과학 기술2009. 7. 9. 01:17
  여러분은 병원에 가서 수술을 받아 보신 경험이 있나요? 만약 받아보신 경험이 있다면, 신체의 어느 부위가 아프거나 다쳐서 수술대에 오르셨나요? 그리고 크고 작은 수술로 인해 평생 지울 수 없는 흉터같은 것들을 가지고 계신 분들도 계시겠지요? 현대의학이 크게 발전했다고는 하지만, 아직도 수술이라고 하면 많은 분들이 두렵고 걱정스럽게 생각하는 부분이 바로 수술의 부작용이나 흉터같은 것들일텐데요.
 
  그리고 이렇게 수술로 인한 흉터는 주로 수술 기법이나 수술 도구의 크기나 모양에 의해서 결정되기 마련입니다. 그래서 현대의학계에서는 보다 작고 효율적인 수술을 가능케 하는 수술도구나 혁신적인 수술 기법을 연구중이기도 하지요. 그렇다면, 중세와 근대의 수술 도구는 어떤 모습을 하고 있었을까요?

  오늘은 이런 궁금증을 바탕으로 중세와 근대에 사용된 몇 가지 수술 도구들을 보여드리려고 하는데,
 
  우선 분명히 할 것은 이 포스팅을 준비하기 전에 필자가 다음 포털 사이트를 검색해보니까, 이미 모 다음 카페에서 해당 사진을 2일전에 게시했더군요. 그런데 문제는 급한 마음에 아무런 설명도 없이 덩그러니 사진만 게재해 놓고 있는 관계로, 도대체 각 수술 도구가 무슨 용도로 쓰였는지를 알 턱이 없었으며, 사진의 원래 출처도 밝히지 않은 모습이었습니다. 

  그래서 필자는 이 사진이 원래 게시되었었던 해외 의학 관련 사이트에 들어가서 해당 수술 도구들의 용도에 대한 확실한 설명을 모두 참조하고 이 포스팅에 그 내용을 실었으니까, 그럼 지금부터 바로 감상에 들어가 보실까요! ^^


1. 수술용 절단칼 (1700년대)
  흔히 수술하면 가장 먼저 떠오르는 것이 바로 외과 수술용 메스인데요. 그 모양은 여러분도 익히 아시다시피, 곧은 직선 형태에 은빛의 날카롭고 가는 칼을 연상하게 되지 않습니까?

  그런데 중세에는 이런 식의 메스를 사용했다고 합니다. 여러분도 위 사진을 보시면 아시겠지만, 모양이 직선이 아닌 타원형 형태를 띄고 있음을 확인하실 수 있을 겁니다. 
하지만 이런 굽은 형태의 칼은 모양도 무식하고 섬뜩하기 이를데 없었지만, 실제 사용중에도 경직된 근육 혹은 피부 조직과 엉켜 붙어서 수술 부위를 더욱 크게 만들거나 흉터를 더욱더 키웠기에, 결국 1800년대에 들어가서는 곧은 형태의 칼로 대체되기에 이릅니다.

2. 수술용 절단톱 (1600년대)
  중세의 기사나 귀족, 다시 말해서 당시 사회 상류층들이라고 해서 병이 전혀 없거나 전투 도중 다치지 말라는 보장이 없었겠지요. 게다가 그 시절의 소위 보건의학은 지금에 비하면 아이들 수준만도 못되는 것이었기에, 병원균에 의한 2차감염...좀더 쉽게 말해서, 전쟁 중에 다친 팔 다리를 제대로 소독하지 않아서 해당 부위가 곪거나 썩어 들어갈 경우, 결국 해당 신체 부위를 절단하여야만 했었는데, 바로 그럴 때에 이런 수술용 절단톱이 사용되었다고 합니다.

  위 사진을 자세히 보시면, 이 절단톱이 보석으로 세공되어 있으며, 모양도 아주 정교하게 만들어져 있어서 누가 봐도 당시 사회 상류층들을 위한 수술 도구였음을 짐작하게 합니다.

3. 화살촉 제거기 (1600년대)
  이 수술 도구는 현대인들에게는 의외로 알려지지 않은 물건중 하나입니다. 하지만, 중세에는 이 수술 도구가 매우 유용하게 쓰였습니다. 당시에 이미 총이 개발되기는 하였었지만 주로 사용된 원거리 무기는 역시 활이었죠. 그리고 그런 활에서 발사된 화살이 몸에 박히면,  화살촉 특유의 모양 때문에 그것을 빼내기가 여간 어려운 것이 아니었다고 합니다. 

