Original Article J Korean Knee Soc, Vol. 22, No. 1, March 2010 Neurological Complication Following Total Knee Arthroplasty Ick Hwan Yang, M.D., Sung-Guk Kim, M.D. 1 and Chnag-Dong Han, M.D. Department of Orthopedic Surgery, Yonsei University College of Medicine, Seoul, 1 Department of Orthopedic Surgery, National Health Insurance Corporation Ilsan Hospital, Goyang, Korea Purpose: This study retrospectively evaluated the nerve injuries that occurred after total knee arthroplasty. Materials and Methods: Among 1,582 cases of total knee arthroplasty in 1,362 patients who underwent total knee arthroplasty from 1982 to 2002, 162 cases of neurologic complications in 148 patients who were followed up for over five years, and these case were examined in this study. Results: Among the 9 cases of peroneal nerve palsy in 8 patients, 6 cases of 5 patients were caused by compression of the peroneal nerve after applying a cylinder splint. One case was caused by damage of the peroneal nerve and soft tissue contracture due to peroneal compartment syndrome and two cases failed to reveal the cause of the peroneal nerve palsy. Seven cases recovered within 2 years. Among the 153 cases with sensory change that was caused by injury of the infrapatellar branch of the saphenous nerve, 76 cases recovered to 50% or more within three years postoperatively, and 105 cases recovered to 70% or more within 5 years postoperatively. Eight cases fully recovered. Conclusion: The causes of peroneal nerve palsy were considered to be multifactorial and almost all the cases recovered within 2 years. The injury of the infrapatellar branch of the saphenous nerve does not affect the results and the patients' satisfaction. Key Words: Infrapatella branch of saphenous nerve, Peroneal nerve palsy, Total knee arthroplasty 서 슬관절전치환술후합병증으로혈전색전증, 무균성해리, 감염, 신경계손상등이보고되고있고 7,11,21), 신경계손상은주로비골신경과복재신경의슬개골하분지 (inferior patellar branch of saphenous nerve) 손상외에상완 Received: May 7, 2009 Revised: (1st) June 14, 2009, (2nd) September 8, 2009, (3nd) November 12, 2009 Accepted: November 19, 2009 Corresponding author: Ick Hwan Yang, M.D. Department of Orthopedic Surgery, Yonsei University College of Medicine, 146-92, Dogok-dong, Gangnam-gu, Seoul 135-271, Korea TEL: 82-2-2019-3416, FAX: 82-2-573-5393 E-mail: ihyang@yuhs.ac 론 신경총손상, 좌골신경손상, 천골신경손상등이보고되고있다 18). 이런신경계손상이발생할경우환자들의만족도는감소한다 12). 슬관절전치환술후신경계손상중가장많은관심을받는비골신경의손상시에는발등의감각이상및발목과족지의근력약화를호소한다 13,18). 복재신경의슬개하분지의경우슬개골과경골의결절사이로주행하여 5), 슬관절전치환술의대표적인피부절개방법인정중절개 (midline incision), 내측방절개 (paramedical incision), 외측방절개 (lateral incision) 를시행시거의모든경우에있어손상받게되며 2,3), 신경손상시슬관절과하퇴부전외측의감각이상을호소한다 15,19). 본연구에서는슬관절전치환술후발생한신경학적합병을보였던환자에대하여원인및임상결과에대하여후향적으로조사하였다. 19
