임상 현장형 특허의 기술이전과 실용화: 차세대 혈관조영 시스템
신경중재팀은 시술의사, 방사선사, 간호사가 저마다의 역할을 수행하며 진료에 임하고 있으며, 우리 서울아산병원에서는 그 역할을 확장하여 신경중재기술연구팀 (NIDD, neuro intervention device development, 연구책임자: 이덕희교수)을 구성하여 이 분야의 연구와 개발 활동을 하고있다.
누구든 근무 중에 개선이 필요한 사항이나 좋은 아이디어가 있으면 제안을 하고 채택이 되면 토론을 통해 더 좋은 디자인을 만들고 개발에 착수하여 특허, 논문, 프로세스 개선 등의 성과를 만들어낸다. 이러한 성과물들이 하나씩 쌓여 시스템을 변화시킨 대표적인 한 예가 차세대 혈관조영 시스템(Cath 3.0 system)이다.
과거의 카테터 시스템은 시술자가 튜브를 적당한 길이로 잘라서 모양을 그 자리에서 성형하여 사용하는 방식이었으며(1세대 방식), 그 이후 카테터 제조 기술은 지속적으로 발전하여 현재의 catheterization 방식(2세대 방식)이 대부분의 센터에서 사용되고 있다. 2세대 방식은 유도 와이어와 카테터를 체결한 상태로 혈관내로 삽입한 뒤에 타겟 혈관에 진입되면, 유도 와이어를 제거하고, 카테터 내의 혈액이나 여타 이물을 제거한 뒤에, 조영제 주입용 튜브에 연결하는 방식이다. (그림 1)
기존2 세대 방식의 한계점은
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카테터의 내경이 작아 가이드와이어가 카테터 내부에 거치된 상태로는 조영제 주입이 불가하고,
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가이드와이어를 넣고 빼는 과정과 주사기, 조영제 라인 연결들이 번거로우며 시술 시간 지연 및 합병증의 증가를 초래할 수 있으며,
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시술 과정 중 혈전, 공기방울 등을 제거해야 하며 불완전할 경우 색전증 발생 위험이 존재한다는 점 등을 들 수 있다.
그림 1. 2 세대 혈관조영 방식
이러한 2 세대 방식의 한계점을 극복하기 위해 개발자들은 우선적으로 카테터의 내경을 최대한 확보하여 가이드와이어 또는 미세카테터를 유지한 상태에서 혈관조영술 및 중재시술이 가능하도록 설계되었으며, 이는 혈관조영술 3세대 플랫폼(Cath 3.0 system)의 기반이 되며, 동시에 종양색전술 등의 간단한 중재시술이 필요한 경우에는, 혈관조영술을 실시하면서 카테터의 교체 없이, 즉시 대처할 수 있도록 구성된 신개념 시스템의 기초를 이루었다. 또한 부수적으로 카테터 개발만으로는 편리하고 안전한 시스템을 이루기에는 부족한 점이 있어 개발자들은 3 세대 시스템에 필요한 구성에 대해서도 개발하였다 (그림2).
그림 2. 3 세대 혈관조영시스템에 필요한 구성도
① 3 세대 카테터 ② 직경이 작은 유도 와이어 ③ 유도 와이어 체결 장치 ④ Hemostatic valve ⑤ 조영제 및 saline주입 연결 튜브 ⑥ Auto pressure pump ⑦ Top table
3 세대 혈관조영 방식에 필요한 구성에 대한 개발 내용은 다음과 같다.
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3 세대 카테터는 유도 와이어나 미세카테터를 지닌 상황에서 조영제 주입에 제한이 없는 정도로 내경을 확보하고, 구간별 경도를 다르게 하여 진입력과 지지력이 향상된 카테터를 구성
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유도 와이어는 상기 카테터를 목표 혈관까지 유도하기에 충분하면서도 직경을 최소화한 와이어 사용
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유도 와이어 체결 장치는 검사 중 조영제 주입에 따라 유도 와이어가 의도하지 않게 같이 주입되는 위험성을 차단하기 위해서 조영제 주입 동안 유도 와이어를 고정할 수 있으며, 술자가 쉽게 탈부착할 수 있도록 제작
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Hemostatic valve는 Air vent내로 공기 제거 및 aspiration이 가능한 hemostatic valve 개발
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연결 시스템은 카테터, 조영제 주입 튜브, saline flushing line을 최소한의 연결부를 가지면서 효율적으로 운용할 수 있는 연결 구조로 공기의 유입을 방지하기 위해 필터를 적용하여 제작
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Auto pressure pump는 heparin mix된 saline을 동맥내 주입을 위하여 300 mmHg까지 원터치 방식으로 가압할 수 있고, 일정 압력 아래로 떨어질 경우 자동으로 가압이 이루어지는 방식으로 개발 완료하였다.
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Top table은 편평하고 자성을 지닌 시술 테이블로서 환자 체형에 따라 전동식으로 조절되어 셋팅되고, 자성고정장치를 이용하여 카테터나 와이어를 고정하여 사용할 수 있도록 제작되었다.
완성된 3 세대 혈관조영 방식(Cath 3.0 system)은 시술 시간과 환자 피폭선량을 줄이고 사용되는 카테터와 와이어를 줄여 임상적 가치를 인정받았다. 그리고 이러한 시스템을 최대한 활용할 수 있는 검사/시술 플랫폼을 구축하고 그외 혈관조영장치 및 조영제 자동주입기등과 연결될 수 있는 부가 기기들이 개발되어 로봇시스템 개발로 이어지는 것을 목표로 두고 있다.
※ 최준호 박사는 영상의학팀 혈관조영실에 방사선사로 재직 중이다.
신경중재팀 소속으로 신경중재의료기기에 대한 원천 기술에 대한 개발에 참여하고 있다.
※ 이덕희 교수는 의공학연구소 중재의학연구개발센터 센터장을 맡고 있으며, 영상의학과 신경중재연구팀을 운영하고 있다.
신경중재의료기기에 대한 원천기술 및 응용기술 개발에 매진하고 있으며, 다양한 신경중재의료기기 기반 연구와 함께 다수의 국책 및 민간 과제를 수행 중이다.