는 제외하였다. 원인 질환은 제 1군에서 퇴 행성 관절염이 65예, 류마토이드 관절염이 2예, 골 괴사가

3예였고, 제 2군에서 퇴행성 관절염이 63예, 류마토이드 관절염이 1예, 골 괴사가 3예였다. 술전 양 군 간의 나이, body mass index, 남녀비율에 대한 인구학적 통계 차이는 없었다 (p>0.05) (Table 1).

2. 수술 방법 및 수술 후 처치

수술은 한 술자에 의해 모든 환자에서 정중선 피부 절 개 후 슬개골 내측 도달법(medial parapatellar approach) 을 사용하였으며, 내측 유리술은 통상적인 방법으로 단계 적으로 시행하였다. 전방 및 후방 십자 인대는 모두 제거 하였으며, 원위 대퇴부는 골수강 내 정렬 방법으로, 근위 경골부는 골수강 외 정렬 방법으로 골절제를 시행하였다.

대퇴 치환물은 후과축(posterior condylar axis)에 대해 약 3o 외회전을 주어 삽입하였다. 내외측 인대 균형 및 굴곡- 신전 간격은 내반 및 외반 긴장 검사 상 불안정성 소견을 보이지 않고, 완전 신전이 가능하며, 굴곡시 내외측이 벌 어지거나 가치환물이 들리는(lift-off) 현상이 없도록 맞추 었다. 삽입물은 모두 시멘트를 사용하여 고정하였고 슬개 골 치환술은 선택적으로 하였는데, 1군에서 9예, 2군에서 7예를 제외하고는 모두 슬개골을 치환하였다. 양 군에서 수술 후 재활은 동일하게 시행하였는데, 대퇴사두근 강화 운동과 능동적 하지 직거상 운동을 수술 전 교육하고 수 술 후 즉시 시행하였으며, 수술 다음날부터 수동적 슬관절 운동을 시작하고 보행기나 지팡이를 사용하여 점차적인 체중부하를 시행하였다.

3. 임상적 및 방사선학적 분석

수술 전후 임상적 평가는 슬관절 운동 범위, 슬관절학회 (Knee Society, KS) 슬관절 점수와 기능 점수를 이용하였 다. 슬관절 최대 후속 굴곡은 각도기를 사용하여 앙와위에 서 환자가 경도의 통증을 느끼는 순간의 각도로 측정하였 다4). 방사선학적 평가는 대퇴경골간 각의 변화 및 미국 슬 관절 학회의 방사선 평가법(American Knee Society Roentgenographic Evaluation)을 사용하였고, 최종 추시 때 기립 전후방 사진과 30o 굴곡의 측면 사진을 조사하였 다. 치환물의 위치는 슬관절 전후면 사진에서 대퇴골 치환 물의 외반각(α)과 경골 치환물의 내반각(β)을 측정하였 고, 측면 사진에서는 대퇴골 치환물의 굴곡각(γ)과 경골 치환물의 후방 경사각(δ)을 측정하였다.

각 군에 대한 임상적 평가, 비교 및 대퇴 경골간 각의

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Table 2. Average Range of Motion

Mean range of motion Preoperative Postoperative

FC FF FC FF

Group I Group II

6.3o 12.6o

116.4o 117.6o

1.9o 0.9o

120.5o 123.0o FC: Flexion contracture, FF: Further flexion.

Table 3. Clinical Assessment by the Knee Society Score

Knee score Function score Pre-

operative

Post- operative

Pre- operative

Post- operative Group I

Group II

46 50

87 87

37 48

83 83

Table 4. The Mean Angle of the Implant Position

Angles Group I Group II

αa) βb) γc) δd) e)

96.0o 89.1o 2.5o 84.3o Varus 4o→valgus 5.5o

95.8o 89.7o 4.2o 84.3o

Varus 4.1o→valgus 5.3o

a)α: the femoral component angle in the frontal plane, b)β:

the tibial component angle in frontal angle, c)γ: the femoral component angle in the sagittal plant, d)δ: the tibial component angle in the sagittal plane, e)Ω: the tibio-femoral angle in the frontal plane.

