두개골 성형술의 사용 재료와 수술 시기에 따른 감염율*
가톨릭대학교 의과대학 의정부성모병원 신경외과학교실
김영우·유도성·김달수·허필우·조경석·김재건·강준기
==
== Abstract ====
The Infection Rate in Case of Cranioplasty According to Used Materials and Skull Defect Duration
Young-Woo Kim, M.D., Do-Sung Yoo, M.D., Dal-Soo Kim, M.D., Pil-Woo Huh, M.D., Kyung-Suck Cho, M.D.,
Jae-Gun Kim, M.D., Joon-Ki Kang, M.D.
Department of Neurosurgery, Uijongbu St. Mary’s Hospital The Catholic University of Korea College of Medicine, Seoul, Korea
bjective：Cranioplasty is required to protect underlying brain, to correct major aesthetic deformities, or both. The ideal material for this purpose is autogenous bone. When this is not available, alloplastic or artificial materials may be used. In this study authors compared the infection rate according to the cranioplasty materials(the frozen autologous bone vs. bone cement), and duration of the skull defect.
Materials：Between May 1994 and December 1999, 111 patients with skull defect treated with cranioplasty(82 cases of frozen autologous bone and 29 cases of artificial bone material) were included in this study. There were 77 males and 34 females with a mean age of 41.4 years(range 1-85 years). 57 patients had head trauma and 54 had non-traumatic insults. According to the duration of skull defect, there were 28 cases under 1 month, 33 cases of 1- 2 months, 15 cases of 2-3 months, 20 cases of 3-6 months and 15 cases over 6 months of duration.
Results：Overall infection rate was 9.9%. In cases with frozen autologous bone and artificial bone material, the infection rate was 8.5% and 13.7%, respectively. The infection rate according to the duration of skull defect was 3.6%(among 28 cases) under 1 month of age, while those were 12%(4 among 33 cases) at 1-2 months, 20%(3 among 15 cases) at 2-3 months, 5%(1 among 20 cases) at 3-6 months and 13%(2 among 15 cases) over 6 months. Accoring to the underlying disease, the infection rate in traumatic cases was 12%(7 among 57 cases) and that in non-traumatic one was 3.7%(2 among 54 cases).
Conclusion：From this study, it appears that skull defect should be repaired as soon as possible, because early cranioplasty can lower the infection rate. And surgeons could save the patients’ cranial bone as possible as they can because autologous bone is not only cost effective in cosmatic purpose but lower the infection rate.
KEY WORDS：Cranioplasty・Autograft・Infection.
서 론
두개골 성형술에 대한 문헌을 살펴보면 선사 시대에 이미 두개골 성형술이 시행되었으며, 과거 동물의 두개골을 인간 에 이식하여 당시 교회로부터 심각한 처벌을 받았다는 기
록이 있다9)13)26). 이러한 역사적인 기술 이후 환자를 치료 하기 위한 목적으로서의 두개골 성형술은 19세기 이후 의 학의 발달과 더불어 이루어졌다고 할 것이다. 19세기 이후 무기의 발달로 인하여 두부외상 환자의 수가 증가하고 동 시에 환자의 치료법이 발전하면서 과거에는 생존할 수 없 었던 두부외상 환자의 수가 증가함으로써 두개골 성형술은
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신경외과 영역의 필수적인 수술로 발전하게 되었다. 두개골 성형술은 미용적 목적과 뇌조직에 대한 기계적인 방어 목 적이 수술의 적응증이었지만, 최근 연구들은 두개골 성형술 이 두개골 결손 환자들의 신경학적 예후를 호전시킬 수 있 으므로 치료적인 목적도 두개골 성형술의 적응증이 되어야 한다고 주장되고있다6)7)9)28)32)33)
.
그러나, 두개골 성형술 후 14%에 이르는 감염율과 수술 후 초래될 수도 있는 출혈의 위험은 두개골 성형술을 시행 함에 있어 의사나 환자에게 많은 부담이 되기도 한다. 또한 두개골 결손이 초래된 원인 질환에 따라 두개골 성형술의 시 행 시기나 두개골 성형에 사용될 재료의 선택을 위하여서 는 신경외과의사는 많은 고민을 하지 않을 수 없을 것이다.
저자들은 두개골 성형술의 감염율을 두개골 성형 재료(자 가골편, 인조골편)에 따라, 그리고 두개골 결손 기간에 따 라 분석하여 감염율을 낮출 수 있는 두개골 성형 수술 재 료와 시기를 알아보고자 본 연구를 시행하였다.
