목 적 : 자궁경부암 환자에서 골반부 방사선조사후 골괴사는 잘 알려진 방사선 조사의 합병증이다. 본 연 구는 방사선 조사로 인한 골 괴사 환자에서 고관절 전치환술 후 가장 문제가되는 비구 부품의 조기 실패 예방에 대하여 조사하였다.
대상 및 방법 : 1989년1월부터 1995년 12월까지 본 교실에서 자궁경부암으로 골반부 방사선 조사 후 대퇴 골두와 비구의 골괴사로 인해 고관절 전치환술을 시행한 12 명의 여자환자 18 례를 대상으로 하였 다. 모든 환자에서 고관절 및 대퇴 근위부 동통과 파행을 호소하였고 방사선 소견상 방사선 조사후의 골 괴사를 나타내는 다양한 소견이 있었다. 평균 연령은 57 세, 평균 방사선 조사량은 4533 rad, 골반부 방사선 조사 후 초기 고관절 전치환술의 시행은 평균 53.5개월이었다. 제 일군은 무시멘트 반구 포말형 비구컵을 사용한 15 례, 제 이군은 비구 보강환을 사용한 3 례로 분류 하였고, 평균 추시 기간은 제일군 및 제이군 각각 61.4 개월, 38.7 개월 이었다.
결 과 : 비구 부품 이완은 제 일군에서 47%가 발생하였고, 제 이군에서는 발생하지 않았다.
Harris hip score는 제 일군 및 제 이군에서 각각 74, 84 점 이었다.
결 론 : 방사선 조사 후 골괴사로 인한 초기 고관절 전 치환술시 비구 보강 환의 사용은 조기 비구 부품 의 실패를 예방하기 위한 방법의 하나로 생각된다.
색인 단어 : 비구, 방사선 조사 후 골괴사, 비구 보강 환, 고관절 전치환술
서 론
대퇴골 두 무혈성 괴사 환자의 고관절 전치환술에 대한 연구는 많이 보고되고 있고 또한 술후 발생한 합병증에 대해서도 많은 연구보고가 있으나, 방사선
조사 후 발생한 고관절 대퇴골두 및 비구 골 괴사에 서 고관절 전치환술은 방사선으로 인한 골의 변화2 ) 로 비구부품의 이완, 비구의 골반 내 돌출 등의 비구 부품의 실패가 조기에 나타날 가능성이 매우 높으나 이에 대한 연구보고는 아직까지 많이 보고되지 않고 있다. 본 연구는 골반부 방사선 조사의 가장 흔한 이 유가 되는 자궁 경부암으로 진단받고 골반부 방사선 조사 후 발생한 고관절 골괴사 환자에서 시행한 고 관절 전치환술의 문제점과 보완점에 대해 알아보고 자 하였다.
연구대상 및 방법
1 9 8 9년 1월부터 1 9 9 6년 1 2월까지 고신대학교 복
※ 통신저자 : 조 명 래
부산광역시 서구 암남동 3 4 고신대학교 복음병원 정형외과학교실 T e l : 8 2 - 5 1 - 2 4 0 - 6 4 6 7
F a x : 8 2 - 5 1 - 2 4 3 - 0 1 8 1
E - m a i l : c m r @ n s . k o s i n m e d . o r . k r 본 논문은 1 9 9 9년 5월 춘계 고관절 학회에서 구연된 논문임.
음병원 정형외과에서 자궁 경부암으로 골반부 방사 선 조사 후 고관절 및 근위 대퇴부 동통을 주소로 내 원하여 고관절 골 괴사로 진단받고 고관절 전치환술 을 시행한 1 2명 환자 1 8례를 대상으로 하였다.
