갑상선암과 로봇수술

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 갑상선암과 로봇수술

RobotDoc

로봇이 외과기계로 임상에 처음 적용된 것은 1992년 인공 고관절 수술에서 였습니다. 미국에서 개발한 ‘로봇닥’이라는 기구로, 컴퓨터에서 입력된 환자의 뼈와 인공관절의 해부학 상태에 대한 자료를 분석하여 인공관절을 삽입할 부위를 로봇으로 가공함으로써 수작업에 비해 시간을 단축하고 정확성을 높여주는 장비입니다. 일반적인 고관절 수술시 쓰이는 끌과 망치 대신에 로봇을 이용해 사람의 뼈를 정밀하게 깎아내는 역할을 합니다.

로봇닥은 미국의 정형외과 의사인 Bargar가 IBM의 재정적인 도움을 받아 캘리포니아 대학과 팀을 이루어 고관절전 치환 수술용 로봇을 개발하였으며, 보조물과 뼈의 접촉률이 수작업일 때와 비교할 수 없을 정도의 높은 접촉률을 얻게 되었습니다. 하지만 로봇닥을 제조하던 미국의 업체가 부채에 시달리면서 인수합병시장에 나오게 되는 어려운 상황을 맞게 되었습니다. 현재는 국내의 한 중소기업이 2007년 원천기술 특허 인수에 성공하게 됩니다. 그 이후 2008년 미 FDA승인을 받게 되면서 뒤쳐져 있던 국내 의료로봇산업에 큰 동력원이 되었습니다.

▲ 로봇닥

Aesop & Zeus

로봇닥 이후 1994년엔 ‘이솝’이라는 복강경 수술에 사용되는 로봇이 개발되었습니다. 이솝은 복강경 수술시 보조의사의 역할을 대신하여 주는 로봇으로 단순한 1개의 로봇팔에 카메라를 연결한 후 카메라의 위치를 시술자의 명령에 따라 좌우 혹은 상하 조절을 하는 로봇입니다. 이는 시술자와 보조의사간의 잘못된 의사전달로 인한 수술시간의 지연이나 보조의사의 피로도에 따른 사고 위험성을 줄이는데 커다란 도움이 되는 로봇입니다.

의료비 중 인건비의 비중이 매우 큰 미국에서는 의료비 절감과 내구성, 안전성이 우수해 이미 10만회 이상의 수술에서 사용하고 있으며 후에 개발된 Zeus 로봇수술 시스템의 기초가 되었습니다. 국내에서도 1996년 연세대 세브란스병원에서 처음으로 보조 수술자 없이 복강경 카메라 조정로봇인 이솝의 도움으로 복강경 담낭절제술을 성공적으로 실시하게 되었습니다.

그 후 우리나라에는 7대 정도의 이솝이 도입되어 사용되고 있으나 외국에 비해 생각보다 많은 도입이 이루어지지는 않았습니다. 그 까닭은 의료비 중 인건비가 차지하는 비중이 큰 외국의 경우 이 로봇을 사용할수록 의료비가 절감되지만, 우리나라의 경우 인건비의 비중이 적기 때문에 단지 인간을 대신하는 값비싼 의료기기를 도입할 필요성이 적기 때문이라고 합니다. 이후 원격수술용 로봇인 Zeus가 개발되어 원격수술의 가능성을 확보 하였으나 또 다른 수술로봇 '다빈치’가 개발되면서 생산과 사용이 중단되고 말았습니다.

다빈치

앞서 소개된 ‘로봇닥’은 인공 고관절 수술 등 뼈와 관련된 수술을 담당하는 로봇이었습니다. 이후 나온 이솝의 경우 로봇수술이라기 보다는 단순히 수술시 카메라 조절만을 도와주는 로봇이기 때문에 수술용 로봇이라는 표현을 사용합니다. 제우스의 경우 이솝에서 한 단계 더 발전을 했지만 단순히 수술기구들을 잡아주는 역할만 가능한 로봇이었기 때문에 다빈치라는 로봇이 개발 된 이후 사용이 중단되게 된 것입니다.

 

그렇다면 다빈치는 수술현장에서 어떤 역할을 하고 있을까요? 제우스의 경우 기존의 수술기구들을 의사대신 잡아주는 역할을 한다면, 다빈치의 경우 몸 안에 직접 삽입되는 로봇으로 시술자의 손처럼 움직여 마치 환부를 열고 시술자가 직접 시술하는 것과 같이 수술하는 로봇입니다. 다빈치 시스템은 로봇카트, 수술 콘솔, 그리고 복강경 부분으로 나누어 집니다. 로봇카트는 실제 수술이 이루어지는 로봇 팔 부분으로 환자의 몸 위나 옆쪽에 위치시킵니다.

카메라를 조정, 고정하는 팔이 가운데 있으며, 수술 기구가 작동하는 팔이 3개가 더 있습니다. 이 기구로 수술 콘솔에서 의사가 시행하는 동작이 전달되어 작동하게 되는 것입니다. 쉽게 말해 우리가 게임을 조종 할 때처럼 수술용 조이스틱으로 로봇 팔을 조정하여 수술하게 되는 것입니다. 수술 기구가 작동하는 팔은 시술자의 손동작을 거의 그대로 전달할 수 있게 구현되어 있습니다. 수술 콘솔에는 입체영상을 볼 수 있는 화면이 있어 의사가 로봇 조정장치 앞에 앉아서 편안히 손을 얹어 놓고 로봇을 조정하면, 그 동작이 그대로 로봇카트로 전달되어 수술 기구가 작동합니다. 다빈치는 일반적인 수술처럼 환부를 절개하지 않고 로봇 팔이 삽입될 수 있는 작은 구멍만을 뚫어 수술하기 때문에 수술 후 흉터 및 후유증에 있어서도 일반 수술방법에 비해 효과적이며, 입체 시아 하에서 마치 시술자의 손목동작과 같이 구현할 수 있어 기존의 수술에서 할 수 없었던 동작이 가능하기 때문에 힘든 동작도 쉽게 할 수가 있습니다.

지금까지 현재 사용되고 있는 로봇수술기기들에 대해 알아보았습니다. 로봇이 산업현장을 넘어 이제 의료서비스 현장에 까지 투입되어 인간을 대신하고 있는데요. 원래 수술로봇인 제우스, 다빈치는 일반병원에서 수술하기 위한 장비가 아닌 원격수술을 목표로 개발되었던 장비입니다. 산간오지 등 의료서비스가 낙후된 지역에 이 장비를 도입해 대도시의 의사가 의료 인력이 부족한 지역의 환자들을 인터넷 등의 통신기술을 활용하여, 원격으로 로봇을 조종하여 수술하는 시스템을 구현해보고자 했던 계획에서 탄생된 장비입니다.

 하지만 현재 원격수술의 기술은 수술자와 로봇 팔 간의 시간차 등 통신상의 문제로 아직까지는 상용화에는 어려움을 겪고 있습니다. 대신 일반수술에서 의사의 힘만으로 하기 힘들었던 영역을 이 로봇들이 보완해 주면서 원격수술 이외의 역할을 찾아내게 된 것입니다. 여전히 로봇을 이용한 원격수술 연구도 거듭되고 있으며, 이것이 상용화 된다면 제대로 된 의료서비스를 받기 힘든 지역의 환자, 혹은 우주공간의 우주인들까지도 치료할 수 있는 기기가 탄생되지 않을까요?

* 참고 : www.curexo.com