 |
| 강남 연세사랑병원 권오룡 원장이 퇴행성관절염 말기 환자에게 맞춤형인공관절 수술도구를 설명하고 있다./아시아뉴스통신=김은지 기자 |
최근 국내 의료진이 3D프린터를 이용한 맞춤형 수술 도구를 자체 개발하면서, 해외 기술력에 의존하지 않고 국내 퇴행성관절염 환자들의 맞춤형 인공관절 수술을 가능하게 했다.
2014년 9월, 강남 연세사랑병원 의료진 및 공학계열 엔지니어의 협업을 통해 개개인의 무릎 모양과 인공관절이 가장 정확하게 들어갈 수 있는 위치를 정하는 개개인의 수술 도구(PSI : Patient Specific Instrument)를 설계하는 기술을 개발해, 개개인에게 맞는 정밀한 맞춤형 인공관절 수술을 실현하고 있다.
◆ 3D 시뮬레이션으로 가상 수술, 3D프린터 출력한 맞춤 수술 도구로 수술 정확성 높여
3D 프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술기법은 수술 전 2~3주 안에 MRI를 찍어 각자 무릎 모양의 정보를 얻어 프로그램을 이용해 개개인의 무릎 모양을 만든다.
프로그램을 통해 만들어진 각자 개개인의 무릎 모양을 가지고 실제 수술 전에 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 가상 수술한다.
이 과정에서 인공관절이 가장 정확하게 들어가는 위치에 맞게 개개인의 수술 도구(PSI)를 제작한다.
이를 3D 프린터로 전송해 개개인의 수술 도구를 출력한 후, 실제 인공관절 수술 시 개인의 맞춤형 수술 도구를 이용한다.
3D 프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술은 개개인의 무릎 모양을 만든 후 미리 컴퓨터를 이용한 3D 시뮬레이션 가상수술 과정을 거치기 때문에 수술의 오차범위를 줄여 정확성을 높이고 인공관절의 수명연장을 기대할 수 있다.
또한, 하지 정렬을 맞추고 인공관절의 위치를 찾는 과정이 축소되기 때문에 수술 시간의 단축과 다른 합병증을 줄이는 기대를 할 수 있다.
강남 연세사랑병원 권오룡 원장은 “3D 맞춤형 인공관절 수술은 수술 전에 가상의 수술을 미리 해보고 맞춤 제작된 수술 도구를 이용하기 때문에 인공관절 수술의 정확성을 높일 수 있다”며 “특히 인공관절 수술을 하는 대다수 환자들이 고령이라는 점에서, 맞춤형 인공관절 수술은 수술시간을 단축시켜 합병증의 위험을 예방할 수 있다는 큰 장점이 있다”고 설명했다.
◆ 수술 정확성 높이기 위한 수술기법 발전, 해외 맞춤형 인공관절 수술 결과 지속적 보고
기존의 인공관절 수술방법은 개개인의 무릎 모양과 관계없이 일률적으로 똑같은 수술 도구를 사용했기 때문에 인공관절이 잘못 삽입되어 수술 후 통증을 유발하거나 인공관절 수명을 단축하는 확률이 높았다.
실제로 경험 없는 의사가 수술한 후에 몇 년 안에 재수술하는 경우가 종종 있었다.
그동안 인공관절의 수명연장을 기대하고 정확성을 높이기 위해서 많은 의학의 발전이 이뤄져 왔다.
컴퓨터를 이용한 네비게이션 수술방법이나 로봇을 이용한 로보닥 인공관절 수술 등이 인공관절의 정확성을 높이기 위해 이용됐다.
맞춤형 인공관절 수술은 첨단 3D 기술을 접목한 최신 수술법으로, 보다 정확성이 높고 안정적인 특징이 있다.
맞춤형 인공관절 수술 도구(PSI)는 수술의 정확성이나 수술시간 단축에 대한 장점이 있어 현재 미국을 비롯한 외국에서는 사용이 증가하고 있는 추세다.
난 2012년 ‘CORR’에 게재된 미국 연구팀의 임상 연구에 의하면, PSI 105예, 고식적 방법 55예를 비교했다.
그 결과 수술 후 하지 정렬 및 인공관절 삽입 위치의 정확도가 PSI group에서 의미 있게 높은 결과를 보였다.
또한, 2015년 ‘KSSTA’에 게재된 포르투갈 연구팀의 연구 논문에서 PSI 47명, 고식적 방법 48명을 비교했다.
그 결과 하지 정렬, 수혈 양, 수술시간, 입원일수 등에서 PSI group이 의미 있게 좋은 결과를 보였다.
◆ 국내 맞춤형 수술 도구 특허 출원, 해외 의존없이 국내 기술력으로 맞춤형 인공관절 수술 실현
국내에서도 맞춤형 인공관절 수술의 임상 연구가 활발하게 진행되면서, 정확도 및 안정성 향상에 대한 결과가 보고되고 있다.
강남 연세사랑병원은 연구팀은 수술시간, 출혈량, 하지 정렬의 정확도, 대퇴삽입물의 회전정렬의 정확도 등의 면에서 의미 있는 결과를 보인 것을 확인했다.
또한 강남 연세사랑병원이 자체 개발한 수술 도구의 수술 정확성 및 안정성 향상에 대한 연구결과가 지난해 해외 학술지 ‘BioMed Research International’에 11월호에 발표됐다.
실제 3D 프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술 도구는 4~5년 전 국내에 도입됐다.
하지만 시뮬레이션 프로그램을 외국에 의존했기 때문에 환자 데이터를 외국에 보내야 했고, 수술 도구를 만들어 오는 데까지 2~3개월 정도 시간이 걸렸다.
그러나 국내 맞춤형 인공관절 수술은 수술 도구를 제작하는 데 2~3주면 충분해, 수술 전 대기시간을 낮췄다.
현재 강남 연세사랑병원이 자체 개발한 3D 맞춤형 수술 도구는 국내 특허 출원을 마친 상태다.
강남 연세사랑병원 고용곤 병원장은 “해외뿐만 아니라 국내에서도 3D 맞춤형 인공관절 수술이 시행되면서, 수술의 정확도 및 안정성을 높이는 연구결과들이 지속적으로 보고되고 있다”며 “3D 맞춤형 수술 도구는 현재 국내에서 특허 출원을 마친 상태며, 해외 기술력에 의존하지 않고 국내 실정에 맞는 맞춤형 수술을 가능하게 해 퇴행성관절염 말기 환자들의 부담을 낮추고 만족도를 높였다”고 설명했다.
