LCP병에서 관절 운동의 회복은 이환된 대퇴골두 관절 연골 의 영양을 풍부하게 할 뿐 아니라 대퇴골두를 비구 내에 잘 유 치시키기 위하여 매우 중요하다. 관절 운동은 주로 외전과 내회 전 운동이 제한되며 초기의 외전 제한은 활액막염이나 내전근의 긴장에 기인하지만 후기의 외전 제한은 고관절의 변형에 의하여 발생될 수 있다.
저자들은 LCP병의 중요한 예후 예측 인자 중의 하나인 고관
절의 운동 제한 정도가 최종 결과에 미치는 영향에 대해서 연구 하였다.
대상 및 방법
편측 이환된 LCP병 환자로 초진으로부터 4개월마다 3년간의 고관절 운동 범위(굴곡, 신전, 외전, 내전, 내회전, 외회전)가 잘 기록된 325명의 환아 중 골 연령이 6세 이상(초진 시 평균 역연
753 대한정형외과학회지: 제 38 권 제 7 호 2003
J. of Korean Orthop. Assoc. 2003; 38: 753-6
목 적 :LCP병에 있어 고관절의 운동 제한 정도가 치료 결과에 미치는 영향을 연구하였다.
대상 및 방법 : 골 연령이 6세 이상(초진 시 평균 역 연령: 7.9세)이며 편측 이환된 325명의 pillar B, C군 환자들(치료받지 않은 군 23예, 보조기 치료군 113예, 고관절 운동만 시행한 군 70예, 대퇴골 내반 절골술군 49예, Salter 골반골 절골술군 70예)의 초기 3년간 고관절 운동 범위를 기초로 하여 운동 제 한 정도와 최종 Stulberg 결과와의 관계를 통계학적으로 분석하였다.
결 과 : 비수술적 치료를 받은 군에서 한번도 고관절 굴곡 110°나 100°, 외전 20°나 10°, 내전 10° 이하의 운동 제한이 없었던 경우 우수한 Stulberg 결과 를 보였으며(p<0.05), 이들 세 방향 모두의 운동 제한 유무를 단독 예후 예측 인자로 삼을 경우 약 44%에서 최종 결과를 예측할 수 있었다. 그러나 수술 적 치료를 시행한 군의 경우 이러한 연관성을 볼 수 없었다.
결 론 :LCP병에 있어 고관절의 운동 제한 정도가 비수술적 치료군의 최종 결과를 예측하는데 도움이 될 수 있다. 그러나 수술적 치료에 따른 고관절의
생역학적 조건의 변화는 이러한 운동 제한 정도와 결과 사이의 연관 관계를 변화시킬 수 있다.
색인 단어 : Legg-Calve-Perthes병, 관절 운동 범위
Effect of a Limited Range of Motion of the Hip Joint on Final Outcome in LCP Disease
Hui Taek Kim, M.D., John A. Herring, M.D.*, and Chong Il Yoo, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Pusan National University, Busan, Korea; Department of Orthopaedic Surgery, Texas Scottish Rite Hospital for Children, Dallas, USA*
Purpose:We studied the effect of a limited range of motion (ROM) of the hip joint on the final outcome in LCP disease.
Materials and Methods:ROM data obtained during the initial 3 years after diagnosis in unilaterally involved 325 pillar B or C hips (bone age≥6 years, average age at induction: 7.9 years) were studied. The non-surgical treatment group included: a) no treatment (23), b) brace (113), and c) ROM exercise (70). The surgical treatment group included: a) femoral osteotomy (49), and b) Salter innominate osteotomy (70). We assessed the relationship between the limited ROM and the Stulberg outcome.
Results: In the non-surgical treatment group, those patients who had never experienced limited motion below 110°or 100°of flexion, below 20°or 10°of abduction, and below 10°of adduction, were significantly associated with a good Stulberg outcome (p<0.05). Using these reduced ROM parameters in combination, as a single factor, outcome prediction was possible in 44% of cases. No correlation was found in surgically treated patients.
