Original Article J Korean Orthop Assoc 2014; 49: 355-365 • http://dx.doi.org/10.4055/jkoa.2014.49.5.355 www.jkoa.org
감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
강준순 • 문경호 • 이동주 • 김영태 • 류동진 • 최재황
인하대학교 의과대학 정형외과학교실
Long-Term Clinical Outcome of Two Stage Revision Surgery for Infected Hip Arthroplasty Using Cement Spacer
Joon-Soon Kang, M.D., Kyoung Ho Moon, M.D., Tong-Joo Lee, M.D., Young-Tae Kim, M.D. , Dong-Jin Ryu, M.D., and Jae-Hwang Choi, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Inha University School of Medicine, Incheon, Korea
Purpose: We retrospectively analyzed long-term clinical results after two-stage revision arthroplasty using an antibiotic-impregnated
cement spacer for infected total hip arthroplasty.Materials and Methods: Twenty-six hips (group 1: cup exchanged, group 2: cup and stem exchanged) were enrolled in this study. The
mean follow-up period was 7.4 years (5 to 11 years). We analyzed the laboratory findings, the time interval between antibiotic-impregnated cement spacer insertion and revision arthroplasty, Harris hip score, Oxford hip score, radiologic changes, and recurrence of infection.Results: Revision hip arthroplasty was performed at 7.5 weeks on average (group 1: 7.2 weeks, group 2: 7.7 weeks) after implant removal
and cement spacer insertion. In group 1, Harris hip score was 51.1 points preoperatively, 84.4 points at six months, 89.3 points in at one year, 91.8 points at three years, and 89.8 points at five years. In group 2, the Harris hip score was 49.8 points preoperatively, 78.1 points at six months, 83.7 points at one year, 90.3 points at three years, and 88.7 points at five years. Recurrence of infection developed in one hip in each group.Conclusion: Ninety-two percent of infected hips were eradicated with two-stage revision arthroplasty using an antibiotic-impregnated
cement spacer for infected hip arthroplasty at minimum five-year follow-up. When the infection was limited to the hip joint and the stem was fixed well, two-stage revision with stem retained could be a good treatment option.Key words: hip arthroplasty, infection, revision, spacer
서 론
인공 고관절 치환술(반치환술, 전치환술) 후 감염은 수술 후 발생 하는 가장 심각한 합병증 중 하나로, 원인균 및 치료 방법에 따라 예후에 차이를 보이며 치료에 오랜 시간이 소요되는 것으로 알려
져 있다. 최근 감염에 대한 인식의 변화, 수술실 환경의 개선, 술 기의 발전 및 예방적 항생제 투여 등으로 과거에 비하여 그 빈도 는 감소하고 있으나, 현재도 약 1%-2%에 이르는 것으로 보고되 고 있다.1-3)
감염된 인공 고관절의 재치환술의 경우 연부조직의 구축과 골 다공증, 하지 부동과 고관절 운동 범위의 감소, 고관절 탈구 등의 합병증이 발생할 수 있어 치료에 주의가 필요하다.4) 인공 고관절 치환술 후 발생한 감염에 대한 치료 방법으로 변연 절제술 및 항 생제 투여, 관절 유합술, 절제 성형술(resection arthroplasty), 재치 환술 등이 있으며, 재치환술에는 1단계 또는 2단계 재치환술이 있
pISSN : 1226-2102, eISSN : 2005-8918
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“This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.”
The Journal of the Korean Orthopaedic Association Volume 49 Number 5 2014 Received December 19, 2013 Revised February 28, 2014
Accepted June 28, 2014
Correspondence to: Young-Tae Kim, M.D.
Department of Orthopedic Surgery, Inha University Hospital, 27 Inhang-ro, Jung-gu, Incheon 400-711, Korea
TEL: +82-32-890-2800 FAX: +82-32-890-3047 E-mail: [email protected]
다.5) 절제 성형술은 감염 근치에는 효과적이지만 동통, 파행, 관절 기능면에서 후유증이 많아 제한적으로만 시행하고 있다.4) 현재까지 보고된 국내외 여러 연구에 따르면, 배출동이 없고 면역력이 정상인 환자에서 적절한 항생제 치료가 가능한 경우 1 단계 재치환술이 가능하다는 보고도 있지만, 감염의 재발을 최소 화하기 위해서는 2단계 재치환술이 보다 효과적인 방법으로 받 아들여지고 있다.5-7)
최근에는 골 결손 및 연부조직 손상을 최소화하기 위해 1단계 수술 시 대퇴 스템은 유지한 채 비구컵만을 제거하고 항생제 골 시멘트 충전물을 삽입하는 술기를 사용하여 90% 이상의 치료 성 공률을 보고하는 논문이 발표되고 있다.8-10)
본 연구는 감염된 인공 고관절 환자의 치료에 있어 자체 제작 한 항생제 골 시멘트 충전물(prosthesis of antibiotic loaded acrylic cement, PROSTALAC)을 삽입한 후 2단계 재치환술 시행하고 최 소 5년 이상의 추시가 가능했던 환자들의 임상 결과를 분석하여 그 유용성을 평가하고자 하였다.
