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Volume 15, Number 1, June 2003
신경병성 슬관절에서 골이식을 이용한 전치환술
(예비 보고)
원광대학교 의과대학 정형외과학교실
전철홍・송하헌・김영진・권석현
= 국문 초록=
목적 : 신경병성 슬관절은 관절 유합술이 일반적인 치료 방법으로 여겨져 왔으나, 근래에 슬관절 전치환술 이 대두되고 있다. 저자들은 자가골 혹은 대퇴골두 동종골을 이용한 골이식술과 슬관절 전치환술을 시행한 후 결과를 알아보고자 하였다.
대상 및 방법 : 1992년 7월부터 2 0 0 2년 1월까지 신경병성 슬관절 진단하에 전치환술을 시행한 환자 8례 를 대상으로 하였다. 전례에서 후방십자인대 치환형과 주대 및 구속형 인공관절을, 골결손과 골변형을 재건 하기 위해 자가골 혹은 대퇴골두 동종골 이식을 하였다. 추시 기간은 평균 3년 6개월 이었으며, 임상적 결과 와 방사선 검사를 통하여 평가하였다.
결과 : HSS score는 술 전 평균 4 2점, 추시상 평균 8 9점으로, 전례에서 양호 이상의 결과를 보였으며, 슬관절 운동 범위는 술 전 1 1 0도에서 추시 상 평균 1 2 2도였다. 방사선 추시 소견상 대퇴 경골간 정렬은 6 . 1 도의 외반 소견으로, 전 례에서 삽입물의 위치 변화나 삽입물 주위에 2 mm이상의 의미있는 방사선 투과선 은 보이지 않았다. 그러나 1례에서는 경골부 이식골의 부분 골흡수와 함께 추시 6년 5개월에 아탈구( s u b- luxation) 소견을 보여 연골판(meniscal bearing)을 12.5 mm에서 17.5 mm로 교환하였다.
결론 : 신경병성 슬관절에 시행한 전치환술은 부적합한 것으로 알려졌으나, 적절한 인공관절의 선택과 골 이식술을 사용한다면 유합술과 함께 또 하나의 치료 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.
색인 단어 : 신경병성 슬관절, 슬관절 전치환술, 골이식술
서 론
신경병성 관절증은 관절내 동통자극 감지 능력의 상실과 이에 따른 관절의 심한 파괴를 나타내는 질환 으로, 그 치료에 있어 질병의 조기 발견과 관절 보호 등의 보존적 치료가 주를 이루었다. 그러나 정형외과 의사가 임상에서 환자를 만나는 시점이 질환 자체의 특성상 심한 파괴가 발생된 이후라는 점에서 수술적 치료를 요하는 경우가 많다. 지금까지는 심한 골결손
및 골변형과 관절 불안정성으로 인해 슬관절 유합술 이 일반적인 수술 방법이었고, 슬관절 전치환술과 함 께 골이식술은 금기시 되거나 매우 제한적으로 이용
되었다1 1 ). 그러나 최근 수술 수기의 발달과 함께 삽
입물( p r o s t h e s i s )의 발전으로 신경병성 슬관절에서 도 슬관절 전치환술은 시도되고 있다. 저자들은 8명 의 환자 8례에서 슬관절 전치환술과 자가골 혹은 대 퇴골두 동종골 골이식술을 시행하고 임상적, 방사선 학적 평가를 통한 결과를 알아보고자 하였다.
Corresponding Author: Churl Hong Chun, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Wonkwang University,
# 344-2, Shinyong-dong, Iksan, Chunbuk 570-711, Korea
Tel: 063-850-1254, Fax: 063-852-9329, E-mail: [email protected]
※본 논문은 2 0 0 3년도 원광대학교 교내 연구비에 의해서 이루어졌음.
