보건타임즈 : 분당서울대병원, 'AR 기술 적용한 척추 수술 플랫폼' 개발

과기부 주관 '가상증강 분야 국가전략프로젝트' 사업 다기관 산학연구
AR 기술로 구현하는 '척추 수술용 툴킷' 개발, 실시간 영상 합성 가능한 핵심 원천기술 선봬
증강현실 기반 오버레이 그래픽 투영시켜 '수술 부위' 정확하게 파악
"척추수술 비롯해 외과 분야뿐 아니라, 의료 전반적 영역에 적용할 수 있을 것" 기대

[보건타임즈] C19의 여파로 비대면 가상현실(VR), 증강현실(AR)과 같은 버추얼커넥터(Virtual Connector) 기술이 급진전할 것으로 전망되는 가운데 국내에서 AR 기술을 적용한 척추 수술 플랫폼이 개발돼 주목받고 있다.
더구나 이 플랫폼은 순수 국내 기술로 개발돼 시사하는 바가 크다.
이 연구는 2017년부터 시작됐으며 과학기술정보통신부가 주관하는 '가상증강 분야 국가전략프로젝트' 사업으로 진행됐다.

분당서울대병원 정형외과 척추 분야 연구팀(염진섭·김호중·박상민 교수)은 서울대·인하대·숭실대 공과대학, 연세대학교 세브란스병원, 국내 응용소프트웨어, 광학기술 개발 업체와 함께 AR 기술을 적용한 척수 수술용 툴킷을 개발, 실시간 영상 합성이 가능한 원천기술을 선보였다.

이 플랫폼은 척추 고정에 사용하는 척추경 나사를 인체 구조물 위에 증강현실 기반의 오버레이 그래픽으로 정확하게 실시간 투영시키는 것이 특징이다.
이를 통해 수술 집도의는 수술 부위를 정확하게 파악, 더욱 정교하면서 안전한 수술을 할 수 있게 됐다.(사진 참조)

집도의가 착용한 안구 촬영용 IR 카메라가 집도의의 시선을 추적해 집중하는 부위를 중점적으로 시각화할 수 있다.
여기에 증강현실 기반 오버레이 렌더링 시 딥러닝 기술을 이용, 척추체의 분절화(segmentation)를 구현해 AR 영상의 정확도를 높였다는 점에서 그간 발표된 기존 AR 제품들과 차별점이 있다.

또 기존엔 수술 기구의 삽입 위치를 확인하기 위해선 수술 중 방사선 투시기를 이용, X-ray 영상을 확인해야 했다.
하지만 이 플랫폼을 활용하면 수술 부위에 기구를 삽입할 위치를 바로 오버레이 시켜 기존의 척추 투시법을 대체할 수 있을뿐더러 환자와 의료진이 방사선에 노출되는 것을 획기적으로 줄일 수 있다.(사진 2 참조)

이 연구에 참여한 박상민 교수는 "증강현실을 이용한 영상 유도 수술 플랫폼은 척추 수술을 비롯한 외과 분야뿐만 아니라 내시경 시술 등 필요한 의료의 전반적 영역에 적용할 수 있을 것"이라며, "앞으로는 이러한 AR 기술 플랫폼을 활용하게 되면 정교하면서 안전한 수술이 가능한 것은 물론 AR와 VR 등을 이용한 수술 교육 프로그램이 활성화돼 효과적인 교육 시스템을 구축할 것으로 기대된다"면서 "이번 연구는 아직 원천기술을 확보한 단계지만, VR을 이용한 척추 수술 교육 프로그램(아래 사진)도 개발해 학생과 전공의들이 수술을 쉽게 이해할 수 있도록 있을 뿐만 아니라 추후 실제 수술에 적용할 수 있도록 할 계획"이라고 밝혔다.

이 연구를 수행한 산학 연구단은 이번에 확보한 원천기술을 로봇 등의 기술과 접목하는 방향으로 더 발전시켜, 실제 임상에 적용 가능한 후속연구를 이어갈 예정이다.