Volume 14, Number 1, June 2002
실패한 슬관절 부분 치환술에서 시행된 슬관절 재치환술
경희대학교 의과대학 정형외과학교실
배대경・권오수・신동준・임양진
= 국문 초록 =
목적 : 슬관절 부분 치환술 후 재치환술을 시행하게 되는 실패의 원인과 재치환술 후의 임상적 및 방사선 학적 추시 결과를 분석하여 보고하고자 한다.
대상 및 방법 : 슬관절 부분 치환술을 받은 7 5명 1 0 6례 중 슬관절 재치환술이 시행되었던 1 4명, 16례를 대상으로 하였다. 부분 치환술 후 재치환술까지의 기간은 평균 4년 1 0개월 이었다. 사용된 삽입물은 Microloc 10례, Allegretto 4례, Oxford 1례, Marmor Modular II가 1례였고 재치환술시 삽입물은 P F C -후방십자인대 대치형을 사용하였다. 재치환술을 시행하게 되는 실패의 원인과 삽입물의 종류에 따른 실패의 원인을 분석하였으며 재치환술 후 임상적 평가는 Hospital for Special Surgery(HSS)의 k n e e rating system을 사용하였고, 방사선학 검사는 대퇴 경골각의 측정과 American knee society의 방사선 학적 평가 방법을 이용하였다.
결과 : 재치환술의 원인은 폴리에틸렌 삽입물의 마모 9례, 대퇴 삽입물의 해리가 5례, 경골 삽입물의 해리 1례, 감염이 1례였다. HSS knee rating score는 재치환술 전 평균 6 0점, 최종 추시시 평균 8 6점이었고, 슬관절의 운동범위는 재치환술 직전 평균 굴곡구축 7 . 9도, 후속굴곡 1 1 5도였으며 최종추시 시 각각 1 . 5도와 1 1 8 . 2도였다. 대퇴 경골각은 재치환술 전 평균 내반 2도, 최종 추시시 평균 외반 5도였으며 방사선학적 투 과선 또는 골용해 소견은 관찰되거나 재재치환술을 시행한 경우는 없었다. 11례에서 자가골을 이용한 골 이 식을 시행하였고 이외에 쐐기형 경골 보강 삽입물, 대퇴부 보강물 또는 스템이 사용되었다. 합병증으로 1례 에서 술 후 1년 3개월에 슬개골 아탈구가 관찰 되었고 1례에서는 술 후 5년에 타병원에서 관절강내 주사요 법 후 심부 감염이 발생하였다.
결론 : 슬관절 부분 치환술 후 실패의 주된 원인은 폴리에틸렌 삽입물의 마모와 대퇴 삽입물의 해리였으며 삽입물의 종류에 따라 현저히 차이가 있었다. 재건이 필요한 골 결손은 1 1례에서 관찰 되었고 대부분 자가골 이식 또는 삽입물 보강으로 해결이 가능 하였으며 동종골 이식은 필요하지 않았다.
색인단어 : 슬관절, 슬관절 부분 치환술, 슬관절 재치환술
Corresponding Author : Dae Kyung Bae, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Kyung Hee University,
#1 Hoeki-dong, Dong Dae Mun-Ku, Seoul 130-702, Korea
Tel : 02-958-8346, Fax : 02-964-3865, E-mail : [email protected]
서 론
단일 구획에 국한된 슬관절염의 치료법으로 시행된 슬관절 부분 치환술은 최근 비교적 우수한 장기 추시 결과들이 보고 되고 있으나, 슬관절 부분 치환술 후
시행된 재치환술의 결과에 대한 분석은 많지 않다.
슬관절 부분 치환술 후의 재치환술은 일반적인 슬관 절 전치환술 후의 재치환술에 비해 실패의 원인, 골 결손에 대한 처치를 포함한 재치환술시의 수술 수기 및 술 후 합병증 등에 있어 차이가 많다3 , 1 0 , 1 7 , 1 8 , 2 0 , 2 2 ). 따라서 슬관절 부분 치환술 후의 재치환술을 시행 할
때는 실패의 원인에 대한 정확한 분석, 골결손에 대 한 치료 계획의 수립 및 세심한 수술 술기가 필요하 다. 이에 저자들은 슬관절 부분 치환술 후 실패의 원 인, 재치환술시 골결손 처리를 포함한 수술 수기, 재 치환술 후의 임상적 및 방사선학적 추시 결과 및 합 병증을 분석하여 보고하고자 한다.
