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유연 내시경 수술로봇 케이플렉스. 올해의 10대 기계기술로 선정
우리 대학 기계공학과 권동수 교수 연구팀과 교원 창업기업 ㈜이지엔도서지컬이 공동개발한 유연 내시경 수술로봇‘케이플렉스’가 지난 6일 서울 엘타워에서 열린 2019 기계의 날에서 올해의 10대 기계기술에 선정됐다.
한국기계기술단체총연합회가 주관 및 선정하는 올해의 10대 기계기술은 한 해 동안 국내에서 개발된 기계 분야의 우수한 기술 또는 제품을 발굴·선정해 연구자의 공적을 치하하고 격려하며 국내·외 홍보를 위해 지난 2013년부터 매년 시행해오고 있다.
권 교수 연구팀이 개발한 유연 내시경 수술 로봇‘케이플렉스(K-FLEX)’는 입이나 항문 등 우리 몸에 존재하는 통로를 따라 뱀처럼 유연하게 삽입돼 흉터를 남기지 않고 수술이 가능하고 기존 복강경 수술 로봇이 접근하기 어려운 부위의 수술도 가능하다.
작년 6월 영국에서 개최된 서지컬 로봇 챌린지에서 우승을 차지한 이 기술은 동물실험을 통해 임상 적용의 가능성 검증에 성공해 국내·외로부터 많은 주목을 받고 있다.
권 교수는 “유연 내시경 수술 로봇인 케이플렉스 개발과 상용화는 기존의 복강경 수술 로봇이 커버하는 범위를 넘어서 내시경 수술 분야로의 진출이 가능하게 했다는 점에서 매우 의미가 크다”고 설명했다.
이지엔도서지컬은 기계공학과 교수로 재직 중인 권동수 대표가 8명의 제자와 함께 지난 2018년 2월 창업한 의료 로봇 전문업체다. 권 교수가 연구실에서 23년간 축적한 연구성과와 노하우를 비즈니스와 연결하는 기술기반의 스타트업으로 기술사업화 혁신을 주도하고 있다.
체계적인 인·허가 시스템 정립과 상용화 등을 통해 글로벌 로봇 수술 시장에서 국내 기술의 영향력을 높이는 한편 내시경 수술 로봇의 글로벌 사업화를 목표로 삼고 있다.
2019.11.11 조회수 11164 -
유연 원격 내시경 수술로봇 K-FLEX로 동물실험 성공
〈이동호 박사과정, 네덜란드 라드바우드 대학 록사나 교수, 황민호 박사, 안정도 박사과정, 권동수 교수〉
우리 대학 기계공학과 미래의료로봇연구단(소장 권동수 교수)이 개발한 유연 원격 내시경수술로봇 ‘케이-플렉스(K-FLEX)’가 살아있는 동물의 담낭을 절개하는 수술에 성공했다.
지난 7월 17일 연구팀은 돼지를 통한 전 임상실험을 진행했다. 복강에 삽입된 유연 내시경 수술로봇을 이용해 담낭을 절개하는 실험이며 복강 내 로봇의 정밀 제어기술과 소형관절 설계기술이 핵심 기반기술이다.
이번 연구를 통해 전량을 수입에 의존하는 국내 연성 내시경 시장의 활로 개척과 더불어 암 치료 관련 사회적 비용의 축소 효과를 기대할 수 있을 것으로 전망된다.
연구팀의 케이-플렉스 로봇은 입이나 항문, 요도 등 우리 몸에 존재하는 통로를 따라 뱀처럼 유연하게 삽입돼 몸속을 자유롭게 관찰한다. 이상이 있는 경우 손가락처럼 생긴 초소형 로봇 팔이 나와 수술을 진행한다.
기존의 상용화된 수술 로봇은 곧은 수술도구를 이용하고 복부에 3~4개의 구멍을 내야 하는 문제점이 있는 반면 연구팀의 기술은 외부절개 없이 내부절개만으로 수술이 가능해 출혈량, 세균 감염, 합병증 등의 위험을 줄일 수 있다.
이러한 장점에도 불구하고 이 기술은 상용화가 활발하지 않다. 수술에 요구되는 기술의 난이도가 높고 필요조건들이 많기 때문이다. 로봇이 인체 내부의 굴곡진 부분으로 진입하기 위해 유연하면서도 큰 힘을 낼 수 있어야 하고, 기존 수술 로봇보다 더 많은 공간적 제약을 받는다.
연구팀은 위와 같은 유연성과 소형화 문제를 해결할 수 있는 강인한 소형 관절 기술을 개발했다. 핵심 연구원인 황민호 박사의 연구를 통해 초소형 로봇 팔이 낼 수 있는 힘을 두 배 이상 끌어올리는 동시에 크기도 절반으로 축소시켰다.
곧은 직선 형태의 수술 기술과 달리 유연 수술 로봇 기술은 전 세계적으로도 발전되지 않은 상황이다. 권 교수 연구팀은 내시경 모듈을 제외한 모든 부품과 소프트웨어를 순수 국내 기술을 통해 개발했다.
연구팀은 국립암센터 손대경 교수 연구팀의 협조를 통해 돼지 배의 표면에 만든 절개 부위에 다양한 방향과 각도로 휘어지는 유연 내시경 수술로봇을 삽입하고 병변이 위치한 간과 담낭으로 로봇을 접근시켰다.
이후 내시경의 채널을 통과한 직경 3.7mm의 소형 수술도구가 간을 젖히며 수술을 위한 시야 확보를 한 뒤 다른 채널을 통과한 전기 소작기를 이용해 간과 담낭 사이를 절제했다.
모든 수술 과정은 연구팀이 내시경의 앞부분에 설치한 카메라를 통해 송출된 돼지 신체 내부를 모니터링하며 원격 조종 장치를 통해 진행됐다.
한편 연구팀은 이 기술을 통해 지난 6월 29일 영국 런던 임페리얼 컬리지에서 열린 ‘서지컬 로봇 챌린지 2018(Surgical Robot Challenge 2018)’에서 수술로봇 강국들을 제치고 ‘베스트 어플리케이션 어워드’와 ‘오버롤 위너’상을 동시에 수상하기도 했다.
이번 연구를 총괄한 권동수 교수는 “이번 실험의 의미는 국내 최초로 유연한 내시경로봇을 살아있는 동물의 복강 내에서 이동시켜 병변에 접근시키고 수술을 진행함으로써 임상 적용의 가능성을 확인했다는 의미를 갖는다”고 말했다.
권 교수 연구팀은 이러한 핵심기술을 기반으로 2018년도 ‘이지엔도서지컬(EasyEndo Surgical Inc.)’이라는 수술로봇 회사를 설립했다. 권 교수를 비롯한 8명의 학생들이 공동 창업한 회사로, 케이-플렉스를 포함한 다양한 수술로봇을 개발하고 있다.
케이-플렉스 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 사진 설명
사진1. K-FLEX 시스템 전체 그림
2018.08.16 조회수 14277