Original Articles : The Short-term Result of NexGen CR-Flex(R) Total Knee Arthroplasty

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통신저자：임 수 재

󰂕 420-020, 경기도 부천시 원미구 중동 1174 순천향대학교 부천병원 정형외과

TEL: 032-621-5260, FAX: 032-621-5260 E-mail: [email protected]

The Short-term Result of NexGen CR-Flex

Total Knee Arthroplasty

Soojae Yim, M.D., Jaeho Yoo, M.D., Yuseok Seo, M.D. and Sunghun Won, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, School of Medicine, Soonchunhyang University, Bucheon, Korea

Purpose: The purpose of this study is to evaluate the result of primary total knee arthroplasty(TKA) with using NexGen CR-Flex^Ⓡ (Zimmer, Warsaw, IN, USA) after a follow-up of at least 2 years.

Materials and Methods: A total of 63 patients (98 knees) were included in this study. The same surgeon performed all the TKAs between August 2005 and May 2006 with using NexGen CR-Flex^Ⓡ. The patients’

age ranged from 52 to 81 years, and the mean follow-up period was 28 months. The patients were assessed clinically and radiographically with using the HSS score, the possibility that they could squat or kneel, the tibiofemoral angle, the radiolucency and the posterior condylar offset.

Results: The mean HSS score was 58.3 points preoperatively, and it was 91.1 points at the last follow-up.

The mean range of motion improved from 123.2^o preoperatively to 137.1^o postoperatively. Forty-nine patients (78%) were able to squat and 24 patients (38%) could kneel down at the last follow-up. The mean tibiofemoral angle was 6^o of varus preoperatively, and 7^o of valgus postoperatively. And there was no radiolucency in any case. The mean posterior condylar offset was 26.1mm preoperatively and 27.2 mm postoperatively.

Conclusion: TKA with using NexGen CR-Flex^Ⓡ showed favorable results at a mean follow-up of 28 months.

Adequate patient selection, restoration of the posterior condylar offset and thorough clearing of posterior condylar osteophytes are thought to be the key elements to achieve a satisfactory range of motion after TKAs.

Key Words: Knee joint, Total knee arthroplasty, NexGen CR-Flex^Ⓡ, Range of motion

서 론

슬관절 전치환술 후 충분한 관절 운동 범위를 회복하는 것은 술 후 환자의 기능에 큰 영향을 주는 요소로 슬관절 전치환술 시 고려해야 할 중요한 목표 중에 하나이다²¹⁾. 특히 한국인을 비롯한 동양권의 환자들에서는 좌식 생활

을 하는 생활 습관으로 인해 고도 굴곡에 대한 요구가 높 은 편이다^4,24).

수술 후 관절 운동 범위에 영향을 주는 인자는 성별, 술 전 관절 운동 범위 등의 환자의 요인, 수술 술기, 치환물의 디자인, 수술 후 재활 치료 등으로 알려져 있다⁵⁾. 이런 인 자들 중에서 후방 십자인대 보존 여부에 따른 관절 운동 범위에 대해서는 많은 연구가 이루어져 있으며, 결과에 대 해서는 아직 이견이 있는 상태이다. 후방십자인대 보존형 슬관절 전치환술의 이론적인 장점으로 대퇴골의 roll back 이 잘 유지되어 관절 운동 범위가 좋은 것으로 되어 있으

나^1,9,22), 실제로는 후방 십자인대 보존형에서는 대퇴골의

역설적 전방 전위(paradoxical anterior slide)가 일어나는

Fig. 1. NexGen CR-Flex^Ⓡ design features. (A) and (B) shows extended posterior condyle of the femoral component of NexGen CR-Flex^Ⓡ which increase the articular contact area at high flexion angle. (C) Anterior face of the polyethylene tibial bearing is bevelled to reduce the patella tendon impingement during high degree of flexion.

