http://dx.doi.org/10.5763/kjsm.2013.31.2.55
자가 골-슬개건-골을 이용한 전방십자인대 재건술 시 수술 전 슬개건 길이의 예측
울산대학교 의과대학 강릉아산병원 정형외과학교실
최영준ㆍ이기원ㆍ이현일ㆍ황도연ㆍ조형권ㆍ강정호
Preoperative Prediction for Length of Patellar Tendon in Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Using Bone-Patellar Tendon-Bone Autograft
Young-Joon Choi, Ki-Won Lee, Hyun-Il Lee, Do-Yon Hwang, Hyung-Kwon Cho, Jeong-Ho Kang Department of Orthopaedic Surgery, Gangneung Asan Hospital, University of Ulsan College of Medicine, Gangneung, Korea
Preoperative prediction of patellar tendon length is important during anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction using bone-patellar tendon-bone (BPTB) autograft. Three methods of imaging analysis to predict patellar tendon length were compared in this study. One hundred and twenty-three patients who underwent ACL reconstruction using BPTB autograft by single surgeon during October 2002 through April 2011 were included. We measured the patellar tendon length from true and oblique lateral simple radiographs (classified according to degree of rotation) and magnetic resonance image (MRI). These values were compared with actual length measured during operation and assessed accuracy by calculating the coefficient of determination. The mean length of patellar tendon measured during operation and by true lateral and oblique lateral radiographs and MRI were 42.4±0.45 mm (range, 32.0–54.0 mm), 41.7±0.61 mm (range, 24.2–55.3 mm), 40.7±0.57 mm (range, 24.8–51.5 mm), and 41.7±0.52 mm (range, 28.7–
56.0 mm), respectively. The correlation of patellar tendon length was the most strong between actual length and value from true lateral radiograph (coefficient of determination, r
2=0.660) according to simple linear regression analysis. R
2values were 0.361 and 0.332 for oblique lateral radiograph and MRI compared to actual value, respectively. In conclusion, Patellar tendon length measured on true lateral radiograph was the best method to coincide with actual patellar tendon length among various preoperative prediction methods.
Keywords: Anterior cruciate ligament reconstruction, Bone-patellar tendon-bone graft, Patellar ligament
Received: May 23, 2013 Revised: October 15, 2013 Accepted: October 16, 2013 Correspondence: Hyun-Il Lee
Department of Orthopaedic Surgery, Gangneung Asan Hospital, University of Ulsan College of Medicine, 38 Bangdong-gil, Gangneung 210-711, Korea
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Fig. 1. The patellar tendon length was measured with ruler intraoperatively.
서 론
전방십자인대 손상은 스포츠 인구 증가에 따라 증가하는 추세이며 보존적 치료 후에도 불안정성이 잔존하는 경우 시행 되는 전방십자인대 재건술은 문헌에서 좋은 결과를 보고하고 있다
1,2). 전방십자인대 재건술의 공여부로는 자가 슬괵건을 이용하거나 자가 대퇴사두건-슬개골을 이용하는 등 여러 가지 가 있으나 그 중에서도 자가 골-슬개건-골을 이용한 재건술은 이식건의 장력이 강하고 골편을 이용한 고정력이 견고한 장점 이 있어 널리 이용되고 있다
3). 하지만 슬개건 길이의 개인별 편차로 인하여 길이가 너무 긴 경우는 이식건과 터널의 불일치 가 발생할 수 있으며 이 때는 이식건을 회전시키거나 경골쪽에 서 접어 단축시켜야 할 수도 있다
4). 반대로 너무 짧은 경우는 터널의 각도를 의도적으로 줄여야 할 수도 있다
4).
따라서 이런 문제점을 수술 전에 미리 예측하기 위해 자기공 명영상(magnetic resonance image)이나 방사선 사진(X-ray)을 통해 슬개건의 길이를 계측 하기도 하지만 수술 시 채취한 슬개건의 실측치와의 편차로 인하여 큰 도움이 안 되는 경우가 있다
5). 슬개건은 한국인에서 30 mm에서 60 mm까지 다양하게 보고되고 있는 바
6)정확한 슬개건 길이를 예측할 수 있다면 미리 수술 계획을 수립하는 데 도움을 줄 수 있다. 전방십자인 대의 평균 길이는 22.1 mm에서 39 mm로 보고되고 있으며
7,8)자기공명영상에서 근사치를 예측할 수 있으므로 슬개건의 길이를 더 정확하게 예측 가능하다면 전방십자인대 길이와의 차이를 추정하여 수술 중 발생될 문제점을 미리 준비할 수 있을 것이다. 따라서 저자들은 자가 골-슬개건-골을 이용한 재건술 시 수술 전에 자기공명영상과 방사선 사진을 통해 계측한 슬개건의 길이와 수술 시 실측한 슬개건의 길이와의 상관관계에 대해 비교분석하고 슬개건의 길이를 가장 정확히 반영하는 방법을 찾고자 하였다.
