가. 시스템
사이버나이프는 무고정틀 방사선 수술 시스템으로 선형가속기가 부착된 로봇 팔, 6자 유도의 환자용 로봇테이블 (RoboCouch), 수평·수직 양 방향에서 동시에 실시간 영상촬영이 가능한 X-ray 영상 시스템으로 구성된다. 사이버나이프는 기존의 침습적 고정기구 없이 신체골격영상 및 신체 내에 종양 내부나 근처에 삽입된 금침(Gold
fiducials)의 좌표를 실시간 영상 촬영하여 종양의 위치를 감지하고 추적해서 조사한다.16)
나. 작동방식
사이버나이프의 작동방식은 다음과 같다. 1) 종양 내부 혹은 주변에 금침을 삽입하 여 종양의 위치를 추적한다. 2) 치료부위에 따라 치료 자세를 고정하기 위한 장치를
만든다. 3) 흉강, 복강 내 종양의 경우에는 호흡에 따른 종양의 움직임을 최소화하기
위해 안정된 호흡 연습을 한다. 4) 체위 고정 장치를 하고 연습된 안정된 호흡 상태에서 치료계획용 CT를 촬영한다. 5) 두경부, 뇌종양의 경우에는 치료계획용 MRI도 함께
15) 홍재성, 앞의 문헌, 7면 이하; Erica Palmerini/Federico Azzarri, 앞의 문헌, 81면 이하.
16) 김연실, 사이버나이프 로봇형 방사선수술장치를 이용한 암치료, 대한의사협회지 제51권 제7호, 2008, 631면.
제2장 수술로봇의 현재 19
촬영하여 영상혼합을 한다. 6) 사이버나이프 방사선수술을 실시할 표적종양과 인접정 상장기를 치료팀이 함께 결정하고 전문 물리학자와 컴퓨터 치료계획을 세워 최적의 치료계획을 선택한다. 가장 복잡한 과정으로 약 24시간이 소요된다. 7) 선택된 치료계 획대로 실시간 종양 위치를 추적하면서 사이버나이프 수술을 시행한다. 뇌, 두경부의 경우 약 30분-1시간이 소요되고 호흡조절이 필요한 부위의 치료는 호흡조절 방법에 따라 약 1-2시간이 소요된다.17)
제4절 로봇수술의 장단점
1. 다빈치 수술의 장단점
다빈치 수술은 주-종의 작동방식을 통해 마스터에서 감지된 의사의 손 떨림을 슬레 이브 로봇에 의해 제거한다. 또한, 다빈치 수술은 스케일을 바꿀 수 있다. 마스터에서 5cm를 움직여도 슬레이브 로봇은 1cm만 움직일 수 있기 때문에 작고 섬세한 수술동작 을 크게 확대된 동작으로 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 로봇 팔의 작고 정교한 기술과 큰 회전각도는 좁은 영역에서 큰 효과를 보인다. 그리고 입체복강경 영상도 10배 이상 확대가 가능하여 작은 혈관을 봉합할 때에도 큰 혈관을 다루듯이 동작할 수 있다. 또한, 필요한 수혈량도 적어지고 복강경 수술에 비해 입원 기간도 단축된다. 무엇보다도 의사와 환자가 직접 접촉하지 않기 때문에 감염의 위험이 줄어든다.18)
이렇게 다빈치는 미세한 움직임과 광학적 확대를 요하는 수술에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 그간 다빈치는 500가지가 넘는 수술에서 광범위하게 사용되어 왔다. 대표적인 적용질환과 수술로는 비뇨기과의 전립선암, 방광암, 신장적출, 산부인과의 자궁내막암, 자궁근종, 자궁적출, 일반외과영역의 대장암, 직장암, 위암, 담낭적출, 갑상선암, 흉부외과영역의 폐암, 식도암, 심장판막술, 그리고 이비인후과의 후두암 등이다. 이 중에서도 비뇨기과와 산부인과에서 가장 큰 효과를 보이고 있다.19)
17) 김연실, 앞의 논문, 632면.
18) 이사라, 로봇수술, “자동화기계를 이용한 의료수술의 형법적 쟁점 연구“ 한국형사정책연구원 워크숍 발표문, 2017, 2면 이하; 홍재성, 앞의 문헌, 7면 이하; Erica Palmerini/Federico Azzarri, 앞의 문헌, 81면 이하.