방 법
1. 연구대상
본원에서 1994부터 1999년까지 수술을 시행 받은 환자 중 추적기간이 최소 1년 이상이었던 111명을 대상으로 본 연구를 시행하였다. 연구대상의 평균 연령은 41.4(1~85) 세였으며, 남자환자가 77명, 여자환자가 34명이었다. 두개 골 성형술에 사용된 재료로는 여러 가지 원인 질환으로 인 하여 두개골 제거술을 시행하면서 환자의 제거된 두개골을 영하 70도에 냉동 보관하여, 두개골 결손을 초래한 원인이 해결된 후 자가 골편을 사용하여 두개골 성형술을 시행한 환 자가 82명(74%)이었으며, 환자의 자가 골편을 사용하지 못 하는 경우에는 인조 골편(resin 또는 bone cement)을 사 용한 경우가 29명(26%)이었다.
두개골 성형술의 시기는 두개골 제거술 후 1개월 이내가 28명(25.2%), 1~2개월 사이가 33명(29.7%), 2~3개월 사이가 15명(13.5%), 3~6개월 사이가 20명(18%), 6개 월 이후가 15명(13.5%)이었으며, 두개골 제거술을 시행한 원인질환은 두부외상으로 인한 경우가 57명(51.3%), 비외 상성 환자가 54명(48.6%)이었다.
2. 수술 방법
냉동보관된 자가골편을 이용한 두개골 성형술시는 두개골 결손형태에 따른 성형수술재료의 3차원적인 형태가 이미 만 들어져 있으므로, 다른 재료를 이용하는 경우보다 수술방법 이 간편하고, 수술 시간 또한 짧았다(Fig. 1). 즉, 성형술시
경막과 유착 조직이 뇌조직을 압박하지 않도록 충분히 박리 하도록 하고, 또한 결손주위의 두개골을 충분히 노출시킨 후, 준비된 자가골편을 결손부위에 고정시켜 주기만 하면 된다. 필요에 따라서는, 자가골편 고정 후 결손부위에 bone cement를 사용하기도 한다(Fig. 2).
그외 수술시 주의해야 할 점으로는, 등장액과 실온에의 장
Fig. 1. 3 dimensional computerized tomography scans obtai- ned before(upper) and after the cranioplasty in a patient who had undergone bilateral decompressive craniectomy for hypertensive intracerebral hematoma 6 weeks previously.
Fig. 2. Plain skull radiograph, anteroposterior and lateral views.
Upper；Before the cranioplasty, large bilateral cranial defects can be seen. Lower；Views obtained after cranioplasty perfo- rmed using autologous bone.
기간 노출은 피하고, 감염율을 줄이기 위한 항생제의 사용 은 골생성력을 저하시키므로 사용하지 않는 것이 좋다.
한편, 본원에서는 두개골 성형술시 수기에 있어서, 어떠 한 원인이건 간에 두개골 감압술을 시행할 경우, 후에 시행 될 두개골 성형술을 감안하여, 경막위에 Gelfoam을 넓게 넣 어, 또 하나의 막이 형성되도록 하였다. 이는 후에 두개골 성형술 시행 시 경막박리를 용이하게 하여 무리하게 유착조 직을 박리하지 않으므로 출혈량은 물론 수술 시간을 줄이 는 하나의 좋은 방법이라 할 수 있다.
결 과
두개골 성형술 후 합병증 발생율은 9.9%(11/111) 였다.
두개골 성형술시 사용한 재료에 따른 감염율은 자가골편 이 식을 시행한 경우가 8.5%(7/82), 레진(혹은 골시멘트)을 사용한 경우는 13.7%(4/29)이었다(Table 1). 그러나 자 가골편과 레진(혹은 골시멘트)에 따른 감염율과 외상환자 와 비외상 환자에 따른 감염율에 있어 통계적인 차이는 없 었다. 두개골이 결손 상태가 된 이후 두개골 성형술을 시행 하기까지의 시간에 따른 감염률은, 두개골 결손 기간이 1달 이내였던 경우에 3.6%(1/28)에서 감염이 발생하였고, 1~
2개월 사이 수술을 받은 경우는 12%(4/33), 2~3개월 사 이 수술을 받은 경우에는 20%(3/15), 3~6개월 사이 수술 을 받은 경우가 5%(1/20), 6개월 이후 수술을 받은 경우 가 13%(2/15)이었다(Table 2, 3). 또한 외상유무에 따른 두개골 결손을 초래한 분류에서는 외상성 환자에서 12%
(7/57), 비외상성 환자에서 3.7%(2/54)이었다(Table 4).
