화농성 관절염은 조기에 진단과 적절한 치료가 필요한 질환으로 성인에서 흔히 슬관절을 침범하고,1) 적극적인 치료에도 불구하고 만성 통증, 관절 강직, 이차성 관절염, 골수염, 사망 등의 합병증이 발생할 수 있는 정형외과적 응급 질환이다.2, 3) 화농성 슬관절염은 60세 이상의 고령, 5일 이상 수술이 지연된 경우, Kellgren-Lawrence 등급 3, 4로 퇴행성 관절염이 심할수록, 균이 동정될 경우에 예후가 나쁘다고 알려져 있다.4) 화농성 슬관절염의 치료는 전신 마취하에 관절경적 세척술 및 변연 절제술이 고식적 관절 절개술과 비교하여 그 효과가 인정되어 최근 자주 사용되고 있다.5) 화농성 슬관절염은 고령 및 당뇨병, 면역력 저하 등으로 전신 상태가 좋지 않은 경우에 호발하며, 이러한 환자들은 전신 마취의 위험성 및 합병증의 발생 가능성이 높아 수술 전 환자의 전신 상태를 확인하는 과정과 마취 전 금식 시간 필요하기 때문에 수술 시기를 결정하는 데 어려움이 있다.1, 6) 그러나 국소 마취하에 적절히 관절내 삼출물이 배액되고 충분한 세척이 이루어질 수 있다면 감염 초기에 관절 천자를 통한 감압으로 통증을 줄이고 관절액과 염증세포 및 사이토카인을 배출시킬 수 있을 것이다. 또한 전신 또는 부위 마취와 관련된 합병증이 발생하지 않으며, 금식 시간이 필요하지 않다는 장점이 있다. 본 연구는 이러한 점에 착안하여 국소 마취하에 배액관 삽입과 세척을 시행하였으며 그 결과를 분석하여 화농성 슬관절염 치료에 효용성에 대해서 알아보고자 하였다.

2017년 9월부터 2020년 2월까지 건양대학교병원 정형외과에서 슬관절의 화농성 관절염을 진단받고 국소 마취하에 배액관 삽입과 세척을 통해 치료를 시행 받은 총 9예(8명)의 환자를 대상으로 후향적 연구를 시행하였으며 건양대학교병원 연구윤리 심의위원회(Institutional Review Board, IRB)로부터 승인(KYUH IRB No. 2020-08-03)을 받은 후에 진행되었다. 남자가 3명, 여자가 5명이었고, 평균 나이는 72세(62–93세)였으며, 우측 슬관절이 2예, 좌측 슬관절이 7예(양측 슬관절 1명)이었다. Kellgren-Lawrence 등급 2는 3예, 3은 1예, IV는 4예였다. 기저질환으로 고혈압 4예, 당뇨 3예, 만성 간질환 1예, 만성 신부전 1예가 확인되었고, 화농성 관절염의 원인으로 혈행성 4예, 침이나 주사 등 의인성 3예, 원인미상 1예가 확인되었다(Table 1).

Table 1
Demographic Data

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배액관 삽입과 지속적 세척술은 60세 이상의 고령에서 슬관절의 동통, 종창, 국소 열감 등의 임상 증상을 나타내고, 혈청 백혈구와 C-반응성 단백의 수치가 상승 소견을 보이며 관절액 천자 검사에서 백혈구 수치가 30,000개/mm³ 이상이거나 다형핵 백혈구가 90% 이상인 경우를 대상으로 시행하였다. 일반적으로 화농성 관절염은 관절 천자 백혈구 수치가 50,000개/mm³ 이상이고 다형핵 백혈구의 비율이 90% 이상인 경우로 진단할 수 있으나, 임상적 증상 및 관절 천자 백혈구 수치가 30,000개/mm³ 이상을 기준으로 진단한 연구도 있어, 저자들은 증상과 동반하여 관절 천자 백혈구 수치가 30,000/mm³ 이상이거나 다형핵 백혈구가 90% 이상인 경우를 화농성 관절염으로 진단하여 국소 마취하 수술적 치료를 시행하였다.4, 7)

