의대소식

예로부터 의술(醫術)은 인술(仁術)로 여겨져 의를 행하는 과정 속에는 언제나 사람의 따뜻한 손길이 담겨 있었다. 현대 의학은 눈부시게 발전해 사람들의 평균 수명을 높이고 사람들로 하여금 건강한 삶을 가능케 했다. 하지만 시간이 흐를수록 좀 더 어려운 수술, 사람의 손으로 하기 힘든 미세하고 세밀한 의료 행위를 해야 하는 도전에 직면하고 있다. 그래서 등장한 개념이 바로 의료 로봇이다. 미국과 일본, 유럽의 몇몇 선진국들은 오래 전부터 의료 로봇을 개발해 왔으며 이미 상용화 단계에 이르렀다. 우리나라 역시 의료 로봇 개발에 박차를 가하고 있는데 본교는 우리나라 의료 로봇 개발의 핵심이라 할 수 있다. 국내 유일하게 본교에 설립된 의료 로봇의 실용화를 위한 ‘차세대 지능형 수술 시스템 개발 센터(Center for Intelligent Surgery Systems 이하 연구 센터)’가 있기 때문. 이에 위클리한양은 본교 의료 로봇 개발의 성과를 살펴보고 더불어 향후 기대되는 연구까지 전망해봤다.

정부 지원 통한 차세대 수술 시스템 개발 힘써

연구 센터는 국내 유일의 수술 로봇 전문 연구소다. 지난 2002년 12월, 보건복지부로부터 ‘휴먼 의료 공학 융합 사업 센터’로 선정돼 지원을 받고 있다. 이후 많은 의료 시스템 개발과 차세대 로봇 의료 기술 체계를 정립해 왔다. 2001년 8월 본교 중장기 발전 계획인 HY Dream 2010 5개 분야 중 BT 사업단 내 신경과학 및 의료 영상팀으로 발족됐다. 이어 2002년 하반기 보건 의료 기술 진흥 사업 중 특정 센터 연구 지원의 신규 과제로 선정됐다. 연구 센터의 목표는 의료 영상과 수술용 로봇에 대한 연구 및 차세대 의료 기구의 개발이다.

현재 연구 센터는 정교한 시술을 위해 수술 전 계획과 수술 시 상황 변화에 따른 정보를 적극적으로 시술자에게 제공한다. 또한 시술자에 대해 빠른 시술을 도와줄 수 있는 다양한 차세대 지능형 수술 시스템 개발에 주력하고 있다. 이를 위해 단계별, 분야별로 임상에 유용한 지능형 수술 네비게이션 시스템 개발, 수술 부위 변화를 실시간으로 반영하는 고화질, 고정밀 증강 현실(Augmented Reality) 기술 개발, 실제 임상 적용 가능한 인간 보조 수술 로봇 및 인간 유도 수술 로봇용 장치 및 시스템 기술 개발 등을 동시에 진행하고 있다. 이는 로봇 수술 시스템 진화의 첫걸음이 될 전망이다.

연구 센터는 앞으로 향후 6년 간 65억 원의 정부 지원을 받으며, 4개 세부 과제를 통해 차세대 수술 시스템을 개발해 나갈 예정이다. 세부 과제는 임상에 유용한 지능형 수술 네비게이션 시스템, 수술 부위의 변화를 실시간으로 반영하는 고화질, 고정밀 증강현실 기술, 임상 적용이 가능한 인간 보조 수술 로봇, 인간 유도 수술 로봇용 장치 및 시스템 기술 개발이다. 연구 센터는 이들 세부 과제를 바탕으로 차세대 지능형 수술 시스템을 완성할 계획이다. 센터장인 김영수(의대·의학) 교수는 “의료 로봇은 생명 공학 기술과 정보 기술이 융합된 첨단의 분야”라고 소개하며 “국내는 물론 외국에서도 많은 관심을 갖고 있는 유망 연구 과제다”고 밝혔다. 이어 “연구 센터가 우리나라에서 첨단 의료 기술을 개척하고, 이를 바탕으로 세계적인 의료 공학 센터로 발돋움 할 수 있기를 바란다”고 연구에 대한 희망을 내비쳤다.

안정적이고 신뢰도 높은 수술 가능한 의료 로봇

특히 현재 개발 중에 있는 ‘양방향 방사선 투시기 기반 수술 로봇 시스템’은 수술 시간을 크게 줄이는 한편 정확한 수술을 할 수 있을 것으로 예상된다. 김성민(의용생체공학 박사과정) 조교는 “3년의 개발 과정을 거쳐 수술 로봇 시스템의 모습을 갖췄다. 본 시스템은 실시간으로 방사선 영상을 이용한 세계 최초의 수술 로봇 시스템으로 각 상호에 따라 시술의사가 적정히 대처할 수 있게 구성됐다”며 수술 로봇에 대한 안정성과 신뢰도 측면의 이점에 대해 말했다. 또한 센터장 김 교수는 “국내 의료 및 수술 로봇 관련 기술은 영국, 미국 등에 비해 아직까지 뒤쳐져 있는 실정이지만, 국내에서도 의료용 로봇 기술 개발이 활발히 진행되고 있어 향후 전망은 매우 밝다”며 “의료용 로봇의 발달은 현재의 외과의들의 수술 패러다임을 바꾸는 한편, 보다 정교한 의료 서비스를 가능하게 할 것”이라고 강조했다.

