초록 ▼

Robotic surgery has increased the precision and accuracy of the operation and at the same time minimized the wound of the patient. The effect has been demonstrated in a large number of procedures, and recently the market is rapidly increasing. By now, worldwide da Vinci has monopolized laparoscopic

Robotic surgery has increased the precision and accuracy of the operation and at the same time minimized the wound of the patient. The effect has been demonstrated in a large number of procedures, and recently the market is rapidly increasing. By now, worldwide da Vinci has monopolized laparoscopic surgery robot market, but the question of cost-effectiveness constantly has been raised as its high cost, which is over 2.5 million dollar. Furthermore the surgery area is severely limited due to its straight and rigid surgical instruments. The project is proposed to overcome these limitations.

The final goal of this project is to develop endoscopic surgical robot system utilizing commercial endoscope, and five product line-up is scheduled to be developed for gastric, colonic, laparoscopic, ear-nose-and-throat, and neurosurgical field. In the 1st year, the gastric and colonic surgery systems have been developed. Ultra-slim robot arm for neurosurgical application has been additionally tested to check its feasibility.

The developed system consists of "Robot Arm", which is inserted into the human body, and, "Master Console", which controls robot arm. The followings are components which have been developed in the Robot Arm part.
1) Miniaturized and multi-DOF surgical end effector which enables easy insertion and multi-directional traction of organ
2) Flexible tube mechanism capable of conveying motor force to the end effector while being easily inserted
3) The compact driving unit can be mounted on a surgical bed
4) Cap which is mountable to commercial endoscope

In addition, the followings have been developed in the Master Part.
1) Ergonomic master device
2) Robot simulator indicating the position and posture the robot arm inside the body
3) Tele-operated control system

Through the developed endoscopic robot, we expect that new surgery paradigm which is called non-invasive surgery will be activated in the market and therefore high-quality health care services is provided for patients.

Abstract ▼

로봇 수술은 환자의 상처를 최소화함과 동시에 수술의 정밀, 정확도를 높여주었고, 그 효과가 입증되어 최근 급속하게 시장 규모가 증가하고 있다. 현재, 전 세계적으로 다빈치(daVinci)가 복강경 수술 로봇 시장을 독점하고 있지만, 대당 25억원을 상회하는 고가로써 수술비용 대비 효과에 대한 의문이 끊임없이 제기되고 있고, 수술 기구가 곧음(rigid)으로 인하여 수술영역이 크게 제한된다는 한계점을 가지고 있다. 이에 본 과제가 제안되었다.
본 과제의 최종 목표는 “상용 내시경에 탈부착 가능한 내시경 수술로봇 시스템의 개발”이

로봇 수술은 환자의 상처를 최소화함과 동시에 수술의 정밀, 정확도를 높여주었고, 그 효과가 입증되어 최근 급속하게 시장 규모가 증가하고 있다. 현재, 전 세계적으로 다빈치(daVinci)가 복강경 수술 로봇 시장을 독점하고 있지만, 대당 25억원을 상회하는 고가로써 수술비용 대비 효과에 대한 의문이 끊임없이 제기되고 있고, 수술 기구가 곧음(rigid)으로 인하여 수술영역이 크게 제한된다는 한계점을 가지고 있다. 이에 본 과제가 제안되었다.
본 과제의 최종 목표는 “상용 내시경에 탈부착 가능한 내시경 수술로봇 시스템의 개발”이며, 최종적으로는 위, 대장, 복강, 이비인후과, 신경외과용으로 5가지 Product Line-up을 개발하는 것이 목표이다. 이 중 1차년도에는 위, 대장 수술용 수술 로봇 시스템이 개발되었고, 더 나아가, 개발 목표상에는 없었지만 추가적으로 신경외과용 초소형 로봇 팔의 실현 가능성이 검증되었다.

개발된 시스템은 크게 내시경에 장착되어 몸속에 삽입되는 “로봇 팔(Robot Arm)”과 그것을 조종하는 "마스터 콘솔(Master Console)"로 나눌 수 있다. 로봇 팔에서는 다음과 같은 요소들이 개발되었다.
1) 높은 자유도와 충분한 힘을 낼 수 있는 소형 수술 관절 (말단부)
2) 인체의 장기를 따라서 유연하게 삽입되면서도 말단부에 힘을 전달할 수 있는 유연부
3) 수술 베드에 장착이 가능한 소형화된 구동부
4) 상용 내시경에 탈부착 가능한 캡(Cap)

또한 마스터 콘솔에서는 다음과 같은 요소들이 개발되었다.
1) 인체공학적 마스터 장치
2) 의사에게 로봇팔의 몸속에서의 위치와 자세를 알려주는 수술 관절 시뮬레이터
3) 마스터-슬레이브 제어 시스템

본 로봇의 다빈치 로봇과의 가장 큰 차별성은 유연한(flexible) 수술도구를 사용한다는 것이다. 이로 인하여 다빈치가 접근할 수 없는 영역--이비인후과, 신경외과, 상하부 소화기 내과, 비뇨기과, 태아 수술, 등--에서 로봇 수술이 가능하다는 점이다. 상기 영역은 아직 로봇 수술이 이루어지지 않은 미개척 영역(blue ocean)이다. 본 로봇의 또 다른 장점은 상용 내시경 및 수술도구를 활용함으로써 의사들의 기존 수술법을 크게 바꾸지 않고서도 로봇 수술을 쉽게 행할 수 있다는 것이다. 따라서 본 로봇을 개발함으로써 환자에게 “무침습 수술”이라는 질 높은 의료서비스를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 내시경 시장과 공존하면서도 새로운 수술 로봇 시장을 창출함으로써 내시경 로봇 수술 기술을 선도하고 의료 신산업 창출이 가능해질 거라 예상한다.