수술적 치료는 슬관절 관절경의 상외측과 상내측 삽입구에 각각 lidocaine 2% 용액 3 ml를 주입하여 국소 마취 후 시행하였다. 상외측 삽입구 부위에 약 1 cm의 절개를 가하고 mosquito forcep을 이용하여 관절막을 천자하여 넓힌 후 관절경 수술 시 사용하는 switching stick을 이용하여 상내측 삽입구의 위치를 확인하여 상내측에 피부 절개를 가하여 관통하였다. 이후 Kelly forcep을 상외측에서 상내측으로 관통하여 삽입한 후 Kelly forcep으로 배액관을 잡아 상내측에서 상외측으로 빼낸 후 양측에서 피부에 고정하였다. 수술실에서 무균적 방법으로 3 L의 생리식염수 세척을 시행하였으며 발열이 없고 통증이나 종창, 국소 열감 등의 임상 증상이 호전되고 세척물의 양상이 투명하고 연한 노란색으로 보일 때까지 매일 반복적으로 시행하였다(Fig. 1). 배액관은 가느다란 원통형의 모양으로 슬관절 내로 들어갈 부분에 구멍을 만들어 세척액이 관절 내로 들어갈 수 있게 하였다(Fig. 2). 배액관을 통해서 슬관절 내로 생리식염수를 넣어서 박동성 세척을 하였으며, 구멍을 통해서 관절 내의 삼출물을 배액하였다(Fig. 3).

Figure 1
Drain insertion through the superolateral portal to the superomedial portal under local anesthesia. (A) Superolateral and superomedial portals were made. (B) A stab incision on the superolateral portal was made. (C) The mosquito forceps penetrating the joint capsule was inserted, and the portal was dilated. (D) A switching stick was inserted, and a stab incision on the superomedial portal was made. (E) The drain was retracted using the Kelly forceps from the superomedial to superolateral portals. (F) Tagging on both sides of the drain was sutured.

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Figure 2
Drain with small holes located in the knee joint.

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Figure 3
Position of the drain. Normal saline was inserted through the lateral entrance of the drain. The knee joint was irrigated by holes of drain and drained by the medial exit of the drain.

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수술 후 처치는 정맥 내 항생제의 사용 및 주 2회 혈청 백혈구 수치, C-반응성 단백 수치를 확인하였다. 세척 시술은 임상 증상이 호전되고 세척물의 양상이 정상 관절액과 유사한 색깔과 점도의 소견을 보이며 C-반응성 단백의 수치가 3일 간격으로 2회 측정한 값에서 수술 전 측정한 C-반응성 단백 수치보다 1/2 이상의 감소를 보일 때까지 반복 시행하였다. 이후 다음 혈청 검사에서 C-반응성 단백의 수치가 더 감소하면 배액관을 제거하고 피부 봉합을 하였으며, 주사 항생제를 중단하고 경구 항생제를 2주 처방하여 퇴원을 진행하였다. 본원에 내원하여 진단 후 수술까지 소요된 시간, 총 세척 기간, 재원 기간, 재발 및 국소 및 전신적 합병증 여부를 확인하였고, 퇴원 후 외래 추시하면서 임상증상을 호소하지 않고 C-반응성 단백이 0.5 미만의 정상 수치를 보일 경우 완치 판정을 하였다.

진단 당시 혈액검사에서 혈청 백혈구 수치는 평균 9,211±2,912개/mm³ (6,100–16,300개/mm³), C-반응성 단백은 평균 12.1±11.2 mg/dl (3.9–35.4 mg/dl)였다. 초기 관절 천자액 검사상 평균 백혈구 수치는 71,472±51,667개/mm³ (32,400–203,904개/mm³), 평균 다형 백혈구 분율은 평균 91.1%±2.6% (86%–95%)였다. 요산 결정체(patient 2)와 칼슘피로인산 결정체(patient 4)는 각각 1명의 환자에서 확인되었다. 내원 후 수술까지 소요된 시간은 평균 8.3±1.3시간(6–10시간)이었고, 평균 세척 기간은 8.2±3.2일(4–15일), 평균 재원 기간은 20.8±8.7일(9–37일)이었다. 도말 및 배양 검사로 원인균은 동정되지 않았다. 증상이나 혈액 검사 수치가 악화되어 재수술을 한 경우는 없었으며, 퇴원 후 증상의 악화가 없고, 0.5 mg/dl 미만의 정상 C-반응성 단백 수치가 나올 때까지의 기간은 36.8±18.2일(22–81일)이었으며, 9예 모두에서 완치된 것을 확인할 수 있었다. 퇴원 후 연골 괴사, 골수염, 재감염 등의 초기 국소적 합병증이나 패혈증, 사망 등의 전신적 합병증은 없었다(Table 2).

