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Kafe 바로가기주관연구기관 | 가톨릭대학교 산학협력단 |
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연구책임자 | 주천기 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-09 |
과제시작연도 | 2013 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201600017456 |
과제고유번호 | 1415129248 |
사업명 | 바이오의료기기산업원천기술개발사업 |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 초고속 3차원 영상.펨토초 레이저 절제 시술.전안부 정밀 수술. |
최종목표
- 고반복률 광원 및 광소자 기술 개발: 반복률 1000 kHz
- 실시간 OCT 영상 신호 처리 기술 개발: 신호처리 200 frames/s, 초당 3장의 3D 이미지
- 대면적 다심 OCT 광학계 개발: 깊이 12mm
- 각막 정밀 수술용 레이저 기술 개발: 절개선폭 < 10 um, 절개오차 <± 25um, 시술시간 < 100sec
- 백내장 수술기용 레이저 절개 기술 개발: 모니터링시스템
- 안전성 및 유효성 확인: 동물 실험을 통한 유효성 확인
개발내용 및 결과
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최종목표
- 고반복률 광원 및 광소자 기술 개발: 반복률 1000 kHz
- 실시간 OCT 영상 신호 처리 기술 개발: 신호처리 200 frames/s, 초당 3장의 3D 이미지
- 대면적 다심 OCT 광학계 개발: 깊이 12mm
- 각막 정밀 수술용 레이저 기술 개발: 절개선폭 < 10 um, 절개오차 <± 25um, 시술시간 < 100sec
- 백내장 수술기용 레이저 절개 기술 개발: 모니터링시스템
- 안전성 및 유효성 확인: 동물 실험을 통한 유효성 확인
개발내용 및 결과
- 펨토초레이저의 최적에너지 절개위하여 절개과정에서 발생하는 플라즈마를 측정하여 절개 유무 판단 방법 개발
- 절개 후 생체조직에서 발생하는 2차고조파신호 및 자가형광을 광학영상을 통해 영상화 해서 절개 결과를 측정할 수 있는 방법을 개발
- 파장 가변 광원 설계 이론 개발 및 고속 반복률 광출력 구현
- 광대역 광파 회로칩 구현을 위한 임프린트 공정 조건 및 정렬 문제 최소화를 통한 광대역 평탄화 달성
- 다중 코어 CPU에 적용이 가능한 Job-Multi-threading 알고리즘 개발을 통한 실시간 OCT 영상 처리 기술 개발
- CPU와 FPGA를 이용한 hybrid 초고속 데이터 처리 기
- 3차원 영상의 회전 및 영상의 확대/축소, 3축으로의 이동 작업 실시간 확인 프로그램 제작
- 펨토초 레이저 시스템과 연동 가능한 통신 프로토콜 구현
- Off-pivot scan 방식과 Frequency shifting을 적용한 full-range SD-OCT 개발
- 각막, 수정체낭, 수정체의 깊이 정보 확인에 있어서 OCT 기능 점검을 통한 통합 펨토초 수술 시스템 구현
- 이미징 성능검사 및 각막절개, 전낭절개, 수정체분할에서의 펨토초 레이저의 이상적 파워, 지속시간, 파장 등 최적화
- 영상/시술 통합 광학계 제작 및 각막 절개(Incision) 위치, 수정체 전낭절개(CCC) 위치에서 광학계 미세 조립
- 안과 망막 촬영용 Stand Alone 제품 자체 개발
기술개발 배경
- 백내장 수술은 국내 수술 건수 1위, 보험급여비용 1위의 심각한 질환으로, 현재 80세 이상 미국인의 50%가 백내장 수술을 하고 있음.
- 백내장 수술기용 팸토레이저 시스템은 현재 세계시장에서 2012년 572 백만$ 매출을 시작으로 2014년은 1267백만$ 매출이 예상되고 있다. 2018년에는 2100백만$에 도달할 것으로 예상.
- 전 연령대의 환자에게 같은 품질의 수술을 하기 위해서는 펨토초 레이저 수술기가 필요하지만 현재 수입 기기의 독과점 품목인 실정
- 우리나라 고유의 광IT 기술과의 융합으로 자체 기술 확보 및 국산화 시스템의 의료기기 상품화가 절실한 상황.
핵심개발 기술의 의의
- 영상정보와 레이저 절제가 연동된 동시 진단과 치료를 위하여 초고속 OCT 기술과 펨토초 레이저 절개 기술이 핵심 역할을 하며 두가지 기술 모두 신규 자체 확보에 성공하였음.
- 기기 개발 뿐 아니라 동물 전임상 실험의 수행을 통한 임상 변수 최적화에 성공하였음.
- 통합 팸토초 수술 시스템 뿐 아니라 그 내부 모듈로서의 OCT 기술이 단독 이미징 시스템으로 상품화가 가능하므로, 본 기술 개발로 두 가지의 의료기기 상품화 예정임.
- 향후 국산화 수입 대체 뿐 아니라 해외시장의 수출이 기대되며 의료 이외 분야로의 기술 확대 및 기술 수출도 가능.
적용 분야
- 의료용 진단 기기, 의료용 치료기기, 센서, 계측 등
(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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