경우가 많고, 그로 인해 굴곡 시 대퇴골 후면부와 경골 편 평부의 후연이 충돌을 일으켜, 굴곡 운동 범위의 제한을 가져오는 것으로 알려져 있다^8,14). 그리고 Bellemans 등³⁾ 은 대퇴 후과 옵셋(posterior condylar offset)이라는 용어 를 소개하면서, 이것이 후방십자인대 보존형 슬관절 전치 환술 시 굴곡 운동 범위 회복에 중요한 영향을 주는 것을 보고하였다.

최근 고도 굴곡이 가능하도록 디자인된 인공 슬관절 제 품들이 개발되어 사용되고 있으며, 그중 NexGen CR- Flex^Ⓡ (Zimmer, Warsaw, IN, USA)는 후방 십자인대 보 존형이면서, 대퇴 치환물의 후과부를 두껍게 하여, 라이너 와 접촉되는 부위를 확장해서, 고도 굴곡이 가능하게 고안 되었다(Fig. 1).

저자들은 고도 굴곡형 NexGen CR-Flex^Ⓡ를 사용하여 슬관절 전치환술을 시행한 환자에서 수술 후 관절 운동 범위를 포함한 임상적 결과를 조사하고자 하였다.

대상 및 방법 1. 연구 대상

2005년 8월부터 2006년 5월까지 본원에서 동일 술자에 의해 NexGen CR-Flex^Ⓡ를 사용하여 슬관절 전치환술을 시행한 환자 63명 98예를 대상으로 하였다. 이전에 동일 슬관절에 수술을 한 과거력이 있는 경우, 수술 전 15^o 이 상 굴곡 구축이 있거나, 15^o 이상 내, 외반 변형이 있는 경 우, 혹은 수술 소견상 후방십자인대의 상태가 좋지 않아 제 기능을 하지 못할 것으로 예상되는 경우, 그리고 수술 전 진단이 류마티스성 관절염인 경우는 대상에서 제외를 하였으며, 그러한 예에서는 대부분 후방십자인대 대치형

슬관절 전치환술을 시행하였다. 수술 시행 당시 환자의 평 균 나이는 67.4세(52∼81세)였으며, 남자가 7명, 여자가 56명이었다. 추시 기간은 평균 28개월(24∼33개월)이었 으며, 수술 전 진단은 전 예에서 퇴행성 슬관절염이었다.

2. 수술 및 재활 방법

모든 수술은 동일 술자에 의해 시행되었으며, 전 예에서 정중앙 피부 절개 후 슬개 내측 부위를 따라 관절낭을 절 개(medial parapatella approach)하여 대퇴골 내, 외측 과 와 경골 편평부를 노출시킨 후 내측 연부 조직 이완술, 연 골판 및 전방십자인대 제거술 등 연부 조직 제거술을 시 행한 후 측정 절제 기법(measured resection technique)을 이용하여 근위 경골과 원위 대퇴골에 대한 절골술을 시행 하였다. 대퇴골 후과부에서 과도한 골절제를 피하기 위하 여 필요시에는 cutting block을 후방으로 이동하였다. 근 위 경골의 절제는 골수강 외 정렬 유도 장치를 이용하여 경골의 역학적 축에 수직으로 시행하였으며, 근위 경골 후 방 경사각은 7^o로 고정하였으며, 후방 십자인대가 다치지 않도록 후방 십자인대의 경골 부착부 주위로 절골기 (osteotome)를 삽입하여 보호한 다음, 경골 절제를 하였 다. 대퇴 후과골 뒤편의 돌출된 골극을 철저히 제거하였으 며, 시험 치환물을 삽입하여, 관절 간격과 내, 외반 안정성, 슬개골의 주행, 치환물의 들림 현상을 점검하였다. 굴곡 간격이 좁아서 치환물의 들림 현상이 있을 경우에는 후방 십자인대의 이완술을 시행하거나 근위 경골의 후방 경사 각을 조금 더 주는 방법을 사용하였다. 모든 예에서 후방 십자인대 보존형인 NexGen CR-Flex^Ⓡ를 사용하였으며, 대퇴골과 경골 모두 시멘트를 이용하여 고정하였다. 전 예 에서 슬개골 치환술은 시행하지 않았으며, 슬개골 연골의

Fair 21 (21%) −

Poor 75 (77%) −

Maximum flexion 125.7^o±8.2 137.4^o±9.3 0.056 angle

Mean range of 123.2^o±8.6 137.1^o±10.3 0.043 motion

*The Hospital for Special Surgery scoring system 일부터는 체중 부하 보행을 시작하였다.