Conclusion:Our results support that ROM is an important prognostic factor in the non-surgical treatment group. Surgical procedures seem to change the biomechanical status of the hip joint in Perthes disease, thereby affecting the ralationship between ROM and Stul- berg outcome.
Key Words: Legg-Calve-Perthes disease, Range of motion
753
LCP병 환자의 고관절 운동 제한이 최종 결과에 미치는 영향
김휘택ㆍ John A. Herring
*ㆍ류총일
부산대학교 의과대학 정형외과학교실, Department of Orthopaedic Surgery, Texas Scottish Rite Hospital for Children*, USA
753 753 통신저자 : 김 휘 택
부산광역시 서구 아미동 1-10 부산대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 051-240-7248∙FAX: 051-247-8395
E-mail: kimht@pusan.ac.kr
Address reprint requests to Hui Taek Kim, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Pusan National University Hospital 1-10 Ami-dong, Seo-gu, Busan 602-739, Korea
Tel: +82.51-240-7248, Fax: +82.51-247-8395 E-mail: kimht@pusan.ac.kr
령 7.9세)이며 pillar B 또는 C군에 속한 경우를 대상으로 운동 제한 정도와 최종 Stulberg 결과19)의 관계를 알아보았다. 최종 Stulberg 결과 평가 시 환자들은 모두 성장이 완료된 상태였으 며 이들의 평균 추시 기간은 8.7년이었다.
본 연구의 자료는 1984년부터 여러 병원에서 37명의 공동연 구자로부터 수집된 증례의 고관절 운동 범위 계측치들로서 자료 분석에 있어 공동연구의 특성상 계측자간의 오차는 고려하지 않 았다. 또한 이 질환의 이환기간이 다른 질환에 비해 길어 외래 방문 당시 LCP 질환 이외 환자의 전신 상태에 따라 고관절 운 동범위가 다소 다르게 측정될 수 있다는 등의 측정값 신뢰성에 문제는 있었으나 각 병원 별로 한 사람이 같은 환자의 고관절 운동 범위를 3년 동안 계측하여 계측자 내의 오차는 비교적 적 은 편이었다. 통계학적 분석에 있어 치료 결과(Stulberg I &
II, 우수; III, 양호; IV & V, 불량)는 비수술적 치료군 206예 (치료를 받지 않은 군 23예, 보조기 사용군 113예, 고관절의 운 동범위를 유지하기 위하여 물리 치료와 운동만 시행한 군 70예) 와 수술적 치료군 119예(근위 대퇴골 내반 절골술 시행군 49예, Salter 골반골 절골술 시행군 70예)로 나누어 분석하였다. 이는 특히 수술적 치료를 시행한 경우와는 달리 비수술적 치료군의 경우 각 치료 방법이 어느 정도로 엄격하게 시행되었는지 알 수 없어 비수술적 치료군으로 통합하여 분석하였다.
