후방십자인대 보존형 및 대치형 슬관절 전치환술 후 관상면상 관절선 위치의 변화
한양대학교 의과대학 정형외과학교실
최 충 혁ㆍ성 일 훈ㆍ최 진 우
= 국문초록 =
목적: 슬관절 전치환술 후에 관절선의 변화는 골 절제 뿐만 아니라, 연부 조직의 변화에 의해서도 초래된다. 슬관절 전치 환 시술 시 후방십자인대의 보존 여부에 따라 저자들이 고안한 방법으로 관상면상 수술 후 관절선의 변화를 분석해 보고자 하였다.
대상 및 방법: 양측 슬관절 전치환술 환자 중 일 측은 후방십자인대 보존형을, 반대측은 후방십자인대 대치형 슬관절 전치환술을 시행받은 22명 환자에서 수술 전, 후의 관절선 위치를 기립 전후면 방사선 사진상에서 동일 저자가 2회, 또 다른 저자가 1회 계측하여 비교 분석하였다.
결과: 후방십자인대 보존형과 대치형 슬관절 전치환술 군 모두에서 관절선의 위치는 통계적으로 유의한 정도의 근위부 이동을 하며, 근위부로의 이동 정도는 후방십자인대 보존형의 경우는 평균 2.4±4.1 mm, 후방십자인대 대치형의 경우는 평균 5.4±5.8 mm로 계측되어 후방십자인대 보존형 보다는 대치형 슬관절 전치환술 후 관절선 위치의 근위 이동이 더 많은 것으로 측정되었고, 이는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05).
결론: Measured resection technique과 gap technique를 절충한 슬관절 전치환술식 후에 관절선은 근위부로 위치 변화가 생기며, 후방십자인대 보존형 보다는 대치형에서 더 많은 근위부 이동이 초래되는 것을 알 수 있었다. 그러나 관절선 변화 정도의 표준 편차가 4～6 mm 정도로 개체간에 차이가 많아 일반적인 예측은 어려운 것으로 사료된다.
색인단어: 슬관절, 관절선, 후방십자인대 보존형, 후방십자인대 대치형, 슬관절 전치환술
통신저자: 성 일 훈
133-792, 서울특별시 성동구 행당동 17번지 한양대병원 정형외과
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서 론
슬관절 전치환술 후에 관절선의 변화는 관절운동범위에 제한을 초래할 수 있으며, 관절선의 유지는 굴곡 및 신전 간격의 연부조직의 균형과 함께 성공적인 슬관절 전치환술 에 있어 필수적인 요인으로 알려져 있다4,6). 슬관절 전치환 시술 시 관절선의 위치는 골 절제 정도와 연부조직의 균형 을 위한 연부조직 이완술에 의해서 변화가 초래될 수 있다
고 생각된다. 슬관절 전치환술 시 연부조직의 굴곡-신전 간 격의 균형 및 내, 외반 변형 등의 균형과 후방십자인대 대치 형 슬관절 전치환술식을 선호하는 경우에는 후방십자인대 를 제거하기도 한다. 그러나 후방십자인대를 절제한 경우에 는 후방십자인대의 견인력이 없어져 굴곡시 뿐만 아니라, 신전시에서도 관절 간격이 증가된다고 알려져 있으나5), 후 방십자인대 제거로 생기는 굴곡 및 신전 간격의 증가가 슬 관절 전치환술 후 관절선의 위치 변화로 나타나는지에 대하 여는 연구가 미미하다. 이에 저자들은 양측 슬관절 전치환 술을 시행한 환자 중 일 측은 후방십자인대 보존형을, 반대 측은 후방십자인대 대치형을 시행한 환자에서 수술 전후의 방사선 사진상 관상면에서 저자들이 고안한 방법으로 관절 선 위치를 계측하여 슬관절 전치환술 후의 관절선 위치 변
Fig. 1. The method of pre-operative measurement of the joint Fig. 2. The method of post-operative measurement of the joint
화가 있는지 여부와 후방십자인대 보존 여부에 따라 관절선위치가 차이가 있는지를 분석하여 보고자 하였다.
