Five-Year Outcomes of UKA Versus TKA in Elderly Patients With Severe Varus Deformity in Knee Osteoarthritis: The Modifying Effect of Preoperative Extensor Muscle Radiomics Quality

기술 요약: 심한 내반 변형을 가진 고령 환자에서 UKA와 TKA의 5년 결과 비교

문제 제기
심한 내반 변형(>15°)이 있는 고령 환자에서 단일 구획 무릎 인공관절 치환술(UKA)의 역할은 여전히 논란의 여지가 있다. UKA는 골조직과 인대를 보존할 수 있는 잠재적 이점을 제공하지만, 기존의 적응증은 잔류 부정렬, 베어링 마모 및 외측 구획 퇴행의 위험으로 인해 심한 내반 변형에서의 사용을 주의하도록 권고해 왔다. 기존 문헌은 주로 정렬 교정과 임플란트 생존율에 초점을 맞추었으며, 환자 특이적인 연부 조직 요인을 간과해 왔다. 특히, 술 전 신전근의 질(muscle quality)이 TKA 대비 UKA가 갖는 초기 기능적 이점을 조절하는지 여부는 불분명하다.

연구 방법
본 단일 센터 후향적 코호트 연구는 2016년 2월부터 2019년 4월 사이에 수술을 받은 내측 구획 무릎 골관절염 및 심한 내반 변형(>15° 및 ≤20°)을 가진 176명의 고령 환자(≥60세)를 분석하였다. 환자들은 TKA 그룹(n=95)과 UKA 그룹(n=81)으로 나누어졌다.

• 수술 프로토콜: 모든 절차는 숙련된 단일 수술팀에 의해 수행되었다. TKA는 표준 전방 정중선 절개와 전 관절 치환술을 포함한다. UKA는 전방 십자 인대와 외측 구획을 보존하며 내측 슬개하 절개(10–12 cm)를 활용한다.
• 근육 질 평가: 술 전 MRI를 사용하여 신전근의 질을 평가하였다.
  • 전통적 지표: 슬개골 상단에서 횡단면적(CSA), 근내 지방 조직(intra-MAT) CSA, 지방 침윤 비율을 측정하였다.
  • 라디오믹스 분석: 146명의 환자 하위 집단에 대해 MRI 라디오믹스 분석을 수행하였다. 이미지는 재표집(resampling), 정규화 및 바이어스 필드 교정을 거쳤다. 형태학적, 1차(first-order), 텍스처 특징(예: GLCM, GLRLM)을 추출하였다. 안정적인 특징(ICC >0.80)을 mRMR 및 LASSO 회귀를 통해 선택하여 신전근 Rad-score를 구축하였다. 높은 Rad-score는 낮은 근육 질을 의미한다.
• 결과 지표: 수술 전후 지표, 합병증 및 임상 점수(VAS, HSS, WOMAC, ROM)를 1개월, 1년, 5년 시점에 평가하였다. 방사선학적 정렬(HKA, mLDFA, MPTA, JLCA)은 5년 시점에 측정하였다.
• 통계 분석: 연령, 성별, BMI, 술 전 정렬 및 기저 점수를 보정한 다변량 선형 회귀 모델을 사용하여 결과를 평가하였다. 결정적으로, 수술 방식과 신전근 Rad-score 사이의 상호작용 항을 테스트하여 근육 질이 치료 효과를 조절하는지 확인하였다.

