VOLUME 9, NUMBER 3, SEPTEMBER 2004
Kudo Total Elbow Arthroplasty in Patients with Rheumatoid Arthritis
Seong-Pil Lee, M.D., Joo-Hak Kim, M.D., Kwang- Hyun Lee, M.D., Ki-Hoon Son, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Hanyang University Hospital, Seoul, Korea
Object: We wanted to know the results and usefulness of surgery in total elbow replacement using Kudo system in patients with rheumatoid arthritis of elbow.
Patients and Methods: We surveyed 33 cases (31 patients), who were treated with rheumatoid arthritis of elbows and had operated total elbow replacement with Kudo type III system from November, 1996 to September, 2003. The average age of the patients was 46.1 years and prevalance was 7.1 years and average fol- low up period was 46.5 months. We analysed MAYO elbow performance index (MEPI). We have done physi- cal examination and radiographic examination before and after the surgery, which proceeded extended koch approach with Kudo type III system. After the surgery, we applied long arm splint. If there was no problem in operation site, we proceeded elbow flexion and exten- sion exercise in beginning with active motion with gentle passive assisted motion at 3rd week after operation.
R e s u l t : Pain was relieved in 32 cases of 33 cases(97.0%). Mean flexion and extension range of motion was improved from extension 41 degree and
flexion 91 degree to extension 39 degree and flexion 111 degree. Average MEPI score was 74.8 with 8(24%) excellent, 16(49%) good, 6(18%) fair and 3(9%) poor cases. We found osteolysis around the distal humerus components in 2 cases in radiographic follow up, but there was no pain and instability.
Conclusion: Total elbow replacement with Kudo type III system in rheumatoid arthritis of elbow was result of pain relief and promotion of range of motion. But there were needed to confirm states of prosthesis and patients in long term follow up.
Key Words: Elbow, Rheumatoid arthritis, Total elbow arthroplasty, Kudo
서 론
주관절 전치환술은 1 9 4 2년 B o e r e m a가 최초로 실 시한 이후 Coonrad 등1의 완전 구속형(fully con- strained type)경첩관절형, Schlein2 등의 반구속형 (semiconstrained type) 경첩관절형들이 고안 시도 되었으며, Kudo3의 비구속형(unconstrained type) 이 이후에 고안되어 주관절의 동통 감소 및 관절 운동 의 회복에 만족할 만한 결과들이 보고되고 있다. 류마 토이드 주관절염 환자에 대하여 병기가 진행되어 동통 및 관절의 파괴가 심한 경우 여러가지 치료방법 중에 주관절 전치환술을 고려하고 시행해야 하는 바, 국내 에서는 강직성 및 동통성 주관절4과 외상후 파괴된 주 관절에서의 주관절 전치환술 연구5 이외의 주관절 전치 환술에 대한 연구 결과는 거의 없는 실정이다. 이에 본 병원에서 류마토이드 주관절염 환자에서 K u d o s y s t e m을 이용한 주관절 전치환술을 시행한 예에 있 어 그 결과와 수술의 유용성을 알아 보고자 하였다.
류마토이드 관절염 환자에서의 Kudo system을 이용한 주관절 전 치환술
한양대학교 의과대학 정형외과학교실 이성필・김주학・이광현・손기훈
통신저자: 이 광 현
서울특별시 성동구 행당동 17 한양대학교병원 정형외과학교실
TEL: 02-2290-8482, FAX: 02-2299-3774 E-mail: [email protected]
대상 및 방법
류마토이드 주관절염으로 1 9 9 6년 1 1월부터 2 0 0 3년 9월 까지 Kudo type III system을 이용하여 주관절 전치환술을 시행받은 3 1명 3 3예를 대상으로 하였고, 남자 1명, 여자 3 0명이었으며, 수술시 평균 연령은 4 6 . 1세( 2 2 ~ 7 7세)이었다. 환자들의 평균 유병기간은 7 . 1년( 6 ~ 1 5년) 이었으며 우측 2 1예, 좌측 1 2예이었 다. 환자들은 평균 4 6 . 5개월( 1 2 ~ 9 4개월) 추시 관찰 되었다. 환자에 대한 평가 방법으로는 Mayo elbow performance index (MEPI)를 이용하여 측정하였 으며(Table 1), 통증( 4 5점), 운동범위( 2 0점), 안정성 ( 1 0점), 일상생활( 2 5점)을 합한 점수를 우수( 9 0 ~ 1 0 0 점), 양호( 7 5 ~ 8 9점), 보통( 6 0 ~ 7 4점), 불량( 6 0점 이 하)로 평가하였다. 또한 모든 환자들은 수술 전후에 방사선학적 촬영과 함께 각도계를 이용하여 주관절의 굴곡과 신전 각도를 측정하였다. 방사선학적인 평가는 수술전 주관절의 전후면과 측면의 단순 방사선 사진을 Larsen 분류6를 이용하여 분류하였다(Table 2). 관 절치환에 사용한 기구의 선택에 있어서는 주관절에 가 해진 힘이 주관절 주위에 부착된 인대, 관절낭, 근육 을 통하여 전달되어 주관절의 안정성을 획득하는 K u d o - s y s t e m을 선택하였다7. 수술후 추시 관찰 기간 에 정기적으로 방사선 검사를 시행하여 상완골과 척골
삽입물의 위치, 강하 정도와, 삽입물 주위의 골용해 정도를 확인하였다.
