The Relationship between the Evaluation of the Graft-bone Interface and the Clinical Results after Double Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction

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The Relationship between the Evaluation of the Graft-bone Interface and the Clinical Results after Double Bundle

Anterior Cruciate Ligament Reconstruction

Jae Ang Sim, M.D., Ji Hoon Kwak, M.D., Shin Woo Lee, M.D.¹, Dong Hwan Kim, M.D. and Beom Koo Lee, M.D.

Departments of Orthopaedic Surgery, ¹Radiology, Gil Medical Center, Gachon University School of Medicine and Science, Incheon, Korea

Received: May 15, 2010

Revised: (1st) June 30, 2010, (2nd) August 4, 2010 Accepted: August 6, 2010

Corresponding author: Beom Koo Lee, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Gil Medical Center, Gachon University of Medicine and Science, 1198 Guwol-dong, Namdong-gu, Incheon 405-760, Korea

TEL: 82-32-460-3384, FAX: 82-32-460-3384 E-mail: [email protected]

Purpose: This study examined the relationship between an evaluation of the graft-bone interface using magnetic resonance (MR) arthrography and the clinical results after double bundle anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction.

Materials and Methods: From December 2005 to October 2007, 15 cases that underwent double bundle ACL reconstruction and that were evaluated by MR arthrography were reviewed. The mean follow-up period was 20 months. The graft-bone interface was assessed by the leakage of contrast medium seen on MR arthrography. Four groups were classified according to the degree of contrast media leakage: no contrast media leakage, the focal type, the crescent type and the circumferential type. A functional evaluation was made using the Lysholm score, the international knee documentation committee (IKDC) score, the difference in the midthigh circumference and the Hop test. The stability was evaluated using a Lachmann test, a pivot shift test, a KT-2000 arthrometer and an anterior drawer stress radiograph using Telos^Ⓡ with the knee in 30^o flexion.

Results: Ten cases showed no leakage of contrast media, five cases showed focal leakage and there was no case of crescent and circumferential leakage. The clinical results of the no leakage and focal leakage groups were compared. The functional evaluation such as the Lysholm score, the IKDC score, the difference in the midthigh circumference and the Hop test showed no significant difference between the two groups. The stability evaluation, such as the Lachmann test, the pivot shift test, the KT-2000 arthrometer and anterior drawer stress radiograph, also showed no significant difference.

Conclusion: On MR arthrography after double bundle ACL reconstruction, adequate osteointegration and satisfactory clinical results could be obtained in the no leakage and focal leakage groups.

Key Words: Double bundle ACL reconstruction, Graft-bone interface, MR arthrography

서 론

이식건과 골간 고정은 성공적인 전방 십자 인대 재건술 의 중요한 요소 중의 하나이다¹²⁾. 이식건과 골간 접촉면의 골 통합(osteointegration)이 실패되는 경우 곧 전방 십자 인대 재건술의 실패로 이어질 수 있다. 이식건과 골간 접 촉면에 대해 많은 동물 실험에 의해 생역학적 또는 조직

심재앙 외：이중 다발 전방 십자 재건술 후 이식건-골간 접촉면의 평가와 임상적 관계 201

Fig. 1. The evaluation of graft-bone interface using the arthrography.

학적 연구가 이루어져 있으나1,4,7-11,17,22) 사람의 전방 십자 인대 재건술 후 이식건과 골간 접촉면에 대한 연구는 많 지 않다12,13,15,16,21).

저자들은 이중 다발 전방 십자 인대 재건술 후 이식건 과 골간 접촉면을 평가하기 위해 슬관절 내로 조영제를 주사하여 조영제가 터널 내로 유출이 된다면 이식건과 골 간 접촉면의 골 통합이 이루어지지 않았을 것으로 생각하 고, 골 통합이 이루어지지 않았다면 기능적, 안정성적 면 에서 임상적 결과가 좋지 않을 것으로 가설을 세웠다. 이 에 이중 다발 전방 십자 인대 재건술시 이식건과 골간 접 촉면의 평가를 할 수 있는 조영제 삽입 자기공명영상을 이용하여 이식건과 골간 접촉면의 평가 및 임상적 결과와 의 관계를 알아보고자 하였다.

