Original Articles : Instability after Total Knee Arthroplasty

슬관절 전치환술 후의 불안정성

울산대학교 의과대학 울산대학교병원 정형외과학교실 울산대학교 의과대학 서울아산병원 정형외과학교실^*

이채칠

^*

= 국문초록 =

목적: 슬관절 전치환술 후 발생한 불안정성의 양상과 치료 결과에 대해 알아 보고자 하였다.

대상 및 방법: 슬관절 전치환술을 시행 받고, 슬관절의 불안정성을 주소로 재치환술을 시행한 환자 8명의 9례를 대상으로 불안정성 증상의 발현 시기, 양상 및 주 원인, 치료 방법 및 결과를 분석하였다. 추시 기간은 평균 31개월이었다.

결과: 증상 발현 시기는 평균 10.1개월(8일～4년 4개월)이었다. 불안정성의 양상은 전-후방 불안정성이 2례, 내-외측 불안 정성이 5례, 범 불안정성이 2례였다. 치료는 더 두꺼운 폴리에틸렌 삽입물로 교정된 경우가 1례, 측부 인대의 복원 또는 재건술과 더 두꺼운 폴리에틸렌 삽입물의 사용을 같이 시행하여 교정된 경우가 5례, 굴곡-신전 간격의 불균형을 복구할 수 없어 제한형 치환물을 이용하여 교정된 경우가 3례였다. 모든 환자에서 슬관절의 안정성을 얻었으며, KSS 기능 점수와 슬관절 점수는 수술 전 평균 55, 56점에서 수술 후 88.8, 91점으로 향상되었다.

결론: 슬관절 전치환술 후 발생한 불안정성에 대하여 적극적인 측부 인대의 복원 또는 재건술과 폴리에틸렌 삽입물의 교체를 병행하여 교정하였고, 교정이 되지 않는 심한 경우에는 제한형 치환물을 이용한 재치환술로 좋은 결과를 얻었으며, 장기 추시가 필요할 것으로 생각된다.

색인단어: 슬관절, 불안정성, 슬관절 전치환술

통신저자: 조 성 도

682-714, 울산광역시 동구 전하동 290-3번지 울산대학교병원 정형외과

TEL: 052-250-7120, FAX: 052-235-2823 E-mail: [email protected]

*본 논문의 요지는 2006년도 대한슬관절학회 학술대회에서 발표 되었슴.

서 론

슬관절 전치환술의 목적은 통증의 완화와 기능의 개선 이며, 이를 위해서는 하지 정열의 회복과 연부조직의 균 형은 필수적이다. 슬관절 전치환술의 만족도는 90～95%

이고, 10～15년 후 치환물의 생존율은 90% 이상이다^1,2,4,16). 그러나 수술 후 2년안의 실패율은 3%에 이르며, 이런 실 패의 원인으로는 비감염성 이완, 경골 대퇴 불안정성, 슬

개골 합병증, 삽입물의 구조적 실패, 감염, 신전 기전의 파 열, 강직, 삽입물 주위 골절 등이 있다¹⁸⁾. 지금까지 대부분 의 연구는 감염과 비감염성이완의 치료를 중심으로 하였 으며, 재치환의 원인으로 10～22%를 차지하는 경골 대퇴 불안정성에 대해서는 소홀히 하였다^3,5,7,13). 이에 저자들은 슬관절 전치환술 후 발생한 경골 대퇴 불안정성의 양상과 치료 결과에 대해 알아 보았다.

