대장내시경 루핑(Looping) 문제와 최신 해결 기술: 벤딩 센서 기반 루핑 감지 시스템의 임상적 가치

- 9월 02, 2025

DOI: 10.2174/1875181401305010001

1. 서론

대장내시경(colonoscopy)은 대장암을 포함한 다양한 대장 질환의 조기 진단과 예방을 위한 가장 중요한 내시경 검사입니다.

그러나 임상 현장에서 대장내시경을 시행할 때 가장 큰 난관 중 하나는 ‘루핑(Looping)’ 현상입니다.

루핑은 내시경 삽입 시 내시경 삽입관이 대장 내에서 고리(loop)를 형성하는 문제로, 검사 시간 지연, 환자 통증 증가, 시술 실패율 상승 등의 원인이 됩니다.

특히 루핑은 전체 환자의 약 90% 이상에서 한 번 이상 발생하는 것으로 보고되며, 이로 인해 진정제 사용량 증가, 장기 손상 위험, 시술 비용 증가 등이 뒤따르게 됩니다.

최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 벤딩 센서(bending sensor)를 활용한 루핑 감지 시스템이 개발되어 학문적·임상적 주목을 받고 있습니다.

본 칼럼에서는 대장내시경 루핑 현상의 원인과 문제점, 그리고 최신 기술인 벤딩 센서 기반 루핑 감지 시스템의 원리와 임상적 효과에 대해 심도 있게 살펴보겠습니다.

2. 대장내시경 루핑(Looping)의 임상적 문제

대장내시경 루핑은 특히 S상 결장(sigmoid colon) 부위에서 가장 흔히 발생합니다.

이 부위는 해부학적으로 이동성이 크고 곡선이 심한 구조를 가지기 때문에 루핑이 쉽게 형성됩니다.

환자 관련 문제점
- 검사 중 심한 통증과 불편감
- 높은 진정제 사용량 → 합병증 위험 증가
- 검사 실패율 증가
의료진 관련 문제점
- 삽입 시간이 길어져 검사 효율 저하
- 반복적인 삽입·철수 과정으로 장기 손상 위험 증가
- 교육 및 훈련 과정에서 기술 습득 지연

임상 연구에 따르면 루핑은 환자의 복부 통증과 직결되며, 때때로 비장 손상(splenic injury), 장벽 손상(serosal tear)과 같은 심각한 합병증으로 이어질 수 있습니다.

3. 루핑 최소화를 위한 기존 접근법

의료계는 루핑 문제 해결을 위해 다양한 기계적·영상적 보조 장치를 개발해왔습니다.

이중 풍선(double-balloon) 내시경
- 삽입관이 장 내부에서 덜 움직이도록 고정
- 하지만 기기 복잡성과 비용 문제로 제한적 사용
가변 강도 튜브(variable stiffness colonoscope)
- 삽입관의 강도를 조절하여 루핑을 최소화
- 일부 환자에서 효과적
형상 고정 기술(ShapeLock technology)
- 내시경을 빠르게 재삽입 가능하게 해 시술 효율 증가
영상 기반 보조 시스템
- CT 대장내시경(virtual colonoscopy)
- 자기장 기반 내시경 영상(magnetic endoscope imaging, MEI)
- 투시 영상(fluoroscopy)

하지만 이들 장비는 비용·안전성·학습 곡선 등의 문제로 전 세계적으로 보편화되지 못했습니다.

4. 벤딩 센서 기반 루핑 감지 시스템의 원리

최근 제안된 루핑 감지 시스템은 내시경 삽입관 내부에 벤딩 센서를 삽입하여 루핑 여부를 실시간으로 감지하는 방식입니다.

작동 원리
- 삽입관에 설치된 30개의 벤딩 센서가 굽힘 정도를 전기적 신호(전압)로 변환
- 이 신호가 아날로그-디지털 변환기를 통해 컴퓨터로 전송
- 전용 소프트웨어가 루핑 여부를 분석 및 조기 경고
장점
- 루핑 발생 직전의 미세한 굽힘도 감지 가능
- 내시경 의사가 즉시 대응하여 루핑을 방지
- 환자 통증 감소 및 시술 시간 단축
- 교육 및 시뮬레이션 환경에서 효과적

그림 1. 내시경 샤프트에 부착된 벤딩 센서 모식도

그림 2. 샤프트 내부에 직렬 연결된 벤딩 센서 구조

5. 실험 및 결과

벤딩 센서 기반 루핑 감지 시스템은 Active Colonoscopy Training Model (ACTM)을 활용한 실험에서 효과가 검증되었습니다.

루핑이 없는 경우
- 센서 출력이 일정 범위 내 유지
- 정상적인 삽입 진행 가능
N-루프 발생 시
- 연속적인 고전압 신호 발생
- 루핑이 시작되는 순간을 조기에 탐지 가능
- 복부 압박 등 보조 조치 시행 시 삽입 성공률 상승

그림 3. 알파형 루프(α-loop) 형성 원리

그림 4. 벤딩 반경에 따른 센서 출력 곡선

그림 5. 2D → 3D 루프 전환 효과

그림 6. 루핑 없는 삽입 과정(시뮬레이션)

그림 7. 루핑 없는 경우의 센서 출력 데이터

그림 8. 루핑 발생(N-loop) 삽입 과정

그림 9. 루핑 발생 시 센서 출력 데이터

6. 논의

이 연구는 대장내시경 루핑을 조기에 감지하여 예방할 수 있는 새로운 방법을 제시했습니다.

그러나 몇 가지 한계도 보고되었습니다.

한계점
- 30개의 센서 유지보수 필요
- 과도한 토션(torsion)이 발생하면 센서 신호 왜곡 가능
- 임상적 적용 전에 추가적인 대규모 연구 필요

그럼에도 불구하고, 벤딩 센서 기반 시스템은 시술 효율성·안전성·교육 효과 면에서 큰 장점을 가지고 있습니다.

7. 결론

대장내시경 루핑은 환자와 의료진 모두에게 심각한 부담을 주는 문제입니다.

벤딩 센서 기반 루핑 감지 시스템은 루핑 발생을 조기에 탐지하여 시술 성공률 향상, 환자 안전 강화, 시술 시간 단축에 기여할 수 있습니다.

앞으로 인공지능(AI) 알고리즘과 결합될 경우, 이 시스템은 전 세계적으로 대장내시경 표준 장비로 자리 잡을 잠재력이 있습니다.

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