변화에 대해 t-test 및 Pearson's correlation test를 이용하 여 유의성을 검증하였다. SPSS ver. 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을 사용하였으며, 유의 수준은 p<

0.05로 하였다.

결 과 1. 수술 후 운동 범위

슬관절 운동 범위는 1군에서, 술전 평균 굴곡구축 6.3o, 후속굴곡 116.4o (운동 범위: 110.1o)에서 술 후 평균 굴곡 구축 1.9o, 후속 굴곡 120.5o (운동 범위: 118.6o)로 향상되 었고(p<0.001), 2군에서, 술 전 평균 굴곡구축 12.6o, 후 속굴곡 117.6o (운동 범위: 105.0o)에서 술 후 평균 굴곡구 축 0.9o, 후속굴곡 123.0o (운동범위: 122.1o)로 의미있게 향상되었으나(p<0.001), 양 군 간의 차이는 없었다(p=

0.10) (Table 2).

두 군에서 모두 술 후 운동 범위는 술 전 운동 범위와 유의한 상관 관계를 보였으나(p<0.001), 술 전 내외반 변 형 정도와는 관련이 없었다(p=0.144).

2. KS 슬관절 점수 및 기능 점수

1군에서 KS 슬관절 점수는 술전 평균 46점에서 최종 추 시 시 87점으로, 기능 점수는 37점에서 83점으로 호전되

었고(p<0.001), 2군에서 KS 슬관절 점수는 술 전 평균 50점에서 최종 추시시 87점으로, 기능 점수는 48점에서 83점으로 호전되었으나(p<0.001), 양 군 간의 차이는 없 었다(p=0.758, 0.693) (Table 3).

3. 방사선학적 평가

대퇴 경골간 내외반 각은 1군에서 평균 술전 내반 4.0o 에서 술 후 외반 5.5o로, 2군에서 평균 술 전 내반 4.1o에 서 술 후 외반 5.3o로 개선되었으나(p<0.001), 양 군 간 의 차이는 없었다(p=0.444). 미국 슬관절학회의 방사선 평가법을 이용하여 평가한 방사선상 치환물의 위치는 1군 에서 α각이 96.0o, β각이 89.1o, γ각이 2.5o, δ각이 84.3o로 측정되었고, 2군에서 α각이 95.8o, β각이 89.7o, γ각이 4.2o, δ각이 84.3o로 측정되었으며, 양 군 간의 차 이는 없었다(p=0.623, 0.190, 0.058, 0.989) (Table 4).

4. 합병증

합병증으로 1군에서 슬개 치환물 주변의 슬개골 골절 2 예(2.8%)와 경골 치환물의 실패 1예(1.4%)가 있었다. 슬 개골 골절은 모두 외상 후 발생하였으며, 이 중 1예는 보 존적 치료를 시행하였고, 다른 1예는 관혈적 정복술 및 인 장 대 강선을 이용한 내고정술을 시행하여 모두 만족스러 운 결과를 얻었다. 경골부 치환물 해리를 보인 1예는 일차 슬관절 전치환술 시행 당시, 경골부 내측에 골 결손이 있 어 10 mm 금속 보강물을 사용하였던 경우로, 수술 직후 방사선상 경골 치환물이 약 2o 내반된 소견을 보였으며, 이후 경과 추시하던 중, 술 후 1년 9개월째 경골부 치환물 해리 소견을 보여, 동종골 이식 및 주대를 포함한 경골부

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Fig. 1. Radiographs show early failure of the tibial com- ponent in PS ADVANCE MPK system. (A) Preoperative anteroposterior (AP) view (left) shows severe varus align- ment and immediate postoperative AP view (right) shows approximately 2o varus alignment of the tibial component.

