의료로봇은 의료현장에서 사용하는 지능형 로봇으로, 식약처에서는 로봇기술을 사용하는 의료용 기기 또는 시스템으로 정의하고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 최소침습 수술로봇을 비롯해 심혈관계 및 종양의 중재 시술로봇, 착용형 및 재활로봇, 그리고 간호간병, 원격진료, 약품조제, 물품이송, 시설소독 등의 서비스 로봇에 이어 차세대 마이크로 의료로봇 영역으로 확대되고 있는 첨단 의료분야이다.

의료로봇의 제품별 시장규모를 살펴보면, 양대 수술로봇 분야인 복강경 수술로봇과 정형외과 수술로봇을 필두로 신경외과와 심혈관계 분야의 중재시술 영역에 이어서 재활분야, 그리고 약품조제 분야 등의 서비스 로봇의 영역으로 확대되고 있음을 볼 수 있다.

수술로봇복강경 수술로봇의 선두주자인 Intuitive사의 da Vinci 시스템은 2000년대 초 비뇨기과의 전립선암 수술에서 그 성능을 인정받고 현재는 흉부 및 복부의 다양한 수술에 사용되고 있으며, 최근에 출시한 단일공 복강경 수술로봇도 시장의 호평을 받고 있다. 

한국의 미래컴퍼니레보아이가 세계에서 2번째로 복강경 수술로봇을 출시하여 국내외에서 그 성능을 인정받고 있고, 최근에는 의료분야 글로벌 기업들도 가세하여 J&J Ottava의 수술실 천장 거치형 시스템과 Medtronic Hugo의 모듈화 수술로봇 시스템이 연달아 출시되어서 복강경 수술로봇의 선택폭이 이제는 많이 넓어졌다. 

정형외과 분야의 척추 및 관절수술에서는 Medtronic사가 Mazor를 인수하면서 선두주자인 스트라이커의 Mako와 짐머의 Rosa, 그리고 J&J Velys 수술로봇등과 경쟁을 벌이고 있다. 국내의 큐렉소에서도 인공관절 수술로봇과 척추수술로봇을 출시하여 시장의 호평을 받고 있다.

이러한 수술로봇 시스템은 더 작은 절개, 더 나은 제어성을 바탕으로 한 정밀도 및 도달하기 어려운 영역에 대한 접근을 가능하게 해 준다는 장점이 있으며, 최근의 센서기술과 인공지능 기술의 발전을 접목하여 촉각 피드백, 정밀도, 그립, 자율성의 향상에 대한 연구개발을 진행하고 있다. 몇가지 예로써, 증강현실에서는 기관지내시경 로봇인 J&J Monarch, 인공지능기반의 자율성 도입에서는 방사선치료로봇인 Accuray Cyberknife S7과 연조직 자율봉합에 성공했다고 STAR 로봇이 학계에 보고한 바 있으며, 경조직 분야인 Mako로봇 등은 현재 무릎관절 치환수술에 햅틱 피드백을 제공하고 있다.

재활로봇뇌졸중, 파킨슨병, 외상성 뇌 손상 또는 다발성 경화증 등으로 인하여 운동기능이 손상된 환자의 재활을 위하여 뇌신경 가소성 촉진을 목적으로 한다. 치료용 재활로봇은 로봇의 구조에 따라서 말단장치형, 착용형(외골격), 접지형, 고정형 로봇으로 나누고, 사용목적에 따라서상지재활, 하지재활(보행보조), 신체기능평가, 인지재활로봇으로 나눌 수 있다. 말단장치로봇은 착용이 쉬운 반면에 특정관절의 단일 움직임이 어렵고, 외골격로봇은 각 관절을 독립적으로 치료할 수 있는 반면에 구조가 복잡하고 고가인 단점이 있다.

상지재활에서 임상에 많이 사용되고 있는 로봇으로, 접지형 외골격형에서는 초기재활에 주로 쓰이는 Armeo Power, 접지형 말단장치에서는 중등도 손상된 환자를 대상으로 하는MIT-MANUS, 착용형 로봇으로써는 손가락 움직임을 보조할 수 있는 Neomano 등이 있다.

보행보조로봇은 위치이동의 중요성때문에 더 많은 제품이 출시되어 있으며, 말단장치형으로써는 GEO system이 많이 활용되고 있고 국내의 큐렉소사에서도 보행패턴 치료가 가능한 모닝워크를 출시하여 미국 FDA 인증을 받았다. 착용형으로써는 Rewalk, HAL, Keeogo로봇 등이 많이 사용되고 있으며 국내에서도 엔젤로보틱스에서 워크온슈트를 개발하여 사이배슬론에서 1위를 차지함으로써 그 성능을 입증한 바 있다. 또한 삼성의 GEMS-H, 현대의 H-MEX도 개발 중이다.

