환자 결과를 개선하는 의료 분야의 로봇 공학

의료용 로봇은 수술을 지원하고 병원 물품 관리 능률을 높이며, 의료 서비스 제공자가 환자에게 더 직접적으로 관심을 줄 수 있도록 지원합니다.

의료 분야 로봇 공학 개요:

  • 의료용 로봇의 범주는 수술 보조, 모듈화, 서비스, 소셜, 모바일, 자율로 나뉩니다.

  • 의료용 로봇 공학은 운영 효율을 높이면서 환자 관리 및 결과를 개선하는 데 도움이 됩니다.

  • 의료계의 인텔 기반 로봇 공학은 인공 지능 지원 수술, 작업 자동화, 실시간 환자 데이터 분석을 통해 혁신을 이끌고 있습니다.

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의료 분야의 첫 로봇은 1980년에 출현했으며, 로봇 팔 기술 기술로 수술을 지원했습니다. 지난 수년간 인공 지능(AI) 기반 컴퓨터 비전 및 데이터 분석은 의료용 로봇 공학을 혁신하고 다른 다양한 의료 분야로 역량을 확장했습니다.

이제 로봇은 수술실에서만이 아닌, 임상 환경에서도 사용되어 의료종사자를 지원하고 환자 관리 품질을 높입니다. 코로나19 팬데믹 동안 병원과 진료소는 병원균에 노출되는 것을 줄이기 위해 이전보다 훨씬 많은 작업을 로봇을 활용하여 수행하기 시작했습니다. 의료용 로봇이 다양한 분야에서 제공하는 운영 효율성 및 위험 감소는 명백해졌습니다.

예를 들어 로봇은 병실을 알아서 청소하고 준비하여 전염 가능성이 있는 병동에서 대면 접촉을 제한하는 데 도움이 됩니다. AI 지원 의약품 식별 소프트웨어를 탑재한 로봇 은 병원 환자에게 줄 의약품을 식별하고 찾아서 분배하는 시간을 줄입니다.

기술이 발전함에 따라 로봇은 더 자율적으로 작동하며, 결국 특정 작업을 완전히 알아서 수행하게 될 것입니다. 그 결과 의사, 간호사, 기타 의료종사자는 환자를 치료할 때 더 공감하여 서비스를 제공하는 데 집중할 수 있습니다.

의료계 로봇 공학의 이점

의료용 로봇은 높은 수준의 환자 관리, 임상 환경에서의 효율적인 절차, 환자와 의료계 종사자 모두에게 안전한 환경을 가능하게 합니다.

고품질 환자 관리

의료용 로봇은 최소침습시술을 지원하며 만성 질병이 있는 환자 높은 빈도의 맞춤형 모니터링, 지능형 치료, 노인 환자를 위한 사회적 교감을 지원합니다. 또한 로봇은 업무량을 완화하여 간호사와 다른 간병인이 환자에게 더 많이 공감하고 인간적으로 교류할 수 있기 때문에 장기적인 건강과 행복을 증진할 수 있습니다.

운영 효율성

서비스 로봇은 일상적인 작업을 간소화하고, 인간 작업자의 물리적인 작업 요구 사항을 줄이며, 더 일관된 프로세스를 보장합니다. 서비스 로봇은 재고를 지속적으로 추적하고 적시에 주문을 넣어 보급품과 장비, 의약품을 필요한 곳에 구비해 놓습니다. 모바일 청소 및 소독 로봇은 입원 환자를 위해 신속히 병실을 살균하고 준비합니다.

안전한 작업 환경

서비스 로봇은 병원균에 노출되면 위험한 병원에서 보급품과 침구를 이송하여 의료종사자가 안전할 수 있도록 지원합니다. 청소 및 소독 로봇을 이용하면 병원균 노출을 제한하고 원내 감염(HAI)률을 줄일 수 있어 수백 곳의 의료 시설에서 이미 사용 중입니다.em.1 소셜 로봇은 침대나 환자 이동과 같은 힘든 일을 도와 의료종사자의 물리적 부담을 줄이는 데에도 도움이 됩니다.

의료용 로봇은 높은 수준의 환자 관리, 임상 환경에서의 효율적인 절차, 환자와 의료계 종사자 모두에게 안전한 환경을 가능하게 합니다.

