ACL 재건술 후 무릎 인공관절 치환 위험

소개

ACL(전방십자인대) 손상은 흔하고, 무릎 골관절염으로 인해 재건 수술로 이어지는 경우가 많습니다. 이 주제에 대한 초기 연구들은 ACL 재건 후 무릎 치환(무릎 교체) 위험이 상당히 높아질 수 있음을 보여줬으며, 따라서 찢어진 ACL에 대해 보존적 치료나 수술적 치료를 선택할 때 환자에게 향후 위험에 대해 미리 충분히 안내해야 합니다. 하지만 이 연구들에는 몇 가지 내재된 한계가 있었는데, 예를 들어 나중에 무릎 치환 수술이 필요해지는 무릎 골관절염의 ‘기저 위험(baseline risk)’에 대한 인식이 부족했다는 점이 포함됩니다. 사람들은 유전, 활동 습관, 또는 특정 해부학적 특성에 따라 서로 다른 위험 양상을 가질 수 있으며, 이러한 기저 위험은 이와 같은 위험 계산에서 반영되어야 합니다. 이 연구는 반대쪽(대측) 무릎을 비교 대조군으로 사용함으로써, ACL 재건 이후 몇 년이 지난 시점의 무릎 치환 위험을 평가하여 이러한 단점들을 특히 해결하고자 했습니다.

방법

이 연구는 영국의 국가 병원 진료(입원·외래) 통계(National Hospital Episode Statistics) 데이터를 일상적으로 수집되는 자료로 활용해, 대규모 인구 기반 후향적 코호트 연구로 진행됐다.

연구진은 1997년 4월부터 2023년 3월까지 십자인대 재건술을 받은 환자를 확인했습니다. 다음 조건을 만족하는 환자는 포함했습니다.

기록된 수술은 그들의 첫 번째 ACL 재건술이었습니다;
재건술이 한쪽 무릎에서만 시행된 경우였습니다;
대측(반대쪽) 무릎은 이전 또는 이후에 ACL 재건술을 시행받지 않았습니다;
색인 무릎에서 이전에 기록된 시술(수술)은 없었습니다.
나이, 성별, 수술 날짜, 그리고 병변의 측(좌/우) 정보가 제공됐습니다.

이전 수술, 이전 또는 이후 반대쪽(반대측) 수술, 당일 양측 수술, 코딩이 불명확한 경우, 필수 데이터가 누락된 경우 등과 같은 이유로 환자는 제외되었습니다.

비교는 같은 사람 내에서 수행되었습니다.

무릎 인덱스: 재건술을 받은 ACL 손상 무릎.
무릎 조절:기록된 ACL 재건 수술이 없는 반대쪽(대측) 무릎

이 내부 비교는 양쪽 무릎에서 공통으로 나타날 수 있는 유전적 요인, 전반적인 활동 양상, 사회경제적 배경, 그리고 전신(시스템) 생물학적 요인 같은, 개인 수준의 특성을 반영하기 위해 의도되었습니다.

연구진은 일반 인구에서의 연령대별 인공관절 치환술(무릎) 시행률을 기준으로 두 무릎을 함께 비교했습니다.

결과

주요 결과는 이후의 무릎 전치환술(다음 중 하나를 포함)로 정의했습니다.

단일구획 무릎 치환술; 또는
슬관절 전치환술(무릎 인공관절 치환술).

무릎 치환술은 말기 증상성 골관절염의 객관적인 대리지표로 다뤄졌습니다. 이 연구는 방사선학적 골관절염, 통증, 기능, 근력, 스포츠 복귀, 삶의 질을 측정하지 않았습니다. 대신 관절 치환술이 시행된 발생을 측정했습니다.

상대위험이 다음에 따라 달라지는지 확인하기 위해 하위군 분석을 실시했습니다.

동반 반월상연골 수술을 동반한 ACL 재건술 vs 단독 ACL 재건술;
성;
재건 시 나이;
인종;
다중박탈지수(Index of Multiple Deprivation)를 사용한 사회경제적 지위입니다.