3. 임상적 및 방사선학적 평가

임상적 결과의 평가는 HSS (Hospital for Special Sur- gery) 점수¹⁶⁾를 사용하였으며 100점∼85점을 우수, 84점

∼70점을 양호, 69점∼60점을 보통, 그리고 59점 이하를 불량으로 평가하였다. 수술 전 및 최종 추시상 슬관절의 수동적 운동 범위를 측정하였고, 추가적으로 최종 추시상 쪼그려 앉거나, 무릎을 꿇는 자세가 가능한지 조사하였다.

방사선학적 결과는 수술 전 및 최종 추시상 기립 슬관 절 전후방 사진과 측면 사진을 조사하여 Knee Society 기 준¹⁰⁾에 따라 대퇴경골각, 치환물의 위치, 방사선 투과선의 여부를 평가하였다. 그리고 Bellemans 등³⁾의 방법에 의해 대퇴 후과 옵셋을 수술 전, 후의 true lateral radiograph에 서 측정하였다.

통계적 분석은 SPSS ver 12.0 (SPSS Corp, Chicago, IL, USA)을 사용하였으며, HSS 점수, 관절 운동 범위의 비교에 paired t-test를 실시하였다.

결 과 1. 임상적 결과

평균 HSS 점수는 수술 전 58.3점(43∼71)에서 최종 추 시상 91.1점(81∼96)으로 호전을 보였다(p=0.045). 수술 전 양호 2예(2%), 보통 21예(21%), 불량 75예(77%)였으 며, 최종 추시상 우수 85예(87%), 양호 13예(13%)였다.

슬관절의 굴곡 구축은 수술 전 평균 6^o (0∼11^o)에서 최 종 추시상 1.5^o (0∼5^o)(p=0.245)였고, 최대 굴곡 각도는 수술 전 평균 125.7^o (110∼140^o)에서 최종 추시상 137.4^o (115∼145^o)(p=0.056)였다. 관절 운동 범위는 수술 전 평 균 123.2^o (105∼140^o)에서 최종 추시상 137.1^o (115∼

140^o)(p=0.043)로 향상되었다(Table 1).

최종 추시상 49명(78%)에서 쪼그려 앉을 수 있었으며

24명(38%)에서 무릎 꿇는 자세가 가능하였다.

2. 방사선학적 결과

체중부하 전후방 방사선 사진상 대퇴경골각(Ω)은 수술 전 평균 내반 6^o (내반 13^o∼외반 10^o)에서 수술 후 외반 7^o (외반 5^o∼ 외반 9^o)였으며, 대퇴골의 해부학적 축과 대퇴 치환물이 이루는 각(α)은 평균 97^o (95∼99^o), 경골 치환물과 경골의 해부학 축이 이루는 각(β)은 평균 90^o (89∼91^o), 측면 방사선 사진에서 대퇴 치환물과 대퇴골 의 해부학적 축이 이루는 각(γ)은 평균 9.5^o (8∼11^o), 그리고 경골 치환물과 경골의 해부학적 축이 이루는 각 (δ)은 평균 83^o (81∼85^o)였다. 방사선 투과선은 한 예에 서도 발견되지 않았다. 경골 치환물의 후방 경사각은 평균 6.8^o (5∼9^o)로 측정되었다.

대퇴 후과 옵셋은 수술 전 평균 26.1 mm (22∼35 mm)에서 수술 후 27.2 mm (23∼36 mm)로 측정되었다 (Fig. 2). 대퇴 후과 옵셋은 수술 전, 후로 평균 ＋1.1 mm (−1∼＋4)의 변화가 있었다.