이들의 나이는 4 7세에서 7 0세까지 평균 5 7 . 1세였 고, 골반부 방사선 조사량은 4 0 5 0㎭에서 5 0 0 0㎭까지 평균 4 5 3 3 . 3㎭였으며, 골반부 방사선 조사 후 고관절 전치환술의 시행은 7개월에서 1 2 2개월까지 평균 5 3 . 5개월이었다. 모든 환자에서 고관절 및 근위 대퇴 부의 동통 및 파행을 호소하였으며, 하지 부동이 2 례에서 나타났다. 진단은 단순 고관절 전후면 및 측면 방사선 사진, 혈액 검사와 수술시 채취한 고관절 검체 의 균 도말 및 균 배양 검사와 조직학적 검사로 하였 는데, 조직학적 검사상 대상 환자 모두 방사선으로 인 한 골의 괴사 소견을 나타내었다(Fig. 1). 비구의 골 괴사 정도에 대해서는 편의상 세가지 형태로 분류하 였고(Fig. 2), A형 9례, B형 8례, C형 1례였으며 이를 자세히 보면 술 전 단순 고관절 방사선 사진상 6례에서 대퇴경부의 골절을, 4례에서 대퇴골두 골절 및 비구골 골반내 돌출을, 3례에서 비구골 골반내 돌 출을, 1례에서 비구골의 골절을 동반하여 나타났고, 4례에서 골괴사 및 감염이 동반되었는데(Fig. 3), 균 배양 검사상 포도상 구균이 동정되었고, 이들 모두 절 제 관절성형술 및 Vancomycin 항생제 혼합 시멘트 삽입술을 시행하였으며, 항생제 정맥 주사 치료로 추 시 혈액 검사상 백혈구치는 정상으로, 혈침속도는 2 0
㎜/ h r이하로의 감소 추세와 C 반응 단백이 음성이 될 때 고관절 전치환술을 시행하였고 실제 수술 시행시 과거 감염조직의 육안적 확인 및 균 도말검사로 염증 의 소실이 확인된 경우에 고관절 치환술을 시행하였 다. 이들 1 8례를 고관절 전치환술시 사용한 비구컵의 종류에 따라 두 군으로 분류하였는데, 제 일군은 무시 멘트 반구 포말형 Harris-Galante 비구컵( Z i m m e r , Warsaw, Indiana, USA)을 사용한 1 5례로서 추시 기간은 2 8개월에서 1 2 0개월까지 평균 6 1 . 4개월이었 으며, 그중 1례는 골 괴사와 감염이 동반된 상태로 Fig. 1. Light microscopic findings of the acetabulum at
4 years after irradiation(H&E stain: x40). Necrotic bone and marrow tissue with empty osteocytic lacuna are noted.
Fig. 2. The classification according to the extent of acetabular necrosis in radiograph. A. Radiodense and Radiolucent lesion. B. Severe destruction with impaction of the femoral head. C. Acetabular fracture with disruption of the K hler line.
Fig. 3. A 60-year-old female was treated with 4600 rad radiation because of cervical cancer of uterus.
Osteonecrosis of the femoral head and acetabulum with infection was detected at 28 months after radiation.
절제 관절성형술 및 Vancomycin 항생제 혼합 시멘 트 삽입술 후 염증이 소실된 상태에서 고관절 전치환 술을 시행하였으며, 대퇴부 부품은 모두A n a t o m i c a l 스템(Zimmer, Warsaw, Indina, USA)을 사용하 였고, 비구괴사 정도는 상기 분류 A형 9례, B형 5 례, C형 1례였다. 제 이군은 항생제 혼합 시멘트를 이용한 비구 보강 환(Acetabular reinforcement ring)(Sulzermedica, Berne, Switzerland)을 사용 한 군으로 3례 모두에서 고관절 골괴사 및 염증이 동 반된 상태로 상기 분류 B였으며 절제 관절성형술 및 항생제 혼합 시멘트 삽입술 후 염증이 소실된 상태에
컵 주위의 방사선 투과 음영, 비구 컵의 해리 여부, 컵 주위의 비구골 용해 여부 등을 관찰하였으며, 비 구부품의 실패(failure of acetabular compo- n e n t s )는 방사선 투시각도와 골반의 위치변화에 비 교적 오차가 적은 Yoder 등5 , 1 4 )의 방법에 의해 추시 단순 고관절 전후면 및 측면 방사선 사진 상 수직거 리는 비구컵의 중심( c e n t e r )과 tear drop의 하연을 연결한 선에 수직으로 그은 선이 만나는 거리를, 수 평이동은 tear drop의 하연 또는 폐쇄공의 상연과 비구컵의 중심에서 수직으로 만나는 거리로 측정하였 고 판정기준은 비구부품이 4㎜ 이상 전이된 경우에 비구컵의 이완으로 정의하였고 Köh l e r선을 벗어난 비구컵의 골반내 내측이동을 비구컵의 골반내 돌출로 정의하였다(Fig. 4).
