인공 견관절 전치환술 후 발생한 치환물 주위 골절
조남수 ㆍ김명서*ㆍ양재우*ㆍ서증환*ㆍ서동원*
제일정형외과병원 정형외과, 강동경희대학교병원 정형외과*
Periprosthetic Fracture after Total Shoulder Arthroplasty
Nam Su Cho, M.D., Ph.D. , Myung Seo Kim, M.D.*, Jae Woo Yang, M.D.*, Jeung Hwan Seo, M.D.*, Dong Won Seo, M.D.*
Department of Orthopedic Surgery, Cheil Orthopedic Hospital,
Department of Orthopaedic Surgery, Kyung Hee University Hospital at Gangdong, College of Medicine, Kyung Hee University*, Seoul, Korea
Received March 31, 2020 Revised April 2, 2020 Accepted April 2, 2020 Correspondence to:
Nam Su Cho, M.D., Ph.D.
Department of Orthopedic Surgery, Cheil Orthopedic Hospital, 726 Yeongdong-daero, Gangnam-gu, Seoul 06075, Korea
Tel: +82-2-501-6868 Fax: +82-2-501-6898 E-mail: [email protected] Financial support: None.
Conflict of interests: None.
Periprosthetic humeral fractures in patients with total shoulder arthroplasty are rare and difficult to treat. With the significant increase in the number of older patients who have undergone total shoul- der arthroplasty in recent years, an increase in the number of periprosthetic shoulder fractures can be estimated. The decisions of treatment have to be taken individually, depending on the stability of the prosthesis, fracture location, and bone quality. On the other hand, there are limited data for treatment guidance and outcomes. This paper reviews the risk factors, classification, treatment, and outcomes of periprosthetic humeral fractures.
Key Words: Shoulder, Periprosthetic humeral fracture, Total shoulder arthroplasty, Treatment
Copyright © 2020 The Korean Fracture Society. All rights reserved.
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서 론
평균 수명의 증가와 고령화 사회의 추세에 따라 인공 견관 절 전치환술을 시행 받는 환자가 증가하고 있다. 인공 견관절 전치환술 후 치환물 주위 골절의 발생률은 0.6%에서 2.4%
로 보고되고 있다.1-7) 이는 인공 견관절 전치환술 후 발생하 는 합병증의 20% 정도를 차지한다.4) 인공 견관절 전치환술 을 시행 받은 환자의 여명 증가 및 수술 후 활발한 활동으로 인공 치환물 주위 골절이 더욱 더 증가할 것으로 예상되고 있 다.1-7)
인공 치환물 주위 골절은 수술 중 또는 수술 후 합병증으 로 발생할 수 있다. 수술 중 골절은 기술적 결함으로 발생하 는 경우가 많고, 수술 후 골절은 외상 또는 치환물 주위 해리 와 관련이 있는 것으로 보고되었다.3) 지금까지 보고된 위험인 자로는 외상, 고령, 류마티스 관절염, 여성, 골감소증, 수술 중 불충분한 피부 절개 이후 과도한 염전력, 과도한 확공, 재치 환술 시 잘 고정된 스템의 제거 등이 밝혀져 있다.1,2,7)
하지의 인공 치환물 주위 골절과 유사하게 치료방법은 골 절의 위치, 골질, 스템의 안정성 등에 따라 달라진다. 스템의 불안정성이 확인되면 해부학적 정복 이후 긴 스템을 이용한
재치환술이 필요하고, 스템이 안정하다면 관혈적 정복술 및 내고정술이 권고된다. 견관절 인공 치환물 주위 골절에 대하 여 여러 가지 분류법이 보고되고 있으며, 스템과 골절선의 위 치에 따라 3가지 유형으로 분류한 Wright와 Cofield 분류법 이 널리 쓰이고 있다. 하지만 각 유형에 따른 치료가이드 및 치료결과에 대한 보고는 미비하다.
