대퇴 골두 무혈성 괴사 환자에서 광범위 세공 피복 대퇴 스템을 사용한 무시멘트 고관절 전치환술
문경호・고석면・조규정・이동주・최동훈・차승도
인하대학교 의과대학 정형외과학교실
목적 : Ficat and Arlet stage III 이상의 대퇴 골두 무혈성 괴사 환자에서 무 시멘트 광범위 세공 피복 스템을 사용하여 고관절 전치환술을 시행 받은 환자에서 임상적, 방사선적 추시 결과를 보고자 하였다.
대상 및 방법 : 1996년 6월에서 2000년 5월까지 본원에서 Ficat and Arlet stage III 이상의 대퇴 골두 무혈성 괴사로 진단 받은 환자 중 광범위 세공 피복 대퇴 스템을 사용하여 고관절 전치환술을 시행 받은 145명(176 고관절) 중 최소 2년 이상의 추시(평균추시기간 31.4개월)가 가능하였던 110명의 환 자 141 고관절(양측 31명)을 대상으로 하였다. 임상적 결과는 술전 및 최종 추시 Harris Hip Score를 이용하여 분석하였으며, 방사선적 분석은 술후 6주, 3개월, 6개월, 매 1년 마다 검사한 방사선 사진을 분석하였다.
결과 : HHS는 술전 평균 60.5점에서 최종 추시시 평균 89.1점으로 향상되었으며, 방사선 분석 결과 골 내향 성장이 1 3 5예(95.7%), 안정 섬유성 내향성장 고정이 5예( 3 . 6 % )이었고 불안정 고정이 1예 (0.7%)였다. 1예에서 폴리에틸렌 마모에 따른 골용해 소견이 보여 재치환술을 시행하였고 1예에선 대퇴 주대가 5 mm 이상의 수직침강 소견을 보이고 저음영선이 대퇴 스템 주위에 전반적으로 관찰되어 재치환 술을 고려중이다.
결론 : 대퇴 골두 무혈성 괴사 환자에서 시행한 무 시멘트 광범위 세공 피복 대퇴 스템을 이용한 고관절 전치환술의 중・단기 추시 결과는 우수한 골성 고정 및 동통 감소 효과등 만족할만하였으나 폴리에틸렌 마모에 따른 골용해 등의 합병증에 대해 장기 추시가 필요할 것으로 사료된다.
색인 단어 : 인공 고관절 전치환술, 광범위 세공 피복 대퇴 스템, 대퇴 골두 무혈성 괴사
서 론
대퇴 골두 무혈성 괴사는 병이 진행됨에 따라 대 퇴 골두의 붕괴와 2차적으로 고관절의 골관절염으로
진행된다2 8 ). 이렇게 진행된 무혈성 괴사에 대한 가장
적절한 치료로 인공 고관절 전치환술이 널리 사용되
고 있다. 인공 고관절 전치환술은 1 9 5 8년 W i l e s3 9 )에 의해 처음 시도되고 1 9 6 0년대 C h a r n l e y5 )에 의하여 체계화된 이후 고관절의 질병 및 골절 치료에 일대 혁신을 가져왔으며, 초기 모델은 시멘트를 사용하였 지만 골 시멘트의 국소적인 합병증, 무균성 해리 등 의 문제점이 발견되었다. 이후 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 1 9 7 0년초 G a l a n t e2 1 )와 P i l l a r3 2 )가 다공성층으로 신생골이 자라 들어감을 동물실험으로 증명한 후 여러 가지 형태의 무시멘트 대퇴 스템이 개발되어 사용되고 있다. 대퇴골두 무혈성 괴사에서 시행된 인공 고관절 전치환술은 G a r i n o2 2 )와 S t e i n - berg, Saito 등7 , 1 0 , 2 4 , 3 4 )에 의하면 활동량이 많은 젊은 연령층, 높은 양측성 이환율, 고정부위의 빈약한 골
※ 통신저자 : 문 경 호
인천광역시 중구 신흥동 3가 7 - 2 0 6 인하대학교 의과대학 정형외과학교실 Tel : 82-32-890-3663
Fax : 82-32-890-3099 E-mail : moon@inha. ac.kr
질, steroid의 지속적인 사용, systemic disease의 증가, 체중의 증가 등으로 인해 골관절염이나 골절 등 다른 원인에 의한 인공 고관절 전치환술에 비해 결과가 나쁜 것으로 보고되고 있다7 , 1 0 , 2 4 , 3 5 ). 본 논문의 목적은 Ficat and Arlet stage III 이상의 대퇴 골 두 무혈성 괴사 환자에서 광범위 세공 피복 대퇴 스 템을 사용한 인공 관절 치환술시 2년 이상의 중・단 기 추시 결과를 알아보는데 있다.
