'3D 프린팅 콩팥 모형' 활용해 콩팥암 로봇 수술 시간 20% 줄여

3D 프린팅을 활용하면 수술이 까다로운 콩팥암 로봇 수술을 하는 시간을 20%가량 줄일 수 있다. 게티이미지뱅크

수술이 까다로운 콩팥암을 개인 맞춤형 ‘3D 프린팅 콩팥 모형’을 활용해 로봇 수술을 시행하면 수술 시간을 20%가량 줄일 수 있게 됐다.

김정권ㆍ변석수 분당서울대병원 비뇨의학과 교수팀은 수술이 쉽지 않은 복잡한 콩팥암을 치료하기 위해 3D 프린팅 기술로 콩팥과 암 조직 형태를 3차원으로 재현한 콩팥 모형을 만들어 로봇 수술하는 데 성공했다.

이번 연구는 의료 영상 분석 및 3D 프린팅 기술을 보유한 서울대병원 벤처기업 ‘메디컬아이피’와 협업으로 진행됐다. 연구 결과는 대표적인 비뇨의학 국제 학술지인 ‘영국 비뇨기과학회지(BJU International)’에 실렸다.

콩팥은 간과 달리 한번 떼어내면 기능 회복이 쉽지 않고 만성콩팥병 같은 합병증을 앓게 될 위험이 크다. 따라서 콩팥암이 생기면 가급적 정교한 로봇 수술로 암 부위만 절제해 콩팥 기능을 살리는 ‘부분 절제술’을 받게 된다.

부분 절제술을 받은 환자는 콩팥 전체를 절제한 환자보다 생존율이 높고, 만성콩팥병, 심혈관 질환을 앓거나 혈액 투석을 받을 확률이 줄어든다.

하지만 부분 절제를 하려면 콩팥 혈관을 일시적으로 막아 피가 통하지 않는 상태에서 최대한 빠르게 종양을 절제한 후 출혈과 오줌 누출이 발생하지 않도록 신속히 남은 콩팥을 봉합해야 하므로 고도의 술기(術技)가 필요하다. 특히 종양이 콩팥 깊숙이 위치하거나 혈관ㆍ요관과 맞닿아 있는 ‘복잡성 종양’이라면 부분 절제술을 시행하기 더욱 까다롭다.

실험군(수술에 3D 프린팅 모델 활용)과 대조군의 수술 전 컴퓨터 단층촬영(CT) 사진 비교

연구팀은 2018년 12월~2019년 11월 1년간 콩팥암 로봇 수술을 받은 80명을 실험군과 대조군으로 나눴다. 실험군 40명은 3D 프린팅 콩팥 모형을 이용해 종양 위치와 주변 혈관을 실시간으로 파악하면서 수술한 환자고, 대조군 40명은 일반 로봇 수술을 받은 환자다.

수술 시간을 비교한 결과, 실험군의 경우 64.6분, 대조군의 경우 78.5분으로, 콩팥암 수술에 3D 모형을 활용했을 때 수술 시간을 20%가량 줄일 수 있었다.

특히 수술 과정을 단계별로 분석한 결과, 종양 발견 및 박리 단계에서 유의미한 수술 시간 단축이 보고됐다. 이 단계에서 실험군의 경우 10.8분, 대조군은 21.5분이 걸렸다.

김정권 교수는 “이번 연구는 ‘RENAL nephrometry(콩팥 종양 상태의 복잡성 측정 점수)’가 7점 이상(12점 만점)인 환자만 대상으로 해 수술 난도가 높았지만, 부분 절제술에 성공해 환자의 만성콩팥병 위험을 줄이고 삶의 질도 높였다”며 “환자 개개인의 콩팥과 암 조직 형태를 3차원으로 재현한 콩판 모형을 참고한 것이 종양 위치를 신속히 발견하고 제거하는데 큰 도움을 줬다”고 했다.

변석수 교수는 “실제 환자 별로 맞춤형 수술 계획을 세우는 과정에서 모형을 활용했을 뿐만 아니라 수술 도중에도 종양 및 혈관을 확인하는 용도로 사용해 개인 맞춤형 의학, 정밀의학에 한 단계 가까워지는 성과를 거뒀다”고 했다.

김정권(왼쪽) 변석수 분당서울대병원 비뇨의학과 교수

권대익 의학전문기자 dkwon@hankookilbo.com