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Journal of Korean Spine Surg.
Vol. 16, No. 2, pp 104~111, 2009 DOI:10.4184/jkss.2009.16.2.104
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PEEK Cage와 국소 조각골을 이용한 후방 추체간 유합술에서 한 개 Cage와 두 개 Cage 사용 후 방사선학적 및 임상적 결과 비교
전득수∙신원주∙이경찬
가천의과학대학교 길병원 정형외과학교실
Radiological and Clinical Comparison of 1 Cage versus 2 Cages for Posterior Lumbar Interbody Fusion with PEEK Cage and Local Bone Graft
Deuk-Soo Jun, M.D., Won-Ju Shin, M.D., Kyung-Chan Lee, M.D.
Department of Orthopedic Surgury, Gil Medical Center, Gachon University of Medicine and Science
– Abstract –
Study Design: This is a retrospective study.
Objectives: We wanted to compare and evaluate the results of using one cage and two cages with local bone grafting for each segment when performing posterior lumbar interbody fusion (PLIF).
Summary of Literature Review: Some authors have reported that unilateral one-caged PLIF with local bone grafting and pos- terior instrumentation was no difference from bilateral two-caged PLIF regard to the fusion rates and the radiologic or clinical results.
Materials and Methods: From March 2005 to February 2006, PLIF was performed on 36 patients who had lumbar degenera- tive disease. They were categorized as the cases for which one cage was used for a segment and the cases for which 2 cages were used for a segment. The clinical and radiological results in each group were compared.
Results: There was complete union in 11 segments with using one cage (55%), complete union in 12 segments using two cages (77%) and incomplete unions in 9 segments with using one cage (45%) and incomplete union in 4 segments with using 2 cages (25%), and there wasn't any case of nonunion (p�0.05). The postoperative changes of the intervertebral disc space were a 2.0 mm increase with using one cage and a 2.2 mm increase with using two cages, yet these values decreased by 0.4 mm and 0.3 mm, respectively, on the last follow-up. The mean operation time was 89 minutes for one segment with one cage and 105 min- utes for one segment with two cages. The blood loss was a mean of 602 ml with one cage and 802 ml with two cages (p�0.05).
There was no significant difference between the one cage group and the two cages group for the Kirkadly-Willis criteria.
Conclusion: Posterior decompression and PLIF with one PEEK cage for treating degenerative lumbar disease was more effective for the operation time and the amount of blood loss than that with two cages, but the fusion rate, the alteration of the interver- tebral disc space, the improvement of pain and the clinical results were no different. However, these results are from short term follow up, so continuous follow up will be necessary in the future for assessing the long term prognosis.
Key Words: Posterior lumbar inter body fusion, PEEK cage, One cage, Two cages
서 론
후방 추체간 유합술이 약 50년 전에 처음 소개된 이후1) 추체의 전방주에 부하를 적절하게 전달하는 장점으로 cage를 이용한 후방 추체간 유합술과 척추경 나사못 고 정술은 퇴행성 요추 질환에 대한 수술적 치료로 널리 사 용되고 있다. cage를 이용한 후방 추체간 유합술은 불안 정한 추간판 공간에 대한 견고한 고정이 가능하고 추간 판 높이의 증가에 의한 추간공을 확장시킬 수 있으며, 전방 지지를 통한 하중 공유가 가능해진다2). 이러한 후 방 추체간 유합술시 두 개의 cage를 삽입하는 것이 일반 적인 술식으로 받아들여지고 있으나 한 개의 cage를 삽
입하는 경우에 대한 연구는 널리 이루어지지 않아, 후방 추체간 유합술에서 분절당 국소 조각골과 한 개의 PEEK cage를 사용한 경우와 두 개의 PEEK cage를 사용 한 경우의 방사선학적 결과 및 임상적 결과를 후향적으 로 비교 분석하고자 하였다.
