대퇴 골두 무혈성괴사에서 양극성 고관절 반치환술
순천향대학교 의과대학 정형외과학교실
서유성・권중호・임수재・김연일・최창욱
－ Abstract －
Bipolar Endoprosthesis in Avascular Necrosis of the Femoral Head
You-Sung Suh, M.D., Jung-Ho Kwon, M.D., Soo-Jae Yim, M.D., Yon-Il Kim, M.D., Chang-Uk Choi, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Soonchunhyang University Hospital, Seoul, Korea
Purpose : To report the analysis of the clinical and radiological results of Bipolar endoprosthesis treatment in patients with avascular necrosis(AVN).
Materials and Methods : During 5 years and 7 months from January 1, 1990 to July 31, 1995, Bipolar endoprosthesis treatments, utilizing cementless stem have been performed in patients with AVN. For this study, 25 patients were followed up for 2 years minimum and 9 years and 7 months maximum with the average of 5 years and 1 month. We retrospectively analyzed the clinical results of Harris hip scores, thigh pain, and inguinal pain. In order to provide the statistical foundation for the comparison of acetabular erosion, we used x-rays of the acetabular cartilage from the anteroposterior view that were taken postoperatively each year for 4 years. These pictures were compared with the x- ray picture of the anteroposterior view that was taken immediately after the operation. The thickness of the acetabular cartilages has been measured with a caliper ; we found more than 50% acetabular ero- sion in the area between the acetabulum and the artificial cup. In the cases with more than 50% ero- sion, We investigated the effects of age, disease, process of AVN, type of stem, size and duration of the metal cup after insertion, and the occupation of the patient to determine risk factors for the erosion.
Results : After the operation, Harris hip score improved in overall from 46 to 80 points. We found 10 cases of inguinal pain(40%) and 4 cases of thigh pain(16%). Among 17 cases(67%) of more than 50% erosion, 7 cases(40%) had occurred within 1 year after the operation, 4 cases(24%) within 2 years, 4 cases(24%) within 3 years, and 2 cases(12%) within 4 years. Younger age group with relative- ly more active life style showed a faster progress of erosion(p=0.01). We also found that more acetabu- lar erosion occurred with more serious AVN(Ficat stage) ; 1 case(25%) out of 4 at the Ficat stage 2 and 16 cases(76%) out of 21 at Ficat stage 3.
Conclusion : We found that the degree of acetabular erosion increases in patients with young age, serious AVN, and longer period after the metal cup insertion.
Key Words : Femoral head, Avascular necrosis, Bipolar endoprosthesis
※통신저자: 서 유 성
서울특별시용산구한남동 6 5 7 순천향대학교의과대학정형외과학교실 Tel : 02) 709-9256, Fax : 02) 794-9414 E-mail : [email protected]
서 론
대퇴골두무혈성괴사의치료에는비수술적방법으로 관찰및비체중부하보행, 약물요법, 전기치료등이있고 수술적방법으로는 병의 진행시기에 따라 감압술, 골이 식술, 절골술, 고관절치환술 등이 있으며, 1992년 Takaoka 등2 0 )은 대퇴골두 무혈성괴사 8 6례에 고관절 반 치환술을시행하여평균 5 . 7년(3~ 10.7년) 추시에서2례 에서만 비구컵의 이동이있었고, 12례에서불만족한결 과를얻었다고발표하여 1 9 9 0년대초까지는고관절전 치환술의대안으로반치환술을시행하여비교적양호한 결과를얻었다고보고되어왔다. 이에저자들은대퇴골 두무혈성괴사의치료로무시멘트양극성반치환술을시 행한 환자를 대상으로 임상적, 방사선학적 결과를 분석 하여그유용성을문헌고찰과함께보고하고자한다.
연구대상및방법
1 9 9 0년1월1일부터 1 9 9 5년7월 3 1일까지5년7개월 간 순천향대학병원에서 대퇴골두무혈성괴사로 무시멘 트대퇴삽입물을이용한양극성고관절치환술을시행하 고최단2년에서최장9년7개월로평균5년1개월간추 시가 가능하였던 2 3명 2 5례의 고관절을 대상으로 하였 으며, 수술시원인질환으로는알콜성7례, 외상성5례, 스 테로이드성1례, 원발성1 2례였다. 수술당시환자의연령 은 2 1세에서 6 3세로평균 4 4세였으며남자 1 8명, 여자5 명이었다. 수술당시의F i c a t와Arlet 시기는제2기4례, 제 3기 2 1례였다. 수술도달법은 후외측도달법을 사용하였 으며 삽입한 대퇴삽입물은 H a r r i s - G a l a n t e형( Z i m m e r , Warsaw, Indiana) 2례, Multilock형(Zimmer, Warsaw, Indiana) 15례, Anatomic형(Zimmer, Warsaw, Indiana) 6례, A M L형(Depuy, War-saw, Indiana) 2례였다.
