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통신저자：이 주 홍
561-712, 전북 전주시 덕진구 금암동 634-18 전북대학교병원 정형외과
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전방십자인대 이중 다발 재건술
전북대학교 의학전문대학원 정형외과학교실
이 주 홍
Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction
Ju Hong Lee, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Chonbuk National University Medical School, Jeonju, Korea
A recent growing interest in double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction (DBACLR) reflect the effort of producing better clinical outcomes in traditional single-bundle reconstruction, which showed considerable rate of dissatisfaction in restoration of stability and function of the anterior cruciate ligament deficient knee. There is plenty of evidence that DBACLR has theoretical advantages in anatomical, biomechanical, biological, kinematical, and possibly clinical standpoint compared with traditional one but still a lack of available clinical outcome studies with sufficient follow-up to demonstrate the real advantages of DBACLR. The aim of this article is to review the evidence to support double-bundle technique and to address controversy exists over the usefulness of this technique.
Key Words: Anterior cruciate ligament, Reconstruction, Double-bundle technique
서 론
자가 또는 동종 이식건을 이용하여 관절 운동에 따라 길이 변화가 적은 전내측 다발만을 재건하는 전통적인 전 방십자인대 재건술은 80∼90%의 높은 성공률을 보이지 만, 기존의 실패율과 함께 재건이 잘 된 경우라도 지속적 인 슬관절 동통과 불안정성을 호소하는 환자가 상당수 존 재하며 격한 스포츠 활동 시 경골의 회전에 대한 제어를 손상 전 수준으로 회복시키지 못한다는 보고가 있다
3,6,8,9,11)
. 그리고 Lohmander 등
20)은 단일 다발 재건술을
시행하고 12년의 장기 추시에서 방사선상 슬관절 퇴행성 변화가 환자의 93%에서 관찰되었고, Jonsson 등
17)도 단일
다발 재건술 시행하고 2년 후 pivot shift 검사 양성인 환 자는 낮은 기능적 결과와 함께 5∼9년 추시에서 퇴행성 변화를 보고한 바 있다. 이는 오랜 기간에 걸쳐 우수한 임 상적 결과와 안정성 회복이 입증된 단일 다발 재건술이 향후 개선의 여지가 있음을 의미하며 특히 재건술 후 속 발되는 퇴행성 변화를 막기 위해서 회전 안정성을 포함한 정상적인 슬관절 운동역학 회복의 중요성이 강조되고 있
다
1,19,32). 1980년대에 처음 소개한 전방십자인대 이중 다
발 재건술은 지속적인 해부학 및 생역학적 연구를 토대로
기존의 재건술 결과를 향상시키기 위해 발달되었고 다양
한 술기로 시도되면서 진화를 거듭하고 있다. 그러나 이중
다발 재건술을 선택하여 시행하려는 움직임이 과연 필요
한지 그리고 환자에게 만족스러운 결과를 주는지에 대해
서 논란이 있다. 이에 저자는 근래에 시행되고 있는 전방
십자인대 이중 다발 재건술의 이론적 근거가 된 해부학적,
생역학적, 생물학적, 그리고 운동역학적 연구 외에 다양한
술기와 이에 관련된 문제점, 그리고 임상적 결과를 발표한
문헌들을 정리하였다.
1. 해부학
Girgis 등
9)이 전방십자인대가 두 다발로 이루어졌음이 보고된 이래 일부에서 중간 다발(intermediate bundle)의 존재를 언급하기도 하였지만 경골 부착부 위치에 따라 전 내측 다발(Anteromedial bundle: AMB)과 후외측 다발 (Posterolateral bundle: PLB)로 구분하는 것이 전방십자 인대의 구조를 이해하고 기술하는데 가장 적합한 모델로 여겨지고 있다
2,5,13).
