미세수술 로봇 시스템으로 미세혈관 문합 수행 가능: 무작위 생체 내 전임상 시험

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14003(2023) 이 기사 인용

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미세수술의 기술 발전으로 자유 조직 이식, 신경 및 림프 재구성을 수행하여 복잡한 종양학적 재구성이 가능해졌습니다. 그러나 미세 수술을 수행하는 데 필요한 수동 능력은 인간의 피로와 생리적 떨림의 영향을 받아 조직 손상과 결과 저하를 초래할 수 있습니다. 로봇 지원은 임상적 가치와 문합 결과를 개선하여 수동 미세 수술의 문제를 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 미세 수술용으로 설계된 로봇 플랫폼인 Symani Surgical System은 쥐 동물 모델을 사용한 생체 내 전임상 연구에 사용되었습니다. 테스트에는 미세외과 의사가 수동 및 로봇 방식으로 수행하는 정맥 및 동맥 문합이 포함되었으며 후자의 접근 방식은 Symani를 사용했습니다. 문합은 개통성, 조직병리학 및 실행 시간에 대해 평가되었습니다. 개통성 결과는 정맥 및 동맥 문합을 위한 로봇 및 수동 기술이 문합 후 동일하다는 것을 확인했지만 문합을 수행하는 데 걸리는 시간은 로봇을 사용할 때 더 길었습니다(p < 0.0001). 조직학적 분석에서는 정맥과 동맥 모두에 대한 로봇 문합의 문합 부위에서 전체 평균 숙주 반응 점수가 더 낮은 것으로 나타났습니다. 이 연구는 로봇 시스템과 수동 기술을 사용한 미세수술 문합 후 혈관 개통의 동등성을 보여줍니다. 또한, 조직학적 분석에서 볼 수 있듯이 로봇 문합은 조직 손상 감소 측면에서 수동 문합보다 약간 우수한 것으로 입증되었습니다.

미세수술은 현미경 배율과 전용 기구를 사용하여 매우 작은 해부학적 구조를 고정밀로 절개하고 봉합하는 것을 가능하게 합니다. 현미경, 수동 기구 및 봉합사의 기술 발전으로 미세외과 의사는 자유 조직 이식, 신경 재건 및 림프 미세 수술을 수행하여 복잡한 외상 및 종양학적 재건을 수행할 수 있습니다1. 이러한 미세수술 기술을 사용하여 오늘날 다양한 수술 전문 분야에서는 다른 방법으로는 불가능했던 수술을 수행할 수 있습니다2. 성공적인 미세수술을 위해서는 손재주와 기술적 정확성이 가장 중요합니다. 따라서 가파른 학습 곡선을 극복하려면 광범위한 훈련과 임상 경험이 필수적입니다3,4,5. 또한 미세 수술을 수행하는 데 필요한 수동 능력은 인간의 피로에 의해 영향을 받을 수 있으며, 생리적 떨림과 같은 바람직하지 않은 불수의 운동으로 인해 조직이 손상되고 결과가 손상될 수 있습니다6. 로봇 지원은 생리적 떨림을 필터링하여 이러한 문제를 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다7.

로봇 수술은 지난 20년 동안 급속히 확장되었으며 여러 수술 전문 분야에서 널리 사용됩니다8. 외과 의사의 역량과 수술 재현성을 향상시키기 위해 처음에는 내시경 및 복강경 수술에 로봇 시스템이 도입되었습니다9. 환자의 더 나은 회복과 짧은 입원 기간으로 인해 복강경 및 로봇 보조 시술의 수가 증가하고 침습적 개복술을 피하는 개방형 시술이 감소했습니다. 대부분의 상업용 로봇 시스템은 모션 스케일링 및 정밀도 영역에 한계가 있지만 이를 미세 수술에 사용하려는 시도가 일부 이루어졌습니다.

복강경 최소 침습 수술용으로 설계된 da Vinci 수술 시스템(Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, CA, USA)은 일부 미세 수술 절차에서 테스트되었습니다10. 이러한 시도는 손목형 기구의 이점을 입증했으며 복강경 검사용으로 설계된 크기와 팁의 한계를 드러냈습니다. 더욱이 이 시스템은 낮은 배율 계수11와 관련된 제한된 시각적 배율과 낮은 해상도를 제공합니다. MUSA 시스템(Microsure, Eindhoven, The 네덜란드)은 인간 손의 한계와 다빈치가 남긴 공백을 극복하기 위해 설계되었습니다. MUSA는 수술대에 부착된 서스펜션 링에 장착된 수동 기구를 사용하여 떨림을 필터링하고 동작을 축소하여 미세외과 의사의 움직임을 안정화하는 데 도움을 줍니다12. 이 시스템은 전임상 연구에서 테스트되었으며 림프 문합의 임상 사례에서 수동 미세 수술 기술과의 동등성을 입증했습니다.