(B) AP and lateral views at postoperative 21 months show early failure of the tibial component. (C) Revision total knee arthroplasty using a stemmed tibial component and a struc- tural allograft was performed. PS: PCL sacrificing, MPK:

Medial Pivot Knee.

치환물을 이용하여 재치환술을 시행하였다(Fig. 1).

2군에서는 대퇴골 치환물의 조기 실패 1예(1.5%)와 관 절섬유증 1예(1.5%)가 있었다. 대퇴골 치환물의 조기 실 패 1예는 일차 슬관절 전치환술 후 1년 10개월 째 대퇴골 전방부위에서 방사선 투과성 선이 발견되었으나, 이후 추 시가 안되었다가, 술 후 3년 5개월 째 촬영한 방사선 사진 상 대퇴골 치환물 주위로 골 용해가 진행된 소견과 함께 대퇴골 치환물의 해리 소견을 보였다. 이에 동종 대퇴골두 로 골 이식을 하여 결손부를 보강하고 주대를 이용한 대 퇴골 치환물로 재치환술을 시행하여 치료하였다(Fig. 2).

관절섬유증 1예는 술 후 2년 7개월 째 관절 강직이 있어 변연 절제술 및 폴리에틸렌 교체를 시행하여 관절 운동이 술 전 20∼40o에서 술 후 10∼70o로 다소 회복되었다.

고 찰

MPK system은 정상 슬관절의 medial pivot 운동을 재 현하고자 고안되었다2,3,6). 내측 관절부는 ball-in-socket 형 태로 제작하여 폴리에틸렌과 대퇴 치환물 사이의 적합성 을 높임으로써(ultracongruency) 내측 안정성을 확보하였 고, 외측은 슬관절 굴곡에 따라 rolling과 sliding이 이루어 지도록 하여 실제 슬관절과 유사하게 움직이도록 하였다.

또한, PS형에서 폴리에틸렌 삽입물의 전방부를 약 11 mm 높임으로써 후방 십자 인대 치환형의 캠-포스트 기전을 대신하여 전후방 안정성을 부여한다. 이러한 특징으로 인 해 MPK system은 다른 치환물보다 접촉 표면적을 더 넓

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Fig. 2. Radiographs show early failure of the femoral component in Nexgen LPS system. (A) Anteroposterior (AP) and lateral views at postoperative 22 months show radiolucent lines around the implants. (B) AP and lateral views at postoperative 41 months show early failure of femoral component. (C) Revision total knee arthroplasty using a stemmed femoral component and a structural allograft was performed.

힘으로써 폴리에틸렌의 마모를 최소화하고 캠-포스트 기 전을 갖는 다른 PS TKA를 효과적으로 대체할 수 있다.

CR형의 MPK는 전방부의 높이가 10 mm이고, 후방 모서 리 부위도 다소 낮으며, 전체적인 내측 ball-in-socket 관 절을 이루는 PS형과는 달리 내측 전방 부위에서만 ball-in-socket 관절을 이룬다는 차이점을 갖는다. MPK system은 또한 대퇴골 과간의 box cutting이 거의 없기 때 문에 상대적으로 골을 많이 보존할 수 있는 장점을 가진 다.

NexGen LPS system은 대퇴과의 반지름이 작아 오목 한 형태의 관절을 이룸으로써 넓은 접촉 표면적 및 높은 관절 적합성을 갖는 특징이 있다. 굴곡시 캠-포스트 접촉 점의 위치가 낮아지도록 디자인하여 과굴곡시 아탈구나 탈구의 위험이 적어지게 하였으며, 활차 부위를 깊게 하여 슬개골 주행을 개선시켰다15).

