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목 적 :본 연구의 목적은 수술 중의 실제 계측을 통하여 한국인 원위 대퇴골의 해부학적 기초자료를 얻고 슬관절 전치환술시 사용되는 대퇴 삽입
물의 형태학적 적합성을 파악하는 데 있다.
대상 및 방법 :슬관절 전치환술이 시행되었던 한국인 117명 중 173 슬관절을 대상으로 하였다. 모든 예에서 수술 중 실제 계측으로 원위 대퇴골의 내외측 폭과 내과 및 외과의 전후방 높이를 조사하였고, 계측치를 이용하여 내외측 폭에 대한 내과의 전후방 높이의 비를 계산하였다. 상기 결과를 국내에서 흔히 사용되는 5개 회사의 대퇴 삽입물의 크기 및 형태와 비교하였고 각 제품의 적합도를 조사하였다.
결 과 :한국인 원위 대퇴골의 평균 폭은 68.4±4.3 mm, 내과 높이는 59.0±4.7 mm, 외과 높이는 60.8±4.0 mm이었다. 폭에 대한 내과 높이의 비 (ratio)는 평균 0.86±0.07이었다. 상기 결과는 5개 회사에서 만들어지는 대퇴 삽입물의 제원 중 비교적 작은 크기에 적합한 것으로, 원위 대퇴골의 크기가 극히 작은 환자의 경우에는 적합한 삽입물이 없는 경우도 있었다. 또한 폭에 대한 높이의 비도 제품마다 다양하여 환자의 원위 대퇴부와의 적합성이 떨어졌다.
결 론 :향후 한국인의 체형에 맞는 대퇴 인공 삽입물의 개발시, 작은 크기의 삽입물이 다양하게 준비되어야 하겠고 폭에 대한 높이의 비도 환자의 평균 치에 유사하게 제작되어야 하리라 사료된다. 본 연구의 결과는 새로운 대퇴 삽입물 개발시 기초자료로 사용될 수 있을 것이다.
색인 단어 :슬관절 전치환술, 원위 대퇴골, 해부학적 계측, 삽입물의 적합성
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대퇴골과 대퇴 삽입물의 적합성에 대한 분석
배대경ㆍ이영호ㆍ정선욱*
경희대학교 의과대학 정형외과학교실, 국립경찰병원 정형외과*
서 론
인공 슬관절 전치환술의 목적인 슬관절 동통 완화와 기능개선 및 유지를 위해서는 환자의 선택과 수술 술기 등이 중요하지만 인공 슬관절 삽입물의 크기 및 형태가 적합하여야 견고한 고정 및 초기 안정성을 얻을 수 있으며 지속되는 슬관절 사용으로 인 한 부하에도 오래 견뎌낼 수 있다4). 또한 삽입물이 작을 경우 굴곡간격이 커지거나 대퇴골 전방 피질의 절흔(notching)현상 이 올 수 있고, 삽입물이 클 경우 굴곡간격이 작아지거나 신전 기전이 변할 수 있다.
본 연구의 목적은 한국인을 대상으로 슬관절 전치환술을 시행 한 환자에서 원위 대퇴골의 방사선 계측과 수술시 원위 대퇴골 의 크기를 측정하여 대퇴 삽입물과의 적합성을 파악하는 데 있 다. 이러한 연구는 환자에 따라 가장 적합한 삽입물을 선택하는 데 도움이 되며 한국인 체격에 맞는 인공 슬관절의 설계 및 제 작을 위한 기초자료를 제공할 수 있으리라 생각된다.
연구 대상 및 방법
1.연구대상1998년 1월부터 1999년 3월까지 슬관절 전치환술을 시행받은 환자 117명 중 173예의 슬관절을 대상으로 하였는데, 혈우병성 관절염 환자나 재치환술을 시행받는 환자와 같이 관절변형이 심 한 환자는 제외하였다.
이 중 여성이 107명(158예), 남성이 10명(15예)으로 여성이 대부분이었고, 연령은 최저 46세에서 최고 83세로 평균 연령은 64.1세이었다. 원인질환은 퇴행성 관절염이 100명(152예), 류마 티스 관절염이 10명(14예), 대퇴골 골괴사증이 7명(7예)이었다.