고관절 운동범위의 측정은 특히 다른 관절과 달리 계측자 간 및 계측자 내의 오차가 많을 수 있어 4개월 간격으로 측정된 각 방향으로의 운동범위 자료를 분석해 10°단위로 각각 나누어 그 각도 이하로 관절 운동이 감소되는 빈도를 분석하였다. 분석은 먼저 고관절 외전 운동 범위가 진단 이후 3년 동안 1) 한번도 외전 10°이하로 감소되지 않은 군, 2) 1-2회 외전 10° 이하로 감소된 군, 3) 한번도 외전 20°이하로 감소되지 않은 군, 4) 1- 2회 외전 20°이하로 감소된 네 군으로 나누었다. 이들 대상군 은 다시 비수술적 치료 군과 수술적 치료 군으로 나누어 각각 외전 운동 제한 정도와 그 빈도에 따라 최종 Stulberg 결과와
비교 분석하였다. 그러나 수술적 치료 군의 경우 수술이 운동 제한 정도에 미치는 영향을 배제하기 위하여 수술 후 첫 4개월 간에 측정된 운동 범위는 본 연구에서 제외하였다. 외전 운동 범위에서와 같은 방법으로 각 방향의 운동 제한 정도를 굴곡 110°, 100°, 90°; 신전 0°; 내회전 20°, 10°; 외회전 20°, 10°를 기준으로 한번도 그 각도 이하로 감소되지 않은 군과 1-2회 그 각도 이하로 감소 한 군으로 나눈 후 최종 Stulberg 결과와 비 교 분석하여 어떤 방향에서 어느 정도의 운동 제한이 최종 결과 와 연관성이 있는지 알아보았다. 각 측정치들의 통계학적 처리 는 Fisher's exact test를 이용하여 분석하였으며 p값이 0.05 미 만인 경우 의의가 있는 것으로 보았다. 또한 각 방향에 대한 분 석 이후 어떠한 복합된 방향의 운동 제한이 최종 결과와 연관성 이 있는지는 Stepwise discriminant test를 이용하여 분석하였다.
결 과
1. 고관절 외전 운동 제한이 최종 결과에 미치는 영향 비수술적 치료 군에서 한번도 외전 제한이 20°이하로 감소하 지 않은 경우(Stulberg I&II, 48.81%; III, 25%; IV&V, 26.19%)는 1-2회 정도 가끔 20° 이하로 감소한 경우(Stulberg I&II, 31.62%; III, 44.44%; IV&V, 23.93%)에 비해 우수 (Stulberg I&II)의 빈도가 높았다(p=0.012). 그러나 비수술적 치료 군에서 외전 제한 10°및 수술적 치료 군에서는 이러한 통 계학적 의의를 찾지 못 하였다.
2. 각 방향의 운동 제한 정도와 최종 결과 사이의 분석 비수술적 치료군에 있어서 3년 동안 고관절 굴곡이 한번도 110°(p=0.00119)나 100°(p=0.014) 이하로 제한되지 않은 경 우, 외전이 한번도 20°(p=0.00149)나 10°(p=0.022) 이하로 제 한되지 않은 경우, 내전이 한번도 10°(p=0.033) 이하로 제한되 지 않은 군에서 우수(Stulberg I&II)의 빈도가 높았다(Table 1).
그러나 수술적 치료 군에 있어서는 이러한 통계학적 의의를 찾 아 볼 수 없었다(Table 2).
754 김휘택ㆍJohn A. Herringㆍ류총일
Flexion Never below 111° p=0.001*
Never below 101° p=0.014*
Never below 90° p=0.056 Extension Never below 0° (negative) p=0.558
Abduction Never below 21° p=0.001*
Never below 11° p=0.022*
Adduction Never below 21° p=0.051
Never below 11° p=0.033*
Internal Rotation Never below 21° p=0.109 Never below 11° p=0.368
Never below 1° p=0.284
External Rotation Never below 21° p=0.091 Never below 11° p=0.533
Never below 1° p=0.533
*The statistically significant ones are marked with an asterisk.
Table 1.Assessing the effect of all ranges of motion on outcome with pillar B and C (non-surgical treatment group: n=206)
Flexion Never below 111° p=0.078
Never below 101° p=0.174 Never below 90° p=0.114 Extension Never below 0° (negative) p=1.000
Abduction Never below 21° p=0.162
Never below 11° p=0.599
Adduction Never below 21° p=0.116
Never below 11° p=0.946 Internal Rotation Never below 21° p=0.213 Never below 11° p=0.172
Never below 1° p=0.312
External Rotation Never below 21° p=0.355 Never below 11° p=0.278
Never below 1° p=1.000
Table 2.Assessing affect of all ranges of motion on outcome with pillar B and C (surgical treatment group: n=119)
3. 조합된 방향의 운동 제한 정도와 최종 결과 사이의 분석 비수술적 치료군에 있어서 한번도 굴곡 110°, 외전 20°, 내전 20°이하로 제한되지 않은 조합에서 우수(Stulberg I&II)의 빈 도가 가장 높았다. 그러나 이들 세 운동 방향의 조합은 비수술 적 치료군 전체 환자들 중 약 44%에서만 결과를 정확히 예측할 수 있어 최종 결과 예측 능력을 크게 향상시키지는 못했다. 수 술적 치료 군에 있어서는 이러한 통계학적 의미를 가지는 조합 된 방향의 운동 제한을 찾지 못하였다.
