대퇴 원위부 골절의 치료(Treatment of Distal Femur Fracture)

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통신저자：김 정 재

서울시 송파구 올림픽로 43길 88 서울아산병원 정형외과

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본 논문의 요지는 2011년도 대한정형외과학회 춘계학술대회(제37차) 에서 발표되었음.

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Fig. 1. Lines of weakness on the distal femur.

대퇴 원위부 골절의 치료

(Treatment of Distal Femur Fracture)

김 정 재ㆍ최 지 호

울산대학교 의과대학 서울아산병원 정형외과학교실

서 론

대퇴원위부 골절은 전체 골절의 1%를 차지하고 있고 대 퇴 골절 중 4∼6%를 차지하는데 그 발생율은 고령화가 진 행되면서 점점 더 비중이 커지고 있다³⁾. 골질 (bone qual- ity)이 나쁜 노령인구에서는 단순 낙상 등에 의한 적은 에 너지 손상에 의해 발생하나 젊은 층에서는 교통사고 등 고 에너지 손상에 의해 발생한다. 즉 양봉 분포 (Bimodal dis- tribution)를 보이는데 15∼50세 사이의 남성에서 50세 이 상의 골다공증 여성들에서 발생한다^1,8). 대퇴 원위부 골절 은 골다공증 노령 인구나 고 에너지 손상의 젊은 연령층에 서 발생하는 특성상 종종 심한 분쇄골절이나 관절 내 골절 을 동반한다. 또한 여러 근육들의 작용으로 인하여 정확한 해부학적 정복 및 유지가 어려울 뿐만 아니라 골다공증의 경우 골질 (bone quality)이 떨어져 그 치료를 더욱 어렵게 한다. 치료의 목적은 관절면의 해부학적 정복과 하지 길이 와 정렬을 유지하면서 가능한 빠른 기능적 회복을 얻을 수 있도록 단단한 내고정을 하는 것이다. 이런 목적을 충족 시키기 위해 여러 가지 내고정물이 소개되어 왔고 본 장에 서는 그 종류와 장, 단점 및 치료 방법에 대해 살펴보고자 한다.

해부학적 구조 및 골절 후 변형

대퇴골 원위부 골절은 대퇴 과의 관절면에서 약 9∼15 cm상방에서 발생하는 골절로 과상부 골절 (supracondyle fx.) 과간 골절 (intercondylar fx.) 등을 포함한다. 대퇴골 간은 슬관절에 7∼11^o 외반 (valgus)되어 있는데 이 정렬을

맞추는 것이 기능적 측면과 추후 합병증을 낮추는데 중요 하다.

해부학적으로 골절이 발생하기 쉬운 부위는 1) 골간 (diaphysis)에서 골간단부 (metaphysis)로의 이행부 2) 슬개 골이 쇄기처럼 작용하게 되는 과간절흔 (intercondylar notch)의 시상면 (saggital plane) 3) 활차 절흔 (trochlea groove)과 내, 외과 이행부에서 발생하기 쉽다 (Fig. 1).

수술 시 금속판의 위치와 적절한 길이의 나사못을 선택하 기 위해서는 대퇴 원위부의 해부학적 구조를 정확하게 알 필요가 있다. 축상면에서의 대퇴 원위부의 절단면은 사다

Fig. 3. (A) Implant (distal screws) that appear of appropriate length.

(B) Distal screw is too long and cause painful medial

irritation/poor plate position cause painful lateral irritation. Fig. 4. AO/OTA classification.

Fig. 2. Anatomy of distal femur.

리꼴 모양 (trapezoidal shape)이다 (Fig. 2). 내측면은 25^o 경사를 이루고 있어 정면 영상에서 적절한 길이로 보이는 고정 나사도 실제로는 내측면을 관통하여 관절 운동에 지 장을 주는 경우가 많다 (Fig. 3). 또한 적절하지 못한 술기 로 인하여 과간 절흔으로 침범하거나 슬개골 관절면의 손 상 또는 십자인대의 손상을 줄 수도 있다.

