정밀 혈관중재시술용 자성 가이드와이어 기반 마이크로 의료로봇 제작 및 성능검증

Abstract

2021년 통계청 자료에 따르면 국내 주요 사망원인 2, 4위는 심뇌혈관질환, 2020년 건강보험심사평가원 자료에 따르면 심뇌혈관질환 치료비는 6.4조 원(전체 진료비의 17%)이며, 전 세계적으로도 해당 질환은 사망원인 1, 2위를 차지(WHO, 2019)할 정도로 심뇌혈관질환은 사회·경제적으로 심각한 질환이다. 기존 시술 도구의 경우, 방향이 고정되어 있어 혈관 내 능동 및 정밀 조향이 불가능하며, 시술자가 손에 감각에만 의지하여 수동으로 도구를 회전시켜 방향을 제어한다. 따라서 시술자의 숙련도에 따라 시술 성공률에 편차가 발생하며, 시술 시간 증가에 따른 환자와 시술자의 방사선 피폭량이 증가하게 된다. 이러한 기존 혈관중재시술의 한계를 뛰어넘기 위해서는 혈관 내 정밀 조향 및 위치 제어가 가능한 마이크로 의료로봇 시스템 개발이 필수적이다. 마이크로 의료로봇 시스템을 이용한 정밀 혈관중재로봇시술(적용분야)은 체내에 삽입된 자성 시술 도구(자성 카테터, 가이드와이어)의 방향 을 외부 자기장 제어 시스템을 이용해 정밀하게 제어하여 복잡한 혈관 분지를 빠르고 안전하게 이동하여 원하는 병변까지 도달 및 시술을 수행하게 하는 수술로봇 시스템이다. 즉, 시술 성공률을 높이고 편차를 줄이며, 시술 시간 감소에 따라 방사선 피폭량도 줄일 수 있다. 또한 원격 시술을 가능하게 하여 의료진은 방사선에서 완벽하게 차폐될 수 있다. 본 연구에서는 기존 혈관중재시술의 한계를 뛰어 넘기 위한 자성 가이드와이어 기반 마이크로로봇을 제작하고, 제작된 자성 가이드와이어 기반 마이크로로봇을 자기장 제어 시스템을 이용해 3차원 혈관팬텀 내에서 정밀 조향하여 목표 위치까지 도달하는 혈관중재시술 가능성을 보였다.