무시멘트 양극성 고관절 반치환술 후 고관절 운동의 방사선학적 계측과 실패 기전의 분석

Abstract

배경 및 목적: 양극성 고관절 반치환술은 단극성 반치환술 후 비구 연골의 높은 마모율로 인한 삽입물의 비구 돌출의 문제를 보완하기 위해 개발되었다. 양극성 반치환술은 술기가 쉽고, 출혈이 적으며, 수술 시간이 단축되는 장점이 있어 고령의 근위 대퇴부 골절이나 일부 비구 연골 손상이 없는 대퇴 골두 무혈성 괴사에서 사용되었다. 그러나, 이론적 배경과 달리 양극성 반치환술 후에도 서혜부 통증, 비구 연골의 조기 마모, 비구컵의 비구 돌출 및 골용해로 인한 삽입물의 실패가 높은 것으로 보고되었다. 이러한 불량한 결과는 비구 연골의 높은 마모율과 폴리에틸렌 삽입물의 마모 입자에 의한 것으로 생각되고 있다. 비구 연골의 마모는 비구컵과 비구 연골간의 운동면인 외관절면의 운동량과 환자의 비구 연골 두께와 관련이 있으며, 폴리에틸렌 삽입물의 마모는 폴리에틸렌 삽입물과 금속 골두의 운동면인 내관절면의 운동량과 관련이 있는 것으로 보고되고 있다. 따라서, 본 연구는 무시멘트 양극성 고관절 반치환술의 최소 5년에서 20년까지의 임상적, 방사선학적 결과를 분석하여, 비구 연골의 두께 변화를 측정하고 비구 연골 마모율을 알아보았으며, 양극성 반치환 삽입물의 외관절면과 내관절면의 운동량 비율의 추시 기간에 따른 변화를 조사하였다. 또한 삽입물의 실패와 연관되어 있는 요인을 분석하여 인공 고관절 반치환술 후 실패 기전을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1991년 2월부터 2005년 6월까지 무시멘트 대퇴 스템을 이용한 양극성 고관절 반치환술을 시행받은 환자 중 최소 5년 이상 추시 관찰이 가능하였던 233명, 255예를 대상으로 하였다. 남자는 95명, 여자는 138명이었으며 평균 나이 58.2세(19~90)이었다. 평균 추시 기간은 7.3년(5.0~19.8)이었으며, 원인 질환은 대퇴 골두 무혈성 괴사가 135예, 대퇴 경부 골절 85예, 대퇴골 전자간 골절 35예이었다. 사용된 비구컵은 Centrax bipolar cup 177예, Multipolar bipolar cup 54예, UHR bipolar cup 21예, Self centering hip prosthesis 3예이었으며 대퇴스템은 ABG I 102예, ABG II 75예, Versys 54예, Omnifit 21예, Gemini 3예이었다. 실제 비구부 연골 두께와 방사선 사진상 연골 두께를 비교하기 위해 30예에서 수술 중 비구 연골 두께를 측정하였고 각 예마다 짝지어 방사선 사진상 비구 연골의 두께를 측정하여 차이가 있는지 조사하였다. 모든 예에서 추시 기간 중 촬영된 방사선 사진상 비구 연골의 두께를 측정하여 추시 기간에 따른 연골 두께의 변화를 조사하고, 평균 연간 마모율을 계산하였다. 양극성 반치환물의 외관절면과 내관절면의 운동 양상을 조사하기 위해 추시 관찰중 2회 이상 고관절 최대 외전 및 내전 방사선 촬영이 가능하였던 91명, 106예를 대상으로 고관절의 외전 및 내전 운동에 따른 외관절면과 내관절면의 운동 범위를 측정하고 그 비율(outer motion-inner motion ratio; O/I ratio)을 계산하였다. 임상적, 방사선학적 결과에 대하여 환자 관련 요인, 삽입물 관련 요인과의 상관 관계를 분석하였다. 방사선학적 비구 골용해 소견이나 비구컵의 비구 돌출을 삽입물의 실패로 간주하여, 비구 연골의 마모율과 O/I ratio와의 연관성을 조사하였다. 방사선학적 비구 골용해 소견이 관찰되는 경우, 비구컵의 비구 돌출로 인해 재치환술을 받은 경우, 원인에 관계없이 재치환술을 한 경우를 각각 종점으로 Kaplan-Meier 생존 분석을 시행하였다. 결과: 평균 Harris 고관절 점수는 수술전 52.1점에서 수술후 91.8점으로 향상되었다. 대퇴부 통증은 9예(3.5%), 서혜부 통증은 35예(13.7%)에서 관찰되었고, 이러한 임상적 결과는 환자 관련 인자나 삽입물 관련 인자간의 상관관계는 없었다. 수술 중 측정된 비구 연골의 두께는 2.13&#61617; 0.34mm (1.5~2.8), 방사선 사진상 측정된 비구 연골의 두께는 2.07&#61617; 0.41mm (1.3~2.9)로서 통계적 차이는 없었다. 방사선 사진상 비구 연골은 추시 기간에 따라 감소하는 추세이었으며, 비구 연골의 평균 연간 마모율은 0.10&#61617; 0.10mm/yr로 측정되었다. 추시 기간에 따라 외관절면의 운동량은 감소하고 내관절면의 운동량이 증가하였다. 방사선학적 비구 골용해 소견은 10예(3.9%)에서 관찰되었고, 반치환물의 비구내 돌출 소견은 3예(1.2%)에서 관찰되었다. 성별, 나이, 체질량 지수, 진단명, 삽입물의 종류에 따라 비구 연골 연간 마모율, O/I ratio간의 유의한 차이는 없었으나, 방사선학적 비구 골용해와 비구내 돌출 소견을 실패로 간주하였을 경우 실패군에서 비실패군에 비해 비구 연골 평균 연간 마모율은 통계학적으로 의미있게 컷으며 O/I ratio도 통계학적으로 의미있게 작았다(p<0.05). 합병증으로는 비구컵의 비구내 돌출이 3예, 심부 감염 3예, 표재 감염이 1예가 있었으며, 비구내 돌출 3예는 인공 고관절 전치환술을 이용한 재치환술을 시행하였고, 심부 감염 3예에 대해서는 변연 절제술 후 2단계 재치환술을 시행하였다. Kaplan-Meier 방법을 이용한 생존 분석상 방사선학적 골용해 소견을 종점으로 한 경우 11.9년은 생존율 92.4%이었으며 이후에는 생존율이 급감하는 양상으로 나타났으며 최종적으로 19.8년에는 생존율은 17.3%로 나타났다. 비구내 돌출로 인한 재치환술을 종점으로 한 경우에는 19.8년 생존율 86.9%, 어떠한 이유로 재치환술을 한 경우를 종점으로 하였을 때는 19.8년 생존율 82.2%이었다. 결론: 무시멘트 대퇴 스템을 이용한 양극성 고관절 반치환술의 최소 5년에서 20년 추시 결과 비구 연골의 두께가 감소하였고, 외관절면에 비해 내관절면의 운동량이 상대적으로 증가하였으며, 내관절면 운동량의 증가에 따른 폴리에틸렌 마모로 인해 수술 12년 이후 방사선학적 골용해가 급격히 많이 발생하였다. 또한 삽입물의 실패군에서 생존군에 비하여 비구 연골의 연간 마모율이 크고 O/I ratio가 작은 소견이 관찰되었므로 이러한 소견이 관찰되면 더욱 면밀한 추시가 필요할 것으로 사료된다.