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Changing Tomorrow>R&D Project②
더 자유롭고 더 정밀하게,
복강경 수술의 한계를 넘다
90도 다관절로 구현한 차세대 협동형 복강경 보조로봇
| 리브스메드
김선녀  사진 김기남

작은 절개와 빠른 회복이 가능한 최소침습수술은 이제 선택이 아닌 필수다. 그러나 기존 복강경 기구의 한계와 고가 로봇 수술 시스템의 장벽은 의료 접근성을 제한해왔다.
리브스메드는 이러한 간극을 메우기 위해 ‘협동형 복강경 보조로봇 시스템’을 개발, 정밀성과 경제성을 모두 갖춘 K-메디컬 혁신 모델을 제시한다.

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연구과제명

자유로운 위치전개가 가능한 동작용 보조로봇과 집도의의 수술을 보조하는 조종용 보조로봇으로 구성된 복강경 수술 협동형 보조로봇 시스템의 개발

제품명(적용 제품)

STARKTM Surgical System

개발기간
(정부과제 수행기간)

2020. 05. 01. ~ 2023. 12. 31.

총 정부출연금

44억 원

개발 기관

㈜리브스메드(주관 연구개발 기관), 구미전자정보기술원, 한국로봇융합연구원, 서울대학교병원

참여 연구진

· 리브스메드 : 이정주, 정순용, 윤진혁, 정창화, 송용재, 김소연, 심진아, 김세라 외 12명

· 구미전자정보기술원 : 전금상, 허영준 외 4명
· 한국로봇융합연구원 : 황희선, 최승원, 김태환 외 10명
· 서울대학교병원 : 공성우, 권우일, 신지연 외 6명

복강경 수술 협동형 보조로봇 시스템 개념
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지금은 최소침습수술 시대
수술 로봇은 지난 20년간 의술의 판도를 바꿔온 차세대 의료 기술이다. 의사의 손과 눈을 보조해 정밀성과 안전성을 높이며, 개복과 기존 복강경 수술의 한계를 뛰어넘어 최소침습수술MIS, Minimally Invasive Surgery의 확산을 이끌었다. 환자들은 작은 절개와 빠른 회복을 선호하고, 의료진은 정밀하면서도 안정적인 수술을 위한 기술적 지원을 기대한다. 실제로 최소침습수술 시장은 매년 7~10% 성장하고 있으며, 2030년에는 개복수술보다 높은 비중을 차지할 것으로 보인다. 고령 환자뿐 아니라 빠른 일상 복귀를 원하는 젊은 환자들에게도 MIS는 필수적인 선택지가 되고 있다.

기존 일자형 복강경 수술 기구는 의사의 손목과 팔 움직임에 제한이 있어 정밀한 조작이 쉽지 않았다. 반면 대형 로봇 수술 시스템은 관절형 기구를 활용해 자유로운 조작이 가능하지만, 가격 부담 때문에 일부 대형 병원에서만 사용할 수 있다. 이러한 한계를 해결하기 위해 2011년 이정주 대표가 설립한 리브스메드는 누구나 접근할 수 있으면서도 수술의 정밀성과 효율성을 동시에 높이는 기술을 목표로 삼고 있다.

리브스메드의 대표 제품인 아티센셜ArtiSential은 세계 최초의 핸드헬드Handheld형 다관절 복강경 수술 기구다. 의사의 손 움직임을 그대로 재현하면서 상하좌우 90도 다관절 구조를 핸드헬드로 구현해 기존 일자형 기구의 한계를 극복했다. 고가 로봇 수술 장비 없이도 정밀 수술이 가능하도록 설계되어 현재 72개국과 공급계약을 체결했으며, 46개국에서 매출을 올리고 있다.
  • ❶ 복강경 수술 : 복부에 작은 구멍을 내어 카메라와 기구를 넣고 진행하는 수술 방식.
  • ❷ 최소침습수술 : 몸에 상처를 최소화하면서 환자의 부담을 줄이는 수술.
  • ❸ 핸드헬드 : 직접 손에 쥐고 조작할 수 있는 기구.
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리브스메드가 개발한 협동형 보조로봇 시스템으로 수술을 시연하는 모습.
기존의 90도 다관절 원천기술과 과제를 통해 발전시킨 다관절 기구의 정밀 움직임 제어 기술을 활용해, 기존 복강경 수술의 난제를 극복했다.
다관절 구조로 정밀 제어 기술 확보
‘복강경 수술 협동형 보조로봇 시스템 개발’ 과제는 리브스메드의 기술적 비전을 확장하는 프로젝트로, ‘경제성과 실용성을 갖춘 국산 수술 로봇’이라는 뚜렷한 목표를 세웠다.

이번 과제에서 리브스메드는 기존 보유한 90도 다관절 원천 기술을 기반으로, 복강경 수술을 한 단계 업그레이드하는 협동형 보조로봇 시스템을 개발했다. 로봇 시스템은 크게 세 가지 역할을 수행한다. 수술용 기구를 다양한 방향으로 자유롭게 배치하고 조정하는 동작 보조로봇, 음성 명령과 자동 기능으로 최적의 수술 시야를 제공하는 카메라 보조로봇, 그리고 외과의사가 여러 기구와 카메라를 직관적으로 제어할 수 있도록 돕는 조종 보조로봇이다. 현장에서는 이 세 가지 요소가 유기적으로 결합해, 좁고 복잡한 수술 부위에서도 의사가 좀 더 안정적이고 유연하게 수술할 수 있다.

