전방 십자 인대 손상 환자에서 KT 2000 슬관절계, C y b ex 등속성 근력검사 및 Lysholm 점수간의 상관관계 분석
성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 정형외과학교실
하 철 원・김 종 혁
= 국문 초록=
목적: 전방 십자 인대 손상의 객관적 평가에 이용되는 KT 2000 슬관절계, Cybex 등속성 검사, Lysholm 점수 측정치 간의 상관분석을 통하여 이들 검사치 간에 어떠한 상관관계가 있는지를 파악하여 임 상적인 판단에 참고가 될 수 있도록 하고자 하였다.
대상 및 방법: 단독 전방 십자 손상 환자 5 1예를 대상으로 KT 2000 슬관절계(15, 20, 30 lb 및 최대 도 수 부하), Cybex 등속성 검사(각속도 60 및 180), Lysholm 점수를 각각 측정하였으며 각 측정치 간에 상 관분석을 시행하였다.
결과: KT 2000 검사치 중에서는 최대 도수 부하 전위의 측정치만이 Lysholm 점수와 유의한 선형 상관 관계를 나타내었다(r=0.587, p<0.05). 슬관절 굴곡근과 신전근의 근력 감소 정도는 항상 Lysholm 점수와 선형 상관관계를 나타내었다(r=0.585, 0.635, 0.656, 0.720, p<0.05). 슬관절 굴곡근과 신전근의 근력 감 소 정도와 최대 도수 부하 전위 측정치 간에는 어떠한 선형 상관관계도 보이지 않았다. 전방 십자 인대 수상 후 검사시까지의 기간은 상기 어느 지표와도 유의한 상관관계를 보이지 않았다.
결론: Lysholm 점수는 전방 전위의 정도보다 슬관절부 근력 약화 정도에 가장 크게 영향을 받는 것으로 사료된다. KT 2000검사치 중에서는 최대 도수 부하 전위의 정도가 전방 십자 인대의 기능적 결손 정도를 가장 잘 반영해 주는 지표로 사료된다. 임상적으로 전방 전위가 더 심할수록 근력 약화가 더 심하다고 판단 할 수 없으며, 수상 후 시간이 더 지날수록 이에 따라서 근력 약화나 전방 전위의 정도가 더 심해지거나 Lysholm 점수가 더 나빠진다고 판단할 수는 없는 것으로 사료된다.
색인 단어: 전방 십자 인대, KT 2000 슬관절계, Cybex 등속성 검사, Lysholm 점수, 상관관계 분석
Volume 14, Number 2, December 2 0 0 2
서 론
전방 십자 인대의 파열은 비교적 흔하면서도 심각 한 슬관절 부위 손상중의 하나이며, 슬관절의 불안정 성, 이차적인 골관절염과 대퇴 근육의 위축 및 근력 약화 등의 후유증을 유발한다1 , 6 , 9 , 1 0 , 1 9 )
. 따라서 전방 십자 인대 손상 환자의 정확한 진단과 아울러 환자 상태의 세밀한 평가를 통해서 치료의 방향이나 재활 의 과정을 수립하는 것이 중요하며, 이를 위해 여러
가지 임상적, 기능적 검사가 함께 시행되고 있다.
KT 2000 슬관절계, Cybex 등속성 근력 검사, Lysholm 점수는 전방 십자 인대의 기능적 장애와 불안정성의 평가에 가장 객관적이라고 인정되고 있는 검사 항목들이라 할 수 있다. 많은 임상의 들이 전방 십자 인대 손상 환자에서 슬관절계로 측정한 전방 전 위의 정도가 클수록 Lysholm 점수의 감소나 근력의 약화가 더 심할 것으로 추정하고 있으나, 저자들이 검색한 바로는 임상적 측면에서 이러한 검사들의 측 정치 간의 상관관계에 대한 연구는 찾아 보기가 어려
Corresponding Author: Chul-Won Ha, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine 50 Ilwon-dong, Kangnam, Seoul 135-710, Korea
Tel: 02-3410-3509, Fax: 02-3410-0084, E-mail: [email protected]
웠다. 이에 저자들은 KT 2000 슬관절계 측정치, Cybex 등속성 근력 검사치, Lysholm 점수간의 상 관 분석을 통하여, 이들 검사치 간에 어떠한 상관관 계가 있는지를 파악하여 임상적인 판단에 참고가 될 수 있도록 하고자 하였다.
