초록 ▼

○ 연구개요
∘ 선천성 심장기형이나 후천적으로 심장에 문제가 생겨 수술 치료가 필요한 경우, 개인맞춤 심장3D프린터 출력물을 수술계획 및 수술전 시뮬레이션에 활용하는 연구 개발
∘ 한국인 심장 형태를 표준화한 3차원 정상 심장과 7종류 비정상(고혈압성 심근증, 팔롯 4징, 심실중격결손증, 심방중격결손증, 만성 심근 경색증, 비후성심근증, 대혈관전위) 심장을 모델링하고 3차원 프린팅 출력하여 교육용, 전공의 및 전문의 모의 수술용 모델 개발

○ 연구 목표대비 연구결과
∘ 3D 프린팅를 활용한 심장 모델 8

○ 연구개요
∘ 선천성 심장기형이나 후천적으로 심장에 문제가 생겨 수술 치료가 필요한 경우, 개인맞춤 심장3D프린터 출력물을 수술계획 및 수술전 시뮬레이션에 활용하는 연구 개발
∘ 한국인 심장 형태를 표준화한 3차원 정상 심장과 7종류 비정상(고혈압성 심근증, 팔롯 4징, 심실중격결손증, 심방중격결손증, 만성 심근 경색증, 비후성심근증, 대혈관전위) 심장을 모델링하고 3차원 프린팅 출력하여 교육용, 전공의 및 전문의 모의 수술용 모델 개발

○ 연구 목표대비 연구결과
∘ 3D 프린팅를 활용한 심장 모델 8종(정상 1종, 비정상 7종) 제작
- 8종 심장 모델은 투명 및 불투명 형태 두가지 타입으로 제작하여, 투명모델은 교육용 모델로 활용하고, 불투명 모델은 모의 수술용 모델로 활용
- 심장물성을 반영한 정상 심장 모델 2종(투명, 불투명) 제작
- 심장물성을 반영한 비정상 심장 모델 16종(투명 8종, 불투명 8종) 제작
∘ 전공의 및 전문의 대상 사용성 평가 수행
- 투명 3차원 프린팅 출력 모델, 교육 보충재료로서의 효용성 평가
- 불투명 3차원 프린팅 출력 모델, 훈련을 위한 시뮬레이션 수술용 모델로서의 효용성 평가
** 의과대학 및 대학병원을 대상으로 사용성 평가 실시(실제 모형을 이용한 수술 시뮬레이션)

1차년
연구 목표
‑ 한국인 심장 질환 조사 및 분류(심장영상 확보)
‑ 심장 영역 분할 알고리즘 개발
‑ 3차원(3D) 가상 정상/비정상 심장 모델링

결과물
‑ 심장영상처리 SW
‑ 3D 가상 심장모델 컨텐츠

2차년
연구 목표
‑ 심장 분할 알고리즘 고도화
‑ 교육용 3D 가상 심장 모델 평가

결과물
‑ 심장영상처리 SW
‑ 교육용 3D 심장모델 컨텐츠

3차년
연구 목표
‑ 심장 모델 3D 프린팅 출력
‑ 3D 프린팅 출력물 기반 모의수술 평가(전문의, 전공의)

결과물
‑ 교육용 3D 심장 물리 모델
‑ 전문의용 3D 심장 물리 모델

○ 연구개발결과의 중요성
∘ 심장 질환 관련 임상 현황
- 전공의들에게 흉부외과에 지원하고자 할 때 가장 우려되는 점이 무엇인가를 물었을 때 향후 진로 외에도 트레이닝 후 독립적으로 수술을 잘 해낼 수 있을 것인가에 대한 두려움이 상당한 비중을 차지하고 있는 현실임
- 수술 난이도가 높은 심장 수술의 숙련도를 높이기 위하여 3D 심장 모델을 활용한 정상/비정상 해부학적 구조 분석 교육과 다수의 모의 수술을 통한 훈련이 절실히 필요함
∘ 임상에서 심장질환 수술의 어려움 해결방안
- 심장구조의 복잡성, 개인마다 다른 심장형태와 질환위치로 인해 심장수술시 많은 어려움이 존재
** 의사 입자: 질환부위의 정확한 형태와 위치 파악이 어려움, 그로인해 수술시간이 길어짐
** 환자 입장: 길어진 수술시간으로 인해 회복시간이 길어짐, 질환영역을 정확하게 파악하지 못한 경우/재수술 위험 존재함
- 본연구를 통한 해결방안
** 의료영상을 기반으로 개인맞춤형 심장3D모델을 생성하고 이를활용하여 3D프린터 출력물 제작가능
** 심장3D출력물을 활영하여 본수술전 수술시뮬레이션 수행가능
: 질환영역 형태/위치/크기 정확하게 파악하여 수술계획 수립가능, 사전 연습을 통해 정확한 수술방법 계획된 상태로 본수술을 집도하므로 정확한 수술 진행 및 수술시간 단축 가능
** 수술시간 단축으로 인해 빠른 환자 회복 가능, 재수술 위험에서 자유로워짐

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 목표 ... 4
• 2) 연구 내용 ... 4
• 3) 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 21