[의학신문·일간보사] 현재 전세계 외과수술 전공의들은 절대적인 훈련 시간 부족으로 인한 술기 능력 향상에 제약을 받고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 유럽과 북미의 의료기기 제작사들을 중심으로 다양한 형태의 외과수술용 트레이닝 시뮬레이터들이 제작되어 판매되고 있으며, 점점 그 가치를 인정받고 있다.
의학 교육에 시뮬레이션을 도입할 경우 수술 실력을 빠르고 안정적으로 향상시킬 수 있고, 인명사고 위험 요소 제거, 수치화된 객관적 평가 가능, 전문 교육자 부족문제 해결, 비용 절감 등의 기대효과도 있다.
외과 수술 훈련용 시뮬레이터들은 특정 수술의 훈련에 맞춤 형태로 제작된 전용 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있다. 시뮬레이터들은 1mm 이하의 정확한 위치 측정 정밀도를 가지고 있으며, 실제 수술 도구와 수술 기구의 느낌을 최대한 살린 형태의 입력 장치를 지원하고 있다.
여러 가지 장점에도 불구하고 전용 하드웨어 중심의 시뮬레이터는 몇 가지 단점을 가지고 있는데, 특정 수술만을 고려해 제작되었기에 가격이 높고 응용 영역이 제한적이다. 뿐만 아니라 새로운 형태의 수술도구나 기구를 활용한 수술법이 개발된 경우에도 추가적인 지원이 어렵다.
이런 단점들을 개선하기 위한 방법으로 몇 가지의 ICT 기술들을 융합한 접근법이 있다. 하드웨어는 범용의 고성능 PC와 가상현실용 HMD(Head Mounted Display) 그리고 모션캡쳐 솔루션과 전용 입력장치로 구성된다. 이러한 접근법의 경우 외과 수술 분야 중에서도 미세수술(Microsurgery)분야가 가장 어울리는 분야라고 할 수 있다.
미세수술은 대부분의 경우, 수술용 현미경과 직접적인 수술도구들을 활용하는데 HMD가 현미경의 역할을 담당하고 모션 캡쳐 솔루션과 전용도구는 수술 도구들의 역할을 수행 할 수 있다.
‘서지컬마인드’는 여러 가지 미세수술 중에서 백내장 수술을 첫 번째 훈련용 솔루션으로 결정하고 지난 1년간 R&D를 수행해 왔다. 백내장 수술 시뮬레이터 ‘Eyesi Surgical’는 게임 영역에서 확보한 소프트웨어 기술을 바탕으로 정밀한 인체 수술 환경을 구현하는 특징을 갖고 있으며, 수술 훈련용 EYE 모델을 설계해 광학효과 시뮬레이션을 활용한다.
눈의 물성 및 촉감을 재현하는 ‘Haptic 장치’, 눈의 물성 및 촉감 재현 실리콘 재질의 ‘Eye Model’, 실제 수술기구와 같은 사용자 환경을 제공하는 등 실제 수술과 동일한 경험을 구현하기 위해 필요한 하드웨어가 추가로 개발될 예정이다.
현재의 한계점과 난제는 크게 4가지다. 아직은 HMD 해상도가 낮아서 비주얼 퀄리티에 제한이 있다는 것과 모션 캡쳐 장비의 정밀도 확보를 위해서는 충분한 거리가 유지되어야 한다는 점이다. 이어 모션 캡쳐 장비의 노이즈 문제에 대한 보정 솔루션 문제가 존재하고, 다수의 의사나 간호사가 투입되어야 하는 팀 단위 수술의 경우에 대한 환경이 제약된다.
범용적 트레이닝시장 개척 필요
이 같은 한계점과 제한을 극복하고 미세수술 영역으로의 확장을 통해 백내장 수술 이외에 범용적인 트레이닝 솔루션 시장을 개척해야 할 필요성이 있다.
트레이닝 시뮬레이터는 단순 판매가 아닌 구독 모델 적용뿐만 아니라 트레이닝 센터 설립 등 BM 고도화가 가능한 미래가 예측된다. 즉, 사용자 계정별 사용량에 따라 과금하는 소프트웨어 서비스의 비즈니스 모델을 활용해 단일 VR 시뮬레이터 Set을 훈련이 필요한 의사 그룹에게 제공한다는 의미다.
지역별 거점 트레이닝 센터를 설립해 교외의 수련장소로 활용할 수도 있을 것이며, 관련 수술 장비 및 의료 용품(안내 삽입 렌즈, 수술 도구 등)의 마케팅 채널로도 활용이 가능하다. 이는 실제로 SIEMENS, Johnson&Johnson에서 실제로 전개 중인 사업이다.
앞으로는 의료교육 체계의 전체적인 변화의 물결이 밀려올 것으로 예측된다. 외과 수술뿐만 아니라 의료 교육 및 트레이닝 전 분야에 활용될 것이고, 특히 인공지능과 결합할 경우 새로운 차원의 교육과 수술 방법 발굴이 가능해진다. 아울러 네트워크를 이용한 원격 교육 및 트레이닝이 가능하고 외과 수술을 원격으로 지도하고 서포트하는 것도 가능해질 것이다.
의료 교육시장이 2024년까지 전세계적으로 약 42조원의 시장을 형성할 것이라는 연구보고서(2016.8. transparency market research) 아래 ‘의료 시뮬레이션 교육 시장(복강경, 치과, 안과, 이비인후과 시뮬레이터)’은 2024년까지 연평균 성장률 15%, 3.6조원 규모로(2016.9. Markets and Markets) 지속적으로 성장해 시장을 형성할 것이다.
[글: 김일 써지컬마인드 대표]