신경외과 수술에서 외시경 적용의 발전

 

응용수술용 현미경신경내시경은 신경외과 수술의 효율성을 크게 향상시켰지만, 장비 자체의 몇 가지 고유한 특성으로 인해 임상 적용에 여전히 한계가 있습니다. 이러한 한계를 고려할 때,수술 현미경디지털 영상 기술, 와이파이 네트워크 연결, 스크린 기술 및 광학 기술의 발전과 더불어 신경내시경을 포함한 외시경 시스템은 수술 현미경과 신경내시경을 잇는 가교 역할을 하며 등장했습니다. 외시경은 우수한 영상 품질과 수술 시야, 더 나은 인체공학적 자세, 교육 효과, 그리고 수술팀의 효율적인 협업을 가능하게 하며, 그 적용 효과는 수술 현미경과 유사합니다. 현재 문헌에서는 주로 심도, 시야, 초점 거리, 작동 방식 등 기술적·장비적 측면에서 외시경과 수술 현미경의 차이점을 다루고 있으며, 신경외과 분야에서 외시경의 구체적인 적용 사례와 수술 결과에 대한 종합적인 분석은 부족합니다. 따라서 본 논문에서는 최근 신경외과 분야에서 외시경의 적용 현황을 정리하고, 임상 현장에서의 장점과 한계를 분석하여 임상적 활용에 대한 참고자료를 제시하고자 합니다.

외시경의 역사와 발전

수술 현미경은 뛰어난 심도 조명, 고해상도 수술 시야, 입체 영상 효과를 제공하여 외과의사가 수술 부위의 심부 신경 및 혈관 조직 구조를 더욱 명확하게 관찰하고 미세 수술의 정확도를 향상시킬 수 있도록 도와줍니다. 그러나 심도 범위는 제한적입니다.수술 현미경기존 방식은 특히 고배율에서 시야가 좁고 얕다는 단점이 있습니다. 수술자는 목표 부위의 초점을 반복적으로 맞추고 각도를 조정해야 하므로 수술 흐름에 상당한 영향을 미칩니다. 또한, 수술자는 현미경 접안렌즈를 통해 관찰하고 수술해야 하므로 장시간 고정된 자세를 유지해야 하기 때문에 피로감이 쉽게 발생할 수 있습니다. 지난 수십 년간 최소 침습 수술이 급속도로 발전하면서 신경내시경 시스템은 고화질 영상, 우수한 임상 결과, 높은 환자 만족도 덕분에 신경외과에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 내시경 접근법의 좁은 통로와 통로 주변에 중요한 신경혈관 구조물이 존재한다는 점, 그리고 두개강을 확장하거나 축소할 수 없는 두개 수술의 특성 때문에 신경내시경은 주로 비강 및 구강 접근법을 통한 두개저 수술과 뇌실 수술에 사용되고 있습니다.

수술 현미경과 신경 내시경의 한계점과 디지털 영상, Wi-Fi 네트워크 연결, 스크린 기술, 광학 기술의 발전이 맞물려 외부 미러 시스템이 수술 현미경과 신경 내시경을 잇는 가교 역할을 하게 되었습니다. 신경 내시경과 마찬가지로 외부 미러 시스템은 일반적으로 원시 거울, 광원, 고화질 카메라, 디스플레이 화면, 그리고 브래킷으로 구성됩니다. 외부 미러 시스템과 신경 내시경을 구분하는 주요 구조적 특징은 직경 약 10mm, 길이 약 140mm의 원시 거울입니다. 이 거울의 렌즈는 거울 본체의 장축에 대해 0° 또는 90° 각도로 배치되며, 초점 거리는 250~750mm, 심도는 35~100mm입니다. 긴 초점 거리와 깊은 심도는 외부 미러 시스템이 신경 내시경에 비해 갖는 핵심적인 장점입니다.

소프트웨어 및 하드웨어 기술의 발전은 외측 거울, 특히 3D 외측 거울의 개발을 촉진했으며, 최근에는 3D 4K 초고화질 외측 거울까지 등장했습니다. 외측 거울 시스템은 매년 꾸준히 업데이트되고 있습니다. 소프트웨어 측면에서 외측 거울 시스템은 수술 전 자기공명 확산텐서영상(MRI)과 수술 중 내비게이션 등의 정보를 통합하여 수술 부위를 시각화함으로써 의사가 정밀하고 안전한 수술을 수행할 수 있도록 지원합니다. 하드웨어 측면에서는 혈관조영술용 5-아미노레불린산(ALA) 및 인도시아닌(IC) 필터, 공압식 암, 조절 가능한 조작 핸들, 다중 화면 출력, 더 긴 초점 거리 및 더 큰 배율을 통합하여 더욱 뛰어난 영상 효과와 수술 경험을 제공합니다.

