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Case Report J Korean Knee Soc, Vol. 22, No. 2, June 2010
A Case of Recurrent Dislocation of the Posterior-Stabilized Total Knee Prosthesis
Se-Hyun Cho, M.D., Sun-Chul Hwang, M.D. and Kang Min Sohn, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Gyeong-Sang National University, Jinju, Korea
Received: October 5, 2009
Revised: (1st) October 26, 2009, (2nd) January 15, 2010 (3rd) April 12, 2010
Accepted: April 27, 2010
Corresponding author: Se-Hyun Cho, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Gyeong- Sang National University, 90, Chiram-dong, Jinju 660-702, Korea TEL: 82-55-750-8100, FAX: 82-55-755-8365
E-mail: [email protected]
Dislocation of fixed bearing posterior stabilized total knee arthroplasty is very rare. There are several causes of postoperative dislocation such as malposition of the prosthesis, preoperative valgus deformity, a defect of the extensor mechanism and overwidening of the flexion gap. All of the three posterior dislocations of total knee arthroplasty occurred for the same design, which was the fixed bearing posterior stabilized type (TC-PLUSⓇ, Plus Orthopedics, Rotkreuz, Switzerland). The dislocations happened during full flexion with muscle relaxation and they could be manually reduced with the patient being given muscle relaxant. Each case showed two episodes of dislocation and there was no more dislocation in each case after quadriceps strengthening and walking exercise. In conclusion, this model requires modification of the design, including remodeling of the polyethylene spacer by heightening of the post.
Key Words: Total knee arthroplasty, Dislocation
후방십자인대 대치형 인공 슬관절 삽입물은 후방십자인 대 손상 및 수술 중 후방십자인대를 희생시키는 경우 후 방 안정성을 주기 위해 처음 고안되었다. 후방십자인대 대 치형 인공 슬관절 치환술 후 탈구는 매우 드물며, 특히 고 정식 후방십자인대 대치형의 경우 회전형 폴리에틸렌 삽 입물에 비하여 매우 적은 것으로 알려져 있다. 인공 슬관 절 치환물의 수술 후 탈구의 원인은 삽입물의 위치 이상, 술전 외반 변형, 신전근 결손, 굴곡 시 과도한 인대 불안 정에 의한 굴곡 간격 증가 등 다양한 원인이 보고되고 있 다. 본 저자들은 3예의 후방십자인대 대치형 인공 슬관절 전치환술 후 발생한 재발성 슬관절 탈구를 경험하였고 비 수술적 방법으로 치험하였기에 문헌 고찰과 함께 보고하 고자 한다.
증 례 1. 증례 1
68세 여자 환자가 좌측 슬관절의 골관절염으로 인공 슬 관절 전치환술을 시행받았다(Fig. 1A). 삽입물은 TC-PLUSⓇ 후방십자인대 대치형(Plus Orthopedics, Rotkreuz, Swizer- land)이었다. 술 전 방사선 검사상 9o의 내반 변형이 있었 으며, 관절 운동 범위는 5∼135o이었다. 술 중 고정된 내 반 변형 교정을 위해 내측 이완술을 시행하였고, 관절면 골 절제 후 굴곡 간격과 신전 간격이 허용 범위 내에 존재 함을 확인하였다. 삽입물은 시멘트를 이용하여 고정하였 으며, 삽입한 폴리에틸렌의 두께는 13 mm였다. 굴곡은 140o까지 가능하였다. 인공 슬관절의 위치 이상(malposi- tion)은 수술 후 방사선 사진 상 관찰되지 않았고(Table 1), 슬관절 치환 후 마취 하에 시행한 Stress 검사나, 수술 직 후와 3개월 간격으로 추시 시 시행한 Stress 검사 모두가 안정적이었다.
