김기영 기계연 의료로봇연구실 책임연구원이 기관지 내시경 로봇시스템을 점검하고 있다. 기계연

국내 연구진이 기도에 걸린 이물질이나 음식을 안전하고 즉각적으로 꺼내는 로봇을 개발했다. 부작용을 줄이고 의료인력 투입을 최소화할 수 있는 기술로 앞으로 추가 개발을 통한 활용이 가능할 것으로 보인다.

한국기계연구원(이하 기계연)은 의료로봇연구실 김기영 책임연구원과 충남대병원 이비인후과 장재원 교수 공동연구팀이 기관지 내시경 로봇 시스템을 개발하고 미니돼지를 이용한 임상 실험을 통해 기관지 내 삽입된 이물질 제거에 성공했다고 2일 밝혔다.

연구팀은 의료 분야에 사용되는 얇고 유연한 연성 기관지 내시경에 카메라 방향을 조정할 수 있는 로봇기술을 결합했다. 연구진은 상하좌우 조정이 가능한 내시경 겸자 기구와 안구 위치 추적, 풋페달 기능을 통합한 기술을 개발해 접목시켰다. 내시경 겸자는 내시경 카메라 장비에 삽입되는 얇고 가느다란 기구로, 끝이 그리퍼 모양으로 돼 있어 내장기관의 내시경 검사와 조직 채취 등에 사용된다.

로봇 시스템은 기관지 내시경 카메라를 내시경 로봇과 결합해 의료진이 직접 위치를 조정할 수 있도록 다관절 거치대에 고정하는 방식이다. 내시경 겸자 그리퍼에 굴곡이 가능한 관절을 부착하고 관절의 방향을 조정할 수 있는 와이어를 설치했다. 이를 통해 그리퍼의 방향과 각도를 조절해 원하는 위치에 이물질을 쉽게 제거할 수 있다.



연구팀은 의료진의 안구 움직임을 추적할 수 있는 안구 위치 추적 기술과 의료진이 직접 발로 조작할 수 있는 풋페달 장치 기술을 통합해 내시경 카메라가 이물질까지 도달할 수 있게 했다. 양손을 이용해 이물질을 제거하던 기존 방식에선 보조자의 역할이 필수였는데, 로봇 시스템을 통해 의료진 혼자서 의료행위를 할 수 있게 된 것이다.

(왼쪽 위부터 시계 방향으로) 미니 돼지를 이용한 임상 시험 모습, 기관지 내 이물질을 꺼낸 내시경 겸자 기구, 내시경 화면상에서 이물질을 꺼내는 모습, 조향형 내시경 겸자가 이물질에 접근하는 모습을 촬영한 X-ray 사진(기관지 모형 사용). 기계연 제공

연구팀은 앞으로 해당 기술을 적용하는 추가 연구에 나선다.

김기영 기계연 책임연구원은 "기존 로봇 기술을 내시경 겸자 기구에 적용해 부작용을 줄이는 등 수술적 치료의 한계를 극복할 수 있게 됐다"며 "앞으로 이물질 제거 수술뿐만 아니라 일반 외래에도 적용할 수 있는 더 작은 크기의 내시경 겸자 개발을 추진할 것"이라고 밝혔다.

장재원 충남대 교수는 "이번 임상 시험을 통해 기계연이 개발한 로봇시스템이 기존 수술 방법보다 부작용이 적고 이물질 제거 시 로봇 시스템이 보다 효과적임을 검증했다"며 "향후 상기도 수술에도 적용할 수 있는 시스템을 개발할 것"이라고 말했다. 임효인 기자

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