www.bokuennews.com

무릎 인공관절 수술의 성공 여부를 좌우하는 '뼈 강도'를 수술 전에 정밀하게 예측할 수 있는 새로운 평가 기준이 제시됐다. 특히 시멘트를 사용하지 않는 무시멘트형 인공관절 수술에서 가장 중요한 변수로 꼽히는 골강도를 객관적으로 판단할 수 있는 길이 열리면서, 환자 맞춤형 수술 전략 수립과 장기 예후 개선에 대한 기대가 커지고 있다.

가톨릭대학교 은평성모병원 정형외과 고인준 교수 연구팀(가톨릭대학교 여의도성모병원 이동환 교수, 가톨릭대학교 은평성모병원 영상의학과 이신우 교수)은 무시멘트형 무릎 인공관절 수술에 필요한 실제 뼈 강도를 예측할 수 있는 '이중에너지 CT(Dual-Energy CT, DECT)' 기반 평가 기준을 제시한 연구 2편을 국제학술지 Medicina에 잇따라 발표했다.

최근 고령화와 활동성 증가로 무릎 인공관절 치환술은 꾸준히 늘고 있으며, 특히 젊고 활동적인 환자층에서는 인공관절의 수명을 늘릴 수 있는 무시멘트형 수술이 빠르게 확산되고 있다. 이 방식은 접착용 시멘트 없이 뼈와 인공관절이 직접 결합되는 구조로 장기 내구성이 뛰어난 것이 장점이다. 그러나 수술 당시 뼈 강도가 충분하지 않을 경우 초기 고정 실패나 조기 해리로 이어져 재수술 위험이 높아질 수 있다는 한계가 있다.

연구팀은 기존 골밀도 검사(DXA)가 주로 척추와 고관절을 기준으로 측정되기 때문에 실제 무릎뼈의 강도를 정확히 반영하지 못한다는 점에 주목했다. 이에 따라 무릎 부위의 실제 골강도를 정밀하게 반영할 수 있는 지표를 찾기 위해 이중에너지 CT 기반 체적 골밀도(vBMD)와 실제 뼈 강도 간의 상관관계를 분석했다.

첫 번째 연구에서는 이중에너지 CT로 측정한 체적 골밀도가 실제 무릎뼈 강도와 밀접한 연관성을 보이며, 무시멘트형 인공관절 수술에 적합한 환자를 선별하는 데 높은 정확도를 나타냈다. 특정 기준값을 적용할 경우 민감도와 특이도가 모두 높게 나타나 기존 골밀도 검사의 한계를 보완할 수 있는 새로운 평가 도구로서 가능성을 입증했다.

이어진 두 번째 연구에서는 CT 영상의 감쇠값인 HU(Hounsfield Unit) 수치와 수술 중 육안으로 평가한 골질 상태를 실제 뼈 강도와 비교 분석했다. 연구팀은 수술 과정에서 절제된 대퇴골 골편을 활용해 압입실험을 실시하고, 물리적 파괴 강도와 영상 지표 간의 상관성을 검증했다.

그 결과 HU 수치는 실제 골강도와 매우 높은 상관관계를 보였으며, 특정 기준을 적용할 경우 90% 이상의 정확도로 무시멘트형 인공관절 적합성을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

또한 수술 중 육안으로 평가하는 '시각적 골질 등급 시스템' 역시 실제 골강도와 높은 일치도를 보여, 영상 기반 평가와 임상 판단을 결합한 통합 전략의 유효성이 확인됐다.

고인준 교수는 "이번 연구는 기존의 허리·골반 중심 골밀도 평가에서 벗어나, 무릎 부위 자체의 뼈 강도를 정밀하게 반영할 수 있는 기준을 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "수술 전 이중에너지 CT를 활용한 1차 선별과 수술 중 시각적 평가를 결합하면 보다 정교한 환자 맞춤형 치료 전략 수립이 가능하다"고 설명했다.

이동환 교수 역시 "영상 수치를 실제 뼈의 물리적 강도와 직접 연결했다는 점에서 임상적 가치가 크다"며 "무시멘트형 인공관절 수술의 안전성과 성공률을 높이는 중요한 전환점이 될 것"이라고 강조했다.

이번 연구는 인공관절 수술 분야에서 정밀의료 기반 의사결정 체계를 한 단계 끌어올린 성과로 평가된다. 연구팀은 향후 다양한 환자군을 대상으로 한 후속 연구를 통해 보다 정교한 수술 적응증 기준을 마련하고, 개인 맞춤형 인공관절 치료 전략을 지속적으로 발전시켜 나간다는 계획이다.