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목 적: 인공 슬관절 치환술에 사용된 고도 굴곡형(LPS-Flex NEXGEN�) 인공 관절 전치환술 후 관절 운동에 영향을 끼치 는 요인 및 단기 추시 결과에 대하여 전향적 연구를 통하여 분석하였다.
대상 및 방법: 2001년 12월부터 2002년 3월까지 고도굴곡형 인공 관절을 사용하여 인공 슬관절로 전치환술을 시행한 환 자 72명 106예 중 최소 2년 이상 추시된 67명(남자: 7명, 여자: 60명) 101예의 슬관절을 대상으로 하였다. 수술 시 평균 연 령은 68.4세(범위, 52-77세)이었다. 수술 후 3개월, 6개월, 1년 및 2년에 환자의 관절 운동 범위 회복을 포함한 임상적 평 가를 시행하였다. 최종 추시 시, 수술 후 운동범위에 영향을 미칠 수 있는 인자로 수술 전의 굴곡구축과 운동범위, 그리고 키와 몸무게 비교수치(BMI: body mass Index) 등을 검사하였다. 수술 전후의 대퇴-경골 간 내반 변형 및 수술 후 최종 추 시한 슬관절 점수와 기능점수, 슬개골 경사도 및 전위정도를 측정하여 수술 후 운동 범위에 미치는 영향을 분석하였다.
결 과: 수술 후 환자의 최종 추시에서 후속 굴곡은 평균 130.8° (범위, 90-150°)였으며, 30예(30%)에서 140° 이상 굴곡되는 완전한 자신의 슬관절 굴곡을 보였다. 편안한 자세에서 양반다리가 가능한 경우는 53명(85예)이었고, 편한 자세로 꿇어 앉을 수 있는 경우는 20명(30예)이었다. 수술 후 관절운동이 120° 미만인 경우는 11예였다. 대부분의 환자는 수술 후 6개 월에서 1년까지 자신의 최대 관절 운동 범위를 가지는 것으로 파악되었다. 수술 후 최종 추시상 슬관절 운동에 영향을 미 치는 인자는 수술 전 운동 범위가 가장 중요한 요인으로 판단된다. 슬관절 점수는 평균 90점(범위, 80-100점), 슬관절 기 능 점수는 91점(범위, 45-100점)으로 평가하였다.
결 론: 고도 굴곡형 인공 관절을 사용한 인공 슬관절 치환술에서 매우 우수한 평균 관절 운동 범위를 보였으며, 관절 운동 범위를 결정하는 것은 환자의 수술 전 관절 운동 범위라 생각된다.
색인 단어: 고도 굴곡형 슬관절 전치환술, 관절 운동 범위, 추시 기간
Purpose: The aim of this prospective study was to determine which factors are predictive of the post operative range of motion and to evaluate the short-term clinical results after total knee arthroplasty using The Nexgen Legacy Knee LPS-Flex fixed bearing knee system replacement.
Materials and Methods: A total of 67 patients (101 knees) were enrolled in this study. 101 knees were operated on using the LPS-Flex fixed bearing knee system replacement. The same surgeon performed the surgery between December 2001 and March 2002. The patients’ages ranged from 52 to 77 years, with an average of 68.4 years. Preoperatively the factors considered were the age of the patient, gender, the body mass index, the flexion contracture and further flexion possible. The factors considered post- operatively were patellar tilting and displacement, the postoperative knee and functional score, and a varus deformity. The patients were followed up once every 3 month for up to 2 years.
Results: At the latest follow-up, the average flexion in this series was 130.8°(range, 90°-150°). Thirty knees could attain more than 140°flexion. Twenty patients could comfortably kneel down. The 53 patients
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Gyeongsang National University, Jinju, Korea
Se-Hyun Cho, M.D., Yong-Chan Ha, M.D., Hae-Ryong Song, M.D., Soon-Taek Jeong, M.D., Hyung-Bin Park, M.D., Sun-Chul Hwang, M.D., and Jin-Su Kim, M.D.