연구 대상 및 방법 1. 대상
1 9 8 2년 1월부터 1 9 9 6년 1월까지 슬관절 부분 치 환술을 시행 받은 7 5명의 환자, 106례 중 슬관절 재 치환술이 시행되었던 1 4명, 16례( 1 5 % )를 대상으로 하였다. 성별은 남자가 2명 여자가 1 2명이었으며 부 분 치환술시 평균 연령은 5 8 . 2세로 최소 4 0세에서 최고 6 9세였고 재치환술시 평균 연령은 6 3 . 1세로 최 소 4 1세에서 최고 7 3세였다. 부분 치환술의 원인 질 환은 슬관절 내측 구획의 퇴행성 관절염이 1 6례, 골 괴사증이 1례였다.
슬관절 부분 치환술 후 재치환술까지의 기간은 평 균 4년 1 0개월로 최단 1년 2개월에서 최장 8년 8개 월이었으며, 재치환술 후 추시 기간은 평균 5년 1 0 개월로 최단 2년 1개월에서 최장 9년 8개월이었다.
부분 치환술시 사용된 기구별 재치환술까지의 기간은
M i c r o l o c은 평균 5년 7개월, Allegretto는 평균 2 년 1 0개월, Oxford는 7년 3개월, 그리고 M a r m o r Modular II는 7년 4개월 이었다.
2. 삽입물의 종류
부분 치환술에 사용되었던 삽입물과 각 기구별 재 치환술이 시행된 빈도는 Microloc(Johnson and Johnson, New Brunswick, New Jersey) 46례 중 1 0례(22%), Allegretto(Protek, Bern, Schweiz) 46례 중 4례(9%), Oxford(Biomet, Bridgend, UK) 1례 중 1례(100%), 그리고 M a r- mor Modular II(Richard, Mekphis, TN) 13례 중 1례( 8 % )였다(Table 1). 사용된 폴리에틸렌 삽입 물의 평균 두께는 8.8 mm(8-10 mm)였다. 재치환 술에 사용된 삽입물은 전례에서 후방 십자인대 대치 형을 사용하였는데 1 6례에서 PFC modular type(Johnson and Johnson)이었으며 1례에서 PFC sigma type이었다. 부분 치환술 삽입물의 제 거 후 골 결손이 심한 경우에는 쐐기형 경골 보강 삽 입물(metal wedge), 대퇴부 보강물(femoral aug- mentation) 및 자가골 이식이 사용되었고, 필요시 골과 연부조직에 대한 추가적 술식이 병용되었다 (Fig. 1,2).
FIGURE 1. A 58-year-old woman with left knee osteoarthritis. (A) At the 4 years after unicompartmental knee arthroplasty, postop- erative standing radiograph shows the loosening of femoral component. (B) Radiograph of 5 years 3 months after revi- sion with femoral augment, autograft and long stemmed prosthesis.
A B
3. 방법
부분 치환술 후 재치환술을 시행하게 된 원인에 대 해 분석하였으며 사용된 삽입물에 따른 원인의 차이 는 P e a r s o n’s chi-square test를 이용하여 통계적 인 검증을 하였다.
재치환술 후 임상적 평가는 Hospital for Special S u r g e r y ( H S S )의 knee rating system을 사용하 여 슬관절의 동통, 기능, 운동 범위, 근력, 굴곡 변 형, 관절 불안정성, 보행 보조 및 관절 변형각 등을 평가 하였으며, 방사선학 검사는 체중 부하 시 촬영 한 슬관절 전후면 방사선 사진에서 대퇴골 골간 피질 의 두 중앙 점을 지나는 장축과 경골 간부 및 간단부 의 골간 피질 중앙점을 지나는 장축이 서로 교차하는 예각을 대퇴 경골각으로 정하고 각각 내반슬 및 외반 슬의 각도로 표시하였다. 측정된 대퇴 경골각과 재치 환술시 시행된 골이식의 유합, 골과 시멘트, 골과 삽 입물 사이의 방사선학적 이상의 존재 유무와 변화를 American knee society의 방사선학적 평가 방법을 이용하여 평가하였다.
