3D 해부학 정보와 절삭 부위·각도 실시간 전송 … 재수술·합병증·의료진 피로도 감소 효과
심재앙 가천대 길병원 정형외과 교수팀이 국내 최초로 정형외과 인공지능 로봇인 ‘나비오(NAVIO)’를 이용한 무릎 인공관절치환술에 성공했다. 무릎 퇴행성관절염으로 수술받은 70대 환자는 현재 회복 중에 있다.
영국 스미스앤드네퓨가 개발한 나비오는 인공지능 기계학습, 증강현실, 해부학, 영상융합 등 첨단기술이 집결된 로봇이다. ‘이미지 프리 플랫폼(Image-Free Platform)’ 기능이 탑재돼 별도의 컴퓨터단층촬영(CT) 이미지가 필요 없다. 이 기술은 운동학적 지지(Kinematic Alignment)를 바탕으로 3차원(3D) 해부학적 정보를 의료진에게 제공한다.
이를 위해 별도로 설치된 자외선카메라가 10여개 센서와 상호작용해 의료진의 미세한 움직임과 환부를 면밀히 분석, 실시간 정보를 증강현실 기술로 제공한다. 이렇게 쌓인 정보는 사전 시뮬레이션 결과와 비교돼 의료진이 정확한 각도와 크기로 수술하고 있는지 알려준다.
모니터에는 절삭이 필요한 부위를 보라색(+3mm 이상), 파란색(2mm), 초록색(1mm), 흰색(타겟존) 등 네 가지 색상으로 구분해 제공한다. 이를 통해 의료진은 환자 상태에 가장 적합한 수술을 집도할 수 있다. 기계 오작동이나 정상조직 손상 등 문제는 로봇이 스스로 위치와 방향을 수정해 피한다.
수술 시에는 로봇을 이용해 구멍을 뚫는 ‘버 컷 가이드(Bur cut guide)’ 모드, 대퇴골 원위부를 정확히 절삭하는 ‘디지털 버 테크니크(Distal bur technique)’ 모드 등이 가동된다.
나비오는 크기가 작고 가벼워 수술방 내에서 차지하는 공간이 작고, 상황에 따라 자유롭게 옮긴 뒤 바로 작동시킬 수 있다. 이는 환자가 수술방을 옮겨 다니는 수고를 덜어주는 효과를 나타낸다. 심 교수는 “로봇 인공관절수술은 높은 정확도로 재수술 가능성을 낮추고, 회복을 앞당겨 환자만족도를 향상시키며, 의료진의 피로도를 줄여 전반적인 합병증 감소에 도움이 될 것”이라고 기대했다.
심 교수는 2년 전 세계 최초로 후방십자인대보존형 삽입물(상품명 ANTHEM)을 이용한 인공관절수술에 성공한 바 있다. 학술활동에도 활발히 참여해 대한슬관절학회 편집·학술·홍보위원, 대한관절경학회 학술위원, 대한정형외과학회 심사위원 등을 역임했다.
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