대퇴골 부착부는 대퇴골 외과 내측면 후상방에 반달 형 태로 수직으로 세워져 있으며 길이는 13∼25 mm, 너비는 6∼13 mm로 다양한 크기와 형태를 보이고 경골 부착부 는 내측 경골극의 전외방에 비교적 넓게 부착하고 있으며 평균 전·후방 길이는 17 mm (범위: 14∼21), 너비는 11 mm (범위: 8∼12)이다. 주행은 전내측 및 원위부로 진행 하면서 경골부에 부착하는데 인대의 평균 길이는 32 mm (범위: 22∼41), 너비는 10 mm (범위: 7∼12)이다. 단면 적은 어떤 기하학적인 형태를 규정하기 어려울 정도로 불 규칙하고 굴곡 각도에 따라 그 모양이 변하지만 일반적으 로 전·후방 방향으로 길고 대퇴에서 경골로 진행하면서 단면적이 증가하는데
2,5,9)Harner 등
13)은 경골과 대퇴 부 착부에서의 단면적이 중간 실질부에 비해 약 3.5배 이상 넓어 정확한 터널 형성을 어렵게 한다고 하였다.
경골과 달리 대퇴골 외과에서 각 다발의 해부학적 위치 를 규정하기 위해서는 전통적으로 사용된 시계 방향 (o’clock)이 아닌 ‘over the top’이나 연골 경계로부터의 거리로 기술되는 것에 익숙해야 하는데 이는 관절경이 슬 관절 90도 굴곡에서 시행되기 때문이다. 많은 연구자에 의한 해부학적 위치가 존재하지만 Zantop 등
41)은 슬관절 90도 굴곡위에서 PLB의 대퇴 부착부 중심은 얕은 (shallow) 연골 경계에서 6.5 mm (±0.9), 하방 연골 경 계에서 5.8 mm (±0.6)에 위치하고 AMB는 얕은 연골 경계에서 18.9 mm (±0.5), notch의 roof에서 5.3 mm (±0.7) 위치한다고 기술하였다. 또한 경골에서의 각 다발 위치는 외측 반월상 연골판의 전방 부착부 중심으로부터 의 거리로 측정하는데 PLB는 11.2 mm (±1.2) 후방, 4.1 mm (±0.6) 내측에 위치하고, AMB는 2.7 mm (±0.5) 후방, 5.2 mm (±0.7) 내측에 존재한다. 시상면 방사선 사진에서 Bernard 방법을 이용한 계측에서 대퇴골의
AMB와 PLB 중심은 대퇴골 외과의 최후방 연골하골로부 터 각각 22.3%와 53.6%, 그리고 Blumensaat’s line으로부 터 18.5%와 29.3%에 위치하며, Staubli 계측 방법에 의한 경골의 AMB 중심은 경골 최대 직경의 30%, PLB 중심은 44%에 위치하는데 PLB 중심은 단일 다발 재건 시 경골 터널 위치에 해당한다.
2. 생역학
전방십자인대는 AMB와 PLB, 두 다발로서 기능상 구
분되어 이루어졌으며, 관절 각도에 따라 각 다발의 장력이
다르고 상호 관계를 유지하면서 움직인다. 즉, 굴곡 시
AMB 장력은 증가하고 PLB 장력은 감소하며 각 다발은
서로 교차하는 반면 신전에는 PLB 장력 증가, AMB 장력
감소, 그리고 각 다발은 서로 평행한 주행을 보인다
5).
