AG C
Ⓡ슬관절 전치환술 후 5년 이상 추시 결과
서울의료원 정형외과학교실, 수 정형외과*
김희선・민학진・윤의성・서재성・김윤종・김용훈*・김진수
= 국문초록=
목 적: AGCⓇ (Anatomical Graduated Components, Biomet, USA) 슬관절 전치환술 후 최소 5년 이상 추시가 가능하였던 예를 대상으로 임상적, 방사선학적 결과 및 합병증에 대해 분석하고자 하였다.
대상 및 방법: AGCⓇ 기구를 이용하여 슬관절 전치환술을 시행받은 1 2 1예 중 5년 이상 추시가 가능하였 던 9 0예를 대상으로 하였다. 임상적 평가는 굴곡 구축 및 관절 운동 범위, American Knee Society의 Knee Society Clinical Rating System(KSCRS)과 Hospital for Special Surgery(HSS)평가 방법으 로, 방사선학적 평가는 American Knee Society의 방사선학적 평가 방법을 이용하였으며 합병증 및 생존 율을 분석하였다.
결 과: 굴곡 구축은 수술 전 평균 1 0 . 4°에서 최종 추시상 0 . 6°로 감소하였고 평균 운동범위도 수술 전 1 0 7 . 5°에서 1 2 0 . 9°로 유의한 호전을 보였다(p<0.05). HSS점수는 술 전 평균 5 2 . 2에서 최종 추시상 8 1 . 5 로 호전되었으며, KSCRS점수도 7 7 . 2에서 1 5 2 . 5로 향상되었다. 대퇴 경골 각은 내반 5 . 2°에서 외반 4 . 3°
로 변화되었다. 합병증은 감염 3예, 슬개-대퇴간 탈구 1예, 대퇴골 과상부 골절 1예 및 무균성 해리가 1예 있었다. 생존율은 9 6 . 7 %였다.
결 론: AGCⓇ 슬관절 전치환술 후 5년 이상 추시에서 임상적 및 방사선학적 결과는 우수 하였고 장기적인 추시가 필요할 것으로 사료된다.
색인 단어: 슬관절, 전치환술, AGCⓇ 기구
Volume 17, Number 1, June 2005
서 론
A G CⓇ (Anatomical Graduated components, Biomet, USA) 인공 슬관절은 1 9 8 3년 모든 삽입물 이 호환되는 인공 슬관절 기구로 고안되었는데 골과 의 접촉 부분은 티타늄 합금으로 처리되어 있고, 재 질은 코발트 크롬으로 내구성이 좋다. 또한 A G C형 은 후방 하단의 탈구를 방지 할 수 있으며, 폴리에틸 렌 마모와 미세 운동을 방지하고 관절면뿐만 아니라 주변부의 두께도 일정하게 유지시켜주는 장치( l o c k- ing bar)가 있다는 장점이 있다8 ).
이에 본 연구는 A G CⓇ (Anatomical Graduated components, Biomet, USA) 인공 슬관절을 이용 한 슬관절 전치환술 후 5년이상 추시가 가능하였던 6 2명 9 0예을 대상으로 임상적 및 방사선학적 결과 및 합병증에 대해 분석 평가하고자 하였다.
대상 및 방법
1 9 9 4년 4월부터 1 9 9 7년 6월까지 슬관절 인공 관 절 전치환술을 시행 받은 8 1명 1 1 9예 중 5년 이상 추시가 가능한 6 2명 9 0예를 대상으로 하였다. 추시 상 탈락자는 사망 8명 ( 1 2예), 연락 두절 1 1명 ( 1 7
Corresponding Author: Yoon Jong Kim M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Seoul Medical Center 171-1 Samsung-dong, Kangnam-gu, Seoul 135-090, Korea
Tel : 02-3430-0675, Fax : 02-539-1262, E-mail : [email protected]
예)이었다. 추시 기간은 최단 5년에서 최장 8년 3개 월로 평균 6년 3개월이었다. 총 9 0예 중 여자가 5 2 명, 남자가 1 0명이였고, 28명이 양측을 수술하였고, 좌측이 5 0예, 우측이 4 0예이었다. 수술 당시 연령은 3 1세부터 8 4세이었고, 평균 연령은 6 4 . 3세이었다.