  바로 그런 상황에서 주로 사용된 수술 도구가 이 화살촉 제거기인데요. 사진을 자세히 보시면, 양쪽으로 막대가 있어서 상처를 벌리고, 가운데 위치한 핀셋이 화살촉을 집어내게끔 고안되어 있음을 알 수 있습니다.

4. 인조 거머리 (1800년대)
  수술을 하다가 보면, 상처 부위에서 흘러 나오는 피로 인해 해당 부위가 가려서 수술을 담당한 의사를 더욱 힘들게 하고 수술을 망치게 되기도 하는데, 중세나 근대에는 이런 부작용을 방지하기 위해 거머리를 동원해서 수술의 와중에 생긴 상처에서 흐르는 피를 빨아내곤 하였다는데요.

  이 도구는 살아있는 거머리를 대체해서 만들어진, 이를테면 인조 거머리인 셈인데, 1840년에 개발되었다고 합니다. 또한, 이 수술
도구는 실린더의 원리를 이용해서 피를 마치 지금의 주사기처럼 빨아내었다고 하는데요. 그리고 가운데 위치한 작은 칼들이 신체 내에서 응혈된 피를 가진 상처 부위를 뚫고, 이른바 죽은 피를 사혈하는데에도 유용하게 쓰였으며, 특별히 눈이나 귀의 질병으로 인한 수술에서 많이 사용되었다고 합니다.

 그리고 이 인조 거머리는 20세기 초(1910~20년대)에는 이렇게(위 사진) 개량되어서 사용되었다고 합니다.

5. 총알 제거기 (1500년대)
  위에서 화살촉 제거기를 설명하면서 잠시 언급했지만, 이미 중세 시절에도 총은 분명히 존재했습니다. 다만 지금처럼 많이 사용되지는 않고 있었을뿐입니다. 그리고 이런 총에 의해 생기는 상처는 화살촉보다는 훨씬 깊은 신체 부위에 존재하기에, 화살촉 제거기의 핀셋보다 훨씬 긴 형태을 취하게 된 것이죠.


6. 자궁 적출기 (1800년대)
  현대 여성들이 제왕절개 다음으로 많이 받는 수술이 무엇인지 여러분은 혹시 아십니까? 바로 자궁적출술입니다. 여성의 자궁은 대단히 민감하고 여성성을 상징하는 아주 중요한 부위입니다. 하지만, 이곳에 자궁근종이나 자궁내막증 혹은 골반염등이 발생시, 불가피하게 자궁을 들어낼 수 밖에 없습니다.

  위 사진은 바로 과거에 여성의 자궁을 적출하던 수술 도구(위 사진)의 모습입니다. 하지만 이 도구는 자궁 내막을 찢거나 자궁 주변 전체를 파열시키곤 해서 결국 사용이 중단되었고, 1870년에 새로운 형태의 자궁 적출기(아래 사진)가 고안되었습니다.


7. 포경 수술용 메스 (1770년)
  흔히 현대인들이 말하는 포경 수술은, 역사적으로 살펴보면 전세계에 결쳐서 종교적 혹은 문화적 여건등의 다양한 이유로 광범위하게 시행되어 왔습니다. 하지만 이렇게 넓은 지역과 빈번한 시술에도 불구하고 관련 수술 도구들은 지극히 빈약하거나 허술하기 짝이 없었다고 하는데요.

  그나마 유럽에서는 이런 형태의 메스가 포경 수술을 위한 공식적인 수술 도구였다고 합니다.


8. 수술용 집게 (1800년대)
  메스로 절개한 수술 부위를 잡거나 그로 인해 생긴 상처에서 흐르는 피를 조금이라도 줄이기 위해, 그리고 주변 부위를 압박하는데에 집게는 아주 유용한 수술 도구인데요. 과거에는 이런 형태의 수술용 집게를 썼다고 합니다.

9. 탈장 수술 도구 (1850년)
  위 사진은 탈장 수술 도구인데요. 여기에서 탈장이란 배 안의 높은 압력 때문에 내장을 받쳐주는 복벽과 근육층에 구멍이 생겨 장의 일부분이 약해진 복벽을 뚫고 밖으로 밀려나오는 증상을 가리킵니다.

  무거운 것을 들거나 기침을 하는 등 배에 힘을 줄 때 사타구니나 옆구리에 불룩하게 튀어나온 덩어리가 만져지지만 별다른 통증이 없고, 손으로 밀어넣거나 자리에 누우면 자연스럽게 들어가기 때문에 그다지 신경을 쓰지 않는 경우가 많지요. 하지만 이런 탈장을 방치하고 놓아두었다가 제자리를 이탈한 장이 복벽에 끼이거나 혹은 그렇게 이탈된 장에 혈액이 제때 공급되지 못해서 장 조직이 썩어 들어가는 경우에는 수술이 불가피합니다.