결 과
제 일군 및 이군 모든 환자에서 이전의 자궁 경부 암의 재발이나 사망 례는 없었고, 제 일군 1 5례의 Harris hip score는 술 전 평균 4 3 . 7점에서 술 후 평균 9 0 . 1점으로 향상되었으며 최종 추시시 7 4 . 1점으 로 술 후에 비해 감소하였다. 대퇴 부품의 이완이나 골절 등은 없었으나 5례에서 비구의 골반내 돌출이, 2례에서 무균성 비구이완 등 7례에서(47%) 술 후 2 8 개월에서 7 4개월로 평균 4 5 . 8개월 째 비구부품의 실 패가 발생하였고(Fig. 5), Yoder 등의 방법에의해 비구컵의 전이가 상방 6 . 7㎜, 내측 8 . 3㎜로 측정 되 었다. 제 이군 3례의 Harris hip score는 술 전 4 0 . 5점에서 술 후 8 9 . 6점으로 향상되었으며 최종 추 시시 8 3 . 9점으로 술 후와 큰차이가 없었으며, 비구부 품의 실패는 한 례도(0%) 발생하지 않았다(Fig. 6).
Fig. 4. Yoder et al method :
Vertical distance (Yv) was assessed by the perpendicular distance from the center of rotation of the prosthesis (HC) to a horizontal line drawn beteween the tips of the tear drops. Horizontal distance (Yh) was assesssd by the perpendicular distance from the tip of tear drop to verti- cal line drawn through the center of the rotation of the prothesis (HC).
HC, Head center : TD, Tear drop.
고 찰
골 괴사는 골 조직의 방사선 조사 후 발생하는 잘 알려진 합병증으로, 골 조직에 대한 방사선의 효과 는 1 8 9 7년 W a l s h가 수부 방사선 조사 후 골과 연 골의 변화에 대한 첫 보고 이후 1 9 0 3년 P e r t h e s가 방사선 조사 후 성장하는 닭의 날개골의 성장지연에 대해 기술하였으며, 1926년 E w i n g4 )은 괴사를 포함 한 골 조직의 조직학적인 변화를 보고하였고 1 9 2 7년 B a e n s c h가 골반부 방사선 조사후 대퇴골 경부 골절 환자에 대해 보고하는 등 방사선이 골 및 연골에 미 치는 영향에 대해서는 많은 연구 보고가 있어 왔다.
이러한 방사선 조사 후 발생하는 골 조직의 변화는 크게 네 가지로 나타나는데, 골다공증, 골수 섬유화, 골 소주의 미세 골절, 광범위한 부분괴사로 나타나 며9 ), 최근 연구에서 Takahashi 등1 3 )은 방사선 조사 후 골 생성 세포의 손상, 미세 혈관의 손상과 염증반 응으로 인하여 모든 골 세포 수와 혈류량 및 골 기질 량의 감소가 나타나며, 이로 인하여 방사선학적인 변화와 병적 골절, 골절 유합의 능력저하와 감염 가 능성의 증가가 나타난다고 보고하였고, 또한 H a l l
등6 )은 방사선 조사 후 발생하는 골 조직의 합병증으 로 골절, 골 괴사, 골수염, 육종 등이 발생하며 이들 합병증은 방사선 조사량과 관계되어 진다고 하였으 며, 골 조직에 대한 방사선 조사량의 효과는 3 0 0 0㎭
에서 치유 능력의 부전이 나타나며, 5000㎭에서 심 한 골 조직의 손상 또는 골 조직의 사멸이 나타나며, 6 0 0 0㎭에서는 골 조직에 회복 불가능한 영구적인 손 상이 나타난다고 알려져 있다1 0 ).
