복부 내부에서 펼쳐지는 로봇

신생 회사인 NISI(홍콩) Limited는 최근 신체의 자연적인 구멍을 통해 삽입할 수 있고 복부 내부에서 펼쳐지는 소형 수술 로봇을 개발하고 있습니다. 이 목표를 수행하기 위해 엔지니어는 구성품을 한계 이상으로 연구하고 있습니다.

선구적인 최소 침습 수술용 로봇

놀라운 새로운 개발이 의료 기술의 세계를 뒤흔들고 있습니다. 특히, 수술 로봇 부문에서 큰 변혁이 일어나고 있습니다. 2018년 여름, 홍콩에 본사를 둔 스타트업 NISI는 살아 있는 돼지를 대상으로 일련의 부인과 수술을 성공적으로 수행했다고 발표했습니다. 이 사실은 처음에는 특별하지 않은 것처럼 들릴 수 있지만 배포된 기술은 매우 혁신적이었습니다. 외과 의사는 직장에 삽입된 소형 로봇을 사용했습니다. 회사에 따르면 의료 역사상 세계 최초라고 합니다.

2012년에 설립된 NISI는 홍콩 및 캠브리지 대학교와의 협력으로 눈에 띄는 흉터를 남기지 않고 복부 및 골반 부위에 복잡하고 최소 침습 수술이 가능한 로봇 시스템을 개발하고 있습니다. "비침습적 수술 로봇 기술에서 세계 최고의 전문업체가 되고자 합니다."라고 NISI의 코리나 오켄펠드(Dr. Corinna Ockenfeld) 박사는 말했습니다. 2018년 여름, 성공적인 수술은 이 스타트업 회사에 많은 힘을 실어주었습니다. 인간을 대상으로 한 첫 수술은 2021년으로 계획되어 있습니다.

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최첨단 수술 시스템

NISI의 새로운 수술 시스템에 대한 아이디어는 다음과 같습니다: 외과용 로봇은 일반적으로 항문이나 질과 같이 자연적인 구멍을 통해 삽입됩니다. 복부 내부에 여러 개의 로봇 기구를 삽입하려면 신체 내부를 최소한으로 절개하기만 하면 됩니다. 현 시스템에는 각 기구당 하나씩 절개하여 여러 개의 절개가 필요합니다. 결과적으로, 이러한 신기술로 수술 중 출혈 감소, 상처 관련 합병증 감소 및 환자의 회복 시간 단축이 가능하고 눈에 띄는 흉터가 생기지 않습니다.

로봇 자체에는 복부 내부에서 펼쳐지는 두 개의 소형 팔이 있고 외과 의사가 제어판으로 제어할 수 있습니다. 두 개의 로봇 팔은 맥슨의 마이크로 모터에 의해 직접 제어되고 최대 8개의 자유도를 가집니다. 또한 이 시스템에는 고해상도의 2D 및 3D 카메라가 탑재되어 있고 햅틱 피드백이 제공되어, 외과 의사가 신체 내부의 상태를 느끼고 훨씬 더 정밀하게 작업할 수 있습니다.

전동 구성품의 품질이 핵심 요소

수술 로봇을 다음 수준의 기술로 끌어올리려면 뛰어난 기술자와 엔지니어 그 이상이 필요합니다. 구성품의 품질 또한 핵심 요소입니다. 따라서 NISI는 다양한 개념과 구성품의 조합을 테스트하고 있습니다. "의료 및 로봇 기술의 경계를 넓히고자 합니다.”라고 코리나 오켄펠드 박사는 말했습니다. 모터와 관련하여 초소형 크기와 매우 높은 전력 밀도가 필요합니다. “당사는 맥슨과 긴밀히 협력하고 매주 정보를 교환하고 있습니다. 지난 몇 년간 지원해 주셔서 진심으로 감사합니다. 맥슨과의 협업은 매우 생산적이고 양사에 매우 가치가 큰 일입니다.” 

NISI 수술용 로봇 시스템의 프로토타입은 현재 EC 시리즈의 다양한 브러시리스 DC 모터를 사용하고 있고, 직경은 4~8mm으로 여기에 맞는 기어헤드로 보완됩니다. 두 파트너 모두 정밀 드라이브를 한계 이상으로 연구하고 있으며 때로는 공칭 사양과 다르게 실행하고 있습니다. 그러나 BLDC 모터는 애플리케이션의 특정 요구에 맞게 맞춤화됩니다. 이 모터는 높은 전력 밀도를 필요로 하고, 매우 엄격한 품질 표준을 충족해야 하며 체액으로부터 실링 처리되어야 합니다. 미래에는 드라이브 역시 생체 적합적으로 발전될 것입니다.

다음 단계는 전체 시스템은 더 작게, 모터는 더 역동적으로, 로봇의 작동 범위는 확장하는 것입니다. "당사는 작은 디테일을 모두 처리하고 문제 해결을 위한 혁신적인 접근 방식을 취하고 있습니다."라고 코리나 오켄펠드 박사는 설명했습니다. NISI는 단계별로 흉터 없는 비침습적 수술을 일상적인 현실로 만들고자 하는 비전을 실현하는 데 한 걸음 더 다가가고 있습니다.