3. 합병증

수술 후 합병증으로 생길 수 있는 심부 및 표재성 감염, 폴리에틸렌 삽입물의 해리, 슬개골 탈구, 인공 치환물의 해리, 총 비골 신경의 마비 등은 관찰되지 않았다. 짧은 추시 기간이긴 하나 합병증으로 인해 재수술을 한 경우는 없었다.

Fig. 2. Preoperative and post- operative radiographs of 57 year-old female patient who underwent TKA of right knee with NexGen CR-Flex^Ⓡ. As- sessment of posterior condylar offset was made preopera- tively (A) and postoperatively (B). Posterior condylar offset was 26.2 mm preoperatively and 27.1 mm postoperatively.

She was able to kneel down at the time of last follow up.

고 찰

Laubenthal 등¹⁵⁾에 의하면 보행 시에는 67^o, 계단을 오 를 때는 83^o, 계단을 내려올 때는 90^o, 의자에서 일어날때 는 93^o의 슬관절 굴곡이 필요하다고 하였으며, Ritter와 Cambell²¹⁾은 일상 생활에 필요한 슬관절 굴곡은 최소 90^o 이상이라고 보고하였다. 하지만 한국인을 비롯한 동양권 의 환자들에서는 좌식 생활을 하는 생활 습관으로 인해 고도 굴곡에 대한 요구가 높은 편이다^4,24). 실제로 쪼그려 앉을 때는 약 120^o도 가량의 슬관절 굴곡이 필요하고, 무 릎을 꿇고 앉을 경우 약 135^o 가량의 굴곡이 필요하다⁴⁾. 기존의 슬관절 전치환술 후 슬관절 굴곡 각도가 120^o 내 외로 보고되었던 것을 고려하면7,19,20,23), 고도 굴곡을 필요 로 하는 생활 습관을 가진 환자에게서 슬관절 전치환술 후 굴곡 각도를 늘이기 위한 방법을 모색해야 할 필요성 이 있다.

후방십자인대를 보존하는 것이 슬관절 전치환술 후의 기능이나 안정성, 치환물의 내구성을 향상 시켜줄 것인지 는 아직 논란의 대상이다. 후방십자인대 보존형 슬관절 전 치환술의 우세를 주장하는 이들에 의하면 후방십자인대를 보존하는 것이 기능상 좋고, 대퇴골의 rollback을 보존하 며, 관절 운동 범위와 안정성이 더 좋으며, 골-치환물-시 멘트 사이의 응력과 폴리에틸렌의 마모를 줄여준다^1,9,22). 그러나 상기의 장점은 수술 시 후방십자인대의 긴장을 적 절하게 유지시켜 주었을 때에만 해당된다고 할 수 있다.

Kim 등¹⁴⁾은 후방십자인대 보존형 슬관절 전치환술에서 후방십자인대의 긴장이 지나친 경우 대퇴골의 rollback이 지나치게 일어나서 굴곡 시 경골 치환물의 앞들림(anterior lift-off)이 일어남으로써 굴곡에 제한이 올 수 있다고 하 였다. 반대로 후방십자인대가 너무 느슨한 경우 오히려 대 퇴골이 경골에 대해 전방으로 밀림(paradoxical femoral roll forward)으로써 굴곡에 제한을 줄 수 있다^8,14). 반면에 후방십자인대 대치형 인공 슬관절에서는 굴곡을 함에 따 라 대퇴골의 rollback이 일정하게 일어나는 것을 보고하였

다^8,25). 이는 후방십자인대 대치형 인공 슬관절에서의

post-cam mechanism이 굴곡 시 대퇴골의 전방 전위를 방 지하기 때문인 것으로 생각하며, 이로 인해 대퇴골 후면과 경골 편평부 후연이 충돌을 일으키는 것을 막아줌으로써 관절 운동 범위가 커지게 된다. Hirsch 등¹³⁾과 Maruyama 등¹⁷⁾은 후방십자인대 대치형 슬관절 전치환술에서 후방십 자인대 보존형에 비해 더 큰 관절 운동 범위를 얻었다고 보고하였다.