결 과 1. 재치환술의 원인
슬관절 부분 치환술 후 실패의 원인은 폴리에틸렌 삽입물의 마모 9례(56.2%), 대퇴 삽입물의 해리가 5례(31.4%), 경골 삽입물의 해리 1례(6.2%), 감염 1례( 6 . 2 % )로서 폴리에틸렌의 마모와 대퇴 삽입물의 해리가 가장 많은 비중을 차지하였다(87.6%). 이중 폴리에틸렌 삽입물의 마모 9례는 모두 Microloc 삽 입물을 사용한 경우였고 대퇴 및 경골 삽입물의 해리 6례 중 대퇴 삽입물의 해리 4례는 Allegretto 삽입 물을 사용한 경우, 나머지 대퇴 삽입물의 해리 1례와 경골 삽입물의 해리 1례는 각각 Marmor modular I I와 Oxford 삽입물을 사용한 경우로 각각의 삽입물 의 종류에 따른 재치환술의 원인에는 통계학적으로 의미 있는 차이를 보였다(P < 0.001)(Table 1).
폴리에틸렌 삽입물의 마모로 인하여 재치환술을 시 행한 경우는 부분 치환술 후 평균 6년 2개월( 4년 4 개월- 8년 8개월)에 시행되었고, 대퇴 또는 경골 삽입 물의 해리로 인해 재치환술을 받은 경우는 부분 치환 술 후 평균 4년 2개월( 1년 2개월- 7년 4개월)에 시행 되어 대퇴 또는 경골 삽입물의 해리로 인한 경우가 더 빨랐다.
부분 치환술시 사용된 삽입물의 제거 후 발생한, FIGURE 2. A 68-year-old woman with right knee osteoarthritis. A. At the 5 years after unicompartmental knee arthroplasty, postop- erative standing radiograph shows the wear of polyethylene insert. B. Radiograph of 5 years 6 months after revision with tibial metal wedge.
A B
골 이식이 필요한 골 결손은 1 1례(68%) 관찰되어 모두 골이식을 시행하였는데 1 1례 모두에서 수술 중 골절제시 얻어진 자가골을 사용하였고 구조적인 동종 골이 필요한 경우는 없었다. 이 외에 쐐기형 경골 보 강 삽입물을 사용한 경우가 5례(31%), 대퇴부 보강 물을 사용한 경우가 5례(31%) 있었고 스템은 경골 부에서 4례, 대퇴 및 경골부에서 7례로 총 1 1례 ( 6 8 % )에서 사용되었다(Table 3).
2. 임상적 및 방사선학적 결과
H S S의 knee rating system을 사용한 슬관절 점수
는 재치환술 직전 평균 6 0점( 1 9 - 8 2점)에서 재치환술 후 최종 추시 시 평균 8 6점( 7 2 - 9 2점)으로 향상되었 다. 슬관절의 운동범위는 재치환술 직전 평균 굴곡구 축 7 . 9도( 0 - 4 5도), 후속굴곡 1 1 5도( 3 0 - 1 4 5도)였으 며 재치환술 후 평균 굴곡구축 1 . 5도( 0 - 1 5도)와 후 속굴곡 1 1 8 . 2 ( 8 0 - 1 4 0도)도로 증가하였다(Table 2).