골절 후 발생하는 변형은 손상 시 받은 힘과 손상 후 근 육의 힘에 의하여 결정되는데 이에 중요한 근육들은 대퇴 사두근 (quadriceps femoris), 내전근 (adductor), 슬괵근 (hamstring), 비복근 (gastrocnemius) 등이다. 비복근은 비 교적 근위 골절에서 원위 골편의 후방 골곡 변형과 전위를 유발하며, 과간 골절에서는 골편들을 회전 분리 시킨다. 대 퇴 사두근 및 슬괵근은 수직력으로 작용하여 후방굴곡 변 형을 더욱 조장하여 골편들을 중첩시키고, 근위 골편을 상 슬개낭 (suprapatella pouch) 속으로 전위시킨다 내전근은 내, 외반 변형을 야기하는데 대부분의 대내전근 (adductor magnus)과 장내전근 (adductor longus)이 근위 골편에 부

착되어 있으면 외반 변형이 생기고 내측 근위로부터 외측 원위로 향한 사형골절에서는 내전근이 주로 원위 골편에 작용하여 내반 변형이 생긴다.

골절의 분류

원위 대퇴골 골절은 크게 관절외 골절, 관절 내 골절로 나뉘며 골절 양상 및 분쇄상 정도에 따라 세분하여 구분하 게 된다. 여러 가지 분류법이 있으나 일반적으로 AO/OTA 분류법이 널리 이용되고 있다. Type A (extraarticular), type B (partial articular/unicondylar), type C (complete articular/bicondylar)로 구분하게 되며 분쇄상 정도 및 불안

정성 (instability)에 따라 아군 (subtype)으로 세분하여 구 분된다 (Fig. 4). Type A2, A3, C2 골절은 골간단부 (metaphysis)의 분쇄상 골절이 특징이며 type C3는 골간단 부 (metaphysis)뿐만 아니라 관절 내 또한 분쇄상 골절이 특징이다. Type B 골절은 골절에 포함된 과의 부위에 따 라 B1 (외측과), B2 (내측과)로 나뉘며 내과 또는 외과의 관상면 골절 (Hoffa)의 경우 B3로 분류된다. Type C 골절 또한 관상면 골절이 있을 수 있다.

치 료

대퇴 원위부 골절 치료의 목표는 원위 대퇴 부위의 정렬 을 유지하면서 하지의 기능을 유지하는 것이라고 할 수 있 다. 15^o 이상의 외반 정렬 (valgus knee)과 각변형 정도에 무관한 내반 변형 (varus knee)에서 치료 후 외상성 골관 절염 발생한다고¹²⁾ 보고된바 있듯 관상면상 부정렬 (mala- lignment)이 추후 예후에 가장 중요한 요소이며 관절면의 비상합성 (incongruency) 또한 외상성 관절염에 중요한 요 인이다. 이런 관점에서 본다면 이론적으로 수술적 정복 및 고정 후 재활 치료를 빠른 시기에 시작하는 것이 유리할 것이다. 하지만 Neer 등¹⁰⁾에 의한 초기 연구에 의하면 수 술적 치료는 불유합이나 감염 등으로 보존적 치료에 비해 결과가 좋지 않다고 생각되었다. 이로 인해 원위 대퇴 골 절을 골견인 치료나 석고 붕대로 치료되어 왔었다. 하지만 1960년대부터 사용된 고정각 칼날 금속판 (fixed angle blade plate)부터 최근 많이 사용되고 있는 잠김 금속판 (locking plate)까지 여러 내고정물 (implant)이 고안되고 사용되면서 수술적 치료가 비 수술적 치료에 비해 2∼3배 정도 좋은 결과를 기대할 수 있음을 알게 되었다^2,4). 하지만 전위가 미미한 안정적 골절이나 심각한 내과적 질환으로 수술 위험성이 큰 환자, 정복할 수 없는 심한 분 쇄상 골절 등의 경우에는 신중히 석고 붕대나 골견인 등의 치료를 생각해볼 수 있을 것이다. 하지만 이 경우에도 보 존적 치료로 발생할 수 있는 심부 정맥 혈전증, 욕창 등의 합병증 발생 유무를 추시 관찰해야 할 것이다.

