한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 미래의료로봇연구단(소장 권동수 교수)이 유연 원격 내시경 수술로봇 ‘케이-플렉스(K-FLEX)’를 개발, 살아있는 동물의 담낭을 절개하는 수술에 성공했다고 16일 발표했다. 이로써 전량 수입에 의존해 온 국내 연성 내시경 시장의 활로 개척과 더불어 암 치료 관련 사회적 비용의 축소 효과를 기대할 수 있을 것으로 기대된다.

의료진은 이 내시경으로 입·항문·요도 등의 통로로 뱀처럼 유연하게 삽입, 몸속을 자유롭게 관찰하다가 이상 징후를 발견하면 손가락처럼 생긴 초소형 로봇 팔을 뻗쳐 수술을 진행하게 된다. 

KAIST 연구진은 지난달 17일 다양한 방향과 각도로 휘어지는 유연 내시경 수술로봇을 병변을 가진 돼지의 복강에 삽입한 후 간과 담낭에 접근시켜 담낭을 절개하는 데 성공했다.

수술과정에서 내시경의 채널을 통과한 직경 3.7mm의 소형 수술도구는 간을 젖혀 수술을 위한 시야를 확보를 한 후 다른 채널을 통과한 전기 소작기를 이용해 간과 담낭 사이를 절제했다. 모든 수술 과정은 연구팀이 내시경의 앞부분에 달린 카메라를 통해 송출된 돼지 신체 내부 이미지를 모니터링하면서 원격 조종 장치를 통해 진행됐다.

기존의 수술 로봇은 곧은 수술도구를 이용하며 복부에 3~4개의 구멍을 내야 하는 문제점이 있었다. 반면 KAIST연구팀의 기술은 외부절개 없이 내부절개만으로 수술이 가능해 출혈량, 세균 감염, 합병증 등의 위험을 줄일 수 있다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 수술에 요구되는 기술의 난이도가 높고 필요조건들이 많아 상용화에 어려움을 겪어 왔다. 로봇이 인체 내부의 굴곡진 부분으로 진입하기 위해 유연하면서도 큰 힘을 낼 수 있어야 하며 기존 수술 로봇보다 더 많은 공간적 제약을 받기 때문이었다.

연구팀은 이같은 기존 수술로봇에서 제약을 보였던 유연성 및 소형화 문제를 해결하기 위해 강인한 소형 관절 기술을 이 내시경 로봇에 접목했다. 연구팀의 황민호 박사가 크기는 기존 장비의 절반 가까이 줄이면서 힘을 2배 이상 끌어 올렸다. 권동수 교수팀은 내시경 모듈을 제외한 모든 부품과 소프트웨어를 국내 기술로 만들었다.

연구팀은 이 기술로 지난 6월29일 영국 런던 임페리얼 칼리지에서 열린 ‘서지컬 로봇 챌린지 2018(Surgical Robot Challenge 2018)’에서 수술로봇 강국들을 제치고 베스트 애플리케이션 어워드와 오버롤 위너상을 받았다.

권동수 KAIST 교수는 이 핵심기술을 기반으로 올해 이지엔도 서지컬(EasyEndo Surgical Inc.)라는 수술로봇 회사를 설립했다. 권 교수를 비롯한 8명의 학생들이 공동 창업한 회사로, 케이-플렉스를 포함한 다양한 수술로봇을 개발하고 있다.

케이-플렉스 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.