화농성 슬관절염은 조기에 진단과 적절한 치료를 요하는 심각한 질환 중 하나로 성인에게 슬관절의 침범이 흔한 것으로 알려져 있다.1) 적극적인 치료에도 불구하고 관절 강직, 이차성 관절염, 만성 골수염, 사망 등의 합병증이 발생할 수 있으므로 반드시 조기 치료가 필요한 정형외과적인 응급 질환이다.2, 3)

화농성 슬관절염의 치료로 주로 사용되는 관절경적 세척술 및 변연 절제술은 비교적 효과적이고 기술적으로 용이하여 최근 많이 사용되고 있으나4) 재발률이 6%–42%까지 보고되고 있다.2, 5, 6) 이처럼 실패한 화농성 관절염 환자에서 관절경적 치료와 함께 유입관과 유출관을 거치하여 중력에 의해 지속적 세척이 되도록 시행한 방법의 결과가 효과적이었다는 보고도 있다.7, 8)

저자들은 관절경적 변연 절제술 후에도 관절내 화농성 잔유 삼출물이 슬관절의 후방 구획에 고여 재발에 영향을 줄 수 있다는 점에 착안해 후격막을 일부 제거하여 후외측과 후내측 공간을 통하게 한 다음 후내측관절경 삽입구를 통하여 삽입된 배액관을 후외측 공간에까지 위치시킴으로써 잔유 삼출물의 배출을 용이하도록 하였다.

이러한 수술 방법을 시행하여 임상적 및 방사선적 결과를 분석하였고 그 효용성을 알아보고자 하였다

2005년 6월부터 2016년 12월까지 화농성 슬관절염으로 진단 받고 관절경적 수술을 시행받은 총 56예(55명, 양측 슬관절 1예)의 환자를 대상으로 조사하였다. 평균 추시 기간은 12.3개월이었고, 평균 나이는 67.8세였으며, 남자가 24명, 여자가 31명으로 조사되었다. Kellgren-Lawrence 등급 I은 6예, II는 20예, III는 11예, IV는 18예였다. 기존 질환으로 당뇨병이 있었던 경우가 16예, 만성 신부전이 4예, 암환자가 4예였다.

2. 수술 방법

수술은 진단 즉시 응급수술로 진행하였으며, 6개의 삽입구(전외측, 전내측, 상외측, 상내측, 후외측, 후내측)를 이용하여 관절경하 세척술 및 활액막 절제술을 시행하였다. 후내측 삽입구를 만들기 위해서 전외측 삽입구에 관절경을 넣고 과간 절흔(intercondylar notch)을 지나 관절경을 후방으로 진입한 다음 후내측을 관찰하면서 관절 외부에서 18 G needle을 대퇴 내과의 바로 후방에 삽입하여 절개 위치를 확인하였다. 관절경으로 바늘 끝을 확인한 후 11번 칼로 절개하여 후내측 삽입구를 만들었다. 후내측 삽입구를 통해 조작봉(switching stick)을 넣어 후격막을 통과시킨 후 후외측 공간으로 진입하여 inside out 방법으로 후외측 삽입구를 만들었다. 해부학적으로 후내측과 후외측 공간은 후격막(posterior septum)에 의해 분리되어 있다. 이를 하나의 공간으로 만들기 위해 관절경을 후외측 삽입구를 통해 넣고 후외측 공간에 위치시킨 다음 후격막을 관찰하면서 전동 절삭기는 후내측 삽입구를 통해 진입하였다. 신경 혈관 구조물의 손상을 피하기 위해 후격막의 전방 부위로부터 제거하기 시작하여 후방까지 확공함으로써 후내측 공간과 후외측 공간을 연결하였다. 관절경으로 관찰하면서 후내측 삽입구를 통하여 삽입된 흡입용 튜브 카테터(drainage tube, size 8 mm; Sewoon Medical, Cheonan, Korea)를 후외측 공간에까지 위치시킴으로써 중력에 의해 후방 공간에 고이게 되는 잔유 삼출물의 배출을 용이하게 하였다(Fig. 1).