결과

초기 데이터베이스에는 ACL 수술을 받은 환자 179,355명이 포함돼 있었습니다. 제외 기준 적용과 데이터 정제 후에는 135,881명의 환자가 분석에 포함됐습니다. 재건 수술 당시의 중위 연령은 27세였고, 사분위 범위는 21–34세였습니다. 코호트의 약 75%는 남성이었습니다. 36%를 조금 넘는 비율(정확히는 36% 이상)은 동반 반월상연골 수술을 받았는데, 이는 반월상연골 봉합 또는 반월상연골 절제(부분/전제 절제)를 의미합니다.

중앙 추적관찰 기간은 8.75년이었지만, 일부 환자는 최대 20–26년까지 추적관찰했습니다.

ACL 재건술 후 무릎 인공관절 수술 위험 — 출처: Hennessy 등, Br J Sports Med. (2026)

ACL 재건 수술을 받은 무릎의 인공무릎치환술 위험—반대쪽(대조) 무릎과 비교

전반적으로, ACL 재건 수술을 받은 무릎에서 10년 시점의 인공관절 치환(무릎 치환) 비율은 0.46%였고, 건강한 반대쪽 무릎에서는 0.14%였습니다. 이는 인공관절 치환의 전반적인 상대위험도가 3.25(95% CI: 2.67~3.97)라는 것을 의미합니다. ACL 재건 수술 후 15년 시점에서는, 재건된 무릎의 무릎 치환 비율이 1.11%였고 반대쪽 무릎은 0.39%였습니다. 그 결과 상대위험도는 2.87(95% CI: 2.42~3.41)이었습니다. ACL 재건 수술 후 20년 시점에서는, ACL 손상 무릎의 무릎 치환 비율이 2.44%였고 건강한 반대쪽 무릎은 0.88%였습니다. 이는 20년 상대위험도 2.78(95% CI: 2.31~3.38)을 나타냅니다.

ACL 재건 무릎에서의 인공관절 치환술 위험도: 반대측 대조 무릎과의 비교

ACL 재건 무릎의 관절성형술(인공관절) 없이 생존한 기간이 반대쪽 무릎과 비교해, 무릎 치환술(인공관절) 발생 위험비는 전체적으로 3.10입니다(95% CI: 2.69~3.57).

동반 반월상연골 수술이 필요하지 않았을 때, 위험비(hazard ratio)는 3.00 (95% CI: 2.56~3.51)였고, 동반 반월상연골 시술이 있는 경우에는 ACL 재건 무릎에서 인공관절 치환술에 대한 위험비가 3.50 (95% CI: 2.55~4.81)였습니다. 수치상 위험비는 반월상연골 수술군에서 더 높았지만, 상호작용(interaction) 검정에서는 군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없었습니다. 따라서 이 연구는 동시 반월상연골 수술이 상대적 위험을 의미 있게 바꿨다고 입증하지는 못합니다.

위험비(HR)는 20~29세 환자에서 가장 높았습니다(HR=3.63; 95% CI: 2.41~5.48). 그다음으로 30~39세 군(HR=3.60; 95% CI: 2.78~4.67), 40~49세 군(HR=3.09; 95% CI: 2.44~3.90), 그리고 50~59세 군(HR=2.38; 95% CI: 1.73~3.31)이었습니다).

ACL 재건 무릎에서 무릎치환술의 위험은 모든 사회경제적 하위 집단에서 전반적으로 더 높게 나타났습니다.

인공관절 수술(arthroplasty)의 장기적 재수술(필요) 가능성

그림 5와 표 2는 각 연령대별 무릎 치환술의 5년, 10년, 15년 확률을 보여줍니다. 연령대는 도달한 나이를 기준으로 합니다. 10–19세 연령대와 20–29세 연령대에서 무릎 치환술을 받을 확률은 거의 없었습니다.