수술 보조 로봇

동작 제어 기술이 발전하면서 수술 지원 로봇의 정밀도도 높아졌습니다. 수술용 로봇은 외과의가 큰 부위를 절개하지 않고도 복잡한 미세 수술을 할 수 있도록 지원합니다. 수술용 로봇 공학이 계속 발전하면서 AI 지원 로봇은 결국에는 컴퓨터 비전으로 신경이나 기타 장애물을 피하면서 신체의 특정 부분을 탐색할 수 있게 될 것입니다. 수술 로봇 중에는 자율적으로 작업을 끝낼 수 있는 로봇도 개발되어 외과의가 콘솔로 수술 절차를 감독할 수 있습니다.

로봇 지원 수술에는 두 가지가 있습니다.

  • 몸통 최소침습수술. 여기에는 로봇 자궁절제술, 로봇 전립선절제술, 비만대사 수술 및 주로 연조직에 집중된 기타 수술이 포함됩니다. 작은 절개를 통해 삽입된 로봇은 위치를 고정해서 원격조종으로 수술을 진행할 안정적인 공간을 만듭니다. 절개를 크게 한 개복술은 한때는 내장 수술의 표준이었습니다. 회복에 걸리는 시간은 훨씬 더 길었으며, 감염이나 기타 합병증 위험도 훨씬 더 컸습닌다. 아무리 숙련된 외과의라도 단추 크기의 절개 사이로 직접 수술하는 것은 매우 어렵습니다. 인튜이티브사의 da Vinci 로봇과 같은 수술용 로봇은 수술을 쉽고 정확하게 만들며, 감염과 기타 합병증을 줄이는 것이 목표입니다.
  • 정형외과. Stryker사의 Mako 로봇과 같은 장치는 무릎이나 고관절치환술 등의 정형수술을 수행하게 프로그래밍할 수 있습니다. 이러한 로봇은 스마트 로봇 팔, 3D 이미징, 데이터 분석과 함께 공간적으로 정해진 경계를 활용하여 결과를 더 예측 가능하게 하여 외과의를 지원합니다. 인공 지능 모델링을 통해 Mako 로봇을 특정 정형수술에 맞게 가야 하는 방향과 수술 시행 방법을 정밀하게 훈련할 수 있습니다.

수술실에서 멀거나 가까운 다른 곳으로 카메라 화면을 공유할 수 있는 기능은 외과의에게 해당 분야를 이끄는 다른 전문가와 상담할 수 있는 이점을 줍니다. 따라서 환자의 수술에 해당 분야 최고 외과의사가 참여할 수 있습니다.

수술용 로봇 분야는 AI를 더 많이 활용하도록 발전하고 있습니다. 수술 로봇은 컴퓨터 비전으로 관측 시야 내에서 조직 유형을 구별할 수 있습니다. 예를 들어 수술 로봇은 이제 외과의가 수술 중 신경과 근육을 피할 수 있게 하는 기능을 갖추고 있습니다.2 고해상동 3D 컴퓨터 비전은 수술 중 외과의에게 자세한 정보와 향상된 수행력을 제공할 수 있습니다. 로봇은 결국 봉합술이나 기타 정해진 작업과 같은 하위 시술을 외과의의 감독 아래 도맡아 수행하게 될 것입니다.

로봇 공학은 외과 전문의 교육에서도 핵심 역할을 합니다. 한 사례로 Mimic Simulation Platform은 AI와 가상 현실을 활용하여 신입 외과의에게 수술용 로봇 교육을 제공합니다. 가상 환경에서 외과의는 로봇 제어를 통해 수술을 연습하고 기술을 연마할 수 있습니다.

모듈식 로봇

모듈식 로봇은 다른 시스템을 강화하고 여러 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수 있습니다. 의료 분야에서는 치료용 외골격 로봇, 로봇 의족·의수 등이 있습니다.

치료용 로봇은 뇌졸중, 마비, 외상성 뇌손상, 다발성 경화증 후에 재활을 도울 수 있습니다. 이러한 로봇은 인공 지능과 깊이지각 카메라를 갖추어 처방된 운동을 하는 환자의 모습을 모니터링하여 다양한 위치에서 움직임의 정도를 측정하고 인간의 눈보다 더 정확하게 진행도를 추적할 수 있습니다. 또한 환자에게 코칭과 격려도 할 수 있습니다.