고 찰
LCP병의 치료 원칙은 유치 개념에 있으며 이 경우 이환된 대퇴골두의 비구내 중심성 정복을 위해 좋은 고관절 운동 범위 의 유지가 필요하다. 고관절 운동 범위의 회복은 관절 연골의 영양을 풍부하게 할 뿐아니라 이환된 대퇴골두가 재골화를 이룰 때까지 골두를 비구내에 잘 유치시키는데 중요하다16,17). 이환된 대퇴골두의 비구내 유치 방법은 그간 변화가 있었다. 즉 비 체 중 부하를 원칙으로 외전 장하지 석고고정을 이용하여 이환된 대퇴골두를 비구내에 유치시켜 비구와 같은 모양의 대퇴골두를 얻을 수 있다는 정적인 유치 개념에서2) 체중 부하를 허용하는 동적인 유치 개념으로9) 변했으며, 근위 대퇴골의 내반 절골술과 골반골 절골술 등의 수술적 치료법도 소개되었다. 이러한 동적 인 유치 개념에 있어 고관절의 운동범위 유지는 매우 중요하여 초기에 견인4,13)과 함께 적극적인 물리치료와 내전근건 및 장요 근건 건절술이 시행되기도 한다. 관절 변형에 의한 운동장애 중 경첩 외전1,10)은 대퇴골두의 평편화와 함께 초기에 일어날 수 있 으며 이때 대퇴골두의 전외측은 비구내로 유치되지 않아 운동장 애를 유발할 수 있다. 이환된 골두가 골화되기전의 경우 비수술 적 혹은 수술적 방법을 이용하여 유치를 시도할 수 있으나 골두 에 골화가 이루어지면 유치가 힘들며 경우에 따라 외전 신전10) 혹은 외전 굴곡5) 대퇴골 절골술이 필요할 수 있다.
이환 당시의 나이는 LCP병의 최종 결과에 큰 영향을 미친다.
나이에 따라 괴사된 골두의 재골화가 이루어지는 기간 및 속도, 물리적 힘에 견딜 수 있는 골단의 최대 응력-변형 율은 골연령 6세를 기준으로 크게 다를 수 있다. 본 연구에서는 골연령이 6 세 이상의 환자에서 이 질환의 결과에 관여할 수 있는 많은 인 자들 중 고관절 운동 제한이 그 결과와 어떠한 연관성이 있는지 를 분석해 보았다. 각 방향에 대한 통계학적 분석 결과 비수술 적 치료를 받은 군에서 고관절 굴곡 110°(p=0.001) 및 100° (p=0.014), 외전 10°(p=0.022) 및 20°(p=0.001), 내전 10° (p=0.033)가 최종 Stulberg 결과와 통계학적 의의를 보였으나 수술적 치료 군에서는 이러한 연관성을 찾을 수 없었다. 이를 바꾸어 말하면 비수술적 치료를 받은 군에서 한번도 고관절 굴 곡이 110°나 100°이하로 제한되지 않거나 외전이 한번도 20°나 10°이하로 제한되지 않는 경우나 내전이 한번도 10°이하로 제 한되지 않은 경우 최종 Stulberg 결과에서 통계학적 의미를 가 질 만큼 많은 우수(Stulberg I&II)의 결과를 보였다는 것이다.
