일본산업뉴스요약

올림푸스, 수술지원로봇 개발에 참여
시장 독점 ‘다빈치’, 특허 기간 종료

외과수술 분야에 자동화 흐름이 밀려오고 있다. 경험이 풍부한 의사의 판단과 기구의 조작을 AI와 로봇으로 재현해 수술의 안전성을 높이는 것이 목적이다. 올림푸스와 가와사키(川崎)중공업이 개발을 가속화하고 있는 가운데 소니도 시장 참여를 검토하고 있다. 해외에서도 미국 알파벳과 신흥기업들이 제품화를 서두르고 있다. 수술지원로봇 시장의 절반을 독점해온 ‘다빈치’의 특허 기간이 올해부터 종료되는 것을 배경으로 기업들의 경쟁이 가열되고 있다.

-- 외과의사의 ‘뇌’, AI로 대체 --
올림푸스는 내시경을 이용한 수술지원로봇 개발에 착수. 국림암연구센터 등과 연대해 2024년에 발매하는 것을 목표로 하고 있다. 내시경을 조작하는 ‘스코피스트(Scopist)’라고 불리는 의사 없이 수술이 가능하다는 점이 특징이다. 국립암연구센터 동(東)병원 대장외과의 이토(伊藤) 과장은 “과거에는 존재하지 않았던 외과의의 지능이 탑재된 수술지원시스템을 실현할 계획이다”라고 말한다.

-- 역량 및 움직임 제시 --
올림푸스가 개발하고 있는 수술지원로봇은 내시경에 로봇팔이 장착되어 있으며 대장암이나 위암 수술 시, 적절한 시야를 확보할 수 있도록 AI를 통해 움직임을 제어한다. 또한 내시경 영상을 통해 숨겨진 혈관 및 소량의 출혈을 AI가 인식. 외과의가 안전하게 수술을 진행할 수 있도록 지원하고 전기 메스 등 의료기기를 다룰 때의 최적의 힘도 AI가 제시한다.

국립암연구센터는 전국의 의료기관과 의료기구의 움직임 및 장기의 위치 등이 연결된 1,000가지 병례(病例)의 수술 영상을 보유하고 있다. 라벨이 부착된 영상 데이터 베이스로서는 세계 최대 규모이다.

이러한 지식을 AI에게 학습시킨다면 외과의의 판단을 AI가 대체할 수 있게 된다. 종양의 범위 등을 정확하게 파악해 어떻게 절개해야 안전한지를 즉시 판단한다.

이러한 판단에 따라 로봇이 수술 기구를 정확하게 조작할 수 있게 된다면 숙련된 외과의의 고도의 기술을 로봇을 통해 재현할 수 있다. 사람의 손보다도 정확한 움직임이 가능하기 때문에 출혈 등의 리스크가 낮아질 가능성도 있다.

자동차에 카내비게이션이 탑재된 후 곧 차선 인식 등 운전지원 기능이 도입된 것과 비슷한 흐름이다. 수술은 운전보다도 복잡하다는 목소리가 많지만, “부분적인 자동화는 앞으로 10년 안에 꽤 진전될 수 있을 것이다”(이토 외과장). 이를 위해 수술지원로봇과 이에 탑재되는 AI의 개발이 빠른 속도로 추진되고 있다.

미국 알파벳은 미국의 존슨앤존슨과 협력해 수술지원로봇을 개발하고 있다. 공동출자회사가 이미 시작기의 동작 검증을 실시, 2020년 제품화할 예정이다. 로봇에 대한 상세한 내용은 아직 공개되지 않았지만, AI가 수술기구 조작을 지원하는 시스템인 것으로 보인다.

이처럼 기업들의 신규 참여가 잇따르고 있는 것은 앞으로 수 년 안에 소화기 및 호흡기 분야의 수술지원로봇 시장에서 세력구도가 일변할 가능성이 있기 때문이다.

