단순 방사선과 자기 공명 영상을 이용한 경골 근위부의 후 경사각의 측정

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목 적 :단순 방사선 사진 상에서 측정되는 경골 고평부의 후 경사각과 자기 공명 영상을 이용하여 측정된 반월상 연골 경사각을 포함한 경골 근위부의 후 경사각을 연구하고자 하였다.

대상 및 방법 : 슬관절부 동통을 주소로 내원 한 환자중 90명 102예 슬관절에서의 반월상 연골의 전경사각을 계측하였으 며, 내측이 39예, 외측이 63예이었고, 이들 계측 대상의 평균 연령은 33.3세(8-66세)였으며, 남자가 56명, 여자가 34명이었 다. 관절경을 시행하여 반월상 연골에 병변이 없는 것이 확인된 내, 외측 반월상 연골의 자기 공명 영상의 시상면 사진상 전각부와 후각부의 상면을 연결한 선과 경골 고평부의 경사 선을 도식한 후 두 선간의 각도를 반월상 연골의 전 경사각이 라 정의하여 계측하였다.

결 과 : 내측 반월상 연골 전, 후각부의 상면의 연결선과 경골 고평부의 접선이 이루는 각도, 즉 내측 반월상 연골의 전 경사각은 평균 6.2도(2.5-9도)였고, 외측 반월상 연골의 전 경사각은 평균 5.3도(1-15도)였으며 평균적인 반월상 연골의 전 경사각은 5.8도였다. 내외측 반월상 연골은 경골 고평부의 후 경사에 비해 전례에서 전 경사를 이루고 있었다.

결 론 :경골 근위부의 후 경사각은 골성 경골 후 경사각에 비해 반월상 연골의 전 경사각 만큼인 평균 5.8도 정도가 보정 되므로 슬관절 전치환술시 경골 연골에 평행하게 경골 근위부를 절제하는 경우에는 폴리에틸렌 삽입물 자체에 후 경사가 없는 경우라 하더라도 과장된 후 경사각을 초래하게 되어 굴곡시의 불안정성을 초래할 가능성도 고려해야 할 것으로 사료 된다.

색인 단어 : 슬관절, 경골 고평부 후경사각, 반월상 연골 전경사각, 슬관절 전치환술

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단순 방사선과 자기 공명 영상을 이용한 경골 근위부의 후 경사각의 측정

최충혁∙김종헌∙정현기∙최용현

한양대학교 의과대학 정형외과학교실

서 론

경골 근위부의 후 경사각은 2-10도를 형성하고 있어⁸⁾ 슬관절 전치환술시 경골 근위부의 골 절제각은 이를 기준으로 시행하고 있으며, 환자의 경골 고평부의 후 경사각의 재현이 골질의 강도 와 관절 운동 범위 특히 굴곡 범위의 향상을 얻을 수 있어⁷⁾ 권 유되고 있다. 그러나 슬관절 전치환술시에 경골 삽입물의 후 경 사각은 삽입되는 폴리에틸렌 자체의 후 경사각까지도 고려해야 함은 물론, 슬관절 전치환술시 골절제는 인위적이지만 연부 조 직은 환자 자신의 연부 조직을 이용하여 균형을 이루는 것이므 로 가급적 환자 자신의 해부학적 형태를 복원하여 대치하는 것 이라 사료되므로 방사선학적으로 가시화 될 수 있는 경골 고평 부의 후 경사각만으로 결정한다면 반월상 연골 등의 연부 조직 의 해부학적인 형태를 무시하는 것이 될 것으로 추측된다. 이에 본 교실에서는 단순 방사선 사진 상에서 계측되는 경골 고평부

의 후 경사각과 자기 공명 영상에서 측정할 수 있는 반월상 연 골의 후 경사각을 포함한 경골 근위부의 후 경사각과의 차이를 연구하고자 본 연구를 시행하였다.

연구 대상 및 방법

1997년 5월부터 1999년 5월까지 본 교실에 슬관절부 동통을 주소로 내원한 환자 중 술전에 자기 공명 영상을 촬영하고 관절 경을 시행하여 반월상 연골에 병변이 없다고 확인된 총 90명 102예의 반월상 연골 후 경사각을 계측하였으며, 내측이 39예, 외측이 63예였다. 이들의 평균 연령은 33.3세(8-66세)였고 남자 가 56명, 여자가 34명이었다. 자기 공명 영상의 시상면 사진 상 에서 내, 외측의 반월상 연골의 전각부와 후각부의 상면을 연결 한 선과 각각의 내, 외측 경골 고평부의 접선을 도식하였다(Fig.

