“AI로 절삭 위치까지 계산한다”…연세사랑병원, 맞춤형 인공관절 수술 혁신

AI와 3D프린터 기반의 맞춤형 수술도구가 인공관절 분야의 수술 방식을 혁신하고 있다. 연세사랑병원이 개발한 ‘니비게이트’ 플랫폼은 복잡한 무릎 해부학 구조를 인공지능으로 분석, 환자별 맞춤 절삭 가이드를 제작해 수술 정확도와 환자 만족도를 동시에 높였다. 업계는 “AI-PSI(환자 맞춤형 기구) 접목이 무릎 인공관절 시장의 ‘정밀 수술’ 경쟁을 본격화하는 분기점”으로 주목하고 있다.

연세사랑병원은 3D프린터와 인공지능 기술을 접목한 ‘니비게이트’ 수술 플랫폼을 14일 정식 공개했다. 이 시스템은 환자의 MRI(자기공명영상) 데이터를 AI로 분석, 3차원 뼈 모델을 구현한 뒤 환자의 해부학적 형태에 맞는 맞춤형 절삭 가이드를 제작한다. 의료기기기업 스카이브와의 협업으로 개발됐으며, 최근 보건복지부 평가유예 신의료기술 통과로 임상 현장 적용이 가능해졌다.

기존 인공관절 수술은 의료진 경험과 표준화된 기구에 의존해 절삭 위치와 각도를 결정하는 방식이 일반적이었다. 반면 니비게이트는 AI가 환자 고유의 골격 특성을 정밀 분석, 단 한 명도 같은 구조가 없는 무릎에 ‘오차 1~2도 미만’의 최적 절삭 가이드를 출력한다는 점이 차별점으로 꼽힌다. 실제로 최근 발표된 연세사랑병원 논문에 따르면, PSI(맞춤형 수술도구) 적용시 기존 방식 대비 평균 11.6분 수술 시간이 단축됐으며, 수술 후 관절 정렬 오차가 기존 36.3%에서 7%로 줄었다. 뼈 정렬, 인공관절 위치 정확도 모두에 걸쳐 현저한 품질 개선이 증명된 것이다.

특히 이번 기술은 방사선 노출도 감소, 수술 후 회복 기간 단축, 장기 내구성 향상 등 환자 중심 임상적 이점을 실질적으로 갖췄다. 전문가들은 “1~2도 각도 오차조차 보행감, 통증, 인공관절 수명에 큰 영향을 주는 만큼 PSI가 미세정렬 달성에 실질적 돌파구”라고 평가한다.

연세사랑병원은 여기에 한국인의 해부학 데이터 1만2000여명을 반영한 ‘PNK 인공관절’ 신제품도 병행 적용한다. 해당 제품은 무릎 최대 굴곡 150도까지 구현이 가능해, 장시간 좌식 중심의 한국인 생활 습관에 맞춘 ‘진화형’으로 업계 주목을 받고 있다.

글로벌·국내 의료기기 기업 모두 AI-3D프린터 융합 수술도구 개발 경쟁에 나선 가운데, 미국·유럽 등에서는 이미 AI 기반 맞춤형 PSI 시스템이 의료현장 확장에 속도를 내고 있다. 관련 국내 신기술은 이번에 정식 신의료기술 제도를 통과, 의료기관별 본격 확대 조건을 갖췄다.

전문가들은 “정밀의료, 맞춤치료, 환자 안전이라는 3가지 화두에서 AI·3D기반 플랫폼이 수술 패러다임을 바꿔가는 과도기”라며 “단, 제도권 내 임상근거 축적, 데이터 및 인증관리 등은 지속적 보완이 필요하다”고 강조했다.

산업계는 AI 수술도구·맞춤형 임플란트가 실제 시장에 성공적으로 안착할지 주목하고 있다. 기술, 임상, 규제·윤리의 균형이 위성장 조건으로 꼽힌다.