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로봇수술

개요
로봇수술장면
외과, 비뇨기과,산부인과,
흉부외과, 심혈관외과 등
다양한 분야에서 로봇 수술이
시행되고 있다.

Frederic Moll, MD는 인투이티브 회사 (Intuitive Surgical, Inc.)를 설립하여 다빈치 (da Vinci) 로봇수술시스템을 개발하였는데 이 기계를 이용하여 1997년 벨기에에서 처음으로 환자에 적용되어 로봇수술이 이루어졌습니다.
로봇수술의 대명사처럼 되어 버린 다빈치 시스템은 외과수술기구가 손목처럼 (endowrist system) 마음대로 구부러지는 동작을 구현함으로써 마치 환자의 바로 앞에서 바로 보면서 자유로운 동작을 구현하는 수술이 가능하여 실질적인 외과수술을 하는 것으로 여겨질 정도로 수술의 습득력 (learning curve of achievement)을 높일 수 있게 되었습니다.
이 기구가 좀더 개량되게 발전하여 현재의 da Vinci system은 4개의 로봇 팔을 가진 시스템으로 2001년 미국 FDA승인을 받았습니다.

 

원리

다빈치로봇수술시스템은 세 개의 구성장비 부분으로 되어있습니다. 로봇 카트(the robotic cart), 수술 콘솔(the operating console), 그리고 복강경 부분(endoscopic stack)으로 나누어집니다.
로봇 카트는 약 3미터의 높이에 이르고 카트바닥에는 슬라이딩시스템을 가지고 있어서 환자의 위치에 따라 자유자재로 이동이 가능합니다. 이것이 실제 수술이 이루어지는 로봇 팔 부분으로 수술환자의 옆에 위치하게 됩니다.
복강경 카메라를 고정 및 조정하는 팔이 중앙에 있으며, 수술용 기구가 작동되는 팔이 3개 있습니다. 부인과영역에서는 수술보조자를 활용할 수 있으므로 로봇팔 3개를 다 사용하지 않고 2개만을 사용하여도 수술이 가능합니다. 각각의 팔은 관절을 3개 내지 4개를 가지고 있어 로봇팔을 수술부위에 자유자재로 이동할 수 있는 장점이 있어 어떠한 수술부위에서도 외과적인 수술이 가능합니다.

로봇카트
로봇카트
수술콘솔
수술콘솔
양안렌즈를 사용해 3차원 입체 시야를 구현
양안렌즈를 사용해
3차원 입체 시야를 구현
로봇팔
로봇팔

임상적 응용

최근 미국의 경우 다빈치 수술시스템이 산부인과, 비뇨기과, 외과, 흉부외과 수술용으로 판매되고 있으며 수술 건수도 폭발적으로 증가하는 것으로 알려져 있습니다.
다빈치 수술시스템 전 세계적으로 약400여대가 병원에 설치되었다고 하며 아시아에서도 이미 10여대가 보급되었습니다. 한국에서는 세브란스 병원에 2005년에 최초로 도입이 되었고 2005년 7월 13일 한국FDA 승인을 받아 외과, 비뇨기과, 산부인과, 흉부외과, 심혈관외과에서 수술이 시행되고 있습니다.
복강경 수술의 4 가지 주된 문제점으로는 3차원 영상(입체감)의 결여, 정교하지 못함, 감각 되새김(sensory feedback)의 결여, 및 수술기법습득의 어려움을 들 수 있는데 3차원적인 입체화된 카메라 (stereoscopic camera)를 통한 생생한 화면을 보면서 정교한 로봇손(dexterous manipulator)을 이용하여 환자의 수술부위를 수술하는 다빈치 수술시스템은 앞으로 많은 활용 및 발전이 있을 것으로 기대됩니다.


수술과정
로봇수술 장면
로봇수술 장면

수술 콘솔에서 수술자의 손가락을 이용하여 동작을 유도하는 의사에 의해 시행된 외과적인 동작이 그대로 로봇카트로 전달되어 수술이 이루어지게 됩니다. 수술용 기구가 연결되어 있는 로봇팔은 7자유도를 구현함으로 수술자의 손동작을 그대로 수술부위에 전달할 수 있습니다. 이때 손동작과 수술부위에서의 움직임의 비율을 조절하여 좀더 빠른 외과수술이나 느린 손동작을 이용한 정교한 확대 외과수술이 가능합니다. 수술 콘솔은 입체영상을 볼 수 있는 양안렌즈가 있으며 수술용 기구를 작동하는 컴퓨터장치가 있습니다.

수술용 기구를 조정하는 마스터 기구조정장치 (master instrument controllers)가 있으며, 외과의사는 조정장치 앞에 앉아서 편안히 손을 얹어 놓고 기구를 작동하면, 그 동작이 콘솔에서 로봇 카트로 전달되어 수술용 기구가 작동하게 되는 것입니다. 콘솔에는 4 개의 발판이 있는데 이는 경우에 따라 전기 소작을 하여 지혈을 유도하거나 수술용 조정장치나 복강경카메라의 상하좌우 움직임을 제어할 수 있는 발판으로 기능이 설정되어 있습니다.

 

장점

다빈치 수술로봇 시스템을 이용하게 되면 복강경 수술에서의 매우 심각한 문제점인 2차원적인 수술시야확보로 인해 수술부위의 해부학적인 위치를 잘못이해하게 되어 수술의 병발증을 높일 수 있는 단점을 3차원의 양안렌즈를 사용함으로써 극복할 수 있는 큰 장점을 들 수 있습니다. 뿐만 아니라 전통 개복수술이나 복강경수술을 하는 동안에 발생할 수 있는 수술자의 손떨림 (resting tremors of the surgeon's hand)으로 인해 정교한 수술이 어려울 수가 있는데 특히 외과의사가 극도로 긴장하게 되면 이러한 현상은 매우 심각하게 나타나는데 로봇수술 시스템을 이용하게 되면 이러한 손떨림의 단점을 완전히 극복할 수 있게 됩니다.

또한 이 시스템에서는 수술을 진행하면서 3차원적인 입체시야 하에서 마치 수술자가 일반수술장에서 시행하는 손목동작과 유사한 동작을 구현할 수 있으므로 기존의 복강경 수술에서는 할 수 없었던 동작이 가능하게 되어 해부학적으로 각도가 벗어난 힘든 외과적인 수술동작도 아주 쉽게 할 수 있게 되었습니다.
전립선암에서 로봇수술시 신경과 혈관의 손상이 매우 적어 기존의 어느 치료보다도 기능을 최대한 유지시켜 줄 수 있게 되어 큰 문제점인 요실금, 발기부전의 두 가지 부작용이 최소화 되었습니다. 식도암 로봇 수술시 수술 후 통증이 적고 가장 심각하고 큰 문제인 호흡기계 합병증(폐렴 등)의 발생확률이 적어지게 되었습니다. 또한 최소침습수술이므로, 조직에 대한 손상이 적고 따라서 회복이 빠르게 됩니다.

수술실

세브란스병원 새병원 5층 MIS-로봇수술센터, 강남세브란스병원 수술실

로봇수술모습 로봇수술하는 손

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