The Tourniquet Pressure 200 mmHg for Total Knee Arthroplasty: is it possible?

Volume 15, Number 1, June, 2012

※ 통신저자: 이 송

서울시 동대문구 청량리동 40-12 서울성심병원 정형외과

TEL: 02) 966-1616 FAX: 02) 968-2394 E-mail: [email protected] 접수일: 2012년 4월 3일, 게재확정일: 2012년 7월 11일

인공 슬관절 치환술 시 지혈대의 압력을 200 mmHg까지 낮출 수 있을까?

서울성심병원 정형외과

김지형∙이 송∙고동오∙이정수∙부경환∙홍성원

= Abstract =

The Tourniquet Pressure 200 mmHg for Total Knee Arthroplasty: is it possible?

Jee Hyoung Kim, M.D., Song Lee, M.D., Dong Oh Ko, M.D., Jung Soo Lee, M.D., Kyung Hwan Boo, M.D., Sung Won Hong, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Seoul Sacred Heart General Hospital, Seoul, Korea

Purpose: To evaluate the possibility of lowering tourniquet pressure to 200 mmHg during total knee arthro- plasty (TKA) by pressing the femoral artery. Lowering the toniquette pressure can attribute to minimize the soft tissue damage and pain after the operation.

Materials and Methods: We analyzed patients who had TKA from Sep 16th, 2010 to Mar 3rd, 2011.

Among them, 35 patients (test I) had operations on both knees, and 50 patients (test II) underwent operation on one knee. We excluded the patients who had a previous operation, infection, or bleeding tendency. We put a cotton roll at the antero-medial side of the thigh just under the tourniquet in order to apply more pressure on the femoral artery that is scanned by ultrasonography. We scored 0 on non-bleeding, 1 on bleeding that did not affect the operation, and 2 on bleeding which disturbed the operation.

Results: In test I, the group which applied 200 mmHg with local pressure, 24 patients (68.6%) scored 0, 9 patients (25.7%) scored 1, and two patients (5.7%) scored 2. In the other group used pressure 250 mmHg, how- ever, 31 patients (88.6%) scored 0, 4 patients (11.4%) scored 1, and no one scored 2 (p=0.039). Totally, in the 200 mmHg group with local pressure, 33 patients had no problem in surgery, and only for 2 patients (5.7%), we had to increase pressure. For the patients with 250 mmHg, however, we had to increase pressure on nobody (0%). In test II, in the group which had operation on one knee with 200 mmHg with local pressure, 14 patients scored 0, 8 patients scored 1, and one patient scored 2. Also in the 250 mmHg group, 24 patients scored 0, 2 patients scored 1, and one patient scored 2. (p=1.000). Overall results demonstrate no differences in bleeding that disturb operations statistically.

Conclusion: Even with a little more bleeding compared to the 250 mmHg group, 94.8% of patients can have operation with no bleeding problems by using a cotton roll and the pressure 200 mmHg. For successful opera- tions, there is no difference between groups using 250 mmHg and 200 mmHg with local pressure on femoral artery.

Key Words: Tourniquet, 200 mmHg Tourniquet pressure, Femoral artery, Total knee arthroplasty

서 론

인공 슬관절 전치환술을 비롯한 대부분의 정형 외과적 수술에서 지혈대는 수술 시야의 확보와 출 혈을 감소시키기 위한 목적으로 흔히 사용되고 있 으나 근육과 혈관, 신경 등, 연부 조직을 압박함 으로써 이들 조직을 손상시키고, 대퇴부 동통, 피 하출혈을 발생시키며¹⁴⁾ 심혈관계 문제 등의 여러 부작용들을 일으키는 것으로 알려져 있다.

저자들은 대퇴동맥이 하지의 주된 혈관이므로 대퇴동맥에 국소적으로 압력을 높이고 근육 등 다 른 연부 조직의 주어지는 압력을 줄여서 위와 같 은 합병증을 줄일 수 있을 것으로 기대하였다. 이 에 지혈대 압력 200 mmHg을 사용한 군(이하 200 mmHg군)에서는 대퇴동맥이 지나간다고 생 각되는 대퇴의 전내측 부위, 지혈대의 아래쪽에 면붕대를 감아서 넣어 주어 대퇴동맥에 국소적으 로 압력이 가하여 지도록 하였으며, 통상적으로 사용되어 왔던 250 mmHg 지혈대의 압력을 사 용한 군(이하 250 mmHg군)을 대조군으로 하여 수술 중 출혈의 정도와 수술에 적합한 정도를 비 교하였다. 대부분 지혈대는 면붕대를 동심성으로 감고 적용함이 널리 알려져 왔으나 본 연구에서는 압력을 낮춤에 있어 발생할 수 있는 추가 출혈에 대하여 면붕대를 이용하여 추가 압력이 가하여지 도록 고안하였다.