현시점에서 시장을 거의 독점하고 있는 것이 미국 Intuitive Surgical의 ‘다빈치(da Vinci)’이다. 1999년에 등장해 누계 출하수가 약 5,400대에 달한다. 2018년에는 전세계에서 약 100만건의 다빈치 수술이 이루어졌으며 일본에서도 대부분의 수술에 보험이 적용되고 있다. 한편, 가격은 1억 5,000만~3억으로 비싸고, 소모품을 포함한 운용비는 연간 수천만 엔에 달한다.

다빈치의 무기는 조작의 편의성뿐만 아니라 원격으로 조작되는 로봇팔의 설계 및 움직임에 관한 특허들이다. 이러한 주요 특허들의 기간 종료가 올해부터 시작되었기 때문에 많은 기업들에게도 기회가 생기고 있는 것이다.

-- 국내에서도 개발 이어져 --
가와사키중공업은 Sysmex와의 공동출자회사 Medicaroid(고베 시)를 통해 국산 제1호가 되는 수술지원로봇을 개발 중이다. 올해 안에 발매될 예정으로, 2020년 전반에는 AI를 이용한 지원 기능을 추가할 계획이다. 11월에는 IT기업, OPTiM과 공동개발을 시작했다. 경험이 풍부한 의사의 기술을 로봇에게 학습시켜 의사 교육에 이용한다는 구상도 가지고 있다.

소니는 영상센서와 강아지형 로봇 ‘아이보(aibo)’ 등을 통해 축적해온 기술을 수술지원로봇에 활용할 기회를 모색하고 있다. 9월에는 수술실 내부의 기기 영상을 일원적으로 관리할 수 있는 시스템을 발매했다. 앞으로 영상을 AI가 분석해 수술 지원으로 이어나갈 수 있도록 할 계획이다.

히타치제작소는 도쿄여자의과대학 등과 공동으로 다양한 의료기기 정보가 연계된 ‘스마트 수술실’을 2020년에 발매한다. 향후에는 AI를 이용한 지원 기능도 탑재될 예정이다.

다빈치는 로봇팔을 통해 외과의 손의 움직임을 지원하는 것이 강점이었지만, 판단을 지원하는 ‘두뇌’는 지금까지 탑재되지 못했다. 올림푸스 등 각 기업들이 AI 개발에 주력하고 있는 것은 시장점유율 경쟁의 열쇠가 AI에 있다고 판단하기 때문이다.

11조엔 시장을 목표로 잇따른 인수 움직임
‘5G’ 보급으로 원격수술 실현

후생노동성에 따르면 국내 의료기기 시장은 2017년에 3조엔 규모였다. 한편, 미국의 Allied Market Research는 세계 수술지원로봇 관련 시장이 2024년에는 약 11조엔 규모에 달할 것으로 예측했다. 급성장하는 수술지원로봇 시장을 위해 기존의 의료기기업체들이 스타트업 기업들을 인수하는 움직임도 잇따르고 있다.

J&J는 올 4월, 폐암 등 내시경 수술지원로봇을 개발하는 미국 Auris Health를 34억달러(약 3,700억엔)에 인수. 독일의 영상진단기기 업체 지멘스헬스케어는 10월, 심장의 카테터 수술에 이용되는 로봇을 개발하는 미국 기업을 11억달러에 인수했다. 세계 최대 의료기기업체 메드트로닉도 인수 전략을 적극적으로 펼치고 있다.

또한 수술지원로봇을 내과 이외의 수술에 이용하는 움직임도 확대되고 있다. 의료기기업체인 미국의 Striker는 고관절 및 무릎관절을 수술하는 정형외과용 로봇을 세계적으로 판매. 일본에서도 올 6월에 보험 적용을 받아 발매되었다.

차세대 통신규격 ‘5G’가 보급된다면 원격수술도 실현될 가능성이 높다. 일본외과학회는 원격수술 지침 제정에 착수. NTT도코모는 11월, 5G를 통해 대용량 수술 데이터를 원격지와 실시간으로 주고 받는 실증실험에 성공했다. 통신망의 진화도 수술지원로봇의 보급을 뒷받침할 것으로 보인다.

▶ 수술지원로봇에 ‘두뇌’ 탑재

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