로봇 보조 위 절제술 (5번째 팔 사용)

복강경 수술은 잘 확립된 최소 침습 수술(MIS) 기법으로, 현재 복부의 다양한 양성 및 악성 외과적 질환에 대한 표준 치료 접근법입니다[1]. 큰 수술 절개를 하는 전통적 개복 수술과 비교하여, 복강경 수술은 3~6개의 작은(0.5-1.5cm) 절개를 사용하여 유사한 수술 절차를 완료합니다. 수많은 무작위 대조 임상시험에 기반하여, 최소 침습 수술은 개복 수술에 비해 환자 외상 및 이환율 감소, 수술 후 회복 촉진, 그리고 미용 개선에 유익한 것으로 입증되었습니다[2,3].

수술적 외상을 더욱 줄이고 환자 결과를 개선하기 위해 정확하고 안전한 MIS를 개발하려는 노력은 여전히 활발합니다. 로봇 기술은 전통적 복강경 수술과 관련된 기술적 도전 과제, 즉 전통적 복강경 기구와 관련된 자유도의 제한 및 해부 정밀도 부족을 극복할 것으로 기대됩니다. da Vinci 수술 시스템(Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, CA, USA)은 시각화와 운용성 측면에서 전통적 복강경 수술의 기술적 단점을 해결하기 위해 1999년에 처음 개발되었습니다. 로봇 시스템은 확대된 3D 뷰를 제공하는 안정적인 카메라 플랫폼을 제공하며, 핸들에서 기구 끝까지의 움직임을 떨림 필터링과 함께 직관적으로 전달합니다. EndoWrist 기술을 통해 숙련도가 향상되어 외과의사에게 7자유도를 제공합니다[4].

기술적 장점에도 불구하고, 로봇 수술은 항상 매우 비싸다는 비판을 받아 왔으며, 이는 접근성과 더 넓은 적용을 제한해 왔습니다[5,6]. Intuitive Surgical의 현재 da Vinci 수술 시스템은 우수한 품질로 높은 성능을 제공합니다. 그러나 각 로봇 수술 절차의 높은 비용은 환자와 병원에 주요 재정적 영향을 미쳤습니다. 비용 효율적인 솔루션을 제공하기 위해, 유사한 성능 품질과 더 낮은 설치/유지 비용을 가진 새로운 로봇 시스템의 도입이 필요합니다.

위암 수술에서의 로봇 수술 복강경 수술은 위암(GC)의 치료적 치료로 널리 받아들여지고 있습니다. 여러 다기관 무작위 임상시험(RCT)에서 복강경 위절제술(LG)을 받은 환자들이 개복 위절제술에 비해 수술 후 합병증 발생률이 낮았지만, 장기 예후는 유사하다고 보고했습니다[7-11]. 그러나 복강경 위절제술은 여전히 움직임 범위 제한, 조작자 손 떨림 증폭, 불편한 수술 자세 등의 여러 단점을 가지고 있습니다[12-16]. 특히, D2 림프절 절제술의 경우, 복강경 기구는 췌장 상부 해부 중 숙련도가 부족하여 췌장 손상을 초래합니다[12-13].

위에서 설명한 기술적 장점으로 인해, 로봇 위절제술(RG)은 LG와 관련된 일부 단점을 극복할 수 있을 것입니다. 중국의 한 RCT에 따르면, RG는 낮은 이환율, 빠른 회복, 더 가벼운 염증 반응, 개선된 림프절 절제술과 같은 더 나은 단기 결과와 관련이 있습니다[17]. 동일 시험의 3년 종양학적 결과 또한 RG가 3년 무병 생존율(DFS)과 누적 재발률을 개선한 것으로 나타났습니다[18]. 일본의 또 다른 RCT는 복강 내 감염성 합병증에서는 차이를 보이지 않았지만, Clavien-Dindo 등급 II 이상의 수술 후 합병증이 유의하게 낮다고 보고했습니다[19].

센티어 수술 시스템

Cornerstone Robotics Limited(https://www.csrbtx.com)에서 개발한 Cornerstone Robotics 센티어 수술 시스템[C1000]은 외과의사가 흉부와 복부에서 최소 침습 수술을 수행할 수 있도록 설계된 소프트웨어 제어 전기 기계 시스템입니다. 1개 또는 2개의 외과의사 콘솔[SGC], 환자 측 로봇[PSR], 비전 카트[VCT]로 구성되며, 내시경, 수술 기구[SGI] 및 액세서리[ACC]와 함께 사용하도록 의도되었습니다. 외과의사는 고해상도 입체 뷰어를 통해 3D 내시경 영상을 보며, 이는 복부/흉강 및 수술 기구의 뷰를 제공하고, 탐색과 제어를 용이하게 하는 아이콘 및 다양한 사용자 인터페이스 기능으로 향상됩니다.

