【서문】정밀 외과는 CT/MRI 등의 영상 데이터 지원을 바탕으로 수술 전 가상 3차원 모델링과 시나리오를 수립해 수술 위험을 회피합니다. 수술 중에는 3D 복강경 기술과 로봇 보조 장비를 활용해 수술 효율과 안전성을 보장합니다.수년간 산시 의과대학 제1병원 왕동문 교수 연구팀은 3D 기술을 신장 종양 진단 및 치료에 적용하는 연구에 매진해 왔으며, '디지털 의학'과 '정밀 외과'의 완벽한 결합을 실현하여 더 많은 환자에게 혜택을 주고 있습니다.
【전문가·과학 대중화】신장암 외과 진단의 정밀 시대
지난 10여 년간 '정밀 외과' 개념과 '디지털 의학' 개념은 서로 보완하며 함께 발전해 왔으며, 신장 종양의 임상 진단과 치료를 더욱 정밀한 방향으로 꾸준히 이끌어 왔습니다.
신장암 진단의 정밀 시대가 도래했습니다. 특히 외과 분야에서는 신장 종양 환자의 '정밀' 진료를 수술 '무대 앞'에서 점차 '무대 뒤'로 확장시켰습니다. 즉, 수술 전 진단, 수술 전 계획 수립, 수술 전 상담, 수술 중 위치 확인 등의 무대 뒤 작업까지 포함됩니다.다시 말해, 과거 상대적으로 '대충' 이루어지던 신장암 수술 전후 치료 방식은 점차 과거의 일이 되어가고 있다. 현재는 수술 전 정밀 위치 진단, 세밀한 수술 계획, 정교한 3D 시각화 및 실물화 상담, 수술 중 정밀 위치 확인 및 유도, 난점 사전 경고 등을 포함한 '수술 전후 전 과정 정밀화'가 잇따라 제안되며 업계 내에서 널리 인정받고 시행되고 있다.이처럼 불과 십여 년 사이 디지털 기술은 신장 종양 정밀 수술을 상대적으로 '대충'에서 수술 전후 관리 전반에 걸친 '정밀화'로 이끌었습니다.
이러한 진보는 의료진과 환자 모두가 정밀 외과 개념을 '최소 침습, 최대 보호'에서 '최소 비용, 최상의 효과'로 확장할 뿐만 아니라 '개인 맞춤형 진료' 계획 설계와 실행에 대한 요구 수준을 한층 높였습니다.
【전문가·과학 대중화】신장암 외과 정밀진료 시대의 '소프트 파워' — 3D 재구성과 난점 예측
기술의 발전에 따라 우리 팀은 2011년 이미 전통적인 외과 진료 모델을 깨기 위해 시도했습니다. (임상 의사는 일반적으로 환자의 CT, MRI 등 영상 자료를 바탕으로 수술 전과 수술 중, 영상상의 2차원 정보를 통해 주관적으로 수술 부위의 3차원 해부학적 구조를 재구성하고 상상하여 수술을 수행합니다.) 3차원 재구성 기술을 활용해 CT 등 2차원 영상을 3차원 그래픽 형태로 구현했습니다.이러한 객관적이고 정량적이며 직관적인 영상 정보 획득 방식은 의사가 해당 부위의 해부학적 특징을 더 잘 이해할 수 있게 하여, 전통적인 진료 방식이 '영상 판독 시대'에서 '3D 그래픽 해석 시대'로 전환되는 추세를 이끌었습니다.
이후 저희는 신장암 정밀 수술 관련 응용 및 연구를 체계적으로 전개해 왔으며, 수년간 꾸준히 노력해 왔습니다.수술 전에는 3차원 재구성 기술을 통해 개인별 복막후강 3차원 디지털 모델을 재구성하고, 자유로운 3차원 관찰을 통해 신장 동정맥 혈관 변이 상황 및 종양 기저부 혈관과 조직 상태 등을 분석하여 정밀 수술 계획을 수립합니다. 수술 중에는 3차원 모델도와 수술 현장 사진을 실시간으로 비교하여 신장 종양 수술이 원활하고 정확하게 수행되도록 지원합니다.
현재 국내는 물론 국제적으로도 최초로 신장 혈관에 특화된 정량 평가 시스템인 SIREN 점수 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 신장 혈관 해부 구조가 수술 난이도에 미치는 영향을 정량적으로 표현하여 의사의 이해와 소통을 용이하게 할 뿐만 아니라, 신장의 중요한 해부 구조를 완전하고 직관적으로 입체적으로 제시함으로써 혈관 처리에 따른 난이도 경고, 수술 전 계획의 최적화를 더욱 정밀하고 안전하며 효과적으로 수행할 수 있게 한다.
이를 통해 수술자는 수술 부위의 '3D 지도'를 확보해 수술 전 세밀한 계획을 수립할 수 있을 뿐만 아니라, 수술 중에도 실시간으로 대조 및 참조하여 구조를 식별할 수 있습니다. 또한 정량화된 신장 혈관 난이도 분석 보고서를 추가로 확보함으로써 수술 전 계획 수립과 난점 예측을 한층 더 실현했습니다.현재까지 이러한 정밀 수술을 받고 혜택을 본 신장암 환자는 누적 1,000명을 넘어섰으며, 이는 의료 품질에 대한 시대적 요구인 정밀성, 최소 침습성, 안전성 및 빠른 회복을 충족시켰습니다.
