Vol. 17, No. 1, M a r c h, 2005
조립형 R e v i s i o n
Ⓡ대퇴 삽입물을 이용한 고관절 치환술의 단기 추시
최원식・안재훈・이항호
을지대학교 의과대학 정형외과학교실
목적: 대퇴 근위부의 변형이나 골결손이 있는 경우에 조립형(modular) RevisionⓇ대퇴 삽입물을 이용한 무시멘트 고관 절 치환술을 시행하고 그 임상적 및 방사선학적 단기 결과를 분석하고자 하였다.
대상 및 방법: 조립형 RevisionⓇ대퇴 삽입물을 이용한 고관절 치환술을 받은 환자 중 2년 이상 추시가 가능하였던 환자 14예를 대상으로 하였으며 이극성 치환술 5예, 전치환술 9예였다. 평균 연령은 69세, 평균 추시기간은 34개월이었다.
임상적으로 Harris hip score(HHS)와 서혜부 및 대퇴 통증 등을 조사하였다. 방사선학적으로는 각종 지표를 이용하여 분석하였다.
결과: 평균 Harris hip score는 술전 60점에서 최종 추시시 86점으로 상승하였다. 최종 추시시 임상적으로 중등도 이 상의 통증은 1예도 없었다. 추시 방사선 사진 상 대퇴측에서 진행성 수직침강은 없었으며, 비구컵에서 경사도의 유의한 변화가 9예 중 1예 관찰되었다. 방사선 투과 선은 대퇴측에서 2예, 비구측에서 1예에서 보였으며, 골내막 신생골 형성은 대퇴측에서 7예, 비구측에서 6예에서 각각 관찰되었다. 합병증으로 고관절 탈구 1예, 비구컵 해리 1예가 발생하였다.
결론: 대퇴골 근위부의 해부학적 구조가 변형되거나 골결손이 있는 경우에 modular RevisionⓇ 대퇴 삽입물을 이용한 고관절 치환술은 유용한 치료 방법의 하나로 사료된다.
색인 단어: 무시멘트 고관절 치환술, 조립형 대퇴 삽입물
서 론
대퇴 전자간 골절의 고정 실패에서 고관절 치환술을 시 행하는 경우나 고관절 재치환술의 경우 많은 예에서 근위 대퇴골에 광범위한 골결손 및 골변형이 있어 그 술기가 어 렵고 합병증의 발생이 높은 것으로 알려져 있다. 하지만 평균 수명의 증가와 고관절 치환술의 발전에 따라 이와 같 이 난이도가 높은 고관절 치환술의 빈도가 점점 증가하는 추세에 있다. 이러한 재치환술시 사용되는 기법은 시멘트 를 사용하는 기법과 무시멘트 기법으로 나뉘어지며 다시 무시멘트 기법은 근위 고정형, 광범위 미세 다공 원위 고 정형, 조립형(modular) 등의 다양한 방법으로 세분된다.
저자들은 근위 대퇴골에 광범위한 골결손이 동반되거나 골변형이 있는 환자들을 대상으로 국내에서는 아직 보고가
많지 않은 modular RevisionⓇ (Lima-Lto, Udin, Italy) 대퇴 삽입물을 이용한 고관절 치환술을 시행하여 최소 2년 이상 추시한 결과 임상적 및 방사선학적으로 양 호한 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.
대상 및 방법
1. 연구 대상
1 9 9 9년 5월부터 2 0 0 1년 7월까지 본원에서 m o d u l a r R e v i s i o nⓇ 대퇴 삽입물을 이용한 고관절 치환술을 받은 환자 중 2년 이상 추시가 가능하였던 환자 1 4예를 대상으 로 하였다. 수술방법으로 이극성 치환술 5예, 전치환술 9 예가 시행되었다. 환자의 성별은 남자 6예, 여자 8예였고, 나이는 최소 5 6세에서 최고 8 5세로 평균 6 9세였다. 추시 기간은 최소 2 4개월에서 최대 4 8개월로 평균 3 4개월이었 다. 술전 진단명은 골다공증이 동반된 대퇴 전자간-전자하 골절 5예, 대퇴 삽입물 해리 4예, 대퇴 삽입물 주위 골절 3예, 대퇴 전자간 불유합 2예이었다(Table 1). 대퇴쪽 삽 입물은 titanium(Ti6AI4V) 재질의 tapered straight s t e m으로 표면이 rough-sand blasting처리되어 있으며, 염전력에 대한 저항과 초기 견고한 고정을 위해 여러 개의
※ 통신저자: 안 재 훈
대전광역시서구둔산동1306 을지대학교의과대학정형외과학교실 Tel: 82-42-611-3279, 3280
Fax: 82-42-259-1289 E-mail: [email protected]
✽ 본 논문의요지는2003년 제 47차 대한정형외과학회추계학술대 회에서구연되었음.
