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로봇, 생명 살린다…외과 수술 '로봇 기술'로 '진보'
2019-06-18 15:12:51
김기현
▲로보틱스 기술은 이미 다양한 심장 치료 절차에 사용되고 있다(사진=ⓒ123RF)

[에이아이타임스=김기현 기자] 로보틱스 기술이 외과수술 과정에 혁신을 일으키고 있다.

과학 전문 매체 디스커버매거진에 따르면 심장 내부를 탐색할 수 있는 로봇 카테터가 제작됐다. 이런 기술은 외과 의료 산업에 적용될 수 있다. 로봇을 이용한 수술 기법은 훨씬 안전하고, 더 많은 생명을 구할 수 있는 수술 방법으로 주목받고 있다.

로보틱스 기술은 사실 이미 여러 가지 심장 치료 절차에 사용되고 있다. 존스홉킨스 의과대학 에 따르면 외과 의사 팀이 최소 침습적 밸브 수술, 관상 동맥 우회술, 심장 조직 절제술 등을 수행하는 데 로보틱스 기술을 사용하고 있다. 

로봇 튜브 심장 탐험한다

심장은 인체에서 가장 중요한 기관 중 하나다. 심장 절개 수술, 혹은 개심 수술은 환자를 합병증에 취약한 상태로 만든다. 이런 수술 중에 사용하는 마취의 위험 또한 다른 수술보다 높아진다. 

그러나 이제 외과 의사들은 안전한 심장 수술을 위해 로봇을 택하고 있다.

미국의 보스턴아동병원, 프랑스의 스트라스부르대학, 대만의 타이페이베테랑병원 등의 연구진이 함께 로봇 수술 장치를 만들었다. 

이 장치는 박동하는 심장 내부를 자율적으로 탐색해 환자의 심장 해부도를 의사들이 더 자세하게 볼 수 있도록 돕는다. 이 장치에는 혈액으로 가득 찬 심장 안을 돌아다니는 데 필요한 광학 센서 장치가 설치돼 있다.

▲심장은 인체에서 가장 중요한 기관 중 하나다(사진=ⓒ123RF)

보스턴아동병원의 소아과 심장 생체 공학 책임자인 피에르 듀퐁 박사는 “로봇 장치의 알고리즘은 카테터가 어떤 유형의 조직을 건드렸는지, 의사들이 원하는 위치로 이동하기 위해서는 어떤 움직임을 택해야 하는지를 파악하는 데 큰 도움이 된다”고 말했다. 

그는 또한 "혈액이 가득 차 박동하는 심장 내부에서 밀리미터 크기의 목표물에 도달하는 것은 힘들다. 이 로봇 기술은 수술에 큰 도움이 된다"고 덧붙였다.

연구진은 카테터의 움직임을 제어하는 알고리즘을 훈련하기 위해 심장의 내부 이미지 2,000개를 사용했다. 그리고 돼지 다섯 마리를 이용해 실험을 진행했다.

머신러닝과 로보틱스

듀퐁은 "자율 수술 장치를 사용한다는 생각은 사실 조금 '미친' 아이디어였다. 하지만 이런 장치는 더 나은 수술 결과를 만들어 내는 데 필수적이라고 생각한다. 의사들이 더 중요하고 자세한 부분에 집중할 수 있도록 돕기 때문이다"라고 말했다.

듀퐁과 연구진은 머신러닝의 도움으로 카테터 디자인을 만들었다. 심장에서 피가 새고 있는 부위에 도달하는 기술을 설계했다. 수술 장치는 아주 작은 동전 크기다. 이 장치에는 LED 조명과 카메라가 장착돼 있고 혈액과 심장 조직 등에 장치가 닿았는지 알 수 있는 터치 감지 기능이 달려 있다.

이런 로봇 기술을 사용하면 심장 조직을 손상하는 것을 최대한 막으면서 외과 수술을 진행할 수 있다. 자율 카테터를 사용한 수술 시간은 외과 의사가 수동으로 카테터를 심장 안에 삽입하는 방식으로 진행하는 수술 시간과 거의 비슷하다.

듀퐁은 외과 산업에서 인공지능(AI)이 갖는 잠재력에 자신감을 내비쳤다. 그는 "이런 기술은 의사가 더 중요한 것에 관심과 에너지를 집중할 수 있도록 돕기 때문에 외과 수술 결과를 향상시키는 데 큰 도움이 된다“고 자신했다. 

그는 이어 ”심장 수술을 할 때 어디서 피가 새고 있는지 발견하는 데 시간이 오래 걸린다. 그런데 이 과정이 로봇으로 자동화된다면 더 안전하게 수술을 끝마칠 수 있을 것이다"라고 덧붙였다.

로봇 기술이 인류에게 많은 편리함을 주고 있지만, 의료계에 진출한 로봇 기술은 그 발전에 따라 인류의 역사를 바꿀만한 일이 될 것으로 보인다.