평균 체중은 58.3 kg이었고, 평균 신장은 157 cm 이었다.
원인 질환으로는 퇴행성 관절염이 8 0예( 8 8 . 9 % ) , 류마토이드 관절염이 8예(8.9%), 골 괴사증이 2예 ( 2 . 2 % )였다.
전례에서 한 술자에 의해 수술을 받았으며, 같은 디자인의 인공 슬관절 기구 A G CⓇ ( A n a t o m i c a l graduated components, BIOMET, USA)를 사 용하였다. 수술방법은 경골은 골수강외 유도법을 사 용하여 기계축에 직각으로 절골하였고 대퇴골은 골수 강내 유도법을 사용하였으며, 외반 7도로 맞추어 절 골하였다. 골극을 철저히 제거하고 경골에서 내측 측 부인대의 부착부를 따라 충분한 골막하 유리를 하여 인대 균형(ligament balancing)을 얻었으며 굴곡 구축이 있는 예에서는 적절한 후방 유리술을 통하여 수술시 완전한 교정을 얻도록 하였다. 폴리에틸렌 삽 입물( i n s e r t )의 두께는 10~14 mm를 사용하였다.
전례에서 슬개골 치환(patellar resurfacing)을 시 행하였고, 수술중 대퇴-슬개 주행의 평가는 각 치환 물이 고정되고, 최종 폴리에틸렌 두께가 결정된 후 에, “No thumb technique”개념을 이용하여, 슬 개골의 주행이 좋지 않았던 1 0예에서 외측 지지대 이완술을 시행하였다. 후방 십자 인대 보존형이 7 6 예, 대치형이 1 4예였다.
임상적 결과 평가는 관절 구축 및 평균 관절 운동 범위와 슬관절 점수는 Knee Society Clinical Rating System(KSCRS)7 )과 Hospital for Spe- cial Surgery(HSS)8 ) score system을 이용하였다.
K S C R S는 슬관절 점수와 기능 점수로 각각 1 0 0점 기준으로 하였고, HSS 점수는 동통, 기능, 운동 범 위, 근력, 굴곡 변형, 관절 불안정성, 보행 보조 및 관절 변형각 등을 평가하여 1 0 0점을 기준으로 1 0 0 ~ 8 5점을 우수, 84~70점을 양호, 69~60점을 보통, 59점 이하를 불량으로 분류하였다.
방사선학적 평가는 American Knee Society의 roentgenographic evaluation and scoring sys- t e m6 )을 이용하여 술전 및 최종 추시시에 하지의 정 열 상태와 인공 치환물과 골간의 고정 상태를 평가하 였다. 하지의 정열 상태는 대퇴골과 경골 축을 통과 하는 선이 이루는 예각을 측정하여 얻어진 대퇴 경골 각(tibio-femoral angle)으로 하였고, 고정 상태는
삽입물의 위치(radiologic component position), 방사선 투과대 (radiolucent zone)등을 평가하였 다. 삽입물의 위치는 전후면 방사선 사진상 대퇴 삽 입물의 관절면과 대퇴골 축이 이루는 내측각(α), 경 골 삽입물과 경골축이 이루는 내측각(β), 측면 방사 선 사진상 대퇴 삽입물 관절면에서 수직인 선과 대퇴 축이 이루는 예각(γ), 경골 삽입물의 관절면과 경골 축이 이루는 후방각(δ)을 측정하여 평가하였다. 방사 선 투과대는 대퇴골의 경우 측면 사진에서 7개 구역, 경골은 정면 사진에서 7개, 측면 사진에서 3개 구역 으로 나누어 각 구역에 2 mm 이상의 방사선 투과선 이 있는 경우로 하였다.
삽입물의 생존율에 대한 분석은 K a p l a n - M e i e r의 방법을 이용하였으며, 재치환술을 시행하였거나 또는 고정물을 제거한 경우를 실패로 판정하였다.
