美 엔뷰메디컬, 로봇 이용한 환자콧줄 삽입 시스템 개발

▲미국 엔뷰 드라이브가 환자에게 비위관(鼻胃管·콧줄)을 삽입하는 모습을 시연하고 있다. (사진=엔뷰 메디컬)

미국 엔뷰메디컬(ENvue Medical)이 로봇을 이용한 비위관(鼻胃管·음식공급용 콧줄) 자동 삽입 시스템인 '엔뷰 드라이브(ENvue Drive)'를 개발해 공개했다고 더로봇리포트가 보도했다.

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이 도구는 회사의 전자기 항법 플랫폼 생태계를 기반으로 구축됐으며, 인공지능(AI)과 실시간 항법, 로봇 보조 절차 실행을 하나의 통합된 임상 워크플로로 결합토록 설계됐다.

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매년 미국에서는 100만 개 이상의 비위관이 환자에게 삽입된다. 엔뷰메디컬의 최고경영자(CEO)인 도론 베서 박사는 "이는 중환자에게 적용될 수 있는데 노인 환자, 성인 환자부터 소아 및 미숙아에 이르기까지 모든 환자를 의미한다"고 말했다.

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대부분의 경우 비위관은 비시각적(맹목적)으로 삽입된다. 이는 튜브(관)를 코를 통해 집어넣고, 시술자가 튜브를 정확히 넣기 위해 자신의 경험과 삽입 시 느껴지는 저항에만 의존해야 함을 의미한다. 베서 박사는 이러한 시술이 항상 의사의 처방에 따라 이루어지지만, 간호사나 영양사에 의해 수행될 수도 있다고 말했다.

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그는 "전체 비위관 시술의 약 3~5%가 잘못 꽂혀 폐로 들어간다"라며 "만약 그런 일이 발생하면 일련의 문제들이 유발된다. 기흉(공기 가슴증)을 일으킬 수 있으며, 때로는 비위관을 폐 안에 그대로 방치해 폐에 액체 영양분이 차오르기도 한다"고 설명했다.

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베서 박사는 엔뷰 시스템의 전체적인 개념은 시술을 환자에게는 더 안전하게, 의료진에게는 더 쉽게, 그리고 병원에는 비용이 덜 들게 만드는 것이라고 말했다.

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◇엔뷰 드라이브 작동 방식

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엔뷰는 이미 미국 식약청(FDA) 510(k) 승인을 받은 자사의 엔뷰 항법 플랫폼을 기반으로 엔뷰 드라이브를 구축하고 있다. 이 플랫폼은 현재 미국 전역의 병원에서 비위관을 배치하는 동안 실시간 전자기 안내를 제공하는 데 사용된다. 엔뷰 드라이브는 여기서 한 단계 더 나아가 로봇이 비위관을 직접 삽입하게 한다.

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엔뷰의 시스템은 비위관 끝에 센서가 달려있어 시술 중에 의사에게 시야를 제공한다. 또한 회사의 AI 항법 소프트웨어인 '애스크 오스카(Ask Oscar)'를 통합하고 있다.

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베서 박사는 "시술자가 그 센서가 달린 비위관을 환자의 가슴과 복부 전체를 덮는 전자기장 내에 삽입하면 위치가 정렬된다. 시스템이 활성화되면 360도 어느 방향으로든 움직임이 발생하는 즉시 우리 시스템이 위치를 계산해 화면에 표시한다"고 설명했다.

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그는 엔뷰가 이 센서를 자체 개발했다면서 "전자기 항법 시스템에서 가장 중요한 것 중 하나는 (시각)센서의 재생률(refreshrate)이 매우 높아야 한다는 점이다. 우리 제품의 재생률은 초당 약 40회다. 이것이 중요한 이유는 의료진이 이 관을 코에 삽입할 때 지연없이 화면에서 즉각적인 반응을 확인해야 하기 때문이다"라고 말했다.

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환자 몸 안으로 들어간 시스템은 5자유도(DoF)로 움직이며, 시술 의료진에게 더 큰 유연성을 제공한다.

