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메이요 클리닉에서 병원 내 3D 프린팅을 구현한 방법

4 분 분량

심장을 3D로 디지털 렌더링

미국 미네소타주 메이요 클리닉의 신경방사선 전문의인 조나단 모리스 박사는 16년 동안 3D 프린팅을 사용해 왔습니다. 메이요 클리닉은 총 3개의 캠퍼스를 보유하고 있으며 매년 140개국에서 약 1,300,000명의 환자를 치료하고 있습니다. 같은 기간 동안 약 76,000건의 수술이 수행되었습니다.

Materialise World Summit 2017에서 모리스 박사는 자신의 지식의 하이라이트를 공유하는 강연을 진행했습니다. 그는 의료용 3D 프린팅과 3D 시각화에 대한 자신의 경험과 지난 10년간 메이요 클리닉에서 랩을 도입한 이후 일어난 일들에 대한 이야기로 청중을 사로잡았습니다.

3D 해부학 모델로 시작하기

메이요 클리닉과 같은 대형 병원에서 3D 프린팅을 도입하게 된 계기는 무엇일까요? 대형 병원 내에서의 3D프린팅의 도입은 유례없는 일이었습니다. 모리스 박사의 팀은 최초의 특별한 임상 사례로 길을 열었습니다. 장기가 융합된 쌍둥이에 대한 복잡한 수술입니다. 이 케이스의 소아외과 의사들은 3D 모델을 요청했고, 연구실 책임자인 제인 마츠모토 박사에게 참여를 요청했습니다. 그 후 마츠모토 박사와 모리스는 필요한 임상 서비스를 구축하기 위해 함께 노력했습니다.

3D 해부학 모델을 완성하여 수술팀에 전달한 후 모리스 박사는 외과의들의 작업 방식에서 주목할 만한 점을 발견했는데, 이는 이후 거의 모든 모델에서 반복되는 현상이었습니다. 화면의 이미지보다는 모델에 대한 논의가 더 많았습니다. 실제 3차원 공간에서 병리를 검사하는 새롭고 인터랙티브한 방식이었습니다*

3D 프린팅된 인체 심장 모형
3D 프린팅 심장 모형. 사진 크레딧: 메이요 클리닉

알려지지 않은 것을 알리다

외과의사들은 다양한 디지털 이미지인 X-레이, CT 스캔, MRI, 3D CT 스캔을 이용할 수 있음에도 불구하고 수술실에 들어가기 전까지는 여전히 알 수 없는 것들이 있다는 것을 알고 있습니다. 모리스 박사는 "3D 프린팅은 알려지지 않은 것을 알려주므로써 이 간극을 메워줍니다."라고 말합니다. 3D 프린팅 모델은 외과의에게 병리를 시각화하는 새로운 방법을 제공한다고 그는 설명했습니다. 3D 프린팅 모델을 사용하면 외과의가 수술에 들어가기 전에 미리 상황을 파악할 수 있습니다.

3D 프린팅랩을 설립하면서 성과를 거둔 전략

모리스 박사는 의료용 3D 프린팅을 한두 가지 사용 사례 시나리오에서 기업에서 사용할 수 있는 완전한 기능을 갖춘 임상 서비스로 전환하려면 계획이 필요하다고 설명했습니다. 여기에는 주문 시스템, 워크플로우 및 제조 인프라를 설정하는 실행계획이 수반됩니다. 임상팀은 프린팅 품질을 보장하기 위해 유효성 검사 워크플로우를 설정했습니다. 프린팅 시간, 결제 구조 및 재료와 같은 문제도 해결해야 할 과제 중 하나이며 개선되고 있습니다.

위치도 중요합니다. "이것들은 의사가 있는 곳에서 이루어져야 합니다."라고 모리스 박사는 말합니다. 3D 프린팅 랩은 중앙에 위치해야 합니다. 이 병원의 경우 수술실 위에 배치했습니다. 모리스 박사는 이 작업이 완료된 후 인하우스 3D프린팅 랩이 시작되었다고 말합니다. 인하우스 랩 덕분에 누구나 랩에 쉽게 접근할 수 있다고 그는 설명합니다. 외과의는 수술 중간에 들러서 시각화하고자 하는 내용을 설명하고 나머지는 방사선 전문의에게 맡기기만 하면 됩니다.