대상 및 방법 1. 대상

2005년 12월부터 2007년 10월까지 슬근건과 Ligament Plate^Ⓡ (Solco, Seoul, Korea)를 이용한 이중 다발 전방 십자 인대 재건술을 시행하고 최소 1년 후 조영제를 삽입 한 추시 자기공명영상 촬영을 실시한 21예 중 전방 십자 인대 이식건의 안정성에 영향을 줄 수 있는 다른 인대 등 의 동반 손상이 있거나 재재건술의 경우 6예를 제외한 15 예를 대상으로 후향적으로 평가하였다. 대상에 포함된 동 반 손상으로는 내측 반월상 연골 파열이 5예 있었으며 이 중 1예는 봉합술을, 4예는 부분 절제술을 시행하였다. 외 측 반월상 연골 파열은 1예 있었으며 부분 절제술을 시행 하였다. 모두 남자였으며, 평균 나이는 33세(범위: 20∼52 세)였다. 수술 후 추시 자기공명영상 촬영을 실시한 기간 은 평균 20개월(범위: 12∼28개월)이었다.

2. 자기공명영상 평가

이식건과 골간 접촉면의 평가는 자기공명영상(1.5 te- sla, Magneton, Siemens, Germany)을 이용하였다. 단순 방사선 사진과 자기공명영상 촬영 전 슬관절 내로 단순 방사선 사진을 위한 조영제로 Telebrix^Ⓡ (Guerbet, Aulnay-sous-Bois, France)와 자기공명영상을 위한 조영 제로 Gadovist^Ⓡ (Bayer Schering Pharma AG, Berlin, Germany)를 주사하였다. 조영제 주사 후 단순 방사선 사 진을 촬영하여 조영제가 대퇴부와 경골부의 골 터널로 유

출되는지 확인하였다(Fig. 1). 자기공명영상은 관상면, 시 상면, 축상면, 사형 관상면(oblique coronal plane) 영상을 얻었다(Fig. 2). 촬영 조건은 고속 스핀 에코 T2 강조 영 상(Turbo spin echo T2 weighted image)을 Repitition Time (TR) 3250, Echo Time (TE) 20과 102로 이중 에 코(double echo)를 사용하였으며, T1 강조 영상(T1 weighted image)은 TR 500, TE 12로 하였고, 양성자 밀 도 영상(proton density weighted image)은 TR 3000, TE 20으로 하였다. 촬영 범위(field of view, FOV)는 16 cm, 여기 횟수(number of excitation, NEX)는 1, 절편 두께 (slice thickness)는 4 mm, 절편 간격(slice spacing)은 0 mm로 하였다.

이식건과 골간 접촉면의 평가는 대퇴부의 전내측, 후외 측 터널, 경골부의 전내측, 후외측 터널 내로 조영제의 유 출 여부로 평가하였다. 저자들은 조영제의 유출이 생기는 경우 일어날 수 있는 환상형(circumferential type), 반월 형(crescent type), 국소형(focal type)과 유출이 없는(no leakage) 4가지 형태로 분류하였다(Fig. 3). 저자들은 환 상형의 경우 조영제가 이식건과 골간 접촉면 모두에 유출 되어 골 통합이 거의 되지 않은 상태로 간주할 수 있고, 반월형의 경우 일부 이식건과 골간 접촉면에 유출되어 부 분적으로 골 통합이 된 상태로 간주할 수 있으며, 국소형 의 경우는 조영제가 유출되긴 하지만 이식건과 골간 골 통합은 비교적 잘 된 상태로 간주할 수 있다고 생각하였 다.

Fig. 2. The evaluation of graft- bone interface using MR arthro- graphy (FAM: femoral tunnel of anteromedial bundle, FPL: femoral tunnel of posterolateral bundle, TAM: tibial tunnel of anteromedial bundle, TPL: tibial tunnel of posterolateral bundle).

(A) coronal plane, (B) sagittal plane, (C) transaxial plane, (D) oblique coronal plane.

3. 임상적 평가

기능적 평가는 Lysholm 점수, international knee doc- umentation committee (IKDC) 점수, 건측과 비교하여 슬 개골 상부 10 cm 근위부에서 대퇴부 둘레 측정, 건측과 비교한 Hop 검사를 시행하였고, 합병증을 평가하였다. 안 정성 평가는 Lachman 검사, pivot shift 검사, 30 lb의 하 중으로 30^o 슬관절 굴곡 상태에서 시행한KT-2000 관절계 검사, 30^o 슬관절 굴곡 상태에서 Telos^Ⓡ (Marburg, Germany)를 이용하여 건측과 비교한 전방 전위 긴장 방 사선 검사를 시행하였다.