대상 및 방법

본원 및 타원에서 이전에 슬관절 전치환술을 시행 받고 2000년 11월부터 2004년 8월까지 슬관절 불안정성을 주소 로 재수술을 시행한 환자 8명의 9례를 대상으로 하였으며 석고 고정이나 보조기로 보존적 치료를 시행한 환자, 슬 개-대퇴 관절 불안정성, 그리고 이완과 마모로 인한 불안 정성은 제외하였다. 불안정성의 증상 발현 시기 및 처음

Table 2. Main Causes and Method of Treatment

Patterns Causes Treatment Cases

Anterior/Posterior (Flexion space) instability

PCL avulsion Thicker Polyethylene (+ ligament repair) 1 Poor ligament balancing Thicker Polyethylene 1 Varus/Valgus

(Extension space) instability

Varus Popliteus tendon disruption

Thicker Polyethylene + ligament repair 1

Poor ligament balancing 1

Rotational malalignment of femoral component Revised to CCK^* 1 Valgus MCL disruption Thicker Polyethylene + ligament repair 2 Global instability Global instability with extensor

mechanism disruption

Revised to CCK^* 1 Revised to hinged component 1

Total 9

*CCK: Constrained Condylar Knee

Table 1. Patterns of Instability

Patterns of Instability Cases Anterior/Posterior (flexion space) instability 2 Varus/Valgus (extension space) instability Varus 2 Valgus 3

Global instability 2

Total 9

슬관절 전치환술 시 삽입물의 종류를 알아 보았고, 불안 정성의 원인 소견과 양상, 이에 따른 치료 방법을 분석하 였다. 불안정성의 양상은 신전시에는 비교적 안정적이나, 굴곡시 심한 불안정성을 전-후방 불안정성(굴곡 공간 불 안정성)으로, 굴곡시에도 불안정성이 있지만 신전시 심한 불안정성인 경우를 내-외반 불안정성(신전 공간 불안정성) 으로, 굴곡시와 신전시의 불안정성이 있으면서 신전 기전 의 파괴가 있는 경우를 범 불안정성으로 분류하였다. 재 치환시술 시 환자의 나이는 평균 65.1세(55～78)로 여자가 7 명 남자가 1명이었고, 일차 슬관절 전치환술을 시행하였던 원인 질환은 모두 골관절염이었다. 재치환술 후 추시 기간 은 평균 31개월이었다. 치료 후 결과는 HSS 슬관절 점수, KSS 기능 점수와 슬관절 점수로 평가하였다.

결 과

슬관절 전치환술 후 증상 발현 시기는 평균 10.1개월(8 일～4년 4개월)이었다. 처음 슬관절 전치환술 시 사용한 삽입물은 후방십자인대 치환형 8례와 후방십자인대 보존

형 1례였다. 불안정성의 양상은 전-후방 불안정성이 2례, 내-외측 불안정성이 5례, 범 불안정성이 2례였다(Table 1).

불안정성의 양상에 따른 주원인 소견으로 전-후방 불안정 성의 경우 후방십자인대 견열 골절 1례와 인대 불균형 1 례가 있었고 내-외측 불안정성의 경우 내측 측부 인대 파 열 2례, 슬와건 파열 1례, 대퇴 치환물의 회전 부정열 1례 그 리고 인대 불균형 1례 였으며, 범 불안정성의 경우에는 신전 기전의 파괴가 동반된 범 불안정성 2례가 있었다(Table 2).

치료는 불안정성의 양상 및 정도에 따라 달랐으며, 더 두 꺼운 폴리에틸렌 삽입물로 교정된 경우가 1례, 측부 인대 의 복원 또는 재건술과 더 두꺼운 폴리에틸렌 삽입물을 같이 사용하여 교정된 경우가 5례, 굴곡-신전 간격의 불균 형을 복구할 수 없어 제한형 치환물을 이용하여 교정된 경우가 3례 이었다(Table 2). 수술 후 모든 환자에서 슬관 절의 안정성을 얻었다. HSS 슬관절 점수는 수술 전 평균 62점에서 수술 후 90점으로 향상되었으며, KSS 기능점수 는 수술 전 평균 55점에서 수술 후 88.8점으로 향상되었고, KSS 슬관절 점수도 수술 전 평균 56점에서 수술 후 91점으 로 향상되었다(Table 3).

