Artec Eva를 사용하여 Covid-19 의료 훈련을 위한 초현실적인 인체 모형 제작

글: Loretta Marie Perera

과제: 호흡기 관리가 필요한 Covid-19 환자가 밀어닥칠 경우를 대비해 초현실적 신체 사용하기.

솔루션: Artec Eva, Artec Studio, 라이프 캐스팅(life-casting), 조각, 주형

결과: 영국과 전 세계에서 수천 개의 실물 같은 인체 모형이 의료 훈련에 사용되고 있습니다.

라이프캐스트 신체 시뮬레이션(Lifecast BodySim)이 처음 시작되었을 때, 그들은 영화 산업에 아주 실제적인 신체는 대부분 실제 사람과 구별하기 힘들다는 이정표를 전했습니다

런던의 Elstree Studios에 있는 이 팀은 위험한 전쟁 장면부터 특수 효과, 초자연적인 모든 것에 이르기까지 Black Hawk Down, Saving Private Ryan, Fast and Furious 시리즈 등을 포함한 블록버스터 히트작 및 대규모 프로덕션에 참여했습니다. 그러나 몇 년 동안 영화 제작을 위해 시체를 공급한 후 다른 것을 염두에 둔 두 명의 의료 종사자가 이 팀에 접근했습니다. 그것은 의료 훈련이었습니다.

호흡기 시스템은 폐 기능을 모사하는 카테터가 장착된 마네킹에서 테스트합니다. (사진 제공: 인스타그램의 @Lifecastbodysim)

"Dave와 Rob은 전 세계와 전쟁터에서 근무한 두 명의 유명한 긴급 의료원입니다. 그들이 우리에게 와서 ‘우리는 이 초현실적인 신체를 사용하여 훈련할 수 있습니다’라고 말했습니다”라고  대부분 사람에게 Schoony로 알려진 영국의 예술가이자 조각가인 Tristan Schoonraad는 말합니다. 영화, TV 및 예술 분야에서 주로 주형 작업, 3D 스캐닝 및 프린팅 솔루션을 제공하는 Life3d Studios와의 작업 외에도 Schoony는 공동 창업자이자 크리에이티브 디렉터인 아버지 John Schoonraad와 함께 Lifecast BodySim의 이사로도 활동하고 있습니다.

세계적 유행병이 시작되기 전에 Lifecast BodySim은 이미 업계에 관여했습니다. John Schoonraad는 “우리는 몇 년 동안 의료 활동을 해왔습니다. 최근에 이에 더 많은 관심이 있었으며, 우리의 사업 유형에 있어 우리는 유일한 사람들입니다"라고 말합니다.

영국이 Covid-19 전염병의 봉쇄 단계에 들어가기 2주 전인 3월 23일, Lifecast BodySim은 영국의 Covid-19에 대한 대응의 일환으로 설립된 중환자 관리 임시 병원인 NHS 나이팅게일 병원에 의학 용어로 알려진 5개의 신체 또는 마네킹을 기증했습니다.

처음에 2,000명의 영국 의료진은 호흡기 합병증 및 호흡 곤란과 같은 Covid-19 관련 질병에 대한 이러한 마네킹으로 교육을 받았습니다. 이는 인공호흡기, 산소 호흡기 및 인큐베이터와 연계된 작업에 대한 훈련에 중점을 두었습니다.

현실적인 인체 모형은 Covid-19 테스트, 호흡기 질환 등과 관련된 훈련에 사용됩니다.

비상 상황과 Covid-19가 전 세계 의료 시설에 가져왔던 혼란 속에서 정확성과 정밀성이 중요합니다. John Schoonraad는 “이러한 절차를 잘못 수행하면 큰 피해를 입을 수 있습니다. 실리콘으로 된 신체에서 작업해 보면 실제 신체를 대할 때 처음과 같지 않습니다. 이미 해본 적이 있기 때문입니다”라고 말합니다.

신체가 초현실적이게 하려면 이러한 마네킹을 만드는 과정이 세부적이고 철저해야 합니다. 특히 사람 머리의 디테일을 캡처하고 재현하려면 Artec Eva의 디테일에 대한 기능이 필수적입니다.

