바이오인

1. 기술의 개요

가. 의료용 로봇의 정의 및 종류

의료용 로봇은 의료 현장의 다양한 분야에 로봇기술을 융합하여 보다 안전하고 편리한 의료서비스를 제공하는 시스템으로 정의된다. 기술 분야는 수술로봇, 네비게이션, 수술 시뮬래이터, 재활로봇 등으로 분류된다.

*NOTES : Natural-orifice transluminal endoscopic surgery (자연개구 내시경 수술)

나. 의료용 로봇의 필요성

최근 첨단 의료 기술의 발전으로 고령화 사회로 접어들고 있으며, 건강에 대한 관심 증가로 웰빙에 대한 관심이 증가함에 따라 의료 서비스의 수요가 증가될 것으로 전망되고 있다. 고품질 의료 서비스에 대한 수요는 선진국 뿐만 아니라 G20 신흥 시장 중산층에서도 유효할 것으로 기대하고 있다. 따라서 국내 뿐 아니라 전 세계적인 경쟁 구도가 형성될 것으로 예측되므로 IT 융합형 의료 영상장비, 의료로봇 등의 분야에 대한 기술개발 및 원천기술 확보가 시급하다.

의료로봇은 최대시장인 미국을 중심으로 연평균 20% 수준의 높은 성장세를 보이고 있으며 전망은 아래 표와 같다.

< 표 1. 의료로봇 시장 규모(단위: 억불) >

* 출처: Espicom, World Medical Factbook 2009, 2009.5 등

다. 의료용 로봇의 핵심기술

본 기사에서는 다양한 의료용 로봇 분야 중에서 수술로봇에 대하여 중점적으로 살펴보고자 한다. 수술로봇 기술은 그림 1에서와 같이 Advanced eye와 Advanced hand 두 가지로 구분할 수 있다. Advanced eye는 전혀 보이지 않는 부위의 영상을 MRI 또는 CT를 활용하여 제공하거나 또는 잘 안 보이는 부위를 잘 보이도록 내시경을 통한 영상을 제공하는 기술이다. 특별히 내시경의 발전은 많은 수술과정에 획기적인 변혁을 일으킨 것으로 인식되고 있다. Advanced hand는 직접 수술을 담당하는 수술로봇을 의미한다. 의사가 담당할 수 없는 미세한 작업, 의사의 손이 다다룰 수 없는 부위 등의 수술에 유용하게 쓰일 수 있다.

대부분의 수술 로봇은 Advanced eye와 Advanced hand를 동시에 활용하는 복합적 기술로써 수술 목적에 따라서 다양한 형태의 개발이 이루어질 수 있다. 수술 로봇의 종류를 크게 분류하면 그림 2에서와 같이 두 가지로 구분할 수 있다. 내시경 정보를 활용한 유도수술 로봇은 내시경의 영상 정보를 활용하여 수술로봇을 마스터 로봇으로 제어하는 방식으로 da vinci가 그 대표적인 사업화 성공 사례이다. 응용범위는 복강, 흉곽 등 공간에 존재하는 부위에 해당된다.

영상 유도 수술로봇은 수술 전에 MRI 또는 CT에서 얻어진 3D 영상을 기반으로 수술계획을 세우고, 이러한 영상정보를 수술시 영상좌표계와 로봇좌표계 그리고 환부좌표계의 정합을 통하여 수술을 수행하는 방식이다. 이 분야는 아직까지 대표적인 사업화 성공 사례가 발표되고 있지 않는 실정이다.

그림 1. 의료로봇의 핵심기술