연구 대상 및 방법
1. 연구 대상 및 방법
2005년 3월부터 2006년 2월까지 본원에서 퇴행성 요 추 질환으로 진단받고 PEEK (poly-ether-ether-keton) cage를 이용한 후방 추체간 유합술 및 감압술, 척추경 나
Fig. 1. The Lateral flexion and extension radiographes show L45 angular instability (A, B) and sagittal and axial T2 WI of MRI show the stenotic lesion (C, D). Postoperative CT shows the central located cage and bone graft around the cage (E). After 1 year, the postoperative lateral flexion and extension radiographes show the no instability (F, G).
사못 고정술을 시행한 환자 중 1년 이상 추시가 가능한 36명을 대상으로 하였다. 남자가 19명, 여자가 17명 이 었으며, 평균 나이는 52.5세(21~71세)였다. 한 개의 cage 와 두 개의 cage 사용 선택에 있어서 특별한 기준은 없었 으며, 한 개의 cage사용 시 수술적 접근부위는 수술 전 임상 증상이 심한 부위로, 좌, 우 임상 증상이 비슷한 경 우에는 방사선 검사상 협착이 심한 부위를 선택하였다.
좌우 양측 모두 추간판 절제술을 시행하여야 하는 경우 에서는 두 개의 cage를 사용 하였다. 1분절 수술을 시행 받은 경우는 총 36명이었고 이중 한 개 케이지 20명, 두
개 케이지 16명이었다.
2. 수술 방법
피부 중앙 부위를 절개하고 관절 돌기 외측까지 골막 하 박리를 시행하였다. 척추 전방 전위증의 경우에는 분 리되어있는 추궁판 전체를 제거 하였으며 그 이외에는 양측으로 일반적인 후방 감압술을 시행하였다. 한개의 cage 사용시, 우선 수핵 제거술 및 골단판 소파술을 시행 하고, 이때 각이진 pituitary rongeur, curette 등을 이용하
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Fig. 2. The figures show the straight ring and angled curettes (A), pushers (B) and bone funnels (C)
여 반대측 수핵까지 최대한 제거하였다(Fig. 2A). 이후 감압술 과정에서 얻어진 추궁판, 극돌기, 관절돌기를 2~4 mm 크기의 조각골로 만들어 추체간에 이식한 후 PEEK cage를 삽입하였다. cage 삽입 후 특수하게 고안된 pusher를 이용하여(Fig. 2B) cage를 추체간 공간의 중앙 으로 위치시킨 후 cage 삽입 동측에 형성된 공간에 다시 조각골을 추체간에 이식하였다(Fig. 3). 이식골을 단단 히 다지고서 척추경 나사못과 금속봉을 이용하여 적당 한 압박을 가한 후 고정하였다. 두 개의 cage를 시행하는 경우에는 좌우 양쪽에서 각각 하나씩의 cage를 삽입하 였다.
3. 평가 방법
유합의 정도는 최종 추시시의 단순 방사선 사진을 이 용하여 평가하였다. 추체간 골소주의 연결이 있으면서 굴곡 신전 사진에서 움직임이 없고 나사못 주변에 방사 선 투과상이 없을 경우 완전 유합(complete union), 굴곡
신전 사진에서 움직임이 있거나 나사못이나 cage 주변 에 1 mm 이상의 방사선 투과상이 있는 경우, 추시 과정 에서 3도 이상 척추 후만이 증가하였거나 2 mm 이상의 추체간 움직임이 있는 경우, cage의 움직임이 일어난 경 우를 불유합(nonunion)으로 판단하였다. 추체간의 골소 주 연결은 명확하지 않지만 완전 유합의 다른 기준을 만 족하면서 불유합의 판단 기준을 가지고 있지 않을 경우 를 probable union으로 판단하였다3). 수술 전후 및 추시 시의 추간판 간격 변화 및 사용된 cage의 크기, 수술 시 간, 수술 중 실혈양을 조사 분석하였고, 시술 전후 요통 과 방사통의 호전을 visual analogue scale (VAS)로 평가 하였다. 수술 후의 임상적 평가는 Kirkaldy-Willis의 방법 에 따른 평가 방법을 이용하여 양호 이상을 만족, 보통 이하를 불만족으로 평가하였다(Table 1).
