새로운 파괴적 기술 수용: 병원이 증강 현실을 무시할 수 없는 5가지 이유

3D 프린팅 모델은 의사와 환자 간의 교육, 계획, 커뮤니케이션에 유용하다는 것이 입증되었습니다.  최근 몇 년 동안 450개 이상의 병원에서 진료 현장에서 3D 프린팅을 시작했으며, 엔지니어링 팀이 다양한 임상 적응증에서 복잡한 케이스를 계획하는 데 도움을 주는 프로세스를 구축했습니다.

가장 큰 문제는 전문 지식, 인력, 장비가 필요하기 때문에 상당한 치료 비용이 추가될 수 있다는 점입니다. 이로 인해 서비스 혜택을 받을 수 있는 환자 수가 제한됩니다. AR은 더 많은 환자가 3D 서비스를 이용할 수 있도록 지원합니다. 세분화, 계획 및 디자인은 3D 모델의 사용 또는 시각화 방식과 관계없이 모든 3D 모델링 프로세스의 핵심 구성 요소로 남아 있습니다. 3D 랩의 경우 3D 프린팅 프로세스가 AR 워크플로우에도 쉽게 적용될 수 있다는 의미입니다.

AR과 같은 디지털 기술과 VR과 같은 기타 확장 현실(XR) 기술은 3D 모델을 처리하는 데 이상적입니다. 기존의 2D 이미지나 3D volumetric rendering에 비해 3D 모델은 상대적으로 컴팩트하고 시각화 및 조작이 쉽습니다. 임상 엔지니어는 처리되지 않은 의료 이미지에서는 파악하기 어려운 해부학적 특징을 강조하고 3D 시각화를 생성하여 치료 의사가 수술을 계획하거나 동료 및 환자와 사례를 논의하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이러한 유사성으로 인해 3D 프린팅과 AR은 상호 보완적인 기술로, 3D 랩에서 사례별로 어떤 시각화 접근 방식이 가장 적합한지 결정할 수 있습니다.

3D 프린팅은 정형외과, 두개악안면외과, 심혈관 질환 등의 분야에서 활발히 도입되고 있지만, 외상 수술이나 종양학과 같은 다른 임상 분야에서는 아직 활용도가 낮습니다. 이러한 지표에서 3D 사용의 가치가 낮기 때문인 경우는 드물지만, 대부분 3D 프린팅의 경우 비용이 엄청나게 비싸거나 기술을 사용할 수 없거나 리드 타임이 너무 길 수 있기 때문입니다.

AR과 같은 XR 기술은 수술 전 및 수술 후 계획된 상황을 3D로 거의 실시간으로 시각화하여 짧은 시간 내에 복잡한 외상을 관리하는 의사에게 유용한 지침을 제공합니다. 이는 긴 프로세스와 여러 이해관계자의 조율이 필요한 3D 프린팅과 대조적이며, 긴급 상황에서는 모두 어려움을 겪을 수 있습니다.

또한 비용 측면에서 AR은 복잡한 종양 치료와 같이 일반적으로 활용도가 낮은 분야의 3D 모델링 및 계획에 대한 새로운 사용 사례에 확장성을 도입할 수 있습니다. 신생물과 관련된 많은 지표는 3D 프린팅에 적합한 것으로 간주됩니다. 그러나 복부, 간 또는 신장 종양과 같은 대형 멀티컬러 3D 프린팅 모형의 경우 비용이 만만치 않습니다. 일부 센터에는 이러한 모델을 자체적으로 프린팅하는 데 필요한 기능이 없어 외부 서비스에 의존해야 할 수도 있습니다. 예를 들어 얇은 혈관 구조가 3D 모델의 필수 부분인 경우 이러한 모델을 프린팅할 수 있도록 하려면 광범위한 설계 작업이 필요할 수 있습니다. 이러한 경우 AR은 치료 의사에게 가져갈 계획에 적합한 3D 모델을 만들 수 있는 솔루션이 될 수 있지만 비용과 노력은 더 적게 듭니다. 태블릿이나 컴퓨터의 일반 뷰어만으로도 충분하다고 생각하는 사람도 있겠지만, 3D 지각, 인터랙션 기능, 모델과 상호작용하면서 작업을 수행할 수 있는 기능을 AR의 부가 가치로 여기는 사람들도 있을 것입니다.

특정 임상 시나리오는 3D 프린팅 모델에 대한 구체적이고 때로는 복잡한 설계 요구 사항을 제시합니다. 예를 들어 소아 심장과 같은 매우 작은 해부도는 작은 해부학적 구조의 해석 가능성을 높이기 위해 대규모로 프린팅하는 것이 유용할 수 있습니다. 수술 전 그리고 수술 계획 해부학 등 다양한 해부학적 상태를 비교하기 위해 여러번의 프린팅 필요한 경우도 있습니다. 교육 목적으로 자석을 사용하여 다양한 해부학 부품을 조립하는 등 모델을 더 유용하게 만들기 위해 복잡한 디자인을 만들 수 있습니다. 3D 프린팅 모델의 정적인 특성으로 인해 이러한 시나리오에서는 모델의 잠재력을 최대한 실현하기 위해 광범위한 사전 계획이 추가됩니다.

