Review Articles : Computer Assisted Knee Surgery Using Navigation System
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(2) 대한슬관절학회지：제 21 권 제 2 호 2009 Volume 21, Number 2, June 2009. 64. 2. 종류, 정의. 정할 수 있게 된다. 컴퓨터를 이용한 네비게이션으로는 광 학적 네비게이션(Fig. 2), 전자기장 네비게이션(Fig. 3),. 컴퓨터 수술 시스템(System)은 크게 수행행위에 따라. 그리고 최근 초음파를 이용한 네비게이션 등이 있으며 이. 수동형과 능동형으로, 영상의 필요성에 따라 image free. 들은 실험적으로 대부분 1mm 혹은 1 미만의 오차 범위. system과 image based system (영상에 기초를 둔 수술 유. 를 갖는다고 보고되고 있다.. 도 방법)으로 구분할 수 있다. 수동형은 수술이 술자에 의 하여 전적으로 시행되며 컴퓨터 시스템은 수술을 유도만. o. 3. 광학적 네비게이션(optical navigation system). 하는 형태이며 대표적으로 네비게이션을 이용한 수술을. 광학적 네비게이션의 장점은 빠르고 정확도가 높다는. 들 수 있으며, 능동형은 수술 준비 및 시행 과정의 일부. 것이며 단점으로는 camera의 시야를 가리지 않아야 하기. 또는 전부를 컴퓨터 시스템이 시행하는 형태로 대표적으로. 때문에 수술자 및 수술 보조자의 위치 선정에 신경을 써. Ⓡ. robot (Robodoc ) 을 이용한 수술을 들 수 있다(Fig. 1).. 야 하며 수술실의 조도에도 영향을 받을 수 있다는 점이. 여기에서 기술하고자 하는 네비게이션 장치란 수동형, im-. 다. 전자기장 네비게이션은 기존의 광학적 네비게이션에. age free system으로 컴퓨터에 수술을 위한 환자의 정보. 비하여 추적자(tracker)가 상대적으로 작아 기존의 수술. 를 등록시켜 주면 컴퓨터가 이를 이용하여 수술 중 필요. 절개를 이용하여 장착할 수 있고 장비나 손에 의해 카메. 한 정보를 제공해 주며, 술자는 컴퓨터의 유도에 따라 골. 라와 추적자가 가려지는 현상이 없는 장점이 있으나 강자. 절제를 하거나 인대 재건술에서 이식건의 터널위치를 결. 성 금속성 기구에 영향을 받을 수 있어 특수한 수술 기구. Fig. 1. Photographs of RobodocⓇ system. Processing is B→D. (A) appearance, (B) CT scanning, (C) planning, (D) milling; manner of bone cutting..
(3) 65. 송은규 외：네비게이션을 이용한 슬관절 수술. 를 사용하여야 하는 단점이 있고 수술실 환경에서 사용되. 두 네비게이션이 모두 잘못된 등록에 의하여 그 정확성이. 어지는 여러 전자 장치와 기계들에 의한 전자기장 영향은. 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었고 이러한 부정확성. 여전히 수술실 환경 아래서 그 정확성에 대한 불신이 있. 은 전자기장 네비게이션에서 보다 높았다 . 최근 수 년. 는 것이 사실이다. 저자들은 실험적 환경에서 전자기장 네. 동안 네비게이션은 정형외과 수술 분야에서 폭넓게 사용. 비게이션도 비교적 정확함을 확인하였지만 실제로 수술실. 되고 있어 이를 통해 변형에 대한 세밀한 조사와 수정이. o. 28). 환경에서 두 네비게이션은 15%에서 3 이상 역학적 축의. 가능하며, 수술 도중에 실시간으로 이에 대한 교정을 할. 측정값의 차이를 보였는데 이는 실제 환자에서 보이는 해. 수 있게 되었다. 부학적 등록지점의 모호함과 이에 따른 등록의 오류, 등록. 환술(TKA), 인공 슬관절 반치환술(UKA), 개방성 근위경. 오류 시 역학적 축에 영향을 더 많이 받는 전자기장 네비. 골 절골술(open-wedge HTO), 전방 십자인대 재건술. 게이션의 등록 시스템 등에 기인하는 것으로 사료된다. 현. (ACL reconstruction)등에서 이러한 네비게이션의 유용. 재까지 광학적 네비게이션이 가장 보편화되고 10년 이상의. 성, 임상적 결과 및 수술적 기법, 네비게이션과 연관된 주. 2,4,13,29). 임상 경험을 가지고 있어 좀 더 인정되고 있으며. ,. 7,10,14,15,19,23,31). . 저자들은 인공 슬관절 전치. 의점과 합병증의 예방에 대해서 살펴보고자 한다.. Fig. 2. Optical navigation system. (A) Appearance, (B, C) Monitor.. Fig. 3. Electromagnetic navigation system. (A) A structure; monitor, detector. (B) Intraoperative instrument..
