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Comparison of the Mobile-bearing and Fixed-bearing Designs for High Flexion Total Knee Arthroplasty
Jeung Tak Suh, M.D., Tae Wan Kim, M.D. and Tae Young Ahn, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Pusan National University School of Medicine, Busan, Korea
Received: April 24, 2010 Revised: May 15, 2010 Accepted: July 30, 2010
Corresponding author: Jeung Tak Suh, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Pusan National University School of Medicine, 10 Ami-dong 1-ga, Seo-gu, Busan 602-739, Korea TEL: 82-51-240-7248, FAX: 82-51-247-8395
E-mail: [email protected]
Purpose: We compared and analyzed the follow-up results of high flexion total knee arthroplasty (TKA) with using the mobile-bearing and fixed-bearing designs.
Materials and Methods: We studied 130 patients who had undergone high-flexion TKA from December 2003 to December 2007 and who were followed up for at least 2 years. Of all the 130 patients, 65 patients had undergone TKA using a mobile-bearing design, and the other 65 patients had undergone TKA using the fixed-bearing design.
Results: The post-operative Knee Society Knee Score (KSKS) and Knee Society Functional Score (KSFS) of the mobile-bearing group were 95.6 and 96.1 points, which were 53.2 and 49.7 points, respectively, pre- operatively, and the post-operative KSKS and KSFS of the fixed-bearing group were 94.5 and 95.1 points, which were 54.1 and 50.9 points, respectively, preoperatively. The range of motion (ROM) and maximal flexion angle (MFA) of the knee joints of the mobile-bearing group were 129.1o and 131.4o, which were 122.3o and 125.8o, respectively, preoperatively, and those of the fixed-bearing group were 128.3o and 129.3o, which were 122.2o and 123.9o, respectively, preoperatively. There were no significant differences between the two groups. Crossed-legged sitting and attaining a kneeling position also showed no significant differences between the two groups, but the mobile-bearing group could easily take a crossed-legged sitting position.
Conclusion: The clinical parameters and the ROM and MFA of the knee joint showed no significant differences between both groups, but the mobile-bearing group felt more comfortable in the crossed-legged sitting position.
Key Words: Knee joint, Total knee arthroplasty, High flexion, Mobile-bearing, Fixed-bearing
서 론
슬관절 인공관절 전치환술의 목표는 통증을 없애고 관 절의 기능과 동역학(kinematics)을 유지하며, 슬관절의 안 정성과 관절운동 범위를 획득하여 이전의 일상생활로 복
귀하는데 있다. 이 중, 충분한 관절운동 범위의 회복은 슬 관절 인공관절 전치환술에 의한 치료의 중요한 목표 중 하나이며19) 특히, 동양권 여러 나라의 환자들은 종교적, 사회적인 활동을 위하여 고도의 슬관절 운동범위가 필요 하지만, 슬관절 전치환술 후 고도의 관절운동 범위를 회복 하지 못하는 경우도 많다. 관절운동 범위에 영향을 주는 인자로는 병인, 술 전 관절의 변형 및 관절 운동범위, 나 이, 성별, 수술방법, 삽입물의 고정 정도, 술 후 재활 치료 의 종류 등 다양한 요소가 작용하며 더불어 삽입물 design 도 중요한 역할을 한다11).
저자들은 최근에 소개된 고도 굴곡형 슬관절 인공관절 전치환술 삽입물 중 가동형 삽입물인 PFC Sigma RP-FⓇ
Table 1. Demographic Parameters of both Treatment Group
PFC Sigma RP-FⓇ LPS-FlexⓇ Cases
Diagnosis Sex (M：F) Mean age (y) Preoperative ROM
65 OA (100%)
3：62 67.5 122.3
65 OA (100%)
2：63 69.0 122.2 PFC: Press fit condylar, OA: Osteoarthritis, M: Male, F:
Female, ROM: Range of motion. Fig. 1. Visual Analogue Scale. Subjective scaling system of pain.
(Press Fit Condylar, Sigma Rotating-Platform flexion, Johnson and Johnson Professional Inc., Raynham, MA, USA)와 고정형 삽입물인 NexGen LPS-FlexⓇ (NexGen, Legacy Posterior-Stabilized flexion, Zimmer, Warsaw, IN, USA)를 이용한 슬관절 전치환술의 결과를 비교 분석 하여 삽입물의 design 차이가 임상적 결과와 최대굴곡각 도를 포함한 슬관절 관절운동 범위에 미치는 영향을 알아 보고자 한다.