재활로봇은 병원치료와 일상생활을 병행하기 위하여 유연하고 경량화 된 착용형로봇에 생체신호 센싱과 인공지능을 접목하여 맞춤형 치료 프로토콜을 제공하는 방향으로 진행되고 있다.

서비스 로봇케어 로봇은 노약자의 잠재적인 응급 입원율을 감소시키기 위하여 이동기능, 고급 인지기능과 자연어 처리기능을 탑재하여 낙상 모니터링과 같은 주요 건강 기능을 수행할 수 있고 환자가 치료 요법을 따르도록 격려하거나 인지적 참여를 제공하여 환자가 깨어 있고 긍정적인 상태를 유지하도록 도울 수 있으며 Kompai companion 로봇 등이 있다.

처방전 조제로봇은 병원의 의료사고 중에서 주요 원인으로 지적되고 있는 약물 투여 오류를예방하기 위하여 바코드 스캐닝을 사용하여 알약 계산 및 바이알 라벨링을 정확히 인지하고처방전에 따라 자동조제하는 로봇으로써 McKesson의 Robot-Rx 등이 있다.

원내 원격진료 로봇은 코로나바이러스 대유행이 시작되면서 본격적으로 개발된 로봇으로써,화상 회의와 모바일 기반 자율 항법 기능을 이용하여 병원 내 다양한 지점에서 정교한 카메라를 통한 지시된 신체 검사를 수행하고 원격상담이 가능한 로봇으로서 멸균이 용이하여 교차오염 방지에 도움이 되는 장점이 있으며 Ava 로봇 등이 있다.

의료물품 운송 로봇은 안전하고 정확한 재고 추적을 위해 IT 시스템과 통합되고 레이저, 적외선 및 초음파 센서를 사용한 자율 항법 기능을 탑재하여 음식, 물품, 의약품을 운반할 수있는 자율 이동 로봇으로써 Aethon Tug, Moxi 로봇과 국내 NT로봇사의 Sbot 등이 있다.

위생 및 소독 로봇은 병원에서는 수시로 소독이 필요하기 때문에 바이러스 RNA를 파괴하는 펄스 크세논 UV-C 조명 어레이를 탑재하고 충분한 빛을 구석구석에 발산하기 위한 자율항법을 탑재한 소독로봇으로써 Xenex Light-Strike 로봇 등이 있다.

표적치료 마이크로 로봇약물의 전신순환에 따른 부작용을 줄이기 위하여 또는 종양에 직접 방사선을 전달하기 위한목적으로 현미경 수준에 가까운 기계적 입자를 사용하여 신체 내의 특정 표적 부위에 약물 또는 기타 요법을 국소적으로 전달할 수 있는 일체의 마이크로 로봇을 말하며, 한 예로써 자기장에 의해 조종될 수 있는 작은 나선형 꼬리가 있는 입자가 혈관을 통해 신체의 특정 부위로회전하면서 전진하는 마이크로 로봇이 연구되고 있다.

지금까지 살펴본 바와 같이 현재에도 의료현장의 다양한 분야에서 의료로봇이 활용되고 있고 앞으로도 모든 유형의 의료로봇은 인공지능, 데이터 분석, 컴퓨터 비전 및 로봇 기술의 발전과 함께 자율적이고 효율적이며 정확하게 작업을 완료하기 위한 방향으로 계속 진화할 것이며 첨단의료의 주역으로서 국민건강에 기여하는 제 역할을 다할 것으로 예측하고 있다.

다행히 의료로봇은 기존의 의료기기 시장과 달리 신흥시장으로써, 국내에서도 세계적으로 경쟁력있는 제품으로 세계시장을 개척, 선도할 수 있다. 차세대 성장 동력 산업으로 주목받는 의료로봇 분야 발전을 위해서는 로봇 의료기기 시험 인증을 포함한 인허가 패스트트랙을 지원하고 의료보험 수가를 현실에 맞게 개선해야 한다. 이와 함께 로봇 의료기기의 원활한 수출을 위해 국내 및 선진국 모두가 인정하는 국제 공동 승인 체제가 만들어진다면 산업 경쟁력을 극대화할 수 있는 환경을 조성할 수 있고 궁극적으로는 인류에게 더 좋은 의료혜택의 제공을 기대할 수 있을 것이다.

의사신문 다른기사 보기