MPK를 이용하여 슬관절 전치환술을 시행한 환자에 대 한 몇몇 보고들을 살펴보면, Mont 등11)은 운동 범위가 술 전 평균 103o에서 술 후 2년째 123o로 호전되었으며, 마모 나 폴리에틸렌과 연관된 문제는 발생하지 않았다고 보고 하였다. CR형 MPK를 사용하여 슬관절 전치환술을 시행 한 Bae 등1)은 굴곡 구축이 술전 평균 5.4o에서 최종 추시 시 평균 0.6o로 호전되었으며, 후속 굴곡은 술 전 평균 126.1o에서 최종 추시 시 평균 126.6o이었다고 하였다. Lee 등9)도 CR형 MPK를 평균 40개월 추시 결과 평균 후속 굴곡은 술 전 114o에서 최종 추시 시 109o로 오히려 감소 하였으나, 평균 굴곡 구축은 술전 6.2o에서 최종 추시 시 1.3o로 호전되었다고 하였다.

Ip 등5)은 PS 형 NexGen LPS 슬관절 전치환술을 시 행한 후 평균 21개월 추시 결과 평균 슬관절 굴곡 각도는 115o였다고 보고하였으며, Moon 등12)은 2년 이상 추시

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결과 퇴행성 관절염 및 류마토이드 관절염에서 관절 운동 범위가 술 후 각각 127.2o 및 126.5o로 증가되었다고 보고 하였다.

Shakespeare 등17)은 MPK를 PS 형의 다른 치환물과 비 교하였을 때, 술 후 굴곡 각도에 있어 의미있는 차이를 보 이지 않았다고 하였으며(111o vs. 109o), CR형 MPK와 PFC sigma mobile-bearing 치환물을 비교한 Kim 등7)은 평균 2년 추시 시 각각의 운동범위가 115o, 127o로 나타나 MPK가 술 후 평균 운동 범위가 적었다고 보고하였다. 저 자들은 MPK를 사용한 경우 118.6o, NexGen LPS에서 122.1o로 술 후 운동 범위가 호전되었으며, 양 군 간의 의 미있는 차이는 없었다.

슬관절 전치환술 후 대퇴 경골간 정렬 상태는 성공적인 결과를 얻기 위해 매우 중요하다. Lotke와 Ecker10)는 3o 에서 7o 외반 사이에 위치하는 것이 바람직하다고 하였다.

저자들은 MPK system에서 술 전 내반 4.0o에서 술 후 외 반 5.5o으로, Nexgen LPS 슬관절 전치환술에서 술 전 내반 4.1o에서 술 후 외반 5.3o로, 두 군에서 모두 만족할 만한 변형교정을 보였다.

Lee 등9)은 MPK의 최소 2년 이상 단기 추시 결과 합병 증으로 총 8예(2.3%)를 보고하였는데, 수술 중 시험용 치 환물 삽입시 대퇴골 내측인대 부착부에 발생한 견열 골절 3예, 술 후 심부 감염 2예, 치환물 주위골절 2예 및 슬개 골 탈구 1예를 보고하였다. 본 연구에서 합병증으로 인공 삽입물 주변의 슬개골 골절 2예(2.8%)와 경골 삽입물의 실패 1예(1.4%)가 있었다. 경골 삽입물의 실패 원인으로, 수술 중 근위 경골이 내반 절제되면서 경골 치환물이 약 2o 가량 내반 삽입된 수술적 오류와 함께, 10 mm 금속 보 강물을 사용하였으나 주대(stem)를 사용하지 않아, 이로 인해 내측으로의 응력 증가가 있었을 것으로 생각된다. 또 한 술 전 심한 내반 변형을 보인 것도 위험인자로 생각해 볼 수 있겠으나, 평균보다 심한 내반 변형을 보였던 다른 예들에서는 이러한 합병증이 발생하지 않았다.

