Vol. 20, No. 1, March, 2008
무시멘트형 Wagner SL 스템을 이용한 고관절 재치환술
조세현∙김동희∙정순택∙박형빈∙황선철∙차민석
경상대학교 의과대학 정형외과학교실
목적: Wagner 스템을 이용하여 고관절 재치환술을 시행한 후 임상적 및 방사선학적 결과를 분석하고자 하였다.
대상 및 방법: 1997년 6월부터 2005년 7월까지 Wagner 스템으로 재치환술을 시행했던 환자 중 2년 이상 추시(평균: 31개월, 25~84개월)가 가능한 21예를 대상(남자 16예, 여자 5예)으로 하였다. 임상적 결과는 Harris 고관절 점수를 이용하였으며 방사 선학적 결과는 응력 방패 현상, 스템 수직 침강, 대퇴거 위축, 골재형성을 분석하여 이용하였다. 재치환술의 원인은 무균성 해리 14예, 스템 주변 골절 4예, 방치된 인공 고관절 탈구 1예, 반복된 인공 고관절 탈구가 2예였다. 광범위 대전자 절골술 10예, 대 전자부 절골술이 6예 시행되었다.
결과: Harris 고관절 점수는 술 전 평균 45.7에서 최종 추시 시 91.3으로 향상되었다. 술 후 하지 단축(2 cm) 1예, 스템 수직 침 강 3예, 응력 방패 현상 4예, 대퇴거 위축이 3예 관찰되었다. 술 전 Gruen 3, 4 구역의 골용해는 골수강에 충만된 고정으로 골 재형성이 나타남을 보여 주었다.
결론: Wagner 스템은 수술 직후 고정력과 생체 적합성이 우수하고, 원위부 골용해는 골 이식과 관계없이 골 재형성이 되어 임 상적 및 방사선학적으로 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
색인 단어: Wagner 스템, 재치환술, 대전자부 절골술
서 론
대퇴부 재치환술은 기존의 대퇴 스템 제거 후 견고한 스 템을 삽입하여 술 후 관절의 안정성을 유지하고, 통증 없 이 조기 보행을 유도하는데 목적이 있다. 그러나 재치환술 의 경우 골 결손과 더불어 대퇴골 근위부의 해부학적 구조 가 변형되어 있는 경우가 많아 일반적인 대퇴 스템을 이용 하여 수술하기 어려운 경우가 많다. 또한 일차 인공 관절 술에 비하여 탈구 등 합병증이 높고, 광범위한 수술적 접 근 방법이 필요한 경우도 있다. 특히 대퇴골 근위부에 골 결손이 발생된 경우 시멘트형 스템 및 무시멘트형 근위 피 복 스템 보다는 원위부 고정 스템의 사용이 요구된다.
이러한 목적으로 개발된 Wagner SL스템(Protek, Baar, Switzerland)은 titanium 재질의 straight stem으로 대퇴 근위부 골 결손을 가교하며 대퇴 원위부에 8개의 날
개판이 부착되어 조기 고정력을 부여한다. 다만 대퇴골의 생리적 bowing이 심하거나 해부학적 변형이 발생된 경우 straight stem을 삽입시 골 천공이나 골절이 발생할 수 있 고 시간 경과에 따른 수직 침강이 보고되고 있다.
이에 저자들은 Wagner SL 스템을 이용하여 재치환술 을 시행하고 2년 이상 추시한 결과를 분석 보고하고자 하 였다.
대상 및 방법
1997년 6월부터 2005년 7월까지 본원 정형외과에서 무 시멘트형 스템을 이용하여 대퇴부 재치환술을 시행한 46 예 중 Wagner SL 스템을 이용하여 2년 이상 추시가 가능 하였던 21예를 대상으로 분석하였다. 성별은 남자 16명, 여자 5명이며 재치환술 시의 평균 연령은 58.9세 (범위, 40~78세), 수술 후 평균 추시 기간은 31개월 (범위, 25-84 개월)이었다.
일차 인공 고관절 치환술은 3예를 제외한 18예 모두 타 병원에서 시행되었으며, 일차 인공 고관절 전치환술 시 초 기 진단은 대퇴 골두 무혈성 괴사가 14예로 가장 많았으 며, 골절 및 골절 후유증에 의한 외상성 관절염 4예, 결핵 성 관절염 1예, 발달성 고관절 이형성증 1예, 레그 퍼스
※ 통신저자 : 김 동 희
경상남도 진주시 칠암동 90
경상대학교 의학전문대학원 정형외과학교실 TEL: 82-55-750-8870
FAX: 82-55-754-0477
E-mail: [email protected]
병(Legg - Calve- Perthes’disease) 후유증이 1예였으 며, 재치환술의 원인은 무균성 해리가 14예로 가장 많았 으며, 스템 주변 골절 4예, 방치된 인공 고관절 탈구 1예, 반복된 인공 고관절 탈구가 2예였다. 1차 인공 고관절 전 치환술에서 사용한 대퇴 스템은 무시멘트형 삽입물이 16 예, 시멘트형 삽입물은 5예였다.