(4) 대한슬관절학회지：제 21 권 제 2 호 2009 Volume 21, Number 2, June 2009. 66. 에서 슬관절의 내·외측 관절 간격(joint space)이 화면에. 본. 수치로 나타난다(Fig. 4). 이를 통해 원위 대퇴골의 전, 후. 론. 면 절제를 시행할 때 신전, 굴곡 간격에 맞게 외 회전 정. 1. 인공 슬관절 전치환술. 도를 조절할 수 있으며, 이상적인 치환물의 크기와 위치를. 1) 수술방법. 결정할 수 있게 정보를 제공하여 시술자가 환자 개개인의. 네비게이션의 camera를 환자의 어깨에서 약 2 m 거리. 관절 특성에 맞추어 인공 관절 수술을 할 수 있게 도와 준. 및 2 m 높이가 되도록 위치시킨다. 슬개골 내측에 약 12. 다. 다음으로 transmitter가 부착된 대퇴골 절제 가이드. cm 가량의 피부 절개를 시행하고 슬개골의 탈구를 통하여. (femoral cutting guide)를 원위 대퇴골에 위치시키고 하. 슬관절을 노출시킨 후, 적외선 카메라 감지를 위한 trans-. 지의 기계적 축을 0도로 하여 대퇴골 원위부 절제를 시행. mitter를 경골과 대퇴골에 고정하고 적외선이 방출되는. 한다. 모든 과정에서 rigid body가 움직이지 않도록 주의. LEDs (light-emitting diodes)를 부착하여 같은 field 내에. 한다. 그 후 대퇴 및 경골 삽입물의 trial 및 insert를 삽입. 서 camera가 감지할 수 있게 한다. 고관절, 슬관절, 족관. 하여 슬관절의 안정성을 판단한 후 실제 삽입물을 경골. Ⓡ. 절의 관절 운동을 시행하여 네비게이션(Orthopilot )이. 삽입물, 대퇴 삽입물 순으로 삽입한다.. 각 관절의 중심점을 찾도록 하였으며, 그 결과를 등록한 다. Probe를 이용하여 근위 경골의 내측과 외측의 관절. 2) 네비게이션을 이용한 수술의 장점(TKA)과 제한점. 면, 경골 극, 양측 대퇴과의 원위부, 후과부, 상과, 족관절. 인공관절의 장기 생존율은 적절한 환자의 선택, 삽입물. 의 중심점과 내외과의 위치를 등록한다. 이후 transmitter. 의 디자인, 수술 술기 및 수술 전후 처치 등의 영향을 받. 가 부착된 경골 절제 가이드를 근위 경골에 위치시키고. 으며 특히 수술 후 생리적인 하지 정렬의 회복과 가장 밀. 네비게이션의 화면을 보면서 적절한 근위 경골 절제높이,. 접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 하지 정렬의 회복. 후방 경사를 찾은 후 핀으로 고정하고 절제한다. ligament. 에 있어 고식적 방식을 이용한 인공 슬관절 치환술을 이. balancing을 맞추기 위하여 tensioner를 사용하여 내·외. 용한 술기는 어느 정도의 정확도는 있지만 한계점이 있으. 측의 측부 인대에 장력을 가하면 슬관절의 신전, 굴곡상태. 32) 며 , 네비게이션을 이용한 인공 슬관절 치환술의 경우 더. Fig. 4. TKA using optical navigation system. (A) Tracker, (B) A monitor of femur cutting, (C-1) Real tibial bone cutting, (C-2) Monitor of tibial cutting, (D) Ligament tensioner..
(5) 67. 송은규 외：네비게이션을 이용한 슬관절 수술. 나은 하지 정렬이 좋은 임상적 결과로까지 이어지는지에. 인공관절 치환술에서 네비게이션 사용의 제한점으로는. 대한 보고는 아직 부족한 실정이다. 저자들의 연구에서 광. 고정 핀 통로의 감염과 골절이 발생할 수 있으며 특히, 인. 학적 네비게이션을 이용한 인공슬관절 치환술은 방사선적. 공관절 주위의 지연 감염이나 혹은 골수염같은 국소 감염. 으로 양호가 훨씬 많았으며, 불량은 적었으나 임상적 결과. 이 있는 경우는 이 술식을 시행하기 위험하다. 또한 수술. 에 있어서는 고식적 방식을 이용한 인공 슬관절 치환술과. 시간 연장(약 10∼20분), 비용의 문제, 술자의 전문적인. 차이가 없었다. 이에 네비게이션을 이용한 인공 슬관절 전. 훈련이 더 필요하며, 컴퓨터 장애, tracker loosening으로. 치환술은 보다 더 많은 수와 장기간의 임상적 결과에 대. 