초록 ▼

1. 기술개발개요
본 사업은 광역경제권 거점기관지원 사업으로서, 지역의 신산업창출의 기반조성과 새로운 산업의 성장 동력을 육성하는데 있음. 이에 본 과제에서는 전자의료기기 부품소재 분야에서, “초광각 렌즈와 UWB를 적용한 내시경 팁 모듈 및 통신용 내시경 핸들 모듈 패키지 개발”을 수행하고자 함.

2. 개발내용 및 결과
본 사업에서는 최종 목표인 “내시경 이미지 센서에 접목 가능한 초광각 렌즈 개발 및 UWB 기반 통신 기술 개발”을 위하여 내시경 장비를 위한 초광각 렌즈와 UWB를 결합한 패키지 모듈 개발

1. 기술개발개요
본 사업은 광역경제권 거점기관지원 사업으로서, 지역의 신산업창출의 기반조성과 새로운 산업의 성장 동력을 육성하는데 있음. 이에 본 과제에서는 전자의료기기 부품소재 분야에서, “초광각 렌즈와 UWB를 적용한 내시경 팁 모듈 및 통신용 내시경 핸들 모듈 패키지 개발”을 수행하고자 함.

2. 개발내용 및 결과
본 사업에서는 최종 목표인 “내시경 이미지 센서에 접목 가능한 초광각 렌즈 개발 및 UWB 기반 통신 기술 개발”을 위하여 내시경 장비를 위한 초광각 렌즈와 UWB를 결합한 패키지 모듈 개발을 하였음. 또한 이를 구현하기 위한 하위 서브 패키지 모듈은 초광각 렌즈, 이미지 센서, 광원, 이미지 프로세서를 포함하는 내시경용 팁 모듈과 영상 데이터 전송을 위한 UWB 통신 및 WIFI Hybrid RF로 핸들 모듈로 구성됨.
가. 내시경 팁 모듈 개발
- 초광각 (150도 급) 플라스틱 비구면 렌즈 개발
- 내시경용 이미지 센서가 내장된 패키지 모듈개발
- 초광각 플라스틱 비구면 렌즈, 이미지 센서, 광원의 Integration 기술 개발
- 모니터링 환경에서 비구면 렌즈로 인한 이미지의 왜곡 보정 기능을 구현하고 PC및 스마트 기기 상에서 기능 검증
- 소형화를 위한 양면 다층 PCB 사용
나. UWB 통신용 내시경 핸들 모듈 구현을 위한 UWB 기술 및 소형화 기술 개발
- UWB 통신기반의 채널 모델링
- 내시경용 이미지 전송을 위해 UWB를 기반으로 WiFi와 결합된 핸들부 개발
다. 팬텀 및 동물을 이용한 임상실험 데이터 수집 및 검증용 Data 추출
- 팬텀 및 동물을 이용한 의료진의 임상 실험결과 자료 수집 및 유형별 분류
- 유형별 분류된 데이터를 바탕으로 신뢰성 및 안정성 평가
- 팬텀 및 동물(토끼/개)을 이용한 임상 실험을 통한 내시경 장비의 기초성능 테스트
라. 내시경용 이미지센서 기반의 모니터링 기술 개발
- 내시경 카메라(이미지센서) 기반의 데이터 전송 및 모니터링 S/W 개발
- 모니터링 정보의 웹(SNS)/App연동 및 스마트폰을 통한 모니터링 화면 표출 기능 구현

