J Korean Orthop Assoc 2006; 41: 981-988 슬관절전치환술에서후방십자인대절제가대퇴경골간굴곡 - 신전간격에미치는영향 정영복 박세진 정호중 김상준 이종석 Effects of a Posterior Cruciate Ligament Resection on the Flexion-Extension Gap in Total Knee Arthroplasty Purpose: To assess the effects of a posterior cruciate ligament resection on the tibiofemoral joint gap in total knee arthroplasty. Materials and Methods: The effect of a PCL resection on the tibiofemoral joint gap was analyzed prospectively in 58 patients (69 knees) who had undergone TKA between May 2003 and April 2006. The knee was exposed using a modified subvastus approach. The medial soft tissue was released and a tibial cutting was made first. The tibial insertion of a PCL was protected during the tibial resection by inserting a thin osteotome in front of the posterior spine. An extension and flexion gap were measured using a balancer/tensor device (Stryker Howmedica Osteonics, Allendale, NJ, USA) under manual maximal stress before and after the PCL resection. The change of the joint line and the posterior inclination on preoperative and postoperative lateral roentgenograms was also assessed. Results: After the PCL resection, the flexion gap and extension gap increased by an average of 3.6±1.5 mm and 2.0±1.0 mm, respectively. Although the PCL resection resulted in an increasing a flexion gap and extension gap, the increase in the flexion gap was larger than that of the extension gap by 1.6 mm. Conclusion: A PCL resection resulted in an increase in the flexion and extension gaps by 3.6 mm and 2.0 mm, respectively. Therefore, a PCL resection would be a good alternative method for controlling the flexion-extension gap in TKA. Key W ords: Posterior cruciate ligament, Total knee arthroplasty, Flexion gap, Extension gap 서론성공적인슬관절전치환술을시행하기위해서는적절한슬관절의전후및내외측안정성은필수적이다. 이를위해서대퇴경골간굴곡-신전간격을일치시키는것이중요한요소중의하나이다. 슬관절전치환술에서대퇴경골간굴곡간격은대퇴골후과및근위경골의절제, 연부조직의긴장도에의해결정되며, 굴곡간격이신전간격보다클경우굴곡불안정성을초래한다. 굴곡불안정성은후방십자인대보존형에서는지속적인슬관절의통증, 부종, 전반적인압통및 통신저자 : 박세진서울시동작구흑석동 224-1 중앙대학교의과대학중앙대학교병원정형외과무릎관절센터 TEL: 02-6299-1590 FAX: 02-822-1710 E-mail: qortn97@freechal.com * 본논문은 2005 년도중앙대학교의임상연구비의지원을받아이루어졌음. * 본논문의요지는 2005 년도대한슬관절학회춘계학술대회에서발표되었음. Address reprint requests to 981
982 불안정감등의증상으로나타나며 21), 후방십자인대절제형의경우는종종슬관절의급성후방탈구로나타나게되며저자에따라 0.5-2% 의빈도로보고된바있다 17,22). 과도한굴곡간격은작은대퇴삽입물을사용한경우, 대퇴골후과를과도하게절제한경우, 대퇴삽입물의회전정렬이맞지않는경우, 측부인대가이완된경우, 외반변형시, 과도한외측연부조직유리술을시행한경우, 후방경골경사각을너무많이준경우에발생할수있다 21). 최근많은연구에서슬관절전치환술시후방십자인대의절제가굴곡간격을신전간격보다더증가시킴으로써굴곡및신전간격불일치의원인이될수있다고하였다 5,6,13,18,19). 본연구의목적은슬관절전치환술시후방십자인대의절제가관절의간격에영향을주는지, 두간격이모두증가한다면굴곡간격이신전간격에비해서어느정도증가하는지측정하여그임상적인유용성을연구하고자하였다. 대상및방법 2003년 5월부터 2006년 4월까지동일한술자에의해동일한방법으로슬관절전치환술을시행받은 58명, 69 예를대상으로하였다. 평균연령은 68세 (53-82세) 였으 며성별은남자는 5명 (9%), 여자는 53명 (91%) 이었으며삽입물의경우후방십자인대절제형 LCS mobile bearing (Depuy, Warsaw, IN, USA) 이 47예 (68%), Scorpio mobile bearing (Stryker Howmedica Osteonics, Allendale, NJ, USA) 이 22예 (32%) 였다. 수술전신체검사상슬관절의전방불안정성및후방불안정성이있는경우, 후방십자인대가육안적으로늘어났거나정상적인활액막으로덮여있지않은경우, 수술중손상된경우, 후방십자인대절제후 balancer/tensor device에서 3도이상의내외반불균형이있었던경우는제외하였다. 또한관절을개방하였을때전방십자인대가없거나비정상적인경우에도연구대상에서제외시켰는데, 그이유로는전방십자인대의기능부전시관절접촉면이후방으로이동되게되어후방십자인대의기능에영향을줄수있기때문이다 25). 술전체중부하전후방방사선촬영을시행하여대퇴경골각이 0도에서 7도를정상, 8도이상인경우외반변형, 0도미만을내반변형으로분류하였고, 69예중 20예에서정상소견을보였으며외반변형 ( 범위 : 8-18도 ) 이 7 예, 내반변형 ( 범위 :-12--1도) 이 42예였다. 관절선의측정시비교적굴곡구축이나후방경골각의 Fig. 1. Fig. 2.
