Retrospective comparison of total ankle arthroplasty with patient-specific instrumentation and ankle arthrodesis for patients with end-stage ankle arthritis and preoperative degeneration of adjacent joints

기술 요약: 말기 발목 관절염에 대한 TAA(PSI 적용)와 AA의 후향적 비교

문제 제기
주로 외상 후 결과로 발생하는 말기 발목 관절염은 심한 통증과 기능적 장애를 초래한다. 발목 유합술(Ankle Arthrodesis, AA)은 오랫동안 치료의 "표준(gold standard)"으로 여겨져 왔으나, 경거 거골(tibiotalar) 운동을 제거하여 보행 효율성을 떨어뜨리고 인접 관절(peritalar joints)의 잠재적 퇴행을 유발한다. 총 발목 인공관절 치환술(Total Ankle Arthroplasty, TAA)은 운동성을 보존하기 위한 실행 가능한 대안으로 부상하였으나, 구성 요소의 정렬 불량으로 인해 장기적 내구성이 저하되는 경우가 많다. 3D CT 기반 계획을 활용하는 환자 맞춤형 기구(Patient-Specific Instrumentation, PSI)는 정렬의 정밀도를 높이고 수술 시간을 단축하는 것을 목표로 한다. 이러한 발전에도 불구하고, 인접 관절에 경미한 퇴행이 이미 존재하는 환자를 대상으로 PSI 보조 TAA와 전통적인 AA를 시행했을 때의 단기 임상 결과, 보행 매개변수 및 인접 관절 퇴행 진행에 관한 비교 데이터는 부족한 실정이다.

방법론
본 후향적 연구는 2022년에서 2025년 사이에 인접 관절의 전방향 경미한 퇴행(수정된 Kellgren–Lawrence 점수[KLS] 1–2)을 가진 말기 발목 관절염 환자 30명(TAA with PSI 15명, AA 15명)을 분석하였다. 모든 수술은 단일 숙련 전문의에 의해 수행되었다.

• 포함/제외 기준: 연령 50세 이상, 최소 2년의 추적 관찰 기간을 충족하는 환자. 제외 기준은 활동성 감염, 불량한 연부 조직, 광범위한 거골 괴사, 심한 골다공증 또는 이전의 발목 수술 이력이었다.
• 수술 프로토콜:
  • PSI를 적용한 TAA: 기계적 축을 따라 구성 요소의 정확한 정렬을 보장하기 위해 수술 전 3D CT 재구성을 기반으로 한 1:1 스케일의 3D 프린팅 모델 및 PSI 가이드를 활용하였다. 접근법은 전경골건 초(anterior tibial tendon sheath)를 보존하였다.
  • AA: 연골 제거, "물고기 비늘(fish-scale)" 패턴의 거친 골 표면 형성, 무두 형태의 압박 나사와 강철 플레이트를 이용한 고정 과정을 포함하는 표준 전방 정중선 절개를 통해 수행되었으며, 동종 골 이식이 보충되었다.
• 재활: AA 환자는 8주간 체중 부하를 금지하였고, TAA 환자는 6주간 금지 후 점진적으로 완전 체중 부하로 이행하였다.
• 평가: 결과는 미국 정형외과 발 및 발목 학회(AOFAS) 점수, 발목 골관절염 척도(AOS), Short Form-36(SF-36), 시각 아날로그 척도(VAS), 관절 가동 범위(ROM), 보행 분석(속도, 케이던스, 보폭), 그리고 peritalar 관절 KLS 진행도를 사용하여 평가되었다. 통계 분석에는 비모수 데이터에 대한 Mann–Whitney U 검정과 모수 데이터에 대한 ANOVA/paired t-test를 사용하였다.

주요 결과

• 기능 점수: TAA 그룹은 AA 그룹에 비해 수술 후 AOFAS 점수, SF-36 점수 및 발목 ROM에서 통계적으로 유의하게 우수한 결과를 보였다(P < 0.001). 반대로, AOS 통증 및 기능 점수는 TAA 그룹에서 유의하게 낮았다(더 좋은 결과를 의미함).
• 통증 및 보행: 수술 후 VAS 통증 점수나 보행 매개변수(속도, 케이던스, 보폭)에 있어서 두 그룹 간의 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
• 인접 관절 진행: 추적 관찰 기간 동안 두 그룹 간의 peritalar 관절 KLS 점수 진행률에서 유의한 차이가 관찰되지 않았다.
• 합병증: TAA 그룹에서는 특정 합병증(내측 복사뼈 스트레스 골절 1례, 신경 손상 2례, 상처 치유 문제 2례, 그리고 주변골 골융해 1례)이 발생하였고, AA 그룹에서는 지연된 상처 치복, 심부 감염 및 신경 손상이 발생하였으나, 전반적인 합병증 발생률은 두 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 최소 2년의 추적 관찰 기간 동안 두 그룹 모두에서 재수술은 필요하지 않았다.

의의 및 주장
저자들은 인접 관절의 퇴행이 있는 말기 발목 관절염 환자에게 있어, PSI를 적용한 TAA가 AA에 비해 우수한 환자 보고 기능적 결과와 보존된 관절 가동 범위를 제공한다고 결론지었다. 본 연구에서 보행 매개변수나 인접 관절 퇴행률의 유의미한 차이는 감지되지 않았으나, 저자들은 인공관절에 의해 보존된 운동성이 이론적으로 유합술과 관련된 관절 스트레스 및 보상적 움직임을 완화할 수 있다고 가정한다. 결과적으로, TAA with PSI는 이 특정 환자군을 위한 실행 가능한 수술적 대안으로 제시된다.

제한점
본 연구는 후향적 연구라는 점, 작은 표본 크기(30명), 그리고 장기적인 임플란트 생존율 및 후기 합병증을 평가하기에는 다소 짧은 추적 관찰 기간(평균 26개월)을 포함한 여러 제한점을 인정하였다. 또한, 건강한 대조군의 부재와 하거골(subtalar joint) 진행을 평가할 때 CT나 다수의 Broden view 대신 일반 방사선 사진에 의존한 점이 방법론적 제약으로 언급되었다.