환자 맞춤형 수술 솔루션 전문기업 애니메디솔루션이 최근 국제학술지에 게재된 논문을 통해 MRI 기반의 유방보존술 가이드를 이용하여 유방 내부의 종양 위치를 보다 정확하게 표시할 수 있음을 확인했다고 15일 밝혔다.
애니메디솔루션의 유방보존술 가이드는 유방암 환자의 의료 영상(MRI 및 CT)을 3D로 분석하고, 해당 데이터에 기반한 수술 가이드를 3D 프린팅으로 제작해 유방암 수술을 돕는 의료기기다. 올해 8월 국내 3D 의료기기로서는 처음으로 신의료기술평가의 혁신의료기술 별도평가트랙에 선정돼 보험 제도권에 진입하면서 수가 혜택을 제공할 수 있게 되었다.
그간 유방보존술 가이드의 정확도를 평가하기 위한 중개임상 연구가 진행되어 왔는데, 이번에 SCI(E)급 국제학술지인 ‘Computers in Biology and Medicine’ 2021년 10월호에 ‘Accuracy evaluation of a 3D printing surgical guide for breast-conserving surgery using a realistic breast phantom(사실적인 유방 팬텀을 이용한 유방보존술용 3D 프린팅 수술 가이드의 정확도 평가)’라는 제목으로 논문이 게재된 것이다.
유방암 치료의 핵심은 암 세포를 제거하기 위한 절제술이다. 그 중 유방보존술이란 유방을 전부 절제하지 않고 유방에 있는 종양 부위만 절제해 건강한 조직을 최대한 보존하는 수술 방법이다. 따라서 종양만을 제거하고 정상적인 유방 조직은 최대한 남겨 두는 것이 중요하다. 이를 위해 가장 필요한 것이 유방 내의 종양 위치를 정확하게 알고 표시하는 것이다.
그러나 유방은 조직 특성상 자세나 몸의 움직임에 따라 모양이 쉽게 변하기 때문에 종양의 위치를 정확하게 특정하기가 쉽지 않다. 또 MRI는 유방의 움직임을 최대한 제한하기 위해 엎드린 상태에서 촬영하는데, 수술은 정자세로 누워 진행되기 때문에 MRI에 기반한 위치 정보를 불러오기 어렵다. 최근에는 수술 전 미리 항암 치료를 시행하여 종양의 크기를 줄이는 ‘선행항암화학요법’이 시행되고 있는데, 이럴 경우 원래의 종양 부위를 파악하는 것이 더 어려워진다.
MRI를 통해 종양의 정확한 위치를 파악한다고 하더라도 그 위치를 체내에 표현하는 것 역시 쉽지 않다. 보통 강선이라고 부르는 철사를 종양 부위에 삽입하여 유방에 표시한 뒤, 표시된 부위 주변으로 넓게 제거하는 방식이 이용되고 있는데, 이 방식은 시간이 많이 소요되고 환자에게 상당한 고통을 초래한다는 단점이 있다.
또한, 삽입 시 출혈이나 기흉 등의 부작용이 나타날 수 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 강선 대신 클립을 심어 놓거나 방사선으로 종양의 위치를 파악하는 등의 방법이 사용되기도 하지만 이 또한 방사선 피폭이나 클립의 이동, 손실과 같은 문제가 존재했다.
이처럼 기존의 수술 방법에서 나타나는 다양한 문제점을 해결하기 위해 3D 프린팅 기반의 유방보존술 가이드가 사용될 수 있다. 유방보존술 가이드는 종양이 있는 유방의 유두를 중심으로 반대쪽 유두와 환자의 쇄골 사이를 향하게 자리한 가이드라인을 따라 종양의 위치를 표시한다. 이후 가이드에 존재하는 마킹 라인을 통해 피부에 예상 제거 영역을 표기하고, 기둥을 따라 주사기로 피부 염색용 청색 염료를 주입하여 종양을 시각화한다.
본 연구는 유방보존술 가이드가 동일한 환경에서 사용된다면 작업자 간 결과의 편차를 최소화할 수 있음을 증명하기 위해 진행되었다. 이러한 유방보존술 가이드의 정량적 평가를 위해서는 철저히 시뮬레이션된 환경에서 실험을 수행해야 하는데, 실제 임상 현장에서는 이러한 환경을 구축하기 어렵기 때문에 본 연구에서는 여러 사람이 동일한 환경에서 반복적으로 측정할 수 있도록 실제 환자의 MRI를 기반으로 실제에 가까운 유방 팬텀을 제작하였다.
이후 팬텀 맞춤형 가이드를 제작하여 3명의 연구원이 3번 반복하여 가이드에 있는 8개의 삽입 궤적에 맞게 카테터를 삽입하고, 삽입점 및 궤적을 CT로 분석하였다. 이번 연구에는 애니메디솔루션 이상욱 연구원과 서울아산병원 고범석 교수, 김남국 교수 등이 참여했다.
연구 결과, 팬텀에 적용된 가이드는 뼈와 같은 경조직(단단한 정도가 높은 조직)에 고정되는 가이드보다 다소 높은 오차를 보였다. 그러나 연조직(단단한 정도가 낮은 조직)에 적용되었다는 특성상 가이드를 고정할 수 있는 랜드마크가 분명하지 않아 가이드가 회전할 수 있다는 점을 고려했을 때 종양 표적화에 있어 유의미한 정확도를 가진 것으로 나타났다.
연구진은 “본 연구의 가장 중요한 목적은 가이드를 이용하는 작업자 간의 편차를 최소화하는 것이었다”며 “반복 분산 분석(RM-ANOVA)을 통해 세 연산자 간의 통계적 차이를 분석했을 때, 3명의 연구원 간 유의한 차이가 없었다. 이는 가이드를 활용해 누구나 정확하고 동일한 수술 결과를 도출할 수 있음을 뜻한다”고 말했다.
이어 “결론적으로 MRI 기반의 유방보존술 가이드를 이용하여 유방 내부의 종양 위치를 정확하게 표시할 수 있어 쉽고 정확한 종양 절제가 가능하다는 뜻”이라며 “후속 연구에서는 의료 영상을 기반으로 한 3D 프린팅 기술 활용 범위를 확대해 유방암뿐만이 아니라 피부암, 골암 및 기타 장기암에 수술 가이드를 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.
[노용석 기자] ys339@daum.net
[성인병뉴스] 기사입력 2021-11-15, 17:45
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