Journal of Korean Spine Surg.
Vol. 13, No. 1, pp 10~15, 2 0 0 6
Address reprint requests to Deuk Soo Jun, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Gil Medical Center, Gachon Medical School 1198 Kuwol–dong, Namdong–gu, Incheon, Korea
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✽ 본논문의 요지는2005년도제 22차 대한척추외과학회춘계학술대회에서 발표되었음.
흉요추 불안정 방출성 골절에서 골절 추체에 대한 척추경 나사못 삽입술이 골편의 척추관 침범정도 및
임상 결과에 미치는 영향
이재협
#ㆍ전득수ㆍ신원주ㆍ안승준
가천의과대학교 길병원 정형외과학교실, 서울대학교 보라매병원 정형외과학교실#
The Effect of Pedicle Screw Instrumentation on Fractured Vertebrae in Unstable Thoracolumbar Burst Fractures
with Canal Encroachment and Clinical Result
Jae Hyup Lee, M.D.#, Deuk Soo Jun, M.D., Won Ju Shin, M.D., Seung Jun Ahn, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Gil Medical Center, Gachon Medical College, Incheon, Korea, Department of Orthopedic Surgery, Seoul National University Boramae Hospital, Seoul, Korea#
– Abstract –
Study Design: A retrospective study.
Objectives: To evaluate the canal encroachment of fractured bony fragments and neurological deficits of pedicle screw instru- mentation for the treatment of unstable thoracolumbar burst fractures with pedicle screws inserted into the fractured vertebrae.
Materials and Methods: The authors evaluated 18 patients treated surgically with posterior fusions using pedicle screws for unstable thoracolumbar burst fractures, from March 2000 to September 2004. The ratios of the areas occupied by the fractured bony fragments in the canals were analyzed, before and after pedicle screw insertion, by computed tomography scans of the fractured vertebrae. The kyphotic angles, anterior vertebral heights, and neurological deficits were evaluated.
Results: The areas occupied by the fractured fragments in the canals were improved significantly after surgery and there were no neurological complications resulting from the placement of pedicle screws or fragment displacements. The kyphotic angles and anterior vertebral heights at the last follow-up visits were improved significantly compared with the preoperative radi- ographs. The neurological deficits were not aggravated after pedicle screw insertion.
Conclusion: Our results suggest that pedicle screw instrumentation in fractured vertebrae is safe and effective for the treatment of unstable thoracolumbar burst fractures.
Key Words: Pedicle screw instrumentation, Fractured vertebrae, Unstable thoracolumbar burst fractures, Canal encroachment
서 론
현재 흉추 및 요추 골절은 내고정 기기와 수술 수기의 발달로 비교적 양호한 결과를 보이고 있으나 수술의 적 응증, 수술 시기, 수술 방법, 수술 기기의 선택 등에 있어 서 아직도 많은 이견이 있으며1 )특히 적절한 치료법에 대해서는 더더욱 일반적인 동의가 이루어 지지 않고 있 다2,3).최근 척추경 나사못이 광범위하게 사용되면서 후 방 도달법을 이용한 골절 정복 및 척추경 나사못을 이용 한 유합술이 가장 널리 사용되고 있다. 척추경 나사못을 이용한 후방 고정법은 비교적 술기가 쉬운 반면 견고한 고정을 위해 많은 유합 분절이 필요한 단점이 있기 때문 에 유합 분절을 줄이고자 많은 연구가 진행되고 있다.
이에 유합 분절을 줄이고 고정력을 향상시키고자 골절 된 추체에도 척추경 나사못을 삽입하는 술식이 시도되 고 있으나 척추경 나사못 삽입으로 인해 골절된 골편이 척추관을 더욱 침범하여 신경증상을 악화시킬 가능성 을 우려하여 쉽게 삽입하지 못하는 경우도 있다. 이에 저자들은 불안정 방출성 골절 환자에 대해 골절 추체에 척추경 나사못을 삽입한 경우를 후향적으로 분석하여 골절 추체에 대한 척추경 나사못 삽입술의 안전성과 유 용성을 확인하고자 한다.
연구대상 및 방법
1. 연구 대상
2 0 0 0년 3월부터 2 0 0 4년 9월 사이에 가천의대 길병원 정형외과에서 흉요추부 불안정 방출성 골절로 척추경 나사못 삽입술을 이용한 유합술을 시행 받은 37례 중 술 전 및 술후 전산화 단층촬영 검사를 모두 시행 받고 6개 월 이상 추시 가능하며 수술시 감압술을 시행하지 않은 1 8례를 대상으로 하였다. 골절 부위별로 보면, 제12 흉 추 4례, 제1 요추 5례, 제2 요추 2례, 제3 요추 6례, 그리 고 제4 요추 1례였다. 남성이 14례, 여성이 4례였으며 평 균 나이는 38세(25세~57세)였다.