모리스 박사는 Materialise의 워크샵이 메이요 클리닉의 지식을 넓히는 데 도움이 되었다고 말했습니다. "Materialise 워크샵을 통해 적층 제조의 핵심적인 측면을 심도 있게 이해하고 이를 회사에 적용하여 목표를 달성할 수 있는 기회를 가졌습니다. 정말 혁신적인 회사가 어떻게 일하는지 볼 수 있어서 즐거웠습니다."라고 그는 말했습니다.

선반위에 있는 3D 프린팅된 해부학 모델
3D 프린팅 해부학 모델. 사진 크레딧: 메이요 클리닉

무궁무진한 가능성

모리스 박사는 "사람들이 이 기술을 사용하는 데 장벽을 세우지 말아야 합니다. 사람들은 여러분이 상상할 수 없는 방식으로 이 기술을 사용할 것이기 때문입니다."라고 말합니다. 모든 사람이 요청에 따라 기술에 액세스할 수 있도록 하세요.

모리스 박사는 외과의사들은 종종 존재하지 않는 것을 요청하는 경우가 많기 때문에 요청하는 것에 기술적 한계가 많다고 말합니다. 이로 인해 프린팅 대상, 소재, 색상, 복잡도 수준에 대한 한계를 뛰어넘었습니다. 완전한 얼굴 재건, 심각한 두개골 기형을 가진 아기부터 종양학적인 경우, 심장 내 해부학까지 가능성은 무궁무진합니다.

미래의 교육

3D 프린팅은 의료 교육을 한 단계 더 발전시킬 수 있습니다. 예를 들어 3D 해부학 모델은 의대생이 희귀한 이상 징후에 대해 학습하는 데 도움이 될 수 있습니다. "외과의사들은 수련의들이 지식에서 경험으로 나아가는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있기를 원합니다. 3D 프린팅이 바로 그 역할을 합니다."라고 모리스 박사는 말합니다.

모리스 박사는 실제와 같은 색상으로 더욱 사실적인 모델을 인쇄하기를 원했습니다. 그가 3D 프린팅을 사용하기 위해 선택한 혁신적인 방법 중 하나는 절제된 종양 표본을 표면 스캔하는 것이었습니다. 프레젠테이션에서 그는 스캔한 표본의 3D 프린팅 모델을 보여줍니다. 즉, 의대생은 질병의 병리가 실제로 어떻게 보이는지 확인할 수 있습니다. 포르말린 병에 담긴 표본으로 작업하는 대신 직접 모형을 손에 들고 작업할 수 있습니다. 그의 발표 이후 병리학과의 말레스제브스키 박사와 같은 옹호자들은 이를 일상적인 프로세스로 만들었습니다.

가슴, 폐, 흉곽의 3D 프린팅 모델.
3D 프린팅된 가슴 모델. 사진 크레딧: 메이요 클리닉

배우고 싶은 것이 있으신가요?

모리스 박사의 강연을 시청하고 메이요 클리닉에서 인하우스 3D랩을 통해 수행한 환상적인 사례를 확인하세요. 종격동 신경절종, 키홀수술을 통해 제거한 종격동 신경절종, 블라운트병의 중증 사례. 모리스 박사는 특히 대동맥류의 경우, 심장이 몸 밖에 있는 아기의 경우 인하우스 3D랩이 정말 결정적이었다고 말합니다. 아니면 CMF 종양과 같은 더 흔한 사례에 대해 궁금하신가요? 천천히 시간을 내어 다음 컨벤션으로 가는 여정에 대한 비디오를 시청하세요. 후회하지 않으실 거에요!

검증된 3D 프린터와 함께 사용되는 Materialise Mimics inPrint는 진단용 해부학적 모델 제작을 위해 FDA의 허가를 받았습니다.


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