증 례 증 례 1

60세 여자 환자로 타원에서 후방십자인대 치환형으로 양측 슬관절 전치환술을 시행 후 1개월에 양측 슬관절 불 안정성을 주소로 본원에 내원하였다. 부하 방사선 사진상 양측 슬관절에 내외측 및 전후방 불안정성을 보였고, 이

Fig. 1. A; X-ray findings of valgus/varus instability, B; Right knee was

Table 3. HSS score, KSS Functional and Knee Score

Cases HSS^† Score KSS^‡ knee score KSS^‡ functional score Pre Op Post Op Pre Op Post Op Pre Op Post Op 1 60(R)/58(L) 89(R)/89(L) 55/70 90/90 55 95

2 67 92 64 94 65 95

3 39 84 32 75 35 50

4 72 100 50 100 70 90

5 57 89 36 93 65 95

6 85 95 80 95 50 95

7 71 90 65 92 40 95

8 49 81 52 90 60 95

Total 558 809 504 819 440 710

Average 62 90 56 91 55 88.8

†HSS: Hospital for Special Surgery, ^‡KSS: Knee Society Score

학적 검사상 양측 슬관절을 90도 굴곡 앙와위에서 우측 슬관절은 후내방으로, 좌측 슬관절은 후외방으로 쉽게 탈

구 되었다(Fig. 1 A, B). 우측 슬관절 수술 소견상 내측 측부 인대가 경골 부착부에서 파열되어 있었으며, 좌측 슬관절

Fig. 2. A; X-ray finding showed global instability with severe medial instability, B; Severe medial and flexion instability was noted

Fig. 3. A; PCL avulsion was noted 3 months after TKA (CR

수술 소견상 슬와건이 파열되어 있었다(Fig. 1C). 수술 전 검사 및 수술 소견상 굴곡시에도 불안정성이 있지만, 신전 시에도 심한 불안정성이 보여 우측 슬관절은 내-외반 불안 정성 중 외반 불안정성으로 좌측 슬관절은 내-외반 불안정 성 중 내반 불안정성으로 분류하였다. 우측 슬관절은 더 두 꺼운 폴리에틸렌으로 교환하고, suture anchor를 이용하여 내 측 측부 인대 건고정술 시행하였고, 좌측 슬관절은 17 mm 폴리에틸렌으로 교환한 후에도 후외방 불안정이 남아 있어 슬와건을 비골두에 건고정술을 하였다(Fig. 1D). 추시 상 양 측 슬관절 모두 불안정성은 없었으며, 양반 자세가 가능하 였다(Fig. 1E).

증 례 2

67세 여자 환자로 후방십자인대 치환형으로 좌측 슬관 절 전치환술 후 8개월에 미끌어져 넘어져 좌측 슬관절의 탈구가 발생하였다. 슬개골 탈구가 동반되었으며, 특히 내 측 불안정성이 심하였다(Fig. 2A). 굴곡과 신전시의 불안 정성이 있으면서 신전 기전의 파괴가 있어 범 불안정성으 로 분류하였다. 수술 소견상 23 mm 폴리에틸렌으로 교환 한 후에도 심한 내측 및 전후방(굴곡) 불안정성을 보여 경 첩형 치환물로 재치환 하였다(Fig. 2B).

증 례 3

55세 남자 환자로 후방십자인대 보존형으로 우측 슬관 절 전치환술을 시행 후 3개월에 넘어진 후 무릎이 빠지는 증상을 호소하였다. 수술 후 3개월째 방사선 사진상 후방 십자인대 견열 골절을 보이고 있었다(Fig. 3A). 수술 소견 상 굴곡 시 불안정성을 보였으며, 폴리에틸렌의 전방부에 손상(함몰)이 있었다(Fig. 3B). 수술 전 검사 및 수술 소견

상 신전 시에는 비교적 안정적이나, 굴곡 시 더욱 심한 불 안정성을 보여 전-후방 불안정성으로 분류하였다. 후방십 자인대 치환형으로 전환도 고려하였으나, 삽입물이 deep dish 형태여서 두꺼운 폴리에틸렌으로 교환 후 경미한 내측 불안정이 남아 있어 내측 측부 인대 전진술(advancement)을 시행하였다.

