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통신저자：한 창 동
120-752, 서울시 서대문구 신촌동 134 연세대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 02-2228-2180, FAX: 02-363-1139 E-mail: [email protected]
본 논문의 요지는 2007년도 대한정형외과학회 추계학술대회에서 발표되었음.
비만도가 인공 슬관절 치환술 후 결과에 미치는 영향 - 최소 5년 추시 관찰 결과 -
한 창 동ㆍ한 창 욱ㆍ양 익 환 연세대학교 의과대학 정형외과학교실
The Influence of Obesity on Clinical Outcomes after Total Knee Arthroplasty - A Five-year Minimum Follow-up -
Chang Dong Han, M.D., Chang Wook Han, M.D. and Ick Hwan Yang, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea
Purpose: To evaluate the effects of obesity on clinical outcomes following total knee arthroplasty in osteo- arthritis patients.
Materials and Methods: Between June 1999 and February 2002, 239 osteoarthritis patients underwent total knee arthroplasty, and 118 knees of 94 patients treated during this period were followed for a minimum of 5 years. Seventy knees belonged to 56 obese patients (body mass index, BMI≥25 kg/m2), while 48 knees belonged to 38 non-obese patients (BMI＜25 kg/m2). All patients were fitted with the same type of prosthesis by the same surgeon. The Knee Society objective and functional scores, range of motion, patellofemoral symp- toms, complication rate, and revision rate were analyzed and compared between the two groups.
Results: Analysis showed that the obese and non-obese groups were similar in terms of Knee Society scores, range of motion, patellofemoral symptoms, complication rate, and infection rate. Ninety percent of knees in the obese group and 92% of knees in the non-obese group had a successful outcome (i.e., Knee Society score ≥80 points at final follow-up) (p＞0.05). With regard to revision, 4 liner exchanges took place in the obese group due to liner dislodgement, and no liner exchanges took place in the non-obese group.
However, there was no significant difference in the incidence of liner exchange between the two groups (p＞
0.05).
Conclusion: Obesity (BMI≥25 kg/m2) has no effect on total knee arthroplasty outcomes in osteoarthritis pa- tients at 5 years follow-up.
Key Words: Knee joint, Osteoarthritis, Obesity, Body mass index, Total knee arthroplasty
서 론
식습관을 비롯한 생활 방식의 서구화로 인하여 비만은
이제 우리 사회에서도 큰 사회 문제로 부각되고 있다. 비 만이 당뇨병이나 심장 질환과 같은 내과적인 질병뿐만 아 니라 퇴행성 관절 질환의 발생과도 밀접한 관계가 있다는 사실은 여러 저자들에 의해서 발표된 바 있고7,10,11,15,19), 이러한 이유로 인공 슬관절 치환술을 시행받는 환자들 중 다수가 비만 또는 과체중을 갖고 있는 경우가 많다1,2,20,25). 비만과 인공 슬관절 치환술 후 결과의 상관 관계에 대 한 연구는 국외의 경우 다양하게 보고되어 왔고 몇몇 저자들은 비만이 인공 슬관절 치환술 후 결과에 좋지 않은 영향을 미친다고 발표한 반면1,2,5,12-14,25,27,30), 다 른 저자들은 비만과 인공 슬관절 치환술 후 결과와는
Table 1. Comparison of the Demographic Data Noneobese Obese
p-value group group
Total no. of knees 48 70
Age (years) 66±4.5 65±6.0 0.164 Follow-up period
68±10.0 66±6.9 0.193 (months)
Gender
Men 3 3 0.633
Women 45 67
Body mass index
23.1±1.5 28.1±1.7 ＜0.001 (kg/m2)
상관 관계가 없다고 보고하였다4,8,20,23,24). 그러나 현재 까지 국내 논문을 통하여 비만과 인공 슬관절 치환술 후 결과의 상관 관계에 대하여 발표된 바는 없었고, 국내 환 자들의 경우 외국 환자들과 평균 신장 및 평균 체중 등에 서 차이가 있기 때문에 국외 논문을 통해 발표된 결과를 우리나라 환자들에게 동일하게 적용하는 데에는 문제가 있다. 실제로 비만도를 판정할 때 인체 내의 총 지방량과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있는6) 체질량지수(body mass index, BMI)를 흔히 사용하는데 서구에서는 세계 보건 기구(world health organization, WHO)에서 제시한 기준으로 체질량지수 25∼29.9 kg/m2를 과체중, 30 kg/m2 이상을 비만으로 정의하고 있는 반면21,31), 우리나 라를 포함한 일부 아시아 국가에서는 체질량지수 23∼
24.9 kg/m2를 위험체중, 25 kg/m2 이상을 비만으로 정의 하고 있다29). 그러므로 서구에서 발표된 논문들의 결과를 우리나라 환자들에게 그대로 적용하는 것은 합당하지 않 다고 생각한다. 이에 저자들은 국내의 퇴행성 슬관절염 환자들을 대상으로 비만과 인공 슬관절 치환술 후 임상 결과의 상관 관계를 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였 다.