수술적 치료 시 목표로는 관절면의 해부학적 정복이 가 장 우선시되어야 하며 하지의 해부학적 정렬 회복과 조기 재활이 강조되어야 할 것이다. 관절내 골절의 경우에는 정 확한 해부학적 정복 및 견고한 내고정를 실시해야 하는 점 은 아무리 강조해도 지나침이 없다. 전방 도달법 등을 통 하여 이를 달성할 수 있으며 이에 대한 동의를 이루고 있 다. 하지만 관절 골편을 간부에 고정해야 하는 점 즉 간단 부에 대한 치료 문제는 그리 간단하지가 않다.

외고정, 골수강내 금속정 고정술, 관혈적 정복 및 금속판 고정술, 최소 침습적 금속판 고정술 (MIPPO) 등 여러 다

양한 수술적 방법과 일반적 지지금속판 (conventional but- tress plate), 고정각 금속판 (fixed angle device), 잠김금속 판 (locking plate)을 비롯한 여러 기구들이 소개되고 발전 되어 왔다. 골절의 양상, 환자의 상태 등을 종합적으로 고 려하여 각각의 상황에서 가장 적합한 기구 및 방법이 선택 되어야 할 것이다.

1. 고정각 칼날 금속판 (95^o angled blade plate)

1959년에 제작되었고 단단한 골절 고정을 가능하게 하여 대퇴 원위부 골절 수술의 혁명을 일으켰다. 그렇지만 수술 술기가 어려워 각별한 주의가 요한다. 특히 진입점 (entry point)과 그 방향은 매우 중요하다. 칼날의 위치가 관상면, 시상면, 축면 등의 삼차원적인 3개면에서 각각 정확하게 위치하여야 한다 부적절한 칼날 위치는 외측 측부 인대, 십자 인대 관절면 (articular surface)에 손상을 줄 수 있고 부정렬 (malalignment)을 유발할 수 있다. 또한 대퇴과 (condyle) 골절이 있을 때는 먼저 지연나사 (lag screw)를 이용하여 먼저 대퇴과를 고정하는 것이 필요하다. 이것도 대퇴과가 분쇄가 심한 경우 고정이 힘들다는 단점이 있다.

또한 칼날 삽입 중 고정시켜 둔 골편이 분리될 수 있는 단 점 또한 있다.

하지만 95^o 고정각 칼날 금속판은 기술적인 어려움에도 불구하고 52∼85%에서 좋은 성과를 보였고 심부감염, 부 정유합과 불유합은 각각 5∼8%, 0∼7%, 5∼19% 보였다는 보고가 있다^9,17).

2. 역동적 과 나사 (Dynamic condylar screw)

이 기구는 1980년대에 많이 사용되었다. 지연나사와 측 면 금속판 (sliding barrel plate) 으로 구성되며 95^o 고정각 칼날 금속판과 비슷한 개념으로 만들어졌지만 그 수기에 있어서 쉽다는 장점이 있다. 과간 골절의 경우 지연 나사 를 조여 과간 압박을 할 수 있고 칼날 금속판과는 달리 한 번 삽입되었다 하더라도 신연, 굴곡을 교정할 수 있다.

그러나 지연나사를 삽입하기 위해서 많은 골량 소실이 있다는 것과 그래서 골다공증이 심한 환자처럼 골질이 좋 지 않은 환자에서는 사용하기 힘든 단점이 있다. 또한 회 전의 안정성을 얻기 위해 적어도 1개의 나사가 골절부의 원위부에 삽입되어야 하므로 저 경과 (low transcondylar) 골절, 관상면 골절, 심한 관절내 분쇄 골절 등에는 적합하 지 않다.