30~39세 연령대에서 5년, 10년, 15년 위험의 경우 낮지만 일정한 확률이 관찰되었습니다: 각각 0.03; 0.06; 0.09입니다. 반대쪽 무릎(반대측)의 해당 값은 더 낮았습니다: 각각 0.01; 0.02; 0.03입니다. 건강한 인구 집단(≤0.01)에서는 15년 시점에서도 확률이 미미한 수준으로 유지되었습니다.

40–49세 연령대에서는 ACL 재건 무릎의 경우 5, 10, 15년 시점에서 슬관절 치환술 확률이 각각 0.18; 0.35; 0.53으로 나타났고, 건강한 반대쪽(대측) 무릎에서는 각각 0.06; 0.12; 0.18의 확률이 확인됐다. 일반 인구집단에서는 0.05; 0.10; 0.15가 각각 기록됐다.

50–59세 연령대에서 ACL 재건 무릎의 5년, 10년, 15년 확률은 각각 1.58; 3.13; 4.66이었습니다. 반대편 무릎은 확률이 0.41; 0.83; 1.24로 나타났습니다. 일반 인구의 경우 5년, 10년, 15년 확률은 각각 0.34; 0.68; 1.01이었습니다.

마지막으로 60–69세 연령대에서는 ACL 재건 무릎의 5년, 10년, 15년 확률이 각각 6.39, 12.38, 17.98이었습니다. 반대쪽(반대측) 무릎은 각각 2.63, 5.18, 7.67의 확률을 보였습니다. 건강한 일반 인구에서는 무릎 치환(관절치환) 위험 확률이 5년, 10년, 15년에 각각 1.04, 2.07, 3.10이었습니다.

질문과 생각

이 글은 ACL 재건 무릎에서의 인공관절치환술 위험(Risk)과 반대쪽(대조군)에서의 위험을 구분하고, ACL 재건 무릎에서의 인공관절치환술 발생 위험(하자드, Hazard)과 반대쪽(대조군)에서의 발생 위험을 구분합니다. 그렇다면 무릎 인공관절치환술에서 ‘위험(Risk)’과 ‘하자드(Hazard)’의 차이는 뭘까요?

차이는 주로 무엇을 비교하는지, 그리고 어떤 시간 범위에서 비교하는지에 있습니다.

관절성형(치환) 수술의 위험은 특정 시점까지 무릎 치환술을 받은 누적 확률을 보고합니다.

예를 들어, 20년이 됐을 때는:

ACL 재건 무릎: 2.44%
반대쪽 무릎(contralateral knee): 0.88%
상대위험도: 2.78

따라서 ‘관절성형술(arthroplasty)의 위험’이 답하는 질문은 이거예요: “20년이 지나면, 각 군에서 관절성형술을 받은 무릎이 몇 개였나요?” 이렇게 하면 각 무릎에 대한 절대위험이 계산되고, 두 군 사이에는 상대위험이 생깁니다.

관절성형술의 위험는 관절성형술이 전체 추적 기간 동안 발생한 비율을 코크스 비례위험 모형(Cox proportional hazards model)으로 보고합니다.

전체 위험비(HR)는:

HR 3.10, 95% 신뢰구간 2.69–3.57

그래서 질문은 이거예요: “추적 관찰 중 어느 시점에서든, 재건된 무릎에서의 인공관절술 발생이 반대쪽(대측) 무릎에 비해 얼마나 빠르게 진행되고 있었나요?”

위험비( hazard ratio )가 3.10이라는 것은, 추적 관찰 기간 동안 재건된 무릎에서 무릎 전치환술의 순간 발생률이 약 3배 더 높았다는 뜻입니다. 그렇다고 해서 3.10배만큼이나 결국 더 많은 환자들이 수술(관절성형술)을 받은 것은 아닙니다.

임상적으로 더 쉽게 말하면, 장거리 경주를 떠올려 보세요:

위험은 10년, 15년 또는 20년까지 몇 명의 러너가 결승선을 통과했는지 묻습니다.
위험는 경기 중 서로 다른 시점에 주자들이 결승선을 얼마나 빠르게 통과하는지 비교합니다.

