초록 ▼

본 연구에서는 단일포트 복강경 수술을 위한 샤프트 인스트루먼트 시스템 및 항문 내시경을 위한 항문경 기구를 설계 및 개발한다.
1. 단일포트 투관을 위한 일체형 샤프트 인스트루먼트 시스템의 개발.
- 단일포트 수술이 가능하도록 하는 직경 10/14mm의 6자유도 인스트루먼트샤프트의 개발.
- 사용자의 직관적인 조작이 가능하도록 하는 manual type의 인스투루먼트 개발.
2. 일체형 샤프트 시스템을 활용한 로봇 수술의 구현 및 제어기법 개발.
- Macro-micro 제어기법을 통한 수술용 샤프트 인스

본 연구에서는 단일포트 복강경 수술을 위한 샤프트 인스트루먼트 시스템 및 항문 내시경을 위한 항문경 기구를 설계 및 개발한다.
1. 단일포트 투관을 위한 일체형 샤프트 인스트루먼트 시스템의 개발.
- 단일포트 수술이 가능하도록 하는 직경 10/14mm의 6자유도 인스트루먼트샤프트의 개발.
- 사용자의 직관적인 조작이 가능하도록 하는 manual type의 인스투루먼트 개발.
2. 일체형 샤프트 시스템을 활용한 로봇 수술의 구현 및 제어기법 개발.
- Macro-micro 제어기법을 통한 수술용 샤프트 인스트루먼트 통합제어기법의 개발.
- 사용자의 작업 피드백을 위한 마스터/슬레이브 시스템의 개발.
3. 듀얼 카메라 기반의 항문내시경 기구의 개발.
- 이동 가능한 두 대의 카메라를 이용한 항문내시경 기구의 개발.
- 영상 통합 알고리듬을 통해 두 대의 카메라로 획득한 영상을 통합하는 영상처리 알고리듬 개발.
본 연구에서 개발한 다자유도의 수술용 샤프트 인스트루먼트 기구는 기존의 복강경 수술기구를 대치할 뿐 아니라 다자유도로인해 단일포트 복강경 수술에 적합함. 카메라를 이용한 항문 내시경 기구는 두 대의 카메라를 통해 더 넓을 부위를 정확하게 관찰 및 기록할 수 있음.

Abstract ▼

This research is to develop a new type of shaft instrument for laparoscopic surgery. The instrument is made possible for a single port incision surgery, where some obstacle avoidance and redundant degree of freedom are required. We motorize the device in order that the device can be combined with a

This research is to develop a new type of shaft instrument for laparoscopic surgery. The instrument is made possible for a single port incision surgery, where some obstacle avoidance and redundant degree of freedom are required. We motorize the device in order that the device can be combined with a robotic arm to perform a tele-surgery as da Vinci system does.
Details of the surgical instrument for laparoscopic surgery are as follows.
1. Development of shaft instrument for single port surgery
. We developed shaft instruments with 10mm and 14mm of diameters possibly for single port incision surgery.
. In overall sense, the instruments have totally 6DOFs so that a large degrees of freedoms during surgery are obtained.
. We developed a manual type human-intuitive handler where the shaft instrument is to be attached.
. The motorized shaft instrument was combined with SCARA robot for experimenting a teleoperated surgery.
2. Control for robotic surgery system
. Macro-micro manipulation control strategy was applied for the system.
. We assumed a basic master-slave structure for a whole system.
3. Development of anoscope with dual cameras
. We developed a new anoscope system to be combinedly used with our surgical instrument.
. Two movable cameras are attached on a rail so that the surgeon can secure better vision.
. Using stereopsis, two separate images are arranged to yield a single panoramic view.
The developed multi-jointed saft instrument may be able to replace the conventional one due to better mobility and functionality. This can also contribute to a rather new single port surgery because of the ability to avoid collision between the instruments. In case of the anoscope, the device may be immediately applied to the field due to the simplicity and safety to the patient

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 8
• 제1장. 연구 개발 과제의 개요 ... 9
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 10
• 제3장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 1절. 수술용 샤프트 인스트루먼트 기구의 설계 ... 14
• 2절. 수술용 기구의 기구학적 해석 ... 23
• 3절. 제작된 수술용 인스트루먼트 시스템 ... 28
• 4절. Motorized type 수술용 샤프트 인스트루먼트 기구의 동작 실험 ... 29
• 5절. 수술용 샤프트 인스트루먼트 시스템의 제어 ... 33
• 6절. 원격 조작 기반 시스템 ... 34
• 7절. 스테레오영상기반 항문 내시경 기구의 설계 ... 35
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 44
• 제5장. 연구 결과의 활용 계획 ... 45
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 46
• 제7장. 참고 문헌 ... 47