Original Articles : Total Knee Arthroplasty for Treating Valgus and Varus in the Knees of One Person

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통신저자：송 인 수

󰂕 301-725, 대전시 중구 목동 10-7번지, 대전선병원 관절센터

TEL: 042-220-8220, FAX: 042-254-4955, E-mail: [email protected]

동일인에의 내반변형슬과 동반된 외반변형슬에 대한 슬관절 전치환술

대전선병원 정형외과

송인수ㆍ전재균ㆍ김준범

Total Knee Arthroplasty for Treating Valgus and Varus in the Knees of One Person

In-soo Song, M.D., Je-gyun Chon, M.D. and Jun-beom Kim, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Sun General Hospital Daejeon, Daejeon, Korea

Purpose: We have performed total knee arthroplasty for treating valgus and varus in the knees of one person.

We investigated the clinical characteristics of these patients and the relationship between the kind of deformity and the postoperative result.

Materials and Methods: From March 2002 to May 2005, fourteen patients who had simultaneous varus and valgus knee deformities underwent total knee arthroplasties and they were followed for more than 12 months, and these were the subjects of our study. The average age was 64.6.years and the average follow-up period was 18.4 months. Follow-up imaging assessments were done and the clinical outcomes were evaluated using the HSS score at the last follow-up.

Results: Nine cases had more pain in the varus knee preoperatively and two cases had more pain in the valgus knee preoperatively. In 8 cases, degenerative scoliosises were associated with the knee deformity and among these cases, seven cases had vlagus deformities in the right knees. In two cases, hip deformities were noted in the ipsilateral side of the valgus deformity. The preoperative mean valgus angle and varus angle was 10.5 degrees and 7.8 degrees, respectively. The postoperative valgus and varus angle improved to 6.8 and 6.0 degree, respectively. The HSS score improved from 64.7 to 86.0 points for the valgus deformities and from 61.5 to 86.9 points for the varus deformities. Postoperative patellar clunk syndrome was identified in one valgus knee and arthroscopic resection was then performed. The knee had completely recovered on the last follow-up.

Conclusion: Simultaneous or staged total knee arthroplasties in patients with simultaneous varus and contralateral valgus knee deformities achieved satisfactory outcomes with regard to the objective orthopedic criteria as well as the overall patient satisfaction in terms of pain relief and function. We found that scoliosis and ipsilateral hip deformities concurred with knee deformities, and this indicated that hip deformity and scoliosis are related with knee deformities. We found no significant difference between the kind of deformity and the postoperative result, yet a prospective study with more cases and longer follow-up is recommended in the future to reaffirm our findings.

Key Words: Varus deformity, Valgus deformity, One person, Total knee arthroplasty

서 론

동일인에서 한쪽 슬관절의 내반변형과 반대편 슬관절의 외반변형이 동반되어 있는 병변은 매우 드문 경우이나 양 측의 인공 슬관절 전치환술에서 종종 만나게 된다. 이러한 드문 슬관절의 변형은 통상적으로 외반슬에서 내반슬 변 형방향으로 하지의 축이 무너지며 바람에 날려 한쪽으로 치우친다는 의미로 windblow knee deformity나 wind- swept deformity란 말로 표현하기도^16,19) 하지만 이에 관 한 보고가 거의 없는 실정이다. 인공관절 전치환술에서 수 술의 결과는 슬관절의 축과 내반 및 외반 변형의 교정에 달려 있으며 이러한 특수한 변형에서는 술전, 술후의 상황 에 대해 더욱 면밀히 고려해야 할 것이다. 이에 본 저자는 이러한 windblow knee deformity의 추정 원인과 환자들 의 임상적 특징을 조사하고, 술 전 변형양상에 따른 술 후 방사선학적 및 임상결과에 차이가 있는가를 규명하고자 하였다.