High Flex Knee Arthroplasty and Range of Motion
662
고도굴곡형 인공 슬관절 전치환술 후 관절운동
조세현ㆍ하용찬ㆍ송해룡ㆍ정순택ㆍ박형빈ㆍ황선철ㆍ김진수
경상대학교 의과대학 정형외과학교실
662 662 통신저자 : 하 용 찬
경남 진주시 칠암동 90
경상대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 055-750-8107∙FAX: 055-753-4789 E-mail: [email protected]
Address reprint requests to Yong-Chan Ha, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Gyeongsang National University Hospital, 90 Chilam-dong, Jinju 660-702, Korea
Tel: +82.55-750-8107, Fax: +82.55-753-4789 E-mail: [email protected]
인공 슬관절 전치환술에서 가장 우선시 되는 것은 동 통을 감소시키는 것이지만, 그 궁극적인 목적은 환자가 가능한 자신의 무릎에 가까운 기능을 유지할 수 있도록 하는 것이다2,3,7,14). 이러한 목적을 달성하기 위해서는 여 러 가지 요인들을 고려해야 한다. 그 중 인공 슬관절 전 치환술 후 관절 운동 범위는 좌식 생활을 주로 하는 동양 인에게 더욱 중요한 요인이라 여겨진다20).
인공 슬관절 전치환술 후 슬관절 운동 범위에 대한 환 자들의 요구가 증가함에 따라서 고도 굴곡이 가능한 인공 슬관절 제품이 개발되었으며, 현재 사용되고 있다. 이에 저자들은 고도굴곡형 인공 슬관절(LPS-Flex Nexgen�, Zimmer, Warsw, IN, USA)을 사용하여 수술 후 환자 의 운동 범위 및 슬관절의 운동에 영향을 미치는 요인들 을 분석하여 문헌 고찰과 함께 보고하고자 한다.
대상 및 방법
2001년 12월부터 2002년 3월까지 본원에서 고도 굴 곡형 인공 슬관절을 이용하여 전치환술을 시행한 환자 72명 106예 중 최소 2년 이상 추시된 67명, 101예 슬관 절을 대상으로 하였다. 최종 추시된 101예(67명) 중 남 자가 10예(7명), 여자가 91예(60명)이었다. 수술 시 평 균 연령은 68.3세(범위, 52-77세)이었고, 수술 전 진단 은 퇴행성 슬관절염 99예(66명), 류머티스 관절염 2예(1 명)이었다.
전례에서 표준적인 술식(standard medial parap- atellar approach)을 사용하여 수술을 시행하였으며, 전체 환자에서 골시멘트를 사용하였고, 인공 슬관절 기 기는 후방 십자인대 대치형인 고도 굴곡형 인공 슬관절 을 사용하여 시술하였다. 슬개골은 전례에서 치환하지 않았고, 골극이 형성된 경우는 골극 제거술만을 시행하 였고, 연부조직의 균형을 맞춘 다음, 대부분의 예는 gap
technique을 사용하였고 일부에서 Measured-resec- tion technique 을 혼용하여 사용하여, 신전 및 굴곡 간 격을 맞추도록 하였다. 수술 중 압박지혈대를 풀어서 No thumb technique 개념을 이용하여, 슬개골의 주행이 좋지 않았던 경우에 대하여는 외측 지지대 이완술을 시 행하였다. 수술 후 1일부터 하지 직거상 운동을 시행하였 으며, 수술 후 2일째부터 continuous passive motion (CPM) 운동을 시행하여 능동적 슬관절 운동이 90°에 이를 때까지 CPM을 사용하였다. 환자 스스로 하지 직 거상이 가능하면, 대퇴사두고근의 근력이 회복된 것으 로 판단하여, 슬관절 보조기를 착용한 후 목발 보행을 장려하였다.
