Vol. 17, No. 2, J u n e, 2005
초기 대퇴 골두 무혈성 괴사증에 시행한 탄탈룸 망상 금속 시스템의 2년 추시 관찰
노권재・김종오・고영도・이철우 ・신이경 ・신명철・윤종석
이화의대 정형외과학교실, 국립의료원 정형외과학교실*, 서울 적십자 병원 정형외과학교실†
목적: 초기 대퇴골두 무혈성 괴사증에서 핵심 감압술 후 탄탈룸 망상 금속 시스템을 이용한 시술 후 2년간 추시 관찰시 그 효과를 알아 보고자 하였다
대상 및 방법: 대퇴 골두 무혈성 괴사증으로 진단 받고 핵심 감압술 및 망상 금속 시스템을 시술하고 평균 2년 간의 추시 가 가능 하였던 22명 29례를 대상으로 하였으며, 대퇴 골두의 병변은 ARCO분류에 의하여 분석하였고, 평균 나이는 42.2세, 남녀수는 각각 16명과 6명이였다. 추시 중 동통의 증가와 함께 방사선학적으로 병변의 진행이 일어 난 경우 임 상적 실패로 보았다.
결과: 술전 ARCO 분류상 stage I (6례) 중 I-A 내측 1례, I-B 내측 1례, I-B 중심측 1례, I-B외측 1례, I-C 내측 1 례, I-C 중심측 1례 였고, stage II (23례) 에서는 II-A 내측 1례, II-B 7례 중 II-B 내측 1례, II-B 중심측 2례, II- B 외측 4례 였고, II-C 15례 중 II-C 내측 3례,II-C 중심측 2례, II-C 외측 10례 였다. 방사선학적 병변의 진행은 총 10례 (34.5%)였고 II-B 중심측 1례, II-C 중심측 1례, II-C 외측 8례에서 발생하였다. 임상적 실패로 판정되어 인공 관절 전치환술을 시행 받은 7례(24.1%) 모두 II-C 외측 환자에서 발생하였다.
결론: 초기의 대퇴 골두 무혈성 괴사증에 대한 치료로서 탄탈룸 망상 금속 시스템의 사용은 기존의 수술 방법들에 비하여 기술적으로 쉽고, 짧은 수술 시간 및 공여부위 이환등의 합병증의 염려가 없고, 술 후 조기에 동통의 감소와 체중 부하가 가능한 장점이 있으나, ARCO 분류II-C 이상이나, 외측 병변에서는 탄탈룸 망상 금속 시스템을 이용한 대퇴 골두 무혈 성 괴사증 치료의 실패 위험이 높으므로, 이 경우 많은 주위가 필요 하겠다. 따라서 탄탈룸 망상 금속 시스템을 이용한 대퇴 골두 무혈성 괴사증 치료는 장기 추시가 필요 하겠으나 ARCO 분류II-B 이하 이거나 내측 및 중심측 병변에 대해서 는 유용한 관절 구제 술식의 한 방법으로 고려 될 수 있다.
색인 단어: 대퇴골두, 골괴사, 탄탈룸, 망상 금속, 핵심 감압술
서 론
대퇴 골두 무혈성 괴사증은 비교적 젊은 연령층에 이환 되고 조기에 관절 파괴로 진행되며, 이로 인한이차적 퇴행 성 변화로 동통과 관절 운동 제한 등이 나타난다. Ohzono
등2 7 )은 비 수술적으로 치료한 환자 중 7 8 %에서 관절의 붕
괴가 나타난다고 하였으며, Mont와 Hungerford 등2 4 )은 비 수술적 치료를 받은 환자군중 2 2 %만이 만족할만한 임
상 결과를 나타낸다고 보고하여 비 수술적인 방법으로 치 료한 대부분의 환자에서 결국에는 관절 치환술을 필요로 하게 된다. 진단 방법의 발달로 인해 조기에 병변을 확인 할 수 있게 되어 젊은 나이의 환자들에게 효과적인 관절 보존 방법이 필요하게 되었고, 널리 사용되고 있는 방법으 로 핵심 감압술, 절골술, 혈관 부착 또는 비혈관 부착 비 골 이식술 등이 있다. 비교적 결과가 좋은 절골술과 혈관 부착 비골 이식술의 경우 불유합, 수술시간의 증가, 술기 의 어려움 및 공여부의 이환 등이 발생할 수 있다. 이에 본 연구 에서는 최근 들어 사용이 증가 되고 있으며 구조 성 골 이식의 새로운 대안으로 생각되고 있는 탄탈룸 다공 성 망상 금속 임플란트(Tantalum trabecular metal system, Zimmer, Implant)를 핵심 감압술 후 골 이식 대체물로 삽입하였다(Fig. 1). 이 금속은 약 5 0년간 많은 연구와 자료가 발표되어 있으며 생체 적합성 또한 보고 되 어있고, 80% 다공성의 구조로 만들었을 때 정상 인체 골
※ 통신저자: 김 종 오
서울특별시양천구목6동 이대목동병원정형외과학교실 Tel: 82-2-2650-5022
Fax: 82-2-2642-0349
E-mail: [email protected]
✽ 본 논문의요지는2005년도 아시아태평양정형외과심포지움에 서 발표되었음.
