르완다 소녀에게 새로운 삶과 희망을 준 3D 의료 기술
Raymond Harshbarger 의사의 Rachel Uwimana 수술을
가이드 하기 위해 3D 시스템즈 의료 기술 센터에서 제작한 두개골 모형
희망은 형상이 없지만 다가오면 볼 수 있다.
15살의 한 르완다 소녀(Rachel)가 섬유성형성장애 (fibrous dysplasia)를 앓고 있었다.
일반 뼈에 흉터처럼 생긴 조직이 성장하는 골격 장애다.
이 장애로 인해 두개골과 왼쪽 눈 주위의 뼈가 심각하게 손상되었다.
3D 시스템즈의 수술 기술과 첨단 기술과 가상 수술 계획 (Virtual Surgical Planning, VSP)
덕분에 Rachel은 쉽게 미소 짓고 웃을 수 있게 되었다.
몇 년 전까지만 해도 불가능한 일이었다.
새로운 도약
Rachel은 처음 르완다에서 섬유성형성장애에 대한 수술을 받았다.
의사들은 임플란트 방식의 수술을 진행했지만 몸에 맞지 않아 임플란트 부위 비강이 감염되었다.
텍사스 주, 오스틴에 위치한 델 어린이 의료 센터의 Global Health의
이사로 재직 중인 Ric Bonnell 의사는 Rachel 눈에 들어왔다.
델 어린이 의료 센터는 미국 내 최대 규모의 비영리 의료 시스템이다.
Bonnell 의사는 Rachel이 Austin 으로 올 수 있게끔 아프리카 정부 부처와 파트너십을 맺었다.
Rachel의 첫 수술은 두개골 전문 외과 의사인 Raymond Harshbarger가 맡았다.
신경 외과 의사인 Timothy George, 감염성 질병 전문의인 Coburn Allen과
콜로라도 주에 위치한 3D 시스템즈 의료 기술 센터가 함께 참여했다.
수술 시뮬레이션
Harshbarger 의사는 가상 계획 시스템을 2000년대 초에
도입하여 처음으로 3D 기술을 활용하여 복잡한 수술을 계획하였다.
“Rachel 같은 경우 상당히 복잡했습니다.
3D 시스템즈 가상 수술 계획과 협업하여 확실한 계획을
잡기 전에 여러 가지 방법을 시도해 볼 수 있었습니다”,
Harshbarger 의사는 말했다.
2015년 3월 말에 진행된 1차 수술은 르완다에서 임플란트 된
큰 골시멘트 제거, 감염된 조직 제거 및 Rachel의 겨드랑이에서
가져온 조직으로 연부 조직을 재구성했다.
Rachel의 CT 스캔 데이터를 기반으로 3D 시스템즈와
Harshbarger 의사는 나머지 수술 팀과 웹 미팅으로 회의를 진행했다.
실제 수술 테이블에서 사용될 수술 진행 레이아웃과 뼈 절단 디지털 시뮬레이션을 회의에서 만들어냈다.
환자 맞춤형 수술 도구
1차 수술에 3D 시스템즈의 ProX SLA 기술로 제작한 Rachel 두개골을 보여주었다 (수술 완료 후 두개골 모형).
두 개의 수술 가이드 템플릿이 제작 되었는데
하나는 Rachel의 눈 구멍을 보호하는 환자 맞춤형 티타늄 메시,
다른 하나는 지나치게 자라난 뼈를 나타낸 가이드다.
복잡성 해결
2차 수술은 1차 수술 5달 후에 진행되었다.
Rachel의 광대뼈, 이마와 눈구멍을 이 2차 수술에서 재배치하였고
이 과정에서 3D 프린트된 두개골 모델이 다양한 표시와 위치 가이드에 큰 역할을 하였다.
PEEK는 폴리에텔에텔 케톤 (Polyether ether ketone)의 약자이다.
PEEK는 강도 높은 플라스틱 소재이고 KLS Martin이 환자 맞춤형 두개골 임플란트 제작에 쓰는 소재다.
Rachel의 경우 두 개의 임플란트가 이마에 있는 두개골을 덮는다.
한 개는 눈 구멍 주위를 덮고 나머지 하나는 광대뼈 윗부분을 덮는다.
“이 디자인에서 가장 힘들었던 부분은 임플란트가 가능하면서
미학적으로 가장 정확한 윤곽을 제작하는 것입니다”
KLS Martin의 임플란트 전문의인 Tirth Patel이 말했다.
“3D 시스템즈와 협업하여 디지털 데이터를 만들고
개인 맞춤형 임플란트 디자인을 제작할 수 있었습니다.
이 디자인으로 이마에 완벽하게 맞는 임플란트와 부드러운 표면을 만들 수 있었습니다”
라고 Patel은 덧붙였다.
난이도가 매우 높았다.
이유는 광대뼈를 제거한 후 바로 임플란트 진행이 필요했기 때문이다.
뿐만 아니라 이 과정은 공차를 허용하지 않는다.
임플란트는 아주 정확하게 광대뼈에 고정되었다.
가상 수술 계획 (VSP)은 3D 프린트 모형,
가이드 및 템플릿을 제공하여 매우 정확한 결과를 도출해냈다.
2차 수술은 성공적으로 마무리하였고 주요 이슈는 Rachel의 두개골 재 구축이었다.
Harshbarger 박사는 피부색 교정과 두피 확장을 위한 추후 성형 수술을 제안했다.
희망을 기회로
Rachel은 2차 수술 한 달 후에 Seton Healthcare에 선택되어
프렌치스코 교황이 미국 의회에서 연설하는 것을 볼 수 있도록 워싱턴 D.C.를 여행할 수 있게 되었다.
오스틴에 있는 기간과 여행기간 동안 델 어린이 의료 센터
관리자인 Dee Brosnan이 호스트맘이 되어 함께 하였다.
2016년 봄, 현재 Rachel은 Brosnan와 함께 살며 Austin에 국제 고등학교에 다니며 영어를 배우고 있다.
그 소녀의 계획은 Austin에서 6월에 학교를 마치고
육체적으로, 정신적으로, 감정적으로 다른 사람이 되어
르완다에 있는 가족에게로 돌아가는 것이다.
출처: http://www.3dsystems.com/sites/www.3dsystems.com/files/cs_3ds_rachel_uwimana_0616.pdf