통계학적 분석은 SPSS (version 15)을 이용하여 유합 의 정도 및 임상 결과는 Chi-square test를, 사용된 cage크 기는 one-way ANOVA test를, VAS 및 추간판 간격의 변 화는 Paired-T-test를, 수술 시간 및 출혈양은 Indepen-
Fig. 3. The figures are showing the sequence of one PEEK cage insertion and bone graft. (A~E)
Table 1. Kirkaldy-Wills criteria
Criteria Contents
Excellent The patient has returned to his normal work and other activities with little or no complaint
Good The patient has returned to his normal work but may have some restriction in other activities and may, occa- sionally after heavy work, have recumbent, back pain requiring a few days' rest
Fair The patient has reduced his working capacity talking a lighter job or working part-time, requiring absence from work for one to two weeks, once of twice of year
Poor The patient does not return to work
dent-T-test를 통하여 시행하였으며, 통계적 의미 있는 유 의 수준은 p-value<0.05로 하였다.
결 과
1. 방사선학적 결과 1) 골유합
방사선학적으로 완전 유합은 한 개 cage의 경우 총 20 분절 중에서 11분절(55%), 두 개 cage의 경우 16분절 중 12분절(75%)이었다. 불완전 유합은 한 개 cage의 경우 9 분절(45%), 두 개 cage의 경우 4분절(25%)이었고, 불유 합을 보이는 경우는 없어 양군간의 유의한 차이는 없었 다(p>0.05).
2) 추간판 간격의 변화
추간판 간격의 변화는 시술 직후 한 개 cage 평균 2.0 mm 증가, 두 개 cage 평균 2.2 mm 증가하였고, 최종 추 시 시 한 개 cage 평균 0.4 mm, 두 개 cage 평균 0.3 mm 침 강하여 양군간의 유의한 차이는 없었다(p>0.05).
3) Cage 크기
사용된 cage의 크기는 한 개 cage의 경우 평균 13 mm 높이의 cage가 6분절(30%), 12 mm가 6분절(30%), 11 mm가 4분절(20%), 10 mm가 2분절(10%), 9 mm가 1분절 (5%)였고, 두 개 cage의 경우 13 mm가 4분절(25%), 12mm가 3분절(18.6%), 11 mm가 6분절(37.5%), 10 mm가 3분절(18.7%)로 양군간의 유의한 차이가 없었다(p
>0.05).
2. 임상적 결과 1) 수술 시간 및 출혈량
수술 시간은 한 개 cage 평균 89분, 두 개 cage 평균 105 분으로 한 개 cage에서 시간은 짧게 소요되었다(p<0.05) . 수술 중 출혈량은 한 개 cage 평균 602 ml, 두 개 cage 평 균 802 ml으 로 양 군 간 의 유 의 한 차 이 가 있 었 다 (p<0.05).
2) Visual analogue scale
수술 전후의 VAS 측정에서 요통은 한 개 cage의 경우 평균 7.0점에서 평균 2.4점으로, 두 개 cage의 경우 평균 6.7점에서 평균 2.8점으로, 방사통은 한 개 cage 평균 6.9 점에서 평균 1.8점으로, 두 개 cage 평균 6.9점에서 평균 1.7점으로 한 개 cage, 두 개 cage 각각의 경우 모두 유의
하게 통증은 향상 되었고(p<0.05), 두 군 간의 평가에서 는 유의한 차이가 없었다(p>0.05).
3) Kirkaldy-Willis criteria
Kirkaldy-Willis에 의한 임상적 평가에서 한 개 cage의 경우 우수 6예, 양호가 11예, 보통 2예, 불량 1예로 85.0%
에서 양호 이상의 결과를, 두 개 cage의 경우 우수 5예, 양호 8예, 보통 2예, 불량 1예로 81.3%에서 양호 이상의 결과를 보였고 두 군 간의 통계학적 유의한 차이는 없었 다(p>0.05).
3. 합병증
수술의 합병증으로 감압술 중에 발생한 경막 손상이 한 개 cage의 경우 3예, 두 개 cage의 경우 2예 있었으며 신경근 손상의 경우는 없었다.
