ORIGINAL ARTICLE 대한족부족관절학회지제 17 권제 3 호 2013 J Korean Foot Ankle Soc. Vol. 17. No. 3. pp.209-214, 2013 당뇨발절단에있어원인감염균과치료결과와의관계 동아대학교의과대학정형외과학교실 이명진 이규열 김성수 김철홍 왕 립 김현준 김기웅 Corelation between the Treatment Result and Causative Bacteria in Amputation of Diabetic Foot Myoung Jin Lee, M.D., Kyu Yeol Lee, M.D., Sung Soo Kim M.D., Chul Hong Kim, M.D., Lih Wang, M.D., Hyeon Jun Kim, M.D., Ki Woong Kim, M.D. Department of Orthopedic Surgery, College of Medicine, Dong-A University =Abstract= Purpose: To evaluate correlation between the clinical results and causative bacteria in diabetic foot patients with lower extremity amputation. Materials and Methods: One hundred twenty nine patients(131 feet) of diabetic foot amputations were followed for more than one year. Wound cultures were done by deep tissue or bone debris at first visit to our clinics. Retrospective analysis was performed using chart review and interview with the patients. Depending on the culture result, level of amputation, reinfection, duration of treatment, death rate, patient satisfaction and admission dates were evaluated. Results: Microorganisms were confirmed in 114 cases. In the other 17 cases, there were no cultured microorganisms. In bacterial growth group, Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus was the most common pathogen and accounted for 34 cases. As other common pathogens, there were Methicillin-resistant Staphylococcus aureus(24 cases) and mixed infection(14 cases). Mortality is no difference in each infected group. Mixed bacterial infected patients have higher reinfection, longer hospital day and duration of treatment, but there is no difference in patients satisfaction and pain at last follow up. Conclusion: The most common pathogen in diabetic foot patients with lower extremity amputation was Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus, and mixed bacterial infected patients have higher reinfection rate, longer admission date and duration of treatment than other bacterial infected patients. Key Words: Diabetic foot, Causative bacteria, Amputation, Clinical result Received: July 14, 2013 Revised: August 11, 2013 Accepted: August 20, 2013 Corresponding Author: Myoung Jin Lee Department of Orthopedic Surgery, College of Medicine, Dong- A University, 1, Dongdaesin-dong 3-ga, Seo-gu, Busan 602-715, Korea Tel: +82-51-240-2867 Fax: +82-51-243-9764 E-mail: tynitus@dau.ac.kr 서론 당뇨병의치료에대한발전과인슐린을이용한엄격한당뇨조절에도불구하고평균수명이증가함에따라당뇨에따른여러가지합병증의이환률또한크게증 - 209 -