연구 방법
2002년 10월부터 2011년 4월까지 본원에서 한 명의 술자에 의해 자가 골-슬개건-골을 이용한 전방십자인대 재건술을 시 행받은 환자 424명(424예) 중 본원에서 단순방사선촬영 및 자기공명영상을 촬영한 환자 128명의 환자를 대상으로 하였 다. 슬개골 또는 슬개건에 수술 기왕력이나 외상력이 있는 환자 5명은 배제하여 총 123명을 연구 대상으로 하였다. 여자 가 20예, 남자가 103예였고, 수술 시 평균 나이는 32.3세(범위,
19–51세)이었다.
자가 골-슬개건-골의 이식편은 슬개골 중앙 1/3 부위에서 10 mm의 폭으로 약 2.5 cm 길이의 슬개골과 3 cm 길이의 경골을 채취하였으며 슬개골 골편에 슬개건이 부착하는 지점 에서 경골 골편에 슬개건이 부착하는 지점 사이의 최단거리를 측정하여 이를 슬개건 길이(실측치)로 기록하였다(Fig. 1). 십 자인대 재건술은 경경골 기법(trans-tibial technique)을 사용하 여 대퇴부 터널을 만들었으며 과거에는 등척점(isometric point) 을 기준으로 하였으나 2011년부터는 경경골 기법은 그대로 유지한 채 가능한 한 해부학적인 위치에 가깝게 터널을 만들려 는 노력을 하고 있다
9). 이식골편의 고정은 간섭나사를 이용하 여 시행하였다.
단순방사선촬영은 전산화 방사선촬영 시스템을 이용하였 고 자기공명영상은 두 종류(1.0 T Magnetom expert, Siemens, Erlangen, Germany, 및 3.0 T Achieva, Philips, Best, Netherland)의 기종으로 시행되었으며 의료영상 저장 전송 시스템(Picture archiving communication system)은 Petavision for clinics version 2.0 (Asan Medical Center, Seoul, Korea)을 이용하여 계측하였다.
영상의 계측은 2인의 정형외과 전문의에 의해 1달간의 간격을
두고 각각 2회씩 측정되었으며 그 평균치를 최종값으로 채택
하였다. 단순방사선 측면 촬영은 누운 자세에서 슬관절을 30
o굴곡한 상태로 110 cm의 일정한 높이에서 X-ray가 통과하도록
촬영하였으며 정기적인 보정을 통하여 110 cm의 높이에서
촬영 후 실측치와 정확한 대비가 되도록 한 방사선 촬영장치를
이용하였다. 의료영상 저장 전송 시스템에서 측면 사진의 음영
을 조절하여 슬개건의 형태를 보일 수 있게 한 후 슬개건의
후방측 경계부의 길이를 측정하였으며 이때 기준은 슬개골의
하단에서 경골 조면 상단까지의 길이를 기록하였다 . 이때 측면
사진이 정측면으로 찍히지 못하고 회전한 경우가 있어 회전의
정도에 따라 측정의 정확성이 변할 수 있는 점을 고려하기
위하여 영상상에서 대퇴골 내측 후과부와 외측 후과부 사이의
거리가 5 mm 미만인 경우를 정측면상, 5 mm 이상인 경우를
Fig. 2. The patellar tendon length was measured on both true lat- eral (A) and oblique lateral (B) radiograph. Oblique lateral ra- diograph was defined when there was distance over 5 mm (left right arrow) between medial and lateral posterior condyles.
Fig. 3. Proton density weighted sagittal magnetic reso- nance image demonstrate the measurement of patellar tendon length which is measured the inner aspect of pa- tellar tendon from inferior pole to tibial tuberosity.
사측면상으로 임의로 분류하고 각각의 영상에서 길이를 측정 하였다(Fig. 2). 또한 수술 전 촬영한 자기공명영상 중 proton 밀도 강조 영상(proton density weighted image, repetition time, 2,731 ms; echo time, 20 ms) 시상면에서 슬개골의 종축의 길이가 가장 길게 보이는 영상을 선택한 후 역시 마찬가지로 슬개건의 후방 경계부의 길이를 측정하였으며 슬개골의 하단에서 경골 조면의 상단까지의 길이를 기록하였다(Fig. 3). 자기공명영상 시상면 영상은 관상면상 관절면에 수직이 되게 자른 영상을 사용하였다.