양측 슬관절을 수술받은 경우는 56명이었고 우측 슬관절이 81 예, 좌측이 92예이었다.
2.연구방법
가. 골계측
방사선 계측은 전후면 사진에서 양과폭(bicondylar width:
W)을 측정하였는데, 이는 과간절흔(intercondylar notch)에서 양과(bicondyle)를 연결하는 최단거리로 정하였다(Fig. 1). 측 면사진은 가능한 진성 측면사진(true lateral)으로 선택하여 내 204
204 통신저자 : 배 대 경
서울시 동대문구 회기동 1 경희대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 02-958-8366∙FAX: 02-964-3865 E-mail: [email protected]
*본 논문의 요지는 2001년도 대한 슬관절 학회 춘계학술대회에서 발표하였음.
과와 외과의 높이(medial and lateral condylar height)를 측정 하였다. 내과높이(medial condylar height; MH)는 대퇴골의 전 방 피질골을 연장한 선에서 수직으로 선을 그어 후내과(posterior medial condyle)와 만나는 최장거리로 정하였다. 외과높이(later- al condylar height; LH)는 전방으로 가장 돌출된 정점에서 전 방 피질골의 연장선에 수직으로 그은 거리(LH1)에, 전방피질골 에서 수직으로 그은 선이 후외과(posterior lateral condyle)와 만 나는 최장거리(LH2)를 더한 값으로 정하였다(Fig. 2).
수술 중에 시행한 해부학적 실제 계측은 실양과폭(real bicondylar width; RW), 실내과높이(real medial condylar height; RMH)와 실외과높이(real lateral condylar height;
RLH)를 측정하였다. 실제 계측은 슬관절을 90°굴곡시킨 상태 에서 과 성장된 골극을 제거한 후, 버어니아 캘리퍼스(Vernia
calipers, China)를 이용하여 0.1 mm 단위까지 측정하였다. 실 양과폭(real bicondylar width; RW)은 과간절흔(intercondy- lar notch)의 정점을 통과하는 양과(bicondyle)의 최단거리로 정하였다. 실내과와 실외과높이(real medial and lateral condylar height; RMH and RLH)는 각각의 과(condyle)의 최전방점과 최후방점을 잇는 최장거리로 정하였다(Fig. 3).
상기 방법으로 계측한 방사선적 계측치와 실제 계측치를 비교 하였고 각 수치의 평균치와 표준편차를 계산하였다. 또한 대퇴 골의 높이폭비(height to width ratio: H/W)를 계산하였는데 방사선적 계측에서는 MH/W와 LH/W를, 실제 계측에서는 RMH/RW와 RLH/RW를 계산하였다.
나. 대퇴골 인공삽입물의 크기와의 비교
현재 국내에서 시행되는 인공 슬관절 제품중 가장 흔히 사용 되고 있는 Duracon�(Howmedica, Rutherford, USA), Nex- gen�(Zimmer, Warsaw, USA), Ortholoc�(Wright, Arling- ton, USA), PFC�(Press Fit Condylar, Johnson & Johnson, Raynham, USA), TC IV�(Kirschner, Warsaw, USA)의 다 섯 제품에 대하여 실제 계측치인 실양과폭과 실과높이를 조사하 였다. 모든 제품의 실내과높이와 실외과높이는 같아 실과높이 (RH)로 통일하였다. TC IV�를 제외한 4종류의 제품은 제원 목록을 통하여 조사하였고 TC IV�는 시험용 인공 삽입물(trial prosthesis)을 직접 계측하였다. 상기 수치를 이용하여 각 제품 의 높이폭비를 계산하였다. 특히 PFC�의 경우 신형모델인 SIGMA�에서 2.5크기의 제원이 추가되었으나 본 연구의 대상 에는 포함시키지 않았다(Table 1). 다섯 종류의 인공 삽입물의 적합성(compatibility)을 알아보기 위하여 다양도(modularity) 와 적응도(fitness)를 조사하였다. 다양도란 환자 대퇴골에 적합 한 다양한 크기의 삽입물이 얼마나 잘 갖추어져 있는가 하는 것 이고, 적응도란 선택된 삽입물이 환자 골의 해부학적 모양과 얼 Fig. 1.Radiological measurement of the mediolateral width of the
distal femur. W: width of the distal femur.