대상 및 방법 1. 대 상
1 9 9 2년 7월부터 2 0 0 2년 1월까지 Venereal Dis- ease Research Laboratory(VDRL), Trepone- ma Pallidum Hemagglutination(TPHA) 양성 의 신경병성 슬관절 진단 하에 본원에서 슬관절 전치 환술을 시행한 환자 8례( 4 7 ~ 6 9세, 평균 5 4세, 남자 3례, 여자 5례)를 대상으로 하였다. 전례에서 후방십 자인대 치환형과 주대(extension rod) 및 구속형 인 공관절을 사용하였고, 골결손과 골변형을 재건하기 위해 자가골과 대퇴골두 동종골을 이용하였으며, 술 후 보조기 착용 및 지팡이 사용을 교육하였고, 추시 기간은 1년 3개월부터 9년 5개월까지 평균 3년 6개 월 이었다(Table 1).
2. 원 인
전례에서 임상적, 방사선학적, 혈청학적으로 신경 병성 관절증을 진단하였다. 무통성 슬관절의 불안정 성을 주소로 내원한 환자들을 보다 정확한 원인을 찾 기 위해 피부과 및 신경과의 자문을 얻었고, 방사선 소견상 전례에서 슬관절의 골결손 및 변형 소견이 관 찰되었으며, 혈청학적으로 8례 모두에서 VDRL 과 TPHA 검사상 양성을 보이는 전형적인 신경병성 관 절증에 해당하였다.
3. 수술방법 및 재활
전례에서 전방 중앙 도달법을 이용하였고, 경골에 서 대퇴골두 동종골의 사용은 경골과 절제( c u t t i n g ) 후 내측 경골과의 5 0 %이상을 차지하는 비포함형 (uncontained type) 골결손이 관찰된 6례에서 사 용하였다. 즉 골이식 부위의 골유합을 위해 철저히 인공 고관절 치환술시 비구 부위에 사용되는 비구 확 공기(acetabular reamer)를 이용하여 경화된 부위 의 제거와 변연 절제를 실시하고, 이식골은 결손 부 위의 형태에 맞게 다듬은 후 감입과 금속 나사못을 이용하여 되도록 이식골에 직각이 되도록 고정하였 다. 그후 골시멘트를 사용하고 삽입물을 고정시켰다.
또한 골결손이 비교적 적은 2례의 포함형( c o n- tained type) 골결손에서는 변연 절제술을 실시하고 절제후 얻어진 자가 해면골을 감입시켰다. 대퇴골에 서는 1례의 포함형 골결손에 자가 해면골을, 다른 1
례의 비포함형 골결손에서는 대퇴골두 동종골을 금속 나사못을 이용하여 골이식을 하고 역시 골시멘트를 이용 삽입물을 고정하였다. 사용된 삽입물은 1 9 9 2년 부터 1 9 9 8년에 시행한 5례는 후방십자인대 대치형인 P . F . C .Ⓡ(press fit condylar, Johnson & John- son, Rayn ham, MA) cruciate-substituting t y p e과 함께 주대를 사용하였고(Fig. 1-A,B,C), 1 9 9 9년 이후에 시행한 3례는 보다 안정성을 위해 condylar constrained type의 N e x G e nⓇ L C C K ( L e g a c yⓇ knee constrained condylar knee, Zim- mer, Warsaw, IN)을 사용하였다(Fig. 2-A,B,C).
수술 후 Robert-Jones dressing을 실시하였고, 술 후 2일 부터는 대퇴사두근 강화운동과 지속적 수 동적 굴신운동(Contineous Passive Motion)을 이 용한 관절 운동을 실시 하였다. 6주부터는 P . F . C .Ⓡ cruciate-substituting type과 함께 주대를 사용한 5례는 반드시 기능적 보조기 착용하에 지팡이 사용 을 지시하였다(Table 1). NexGenⓇ L C C K를 사용 한 3례에서는 보조기 사용 없이 단지 지팡이 사용을 지시하였다.
4. 평가방법
술 전 및 추시 상의 이학적 검사, Hospital for Special Surgery(HSS) knee score를 조사하여 비 교 분석하였고, 슬관절의 전후 및 측면 단순 방사선 사진을 추시상 촬영하여 대퇴 경골간 정렬( a l i g n- ment), 이식골의 유합, 붕괴(collapse) 및 삽입물의 해리(loosening), 방사선 투과선( r a d i o l u c e n t line), 삽입물의 안정성 등에 대하여 평가하였다.