대상 및 방법

2002년 3월부터 2005년 5월까지 본원에서 슬관절의 인 공 관절 전치환술을 시행받은 416명 621슬관절 중 한쪽 슬관절 내반변형에 동반되어 반대편 슬관절의 외반변형에 대하여 양측 인공 슬관절 전치환술을 시행하고 1년 이상 추시가 가능하였던 14예, 28슬관절을 연구대상으로 하였 다. 평균연령은 64.6세(48.0∼82.0)이며, 남자가 2명이고 여자가 12명이었다. 전 예에서 입원기간 중 양측 모두 인 공관절 치환술을 시행받았다. 술 후 1개월, 3개월, 6개월, 1년, 2년에 외래를 방문하여 방사선 및 이학적 검사를 시 행받았으며 평균 추시기간이 18.4개월(12.3∼26.7)이었다.

전 예에서 후방 십자인대 치환형의 인공 관절 삽입물을 사용하였고 삽입물의 고정 시 전 예에서 시멘트를 사용하 였다. 3명에서는 동시에 양측 모두의 치환술을 시행하였 으며 나머지 11명는 한쪽의 치환술 1주일 후 반대편의 치 환술을 단계적으로 시행하였다. 전 예에서 슬개골 내측방 관절 절개술을 시행하였으며, 14예의 내반슬의 수술 중 11 예는 연부 조직 유리술 시 심부 내측 측부 인대 유리술만 을 시행하였으며 3예는 천층 내측 측부 인대 및 거위발건 의 일부와 반막양건의 유리술을 필요로 하였다. 또한 후방

관절막 유리술은 단 2예에서만 시행하였다. 외반슬의 경 우 전 예에서 심층 내측 측부 인대 유리술을 먼저 시행한 후 외측 대퇴과의 외측 측부 인대와 슬와건의 기시부를 내측 측부 인대와의 균형을 맞추어 유리하였으며 이 중 2 예에서는 장경대의 추가적인 유리술이 필요하였으며 후방 관절막 유리술은 5예에서 시행하였다. 전 예 중 내반슬 1 예와 외반슬 4예에서 외측 지대 유리술을 시행하였다. 방 사선적 결과 측정으로 수술 전과 수술 후에 하지 전장의 전후방 방사선 촬영을 시행하여 관상면상의 대퇴골의 장 축과 경골의 장축을 측정하여 하지 정렬의 축이 10도 이 상 외반된 것을 외반슬로 간주하고 0도 이하로 외반된 것 을 내반슬로 간주하고 그의 변화를 측정하였다. 시상면상 경골과의 경사를 술 전과 술 후 비교 측정하였다. 임상적 으로 HSS 점수를 기준으로 기능과 통증을 측정하였고 임 상적, 방사선적 결과는 paired t-test로 통계처리 후 유의 성은 p＜0.05 수준에서 검증하였다. 변형의 원인을 추정 하기 위해 혈청 류마티스 인자, VDRL 양성 유무, 척추나 고관절의 변형유무 및 다른 동반질환의 유무에 대하여 조 사하였다. 또한 수술 전 통증의 심한 정도와 통증의 발생 시기를 내반슬과 외반슬에 대하여 각각 조사하였다.

결 과

본 연구시기에 본원에서 전체 인공 관절 수술을 시행한 416명 중 14명(3.36%)이 windblow knee deformity에 해 당하였으며 이 중 10명(71%)은 우측이 외반슬, 좌측이 내 반슬이었으며 4명(29%)은 좌측이 외반슬, 우측이 내반슬 이었다. 수술 전 VAS (visual analogue scale)를 이용하여 측정한 슬관절 통증 비교에서 내반 변형슬쪽의 통증이 더 심한 경우가 9예(64%)였고, 외반 변형슬에서의 동통은 2 예(14%)에서 더 심했으며 3예(23%)는 통증의 정도가 양 측 슬관절에 동일하였다. 수술 전 슬관절 동통의 시작시기 는 10예(71%)가 내반슬부위에서 먼저 시작되었으며 2예 (14%)는 외반슬에서 시작되었고 나머지 2예(14%)는 동 일한 시기에 시작되었다. 8명(60%)이 척추 측만증이 동반 되었으며 이 중 7명이 우측 슬관절에 외반변형을 보였다 (Fig. 1A). 3명(21%)의 환자에서 고관절 변형을 보였으며 이 중 2명은 우측 슬관절의 외반변형을 보였으며 1명은 좌측 슬관절의 외반변형을 보였고 모두 고관절 변형부위 에 외반슬을 동반하였다. 1명에서 소아마비가 있었으며

Fig. 1. (A) Radiograph of the both knees of a 73 year old female demonstrate simultaneous varus and valgus deformity and shows left side scoliosis. (B) 18 months follow up x-ray shows good alignment of the component.