2. 연구 방법
1) 골편의 척추관 침범정도(canal encroachment) 평가 수술 전후의 전산화 단층촬영 검사와 자기공명영상 검사를 이용하여 골편의 척추관 침범정도를 측정하였 다. 본원 PACS system의 INFINITT PiViewSTAR 5.0.5.2 program을 이용하여 수술 전 골편의 척추관 침범정도가 가장 심한 부분을 수술 전 골편이 차지하는 척추관의 면
적 비율로 보았고, 상하 추체의 척추관의 면적을 참조하 였다. 술후 CT 사진에서는 술전 CT 사진과 동일한 위치 에 대해 분석하였고(Fig. 1) 역시 골절 부위의 상하 C T 사진에서 정상 척추관의 면적을 구하여 적용하였다.
2) 방사선학적 평가
수술 전후와 최종 추시시의 측면 단순 방사선 사진을 이용하여 , 후만각 (kyphotic angle), 전방 추체 높이비 (anterior vertebral height percent)를 분석하였다. 전방 추 체 높이비는 골절된 추체의 상하 척추체 전방 높이의 평 균치를 골절된 추체의 외상 전 전방 높이로 가정하여 실 제 계측한 전방 높이와의 비로 계산하였고 수술 후 최종 추시시 촬영한 방사선 사진에서도 동일한 방법으로 전 방 추체 높이를 계산하였다(Fig. 2).
3) 임상적 평가
수술 전과 최종 추시시의 신경학적 결손 정도를 비교 하여 술전 신경학적 결손이 있는 례에서 술후 호전 여부 와 술전에 비해 최종 추시시 신경학적 결손 정도가 악화 된 례를 분석하였다.
4) 통계학적 분석
방사선학적 및 임상적 결과의 통계적 분석은 S P S S 13.0 프로그램을 이용하였고 p값이 0.05 이하를 통계적 으로 유의성이 있는 것으로 간주하였다.
결 과
1. 골편의 척추관 침범정도
술전 전산화 단층 촬영상 골편이 척추관을 침범하는 면적비는 57.8±11%였고 술후 동일 부위에서 전산화 단 층 촬영상 골편이 척추관을 침범하는 면적비는 4 4 . 4±
11.2%로 통계적으로 유의하게 골편의 면적비가 감소하 였다(p<0.001) (Table 1).
술후 골편의 척추관 침범정도가 증가한 례는 1례 있었 는데, 제12 흉추 불안정 방출성 골절 환자로 술전 37.1%
에서 술후 45.0%로 다소 증가하였으나 신경학적 결손은 없었다. 나머지 17례는 모두 골편의 척추관 침범 정도가 감소하였다.
2. 방사선학적 지표
수술 전후의 후만각 변화는, 술전 11.4±14.0°에서 최 종 추시시 -2.7±9.7°로 통계적으로 유의하게 호전되었
다(p=0.0013) (Table 2).
수술 전후의 전방 추체 높이 퍼센트는, 술전 5 4 . 0±
16.3%에서 최종 추시시 88.9±9.9%로 통계적으로 유의 하게 호전되었다(p<0.001) (Table 3).
골절 추체에 삽입한 나사못 중 척추경 경로를 이탈한 례는 없었다.
3. 임상결과
수술 전에 하지 부분마비가 3례 있었다. 최종 추시시 부분마비 3례는 모두 신경학적 결손이 호전되었다. 술 전에 비해 술후 신경학적 결손의 악화가 관찰된 례는 없 었다.
고 찰
척추의 나사못 고정은 King과 Boucher가 처음 시도한 후 Roy-Camille 등이 척추경 나사못 사용을 본격적으로
하였다. 후방 고정술시 골절된 추체에도 척추경 나사못 을 삽입하는 술식이 널리 쓰이고 있는데, 그 이유는 골 절된 추체가 상당량의 무게부하를 견딜 수 있으며 골절 된 추체에 척추경 나사못을 삽입함으로써 보다 안정된 고정력을 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서와 같이 골절된 추체에 두 개의 척추경 나사못을 추가로 고정하 는 것은 일단 고정의 중심점으로 작용하여 변형의 정복 을 용이하게 하는 장점이 있고, 고정점을 증가시키므로 각 고정점에 부하되는 무게의 배분 등의 차원에서 선호 되어 왔다4).그러나, 골절의 불안정성이 클 경우 나사못 삽입으로 인해 골편의 척추관내 전위가 증가할 가능성 이 있어 일상적으로 삽입하는 나사못보다 내경이 작은 나사못을 삽입하거나 짧은 나사못을 삽입하거나 혹은 일측에만 삽입하는 등의 방법을 많이 사용하고 있다.