결 과 1. 임상적 결과
HSS knee score는 술 전 평균 4 2점(31~52), 추 시 상 평균 8 9점(85~93) 이었으며, 전례에서 양호 이상의 결과를 보였다. 슬관절 운동 범위는 술 전 평 균 1 1 0도( 9 0 ~ 1 2 5도)에서 추시 상 평균 1 2 2도 ( 1 1 0 ~ 1 2 5도)였고, 심부 하퇴정맥 혈전증은 1례에서 도 관찰되지 않았으며, 최종 추시 상 7례에서 슬관절 의 불안정성은 보이지 않았다. 그러나 P . F . C .Ⓡ cruciate-substituting type과 함께 대퇴골두 동종 골 이식을 시행한 1례에서 추시 6년 5개월에 슬관절 불안정성과 아탈구(subluxation) 소견을 보여 연골 판(meniscal bearing)을 12.5 mm에서 17.5 mm
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FIGURE 1- A . Radiograph of 61-years-old male who had a Char- cot arthropathy showed a large bone defect on medial tibial site(black arrows).
B . At 8weeks follow-up, radiograph showed the demarcation of the host-allograft junction with screws fixation(black arrows).
C . At 6 years 5 months follow-up, radiograph showed the obliteration of host-allograft junction(open arrows). And partial absorption was found on medial tibial condyle, but there was a no change in the position of the component, no radiolucent lines adjacent to the component(black arrows). Howev- er, the patient complained the subluxation with instability. So the meniscal bearing was exchanged from 12.5 mm to 17.5 mm.
FIGURE 2-A. Radiograph of 50-years-old male who had a Charcot arthropathy showed the multiple bone fragments and large bone defects on tibial and femoral site(black arrows).
B. At 10 weeks follow-up, radiograph showed the demarcation of the host-allograft junction with screws fixation(black arrows).
C. At 1 years 6 months follow-up, radiograph showed the obliteration of host-allograft junc- tion(black arrows). No change in the position of the component, and no radiolucent lines adjacent to the component.
로 교환하였고, 반드시 기능적 보조기를 착용시키고 목발 보행을 지시하였다.
2. 방사선학적 결과
방사선 추시 소견상 대퇴 경골간 정렬은 술 후 6 . 1 도 외반( 3 ~ 7도)으로 관찰되었다. 최종 추시상 7례 에서 이식골과 공여부 경계의 폐색( o b l i t e r a t i o n )을 관찰할 수 있었고, 아탈구 소견을 보인 같은 환자 1 례에서 경골부 이식골의 부분 골흡수가 보였으나, 대 퇴부와 경골부 삽입물의 위치 변화나 부분 골흡수에 따른 임상적 증상은 없었다. 또한 삽입물 주위에 2 m m이상의 의미있는 방사선 투과선은 보이지 않았 고, 감염이나 이식골의 골절, 재흡수 소견은 보이지 않았다.
고 찰
신경병성 관절증은 1 8 6 8년 Jean Martin Char- c o t가 매독과 관련된 관절병증을, Jordan은 1 9 3 6년 당뇨와 동반된 Charcot 관절을 기술한 바 있다. 그 이후 척수공동증, 중추 및 말초 신경계 손상 및 알콜 중독에 의한 원인 등이 보고되고 있다. 침범 부위는 대부분 단일 관절 특히 체중 부하 관절을 침범하고 척추에 발생시는 T h o m a s1 5 )에 의하면 특히 요추부에 많이 발생한다고 하였다. 그 병인에 있어 크게 두가 지가 대두되는데 첫째, 신경혈관 이론( N e u r o v a s- cular theory)으로 비정상적인 교감 신경계로 인한 혈류 증가와 이에 따른 골흡수 및 골절로 인한 탈기 질화(disorganization) 둘째, 신경계의 동통 감각의 장애로 인한 반복적인 작은 외상( m i c r o t r a u m a )으 로 관절 파괴가 야기된다는 신경외상 이론( N e u r a o- traumatic theory)을 들 수 있다1 0 ).
이러한 신경병성 관절증은 당뇨나 매독등의 명백한 병인과 함께 동통지각의 장애와 비정상적 심부 건 반 사 및 관절 변형과 불안정성 및 연발음을 보이는 매 독 3기의 고전적 Charcot 관절과, 이와 유사하나 명 백한 원인이 없고 조직 소견상 비후성 관절염을 보이 는 Charcot like 관절로 분류하는 것이 일반적이다.