Bellemans 등³⁾은 후방십자인대 보존형 슬관절 전치환 술을 시행받은 환자에서 대퇴 후과 옵셋이 슬관절 굴곡과 관련이 있다고 하였다. 그에 따르면 후방십자인대 보존형 슬관절 전치환술 후 얻을 수 있는 최대 굴곡 범위는 궁극 적으로 경골 치환물과 대퇴골 후면부위와의 충돌에 의해 결정되고, 대퇴골의 역설적 전방 전위가 있을 경우 충돌이 더 적은 굴곡 각도에서부터 생기게 되어 관절 운동 범위 의 감소를 일으키게 된다고 하였다. 대퇴 후과 옵셋의 복 원은 후방에서 충돌이 일어나기 전에 더 많은 굴곡을 얻

퇴 후과 옵셋이 3 mm가 감소하면 슬관절 굴곡이 10^o가 감소하며, 동시에 경골의 후방 경사가 5^o 감소 시 굴곡 각 도는 추가로 5^o가 더 감소하며, 만약 대퇴골의 역설적 전 방 전위가 10 mm 이상 된다면, 굴곡 각도 감소는 훨씬 심 해진다고 하였다. 대퇴골 절골 시 anterior referencing system을 이용할 경우 작은 대퇴 치환물에 맞춰 절골을 하게되면, 후과부의 골절제가 많이 되어 대퇴 후과 옵셋이 감소할 수 있으므로 주의를 해야 한다. 저자들의 경우는 anterior referencing system을 사용하면서, 후과부의 골 절제가 너무 많을 것으로 생각되면 과도한 골 절제를 피 하기 위하여 cutting block을 1∼2 mm 가량 후방으로 이 동하는 방법을 사용하였으며, stylus를 이용하여 anterior notching이 생기지 않는 것을 확인하고 골 절제를 시행하 였다. 그 결과 대부분의 환자에게서 대퇴 후과 옵셋을 복 원할 수 있었다.

한편, 후방십자인대 대치형 슬관절 전치환술에서는 대 퇴 후과 옵셋의 정도가 수술 후 굴곡 각도에 유의한 영향 을 주지 않은 것으로 보고되어 있다^2,12). 이는 후방십자인 대 대치형 슬관절 전치환술에서 post-cam mechanism이 대퇴골의 역설적 전방 전위를 막기 때문에, 대퇴 후과 옵 셋이 감소되었더라도 후방 충돌이 잘 일어나지 않는 것으 로 설명될 수 있다.

NexGen CR-Flex^Ⓡ는 후방십자인대를 보존하면서 고도 굴곡이 가능하게끔 고안된 것으로, 기존의 NexGen CR^Ⓡ 보다 대퇴골 후과를 2 mm 더 절제를 하고, 기구의 후과 를 2 mm 더 두껍게 하여 보완한 것이다. 두꺼워진 poste- rior condyle은 고도 굴곡 시 그만큼 라이너와의 접촉 면 적을 넓혀 준다. 그리고 경골 폴리에틸렌 삽입물의 앞부분 이 사선으로 잘린 형태(bevelled)여서 고도 굴곡 시 슬개 건과의 충돌을 막아준다(Fig. 1). 저자들은 적절한 환자 선택이 된다면, 수술 시 대퇴 후과 옵셋을 복원하고, 고도 굴곡이 가능하게 고안된 치환물을 사용함으로써 후방십자 인대 보존형 슬관절 전치환술에서도 만족할 만한 굴곡 범