연구 대상 및 방법
1 9 9 6년 6월에서 2 0 0 0년 5월까지 본원에서 F i c a t and Arlet stage III 또는 I V에 해당하는 대퇴 골두 의 무혈성 괴사 환자에서 시행한 무 시멘트 광범위 세 공 대퇴 피복 스템을 사용한 인공 고관절 전치환술 환 자 1 4 5명 중에서 최소 2년 이상 추시 관찰이 가능했 던 환자 1 1 0명(141 고관절)을 대상으로 임상적・방사 선적 결과로 분석하였다. 환자의 성비는 남자 8 7명과 여자 2 3명이었으며 나이는 수술 당시 평균 4 9 . 7세 ( 1 8 ~ 8 0세)였다. 추시 기간은 평균 3 1 . 4개월( 2 4 ~ 7 9 개월)이며, 수술시 추측되어진 대퇴 골두 무혈성 괴사 의 원인으로는 알콜성이 6 0례(54.5%), 외상으로 인 한 것이 2 2례(20%), 원인을 알수 없는 경우가 1 8례 (16.3%), 스테로이드로 인한 것이 7례( 6 . 3 % )였다.
수술은 한 시술자( M . K . H )에 의하여 후측방 접근법 으로 시행되었으며, 환자들은 모두 근위부 4/5 세공 피복 대퇴 삽입물인 Anatomical Medullary Lock- ing stem(AML)(Depuy, Warsaw, IN, USA)을 사용하였다. 모든 환자의 비구 컵은 1 mm 작게 확공 하여 압박 고정 방식으로 삽입하였으며 사용된 비구 컵은 Dularoc(Depuy, Warsaw, IN, USA) 100 s e r i e s가 1 2 2예, 1200 series가 1 9예였다. 임상적 결 과는 술전 및 추시 관찰시의 Harris hip score2 5 )를 직 접 방문시 검진을 통하여 결과를 관찰하였으며, 90점 이상을 우수(excellent), 80~89점을 양호( g o o d ) , 7 0 ~ 7 9점을 보통(fair), 70점 미만을 불량( p o o r )으로 평가하였으며 추시 관찰시 대퇴부 동통 유무와 만족도 를 조사하였다6 , 1 2 , 2 1 ). 방사선학적 검사는 단순 방사선 촬영으로 수술 전ㆍ후 및 6주, 3개월, 6개월, 매년 추 시 시 양측 고관절 전후면, 환측 축상면 및 환측 대퇴 골 전후면, 측면을 촬영하였으며, 비구 컵의 위치 변
화( 4도 이상의 정렬 변화, 2 mm 이상의 위치 변화) 및 D e L e e와 C h a r n l e y8 )가 기술한 영역에 따라 골 흡 수 정도, 해리(골과 비구 컵 사이에 2 mm 이상의 진 행성 저음영선) 등을 관찰하였으며 폴리에틸렌 마모율 은 Martell 등2 9 )의 p r o g r a m을 사용하여 측정하였다.
