[논문]국내의료로봇의 도전과 과제

김광기

doi:10.9718/jber.2009.30.4.271

국내의료로봇의 도전과 과제
Challenge and Problem of Medical Robot Surgery Research 원문보기

Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering, v.30 no.4, 2009년, pp.271 - 278

김광기 (국립암센터 기초실용화연구부 의공학연구과)

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, robot research and development was interesting the inside and outside of the country. Medical robot surgery showed diverse advantages according to advanced technical robot research. Also the academic society, research institute and industry showed concerning to the medical robot system. There is a growing need to introduce medical research for aging society. The surgical landscape is quickly changing because of the major driving force of robotics. Robot system and biomedical engineering research as defined a new engine of development show present ways of future revitalization of medical robot system. Medical robot system will be even more utilized when we keeps trying to combine high biomedical technique, IT research, and robot technique. In this review article, we begin with a short historical review of medical robotics, followed by an overview of clinical applications where robots have been applied.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

외과 의사 개인의 장기간에 걸친 경험에서 습득된 술기에 주로 의존해 온 국내 의료진들과 자동차, 항공기, 반도체, 가전 등의 제조업에만 초점을 맞추어 연구 개발을 수행했던 로봇 개발 인력들이 서로 각자의 개별적인 관점에서만 의료용 로봇 분야를 바라보고, 서로간의 원활한의견교환이 이루어지지 못함으로써, 실제 국내에서 개발되었거나 연구 중인 많은 의료용 로봇들이 일선의 의료 현장에서는 실효성 있게 적용되지 못하는 사례가 비 일비재한상황이다. 이러한 관점에서 본 논문에서는, 국내 의료용로봇 시장의 현황, 의료용 로봇시스템의 기술적인 분류및 다양한 적용 사례 및 국내 개발현황에 대해 간략히 소개하고, 의료용 로봇의 국내 개발을 위해 극복해야 할 과제들을 개략적으로 살펴보고자 한다.

제안 방법

복강경 수술에서 사용하는 수술도구인 그리퍼와 가위의 중간을 절단하여 마스터 에는 그리퍼를 달고 슬레이브에는 가위를 설치한 후, 봉합용실을 잡고자르는 기초적인 동작을수행하였다. 작업자가 마스터를 움직 이며 그리퍼를 열고 닫으면, 마치 직접 외과 의사가 움직이는 것처럼 슬레이브 수술 로봇에 설치된 가위가 수술 작업을 수행하게 되고 이때 발생하는 영상과 소리를 의사에게 전달할 수 있도록 하였다[11].
Ltd. 에서는 4자유도의 힘 반향 조이스틱 디바이스(Immersion System, s Impulse Engine 3000)에 3자유도의 골무형 손목(Stylus-like handle) 을 장착한 복강경 수술용 7자 유도의 마스터 장치와, Stewart Platform 형태의 3자유도 슬레이브 로봇과 3자유도의 유압 엑츄에이터로 구동되는 미니 로봇형 슬레이브를 개발하였다[9].(그림 5)

대상 데이터

(a) The da Vinci Surgical System (Intuitive Surgical Inc, Sunnyvale, CA) surgical console contains the 3-dimensional binocular display of the operative field provided by the camera held by the robot (courtesy of Intuitive Surgical), (b), The surgical tower that is docked next to the patient and handles the operative instruments. This model has 4 robotic arms-3 for the instruments and 1 for the laparoscope (courtesy of Intuitive Surgical) [16].
현재 국내외에서 많이 사용하고 있는 다빈치 시스템은 크게 두 개의 부분으로 구성되어 있는데, 팔과 몸통으로 구성되어 있는 로봇 카트(the robotic cart, slave)와 의사가 로봇을 조종하는데 쓰는 수술 콘솔(the operating console, master)이다. 로봇 카트는 약 2m의 높이에 544kg의 무게를 가지고 있으며, 본체에는 4개의 팔(arm) 붙어 있다. 가운데 있는 팔에는 시술 부위의 영상 획 득을 위한 내시 경 (endoscope) 카메 라가 있고, 그 주위로 수술용 기구를 다루는 3개의 팔이 배치되어 있다.

성능/효과

일본에 6대가 도입되어 있고 중국은 11 대, 그리고 우리나라에 20대가 있다. [3], 의료용 로봇 시장의 규모는 2008년 기준으로 28억 8300만 달러로 추산되며, 2013년에는 73억 4900만 달러까지 연 평균 20.6% 의 성장률을 나타낼 것으로 전망되고 있다. 또한 국내의 료용 로봇 시 장은 2008 년에 약 920억원 규모로, 전년 대비 50.
넷째로 현재 의료로봇시험센터를 현재 로봇시술로서 큰 성과를 거두고 있는 의료진들이 위치한 대형병원에 유치하는 것이 아니라 다른 곳에 유치하려는움직임이 정책적으로 추진되고 있어서 우려가 된다. 가장 시술을 많이 한 의료진이 로봇에 대한 경험 및 시험을 진행할 수 있으므로 로봇임상시험센터는 현재 시술이 많이 진행되고 있는대형병원에서 수행하는 것이 회사와 수술로봇을 수행하는 의료진에게 모두 도움이 될 수 있으리라 판단된다.