본 종설에서는 술자의 경험을 바탕으로 기존의 문헌들을 참고하여 견관절 인공 치환물 주위 골절의 위험인자, 분류법, 치료방법, 예후에 대해 논의하도록 하겠다.
본 론
1. 유병률
견관절 인공 치환물 주위 골절의 발생률은 0.6%에서 2.8%로 보고되어 왔다.6,8-10) Zumstein 등11)은 역행성 견관 절 전치환술 이후 발생한 합병증에 대한 종설에서 761명, 782예의 견관절 중 3.45% (수술 중 2%, 수술 후 1.4%)의 치 환물 주위 골절이 발생하였다고 보고하였다. Singh 등12)은 2,588예의 인공 견관절 전치환술 및 1,431예의 상완골두 치 환술 후 평균 7년 추시에서 수술 중 치환물 주위 상완골 골 절 1.2% (48/4,019), 수술 후 치환물 주위 상완골 골절 0.9%
(36/4,019)이 발생하였음을 보고하였다. 관절와 주위 골절은 0.4% (17/4,019)로 매우 드물었다. 최근 가장 많은 환자군을 대상으로 한 연구로는 2017년 Bohsali 등4)이 발표한 평균 추 시 40.3개월의 122개의 연구가 포함된 종설에서 인공 견관 절 전치환술 및 역행성 견관절 전치환술 19,262예에서 1.0%
(187/19,262)의 유병률을 보고하였다. 이 중에서 수술 중 치 환물 주위 골절이 72% (135/187)로 수술 후 치환물 주위 골 절 28% (52/187)보다 많았고, 역행성 견관절 전치환술 이후 발생한 골절(138예)이 인공 견관절 전치환술(23예)보다 많았 다. 역행성 견관절 전치환술에서 골절 유병률이 더 높은 것은 Frankle 등13)이 언급한 바와 같이 고정된 지렛대 형태가 상완 골 및 견갑골에 피로 및 부하를 증가시킨 것으로 생각해 볼 수 있다.
시멘트 사용 여부에 대해 비교한 연구에서 King 등14)은 83 예에 대한 최소 2년 추시 결과 무시멘트형 역행성 견관절 전 치환술 후 치환물 주위 골절은 9.8% (5/51)로 시멘트형 역행 성 견관절 전치환술 후 3.1% (1/32)보다 높은 비율로 골절이 발생함을 보고 하였다.
2. 위험인자
견관절 인공 치환물 주위 골절의 위험인자로는 고령, 류마 티스 관절염, 골감소증 또는 골다공증, 기술적 결함 등이 있 다.15)
여성(2.4%)이 남성(0.6%)에 비하여 수술 중 치환물 주위 골절이 발생할 확률이 높으며, 수술 전 진단이 외상 후 관절 염인 경우 의미 있게 골절 확률이 높다고 밝혀진 바 있다.12) 류마티스 관절염은 여러 연구에서 치환물 주위 상완골 골 절의 매우 중요한 위험 인자로 밝혀져 왔으며, Krakauer와 Cofield16)의 연구에서 치환물 주위 골절의 50%가 류마티스 관절염이 동반된 환자임을 밝혔다. Boyd 등17)도 7예의 상완 골 치환물 주위 골절 중 5예에서 류마티스 관절염이 동반됨 을 보고한 바 있다. 골감소증에 대한 연구로 Campbell 등1)은 상완골 중간부 피질골의 너비와 간부의 지름의 비율로 상완 골 골감소증에 대해 보고하였다. 이 비율이 50% 이상인 경우 정상골, 25%에서 50%는 경도의 골감소증, 25% 미만은 심 한 골감소증으로 분류하였다. 