Table 1. Preoperative and Postoperative Comparisons Age Sex RA* VDRL^† Preop

Rt.

HSS^‡

(Rt.) Lt. HSS (Lt.)

Postop Rt

HSS

(Rt.) Lt HSS (Lt.)

Dominent pain

Sx duration

F/U

(months) Other abnormality

73 65 60 65 76 67 58 62

67 51 67 59

72 62

Female Female Male Female Female Female Male Female

Female Female Female Male

Female Female

3 3 3 3 3 20 3 3

3 3 3 3

3 3

(−) (−) (−) (−) (−) (−) (−) (−)

(−) (−) (−) (−)

(−) (−)

valgus 6 valgus 9 varus 2 valgus 6 valgus 14 valgus 15 valgus 2 valgus 2

varus 7 valgus 14 valgus 11 varus 28

varus 6 valgus 11

68 71 69 65 61 66 71 63

59 65 63 48

68 62

varus 7 varus 2 valgus 14 varus 0 varus 4 varus 9 varus 9 varus 9

valgus 5 varus 11 varus 5 valgus 25

valgus 9 varus 10

61 66 69 70 67 58 60 54

63 60 59 48

72 62

valgus 7 valgus 6 valgus 5 valgus 6 valgus 7 valgus 10 valgus 7 valgus 6

valgus 5 valgus 6 valgus 7 valgus 6

valgus 5 valgus 6

89 88 89 84 86 87 90 93

89 83 84 70

85 84

valgus 7 valgus 7 valgus 6 valfus 6 valfus 7 valgus 7 valgus 7 valgus 5

valgus 7 valgus 5 valgus 5 valgus 10

valgus 5 valgus 8

89 89 89 84 86 87 91 93

87 86 90 71

89 89

Varus Varus Equal Valgus Valgus Varus Varus Varus

Varus Varus Varus Equal

Varus Equal

7 yrs 20 yrs 5 yrs 3 months 10 yrs 20 yrs 10 yrs 20 yrs

10 yrs 10 yrs 20 yrs 1 yr 6 months 10 yrs 12 yrs

13 12 12 12 13 28 14 31

29 27 38 38

42 32

Soliosis None None None Soliosis Soliosis Soliosis

Rt hip dislocation state (R/O DDH^§ sequele)

Soliosis

Soliosis. Rt polio Soliosis

Lt hip fusion state

None Soliosis

*RA: rheumatoid arthritis factor (normal: 0∼18), ^†VDRL: venereal disease research laboratory test (−: negative, ＋:

positive), ^‡HSS: the hospital for special surgery knee score, ^§DDH: developmental dysplasia or dislocation of the hip 우측 외반슬이었고, 1명에서 고관절 유합을 보이며 좌측

외반슬이었다. 1명에서 발달성 고관절 이형성증을 보이며 우측 외반슬을 보였다⁸⁾. 류마티스 인자는 단지 1명에서 양성으로 나타났으며 우측 외반슬을 보였고 VDRL은 모

두 음성이었다. 술 전 외반각은 최소 6.0도에서 최대 25.0 도로 평균 외반 10.5도였고, 내반각은 최소 2.0도 최대 28.0도로 평균 내반 7.8도였으며, 최종 추시 시에는 각각 외반 6.8과 외반 6.0도로 교정되었으며 내반슬과 외반슬의 교정각 사이에 통계학적 유의한 차이는 없었다(p=0.264＞

0.05)(Fig. 1B). HSS score는 외반슬은 술전 평균 64.7점 에서 최종 추시 시 평균 86.0점으로 향상되었으며, 내반슬 은 술전 평균 61.5점에서 최종추시 시 86.9점으로 향상되 었으며 두 군 간의 통계학적 유의성은 보이지 않았다 (p=0.392＞0.05)(Table 1).