King과 Scott8)은 약 1,600예의 슬관절 전치환술 후 대 퇴골 치환물의 해리를 15예 보고하였는데 치환물의 조기 해리의 원인을 후과 부위의 부적절한 절제, 불량한 시멘팅 기법, 그리고 부족한 대퇴골 후과 조직으로 인한 대퇴골 치환물 후과 부위의 충분하지 못한 지지때문으로 가정하 였다. 본 연구에서도 NexGen 슬관절 전치환술에서 대퇴 골 치환물의 골 소실을 동반한 조기 해리소견이 1예

(1.5%)에서 관찰되었으나, 그 정확한 원인은 알 수 없었 다. 두 군에서 모두 감염의 합병증은 발생하지 않았으며, 합병증의 발생률에 있어 두 군 간의 의미있는 차이는 보 이지 않았다.

본 연구의 제한점으로는 추시 기간이 비교적 짧고, 양 군간 증례수가 적다는 점을 들 수 있다. 이러한 요소로 인 해 양 군 간 차이가 없다는 결과가 나타났을 가능성도 고 려해 보아야 할 것이다.

결 론

PS MPK 슬관절 전치환술의 최소 2년 이상의 추시 결 과 Nexgen LPS와 유사한 만족할 만한 결과를 얻었으며, 대퇴부의 골을 상대적으로 많이 보존할 수 있는 장점을 갖는 치환물인 것으로 생각된다.

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(8)

후방 십자인대 대치형 Medial Pivot Knee와 Nexgen LPS 슬관절 전치환술의 단기 추시 결과 비교

울산대학교 의과대학 울산대학교병원 정형외과, 1동강병원 정형외과

염윤석ㆍ조성도ㆍ정지영

1

ㆍ전형민ㆍ신승명

목적: 후방 십자 인대 대치형 (PCL sacrificing, PS) Medial Pivot Knee (MPK)와 Nexgen LPS 슬관절 전치환술의 임상적, 방사선학적 결과를 비교하였다.

대상 및 방법: PS ADVANCE MPK (1군)와 Nexgen LPS (2군)로 슬관절 전치환술을 시행받고 2년 이상 추시가 가능했던 1군 48명 70예와 2군 45명 67예를 후향적으로 분석하였다. 수술 전후 운동범위, 슬관절 점수와 기능 점수, 대퇴경골간 내외반 변형 및 술 후 합병증에 관해 알아보았다.

결과: 슬관절 운동범위는 제 1군에서 술 전 평균 굴곡구축 6.3o, 후속굴곡 116.4o에서 술후 1.9o, 120.5o로, 제 2군에서 각각 술 전 12.6o, 117.6o에서 술 후 0.9o, 123.0o로 향상되었다. 슬관절 점수와 기능 점수는 제 1군에서 각각 46점, 37점에서 87점, 83점으로, 제 2군에서 각각 50점, 48점에서 87점, 83점으로 호전되 었다. 대퇴 경골간 각은 제 1군에서 평균 내반 4.0o에서 외반 5.5o로, 제 2군에서 내반 4.1o에서 외반 5.3o로 개선되었다. 합병증으로 1군에서 슬개 치환물 주변의 슬개골 골절 2예(2.8%)와 경골 치환물의 실패 1예 (1.4%)가 있었으며, 2군에서 대퇴골 치환물의 조기 실패 1예(1.5%)와 관절섬유증 1예(1.5%)가 있었다.

결론: PS MPK 슬관절 전치환술의 최소 2년 이상의 추시 결과 Nexgen LPS와 유사한 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었으며, 대퇴부의 골을 상대적으로 많이 보존할 수 있는 장점을 갖는 치환물인 것으로 생각된 다.

색인 단어: 슬관절 전치환술, 후방 십자인대 대치형, Medial Pivot Knee, Nexgen LPS

수치

Table 1. Preoperative Demographics
Table 4. The Mean Angle of the Implant Position
Fig. 1. Radiographs show early failure of the tibial com- com-ponent in PS ADVANCE Ⓡ  MPK system
Fig. 2.  Radiographs  show  early  failure  of  the  femoral  component  in  Nexgen Ⓡ   LPS  system

참조

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