983 슬관절 전치환술에서 후방십자인대 절제가 대퇴경골간 굴곡-신전 간격에 미치는 영향 영향을 받지 않기 위해서 술 전 및 술 후 슬관절 외측 방 나 얇은 osteotome을 사용하여 보호하였다. 골수강외 지 사선 사진상 경골 결절의 첨부와 관절선까지의 거리를 측 침자를 이용하여 전면에서 경골의 장축에 수직으로, 측면 정하였고(Fig. 1), 술 전 및 술 후 후방경사각을 측정하였 에서 후방경사각을 5-7도 맞춘 후 절골술을 시행하였으 다(Fig. 2). 술 전 평균 굴곡 구축은 10.5±9.8도(범위: 며, 골수강내 지침자를 이용하여 술 전 전하지 방사선 사 0-35도)였다. 진에 따라 하지의 기계축과 직각으로 원위 대퇴골의 절골 먼저 술 전 전하지 방사선 사진으로 대퇴 및 경골 절골 술을 시행하였다. 대퇴 삽입물의 회전의 결정은 전후선 각 및 절골범위를 미리 결정한 후 변형된 대퇴사두근하 (Whiteside's line) 과 과간축(epicondylar line), 근위 절개술12)을 이용하여 슬관절을 노출시킨 후, 전방십자인 경골의 절단면을 기준으로 하였다. 1) 대와 내외측 반월상 연골판을 제거하였고 이후 연부조직 경골 및 대퇴 절골술을 시행한 후 슬관절 후방 연부조 유리술을 시행하여 적절한 내외측 연부조직의 균형을 이 직 유리술 및 대퇴 후방 골극을 제거하여 굴곡 및 신전 루게 한 후 후방십자인대의 경골 부착부를 보호하기 위해 간격 및 내외측의 균형을 맞춘 후 balancer/tensor 금속핀을 후방십자인대 5 mm 앞쪽 경골 고평부에 박거 device (Stryker Howmedica Osteonics, Allendale, NJ: Fig. 3)를 이용하여 슬관절 완전 신전 상태와 90도 굴곡 상태에서 관절 간격을 측정하였다. 이후 후방십자인 대를 대퇴 부착부 및 경골 부착부에서 확인한 후 수술용 칼을 이용하여 완전하게 제거하고 동일한 방법을 이용하 여 굴곡 및 신전 간격을 측정하였다(Fig. 4). 이때 후방십 자인대 절제 후 내외반 불균형으로 balancer 내외측 균 형이 3도 이상의 차이가 나는 경우에는 제외하였다. 관절 간격은 balancer/tensor device에 부착된 상하 의 납작한 판을 경골 및 대퇴절단면에 밀착시킨 후 동일 술자의 우측 손으로 가능한 한 최대의 힘을 주고 세 번 반복 측정한 후 평균치로 정하였다. 후방십자인대 절제 전후의 굴곡-신전 간격을 paired t-test를 적용하여 통 Fig. 3. Balancer/tensor device used in this study (Stryker Howmedica Osteonics, Allendale, NJ, USA), which is composed of a body plate with two paddles and a slide rule sizer. A Fig. 4. Gap measurement in flexion at 90o (A) and extension (B). 계학적 분석을 시행하였으며, p 0.05인 경우 통계적으 로 유의하다고 판정하였다. B
984 Fig. 5. Fig. 6. Table 1. Table 2. 결과총 69예중후방십자인대절제후굴곡및신전간격이동일하게증가한경우는 7예, 신전간격이더많이증가한경우는 3예였으며그외에는모두굴곡간격이더많이증가하였다. 굴곡간격은후방십자인대제거전평균 21.7±1.9 mm에서제거후평균 25.2±2.1 mm로평균 3.6±1.5 mm 증가하였으며통계학적으로유의한차이를보였다 (p 0.05). 신전간격은후방십자인대제거전평균 22.0±1.8 mm에서제거후평균 23.9±1.8 mm로평균 2.0±1.0 mm 증가하였으며통계학적으로유의한차이를보였다 (p 0.05)(Table 1)(Fig. 5). 