한림대학교강남성심병원 노규철 교수, 컴퓨터 내비게이션으로 어깨 인공관절 삽입

오차범위 2도 이내의 정확한 인공관절 삽입으로 오래 사용할 수 있고 통증·후유증 적어

컴퓨터 내비게이션이 뼈 각도·두께·간격 등을 정확히 측정해 기존 수술보다 정확도 높아

[왓처데일리]농사일을 하는 75세 김선숙(여·가명) 씨는 요즘 고민이 크다. 무리한 어깨 사용으로 어깨 회전근개 파열 및 관절염이 진행되어 어깨 관절을 새로운 인공관절로 교체해야 한다는 의사의 진단을 받았기 때문이다. 그녀는 수술도 수술이지만 무엇보다 인공관절로 교체했을 때 다시는 농사일을 못할지도 모른다는 생각에 걱정이 많았다. 큰 병원에서 수술을 받는 게 좋겠다는 의사의 말을 듣고 한림대학교강남성심병원 정형외과를 찾아 노규철 교수에게 컴퓨터 내비게이션으로 수술 받았다. 지금 퇴원한 김 씨는 “오늘이 수술한 지 딱 일주일 되는 날이다. 수술 후 통증이 심하다는데 생각보다 심하지 않고 인공관절이라고 믿기 어려울 만큼 일상생활에서 어깨를 사용하는 데 큰 불편함이 없다. 시간이 더 지나 어깨가 회복되면 농사일도 다시 할 수 있을 것 같아서 좋다”고 말했다.

어깨에는 팔을 들고 움직이는데 중요한 4개의 근육(힘줄)이 운전대처럼 동그랗게 팔뼈에 붙어 있다. 이 근육을 '회전근개'라고 하는데 나이가 들거나 힘을 많이 쓰면 염증이 생겨서 통증을 일으키고, 계속 진행되면 회전 근육이 약해져서 별다른 충격이나 힘을 쓰지 않아도 실밥이 풀어지듯이 파열된다. 또 주변의 뼈와 반복적으로 충돌하거나 과도한 힘에 의해 다치는 경우에도 파열될 수 있다. 회전근개가 파열되면 팔을 들어 올렸을 때 통증이 나타나고 어깨 통증이 심해 잠을 제대로 이룰 수 없는 등 여러 증상이 나타난다.

건강보험심사평가원에 따르면 어깨 병변으로 진료받은 환자는 2013년 189만7349명에서 2018년 225만5293명으로 18.8% 증가했다. 최근 격렬한 스포츠 활동이 잦아지고 고령화 추세가 지속되면서 환자 중에 어깨뼈의 변형이 오고 회전근개가 파열되는 경우가 흔하다. 특히 노인들이 회전근개 파열 관절병증 및 봉합이 불가능한 광범위 회전근개 파열로 병원에 찾아오는 경우도 있다.

이같은 어깨통증의 원인은 꾸준한 어깨 사용이다. 증상 초기에는 꾸준한 약물치료, 물리치료, 체외충격파 치료 등 비수술적 치료법으로 치료가 가능하다. 하지만 시간이 지나도 증상이 호전되지 않거나 악화되는 경우가 흔해 인공관절 수술을 고려하게 된다.

■ 기존의 인공관절 수술은 미세한 각도 오차로 부작용 생길 수 있어

회전근개 파열이나 어깨의 무리한 사용으로 관절이 닳았을 때 인공관절로 교체하여 어깨에 활기를 불어넣을 수 있다. 어깨 인공관절 치환술은 어깨 관절이 제 기능을 못할 경우 손상된 어깨뼈를 제거하고 그 부위에 특수 금속 재질로 구성된 인공관절을 삽입하는 수술이다.

일반적인 인공관절 수술은 의료진이 환자의 엑스레이 사진을 보고 환자의 뼈 모양이나 손상 정도를 확인한 후에 인공관절이 들어갈 각도, 위치, 크기를 결정한다. 이후에 환자 뼈를 절삭하고 인공관절을 삽입한다. 수술 시 오차를 줄이도록 고안된 가이드라인이 있지만, 수술의사의 손에만 의존하다 보니 미세한 오차가 발생할 수 있어 수술 후에도 부작용이 생길 수 있다.