20 대상및방법 1983 년 3월부터 2002 년 2월까지슬관절전치환술을시행받은 1,363 명 1,582 예중비골신경마비와복재신경의슬개하분지의손상으로인한증상을보였던환자에서 1,322명 1,541예중최소 5년간추시가가능했던 148명 162 예를대상으로하였다. 전례에서정중절개후슬개골내측도달법을이용하였다. 치환물로는후방십자인대보완형 (posterior cruciate substitute type) 을사용하였고신경손상이발생하였던치환물은각각 Miller-Gallante II knee system (Zimmer, Warsaw, IN, USA) 11예, Nexgen LPS-flex knee system (Zimmer) 을 69예, Scorpio-Flex knee system (Stryker, Mahwah, NJ, USA) 66예, Low Contact Stress mobile bearing knee system (Depuy, Warsaw, IN, USA) 16예였다. 지혈대사용시간 (Tourniquet time) 은 23 69 분으로평균 35분이었다. 수술후고정법으로 1983 년부터 1998 년까지는신전위장하지부목고정 (cylinder leg splint) 을시행하였고, 1999년부터 2002 년까지는 Robert Jones 드레싱을시행하였다. 비골신경의마비의경우근기능에대한평가로족관절및장무지신전근의족배굴곡시근력정도를평가하였고, 감각이상은족배부의감각이상과무지와제 2족지사이물갈퀴공간의감각영역을기준으로평가하였다. 복재신경의슬개하분지손상은슬관절의전외측감각이상에대하여평가하였고추시관찰시감각이상영역에대하여자가도해 (self mapping) 하도록하였다. 그러나측정방법의한계상감각이상부위정도를손바닥크기, 계란크기, 동전크기로표현하도록하였다. 다른원인과의감별이필요한경우근전도및신경전도검사를시행하였다. 수술후임상적평가는 대한슬관절학회지 : 제 22 권제 1 호 2010 Volume 22, Number 1, March 2010 Hospital for Special Surgery (HSS) 슬관절점수 14) 를수술전과추시관찰시시행하였고최종추시시매우만족 (exellent), 약간만족 (good), 보통 (fair), 불만족 (poor) 으로나눈설문으로환자들이수술만족도를평가하도록하였다. 통계적분석을위해서 SPSS 12.0 (SPSS Corp., Chicago, IL, USA) 을사용하였고신전위장하지부목고정과 Robert Jones 드레싱에의한비골신경마비의발생차이를카이제곱검정을사용하여분석하였다. 결과 1. 비골신경마비 1) 연령, 성별및원인질환비골신경마비는 8명 9예 (0.5%) 에서발생하였고남자가 3명 3예, 여자가 5명 6예이었으며평균연령은 71.8 세 ( 범위 : 65 78 세 ) 였다. 슬관절전치환술을받은원인질환은전례에서퇴행성관절염이었다 (Table 1). 2) 임상결과및방사선학적결과수술전시행한 HSS 슬관절점수는평균 64점 ( 범위 : 54 68 점 ) 에서수술후 5년뒤평균 89점 ( 범위 : 78 100 점 ) 으로호전을보였다. 마비후회복기간은 6예 (66.7%) 에서 6개월이내, 1예 (11.1%) 에서 2년내에회복되었으나비골부구획증후군으로인한비골신경마비 1예 (11.1%) 와원인을알수없었던 1예 (11.1%) 는회복이안되었다. 수술전대퇴경골각은평균내반 3.7 o ( 범위 : 1.5 o 12.3 o ) 에서수술후평균외반 6.2 o ( 범위 : 4.8 o 8.2 o ) 였다. 관절운동범위는수술전평균굴곡구축 5 o ( 범위 : 0 o 15 o ) 였다. Table 1. Patient Demographics Gender Cases Preoperative diagnosis Male Female Male Female OA RA Post-traumatic OA PNP 3 5 3 6 9 ㆍ ㆍ Injury of IBS 41 99 41 112 148 3 2 Subtotal 44 104 44 118 157 3 2 Total 148 162 162 OA: osteoarthritis, RA: rheumatoid arthritis, PNP: peroneal nerve palsy, IBS: infrapatella branch of saphenous nerve.