대상 및 방법
1. 연구 대상
1998년 6월부터 2008년 5월까지 인공 고관절 치환술(반치환술 및 전치환술) 시행 후 발생한 심부 감염으로 인하대병원에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술을 시행한 환자 중 최 소 5년 이상 추시가 가능했던 26예(반치환술 5예, 전치환술 21예) 를 대상으로 후향적으로 분석하였다. 대상 환자 중 타 병원에서 인공 고관절 치환술을 시행한 예가 20예, 본원에서 시행한 예는 6 예였다. 성별은 남자 12명, 여자 14명이었으며, 수술 시 연령은 평 균 64세(48-76세)였다. 인공 고관절 치환술의 원인 질환은 대퇴 경부 및 근위부 골절 16예, 골 관절염 6예, 대퇴골두 무혈성 괴사 증 4예였다. 인공 고관절 치환술 시에 사용한 대퇴 주대는 무시멘 트형이 22예, 시멘트형이 4예였다.
심부 감염은 임상적으로 동통 및 파행, 관절 운동 범위 감소, 배출동, 홍반, 발열 등의 증상을 보이거나, 방사선학적으로 방
사선 투과선, 해리 등의 감염을 의심할 만한 소견이 있고, 적혈 구 침강 속도(erythrocyte sedimentation rate, ESR), C 반응성 단백 질(C-reactive protein, CRP) 등의 감염 표지자의 증가 및 수술 소 견상 육아조직 또는 고관절 내 농양 소견을 보이면서 그람 염색 에서 균이 검출되거나 병리 동결 표본검사의 고배율 시야(high power field, HPF)에서 5개 이상의 다형핵호중구 세포(polymor- phonuclear neutrophil)가 확인되는 경우로 정의하였다. 감염 부위 의 확인, 특히 대퇴골의 감염 여부는 gallium scan을 이용하였다.
배출동이 있었던 경우는 1예였고, 전체 예에서 술 전 고관절 천 자를 시행하여 배양검사를 실시하였다. 술 전 배양검사에서 균이 증명된 경우는 5예였다.
대퇴 스템은 유지하고 비구 부품만 2단계 재치환술을 시행한 경우가 11예(1군), 대퇴 스템과 비구컵 모두 제거하고 2단계 재치 환술을 시행한 경우가 15예(2군)였다.
인공 고관절 치환술 후 감염이 진단된 시기는 수술 후 최소 1.5 개월에서 최대 31개월로 평균 19개월(1.6년)이었으며, 모든 예가 만성 감염 단계에 해당되었다. 2단계 인공 고관절 재치환술 후 추 시 기간은 최소 62개월에서 최장 132개월로 평균 추시 기간은 89 개월(7.4년)이었다.
2. 수술 방법 및 수술 후 치료
전체 예에서 후외방 도달법을 사용하여 먼저 감염된 고관절 내의 관절액에 대해 그람 염색 및 감염이 의심되는 고관절 주위 연부 조직의 동결 표본검사를 하였으며, 감염된 조직 및 활액막 변연 절제술을 철저히 시행하였다.
수술 전 영상 소견, galllium 골 주사 소견, 임상 소견 및 수술실 소견상 감염이 고관절 내에만 있고 대퇴 스템이 안정되게 유지되 어 있었던 11예(1군)에서는 대퇴 스템은 유지한 채로 비구컵을 제 거하고, 항생제 골 시멘트 충전물로 비구 성형술을 시행하였다 (Fig. 1, 2).
비구부 감염과 대퇴골 골수염, 주변부로의 심부 감염이 있거 나, 대퇴 스템의 해리로 불안정한 소견을 보인 15예(2군)에서는 대퇴골 전자부위의 절골술을 시행한 후 드릴 및 절골기를 사용하
Figure 1. Management protocol of 1st stage operation: implant removal and prosthesis of antibiotic loaded acrylic cement (PROSTALAC) insertion.