후방십자인대제거전굴곡간격이신전간격보다 0.3 mm 작았으나 (p 0.05), 후방십자인대제거후에는굴곡간격이신전간격보다 1.3 mm 더커졌고통계학적으로유의한차이 (p 0.05) 를나타내었다 (Fig. 6). 이는후방십자인대제거후신전간격및굴곡간격이모두증가하고, 술전신전간격에비해서술후굴곡간격이 1.6 mm 더증가함을의미한다. 술전평균대퇴경골각은평균 -0.1±8.9도( 범위 : -12-18 도 ) 였고, 술후평균 6.1±4.1 도 ( 범위 : -2-15 도 ) 로교정되었다. 관절선의변화는술전평균 34.1± 4.2 mm에서술후평균 36.5±4.1 mm로평균 2.4 mm 증가하였고 (p 0.05), 후방경골각은술전평균 10.5± 3.7도 ( 범위 : 3-21도 ) 에서술후평균 7.8±3.6도 ( 범위 : 1-16도 ) 로평균 2.7도감소하였다 (Table 2). 고찰후방십자인대는대퇴골내과의외측면에서기시하여전방십자인대의후외측으로주행하여경골후면에부착하며, 경골의후방전위를방지하는일차적인구조물로슬관절의내전-외전의안정성에도관여한다 9). 특히슬관절굴곡이증가할수록후방십자인대의역할이증가한다 10). 1977년 Freeman 등 8) 에의해슬관절전치환술시후방십자인대를절제하는술기가소개된후슬관절전치환술시후방십자인대의절제여부는슬관절의 Kinematics 와관절운동범위, 해리, 폴리에틸렌마모, 고유수용감각등여러가지관점에서논란이있었다 15,16,20). 슬관절전치환술시후방십자인대의보존을주장하는
985 사람들은후방십자인대가정상적인슬관절에서의대퇴구름현상을통해관절운동범위를증가시키고 23,27), 경골삽입물과골접촉면과의전단응력 (shear force) 을감소시키며, 대퇴사두근의지렛대길이를늘이고, 슬관절의고유감각및신경근기전의보존으로계단을오르고내릴때주관적안정성을부여해주는역할을한다고주장하였다. 후방십자인대의절제를주장하는사람들은슬관절전치환술시후방십자인대를절제함으로써관절의변형이쉽게교정되고, 경골삽입물을삽입시경골을전방으로쉽게아탈구시킬수있고, 연부조직의교정을쉽게이룰수있어수술이쉽다고하였다. 특히후방십자인대보존형슬관절전치환술에서후방십자인대의과도한긴장이지나친대퇴구름현상을초래함으로써오히려관절운동의감소와폴리에틸렌의조기마모의원인이될수있으며 27), 이에몇몇의저자들은후방십자인대를유리시킴으로써연부조직의균형을맞추는술기를보고하였다 24,26,30). 그러나후방십자인대보전형과절제형슬관절전치환술의추시결과방사선및임상적차이가없다고보고되고있다 3,4,11,28,29). 따라서슬관절전치환술시후방십자인대의보존여부보다는수술중정확한하지의정렬과굴곡-신전간격의균형을얻는것이보다중요한예후인자로생각된다. 그러나연부조직의균형을맞추는것은매우주관적인술기이며슬관절전치환술시후방십자인대를절제후굴곡- 신전간격이일치하지않아굴곡시전후방불안정성이생기는경우를종종경험하게된다. Mihalko와 Krackow 등은사체를이용한실험연구를통해정상슬관절에서후방십자인대를제거한결과굴곡간격의증가를관찰한바있고 19), Matsueda 등도사체실험연구를통해후방십자인대의제거시굴곡간격의증가및약간의신전간격의증가를증명하였다 18). Kadoya 등은내반변형이있는퇴행성관절염의슬관절전치환술시후방십자인대의절제가신전간격에는거의영향이없는반면, 굴곡간격은 4.7 mm 정도증가함을보고한바있고 13), 국내에서도조등은 2.7 mm 정도굴곡간격이더증가함을보고하였다 5). Freeman 등은 MRI를이용한연구에서정상슬관절에서후방십자인대가 90도굴곡에서가장긴장된다고하였고 7), Lew와 Lewis 등은인공관절전치환술에서후방십자인대의긴장이신전시보다 90도에서높다고 하여이러한연구의결과를뒷받침하였다 14). 그러나 Baldini 등은후방십자인대의절제시굴곡및신전간격이같은비율로 1-1.5 mm 증가하므로더이상의간격의조정이필요하지않다고하였다 2). 