Vol. 16, No. 3, September, 2004
무시멘트 근위조합 원위고정형 스템을 이용한 인공고관절 재치환술
이수호・조수현*・오세관
울산대학교 의과대학 서울아산병원 정형외과학교실 울산대학교 의과대학 울산대학교병원 정형외과학교실*
목적: 무시멘트 근위조합 원위고정형 대퇴 재치환용 스템을 이용하여 인공 고관절 대퇴부 재치환술을 시행하고 최소 2년 6개월 이상 추시 관찰한 결과를 보고하고자 한다.
대상 및 방법: 1998년 4월부터 2001년 9월까지 무시멘트 근위조합 원위고정형 대퇴 재치환용 스템으로 대퇴부 재치환술 을 시행받고 최소 2년 6개월 이상 추시 관찰이 가능하였던 34예를 대상으로 하였다. 평균 연령은 55세(범위,37-75세), 평균 추시 기간은 38개월(범위,31-73개월)이었다. 재치환술 전 진단은 무균성 대퇴 삽입물의 해리 25예, 감염성 대퇴 삽입물의 해리 3예, 재발성 탈구 4예, 해리를 동반한 대퇴 삽입물 주위 골절 2예였다. 임상적으로 해리스 고관절 점수와 대퇴부 동통 및 파행 등을 평가하였고 방사선학적 분석을 시행하였으며 합병증을 조사하였다.
결과: 해리스 고관절 점수는 술전 평균 34.6점(범위,23~56점)에서 최종 추시시 평균 88.1점(범위,73~96점)으로 향 상되었고 대퇴부 동통은 3예(8.6%), 보행 분석 검사상 파행은 7예 (20.6 %)가 있었으며 대퇴 주대의 침강은 5예를 제 외하고 모든 예에서 2 mm미만이었고 대퇴 주대의 대퇴강내 충만도 지수는 평균 88.7%(범위,75.4~96.9 %)이었다.
합병증으로는 술 중 대퇴골의 균열이 5예, 술 후 고관절 탈구 4예, 인공삽입물주위골절 1예가 있었다.
결론: 근위 대퇴부의 골 결손이 동반된 인공 고관절의 대퇴부 재치환술시 원위부 고정을 얻을 수 있으며 대퇴전염각의 교정 및 스템 길이의 교정이 용이한 무시멘트 근위조합 원위 고정형 대퇴 재치환용 스템을 이용하여 만족스러운 단기 추 시 결과를 얻었다.
색인 단어: 고관절재치환술, 무시멘트 근위조합 원위고정형 스템, 대퇴골
서 론
인공 관절 전치환술의 역사가 깊어 가면서 재치환술의 빈도가 늘어가고 있다. 특히 대퇴 근위부에 광범위한 골결 손이 동반된 경우가 많을 뿐 아니라 대퇴 스템 주위의 피 질골 결손이나 해리 및 이전 수술로 인해 대퇴골이 변형된 경우는 일반적인 대퇴 스템의 사용이 매우 어려워 치료에 곤란한 점이 많았다. 저자는 근위부 조합형 원위고정형 대 퇴 재치환용 스템을 이용하여 재치환술을 시행하고 그 결 과와 합병증에 대해서 보고하고자 한다.
연구 대상 및 방법
1. 연구 대상
1 9 9 8년 4월부터 2 0 0 1년 9월까지 근위 조합형 원위 고정 형 대퇴 재치환용 삽입물로 대퇴부 재치환술을 시행받고 최단 2년 이상 추시 관찰이 가능하였던 3 4예를 대상으로 하였다. 환자의 평균 나이는 5 5세(범위, 37~75세)이었고 성별로는 남자가 1 9예, 여자가 1 5예이었다. 재치환술전의 진단은 무균성 대퇴삽입물 해리 2 5예, 감염성 대퇴 삽입물 해리 3예, 재발성 탈구 4예, 해리를 동반한 인공삽입물주 위골절이 2예이었다. 평균 추시 기간은 38 개월(범 위, 2 5 ~ 6 7개월)이었다. 재치환술전 근위 대퇴부의 골결손 은 P a p r o s k y분류1 ) 를 이용하여 1형은 최소한의 골결손, 2형은 골간단부까지 골결손이 있는 경우, 3형은 골간부까 지 골결손이 있는 경우로 하였는데 각각 7, 24 그리고 4예 였다(Table 1).