골감소증이 동반된 경우가 치 환물 주위 골절의 75%를 차지하며 위험인자임을 보고하였 다. Casp 등18)이 인공 견관절 전치환술을 받은 68,730명의 환 자에 대하여 최근 보고한 연구에 의하면, 골다공증이 동반 된 해부학적 인공 견관절 전치환술을 시행 받은 환자에서 치 환물 주위 골절의 발생률이 0.6%로 대조군(0.3%)에 비하여 높았고, 역행성 견관절 전치환술을 받은 환자에서도 골다공 증이 있는 환자의 치환물 주위 골절 발생률이 0.7%로 대조 군(0.3%)과 비교했을 때 높았다. 기술적 결함으로는 불충분 한 수술적 절개 이후 과도한 외회전 조작, 과도한 골내 확공 (endosteal reaming), 부적절한 크기의 스템 삽입 등이 있다.1) 골감소증이 있거나 골변형이 있는 환자에서는 수술 전 골수 강내 지름 및 인공 치환물의 크기에 대한 정확한 평가가 선행 되어야 한다. 골절을 예방하기 위해서는 충분한 연부조직 박 리가 이루어져야 한다. 대흉근의 상단 부위, 전하방 관절낭 및 삼각근 하면의 충분한 박리가 시행되어야 한다. 이를 통하 여 과도한 외전력이 가해지는 것을 줄일 수 있고, 수술 중 탈 구 시 전해지는 힘 또한 줄일 수 있다.19)
이러한 위험인자들을 잘 이해하고 인공 치환물 주위 골절 을 예방하려는 노력과 골절 양상에 맞는 적절한 치료를 결정 할 수 있다면 궁극적인 목적인 골절의 치유와 함께 인공 치환 물의 안정성을 얻고, 양호한 견관절 기능 회복을 얻을 수 있 겠다.
3. 골절 분류
견관절 인공 치환물 주위 골절에 대하여 여러 가지 분류가 보고되었다. 1995년 Wright와 Cofield20)는 상완골 치환물의 팁을 기준으로 골절선의 상대적인 위치에 따라 상완골 치환 물 주위 골절을 3가지로 분류하였다. 가장 널리 쓰이는 분류 법으로 A형은 골절선이 상완골 치환물 팁 주변에서 근위부 로 연장된 경우, B형은 골절선이 상완골 치환물 팁 중심에서 원위부로 연장된 경우, C형은 골절선이 상완골 치환물 팁보 다 원위부에 있는 경우이다(Fig. 1).
1998년 Campbell 등1)은 수술 중 발생한 치환물 주위 골절 에도 적용할 수 있는 확장된 분류법을 보고하였다. 골절 부위 에 따라 결절부 골절, 골간단부 골절, 근위 간부골절, 중위부 터 원위 간부골절의 4가지로 분류하였다(Fig. 2).
1999년 Worland 등6)은 처음으로 골절 형태와 치환물의 안정성을 포함한 분류법을 보고하였다. A형은 대결절 주위 골절, B형은 스템 주위 골절로 B1형은 나선형의 골절 형태로 스템이 안정한 경우, B2는 횡골절 또는 짧은 사선골절의 형태 로 스템이 안정한 경우, B3는 스템이 불안정한 경우, C형은 스 템의 원위부 골절로 분류하였다. B2, B3는 긴 스템을 사용한 재치환술, 나머지는 보존적 치료 혹은 관혈적 정복 및 내고 정술을 권고 하였으나 명확한 치료 방향은 명시되지 않았다 (Table 1).
Groh 등21)은 2008년 Wright와 Cofield의 분류법과 유사 한 3가지 분류에 대해 소개한 바 있다.
4. 골절 위치에 따른 치료방법
하지의 인공 치환물 주위 골절과 유사하게 상완골 치환물 주위 골절도 골절 위치와 치환물의 안정성에 따라 치료방법 이 결정된다. 해부학적 인공 견관절 전치환술 중 대결절 부위 골절이 발견된다면 경골 봉합술(transosseous suture)을 시도 해 볼 수 있으며, 적절한 고정이 어렵고 불유합의 위험성이 높 다면 역행성 견관절 전치환술로의 전환을 고려하여야 한다.
