184
슬관절 전치환술 후 급성 심부 감염의 관절경적 치료
하철원․유건식
성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 정형외과학교실
Arthroscopic Treatment of Acutely Infected Total Knee Arthroplasty
Chul-Won Ha, M.D., and Kun-Sik Yu, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine, Seoul, Korea P u rp o s e : This study is to evaluate the results of arthroscopic treatment for an acutely infected total knee arthroplasty (TKA) and to determine the protocol for a successful arthroscopic treatment.
M a te ria ls a n d M e th o d s : Of 16 cases of acutely infected TKA treated at this institution, 7 cases treated with arthroscopic debridement were retrospectively reviewed. The indication for arthroscopic debridement was patients with a radiographically stable prosthesis and within 72 hours of the onset of symptoms. The necessity and method of the secondary procedures were determined using a follow up of the C-reactve protein (CRP) test and physical examination after the primary arthroscopic debridment. Successful treatment was defined as no recurrence or no re-operation by the final follow-up.
R e s u lts : All 7 cases were treated with a retention of the prosthesis. 3 cases were treated success- fully with primary arthroscopic debridement only. Three cases were treated with open debridement after primary arthroscopic debridement. O ne case was treated with repeated arthroscopic debride- ment after primary arthroscopic debridement.
C o n c lu s io n : Arthroscopic debridement is an effective treatment option for an acutely infected TKA within 72 hours of the onset of symptoms. A careful CRP follow up is suggested as the critical index to determine the secondary procedure for successful treatment of an acutely infected TKA by arthroscopic debridement.
K e y W o rd s : Knee, Total knee arthroplasty, Acutely deep infection, Arthroscopic debridement
통신저자： 하 철 원
서울 강남구 일원동 50
성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 정형외과 TEL: 02-3410-0275․FAX: 02-3410-0084 E-mail: hacw@smc.samsung.co.kr
Address reprint requests to Chul-Won Ha, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine, 50 Ilwon-dong, Gangnam-gu, Seoul 135-710, Korea Tel: +82.2-3410-0275, Fax: +82.2-3410-0084
E-mail: hacw@smc.samsung.co.kr
서 론
슬관절 전치환술 후 발생할 수 있는 합병증 중에서 심 부 감염은 가장 심각하고 치료가 어려우며 슬관절 기능에 중대한 영향을 미친다. 슬관절 전치환술 후 4주 이내에 발생한 감염이나, 누공이 없고 치환물이 견고하게 고정되 어 있는 급성 혈행성 심부 감염의 치료는 치환물의 보존 하에 개방적 변연절제술이 일반적 일차 치료 방법이 다4,6,9).
슬관절 전치환술 후 발생한 급성 심부 감염의 치료에서
관절경적 변연절제술의 역할에 대해서는 논란이 많은 상 태이다. Flood와 Kolarik3)는 슬관절 전치환술 후 발생한 심부 감염의 치료에서 증상 발생 24-36시간 내의 급성 심부 감염의 치료에서 관절경적 치료가 효과적이라고 하 였으나, Waldman 등11)은 심부 감염된 인공 슬관절을 관 절경적 치료로 실패한 경우는 치환물의 제거의 가능성을 증가시키므로 급성 심부 감염을 개방적 변연절제술로 치 료해야한다고 하였다. 2004년 Dixon 등1)은 슬관절 전치 환술 후 심부 감염의 치료에서 안정된 치환물을 가진 환
자는 철저한 관절경 수술로 치료할 수 있다고 하였으며, 최근 2005년 Ilahi 등5)은 치환물과 감염의 증상 발생 기 간이 7일 이내며 면역 기능이 정상인 급성 심부 감염은 관절경적 변연절제술로 치료할 수 있다고 하였다.
본 연구에서는 슬관절 전치환술 후 본원에서 관절경적 변연절제술로 급성 심부 감염을 치료 받은 7예의 결과를 분석하고 성공적인 치료를 위한 지침을 알아보고자 하였 다.