※ 통신저자: 이 수 호
서울시송파구풍납동388-1
울산대학교서울아산병원정형외과학교실 Tel: 82-2-3010-3530
Fax: 82-2-488-7877
E-mail: shlee2 @amc.seoul.kr
사 용 된 재 치 환 술 기 구 는 LinK MP stem(
Waldermar-Link, Hamburg, Germany )과 L i m a revision stem ( Lima-Lto, Udine, Italy )이 각각 1 2 예, 22예이었는데 Wagner SL 재치환술 기구와 같은 grit blasted long titanium stem 인데 다른 점은 조합 형으로 된 경부 부품과 주대 부품으로 구성되어 있어 연결 은 주대 부품에 있는 c o n e을 경부 부품에 끼우고 l o c k i n g s c r e w로 고정하여 사용하며 긴 주대는 방사상으로 f i n들 이 있어서 대퇴 주대 삽입시 내피질골에서의 초기 고정에 기여하게 되어 있다. MP stem의 디자인은 근위부에 부착 되는 경부 부품이 35, 65 mm가 있고 각각 collar 있는 것과 없는 것으로 나뉜다. 65 mm의 경우 10, 20 그리고 30 mm의 s p a c e r를 사용할 수 있다. 이와 연결되는 주대
부품은 근위부에서 방사상 f i n이 존재하기 시작하는 부위 에서부터 3°로 각이 져서 o f f s e t를 조절할 수 있게 되어 있는데 길이는 160, 180, 210, 250, 290, 330 mm로 6 가지가 있고 직경은 12, 14, 16, 18, 20, 22.5, 25 mm 로 7가지가 있다. Lima revision stem의 경우는 경부 부 품이 60, 70, 80, 90, 100, 110 mm가 있다. 주대 부품 은 경부 부품과 연결되는 cone 부위 자체가 4°각이 있으 며 길이가 140, 200 mm가 있고 직경은 14, 16, 18, 20, 22, 24 mm가 있다(Fig. 1).
Link MP stem의 경우 4 2개의 스템과 3 5 m m와 6 5 m m의 길이로 각각, collar가 있는 것과 없는 것이 있 어 총4개의 경부가 있고 168(42 X 4)개의 조합이 가능한 데 65mm 경부의 경우에는 스템과 사이에 s p a c e로 1 0 , 20 mm, 그리고 이것들을 연결하여 30 mm를 사용할 수 있어서 252 개의 조합을 추가하여 총 4 2 0개의 조합이 가 능하며 Lima revision stem의 경우 12 스템에 6개의 경 부를 사용할 수 있어 총 72 개의 조합이 가능하다.
2. 임상적 평가
임상적으로 술전과 최종 추시점에서의 해리스 고관절 점 수를 측정하고 대퇴부 동통 유무와 보행 분석 결과를 이용
Fig. 1. There are radial fins and an angle of 3-4 degrees, which allows adjustment of the offset.
Also, various combinations of the neck and stem are available.
(A) Lima revision stem (B) Link MP stem
(C) The Link MP stem has a connecting spacer between the neck and stem, which allows for more combinations.
Table 1. Etiology and preoperative femoral bone defect
Etiology Type *1 Type*2 Type*3 Total
Aseptic loosening 4 22 25
Recurrent dislocation 3 1 4
Septic loosening 1 2 3
Periprosthetic fracture 2 2
7 24 4 35
* Paprosky classification for femoral bone defect
한 고관절의 파행 여부를 평가하였다. 해리스 고관절 점수 는 9 0점 이상이 우수, 89점에서 8 0점 사이를 양호, 79점에 서 7 0점 사이를 보통, 69점 이하를 불량으로 분류하였다1 ).