조직과 거의 흡사한 물리적 특성을 띄는 장점이 있다4 - 6 , 1 0 -
1 2 ). 또한 이 술식은 핵심 감압술 후 쉽게 시행 할 수 있고,
공여부 결손이 없으며, 수술시간 단축 효과 및 앞에서 언 급한 탄탈룸 다공성 망상 금속 임플란트의 구조 및 물리적 특성이 주는 구조적 지지와 골이 잘 자라나올 수 있게 유 도하는 이점이 있어 초기 대퇴골 무혈성 괴사증 치유에 효 과적일 것으로 예상 할 수 있다. 따라서 초기 대퇴골 무혈 성 괴사증 증례들을 술식 전 A R C O의 분류 방법을 이용하 여 병변의 크기와 위치를 나눈 뒤 이에 따른 새로운 술식 을 시행 후 효과를 비교 분석 하였다.
대상 및 방법
2 0 0 3년 1월부터 2 0 0 3년 8월까지 본원에서 대퇴골두 무 혈성 괴사증으로 진단 받고 망상 금속 시스템을 동반한 핵 심 감압술을 시행받은후 평균 2년간의 추시가 가능했던 2 2 명 2 9례를 대상으로 하였으며, 평균연령은 4 2 . 2세 (23~55), 남녀 수는 각각 1 6명과 6명 이었고, 우측이 1 9 례, 좌측이 1 0례 였으며, 7례에는 양측성 이환이 있었다.
음주관련이 1 2명, 스테로이드 관련이 2명, 특발성이 8례 였으며, 증상 발현에서 내원 까지의 기간은 평균 5 . 4개월 ( 1 ~ 2 6 )이었다
ARCO 분류는 F i c a t분류법의 변형으로 자기공명 영상 에서 골두 중앙에 해당되는 관상단면과 시상단면상에서 병 변의 크기를 측정하여 병변의 크기를 기준으로 A ( < 1 5 % ) , B(15~30%), C(>30%)로 나누고, 병변의 위치에 따라 비 구 관절면의 체중 부하선을 3등분하여 각각 내측, 중심측 과 외측으로 세분한 분류법으로 본 연구에서는 술전 전례 에서 자기 공명 영상 검사를 시행하고 이에 따라 분류 하 였다.
수술 방법은 환자를 앙와위로 골절 테이블에 위치한 후 대전자부 위쪽에 약 5 cm의 피부 절개 후 이와 일치하게 대퇴근 막을 종 절개한다. 외측 대퇴 광근을 기시부에서 영문자 L자 모양으로 절개 후 골막하로 박리하여 외측 골 간단부를 노출시킨 다음 영상 증폭 장치 하에서 표치침 삽 입 방향을 확인한 후 표지침을 삽입하면서 괴사부위 직전 에서 멈춘 다음 확공기를 이용하여 연골 하 5 mm까지 직 경 10 mm의 확공을 하여 갑압술을 시행하였다. 이후 조 직 생검을 시행한 후 기기의 길이 측정을 시행하고 T a p p i n g을 한 후 망상금속 시스템의 삽입을 시행 하였다.
