정형외과 수술에서 컴퓨터 로봇 수술이 가능한 부위는

채준 기자  |  2020.03.24 17:17
/사진제공=안산에이스병원 /사진제공=안산에이스병원


전세계적으로 정형외과 관절에 적용되는 로봇 기계회사는 7군데 정도이고 매년 개발에 경쟁을 하며 개발에 박차를 하고 있다.

로봇 수술을 하는 목적은 결국 성공적인 수술을 하기 위해서다. 성공적인 수술은 사람은 자동차가 아니어서 사람마다 뼈의 크기와 관절의 위치 그리고 관절을 안전하게 잡아주는 인대의 길이가 각각 다르다. 남자와 여자가 다르고 같은 성인 남자간에서도 키도 다르고 모양도 다르듯이 관절이 다양한데 이러한 부위에 병이 생겼을 경우 일관성 있게 수술적 결과를 좋게 하기 위해서는 객관적인 측정방법을 표준화된 수술법을 이용하여 수술할 때 에러를 줄이는 것이다.

현재 로봇 수술을 제일 많이 사용하는 부위는 무릎 로봇이다. 무릎의 인공관절수술은 상한 연골을 정리하고 건강한 뼈 위에 금속물을 보철 하듯이 허벅지 뼈와 종아리뼈를 특수 금속으로 덮고 그 사이에 특수 플라스틱인 인공 플라스틱 연골을 넣는다. 실제 무릎 인공관절의 종류는 환자의 무릎 사이즈에 따라서 달라질 수 있다. 예로 만일 여자의 작은 무릎에 남자의 큰 인공관절을 삽입하게 되면 인대가 타이트하게 되어 무릎이 잘 구부러지지 않는 뻣정다리가 될 수도 있고 반대로 남자의 큰 무릎에 작은 크기의 인공관절이 들어간 경우는 무릎인대가 느슨하게 되어 문제가 생길 수 있다

이렇듯 연골이 없는 부분을 정확히 예측하여 시물레이션을 하고 인공관절을 삽입한 후 어느 정도 크기로 절제를 할지 결정하면 인대의 길이와 다리가 정확히 일자가 되는지를 미리 알 수 있다. 따라서 뼈의 두께나 뼈가 없는 부위를 벗어나면 로봇 팔이 작동을 하지 않아서 정확히 1mm 이하의 오차를 줄일 수 있다. 또 장점은 수술 중간에 제대로 수술이 이루어지고 있는지 모니터상에서 수치나 그래프로 볼 수 있어서 만일 잘못된 방향이나 오차가 나는 경우는 실시간 눈으로 측정되지 않는 부분까지 주행 차의 네비게이션 처럼 알 수 있어서 수정이 가능하다.

이렇게 무릎 인공관절은 2mm 정도의 오차에도 무릎관절이 뻣뻣하여 잘 구부러지지 않거나 반대로 무릎이 불안정하게 되어 잘 걷지 못할 수 있는 위험성을 없애고 정확한 수술 기법이 가능하여 수명뿐 아니라 기능에 절대적으로 중요한데 무릎 로봇 팔을 이용한 인공관절 수술은 수술 자에게 도움을 많이 주어 궁극적으로 환자분들의 빠른 회복과 오랫동안 무릎 인공 절을 사용할 수 있도록 기여 한다.

두 번째는 고관절 인공관절에 사용이 가능한 로봇이 있다. 고관절도 피가 통하지 않아서 대퇴부의 머리가 썩는 무혈성 괴사 혹은 관절연골이 없어져서 생기는 류머티즘 관절염이나 퇴행성 관절염이 진행이 되면 결국 무릎과 마찬 가지로 인공관절 수술이 필요할 수 있다. 고관절은 무릎 인공관절과는 모양이 다르고 인공관절의 모양이 고관절의 소켓과 허벅지 뼈에 해당하는 볼 형태로 되어있는데 제일 문제가 되는 것이 수술 후에 정확한 위치에 인공관절이 안착되지 못하면 고관절이 재위치에서 탈골 되는 합병증이 있을 수 있다. 로봇 수술 시 제일 빠지지 않는 이상적인 위치에 조합을 시켜서 정확하게 허벅지 부위와 골반 부위의 관절에 인공관절을 위치시킬 수 있다.

특히 어릴 때 고관절의 기형으로 어른이 되어 수술을 할 경우에 고관절 부위의 해부학적인 위치가 많이 변형이 되어있어 수술 시 어려울 수 있는데 로봇 수술이 도움이 된다.

마지막으로 척추 수술에 사용을 하고 있다. 척추협착증은 척추 뼈가 인대가 노화에 의하여 두꺼워져서 신경을 누르는 병인데 이 경우는 수술 시 유착된 부분을 박리하고 약해진 척추 뼈 부위는 나사못으로 흔들리지 않게 고정하는 수술을 한다. 또한 척추가 휘는 병인 척추측만증 수술에 사용되고 있다. 척추 측만증은 대부분 소아기에는 보조기를 이용하여 보존적으로 교정을 하는 경우도 있지만 계속 변형이 심해지고 각도가 큰 경우는 수술적 치료를 받아야 되는 경우가 있다. 이 경우는 척추에 여러 개의 나사못을 삽입하고 그 나사못을 고정해주는 장치를 하게 되는데 수술 시 나사못의 위치가 매우 중요하다.

특히 청소년 때에 수술 받는 경우도 많은데 기존 수술법은 뼈의 크기가 작아 나사못이 잘 못 위치하는 경우는 척추 교정이 잘 안 되는 경우도 있고 더 큰 문제는 신경 손상이 생길 수 있다. 또한 이 나사못의 위치를 계속 수술실내에 있는 방사선 투시 영상기를 이용하여 확인해야 해서 수술 받는 환자분이나 수술 자도 방사선에 많이 노출될 수 밖에 없는 단점이 있다. 그러나 컴퓨터를 이용한 수술법은 정확히 이 위치를 컴퓨터에 등록을 하고 방사선 투시 영상기를 사용하지 않고 컴퓨터에 나오는 이미지만을 이용하여 수술을 해서 방사선 노출 없이 정확한 수술이 가능하다.

정재훈 안산 에이스병원 원장은 “로봇이나 컴퓨터 수술의 단점은 아직 고가이고 무릎 고관절 척추 제한적으로 사용하고 있지만 향후에는 더 자동화되고 정밀한 로봇 수술법이 많이 발전되고 정형외과의 다른 관절이나 스포츠 영역에도 적용되며 수술비용도 현재보다 환자분들이 부담하는 수술비용이 줄어들 것으로 기대한다”거 밝혔다.

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