3. 방사선학적 평가
술후 6주, 3개월, 6개월, 1년에 그리고 이후로는 매 1년 마다 전후면 및 측면 방사선 사진을 촬영하였다. 대퇴 삽 입물의 침강 정도는 Engh 등4 )의 방법을 이용하였는데 대 퇴 삽입물의 상외측 평편부에서부터 대전자 첨부까지의 길 이의 변화가 2 mm이상일 때를 수직 침강이 있는 것으로 평가하였다. 대퇴 주대의 대퇴강내 충만도는 Hedley 등2 ) 에 의한 방법으로 대퇴 주대 중간부와 원위 말단부에서 각 각 측정한 것의 백분율로 하여 측정하고 대퇴 삽입물 주위 의 골흡수 및 해리 그리고 절골술 시행 부위의 골유합 정 도를 평가하였다. 그외 응력 방패 현상과 이소성 화골 유 무를 평가하였다. 비구컵의 분석으로 비구컵의 수직 이동, 수평 이동, 그리고 비구컵 경사각의 변화를 평가 하였다.
결 과
1. 임상적 결과
해리스 고관절 점수는 술전 평균 3 4 . 6점(범위, 23~56 점)에서 최종 추시점 평균 8 8 . 1점(범위, 73~96점)으로 향상되었는데 우수 1 8예(52.9%), 양호 1 1예(32.6%), 보 통 4예( 1 4 . 7 % )이었다(Table 2). 대퇴부 동통은 3예 ( 8 . 8 % )에서 관찰되었다. 보행 분석 검사상 파행을 보인 경우는 7예(20.9 %) 이었다(Table 2).
2. 방사선학적 결과
대퇴 삽입물의 침강 정도는 1 mm 미만이 2 3예 (67.6%) 이었고 1에서 2 mm 사이가 6 예( 1 7 . 6 % )이고
2 mm이상인 경우가 5예( 1 4 . 7 % )이었다. 대퇴 삽입물 주 위 골 흡수 및 해리선이 나타난 경우가 4예( 1 1 . 4 % )에서 보였으나 재수술 당시부터 존재한 것으로 의미있는 것이 아니었다. 기존의 대퇴 삽입물 제거를 위한 확장된 대퇴부 절골술은 8예( 1 7 . 4 % )에서 시행하였으며 최종 추시점에서 7예에서 유합된 소견을 보였고 1예에서 불완전한 유합 소 견을 보였다. 대퇴부 구조성 동종골 이식술은 8예( 1 7 . 4 % ) 에서 시행하였다. 대퇴 주대의 대퇴강내 충만도 지수는 평 균 8 8 . 7 % (범위, 75.4~96.9 %) 이었다. 비구컵의 수직 이동, 수평 이동의 변화가 있었던 경우는 없었고 비구컵 경사각의 변화를 보인 경우가 1예( 2 . 9 % )있었다.
3. 합병증
수술 중 합병증으로는 일차 대퇴 스템 제거시 근위부의 골결손으로 인해 근위 대퇴부 균열이나 골다공증으로 인한 간부의 균열이 5예( 1 4 . 7 % )에서 발생하였고 그 중 1예 ( 2 . 9 % )에서 대전자부 골절의 불유합에 따른 대퇴 삽입물 의 외측 이동이 관찰되었다. 수술 후 합병증으로는 수술 후 고관절 탈구가 4예( 8 . 6 % )에서 관찰 되었는데 1예에서 술 후 3개월에 비구컵의 전경사각의 부족으로 인한 재발성 고관절 후방 탈구로 구속성 비구컵으로 교체하여 치료하였 으며 그 외에는 모두 수술 직후 관찰되었고 도수 정복 후 근육 훈련으로 치료하여 재수술은 시행하지 않았으며, 수 술 후 6개월 째 넘어지면서 발생한 인공삽입물주위골절이 1예 있어 관혈적 정복 및 금속판을 이용한 내고정술을 시 행하였다. 1예에서 알루미나 l i n e r의 파괴가 술후 2개월에 있어서 liner 교체를 시행하였으며 그외 신경 마비, 감염, 혈전증 등의 합병증은 발생하지 않았다.
