“의사 도움 없이 복강경 수술하는 로봇 등장”

로봇이 수술의사의 도움 없이 돼지의 연조직에 복강경 수술을 성공적으로 수행했다. 이는 인간에 대한 완전 자동화 수술을 향한 로봇 공학의 중요한 발전 단계로 주목된다.

존스 홉킨스 대학(Johns Hopkins University) 연구팀은 1월 26일 사람의 안내 없이 스마트 조직 자율 로봇(Smart Tissue Autonomous Robot, STAR)으로 돼지 복강경 수술을 성공적으로 수행했다고 '국제학술지 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 게재됐다.

Johns Hopkins의 기계 공학 조교수인 선임 저자 악셀 크리거(Axel Krieger)교수는 "우리의 연구 결과는 수술에서 가장 복잡하고 섬세한 작업 중 하나인 장의 두 끝을 다시 연결하는 작업을 자동화할 수 있음을 보여 주었다.

'STAR'는 4마리의 돼지에서 모두 86바늘을 스스로 봉합했고 수동 조정이 필요한 횟수는 29회로 나타나 성공적으로 수술을 진행했다. 연구팀은 외과의사보다 훨씬 더 나은 수술 결과를 가져온 것으로 분석했다.

이 로봇은 높은 수준의 반복적인 동작과 정밀함이 요구되는 장문합에 탁월했다. 장의 두 끝을 연결하는 것은 틀림없이 위장 수술에서 가장 어려운 단계로 외과의가 높은 정확도와 일관성으로 봉합해야 하기 때문이다. 손이 조금 떨리거나 바늘이 잘못 배치되어도 누수가 발생하여 환자에게 치명적인 합병증을 유발할 수 있기 때문이다.

크리거(Axel Krieger) 교수는 워싱턴 DC에 있는 국립 어린이 병원의 공동 작업자와 Johns Hopkins의 전기 및 컴퓨터 공학자 강 진(Jin Kang) 교수와 협력하여 연조직을 봉합하도록 설계된 시각 유도 시스템인 로봇을 개발했다.

크리커 교수는 연조직 수술 은 예측할 수 없기 때문에 로봇에게 특히 어렵다. “복강경 수술이 증가함에 따라 자동화된 로봇 시스템을 갖추는 것이 중요해질 것”이라며 “로봇 수술은 외과의사의 기술과 상관없이 모든 환자에게 더 높은 정확도와 정밀도를 제공하는 데 사용될 수 있다”고 기대했다.

또한 강 진(Jin Kang) 교수와 그의 제자들이 개발 한 구조경량 기반 3차원 내시경 및 기계 학습 기반 추적 알고리즘을 STAR에 적용했다. 강 교수는 "지능형 수술 로봇을 더 스마트하고 안전하게 만들기 위해서는 첨단 3차원 머신 비전 시스템이 필수적이라고 믿는다"고 말했다.