3D 이미지-가상수술 기반 환자 맞춤형 안면골 골절 수술법 개발

[이데일리 이순용 기자] 한림대학교성심병원(병원장 유경호) 치과 연구팀이 3D 이미지와 가상수술을 기반으로 제작한 금속판을 적용한 ‘환자 맞춤형 안면골 골절 수술법‘을 개발했다.

기존 안면골절수술은 기성 티타늄 플레이트를 사용하기 때문에 외과 의사가 수술 중 이를 절단하거나 구부리는 등의 조정 과정이 필요할 경우가 많아 수술 시간이 오래 걸릴 수 있었다. 또 CT 촬영본을 단순 참고용으로 활용해 골절편을 재위치로 정복할 때 정밀도가 낮아지거나 하치조신경 등 아래턱에 분포한 신경의 손상 등 부작용 발생 우려가 있다.

반면 연구팀이 새로 개발한 수술법은 의료진에게 기존보다 편리한 수술법을 제공하고 수술 시간을 최대 25% 단축했으며 신경 손상 등 특별한 부작용 없이 안정적인 결과를 나타냈다.

새로운 수술법은 특수 소프트웨어를 활용해 안면 3D CT 촬영과 가상수술을 시행하고 이를 기반으로 골절 부위 및 신경 위치 등을 고려해 정확한 수술 계획을 세운다. 이후 환자 맞춤형 플라스틱 수술 가이드와 티타늄 플레이트를 제작·활용해 수술 중 티타늄 플레이트를 조정하는 시간을 줄이고 골절 위치를 정확하게 찾아 신경 손상의 위험성을 낮추면서 골절편을 재위치로 정복한다.

연구팀은 실제 안면 외상으로 인한 하악 접합부 또는 하악골절 환자 7명을 대상으로 안면 CT 스캔을 시행하고 안면 구조에 대한 3D 이미지를 얻어 가상수술을 시행했다. 이후 개별 환자에 맞춘 3D 프린팅 가이드와 티타늄 플레이트를 제작해 실제 수술에 사용했다.

그 결과 연구팀이 새로 고안한 맞춤형 수술 가이드는 실제 수술 중 의료진이 복잡한 안면 구조를 쉽게 탐색할 수 있도록 도우면서 수술 시간을 최대 25% 단축할 수 있었다. 또 맞춤형 티타늄 플레이트는 환자의 고유한 해부학적 구조에 정확히 맞도록 제작된 결과, 가상수술 계획과 실제 수술 간의 표면 차이가 7명 모두 안정 범위에 속했다. 교합과 치유 측면에서도 수술 후 2주, 6주 뒤 예후에서 안정적인 결과를 보였고 하치조신경 손상 등의 눈에 띄는 합병증도 발생하지 않았다.

환자 맞춤형 안골절수술 모식도. (A) 환자의 CT를 3차원적으로 재구성 (B) 가상 수술로 골절편을 재위치로 정복한 모습 (C) 환자 맞춤형 금속판 디자인 (D) 환자 맞춤형 수술 가이드 디자인.

이 연구를 통해 앞으로 안면골 골절 수술 경험이 부족한 의사들에게 더욱 편리하고 정밀한 수술법을 제시하고 수술 시간의 절약을 기대할 수 있게 되었다. 또 디지털 워크플로우를 기반으로 의사들이 정교한 수술 계획을 세워 골절편 근처에 존재하는 신경의 손상 위험 등 합병증 위험을 줄이고 교합과 회복 양상 등의 측면에서도 금속판 변형 및 파괴와 같은 위험성이 적은 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이다.

양병은 교수는 “이 수술법은 더욱 세밀한 수술을 가능하게 해 기존 수술 방법을 보완할 수 있는 새로운 대안이 될 것이다”며 “좀 더 다양한 부위와 복잡한 수술 케이스에 적용하는 등 지속적으로 연구해 다양한 환자에게도 적용할 수 있도록 발전시키겠다”며 포부를 밝혔다.

이번 연구는 ‘환자 맞춤형 금속판을 이용한 악안면부 골절수술(Patient-Specific Plates for Facial Fracture Surgery)’라는 제목으로 SCIE 학술지 ‘Journal of Dentistry’에 최근 게재됐다.