또한 어떤 복합된 방향의 운동제한이 최종 결과와 연관성이 가 장 많은지를 조사한 결과 비수술적 치료 군에 있어서 한번도 굴 곡 110°, 외전 20°, 내전 20°이하로 제한되지 않은 조합에서 우 수(Stulberg I&II)의 빈도가 가장 높았으나 그 정도는 44%였 다. 이는 한번도 굴곡 110°, 외전 20°, 내전 20°이하로 제한되지 않은 100명의 환자들 중 44명만 우수(Stulberg I&II)의 결과를 보였다는 말로 해석할 수 있으며 나머지 56명의 경우 비록 이러 한 조합의 운동범위 제한을 보인다 하더라도 Stulberg III 혹은 IV와 V 등의 결과를 보여 운동제한 정도 이외의 여러 가지 요 소들이 LCP병의 최종 결과에 간여함을 간접적으로 암시한다고 생각되었다.
본 연구의 결과를 보면 LCP병에 있어 일반적으로 외전 및 내회전 장애가 현저한 것과 달리 굴곡, 외전, 내전 운동 제한이 최종 결과와 연관성이 있는 것으로 나타났다. 이는 대퇴골 두의 아탈구 방향과 골두의 변형 기전8,14,15)을 생각할 때 이환된 골두 는 비구의 전외측 방향으로 돌출하여 경첩 외전6,18)을 형성하며 이때 굴곡 및 외전의 운동 제한이 나타날 수 있다는 사실과 무 관하지 않을 것으로 생각된다. 심한 경우 골두는 넓적하게 되어 버섯모양을 하며 대퇴 경부도 짧아져3) 경첩 외전을 일으킬 수 있다. 삼차원 영상5,7)을 이용한 LCP병의 변형된 대퇴골두 모양 은 이차원 단순 방사선 사진에서 인지되는 모양과 크게 다르다.
삼차원적 분석시 전외측의 돌출된 부분의 대퇴골두는 외전-내회 전에 의해 비구 내로 유치시킬 수가 없다. 한편 Rab 등11,12)은 대퇴골두 유치에 대한 연구에서 골두의 유치는 비교적 덜 이환 된 대퇴골두 부위를 비구의 체중부하 부위에 위치시킬 수 있다 고 하더라도 광범위하게 이환된 대퇴골두의 경우 역학적인 면에 서 장점을 얻을 수 없다고 하였다. 그러나 본 연구의 결과를 볼 때 비수술적 치료군과 달리 수술적 치료군의 경우 이러한 운동 제한 정도와 최종 결과 사이에 통계학적 연관성을 찾을 수 없었 다는 것은 수술적 치료가 고관절의 생역학적인 면에서 변화를 일으켜 치료 결과에 영향을 미쳤을 것이라고 생각된다.
LCP병의 최종 결과에 영향을 미치는 인자는 매우 다양하다.
본 연구에서는 이 질환의 예후에 가장 중요한 이환 당시의 나이 와 대퇴골두 이환 정도는 배제하고 단순히 관절 운동 범위와 최 종 결과 사이의 상호 관계를 통계학적으로 분석하였다. 그 결과 비록 나이나 골두의 이환 정도에서와 같은 강한 연관성은 없었 으나 특정한 치료군에서 특정한 방향의 고관절 운동범위 제한 정도와 최종 결과 사이에 통계학적 의의를 보여 LCP병에서 고 관절 운동제한 정도는 특히 보존적 치료군에서 최종 결과를 예 측할 수 있는 인자임을 알 수 있었다. 그러나 운동 제한 정도가 최종 결과에 어떠한 직접적 혹은 간접적 영향을 미치는지에 대 해서는 향후 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.
요 약
LCP병에 있어 고관절 운동 제한 정도는 대퇴골두의 이환 정 도에 비례한다고 볼 수 있으며 이러한 운동 제한의 정도는 특히
LCP병 환자의 고관절 운동 제한이 최종 결과에 미치는 영향 755
756 김휘택ㆍJohn A. Herringㆍ류총일
비 수술적 치료군의 최종 치료 결과를 예측하는데 도움을 줄 수 있다. 수술적 치료군의 경우 대퇴골두에 가해지는 역학적 힘이 수술적 치료에 의해 분산되고 힘의 전달에 변화를 일으켜 치료 결과를 변화시킬 수 있다.
