연세사랑병원, AI가 설계하는 인공관절 수술… ‘손끝 감각’ 넘어 ‘수치’의 시대로

[이데일리 이순용 의학전문기자] 인공관절 수술은 ‘각도의 예술’이라고도 불린다. 닳아 없어진 연골 대신 삽입되는 인공 구조물이 환자의 다리 축과 정렬 오차가 클 경우 통증이 지속되거나 수명이 급격히 단축되기 때문이다.

그동안 이 정밀한 각도를 맞추는 것은 집도의의 ‘손끝 감각’과 ‘경험’에 주로 의존해 왔다. 하지만 관절 전문병원인 연세사랑병원은 수술실 안에서 이뤄지던 주관적 판단을 AI(인공지능) 기반의 객관적 데이터로 전환하며 인공관절 수술의 패러다임을 변화 시키고 있다.

연세사랑병원이 디지털 헬스케어 기업 스카이브와 공동 개발해 최근 보건복지부 신의료기술 유예 대상으로 지정된 ‘인공무릎관절전치환술을 위한 MRI 영상 기반의 환자 맞춤형 수술 가이드 제작 기술’과 그 핵심 의료기기인 ‘Kneevigate(니비게이트)’는 수술실의 지형도를 바꾸는 핵심 동력이다.

이 기술은 단순히 기계적인 도움을 받는 수준을 넘어, 지난 10년간 연세사랑병원이 축적한 수백 건의 수술 데이터를 학습한 ‘지능형 네비게이션’ 역할을 한다는 점에 있다.

연세사랑병원의 AI 시스템은 수술 전 단계에서 이미 답을 내놓는다. 환자의 CT·MRI 데이터를 입력하면 AI 알고리즘이 환자의 고유한 해부학적 구조를 3차원으로 분석해 최적의 하지 정렬 축과 뼈 절삭 범위를 계산한다.

연세사랑병원 고용곤 병원장은 “과거에는 수술방 안에서 맞춰가며 결정해야 했던 불확실한 요소들을, 이제는 AI가 사전에 정밀 설계하여 들어간다”며 “이는 수술 중 발생할 수 있는 변수를 사전에 차단하고 정확도를 극대화하는 혁신”이라고 설명했다.

특히 이번 신의료기술 유예를 통과한 기술은 AI가 설계한 수술 지도를 3D프린팅 기술로 제작된 ‘개인 맞춤형 가이드(PSI)’를 통해 실제 뼈 위에 그대로 구현한다는 점에서 차별화된다. AI라는 ‘두뇌’가 계산한 수치를 3D프린터라는 ‘손’이 오차 없이 집행하는 구조다. 이러한 정밀 의료의 결합은 수술 중 불필요한 골수강 내 칩습을 막아 출혈량을 줄이고, 수술 시간을 획기적으로 단축한다. 이는 고령 환자들의 마취 부담을 주이고 빠른 회복을 돕는 결정적인 요인이 된다.

단순히 ‘정확한 수술’을 넘어 ‘오래 쓰는 인공관절’을 가능케 하는 것도 AI 의 힘이다. 인공관절의 수명은 하지 정렬의 정확도에 달려 있는데, AI는 골반부터 무릎, 발목에 이르는 다리 전체의 축을 계산해 하중이 특정 부위에 쏠리지 않도록 분산시킨다. 여기에 한국인의 좌식 생활을 반영해 고굴곡 구현이 가능하도록 설계된 “PNK인공관절‘이 AI의 정밀 설계와 결합하면서, 환자들은 본래 자신의 관절인 듯한 자연스러운 굴곡 기능을 경험하게 된다.

고용곤 병원장은 ”AI 기술의 핵심은 의료진의 경험을 배제하는 것이 아니라, 의사의 전문성을 가장 완벽하게 뒷받침하는 정밀한 도구를 갖추는 것“이라며 ”첨단 AI 시스템을 통해 인공관절 수술의 오차를 ’제로‘에 가깝게 줄이고, 모든 환자가 표준화된 최상의 의료 서비스를 받을 수 있도록 정밀 의료의 새 기준을 정립해 나가겠다“고 강조했다.

연세사랑병원 고용곤 병원장이 환자에게 OnKnee-U를 보며 진료를 보고있다.