VCT는 전자 및 비디오 처리 장비를 포함하며, PSR은 수술실에 위치하여 수술 기구나 내시경을 부착하기 위한 기구 드라이브가 장착된 4개의 팔을 특징으로 합니다. PSR은 목표 환자 해부학 부위 위에 위치합니다. 내시경은 외과의사에게 고해상도 3D 뷰를 제공합니다. 일련의 수술 기구는 다른 세 팔에 쉽게 부착 및 분리될 수 있어 외과의사가 다양한 수술 작업을 수행할 수 있습니다. 내시경과 최대 3개의 기구를 동시에 사용할 수 있으며, 별도의 8mm 또는 10mm 카뉼라를 통해 환자에게 진입합니다.

수술 기구는 그라스퍼, 가위, 바늘 드라이버 등의 구성으로 제공되며, 삼각측량 및 X-Y-Z 움직임을 위해 인간의 손목, 어깨, 팔꿈치를 모방하는 독특한 관절 설계를 원단 팁에 특징으로 합니다. 각 기구는 그리핑, 봉합, 조직 조작, 전기 수술과 같은 특정 수술 작업에 지정됩니다. 재사용 가능하며 센티어 수술 시스템 전용으로 설계되었고, 수명 테스트를 기반으로 최대 절차 횟수로 프로그래밍됩니다. 내시경은 재사용 가능하며, 수술 부위의 입체 영상을 제공합니다.

홍콩(CUHK 팀) 및 중국 본토에서 센티어 수술 시스템(C1000)을 사용한 전임상 및 전향적 임상시험을 혁신, 개발, 탐색, 평가, 장기 연구(IDEAL) 협력 그룹 방법론에 기반하여 완료한 후, Cornerstone Robotics Limited는 2024년 9월 중국에서 센티어 수술 시스템 C1000에 대한 국가의약품감독관리국(NMPA) 승인을 획득했습니다.

5번째 팔 개념(환자 측 단일 팔)

환자 측 단일 팔[PSR-SA]은 C1000과 호환되도록 설계된 독립 로봇 팔로, C1000 Ultra로 알려진 하이브리드 수술 시스템을 생성합니다. 14자유도(DoF)와 소프트웨어 원격 중심 설계를 통해 포트 배치 유연성을 향상시키고, 팔과 환자 또는 수술대의 충돌을 최소화하며, 수술실에 원활하게 통합되도록 도킹을 최적화합니다.

PSR-SA는 그라스퍼, 가위, 바늘 드라이버, 내시경을 포함한 다양한 수술 기구와의 완전한 호환성을 제공하여 수술 절차에서 다양성을 보장합니다. 하이브리드 시스템의 제어는 외과의사의 선호에 따라 단일 콘솔 또는 듀얼 콘솔 설정에서 관리될 수 있습니다. 4+1 구성은 "다섯 번째 로봇 팔" 역할을 효과적으로 수행하여 외과의사가 콘솔에서 직접 새로운 수술 및 베드사이드 가능성을 실현할 수 있도록 합니다.

듀얼 콘솔 구성은 두 명의 외과의사 간 협업을 용이하게 하여, 수술 부위의 공유 고해상도 3D 뷰와 함께 모든 로봇 팔을 동시에 제어할 수 있습니다. 이를 통해 두 외과의사 모두 접근 각도를 정렬할 수 있어, 절차 중 조정과 정밀도를 크게 향상시킵니다. 팀워크와 의사소통을 촉진함으로써, 이 혁신적인 시스템은 복잡한 수술의 효과성을 개선하여 궁극적으로 더 나은 환자 결과로 이어집니다.

Cornerstone Robotics 센티어 수술 시스템[C1000 Ultra]에 대한 전임상 데이터

전임상 연구, 시체 모델 연구를 포함하여 홍콩중문대학교 의과대학 외과 학과의 외과의사 팀에 의해 완료되었습니다. 2025년 3월부터 7월 사이에, 홍콩 과학 기술 공원의 멀티스케일 의료 로봇 센터에서 시체 모델을 사용하여 대장항문 외과, 비뇨기과, 간담췌, 상부 위장관 수술 분야에서 9건의 로봇 절차가 수행되었습니다. 특히, 두 건의 로봇 위절제술과 한 건의 로봇 식도절제술이 이 시스템을 사용하여 완료되었습니다.

연구는 C1000 Ultra의 안전성과 유효성을 평가했으며, 외과의사들은 이를 사용하여 모든 절차를 성공적으로 완료했습니다. 시스템 성능에 대한 임상 피드백은 리커트 척도 설문지를 사용하여 수집되었으며, 점수 범위는 1~5입니다. 수용 기준은 3보다 높은 점수였으며, 높은 점수는 더 긍정적인 피드백을 나타냅니다. 수술 기구, 제어, 하드웨어 사용성, 표준 운영 인프라와의 호환성, 하드웨어 성능, 안전성, 소프트웨어 사용자 인터페이스, 비전, 전반적 만족도 등 9개 영역의 평균 점수가 수용 기준을 충족했습니다.

센티어 수술 시스템 C1000 Ultra를 사용한 전임상 연구의 고무적인 결과를 바탕으로, 연구자들은 근치적 위절제술을 위해 이 시스템을 사용한 첫 다기관 임상시험을 수행할 계획입니다.