인한 네비게이션의 오류 등이 발생할 수 있다.. 27). 한 연구가 필요하리라 사료된다 . 그밖에 인공관절 치환 술에서 네비게이션 사용의 장점은 원위 대퇴골의 골수강. 2. 인공 슬관절 반치환술(UKA). 이 손상되지 않아 총 혈액 손실량을 줄일 수 있으며 이론. 1) 수술 방법. 적으로 골수 내 guiding rod의 사용과 연관해서 생길 수. 저자들은 내측 광근(mid-vastus) 도달법을 이용하여 슬. 있는 지방 색전증의 가능성을 줄일 수 있다. 또한, 다른. 관절을 노출한 후 인공 슬관절 반치환술을 시행하였다. 슬. 여러 원인에 의한 대퇴골 하부에 변형이 있는 경우에도. 관절 전치환술과 같은 방법으로 네비게이션(Orthopilot. 수술을 훨씬 수월하게 시행할 수 있으며 삽입물의 올바른. (Aesculap, Tuttlingen, Germany))을 설치하고 각 해부학. 정렬 여부를 실시간으로 확인할 수 있으며 필요 시에는. 적 위치를 등록한다. 유도체가 부착된 경골 절제 가이드를. 추가 교정을 할 수 있는 장점을 가지고 있다.. 근위 경골에 위치시키고 네비게이션 화면을 보면서 적절. Ⓡ. 슬관절 재치환술 시에는 비정상적인 해부학적 구조뿐만. 한 근위 경골 절제 높이, 전면 경사, 후방 경사를 찾은 후. 아니라 골 용해 및 골 결손이 있는 경우가 많아 인공 치환. 핀으로 고정하고 절제하였다. 근위 경골 절제 후 유도체가. 물의 안정적인 고정이 쉽지 않다. 따라서 일차 슬관절 전. 부착된 대퇴골 절제 가이드를 원위 대퇴골에 위치시키고. 치환술에 비해 수술이 어렵고, 결과 또한 만족스럽지 못한. 하지의 역학적 축을 0 로 하여 대퇴골 원위부 절제를 시행. 것으로 알려져 있다. 슬관절 재치환술에서 네비게이션은. 하였다(Fig. 5). 적절한 크기의 전후방 및 chamfer cutting. 비록 일차 슬관절 전치환술에 비해 등록과정이 어렵다는. block을 위치시켜 절제한 후 trial implant를 삽입하여 정. 단점이 있지만 수술자에게 골 절제의 두께 및 각도에 대. 렬 및 ligament balance를 확인한 후 결과가 만족스러울. 한 정보를 실시간으로 제공하여 심한 골 결손으로 비정상. 때 실제 삽입물을 시멘트를 통해 고정하였다.. o. 적인 해부학적 구조를 갖는 환자에서도 비교적 정확한 수 술이 가능하다는 장점이 있으며 굴곡 및 신전간격의 균형. 2) 임상적 적용. 을 맞추는데 도움을 주며 특히, 대퇴 치환물의 회전 정렬. 인공 슬관절 반치환술은 근위 경골 절골술에 비해 동통. 과 관절선의 위치를 확인하여 교정하는데 도움을 줄 수. 을 감소시키는 효과가 크고, 좀 더 진행된 골관절염이나. 3). 있다 .. 골 괴사증에서도 적응증이 되는 장점이 있으나, 심한 부정. 최근 최소 침습적 수술 방법은 인공 슬관절 전치환술에. 정렬의 교정은 불가능하고 수술 수기상의 어려움, 부정확. 서 연부조직 손상이 적어 수술 후 통증이 적고 회복이 빠. 한 위치로 인한 경골-대퇴골의 아탈구, 이완, 감염과 재치. 른 좋은 방법으로 보고되고 있다. 하지만 제한된 수술시야. 환술 시 골결손이 발생할 수 있는 단점이 있다. 이는 인공. 에 의해 삽입물이 부정확한 위치에 삽입될 수 있으며 이. 삽입물이 실질적으로 수술자의 판단에 의존해서 삽입되는. 로 인하여 발생할 수 있는 문제점에 대해 몇몇 보고가 있. 한계점에 기인한다. 고식적인 free-hand instrumentation. 었다. 따라서 최소 침습적 수술에 네비게이션 시스템의 정. 30) 은 높게는 30%까지 부정확한 삽입이 보고되었으며 , 골. 확도를 더하는 것은 제한된 수술 시야에 의해 야기되었던. 수강 내 대퇴 guiding device는 이보다 향상된 결과를 보. 여러 문제를 해결하는 좋은 대안이 될 수 있으리라 생각. 11) 여 주었으나, 재현성이 부족하였다 . 또한, 최근의 최소. 된다. 네비게이션은 최소 침습 인공 슬관절 전치환술에서. 침습 수술방법에 따른 인공 슬관절 반치환술은 하지의 부. 하지 및 삽입물의 부정정렬을 줄이며 더 빠른 기능적 회. 정정렬의 빈도가 더 높아지는 단점이 있으며, 이러한 단점. 24). 복을 얻을 수 있는 방법으로 사료된다 .. 을 극복하기 위하여 도입된 네비게이션 시스템은 인공 슬.