radial fin이 있다. 또한 대퇴 경부가 독립되어 m o r s e taper lock 방식으로 대퇴 삽입물에 조립되게 된다.
2. 수술 방법 및 수술 후 처치
수술은 모두 제 1저자에 의해 시행되었고, 전신 또는 척 추 마취하에 전외방 도달법을 사용하였다. 전례중 3예에서
비구부와 근위 대퇴골의 시야확보를 위해 광범위 대전자 절골술(extended trochanteric osteotomy)을 시행하였 다. 술후 치료로 첫째 날부터 사두근 수축 훈련( q u a d r i c e p s s e tting exercise)을 시행하였고, 수술 후 2주째부터 목발 을 이용하여 부분 체중 부하를 시작하였으며 수술 후 3개 월 이내에 전 체중 부하를 허용하였다.
3. 임상적 및 방사선학적 평가
임상적 평가로는 고관절 기능 평가를 위해 술전과 최종 추시때의 Harris 고관절 점수1 3 )를 이용하였다. 또한 최종 추시시 대퇴부 동통과 서혜부 동통, 그리고 파행 등을 관 찰하였다. 방사선학적 평가로는 수술후와 최종 추시까지의 사 진 에 서 정렬 ( a l i g n m e n t )의 변 화 와 수 직 침 강 ( s u b s i d e n c e )을 측정하여 대퇴 삽입물의 안정성을 평가하 였는데 3도 이상의 외반 및 내반, 2 mm이상의 수직변화 를 유의한 것으로 보았다. 비구측에서는 비구컵의 해리를 평가하기 위해 경사각( i n c l i n a t i o n )의 변화를 측정하였으 며, 양측 tear drop의 최하단을 잇는 수평 기준선 및 tear d r o p의 내측면을 잇는 수직 기준선으로부터 대퇴 골 두 중심까지의 거리를 측정하여 상방 전위 및 내측 전위 정 도를 표시하였다. 또한 비구측에서는 D e L e e와 C h a r n e l y1 0 ) 의 3구역 별로 방사선 투과선(radiolucent line), 신생골 형성(new bone formation) 및 골용해( o s t e o l y s i s )를 관찰 하였고, 대퇴측에서는 G r u e n1 2 )의 7구역별로 방사선 투과 선, 골내막 신생골 형성, 골용해, 피질골 비후( c o r t i c a l hypertropy), 대퇴거 변화(calcar rounding) 및 좌대 형 성(pedestal formation) 등을 관찰하였다. 방사선 투과 선 은 삽입물 주위에 경화선(radiodense line)으로 둘러싸인 1mm 이상의 방사선 투과성 지대로서 각 구역 길이의 5 0 % 이상일 때 의미가 있는 것으로 판정하였다. 이상의 결과에 대해 Chi-square 검사와 ANOVA 검사법을 이용하여 통 계학적 분석을 실시하였다.
Fig. 1. This photograph shows modular RevisionⓇstem with neck.
Table 1. Preoperative diagnosis of modular RevisionⓇstem
Preoperative diagnosis number number
Fracture intertrochanter 5 (35.7%)
A2.2 2
A2.3 3
Stem loosening 4 (28.6%)
Aseptic 3
Septic 1
Periprosthetic fracture 3 (21.4%)
Nonunion intertrochanter 2 (14.3%)
Infected 1
Noninfected 1
Total 14
결 과
임상적으로 수술 전 Harris 고관절 점수는 평균 6 0점에 서 최종 추시시 평균 8 6점으로 상승하였고, 5예에서 우수, 6예에서 양호, 2예에서 보통, 1예에서 불량을 보였다. 최 종 추시시 임상적으로 경미한 통증은 3예에서 관찰되었으 나 진통제가 필요할 정도의 유의한 통증은 1예도 없었다.