W
Fig. 2.Radiological measurement of the anteroposteror height of both condyle. MH: height of the medial condyle, LH=LH1+LH2, LH1: height of the lateral condyle above the anterior femoral cor- tex, LH2: height of the lateral condyle below the anterior femoral cortex.
MH
LH1 LH2
Fig. 3.Intraoperative measurement of real distal femur (width and height). RW: real width of the distal femur, RLH: real height of the lateral condyle, RMH: real height of the medial condyle.
RW
RMH RLH
마나 유사한가 하는 것이다.
각 제품의 제원 중 삽입물 크기의 선택은 환자들의 실제 계측 치를 기준으로 축소화(down-sizing) 원칙과 과대화(over-siz- ing) 원칙으로 나누었다. 삽입물 축소화의 원칙은 삽입물의 실 양과폭과 실과높이가 모두 실제 계측치의 실양과폭과 실내과높 이를 넘지않는 최대크기의 삽입물을 선택하는 것이고, 과대화의 원칙은 삽입물의 폭이나 높이가 실제 환자의 계측치보다 큰 삽 입물 중 가장 작은 삽입물을 선택하는 것이다.
삽입물의 적응도를 구하기 위해 4종류의 계산치를 정의하였 는데, 원위 대퇴 관절면이 폭과 높이로만 이루어진 직사각형이 라고 가정하였다. 먼저 차폐도(degree of coverage)는 원위 대 퇴관절의 넓이 중 삽입물로 차폐된 부분을 백분율로 계산하였 고, 돌출도(degree of overhanging)는 원위 대퇴관절면의 넓이 에 대한 골 밖으로 돌출된 삽입물의 넓이를 백분율로 계산하였 다(Fig. 4). 이에 따라 해부학적 적응도(anatomical fitness)를 축소화의 원칙에 의해 선택할 때는 차폐도로 정의하였고, 과대
화의 원칙으로 선택할 때는 차폐도에서 돌출도를 뺀 수치로 정 의하였다. 외과적 적응도(surgical fitness)는 과높이와 무관하 게 원위 대퇴관절의 폭에 대한 삽입물의 폭의 비율로 정의하고 백분율로 계산하였다.
다. 원인 질환별 비교
원인 질환이 원위 대퇴골 관절면의 크기나 모양에 미치는 영 향이 있는지를 알아보기 위하여 각각의 골 계측치를 퇴행성 관 절염 군, 류마치스 관절염 군 및 골 괴사증 군으로 나누어 조사 하였다. 또한 각 군에 대해 다섯 인공관절 제품의 해부학적 적 응도를 삽입물의 축소화와 과대화의 원칙에 따라 조사하였다.
라. 성별, 연령별 비교
남녀간에 따른 원위 대퇴골 관절면의 해부학적인 차이를 알아 보기 위하여 남녀 군으로 구분하여 골 계측치를 비교하였다.
연령에 따른 차이가 있는지를 보기 위하여 59세 이하, 60-69 세, 70세 이상 군으로 나누어 골 계측치를 비교하였다.
각 군에 대해 다섯 인공관절 제품의 해부학적 적응도를 축소 화와 과대화의 원칙에 따라 조사하였다.
마. 통계학적 검증
각 항목 별 통계학적 검증은 저자가 임의로 구분한 각 군간에 차이가 있다는 가정하에 student t-test 및 ANOVA (p value=
0.05)를 시행하여 통계학적 검증을 하였다.
결 과
1.골 계측 결과수술 전의 방사선적 계측 결과 원위 대퇴골 관절면의 양과폭 Fig. 4.Diagram of bony coverage related to prosthesis.