증 례 4

70세 여자 환자로 타원에서 양측 슬관절 전치환술 후 4 년 4개월에 좌측 슬관절의 반복적 탈구를 주소로 내원하

Fig. 4. A; X-ray findings of valgus/varus instability, B; Femoral component

였다. 부하 방사선 사진상 좌측 슬관절의 내-외측 불안정 성을 보이고 있었다(Fig. 4A). 수술 소견상 대퇴 치환물이 내측으로 이상 회전되어 있었으며, 심한 굴곡-외측 불안정 성을 보였다(Fig. 4B). 수술 전 검사 및 수술 소견상 굴곡 시에도 불안정성이 있지만, 신전 시 심한 불안정성이 보여 내-외반 불안정성 중 내반 불안정성으로 분류하였다. Tran- sepicondylar axis를 기준으로 이상 회전을 교정하고, 제한 형 치환물을 사용하여 재치환술을 하였다(Fig. 4 C, D).

고 찰

슬관절 전치환술 후의 불안정성은 슬관절 전치환술 실 패의 요인으로 점차 관심이 증가되고 있으며, 슬관절 전치 환술의 실패 요인 중 세 번째 원인으로 언급되고 있다⁸⁾. 이런 사실에도 불구하고 치료 방법 선택이나, 진단 기준 치료 결과들을 다루는 문헌은 극히 드물다. 슬관절 전치환 술 후 불안정성의 치료에는 원인 인자와 이에 따른 치료의 깊은 이해가 필요하다. Krackow⁹⁾는 슬관절 전치환술 후 불 안정성의 발생 여부에 관심을 가져야 하며, 초기에 불안정 성과 관련된 소견과 증상에 관련된 이학적, 방사선적 검사 가 필수적이고, 굴곡-신전 간격의 불균형과 비대칭 및 다른

원인 인자들에 주의를 하여야 한다고 하였다. Vince 등¹⁵⁾은 불안정성의 원인으로 이완, 골 결손, 삽입물의 파열, 삽입 물 크기와 위치, 골절, 마모, 측부 인대 부전의 결과라고 하였다. Fehring과 Valadie³⁾는 불안정성을 야기할 수 있는 원인 인자로 후방십자인대의 기능 부전, 측부 인대의 기능 부전, 부적절한 신전 기전 등이 있음을 보고했고, 흔하지 않게 신경병성 관절도 있다고 하였다. 저자들은 수술 전 이 학적 소견 및 방사선적 검사와 재수술 시 이상 소견을 토대 로 하여 불안정성의 주 원인 및 양상을 파악하였다. 불안정 성의 주 원인으로 내측 측부 인대 파열, 슬와건 파열, 후방 십자인대 견열 골절, 대퇴 치환물의 회전 부정열, 인대의 불균형, 신전 기전 파괴 등이 있었다.

Fehring과 Valadie³⁾는 불안정성을 가진 25명의 환자에 대 해 10명의 환자에서 전-후방 불안정성이 있었고, 8명에서 내-외반 불안정성, 7명에서 범 불안정성이 있었다고 보고 하였다. McAuley 등¹¹⁾도 불안정성을 방향의 양상에 따라 내-외반, 전-후방, 범 불안정성으로 나누었고, Vince 등¹⁵⁾은 내-외반, 전-후방, 전반 슬, 범 불안정성으로 나누었다. 저 자들도 불안정성의 양상을 명확하게 구분하기가 다소 어 려웠지만, 신전 시에는 비교적 안정적이나 굴곡시 심한 불 안정성을 전-후방 불안정성(굴곡 공간불안정성)으로, 굴곡

시에도 불안정성이 있지만, 신전 시 심한 불안정성인 경우 를 내-외반 불안정성(신전 공간 불안정성)으로, 굴곡 시와 신전 시의 불안정성이 있으면서 신전 기전의 파괴가 있는 경우를 범 불안정성으로 분류하였다. 전-후방 불안정성은 2례, 내-외반 불안정성은 5례, 범 불안정성은 2례가 있었다.

