고관절 인공관절수술에도 디지털기술이 빠르게 들어오고 있다. CT로 환자의 뼈를 분석하고 컴퓨터로 수술을 계획하며 로봇과 네비게이션으로 수술 중 위치와 변화를 확인한다. 환자마다 다른 관절을 더 정밀하게 복원하기 위한 발전이다.
하지만 정확하게 측정하는 것과 측정한 목표를 실제로 구현하는 것은 별개의 문제다. 필요한 다리 길이와 관절의 가로 거리를 알아도 사용하는 인공관절이 그 조합을 충분히 제공하지 못한다면 계획을 그대로 실현하기 어려울 수 있다. 디지털 서저리의 발전과 함께 임플란트의 설계와 제품 구성도 살펴봐야 하는 이유다.
고관절 인공관절수술에서 복원해야 할 중요한 요소는 다리 길이와 옵셋, 안정성이다. 다리 길이가 세로 방향이라면 옵셋은 가로 방향의 거리라고 생각하면 쉽다. 대퇴 옵셋은 대퇴골두 중심에서 허벅지뼈 몸통의 축까지 떨어진 거리로 주변 근육이 힘을 쓰는 지렛대와 관계가 있다. 길이가 맞더라도 옵셋이 적절하지 않으면 근육의 효율과 관절의 안정성에 영향을 줄 수 있다.
허벅지뼈 안에 넣는 인공관절의 기둥을 ‘스템’이라고 한다. 스템은 뼈에 안정적으로 고정돼야 한다. 동시에 환자에게 필요한 길이와 옵셋도 구현해야 한다. 뼈에 맞는 크기를 고르는 일과 환자에게 맞는 관절 구조를 복원하는 일을 함께 해결해야 하는 것이다.
많은 비시멘트형 스템은 뼈 속 공간에 단단히 끼워 넣어 고정한다. 따라서 골수강의 굵기와 모양이 몸통 사이즈와 삽입 위치에 영향을 준다. 제품에 따라 차이는 있지만 몸통 사이즈가 커지면서 길이와 옵셋도 함께 달라지는 경우가 많다.
문제는 뼈 속 공간의 굵기와 필요한 옵셋이 항상 비례하지 않는다는 점이다. 골수강은 좁지만 큰 옵셋이 필요한 환자가 있고 반대로 골수강은 넓지만 작은 옵셋이 필요한 환자도 있다. 작은 스템은 뼈에 잘 맞지만 옵셋이 부족할 수 있고 큰 스템으로 고정은 얻었지만 옵셋이 필요 이상으로 커질 수도 있다.
헤드 길이를 바꾸는 것으로 모든 문제가 해결되지는 않는다. 헤드는 스템의 비스듬한 목에 연결되기 때문에 긴 헤드를 사용하면 길이와 옵셋이 함께 증가한다. 가로 거리를 보완하려다가 다리까지 길어질 수 있다. 따라서 “뼈에 맞는 사이즈를 골랐다”는 사실만으로 길이와 옵셋까지 적절하다고 판단할 수는 없다.
이 지점에서 엑시터 스템의 제품 구성을 살펴볼 필요가 있다. 엑시터는 흔히 시멘트형 스템으로 알려져 있지만 또 하나의 중요한 특징은 옵셋별로 여러 몸통 크기를 갖추고 있다는 점이다. 예를 들어 44㎜ 옵셋 안에서 서로 다른 몸통 크기를 선택할 수 있다. 모든 옵셋에 모든 사이즈가 있는 것은 아니지만 몸통 크기와 옵셋을 별도의 선택 기준으로 다룰 수 있는 구성이다.
여기에 적절한 시멘트 두께와 정렬을 확보하는 범위에서 삽입 깊이를 조절해 다리 길이를 맞출 수 있다. 시험용 부품으로 관절의 움직임과 안정성을 확인한 뒤 최종 고정 전에 스템 목이 앞쪽을 향하는 각도인 전염각을 보정할 여지도 있다. 이러한 특징은 고정 방식뿐 아니라 관절을 어떻게 복원할 것인가라는 관점에서 이해해야 한다.
비시멘트형에서도 길이를 유지하면서 옵셋을 바꾸는 설계는 이미 사용되고 있다. 중요한 것은 이러한 선택지가 개별 환자의 차이를 충분히 수용하는가이다. 작은 몸통에 더 큰 옵셋을, 큰 몸통에 더 작은 옵셋을 선택할 수 있는 범위를 넓힌다면 기존 규격으로 대응하기 어려웠던 환자에게 도움이 될 수 있다. 단 비시멘트형은 안정적으로 고정되는 삽입 위치의 제약이 있어 옵셋 옵션을 늘리는 것만으로 길이 조절 문제까지 모두 해결되지는 않는다.
선택지를 확대할 때는 각 조합의 강도와 초기 고정, 장기적인 안전성을 검증해야 한다. 하지만 검증이 필요하다는 사실은 개발을 멈출 이유가 아니라 개발 과정에서 해결해야 할 과제다. 의료진도 기존 제품으로 어떤 환자의 복원 목표를 충족하기 어려웠는지 측정하고 기록해 회사에 전달해야 한다. 기구 회사는 그 요구를 분석하고, 환자의 차이를 더 폭넓게 수용하는 설계로 응답해야 한다.
디지털 기술은 수술자가 확인할 수 있는 정보를 늘려 준다. 이제 그 정보를 실제 복원으로 연결하는 노력이 필요하다. 수술자는 정확한 목표를 세우고 술기로 구현해야 하며, 기구 회사는 그 목표에 도달할 수 있는 제품과 선택지를 제공해야 한다.
인공관절의 사이즈를 결정한 뒤에도 질문은 남는다.
“이 스템은 뼈에 잘 고정되는가. 그리고 이 환자에게 필요한 길이와 옵셋을 복원하면서 안정성을 확보할 수 있는가.”
디지털 서저리 시대의 정밀함은 측정값에서 끝나지 않는다. 환자의 몸에 그 목표를 구현할 수 있을 때 비로소 의미가 있다.
<글 송상호 웰튼병원장ㅣ정리 헬스경향 장인선 기자>