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Hindfoot Alignment Change after High Tibial Valgization Osteotomy in a Patient with an Ipsilateral Fused Ankle: A Case Report
J Korean Foot Ankle Soc 2024;28:75-79
Published online June 15, 2024;  https://doi.org/10.14193/jkfas.2024.28.2.75
© 2024 Korean Foot and Ankle Society

Sung Sahn Lee, Jin Soo Suh, Kyeong Woo Park, Jun Young Choi

Department of Orthopedic Surgery, Inje University Ilsan Paik Hospital, Inje University College of Medicine, Goyang, Korea
Correspondence to: Jun Young Choi
Department of Orthopedic Surgery, Inje University Ilsan Paik Hospital, 170 Juhwa-ro, Ilsanseo-gu, Goyang 10380, Korea
Tel: 82-31-910-7968, Fax: 82-31-910-7967, E-mail: osddr8151@paik.ac.kr
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3864-9521
Received April 9, 2024; Revised May 6, 2024; Accepted May 21, 2024.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
Ankle arthrodesis was performed on a 55-year-old male patient with an active lifestyle who developed severe arthritis in the left ankle. Over the follow-up period, high tibial valgization osteotomy was conducted for painful medial knee joint arthritis with genu varum deformity to correct overall lower limb alignment from varus to valgus with respect to the fused ankle. This study was conducted to investigate how hindfoot alignment would change when the overall alignment of the lower limb shifted from varus to valgus with the ipsilateral ankle in a fused state. Conclusively, while no intrinsic changes in the hindfoot alignment were observed following the alteration of lower limb alignment, the hindfoot naturally adjusted to valgus deviation in response to limb valgus realignment. Moreover, symptoms changed in line with this adjustment. Given the absence of similar case studies or reports, a review of relevant literature is included to contribute to knowledge of this subject.
Keywords : Hindfoot, Hindfoot alignment, Fused ankle, Medial opening wedge high tibial osteotomy, Knee valgization
증례 보고

과거력상 고혈압 이외에 특이사항이 없던 55세 남자환자로, 내원 6년 전부터 양측 무릎 통증이 발생하여 타병원에서 약물 및 물리치료, 10회 이상의 주사치료를 받아왔으며, 무릎의 통증은 어느 정도 조절되는 양상이었다. 내원 2년 전부터는 특이한 외상력 없이 좌측 발목 통증이 간간히 발생하였으나 별다른 조치 없이 경과 관찰만 하였으며, 내원 2개월 전 골프를 시작하면서부터 통증이 매우 악화되어 타병원에서 약물치료 및 주사치료를 시행 받았으나 별다른 호전이 없어서 본원에 내원하였다. 객관적인 평가를 위하여 시행한 foot ankle ability measure 검사상 activities of daily living (FAAM-ADL) 점수는 52점, sports 점수(FAAM-sports)는 14점으로 확인되었다. 내원 후 시행한 족관절 전후면(Fig. 1A) 및 측면(Fig. 1B) 방사선 사진상 거골원개와 경골천장 간 관절간격이 완전히 소실되고 내과 근처에 유리체가 존재함이 확인되었으며, 후족부 정렬상8) 방사선 사진상(Fig. 1C) 경골을 양분하는 선과 종골의 가장 아래부위에서 족관절 관절면까지 이어지는 선과의 관계를 확인하여 후족부 정렬각을 측정하였는데,9) 후족부 정렬은 비교적 중립위에 위치하고(1.2도 내반) 있음을 관찰할 수 있었다.10) 또한 하지 전체를 촬영한 hip-to-talus 영상에서는 양측 슬관절에 내반변형을 동반한 관절염이 발생하였음이 확인되었다(Fig. 1D).

Figure 1. Initial ankle radiographs of the ankle in anteroposterior (A) and lateral (B) views revealed complete loss of joint space between the talus and the tibial plafond, with the presence of loose bodies near the medial aspect. Additionally, hindfoot alignment view (C) showed that the alignment of the hindfoot was in a neutral position (hindfoot alignment angle 1.2 degrees [varus]). Furthermore, in the hip-to-talus view, arthritis with varus deformity of the bilateral knee joints was observed (D).