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감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
여 골결손을 최소화하면서 삽입된 대퇴 스템을 제거하였다(Fig.
1, 3). 대퇴 스템을 제거한 2군의 경우, 본원에서 보관중인 소독된 구형 대퇴 스템을 이용하여 겐타마이신(gentamycin) 1 g이 함유된 골 시멘트 40 g당 분말 상태인 반코마이신(vancomycin) 1 g을 혼
합하여 만든 골 시멘트 충전물을 삽입하였다. 모든 환자에게 배 액관을 삽입하였고, 수술 후 배액량이 50 ml 이하일 경우 제거하 였다.
1차 수술 후 배액관 제거 시까지 침상 안정을 시행하였으며, 이 Figure 2. Second stage revision arthroplasty, using the stem retention method. (A) Initial radiograph at infection diagnosis. (B) 1st stage operation:
acetabular cup removal and prosthesis of antibiotic loaded acrylic cement (PROSTALAC) insertion, stem retention. (C) 2nd stage revision operation after eight weeks. (D, E) There is no definite abnormal finding at one-year, five-year follow-up.
Figure 3. Second stage revision arthroplasty, with stem removal. (A) Initial radiograph at infection diagnosis. (B) 1st stage operation: acetabular cup and femoral stem removal and prosthesis of antibiotic loaded acrylic cement (PROSTALAC) insertion. (C) 2nd stage revision operation after seven weeks. (D, E) There is no definite abnormal finding at one-year, five-year follow-up.
후 가능한 범위 내에서 휠체어 및 목발 보행을 허용하였다. 매주 ESR과 CRP, 호중구 비율(neutrophil percentage, %)을 추적 관찰하 면서 1차 수술 후 감염의 조절 여부를 확인하였다.
1차 수술 후 정맥 항생제는 항생제 감수성 결과와 감염 내과 협 진에 따라 사용하였는데, 특정 항생제에 감수성이 있는 균이 동 정되었을 경우에는 해당 항생제를, methicilline resistant Staphylo- coccus aureus (MRSA)의 경우는 반코마이신을 투여하였다. 균이
동정되지 않은 경우에서는 가장 흔한 감염균으로 알려진 그람 양 성균에 대비하여 3세대 cephalosporin계 항생제를 사용하였으며, 2주 간의 항생제 정맥 투여에도 불구하고 실험실 수치 및 임상 증 상의 호전이 없을 경우에는 반코마이신으로 변경하여 투여하였 다.
정맥 항생제는 1차 수술 후 최소 6주 이상 사용하였으며, 임상 적으로 감염의 소견이 없고, 혈액검사상 ESR, CRP, 호중구 비율 이 정상화된 경우 2단계 재치환술을 시행하였다.
2단계 재치환술 역시 후외방으로 접근하였으며, 그람 염색 및 응급 동결표본(frozen section) 검사를 시행하여 응급 동결표본 검 사에서 다형핵호중구 세포가 HPF에서 5개 이하로 검출된 경우에 한해 시행하였다. 25예에서는 육안적으로 농양이나 급성 염증의 소견은 관찰되지 않았으며 그람 염색에서도 미생물은 검출되지 않아 감염이 성공적으로 조절되었다고 판단하였으나, 1예에서 그 람 염색에서는 균이 보이지 않았지만, 응급 동결표본 검사 HPF에 서 다형핵호중구 세포가 10개 이상 검출되어 다시 PROSTALAC 를 삽입하였다.
2단계 재치환술 후 정맥 항생제는 수술 후 2, 4, 6일의 ESR과 CRP의 수치, 2단계 수술 시 시행한 배양 검사 결과 및 감염 내과 협진에 따라 사용 기간을 결정하였다. 2단계 재치환술 후 배양 검 사 결과가 나올 때까지 정맥 항생제를 유지하였으며,11) 배양 검사 양성인 경우에는 감염 내과 협진 후 항생제 사용 기간을 결정하 였고, 음성인 경우에는 수술 후 2, 4, 6일 ESR, CRP를 연속 측정한 수치를 참고로 하여 사용 기간을 결정하였다. White 등12)과 Hart 와 Jones13)의 연구를 참고하여 수술 후 2, 4, 6일 지속적으로 감소 하는 양상을 보이면 수술 후 6일까지 정맥 항생제를 투여하였고, 수술 후 6일에 측정치가 수술 후 2, 4일에 비해 증가한 경우에는 수술 후 2주간 정맥 항생제를 유지하였다.
