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토종 로봇 이용한 뇌수술 현장… 4mm 로봇팔로 종양 제거 척척 목록

조회 : 2453 | 2014-11-27

미세수술로봇을 콧속으로 집어넣어 시상하부 인간 종양제거 시뮬레이션을 수행한 김선호 연세대 의과대 신경외과 교수 - 이우상 기자 idol@donga.com 제공
미세수술로봇을 콧속으로 집어넣어 시상하부 인간 종양제거 시뮬레이션을 수행한 김선호 연세대 의과대 신경외과 교수 - 이우상 기자 idol@donga.com 제공

 

가느다란 내시경과 수술용집게(겸자)가 달린 로봇팔이 사람의 콧속으로 사라졌다. 수술대에 누운 환자는 살아있는 사람이 아닌 커대버(수술실습용 시신). 뇌 깊숙한 곳에 위치한 시상하부의 종양을 제거하는 한국 토종 ‘수술로봇’의 성능실험을 위한 실험현장이다.

 

2일 서울 서대문구 연세로 연세대 의대 임상의학연구센터에서는 국내 연구진이 개발한 ‘미세수술용 능동 캐뉼라 로봇’의 커대버 수술 시연이 진행됐다. 두개골을 뚫지 않고 뇌 속까지 수술할 수 있는 로봇을 개발한 건 이번이 처음이다. 로봇 개발에 적극 참여했던 김선호 연세대 의대 신경외과 교수가 이날 수술을 집도했다.

 

로봇팔 끝에 달린 집개(겸자) - 이우상 기자 idol@donga.com 제공
로봇팔 끝에 달린 집게(겸자) - 이우상 기자 idol@donga.com 제공

● 콧구멍으로 뇌까지 접근… 흉터 없이 뇌 수술

 


김 교수 앞에 놓인 모니터에는 로봇팔 속에 들어 있는 내시경이 보내오는 환자의 머릿속 영상이 컬러로 선명하게 나타났다. 콧구멍 속으로는 내시경 카메라 1개와 로봇팔 2개, 모두 3개의 관이 들어가 있었다. 김 교수가 2개의 조종간을 움직일 때 마다 화면 속 로봇팔은 집게를 뻗어 분주하게 움직이며 선홍색 조직을 뜯어냈다. 김 교수는 “현재 보이는 곳이 종양이 보통 위치하는 곳”이라고 설명했다.


이 수술로봇은 뇌수술에 적합한 미세수술로봇으로, 이우섭 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원이 설계와 연구를 총괄해 개발했다. 체내 좁은 공간에서 내시경과 로봇팔이 자유자재로 움직일 수 있는 핵심기술은 권동수 KAIST 기계공학과 교수팀이 제공했다.

 

이 로봇팔은 지름이 4mm로 가늘지만 인체 속에서 500g의 하중을 견딜 수 있는 강한 힘을 갖췄다. 연구진이 고강성(high stiffness) 조향 부품을 새롭게 개발한 덕분에 가능한 일이었다. 집도의의 양팔, 손목, 손가락 동작을 감지해 로봇팔을 자유롭게 조종할 수 있다.

 

다양한 도구를 콧구멍으로 넣어 뇌 속 깊은 곳을 수술하는 방법은 과거에도 있었다. 하지만 수술시야가 좁고 수술도구가 닿지 않는 곳도 많아 수술이 어려운 경우가 많았다. 

 

김 교수는 “미세수술로봇을 이용해보니 시상하부 같은 뇌속 깊은 곳 구석구석을 돌아다니며 수술을 할 수 있었다”며 “오늘은 혼자서 로봇수술을 했지만 앞으로 의사 2명이 함께 4개의 로봇팔을 조작한다면 좀 더 쉽게 수술을 할 수 있게 될 것”이라고 말했다.

 

4mm 굵기의 가느다란 내시경과 로봇팔이 코를 통해 뇌까지 도달한다. - 이우상 기자 idol@donga.com 제공
4mm 굵기의 가느다란 내시경과 로봇팔이 코를 통해 뇌까지 도달한다. - 이우상 기자 idol@donga.com 제공

 

 

● ‘다빈치’도 불가능한 초정밀 수술로봇


미국 인튜이티브서지컬 사가 개발한 ‘다빈치’는 수술용 로봇의 대명사로 통한다. 팔 굵기는 8mm 정도로 원래는 뱃속을 수술하는 복강경 수술로봇이다. 탁월한 성능을 인정받아 많은 병원에서 전립선, 갑상샘 등 다양한 부위의 수술에 쓰고 있다.

 

하지만 이런 다빈치 로봇도 뇌수술 같은 같은 환경에서는 팔이 너무 굵어 전혀 다른 수술로봇이 필요하다. 연구팀은 이 점에 착안해 가늘고 정밀한 미세수술로봇을 개발했다.

 

공동 연구팀은 이 수술로봇으로 조만간 동물실험에 들어갈 예정이다. 앞으로 3~5년 내에 임상시험이 가능할 것으로 보고 있다.

 

이우섭 연구원은 “뇌 속 종양을 제거할 수 있는 로봇으로는 세계 최초일 것”이라며 “콧구멍의 크기와 수술이 진행되는 체내 환경을 고려해 앞으로 앞으로 로봇팔의 굵기를 2mm까지 줄일 계획”이라고 말했다.

 

 

 

 

이우상 기자 idol@donga.com

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