증강현실 기술은 사용자의 시각에 가상의 영상 정보를 결합하여 다양한 영상 정보를 동시에 취득할 수 있게 한다. 이러한 증강현실 기술은 최근 의료융합을 통해 이미지 가이드 수술(Image-Guide Operation), 수술 교육 훈련, 영상 진단 분야에서 수술 및 진단 시 환자의 장기나 조직들을 구분하여 가시화하고 가장 효과적인 수술 방법을 제시 할 수 있다. 이에 본 논문을 통해 증강현실 기술의 의료 융합을 위한 각 요소 기술의 기술적 특징과 적용 방안 등을 고찰하고자 하였다. 의료융합을 위한 증강현실 기술에서는 효율적인 의료 영상의 구현을 위해 디스플레이, 마커인식 그리고 영상합성 인터페이스 기술의 유기적인 구동이 필수적이다. 이러한 증강현실 기술은 향후, 이미지 가이드 수술, 수술 교육 및 영상 진단 등의 분야에서 현재의 의료 기술을 획기적으로 증진시킬 수 있는 방안이 될 수 있으리라 여겨진다.
증강현실 기술은 사용자의 시각에 가상의 영상 정보를 결합하여 다양한 영상 정보를 동시에 취득할 수 있게 한다. 이러한 증강현실 기술은 최근 의료융합을 통해 이미지 가이드 수술(Image-Guide Operation), 수술 교육 훈련, 영상 진단 분야에서 수술 및 진단 시 환자의 장기나 조직들을 구분하여 가시화하고 가장 효과적인 수술 방법을 제시 할 수 있다. 이에 본 논문을 통해 증강현실 기술의 의료 융합을 위한 각 요소 기술의 기술적 특징과 적용 방안 등을 고찰하고자 하였다. 의료융합을 위한 증강현실 기술에서는 효율적인 의료 영상의 구현을 위해 디스플레이, 마커인식 그리고 영상합성 인터페이스 기술의 유기적인 구동이 필수적이다. 이러한 증강현실 기술은 향후, 이미지 가이드 수술, 수술 교육 및 영상 진단 등의 분야에서 현재의 의료 기술을 획기적으로 증진시킬 수 있는 방안이 될 수 있으리라 여겨진다.
The augmented reality(AR) technology enables to acquire various image information at the same time by combining virtual image information with the user's viewpoint. These AR technologies have been used to visualize patients' organs and tissues during surgery and diagnosis in the fields of Image-Guid...
The augmented reality(AR) technology enables to acquire various image information at the same time by combining virtual image information with the user's viewpoint. These AR technologies have been used to visualize patients' organs and tissues during surgery and diagnosis in the fields of Image-Guide Operation, Surgical Training, and Image Diagnosis by medical convergence, and provides the most effective surgical methods. In this paper, we study the technical features and application methods of each element technology for medical fusion of AR technology. In the AR technology for medical convergence, display, marker recognition and image synthesis interface technology is essential for efficient medical image. Such AR technology is considered to be a way to drastically improve current medical technology in the fields of image guide surgery, surgical education, and imaging diagnosis.
The augmented reality(AR) technology enables to acquire various image information at the same time by combining virtual image information with the user's viewpoint. These AR technologies have been used to visualize patients' organs and tissues during surgery and diagnosis in the fields of Image-Guide Operation, Surgical Training, and Image Diagnosis by medical convergence, and provides the most effective surgical methods. In this paper, we study the technical features and application methods of each element technology for medical fusion of AR technology. In the AR technology for medical convergence, display, marker recognition and image synthesis interface technology is essential for efficient medical image. Such AR technology is considered to be a way to drastically improve current medical technology in the fields of image guide surgery, surgical education, and imaging diagnosis.
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문제 정의
본 논문을 통해 증강 현실의 의료 응용 시 요구 기술 및 사용자와 응용 소프트웨어 간의 유기적인 상호작용의 필요성과 중요성에 대해 알아보고, 이를 위한 증강현실 기술을 활용한 사용자 인터페이스를 분류하였다. 현재의 대부분의 수술은 내시경 및 복강경을 사용하여 시야를 확보한 후에야 레이저, 방사선, 초음파 또는 특수 제작된 외과용 수술도구 등을 이용하여 이루어지고 있었으나, 증강현실 기술의 도입을 통해 수술과정 시 진단의학 영상자료와 복강경 또는 내시경 화면과의 동시 해석을 통해 최소 침습 수술의 효율과 범위가 넓어질 것으로 예상된다.
최근 이러한 증강현실 기술은 특히 의료 분야에서 다양한 방식으로 응용되고 있으며, 이미지 가이드 수술 (Image-Guide Operation), 수술 교육 훈련, 영상 진단학, 재활의학, 신경과학 영역에서 많은 연구가 진행되고 있다 [6-8]. 의료 분야에서의 이러한 증강현실 기술의 도입은 수술 시뮬레이션으로써 환자의 장기 혹은 조직을 구분하여 표현하고 조작하거나 수술 시 가장 효과적인 수술 방법을 제시하여 수술하고자 하는 부위의 내부를 정합해서 보여주거나 단층 촬영된 영상을 함께 보여줌으로써 정확한 시술을 도와주는 기법으로 적용 될 수 있으며, 이에 본 논문에서는 증강현실 기술의 의료 응용을 위해 각 요소 기술의 기술적 특징과 적용 방안 등을 고찰하고자 한다.
