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대한정형외과학회지 : 제 42 권제 6 호 2007 J Korean Orthop Assoc 2007; 42: 711-717 경직성양측마비에서의양측대퇴골감염절골술 - 단단계다부위수술 (Single Stage Multilevel Surgery) 의결과비교 - 정진엽ㆍ박문석ㆍ송병욱ㆍ최인호ㆍ조태준ㆍ유원준 서울대학교의과대학정형외과학교실 Bilateral Femoral Derotatioal Osteotomy in Spastic Diplegia - Outcome Assessment of Single Stage Multilevel Surgery - Chin Youb Chung, M.D., Moon Seok Park, M.D., Byung Wook Song, M.D., In Ho Choi, M.D., Tae Joon Cho, M.D., and Won Joon Yoo, M.D. Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Korea Purpose: To evaluate the outcome of multilevel surgery including femoral derotational osteotomy, and analyze the effect of bilateral femoral derotational osteotomy on the gait of spastic diplegia. Materials and Methods: The medical records of 26 spastic diplegics, who had undergone a bilateral intertrochanteric femoral derotational osteotomy, bilateral distal hamstring lengthening, bilateral rectus femoris transfer, and bilateral heel cord lengthening, were evaluated. There were 16 boys and 10 girls with a mean age of 7.6 years. The pre- and post-operative gait analysis, functional assessment score, and physical examination were archived and analyzed. Results: In the physical examination, the femoral anteversion, hip flexion contracture, and popliteal angle decreased significantly, while the ankle range of dorsiflexion increased significantly. In three dimensional gait analysis, the cadence remained constant while the walking speed improved significantly. In transverse plane kinematics, the mean pelvic rotation did not show any difference but foot progression angle fell into the normal range after surgery. In the sagittal plane, the maximal hip extension and H3 power generation improved significantly, while the mean anterior pelvic tilt decreased significantly. The functional assessment score improved from 7 to 9, which was significant. Conclusion: The walking ability of spastic diplegia with in-toeing, stiff knee and tip toeing gait improved after single stage multilevel surgery including a femoral derotational osteotomy. Femoral derotation osteotomy without psoas lengthening improved the anterior pelvic tilt despite the distal hamstring lengthening Key Words: Cerebral palsy, Spastic diplegia, Torsional deformity, Gait pattern, Femoral derotational osteotomy 서론뇌성마비는복잡한변형이동반된하나의질병군으로환자에따라이환된정도가다르고양상이달라일정한치료법의효과를단순히비교하는것은힘들다. 따라서뇌성마비에서보행양상을세분하여수술적치료계획에 통신저자 : 박문석경기도성남시분당구구미동 300 분당서울대학교병원정형외과 TEL: 031-787-7203 ㆍ FAX: 031-787-4056 E-mail: pmsmed@hanafos.com * 본연구는서울대학교병원위탁연구비 (06-04-010) 의지원에의한것임. 이용하고수술결과를객관적으로비교하려는시도가계속되어왔으며, 지금까지편마비의시상면 10), 횡단면 1), 그리고양측마비의시상면 4,5) 으로보행양상을분류하려는노력이있었다. 다만이런분류를실제적으로이용하여치료법에대한결과를객관적으로제시한경우는아직 Address reprint requests to Moon Seok Park, M.D. Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University Bundang Hospital, 300, Gumi-dong, Bundang-gu, Seongnam 463-707, Korea Tel: +82.31-787-7203, Fax: +82.31-787-4056 E-mail: pmsmed@hanafos.com 711

