금일 강의는 고려대학교 심장혈관흉부외과 김현구 교수님의 Novel Fluorescent Images for Pulmonary Segmentectomy in Lung Cancer 였습니다. 교수님께서는 바이오 및 뇌공학과 학생들에겐 다소 생소한 분야인 폐암 수술에 대해, 그 최초의 역사부터 발전 과정, 기존 폐암 수술의 한계점과 교수님께서 생각하시는 해결책, 실제 적용 사례 및 폐암 수술의 미래까지를 아울러 설명해주셨습니다.
먼저 과거의 폐암 수술은, 암이 있는 국소부위만을 구멍내거나 하지 않고, 매우 큰 부위를 절제하여 자르고, 이후 암을 제거하는 순으로 진행되었습니다. 이 수술법은 이후 환자에게 큰 고통을 줄 수 있어 학계에서는 어떻게하면 작게 구멍내서, 환자에게 부담을 최대한 안주는 수술을 할 수 있을까? 하는 연구를 하게 되었습니다. 이에 대해 총 두 가지 접근법을 설명해주셨는데요, 첫 번째로 Minimal Incision 입니다. Single port endoscopic surgery, Robotic signle port endoscopic surgery, Natural orifice Transluminal Endoscopic surgery 등으로 구멍을 하나만 내거나, 안내고 Robotic 기술을 이용해 수술하는 방법입니다. 그리고 두 번쨰로는, Minimal Resection 입니다. 이는 조영제를 보이게 하는 영상 시스템을 이용하는 것 입니다. 교수님께선 이렇게 두 분야의 접근법을 언급하시며, 추후에는 AI가 암을 찾아내 수술하는 시대가 올 것이라고 말씀하시기도 하셨습니다.
폐암 수술의 역사는 생각보다 짧았습니다. 병변 부위를 거의 다 뚫는 개흉수술에서, 흉강경 수술으로 바뀐지가 100년정도밖에 안되었고, 단일공 흉강경 수술로 바뀐지 약 20년, 단일공 폐암 수술이 적용된지는 약 10년정도밖에 되지 않았습니다. 실제로 교수님께선 한 20년 전까지만 하더라도, 미리 암 부위에 철사를 찔러놓고, 해당 철사를 이미징으로 보며 폐암 절제 수술을 하셨다고 하셨습니다. 짧은 기간 안에 전 세계의, 그리고 우리나라의 폐암 기술이 이렇게 혁신적으로 발전되었다는게 정말 놀라웠습니다.
암 수술 시 중요한 부분은 두 가지 입니다. 첫 번쨰로 암의 위치를 알아야하고, 두 번재로 구역을 잘 알아야 합니다. 이는 Segmentectomy 구역절제술에 대한 내용인데요, 보통 근 적외선 형광영상을 통해 수술시 이용하지만, 암을 찾기가 힘들고 또 실제 임상 수술에서는 구역을 찾기가 힘든 문제가 있었습니다. 교수님께서는 이를 해결하기 위해 크게 두 가지 양상 유도 수술 기법을 적용하셨습니다. 1) 흡입을 통한 형광조영제를 이용한 폐암 표지 및 구역 표지. 2) 각기 다른 색상으로 표지되는 형광조영제를 이용한 기술을 통한 암 위치 및 구역의 표지.
먼저 첫 번째 방법은, 폐의 특성을 이용해, 폐로 형광조영제를 흡입하게하여 암 조직 질환을 확인하는 것입니다. 이 때 정상적인 폐 부분에는 형광이 발현되게 되고, 암이 있는 부위는 가지 않게 됩니다. 이를 통해 암 부위가 이미지 상에서 negative 로 나타나게 됩니다. 또, 해당 구역에 찌른 조영제는 다른 구역으로 넘어가지 않아 특정 구역만을 밝게 밝히게 됩니다.
