Original Articles : Effect of the Decrease in Tibial Posterior Slope on the Patellar Height after Total Knee Arthroplasty

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통신저자：김 종 헌

󰂕 471-701, 경기도 구리시 교문동 246-1 한양대학교 구리병원 정형외과

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슬관절 전치환술 시 경골 후방 경사각 감소가 슬개골 높이에 미치는 영향

한양대학교 의과대학 구리병원 정형외과학교실

김 종 헌

Effect of the Decrease in Tibial Posterior Slope on the Patellar Height after Total Knee Arthroplasty

Jongheon Kim, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Guri Hospital, Hanyang University College of Medicine, Guri, Korea

Purpose: To evaluate the effect of the decrease in posterior slope of the tibia on the patellar height after TKA.

Materials and Methods: One hundred and fifty three cases of TKA (CR type: 43, PS type: 110) were evaluated to measure the posterior slope of the tibia and the patellarheight on lateral radiographs of the knee before and after surgery. Then, we analyzed a correlation between two measurements.

Results: The decrease in tibial posterior slope and patellar height was average 6.6 degrees and 1.4mm, there was a weak correlation (r= −0.293, p=0.000), as more decrease in tibial slope, less decrease in patellar height.

Comparing CR group with PS group, the decrease of posterior slope of tibia and patella height was average 3.5 vs 7.8 degrees (p=0.000) and 2.2 and 1.2 mm (p=0.146) respectively. There were also correlations (r=−0.438, p=0.003 vs r=−0.228, p=0.017) between two decreases.

Conclusion: It is considered that the decrease in tibial posterior slope is one of elements influencing in patellar height, and through preoperative radiological examination, estimation of expected decrease in tibial posterior slope is helpful in preserving patellar height in TKA.

Key Words: Patellar height, Posterior slope of the tibia, Total knee arthroplasty

서 론

슬관절의 굴곡-신전 과정에서 슬개골 높이에 따라 슬개 대퇴관절의 역학이 달라져, 고위 슬개골은 슬개골 연골연 화증, 슬개건과 대퇴사두건염, 슬개 대퇴관절의 불안정을 초래할 수 있으며, 저위 슬개골은 관절운동의 제한, 슬개 대퇴관절염 등을 초래할 수 있다. 슬관절 전치환술에서 슬

개골 높이는 슬개골이 수술 후 상부로 이동할수록 HSS점 수, 관절운동 범위가 증가하고 슬관절 동통은 감소하여 술 후 결과에 영향을 준다고 잘 알려져 있다

^6,8,19)

. 슬개골 높 이의 측정기준은 슬개건의 부착부위를 포함하는 경골 결 절과, 대퇴경골 관절선의 위치를 포함하는 경골 고평부로 크게 구별하여, 측정의 재현율과 정확도에 대한 보고들이

있으며

^9,15)

, 대퇴골 활차구 안의 슬개골의 위치가 슬개대

퇴 관절의 생역학을 결정하게 되며, 체중 부하 시 대퇴경

골간 관절선의 위치가 직접적으로 대퇴골과 및 활차구의

위치를 결정하므로, 슬개골 높이의 변화는 대퇴경골 간 관

절선을 기준으로 측정하는 것을 추천하고 있다. 슬관절 전

치환술 시 경골 후방 경사각의 감소는 대퇴경골 간 관절

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Fig. 1. The picture shows various methods of determining

posterior slope of tibia (PTC: Posterior tibial cortex).

Fig. 2. Radiologic measurements of PBH.

선의 변화를 가져온다. 저자는 슬관절 전치환술 시 대퇴경 골간 관절선의 변화를 초래하는 경골 후방 경사각의 감소 가 슬개골 높이에 미치는 영향을 알아 보고자 본 연구를 시행하였다.

대상 및 방법

2003년 2월부터 2005년 3월까지 본 교실에서 슬관절 전치환술을 시행받은 환자 중 방사선 계측에 적합했던 99 명, 153슬관절을 대상으로 후향적 분석을 하였다.