【전문가·과학 해설】 신장암 외과 정밀 진단·치료 시대의 '핵심 역량'——3D 복강경과 로봇
현재 신장암 수술 치료 방식은 이미 과거의 단일 개방 수술이 아닙니다. 수년간 복강경으로 수행된 신장 수술은 외상 최소화, 빠른 회복, 합병증 감소 등의 장점으로 우리나라에서 널리 채택되어 왔으며, 그 적용 분야는 부신, 신장, 요관, 전립선, 방광 등 모든 비뇨기과 복강경 수술을 거의 포괄합니다.이 기술은 시각적 표현에서 2D에서 3D 복강경으로 진화했으며, 조작 기구에서는 직선형 기구에서 7축 가동 범위를 가진 로봇 보조 팔로 발전하여 수술 중 조작의 정밀도와 안전성 등이 크게 향상되었습니다. 환자들은 이를 통해 직접적인 혜택을 얻어 회복이 더 빠르고 더 좋아졌습니다.
구체적으로, 3D 복강경 기술은 여전히 2D 복강경 조작 방식을 기반으로 하며 시각적 표현만 3D 방향으로 개선되었기 때문에, 일반적으로 2D 복강경 치료가 적합한 환자는 원칙적으로 3D 복강경에도 적합합니다.신장 종양 수술의 경우, 주변 구조나 혈관과 밀접한 관계가 있는 종양 절제술, 신장 부분 절제술, 대정맥 혈전 제거술 등이 필요한 경우 3D 복강경이 특히 유리합니다.
3D 복강경은 상대적으로 저렴한 비용 투자와 우수한 고화질 입체 영상 획득을 통해 외과 의사에게 현실에 가까운 입체적 시야를 제공하며, 실제 시각적 감각을 재현함으로써 어느 정도 수술 효율과 안전성을 높였습니다. 또한 기존 전통적 복강경의 다양한 조작 기구 및 관련 기술·절차를 계속 사용할 수 있어 기술적 진입 장벽을 낮췄습니다. 이는 2D 복강경과 로봇 복강경 사이의 과도기적 기술로 불리며,일정 기간 동안 여전히 수술 조작 기술의 주력으로 자리매김할 것입니다.
최근 발전한 로봇 보조 복강경 수술 시스템은 더욱 선명한 3D 시야를 제공하며, 특히 맨눈으로 3D 시각 효과를 구현합니다. 무엇보다도 7자유도의 정밀 조작을 실현하여 복잡한 신장 종양 수술, 특히 신장 부분 절제술의 봉합 작업에서 뚜렷한 우위를 보입니다. 따라서 현재 외과 수술의 발전 방향으로 인정받고 있습니다.
【전문가·과학 대중화】 신장암 외과 정밀 진단·치료 시대의 '인간 중심'——3D 시각화 또는 실물화된 의환 상담
수술 기술을 향상시키는 동시에, 수술 전 신장과 종양의 해부학적 정보를 환자에게 직관적으로 전달하고 수술의 핵심 및 난점을 설명하여 환자와 가족이 치료 계획을 이해한 상태에서 수술 의사와 신뢰를 구축하고 적극적으로 협력하도록 하는 것도 수술 성공률을 높이는 중요한 조치입니다.
현재 신장 종양 수술 전 상담은 주로 CT 및 MRI 필름 설명에 의존하고 있으며, 의학 배경이 없는 대부분의 환자와 가족에게 단층 촬영 필름의 정보와 이를 바탕으로 수립된 수술 계획을 이해하는 것은 매우 어렵습니다. 현재 3D 재구성은 환자의 수술 부위 입체 구조를 거의 실제와 동일하게 재현하여 환자와 가족이 수술을 보다 직관적으로 이해할 수 있게 합니다.동시에 3D 프린팅 기술이 의료 분야에서 빠른 발전 가능성을 보이고 있기에, 환자와 가족이 수술에 대한 이해를 더욱 깊게 하고 수술 부위 구조를 더 현실적으로 인식할 수 있도록 개인 맞춤형 3D 프린팅 실물 모델과 3D 디지털 애니메이션 시연을 결합한 수술 전 의사-환자 소통 방식을 시도하고 있습니다.실천 후 효과는 확실히 우수했습니다. 3D 실물과 3D 디지털 애니메이션 시연의 결합은 환자의 공간 통합 추상적 사고 능력 요구를 효과적으로 낮추고, 수술 전 환자의 수술 이해 및 인지 수준을 높였습니다. 이는 일정 부분 환자 및 가족의 심리적 미지에 대한 두려움을 약화하거나 제거했을 뿐만 아니라, 수술 의사에 대한 인정과 신뢰를 강화시켰습니다. 이러한 신뢰는 외과 치료 과정에 있어 매우 중요합니다.
【전문가·과학 대중화】신장암 외과 정밀 진단·치료 시대의 '정점' — 가상 및 혼합 현실 기술