대상 및 방법
슬관절 전치환술 후 심부 감염으로 진단받고 본원에서 이에 따른 치료를 받은 16예 중 일차적인 치료로 관절경 적 변연절제술을 받은 7예(6명)를 대상으로 하여 후향적 으로 분석하였다. 저자들의 관절경 치료의 적응증은 방사 선 검사에서 안정된 치환물 소견을 보이며 감염의 증상 발생 기간이 만 72시간 이내인 급성 심부 감염으로 정하 였으며, 72시간이 경과된 경우는 개방적 변연절제술을 시행하였다. 전 예에서 최소 12개월 이상(13-60개월) 추 시를 하였다. 감염의 진단은 슬관절의 종창, 발열, 운동 시 심한 통증 발생을 감염의 임상 증상으로 판단하였으 며, 이학적 검사, 혈액학적 검사, 방사선 검사, 슬관절 천 자 및 균 배양 검사로 진단하였다. 혈액학적 검사의 기준 으로 적혈구 침강 속도(erythrocyte sedimentation rate,ESR)와 C-반응성 단백(C-reactive protein,CRP) 이 정상 범위 이상으로 증가되어있고 슬관절 천자액 검사 에서 육안적으로 화농성 배농 소견을 보이거나 관절액내 백혈구수가 25,000/mm3 이상이고 다형 핵 백혈구수가 75% 이상인 경우를 감염으로 진단하였다7).
수술은 한명의 동일한 술자가 시행하였다. 관절경적 변연절제술은 3개 또는 4개의 통로(portal)를 만들어 30o 관절경과 전동 절삭기(shaver)를 이용하여 가능한 모든 염증성 활액막을 제거하였다. 세척액은 항생제 혼합 없는 생리식염수를 사용하였으며 술 후 폐쇄성 음압 배액관을 삽입하였다. 항생제는 1세대 세파로스포린(cefalospo- rin)과 아미노글리코사이드(aminoglycoside)계 항생제 를 정주하였고, 세균 감수성 검사에 따라 항생제를 변경 하였다. 정맥 항생제 투여는 수술 후 CRP 수치가 정상 범위에 도달 후 2주간 정상 범위 내를 유지하면 경구 항 생제로 교체하였다.
술 후 7일까지는 매일, 7일 이후부터는 2일 내지 3일
마다 혈액학적 검사를 시행하였으며, 일차 관절경 수술 후 CRP 수치가 술 후 4일째에 수술 직전 CRP 수치의 절반 이하로 감소하고, 이후 CRP 수치의 감소 추세가 지 속적으로 유지되면 정상적으로 감염이 조절되는 임상 경 과로 판단하였다. 이차 수술의 필요성 및 방법을 결정한 기준은 다음과 같았다. 일차 관절경적 치료 후 CRP 수치 가 술 후 4일째까지 수술 직전 CRP 수치의 절반 이하로 감소되지 않는 경우에는 이차 관절경 수술을 시행하였으 며, 술 후 4일째까지 수술 직전 CRP 수치의 절반 이하로 감소되었다가 이후 추시 검사에서 재상승 되거나 지속적 인 감소 추세가 소실되는 경우에는 개방적 변연절제술을 시행하였다. 최종 추시 때까지 정기적으로 혈액학적 검 사, 이학적 검사 및 방사선 검사로 경과 관찰하여 감염의 재발이나 재수술이 없는 경우를 성공적인 치료로 판단하 였다.
또한 성공적인 관절경적 변연절제술과 관련된 인자들 을 알아보기 위해 관절경 수술 시간, 세척액의 양, 감염의 증상 기간, 동정된 균주, 슬관절 전치환술 후 감염의 발생 까지의 기간, 감염의 환자측 위험 인자 등2,8,10)에 따른 관 절경적 치료의 결과를 분석하였다.
