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똑똑한 인공관절 수술 로봇 ‘마코’…최소 절삭·출혈로 회복 빠르게

무릎 퇴행성 관절염 치료
이흥곤 선임기자 hung@kookje.co.kr | 2021.07.26 19:32
- 노인 인구 3분의 1이 앓는 질병
- 인공관절 수술 연 12만 건 수준
- 체중 지탱하는 주요 부위인만큼
- 다리축 어긋나지 않는 삽입 중요

- 의사가 마코 로봇팔 잡고 집도
- AI 적용해 절삭 범위 넘어가면
- 자동으로 수술 멈추는 시스템
- 객관적 데이터로 1㎜까지 재단
- 불필요한 인대 손상 줄여 각광

국내 65세 이상 인구의 3분의 1이 앓고 있다는 노인 국민질환 퇴행성 관절염은 나이가 들면 필연적으로 나타난다. 대부분 무릎에 생기는 퇴행성 관절염은 관절 사이의 연골이 닳아 뼈끼리 부딪치거나 관절을 감싸고 있는 활막에 염증이 생기면서 통증을 일으킨다. 초기에는 주사나 약물 물리치료 등 보존적 치료를 통해 통증을 줄이고 무릎 주변 근력을 향상시켜 진행을 늦출 수 있지만 연골이 대부분 닳은 말기에는 인공관절 수술이 필요하다.
좋은삼선병원 은일수 정형외과 과장이 마코 로봇을 활용한 무릎 인공관절수술을 하고 있다.
수술의 정식 명칭은 무릎 관절치환술(무릎 인공관절 수술). 국내 60, 70대 노인이 백내장, 척추 수술에 이어 세 번째로 많이 받는 수술이다. 고령화 사회로 접어드는 대한민국에서 매년 빠르게 증가하는 추세다. 길어진 평균 수명을 무릎 연골 수명이 따라잡지 못해 발생하는 자연스러운 현상이다.

■무릎 연골, 평균 수명 감당 못해

건강보험심사평가원에 따르면 국내 무릎 퇴행성 관절염 환자는 약 400만 명(2019년 기준)에 달한다. 60세 이상만 고려하면 이미 상당수의 고령층이 무릎 관절염으로 고생하고 있다고 봐야 한다. 이에 따라 말기 무릎 관절염 환자의 인공관절 수술도 급속히 늘고 있다. 2001년 약 1만 건에서 2005년 2만6268건, 2015년 8만3517건, 2019년 11만7601건으로 18년 만에 10배 이상 늘었다.

무릎 인공관절 수술은 닳은 무릎 관절의 위아래 끝부분을 매끈하게 다듬은 후 인공관절을 부착한다. 그 사이에 인공연골을 삽입해 무릎이 자유롭게 움직일 수 있도록 한다.

이 수술은 정확한 각도와 위치에 맞게 인공관절을 삽입하는 것이 관건이다. 무릎은 체중을 지탱하는 부위인 만큼 정확히 삽입해야 오래 쓴다. 조금이라도 다리 축 정렬이 맞지 않아 어긋난다면 무릎을 자유롭게 움직일 수 없어 재수술을 해야 한다. 실제 수년 전까지만 해도 퇴행성 관절염 환자 중 수술로 겪을 수 있는 통증이나 후유증 흉터 등이 두려워 수술을 미루는 사례가 적지 않았다. 특히 당뇨나 고혈압 등 만성질환자들은 무릎 인공관절 수술을 결정하는 게 쉽지 않았다. 출혈 가능성이 더 크고 회복이 더딜 수 있기 때문이다.

■조직 손상 작고 회복 빨라

다행히 최근 인공관절 수술에 로봇 시스템을 도입해 수술 오차가 줄어 부작용이 감소하고 있다. 로봇 수술도 환자 사례가 쌓이고 장비가 업그레이드되면서 발전을 거듭하고 있다. 최근에는 인공관절 수술 로봇 중 ‘마코’가 주목을 받고 있다.

국내에서 가장 많이 사용되는 마코 로봇은 의료진이 직접 로봇팔을 잡고 수술을 집도한다. 현재 서울대를 비롯해 국내 주요 관절병원에서 시행되고 있다. 미국식품의약국(FDA) 승인도 받았다.

마코 로봇을 이용하면 수술 전, 수술 중, 수술 후 반복해서 수술이 정확하게 이뤄지는지 확인할 수 있다.

먼저 수술 전 3D CT 촬영을 통한 3차원 영상자료를 분석해 인공관절 삽입 시 필요한 관절의 최소 절삭 범위를 설정한다. 수술실에서는 숙련된 의사가 환자 피부를 절개한 후 로봇팔을 직접 잡고 수술을 시행한다. 이때 절삭 범위를 넘어가면 자동으로 기계가 멈추게 된다. 이를 햅틱 기술이라고 하는데, 햅틱은 그리스어로 움직인다는 뜻으로 첨단 로봇기술, 즉 일종의 AI라고 할 수 있다.

가상의 가이드라인인 햅틱존을 수술방 모니터를 통해 확인 할 수 있어 안전하고 정확한 수술이 가능하다. 의사의 직감에 의존하던 기존 방법과는 달리 객관적인 데이터를 토대로 수술하는 로봇 인공관절 수술은 1㎜까지 정확한 절삭이 가능하다. 이 때문에 불필요한 인대 손상이나 출혈을 예방할 수 있어 감염이나 통증 발생을 줄일 수 있다.

좋은삼선병원 은일수 정형외과 과장은 “무릎 인공관절 수술은 최소 20년 정도를 내다보고 하기 때문에 평생 한 번 하는 경우가 대부분”이라며 “이런 중요한 수술에 로봇을 이용하면 인체 조직 손상을 최소화하고 수술 중 출혈 감소로 회복이 빨라 환자의 만족도가 아주 높다”고 말했다.

이흥곤 선임기자
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