3D 특허 기술로 실제 무기폐 상태 구현…‘폐결절’ 위치 미리 본다

[이데일리 이순용 기자] 고려대학교 안산병원 심장혈관흉부외과 황진욱 교수팀(고대안산병원 의생명연구센터 황인태, 함성원 교수, 전 고대안산병원 영상의학과 김초희 교수)이 실제 수술 환경에 가까운 무기폐(공기가 빠진) 상태의 3D 모델을 구현하고 이를 바탕으로 폐결절의 위치 및 절제 범위를 시각화하는 흉강경 수술 시뮬레이션 장치를 개발했다. 본 기술을 활용하면 수술 전 정확한 폐결절의 위치를 예측해 정밀한 절제 계획을 세우는 등 환자 안전성이 크게 향상될 것으로 보인다.

황 교수팀은 이 같은 내용의 3차원 무기폐 모델에 기반한 흉강경 시뮬레이션 장치를 개발해 최근 국내 특허 등록을 마쳤다. 흉부 CT는 최대로 숨을 들이 마신 흡기 상태에서 촬영되지만, 실제 수술은 폐에 공기가 빠진 무기폐 상태에서 진행된다. 이 때문에 CT 영상과 실제 폐의 모습이 달라 수술 중 폐결절의 정확한 위치를 찾기 어려워, 염색 및 방사성 물질 주입 등의 침습적 시술을 통해 폐결절 위치를 찾아낸다. 황 교수는 이들 방법이 지속적인 방사선 노출, 이상 없는 조직의 절개 등 환자에게 추가 위험을 초래할 수 있다고 보고, 안정성 및 수술 정확도 향상을 위해 해당 기술을 개발했다.

본 특허 기술은 환자의 CT 영상을 기반으로 실제 수술 환경과 유사한 무기폐 3D 모델을 생성한 뒤 폐결절의 위치와 절제 범위를 시각화해 영상으로 출력해주는 시스템이다. CT 영상에서 얻은 흡기 상태의 3D 모델을 중력과 자세 변화 등을 반영해 수학적으로 시뮬레이션하고, 그 주변의 갈비뼈 위치도 분석해 실제 수술 시의 폐 형태를 영상으로 정밀하게 재현해 내는 원리다. 수술 전 시뮬레이션 영상을 확인할 수 있고, 수술 중에도 실제 흉강경 영상과 비교할 수 있다.

황 교수는 “이 기술을 활용하면 폐결절의 실제 위치와 절제 범위를 사전에 정확히 예측할 수 있다”고 설명했다. 또 “수술 전 폐 내부 구조를 미리 확인할 수 있는 만큼 수술 시간 단축뿐만 아니라 정확한 절제 계획으로 수술의 안전성과 성공률을 향상시킬 수 있다”고 덧붙였다.

(왼쪽부터) 폐결절 위치를 나타낸 실제 흉강경 영상 및 시뮬레이션 영상 캡처.