외시경과 수술 현미경의 비교

외부 미러 시스템은 신경내시경의 외부 특징과 수술 현미경의 영상 품질을 결합하여 서로의 장단점을 보완하고 수술 현미경과 신경내시경 사이의 간극을 메웁니다. 외부 미러는 깊은 심도와 넓은 시야(수술 영역 직경 50-150mm, 심도 35-100mm)를 특징으로 하여 고배율에서 심부 수술을 위한 매우 편리한 조건을 제공합니다. 또한, 외부 미러의 초점 거리는 250-750mm에 달하여 더 긴 작업 거리를 제공하고 수술을 용이하게 합니다[7]. 외부 미러의 시각화와 관련하여 Ricciardi 등은 외부 미러와 수술 현미경을 비교하여 외부 미러가 현미경과 유사한 영상 품질, 광학 출력 및 확대 효과를 가지고 있음을 발견했습니다. 외부 거울은 미시적 관점에서 거시적 관점으로 빠르게 전환할 수 있지만, 수술 통로가 "위쪽은 좁고 아래쪽은 넓은" 형태이거나 다른 조직 구조물에 의해 가려진 경우 현미경 시야가 제한되는 경우가 많습니다. 외부 거울 시스템의 장점은 보다 인체공학적인 자세로 수술을 진행할 수 있어 현미경 접안경을 통해 수술 부위를 관찰하는 시간을 줄여 의사의 수술 피로도를 감소시킨다는 점입니다. 또한 외부 거울 시스템은 수술 과정 동안 모든 수술 참여자에게 동일한 품질의 3D 수술 영상을 제공합니다. 현미경 접안경을 통해 최대 두 명이 동시에 조작할 수 있는 반면, 외부 거울은 동일한 영상을 실시간으로 공유하여 여러 명의 외과의가 동시에 수술을 진행할 수 있도록 하고, 모든 참여자와 정보를 공유함으로써 수술 효율을 향상시킵니다. 동시에 외부 거울 시스템은 수술팀 간의 의사소통을 방해하지 않아 모든 수술진이 수술 과정에 적극적으로 참여할 수 있도록 합니다.

신경외과 수술에서의 외시경 사용

고넨 등은 56건의 신경교종 내시경 수술 사례를 보고했는데, 수술 전후 합병증(수술 부위 출혈)은 단 1건에 불과하여 발생률이 1.8%에 그쳤다. 로터문트 등은 뇌하수체 선종에 대한 경비강 경접형동 수술 239건을 ​​보고했는데, 내시경 수술에서 심각한 합병증은 발생하지 않았다. 또한, 내시경 수술과 현미경 수술 간에 수술 시간, 합병증 발생률, 절제 범위에 유의미한 차이가 없었다. 첸 등은 후비강 접근법을 통해 81건의 종양을 외과적으로 제거한 사례를 보고했는데, 수술 시간, 종양 절제 정도, 수술 후 신경 기능, 청력 등에서 내시경 수술과 현미경 수술이 유사했다. 두 수술 기법의 장단점을 비교해 보면, 외부 거울은 영상 화질, 수술 시야, 조작성, 인체공학적 측면, 수술팀 참여도 측면에서 현미경과 유사하거나 우수하지만, 입체 시각은 현미경과 유사하거나 열등한 것으로 평가된다.

신경외과 교육에서의 외시경 사용

외부 거울의 주요 장점 중 하나는 모든 수술진이 동일한 품질의 3D 수술 영상을 공유할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 수술진 모두 수술 과정에 더욱 적극적으로 참여하고, 수술 정보를 소통하고 전달하며, 수술 교육 및 지도를 용이하게 하고, 교육 참여도를 높여 교육 효과를 향상시킬 수 있습니다. 연구 결과에 따르면 수술 현미경에 비해 외부 거울의 학습 곡선이 상대적으로 짧습니다. 봉합 실습 교육에서 학생과 전공의들이 내시경과 현미경을 모두 사용하는 교육을 받았을 때, 대부분의 학생들은 내시경을 사용하는 것이 더 쉽다고 느꼈습니다. 두개경추 기형 수술 교육에서 모든 학생들은 3D 안경을 통해 3차원 해부학적 구조를 관찰함으로써 두개경추 기형 해부학에 대한 이해도를 높이고 수술에 대한 열정을 고취시키며 교육 기간을 단축할 수 있었습니다.

시야

외부 미러 시스템은 현미경 및 신경내시경에 비해 응용 분야에서 상당한 발전을 이루었지만, 여전히 한계점도 존재합니다. 초기 2D 외부 미러의 가장 큰 단점은 심부 구조 확대 시 입체시가 부족하여 수술 및 집도의의 판단에 영향을 미친다는 점이었습니다. 새로운 3D 외부 미러는 입체시 부족 문제를 개선했지만, 드물게 편광 안경을 장시간 착용할 경우 두통이나 메스꺼움과 같은 불편함을 유발할 수 있어 향후 기술 개선의 주요 과제입니다. 또한, 내시경 두개 수술에서는 일부 종양의 경우 형광 유도 시각 절제가 필요하거나 수술 시야 조명이 충분하지 않아 수술 중 현미경으로 전환해야 하는 경우가 있습니다. 특수 필터가 장착된 고가의 형광 내시경은 종양 절제술에 아직 널리 사용되지 못하고 있습니다. 수술 중 보조자는 집도의의 반대편에 서서 때때로 회전하는 디스플레이 이미지를 보게 됩니다. 두 개 이상의 3D 디스플레이를 사용하면 수술 이미지 정보가 소프트웨어로 처리되어 보조자 화면에 180° 회전된 형태로 표시되므로 이미지 회전 문제를 효과적으로 해결하고 보조자가 수술 과정에 더욱 편리하게 참여할 수 있습니다.

요약하자면, 신경외과에서 내시경 시스템의 사용이 증가함에 따라 신경외과 수술 중 시각화에 새로운 시대가 열리고 있습니다. 수술 현미경과 비교했을 때, 외부 거울을 이용한 내시경은 더 나은 화질과 수술 시야를 제공하고, 수술 중 인체공학적 자세를 유지할 수 있도록 하며, 교육 효과를 높이고, 수술팀의 참여를 더욱 효율적으로 유도하면서도 수술 결과는 유사합니다. 따라서 대부분의 일반적인 두개골 및 척추 수술에서 내시경은 안전하고 효과적인 새로운 선택지가 될 수 있습니다. 기술의 발전과 개발에 따라 더 많은 수술 중 시각화 도구가 수술을 지원하여 수술 합병증을 줄이고 예후를 개선할 수 있을 것입니다.