술 후 3개월째 보조기 도움없이 보행이 가능하였으며 환자는 만족하였다. 능동적 슬관절 운동 범위는 0∼130o
Fig. 1. (A) Standing-extrimity radiograph of the first case. (B) Radiography showing the posterior dislocation of total knee replacement. (C) Recurrence of posterior dislocation, 5 months after the first dislocation. (D) Closed reduction of the second dislocation.
Table 1. Position of Implant Case
Limb alignment Postoperative axis (o) Position of implant (o) Tibial posterior slope (o)
Femoral condylar offset (mm) Preoperative Postoperative Anatomical Mechanical α β γ δ Preoperative Postoperative 1
2 3
Varus Varus Neutral
Neutral Neutral Neutral
7.3 4.2 6.1
1.0 1.3 0.3
94.8 97.3 96.0
91.3 89.8 91.1
3.0 5.6 5.9
83.2 82.5 83.1
6.8 7.5 6.9
3.4 3.3 3.2
2.8 2.8 2.6
였으며, 내반 및 외반력에 대해 안정적이었다. 2년 6개월 추시에서 굴곡은 140o까지 가능하였다.
인공슬관절 전치환술 시행 후 2년 10개월째 의자에서 일어나는 순간 심한 통증과 함께 잠김(locking)을 주소로 응급실에 내원하였다. 방사선학적 검사상 후방 탈구가 있 어(Fig. 1B), 진정제 투여 후 도수 정복하였다. 환자는 신 전근력 강화 운동은 시행하지 않고 장하지 보조구 착용 후 퇴원하였으나, 5개월 뒤 꿇어 앉으면서 같은 증상이 발 생하여 응급실에 내원하였다(Fig. 1C). 이번에도 진정제 투여 후 도수 정복하였다. 방사선학적 검사상 인공 슬관절 삽입물이 정복되었고, 삽입물 주위의 해리 소견은 없었다 (Fig. 1D). 정복 후 신전 근력은 Grade IV를 보였고, 추후 신전근력 강화와 보행운동을 시킨 결과 Grade V로 호전 되었으며 2년 4개월 추시 기간 동안 더 이상의 탈구는 없 었다.
2. 증례 2
73세 여자 환자가 좌측 슬관절의 골관절염으로 인공 슬 관절 전치환술을 시행하였다. 삽입물은 TC-PLUSⓇ (Plus Orthopedics, Rotkreuz, Swizerland) 후방십자인대 대치형 이었다. 술 전 이학적 검사 상 고정된 내반 변형 및 내측 관절면에 동통이 있었으며, 관절 운동 범위는 15∼135o이 었다. 술 중 굴곡은 130o까지 가능하였으며, 사용한 폴리 에틸렌의 두께는 9 mm였다. 굴곡 및 신전간격은 허용 범 위 내에 존재하였으며, 인공 슬관절의 위치 이상은 보이지 않았다.
환자는 특이 소견없이 회복되었고 술 후 3개월째 통증 이 없어지고 보조기 도움없이 보행이 가능하였다. 술 후 6개월 째 능동적 슬관절 운동 범위는 0∼135o이었다.
인공슬관절 전치환술 시행 후 2년 1개월째 수면 중 돌
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Fig. 2. (A) Lateral radiograph of the left knee of the second case, showing the posterior dislocation of total knee replacement.
(B) Closed reduction (C) Recurrence of the posterior dislocation, 4 months after the first dislocation. (D) Closed reduction of the second dislocation.
Fig. 3. Radiographs shows anterior and posterior stabili- zation of total knee replace- ment. (A) Standing-extrimity radiograph of the left knee of the third case. (B) Anterior stress radiograph. (C) Posterior stress radiograph.