대상 및 방법
1999년 6월부터 2002년 2월까지 퇴행성 슬관절염으로 인공 슬관절 치환술을 시행받은 239명의 환자들 중 5년 이상 추시 관찰이 가능하였던 94명의 환자, 118예의 슬 관절을 대상으로 하였다. 이들을 세계 보건 기구에서 제 시한 동양권에서의 비만의 기준인 체질량지수 25 kg/m2 를 기준으로 비만 여부를 판단하여 체질량 지수가 25 kg/m2 이상인 비만군(56명의 환자 70예의 슬관절)과, 25 kg/m2 미만인 대조군(38명의 환자, 48예의 슬관절)으로 나누어 연구를 진행하였다(Table 1). 비만 환자군의 평균 체질량지수는 28.1±1.7 kg/m2 (범위, 25.11∼33.15 kg/
m2)였고 대조군 환자들의 평균 체질량지수는 23.1±1.5 kg/m2 (범위, 19.04∼24.97 kg/m2)였다. 환자들의 평균 나이 및 최종 추시 기간, 성별 구성에는 두 군 간에 유의 한 차이가 없었다(Table 1). 모든 환자들에게는 Anterior- posterior glide 방식의 Low Contact Stress (DePuy, Warsaw, IN) mobile-bearing total knee system을 사용 하여 후방 십자 인대 보존형 인공 관절 치환술이 시행되
었고 슬개골 치환술 역시 함께 시행되었다. 대퇴골과 경 골, 슬개골 부속품 모두 골시멘트를 사용하여 고정하였다.
모든 환자들에 있어서 술 전과 최종 추시 관찰 시에 Knee Society objective rating scale9)을 사용하여 임상적 결과를 측정하였고 최종 추시 시 Knee Society Score가 90∼100점인 경우 'excellent', 80∼89점인 경우 'good' 으로 구분하고 이 두 경우를 성공적인 결과를 나타낸 것 으로 판정하였다. 반면 최종 추시 시 Knee Society Score 가 80점 미만인 경우를 임상적으로 실패한 결과로 판정 하였다. 추가로 삽입물의 해리, 감염, 폴리에틸렌 탈구 및 마모, 또는 후방 십자 인대와 관련된 합병증 등의 이유로 재치환술을 필요로 했던 경우 역시 실패한 결과를 나타내 는 것으로 간주하였다. 추가적으로 비만군과 대조군에서 최종 추시 시의 슬관절의 운동 범위를 비교하였다. 최종 추시 시의 슬개대퇴 관절 증상 또한 조사하였는데 슬개대 퇴 관절의 상태는 Stern과 Insall25)에 의해 사용된 방법을 사용하여 무증상인 경우를 grade 0, 계단 오를 시 경한 통증을 호소하는 경우를 grade 1, 의자에서 일어날 시나 계단 오를 시 심한 통증을 호소하는 경우를 grade 2로 구 분하였다. 마지막으로 각 군 별로 수술 후 재원 기간 동 안의 내과적 합병증의 발생 빈도 및 수술 후 삽입물 및 폴리에틸렌의 문제로 재치환술을 시행한 빈도, 수술 후 슬관절의 심부 감염 빈도를 조사하였다.
통계학적 분석은 t-검정, 카이제곱(qui square) 검정 및 Fisher's exact 검정을 사용하여 시행하였고 p-value가 0.05 미만인 경우를 통계학적으로 유의한 차이가 있는 것 으로 해석하였다.
