MIT, 내출혈 환자 응급 조치위한 휴대형 수술 로봇 개발

▲ MIT 링컨연구소가 개발한 휴대형 수술용 로봇(사진=MIT)

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MIT 링컨연구소 연구진이 외상성 사고 이후 내출혈이 심한 환자에게 응급 조치를 취할 수 있는 휴대형 수술용 로봇을 개발했다고 'MIT 뉴스'가 보도했다.

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사고 후 내출혈이 심한 환자는 빨리 의료진에 보내 구명 조치를 취해야 한다. 의료진은 주사 바늘과 카테타를 환자의 중심 혈관에 삽입하고 이를 통해 혈액, 약물을 공급하는 등 조치를 취해야 한다. 하지만 구급차에 배치된 응급의료 기술자들은 이 같은 절차를 수행하도록 교육을 받지 못한 경우가 많아 환자를 병원에 빨리 이송해야 한다. 병원 이송 과정이 늦어져 출혈이 심해지면 병원 도착 전에 생명을 잃을 수 있다.

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이 같은 문제를 해결하기위해 MIT 링컨연구소 연구진은 휴대형 휴대형 수술 로봇인 ‘AI 유도초음파중재장치(AI-GUIDE·Artificial Intelligence–Guided Ultrasound Intervention Device)’를 개발했다. AI-가이드는 간단한 교육을 받은 사람이 대퇴부 혈관에 카테터를 신속하게 설치할 수 있도록 도와주는 휴대용 자동화 플랫폼이다. 상용 휴대용 초음파 장치와 페어링할 수 있도록 로봇 기술을 적용했다.

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▲ AI-가이드의 주요 구성(이미지=MIT)

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사용자가 AI-가이드를 작동하기위해선 먼저 출혈 환자의 허벅지와 복부가 만나는 부분에 AI-가이드를 놓아야 한다. 이어 디스플레이 장치의 안내에 따라 정확한 위치에서 트리거 장치를 당겨야 한다. 사용자는 바늘을 대퇴부에 삽입하고, 바늘이 혈관에 제대로 관통했는지를 확인한다. 다음으로 카테터 같은 큰 기구를 혈관 안으로 넣기위해 몸에 삽입된 얇은 가이드 와이어를 밀어넣고, 이어 카테터를 밀어넣는다. 카테터를 혈관 안에 안전하게 넣은 후 응급의료기술자는 카테타를 통해 혈액, 약품 등을 전달할 수 있다.

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링컨연구소 연구팀은 실시간 물체 감지에 활용되는 기술을 이 장치에 적용해 AI 알고리즘을 개발했다. 연구팀 관계자는 "전송학습(transfer learning)을 활용해 대규모 초음파 스캔 데이터셋에 대한 알고리즘을 교육했다“고 말했다. 이 알고리즘은 AI-가이드와 짝을 이룬 초음파에서 들어오는 시각적 데이터를 해석한 다음 디스플레이에 사용자에게 정확한 혈관 위치를 표시해 준다.

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이번 연구는 미국 육군전투사상자치료 연구프로그램(U.S. Army Combat Casualty Care Research Program) 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

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장길수 ksjang@irobotnews.com

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