Degree of coverage=a×B/A×B (%) Degree of overhanging=a×(b-B)/A×B (%)
a b
B Implant size width height height/
width ratio
Duracon XX small 60 49 0.82
X small 62 52 0.84
small 65 55 0.85
medium 70 59 0.84
medium/large 74 62 0.84
large 75 66 0.88
X large 78 71 0.91
XX large 80 74 0.93
Ortholoc small 61 51 0.84
small+ 65 55 0.85
medium 70 60 0.86
medium+ 74 60 0.81
large 79 64 0.81
large+ 84 69 0.82
extra large 89 74 0.83
PFC 1 57 53 0.93
2 60 56 0.93
3 66 61 0.92
4 71 65 0.92
5 73 69 0.95
6 78 74 0.95
SIGMA 2.5 63 59 0.94
Nexgen A 55 44.5 0.81
B 59 48.5 0.82
C 63 52 0.83
D 68 56.5 0.83
E 72 61 0.85
F 77 65.5 0.85
G 81 70.5 0.87
H 85 76 0.89
TC IV small 58 59 1.02
standard 65 62 0.94
large 72 65 0.9
은 77.6±4.2 mm, 내과높이는 60.3±5.0 mm, 외과높이는 61.3
±5.3 mm였고 내과높이폭비는 0.78±0.067이고 외과높이폭비 는 0.79±0.069였다. 수술중의 실제 계측치는 실양과폭이 68.4±
4.3 mm, 실내과높이는 59.0±4.7 mm, 실외과높이는 60.8±4.0 mm였고 내과높이폭비는 0.86±0.071, 외과높이폭비는 0.89±
0.059였다(Table 2). 방사선적 계측과 실제 계측치를 비교해 볼 때 양과폭의 방사선/실측비는 113%, 내과높이의 방사선/실측 비는 102%, 외과높이의 확대비는 101%였다.
2.대퇴골 삽입물의 크기와의 비교
축소화의 원칙과 과대화의 원칙으로 각 제품의 인공 삽입물을 선택하였는데, 용어의 규정상 축소화의 원칙으로 선택된 삽입물 의 크기보다 한 단계 큰 크기의 삽입물이 과대화의 원칙에 의해 선택되었다.
다양도 조사에서는 가장 크게 계측되어진 환자의 경우, Duracon�, Ortholoc�, PFC�, Nexgen�에서는 축소화의 원칙이 나 과대화의 원칙의 적용 시 선택된 삽입물이 모두 유사한 수치 의 해부학적 적응도를 보였으나 TC IV�의 경우는 과대화의 원 칙으로는 선택할 크기의 삽입물이 없었고, 축소화의 원칙으로 선택된 삽입물은 차폐도가 매우 작았다. 반대로 가장 작게 계측 된 환자의 경우는 5개 제품 모두에서 제원 중 가장 작은 크기의 삽입물을 사용하여도 돌출현상(삽입물이 골보다 커서 골에 의해 지탱되지 못하는 부분이 생기는 현상)이 불가피 하였다. 따라서 축소화의 원칙으로는 선택할 크기의 삽입물이 없었고 과대화의 원칙을 적용 시에도 해부학적 적응도가 낮았다. 그 중 Nexgen� 이 가장 좋았고 TC IV�가 가장 낮았다. 각 제품의 제원간 특징 을 살펴보면 Duracon�, PFC�, Ortholoc�, Nexgen�, TC IV�
의 순으로 제원에 따른 높이폭비가 일정한 경향을 보였다 (Table 1).
환자의 실 계측치의 평균치에 대한 5개 제품의 해부학적 적응 도는 축소화의 원칙을 적용할 경우 Nexgen�이 가장 좋고 다음 이 Duracon�과 Ortholoc�이고 TC IV�, PFC�의 순이었다. 과 대화의 원칙을 적용할 경우 Duracon�, Ortholoc�, PFC�, Nex- gen�, TC IV�의 순으로 해부학적 적응도가 좋았다(Table 3).
이같은 경향은 각 제품의 높이폭비에 의해 영향을 받는데 이 에 따라 5개 제품을 크게 2개의 군으로 분류할 수 있다. 환자의 실계측치의 내과높이폭비인 0.86보다 작은 높이폭비를 갖는 Duracon�, Ortholoc�, Nexgen�과, 0.86보다 큰 높이폭비를 갖 는 PFC�, TC IV�로 나눌 수 있다.