Table 2. Comparison of Clinical Results Noneobese Obese
p-value group group
Preop. Knee Society
objective score 65±7.8 65±11.5 0.983 (points)
Postop. Knee Society
objective score 95±10.1 94±16.7 0.497 (points)
Overall result (no. of knees)
Successful 44 (92%) 63 (90%)
0.760 Failure 4 (8%) 7 (10%)
Postop. Knee Society
funcional score 74±22.7 78±26.6 0.380 (points)
Range of motion at
final follow-up 132±11.7 126±21.9 0.073 (degree)
Patellofemoral sympoms (no. of knees)
Grade 0 13 (27%) 31 (44%) 0.056 Grade I 30 (63%) 28 (40%)
Grade II 5 (10%) 11 (16%) Periop. Complications
0 2 (3%) 0.513
(no. of knees)
Revision 0 5 (7%) 0.079
Liner dislodge 0 4 (6%) 0.145
Infection 0 1 (1%) 0.999
결 과
수술 후 최종 추시 시의 두 군 간의 여러 임상 결과 및 그 비교에 대하여 Table 2에 요약되어 있다. 수술 전의 Knee Society score는 비만군에서 65±11.5점, 대조군에 서 65±7.8점으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p＞
0.05). 수술 후 최종 추시 시의 Knee Society objective score 역시 비만군에서 94±16.7점, 대조군에서 95±10.1 점으로 유의한 차이를 보이지 않았고, Knee Society function score 역시 비만군에서 78±26.6점, 대조군에서 74±22.7점으로 통계학적인 차이를 나타내지 않았다(p＞
0.05). 63예(90%)의 비만군 슬관절에서 최종 추시 시에 성공적인 결과를 나타내었고 대조군에서는 44예(92%)의 슬관절에서 성공적인 결과를 나타내어 성공률 역시 통계 학적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다(p＞0.05). 수술 후 최종 추시 시 관절 운동 범위 역시 비만군에서 126±
21.9도, 대조군에서 132±11.7도로 의미 있는 차이를 나 타내지 않았다(p＞0.05). 최종 추시 시 슬개-대퇴 관절 증상에 대하여서는 비만군에서는 31예(44%)에서 무증상 (grade I), 28예(40%)에서 경한 증상(grade II), 11예 (16%)에서 심한 증상(grade III)을 나타냈고 대조군에서 는 grade I에 13예(27%), grade II에 30예(63%), grade III에 5예(10%)의 환자들이 속하여 비만군에서 슬개-대퇴 관절 증상이 없는(grade I) 환자의 비율이 높았으나 통계 학적으로 두 군 간의 유의한 차이를 나타내지는 않았다 (p＞0.05). 수술 후 재원 기간 중 내과적 합병증의 발생 빈도는 비만군에서 폐렴 1예, 폐부종 1예로 총 2예 발생 했던 반면 대조군에서는 발생하지 않았으나 통계학적으 로 유의한 발생률의 차이는 나타내지 않았다(p＞0.05) (Table 2).
술 후 재치환술을 시행한 경우는 비만군에서만 총 5예 가 있었고 대조군에서는 한 예도 발생하지 않았으나 재치 환술을 시행할 확률은 양 군 간 유의한 차이를 나타내지 않았다(p＞0.05). 그중 술 후 2개월에서 17개월 사이에 폴리에틸렌의 탈구가 발생하여 폴리에틸렌의 교체를 시 행한 경우가 총 4예 있었는데 모두 비만군에서 발생하였 고 대조군에서는 폴리에틸렌의 탈구가 발생한 경우가 없 었다(p＞0.05). 수술 후 심부 감염으로 인해 재수술을 시 행한 경우는 대조군에서는 없었으나 비만군에서 1예 있 었고(p＞0.05) 1단계로 삽입물의 제거 및 항생제 첨가 골시멘트 삽입술을 시행한 후 2단계로 슬관절 재치환술 을 시행하여 성공적으로 치유되었다.