후속연구

기존의 복강경 수술 시스템들은 그 크기 및 무게로 인해 뇌 질환혹은신경계 질환에서의 미세 수술용으로는 부적합한 단점을 가진다. 그러 므로, 이러한 틈새 의료 시 장들을 파악하고 이러한 수술에 최적화된 특성화 로봇 시스템을 개발한다면 새로운 시장 창출을 통한 수익 창출에 보다 유리한 위치를 점 할 수 있을 것으로 기대된다. 여섯번째로, 좁은공간에서 정확하게 작동 자의 술기를 구사할 수 있는 효과적인 수술기 구의 고안 및 개선과 이를 특허화한 상품개발이다.
가장 시술을 많이 한 의료진이 로봇에 대한 경험 및 시험을 진행할 수 있으므로 로봇임상시험센터는 현재 시술이 많이 진행되고 있는대형병원에서 수행하는 것이 회사와 수술로봇을 수행하는 의료진에게 모두 도움이 될 수 있으리라 판단된다. 다섯 번째로, 기존의 거대 기업들이 선점하고 있는시장에 뛰어 들어 후발주자로서의 불이 익을 감수하기 보다는, 기존 로봇 시스템들로는 수행할 수 없는 시술을 위한 보다 전문화되고 특화된 수술 로봇 시스템을 개발할 필요가 있다. 기존의 복강경 수술 시스템들은 그 크기 및 무게로 인해 뇌 질환혹은신경계 질환에서의 미세 수술용으로는 부적합한 단점을 가진다.
둘째로 국내 개발된 의료 로봇 시스템이 성공적으로 상품화되기 위해서는, 무엇보다도 개발자가 시술자의 요구 사항들을 명확히 이해하고 상호간의 공감대가 폭넓게 이루어져야 한다. 즉, 의료 로봇 개발의 전 과정에서 임상 의사들이 적극적으로 참여하고 의견을 반영하여 설계가 이루어져야 시장에서의 성공 가능성을 높일 수 있다.
그림 3에서는 현재 사용되고 있는 다빈치 시스템의 툴에 대한 그림을 보여준다. 복강경 수술의 대표적인 수술 로봇으로서 툴의 범위내에서 시술이 용이하고 향후 각 전문 수술 부위에 따른 고자유도 툴이 계속적으로 개발 되어야 하겠다.
셋째로 로봇 수술 시스템의 전임상, 임상 실험 및 제품화 과정이 용이하게 수행될 수 있도록정부 부처 간의 긴밀한협조 및 조정이 필요하다, 현재 의료 로봇의 기술 개발은 지식경제부에서 맡고 있고, 이를 상업화 하기 위한 임상 및 제품화 허가는 보건복지부에서 담당하고 있으므로, 양 기관 간의 긴밀한 협조를 통해 발생 가능한 낭비 요소를 최소화하기 위한 노력이 필요하다.
있다. 촉각 전달 기 능의 부재는 현재 사용되고 있는 모든 의료 로봇 시스템에서 공통으로 지적되고 있는 약점으로, 국내 연구진들이 이 부분에 대한 다양한 특허권을 확보할 수만 있다면, 이 를기반으로 하여 기존의 의료용 로봇 시장에 진출하거나 보다 특성화된 전문 시술 로봇의 개발을 통한 신규 시장 창출도 가능할 것으로 기대된다.
점차 상업화 단계로 진입하고 있다. 향후 가까운 미래에 수술 로봇 시장도 현재의 독점 체제가 약화되고, 본격적인 가격 경쟁 체제로 접어들어 보다 싸고 효율적이며 특화된 로봇 수술 시스템의 개발이 활발히 이루어질 것으로 예상되고 있다. 또한 의료용 로봇에 이용되는 부품들의(로봇암, 카메라및 인식 시스템, 로봇용 수술기구 등) 규격화 및 표준화가 이루어지면생산단가및 판매 가격이 크게 낮아지고 관련 시장의 진입 장벽이 낮아져서 관련 시장 역시 크게 확대될 것으로 기대되고 있다.

참고문헌 (16)

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Chen, C.C. and T. Falcone, Robotic gynecologic surgery: past, present, and future. Clin Obstet Gynecol. vol. 52,no.3, pp. 335-343.2009

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