2단계 재치환술 시 주위골 결손이 심한 5예 중 비구부 결손이 있었던 3예에 대해서는 골 은행에 보관 중인 저온 냉동 보관된 동종골을 이용하여 파쇄 동종골 압박 이식을 시행하고 Pinnacle revision acetabular cup (Depuy, Warsaw, IN, USA)을 사용하였다.
대퇴골 결손이 심했던 2예의 경우, 1예는 동종 피질골을 이용한 지주골 이식 후, 시멘트형 대퇴 스템을, 1예는 파쇄 동종골 압박 이식 후, Solution System (Depuy)을 사용하였다. 골 이식을 시행 한 5예에서는 4주째 재활 운동을 시작하였으며, 다른 환자들의 경 우 2차 재치환술 후 2주째 재활운동을 시작하였다.
3. 감염치료 결과의 분석
2단계 인공 관절 치환술의 임상적 결과 평가는 ESR/CRP 등의 실험실 검사 수치 변화 및 감염의 재발 여부, Harris 고관절 점수, Oxford 고관절 점수, 합병증의 발생 여부로 분석하였으며, 방사선 학적 분석은 단순 방사선 사진에서의 대퇴골 및 비구골의 방사선 투과 음영 및 골 용해, 삽입물의 안정성 등을 평가하였다.
진단 당시와 수술 후 6주 뒤에 ESR/CRP의 결과를 확인하였 으며, paired t-test를 이용하여 분석하였다. 2단계 재치환술 후 6 개월, 1, 3, 5년 순서로 Harris 고관절 점수 및 Oxford 고관절 점수 를 평가하였다. 순차적으로 측정한 hip score는 repeated measure ANOVA test를 적용하여 분석하였다. 수술 전 및 수술 후 고관절 운동 범위를 확인하였으며, 고관절 전후 및 측면 단순 촬영을 수 술 후 6주, 3개월, 6개월, 매년 시행하였다. 방사선 투과 음영과 골 용해는 대퇴골의 Gruen 구역, 비구골의 Charnley와 DeLee 구역으 로 나누어 관찰하였으며, 이소성 골형성 여부를 확인하였다.
통계분석은 PASW Statistics ver. 18.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하였으며, p＜0.05일 경우 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.
결 과
1. 세균 배양 검사
1차 수술 시 시행한 균 배양 검사에서 Staphylococcus aureus 가 10예(methicillin sensitive Staphylococcus aureus [MSSA]: 5 예, MRSA: 5예), coagulase negative Staphylococcus (CNS)가 6예, Escherichia coli 2예, Enterococcus faecium 1예, MRSA와 CNS가 같이 동정된 경우는 1예였으며, 균이 배양되지 않은 경우가 6예였 다(Table 1).
Table 1. Culture Organism from Infected Hip Arthroplasty
Microorganism n
MSSA 5
MRSA 5
CNS 6
Escherichia coli 2
Enterococcus faecium 1
MRSA & CNS 1
Unidentified 6
Tatal 26
MSSA, methicillin-sensitive Staphylococcus aureus ; MRSA, methi- cillin-resistant Staphylococcus aureus ; CNS, coagulase negative Staphylococcus aureus.
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감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
2. 혈액 검사
수술 전 시행한 혈액 검사에서 ESR은 평균 60.4 mm/h (19-136 mm/h), CRP는 평균 4.87 mg/dl (0.89-24.56 mg/dl)에서 2차 재치 환술 6주 후 ESR은 평균 18.2 mm/h (2-49 mm/h), CRP는 평균 0.32 mg/dl (0.02-1.14 mg/dl)로 감소하였으며, 수술 전에 비하여 통계적으로 유의한 차이를 보였다(ESR: p-value=0.003, CRP: p- value=0.002) (Fig. 4). PROSTALAC 삽입 후 ESR, CRP 정상화까 지의 기간은 대퇴 스템 유지군과 대퇴 스템 제거군에서 각각 5.2 주/3.1주, 5.6주/3.6주로 나타났으며, 이는 통계적으로 유의한 차 이를 보이지 않았다(ESR: p-value=0.237, CRP: p-value=0.315). 또 한 PROSTALAC 삽입 후 2단계 재치환술까지의 평균 소요 기간 역시 대퇴 스템 유지군, 대퇴 스템 제거군에서 각각 7.2주, 7.7주로 관찰되었으며, 두 군 간에 유의한 차이는 없었다(p-value: 0.475).