71∼74%까지 좋은 결과를 보였다는 보고가 있으며 그 합병증 발생율은 심부감염 0∼5%, 불유합 0∼10%, 부정유 합 0∼5%으로 칼날 금속판보다 조금 낮게 보고되었다^13,15).

Fig. 5. Improper nail depth cause patella notching and anterior knee pain.

3. 과 지지 금속판 (Condylar buttress plate)

이 금속판은 칼날 금속판이나 역동적 과 나사 (dynamic condylar screw)로 고정하기 힘든 분쇄 골절을 고정하도록 고안되었다. 대퇴골 원위부 외측면에 적합하도록 원위부는 클로버 잎모양으로 펴져 있으며 많은 수의 지연 나사를 삽 입할 수 있게 디자인되어 있다. 하지만 나사와 금속판간의 충분한 고정력을 얻을 수 없어 각변형이 생기거나 금속판 의 피로골절, 내고정물 해리 등의 고정 실패가 발생하였다.

그래서 Sanders 등은 내측 피질골이 지지역할을 충분하게 하지 못할 때 내반 각변형을 피하고 단단한 골고정을 얻기 위해 내측에도 금속판 고정을 추가로 하도록 제안하기도 하였다¹⁴⁾. Condylar 과 지지 금속판은 이런 고정력의 문제 때문에 널리 사용되지는 못하였다.

4. 골수강내 금속정 (Intramedullary femoral nail)

골수강내 금속정은 골절 주위의 연부조직 손상을 최소한 으로 하면서 골절을 안정화 시킬 수 있는 방법이다. 생역 학적으로 골수강내 금속정은 역동적 과 나사 (dynamic condylar screw)보다 축성 경도 (axial stiffness)가 47.5%

더 높다고 하며 잠김 금속판 (locking condylar plate)보다 는 77% 더 높다⁵⁾.

전통적으로 과상부 골절 (supracondylar fx) 고정에 이용 되었으나 최근 디자인의 발전으로 그 적용 범위가 넓어졌 다. 관절내 골절이라 하더라도 골수강내 금속정 고정을 할 수 있도록 원위부 나사고정 위치가 다발성인 금속정이 사

용되고 있고 경우에 따라서는 금속정 삽입 전 지연나사를 이용하여 관절내 골절을 정복 및 고정 후에 금속정을 사용 할 수도 있다.

역행성 골수내정을 삽입 시 전자하 부위에 부하 (stress) 를 줄이기 위해 소전자 (lesser trochanter)부위까지 금속정 이 길어야 하지만 근위 골편에 두개의 나사를 삽입할 수 있다면 짧은 과상 금속정 (supracondylar nail)도 사용 가 능하다.

불충분한 정복후 금속정의 삽입이나 금속정 삽입점의 실 수, 치우친 확공 (eccentric reaming)은 부정렬 (malalign- ment)을 초래할 수 있으므로 주의해야 한다. 충분히 정복 된 후 골수내정을 삽입해야 하며 blocking screw를 이용할 수도 있다.

역행성 골수내정은 슬관절 손상을 유발할 수 있는 단점 또한 가지고 있다. 수술 시 십자인대 손상에 주의해야 하 며 불충분하게 삽입할 경우 돌출된 금속정이 슬개골 관절 면에 손상을 주어 관절 강직 및 통증을 유발할 수 있다 (Fig. 5). 85∼91%에서 좋은 결과를 보였고 슬관절 강직 (ROM＜90^o)와 슬관절 통증이 각각 15%, 22%에서 발생하 였고 기타 감염 (1.4%) 부정유합 (5.2%) 등의 합병증도 보 고되었다¹¹⁾.

5. 잠김 금속판 (Locking plate)

잠김금속판은 일반적인 지지금속판에 고정각 금속판의 기능을 추가한 금속판으로서 금속판 하방의 혈류를 보존할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 또한 나사의 머리가 금 속판에 잠김으로서 생기는 각 안정성 (angular stability)은 골다공증 환자나 분쇄골절에서 단단한 고정을 유지할 수 있게 하였다.