이명진 이규열 김성수 김철홍 왕립 김현준 김기웅 가하고있다. 당뇨환자의발에발생하는궤양, 화농성염증, 괴사를통틀어당뇨발이라고하며, 매년대략 1~4% 의당뇨환자들의발이족부궤양으로진행되고있다. 1) 당뇨병성족부병변으로하지절단술을받은환자의 75% 에서족부궤양이선행되었다고한다. 2) 당뇨병성족부병변으로하지절단술을시행하는흔한원인은말초혈액순환장애, 신경병증, 감염이며, 그중가장큰원인은감염이다. 3) 하지만, 절단술을시행한당뇨발환자에서원인감염균과절단술이후의임상양상, 절단의유형및절단술후의환자의기능적상태등의치료결과간의관계에대한연구는많지않았다. 이에본연구는당뇨발로인해족부또는하지절단술을시행받은환자들의수술전상처부위에서시행한균동정검사의결과에따른치료결과의차이를비교분석하고자하였다. 대상및방법 2008년 1월부터 2012년 1월까지당뇨병성족부합병증으로본원에내원하여족부절단을포함한하지절단술을시행받고 1년이상추적조사가가능하였던 129명 131예를대상으로하였으며, 폐쇄동맥경화증으로절단한환자는제외하였다. 우측족부가 72예, 좌측족부는 59예였다. 평균연령은 68.3세 (51~89세) 이었고, 남자가 81명, 여자가 48명이었다. 내원시당뇨진단후평균이환기간은 14년 1개월 (1~28년) 이었고, 모든환자는제 2형당뇨진단후약물치료를받고있었다. 총 129명의당뇨환자중경구약투여중인환자가 74명, 인슐린투여중인환자가 34명, 경구약과인슐린을함께투여중인환자가 21명이었다. 평균혈당치, 발병기간, 치료병력, 동반된질환등은의무기록에근거하여후향적으로조사하였고, 이학적검사와자세한문진을통해술후만족도및통증정도를조사하였다. 내원당시평균혈당치는 212 mg/dl(105~514 mg/dl), 평균 HbA1c는 8.65%(5.6~15.9%) 이었으며, 평균혈청크레아티닌은 2.13 mg/dl(0.6~9.8 mg/dl) 이었다. 하지절단술을시행받은환자들은대부분당뇨합병증을동반하고있었으며, 당뇨병성말초신경병증을동반한환자는 105명이었다. 미세혈관질환으로증식성망막병증환자는 75명, Background 망막병증은 27명, 실명이 4명, 정상이 23명이었다. 신병증으로는미세알부민뇨증환자가 27명, 현성단백뇨환자가 39명, 만성신부전이 62명, 정상이 1명이었다. 동반된심혈관계질환으로는고혈압을동반한환자가 83명, 협심증환자가 28명, 이전심근경색병력이있는환자가 12명있었다. 하지절단술은족부의감염이나괴사등에따른당뇨합병증으로보존적치료에도불구하고절단이불가피한경우만을대상으로하였으며, 수술적절단범위는적극적인염증에대한치료후에도회복이불가능한감염및괴사조직을제거하고일차적봉합을위해절단위치를결정하였으나, 일부예에서는일차적개방성절단으로염증을충분히배농, 세척으로치료하고 2차절단술을시행하였다. 모든예에서외관에상관없이연부조직상태가허락하는범위에서기능적보존을위해족부를최대한말단부위에서절단하도록하였다. 수술은절단부위의치유능력을정확히파악하여일차치유를목적으로하였고가능한한말단부에서절단해서재활을용이하게하였다. 내원시모든환자들의족부병변에서균동정검사를시행하였으며, 외부오염을배제하기위해상처주변부를깨끗하게소독한다음궤양의심부조직이나골조직또는농양에서검사하도록하였다. 동정된균주별로환자군을나누어수술방법, 절단범위, 술후합병증, 치료의평균소요시간, 사망률분석, 환자의주관적만족도비교를통해각군간의치료결과를비교하였다. 환자의주관적만족도는아주만족 (5점), 만족 (4 점 ), 보통 (3점), 불만족 (2점), 아주불만족 (1점) 의 5 단계로구분하여점수화하였다. 모든자료는 SPSS version 12.0을이용하여 student t-test를시행하여통계처리하였으며, 유의성의판정은 p-value가 0.05 미만으로하였다. 결과 평균추시기간은 2년 7개월 (12~64개월) 이었다. 하지절단술이전당뇨발의평균이환기간은 57.4일 (13~128일) 로내원전자가치료및타병원에서치료기간은평균 23일 (7~57일), 내원후절단술까지기간은평균 19.7일 (1~87일) 이었으며, 절단술후평균재원기간은 39.8일 (15~187일) 이었었다. 상처부위에따라서제 1족지 59예 (45.0%), 제 2족지는 8예 - 210 -
당뇨발절단에있어원인감염균과치료결과와의관계 Table 1. Bacterial Culture Results Organism Number of patients Gram-positive bacteria Methicillin-sensitive staphylococcus aureus 034 Methicillin-resistant staphylococcus aureus 024 Enterococcus faecalis 008 Streptococcus viridian 001 Gram-negative bacteria Enterobacter cloacae 012 Pseudomonas aeruginosa 010 Escherichia coli 003 Acinetobacter baumanni 002 Serratia marcescens 001 Klebsiella pneumonia 002 Proteus vulgaris 001 Enterobacter aerogenes 002 Mixed infection 014 No growth 017 Total 131 Table 2. Distribution of Amputations Level Number of feet (%) Minor amputation Toe amputation 76 (58.0) Ray or transmetatarsal amputation 41 (31.3) Major amputation Below knee amputation 12 (9.2) Above knee amputation 02 (1.5) Total 131 (6.1%), 제 3족지는 8예 (6.1%), 제 4족지는 5예 (3.8%), 제 5족지는 13예 (9.9%), 2개이상의족지를침범한경우는 18예 (13.7%), 5개족지모두침범하는것은 2예 (1.5%), 중족부 12예 (9.2%), 족관절이 4예 (3.1%), 하퇴부 2예 (1.5%) 이었다. Brodsky 4) 의깊이-허혈분류상심부궤양및부분괴저가동반된 2C 등급이 34예, 골수염이나농양및허혈이동반된 3B 등급이 45예, 골수염이나농양및부분괴저가동반된 3C 등급이 42예, 골수염이나농양및전체괴저가동반된 3D 등급이 10예이었다. 