• 디지털융복합연구
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• 제19권4호
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• pp.349-353
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• 2021

본 연구는 4차혁명 시대에 수술로봇에 대한 선행연구를 바탕으로 수술로봇의 현황을 분석하고, 향후 수술로봇이 나아가야 할 방향에 대해 전망하고자 시도된 고찰 연구이다. 수술로봇은 '다빈치' 로봇 출시 이후 본격적인 발전이 이루어졌으며, 현재까지는 수술로봇이 의료진의 의도를 반영한 마스터-슬레이브(Master-Slave) 방식이나 의료진의 수술을 보조하는 역할을 수행하고 있다. 최근 수술로봇에 인공지능과 빅데이터를 접목하고, 수술 전용 플랫폼이 아닌 범용성 플랫폼 상용화를 위해 기술이 개발되고 있다. 더욱이, 진단 영상자료를 바탕으로 한 3D 영상 자료 생성, vision probe를 통한 실시간 영상 제공, 영상자료를 하나의 시스템 내로 통합하여 수술로봇 자동화를 위한 기술이 개발되고 있다. 수술로봇의 발전을 위해서는 임상가와 공학자와의 긴밀한 협력, 수술로봇 기술 대한 안전관리, 수술로봇 활용을 위한 제도적 뒷받침이 필요할 것이다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1524-1527
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• 1997

로봇기술의 발달로 인하여 로봇의 활용 분야는 점차 확대되고 있으며 의료 및 재활분야에도 이용되는 추세이다. 의료분야에 이용되는 메디칼 로봇은 최소 절개 수술에 적용하는 경우 많은 이점을 얻을 수 있다는 점과 전문의사가 현장에 있기 힘든 오지나 낙도 또는 전쟁터 같은 곳에서도 원격 수술이 가능하다는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 원격 수술은 수술 계획, 로봇에게 환자 등록, 원격 수술 시행의 세가지 과정을 거치게 된다. 본 논문에서는 원격 수술을 위한 위 과정의 연구 동향을 기술하고 현재 본 실험실에서 수행하고 있는 연구 내용을 다룬다. 원격 수술을 위한 의료시스템을 구축하기 위해 팬-틸터 구동부를 가지 스테레어 시각 시스템을 제작하고 여기서 얻어지는 정보를 HMD에 투시하여 현장감을 느끼게 만드는 것과 수술대에서 환자를 수술하는 듯한 느낌을 제공할 수 있는 기술인 매스터 조작기와 슬레이브 조작기 사이의 힘 피드백 구현에 대해 다룬다.

• 대한정형외과학회지
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• 제53권6호
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• pp.459-465
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• 2018

정형외과 수술의 임상적 결과에 영향을 미치는 요소는 여러 가지가 있지만 수술적 수기가 가장 중요한 요인이며 로봇공학은 술기를 보다 정확하고 일관되게 수행하기 위해 도입되었다. 정형외과 영역에서는 20년 전부터 로봇수술을 사용하였으나 실용성 문제와 합병증의 발생으로 일부 로봇은 도태되었으며 단점을 개선한 로봇이 소개되고 있다. 대부분의 로봇수술은 인공관절수술 분야에서 시행되었고 치환물의 정렬과 위치 선정에서 우수한 것으로 보고되고 있다. 그러나 임상적 결과의 우수성, 실용성, 가성비 등의 측면에서 제한점이 있고 일부 로봇수술에서는 합병증 발생 빈도가 높다는 보고가 있었다. 초기 로봇수술은 수술자의 개입 없이 계획된 수술이 진행되는 능동형 로봇수술이 주를 이루었으나 최근에는 수술과정에서 실시간 피드백을 통해 술자가 술 전 계획을 변경할 수 있고, 햅틱 경계 내에서 제한된 골절제를 함으로써 주요 혈관, 신경, 인대 등의 손상을 최소화할 수 있는 반능동형 로봇수술이 소개되고 있다.

