로봇 인공관절 수술, 정확도·안전성 향상…통증은 줄이고 회복속도 앞당겨

인공관절 수술은 약물·물리·주사 등 보존적 치료로 더 이상 효과를 볼 수 없는 말기 관절염 환자에게 시행되는 최선의 치료법이다.

건강보험심사평가원에 따르면 무릎 인공관절 수술 환자 수는 2015년 5만 6390명에서 2019년 7만 7579명으로 4년새 약 37.5% 증가한 것으로 나타났다.

인공관절 수술은 그 동안 기구와 수술기술이 발전을 거듭해오면서 환자 만족도가 90%에 달하는 등 수술 예후가 좋은 편이다. 여기에 수술 오차를 더욱 줄이고 성공률을 한층 높이기 위해 다양한 첨단 의료기기가 의료현장에 접목되고 있다. 대표적인 의료기기가 바로 로봇이다.

이런 가운데 힘찬병원이 도입한 스트라이커사의 인공관절 수술 로봇 '마코(Mako)'는 수술 정확도를 높이고 환자의 통증을 줄이는 것은 물론 회복 속도를 앞당겨 의료진과 환자들의 만족도를 올리고 있다.

마코 로봇, 수술정확도 높이고 통증 감소…회복속도도 앞당겨

인공관절 수술은 환자의 해부학적 뼈 구조와 인대나 근육 등 연부조직의 상태를 종합적으로 고려해 환자에게 맞는 인공관절을 정확하게 삽입하는 것이 중요하다. 환자마다 무릎의 상태가 다르기 때문에 인공관절 수술 시에 절삭 부위와 각도, 다리 축 정렬, 인대의 균형, 근육의 상태 등을 충분히 고려해야 한다.

마코 로봇은 2단계에 걸친 수술계획으로 이러한 환자 고유의 특성을 반영한 수술을 진행한다. 먼저, 1차로 수술실에 들어가기 전 3D CT 촬영 결과를 컴퓨터 프로그램을 활용해 뼈 절삭 범위와 인공관절 크기, 삽입 위치 등을 분석해 사전에 수술을 계획한다. 이후 2차로 수술 직전에 CT로 확인되지 않은 다리의 축과 인대, 근육 등을 확인하며 수술 계획을 한번 더 정확하게 확인하는 과정을 거친다.

이때 의사는 환자의 무릎을 구부리고 펴면서 3D화면을 통해 다리 축이 어떻게 움직이는지를 확인하고, 인대의 균형과 근육의 상태를 반영, 컴퓨터가 계산한 정확한 수치를 통해 수술결과를 예측할 수 있다.

이수찬 힘찬병원 대표원장(정형외과 전문의)은 "다리 정렬과 인대의 균형을 잘 맞춰야만 수술 후 무릎을 펴고 굽히는 정상적인 관절기능을 회복할 수 있기 때문에 두 차례에 걸친 사전 계획단계는 매우 중요하다"며 "또한, 인대 균형은 환자 통증 감소는 물론 무릎 관절의 불안정성을 예방할 수 있다"고 말했다.

지난해 북경연합의과대학병원과 캘리포니아대학이 공동 연구한 '기존 인공관절 수술과 로봇 인공관절 수술의 효과와 신뢰도 비교' 논문에 따르면, 로봇 수술이 일반 수술보다 정확한 다리 정렬과 인공관절 삽입으로 관절의 기능을 더 높이고, 수술의 정확도가 높음을 나타내고 있다.

안전장치 '햅틱 기능'으로 인대·근육 등 조직 손상 및 출혈 감소

로봇 수술은 관절을 둘러싼 인대, 힘줄 등의 연부조직이 수술 중 미세하게 손상되는 것을 막아주기 때문에 수술 후 빠른 회복과 통증 감소를 기대할 수 있다.

마코 로봇은 계획된 범위 밖으로 뼈 절삭이 이뤄지지 못하게 하는 안전장치인 '햅틱(Haptic)' 기능으로 최소한의 뼈만 정확하게 깎아내 주변 조직의 손상을 예방할 수 있다.

사용법을 보면 컴퓨터 프로그램으로 절삭 부위가 계산되면 가상의 선인 햅틱존이 형성되는데, 의사가 로봇 팔을 잡고 수술을 집도할 때 로봇 팔이 이 선을 벗어나지 못하도록 한다.

일종의 수술 안전라인을 형성하는 것이다.

햅틱존 내의 뼈 부위만 정확하게 절삭하기 때문에 인대, 근육 등 주변 조직 손상을 막을 수 있으며, 수술 후 통증도 줄일 수 있게 된다.

서동현 부평힘찬병원장(정형외과 전문의)은 "로봇 수술은 뼈의 각도와 두께, 간격 등을 정확하게 확인해 수술 오차를 줄이고, 안정적인 수술 결과를 기대할 수 있다"며 "수술 후 통증 감소 효과도 있어 환자의 만족도를 높일 수 있고 원활한 재활치료를 도와 빠른 일상 복귀에도 도움이 될 수 있다"고 말했다.

로봇 수술 환자의 통증 감소와 만족도 증가는 해외논문을 통해서도 발표되고 있다.

미국 클리브랜드 클리닉 정형외과 의학 박사 등으로 구성된 5명의 의료진이 연구한 결과에 따르면, 수술 4~6주 후 걷거나 계단을 이용할 때 느끼는 통증 정도를 측정한 항목에서 마코 로봇 수술을 받은 환자는 각 2.9점, 3.6점으로 일반 수술 환자(각 2.5점, 3.3점)보다 일상 생활에서 느끼는 통증이 적은 것으로 나타났다. 또 수술 3개월 뒤 만족도 평가에서도 로봇 수술 환자는 평균 17점으로, 일반 수술 환자(15.5점)에 비해 수술 후 만족도가 더 높았다.
장종호 기자 [e-mail]

자료=건강보험심사평가원

◇인공관절 수술에 있어서 로봇을 활용하게 되면 수술의 정확성과 안전성을 높일 수 있으며, 환자들의 통증을 줄이고 회복속도를 앞당길 수 있는 장점이 있다. 사진은 서동현 부평힘찬병원장(정형외과 전문의)이 수술로봇 '마코'를 이용해 집도하는 모습.