견고한 척추경 나사못 고정으로 방출성 골절에서 시 상면 교정이 용이해졌으며 또한, 척추경 나사못을 이용 하여 신연력을 작용하는 동안 후방 종 인대( l i g a m e n t o- taxis), 특히 후방 섬유륜( a n n u l o t a x i s )이 골편에 압력을 가하여 척추관에 존재하는 골편을 간접적으로 정복하 는데5-9),여러 보고에 의하면 방출성 골절에서 후방 고정 술에 의하여 약 25%10)정도 혹은 그 비슷한 정도로11)골편 이 정복된다고 한다. 이렇게 척추경 나사못으로 고정을 하면 비교적 고정범위를 좁게 하면서도 골절된 추체의 전방 추체높이를 회복시키고 골절을 정복시킴으로써 초기 정복이 만족스럽지만 골절된 추체에는 전방추체 보강이 없는 상태로 정복되기 때문에 내고정물에 가해 지는 하중부하는 증가하게 된다1 2 , 1 3 ). 또한, 척추경의 해 부학적 이유로 삽입할 수 있는 척추경 나사못의 주직경 Table 1. Results of percentage of area occupied by the frac-
tured fragment in the canal by computed tomography percentage of area (%)
preop 57.8±11.0
postop 44.4±11.2
p-value <0.001
Fig. 1. CT scan images of fractured vertebra. The area occupied by the fractured fragment in the canal was analyzed before and after pedicle screw insertion by the computed tomography scan in the fractured vertebra. (A) preoperative (B) postoperative
(major diameter or outer diameter)과 부직경(minor diame- ter or root diameter)의 크기가 한정되므로 고정력( p u l l - out strength)과 내고정물의 피로강도(fatigue strength)의 피로한도(endurance limit)가 제한된다. 이런 이유로 단분 절 고정술 및 유합술을 시행할 경우 단기 추시시 몇몇 긍정적인 보고가 있기는 하나1 4 , 1 5 ) 기기파손의 위험성이
있다16,17).따라서, 후방도달법만 이용하면서 기기고정 실
패를 방지하기 위해서는 생역학적으로 두 가지 정도를 고려해 볼 수 있다. 첫번째는 전방지주에 척추경을 통한 골이식술을 시행하는 것이고 두번째는 고정범위를 늘 림으로써 각각의 나사못에 가해지는 하중을 줄이는 것 이다. 그러나, 후자는 유합분절을 증가시키기 때문에 요 추부에서는 되도록 삼가는 것이 바람직하다. 본 연구에 서, 저자들은 골절 추체에 척추경 나사못을 삽입할 경우
골편의 척추관내 침범이 증가하기 쉽다고 생각되는 불 안정 방출성 골절 환자를 대상으로 연구 하였는바, 1례 를 제외한 전례에서 골편의 척추관 침범정도는 감소하 였으며 신경학적 결손 정도가 증가한 례는 전혀 없었다.
이에 대해 저자들은 척추의 해부학적 특성에서 그 이 유를 찾고자 한다. 방출성 골절시 축성 압박이 가해지면 추체는 추체의 골소주 정렬에 평행하게 마름모꼴의 골 편이 척추관을 침범하게 되는데 이때 척추경 나사못이 통과하는 척추경과 추체의 외측부는 비교적 원래의 모 양을 유지하는 경우가 많고 따라서 척추경 나사못을 삽 입하더라도 마름모꼴의 골편을 척추관내로 전위시키는 힘이 작용되기 어렵다.
분쇄정도가 심해 골편이 잘게 여러 조각으로 부스러
Table 2. Results of kyphotic angle
kyphotic angle (°)
preop 11.4±14.0
postop -2.7±9.7
p-value 0.0013
Table 3. Results of percentage of anterior vertebral height of the fractured vertebra
percentage of ant. vertebral ht. (%)
preop 54.0±16.3
postop 88.9±9.9
p-value <0.001
Fig. 2. (A) Radiograph of measurement methods for anterior vertebral height(AVH) and kyphotic angle(α). AVH = c/(a+b)/2 (B) Postoperative radiograph shows improved anterior vertebral height and kyphotic angle compared with preoperative radi- ograph.
