김기영 한국기계연구원 책임연구원이 기관지 내시경 로봇 시스템을 점검하고 있다. [한국기계연구원 제공]

음식이나 이물질 삽입 등으로 영유아나 노약자의 기도가 폐쇄되는 사고가 발생할 때, 부작용 없이 이물질을 바로 빼낼 수 있는 기관지 내시경 로봇 시스템이 국내 최초로 개발됐다. 이 시스템을 통해 부작용을 줄이고 의료인력 투입을 최소화하는 등 환자에게 빠르고 정확한 치료를 제공할 수 있어 응급시설의 업무 효율성이 개선될 것으로 기대된다.

한국기계연구원은 김기영 기계연 의료로봇연구실 책임연구원(박사)과 장재원 충남대병원 이비인후과 교수 공동 연구팀이 상하좌우 방향 조정이 가능한 내시경 겸자(내시경 카메라에 삽입되는 얇은 기구) 기구와 안구 위치 추적, 풋페달 기능을 통합한 기관지 내시경 로봇 시스템을 개발했다고 3일 밝혔다. 이를 활용, 미니 돼지를 이용한 임상실험에서 기관지 내에 삽입된 이물질 제거에 성공했다고 기계연은 전했다.

연구팀은 의료 분야에 사용되는 얇고 유연한 연성 기관지 내시경에 카메라 방향을 조절할 수 있는 로봇 기술을 결합한 ‘기관지 내시경 로봇 시스템’을 개발했다. 이 로봇 시스템은 기관지 내시경 카메라를 내시경 로봇과 결합, 의료진이 직접 위치를 조정할 수 있도록 다관절 거치대에 고정하는 방식이다. 연구팀은 내시경 겸자 그리퍼에 굴곡이 가능한 관절을 부착하고, 관절의 방향을 조정할 수 있는 와이어를 설치했다. 이를 통해 그리퍼의 방향과 각도를 조절해 원하는 위치에 이물질을 쉽게 제거할 수 있다.

연구팀은 의료진의 안구 움직임을 추적할 수 있는 안구 위치 추적 기술과 의료진이 직접 발로 조작할 수 있는 풋페달 장치 기술도 통합했다. 이 기술로 내시경 카메라가 굴곡·직진·회전을 통해 이물질이 위치한 방향으로 도달할 수 있으며, 의료진 스스로 조작할 수 있어 투입 인력을 최소화할 수 있다.

기존 기관지 내시경 겸자 기구는 굴곡이 가능한 관절이 없어 상하좌우로 방향 조절이 불가능, 이물질 제거에 한계가 있었다. 연성 내시경은 일반적으로 의료진이 양손을 사용해 이물질을 제거하기 때문에 보조자의 도움이 필수적이었다. 기계연이 개발한 로봇 시스템은 내시경 방향을 자유롭게 조절해 이물질을 쉽게 제거할 수 있으며, 보조 인력 없이 의료진의 인력 투입을 최소화할 수 있어 향후 의료 서비스가 크게 개선될 것으로 기대된다.

김 박사는 “기존 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 추진할 것”이라고 밝혔다. 구본혁 기자