무릎 인공관절 수술, 첨단기술 접목으로 수술만족도 높여

무릎 인공관절수술은 손상된 기존 무릎 관절 대신 인공관절을 삽입해 관절의 기능을 회복시켜주는 수술이다. 이러한 인공관절 수술의 좋은 결과를 위해서는 '정면에서 바라보는 축'과 '옆면에서 보는 축', 그리고 '회전축' 등 3가지 축을 수술 전의 무릎과 동일하게 맞춰주는 것이 중요하다.

그러나 기존 인공관절 수술'의 경우 보통 '정면에서 바라보는 축'은 맞출 수 있으나, '옆면에서 보이는 축'이나 '회전축'은 수술 전과 동일하게 맞추기 어려운 점이 있다. 때문에 경험을 갖춘 의료진이라 할지라도 인공관절 수술의 만족도는 전 세계적으로 81%에 그치고 있다.

이는 다시 말해 100명이 인공관절 수술을 진행하면 그 중 80명은 만족하지만 나머지 20명은 불만족스러운 결과를 보이고 있다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현재까지도 정형외과 의료진과 공학 엔지니어 연구진은 연구 활동을 거듭하며 긍정적인 성과를 내고 있는 것으로 보인다.

그 결과, '네비게이션' 또는 '로봇'을 이용한 인공관절 수술을 통해서 정확도를 높이는 방법이 개발되며 현재까지도 시행되고 있다. 하지만 이러한 방법들도 회전축을 맞추기에는 역부족이었으며, 수술 만족도를 향상시키기에는 부족한 것으로 보인다.

유럽무릎관절학회 학술지 'Knee surgery, Sports Traumatology, Arthrscopy' 최근호에 게재된 임상결과 논문에 의하면 한쪽 무릎에는 기존 인공관절 치환술을, 다른 한 쪽에는 맞춤형 인공관절 치환술을 시행해 비교하는 시신 연구를 통해 맞춤형 관절 치환술을 시행한 무릎에서 정상에 가까운 슬개대퇴 관절 기능이 재현된다는 사실을 확인했다.

또한 800여 명의 무릎 MRI 데이터를 분석하여 한국인 무릎관절의 해부학적 모형을 분석한 결과 무릎 대퇴골이 3도 정도 외회전 돼있다고 일반적으로 알려져 있는 사실이 그렇지 않다는 결과를 발표했다. 다시 말해서 기존의 인공관절 수술도구를 이용할 경우 회전축을 정확히 맞추기 어려워 수술 후 합병증의 위험을 줄일 수 없다는 것이다.

최근 선보인 3D맞춤형 인공관절 수술은 각자의 무릎모형에 맞는 축을 정확히 측정하여 수술이 진행되어 통증과 합병증의 위험성을 낮출 수 있다.

이 수술법은 '3D시뮬레이션'을 비롯하여 '3D프린팅' 등의 첨단기술을 접목시킨 첨단 의료기술이다. 이는 '3D시뮬레이션' 과정을 통해 '가상수술'을 앞서 진행하여 수술의 오차범위를 최소화할 수 있다. 이를 통해 환자는 인공관절을 정확한 위치에 이식받을 수 있다.

게다가 '3D프린터' 기술력을 적용해 환자의 무릎구조에 정확히 맞는 '맞춤형 수술도구'(PSI: Patient Specific Instrument)제작을 진행, 과거 절개 이후에나 수립해야 했던 수술 계획의 과정들이 대폭 축소되며 수술시간을 단축시키는 성과를 얻게 됐다.

단축된 시간에 정확한 수술이 가능해지면서 수술 중 환자의 출혈량도 감소시킬 수 있게 됐다. 덕분에 '색전증'과 '폐색전' 등 부작용의 위험성도 낮춰 고령자도 수술이 가능해졌다.

도움말 : 보건복지부 지정 관절전문 연세사랑병원 고용곤 병원장(정형외과 전문의) 

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