대상 및 방법 1. 대상
2003년 12월부터 2007년 12월까지 본원에서 슬관절 인 공관절 전치환술을 시행받고 최소 2년 이상 추시 관찰이 가능했던 환자 중 가동형 삽입물인 PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 환자 65예와 고정형 삽입물인 LPS-FlexⓇ를 이용 한 환자 65예를 대상으로 하였으며, 평균 추시 기간은 27.4 (24∼31)개월이었으며, 전치환술 당시의 평균 연령은 가동형군에서 67.5 (61∼80)세, 고정형군에서 69.0 (62∼
82)세였다. 가동형군은 총 65예 중 남자가 3명, 여자가 62 명이었으며, 고정형군은 총 65예 중 남자가 2명, 여자가 63명이었으며, 원인질환은 전례에서 퇴행성관절염이었다.
술 전 관절 운동범위는 평균 122o로 양군에서 동일하였다 (Table 1).
수술 후의 연부 조직 및 슬관절 인대 평형에 영향을 줄 수 있는 술 전 굴곡구축 15o 이상, 내반변형 10o 이상의 경우는 연구대상에서 제외하였으며, 대퇴골 후방 절골시 추가적인 골절제를 시행함으로써 발생하는 골소실로 인해 재수술의 어려움 등의 문제로 재수술이 필요할 것으로 생 각되는 60세 미만의 환자 역시 연구대상에서 제외하였다.
그리고, 술전 슬관절 운동범위가 술 후 슬관절 운동범위에 영향을 미칠 수 있기 때문에17,27) 술 전 슬관절 운동범위가 90o 이하인 환자 역시 연구대상에서 제외하였다.
양 군 모두에서 슬관절 굴곡 운동에 대한 특별한 지시 는 하지 않았으며, 재활 프로그램 역시 양 군에 동일하게 적용하였다.
2. 임상적 평가
슬관절 기능 평가 중, 임상적 평가는13) Knee Society Knee Score (KSKS)와 Knee Society Functional Score에 의한 슬관절 점수 및 기능 점수를 이용하였으며, 환자의 술 후 동통 정도를 측정하기 위하여 본 교실에서 제작한 Visual Analog Scale (VAS) (Fig. 1)을 통한 자가 문진을 시행하였다. 일상생활에 있어서의 기능 평가는 추시 관찰 중 면담 또는 전화통화로 조사하였으며, 꿇어 앉는 자세와 양반 다리 자세가 가능한 지에 대해서는 추시 관찰 중 직 접 관찰 및 면담을 통해 확인하였으며, 꿇어 앉는 자세와 양반 다리 자세 시 편안함을 느끼는 정도는 면담 또는 전 화 통화 시 문진으로 평가하였다. 이 때, 꿇어 앉는 자세 와 양반 다리 자세 시 통증의 정도가 VAS (Fig. 1) 0∼2 점인 경우에는 편안함을 느끼는 것으로, 3점 이상인 경우 에는 편안함을 느끼지 않는 것으로 판단하였으며, 양반다 리 자세 시 수술을 받은 무릎이 바깥쪽에 위치하였을 때 를 기준으로 양반다리 자세의 가능성과 VAS에 의한 편안 함을 느끼는 정도를 평가하였다.
전체 65예 중, 5예에서는 동일 환자의 양측 슬관절에 각각 가동형과 고정형 슬관절 인공관절 전치환술을 시행 하였으며, 이 경우 양반다리 자세 시 각각의 삽입물이 바 깥쪽 다리에 위치하였을 때를 기준으로 양반다리 자세의 가능성과 VAS에 의한 편안함을 느끼는 정도를 평가하였 다.
방사선학적 평가로는 수술 전 및 최종 추시 시의 슬관 절 관절 운동범위 및 최대 굴곡 각도를 각각 비교하여 평 가하였는데 기존에 흔히 시행하던 이학적 검사나 각도계 (goniometer)를 이용한 계측은 계측자에 따라 오차가 발
Fig. 2. Estimation of the fle- xion angle of the knee and the angle measured using a stan- dard 2-arm Goniometer (12- inch arms with 1o markings) (A). Radiological measurements of mid-lines of femur and tibia (B).
생하여 신뢰성이 떨어질 것으로 판단되어 본 연구에서는 수술 전 및 최종 추시 시의 슬관절 완전 신전(full ex- tension), 완전 굴곡(full flexion) 상태에서의 측방 사진을 촬영하여 Edwards 등9)이 제안한 방사선 사진 상에서 대 퇴골과 경골의 중간선을 그어 각도를 측정하는 방법을 사 용하였다(Fig. 2).
