AR 기술을 이용한 경항문 수술 로봇 훈련 시스템 연구

Abstract

자연개구부 수술은 최소침습수술방법의 한 종류로써 기존의 개복수술에 비해 빠른 수술 후 회복시간과 미관상의 이점으로 인해 최근 각광을 받는 수술방법 중 하나이다. 이 수술법은 환자의 피부를 절개하지 않고 환자의 구강, 생식기, 항문 등을 이용하여 원하는 신체 내 수술부위에 다다르는 것을 그 특징으로 한다. 이러한 자연개구부 수술을 성공적으로 수행하기 위해 최근에 많은 자연개구부내시경 수술로봇이 개발되었다. 내시경 시술 시에 방사선 노출을 방지하기 위해 조작부 분리 및 원격 조정이 필요하다. 또한 사용자는 원격 조정을 위해서 실제 상황을 가시화 할 수 있는 시스템이 필수적으로 필요하다. 하지만 일반 2차원 영상을 보면서 장비를 원격으로 제어하는 것은 어려움이 따른다. 이러한 환경을 제공할 수 있는 시스템을 위해서 증강현실 기술은 유용하게 사용될 수 있다. 현재까지 무흉터내시경 수술을 위한 많은 연구들이 있었으나, 사용자의 편의성을 고려한 연구는 이해 비해서는 부족하였다. 특히 2D 영상을 보면서 로봇을 제어하는 기술은 숙련되는데 많은 시간이 필요하다. 본 연구에서는 능동형 오버튜브와 삽입 메커니즘을 이용한 로봇개발 외에도 경로계획을 이용하여 사용자가 미리 수술의 진행을 파악하고 로봇을 훈련할 수 있는 시스템을 제안하였다. 직장암 로봇의 2차원 경로 계획을 제안하였으며 증강현실을 이용하여 직관적으로 로봇을 관측할 수 있도록 시스템을 구현하였다. 자연개구부 수술 장비에 본 연구를 적용한다면 수술 트레이닝 외에도 전 임상 실험 시에 적용할 수 있을 것이라 기대한다.