“초소형 의료로봇, 세계 최고 노린다”
[인터뷰] 최홍수 DGIST 로봇공학 전공 교수
최근 구글은 수술로봇을 개발하기 위해 존슨앤존슨 산하 수술 제품 자회사인 에디콘과 협력을 맺었다. 사물인터넷과 웨어러블컴퓨터 등 차세대 기술 시장을 미리 읽고 이끌어가는 구글이 의료로봇 시장에 손을 댔다는 소식이 들리자 전 세계는 이에 집중하기 시작했다. 의료로봇 분야가 얼마나 중요한지, 다시 한 번 중요성을 실감한 것이다.
이러한 흐름에 발맞춰 국내 대학과 해외 연구진이 스마트 마이크로의료로봇 연구단을 만들었다. 산업계, 학교, 연구원, 병원(산-학-연-병) 등 11개 기관이 함께 모인 다학제적 연구단이다. 연구단장을 맡은 최홍수 DGIST 교수는 “융복합 연구를 수행하기 위해 산-학-연-병이 모였다”며 “마이크로의료로봇의 원천기술을 확보하는 데 집중할 것”이라며 운을 뗐다.
최홍수 DGIST 로봇공학전공 교수 ⓒ DGIST
1차 목표, 만성완전폐색병변 치료 기술
새롭게 출범한 스마트 마이크로의료로봇 연구단은 앞으로 만성완전폐색병변 개통을 위한 수술 및 수술 보조용 마이크로의료로봇 시스템을 개발하는 데 집중할 예정이다. 만성완전폐색병변(CTO: Chronic Total Occlusion)이란 심장을 감싸고 있는 관상동맥이 혈전 등에 의해 완전히 막혀 혈류가 흐르지 못하는 증상을 말한다. 혈류 흐름이 원활하지 못하므로 급성 심근경색 및 심장관련 질환 등의 위험이 높다.
“현재는 카테터를 이용한 시술이 사용되고 있습니다. ‘카테터 시술’은 혈관이나 요도 등에 관을 삽입해 시술하는 방법입니다. 하지만 이는 시술자의 경험이나 감각에 의존할 수밖에 없어요. 자칫 시술시간이 길어지면 시술자가 X선 피폭에 많이 노출된다는 단점도 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 스마트 마이크로의료로봇의 개발이 필요하다는 목소리가 많았어요. 정확도를 높여줄 뿐 아니라 시술 시간을 줄여주고, 방사선 피폭도 줄여주기 때문이죠.”
앞으로 연구단은 마이크로의료로봇 기술을 이용해 관상동맥 등의 막힌 부분을 물리적, 화학적 방법으로 개통하는 기술을 개발하고자 한다. 이것이 가능하려면 수반되는 요소기술 역시 높은 수준에 올라가야 한다. 예를 들면 자기장 제어시스템, 의료영상 시스템, 수술내비게이션 등이 그것이다.
“요소기술에 대한 연구도 진행해야 합니다. 궁극적으로는 이들 기술을 집성해 높은 기술력의 스마트마이크로의료로봇을 만들고자 합니다. 사실 마이크로의료로봇을 연구하기 위해 저희처럼 대규모 사업단이 출범한 사례는 전 세계적으로 매우 드뭅니다. 모두 연구의 필요성에는 동의하지만 투자는 망설이고 있죠. 높은 리스크 때문이에요. 그래서인지 세계 학회에 참여하다보면 저희 연구단에 각국이 많은 관심을 보이고 있다는 것을 느껴요. 앞으로 연구를 성공적으로 수행해서 마이크로 의료로봇 산업 분야의 선두그룹이 되고 싶습니다.”
마이크로의료로봇의 구동원리 모식도 ⓒ DGIST
선두주자 없는 마이크로 의료로봇, 지금이 기회
최홍수 단장은 “의료로봇 중에서도 수술로봇과 재활로봇은 이미 많은 발전을 이룬 상태”라며 “하지만 상대적으로 스마트 마이크로의료로봇은 그렇지 못하다. HRHR(High-Risk/High-Return) 연구이기 때문이다. 이것이 지금 스마트 마이크로의료로봇 연구를 진행해야 하는 이유”라고 설명했다.
“스마트 마이크로의료로봇은 다른 의료로봇에 비해 상대적으로 원천성이 높습니다. 아직 전 세계적으로 확실한 선두주자도 없는 상황이에요. 때문에 연구가 경쟁적으로 진행되고 있습니다. 이런 상황에서 국내 기술로 원천성을 확보하고, 우수한 기술을 개발한다면 세계 시장에서 경쟁력을 가질 수 있으리라 믿어요. 개발된 기술은 의료로봇 뿐 아니라 다양한 의공학 및 임상분야에도 영향을 미칠 수 있습니다. 때문에 지금, 스마트 마이크로의료로봇 연구를 활발히 진행해야 합니다.”
앞으로 연구단은 만성와전폐색병면 개통을 위한 기술개발에 집중할 예정이다. 이를 1차 목표로 한 뒤, 필요한 요소 기술까지 연구할 계획이다. 물론 해결해야 할 과제도 산적해 있다. 가장 큰 과제는 마이크로로봇의 응용처를 넓히는 일이다. 지금까지는 로봇을 제작해도 각 파트를 통합하는 게 쉽지 않아 응용에 한계가 있었다.
“진정한 마이크로의료로봇을 개발하려면 다양한 기능의 마이크로의료로봇을 만들어야 해요. 최근에는 3차원 마이크로로봇이 개발되기도 했습니다. 덕분에 높은 추진력으로 정밀한 제어가 가능해졌어요. 하지만 좀 더 깊은 연구가 필요한 게 사실입니다. 마지막으로 가장 중요한 과제는 안정성이에요. 동물실험을 넘어 안정적 기술로 임상시험할 수 있도록 연구에 매진할 것입니다.”
새로운 의료 기술이 현장에 뿌리 내리려면 안전한 성능과 함께 기존의 의료기술과 협력할 방안을 찾아야 한다. 최홍수 교수는 “효과적인 응용분야를 찾으려면 의료 현장의 의사 선생님과 많은 토의와 공동연구를 해야 한다. 이처럼 해결해야 할 부분이 많지만 마이크로의료로봇의 가능성을 많은 사람들이 공감한다면 임상적용 시기는 빨라질 것으로 본다”며 기대감을 내비쳤다.
“많은 요소기술과 통합기술이 필요한 연구입니다. 이를 기반으로 사업화 아이템을 도출하고 구체적인 사업화 방법 및 제품 개발 방향을 제시하려고 해요. 연구가 성공적으로 진행된다면 의사와 환자 모두가 혜택 받는 ‘인간중심 기술’이 만들어질 것이라고 확신합니다. 이러한 기술은 현재 상상만 했던, 혹은 상상도 하지 못했던 새로운 분야를 개척해 줄 거라고 생각해요. 연구를 진행하는 저희도 많은 기대가 됩니다.”
- 황정은 객원기자
- 저작권자 2015.08.04 ⓒ ScienceTimes