대상 및 방법
1996년 9월부터 2005년 6월까지에 본원에서 일인 시술 자에 의해 슬관절 전치환술을 시술받은 환자 중 일측은 후방십자인대 보존형을, 반대측은 후방십자인대 대치형 치환술을 시술받은 22명의 환자를 대상으로 하였다. 수술 은 measured resection technique과 gap technique이 절충된 방 식으로 시행하였으며, 골 절제 후, 적절한 연부조직의 균형 을 위해 후방십자인대 보존형 혹은 대치형을 선택하여 사 용하였다. 22명 모두가 여자였으며, 수술 시 환자의 나이는 평균 63.8세(41～76)였다. 후방십자인대 보존형 슬관절 전치 환술을 시행한 쪽의 수술 전 관절 굴곡 구축은 평균 13.3도 (0～35), 관절 최대 굴곡은 평균 121.7도(60～135)로, 후방십 자인대 대치형 슬관절 전치환술을 시행한 쪽의 술전 관절 굴곡 구축 평균 11.2도(0～50), 관절 최대 굴곡 평균 122.2도 (30～145)와 비교하여 통계적으로 의미있는 차이는 없었다 (p=0.179, 0.425). 또한 수술 전 대퇴-경골간각도 후방십자인 대 보존형을 사용한 측과 대치형을 사용한 측이 각각 평균 내반 4.71도(외반 5～내반 12.6), 내반 6.21도(외반 17도～내 반 17.9)로 통계적인 차이는 없었다(p=0.092). 계측에 사용된 방사선 사진은 수술 전 6개월 이내의 사진과 수술 후 3개 월에서 2년에 촬영한 방사선 사진으로 선정하였으며, 전
체중 부하 하에서 슬관절을 완전 신전위로 한 상태에서 양측 슬관절을 동시에 촬영한 양측 슬관절 전후면 방사선 사진을 사용하여 양측의 관절선의 위치를 계측하였다. 이 때 회전에 따른 오차를 줄이기 위해 방사선 측정 시 발의 위치를 일정하게 하여 가급적 중립위에서 측정하도록 하 였으며, 수술 전후의 사진 선정에 있어서도 비골두의 형 태가 유사한 사진을 선택하였다3). 또한 일정한 방사선 확 대율을 유지하기 위해 일정한 거리에서 사진을 촬영하였 고, 방사선 필름 판과 슬관절 간의 거리를 일정하게 하였 다. 정확한 방사선학적 계측 방법은 전후면 방사선 사진 상에서 경골간부의 중심축을 설정한 후에 비골두의 최고 근위점(양측 슬관절에서 확인할 수 있으며, 수술 전 및 수 술 후 방사선 사진상 일정하게 선정할 수 있는 지점)을 지 나면서 경골간부의 중심축에 수직한 선에서 대퇴골의 내 과와 외과 각각에 최단거리를 계측하여 이의 평균을 산출 하여 관상면상 관절선으로 임의 결정하였다(Fig. 1, 2). 이 때 수술 전 방사선 사진상 내, 외반 변형이 심하여 대퇴골 의 내, 외과까지의 최단거리가 비골 두의 최근위 점을 지 나면서 경골간부의 중심축에 수직한 선보다 원위부에 위 치하는 경우에는 음의 값으로 하였으며, 근위부에 있는 경우에는 양의 값으로 설정하여 이 두 값의 평균값으로 관절선의 위치로 임의 표시하여 외반 혹은 내반의 변형이 심한 경우의 관절선 설정의 문제를 보완하였다.