712 정진엽ㆍ박문석ㆍ송병욱외 3 인 드물다. 또한, 과거에는뇌성마비의병적보행에대한이해가충분하지않았고각환자들의보행병리를객관적으로제시할수있는도구가없어서이학적검사, 육안으로보는보행분석을이용하여다단계수술 (multi-staged surgery) 를시행하였다. 이런다단계수술의경우, 환자들의재활기간이길고, 입원이잦아서생일마다입원한다고하여생일증후군 (Birthday syndrome), 하나의병변을치료하면이전에보이지않았던다른증상이나타나각수술후의모습을순차적으로보면다이빙하는모습과같다고하여다이빙현상 (Diving phenomenon) 으로불리는등부작용이많았다. 이런경향으로인하여뇌성마비에서각수술의결과분석은다른동반된수술의영향을받게되고한부분의수술효과를분석하는데많은어려움이있다. 대퇴골감염절골술은뇌성마비환자의내족지보행시널리시행되고있고그에대한결과분석은많이연구되고있다. 그러나, 연구대상이대개편마비에국한되어있으며양측마비에대한결과분석은드문실정이다. 또한상술한바와같이뇌성마비의특성상근위부에병변이있을경우, 원위부의병변을동반하는경우가흔하여대퇴골감염절골술만시행하는경우는거의없다. 따라서뇌성마비에서의대퇴골감염절골술연구에서대퇴골감염절골술만단독으로비교하는것은임상적으로의미가적고실질적으로불가능하다. 이에일정한보행양상에서대퇴골감염절골술을포함하여동일한다부위수술을시행한경우의결과분석은뇌성마비치료에대한보다객관적인자료를제시할수있을것으로생각할수있다. 본연구에서는경직성양측마비중일정한보행양상, 즉내족지보행, 슬관절강직보행, 첨족보행을보이는환자로대상을한정하여, 양측전자간대퇴골감염절골술, 원위슬괵근유리술, 대퇴직근이전술, 아킬레스건연장술을시행한후의보행양상을분석하고자한다. 또한전자간대퇴골감염절골술이외의수술을통제하여전자간대퇴골감염절골술의효과를분석하고자한다. 대상및방법 1. 연구대상본원에서 1997년 4월부터 2005년 4월까지경직성양 Fig. 1. Spastic diplegic patient with bilateral in-toeing, stiff knee and tip toeing gait. 측마비로수술받은환아중대퇴전염각증가로인한양측내족지보행, 양측슬관절강직보행, 양측첨족보행의양상 (Fig. 1) 을보여양측대퇴골감염절골술, 양측원위슬괵근유리술, 양측대퇴직근이전술및양측아킬레스건연장술을시행하고술전및술후 1년에 3차원보행분석이있는 26명 52하지를대상으로하였다. 아킬레스건연장술은 48 하지에서 Z 성형술을시행하였으며 4 하지에서 Strayer 술식을시행하였다. 남아가 16명, 여아가 10명이었으며평균연령은 7.6세였다 (Table 1). 2. 연구방법이학적검사와방사선학적검사로해부학적인염전개요를정리하였으며 3차원보행분석으로보행양상을분석하였다. 이학적검사는제 1 저자가체계적으로시행하였으며, 대퇴전염각은 Ruwe 6) 이제시하였던대전자촉지법을기본으로하였으며, 불확실한경우에는전산화단층촬영 9) 과수술장에서투시촬영 2) 을이용하여측정하였다. 보행분석은비디오촬영, 운동형상학및운동역학, 역학적근전도검사를시행하였으며, 3차원보행분석은 9 미터의동작분석실보행로를환자가자신에게가장편한속도로보행하게하여시행하였으며, 7 camera VICON system (Oxford Metrics, Oxford, England) 을이용하여자료를얻었다. 수동성표지 (passive reflective markers) 를골반및양측하지의지정된위치에

경직성양측마비에서의양측대퇴골감염절골술 - 단단계다부위수술 (Single Stage Multilevel Surgery) 의결과비교 - 713 Table 1. Data of the Patients ID Sex Age TAL or strayer 1 F 6.3 TAL 2 F 7.2 TAL 3 F 5.4 TAL 4 F 7.1 TAL 5 F 6.1 TAL 6 F 15.3 Lt. TAL & Rt. strayer 7 F 7.3 TAL 8 F 7.1 TAL 9 F 7.3 TAL 10 F 5.2 TAL 11 M 14.5 TAL 12 M 8.2 TAL 13 M 6.1 TAL 14 M 7.9 TAL 15 M 12.7 TAL 16 M 6.0 TAL 17 M 6.9 TAL 18 M 6.2 TAL 19 M 5.5 TAL 20 M 8.6 TAL 21 M 6.0 TAL 22 M 6.8 Lt. strayer & Rt. TAL 23 M 6.4 TAL 24 M 6.1 TAL 25 M 8.4 TAL 26 M 6.5 Strayer 부착하고 VICON camera 가초당 60 frame 으로각표지를추적하여얻은이동영상으로운동형상학분석을시행하였고보행선형지수를동시에구하였다. 운동역학적자료는 2개의힘판 (AMTI, Watertown, Mass, USA) 으로역동역학을이용하여측정하였다. 운동형상학과운동역학의계산은 VICON clinical manager (Version 1.21, Oxford Metrics, Oxford, England) 를사용하였다. 기능평가 (functional assessment) 는 Gage 가제시한 Functional Assessment Questionnaire 를사용하였다 8) (Fig. 2). 3. 수술방법및재활수술은먼저복와위로양측전자간대퇴골감염절골술, 양측원위슬괵근유리술, 아킬레스건연장술을시행하였으며이후에앙와위로대퇴직근이전술을시행하였다. 전자간대퇴골감염절골술에는 Blade plate를이용하여고정하였다. 원위슬괵근유리술은박근, 반막양근은근막연장술을시행하였고, 반건양근은대내전근에이전하였다. 아킬레스건연장술의경우슬관절신전시 Fig. 2. Functional Assessment Questionnaire in Korean.