또한 3D 프린트는 해부학적인 3D 시각화 외에는 포함할 수 있는 정보가 제한되어 있습니다. 추적성을 위한 라벨과 같이 관련 환자 데이터로 해부학적 구조를 보강할 수 있습니다. 그러나 더 자세한 주석(예: 해부학적 랜드마크 또는 특징)을 제공하거나 디지털 측정값(예: 관련 계획 측정값)을 전송하는 것은 더 복잡합니다. 이러한 시나리오에서는 3D 프린트물을 디지털 보고서로 보완해야 합니다.

AR 기술은 본질적으로 사용자에게 얼마나 많은 정보를 보관하고 제공할 수 있는지에 대한 유연성이 더 높습니다. 추가 비용 없이 3D 모델의 다양한 변형을 제공할 수 있습니다. 3D 데이터는 주석이나 측정값을 추가하여 보강할 수 있습니다. 확대/축소 기능을 포함하여 사용자가 인터렉티브 방식으로 모델을 수정할 수 있습니다. 동적 콘텐츠를 통합할 수 있습니다. 엔지니어링 팀이 의사에게 계획을 가장 잘 전달할 수 있는 방법을 조사하기 시작하면 더 많은 옵션이 발견될 것입니다. 이는 가능한 것의 표면을 긁어모은 것에 불과합니다.

의료 분야에서는 환자 치료 중 3D 모델 및 계획에 대한 접근성이 그 이점을 충분히 실현하는 데 매우 중요합니다. 하지만 기존 디스플레이 시스템은 인체공학적으로 좋지 않고 인터페이스가 부적절하다는 등의 문제를 안고 있는 경우가 많습니다. 특히 수술실에서 3D 데이터에 대한 의사의 제어가 제한될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 AR은 의사가 워크플로우와 수술실 레이아웃에 맞게 3D 정보를 구성할 수 있도록 하여 상당한 이점을 제공할 수 있습니다. 또한 AR을 사용하면 의사가 제스처 인터페이스를 사용하여 필요에 따라 데이터를 선택하거나 조작할 수 있으므로 기존의 입력 메커니즘을 사용하여 시각적 요소를 처리할 필요가 없습니다. 전반적으로 AR은 의사가 3D 모델과 계획을 더 잘 제어하고 유연하게 작업할 수 있도록 지원함으로써 의료 분야에서 귀중한 자산이 될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

XR 기술의 교육적 이점은 널리 알려져 있습니다. 해부학 지식, 수술 전 계획 또는 수술 술기 등의 교육 프로그램에 쉽게 통합할 수 있습니다. 동시에 이 기술의 미래 성장은 전문가에 대한 적절한 교육에 의해 주도될 것입니다. 이는 교육 프로그램에 투자하여 숙련된 전문가 부족 문제를 해결하는 것이 중요하다는 미래 기술에 대한 EU의 일부 권고 사항과도 일치합니다. 따라서 교육 프로그램이 있는 병원은 교육 커리큘럼을 개선하고, 인지도를 확산하며, 미래의 사용자가 디바이스와 애플리케이션에 익숙해지도록 돕기 위해 XR 기술의 현재 상태를 파악하고 협력해야 합니다. 이를 통해 역량을 키우고 기술이 더욱 성숙해져 점점 더 전문화된 애플리케이션을 사용할 수 있게 될 때 유리한 고지를 선점할 수 있습니다.

연구 프로그램이 있는 병원도 이 기술을 연구 프로그램에 통합할 수 있는 기회를 고려해야 합니다. 많은 잠재적 이점은 가설에 불과하며 현재 조사 중입니다. 앞으로 병원은 새로운 AR 제품을 대규모로 검증하여 향후 임상 경로의 지속 가능한 일부가 될 수 있도록 해야 합니다. 특히 운영 효율성이나 환자 치료 및 결과에 미치는 영향과 관련하여 개인화를 위한 XR 기술의 가치를 입증할 수 있는 여지가 많습니다.

마지막으로, AR 웨어러블 기술의 현재 상태와 협력하는 것은 개인과 조직이 기술 발전에 기여할 수 있는 기회를 제공할 수도 있습니다. 얼리어답터들의 피드백은 제조업체와 개발자가 개선이 필요한 부분을 파악하고 사용자의 요구를 더 잘 충족할 수 있도록 제품을 개선하는 데 도움이 됩니다.

확장 현실, 특히 AR은 개인 맞춤형 치료의 성장에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. AR을 통해 직관적이고 사용하기 쉬우며 몰입감 있는 정보에 액세스하여 환자의 치료 과정에서 상담하거나 사용할 수 있습니다. 저희는 AR 기술이 개인화된 치료 경로를 관리하는 의사의 '개인 비서'로서 큰 역할을 할 것으로 예상하고 있습니다. 직관적이고 인체공학적으로 적절한 시간과 장소에 가상 정보를 추가할 수 있는 기능은 매우 강력합니다.

의료계는 점점 더 복잡하고 전문화되면서 점점 더 많은 개인 맞춤형 데이터를 수집하고 처리하고 있습니다. 고품질의 지속 가능한 치료 경로에서 이 데이터를 사용하려는 수요는 계속 증가하고 있습니다. AR 기술이 미래의 복잡성을 해결하는 데 도움이 되는 기술 요소로서 정당한 위치를 차지할 수 있도록 함께 발전시켜 나가야 합니다.