4. 통계학적 분석

통계학적 분석은 SPSS ver. 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 Mann-Whitney 검사를 통해 유출이 있 는 군과 없는 군의 임상적 결과를 비교하였다. 유의 수준이 0.05 이하일 때 통계적으로 의의가 있는 것으로 판정하였다.

결 과 1. 자기공명영상 결과

조영제 주사 후 시행한 단순 방사선 검사에서 대퇴부

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Fig. 3. Four groups were classified according to the de- gree of contrast media leakage (gray: graft, white: contrast media leakage). (A) circum- ferential type, (B) crescent type, (C) focal type, (D) no contrast media leakage.

및 경골부 터널 내로 조영제 유출은 없었다.

자기공명영상에서 15예 중 10예에서 조영제의 유출 소 견을 보이지 않았고, 5예에서 조영제 유출 소견을 보였다 (Fig. 4). 조영제 유출은 대퇴부의 전내측 터널에서 1예, 후외측 터널에서 1예 보였으며, 경골부의 전내측 터널에 서 3예 있었으며 후외측 터널에서는 보이진 않았다. 조영 제 유출 형태는 모두 국소 유출 소견을 보였으며, 반월형 유출이나 환상 유출 소견을 보인 예는 없었다.

2. 임상적 결과

자기공명영상에서 조영제의 유출 소견이 없었던 10예와 국소 유출 소견을 보인 5예의 임상 결과를 비교하였다.

기능적 평가에서 Lysholm 점수는 조영제의 유출이 없 는 군에서 중간값 95점(범위: 79∼100점)과 국소 유출 소 견을 보인 군에서 중간값 95점(범위: 92∼100점)이었다 (p=0.452). IKDC 점수도 조영제의 유출이 없는 군이 A 등급 9예, B 등급 1예였고, 국소 유출 소견을 보인 군이 A 등급이 4예, B 등급이 1예였다(p=0.604). 건측과 비교한 슬개골 상부 10 cm 근위부에서 대퇴부 둘레 측정은 조영제 의 유출이 없는 군이 중간값 0 cm (범위: 0∼2.0 cm) 차이 를 보였고, 국소 유출 소견을 보인 군이 중간값 0 cm (범 위: 0∼1.0 cm) 차이를 보였다(p=0.527). Hop 검사는 건

측에 비해 조영제의 유출이 없는 군이 중간값 95% (범위:

90∼100%), 국소 유출 소견을 보인 군이 중간값 95% (범 위: 90∼100%)를 보였다(p=1.000). 기능적 평가 모두에서 두 군 사이의 통계적으로 의미있는 차이는 보이지 않았다.

안정성 평가에서 Lachman 검사는 조영제의 유출이 없 는 군이 경도 양성 1예를 제외하고 모두 음성이었으며, 국 소 유출 소견을 보인 군도 경도 양성 1예를 제외하고 모 두 음성이었다(p=0.604). Pivot shift 검사는 조영제의 유 출이 없는 군이 경도 양성 1예를 제외하고 모두 음성이었 으며, 국소 유출 소견을 보인 군은 모두 음성이었다(p=

0.480). 건측과 비교한 KT-2000 관절계 검사는 조영제의 유출이 없는 군이 중간값 0.7 mm (범위: 0∼2.0 mm) 차 이를 보였으며, 국소 유출 소견을 보인 군이 중간값 1.0 mm (범위: 0∼1.5 mm) 차이를 보였다(p=0.756). 30^o 슬관절 굴곡 상태에서 Telos^Ⓡ를 이용한 건측과 비교한 전 방 전위 긴장 방사선 검사에서 조영제의 유출이 없는 군 이 각각 중간값 1.0 mm (범위: 0∼3.0 mm) 차이를 보였 으며, 국소 유출 소견을 보인 군이 중간값 1.0 mm (범위:

0∼2.0 mm) 차이를 보였다(p=949, p=0.898). 안정성 평 가에서도 모두 두 군 사이의 통계적으로 의미있는 차이는 보이지 않았다.

조영제에 의한 과민 반응 등의 합병증은 없었다.

Fig. 4. Focal type of the contrast media leakage (arrow).

(A) coronal plane, (B) sagittal plane, (C) transaxial plane, (D) oblique coronal plane.