스템의 해리가 심하지 않을 경우 관혈적 정복 후 금속판 및 나사못 고정술이 표준 술기로써 사용되고 있다. 하지만 상완 스템의 존재는 근위 골편의 고정에 제한을 준다. 근위부 고정 에는 짧은 나사못 고정과 케이블을 병합하는 술기를 사용하 는 저자들도 있으며, 골밀도가 저하된 환자에서 동종지주골
Type A
Type B
Type C
Fig. 1. Diagram showing the Wright and Cofield classification of a peri- prosthetic fracture of the humerus. Type A fractures are centered near the tip and extend proximally. Type B fractures are centered at the tip with variable extension distally. Type C fractures are located distal to the tip of the stem.
A B C D
Fig. 2. Fracture location categories. (A) Region 1, tuberosity fracture.
(B) Region 2, metaphyseal portion of the proximal humerus. (C) Re- gion 3, proximal humeral diaphysis. (D) Region 4, mid- and distal hu- meral diaphysis.
Table 1. Periprosthetic Humeral Fracture Classifi-
cation Description Recommended
treatment Type A Fracture about tuberosities Conservative or ORIF Type B Fracture around the stem
B1 Spiral fracture, stable stem Conservative or ORIF B2 Transverse or short oblique
fracture, stable stem
Revision with long stem
B3 Unstable stem Revision with long stem Type C Fracture well distal to the stem Conservative or ORIF ORIF: open reduction and internal fixation.
이식 후 근위 케이블 고정술식을 고려할 수도 있다.5,22,23) 스템 의 해리가 확인된다면 긴 스템을 이용한 재치환술이 필요하 다. 심한 골 결손이 동반된 환자에서는 동종골-대치물 복합 체 또는 관내대치물의 사용이 고려되어야 한다.
1) A형 골절
대부분의 A형 골절은 골수강내 스템의 견고한 고정으로 전위 및 각 변형이 심하지 않다. 전위가 심하지 않고 안정한 대결절부 골절은 보존적 치료를 시도해 볼 수 있다.24) 대결절 부위에 전위 및 관절운동 시 불안정성이 발견된다면, 골이식 및 봉합술을 고려할 수 있다.5,23) 전위가 심하지 않은 골간단 부 골절에 대해서도 치환물이 안정하다면 보존적 치료를 시 행해 볼 수 있다. 하지만 치환물의 해리 소견이 확인된다면 긴 스템을 이용한 재치환술을 시행해야 한다. A형 골절은 일반 적으로 B형 골절에 비해 높은 골유합률을 보이며 예후가 좋 다.2,5)
2) B형 골절
B형 골절에서 치환물 고정이 안정적이고 배열이 유지된다 면 부목 및 석고고정으로 비수술적 치료를 시도해 볼 수 있 다. 하지만 A형 및 C형 골절에 비해 지연유합 및 불유합이 발 생할 위험이 더 높다고 밝혀져 있다.2,5,23) 전위가 심하거나 불 안정한 B형 골절에서 스템의 고정이 잘 유지될 경우, 금속판 및 와이어를 이용한 고정술로 좋은 결과를 얻을 수 있다. 상 완골 스템의 불안정성 및 해리가 있다면 치환물 제거 후 더 긴 스템을 이용한 재치환술이 시행되어야 한다. 이때 스템의 길이는 스템의 팁이 골절 부위보다 최소한 피질 직경 2배 이 상 원위부에 위치하여야 한다.5,23) 스템은 시멘트 스템과 비시 멘트 스템 모두에서 좋은 결과를 보였다.5) 하지만 골절 부위 로의 시멘트 유출이 안 되도록 유의하여야 한다. 만약 골절 위치가 원위부에 있거나 시멘트 스템을 삽입 후 골절이 확인 된 경우와 같이 긴 스템을 이용한 재치환술이 불가능할 경우 금속판 고정, 원형 결찰술, 지주골 이식 등의 방법을 이용한 고정술을 고려할 수 있다.
