일본산업뉴스요약

‘다빈치’와 차별화가 열쇠
수술 지원 로봇의 개발 전략

수술 지원 로봇으로써 정상을 달리는 ‘다빈치’에 대항하기 위해 수술용 로봇의 개발이 전 세계에서 활발하다. 국내에서도 산학 연계와 의공 연계로 성과를 창출하고 있다. 개발의 열쇠는 ‘다빈치와의 차별화’다. 일본이 잘하는 기술을 살린 개발로 수술 지원 로봇은 계속 진화하고 있다.

[게이오대학]
게이오기쥬쿠대학 의학부의 와다(和田) 교수가 개발하고 있는 연성내시경과 로봇 기술을 융합한 ‘연성내시경 수술 시스템(EESS)’은 하나의 구멍으로 로봇 겸자와 내시경을 체내에 넣는다.

와다 교수는 FESS의 강점을 “체내에서 자유자재로 움직이는 것이 가능한 것이 최대 특징이다. 다빈치로는 도달할 수 없었던 안쪽의 장기 처치가 가능하다.”고 말한다.

FESS의 수술 동작부에는 직경 5mm의 연성 로봇 겸자가 2~3개 장착되어 있다. 로봇 겸자의 움직임은 직경 8mm의 3D 카메라를 사용해 확인하는 것이 가능해 집도하는 의사는 모니터를 통해 원격으로 수술을 실시한다. 지금은 동물 등을 사용한 비임상 시험 단계로 2020년대 중반 시판화를 목표로 한다.

다빈치의 수술기구는 직선적으로 체내에서 구부리는 것이 불가능하다. 예를 들어 직장암의 경우 항문으로 수술기구를 넣어도 골반에 닿는 경우가 있다. 그러면 치료부위에 수술기구를 도달시키기 위해 신체에 구멍을 열 필요가 있어 신체 부담이 증가한다.

한편 FESS는 체내에서 자유자재로 구부리는 것이 가능하기 때문에 골반을 넘어 처치할 수 있다. 또한 장기의 뒤에 있어 수술 자체가 어려웠던 췌장암도 FESS를 사용하면 하나의 구멍만으로 치료가 가능하게 된다.

새로운 수술 지원 로봇은 다빈치와 어떻게 차별화하는 지가 개발 전략의 열쇠다. 다빈치는 일본의 대수가 많은 것만이 아닌 학회와 연동한 인증제도를 가지고 있는 등 임상 현장과의 관계가 깊다. 와다 교수는 “다빈치와의 차별화에는 주로 두 가지 전략이 있다. 동등한 기능을 가지며 저가격화, 또는 소형화다. 타겟을 한정해 특별한 기능을 탑재한다고 하는 것이다.”고 분석한다.

[도쿄대학]
타겟을 한정하는 전략에서도 일본의 개발이 추진되고 있다. 도쿄대학대학원 공학계 연구과 교수이자 내각부 과학기술정책 ‘혁신적 연구 개발 추진 프로그램(ImPACK)’의 프로그램 매니저를 지내는 하라다(原田)의 연구팀은 산학용 로봇 기술을 토대로 뇌신경외과용 수술 지원 로봇 ‘스마트 암’을 개발했다. 코로 기구와 내시경을 삽입해 비강 내에서 뇌의 경막 봉합이 가능하다.

좁은 공간에서의 미세 수술은 직경 3.5mm 이하로 구부러진 도구로 가능하게 되었다. 하라다 교수는 “사람 손이 닿지 않는 장소에서 사람보다도 정확하게 가능한 것을 추구했다.”고 말한다. 나아가 탑재한 센서로 도구끼리 및 도구와 생체의 충돌을 자동으로 피할 수 있게 만들어 안전성과 기능성을 향상시켰다.

스마트 암의 경우 특별한 기능의 탑재만이 아닌 사용자의 ‘사용 편의성’에도 접근했다. 바로 원격조작과 직접조작의 유연한 전환이다.

다빈치의 수술 암의 끝 부분에는 용도에 맞추어 툴을 장착하지만 툴 교환에는 신체에서 끝 부분을 뺄 필요가 있다. 스마트 암이 타겟으로 하는 뇌 외과 수술의 경우 툴 교환이 특히 많다. 그래서 원격조작과 직접조작을 전환하도록 만들어 일시적으로 사용자가 평소 사용하고 있는 도구로 처리가 가능하게 만들었다. 툴 교환 때에 신체에서 빼내어 수작업으로 교환하는 작업은 필요 없다.

일부 암에서는 이미 표준 치료로 수술용 로봇의 사용이 인정되는 등 일본에서 사용이 확대되고 있다.

와다 교수는 “미국의 젊은 의사는 먼저 로봇 수술을 배우는 것이 주류가 되고 있다. 일본에서도 2~3년 후에는 로봇 수술이 더욱 확산될 가능성은 크다.”고 말한다. 수술용 로봇의 수요도 증가할 거라 보여져 의공 연계의 촉진이 요구된다.

한편으로 의사와 연구자 개인만의 연구로는 산업화로 연결되지 않는다. 공학계로써 개발에 참가하는 하라다 교수는 “의사의 감각적인 표현을 수치화해 나가는 것과 몇 명의 의사가 얼마 정도라면 사용하고 싶은 지, 인식을 공유해 개발에 착수하지 않으면 성공할 수 없다.”고 지적한다.

의사가 말하는 ‘작다’, ‘부드럽다’라는 표현을 수치화해 상정하는 제조 비용과 수요를 개발자와 의사가 파악해 공유할 필요가 있다. 수술용 로봇의 이용 확대에 대비해 개발 노하우 구축도 중요하다.

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