Fehring과 Valadie³⁾는 슬관절 전치환술 후 불안정성을 가 진 환자들을 후방십자인대 치환형 치환물과 제한형 치환 물(constrained condylar knees)로 재치환술을 시행하여 좋은 결과를 얻었다고 하였다. Pagnano 등¹²⁾은 후방십자인대 보 존형 전치환술 후 발생된 불안정성의 치료로 굴곡 신전 간 격의 균형에 중점을 두고 후방십자인대 치환형 치환물을 사용하여 좋은 결과를 보였다고 보고했다. McAuley 등¹¹⁾은 슬관절 전치환술 후 발생한 전-후방 불안정성, 내-외반 불 안정성, 범 불안정성에 대해 치료에 따른 임상 결과를 발 표하였다. 전-후방 불안정성에 대해서는 좀 더 두꺼운 폴 리에틸렌 삽입물만을 교환한 경우(50%) 보다 후방십자인 대 치환형 치환물을 사용하여 더 좋은 결과를 보였다고 하였고(83%), 내-외반 불안정성에 대해서는 연부조직 이 완과 함께 후방십자인대 치환형 치환물을 사용하여 좋은 결과를 보였고, 내-외반 제한형 치환물과 경첩형 치환물도 사용하여 교정하였다고 하였다. 범 불안정성에 대해서는 삽입물전체를 재치환하거나, 내-외반 제한형 치환물, 경첩 형 치환물을 사용하여 좋은 결과를 얻었다고 하였다. 본 연구에서는 전-후방 불안정성에 대해 좀 더 두꺼운 폴리 에틸렌을 삽입하여 교정한 1례, 더 두꺼운 폴리에틸렌 삽 입과 인대 전진술을 시행하여 교정한 1례가 있었다. 내-외 반 불안정성은 삽입물은 유지한 채 먼저 더 두꺼운 폴리 에틸렌으로 교환하고, 굴곡-신전 균형을 검사하여 불안정 한 양상에 따라 인대 봉합술이나 인대 재건술을 시행하여 4례를 교정하였고, 그래도 교정되지 않은 1례에 대해서는 제한형 치환물로 재치환술을 하여 교정하였다. 범 불안정 성에 대해서는 제한형 치환물과 경첩형 치환물을 사용하 여 교정하였다. 범 불안정성의 2례 모두 신전기전의 결함 에 있었는데, 이는 외상으로 인해 발생하였으며, 흔히 발 생할 수 있는 전반 슬은 없었고, 추시 기간 중 재발되지는 않았다. 본 연구에서는 5례에서 더 두꺼운 폴리에틸렌으 로 교환과 적극적인 인대 봉합 혹은 재건술로 교정할 수 있었는데, 이는 본 연구의 사례가 비교적 초기에 발생한 사례가 많았고, LCCK로 재치환술을 시행한 1례를 제외하 고는 삽입물의 정렬이 비교적 양호하여 삽입물의 재치환

보다는 좀더 보존적인 수술 방법을 시도하였으며, 추시 결 과 비교적 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

결 론

슬관절 전치환술 후 발생한 불안정성에 대해더 두꺼운 폴리에틸렌으로 교환과 함께 적극적인 인대의 봉합 혹은 재건술은 좋은 치료 방법 중의 하나이며, 폴리에틸렌의 교환 및 인대의 복원으로도 교정되지 않는 심한 불안정성 의 경우 제한형 혹은 경첩형 치환물로의 교환이 필요하였 으며, 추후 더 많은 증례와 장기 추시 관찰이 필요할 것으 로 생각된다.

