서울아산병원·포스텍 연구팀, '3D프린팅·4D MRI 접목' 대동맥 혈류 방향·속도 첫 분석

서울아산병원과 포스텍 연구팀이 3D프린팅으로 환자의 심혈관 모형을 만들어 심장 혈류를 재현한 뒤 4D MRI(자기공명영상)로 촬영해 대동맥 혈류의 방향과 속도를 분석하는데 성공했다고 밝혔다.

서울아산병원 김남국·양동현 교수와 포스텍 하호진·이상준 교수 공동 연구팀은 심장 판막에 협착이 있는 환자의 심혈관 모형에서 대동맥 혈류가 나선형으로 흐르는 것을 확인하고, 판막이 오른쪽으로 협착된 경우 나선형 대동맥 혈류 속도가 최대 2배까지 높아진다는 사실을 밝혀냈다. 대동맥 혈류의 진행 방향과 속도를 정확히 분석해 비정상적인 대동맥 혈류를 잡아 낼 수 있게 됨에 따라 각종 심혈관 질환의 예측 및 진단에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

정상적인 대동맥 혈류는 일직선 방향으로 곧게 흐른다. 하지만 대동맥 혈류가 회오리치듯이 나선형으로 흐르면 혈관 벽에 지속적인 부담을 줘 대동맥 확장이나 심한 경우 파열에까지 이를 수 있다. 지금까지는 대동맥 혈류 흐름을 정확하게 볼 수 있는 방법이 없어 이러한 비정상적 대동맥 흐름을 포착해내기 어려웠고, 그 발생원인도 명확하게 규명되지 않아 정확한 진단이 힘들었다. 최근 몸속 움직임을 시간대별로 볼 수 있는 4D 유동 자기공명영상(4D Flow MRI) 기술의 발전으로 혈류의 흐름을 조금씩 볼 수 있게 됐지만 정확한 분석이 이루어지기에는 아직 어려운 상황이다. 연구팀은 4D 유동 자기공명영상으로부터 얻은 이미지를 시각화하고 속도 등 다양한 유체역학적 수치로 변환할 수 있는 소프트웨어를 자체적으로 개발하고, 이에 3D프린팅 기술을 접목해 문제를 해결했다.

한편, 이번 연구결과는 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트' 온라인판에 최근 게재됐다.

김소형기자 compact@sportschosun.com