자신의 장기 모델을 쉽게 3D프린터로 출력할 수 있게 될 지도 모른다

자신의 장기 모델을 쉽게 3D프린터로 출력할 수 있게 될 지도 모른다

의사는 환자 증상을 검사하기 위해서 MRI나 CT 스캔 이미지 등, 2차원 데이터를 이용합니다. 그러나, 3차원 데이터인 입체 모델을 출력할 수 있으면, 의사가 증상을 판단하는 도움이 될뿐만 아니라, 환자자신이 자신의 몸 상태를 정확하게 이해하는것에도 크게 도움이 됩니다. MIT와 하버드 대학교 연구자들이, MRI나 CT 스캔 데이터로 신속하게 3D모델을 만들어 낼 수 있게 되는 새로운 수법을 개발했습니다.

https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/3dp.2017.0140

MIT 대학원에 다닌 Steven Keating씨는, 뇌에 야구공정도의 종양이 찾아 적출하는 수술을 받았습니다. 이 때, 뇌에 무엇이 일어난 것인지를 자세하게 알고 싶다고 느낀 Steven Keating씨는, 자신의 뇌를 촬영한 MRI나 CT 스캔 이미지를 모아서 3D프린터를 사용해서 입체적으로 출력하려고 시도했습니다. 그러나, MRI나 CT 스캔 이미지는 피사체를 다층에 자른 단면도를 베끼는 것으로, 의사 등이 환자 상태를 정확하게 판단할 수 있게 지극히 세밀하게 이미지를 촬영합니다. 그래서 스캔 데이터로 3D모델로서 입체화하려고 하면, 층마다 물리 모델을 만들 필요가 있어, 3D 프린트하기 위해서는 방대한 계산 처리가 불가결했다고 합니다. 거기에서, Keating씨는 보다 쉽게 스캔 데이터를 디지털 데이터로서 취급할 수 있는 기술 개발에 착수했습니다.

Keating씨를 포함하는 MIT Media Lab와 하버드 대학교 Wyss Institute 연구 그룹은, 스캔 이미지를 흑과 흰의 비트맵으로 표시하는 새로운 수법을 개발했습니다. 이 수법에서는, 흑백 신문이 짙은 담색을 표현하기 위해서 사이즈가 다른 검은 잉크 닷을 사용하는 것과 같이, 흑과 흰의 비트맵을 가려 쓰는 것으로 짙은 담색을 표현할 수 있도록 했습니다. 예를 들면, 검은 비트맵을 늘리면 그림자가 보다 어두워지는 것처럼, MRI나 CT 스캔 이미지를 비트맵이라고 하는 디지털 데이터로 변환하는 것으로, 3D프린터로 다루기 쉬운 형에 바꾸었습니다.

연구자가 개발한 수법에서는, MRI나 CT 스캔 데이터로 입체 모델을 압도적인 속도로 만들어 낼 수 있었습니다만, 메리트는 그것 뿐만 아닙니다. MRI나 CT 스캔 이미지에서는, 의사가 이해하기 쉬워지게 특정한 조직을 주위에서 분리하는 것으로 체내 상태를 「세그멘테이션」이라고 불리는 처리가 진행됩니다. 세그멘테이션을 전문가가 수작업으로 할 경우, 대단히 시간이 걸립니다. 또, 컴퓨터에 의해 세그멘테이션을 자동적으로 할 경우도 있습니다만, 스캔 이미지의 그레이 영역이 포함되는 부분을, 실제의 스캔 이미지에는 불규칙한 것이 비치고 있거나, 경계선이 명료하지 않거나 하기 때문에, 이 작업은 어렵습니다.

연구자들이 개발한 수법을 사용하면, 컴퓨터에 의한 자동 세그멘테이션을 압도적으로 빠른 속도로 처리할 수 있습니다. 「훈련을 받은 전문가라도, 발의 CT스캔 이미지를, 뼈, 골수, 건, 근육, 피부 등에 나눌 경우, 30시간이상 걸릴 경우가 있습니다. 그러나, 우리들이 개발한 수법에서는, 이 작업을 1시간이내로 완료할 수 있습니다」라고 Wyss Institute의 James Weaver박사는 진술했습니다.

연구자들은, 이번개발한 수법은 진단 결과를 보다간단하게 내서 환자가 이해하기 쉬운 의료 툴 개발에도 응용할 수 있을 것이라고 생각합니다. Weaver박사는, 「5년이내에 CT나 MRI 스캔을 한 환자가, 며칠 후에 자신의 몸 3D모델을 만들수있게 된다고 생각합니다」라고 진술했습니다.