저자들은 본 계측치를 비교함으로서 개체간의 관절선의 위치의 수술 전후 변화가 있는지, 각 환자에서 후방십자인
Table 1. Pre-operative and Post-operative Mean Measured Values of Joint Line Positions
CR-TKA PS-TKA
Preop Postop Preop Postop First measured value by the one observer 11.53 mm 13.98 mm 9.8 mm 15.18 mm Second measured value by the one observer 11.4 mm 13.94 mm 10.15 mm 15.58 mm The measured value by the other observer 11.24 mm 14.17 mm 9.65 mm 15.95 mm
*CR-TKA: Cruciate retaining-total knee arthroplasty, †PS-TKA: PCL sacrificing-total knee arthroplasty 대 보존 여부에 따른 관절선의 위치 차이가 있는지를 Paired
t-test로 비교 검증하였으며, 저자들에 의해 새로 고안된 계 측 방법의 재현성을 확인하기 위해 후방십자인대 보존 여 부에 대한 정보가 없는 일인 측정자에 의해 1개월 간격으 로 2회 계측하여 측정치를 비교하여 측정자내 변이를 검증 하였고, 또 다른 측정자에 의해 1회 계측된 측정치와 비교 하여 측정자간의 변이를 검증하여 새로운 계측 방법을 검 증하였으며, 모든 통계학적 분석은 SPSS version 11.0을 사 용하였다.
결 과
저자들이 고안한 측정 방법의 신뢰도 및 재현성을 확인 하기 위해 계측자간 및 계측자내 측정 오류를 확인한 결 과, 일인 측정자에 의해 1개월 간격으로 측정한 계측치는 차이를 보이지 않았으며(intraobserver comparision; p=0.443), 다른 측정자에 의해 측정된 계측치와의 비교 시에도 차이 를 보이지 않았다(interobserver comparision; p=0.589, Table 1).
후방십자인대 보존형 슬관절 전치환술이 시행된 쪽의 수술 전 관절선의 위치는 비골 두의 최근위점으로부터 평 균 11.5 mm 근위부에 위치하였으며, 후방십자인대 대치형 의 슬관절 전치환술이 시행된 쪽의 관절선의 위치는 평균 9.8 mm로 수술 전 양측의 관절선의 위치는 후방십자인대 대치형 군에서 좀 더 낮은 수술 전 관절선의 위치를 보였 다. 하지만 후방십자인대 보존형 슬관절 전치환술이 시행 된 후의 관절선의 위치는 비골 두의 최근위 점으로부터 평균 14.0 mm 근위부에 위치하는 것으로 계측되어 수술 전에 비해 평균 2.4±4.1 mm 근위부에 위치하였고, 후방십 자인대 대치형 슬관절 전치환술을 시행한 반대측의 슬관 절에서도 수술 후 관절선의 위치는 비골두로부터 평균 15.2 mm 근위부에 위치하여 수술 전보다 평균 5.4±5.8 mm 근
위부로 이동하는 것으로 계측되었으며, 양 군 모두에서 각 환자마다의 수술 후 관절선의 근위부 이동은 통계적으 로 의미 있는 유의한 차이를 나타내 주었다(p<0.05). 또한 각각의 환자에서 후방십자인대 대치형 슬관절 전치환술 을 시술받은 일측에서의 관절선의 근위부 이동 정도가 후 방십자인대 보존형 슬관절 전치환술을 시술 받은 반대측 에서의 관절선의 근위부 이동보다 3.0 mm 더 많이 이동한 것으로 측정되었고, 이는 통계적으로 유의한 차이가 있었 다(p<0.05).