원인균은종류및빈도에따라 6군으로분류하였으며, 그외소수의균주는따로분류하였다. 원인균은메티실린감수성포도상구균 (Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus, MSSA), 메티실린저항성포도상구균 (Methicillinresistant Staphylococcus aureus, MRSA), 복합감염, 엔테로박터클로아케균 (Enterobacter cloacae), 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa), 엔테로코쿠스파이칼리스균 (Enterococcus faecalis) 순이었다 (Table 1). 절단은족지절단과열절단을소절단으로, 하퇴및대퇴절단을대절단으로나누었다. 수술적치료로써개방창절단술후 2차적으로절단술을시행한예를포함하여족지절단술은 76예, 열절단술은 41예, 하퇴부절단술 12예, 대퇴부절단술 2예를시행하였다 (Table 2) (Fig. 1). 합병증은절단부위피부및연부조직의괴사또는재감염이 33예에서있었는데이로인해족지절단술을시행한 10예중열절단9예, 하퇴부절단 1예의추가적상부절단을시행하였다. 또한열절단 2 예에서하퇴부절단으로추가적상부절단을시행하였다. 절단술후변연절제술이추가적으로필요한경우는총 20예였으며, MRSA 감염을보인환자군에서 8 예로가장많았다 (p=0.098). 절단술후각원인균주별비교에서복합감염환자군에서하퇴부절단 5예, 대퇴부절단 1예로대절단을시행한경우가가장많았으며 (p=0.023), 치료의평균소요시간역시 57.4일로복합감염환자군에서가장길었다 (p=0.012). 절단술 - 211 -
이명진 이규열 김성수 김철홍 왕립 김현준 김기웅 후괴사및재감염의합병증발생빈도는복합감염, MRSA, MSSA순이었다. 각균주간최종추시시사망환자의수는 MSSA 3명, MRSA 2명, 복합감염 2명, 엔테로코쿠스파이칼리스균 1명및 Acinetobacter baumanni 1명이었다 (Table 3). 사망한환자들은모두대절단을시행한환자였으며, 사망의원인으로는 5명이심폐정지에의한사망이었고, 3명이급성신부전, 1 명이심실세동으로사망하였다. 술후최종추시상환자의만족도및수술전후 VAS 동통점수는원인균간의통계적유의한차이는보이지않았으며 (p=0.368), 최종추시상환자의만족도역시통계적으로유의한차이를보이지않았다 (p=0.136). A B C Figure 1. A 75 year-old male patient with diabetes for 25 years was admitted for the treatment of the diabetic foot. (A) This picture shows diabetic forefoot gangrene and necrosis with infection. (B) The radiograph dose not shows air formation on patient foot. (C) The radiograph shows the foot after first, second and third toe transmetatarsal amputation postoperatively. Table 3. Relation between causative bacteria and clinical result in diabetic foot with amputation MSSA* MRSA Mixed Enterobacter Pseudomonas Enterococcus infection cloacae aeruginosa faecalis Number of feet (%) 34 (25.9) 24 (18.3) 14 (10.7) 12 (9.2) 10 (7.6) 8 (6.1) Duration of admission (days) 37.5 45.5 57.4 36.8 35.5 34.7 Level of amputation Toe amputation 20 10 5 8 7 5 Ray amputation 12 9 3 4 3 3 BK amputation 2 3 5 0 0 0 AK amputation 0 1 1 0 0 0 Complication Necrosis 2 4 4 0 0 0 Reinfection 5 8 6 1 2 1 Additional amputation 1 4 5 0 0 0 Number of death 3 2 2 0 0 1 Preoperative CRP (mg/dl) 5.4 8.7 9.2 5.9 4.3 4.8 *MSSA: Methicillin-sensitive staphylococcus aureus, MRSA: Methicillin-resistant staphylococcus aureus, BK: Blow knee, AK: Above knee, CRP: C-reactive protein - 212 -