3) C형 골절
C형 골절은 치환물이 없는 환자에서의 상완골 골절의 치 료방법과 유사하다. 다른 유형의 골절과 마찬가지로 치환물 이 안정하고 전위가 심하지 않을 경우 보존적 치료를 시행할 수 있고, 이전 문헌들에서 보존적 치료로도 좋은 결과를 발 표한 바 있다.1,6) 원위부 골절로 골절선보다 2배 이상의 피질
직경을 갖는 긴 스템으로 재치환술이 어려운 경우 금속판 고 정 및 원형 결찰 또는 지주골 이식술을 추가하여 시행할 수 있다. 금속판 고정 시에는 성공적인 골유합을 위하여 골절부 원위부로 3개 이상의 나사못 고정이 필요하다.2,25)
5. 보존적 치료
견관절 인공 치환물 주위 골절에 대하여 비수술적 치료의 적응증은 인공관절 치환물이 불안정성 없이 잘 고정되어 있 으면서 전위가 심하지 않은 경우, 보조기 및 고정기로 골절의 배열상태가 잘 유지되는 경우이다. 분류에서 A형과 배열이 잘 유지되는 C형이 주로 해당한다. Kumar 등5)은 견관절 인 공관절 수술 3,091예 중 16예(10예: 해부학적 인공 견관절 전 치환술, 6예: 상완골두 치환술)의 수술 후 상완골 치환물 주 위 골절에 대하여 11예에서 시행한 보존적 치료 결과를 발표 하였다. 6예(A형 3예, B형 1예, C형 2예)에서는 보존적 치료 로 골유합을 얻었고, 5예(A형 1예, B형 4예)에서는 보존적 치 료의 실패로 수술적 치료를 시행하였다. 환자군이 적어서 골 절의 유형별 치료법에 대한 접근은 어렵지만, B형 골절에서 보존적 치료의 실패가 더 높게 보고되고 있다. 치환물의 고정 이 안정된 C형 골절의 경우 치환물이 없는 상완골 골절과 같 은 기준으로 비수술적 치료를 시도해 볼 수 있다.5)
비수술적 치료 시 평균 골유합 기간이 3.5개월에서 6개월 이 소요되어 오랜 고정기간이 필요하고 높은 불유합률이 보 고된 바 있다.6) 보행 시 상지를 함께 많이 사용하는 노령인구 의 경우에는 이 기간 동안 독립적인 보행에도 영향을 줄 수 있으므로 치료방법 결정 시 이에 대한 고려가 필요하다.1,5)
6. 치료 결과
Andersen 등26)은 견관절 전치환술 후 치환물 주위 골절로 수술적 치료를 받은 36예(관혈적 정복술 및 내고정술: 17예, 재치환술: 19예)에서 수술 후 평균 7.2개월(3.25-13.5개월) 경 과 후 97% (35/36)의 높은 골유합을 보였고, 최종 추시에서 수술 전 관절운동범위와 유사하게 회복됨을 확인하였다. 하지 만 수술 후 높은 재수술률(19%)은 치환물 주위 골절 치료의 어려움을 보여주었다. 재수술의 원인은 관혈적 정복술 후 각 각 4예에서 발생한 스템의 골절, 관절와 기저판의 해리, 원위 부 골절, 요골신경 마비가 있었고, 재치환술 이후 시행한 6예 의 재수술은 각각 2예의 치환물 해리, 치환물 주위 재골절, 혈 종, 탈구, 불유합으로 시행하였다. García-Fernández 등27)은
역행성 견관절 전치환술을 받은 203예 환자군에서 수술 중 골절이 3예(1.47%)에서 발생하였고, 긴 시멘트 스템으로 변 경(1예) 및 원형 결찰술(2예)을 이용하여 골유합을 얻었다. 4 예(1.97%)에서 수술 후 골절이 발생했는데, B형 골절(3예)은 관혈적 정복 및 내고정술이 시행되었고, A형 골절(1예)은 보 존적 치료를 시행하였으며, 모든 치환물 주위 골절에서 골유 합을 얻어 좋은 결과를 보고하였다. Kurowicki 등28)은 B형 골절 5예에서 관혈적 정복 및 내고정술을 통하여 모든 환자 에서 골유합을 얻었고, 1예에서 감염으로 인한 합병증이 있 었다고 보고하였다. 심한 골결손이 동반된 견관절 치환술 후 치환물 주위 골절에 대해 Sewell 등29)은 22예의 치환물 주위 골절 중 12예에서 긴 스템으로 재치환술을 시행하여 모두 골 유합을 얻었다. 하지만 골결손이 심한 8예에서 관내치환물, 2 예에서 원통형 치환물(clam-shell prosthesis)을 이용하여 수 술을 시행하고, 수술 후 6예(27.3%; 탈구 2예, 치환물 해리 2 예, 불유합 1예, 나사못 돌출 1예)에서 재수술을 시행하였다.