임상적 분석은 고관절 기능평가를 위해 Harris hip s c o r e를 사용하였으며 일상생활에지장을 줄 정도의심 한 중등도이상의동통이 대퇴부에 있는경우를 대퇴부 동통으로 설정하였고, 또한 환자의 능동적 하지거상운 동 및 체중부하시 나타나는 서혜부에 나타나는 동통을 세혜부동통으로설정하였다.
비구마모의방사선학적분석은수술직후전후면사진 에서 양극성 비구컵의 최상방과 비구골 사이의 간격을 c a l i p e r로측정하여비구연골의 두께를 알아내고 최종추
시의 비구연골의 두께를 비교하여 5 0 %이상 차이가 있 을 경우를 연골의 마모가 있다고 판단하였고, 인공골두 에의한비구마모를일으키는위험인자를알아보기위해 연령, 추측되는원인질환, 무혈성괴사의진행정도, 대퇴 삽입물종류, 비구컵의크기, 비구컵이삽입되어있었던 기간및 직업등과의상관관계를50% 이상 연골마모가 있을때를기준으로조사하였다.
통계분석은Chi-Square Test상P - v a l u e가 0 . 0 5이하인경 우를통계학적으로의의가있는것으로평가하였다.
결 과 1. 임상적치료결과
Harris hip score는술전평균 4 6점( 3 2 ~ 6 2 )에서술후최 종 추시에서 평균 8 0점( 3 0 ~ 1 0 0 )으로 향상되었으며, 서 혜부동통은 1 0례( 4 0 % )에서 나타났으며 이중 9례( 9 0 % ) 에서 비구마모가 동반 되었고 서혜부동통이 없는 1 5례 중8례( 5 3 % )에서비구마모가동반되어서혜부동통과비 구마모는 상관관계가 있었다(P=0.05). 대퇴부동통의 빈 도는 4례( 1 6 % )에서 나타났으며 이것은 증례가 적어 비 구마모와의상관관계를비교할수없었다.
2. 방사선학적비구마모측정의결과
양극성 골두 치환술후 50% 이상 비구마모의 빈도는 1 7례( 6 7 % )에서발생하였으며, 이중술후1년에발생빈 도는 7례(40%), 술후 2년에 4례(24%), 술후 3년에 4례 (24%), 술후4년에2례( 1 2 % )였다. 재치환술을시행한5 례는술후1년에비구마모가발생한7례중4례( 5 7 % )에 서 시행하였고, 1례는 추시 7년 6개월에 비구마모와 함 께폴리에틸렌에의한비구골용해로시행하였다.
3. 비구마모에영향을줄수있는인자와상관관계 1) 연령
4 0세전후로비교분석한결과추시2년까지비구마모 는 4 0세전1 1례중7례(63%), 40세후4례( 3 6 % )였으며, 추 시4년결과 4 0세전 1 7례중8례(47%), 40세후9례( 5 3 % ) 로술 후2년추시결과에서 의미 있는결과로 활동성이 많은젊은연령에서수술후단기간에비구마모가진행되 었다( P = 0 . 0 1 ) .
2) 무혈성괴사의진행정도
비구마모는 F i c a t와Arlet 2기시4례중 1례(25%), 3형
시 2 1례 중 1 6례( 7 6 % )로 의미있는 차이가 있었다 ( P = 0 . 0 4 ) .
3) 추측되는원인
비구마모는알콜성7례중5례(71%), 외상성5례중3 례(60%), 스테로이드성1례중0례, 원발성 1 2례중9례 ( 7 5 % )로의미있는상관관계는없었다( P = 0 . 4 6 ) .
4) 대퇴삽입물의종류
비구마모는 A M L형 s t e m을사용한2례중2례(100 %), H a r r i s - G a l a n t e형2례중2례(100%), Ana-tomic형6례중4례
(67%), Multilock형 1 5례중9례( 6 0 % )로 A M L형과 H a r r i s - G a l a n t e형은사용례가적어비교할수없으나A n a t o m i c형과 M u l t i l o c k형에서는의미있는상관관계는없었다( P = 0 . 5 ) .