대상 및 방법
전방 십자 인대 단독 손상으로 진단 받은 5 1예의 환자를 대상으로 하였다. 대상은 모두 관절경적 수술 을 시행 받은 환자로서, 관절경 소견상 전방 십자 인 대 단독 손상이 확인되었고, 기타 동반손상이 없었으 며, 퇴행성 관절염 등의 소견이 없었던 환자들을 대 상으로 하였다. 연령은 1 4세에서 4 8세(평균 2 8 . 6세) 의 분포를 보였으며, 남자가 3 8예, 여자가 1 3예였
다. 수상 일로부터 진단 일까지의 기간은 3개월에서 3년의 분포를 보였으며 평균 1년 2개월이었다.
정량적 검사는 객관적인 전방 십자 인대의 불안정 성을 평가하기 위해 KT 2000 슬관절계를 이용하여, 15 lb, 20 lb, 30 lb 및 최대 도수 부하를 가했을 때 건측에 대한 환측의 각각의 수동 전위( p a s s i v e d i s p l a c e m e n t )를 측정하였다. 근력 평가를 위해 가 장 객관적인 방법으로 알려진 Cybex 등속성 검사
4 , 5 , 1 6 )는 Isokinetic Rehabilitation and Testing
System(Model Cybex 6000 system, USA)을 이 용하여 6 0도 운동 각속도에서의 4회 검사와 1 8 0도 운동 각속도에서의 2 0회 검사를 실시하였으며, 검사 에 앞서 각각 3회의 연습을 실시하여 대상자들에게 검사에 대한 적응성을 향상시킨 후 시행하였다. 검사 에 앞서 환측의 다리를 실험 군으로, 반대편 다리를 FIGURE 1. Linear correlation analysis; Lysholm score vs. KT2000.
대조 군으로 설정하였고, 기계에 내장된 컴퓨테이션 과정을 위하여 대상자의 체중을 파운드로 환산하여 입력하였다. 분석의 요소로는 이때 나타난 슬관절 신 전근 및 굴곡근의 최대 우력(peak torque), 총 일 량(total work), 평균 일률(average power)을 측 정하고 양측 슬관절의 굴곡근과 신전근의 비율( f l e x- ion/extension ratio)을 기록하였다. 이들 항목 중 6 0도 운동 각속도와 1 8 0도 운동 각속도 하에서 측정 한 최대 우력과 총 일량의 건측에 대한 환측의 결손 율(% deficit)을 비교 및 분석 항목으로 하였다. 주 관적 평가는 Lysholm 점수를 평가하였으며 각 평가 항목은 비교 연구의 내용을 알지 못하는 담당자 1명 이 전담하여 측정하였다. 상기 측정치간의 상관 관계 를 규명하기 위해 통계적 검증은 SPSS 8.0 프로그 램을 사용하여 비모수적 분석에 의한 선형 상관분석
을 사용하였으며 p < 0 . 0 5를 통계적 유의 수준으로 하 였다.
결 과
KT 2000 슬관절계 측정치중에서는 최대 도수 부 하 전위(maximal manual displacement)의 측정 치만이 Lysholm 점수와 유의한 선형 상관관계를 나 타내었다(Fig. 1). 슬관절 굴곡근의 근력 감소 및 신전근의 근력 감소 정도는 항상 Lysholm 점수와 유의한 상관관계를 나타내었다(Fig. 2). KT 2000 최대 도수 부하 전위는 슬관절 굴곡근의 근력 감소 및 신전근의 근력감소 정도와는 어떠한 선형상관 관 계도 보이지 않았다(Fig. 3). 또한 수상 일로부터 진단 일까지의 기간과 KT 2000 슬관절계 측정치, FIGURE 2. Linear correlation analysis; Lysholm score vs. Cybex (% deficit).
Lysholm 점수, 그리고 슬관절 굴곡근 및 신전근의 근력 감소 정도와는 어떠한 상관관계도 보이지 않았 다(P>0.05).