방사선학적으로 대퇴 경골각은 재치환술 직전 평균 내반 2도(내반 8도-외반 5도)에서 재치환술 후 최종 추시시 외반 5도(외반 2도-외반 8도) 로 측정되었다 (Table 2). American knee society의 방사선학적 평가 방법에 의해 분석한 결과 임상 결과와 관련 있 는 방사선 투과선(radiolucent line)이 보이거나 마 Table 1. Causes of revision
Implant Wear Loosening
Infection Total
Femur Tibia Revision UKA
Microloc 9* 0 0 1 10 46
Allegretto 0 4* 0 0 4 46
Marmor modular II 0 0 1 0 1 13
Oxford 0 1 0 0 1 1
Total 9 5 1 1 16 106
* : P < 0.001
Table 2. Overall results
Pre-revision Post-revision
Tibio-femoral angle(o) varus 2 valgus 5
(varus 8 - valgus 5) (varus 2 - valgus 8)
HSS score 60 86
(19 - 82) (72 - 92)
FC* 7.9 FC* 1.5
ROM(o) (0 - 45) (0 - 15)
FF†115 FF†118.2
(30 - 145) 80 - 140)
* : Flexion contracture
†: Futher flexion
Table 3. Methods of defect reconstruction
Reconstruction No. of knee %
Autograft 11 68
Allograft 0 0
Tibial metal wedge 5 31
Femoral block augment 5 31
Stem Femur 0 0
Tibia 4 25
Both 6 37
모 또는 해리가 보인 경우는 없었다. 2례에서 재치환 술 후 3개월부터 대퇴부 스템 및 경골부 스템 주위에 방사선 비투과선(radiopaque line)을 보였지만 더 이상 진행하거나 임상적으로 증상이 있는 경우는 없 었다.
3. 합병증
1례에서 술 후 1년 3개월에 슬개골 아탈구가 관찰 되어 보존적 요법으로 치료하였고, 다른 1례에서는 술 후 5년에 타병원에서 관절강내 주사요법 후 심부 감염이 발생하여 본원에서 삽입물의 제거 와 변연 절 제술을 시행하였다.
고 찰
단일 구획에 국한된 슬관절염의 치료법으로 시행된 슬관절 부분 치환술은 관절의 병변 부위만 제거함으 로써 골의 절제를 최소화 시키고 금속, 폴리에틸렌과 골시멘트등의 이물질의 사용을 최소한으로 줄일 수 있다는 장점이 있으며 슬관절 전치환술에 비해 정상 적인 슬관절 기능을 많이 보존하고 수술시간 및 회복 이 빨라 술 후 짧은 이환기간과 좋은 관절 운동를 얻 을 수 있다1 , 3 , 4 , 5 , 1 1 , 1 5 )
. 근위 경골 절골술에 비해서도 동통을 감소시키는 효과가 크고 좀더 진행된 골관절 염이나 골괴사증에서도 적응증이 되는 장점이 있으나 수술 수기상의 어려움, 부정확한 위치로 인한 경골- 대퇴골의 아탈구, 삽입물의 해리, 감염과 재치환술시 발생하는 골 결손이 단점으로 지적 되어왔다1 2 , 2 3 )
. 재치환술의 원인으로는 Knight 등1 3 )은 폴리에틸렌 삽입물의 마모가 50%, 대퇴 삽입물의 해리가 4 2 % 로, Levine 등1 6 )은 폴리에틸렌 삽입물의 마모가 70%, 반대측 관절면 퇴행성 변화가 3 0 % , C h a k r a b a r t y와 N e w m a n1 0 )은 관절염의 진행과 폴 리에틸렌 삽입물의 마모를 각각 3 0 %와 1 6 %로 보고 하였고 M c C a l l u m과 S c o t t2 0 )은 최근 슬관절 전치환 술에서 보고 되는 초기 추시기간 중의 급격한 마모 (catastrophic wear)에 대해 부분 치환술 후 초기 추시 때의 경험을 보고 하였다. 본 연구에서는 1 6례 의 재치환술 중 폴리에틸렌 삽입물의 마모가 56.2%, 대퇴 삽입물의 해리가 31.4% 순 이었는데 이와 같이 폴리에틸렌 삽입물의 마모는 슬관절 부분 치환술 후 재치환술을 시행하게 되는 주된 원인으로 여겨지며, 여러 저자들이 폴리에틸렌 삽입물의 마모 가 금속보강(metal backing) 경골 삽입물을 사용할 때 폴리에틸렌의 두께가 얇아져 많이 발생된다고 보