환자 추시는 수술 후 3개월, 6개월, 1년 및 2년에 각각 추시를 하였다. 최종 추시시 수술 후 운동 범위에 영향을 미칠 수 있는 인자로 수술 전 굴곡 구축, 수술 전 운동범위, body mass Index (BMI: 몸무게(kg)/키(m2), 키와 몸 무게 비교수치)를 측정하여 수술 후 운동 범위에 미치는 영향을 분석하였다. 환자의 수술 전후의 운동 범위에 대 한 측정은 두 명의 정형외과 전문의가 측정하였다. BMI 는 비만 정도를 나타내는 척도로서, 29점 이상을 비만, 24 점 이하를 야윈군으로 나누어 운동 범위를 비교하였다.
임상적 평가는 미국 슬관절 학회의 평가 기준에 따라 수술 전과 최종 추시 시의 슬관절 점수와 기능점수를 각 각 구하였다7). 방사선학적 평가도 미국 슬관절 학회의 방 사선학적 평가법을 사용하였으며, 수술 전, 직후, 수술 1 년 및 최종추시에서 기립 전후방 사진과 30° 굴곡의 측면 사진 및 기립 양하지 전후면 사진을 조사하였고, 특히 방 사선 투시 촬영으로 대퇴골 대치물과 경골 대치물을 기 준으로 촬영하여 각 대치물의 방사선 투과성선을 정확하 게 판정하였다. 대퇴-경골간각의 변화를 측정하였고, 대치물의 위치는 슬관절 전후면 사진에서 대퇴골 대치물 could sit cross-legged. The eleven knees could attain less than 120°of flexion at the final follow-up. There was a significant improvement in flexion at each successive review 12 months after surgery. The most important factor that influenced the range of motion after an arthroplasty was the preoperative range of flexion. The average Knee Society knee score was 90 points (range, 80-100), and the function score was 91 points (range, 45-100).
Conclusion: A total knee arthroplasty with LPS-flex showed an excellent range of motion and satisfac- tory early clinical results. The most important factor that influences the range of motion after an arthro- plasty is the preoperative range of flexion.
Key Words: High flexion total knee arthroplasty, Range of motion, Follow-up interval
의 외반각( )과 경골 대치물의 내반각( )을 측정하였다.
슬개골 경사도는 슬개골 축면사진에서 슬개골과 대퇴 골 치환물의 내 외측 관절면의 가장 높은 부위를 연결한 선이 이루는 각도를 측정하여 내측으로 벌어진 경우를 (+), 외측으로 벌어진 경우를 (-)로 하여, 5° 이상인 경우를 외 측사위로, -5° 이하인 경우를 내측사위로 하였고, 그 사이 의 값은 중립위로 하였다. 슬개골의 전위 정도는 슬개골 치환물의 중앙에서 내린 수직선과 대퇴골 활차면 사이의 중앙을 통과하는 수직선 사이의 간격을 측정하였다. 측정 된 거리가 5 mm 이상인 경우, 전위가 있는 것으로 분 류하였고, 전위가 10 mm을 초과하여 슬개골 치환물이 대퇴골 치환물의 활차 내연을 벗어나면 아탈구로, 관절 면의 접촉이 완전히 소실된 경우를 탈구로 판정하였다.
1. 통계학적인 분석
수술 전과 수술 후의 슬관절 운동 범위에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대하여 multiple regression anal- ysis test를 시행하였고, 슬개골의 경사도는 정상군과 외측 사위군을 parametric t-test를 사용하였고, 슬개 골 전위도는 정상군과 아탈구군을 nonparametric t- test를 사용하여 최종 추시상 슬관절 운동 범위에 미치 는 영향을 비교 분석하였다.