고 찰
비만과 인공 슬관절 치환술 후 결과와의 상관 관계에 대한 연구는 현재까지 많은 수의 연구 결과들이 발표되었
으나1,2,4,5,8,12-14,20,23-25,27,30) 아직 일관적인 결론이 내려지지
않은 상태이다. 대부분의 저자들에 의해 체질량지수 40 kg/m2 이상의 병적 비만 환자들의 경우 인공 슬관절 치 환술 후 비만이 아닌 환자들에 비해 임상적 및 방사선학적 으로 좋지 않은 결과를 나타낸다고 발표된 바 있다3,12,30). 그러나 서구에서의 비만 기준인 체질량지수 30 kg/m2을 기준으로 하였을 때에는 대부분의 연구에서 인공 슬관절 치환술 후 5년 이내의 단기 임상 결과에서는 비만 환자들 과 그렇지 않은 환자들 간에 임상적인 결과의 차이가 없
다고 발표하고 있다8,18,23,25,26). 반면 5년 이상의 중기 임상 결과에 있어서는 서로 상반된 결과들이 발표되고 있는데, Foran 등12)은 68명의 비만 환자 78개의 슬관절과 같은 수의 대조군과의 최소 5년 추시 관찰 결과의 비교에서 비 만 환자군에서 대조군에 비하여 저조한 결과를 나타내었 다고 보고한 반면 Amin 등4)은 147개의 비만군 슬관절과 181개의 대조군 슬관절과의 5년 추시 관찰 비교에서 임 상 결과 및 합병증의 발생 빈도에서 두 군에서 유의한 차 이를 보이지 않았다고 발표하였다. 한편, 10년 이상의 장 기 추시 관찰 결과는 현재까지 두 건의 연구 결과만이 발 표되었다. Griffin 등14)은 32예의 비만군과 41예의 대조 군 간의 10년 추시 관찰 결과 비교에서 슬개대퇴 관절 증 상의 정도는 비만군에서 좋지 않은 결과를 나타내었으나 Knee Society score나 재치환술의 시행 확률에서는 두 군 간에 차이가 없었다고 발표한 반면, Foran 등13)은 각각 30예씩의 슬관절을 비만군과 대조군으로 한 15년 추시 관찰 결과 비교에서 Knee Society score나 재치환술의 시 행 확률 모두 비만군에서 저조한 결과를 나타내었다고 보 고한 바 있다.
위와 같은 해외 논문들은 대부분 비만의 정도를 체질 량지수 30 kg/m2을 기준으로 나누어서 연구를 진행하였 다. 그러나 국내 환자들의 신체 특성상 외국의 기준을 그 대로 사용하는 것은 합당하지 않은 것으로 생각되고 실제 로 본 연구 대상에 포함된 94명의 환자들 중 체질량지수 가 30 kg/m2인 환자는 불과 9명밖에 없었고 40 kg/m2 이상인 환자는 한 명도 없었다. 또한 서론에서도 밝혔듯 세계 보건 기구에서는 우리 나라를 포함한 아시아-태평양 지역의 사람들에게는 서구와는 다르게 체질량지수 25 kg/m2을 비만의 기준으로 정의하고 있다29). 그러므로 본 연구에서는 체질량지수 25 kg/m2을 기준으로 비만군과 대조군을 나누어 연구를 진행하였다.
본 연구에서의 수술 후 Knee Society score 및 평균 관 절 운동 범위, 심부 감염의 발생 확률, 그리고 재원 기간 중 내과적 합병증 발생 빈도 등의 항목에서 모두 두 군 간의 유의한 차이를 나타내지 않았다. 또한 두 군에서 모 두 삽입물의 해리로 인하여 재치환술이 필요했던 경우는 없었는데 이는 비교적 짧은 추시 관찰기간(5년) 때문인 것으로 생각한다. 한편, 비록 통계학적인 유의성은 없었 으나 수술 후 조기(수술 후 2∼17개월)에 폴리에틸렌의 탈구가 발생한 경우가 총 4예에서 있었는데 모두 비만군
환자에서 발생하였다. Low Contact Stress implant를 사 용한 인공 슬관절 치환술에 대한 몇몇 연구에서 폴리에틸 렌의 탈구를 보고하였으나16,22,28) 비만도와 탈구의 발생 비율에 대한 연구는 진행된 바가 없었다. 이러한 폴리에 틸렌의 탈구는 신전 간격과 굴곡 간격의 불일치에 의해 발생하게 되는데 아마도 본 연구에서는 비만 환자의 수술 시에 이러한 연부조직의 균형을 맞추는 것에 실패한 경우 가 대조군 환자에 비해 많았던 것으로 생각하나 통계학적 으로 유의한 결과는 아니었기에(p＞0.05) 비만군에서 연 부조직 균형을 맞추기가 어렵다고 결론 내리기는 어려울 것으로 생각한다. 한편 Foran 등13)은 15년 추시 관찰 연 구에서 대조군에서 비만군에 비해 폴리에틸렌을 교체할 확률이 더 높았고 이는 비만군 환자들에서 대조군 환자들 에 비해 활동 정도(activity level)가 떨어지기 때문일 것 이라고 하였다. 본 연구에서는 폴리에틸렌의 마모로 인하 여 교체를 시행한 경우는 없었는데 이는 비교적 폴리에틸 렌의 마모가 적은 mobile-bearing implant를 사용했기 때 문일 것이다.
