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A Fibular Lengthening Osteotomy Combined with Calcaneal Osteotomy for Post-Traumatic Valgus Ankle Arthritis: A Case Report
J Korean Foot Ankle Soc 2022;26:143-147
Published online September 15, 2022;  https://doi.org/10.14193/jkfas.2022.26.3.143
© 2022 Korean Foot and Ankle Society

Gyu Heon Lee, Jin Soo Suh, Jun Young Choi

Departments of Orthopaedic Surgery, 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 11, 2022; Revised May 1, 2022; Accepted May 11, 2022.
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
Past research has reported that the common causes of ankle arthritis include trauma, congenital deformity, and degeneration. Among them, fracture-induced post-traumatic arthritis is most common. For patients with ankle fractures, an anatomical reduction is performed through surgical treatment. However, insufficient reduction or malunion of the fracture site may change the alignment of the ankle joint, resulting in valgus or varus deformities. Currently, most operative options for valgus arthritis aim to either restore joint alignment and/or reduce the uneven load on the cartilage. In this report, we would like to share our clinical experience of a patient with posttraumatic valgus ankle arthritis caused by severely comminuted fracture and dislocation. A satisfactory outcome could be obtained with combined fibular lengthening osteotomy and medial displacement calcaneal osteotomy.
Keywords : Valgus deformity, Posttraumatic arthritis, Fibular shortening, Fibular lengthening osteotomy, Calcaneal osteotomy
Body

족관절의 관절염 유병률은 성인 인구 기준 약 1% 정도를 나타내고 있다.1,2) 족관절 관절염의 원인으로는 외상, 선천적인 기형, 퇴행성 변화 등이 있으며 이 중 가장 흔한 원인은 족관절 주변의 외상으로 그중에서도 골절의 후유증으로 나타나는 경우가 가장 빈번하다.2) 족관절 골절의 경우 해부학적 정복 및 성공적인 골유합을 위하여 수술적인 치료를 시행하게 되며 대부분의 경우는 성공적인 결과를 얻을 수 있으나 정복이 불충분하거나 부정유합이 발생하면 족관절의 전반적인 정렬 상태가 변화하게 되고 그로 인하여 외반 혹은 내반 변형이 발생할 수 있다.

그중 족관절 외반 변형의 경우 비골의 단축 혹은 회전 변형으로 발생할 수 있으며,2-5) 골절의 분쇄 정도가 심하거나 삼각 인대 파열이 동반되는 경우에 거골의 외측 전위 및 외반 변형이 더욱더 뚜렷하게 나타날 수 있다.5) 족관절 외과는 하중 전달과 외측 지지에 중요한 역할을 하므로 골절로 인하여 비골이 경골에 비하여 상대적으로 길이가 짧아지게 되면 관절 정렬의 전반적인 균형이 무너지면서 관상면상에서 비대칭적인 외반 변형이 나타날 수 있고 이로 인해 외측 관절면에 가해지는 압력이 커져 연골 손상을 일으키게 된다.3,5) 또한 연골 손상으로 인해 2차적으로 발생한 파편들은 다시 활액막염을 일으키면서 관절염을 악화시키는 악순환의 경로로 들어설 수 있다. 이러한 변형을 분석함에 있어서 후족부 정렬상 검사에서 정렬 상태를 확인하는 것은 도움이 될 수 있으며 이전 연구에서 후족부의 정렬 이상이 외상 후 발생하는 족관절염 발생의 위험인자 중 하나로 보고된 바 있다.2)

족관절에 발생한 후외상성 외반관절염에 대한 수술적 치료 방법은 여러 저자에 의해서 보고된 바 있다. 수술의 목적은 관절면과 정렬을 회복하고 연골에 가해지는 스트레스와 불안정성을 줄임으로써 관절염의 진행을 방지하고, 추후 족관절 유합술이나 인공족관절 전치환술을 시행하는 상황을 예방하거나 최대한 늦추어 주는 데에 있다.3,6)

이에 저자들은 분쇄가 심한 비골골절을 동반한 양측 족관절 골절-탈구 이후 발생한 후외상성 외반관절염을 비골연장술 및 종골 절골술 등의 술기를 시행하여 치료한 경험을 관련된 연구 문헌 고찰과 함께 보고하고자 한다. 본 증례 보고는 저자들의 소속기관 윤리위원회의 심의를 통과하였다.

