한 여인이 수술방 침대 위에 누워 있다.  대장암 3기로  진단된 이 환자는  대장절제술을  받을 준비를 하고 있다.   방 한구석에는  거미 다리의 모양을  한 여러 개의 팔을 가진하얀색 기계가 서 있고,   환자는 이 로봇을 통하여 수술을 받게 될 것이다.   마취가 시작되고 기계가 환자 쪽으로 다가온다.   담당의사가 수술시작 버튼을 누르고 수술이 시작된다.

로봇 팔 하나하나가 환자의 몸속으로 들어가 수술 전 입력된  환자의  여러 가지정보에  따라 정밀한 움직임을 통해  전이가 되어  있을  가능성이 있는 림프절을  제거하고 혈관을 찾아 결찰한다.   그 움직임은   흡사 사람의  손의 움직임과 다르지 않을뿐더러  미동조차 없이 움직인다.  수술 전 촬영한  컴퓨터 단층 촬영과 자기공명영상 등을  바탕으로 하여 암 조직이 남아있을 가능성에 대한  검증을 수없이 반복하고 있다.  최종 단계로  암이 있는 대장 부위를  잘라낸 후 조심스럽게 연결한다.   제거한  조직들은  비닐봉지에 담겨 몸 밖으로 나오고  로봇 팔이  들어갔던 상처는  수술용 글루를 사용해 봉합된다.

로봇 수술이라고  하면 환자나 의료에 종사하지 않는 사람들 이라면 이러한 상상을 할수도 있겠다.   필자는 실제로 로봇 수술이  어떻게 이루어지는지를 이해하고  앞으로 어떻게 발전해 나갈지에 대하여 함께 생각해 보고자 한다.

수술용 로봇의 개발  목적은  격오지나 우주 등 외과의사가  없는  상태에서 수술이  필요할  경우  원격으로 외과의사의  조종하에  수술을 하고자 하는 목적에서  개발되기 시작하였다.    현재 우리나라에서 수술에 사용되는 로봇은  미국의 인투이티브서지컬사에서  만들어진 다빈치(da-Vinci) 수술시스템을  사용하여 이루어진다.

이 다빈치  수술시스템은 ‘마스터(master)와 슬레이브(slave)’라는 형식을 이용하는 방식이다.   마스터는  비행기의  조종석과 같은  형태의  콘솔(console)로 외과 의사가 이 기계 안에  앉아서 수술을  시행하게 된다.   콘솔 안에서  외과의사가 구현하는  손동작은  슬레이브를  통하여  환자의  몸 안에서  구현이 되는 방식이다. 슬레이브는  마스터 콘솔  안에 있는 외과의사가 움직이지  않는한  아무 동작도 하지 않는다.   즉 현재의 로봇 수술의 시스템은  외과 의사의 손동작이 그대로 전달되는 기구이며  스스로 알아서 움직이거나 위험을 막아주는 기능 등을 가지고 있지는  않다.

로봇이라는 이름은  잘 알려져 있다시피 차페크의 희곡에서  나오는 알아서 일하는 기계에서 유래한 것이다.
전통적으로 로봇이란 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을  자동으로 처리하거나 작동하는 기능이 있는 기계에 붙여  주지만 수술에 사용하는 로봇은 아직 그러한기능을  가지고 있지 않다.  물론 이를 현실화하기 위한 연구와 노력은  지속 되고 있으며 미래에는 이러한 기능을 가진 본래의  의미에 합당한  로봇이 수술실에 들어올수도  있을  것이다.

최소침습수술(Minimally Invasive Surgery, MIS)은 현대 외과 수술에서 빼놓을 수 없는 수술 술기이다.  복강경 수술로 대표되는 최소침습수술은 기존의 개복수술과는 달리 관 형태의 카메라와 수술기구를 체내에 삽입하여 수술을 하는 방법이다.   최근 40년 동안 발달한 복강경 수술은 외과  분야를  중심으로 비약적인 발전을 하였고 양성의  질환은  물론이며 악성 질환의 치료에서도  중요한 위치를 차지하며  표준 술기의  하나로 자리
잡게 되었다

. 최소침습수술의 장점은 절개 창상의 최소화로 수술 후 통증의 경감, 이로 인한 진통제 사용의 감소, 빠른 장운동의  회복,  재원기간의 감소와 미용적 효과의  증대 등이 있으며  장기적으로는 수술 후 유착으로   인한 합병증의  감소 등을  들 수가 있다.    여기에  종양학적으로 악성종양의 수술에도  안전하다는 연구들이 뒷받침되어 다양한  분야의 수술에  적용되고 있다.   하지만이러한 복강경  수술의 장점에도  불구하고 수술에 사용하는 기구에는 한계가 있었다.