추시 방사선 사진 상 비구컵 경사도의 유의한 변화가 1예 에서 관찰되었으며, 대퇴 삽입물의 정렬은 전례에서 유의 한 변화가 없어 안정된 고정 소견을 보였다(Fig. 1, 2).
대퇴쪽에서 방사선 투과선은 2예에서 관찰되었는데 3 구 역 2예, 4 구역 1예로 주로 원위부에서 관찰되었다. 골내 막 신생골 형성은 7예에서 발견되었는데, 1 구역 5예 2 구
역 6예, 3 구역 3예, 4 구역 4예, 5 구역 2예, 6 구역 1 예 등으로 전장에 걸쳐 관찰되었다. 피질골 비후는 총 2예 에서 3 및 5 구역에서 존재하였고, 대퇴거의 변화는 1예에 서 관찰되었다. 좌대 형성은 2예에서 관찰되었는데 모두 대퇴 삽입물의 말단부와 골내막 신생골이 직접 접촉되어 있는 안정형이었다1 2 ). 비구컵 주위에서 방사선 투과선은 9 예중 1예에서 1 구역 및 2 구역에서 관찰되었다. 신생골 형성은 6예에서 발견되었는데 1 구역 3예, 2 구역 5예, 3 구역 3예이었다. 골용해는 대퇴측 및 비구측 모두에서 관 찰되지 않았다. 이상의 각 방사선 지표들은 술후의 안정성 과는 유의한 통계학적 상관 관계는 없었다(p>0.05).
합병증으로는 고관절 탈구 1예, 비구컵 해리 1예가 있었 으며, 탈구 1예는 도수 정복 후 외전보조기를 이용하여 치 료하였고 비구컵 해리는 추시 관찰 중에 있다.
Fig. 2. (A) This radiograph shows nonunion of intertrochanteric fracture in a 81-year-old female patient. (B) Immediate postoperative radiograph after modular stem insertion shows good alignment. (C) The radiograph at postoperative 47 months shows stable fixation.
A
C
B
Fig. 3. (A) This radiograph shows unstable periprosthetic fracture in a 65-year-old female patient. (B) The radiograph at postoperative 44 months shows stable fixation.
고 찰
고관절을 포함한 모든 인공 관절치환술의 중요한 성공 요소는 삽입물의 견고한 골내고정이며 이러한 노력의 결과 생물학적 고정(biological fixation)이라는 개념이 도입되 었는데, 이는 시멘트를 사용하지 않고 삽입물과 골과의 직 접적인 견고한 고정을 얻는 방법이다1 , 1 5 ). 무시멘트형의 대 퇴 삽입물을 견고히 고정하기 위해서는 골수강내 삽입시 대퇴 삽입물과 내피질골( e n d o c o r t e x )간에 접촉 면적을 최 대한으로 함으로써 내고정물의 초기 안정성을 높여야 하는 데 골다공증이 동반되었거나 골절선이 전자하 부위까지 연 장된 심한 전자간 골절, 혹은 재치환술 등과 같이 골결손 이 심한 경우, 그리고 선천성 고관절 탈구, 화농성 고관절 후유증처럼 대퇴골의 변형이 동반된 경우엔 이러한 고정 방식에 문제점이 발생할 수 있다.
조립형 대퇴 삽입물은 일정한 근위부 및 원위부의 형태 를 가지는 일체형 대퇴 삽입물과 달리 근위부와 원위부가 독립된 부품으로서 이들의 다양한 조합을 통해 각 해부학 적 구조에 맞는 최대한의 접촉을 얻을 수 있으며 따라서 견고한 고정이라는 목표를 달성할 수 있다. 또한 그 외의 장점으로 골두 크기와 대퇴 경부 길이의 선택이 자유롭고, 하지 부동의 조정에 유용할 뿐 아니라 근위 대퇴골 경부의 전염각( a n t e v e r s i o n )이 증가되거나 감소된 경우 여러 가 지 형태의 복지( o f f s e t )가 다른 조합형 삽입물을 사용하면 자유롭게 전염각의 조절이 가능하다. 따라서 근위 대퇴골 의 변형이나 골결손이 있는 경우에 근위 대퇴골의 절골술 이나 복잡한 피질골 골이식 대신에 조립형 삽입물을 이용 한 무시멘트 고관절 치환술이 유용한 술기의 하나로 사용 되어 오고 있다1 6 , 1 8 ).