질감이 있고 정확한 3D 모형을 만드는 데 특화된 구조광 3D 스캐너인 Artec Eva는 오토바이 배기 시스템, 건설 장비 또는 이 경우 인체와 같은 중형 물체에 이상적입니다. Eva는 사람의 눈을 포함한 모든 표면에 안전하게 사용할 수 있어 빠르고 정밀하며 매우 정확합니다.

수 세기 동안, 라이프 캐스팅이라고 알려진 프로세스는 주형 및 주조를 통해 살아있는 인체의 3D 복제본을 만드는 데 사용되었습니다. 오늘날에도 그것은 여전히 영화 및 디자인 산업에서 사용되고 있으며, 건조 해조류를 페이스트로 만들어 주형을 만들기 위해 적용하는 기술을 포함하고 있습니다. Schoonraad는 머리는 주형을 제작하는 데 20분이면 되고 이후 준비하고 많은 작업을 하는데 몇 시간이면 될 것으로 예측했습니다. 통틀어, 스캐닝하는 데는 몇 분밖에 걸리지 않지만, 전신은 처음부터 끝까지 최소한 3시간이 걸립니다.

프린팅 및 조각 과정을 건너뛰어 현재 친숙한 이점이 있는 라이프 캐스팅은 신체에서 직접 제작한 주형에 디테일을 캡처할 수 있지만, 업계는 부분적으로 또는 전체적으로 상당히 3D 스캐닝으로 이동하고 있습니다.

Lifecast BodySim에서 라이프 캐스팅은 Artec Eva와 병행하여 사용하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 머리에는 Artec Eva를 사용하고 신체의 나머지 부분에는 라이프 캐스팅을 사용합니다. Eva를 사용하면 특히 라이프 캐스팅 과정 자체를 어렵게 생각할 수 있는 노인과 작업할 때 몇 가지 분명한 이점을 보여줍니다.

John Schoonraad는 “사람들을 스캔할 훨씬 현실적인 인상을 받습니다. 예를 들어, 라이프 캐스팅과 달리 눈을 뜨고 있을 있습니다”라고 말합니다. 3D 스캐닝의 또 다른 이점은 스캔 도중 중간에 “와우, 저런 모습이 싫습니다”라고 생각할 경우 속도를 통해 재스캔으로 필요한 얼굴 표정이나 신체 위치를 캡처할 수 있다는 것입니다. Schoonraad는 웃습니다.

그는 "라이프 캐스팅되는 것은 세상에서 가장 유쾌한 것은 아니지만, 스캐닝 과정은 매우 빠르고 쉽고 정확합니다. 스캔을 하면 동안만 팔을 펴고 있으면 됩니다. 호텔, 스튜디오 어디에서나 있습니다. 스캐닝이 좋은 방법입니다”라고 말합니다.

사람을 스캔한 후에는 데이터를 Artec Studio에서 처리한 후 프린팅합니다. John Schoonraad는 “그런 다음 이들 프린트물을 가져와 조각으로 다듬고 주형을 제작합니다”라고 말합니다. 이 단계에서는 Monster Clay(가소성이 높고 고유한 탄성을 지닌 가단성 점토)를 사용하여 주름과 같은 세밀한 부분을 추가할 수 있습니다. 이 주형에 실리콘을 사용하여 초현실적 신체를 만들어 냅니다.

더욱더 초현실적으로 만들기 위한 마무리 작업 중 하나는 마네킹에 실제 머리카락을 사용하는 것입니다. 과정의 이 부분은 전문 헤어 스타일리스트이자 Tristan Schoonraad의 아내인 Gracie Schoonraad가 수행합니다.

 “신체가 완전히 만들어지면 사람과 야크의 머리카락을 말 그대로 찍어 넣습니다”라고 머리, 속눈썹 및 눈썹을 위해 가닥으로 머리카락을 꿰매거나 코바늘로 뜨거나 실코를 거는 Gracie는 말합니다. John Schoonraad는 “현실적인 것을 만드는 것은 매우 어렵습니다. 머리카락과 실제 머리카락을 추가하자마자 실제와 같은 것이 만들어집니다.

