이미지 출처: Johns Hopkins University

존스 홉킨스 대학과 다른 곳의 연구원 팀은 그들의 로봇이 처음으로 인간의 도움 없이 돼지의 복잡하고 섬세한 수술 절차를 수행할 수 있었다고 말한다. 게다가 로봇은 인간 외과 의사보다 일을 더 잘하는 것처럼 보였다. 

수술실에서 로봇을 사용하는 것은 새로운 것이 아니지만 DaVinci 시스템과 같이 널리 사용되는 현재 기술은 여전히 인간 외과 의사에 의해 제어된다. Axel Krieger와 그의 동료들이 개발한 스마트 조직 자율 로봇(STAR) 시스템은 다르다.

"반대로 STAR는 인간의 개입 없이 연조직에서 수술 계획을 계획, 조정 및 실행하는 최초의 로봇 시스템이다."라고 존스 홉킨스 대학의 기계 공학 조교수인 Krieger가 말했다.

수년에 걸쳐 Krieger와 그의 팀은 STAR가 여전히 인간의 개입이 필요하지만 중요한 외과적 작업을 인간 외과의사만큼 또는 심지어 더 잘 수행할 수 있음을 입증했다. 수요일 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 발표된 최신 연구에서 그들은 STAR가 복강경으로 돼지의 복잡한 연조직 수술을 자율적으로 수행할 수 있음을 보여주는 데이터를 제시했다.

이 절차는 소장 문합으로 알려져 있으며 장의 끝을 다시 연결해야 한다(예를 들어 종양 치료를 위해 장의 일부가 제거된 경우 필요할 수 있음). 작은 실수에도 누수가 생길 수 있기 때문에 섬세함과 정밀함이 필요한 수술이다. 뼈와 같은 단단한 구조와 달리 연조직으로 작업하는 것은 외과의사에게 어려운 일이다. 신체에서 움직이면 즉석에서 조정해야 할 수 있기 때문이다.

그러나 STAR가 4마리의 돼지를 대상으로 하는 이 테스트에서 로봇은 화려한 색상으로 통과하는 것처럼 보였다. 인간이 수행한 수술에서 얻은 데이터와 비교하여 팀은 STAR의 봉합과 바늘이 더 정확하고 일관된 것으로 간주되었다고 보고했다. 수술한 돼지에서도 누출이 감지되지 않았다.

Krieger는 이러한 종류의 복잡한 작업을 수행하기 위해 STAR를 자동화하려면 몇 가지 혁신이 필요하다고 말했다. 예를 들어 STAR에서 사용하려면 표준 수술 도구를 수정해야 했다. 로봇은 또한 수술 부위의 3차원 이미지를 재구성하기 위해 근적외선 및 구조광 카메라의 조합을 갖추고 있다.그리고 조직 장애와 같은 것을 설명하기 위해 필요에 따라 조정할 수 있는 수술 계획을 작성하기 위한 프로그래밍이 필요했다. 그러나 결과는 자율 수술 로봇을 구축하는 것이 가능 이상이며 "단지 상상의 산물이 아니다"라고 Krieger가 말했다.

그러나 가까운 장래에 STAR 및 이와 유사한 로봇은 완전히 인수하기보다는 계속해서 인간 외과 의사의 조수 역할을 할 것이다. 그러나 Krieger에 따르면 이조차도 미국에서 매년 백만 번 이상 수행되는 작업인 문합과 같은 까다로운 수술을 외과의가 더 잘 표준화할 수 있게 함으로써 수술을 더 안전하게 만드는 중요한 단계가 될 수 있다. Krieger와 그의 팀은 또한 STAR와 같은 시스템이 종양 절제와 같은 다른 어려운 연조직 절차에 혁명을 일으킬 수 있기를 희망한다. 그리고 그들은 "자율 로봇 수술 시스템이 예를 들어 병원으로 가는 중 외상 상황과 같이 정상적인 병원 환경 밖에서 환자를 치료하는 데 도움이 될 수 있는" 미래를 상상한다.

그 동안 팀은 STAR와 그 기능을 더욱 업그레이드할 계획이다. 예를 들어, 현재 실험에서 로봇은 추적을 돕기 위해 돼지의 조직을 따라 마커를 수동으로 배치해야 했다. 그들은 이제 로봇 카메라의 부피를 줄이고 수술 계획을 더 간단하게 만들 수 있는 마커 없는 접근 방식을 연구하기 시작했다.