국내 연구진이 3D 프린팅으로 환자의 심혈관 모형을 만들어 심장 혈류를 재현한 뒤 4D 자기공명영상(MRI)으로 촬영해 대동맥 혈류의 방향과 속도를 분석하는 데 성공했다.

김남국·양동현 서울아산병원 교수와 하오진·이상준 포스텍 교수 등 공동 연구팀은 심장 판막에 문제가 있는 환자의 심혈관 모형에서 대동맥 혈류가 나선형으로 흐르는 것을 확인하고, 심장 판막이 오른쪽으로 치우친 경우 대동맥 혈류 속도가 최대 2배까지 높아진다는 사실을 밝혀냈다고 19일 밝혔다.

연구진에 따르면 3D 프린팅과 4D MRI를 활용해 대동맥 혈류의 진행 방향과 속도를 정확히 분석해 비정상적인 혈류를 잡아낼 수 있게 돼 향후 각종 심혈관 질환의 예측 및 진단에 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다. 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 있으므로 주의가 필요하다.

그러나 지금까지는 이 같은 대동맥 혈류 흐름을 정확하게 보는 방법이 없어 발생원인조차 명확하게 규명하기 어려웠다.

연구팀은 4D MRI로부터 얻은 이미지를 시각화하고 속도 등을 다양한 수치로 변환할 수 있는 소프트웨어를 자체적으로 개발하고, 이를 3D 프린팅 기술에 접목해 문제를 해결했다.

김 교수는 “이번 연구를 통해 환자의 심혈관 구조를 3D 프린팅으로 재현하고 판막 시술 전과 후의 혈류역학적 변화를 예측함으로써 더욱 정확한 환자 맞춤형 치료가 이루어질 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 최근호에 게재됐다.

정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr