대한고관절학회지 제18권 제4호 Vol. 18, No. 4, September, 2006
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대퇴골두 무혈성 괴사에서 인공 고관절 치환술적 치료
문 경 호
인하대학교 의과대학 정형외과학교실
서 론
대퇴 골두 무혈성 괴사는 우리나라에서 시행되는 인공 고관절 치환술의 가장 흔한 원인질환이다.
대퇴 골두 무혈성 괴사는 원인도 다양 할 뿐 아니라 그 에 따른 병의 병태생리(pathophysiology)가 다르며, 모 든 연령 군에서 발생할 수 있다. 대퇴 골두 무혈성 괴사의 치료 또한 병의 정도, 대퇴 골두의 침범 정도, 환자의 나 이 등에 따라 논란의 여지가 많다. 그 치료 방법으로 감압 술 및 골 이식술, 절골술 등이 있으며, 병이 진행된 경우 (Ficat stage III & IV) 인공 고관절 치환술이 있다. 또 한 인공 관절 치환술에는 표면 치환술, 이극성 반치환술, 고관절 전치환술 등이 있다. 본 강의의 목적은 진행 된 대 퇴 골두 무혈성 괴사의 치료에 있어서 인공 고관절 치환술 의 방법, 적응증 및 유용성에 대하여 알아보고자 한다.
본 론
1. 반표면 치환술(Hemi-resurfacing)
표면 치환술은 Smith-Peterson이 고안한 Cup Arthroplasty에서 응용 발전되었으며 Conserve, Luck Cup, Thomine Cup과 Tara등이 있다. 1973년~1983년 까지 주로 사용 되었다. 대퇴 골두의 함몰된 관절면을 대 치한다는 점에서 이론적인 장점이 있다. 또한 대퇴 골두의 제한된 부위만을 제거하고 비교적 적은 량의 이물질을 삽 입하고, 대퇴 골수강을 보존한다는 장점이 있다. 술 후 탈 구의 위험이 적고, 수술로 인한 고관절의 생역학 (biomechanics)에 변화가 적어 재치환이 용이하다. 젊고
활동적인 환자에서 전치환술을 지연시키기 위해 시행되었다.
1987년 Amstutz HC등이 보고에 의하면 무혈성 괴사 환자 11명 (12 고관절)에서 THARIES를 시행 후 39개월 추시 결과 한 고관절에서 재치환술을 한 고관절에서 계속 통증이 남아 있었다고 보고하였다. 2005년 Squire M등의 보고에 의하면 무형성 괴사 환자 37 고관절을 대퇴 반표면 치환술 시행후 2년에서 8년 추시 결과 15 고관절(40.5%) 에서 재치환술을 시행하였고, 9 고관절에서 Harris hip score가 20이하로 감소하여 종합적으로 24 고관절 (64.8%)에서 실패하였으며 결론적으로 AVN 환자에서 femoral surface replacement는 예측하기 어려운 시술 리라고 하였다. 여러 보고들을 종합하여 볼 때 반표면 치 환술은 대퇴 골두 무혈성 괴사의 완벽한 치료라기보다는 전치환술을 지연시키기 위한 방법이라고 사료된다.
2. 전표면 치환술(Total Surface Replacement)
1983년부터 1993년 까지 cementless cup, cobalt- chrome과 polyethylene cup, alumina와 polyethyene cup등이 개발되어 사용 되었다. 과거에 polyethylene cup이 실패로 끝난 이유는 기술적인 면도 있지만 polyethylene debris에 의한 골 용해가 주된 요인이며 인 공 골두가 정상 대퇴 골두와 비슷하므로 volumetric wear가 전치환술의 4~10배에 이른다. 이와 같은 이유로 McMinn, Conserve plus, Cormet, Icon Hip, Durom, ARS, ReCap 등의 metal-metal articulation 이 개발되어 현재 사용되고 있다.
The Surface Arthroplasty Risk Index(SARI) 3 이 하의 젊고 활동적인 환자로 골관절염 환자가 적응증이며, 대퇴 골두 무혈성 괴사는 적응증이 되지 않는다는 주장이 있다.
단장기 추시 결과는 비교적 좋지 못한 편으로 여러 저자 들의 보고에 의하면 술후 2~8년 추시결과 16%에서 46%
의 재치환율을 보고하고 있다. 표면 치환술이 가능한 한 뼈를 보존하는 procedure이나 큰 대퇴 골두를 수용하기
※ 통신저자 : 문 경 호
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대퇴골두 무혈성 괴사에서 인공 고관절 치환술적 치료
위하여 비구의 상당량의 뼈를 제거하여야한다. 비구 컵의 polyethylene의 두께는 대퇴 골두의 크기와 정상 비구 골 의 제거 량에 관계되므로 매우 제한 적이다. 얇은 비구컵 은 젊은 환자에서는 polyethylene 마모라는 면에서 볼 때 단점으로 지적되고 있다. 또한 대퇴 골두 무혈성 괴사의 경우 병든 부위를 제거한 후 남아있는 bone stock이 매우 불량하며, 괴사부위의 제거에 따른 수술 하지의 단축이 올 수 있다.
표면 치환술의 초기 실패의 원인은 괴사된 뼈의 불충분 한 제거, femoral neck의 scoring, 불충분한 cement technique, femoral component의 malposition, 대퇴 골두 및 경부로 가는 혈관에 damage등의 기술적 과오에 의하여 발생한다. 무시멘트 기구, instrument의 개선, metal-backed acetabular component등으로 실패율을 감소시킬 수 있으나 고관절 탈구에 따르는 혈관 손상은 피 하기 어려운 문제점으로 남아 있다. 2004년 Amstutz HC등이 보고한 결과는 500례(골관절염64%, AVN 12%)의 Conserve Plus를 4.2년 추시결과 기능과 통증면 에서 전치환술 보다 좋았고, 대퇴 경부 골절 5례, femoral loosening 3.2%라고 보고하고 있다(Table 1).
가장 최근 보고인 2006년 Siebel T등은 300례의 ARS metal-on-metal surfacing hip endoprostheses를 2 - 3년 추시 결과 5례(1.66%)의 대퇴 경부 골절 및 3례 (1%)의 비구컵을 재치환하였으며, 대퇴 근위부에 previous osteosynthesis를 시행하였던 환자 및 body mass index가 큰 환자에서 실패율이 높았다고 하였다.
추시기간은 짧으나 비교적 좋은 결과를 보고하고 있다.
3. 반치환술(Hemiarthroplasty)
반치환술은 비구 연골이 대퇴 골두의 무혈성 괴사에 의 하여 손상 받지 않은 경우에 시도 할 수 있다. 그러나 비 구 연골의 viability를 판정하기 어렵고, 금속과 연골이 관절 면을 이루는 경우 proteoglycan의 초기 소실에 의하 여 젊은 환자의 경우 연골의 퇴화를 야기 시킨다.
Unipolar endoprosthesis의 경우 젊은 환자에서는 성공 적이지 못하다. Beckenbaugh등에 의하면 16명의 대퇴골 두 무혈성 괴사 환자를 Thompson unipolar endoprosthesis
를 사용하여 치료 후 40개월 추시 결과 83%의 실패율을 보고하였다.
Bipolar prosthetic design의 기본 원칙은 인공 골두와 bipolar cup의 inner bearing 사이에 움직임을 줌으로써 motion과 stress, 비구 연골의 마모의 감소를 시키는 것 이다. 그러나 보고에 의하면 인공 골두와 bipolar cup의 inner bearing 사이에 움직임이 없어진다는 보고도 있으 며, 반면 계속 남아 있다는 보고도 있다. Mess와 Barmada의 보고에 의하면 골절 진단으로 수술한 경우 비 구와 outer bearing사이에서 일차적으로 움직임이 있는 반면 관절염 진단으로 수술한 경우 인공 골두와 bipolar cup의 inner bearing 사이에서 일차적인 움직임이 있다 고 하였다. 즉 비구 연골의 상태가 prosthesis의 움직임에 영향을 준다고 하였다. 비록 bipolar의 경우 unipolar 보 다 상당히 좋은 성공률을 보이나 아직 실패율이 높다.
Carbanela와 Vandemark의 보고에 의하면 28례의 bipolar hemiarthroplasty중 23%의 실패율을 보여 통 상적인 고관절 전치환술에 비하여 상당히 높은 실패율을 보고하고 있다. Lachiewicz and Desman 역시 38례의 hemiarthroplasty중 48%에서만이 만족스로운 결과를 보 였다고 보고하였고, Hanssen등은 14명의 대퇴 골두 무혈 성 괴사 환자중 36%에서 재치환술을 시행하였다고 보고하 였다. Fisher와 Capello는 76례의 고관절을 31개월 추시 결과 15례(20%)에서 groin, buttock pain을 호소하였다 고 보고 하였다. Gannon등의 보고에 의하면 일차 관절성 형술을 시행한 골관절염 및 무혈성 괴사 환자 110례를 대 상으로 고관절 반치환술과 전치환술간의 결과를 비교할 때 고관절 반치환술에서 관절의 움직임은 우수하나 통증의 완 화는 전치환술에 비하여 떨어진다고 보고하고 있다.
Desman과 Lachiewicz에 의하면 Ficat stage III가 stage IV보다 prosthesis의 움직임이 양호한 것도 같은 이유라고 보고하였다. 고관절 반치환술은 전치환술을 대치 하는 수술 방법이나 기간이 지남에 따라 결과가 좋지 않 다. 젊고 활동적인 환자에 있어서 비구연골은 metal-on- cartilage articulation의 stress를 견딜 수 있는 능력이 없다. 또한 polyethylene wear에 따른 osteolysis가 late complication으로 보고 되고 있다. 그 외에 bipolar component의 dissociation이 합병증으로 발생 할 수 있
Table 1. Surface Arthroplasty Risk Index
Items Surface Arthroplasty Risk Index Scoring
Previous surgery 1
Weight 2 if < 82 kg
UCLA Activity level > 6 1
Femoral cyst > 1 cm 2
Maximal Score 6
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으며 이 경우 재치환술이 요구 된다. 2005년 Tsumura H등의 보고에 의하면 Ficat stage II & III group과 IV group 간의 비교에 의하면 임상적 결과는 비슷하나 bipolar cup의 superior migration이 Ficat stage IV group에서 통계학적으로 의미있게 많았다. 종합적으로 대 퇴 골두 무혈성 괴사의 치료로 고관절 반치환술을 하는 것 은 신중히 고려되어 져야 할 것으로 사료된다.
