▲ 왼쪽은 트리 모양의 폐 기관지 모형, 오른쪽은 마그네틱 촉수 로봇(사진=리즈대)
영국 리즈대(University of Leeds) 연구진이 폐 내부의 작은 기관지(세기관지) 안까지 도달할 수 있는 로봇 '개념 증명(proof of concept)'을 개발했다고 지난 21일 밝혔다. 이 로봇은 폐 내부로 진입해 조직 샘플을 체취하거나 암 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
리즈대 스톰연구소(STORM Lab)가 개발한 ’자기 촉수 로봇(magnetic tentacle robot)‘은 직경이 볼펜 끝의 2배 크기인 2mm에 불과하다. 환자 외부에 있는 자석을 이용해 환자 몸안에 있는 로봇을 제어할 수 있다. 스톰연구소는 그동안 내시경 검사와 카테터 시술에 도움을 주는 로봇시스템 개발을 주도해왔다.
리즈대 연구팀은 이번 연구 성과를 전문 저널인 ’소프트 로보틱스‘에 발표했다. 이번 개념증명은 해부학적 데이터에서 모델링한 기관지의 3D 복제물에 기반해 만들어졌다. 다음 연구 단계는 사체에서 체취한 실제 폐를 활용해 폐 기관지까지 로봇을 이동시키고, 로봇의 효과를 검증하는 것이다.
현재 의사들은 기관지경이라는 기구를 사용해 폐와 기도를 검사하고 있다. 이 시술은 직경 약 3.5~4mm의 유연한 튜브 모양 기구를 코나 입을 통해 기관지 안으로 밀어넣는 것이다. 하지만 기관지경으로는 트리 모양의 기관지 윗부분에만 도달할 수 있다. 폐 속을 더 깊게 파고들기위해선 직경 약 2mm의 카테터 또는 미세 튜브를 기관지경을 통해 폐의 작은 관안으로 넣어야한다.
그러나 의사들이 기관지경을 움직이는 방법에 한계가 있어 기구와 카테타를 필요한 곳으로 이동시키는 데 어려움을 겪고 있다.
이번에 개발한 자기 촉수 로봇은 조작하기가 쉽고, 시술에 맞게 맞춤형 로봇 안내 시스템을 활용할 수 있다. 로봇의 직경은 2mm이며 길이는 약 80mm다. 자석 입자를 갖고 있는 부드러운 탄성체 또는 고무로 만들어졌다. 환자의 몸 외부에 있는 로봇 팔에 장착된 자석이 시술에 맞게 로봇을 폐로 유도한다.
스톰연구소 소장인 피에트로 발다스트리 교수는 "2mm 크기의 자기 촉수 로봇이나 카테터는 기관지 트리 구조에 맞게 자기적으로 조절할 수 있어, 폐의 대부분 부위에 도달할 수 있다. 우리 시스템은 자율적인 자기유도 시스템을 사용하기때문에 시술 중에 환자가 X-레이를 찍을 필요가 없다"고 말했다.
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