3. 수술 방법
모든 수술은 동일한 술자에 의해 시행되었으며 전례에 서 내측 슬개 주위 도달법(medial parapatella approach) 을 사용하였고, 경골 및 대퇴골 부위의 고정은 시멘트로 하였으며 슬개골 치환술은 시행하지 않았고 슬개골 주위 의 연부 조직을 전기 소작함으로써 술 후 통증 감소를 기 대하였으며, 후방 십자 인대는 전례에서 제거하였다. PFC Sigma RP-FⓇ는 술중 경골 절제 시 후방 경사를 0o로 하 고 대퇴골 후방부를 대퇴골 삽입물의 크기에 따라 2.5∼
4.0 mm 더 절제하였으며, 굴곡 시 대퇴골 삽입물이 경골 삽입물의 cam으로 인한 굴곡 중심(center of curvature) 의 후방 변화(roll-back phenomenon)로 고도굴곡이 가능 하도록 하였으며, LPS-FlexⓇ는 대퇴골 후방부로부터 추 가적으로 2 mm의 골절제를 더 시행함으로써 굴곡 시에 곡률을 증가시키며 경골 치환물의 전방 절단을 통하여 슬 개골 충돌을 피하고, 향상된 후방 cam 기전을 통해 고도 굴곡이 가능하도록 하였다.
수술 방법은 PFC Sigma RP-FⓇ의 경우에는 연부 조직 의 긴장도를 유발시키는 골극을 철저히 제거하고 내외측 측부인대 부착부의 골막하 유리를 충분히 시행하여 굴곡 간격과 신전간격을 gapper를 이용하여 단계적으로 계측함 (trial test)으로써 술중 내외측 안정성을 여러번 확인 후 연부조직의 균형을 맞추었다. 절골은 PFC Sigma RP-FⓇ
를 이용한 슬관절 전치환술에서는 경골 절골을 먼저 시행 하였으며 LPS-FlexⓇ에서는 대퇴골 절골 후 경골 절골을 시행하였다. 관절면 내측의 골결손에 관계없이 외측 관절 면을 기준으로 최소 8 mm부터 2 mm 단위로 증가하여 과도한 절골로 인하여 발생할 수 있는 관절 간격의 커짐 을 방지하였다. 대퇴골은 골수강 내 지침자(intramedullary guide)를 이용하여 환자의 상태에 따라 외반 5∼6o로 맞 추고 3o 외회전 상태로 대퇴골의 부과간 연장선과 전후 축 을 이중 점검하여 절골하였다. 또한 경골 절골은 골수강외 지침자(extramedullary giude)를 이용하여 시행하였다. 절 골이 끝난 후 시험 삽입물(trial)을 다시 한번 삽입하여 관절 간격과 내/외반 안정성, 삽입물의 들림현상을 점검하였다.
수술 후 관절낭 및 연부조직은 층대층(layer by layer) 봉합으로 재건하였다. 지혈 압박대는 전례에서 시행하였 으며 지혈을 위한 감압을 시행하였다.
4. 재활 방법
수술 당일부터 대퇴사두근 강화 운동을 시작하였고, 술 후 2일째부터 능동적인 관절 운동을 시행하였으며, 능동 적인 관절 운동은 보조 관절 운동기구(CPM)를 이용한 수 동적 관절 운동과 함께 시행함으로써 관절 운동범위의 빠 른 회복을 도모하였다. 체중 부하 보행은 봉합사 제거시기 인 수술 후 2주째 시작하였다.
5. 통계학적 분석
통게학적 분석은 SPSS ver 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 사용하였으며, 양 군에서의 Knee Society Knee Score (KSKS)와 KSFS, 본 교실에서 제작한 VAS를 이용한 슬관절 평가지수, 술 전 및 최종 추시 시의 슬관절 운동범위 및 최대굴곡각도는 independent sample t-test를
Table 2. Clinical Results according to KSKS, KSFS and VAS
PFC Sigma RP-FⓇ LPS-FlexⓇ
p-value Preoperative At FU Preoperative At FU
KSKS KSFS VAS
53.2±6.4 49.7±5.8 7.6±1.8
95.6±3.2 96.1±2.8 1.6±0.6
54.1±6.8 50.9±5.9 7.5±1.7
94.5±3.1 95.1±3.0 1.4±0.6
0.351 0.417 0.345 KSKS: Knee society knee score, KSFS: Knee society functional score, VAS: Visual analogue scale, PFC: Press fit condylar, LPS: Legacy posterior-stabilized, FU: Follow-up.
