인공지능(AI)을 탑재한 수술로봇이 돼지 담낭 절제술을 스스로 집도하는 데 성공하며 자율 수술 시대의 서막을 알렸다.

이는 기존 원격조종 방식이 아닌 로봇이 스스로 판단하고 수술을 수행한 첫 사례로 평가된다.

미국 존스홉킨스대학교 연구진은 AI 기반 수술로봇 ‘SRT-H’를 개발해 총 8건의 돼지 담낭 제거 수술을 인간 개입 없이 100% 성공적으로 마쳤다고 밝혔다. 이 사례는 국제학술지 사이언스 로보틱스 7월호에 실렸다.

연구팀은 수술로봇 SRT-H에 약 17시간 분량의 담낭절제술 수술 영상을 학습시켜 ▲담낭 잡기 ▲클립 고정 ▲담낭관 절단 등 총 17단계의 세부 수술 절차를 익히게 했다.

수술 과정 중 로봇이 실수하거나 판단이 필요한 순간에는 연구진이 마치 의대 교수처럼 “왼팔을 조금 더 오른쪽으로 움직여” 등의 피드백을 제공하며 실시간 지도를 병행했다. 이를 통해 로봇은 오류를 스스로 인식하고 보완하는 능력까지 갖추게 됐다. 

연구진은 “시간은 숙련된 외과의보다 다소 더 소요됐지만 정확성 면에서는 탁월했다”고 평가했다.

SRT-H는 총 8건의 돼지 담낭 제거 수술을 평균 5분 17초 동안 수행했다. 연구 핵심은 단순 반복 작업이 아닌 장시간에 걸쳐 복잡한 의료행위를 수행할 수 있도록 설계된 계층형 프레임워크다.

AI는 ▲언어 기반의 상위 정책을 통해 수술 단계 전반을 계획하고 ▲하위 정책을 통해 로봇 팔의 실제 궤적을 생성해 수술을 집도한다.

또 하위 정책의 오류를 감지하고 수정할 수 있도록 ‘복구 지시’까지 포함하는 구조를 갖춰 현실적인 수술 환경에서 발생하는 비정상 상태에도 유연하게 대응할 수 있게 했다.

다만 이번 실험은 생체 밖(Ex vivo)에서 사망한 돼지의 장기를 대상으로 진행됐기 때문에 실제 환자에게 적용하기엔 아직 넘어야 할 산이 많다.

생체 내에서는 조직이 움직이고 출혈 등 다양한 변수들이 존재해 로봇 수술의 복잡성이 한층 더 높아지기 때문이다.

연구를 이끈 악셀 크리거 교수는 “로봇이 복잡하고 정교한 수술을 자율적으로 수행할 수 있음을 보여주는 첫걸음”이라며 “앞으로 임상 적용을 위한 기술 고도화에 박차를 가할 것”이라고 밝혔다.