REFERENCES

1. Colizza WA, Insall JN and Scuderi GR: The posterior

stabilized total knee prosthesis: Assessment of polyethylene damage and osteolysis after a ten-year minimum follow-up.

J Bone Joint Surg, 77-A:1713-1720, 1995.

2. Emmerson KP, Moran CG and Pinder IM: Survivorship

analysis of the kinematic stabilizer total knee replacement;

A 10 to 14 year follow-up. J Bone Joint Surg, 78-B:441-445, 1996.

3. Fehring TK and Valadie AL: Knee instability after total

knee arthroplasty. Clin Orthop, 229:157-162, 1994.

4. Font-Rodriguez DE, Scuderi GR and Insall JN: Survi-

vorship of cemented total knee arthroplasty. Clin Orthop, 345:79-86, 1997.

5. Griffin WL, Fehring TK and Valadie A: Revision of the

unstable total knee arthroplasty. In: Engh GA, Rorabeck CH, editors. Techniques in revision surgery. Williams and Wikins. p340-351.

6. Healy WL, Iorio R and Lemos DW: Medial reconstruction

during total knee arthroplasty for severe valgus deformity.

Clin Orthop, 356;161-169, 1998.

7. Jacobs MA, Hungerford DS, Krackow KA and Lennox DW: Revision total knee arthroplasty for aseptic failure.

Clin Orthop, 226:78-85, 1988.

8. Knutson K, Lindstrand A and Lidgren L: Survival of knee

arthroplasties; A nation-wide multicentre investigation of 8000 cases. J Bone Joint Surg, 68-B:795-803, 1986.

9. Krackow KA: Instability in total knee arthroplasty: Loose

= Abstract =

Instability after Total Knee Arthroplasty

Chae-Chil Lee, M.D.*, Sung-Do Cho, M.D., Sang-Hun Ko, M.D., Kwang-Hwan Jang, M.D., Chang-Yeul Gwak, M.D., and Ji-Young Jeong, M.D

Department of Orthopaedic Surgery, Ulsan University Hospital, University of Ulsan College of Medicine, Ulsan, Korea

*

Department of Orthopaedic Surgery, Asan Medical Center, Ulsan University Hospital, College of Medicine, Seoul, Korea

Purpose: To evaluate the patterns and the treatment of instability after primary TKA.

Material & method: We studied 8 patients (9 cases) who had instability after TKA. We analyze the onset of symptom,

Result: Average onset of symptom after TKA was 10.1 month (8 day -4 years 4 month). The patterns of instability

Conclusion: Active repair or reconstruction of the ligament with polyethylene exchange wasone of the good options

Key Words: Knee, Instability, Total knee arthroplasty as a goose. J Arthroplasty, 18:45-47, 2003.

10. Krackow KA, Jones MM, Teeny SM and Hungerford

DS: Primary total knee arthroplasty in patients with fixed valgus deformity. Clin Orthop, 273:9-18, 1991.

11. McAuley JP, Engh GA and Ammeen DJ: Treatment of

the unstable total knee arthroplasty. Instr Course Lect, 53:

237-241, 2004.

12. Pagnano MW, Hanssen AD, Lewallen DG and Stuart MJ:

Flexion instability after primary posterior cruciate retaining totalknee arthroplasty. Clin Orthop, 356:39-46, 1998.

13. Sharkey PF, Hozack WJ, Rothman RH, Shastri S and

Jacoby SM: Why are total knee arthroplasties failing today.

Clin Orthop, 404:7-13, 2002.

14. Vince KG: Why knees fail. J Arthroplasty, 18:39-44, 2003.

15. Vince KG, Abdeen A and Sugimori T: The unstable total

knee arthroplasty: causes and cures. J Arthroplasty, 21:44- 49, 2006.

16. Weir DJ, Moran CG and Pinder IM: Kinematic condylar

total knee arthroplasty; 14-year survivorship analysis of 208

consecutive cases. J Bone Joint Surg, 78-B:907-911, 1996.