아 눕다가 좌측 슬관절이 빠지는 듯한 느낌이 있으면서 무릎이 펴지지 않아 응급실에 내원하였다. 방사선학적 검 사상 후방 탈구가 있어(Fig. 2A) 진정제 투여 후 도수 정 복하였다(Fig. 2B). 환자는 장하지 보조구를 착용하여 퇴 원하였고 근력 운동은 시행하지 않았다. 4개월 뒤 꿇어 앉 은 상태에서 일어나는 순간 같은 증상이 재발하여 응급실 에 내원하였다(Fig. 2C). 이번에도 진정제 투여 후 도수 정복하였다(Fig. 2D). 도수 정복 이후 좌측 슬관절의 운동 범위는 0∼135o이었고, 신전근력이 반대측에 비해 Grade
IV로 약화되어 있었다. 추후 신전근력 강화운동과 보행운 동을 시행하였다. 2년 5개월 추시한 결과 더 이상의 탈구 는 없었으며, 근력은 Grade V를 보였다.
3. 증례 3
64세 여자 환자가 류마티스 관절염으로 좌측 슬관절에 동일한 TC-PLUSⓇ 후방십자인대 대치형 인공 슬관절 치 환술을 시행하였다. 술 전 이학적 검사 상 내반 변형은 없 었으며 양측 관절면에 동통이 있었다. 관절 운동 범위는
20∼120o이었다. 술 중 굴곡은 130o까지 가능하였으며, 사 용한 폴리에틸렌 삽입물의 두께는 13 mm였다. 굴곡 및 신전 상태에서 불안정은 없었으며, 삽입 위치도 정상 범위 내에 존재하였다.
환자는 특이 소견없이 회복되었고 술 후 4개월째 통증 이 없어지고 보조기 도움없이 일상 생활이 가능하였다. 능 동적 슬관절 운동 범위는 10∼120o이었다.
인공 슬관절 전치환술 시행 후 6개월째 앉아있다가 일 어나는 순간 좌측 슬관절의 심한 통증과 함께 잠김을 주 소로 응급실에 내원하였다(Fig. 3). 방사선학적 검사상 후 방 탈구가 있어, 진정제 투여 후 도수 정복하였다. 환자는 신전근력 강화 운동없이 장하지 보조구 착용 후 퇴원하였 으나, 6개월 뒤 꿇어 앉은 상태에서 일어나다가 같은 증상 이 발생하여 응급실에 내원하였다. 이번에도 진정제 투여 후 도수 정복하였고, 삽입물 주위의 해리 소견 및 삽입물 의 위치 이상은 없었다. 도수 정복 후 좌측 슬관절의 굴곡 운동 범위는 10∼120o이었고, 신전력이 Grade IV로 약화 되어 있었다. 본 증례도 신전근력 강화운동과 보행운동을 시켜 1년 후 신전근력이 정상화되었고 3년 10개월 추시한 결과 더 이상의 탈구는 없었다.
고 찰
인공 슬관절 전치환술 후 탈구는 매우 드문 합병증이다.
Insall 등5)은 Total Condylar Prosthesis를 사용한 220예의 인공 슬관절 전치환술 후 4예의 후방 탈구를 보고하였고, Lombardi 등6)은 Insall Burstein (IB)-I, IB-II, IB-II의 변 형된 삽입물(IB-II modified)을 이용한 3,032예 중 15예의 후방 탈구를 보고하였는데, 탈구와 삽입물의 종류와는 무 관하였다4,8). 후방 탈구의 원인은 다양하며, 그 원인으로 신전근 결손, 슬개골 기능 부전, 술 전 외반 변형, 굴곡 시 불안정, 삽입물의 부적합한 위치 등이 있다10). 경골 삽입 물의 과도한 내회전도 후방 탈구를 유발할 수 있다1,3). 이 러한 여러 원인들이 외측 인대의 이완과 동반될 경우 관 절의 편심하중(eccentric loading) 및 회전이 생겨 탈구가 더 조장될 수 있다3,10). 저자들의 경험한 3예에서는 모두 이러한 삽입물의 위치 이상은 없었다.