조립형( m o d u l a r i t y )의 개념이 고관절 치환술에 처음 적 용된 것은 1 9 6 0년대초 S i v a s h가 대퇴 삽입물의 근위부에 c o l l a r와 c a l c a r의 접촉을 강화하기 위하여 슬리브를 사용 한 것이며 이후 N o i l e s는 이를 개량하여 대퇴 삽입물에 8 개의 longitudinal flutes와 c r o s s - n o t c h e s의 배열을 추 가하여 삽입물의 회전에 의한 염전 실패( t o r s i o n a l f a i l u r e )를 줄이려고 시도하였다7 ). 더욱 진전된 조립형의 개념은 1 9 8 0년대 중반 S-ROM (Depuy, Johnson &
Johnson) 인공 관절이 소개되면서 극대화되었는 데 이 대 퇴 삽입물은 근위부 골간단부의 독립된 부품이 m o r s e t a p e r방식으로 대퇴 삽입물과 결합되도록 만들어짐으로써 근위부와 원위부의 여러 조합이 가능해 골수강내의 해부학 적 형태에 정확히 맞도록 사용되어지고 있다6 ). Bobyn 등4 ) 은 무시멘트 고관절 전치환술의 경우 대퇴 삽입물의 경직 도( s t i f f n e s s )가 골용해나 응력방패(stress shielding)에 영향을 주는 주요인자로 작용하므로 대퇴 골수강내 삽입물 의 차지 비중을 줄이거나 삽입물의 경직도를 줄임으로 해
서 정상 대퇴골의 1 / 2 ~ 1 / 3의 경직도를 유지할 수 있는 조 합형의 대퇴 삽입물을 권장하였다. 본 연구에서 사용된 삽 입물은 대퇴 삽입물(diaphyseal stem)과 대퇴 경부 (femoral neck)가 각각 독립된 부품으로서 12 가지 크기 의 대퇴 삽입물에 각각 6개의 대퇴 경부를 조합하여 총 7 2 가지 형태의 삽입물을 만들 수 있어 각 대퇴골의 해부학적 형태에 맞추어 고관절을 복원시킬 수 있는 장점이 있으며 실제 변형이 심한 증례에서도 별다른 어려움 없이 대퇴골 에 고정할 수 있었다.
한편 Crowninshield 등8 )은 일상생활에서 계단 오르기, 의자에서 일어나기와 같은 염전부하(torsional loads)가 인공고관절 치환술의 대퇴 삽입물의 해리에 중요한 역할을 한다고 하였다. 따라서 대퇴 삽입물을 무시멘트 방식으로 견고히 고정하는 데 있어서 원위부에서도 안정된 고정이 되는 것이 도움이 되는 데 Davy 등9 )에 의하면 일상생활에 서 정상 성인의 대퇴골에 가해지는 최대 염전력은 2 2 N / m으로서 조합형 삽입물은 이 범위 이상의 염전력에 대 한 저항도를 갖고 있어야 한다고 하였다. 본 연구에서는 대퇴 삽입물의 안정된 고정을 위해 그 원위부(distal end) 가 적어도 70~100 mm이상 대퇴골과 접촉( f i t )이 되도록 하는 동시에 확공 직경(reaming diameter)의 크기보다 2 m m이상 큰 삽입물을 선택하여 골과의 접촉 상태를 최대 한 좋게 하였다. 따라서 골다공증이 심한 전자하-전자간 골 절이나 실패한 내고정술 후 전자간 불유합 등에서도 삽입 물 이완 등의 합병증 없이 양호한 결과를 얻을수 있었다.
