캐서린 모어: 외과수술의 과거, 현재 그리고 로봇을 이용한 미래

수술용 로봇에 대한 이야기는 수술 그 자체에 대한 이야기이기도 하죠. 그리고 제가 너무 노골적이지 않은 적당한 영상을 준비하긴 했습니다만 외과의는 피에 익숙하다보니 일반인과는 피와 관련해서 관점이 다르다는 것을 염두에 두시기 바랍니다. 이런 말을 왜 하냐면, 일단 외과의가 환자에게 행하는 일은 그것이 환자 모르게 한 일일 경우 중범죄에 해당하거든요. (보기에 따라서 비위에 거슬리는 장면이 나올 수 있다는 경고) 외과의들은 재단사고, 배관공이고 목수이면서, 몇몇 사람은 의학계에서 일하는 푸줏간 주인장이라고도 하죠. 자르고, 모양을 바꾸고, 다시 만들고 새로운 길을 내고, 수정합니다. 하지만 외과 기술의 발전과 수술 도구를 따로 떼어놓고 얘기할 수는 없습니다.

그래서 여러분들께 수술 로봇들의 예를 들어 우리가 지금 어느 수준에 와 있는지, 그리고 우리는 미래에 어디로 가야하는지 몇 가지 전망을 보여드리기 위해 우리가 어떻게 이런 관점을 가지게 되었는지 좀 설명해 드리려고 합니다. 어떻게 우리는 이런 외과수술이 괜찮을거라고, 즉, '이렇게 해도 괜찮을거야' 라고, 잘라서 다시 붙여도 괜찮을 거라고 믿게 된 것일까요.

그래서, 약 만여년 전에 있었던 일을 좀 생각해 보죠. 이것은 천공술이 행해진 두개골입니다. 천공술은 간단히 말하면 두개골에 구멍을 내는 것을 말하죠. 그리고 이와 비슷한 꽤나 많은 수백개의 두개골이 약 5천~1만년 전이라고 밝혀진 세계 여러 지역의 유적지에서 발굴되고 있습니다. 5천~1만년 전입니다! 자, 상상해 보세요. 여러분이 석기시대의 한 마을에 사는 치료사라고 해 봅시다. 그리고 당신은 어디가 아픈건지 잘 모르겠는 어떤 청년과 마주했습니다. 올리버 색스는 아직 태어나지도 않았죠. (역자주:올리버 색스는 대중 과학서의 저자로 유명한 뇌신경과 의사임). 그 청년은 발작장애가 있는데 당신은 이런 증상을 이해하지 못하고 있습니다. 하지만 당신 혼자 생각하기를 "이 청년이 왜 아픈지는 잘 모르겠군. 하지만 어쩌면 이 청년 머리에 구멍을 뚫으면 나을지도 몰라." (웃음) 그것이 바로 외과적인 사고방식입니다.

지금 우리는 중재수술(문제부위를 직접 수술하는 것이 아니라 간접적인 방식으로 문제 부분을 치료하는 외과수술의 방법)의 여명기를 얘기하는 겁니다. 놀라운 점은 이런 행위가 얼마나 종교적인 의도를 갖고 있는지, 어느 정도로 치료행위라고 생각해서 한 것인지는 알 수 없는 일이지만, 우리가 말씀드릴 수 있는 것은 그 환자들이 (수술 후에도) 살아있었다는 겁니다! 수술한 구멍의 가장자리를 살펴본 것으로 판단하면 수술받은 사람들이 천공술 후에 수일, 수개월, 수년을 더 살았습니다. 그리고 우리가 본 치료방법은 효과적이라고 증명된 것으로 이 기술은 전 세계에서 수 천년이 넘게 전승되고 있는 수술법입니다. 이런 수술은 전 세계 어디에서든, 지역간에 교류도 없이 독립적으로 행해졌습니다. 우리는 중재수술의 여명기를 보고 있는 것입니다.