수술 전 골 결손에 대한 평가는 American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) 분류4)이용하였으며, 복 합형 결손(combined type)이 13예로 가장 많았고, 스템 주변 골절에 의한 단절형 결손(discontinuity type) 4예, 분절형 결손(segmental type) 2예, 공동형 결손(cavitary type) 1예, 협착형 결손(stenosis type)이 1예였다. 또한 골 결손 위치에 따라 Level I 9예, Level II 11예, Level III 은 1예였고, 스템과 골 사이의 접촉 및 안정성과 골 이식 필요 여부에 따른 분류에서 Grade I 2예, Grade II 16예,
Grade III은 3예였다. Paprosky 분류5) 의하면 type II 7 예, type IIIA 13예, type IV가 1예였다.
수술적 접근법으로는 광범위 전자부 절골술 10예, 대전 자부 절골술 6예, 후외측 도달법이 5예에서 시행되었다.
전자부 절골편의 길이는 단순 대전자부 절골술시 평균 4.8 cm, 광범위 대전자부 절골술(Extended trochanteric osteotomy)시에는 평균 9.3 cm (7.0~12 cm)이었다. 대 전자부 후방에서 대퇴골 측후방을 따라 절골편의 원위단 까지 외측 광근의 근막을 절개하고 의인성 골절에 주의하 여 micro Burr 또는 saw를 이용하여 원위단을 대퇴골에 수직으로 절골하였다. 이어 골편의 전외측을 따라 다발성 천공술을 시행하여 골편 창문을 전방부로 들어올렸으며 이때 가능한 외측 광근이 골편에 부착된 상태를 유지하였 다. 광범위 전자부 절골술은 견고히 고정된 스템의 제거를 용이하게 할 뿐만 아니라 대퇴골 전방 bowing시 스템 끝
Fig. 1. (A) Radiograph of the patient’s initial visit shows loosening of Charnley Total Hip with osteolysis around the Gruen Zone 3- 5. (B) Revision was done with Ganz ring in the acetabulum and Wagner SL stem(Neck shaft angle: 145�, Offset: 36 mm) in the femur. Osteolysis at calcar and diaphysis was curetted without bone graft. (C) 6.5 years after revision, the diaphyseal osteolytic cavity shows spontaneous bony replacement around the Wagner SL stem. Patient showed abductor wearkness and Trendelenburg gait due to nonunion of the greater trochanter. (D) The greater trochanter was distally advanced and rigidly fixed with GTR plate and multiple wires.
A
C
B
D
이 전방 피질골과 충돌에 의한 골절을 피하고 원위부 골수 강내로 수직 삽입이 가능하게 하였다. 골수강 내 대퇴 스 템과 시멘트를 제거하고 섬유성 육아 조직을 철저히 소파 한 후 수직 확공기를 이용하여 적절한 확공을 시행하였으 며, 동시에 원위부 골수강을 충전시킬 수 있는 스템 길이 와 직경을 선택하였다. 선택된 trial 스템을 삽입하여 적절 한 대퇴 전염의 위치, 양측 하지 길이의 대칭성 및 고관절 회전에 따른 관절 안정도 등을 시험하였고 이를 술 중 방 사선 사진으로 확인하였다.
본 연구에서 사용된 Wagner SL 스템은 190 mm (3예), 225 mm (12예), 265 mm (6예)가 사용되었고, 직경은 14 mm (6예), 15 mm (2예), 17 mm (2예), 18 mm (2예), 19 mm (3예), 20 mm (1예), 21 mm (4예), 22 mm (1예) 가 각각 사용되었다. 스템의 길이 선택은 술 전 방사선 사 진상 정상 골수강내에 최소 7 cm 이상 Wagner SL 스템 의 윈위부가 고정 가능한 길이로 결정하였다. 스템의 직경 은 술 전 template로 계측한 크기와 술 중 최종 확공기의 직경을 고려하여 선택하였다. 비구컵의 재건이 필요한 경 우에는 컵을 제거하고 동종 골편을 감입시켜 채운 후 13 예에서는 Ganz ring, 3예에서는 Burch-Schneider antiprugio cage, 1예에서는 Muller ring으로 각각 재치 환하였고, 나머지 비구부 해리가 없는 4예는 stem만 재치 환술을 시행하였다. 관절연은 모두 폴리에틸렌 라이너와 세라믹 대퇴 골두로 재치환하였다.
