숙련 의사와 정밀 로봇 '원팀' 효과…부작용 적고 회복 빨라

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최신 무릎 인공관절 수술법

인천힘찬종합병원 정형외과 안치훈 과장은 “로봇 인공관절 수술은 최적의 수술 계획을 세우고 수술의 정확성을 높여 치료 효과를 높이는 데 유리하다”고 말했다. 김동하 객원기자

누구나 오래도록 스스로 앉고 서며 걷는 보행의 자유를 누리고 싶어 한다. 퇴행성 무릎관절염을 앓으면서 심각한 통증을 겪어본 사람이라면 더욱 그렇다. 인공관절은 이런 환자들이 선택할 수 있는 최후의 치료다. 손상된 관절뼈의 일부를 제거하고 인공관절을 삽입하는 수술로, 통증을 없애주고 무릎관절 운동을 회복시키며 변형을 교정함으로써 정상적인 일상생활을 돕는다.


최근에는 인공관절 수술 분야에 로봇 기술이 접목돼 치료 효과를 끌어올린다. 대표적인 인공관절 수술 로봇인 마코 스마트로보틱스(마코 로봇)는 오차를 최소화해 정확한 수술이 이뤄지도록 돕는 파트너 역할을 한다. 국내외 50만 건 이상의 치료 사례를 통해 효과와 안전성을 입증받았다. 힘찬병원은 국내에서 로봇 인공관절 수술을 활발히 시행하는 곳 중 하나다. 지난 7월 인공관절 수술 로봇 도입 1년 만에 수술 5000건을 달성했다. 그중 인천힘찬종합병원은 임상 경험이 풍부하고 수술 숙련도가 높은 의료진이 로봇 인공관절 수술을 담당한다.

수술 범위 벗어나지 않도록 자동 제어 
같은 관절염 환자라도 사람마다 뼈의 모양이나 변형 정도가 제각각이다. 인공관절 수술은 환자에게 최적의 절삭 위치와 경로, 교정 각도를 적용하느냐가 관건이다. 여기에 최적화된 것이 마코 로봇 수술이다. 인천힘찬종합병원 정형외과 안치훈 과장은 “의료진의 판단과 마코 로봇의 정확한 계산 아래 보다 정밀한 환자 맞춤형 수술을 진행할 수 있다”고 말했다.

마코 로봇을 이용하면 맞춤형 수술 계획을 세우는 데 도움된다. 의료진은 수술 전 환자 다리의 휜 정도나 무릎이 다 펴지지 않고 구부러져 있는 굴곡구축의 정도, 관절면 가장자리에 뼈가 웃자란 골극의 정도 등을 두루 살핀다. 마코 로봇은 3차원 컴퓨터단층촬영(CT) 자료를 통해 환자 고유의 해부학적 특성과 환부 상태를 분석하고, 이를 기반으로 최소한의 뼈 절삭 범위와 인공관절의 삽입 위치·크기 등을 계산해 제공한다. 의료진은 이들을 종합적으로 판단해 수술 계획을 세운다. 수술방에선 실제 환자의 다리 축과 인대의 균형 상태 등을 형상화해 비교함으로써 수술 계획을 다시 한번 점검할 기회를 갖는다. 미세한 오차가 나지 않도록 보정한 결과값을 반영할 수 있다.

기존에는 수술 중 다리 축과 정렬을 맞추기 위해 뼈에 구멍을 내 고정하는 절삭 가이드 기구를 썼다. 그러나 마코 로봇은 환자 무릎에 부착한 센서를 활용해 다리 축을 계산하기 때문에 절삭 가이드 삽입을 생략할 수 있어 불필요한 뼈 손상이나 출혈을 줄일 수 있다. 수술 과정 중엔 의사가 의료용 절삭기가 장착된 로봇 팔을 잡고 주도적으로 절삭을 진행한다. 숙련된 전문의가 직접 집도하기 때문에 수술 중 발생할 수 있는 변수에 유연하게 대응할 수 있다. 마코 로봇은 의사가 좀 더 정교하게 절삭할 수 있는 안전장치 역할을 더한다.

계획된 절삭 범위에서 벗어나지 않도록 일종의 안전 구역인 ‘햅틱 존’을 형성해 준다. 안 과장은 “이 구역을 조금이라도 벗어나면 로봇 팔이 자동으로 움직임을 제어한다”며 “최소한의 뼈만 정확하게 깎아내는 동시에 자칫 발생할 수 있는 주변 조직이나 혈관, 인대 등의 손상을 막고 이에 따른 출혈을 줄일 수 있다”고 설명했다.

실제 힘찬병원 관절의학연구소가 환자 1000명을 대상으로 마코 로봇 인공관절 수술과 일반 인공관절 수술 결과를 비교한 결과, 다리 교정 각도의 경우 로봇 수술군은 수술 전 9.3도에서 수술 후 1.9도로 7.4도 교정됐으며 일반 수술군은 9.1도에서 2.7도로 6.4도 교정되는 것에 그쳤다. 또한 헤모박(피 주머니)을 통해 배출되는 평균 출혈량을 비교했더니 로봇 수술군이 198.4mL로 일반 수술군(235.4mL)보다 적었다.

일반 수술보다 일상 복귀 하루 앞당겨
기능 회복과 퇴원 기간에도 차이를 보였다. 영국 정형외과학회지(2018)에 실린 논문에 따르면 마코 로봇 수술 환자는 일반 인공관절 수술 환자보다 누워서 다리 들어 올리기 등 하체 기능을 회복하는 데 11시간 빨랐다. 일상생활 복귀까지 걸린 기간도 하루 이상(28시간) 짧았다.

수술의 정확도가 향상되면 환자의 회복과 인공관절 수명 연장에도 큰 이득이다. 인공관절 수술 후에는 일찍 재활에 나설수록 환자 만족도가 커진다. 수술의 정확도를 높이면 정상 조직의 손상을 최소화할 수 있어 재활에 빠르게 임할 수 있다. 안 과장은 “손상을 최소화하면 출혈량이 적고 환자가 느끼는 통증이나 부종이 덜하다”며 “수술 후 재활이 좀 더 수월하게 이뤄져 초기 회복 속도가 빨라진다.

특히 고령 환자에게서 만족도가 높은 편”이라고 말했다. 인공관절 수술을 할 때 하지 정렬이 정확하게 이뤄지지 않으면 하중이 쏠려 인공관절이 빨리 마모될 가능성이 크다. 안 과장은 “인공관절 수술은 고관절·무릎·발목의 중심을 잇는 다리 축이 최대한 일직선상에 정확하게 놓이도록 수술하는 것이 무엇보다 중요하다”며 “로봇 시스템은 환자 개개인에게 최적화된 수술 값을 제공하고 정교한 수술을 진행하도록 도와 환자 삶의 질을 높이는 데 기여한다”고 강조했다.
 

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