두 결과는 서로 관련돼 있습니다. 그래서 이 연구에서는 3.10 의 HR과 20년 상대위험도 2.78 를 확인했죠. 하지만 두 값은 서로 바꿔서 쓰면 안 됩니다.

인공관절 치환술을 하지 않은 생존 곡선은 무릎 간 차이가 시간이 지나며 점진적으로 더 벌어졌음을 보여주며, 재건된 무릎이 시간이 흐를수록 점점 더 무릎 치환술이 필요해질 가능성이 높아졌다는 점을 시사합니다. 다만 이 결과는 맥락 속에서 봐야 합니다. 왜냐하면 20년이 지나서도 재건된 무릎의 97% 이상은 인공관절 치환술을 받지 않았기 때문입니다. 이 구분은 결과를 책임감 있게 전달하는 데 핵심입니다. 상대적 증가는 컸지만, 전체 코호트에서 실제 사건 발생률(절대적 사건 비율)은 비교적 낮게 유지됐습니다.

ACL 재건술 수년 후 무릎 보철(치환술) 필요 위험이 더 높아진다는 점이, 재활을 어떻게 바꿔야 하는 데 영향을 줄까요? 이 연구는 장기적인 무릎 건강을 진지하게 챙겨야 한다는 점을 뒷받침하지만, 관절치환술을 막기 위한 특정 재활 프로그램을 제시하진 않습니다. 물리치료사는 ‘완벽한 재활만 하면 외상 후 골관절염을 없앨 수 있다’는 식으로 단정하는 뉘앙스를 피해야 합니다. 더 설득력 있는 메시지는, 재활이 근력, 부하(로드) 허용 능력, 움직임에 대한 자신감, 신체활동, 재발성 불안정성, 그리고 이차 손상 예방처럼 ‘잠재적으로 수정 가능한’ 요인들을 다루되, 무릎 보철을 예방하는 직접 근거는 여전히 제한적이라는 점을 함께 인정하는 것입니다.

중요하게도, 손상부터 수술까지 걸린 시간은 포함되지 않았습니다. 손상 직후에 재건(수술)을 받은 환자는, 수년 동안 반복적으로 ‘주저앉는 듯한’(giving-way) 증상이 있었던 사람과는 연골과 반월상연골(meniscus)의 병력(과거력)이 다를 수 있습니다. 이 점이 중요한 이유는, 관찰된 인공관절(arthroplasty) 위험이 수술 이전에 이미 누적된 손상으로 인해 부분적으로 반영되었을 수 있기 때문입니다.

대조군의 무릎은 기록된 수술이 없었지만, 시간이 지나면서 기록되지 않은 ACL(전방십자인대) 손상, 반월상연골 손상 또는 기타 외상을 입었을 가능성은 있습니다. 또한 양쪽 무릎에 대해, 해부학적 요인과 활동과 관련된 위험 요인이 모두 영향을 줄 수 있습니다.

그렇다면 환자에게 “향후 수년간 무릎 치환 수술이 필요할 위험이 3배”라고 알려야 할까요? 네, 하지만 반드시 ‘절대 위험’과 함께 설명해야 합니다!

예를 들어: “재건된 무릎은 다른 무릎에 비해 장기 대체(치환) 위험이 약 3배입니다. 하지만 전체 연구에서는 20년 시점에 재건 무릎의 약 2.4%만이 대체(치환)된 것으로 나타났습니다.” 개별 환자에서는 전체 코호트 평균보다 연령별(나이별) 추정치가 더 유용할 수 있습니다.

괴상한 이야기

반대쪽 무릎을 내적 대조군으로 쓰면, 유전, 성별, 생활습관 같은 사람 수준의 요인이 두 무릎에 모두 동일하게 적용돼 혼란요인이 줄어듭니다. 다만 반대편 무릎도 완벽한 건강 대조군은 아닙니다. 반대편 무릎 역시 부상을 입었거나, 하중이 달라졌을 수 있기 때문입니다.