결 과
1. 관절 운동 범위(range of motion)
수술 전 관절 운동 범위는 평균 123.7°(범위, 90-150°) 에서, 수술 후 3개월에 평균 관절 운동 범위는 122.1°(범 위, 90-150°), 수술 후 6개월에는 124.5° (범위, 90- 150°), 수술 후 1년 130.0° (범위, 90-150°), 최종 추시 상 평균 관절 운동 범위는 130.8° (범위, 90-150°)로 측 정하였으며, 6개월에서 1년 사이에 자신의 최대 관절 운 동 범위를 가지는 것으로 판단되었다(Table 1). 수술 후 최종추시에서 관절 운동 범위가 120° 미만인 경우는 11
예, 120°에서 129° 범위가 21예, 130°에서 139° 범위가 38예, 그리고 140°에서 완전히 후속굴곡이 되는 예는 31예였다(Fig. 1). 수술 전 굴곡 구축은 36예에서 있었 으며, 평균 17.6° (범위, 5-70°)였고, 최종 추시상 10예 에서 평균 6.6° (범위, 5-10°)의 굴곡구축이 남았다. 하 지만, 전례에서 남아있는 굴곡 구축에 대하여 불편함을 호소하는 예는 없었다. 최종 추시상 관절운동범위가 120°
미만인 11예 중 5예는 본연구의 초기에 수술을 시행한 예로 수술 중 굴곡-신전 간격(flexion-extension gap) 을 적절하게 맞추지 못한 예이며, 2예는 수술 전 관절 운 동 범위가 90° 내외로 불량하여 수술 후에도 관절 운동 개선이 많이 되지 못하였으며, 2예는 후방경골 경사각이 불충분하였다. 1예는 수술 전 관절 운동 범위는 140°였 으나, 슬개골 탈구가 있어 내측 연부조직 강화술 및 경골 결절의 내측 전위절골술을 시행한 예로 수술 후 관절운 동범위가 90°로 감소되었다. 나머지 1예는 수술 후 혈종 형성으로 인하여 수술 후 5일째 혈종 제거술을 시행한 예로 최종 추시상 굴곡구축 및 관절운동의 제한이 발생 하였다.
전체 67명의 환자를 대상으로 수술 후 환자가 무릎을 꿇을 수 있는 지와 양반다리를 할 수 있는지를 분석하였 다. 전체 67명의 환자 중 20명(30예)에서 무릎을 꿇을 수 있었으며, 완전히 후속굴곡이 되는 1예에서 슬개 대 퇴관절의 동통으로 꿇어앉는 자세를 취할 수 없었고, 53 명(85예)에서 양반다리 자세를 취할 수 있었다(Fig. 2).
2. 수술 전후 인자와 수술 후 최종 운동 범위 간의 비교 BMI는 29점 이상으로 비만인 경우가 13예(범위,
Interval ROM (°): mean±SD
Preoperative ROM 123.7±21.8
Postoperative ROM 3 month 122.1±10.4 6 month 124.5±9.24 1 year 130.0±9.24 2 year 130.8±11.2 Table 1.Postoperative ROM changes by follow-up interval
Fig. 1.A 68-year old female could flex her operated left knee 144° (A) and full flexion lateral x-ray (B).
A B
29.3-32.8), 정상군이 49예, 야윈군이 39예로 대부분의 환자들이 정상 범주이거나 야윈환자군에 속하였으며, 최 종 추시상 슬관절 운동 범위에 영향을 미치지 못하였다 (p=0.357). 수술 전 관절 운동 범위는 최종 추시상의 운 동 범위와 유의한 관계가 있는 것으로 나타났다(p=0.028).
하지만, 수술 전의 굴곡 구축의 정도, 수술 전후의 대퇴 경골각의 내반 변형은 수술 후 슬관절 운동범위와 연관 이 없는 것으로 판명되었다(Table 2).
최종 추시상 슬관절 점수는 평균이 90점(범위, 80- 100점), 슬관절 기능점수는 91점(범위, 45-100점)으로 평가되었다. 슬관절 점수 간의 유의한 차이가 있었으나 (p=0.022), 기능점수와 관절 운동 범위 간에는 유의한 차이가 없었다(p=0.397)(Table 2).
슬개골의 maltracking과 최종 추시상의 관절 운동 범위와 비교하기 위하여 슬개골의 경사도와 전위도를 평 균값 이하와 이상으로 나누어서 비교하여 분석하였다.
