초록 ▼

핵심기술
바늘 삽입 엔드이펙터, 마스터-슬레이브 제어 기술, 영상정합, OTS를 이용한 공간정합 및 밸리데이션 기술

최종목표
- IEC60601-1 3.1판 기준 시험검사
- 허가용 임상시험 승인서 획득

개발내용 및 결과
임상연구
⋅ 각종 중재시술 과정의 과학적 분석을 통한 로봇 및 자동화 기기 설계 사양 확립기술 (대상 장기/조직의 물리적/전기적/화학적 특성, 영상 모달리티별 특성, 시술종류 및 절제술 모달리티별 특성 등의 in vitro/in vivo 동물실험 등을 통한 과학적

핵심기술
바늘 삽입 엔드이펙터, 마스터-슬레이브 제어 기술, 영상정합, OTS를 이용한 공간정합 및 밸리데이션 기술

최종목표
- IEC60601-1 3.1판 기준 시험검사
- 허가용 임상시험 승인서 획득

개발내용 및 결과
임상연구
⋅ 각종 중재시술 과정의 과학적 분석을 통한 로봇 및 자동화 기기 설계 사양 확립기술 (대상 장기/조직의 물리적/전기적/화학적 특성, 영상 모달리티별 특성, 시술종류 및 절제술 모달리티별 특성 등의 in vitro/in vivo 동물실험 등을 통한 과학적 분석 연구)

⋅ 신규 진단/치료기술의 개발 연구: 영상/항법 융합 로봇 시스템 및 지능형 인스트루먼트를 활용한 새로운 진단 및 치료기술 프로시저 개발
⋅ 광범위한 임상 데이터베이스에 기반한 질환별/환자별 임상 프로시저 분석연구

원격제어 로봇
⋅ 의사의 방사선 노출을 최소한으로 저감하기 위한 고신뢰도 원격 조종 마스터-슬레이브 구조 로봇 및 제어 기술
⋅ 의료영상시스템 간섭 없는 슬레이브 로봇 구조 및 소재 제작 기술
⋅ 햅틱을 이용한 실감형 마스터 장치

수술계획 및 시술훈련 시뮬레이터
⋅ 다양한 임상적용 질환별/환자별 적용상황에 따른 지능형 시술 계획 보조 기술
⋅ 시술 전 획득한 환자 의료영상을 이용한 3차원 다중 모달리티 영상정합기반 시술계획 시스템 기술
⋅ 시술 중 획득하는 환자 영상 (intra-op.) 과 시술 전 영상 (pre-op.) 및 시술계획의 실시간 정합 기술
⋅ 환자의 방사선 노출 최소화 위한 최적 영상 획득 방법 및 고정밀 정합기술
⋅ 영상정합 정보 및 다양한 형태의 트래킹 시스템과 로봇 시스템을 연동한 시술도구 실시간 유도 항법 기술
⋅ 호흡, 재채기 등의 돌발 위험 요소 자동 인식 및 실시간 안전사고 예방 기술
⋅ 시술 정확도 향상 위한 술기 훈련용 시뮬레이터 기술

지능형 바늘 및 시술 자동화 시스템
⋅ 로봇 시술용 생검 바늘 (aspiration type, true cut 등 지원) 국산화 개발 기술
⋅ 로봇 시술용 고주파/냉동/알콜 등의 치료 바늘 및 지원 시스템 국산화 개발 기술
⋅ 바늘 선단부 생체조직의 물리적/조직학적 특성을 인식하는 센싱 기술
⋅ 중재 시술 워크플로우 자동화를 위한 바늘 교환 및 각종 기능성을 갖춘 end-effector 구조 개발
⋅ 굴곡 경로 삽입을 위한 조향 가능한 바늘 개발 기술

기술개발 배경
- 방사선 피폭 위험 감소 필요: 중재시술은 다수가 투시장치 혹은 CT등의 방사선 촬영장치를 기반으로 함. 따라서 반복적인 방사선 촬영에 의한 환자 피폭의 증가 및 시술자 피폭이 문제가 되고 있음

- 바늘 삽입형 중재시술은 영상 유도하에서 이루어지므로, 위치정보 확보가 어렵고 시술자의 경험에 의존할 가능성이 높아, 바늘이 잘못 삽입되어 대혈관 등 위험장기를 손상한 경우 매우 위급한 상황 초래 가능. 따라서, 원격제어 로봇, 영상유도, 가상벽 기술 등로 시술자의 실수를 최소화 할 필요 있음

핵심개발 기술의 의의
- 세계 최초 바늘 삽입 원격제어 가능한 영상중재시술 로봇 상용화
- 전용 시술계획 영상 워크스테이션, 훈련 시뮬레이터, 자동화 바늘삽입장치 등 해외 유사 사례 없는 최초 신기술 융합 시스템 개발
- 모터, 센서 등 기본 부품 제외한 로봇 및 제어기 국산화 개발
- 제품화 추진 국내 기업 이외에도 다양한 대형 해외 영상의료기기 기업의 기술 이전 타진 등 관심

적용 분야
흉부 및 복부의 1cm급 병소에 대한 CT-fluoroscopy 유도 바늘 삽입 중재시술

(출처 : 최종보고서 초록 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 4
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 44
• 제1장 서론 ... 45
• 제1절 과제의 개요 ... 45
• 제2장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 48
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 48
• 제2절 단계 목표 및 평가 방법 ... 51
• 제3절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 57
• 제4절 수행 결과의 보안등급 ... 69
• 제5절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 70
• 제3장 결과 ... 71
• 제1절 연구개발 최종 결과 ... 71
• 1. 서울아산병원 (총괄) ... 71
• 2. 서울아산병원(임상) ... 73
• 3. 서울대학교병원(임상) ... 75
• 4. 울산대학교 ... 76
• 5. 한국과학기술원(시뮬레이터) ... 78
• 6. 코어라인소프트 ... 80
• 7. 한국기계연구원 ... 81
• 8. 사이보그랩 ... 84
• 9. 현대중공업 ... 86
• 10. 태하메카트로닉스 ... 87
• 11. 알에프메디컬 ... 89
• 12. 서울아산병원(엔드이펙터) ... 91
• 13. 한국과학기술원(스마트니들) ... 94
• 14. 로봇산업진흥원 ... 96
• 제2절 연구개발 추진 체계 ... 99
• (1) 추진 체계 ... 99
• (2) 기술개발팀 편성도 ... 100
• 제3절 고용 창출 효과 ... 101
• 제4절 자체보안관리진단표 ... 102
• 제4장 사업화 계획 ... 103
• 제1절 시장 현황 및 전망 ... 104
• 제2절 사업화 계획 ... 107
• (1) 참여기업 1 : 태하메카트로닉스 ... 107
• (2) 참여기업 3 : 사이보그랩 ... 107
• (3) 참여기업 4 : 현대중공업 ... 108
• 제3절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 109
• 부록 : 시험성적서, 도면, 설계도 등 ... 112
• 끝페이지 ... 276