Higgins 등에 의한 잠김금속판과 기존의 고정각 금속판 의 비교 연구에서 잠김금속판은 기존의 고정각 금속판에 비해 반복적인 충방향 부하 (axial cyclic load)에 강하고 비틀림 경도 (torsional stiffness)는 비교적 약하다고 하였 다. 그 결과로 과부하에 의한 내고정물 파손이 적고, 고정 각 금속판 사용시 대퇴 원위부 cut-out되는 상황에도 잠김 금속판은 비교적 잘 견딜 수 있다고 하였다⁶⁾.

또한 잠김 금속판의 원위부에는 많은 나사 홀 (hole)이 있어 관절면과 가까운 과 골절 (condyle fx)에서도 단단한 고정을 할 수 있게 되었고 해부학적 윤각 금속판 (anato- mically-contoured plate)이 개발되고 그것에 합당한 jig를 함께 이용하여 경피적 시술 즉 MIPO가 가능하게 되었다.

혁신적인 금속판으로서 많은 시술에 사용되었고 그 93∼

100%의 유합율, 감염율 0∼3.2%라는 우수한 결과를 보여 주는 연구들이 초창기에 많았다^7,16). 하지만 최근 과도한

Fig. 6. (A) AO/OTA classification type C/2 distal femur fracture.

(B) Medial augmentation with plate for extensive metaphy- seal communition

경도 (stiffness)로 인해 발생하는 지연유합, 높은 (16.8%) 재 시술율 (revision rate) 등을 보고하는 연구들이 나오면서 잠김 금속판 또한 완벽하지는 않다는 것을 보여 주고 있 다¹⁸⁾. Zlowodzki 등에 의하면 수술이 비수술적 치료에 비 해 더 나은 결과 (32%)를 초래하는 것은 입증되었지만 내 고정물에 있어서 잠김 금속판이 일반적 기존 금속판에 비 해 감염의 상대적 위험율 (relative risk 55%) 감소 외에는 불유합, 내고정물 실패 등 다른 측면에서는 큰 차이가 없 음을 보고한 바 있다¹⁸⁾.

생역학적 우수성에도 불구하고 내반 변형 (varus col- lapse)이 발생하고 나사 파손 (screw breakage) 등이 발생 하는 것이 사실이다. 이런 고정 실패의 원인을 분석한다면 적절하지 못한 금속판 위치 선택 (poor plate positioning), 부족한 정복 (poor reduction), 조기 체중 부하 등을 생각 해 볼 수 있다. 이런 문제점을 예방하기 위해서 분쇄가 심 해 내측 골이 그 지지 역할을 제대로 하지 못하는 경우에 는 내측에 지지 금속판을 보강해야 하고 경우에 따라서 골 이식을 고려해야 한다 (Fig. 6). 또한 x-ray 추시 관찰상 골유합 소견이 저명하지 않으면 조기 보행을 금해야 할 것 이다.

결 론

고령화 사회가 진행될수록 그리고 고 에너지 외상에 환 자가 늘어날수록 더욱더 많은 원위 대퇴부 골절이 생길 것 이다. 그로 인해 심한 분쇄 골절과 골다공증에 의한 고정 이 힘든 골절을 직면하게 될 것이다 많은 내고정물이 고안 되었고 앞으로도 생겨날 것이지만 골절 치료의 기본 원칙 1. 하지 정렬 회복 2. 관절면의 해부학적 정복 3. 조기 재

활은 변하지 않는다. 현재 잠김 금속판이 널리 사용되지만 그 문제점 또한 보고되고 있는 실정이다. 따라서 잠김 금 속판을 과신해서는 안되고 골절 양상에 따른 적절한 기구 선택 및 정확한 술기로 골절을 치료해야 할 것이다.