714 정진엽ㆍ박문석ㆍ송병욱외 3 인 족근관절의족배굴곡이 10도이상을목표로하였으며슬관절굴곡시족근관절의족배굴곡이 10도이상되는경우는 Strayer 술식을이용하였고, 10도미만인경우는 Z 성형술을이용하였다. 대퇴직근은모두박근으로이전하였다. 수술후 3주이후에체중부하를시작하고보행훈련을하였으며, AFO 를 3개월동안착용하였고, 3개월이후에는야간보조기로활용하였다. 4. 분석자료설정수술의효과를비교하기위해서술전과술후 1년의대퇴전염각, 고관절굴곡구축, 슬와각을분석하였고 3차원보행분석결과는정성적분석과정량적분석을나누어시행하였다. 정성적분석은패턴인식을기초로하였으며정량적분석은단변량분석과다변량분석을동시에시행하였다. 정성적분석으로는횡단면보행양상을골반보상과족부진행각의정도로비교하였으며, Rodda 등이제시한시상면보행양상을비교하였다 5). 변량 (variable) 분석을위한변량으로는선형지수에서보행속도, 분속수를비교하였고, 운동형상학중에서평균골반회전, 평균대퇴내회전, 족부진행각, 최대고관절신전을, 운동역학에서 H3 힘형성을비교하여분석하였다. 다변량분석은 Schwartz 등이제시한고관절굴곡근지표 (Hip Flexor Index) 를이용하였다 7). HFI=(0.15) MPT+(0.31) PTR+(0.11)EST-(1.10)H3 또한설문지를이용한기능평가로보행의향상정도를비교하였다 8). 5. 통계분석방법본연구에서사용한통계는 SPSS for windows (version 10.0.0, SPSS, Chicago, IL, USA) 을이용하였으며수술전후의이학적검사와보행분석의결과는 t-test를이용하여검증하였고, 기능평가의경우 Wilcoxon rank sum test 를이용하여검증하였다. 95% 유의수준에 p-value 가 0.05 이하인것을의미있는것으로보았다. 결과이학적검사에서대퇴전염각은술전 57±9 o 에서술후 23±8 o 로감소하였으며 (p<0.01), 경골염전각은 9±4 o 에서 7±7 o 로유의한차이를보이지않았다 (p=0.28). 고관절굴곡구축은 8±7 o 에서 4±5 o 로유의한차이를보였다 (p<0.01). 단변량분석에서선형지수중보행속도는 63.1 cm/s 에서 70.3 cm/s 로유의하게향상되었고 (p<0.01), 분속수는 101.2 steps/min 에서 100.1 steps/min 으로큰차이가없었다. 운동형상학지표에서평균골반회전은 -0.6±6.3 o 에서 0.0±5.5 o 로변화가없었으며 (p=0.79), 족부진행각은 -13.3±13.7 o 에서 9.2±12.0 o 으로정상화되었다 (p<0.01). 평균골반전경사는 18.5±5.1 o 에서 16.8±4.7 o 로유의하게감소하였다 (p<0.01). 최대고관절신전은 -3.5±8.7 o 에서 2.3±10.0 o 으로 5.8±8.8 o 가유의하게향상되었다 (p< 0.01)(Fig. 3-5). 다변량분석으로시행한고관절굴곡지수 (HFI) 는술전 6.4±2.3 o 에서 4.4±2.0 o 으로유의하게향상되었다. 정 Fig. 3. Graphs showing the pre- and post-operative changes in the foot progression angle ( pre, post, normal). Fig. 4. Graphs showing the pre- and post-operative changes in the anterior pelvic tilt ( pre, post, normal).