(6) 대한슬관절학회지：제 21 권 제 2 호 2009 Volume 21, Number 2, June 2009. 68. 관절 반치환술 분야에도 좋은 적응증이 될 수 있으며, 기 22). 존의 방법들에 비해 좋은 결과들이 보고되고 있다 . 11,12). 과가 임상적으로도 더 우수한 결과로 이어지는지에 대해 서는 추가적인 비교연구 및 장기간의 추시가 필요하며, 저. 은 인공 슬관절 반치환술에 관한 논문에서. 자들은 네비게이션을 이용한 인공 슬관절 반치환술 역시. 네비게이션을 사용하였을 때 더욱 정확한 치환물의 삽입. 수술 술기뿐만 아니라 철저한 환자 선택이 임상적 결과에. 이 가능하였고, 하지의 역학적 축은 네비게이션를 이용하. 중요하리라 생각한다.. Jenny 등. 지 않은 군은 67%에서, 이용한 군에서는 87%에서 만족할 만한 하지 정렬을 얻었다고 보고하였다. 저자들의 연구에 서도 고식적 방법을 이용한 경우 88%에서, 네비게이션을. 3. 네비게이션을 통한 개방형 경골 근위부 절골술 1) 수술 방법 Ⓡ. 이용한 군에서는 100%에서 술 전 계획한 하지 정렬을 얻. 저자들은 Orthopilot (Aesculap, Tuttlingen, Germany). 을 수 있어, 네비게이션을 이용한 군에서 방사선적으로 삽. 네비게이션을 이용하여 개방형 경골 근위부 절골술을 시. 입물의 정확한 삽입이 가능하였고, 하지의 해부학적 축을. 행하였다. 먼저 네비게이션 tracker를 대퇴골과 경골에 고. 25). 이루는데 더욱 좋은 결과를 보였다 . 이러한 네비게이션. 정 후 고관절, 슬관절, 족관절의 관절운동을 시행하여 네. 을 이용한 인공 슬관절 반치환술의 양호한 방사선학적 결. 비게이션이 각 관절의 중심점을 찾도록 하였으며, 그 결과. Fig. 5. UKA using optical navigation system. (A) Tracker, (B-1, B-2) A monitor of femur cutting and real bone cutting, (C) A monitor of tibial cutting..
(7) 69. 송은규 외：네비게이션을 이용한 슬관절 수술. 를 등록하였다. 이후 Probe를 이용하여 슬관절 주위의 해. 2) 임상적 적용 및 주의점. 부학적인 구조물(근위 경골의 내측과 외측의 관절면, 원위. 퇴행성 관절염에서 개방형 경골 근위부 절골술은 고정. 경골 근위부 경골결절, 내외측 대퇴상과 등)을 등록하였. 기구의 발달로 최근 많이 시행되고 있다. 교정각의 크기를. 다. 등록된 정보를 바탕으로 네비게이션은 수술 전 하지의. 정하는 고식적인 방법들은 여러 가지가 있지만, 방사선 사. 역학적 축 및 근위경골 고평부에서 통과하는 위치와 현재. 진상 하지의 회전에 의한 교정각 측정의 부정확성, 방사선. 관절의 굴곡범위에 대한 정보를 제공하며 이를 바탕으로. 사진 계측시 영상시차, 절골면의 위치, 경골 직경의 차이. 개방형 경골 근위부 절골술을 시행하게 된다. 이때 경골결. 등으로 고식적 방법의 한계에 대해 보고되고 있다. 이에. 절에 대해 사선으로 절골술을 먼저 시행하여 개방형 절골. 최근 수술의 정확성, 정밀성, 재현성을 높이기 위해 네비. 술이 용이하게 한 후, 외측 피질골을 약 5 mm 보존하는. 게이션 장치를 이용하여 개방형 경골 근위부 절골술이 시. 고식적인 방법의 불완전 외반 개방형 경골 근위부 절골술. 행되고 있으며, 좋은 임상적 결과가 보고되고 있다. 네비. 을 시행하였다. 절골술은 대개 경골 근위부의 내측 피질골. 게이션을 이용한 개방형 경골 근위부 절골술(open-wedge. 중 내측 관절간격 약 3 cm 하방부에서 시작하였으며 비골. HTO)은 수술 중에 역학적 축을 정확히 측정할 수 있어. 두 근위부 약 1/3 지점을 향하여 절골술을 진행하였다. 절. 하지 축 정렬을 수술자가 원하는 대로 교정할 수 있으며,. 골선이 상방으로 이동하여 관절 내 골절로 진행하는 것을. 방사선 노출 시간도 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있. 방지하기 위해서 3개의 chisel을 이용하여 순차적으로 절. 7) 다 . 수술 후 하지의 역학적 축에 대한 연구에서 CT scan. 골부를 개방하였다. 이때 근위경골의 개방되는 부위의 모. 을 통해 측정한 역학적 축을 기준으로 네비게이션을 이용. 양은 쐐기모양이어야 하며 내측 전방부 개방 정도는 내측. 한 방법과 고식적인 케이블 선 방법(cable line method)을. 후방부의 약 67%를 유지하여야 후방경사각의 증가를 막. 비교할 때 네비게이션은 훨씬 더 우수한 결과를 보여주었. 26). 을 수 있다 . 모든 수술 과정 동안에 네비게이션 장치를. 으며, 교정각에 대한 역학적 축의 재현성(Reproducibility). 통해 하지의 역학적 축을 지속적으로 관찰할 수 있으며,. 을 비교한 연구에서도 고식적인 방법이 71%, 네비게이션. 이를 통해 평균 3도의 외반각을 교정 목표로 삼아서 수술. 을 이용한 방법이 96%로 네비게이션 방법이 더 우수한 재. 을 시행하였다. 필요한 교정이 얻어진 경우에는 2개의. 23) 현성을 보여주었다 . 따라서, 네비게이션을 이용한 개방. Ⓡ. 개방형 쐐기 금속판(AesculaⓇ open wedge. 형 경골 근위부 절골술은 수술 중 세밀하고 연속적인 하. plate; B. Braun Aesculap, Korea)(Fig. 6)을 사용하여 절. 지 정렬의 확인이 가능하며, 술 전 계획의 부족한 점을 보. 골부를 고정하는데, 후방 금속판은 가능한 한 경골 상부의. 완할 수 있으며, 목표로 하는 최상의 교정 값을 얻을 수. 후·내측 모서리 부위에 위치하도록 하며, 전방 금속판은. 있는 방법으로 사료된다.. Aescula. 경골결절 절골을 사선으로 시행했던 부위의 후방 쪽에 위 치하게 한다.. 네비게이션을 이용한 개방형 경골 근위부 절골술은 고 식적인 방법에 비해 등록 과정을 위한 시간 및 부가적인 tracker 부착이 필요하며 정확한 등록과정이 필요하다. 또. Fig. 6. Aescula open wedge plate system (A) Plate, (B) Screw, (C) Plate and screw..
