수술실 '3분 대기조'… 일당백 보조로봇

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#좁고 복잡한 수술실. 수많은 장비와 전선 사이로 카트 한 대가 들어선다. 집도의의 신호가 떨어지자 카트가 열리며 휴머노이드 로봇이 모습을 드러낸다. 빠르게 수술대 앞에 자리를 잡은 로봇은 의사의 지시에 따라 정밀한 동작으로 수술 과정을 보조했다.

이는 공상과학 영화의 한 장면이 아니다. AI(인공지능) 기반 정형외과 스타트업 코넥티브가 선보인 차세대 수술 보조 로봇 '제트'(Zett)가 바꿀 수술실의 풍경이다.

코넥티브가 지난 26일 공개한 제트는 기존의 수술 로봇과는 궤를 달리한다. 수술을 집도하는 의사를 완전히 대체하려는 시도 대신 숙련된 보조 인력의 역할을 수행하는 데 초점을 맞췄다.

정형외과 수술은 환자의 피부를 20~30분간 연속적으로 당기거나 무거운 기구를 지탱해야 하는 고된 반복 작업이 많다. 수술의 종류에 따라 다르나 일반적인 정형외과 수술에는 보통 5~7명의 의료진이 들어간다.

제트는 단순하지만 체력 소모가 큰 업무를 맡아 의료진의 피로도를 낮추고 수술 효율을 극대화할 수 있도록 개발됐다. 상반신이 휴머노이드 로봇 형태인 제트는 사람의 보조업무를 그대로 수행할 수 있도록 23자유도(인간의 손 자유도 수준)를 갖췄다.

각 손(Hand)은 6자유도(3차원 공간에서 직선·회전 운동)를 구현해 섬세한 조작이 가능하다. 한 팔당 약 10kg의 무게를 들 수 있는 강력한 힘은 질긴 피부 조직을 당기거나 무거운 드릴을 지탱하는 데 최적화돼 있다.

아울러 하부는 카트 형태로 제작돼 자체 수납이 가능하다. 곽호성 코넥티브 CTO(최고기술책임자)는 "비전 시스템을 통해 단 3분 이내에 세팅을 마치고 수술자와 인터랙션할 수 있어 수술 시간을 획기적으로 단축한다"고 말했다.

그러면서 "좁은 수술실 환경에서도 운용할 수 있도록 설계했으며, 사용하지 않을 때는 카트 형태로 완벽히 수납(Folding)돼 멸균 영역에 대한 침범 리스크를 최소화했다"고 강조했다.

제트는 내년 중 의료기기 2등급 인허가 획득을 목표로 하고 있다. 노두현 코넥티브 대표는 "수술실에서 보조 의사의 역량 차이로 발생하는 비효율을 해결하고, 집도의 혼자서도 완벽하게 수술을 진행할 수 있는 '솔로 서저리' 환경을 구축하는 것이 목표"라고 말했다.

제트와 함께 공개한 무릎 인공관절 수술로봇 '코네보 오르카'는 기존 수술로봇의 고질적 한계였던 핀 삽입 문제를 3차원 AI 비전기술로 해결한 것이 핵심이다.

기존 방식에서는 뼈 위치 인식을 위해 핀 4개를 추가 삽입해야 해 골절이나 동맥 손상의 위험이 있었다. 오르카는 30만 픽셀의 3D 자동 스캔을 1초 이내에 수행해 별도의 핀 없이도 1mm 이내의 정밀도를 구현한다.

코넥티브는 이 같은 수술실 로봇 외에도 진단-계획-수술-예후 예측에 이르는 정형외과 진료 전 주기를 하나로 잇기 위한 다양한 소프트웨어(SW) 제품군을 출시해 왔다.

EMR(전자의무기록)·PACS(의료영상저장전송시스템) 등 기존 의료 시스템은 데이터를 저장하는 단방향 입력 방식에 그쳐 AI 기능을 확장하는 데 한계가 있었다. 코넥티브는 이를 극복하기 위해 의사가 외래 진료 중 언제든 띄워놓고 사용할 수 있는 웹 기반 SW를 개발했다.

무릎 관절염 AI 진단 소프트웨어 '코네보 코아'는 엑스레이 1장으로 10초만에 KL등급(퇴행성 관절염의 심각도)을 자동 분류하고 병변을 시각화해 PACS에 연동한다. '코네보 메트릭'은 하지 정렬 각도를 자동 계측한다.

또 환자 맞춤형 건강 리포트를 생성하는 '히로니', 분석 결과를 한 화면에서 조회할 수 있는 통합 뷰어 '코네보 스위트' 등 진단에서 상담까지의 전 과정을 하나의 흐름으로 연결하며 'MSK(근골격계) 전 주기 플랫폼'으로 나아가고 있다.

제트 공개 현장에 자리한 손진호 서강대 교수(컴퓨터공학과)는 "코넥티브는 데이터 레이어부터 파운데이션 모델, 피지컬 로봇까지 모두 갖춘 풀스택 기업"이라며 "데이터가 쌓일수록 모델 성능이 향상되는 데이터 기반 네트워크 효과를 통해 독보적인 가치를 창출할 것"이라고 말했다.

앞서 코넥티브는 서울대학교병원 헬스케어 AI 연구원 및 융합기술원과 근골격계 파운데이션 모델 개발을 위한 공동연구 계약을 체결했다. 공동 연구팀은 서울대병원이 보유한 450만장 규모의 근골격계 임상 및 영상 데이터를 기반으로 근골격계 특화 파운데이션 모델을 구축한다.

특정 부위에 국한되지 않고 근골격계 전 영역을 아우르는 범용 AI 모델을 만드는 프로젝트다. 이 모델은 △골절 탐지 △관절 변성 진단 △수술 계획 수립 △수술 후 예후 예측 등 다양한 의료 작업에 적용이 가능할 전망이다.

이는 척추, 족부, 수부 등 정형외과의 방대한 영역으로 서비스를 신속하게 확장할 수 있는 핵심 동력이 된다. 노두현 대표는 "단순한 AI 솔루션 공급을 넘어 근골격 의료 AI의 기반 기술 자체를 정의하는 플랫폼 기업으로 도약하는 전환점이 될 것"이라고 했다.

그러면서 "로봇 상용화와 IPO(기업공개) 추진을 비롯해 전세계 근골격계 의료의 새로운 기준을 만들어가겠다"며 "진료실에서 수술실까지 데이터가 끊기지 않는 세계를 만드는 것이 코넥티브의 궁극적인 목표"라며 덧붙였다.

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