이제 수천년을 빨리감기해서 청동기 시대와 그 이후 시대로 가 보죠. 새롭고 정교한 도구들이 보입니다. 하지만 이 시기 외과의들은 대담하게 천공술을 선보였던 선배들 보다 훨씬 더 보수적입니다. 이 사람들은 확실이 얕은 상처에만 외과수술을 했습니다. 그리고 외과의들은 의사라기 보다는 상인에 가까웠습니다. 이런 상황은 르네상스에 들어와서도 유지되죠.

르네상스가 작가들을 구했을지는 모르지만 아주 힘든 상황에 있었던 외과의들을 구하진 못했죠. 사람들은 여전히 의사들을 믿지 않았습니다. 외과의들의 이미지 문제도 컸습니다. 왜냐하면 돌아다니면서 이발을 겸업하는 외과의들이 수술만 하는 외과의보다 훨씬 많았기 때문이죠. 마을에서 마을로, 도시에서 도시로 여행했던 이런 이발 겸업 외과의들은 수술을 일종의 공연 예술처럼 집도했습니다. 왜냐하면 이 당시에는 마취의 개념이 없었던지라 대중들에게는 환자의 극심한 고통을 보는 것이 외과수술 그 자체만큼이나 재미있는 구경거리였으니까요. 이런 사람중에 가장 유명한 사람으로 페레 쟈끄란 사람은 여기 보인 그림처럼 당시로서는 제일 과감한 수술가운데 하나인 방광에 있는 돌을 제거하는 방광결석제거술을 하는데 2분도 채 걸리지 않았습니다. 여러분이 이런 드라마틱한 수술을 하려면 번쩍이는 재능을 가져야만 하고 정말로, 정말로 빨라야 합니다.

여기에 그가 방광결석제거술을 하는 것을 보세요. 그는 유럽을 돌아다니면서 4,000명이 넘는 환자를 사람들 앞에서 수술했습니다. 수술은 최후의 수단이라고 생각하던 시대로서는 정말 깜짝 놀랄 정도의 숫자입니다. 그 누가 그 고통스러운 수술을 받겠다고 선뜻 나설 수 있었겠어요. 고통을 없애는 마취를 치과의사였던 윌리엄 모톤이 1847년에 매사추세츠의 종합병원에서 에테르 흡입기를 이용하여 선보이자 고통스러웠던 과거는 끝나고 외과수술의 새시대가 열렸습니다. 마취는 외과의사들이 수술을 할 수 있는 자유를 부여했습니다. 그들이 실험할 수 있는 자유를 줘서 외과수술은 사람 체내 깊숙한 곳까지 수술할 수 있도록 했습니다. 이는 정말 외과 수술의 혁명이었죠.

하지만 이렇게 마취하는 것에는 꽤나 큰 문제가 있었습니다. 병을 치료하기 위해 아주 긴 시간동안, 예전에는 건드리지도 못했던 부분을 정성을 다해 수술했는데 환자는 죽어버리는 것이었습니다. 수술받은 사람들은 지독한 감염으로 사망합니다. 이제는 환자가 수술받는 동안 아프지는 않은데 수술이 환자를 빨리 죽여버렸죠. 마취 이후 또 한 번의 외과수술 혁명이 일어나기 전까지 감염이 결정적인 원인이 되어 죽는 환자는 계속 생겼습니다. 이어진 혁명은 무균 기술이었습니다.

죠셉 리스터는 무균술이나 멸균술을 강하게 주장했었지만 이에 대해 대부분의 외과의들은 회의적이었습니다. 하지만 효과를 의심했던 의사들도 결국은 무균수술을 하기 시작했죠. 그 유명한 마요형제가 리스터를 만나기 위해 유럽을 방문했습니다.(주:마요형제는 미국 최고의 병원중 하나인 마요클리닉의 창시자임) 그리고 미국에 있는 자신들의 병원으로 돌아가서 수술 후에 손을 씻는 것 만큼이나 수술 전에 손을 씻는 것이 중요하다는 것을 배웠다고 사람들에게 알렸습니다. 너무나 간단하지만 수술하다 죽는 경우는 급격히 줄어들었습니다.