당뇨발절단에있어원인감염균과치료결과와의관계 고찰 당뇨병의유병률은각나라마다차이가있으나, 미국통계에따르면전체인구의약 6% 가당뇨병에이환되어있으며이중약 60~70% 에서크거나작은족부병변을가지고있고, 15% 에서당뇨병성족부궤양을보였으며, 족부궤양의 14~24% 에서절단수술을받게되고, 당뇨병성족부궤양을앓고있는환자는일반인에비해약 10~30배의하지절단위험성이있다고보고되고있다. 1,5,6) 미국당뇨병협회에서궤양이나절단의위험이있는환자군으로서당뇨병이환기간이 10년이상인사람, 혈당조절이잘안되는경우, 심혈관계, 망막, 신장의합병증이있는경우등을제시하였으며, 절단의가능성을증가시키는위험인자로는말초신경병증, 굳은살, 관절운동범위제한, 뼈의변형, 심한발톱병변, 말초혈관질환등의경우이다. 7) 본연구에서의당뇨이환기간은 14년 1개월 (1~28년) 이었으며, 당뇨병성족부병변으로절단술을시행한대다수의환자들은당뇨병성말초신경병증, 미세혈관질환, 신병증, 심혈관계질환등의위험인자를가지고있었다. 당뇨병성족부병변에서절단이요구되는경우는궤양의정도가심하여보존적치료가불가능한경우, 약물이나배농술로는회복이불가능한심한감염이발생한경우, 말초혈액순환장애로괴저가발생한경우등이며샤콧관절과같은교정하기힘든심한족부변형이있는경우에적응증이될수있다. 1,9) 절단의부위결정은감염의정도와말초혈액순환및주위연부조직의상태와절단후기능적인측면을고려해야하고, 술후창상치료시에도절단부위의혈류공급이나쁘거나감염이의심되는경우에는창상을개방하여압력감소및배농, 변연절제등을실시하여야한다. 8) 감염된당뇨병성족부병변을가진환자는높은사망률및장기간의재원기간을요하는경우가많아서개인적손실뿐만아니라사회적으로도엄청난경제적손실을유발하게된다. 10,11) Abdulrazak 등 12) 과 Sharma 등 13) 은당뇨발감염에서포도상구균이가장많은원인균주라고언급한바있으며, 본연구에서도이와유사하게포도상구균이가장많은원인균주였으며메티실린감수성포도상구균이 34예 (26.0%) 로가장많은부분을차지하였고, 메티실린저항성포도상구균이 24예 (18.3%) 로확인되었다. 두가지이상균주에의한복합감염은 14예 (10.7%) 로상당부분을차지하였다. 그외의흔한균으로는엔테로박터클로아케균이 12예 (9.2%) 로확인되었으며, 녹농균이 10예 (7.6%), 엔테로코쿠스파이칼리스균이 8예 (6.1%) 순이었다. 성인남자의하지절단중가장많은부분을차지하는당뇨발은당뇨발자체만으로도신체적역할, 신체기능, 활동성에심각한영향을미쳐환자삶의질이떨어지지만, 반복적인입원및수술과절단에이르는일련의과정에의해더욱삶의질이떨어진다. 본연구에서는절단술후평균재원기간은 39.8일 (15~187일) 이었으며, 복합감염의경우합병증및재절단의비율이높아입원기간및치료에소요되는기간이길어졌으며 (p=0.012), 메티실린저항성포도상구균에감염된경우도다른균주에비해긴기간이소요되었다 (p=0.038). 절단의부위결정은앞서언급한경우이외에환자의재활능력, 즉보행가능성등을고려하여야한다. 14) 절단술을시행시절단부위결정에관한많은논란이있어왔으며, 맥박이나동맥혈관조영술의결과보다는절단부위의피부온도와외관이더중요하다고하였다. Burgess 등 15) 은하퇴부절단시절단부위에색소침착, 인설, 위축, 중등도의청색증이있어도절단이가능하나, 피부에궤양, 괴사, 감염, 창백및냉감이있으면보다더근위부에서절단할것을권장하였으며수술시근육으로부터의출혈이없고생존력이없어보이면보다근위부절단의적응이된다고하였다. 본연구에서는총 14예에서대절단을시행하였으며, 복합감염및메티실린저항성포도상구균에감염된환자군에서감염된족부병변이범위가넓고상처감염이잘조절되지않는경향을보였으며, 각군별전체환자중대절단을시행한환자수가많은경향을보였다. 하지만균주자체의특성이라기보다는만성신부전증및심혈관계질환등의오랜유병기간은환자의면역력저하에영향을주었을것이며, 이로인하여저항성균주및복합감염에더욱취약하게되었을수있다는점을고려하여야할것으로생각된다. 당뇨병성족부병변으로인한절단은족부내의절단인소절단과하퇴이상에서의절단인대절단으로분류되며일부저자들의연구결과에의하면소절단보다는대절단후사망의위험률이의미있게높지는않다는보고가있으나, 대다수의보고에서는대절단후의사망 - 213 -
이명진 이규열 김성수 김철홍 왕립 김현준 김기웅 률이소절단후의사망률보다높다고하였다. 16-19) 본연구에서는최종추시시사망한환자가 9명이었으며, 이들은모두대절단을시행한환자였다. 이는대절단술을시행한환자에서는개인활동범위및생활의위축, 심리적인위축등에의해전반적인신체기능의저하와함께이의악순환에의해사망률이높은것으로추정되나이에대한자세한연구가필요할것으로사료된다. 결론 당뇨발환자에서절단술을시행한환자의술전가장흔한원인감염균은메티실린감수성포도상구균이었으며, 각원인균간의절단술후통증및만족도등에서는의미있는차이는없었지만, 복합감염의경우상부절단및재감염의비율이높았으며, 이로인한치료의평균소요시간이다른원인균주감염환자들에비해길었다. REFERENCES 01. Reiber GE, Ledoux WR. Epidemiology of foot ulcers and amputations in people with diabetes: Evidence for prevention. In: Herman WH, Kinmonth AL, Wareham NJ, Williams R, ed. Chichester, UK: John Wiley & Sons; 2010. 403-17. 02. Pecoraro RE, Ahroni JH, Boyko EJ, Stensel VL. Chronology and determinants of tissue repair in diabetic lower-extremity ulcers. Diabetes. 1991;40:1305-13. 