로봇이 뼈 자르고 AR로 재건…턱얼굴 수술 정밀도 '획기적'

로봇이 정교하게 뼈를 자르고 증강현실(AR) 안내에 따라 재건하는 새로운 악안면(턱얼굴) 수술 시스템이 개발돼 수술 정밀도를 획기적으로 높일 것으로 기대된다.

중국 연구팀은 로봇 보조 골 절제술과 증강현실 유도 재건술을 통합한 'RAMRS' 시스템을 개발했다고 22일(현지시간) 국제학술지 '사이보그 앤 바이오닉 시스템즈'에 발표했다. 이 시스템은 복잡한 턱얼굴 재건 수술의 전 과정을 단일 프레임워크 안에서 해결한다.

RAMRS는 두 가지 핵심 모듈로 구성된다. 첫 번째는 '로봇 보조 골 절제술'이다. 수술 전 CT 모델을 기반으로 로봇팔이 뼈 절제용 톱을 정확한 위치와 각도로 안내해 기존 방식보다 오차를 크게 줄였다.

두 번째는 '증강현실 유도 재건술'이다. 턱뼈 재건 시 다른 부위에서 떼어낸 뼈 조각을 정확한 위치에 고정하는 것이 관건인데, 이 시스템은 AR 기술을 이용해 외과의사의 시야에 실시간으로 뼈 조각 배치 지점을 시각적으로 보여준다.

연구팀이 인체모형과 카데바(해부용 시신)를 대상으로 실험한 결과, RAMRS는 뛰어난 정밀도를 보였다. AR 융합 오차는 기존 방식 대비 42~48% 개선됐으며, 뼈 절제 시 각도 오차 역시 다른 보조 기술보다 9~42% 낮았다.

특히 부드러운 연조직이 있는 카데바 실험에서도 시스템의 정확성이 유지돼 실제 수술 환경에서의 적용 가능성을 높였다. 연구에 참여한 타오 장 교수는 "실제 수술과 매우 유사한 조건에서 시스템을 검증했다는 점에서 큰 진전"이라고 평가했다.

연구를 이끈 젠 양 교수는 "로봇이 기하학적으로 까다로운 절제를 맡고, AR이 재건을 위한 실시간 시각 정보를 제공하는 원활한 수술이 우리의 비전"이라고 밝혔다. 연구팀은 향후 임상 적용을 위한 표준화 연구를 진행할 계획이다.