결 과
관절경적 변연절제술로 치료받은 7예 모두 치환물의 제거 없이 심부 감염이 치료되었다. 7예 중 3예는 일차 관절경적 변연절제술로 감염이 치료되었으며, 일차 관절 경 수술로 감염이 치료되지 않은 4예 중 1예는 이차 관절 경적 변연절제술을, 3예는 개방적 변연절제술 및 폴리에 틸렌 삽입물 교환을 시행하여 치환물 제거 없이 감염이 치료되었다(Table 1). 일차 관절경 수술 후 이차 관절경 수술을 받은 1예는 CRP 수치가 수술 직전 12.9에서 일차 관절경 수술 후 4일째까지 CRP가 10 이상으로 유지되어 이차 관절경적 치료를 시행하였다. 일차 관절경적 치료 후 개방적 변연절제술 및 폴리에틸렌 삽입물 교환으로 치 료된 3예 중 2예는 CRP 수치가 수술 직전 32.5에서 일차 관절경 수술 후 4일째부터 10 이하로 유지되다가 12일째 17.3으로 증가되고 슬관절 동통의 증가 및 발열(38.4oC) 소견이 있어 개방적 변연절제술을 시행하였다. 1예에서 는 CRP 수치가 수술 직전 31.8에서 일차 관절경 수술 후 4일째부터 11이하로 유지되어 지속적으로 감소하다 가 14일째 13.6으로 증가되고 슬관절 동통이 악화되는
Table 1. Analysis and Outcome of Arthroscopic Debridement of an Acutely Infected Total Knee Arthroplasty
Primary arthroscopic debridement Secondary operation
Case Antibiotics (IV) Follow up Lavage amount Operation time Success or failure Procedure Success or failure
1* 15 L 48 min Failure Open debridement Success 6 wk 42 mo
2* 15 L 45 min Failure Open debridement Success 6 wk 42 mo
3 21 L 90 min Success None - 5 wk 22 mo
4 30 L 135 min Success None - 5 wk 22 mo
5 15 L 68 min Failure Repeated arthroscopy Success 5 wk 60 mo
6 15 L 80 min Success None - 5 wk 13 mo
7 9 L 50 min Failure Open debridement Success 6 wk 13 mo
*Simultaneous bilateral infection.
Table 2. Clinical Data of Patients with an Acutely Infected Total Knee Arthroplasty Treated with a Primary Arthroscopic Debride- ment
Age (yr)/ Time Duration of Organisms
Case Sex since TKA symptom of patient Risk factors
3 68/F 13 mo 42 hr MSSA －
4 61/F 34 mo 68 hr Negative －
6 75/F 6 wk 12 hr MRSA Steroid
TKA, total knee arthroplasty; MSSA, methicillin sensitive Staphylo- coccus aureus; MRSA, methicillin resistive Staphylococcus aureus.
소견과 슬관절 천자에서 육안적 농 소견을 보여 개방적 변연절제술을 시행하였다. 전 예에서 술 후 12개월 이상 (13-60개월) 추시하였으며 일차 또는 이차 수술 후 최종 추시까지 감염의 재발이나 재수술은 없었다.
성공적인 관절경적 치료와 관련된 인자들을 알아보기 위한 분석 결과는 다음과 같다.
일차 관절경 수술에 소요된 시간과 사용된 세척액의 양 은 일차 관절경적 변연절제술만으로 치료된 3예에서 각 각 80분에서 135분, 15리터에서 30리터로 일차 관절경 적 치료 후 이차 수술이 필요했던 4예의 50분에서 68분, 9리터에서 15리터보다 관절경 수술 시간이 길고 세척액 이 더 많았다(Table 1).
감염의 증상 기간은 감염 증상 발생에서 본원 내원까지 로 일차 관절경 수술만으로 치료된 3예는 12시간에서 68 시간, 이차 수술로 치료된 4예는 14시간에서 60시간이었 다.
동정된 균주로 메치실린 감수성 황색포도상구균(me- thicillin sensitive Staphylococcus aureus, MSSA)이 4예, 베타-용혈성 연쇄상구균이 1예, 음성이 1예, 메치 실린 저항성 황색포도상구균(methicillin resistive Sta- phylococcus aureus, MRSA)이 1예였다. MSSA가 나온 4예 중 3예와 베타-용혈성 연쇄상구균이 나온 1예는 일 차 수술 후 이차 수술로 감염이 치료되었으며, 그 외 3예 는 일차 관절경 수술로 감염이 치료되었다. 균배양에서 균이 동정되지 않은 1예는 수술 전 ESR이 115, CRP 수 치가 30.4이고 관절 천자액의 육안적 농 소견과 백혈구 수가 27,997/mm3,다형 핵 백혈구수가 83%로 나와 감염 으로 진단하였다.