03. Leichter SB, Allweiss P, Harley J, et al. Clinical characteristics of diabetic patients with serious pedal infections. Metabolism. 1988;37:22-4. 04. Brodsky JW. Evaluation of the diabetic foot. Instr Course Lect. 1999;48:289-303. 05. Lee JS, Lu M, Lee VS, Russel ld, Bahr C, Lee ET. Lowerextremity amputation. Incidence, risk factors, and mortality in the Oklahoma Indian Diabetes Study. Diabetes. 1993;42:876-82. 06. Singh N, Armstrong DG, Lipsky BA. Preventing foot ulcers in patients with diabetes. JAMA. 2005;293:217-28. 07. American Diabetes Association. Preventive foot care in people with diabetes. Diabetes Care. 1998;2178-79. 08. Bild DE, Selby JV, Sinnock P, Browner WS, Braveman P, Showstack JA. Lower-extremity amputation in people with diabetes. Epidemiology and prevention. Diabetes Care. 1989;12:24-31. 09. Ecker ML, Jacobs BS. Lower extremity amputation in diabetic patients. Diabetes. 1970;19:189-95. 10. Boulton AJ, Vi leikyte L, Ragnarson-Tennval lg, Apelqvist J. The global burden of diabetic foot disease. Lancet. 2005;366:1719-24. 11. Chow I, Lemos EV, Einarson TR. Management and prevention of diabetic foot ulcers and infections: a health economic review. Pharmacoeconomics. 2008;26:1019-35. 12. Abdulrazak A, Bitar ZI, Al-Shamali AA, Mobasher LA. Bacteriological study of diabetic foot infections. J Diabetes Complications. 2005;19:138-41. 13. Sharma VK, Khadka PB, Joshi A, Sharma R. Common pathogens isolated in foot infection in Bir Hospital. Kathmandu Univ Med J(KUMJ). 2006;4:295-301. 14. Pinzur MS, Sage R, Stuck R, Osterman H. Amputations in the diabetic foot and ankle. Clin Orthop. 1993;296:64-7. 15. Burgess EM, Romano RL, Zettl JH, Schrock RD Jr. Amputations of the leg for peripheral vascular insufficiency. J Bone Joint Surg Am. 1971;53-A:874-90. 16. Tentolouris N, Al-Sabbagh S, Walker MG, Boulton AJ, Jude EB. Mortality in diabetic and nondiabetic patients after amputations performed from 1990 to 1995: a 5-year followup study. Diabetes Care. 2004;27:1598-604. 17. Izumi Y, Satterfield K, Lee S, Harkless LB, Lavery LA. Mortality of first-time amputees in diabetics: a 10-year observation. Diabetes Res Clin Pract. 2009;83:126-31. 18. Papazafiropoulou A, Tentolouris N, Soldatos RP, et al. Mortality in diabetic and nondiabetic patients after amputations performed from 1996 to 2005 in a tertiary hospital population: a 3-year follow-up study. J Diabetes Complications. 2009;23:7-11. 19. Tseng CH, Chong CK, Tseng CP, Cheng JC, Wong MK, Tai TY. Mortality, causes of death and associated risk factors in a cohort of diabetic patients after lower-extremity amputation: a 6.5-year follow-up study in Taiwan. Atherosclerosis. 2008; 197:111-7. - 214 -