대전자부 및 광범위 대전자부의 절골 부위는 스템 삽입 후 철사와 Compression Cerclage Band (CCB) 또는 Greater trochanter reattachment (GTR) plate를 사용하 여 견고히 고정하였다. 고정시 하지를 외전하고, 절골편을
대퇴 외측 원위부로 견인하여 외전근의 긴장 상태에서 고 정함으로써 술 후 탈구를 예방하고 외전근력을 증강시키 고자 하였다. Wagner SL 스템과 대퇴골 근위 피질골 사 이에 발생된 공간은 파쇄 동종 골편을 감입 이식하였다.
수술 시 관절의 안정도를 만족스럽게 얻은 경우에는 술 후 48시간에서 1주일 내에 부분 체중 부하를 허용하였으며, 방사선학적 경과에 따라 술 후 3개월부터 전 체중 부하 또 는 한 개의 지팡이만으로 편안한 보행을 할 수 있었다.
임상적 기능 평가는 술 전 및 술 후 최종 추시 시의 Harris 고관절 점수를 이용하여 분석하였다.
방사선학적 결과 분석은 술 전, 술 후 3개월, 6개월, 1년 에 시행하였고, 이후 1년마다 추시 관찰하였다. 대퇴 스템 은 전후면 및 측면 방사선 사진 상 Gruen 분류10)에 따라 각각 7구획으로 나누어 방사선 투과선 및 골성 좌대 형성 의 유무를 관찰하였다. 대퇴거 위축과 대퇴 근위부의 체중 부하가 되지 않아 발생하는 응력 방패 현상(stress shield) 을 Engh 분류6)에 따라 4 등급으로 나누어 측정하였다. 대 퇴 스템의 수직 침강 여부와 그 정도를 방사선학적으로 관 찰하였다. 수술 후 추시상 수술 부위에 특별한 증상이 없 고 방사선 소견상 10 mm 이하의 침강과 스템의 초기 침 강 이후 더 이상 진행하지 않는 경우 해리가 없는 것으로 분류하였고, 10 mm 이상의 수직 침강과 방사선상 해리 선이 있으면서 동통 및 운동 범위의 제한 등의 증상을 동 반하는 경우 해리가 있는 것으로 분류하였다.
결 과
Harris 고관절 점수는 술 전 평균 45.7에서 술 후 평균
Fig. 2. (A) 41-year-old male patient visited with the periprosthetic femoral fracture of Vancouver classification B2. (B) Radiograph taken at two years after revision with Ganz ring and Wagner SL stem(Neck shaft angle: 135�, Offset: 42~46 mm) reinforced with CCG bands shows satisfactory healing of fracture and stable implant.
A B
91.7로 향상되었다. 최종 추시 시 하지 단축(2 cm)이 1예 있었다. 방사선학적 결과로 재치환술 전 Gruen 3, 4구역 의 골용해는 자연적인 골 재형성을 보였다. 근위부 골 결 손 부위에 파쇄 동종골 감입술을 시행하였던 7예(골 결손 Grade II 이상) 중 4예에서 골재형성을 보였고, 골 이식을 시행하지 않은 8예(골 결손 Grade I 2예와 Grade II 6예) 에서도 골 재형성을 보였다. 방사선상 대퇴거 위축 4예, 골 성 좌대 형성 1예, Engh 분류6)상 1도의 응력 방패 현상이 2예, 2도가 2예 관찰 되었으나 추시 방사선 사진상 더 이 상 진행되지 않았다. 스템의 수직 침강은 3예에서 술 후 평 균 4.9개월 (범위, 3~12개월)에 평균 7 mm의 침강을 보였 고 1예에서 15 mm의 수직 침강이 관찰되었다(Table 1).
절골부의 골유합은 평균 3.8개월 (범위, 3~6개월), 스템 주변 골절은 술 후 평균 4개월에 골유합 소견을 보였다.
대전자부 절골술 4예 중 1예에서 불유합이 발생되어 GTR plate를 사용하여 골 유합을 얻었으며, 추가적으로 외전근력의 강화와 파행의 소실도 얻을 수 있었다. 광범위 전자부 절골술은 10예 모두에서 골유합을 보였다. 수술 중 1예에서 대퇴골 골절이 발생하여 긴 스템으로 대치하 고 케이블로 고정하였다. 수술 후 1예에서 반복된 탈구가 발생하여 대전자부 원위 이동 및 GTR plate를 이용하여 재고정 후 더 이상의 탈구 증상 없이 정상적인 보행을 하 였다(Table 2).