고 찰

슬관절 주위의 인대 부착 부위는 2가지 형태, 즉 직접 부착(direct insertion)과 간접 부착(indirect insertion)이

있다^2,15,19). 정상 전방 십자 인대의 경우 섬유 연골을 통한

직접 부착의 형태를 띄며, 정상 내측 측부 인대의 경우 샤 피 섬유(Sharpey's fiber)를 통한 간접 부착의 형태를 띈 다. 하지만 전방 십자 인대 재건술의 경우 터널 내의 이식 건과 골간 미세한 움직임에 의해 샤피 섬유에 의한 간접

부착의 형태로 골 통합이 이루어진다7,8,16,17,22).

이러한 이식건과 골간 골 통합에 대해서는 많은 연구가 이루어져 있고, 대부분 생역학적, 조직학적 연구를 위해 동물 실험이 이용되어 왔다. 조직학적으로 Rodeo 등¹⁷⁾은 개를 이용한 실험에서 골 통합이 약 12주에 이루어진다고 보고하였고, Grana 등⁸⁾도 토끼를 이용한 실험에서 골 통 합이 약 3주에 이루어진다고 보고하였다. 생역학적인 측 면에서도 이식건과 골간 견인 강도(traction strength)가 4 주 이후에는 급격히 증가되지만 12주 이후에 평형을 이루 게 된다고 하였다¹⁷⁾.

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여러가지 제약으로 인해 사람에서의 이식건과 골간 골 통합에 대한 연구는 많지 않다. Robert 등¹⁶⁾은 슬근건을 이용한 전방 십자 인대 재건술 후 대퇴부에서 시행한 조 직 검사에서 10개월에서 12개월 정도에 간접 부착이 일어 난다고 보고하였고, Murakami 등¹²⁾은 자기공명영상을 이 용하여 경골부 터널의 이식건과 골간 골 통합은 전방 십 자 인대 재건술 후 7개월에서 10개월 정도에 일어난다고 보고하여 동물 실험에 비해서는 사람에서 이식건과 골간 골 통합이 좀 더 늦게 일어나는 것으로 생각된다. 저자들 은 이중 다발 전방 십자 인대 재건술을 시행하고 최소 1 년 후에 평가하였으므로 충분한 이식건과 골간 고정이 이 루어졌을 때 연구가 시행되었다고 생각된다.

이식건과 골간 골 통합이 이루어지지 않는다면 접촉면 사이로 활막액이 유출되게 되며 활막액의 싸이토카인 (cytokine)은 골 형성을 방해하여 불안정성을 유발할 수

있다^3,18). 또한 Song 등²⁰⁾은 2.5년과 3년이 지난, Robert

등¹⁶⁾도 12개월, 15개월, 18개월이 지난 전방 십자 인대 재 건술 후에도 터널 내 골 통합이 일어나지 않은 예를 보고 하여 수술 후 기간이 많이 경과하였다 하더라도 모두 골 통합이 일어나는 것은 아니다. 그러므로 이식건과 골간 골 통합을 평가하는 것은 안정성을 평가하는 한 가지 요소로 서 중요할 것으로 생각되며, 특히 이식건의 고정 기기를 제거하는 경우 더욱 더 중요할 것으로 생각된다. 저자들은 이중 다발 전방 십자 인대 재건술 후 시행한 조영제 삽입 추시 자기공명영상상 일부에서 조영제의 국소 유출 소견 을 보였으나 이식건과 골간의 고정은 만족스러웠다. 이는 조영제가 유출된 일부분을 제외한 모든 부분에서 이식건 과 골간 골 통합이 비교적 잘 이루어져 안정성을 보인 것 으로 생각된다.

이식건과 골간 접촉면을 평가하는 방법으로는 초음파, 조영제를 이용한 단순 방사선 사진, 자기공명영상 등이 있 다¹⁴⁾. 초음파의 경우 골이 작은 동물 실험에서나 가능하

다12,14,21,23). Uchio 등²¹⁾은 이차적 관절경을 시행하면서 조

영제를 대퇴부 터널 내로 주사하여 주사할 때 저항과 조 영제 유출 등으로 접촉면을 평가하였으나 이는 보다 침습 적인 방법으로 생각된다. 자기공명영상을 통한 방법은 비 침습적인 안전한 평가 방법이다^5,6,12). 하지만 다량의 관절 액이 아닌 소량의 관절액의 유출의 경우 구분하기 어려우 며, 섬유 조직과 관절액과의 구분이 쉽지 않다. 저자들은 조영제를 관절 내로 주사함으로써 단순 방사선 사진에서

골 터널로 조영제 유출을 확인하였고, 자기공명영상을 통 해 유출을 확인하였다. 이 방법은 조영제를 관절 내로 주 사함으로써 관절 내 관절액의 압력이 증가하여 이식건과 골간 접촉면에로의 유출이 확실히 구분되고, 섬유 조직과 의 구분도 확실하게 되어 이식건과 골간 접촉면의 평가에 유용하였다.