1). 반월상 연골의 전후각 상면의 연결선은 경골 고평부의 후 경사에 비해 전례에서 전 경사를 이루고 있어, 반월상 연골의 전후각 상면 연결선과 경골 고평부의 접선사이에 이루는 각을 반월상 연골의 전 경사각이라 정의하였다. 측정에 사용된 자기 공명 영상 사진은 각 각의 경우에 경골 내과 및 외과의 중간면 을 촬영한 시상면 사진을 사용하여 계측하였으며 4 mm 간격의 569

569 통신저자 : 최 충 혁

서울시 성동구 행당동 17 한양대학교 의과대학 정형외과

TEL: 02-2290-8483, 8485∙FAX: 02-2299-3774 E-mail: chhchoi@email.hanyang.ac.kr

*본 논문의 요지는 제 43차 대한정형외과학회 추계학술대회에서 구연되었음.

촬영이어서 촬영된 자기 공명 영상이 경골과의 중간면을 촬영하 지 못한 경우는 제외하였다. 또한 대퇴골과나 경골과의 골절이 있거나 자기 공명 영상 상 반월상 연골에 II등급 이상의 변화가 있는 경우, 류마토이드 관절염 등의 염증성 질환, 원판형 반월상 연골 등은 본 연구에서 제외하였으며, 슬관절경 소견 상 관절 연골에 III등급 이상의 병변이 있었던 경우도 제외하였다. 단순 방사선 사진 상 경골 고평부의 후 경사각을 측정하는 데에 있어 서는 Brazier 등²⁾이 측정한 6가지 기준 중 경골 간부의 해부학 적 축을 기준으로 경골 고평부의 후 경사각을 측정하였다.

내, 외측의 반월상 연골의 전 경사각의 차이에 대한 유의성 검정은 Students t-검사를 사용하였고, 자기 공명 영상에서 측 정한 계측치의 측정자간의 차이가 있는지는 저자 중 2명이 각각 측정하여 유의한 차이가 있는지를 검정하였고, 측정 시기간의 차이가 있는지는 저자 중 1인이 1개월 간격으로 재 측정하여 측 정치의 유의한 차이가 있는지는 Pearson Correlation Coeffi- cient를 이용하여 판별하였으며, 모든 통계적 방법은 SPSS를 이용하였다.

결 과

자기 공명 영상 상에서의 계측으로는 경골의 해부학적 축을 계측하기가 어려우므로 단순 방사선 사진 상 경골 고평부의 후 경사 측정 방법으로 Brazie 등²⁾이 제시한 6가지 방법 중 경골 간부의 중심축을 기준으로 하는 방법으로 단순 방사선 사진 상 에서의 경골 고평부의 후 경사각을 측정하였다. 단순 방사선 사 진 상 경골 간부의 해부학적 축을 기준으로 계측한 경골 고평부 의 후 경사각은 평균 10.1±3.6도였다.

자기 공명 영상을 이용하여 경골 내과 및 외과 각각의 중심을

지나는 시상면 상에서 반월상 연골의 전각부의 상면과 후각부의 상면을 연결한 선과 경골 내과와 외과의 고평부를 연결한 선 사 이의 각도를 측정하여 이 각도가 단순 방사선 사진 상에서 측정 되는 경골 고평부의 후 경사에 보정 하여야 할 각도라 간주하여 이를 측정하였다. 자기 공명 영상에서 계측된 내측 반월상 연골 의 전 경사각은 평균 6.2±1.5도(2.5-9도)였고, 외측 반월상 연 골의 전 경사각은 평균 5.3±2.7도(1-15도)로 내, 외측 반월상 연골간의 전경사각의 차이는 Students t-검사상 유의한 차이를 보였으나 서로간의 상관성은 없었다(t=2.26, P<0.05). 내, 외측 반월상 연골의 평균 전 경사각은 5.8도였다. 자기 공명 영상에서 측정한 계측치에 대한 측정자간의 차이는 없었으며(상관계수

=0.673(내측), 0.929(외측)), 측정시기에 따른 계측치의 차이 도 없었다(상관계수=0.799(내측), 0.969(외측)).

고 찰

경골 고평부의 후 경사각은 일반적으로 2-10도의 후 경사각 을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며⁸⁾, Genin 등⁶⁾은 단순 방 사선 사진상 경골 고평부의 후 경사각은 0-18도의 다양한 변위 를 가진다고 하였지만 Jiang 등¹⁰⁾은 단순 방사선 사진상 내측 경골 고평부의 평균 후 경사각은 10±4도(0-20도)로 나이나 성 별 그리고 관절염에는 영향을 받지 않는다고 하였으며, Matsu- da 등¹²⁾은 자기 공명 영상을 이용한 계측상 내측 경골 고평부는 10.7도(5-15.5도), 외측 경골 고평부는 7.2도(0-14.5도)의 후 경 사각을 보인다고 보고한 바도 있다. 슬관절 전치환술시 경골 근 위부 절제시에 경골 관절면에 평행한 절제를 일반적인 원칙으로 하여 대개 6-10도의 후 경사각을 유지한 채로 경골 근위부 절제 를 권유하고 있으며¹⁾, Hofmann 등⁷⁾은 슬관절 전치환술시에

A B

Fig. 1.(A) The measurement of angle between medial meniscal slope and medial bony slope. (B) The measurement of angle between lateral meniscal slope and lateral bony slope.