고 찰
고관절 전치환술이 많이 시행되고 그 역사가 길어지면서 재치환술이 늘어나고 있는 추세이다. 이완된 대퇴 주대를
Table 2. Clinical results
Preoperative HSS score (point) average 34.6(range,23~56)
Final HSS score (point) average 88.1(range,73~96)
excellent 18 cases(52.9%)
good 11 cases(32.6%)
fair 5 cases(14.7%)
Canal filling index (%) average 88.7%(range, 75.4~96.9%) Complication (case)
intraoperatvie femoral crack 5 cases(14.7%) postoperative dislocation 4 cases(11.7%)
periprosthetic fracture 1 case(2.9%)
thigh pain 3 cases(8.8%)
limping gait 7 cases(20.9%)
대신하여 안정된 고정을 얻기 위한 목적으로 사용되는 재 치환 대퇴 주대를 선택하여야 한다.
재치환 대퇴 주대의 개발에서 가장 우선적으로 고안된 것은 좀더 긴 시멘트형 대퇴 주대를 사용하는 것이었으나 손상된 대퇴 골수강 내에서 시멘트를 이용하여 안정된 구 조를 이루는 것이 어려워 좋은 결과를 얻을 수 없었고 그 후 시멘트 기법의 향상으로 임상 결과가 다소 호전되었으 나 아직도 높은 주대 이완율을 보이고 있다. 단지 impaction bone grafting, allograft-prosthesis composite grafting 등 기법과 병용시 단기 추시 결과는 양호하다고 보고되고 있을 뿐이다3 , 4 , ).
대퇴부 재치환시 많은 경우에서 대퇴 근위부의 골결손과 함께 시멘트의 이탈, 대퇴골 골절 등으로 안정된 구조를 이루지 못한 까닭으로 생각되어 먼저 대퇴 원위고정형 무 시멘트형 재치환 대퇴 주대가 개발되었다. 여기에는 첫째 로, 미세 다공 원위고정형 주대를 들 수 있는데 이의 임상 결과가 많이 보고 되었는데 우수한 생물학적 고정력이 장 점인 반면 응력 방패 현상( s t r e s s - s h i e l d i n g )과 대퇴부 동 통이 문제시 될 수 있으며 최근에는 대퇴강 내경이 넓은 경우 실패할 확률이 높다고 보고되고 있다1 3 ).
W a g n e r형 재치환 대퇴 주대는 금속정 개념으로 원위고 정을 시도한 것이다. 이의 중요한 원칙은 골수강내 골내막 혈관을 재생시켜 원위 회전 안정성을 얻고 대퇴 근위부에
서 티타늄 대퇴 주대와 골내막 간에 아주 좁은 간격을 형 성하여 골의 재형성을 유도하는 것인데 S c h e n k와 W e h r l i1 2 ) 에 의해서 골이 재형성됨이 조직학적으로 입증 된 바 있다. 이러한 개념은 일종의 생물학적 재치환술이라 할 수 있으며 Hartwig 등6 )은 스템의 삽입시 가능한 한 꽉 끼는 대퇴 주대를 넣고 주대와 내피질골 사이에 망상 피질 골을 감입시켜 채워 넣는 방법을 소개하면서 이는 통상적 인 무시멘트형 재치환술과는 다른 개념이라고 하였으며 임 상적인 비교에서도 W a g n e r개념에 의거한 방식이 더 좋은 결과를 보였다고 하였다. 대퇴 근위부에서 대퇴 스템과 내 피질골과 사이의 틈에 골이식술을 시행하지 않고도 좋은 결과를 보이나 그 틈이 커서 골결손에 이를 정도면 미세 움직임이 발생해 스템의 이완의 원인이 될 수도 있다는 보 고가 있는데1 0 , 1 5 ), 저자들은 8예에서 근위 대퇴부의 골결손 에 대해서 구조성 동종골 이식술을 시행하였으며 나머지 모든 예에서 망상 피질골을 근위 대퇴부와 대퇴 스템의 틈 에 감입해서 삽입하여 이를 방지하고자 하였다.