이 연구의 한계점으로는 증례의 수가 적다는 점과 조영 제 유출 형태가 국소형 이외에 실제로 이식건의 터널 내 안정성에 문제가 될 수 있는 환상형과 반월형 등의 다른 형태의 조형제 유출이 없다는 점이다. 또한 1.5-테슬라 자 기공명영상 절단 면의 한계점으로 인해 이중 다발 전방 십자 인대 재건술의 대퇴부와 경골부의 전내측, 후외측 터 널 각각에 대해 완전한 수직과 수평으로 절단하지 못해 완벽한 입체적 분석을 하지 못했다는 한계점이 있다.

결 론

이중 다발 전방 십자 인대 재건술 후 시행한 조영제를 이용한 추시 자기공명영상은 이식건과 골간 접촉면의 평 가를 할 수 있는 유용한 검사로 생각되며, 조영제 유출 소 견을 보이지 않은 군과 국소 유출 소견을 보인 군 모두 만 족스러운 이식건과 골간 고정을 얻은 것으로 생각된다.

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심재앙 외：이중 다발 전방 십자 재건술 후 이식건-골간 접촉면의 평가와 임상적 관계 207

이중 다발 전방 십자 재건술 후 이식건-골간 접촉면의 평가와 임상적 관계

가천의과학대학교 길병원 정형외과학교실, ¹영상의학과교실

심재앙ㆍ곽지훈ㆍ이신우¹ㆍ김동환ㆍ이범구

목적: 이중 다발 전방 십자 인대 재건술 후 이식건과 골간 접촉면의 평가를 할 수 있는 조영제 삽입 자기공명영상을 이용하여 이식건과 골간 접촉면의 평가 및 임상적 결과와의 관계를 알아보고자 하였다.

대상 및 방법: 2005년 12월부터 2007년 10월까지 이중 다발 전방 십자 인대 재건술을 시행한 환자 중 조영제를 삽입한 추시 자기공명영상 촬영을 실시한 15예를 대상으로 하였고 평균 추시 기간은 20개월이 었다. 이식건과 골간 접촉면의 평가는 조영제의 유출 여부로 평가하였으며, 유출이 없는 군, 국소(focal) 유출이 있는 군, 반월형(crescent) 유출이 있는 군, 환상(circumferential) 유출이 있는 군으로 분류하였다.

기능적 평가는 Lysholm 점수, IKDC 점수, 슬개골 상부 10 cm 근위부에서 대퇴부 둘레 측정, Hop 검사를 시행하였고, 합병증을 평가하였다. 안정성 평가는 Lachman 검사, pivot shift 검사, KT-2000 관절계 검사,

30도 슬관절 굴곡 상태에서 Telos^Ⓡ를 이용하여 건측과 비교한 전방 전위 긴장 방사선 검사를 시행하였다.

결과: 자기공명영상에서 15예 중 10예에서 조영제의 유출 소견을 보이지 않았고, 5예에서 국소 유출 소견을 보였으며, 반월형 유출이나 환상 유출 소견을 보인 예는 없었다. 유출 소견을 보이지 않은 군과 국소 유출 소견을 보인 군의 임상적 결과를 비교하였다. 기능적 평가에서 Lysholm 점수, IKDC 점수, 슬개골 상부 10 cm 근위부에서 대퇴부 둘레 측정, Hop 검사 모두 조영제의 유출이 없는 군과 국소 유출 소견을 보인 군 간의 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 안정성 평가의 Lachman 검사, pivot shift 검사, KT-2000 관절계 검사, 30^o 슬관절 굴곡 상태에서 Telos^Ⓡ를 이용하여 건측과 비교한 전방 전위 긴장 방사선 검사에서도 두 군 간의 유의한 차이를 보이지 않았다.

결론: 이중 다발 전방 십자 인대 재건술 후 조영제를 이용한 추시 자기공명영상상 조영제 유출 소견을 보이지 않은 군과 국소 유출 소견을 보인 군 모두 이식건과 골간의 고정은 만족스러운 것으로 생각된다.

색인 단어: 이중 다발 전방 십자 인대 재건술, 이식건-골간 접촉면, 조영제 삽입 자기공명영상