이러한 수술법은 사실 현재도 매우 효과가 있습니다. 환자가 수술중 고통을 느끼지 못하게 되고 수술하는 곳은 무균상태로 하여 더 이상 수술의 성공이 운이 아니게 되었고, 더 이상의 한계는 없어 보였습니다. 지금은 어떤 장기도 수술이 가능합니다. 창자, 간, 심장, 뇌 이식도 되죠. 사람에게서 장기를 꺼내 다른 사람에게 넣을 수 있는데, 그렇게 이식된 장기가 제대로 동작합니다. 외과의들은 더이상 신용에 문제가 없었습니다. 그들은 신과 같은 존재가 되었죠.

"훌륭한 외과의는 수술창이 크다"고 말하는 시대가 온 것이죠. 하지만 그에 따른 댓가도 있었습니다. 외과의가 생명을 구하긴 하지만 삶의 질까지 보장하진 않습니다. 건강한 사람은 수술을 받을 필요가 없으니까요. 그리고 환자들은 수술을 위해 짼 커다란 상처 때문에 아주 힘든 회복기를 보냅니다. 그래서 이런 의문이 나오게 되었는데, "음, 그렇다면 조금만 째고도 같은 수술을 할 수는 없을까?" 복강경 수술이 이와 같은 수술을 합니다. 기다란 도구를 가지고 작은 구멍을 통해 수술을 하죠. 그리고 복강경 수술은 실제로 외과수술의 관점을 바꿨습니다. 복강경 수술에 사용 가능한 몇몇 도구들은 백여년 전부터 있었습니다. 하지만 1980년대 이전에는 진단을 위한 도구로 사용되었습니다. 1980년대, 카메라와 카메라와 관련된 기술에 많은 변화가 있고 나서야 이런 기술 발전에 힘입어 실제 수술을 하는데도 수술도구로 사용하게 되었죠.

지금 보시는 것은, 이게 첫 번째 수술 동영상인데요 튜브를 통해 내려가고 있는데, 이런 튜브가 사람의 몸으로 들어가는 새로운 입구입니다. 여러분들이 수술이라면 이렇겠지 싶었던 것과는 매우 다르게 보입니다. 옆에 두개의 분리된 구멍으로부터 그 안으로 수술기구를 집어넣고, 그 다음 조직을 다루기 시작합니다. 처음으로 쓸개 수술을 복강경으로 시작한지 10년도 안 되어서 대부분의 쓸개(담낭) 수술은 복강경 수술로 이루어지게 되었습니다. 정말 엄청난 혁명이죠.

하지만 이러한 혁명의 피해자가 있었습니다. 이런 복강경 기술은 사람들이 예상하는 것 이상으로 굉장히 익히기 힘듭니다. 기술 습득에 시간이 매우 많이 걸렸죠. 거기다 해당 기술을 익히는 동안 다양한 문제점이 발생합니다. 외과의사들은 (수술부위를)입체적으로 볼 수 없게 되었습니다. 손목도 포기해야 했죠.(주:수술 도구를 다루는데 손목이 매우 아프다는 뜻) 도구를 사용하는데 있어서 직관적인 움직임도 포기해야 했구요. 이 외과의사는 복강경 수술을 3,000시간 넘게 해 본 경험많은 사람입니다. 지금 이 장면을 보시면 바늘 하나도 제대로 잡지 못하나 싶어서 특히 실망스러울 겁니다. 하지만 이건 굉장히 어렵습니다. 이게 왜 그렇게 힘든가를 살펴보면 수술 도구에 인체공학적인 고려가 아예 없거든요. 이렇게 긴 수술 도구를 갖고 있으니 신체 중심에서 떨어진 곳에서 도구를 조작하게 됩니다. 거기다 도구들은 본질적으로 손의 움직임과 반대 방향으로 움직입니다.