기구의 움직임에 제한이있는 것이  수술을 하는 외과의사에게는 수술에 필요한  학습곡선을 가파르게 만들었다.   즉 수술을  안전하게 시행하게 하는데 필요한 시간과  경험이  많이 걸린다는  단점이 있는 것이다.

로봇수술 역시 최소침습수술의  하나이므로 결과적으로  앞서 언급한 복강경 수술이 가지는 장점을 가지고 있다.   하지만 로봇은  수술부위 안에서  움직이는 기구의자유도가  복강경 수술에서 사용하는  기구보다  사람의  손동작에 가까운  장점이  있어  외과의사가  좀 더 자유로운 손놀림을  구사할 수 있다.   이런 장점은 외과의사에게  복강경 수술에  비해 배우기 쉽다는 편의를  제공할수 있다.   수술자가  수술을 시행하면서 편안함  또는  편리함을 느끼는 것은  곧  환자의  안전에도  영향을  미친다는 것이 많은 외과의사의 공통된 생각이다.

복강경 수술이 카메라를 잡아주는 보조술자의 숙련도에 따라 시야가 흔들리거나 수술 시야의  확보가 어려운 경우가 있으나 로봇에 고정된  카메라는  안정적인 수술시야를 제공하는 장점이 있다.    로봇에 부착된 카메라가 제공하는 입체시야  역시 수술에  많은 도움이  된다.   하지만 이런 로봇이  장점만을 가진 것은 아니다. 수술에 드는 비용이 비싸다는 것이 대표적인  단점  중의  하나인데  현재 수술에 도입된 로봇이 인투이티브서지컬사의  독점공급에  의한  것이 가장 큰  이유일 것이다.

수술용 로봇은 콘솔과 본체로 이루어져  있는데 이 기구들의  무게가  800kg에 육박하여 다루는데 신중을 기해야 한다.  기계적 특성상 한 사분면(quadrant)에 국한된장기의  수술에는  로봇팔의  움직임이  비교적 원활한 편이나  두개 이상의 사분면을 수술할 경우에는 로봇팔  간의 간섭이  있어 수술 중 보조술자에 의한 조정이 필요하거나  투관침이  하나 더 필요하게  되는  경우도 있다.

수술 중 외과의사가  느끼는 촉감도 중요한데 로봇 팔의움직임은 정밀하나 촉감이 없는 단점이 있어 시각적인 정보에만  의존해야 한다.   제공되는 화질에  비해 수술시야가 복강경 수술에 비교하여 좁다는 것을 지적하는의사도 있다.   이러한  단점에도 있음에도 불구하고  로봇팔의 매력적인  움직임으로 인하여  여러 분야의  외과적수술에서  사용 범위를  넓혀가고  있다.

로봇을 사용한 위 수술은 주로 한국과 일본에서 이루어진다. 복강경 수술과  같이 주로  조기위암의  수술에 적용하는 중이며  몇몇  연구자들에  의하면 복강경수술과  비교할 만한 단기적결과를 보인다고 보고하고있다.   위암의  수술에서는  주요한  혈관을  따라 분포하고  있는 림프절  절제가 중요한데 자유도가 7인 로봇의
EndoWrist 기능을 사용할 경우 림프절 절제가 좀  더원활하여 개복수술에서와같이 시행할  수  있다고 제시되기도 하지만 수확된  림프절의 개수를  비교하였을  때  차이를 발견하지는 못하였다.    이러한  암의 수술뿐만 아니라 서양에서는  비만 수술에도  주로  사용된다.  특히 문합이  필요한 술기에는  복강경 수술에 비해 쉽게 시행할  수 있고 수술 시간도   줄어든  것으로  보고 하고 있다. 

결직장의  수술에도  로봇수술 시스템이 사용되고 있지만  주로  직장에 집중되어 있다.    직결장의  말단부인직장은 골반뼈에  둘러싸여  좁은 공간에  위치하고  있기때문에 그동안  외과의가 불편해했던 좁은 공간 안에서의  복강경 기구의 제한된  움직임을  로봇이 보상해 주는  효과가 영향을  미쳤을 것으로 보인다.   직장암의 수술의 중요한 술기 중 하나인 전직장간막절제술을 시행하는 데 있어서 로봇수술의 안전함은  복강경 수술과  비교할 만한 것으로 보고되고 있다.  