증례 보고

과거력상 특별한 문제가 없었던 50세 여자 환자로 운전 도중 가드레일을 들이받는 사고 이후 발생한 양측 족관절 창상 및 동통으로 본원 응급실에 내원하였다. 신체검사상 양측 족관절 내측에 각각 약 10 cm 크기의 개방창이 있었으며 이를 통하여 뼈의 일부가 노출되어 있었으나(Fig. 1A) 창상부 원위에서의 혈액 순환 및 신경학적인 이상 소견은 관찰되지 않았다. 방사선 사진상 양측 족관절의 탈구를 동반한 내, 외과 골절이 확인되었으며(Fig. 1B) 3차원 컴퓨터 단층촬영을 통하여 양측 족관절 후과에도 골절이 있음을 확인할 수 있었다(Fig. 1C). 양측 족관절 모두 Gustilo-Anderson 3A형의 골절-탈구로 진단하였으며 수상 당일 창상은 봉합하지 않은 채로 세척술만을 시행하면서 양측 내과에 대해서는 관혈적 정복 및 1.2 mm Kirschner 강선을 이용한 내고정을, 분쇄가 심한 외과에 대해서는 비관혈적 정복술 및 3.6 mm Steinmann 핀을 골수강 내 고정하는 수술을 시행하였다. 첫 수술 후 10일 동안 항생제 투여 및 상처소독을 지속하면서 관찰하던 중 감염의 징후가 나타나지 않아 10일째에 봉합하지 않고 놓아두었던 개방창에 대한 봉합술을 시행하였으며 이와 동시에 양측 족관절에 후외측 접근법1)을 이용하여 후과에 대한 관혈적 정복술 및 유관나사 고정을 시행하였다(Fig. 2).

Figure 1. (A) The patient had bilateral medial ankle wound with bony exposure. (B) Initial radiographs showed fracture-dislocation of both ankles. (C) We also found bilateral posterior malleolar fractures with 3-dimensional computed radiographs.

Figure 2. Bilateral intramedullary Steinmann fixation was performed for severe comminuted lateral malleolar fractures. Posterior malleolar fractures were also fixed with cannulated screws through posterolateral approach. Immediate postoperative radiographs of right (A) and left (B) sides.

수술 후 8주간 석고고정 및 체중부하를 금하였으며 이후 석고고정을 제거하고 점진적인 체중부하를 시작하였다. 1년간의 추시기간 동안 골절부위의 유합은 양측 모두에서 큰 문제 없이 진행되었으나, 우측 족관절은 거골 경사가 잘 유지되는 데에 반해 좌측은 골유합이 이루어지는 과정에서 비골의 단축이 발생하면서 서서히 외반 경사가 증가하는 양상이 관찰되었다(Fig. 3). 외반관절염이 진행하는 것에 비하여 환자가 호소하는 증상은 비교적 경미하였기 때문에 일단 관찰하였으나, 점차적으로 체중부하 시 족관절 외측의 동통이 증가하는 양상을 보여서 수상 후 1년 6개월이 되는 시점에 금속제거술 및 외반관절염에 대한 교정절골술을 시행하였다. 수술 직전 촬영한 방사선 사진상 거골 덮개의 외측과 족관절 천장의 외측이 서로 맞닿아 있는 상태로, 거골 경사각은 14.3° 외반, 후족부 정렬비(hindfoot alignment ratio)는 0.15, 후족부 정렬각은 16.8° 외반된 상태로 측정되었다(Fig. 4A). 후족부 정렬상 검사에서 족관절 외반 변형이 없는 우측에서는 후족부 정렬이 정상적인데 반해, 좌측은 후족부 정렬비 0.15, 후족부 정렬각은 16.8° 외반되어 있는 소견이 관찰되었으며(Fig. 4B), 외반 변형의 교정 가능 정도를 예측하기 위하여 시행한 발목 내반 스트레스 검사에서 150 N의 내반력을 가하였을 때 좌측 족관절의 외반이 개선됨을 확인할 수 있었다(Fig. 4C). 3차원 컴퓨터 단층촬영 검사상 이전 골절 부위의 골유합은 확인되었으며 외반된 거골두가 지속적으로 압박하여 발생한 족관절 천장의 미란이 관찰되었다(Fig. 4D).

Figure 3. During the 3-month (A), 6-month (B), and 12-month (C) follow-up, valgus talar tilt gradually increased with relative fibular shortening.

Figure 4. At 18 postoperative months (A), valgus ankle arthritis was developed on the left side while the talar tile on the right side was intact. On the hindfoot alignment view (B), valgus malaligned hindfoot was shown. A valgus deformity was corrected on with varus stress (C). A standard load of 150 N was applied to the ankle joint using the Telos device (METAX, Hungen, Germany). Using 3-dimensional computed tomography (D), we found a bony contact with subchondral cyst formation on the lateral side of talar dome and tibial plafond.