수술적방법: 수술은 모두 동일 술자에 의해 시행되 었고, 측와위로 지혈대를 이용하였으며, Extended Koch approach로 척골 신경을 찾아 전위시키고 난 뒤 모든 환자는 cemented Kudo type III system 을 사용하였다. 수술 중 모든 예에서 요골두는 제거하 고 척골 측부 인대는 박리하였으며 척골 신경은 전방 으로 이동시켰고, 수술시야에서 보이는 증식된 활액막 은 최대한 제거하였다. 술 후 장 상지 석고 붕대 고정 하였으며 수술창에 문제가 없으면 3주 후 능동적 관절 운동 및 물리치료사에 의한 수동적 관절운동으로 주관 절 굴곡 신전 운동을 시행하였다.
결 과
술전 L a r s e n에 의한 분류에 의해서는 grade III는 4예, grade IV는 1 3예, grade V는 1 6예 이었다.
수술후 3 3예 중 3 2예( 9 7 . 0 % )에서 수술 후 통증이 감 소되었다. MEPI 통증의 평균 점수는 수술후 3 2 . 7점 으로 통증의 감소를 보였다. 그러나 통증이 감소되지 않는 1예의 환자에서는 수술 이후에도 통증의 감소가 있지 않았으며 (pain score 15점) 이후에도 관절 운 동의 제한을 호소하여 보존적 요법과 병행하여 치료를 시행하였다.
운동 범위는 수술 전 신전 4 1도, 굴곡 9 1도에서 수 술 후 각각 신전 3 9도, 굴곡 1 1 1도로 증가된 소견을 보였다.
임상적 결과상 수술 후 M E P I는 7 4 . 8점이었으며 우 수 8예 (24%), 양호 1 6예(49%), 보통 6예(18%), 불 량 3예(9%) 이었다(Table 2). 92%에서 전반적으로 만족하는 경향을 보였다(Table 3). 특히 M E P I에서 동통의 감소에 의한 점수의 증가와 이의 결과로 인한 Table 1. The Mayo Elbow performance index (total score=
100)
Function Score
Pain
None 45
Mild 30
Moderate 15
Severe 00
Arc of movement (degrees)
>100 20
50 to 100 15
<50 05
Stability
Stable(no varus-valgus laxity) 10 Moderate(<10°varus-valgus laxity) 05 Gross(>10°varus-valgus laxity) 00 Function(daily activities; score)
Combing hair (5) 25
Feeding oneself (5) 20
Hygiene (5) 15
Putting on shirt (5) 10
Putting on shoes (5) 05
Total (25)
Table 2. Initial and last radiographic wrist involvement accord- ing to the Larsen and Alnot classification(1992)
Grade comment
0 No radiological alteration
I Swelling of soft tissues. Demineralization II Marginal erosion. Initial deviation of the wrist III Articular erosion. Narrowing of the joint line.
Mild instability
IVa Midcarpal ankylosis. Major radiocarpal intstability IVb Radiocarpal ankylosis. Stability
Va Destruction of the carpus. Radiocarpal dislocation Vb Destruciton of the carpus. Complete ankylosis
일상 생활의 활동 증가에 의한 점수의 증가가 많았다.
수술전 모든 예에서 관절의 불안정성이 있었으나 최 종 추시 관찰시 주관절 전치환술 이후에는 안정화되었 으며 방사선 검사상 추시 관찰상 2예에서 상완골 삽입 물의 주위로 골 용해 소견이 보였으나 동통의 호소나 불안정성은 관찰되지 않았다. 골 용해 소견은 아직은 삽입물의 안정성에는 영향을 주지 않은 것으로 생각되 나 추후 재치환술의 가능성 때문에 환자는 계속 외래 통원 치료를 권유하였다.
