2. 안면기형이 있는 기관내 삽관 훈련 팬텀
2.4. 고찰
우리는 안면기형이 있는 기관내 삽관 훈련 팬텀을 임상적 요구에 따라 실감 적으로 구현하였다. 제작된 팬텀은 기관내 삽관 기능을 하는데 문제가 없을 정도의 물리적 특성을 가지는 것을 입증하였다. 팬텀은 Crouzon 증후군이 있는 유아의 CT 영상을 이용하여 제작되었다. 턱 움직임, Macintosh blades 삽입에 따른 혀의 움직임, 고개를 젖히는 중 경추의 경직도는 마취과 전문의가 실제 환자와 비슷하다고 평가하였다. 마취과 직원 (훈련의 5 명, 교수진 5 명) 에게 실제
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
20 25 30 35 40 45 50 55
Reference measurment (mm)
D if fr e n c e ( m m )
Mean 0.7
-1.96 SD -2.5 +1.96 SD 3.9
× a
+ b
□ c
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환자에 대한 현실성, 이해력 향상을 위한 유용성, 반복 연습의지에 대해 질문을 하였고, 그들은 각각 평균 8.5 점, 9.1 점 7.8점으로 응답하였다. 기도와 혀 모델은 3 개의 서로 다른 3D 프린터를 이용하여 제작되어 형상 정확도를 평가하고 사람의 기도와 혀의 기계적 특성을 모방하였다. Agilus, Elastic, Flexa 693 을 이용하여 제작된 기도 및 혀 모델은 Bland-Altman plot 을 이용하여 분석하였다.
Flexa 693 과 Agilus 를 이용하여 제작된 혀와 기도 모델은 합리적인 측정오차
(limit of agreement, 1.22 to 1.31 mm, and -0.85 to 1.66 mm)를 보였다. Elastic 은 상대적으로 큰 오차 (limit of agreement, -2.46 to 0.77 mm)를 보였지만 사용상에 큰 문제를 보이지 않았다. Al-Ramahi, J., et al. 의연구에서 신생아와 어린이의 기도를
Shore 40A 에서 60A 사이로 추정하였고 제작된 혀와 기도 모델의 Shore A 경도를
측정하여 물리적 특성에 대하여 평가하였다. Elastic 을 이용하여 제작한 시편은 실리콘 코팅 횟수와 상관없이 모두 원하는 경도 범위에 있었다. Flexa 693 을 이용하여 제작된 시편의 코팅 횟수가 5 회 이상일 경우 원하는 경도 범위에 있었다. Agilus 로 제작된 모든 시편은 원하는 경도보다 약한 특성을 보였다.
그러나 보다 부드러운 인간의 혀와 기도 모델을 구현함으로써 보다 다양한 기도 및 혀 모델을 구현할 수 있다. 턱의 움직임은 절치간 거리를 STL 과 제작된 팬텀 사이의 측정 오차를 분석함으로써 증명하였고 합리적인 오차(limits of agreement, -
2.5 to 3.9 mm)를 보여주었다. 안면기형이 있는 기관내 삽관 훈련 팬텀은 적절한
기도 관리 능력을 얻기 위해 필요한 만큼 반복할 수 있고 실제 마주치기 어려운 케이스를 연습할 기회를 제공한다. 이러한 목표를 달성하기 위해 시뮬레이터는 임상 시나리오를 충분히 모방하고 현실적임을 증명해야 한다. 따라서 우리는 임상적으로 매우 중요하지만, 실제 실무에서는 거의 볼 수 없을 것으로 예상되는 해부학 구조를 갖는 기관내 삽관 훈련 팬텀을 제조하는 것을 목표로 했다.
팬텀은 각 해부학 구조에서 필요한 물리적 특성을 고려하고 테스트를 통하여 선택한 조직 모방 재료로 제작되었다. 우리는 제작된 팬텀이 경험이 부족한 훈련의 에게 두개 안면 기형이 있는 환자나 발달 장애가 있는 유아의 기도내
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삽관 절차를 연습하는데 매우 유용할 것으로 생각한다. 이 연구에는 몇 가지 한계가 있다. 첫째, 기관내 삽관이 어려운 Crouzon 증후군 환자 한 명의 훈련 팬텀만 제작하여 다양성이 부족하다. 더욱 다양한 질병군의 어려운 기관내 삽관 모델을 제공하기 위하여 Pierre Robin sequence, Treacher Collins 증후군, Goldenhar 증후군, Hemifacial Microsomia와 같은 더 다양한 종류의 어려운 기관내 삽관 훈련 모델을 제조하는 다음 연구를 준비하고 있다. 둘째, 형상 정확도 평가를 위하여 STL 모델과 제작된 모델을 각각 측정하기 위해 3-matics 와 버니어 켈리퍼스를 사용했다. 그러나 제작된 기도와 혀 모델은 경도가 낮아 버니어 켈리퍼스를 이용하여 측정할 때 형상의 변형이 생겨 측정 오류가 발생할 수 있다. 향후 연구에서는 3D 스캐너 또는 CT 를 사용하여 표면을 추출하여 형상의 정확성을 측정할 것이다. 셋째, 다양한 경도의 기도와 혀 모델을 만들기 위해 서로 다른 세개의 3D 프린터를 사용하였고 제작된 모델의 표면을 실리콘 코팅 하였다.
그러나 적층 구조에 지속해서 충격이 가해지고 쉽게 찢어지며 인체 조직보다 탄력과 강성이 떨어진다. 3D 프린팅 기술 및 신소재 분야는 지속적이고 빠르게 발전하고 있어 향후 연구에서는 새로운 3D 프린팅 방법과 소재를 테스트하여 교체될 것이다. 마지막으로 턱의 움직임을 사실적으로 구현하였지만, 환자 맞춤형 움직임을 구현하지 못하였다. 추후 연구에서는 턱관절 움직임 추적 시스템을 통하여 하악의 움직임 경로를 추출하고 이를 기반으로 턱관절 움직임을 구현할 것이다.
결론적으로, 안면 기형이 있는 기관내 삽관 훈련 팬텀은 훈련생에게 다양한 기관내 삽관 사례 경험을 제공할 수 있다. 이는 마취 전 예상치 못한 조직 손상을 최소화할 수 있다. 우리는 3D 프린팅 기술과 의료영상을 이용하여 제작된 시뮬레이터를 통해 임상 경험 차이를 극복할 수가 있을 것이라고 생각한다.
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