결 과 1. 임상적 결과
관절의 굴곡 구축은 평균 1 0 . 4°에서 술 후 0 . 6°
( 0°~ 1 5°)로 유의한 호전을 보였고, 평균 관절 운동 범위 역시 술 전 1 0 7 . 5°에서 술 후 1 2 0 . 9°( 6 5°
~ 1 4 0°)로 유의한 호전을 보였으며(p<0.05), 후방 십자 인대 보존군의 경우 굴곡 구축은 1 0 . 2°에서 술 후 0 . 6°로 관절 운동 범위는 1 0 7 . 6°에서 1 2 0 . 9°를 보였고 대치군의 경우 굴곡 구축 1 0 . 8°에서 술 후 0 . 6°로 관절 운동 범위는 1 0 7 . 4°에서 술 후 1 2 0 . 8°
로 호전을 보여 후방 십자 인대 보존 유무에 따른 결 과는 양군의 차이 없이 거의 유사한 결과를 보였다 ( p > 0 . 0 5 ) .
최종 추시상 평균 KSCRS 점수는 수술전 7 7 . 2점 에서 1 5 2 . 5점으로 향상되었고, 슬관절 점수는 8 2예 (91.1%), 기능 점수는 8 7예 ( 9 6 . 7 % )에서 양호 이 상의 결과를 얻었다(Table 1). 후방 십자 인대 보존 군은 7 7 . 3점에서 1 5 2 . 4점으로 대치군은 7 7 . 1점에서 1 5 2 . 8점으로 향상되어 후방 십자 인대의 보존 유무 에 따른 결과는 양군의 차이 없이 거의 유사한 결과 를 보였다(p>0.05). 전례에서 수술 전 및 최종 추시 시의 HSS 점수는 수술 전 5 2 . 2점에서 8 1 . 5점으로 향상되었으며 후방 십자 인대 보존군은 5 2 . 3점에서 8 1 . 4점으로 대치군은 5 2 . 1점에서 8 1 . 7점으로 향상 되어 후방 십자 인대의 보존 유무에 따른 결과는 양 군의 차이 없이 거의 유사한 결과를 보였다 (p>0.05). HSS 점수에 따른 결과는 5 6예( 6 2 . 2 % ) 가 우수, 23예 ( 2 5 . 6 % )가 양호, 7예 ( 7 . 8 % )가 보
통, 4예 ( 4 . 4 % )가 불량이었다 (Table 2).
2. 방사선학적 결과
수술 전 및 최종 추시 시 대퇴 경골각의 변화는 술 전 내반 2 0°에서 외반 8°로 평균 내반 5 . 2°를 보였 으나, 술 후 내반 2°에서 외반 1 5°로 평균 외반 4 . 3°로 교정되었다. 각 군에 따른 결과를 보면 후방 십자 인대 보존군에서는 내반 5 . 1°에서 외반 4 . 3°로 대치군에서는 내반 5 . 6°에서 외반 4 . 1°로 각각 향상 되었으나 통계학적 유의성은 없었다( p > 0 . 0 5 ) .
2 mm 이상의 방사선 투과대를 보인 경우는 1 0예 이었다. 방사선 투과대가 나타난 구역을 보면 대퇴골 측면 사진에서 1구역 2예, 5구역 1예 이었고, 경골 측면 사진에서는 1구역 1예, 3구역 1예이였다. 경골 전후면 사진에서는 1구역 3예, 3구역 1예, 4구역 1 예이었다. 감염성 골용해에 의한 삽입물의 해리가 초 래된 예는 위의 분석에서 제외하였다. American Knee Society에 의한 삽입물의 위치 평가에서 평균 α각은 9 3 . 1°, β각은 8 6 . 2°, γ각은 2 . 4°, δ각 8 6 . 2°
였다.