슬관절 전치환술 후 감염의 발생까지 기간이 36개월
이내인 4예 중 3예는 일차 관절경 수술로, 1예는 이차 관 절경 수술로 감염이 치료되었으며, 36개월 이상인 3예는 모두 일차 관절경 수술 후 개방적 변연절제술로 감염이 치료되었다.
슬관절 전치환술 후 심부 감염의 환자측 위험 인자가 있는 예는 2예였으며 1예는 일차 관절경 수술로, 다른 1 예는 개방적 변연절제술로 감염이 치료되었다. 이 중 일 차 관절경 수술로 감염이 치료된 예는 슬관전 전치환술 후 4주째 발생한 급성 전신적 발진성 농포증(acute ge- neralized eruptive pustulosis)으로 스테로이드 치료를 받고 있었으며, 일차 관절경 수술 후 개방적 변연절제술 로 감염이 치료된 예는 당뇨로 인한 신부전으로 신장이식 술 후 면역억제제를 복용하고 있었다(Table 2, 3).
고 찰
슬관절 전치환술 후 4주 이내에 발생한 감염이나, 누공 이 없고 치환물이 견고하게 고정되어 있는 급성 혈행성 심부 감염의 치료는 치환물의 보존 하에 개방적 변연절제 술의 시행이 일반적 일차 치료 방법이다4,6,9). 개방적 변
Table 3. Clinical Data of Patients with an Acutely Infected Total Knee Arthroplasties Treated with a Secondary Procedure after the Primary Arthroscopic Debridement
Age (yr)/ Time Duration of Risk factors
Case Organism
Sex since TKA symptom of patient
1 78/F 72 mo 44 hr MSSA －
2 78/F 63 mo 44 hr MSSA －
5 71/F 6 mo 14 hr β-hemolytic streptococcus －
7 55/M 38 mo 60 hr MSSA DM, KT d/t CRF, immunosuppressant
TKA, total knee arthroplasty; MSSA, methicillin sensitive Staphylococcus aureus; DM, diabetes mellitus; KT, kidney transplantation; CRF, chronic renal failure.
연절제술은 관절 뒷면을 포함한 관절 내를 철저히 수술할 수 있고 폴리에틸렌 삽입물을 교환할 수 있으나 관절절개 에 따른 술 후 관절 기능 및 통증과 관련된 이환율을 증가 시킬 수 있다.
슬관절 전치환술 후 발생한 급성 심부 감염의 치료에서 관절경적 변연절제술은 관절절개와 관련된 이환율을 줄 이고 술 후 회복이 빠른 장점이 있으나 관절경적 변연절 제술의 역할 및 치료 결과에 대해서는 논란이 많은 상태 이다. Flood와 Kolarik3)는 슬관절 전치환술 후 4개월, 6개월에 발생한 심부 감염 2예를 증상 발생 24시간 내에 관절경 수술로 치료하여 성공하였다고 보고하였으며, 관 절경적 치료는 안정된 치환물을 가지며 감염의 증상 발생 24-36시간 내의 급성 혈행성 심부 감염 치료에 효과적이 라고 하였다. Waldmann 등11)은 슬관절 전치환술 후 심 부 감염 환자 16예를 감염 증상 발생 7일 이내에 관절경 적 치료로 6예(38%)에서 성공하였으며 실패한 10예는 모두 재치환술을 시행하여 치료하여 실패한 관절경적 치 료는 치환물의 제거의 가능성을 증가시키므로 급성 심부 감염은 개방적 변연절제술로 치료해야한다고 하였다.
Ilahi 등5)은 해리 소견이 없는 안정된 치환물, 감염의 증 상 발생이 7일 이내 및 정상적 면역 기능의 조건을 가진 엄격히 선택된 급성 혈행성 심부 감염의 인공 슬관절 환 자 5예를 관절경적 변연절제술로 치료하여 100% 성공하 였으며, 이러한 높은 성공률을 얻기 위해 위와 같은 환자 선택 기준, 최소 12 리터의 항생제 혼합 세척액 사용, 술 후 48시간 이상 열이 지속되면 반복적 변연절제술 시행, 최소 6주 이상 항생제 주사 등을 지침으로 사용하였다.