상완골 치환물 주위 골절에 대한 치료는 어렵고, 수술 후 합병증 발생이 높다고 알려져 있다. Campbell 등1)에 의하 면 43%, Athwal 등23)에 의하면 36%로 보고된 바 있다. 각 각의 합병증은 불충분한 고정(31%), 지연유합(12%), 불유 합(22%), 골절의 전위(9%), 신경 손상(13%-25%), 회전근 개 파열(5%), 유착성 관절낭염(6%), 감염(6%-10%) 등과 같 다.1,5,17)
인공 치환물의 존재로 치환물 주위 골절은 일반적인 상완 골 간부 골절에 비해 불유합률이 더 높을 수 있다. 견관절 및 주관절 운동 시 치환물을 통하여 골절 부위에 힘이 전달될 수 있고, 치환물로 인하여 골내막 혈액 공급이 저하되어 골유 합이 저하될 수 있다.10,17,30,31)
결 론
인공 견관절 전치환술 후 치환물 주위 골절에 대한 치료 목표는 골절의 골유합, 치환물의 안정성 유지, 견관절 운동의 유지 및 전체적인 견관절 기능의 회복에 있다. 상대적으로 낮 은 유병률로 인하여 현재까지 수술 후 결과에 대한 연구 및 종설 연구가 부족하다. 하지만 인공 견관절 전치환술을 받는 환자들이 증가하고 평균 수명의 연장과 맞물려 앞으로 치환 물 주위 골절이 더욱 증가할 것으로 예상되고 있어 추후 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.
요 약
인공 견관절 전치환술을 시행 받은 환자에서 치환물 주위 골절의 발생은 대체로 드물지만 치료하기가 쉽지 않다. 최근 인공 견관절 전치환술을 시행 받는 고령의 환자가 크게 늘면 서 치환물 주위 골절의 빈도도 함께 증가하는 경향을 보이고 있다. 치환물 주위 골절에 대한 치료 방향의 결정은 치환물의 안정성, 골절의 위치 및 환자의 골질에 따라 종합적으로 고려 하여 개별적으로 결정되어야 한다. 하지만 치료 지침 및 치료 결과에 대한 정보 및 문헌 보고는 아직까지 제한적이다. 이 종설에서는 치환물 주위 상완골 골절의 위험 요인, 분류, 치 료 및 그 결과에 대해 문헌 고찰을 통해 요약, 정리해 보고자 한다.
색인 단어: 견관절, 치환물 주위 골절, 인공 견관절 전치환술,
치료ORCID
조남수, https://orcid.org/0000-0003-1643-1641 김명서, https://orcid.org/0000-0003-2916-0131 양재우, https://orcid.org/0000-0002-1583-9859 서증환, https://orcid.org/0000-0002-5216-8257 서동원, https://orcid.org/0000-0002-3675-1653
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