고 찰
두개골 성형술은 신경외과 영역에서 가장 많이 시행되는 수술 중 한가지이며, 현대 사회로 이행되면서 교통사고, 산 업현장에서의 추락 그리고 무엇보다도 전쟁으로 두부외상 환자가 증가하였기 때문일 것이다. 또한 환자의 1차 진료 및 2차 진료 그리고 재활의학의 발전이 두개골 성형술의 필 요를 증가시키는 원인이기도 할 것이다. 또한 신경외과 분 야에서 두개강내압 상승 환자의 치료를 위한 감압수술이나, 종양이나 감염으로 인한 치료 목적으로 시행하는 두개골 제거술도 두개골 성형술의 필요를 증대시킨 원인이기도 할 것이다.
두개골 성형술은 일반적으로 환자의 미용 성형적 욕구와 뇌조직의 기계적인 방어 목적으로 시행되지만, 치료적인 효 과도 있음이 강조되고 있다. 치료적인 목적에서 두개골 성 형술을 시행하는 대표적인 경우가“Syndrome of the tre- phined”일 것이다. Syndrome of the trephined는 두개골 결손 상태인 환자에서 두통, 현기, 피로감, 불면증, 집중력 부재, 불안, 초조 등의 증상을 말한다6)7). 더우기 최근 문헌 에 의하면 두개골 성형술을 시행 할 경우 두개골 결손 부
Table 2. Patients distribution according to skull bone defect duration and infection rate
Patients Number Infected Patients
Duration of skull defect
Autologous bone
Resin or
bone cement Total Autologous bone
Resin or
bone cement Total
< 1 month 22 6 28(25.2%) 1 0 1( 3.6%)
1-2 months 32 1 33(29.7%) 3 1 4(12%)
2-3 months 14 1 15(13.5%) 2 1 3(20%)
3-6 months 8 12 20(18%) 1 0 1( 5%)
> 6 months 6 9 15(13.5%) 0 2 2(13%)
Table 3. Patients distribution according to underline diseases and infection rate
Underline Diseases Infected Patients
Duration of skull defect Trauma Non-trauma Total Trauma Non-trauma Total
< 1 month 16 12 28(25.2%) 1 0 1( 3.6%)
1-2 months 22 11 33(29.7%) 2 2 4(12%)
2-3 months 8 7 15(13.5%) 3 0 3(20%)
3-6 months 7 13 20(18%) 1 0 1( 5%)
> 6 months 4 11 15(13.5%) 0 0 2(13%)
Table 1. Infection rate according to the cranioplasty material*
Material used Presence
of infection
Autologous bone
Resin (or bone cement) (-) 75(91.5%) 25(86.3%) (+) 7( 8.5%) 4(13.7%)
*：Chi-square analysis(p>0.05)
위의 뇌조직에 뇌혈류와 뇌척수액 순환 그리고 뇌대사가 증가하게 되어 환자의 신경학적 예후를 호전시킬 수 있으므 로 두개골 성형술이 필요하다고 강조하였다6-8)16)32)33).
여러 원인에 의한 질환으로 초래된 두개골 결손 환자에 서 어떠한 재료를 이용하는 것이 가장 적절한가에 대하여 서는 지속적인 연구가 이루어져 왔으며 여러 종류의 두개 골 성형술의 재료가 개발되고 임상에 사용되었다. 두개골 성형술에 사용되는 물질은 생체 조직으로부터 구한 골 조 직이나 골 대체 물질을 사용하는 경우(자가이식, 동형이식, 이형 이식)와 금속이나 비금속성 물질을 사용하는 경우로 대별할 수 있다26).
두개골 성형 재료로 사용하려면 대상 물질은 물리적으로 단단하면서 원하는 모양으로 다듬기가 용이해야 하고, 방 사선에 대한 투과성이 어느 정도 있어야 하며, 화학적으로 안정적이면서 생체 조직과는 조직 반응이 적거나 없어야 한다.