Table 3. Daily Living Results of Possibility of the Kneeling Position and Cross Legged Sitting Position
PFC Sigma RPFⓇ LPS-FlexⓇ p-value Case
Kneeling Comfortable Cross legged Comfortable
65 48 (74%) 31 (48%) 60 (92%) 57 (87%)
65 45 (69%) 29 (44%) 54 (83%) 45 (69%)
＞0.05
＞0.05
＞0.05
＜0.05 PFC: Press fit condylar, LPS: Legacy posterior-stabilized.
이용하여 분석하였으며, chi-square test를 이용하여 양 군 에서의 꿇어 앉는 자세와 양반다리 자세의 가능성과 꿇어 앉는 자세와 양반다리 자세 시 편안함을 느끼는 정도의 차이에 대한 통계적 분석을 시행하였다.
결 과 1. 임상적 결과
PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 가동형군의 경우 KSKS에 의한 슬관절 점수는 술 전 평균 53.2 (53.2±6.4)점에서 최종 추시 시 평균 95.6 (95.6±3.2)점으로, KSFS는 술 전 평균 49.7 (49.7±5.8)점에서 최종 추시 시 평균 96.1 (96.1±2.8)점으로 향상되었으며, LPS-FlexⓇ를 이용한 고 정형군의 경우 KSKS에 의한 슬관절 점수는 술 전 평균 54.1 (54.1±6.8)점에서 최종 추시 시 평균 94.5 (94.5±3.1)점으로, KSFS는 술 전 평균 50.9 (50.9±5.9) 점에서 최종 추시 시 평균 95.1 (95.1±3.0)점으로 향상되 었으며, 가동형과 고정형 사이의 통계학적 유의한 차이는 없었다(p＞0.05). 본 교실에서 제작하여 자가 문진 설문조 사를 통해 시행한 VAS 통증 평가 지수 역시 가동형군에 서 술 전 평균 7.6 (7.6±1.8)점에서 최종 추시 시 1.6 (1.6±0.6)으로, 고정형군에서 술 전 평균 7.5 (7.5±1.7) 점에서 1.4 (1.4±0.6)점으로 향상되어 양군 간에 의미있 는 차이를 보이지는 않았다(p＞0.05) (Table 2).
2. 일상생활에서의 결과
일상생활 중 꿇어 앉는 자세와 양반 다리 자세가 가능 한지에 대한 기능 평가는 외래 방문 시 직접 관찰과 면담 을 통해, 편안함을 느끼는 정도는 면담 또는 전화통화 시
의 문진 상 통증의 정도가 VAS 0∼2점인 경우를 편안함 을 느끼는 것으로 판단한 결과, PFC Sigma RP-FⓇ를 이 용한 전체 65예 중 48예에서 꿇어 앉는 자세가 가능하였 고 이 중 31예에서 편안함을 느꼈으며, 60예에서 양반 다 리 자세가 가능하였으며 이 중 57예에서 편안함을 느꼈다.
반면에 LPS-FlexⓇ를 이용한 전체 65예 중 45예에서 꿇어 앉는 자세가 가능하였고 이 중 29예에서 편안함을 느꼈으 며, 54예에서 양반 다리 자세가 가능하였으며 이 중 45예 에서만이 편안함을 느꼈다. PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 가동형군의 경우 LPS-FlexⓇ를 이용한 고정형군에 비해 꿇어 앉는 자세와 양반 다리 자세가 가능한 지에 대해서 는 통계학적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만, 양반 다리 자세 시 편안함을 느끼는 정도에 있어서는 가동형군 에서 고정형군에 비해 그 정도가 통계학적으로 유의하게 높았다(p＜0.05) (Table 3).