(8) 대한슬관절학회지：제 21 권 제 2 호 2009 Volume 21, Number 2, June 2009. 70. Fig. 7. Virtual surgery of open-wedge HTO. A 3-dimensional surface model of the leg before (A) and after surgery (B). (C) Measurement of posterior and anterior opening gap. (D) Trapezoidal shaped opening that didn’t increase posterior tibial slope. Radiologically, posterior slope is held 8o preoperatively (D-1) to 8o postoperatively (D-2), anterior plate size were used 70% of posterior plate size. 1,6,17,18). 영향을 줄 수 있다고 하였다. . Noyes 등20)은 경골. 조면에서 개방간격은 경골의 후·내측 면의 개방간격에 대해 약 1/2이 되어야 정상적인 경골의 후방경사각을 유 지할 수 있다고 보고하였다. 저자들은 3차원 컴퓨터 가상 수술을 통해 원래의 후방 경사도를 유지하기 위해서는 전·후방 개방 간격의 비율이 0.67이 되어야 함을 보고하 26) 였다 (Fig. 7). 후방 경사각이 증가되는 것을 예방하는. Fig. 8. Navigation set-up showing the secured fixation of the femoral and tibial transmitters with two K-wires.. 방법으로는 다음과 같다; (1) 절골술은 시상면에서 관절 선(normal posterior slop)과 평행하게 시행되어야 한다. (2) 적절한 후·내측 부 연부조직 유리가 필요하다. (3). 한, 체중부하 하지 전장 방사선 사진에서 얻은 하지의 역. 후 내측 부 금속판은 가능한 후방에 위치해야 한다. (4). 학적 축과 체중 부하를 하지 않은 상태의 네비게이션을. 수술 과정 중 동일한 각도의 완전 신전이 유지되어야 한. 이용하여 구한 술 전 하지의 역학적 축 사이에는 차이가. 다. (5) 경골 조면 뒷 부분의 전방 개방 간격은 가장 후·. 발생할 수 있으므로 술 전에 내반, 외반 긴장 검사에서 역. 내방 구석의 후방 개방 간격의 약 67%을 유지하여야 한. 학적 축의 변화를 확인해야 한다. 또한, 수술 중 슬관절을. 다.. 완전 신전 상태로 유지해야 정확한 역학적 축을 얻을 수 있으며 수술 후 후방 경사각의 증가도 방지할 수 있다.. 4. 전방십자인대 재건술 1) 수술 방법. 3) 경골 후방경사각. 먼저 표준 관절경 삽입구를 통해 진단적 관절경을 시행. 해부학적으로 경골의 근위부는 삼각형 모양의 3차원적. 하였으며 shaver로 시야 확보 후 Probing 하여 내측 및 외. 구조로 되어 있으며, 이로 인해 개방형 경골 근위부 절골. 측 반월상 연골판 손상 여부 및 전방십자인대 손상 정도. 술은 관상면과 시상면에서 역학적 축의 변화가 발생하게. 를 평가하였다. 이후 네비게이션 카메라가 인식하게 되는. 6,8). 된다 . 몇몇 연구에서 개방형 경골 근위부 절골술은 후. LED (Light Emitting Diode)를 장치할 수 있는 K-강선을. 방경사도가 증가되는 경향을 가진다고 보고하였으며 이로. 원 위 대퇴골과 경골 간부에 고정하고 유도체(Transmitter). 인해 슬관절의 kinematics, 안정성, 관절 접촉면의 압력에. 를 위치시켰다(Fig. 8). Straight point를 이용하여 경골 조.
