결 과

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목 적 :현재 사용되고 있는 인공 슬관절 중 비교적 장기 추시가 가능했던 PFC (Press Fit Condylar) 인공 슬관절을 사용하여 시행한 슬관절 전치환술 중 골시멘트 사용과 후방 십자 인대 보존 유무에 따른 임상적, 방사선학적 결과와 생존율을 분석하고자 한다.

대상 및 방법 :1988년 1월부터 1999년 1월까지 PFC 인공 슬관절을 사용하여 슬관절 전치환술을 시행한 487명, 642예의 슬관절 중 추시가 가능하였던 364명, 520예를 대상으로 하였고 평균 추시기간은 7.1년(3-14년)이었다. 전례에서 PFC 초기형(original) 또는 조립형(modular)이 사용되었으며 전례를 후방 십자 인대 보존 여부에 따라 보존군과 대치군으로 분류하고 고정 방법에 따라 골시멘트 사용군과 무시멘트 군으로 나누었으며 각 군에 대한 임상적 평가 는 Hospital for Special Surgery (HSS) knee rating system을 사용하였으며 방사선학적 평가는 Bauer씨 법에 따라 대퇴경골각을 측정하였다. 생존율 분석은 실패의 기준을 슬관절 재치환술을 시행한 경우로 정하고 Kaplan-Meier의 방법을 사용하였으며 Log-Rank test로 통계 처리하였다.

결 과 : 후방 십자 인대 대치군에서 보존군보다 임상적 및 방사선학적 결과에서 보다 나은 성적을 보였고 생존율도 8년에 대치군이 97.2%, 보존군이 90.6%를 보였으나 통계학적인 의미는 없었다. 골시멘트 사용군에서 무시멘트 군보다 임상적, 방사선학적 결과에서 약간 우수하였으나 통계학적 의미는 없 었으며 생존율은 8년에 시멘트군에서 97.2%, 무시멘트군에서 83.1%로 유의한 차이를 보였다.

결 론 :후방 십자 인대 보존 유무에 따른 임상적 및 방사선학적 결과와 생존율에서 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 시멘트 사용 유무에 따른 결과 는 임상적, 방사선학적 결과에서는 차이가 없었으나 생존율에서 시멘트 사용군이 무시멘트군에 비해 우수하였다.

색인 단어 :슬관절 전치환술, PFC, 후방 십자 인대 보존, 시멘트 고정

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골시멘트 사용 및 후방 십자 인대 보존 유무에 따른 PFC 인공 슬관절 전치환술의 결과

배대경∙권오수∙이영호∙문지수

경희대학교 의과대학 정형외과학교실

서 론

Press Fit Condylar 인공 슬관절 기구는 Freeman⁹⁾이 press fit fixation의 개념을 도입하여 소개한 후 1984년 처음으로 임 상에 사용되어 지금까지 많은 형태의 변화를 거치면서 개선되고 발전되어 왔다. 현재는 후방 십자 인대 보존 유무 또는 골시멘 트 사용 여부의 선택도 가능하며 수술 중에 골 결손부 처리나 불안정성이 예상되는 경우에도 삽입물의 다양한 선택이 가능하 도록 설계되었다. 현재 PFC 기구에 대한 추시 결과들이 꾸준히 보고되고 있으며 이와같이 장기 추시가 가능한 한 종류의 삽입 물에 대해 후방 십자 인대의 보존 유무와 골시멘트 사용 유무에 따른 임상적, 방사선학적 결과와 생존율의 비교 분석은 의미가 있을 것으로 사료되어 연구를 시행하였다.