경골 근위부 절제시에 관절면에 평행하게 절제하는 것, 즉 후 경사각을 유지한 채로 절제해야만 골질이 좋아 함몰 등의 합병 증을 줄일 수 있다고 주장한 바도 있다. Dorr과 Boiardo⁴⁾는 슬 관절 전치환술 후 슬관절의 굴곡을 원할하게 하고 계단을 쉽게 내려가며 의자에서부터 쉽게 일어날 수 있으므로 5-10도 정도의 후 경사각 유지를 권유하였고, Morgan 등¹⁴⁾과 Laskin¹¹⁾은 슬 관절 전치환술후 추시 시에 후 경사가 적은 경우에 많은 실패율 을 보고하기도 하였으며, Singerman 등¹⁶⁾은 후방 십자 인대에 가해지는 응력이 후 경사각이 5도일 때가 8도나 10도일 때 보다 크며 관절 운동 범위도 감소된다고 보고한 바도 있다. 그러나 Ewald 등⁵⁾은 kinematic 슬관절 전치환술시 경골 치환물의 이 상적 후 경사각은 0도라고 주장한 바 있으며, DeJour과 Bon- nin³⁾도 체중 부하 단순 방사선 사진 상 경골 근위부의 후 경사 각이 10도 증가 시마다 6 mm의 경골 전방 전위가 된다고 보고 하였고, Migaud 등¹³⁾도 경골 근위부의 후 경사각이 경골의 전 방이동에 영향을 주는 가장 중요한 인자로서 후 경사각이 10도 증가하면 체중 부하 시 경골의 전방이동이 5.6 mm 증가된다고

보고하면서 운동 범위의 증가를 위해서나 경골과 인공 삽입물간 의 간섭을 막기 위해 경골 후 경사각의 증가는 체중 부하 시 높 은 경골 전방 전이를 나타내며 이는 경골의 폴리에틸렌 삽입물 의 수명을 감소시킨다고 하였다. 또한 Whiteside와 Amador¹⁷⁾ 는 경골 근위부의 7도정도의 후 경사각을 갖는 경우 슬관절 굴 곡시 내반-외반시 그리고 전후방 긴장력에 대해 이완을 보이며, 후 경사각이 없거나 3도 정도의 후 경사각인 경우에 굴곡-신전 시에 안정성을 보인다고 하였다. 또한 Piazza 등¹⁵⁾은 후 경사각 이 있는 경우의 후방 십자 보존형 슬관절 전치환술 시에는 관절 운동 범위가 증가하나 후방 십자 대치형 슬관절 전치환술 시에 는 후 경사각의 효과가 없다고 보고하였으며, Singerman 등¹⁶⁾ 도 슬관절 전치환술시 후방 십자 인대의 보존 시는 5도의 후 경 사각으로 굴곡범위를 증가시킬 수 있으나 후방 십자 인대 대치 형에서는 후 경사각의 효과를 기대할 수 없다고 보고한 바 있다.

그러나 슬관절 전치환술시 경골 근위부 절제후 평행한 경골삽 입물 만을 삽입하는 것이 아니라 후 경사각을 가진 폴리에틸렌 으로 만들어진 삽입물을 추가하기 때문에 실제적인 경골 근위부 의 재현을 위해서는 골성 후 경사만을 고려하기보다는 반월상 연골의 전 경사각까지도 고려해야하는 것이 더욱 정확하리라고 사료된다(Fig. 2). 즉, 단순 방사선 사진 상의 경골 고평부의 후 경사각은 반월상 연골의 두께와 경골 고평부의 연골을 고려하지 않은 단순한 해부학적인 경골 고평부의 골성 경사도이며, 이는 반월상 연골의 전각부 보다 후각부의 두께가 보다 두꺼운 것을 고려하면 슬관절 전치환술시 재현되어야 하는 경골 고평부의 후 경사각은 단순 방사선 사진 상 측정되는 후 경사각보다는 반월 상 연골의 경사도만큼 보정이 되어야 한다고 사료된다.