본 연구에서는 슬관절 전치환술 후 급성 심부 감염 7예 모두 치환물 제거 없이 감염이 치료되었다. 7예 중 3예는 일차 관절경 수술만으로 치료되었으며, 일차 관절경 수술
후 이차 수술이 필요했던 4예 중 1예는 이차 관절경 수술 로, 3예는 개방적 변연절제술을 시행하여 치환물의 제거 없이 감염이 치료되었다(Table 1). 저자들은 관절경적 변 연절제술의 적응증으로 안정된 치환물을 가지며 감염의 증상 기간이 만 72시간 이내인 환자를 선택한 것이 성공 적인 관절경적 치료에 중요한 요인이었던 것으로 생각된 다. 또한 일차 관절경적 치료 후 CRP 수치가 술 후 4일째 까지 수술 직전 CRP 수치의 절반 이하로 감소되지 않는 경우에는 이차 관절경적 치료를, 술 후 4일째까지 수술 직전 CRP 수치의 절반 이하로 감소되었다가 이 후 추시 검사에서 재상승 되거나 감소 추세가 소실되는 경우에는 개방적 변연절제술을 시행하는 것을 지침으로 하여 전예 에서 치환물의 제거 없이 감염을 치료할 수 있었으므로 이를 슬관절 전치환술 후 급성 심부 감염의 관절경적 치 료의 지침으로 제시한다.
성공적인 관절경적 치료와 관련된 인자들의 분석 결과 에서 일차 관절경 수술만으로 치료된 3예에서 일차 관절 경 수술 후 이차 수술로 치료된 4예보다 일차 관절경 수 술 시간이 더 길고 세척양이 더 많았다(Table 1). 증례 수가 적어 확정적으로 판단할 수는 없으나 수술 시간이 더 길었던 증례들에서 좀 더 철저한 관절경적 변연절제술 이 시행되었을 가능성이 많으며, 저자들은 15리터 이상 의 충분한 세척과 철저한 변연절제술의 시행이 관절경적 치료의 성공에 기여할 수 있는 요인으로 생각된다.
본 연구에서 동정된 균주가 각각 MRSA, MSSA, 음성 으로 나온 3예는 일차 관절경 수술로, MSSA로 나온 3예 와 베타-용혈성 연쇄상구균이 나온 1예는 일차 수술 후 개방적 변연절제술로 치료되었다. 저자들은 MRSA로 나 온 1예도 일차 관절경 수술로 감염이 치료되는 것으로 보 아 동정된 균주의 독성이 관절경적 치료의 성공 여부를
결정하는 중요한 요인은 아닌 것으로 생각되며, 이는 Dixon 등1)과 Waldmann 등11)의 보고와 일치한다.
Waldmann 등11)은 당뇨병과 류마티스 관절염이 있는 예는 관절경적 치료 후 모두 실패하여 재치환술로 감염을 치료하였으며, 따라서 이러한 경우에 감염의 일차 치료 방법으로 개방적 변연절제술을 주장하였으나, 저자들은 감염의 위험 인자를 가진 2예 중 1예는 일차 관절경 수술 로, 다른 1예는 일차 관절경 수술 후 개방적 변연절제술 로 치환물 제거 없이 감염이 치료되어 감염의 위험 인자 가 있는 환자에서 관절경적 치료의 역할이 있을 것으로 생각되며 좀 더 많은 증례를 분석 후 판단해야 할 것으로 사료된다.
Waldmann 등11)은 슬관절 전치환술 후 2년 내에 발생 한 심부 감염에서 더 좋은 치료 성공률을 보고하였으며, 본 연구에서도 슬관절 전치환술 후 36개월 이내에 발생 한 심부 감염에서 더 좋은 치료 결과를 보였다(Table 2, 3). 이러한 분석 결과로 저자들은 슬관절 전치환 술 후 감염의 발생까지 기간이 짧을수록 관절경적 치료 결과가 더 좋을 것으로 생각되나 성공적인 관절경적 치료와 슬관 절 전치환술 후 감염 발생까지의 기간과의 연관성은 좀 더 많은 증례를 대상으로 분석 후 판단해야 할 것으로 사 료된다.
결 론
슬관절 전치환술 후 발생한 급성 심부 감염의 치료에서 관절경적 변연절제술은 감염의 증상 발생 72시간 이내에 시행하는 경우 유효한 결과를 얻을 수 있는 방법으로 사 료된다. 성공적인 치료를 위해서는 일차 관절경적 치료 후 정기적으로 CRP 검사 결과를 추시하여 본 연구에서 제시된 바와 같이 이차적 수술의 필요성 및 방법을 결정 하는 것이 중요한 것으로 생각된다.