3. 감염 치료 결과
2단계 재치환술 후 2예에서 감염 재발 소견을 보여, 평균 7.4년 추 시 기간 동안 92.3%의 치료 성공률을 보였다(Table 2). 재발 소견 을 보인 1예는 MRSA와 CNS가 같이 배양되었던 73세 남자 환자 로 2단계 재치환술 후 17개월 추시 때 재발하였다. 이 환자는 대 퇴 스템을 유지하였던 경우(1군)로, 감염 재발 후 수술장 소견에 서 고관절 내 및 대퇴골 주변부 감염 소견을 보여 대퇴 스템과 비 구컵을 모두 제거한 후 PROSTALAC를 삽입하였으며, 배양 검 사에서 MRSA가 확인되어 반코마이신을 10주간 정주하여 ESR, CRP가 정상화된 후, 재-재치환술 시행하였다. 마지막 수술 후 최 근 2년 추시에서 재감염 소견은 관찰되지 않았다.
다른 1예는 87세 여자 환자로 최초 감염균은 MRSA가 배양되 었으며, 1단계로 대퇴 스템, 비구컵 등의 모든 삽입물 제거한 경 우(2군)로 PROSTALAC 삽입 후 8주째 ESR, CRP가 정상화되어 2 단계 재치환술을 시행하였다. 2단계 치환술 40개월 후 수술 부위
동통 및 열감으로 고관절 천자 검사상 MRSA가 다시 검출되었으 며, 재-재치환술 소견상 관절 내 염증이 심하지 않고, 고령으로 환자 본인이 적극적인 치료를 원하지 않아 광범위 변연 절제술만 시행하였다. 반코마이신을 8주간 투여하여 ESR 26 mm/h, CRP 0.26 mg/dl로 호전되는 양상이 관찰되어 추가적인 수술적 치료 없 이 외래 추시 중이며, 재-재치환술 후 60개월 추시에서 ESR 32 mm/h, CRP 0.62 mg/dl로 나타났다.
4. 임상적 결과
대퇴 스템은 유지하고, 비구 부품만 2단계 재치환술을 시행한 1군 11예의 경우, Harris 고관절 점수는 수술 전 평균 51.1점에서 6개월 추시 시 84.4점, 1년 추시 시 89.3점, 3년 추시 시 91.8점, 5년 추시 시 89.8점으로 평가되었으며, Oxford 고관절 점수는 수술 전 평균 20.3점에서 6개월 추시 시 42.0점, 1년 추시 시 44.1점, 3년 추시 시 44.7점, 5년 추시 시 42.5점으로 평가되었다.
대퇴 스템과 비구컵을 모두 제거하고 2단계 재치환술을 시행 한 2군 15예의 경우, Harris 고관절 점수는 수술 전 평균 49.8점 에서 6개월 추시 시 78.1점, 1년 추시 시 평균 83.7점, 3년 추시 시 90.3점, 5년 추시 시 평균 88.7점으로 평가되었으며, Oxford 고관 절 점수는 수술 전 평균 18.1점에서 6개월 추시 시 36.4점, 1년 추 시 시 41.4점, 3년 추시 시 43.6점, 5년 추시 시 42.1점으로 관찰되 Figure 4. Laboratory results of 2nd stage revision arthroplasty. (A) Serial change of ESR. (B) Serial change of CRP. PROSTALAC, prosthesis of antibiotic loaded acrylic cement; ESR, erythrocyte sedimentation rate; CRP, C-reactive protein.
Table 2. Results of 2nd Stage Revision Arthroplasty, according to Stem Management Method
Stem retention (n=11)
Stem removal
(n=15) p-value
Re-infection 1 (9.09) 1 (6.67) 0.51 Periprosthetic fracture 0 (0.00) 1 (6.67) 0.58 Values are presented as number (%).었다. 2단계 재치환술 후 6개월 및 1년까지 기능적 고관절 점수는 1군에서 통계적으로 유의하지는 않지만, 높게 측정되는 경향을 보였다(Harris 고관절 점수: p-value=0.057, Oxford 고관절 점수:
p-value=0.065) (Fig. 5).
관절 운동 범위는 슬관절 굴곡 시 고관절 굴곡의 경우 1군은 수 술 전 평균 75.8도, 6개월 추시 시 98.3도, 1년 추시 시 105.4도, 3년 추시 시 108.0도, 5년 추시 시 107.1도로 측정되었으며, 2군은 수술 전 평균 74.3도, 6개월 추시 시 95.1도, 1년 추시 시 100.6도, 3년 추 시 시 106.1도, 5년 추시 시 105.6도로 측정되었다(Fig. 6A). 고관절 굴곡 기능은 술 후 1년까지 1군에서 더 빨리 회복하는 경향을 보 였다(p=0.031).
