김영용 교수(인제의대 서울백병원 정형외과·사진)와 윤용산 교수(한국과학기술원 기계공학과) 공동연구팀은 최근 '게이지 정합방법을 이용한 소형 인공고관절 수술로봇'을 개발, 특허청으로부터 타당성 검토절차를 받은 후 정식으로 특허출원 접수를 통보받았다고 밝혔다.
KAIST로부터 연구비 지원을 받아 개발에 성공한 이 로봇 수술시스템은 5차례의 사체 대퇴골에 대한 적용실험결과 주대의 각도오차 0.2˚, 위치 오차 0.3㎜, 95%의 접합도를 기록했다. 김영용 윤용산 교수팀의 연구결과는 국제외상연구학회(SIROT)에 발표될 예정이다.
지금까지 수작업 수술에서는 대퇴골의 가공표면과 인공고관절의 접합도가 불충분하여 수술 후 회복을 더디게 하거나 인공고관절의 수명을 단축시키는 등의 문제점이 지적돼 왔다. 아울러 인공고관절을 삽입하는 과정에서 잘못된 헤머링으로 뼈가 파손되거나 인공고관절 주대가 목표한 위치에서 벗어나는 문제가 있었다.
이같은 문제점을 개선하기 위해 최근 들어 로봇을 이용한 수술시스템이 개발되고 있으나 뼈의 위치를 로봇에게 인식시키는 정합과정을 위해 CT, MRI, 실시간 영상처리장비 등 고가장비를 동원해야 하고, 비용의 고가화 문제 등이 나타나면서 로봇 수술의 확산에 걸림돌이 되고 있다.
김영용 윤용산 교수팀이 개발한 소형 수술로봇은 뼈의 위치 정보를 로봇에 전달하는 방법으로 '게이지 정합'을 채택, 문제점을 개선했다. 외과의사가 인공고관절의 삽입위치를 결정하고 게이지를 삽입하면 게이지의 위치를 측정하여 로봇의 작업공간을 파악하도록 한 것. 대퇴골에 프레임을 부착하고 수술로봇을 게이지에 맞춰 정렬하여 수술을 진행하게 된다.
김영용 교수는 "로봇을 이용한 수술에서는 골수강내압이 상승하지 않기 때문에 지방색전증 발생을 피할 수 있고, 수술 시간도 10∼30분 정도로 대폭 단축할 수 있다"며 "외국의 로봇 수술비용과 비교해 볼 때 약 1/10 정도로 절감할 수 있게 됐다"고 설명했다.
이 수술 로봇은 인허가 과정을 거쳐 향후 3년 이내에 상용화가 가능할 전망이다.
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