고 찰
해리 현상을 보이는 대부분의 인공 고관절의 경우 대퇴 골 근위부의 골용해 현상을 동반하여 재치환술 시 근위부 의 견고한 고정을 얻기가 어렵다. 이를 극복하기 위하여 시멘트형 대퇴 스템, 파쇄 동종골과 시멘트의 혼합 사용, 구조성 동종골의 이용, 원위부 고정용 대퇴 스템, 조립형 대퇴 스템, 광범위 표면 처리 대퇴 스템, 근위부 표면 처리 대퇴 스템 등 여러가지 형태의 재치환 수기들이 보고되고 있다6,10,17,21).
시멘트형 대퇴 스템은 수술이 용이하고 빠른 보행이 가 능하며 양호한 결과가 보고된 바 있으나23), 대다수의 저자 들은 근위부 골 결손이 큰 경우 높은 실패율을 보고하고
있다6,11). 근위부 피복 스템을 이용한 재치환술에서도 평균
3년 추시 중 8%에서 조기 실패 및 20%에서 동통을 동반 한 침강이 보고된 바 있다21). 광범위 표면 처리 대퇴 스템 을 이용한 재치환술은 견고한 고정을 위해 가능한 충만하 도록 굵기와 길이가 결정되어야 한다. 그러나 문제점으로 응력 방패 현상과 대퇴부 동통을 고려해야 한다18,24). Wagner SL 스템은 골 결손이 있는 대퇴 근위부의 부하를 피하고 윈위부를 고정하는 개념으로 고안되었다. 수직 스 템이므로 대퇴 근위부와 Wagner 스템 사이에 발생되는 공간은 동종골 이식 또는 절골술로 고정력을 향상시킬 수 있다. Wagner SL 스템은 원추형으로 8개의 날개판이 있 어 수술 후 빠른 고정력을 부여하고 스템과 골 사이에 스 트레스가 고르게 분산된다. 특히 Wagner SL 스템은 다른 무시멘트형 대퇴 근위부 미세 포말형 긴 스템에 비하여 근 위부의 굵기가 가늘고 탄력성이 크기 때문에 응력 방패 현 상이 적을 것으로 기대했으나 본 연구에서는 21예 중 4예 에서 응력 방패 현상이 나타났으며 Engh 분류6)상 1도의 응력 방패 현상이 2예, 2도가 2예 관찰되었다. 4예 모두 직경 20mm 이상의 스템이 사용된 경우로 골수강내에 스 템이 충만되어 근위부에서 스트레스 차단 효과가 나타난 것으로 사료되나 좀 더 연구 및 추시가 필요할 것으로 사 료된다.
스템 자체의 디자인에서 발생하는 수직 침강은 Wagner 스템의 주요 합병증으로 여러 저자들이 보고한 바 있다
3,12,17,16). 이런 침강을 예방하기 위해 충분한 굵기와 길이의
스템을 선택하여 초기 안정성을 획득하여야 한다. 따라서 수술 전 방사선학적으로 골 결손의 위치와 정도를 정확히 판단하여 스템이 최소한 7 cm 이상 원위 피질골과 서로 강하게 긁히면서 고정(scratch fit)되도록 해야 한다. 본 연 구에서도 21예 중 3예에서 평균 4.9개월에 7 mm의 수직 침강이 있었으며 특히 15 mm의 수직 침강이 있었던 1예 는 스템의 길이는 적절하였으나 골수강내 직경과 스템의 직경 비율인 Canal fill index가 81%로 직경의 선택이 부 적절하여 10 mm 이상의 침강이 발생한 것으로 사료된다.
Wagner 스템을 이용한 원위부 고정만으로 근위부 골 결손이 자연적으로 골재형성이 보일 수 있다는 보고도 있
고12,16,25,26), 골재형성이 미비하여 골 이식이 필요하다는 상
반된 보고가 있다14). 본 연구에서는 21예 중 7예(골 결손 Grade II 이상)에서 근위부 골 결손 부위에 파쇄 동종골
Table 1. Results of the radiological finding
Radiological finding No. of cases (21 cases)
Calcar atrophy 03 (14%)
Stress-shielding 04 (19%)
Pedestal formation 01 (04%)
Subsidence 03 (14%)
Restoration 12 (57%)
Table 2. Intraopertive and Postoperative Complications
Complication No. of cases (21 cases)
Intraoperative fracture 1 (4%)
Trochanteric nonunion 1 (4%)
Dislocation 1 (4%)
감입술을 시행하였고 4예에서 골재형성을 보였고, 골 이 식을 시행하지 않은 8예(골 결손 Grade I 2예와 Grade II 6예)에서도 골 재형성을 보였다. 하지만 근위 대퇴골 내피 질의 해면골이 거의 파괴된 상태에서는 골내성장이 부족 하므로 골이식이 필요할 것으로 생각된다.
