※ 자료 : 한국과학기술정보연구원 심영일 전문연구위원(apsim@reseat.re.kr)
※ 출처 : 獨立行政法人 新エネルギ·産業技術總合開發機構, “未來型醫療を實現する小型手術用ロボティックシステムの硏究開發”, 「NEDO基本契約成果報告書(日本)」, 2007, pp.1~147
미래형 의료 수술용 로보틱 시스템
2005년 도입된 로봇 수술이 불과 1년 6개월 만에 대중화의 길로 접어들었다. 2005년 7월 국내 최초로 연세의대 세브란스병원이 도입한 지 1년 만에 로봇수술 100례를 넘어선 데 이어, 6개월 만에 다시 100례를 추가해 단 18개월 만에 200례를 돌파했다. 수술 이용자가 단시간에 급증하고 있는 것이다. 수술용 로보틱 시스템의 미래형 의료를 예측할 수 있는 현상이다.
이에 본 내용에서는 RESEAT에서 공개한 ‘NEDO기본계약성과보고서’에 소개된 미래형 의료수술용 로봇시스템을 살펴보도록 하겠다. <편집자 주>
1. 머리말
의료기술의 발달은 환자들로 하여금 의료기관의 선별 및 치료방법에 대해서도 선택의 폭이 넓어지고 있다.
저침습(低侵襲) 치료의 보급이 확산되고 있고 외과 수술 기술은 크게 절개하던 수술에서 내시경에 의한 수술로 이행이 가속화되고 있다.
내시경에 의한 수술은 한정된 시야와 수술 공간에서 손재주 및 적응의 제약을 받게 되어 시술하는 사람에게 스트레스를 증대시켜주는 문제가 있다.
이러한 제한을 없애고 종래의 손재주만으로는 곤란한 질환·부위의 수술을 정도 높게 할 목적으로 수술지원 로봇이 임상 응용되고 있다.
현재 임상 응용되고 있는 수술지원 로봇은 범용성이 없고, 적응 질환의 제한도 많다. 또한 이러한 로봇은 일본에서도 아직까지는 모두 수입에 의존하고 있다.
로봇 기술에서 첨단적인 위치에 있다고 자부하는 일본이 기술력을 발휘하여 우수한 수술지원 로봇을 개발한다면 세계시장을 석권할 것이다.
수술용 로봇이 실용화하게 되면 그에 따른 요소기술 개발도 활발해져서 장래의 의료개발에 많은 공헌을 하게 될 것이다. 따라서 원격의료 등의 실현으로 의료의 질적 향상은 물론 지역 간의 시설 격차도 시정될 것이라고 본다.
2. 연구의 목적
현재 사용되고 있는 임상용 수술지원 로봇은 거대해서 범용성이 없다.
화상 유도 시스템을 갖고 있지도 않아 겸자(鉗子) 기능에도 제한이 있어 일반 수술에 보급되기가 어렵다.
본 시험연구는 앞으로 저침습 치료가 점점 보급됨에 따라 이를 보다 안전하게 시행하기 위하여 범용성이 높고 소형 경량화 된 소형 수술용 매니퓰레이터(Manipulator) 장치와 실시간(Real time)으로 생체정보를 취득할 수 있는 수술실 환경 시스템의 개발을 목적으로 하였다.
이로 인해 보다 안전하고 확실한 저침습 수술이 가능해지고 종래 곤란하였던 치료가 가능하게 된다.
또한 소형화해짐에 따라 보다 널리 첨단의료를 보급하게 되었고 지역 의료 격차를 시정함은 물론 입원 일수의 단축이나 조기회복에 의한 경제적인 의료에도 많은 효과를 기대할 수 있게 되었다.
저침습 치료가 보급되면서 이를 안전하고 확실하게 시행하기 위한 시스템이 필요하게 되었다.
본 내용에서는 일본의 Hitachi제작소의 수술용 매니퓰레이터 기술과 Hitachi Medico의 수술 중의 모니터링 기술과 Mizuho의과공업의 수술대 기술을 활용해서 지금까지 내시경에서는 직접 볼 수 없었던 혈관 내의 주행, 임파절을 포함한 병변의 전이·절제 잔유물의 유무 등을 MRI에 의해서 확인하면서 진행하는 수술을 지원하는 시스템을 개발하였다.
3. 소형 수술용 매니퓰레이터 장치의 연구
진단장치인 MRI 내에서 작동 가능한 소형의 수술지원 매니퓰레이터 장치의 개발을 실현하기 위해서는 MRI에서 나오는 고자장 속에서 상호간섭 없이 동작하는 것이 필수 조건이다.
그 밖에 수술 현장의 환경 내에서 종래의 수술방법에 익숙한 시술자, 조수, 현장 스텝 등이 위화감 없이 이용할 수 있어야 한다.
실제로 매니퓰레이터를 사용해서 수술할 때의 유스 케이스(Use Case)를 시뮬레이션을 통하여 규격을 검토하였다.
매니퓰레이터를 사용하고 MRI 화상유도에 의한 복강경을 사용하여 라디오 파열 응고법수술을 상정하여 31단계의 수술 과정을 정리하였다.
-(2)에 계속-