수술후 합병증은 1예에서 수술후 척골 신경 영역으 로의 감각 저하와 이상 감각 같은 척골 신경 자극 증 상이 나타났다. 환자는 수술 후 4년이 지난 최근 추시
관찰상에서도 증상의 호전은 보이지 않고 있었으나 관 절자체의 동통은 감소하였다. 1예에서 수술중 상완골 삽입물이 잘못 삽입되어 이는 수술중 발견 즉시 제거 후 재삽입하였다. 환자는 이후에 특이한 문제점을 호 소하지 않았다.
고 찰
류마토이드 주관절염 환자에서 기능적인 향상과 통 증의 경감을 위해 수술적인 방법으로 관절고정술, 절 제관절성형술, 그리고 인공관절 치환술 등의 방법이 사용되었다. 그러나 삽입물을 사용하지 않는 방법은
Table 3. Diagram of patients after operation Involved Gender / Duration of
Arch of Daily Total
Case side Age follow up Pain
ROM Stability function score Grade
(months)
01 Right F/35 62 30 15 10 15 70 Fair
02 Left F/55 52 30 15 10 20 75 Good
03 Right F/28 62 30 10 10 10 60 Fair
04 Right F/49 94 30 15 10 20 75 Good
05 Right F/54 65 30 20 10 25 85 Good
06 Right F/45 66 15 5 10 10 40 Poor
07 Right F/52 42 30 20 10 20 80 Good
08 Right F/62 63 30 20 10 20 80 Good
09 Right F/57 66 30 20 10 25 85 Good
10 Right F/31 68 15 10 10 15 50 Poor
11 Right F/41 36 45 15 10 20 90 Excellent
12 Right F/43 45 45 15 10 25 95 Excellent
13 Right F/30 41 30 15 10 20 75 Good
14 Left F/25 46 30 15 10 20 75 Good
15 Right F/25 45 30 15 10 20 75 Good
16 Right F/39 34 30 15 10 20 75 Good
17 Left M/49 60 30 15 5 20 70 Fair
18 Right F/27 67 45 15 10 20 90 Excellent
19 Left F/27 62 45 10 10 20 85 Good
20 Right F/77 59 30 15 5 20 70 Fair
21 Right F/63 59 45 15 10 20 90 Excellent
22 Left F/65 41 30 15 10 20 75 Good
23 Right F/42 44 30 15 5 20 70 Fair
24 Right F/56 59 30 15 10 25 80 Good
25 Left F/22 30 45 15 10 25 95 Excellent
26 Left F/66 29 30 15 5 25 75 Good
27 Right F/61 26 30 5 10 20 65 Fair
28 Left F/35 24 45 20 10 20 95 Excellent
29 Left F/55 24 30 15 10 25 80 Good
30 Left F/64 22 30 15 10 25 80 Good
31 Left F/44 18 45 15 10 25 95 Excellent
32 Right F/62 14 15 5 5 15 40 Poor
33 Left F/36 12 45 15 10 20 90 Excellent
기능적인 면에서 좋지 않은 결과와 추후 재발 가능성 이 있어 삽입물을 사용하는 방법이 주로 사용되고 있 으며 그 결과에서도 더 좋게 나타나고 있다.
초기에 사용된 단축성 완전 구속형은 무균성 해리에 의해 실패율이 높아서8 현재는 반구석형( C o o n r a d - M o r r e y9, GSB prosthesis1 0) 또는 비구속형 ( c a p i t e l l oc o n d y l a r1 1, Kudo1 2, Souter-Strathclyde p r o s t h e s i s1 3) 이 주로 사용되고 있다.
본 연구에서 사용한 Kudo system은 비구속형으로
5가지의 다른 d e s i g n이 있다. 그중 type III 는 1 9 8 0 년대 상완골 삽입물의 침전을 해결하기 위해 개발된 것으로 스테인레스강으로 만들어졌으며, 골수강내 주 대를 가지고 있다. 이러한 Kudo system은 골 구조 를 보존하면서 좀더 해부학적인 관절면을 유지하여 주 관절 운동의 굴곡과 신전 뿐만 아니라 어느 정도의 외 번, 내번을 허용하는 형태이다1 4. 또한, 인공관절의 균 형과 안정성이 인공삽입물에 의한다기 보다 주변 연부 조직에 의해 영향을 받기 때문에 이론적으로도 무균성
Fig. 1. The elbow AP and lateral radiographs of a 27 y e a r o l d f e m a l e p a t i e n t , s h o w s s e v e r e destructive change of elbow joint. (Larsen stage IVa)
Fig. 2. The radiograph shows the current status of patients who had operation 22 months ago.