그래서 여러분의 손의 기능을 그대로 조그마한 수술 구멍 건너편 수술할 자리로 옮기기 위해서는 도구자체에 손목까지 끼울 필요가 있는 것이죠. 그리하여 -- 이제부터 로봇에 대해 이야기 하려고 합니다만 -- 다 빈치 로봇이라는 건데요 손 역할을 할 관절을 수술을 위해 절개한 구멍 저쪽으로 집어넣습니다. 여기 기계 관절의 동작이 보이죠. 이제는 바로 전에 보여드렸던 복강경 수술과는 반대로 아주 정교하게 도구를 사용해서 바늘을 잡을 수 있게 되었고 어느 방향으로도 바늘을 통과시킬 수 있고 바늘을 좇아 예상하는 궤적을 따라갈 수 있습니다. 이게 왜 이렇게 쉽게 되었냐 하면 아래에서 보시는 것처럼 손이 어떤 동작을 하면 도구가 그 동작을 정확히 따라하기 때문입니다. 여기서 이러한 도구들과 손 사이에 놓인 것은 크고 꽤 복잡한 로봇입니다. 외과의사는 단말기 앞에 앉아서 이러한 조종기로 로봇을 제어합니다. 그러면 로봇이 수술 도구들을 몸 안에서 이리저리 옮기고 도구를 움직이는 겁니다. 3D 카메라가 있어서 여러분들은 공간을 느끼며 볼 수 있구요.

1999년에 이와 같은 로봇 시스템이 소개된 뒤로 전립선 절제 수술같은 외과 수술에 사용되고 있습니다. 전립선이 골반 깊숙한 곳에 위치하고 이걸 수술하려면 정밀한 절개가 요구되며 좋은 결과를 얻기 위해서는 매우 섬세한 조작이 필요하기 때문이죠. 가슴을 열어 제끼지 않고도 뛰고 있는 심장의 우회 혈관을 봉합할 수도 있습니다. 이런 수술은 모두 갈비뼈 사이를 통해서 이뤄집니다. 그리고 심장 안으로 들어가서 안에서 심장 내부의 판막을 고치는 것도 가능하죠. 이미 이러한 기술이 있습니다. -- 감사합니다 -- (박수) 이제 여러분들은 "와, 이거 진짜 죽이는데! 그런데 그리 대단한 물건이 있는데 왜 모든 수술을 그런 식으로 하지 않는거지?" 라고 말할지도 모릅니다. 여기에는 몇 가지 이유가 있습니다. 꽤나 확실한 이유죠. 가격이 그 가운데 하나구요.

제가 로봇이 크고 복잡하다고 했지요? 이런 모든 부가기능이 달린 로봇은 순 금으로 만든 외과의사 모형만큼 비쌉니다. 금으로 만든 외과의사 모형 보다야 훨씬 쓸만하지만요. 그렇지만, 여전히 이런 로봇을 사용하는 것은 상당히 큰 재정적 투자입니다. 일단 이런 로봇을 구했다면, 수술 단가는 엄청 낮출 수 있겠지만요. 그밖에 다른 장해물도 있습니다. 전립선 절제술을 예로 들면, 전립선은 매우 작고 어떤 고정된 위치에 있습니다. 그리고 전립선이 있는 그 곳에 수술용 로봇을 매우 정밀하게 세팅할 수 있습니다. 수술에 아주 완벽한 상황이죠. 사실 여러분이나 여러분이 아는 누군가가 요 몇년 사이에 전립선 수술을 받았다면 이런 시스템으로 수술을 받았을지도 모릅니다. 하지만 한 군데 이상을 수술해야 한다면 로봇을 움직여야만 합니다. 그리고 절개창도 새로 내야 하고 장비는 모두 다시 설정해야하죠. 또, 여러 필요한 부분을 더 장착하고, 구멍도 더 뚫고요. 문제는 이런 모든 일이 시간이 많이 걸리는데다 성가시다는 겁니다.