고 찰
성공적인 슬관절 전치환술을 위해서는 굴곡-신전균형을 위한 연부조직의 균형과 관절선의 회복이 반드시 필요하며, 슬관절 전치환술 후 관절선의 위치, 경골 대치물 및 슬개골 의 위치가 수술 후 슬관절 기능적인 결과, 즉 전체적인 슬 관절 평가 점수와 관절운동범위에 영향을 미친다고 알려져 있다4). 슬관절 전치환술 후의 관절선의 변화는 골 절제에 의해서 영향을 받을 수 있지만, 최근에는 슬관절 전치환술 의 시술식 중 일반적으로 measured resection technique과 gap technique이 절충된 방식이 사용되며, 특히 대퇴골 절제 시 에는 measured resection technique을 사용하게 되며, 최근에는 대퇴골 대치물의 크기의 선택 사양이 다양하여 슬관절 전 치환술 시 의도적인 절제만 아니라면 대퇴골 절제로 인한 많은 정도의 관절선의 이동은 초래되지 않는다. 따라서 골 절제 보다는 굴곡-신전간격의 균형 및 내외반 변형을 교정 하기 위해서 시행되는 연부조직 이완술에 의한 관절선의 이동에 주의를 기울어야 하겠다. 연부조직의 이완술에 의 한 관절간격이 변화에 대하여는 비교적 연구가 많이 진행 되어 있어 Matsueda 등5)은 사체 연구에서 내, 외측 측부인 대 이완술과 함께 후방십자인대를 이완한 경우에는 90도
굴곡 위에서는 평균 10.9 mm의 관절 간격이 증가되며, 신 전 시에는 평균 6.6 mm의 관절 간격이 증가한다고 보고한 바 있으며, 조 등1)도 슬관절 전치환술시 후방십자인대 절 제 전후에 측정한 관절 간격의 변화측정에서 후방십자인 대를 제거한 후에 관절 간격이 증가하며, 정도는 굴곡 시 는 4.9 mm, 신전 시에는 2.2 mm 증가하여 신전 간격에 비 해 굴곡 간격이 2.7 mm 더욱 증가된다고 보고한 바 있다.
하지만 이러한 후방십자인대 절제로 인한 관절간격의 변 화가 수술 후 관절선의 위치 변화에 영향을 주는지에 대 하여는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 이를 평가할 수 있는 방법으로 본 교실에서는 수술 전후의 방사선 사진을 비교 계측하고자 하였다. Figgie III 등4)이 슬관절 전치환술 후의 관절선의 위치를 측면 방사선 사진을 이용하여 경골 결절 을 기준으로 경골 관절 면까지의 거리를 측정하여 보고 한 이후 Scuderi와 Insall7), 그리고 Cope 등2)도 같은 방법을 사용하여 결과를 보고한 바 있지만, 측면 방사선 사진을 이용한 계측 방법은 슬관절 전치환술의 대상이 되는 대부 분의 경우에서 나타나는 술 전 내반 혹은 외반 변형 시에 는 관절 면을 결정하기가 어려운 문제가 있으며, 수술 전 기준설정에 어려움이 있어 연구에 제한점이 있다고 판단 되어 본 연구에서는 체중 부하상의 전후면 사진을 이용하 여 계측하였다.
수술 전 관절선의 위치는 양측 슬관절에서 차이가 없었 지만, 수술 후에는 후방십자인대 보존형 슬관절 전치환술 을 한 경우나, 대치형의 슬관절 전치환술을 시행한 경우 모두에서 관절선의 근위부 이동이 계측되었다. 이는 측면 방사선 측정법을 사용한 Cope 등2)의 연구 결과와 일치하 는 결과를 보여 준다. 하지만 Cope 등2)의 연구 결과 와는 달리 후방십자인대 대치형에서의 관절선의 근위부 이동 이 보존형 보다는 많은 정도를 나타내었으며, 이동 정도 또한 통계적으로 유의한 차이를 보여 주었다. 이는 본 연 구결과에서도 나타난 것처럼 저자들이 고안한 평균 관절 선의 위치는 비교적 일정한 차이를 보이지만, 표준편차가 평균 정도로 넓은 분포를 보이는 것은 연부조직에 의한 변화 정도가 개체간의 차이가 매우 클 수 있음을 의미한 다고 판단되었다. 따라서 각기 다른 환자에서 시행된 후 방십자인대 보존형과 대치형 슬관절 전치환술 방사선 측 면 사진을 이용하여 계측하여 비교한 연구2) 방법보다는 한 환자에서 일 측은 후방십자인대 대치형을 그리고 반대
연구 방법이 개체간의 연부조직의 차이를 비교적 최소한 으로 줄이면서 두 시술식의 차이를 비교할 수 있는 방법 이라고 사료되었다.