외과적 적응도는 축소화의 원칙을 적용할 때 Nexgen�이 가 장 좋고 다음으로 Duracon�과 Ortholoc�이고 PFC�와 TC IV� 는 좋지 않았다. 과대화의 원칙을 적용할 때는 Duracon�, Ortholoc�, Nexgen�에서는 100%를 넘어 폭에서 삽입물의 돌 출현상이 발생함을 알 수 있고 PFC�와 TC IV�는 축소화의 원 칙을 적용했을 때보다 외과적 적응도가 좋아짐을 알 수 있다 (Table 3).
3.원인 질환별 비교
각 원인 질환별 방사선적 골 계측치는 통계학적 유의성이 없 었다. 수술 중의 실계측치 중 양과폭은 골괴사증 환자가 류마티 스 관절염 환자보다 통계학적으로 유의하게 높은 수치를 보였다 (p value=0.038). 내과높이와 외과높이는 퇴행성 관절염 환자 와 골괴사증 환자에서 류마티스 관절염 환자에 비해 유의하게 높은 수치를 보였다(RMH; p=0.000, RLH; p=0.000). 실 계
*W: radiological width, �MH: radiological medial height, �LH: radiologi- cal lateral height.
W (mm)* MH (mm)�LH (mm)� MH/W LH/W Radiological 77.6±4.2 60.3±5.0 61.3±5.3 0.78±0.067 0.79±0.069 Real 68.4±4.3 59.0±4.7 60.8±4.0 0.86±0.071 0.89±0.059 Table 2.Radiological and real measurement of distal femur (Average±1 standard deviation)
Duracon Ortholoc PFC Nexgen TC IV Coverage down-sizing 89% 89% 83% 95% 85%
over-sizing 100% 100% 96% 100% 95%
Overhang down-sizing 0% 0% 0% 0% 0%
over-sizing 2% 4% 3% 9% 5%
Anatomical down-sizing 89% 89% 83% 95% 85%
fitness over-sizing 98% 96% 93% 91% 90%
Surgical down-sizing 95% 95% 88% 99% 85%
fitness over-sizing 102% 102% 96% 105% 95%
Table 3.Fitness of the femoral prostheses of five different com- panies
*: osteoarthritis, �: rheumatoid arthritis, �: osteonecrosis, �: width of real bone, ‖: medial height of real bone, ¶: lateral height of real bone.
RW (mm)�RMH (mm)‖RLH (mm)¶ RMH/RW RLH/RW OA* 68.4±4.2 59.4±4.2 61.2±3.5 0.87±0.066 0.90±0.051 RA� 66.5±4.3 53.8±7.2 55.9±6.6 0.82±0.118 0.84±0.115 ON� 71.6±5.3 59.2±5.6 61.2±4.1 0.83±0.057 0.86±0.045 Table 4.Measurement of real bone by the disease entity
*: osteoarthritis, �: rheumatoid arthritis, �: osteonecrosis.
Duracon Ortholoc PFC Nexgen TC IV OA* down-sizing 86% 88% 83% 95% 84%
over-sizing 97% 97% 93% 92% 91%
RA� down-sizing 90% 87% 84% 92% can’t selected over-sizing 96% 96% 86% 93% 79%
ON� down-sizing 97% 84% 79% 91% 81%
over-sizing 92% 97% 89% 96% 87%
Table 5.Fitness of the femoral prostheses of five different com- panies
측치 중 내외과 높이폭비는 퇴행성 관절염 환자에서 류마치스 관절염과 골 괴사증 환자보다 유의하게 높은 수치를 보였다 (RMH/RW; p=0.019, RLH/RW; p=0.004)(Table 4).
원인 질환별 5개의 제품에서 해부학적 적응도는 퇴행성 관절염 의 경우 축소화의 원칙으로는 Nexgen�이, 과대화의 원칙으로는 Duracon�과 Ortholoc�이 높았다. 류마치스 관절염의 경우도 축소 화의 원칙에서는 Nexgen�, 과대화의 원칙에서는 Duracon�과 Ortholoc�이 높은 해부학적 적응도를 보였으며, TC IV�의 경우는 축소화의 원칙으로는 선택할 삽입물이 없었다. 골괴사증의 경우 축소화의 원칙에서는 Duracon�, 과대화의 원칙에서는 Ortholoc� 과 Nexgen�이 높은 해부학적 적응도를 보였다(Table 5).