양익환외 : 슬관절전치환술후의신경학적합병증 21 Table 2. Patients' Satisfaction to Total Knee Arthroplasty with Injury of Infrapatella Branch of Saphenous Nerve Grade No. of cases (%) Exellent 94 (61.4) Good 48 (31.4) Fair 9 (5.9) Poor 2 (1.3) Total 153 (100) Table 3. Neurologic Complications Complication No. of cases (%) Injury of IBS 153 cases (9.7) Peroneal palsy 9 cases (0.6) CRPS 2 cases (0.1) Neuroma 1 case (0.06) IBS: infrapatella branch of saphenous nerve, CRPS: complex regional pain syndrome. 3) 비골신경마비원인및술후고정법수술후고정법으로신전위장하지부목을시행한뒤발생한경우가 894 예중 8예 (0.9%) 였고 Robert Jones 드레싱을시행한총 687 예중단 1예 (0.1%) 에서만비골신경마비가발생하였다. 비골신경마비의원인으로 5명 6예 (66.7%) 는수술후신전위장하지부목고정후비골신경의압박에의해마비가발생하였고, 1예 (11.1%) 는비골부구획증후군의후유증으로인한연부조직구축이동반된경우였다. 2예 (22.2%) 는척추관협착증외다른특이병력은없었고수술후비골신경마비에대한원인을찾을수없어근전도및신경전도검사를시행하였으나비골신경마비와부합하는결과외다른소견을보이지않았다. 2. 복재신경의슬개하분지손상 1) 연령, 성별및원인질환복재신경의슬개하분지손상은 1,321 명 1,541 예 (97.4%) 에서발생하였으나추시관찰이필요할정도의복재신경의슬개하분지손상은 153 예 (9.7%) 에서발생하였다. 슬관절전외측의감각저하 (hypoesthesia) 는 107 예 (69.9%), 45예 (29.4%) 는무감각 (anesthesia) 을호소하였다. 남자 41 명 41예 (26.8%), 여자 99명 112예 (73.2%) 였고평균연령은 69.3 세 ( 범위 : 57 82 세 ) 였다. 슬관절치환술을받은원인질환은퇴행성관절염이 148예 (96.7%), 류마티스관절염이 3예 (2.0%), 외상후관절염이 2예 (1.3%) 였다 (Table 1). 2) 임상결과및자가도해결과수술전시행한 HSS 슬관절점수는평균 60.8 점 ( 범위 : 54 72점 ) 에서수술후 5년뒤평균 86.9점 ( 범위 : 58 100 점 ) 으로호전을보였다. 환자의수술만족도는매우만족 94예 (61.4%), 약간만족 48(31.4%), 보통 9예 (5.9%), 불만 2예 (1.3%) 였다 (Table 2). 자가도해를이용한추시결과수술후 3년뒤 76예 (49.6%) 에서손바닥크기에서계란크기로약 50% 정도감소하였고 5년뒤에는 105 예 (68.6%) 에서동전크기로감각이상부위가약 70% 이상감소하였다. 완전회복한경우는 18예 (11.7%) 였다. 3) 신경종및복합부위통증증후군 2형 (Complex regional pain syndrome Type II) 술후 1년뒤슬개골전면 (prepatellar area) 에 1예 (0.06%) 의신경종이발생하였고이에알코올신경차단술을시행하였으나증상에호전이없어절제술을시행하였다. 복합부위통증증후군 2형은 2예 (0.1%) 가발생하였고타질환감별을위해근전도및신경전도검사및초음파촬영을시행하였고, 척추이상을배제하기위하여요추부자기공명영상촬영을시행하였다. 검사결과상특이소견을보이지않았고, 지속적인동통과운동장애및관절구축의증상을보여서척추신경근차단술 (spinal pain block) 및교감신경차단술 (sympathetic block) 을시행하였다. 2년이상의지속적인치료에도 1예에서는증상이호전되지않았다 (Table 3). 고찰슬관절전치환술후신경마비의합병증은 Schinsky 등 18) 의경우 1476 예에서 1.3% 발생을보고한바있으며, 비골신경마비는평균 0.3 1% 정도로보고되고있다 1,8,16,18). 이는본연구에서발생한 0.5% 비골신경마비발생빈도와큰차이를보이지않았다. 슬관절전치환술후발생하는비골신경의마비는다양한원인에의한것으로알려져있다 1,8,12,16,18). 비골신경마
22 비의원인으로가장주목받고있는부분은수술전과도한굴곡구축및각변형 (angulation deformity) 이있어이를수술중교정할때직접적인신경의신장 (stretching), 주위연부조직의신장에따른신경압박, 또는신경으로가는혈관의압박에의한허혈로발생한다 1,8,12,16-18). 본연구에서는비골신경의마비환자모두내반슬을보였고, 15 o 이상의과도한외반슬및굴곡구축이 20 o 이상인경우가없어술중신경의신장손상의정도가크지않았을것으로생각된다. 그러나, 대부분의문헌에서굴곡구축및각변형의교정이비골신경마비의주요원인으로발표되고있으므로과도한굴곡구축이나각변형을보이는경우에는수술후환자에게비골신경마비의발생가능성에대해주지시켜야할것으로사료된다. 과거신경손상을입었던경우도비골신경마비와연관성이있다고보고되고있다 8,16). 