본 연구의 결과상 반월상 연골의 전 경사각과 골성 후 경사각 간에 평균 6도 가량의 차이가 있으며 반월상 연골의 전 경사각 이 골성 후 경사각보다 완만하여 경골 근위부 축과 직각에 가까 운 후 경사를 보인다고 보고한 Jenny 등⁹⁾의 결과와 일치하는

*, Pearson Correlation coefficient.

medial menniscal slope angle

lateral meniscal slope angle

bony slope angle

No if cases 39 63 102

Mean (degrees) 6.22 5.32 10.06 Range (degrees) 2.5-9 1-15 2-21 Standard Deviation 1.48 2.67 3.64 Inter- P-C co.* 0.673 0.929

observer P 0.729 0.289 Intra- P-C co.* 0.799 0.969 observer P 0.339 0.083

Table 1.Correlation between medial and lateral meniscal slope and bony slope angle

A B

Fig. 2.The posterior slope angle of tibial component including polyethylene insert.

R

반월상 연골의 전, 후각부의 상면 측정에는 비교적 어려움이 없 었으나 내측 반월상 연골의 전, 후각부의 상면을 결정할 때에는 어려움이 있었으며, 실제로 이에 대한 측정자간, 그리고 측정 시 기간의 차이를 Pearson Correlation Coefficient (상관 계수)를 이용하여 검증한 결과 의미 있는 차이는 없었으나 상관 계수 수 치상 외측보다는 낮은 것으로 보아서 역시 내측 반월상 연골의 상면 결정 시에는 다소 문제점이 있음을 의미하였고, 자기 공명 영상 촬영시의 슬관절 굴곡 위치에 따라 반월상 연골의 위치 변 화가 초래될 수 있다는 점, 그리고 경골과의 중심 시상면 설정 등에 어려운 점들이 제한점으로 사료되었다.

결 론

본 연구의 결과상 경골 고평부와 반월상 연골의 전 후각 상면 을 연결한 선간에 내측은 6.2도, 외측은 5.3도의 차이가 있어, 이는 골성 경골 후 경사 이외에, 반월상 연골 등의 연부 조직의 영향으로 추정되며, 연부 조직 등의 전경사각은 평균 5.8도 정도 가 되는 것으로 사료된다. 따라서 슬관절 전치환술시 경골 근위 부의 골성 고평부 만을 기준으로 경골 근위부를 절제하는 경우 에는 폴리에틸렌 삽입물 자체에 후 경사가 없는 경우라 하더라 도 평균 5.8도 정도의 반월상 연골 등의 연부 조직의 형태적인 요소는 배재가 된 과장된 후 경사각을 초래할 수 있는 것으로 추측되어, 추후 이에 대한 사체 연구 등을 통하여 폴리에틸렌 삽입물의 형태 변화나 연부 조직의 형태학적인 영향과 이로 인 한 굴곡시의 불안정성 등에 관하여 보다 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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Purpose :The aim of this study was to determine the anatomic proximal tibial posterior slope angle by measuring the true posterior slope angle of the proximal tibia and the meniscal slope angle by MRI.

Materials and Methods :We measures 102 meniscal and tibial plateau slope angles, including 39 medial and 63 lateral sides. The average age of the patients was 33.3 years (8-66). We mea- sured the meniscal slope angle form MRIs of the patients, with confirmed no pathologic abnormali- ty of the meniscus by arthroscopy. We traced the line between the upper margins of the anterior and posterior horn of the medial and lateral menisci, and the proximal tibial plateau line. The angle between the two lines was considered as the meniscal slope angle.

Results : The medial meniscal slope angle between the medial meniscal slope and the medial tibial bony slope averaged 6.2 degrees (2.5-9) and 5.3 degrees (1-15) in the lateral, side, an overall average angle of 5.8 degrees.

Conclusion :This results suggests that the proximal tibial meniscal slope is less oblique than the usually measured bony slope at about 5.8 degrees. The authors suggest the proximal tibial cutting slope with 5.8 degrees less posterior tilt than bony slope angle.

Key Words : Knee, Proximal tibial slope, Meniscal slope angle, Total knee replacement arthro- plasty

Measurement of Posterior Slope Angle of the Proximal Tibia by MRI and X-ray

Choong Hyeok Choi, M.D., Jong Heon Kim, M.D., Hyun Kee Chung, M.D., and Yong Hyun Choi, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Hanyang University College of Medicine, Seoul, Korea

Abstract

Address reprint requests to Choong Hyeok Choi, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, Hanyang University Hospital 17 Haengdang-dong, Sungdong-ku, Seoul 133-792, Korea Tel : +82.2-2290-8483, 8485, Fax : +82.2-2299-3774 E-mail: chhchoi@email.hanyang.ac.kr

�일 시: 2002년 7월 4일-6일

�장 소: 강원도, 피닉스파크 리조트

�초록마감: 2002년 4월 30일

�초록제출: 사무국

�조직위원장: 서울시 동대문구 회기동 1 경희대학병원 정형외과 유명철 교수(우: 130-702)

Tel: 02-958-8364/967-1638 Fax: 02-966-0015

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�사 무 국: 서울시 중구 소공동 51

Marine Center New 빌딩 5층 한진관광(우: 100-770) Tel: 02-726-5556

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