김기영 한국기계연구원 의료로봇연구실 책임연구원이 기관지 내시경 로봇시스템을 점검하고 있다. [사진=한국기계연구원]

음식이나 이물질 등으로 영·유아 기도가 폐쇄되는 사고가 발생했을 때, 이를 꺼내주는 기관지 내시경 로봇이 개발됐다. 국내 연구팀이 개발한 이 로봇은 관절이 있는 유연한 형태라 기관지에 상처를 입히지 않고도 이물질을 쉽게 빼낸다.

김기영 한국기계연구원 책임연구원과 장재원 충남대병원 이비인후과 교수 연구팀은 2일 상하좌우 방향 조정이 가능한 내시경 로봇 시스템을 개발했다고 밝혔다. 기존 기관지 내시경 겸자 기구는 굴곡이 가능한 관절이 없어 상하좌우로 방향 조절이 불가능했다.

개발한 시스템은 연성 기관지 내시경에 카메라 방향을 조절할 수 있는 로봇 기술을 결합했다. 연성 기관지 내시경은 일반적으로 얇고 유연한 튜브로 구성되어 있으며, 내시경 끝에는 작은 카메라 등이 장착되어 있다. 다만 연성 내시경은 일반적으로 의료진이 양손을 사용해 이물질을 제거하기 때문에 보조자의 도움이 필수적이란게 단점이었다.

연구팀은 “내시경에 굴곡이 가능한 관절을 부착하고, 관절의 방향을 조정할 수 있는 와이어를 설치해 그리퍼의 방향과 각도를 조절해 원하는 위치에 이물질을 쉽게 제거할 수 있도록 했다”며 “카메라 방향을 조절할 수 있는 로봇 기술을 결합해 보조 인력 없이도 사용이 가능하다”고 설명했다.

연구팀은 의료진의 안구 움직임을 추적할 수 있는 안구 위치 추적 기술과 의료진이 직접 발로 조작할 수 있는 풋페달 장치 기술도 도입했다. 이 기술로 의료진 스스로가 내시경 카메라를 조작하도록 해 투입 인력을 최소화했다.

연구팀은 미니 돼지를 이용한 임상실험에서 기관지 내에 삽입된 이물질 제거에 성공했다. 김 책임연구원은 “기존의 로봇 기술을 내시경 겸자 기구에 적용해 부작용을 줄이는 등 수술적 치료의 한계를 극복할 수 있게 됐다”며 “앞으로 이물질 제거 수술뿐만 아니라 일반 외래에도 적용할 수 있는 더 작은 크기의 내시경 겸자 개발을 추진하겠다”고 밝혔다.

장 교수는 “이번 임상 시험을 통해 기계연이 개발한 로봇 시스템이 기존 수술 방법보다 부작용이 적고 이물질 제거시 로봇 시스템이 보다 효과적임을 검증했다”며 “향후 상기도 수술에도 적용할 수 있는 시스템을 개발할 것”이라고 밝혔다.

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