3. 기술 및 경제적 성과
주관기관은 플라스틱 재질의 초광각(150도 급) 렌즈에 대한 프로토타입 레벨에서의 기능 구현, 초광각 렌즈, 이미지 센서, 광원, 이미지 프로세서 포함하는 내시경 팁 모듈 구현 및 내시경용 비구면 렌즈로 인한 이미지 왜곡 현상 보정기능을 모니터링 PC 및 스마트 단말기 상에서 구현에 관한 연구를 진행하였으며, 참여기관인 서울과학기술대학교는 저전력 초광대역UWB와 WiFi Hybrid RF로 내시경 핸들 모듈에서 모니터링 서버로 이미지 전송 구현, 내시경 팁 모듈과 핸들모듈 사이의 통신 방식 검토 및 주관기관과 연계하여, 내시경용 이미지 센서기반의 모니터링 기술 심화연구를 진행하였고 영남대학교 의료원에서는 의료 연구진의 임상(동물/팬텀 이용)데이터 분석 및 내시경 모듈개발을 위한 연구와 더불어 동물 및 팬텀을 이용한 임상데이터 기반의 내시경 모듈의 의학적 요구사항 도출을 진행하였음.
현재 국내 내시경의 시장은 세계시장에서 매우 미흡한 수준이지만, 다양한 기술에 기반한 내시경용 초광각 렌즈/UWB/내시경 팁 모듈 개발을 통해서 원천기술력을 확보할 수 있을 것으로 사료되며, 해외수출이 가능할 것이다. 또한, 국내의 내시경 산업 및 시장을 제고할 수 있으며, 본 연구개발을 통해서는 국내 내시경장비의 효율성이 향상될 수 있으며, 높은 매출효과를 창출할 수 있을 것으로 사료된다. 국제적으로는 해외수출을 통해 내시경 분야에서 이윤을 창출시키고, 국내 내시경 장비에 대한 수입을 대체할 수 있어 경제/산업적으로 큰 파급효과를 가질 것으로 예상됨.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 광역경제권거점기관지원사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 5
• 목차 ... 28
• 제 1 장 서론 ... 32
• 제 1 절 개발기술의 개요 및 필요성 ... 32
• 1. 연구과제의 구조 및 개념 ... 32
• 2. 기존기술의 한계점 및 연구개발의 필요성 ... 35
• 3. 연구과제수행을 위한 기관구성 및 기관별 역할 ... 38
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 40
• 1. 국내·외 기술 현황 ... 40
• 2. 국내·외 시장 현황 ... 55
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 77
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 80
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 80
• 1. 최종목표 ... 80
• 2. 세부과제별 최종 목표 ... 84
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 86
• 1. 초광각 렌즈의 프로토타입 개발 ... 86
• 2. 내시경 팁 모듈 구현 ... 169
• 3. 내시경용 비구면 렌즈로 인한 이미지 왜곡 현상 보정 ... 216
• 4. 설문 및 임상 시험을 기초로 상품화 가능한 제품 기획 ... 237
• 5. 영상 데이터 전송을 위한 무선 내시경 핸들 모듈 개발 ... 273
• 6. 내시경 모듈 성능향상을 위한 연구 ... 380
• 7. 내시경 영상 모니터링 기술 안정화 ... 490
• 8. 의료 연구진의 임상(동물/팬텀 이용) 실험 ... 597
• 9. 내시경 모듈개발을 위한 의학적 연구 ... 615
• 10. 동물 및 팬텀을 이용한 임상데이터 기반의 의학적 요구사항 도출 ... 628
• 제 3 장 기술개발결과 및 사업화 계획 ... 639
• 제 1 절 기술개발 결과 ... 639
• 1. 총 연구개발 추진 일정 ... 639
• 2. 당해년도 연구개발 추진 실적 ... 642
• 3. 주관 및 참여기관별 추진 내역 ... 644
• 제 2 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 647
• 1. 내시경 관련 시장 현황 ... 647
• 2. 내시경 관련 사업화 전망 ... 649
• 제 4 장 사업성과관리 ... 651
• 제 1 절 연구성과(지재권, 논문, 고용 등 유·무형 성과전체 기재) ... 651
• 1. 논문 실적 ... 651
• 3. 국내 특허 출원 ... 660
• 4. 유·무형 성과 ... 670
• 제 2 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 681
• 제 3 절 사업화를 위한 수요기업과 협력계획 ... 682
• 참고문헌 ... 687
• 끝페이지 ... 718