• 기계저널
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• 제42권3호
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• pp.38-44
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• 2002

이 글에서는 의료용 로봇의 연구 분야를 수술보조 로봇, 수술 로봇, 수술 시뮬레이터, 재활 로봇 등으로 분류하여 국내외 연구 현황과 전망에 대해서 소개한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권4호
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• pp.401-407
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• 1999

미세수술용 원격로봇 시스템은 육체적 피로, 눈의 피로, 손떨림, 전염성이 있거나 방사능이 있는 위험성으로부터 의사를 보호하고 돕기 위해 발달되어 왔다. 본 논문은 진보된 미세수술영역중에서 4개를 선정하여 미세수술작업을 대상으로 동작과 수술도구, 정밀도와 분석하여, 미세수술로봇의 개발을 위한 요구사항을 제안하였다. 미세수술의 작업분석은 수술로봇의 기본적인 개념디자인을 분류하고 체계화하는데 도움을 줄 수 있다. 분석된 결과로서 미세수술에 적합하도록 특수하게 디자인된 병렬 미니퓰레이터를 개발하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1797-1798
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• 2008

환자의 환부를 최소한으로 절개하여 시술하는 최소 침습 수술 수술은 많은 장점을 가지고 있어 그 활용도가 점차 확대되고 있다. 하지만 조작하는 조직으로부터 눈과 손이 분리되어 있기 때문에 많은 문제점들이 발생한다. 그 중 하나는 수술 영역과 시각 영역이 분리되어 발생하는데, 최적의 위치조정을 위한 자동 복강경 수술 로봇 팔 시스템 도입으로 이러한 문제를 해결하고 있다. 본 연구에서는 복강경 수술 로봇 팔을 설계하는데 있어 동작 범위를 빠르게 시각화하여 설계 단계에서 다양한 파리미터를 적용하여 보다 효율적인 복강경 수술 로봇 팔의 설계 방법을 제시한다. 제안된 물리 엔진을 이용한 동작 범위 분석 방법은 역기구학을 계산할 필요가 없으며, 설계가 바뀌어도 추가로 산출해야 하는 수식 없이 바로 수정된 기구학만으로 동작 범위 분석이 가능하다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.13-26
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• 2013

본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 적용하여 한국에 있어, 최소침습수술용 의료로봇의 바람직한 미래상을 도출하였다. 최소침습수술용 의료로봇산업은 한국에 있어 미래를 주도할 신성장동력으로 주목받고 있으며, 한국뿐만이 아니라 전 세계적으로도 새로운 신성장산업으로 주목받고 있다. 따라서 본 연구는 이러한 최소침습수술용 의료로봇의 기술적 특징과 그 구성기술요소를 고찰하여, 해외의 최소침습수술용 의료로봇기술 중 특히 미국을 중심으로, 한국의 최소침습수술용 의료로봇기술의 상대적 미래우위전략을 찾고자, 미래지향적인 방안을 모색하였으며, 그 결과 한국의 최소침습수술용 의료로봇에 있어, 증강현실(Augmented Reality) Display기술에 대한 '집중전략'이 한국정부가 추진할 바람직한 정책이었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제38권5호
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• pp.366-370
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• 2005

배경: 일반적으로 심장수술은 정중흉골절개를 통해 행해져 오고 있으며, 과거 십 년간 내시경 장비와 수술 수기의 향상은 작은 절개를 이용한 최소 침습적 심장수술의 발전을 이끌었다. 술자의 음성 명령을 인식하여 내시경을 움직이는 로봇 팔(AESOP 3000, Automated Endoscope System for Optimal Positioning)의 등장으로 심장수술은 로봇 시대에 진입하였다. 대상 및 방법: 2004년 4월부터 12월까지 총 78명의 환자들에게 수술로봇을 이용한 심장수술을 시행하였고 그 중 64명의 환자들에게는 음성명령으로 조절되는 로봇 팔과 대퇴 동정맥관 삽관, 경피적 내경정맥관 삽관, 흉곽을 통한 대동맥 겸자를 사용하여 5cm 우외측 최소개흉으로 로봇을 이용한 최소 침습적 심장수술을 시행하였다. 다른 14명의 환자들에게는 AESOP을 이용한 내흉동맥 박리를 통해 최소 침습적 관상동맥 우회술(MIDCAB)을 시행하였다. 결과: 로봇을 이용한 심장수술은 승모판막 성형술이 37예, 승모판막 치환술이 10예, 대동맥판막 치환술이 1예, MIDCAB이 14예, 심방중격결손증 수술이 9예, Maze 수술만 시행한 경우가 1예였다. 승모판 수술의 경우 평균 체외순환시간은 $165.3\pm43.1$분이었고 평균대동맥 차단 시간은 $110.4\pm48.2$분이였다. 재원일수의 중간값은 승모판 수술인 경우 6일($3\~30$일), MIDCAB은 4일($2\~7$일), 심방중격결손증 수술은 4일($2\~6$일)이였다. 합병증으로는 술 후 출혈로 재수술한 경우가 3예이였고 사망환자는 없었다. 결론: 수술로봇을 이용한 심장수술을 시행한 우리의 경험으로 볼 때 많은 심장외과 의사들이 로봇을 이용하여 작은 창상을 통해 최소 침습적 심장수술이 가능하리라 본다. 수술로봇을 이용한 심장수술의 이점을 분석하기 위해서는 잘 계획된 연구와 긴밀한 장기간의 관찰이 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권4호
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• pp.423-429
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• 2008