Engh 등1 3 , 1 9 )의 방법에 따라 대퇴 스템의 안정도를 골 내향 성장, 섬유성 안정과 불안정으로 평가하였다. 또 한 대퇴 스템의 불안정성은 2 mm 이상의 수직 침강 또는 5도 이상의 경사가 발생된 경우로 하였고 방사선 투과선, 골내막 신생골 형성, pedestal, 대퇴거의 변 화를 평가하였고 응력 차단효과는 매년마다 Q R D 4500 BMD 기계를 이용하여 측정하였다30). 또한 이 소성 골 형성을 B r o o k e r3 )의 분류로 평가하였다. 통계 적 처리는 S t u d e n t’s t-test와 ANOVA test를 사용 하였으며 신뢰 구간은 9 5 % ( p＜0 . 0 5 )로 하였다.
결 과
1. 임상적 결과
Harris Hip Score는 술전 평균 6 0 . 5 ( 4 1 ~ 7 5 )에서 술후 평균 8 9 . 1 ( 7 7 ~ 9 1 )로 향상되었고 우수는 6 6명 (60%), 양호는 4 2명(38.2%), 보통은 2명( 1 . 8 % ) , 불량은 없었다. 만족도 조사에서 최종 추시시 1 0 3명 9 3 . 7 %에서 수술전과 비하여 수술후에 작업 능력, 일 상 생활, 직장 생활 등의 모든 면에서 양호 이상의 만 족도를 보였고 보통은 7명에 불과하였다. 또한 대퇴 부의 통증은 7명, 6.3%에서 관찰할 수 있었으나 이 는 대퇴 스템의 안정도와는 관련이 없었다.
2. 방사선학적 결과
비구컵의 정렬이나 위치 변화의 소견을 보이는 경우 는 없었으며 컵 주위의 방사선 투과선은 D e L e e와 C h a r n l e y의 구역 1에서 6예, 구역 2에서 5예, 구역 3에서 2예가 관찰되었고, 총 1 3예 모두에서 2 mm 이내의 범위를 보였고 최종 추시 사진상 더 이상의 진 행되는 소견은 없었다. 1예에서 추시 6 0개월째에 구 역 2와 3에서 10 mm 이상의 e x p a n s i l e한 골 용해 소견을 보여서 재치환술(폴리에틸렌 liner 교체와 골 이식)을 시행하였다. 폴리에틸렌 선상 마모율은 평균 0.215 mm/yr의 결과를 보였고 재치환술을 받은 예 는 0.379 mm/yr였으며 Hylamer liner(Depuy,
Warsaw, IN, USA)를 사용한 예였다. 폴리에틸렌 마모각은 최소 0 . 4 7 7도에서 최대 8 9 . 7 1 1로 평균 4 6 . 8 7 9도였다. 대퇴 주대의 안정도는 1 3 5예( 9 5 . 7 % ) 에서 골 내향 성장을 볼 수 있었으며, 5예( 3 . 6 % )에서 안정 섬유성 고정을 관찰할 수 있었고, 1예(0.7 %)에 서 불안정성 고정을 볼 수 있었다. 안정 섬유성 고정 을 보인 5예에선 3 mm 이하의 수직 침강을 보였으나 최종 추시시까지 더 이상의 진행은 볼 수 없었고 불안 정성을 보인 1예에서 5 mm 이상의 수직 침강( s u b s i- d e n c e )과 대퇴 스템 주위에 전반적인 방사선 투과선 을 보여 재치환술을 고려 중이다. 대퇴 주대 주위의 방사선 투과선은 전후면 방사선 사진상 Gruen 구역 4에서 5 9예( 4 1 . 8 % )로 가장 많이 관찰되었으며 구역 1에서 1 1예( 7 . 8 % )가 관찰되었으며. 측면 사진상 구 역 1 1에서 6 0예( 4 2 . 4 % )가 관찰되었다. 모두 2 mm 이하로 최종 추시 사진상 더 이상의 진행은 없었다.