(9) 송은규 외：네비게이션을 이용한 슬관절 수술. 71. Fig. 9. Registration of extra-articular anatomic landmarks such as the tip of the tibial tuberosity, the anterior tibial crest of the lower third of the tibia, medial and lateral points of the tibial plateau.. 과간 절흔의 전방 가장자리를 감지하여 등록한다. Instrument tracker를 hook probe에 부착하여 골과 연부조직의 fringe의 junction에서 기구의 tip으로 12시, 1:30/10:30 (좌측/우측) 방향에서 over-the-top을 촉지한다(Fig. 10). 이후, 대퇴골의 전방십자인대 부착부를 등록한다. 수술 전 슬관절의 laxity에 대한 kinematic data는 30도 각도의 슬 관절 굴곡위에서 전·후방으로 힘을 주면서 관절상태의 위치(placing)를 통해 술 전 kinematic data를 얻고, 대퇴 골에 대한 경골의 회전 이완성(rotational laxity)은 경골 을 내·외회전 시키면서 측정하여 그 수치를 등록한다. 관절경 하에서 경골 측 골 터널 가이드를 이용하여 터 널이 만들어지는 지점의 위치가 안전한 영역에 있는지 확 Fig. 10. Palpation of the over-the-top position (Blumensaat’s line).. 인 후 가이드를 삽입하였다. 네비게이션 화면에 제시된 터 널위치와 관절 내외 지표와의 관계를 확인하여 경골에 대 한 터널의 관상 및 시상각을 알 수 있으며(Fig. 11), 이런. 면, 경골의 하방 1/3 전방 능선, 경골 내측 고평부, 경골. 정보를 통하여 경골 터널의 위치를 정하고 유도 철사, 확. 외측 고평부의 순서로 관절 외 해부학적 자료들을 등록한. 공기로 터널을 만든다. 대퇴골 측 터널을 위해서는 네비게. 후(Fig. 9), 0도에서 90도 사이의 슬관절 운동을 통해. 이션을 화면(Fig. 12)을 통해 over-the-top까지의 거리, 이. Kinematic registration 을 시행하였다. 네비게이션의 지시. 식건의 등장점, clock face의 위치, 이식건의 충돌 가능성 등을. 에 따라 관절 내 해부학적 지표를 지정하며, 이때는 관절. 실시간으로 확인하며 가장 등장성이 좋은 위치를 선정하여. 경하에서 후방십자인대 전방 연, 외측 반월상 연골판의 전. 대퇴골 터널을 만들게 된다. 끝으로, 이식건을 통과 시킨후. 방 각, 과간 결절의 내측 극을 등록한다. 이후 순차적으로. 고정 후 최종적인 이식건의 상태 및 충돌여부를 확인한다..
(10) 72. 대한슬관절학회지：제 21 권 제 2 호 2009 Volume 21, Number 2, June 2009. Fig. 11. Tibial tunneling was performed with navigational assistance. Navigation displays the tunnel in 55 degrees of sagittal angle and 20 degrees of coronal angle, 48% from medial tibial plateau and 8 mm anterior from PCL insertion.. 및 이식건의 고정 방법 등이 중요한 것으로 알려져 있다. 이 중 경골측 및 대퇴골측 터널의 위치는 성공적인 전방 십자인대 재건술을 위해 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다. 부적절한 위치의 골 터널은 이식건에 비정상적인 장 력을 유발하고, 슬관절 신전 시 충돌을 유발할 수 있으며, 운동 영역 감소나 술 후 불안정성 재발이 가능하며, 결국 이식건의 파열을 유발할 수 있다. 하지만 고식적인 방법을 이용한 전방십자인대 재건술은 수술결과에 대한 피드백을 할 수 있는 객관적 방법이 부족하며, 충돌이나 등장성에 21) 대한 객관적 정량화 역시 어렵다. Plaweski 등 은 전방십. 자인대 재건술후 슬관절의 안정성(stability) 측면과 수술 후의 이완에 대한 연구에서 네비게이션은 수술 전·후에 슬관절의 안정성을 조사하는데 있어 매우 유용한 기구이 Fig. 12. Femoral tunnel was created at the most isometric point (as 3 mm of isometricity) displayed by navigation.. 며 네비게이션을 사용한 군에서 clinical result가 더욱 신 뢰할 만하다고 하였다. 등장점에 위치한 전방십자인대 재 건은 성공적인 수술을 위하여 필요하며, 최근 네비게이션. 2) 네비게이션을 이용한 전방십자인대 재건술의 장점 및 임상적 적용. 장치를 이용한 전방십자인대 재건술은 이러한 등장점의 5,9,16). 위치 결정에 유용한 방법으로 알려져 있다. .. 전방십자인대 재건술 시 성공적인 수술 결과를 얻기 위. 저자들은 전방십자인대 손상으로 재건술을 시행받는 22. 해서는 환자 선택, 수술방법, 술 후 재활 및 동반 인대 손. 명의 환자에 대해 네비게이션과 고식적인 방법으로 대퇴. 상의 정도 등이 고려되어야 하며, 수술 방법에는 경골 측. 골의 터널을 결정하고 두 지점의 등장성(isometricity) 정. 및 대퇴골 측 터널의 위치, 이식건의 선택, 이식건의 장력. 도를 Isometer(Fig. 13) 같은 특별히 고안된 장치를 이용.