전신마취하에 먼저 우측 측와위 자세에서 우측 족관절에 이전에 삽입한 금속물을 모두 제거하고, 좌측 측와위 자세로 변경시킨 뒤 이전 반흔과 동일하게 절개하여 삽입된 금속물을 먼저 제거하였다. 이후 종골 외측에 5 cm의 비스듬한 절개를 가하여 골막을 박리하고 절개와 비슷한 방향으로 종골 절골술을 시행하였으며, 이후 종골의 후방골편을 1 cm 정도 내측으로 전위시킨 채로 두 개의 5.0 mm 유관나사를 절골부를 가로지르는 방향으로 고정하였다. 내측 전위 종골 절골술을 시행한 뒤 다시 앙와위로 환자의 자세를 변경시키고, 금속이 제거된 비골 골유합 부위의 흉터조직과 유착을 최대한 제거하여 골유합 부위가 잘 드러나도록 처리한 뒤, 실시간 방사선 영상 증폭장치로 확인하며 비골 골유합 부위에 관절면과 평행하도록 두 개의 Kirschner 강선을 관절면으로부터 1 cm, 5 cm 근위에 각각 삽입하였다. 두 강선 사이를 연결하는 선을 비골의 종축과 평행하도록 그린 뒤에 원위부에서는 후방으로, 근위부에서는 전방으로 선을 연장하여 전체적으로는 Z 형태가 되도록 하였다(Fig. 5A). 전동톱을 이용하여 이 선을 따라서 절골하고 원위 골편을 1 cm 정도 원위부로 이동시킨 뒤 절골도의 두 골편 사이의 틈에 집어넣어 골편이 움직이지 않도록 유지시켰다. 이 상태에서 해부학적 잠김금속판(anatomical locking plate; TDM Inc., Seongnam, Korea) 및 나사를 이용하여 절골부위를 고정시켰으며, 이후 족관절 전외측에 종절개를 실시하여 족관절 외측의 관절 연골 손상 부위를 직접 확인하고(Fig. 5B), 1.2 mm Kirschner 강선을 이용하여 다발성 천공술을 시행하였다. 수술 직후 촬영한 족관절 전후면 방사선 사진상 비골의 연장이 충분히 이루어진 상태로, 술 전 확인되었던 거골의 외반 경사가 개선된 모습을 확인할 수 있었으며(Fig. 5C), 족관절 측면(Fig. 5D) 및 종골 축상(Fig. 5E) 방사선 사진상 절골부 후면의 골편이 내측으로 전위된 소견을 확인할 수 있었다. 양측 족관절 외상으로 인하여 환자의 외상 전 거골 경사각을 수술 전에 미리 알 수 없었으므로 거골 경사각 교정은 0°를 목표로 하여 수술을 진행하였다.

Figure 5. (A) A Z-shaped osteotomy line for fibular lengthening was drawn on the fibula. (B) A cartilage denuded surface on the lateral talar dome was exposed and multiple drilling was performed. On immediate postoperative anteroposterior (C) and lateral (D) radiographs, we found that a successful talar tilt correction was obtained through the fibular lengthening osteotomy combined with medial displacement calcaneal osteotomy. (E) A calcaneus axial radiograph showed a successful medial displacement (10 cm) of calcaneal tuberosity.

수술 후 6주간 단하지 석고고정 및 비체중부하를 실시하였으며 수술 후 6주째 석고를 제거하고 점진적인 체중부하를 허용하였다. 수술 후 18개월째 체중부하 족관절 전후면 및 측면 방사선 사진상(Fig. 6A, B) 거골의 경사각은 6.9°로 개선되었으며 후족부 정렬상 검사에서는 술 전 보였던 외반 변형이 개선된 것을 확인할 수 있었다(후족부정렬비 0.42, 후족부 정렬각 0°; Fig. 6C). 임상적으로 좌측 족관절 내측에 간헐적인 경한 통증이 있다고는 하나 일상생활 및 장시간 보행, 운동 활동에 전혀 지장이 없다고 한다.

Figure 6. (A, B) At postoperative 18 months, talar tilt was changed to 6.9° valgus with an obvious gap between lateral talar dome and tibial plafond. (C) A hindfoot alignment was also corrected to the neutral position.
고 찰

족관절의 외과는 족관절의 측면을 보강하고 하중을 지지하여 족관절의 격자를 유지시키는 중요한 역할을 한다.3) 그러므로 족관절 골절 후에 비골이 단축되거나 회전된 상태로 외반 변형을 동반한 부정유합이 발생하였을 경우 비골의 길이가 1 mm 단축되더라도 족관절의 생역학에 영향을 미칠 수 있고, 특히 2 mm 이상이 단축되거나 5° 이상 회전되었을 경우 관절 연골에 가해지는 부하가 커지는 것으로 보고된 바 있다.3) 이로 인해 발생한 부적절한 관절면 접촉은 관절염을 야기하고 통증, 염증, 관절 강직, 심지어는 불안정성을 유발할 수도 있다.3)