술 후 슬관절 최대 굴곡 각도가 130o 이상인 고도 굴곡 환자의 경우는 PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 가동형군의 경우 42예, LPS-FlexⓇ를 이용한 고정형군의 경우는 40예 였다. 가동형군의 경우 42예 전례에서 양반 다리 자세가 가능하였으며 이 중 39예에서 편안함을 느꼈으며, 36예에 서 꿇어 않는 자세가 가능하였으며 이 중 29예에서 꿇어 않는 자세 시 편안함을 느꼈다. 반면, 고정형군에서는 39 예에서 양반 다리 자세가 가능하였으며 이 중 30예에서만 이 양반 다리 자세에서 편안함을 느꼈으며, 32예에서 꿇 어 않는 자세가 가능하였으며, 이 중 25예에서 편안함을 느꼈다. 따라서 술 후 슬관절 최대 굴곡 각도가 130o 이상 인 고도 굴곡 환자의 경우 역시 PFC Sigma RP-FⓇ를 이 용한 가동형군의 경우 LPS-FlexⓇ를 이용한 고정형군에 비해 꿇어 앉는 자세와 양반 다리 자세가 가능한 지에 대 해서는 통계학적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만,
Table 6. Total Knee Arthroplasty Cases Case
PFC Sigma RP-FⓇ LPS-FlexⓇ
ROM MFA ROM MFA
1 2 3 4 5 Average
133.0 130.5 133.0 136.0 136.5 137.7
133.0 131.0 136.5 141.5 137.0 135.8
133.0 127.0 132.0 137.5 136.5 133.2
133.0 129.0 135.5 138.5 139.0 135.0 Comfortable side
Cross legged Kneeling
4 cases 3 cases
2 cases 2 cases PFC: Press fit condylar, LPS: Legacy posterior-stabi- lized, ROM: Range of motion, MFA: Maximal flexion angle.
Table 4. Daily Living Results of Possibility of the Kneeling Position and Cross Legged Sitting Position in MFA over 130o Groups
PFC Sigma RP-FⓇ LPS-FlexⓇ p-value Case
Kneeling Comfortable Cross legged Comfortable
42 (64%) 36 (86%) 29 (69%) 42 (100%)
39 (93%)
40 (61%) 32 (80%) 25 (63%) 39 (97%) 30 (75%)
＞0.05
＞0.05
＞0.05
＜0.05 MFA: Maximal flexion angle, PFC: Press fit condylar, LPS:
Legacy posterior-stabilized.
Table 5. Radiologic Results of the ROM and MFA PFC Sigma RP-FⓇ LPS-FlexⓇ
p-value Preoperative At FU Preoperative At FU
ROM MFA
122.3±6.2 125.8±4.2
129.1±4.2 131.4±3.4
122.2±5.5 123.9±4.7
128.3±3.9 129.3±3.5
＞0.05
＞0.05 ROM: Range of motion, MFA: Maximal flexion angle, PFC: Press fit condylar, LPS: Legacy posterior-stabilized, FU: Follow-up.
양반 다리 자세 시 편안함을 느끼는 정도에 있어서는 가 동형군에서 고정형군에 비해 그 정도가 통계학적으로 유 의하게 높았다(p＜0.05) (Table 4).
3. 슬관절 운동범위 및 최대 굴곡 각도
PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 가동형군에서는 슬관절 운 동범위는 술 전 평균 122.3 (122.3±6.2)o에서 최종 추시 시 평균 129.1 (129.1±4.2)o로, 최대 굴곡 각도는 술 전 평균 125.8 (125.8±4.2)o에서 최종 추시 시 평균 131.4 (131.4±3.4)o로 향상되었으며, LPS-FlexⓇ를 이용한 고정 형군의 경우 슬관절 운동범위는 술 전 평균 122.2 (122.2±5.5)o에서 최종 추시 시 평균 128.3 (128.3±3.9)o 로, 최대 굴곡 각도는 술 전 평균 123.9 (123.9±4.7)o에 서 최종 추시 시 평균 129.3 (129.3±3.5)o로 향상되었으 며, 양 군에서의 통계학적 유의한 차이는 없었다(p＞0.05) (Table 5).
4. 양측 슬관절 인공관절 전치환술의 경우
동일 환자의 양측 슬관절에 각각 가동형 삽입물인 PFC
Sigma RP-FⓇ와 고정형 삽입물인 LPS-FlexⓇ를 사용한 5 예 중, 슬관절 운동범위 및 최대 굴곡 각도는 가동형군의 경우, 평균 133.7o, 135.6o, 고정형군의 경우, 평균 133.2o, 135.0o로 양 군 간에 큰 차이는 없었으나, 가동형군에서는 3예에서 꿇어 않는 자세에서 편안함을 느꼈으며, 4예에서 양반다리 자세에서 편안함을 느낀 반면, 고정형군에서는 2 예에서만이 각각 꿇어 않는 자세와 양반다리 자세에서 편 안함을 느꼈다(Table 6) (Figs. 3∼5).
