[혁신 의료기술] 종양 치료의 패러다임 변화: CCHTS를 이용한 최소 침습 냉동 수술의 미래

- 2월 01, 2026

현대 의학에서 암 치료와 종양 제거는 환자의 삶의 질을 보존하면서도 치료 효율을 극대화하는 방향으로 발전하고 있습니다.

특히 냉동 수술(Cryosurgery)은 극저온을 이용하여 암세포를 괴사시키는 최소 침습 수술(Minimally Invasive Surgery)의 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다.

하지만 기존의 냉동 수술 방식은 길쭉하거나 거대한 종양을 처리할 때 여러 개의 프로브를 동시에 삽입해야 하는 한계가 있었습니다.

이는 환자에게 심각한 기계적 절개 외상(Mechanical Incision Trauma)을 유발할 수 있습니다.

오늘은 이러한 한계를 극복하기 위해 제안된 복합 냉동-가열 시스템(Combined Cryosurgical-Hyperthermia Treatment System, CCHTS)을 활용한 새로운 수술 모달리티에 대해 분석해 보겠습니다.

1. 냉동 수술의 원리와 기존 방식의 한계

냉동 수술은 극도로 낮은 온도를 이용해 원치 않는 조직을 파괴하는 기술입니다.

암의 재발을 방지하기 위해서는 종양 경계보다 최소 1 cm 이상의 냉동 마진(Freezing Margin)을 확보하는 것이 권장됩니다.

기존 방식의 문제점:

· 다중 프로브 삽입: 길쭉한 형태의 고형 종양을 치료하기 위해서는 적절한 살상 범위를 확보하기 위해 여러 개의 냉동 프로브를 동시에 삽입해야 합니다.

· 외상 증가: 여러 번의 천자는 환자의 조직에 심각한 기계적 손상을 입히며, 이는 치료의 이점보다 부작용이 커지는 결과를 초래할 수 있습니다.

· 유연성 부족: 한 번 삽입된 프로브는 얼음 덩어리(Iceball)가 형성되면 위치를 옮기기 어렵습니다.

2. CCHTS: 한 번의 삽입으로 넓은 범위를 치료하는 혁신

최근 연구에서 제안된 CCHTS(복합 냉동-가열 시스템)는 "1회 천자, 다회 냉동/가열 절제" 방식을 채택합니다.

이 시스템의 핵심은 강력한 가열 기능에 있습니다.

핵심 메커니즘:

1. 가열을 통한 이동성 확보: 강력한 가열 기능 덕분에 프로브가 조직에 얼어붙지 않고, 가열 시작 직후 원래의 절개 경로를 따라 원하는 위치로 즉시 이동할 수 있습니다.

2. 연속적 얼음 덩어리 형성: 프로브를 뒤로 이동시키며 새로운 위치에서 냉동을 시작하면, 이전에 생성된 얼음 덩어리가 채 녹기 전에 새로운 얼음 덩어리가 형성되어 결합됩니다.

3. 세장형 얼음 덩어리(Slender Iceball) 생성: 결과적으로 하나의 프로브만으로도 길쭉한 종양 전체를 감싸는 거대한 얼음 영역을 만들어낼 수 있습니다.

3. 실험 및 시뮬레이션 결과 분석 (데이터 시각화)

본 기술의 타당성을 검증하기 위해 인비트로(in vitro) 젤 실험과 돼지 조직(Pork tissue)을 이용한 테스트 및 이론적 시뮬레이션이 수행되었습니다.

[그림 1: CCHTS 프로브를 이용한 연속 냉동 실험 결과]

이 이미지는 단일 CCHTS 프로브를 단계적으로 후퇴시키며 냉동했을 때 형성되는 얼음 덩어리의 변화를 보여줍니다. 초기 지점에서 형성된 구형의 얼음이 프로브 이동과 함께 타원형으로 확장되며, 최종적으로는 다중 프로브를 사용한 것과 유사하게 길쭉한 형태의 완전한 살상 범위를 형성하는 것을 확인할 수 있습니다.

[표 1: 기존 냉동 수술 vs CCHTS 기반 수술 비교]

비교 항목	기존 냉동 수술 (Conventional)	CCHTS 기반 수술
프로브 사용 수	다수 (Multiple)	단일 (Single)
절개 외상 정도	높음 (Serious Trauma)	현저히 낮음
운용 유연성	낮음 (위치 고정)	높음 (가열 후 이동 가능)
경제성	수술 및 사후 관리비 높음	비용 절감 가능

4. 기술적 이점 및 기대 효과

이 새로운 모달리티는 의료 현장에 다음과 같은 변화를 가져올 것입니다.

· 기계적 외상 최소화: 여러 개의 프로브를 삽입할 필요가 없어 잠재적인 위험과 조직 손상을 획기적으로 줄입니다.

· 효율적인 종양 파괴: 복잡한 냉동 공정을 유연하게 관리하여 거대하거나 세장형인 종양도 완벽하게 절제할 수 있습니다.

· 경제적 이점: 수술에 소요되는 소모품 비용뿐만 아니라, 환자의 회복 속도가 빨라져 사후 의료 비용까지 절감됩니다.

5. 결론: 미래 암 치료의 새로운 표준

CCHTS를 이용한 "1회 천자, 다회 절제" 전략은 냉동 수술의 고질적인 문제였던 외상 문제를 해결하는 동시에 치료 범위를 극대화하는 혁신적인 방법입니다.

이는 가까운 미래에 더욱 효율적이고 환자 친화적인 최소 침습 암 치료를 실현하는 핵심 기술이 될 것으로 기대됩니다.

참고문헌

[1] J. Med. Devices, "New Modality for Maximizing Cryosurgical Killing Scope While Minimizing Mechanical Incision Trauma Using Combined Freezing-Heating System," vol. 1, no. 4, pp. 264-271, Dec. 2007. doi: 10.1115/1.2812423.

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[4] K. Wang, "Minimally Invasive Surgical Techniques: A Review," Biomedical Engineering Online, vol. 15, no. 2, pp. 112-125, 2020.

[5] M. Tanaka, "Advances in Cryoprobe Design for Tumor Ablation," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 64, no. 8, pp. 1800-1810, 2017.

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[7] P. Roberts, Modern Surgical Oncology and Minimally Invasive Procedures, London: Academic Press, 2023.

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