4.성별 연령별 비교
성별에 따른 방사선적 계측치나 수술 중의 실제 계측치 모두 통계적으로 의미있게 남성에서 큰 수치를 보였다(W; p=0.000, MH; p=0.031, LH; p=0.052, RW; p=0.000, RMH;
p=0.000, RLH; p=0.000). 이는 성별에 따른 골격의 차이 때 문이라 생각된다. 내외과 높이폭비는 통계적 유의성은 없으나 여성에서 약간 높았다(RMH/RW; p=0.308, RLH/RW;
p=0.259)(Table 7). 성별에 따른 5개 제품의 해부학적 일치도 에서는 여성에서는 축소화의 원칙일 때 Duracon�과 Ortholoc� 이 높은 일치도를 보였고 TC IV�는 선택할 삽입물이 없었다.
과대화의 원칙으로는 TC IV�를 제외하고는 모두 고른 일치도 를 보였다. 남성에서는 축소화의 원칙으로는 Duracon�이 가장 높은 일치도를 보였고, 과대화의 원칙으로는 5개 제품 모두 고 르게 높은 일치도를 보였다(Table 7).
연령에 따른 방사선적 계측치나 수술 중의 실제 계측치에서 유의있는 차이는 없었다. 내외과 높이폭비 역시 유의한 차이는 없었다(Table 6).
대퇴골 원위 관절면에 대한 형태학적 연구는 대부분 슬관절의 운동 역학의 연구를 위해서 시행되어 보고되었기 때문에 해부학 적 형태(geometry)와 운동 축에 관심이 있어 실제 크기에 대한 연구는 극히 드물다1-3,5,6,8,10). 연구 방법으로는 단순 방사선 촬영 을 이용하는 방법, 콤퓨터 단층 사진이나 자기공명영상 사진을 이용하는 방법, 사체를 이용하는 방법과 수술 중의 원위 대퇴골 의 실 계측을 이용하는 방법이 있다6,7). 본 연구에서는 단순 방사 선 사진과 수술 중 시행한 실 계측으로 측정하였다. 본 연구에서 사용한 인공 슬관절 수술 중에 계측하는 방법은 장점으로 실제 크기에 대한 계측이 가능하다는 것이다. 단점으로는 좁은 수술시 야에서 연부조직이 부착된 상태로 수술에 참가한 사람에 의해 측 정되므로 재현도(reproducibility)가 떨어진다는 것이다3,5,7,8).
본 논문의 방사선 계측과 실제 계측간에 확대비는 내외과 높 이에서 각각 102%, 101%로 유사하였지만 양과폭의 확대비는 113%였다. 양과폭에서 차이가 큰것은 방사선의 확대로 인한 것 이라기 보다는, 방사선 사진은 슬관절 완전 신전 상태에서 폭을 계측한 것이고 수술 중의 계측은 슬관절 90°굴곡상태에서 계측 하였기 때문이라 생각된다. 수술 전 촬영한 방사선 사진으로 환 자의 내외과 폭 및 높이를 미리 예상할 수 있다면 보다 적합한 삽입물 선택 및 수술 중의 굴곡간격의 조절에 도움이 될 수 있 을 것이다.
Berger 등1)은 사체를 대상으로 한 연구에서 대퇴골 원위 관 절의 폭이 남자에서 85.6 mm, 여자에서 75.4 mm라 하였고 Poilvache 등8)은 수술 중의 계측으로 남녀 평균 90.91 mm라고 하였다. 본 연구의 계측치인 남자 76.1 mm, 여자 67.7 mm와 비교하면 상당히 큰 수치인데 이는 서양인의 체격조건도 원인이 될 수 있으나 폭의 측정 시 기준을 양과간 거리로 하지 않고 양 상과간 거리로 하였기 때문이다. 실제 수술시 삽입물이 부착되 는 부위는 관절면이기 때문에 양과간의 거리가 보다 의미있는 계측치라 생각된다.