고 하였다7 , 9 , 1 1 , 1 8 , 2 2 )
. McCallum과 S c o t t2 0 )도 마모의 원인으로 불충분한 폴리에틸렌 삽입물의 두께, 경골- 대퇴골의 부정 정렬(malalignment), 폴리에틸렌의 질적인 문제와 경골 삽입물에 폴리에틸렌을 삽입 시 부정확한 고정 등을 원인으로 지적 하였고 M a r- m o r1 8 )는 폴리에틸렌의 두께가 6 mm이하의 경우 그 빈도가 높다고 하였으며, McAuley 등1 9 )도 초기 실 패를 결정하는 가장 중요한 요인을 충분한 폴리에틸 렌 삽입물의 두께라고 하였다. Bartley 등7 )은 전방 십자인대의 기능이 떨어지면 아탈구가 생겨 마모는 더욱 진행된다고 하였으며 Cartier 등9 )도 금속 보강 경골삽입물의 단점을 지적하였고, 술 후 결과에 미치 는 요인으로 폴리에틸렌을 두껍게 하는 것과 내반의 교정을 적게 하는 것이 중요하다고 하였다. Palmer
등2 2 )은 결론적으로 8 mm이하의 폴리에틸렌 삽입물
을 사용한 부분 치환술의 경우에 대해 마모에 대한 면밀한 추시가 필요하다고 하였다. 본 연구에서도 재 치환술을 실시한 1 6례에서의 폴리에틸렌 삽입물의 평균 두께는 8.8 mm(8-10 mm)로 전체 평균에 비 해 큰 차이가 없었다. 그러나 삽입물의 종류에 따라 실패의 원인에 현저히 차이가 있었는데 금속보강을 하지 않고 폴리에틸렌만을 사용하여 경골을 치환한 Marmor Modular II 삽입물에서는 긴 추시기간에 도 불구하고 폴리에틸렌 삽입물의 마모가 발생하지 않았으나 경골 삽입물에 금속보강을 해서 두께가 얇 아진 편평형(flat type) 폴리에틸렌 삽입물을 사용 한 Microloc 삽입물에서는 추시기간이 상대적으로 짧음에도 불구하고 재치환술을 시행한 1 0례 중 9례 에서 실패의 원인이 폴리에틸렌 삽입물의 마모로 분 석 되었다. 대퇴 및 경골 삽입물의 해리가 원인이었 던 6례 중 4례가 Allegretto 삽입물을 사용한 경우 로 모두 대퇴부 삽입물의 해리였으며 A l l e g r e t t o는 대퇴 삽입물의 고정 시 삽입물과 골간의 고정력에 결 함이 있는 것으로 지적되어 이로 인해 해리가 발생한 것으로 생각된다.
최근 슬관절 부분 치환술의 장기 추시 결과가 보고 되면서 많은 저자 들은 삽입물의 마모나 해리가 발생 하여 재치환술을 시행함에 있어서 기술적인 어려움과 함께 삽입물의 제거 후 발생한 골 결손과 불안정성에 대해 골 이식, 각종 보강 삽입물 및 스템의 사용이 요구되어 수술 술기상의 기술적인 어려움이 있다고
하였다8 , 1 6 , 1 9 ). 그러나 실패한 슬관절 부분 치환술을
전치환술로 재치환 할 때 발생하는 골 결손은 부분 치환술의 적응증이 널리 알려지고 삽입물의 발달로 점차 줄어들고 있으며 C h a k r a b a r t y와 N e w m a n
등1 0 )은 재건을 요하는 골 결손의 빈도가 2 2 %에 머물
렀고 7 8 %에서는 골 결손이 없거나 미약한 경우로 골이식의 용이함을 보고하였고 Levine 등1 6 )은 최근 사용되는 부분 치환술 삽입물은 과거와 달리 실패의 기전이 주로 폴리에틸렌 삽입물의 마모로서 자가골 이식과 보강 삽입물의 사용으로 비교적 어렵지 않게 골 결손을 처리 할 수 있었다고 하였다. 저자들도 슬 관절 부분 치환술 실패의 주된 원인은 폴리에틸렌 삽 입물의 마모와 대퇴 삽입물의 해리였으며 삽입물의 종류에 따라 실패의 원인에 현저한 차이가 있었다.
골 결손은 수술 중에 얻어진 자가골 이식과 부가적 인 삽입물 보강으로 비교적 손쉽게 해결이 가능하였 으며 구조적인 동종골 이식은 필요하지 않았다.