Sakane 등
27)은 110 N의 전방 전위력을 가하면 AMB의 in
situ force는 대부분의 관절 운동 범위에서 비교적 일정하
나 PLB는 0∼45도 굴곡 범위에서 AMB보다 높은 in situ
force를 보이고 특히 15도 굴곡에서 PLB의 in situ force
가 가장 높아 슬관절이 거의 신전된 상태에서는 AMB에
비해 PLB가 전방 안정성에 더욱 중요한 역할을 한다고
보고하였다. 또한 Gabriel 등
7)은 전방 전위력에 대해
AMB는 60도 굴곡, PLB는 신전으로 갈수록 in situ force
가 커지며 외반 및 내회전력을 동시에 가한 후 측정한 15
도와 30도에서의 in situ force는 AMB가 크지만 각도에
따른 차이가 거의 없는 반면 PLB는 30도에 비해 15도에
서 유의하게 in situ force가 커 신전에 가까울수록 회전
안정성에 많은 기여를 하므로 관절의 운동역학을 회복하
는데 PLB의 중요성을 강조하였다. Yagi 등
37)도 단일 또
는 이중 다발 재건술 모두 전방십자인대의 정상 생역학을
회복하지 못하지만 이중 다발 재건술은 단일 다발에 비해
전방 전위에 대한 in situ force가 정상 인대에 가깝고 외
반 및 내회전력에 대해 30도에서의 in situ force가 유의하
게 높아 회전력에 대한 생역학적 결과가 우수함을 보고하
였고 Mae 등
21)은 이중 다발 재건술을 실시한 환자의 생
역학적 연구를 통해 전방 전위력에 대한 각 다발의 힘 분
포가 정상 인대의 다발과 매우 유사함을 보여 주었으며
Morimoto 등
24)은 이중 다발 재건술이 대부분 낮은 굴곡
각도에서 정상적인 대퇴경골 접촉면적과 접촉 압력에 가
깝게 회복시키므로 장기 추시에서 언급되는 퇴행성 관절
염 발생의 빈도를 감소시킬 수 있을 것으로 보고하였다.
그런 반면 Markolf 등
22)은 simulated pivot shift test를 이용한 생역학적 사체실험을 통해 단일 다발 재건술로도 정상 슬관절 운동성 회복이 충분하며 정상적인 pivot shift sign을 회복하기 위해 술기가 복잡하고 시간이 소요되는 이중 다발 재건술의 필요성에 의문을 제기하였고 Streich 등
31)이나 Tsuda 등
34)은 회전 안정성 회복에 대한 노력은 기존의 재건술에서 대퇴 터널의 위치를 보다 수평하게 만 드는 것이 현실적이라고 주장하였다.
3. 생물학
이중 다발 재건술은 대부분 4개의 골 터널이 사용되며 각 다발에 해당하는 이식건이 위치하게 된다. 따라서 충분 한 이식건 치유에 필요한 터널 내 건의 길이를 아는 것이 중요하다. Yamazaki 등
38)은 생역학 동물 실험에서 5 mm 와 15mm의 건을 삽입하고 6주째 이식건과 골 사이의 ul- timate failure load와 linear stiffness에서 유의한 차이가 없으므로 터널 내 과도한 길이가 이식건의 고정강도와 경 도를 추가로 증가시키지 않으며 Zantop 등
40)은 대퇴골에 서의 이식건 길이를 25 mm에서 15 mm로 줄여도 별 영 향이 없다고 보고한 반면 Greis 등
12)은 터널 내 이식건 길 이를 최대로 하고 건과 터널 사이의 간격을 최소화하면 이식건의 인장강도를 높인다고 하였다. 또한 각 다발의 직 경이 단일 다발에 사용되는 이식건의 직경보다 얇으므로 터널과의 접촉면적 증가와 건 중심부까지의 신속한 혈관 재형성이 가능하여 건 치유에 긍정적이며 재활 중 재건한 인대에 가해지는 외력이 각 다발로 분산되므로 과도한 부 하를 피할 수 있어 이식건의 재형성과 성숙에 유리하고 골 터널 확장 빈도의 감소를 기대할 수 있다
18). 그리고 건-골 치유는 골-골 치유에 비해 충분한 기계적 안정성을 얻는 데 시간이 소요되므로 이를 줄이기 위한 많은 연구가 진 행되고 있다.
4. 수술 수기
이중 다발 재건술의 술기는 이식물의 선택, 터널 위치 및 형성 방법에 따라 다양한 방법이 고안되어 시행되고 있다. 가장 흔히 사용되는 이식물은 연부조직 이식건으로 자가 슬괵근과 전 또는 후 경골 동종건이 선호되며 그 외 슬개건, 대퇴사두건 등이 단독 또는 혼합형태로 사용되기 도 한다.