  이렇듯 현대인들에게도 탈장은 주변에서 종종 보거나 접하게 되고, 심하면 병원에 가서 수술을 받아야만 하는 질환중 하나인데, 이 수술 도구를 보니까 과거에도 예외가 아니었나 봅니다.


10. 담석, 결석 제거기 (1740~1830년대)
  현대의학의 발전은 담석이나 결석을 제거하는 수술 기법을 크게 향상시켜서, 최근에는 시술후 부작용도 거의 없고 수술 부위도 아주 작거나 아예 없는 경우가 상당하지요.

  그런 담석이나 결석을 제거하는 수술 도구가 과거에도 있었는데, 해당 사진을 자세히 보시면 마치 자루처럼 생긴 부위가 보일 겁니다.
이 자루처럼 생긴 부분에 작은 메스가 들어있어 해당 부위에 도달하면 자루가 열리고 메스로 해당 부위를 절개한 후, 그것을 담은 뒤에 자루를 다시 닫고서 나오는 원리를 가졌다고 합니다.

11. 두개골 절단톱과 관통기 (1830~1860년대)
  흔히 뇌수술이라고 하면 대단히 복잡하고 어려운 수술이라는 인식과 함께, 자연히 첨단 현대의학을 떠올리게 되지만 과거에도 두부 손상이나 정신 이상자에게 행해졌던 뇌수술은 분명히 존재했습니다. 그리고 그런 수술을 가능하게 해 준 도구가 바로 두개골 절단톱(위 사진)과 관통기(아래 사진)였습니다.


12. 직장 관장기 (1750~1810년대)
  막혀버린 직장을 관장하는 수술 도구입니다. 사진을 자세히 보시면 마치 바람을 불어넣는 불쏘시개처럼 보이지요? 실제로 이 수술 도구 끝자락에 붙은 튜브를 항문에 삽입한 후, 바람을 불어 넣어서 막힌 직장을 열었다고 합니다.


13. 편도선 제거용 메스 (1860년대)
  의학이 크게 발전한 지금도 편도선 때문에 종종 고생하시는 분들이 계시지요? 그래서 아예 편도선을 제거하는 수술을 받는 분들도 있는데, 과거에도 이런 식의 수술을 위한 도구는 존재했습니다.

  사진을 자세히 보시면, 양쪽으로 칼날이 붙어 있음을 볼 수 있을 겁니다. 이것은 당시 편도선 수술이 양쪽에 있는 편도선을 동시간대에, 다시 말해서 한꺼번에 제거했음을 의미합니다. 그러나 이 수술 도구는 결국 20세기 초에 이르러 수술용 메스와 수술용 집게로 대체되면서 자취를 감추게 됩니다.


14. 질검경 (1600년대)
  여성의 질 내부와 자궁 부위를 살피고 검사하기 위해, 오른쪽 끝자락에 위치한 작은 도르래를 이용해 질 입구와 내벽을 양쪽으로 서서히 확장해주는 일종의 지지대와 가운데에 작은 금속 거울을 부착한 이런 도구가 쓰였다고 합니다.


15. 기도 유지용 재갈(1880~1910)
 
의식을 잃은 환자는 숨을 쉬지 않는 경우가 종종 있습니다. 그래서, 현대의학에는 이런 응급 환자를 위한 구급처치법이나 기도 유지를 위한 도구들이 있는데, 과거에도 이렇게 기도 유지를 위한 일종의 재갈을 만들어서 환자의 입을 벌리게 했다고 하는데요. 이것의 소재는 금속이 아니라 나무였다고 합니다.


  ...여러분이 보시기에 어떻습니까? 위에 소개한 중세와 근대의 수술 도구를 보니, 새삼 현대의학의 발전이 실감이 나시지요?^^

  첨단 과학 기술이 바탕이 된 현대의 의학, 특히 그중에서도 수술 기법과 도구의 발전은 인류의 편의와 건강, 수명등을 크게 향상시키고 있습니다. 그런 측면에서, 가까운 미래에는 어떤 획기적인 수술 기법과 도구가 출현할지 필자는 사뭇 궁금해지는데, 여러분은 어떠십니까?^^


Posted by 네 오 NEO
과학 기술2009. 4. 8. 05:06
  여러분은 영화 아이언 맨(Iron man)이나 로보캅(RoboCop)을 기억하시나요? 이 영화들에서는 평범한 인간의 몸에 강력한 힘을 발휘하는 일명 수퍼 수트를 걸치거나 아니면 불의의 사고로 인해서 신체의 일부를 못 쓰게 된 경우에 그것을 대체해주는 의류나 특수 기기를 몸에 부착하는 모습을 보셨으리라 짐작합니다. 그리고 이런 것들을 총칭해서 바이오닉 수퍼 수트의 범주에 속한다라고 정의할 수 있는데, 오늘은 이런 바이오닉 수퍼 수트의 발달사를 간략하게 한번 소개해 드리려고 합니다.