참 고 문 헌

1) Arneson TJ, Melton LJ 3rd, Lewallen DG, O'Fallon WM: Epidemiology of diaphyseal and distal femoral frac- tures in Rochester, Minnesota, 1965-1984. Clin Orthop Relat Res, 234: 188-194, 1988.

2) Butt MS, Krikler SJ, Ali MS: Displaced fractures of the distal femur in elderly patients. Operative versus non-oper- ative treatment. J Bone Joint Surg Br, 78: 110-114, 1996.

3) Court-Brown CM, Caesar B: Epidemiology of adult fractures: a review. Injury, 37: 691-697, 2006.

4) Healy WL, Brooker AF Jr: Distal femoral fractures.

Comparison of open and closed methods of treatment.

Clin Orthop Relat Res, 174: 166-171, 1983.

5) Heiney JP, Barnett MD, Vrabec GA, Schoenfeld AJ, Baji A, Njus GO: Distal femoral fixation: a bio- mechanical comparison of trigen retrograde intramedullary (i.m.) nail, dynamic condylar screw (DCS), and locking compression plate (LCP) condylar plate. J Trauma, 66:

443-449, 2009.

6) Higgins TF, Pittman G, Hines J, Bachus KN:

Biomechanical analysis of distal femur fracture fixation:

fixed-angle screw-plate construct versus condylar blade plate. J Orthop Trauma, 21: 43-46, 2007.

7) Kolb W, Guhlmann H, Windisch C, Marx F, Kolb K, Koller H: Fixation of distal femoral fractures with the Less Invasive Stabilization System: a minimally invasive treatment with locked fixed-angle screws. J Trauma, 65:

1425-1434, 2008.

8) Martinet O, Cordey J, Harder Y, Maier A, Bühler M, Barraud GE: The epidemiology of fractures of the distal femur. Injury, 31(Suppl 3): C62-63, 2000.

9) Merchan EC, Maestu PR, Blanco RP: Blade-plating of closed displaced supracondylar fractures of the distal fe- mur with the AO system. J Trauma, 32: 174-178, 1992.

10) Neer CS 2nd, Grantham SA, Shelton ML:

Supracondylar fracture of the adult femur. A study of one hundred and ten cases. J Bone Joint Surg Am, 49:

591-613, 1967.

11) Papadokostakis G, Papakostidis C, Dimitriou R,

Giannoudis PV: The role and efficacy of retrograding nailing for the treatment of diaphyseal and distal femoral fractures: a systematic review of the literature. Injury, 36:

813-822, 2005.

12) Pettine KA: Supracondylar fractures of the femur:

long-term follow-up of closed versus nonrigid internal fixation. Contemp Orthop, 21: 253-261, 1990.

13) Sanders R, Regazzoni P, Ruedi TP: Treatment of supra- condylar-intracondylar fractures of the femur using the dy- namic condylar screw. J Orthop Trauma, 3: 214-222, 1989.

14) Sanders R, Swiontkowski M, Rosen H, Helfet D:

Double-plating of comminuted, unstable fractures of the distal part of the femur. J Bone Joint Surg Am, 73:

341-346, 1991.

15) Shewring DJ, Meggitt BF: Fractures of the distal femur treated with the AO dynamic condylar screw. J Bone Joint Surg Br, 74: 122-125, 1992.

16) Weight M, Collinge C: Early results of the less invasive stabilization system for mechanically unstable fractures of the distal femur (AO/OTA types A2, A3, C2, and C3). J Orthop Trauma, 18: 503-508, 2004.

17) Yang RS, Liu HC, Liu TK: Supracondylar fractures of the femur. J Trauma, 30: 315-319, 1990.

18) Zlowodzki M, Bhandari M, Marek DJ, Cole PA, Kregor PJ: Operative treatment of acute distal femur fractures: systematic review of 2 comparative studies and 45 case series (1989 to 2005). J Orthop Trauma, 20:

366-371, 2006.