고 찰
관절계는 기계적 압박에 의해 검사하고자 하는 관 절 주위에 일정한 힘을 가함으로써 그 부위의 인대의 이완 정도를 정량화 하여 표현할 수 있고7 , 8 , 1 1 , 1 4 , 1 5 ), 검 사자의 순간적인 힘에 의해 결과를 나타내는 도수 스 트레스 검사에 비해 재현성이 높은 것으로 알려져 있 다. 그러나 김 등1 5 )은 도수 스트레스 검사가 관절계 를 이용한 스트레스 검사에 비해 높은 민감도를 보이 며, 긴장의 완화로 진단에 더 용이하다고 보고하였으 며 B e n a r d3 ) 등은 진단 시 가할 수 있는 최고의 힘을 주는 것이 가장 정확한 진단 방법이라고 주장하였다.
본 연구의 분석 결과에서도, KT 2000 슬관절계 측 정치 중 최대 도수 부하 전위 측정치만이 L y s h o l m 점수와 유의한 선형 상관관계를 나타내었으며 이는 최대 도수 부하 전위 측정치가 전방 십자 인대 손상 환자에서 불안정성으로 인한 기능적 장애를 가장 잘 반영해주는 지표임을 시사한다고 사료된다.
슬관절의 안정성을 유지하는데 슬관절을 지지해주 는 인대와 관절 주위 근육이 중요한 역할을 한다
4 , 1 8 , 2 1 , 2 2 , 2 5 ). 이중 전방 십자 인대는 대퇴골에 대한 경
골의 전방 전위를 방지하여, 전방 십자 인대의 파열 이 있을 경우에는 통증을 동반한 슬관절의 불안정성 이 나타나며1 7 ), 대퇴 사두근은 매우 중요한 슬관절의 동적 안정근으로서의 역할을 수행하고2 , 1 2 ), 슬괵근은 전방 십자 인대의 역동적 주동근로 작용하여 슬관절 의 전방 아탈구의 예방에 가장 중요한 역할을 수행한
다4 , 1 8 , 2 1 , 2 2 , 2 3 ). 따라서 이들 두 근육의 위축이 심할 수
FIGURE 3. Linear correlation analysis; KT2000 (max.manual) vs. Cybex (% deficit).
록 더 심한 증상을 호소하고4 ), 기능적 장애가 심해질 것으로 추정할 수 있다 하겠다. 인대 손상을 비롯한 슬관절 내 병변이 존재할 때, 이차적인 변화로 근력 의 약화가 동반되는 바, 이는 치료에 따른 고정 혹은 통증 및 불안정성 등에 의하여 환자가 환측 하지의 이용을 기피함으로써 더 약화를 초래하기도 한다
2 , 4 , 1 2 , 1 3 , 2 0 ). 본 연구에서 저자들이 분석한 바에서는
Cybex 등속성 검사에 의해 측정된 각각 6 0도 운동 각속도와 1 8 0도 운동 각속도에서 슬괵근과 대퇴사두 근의 건측에 대한 환측의 결손율은 Lysholm 점수와 항상 유의한 선형 상관관계를 나타내었으며 이는 환 자의 주관적인 증상과 기능적 장애의 정도는 슬관절 굴곡근과 신전근의 근력 감소 정도에 매우 크게 영향 받음을 반영한다고 사료된다.
상기한 바와 같이, 최대 도수 부하 전방 전위의 정 도, 그리고 슬관절 신전근 및 굴곡근의 근력 감소 정 도는 각각 Lysholm 점수에 유의한 선형 상관관계를 나타내어, Lysholm 점수에 잘 반영되는 것으로 판 단된다. 또한 이러한 결과로 이들 평가 항목들 즉, 최대 도수 부하 전위 정도 및 슬괵근과 대퇴 사두근 근력의 감소의 정도가 슬관절의 기능적 장애의 정도 를 추정할 수 있는 항목들이라고 판단할 수 있겠다.