술후 6개월에 1명에서 외반슬에 patellar clunk 증상이 생겨 관절경하 절제술을 시행하여 최종 추시상 완전히 회 복되었으며 다른 합병증은 없었다.

고 찰

인공 슬관절 전치환술 시 드물게 만나게 되는 "windblow knee deformity" 혹은 "windswept deformity"은 1937년 Blount³⁾가 소아에서 경골과의 내반변형에 대한 진단과 치 료를 발표한 이래 종종 인용되다가 1976년 Fulford와 Brown⁸⁾이 경련성 소아의 하지 자세변형에 이러한 용어를

Fig. 2. (A) A 69 years old male demonstrate windblow knee deformity. (B) 17 months follow up x-ray shows good alignment of the component.

처음 기술하였다. 소아의 특발성 슬외반증이나 골연골 변 형과 성장판 이상 등에 의한 하지 변형 외에 인공 관절술 에서의 이러한 변형에 대한 연구 많지 않은 것이 사실이 다. Krackow 등¹³⁾은 관절염으로 슬관절 전치환술이 필요 한 환자에서 외반슬 변형의 동반 빈도를 31%로 보고하였 고, 배 등²⁾은 외반슬이 류마티스 관절염에서 통계적으로 유의하게 호발하였다고 했으나, 본 연구에서는 연구대상 의 14명 중 1명만이 류마티스 인자가 높게 나왔으며 따라 서 windblow knee deformity에서의 외반슬이 류마티스 관절염에 의한 양측성 외반슬과 발병양상이 같다고 보기 힘들고 다른 변형인자에 의하여 발생되었다고 생각할 수 있다. 따라서 이러한 windblow knee deformity에서의 외 반슬의 수술 시 일반적인 양측성 외반슬의 수술과 다른 여러 가지 요인을 고려해야 하겠다. 본 연구의 예에서는 외측 경골의 골 소실이 일반적인 외반슬에 비해 비교적 많이 관찰되었고 이는 역학적 축의 부정정렬로 인해 체중 부하가 외측으로 치우치면서 발생된 것으로 생각한다. 이 러한 변형 시 술 후 하지의 정렬과 외측 관절선의 위치(비 골 두로부터의 높이로 측정)에 더욱 주의를 기울여야 할 것이다²¹⁾. 본 연구의 예에서는 외측 경골과의 골 소실에 대하여 금속 보강물이나 골 이식은 사용하지 않았으나 필 요할 경우 술 전에 이러한 것에 대한 준비가 필요할 것으 로 보인다.

VDRL는 전 예에서 음성소견을 보여 Charcot 관절에 의한 슬관절 변형을 배제할 수 있었다. 우측 슬관절의 외 반 변형이 10예로 좌측 슬관절의 2예에 비해 월등히 많았 으며 동반된 변형 중 척추 측만증이 8예로 가장 많았고 이 중 7예에서 우측의 슬관절에 외반 변형이 있었던 것으 로 미루어 보아 측만증이 좌측으로 휘어진 경우가 대부분 인 것을 감안하면 이에 대한 보상작용으로 하지가 좌측으 로 기울어지며 이어서 우측 슬관절에 외반변형이 발생할 수 있을 것으로 추정된다. 이외 동반된 변형으로 고관절 변형이 3예에 있었고 이 중 2예에서 우측의 외반슬 변형 을 보이고 1예에서 발달성 고관절 이형성증이 우측 고관 절에 있었으며 동측의 외반슬이 있었다. 소아마비가 1예, 외상성으로 인한 고관절 융합상태가 1예에 있었으며 모두 고관절 병변이 있는 쪽으로 외반변형이 있었다. 통증은 내 반슬에서 먼저 느낀 경우가 10예이고, 외반슬에서 2예로 대부분 내반슬에서 병변이 먼저 시작되었음을 짐작할 수 있으며, 통증의 심한 정도가 내반슬에서 심하게 통증을 호