서비스 로봇

서비스 로봇은 반복적인 물류 작업을 처리하여 의료 근로자의 일상적인 부담을 덜어줍니다. 많은 서비스 로봇은 자율적으로 작동하며 작업을 끝내면 보고서를 보내는 기능도 있습니다. 서비스 로봇은 병실 준비, 보급품 모니터링, 발주서 작성, 의료 용품 캐비닛 보충, 세탁실에서 침구 가져오고 가져다 놓기 등의 업무를 수행합니다. 반복적인 작업을 서비스 로봇에게 맡기면 의료종사자는 환자의 즉각적인 요구 사항에 더 많은 시간을 집중할 수 있습니다.

소셜 로봇

소셜 로봇은 인간과 직접 교감합니다. 이렇게 사람과 '교감'하는 로봇은 장기 치료 환경에서 사회적인 상호 작용과 모니터링을 제공하는 데 사용할 수 있습니다. 소셜 로봇은 환자가 치료 요법을 따르도록 장려하거나, 환자가 조심하며 긍정적인 상태를 유지하도록 인지적인 참여를 제공할 수 있습니다. 소셜 로봇은 또한 병원 내에서 방문객과 환자에게 방향을 알려주는 데에도 사용할 수 있습니다. 일반적으로 소셜 로봇은 간병인의 업무 부담을 줄이고 환자의 감정적인 정신 건강을 개선하는 데 도움이 됩니다.

모바일 로봇

모바일 로봇은 유선 또는 미리 정해진 트랙을 따라 병원 및 진료소를 이동합니다. 병실 소독, 환자 이송, 중장비 이동 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 청소 및 소독용 모바일 로봇은 자외선, 과산화수소 증기 멸균기, 공기 정화 기능을 사용하여 닿을 수 있는 곳의 감염을 줄이고 균일하게 소독할 수 있습니다.

자율 로봇

다양한 깊이지각 카메라가 장착된 자율 로봇은 검사실이나 병실에서 자율적으로 이동할 수 있으며 임상의가 원격조종할 수 있습니다. 의사가 병원 회진을 돌 때에도 원격 전문가 또는 다른 의료종사자가 제어하는 로봇을 동반하여 전문가가 환자 진단 및 치료에 있어 화면 상으로 상담해줄 수 있습니다. 이러한 로봇은 자체 배터리를 계속 추적하고 필요한 경우 알아서 충전소로 돌아갈 수 있습니다.

자율 로봇 중에는 청소와 소독을 수행하며, 감염성 질병 병동과 수술실, 실험실 및 열린 병원 공간을 이동합니다. Akara라는 스타트업 기업이 개발한 한 자율 로봇 프로토타입은 자외선을 활용하여 오염 표면을 소독하도록 테스트 중입니다. 로봇의 목표는 코로나19 퇴치를 위해 병실과 장비를 소독하는 병원을 지원하는 것입니다. 이 프로토타입은 인텔® Movidius™ Myriad™ X VPU를 사용하여 사람 주변을 안전하게 이동하며 작동합니다.

의료 분야의 로봇 공학용 인텔® 기술

인텔® 기술은 하드웨어 제조업체와 소프트웨어 제공업체의 다양한 생태계 사이에서 의료용 로봇 솔루션을 지원합니다. 인텔은 고성능 수술보조 기술, 이동 배달 및 자율 자외선 소독 로봇, 그리고 환자 모니터링과 전문가 상담, 사회적 교감 등을 돕는 로봇의 설계 요건에 맞는 컴퓨터 비전을 지원하는 다양한 컴퓨팅 기술을 제공합니다.

인텔® 기술, 의료 분야 로봇 공학의 기반 제공
인텔® Movidius™ VPU 인텔® Movidius™ VPU는 병원 회진을 도는 의사와 동반하는 로봇에서부터 청소 로봇까지 다양한 의료 로봇을 지원합니다. 코로나19 팬데믹 동안, 인텔® Movidius™ Myriad™ X VPU를 탑재한 한 자외선 소독 로봇 프로토타입은 병원 표면을 소독하며 사람 주위를 안전하게 이동했습니다.
인텔® RealSense™ 기술 인텔® RealSense™ 깊이지각 카메라는 류머티즘성 관절염 환자의 관절 변화를 추적할 수 있게 도와 공급자가 질병의 진행도를 정밀하게 모니터링할 수 있습니다. 물리 치료 중인 환자에게 있어서는 치료사가 재활 진행도를 더 정확하게 판단할 수 있도록 움직임 범위의 변화를 모니터링합니다.
OpenVINO™ 툴킷의 인텔® 배포판3 OpenVINO™ 툴킷 인텔® 배포판은 VPU와 CPU를 포함한 인텔® 플랫폼에서 그래픽 응용 프로그램의 개발을 간소화합니다. 이 포트폴리오는 수술 지원 로봇에서 병원 보도를 스스로 이동하는 서비스 및 소셜 로봇까지 다양한 사용 사례를 지원합니다.
인텔® 코어™ 프로세서인텔 아톰® 프로세서 인텔® 프로세서는 딥 러닝 지원 수술 로봇에서부터 저전력 소독 로봇에 이르는 모든 로봇에 다양한 계산 능력과 전력 소비 옵션으로 제공됩니다.
인텔® 제온® 스케일러블 프로세서 인텔® 제온® 스케일러블 프로세서는 병원 및 진료소 에지 서버에 높은 성능을 제공하며, 연결된 시스템 및 장치로 생성된 데이터를 위한 기반을 제공합니다.
인텔 - 5G 네트워크 지원 인텔 지원 5G 네트워크는 영상 기반 검사를 통해 의료 전문가에 대한 접근성을 높이고 비할 데 없는 연결 속도, 현저히 낮은 대기 시간, 극한의 네트워크 신뢰성을 통해 AR/VR 지원 수술을 가능하게 합니다.

