능동형 캡슐내시경의 실용화를 위한 전자기 구동 시스템 및 제어 인터페이스 개발 An Electromagnetic Actuation System and Control Interface for Practical use of the Active Capsule Endoscope원문보기
기존의 소화기 진단을 위한 유연내시경이 갖는, 시술의 불편함, 고통, 수면 약제의 부작용 등을 해결하기 위해 캡슐내시경이 상용화 되었다. 그러나, 상용화된 캡슐내시경은 많은 장점을 가짐에도 불구하고, 동역학적인 한계로 진단에 제한점을 갖고 있어, 식도나 소장 검진에 주로 활용되었다. 기존에 캡슐내시경의 운동 제어에 대한 다양한 메커니즘 연구가 진행되었으나, 현실적인 적용을 고려한 운동 메커니즘과 사용자 관점의 제어방법이 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 기존에 제안하였던, 의료용 능동 캡슐내시경 구동 시스템에 현실적 요구사항을 반영하여 구조적으로 개선하고 제작하였으며, 성능평가를 통한 제어 ...
기존의 소화기 진단을 위한 유연내시경이 갖는, 시술의 불편함, 고통, 수면 약제의 부작용 등을 해결하기 위해 캡슐내시경이 상용화 되었다. 그러나, 상용화된 캡슐내시경은 많은 장점을 가짐에도 불구하고, 동역학적인 한계로 진단에 제한점을 갖고 있어, 식도나 소장 검진에 주로 활용되었다. 기존에 캡슐내시경의 운동 제어에 대한 다양한 메커니즘 연구가 진행되었으나, 현실적인 적용을 고려한 운동 메커니즘과 사용자 관점의 제어방법이 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 기존에 제안하였던, 의료용 능동 캡슐내시경 구동 시스템에 현실적 요구사항을 반영하여 구조적으로 개선하고 제작하였으며, 성능평가를 통한 제어 알고리즘 개선과 상용화를 위한 전임상학적 검증을 수행하였다. 또한, 사용자의 직관적인 제어 편의성을 제공하기 위해, 캡슐내시경의 1인칭 시점 기반 제어 방식을 적용하고, 인체 착용가능한 제어 입력 인터페이스를 적용하였다. 또한, 캡슐내시경 스스로가 운동제어에 조력할 수 있도록, 반자동화 알고리즘을 적용함으로써, 소장내 캡슐내시경의 이동 편의성을 확보하였다. 아울러, 동물실험프로토콜을 정의하고 수행함으로써, 의료용 능동 캡슐내시경 시스템의 전임상학적 효용성을 검증하였다. 인체 적용가능하며, 사용자 중심의 제어 방식을 제안한 본 연구는, 전자기장으로 제어되는 다양한 인체삽입형 의료기기들의 개발에 있어서, 새로운 플랫폼으로 활용할 수 있다.
기존의 소화기 진단을 위한 유연내시경이 갖는, 시술의 불편함, 고통, 수면 약제의 부작용 등을 해결하기 위해 캡슐내시경이 상용화 되었다. 그러나, 상용화된 캡슐내시경은 많은 장점을 가짐에도 불구하고, 동역학적인 한계로 진단에 제한점을 갖고 있어, 식도나 소장 검진에 주로 활용되었다. 기존에 캡슐내시경의 운동 제어에 대한 다양한 메커니즘 연구가 진행되었으나, 현실적인 적용을 고려한 운동 메커니즘과 사용자 관점의 제어방법이 필요하다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 기존에 제안하였던, 의료용 능동 캡슐내시경 구동 시스템에 현실적 요구사항을 반영하여 구조적으로 개선하고 제작하였으며, 성능평가를 통한 제어 알고리즘 개선과 상용화를 위한 전임상학적 검증을 수행하였다. 또한, 사용자의 직관적인 제어 편의성을 제공하기 위해, 캡슐내시경의 1인칭 시점 기반 제어 방식을 적용하고, 인체 착용가능한 제어 입력 인터페이스를 적용하였다. 또한, 캡슐내시경 스스로가 운동제어에 조력할 수 있도록, 반자동화 알고리즘을 적용함으로써, 소장내 캡슐내시경의 이동 편의성을 확보하였다. 아울러, 동물실험 프로토콜을 정의하고 수행함으로써, 의료용 능동 캡슐내시경 시스템의 전임상학적 효용성을 검증하였다. 인체 적용가능하며, 사용자 중심의 제어 방식을 제안한 본 연구는, 전자기장으로 제어되는 다양한 인체삽입형 의료기기들의 개발에 있어서, 새로운 플랫폼으로 활용할 수 있다.
Capsule endoscopy has been commercialized to solve the inconvenience of the procedure, pain, and side effects of drugs, which are caused by the flexible endoscopy for diagnosing the digestive system. However, capsule endoscopy has limitations in diagnosis due to dynamic limitations, so it has been m...
Capsule endoscopy has been commercialized to solve the inconvenience of the procedure, pain, and side effects of drugs, which are caused by the flexible endoscopy for diagnosing the digestive system. However, capsule endoscopy has limitations in diagnosis due to dynamic limitations, so it has been mainly used for esophageal and small intestine examinations. Various mechanisms for motion control of capsule endoscope have been studied, but mechanisms and a method for controlling user perspective considering realistic application are required. To achieve this goal, the proposed medical active capsule endoscope driving system was structurally improved and manufactured by reflecting realistic requirements. Also, preclinical verification was performed for the improvement and commercialization of the control algorithm through performance evaluation. In addition, to provide user's intuitive control convenience, a first-person viewpoint-based control method of the capsule endoscope was applied, and a semi-automated algorithm was applied so that the capsule endoscope itself could assist in motion control. In addition, by defining and performing animal testing protocols, the preclinical utility of medical active capsule endoscopy systems was verified. In the development of various human body insertion medical devices controlled by electromagnetic fields, this study, which proposed a user-centered control method, can be used as a new platform.
Capsule endoscopy has been commercialized to solve the inconvenience of the procedure, pain, and side effects of drugs, which are caused by the flexible endoscopy for diagnosing the digestive system. However, capsule endoscopy has limitations in diagnosis due to dynamic limitations, so it has been mainly used for esophageal and small intestine examinations. Various mechanisms for motion control of capsule endoscope have been studied, but mechanisms and a method for controlling user perspective considering realistic application are required. To achieve this goal, the proposed medical active capsule endoscope driving system was structurally improved and manufactured by reflecting realistic requirements. Also, preclinical verification was performed for the improvement and commercialization of the control algorithm through performance evaluation. In addition, to provide user's intuitive control convenience, a first-person viewpoint-based control method of the capsule endoscope was applied, and a semi-automated algorithm was applied so that the capsule endoscope itself could assist in motion control. In addition, by defining and performing animal testing protocols, the preclinical utility of medical active capsule endoscopy systems was verified. In the development of various human body insertion medical devices controlled by electromagnetic fields, this study, which proposed a user-centered control method, can be used as a new platform.
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