슬개-대퇴 관절 증상의 발현 역시 본 연구에서는 두 군 간의 차이가 없었고 이는 Foran 등12)의 결과와는 일치하 는 결과이나 일부 저자들은 비만군에서 슬개-대퇴관절 증 상의 발생 빈도가 더 높았다고 발표한 바 있다14,25). 이는 아마 연구에 사용된 삽입물의 차이 때문일 것으로 생각한 다.
본 연구에서는 최소 5년 추시 결과 두 군에서 인공 관 절 수술의 성공률(Knee Society score≥80 points)의 차 이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 Foran 등12,13)은 비만 군에서 대조군에 비하여 성공률이 떨어진다고 하였고 특 히 술 후 5년이 지나면서 두 군 간의 성공률의 차이가 커 진다고 발표한 바 있다. 그러므로 본 연구에서도 더 장기 간의 추시 관찰 결과가 필요할 것이다.
결 론
본 연구에서는 퇴행성 슬관절염 환자들에 있어서 최소 5년 이상의 중기 추시 결과 체질량지수 25 kg/m2 이상인 환자군과 체질량지수 25 kg/m2 이하인 대조군 간에 수술 의 성공률 및 Knee Society score, 관절 운동 범위, 슬개- 대퇴 관절 증상의 발현 및 감염의 확률에서 유의한 차이 를 보이지 않는 것으로 나타났다. 재치환술의 경우 비만
군에서만 4예의 폴리에틸렌 탈구에 의한 재치환술이 시 행되었으나 발생 확률은 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 향후 더 장기간의 추시 관찰을 통한 비만도와 인공 슬관절 후 임상 결과와 의 상관 관계에 대한 연구가 필요할 것으로 생각한다.
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= 국문초록 =
목적: 비만도가 퇴행성 슬관절염 환자에서 인공 슬관절 치환술 후 임상적 결과에 미치는 영향을 알아보고 자 하였다.
대상 및 방법: 1999년 6월부터 2002년 2월까지 퇴행성 슬관절염으로 인공 슬관절 치환술을 시행받은 239명의 환자들 중 최소 5년 이상 추시가 가능하였던 94명의 환자 118예의 슬관절을 대상으로 하여 체질량 지수가 25 kg/m2 이상이었던 56명의 환자 70예의 슬관절을 비만군, 체질량지수가 25 kg/m2 미만이었던 38명의 환자 48예의 슬관절을 대조군으로 설정하여 두 군에서 Knee Society score (objective and functional score), 관절 운동 범위, 슬개-대퇴 관절 증상, 합병증, 재치환술 빈도 등을 비교하였다.
결과: 두 군에서 최종 추시 시 Knee Society score, 관절 운동 범위, 슬개-대퇴 관절 증상, 합병증 발생 빈도 및 심부 감염률에서 유의한 차이를 보이지 않았다(p＞0.05). 또한 최종 추시 시 Knee Society score가 80점 이상의 성공적인 결과를 나타낼 확률 역시 비만군에서 90%, 대조군에서 92%로 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p＞0.05). 재치환술의 경우 비만군에서만 4예의 폴리에틸렌 탈구에 의한 재치환술이 시행되었으나 발생 확률은 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p＞0.05).
결론: 퇴행성 슬관절염 환자에서의 인공 슬관절 치환술 후 5년 추시 결과에서 비만도(체질량지수≥25 kg/m2)와 임상 결과와는 유의한 상관 관계를 나타내지 않았다.
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