▲ MIT 링컨연구소가 개발한 휴대형 수술용 로봇(사진=MIT)

MIT 링컨연구소 연구진이 외상성 사고 이후 내출혈이 심한 환자에게 응급 조치를 취할 수 있는 휴대형 수술용 로봇을 개발했다고 'MIT 뉴스'가 보도했다.

사고 후 내출혈이 심한 환자는 빨리 의료진에 보내 구명 조치를 취해야 한다. 의료진은 주사 바늘과 카테타를 환자의 중심 혈관에 삽입하고 이를 통해 혈액, 약물을 공급하는 등 조치를 취해야 한다. 하지만 구급차에 배치된 응급의료 기술자들은 이 같은 절차를 수행하도록 교육을 받지 못한 경우가 많아 환자를 병원에 빨리 이송해야 한다. 병원 이송 과정이 늦어져 출혈이 심해지면 병원 도착 전에 생명을 잃을 수 있다.

이 같은 문제를 해결하기 위해 MIT 링컨연구소 연구진은 휴대형 수술 로봇인 ‘AI 유도초음파중재장치(AI-GUIDE·Artificial Intelligence–Guided Ultrasound Intervention Device)’를 개발했다. AI-가이드는 간단한 교육을 받은 사람이 대퇴부 혈관에 카테터를 신속하게 설치할 수 있도록 도와주는 휴대용 자동화 플랫폼이다. 상용 휴대용 초음파 장치와 페어링할 수 있도록 로봇 기술을 적용했다.

▲ AI-가이드의 주요 구성(이미지=MIT)

사용자가 AI-가이드를 작동하기 위해선 먼저 출혈 환자의 허벅지와 복부가 만나는 부분에 AI-가이드를 놓아야 한다. 이어 디스플레이 장치의 안내에 따라 정확한 위치에서 트리거 장치를 당겨야 한다. 사용자는 바늘을 대퇴부에 삽입하고, 바늘이 혈관에 제대로 관통했는지를 확인한다. 다음으로 카테터 같은 큰 기구를 혈관 안으로 넣기 위해 몸에 삽입된 얇은 가이드 와이어를 밀어넣고, 이어 카테터를 밀어넣는다. 카테터를 혈관 안에 안전하게 넣은 후 응급의료기술자는 카테타를 통해 혈액, 약품 등을 전달할 수 있다.

링컨연구소 연구팀은 실시간 물체 감지에 활용되는 기술을 이 장치에 적용해 AI 알고리즘을 개발했다. 연구팀 관계자는 "전송학습(transfer learning)을 활용해 대규모 초음파 스캔 데이터셋에 대한 알고리즘을 교육했다“고 말했다. 이 알고리즘은 AI-가이드와 짝을 이룬 초음파에서 들어오는 시각적 데이터를 해석한 다음 디스플레이에 사용자에게 정확한 혈관 위치를 표시해 준다.

이번 연구는 미국 육군전투사상자 치료 연구프로그램(U.S. Army Combat Casualty Care Research Program) 등의 지원을 받아 이뤄졌다.