이때 이 기기의 원위부에 있는 나사상 구조가 대퇴골 외측 피질에 진입되게 하여 초기 안정성을 얻을수 있도록 하였 다(Fig 2-A,B). 술 후 2일 째부터 목발을 이용한 부분적 체중부하를 시행하였다. 술 후 2개월 간격으로 외래 추시 를 시행하였으며 외래 내원시 단순 방사선 검사 및 이학적 검사를 시행하였으며 평균추시 기간은 2 4개월( 1 9 ~ 2 7 )이 었다. 추시 중 방사선학적 병변의 진행은 Malizos 등2 2 )의 기준을 적용하여 판단 하였으며, 관절면이 술 전 사진과 비교하여 함몰이 진행되는 경우와 관절 간격의 협소화가 발생되는 경우를 방사선학적 진행이라고 판정하고, 일상 생활이 어려운 정도의 동통 증가와 함께 방사선학적 병변 의 진행이 있을 때 임상적인 실패로 판단하여 인공 관절 치환술을 시행하였다. 방사선학적 진행이 경미하거나 동통 증가가 발생하지 않은 경우는 지속적으로 외래 추시를 시 행하였다. 통계학적 검증은 crosstabs 분석법을 이용하였 고, P-value가 0 . 0 5보다 작을 때 유의성이 있다고 판단하 였다
결 과
술 전 ARCO 분류상 stage I (6례)에서는 I-A 내측 1 례, I-B 내측 1례, I-B 중심측 1례, I-B외측 1례, I-C 내 측 1례, I-C 중심측 1례 였고, stage II (23예) 에서는 II-A 내측 1례, II-B 7례 중 II-B 내측 1례, II-B 중심측 2례, II-B 외측 4례였고, II-C 15례 중 II-C 내측 3례, II-C 중심측 2례, II-C 외측 1 0례 였고 stage 3와 4는 이 술식을 사용하지 않았다. 술 전 s t a g e에 따른 방사선학적 병변의 진행은 stage 1에서는 없었고, stage 2에서 1 0례 ( 3 4 . 5 % )였으며, 임상적 실패는 stage 1에서 없었고, stage 2에서 7례( 2 4 . 1 % )로 관찰 되었다. 술 전 병변의 크기에 의한 분류상 A 혹은 B로 분류된 1 2례 ( 4 1 % )중 방사선학적 병변의 진행이나 임상적 실패가 1례( 8 . 3 % )였 으며, C로 분류된 1 7례( 5 9 % )중 방사선학적 진행은 9례 (52.9%), 임상적 실패는 7례( 4 1 . 2 % )에서 관찰되어 병변 의 크기가 골두의 3 0 %이상인 C형의 경우, A형 이나 B형 에 비해 방사선학적 진행 및 임상적 실패의 확률이 통계학 적으로 유의하게 높았다(P<0.05). 병변의 위치에 의한 분 Fig. 1. The lower picture shows tantalum trabecular metal
implant, 10 mm in diameter, 80 mm long, with threads on it’s left side that allows it’s engagement with lateral cortex of a proximal femur. The upper picture is the microtexture of the implant.
류상 내측이나 중심측으로 분류된 경우가 1 4례( 4 8 % )중 방 사선학적 병변의 진행이 2례( 1 4 . 3 % )에서 관찰 되었으나 임상적 실패는 관찰되지 않았으며, 외측 병변 1 5례( 5 2 % ) 중 방사선학적 병변의 진행은 8례(53.3%), 임상적 실패는 7례( 4 6 . 7 % )에서 관찰되어 외측까지 병변이 있는 경우 내 측이나 중심측에 비하여 방사선학적 진행율 및 임상적 실 패율에서 통계적 유의성이 관찰되었다(P<0.05).
본 연구의 기준에 의거하여 임상적 실패로 판정되어 인
공관절 전치환술을 시행 받은 7례( 2 4 . 1 % )는 모두 II-C 외 측 병변 환자에서 발생하였다(Table 1).
증례 1
3 9세 여자 환자로 스테로이드로 인한 양측 대퇴골두 무 혈성 괴사 진단을 받았으며, MRI시행시 양쪽 모두 ARCO 분류상 II-C 외측으로 탄탈룸 망상 금속 시스템을
Fig. 2. (A) Guide pin was inserted in osteonecrosis site of the femoral head under C-arm guide. (B) Then, after reaming, Tantalum trabecular metal system was inserted in osteonecrosis site of the femoral head.