정순용 R&D개발실장은 “우리는 단순히 기구를 움직이는 수준을 넘어, 최대한 집도의의 손과 동일하게 반응할 수 있는 정밀 제어 기술을 확보했다”고 강조한다. 게다가 이번에 개발한 시스템은 기구 배치의 자유도를 크게 확장해, 수술실 동선과 환자의 체형에 맞춰 유연하게 세팅할 수 있다. 또한 복잡한 수술 환경에서 의사와 로봇이 동시에 여러 기구를 다룰 수 있도록 협동 제어 방식을 적용해, 기존 복강경 수술의 난제를 해결했다.

특히 리브스메드의 기술이 기존 수술 로봇과 차별화되는 지점은 바로 90도 이상의 다관절 구조다. 기존 로봇의 관절 각도가 약 60도에 머무는 데 비해, 리브스메드의 로봇은 훨씬 넓은 각도를 구현해 좁은 수술 공간에서도 세밀하고 안정적인 조작이 가능하다. 또한 이번 과제에서 개발한 모듈형 구조와 소형화를 통해 비용 및 공간에 대한 부담을 크게 줄였다. 필요할 경우 신속하게 개복수술로 전환할 수 있는 것도 현장 의료진에게 큰 장점이다.
리브스메드가 꿈꾸는 첨단 의료기술의 민주화
현재 복강경 수술 협동형 보조로봇 시스템은 임상시험계획 승인 단계까지 완료했고, 이를 토대로 한층 고도화한 후속 모델 시제품 개발도 마친 상태다.

그러나 리브스메드는 과제를 통해 확보한 기술적 성과에 안주하지 않고, 자체적인 투자와 개발을 더해 더욱 효율적이고 완성도 높은 제품과 기술을 개발 중이다. 이 기술이 상용화되면 수술 시간 단축과 출혈 감소, 합병증 위험 최소화는 물론, 무엇보다 기존 수술 로봇 대비 1/4~1/5 수준의 수술 비용으로 더 많은 환자가 첨단 수술의 혜택을 누릴 수 있다. 특히 원격 수술 기술과 결합되면, 지역과 경제력에 관계없이 세계 최고 수준의 수술을 실시간으로 제공할 수 있다.

국내 의료기기 산업에도 구조적 변화가 예상된다. 리브스메드는 복강경 수술 기구부터 수술 로봇까지 수직계열화를 구축하면서, 국내 부품·소재 업체와 상류 밸류체인이 함께 성장할 수 있는 기반을 마련했다. 리브스메드가 개발 중인 차세대 수술 로봇 스타크STARK는 외과수술 풀 라인업의 기술력을 집약한 결과물로, 단순한 수술 도구를 넘어 디지털 서저리Digital Surgery 시대로의 전환을 선도할 수 있는 잠재력을 갖추고 있다.

리브스메드가 그리는 의료의 미래는 첨단 기술의 민주화다. 이를 위해서는 차별화된 원천기술 확보, 과감한 투자, 체계적인 글로벌 지원과 규제 혁신이 필수적이다. 리브스메드는 이러한 전략을 바탕으로 세계 의료 시장에서 경쟁력을 확보하며, 누구나 안전하고 효율적인 수술을 받을 수 있는 세상을 만들어가고 있다.
Mini Interview
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정순용 리브스메드 R&D개발실장
과제를 진행하면서 가장 어려웠던 부분은 무엇인가?
가장 큰 어려움은 초기 전문 인력의 부족이었다. 로봇 전문가가 부재한 상태에서 출발하다 보니, 3년 8개월이라는 길지 않은 기간의 초반을 시행착오로 적잖이 소모해야 했다. 물론 그 과정에서 많이 배웠지만, TRL 8단계 과제에서는 시간 자체가 매우 귀한 자원이었기에 부담이 컸다. 2년 차에 로봇 전문가가 합류하고 전담 조직을 정비한 이후에는 개발이 본격적으로 속도를 내기 시작했고, 이후부터는 기술적 난제라기보다 시간과의 싸움이었다.
개발 과정에서 리브스메드만의 노하우나 팀이 배운 교훈이 있다면?
가장 큰 교훈은 ‘될 때까지 한다’는 집념의 중요성이었다. 혁신적인 기술 개발 과정에서는 수많은 실패와 좌절이 따르지만, 포기하지 않고 끝까지 해내는 의지가 결국 돌파구를 만들어낸다는 것을 깨달았다. 또한 의료 현장의 목소리를 끊임없이 듣는 것이 핵심이었다. 의료진이 실제로 필요로 하는 기술이 무엇인지 파악하고, 그것을 구현할 때까지 끈질기게 개선을 반복하는 과정에서 진정한 혁신이 탄생한다는 것을 배웠다.
정부 R&D 과제에서 개선되길 바라는 부분이 있다면?
로봇은 다학문 분야라 수술 도메인, 엔드툴, 로봇 기구부, 소프트웨어, 하드웨어까지 각 분야의 전문가가 모두 모여야 개발이 가능한데 작은 규모의 업체는 이런 전문 인력이 언제나 부족하다. 개발 초기에 방향 관련 조언을 해줄 수 있는 전문 지식을 갖춘 멘토 프로그램이 있으면 큰 도움이 될 것 같다.
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리브스메드는?
최소침습 수술 기구 및 수술 로봇 개발·제조 기업으로 세계 최초로 상하좌우 90° 다관절 구조를 구현한 핸드헬드형 다관절 복강경 수술기구 ‘아티센셜’을 개발했다. 최근 협동형 복강경 보조로봇 시스템을 개발했으며, 이를 기반으로 국내 첨단 의료 기기 산업 발전에 기여하고 있다. 더불어 최소침습수술 분야 혁신 모델을 구축해 K-메디컬 분야의 새로운 표준을 만들어가고 있다.
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