응력 차단에 의한 골 흡수 소견은 술후 1년째 모든 영 역에서 유의한 감소를 보였고( p＜0.05) 2년에서 4년
째 구역 1, 2, 7에서 의미있는 감소 소견을 보였으며 구역 3, 5, 6에서 의미있게 증가하였다( p＜0.05). 술 후 3년 이상에서는 구역 7을 제외하고 골밀도의 변화 가 안정되는 소견을 보였다. 골내막골 형성은 8 9예 ( 6 3 . 8 % )에서 관찰할 수 있었으며 p e d e s t a l은 1예에 서 관찰되었으며 안정성을 보였다. 대퇴거의 위축은 4 7예( 3 3 . 3 % )에서 관찰되었다. 이소성 골 형성은 총 1 9예( 1 3 . 4 % )에서 볼 수 있었다. Brooker’s 분류상 grade I은 9예(6.4%), grade II는 7예( 4 . 9 % ) , grade III는 3예( 2 . 1 % )이었다.
3. 합병증
합병증으로는 대퇴 경부 주위의 선상 골절이 1예, 대퇴 간부의 골절이 1예가 있었으며 선상 골절은 환 형 강선 고정술로 고정하여 추시 기간 중 별다른 합 병증 없이 골유합을 얻을 수 있었고 간부 골절의 경 우는 금속판과 나사 고정술로 골유합을 얻을 수 있 었다. 1예에서 술후 감염 소견을 보였으나 환자의
Fig. 1-A. The AP radiograph shows 8 mm subsidence after 49 months follow-up.
Fig. 1-B. The AP radiograph shows circumferencial demarcation line around the femoral stem after 49 months follow-up.
A B
경제적 사정에 의한 치료 거부로 퇴원하여 본 연구 대상에서 제외되었다.
고 찰
대퇴 골두 무혈성 괴사에서 시행된 인공 고관절 전 치환술은 G a r i n o2 2 )와 Steinberg, Saito 등7 , 1 0 , 2 4 , 3 5 )에 의해 제시된 것처럼 골관절염이나 골절 등 다른 원인 에 의한 인공 고관절 전치환술에 비해 결과가 나쁜 것 으로 보고되고 있으며 Astion 등1 )에 의하면 이들 환 자의 임상적 결과 또한 다른 원인에 의해 수술 받은 환자들의 결과에 비해 뒤떨어진 소견을 보였으며.
Cornell 등7 )은 골관절염의 결과보다 4배 더 실패율이 높았다고 보고하였다. 고관절 전치환술의 경우 추시 관찰시의 Harris hip score는 Schulte 등3 7 )의 연구 에서 평균 8 4점이였으며, Mulroy 등3 7 )은 1 0년 추시 결과 8 6점이었고 저자들의 증례에서도 평균 8 9 . 1의 우수한 결과를 보였다. 아마도 추시 기간이 길어지면 서 앞에서 언급한 것과 같은 여러 가지의 요인에 의해 Harris hip score는 감소가 예상되며 장기 추시가 필 Fig. 2-A. This shows immediate postoperative radiograph of a 31-year-old male.
Fig. 2-B. The AP radiograph shows severe osteolysis in acetabular side after 60 months follow-up.
Fig. 2-C. The AP radiograph shows bone graft in acetabular side after revision.
A B C
Fig. 3. Retrieved Hylamer®liner shows wear with scrat- chy.
요할 것으로 생각된다. 술 후 대퇴부 통증은 삽입물의 불안정 혹은 해리 그리고 골 증식결여의 지표로 생각 되고 있으며2 5 ), 2년 이상 추시한 대퇴부 통증의 빈도 는 6 %에서 4 1 %까지 다양하게 보고되었고2 5 ) E n g h과 M a s s i n1 9 )의 경우 7 . 8 %였으며 저자들의 경우 6 . 3 % 의 결과를 보여 다른 저자들의 결과와 차이가 없었다.