대상 및 방법

1988년 1월부터 1999년 1월까지 PFC 인공 슬관절을 사용하 여 슬관절 전치환술을 시행받은 487명, 642예의 슬관절 중 추시 가 가능하였던 364명, 520예를 대상으로 하였으며 전례에서 PFC 인공슬관절 기구를 사용하였다. 이중 후방 십자 인대 보존 형으로서 PFC 초기형(original)은 1988년 1월부터 1991년 8월 까지 시술되었으며 68명, 105예였고 PFC 조립형(modular)은 91년 11월부터 99년 1월까지 수술을 시행한 296명 환자, 415예 였다. 성별은 남자 46명, 여자 318명이었고 평균 추시 기간은 7.1년(3-14년)이었다. 원인 질환은 일차성 골관절염 362예, 류 마토이드 관절염 121예, 이차성 골관절염 31예, 혈우병성 관절 염 6예였다.

본 연구에서는 전예를 후방 십자 인대 보존 유무에 따라 보존 군 149예와 대치군 371예로 분류하였고 시멘트 사용 유무에 따 라 시멘트 사용군 440예와 무시멘트 군 80예로 분류하였다.

후방 십자 인대 보존 유무의 기준은 환자의 연령, 수술 전 내 반 변형 정도 및 굴곡 구축, 수술 중 후방 십자 인대의 상태와 변형 교정의 용이도 등으로 하여 수술 전에 이학적 검사나 방사 347

347 통신저자 : 배 대 경

서울시 동대문구 회기동 1 경희대학교 의과대학 정형외과학교실 TEL: 02-958-8366∙FAX: 02-964-3865

E-mail: [email protected]

선 소견을 통해 관절 굴곡 구축이나 내반 변형의 정도가 심한 경 우 후방 십자 인대 대치형을 고려하게 되나 최종 결정은 수술 중 에 후방 십자 인대의 상태를 직시하에 확인하고 긴장도를 검사하 여 결정하였다. 후방 십자 인대 보존 유무에 따른 원인 질환은 후 방 십자 인대 대치군에서는 일차적 골관절염 213예, 류마토이드 관절염 121예, 이차성 골관절염 31예, 혈우병성 관절염 6예였고 후방 십자 인대 보존군에서는 일차성 골관절염에서만 149예였다.

시멘트 사용 여부의 기준은 환자의 연령, 골의 상태 및 삽입 물과의 접촉성 등을 고려하였다. 시멘트 사용 유무에 따른 원인 질환은 시멘트 사용군에서는 일차성 골관절염 282예, 류마토이 드 관절염 121예, 이차성 골관절염 31예, 혈우병성 관절염 6예 였고 무시멘트 군에서는 일차성 골관절염에서만 80예였다.

2.방법

1) 임상적 평가 방법

Hospital for Special Surgery (HSS) knee rating system 을 사용하여 동통, 기능, 운동 범위, 근력, 굴곡 변형, 관절의 불 안정성 및 보행 보조기의 사용 유무와 관절 변형각의 항목에 대 하여 수술 전과 최종 추시 시의 결과를 평가하였다.

2) 방사선학적 평가 방법

Bauer씨 법에 따라 수술 전 및 최종 추시의 기립 전후방 사 진과 측방 사진을 촬영하여 슬관절 전후면 단순 방사선 촬영에 서 대퇴골 간부의 장축과 경골 간부의 장축이 서로 교차하는 각 중에서 예각을 대퇴 경골간 각으로 정하고 내반 및 외반의 각도 를 측정하여 해부학적 정렬을 평가하였다.

3^{) 생존율의 분석}

성공의 기준은 해당 기간동안 삽입물이 성공적으로 제 위치에 잔존해 있는 경우로 하였으며 실패의 기준은 해당 년동안 동통, 방사선적 해리 소견 및 기능적인 면을 고려하지 않고 삽입물을 제거하거나 재치환술을 시행한 경우로 하였다. 생존율 분석은 Kaplan-Meier 방법을 사용하였고 통계학적으로는 Log-Rank test로 검증하였다.

결 과

전례에서 수술 전 및 최종 추시의 HSS score는 56.2점에서 91.4점으로 향상되었으며 후방 십자 인대 보존군은 57.4점에서 91.2점으로 대치군은 52.2점에서 91.6점으로 향상되어 후방 십자 인대의 보존 유무에 따른 결과는 양군의 차이없이 거의 유사한 결과를 보이고 있으며(p>0.05) 시멘트 사용군은 53.1점에서

95.3점으로 무시멘트군은 58.6점에서 90.5점으로 향상되어 시멘 트 사용 유무에 따른 결과는 시멘트 사용군에서 보다 나은 결과 를 보였으나 통계학적으로 유의성은 없었다(p>0.05)(Table 3).