본교 의료진, 아시아 최초 원격 로봇 수술 성공해

연구 센터는 보건복지부에서 7억 원, 기업체와 학교에서 4억 원 등 해마다 11억 원 정도의 운영비를 집행하고 있다. 국내 유일의 수술 로봇 시스템 연구 센터인 만큼 연구 성과도 적지 않다. 국내외 논문 80여 편을 비롯해 지난 2005년에는 세계 최초로 수술 시간을 단축하고 정확도를 높인 ‘양방향 방사선 투시기 로봇 시스템’을 개발해 국내 및 국제 특허 출원을 마쳤다. 2006년에는 증강 현실 시스템을 이용한 수술 지원 시스템을 개발해 국내 특허를 출원을 했다. 특히 ‘양방향 방사선 투시기 로봇 시스템’은 2006년 과기부가 발표한 ‘국가 연구 개발 우수성과 100선’에 선정되기도 했다. 지난 11월에는 의대 신경외과 김영수 교수를 중심으로 박종일(공대·전자통신컴퓨터) 교수, 이병주(공학대·전자정보) 교수와 정완균(포항공대·기계공학) 교수가 모여 ‘의료 영상을 이용한 기능 분석 치료 계획 및 수술 유도 시스템’을 개발, 발표했다. 이 시스템은 2002 보건 의료 기술 진흥사업의 일환으로 개발한 수술용 네비게이터 ‘Niks’를 3차원 수술영상에 제공하여 정확한 지표인식을 가능케 해, 신경외과 수술의 수준을 한 차원 높일 수 있을 것으로 기대되는 신기술이다.

특히 2005년 아시아 최초로 일본 규슈대와 공동으로 원격 로봇 수술에 성공한 성과는 눈에 띈다. 진행된 수술은 돼지의 담낭 절개로 의사와 환자가 멀리 떨어져 있을 시, 네트워크와 로봇을 이용해 직간접적으로 수술 할 수 있는 원격 로봇 수술을 통해 이뤄졌다. 일본 하시즈메(규슈대·의대) 교수는 “이번 원격로봇수술은 몇 가지 한계점이 있었지만 아시아 최초로 시도된 역사적이고 기념적인 일이다”라고 수술의 의의를 평했다. 수술에 사용된 로봇의 시스템은 일본의 미쯔이 교수가 제작했으며, 차세대 지능형 수술 시스템 개발 센터에서는 전반적인 주 로봇 관리를 맡았다. 가장 중요한 기반 중 하나로 꼽히는 네트워크 기반은 박용진(공과대·전자통신컴퓨터)· 교수팀과 KT, 일본측 통신회사가 맡았다.

성공적인 수술 결과로, 현재 ‘차세대 지능형 수술 시스템 개발 센터’에서 개발 중인 수술 로봇을 이용한 원격 실험이 일본과 더욱 본격적으로 이뤄질 것으로 기대된다. 또한 임상적인 측면에서 로봇을 이용한 원격 수술을 시도할 수 있는 발판이 될 것으로 보인다. 센터장 김 교수는 “본교의 네트워크 기술과 일본의 로봇 기술이 결합한 쾌거로 평가될 수 있는 좋은 예다”며 “앞으로도 로봇과 네트워크 기반이 필수적인 이 수술의 발전을 위해 부단히 노력할 것이다”라고 말했다. 이처럼 본교는 로봇 분야 연구에 있어 국제적인 수술의 장을 열고 있다.

의료 로봇 시대 선도한다.

“로봇은 인간에게 해를 끼쳐서는 안 되며, 위험에 처해있는 인간을 방관해서도 안 된다” 공상과학소설가 아이작 아시모프가 ‘아이로봇(I Robot)’에서 제안한 ‘로봇의 3대 원칙’중 제 1원칙에 해당하는 문장이다. 사람의 눈과 손을 대신하는 로봇은 위험에 처한 사람을 구하는 의학에서까지 우리에게 없어서는 안 될 존재가 됐다. 세대는 로봇의 활약에 기대하고 있고 학교는 한양의 의료 로봇 기술을 키우기 위한 노력을 계속하고 있다. 본교는 21세기 첨단 기술 시대를 맞아 의료계의 발전과 의료로봇 연구에 일조하고 있다. 앞으로 미래 의료 로봇 시대를 선도할 한양인들의 선전을 기대해본다.

김인애 학생기자 inaekim88@hanyang.ac.kr

2008-01-5