연세사랑병원이 디지털헬스케어 기업 스카이브와 공동으로 개발한 ‘AI‧3D 맞춤형 인공관절 수술도구’가 보건복지부 신의료기술 유예 평가 대상으로 지정됐다. 

무릎 구조를 3D프린터로 정밀하게 구현하는 ‘개인 맞춤형 수술도구(PSI)’에 인공지능(AI) 네비게이터‘가 결합된 ’OnKnee-U(TKR)' 최신 기술로 임상현장 보급이 본격화될 전망이다. 

무릎 인공관절 수술은 퇴행성 변화로 마모된 연골 대신 인공 구조물을 삽입해 통증을 완화하고 보행 기능을 회복시키는 치료법이다. 

그동안 규격화된 표준 수술기구 사용이 일반적이었으나, 환자마다 상이한 뼈 모양과 변형 정도를 완벽히 반영하기에는 한계가 있었다. 

이러한 제약을 극복하고자 연세사랑병원과 스카이브는 지난 2017년부터 공동 개발해온 ‘3D 프린터 기반 개인 맞춤형 수술도구(PSI)’를 한 단계 더 고도화했다. 

OnKnee-U(TKR)는 최근 신의료기술 유예를 통과하며 2026년 3월 1일부터 2년간 임상현장에서 공식적으로 사용이 가능해졌다. 

‘신의료기술 유예’는 안전성이 입증된 최신 의료기술이 임상 데이터 확보를 위해 진료현장에서 우선 사용될 수 있도록 국가가 허용하는 제도다.

OnKnee-U(TKR)의 핵심은 지난 약 10년간 연간 2000건 이상 인공관절 수술에 3D프린터 기반 PSI를 실전에 적용하며 축적한 대규모 데이터를 AI 알고리즘에 통합했다는 점이다.  

기존 ‘PSI(수술도구)’는 환자 무릎을 CT나 MRI로 촬영한 데이터를 바탕으로 뼈 모양을 3D 프린터로 복제해 수술 전(前) 미리 끼워보는 일종의 ‘맞춤형 가이드’ 역할을 해왔다. 

병원은 이미 오랜기간 이 기술을 통해 ▲하지 정렬 분석의 정밀도 향상 ▲절삭 오차 최소화 ▲수술시간 단축 ▲복잡 변형 교정 정확도 개선을 구현해왔다.

이번에 유예를 통과한 OnKnee-U(TKR)는 여기에 핵심 기능인 ‘지능’을 더한 형태다. 

기존의 수동식 가이드를 넘어 AI 기반 정렬 분석·절삭 계획·변형 보정 알고리즘을 추가한 ‘네비게이터형’ 시스템으로 진화한 것이다.

환자 고유한 해부학적 구조에 밀착되는 도구를 사용해 뼈를 깎아내는 절삭 오차를 최소화하고 수술시간까지 단축할 수 있게 된 것은 AI의 정밀한 분석 덕분이다.  

AI는 육안으로 확인하기 어려운 미세한 축 변형까지 정밀하게 포착해 최적의 수술 지도를 그린다. 

단순한 가이드를 넘어 AI가 실시간 교통정보를 알려주는 네비게이터처럼 최적의 경로를 제시함으로써 물리적 오차를 최소화하는 결과를 기대할 수 있다.

이러한 맞춤형 시스템은 특히 수술 난도가 높은 환자군에서 임상적 가치가 크다. 

▲다리 변형이 15도 이상인 경우 ▲외상 후 뼈의 모양이 뒤틀린 경우 ▲기존 금속판이나 나사가 삽입된 경우 ▲해부학적 기준점이 불분명한 복잡한 환자들이 주요 적용 대상이다. 

이와 같은 사례에서도 AI는 정교한 계산을 통해 최적의 수술 경로를 제시한다.  

이는 첨단 의료기술 혜택을 모든 환자에게 환원해 수술의 정확성과 만족도를 동시에 잡겠다는 병원의 치료 철학이 반영된 결과다.

고용곤 병원장은 “AI와 3D 프린팅 결합은 고령화 시대에 급증하는 인공관절 수술의 질을 한 단계 높이는 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.

이어 “철저한 임상 검증을 통해 환자들이 더욱 안심하고 정밀한 수술을 받을 수 있는 표준을 정립해 나가겠다”고 덧붙였다.