맞춤형 무릎 관절 치환술, 슬개골 운동 역학 복원 ‘효과적’…기능적 만족도↑

고인준 교수 “슬개골을 수술 전 상태로 재현하는 것이 중요”

수술 전 환자의 다리 상태를 그대로 재현하는 환자 맞춤형 무릎 인공관절 치환술이 슬개골의 운동 역학을 수술 전과 동일하게 복원하는데 효과적이며, 이에 따라 수술 후 기능적 만족도를 높이는 것으로 나타났다.

가톨릭대학교 은평성모병원은 정형외과 고인준(교신저자), 김용덕(제1저자) 교수팀이 가톨릭대학교 응용해부학교실 곽대순 교수, 세종대학교 기계공학과 임도형 교수와 공동으로 한쪽 무릎에는 기존의 수술법을, 다른 한쪽에는 환자 맞춤형 수술법을 적용한 총 40차례(20쌍)의 시신 연구 무릎 인공관절 치환술을 시행했다고 7월 24일 밝혔다.

연구팀이 동작 분석 시스템으로 수집한 무릎 인공관절 치환술 전후의 슬개골 운동 데이터를 밀도 기반 군집화 알고리즘(DBSCAN)으로 분석한 결과, 환자 맞춤형 관절 치환술에서 기존의 관절 치환술보다 고유의 슬개골 운동 역학이 잘 복원된다는 사실을 확인했다.

환자 맞춤형 수술의 경우, 수술 후 슬개골 운동 패턴 대부분이 수술 전과 유사한 양상으로 군집화 되는 반면, 기존 수술법에서는 수술 전후 슬개골 운동 패턴 대부분이 서로 다른 별개 군집으로 나타났다.

은평성모병원 정형외과 고인준 교수는 “이번 연구는 정형외과 분야에서 밀도 기반 군집화(DBSCAN) 알고리즘을 이용해 무릎 관절 운동 시 슬개골 운동 역학을 분석한 최초의 연구로, 기존 수술법에 비해 환자 맞춤형 관절 치환술이 고유의 슬개골 운동 역학을 잘 복원해 생체역학적으로 우수하다는 근거를 제시했다는데 의의가 있다”고 밝혔다. 

이어 “무릎 관절 운동에서 중요한 역할을 하는 슬개골을 수술 전 고유의 상태로 재현하는 것은 인공관절 치환술 예후를 결정하는 중요한 요소”라고 덧붙였다. 

한편, 이번 연구는 ‘Kinematical alignment better restores native patellar tracking pattern than mechanical alignment’이라는 제목으로 유럽무릎관절학회 공식학술지 ‘Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy’(IF=3.3) 최신호 온라인판에 게재됐다.