환자들의 수술 당시 평균 연령은 51세에서 77세까지로 평균 65세였고 여자는 87명, 135슬관절이었으며 남자는 12명, 18슬관절이었다. 선행 질환은 전 예에서 퇴행성 관 절염이었다. 총 153예 중 후방십자 인대 보존형은 43예, 후방십자 인대 대치형 110예였다. 사용된 치환물의 종류 로는 NexGen system (Zimmer, Warsaw, IN) 100슬관절, P.F.C system (Depuy, Warsaw, IN) 27슬관절, Scorpio system (Osteonics, Stryker, NJ) 26슬관절이었다. 수술은 1인 술자에 의해 행해졌으며, 내측 슬개골 도달법을 이용 하여, 기본적인 슬관절 전치환술의 술식을 따랐다.

수술 전후의 경골 후방 경사각의 감소과 슬개골 높이의 감소를 측정하여 두 측정값 간의 상관관계를 분석하고, 후 방십자인대 보존군과 대치군의 비교를 하였다. 수술　전후 의 경골 후방 경사각의 측정은 Brazier 등

³⁾

이 제시한 6가

지 방법 중 경골의 후방 피질을 기준으로 하여(Fig. 1) 술 전 수치(Preop. Slope)에서 술후 수치(Postop. Slope)를 뺀 값을 후방 경사각의 감소(dSlope)로 정의하였다.

슬개골 높이의 측정은 대퇴경골 간 관절선을 기준으로 하는 Blackburne-Peel ratio

²⁾

를 응용하여, 수술전후의 일 치성을 고려하여, 슬개골 관절면 대신 슬개골의 하첨부를 기준으로 대퇴 경골간 관절선으로부터 수직거리를 슬개골 높이(Patella Bone Height, PBH)로 측정하였다(Fig. 2).

슬관절 측면 사진은 앙아위에서 30도 굴곡 상태에서 촬영 되었으며, 측정치는 방사선촬영의 확대비율에 따라 차이 가 나므로 이를 보정하기 위하여, 슬개골 길이의 수술전후 의 비를 구하여 측정치를 보정하였다. 슬개골의 길이는 골 극을 제외한 슬개골의 상단에서 하단까지 측정하였다. 슬 개골 높이 감소(dPBH)는 술전 슬개골 높이(preop. PBH) 에서 확대비율로 보정한 술 후의 슬개골 높이(C-postop.

PBH)를 뺀 값으로 하였다.

통계처리는 SPSS for windows 12.0을 사용하였으며, 방사선 계측치 간의 상관관계를 분석하는 데는 Pearson correlation analysis를 술 전, 술 후 값들의 차이의 유의성 을 검정하는 경우는 paired t-test방법을 사용하였다.

결 과

경골 후방 경사각은 술전 평균 8.9도, 술후 평균 2.3도로

평균 6.6도의 감소를, 슬개골 높이는 술전 평균 12.7 mm,

술후 평균 11.3 mm로, 평균 1.4 mm의 감소를 보였으며

(Table 1, 2), 후방 경사각의 감소가 많을수록 슬개골 높

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Table 1. Radiological Measurements of Tibial Slope (

^o) Preop. S* Postop. S^† dS^‡ CR (n=43) 6.5 (0∼19) 3.0 (0∼8) 3.5 (−5∼18) PS (n=110) 9.8 (0∼22) 2.0 (0∼9) 7.8 (−3∼18) Total (n=153) 8.9 (0∼22) 2.3 (0∼9) 6.6 (−5∼18) (p=0.000)

*preoperative slope angle of tibia, ^†postoperative slope angle of tibia, ^‡differnce of between preop. S and postop.