5. 합병증
본 연구에서 PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 슬관절 인공 관절 전치환술 65예와 LPS-FlexⓇ를 이용한 슬관절 인공 관절 전치환술 65예, 전례에서 평균 2년 이상의 추시관찰 기간 동안 폴리에틸렌 삽입물의 마모, 후방 불안정성, 인 공 삽입물의 유리는 관찰되지 않았다. 수술 후 감염의 경 우도 전례에서 관찰되지 않았으며 단기 추시간의 결과이 긴 하지만 합병증으로 인한 재수술의 경우는 단 한 예도 없었다.
고 찰
슬관절 인공관절 전치환술의 가장 중요한 목적은 동통 을 감소시키는 것이지만, 보다 이상적인 것은 환자가 가능 한 자신의 무릎과 같은 기능을 유지하는 것이며3,7,13), 좌식
Fig. 3. This 64-year-old woman visited our clinic with both knee pain for 20 years (A). We performed left total knee arthroplasty using Depuy P.F.C Sigma RPFⓇ (B). At the last follow up (18 months after total knee arthroplasty), flexion contracture of left knee joint was 0o, and Knee Society Knee Score was 95 points, which was 53 points preoperatively, and Knee Society Functional Score was 96 points, which was 49 points preoperatively. Maximal flexion angle of left knee joint was 142o, which was 126o preoperatively, and cross-legged sitting position and kneeling position were all possible and comfortable (C).
Fig. 4. This 67-year-old woman visited our clinic with both knee pain for 7 years (A). We performed right total knee arthroplasty using Zimmer LPS-FlexⓇ (B). At the last follow up (15 months after total knee arthroplasty), flexion contracture of left knee joint was 0o, and Knee Society Knee Score was 95 points, which was 54 points preoperatively, and Knee Society Functional Score was 95 points, which was 50 points preoperatively. Maximal flexion angle of left knee joint was 140o, which was 126o preoperatively, and cross-legged sitting position and kneeling position were all possible and comfortable (C).
Fig. 5. This 67-year-old woman visited our clinic with both knee pain for 9 years (A). We performed right total knee arthroplasty using Zimmer LPS-FlexⓇ and left total knee arthroplasty using Depuy P.F.C Sigma RPFⓇ (B). At the last follow up (16 months after total knee arthroplasty), flexion contracture of both knee joint was 0o, and right knee joint Knee Society Knee Score (KSKS) was 94 points, which was 53 points preoperatively, and Knee Society Functional Score (KSFS) was 96 points, which was 50 points preoperatively, and left knee joint KSKS was 95 points , which was 54 points preoperatively, and KSFS was 96 points, which was 49 points preoperatively. Maximal flexion angle of right knee joint was 133o, which was 122o preoperatively, and maximal flexion angle of left knee joint was 133o, which was 123o preoperatively, and cross-legged sitting position and kneeling position were all possible and comfortable (C).
생활을 하는 동양인에게 있어 슬관절 인공관절 전치환술 후 관절 운동범위는 더욱 더 중요한 요인이다23).
슬관절 전치환술의 중요한 문제점인 해리와 마모를 해 결하기 위해 1976년 Goodfellow와 O'Connor12)에 의해 mobile bearing knee system이 고안되게 되었으며 최근에 는 운동범위의 제한을 극복하기 위해 고도 굴곡형 기구가 개발되었다. 슬관절의 굴곡을 방해하는 기전이 무엇인지 명확하지는 않지만 대퇴골의 후방 전위(posterior femoral translation)를 회복하는 능력이 슬관절 전치환술 후 굴곡 을 증가시키는데 있어 중요한 요인이라 여겨진다2,10,16,28). 대퇴골 후방 전이(posterior femoral translation)의 감소로 인해 경골 치환물의 뒤쪽 끝이 대퇴골 간부에 충돌하여 슬관절의 고도 굴곡을 방해하는 것으로 밝혀졌으며16,26,28), 이러한 문제를 해결하기 위해 개발된 고도 굴곡형 삽입물 은 대퇴골 후방 전이를 증가 시킴으로써 굴곡각의 증가를 기대할 수 있도록 고안되었다24,26,28,30).