Christodoulou 등2)은 10년간 TC-PLUS를 이용하여 시 행한 총 632예의 인공 슬관절 전치환술에 대한 보고에서 total valgus angle 6o±3o, tibial posterior slop 3o±5o를
기준으로 하였고, 본 증례도 삽입물의 추시 방사선 사진을 통하여 측정한 실측값이 허용 범위 내에 존재하였다.
신전건 기능 및 슬개골의 안정도 또한 슬관절의 전후방 안정성에 중요한 역할을 한다. 슬개골의 외측 부정궤도 (maltracking) 혹은 신전근의 근력약화가 있는 경우, 슬관 절 굴곡 시 신전-굴곡근력의 부조화로 인해 후방탈구가 유발될 수 있다5). 본 세 증례 모두 평소 운동량이 부족하 고 신전근력의 약화가 있어 탈구의 한 원인으로 생각된다.
후방십자인대 대치형 인공 슬관절 삽입물에서 탈구를 유발하는 또 다른 원인은 신전 간격에 비하여 과도한 굴 곡 간격의 증가이다. 후방 십자 인대의 절단은 굴곡간격의 상당한 증가를 보이는 반면 신전간격에는 미미한 영향을 주기 때문에 신전-굴곡 간격의 불일치가 초래될 수 있다7). 굴곡 불안정은 내-외반 변형을 교정하기 위해 광범위한 연부조직 유리술을 시행한 후 또는 대퇴골 후과의 과도한 후방 절제 이후에도 생길 수 있다. Lombardi 등6)은 외반 변형 교정을 위해 술 중 광범위한 외측 연부 조직 유리술 을 시행한 후에 후방탈구가 발생한 증례를 보고하였다.
본 세 증례는 모두 후방십자인대 대치형 인공 슬관절로 후방십자인대 절제로 인한 굴곡 간격의 증가가 예측되었 다7). 또한 술 전에 비하여 술후 대퇴골 후과(femoral con- dylar offset)의 길이가 감소하였으므로 이 또한 굴곡 간 격을 더욱 증가시켜 탈구의 한 원인으로 작용할 수 있다8). 만일 신전 간격에 비하여 굴곡 간격이 현저히 커질 경우 원위 대퇴골을 더 절제하고 한 단계 두꺼운 폴리에틸렌 삽입물을 쓰는 것으로 되어 있다7). 그러나 본 수술 중 시 험용 폴리에틸렌 삽입물을 넣고 측정한 신전 간격과 굴곡 간격의 차이 및 추시 중 시행한 방사선학적 검사 상 불안 정성의 정도가 허용 범위 내에 존재하였기 때문에 늘어난 굴곡 간격의 과도 이완이 탈구의 원인은 아니라고 판단된 다.
탈구는 삽입물의 종류에 관계없이 모든 후방십자인대 대치형 인공 삽입물에서도 발생할 수 있다. 지주(post)와 캠(cam)의 윤곽과 지주의 높이는 굴곡과 신전 시 전후방 미끄러짐에 영향을 줄 수 있으며, 초기 후방십자인대 대치 형 삽입물인 IB 모델에 대한 연구에 의하면 지주가 2 mm 낮고 후방으로 위치할 경우 충돌이 감소하고 굴곡을 향상 시키는 반면, 후방 탈구의 위험성이 증가된다고 보고하였 다6,8). 이를 토대로 폴리에틸렌 삽입물의 지주를 높이고 위치를 앞으로 이동시킴으로써 후방 탈구의 빈도를 감소
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Table 2. Height of the Post in Other Products
Products Height of the post (mm) TC-PLUSⓇ
ScorpioⓇ PFC sigmaⓇ GenesisⓇII NexgenⓇ
16.8 19.0 19.0 19.6 16.0, 17.0, 21.0a)
a)Height of the post differs according to the size of tibial component.