실패한 슬관절 부분 치환술에 대한 재치환술의 추 시결과에 대해서는 C h a k r a b a r t y와 Newman 등1 0 ) 은 재치환술을 실시한 7 3례의 5 6개월 추시 결과, 7 9 %의 생존율을 보였다고 하였으며 근위부 경골 절 골술 또는 일차 슬관절 전치환술 후의 재치환술의 결 과와 유사하고 골 결손 등의 발생과 정도에서도 부분 치환술 후의 재치환술이 더 이점이 있다고 하였다.
Levine 등1 6 )은 최소 2년이상 추시한 3 1례의 재치환 술 후 유사한 결과를 얻었으며 다른 저자들도 약 8 0 %의 임상적으로 만족할만한 결과를 보고하였다
6 , 8 , 1 2 , 1 4 , 1 7 , 2 1 ). 저자들의 경우에는 부분 치환술 후 재치
환술을 시행한 1 6례의 5년 1 0개원 추시 결과 임상적 인 문제를 야기하는 방사선 투과선이 보인 경우나 마 모 또는 해리가 보인 경우는 없었고 이로 인해 재재 치환술을 시행한 경우도 없었다.
결 론
실패한 부분 치환술의 재치환을 시행한 1 6례에서 임상적으로 HSS knee rating score는 6 0점에서 8 4점으로 향상되었고, 슬관절 부분 치환술 후 실패 의 주된 원인은 5 6 . 2 %의 폴리에틸렌 삽입물의 마모 와 3 1 . 4 %의 대퇴 삽입물의 해리였으며 슬관절 삽입 물의 종류에 따라 실패의 원인에서 현저한 차이를 보 여 삽입물의 형태나 재질 등이 마모나 해리에 영향을 미침을 알 수 있었다. 골 결손은 대부분 자가골 이식 또는 삽입물 보강으로 비교적 쉽게 해결이 가능하였 고 동종골 이식은 필요하지 않았다. 재치환술 후 평 균 5년 1 0개월의 추시에서도 추가적인 삽입물의 해 리나 마모로 인한 재재치환술의 시행 없이 만족한 결 과를 얻을 수 있었다.
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─ Abstract ─
Revision Total Knee Arthroplasty of Failed Unicompartmental Knee Arthroplasty
Dae Kyung Bae, M.D., Oh Soo Kwon, M.D., Dong Jun Shin, M.D., Yang Jin Im, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Kyung Hee University, Seoul, Korea
Purpose : To analyze the failure mechanism, complexity of surgery, complication and outcome of revi- sion of failed unicompartmental knee arthroplasty(UKA).
Materials and Methods : 14 patients(16 knees) were followed up a mean 70 months. The patients were a mean age of 58.2 years at time of UKA and predominantly female(85%). Revision surgery was done 14 to 104 months with an average time of 4 years 10 months after UKA. The UKA component that were revised include 10 Microloc, 4 Allegretto, 1 Oxford and 1 Marmor modular II. Clinical and radi- ographic evaluation were completed preoperatively and at last follow-up. The scoring system used in this study is Hospital for Special Surgery(HSS) knee score. Radiographic assessment was performed using Bauer’s method(tibio-femoral angle) and American knee society roentgenographic evaluation system.
Results : The predominant failure mechanism was polyethylene wear and femoral component loosen- ing. At the last follow-up, the average HSS knee score significantly improved from 60 to 86. Average tibio-femoral angle was corrected from varus 2o to valgus 5o. The implant type used for the revision was PFC-PS. 11 knees required local autograft but no allograft were used. Femoral block augment and tibial metal wedges with stem were also used to reconstruct the defect. There were 2 cases of complications, subluxation of patella and deep infection after intraarticular injection at local clinic.
Conclusion : Polyethylene wear and femoral component loosening was common failure mechanism in revision of UKA. Bone defects needed to reconstruct were detected in 11 cases but autograft was enough to reconstruct the defect. Result of failed UKA compares favorably with those of total knee revision.
Key Words : Knee, Unicompartmental knee arthroplasty, Revision TKA