4. 고관절 전치환술(Total hip arthroplasty)
고관절 전치환술은 대퇴 골두 무혈성 괴사 환자의 치료 에 매우 좋은 방법으로 알려져 있다. 그러나 다른 질병 즉 골관절염이나 류마치스 관절염으로 시술된 고관절 전치환 술에 비하여 장기 추시 결과가 좋지 않은 것으로 보고 되 고 있다. 그 원인 인자로는 환자의 나이, 활동정도, 전구 상태(predisposing condition)등을 들 수 있다. 장기 추 시 결과 대퇴 주대나 비구부품의 해리가 실패의 원인이다.
골관절염이나 류마치스 관절염으로 시술 받은 고령 환 자의 고관절 전치환술의 결과 10년 추시시 90%이상에서 좋은 결과를 보고하고 있는 반면 Chandler등이나 Dorr등 에 의하면 젊은 나이(30~45세)의 대퇴 골두 무혈성 괴사 환자에서 54~67개월 추시결과 각각 21%, 19%의 재치환 율을 보고하고 있다. 또한 실패가 33~48%에 이른다고 보 고하고 있다.
Chendler등은 대퇴 골두 무혈성 괴사, collagen vascular disease(RA, SLE), previous mold arthroplasty, 과도한 활동, 편측 치환술, 과도한 몸무게 (>180 pound)등이 초기 실패의 원인으로 지적하고 있다.
Cornell등도 24명 환자에서 37%에서 failure rate를 보였다고 보고하였고, Ranawat등도 12명의 환자에서 11 명이 실패하였다고 보고하고 있다. Saito등은 41례 고관절 전치환술중 5.5년 추시 결과 48%의 실패율 및 28%의 재 치환율을 보고하고 있다.
반면에 Ritter와 Meding은 3년 추시 결과 64례중 1례 에서 만이 재치환술을 하였다고 보고하고 있다.
시멘트를 사용한 치환술의 경우 높은 실패율을 보이는 이유는 대부분의 시술이 morden cement technique 이 소개되기 이전에 시행되었고, 대퇴 주대 재질의 향상 이전 에 시행 되어 대퇴 주대 골절이 많은 데 원인이 있다고 하 였다.
대퇴 골두 무혈성 괴사가 주로 젊은 층에 발병하여 환자 의 활동력이 높고, 그 외의 전신적인 질병이 동반 되어 있 지 않아 전 치환술후 매우 활동적인 생활을 하며, 의사가 여러 가지 주의를 주어도 잘 듣지 않는 경향이 있다. 노인 의 경우 치환술의 실패가 발생하기 이전에 사망하는 반면 젊은 환자의 경우 여러 차례 재치환술을 받아야한다.
Piston등은 무시멘트 prosthesis를 사용한 무혈성 괴사
30명 35 고관절에서 평균 나이 32세, 7.5년 추시 결과 재 치환술이 3례(6%)로 대퇴 주대 1례, 비구 컵이 2례로 성 공적인 결과를 보고 하였다. 그러나 방사선적 관찰상 대퇴 근위부의 stress shielding이 80%에서 발생하였고, 골 용 해가 17%에서 발견되었다. 젊은 환자에서 무시멘트 주대 를 사용한 고관절 전치환술은 mid-term 추시 결과 양호한 것으로 보고 되고 있다. 그러나 장기 추시시 stress shielding에 의한 대퇴 근위부의 atrophy, polyethylene 마모에 따른 골 용해등이 해결하여야 할 문제점으로 남아 있다. 2005년 김신윤 교수등이 보고한 대퇴 골두 무혈성 괴사 환자에서 Harris-Galante 고관절 전치환술 65례 10~16년 추시 결과 9례 대퇴주대 재치환술, 3례 비구컵 재치환술, 2례 polyethylene liner 교환, 2례의 girdlestone procedure를 시행하였다고 보고하면서 polyethylene의 극심한 마모가 가장 흔한 실패의 원인이 라고 보고하고 있다.
결 론
젊은 환자에서 실패율이 높음에도 불구하고 진행된 대퇴 골두 무혈성 괴사의 가장 흔히 시행되는 치료는 고관절 치 환술이다. 비록 고관절 전치환술이 통증 완화면 에서 우수 하나 표면 치환술이나 반치환술 역시 적응증을 잘 선택한 다면 사용할 수 있는 방법이라고 사료된다.
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