두 번째 방법은 서로 다른 형광 조영제를 넣는 것 입니다. 가령 암은 초록색, 구역은 파란색으로 넣는 것이지요. 이때의 문제는 그렇게까지 오래 가는 형광 조영제가 없었다는 것인데 오랜 시간 지속되는 ZW700을 발견해 활용하셨다고 이야기 해주셨습니다. 다만 우리나라에서는 아직 임상에 적용하기 위한 승인을 받지 못해 시행되지 않고 있다고 하셨습니다.
여러 질문들 중, 가장 기억에 남는 것은 어떻게하면 폐 복부쪽에 있는, 깊이있는 병변까지도 signal intensity를 올려서 확인할 수 있는가? 였습니다. 기존의 근적외선 형광조영제를 통한 signal 만으로는 확인할 수 없는 부분을, X-ray나 CT 조영제 하이브리드로 활용해 이용하는 방법을 생각중이라고 하셨지만, 역시 이는 최대 2cm 정도만 확인이 가능하여 아직까지도 폐암 수술에는 한계가 있는 것으로 생각됩니다.
폐암 수술 분야는 아는게 없었는데, 교수님께서 정말 기초지식부터 차근차근 설명해주셔서 강의를 따라가기 좋았습니다. 또 설명해주신 해결책들이 모두 교수님께서 생각하시고 연구하신 결과물들이라고 하니 놀라웠습니다. 저도 이렇게 사람들과 세상에 기여를 할 수 있는, 그런 연구를 하고 싶다는 생각을 다시금 하게 되는 인상 깊은 강의였습니다.
필기 >
Novel Fluorescent Images for Pulmonary Segmentectomy in Lung Cancer
김현구 교수님 고려대학교 심장혈관흉부외과
너무 크게 암 부위 포함해 자름 -> 작게 구멍내서 수술하고싶다.
- Minimal Incision (Single port endoscopic surgery
-> Robotic single port Endoscopic surgery
-> Natural orifice Transluminal Endoscopic Surgery (구멍 안내는)
- Minimal Resection
-> 조형제를 보이게하는 영상 시스템. AI 가 암을 찾아내 수술하는 시대가 올 것이다?
수술의 역사..
개흉수술(다 뚫기) -> 흉강경수술 (3, 4개정도 뚫기..)--1910년쯤 최초시작 -(우리나라는 2003년 최초 흉강경 폐암수술..) 진짜 얼마 안됨
단일공 흉강경 수술2000/ 2010 단일공 폐암수술(세계최초)
2012 최초 단일공 흉강경 폐암수술.
기존) 수술할때 2D 모니터 보고 하심. —> 3D 흉강경 이미징 시스템 도입..
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어떻게하면 암만 제거하고 기존의 폐를 최대한 살릴 수 있을까?
Segmentectomy ->기존 절제술보다 더 적은 부위 절제.
미국2022, 2023 → 2cm미만 초기폐암 일 경우, Segmentectomy 구역절제술 표준치료 되어가고있음.
구역절제술할때 중요한 부분… 왼쪽) 위/아래 | 오른쪽) 상/하/중엽/
엽과 엽 사이의 구역을 알고 절제해야함.
구역을 나눌때는.. 구역의 경계가 보이질 않음. 어디를 잘라내면 되는건지를 알 수가 없다. 암 위치 + 구역의 위치를 알아야 작은 구역만 자를 수 있다.
“암과 구역의 위치를 확인하는게 중요”
가시광선 -> 안보임 | 근적외선 형광영상 -> 암 &(구역?) 위치 확인가능. -> 어떻게?
임상 -> 근적외선 형광영상을가진 기기
암 : 수술 전 CT 보면서 찔러서 표시를 함. 형광조형제로…. 나중에 근적외선으로 확인가능 주사 또 주입하면 구역도 확인가능. 싹 절제해서 제거…
Q. 구역은 어떻게 확인되는거지?? 4min 지나면 경계가 없어짐. — > 오래 지속되면 좋겠다.
CT -> 마취없이 찌름(잘못찌르면 엉뚱한테 찌르게되는것) -> 수술 -> … 한번에 해결했으면 좋겟다는 니즈
수술 12시간전에 ICG 주입.. 암에 가서 머물게 됨(바인딩되어서 acc.. Signal 많이 낮음).