(11) 73. 송은규 외：네비게이션을 이용한 슬관절 수술. REFERENCES. Fig. 13. Isometer, specially designed device for the measurement of isometricity.. 하여 정량적으로 평가하였으며, 두 지점의 위치관계에 대 해 비교하였다. 고식적인 술식에서는 대퇴골 터널의 평균 등장성은 4.59 mm이었으며, 네비게이션을 이용한 수술법 에서는 3.00 mm의 등장성을 보여 네비게이션을 이용한 수술방법에서 의의있게 좋은 등장성을 얻을 수 있음을 확 인하였다(p＜0.05). 또한, 네비게이션이 지정해 준 등장점 은 고식적인 방법으로 결정한 대퇴골 터널의 위치에 비해 전방에 위치한 경우가 11예, 전 측방에 위치한 경우가 5예 로, 네비게이션 장치를 이용하였을 때 등장점은 고식적 방 법으로 결정한 지점보다 좀더 전방 또는 전 측방에 위치 하는 경향을 확인하였다. 결론적으로, 네비게이션을 이용한 전방십자인대 재건술 은 등장점과 이식건의 충돌여부에 대해 실시간으로 정보 를 제공해주어 수술 중 잘못된 점을 교정할 수 있게 도와 주며, 이러한 정보는 술자의 learning curve를 줄이는데 도움이 되리라 생각한다.. 결. 론. 슬관절 수술에서 네비게이션은 수술 중 실시간으로 해 부학적 위치에 대한 정보(intraoperative information)를 제공하여 수술의 정확도를 향상시키는 장점이 있다. 하지 만 이의 임상적 결과와의 상관관계는 추가적인 연구 및 장기간의 추시가 필요하리라 사료된다.. 1. Agneskirchner JD, Hurschler C, StukenborgColsman C, Imhoff AB, Lobenhoffer P: Effect of high tibial flexion osteotomy on cartilage pressure and joint kinematics: a biomechanical study in human cadaveric knees. Winner of the AGA-DonJoy Award 2004. Arch Orthop Trauma Surg, 124: 575-584, 2004. 2. Anderson KC, Buehler KC, Markel DC: Computer assisted navigation in total knee arthroplasty: comparison with conventional methods. J Arthroplasty, 20(Suppl 3): S132-S138, 2005. 3. Bae DK, Yoon KH, Kim SG, Park KJ: Efficacy of Computer Assisted Surgery in Revision Total Knee Arthroplasty. J Korean Orthop Assoc, 41: 974-980, 2006. 4. Bathis H, Perlick L, Tingart M, Luring C, Zurakowski D, Grifka J: Alignment in total knee arthroplasty. A comparison of computer-assisted surgery with the conventional technique. J Bone Joint Surg Br, 86: 682-687, 2004. 5. Degenhart M: Computer-navigated ACL reconstruction with the OrthoPilot. Surg Technol Int, 12: 245-251, 2004. 6. Giffin JR, Vogrin TM, Zantop T, Woo SL, Harner CD: Effects of increasing tibial slope on the biomechanics of the knee. Am J Sports Med, 32: 376-382, 2004. 7. Hankemeier S, Hufner T, Wang G, et al: Navigated intraoperative analysis of lower limb alignment. Arch Orthop Trauma Surg, 125: 531-535, 2005. 8. Hohmann E, Bryant A, Imhoff AB: The effect of closed wedge high tibial osteotomy on tibial slope: a radiographic study. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 14: 454-459, 2006. 9. Ishibashi Y, Tsuda E, Fukuda A, Tsukada H, Toh S: Future of double-bundle anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction: incorporation of ACL anatomic data into the navigation system. Orthopedics, 29(Suppl 10): S108-S112, 2006. 10. Jackson DW, Warkentine B: Technical aspects of computer-assisted opening wedge high tibial osteotomy. J Knee Surg, 20: 134-141, 2007. 11. Jenny JY, Boeri C: Accuracy of implantation of a unicompartmental total knee arthroplasty with 2 different.