대상 및 방법 1. 대상

2010년 9월 16일부터 2011년 3월 3일까지 본 원에서 인공 슬관절 전치환술을 받은 환자 중 재 치환술, 기왕에 감염, 기왕에 골절이 있는 사람은 제외하였다. 술전 검사상 항응고제를 복용중이거 나 출혈 경향이 있는 환자는 제외하였다. 양측에 수술을 받은 35명 70예의 슬관절을 대상으로 하 였다. 평균나이는 72세 였다(Table 1). 그리고 일측 슬관절에만 수술을 받은 50명을 대상으로 같은 방법으로 시행하였다(Table 2). 이들의 평 균 나이는 70세로서 나이에 따른 통계학적인 차 이는 보이지 않았다(p=0.6234).

2. 수술 방법

전례에서 척추 마취와 정중 절개법을 사용하였 으며 수술은 한 명의 술자에 의하여 시행되었으며 지혈대는 Zimmer^� ATS 3000 (Zimmer Orthopaedic Surgical Products, Dover, Ohio) 을 사용하였다. 대퇴절제를 위해서는 초음 파 유도 골수강외 절제를 하였으며¹⁾, 골수강 내부 로 지침자를 넣지 않았다. 경골 절제를 위해서도 골수강외 유도를 하였다. 전례에서 음압 배액관은 사용하지 않았다. 관절낭을 봉합한 후 부피바케인 (0.5% 10 mL)과 생리식염수(10 mL)를 섞어서 총 20 mL를 만들어 관절낭 내부로 삽입하면서 관절낭으로의 누수가 있을 경우에는 재차 봉합하 여 관절낭의 누수가 없도록 하였다. 전례에서 수 술 12시간 전부터 술 후 4일까지 혈전 방지제인 enoxaparin (Clexane^�, Sanofi Aventis, Paris, France)을 피하 주사하였다.

지혈대를 적용함에 있어서 대퇴 동맥 촉진 후 대퇴동맥의 주된 주행 경로인 대퇴 내측부에 Cotton ball을 삽입하여 국소압력이 가해지도록 하였으며, 이는 한 명의 술자에 의해 동일한 방법 으로 적용되었다(Fig. 1).

양측 수술의 경우 한쪽 슬관절 치환술을 시행 후 일주일 뒤에 반대쪽 슬관절 치환술을 시행하였다.

Fig. 1. Cotton ball is applied at antero medial thigh intending to get more local pressure on femoral artery.

3. 평가 방법

수술 중 출혈의 정도를 파악하되, 특히 골절제 후 뼈 부분의 출혈 정도를 기준으로 하여 출혈이 거의 없는 경우를 0점으로 간주하였고, 출혈이 어 느 정도 있으나 pulsatile irrigator (High Speed Pulse lavage FS, Microaire^�,Vir- ginia)를 이용하여 생리식염수 1L 세척 후에 출 혈이 충분히 제거된 경우를 1점으로 간주하였으 며, 시멘팅에 지장이 있다고 생각되어 지혈대의 압력 320mmHg로 올리고 생리 식염수로 세척하 였던 경우를 2점으로 간주하였다(Fig. 2).

0, 1점은 수술에 적합하다고 간주하며, 2점은 수술에 부적합하다고 간주하였다.

4. 통계 방법

양측 다리에 시행했던 test I에서는 출혈양 비교 를 위해서 Wilcoxon Signed Ranks Test와 수 술적합도를 평가하기 위해서 McNemar test를 하였다. 일측 다리에 시행하였던 test II에서는 출 혈양 비교를 위해서 Mann-Whitney U Test와 수술적합도를 평가하기 위해서 Fisher’s exact Test를 하였다. 유의수준은 0.05로 하였다.