시켰다6). Gebhard와 Kilgus4)의 보고에 의하면 지주 모양 이 경사형(sloping shape)인 경우 수직형(vertical shape)인 경우에 비해 캠의 크기가 작아져 대퇴골을 적게 절제할 수 있다는 장점이 있지만 캠이 지주의 경사를 타고 올라 가 탈구의 빈도가 증가한다고 하였다. 본 증례의 인공 관 절도 모두 경사형 지주였다.
1995년부터 2005년까지 본원에서 사용한 후방십자인대 대치형 삽입물 중 163예의 TC-PLUSⓇ 외에 NexgenⓇ (Zimmer, Warsaw, IN, USA) 432예, Natural-KneeⓇII (Zimmer) 342예, PFCⓇ (Johnson & Johnson, Warsaw, IN, USA) 286예였다. 다른 제품에서 탈구가 발생한 예는 없었고, 세 증례 모두 동일한 제품(TC-PLUSⓇ)에서 탈구 가 발생하였으며, 통계적으로 유의하게 탈구의 발생빈도 가 높았다(p=0.003). 본 제품 지주의 높이는 삽입물의 두 께에 관계없이 16.8 mm로 일정하였고, 최근 많이 사용되 고 있는 다른 제품들에 비해 지주의 높이가 2 mm 이상 낮았다(Table 2). Nexgen의 경우 본 제품 지주의 높이와 큰 차이를 보이지 않으나, 슬관절 굴곡시 안정성을 향상시 키기 위하여 지주-캠의 관절면이 바닥면에 대해 후방으로 기울어진 형태로 제작되어 바닥면에 대해 수직의 형태를 가진 본 제품의 지주와는 형태적 차이를 보였다. 그러므로 폴리에틸렌 삽입물의 형태, 특히 지주의 높이가 낮은 것이 탈구의 일차적인 원인으로 생각된다.
본 증례에서는 탈구의 원인으로는 신전 근력의 약화와 폴리에틸렌 삽입물의 지주 높이가 낮은 것이 원인으로 사 료된다. 세 증례 모두 두 번 탈구와 정복 후 신전근력 강 화운동 및 보행운동으로 더 이상의 탈구는 없었으나, 동일
한 모델의 인공 슬관절에서 탈구가 발생한 만큼 폴리에틸 렌 삽입물의 형태 개선, 특히 지주 높이를 현재의 삽입물 보다 높여 지주와 축의 깊이를 증가시켜 탈구를 예방할 수 있을 것으로 판단된다.
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후방십자인대 대치형 인공 슬관절 전치환술 후 발생한 재발성 슬관절 탈구
경상대학교 의학전문대학원 정형외과학교실
조세현ㆍ황선철ㆍ손강민
고정식 후방십자인대 대치형 인공슬관절 전치환술은 술 후 탈구의 빈도가 매우 드문 것으로 알려져 있다.
인공 슬관절 치환물의 탈구 원인은 삽입물의 위치 이상, 술전 외반 변형, 신전근 결손, 과도 이완된 굴곡 간격 등 다양한 원인이 있다. 저자들이 경험한 3예 모두는 동일한 디자인인 고정식 후방십자인대 대치형 인공슬관절(TC-PLUSⓇ, Plus Orthopedics, Rotkreuz, Swizerland)이었으며, 탈구는 앉았다 일어나는 동작 중 슬관절의 완전 굴곡 시 발생하였다. 3예 모두 슬관절의 후방 탈구였고, 응급실 방문 당시 근 이완제 투여 후 도수 정복이 가능하였다. 세 증례 모두 2번 탈구와 도수 정복 후 신전근력 강화운동과 보행운동 으로 더 이상의 탈구는 없었으나 동일한 모델의 인공 슬관절에서 탈구가 발생한 만큼 폴리에틸렌 삽입물 의 형태 개선, 특히 지주를 높임으로써 탈구를 방지할 수 있을 것으로 판단된다.
색인 단어: 인공 슬관절 치환술, 탈구