Scuderi와 Insall 등7)은 10 mm 정도의 관절선의 근위부 이동은 임상적인 영향이 없다고 보고하였지만, 슬관절 재 치환술 후에는 8 mm 이상의 관절선의 근위부 이동은 좋 지 않은 임상 결과를 초래한다는 Partington 등6)의 보고도 있어 수술 후 방사선학적으로 계측된 관절선의 근위부 이 동이 임상적으로 어떠한 영향을 주는지를 장기 추시와 함 께 임상적 결과를 분석할 필요가 있다고 사료된다.
결 론
본 연구의 결과상 measured resection technique과 gap tech- nique을 절충한 슬관절 전치환술식 후에도 후방십자인대 보존형이나, 대치형 시술식 모두에서 저자들이 고안한 방 법으로 설정한 관절선의 근위부 이동의 위치변화가 관찰 되며, 근위이동 정도는 후방십자인대 보존형의 경우는 평 균 2.4±4.1 mm, 후방십자인대 대치형의 경우는 평균 5.4
±5.8 mm로 계측되어, 후방십자인대 보존형 보다는 대치 형 슬관절 전치환술 술식후에 관절선의 근위 이동이 많은 것으로 사료되었다. 하지만 관절선의 변화 정도의 표준편 차가 4～6 mm 정도로 평균치와 유사한 정도의 차이를 나 타내어 개체간의 차이가 많아 수술 전에 예측하기는 어려 움이 있을 것으로 사료되며, 이러한 관절선의 근위부 이 동이 임상 결과에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여는 추 가적인 연구가 필요하리라 사료되었다.
REFERENCES
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measurment of joint space height in non-osteoarthritic tibio- femoral joints. J Bone Joint Surg, 85-B:980-982, 2003.
4. Figgie III HE, Goldberg VM, Heiple KG, Moller III HS
= Abstract =
The Change of the Coronal Joint Line Level
after PCL preserving and substituting Total Knee Arthroplasty
Choong-Hyeok Choi, M.D., Il-Hoon Sung, M.D., and Jin-Woo Choe, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Hanyang University, Seoul, Korea
Purpose: The change of the joint line is associated not only with bone cutting levels but also balance of soft tissue.
The main objective of this study analyze to compare the changes of the coronal joint line levels between PCL retaining total knee arthroplasty and PCL-substituting total knee arthroplasty, using the new method designed by authors.
Material and Methods: A total 44 knees of 22 patients who received both TKA, of whom the one side was CR TKA
and the other side was PS TKA, were analysed on pre- and post-operative weight-bearing anteroposterior radiopraphy of the knee. The joint line levels were measured two times by one author and one time by different author.Results: The proximal shift of the joint line showed differently in both groups. The average of shifting values were
2.4±4.1 mm in CR TKAs, and 5.4±5.8 mm in PS TKAs. PS TKAs had significantly larger shifting value than CR TKAs for all times(p<0.05).Conclusion: The results of this study showed that the joint line level proximally shifted after TKA, using measured
resection technique and gap technique. The shifting level in PS TKA was larger than CR TKA. But it is difficult to predict the change of joint line level after TKA, because of deviation between case by case and the standard deviation of the measured value was 4～6 mm.Key Words: Knee joint, Joint line level, PCL retaining type, PCL substituting type, Total knee arthroplasty and Gordon NH: The influence of tibial-patellofemoral
location on function of the knee in patients with the poste- rior stabilized condylar knee prosthesis. J Bone Joint Surg, 68-A:1035-1040, 1986.
5. Matsueda M, Gengerke TR, Murphy M, Lew WD and
Gustilo RB: Soft tissue release in total knee arthroplasty.
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