재치환술 시 대전자부 절골술 또는 광범위 대전자 절골 술이 삽입된 스템의 제거를 용이하게 할 뿐 아니라 Wagner 스템의 정확한 윈위 골수강내 삽입을 가능하게 한다고 보고된 바 있다16,22). 대전자부 절골술은 재치환술 시 자주 사용되나 술 후 근위 이동 및 불유합의 빈도가 높 다1,2). 이러한 불유합을 예방하기 위한 다양한 고정 방법이 보고되고 있다2,13,20). 저자들은 이러한 문제점을 예방하기 위하여 대퇴골 근위부와 대전자 골편 내의 육아 조직을 철 저히 제거하고 하지를 외전한 상태로 골편을 원위로 견인 하여 강선, cable 또는 GTR 금속판으로 견고한 고정을 얻 을 수 있었다. 단, 1예에서 발생된 대전자부 불유합 및 근 위 이동을 재치환술 후 5년에 GTR 금속판으로 고정하여 치료하였다.
재치환술은 일차 치환술에 비하여 탈구의 빈도가 높다
17,26). 이를 예방하기 위하여 비구컵의 정확한 위치, 대퇴
스템의 적절한 전염과 옵셋, 외전근의 긴장도 등이 중요하 다. 저자들도 21예 중 1예에서 3회 이상 반복된 탈구를 보 여 대전자부 원위 이동으로 치료하였다.
Wagner 스템의 실패로 인한 재-재치환술도 보고되고
있으나3,19,26),저자들은 아직 경험한 바 없으며, 이에 대해서
는 장기적 추시가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 대퇴부 스템의 해리가 발생한 경우 Wagner SL 스템을 이용한 대퇴부 재치환술 후 단기 추시 의 결과 방사선 사진상 유의한 해리, 침강 또는 재-재치환 의 예는 없었다. 대전자 절골술 및 광범위 전자부 절골술 을 이용한 스템의 원위부 고정, 하지 길이의 동일화, 절골 편의 원위 이동 및 견고한 고정으로 술 후 탈구를 방지할 수 있었다.
결 론
Wagner SL 스템을 이용한 재치환술 후 2년 이상 추시 한 결과 정확한 스템의 선택과 대전자 절골술 및 견고한 고정이 동반되었을 때 근위부 골 재형성을 보여 임상적, 방사선학적으로 우수한 결과를 보였으며, 이에 대해서는 보다 장기적인 추시 관찰이 필요할 것으로 사료된다.
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Revision Total Hip Replacement using a Cementless Wagner SL Femoral Stem
Se-Hyun Cho, M.D., Dong-Hee Kim, M.D., Soon-Taek Jeong, M.D., Hyung-Bin Park, M.D., Sun-Chul Hwang, M.D. and Min-Seok Cha, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Gyeongsang National University, Jinju, Korea
Purpose: To evaluate the clinical and radiological changes of femoral revision with the Wagner SL stem.
Materials and Methods: 21 femoral revisions were performed in 21 patients (16 males and 5 females; mean age 58.9 years) between June 1997 and July 2005, utilizing the Wagner SL stem. The follow-up period was a mean of 31 months (range 25-84 months). Causes of revision included aseptic loosening (14 cases), periprosthetic fracture (4 cases), recurrent total hip dislocation (2 cases), and neglected bipolar hip dislocation (1 case). Greater trochanteric osteotomy was performed in 10 cases, and extended trochanteric osteotomy was performed in 6 cases. Clinical results were assessed using Harris hip score. Radiographic parameters such as stem subsidence, calcar atrophy, and stress- shielding were also assessed.
Results: The mean Harris hip score improved from 45.7 to 91.3. There was no removal of the implanted Wagner stem. One case of nonunion of the greater trochanter was treated by fixation with Dall-Miles cables and a trochanteric plate. There was one case of limb shortening of 2 cm.
Conclusion: The Wagner SL stem provided immediate stability and allowed early weight-bearing. Bony regeneration around the stem was achieved without resorting to a bone graft.
Key Words: Wagner stem, Revision, Trochanteric osteotomy A
ABBSSTTRRAACCTT
