초록 ▼

□ 연구개요
인공와우 수술(Cochlea implantation)은 심각한 청력 손실 장애를 가지고 있는 난청환자들의 달팽이관 청신경을 직접 자극하여 소리 전달하는 전극 어레이(electrode array) 삽입하는 수술로, 최근 크게 주목받고 있는 의료 기술 중 하나임. 달팽이관에 전극어레이를 삽입할 때 전극어레이가 신체 부위와 처음 맞닿는, 청각신경세포가 집해 있는 달팽이관의 첫 턴 지역에서 가장 심각한 손실을 야기하며, 이는 청각신경세포의 손상, 간염으로 인해 2차 수술 및 장기간 통원 치료를 초래하게 됨. 본 연 구에서

□ 연구개요
인공와우 수술(Cochlea implantation)은 심각한 청력 손실 장애를 가지고 있는 난청환자들의 달팽이관 청신경을 직접 자극하여 소리 전달하는 전극 어레이(electrode array) 삽입하는 수술로, 최근 크게 주목받고 있는 의료 기술 중 하나임. 달팽이관에 전극어레이를 삽입할 때 전극어레이가 신체 부위와 처음 맞닿는, 청각신경세포가 집해 있는 달팽이관의 첫 턴 지역에서 가장 심각한 손실을 야기하며, 이는 청각신경세포의 손상, 간염으로 인해 2차 수술 및 장기간 통원 치료를 초래하게 됨. 본 연 구에서는 수술중 임상의에게 환자의 해부학적 정보를 제공함으로써, 최소 손상 및 수술 정확도 향상을 통한 수술 성공률을 크게 높일 수 있는 차세대 스마트 광학영상시스템(OCT)을 개발하여, 환자 맞춤형 로봇 수술 시스템 개발을 위한 기초 연구 성과 및 원천 기술을 확보하여 환자의 삶의 질 향상에 기여하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 최초 연구 계획과 같이 총 연구 기간 내 하고자 하는 연구 목표 및 계획 기반의 최종 목표를 모두 달성하였으나, 조금 미진한 부분이 있어서 95% 이상 달성한 것으로 자체 평가함.
• 초고속 스펙트럼영역 OCT (SD-OCT) 엔진 개발
- 인공와우 수술용 광학영상시스템의 최적의 엔진을 개발하기 위해 SD-OCT 와 SS-OCT(2차년도 개발) 시스템을 구축하여, 코어 엔진에 대한 분해능, 이미징깊이 등 시스템 성능 비교 분석
• SD-OCT 2차원 및 3차원 고속 영상 구현 알고리듬 개발
• 광섬유 기반의 초소형 Hand-Held 프로브 개발
• 2-D 소형 Mirror Scanner 구동 회로 설계 및 보드제작
• 초고속 듀얼 GPU Signal processing 기술 개발
- 듀얼 GPU 병렬처리 연산 알고리듬을 통한 초고속 데이터 처리 연산 구현
• Multi Processing 기반 2D 영상출력 기술 및 데이터 저장 기술 개발
- Multi Processing 기반 고속 데이터 저장 알고리듬 개발
• 초고속 Swept-source OCT (SS-OCT) 엔진 개발
• SS-OCT 2차원 3차원 고속 영상 구현 알고리듬 개발
• GPU Signal Processing 기술과 Multi Processing 기술의 융합 및 최적화 알고리듬 개발
- 3차원 영상 출력을 위한 최적화 알고리듬 개발
• 전영역 (Full-range) 구현 알고리듬 및 하드웨어 개발
- 12 mm 이상의 이미징 깊이를 갖는 알고리듬 및 하드웨어 개발
• 전임상 실험을 통한 최적화 연구
- 코클리어 팬텀에 대한 2차원 영상 획득 통한 전임상 연구 및 시스템 최적화 연구
• GPU 기반의 초고속 전영역(Full-range) 알고리듬 구현
- 듀얼 GPU 기반의 전영역 구현 알고리듬 개발 및 최적화
• 단층영상을 이용한 3-D 실시간 영상 출력 GUI 기술 개발
• 해부학적 정보 제공을 위한 스마트 진단 알고리듬 및 GUI 개발
- 해부학적 정보 제공 및 상하촤우로 상세 영상 확인 가능한 스마트 진단 알고리듬 및 GUI 개발
• 인공와우 수술용 OCT 시스템 최적화 및 시제품 개발
- 시스템의 성능, 민감도, 특이도, 안정도를 종합적으로 검증 및 보완(하드웨어 및 소프트웨어)
- 인공와우 수술용 광학영상시스템으로 최적화하고 시제품을 제작함
• 전임상 실험을 통한 최적화 연구

□ 연구개발결과의 중요성
- 본 연구에서 제안한 인공와우 수술용 차세대 광학영상시스템 기술은 향후 바이오 및 비파괴 검사 등 다양한 분야에서 독보적인 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 사료되며, 특허와 논문을 통한 원천기술 확보가 가능할 것으로 전망됨.
본 연구는 환자맞춤형 로봇 수술 시스템의 기반이 되는 연구로, 현재 국내 최고의 의료용 로봇 연구 인프라를 구축하고 있는 V 의과대학 및 연구 센터 연구진과 협력 연구를 논의하고 있으며, 향후 로봇 수술기반의 광학영상시스템으로의 확장 연구를 추진할 예정임.
- 본 연구를 통해 기초연구성과 획득 및 원천기술 개발에 성공할 경우 복강경 및 흉강경 기반의 첨단 복합 광학내시경 수술시스템 등 다양한 의학 분야의 수술용 광학영상시스템 개발 연구 및 원천 기술 확보를 통한 상품화 연구도 가능할 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• (1) 연구개발의 필요성 ... 6
• (2) 연구최종목표 ... 6
• (3) 연구개발범위 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 13