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베서 박사는 "우리 시스템은 조향 방향을 제공한다. 다시 말해 의료진은 비위관이 어느 방향을 향하고 있는지 항상 알 수 있다. 이는 매우 중요하다. 우리가 한 일은 구글 맵이나 웨이즈(Waze)와 같은 GPS 유사 시스템을 제공한 것이기 때문이다"라고 말했다.

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◇엔뷰는 환자의 움직임을 고려해야 한다

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이번 최신 시연을 통해 엔뷰는 자사 시스템이 의료진의 감독 하에 해부학적 경로를 식별하고, 궤도 이탈을 감지하며, 수정되는 안내를 제공하고, 소장 내 목표 위치까지 이동하는 것을 도울 수 있음을 보여줬다.

비위관 삽입에는 몇 가지 고유한 어려움이 따른다. 가장 큰 어려움 중 하나는 환자 자체의 예측 불가능성이다.

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베서 박사는 "진정제를 투여받은 환자나 인공호흡기를 단 환자조차도 시술 중에 움직일 수 있다. 그 누구도 비위관 튜브가 몸에 들어오는 것을 좋아하지 않는다"며 "간호사는 환자에게 집중하고, 환자를 진정시키며, 비위관을 삽입해야 한다"고 말했다.

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이를 고려해 엔뷰는 환자의 몸에 붙이는 추가적인 전자기(EM) 센서를 사용한다. 베서 박사는 "시술 중 환자가 움직이거나 상체를 일으키거나 다소 불안정해지더라도, 시스템은 항상 정확성을 유지한다"고 말했다.

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◇의료진이 전체 시술의 주도권 유지

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베서 박사는 엔뷰 드라이브를 개발할 때 그의 팀이 명확한 지침을 제공하는 사용하기 쉬운 도구를 만들고자 했다고 말했다. 그는 "간호사와 영양사들은 엄청난 압박감을 받고 있다. 그들은 피로하고, 모두가 인력 부족에 시달리고 있으므로, 우리는 사용자가 시술을 할 때 단계별로 진행할 수 있도록 돕고 싶다"라고 언급했다.

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시술 중 시스템이 튜브가 들어가서는 안 되는 영역에 가까워졌음을 감지하면 사용자에게 경고를 보내고 진행 방법에 대한 권장 사항을 제시한다. 시술을 수행하는 사람이 항상 주도권을 가지며 최종적으로 시스템에 다음 행동을 지시한다.

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베서 박사는 "우리는 로봇이 의료진을 대체하는 것을 원치 않는다. 우리는 숙련되고 자격을 갖춘 의료진이 시스템에 대한 통제권을 유지하는 가운데 로봇 팔이 도와 더 큰 자신감을 제공하고 시술을 용이하게 하도록 역할하길 원한다"고 말했다.

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◇엔뷰, 더 많은 병상 시술에 로봇 기술 도입 희망

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베서 박사는 많은 의료 로봇이 정형외과 수술이나 척추 수술과 같이 고도로 정밀한 수술실 기반의 시술에서 시작됐다고 말했다. 그러나 비교적 간단한 병상 시술이 훨씬 더 보편적이다. 로봇 제작 비용이 저렴해짐에 따라 이러한 시술들을 자동화하는 게 훨씬 더 실용적으로 돼 가고 있다.

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베서 박사는 "첫 번째 단계는 자연스럽게 경관(경장영양관 經腸營養管, 비위관이나 배의 피부를 통해 위에 직접 십입한 관)을 통한 유동식 제공이 될 것이다. 다음 단계는 혈관 접근, 그중에서도 특히 말초 삽입 중심 정맥 카테터(PICC)가 될 것이다"라고 말했다. 매년 수백만 개의 카테터가 팔에 삽입되며, 약물을 투여하기 위해 카테터가 심장 부근에 도달하도록 정확하게 위치해야 한다.

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엔뷰는 자사 시스템에 흉부 X선 영상을 통합함으로써 이러한 시술을 자동화할 수 있는 로봇을 개발하기를 기대한다고 밝혔다.

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현재 엔뷰 드라이브의 핵심 기술은 이미 FDA 510(k) 승인을 받은 상태다. 엔뷰는 향후 몇 년 안에 엔뷰 드라이브에 대한 추가 승인을 추진할 계획이다.

 

이재구 기자 robot3@irobotnews.com

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