College Of Engineering
서울공대 이야기

(주)사이버메드 김남국 사장

2004.07.15 07:16

조회 수:12629


㈜ 사이버메드 3차원 의료영상 기술

 

김남국

서울대학교 공과대학 산업공학과 학사95)

서울대학교 공과대학 산업공학과 석사(97)

㈜ 사이버메드 창업(98)

㈜ 사이버메드 대표이사 (00-현재)

 

 

 

그림 1 사이버메드 Mission

 

의료 진단 또는 치료 계획 수립을 위한 컴퓨터 소프트웨어의 전세계 시장 규모는 2000년을 기준으로 약 35억불(IDC 자료) 정도이고, 해마다 약 17% 이상 높은 비율로 성장하고 있다.  따라서 GE, SIEMENS, AGFA, Philips 등 세계 유수의 기업들이 이 시장에서 치열하게 경쟁하고 있다. 뿐만 아니라 이 분야의 과제 및 기술 개발에 대해 미국을 비롯한 주요 선진국들은 상상을 초월하는 규모로 투자하고 있으며, 이러한 사실은 이 분야의 중요성을 여실히 증명한다.

3차원 의료영상은 CT의 발전과 맥을 같이 한다. X-ray조차 없었던 시절에는 단지 문진에 의해서 진단과 치료를 할 수밖에 없었다. X-ray가 실용화된 이후, X-ray 영상을 이용해 사람의 몸 속을 들여다보면서 보다 정확한 진단과 치료를 할 수 있게 된 것이다. 오늘날에는 CT, MRI 등과 같은 단층 촬영 장비가 사용되고 있고, 이를 통한 3차원 진단이 보편화 되고 있는 추세이다. CT는 Housfield가 발명하였으며, 그는 1979년에 이 발명으로 노벨상을 받았다. CT는 스캔하려는 물체의 밀도단면영상을 생성하며, 이 밀도단면영상들을 이용하여 촬영한 물체를 3차원적으로 시각화 할 수 있는 것이다.

최근에는 MDCT(Multi-Detector CT)가 보급되면서 2D 기반의 진단에서 3D 또는 4D 기반의 진단으로 옮겨가고 있는 상황이다. 따라서 기존에는 부차적인 기능으로 간주되었던 3차원 의료영상은 이제 점점 필수적인 요소로 인식되어가고 있다. MDCT는 1회 촬영 시간이 기존의 CT에 비해 매우 짧고, 또 방사선 피폭량의 증가 없이 넓은 영역을 촬영할 수 있어서 필수적으로 영상수가 증가하며, 많은 경우 수천 장 이상의 단층 이미지가 생성된다. 이는 의사가 2D 기반으로 진단을 하는 것이 현실적으로 거의 불가능하다는 것을 의미한다.

㈜ 사이버메드에서는 주로 CAD(Computer Aided Design), 컴퓨터 그래픽 등의 기술을 이용하여 각종 진단 및 치료 계획 수립을 위한 소프트웨어를 개발할 뿐 아니라, 이를 수술장에서 직접 적용할 수 있는 모의 수술용 Replica 서비스와 영상유도수술지원시스템(Image Guided Surgery) 제품 등을 개발 및 판매하고 있다.

 

그림 2 가상 대장 내시경

3차원 의료영상 소프트웨어는 특히 진단 목적으로 많이 개발되어 왔다. 의료 진단은 주로 CT/MRI/Ultrasound 등의 데이터를 이용하여 진단 부위를 3차원으로 시각화하여 진단에 사용하는 것을 말한다. 대부분의 상용 3차원 의료영상 소프트웨어가 여기에 속하며, 이런 제품을 주로 사용하는 곳은 진단방사선과이다. 그러나 최근 국내에 PACS(의료영상 저장 및 교환 시스템)의 보급이 급속히 증가하면서 많은 과에서 3차원 의료 진단 및 치료 계획에 눈뜨고 있어서 3차원 의료영상 소프트웨어에 대한 수요 또한 빠르게 증가할 전망이다.

치료 응용이 목적인 3차원 의료영상 기술도 많이 있다. 대표적인 분야는 Reverse Engineering 기술을 이용하여 만든 Replica Service라 할 수 있다. 이 기술은 CT 촬영을 통해 얻은 의료영상에서 3차원 CAD 모형을 생성하여 실물조형기(Rapid Prototyping) 등의 기술을 이용하여 의료 모델을 제작하는 것이다. 이 모델은 의사가 수술하기 전에 미리 수술 계획을 수립하고, 모의 수술을 해보고, 수술장에서 사용할 여러 수술용 템플릿 등을 제작할 수 있는 등 다양한 목적으로 사용되고 있다. 이를 통해 의사는 수술에 대한 선행 학습 및 자신감을 가질 수 있게 되어 수술 성공율을 높일 수 있고, 수술 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 장점도 있다.

치료 응용의 또 다른 분야로 영상유도수술지원시스템이 있다. 이것은 Optical Tracking 기술을 이용하여 미리 촬영한 CT나 MR 영상과 실제 수술장 공간을 매핑하여 수술 도구의 위치를 영상을 이용하여 알려 주는 시스템이다. 의사는 단지 환자의 피부에 수술 도구를 위치시키는 것만으로도 그 피부 안의 혈관이나 골조직이 어떤지 바로 알 수 있고, 실제 환부의 위치와 수술할 때 피해야 할 생체 구조물을 쉽게 파악할 수 있다.

이외에도 많은 분야에서 3차원 기술이 응용되고 있다. 특히 감마 나이프와 같은 치료 방사선 분야, 컴퓨터를 이용한 진단(Computer Aided Diagnosis), 의료 교육, 투명한 교정 장치(Invisalign), 각종 수술 시뮬레이터 등에 많이 활용되고 있다.

최근에는 하드웨어를 기반으로 하는 Volume Rendering 기술을 구현한 TeraRecon사가 Volume Rendering의 단점인 느린 속도를 보안하여 실시간에 따라 3차원 시각으로 만들 수 있는 제품을 내놓았다. 이는 MDCT와 같은 대용량 데이터 처리와 실시간 3차원 시각화 등을 가능하게 하였다. 이를 이용하여 심장이 뛰는 모습을 모델링한 4D Cardiac 기능 등을 보더라도 3차원 의료영상 기술이 현재 급속하게 발전하고 있음을 알 수 있다.

실제로 회사를 설립하고 의사들을 만나면서 여러 가지 많은 것을 느끼고 있다. 의사들 스스로 3차원 의료영상에 대해 많은 기술적 지원이 필요함을 호소하고 있는 것이 사실이다. 그러나 전반적으로 국내 의료 산업은 선진국에 종속되어 있는 실정이다. 의료 선진국의 경우에는 의료 제품의 상품화에 성공하여 의료장비 산업을 이끌어 가는 유수의 회사와 이런 회사에 넓은 시장을 만들어 줄 수 있는 시장 기반이 있다. 국내 의료 산업은 그 역사가 일천하여 선진국의 기득권을 인정한다고 하더라도, 이런 현상이 장기화되면 의료 산업뿐만 아니라 의학 자체가 타국에 종속되는 결과를 초래하게 될 것이다. 국내 의료 상황에 맞지 않는 외국 제품을 써야 되거나 또는 임상적 필요성이나 새로운 아이디어가 있는데도 이를 실현하지 못하는 의사들이 많이 있다는 것은 현재 국내 의료 산업의 시장이 척박하고 넓지 못하지만, 이를 극복할 수 있는 맹아이기도 하다.

 

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