본 연구에는 몇 가지 제한점이 있다. 첫째는 체중을 부 하하며 굴곡 시 Fluoroscopy로 대퇴골의 rollback이나 전 방 전위를 측정하지 못했다는 점이다. 둘째로 추시 기간이 평균 28개월(24∼33개월)로 짧다. Han 등¹¹⁾에 의하면 후 방십자인대 대치형 고도 굴곡형 고안의 NexGen legacy posterior stabilised-flex^Ⓡ (Zimmer, Warsaw, IN, USA) 를 이용하여 슬관절 전치환술을 시행한 72예 중 평균 32 개월(30∼48개월) 추시상 27예(38%)에서 대퇴골 치환물 의 무균성 해리를 보고한 바 있어 장기 추시상 고도 굴곡 형 인공 슬관절에서 해리의 발생 빈도가 높을 수 있다는 우려를 할 수 있다. 본 연구는 비교적 짧은 기간의 추시여 서 아직 해리를 보인 예는 없었으나, 장기 추기가 필요하 다고 생각한다. 하지만 후방십자인대 보존형 슬관절 전치 환술에서 후방십자인대 대치형에 비해 이론적으로 골-시 멘트-치환물 간의 응력을 줄여줄 수 있기 때문에 좋은 결 과가 기대가 되는 것은 사실이다. 셋째로, 기존의 NexGen CR^Ⓡ을 이용하여 수술한 환자의 결과와 비교하지 않았다 는 점이다.

결 론

NexGen CR-Flex^Ⓡ를 이용한 슬관절 전치환술은 평균 28개월(24∼33개월) 추시상 137.1^o의 평균 슬관절 운동 각도를 얻었으며, 이는 만족할 만한 결과라고 생각한다.

적절한 환자를 선정하고 수술 중 대퇴 후과 옵셋을 잘 복 원하고 대퇴 후과골의 골극을 세심히 제거하는 술기를 사 용한다면, 후방십자인대 보존형 고도 굴곡 고안의 슬관절 전치환술은 우수한 관절 운동 범위를 확보하는 데 큰 도 움이 될 것이다. 하지만 더 장기적인 추시가 필요할 것으 로 생각한다.

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25. Yoshiya S, Matsui N, Komistek RD, Dennis DA,

= 국문초록 =

목적: 고도 굴곡 후방십자인대 보존형 고안의 NexGen CR-Flex^Ⓡ (Zimmer, Warsaw, IN, USA)을 사용하여 슬관절 전치환술을 시행한 환자의 최소 2년 추시에서 관절 운동 범위를 포함한 임상적 결과를 조사하였 다.

대상 및 방법: 2005년 8월부터 2006년 5월까지 단일 술자에 의해 NexGen CR-Flex^Ⓡ를 사용하여 슬관절 전치환술을 시행한 환자 63명 98예를 대상으로 하였다. 수술 시 평균 연령은 67.4세(52∼81세)였으며, 평균 추시 기간은 28개월이었다. 임상적 결과의 평가는 HSS (Hospital for Special Surgery) 점수와 슬관절 운동 범위를 측정하였고, 최종 추시상 쪼그려 앉거나, 무릎을 꿇는 자세가 가능한지 조사하였다. 방사선 학적으로 대퇴경골각, 방사선 투과선의 여부와 대퇴 후과 옵셋(posterior condylar offset)을 측정하였다.

결과: 평균 HSS 점수는 수술 전 58.3점(43∼71)에서 최종 추시상 91.1점(81∼96)으로 호전을 보였다.

관절 운동 범위는 수술 전 평균 123.2^o에서 최종 추시상 137.1^o로 호전되었으며, 최종 추시상 49명(78%)에 서 쪼그려 앉을 수 있었으며 24명(38%)에서 무릎 꿇는 자세가 가능하였다. 대퇴경골각은 수술 전 평균 내반 6^o에서 수술 후 외반 7^o였으며, 방사선 투과선은 한 예에서도 발견되지 않았다. 대퇴 후과 옵셋은 수술 전 평균 26.1 mm (22∼35 mm)에서 수술 후 27.2 mm로 측정되었다.

결론: NexGen CR-Flex^Ⓡ를 이용한 슬관절 전치환술은 평균 28개월(24∼33개월) 추시상 만족할 만한 결 과를 얻었다. 우수한 관절 운동 범위를 얻기 위해서는 적절한 환자를 선정하고, 수술 중 대퇴 후과 옵셋을 잘 복원하고, 대퇴 후과의 골극을 세심히 제거하는 술기를 사용하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

색인 단어: 슬관절, 슬관절 전치환술, NexGen CR-Flex^Ⓡ, 관절 운동 범위