고 찰
요추의 후방 추체간 유합술은 1943년 Briggs에 의하여 처음으로 시도되어 1944년 문헌에 보고 되었으며 1945 년 Cloward1)에 의해서 보고된 이후 꾸준한 발전을 하고 있는 술식으로 최근 퇴행성 요추 질환에서 흔히 사용되 고 있다. 이러한 후방 추체간 유합술의 목적은 신경 감 압으로 신경 압박에 의해서 발생하는 통증을 완화시키 고 동시에 척추체간에 견고한 유합을 얻는 것이다4). 후 외방 유합술과 비교 시 더욱 견고한 유합을 얻을 수 있 을 뿐만 아니라 요추부에 부과되는 하중을 분산시키고, 시상면상의 정렬을 복원할 수 있으며, 추간공 높이를 증 가시켜 신경근을 감압시키는 효과가 있고, 유합술을 시 행한 분절에 압박력을 가하여 유합율을 증가시킬 수 있 는 장점이 있다. 그런데 이러한 후방 추체간 유합술은 추간판 후방에 도달하여 cage나 골을 삽입하기 위한 적 절한 공간을 확보하기 위해서 추간판으로 좌우 양측 접 근을 하는 것이 일반적이다. 이러한 시술 중 신경근을 과도하게 견인하여 이로 인한 문제점이 발생할 수 있으 며 신경근 자체의 유연성 문제로 제 3요추 제 4요추간 이상에서는 시행이 제한된다는 단점이 있다5). 이러한 문 제점을 보완하기 위하여 Harms 등6)은 편측성 경추간공 추체간 유합술을 시행하여 골 이식 및 cage를 삽입하는 시술을 소개하기도 하였으나, 본 연구에서는 후방 추체 간 유합술에서 좌우 양측 모두에서 충분한 신경 감압을 시행 후, 일측으로만 접근하여 골 이식과 cage를 삽입하 였다.
Closkey 등7)에 의하면 추체간 이식물을 통한 하중의
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전달을 위해서는 추체 종판 면적의 30% 이상을 이식물 이 차지하고 있어야 한다고 하였고, Ames 등8)에 의한 생 역학적 실험 결과 유합 분절을 양쪽에서 척추경 나사못 고정을 하게 되면 한 개 cage와 두 개 cage의 초기 안정성 (stability)과 강성(stiffness)에는 차이가 없다고 하였다.
Kettler 등9)도 사체 실험에서 한 개 cage가 두 개 cage만큼 안정하다고 하였다. Molinari 등10)은 양측으로 접근해서 골 이식 후 한 개 cage만 사용한 경우 유합율 및 임상적 결과에 있어서 두 개 cage와 비교할 때 차이가 없다고 하 였다. 본 연구에서도 한 개 cage와 두 개 cage의 경우 불 유합을 보이는 경우는 없었으며, 임상적인 결과에서도 한 개 cage와 두 개 cage의 경우 모두 80%에서 양호 이상 의 결과를 보였다.
그러나 이러한 일측성 접근법으로 시행함에 따라 반 대편 수핵 제거 및 cage의 정확한 위치 선정 등에 어려움 이 있다. 이러한 점들을 보완하기 위해서 각이진 pitu- itary rongeur, curette 등이 필요하며 저자들도 이러한 기 구를 사용하여 반대편 수핵까지 제거하고 후방 추체간 유합술을 시행하였다(Fig. 2). 여러 연구에서 제거된 수 핵 내에서의 cage 위치 자체가 추체간 유합 분절의 안정 성과 강성을 변화시키지는 않는다고 하였다8,11). Wang 등12)에 의한 사체 실험에서 cage의 사상 위치와 시상 위 치가 양측 척추경 나사못 고정으로 안정성에 차이가 없 어진다고 하였다. 그러나 본 교실에서는 한 개 cage의 사 용 시 일측으로 삽입된 cage를 특수하게 고안된 pusher 를 이용하여 추간판 공간의 관상면상의 중앙에 위치시 키기 위해서 노력하였으며, 만약 cage가 중앙에 위치하 지 못하고 편측에 위치하거나, 추간판 공간이 너무 협소 하여 한 개 cage만으로는 충분히 확대되지 않았다고 판 단될 때에는 반대측에 cage를 추가적으로 삽입하였다.