그리고 이 인체 모형들은 놀랍도록 현실적인 모습보다 훨씬 더 깊어집니다. 이들은 맥박 측정과 호흡 시뮬레이션을 포함하는 호흡 기능과 내부 기능을 갖도록 만들 수 있는 수준으로 진화했습니다. 또한, 인체 모형 하나하나에는 목구멍에 카메라가 있습니다”라고 그는 말합니다. 이것은 삽관 훈련에 사용되어 의료진이 올바른 튜브를 목구멍으로 넣는 것을 연습할 수 있습니다. "인체 모형 중 하나의 목구멍을 보면 마치 실제 사람의 목구멍처럼 보입니다."

3D 스캐닝은 내부 장기를 포함하여 마네킹의 구성 요소를 디지털로 조립하고 테스트하여 아직 제작되지 않은 조각의 디지털 프로토타입을 만들거나 늑골과 같이 성형하기 어려운 부분을 스캔 및 인쇄하는 데 사용되었습니다.

스캔은 종종 내부 장기의 정확한 복제본을 만드는 데 사용됩니다. (이미지 제공: Life3D Studios)

Life3D Studios의 Jasper Turner는 “여기에 보이는 늑골은 특정 마네킹에서 시뮬레이션된 초음파를 수행할 수 있는 기술을 기반으로 합니다. 갈비뼈 반쪽으로만 된 기존 범위의 디자인과 일치해야 했습니다”라고 말합니다. 스캐닝과 미러링을 사용하여 기존 기술과 디자인의 정확한 복제를 통합하였습니다. 그런 다음 완전한 세트를 실리콘 마네킹에 내장하였습니다.

불과 3년 전 시작할 때부터 Lifecast BodySim은 전 세계로 고객층을 확장하였습니다. John Schoonraad는 “우리의 인체 모형을 가진 사람들은 인도, 호주, 독일, 프랑스, 사우디아라비아에 있습니다. 전 세계에 걸쳐 있습니다”라고 말합니다. 미국의 의료 종사자를 충족시키기 위해 플로리다에 제조 센터도 개설되었습니다. 이상적으로 일주일에 한 개의 신체를 만들지만, 스튜디오에서 다양한 신체를 동시에 작업하고 Covid-19 규정을 준수하는 축소 작업을 통해 매월 15개 이상의 마네킹을 만듭니다.

주형을 통해 만들어진 실리콘 마네킹은 머리카락, 주름 및 시뮬레이션된 신체 기능 등 세부적인 부분을 갖춰 매우 사실적입니다. (사진 제공: Life3D Studios)

Patrick Thorn 3D의 Patrick Thorn은 오늘날 세상에서 이 작업의 가치와 중요성을 인식하고 있습니다. 그는 “수년 동안 부분적인 신체, 기관, 골격 등만 있었습니다. 그러나 이제 규칙과 규정이 더욱 엄격해짐에 따라 의료인에게는 어느 때보다 현실적인 훈련 보조 도구가 필요합니다. 라이프 3D 기술은 느낌이 있는 완전하고 부분적인 모형에서 가장 현실적인 훈련 보조 도구를 제공합니다”라고 말합니다.

그리고 이 세계적 유행병 시기에 있어 Lifecast BodySim의 작업은 특히 중요합니다.

Thorn은 “Covid-19를 겪는 이 생소한 시기에 사람들이 일선에서 일하는 사람들을 보호하기 위해 창작물을 제작하면서 3D 스캐닝 기술을 사고 사용하는 것은 놀라운 일입니다”라고 말합니다.

세계적 유행병 시기에 3D 기술을 사용하는 것은 많은 사람들에게 놀라운 일이지만 John Schoonraad는 놀라지 않습니다. 그는 “3D 기술에 관해서는, 저는 이것이 오리라는 것을 오랫동안 알고 있었습니다. 우리는 Artec 스캐닝 소프트웨어 및 하드웨어를 받아들였으며, 우리가 실제로 얻은 것은 실제로 우리에게 도움이 됩니다. 우리는 항상 조금 앞서려는 노력에 자부심을 가지고 있습니다.

우리는 지금 수박 겉핥기를 하고 있을 뿐입니다"라고 말합니다.

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