미래 수술실 이렇게 달라진다
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미래 수술실 이렇게 달라진다
  • 입력 2020-09-22 14:03
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(사진=셔터스톡).

인공지능(AI) 시대가 도래하면서 가장 먼저 혁신적 변화를 꿈꾸는 분야가 의료계다. 월스트릿저널(WSJ)은 21일(현지시간) 외과의사를 비롯해 병원, 대학, 정부 연구기관 내 전문가와의 대화를 바탕으로 머지 않은 미래 수술실 변화를 기술했다. 공상과학(SF) 소설이나 영화 등에서 상상만 하던 것들이 이미 혁신이라는 이름으로 사용되고 있다. 이 중 일부는 초기 연구단계가 진행 중이다.

◇AI 어시스턴트

미네소타주 메이요 클리닉은 AI를 활용해 수술 중 수집된 데이터를 종합적으로 분석 중이다. 이 AI는 환자가 수술 후 합병증이 생겨 다시 입원해야 하는지 아니면 집으로 돌아가 요양할 수 있는지를 예측한다. 뿐만 아니라 의료 사고 발생 전 미리 예측하는 것 또한 목표하고 있다.

일각에서는 연구자들이 유전자를 분석하는 데이터 중심 이니셔티브를 구축 중이다. 이 기술은 환자의 혈액 검사에서 유전 정보를 수집하고 다른 사람의 데이터베이스와 대조·분석해 약물이나 마취에 어떻게 반응할지 예측한다.

◇3차원 기술 활용

현재 의료진은 심장이나 뇌 수술과 같은 복잡한 절차를 더 잘 계획하기 위해 3D 프린터로 눈을 돌리고 있다. 클리블랜드 클리닉 의사들은 수술 전 환자 뇌동맥을 3D로 인쇄해 기하학적 구조를 자세히 본다. 장기 내 미세한 문제까지도 2차원 영상보다 3D 프린터로 금방 확인할 수 있다.

의사는 또한 환자에게 수술순서나 방법을 설명할 때 이 기술을 사용할 수도 있다. 일부 외과의사들은 여기에서 그치지 않고 사람의 장기와 똑같이 피를 흘리거나 병변을 갖고 세포를 키우는 3D 프린팅 모델 개발을 희망한다고 전했다.

(사진=셔터스톡).
(사진=셔터스톡).

◇실내 조명

수십년 동안 수술실 조명은 바뀌지 않았다. 미시간주에 위치한 자동차 전자제품 공급업체 젠텍스는 카메라와 머신비전 알고리즘을 사용해 빛의 세기, 방향 전환, 눈부심을 최소화하며 그림자를 제거하는 오버헤드 조명을 개발하고 있다.

이 조명이 개발·상용화가 완성되면 수술실 조명은 원터치 컨트롤로 의사 기호에 따라 설정할 수 있게 된다. 이 시스템은 조명뿐 아니라 밤새 수술실을 청결하게 청소하는 자외선 세팅까지 갖추게 된다.

모든 것은 닥터로봇이 진두지휘

의료전문가들은 현재 최소한의 인간으로 수술을 진행하는 장치를 개발하고 있다. 싱가포르국립대와 인텔 연구진은 합동으로 로봇에게 입힐 ‘인공피부’를 개발 중이다. 이 로봇은 인간을 돕는 차원에서 벗어나 직접 수술을 주도하는 것이 목표다. 건강한 조직과 종양을 구분하고 수술 절개를 맡을 것이다. 이외에도 심장수술을 돕거나 자율적으로 절개 봉합, 장기 운반을 책임지는 로봇연구도 진행 중이다.

◇새로운 X레이 도입

클리블랜드 클리닉 내 외과의사들은 마이크로소프트사의 홀로렌즈 헤드셋을 사용한 수술을 준비하고 있다. 이 증강현실 고글은 환자 인체 위에 가상의 3차원 투영법을 겹쳐 놓는다. 이름하야 ‘X선 시각 고글’이다. 이 장비는 외과의사가 수술절차를 더 선명하게 시각화하고 여러 각도에서 장기, 종양 및 기타 특징을 볼 수 있도록 돕는다. 그동안 홀로렌즈는 대동맥, 난소암 및 간암 수술에 사용돼 왔다. 외과의사들은 기존 홀로그램 비주얼을 확장해 더 정확한 수술을 할 수 있기를 희망한다.

(사진=셔터스톡).
(사진=셔터스톡).

◇로봇으로 세균 죽이기…재핑(Zapping)

의료장비기업들은 수술실 사이 병원균을 신속하게 제거하기 위해 자동화와 빛 사용을 모색 중이다. 텍사스주 샌안토니오에 본사를 둔 소독업체 제넥스는 소독용 로봇을 개발했다. 이 로봇은 강력한 자외선을 터뜨려 수술실을 단 몇 분 만에 소독한다.

(사진=셔터스톡).
(사진=셔터스톡).

◇데이터 수집으로 더 나은 외과의사 선별

오늘날 외과의사들이 어떻게 수술을 하는지에 관해 수집된 데이터는 거의 없다. 앞으로 몇 년 동안 센서, 카메라, 음성 녹음은 외과의사들이 절개할 때 어떻게 손을 움직이는지, 팀원들이 어떻게 의사소통하는지, 얼마나 많은 수술기구를 사용하는지를 포함한 수술 전과정에 관한 정보를 수집할 것이다. 뉴욕 뉴하이드 파크에 본사를 둔 건강관리 시스템 노스웰 헬스는 이미 이러한 기술을 사용해 직원들을 교육하는 것은 물론 외과의사들이 특정 절차를 수행할 자격이 있는지 여부를 결정하고 있다.

이 기업의 장기적인 목표는 AI가 경고 시스템 역할을 할 수 있을 만큼 충분한 데이터를 수집하는 것이다. 의사들이 실수로 무균 영역을 침범하거나 동맥을 너무 가깝게 절단했을 때 이를 바로 통보할 수 있도록 똑똑하고 수천만 가지 데이터를 탑재한 AI를 개발하기 위해 노력 중이다.

[관련기사] 의료용 인공지능(AI)이 실수하면 누가 책임질까?

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