일본산업뉴스요약

Next Tech 2030
수술로봇, 깊숙한 곳의 장기 수술도
수술지원로봇, 내시경을 정밀 제어

배를 크게 절개하는 췌장 수술이 2030년에는 당일치기로 가능하다. 게이오대학의 기타가와(北川) 교수 연구팀이 개발하는 수술지원로봇은 내시경을 활용하여 복부에 뚫린 1개의 구멍으로 정밀 수술을 실시한다. 로봇의 손 끝이 유연하게 움직이며 몸 속 깊이 있는 장기에서도 상처를 내지 않고 치료할 수 있다. 임상시험 등을 거쳐 실용화를 목표한다.

최근에 로봇을 사용한 수술이 친숙해지기 시작하였다. 통상의 복강경 수술 기구가 ‘5’자유도인 반면, 로봇으로 사용하는 기구는 ‘7’자유도다. 사람이 옆에서 움직이는 것처럼 손목을 사용한 자유로운 동작이 가능해져 봉합 등의 정교한 작업에 적합하다.

이미 보급되고 있는 수술로봇 ‘다빈치’는 몸의 3~4곳에 직경 1cm 정도의 구멍을 뚫고 그곳에 막대 모양의 수술 기구를 꽂아서 사용한다. 직선적인 움직임은 능숙하지만 몸의 뒤쪽에 있는 장기는 다른 장기나 뼈가 방해가 되어 도달하기 어려웠다. 주변 신체 조직에 불필요한 힘을 가해서 상처를 내는 경우도 있었다.

-- 구멍은 하나 --
게이오대학은 가와사키중공업과 Sysmex가 공동 출자한 회사 Medicaroid(고베시) 등과 공동으로 수술지원로봇을 개발하였다.

로봇은 몸에 낸 하나의 구멍에 부드러운 튜브를 꽂아 수술한다. 튜브의 직경은 34mm. 튜브 내부에는 두께 5mm의 수술 기구 2~3개와 두께 8mm의 3차원 카메라가 들어 있다. 환부까지 도달하면 기구를 열어 수술을 진행한다. 가늘기 때문에 입이나 항문으로도 수술 기구를 삽입할 수 있다.

기존에는 기구가 부드러우면 정밀 제어가 어렵다고 했었다. 연구그룹은 수술 기구를 3층 구조로 하였다. 내측에 수술 기구의 끝 부분을 조정하는 와이어, 외측에 수술 기구를 움직이는 와이어, 중간에 전체를 회전시키는 금속 튜브로 구성되었다. 와이어는 직경 0.4mm의 스테인리스로 하여 얽히지 않도록 하였다. 층도 각각 독립적으로 움직인다. 부드러우면서도 얽히지 않고 정밀하고 움직일 수 있다.

수술 기구나 카메라는 하나하나 독립적으로 움직인다. 집도의는 3D 모니터로 영상을 확인하면서 직감적으로 손을 움직여 수술한다. 손떨림을 억제하는 시스템이나 움직임을 조정하는 시스템 등도 있어 사람 손으로 하는 것보다 안전하다.

사람이 하는 복강경 수술과 동일한 수준의 힘밖에 나오지 않기 때문에 장기의 일부를 절제하는 등의 큰 수술에는 적합하지 않다. 그러나 신체 표면에 생긴 종양을 제거하는 등 경중도의 수술에 적합하다.

-- 입을 통해 췌장으로 --
췌장암의 경우에는 입으로 넣어 위의 일부를 절개하여 췌장까지 도달한 후에 종양을 제거하는 것을 상정하고 있다. 기존에는 경도 수술에서도 개복할 필요가 있어 2주일 정도의 입원이 필요했지만 새로운 기술은 수술 부위도 작기 때문에 당일치기로 수술이 가능해진다.

식도암에 대한 응용도 검토하고 있다. 식도암 수술에서는 식도의 일부를 절제하여 위를 끌어올려 남은 식도와 연결하는 경우가 있다. 목∙가슴∙배의 3곳을 절개한다. 특히 가슴은 수술 공간을 확보하기 위해 폐를 작게 오므리는 처치가 필요해서 환자에 대한 부담이 크다.

수술 기구의 부드러움을 이용하여 목에서 가슴까지 수술 로봇을 삽입하여 수술할 수 있다면 가슴을 절개할 필요가 없어진다. 단, 실현을 위해서는 기구를 더욱 소형화할 필요가 있다.

현재의 수술 기구의 유연함도 최종적으로는 내시경처럼 자유자재로 구부릴 수 있도록 하는 것이 목표다. 소화기관을 통해 들어가게 된다면 대장 중간 지점 등의 수술 등 적응 범위가 확대될 것으로 보고 있다.

판매 가격은 아직 미정이지만 연구에 관여하고 있는 게이오대학의 와다(和田) 외과의는 “유저로서는 1억엔 이하였으면 한다”라고 말한다. 수술 로봇 ‘다빈치’는 기반모델이 3억 5천만엔이며 염가판도 1억 5천만엔이 넘는다. 도입 장벽을 낮춤으로써 보급을 지원한다.

임상시험이나 약사 승인을 거쳐 20년대 중반의 실용화를 목표한다. 처음에는 담낭 적출이나 충수염 등의 비교적 간단한 수술에 적응한 후에 서서히 어려운 수술로 적용 범위를 넓혀 나간다. 30년에는 췌장 등 신체의 깊숙한 곳에 있는 장기 수술도 가능해질 것으로 보고 있다.

●수술 로봇 ‘다빈치’의 동향

수술지원로봇의 보급 확대
참여 기업의 증가 불가피

국립사회보험∙인구문제연구소가 2017년에 실시한 추계에 따르면 일본의 총인구는 30년에 약 1억 1,900만명을 기록, 그 중에 65세 이상의 고령자는 약 31%가 될 것으로 추정하고 있다. 의료를 필요로 하는 사람은 증가하고 이를 지원하는 노동인구는 줄어든다.

로봇을 사용한 수술은 개복 수술과 비교하여 작은 수술 부위로 끝난다. 환자의 회복이 빠르고 합병증의 위험도 낮다. 입원 기간을 단축할 수 있다면 의료기관의 부담도 줄어든다.

미국 Intuitive Surgical이 미국에서 수술로봇 ‘다빈치’를 발매한 것은 1999년이다. 일본에서는 2009년에 의료기기로서 승인을 받았다. 당초에는 전립선암과 신장암으로 한정되었던 보험 적용 범위도 18년 4월에는 위암과 식도암 등으로 확대되었다.

차세대통신규격 ‘5G’를 조합하면 원격지에서 베테랑 의사가 치료에 대한 조언을 하거나 어려운 부분의 조작을 대신하여 처리할 수도 있게 된다. 베테랑 의사가 관여할 수 있는 수술 건수가 증가하면 수술 방법의 전승에도 도움이 된다.

그러나 보급이 되지 않는다면 의미가 없다. 게이오대학의 로봇 등장을 계기로 참여 기업을 늘려 저변을 넓힐 필요가 있다.

 -- 끝 --