The implant is kept in a right position.
해리의 가능성도 낮다1 5. 하지만, 이러한 비구속형은 술후 탈구, 척골신경 마비, 감염등의 합병증의 빈도가 높을 수 있다1 6.
Kudo system은 주관절의 류마토이드 관절염의 경 우 흔히 사용되는 주관절 전 치환술의 삽입물로서, 일 본의 K u d o의 연구에서 type III Kudo system을 사 용한 5 0예의 1 6년 추시에서 9 0 %의 s u r v i v a l을 보였 고1 7, Sweden의 Rahme H. 등의 연구에 의하면1 8그 들이 시행한 5년 추시 관찰의 결과에서는 3 0예 중에서 관찰 가능한 2 6예 중 1예만 골해리의 소견이 보였으며 대부분의 양호 이상의 결과를 보였다고 한다. 본 저자 들의 연구에서도 매우 높은 성공률 ( 9 5 % )을 보이고 있었다.
운동범위의 증가에 있어서도, 운동 범위는 수술 전 신전 4 1도, 굴곡 9 1도에서 수술 후 각각 신전 3 9도, 굴곡 1 1 1도로 증가된 소견을 보였다. 수술 후 신전의 증가가 2도로 증가가 적은 편이었으며 이것은 K u d o s y s t e m은 굴곡운동을 더 얻기 위한 구조로 고안된 삽 입물의 특성상의 이유로 생각된다.
주관절 전치환술의 해리는 보통 상완골측에서 발견 이 되며 상완골 삽입물 끝의 전방 전위가 나타나며, 관절부위가 후방으로 가게 된다1 9 , 2 0. 이는 굴곡과 신전 시 상완골 삽입물의 힘이 후방으로 향하기 때문이라고 사료된다. 본 연구에서도 2예의 상완골의 해리가 발견 되었으며, 척골 삽입물주위의 해리소견은 발견되지 않 았다. 최근의 주관절 전 치환술은 인공 삽입물의 정확 한 위치로의 삽입과 확실한 고정으로 이러한 무균성 해리를 줄일 수 있다. 상완골 삽입물의 방향이 정확하 지 않다면, 앞에서 언급한대로 굴곡과 신전 시에 나타 나는 힘으로 해리가 발생할 것이고, 만일 전체적인 인 공 삽입물의 상완골-척골간 배열이 맞지 않아 외반력 이 주어진 상태라면 척골 삽입물의 마모 및 해리가 나 타나게 될 것이다.
척골신경의 신경병증은 주관절 전치환술의 주요 합 병증의 하나로1 0 , 1 1본 연구에서도 한 예가 있었다. 이러 한 합병증을 방지하기 위해 수술중에 내측 상과의 섬 유 궁(fibrous arch)의 이완술을 시행하고, 척골신경 을 전방 전위시키게 된다. 이를 위해 본 연구에서는 모두 후방 도달법으로 수술을 시행하여 척골 신경을 관찰하였고, 전방전위를 시켰다. 반면, 만일 측방도달 법을 시행한 경우에는 수술중의 인식하지 못한 신경의 견인이라든지 시멘트를 삽입후 생기는 열손상 때문에 신경증상이 오히려 더 많이 발생한다고 한다2 1.
또하나의 합병증인 술 후 탈구의 문제점에서도1 6 주 관절 전 치환술에서 척측 측부인대의 횡절개의 결과가 확실하지 않기 때문에 전방 사면 구조물( a n t e r i o r oblique component)의 보존을 권유하기도 하지만
1 1 , 1 2 , 2 2, 본 연구에서는 모든 환자에서 척측 측부인대는
절제하였는데, 술후 추시시에 탈구는 한 예도 없었고, 대부분의 환자에서 이 척골측부인대의 전방 사면 구조 물의 변형이 심하여 구축되어 있어 기능이 거의 존재 하지 않으며1 7, Kudo system에서 척측 측부인대의 기능이 반드시 필요로 하지 않는다1 2.
이상에서 류마토이드 관절염 환자에서 Kudo type III system의 주관절 전 치환술의 추시 결과는 어느 정도 만족할 만하며, 합병증의 빈도도 낮은 술식으로 동통이 심하고, 관절의 파괴가 심한 류마토이드 주관 절염에 있어서 적합한 술식이라고 사료된다.
