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로봇 드릴로 수술 50배 빨라진다
▲로봇 드릴(출처=셔터스톡)

미 유타대(University of Utah) 연구팀이 기존 수술보다 50배 빠른 속도로 수술을 할 수 있는 로봇 기술을 개발했다.

연구팀은 이번 성과로 수술 시간이 2시간에서 2분대로 줄어들 수 있다고 밝혔다.  

연구를 주도한 유타대 신경외과의 윌리엄 쿠드웰(William Couldwell)박사는 이 로봇 드릴은 신경외과수술을 위해 개발됐으며 감염이나 실수가 적고 비용도 싸다고 설명했다. 

또한 쿠드웰 박사는 “로봇 드릴은 신속하고 깨끗한 컷을 만들 수 있어 상처가 열려있는 시간을 최소화한다”며 수술 시간뿐만 아니라 안전성까지 높여준다고 강조했다.

이 연구성과는 뉴로서지컬 포커스(Neurosurgical Focus) 저널에 게재됐다.

 

로봇 드릴의 작동원리는 다음과 같다. 외과의는 연구팀이 개발한 특수 소프트웨어를 이용해 적절한 절단 경로를 파악한다. 

그런 다음 환자의 뼈에 대한 CT 스캔을 수행하여 뼈 내의 민감한 구조의 위치를 ​​정확하게 식별한다.

이러한 구조에는 시추 과정에서 피해야 하는 정맥, 신경 및 동맥과 같은 부분이 포함된다. 그런 다음 외과의는 이 데이터를 바탕으로 절단을 수행하도록 장치를 프로그래밍한다. 

장치 개발자 중 한 명인 유타대 기계공학자 A.K.발라지(A.K.Balaji) 교수는 특수 소프트웨어를 사용하면 마치 구글맵을 보듯 X지점에서 Y지점까지 최적의 경로를 선택할 수 있다고 밝혔다.

프로그래밍이 완료되면 로봇드릴은 입력된 경로를 따라 안전하고 정확하게 뼈를 절단한다. 

▲출처=셔터스톡

쿠드웰 박사는 청각 신경 내에서 발생하는 양성 종양을 적출하기 위해 매년 여러 번 복잡한 신경 수술을 시행해왔다.

이러한 수술은 많은 민감한 기능이 절단 경로에 있다는 점에서 매우 고난이도 수술로 평가된다.

경로에는 얼굴의 움직임을 제어하는 안면 신경 및 혈액의 유출 경로인 정맥동 등이 포함된다.

만약 적절한 조치를 취하지 않으면 얼굴 움직임이 마비될 수 있으며 자칫 큰 출혈이 일어날 수 있다.

로봇 드릴은 긴급 차단 명령을 가지고 있기 때문에 이러한 위험을 사전에 제거할 수 있다.

드릴이 안면 신경에 너무 가까워지면 자극을 모니터링 한 후 자동으로 움직임을 멈추기 때문이다. 

연구팀은 로봇 드릴의 안전성과 속도를 시연할 목적으로 복잡한 수술을 진행했다.

그결과 시운전이 완료된 후 연구팀은 2시간의 수술을 불과 2분으로 줄일 수 있다고 결론지었다. 또한 안정성과 정확도가 90% 이상으로 평가됐다.

 

이 드릴은 플라스틱 블록과 사체 두개골로 테스트 됐다.

이 과정에서 팀은 정확성을 보장하고 수술실 사이를 이동할 수 있는 가벼운 최종 버전을 만들기 위해 몇 가지 시제품을 제작했다.

연구팀은 현재 독자적으로 또는 의료기기 제조업체와 협력해 드릴 상용화를 꾀하고 있다.

예상대로라면 1~2년 이내에 출시될 예정이다. 장치 가격은 10만 달러(약 1억 2,000만 원) 이하로 예상된다.

쿠드웰은 “수술실을 운영하는 것은 큰 비용이 들기 때문에 갈수록 이 장치의 경제효과는 커질 것”이라고 말한다.

그는 “수술 당 2시간을 절약하면 상당한 비용 절감 효과가 있다”고 설명했다. 아울러서 이 드릴은 두개골이나 척추의 다른 복잡한 구멍과 같은 다른 수술 과정 및 교육 도구로도 적용될 수 있다고 밝혔다.

Oliver Smith|이찬건 기자  stoneherd@gmail.com

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