지고 척추경과 추체의 연결부위도 골절되어 척추경 나 사못이 추체에 삽입될 때 척추경과 추체의 연결부위에 있는 골편이 척추경 나사못에 의해 추체의 중앙부로 밀 리면서 척추관에 인접한 골편을 척추관으로 미는 힘이 작용할 수 있는데, 이때에도 후방 종 인대가 어느 정도 지지대 역할을 하기 때문에 쉽게 척추관을 침범하기가 쉽지 않다. 그러나, 앞서 가정한대로 골편의 분쇄가 심 하면서 척추경과 추체의 연결부에도 골절이 있고 후방 종 인대의 손상도 심할 경우에는 척추경 나사못 삽입에 의한 골편의 척추관 침범이 악화될 가능성도 있다. 이럴 경우 저자들은 일반적으로 사용되는 나사못보다 직경 이 작은 나사못을 사용하거나 짧은 나사못을 사용할 것 을 권유한다. 설령 골절되어 짧은 척추경에만 작은 직경 의 나사못을 삽입하더라도 역학적으로 고정력의 증가 를 꾀할 수 있기 때문이다.
본 연구에서 골절추체에 삽입된 척추경 나사못 중 정 상적인 삽입궤도를 이탈한 나사못은 전혀없었다. 그러 나, 골절된 추체는 일반적으로 척추경간 거리가 인접 분 절에 비해 증가하고 척추경의 수렴각이 정상적인 해부학 적 수렴각과 차이가 나는 경우가 많으므로 술전 컴퓨터 단층촬영이나 자기공명영상검사 등을 통해 골절 추체의 척추경에 대한 면밀한 해부학적 분석을 한 후 나사못을 삽입하는 것이 기술적으로 중요할 것으로 사료된다.
본 연구의 결과로 불안정 방출성 골절에서 척추경 나 사못을 골절된 추체에 직접 삽입한 경우에 골편의 척추 관 침범이 증가하거나 신경학적 결손이 증가하지 않았 음을 확인하였고, 따라서 골절된 추체에 척추경 나사못 을 삽입하는 시술이 안전하면서도 효과적인 시술임을 확인하였다. 그러나, 골절추체에 나사못을 삽입하지 않 은 례와 비교를 하지 않았기 때문에 술후 골편이 차지하 는 면적비가 골절부위에 척추경 나사못을 삽입함으로 써 삽입하지 않은 경우의 면적비에 비해 어떤 차이가 있 는지, 또 유합 분절수나 장기 추시시 방사선학적 지표의 차이가 양 군에서 어떤 차이가 있는지 비교 할 수 없었 다는 점이 한계라고 사료된다. 따라서, 이에 대한 비교 연구가 필요할 것으로 사료된다.
결 론
흉요추부의 불안정 방출성 골절에서 골절된 추체에 척추경 나사못을 삽입하는 시술은 골편의 척추관 침범 정도를 호전시키고 방사선학적 지표를 호전시키며 신 경학적 결손을 악화시키지 않는 안전하고 효과적인 시 술이다.
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※ 통신저자 : 전 득 수
인천광역시 남동구 구월동 1198 가천의과대학교 길병원 정형외과학교실
Tel: 82-32-460-3413 Fax: 82-32-468-5437 E-mail: [email protected] 연구계획: 후향적 연구
연구목적:흉요추부 불안정 방출성 골절의 치료로 골절된 추체에 대한 척추경 나사못 삽입술이 골편의 척추관 침범 정도와 신경학적 결손 정도에 어떤 영향을 미치는지에 대해 분석하고자 한다.
대상 및 방법: 2000년 3월부터 2004년 9월까지 흉요추부 골절로 척추경 나사못 삽입술을 이용한 내고정술을 받은 환자 중 술전 및 술후 전산화 단층촬영 검사를 모두 시행 받고 6개월 이상 추시 가능하며 수술시 감압술을 시행하지 않은 불안정 방출성 골절 18례를 대상으로 하였다. 모든 환자에서 전산화 단층촬영상 척추관을 침범하는 골편의 면 적비율을 술전과 술후 분석하고 단순 방사선 촬영상 후만각, 전방 추체 높이 그리고 신경학적 결손의 정도를 술전 및 최종 추시시에 평가하여 비교하였다.
결과:골편이 척추관을 침범하는 면적비는 술전 57.8±11.0%에서 술후 44.4±11.2%로 통계적으로 유의하게 골편의 면적비가 감소하였다. 후만각 변화는 술전 11.4±14.0°에서 최종 추시시 -2.7±9.7°로, 전방 추체 높이비는 술전 54.0
±16.3%에서 최종 추시시 88.9±9.9%로 통계적으로 유의하게 호전되었다. 최종 추시시 술전에 비해 신경학적 결손 이 악화된 례는 없었다.
결론:골절추체에 대한 척추경 나사못 삽입술은 술전에 비해 술후 골편의 척추관내 전위를 증가시키거나 신경학적 결손을 악화시키지 않기 때문에 흉요추 불안정 방출성골절 수술시 고려해야할 유용한 술기라고 사료된다.
색인단어: 척추경 나사못 고정술, 흉요추 불안정 방출성 골절, 골절 추체 나사못 삽입, 골편전위