본 연구에 사용된 가동형 고안인 PFC Sigma RP-FⓇ는 mobile bearing의 한 형태로 경골 치환물과 polyethylene 삽입물 사이의 축성 회전이 가능하며 후방 대퇴골 전이를 증가시킴으로써 고도 굴곡이 가능하고, 대퇴골 삽입물의 후방부를 더 두껍고 높게 만듦으로써, 고도 굴곡 시 인공 삽입물에 전해지는 스트레스를 최소화시킬 수 있으며, design의 특성 상 슬관절을 155o까지 굴곡시킬 수 있도록 고안되어져 있다. 이처럼 PFC Sigma RP-FⓇ는 mobile bearing 고안과 고도 굴곡형 고안의 장점을 모두 갖추고 있다. 반면, 고정형 고안인 LPS-FlexⓇ는 대퇴골 후방부로 부터 추가적으로 2 mm의 골절제를 더 시행함으로써 대퇴 치환물의 후과 부위를 2 mm 더 늘려서 대퇴 치환물의 후 방관절면을 증가시키고, 고도 굴곡 시에 관절 접촉면을 증 가시켜 결국은 대퇴골의 후방 전이를 증가시킴으로써 고도 굴곡이 가능하며, 폴리에틸렌 삽입물에 최대 스트레스를 줄여 마모도 줄일 수 있도록 하였으며, design의 특성상 슬관절을 155o까지 굴곡시킬 수 있도록 고안되어져 있다.
가동형(mobile bearing) 삽입물은 기존의 고정형 삽입 물에 비해 인공 삽입물간의 접촉면이 증가함에 따라 접촉 스트레스가 감소하게 되어 폴리에틸렌 삽입물의 피로 마 모를 최소화할 수 있고4,20) 경골 삽입물과 골 접합부의 스 트레스 및 해리를 감소시킴으로써 인공삽입물의 수명을 증가시킨다고 보고되고 있다5,8,12,15). 또한 고정형 삽입물과 달리 가동형 삽입물의 경우 경골 삽입물과 폴리에틸렌 삽
입물 사이의 움직임을 조절할 수 있어 후방 마모를 최소 화 시킬 수 있다6). 뿐만 아니라, 가동형 삽입물은 삽입물 의 특성 상 정확한 정렬이 수술 중 이루어지지 못하더라 도 어느 정도까지 회전 정렬을 보상할 수 있는 장점을 가 지고 있다11,12).
여러 문헌에 의해 가동형 삽입물과 고정형 삽입물 간의 임상적 결과가 비교되어 왔다. Woolson과 Northrop29)은 57예의 가동형 삽입물과 45예의 고정형 삽입물을 비교한 결과 KSKS나 KSFS의 슬관절 점수 및 기능 점수, 동통 점 수, 술 후 슬관절 굴곡 각도 등이 양 군 간에 의미있는 차 이가 없었다고 보고하였으며, Ranawat 등22)도 26명의 환 자에서 가동형과 고정형 삽입물을 비교분석한 결과 KSKS 나 KSFS의 슬관절 점수 및 기능 점수, 술 후 슬관절 관절 운동범위 및 최대 굴곡 각도, 슬관절 동통 및 환자의 만족 도가 양 군 간에 의미있는 차이를 보이지 않았다고 보고 하였다. Kim 등14)도 116명의 환자를 대상으로 동일 환자 의 양 다리에 각각 가동형과 고정형 삽입물을 이용한 슬 관절 인공관절 전치환술을 시행한 결과 양 군 간에 슬관 절 운동범위와 KSKS, 통증 점수, 환자의 만족도 및 폴리 에틸렌 마모 등에 있어서 의미있는 차이를 보이지 않았다 고 하였으며, Aglietti 등1)도 슬관절 점수 및 기능 점수, 슬개골 점수가 양 군에서 의미있는 차이가 없었다고 보고 하였다.
이에 반해 Price 등21)은 가동형 삽입물과 고정형 삽입물 을 비교한 결과 술 후 1년 추시 시 슬관절 운동범위는 양 측 군에서 105.3o로 의미있는 차이를 보이지 않았으나, KSKS 및 동통 점수는 미세한 차이로 가동형군에서 더 나 은 것으로 보고하였으며, Luring 등18)은 후방 십자인대 보 존형 가동형 삽입물과 고정형 삽입물 간의 비교에서 내외 측 안정성이 가동형군에서 더 우수하였다고 보고하였다.
Sohn 등25)도 32명의 환자를 대상으로 동일 환자의 양 다 리에 각각 가동형과 고정형 슬관절 인공관절 전치환술을 시행한 결과 양 군간에 KSKS나 KSFS의 슬관절 점수 및 기능 점수, 술 후 슬관절 관절 운동범위는 의미있는 차이 를 보이지 않았으나, WOMAC 점수를 이용한 술 후 주관 적 만족도 및 선호도는 가동형군에서 유의하게 더 높았다 고 보고하였다.