그런 이유 때문에 많은 외과 수술을 다 빈치 로봇으로 하지 않는 거지요. 그래서 이렇게 물어봐야 합니다. "그럼 어떻게 더 낫게 고칠 수 없을까?" 만약 우리가 이런 로봇을 개량해서 다른 장소로 옮기고 싶어질 때마다 매번 장치를 다시 설정하지 않아도 된다면? 만약 우리가 모든 장치와 도구들을 한 곳에 장착할 수 있다면 어떨까요? 그렇게 개량하면 외과의사의 능력은 어떻게 바뀌게 될까요? 그리고 환자는 어떤 변화를 겪게 될까요? 자, 그렇게 하려면 이전에 복강경 수술에서 보셨던 튜브처럼 카메라와 수술 도구들을 하나의 자그마한 튜브에 모아서 하나로 만들어야 합니다. 아니면, 꼭 같은 것은 아니더라도 이와 같은 튜브처럼 말이죠.

그 결과 이런 튜브를 통해 새로운 기술을 선보이게 되었습니다. 이 새로운 로봇은 신체 어디라도 집어넣을 수 있습니다. 준비 되셨나요? 그럼 한 번 보시죠. 이것은 카메라하고 수술기구가 3개 달린 겁니다. 그리고 이것을 보시는 것처럼 밖으로 나오게 해서 사실상 필요한 동작 아무것이나 할 수 있습니다. 이와 같이 하나로 계속 뭉쳐 있기만 하는 것이 아니죠. 중심선에서 벌어져 나와 중심선을 따라 뒷쪽으로도 동작이 가능해야 합니다. 아주 작고 맹랑한 녀석이죠. 이 녀석으로 조직을 잡아당기거나 밀어서 수술을 하는 동안 필요한, 조직을 자르고 봉합하는 등의 중요한 임무 대부분을 처리할 수 있습니다. 이러한 일들이 절개 한 번으로 이뤄집니다. 간단한 기술은 아닙니다. 하지만 이 로봇덕에 우리가 얻는 편리함을 고려하면 사용할 가치가 있죠. 환자를 위한다면 이건 아주 명백합니다. 이 작은 구멍이 환자에게 남는 흔적의 전부니까요.

이것을 가지고 우리가 어디까지 할 수 있을지 생각해보면 아주 신납니다. 우리는 외과 수술분야에서 새로운 혁명의 장을 쓰게 될 것입니다. 이러한 기술을 통해서 우리는 새로운 영역으로 가게 될 것이고 우리는 새로운 외과수술의 미래를 결정하게 될 것입니다. 그리고 제가 생각하기에 이런 혁명에 있어서 추가적으로 생각할 부분은 우리가 손의 역할을 할 새로운 도구를 체내에 넣은 것처럼 우리는 눈의 역할을 할 새로운 방법을 강구해야 한다는 거죠. 우리는 겉으로 보이는 그 이상을 봐야만 합니다. 우리가 자를 부위를 더 나은 방식으로 판단할 수 있어야 합니다.

이건 암 수술의 한 장면인데요 이 수술의 문제점은 여러분은 당연히 볼 수 없구요, 심지어 이런 수술장면을 많이 봐 온 전문 외과의들 조차도 암을 보기 힘들다는 겁니다. 특히나 표면 아래에 암이 숨어있다면 더 그렇죠. 그래서 우리가 하려고 하는 일은 특별히 고안된 마커(주:특정 물질을 표시할 수 있는 물질)를 암이 있는 곳으로 향하는 혈류속에 주입하는 것입니다. 마커는 암으로 가서 암과 결합합니다. 그리고 우리는 그 마커가 발광하도록 만들어 특수한 카메라를 써서 암을 볼 수 있죠. 이제 암이 표면 아래에 있는 경우에도 어느 부위를 잘라야만 하는지 압니다. 이런 마커를 가져다 종양부위에 주입할 수 있습니다. 그리고 마커가 종양부위로부터 흘러나와 어디로 가는지 추적하여 그 암이 어디로 제일 먼저 전이될지 볼 수 있습니다. 우리는 이 염료들을 혈류안으로 주입하여 심장의 협착부위를 우회하는 수술에서 새로 연결한 우회혈관이 잘 연결되었는지 직접 눈으로 확인한 후에 환자의 수술을 종료할 수 있습니다. 이전에는 방사능을 쓰는 방법 아니고선 불가능 했던 일이죠. 우리는 이 신장 종양처럼 종양부위만 빛나게 하여 제거해야할 종양 부위와 남겨야할 신장의 경계를 정확하게 눈으로 보고 확인하는 것이 가능하게 되었습니다. 또는 제거해야 할 간의 종양과 남겨놓아야 할 간을 구분하는 것도 가능하죠.

