[TKA] 인공 관절 전치환 수술 후 다리 정렬 (TKA alignment)

Total Knee Arthroplasty의 수술 시 alignment 방법

• TKA에서 'implant를 삽입할 때, alignment를 어떻게 하는가'가 무릎의  정상 기능을 복원하고 implant의 수명을 최대화하는 데 중요
• TKA에서 잘못된 alignment가 야기하는 문제점 (malalignment)

1. Early loosening : bone과 implant 사이의 잘못된 interface 작용으로 shear stresses가 증가하여 발생
2. Accelerated poly wear : 고르지 못한 stresses distribution으로 발생
3. Increased pain : 주변 soft tissue의 비정상적인 stresses의 증가

• TKA 기준 및 목표가 되는 line에 따른 alignment 방법

1. Mechanical axis alignment
2. Kinematic axis alignment (anatomic axis alignment)

 

Mechanical axis alignment 

• TKA alignment의 목표는 mechanical axis의 복원
• 일반적으로 femur의 anatomical axis와 mechanical axis는 약 6 degree의 각을 이룸
• Tibia의 경우 두 axis가 일치함
• Mechanical axis를 정의하고 femur, tibia를 이 axis에 perpendicular하게 절삭을 진행하고 implant를 배치하면 mechanical axis를 복원할 수 있음
• 가장 보편적인 방법이며 재수술을 진행할 때도 용이한 장점이 있음

TKA alignment를 위한 axis 관계 설명

TKA alignment를 위한 axis 각도 관계

TKA alignment를 위한 axis에 따른 resection 각도에 대한 설명

• Perpendicular하게 절삭을 진행해도 오류가 생길 수 있는데 femur와 tibia의 mechanical axis가 3 degree이내면 크게 문제가 없음
• 위와 관련하여 varus와 valgus로 비교하면 외측에 힘이 많이 받게 되는 valgus가 상대적으로 더 위험한 상황
  (medial femur condyle이 더 큰 이유가 더 많은 하중을 받기 때문임을 생각!) 
• 이 방법의 한계와 단점으로는 일반적인 사람은 medial 부분에 더 하중을 받도록 성장됨
• 따라서 mechanical axis를 강제로 맞춤으로써 부자연스럽게 되는 문제가 발생
• 하지만 medial 부분을 일반 사람(정상인)과 맞추는 것은 현실적으로 불가능
• 이는 수술 도중 자연스러운 mechanical 을 잃어버리기 때문
• 그래서 강제로 mechanical axis를 맞추는 것이 안정적임
• 이 방법은 결과적으로는 정상인에게 맞추기보다는 배치된 implant의 stress를 고르게 하여 오랫동안 사용할 수 있게 함

 

Kinematic axis alignment 

• 일반적인 사람의 Tibia의 경우 plateau가 medial방향으로 약 3 degree 정도 기울어져 있는데 (3 degree varus) 이를 자연스럽게 가져가기 위한 alignment 방법
• Tibia와 맞추어 femur 역시 mechanical axis 기준으로 3 degree 정도 기울임 (3 degree valgus)
• Posterior cruciate ligament를 남기는 implant를 배치 시에 많이 사용 됨
• Medial 부분으로 힘을 많이 받게 하여 정상인의 bio-mechanics에 가까운 방법
• 절삭 도중 오류가 발생할 수 있는 가능성이 많아 재수술이 어려운 문제가 있음
• Implant의 배치만 고려하면 bio-mechanics를 살릴 수 있는 매우 좋은 방법이지만 수술이 진행됨과 동시에 ligament의 힘이 달려서 이 bio-mechanics를 잃어리므로 한계가 많음

Mechanical axis alignment 와 Kinematic axis alignment의 비교 그림

 

Reference

• https://hipandkneebook.com/tja-publication-blog/2017/3/1/knee-basics-tka-alignment

TKA ALIGNMENT — Hip & Knee Book