5) 비구컵의크기
비구마모는비구컵크기가 4 0 ~ 4 5㎜를사용한8례중6 례(75%), 46~50㎜를사용한1 0례중5례(50%), 51~55㎜를 사용한7례중6례( 8 5 % )로의미있는상관관계는없었다 ( P = 0 . 2 6 ) .
6) 비구삽입물의기간별비구마모 Table 1. Summary of cases.
Sex/Age Stage Cup Stem Preop. Last F/U Pain§ Acetabular cartilage(mm, yrs)
size ‡ HHS HHS (yrs) I T Post.Op. 1 2 3 4 >5
21 * M/38 Ⅲ 48 M 61 53 2 + - 3.5 0
22 * M/58 Ⅲ 50 M 50 74 2 + - 5 2
23 * M/29 Ⅲ 45 A 45 30 3 + - 3 1
24 * M/29 Ⅲ 45 A 45 30 3 + - 2.5 1
25 * F/40 Ⅲ 43 M 43 72 7.6 + - 3 3 2 2 1.5 0
26 † F/41 Ⅲ 44 H-G 49 53 9.7 + + 3 2 2 1 1 0
27 M/44 Ⅲ 45 AML 32 68 9.7 + - 3.5 2 2 1 1 0
28 M/26 Ⅲ 52 H-G 52 83 8 + - 4 3 2 2 2 1
29 M/61 Ⅲ 51 A 51 97 6 - - 4 4 3 3 3 2
10 M/42 Ⅲ 52 M 47 90 6 + + 3 3 2 2 2 2
11 M/21 Ⅲ 52 M 52 100 6 - - 4 3 2 2 2 2
12 M/30 Ⅲ 48 A 48 81 5 - + 3 2 2 2 2 2
13 M/60 Ⅲ 50 A 50 94 5 - - 4 4 3 3 2 2
14 M/44 Ⅱ 50 M 49 96 5 - - 3 3 2 2 2 2
15 F/58 Ⅲ 43 M 43 86 5 + - 4 2 2 2 2 2
16 M/44 Ⅲ 50 M 49 89 5 - - 4 2 2 2 2 2
17 M/54 Ⅱ 48 M 48 100 5 - - 4 3 3 3 3 3
18 F/30 Ⅲ 47 M 47 96 5 - - 4 3 2 2 1.5 1.5
19 M/51 Ⅱ 52 M 52 100 5 - - 4 3 3 2 2 2
20 M/32 Ⅲ 51 AML 51 80 4.5 - - 4 3 2 2 2
21 M/51 Ⅲ 47 A 32 87 4.5 - - 4 2 2 2 2
22 M/58 Ⅱ 50 M 37 86 4 - + 4 3.5 3 3 3
23 M/55 Ⅲ 43 M 50 85 4 - - 3 2 2 2 2
24 M/46 Ⅲ 52 M 60 100 4 - - 4 4 3 2 2
25 F/63 Ⅲ 44 M 62 90 4 - - 3 2 2 2 2
¶ 44.20 46.34 80.80 5.12 3.48 2.44 2.27 2.13 2.09 1.78
# 3.64 2.78 2.28 2.09 1.94 1.56
* Revision 시행, † Revision 예정
‡ M ; multilock, A ; anatomic, H-G ; Harris-Galante,
§I ; inguinal, T ; thigh
¶전체평균, # 4년이상추시가가능한 21례의평균
양극성반치환술로비구컵삽입된후기간별비구마모 를보면전체 2 5례의수술직후의비구연골두께의평균은 3 . 4 8㎜었고1년후 2 . 2 2㎜(70.1%), 2년후1 . 9 2㎜(55.2%), 3 년후 1 . 9 5㎜( 5 6 % )를보였고이중4년이내에재수술을시 행한4례를제외한2 1례를비구컵삽입된후기간별비구 마모를보면수술직후의비구연골두께의평균은 3 . 6 4㎜
었고1년후 2 . 7 8㎜(76.3%), 2년후 2 . 2 8㎜(62.6%), 3년후 2 . 0 9㎜(57.4%), 4년후 1 . 9 4㎜( 5 3 . 2 % )를보였고, 5년이상 추시가가능하였던 1 5례의평균은1 . 5 6㎜( 4 2 . 8 % )로비구 컵삽입후기간이증가하면서비구마모는증가하는소견 을보였다.
7) 직업
가정주부, 직장인, 교사, 학생등실내근로자를단순노동 자로보고육체노동에종사하는농부, 선원, 공사장인부등 을중노동자로구분하여분석한결과, 비구마모는단순노 동자1 8례중 1 2례(67%), 중노동자7례중5례( 7 1 % )로의미 있는상관관계는없었다( P = 0 . 8 1 ) .
