초록 ▼

□ 연구개요
▶ 상위 이행부 후만증 (PJK: Proximal Junctional Kyphosis)이란 다분절 척추유합술 후 최상위분절 추체 (UIV: Uppermost Instrumented Vertebra)에 인접한 두 개의 추체에 15도 이상의 각도가 측정되 는 질환을 의미함. 척추 질환의 수술적 치료 방법으로 유합술은 필수 불가결하다. 술 후 상위 이행부에서 합병증 등이 발병하며, 여러 질환 중에서 후관절 증후군으로 인해 척추 거동 감소 등이 확인됨.
▶ 척추 후관절은 척추 후방 영역에 있는 두 개의 관절면이 한

□ 연구개요
▶ 상위 이행부 후만증 (PJK: Proximal Junctional Kyphosis)이란 다분절 척추유합술 후 최상위분절 추체 (UIV: Uppermost Instrumented Vertebra)에 인접한 두 개의 추체에 15도 이상의 각도가 측정되 는 질환을 의미함. 척추 질환의 수술적 치료 방법으로 유합술은 필수 불가결하다. 술 후 상위 이행부에서 합병증 등이 발병하며, 여러 질환 중에서 후관절 증후군으로 인해 척추 거동 감소 등이 확인됨.
▶ 척추 후관절은 척추 후방 영역에 있는 두 개의 관절면이 한 쌍을 이룬 가동 관절임. 이 관절은 척추 각 분절의 기능성 단위에서 척추 움직임의 안정성을 유지하며 축 방향 압축 하중의 6~30%를 지탱함. 척추 분절에 무리한 하중이 가해지면 후관절의 변형과 함께 퇴행성 변화를 일으킬 수 있다고 보고됨.
▶ 척추는 크게 경추, 흉추, 요추로 구분하며, 후관절의 퇴행이 가장 흔하게 발병하는 위치가 요추 L4-L5, L5-S1 분절임. 해당 분절은 후관절의 퇴행 외에 추간판 탈출증, 전방 전위증 등에 여러 질환이 발병하는 부위로써, 척추체 중에서 높은 압축 하중을 지탱하는 최하단부에 위치함.
▶ 퇴행성 변화 정도에 따라 임상의는 환자에게 척추유합술을 진행됨. 척추유합술로 인한 유합 분절은 척추 거동 범위가 감소하고 오히려 유합 인접 분절에서 척추 거동 범위가 증가 및 인접 관절부에 더 큰 응력을 보임. 이는 인접 분절에 퇴행 원인으로 보고됨. 결과적으로 상위 이행부 후만증(PJK: proximal junctional kyphsis), 인접 분절 질환(ASD: adjacent segment disease) 등에 합병증을 유발됨.
▶ 본 연구에서는 척추유합술 후 인접 분절의 거동으로 요추에 미치는 영향을 알아봄. 척추유합술 후 합병증으로 발병하는 후관절 증후군에 대해 생체역학 시뮬레이션 시행 및 해석 결과 데이터 기반으로 상위이행부 후만증과 같은 추가적인 질환 발병을 예측함.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶ 환자의 의료영상 DB 구축
◆ 시간이력에 따른 척추 질환 별병 정도별 분류 및 의료영상 데이터베이스 구축함.
◆ 의료영상 데이터에서 척추 분절 파트를 3차원 데이터 파일 추출 작업을 수행함.

▶ 3차원 모델링 및 유한요소모델 구현
◆ 환자의 정상 상태 척추 모델 구현을 위해 인대, 추간판 등에 의료영상에서 분별하기 힘든 구성요소를 모델링함.
◆ 척추 유합술을 구현하기 위해 고정기기에 해당하는 척추경 나사못, 척추봉 및 케이지을 모델링함.
◆ 척추체 구조 시뮬레이션을 수행하기 위해 유한요소해석의 세팅 작업을 수행함.

▶ 척추체 구조 시뮬레이션 수행
◆ 시리즈(정상 상태, 척추 유합술, 발병 등급 등) 시뮬레이션 수행함.
◆ 개발한 정상 상태의 유한요소 모델 검증을 위해 임상 및 생체역학 선행 연구의 결과 데이터와 비교 분석함.

▶ PJK 발병 메커니즘 제안 및 규명
◆ 척추 유합술 후 인접 분절 시뮬레이션 데이터 분석 및 예방을 위한 방안 제안
◆ 후관절 퇴행 등급에 따른 척추의 특성 평가를 통해 상위 이행부 후만증의 발명 메커니즘에 대한 규명에 대한 논의함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
▶ 의학적 관점의 중요성
◆ PJK의 발병기전 규명을 통해 질환 술 전 발병 예방 및 개선된 치료가 가능성을 높여주며, 척추 재수술과 같이 환자 생명에 위험 및 그로 인한 의료진에 겪는 부담 감소에 있어 기대됨.
◆ 다분절 척추유합술후 발병되는 PJK의 증상 중에 후관절 퇴행 매커니즘 규명을 정량적 수치로 나타냄으로 인해 PJK 발병 예측 및 예방함에도 도움이 될 것으로 예상됨.
◆ 앞으로 획득될 빅데이터 규모의 임상 및 기초 자료에 있어 다분절 척추유합술의 합병증 규명 및 예방에 있어 기초자료로 활용될 것으로 기대됨.
▶ 공학적 관점에서의 중요성
● 본 연구를 통해 구축되는 인체의 재료 데이터 (재료 물성치 DB, 재료 모델, 재료 카드) 및 생체역학 기반 컴퓨터 시뮬레이션 기법은 국내 의공학 발전에 이바지할 것으로 기대됨.
● 빅데이터 기반 예측 프로그램을 개발은 추후 다양한 척추 질환의 규명에 있어 활용이 될 것으로 기대됨.
● 선진국에선 의학적 이슈 (발병기전 규명, 질환 치료법 등)을 응용 연구인 컴퓨터 시뮬레이션/ 빅데이터 기반으로 임상 데이터 기반 후향적 관찰 임상 연구에서 함께 발전하여 수술/시술 전 예측기법들이 국내 의공학 분야에 성장에 이바지것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 22