보존적 치료에 호전을 보이지 않는 고도의 족관절 관절염으로 진단하고 수술적 치료의 필요성에 대하여 환자에게 설명하였으며, 이에 동의하여 비교적 젊은 50대 초반의 활동적인 환자임을 고려하여 족관절 유합술을 시행하기로 결정하였다. 수술은 전신마취하에 족관절 전방접근법을 통하여 이루어졌는데, 우선 경골천장 및 거골원개를 노출시키고 유합시킬 면의 피질골을 모두 제거한 뒤 1.8-mm Kirschner 강선을 이용하여 여러 개의 구멍을 뚫어주었으며, 이후 족관절 중립위에서 5도의 외회전만 시킨 위치에서 2개의 5.0 mm 유관나사를 관절 근위부에서 관절을 가로지르는 방향으로 X자 형태로 고정하였다. 관절유합을 위한 충분한 고정력을 확보하기 위하여 경골 및 거골 전면부에 금속판(ARIX ankle arthrodesis plate; Jeil Medical Corporation)과 나사를 추가고정하였다. 수술 이후 6주간 단하지 석고 고정을 유지한 채 체중 부하를 금하였으며 석고 제거 이후부터 부분 체중 부하를 즉시 허용하여 점진적으로 완전체중 부하까지 이행하였다. 술 후 3개월째부터는 스포츠 활동을 허용하였으며, 수술 6개월 시점에 수술 이전에 호소하였던 족관절의 불편감 및 통증은 대부분 소실되었으나, 족관절 후내측에 경미한 불편감이 잔존한다고 하였다. 수술 6개월 시점의 방사선 사진상(Fig. 2) 족관절 유합이 대부분 이루어졌음을 관찰할 수 있었으며, 후족부 정렬상 검사상 수술 전에 비하여 후족부의 내반이 약간 증가된 상태로(후족부 정렬각 4.6도 내반) 족관절이 유합되었음을 확인할 수 있었다.

Figure 2. Radiographs taken at postoperative 6 months showed that fusion of the ankle joint was mostly achieved. A hindfoot alignment revealed that there was a slight increase in the varus malalignment of the hindfoot (hindfoot varus angle 4.6 degrees [varus]), indicating that the ankle fused with a slight increase in hindfoot varus.

한편, 족관절 유합술 후 6개월 시점부터 예전부터 존재하였던 양측 무릎통증이 서서히 다시 발생하였으며 좌측이 우측보다 조금 더 심한 양상이었다. 방사선 사진상(Fig. 3) 양측 슬관절 내측의 관절관격 협소 및 골극형성, 내반변형이 관찰되었기에 본원 슬관절 전문의의 진료하에 추가적인 약물치료 및 주사치료를 시도하였다. 3개월간의 보존적 치료에도 증상의 큰 호전을 보이지 않았기에 족관절 유합술 후 8개월 되는 시점에 동측 슬관절에 대해서도 관절경하 내측 반월상 연골판 절제술 및 고위 경골 개방형 외반절골술을 시행하였다(Fig. 4). 슬관절 수술 시에 후족부의 내반경사에 대해 함께 교정할 것인지에 대한 논의가 있었으나, 족관절이 유합되어 있는 상태에서 슬관절을 외반시킨 이후에 후족부의 정렬이 어떻게 변화할지에 대하여 예측하기 어려웠고 내반경사 자체가 경도의 변화였으므로 후족부에 대해서 추가 수술을 시행하기보다는 슬관절 수술 후 변화의 양상을 관찰하여 추후에 결정하기로 하였다.

Figure 3. Six months following the ankle arthrodesis, the patient experienced a recurrence of bilateral knee pain that had existed previously without any specific incident. Radiographs revealed narrowing of the joint space in the medial compartments of both knee joints, osteophyte formation, and varus deformity. AP: anteroposterior.

Figure 4. At postoperative 8 months after the ankle arthrodesis, arthroscopic medial meniscectomy and medial opening wedge high tibial osteotomy were performed on the ipsilateral knee joint.

슬관절 고위 경골 개방형 외반절골술 시 절골부의 개방은 9 mm로 시행되었으며, 이에 따라 슬관절의 내반은 9도가 교정되었다. 슬관절 교정술 후 후족부 정렬의 변화는 두 가지 방사선 사진 촬영법을 통하여 이루어졌는데, Haraguchi 등11)이 발표한 하지 전체 정렬을 후전면 방향으로 촬영하는 hip-to-calcaneus 촬영법과 Saltzman과 el-Khoury8)가 제안한 후족부 정렬상이 이에 해당하였다. Hip-to-calcaneus 촬영법에서 후족부 정렬의 변화를 보기 위해서는 대퇴골두의 중심과 경골 천장의 중심부를 연결한 선이 확보되어야 하는데, 본 환자에서는 족관절이 이미 유합된 상태라 경골 천장의 중심부를 이은 선을 확보할 수 없었다. 그러므로 대퇴골두의 중심과 족관절 유합 당시에 사용한 두 개의 유관나사가 교차하는 점을 이은 임의의 선을 원위부로 연장하여 종골의 가장 아래부위와 이 선 간의 관계를 판단하여 후족부 정렬의 변화의 흐름을 관찰하려 하였다(Fig. 5A). 후족부 정렬상에서는 이미 여러 저자들이 발표했던 것처럼4,8-10) 경골을 양분하는 선을 연장하여 이 선과 종골의 가장 아래부위와의 관계를 확인하여 후족부 정렬을 판단하였다. 슬관절 수술 이후 12개월까지 관찰한 hip-to-calcaneus 영상에서 슬관절의 외반절골술 이전보다 수술 이후에 후족부가 외반위로 이동하였음을 확인할 수 있었으나(Fig. 5B), 후족부 정렬상 검사에서는 슬관절 수술 전 및 이후 12개월까지 후족부 정렬에 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다(Fig. 6).

