‘증강 현실(Augmented Reality, AR)’과 ‘3D 이미지’ 기반 기술을 적용해 무릎 인공관절 치환술(Total Knee Arthroplasty, TKA)의 정확성을 향상시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
관절 전문병원인 연세사랑병원은 연세대학교 세브란스병원 권혁민·박관규 정형외과 교수와 강남세브란스병원 조병우 정형외과 교수, 인공관절 PNK 개발에 성공한 스카이브 연구진과 공동으로 연구한 결과가 네이처(Nature)에서 출간하는 주요 과학 저널 중 하나인 국제 학술지 ‘Cureus’ 최근호에 실렸다고 11일 밝혔다. 연구팀은 정형외과 수술 분야에서 AR 기술을 3D 이미지 디지털 정보 영상과 매칭시켜 진일보된 수술 기법을 처음으로 선보였다.
현재 증강 현실 기반 무릎 인공관절 치환술 장비는 세계적으로 2종이 출시돼 있다. 하지만 보다 정확한 수술이 가능한 이미지 기반 방식을 적용한 장비는 없는 상황이다.
이번 연구에서는 정확한 수술법을 제공하기 위해 TKA 수술에서 세계 최초로 ‘이미지 기반 AR’ 기술이 개발됐다. 기존 이미지 없는 수술보다 수술시간이 짧아지는 장점이 있다. 이를 활용해 뼈 절제 정확성을 평가하는 데 중점을 뒀다.
연구 결과, 이미지 기반 AR을 사용한 TKA 수술에서 뼈 절제 깊이의 평균 오차가 0.32mm, 표준 편차는 0.143으로 나타났다. 수술 전 계획과 뼈 모델 테스트 결과 간 차이가 적었다. 이미지 기반 AR 보조 내비게이션이 TKA 수술에서 높은 정확도를 보이는 중요한 도구임을 입증했다.
아울러 연구진은 스마트 안경과 센서를 활용해 절차의 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 수술의 정밀성을 향상시키는 데 기여할 수 있다고 전했다. 특히 TKA 수술에서 이번 연구를 통한 기술 발전은 수술 시간 단축, 환자의 회복 속도 증가, 합병증 발생률 감소 등 여러 면에서 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상됐다.
연구팀은 “이미지 기반 AR 보조 내비게이션은 수술의 정밀성을 높이고 효율성을 극대화하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”며 “혁신적인 기술을 통해 의료 현장에서 환자들에게 보다 나은 치료 결과를 제공할 수 있을 것으로 보인다”고 설명했다.
고용곤 병원장은 “이번 연구는 증강 현실 기술이 실제 수술 환경에서 어떻게 적용될 수 있는지, 그리고 환자 결과를 향상시키는 데 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 중요한 통찰을 제공한다”며 “미래의 의료 기술 발전과 연구에 중요한 기여를 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
