로봇 모발채취 수술, "빠르고 정교해요"

수술이나 재활치료에 사용돼 온 의료용 로봇이 모발이식수술 분야에도 선을 보였다.

지난해 4월 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 '아타스 로봇 모발수술 시스템'이 아시아에서는 처음으로 분당 서울대병원과 초이스피부과, 다나성형외과 등 국내 3개 병의원에 도입됐다. 모낭을 자동으로 분석해 채취하는 이 수술 로봇은 기존 비절개 모발이식 수술의 기술적인 어려움을 보완하기 위해 모발이식 전문의, 로봇 전문 엔지니어, 임상 전문가들이 10년 간의 협동 연구 끝에 개발에 성공했다.

모발이식 수술에서 가장 중요한 모낭 채취단계에서 사용되는 이 로봇 시스템은 △모낭 채취시간을 반으로 줄이고 △정밀한 시술로 모낭 손상을 최소화하는 한편 △사람 손과 달리 피로에 따른 편차 없이 일관된 모낭 채취를 할 수 있다는 것이 가장 큰 장점으로 꼽힌다.

현재 시술되고 있는 모발이식수술은 뒷머리 두피를 길게 떼어내는 절개식(FUSS)과 두피를 떼어내지 않고 모낭을 하나씩 추출하는 비절개식(FUE)으로 크게 나눌 수 있는데, 아타스 로봇 수술은 비절개식에 사용된다. 비절개식은 절개식에 비해 선 모양의 흉터가 생기지 않는다는 장점이 있으나 그동안 모낭을 일일이 손으로 채취하는데 따른 몇가지 단점들이 지적돼 왔다. 대표적인 것이 수술시간이 길다는 점과, 오랜 시간 수작업을 하면 집중도가 떨어져 일관된 시술이 어렵고 그로 인해 모낭손상률도 높아질 수 있다는 점. 아타스 로봇 모발수술 시스템은 이런 단점을 보완했다는 점에서 세계 모발이식계의 큰 관심을 모으고 있다.

허창훈 분당서울대병원 피부과 교수는 "비절개 모발이식술은 수술 후 별도의 봉합과정이 없어 회복이 빠르고 선상의 흉터가 남지 않으며 로봇을 이용할 경우 정교하고 빠른 채취가 가능해 환자나 시술자 모두 모발이식수술에 대한 부담감과 수술 중 스트레스를 많이 줄일 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

아타스 로봇 시스템은 우리나라에 이어 올해 일본과 대만, 싱가포르, 태국 등에 도입될 예정인 것으로 알려진다. 아시아에서 우리나라가 첫 도입국이 된 것은 의료 수준이 높고, 의료시장도 선진화돼 있기 때문인 것으로 전문가들은 보고 있다.

첨단 영상인식 기술과 초정밀 기계공학 활용해 정밀하고 신속한 시술 구현

'아타스 로봇 모발수술 시스템'은 미국 실리콘 밸리의 의료기 전문기업인 레스토레이션 로보틱스사(Restoration Robotics, Inc.) 연구진이 개발했다. 이 로봇시스템은 첨단 영상인식기술과 초정밀 기계공학을 접합해 정밀하고 신속한 시술을 구현했다는 점이 특징. 수술에 들어가면 먼저 채취할 모낭을 자동으로 인식하기 위해 컴퓨터 이미징 알고리즘을 이용해 초당 50회의 속도로 모낭의 밀도와 방향, 각도, 깊이 등의 특성을 정밀 분석한다. 이렇게 분석된 정보는 20㎛(500분의 1㎜) 단위로 정교하게 움직이는 로봇 팔에 전달되고, 각 모낭의 특성에 맞춰 채취가 이뤄짐으로써 모낭 손상을 최소화한다. 특히 수작업으로 모낭을 채취할 경우 집도의의 미세한 손떨림만으로도 모낭이 손상될 수 있고, 장시간 작업으로 정확성이 떨어질 우려가 있으나 로봇 팔은 일관된 모낭 채취를 함으로써 언제나 재현 가능한 수술 결과를 가져온다는 것.

아타스 로봇 시스템의 또 한가지 혁신적인 특징으로 듀얼 펀치시스템을 들 수 있다. 기존 수동 채취 수술방식에서는 일반적인 뾰족한 펀치만으로 모낭을 채취하는데 비해 아타스 시스템은 뾰족한 펀치와 뭉뚝한 펀치 두개를 동시에 사용한다. 뾰족한 펀치가 채취할 모낭에 맞춰 삽입돼 모낭의 위치를 정확하게 고정시키면 뭉뚝한 펀치가 회전을 하면서 모낭을 주변조직으로부터 안전하게 분리해 추출한다. 이렇게 하면 모낭 손상률이 낮을 뿐 아니라 모낭 주변의 조직도 풍부해 모낭이 잘 보호되고 모낭 생존율을 높이게 된다.