주요 결과

• 수술 전후 결과: TKA와 비교했을 때, UKA는 유의하게 적은 수술 중 출혈량, 짧은 수술 시간, 더 작은 절개창 및 더 적은 수술 후 배액량을 보였다(모두 P < 0.001). 입원 기간은 유사했다.
• 임상 결과:
  • 초기 회복: UKA 그룹은 1개월 및 1년 시점에서 더 높은 HSS 및 ROM 점수와 더 낮은 WOMAC 및 VAS 점수를 보이며 우수한 회복을 나타냈다.
  • 5년 결과: 5년 시점에서 VAS, HsS, ROM 점수는 두 그룹 간에 유사했다. 그러나 UKA 그룹은 약간 더 낮은(더 좋은) WOMAC 점수를 유지했다(9.4 ± 1.9 vs. 10.1 ± 1.6, P = 0.010).
• 방사선학적 정렬: TKA는 UKA보다 기계적 축 정렬(HKA, mLDFA, MPTA) 및 관절선 수렴의 더 완전한 교정을 달성했다. 이러한 방사선학적 우수성에도 불구하고, TKA가 더 우수한 5년 임상 기능을 나타내지는 않았다.
• 근육 질 및 상호작용:
  • 높은 신전근 Rad-score(낮은 근육 질)는 독립적으로 낮은 초기 HSS 및 ROM 점수와 높은 WOMOC 점수와 관련이 있었다.
  • 상호작용 효과: 1개월 WOMAC 점수에 대해 수술 방식과 신전근 Rad-score 사이에 유의한 상호작용이 발견되었다(β = 0.74, P = 0.032). 이는 낮은 신전근 근육 질이 TKA 대비 UKA의 초기 기능적 이점을 약화시킨다는 것을 의미한다.
  • 층화 분석 결과, 두 근육 질 하위 그룹 모두에서 UKA가 초기 이점을 제공했으나, 그 이점의 크기는 술 전 근육 질이 더 좋은 환자들에게서 더 컸다.

주요 기여

1. 심한 내반 변형에서의 UKA 검증: 본 연구는 15°에서 20° 사이의 심한 내반 변형을 가진 엄격히 선택된 고령 환자에서, UKA가 방사선학적으로는 덜 완전한 정렬 교정에도 불구하고 TKA와 대등한 5년 임상 결과를 제공함을 입증한다.
   2.라디오믹스 통합: 본 연구는 단순한 CSA나 지방 비율을 넘어 조직의 이질성을 포착하기 위해 MRI 유래 신전근 Rad-score를 사용하여 근육 질을 정량화하는 방법을 도입하였다.
2. 효과 조절 요인 식별: 본 연구는 술 전 신전근의 라디오믹스 질이 초기 회복을 조절하는 중요한 요인임을 확립하였으며, 이는 단순한 CSA나 지방 함량을 넘어서는 것이다. 낮은 신전근 근육 질은 UKA의 초기 이점을 감소시키며, 이는 근력 예비력이 수술 결정 시 중요한 요소임을 시사한다.

의의 및 주장
본 논문은 심한 내반 변형을 동반한 내측 무릎 골관절염 환자 중 엄격히 선택된 경우, UKA가 TKA의 유효한 대안이 될 수 있으며, 중기 임상 기능의 저하 없이 적은 수술적 외상과 빠른 초기 회복을 제공한다고 주장한다. 본 연구는 심한 내반 변형을 UKA의 절대적 금기 사항으로 보는 전통적인 우려가 근육 질을 고려함으로써 정교해질 수 있다고 제언한다.

저자들은 술 전 신전근 라디오믹스 질이 회복 잠재력을 계층화하는 데 도움이 될 수 있다고 제안한다. 구체적으로, 신전근 근육 질이 낮은 환자들은 UKA의 완전한 초기 이점을 누리지 못할 수 있으며, 이들은 집중적인 사전 재활(예: 대퇴사두근 강화, 신경근 훈련) 또는 맞춤형 재활 계획의 대상이 될 수 있다. 결론적으로, 근육 질 평가를 수술 결정에 통합하는 것은 해부학적 정렬과 구획 참여에만 의존하는 것보다 더 개별화된 절차 선택을 지원한다.

인정된 한계점
저자들은 본 연구의 한계로 단일 센터의 후향적 설계, 잠재적 선택 편향, 그리고 모든 수술이 단일 전문가 팀에 의해 수행되어 일반화가 제한될 수 있다는 점을 언급하였다. 또한, 5년 추적 관찰은 UKA 특유의 장기 재치환 위험(예: 외측 구획 진행)을 평가하기에는 불충분하며, 라디오믹스 모델은 임상 적용 전 외부 검증이 필요하다. 또한, 객관적인 수술 후 근 기능 테스트(예: 등속성 근력)가 부족했다.