카플란–마이어 분석은 시간에 따른 관절성형술(인공관절) 시술로부터 자유로울 확률을 추정했습니다. 환자들은 무릎 치환술, 사망 또는 연구 종료 시점에서 추적이 중단(censoring)되었습니다.

각 환자가 서로 연관된 무릎 2개를 제공했기 때문에, 연구진은 사람(개인) 단위 부트스트래핑으로 신뢰구간을 계산했습니다. 이 연구는 관찰연구이므로, 재구성된 무릎이 관절성형술 위험이 더 높다는 점은 보여주지만 재구성 자체가 이 차이를 만든 원인임을 증명할 수는 없습니다.

주요 한계는 재건 효과를 원래의 ACL(전방십자인대) 손상, 동반된 연골 손상 또는 반월상연골판 손상, 반복적인 불안정성, 그리고 이후 재손상과 분리해서 평가할 수 없다는 점입니다. 또한 무릎 관절성형술은 골관절염의 완벽한 평가 지표가 아닙니다. 수술 여부는 증상, 의료 접근성, 환자 선호, 그리고 수술 적격성에 따라 결정되기 때문입니다.

이 데이터베이스에는 재활의 질, BMI, 이식편(graft) 종류, 수술 시기, 연골 손상, 반월상연골 복원( meniscal repair )과 반월상연골 절제술( meniscectomy ), 그리고 재발성 불안정성 등 중요한 임상 정보가 부족했습니다. 코딩 오류가 발생할 가능성이 있었고, 일부 PCL 재건이 포함됐을 수도 있습니다. 이는 데이터베이스에서 사용한 시술 코드가 ACL 재건과 후십자인대(posterior cruciate ligament) 재건을 모두 포함하고 있기 때문입니다. PCL 재건은 흔치 않기 때문에, 저자들은 그 결과 코호트가 ACL 재건을 시행받는 환자들을 전형적으로 잘 대표한다고 보았습니다.

마지막 추적관찰 기간은 8.75년으로, 길지 않았습니다. 이는 비교적 젊은 환자들에게는 짧은 편입니다. 이들은 보통 무릎 치환술이 이뤄지는 나이에 도달하지 못할 수 있기 때문입니다. 따라서 평생 위험(lifetime risk)은 과소평가됐을 가능성이 있습니다.

집으로 가져갈 메시지

ACL이 손상돼 재건술을 받은 무릎은, 반대쪽 무릎보다 무릎 치환술이 필요할 가능성이 더 높습니다. 이처럼 규모가 큰 영국 코호트 전반에서, 그 비율은 대략 반대보다 3배가량 높았습니다. 듣기에는 꽤 불안할 수 있지만, 많은 젊은 환자에서는 절대 위험은 여전히 낮았습니다. 20세 시점에는 재건된 무릎의 약 2.4%가 관절성형술(arthroplasty)을 받은 반면, 반대쪽 무릎은 0.9%였습니다. 절대 위험은 환자들이 50대와 60대에 들어갈수록 더 뚜렷하게 증가했습니다.

결론에 가장 큰 위협이 되는 건 인과(원인-결과) 해석입니다. 이 연구는 재건 그 자체가 이후 무릎 인공관절 치환에 기여했는지 여부를 알려주지 못합니다. 위험이 더 커진 이유는 주로 원래의 ACL(전방십자인대) 손상, 이에 동반된 연골 또는 반월상연골 손상, 그리고 이후의 추가 손상 때문일 수 있습니다. 일단은, 이번 결과는 수술을 권장하거나 반대하는 데 쓰기보다는 정직한 예후(전망)를 위해 활용하는 편이 가장 좋습니다. 환자들은 재건이 안정성과 기능을 개선할 수는 있지만, 무손상 무릎에 해당하는 장기 위험 프로파일로 무릎을 되돌려 주지는 않는다는 점을 이해해야 합니다.