A
B
Table 1. Results of clinical failure and radiologic progression after Tantalum Trabecular Metal system
Medial Central Lateral Total
Stage I A 1*(0/0) 1 (0/0)
B 1 (0/0) 1 (0/0) 1(0/0) 3 (0/0)
C 1 (0/0) 1 (0/0) 2 (0/0)
Stage II A 1 (0/0) 1 (0/0)
B 1 (0/0) 2 (0/1) 4 (0/0) 7 (0/1)
C 3 (0/0) 2 (0/1) 10 (7/8)0 15 (7/9)0
Total 8 (0/0) 6 (0/2) 15 (7/8)0 29 (7/10)
*: (clinical failure/radiologic progression)
시술 하였으며, 수술 후 2 4개월 추시 관찰상 방사선 진행 이 없었다(Fig 3-A,B).
증례 2
4 1세 남자 환자로 알코올로 인한 좌측 대퇴골두 무혈성 괴사 진단을 받았으며, MRI시행시 ARCO 분류상 I I - C 외측으로 탄탈룸 망상 금속 시스템을 시술 하였다. 수술 후 1 2개월 추시 관찰상 방사선 진행이 있고, 통증이 심해 져 임상적 실패로 판단하여, 고관절 전치환술을 시행하였 다(Fig4-A,B,C,D).
고 찰
비외상성 대퇴골두 무혈성 괴사증의 치료의 목적은 조기 진단으로 적절한 치료를 통하여 병변의 진행을 막고 골두 를 보존함으로서 인공 고관절로의 치환을 연기 혹은 피하 는 것이다. 이의 치료로는 질환의 정도에 따라 보존적 치 료법, 골천공술, 핵심 감압술, 핵심 감압술 및 골이식술,
전기 자극법, 절골술, 혈행화 혹은 비혈행화 비골 이식술, 관절 유합술, 고관절 치환술등 여러가지 치료 방법이 소개 되고 시행되어 왔으며 각 병기에 따른 다른 치료방법들이 다양하게 소개 되어 왔는데 이중의 하나인 핵심 감압술은 그 유용성에 대하여 매우 다양한 보고들이 있다1 3 , 1 4 , 1 6 -
1 8 , 2 0 , 2 1 , 2 8 , 3 5 ). Ficat 등1 4 )은 1 9 8 5년에 1 3 5례에서 핵심 감압술
을 시행한 후 평균5년 추시관찰에서 제1기에서 97%, 제2 기에서 8 2 %의 임상 성공율을 보고하였으며, Hungerford
등1 7 )은 1기와 2기에서 8 3 %의 방사선학적 진행 정지와 임
상적 성공을 보고하였다. Smith 등3 4 )은 핵심 감압술을 시 행한 1 1 4례의 평균3년 추시 결과 방사선학 적으로 I기에서 59%, IIA에서 34%, IIB에서4 %의 성공율을, 임상적으로 는 I기에서 84%, IIA 에서 47%, IIB에서 2 0 %의 성공율 을 보고하고 핵심 감압술은 함몰 전단계인 Ficat I기와 I I A를 적응 범위로 하였으며, Mont 등2 4 )은 핵심 감압술의 치료 성적을 보고한 2 4개의 연구, 1206례를 종합하여 분 석한 연구에서 전반적 성공율을 6 3 . 5 %로 산정하였고 제1 기에서 84%, 2기에서 65%, 3기에서 4 7 %로 생존율을 분 석하였다. Penix 등3 1 )은 골격구조의 소실로 인하여 연골하
Fig. 3. (A) Images of thirty nine-year-old female patient with bilateral steroid induced AVN (ARCO stage II-C lateral). (B) After 2- years of follow up, No evidence of radiologic progression was observed with minimal pain.
A
B
Fig. 4. (A) Preoperative Images in a clinically failed case of a forty one-year-old male patient with alcohol induced AVN (ARCO stage II-C lateral). (B) Immediate post operative X-ray (C) 1year after the operation, the impending sign of implant protrusion was observed with hip pain aggravation. (D) THR conversion was done. Right picture is the Intraoperative finding, showing resected femoral head and tantalum trabecular metal removed from proximal femur.