후방 십자 인대 보존 유무에 따른 수술 전 변형 정도는 후방 십자 인대 대치군에서 굴곡 구축 30^°이상의 심한 변형도 포함 되었으나 후방 십자 인대 보존군에서는 대부분 굴곡 구축 10^° 내외인 경우였다(Table 1). 시멘트 사용 유무에 따른 수술 전 변형 정도는 시멘트 사용군에서는 굴곡 구축 30^°이상의 변형이 심한 경우도 포함되었으나 무시멘트군에서는 굴곡 구축 10^°내 외인 경우만 포함되었다(Table 2).

2.방사선학적 결과

수술 전 및 최종 추시 시 대퇴-경골각은 내반 3.3^°에서 외반 5.5^°로 향상되었고 각 군에 따른 결과를 보면 후방 십자 인대 보 존군에서는 내반 3.2^°에서 외반 4.9^°로 대치군에서는 내반 3.3^°에

F.C: Flexion contracture, CR: Cruciate retaining, CS: Cruciate substitu- tion.

degree (°) No. of case

CR CS

Preop. Varus >20 0 12

Varus 10-20 8 78

Varus <10 141 281

Preop. F.C >30 0 42

F.C 10-30 41 137

F.C <10 108 192

Table 1.Preoperative deformity according to preservation of PCL

F.C: Flexion contracture.

degree (°) No. of case Cemented Cementless

Preop. Varus > 20 12 0

Varus 10-20 74 0

Varus <10 354 80

Preop. F.C >30 42 0

F.C 10-30 161 11

F.C <10 237 67

Table 2.Preoperative deformity according to cement fixation

CR: Cruciate retaining, CS: Cruciate substitution. T-F angle: Tibio- Femoral angle.

HSS T-F angle (°) Survival rate Preop Last F/U Preop Last F/U 8 year

CR 57 91 -3.2 4.9 90.6%

CS 52 91 -3.3 5.6 97.2%

Cemented 53 95 -3.5 5.8 97.2%

Cementless 58 90 -3.1 4.9 83.1%

Table 3.Clinical, radiological results and survival rate

서 외반 5.6^°로 각각 향상되었으나 통계학적 유의성은 없었다 (p>0.05). 시멘트 사용에 따른 분류에서 시멘트군은 내반 3.5^°에 서 외반 5.8^°로 무시멘트군은 내반 3.1^°에서 외반 4.9^°로 각각 향 상되었으나 역시 통계학적 유의성은 없었다(p>0.05)(Table 3).

후방 십자 인대 보존 유무에 따른 수술 전 내반 정도는 후방 십자 인대 대치군에서 내반 20^°이상의 심한 변형도 포함되었으 나 후방 십자 인대 보존군에서는 대부분 내반 10^°미만 내외인

경우였다(Table 1). 시멘트 사용 유무에 따른 수술 전 내반 정 도는 시멘트 사용군에서는 내반 20^°이상의 변형이 심한 경우도 포함되었으나 무시멘트 군에서는 내반 10^° 미만 내외인 경우였 다(Table 2)(Fig. 1).

3.생존율 분석(Survivorship analysis)

추시 기간중 삽입물 무균성 해리 및 폴리에틸렌 마모 등으로 인하여 재치환술을 시행받은 경우는 총 13예로서 전체적인 생존 율은 4년과 8년에 각각 98.7%와 95.2%였다(Fig. 2). 각 군 별 생존율을 살펴보면 후방 십자 인대 보존군은 4년과 8년 생존율 은 각각 95.8%와 90.6%였으며 후방 십자 인대 대치군은 100%

와 97.2%으로 후방 십자 인대의 보존 유무에 따른 생존율은 후 방 십자 인대 대치군에서 보존군보다 더 우수한 결과를 나타내었 으나 통계학적 유의성은 없었다(p>0.05). 시멘트 사용군은 4년과 8년 생존율에서 각각 99.5%와 97.2%였으며 무시멘트군은 92.4%

와 83.1%로 시멘트 사용 유무에 따른 생존율은 시멘트 군에서 무시멘트 군보다 통계학적으로 더 우수한 결과를 보였다(p<0.05).