병리학적 소견은 비후된 활액막에 묻힌 골연골 골편 (bone detritus)이 가장 중요하다 할 수 있다1 , 2 . 1 4 )
. 저자들에 있어서도 8명의 환자 8례 모두 VDRL 및 TPHA 양성을 보이는 고전적 Charcot 관절 이었고, 이에 대해 그 과거력을 조사하여 Penicillin G 1백만 단위의 항생제 치료를 시행하였다. 조직학적 소견 또 한 전례에서 Charcot 관절에 부합하는 증식된 활액
막과 산재된 작은 골편 및 연골조직이 관찰되었다.
치료에 있어서는 보존적 치료는 조기 발견과 함께 외상으로부터의 관절 보호를 목적으로 하며, 당뇨나 매독 등의 원인질환의 치료와 함께 보조기 등의 사용 을 생활화하고 근육 강화운동 등을 시키는 것이나, 실제 임상에서 정형외과 의사가 환자를 만나는 경우 대부분 심한 골파괴 및 변형으로 수술적인 치료를 요 하는 방사선적 소견에 의한 분류상 관절면의 파괴가 진행된 2기 이후인 경우가 대부분이다6 . 1 2 , 1 4 )
. 저자들 의 경우에 있어서도 골파괴가 심해 골결손과 경화된 병변이 관찰 가능한 2기 이상의 관절 병증이 8례 모 두였다. 수술적 치료 방법은 지금까지 관절 유합술이 가장 흔히 사용되는 방법으로, 골수강내 금속정 고정 이나 금속판 내고정 혹은 외고정 등이 이용되며 그 유합율은 5 0 ~ 8 5 %로 다양하다4 , 7 , 1 0 , 1 3 )
. 이렇게 비교적 낮은 유합율을 보이는 것은 아마도 병변의 혈류 감소 와 경화에 의한 것으로 사료된다. 또한 유합술은 오 랜 고정과 슬관절 기능의 소실이라는 문제가 여전히 남아 있다. 이에 비해 슬관절 전치환술은 수술시 만 나게 되는 큰 골결손과 불안정성에 대한 문제가 있었
다4 , 1 0 ). 골결손이 큰 경우 골이식은 가장 흔히 사용되
는 방법으로 과거 고관절 전치환술시 비구 재건술에 많이 시행되어 왔으나8 ), 슬관절 전치환술에는 최근에 많이 시행되고 있으며, Dorr 등3 )은 경골 부분에서 자가골이식의 두가지 적응증을 제시했는데, 5 mm 이상의 결손이나 경골 삽입물을 지지하는 면의 5 0 % 골결손이 있을때로 이야기하고 있고, 신경병성 관절 증에서는 실패하기 쉽기 때문에 금기증으로 제시한 바 있다. 이렇듯 신경병성 슬관절에서 인공관절 치환 술시 문제점은 심한 골결손으로 인한 관절 변형과 골 결손부에 대한 처치, 인대 이완이나 소실로 인한 심 한 불안정성으로 이에 대한 수술 수기상의 어려움이 많아 지금껏 금기시 되거나 그시도가 미비했던 것이 사실이다. 그러나 수술적 수기의 발달에 따른 연부조 직 균형술(ligament balancing)을 통한 문제 해 결, 삽입물( p r o s t h e s i s )의 개발, 철저한 변연절제와 함께 경화된 골을 제거하고 결손부위에 적절한 골이 식의 시행, 추시 과정에 있어 환자 교육을 통한 주기 적 외래 추적 검사로 그 돌파구가 마련되어 조심스러 운 시도가 시작되었다1 , 2 , 1 4 , 1 6 ). 따라서 심한 경골부 골 결손에 대해서는 6례에서 대퇴 골두 동종골을, 2례 의 경우에 자가골 이식을 시행하였으며, 대퇴골 골결 손이 관찰되는 2례에서는 각각 1례씩 자가골과 대퇴 골두 동종골을 이식하였다.