소한 경우가 9예로 내반슬보다 외반 변형슬에서 환자들이 잘 견뎌내는 것을 알 수 있었다. 한번에 양측 슬관절 치환 술을 시행할 수 없는 경우에는 내반슬에 대한 치환술을 먼저 시행하는 것이 유리할 것이라 생각한다. 외반 변형슬 에서의 슬관절 전치환술 시 도달법은 슬개 내측도달법과 슬개 외측도달법이 있는데 슬개 내측도달법은 연부 조직 의 변형이 있는 외측에서 먼 도달법으로 상대적으로 추가 적인 외측 지대 이완술의 빈도가 높다는 단점이 있고^11,12), 슬개 외측도달법은 슬개골 내측으로부터의 혈액공급이 보 존되어 슬개골 합병증을 줄이나^4,11,12), 슬관절 내측으로의 시야 확보가 어렵고 추가적인 경골 결절 절골술이 필요할 수 있으며 창상 봉합에 충분한 연부조직이 없다는 단점이

있다^1,7,9). 저자들의 경우는 슬개 내측도달법을 전 예에서

시행하였으며 외반슬의 4예와 내반슬의 1예에서 외측 지 대 유리술을 시행하였다^4,5). 이러한 windblow knee de- formity에서 수술 초기 연부 조직 유리술을 시행할 경우 일반적인 내반슬이나 외반술과 같이 내반슬의 경우는 심 부 내측 측부인대 유리 후 3예에서 추가적인 천층 내측 측부인대 및 거위발건과 반막양건의 일부를 유리하였으며 외반슬의 경우는 연부조직의 구축과 굴곡구축이 내반슬보

다 심해 먼저 외측 측부인대 및 슬와건의 유리를 시행한 후 2예에서 추가적으로 장경대의 유리를 실시하였고 5예 에서 후방 관절막 유리를 시행하였다(Fig. 2). 연부 조직 유리술의 경우 그 순서에 대해서는 여러 가지 보고가 있 으며, Krackow 등^13,14)은 후방 십자인대 절제 후 외측 측 부 인대 유리 시 교정각이 4도였고, 점차 나머지 구조물을 유리하여 9도까지 교정이 가능했다고 하며, 외측 측부 인 대를 먼저 유리시킬 경우 점진적인 연부 조직의 이완이 가능하며 과교정과 불안정성을 예방할 수 있으므로 외측 측부 인대를 먼저 유리할 것을 주장하였고, Whiteside²²⁾는 슬관절 굴곡 및 신전 시 모두에서 외측이 구축되어 있다 면 외측 측부 인대나 슬와건 유리술을 먼저 시행하여야 하지만 신전 시만 외측이 구축되어 있다면 장경대나 후외 측막을 먼저 유리하여야 하며, 외측 측부 인대를 먼저 유 리할 경우 추가적인 장경대나 후외측막의 이완술이 필요 할 수 있고 굴곡 시 슬관절 불안정성을 초래한다고 하였

다^10,14). Ranawat 등^17,18)은 외반슬 변형이 심할수록 후방

십자인대가 보다 내측으로 위치하고 연장되어 보존된 후 방십자인대가 기능을 하지 못하고, 후방십자인대를 제거 할 경우 연부조직의 균형이 용이하여 후방십자인대 대치 형 인공 삽입물이 사용될 수 있다고 했다. 저자들의 경우 양측 관절에 변형이 있는 경우 후방십자인대의 안정성을 확신할 수 없었기 때문에 모든 예에서 후방 십자인대 치 환형 삽입물을 사용하였다. 방사선적으로 내반슬과 외반 슬의 술전과 술후 변화를 살펴보면 정상적인 대퇴-경골 외반각인 5도에서 7도 사이로 교정되어 만족스러운 결과 를 보이며 일반적인 치환술과 차이가 없는 것으로 보인다.

또한 관절염에 대한 치료 효과뿐만 아니라 하지 정렬의 축을 교정함으로써 얻어지는 효과가 크다고 생각한다.