A
B
C
D
함몰이 조기에 일어 난다 하여 단순 핵심 감압술의 효과를 부정적으로 보았으며, 이에 연골하 함몰 방지를 위한 구조 적 지지의 목적으로 해면골 이식술, 경골 또는 비골 피질 골 이식술 및 혈행화 비골 이식술 등이 시도 되었고, Chan 등9 )은 핵심 감압술 후 해면골 이식술을 시행한 후 1 6개월 추시 보고에서 1 2 . 5 %의 함몰을 보고하였고, Park 등2 8 )은 1기에서 0%, 2기에서 2 8 %의 임상 실패율을 보고 하였다. 비골 지주 이식후의 보고로는 P h e m i s t e r의 최초 보고 후2 9 ) Bonfligo 등8 )이 4년 추시상 7 0 %의 임상 성공율과 8 5 %의 방사선학적 성공율을 보고하였고, Boettecher 등7 )은 6년 이상 추시에서 7 9 %의 만족할 만한 결과를 보고 하였으나, Nelson 등2 5 )은 장기 추시시에 불만 족스러운 결과를 발표하였으며 Anton 등2 )은 3 0 %이상 크 기의 병변에서 1 8례중 1 5례의 환자에서 함몰이 진행되었 음을 보고 하였다. 혈행화 비골 이식술에 대한 성공율의 보고로는 Scully 등3 2 )이 1기에서 100%, 2기에서 8 9 %의 성공율을 보고하였으며, Kane 등1 9 )은 2기와 3기에서 8 0 %의 임상적 성공율을 보고한 바 있으나, 혈행화 비골 이식술은 술기의 복잡성, 미세 수술의 필요성, 긴 수술시 간 및 공여부위의 높은 이환율(morbidity ) 등에 의해 이 술식의 유용성에 대해 의문이 제기되고 있기도 한다3 6 ).
본 연구에서 사용된 탄탈룸 망상 금속 시스템은 의료 목 적으로 사용되는 금속중 가장 생물학적 적합성이 높은것으 로 생각되며4 , 1 2 ), 80%의 다공성 구조로 정상 골조직과 흡 사한 물리적 성질을 가지고 주위 골조직의 빠른 골 내성장 및 연부조직과 빠른 부착 등의 장점을 가진다5,6,12,26) ( F i g 5). 다공 구조의 탄탈룸은 최근 정형외과 영역에서 인공관 절 치환술의 비구컵이나 대퇴 근위부 및 원위부, 슬개골 등의 광범위한 골소실시에 대체물, 척추체간 유합술시 케 이지등에 사용되고 있으며, 골이식의 대체물로 많은 관심 을 모으고 있고 임상적으로 보고되고 있다1 1 , 2 2 , 2 6 ). 본 연구 에 사용된 술식은 골두의 괴사된 부위를 제거한 후 망상구
조의 구조적 지지물을 삽입함으로써 연골하 함몰을 막고, 다공 구조의 생물학적 친화성이 높은 탄탈룸으로 괴사부 주위 및 괴사 근위부로부터의 해면골 내성장( b o n e i n g r o w t h )을 촉진하며, 비골 이식술시 발생가능한 여러 가지 합병증을 피할 수 있고, 최소 침습 술식 이라는 이론 적 배경을 가진다. Christie 등1 0 )은 I I A기에서 본 술식을 이용하여 4년 추시시 임상적으로 성공적인 1례의 증례 보 고를 한바 있으며, Pederson 등3 0 )은 대퇴 골두 내에서 탄 탈룸 망상금속이 비골 이식과 흡사한 정도의 응력 흡수를 보이는 것으로 보고하였고, Bobyn 등6 )은 탄탈룸의 다공 구조로의 신생골 침투가 2주에 13%, 4주에 4 2 % ~ 5 2 %가 생기고 1 6주 이후 하버시안 재형성을 보인다고 보고한바 있다. 본 연구 중 임상적 실패로 인공 관절 전 치환술을 시행한 7례 모두 골두 제거후 육안적으로도 주위 골조직과 의 높은 친화성을 확인할 수 있었다.