그리고 우리가 꼭 이런 거시적인 영상에만 국한할 필요가 없습니다. 우리는 구부러지는 미세탐침을 신체의 더 깊숙한 곳으로 가져갈 수 있습니다. 그리고 그것으로 세포를 직접 볼 수 있어요. 여기서는 신경세포가 보이네요. 지금 보시는 것이 신경입니다. 여기 아래쪽에요. 위에 보이는 로봇의 손에 들려있는 것이 미세탐침이구요. 현 시점에서는 아주 초기 버전이지만, 여러분들이 수술을 받아야 할 환자라면 신경에 관심이 많을 겁니다. 왜냐하면 이런 기술들이 수술 후에 배변을 억제하고 방광을 조절해서 소변을 지리지 않게 하고, 성기능을 유지하게 해 줄테니까요. 이 모든 것들이 환자에게는 일반적으로 상당히 중요한 것입니다.

우리는 이 모든 기술을 종합적으로 사용하여 신체 어느 부위도 수술할 수 있고, 어디라도 볼 수 있습니다. 우리는 질병을 치료할 수 있습니다. 그리고 우리는 환자가 수술 후에도 수술 전처럼 온전하고 정상적인 기능을 수행하게 할 수 있습니다. 지금껏 저는 환자가 이 강연장 밖 어딘가에 있는 가상의 누군가인것처럼 얘기해 왔습니다. 이것은 하나의 특정 사례를 얘기한 것이 아닙니다. 여러분 가운데 많은 분들이, 아니 여러분 모두가 미래의 어떤 시점에는, 혹은 이미 과거에 암, 심장질환, 또는 다른 장기부전 때문에 의사를 만나 외과와 관련된 상담을 받았었을지도 모르겠네요. 그리고 그런 상황이 오면 음, 그러니까 이런 질병들은 여러분이 얼마나 책을 많이 썼는지, 얼마나 많은 회사를 거느리고 있는지, 곧 노벨상을 수상하기로 했는지, 아이와 얼마나 많은 시간을 함께 하려고 했는지를 가려서 오지 않습니다. 이런 병은 우리 모두가 걸릴 수 있죠.

제가 지금까지 외과수술이 보다 쉬어질 거라고 알려드렸는데 덕분에 여러분들이 병에 걸렸다는 진단을 받아도 좀 덜 두려울까요? 제가 정말 그렇게 되길 원하고 있는건진 잘 모르겠어요. 왜냐하면 다른 일과는 달리 자신의 죽음과 마주하는 것은 삶에 있어서 우선순위를 재평가하게 하고 인생에서 당신의 목표가 무엇인지 다시 생각하게 하니까요. 저는 이런 본질에 가까운 통찰을 여러분에게서 빼앗고 싶지는 않네요. 대신 제가 원하는 것은 여러분이 (그런 통찰을 바탕으로) 무엇인가를 해야겠다고 결정한 후 밖으로 나가서 세상을 구할 수 있을만큼 병이 있기 전과 다름없이 건강을 되찾도록 하는 것입니다. 그것이 여러분의 미래를 위한 저의 비전입니다. 고맙습니다. (박수)