전통적으로 의료 교육은 도제식으로 동물이나 해부용 시신을 이용하여 수술 및 시술에 관한 기술을 전수하였지만, 국내 의대는 해부용 시신 기증이 부족하며 동물실험 또한 점차 윤리적인 문제가 발생하고 있다. 최근 환자들의 의료 기술에 관한 관심이 증가하면서 자신의 치료에 비숙련 의대생의 참관이나 인턴 또는 레지던트가 진행하는 시술을 거부하는 사례도 있다. 따라서, 윤리적인 문제가 발생하지 않으며 의료진 교육 실습을 위하여 인체를 모사한 모형을 활용하여 시술 및 수술을 실습할 수 있는 시뮬레이터의 필요성이 증가하고 있다. 그러므로 기존 컴퓨터 수치 제어(Computerized Numerical Control, CNC) 가공 및 딥 코팅, 주조 방법 등으로 제작되는 실리콘 혈관 팬텀은 국내기업에서 제작되고 있지 않고 중국, 캐나다, 미국, 일본 등 해외수입에 매우 의존적인 경향성을 나타낸다. 결론적으로 이 연구의 목표는 국내 기술력으로 3D 프린팅과 노즐 분사 시스템을 활용하여 실리콘 대동맥을 제작하고 심혈류 모사 시뮬레이션 시스템을 개발하여 정확성을 위해 도립현미경 및 컴퓨터 단층 촬영(CT)를 통하여 코팅된 실리콘의 두께와 형상의 정량화 및 검토하고 자기공명영상(4D Flow MRI)을 활용하여 맥동량을 심혈류를 모사하여 동물이나 해부용 시신의 대체제가 될 수 있는지에 대한 평가를 진행하였다. 실험은 노즐에 공급되는 공기 압력과 실리콘이 저장된 가압 탱크에 공급되는 공기 압력의 최적점인 0.06MPa, 20psi에서 분사되었으며, 3D Polydimethylsiloxane(PVA) 모델의 축 이동 및 회전은 10mm/s, 왕복 축 이동 후 45도로 회전의 행정으로 전체적인 실리콘 두께가 일정하게 제작되었다. 이 결과를 통해 환자의 데이터를 확보하여 실험을 진행하게 되면 의료진 교육 활용도가 높아지고, 시술 혹은 수술 전후를 체외 진단장치로 사용될 수 있으므로 보인다.
Traditionally, medical education has transferred surgical and surgical techniques using animals or anatomical bodies as apprenticeships, but domestic medical schools lack donation of anatomical bodies, and animal testing is also gradually causing ethical problems. Recently, as patients'' interest in medical technology has increased, there are cases of refusing to observe unskilled medical students or perform procedures conducted by interns or residents in their treatment. Therefore, there is no ethical problem, and the need for a simulator that can practice procedures and surgery using a model that simulates the human body for training medical staff is increasing. Therefore, silicone vessel phantom, which is produced by dipping and casting methods, which are indispensable for existing CNC processing and manpower, is not produced in Korea, and tends to be very dependent on overseas imports such as China, Canada, the United States, and Japan. In conclusion, the goal of this study was to develop a silicone aorta using 3D printing and nozzle injection system, develop a cardiovascular simulation system, quantify and examine the thickness and shape of stacked silicone through electron microscope and CT (computer tomography), and evaluate pulsation using 4D Flow MRI. The experiment was sprayed at 0.06 MPa, 20 psi, the optimum point of air pressure supplied to the nozzle and air pressure supplied to the pressurized tank stored in silicone, and the overall silicone thickness was made constant by rotation of the 3D PVA model at 10 mm/s and 45 degrees after reciprocating axis movement. Through these results, securing patient data and conducting experiments increases the utilization of medical staff education, and it seems that it can be used as an in vitro diagnostic device before and after the procedure or surgery.
Ⅰ. 서론 11. 연구 배경 11) 의료 교육 윤리적 문제 12) 기존 임상 혈관 제작 방법 1(1) CNC 가공 1(2) 딥 코팅, 주조 기법 22. 연구 필요성 21) 의료 시술 교육 한계 22) 선행 연구 33. 연구 목적 41) 연구 가설 42) 연구 활용 4Ⅱ. 연구 방법 51. 실험 구성 및 방법 51) 실험 구성 5(1) 실리콘 분사 시스템 5(2) 심혈류 모사 펌프 72) 실험 방법 8(1) 실리콘 분사 시스템 8(2) 심혈류 시뮬레이터 92. 혈관 모델 측정 91) 도립현미경 92) 컴퓨터 단층 촬영 10Ⅲ. 연구 결과 121. 분사 조건 정량화 122. 혈관 팬텀 측정 정확성 및 에러 153. 심혈류 모사 펌프 정확성 194. 심혈류 시뮬레이터 검증 21Ⅳ. 결과분석 221. 분사 조건 결과 분석 222. 혈관 팬텀 정확성 및 에러 결과 분석 223. 심혈류 모사 펌프 결과 분석 224. 심혈류 시뮬레이터 결과 분석 235. 결과의 연관성 236. 연구의 한계점 23Ⅴ. 결론 25참고문헌 26Abstract 27