(12) 대한슬관절학회지：제 21 권 제 2 호 2009 Volume 21, Number 2, June 2009. 74. 12.. 13.. 14.. 15.. 16.. 17.. 18.. 19.. 20.. 21.. instrumentations: a case-controlled comparative study. J Arthroplasty, 17: 1016-1020, 2002. Jenny JY, Boeri C: Unicompartmental knee prosthesis implantation with a non-image-based navigation system: rationale, technique, case-control comparative study with a conventional instrumented implantation. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 11: 40-45, 2003. Jenny JY, Boeri C, Picard F, Leitner F: Reproducibility of intra-operative measurement of the mechanical axes of the lower limb during total knee replacement with a non-image-based navigation system. Comput Aided Surg, 9: 161-165, 2004. Kendoff D, Citak M, Pearle A, et al: Influence of lower limb rotation in navigated alignment analysis: implications for high tibial osteotomies. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 15: 1003-1008, 2007. Keppler P, Gebhard F, Grützner PA, et al: Computer aided high tibial open wedge osteotomy. Injury, 35 Suppl 1: S-A68-78, 2004. Klos TV, Habets RJ, Banks AZ, Banks SA, Devilee RJ, Cook FF: Computer assistance in arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction. Clin Orthop Relat Res, 354: 65-69, 1998. Lobenhoffer P, Agneskirchner JD: Improvements in surgical technique of valgus high tibial osteotomy. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 11: 132-138, 2003. Marti CB, Gautier E, Wachtl SW, Jakob RP: Accuracy of frontal and sagittal plane correction in open-wedge high tibial osteotomy. Arthroscopy, 20: 366-372, 2004. Maurer F, Wassmer G: High tibial osteotomy: does navigation improve results? Orthopedics, 29(Suppl 10): S130-S132, 2006. Noyes FR, Goebel SX, West J: Opening wedge tibial osteotomy: the 3-triangle method to correct axial alignment and tibial slope. Am J Sports Med, 33: 378-387, 2005. Plaweski S, Cazal J, Rosell P, Merloz P: Anterior cruciate ligament reconstruction using navigation: a. 22.. 23.. 24.. 25.. 26.. 27.. 28.. 29.. 30.. 31.. comparative study on 60 patients. Am J Sports Med, 34: 542-552, 2006. Repicci JA: Mini-invasive knee unicompartmental arthroplasty: bone-sparing technique. Surg Technol Int, 11: 282-286, 2003. Saragaglia D, Roberts J: Navigated osteotomies around the knee in 170 patients with osteoarthritis secondary to genu varum. Orthopedics, 28(Suppl 10): S1269-S1274, 2005. Seon JK, Song EK: Navigation-assisted less invasive total knee arthroplasty compared with conventional total knee arthroplasty: a randomized prospective trial. J Arthroplasty, 21: 777-782, 2006. Seon JK, Song EK, Yoon TR, Bae BH, Kim CY: The Radiographic comparative study of the unicompartmental knee arthroplasty. J Korean Orthop Assoc, 41: 140-147, 2006. Song EK, Seon JK, Park SJ: How to avoid unintended increase of posterior slope in navigation assisted open wedge high tibial osteotomy. Orthpedics, 30(Suppl 10): S127-S131, 2007. Song EK, Seon JK, Chung JY, Cho SG, Kong IK: Comparison of results of total knee arthroplasty performed using a navigation system and the conventional technique. J Korean Orthop Assoc, 41: 1002-1007, 2006. Song EK, Seon JK, Park SJ, Yoon TR, Park KS, Kim SK: Comparison of Accuracy of Navigation between infrared optical and electromagnetic systems. J Korean Orthop Assoc, 44: 68-75, 2009. Stulberg SD, Loan P, Sarin V: Computer-assisted navigation in total knee replacement: results of an initial experience in thirty-five patients. J Bone Joint Surg Am, 84(Suppl 2): S90-S98, 2002. Tabor OB Jr, Tabor OB: Unicompartmental arthroplasty: a long-term follow-up study. J Arthroplasty, 13: 373-379, 1998. Wang G, Zheng G, Keppler P, et al: Implementation, accuracy evaluation, and preliminary clinical trial of a CT-free navigation system for high tibial opening wedge osteotomy. Comput Aided Surg, 10: 73-85, 2005..
(13) 송은규 외：네비게이션을 이용한 슬관절 수술. = 국문초록 = 최근 네비게이션 시스템은 정형외과 수술 분야에서 폭 넓게 사용되고 있으며 특히 인공 슬관절 전치환술 혹은 부분치환술에서 하지의 정렬과 components 삽입을 정확히 할 수 있고 인대 균형을 잘 맞출 수 있도 록 도움을 준다. 네비게이션은 전방 십자 인대 재건술과 경골 근위부 절골술에도 적용되며, 개방형 경골 근위부 절골술(open-wedge HTO)에서 수술 중에 역학적 축을 정확히 측정할 수 있어 하지 축 정렬을 수술자가 원하는대로 교정할수 있으며, 고식적인 cable선-방법보다 축 정렬이 훨씬 우수하였고, 방사선 노출 시간도 현저히 감소되었다. 전방 십자인대 재건술(ACL reconstruction)에서도 경골 및 대퇴골 터널 의 위치를 정확하게 잡을 수 있고 impingement을 예방할 수 있도록 도와 주어, 대퇴골 터널의 isometricity 와 재건된 인대의 안정성에 있어서도 더 좋은 결과를 얻을 수가 있었다. 네비게이션을 이용한 슬관절 수술은 수술 중에 실시간으로 해부학적 위치에 대한 정보를 제공받아 정확한 수술과 방사선적으로 향상 된 정확한 삽입 및 정확한 역학적 축의 교정을 할 수 있기 때문에 향후 임상 결과도 더욱 향상될 수 있을 것으로 기대된다. 색인 단어: 네비게이션, 슬관절 수술. 75.
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