결 과 1. Test I

양측 슬관절 수술을 진행한 결과 200 mmHg 군에서는 0점이 24예(68.6%), 1점이 9예 (25.7%), 2점이 2예(5.7%)였고 250 mmHg군 에서는 0점이 31예(88.6%), 2점이 4예(11.4%), 2점이 0예(0%)였다. 술 중 의미있는 출혈은 200 mmHg 군에서 발생하였으나(p=0.039) 수술에 영향을 주지 않는 측면을 고려해 볼 때 전체적으 로 200 mmHg 군에서도 지혈 실패없이 94.3%

의 경우에서 수술에 지장이 없었다(p=0.4795) (Fig. 3).

2. Test II

일측 슬관절 수술만 받은 환자 군에서 200 Fig. 3. Result I of 35 patients operated on both knees.

Significant more bleeding occurs in 200 mmHg with cotton ball (p=0.039), but success- ful operations without bleeding disturbance can be done in 94.3% of cases (p=0.4795).

Fig. 2. Bleeding in Touniquette 200mmHg with cotton roll. Pictures show there is no gross bleeding that disturb the operation. Picture shows there is no active or gross bleeding after bone cutting (A) scoring 0, and minor bleeding that is clear after irrigation is scored 1.

A B

mmHg 지혈대 압력을 사용한 군(23예) 은 0점 이 14예, 1점이 8예, 2점이1예였고, 250 mmHg 압력을 사용한 군(27예)은 0점이 24례, 1점이 2예, 2점이1예가 관찰되었다. 술 중 출혈 은 국소압력과 200 mmHg 군에서 의미있는 출 혈이 발생하였으나(p=0.022) 수술에 지장을 줄 정도의 의미있는 지혈실패(2점)의 관점에서는 유 의한 차이가 없었다(p=1.000) (Fig. 4).

3. 종합

전체적 분석 결과 대퇴동맥에 국소압력을 가한 200 mmHg 군은 0점이 38예, 1점이 17예, 2점 이 3례, 250 mmHg군은 0점이 55예, 1점이 6 례, 2점이 1예를 보였으며 Fisher’s Exact test 결과 p=0.352로 유의한 차이를 보이지 않았다 (Fig. 5).

고 찰

인공 슬관절 전치환술 시 지혈대는 동맥혈을 압 박함으로써 수술 시야의 확보와 그로 인한 수술 시간의 단축 및 출혈을 줄이는 목적으로 널리 사 용되어 왔다. 그러나 지혈대의 사용으로 인한 대 퇴부 동통^2,3), 신경 마비⁴⁾, 구획 증후군^5,6), 슬개골 주행의 부정정렬⁷⁾ 등의 국소적 합병증과 심부 정

맥 혈전증⁸⁾, 고혈압, 부정맥 등의 전신적인 합병 증⁹⁾ 등은 이미 잘 알려져 있는 부작용들로써 이 같은 지혈대 사용의 부작용을 피하기 위하여 지혈 대의 압력과 시간을 줄이는 것이 중요할 것으로 생각된다.

Kutty와 McElwain¹⁰⁾이 보고한 Modification of Bruner’s Ten Rules에 따르면 지혈대를 감기 직전 혈압을 기준으로 상지의 경우 수축기 혈압에 50~100 mmHg를 더하고 하지의 경우 수축기 혈 압의 두 배를 적용하여 상지의 경우 200~250 mmHg, 하지의 경우 250~350 mmHg를 지혈 대의 적정 압력으로 제시하고 있다.

Seo 등³⁾은 환자의 수축기 압력에 100 mmHg 더하여 지혈대 압력을 적용하였을 때 수술을 성공 적으로 할 수 있다고 하였다.

Younger 등¹¹⁾은 수술하는 다리의 원위부에 센 서를 달고, 이 센서를 통해 혈류가 통하지 않는 최소한의 압력(Limb Occlusion Pressure, LOP)을 측정하였으며 이 LOP가 수축기 혈압과 는 무관하다고 하는 등 적절한 하지 지혈대의 압 력에 대해서는 다양한 연구가 있었다.

이에 본 저자들은 가능한 지혈대의 압력을 줄일 수 있는 방법을 찾고자 하였다. 현재의 지혈대는 대퇴부 전체에 압력을 가함으로써 대퇴동맥의 혈 행을 막고자 하나, 근육 등 다른 연부조직은 과도 한 압력을 받고 있다고 판단되었다. 국소적으로 대퇴동맥에 가한 압력을 증가시킴으로써 유효한 Fig. 4. Result II of 50 patients underwent TKA opera-

tion on one knee. Also the significant bleeding happens in 200 mmHg with cotton ball group (p=0.022), but there is no meaningful differ- ences between two groups considering major bleeding that disturb the procedures for suc- cessful operation (p=1.000).