Figure 1
Arthroscopic drain insertion through the posteromedial portal with the trans-septal technique. Coronal and axial plane illustration of drain insertion through posteromedial portal to the posterior septum. (A, B) Making a transeptal portal with shaver. (C) A drain is inserted from the posteromedial portal through the transeptal portal. (D) Photograph showing the drain insertion state through the posteromedial portal. (E, F) The arrows indicate that the drain is inserted in the posterior space of the knee joint on the postoperation radiograph. MM, medial meniscus; LM, lateral meniscus; PM, posteromedial; MFC, medial femoral condyle; LFC, lateral femoral condyle.

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C-반응성 단백은 평균 9.9 mg/dl (2.1–31.8 mg/dl), 적혈구 침강 속도는 평균 73.1 mm/h (17–140 mm/h)였고, 다형핵 백혈구 분율은 평균 94.1%였다. 관절 천자액 검사상 백혈구 수치는 5만 개/mm³ 이상 31예, 3만 개/mm³ 이상 5만 개/mm³ 미만 6예, 3만 개/mm³ 미만 19예였다.

증상 발현 시기부터 수술까지의 평균 기간은 5.45일(1–35일)이었다. C-반응성 단백이 정상화되기까지 기간은 평균 59.8일(6–164일)이 소요되었다. 정맥내 항생제는 평균 37.1일(7–77일) 사용하였다(Table 1). 도말 및 배양 검사로 원인균의 동정이 가능했던 경우는 전체 56예 중 14예(25.0%)였고 이 중 황색포도구균(Staphylococcus aureus)이 4예, 코아귤라제 음성 포도구균(Coagulase negative staphylococcus)이 3예, B군 연쇄상 구균(Streptococcus agalactiae)이 3예, 기타 균주가 4예, 나머지 42예에서는 원인균이 밝혀지지 않았다(Table 2).

Table 1
Demographic Data

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Table 2
Causative Organisms

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재발이 총 2예에서 있었다. 두 예 모두 C-반응성 단백 수치가 정상의 10배 이상 상승되어 있었고, 다형핵 백혈구 수치도 90% 이상이었다. 또한 첫수술 시 균이 동정되었고, 각각 황색포도구균, 코아귤라제 음성 포도구균이었다. 코아귤라제 음성 포도구균이 동정된 환자에서만 재수술 전 MRI를 시행하였으나 골수염이나 농양 형성의 소견은 보이지 않았다. 다른 예는 입원 기간 중 C-반응성 단백 수치가 정상 소견을 보인 후 재상승 소견을 보여 시행한 관절액 천자상 화농성 관절염 진단되어 수술 진행하였다.

방사선적 결과에서 Kellgren-Lawrence 등급 IV인 환자를 제외한 37예에서 약 2예(5.4%)에서 등급이 악화되었다(Table 3). Kellgren-Lawlence 등급을 보면 수술 당시의 평균은 2.74, 최종 추시 시의 평균은 2.83을 보였으나 통계적으로 의미 있는 차이를 나타내지는 않았다(p=0.058).

Table 3
Kellgren–Lawrence Grade of the Initial & Last Follow-Up

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퇴원 후 3개월간 매월 시행한 C-반응성 단백이 정상이고 외관상 감염 증상 유무를 보고 치료를 종결하였고, 모든 환자에서 완치되었다.

기능 평가를 통한 결과에서는 Lysholm score상 평균 64.5점(30–98점)이었다. Kellgren-Lawrence 등급 IV 환자군에서 단 한 예도 추가적인 인공관절 수술을 시행 받지 않았다. 기능 평가에서는 평균치가 다소 낮았지만 방사선 사진상의 Kellgren-Lawrence 등급 IV의 심한 골관절염이 있더라도 추후 추가적인 슬관절 관련 수술(인공관절 수술 등)을 시행하지 않고도 일상생활이 비교적 가능하였다.

