손성 교수, 고정밀 척추 수술 항법 시스템 개발

방사선 피폭 적고 정확, 경제성·편의성 높여

최초침습 척추수술을 위해 방사선 피폭 걱정은 없고 정확도가 높은 고정밀 수술 항법 시스템(Navigation system)이 개발된다.

 

가천대 길병원 척추센터/신경외과 손성 교수는 산학 연계 창업팀인 지메디텍, 액트너랩과 공동으로 ‘척추수술을 위한 고정밀 수술항법 시스템 개발’에 착수한다고 10일 밝혔다.

 

이번에 개발되는 시스템은 기존 C-arm과 CT가 활용되던 항법 시스템을 개선해 낮은 방사선 피폭과 높은 정확도로 미세침습 척추수술에도 쓰일 수 있는 고정밀 수술 항법 시스템이다. 이번 연구 개발은 지난 5월 있었던 중소기업벤처부의 ‘Tech Incubator Program for Startup Korea(TIPS)’ 과제 공모에 선정돼 이뤄졌다.

 

일반적으로 척추 수술 시 정확한 수술부위 확인 및 기구를 이식하는 과정에 C-arm(portable fluoroscopy, 이동식 단순촬영장치)이 이용되고 있다. 하지만 이 과정에서 수십 번의 X-ray 촬영이 이뤄져 의료진 및 환자에게 방사선 조사의 위험이 있고, 수술부위가 오염될 수 있거나, 수술 시간이 길어지고, 해부학적인 정확도와 안전성이 떨어지는 단점이 있었다.

 

이 같은 단점을 보완하고자 2000년대 중반부터 척추수술용 항법장치가 O-arm(CT, 이동식 전산화 단층촬영)과 함께 활용되기 시작했다. 하지만, O-arm은 장비가 크고 설치 및 이동이 까다로우며, 조작이 복잡하다. 게다가, 수술 중 환자의 미세한 체위변화에 따른 실시간 항법이 불가능하다. 또 CT를 활용한 항법장치는 국산제품이 전무해 100% 외산에 의지하고 있는 실정이고 가격이 매우 비싸다.

 

특히, 대표적인 미세침습 수술인 척추 내시경 수술 시에는 국소마취 수술의 특성상 수술 중 환자의 미세한 움직임 때문에 기존의 항법시스템을 적용하기에 한계가 있었다. 환자의 실시간 영상이 반영될 수 없기 때문이다.

 

따라서 미세침습을 이용한 척추 내시경 수술 시에는 전적으로 C-arm에 의존하고 있으며, 이는 앞서 언급했듯이 2차원 영상에만 의존하는 수술 정확성과 안전성의 한계, 수술시간의 지연 및 의료진 및 환자에게 상당한 양의 방사선 조사를 야기하는 문제점이 존재한다.

 

지난 2019년 ㈜지메디테크는 이비인후과에서 내시경적 부비동 수술을 위한 항법장치를 개발해 현재 상용화 단계에 있다. 이번에 개발되는 제품은 이 이비인후과 항법장치를 응용한 것이다. 기존의 척추수술용 항법장치에 비해, 수술용 CT를 이용하지 않고 기존의 C-arm을 이용해 2D-3D 이미지 정합을 도출하는 최신 기술이다.

 

고가의 수술용 CT 사용에 따른 번거로움 줄여 좀 더 간편하며 기존의 C-arm 장비에 호환이 가능하며, 수술 중 미세한 체위 변화에 따른 실시간 추적이 가능한 것이 특징이다.

 

손성 교수는 “일단, 척추 내시경 수술 중에 적용하는 항법시스템을 개발해 임상적 유용성을 확인한 후 모든 척추 수술에 이용할 수 있는 범용 시스템으로 개발을 확대할 계획”이라며 “이번 연구 과제 선정을 계기로, 가천대 길병원 척추센터/신경외과는 대한민국에서 척추수술의 최첨단 장비 개발을 선도하는 역할을 할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

손성 교수가 공동연구자로 참여한 이번 연구는 중소기업벤처부의 TIPS 과제에 선정되면서 2년간 5억 원의 연구비를 받는다.