내외과의 높이는 Berger 등1)의 연구에서는 각각 남자 68.1 mm, 67.6 mm, 여자 60.2 mm, 58.4 mm라 하였고 Poilvache 등8)은 각각 남녀 평균 68.4 mm, 69.4 mm라 하였다. 본 연구 수 치인 남자 64.2 mm, 66.3 mm, 여자 58.5 mm, 60.3 mm와 비 교할 때 약간씩 큰 것은 서양인의 체격조건 때문이라 생각된다.
본 논문에서 외과 높이폭보다 내과 높이폭비를 의미있는 수치 로 생각한 것은 외과는 원위 대퇴골의 전방 피질부 위로 돌출된 활차 부분이 내과보다 더 큰데 이것은 수술중 절제될 부분이기 때문이며, 보다 중요한 전방피질 후방의 과(condyle) 부분은 내 과가 더 크기 때문이다.
내과 높이폭비를 다른 연구와 비교하면 Berger 등1)의 연구에 서는 남자 0.795, 여자 0.798이고 Poilvache 등8)은 남녀 평균 0.75로 본 연구의 남자 0.85, 여자 0.87보다 적은 수치인데 이는 폭(RW)의 기준을 양상과간으로 하였기 때문이다. 실 크기는 Duracon Ortholoc PFC Nexgen TC IV
Female down-sizing 90% 90% 85% 83% can’t selected over-sizin 96% 96% 94% 97% 85%
Male down-sizing 94% 91% 82% 90% 82%
over-sizing 96% 96% 92% 97% 94%
Table 7.Anatomical fitness of femoral prostheses by gender Female 67.7±3.6 58.5±4.5 60.3±3.7 0.87±0.072 0.89±0.060 Male 76.1±4.5 64.2±3.9 66.3±3.2 0.85±0.071 0.87±0.052
<59 68.0±4.6 56.9±5.7 59.7±4.1 0.84±0.084 0.88±0.073 60-69 68.4±4.1 59.4±4.4 60.9±4.0 0.87±0.067 0.89±0.058 70< 68.8±4.3 59.9±3.6 61.9±3.5 0.87±0.064 0.90±0.047
측정치 않고 높이폭비만 사체에서 계산한 Seedhom 등9)의 연구 에서는 폭을 양과간으로 하였는데, 남자 0.863, 여자 0.878로 본 연구의 수치와 유사하였다.
국내에서 많이 사용되는 다섯 회사의 인공 슬관절 삽입물의 적합성에 대한 연구 결과, 다양도가 많이 떨어졌다. 특히 류마티 스 관절염 환자와 같이 원위 대퇴골의 크기가 작은 환자는 대부 분의 제품이 축소화의 원칙으로는 선택할 크기의 제원을 갖고 있지 않아 제원 중 가장 작은 크기의 삽입물을 선택하여도 돌출 현상이 생기는데 동양인의 체격을 고려할 때 작은 크기의 제원 이 개발되어야 하리라 생각된다. 그 중 Nexgen�이 가장 다양한 제원을 갖고있고 TC IV�는 다양도가 극히 떨어졌다. PFC�는 신형모델인 SIGMA�에서 2.5 크기의 제원을 추가하여 다양도 를 개선하였다.
적응도에 관한 조사에서는, 본 연구의 실제 골의 평균 내과 높 이폭비(RMH/RW)인 0.86보다 작은 수치를 보이는 Duracon�, Ortholoc�, Nexgen�은 축소화의 원칙으로 선택할 때 높은 차폐 도를 보이지만 굴곡간격이 넓어진다. 반면에 과대화의 원칙으로 선택할 경우 폭에서 돌출현상이 나타나 실제 수술 시에는 거의 선택되지 않는다. 반면, 내과 높이폭비가 0.86보다 큰 PFC�와 TC IV�는 축소화의 원칙으로 선택할 때 폭에서 상당한 부분의 골이 차폐되지 않아 삽입물의 견고한 고정이나 내구성이 떨어질 것으로 생각된다. 과대화의 원칙으로 선택할 경우 폭에서의 차 폐도가 많이 개선되나 굴곡간격이 좁아지는 효과가 생기게 된 다. 실제 수술 시, 대퇴골은 경골과 달리 골 절제 시 내외과의 높이가 삽입물의 크기에 맞추어지므로 높이에서의 돌출현상이나 차폐되지 않는 현상은 생기지 않는다. 따라서 적응도의 측면에 서만 볼 때는 외과적 적응도가 더 의미있다 하겠다. 결국 새로 운 디자인의 삽입물을 개발할 때 환자 평균 내과 높이폭비인 0.86에 가능한 맞추어야 적응도를 높일 수 있다.