본 증례에서는 분쇄 정도가 심한 외과 골절을 동반한 개방성 족관절 골절-탈구에 대해, 개방성 골절이라는 점과 분쇄가 심해서 정확한 외과의 정복이 어렵다는 점을 고려하여 외과의 정렬을 유지시키고자 하는 목적으로 골수강 내 Steinmann pin 삽입만을 시도하였다. 추시 방사선 검사상 우측 족관절은 비교적 비골의 길이가 잘 보존되어 거골 경사가 잘 유지되었으나 좌측은 비골의 단축 및 이로 인한 족관절 외반 변형이 발생하였다. 이에 저자들은 외상 후 발생한 외반관절염에 대해 관절면과 정렬을 회복시킬 수 있도록 비골연장술 및 종골 절골술의 두 가지 술식을 조합하여 시행하였다. 또한 족관절 외측의 관절 연골 손상 부위에 대해 섬유성 연골로의 치환을 도모하기 위하여 다발성 천공술을 시행하였다. 이후 1년간의 추시 결과, 좌측 족관절의 외반 변형이 개선된 상태로 잘 유지되는 것을 확인할 수 있었고 임상적인 결과 역시 만족스러웠다.

현재까지 여러 저자들의 의해 부정유합된 족관절 골절에 대한 수술 방법들이 발표된 바 있다.3,4,6) 만족스러운 결과를 얻기 위해서는 수술 방법을 결정하기 전에 결과에 영향을 줄 수 있는 인자들이나 방사선적인 지표들, 연골 병변 유무, 관절 가동 범위의 제한 등을 면밀히 평가하여야 한다.3) Weber 등4)은 결과에 영향을 줄 수 있는 가장 중요한 인자로서 수술 시점에서 관절염의 진행 정도를 언급하였다. 수술적 치료를 통하여 관절의 정렬 상태 및 족관절의 생역학을 개선하고 관절염의 추가적인 진행을 막을 수는 있으나, 이미 진행된 관절염을 호전시키지는 못하는 한계점이 있으므로,3) 이미 관절염이 상당 부분 진행한 경우에는 족관절 유합술이나 인공 족관절 전치환술을 고려하는 것이 바람직하다.4) 저자들은 술 전 컴퓨터 단층촬영을 통하여 내측 족관절의 관절 상태는 비교적 양호함을 확인하였으며 그 때문에 족관절 전체를 희생시키기보다는 절골술을 통한 관절보존술식을 실시하기로 결정하였다.

본 증례에서 시도한 비골연장술은 족관절의 외반 변형에서 비골의 길이 교정을 통하여 체중부하를 이동시키고 관절염의 진행을 늦추는 데 효과적인 것으로 알려져 있다.4,6,7) 절골의 종류에는 횡절골, 사형절골, Z 형태의 절골 등이 있으며,3) 이 중 횡절골은 비교적 간단하다는 장점이 있으나3) 골유합이 용이하지 않을 수 있으며 교정의 유지가 쉽지 않다는 단점도 있다. Knupp 등6)은 외반 거골 경사가 10° 이상이면 횡절골술이 적합하고, 10° 이하이면 사형절골이나 Z 형태의 절골이 적합하다고 발표한 바 있다.

비골연장술과 함께 시행한 내측전위 종골 절골술은 후족부의 외반 변형을 교정하기 위하여 흔히 사용되는 수술 방법이다.8) 본 술식을 통하여 아킬레스건이 부착하는 종골의 조면을 내측으로 재배치하여 후족부 및 족관절의 외반 변형의 교정을 기대할 수 있으며, 증례마다 차이가 있으나 7 mm에서 15 mm 정도를 교정하는 것이 일반적이다.9) 이외에도 원위 경비인대결합(syndesmosis)의 재건을 함께 시행하면 효과적이라는 보고도 있다.10) 단순히 이론적인 부분만을 고려하였을 경우 본 증례에서는 비골연장술만을 시행하는 것으로 충분할 수도 있으나 첫 수상 당시 원위 경골의 내과 및 후과의 골절도 동반되어 있었기에 비골연장술만으로는 거골 경사가 교정될 수 있을 것이라는 확신이 부족했기에 두 술식을 조합하여 사용하였다.

본 증례를 통하여 저자들은 족관절의 후외상성 외반관절염에 대하여 비골연장술과 종골 절골술을 조합한 관절보존술식을 시도하여 좋은 임상적 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 단기 추시라는 제한점이 있긴 하나, 비골연장술과 종골 절골술을 동시에 시행한 경우는 국내에서 아직까지 보고된 바가 없다는 점과 방사선, 임상적으로 만족스러운 결과를 얻었기에 저자들의 경험을 공유하고자 이를 보고하는 바이다.

Financial support

None.

Conflict of interest

None.

References
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