환자 관리 개선을 위한 정밀 모션 컨트롤

한때 미래적인 개념으로 여겨졌던 로봇 보조 수술은 “불가능”을 더 일상적으로 만들고 있습니다. 이제 외과의사들은 수천 마일 떨어진 곳에서 온 환자들에게 생명을 구하는 원격 수술을 실시할 수 있습니다. 또한 최소 침습적이고 정밀도가 높은 로봇 수술이 수술 후 합병증을 크게 줄이는 것으로 밝혀졌습니다.

자동화는 의료 산업을 변화시키고 있으며, 인간 의료 종사자들이 환자의 편안함, 치료 및 결과를 개선하는 데 도움을 주고 있습니다. 팀켄 산업 모션 포트폴리오의 일부인 CGI Inc.는 로봇 보조 수술의 정밀도와 효율성을 높이는 기어 솔루션과 프로세스 기술을 혁신하여 전세계적으로 환자의 건강과 수명을 향상시키고 있습니다.

“우리 고객들은 지금껏 본 적 없는 솔루션을 만들고 있습니다. 그들은 우리를 사내 R&D 및 엔지니어링 역량의 확장으로 보고 있으며, 설계 프로세스에서 가능한 빨리 문제를 해결하기 위해 우리에게 의존하고 있습니다.”

Tim Pirie
CGI Inc., 최고 기술 책임자

미래를 정의하는 의료 혁신

아직은 초기 단계에 있는 첨단 기술 시장인 수술 로봇은 환자 치료를 대대적으로 혁신하기 위한 첫 걸음을 내딛고 있습니다. 로봇 보조 수술은 2017년 300만 건에서 시작하여, 현재는 매년 1,400만 건 이상 실시되고 있습니다.

이러한 성장과 혁신은 25년 만에 이루어졌습니다. CGI Inc,의 최고 기술 책임자인 Tim Pirie에 따르면 수술용 로봇 시스템은 복잡한 설계, 첨단 정밀 요구 사항, 규제가 엄격한 의료 환경으로 인해 개발 주기가 깁니다.

“우리 고객들은 지금껏 본 적 없는 솔루션을 만들고 있습니다.”라고 Pirie는 말했습니다. “그들은 우리를 사내 R&D 및 엔지니어링 역량의 확장으로 보고 있으며, 설계 프로세스에서 가능한 빨리 문제를 해결하기 위해 우리에게 의존하고 있습니다.”

CGI 정밀 기어 드라이브 솔루션은 수술 로봇에서 사용되어 견인력과 정확한 위치 설정을 가능하게 합니다. 외과의사들은 컨트롤을 사용하여 심장 판막 성형술을 실시하거나 맹장을 제거하거나 암을 치료할 수 있는 로봇 팔을 조작합니다. 일부 시스템에는 단일 절개 수술을 위한 로봇 팔이 하나 있습니다. 더 정교한 시스템은 최대 4개의 팔을 사용하여 가장 어려운 절차를 처리하고 수술실에서 더 높은 유연성을 제공합니다.

이러한 수술 플랫폼 중 다수는 여러 하위 시스템으로 구성되어 있으며, CGI 솔루션은 하나에 국한되지 않고 여러 개를 지원합니다.

또한 CGI 기술 전문 지식은 수술을 넘어 의료 혁신을 발전시킵니다. 진단을 지원하기 위해 CGI는 폐암 조기 발견과 질병을 식별하는 자동화된 실험실 검사 장비를 가능하게 하는 로봇 기관지경 검사 설계에 영향을 미칩니다. 가장 작은 CGI 정밀 기어 드라이브 중 일부는 인공 심장이 진행성 심부전 환자의 혈액을 자동으로 펌핑하는 데 도움을 줍니다.

이러한 응용 분야를 위한 기술은 지속적으로 발전하고 있으며, CGI 기반 장비는 현재 차세대 의료 자동화가 구축되고 있는 토대입니다.

고객 중심 R&D의 유산

1967년 엔지니어들에 의해 California Gear and Instrument라는 이름으로 설립된 CGI는 처음에는 항공우주 및 의료기기 산업이 많은 기술적 “최초”를 달성하기 위해 혁신하는 데 도왔습니다.

설계 영향력은 NASA의 아폴로 임무까지 거슬러 올라가는데, CGI는 우주비행사들이 1993년 허블 우주 망원경의 첫 번째 서비스 임무를 완수하기 위해 사용한 수공구용 맞춤형 정밀 기어 드라이브를 설계했습니다. 이 도구는 오늘날에도 국제우주정거장에서 사용되고 있습니다.

이 항공우주 전문 지식이 신생 의료기기 시장에 잘 적용되었습니다. 1970년대에는 최초의 성공적인 슬관절 치환술이 CGI가 장착된 정형외과 수술 도구를 사용하여 수행되었습니다.

“뼈를 다루는 작업은 어려운 과제를 야기하며, 수술 도구 고객들에게는 완벽하게 작동하기 위해 더 많은 토크를 생성할 수 있는 기어 드라이브가 필요했습니다.”라고 Pirie는 말했습니다. “우리는 이러한 전문 지식을 가진 몇 안 되는 기업 중 하나였습니다.”

Pirie는 초기 정형외과와 오늘날의 의료 자동화 시장 사이에는 유사점이 있다고 덧붙였습니다. “이것은 너무 새롭기 때문에 최첨단 부문에 있는 기업과 엔지니어 기업과 엔지니어는 몇 안 됩니다.”라고 그는 말했습니다. “고객들은 우리가 현대 의학의 가장 큰 기술적 과제를 처음부터 해결하는 데 도움을 주었기 때문에 우리가 자신들을 지원할 수 있다는 것을 알고 있습니다.”

최초의 수술 로봇 혁신가 중 한 명이 조기 로봇의 80%에서 기성품 기어의 고장을 경험한 후 CGI에 접근했습니다. CGI의 R&D 및 기술 전문가들은 성능 문제를 해결하고 로봇 플랫폼을 다시 생산할 수 있는 새로운 솔루션을 신속하게 맞춤 제작했습니다. 얼마 지나지 않아 같은 고객이 CGI 전문가에게 경쟁사의 표준 기어 드라이브와 관련된 백래시 문제를 해결할 맞춤형 솔루션을 개발해 달라고 요청했습니다.

오늘날 CGI의 R&D 및 엔지니어링 전문가들은 고객의 설계 주기 시작 단계에 참여하고 있습니다. 초기 협업은 더 많이 통합되어 장비와 고객의 내부 프로세스 모두에서 효율성을 향상시키는 정밀 기어링 솔루션으로 이어집니다.

그 결과, 자동화를 통해 지원되는 의료 서비스에 대한 환자 접근성이 빠르게 확대되고 있는 혁신이 더욱 빨라졌습니다. 점점 더 많은 진단 검사가 더 많은 양을 관리하기 위해 자동화되고 있습니다. 그리고 로봇 공학은 한때 특정 시술로 제한되었지만, 일반 수술에 채택되면서 더 폭넓게 치료에 활용되고 있습니다.

Pirie는 다음과 같이 덧붙였습니다. “여기까지 오는 데 걸린 복잡성과 미래에 무엇이 가능할지 생각하면 가슴이 뭉클해집니다. 혁신에 참여한다는 것이 매우 기쁩니다.”

Published: 2025/06/5