특히 로봇 수술은  암의  위치가 말단에  존재하거나,  진행이 많이 되어 주변장기의 동반 절제가 필요한 경우 등 복잡한 술기가 필요할  경우에 더 효과적일 수 있다는 것이  전문가의 견해이다.    이러한 악성 질환 이외에도  서양에서는  직장탈장에서  직장교정술,  결장루  주위 탈장 등에도  활발하게  사용되고 있으나  우리나라의 보험 상황 등을 고려할 때  일반적으로 사용되지는 않는다.

췌장은  최소침습수술이  비교적 많이  적용되지는 않는 분야였으나  로봇 수술의  장점을 활용하여 적용 범위를  넓힌 분야 중의  하나이다.   양성 및 악성 췌장 질환에서  로봇을 사용한 췌장의 부위별 절제술과 췌십이지장  절제술 등  다수의  문합술이 필요한 복잡한 수술이 그 예이다.

간절제에서도 사용의 범위가 넓어지고 있다. 특히 간문부의 박리는 EndoWirst의 장점을 활용하여 원활하게 진행될 수 있다.  간절제의  경우에는  여러 가지 제한점이  있으나 전문적인 경험이  있는 외과의사에게 시행이 될 경우 환자에게 안전하게 시행될 수 있다고 보인다.

구강을 통한 갑상선 절제술에도 로봇수술이  적용되기 시작하였으며,   이렇게  수술을 하였을 경우 겉으로 드러나는  상처가 없어  미용상의 효과를 극대화하는 장점이 있다.

최근 최소침습수술이  발전한 분야 가운데 하나는 하나의  절개창을  통한 단일공  복강경 수술이다.    현재 많이 시행되는 복강경 수술은 카메라와  수술 기구가  들어가는 개수 만큼의  수술창이  필요하지만  단일공 수술에서는  한 개의 수술 창을  통하여 수술하게  된다.   이렇게 하면 미용상의 효과를 비롯한 최소침습수술의 장점을  살릴 수 있게 된다.    이런  수술적 기법을 바탕으로 하여  로봇 단일공수술이  개발이  되었다.   단일공 로봇 수술시스템은  25mm의  원통형 관에  카메라와  수술기구를  한 번에   장착하여  수술을 시행할 수 있도록  설계가되어 있다.   이러한 시스템은  일반 복강경 수술로 시행하는 단일공 복강경 수술보다 외과의사에게  기구의  간섭이 없는  수술환경을  제공하는  장점이 있다.

이러한 장점이 있음에도  불구하고  로봇수술이  대중화되지 않는  데에는 고가의  수술 장비를 사용함으로 발생하는 수술비용의  상승과 함께  이를  사용해 본 복강경수술에 익숙해져 있는 외과 의사가 느끼는 수술 용이성의  한계를 들 수 있다.   이러한 한계를 극복하기 위하여  국산 로봇이 개발되었다.

이 로봇 시스템은 다빈치로봇  수술시스템과 유사한 플랫폼을  제공하지만,   수술에  필요한  시스템의 가격이 저렴하여  좀 더 낮은 가격에 수술을 제공할 수 있을 것이다.    또 다른 회사에서는 복강경 수술과 유사하게 시행할 수 있는 로봇도  개발이 되어 출시를 준비하고 있다.   이러한  로봇의 개발은 기존에  표준화되어 있는  복강경 수술을  로봇으로 구현할  수 있을 것이라 기대된다.

향후 로봇수술은 이미지테크놀로지와  결합하여  더많은 기능이 제공될 것으로 예상된다.  수술 전에  촬영
한 영상을 바탕으로 하여 수술 중에  육안으로 구분이  힘든 해부학적 구조의 위치를 확인하거나 형광물질을
사용하여  수술의 범위를 결정할 수도 있을 것이다.   또실제 수술을 시행하기 전에 수술에  대한  리허설을 시행하여  수술 중 발생할 수 있는 오류를 줄이고  환자에게  더욱  안전한 수술을  제공하는 데 도움이 될 시기가   생각보다  멀진  않을  것이다.

로봇수술시스템은  외과분야에  소개된 이후  적용 범위는 꾸준히  넓어져  왔고  앞으로는 더 넓어질 전망이
다.   세계적인  수준을  선도하고 있는 우리나라  외과분야의  기술적인 수준은  수술로봇의  도입과 함께 최소 침습수술의  범위를  확장시켰고  새로운 수술 기법을  이끌어 낼 수 있었다.   현재  로봇 수술은  일반적인 수술보다 어렵고  복잡한 경우에서  인정을 받고 있다.  이러한  로봇수술이  표준 술기가  되기 위해서는 현재의 단점을  극복하는 로봇수술기구의  개발과  함께  수술 후 장기간의  결과와  기능적결과를  포함한   구체적인  증거가 제공 되어야  할 것이다.