슬개골의 경사도는 평균 6.45° (범위, 0-18°)였으며, 중 립위가 55예, 외측사위가 56예였고, 내측 사위는 없었다.
중립위와 외측사위간의 최종 슬관절 운동 범위와는 두 군 간 유의한 차이는 없었다(p=0.357)(Table 3). 슬개골 전위도는 평균 2.16 mm (범위, 0-9 mm)로 정상범주 가 89예, 아탈구가 12예로, 탈구소견을 나타내는 예는 없었으며, 두 군 간의 유의한 차이는 없었다(p=0.207) (Table 4).
고 찰
일상생활을 영위하기 위한 슬관절 굴곡이 적어도 90°
이상 되어야 하는 것으로 보고 되고 있으며, 기존의 알 려진 인공 슬관절 전치환술 후 관절 운동 범위는 100°에 서 110° 내외로 보고 되었다8,11,12,17,19). 하지만, 슬관절의 운동 범위는 좌식 생활을 하는 동양인에게 있어 더욱 중 요하다. 양반다리를 하기 위하여 120° 이상의 슬관절 굴 곡이 필요하고, 꿇어앉는 자세를 위하여 135° 이상의 고 도 굴곡이 필요하다. 저자들은 최근 소개된 고도 굴곡이 가능한 인공슬관절 기기를 사용하여, 퇴행성 슬관절염
A B
Fig. 2.The photos show that the patient can kneel down comfortably (A) and sit cross-legged (B).
Factors mean±SD p-value
Body mass Index (BMI) 25.2±3.44 0.357 Preoperative flexion contracture (°) 6.19±11.84 0.636 Preoperative ROM (°) 123.7±21.77 0.028 Preoperative femoral-tibial varus angle (°) 5.26±11.41 0.419 Postoperative knee score 90±4.54 0.022 Postoperative knee function score 91±10.76 0.397 Postoperative flexion contracture (°) 0.66±11.84 0.446 Postoperative femoral-tibial varus angle (°) 4.56±3.67 0.948 Table 2.Comparison between the postoperative ROM and the factors included in the statistical analysis at the 2 year follow-up (multiple regression analysis test)
Factors (numbers) ROM (mean±SD) p-value Normal group (55) 130.5±11.91
0.357 Lateral tilt group (46) 132.57±10.23
Table 3.Comparison between the normal group and lateral tilting group in the patella (parametric t-test)
Factors (numbers) ROM (mean±SD) p-value Normal group (89) 130.92±11.62
0.207
group (12) 135.42±5.82
Table 4.Comparison between the normal group and the lat- eral subluxation group in the patella (nonparametric t-test)
환자에게 인공 슬관절을 시술한 후 2년 추시상 평균 슬 관절 굴곡이 130.8°로 우수한 성적을 관찰할 수 있었다.
Akagi 등1)은 평균 5.8년 추시에서 124°의 평균 관절 운 동 범위를 보고하였으며, Yamazaki 등20)은 고도 굴곡 형 인공 슬관절 기기를 개발하여 류마티스 관절염 환자 에게 시술하였고, 1년 후 추시상 평균 관절 운동 범위를 122.1°±15.0°로 보고한 것보다, 평균 9° 정도 더 나은 결과이다. 이 같은 차이를 보이는 이유는 본 연구에서 주 된 원인 질환이 퇴행성 관절염으로 Yamazaki 등20)의 류 마티스 관절염과 다르고, 또한 제품 디자인의 차이가 이 러한 결과를 나타낸 것으로 생각 한다15,17).