그러나 본 연구에서 슬괵근과 대퇴 사두근의 근력 감소 정도와 최대 도수 부하 전위 측정치 간에는 어 떠한 유의한 선형 상관관계도 보이지 않았으며, 이는 일반적으로 전방 십자 인대 자체의 전위가 심하면 근 력 약화도 심해질 것이라는 예상과는 다른 결과라 하 겠다. 이상과 같은 결과를 보인 이유를 고찰하여 본 다면, KT 2000 슬관절계가 대퇴골에 대한 경골의 전방 전위의 정도만을 측정하는 방법인 반면, 실제적 으로 임상에서 많은 환자에서 가장 큰 기능적 장애를 느끼는 경우는 축 이동(pivot shift)에 의한 증상인 바 아마도 이러한 축 이동의 정도가 슬관절부 근력 약화에 중요한 영향을 끼치는 것이 아닌가 하는 추정 이 가능한 것으로 사료된다.
또한 본 연구에서는, 수상 후 검사 시까지의 기간 이 길어짐에 따라 전방전위의 정도, 근력약화의 정도 및 Lysholm 점수가 더 나빠지는 것이 아닌 것으로 분석된 바, 이는 아마도 본 연구의 대상이 수상 후 검사시까지의 기간이 1년~ 1년 6개월 사이인 경우가 대부분이었던 바, 이러한 기간에 유의한 선형 상관관 계를 보일 정도의 변화나 장애가 유의하게 더 진행되 지 않았던 결과로 볼 수 있을 것으로 사료된다. 이에 대해서는 추가적인 연구나 논의가 제시될 수 있으리 라 판단된다.
결 론
Lysholm 점수는 전방 전위의 정도보다 슬관절부 근력의 약화 정도에 가장 크게 영향을 받는 것으로 사료된다. KT 2000 검사치 중에서는 최대 도수 부 하 전위의 정도가 전방 십자 인대의 기능적 결손 정 도를 가장 잘 반영해 주는 지표로 사료된다. 임상적 으로 전방 전위가 더 심할수록 근력 약화가 더 심하 다고 판단할 수 없으며, 수상 후 시간이 더 지날수록 이에 따라서 근력 약화나 전방 전위의 정도가 더 심 해지거나 Lysholm 점수가 더 나빠진다고 판단할 수 는 없는 것으로 사료된다.
REFERENCES
01) Arnold JA, Coker TP, Heaton LM, Park JP and Harris WD: Natural history of anterior cruciate tears. Am J Sports Med, 7:305-313,1979
02) Baugher WH, Russel RF, Marshall JL and Joseph A : Quadriceps atrophy in the anterior cruci- ate insufficient knee. Am J Sports Med, 12:192-195, 1984
03) Bach BR Jr, Warren RF, Flynn WM, Kroll M and Wickiewiecz TL: Arthrometric evaluation of knees that have a torn anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg, 72-A: 1299-1306, 1990.
04) Bin SI, Cho WS, Moon HS and Kim KY: Cybex evaluation of muscle strength following arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction. J of Kore - an Orthop Assoc, 30(2): 262-268, 1995
05) Cho CH and Park WH: Characteristic analysis of knee joint isokinetic parameters after anterior cruci- ate ligament reconstruction. J of Korean Sports Medicine, 17(1): 176-187, 1999.
06) Clancy WG, Ray JM and Zoltan DJ: Acute tears of the anterior cruciate ligament. Surgical versus conservative treatment. J Bone Joint Surg, 70A:
1483-1488, 1988.
07) Daniel DM, Malcom LL, Losse G, Stone ML, Sachs R and Burks R: Instrumented measurement of anterior laxity of the knee. J Bone Joint Surg, 67A: 720-726, 1985
08) Daniel DM, Stone ML, Sachs R and Malcom L:
Instrumented measurement of anterior knee laxity in patients with acute anterior cruciate ligament dis-
truption. Am J Sports Med, 13:401-407, 1985.
09) Feagin JA and Curl WW: Isolated tear of the ante- rior cruciate ligament: 5-year follow-up study. Am J Sports Med, 4:95-100, 1976.
10) Fetto JF and Marshall JL: The natural history and diagnosis of anterior cruciate ligament insufficiency.
Clin Orthop, 147:29-38, 1980.