대퇴부 통증을 보인 전예( 7명)에서 높은 Harris hip score 및 방사선 소견상 해리 소견이 없었으며, 이 결 과는 Astion 등1 )의 연구 결과와 동일한 소견을 보였 으며 이는 대퇴부 통증이 인공 관절의 안정성과는 무 관한 것으로 사료됩니다. 또한 Astion 등1 )에 의하면 9 3 %에서 인공 고관절 전치환술을 시행 받은 후에 만 족스러워 하였으며 9 6 %에선 통증이 거의 없는 것으 로 보고하였고, 저자들의 경우도 9 3 . 7 %의 만족도로 우수한 결과를 보였다. 다른 연구에선 초기에 대퇴부 또는 서혜부 부위에 통증을 느끼는 경우가 있었는데 추시 과정 중 거의 사라졌으며1 4 ) 통증으로 인해 재수 술을 받은 경우는 없었다. 본 연구에서도 수술 후 초 기에 발생된 대퇴부 또는 서혜부 부위 통증이 짧은 추 시 기간이지만 감소되는 소견을 보였으며, 이로 인해 활동의 제한을 받거나 재수술을 받은 경우는 없었다.
Engh 등1 5 , 1 6 , 1 9 , 2 0 , 2 7 )은 대퇴 주대의 생물학적 고정을 골 의 내향성장 고정, 안정 섬유성 내향성장 고정 그리고 불안정 고정으로 나누어 평가하였다. 그에 의하면 최 소 1 0년의 추시 결과 대퇴부 주대에서의 골 내향 성 장의 실패로 2 %에서 재수술을 하였으며, 저자들의 경우에선 방사선적으로 1예( 0 . 7 % )에서 불안정 고정 을 보였고 5예( 3 . 6 % )에서 안정 섬유성 고정을 보였 을 뿐 나머지 1 3 5예( 9 5 . 7 % )에서 골 내향 성장을 보 였으며, 불안정 고정을 보이는 1예에선 5 mm 이상 의 수직 침강과 대퇴 스템 주위의 전반적인 방사선 투 과선을 보여 재수술을 고려 중이다. 대퇴 스템의 수직 침강은 방사선적 해리 소견으로써 Challaghan 등
4 , 6 , 1 2 )은 대퇴에서의 수직침강은 불안정성의 지표이며,
5 mm 이상 변화가 있을 때 수직침강이라 하였다.
본 연구에선 5 mm 이상의 수직침강을 보인 경우는 1예였으며 적정크기로 압박고정이 된 경우였고 나이 는 수술 당시 6 6세로, 작은 주대를 삽입한 경우나 젊 은 연령층에서의 수술 초기 과다한 활동에 의한 것이 아니라는 점에서 그 원인은 골질의 문제가 있는 고연 령층에 있다고 생각된다. 대퇴 스템 주위의 2 mm
이하의 방사선 투과선은 대퇴 스템과 골 조직 사이의 미세 운동에 의해 생긴다고 하며 진행하지 않으면 기 능과 관련이 없다고 하였는데1 1 ) 저자들의 경우에서도 방사선상 주로 Gruen 구역 4와 1 1에 국한된 방사선 투과선이 나타났으며 전예에서 투과성이 진행된 경우 는 없었다. Gruen 구역 4, 11에서 관찰된 이유는 4/5 porous coated femoral stem의 porous cost- i n g이 안된 부위에서 생긴 현상으로 사료된다. 골내 막골 형성은 Engh 등1 7 )에 따르면 스템을 통해 대퇴 골로 체중 부하가 전달되는 부위에서 잘 일어난다고 하였는데 E n g h과 B o b y n1 7 )이 6 7 . 3 %의 발생률을 보 고하였고 저자들의 경우도 8 9예( 6 3 . 8 % )에서 관찰되 었다. 또한 Pedestal 중 대퇴 스템 말단 부위가 주위 골과 직접 접촉되어 있거나 방사선 투과선에 의해 분 리되어 있지 않은 경우 안정성이 있다고 하였다1 7 ). 대 퇴거의 변화는 E n g h과 B o b y n1 7 )은 대퇴거 부위에 가 해지는 하중의 감소에 의해 위축이 발생한다고 설명 하였으며 대퇴 경부 내측부의 골밀도 감소 소견을 보 인다고 하였고 7 1 %의 빈도를 보고하였으며, 저자들 의 경우 4 7예( 3 3 . 3 % )에서 관찰되었으며 이는 추시기 간이 짧아서 저명한 calcar atrophy의 예가 적은 것 으로 사료된다. 술 후 이소성 골 형성은 광범위한 연 부조직의 박리나 direct lateral approach 경우에 빈 도가 높은 것으로 알려져 있으며 이소성 골 형성의 등 급과 통증, 보행 능력간에는 밀접한 연관 관계가 없으 며 운동 범위, 기능과는 밀접한 관계가 있다고 하였다
4 1 ). Engh 등은 2 0 %의 발생율을 보고하였고 다른 연
구에서도 평균 1 3 %의 발생률을 보였으며4 1 ) 저자들의 경우 1 3 . 4 %의 발생율을 관찰할 수 있었다. 대퇴 주 대의 해리 빈도는 시멘트를 사용한 고관절 전치환술 인 경우 4 0 %에서 6 %의 결과3 7 , 3 8 )를 보고하였고 무시 멘트 고관절 전치환술인 경우 5 %에서 3 %의 결과4 2 )를 보고하였으며, 저자들의 경우에선 0 . 7 %에서 대퇴 주 대의 해리 소견 보여 매우 우수한 소견을 보였다. 이 는 추시 기간이 짧아서 다른 저자들에 비해 적은 것으 로 사료되며 장기 추시가 필요할 것으로 사료된다.