3. 합병증
총 6예( 6 . 7 % )에서 합병증이 발생하였는데, 이중 3예( 3 . 3 % )에서는 감염이 발생하여 1예는 항생제 치 료후 관혈적 세척 및 변연 절제술을 시행하였으며 2 예는 재치환술을 시행하였다. 1예는 슬개골 탈구 소 견으로 교정술을 시행하였으며 과상부 골절 1예는 석고 고정 치료하였다. 삽입물 마모 소견을 보인 1예 는 재치환술을 시행하였다(Fig. 1).
4. 생존율
슬관절 전치환술을 시행받은 9 0예중 2예에서 감염 으로 인해 삽입물을 제거하였고, 1예에서 심한 동통 을 동반한 삽입물 마모 소견이 있어 재치환술을 시행 하여 9 6 . 7 %의 생존율을 보였다. 후방 십자 인대 보 존군은 97.3% 였으며 후방 십자 인대 대치군은 92.9% 보였으나 결과에 대한 통계적인 유의성은 없 었다( p > 0 . 0 5 ) .
고 찰
A G CⓇ 인공 슬관절은 1 9 8 3년 모든 삽입물이 호환
Table 1. Results according to KSCRS at final follow-up
No. of knee (%)
Results Knee score Functional score
Pre-op Final F/U Pre-op Final F/U
Excellent 00 (0) 58 (64.4) 00 (0) 56 (62.3)
Good 00 (0) 24 (26.7) 00 (0) 31 (34.4)
Fair 02 (02.2) 08 (08.9) 04 (04.4) 03 (03.3)
Poor 88 (97.8) 00 (00) 86 (95.6) 00 (00)
Total 90 (100) 90 (100) 90 (100) 90 (100)
Table 2. Results according to HSS knee score at final follow-up
Results No. of knee(%)
Pre-op Final F/U
Excellent 000 (00)000 56 (62.2)
Good 06 (06.7). 23 (25.6)
Fair 37 (41.1) 07 (07.8)
Poor 47 (52.2) 04 (04.4)
Total 90 (100). 90 (100).
되는 인공 슬관절 기구로 고안되었는데 골과의 접촉 부분은 티타늄 합금으로 처리되어 있고, 재질은 코발 트 크롬으로 내구성이 좋다. 이러한 A G C형은 후방 하단의 탈구를 방지 할 수 있으며, 폴리에틸렌 마모 와 미세 운동을 방지하고 관절면뿐만 아니라 주변부 의 두께도 일정하게 유지시켜주는 장치( l o c k i n g b a r )가 있다는 장점이 있다8 ).
만족할 만한 슬관절 운동 범위를 얻는 것은 슬관절 인공 관절 전치환술의 매우 중요한 목표이다. 환자들 이 일상 생활을 하는데는 많은 운동 범위가 필요하 다. 정상 보행시 슬관절의 7 0°이상의 굴곡, 의자 사 용할 때 1 1 0°이상의 굴곡이 필요하고 쪼그려 앉기 위해서는 1 2 0°의 굴곡이 필요하다2 ). Laubenthal
등1 0 )의 연구에 따르면 건강한 어른이 층계를 오르기
위해서는 약 1 1 3°의 운동 범위가 필요하고, 바닥에 있는 물건을 집기 위해서는 약 1 1 7°의 관절 운동이 필요하다고 하였다. 따라서 저자등은 5년이상 추시 관찰 결과 1 2 0 . 9°의 운동 범위를 얻을 수 있어 일상 생활에는 지장이 없는 만족할만한 결과를 얻었다. 정 상적인 슬관절은 최소한 0°내지 과신전을 보이는 반 면, 관절염이 있는 슬관절에서는 인대, 관절낭, 골 변형등의 복합적인 요인으로 굴곡 구축이 발생한다.