영상으로 측정된 슬개건의 각 길이를 수술 중 실측된 슬개건 의 길이와 비교하는 통계적 검증은 SPSS ver. 14.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 사용하였다. 각각의 상관 관계를 분석하여 상관계수(correlation coefficients, r), 결정계수(coefficient of determinant, r
2), 및 단순회귀직선식을 계산하기 위하여 단순선 형회귀분석(simple linear regression analysis)을 시행하였다
5). 결정계수는 종속변수의 전체 변동 중에 회귀모형에 의하여 설명된 변동의 정도를 의미한다 . 영상 측정치에 대한 관찰자간 의 신뢰도 및 관찰자 내 재현성을 평가하기 위하여 집단 내 상관 계수(intraclass correlation coefficients, ICCs)를 계산하였 다 . 집단 내 상관 계수는 0 (전혀 상관 관계 없음)에서 1 (완전 일치)까지의 값을 가지며, 0.00–0.39를 불량(poor), 0.40–0.74를 보통(moderate) 그리고 0.75–1.00을 우수(excellent)로 정의하 였다.
결 과
전체 123예의 수술 중 측정한 슬개건 길이(실측치)는 평균 42.4±0.45 mm (범위, 32.0–54.0 mm)였다(Table 1). 수술 전 단순 측면 방사선 영상 측정값(측면치)은 평균 41.5±0.54 mm (범위, 24.2–55.3 mm)이었으며 이중 정측면상인 경우는 74예 로 이 74예의 슬개건 길이는 평균 41.7±0.61 mm (범위, 24.2–
55.3 mm)이었고 사측면상인 경우는 49예로 이때 슬개건 길이
는 평균 40.7±0.57 mm (범위, 24.8–51.5 mm)이었다. 자기공명
Fig. 4. The relationship between intra-operative and true lateral radiograph was most proportional, but between intra-oper- ative and oblique lateral, magnetic resonance image (MRI) was less. The correlations between intra-operative data and the length from (A) X-ray including true lateral and oblique lateral view. (B) True lateral X-ray view. (C) Oblique lateral X-ray view, and (D) MRI view were drawn.
Table 1. The patellar tendon length measured with various methods
Variables Cases (n) Mean±standard deviation (mm) Range (mm)
Intraoperative measurement 123 42.4±0.45 32.0−54.0
True lateral measurement 74 41.7±0.61 24.2−55.3
Oblique lateral measurement 49 40.7±0.57 24.8−51.5
Magnetic resonance image measurement 123 41.7±0.52 28.7−56.0
영상을 통해 측정한 슬개건 길이(자기공명영상 측정치)는 평 균 41.7±0.52 mm (범위, 28.7–56.0 mm)였다(Table 1).
실측치와 단순직선회귀 분석상 X-ray 측면치와 자기공명영 상 측정치 모두 비교적 선상 분포를 보였으나 (Fig. 4) 자기공명 영상 측정치에 비하여 X-ray 측면치의 상관계수 및 결정계수가 더 강한 양의 상관관계를 보였다(Table 2). X-ray 측면치를 촬영 시 회전 정도에 따라 나눈 정측면상과 사측면상을 별도로
실측치와 회귀분석하였을 시 정측면치 및 사측면치의 상관계 수 및 결정계수는 각각 r=0.812 (r
2=0.660) vs. r=0.601 (r
2=0.361) 로 정측면치가 실측치와 가장 직선적인 회귀관계를 보였다 (Table 2, Fig. 4). 즉 실측치의 변동은 정측면치의 변동에 의하여 66.6% 정도 설명된다고 해석할 수 있다. 단순회귀식(Fig. 4)을 구성하는 상수와 회귀변수는 Table 2에 표시하였다.
관찰자 간 신뢰도는 정측면 사진의 경우 평균 0.86, 사측면
Table 2. The simple linear regression analysis between patellar tendon lengths measured during operation and preoperative prediction methods
Variables Correlation
coefficients (r)
Coefficient of
determination (r
2) Constant Regression
coefficient p-value
Lateral measurement 0.736 0.542 17.81 0.602 0.000
True lateral measurement 0.812 0.660 15.510 0.656 0.000
Oblique lateral measurement 0.601 0.361 21.763 0.508 0.000
Magnetic resonance image measurement 0.576 0.332 21.548 0.500 0.000
Table 3. Inter-observer and intra-observer reliability (intraclass correlation coefficients value)
Variables True lateral radiograph Oblique lateral radiograph Magnetic resonance image Inter-observer reliability
Observer 1 0.852 0.849 0.850
Observer 2 0.867 0.853 0.832
Mean 0.860 0.851 0.841
Intra-observer reliability
1st reading 0.901 0.899 0.894
2nd reading 0.911 0.887 0.865
Mean 0.906 0.893 0.880
사진의 경우 0.851, 자기공명영상의 경우 평균 0.841로 우수한 일치도를 보였고, 관찰자 내 재현성 또한 정측면 사진의 경우 평균 0.906, 사측면 사진의 경우 평균 0.893, 자기공명영상의 경우 평균 0.880으로 모두 우수한 일치도를 보였다(Table 3).
고 찰