제안 방법
기존의 인터페이스에서도 응용 현실에 맞게끔 다양한 방법을 통해 절차적 가이드를 제시하고 검증을 수행하였다.
성능/효과
수술 중, 의사가 현미경을 통해 환자의 뇌화면 영상과 수술 전에 이미 촬영된 환자 뇌 내부의 2D/3D 영상을 중첩하여 보여주고 여러 모니터를 보기위해 고개를 돌릴 필요 없이, 수술과 관련된 각종 정보를 모니터를 통해 불러와서, 의사가 수술하는 동안 자동으로 영상을 통해 수술을 진행할 수 있었다[1]. 이는 Medical Realities를 통해 가상현실(VR)을 이용하여 수술과정을 시뮬레이션 하는것과는 다르게 별도의 VR용 헤드셋을 사용할 필요없이 수술용 현미경이나 헤드셋 카메라 화면에 미리 촬영된 환자 뇌의 입체 영상과 의료 정보를 투영할 수 있는 CaptiView와 같은 증강현실이 실제 수술에 훨씬 빨리 적용될 수 있음을 예상 할 수 있었다. 베더슨 박사는 복잡 하고 위험한 뇌수술에 증강현실을 사용하면 네비게이션을 켜고 도로를 운전하는 것처럼 비슷한 효과를 가져와 보다 정확하게 수술을 할 수 있다고 밝혔다[1].
후속연구
즉, 모니터나 가상공간에서만 이루어지던 작업들이 아주 자연스럽게 현실 공간에서 이루어질 수 있는 날이 다가올 것이다. 또한, IoT 기술과 유기적인 결합을 통해 미래의 지능형 공간에서 혁신적인 소프트웨어 인터페이스의 한 부분을 담당할 것으로 전망한다.
몰입형 workbench를 통해 집도의의 움직임을 따라 원하는 곳을 확대하여 보여주고, 어떤 술식으로 하는 것이 가장 안전하고 정확한지에 대한 정보를 수술용 현미경 화면에 보내는 것도 가능할 것이다[Fig. 1]. 이러한 증강현실 기술은 CT 혹은 MRI 등을 통한 기존 의료 정보와 동시에 한가지 디스플레이를 통해 구현하여 수술 중실시간으로 정보를 투영할 수 있으며, 특히 디스플레이용 하드웨어 수술용 로봇 다빈치 등을 통해 CaptiView를 장착할 수 있게 된다면 기존의 수술 체계를 변혁할 수 있는 새로운 혁신이 될 수 있으리라 여겨진다[9,10].
따라서 이러한 세 가지 주요 특징이 유연하게 조합된 증강현실 기반 유기적 UI는 대부분의 학습시간 단축을 가져올 것으로 기대한다 [15,16]. 이러한 주요 특징들이 적절하게 조화를 이루며 술자가 쉽게 증강현실을 인자할 때 비로소 증강현실 인터페이스로서의 차별성을 지닌다고 할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
증강현실 기술이란?
최근 4차 산업 혁명의 핵심으로 등장한 증강현실 (Augmented Reality, AR) 기술에 대한 국내 및 국외의 관심이 고조되고 있다. 증강현실 기술은 사용자의 시각 으로 보는 현실세계에 가상의 영상 정보를 결합하여 보여주는 기술로서 실시간으로 현실 공간에 가상의 영상을 투영하거나 결합하여 하나의 영상으로 나타내어 다양한 영상 정보를 동시에 취득할 수 있게 한다. 최근 구글 글래스 및 다양한 디스플레이 기기와 빠른 정보 처리가 가능한 고성능의 휴대용 장비 및 스마트폰 등이 빠르게 보급되면서 상용화 단계에 접어들었으며 관광서비스, 게임, 원격의료진단, 제조공정관리, 교육분야 등에서 다양하게 활용되고 있다.
증강현실 (Augmented Reality, AR) 모니터링 기술이 의료분야에 활용될때 과거와 달리 기대할 수 있는 효과는 무엇인가?
본 논문을 통해 증강 현실의 의료 응용 시 요구 기술및 사용자와 응용 소프트웨어 간의 유기적인 상호작용의 필요성과 중요성에 대해 알아보고, 이를 위한 증강현실 기술을 활용한 사용자 인터페이스를 분류하였다. 현재의 대부분의 수술은 내시경 및 복강경을 사용하여 시야를 확보한 후에야 레이저, 방사선, 초음파 또는 특수 제작된 외과용 수술도구 등을 이용하여 이루어지고 있었으나, 증강현실 기술의 도입을 통해 수술과정 시 진단의학 영상자료와 복강경 또는 내시경 화면과의 동시 해석을 통해 최소 침습 수술의 효율과 범위가 넓어질 것으로 예상된다. Fig.
증강현실 기술 구성요소는 무엇인가?
증강현실 기술의 요소기술은 디스플레이, 마커인식, 그리고 영상합성 인터페이스로서 구성할 수 있다. 디스 플레이 기술은 가장 일반적으로 사용되는 디스플레이인 머리에 착용하는 HMD (Head Mounted Device) 및 이동성이 편리한 Non HMD(Non Head Mounted Device)인 Hand-Held 등의 하드웨어로 구성된 모니터링 기술로서 구현되고 있다[3].
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