결 론
대퇴 골두 무혈성 괴사 환자 중 Ficat and Alet stage III 또는 I V에 대한 무 시멘트 광범위 세공
피복 대퇴 스템을 사용한 인공 고관절 전 치환술 환 자에서 임상 증상과 방사선적 검사 결과에 대한 최 소 2년 이상의 중・단기 추시 결과 대부분의 환자에 서 임상적 증상의 호전을 볼 수 있었으며, 방사선적 으로 골 흡수, 무세균성 이완 등의 이상 소견은 2예 에서만 볼 수 있었다. 이상으로 Ficat and Arlet stage III 이상의 대퇴골 골두의 무혈성 괴사 환자에 서 무 시멘트 광범위 세공 피복 대퇴 스템을 사용한 인공 고관절 전 치환술이 유용함을 볼 수 있었으나, 보다 정확하고 통계학적으로 유효함을 보기 위해선 장기적인 추시 관찰이 필요하리라 사료된다.
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Extensive Porous-coated Total Hip Arthroplasty in Osteonecrosis of the Femoral Head
Kyoung-Ho Moon, M.D., Suk-Myun Ko, M.D., Kyu-Jung Cho, M.D., Dong-Su Lee, M.D., Dong-Hun Choi, M.D., Seung-Doh Cha, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Inha University, School of Medicine, Incheon, Korea
Purpose : The purpose of this study was to document the clinical and radiographic midterm results of extensively porous, coated, cementless total hip arthroplasty ina consecutive series of Ficat and Arlet stage III or IV osteonecrosis patients.
Materials and Methods : From June 1996 to May 2000, we reviewed one hundred forty-one (Ed- or simply, 141) primary total hip arthroplasties, in 110 patients with a preoperative diagnosis of advanced osteonecrosis of the femoral head (Ficat and Arlet stage III or IV), after more than two years follow-up. The clinical result was assessed using Harris Hip Score preoperatively and at last fol- low-up. Radiographic evaluation was performed immediate postoperatively, and at 6 weeks, 3 months, 6 months, and annually after operation.
Results : The average Harris Hip Score improved from 60.5 points preoperatively to 89.1 points at last follow-up. In the radiographic evaluation, 135 femoral components were bone-ingrown, five were fibrous stable, and one was unstable. In one acetabular component, revision surgery was performed because of acetabular osteolysis resulting from excessive polyethylene wear. In one femoral stem, revision remained under consideration at last follow-up due to subsidence of more than 5 mm with radiolucent line around the entire stem.
Conclusion : The midterm results of extensively porous, coated, cementless total hip arthroplasty showed excellent fixation and pain relief in patients with advanced osteonecrosis of the femoral head.
Further follow-up is required due to existence of osteolysis.
Key Words : Total hip arthroplasty, Extensive porous-coated stem, Osteonecrosis of femoral head ABSTRACT