Figure 5. In the hip-to-calcaneus radiographic technique, to assess changes in hindfoot alignment, it is essential to secure a line connecting the center of the femoral head and the center of the tibial plafond. However, in this patient’s case, as the ankle was already fused, it was not possible to establish a line through the center of the tibial plafond. Therefore, alignment was inferred by extending a line from the center of the femoral head to the intersection of the two cannulated screws used during the ankle arthrodesis and assessing the relationship between this line and the most inferior part of the hindfoot (A). For assessing hindfoot alignment, the relationship between this line and the most inferior part of the hindfoot was examined. Post-operative hip-to-calcaneus radiographs revealed an increase in hindfoot valgus following the high tibial osteotomy compared to pre-operative status (B). HTO: high tibial osteotomy.

Figure 6. Serial hindfoot alignment views revealed no significant changes in the alignment of the hindfoot up to 12 months after the knee valgization operation, compared to the pre-operative status. HTO: high tibial osteotomy.

임상적으로 슬관절 수술 이전 족관절 후내측에 존재하였던 경미한 불편감은 슬관절 수술 이후 6개월 시점까지 서서히 감소되었으나, 상대적으로 족관절 외측의 외과 첨부 아래, 즉 거골하 관절 부위의 통증이 간간히 발생하였다. 하지만 이는 별다른 조치 없이 저절로 소실되었으며, 최종 추시 시점에서 일상 생활에 큰 제한을 보이고 있지 않다(슬관절 수술 후 12개월, 족관절 유합술로부터 20개월). 최종 FAAM-ADL 점수는 73점, FAAM-sports 점수는 18점으로 확인되었다.

고 찰

본 증례를 통하여 저자들은 좌측 족관절의 매우 심한 관절염에 대하여 족관절 유합술을 시행 받은 이후에 추시기간 동안 추가적으로 슬관절 고위경골외반절골술을 시행 받았던 활동적인 55세 남자에서의 후족부 정렬의 변화를 관찰함으로써, 족관절이 유합된 상태에서 하지 전체의 정렬이 내반에서 외반으로 변화되었을 때 후족부의 정렬은 과연 어떠한 형태로 변화하는지에 대하여 알아보고자 하였다. 결론적으로 족관절이 유합되어 있는 상태에서 하지의 정렬이 변화하였을 때 후족부 자체의 정렬변화는 확인되지 않았으나 하지가 외반되는 것에 맞추어 후족부의 정렬도 자연스럽게 외반위로 변화하는 것을 관찰할 수 있었으며, 환자의 증상도 이에 맞추어 변화하는 것을 경험할 수 있었다.