고관절 외전의 경우 1군은 수술 전 평균 24.2도에서 6개월 추 시 시 31.4도, 1년 추시 시 34.3도, 3년 추시 시 33.9도, 5년 추시 시 34.0도로 측정되었으며, 2군은 수술 전 평균 23.9도, 6개월 추시 시 28.1도, 1년 추시 시 33.7도, 3년 추시 시 34.1도, 5년 추시 시 34.3도 로 측정되었다(Fig. 6B). 고관절 외전은 술 후 6개월까지 1군에서 더 빨리 회복하는 경향을 보였다(p=0.047).
고관절 내전의 경우 1군은 수술 전 평균 20.4도에서 6개월 추 시 시 27.5도, 1년 추시 시 28.1도, 3년 추시 시 28.0도, 5년 추시 시 28.2도로 측정되었으며, 2군은 수술 전 평균 20.1도, 6개월 추시 시 27.3도, 1년 추시 시 27.9도, 3년 추시 시 28.2도, 5년 추시 시 28.1도 로 측정되었다(Fig. 6C).
고관절 외회전의 경우 1군은 수술 전 평균 23.1도에서 6개월 추 시 시 36.8도, 1년 추시 시 40.4도, 3년 추시 시 40.7도, 5년 추시 시 41.2도로 측정되었으며, 2군은 수술 전 평균 21.9도, 6개월 추시 시 31.5도, 1년 추시 시 39.7도, 3년 추시 시 41.3도, 5년 추시 시 41.6도 로 측정되었다(Fig. 6D). 외회전은 술 후 6개월까지 1군에서 더 빨 리 회복하는 결과로 나타났다(p=0.035).
고관절 내회전의 경우 1군은 수술 전 평균 5.6도에서 6개월 추 시 시 12.4도, 1년 추시 시 14.7도, 3년 추시 시 15.1도, 5년 추시 시
15.0도로 측정되었으며, 2군은 수술 전 평균 3.2도, 6개월 추시 시 11.7도, 1년 추시 시 13.4도, 3년 추시 시 14.8도, 5년 추시 시 14.8도 로 측정되었다(Fig. 6E).
5. 방사선학적 결과
최종 방사선학적 추시상 5예에서 대퇴 스템 주변의 비 진행성의 방사선 투과선이 Gruen의 1, 4, 7구역에서 관찰되었으나 동통 등 의 임상 증상은 없어 추시 관찰 중이며 대퇴 스템의 침강은 관찰 되지 않았고 비구컵의 골 용해 및 해리 소견도 관찰되지 않았다.
이소성 골화증이 1예에서 관찰되었으나 기능적 장애가 발생하지 않아 외래로 추시 관찰 중이다.
6. 합병증
PROSTALAC 삽입 후 대퇴 간부 주변으로 골절이 발생하여 금속 판 내고정술로 치료한 한 1예 이외에는 특이 합병증은 관찰되지 않았다(Table 2, Fig. 7).
고 찰
인공 고관절 치환술 후의 감염률은 1%-2% 정도로 보고되고 있
다.1-3,14) 감염된 인공 고관절 치료 목표는 감염원의 박멸과 관절의
조기 기능 회복에 있으며 다양한 치료 방법이 소개되고 있지만, 감염의 종류, 균주 및 골 결손의 정도 따라 표준화된 방법은 없고, 수술의 결과도 많은 차이를 보이고 있는 실정이다.
현재까지의 연구 결과들에 따르면, 삽입된 치환물을 제거하고 광범위한 변연 절제술 후 절제 관절 성형술 혹은 1단계 또는 2단 계 재치환술을 시행하는 것이 좋은 결과를 보이는 것으로 알려져 있다. Esenwein 등15)은 감염된 인공 고관절의 치환술에 대해 절제 성형술을 시행하여 81.5%의 감염 치료 성공률을 보고하였지만 고관절의 기능 회복에 대해서는 대상 환자 중 56% 정도만 만족하 Figure 5. Clinical results of 2nd stage revision arthroplasty. (A) Serial change of Harris hip score. (B) Serial change of Oxford hip score.
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감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
는 결과를 얻는 데 그쳤다. Grauer 등16)을 비롯한 다른 저자들도 절제 성형술은 감염 조절의 측면에서는 장점을 가지는 방법이지 만, 통증의 소실이나 관절의 기능 측면에서는 그 치료 효과가 떨 어진다고 보고한 바 있다.