척추관협착증및신경근증 (radiculopathy) 등이있는경우비골신경마비가더잘일어나며, 이는전에한번손상입은신경은추후작은자극에도손상가능성이높아지는데이에대하여 Upton 과 McComas 20) 는이중압괘현상 (double crush phenomenon) 이란이론으로수술전분명한진단은어려웠으나일차적척추병변이있는상태에서말초신경에동반된손상이있을경우, 근위부로부터유발되는축색질 (axoplasm) 의흐름이감소된상태가말초신경손상과동반하여축색질흐름이손상부위원위부로흘러가지못하여쉽게말초신경의손상을유발한다고하였다. 본연구에서원인을알수없는경우가 2예가있었는데모두척추관협착증이있었고근전도및신경전도검사상척추관협착증과비골신경마비에부합되는결과외특이소견은없었다. 즉, 척추관협착증에의한근위부신경손상이동반된상태에서작은말초신경손상을입은뒤이중압괘현상에의한비골신경마비가발생했던것으로사료된다. 지혈대사용시간에따른신경마비의경우 Horlocker 등 6) 에의하면지혈대를 120 분이상사용하면신경손상을야기할수있다고하였으나, 본연구에서평균 35분이었고최대 69분으로 120 분보다짧아지혈대사용에따른비골신경마비가능성을배제할수있었다. 일반적인비골신경마비의가장큰원인은부목고정등의외부압박에의한손상으로이는비골신경의주행경로의일부구간이외부압박에취약하기때문이다 13). 본연구에서신전위부목에의한외부압박에의해비골신경 대한슬관절학회지 : 제 22 권제 1 호 2010 Volume 22, Number 1, March 2010 마비가일어난경우가 6예 (66.7%) 로가장많았고 Robert Jones 드레싱으로전환한이후에는원인을알수없었던 1 예외에외부압박에의한경우는발생하지않았으며, 두군에서는통계학적유의한차이 (p<0.05) 를보였다. 수술후비골신경마비시드레싱을이완시키고슬관절에대한압박을풀어주며 20 30 o 로굴곡상태를유지하는것이좋다 12,18). 비골신경마비로부터의회복은 Schinsky 등 18) 의발표에의하면 18개월추시관찰동안 19예중 13예 (68%) 에서적어도부분회복을보였고 Asp 등 1) 은약 50% 정도에서완전회복한다고하였다. 본연구에서는 9예중 7예 (77.7%) 에서 2년추시동안완전회복되었으나비골부구획증후군과원인을알수없었던 2예중 1예에서는회복되지않았는데비골부구획증후군에의한경우는신경의완전손상에의해회복되지못한것으로사료된다. Kartus 10) 에의한사체실험 (cadaveric study) 에서 60개의사체슬관절 (cadaveric knee) 중 1예 (0.8%) 에서만복재신경의슬개하분지가슬개골아래부분과경골결절부위사이를지나지않은점에서알수있듯, 슬관절전치환술의피부절개방법시대부분복재신경의슬개하분지에손상을주게된다 18,21). 본연구에서는복재신경의슬개하분지손상은 1,541 예 (97.4%) 에서발생하였으나추시관찰한경우는 153 예 (9.9%) 였으나이는치료가필요할정도로증상을심하게호소하여추시관찰이필요한경우들이었다. 복재신경의슬개하분지가손상을입을경우슬개부전외측으로감각이상, 통증, 복합부위통증증후군등을야기하며, 절제된부분으로신경종이발생할수있다 5,15). Mistry 와 O'Meeghan 15) 은복재신경의슬개하분지의손상으로인한슬개부전외측감각이상은감각저하 (hypoesthesia), 무감각 (anesthesia), 통각과민 (hyperalgia) 등이발생하나시간이지나면서감각이상부위의크기는감소하여술후만족도에는영향을미치지않는다고보고하였다. 본연구결과에서도시간이지나면서감각이상의크기가감소하였고최종추시상수술만족도는 92.8% 에서매우만족및약간만족을보여복재신경의슬개하분지의손상으로인한감각이상은만족도에큰영향을보이지않는것으로사료된다. 그러나 Tennent 등 19) 은수술결과에불만족했던경우의 10% 는감각이상에의한것으로보고하며수술전이에대하여환자에게주지시켜야하였듯이수술전환자들에게수술후감각이상발생에대하여
양익환외 : 슬관절전치환술후의신경학적합병증 23 충분한설명이필요할것으로사료된다. 복재신경의슬개하분지손상후신경종이발생할수있는데이는주로중간분지 (middle branch) 에서발생한다. 신경손상말단부위에서신경집세포 (Schwann cell) 과축삭 (Axon) 의과성장과섬유조직이혼합되어발생하는데슬관절운동시신경종의견인 (traction) 에의하여통증을호소하게되며드물게이로인해슬관절강직을야기하게된다 9). 이에대한치료로국소마취약제와스테로이드를주입하며그럼에도증상호전이없을경우수술적치료를시행한다. 수술법으로는절제술, 소작술, 정맥피복술 (vein wrapping) 등이있으나가장흔히사용되는수술법은절제술이다 9). 본연구에서는수술후 1년뒤 1예에서신경종이발생하였고, 알코올신경차단술에도호전되지않아절제술을시행하였다. 복합부위통증증후군은사지에작은자극이주어져도과도한반응을일으키며교감신경의이상으로인한체온변화, 피부변색, 발한, 발한자극활동 (sudomotor activity) 이동반되는질환이다 4). 신경손상의기질적이상이없는경우 1형 (Type I), 있는경우를 2형 (Type II) 이라고하는데 4) 본연구에서는 2예에서모두에서수술후복재신경의슬개하분지의신경손상외다른원인을찾을수없는복합부위통증증후군 2형을보였다. 1예에서는회복하지못하였고 1예에서는회복을위해서 2년이상의지속적인치료를필요로할정도로치료에잘반응하지않았다. 결 슬관절전치환술후신경학적합병증으로비골신경마비와복재신경의슬개하분지의손상이발생하였다. 