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26일 다쏘시스템 '3D익스피리언스 월드' 행사
스티븐 레빈 시니어 디렉터 사례 발표·경험 공유
"심장뿐 아니라 뇌·간·신장 등 장기로 대상 확대"[휴스턴(미국)=이데일리 최연두 기자]3차원(3D) 모델링 기술이 수술 시뮬레이션의 정확도를 크게 향상시키며 수술대를 바꾸고 있다.주로 제품 설계나 건축 자재 디자인 등에 활용되던 3D 모델링이 이제는 의료 분야에서도 수술 성공률을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있다.
스티븐 레빈 다쏘시스템 버추얼휴먼 모델링 시니어 디렉터(총괄)는 26일(현지시간) 미국 텍사스주 휴스턴에서 다쏘시스템이 개최한 자체 연례 행사‘3D익스피리언스 월드2025’에서‘리빙 하트 프로젝트’(Living Heart Project) 연구 경험을 공유했다.
레빈 디렉터 주도로 진행된 리빙 하트 프로젝트는 실제 인간의 심장을 3D 모델링하여 수술 전 정밀한 시뮬레이션이 가능하도록 지원하는 것을 목표로 한다.앞선 2012년 시작됐는데,2년 뒤인 2014년 미국 식품의약국(FDA)이 합류하면서 기술 확장의 길이 열렸다.
레빈 디렉터가 이 프로젝트를 주도한 배경에는 그의 딸 제시 레빈(현 신경과 전공의)이 있다.제시는 선천적으로 좌우가 뒤바뀐 심장 기형을 가지고 태어났으나,치료 방법은 불확실한 상황이었다.레빈 디렉터는 “의사들은 (앞으로) 그녀가 (살아가는데) 많은 어려움을 겪을 것이라는 점을 알고 있었고 이에 대해 낙관적으로 예상하지도 않았다”고 당시를 회상했다.
딸의 치료를 위해 레빈 디렉터는 3D 설계 솔루션 솔리드웍스로 눈을 돌렸다.솔리드웍스에서 인간의 장기를 그대로 구현하는 시도를 거듭한 것이다.이미 다쏘시스템에서 시뮬레이션 연구 과학자로 지내온 그는 솔리드웍스에서 의료 혁신 가능성을 봤다.
레빈 디렉터는 “저는 평생 동안 (제조 및 설계) 전문가들이 실제 (제품을) 제작하기 전에 어떻게 제품이 작동하는지 시뮬레이션하도록 돕는 일을 해왔다”면서 “‘의사들을 상대로도 같은 방식을 적용해볼 수 없을까’라는 생각에서 프로젝트를 시작하게 됐다”고 설명했다.
그러면서 “제시의 심장을 본떠 만든 가상 심장 모델을 기반으로 의료진이 앞으로의 상황을 예측하고 치료 및 관리 전략을 수립할 수 있도록 도왔다”며 “이를 통해 의료진은 실제 수술 전 가상 환경에서 제시의 수술을 미리 테스트해보는 것도 가능했다”고 부연했다.
레빈 디렉터가 개발한 3D 모델링,이른바‘버추얼휴먼 모델링’기술을 활용해 본인도 뇌종양 제거 수술을 받았다.단 5개월 전만 해도 그는 뇌종양이 뇌 안팎으로 퍼져있어 개두술(두개골 절개)이 필요한 상황이었다.하지만 모델링 기술 덕분에 레빈 디렉터는 코를 통한 내시경으로 뇌종양을 제거했다.
레빈 디렉터는 “매우 큰 종양이 두개골 내부에서 뇌의 섬세한 부분을 보호하는 구조를 뚫고 나온 상태였다”면서 “당시 이 종양은 뼈를 뚫고 머리 안쪽까지 퍼져 있었다”고 했다.
이어 “(버추얼휴먼 모델링을 통해) 의료진은 가상 환경에서 저의 뇌 모델을 만들고,수술 시뮬레이션을 통해 가장 안전한 접근법을 찾았다”면서 “결과적으로 두개골 절개 없이 내시경을 통한 최소 침습 수술로 12시간 만에 성공적으로 종양을 제거할 수 있었다”고 강조했다.
리빙 하트 프로젝트는 이에 그치지 않고 다른 장기 대상으로 확대 적용 중이다.레빈 디렉터는 “이제 심장뿐만 아니라 뇌,슬롯 커뮤 nlb간,토토 20억신장,먹튀검증 스포츠관절 등 영역으로까지 대상을 확대했다”고 밝혔다.모델링 기술을 제약·바이오 연구 및 임상시험에도 적용하는 방향으로 확대 연구하고 있다는 점도 언급했다.
레빈 디렉터는 “환자는 이 기술을 통해 본인에게 무슨 일이 벌어지고 있는지 직접 이해할 수 있고 가능한 치료 옵션이 무엇인지 정확히 알 수 있다”면서 “버추얼휴먼 모델링 기술이 환자들에게 이해할 권리와 예측 가능한 치료 기회를 제공할 것이라고 확신한다”고 말했다.
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