경직성양측마비에서의양측대퇴골감염절골술 - 단단계다부위수술 (Single Stage Multilevel Surgery) 의결과비교 - 715 Fig. 5. Graphs showing the pre- and post-operative changes in the maximal hip extension ( pre, post, normal). 성적분석으로시행한패턴인식에서수술전 16명이골반보상을보였고 10명이골반보상을보이지않았으며수술후골반보상을보인환자가 13명이었고골반보상을보이지않은환자가 13명이었다. Rodda 에의한시상면의보행양상은술전에 2형이 17명, 3형이 9명이었으나술후 1형이 2명, 4형이 1명이었고나머지는모두정상화되었다. 설문지에의한기능평가는수술전중앙치가 7단계에서수술후중앙치가 9단계로유의하게향상되었다 (p<0.01). 고찰최근각광받는증거기반의학에의거하면일정한치료의효과를판단하는데에는객관적인지표가필요하다. 뇌성마비의단단계다부위수술에서의결과분석은다음과같은원인으로쉽지않다. 첫째, 뇌성마비자체가다양한증상을가진하나의증후군이기때문에수술의결과가다를수있고, 둘째, 결과를판단할수있는객관적인근거, 혹은지수가아직정립되어있지않다는것이다. 첫째한계점을극복하기위하여뇌성마비를좀더세분화해서구별하고분류하려는노력이있어왔다. 분류를위해서크게 2가지방법이쓰이고있는데하나는보행분석을정성적으로보아임상적으로구별하는방법이있으며, 또하나는보행분석의지수를정량적으로분석하여군집분석을이용하여통계적으로구별하는방법이있다. 정성적으로패턴인식을통한분석은임상적으로적용이쉽고이해하기쉬운데반해너무단순화해서구분하는문제점이있어각패턴별수술방법을획일적으로적용하 는데는문제가있다. 군집분석을이용한방법은모든형태를다포함할수있으나군집분석에사용되는변수에무엇을선정할것인가하는문제가있을수있으며, 변수의수를너무많이하면임상에적용할수없는분류를위한분류가되어버릴수있다. 현재까지의발표되었던분류들이대부분시상면을위주로이루어져있어서대퇴감염절골술등횡단면의변형에대한수술에대해적용하는것에는문제가있다. 둘째한계점에서결과판단을위하여뇌성마비수술의목표를생각해보아야한다. 뇌성마비수술의목표는환자의보행을향상시키는것이다. 단순히특정관절운동범위나외양으로만결과를판단할수는없다. 보행향상에대한객관적인근거를제시하는것은쉽지않다. 그래서최근크게 2가지방법으로결과분석을하려는경향이있다. 첫째, 신뢰성이있고세분화된설문지항목과이학적검사항목을이용하는방법이있으며둘째, 3차원보행분석의결과를비교하여결과분석을하는방법이있다. 3차원보행분석의경우도단순히한가지변량만비교하여보행향상을이루었다고말할수는없다. 그래서많은변량을이용하여보다전체적인효과를비교하려는노력이있다. 아직경직성양측마비에서시상면과횡단면을모두포괄하는신뢰성있는분류법이없어서본연구에서는경직성양측마비에서비교적흔하다고생각되는패턴을연구군으로설정하였다. 양측첨족변형, 슬관절강직, 내족지보행은본기관에서모든경직성양측마비환자의 1/3 정도를차지하고있다. 대퇴전염각의증가는뇌성마비환자들에게서흔한변형중에하나이다. 대퇴전염각의증가는내족지보행과골반의외회전을일으켜미용적인문제를야기하고지렛대병의원인이되어보행에좋지않은영향을주게된다. 이에대퇴골감염절골술이보행에미치는효과에대한연구가있어왔으나분석하기쉬운편마비에제한된경우가대부분이었다. 편마비에서는대퇴골감염절골술을시행한경우효과적으로골반보상이사라지는것을보고하고있다. 그러나양측마비의경우대퇴골감염절골술이내족지보행을향상시키는데반하여골반보상에대한효과는잘알려져있지않다. 본연구결과에서도예상과는달리전염각의감소에도불구하고골반보상을보이는경우가많아이에대해서는좀더심층적인연구가필

716 정진엽ㆍ박문석ㆍ송병욱외 3 인 요할것으로생각한다. 전자간대퇴골감염절골술의다른효과중의하나가고관절굴곡구축의감소이다. 이는전자간절골로인하여소전자의위치가전방으로이동하는데기인하는것으로 Novacheck 등은대퇴골감염절골술만으로는고관절굴곡구축감소의효과가없고근내요근연장술을시행하여야효과적으로고관절굴곡구축을감소시킨다고주장하였다 3). 그러나본연구에서근내요근연장술시행없이도평균 6도정도의호전이보여고관절굴곡구축의정도에따라근내요근연장술을시행하지않을수도있다고저자들은생각한다. 특히 Novacheck 등의연구 3) 는근내요근연장술을시행한군모두에서대퇴골감염절골술을시행하여서대퇴골감염절골술의고관절굴곡구축에대한효과를통제하지못했다. 원위슬괵근유리술의단점중의하나가수술후슬괵근의약화로인하여전방골반경사가증가할수있다는것이다. 이를예방하기위하여외측슬괵근유리를가능한한자제하고내측슬괵근유리시반건양근을대내전근으로이전하는술식을많이이용하지만전방골반경사의증가는어느정도감수하여야한다. 본연구에서원위슬괵근유리술과전자간대퇴골감염절골술을시행하였을경우전방골반경사가감소하는것은고무적인사실로이에대한설명을위해서는추가적인연구가필요할것으로생각한다. 결론경직성양측마비의보행양상중대퇴전염각증가로인한양측내족지보행, 슬관절강직보행, 첨족보행의양상을보이는경우대퇴골감염절골술을포함한다부위수술후환자의보행능력이향상되었다. 원위슬괵근유리술을시행하더라도대퇴골감염절골술을같이시행하면전방골반경사는호전되었다. 