방사선 조사 후 골 괴사는 R u b i n과 P r a b h a - s a w a t1 0 )의 연구에서 방사선 조사 후 평균 4년±6개 월에서 발생한다고 보고 하였고, 본 연구에서는 방 사선 조사 후 7개월에서 1 2 2개월까지 평균 5 3 . 5개 월에서 발생하여 R u b i n과 P r a b h a s a w a t1 0 )의 연구 보다 조금 더 시간이 경과하여 발생하였다. 이는 고 관절 동통이 있는 상태에서 내원 하였기 때문에 실 제 골 괴사는 조금 더 빠른 시기에 발생되었으리라 생각되며 정확한 시기에 대해서는 추 후 많은 연구 가 되어야 할 것으로 판단된다.
Howland 등7 )은 방사선 조사 후 2 2개월 째 조기 Fig. 6. A 60-year-old femlae was treated with 4600 rad radiation because of cervical cancer of uterus. At 6 weeks after resection arthroplasty with antibiotics cement bead insertion for treatment of concomitant infection with osteonecrosis, total hip replacement with Muller cup was done. There was not gross loosenig and migration of acetabular cup at 36 months following after total hip arthroplasty.
Fig. 5. A 47-year-old female was treated with 4500 rad because of cervical cancer of uterus. Migration of acetabular cup was detected at 34 month after total hip arthroplasty.
골반 내 돌출 등 비구 부품의 실패를 계측하는 방법 으로 Callaghan 등1 ) 방법, Engh 등3 ) 방법, Sutherland 등1 2 ) 방법 및 Yoder 등1 4 )의 방법이 있 으나, 본 연구에서는 방사선 투시각도와 골반골의 위치 변화에 비교적 오차가 적은 Yoder 등의 방법 을 사용하였고 4㎜이상 비구 부품이 내측 및 상방이 동시 비구부품 실패로 간주하였다.
Jacobs 등8 )은 골반부 방사선 조사 후 시행한 고관 절 전치환술에서 시멘트 사용 없이 삽입한 비구 부 품의 실패는 술 후 평균 2 5개월째 4 4 %에서 나타난 다고 하였고, Massin과 D u p a r c9 )는 골반부 방사선 조사 후 시행한 고관절 전치환 술에서 시멘트를 사 용한 비구 부품의 실패는 평균 6 9개월 째 52%, 비 구 보강환 사용시 4 0개월에서 1 9 %의 실패율을 보고 하였으나 본 연구에서는 시멘트 사용 없이 시행한 고관절 전치환술 군에서 비구 부품의 이완이 2례( 1 4
%), 비구의 골반 내 돌출이 5례(33 %)발생하여 비 구부품의 실패는 1 5례 중 7례( 4 7 % )로 나타났고, 또 이들 비구부품의 실패는 술 후 2 8개월에서 7 4개월까 지 평균 4 5 . 8개월에서 발생하여 Jacobs 등의 연구 결과 보다 약 두 배의 시간 경과 후 비구 부품의 실 패가 발생하였는데, 이는 전치환술 시행시 비교적 큰 비구컵을 사용하여 술 후 흔한 실패 원인인 비구 의 골반내 돌출, 비구 골절의 조기 발생을 어느 정도 감소시키는데 기인한다고 생각되며, 비구 부품의 이 완은 비구컵의 골반내 돌출은 없으나 전후면 방사선 사진에서 비구컵 경사각이 4도 이상 변화시에 이완 으로 간주하였고 물론 비구부품 주위에 방사선 투과 음영선(radiolucent line)은 모두 나타났다. 이완된 비구컵의 7례중 4례에서 비구 보강 환을 사용하여 재치환술을 시행하였다. 비구 보강 환을 사용한 군
2 3 %의 비구 부품의 이완을 보고하여서 본 연구 결 과와 비교 할 때, 방사선 조사로 인한 골반골의 변화 로 조기에 높은 비구 부품의 실패율이 나타나고, 초 기 고관절 전치환술시 비구 보강 환을 사용한 군에 서 비구 부품의 실패는 추시 기간은 짧지만 현재까 지는 없었으므로, 방사선 조사한 골반부의 고관절 전치환술시 비구 부품의 실패를 예방하기 위한 부품 의 적절한 선택이 필요 할 것으로 생각되어진다.