참고문헌
1. Dixon P, Parish EN, Cross MJ: Arthroscopic debridement
in the treatment of the infected total knee replacement. J Bone Joint Surg Br, 86: 39-42, 2004.
2. England SP, Stern SH, Insall JN, Windsor RE: Total knee arthroplasty in diabetes mellitus. Clin Orthop Relat Res, 260:
130-134, 1990.
3. Flood JN, Kolarik DB: Arthroscopic irrigation and debridement of infected total knee arthroplasty: report of two cases. Arthroscopy, 4: 182-186, 1988.
4. Hartman MB, Fehring TK, Jordan L, Norton HJ: Peri- prosthetic knee sepsis. The role of irrigation and debridement.
Clin Orthop Relat Res, 273: 113-118, 1991.
5. Ilahi OA, Al-Habbal GA, Bocell JR, Tullos HS, Huo MH: Arthroscopic debridement of acute periprosthetic septic arthritis of the knee. Arthropscopy, 21: 303-306, 2005.
6. Mont MA, Waldman B, Banerjee C, Pacheco IH, Hungerford DS: Multiple irrigation, debridement, and retention of components in infected total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 12: 426-433, 1997.
7. Munjal S, Phillips MJ, Krackow KA: Revision total knee arthroplasty: planning, controversies, and management-infec- tion. Instr Course Lect, 50: 367-377, 2001.
8. Petty W, Bryan RS, Coventry MB, Peterson LF: Infection after total knee arthroplasty. Orthop Clin North Am, 6: 1005- 1014, 1975.
9. Rand JA: Alternatives to reimplantation for salvage of the total knee arthroplasty complicated by infection. J Bone Joint Surg Am, 75: 282-289, 1993.
10. Tannenbaum DA, Matthews LS, Grady-Benson JC:
Infection around joint replacements in patients who have a renal or liver transplantation. J Bone Joint Surg Am, 79:
36-43, 1997.
11. Waldman BJ, Hostin E, Mont MA, Hungerford DS:
Infected total knee arthroplasty treated by arthroscopic irrigation and debridement. J Arthroplasty, 15: 430-436, 2000.
= 국문초록 =
목 적: 슬관절 전치환술 후 발생한 급성 심부 감염에 대한 관절경적 치료 결과를 평가하고 성공적인 치료를 위한 지침을 알아보고자 하였다.
대상 및 방법: 슬관절 전치환술 후 심부 감염으로 본원에서 치료를 받은 16예 중 관절경적 변연절제술을 받은 7예를 후향적으로 분석하였다. 관절경적 치료의 적응증은 방사선 사진에서 안정된 치환물을 보이며 감염의 증상 발생기간이 만 72시간 이내로 정하였다. 일차 관절경적 치료 후 이학적 검사 및 정기적인 C-reactive protein (CRP) 추시 검사로 이차 수술의 필요성 및 방법을 선택하였다. 최종 추시까지 감염의 재발이나 재수술이 없는 경우를 성공적인 치료로 판단하였다.
결 과: 관절경적 변연절제술을 받은 7예 모두 치환물의 제거 없이 감염이 치료되었다. 7예 중 3예는 일차 관절경 수술만으로 감염이 치료되었으며, 일차 관절경 수술 후 감염이 치료되지 않은 4예 중 1예는 이차 관절경 수술로, 3예는 개방적 변연절제술로 감염이 치료되었다.
결 론: 슬관절 전치환술 후 발생한 급성 심부 감염의 치료에서 관절경적 변연절제술은 감염의 증상 발생 72시간 내에 시행하는 경우 유효한 결과를 얻을 수 있는 방법으로 사료된다. 성공적인 치료를 위해서는 일차 관절경적 치료 후 면밀하게 CRP 검사 결과를 추시하여 이를 지침으로 이차 수술의 필요성 및 방법을 결정하는 것이 중요한 것으로 생각된다.
색인 단어: 슬관절, 슬관절 전치환술, 급성 심부 감염, 관절경적 변연절제술
