휴람 네트워크와 제휴한 ‘강남 연세사랑병원’ … “관절 삽입위치 파악해 하지정력 정확도 향상, 수술시간 단축돼 색전증 위험도 줄어”
퇴행성관절염 말기 환자를 위한 인공 관절의 수명을 연장하고 수술의 정확성을 높이기 위한 ‘의학 기술’은 나날이 발전하고 있다.
컴퓨터를 이용한 ‘네비게이션 수술’이나 로봇을 이용한 ‘로보닥 인공관절 수술’ 등에 이어 이제 ‘3D프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술’까지 실현돼 일선 의료 현장에서 좋은 반응을 얻고 있다.
휴람 네트워크병원 강남 연세사랑병원은 2014년 공학계열 엔지니어와의 협업을 통해 개인의 무릎 모양과 인공관절이 가장 정확하게 들어갈 수 있는 위치를 정하는 수술도구(PSI)를 설계하는 기술을 처음 개발해 수술에 적극 활용하고 있다. 이른바 ‘3D 프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술 도구’다. 수술 방법과 과정은 이렇다.
수술전 2~3주 안에 MRI를 찍어 각자 무릎 모양의 정보를 얻은 뒤 3차원 프로그램을 이용해 개개인의 무릎 모양을 만든다. 이렇게 만들어진 무릎 모양을 갖고 실제 수술 전에 컴퓨터 시뮬레이션으로 가상 수술을 해 본다. 이 과정에서 인공관절이 가장 정확하게 들어가는 위치에 맞게 개인의 수술도구(PSI)를 제작한다. 이를 3D프린터로 전송해 출력한 뒤 실제 인공관절 수술 도구로 사용하는 것이다.
권원장은 20일 “3D프린팅을 이용한 맞춤형 인공관절 수술은 개개인의 무릎 모양을 만든 후 미리 컴퓨터를 이용해 3D시뮬레이션으로 가상 수술을 거치기 때문에 수술의 오차 범위를 줄여 정확도를 높이고 인공관절 수명을 연장할 수 있다”고 설명했다. 또 인공관절의 위치를 찾는 과정이 축소되기 때문에 수술 시간 단축과 다른 합병증을 줄이는 효과도 기대할 수 있다.
기존 인공관절 수술법은 개인의 무릎 모양에 관계없이 일률적으로 똑 같은 수술 도구를 사용했다. 때문에 인공관절이 잘못 삽입돼 수술 후 통증을 유발하거나 인공관절 수명이 단축되는 확률이 높았다. 실제 경험없는 의사가 수술한 후 몇 년 안에 재수술하는 사례도 종종 있었다.
강남 연세사랑병원이 자체 개발한 수술 도구의 정확성 및 안정성에 대한 연구 결과는 지난해 국제 학술지 ‘바이오메드 리서치 인터내셔녈’ 11월호에 발표됐다.
3D프린터를 이용한 맞춤형 인공관절 수술 도구는 4~5년 전 한국에 도입됐다. 하지만 수술 전 시뮬레이션 프로그램은 외국에 의존했기 때문에 환자 데이터를 외국에 보내야 했고, 수술 도구를 만들어 오는 데까지 2~3개월이 걸렸다.
하지만 이제 자체적으로 3D프린터를 이용해 수술 도구를 개발한 상황에서 도구 제작에는 2~3주면 충분하다. 강남 연세사랑병원은 이 수술 도구에 대한 한국내 특허 출원을 마친 상태다. 이 병원 고용곤 병원장은 “이제 해외 기술력에 의존하지 않고 한국 실정에 맞는 맞춤형 인공관절 수술이 가능하게 됐다”면서 “퇴행성관절염 말기 환자들의 부담을 낮추고 만족도를 높일 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 의료관광 휴람의 전반적인 서비스 및 의료 상담에 대한 그 외 자세한 내용 및 문의는 휴람 김 수남 해외의료사업팀장에게 (무료 전화 1-844 DO HURAM[1-844-364-8726], 카카오톡 010-3469-4040 / 카카오 ID huramkorea / 이메일 [email protected])로 하면 된다.
“퇴행성 관절열, 이제 3D 프린터 기술을 이용한 맞춤형 인공관절수술로 해결하세요”
최근 인공관절수술에 3차원 입체 모형을 만드는 3D프린터 기술이 접목되면서 수술 정확도와 안정성이 향상됐다. 3D프린터를 이용하면 기존 수술법보다 사전설계 작업이 정밀하고 정확해진다.
수술 전 자기공명영상(MRI)이나 컴퓨터단층촬영(CT)을 통해 무릎과 발목부터 고관절까지 이어지는 하지정렬을 관찰한 뒤 3D시뮬레이션 프로그램으로 가상 수술계획을 세운다. 인공관절을 삽입할 위치를 정하고, 실제 수술시 관절의 절삭을 돕는 수술도구를 설계한다. 설계도를 3D프린터로 입력하면 환자의 무릎 모형과 똑같은 수술도구를 출력할 수 있다.
모형을 통해 실제 무릎의 모양과 크기, 연골이 닳아 없어진 정도를 정밀하게 살핀다. 수술 중에는 관절을 절삭하는 수술도구를 사용하므로 기존 수술에서 관절을 절삭하기 위해 시행했던 수술과정이 축소된다. 이로 인해 수술 시간이 단축돼 혈전증이나 색전 증 합병증 위험이 낮아진다. 또 가상수술을 통해 하지정렬을 정확히 맞추고 최적의 위치에 인공관절을 삽입할 수 있다.
서동석 강남 연세사랑 병원 관절센터 소장은 “3D프린터를 이용한 맞춤형 인공관절수술은 정확도가 높고 수술시간이 단축돼 출혈이나 감염 위험을 줄일 수 있다”며 “발목부터 고관절까지 이어지는 하지정렬 축에 맞게 인공관절을 삽입하면 무릎의 균형이 맞으면서 관절의 수명이 연장된다”고 설명했다.
퇴행성 관절염은 초기·중기·말기 세 단계로 나뉜다. 질환이 악화될수록 연골손상이 가속화돼 통증이 심해진다. 질환 초·중기에는 운동치료, 약물치료, 주사치료, 내시경치료 등 보존적인 치료를 병행하면 자기관절을 보존할 수 있다.
말기까지 진행되면 보행이나 수면에 지장이 생길 정도로 통증이 악화되고 다리가 ‘O’자형으로 휘어 뒤뚱뒤뚱 걷게 된다. 이럴 땐 보존적인 치료보다 관절 자체를 새로운 인공관절로 교체하는 수술이 필요하다.
인공관절수술은 퇴행성관절염 말기에 통증을 줄이고 무릎기능을 회복시키는 데 효과적이다. 서소장은 “인공관절수술은 퇴행성관절염 말기의 통증을 줄이고 무릎기능을 회복시키는 정확하고 안정적인 치료법”이라며 “특히 맞춤형 인공관절수술은 환자의 무릎 중심축에 맞게 무릎관절의 균형을 맞춰 안전성이 높다”고 설명했다.
수술 후 재활운동과 관리도 중요하다. 양반다리나 좌식생활은 무릎에 부담을 주므로 최대한 삼가고 의자와 소파를 이용한다. 비만이나 과체중은 무릎하중을 높이는 주원인으로 적절한 운동과 균형잡힌 식습관으로 정상 체중을 유지하는 게 바람직하다. 평지걷기, 고정식자전거 타기, 아쿠아스포츠는 무릎관절에 부담을 주지 않으면서 근력을 높이는 운동이다.