Table 2
Results after Drain Insertion and Irrigation under Local Anesthesia

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화농성 관절염에서는 삼출물 생성에 의한 관절내 압력 증가, 연골세포와 대식세포로부터 단백질 분해효소와 사이토카인의 유리, 세균과 염증세포의 연골 침범으로 48시간 내에 연골의 분해가 일어나는 것으로 알려져 있으며 관절 연골의 파괴는 감염 후 4–6일에 심해지고 4주가 경과하면 관절 연골이 완전히 파괴되어 관절의 아탈구 혹은 탈구, 골수염 등이 발생할 수 있다.7, 8) 치료로는 관절을 적절히 배농하며, 적절한 항생제를 투여해야 한다. 적절한 배농은 관절을 감압시키고 염증세포, 섬유조직을 제거하여 관절을 무균 상태로 만드는 데 목적을 가지고 있다. 적절한 치료가 시행되지 않으면 사망, 골수염, 골괴사, 영구적 관절 기능 장애가 발생할 수 있다.1, 7, 9, 10)

화농성 관절염은 부적절한 항생제의 사용 및 내성균의 출현,11)평균 수명의 상승, 관절강내 주사로 인한 감염 등12)으로 유병률이 증가하고 있으며, 특히 고령인 환자에서 그 유병률이 증가하고 있다.13, 14, 15) 고령의 환자의 화농성 관절염은 퇴행성 관절염, 류마티스 관절염, 연골 석회화증 또는 통풍 등 기존의 관절증으로 인한 증상에 의해 혼돈되어 진단이 어려운 경우가 있다.16) 실제로 평균 연령에서의 증상 발현 후 진단까지 걸린 시간이 평균 3–12일인 반면, 고령에서는 평균 24일(2–42일)에 진단이 내려지는 것으로 알려져 있다.17, 18, 19) 본 연구에서도 전체 8명의 환자 모두가 60세 이상의 고령의 환자들이었는데 고령 자체만으로도 나쁜 예후의 위험 인자이며, 이러한 고령 환자는 동반된 기저 질환과 기존의 관절증으로 인한 증상과 혼동되어 진단이 지연되기 때문에 임상적으로 더 나쁜 결과를 초래하게 된다.

화농성 관절염의 치료는 고식적 관절 절개술에서 관절경의 도입으로 관절경적 활액막 절제술 및 세척술이 많이 시행되고 있으며 그 치료 효과가 우수한 것으로 보고되고 있다. 하지만 관절경적 수술 후 일차 치료가 실패하는 경우도 있으며, 재발률이 6%–42%에 이른다.20, 21) 이러한 일차 치료의 실패와 재발을 줄이고자 관절경적 수술 후 재수술을 하거나 지속적인 세척 시스템을 이용한 배액술을 시행하는 경우도 있다.22, 23) 하지만 고식적 관절 절개술과 관절경적 세척 및 변연 절제술은 전신 또는 척수 마취가 필요하기 때문에 마취로 인한 위험성이 있고 이로 인한 합병증이 발생할 수 있다. 특히 고령의 환자에서는 기존의 기저질환으로 인해 마취의 위험성이 더 증가하고 화농성 관절염의 진단이 지연되어 전신적인 합병증이 흔히 동반된다. 정형외과적 응급 질환에 맞게 빠른 치료가 필요하지만 진단 후 수술적 치료가 결정되더라도 전신 또는 척수 마취는 금식 시간이 필요하며 이로 인해 수술이 지연될 수 있다. 또한 마취 전 평가를 위한 검사를 시행하게 되는 경우 치료 시기는 더 늦어지게 된다.6, 24) 하지만 국소 마취를 통한 수술을 시행할 경우 전신 또는 척수 마취로 인한 부작용을 피할 수 있고 금식 시간이 필요하지 않아 조기에 수술적 치료를 할 수 있다. 또한 전신 마취를 할 경우 환자는 치료비 증가에 대한 금전적인 부담을 가질 수 있고, 심리적인 면에서도 환자들은 전신 마취에 더 큰 두려움을 가지기 때문에 국소 마취하에 수술을 받는 것을 더 안전하게 생각하게 된다.25)