Perry 등1 2 )은 굴곡 구축이 심할수록 체중 부하시 슬 관절의 안정에 필요한 대퇴 사두근의 힘은 증가된다 고 하였고, 대퇴 사두근의 에너지 소비가 증가되어 슬개-대퇴 관절 및 경-대퇴 관절의 부하가 증가된다 고 하였다. 따라서 걷는 경우, 계단을 오르내리는 경
우에는 피로가 불균형을 보상하기위해 신체 다른 곳 에 긴장감의 증가가 온다. 술전의 굴곡 구축은 진행 성이며 심한 통증이 동반될 때에 슬관절 전치환술이 해결 방법이 될 수 있고, 굴곡 구축의 교정은 연부조 직의 유리술이나 경골 및 대퇴골의 적절한 절제로 이 루어 질 수 있다9 ). 수술시 남아 있는 굴곡구축이 술 후에 호전되기 어려우므로 수술시 완전한 신전을 얻 도록 하였으며, 저자의 경우 수술전 평균 1 0 . 4°의 굴곡 구축을 보였으나 술 후 최종 추시 결과 0 . 6°의 평균 굴곡 구축 소견을 보여 만족할 만한 결과를 얻 을 수 있었다.
방사선학적 평가에 있어서는 American Knee S o c i e t y의 방식을 이용하여 방사선 투과대를 관찰 하였다. 해리는 인공 슬관절 전치환술에서 주요한 실 패의 원인이 되는데, 방사선 투과대는 대체로 경골의 전후면 사진에서 관찰되며, 특히 고평부에서 많이 관 찰된다. 저자의 경우 경골에서는 1,3 구역에서, 대퇴 골의 경우 1,5 구역에서 2 mm 이상의 투과대가 발 생하였고 다른 문헌6 , 8 )과 비숫한 결과를 얻었다. 슬관 절 전치환술의 평가시 골과 삽입물 사이의 방사선 투 과대에 대하여는 정확한 방사선학적 측정의 어려움 등으로 많은 저자들은 방사선 투과대와 임상적 결과 의 상호 관계를 발견하지 못하였고4 , 1 6 , 1 8 )
, 저자의 경 우도 마찬가지였다. 인공 삽입물의 위치를 보는 방사 선학적 계측 α각, β각, γ각, δ각의 경우 E w a l d4 )는 전후면 사진상 평균값을 9 6°, 88°, 4°, 88°로 보고 하였으며 저자의 경우 α각 9 3 . 1°, β각 8 6 . 2°, γ각
Fig. 1. Revision case for polyethylene insert wear (A, B ) Pre-operative radiographs showed polyethylene insert wear (C, D ) Post- operative radiographs.
2 . 4°, δ각 8 6 . 8°보여 큰 차이를 나타내진 않았다.
슬관절 전치환술 후 삽입물의 부정렬은 실패와 밀접 한 연관성을 가지고 있으며, 특히 내반시에는 삽입물 의 마모와 이완을 높이게 되어 실패율이 더욱 높아지 는 것으로 알려져 있다1 1 , 1 4 , 1 7 ). 일반적으로 기계적 축을 외반 형태로 유지시켜야 하는데 3°에서 7°외반 위가 바람직한 대퇴 경골각이다3 ). 저자는 최종 추시시 대퇴 경골각은 평균 외반 4 . 3°를 보여 술 전 평균 내반 5 . 2°에 비해 만족할 만한 변형 교정의 결과를 보였다.