고 찰

PFC 인공 슬관절은 1982년에 고안되어 1984년에 처음 임상 에 사용되었으며 초기형(PFC original)은 후방 십자 인대를 보 존할 수 있는 형태로 사용되어 오다 1988년에 조립형(modular type)으로 개선되어 후방 십자 인대 보존형 또는 대치형의 두 Fig. 1.Radiographs of the right knee of a 61 year old man with

rheumatoid arthritis. A) Preoperative AP view shows joint space narrowing of both medial and lateral compartments. B) AP view taken at a postoperative 9 years after TKA shows well fixed com- ponent and good alignment.

A B

Fig. 2. Radiographs of the left knee of a 52 year old woman with osteoarthritis. A) Preoperative AP view shows varus deformity and multi- ple osteophyte formation. B) AP view at a postoperative 7 years 10 months shows femoral component loosening. C) AP view after revi- sion surgery in the same patient.

A B C

종류로 구성되었으며 또한 골결손 부위에 삽입물을 보강(aug- mentation)하거나 지주(stem)의 사용이 가능하고 폴리에틸렌 만으로 제작된 슬개골 삽입물을 사용하게 되었다. PFC는 형태 의 변화는 다소 있었지만 현재까지 계속 사용되었으며 장기 추 시가 가능한 기구의 하나로 최근 많은 결과들이 보고되고 있다.

Ranawat 등¹⁶⁾은 PFC 후방 십자 인대 대치형의 전치환술 후 6 년 생존율 97%의 결과를 보였으며 Martin 등¹²⁾은 306예에서 초기형인 후방 십자 인대 보존형 인공 슬관절 전치환술 후 평균 6.5년 추시관찰하여 금속판 부착 슬개골 삽입물(metal backed patella component)에 의한 원인을 포함하여 5.5%의 합병증 발생률을 보고하였다. 시멘트를 사용한 후방 십자 인대 보존형 의 결과는 Beuhler 등⁴⁾이 9년 추시 결과 93.4%의 생존율을 보 고하였고 Khaw 등¹⁰⁾이 10년 생존율 95.5%를 보고하였다. 이 상의 여러 저자들의 보고와 같이 PFC 인공 슬관절 치환술의 결과는 우수하며 합병증이나 재치환술이 시행된 경우의 대부분 은 PFC 초기 형태(PFC original)로 금속판 부착 슬개골 삽입 물(metal backed patella component)과 관련된 것이었다. 본 연구에서 얻어진 결과도 8년 생존율은 95.2%로 다른 보고와 유 사한 결과를 보이고 있으며 합병증도 금속판 부착 슬개골 삽입 물 마모나 해리, 폴리에틸렌 마모 등으로 유사한 양상이었다.

