외과 의사 위한 증강현실?…수술 중 환자 장기 정보 보여준다

MIPS의 개념도. 출처=파나소닉

현실에 실제로 존재하는 사물에 가상의 정보와 이미지를 보여주는 증강현실은 실생활에서 점점 활용범위가 늘어나고 있습니다. 예를 들어 가구를 실제 사지 않고도 집에 가상으로 배치하거나 차량 내비게이션 시스템이 자동차 앞 유리에 가상의 화살표로 목적지를 표시해주는 것 등이 대표적인 사례입니다.

증강현실의 응용이 주목받았던 장소 중 하나는 병원입니다. 미래의 증강현실 기기로 주목받았던 구글 글래스(Google Glass)의 경우 2013년에서 2014년 사이 몇몇 의료 기관에서 테스트 됐습니다. 하지만 구글 글래스의 여러 가지 문제점이 부각되면서 처음 기대와는 달리 현재까지도 의료 현장에서 널리 사용되지는 않고 있습니다. 이후 한동안 소식이 끊겼던 구글 글래스는 2017년 기업용 버전인 구글 글래스 엔터프라이즈로 다시 부활했습니다. 2019년에 업데이트한 구글 글래스 엔터프라이즈2는 기업뿐 아니라 의료 분야에서도 적용 범위를 늘리기 위해 노력하고 있습니다. 그런데 증강현실 분야에서 우리에게 다소 생소한 기업인 파나소닉이 새로운 개념의 의료용 증강현실 장치를 선보였습니다.

환자 몸에 염색약을 주입한다고 하면 의료 사고처럼 들리겠지만, 사실 병변이나 조직을 더 잘 보기 위해 사용하는 조영제나 각종 색소는 의료 현장에서 없어서는 안 될 중요한 도구입니다. 인도시아닌 그린(indocyanine green), 약자로 ICG는 혈관에 주입하는 인공색소 중 하나로 핏속의 알부민과 재빨리 결합해 혈관을 타고 돌아다니다 간세포에 의해 흡수됩니다. 그리고 대사되지 않은 본래 형태로 담즙으로 배설됩니다.

ICG는 안전한 약물일 뿐 아니라 혈관에 주입하면 거의 간을 거쳐 배출되는 특징 때문에 간기능 검사에 유용하게 사용됩니다. 그리고 최근에는 간 수술 중 간 구조와 병변을 확인하는 용도로도 사용됩니다. 수술 중 ICG를 혈관을 통해 투여한 후 살아 있는 간을 염색하면 정확한 수술 범위와 건드리지 말아야 할 부분을 더 확실하게 알 수 있습니다.

그런데 여기에는 한 가지 문제가 있습니다. 간 수술에 사용되는 ICG 형광 이미징 기술(ICG fluorescence imaging techniques)이 사람 눈에 보이지 않는 적외선 영역을 사용한다는 것입니다. 따라서 외과 의사는 수술 중 적외선 카메라 모니터를 수시로 바라봐야 합니다. 당연히 수술 집중도가 떨어지고 수술 시간이 더 걸리게 됩니다.

일본의 파나소닉, 교토 대학, 미타카 코키(의료기기 제조사)는 새로운 대안을 제시했습니다. 바로 적외선 카메라와 프로젝터를 연동해 수술 중 적외선 카메라 이미지를 실제 장기 위에 보여주는 것입니다. 연구팀은 이 기술에 MIPS(Medical Imaging Projection System)라는 명칭을 붙였습니다. 파나소닉은 증강현실(AR)이라는 표현을 사용하지는 않았지만, 실제 현실의 사물 위에 가상 이미지를 더해 새로운 정보를 보여준다는 데서 증강현실의 정의에 부합되는 기술이라고 할 수 있습니다. 참고로 지연 시간은 0.2초 정도인데 수술 중 장기가 빠른 속도로 움직이는 경우는 드물다는 점을 생각하면 충분한 수준으로 보입니다.

현재 MIPS는 임상 전 테스트 단계로 실제 수술 환경에서 기대한 만큼 성과를 거둘 수 있을지는 더 검증이 필요합니다. 이론적으로는 그럴듯하지만, 실제 현장에서 기대한 성과가 나오지 않을 수도 있기 때문입니다. 만약 기대만큼 효과가 있는 것으로 밝혀지면 ICG 형광 이미징 기술이 사용되는 심장이나 눈 수술 등 다른 분야에서도 활용이 가능할 것으로 기대됩니다.

다른 분야와 마찬가지로 의료 영역에서도 증강현실, 가상현실 기술 적용은 시작단계입니다. 기술 초장기에 과도한 기대와 기술적 미숙함으로 생각처럼 성과를 거두지 못하고 실패하는 경우도 있겠지만, 결국 실패를 바탕으로 문제점을 개선하고 새로운 적용 사례를 개발하면서 발전할 것으로 예상됩니다. 현재 우리가 사용하는 수많은 문명의 도구들이 사실 많은 실패와 좌절 끝에 개발 된 것처럼 증강현실 역시 여러 차례의 시행착오를 거쳐 의료 분야에서 자리 잡을 것으로 예상합니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com