Fig. 5. Overall results of 83 patients underwent TKA operation. There is no meaningful differences between two groups considering major bleed- ing that disturb the procedures for successful operation (p=0.352).

압력이 대퇴동맥에 전달되지만, 다른 부위에는 적 은 압력이 주어지게 하는 것이 효과적인 지혈대의 구조라고 생각하여 대퇴동맥이 지나가는 자리인 전내측 부에 솜뭉치를 넣고, 지혈대의 압력을 200 mmHg로 유지하였을 때(Fig. 1) 수술창에 서의 출혈경향이 어떤지를 관찰하고, 기존 지혈대 압력250 mmHg과 비교하고자 하였다.

Seo 등³⁾은 환자의 수축기 압력에 100 mmHg 더하여 지혈대 압력을 적용하였을 때 출혈량에서 는 큰 차이 없이, 환자가 호소하는 대퇴부 동통은 통계적으로 유의하게 감소하였다고 보고하였다.

Younger 등¹¹⁾은 수술하는 다리의 원위부에 센서 를 달고, 이 센서를 통해 혈류가 통하지 않는 최 소한의 압력(Limb Occlusion Pressure, LOP) 을 정하고, 이 센서에 따라 지혈대의 압력을 맞추 어 적용하는 것이 가장 적절한 방법이라 보고하고 있다. 이들은 이 LOP가 수축기 혈압과는 무관하 다고 하였다.

그러나 두 방법 모두 혈압, LOP를 측정하여 지혈대의 압력을 수시로 변경할 수 있는 조절 장 치가 필요하다는 점, LOP 측정의 경우 수술하는 다리 원위부에 센서를 부착하여 수술 시 방해가 될 수 있는 점 등은 대다수의 수술장에서 보편적 으로 적용하기에 어려움이 있다고 생각된다.

몇몇 저자들은 인공 관절 전치환술 시 지혈대의 압력을 낮추는 것이 대퇴부 동통을 줄일 수 있음 을 보고하였다^3,12). Abdel-Salam과 Eyres¹³⁾은 지혈대 없이 인공 관절 전치환술을 시행받은 환자 군이 통증 지수가 낮았고, 감염 및 심부 정맥 혈 전의 빈도가 낮았으며 재원 기간이 짧았다고 보고 하였다. 그러나 숙련된 의사가 아닌 경우, 지혈대 를 사용하지 않는다면 출혈로 인한 시야 확보의 어려움으로 수술 시간이 길어질 수 있고 이는 실 혈량의 증가와 감염의 잠재적 위험이 될 수도 있 을 것으로 생각된다. Noordin 등²⁾은 지혈대에 의해 신경손상에 대한 연구 및 근육의 손상으로 재활 치료가 지연될 수 있음을 보고하였으나, 지 혈대의 압력을 줄임으로써 해결될 수 있는 문제인 지 제시하지는 못했다.

Kim 등¹⁴⁾은 인공슬관절에서 250 mHg의 압력 을 사용한 것이 320 mmHg을 사용한 군에서보 다 피하 출혈이 적음을 보였고, Seo 등³⁾은 지혈대

의 압력을 줄이는 것이 통증을 줄일 수 있음을 보 였다.

이상을 통해 볼 때, 수술에 지장이 없는 한 지 혈대의 압력을 낮춤으로서 피하출혈, 통증, 잠재 적인 신경, 근육의 손상 등을 감소시킬 수 있을 것으로 생각된다.

대퇴동맥은 대퇴부에서 심부 대퇴동맥으로 분지 하게 되면서 대퇴의 전 내측을 따라 진행하다가 슬부에서는 후방으로 진행하게 된다. 무릎의 수술 중 출혈과 관련된 주된 동맥은 대퇴동맥이라고 생 각되며, 대퇴 동맥 외에도 심부 대퇴동맥의 분지 로부터 공급되는 여러 얼기의 순환이 이들의 굵기 는 상대적으로 가늘고, 심장과 멀어 충분히 감압 된 상태로 생각된다. 즉 저자들은 대퇴동맥만 지 혈되더라도 슬부 및 하부의 수술에는 큰 지장이 없을 것으로 생각하였다.