과거 많은 저자들은 후방 십자 인대 보존형이 대치형에 비해 수술 후 성적이 더 우수하다고 보고하였는데 Andriacchi와 Ga- lante¹⁾는 보존형이 관절 운동 각도나 기능에서 우수하며 마모에 도 큰 영향을 주지 않는다고 하였고 Dorr 등⁶⁾과 Andriacchi 등²⁾ 은 보행 분석과 근전도 검사를 통해 후방 십자 인대 대치형이 보존형보다 보행이나 계단 오를 때에 효율이 저하됨을 보고하였 다. 그러나 최근에는 보존형과 대치형 간에 기능상의 결과 차이 는 없으며 대치형에서 대퇴-경골의 전위가 정상에 가깝게 일어 남을 보고하고 있다^3,19-21). Laskin¹¹⁾은 15^°이상의 내반이 있을 때 보존형에서 동통과 관절 운동 각도가 감소함을 보고하였고 Simmons 등¹⁸⁾은 수술 전 변형정도가 심할 때 대치형의 성적이 더 우수함을 보고하여 변형이 심한 경우 후방 십자 인대 대치형 의 결과가 더 우수하다고 보고하고 있다. 본 연구에서도 후방 십자 인대 보존 유무에 따른 비교에서 후방 십자 인대 보존군과 대치군의 수술 전 임상 점수는 후방 십자 인대 대치군에서 보존 군보다 현저히 낮은데 이는 후방 십자 인대 대치형 기구가 굴곡 구축과 내반 변형이 심해 후방 십자 인대가 기능을 하기에 부적 절하거나 변형 교정을 쉽게 하기 위해 주로 사용되기 때문으로 사료된다. 최종 추시 시 임상 점수는 91점으로 양군간에 차이없 이 향상되었으나 수술 전 임상 점수를 고려한다면 후방 십자 인 대 대치군에서 임상 점수가 더 많이 향상되었다. 따라서 후방 십자 인대 보존 유무에 따른 결과의 차이는 없으나 대치군이 보 존군보다 상대적으로 변형이 심한 경우에 사용된 점을 감안하면 대치군에서 더 우수한 결과를 얻을 수 있음을 시사한다.

Font-Rodrigeuz 등⁸⁾은 Insall-Burstein 후방 십자 인대 대치 형의 14년 생존율 98.1%를 보고하였고 Schai 등¹⁷⁾은 155예의

후방 십자 인대 보존형의 추시 결과 10년 생존율 90%를 보고하 고 재수술이 시행된 19예 중 대부분은 금속판 부착 슬개골과 폴 리에틸렌 마모였다. Milulak 등¹⁴⁾의 최근 보고에서 후방 십자 인대 대치형의 4.7년 추시 결과는 2.9%의 골 용해와 해리의 합 병률을 보이고 있으며 box-cam 충돌(impingement)에 의한 회전력으로 인한 대퇴 경골면 사이의 응력이 해리를 유발시킬수 있음을 시사하였다. 본 연구의 생존율에서도 다른 저자들과 유 사한 결과를 보이고 있고 8년 생존율은 대치군이 97.2%로 보존 군 90.6%에 비해 약간 더 우수하였으나 대치군에서는 류마토이 드 관절염 또는 외상성 관절염 등 변형이 심하고 골 상태가 불 량한 경우를 포함하므로 실제적으로 대치군의 결과가 보존군보 다 더 우수하다는 점을 시사할 수 있다.

슬관절 전치환술에서 시멘트 사용의 문제는 그동안 많은 논란 의 대상이 되어 왔으나 시멘트 사용의 장점은 골과 기구사이의 표면이 약간의 불일치를 보일지라도 시멘트로 이를 해결하기 용 이하며 골밀도가 양호하지 않은 골에도 사용할 수 있고 연령에 구분없다는 점 등이며 이에 반해 무시멘트형 기구 사용은 기구 의 단단한 고정 및 유지를 위한 적절한 골구조가 필요하며 따라 서 비교적 젊은 연령층 즉 55세 이하가 주로 대상이 된다⁵⁾. Moran 등¹⁵⁾은 무시멘트형 porous coated 기구를 사용한 108예 에서 평균 64개월 추시 관찰하여 5년 생존율 84%, 6년 생존율 77%로 보고하고 있고 Whiteside²²⁾는 Ortholoc I을 이용한 무 시멘트형의 10년 생존율 94%의 양호한 결과를 보고하였으나 Duffy 등⁷⁾은 시멘트형과 무시멘트형을 비교한 전향적 연구 논 문에서 무시멘트형이 해리 등의 기계적인 원인으로 더 높은 재 치환술의 빈도를 보여 10년 생존율은 시멘트형이 94%, 무시멘 트형 88%로 시멘트형이 더 나음을 보고하였다. McCaskie 등¹³⁾ 도 5년간 추시 관찰한 시멘트와 무시멘트 고정의 비교 결과 통 계학적 유의성이 없음을 보고하고 무시멘트형 기구가 고가인 점 을 고려한다면 굳이 사용할 필요성이 없다는 점을 시사하였다.