S

Table 2. Radiological Measurements of Patellar Height (mm)

Preop. C-postop.

dPBHJ^‡

PBHJ* PBHJ^†

CR (n=43) 14.0 (5∼24) 11.8 (5∼29) 2.2 (−9∼11) PS (n=110) 12.2 (1∼24) 11.0 (0∼22) 1.2 (9∼13) Total (n=153) 12.7 (1∼24) 11.3 (0∼29) 1.4 (−9∼13) (p=0.146)

*preoperative patellar height from femorotibial articular line, ^†corrected postoperatve patellar height from femorotibial articular line, ^‡difference between preop. PBHJ and C-postop. PBHJ

Fig. 3. The graph shows the correlation between decrease of

posterior slope and difference of patella height from articular line (Pearson correlation coefficient r=−0.293, p=0.000).

Fig. 4. The graph shows the correlation between decrease of posterior slope and difference of patella height from articular line

in both group, respectively. (A) CR group (Pearson correlation coefficient r=−0.431, p=0.003). (B) PS group (Pearson correlation coefficient r=−0.240, p=0.017).

이의 감소가 적은 약한 음의 상관관계를 보였다(r=

−0.293, p=0.000)(Fig. 3). 후방십자인대 보존군과 대치 군의 비교에서 각각 후방 경사각은 각각 술전 평균 6.5도, 9.8도, 술후 평균 3.0도, 2.0도로, 평균 3.5도, 7.8도의 감

소를 보였고(p=0.000), 슬개골 높이는 술전 평균 14.0 mm, 12.2 mm에서 술후 평균 11.8 mm, 11.0 mm로 평균 2.2 mm, 1.2 mm의 감소를 보였다(p=0.146)(Table 1, 2).

두군 모두에서 역시 후방 경사각의 감소가 많을수록 슬개 골 높이의 감소가 적은 음의 상관관계를 보였으며, 그 경 향은 후방십자인대 보존군이 대치군보다 강하였다(r=

−0.431, p=0.003 vs r=−0.240, p=0.017)(Fig. 4A, B).

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고 찰

퇴행성 관절염에서 시행되는 경골 근위부 절골술 후 경 골 후방 경사각의 변화에 따른 슬개골 높이의 변화에 대 한 보고는 잘 알려져 있으며

¹³⁾

, Brouwer 등

⁴⁾

은 경골 근위 부 절골술후 폐쇄성 및 개방성 모두에서 경골 후방경사가 변화하면 슬개골의 높이가 달라질 수 있으므로 후방 경사 각의 선택에 신중을 기해야 한다고 하였다. 슬관절 전치환 술에서의 경골 후방 경사각의 측정기준

3,11,14,18)

및 크기

⁵⁾

와 증감에 따른 관절운동범위

¹²⁾

, 경골 치환물에 대한 부

하

^1,10)

, 후방십자인대의 긴장

^16,17)

및 생역학

⁷⁾

등에 대한 영

향등이 보고되어 있으며, 슬관절 전치환술 후 대퇴경골 관 절선과 슬개골 간의 관계에 대하여, Figgie 등

⁶⁾

은 술 후 대퇴 경골 간 관절선으로부터 슬개골 관절 높이가 증가할 수록, 즉 슬개골이 수술 후 상부로 이동할수록 HSS점수, 관절운동 범위가 증가하고, 슬관절 동통은 감소한다고 보 고한 바 있으며, Goldberg 등

⁸⁾

은 인공 슬개골의 하단부가 관절선에서 1 내지 3 cm 범위에 있을 때 좋은 술 후 결과 를 얻었다고 하였다. 슬관절 전치환술 후 슬개골 높이에 대하여, Grelsamer

⁹⁾

는 원인과 방사선학적 소견에 따라 진 성 저위 슬개골과 가성 저위 슬개골을 구별하여 치료하여 야 한다고 하면서, 대퇴경골 관절선의 상승이 가성 저위 슬개골의 원인이 된다고 하였으며, Rogers 등

