The Development of Image Processing System for Medical Robot Remote Application

의료용 로봇 원격 응용을 위한 영상처리 시스템 개발

  • Kim, Joo Young (Department of Medical Engineering, Colleage of Medicine, Yonsei University) ;
  • Kim, Joong Hyuk (Department of Medical Engineering, Colleage of Medicine, Yonsei University) ;
  • Kim, Jung Chae (Department of Medical Engineering, Colleage of Medicine, Yonsei University) ;
  • Kim, Kee Deog (Department of Advanced General Dentistry, Colleage of Dentistry, Yonsei University) ;
  • Yoo, Sun K. (Department of Medical Engineering, Colleage of Medicine, Yonsei University)
  • 김주영 (연세대학교 의과대학 의학공학교실) ;
  • 김중혁 (연세대학교 의과대학 의학공학교실) ;
  • 김정채 (연세대학교 의과대학 의학공학교실) ;
  • 김기덕 (연세대학교 치과대학 통합진료과) ;
  • 유선국 (연세대학교 의과대학 의학공학교실)
  • Received : 2011.12.13
  • Accepted : 2012.12.11
  • Published : 2012.12.31

Abstract

In this paper, web-base image processing system has been implemented for remote-controlled medical robot applications. The developed software system was hierarchically composed of diverse image processing and remote operation modules, and the hierarchical composition was satisfied the expandability to higher level application and the accessibility over the web. It can also support diverse file formats including DICOM, VRML, and CAD(STL) to display, transmit, store and share the processed images depending on application environment. Message-based data exchange, object-oriented module and open-source based software configuration will enable the dynamic combination associated with diverse remote medical application requirements.

본 논문에서는 원격제어가 가능한 의료용 로봇 응용을 위한 웹기반-영상처리 시스템을 구현하였다. 개발된 소프트웨어 시스템은 다양한 영상처리 모듈과 원격 제어동작 모듈로 계층적으로 구성되어 있으며, 계층적 구성은 상위계층의 복잡한 응용을 위한 확장성과 웹에서의 접근성을 만족하였다. 또한, 응용환경의 변화에 따른 처리된 영상의 표시, 전송, 저장 및 공유를 위하여 다양한 DICOM, VRML, CAD (STL) 파일형식을 지원하였다. 메시지를 기반으로 한 데이터 교환과 객체-지향 모듈과 오픈소스 기반의 소프트웨어 구성은 다양한 원격 의료 응용에 따른 다양한 요구조건에 맞는 효율적인 동적 조합이 가능할 것이다.

Keywords

References

  1. Mitsubishi M, Arata J, Tanaka K, et al: Development of a Remote Minimally-Invasive Surgical System with Operational Environment Transmission Capability, IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2003, Taipei, pp. 2663-2670
  2. Ikuta K, Daifu S, Hasegawa T, Higashikawa H: Hyper-finger for Remote Minimally Invasive Surgery in Deep Area, Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 2002, Japan, pp. 173-181
  3. Kobayashi Y, Chiyoda S, Watabe K, Okada M, Nakamura Y: Small Occupanvy Robotic Mechanisms for Endoscopic Surgery, Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 2002, Japan, pp. 75-82
  4. Paul HA, Mittlestadt B, Bargar WL, et al: A Surgical robot for Total Hip Replacement Surgery, IEEE International Conference on Robotics and Automation. 1992, Nice, pp. 606-611
  5. 승성민, 강병전, 박석호, 박종오, 김경환: 뇌수술을 위한 원격 수술로봇 시스템에 대한 연구. 대한기계학회 춘계학술대회 논문집. 2009, pp. 232-237
  6. Kwon DS, Kyung GU: Status and prospects of medical robots. Journal of the KSME 42:38-44 (2002)
  7. Delingette H, Pennec X, Soler L, Marescaux J, Ayache N: Computational Models for Image-Guided Robot-Assisted and Simulated Medical Interventions. Proceedings of the IEEE 94:1678-1688 (2006)
  8. Abolmaesumi P, Salcudean SE, Zhu WH, Sirouspour MR, DiMaio SP: Image-guided control of a robot for medical ultrasound. IEEE transactions on robotics and automation 18:11-23 (2002) https://doi.org/10.1109/70.988970
  9. 최진혁, 김영준, 이승빈 등: 오픈소스를 활용한 로봇 수술용 3차원 수술계획 및 시뮬레이션 소프트웨어 플랫폼개발. 한국정밀공학회 춘계학술대회 논문집. 2012, pp. 759-760
  10. 나군호: 로봇 수술의 현재와 미래. 대한의사협회지 67-73 (2008)
  11. Gonzalez RC, Woods RE (하영호, 남재열, 이응주, 이철희 옮김): 디지털영상처리. 2nd ed, 그린, 서울(2002), pp. 232-238
  12. Dougherty G: Digital Image Processing for MEDICAL APPLICATIONS, CAMBRIDGE, New York (2009), pp. 321-324
  13. 김중혁, 김정채, 김기덕, 유선국: 적응형 총변이 기법을 이용한 가우시안 잡음 제거 방법; CBCT 치과 영상에 적용. 전자공학회논문지 49:29-39 (2012)
  14. Young IT, Vilet LJ: Recursive implementation of the Gaussian filter. Signal Processing 44(2):139-151, (1995) https://doi.org/10.1016/0165-1684(95)00020-E
  15. Andrews HC, Hunt BR: Digital Image Restoration, Prentice Hall, New York (1977), pp. 126-186
  16. Yoo SK, Wang G, Rubinstein JT, Vannier MW: Semiautomatic Segmentation of the Cochlea Using Real-Time Volume Rendering and Regional Adaptive Snake Modeling. Journal of Digital Imaging 14:173-181 (2001) https://doi.org/10.1007/s10278-001-0102-0
  17. Schroeder W, Martin K, Lorensen B: The Visualization Toolkit, 4th ed, Kitware, New York (2006), pp. 81-118, 161-481
  18. Inc. Kitware: The VTK User's Guide, 11th ed. Kitware, New York (2010), pp. 119-161, 213-249
  19. Lorensen WE, Cline HE: Marching Cubes; A High Resolution 3D Surface Construction Algorithm. Computer Graphics Proc SIGGRAPH 21:163-169 (1987) https://doi.org/10.1145/37402.37422
  20. 홍성혜, 김정채, 백진욱, 김기덕, 유선국: 웹 기반 치과 서비스를 위한 CBCT 치아 영상 압축 및 전송. 대한의학영상정보학회지 15:33-38 (2009)