3D영상으로 뇌혈관 구현 기술개발…"수술 안전성 향상"

[서울=뉴시스] 백영미 기자 = 국내 의료진이 환자의 복잡한 뇌혈관을 3차원(3D)영상으로 구현해 눈앞에서 직접 보면서 수술할 수 있는 기술을 개발했다.

고대구로병원 신경외과 윤원기 교수와 고대안암병원 마취통증의학과 고재철 교수는 가상현실(VR)과 증강현실(AR)기술을 접목한 혼합현실 3D 홀로그래피 기술을 이용해 3D로 환자의 뇌혈관 모델을 구현하는 방식으로 수술 중 실시간 눈 앞에서 뇌혈관 구조를 확인하면서 수술할 수 있는 기술과 프로그램을 개발했다고 22일 밝혔다.

해당 기술을 활용하면 고도의 섬세함을 필요로 하는 뇌동맥류 수술 시 3차원으로 뇌혈관의 해부학적 구조를 확인할 수 있다. 특히 중첩혈관 등 위험 부위를 360도에서 실시간 확인할 수 있어 정상조직 손상을 최소화하고 보다 안전한 수술이 가능하다. 간단한 손동작으로 360도 회전은 물론 혈관을 확대해서도 볼 수 있다.

 뇌동맥류를 치료하는 방법은 크게 두 가지다. 하나는 개두술에 의한 클립 결찰 수술이고 다른 하나는 혈관 안으로 들어가서 코일을 넣는 코일 색전 수술이다. 모두 3차원 뇌혈관 조영술을 통해 수술 전 정확한 혈관의 해부학적 구조를 확인하고 수술을 진행하게 된다.

 특히 코일 색전 수술은 모든 과정이 뇌혈관 조영술이라는 영상기술을 이용해 진행된다. 뇌혈관 조영 영상 기법이 비약적으로 발전했음에도 불구하고 명확한 한계가 있었다. 3차원 영상을 촬영하더라도 영상은 2차원의 모니터에 갇혀 있기 때문에 공간적 감각을 수술자에게 제공하지 못한다는 것이다.

이에 따라 기존에는 수술자가 환자의 뇌혈관 영상을 통째로 외우거나 수술 중 다시 3차원 영상을 머릿 속으로 복습해보는 과정을 반복해야 한다. 하지만 이런 과정이 수술의 위험도를 높이고, 복잡하거나 까다로운 동맥류나 혈관 간 각도를 지닌 뇌동맥류 치료는 더욱 위험에 노출될 수밖에 없었다. 이번에 개발된 기술로 이를 극복할 수 있는 길이 열렸다.

 윤 교수는 지금까지 120례 이상의 뇌동맥류 코일색전 수술에 기술을 적용했고 모두 안전하게 성공적으로 수술을 마쳤다. 특히 모동맥(동맥류를 품고 있는 뇌동맥)과 동맥류의 경계가 불명확하고 매우 큰 동맥류를 치료할 경우 미세 도관을 비롯한 기구들이 동맥류를 뚫거나 정상 혈관을 손상시킬 수 있는 가능성이 높아지는데, 이 기술을 사용함으로써 안전한 수술이 가능했다.                

해당 기술을 수술에 적용했을 때의 효과 측정을 위해 동맥류와 모체 동맥 사이의 각도 평가, 중첩된 혈관의 해부학적 확인, 위험한 동맥류 벽 재확인 등을 평가한 결과 모든 동맥류 수술에서 매우 유용했다. 특히 뇌혈관의 복잡함과 2차원 영상에서는 정확한 확인이 불가능한 혈관 겹침으로 생기는 혼동을 크게 낮춰 수술을 보다 쉽고 안전하게 시행할 수 있었다.

윤원기 교수는 “이 기술을 개두술에 의한 클립 결찰 수술에 사용했을 때도 뇌혈관의 복잡한 해부학적 구조를 보다 정밀하게 파악할 수 있어 수술 전 전략 수립에 매우 용이했으며 보다 안전한 수술이 가능했다”고 말했다.

이어 “고난도 수술 경험이 적은 의료진 수련에도 매우 용이하다"면서 "향후 가상현실 수술 교육 시뮬레이션, 홀로그래피를 이용한 뇌 수술 내비게이션 개발, 환자 설명용 공동망 시뮬레이터 등의 분야로 확대 발전시킬 수 있을 것"으로 전망했다.


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