¹⁵⁾

은 수술전 후의 슬개골 높이 측정의 재현율과 정확도의 평가를 통하 여, 슬개건의 부착부위를 기준으로 하는 Insall-Salvati와 modified Insall-Savati방법보다, 대퇴경골 관절선을 기준 으로 하는 Blackburne-Peel과 Caton-Deschamps방법이 관 찰자 간의 오차가 적다고 하였고, 고찰을 통하여 슬개-대 퇴관절의 생역학은 대퇴골 활차구 안에 슬개골의 위치에 연관되어 있어 슬개-대퇴관절의 변화는 심각한 문제를 야 기하며, 체중 부하에 따른 대퇴골과의 위치 즉, 활차구의 위치는 대퇴경골 관절선의 위치에 직접적으로 연관되 있 어, 잠재적 문제점을 시사하는 슬개골 높이의 변화는 대퇴 경골 관절선을 기준으로 측정하는 것이 합당하다고 하였 다. 저자들은 본연구에서 대퇴 경골 관절선을 기준으로 슬 개골 높이를 측정하여, 수술 후 경골 후방 경사각의 감소 가 클수록 슬개골 높이의 감소가 작다는 사실을 확인할 수 있었다. 후방 경사각의 감소에 따르는 경골 고평부의 전방부위의 골절제가 대퇴경골 간 관절선의 하향을 초래

하여 슬개골과의 거리에 영향을 주는 것으로 생각하며, 후 방 경사각의 감소가 더 많았던(p=0.000) 후방십자인대 대 치형에서 보존형보다 상관관계가 더 적은 것은 대치형 술 식에서 시행되는 후방십자인대 절제에 따르는 굴곡, 신전 간격의 변화 등이 대퇴경골 간 관절선에 영향을 주었으리 라 생각한다. 본 연구에서 고려하지 않은 폴리에틸렌 삽입 물의 두께 및 경사도, 추가적인 원위 대퇴골의 절제, 수술 전후의 슬개건의 길이 변화 등의 슬개골 높이에 영향을 줄 수 있는 다른 요소들과 함께 향후 추가적인 연구가 필 요하리라 생각한다.

결 론

슬관절 전치환술 시 경골 후방 경사각의 감소는 술후 슬개골 높이에 영향을 주는 요소 중 하나가 될 수 있어, 술전 방사선학적 검사에서 예상할 수 있는 술후 후방경사 각 감소에 대한 평가가 술후 슬개골 높이를 유지하는 데 도움이 되리라 생각한다.

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= 국문초록 =

목적: 슬관절 전치환술 시 경골 후방 경사각의 감소가 슬개골 높이에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.

대상 및 방법: 슬관절 전치환술 153예(후방십자인대 보존군 43예, 후방십자인대 대치군 110예)를 대상으 로, 수술 전후의 경골 후방 경사각 감소와 슬개골 높이를 측정하고, 상관관계를 분석하였다.

결과: 경골 후방 경사각 감소는 평균 6.6도, 슬개골 높이는 평균 1.4 mm의 감소를 보였으며, 후방 경사각 의 감소가 많을수록 슬개골 높이의 감소가 적은 약한 음의 상관관계를 보였다(r=−0.293, p=0.000). 후방 십자인대 보존군과 대치군에서 후방 경사각의 감소는 평균 3.5도, 7.8도(p=0.000), 슬개골 높이는 평균 2.2 mm, 1.2 mm의 감소가 있었다(p=0.146). 두 군 모두에서 음의 상관관계를 보였다(r=−0.438, p=0.003 vs r=−0.228, p=0.017).

결론: 슬관절 전치환술 시 경골 후방 경사각의 감소는 술후 슬개골 높이에 영향을 주는 요소 중 하나가 될 수 있으며, 술전 방사선학적 검사에서 예상할 수 있는 술후 후방경사각 감소에 대한 평가가 술후 슬개골 높이를 유지하는데 도움이 되리라 생각한다.

색인 단어: 슬개골 높이, 경골 후방 경사각, 슬관절 전치환술 with the posterior stabilized condylar knee prosthesis. J

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