이중 다발 재건술에서 터널의 수는 대퇴부와 경골 각각에
두 개의 터널 형성이 일반적으로 선호된다. 그러나 경골 터널의 해부학적 위치나 형성 방법이 비교적 일치되는 것 과는 달리 대퇴골 터널은 경골관통(Tanstibial) 방법
18,25,31,34), 전내측 삽입구(Anteromedial portal)
15)또는 내측 보조 삽 입구(Accessory inferior medial portal)를 이용한 방법
36,39)이 있으며 해부학적 부착부 내에 두 개의 터널을 일관되 게 만드는 방법을 선택하는데 술자 간의 이견이 존재하고 있다. Giron 등
10)은 경골관통방법에 의한 대퇴골 터널 형 성 위치가 해부학적 위치에 비해 높거나 얕으므로 개선이 필요하거나 다른 방법 선택을 주장하였고 Zantop 등
39)은 해부학적 위치 내에 정확한 대퇴골 후외측 터널의 형성이 정상에 가까운 운동역학 회복의 관건이므로 내측 보조 삽 입구 사용을 주장하였다.
또한, 이중 다발 재건술시 가장 많은 논쟁 중 하나가 이 식건 고정 시 슬관절 굴곡 각도와 초기 장력 정도로서 각 이식건을 동일한 슬관절 굴곡 각도에서 동시에 고정해야 한다는 의견과 각 다발의 장력이 가장 높은 굴곡 각도에 서 분리해서 각각 고정해야 한다는 등 아직까지 일치된 의견은 없다. Pombo 등
26)은 AMB는 45∼60도 사이의 굴 곡, 그리고 PLB는 0∼15도 굴곡에서 고정을 주장하였고 Vercillos 등
35)은 두 다발을 15도 슬관절 굴곡에서 동시 고정하거나 AMB는 45도, PLB는 15도 굴곡에서 각각 고 정한 결과 모두에서 운동성은 회복되었고 AMB는 15∼45 도 사이의 굴곡, 그리고 PLB는 15도 굴곡에서 고정하는 것이 안전하다고 보고하였다.
이식건의 고정은 대퇴골에 있어서 피질외 고정방법인 Endobutton CL, 경골은 간섭나사, staple 또는 suture post 를 단독 혹은 혼합사용을 하며 연부조직 이식건이 주로 사용되므로 간접 고정에 따른 문제점을 해결하기 위해 관 절선 고정(Aperture fixation)을 주장하기도 한다
4). 전방십자인대 이중 다발 재건술을 가능케 한 기초적인 연구와 수술 술기의 발달은 전방십자인대 손상의 영역에 서 부분 손상에 대한 적극적인 치료를 가능하게 하였다.
즉 사고에 대한 병력 청취를 통해 파악된 사고 기전과 다 발의 손상 형태 사이에 상관관계가 있으며 이를 토대로 이학적 검사, 자기공명영상 및 관절경 시야에서 소견을 종 합하여 손상된 다발에 대한 선택적 재건을 시행할 수 있 다
29).
마지막으로 술 후 재활은 현재 연부조직 이식건을 이용
한 단일 다발 재건술에서의 재활과 큰 차이 없이 시행되
Table 1. Outcomes of Clinical Comparative Studies in
Latest 2 YearAuthor Number Follow up
(average) Outcome Järvelä (2007)
Muneta (2007) Streich (2008) Siebold (2008) Kondo (2008)
30S*∼35D† 34S∼34D 25S∼25D 35S∼35D 157S∼171D
14 mos‡ 25 mos 24 mos 19 mos 24 mos
Positive trend§ Positive trend No difference Positive trend Positive trend
*S: single-bundle reconstruction, †D: double-bundle recons- truction, ‡mos: months, §positive trend: positive in terms of stability