20 자동화기계를 이용한 의료수술의 형법적 쟁점 연구
하지만, 다빈치 수술 중에 의사는 촉각을 느낄 수 없기 때문에 조직을 어느 정도의 강도로 집어야 하는지 알 수 없다. 그리고 조직 점조도(consistency)를 파악할 수 없기 때문에 암조직과 정상조직을 구분할 수 없고, 봉합선 파손이 빈번히 발생하는 상황에 서 미세 봉합사를 가지고 체내 봉합과 매듭 묶기 작업을 수행하기 어렵다. 또한, 다빈 치 로봇 자체가 고가의 기기이기 때문에 수술비용도 매우 높다. 뿐만 아니라, 로봇 팔에 장착해서 사용하는 수술기구는 사용횟수에 제한이 있어 시간이나 노화 정도와 상관없이 많은 비용을 들여 교체해야 한다. 현재 다빈치는 경쟁제품이 없는 거의 유일한 수술로봇이기 때문에 더욱 고비용이 들 수도 있다. 그리고 다빈치의 적용분야 에서 대해서도 의견이 다양하다. 비용 대 효과를 생각하면, 복강경이나 일반외과 수술 에 다빈치를 투입할 이유는 없다는 것이다. 따라서 어떤 수술에 다빈치를 투입할지는 신중한 결정을 요한다. 또한, 수술로봇의 효과를 극대화하기 위해서는 많은 경험과 시간이 필요하기 때문에 의사가 수술로봇에 얼마나 숙달되어 있는지도 중요한 점검사 항이 될 수 있다. 이외에도 다빈치 시스템의 오작동이 문제될 수 있다. 오작동의 원인 에는 로봇관절 부위의 오작동, 팔 오작동, 전력 오류, 모니터 손실, 카메라 오작동, 콘솔 손잡이 고장, 소프트웨어 비호환 등이 있다.20)
2. 사이버나이프 수술의 장단점
기존의 뇌 방사선수술 장비와는 달리, 침습적 고정틀을 사용하지 않고, 실시간 종양 의 영상촬영을 통해 초정밀 방사선 수술이 가능하고, 통원치료가 가능하며 뇌종양 이외에도 금침 삽입이 가능한 부위라면 어디든지 치료에 사용할 수 있다. 또한 수회로 나누어 분할 방사선 수술을 할 수 있어 기존 수술보다 방사선으로 인한 손상이나 부작용을 줄일 수 있다. 그리고 치료기간이 비교적 짧아 노령 환자 및 수술이 불가능한 초기 암 환자의 치료에 적합하다. 기존에 방사선 치료, 항암제, 수술을 받은 환자에서 국소적으로 종양이 재발하였거나 잔류종양이 남은 경우에도 적절한 치료방법이 될 수 있다. 뿐만 아니라 체내 심부나 중요 장기에 인접해 있어 수술이 어려운 경우에도 사이버나이프 치료법을 시도해 볼 수 있다.21)
19) 홍재성, 앞의 문헌, 8면.
20) 홍재성, 앞의 문헌, 8면 이하; Erica Palmerini/Federico Azzarri, 앞의 문헌, 82면 이하.
제2장 수술로봇의 현재 21
하지만, 사이버나이프를 암환자 치료에 널리 이용하기 위해서는 우선 적절한 조사 선량과 분할조사 횟수를 결정해야 한다. 종양을 제거하면서 주변 정상조직에 만성 휴유증을 최소화하기 위한 적합한 기준을 제시해야하기 때문이다. 그리고 호흡에 의 한 종양의 움직임과 주변장기의 움직임에 의한 종양의 움직임을 제어해야 한다. 일반 방사선 치료는 호흡주기와 종양의 움직임을 고려하여 종양 주변에 충분한 여유를 두고 방사선조사선량을 결정하는데 반해, 사이버나이프 수술은 종양에만 방사선이 집중되도록 해야 하므로 최소한의 여유만을 두게 된다. 종양에 금침을 삽입하여 실시 간으로 종양위치의 영상을 통해 교정하면서 치료한다고 해도 호흡에 의한 종양의 움직임을 제어해야 한다.22)