하지만 이것을 과도한 경간각이 있어서 동양인에게 잘 맞지 않으며, 비조립형이고 수술 중 시험 정복의 여지가 없어서 적절한 크기의 대퇴 주대 선택에 전적으로 수술 전 방사선학적 계측에 의존해야 한다는 어려움이 있었다. 또 한 이로 인해 하지부동의 합병증과 스템의 침강이 문제될 수 있고 265 mm 이상 긴 것을 사용시 수술 중 대퇴부 전
Fig. 2. A 45 year-old male who received THRA 8 years ago for traumatic AVN.
(A) Acetabular component loosening and severe bone loss of the proximal femur is evident.
(B) Revision using a Lima revision stem and acetabular strut bone graft was performed.
(C) At 3 year follow-up, The Harris hip score is 88 points.
방 피질골 관통이 일어날 수 있다는 단점이 있다고 하였다
9 , 1 1 ). 이러한 문제들에 대해서 Wagner 재치환용 대퇴 주
대에 조립성( m o d u l a r i t y )의 개념을 합한 원위고정형 재치 환 주대가 개발되었는데 이것을 이용하여 W i r t z1 4 ) 등은 1 4 2예의 대퇴부 재치환술 후 평균 약 2 . 3년간의 추시 결 과로 1 . 4 %의 대퇴 주대의 이완과 3 . 5 %의 재재치환술을 보고하였으며 K w o n g8 ) 등은 147 예를 대상으로 2년에서 6년간 추시하여 9 7 . 2 %의 성공률을 보고였다.
저자들이 사용한 조립형 Wagner 재치환용 대퇴 주대는 Link MP stem과 Lima revision stem으로 최소 2년 6 개월의 단기 추시에서 양호한 결과를 보여 해리스 고관절 점수가 수술 전 평균 3 4 . 6점(범위, 2 3 ~ 5 6점)에서 수술 후 평균 8 8 . 1점(범위, 7 3 ~ 9 6점)으로 향상되었다. 34예 중 7 예에 파행을 보였는데 그 원인으로 3예에서 하지부동에 의 한 것이었으나 모두 10 mm 미만이었고 나머지는 모두 외 전근 및 대퇴사두근의 약화로 인한 것이었다. 방사선학적 으로 대퇴 주대의 침강은 총 3 4예 중 2 9예( 8 5 . 2 % )에서 2 mm 미만의 결과를 보였다. 2 mm이상의 침강을 보인 예 중에서, 방사선 측면 사진상 대퇴 주대의 하단부가 대퇴 내피질골과 접촉을 보이지 않은 2예는 각각 4.0 mm, 6.0 m m의 스템 하강을 보였으며, 접촉을 보인 3 2예중 3예만 이 2.4 mm, 2.4 mm 그리고 3.2 mm의 스템 하강을 보
여 초기 수술 시 가능한 큰 직경의 대퇴 주대를 꽉 끼게 삽입하는 것이 중요하다고 생각된다. Kirshnamurthy 등
7 )은 대퇴 스템의 안정성을 나타내는 지표로 canal fill i n d e x를 사용하며 92% 이상 시 안정적인 고정을 얻을 수 있다고 하였는데 저자들은 8 8 . 7 %로 비교적 좋은 결과를 얻었다(Fig. 2).