배경: 최근 수술 로봇을 이용한 심장수술에 대한 관심이 증가하고 있으나, 이에 대한 임상연구는 제한적이다. 본 연구는 2007년 8월부터 저자들에 의해 시행된 다빈치 수술 로봇을 이용한 심장수술의 조기 임상 경험을 보고하고, 로봇 심장수술 실현성 및 안정성을 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법: 2007년 8월부터 12월까지 총 20명의 환자에게 다빈치 수술로봇을 이용한 심장수술을 시행하였다. 승모판막 질환(n=11), 삼첨판막 질환(n=1), 심방중격결손증(n=1)의 수술시에는 우측 대퇴 동정맥 및 우측 내경정맥을 이용한 말초 삽관 후 체외 순환을 시행하였고, 전방성 심정지액 투입 및 흘곽의 늑간을 통한 대동맥 겸자를 시행한 후 개심술을 시행하였다. 7명의 환자에서 최소 침습적 관상동맥 우회술(MIDCAB)을 시행하기 위하여 다빈치 수술로봇을 이용하여 좌측 혹은 양측 내흉동맥을 박리하였다. 결과: 환자의 평균 나이는 $50.1{\pm}15.1$세($26{\sim}78$)였으며, 11예의 승모판막 성형술시 3예의 Maze 수술 및 1예의 삼첨판막 성형술이 동반되었다. 평균 체외순환시간은 $208.0{\pm}61.3$분, 평균대동맥 차단시간은 $158.8{\pm}40.6$분이었다. 승모판막 성형술 후 2도를 초과하는 잔존하는 승모판막 역류는 없었으며 수술 후 재원 기간의 중간값은 4일이었다. 다빈치 수술로봇을 이용한 내흉동맥의 박리는 6명의 환자에서 좌측 내흉동맥을 박리하였고, 1명의 환자에서 양측 내흉동맥을 박리하였으며 평균 내흉동맥 박리 시간은 $43.2{\pm}12.0$분이었다. 박리된 내흉동맥은 양호한 혈류를 보였으며, 좌전 개흉술 후 직접시하에서 문합을 시행하였다. MIDCAB으로 시행한 문합의 개통률은 100% (18/18)였다. 결론: 다빈치 수술로봇을 이용한 심장수술은 승모판막 성형술, 삼첨판막 성형술, 심방중격 결손의 교정 및 관상동맥 우회술을 위한 내흉동맥의 박리 등에서 다양하게 적용되었으며, 비교적 안전하고 만족할만한 조기성적을 보였다. 본 연구를 계기로 국내에서도 다빈치 수술로봇을 이용한 심장수술의 임상적용 및 임상연구가 활발하게 진행될 것을 기대한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.77-80
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• 2011

의료용 로봇은 크게 네 분야로 나눌 수 있는데, 수술을 보조하는 수술보조 로봇, 수술 로봇, 수술시뮬레이터, 재활 로봇이라 할 수 있다. 이와 같이 의료용 로봇은 주로 고 정밀도 및 신뢰성을 요구하는 작업을 위해 개발되고 있다. 의료용 서비스 로봇의 또 다른 분야로 수술이 아닌 진료를 위한 서비스 로봇이 있다. 진료 서비스 로봇은 병원의 접수 업무 및 진료 시 사용할 수 있는 환자의 생체 데이터 취득, 병원 내 위치 및 콘텐츠 정보 등을 환자에게 제공할 수 있는 로봇이다. 하지만 지금까지의 의료 서비스 로봇은 실제적인 접수 처리과정을 진행하는 역할을 하지는 못하였다. 본 논문에서는 의료 서비스 로봇 시스템을 설계 및 구현하였다. 구현된 로봇 시스템은 의료정보 교환을 위한 표준 프로토콜을 사용해 직접 병원 정보 시스템과의 연동이 가능하고, 병원의 환자 접수 및 처리, 진료 대기자 수와 같은 정보를 제공할 수 있다.