- 첫번째 방법
- Inhalation Fluorophore (폐의 특성.. 흡입을 이용한 폐암/ 구역구분 )
폐로 흡입하는 기구들.. 형광조형제 흡입-> 질환확인 2006년 이미 보고 ~> 가능하면 폐로만 약재가 전달되게 해서 암을 보여주면 좋겠다. Mouse 실험.. 폐에만 보임. 1시간 밝고 24 사라짐
정상폐는 다 가고. 암이 있는 부위는 안간다. Negative image 인 것. 흡입 → 암을 negative 로 암을 확인할 수 있다.
Q. 암 위치는 알았다. 그러면 구역은 어떻게 알 수 있는건데?
ICG.. 임상연구 못함. 중국 임상허가 받아서 진행..
구역절제술.
1hr
해당 구역만 형광이 보이게하고/ 그 암은 negative로 보이게…
구역기관지까지 들어가야함. 마취 이후 타겟 구역에다 (기존의) 기관지내시경 통해서형광조형제. 구역 margin/ 암만 영상이 안보임.
Q. 타겟 구역에만 어떻게 ICG가 간거지? 왜 옆에만 간거지??
Q. 어쨌든 타겟 구역이 대충 어디인지 알아야 하니까 이전에 CT는 찍겠지? 타겟 구역이 어디인지룰 대강은 알아야 ICG를 넣는데… CT 만으로 해당 구역에 넣을 수있는건가? 실수로 잘못넣으면 …
Q.ICG를 주입하면 바인딩되어 암에가서 머무는데… 왜 두번째 폐로 흡입하게하는 형광조형제는 다른가? —> 다른 조형제 사용하는것?
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2. 2번째 방법
첫번째 방법에선 1시간 걸린다매. ZW700 vs ICG는 왜 또 ..
서로 다른 형광 조형제를 넣는다… 암-> 초록색 / 다른색상 -> 구역
신경+암 → 다른색깔로.
오랜시간 지속되는 ZW700 넣기.
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흡입 → 임상가능성높으나 같은색깔이라 혼동가능 쉽게사용가능 (아까는 안됐다매 )
두가지 조형제 → 아직임상들어오려면 .. 승인
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Q. 흡입하여 형광 조영제를 넣는 방법에서, 장점 중 하나가 미리 CT를 찍거나 형광조형제 주입을 하지 않아도 된다는 것이었는데, 나중에 특정 구역에 기관지내시경을 넣어서 ICG를 넣게 되려면 어짜피 CT를 찍어야 하지 않나.. 그러면 수술 중 CT 확인?
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Q. 흡입하여 형광 조영제를 넣는 방법에서, 암에는 퍼지지않아 어둡게 보이지 않는다는것은 그럴 수 있다는 생각이 드는데,, 어떻게 타겟하는 구역에만 어떻게 (조형제)ICG가 퍼지는지 궁금합니다. 어떠한 바이오마커를 ICG에 붙여서 타겟 구역에만 퍼지게 하는건지, 그렇다면 타겟하는 구역마다 다른 바이오마커를 붙일 필요가 있는지?
또한 이제는 암 수술할때 2D 가 아닌, 3D 흉강경 이미징이 도입되었다고 하는데, 거기에서도 형광 색상들이 적용되어 보이는것인지
=========> 그러면 암 위치 확인하고 거기에만 찔러서 넣어주면 알아서 구역으로 퍼지긴 하겠다
또 대강의 암 위치를 3D상에서 알아야하니 어짜피 수술 이전에 CT를 찍어야하는지
(간암의 경계면으로 보인다.. 간암.. 구역절제술.
또,
또 형광조영제를 넣는 방법에서, 타겟 구역이 어디인지를 대강은 알아야 알 것 같은데,
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- {근적외선 형광조영제} + {X-ray/CT 조영제} 하이브리드
- 깊이있는 곳 (maximum, 2cm) 을 볼 수 있는 조영제 활용