중요한 것은 정확한 인공관절 삽입이 이루어지지 않으면 주변 근육이나 힘줄 등이 손상되어 통증이 심해져 인공관절의 수명이 짧아진다. 특히 고령환자는 혈압·당뇨 등 기저질환이 있는 경우에 재수술의 한계가 있어 한 번 수술할 때 아주 정확하게 인공관절을 삽입해야 한다.

■ 컴퓨터 내비게이션 활용하면 높은 정확도로 정교하게 인공관절 삽입

정확도 높은 인공관절 삽입을 위해서는 컴퓨터를 이용한 내비게이션 수술법이 있다. 내비게이션 수술은 주로 고관절·슬관절 수술에 사용되지만 최근 어깨 영역에도 내비게이션 수술법이 확대됐다. 한림대학교강남성심병원은 지난해 9월 어깨 내비게이션 컴퓨터를 도입해 내비게이션을 활용한 어깨 인공관절 치환술이 활발히 이뤄지고 있다. 내비게이션 수술법은 차량 운전 시 길을 안내해 좀 더 쉽고 빠르게 목적지에 도달할 수 있도록 하는 내비게이션의 원리를 이용한 수술법으로 인공관절이 들어갈 위치를 컴퓨터로 계산해 수술 부위 좌표를 정확하게 안내해 정교하다.

수술 과정은 다음과 같다. 수술 전 환자의 CT 영상을 3D 입체 영상으로 변환한 다음, 영상을 보며 수술 전에 인공관절 삽입은 어떻게 계획하고 배치할지에 대해 시뮬레이션을 한다. 이후에는 시뮬레이션했던 데이터를 본 수술에 그대로 가져와 실제 환자 수술 부위에 일치시켜 손상된 뼈를 제거하고 인공관절을 삽입한다.

내비게이션 수술은 적외선 카메라가 시술 부위 위치를 추적하면서 인공관절이 고정되는 방향과 길이를 실시간으로 안내해 관절의 각도와 위치를 정확하게 짚어준다. 때문에 정교한 인공관절 삽입으로 나사의 불필요한 돌출이나 과다한 골 제거 등의 문제점을 생기지 않게 한다. 결국, 합병증을 줄여 부작용을 최소화할 수 있고 평균 15년 정도 사용할 수 있는 인공관절을 수명 단축 없이 오래 사용할 수 있다.

노규철 교수는 “내비게이션을 활용하면 뼈 각도와 두께, 간격 등을 정확하게 측정할 수 있어 인공관절이 들어갈 최적의 위치를 찾기 수월하다”며 “기존 수술에서는 사진을 보고 판단해 정확도의 한계가 있었지만, 내비게이션을 사용하면서 2도 이내의 오차범위로 정확도 높은 인공관절 삽입이 가능해 환자의 만족도가 높다”고 말했다

■ 어깨 내비게이션 컴퓨터로 추후 다양한 어깨 질환에 적용 예정

지난해에 도입한 컴퓨터는 어깨 내비게이션 컴퓨터 중 국내에는 처음 도입된 장비로 어깨 인공관절 치환술에 적용 가능한 유일한 장비로 알려져 있다. 이 장비는 크기가 작아 수술방에서 이동이 자유롭고 수술 침대에 설치할 수 있어 가시성이 높다. 또한 의료진이 직접 화면을 터치할 수 있어 수술 중에도 장비를 다루기가 쉽다. 현재 미국과 유럽 등 15개국에서 널리 쓰이고 있으며 국내 대학병원 중 이 장비를 도입한 곳은 한림대학교강남성심병원을 포함해 네 곳뿐이다. 한림대학교강남성심병원은 이 장비를 이용해 어깨 인공관절 수술의 정확도를 높이고 추후 다양한 어깨 질환에 적용할 예정이다.