슬관절 전치환술 후 발생할 수 있는 초기 합병증으 로 수술창의 치유 지연과 표재성 감염, 일과성 비골 신경 마비가 있고, 후기 합병증으로는 심부 감염과 부정렬로 인한 해리, 슬개골 아탈구, 관절내 유착 등
이 있다2 , 6 ). 저자는 3예에서 심부 감염이 발생하였고,
1예에서 슬관절 탈구, 1예에서 과상부 골절, 1예에 서 삽입물 마모가 발생하였다. 슬관절 전치환술 후 발생한 심부감염의 진단은 이학적 검사, 혈액검사 및 관절천자등을 종합적으로 판단하여 하였고 3개월 이 내의 초기 감염이 1예, 3개월 이후의 후기 감염이 2 예였다. 원인균으로는 포도상 구균이 2예, Enter- o b a c t e r가 1예였다. 슬관절 전치환술 후 발생한 심 부 감염의 치료는 항생제 치료와 병행하여 변연 절제 술 및 배농술등 인공 삽입물을 남겨두는 보존적 요법 과 관절 유합술, 재치환술등 삽입물을 제거하는 수술 적 요법이 있다. 본 연구에서는 초기 감염의 경우는 항생제 치료와 관혈적 세척 및 변연 절제술을 시행하 였고 후기 감염의 2예에서는 재치환술을 시행하였 다. 재치환술을 시행한 2예중 1예는 슬관절 전치환 술 3년 후 경골 하단 간부 골절이 있어 관혈적 정복 술 및 내고정술을 시행하고 1년후부터 동통 및 방사 선 소견상 경골부 해리 소견이 보이는 심부 감염 소 견을 보였다. 이에 일차적으로 인공 관절을 제거한 후 일정 기간의 정맥 항생제 치료와 항생제 함유 골 시멘트를 6주간 삽입하여 감염을 조절한 다음 재치 환술을 시행하였다. 새로운 수술 기기의 개발, 수술 환경의 개선, 수술 수기의 향상, 수술 전후 예방적 항생제 사용 및 항생제 혼합 골시멘트의 사용등에 힘 입어 슬관절 전치환술 후의 심부감염률은 1 9 8 1년 S c h u r m a n1 5 )이 9 . 1 %까지 보고하였으나 최근에는 1 . 3 ~ 2 . 9 %로 감소되고 있다1 , 5 , 1 3 )
. 저자의 경우 3 . 3 %의 비교적 경한 감염률을 보였다. 그리고 1예 의 슬개골 탈구는 수술 소견상 슬개골 삽입물의 polyethylene 마모가 심하였고, 외측 지지대 유리 및 삽입물 교정술을 시행하였다. 수술후 7년 9개월 에 삽입물 마모 소견을 보인 1예는 재치환술을 시행 하였다(Fig. 1).
결 론
A G CⓇ 인공 슬관절을 이용한 슬관절 전치환술을 시행 후 평균 6년 3개월 관찰한 결과 감염을 제외하 고 임상적 및 방사선학적으로 우수한 결과를 얻었으 며, 앞으로 장기적인 임상적 결과와 방사선적 결과를 결정하기 위해서는 지속적인 추시 경과 관찰이 요할 것으로 사료된다.
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─ Abstract ─
The Results of Total Knee Arthroplasty with AGC
ⓇSystem (More than 5-Year Follow-up)
Hee Seon Kim, M.D., Hak Jin Min, M.D., Ui-Seoung Yoon, M.D., Jae Seong Seo, M.D., Yoon Jong Kim, M.D., Yong Hoon Kim, M.D.* and Jin Soo Kim, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Seoul Medical Center, Seoul, Korea Department of Orthopedic Surgery, Su Hospital, Seongnam, Korea*
Purpose: To evaluate the mid-term (over 5 years) clinical and radiologic results of AGCⓇ(Anatomical Graduated Components, Biomet, USA) total knee arthroplasty(TKA) retrospectively.
Materials and Methods: Out of 121 cases who underwent TKA with AGCⓇknee system, 90 cases could be analysed clinically and radiographically. Clinical analysis was performed according to flexion contracture, ROM, Knee Society Clinical Rating System (KSCRS) and Hospital for Special Surgery (HSS) score system. Radiographic analysis was performed according to the roentgenographic evaluation criteria of American Knee Society. Complications and survial rate were evaluated.
Results: Average flexion contracure was improved from 10.4°preoperatively to 0.6°at final follow-up and average ROM was improved from 107.5°preoperatively to 120.9°at final follow-up(p<0.05). Aver- age HSS score was improved from 52.2 preoperatively to 81.5 at final follow-up and average KSCRS score was also improved from 77.2 to 152.5. Average tibio-femoral angle was changed from 6.3°varus preoperatively to 4.3 °valgus at final follow-up. There were 6 complications, including infection in three cases, patellar dislocation, supracondylar fracture and aseptic loosening in one case respectively. Survival rate was 96.7 percent.
Conclusion: AGCⓇTKA showed excellent results and good survival rate at more than five years fol- low-up. However, more long-term follow-up should be necessary.
Key Words: Knee, Arthroplasty, AGCⓇSystem