Javernick 등13)에 의하면 편측 경추간공 추체간 유합술 에서 56% 이상의 수핵 제거가 가능하다고 하였고, Davis 등14)도 편측 접근으로 약 80~85%의 수핵 제거가 가능하 다고 하였다. Prolo 등15)은 가용한 추체간 공간에 77% 이 상이 골로 채워져야 성공적인 유합이 이루어진다고 하 였다. 그런데 하나의 PEEK cage가 추체 종판 면적의 약
10% 정도16)이므로 cage 주변에 충분한 골을 삽입하는 것
이 중요하다. 본 교실에서는 한쪽에서만 후방 감압을 시 행하는 것이 아니라 양쪽 모두에서 충분한 후방 감압을 시행하고 증세가 심했던 쪽의 추간판 공간으로 접근하 여 후방 감압을 위해 제거되었던 추궁판의 골편들을 조 각으로 만든 골을 이식 및 cage를 삽입을 하였다. 충분한 골 이식을 위하여 조각 골을 먼저 이식하고반대편까지 충분히 충전한 후 PEEK cage를 삽입하였다. 삽입된 cage 는 특수하게 고안된 pusher를 이용하여 추간판 중앙으로 밀어넣고 이때 동측에 형성된 공간에 다시 조각 골을 이
식하여 충분한 골 이식이 되도록 노력하였다.
Humphreys 등17)은 일측성 접근법에 의한 경추간공 추 체간 유합술과 양측성 접근법에 의한 후방 추체간 유합 술의 시술 시간과 시술 중 출혈량 비교에서 1분절 유합 의 경우에는 유의한 차이가 없었으나 2분절 유합술에서 는 일측성 접근법이 유의한 감소를 보였다고 하였다. 이 러한 일측성 접근에 의한 한 개 cage를 사용한 시술을 시 행하게 되면 경막 전방에 위치하는 경막외 정맥의 노출 을 한쪽에서만 하게 되므로 경막외 정맥 손상에 의한 출 혈을 줄일 수 있고, 신경 견인 역시 한쪽에서만 시행하 므로 수술 중 신경 손상의 가능성이 줄어들며, 수술 시 간도 줄일 수 있다. 또한 재수술 환자에서 기존 수술 부 위 신경의 유착이 심하여 추간판 공간으로의 접근이 어 려울 때에도 반대쪽에서 시술을 시행하여 신경 손상을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서도 일측성 접 근에 의한 한 개 cage를 사용한 경우가 양측성 접근법에 의한 두 개 cage를 사용한 경우보다 한 개 cage에서 시간 은 짧게 소요되었다. 한 개 cage를 사용한 경우, 두 개 cage를 사용한 경우 모두 감압술 중에 발생한 경막 손상 은 있었으나 신경근 손상의 합병증은 없었다.
cage에는 사용된 재질에 따라 여러 가지 종류가 있는 데 그중 최근에는 금속성으로 titanium cage를 많이 사용 하고 있다. 이러한 titanium cage는 방사선 투과성이 없어 서 방사선상 유합을 판단하는데 어려움이 있고3), 피질 골과의 탄성 계수 비교시 약 10배정도 커서 cage의 추체 속으로의 침강이 발생할 수 있다17). 반면에 PEEK cage는 방사선 투과성이면서 탄성 계수도 피질 골과 유사하여 금속성 cage의 단점인 방사선상 유합 판단의 어려움, 추 체 속으로의 침강 등을 보완한다고 보고하고 있다18). 본 교실에서도 2005년 이전에는 titanium cage를 주로 사용 하였으나 2005년 이후에는 PEEK cage를 주로 사용하고 있는데 1예에서 PEEK cage 삽입시 과도한 힘을 주었을 때 cage의 파손을 경험하여 추간판 공간이 충분히 확보 되지 않은 상태에서 과도한 힘을 주어 PEEK cage를 삽 입 시에는 어려움이 있음을 경험하였다.