비골신경마비의원인은다인성인자에의한것으로사료되며 2년내에대부분회복가능하고복재신경의슬개하분지의손상은추시결과만족도에영향을미치지않으나신경종및복합부위통증증후군등의발생에대하여는주의가필요하며적극적치료가필요할것으로사료된다. 론 REFERENCES 1. Asp JP, Rand JA: Peroneal nerve palsy after total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res, 261: 233-237, 1990. 2. Canale T, Beaty JH: Campbell s operative orthopaedics. 11th ed. Philadelpia, Mosby: 241-299, 2008. 3. Cho WS, Kim MY, Youm YS: Knee joint arthroplasty. 2nd ed. Seoul, Young Chang: 155-235, 2007. 4. Dowd GS, Hussein R, Khanduja V, Ordman AJ: Complex regional pain syndrome with special emphasis on the knee. J Bone Joint Surg Br, 89: 285-290, 2007. 5. Ebraheim NA, Mekhail AO: The infrapatellar branch of the saphenous nerve: an anatomic study. J Orthop Trauma, 11: 195-199, 1997. 6. Horlocker TT, Cabanela ME, Wedel DJ: Does postoperative epidural analgesia increase the risk of peroneal nerve palsy after total knee arthroplasty? Anesth Analg, 79: 495-500, 1994. 7. Hui FC, Fitzgerald RH Jr: Hinged total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am, 62: 513-519, 1980. 8. Idusuyi OB, Morrey BF: Peroneal nerve palsy after total knee arthroplasty. Assessment of predisposing and prognostic factors. J Bone Joint Surg Am, 78: 177-184, 1996. 9. Kachar SM, Williams KM, Finn HA: Neuroma of the infrapatellar branch of the saphenous nerve a cause of reversible knee stiffness after total knee arthroplasty. J Arthroplasty, 23: 927-930, 2008. 10. Kartus J, Ejerhed L, Eriksson BI, Karlsson J: The localization of the infrapatellar nerves in the anterior knee region with special emphasis on central third patellar tendon harvest: a dissection study on cadaver and amputated specimens. Arthroscopy, 15: 577-586, 1999. 11. Kaushal SP, Galante JO, McKenna R, Bachmann F: Complications following total knee replacement. Clin Orthop Relat Res, 121: 181-187, 1976. 12. Kim YH, Kim KW, Yoon ES, et al: Peroneal nerve palsy after total knee arthroplasty. J Korean Knee Soc, 14: 131-136, 2002. 13. Masakado Y, Kawakami M, Suzuki K, Abe L, Ota T, Kimura A: Clinical neurophysiology in the diagnosis of peroneal nerve palsy. Keio J Med, 57: 84-89, 2008. 14. Marshall JL, Fetto JF, Botero PM: Knee ligament injuries: a standardized evaluation method. Clin Orthop Relat Res, 123: 115-129, 1977. 15. Mistry D, O Meeghan C: Fate of the infrapatellar branch of the saphenous nerve post total knee arthroplasty. ANZ J Surg, 75: 822-824, 2005. 16. Nercessian OA, Ugwonali OF, Park S: Peroneal
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