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몸속에서 자율적으로 이동하며 치료하는 로봇



(The tip of the catheter comprised a haptic vision sensor made of a millimeter-scale camera and LED encased in silicone. Credit: Fagogenis et al., Sci. Robot. 4, eaaw1977 (2019))


(A diagram of the occluder deployment system. Credit: Fagogenis et al., Sci. Robot. 4, eaaw1977 (2019))


(Illustration of robotic catheter navigation to the site of the leaking prosthetic valve. Credit: Fagogenis et al., Sci. Robot. 4, eaaw1977 (2019))


 보스턴 소아 병원의 연구팀이 인체 내에서 자율적으로 움직일 수 있는 로봇을 개발했습니다. 이 작은 로봇은 내시경 처럼 생겼지만 사실 심장 쪽으로 삽입하는 장치입니다. 심장처럼 피가 차 있는 장기 내부는 사실 내시경으로 파악하기 어렵습니다. 보스턴 소아 병원의 피에르 듀폰 (Pierre Dupont, Ph.D., chief of Pediatric Cardiac Bioengineering at Boston Children)나 이끄는 연구팀은 카메라 대신 광학 터치 센서를 지닌 로봇을 개발했습니다. 


 이 로봇은 터치 센서를 통해 주변 환경을 감지하고 미리 촬영한 환자의 심장 이미지와 결합해 정확한 위치로 자율적으로 이동합니다. 이 과정은 인공지능 알고리즘의 도움을 받습니다. 이 로봇의 목표는 심장 판막에서 새는 장소를 찾는 것입니다. 이식한 인공 판막 주변에서 피가 새는 경우 이를 찾아 수술하는 일은 매우 어려울 뿐 아니라 상당한 시간을 소모하는 일입니다. 당연히 종종 만족스럽지 못한 결과나 심한 경우 환자에게 치명적인 결과가 초래되기도 합니다. 


 연구팀은 로봇을 이용해 자율적으로 새는 위치를 찾고 의료용 접착제로 큰 수술 없이 치료하는 방법을 개발하기 위해 동물 모델을 대상으로 연구를 진행했습니다. 이는 기술적으로 상당히 어려운 일이지만, 연구팀은 의도한 결과에 근접했습니다. 사람에게 적용하는 일은 더 검증을 거친 후의 일이겠지만 인체 안에서 자율적으로 움직이면서 환자를 치료하는 로봇이 점점 현실에 가까워진 것 같습니다. 


 물론 개발의 목적은 로봇으로 인력을 대체하는 것이 아니라 보다 안전하고 빠르게 새는 장소를 찾고 크게 절개하지 않고도 봉합하는 것입니다. 물론 이 로봇 자체도 비교적 침습적으로 심장을 뚫고 들어가긴 하지만 심장을 인위적으로 멈춘 후 절개하고 수술하고 봉합해 다시 뛰게 하는 방법보다는 매우 비침습적인 방법이라고 할 수 있습니다. 환자 입장에서도 의사 입장에서도 가능하기만 하다면 어느 쪽이 더 좋은지는 더 말할 필요도 없을 것입니다. 



 참고 



G. Fagogenis el al., "Autonomous Robotic Intracardiac Catheter Navigation Using Haptic Vision," Science Robotics (2019). robotics.sciencemag.org/lookup … /scirobotics.aaw1977





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