참고문헌
1. Catterall A: Adolescent hip pain after Perthes’ disease. Clin Orthop, 209:
65-69, 1986.
2. Harrison MHM and Menon MPA: LCP disease. The value of roentgeno- graphic measurement in clinical practice with special reference to the broom- stick plaster method. J Bone Joint Surg, 48-A: 1301-1318, 1966.
3. Katz JF: Late modelling changes in Legg-Calve-Perthes disease (LCPD) with continuing growth to maturity. Clin Orthop, 150: 115-124, 1980.
4. Killian JT and Niemann KM: Preoperative skeletal traction in Legg- Perthes disease. South Med J, 78: 928-932, 1985.
5. Kim HT and Wenger DR: “Functional retroversion” of the femoral head in Legg-Calve-Perthes disease and epiphyseal dysplasia - analysis of head-neck deformity and its effect on limb position using 3DCT. J Pediatr Orthop, 17: 240-246, 1997.
6. Kim HT and Wenger DR: Surgical correction of functional retrover- sion and functional coxa vara in late Legg-Calve-Perthes disease and epi- physeal dysplasia: correction of deformity defined by new imaging modali- ties. J Pediatr Orthop, 17: 247-254, 1997.
7. Kim HT, Eisenhauer E and Wenger DR: The “sagging rope sign” in avascular necrosis in children’s hip disease - confirmation by 3DCT stud- ies. Iowa Orthop J, 15: 101-111, 1995.
8. Moseley CF: The biomechanics of the pediatric hip. Orthop Clin North Am, 11: 3-16, 1980.
9. Petrie JG and Bientac I: The abduction weight bearing treatment in Legg-Perthes disease. J Bone Joint Surg, 53-B: 54-62, 1971.
10. Quain S and Catterall A: Hinge abduction of the hip. Diagnosis and treatment. J Bone Joint Surg, 68-B: 61-64, 1986.
11. Rab GT: Containment of the hip: a theoretical comparison of osteotomies.
Clin Orthop, 154: 191-196, 1981.
12. Rab GT, DeNatale JS and Herrmann LR: Three-dimensional finite element analysis of Legg-Calve-Perthes disease. Arch Orthop Trauma Surg, 100: 163-166, 1982.
13. Reinker KA: Early diagnosis and treatment of hinge abduction in Legg- Perthes disease. J Pediatr Orthop, 16: 3-9, 1996.
14. Salter RB: Current concept review: the present status of surgical treat- ment for Legg-Calve-Perthes disease. J Bone Joint Surg, 66-A: 961-966, 1984.
15. Salter RB: The pathogenesis of deformity in Legg-Calve-Perthes disease:
an experimental investigation. J Bone Joint Surg, 50-B: 436, 1968.
16. Salter RB, Simmonds DF, Malcolm BW, Rumble EJ, MacMichael D and Clements ND:The biological effect of continuous passive motion on the healing of full-thickness defects in articular cartilage. An experimen- tal investigation in the rabbit. J Bone Joint Surg, 62-A: 1232-1251, 1980.
17. Salter RB: Legg-Perthes’ disease: the scientific basis for the methods of treatment and their indications. Clin Orthop, 150: 8-11, 1980.
18. Snow SW, Keret D, Scarangella S and Bowen JR: Anterior impinge- ment of the femoral head: a late phenomenon of Legg-Calve-Perthes dis- ease. J Pediatr Orthop, 13: 286-289, 1993.
19. Stulberg SD, Cooperman DR and Wallenstein R: The natural his- tory of Legg-Calve-Perthes disease. J Bone Joint Surg, 63-A: 1095-1108, 1981.