화농성 관절염에서는 삼출물 생성에 의한 관절내 압력 증가, 연골세포와 대식세포로부터 단백질 분해효소와 시토카인 유리, 세균과 염증세포의 연골 침범으로 48시간 내에 연골의 분해가 일어나는 것으로 알려져 있다.9)

이러한 이유로 조기진단과 치료가 중요한데, 특히 적절한 배농이 중요하고 수술적 배농이 실패할 경우 사망률이 높으며 골수염, 골괴사, 이차성 관절염, 관절강직 등의 합병증이 발생할 수 있다.1, 14, 15)

기존의 문헌들 중에는 화농성 관절염에 대한 관절경적 세척술 및 변연 절제술 시 전내측, 전외측, 상외측의 기본 삽입구만을 이용하여 좋은 결과를 얻었다고 보고하고 있으나6, 16) Lee 등2)은 6개의 삽입구를 이용하여 수술하였고, 특히 후내측 및 후외측 삽입구를 이용하여 슬관절 후방부를 관찰하였으며, 필요한 경우에 후격막 통과 도달법을 이용하였고 만약 이 부위의 염증 소견이 보이거나 괴사된 활막 조직과 부유물 등이 존재한 경우 철저한 세척술 및 변연 절제술을 시행하는 것이 좋은 치료 효과를 위해 더 적절하다고 보고하였다.

세균성 관절염 환자에서 하퇴부에 농형성이 동반된 증례에 대한 보고에서 이를 확인하기 위해 수술 전 MRI가 도움이 된다고 하였다.17) 본 연구에서 MRI는 총 5예에서 촬영하였고 이를 통해서는 관절외 농형성 및 골수염 유무를 확인할 목적으로 촬영하였다. 하지만 상기 소견이 없어 관절내 세척술만 시행하였다.

1980년대 이후 화농성 관절염에 대한 관절경적 치료가 소개되면서 좋은 결과를 보고하고 있지만 많은 문헌에서 Gächter18)가 제안한 감염 분류에 따라 치료 방법을 달리하고 있었다.

I, II, III단계에서는 전신 항생제 사용에도 감염이 지속되면 관절경적 세척술과 함께 감압술 및 변연 절제술이 효과적이며 반복하여 사용할 수 있다고 하였고, IV단계의 경우나 드물지만 관절경적 재수술에도 실패한 경우에는 관절절개 방법을 사용하였으며 관절경적 관절 세척술과 변연 절제술의 실패율은 0%–10%로 보고하였다.19)

John 등20)은 슬관절 화농성 관절염에 대한 관절경적 치료는 초기 치료 및 후속 치료로서 더 성공적이었고, 추가적인 관절내 세척술이 더 적었으며, 개방적 세척술과 비교하여 수술 후 슬관절 운동 범위가 더 컸다고 보고하고 있다. 또한 1회 수술로 성공 확률이 50%로 보고하였는데, 본 연구에서는 96%로 치료 결과가 좋아 후격막 절제 후 후내측 삽입구를 통한 배액관 삽입 술식이 효과적이라 생각된다.

많은 문헌에서 고식적 관절 절개술보다 관절경적 치료의 우수성이 보고되고 있지만8, 21) Thiery22)는 다기관 연구를 통해 치료 실패율을 10.9%로 보고하였고, Ivey와 Clark4)은 15%의 치료 실패율을 보고하였다. 치료 실패한 화농성 슬관절염의 치료 방법에 대한 연구는 아직 확립되어 있지 않고, 일부 연구에서 반복적인 관절경적 치료를 보고하고 있는 실정이다.3, 5)

Parisien과 Shaffer23)가 제안한 지속 세척술은 생리식염수를 유입관에 거치하여 지속적으로 세척을 시행하는 방법으로 결과적으로 효과적이라고 하였다. 하지만 위 연구에서는 유입관을 상외측에 유출관을 전내측에 거치하였고 본 연구에서는 배액관을 후내측과 후외측이 통하게 하여 후내측에 고정한 방법으로 관절강내 후외측에 대한 배액을 용이하게 하였다.

Jeon 등13)은 일차 관절경적 수술 후 치료 실패한 슬관절 화농성 관절염 환자 14예를 관절경적 치료와 함께 시행한 지속 세척술을 이용하여 최종 추시까지 재발 없이 14예 모두 치료한 결과를 보고하였다.