이는 마치 수부의 절단 시 손목 전체를 누르기 보다, 요골동맥과 척골동맥을 압박하여 효과적으 로 지혈하는 것과 비슷한 기전이다.

한편 일반적인 특징과는 달리 하지의 경우는 신 경과 동맥의 주행이 많이 달라, 대퇴신경은 대퇴 부에서 여러 갈래 갈라지면서 대퇴의 근육 등에 분포하며, 하퇴의 주된 신경은 좌골신경으로 대퇴 의 후방을 지나게 된다. 기존의 지혈대는 대퇴 전 체에 높은 압력을 주게 되면서 신경에도 손상을 입힐 수 있으나 저자들이 제안하는 지혈대는 상대 적으로 신경에도 상대적으로 안전할 것으로 생각 한다.

실제 수술 중에 관찰되는 바로는 200 mmHg 군에서는 피하혈관 및 연부조직에서는 조금 더 출 혈이 되는 경향을 관찰 할 수 있는데, 이는 위의 해부학적 구조에 의해 대퇴동맥이 아닌 측부 혈관 에 의한 것이라고 추정해 볼 수 있다. 이들의 경 우에는 전기 소작기로 충분히 지혈이 가능할 뿐 아니라, 전기 소작을 하지 않아도 수술 진행 중에 저절로 출혈이 멈추는 것을 확인할 수 있고, 오히 려 전기 소작이 필요한 혈관이 어떤 것인지 보여 주어 수술 후 지혈을 예방하는데 도움이 된다고 생각하였다.

지혈대는 수술 중에 출혈을 감소시키기 위해서 사용될 뿐 아니라, 각종의 안전 사고, 산업 사고, 전쟁중의 부상 시에도 필요하다. 마취 중에는 대

퇴부의 통증을 느낄 수 없고, 의학적인 지식을 갖 춘 의료진에 의해 지혈대의 압력 및 시간 등을 조 절할 수 있으나 그외 사고의 경우에는 고압력으로 대퇴부를 지혈할 경우 통증으로 인해 충분한 시간 압력을 가할 수 없게 된다. 그러므로 최소한의 압 력으로 효과적으로 하지의 출혈을 막을 수 있는 기능적인 지혈대의 개발이 필요하며, 이와 같은 관점에서 본 지혈대는 대퇴동맥에 국소적인 압력 을 가해 동맥 외의 다른 부분에 주어지는 압력이 적게 함으로써, 효과적으로 지혈을 시킬 뿐 아니 라 다른 연부 조직의 손상을 예방하는데도 효과적 일 것으로 생각된다.

본 연구는 전향적 연구이나 120 슬관절에 대한 비교적 적은 수의 분석을 하였으며, 출혈의 평가 에서도 0, 1, 2라는 다소 주관적일 수 있는 평가 방법을 사용하였다는 단점이 있다. 또한 지혈대의 압력에 있어서도 언급한 것과 같이 환자의 다리 둘레, 수축기 혈압, LOP와 같은 것에 대한 반영 이 없음이 제한점이다.

지혈대에 면 붕대를 추가하는 방법은 술자에 따 라 면 붕대의 위치 등이 달라질 수 있는 단점이 있 고 본 연구에서는 200 mmHg를 선택하였으나 다 양한 지혈대의 압력을 적용하여 최소이며 최적의 압력에 대한 분석이 부족하였다. 또한 국소 압력 부위의 피하 출혈량이나 환자의 동통에 대한 연구 가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 사료된다.

결 론

양측에 수술을 진행한 연구(test I)와 일측에 수술을 진행한 연구(test II) 있어서 대퇴동맥에 압력이 주어지도록 개량된 지혈대의 200 mmHg 군에서는 기존 지혈대의 250 mmHg군에 비해 더 많은 출혈이 발생하는 경향이 있으나, 성공적 인 수술을 위해서는 지장이 없었다.

따라서 대퇴동맥에 국소적으로 압력이 가해지도 록 만든 지혈대는 기존의 지혈대에 비해 압력을 낮추어도 수술이 가능할 것으로 생각되며, 본 연 구는 향후 효과적인 지혈대 개발에 도움이 될 것 으로 생각된다.

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