11) Forster IW, Warren-Smith CD and Tew M: Is the KT 1000 knee ligament arthrometer reliable? J Bone joint Surg, 71B: 843-847, 1989
12) Grimby G, Gustafsson E, Peterson L and Ren- strom P: Quadriceps function and training after knee ligament surgery. Med Sci Sports Exerc, 12:70- 75, 1980.
13) Haggmark T and Eriksson E: Cylinder or mobile cast after knee ligament surgery: A clinical analysis and morphologic and enzymatic studies of changes in the quadriceps muscle.. Am J Sports Med, 7:48- 56, 1979
14) Hanten WP and Pace MB: Reliability of measuring anterior laxity of the knee joint using a knee liga- ment arthrometer. Phys Ther, 67:357-359, 1987.
15) Kim KY, Cho WS, Bin SI, Kang JS and Baek SI:
Clinical applications of arthrometer in knee injury. J of Korean Orthop Assoc, 28(2): 582-587, 1993.
16) Kim SK, Bin SI and Kim CJ: The usefulness of measuring knee joint isokinetic parameters in patients with anterior cruciate ligament injury. J of
Korean sports medicine, 15(2): 225-234, 1997 17) Losee RE, Johnson TR and Southwick WO: Ante-
rior subluxation of the lateral tibial plateau: A diag- nostic test and operative repair. J Bone Joint Surg, 60A: 1015-1030, 1978
18) Marshall JL and Rubin RM : Knee ligament injuries-A diagnostic and therapeutic approach.
Orthop Clin North Am, 8:641-668, 1977.
19) McDaniel WJ Jr and Dameron TB Jr: Untreated ruptures of anterior cruciate ligament. A follow-up study. J Bone Joint Surg, 62A: 696-705, 1980.
20) Nicholas JA, Strizak AM and Veras G: A study of thigh muscle weakness in different pathological states of the lower extremity. Am J Sports Med, 4:241-248, 1976
21) Paulos L, Noyes FR, Grood E and Butler DL:
Knee rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction and repair. Am J Sports Med, 9:140- 149, 1981.
22) Solomonow M, Baratta R, Zhou BH, Shoji H, Bose W, Beck C and D(Ambrosia R: The synergic action of the anterior cruciate ligament and thigh muscles in maintaining joint stability. Am J Sports Med, 15:207-213, 1987.
23) Walla DJ, Albright JP, McAuley E, Martin RK, Eldridge V and El-Khoury G: Hamstring control and the unstable anterior cruciate ligament-deficient knee. Am J Sports Med,13:34-39, 1985.
─ Abstract ─
Correlation Analysis of KT 2000 arthrometer,
Cybex Isokinetic Test and Lysholm Knee Score in ACL deficient knees
Chul-Won Ha, M.D., and Jong-Hyuk Kim, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Samsung Medical Center Sungkyunkwan University School of Medicine Sungkyunkwan University Sports Medicine Institute,
Seoul, Korea
Purpose: The authors performed correlation analysis among the values of KT 2000 arthrometer, Cybex isokinetic test, and Lysholm knee score to reveal the clinical significance and their role in functional eval- uation of ACL insufficiency.
Materials and Methods: Fifty-one patients with isolated ACL insufficiency were evaluated with KT 2000 arthrometer (15, 20, 30 lb, max.manual), Cybex isokinetic test (60 & 180 ˚/sec), and Lysholm knee score. Correlation analysis was performed between the values of the tests.
R e s u l t s: The Lysholm knee scores had significant linear correlation with the values of KT 2000 of maximal manual difference (r=0.587, P<0.05). The Lysholm knee score had significant linear correlation with all the values of Cybex test of hamstring & quadriceps muscle weakness (r=0.585, 0.635, 0.656, 0.720, p<0.05). The degree of muscle weakness and maximum manual difference in KT 2000 did not show any linear correlation. The time lap between injury and evaluation did not show any correlation with any of the above parameters.
Conclusion: Lysholm knee score appears to be mostly influenced by the degree of muscle weakness than anterior displacement. The values of KT 2000 of maximal manual difference revealed to be best cor- related with Lysholm knee score. The time interval after injury cannot be clinically correlated with mus- cle weakness or Lysholm knee score.
Key Words: ACL insufficiency, KT 2000 arthrometer, Cybex isokinetic test, Lysholm knee score, Corre- lation analysis