본 환자를 진료함에 있어서 가장 어려움을 느꼈던 순간은 족관절 유합술 이후에 슬관절 고위경골외반절골술이 결정되었던 시점이었다. 방사선 사진상 족관절의 성공적인 유합은 확인되었으나 족관절 유합술 이전보다 후족부 내반경사가 아주 약간 증가한 것이 확인되었으며, 이는 수술 당시 발생한 기술적 오류(technical error)로 판단하였다. 경도의 후족부 내반이라 할 지라도 이와 관련된 것으로 추정되는 족관절 후내측의 불편감을 호소하고 있었기에 후족부 내반에 대한 추가적인 교정을 배제하고 있지 않았던 시점에 슬관절 통증이 발생하기 시작하였다. 하지만 슬관절 고위경골외반절골술이 결정된 이후에 후족부의 정렬이 어떻게 변화할 지에 대한 예측은 참고할 만한 연구문헌이나 유사 증례 보고 등이 존재하지 않았기에 저자들을 깊은 고민에 빠지게 하였다. 슬관절 수술 전에 향후 후족부 정렬의 변화 방향에 대해서 크게 두 가지로 가능한 상황을 예측하였는데, 첫째로 근위부에서 외반정렬변화가 발생하기 때문에 후족부에서는 앞서 언급한 ‘거골하 관절의 보상기전’1-4)이 발동하여 근위부의 외반정렬에 맞추어 후족부는 내반위로 위치변화가 진행되어 이로 인해 기존의 후족부 내반경사가 더욱 심해질 수 있을 것으로 예측하였다. 거골하 관절의 보상기전에 대해서는 이미 여러 연구가 존재하고 있고, 슬관절이 내반변형되어 있을 때 족관절을 중립위로 존재시키기 위하여 후족부가 상대적으로 외반되어 있으며, 슬관절의 정렬이 교정됨에 따라서 후족부의 외반 정도도 함께 감소한다는 내용들이 대부분이다. 하지만 본 증례에서와 같이 고위경골 외반절골술 이전에 이미 후족부가 내반되어 있는 경우에 슬관절의 정렬변화가 후족부 정렬에 어떠한 변화를 유발시킬지에 대한 연구는 현재까지 발표된 바가 없다. 또 다른 예측은 앞서 언급한 예측과는 정반대로, 거골하 관절의 보상기전이 발동하지 않으면서 근위부의 외반정렬변화에 따라서 자연스럽게 후족부도 함께 외반되는 상황으로, 실제 본 증례에서의 상황이 이에 해당한다. 이러한 예측들에 더하여 만약 후족부의 변화가 보상적으로 발생한다면 과연 어느 정도의 보상적 변화가 일어날지에 대한 예측 역시 필요하였는데, 이 또한 관련 문헌이 존재하지 않는 관계로 명확하지 않았다. 이러한 상황에서 저자들이 선택한 최선의 방법은, 환자와의 면담을 통하여 현재 상황에 대해 충분히 설명하고 만약 후족부의 변화가 실제로 발생하고 이로 인한 증상이 유발된다면 차후에 후족부에 대한 수술여부를 결정하자는 결론을 함께 내리는 것이었다.

본 연구에서 확인한 사실을 기반으로 저자들이 내린 가설로는 족관절이 유합되어 있거나 매우 심한 관절염으로 인하여 거골경사의 변화가 일어날 수 없는 상황에서는 슬관절이나 고관절 같이 물리적인 거리가 상당히 떨어져 있는 근위부에서의 정렬변화에 대하여 더 이상의 거골하 관절의 보상기전이 작동하지 않을 수 있다는 것이다. 이전 연구들을 고찰해 보아도 족관절의 관절염이 진행함에 따라 내반 거골경사에 대한 거골하 관절의 보상기전 능력이 약해지거나 소실되는 것으로 발표된 바 있으며,6) 결국 진행한 족관절 관절염에서는 수술적 치료(과상부 절골술이나 인공관절 치환술)를 통하여 족관절의 정렬이 변화되더라도 후족부의 정렬이 이와 동일한 방향으로 함께 변화하는 것으로 이해되고 있다.4,5) 이러한 가설을 본 증례환자에서 적용시키면, 슬관절 수술 이전에 이미 족관절의 유합이 필요할 정도로 심한 관절염이 존재하였으며 이와 관련하여 거골하 관절의 보상기전도 소실된 상태였기 때문에 슬관절의 정렬이 변화되더라도 후족부의 정렬변화가 없었던 것이 아닐까 생각된다. 하지만 이는 하나의 증례만을 가지고 내린 추론에 불과하며 더 많은 증례를 기반으로 내린 확고한 결론이 아니기에 추후에 다수의 유사한 증례를 기반으로 한 추가 연구가 필요하다.

요약하면 본 증례를 통하여 저자들은 족관절이 유합되어 있는 하지에서 슬관절에서 시행된 고위경골절술을 통하여 하지의 정렬을 내반에서 외반으로 변화시켰을 때 후족부의 정렬도 함께 외반위로 변화하는 것을 확인하였다. 후족부 외반 변화의 정도는 크지 않았으며, 슬관절 수술 전에 이미 존재하였던 경도의 후족부 내반경사와 맞물려 후족부에 대한 추가수술이 필요한 상태로 이행하지는 않았다. 유사한 사례에 대한 연구 및 증례 보고가 없었기에 이를 문헌으로 보고하며 향후 동일한 상황의 환자를 치료하게 될 집도의들에게 도움이 되기를 바란다.

Financial support

None.

Conflict of interest

None.

References
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