  인간의 신체를 대체하거나 일부 기능을 극대화시키는 이른바 바이오닉 수트에 대한 개념이 처음으로 세상에 선을 보인 것은 지금으로부터 119년 전인 1890년이었습니다. 물론 당시의 기술이나 과학은 지극히 초보적인 수준이었기에 사람의 몸 위에 걸치는 철제 갑옷같은 정도의 수준이었다고 전해집니다.
  위의 그림은 1963년판 마블 코믹스 아이언 맨의 모습인데, 1890년의 바이오닉 수트에 대한 개념과 그야말로 이름뿐이었던 특허(?!)권을 그대로 반영함으로써 당시 아이언 맨의 초창기 모습에 지대한 영향을 끼쳤다. 

  그러다가 1966년이 되면서 바이오닉 수트는 비로소 기술적인 가능성을 엿보이는 첫 모델을 세상에 선보이게 되었는데, 그것이 바로 제너럴 일렉트릭 사와 당시 미 육군이 합작해서 제작한 Hardiman 이었습니다. 이 수트를 걸치고 250파운드의 물체를 들면 마치 10파운드 무게로 느끼게 하는, 소위 팔의 기능만을 극대화한 수퍼 수트였지만 문제는 수트 자체의 무게가 자그만치 1500파운드에 이르렀다는 겁니다. 그래서 결국 이 모델은 최초라는 수식어가 무색하게도 그 기능을 제대로 증명조차 하지 못한 체 결국 폐기되고 말았습니다. 당시의 기술 수준으로 수퍼 수트의 제작은 아직은 역부족이었던 겁니다. 
                                         세계 최초의 바이오닉 수퍼 수트 Hardiman의 모습

  그리고, 이 프로젝트의 실패로 인해서 그후로 오랫동안 미 정부나 미 군당국은 바이오닉 수퍼 수트에 대한 생각은 아예 접게 되는데요. 바로 이런 암흑의 시기(?)에 사람들의 마음 속에 이 수트에 대한 영감을 불러 일으켜 준 것은 과학이나 기술이 아닌 에니메이션과 영화였습니다. 그 중에서도 특히 1979년의 일본판 에니메이션 건담은 세계적으로 선풍적인 인기를 끌며 많은 팬을 양성하며, 당시 글쓴이를 포함한 수 많은 어린이들에게 상상의 나래를 맘껏 펴게 했고, 바이오닉 수트에 대한 영감을 심어주는데 지대한 역할을 담당하였으며 지금도 여전히 많은 이들의 사랑을 받고 있지요.

  또한 1986년의 영화 에일리언 2에서 시고니 위버가 몸에 걸치고 화물을 나르거나 라스트 씬에서 에일리언과 격투를 벌였던 수트도 아주 인상적이었습니다. 물론 이 수트는 실제로 헐리우드 기술진에 의해 제작되어 당시 스크린을 장식하면서 다시금 바이오닉 수퍼 수트에 대한 생각을 재고하게끔 만들었는데요.


  그러면서 자연스럽게(?!) 1987년 이른바 Lifesuit라는 이름으로 바이오닉 수트는 세상 속에 다시 그 모습을 드러냅니다. 당시 이 옷은 허리를 다쳐서 움직이지 못하게 된 퇴역 군인들을 위해서 제작되었으며, 실제로 2003년도엔 허리를 다친 이가 이 수트를 걸치고 5km 구간의 달리기까지 성공적으로 수행하기도 하였습니다.
                                                                   Lifesuit의 모습

  ...그렇게 수퍼 수트는 조금씩 발전을 거듭하다가 1990년도가 되자 당시 로봇공학에서 두각을 나타내던 일본에 의해서 드디어 에니메이션의 영감이 아닌 실제 모델을 선보이게 되는데요. 바로 카나가와 테크놀로지가 제작한 Power Assist Suit 였습니다. 이 수트는 상대적으로 남성보다는 힘이 약한 여성 간호사를 도와서 환자를 들어서 이동시키거나 부축을 위한 목적으로 제작되었으며, 당시에 선풍적인 인기와 커다란 사회적 센세이션을 불러 일으킵니다.
                                                               Power Assist Suit 의 모습

 그리고 이런 사회적 반향은 급기야 예술의 영역까지 침범하여 한 퍼포먼스 예술가의 의해서 형상화되었는데, 일명 Stelarc이라고 해서 거미 모양의 발을 가진 수퍼 수트로 표현되었습니다. 당시 이 모델은 독일의 함부르크에서 처음 선을 보였습니다.