본 연구에서는 PFC Sigma RP-FⓇ를 이용한 가동형군 의 경우 KSKS나 KSFS에 의한 슬관절 점수 및 기능 점수, 술 후 슬관절 관절 운동 범위 및 최대 굴곡 각도는
LPS-FlexⓇ를 이용한 고정형군에 비해 통계학적으로 유의 한 차이는 없었으며(p＞0.05), 면담 또는 전화 문진을 통 해 확인한 일상생활 중 꿇어 앉는 자세와 양반 다리 자세 가 가능한지에 대한 기능 평가 역시 양군 간에 유의한 차 이를 보이지는 않았지만, 양반 다리 자세에서 편안함을 느 끼는 정도에 있어서는 가동형군에서 그 정도가 통계학적 으로 유의하게 높았다(p＜0.05). 그리고 슬관절 최대 굴곡 각도가 130o 이상인 고도 굴곡 환자의 경우에는 가동형과 고정형 삽입물을 사용한 양 군 모두에서 거의 대부분의 환자들이 양반다리 자세와 꿇어 앉는 자세가 가능하였으 며, 꿇어 앉는 자세에서는 양 군에서 편안함을 느끼는 정 도가 유의한 차이는 없었으나, 양반 다리 자세에서 편안함 을 느끼는 정도는 가동형군에서 고정형군에 비해 통계학 적으로 유의하게 높았다(p＜0.05). 이러한 양반다리 자세 및 양반다리 자세 시 편안함을 느끼는 정도에는 환자의 고관절의 상태도 중요한 영향을 미치는데, 본 연구에서는 술전 양측 고관절 전후면 방사선 사진을 촬영하여 고관절 골관절염이나 골괴사증의 여부는 평가하였으나 술 전에 모든 환자들에서 고관절 운동범위 및 관절운동 제한 등을 확인해 보지는 못했다.
결 론
가동형과 고정형 삽입물을 이용한 고도굴곡형 슬관절 인공관절 전치환술의 임상적 결과는 양 군에서 모두 만족 스러웠다. 임상적 평가지수나 관절 운동범위, 최대 굴곡 각도는 양 군에서 큰 차이가 없었으나, 일상 생활에서 양 반다리 자세로 앉을 때 편안함을 느끼는 정도는 가동형 삽입물을 이용한 군에서 더 높았다. 그러나 가동형 삽입물 의 장점을 입증하기 위해서는 장기간의 연구가 필요할 것 으로 생각된다.
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고도굴곡형 슬관절 인공관절 전치환술에서 가동형과 고정형 삽입물의 비교
부산대학교 의학전문대학원 정형외과학교실
서정탁ㆍ김태완ㆍ안태영
목적: 고도굴곡형 슬관절 인공관절 전치환술에서 가동형과 고정형 삽입물을 이용한 치료 결과를 비교 분석하였다.
대상 및 방법: 2003년 12월부터 2007년 12월까지 고도굴곡형 슬관절 인공관절 전치환술을 시행받은 환자 중 가동형 삽입물을 이용한 65예와 고정형 삽입물을 이용한 65예를 대상으로 최소 2년 이상 추시관찰 하였다.
결과: 슬관절 점수 및 기능점수는 가동형군에서 술 전 53.2점, 49.7점에서 술 후 95.6점, 96.1점으로, 고정 형군에서 술 전 54.1점, 50.9점에서 술 후 94.5, 95.1점으로 향상되었다. 슬관절 운동 범위 및 최대 굴곡 각도는 가동형군에서 술 전 122.3o, 125.8o에서 술 후 129.1o, 131.4o로, 고정형군에서 술 전 122.2o, 123.9o에
서 술 후 128.3o, 129.3o로 향상되었으며, 양군간에 유의한 차이는 없었다. 꿇어 앉는 자세와 양반다리
자세 가능 여부에 있어서도 양 군에서 유의한 차이는 없었으나, 가동형군에서 양반다리 자세 시 더 용이 하였다.
결론: 임상적 평가지수, 슬관절 운동 범위, 최대 굴곡 각도는 양 군에서 큰 차이는 없었으나, 양반다리 자세 시 편안함을 느끼는 정도는 가동형 삽입물을 이용한 군에서 더 높았다.
색인 단어: 슬관절, 슬관절 인공관절 전치환술, 고도굴곡형, 가동형, 고정형