Meding 등¹⁶⁾은 windswept deformity를 가진 환자 22 명(44예)에서 인공 슬관절 전치환술을 시행하고 수술 시 하지 축의 정렬을 교정하고 연부 조직의 균형을 조정함으 로써 성공적인 결과를 기대할 수 있고, 외반슬과 내반슬 변형에 따른 술후 여러 검사상 통계학적 유의한 차이점은 없었다고 보고하였다.

외반변형슬에서의 슬관절 전치환술 후 슬관절 불안정성, 창상감염, 불완전한 교정, 비골신경 마비, 슬관절 운동제 한, 슬개골 궤도이탈, 슬개골의 인공삽입물 주위 골절과 골 괴사 등이 보고되고 있고1,6,15,18,20), 저자들의 경우 외반 변형슬에서 시행한 슬관절 전치환술 1예에서 6개월 후

patellar clunk syndrome이 발생하여 관절경적 절제술을 시행한 후 완전 회복되었으며 다른 합병증은 없었다.

결 론

드물지만 동일인에서 슬관절의 내반변형과 동반된 반대 편 외반변형에 대하여 일차적 인공 슬관절 전치환술을 동 시에 또는 단계적으로 시행하여 임상적 및 방사선학적으 로 좋은 결과를 얻었고, 술전 변형양상에 따른 임상결과의 유의한 차이는 보이지 않았다. 이러한 변형은 척추 측만증 과 고관절 변형과 자주 동반되어 야기되었으며 이러한 척 추 및 고관절의 변형이 슬관절 변형의 원인 인자로 추정 되었으며 windblow knee deformity의 수술 시 반드시 이 러한 변형의 존재여부를 확인하여야 할 것이다. 향후의 전 향적인 연구와 더 많은 증례의 수집과 장기간의 추시가 필요할 것이라 생각한다.

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= 국문초록 =

목적: 동일인에서 동반된 내반 및 외반 변형에 대해 인공관절 치환술을 시행하였고 이러한 변형을 가진 환자의 임상적 특징을 조사하고 술전 변형양상에 따라서 임상결과에 차이가 있는가를 규명하고자 하였 다.

대상 및 방법: 2002년 3월부터 2005년 5월까지 한쪽 슬관절 내반변형과 반대편 슬관절 외반변형에 대해 인공 슬관절 전치환술을 시행한 환자 중 1년 이상 추시가 가능하였던 14명을 대상으로 하였다. 평균 연령은 64.6세였고 평균 추시기간은 18.4개월이었다. 최종추시상의 방사선결과를 측정하였고 HSS 수치 로 임상적 결과를 분석하였다.

결과: 술전 9명에서는 내반슬에, 2명에서는 외반슬에 통증이 심하였으며 8명에서 척추 측만증이 관찰되 었고, 이 중 7명에서 외반슬 부위와 연관되었다. 2명에서 외반슬과 동측부위의 고관절 변형이 관찰되었 다. 평균연령은 64.6세였고, 평균 추시기간은 18.4개월이었다. 술전 평균 외반변형각도는 10.5도였고 내반 변형각도는 7.8도였다. 술후 평균 외반 및 내반각도가 각각 6.8도와 6.0도로 교정되었고, 술전 외반슬의 HSS 점수는 평균 술전 64.7점에서, 추시상 86.0점으로 향상되었으며, 내반슬은 술전 61.5점에서 추시상 86.9점으로 향상되었다. 수술 후 1예의 외반변형슬쪽에 patellar clunk 증상이 있어 관절경적 절제술 시행 후 완전 회복되었다.

결론: 동일인에서의 내반슬과 동반된 외반슬에 대한 인공관절 전치환술은 환자의 통증 감소, 기능향상 및 방사선적 결과에서 만족스러운 결과를 보였다. 변형의 원인으로 추정되는 척추 측만증과 동측의 고관 절 변형이 관찰되었고 술전 변형양상과 동반변형으로 인한 임상적 결과는 차이를 보이지 않았다. 향후 더 많은 증례와 장기간의 추시가 필요할 것이다.

색인 단어: 내반 변형슬, 외반 변형슬, 동일인, 슬관절 전치환술