  하지만 엄밀히 말해서, 1980~90년대에 이르기까지의 바이오닉 수트에 대한 연구나 발전은 본격적인 궤도에 오른 것은 결코 아니었습니다.
                                                                     HAL-3의 모습
  이 부분에 대한 연구가 급물살을 타게 된 것은 2000년 이후였다고 할 수 있습니다. 그리고 그 첫 단추를 꿰찬 국가는 이미 에니메이션으로 사람들에게 무한한 영감을 불어넣어 주었던 일본이었습니다. Cyberdyne이라는 일본 회사가 개발한 HAL-3는 1990년대의 Power Assist Suit의 기능을 크게 강화하고 몸체도 니켈과 알루미늄, 그리고 플라스틱을 사용해서 대폭적인 경량화를 이룩하는데 성공합니다. 그리고 그동안 꾸준히 문제가 되어 왔었던 수트의 에너지 공급 문제도 한번만 충전하면 2시간 동안 사용이 가능한 소형 전기 배터리를 장착하였으며, 소형 컴퓨터로 인터넷 통신까지 가능한 수트를 선보인 겁니다.


                                                주로 군용을 목적으로 탄생한 Bleex의 모습
  그리고 이런 일본의 행보에 뒤질세라 미국도 UC Berkeley의 로봇 공학 연구소에서 2004년 Bleex라는 모델을 내놓게 됩니다. 하지만 이 모델은 군사용으로 개발되어서인지 주로 행군이나 등에 맨 군장의 무게를 줄이는데 주로 촛점을 맞춘 경향이 뚜렷하며, 사진을 보아서도 알수 있듯이 다리와 허리 부분에 포인트를 두고 있지만 아직까지는 완벽하게 실용화되지는 못하고 있는 실정입니다.
 

  바로 이런 와중에, 인간의 신체 기능을 극대화하고 군사적인 용도로 사용하고픈 미 군당국의 심정이나 시대적 조류를 너무나도 잘 대변하는 영화가 세상에 나오게 되는데, 여러분이 매우 좋아하시는 아이언 맨입니다. 이 영화는 그동안 인류가 오매불망(?!) 바라던 바이오닉 수퍼 수트의 이상(?!)을 스크린 속에 그대로 투영한 진짜 문제작이었습니다.


              Raytheon Sarcos XOS의 모습(위 사진)과 제작자 스티브 제이콥슨(아래 사진의 우측)의 모습
  

  그리고 이런 아이언 맨의 모습을 가장 닮은 수퍼 수트가 현재 제작되고 실험 중에 있습니다. Raytheon Sarcos XOS라는 이름의 이 바이오닉 수퍼 수트는, 사실은 아이언 맨이 나오기 훨씬 전부터, 정확히는 바이오닉 수퍼 수트의 암흑기(?)였던 1983년에 스티브 제이콥슨에 의해 처음 구상되었으며, 2001년 미 국방성에 의해서 지원된 일명 Darpa (Pentagon's Defense Advanced Research Projects Agency) 프로젝트의 일환으로써, 이미 영화 아이언 맨이 상영되기 7년 전부터 Sarcos라는 로봇 제작 회사의 기술자들과 스티브 제이콥슨이 협력하여 실제 모델을 완성하고 지금도 시험중이니까 말입니다.


  바로 어제 글쓴이는 과학으로 뜯어본 수퍼 히어로의 실상 (☜내용이 궁금하신 분들은 클릭해 보세요!^^)이라는 포스팅을 송고하였었습니다. 제가 나중에 해당 포스팅의 답글을 꼼꼼히 살펴보니 그 기사의 댓글 중 상당수는 이런 의견을 담고 있더군요. 인간의 상상력은 무궁무진하며 언젠가 그 상상은 반드시 이루어진다라고 말입니다. 바로 그런 여러분들의 생각을 잘 반영하는 또 하나의 에피소드가 바로 바이오닉 수퍼 수트의 발달사라고 저는 감히 주장하면서 오늘의 포스팅을 이만 마칠까 하는데 여러분은 이런 글쓴이의 의견에 동의하시나요? ^^


                                                                                                                  ※사진 출처: 구글 이미지
Posted by 네 오 NEO