애니메디솔루션, 국제학술지에 대동맥 재건 수술 개선법 제시

3D프린팅 기술 사용한 환자 맞춤형 가이드 신규 모델 개발 및 비교 검증

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[메디파나뉴스 = 박선혜 기자] 환자 맞춤형 수술 솔루션 전문기업 애니메디솔루션(대표 김국배)이 최근 세계적인 과학 저널 '네이처(Nature)'가 출간하는 SCI급 국제학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 논문을 게재했다고 3일 밝혔다.


애니메디솔루션 김국배 대표, 이상욱 연구원과 서울아산병원 교수·연구진들이 참여한 이번 논문으로 흉복부 대동맥류 재건 수술에서 3D프린팅을 활용한 개선된 환자 맞춤형 가이드가 의미 있게 도움이 됨을 확인할 수 있었다.


대동맥은 심장에서 나온 가장 큰 동맥이며, 대동맥류란 혈관 벽이 부풀어 풍선처럼 부풀다가 터지는 중증 질환을 뜻한다. 전조 증상이 없어 발견이 어렵고 파열될 경우 급사에 이를 수 있다. 대동맥류 중 가장 범위가 광범위한 흉복부 대동맥류는 인조혈관으로 교체하는 수술을 통해 치료하는데 이를 대동맥 재건 수술(인조혈관 치환술)이라고 한다. 

 

수술 시간이 평균 10~20 시간으로 매우 길고 사망률과 합병증 발생 빈도도 높은 어려운 수술이다. 애니메디솔루션과 서울아산병원은 수술 시간을 줄이고 성공률을 높이기 위해 3D프린팅 기반 대동맥 재건 수술 가이드로 미리 수술 시뮬레이션을 한 뒤, 실제 수술에 적용하는 임상연구를 진행해 왔다.

 

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흉복부 대동맥류 재건 수술에서 내장 동맥과 분절 동맥들을 잇는 것은 매우 어려운 작업이다. 분지가 많은 인조혈관을 사전 제작하는 방법도 있으나 정확한 동맥 위치와 각도를 설정하기에는 한계가 있어 왔다. 이번 연구에서는 15건의 임상 사례를 가지고 3D프린팅을 활용한 기존의 환자 맞춤형 가이드 모델과 새로 설계한 모델 두 가지를 소개하고, 그 유효성과 효율성을 비교 평가했다.


기존 형상만 보여주는 'MBT(model-based technique)'는 분지가 돌출된 모양으로 제작되어 전체 혈관의 모양과 주요 분지를 시각화할 수 있어 위치 파악에 유용한 가이드다. 개선된 모델은 'GBT(guide-based technique)'로 분지 위치를 촉각으로 감지할 수 있어 가이드에 직접 인조혈관을 끼운 다음, 혈관 위치를 표시할 때 유용하다. 연구진은 CT 영상을 참조하여 인조혈관을 제작하는 가이드를 쓰지 않는 기존의 방법과 기존의 가이드인 MBT, 개선된 가이드인 GBT 방법을 비교했다.


연구 결과, 복강동맥과 분절 동맥과의 거리를 측정해 보았을 때 시술자의 육안적 측정에만 의존한 기존의 방법은 약 9mm의 오차가 발생했으나 MBT와 GBT는 모두 1~2mm 수준의 오차를 나타냈다. 또한 인조혈관 제작에 걸리는 시간도 기존 방법은 약 18분이 소요됐으나 MBT와 GBT는 약 1분~3분 수준으로 낮게 나타났다.


또한 해당 기술의 사용성에 대해 대동맥 재건 수술을 집도한 외과의에게 설문한 결과, ▲해부학적 이해도의 기여 ▲대동맥 재건의 유용성 ▲대동맥 재건의 만족도 ▲수술 결과 측면에서 3D프린팅의 장점 ▲타 외과의에게 추천하는 정도 등 다섯 가지 항목에서 기존 방법에 비해 유의미하게 높은 점수를 나타냈다. (기존 방법 평균 1.56점, MBT·GBT 평균 4.58점, 5점 만점) 


연구진은 "MBT와 GBT 두 가지 방법 모두 어려운 대동맥 재건 수술에서 유용한 개인 맞춤형 접근을 제공하는 기술"이라며 "결과적으로 3D프린팅 기술을 활용한 환자 맞춤형 가이드가 효과적으로 인조혈관 제작 시간을 단축시키고 정확도를 개선시킬 수 있다는 것이 증명됐다"고 밝혔다. 

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