한림대학교강남성심병원(병원장 이동진) 정형외과 김중일·정호정 교수(사진 왼쪽부터) 연구팀이 아시아·태평양정형외과컴퓨터수술학회(CAOS Asia-Pacific 2025)에서 우수 구연상을 수상했다.

  수상 연구는 'CT 영상을 기반으로 한 무릎 로봇 인공관절 치환술에서 경골 중심점을 새롭게 수정해 설정함으로써 경골 후방 경사각의 수술 정확도를 개선한 연구(A Novel Modified Tibial Knee Center Improves the Accuracy of Posterior Tibial Slope in CT-Based Robotic-Arm Assisted Total Knee Arthroplasty)'제목의 논문이다.

무릎 인공관절 수술에서 ‘경골 후방 경사각’은 매우 중요한 요소다. 이 각도가 정확히 재현되지 않으면 무릎이 자연스럽게 구부러지지 않거나 수술 후 통증과 뻣뻣함이 생길 수 있다. 또한 평지나 계단을 걸을 때 불편감이 나타날 수 있다.

연구팀은 무릎 로봇 인공관절 치환술에서 경골 중심점을 새롭게 정의한 ‘수정 경골 중심점(Modified Tibial Knee Center, MTKC)’을 제안했다.

기존 수술법에서는 무릎의 중심을 잡는 기준점이 실제 뼈의 해부학적 축과 완전히 일치하지 않아 경골(정강이뼈)의 기울기인 ‘후방 경사각’이 부정확하게 계산되는 경우가 있었다. 이로 인해 계획된 절삭 각도와 실제 수술 결과 간 미세한 오차가 발생하기도 했다.

연구팀은 이를 개선하기 위해 ‘수정된 경골 중심점(Modified Tibial Knee Center)’이라는 새로운 기준점을 고안했다. 이 방법을 적용하면 로봇이 뼈를 절삭할 때 각도를 보다 정확하게 맞출 수 있어 수술의 정밀도와 예측 가능성이 높아진다.

정호정 교수는 “기존 인공관절 수술에서 사용된 경골 중심점은 환자의 경골 후방 경사각을 과대 평가해 실제 수술 후 경사각이 작아지는 한계가 있었다”며 “이를 해결하기 위해 다양한 시뮬레이션과 임상 검증을 거쳐 새로운 중심점을 도출했다”고 설명했다.

김중일 교수는 “이번 연구는 단순히 수술 정확도를 개선하는 수준을 넘어, 로봇 수술의 계획값과 실제 결과 간의 불일치를 정량적으로 분석하고 이를 교정할 수 있는 기준점을 제시한 것에 큰 의의가 있다”며 “앞으로도 환자별 해부학적 특성에 기반한 맞춤형 인공관절 수술 정밀화를 위해 연구를 지속하겠다”고 말했다.

김중일 교수는 2021년 국내 최초로 한림로봇인공관절교육센터를 설립해 국내외 정형외과 전문의를 대상으로 로봇 인공관절 수술 교육을 운영하고 있다. 풍부한 임상 경험과 연구 성과를 바탕으로 국내외 학계에서 전문 교육 기관으로 인정받고 있다.

한편, 아시아·태평양정형외과컴퓨터수술학회(Computer Assisted Orthopaedic Surgery Asia-Pacific, CAOS Asia-Pacific)는 컴퓨터 및 로봇 기술을 정형외과 수술에 접목한 최신 연구 성과를 공유하는 국제학술회로 각국의 정형외과 및 의공학 전문가들이 참여해 정밀 디지털 수술 기술의 발전 방향을 논의하는 권위 있는 학회다.