본 연구에서 시행한 국소 마취를 통한 배액관 삽입과 세척술은 수술 시간이 짧으며 간단한 방법으로 관절 내 삼출물을 배농하여 통증을 줄이고 반복적 세척을 통해 삼출액을 배액하여 염증세포와 사이토카인을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 내원 후 수술까지 소요된 시간은 평균 8.3시간으로, 전신 마취 수술의 경우 내원 후 대기 및 검사 소요 시간, 금식을 위한 대기 시간이 소요되는 것을 고려하면 본 술기는 빠른 시기에 적절한 처치를 할 수 있다는 장점이 있다. 또한 외래 추시 중 발생한 국소적 또는 전신적 합병증이 없었기에 고령의 고위험군 환자에서 상대적으로 안전한 치료의 대안으로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

본 연구의 제한점으로는 첫째, 표본 수가 적으며 대조군이 없어 다른 수술과의 우위성이나 유의성을 입증하기 어려운 점이다. 본 술식을 통해 감염이 호전되고 조기 합병증 발생을 피할 수 있다는 장점을 확인하였으나 관절경이나 고식적 관절 절개술과의 비교가 없어 결론에 제한점이 있다. 둘째, 전체 예에서 배양 검사상 균이 동정되지 않았다는 점이다. 화농성 관절염은 관절액 천자 검사와 세균 배양 검사를 통해 진단할 수 있지만 약 18%–48%에서는 배양 검사상 원인 균주가 동정되지 않는 것으로 알려져 있다.7) 본 연구에서 배양 검사는 모두 음성으로 나왔으며 2명의 환자에서는 요산 혹은 칼슘피로인산 결정이 관절액 천자에서 확인되어 진단의 오류 또는 기타 관절염과의 중복 발병의 가능성이 있다. 또한 균배양검사에 국소 마취하에 관절액 표본만을 이용하고 실제 감염된 관절막 조직을 배양 검사하지 않았기 때문에 진단적 한계가 있다고도 볼 수 있다. 하지만 임상 증상이 명확하고 혈청 검사에서 C-반응성 단백의 증가, 관절액 천자에서 백혈구 수치 혹은 다형핵 백혈구의 분율이 증가되어 있다면 조기 화농성 관절염이나 다른 관절증에 화농성 관절염의 동반 가능성을 배제할 수 없다. 또한 배양 검사는 평균 4–5일 소요되는데 진단을 위해 검사 결과를 기다리다가 관절 손상의 악화를 초래하는 것보다는 상대적으로 덜 침습적이고 간단한 방법으로 조기 배농하는 것이 증상 악화 및 합병증 발생을 막을 수 있는 바람직한 치료 방법일 것이다. 셋째, 외래 추시를 통한 치료의 종결로 C-반응성 단백의 정상화 시점이 정확하지 않다는 점이다. Choi 등26)의 연구에 따르면 관절경적 세척 및 변연 절제술 후 C-반응성 단백의 정상화 기간은 재원 중 평균 30.9일로, 저자들의 결과인 36.8일보다 짧게 소요되었다. 하지만 저자들의 결과는 외래에서의 검사 결과 시점을 반영한 것으로, 이미 혈액검사가 정상화된 후 환자가 외래에 내원 및 검사를 시행하였기 때문에 실제 정상화 기간보다 길게 측정되었을 수도 있다. 하지만 본 연구에서 상대적으로 짧은 재원 기간(20.8일) 중 환자의 증상 호전이 뚜렷하고 혈액검사상 호전 추세를 보였으며 재발이 없었던 점으로 미루어 볼 때, 본 술식의 치료적 효용성은 충분하다고 생각한다.

화농성 슬관절염의 치료에서 국소 마취를 통한 삽입관 삽입과 세척술은 비교적 빠르고 간단한 방법으로 조기에 관절 내 삼출물을 제거하여 통증을 줄이고 반복적으로 세척할 수 있어 전신 또는 척수마취의 위험성이 높은 환자에게 치료의 대안으로 활용될 수 있다.