Soudry 등1 4 )은 7명의 환자 9례의 신경병성 슬관 절증에 인공관절 치환술을 시행하여 8례에서 우수
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( e x c e l l e n t )한 결과와 함께 1례에서 양호( g o o d )의 결과를 발표한 바 있고, 연부 조직 균형술만으로 불 안정성이 해결되지 않는 경우 구속형 삽입물을 권유 하였다. 또한 Insall 등9 )은 4가지 종류의 인공 관절 삽입물 모델에서 심한 변형이 있는 경우 좀 더 구속 형 삽입물을 권유하였다. Engh 등5 )은 재전치환술에 있어 동종골 이식과 긴 주대의 사용으로 3 5례의 큰 결손의 치료에서 골유합시까지 주대가 동종골의 압력 부하를 감소시켜 슬관절 치환술의 수명을 연장시킬 수 있음을 주장한 바 있다. 본 저자들도 1 9 9 9년 이 전에 시행한 5례에서는 연부조직 균형과 보다 이식 골의 압력부하를 감소 시키기 위해 후방 치환형 삽입 물과 함께 주대를 이용하였고, 3례에서는 N e x G e nⓇ L C C K와 골이식을 시행하였다.
우리나라에서 1990, 1996년에 Bae 등1 , 2 )은 3명의 환자 4례의 신경병성 슬관절에 슬관절 치환술을 시 행하여 양호 이상의 결과와 함께 1 1명의 환자 1 4례 에서 우수한 결과를 보고한 바 있다. 최근 Kim 등1 1 ) 은 1 9례에서 5 . 2년 추시 관찰상 약 4 7 %의 합병증을 보고하고 있으나, 술 전 골파괴 및 불안정성의 정도 가 예후에 중요하며 구속형의 삽입물과 기능적 보조 기 사용시 Charcot 관절에서 인공관절 치환술이 절 대적인 금기가 아님을 주장하였다. 저자들도 1 9 9 9년 이전에 시행한 후방십자인대 치환형으로 P . F . C .Ⓡ cruciate-substituting type과 함께 주대를 사용한 5례는 기능적 보조기 착용하에 지팡이 사용을, N e x G e nⓇ L C C K를 사용한 3례에서는 보조기 사용 없이 지팡이 사용을 철저히 지시하였다.
결 론
신경병증성 슬관절은 심한 골결손과 변형, 관절의 불안정성 때문에 슬관절 전치환술을 통한 치료는 부 적합한 것으로 알려져 왔다. 그러나 적절한 삽입물의 선택과 골이식술 및 술 후 보조기나 지팡이 등을 통 한 보행을 시행 한다면, 유합술과 함께 또 하나의 치 료 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.
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─ Abstract ─
Total Knee Arthroplasty Using Bone Graft in Neuropathic Knee -Preliminary Report-
Churl Hong Chun, M.D., Ha Heon Song, M.D., Yeung Jin Kim, M.D., and Suk Hyun Kwon, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Wonkwang University, Iksan, Korea
Introduction : Recently, total knee arthroplasty is being considered as an alternative to the arthrodesis for neuropathic knee. This study was performed to prove the results of the total knee arthroplasty using autograft or femoral head allograft.
Subjects and Method : In 8 patients, total knee arthroplasty was performed from July 1992 to January 2002. PCL substituting type with extension rods, constrained condylar knee prostheses were used. In all cases, auto or allo-grafts were used. The follow-up period was an average 3 years and 6 months. HSS knee score and radiographic findings were analysed.
Result : The preoperative HSS score was an average 42 points and follow up was a 89 points, which was more than good. The average range of motion was increased from 110°to 122°, femorotibial align- ment was corrected to 6.1°valgus. There was a no radiolucent line over 2 mm and loosening of implant.
But, one case had a partial absorption of medial tibial bone graft site, and complained the subluxation after 6 years and 5 months. So the meniscal bearing was exchanged from 12.5 mm to 17.5 mm.
Conclusion : If the proper choice of prostheses and bone grafts are accompanied, the total knee arthro- plasty can be used to treat the neuropathic joint concurrently with arthrodesis.
Key Words : Neuropathic knee, Total knee arthroplasty, Bone graft