생체 조직을 이용한 두개골 성형술 재료로는 환자 자신 의 조직(경골, 두개골, 근막, 늑골, 견갑골, 장골, 흉골, 지 방조직 등)을 사용하는 자가이식, 환자 자신의 조직은 아니 지만 사람으로부터 구하여진 조직(사체의 연골이나 골 조 직 등)을 이용한 동형이식, 다른 동물(개, 토끼, 소, 새, 돼 지, 상아 등)의 골 조직을 이용하는 이형 이식으로 대별할 수 있으며, 이러한 물질들은 의학사적 의미만을 남기고 더 이상 사용되지 않는 경우가 많다11)14)20)21)29)30)
. 또한 두개 골 성형술에 사용되는 인조 물질로는 금속성 물질(알루미 늄, 금, 은, 납, platinum, vitallium, ticonium, tantalum, stainless steel, titanium)과 비금속성 물질(celluloid, hard rubber, gum cork, methyl methacrylate, polyethylene, silicon rubber, hydroxyapatite, corals, ceramics, acrylic resins)로 대별할 수 있으며, 이상의 물질들은 그들의 특성 으로 인해 그 사용이 제한되어 현재는 몇몇 물질만을 제외 하고는 더 이상 사용되지 않고 있다1)3-5)12)15)17)18)24)25)
. 이상의 모든 재료들의 특성을 고려해 볼 때 자가골편을 안전하게 보관하였다가, 필요시 사용할 수 있다면 자가골 편 이야말로 가장 이상적인 재료가 될 것이다. 이러한 목적 에서 자가 골편을 끓이거나, 알코올과 포르말린에 보관하거 나, 환자의 복벽에 보관하는 방법을 시도하였으나, 두개골 성
형술 후 감염과 골 조직의 괴사 등의 문제가 심각하여 보 편적인 방법으로 사용되지 못하는 실정이었다22)31). 1947 년 Bush가 두개골편을 낮은 온도에 보관하는 방법을 제안 한 이후 자가 골편을 이용한 두개골 성형술시 영하 70도 이하로 냉동 보관하는 것이 보편적인 방법이 되었다19)22)26). 본원의 경우, bone bank는 아니지만, 영하 70도 이하로 냉 동보관할 수 있는 냉장고가 있어 이러한 수술이 가능할 수 있었다.
자가골편을 사용한 두개골 성형술이 인조골편을 사용한 두 개골 성형술과 비교하여 모양과 비용측면에서 많은 장점이 있으나 감염율에 대하여 두 물질을 비교한 연구는 없었다.
또한, 상승된 뇌압 치료를 위하여 감압개두술을 시행한 환 자의 경우 원인 질환이 치료되고 나면 두개골 성형술을 시 행하는 것이 일반적인데 뇌부종이 치료되기 전에 두개골 성 형술을 실시하는 경우는 신경학적 손상을 심화시킬 수 있 고, 두개골 성형술의 가장 흔한 합병증의 하나인 감염을 피 하기 위해 두개골 제거 후 6개월 내지 1년 사이에 수술을 권장하기도 한다23)27). 그러나 본 연구에서는 두개골 감압술 을 뇌압치료 목적에 적용하면서 감압개두술을 시행한 환자 에서 원인 병변이 해결된 경우 가능한 빠른 시일 내에 두 개골 결손 환자에게 두개골 성형술을 시행하는 것이 감염 율을 줄일 수 있는 것으로 나타났다.
결 론
본 연구 결과 두개골 성형술에 따른 두개골 성형술에 따 른 감염율은 9.9%로, 앞선 문헌의 보고와 비교하여 조금 낮게 관찰되었으며, 자가골편을 이용한 경우에서 감염율이 8.5%이었으며, 수술시기는 두개골 결손상태가 초래되고 1 개월 이내에 수술한 경우가 1개월 이후에 두개골 성형술을 시행한 경우보다 낮았다. 또한 원인질환별로는 통계적으로 입증하지는 못하였으나 외상성 질환의 경우에서 감염율이 조금 더 높게 관찰되었다.
이상에서와 같이 신경외과영역에서 보편적으로 사용되는 냉동보관된 자가골편을 이용한 두개골 성형술시 감염율을 줄일 수 있고, 비용과 수술시간 단축, 미용적 효과에서 많 은 장점이 있다고 사료된다.
•논문접수일：2001년 8월 14일
•심사완료일：2001년 12월 12일
•책임저자：유 도 성
480-130 경기도 의정부시 금오동 65-1
가톨릭대학교 의과대학 의정부성모병원 신경외과학교실 전화：031) 820-3563, 전송：031) 847-2369 E-mail：[email protected]
Table 4. Infection rate according to diseases*
Trauma Presence
of infection (+) (-)
(-) 50(88%) 52(96.3%) (+) 7(12%) 2( 3.7%)
*：Chi-square analysis(p>0.05)
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