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복강경수술 훈련용 담낭 절제술 시뮬레이션 개발
Development of Cholecystectomy Simulation for Laparoscopic Surgery Training 원문보기

한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers, v.17 no.5, 2012년, pp.303 - 311  

김영준 (한국과학기술연구원 바이오닉스연구단) ,  (한국과학기술연구원 바이오닉스연구단) ,  이승빈 (한국과학기술연구원 바이오닉스연구단) ,  서준호 (한국과학기술연구원 바이오닉스연구단) ,  이득희 (한국과학기술연구원 바이오닉스연구단) ,  박세형 (한국과학기술연구원 바이오닉스연구단)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Laparoscopic surgery is a surgical procedure which uses long laparoscopic instruments through tiny holes in abdomen while watching images from a laparoscopic camera through umbilicus. Laparoscopic surgeries have many advantages rather than open surgeries, however it is hard to learn the surgical ski...

주제어

#Cholecystectomy   #Deformable body modeling   #Gallbladder removal   #Laparoscopic surgery   #Training simulation  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 복강경을 이용한 담낭절제술 전문의 및 레지던트들을 중심으로 사용자 평가를 실시할 예정이다. 또한 개발한 담낭절제 시뮬레이션 기술을 고도화하고 알고리즘을 강화함으로써, 시뮬레이션의 사실감 및 몰입도를 높이고자 한다.
  • 본 담낭절제 복강경 수술 훈련 시뮬레이션 시스템의 성능 및 효과를 평가하기 위한 사용자 테스트가 계획되어 있다. 복강경을 이용한 담낭절제술 전문의 및 레지던트들을 중심으로 사용자 평가를 실시할 예정이다.
  • 본 연구에서는 복강경 수술법을 이용하여 가장 많이 시술되는 술기 중 하나인 담낭 절제술(cholecystectomy)의 훈련에 필요한 일련의 수술과정의 시뮬레이션 소프트웨어 구현 시 필요한 인체 장기 모델링 기법, 변형 계산 및 해당 수술의 개별 조작에 대한 시뮬레이션 기법을 제안한다. 담낭 절제술 시뮬레이션 기술에 필요한 기술로는 담낭(gallbladder or cholecyst), 간(liver), 담도관(bile duct) 등의 인체 장기 모델링 기술, 장기의 실시간 변형 계산, 복강경 수술도구(laparoscopic instrument)와 장기의 충돌 검출(collision detection), 수술 장면의 3차원 사실적 가시화, 햅틱 렌더링(haptic rendering) 및 햅틱 장치 기술 등이 있다.
  • 그림에서 확인할 수 있듯이 수술 도구와 인체 장기의 상호작용이 사실적으로 모사되었으며, 목표 계산 속도 25 fps 이상의 실시간 시뮬레이션을 성공적으로 구현하였다. 의료수술 가상 시뮬레이션의 경우 결과에 대한 정량적 평가가 어려우며, 이에 본 연구에 대한 의료 전문가의 사용자 평가 테스트를 계획하고 있다.
  • 자연스러운 소작 시뮬레이션에 적합할 정도로 충분히 작은 사면체의 크기를 고려할 경우, 사면체의 개수가 수십만 개 이상으로 많아지게 되어 변형 계산에 많은 시간이 소요된다. 이러한 문제점을 개선하기 위한 방안으로 본 절에서는 볼륨 모델(volumetric model) 기반의 담도관 지방조직 소작기법을 제안한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
복강경 수술이란? 최소침습적 수술은 수술 부위를 최소로 절개한 후, 절개 부위를 통해 내시경과 수술기구를 삽입하여 수술하는 방법이다. 복강경 수술은 대표적인 최소침습적 수술법으로서, 복부에 뚫은 3~4개의 작은 구멍을 통해 긴 수술 도구를 삽입하고 배꼽을 통해 삽입한 복강경 카메라로 복부 내부의 영상을 보면서 수술하는 수술법이다. 이 방법을 이용하면 절개 부위를 최소화 하여 환자의 통증을 완화하고 회복 기간을 단축할 수 있는 등 환자에게 여러 이점이 있다.
복강경 수술의 장점은? 복강경 수술은 대표적인 최소침습적 수술법으로서, 복부에 뚫은 3~4개의 작은 구멍을 통해 긴 수술 도구를 삽입하고 배꼽을 통해 삽입한 복강경 카메라로 복부 내부의 영상을 보면서 수술하는 수술법이다. 이 방법을 이용하면 절개 부위를 최소화 하여 환자의 통증을 완화하고 회복 기간을 단축할 수 있는 등 환자에게 여러 이점이 있다. 하지만, 복강경을 이용한 수술법은 수술기구의 조작이 난해하다.
최소침습적 수술이란? 최근, 전통적인 절개술보다 회복시간이나 통증을 획기적으로 줄일 수 있는 최소침습적 수술법(Minimal Invasive Surgery, MIS)이 확산되고 있다. 최소침습적 수술은 수술 부위를 최소로 절개한 후, 절개 부위를 통해 내시경과 수술기구를 삽입하여 수술하는 방법이다. 복강경 수술은 대표적인 최소침습적 수술법으로서, 복부에 뚫은 3~4개의 작은 구멍을 통해 긴 수술 도구를 삽입하고 배꼽을 통해 삽입한 복강경 카메라로 복부 내부의 영상을 보면서 수술하는 수술법이다.
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참고문헌 (20)

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  20. Kim, Y.J., Kim, J.S., Choi, J.S., Chang, D.J. and Park, S.H., 2011, Laparoscopic Surgery Simulation System Using Boundary Element Method, Proc. ACCAS 2010, Busan, Korea. 

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