H u n g e r f o r d1 4 )는 시멘트를 이용한 재치환술에 대하여 무시멘트 대퇴 삽입물을 이용한 재치환술의 이론을 정립하 였으며 Gorab 등1 1 )은 무시멘트 대퇴 삽입물을 이용한 재 치환술의 실패율을 1 5 ~ 1 6 %로 보고하고 있다. Lord 등1 7 ) 에 의하면 무시멘트 재치환술 후 만족 이상의 경우는 1차 수술 결과의 약 7 0 %로서 이러한 무시멘트 재치환술은 골 의 실질량(bone stock)을 최대한 보존할 수 있고 시멘트 입자에 의한 폴리에칠렌 라이너의 마모의 위험을 줄일 수 있는 잇점이 있다고 하였다. 본 연구에서도 조립형 삽입물 을 이용한 무시멘트 재치환술의 경우 4예 모두에서 단기 추시이기는 하지만 대퇴 삽입물이 안정된 고정소견을 보이 는 것을 관찰할 수 있었다.
최근 B e r r y2 )는 Vancouver B3형의 삽입물 주변 골절 의 경우 그동안 동종 인공 삽입물(allograft prosthetic composite) 및 종양 대치물을 이용한 수술이 널리 이용되 었지만 그 결과는 좋지 않았으며 근위 대퇴골을 보존할 수 있는 무시멘트형의 tapered 조합형 삽입물을 이용하여 골 절 치유, 삽입물 안정성 등의 결과가 모두 좋은 것으로 보 고하였다. 본 연구에서도 3예의 Vancouver B3형 삽입물 주변 골절에 대한 결과가 양호한 것을 관찰할 수 있었다.
골용해의 측면에서 조립형 대퇴 삽입물과 슬리브사이의 미세운동( m i c r o m o t i o n )으로 인한 금속입자의 발생과 마
모에 대한 우려가 있으나1 9 ) 이는 폴리에칠렌으로 인한 particulate debris의 경우보다는 심하지 않다고 알려져
있다3 , 5 ). 본 연구에서도 골용해는 1예에서도 관찰할 수 없
었다.
대퇴 삽입물의 성공적인 삽입을 위해서는 술전 계획을 통해 근위부 대퇴골의 다양한 외형적 형태( g e o m e t r i c c o n f i g u r a t i o n )를 파악하고“fit and fill”의 원리를 통해 초기 안정성(immediate stability)을 이루어야 한다는 점 에서 볼 때 향후 조립형 삽입물에 대한 적응증이 더욱 확 대되리라 사료되며 이에 대한 계속적인 관심과 연구가 있 어야 할 것이다.
결 론
본원에서 대퇴골 근위부의 해부학적 구조가 변형되거나 골결손이 있는 경우에 조립형 R e v i s i o nⓇ 대퇴 삽입물을 이용한 고관절 치환술을 시행한 결과 임상적 및 방사선학 적으로 양호한 결과를 관찰할 수 있었으며 계속적인 장기 추시가 필요할 것으로 사료된다.
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Short-term Results of Hip Arthroplasty Using a Modular Revision
ⓇStem
Won-Sik Choy, M.D., Jae Hoon Ahn, M.D., and Hang-Ho Lee, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery Eulji University College of Medicine, Daejeon, Korea
Purpose: To evaluate the clinical and radiological short-term results of hip arthroplasty using a modular RevisionⓇ stem for deformity or bone defect in the proximal femur.
Materials and Methods: Fourteen patients were followed for more than 2 years after hip arthroplasty using a modular RevisionⓇfemoral stem. The mean age was 69 years, and the mean follow-up period was 34 months.
Clinically Harris hip score and postoperative hip pain were analyzed. The radiological results were assessed using various radiological indices.
Results: At last follow-up, average Harris hip score was increased from preoperative 60 points to 86 points, and there was no significant hip pain. Radiologically all stems showed stable fixation. The inclination of cup was significantly changed in one out of 9 cases. Radiolucent line was observed in 2 cases around the stem, and in 1 case around the cup. Endosteal new bone formation was observed in 7 cases around the stem, and in 6 cases around the cup. There were 1 case of hip dislocation and 1 case of cup loosening as a complication.
Conclusion: Hip arthroplasty using a modular RevisionⓇfemoral stem seems to be a useful option for the patients with deformity or bone defect in proximal femur.
Key Words: Cementless hip arthroplasty, Modular femoral stem ABSTRACT