슬관절 전치환술 후 관절 운동 범위에 영향을 끼치는 것은 수술 전 관절 운동 범위가 가장 중요한 인자로 본 연구 결과 나타났다. 이는 다른 연구들에서도 공통적으 로 보고 되고 있다10,15,16). 최종 추시에서 미국 슬관절 학 회의 평가 기준에 의한 슬관절 점수가 유의한 차이를 나 타내었으며7,8), 이는 수술 후 슬관절의 운동 범위가 좋게 측정되는 예가 더 좋은 점수를 얻었기 때문이었다. 하지 만, 슬관절 기능 점수는 차이가 없었다. 이는 기존의 슬 관절 기능 평가 방법인 보행과 계단 오르내리기에 의한 두 가지만을 평가하였기 때문에 통계학적인 유의한 차이 가 없었다고 생각된다. 하지만, 동양인의 생활에서 중요 시되는 양반다리 자세 및 종교적 행위에서 요구되는 꿇 어앉기 등의 평가 방법을 추가적으로 사용한다면 그 결 과는 확연히 다를 것이라 생각되며, 앞으로 동양인의 좌 식 생활에 적합한 슬관절 기능 평가를 할 수 있는 한국 슬관절 학회의 평가 기준이 필요하다.
Lizaur 등10)은 BMI가 수술 후 관절 운동에 영향을 끼 치는 인자로 보고하였으며, 다른 여러 저자들도 BMI의 연관성에 대하여 보고하고 있으나10,16), 저자들의 비교에 서는 유의한 차이가 없었다. Lizaur 등10)의 예는 평균 BMI가 31.7로 대부분의 환자들이 비만의 범주에 들어 가지만 저자들의 예는 평균 BMI가 25.2로 대부분의 환 자들이 정상 범위에 있었으며, 비만으로 평가되는 예들 도 경도의 비만에 속하여 서양인의 예와 비교할 때 비만 의 정도가 그렇게 심하지 않기 때문에 BMI의 차이가 없 었을 것으로 판단된다.
저자들은 전례에서 슬개골 치환술을 시행하지 않았으 며, 슬개-대퇴관절의 maltracking 정도와 최종 추시상 슬관절의 운동 범위에 미치는 연관성을 파악하고자, 슬
개골 경사도와 전위도를 측정하여 최종 추시상의 슬관절 의 관절 운동 범위와 비교하였지만 유의한 차이는 없었 다. 이는 수술 후 심각한 외측사위나 심한 전위를 보이는 예가 없었기 때문이라 생각된다. 이로 미루어 슬개 대퇴 관절에 탈구 및 고도의 전위 등 심각한 장애가 아니면, 관절 운동 범위와는 연관성이 없는 것으로 생각된다. 하 지만, 슬개골의 maltracking은 중장기적으로 슬관절 전방 동통이나 이로 인한 운동장애가 발생할 가능성이 예견되므로 주의 깊은 추시가 필요하다고 생각된다5,6,18).
다른 여러 저자들의 보고에 의하면 수술 후 1년에 자 신의 최대 관절 운동 범위를 가지는 것으로 보고 되고 있
다2,4,8,11,13,14). 저자들의 예에서도 수술 후 6개월부터 1년
사이에 자신의 최대 관절 운동 범위를 가지는 것으로 나 타났다. 조 등3)은 수술 후 1년 및 2년 사이에는 유의한 차이가 없었지만, 수술 후 3년째의 추시와는 유의한 차 이가 있다고 보고하였다. 이는 아마도 좌식 생활을 해야 하는 한국인의 생활 습관에 의하여 지속적인 노력 및 슬 관절 삽입물 중 폴리에틸렌 inserter가 닳으면서 관절 운동 범위가 개선되었을 가능성이 있다. 따라서 저자들 은 슬관절의 최대 운동 범위는 수술 후 1년에 최대의 관 절 운동 범위를 가지는 것으로 판단한다.
결 론
고도 굴곡형 인공 관절을 사용하여 인공 슬관절 치환 술을 시행 받은 환자의 추시 관찰 중 평균 슬관절 운동 각도는 130.8°로 측정되어 이는 고무적인 결과로 평가 된다. 관절 운동 범위를 결정하는 여러 인자들 중에서 환자의 수술 전 인자인 관절 운동 범위가 중요한 것으로 판단된다.
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