일반적인 화농성 관절염의 관절경적 치료 후 방사선상 관절염의 진행에 대한 보고는 많지 않으나 Lee 등5)은 평균 2.5년간의 추시 기간 동안 약 19%에서 진행되었다고 보고하고 있다. 본 연구에서는 평균 추시 기간은 짧지만 총 2예(5.4%)에서 관절염이 진행하였는데 두 예 모두 추시 기간이 10년이 넘어서 진행이 된 것으로 생각된다.

감염 조절이 잘 되지 않으면 조기 관절 연골 손실로 방사선 사진상 골파괴가 진행되므로 단기간의 방사선 사진상의 Kellgren-Lawrence 등급의 변화가 나타난다. 반면 감염 조절이 조기에 잘 되는 경우에 연골 파괴가 적어서 방사선 사진상 변화가 미미하다.

Lee 등5)은 기존의 관절염이 심할수록 수술 후 퇴행성 변화가 더 빨라지는 경과를 보인다고 보고하였고, 따라서 Baek과 Kim3)은 최초 내원 시 시행한 방사선 검사에서 관절염 정도가 심할수록 재입원 혹은 최종 추시 시 진행된 관절염을 가질 가능성이 유의하게 높으므로 이들 환자에서 세심한 추시 관찰이 이루어져야 한다고 하였다.

본 연구에서는 2예에서 치료 실패 기준에 해당되는 소견을 보였는데 1차 수술 후 입원 치료 관찰중 C-반응성 단백의 증가와 관절액 천자 소견상 백혈구 수치의 증가 소견을 보여 동일한 방법으로 재수술을 시행하였으며 완치되었다.

저자들은 화농성 슬관절염에 대한 관절경적 세척술의 성공률을 높이기 위해서는 후방 공간의 괴사된 활막 조직과 부유물 등에 대한 철저한 변연 절제술뿐만 아니라 수술 후에 후방 공간에 고이는 혈액 및 잔존하는 화농성 삼출물이 세균의 배지 역할을 할 수 있으므로 이에 대한 적절한 배농이 필요하다고 생각하였다.

본 연구에서는 6개의 삽입구를 이용하여 기존의 다른 수술과 동일하게 후내측 및 후외측 구획까지 변연 절제를 시행하고 부가적으로 후격막을 일부분 절제한 다음 후내측 삽입구를 통해 삽입한 배액관을 후외측 공간에까지 위치시킴으로써 중력에 의해 후방 공간에 고이는 삼출물을 적절히 배농할 수 있어 재발의 가능성을 줄일 수 있었다고 생각된다.

본 연구에서는 내원 당시 Kellgren-Lawrence 등급이 IV인 환자를 제외한 37예 중 2예(5.4%)에서만 최초 내원 시에 비하여 추시 관찰 중 악화된 소견을 보였는데 두 예 모두 증상 발현 후 수술까지 5일, 4일로 평균치와 비슷하였으나 정맥 내 항생제 사용 기간이 평균보다 긴 각각 44일, 73일이었다. 이는 감염 조절이 양호하지 못하여 항생제 사용 기간이 길었던 것으로 보아 관절 내 감염 상태가 양호하지 못했던 것으로 생각된다.

본 연구의 제한점으로는 첫째 대상이 된 환자의 수가 적고 평균 추시 기간이 짧으며, 둘째 후향적 연구 방법으로 인해 화농성 관절염 발병 전의 슬관절에 대한 기능 평가가 부족하였다. 셋째 초기 환자들에게 MRI 검사를 시행하지 못하여 골 침범 소견을 배제하지 못하였다. 넷째 배액관의 위치를 전방에만 삽입한 방법과 비교할 수 없었다는 점이다.

화농성 슬관절염에서 관절경적 변연 절제술 후에 부가적으로 후격막을 부분 절제하고 배액관을 후방에 위치시키는 술식은 적절한 삼출물 배출을 유도하여 만족스러운 결과를 얻을 수 있어 고려해 볼만한 치료 방법 중의 하나로 생각된다.