증례보고
4 0세여자환자로무혈성대퇴골두괴사로 M u l - t i l o c k형 의양극성고관절치환술을시행하였으며술전Harris hip s c o r e는 4 3점에서술후 7 2점으로향상되었으나술후추 시시 서혜부 동통이 발생하였다. 방사선학적으로 비구 컵이 삽입된후 비구마모를 보면수술직후의 비구연골 두께는3㎜였고1년후3㎜, 2년후2㎜, 3년후2㎜, 4년 후 1 . 5㎜, 5년 이상 추시에서 0㎜로 비구 연골의 마모가 심화되었으며 최종 추시시 7년 6개월에 폴리에틸렌에 의한비구골용해로재치환술을시행하였다(Fig. 1).
고 찰
고관절반치환술은 1 9 5 0년대부터 M o o r e1 5 ), Thompson
등2 1 )의단극성대퇴골두치환술을개발시술하였으나동
통, 비구연골의마모, 비구컵의골반내돌출등의문제점 이발표되면서, 1974년B a t e m a n4 ), Giliberty8 )의양극성반치 환술이대두되어금속컵과인공골두사이에폴리에틸렌 을 삽입하여 체중부하시의 비구연골에 미치는 전단력
(shear stress)과충격힘(impact load)을감소시키고양극에 서의운동이가능하다는장점으로비구연골에미치는힘 을감소시켜비구마모를줄일수있고시술시간의단축및 탈구발생빈도가낮다는장점과재수술시골의상태가수 술결과에지대한영향을미친다는이유로1차수술시가 능하다면골을보존하려는노력이시도되어비구골을보 존함으로그효과를기대할수있고또한재수술시비구 성형술이비교적용이하다는장점이부각되면서대퇴삽 입물을더욱안정성있게유지시키는방법이개발되어, 비 구연골이수술시비교적정상적으로보이는경우는상기 기술과같은이유로비구컵은삽입하지않는양극성반치 환술이시행되어널리사용되면서1 9 9 2년 T a k a o k a등2 0 )은 대퇴골두 무혈성괴사에서 양극성반치환술을 시행하여 5 . 7년추시결과Austin-Moore 삽입시는3년이내에이동을 하나 양극성 반치환술시는 5년 추시에서도 비구연골이 잘유지되어진행된대퇴골두무혈성괴사에서도양호한 치료법이라고 발표하였으나, 대퇴골두 무혈성괴사에서 의양극성대퇴골두치환술시의문제점으로(1) 지속적인 서혜부동통(2) 비구연골미란(3) 폴리에틸렌마모등을 생각할수있다. 지속적인서혜부동통은C a r b a n e l a5 )는시 술시 고관절낭의 보존과 연골하부위 신경( s u b c h o n d r a l nerve ending of acetabulum) 자극이원인이라고하였고5 . 3 년추시에 2 1 %의서혜부동통을보고하였고, Lachiewitz 와 D e s m a n1 2 )은 4 . 6년 추시시 2 0 %의 서혜부 동통을, V a z q u e z - V e l a2 2 )는 8 . 5년추시에서 9 3 %에서양호 이상의 결과를보고하고있으나서혜부동통은 2 3 %로발표하였 고, Pandit1 7 )는고관절관절염 1 0 0례를5 . 5년추시하여 9 6 례에서양호이상의결과를보이나 1 / 3에서는보행시작 시에부자연스러운운동과서혜부통증을호소하였다고 발표하였다. 단극성의문제점인비구연골미란은이극성 반치환술에서도계속적으로 문제점으로 보고되고있어 그원인등을살펴보면(ⅰ) 수술실기시문제점으로D e v a s 와 H i n v e s7 )는대퇴경부의부적절한절단으로비구에과도 한압박이가해지며, 비구컵의크기가너무큰경우는비 구연부위에마모가발생하며너무적은경우는좁은부 위에압력이심하게가해진다고발표하였으며, (ⅱ) 양극 성반치환술의장점인양극에서의운동은 L a n g a n1 3 )은1년 후 8 6 %에서는 내극운동이 없다고 하였고, Verberne2 3 )는 추시 3개월에 내극운동은 없어진다고 보고하였으나, G i l i b e r t y9 )는술후2년추시에서는외극운동이가능하나4 년후내극에서만운동이가능하다고하였고, Phillips1 8 )는 비구연골의상태에따라운동의가능부위가다르다고하
였으며관절염군의 8 0 %는내극에서, 골절군은7 5 %에서 외극에서운동이가능하다고하였고, McConville등1 2 )은관 절염군에서대부분내극에서만운동이일어난다고하였 으며, 강창수등1 )도외극보다주로내극에서운동이일어 난다고발표하여기간이경과하면서특히대퇴골두무혈
