당면 과제:
Tel Aviv Medical Center 팀, PTC, Hexagon은 젊은 암 환자를 위한 사용자 정의 견갑골 보형물을 만들어야 했습니다. 이 프로젝트에서는 복잡한 보형물을 매우 정밀하게 만들어야 했으므로 팀은 해부학, 의학, 공학, 제조, 인증 관련 제약 조건을 모두 충족하는 방법을 파악해야 했습니다.
결과:
이 팀은 Creo의 적층 가공 설계 도구와 충실도가 높은 시뮬레이션을 활용하여 Tel Aviv Medical Center 소속 전문가들의 감독 하에 완전 맞춤형 견갑골 보형물을 만들 수 있었습니다. 그 후에는 Hexagon의 기술을 사용하여 보형물 제조와 인증 취득을 완료했으며, 그 결과 환자가 빠르게 회복을 하여 다시 움직일 수 있게 되었습니다.
사용된 제품과 기술:
PTC Creo, Hexagon Simufact Additive, VGSTUDIO MAX
서두
텔아비브 메디컬 센터(Tel Aviv Medical Center), PTC, 헥사곤(Hexagon)의 세계 정상급 팀은 의학, 엔지니어링 및 기술의 획기적인 융합을 통해 다음과 같은 의료 혁신을 달성했습니다. 젊은 암 환자를 위해 특별히 설계 및 제작된 완전 맞춤형 견갑골 임플란트. 즉, 이 팀은 의료용 보형물 제작을 위한 디지털 엔지니어링의 한계를 극복할 수 있는 맞춤형 의료의 새 표준을 제시했습니다.
암 환자에게 필요했던 사용자 정의 솔루션
장기간 극심한 통증에 시달리고 있었으며 신체 움직임도 자유롭지 못했던 어느 젊은 환자가 희귀 암 진단을 받았습니다. MRI 검사 결과 광범위한 견갑골 손상이 발견되었으며 견갑골 주위 근육에도 악성 종양이 전이된 상태였습니다. 이에 따라 어깨 기능을 최대한 유지하면서 종양이 전이된 뼈를 즉시 제거하는 까다로운 과정에 착수해야 했습니다.
고급 엔지니어링 기능을 활용하여 획기적인 계획 수립
이 환자는 당초 종양 크기를 줄이기 위한 항암 치료를 받았으나 견갑골 절제술도 진행해야 했습니다. 자칫 수술을 통해 환자가 어깨 기능을 상실할 수도 있었던 상황에서, 의료진은 다른 방법을 선택했습니다. 그들은 환자의 독특한 해부학적 구조를 반영하도록 제작된 맞춤형 3D 프린팅 티타늄 견갑골을 설계하고 이식했습니다. 이 방식을 사용하는 경우 환자가 다시 움직일 수 있게 되는 동시에, 향후 복잡한 골격 수술에 사용할 새로운 치료 체계도 수립할 수 있을 것으로 기대되었습니다.
획기적인 보형물 설계
임플란트 설계에 대한 필수 요구 사항과 과제는 다음과 같습니다.- 환자의 원래 해부학적 부피, 모양 및 운동학의 보존.
- 무게를 최소화하면서 임플란트의 기계적 특성을 최적화합니다.
- 근육 부착을 위한 최적의 앵커링 포인트 세트 제공.
- Creo Design for Metal Additive Manufacturing을 활용하여 보형물을 연결하는 조직과 근육의 내성장 촉진을 위한 고급 격자 구조를 구현함으로써 필요한 지지대와 보형물의 왜곡 최소화
- 관절이 부드럽게 움직일 수 있도록 서피스 최소화
- 어깨와 팔의 움직임에 대한 임플란트의 하중 지지 능력을 검증하기 위해 고급 기계 시뮬레이션을 활용합니다.
- Simufact Additive를 활용해 열-기계 프로세스(인쇄하는 부품이 왜곡됨)의 시뮬레이션을 실행한 후 프로세스를 보정함으로써 보형물의 제조 가능성 보장 및 인쇄 시도 횟수 감소
- 인증을 위해 성공적인 인쇄 품질을 확인하고, VGSTUDIO MAX를 활용하여 CT 스캔 데이터를 처리하고, 복잡한 구조의 품질과 인쇄된 금속의 특성을 검증합니다.
수술 후의 신속한 환자 회복
수술은 계획대로 진행되어 환자에게 맞춤형 보형물이 이식되었습니다. Creo의 설계 기능을 통해 정밀하게 사용자 정의된 부품과 Hexagon의 인증 도구를 효율적으로 활용한 결과 환자는 빠르게 회복할 수 있었으며 수술 후 며칠 내에 정상적으로 움직일 수 있게 되었습니다. 즉, 이 프로젝트는 엔지니어링 효율성을 개선하여 정밀한 보형물을 완성함으로써 환자를 효율적으로 치료한 대표적인 사례라 할 수 있습니다. 해당 환자는 현재 재활을 계속 진행하고 있습니다. 어깨 기능은 완전히 회복되었으며 삶의 질도 수술 전보다 훨씬 나아졌습니다.
획기적인 맞춤형 의료 제공
디지털 스레드 기술을 통합함으로써 효율적인 연조직 내성장을 지원하는 맞춤형 솔루션을 만들어낸 이 공동 작업에서는 맞춤형 의료의 새로운 표준을 제시했습니다. 즉, 획기적인 기술과 적절한 의료 방식을 동시에 활용함으로써 복합 골수암 환자에게 희망을 주는 획기적인 솔루션을 완성한 것입니다. Tel Aviv Sourasky Medical Center의 혁신 수술 기술 및 3D 인쇄 부문 책임자인 Solomon Dadia 박사는 이처럼 획기적인 의료 기술의 중요성을 다음과 같이 설명합니다.
– 솔로몬 다디아 박사(Dr. Solomon Dadia), 텔아비브 수라스키 메디컬 센터(Tel Aviv Sourasky Medical Center) 외과 혁신 및 3D 프린팅 부서 책임자
공동 작업자 소개
텔아비브 메디컬 센터: 획기적인 의료 기술을 적극 도입함으로써 환자 중심 의료 분야를 선도하고 있는 의료 기관입니다.
PTC: 획기적인 맞춤형 의료 솔루션을 제공함으로써 디지털 혁신을 주도하고 있는 기업입니다.
육각형: 업계 인증을 취득한 안전한 첨단 의료 기술을 제공하는 기업입니다. 디지털 트윈을 사용하여 제조 프로세스를 예측 및 개선하는 고품질 컴포넌트를 신속하게 제공하고 있습니다.
결론
이 스토리는 첨단 기술을 활용하는 동시에 인간적인 방식으로 환자를 치료한 대표적인 사례입니다. 환자에게 적합한 맞춤형 의료 솔루션을 완성한 결과 환자는 빠르게 회복할 수 있었습니다. 이 프로젝트에서는 병명 진단에서 환자의 기동력 회복까지의 전 단계에 걸쳐 Creo를 활용하는 동시에 여러 분야의 팀이 공동 작업을 진행함으로써 각 환자에게 적합한 솔루션을 완성하는 차세대 의료 방식을 제시했습니다.