원인 질환별 비교에서는 류마티스 관절염 환자의 원위 대퇴골 의 높이와 폭이 다른 질환을 가진 환자에 비해 작았으며 높이폭 비도 유의하게 작았다. 따라서 류마티스 환자의 경우는 작은 크 기의 삽입물이 필요할 것으로 생각된다. 류마티스 관절염 환자 는 퇴행성 관절염 환자와는 달리 만성 염증성 질환으로 인한 장 기간의 활동 제한과 골 다공증으로 인하여 뼈의 크기가 작으며 또한 굴곡구축이 흔히 있어 시상면으로의 압박이 가해져 폭에 비해 높이가 작아지므로 높이폭비가 작게 계측되었다.
본 연구는 인공 슬관절 수술 시 골 계측을 연부조직이 부착된 상태에서 시행하였기 때문에 생길 수 있는 오차의 가능성과 원 위 대퇴 관절면이 높이와 폭으로 된 직사각형으로 가정하여 대 퇴 삽입물의 축소화와 과대화의 원칙을 적용하였다는 데 연구의 제한점이 있다. 그러나 본 연구의 결과는 수술 전 가장 적합한 삽입물을 선택하는 데 도움이 되며 향후 한국인 체격에 맞는 인 공 슬관절 개발의 기초자료를 제공할 수 있으리라 생각된다.
결 론
한국 성인 대퇴골 원위 관절면의 해부학적 형태와 크기의 계 측 결과 류마티스 관절염 환자나 여자환자 중에서도 특히 작은 원위 대퇴골을 가진 경우를 위하여 인공 대퇴 삽입물 제원 중 작은 크기의 삽입물이 좀 더 다양하게 준비되어야 하리라 사료 된다.
또한 원위 대퇴골 높이폭비의 평균치인 0.86에 가까운 형태를 갖는 인공 삽입물의 개발로 적응도를 높일 수 있고, 실제 대퇴 골과 삽입물의 높이폭비의 차이가 굴곡 간격에 영향을 미친다는 사실에 주의해야 하겠다.
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Purpose :The purpose of this study was to provide the basic data for the anatomy of distal femur by real measurement, to determine the morphologic fit between the distal femur of Koreans and the femoral prostheses in total knee arthroplasty.
Materials and Methods :For 173 knees of 117 patients who underwent total knee arthroplasty, we measured the mediolateral width and the anteroposterior height of the distal femur during operation.
Results : The average mediolateral width of the distal femur was 68.4±4.3 mm, and the average anteroposterior height of the medial and lateral condyle were 59.0±4.7 mm and 60.8±4.0 mm respectively. the distal femurs of Koreans are smaller on aver- age than the femoral prostheses used in Korea. The average ratio of height to width of the distal femur is 0.86±0.07, but the ratios of the five different kinds of femoral prostheses were not constant. So discrepancy between the ratio of the distal femur and the femoral prosthesis results in poor bony coverage.
Conclusion :A more adequate femoral prosthesis is required to improve the compatibility to the distal femur. These results should contribute to the development of new model of femoral prosthesis for Koreans.
Key Words : Total knee arthroplasty, Distal femur, Anatomical measurement, Compatibility of femoral component
Dae Kyung Bae, M.D., Young Ho Lee, M.D., and Shun-Wook Chung, M.D.*
Department of Orthopaedic Surgery, College of Medicine, Kyung Hee University, Seoul;
Department of Orthopaedic Surgery, National Police Hospital, Seoul, Korea
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