많은 저자들이 골두의 함몰을 예방하기 위해서는 조기에 수술적 치료가 필요하다는 데에는 동감하고 있으며, 조기 에 질병을 확인하기 위해서는 자기 공명영상이 가장 효과 적인 방법이라 생각되고 있다. Chan 등9 )은 병변의 진행은 괴사 범위의 크기 특히 병변의 위치가 중요하다고 보고 하 였고, Park 등2 8 )은 병변의 크기가 작고 그 위치가 내측 또 는 중심측 일 때 예후가 좋으며 방사선학적 병변의 진행은 외측인 경우에서만 관찰되었다고 보고 하였다. 본 연구에 서는 3 0 %이상의 B 그룹 1 7례중 임상적 실패가 7례, 방사 선학적 진행만을 보인 경우가 9례로 병변의 크기와 위치가 병변의 진행에 미치는 영향이 높음을 확인할 수 있었다.
결 론
초기의 대퇴 골두 무혈성 괴사증에 대한 치료로서 탄탈 룸 망상 금속 시스템의 사용은 기존의 수술 방법들에 비하 여 기술적으로 쉽고, 짧은 수술 시간 및 공여부위 이환등 의 합병증의 염려가 없는 등의 장점을 가지며, 술 후 조기 에 동통의 감소와 체중 부하가 가능한 장점이 있으나, ARCO 분류 II-C 이상이나, 외측 병변에 대해서는 탄탈룸 망상 금속 시스템을 이용한 대퇴 골두 무혈성 괴사증 치료 의 실패 위험이 높으며, 이 경우 많은 주위가 필요 할 것 으로 사료 된다. 따라서 탄탈룸 망상 금속 시스템을 이용 한 대퇴 골두 무혈성 괴사증 치료는 장기 추시가 필요 하 겠으나 ARCO 분류II-C 이하 이거나 내측 및 중심측 병변 에 대해서는 유용한 관절 구제 술식의 한 방법으로 고려 될 수 있다.
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The 2-years follow-up of use of a Tantalum Trabecular Metal System for Early Stage of Osteonecrosis of the Femoral Head
Kwon Jae Roh, M.D., Jong Oh Kim, M.D., Young Do Kho, M.D., Churl Woo Lee, M.D.*, Yi Kyoung Shin, M.D.†, Myeung Cheol Shin, M.D., Jong Seok Yoon, M.D.
Department of Orthopedic Surgery,
Ewha Womans University School of Medicine, Seoul , Korea Department of Orthopedic Surgery, National Medical Center, Seoul , Korea*
Department of Orthopedic Surgery, Seoul Red Cross hospital, Seoul, Korea†
Purpose: To evaluate the effectiveness of core decompression using the tantalum trabecular metal system for early stage osteonecrosis of the femoral head at the 2 year follow-up.
Materials and Methods : 29 cases in 22 patients, who received the operation between Jan. and Aug. 2003, with a mean 2 years follow-up, were classified according to the ARCO classification. The mean age of the patients was 42.2 years old, with 16 and 6 males and females, respectively. 7 subjects had bilaterally involvement. Clinical failure was defined as radiologic progression of the head collapse, with aggravation of pain.
Results: According to the preoperative ARCO classification, 6 cases were stage I; I case each at IA medial, IB medial, IB central, IB lateral, IC medial and IC central, and 23 cases were stage II; 1 each at IIA medial and IIB medial, 2 at IIB central, 4 at IIB lateral, 3 at IIC medial, 2 at IIC medial and 10 at IIC lateral. Radiologic progression developed in 10 cases (34.5%), IIB central in 1 case and IIB lateral in 9.7 cases (24.1%), all IIC lateral patients, were determined to be clinical failures, and subsequently needed conversion to total hip arthroplasty.
Conclusion: The tantalum trabecular metal system for early stage osteonecrosis of the femoral head has several advantages over other salvage procedures, these being the easiness in technique, short operation time, no donor site morbidity, immediate postoperative weight bearing and pain reduction, but there is a higher risk of failure using the tantalum trabecular metal system in osteonecrosis of the femoral head with stages are more advanced than ARCO stage IIC or if the lesion is lateral. Therefore, long term follow-up is necessary when using the tantalum trabecular metal system in osteonecrosis of the femoral necrosis, but it can certainly be considered a useful joint salvage procedure in ARCO classes earlier than IIC, as well as in medial and central lesions.
Key Words: Femoral head, Osteonecrosis, Tantalum, Trabecular metal, Core decompression ABSTRACT