신전및굴곡간격이같은비율로증가하게되면보다두꺼운폴리에틸렌을삽입하면되나, 후방십자인대의절제가신전간격에비해굴곡간격을더증가시킨다면신전간격에맞추어폴리에틸렌을삽입할시, 굴곡-신전간격의불일치로슬관절굴곡시불안정하게되고, 이를극복하기위해굴곡간격에맞추어폴리에틸렌을삽입하게되면신전간격이좁아져슬관절의신전을방해할것이다. 또한굴곡-신전간격의균형을위해원위대퇴골을추가로절제하고보다두꺼운폴리에틸렌을삽입하게되면관절선의근위이동을초래하게되어결국슬관절의 kinematics를변화시켜장기적인결과에막대한영향을미칠수있을것이다. 본연구에서는후방십자인대의긴장도에따른오차를줄이기위해후방십자인대가술전불안정성을보이는경우나술중손상된경우, 후방십자인대의제거시육안적으로이상을보이거나늘어난경우등은제외하였고한명의술자에의해동일한방법으로측정하였다. 본연구에서는굴곡간격 (3.6 mm) 및신전간격 (2.0 mm) 이모두증가하였다. 참고적으로후방경골각은오히려감소하였으므로이로인한굴곡간격의증가는무시할수있을것이다. 69예중후방십자인대절제후굴곡과신전간격이동일하게증가하였거나신전간격이더많이증가한예는 10예였으며나머지는모두굴곡간격이더많이증가하였고평균적으로굴곡간격이신전간격에비해 1.6 mm 더증가하였다. 이의임상적의의는첫째, 굴곡간격이신전간격에비해클경우후방십자인대를절제하는것은굴곡간격을더증가시킴으로써굴곡-신전간격의불일치를악화시킬것이다. 둘째, 후방십자인대의절제시굴곡간격이신전간격에비해 1.6 mm 더증가하지만임상적으로 2 mm 가량의이완은비교적허용될수있으므로신전간격에맞추어 2 mm 두꺼운폴리에틸렌을사용하여도무리는없을것이다. 셋째, 신전간격에비해굴곡간격이 2 mm 정도클경우술후굴곡운동의범위가커지고과도한굴곡운동만허용하지않는다면일상생활에서임상적인불안정성을일으키지않으리라생각한다. 넷째, 굴곡간격이신전간격보다좁을경우, 후방십
986 자인대절제가신전간격에비해 2 mm 가량의굴곡간격의증가를더얻을수있으므로경골경사각을더주거나, anterior reference system에서작은삽입물을사용하는방법과함께슬관절전치환술시굴곡및신전간격을일치시키는방법으로사용될수있을것이다. 후방십자인대의절제시굴곡간격이신전간격보다현저히커져서술후굴곡불안정성이예상되는경우는대퇴골의원위절제를더하고더두꺼운폴리에틸렌을삽입할수도있으나과도한관절선의상승은관절의 kinematics 를변화시키고주위연부조직의긴장도및안정성에도영향을미치며상대적인슬개저위증을초래할수있다. 본연구의한계점으로는첫째, balancer/tensor device 가위아래 2개의판으로구성되어내측과외측을따로측정할수없었고, 후방십자인대의내반및외반에대한영향을알수없었다. Matsueda 등은후방십자인대의절제가내측간격을더증가시키며이는후방십자인대절제시내반변형을교정시키는효과가있음을의미한다고하였다 18). 그러나 Gollehon 등은사체실험연구에서외측연부조직이정상이라면후방십자인대의절제는경골의외반및내반에영향을주지않는다고하였으며 10), Kadoya 등도내반변형이있는퇴행성슬관절염환자에서후방십자인대의절제가내반및외반에영향을주지않는다고하였다 13). 본연구에서도대부분의경우후방십자인대의절제가내반및외반을초래하지않았으며, 후방십자인대의절제시내외측불균형이발생한경우가있었으나연구대상에서는제외하였다. 둘째, 손가락을이용한최대한의하중을주는방법이일정한힘을가하는지여부와실제로어느정도의힘을가하는것인지객관적으로증명할수없었다. 셋째, 마취하슬개골이외번된상태에서측정한결과로서, 슬개골이정상위치인상태에서체중부하시에는대퇴사두근등신전기전이굴곡-신전간격에어느정도영향을줄것으로생각한다. 결론슬관절의인공관절전치환술을시행할때후방십자인대를제거하는것은굴곡간격을 3.6 mm, 신전간격을 2.0 mm 증가시키므로약 1.6 mm 굴곡간격이더증가하게되어, 선택적인후방십자인대절제가추가적인굴곡- 신전간격을조절하는방법으로이용될수있을것이다. 참고문헌
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988 = 국문초록 = 목적 : 대상및방법 : 결과 : 결론 : 색인단어 :