로봇 공학 및 의료의 미래

의료용 로봇은 머신 러닝, 데이터 분석, 컴퓨터 비전 및 기타 기술의 발전과 함께 계속 발전할 것입니다. 온갖 유형의 로봇이 자율적으로, 효율적으로, 정밀하게 작업을 수행하도록 계속 발전할 것입니다.

인텔은 기술 공급자와 연구원과 함께 협력하여 차세대 로봇 솔루션을 찾고 있습니다. 예를 들어 중국의 인텔 Labs는 신생 기업을 위한 의료용 로봇 인큐베이터를 구축하기 위해 Suzhou Collaborative Innovation Medical Robot Research Institute와 파트너십을 맺었습니다. 인텔은 기술과 연구 지원을 제공하여 의료 로봇 분야에서 AI 및 IoT 기술을 위한 새로운 애플리케이션 발견을 지원하고 있습니다. 인텔의 기여는 자동화를 늘리고, 효율성을 높이며, 의료 업계의 가장 큰 문제를 해결하는 지속적인 혁신을 지원합니다.

FAQ

자주 묻는 질문

의료계에서 빠르게 성장하고 있는 의료용 로봇을 사용하면 수술의 정밀도를 높이고 병원과 진료소의 효율을 높일 수 있습니다.

의료 분야 로봇의 기능 범위는 다양합니다. 예를 들어 수술 로봇으로 최소침습수술이 가능하며, 신입 외과의도 경력 초기부터 복잡한 시술을 행할 수 있습니다. 모바일 로봇은 미리 정해진 경로를 따라 청소 및 소독 서비스를 제공합니다. 자율 로봇은 진료소와 병원을 자율적으로 돌아다니며 환자와 교류하고 내과의가 원격으로 상담할 수 있게 합니다.

고지 및 면책 정보

인텔® 기술은 지원되는 하드웨어, 소프트웨어 또는 서비스 활성화가 필요할 수 있습니다.

어떤 제품 또는 구성 요소도 절대적으로 안전할 수는 없습니다.

비용과 결과는 다를 수 있습니다.

제품 및 성능 정보

1“Coronavirus: Robots use light beams to zap hospital viruses,” BBC, March 2020, https://www.bbc.com/news/business-51914722.
2“Robotic-assisted surgery FAQs,” UC Davis Health, https://health.ucdavis.edu/surgicalservices/roboticsurgery/faqs.html.
3인텔 컴파일러는 인텔 마이크로프로세서에 고유하지 않은 최적화에 대해 타사 마이크로프로세서에서 동일한 수준의 최적화를 제공할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 이러한 최적화에는 SSE2, SSSE3, SSE3 명령 세트 등이 있습니다. 인텔은 인텔이 제조하지 않은 마이크로프로세서에 대한 최적화의 사용 가능성, 기능 또는 효과를 보장하지 않습니다. 마이크로프로세서에 따라 좌우되는 이 제품의 최적화는 인텔 마이크로프로세서에 사용할 목적으로 만들어졌습니다. 인텔 마이크로아키텍처 전용이 아닌 특정 최적화는 인텔 마이크로프로세서에 사용할 수 있습니다. 이 공지가 적용되는 구체적인 명령 세트에 대한 자세한 정보는 해당 제품의 사용자 안내서 및 참조 안내서를 참조하십시오.