참고문헌 1. Chung CY, Park MS, Choi IH, Cho TJ, Yoo WJ: Gait patterns according to the torsional deformities in spastic hemiplegia: a preliminary report. J Korean Orthop Assoc, 39: 298-305, 2004. 2. LaGasse DJ, Staheli LT: The measurement of femoral anteversion. A comparison of the fluoroscopic and biplane roentgenographic methods of measurement. Clin Orthop, 86: 13-15, 1972. 3. Novacheck TF, Trost JP, Schwartz MH: Intramuscular psoas lengthening improves dynamic hip function in children with cerebral palsy. J Pediatr Orthop, 22: 158-164, 2002. 4. Rodda JM, Graham HK: Classification of gait patterns in spastic hemiplegia and spastic diplegia: a basis for a management algorithm. Eur J Neurol, 8 Suppl 5: 98-108, 2001. 5. Rodda JM, Graham HK, Carson L, Galea MP, Wolfe R: Sagittal gait patterns in spastic diplegia. J Bone Joint Surg Br, 86: 251-258, 2004. 6. Ruwe PA, Gage JR, Ozonoff MB, DeLuca PA: Clinical determination of femoral anteversion. A comparison with established techniques. J Bone Joint Surg Am, 74: 820-830, 1992. 7. Schwartz MH, Novacheck TF, Trost J: A tool for quantifying hip flexor function during gait. Gait Posture, 12: 122-127, 2000. 8. Schwartz MH, Viehweger E, Stout J, Novacheck TF, Gage JR: Comprehensive treatment of ambulatory children with cerebral palsy: an outcome assessment. J Pediatr Orthop, 24: 45-53, 2004. 9. Weiner DS, Cook AJ, Hoyt WA Jr, Oravec CE: Computed tomography in the measurement of femoral anteversion. Orthopedics, 1: 299-306, 1978. 10. Winters TF, Gage JR, Hicks R: Gait patterns in spastic hemiplegia in children and young adults. J Bone Joint Surg Am, 69: 437-441, 1987.

경직성양측마비에서의양측대퇴골감염절골술 - 단단계다부위수술 (Single Stage Multilevel Surgery) 의결과비교 - 717 = 국문초록 = 목적 : 경직성양측마비의보행장애에대해양측대퇴골감염절골술을포함한단단계다부위수술의결과를분석하고동시에시행된다른수술의효과를통제한상태에서대퇴골감염절골술의효과를분석한다. 대상및방법 : 본원에서 1997 년 4 월부터 2005 년 4 월까지경직성양측마비로수술받은환아중대퇴전염각증가로인한양측내족지보행, 양측슬관절강직보행, 양측첨족보행의양상을보여양측전자간대퇴골감염절골술, 원위슬괵근유리술, 대퇴직근이전술및아킬레스건연장술을시행한 26 명 52 하지를대상으로하였다. 남아가 16 명, 여아가 10 명이었으며평균연령은 7.6 세였다. 이학적검사, 3 차원보행분석, 기능평가설문을시행하여결과를비교하였다. 결과 : 대퇴전염각, 고관절굴곡구축, 슬와각이유의하게감소하였으며족근관절의족배굴곡이증가하였다. 3 차원보행분석에서분속수는변화가없었으나보행속도는유의하게증가하였다. 횡단면에서평균골반회전은차이가없었으며족부진행각은유의하게향상되었다. 기능평가설문에서보행능력은중앙치가 7 단계에서 9 단계로유의하게향상되었다. 결론 : 경직성양측마비의보행양상중대퇴전염각증가로인한양측내족지보행, 슬관절강직보행, 첨족보행의양상을보이는경우대퇴골감염절골술을포함한다부위수술후환자의보행능력이향상되었다. 색인단어 : 경직성양측마비, 염전변형, 대퇴골감염절골술, 다부위수술