결 론
퇴행성 요추 질환으로 후방 감압 및 후방 추체간 유합 술을 시행할 때 한 개의 cage를 이용한 술기는 수술 시간 및 출혈량은 줄일 수 있으면서 수술 분절의 유합율 및 추간판 간격 변화에서는 차이가 없었고, 통증 감소의 정 도 및 임상적 결과도 기존의 두 개의 cage와 유사한 결과 를 보였다. 그러나 단기 추시 결과로 장기적 예후는 지 속적인 추시 관찰이 요구된다.
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February 20-23, 2005.
※ 통신저자 : 신 원 주
인천광역시 남동구 구월동 1198
가천의과학대학교 길병원 정형외과학교실
Tel: 82-32-460-3384 Fax: 82-32-468-5437 E-mail:[email protected] 연구계획: 후향적 연구
연구목적: 후방 추체간 유합술에서 각 분절당 한 개의 PEEK cage를 사용한 경우와 두 개의 PEEK cage를 사용한 경우 의 방사선학적 결과 및 임상적 결과를 비교 분석하고자 하였다.
대상 및 방법: 2005년 3월부터 2006년 2월까지 퇴행성 요추 질환으로 진단받고 후방 감압술과 PEEK cage를 이용한 후방 추체 간 유합술을 시행 받은 후, 1년 이상 추시가 가능했던 36명을 후향적 방법으로 비교 분석 하였다. 1분절 수 술시 한 개의 cage를 사용한 경우 20명, 두 개의 cage를 사용한 경우 16명이었다. 최종 추시 시 단순 방사선 사진에서 유합의 정도, 수술 전후 및 최종 추시 시의 추간판 간격 변화, 수술 시간, 출혈량 및 수술 전후 요통과 방사통의 호전 을 visual analogue scale(VAS)로 평가하였고, 임상적 결과는 Kirkaldy-Willis방법으로 평가하였다.
결과: 단순 방사선 사진 상 완전 유합은 한 개의 cage를 사용한 경우 11분절(55%), 두 개의 cage는 12분절(77%), 불완 전 유합은 한 개의 cage 9분절(45%), 두 개의 cage 4분절(25%)이었고 불유합을 보이는 경우는 없었다. 두 군 간의 유 의한 차이는 없었다(p>0.05). 추간판 간격의 변화는 시술 직후 한 개의 cage 평균 2.0 mm 증가, 두 개의 cage 2.2 mm 증 가하였고, 최종 추시 시 한 개의 cage 평균 0.4 mm, 두 개의 cage 0.3 mm 침강하여 두 군 간의 유의한 차이는 없었다 (p>0.05). 수술 시간은 한 개의 cage 평균 89분, 두 개의cage 평균 105분으로 두 군 간의 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
수술 중 출혈량은 한 개의 cage 평균 602 ml, 두 개의 cage 평균 802 ml로 두 군 간의 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 임 상적 평가 결과에 의하면 한 개의 cage의 경우 85.0%에서, 두 개의 cage의 경우 81.3%에서 양호 이상의 결과를 보여 두 군 간의 유의한 차이는 없었다(p>0.05).
결론: 퇴행성 요추 질환으로 PEEK cage를 이용한 후방 감압 및 후방 추체간 유합술을 시행시, 한 개의 cage를 이용한 경우가 두 개의 cage를 이용한 경우 보다 수술 시간 및 출혈량은 줄일 수 있으면서, 추체간 유합율 및 추간판 간격 변 화에서는 차이가 없었고, 통증 감소의 정도와 임상적 결과에서도 차이가 없다는 결론을 얻었다. 그러나 본 연구는 단 기 추시 결과로서 향후 장기적 예후는 지속적인 추시 관찰이 요구된다.
색인단어: 후방 추체간 유합술, PEEK cage, 한 개의 cage, 두 개의 cage 국 문 초 록