1 1예에서 합병증을 보았는데, 수술 중 대퇴골의 균열 5 예와 수술 후 탈구 4예 및 인공삽입물주위골절 (periprosthetic fracture) 1예로 이중 대퇴골 균열 5예 중 3예에서는 심한 근위부 골결손이 동반되어 구조성 동종 골 이식과 함께 강선 고정을 시행하였으며(Fig. 3) 나머지 2예는 강선 고정을 시행하여 술후 최종 추시 상에서 좋은 결과를 보였다. 술 후 발생한 탈구 4예의 경우, 비구컵의 전경사각의 부족으로 구속형 비구컵으로 교체한 1예를 제 외하고 모두 수술 직후에 한 차례의 후방 탈구 소견을 보 여 근육 강화 훈련 후 거동( a m b u l a t i o n )한 결과 더 이상 탈구의 소견은 보이지 않았으며 수술 후 6개월째 넘어지면 서 발생한 삽입물 주위 대퇴골 골절 1예는 금속판과 강선 및 나사못 고정을 이용한 관혈적 정복술을 필요로 하였다.
Fig. 3. (A) An 88 year old female complained of limping and hip pain in 11 years after receiving bipolar hemiarthroplasty. There are severe bone loss of proximal femur and diaphysis with deformity.
(B) Femoral revision using a Lima revision stem was performed. Onlay strut bone allograft and wiring were performed due to an intraoperative femoral crack.
(C) At postoperative 2 years 6 months, The Harris hip score is 81 points.
결 론
인공 고관절의 대퇴부 재치환술에 있어서 원위부 고정을 얻을 수 있으며 대퇴전염각의 교정 및 스템 길이의 교정이 용이한 무시멘트 근위조합 원위고정형 대퇴 재치환용 스템 을 이용하여 비교적 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
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Revision Total Hip Arthroplasty with Cementless Proximal Modular Distal Fixation Femoral Stem
Soo-Ho Lee, M.D., Su-Hyun Cho, M.D.*, and Se-Kwan Oh, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Asan Medical Center College of Medicine, Ulsan University, Seoul, Korea Department of Orthopedic Surgery, Ulsan University Hospital, Ulsan University, Ulsan, Korea *
Purpose: We report the short-term results of a cementless proximal modular distal fixation femoral stem used in revision total hip arthroplasty(THA).
Materials & Methods: Thirty-four patients who underwent a THA using a Link MP or Lima revision femoral stem between April 1998 and September 2001 were followed for at least 2 years and 6 months. The mean age of the patients was 55 years(range, 37~75 months) and the mean follow-up period was 38 months(range,31~73 months ).
The preoperative diagnoses included 25 cases of aseptic loosening, 3 cases of septic loosening, 4 cases of recurrent dislocation and 2 cases of periprosthetic fracture associated with loosening. The clinical results were analyzed using the Harris hip score, postoperative thigh pain, limping and the radiological outcomes from a plain radiograph taken 6 weeks, 3 and 6 month and 1 year, postoperatively and then yearly thereafter.
R e s u l t s: The mean Harris Hip score improved from 34.6 points(range,23~56) preoperatively to 88.1 points (range,73~96) postoperatively. Thigh pain was evident in 3 cases (8.8%) and a limping gait on gait analysis was present in 7 cases(20.9%). The femoral stem showed a subsidence of < 2 mm in 29 cases (85.2%) and the average canal filling index of the femoral stem was 88.7%(range, 75.4~96.9%). Complications included 5 cases of intra- operative femoral cracks, 4 cases of a post-operative hip dislocation, and 1 case of a periprosthetic fracture.
C o n c l u s i o n: Satisfactory short-term results were obtained from using a cementless proximal modular distal fixation femoral stem in revision total hip arthroplasty, which allows an easier distal fixation and a correction of the femoral anteversion and stem length.
Key Words: Revision total hip arthroplasty, Cementless proximal modular distal fixation femoral stem, Femur ABSTRACT