본 연구에서는 골반골 방사선 조사후 비구의 괴사 로 인한 고관절 치환 환자에서 비구 부품의 초기 실 패에 대하여 주로 관찰하였고 대퇴부품의 실패에 대 해서는 방사선 조사시에 근위 대퇴부는 포함돠지 않 는 상태로 대퇴부품의 생존이 일반적인 고관절 전치 환술의 결과와 같을 것으로 판단되었고, 또 추시 관 찰상 증례는 작지만 대퇴부품의 이완 등 실패 소견 은 없었던 상태로 본 연구의 결과에 포함시키지 않 았다.
방사선 조사후 발생한 비구의 괴사 정도에 대한 분류는 아직 확립되지 않아 본원에서 편의상 분류 하였고 방사선 치료후 발생하는 골 괴사는 고관절 치환술 후에도 장기간 진행하는 상태로서 초기 괴사 때 나타나는 현상으로는 예후를 짐작하기 힘들 것으 로 판단된다.
결 론
방사선 조사 후 발생하는 골 조직의 변화 즉, 골다 공증, 골수의 섬유화, 골 소주의 미세 골절, 광범위 한 부분괴사로 인하여 비구 부품의 조기 실패가 많 이 발생하므로 방사선 조사한 골반부의 초기 고관절 전치환술 시 비구 보강 환의 사용은 조기 비구 부품
의 실패를 예방하기 위한 하나의 방법으로 생각되 며, 지속적이고 장기적인 추시가 필요 할 것으로 생 각된다.
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P u r p o s e : Pelvic radiotherapy is applied to various malignant conditions, the most common of which is the carcinoma of the cervix. Osteonecrosis is a well documented complication of radiation therapy. This study is performed to find methods of prevention of early failure of the acetabular com- ponent after a total hip arthroplasty from osteonecrosis due to irradiation.
Materials and Methods : A retrospective review was performed on 12 female patients(18 Hips) who had uterine cervical carcinoma and were treated by a total hip replacement but who developed osteonecrosis of the femoral head and acetabulum after receiving pelvic irradiation, from 1989 to 1995. The types of pain consisted mostly of hip and proximal thigh pains, and limping gait, associated with various radiological lesions due to irradiation. Average age of the patients was 57.1 year-old ; average irradiation dose was 4533.3 rad ; average interval between irradiation and primary total hip replacement was 53.5 months. Cementless acetabular components in 15 hips(group 1) and acetabular reinforcement rings in 3 hips(group 2) were used. The mean follow-up duration in group 1 and 2 was 61.4 months and 38.7 months, respectively.
Results : Acetabular loosening occurred in 47% of the patients in group 1 and none in group 2.
Harris hip score was 74 in group 1 and 84 in group 2.
Conclusion : When a total hip replacement is required for the treatment of osteonecrosis by irradia- tion, an acetabular reinforcement ring is recommended as a method for prevention of early failure of acetabular components.
Key Words : Acetabulum, Irradiated osteonecrosis, acetabular reinforcement ring, total hip arthro- plasty