본 연구에서는 임상 결과에 있어 시멘트 사용군에서 수술 전 점수가 낮음에도 불구하고 수술 후에는 무시멘트군보다 더 높은 점수를 보였으며 8년 생존율에 있어서도 시멘트군이 97.2%로 무시멘트군의 83.1%에 비해 현저히 우수한 결과를 보였는데 무 시멘트군은 전술한 바와 같이 연령이 비교적 젊어 골 구조가 양 호하며 굴곡 구축이나 내반 변형이 적고 삽입물과의 접촉이 좋 은 경우에 사용하므로 수술 전 점수가 더 높은 것으로 사료되나 그럼에도 불구하고 수술 후 시멘트군의 결과가 더 우수한 것은 무시멘트형의 경우 PFC 초기형의 후방 십자 인대 보존형으로 서 대퇴 삽입물의 형태, 평평한 폴리에틸렌 삽입물 또는 금속판 부착 슬개골 삽입물 등의 기구 자체의 결함과 관련이 있을 것으 로 사료된다.

요약 및 결론

후방 십자 인대 대치형이 임상적, 방사선학적 결과 및 생존율

에 있어 보존형보다 결과가 보다 우수하였으나 통계학적 의미는 없었다. 그러나 일반적으로 대치형이 주로 변형이 심하여 수술 전 상태가 더 불량한 경우에 사용된 점을 감안하면 대치형이 더 우수한 결과를 얻었음을 시사할 수 있다. 시멘트 사용군에서 무 시멘트군보다 생존율에서 우수하여 통계학적으로 유의한 차이를 보였고 임상적, 방사선학적 결과도 시멘트 사용군이 무시멘트군 보다 더 우수하였으나 통계학적 의의는 없었다. 무시멘트군이 골 구조가 양호하고 변형이 심하지 않은 경우에 사용됨에도 불 구하고 저조한 결과를 보인 것은 PFC 초기형(original)기구의 형태학적 결함과 관련이 있을 것으로 사료된다.

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Purpose :To analyze clinical, radiological results and survival rates of Press Fit Condylar total knee arthroplasty and compare the results of cruciate-retaining versus cruciate-substitution, and cement versus cementless fixation.

Materials and Methods :We analyzed 364 patients, 520 knees, which had undergone PFC total knee arthroplasty during the period January 1988 to January 1999. Average follow-up period was 7.1 years (3-14 years). Cases were divided into 2 categories:

cruciate-retaining (CR) versus substitution (CS) and cement versus cementless fixation. The clinical results were evaluated using the Hospital for Special Surgery knee scoring system and radiological results were obtained by measuring tibiofemoral angle using Bauer’s method. Survivorship analysis was performed using Kaplan-Meier method with revision for any reason as the end point.

Results : Clinical, radiological results and the survival rate in the cruciate substitution group were slightly better than those of the cruciate retaining group but no statistical difference was found. Survival rate in the cemented group was significantly higher than that in the cementless group. Clinical and radiological results of the cemented group were better but there was no statistical signif- icance between the two groups.

Conclusion :No differences were found in the postoperative results of the CR and CS groups. Survival rate in the cemented group was superior to that of the cementless group, which was used even in good bone stock and less deformed cases. This results may be related to a design problem of the cementless prosthesis.

Key Words : Total knee arthroplasty, PFC, Cruciate-retaining, Cement fixation

The Results of PFC Total Knee Arthroplasty

- comparative study of cruciate retaining versus substitution and cement versus cementless fixation -

Dae Kyung Bae, M.D., Oh Soo Kwon, M.D., Young Ho Lee, M.D., and Jee Soo Moon, M.D.

Department of Orthopaedic Surgery, School of Medicine, Kyung Hee University, Seoul, Korea

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