Buchholz 등17)은 583명의 환자를 대상으로 항생제 골 시멘트 충 전물을 이용한 1단계 재치환술을 시행하여 77%의 감염 치료 성 공률을 보고하였다. 또한 Raut 등18)은 배출동을 가진 인공 고관절
치환술 감염 환자 57명을 대상으로 한 연구에서 1단계 재치환술 을 시행하여 평균 7년 4개월의 추시 결과 14%의 재발률을 보고하 였으며, Winkler 등19)은 37명의 환자를 대상으로 한 연구에서 시 멘트를 사용하지 않고 1단계 재치환술을 시행하여 평균 4.4년의 추시 결과 8%의 재발률을 보고하였다. 일반적인 문헌 고찰상 1단 계 재치환술은 40%-90%의 다양한 성공률을 보이며 2단계 재치 환술의 결과 보다 낮은 치료율을 보여 원인균이 항생제에 민감한 Figure 6. Serial change of hip range of motion. (A) Hip flexion with knee flexion. (B) Hip abduction. (C) Hip adduction. (D) Hip external rotation. (E) Hip internal rotation.
경우나 여러 번의 수술을 견딜 수 없는 노인 환자 등 제한된 적응 증을 가진다.
이론적으로 삽입물 주위의 biofilm이 형성되기 전인 수술 후 2-4주에 감염이 발생하는 경우에는 치환물을 보존한 상태로 배 농술과 변연 절제술만 시행하기도 한다. Takahira 등20)은 배농술 및 변연 절제술, 1단계 재치환술은 수술 소견에서 감염이 경하고 균주에 적절한 항생제 사용이 가능한 경우로 제한하였으며, 이외 의 경우에는 2단계 재치환술의 방법을 추천하고 있다. Biring 등21) 과 Hsieh 등22)도 90% 이상의 감염 성공률을 보고하며 2단계 재치 환술의 유용성을 강조하였다.
인공 고관절 치환술 후 감염의 치료에 있어서 염증 조절 후, 치 료의 목표는 고관절 기능의 보존 및 회복이다. Haddad 등23)은 술 후 체중 부하가 가능한 보행, 최대한의 관절 운동의 확보 및 재치 환물의 안정성 확보가 인공 고관절 재치환술의 목적이 되어야 한 다고 하였으며, 2단계 재치환술 후 Harris 고관절 점수의 의미있 는 개선을 보여주었다.
2단계 재치환술 시행을 위해 1단계 수술 과정에서 비구컵, 대퇴 스템 등 모든 삽입물을 제거하는 경우에는 광범위한 연부조직의 손상이 발생하며, 특히 대퇴 스템이 안정적으로 유지된 경우에 제거하는 과정에서 과도한 골 결손과 골절 등이 발생하여 수술 후 침상 안정 기간의 연장으로 고관절 운동의 제한이 발생할 수 있다. 최근 Lee 등9)은 19명의 환자에서 대퇴 스템은 유지한 2단계 재치환술을 시행한 결과를 발표하였으며 0%의 재발률을 보고하 였다. 또한 Sung과 Oh 등8)도 감염이 관절 내에 국한되어 있고 대
퇴 스템이 안정적이었던 경우에 비구컵만 제거한 후 2단계 재치 환술을 시행하여 92% 감염 치료율을 보고하였다.
본 연구에서도 대퇴 스템이 안정적이고 감염이 관절 내 국한된 경우 대퇴 스템은 유지한 채 2단계 재치환술을 시행하여 스템을 제거한 군과 유사한 감염 치료 성공률을 얻을 수 있었다. 또한 수 술 후 단기 추시에서는 스템을 제거한 군과 비교하여 통계적으로 유의하지는 않았지만 고관절 점수가 조기에 회복 되는 경향을 보 였다(p=0.057).