성괴사의비구연골에병변이진행되어있는경우는양극 운동의장점을기대하기힘들고, (ⅲ) 비교적정상으로보 이나비구연골은이미병변이발생되어있다고판단되는 바 S t e i n b e r g1 9 )는방사선 사진상비구연골이 정상으로 보 이는4 1례를수술시비구연골을확인한바4 0례는육안으 Fig. 1-A. The postoperative A-P radiography showed well preserved acetabular
cartilage(space; 3㎜)
Fig. 1-B . Postoperative 2 year radiography showed mild acetabular cartilage erosion(space; 2㎜) Fig. 1-C. Postoperative 4 year radiography showed acetabular cartilage erosion(space; 1.5㎜) Fig. 1-D. Postoperative 7 year radiography showed complete acetabular cartilage erosion with
osteolysis
A B
C D
로비정상임을확인하였고조직검사에서는4 1례모두병 변이 진행되었음을 확인하였고, 이창주등3 )의 연구 결과 는비교적초기인 F i c a t와Arlet 2기에서도이미비구연골 의퇴행성변화가발생되어있고대퇴골두의무혈성괴사 가심할수록퇴행성변화가심하다고발표하였고, (ⅳ) 금 속 비구컵에 의한 비구연골의 압박에 대한 연구로 K o f o e d1 1 )는 Austin Moore 71례를 분석하여 추시 2년에 3 7 %가서혜부동통으로고관절전치환술로전환하였으 며증상이있는환자와만족한결과를얻은환자의차이 점은 비구연골마모의 차이가 있음을 발견하였고, Y o s h i n a g a2 4 )는 개실험에서 연골의 마모는 비구컵의 삽입 된기간과연계되어있다고발표하였고, Dalldorf등6 )은반 치환술후 평균 6 3개월( 9 ~ 1 2 8개월)에 재수술을 시행한 1 2례를수술시비구연골을생검하여조직학적변화와관 절간격과의관계를분석한결과연골퇴행성변화의심화 변성은반치환술삽입기간과직접연관이있으며5년이 상경과후재수술을시행한6례모두연골이거의마모되 고없음을확인하였고5년이전에재수술을시행한6례는 모두대퇴삽입물의골용해와비골연골두께의50% 이상 감소를보였고관절간격의소실은연골의조직학적파괴 와 연관되어있다고 하였고, 노성만등2 )은대퇴골두치환 술 5 5례를추시하여 1 ~ 2년에서11.1%, 2~3년에서 3 0 % , 3 ~ 4년에서 40%, 4~6년에서 6 0 %에서 비구마모가 발생 하여기간이증가함에따라비구마모는필연적으로증가 한다고보고하였다.
폴리에틸렌마모는 N i s h i i등1 6 )은무시멘트형평활면압 박고정대퇴삽입물을이용한양극성반치환술4 5례를5 년이상추시하여 2 6례( 5 8 % )는대퇴부골용해가발생하 여8례에서재수술을시행하였고재수술모든례에의폴 리에틸렌의 r i m에용해가발생되어있고이병변은대퇴 경부에 의해 반복적으로 충돌되어 발생된다고 하였고, K i m과 R u b a s h1 0 )는양극성반치환술및전치환술각각 1 7 례를 비교분석하여 양극성에서 더 많은 폴리에틸렌 파 편량이 발생되었고 폴리에틸렌 변연에 심한 마모가 발 생되어있다고보고하고있다.
이러한 이유 등으로 대퇴골두 무혈성 괴사에서의 양 극성반치환술은단기적으로는양호한결과들이보고되 고 있었으나추시기간이 길어지면서 양호한결과를기 대하기는힘들것으로예상된다.
결 론
대퇴골두무혈성괴사에서양극성고관절반치환술을 시행한 경우에 단기적으로는 양호한 결과를 보였으나 추시 기간이 길어지면서 활동성이 많은 젊은 연령에서 는 수술후단기간에 비구마모가 진행되었고 무혈성괴 사의 진행정도가 심할수록 그리고비구컵삽입 후기간 이 증가할수록 비구마모는 증가하는 등 양호한 결과를 얻기가힘들었다.
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