결 론
본 연구에 의하면 류마토이드 주관절염 환자에서 Kudo type III system을 이용한 주관절 전 치환술 은 통증의 경감과 관절 운동 범위의 증가라는 결과를 보이고 있었다. 그러나 장기 추시 관찰을 통해 삽입물 의 상태와 환자의 상태를 확인이 필요할 것으로 생각 된다.
참고문헌
01) Coonrad RW. Coonrad Total Elbow Surgical Technique.
Warsaw, Indian: Zimmer U.S.A Inc. 1975;
02) Schlein AP. Semiconstrained total elbow arthroplasty.
Clin Orthop. 1976;121:222-9.
03) Kudo H., Iwano K., Watanabe S. Total replacement of the rheumatoid elbow with a hingeless prosthesis. J Bone Joint Surg Am. 1980;62:277-85.
04) Yoo MC., Rhee YG., Cho YJ., Sun SD., Lee GH. Total elbow arthroplasty for the Ankylotic or Painful Elbow. J of Korean Orthop. 1995;30:1504-11.
05) Kim YK., Jung LH. Total elbow arthroplasty for posttrau- matic destroyed or unreduced elbow joint. J of Korean shoulder and Elbow Society. 2003;6:37-43.
06) Larsen A., Dale K., EeK M. Radiolgraphic evaluation of rheumatoid arthritis and related conditions by standard ref- erence films. Acta Radiol. 1977;18:481-91.
07) Kim JM., Kim YS., Kwon SY. The Pritchard ERS Elbow Prosthesis in Rheumatoid Arthritis. J of Korean Orthop.
1991;26:90-95
08) Morrey BF., Bryan RS., Dobyns JH., Linscheid RL. Total elbow arthroplasty. A five year experience at the Mayo Clinic. J Bone Joint Surg Am. 1981;63:1050-63.
09) Gill DR., Morrey BF. The Coonard-Morrey total elbow arthroplasty in patients who have rheumatoid arthritis. A
ten to fifteen-year follow-up study. J Bone Joint Surg Am.
1998;80:1327-35.
10) Gschwend N., Scheier NH., Baehler AR. Long-term results of the GSB III elbow arthroplasty. J Bone Joint Surg Br. 1999;81:1005-12.
11) Ewald FC., Simmons ED., Jr., Sullivan JA., Thomas WH., Scott RD., Poss R., et al. Capitellocondylar total elbow replacement in rheumatoid arthritis. Long-term results. J Bone Joint Surg Am. 1993;75:498-507.
12) Kudo H., Iwano K., Nishino J. Total elbow arthroplasty with use of a nonconstrained humeral component inserted without cement in patients who rheumatid arthritis. J Bone Joint Surg Am. 1999;81:1268-80.
13) Risung F. The Norway elbow replacement. Design, tech- nique and results after nine years. J Bone Joint Surg Br.
1997;79:394-402.
14) Rydholm U. Arthroplasty of the elbow. Acta Orthop Scand. 2002; 73: 247-50.
15) Potter D., Claydon P., Stanley D. Total elbow replacement using the Kudo prosthesis. Clinical and radiological review with five- to seven-year follow-up. J Bone Joint Surg Br. 2003;85:354-57.
16) Ferlic DC. Total elbow arthroplasty for treatment of elbow
arthritis. J Shoulder Elbow Surg. 1999;8:367-78.
17) Tanaka N., Kudo H., Sakahashi H., Sato E., Ishii S. Kudo total elbow arthroplasty in patients with rheumatoid arthri- tis: A long-term follow-up study. J Bone Joint Surg Am.
2001;83:1506-13.
18) Rahme H. The Kudo elbow prosthesis in rheumatoid arthiritis: A consecutive series of 26 elbow replacements in 24 patients followed prospectively for a mean of 5 years. Acta Orthop Scand. 2002;73:251-56.
19) Blewitt N., Polley J. An anatomic study of the axis of elbow movement in the coronal plane: Relevance to com- ponent alignment in elbow arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg. 1994;3:151-58.
20) Trail IA., Nuttall D., Stanley JK. Survivorship and radio- logical analysis of the standard Souter-Strathclyde total elbow arthroplasty. J Bone Joint Surg Br. 1999;81:80-84.
21) Ljung P., Jonsson K., Rydholm U. Short-term complica- tions of the lateral approach for nonconstrained elbow replacement. Follow-up of 50 rheumatoid elbows. J Bone Joint Surg Br. 1995;77:937-42.
22) Davis RF., Weiland AJ., Hungerford DS., Moore JR., Volenec-Dowling S. Nonconstrained total elbow arthro- plasty. Clin Orthp. 1982;171:156-60.