특히 관절 운동 범위는 대퇴 스템을 유지한 채 2단계 재치환술 을 시행한 군에서 고관절 외전(p=0.047)과 외회전(p=0.035)이 술 후 6개월까지 스템을 제거한 군에 비해 유의하게 빨리 회복하는 경향을 보였으며, 고관절 굴곡 기능(p=0.031)은 술 후 1년까지 빨 리 회복하는 경향을 보였다. 이는 대퇴 스템을 유지한 군에서 고 관절 외전근과 외회전근 등의 관절 주위 연부조직 손상이 스템을 제거한 군에 비해 적었다는 것을 의미한다. 2단계 재치환술뿐만 아니라 인공 관절 수술에서도 고령의 환자군에서는 침상 안정기 간이 길어지는 경우 근육 감소증(sarcopenia)이 빠른 속도로 진행 하여 술 후 관절 기능 회복에 악영향을 미친다는 보고가 있다.24,25) 따라서 인공 고관절 치환술 후 만성 감염에 대한 치료 시 관절 주 위 연부조직 손상을 최소화할 수 있는 선택적인 대퇴 스템의 제 거가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구의 경우 증례 수가 26예로 적고 후향적 연구로 1단계 재 치환술 등의 다른 치료 방법과의 비교, 분석을 하지 못했다는 단 점이 있으나 5년 이상의 중, 장기 추시 결과라는 점에서 의미가 Figure 7. Second stage revision arthroplasty, with stem removal. (A) Initial radiograph at infection diagnosis. (B) 1st stage operation: acetabular cup and femoral stem removal and prosthesis of antibiotic loaded acrylic cement (PROSTALAC) insertion. (C) Three weeks after 1st stage operation, there is a femur shaft fracture at the distal end of the PROSTALAC stem. (D) 2nd stage revision operation was performed with plate and screw fixation at the femur shaft area. (E) There is no definite abnormal finding at five-year follow-up.
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감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
있다. 향후 각 치료 방법에 따른 임상적, 기능적 결과를 장기 추시 하여 비교, 분석하는 연구가 필요하겠다.
결 론
인공 고관절 치환술 후 발생한 심부 감염에 대하여 항생제를 혼 합한 시멘트를 이용한 2단계 재치환술을 통하여 92.3%의 성공적 인 치료 결과를 얻을 수 있었다. 특히 감염이 고관절 내에 국한되 어 있으며 대퇴 스템이 안정적으로 유지되는 경우 대퇴 스템은 유지한 채 비구컵만을 제거하고 항생제 골 시멘트 충전물을 삽입 하여 감염을 치료한 후에 2단계 재치환술을 시행하는 방법은 골 소실과 관절 기능 소실을 최소화하여 조기에 고관절의 기능적 회 복을 도모할 수 있는 방법으로 생각된다.
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감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
감염된 인공 고관절에서 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술의 장기 임상적 결과
강준순 • 문경호 • 이동주 • 김영태 • 류동진 • 최재황
인하대학교 의과대학 정형외과학교실
목적: 인공 고관절 치환술 후 발생한 감염에서 항생제 골 시멘트 충전물 삽입 후 2단계 재치환술의 장기 결과를 분석하였다.
대상 및 방법: 항생제 골 시멘트 충전물 삽입 후 2단계 재치환술을 받은 환자 중 5년 이상 추시한 26명을 대상으로 하였다. 평균 추 시 기간은 7.4년이었고, 대퇴 스템은 유지한 채 비구 부품만 재치환술을 시행한 경우가 11예(1군), 대퇴와 비구 부품 모두 재치환술을 시행한 경우가 15예(2군)였다. 실험실 검사 수치, Harris 고관절 점수, 재치환술 전, 후의 영상학적 변화 및 재감염 여부 등을 평가하 였다.
결과: 대퇴 스템 유지 및 비구 부품만 재치환술을 시행한 1군의 Harris 고관절 점수는 수술 전 51.1점, 1년 추시 89.3점, 3년 추시 91.8점, 5년 추시 89.8점이었다. 모든 부품을 제거한 2군은 수술 전 49.8점, 1년 추시 83.7점, 3년 추시 90.3점, 5년 추시 88.7점이었 다. 재치환술 시행 후 각 군에서 1예씩 감염이 재발하였다.
결론: 인공 고관절 치환술 후 감염에 대하여 항생제 골 시멘트 충전물을 이용한 2단계 재치환술을 통하여 92.3%의 치료 결과를 얻었 다. 감염이 고관절 내에 국한되고 대퇴 스템이 안정적인 경우 스템은 유지한 채 비구컵만을 제거하고 항생제 골 시멘트 충전물을 삽 입하여 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다.
색인단어: 인공 고관절 치환술, 감염, 재치환술, 충전물
접수일 2013년 12월 19일 수정일 2014년 2월 28일 게재확정일 2014년 6월 28일 책임저자 김영태
인천시 중구 인항로 27, 인하대병원 정형외과
TEL 032-890-2800, FAX 032-890-3047, E-mail [email protected]
Original Article J Korean Orthop Assoc 2014; 49: 355-365 • http://dx.doi.org/10.4055/jkoa.2014.49.5.355 www.jkoa.org pISSN : 1226-2102, eISSN : 2005-8918
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