500여명 시술 결과 부작용과 오작동 전혀 없어 안전성 입증

시술 중 환자가 움직여 이미지가 일치하지 않을 때는 바로 모낭의 위치를 추적해 보정하는 기능도 갖췄다. 또 로봇의 힘이 일정기준 이상으로 가해지면 시스템이 자동 정지하도록 하는 탐지센서를 장착해 안전성을 높였다. 지난해부터 미국의 콜로라도 모발과학센터, 번스타인 모발이식센터, 보슬리 메디컬(비벌리 힐스) 등 유명 모발이식병원이 이 시스템을 도입해 5백명 이상에게 시술한 결과 어떤 특정한 부작용도 보고되지 않아 안전성은 충분히 확보했다는 설명이다.

지난 5월 우리나라에서 열린 아시아모발이식학회(AAHRS)에 발표된 자료에 따르면, 2011년 1월부터 6월까지 미국의 2개 모발이식병원에서 40명의 남성을 대상으로 실시한 아타스 로봇 모발 채취수술 결과, 로봇 시술의 부작용이나 장비의 오작동은 전혀 나타나지 않았다고 보고됐다. 시술대상은 29~59세 사이의 남성들로, 검정색 및 검정색과 흰색이 섞여있거나 붉은색, 금색, 갈색 머리의 직모나 곱슬머리를 가진 사람들이었다. 시간당 채취한 평균모낭 수는 500개, 모낭당 평균 모발 수는 2.4개로 나타났다. 올해 업그레이드된 새 버전 로봇은 시간당 750~1000개의 모낭을 채취할 수 있는 것으로 알려진다.

아타스 시스템은 정확한 모낭 채취를 위해 시술자의 편의성도 크게 높였다. 최광호 초이스피부과 원장은 "수동 채취법은 시술자가 확대경을 보고 모발의 위치나 방향을 가늠한 다음 펀치로 모낭을 채취해 시간도 오래 걸리고 시술자의 피로도가 높아 손상률도 높았다"며, "이에 비해 로봇 시스템은 모든 모낭채취 과정이 모니터에 실시간 영상으로 확대돼 나타나고, 매 채취 시마다 바늘의 삽입 전후 모습을 캡처 사진으로 확인할 수 있어 정확하고 빠른 시술이 가능하다"고 설명했다.

아타스 시스템은 의료용 로봇 가운데서는 한층 진보된 장비로 평가된다. 모낭 채취와 이식 과정에서 현재는 모낭 채취에만 사용되고 있으나, 이식분야에 대한 연구도 상당부분 진척돼 수년 후에는 임상에 적용될 것으로 예측되고 있다.

"중국 등 외국에서 로봇 시술 받으러 오는 환자도 많을 것"

모발 이식을 원할 경우 여러 가지 상황을 고려해 두피절개이식술(FUSS, Follicular Unit Strip Surgery)과 비절개 이식술(FUE, Follicular Unit Extraction) 가운데 한가지를 선택할 수 있다.

스트립 방식으로 불리는 두피 절개를 통한 모낭군 이식술은 머리 숱이 많은 후두부(뒤통수)의 두피를 수술용 메스를 이용해 길게 떼어낸 후 모낭 단위로 분리해 이식하는 방법으로, 20여년 전 국내에 도입돼 지금도 여러 병원에서 적용하고 있다. 1회 수술시 최대 3500모 정도를 떼어낼 수 있으며, 2000~3000모 이식시 통상 4시간 내외가 걸려 수술시간이 비교적 짧은 편이다. 이 방식은 이식 시간이 짧다는 것이 가장 큰 장점이나, 뒷머리에 12~15cm 정도의 흉터가 생기고 통증도 따르며, 상처가 아무는 시간도 필요하다. 또 머리숱을 더 확보하기 위해 추가 수술을 하게 되면 자연히 뒷머리 흉터가 더 커지고 피부가 당겨 더 이상 수술을 할 수 없는 경우도 생길 수 있다.

흉터가 남는 것을 원치 않는 사람은 모낭만 채취하는 비절개 이식술(FUE)을 선택할 수 있다. 이 방법은 두피를 절개하지 않아 흉터와 통증이 거의 없기 때문에 시술 직후 바로 일상생활이 가능하다. 또 두피의 탄력에 영향을 주지 않아 모발이식 시 이식이 필요한 부위의 크기와 정도에 따라 여러 번 시술이 가능하다. 그러나 수동 채취법으로는 피부 속의 모낭방향을 예측하기 어려워 모낭적출 시 모낭의 손상률이 높은 것으로 지적돼 왔다. 이에 비해 아타스 시스템을 이용한 모낭 채취는 건강한 모낭을 온전하게 잘 추출해 내고 시간도 단축할 수 있다는 점에서 비절개 모발수술분야에서 획기적인 전기를 마련할 것으로 평가되고 있다.

박재현 다나성형외과 원장은 "아타스 시스템을 이용한 모발이식수술은 모낭 손상률이 적고 생착률이 높아 환자들의 만족도도 높을 것으로 기대된다"며, "이 시스템은 출시 전부터 전세계적으로 큰 관심을 받았던 만큼 중국 등 외국환자들이 모발이식을 받으러 우리나라를 찾는 경우도 늘어날 것"이라고 전망했다.

나성률 기자 nasy@sportschosun.com