Surgical Robot


 

두개기저부 수술을 위한 최소침습 미세수술로봇

 

 

  뇌심부종양등 두개기저부의 병변을 최소침습적으로 수술하기 위한 미세수술로봇을 개발한다. 기존의 경두개/경안면적 접근법과 같은 방식은 환자에게 큰 고통과 침습을 유발하여, 현재는 경비강 접근을 통해 뇌심부수술에 도달하는 최소침습적인 transnasal approach에 의해 수술이 진행되고 있다. 이를 위한 직선형 내시경과 수술도구들이 개발되어 사용되고 있으나, 시야범위의 한계나 조작성의 한계에 의해 현재의 직선 수술도구로 접근할 수 없는 영역이 존재하며, 경비강의 좁은 공간을 통해 직선형 수술도구를 조작하는데에 큰 한계가 있다. 또한, 기존의 대형 수술로봇은 신경외과와 같은 미세수술 분야에 사용하기에는 소형화에 한계점이 있다. 이와 같은 기존 접근 방식의 한계를 극복하기 위해, 소형이며 수술도구 툴팁의 조향이 가능한 미세수술로봇을 개발하였다. 엔드이펙터는 90도의 굴곡성을 가지며 상하좌우로 굴곡이 가능하다. 생체적합성 플라스틱에 슬릿을 내고 와이어로 구동하는 방식이며 내부채널이 있어 상용화된 겸자, 큐렛과 같은 수술툴을 적용하여 사용할 수 있다. 집도의의 두 손을 모사하기 위한 두세트의 마스터, 슬레이브 수술로봇을 개발하였고, 이를 통해 세브란스 병원 신경외과와 카데바(사체)실험을 실시하여 두개기저부의 좁은 공간내에서의 미세수술로봇의 효용성을 검증하였다.

 

 

 

 

   

 

슬라이드1.PNG슬라이드2.PNG슬라이드3.png

 

 

 

 
 
 

 

 

개방형 수술로봇 플랫폼에 기반한 차세대 미세수술로봇 (Dr. Hujoon)

 

 

  추간판탈출증 (척추디스크) 을 최소 침습적으로 치료하기 위한 방법으로 경막외 척추 내시경 (Epiduroscopy) 을 이용한 신경 성형술 (Neuroplasty) 이 주목을 받고 있다. 본 과제에서는 경막외 내시경 신경 성형술 (Epiduroscopic Neuroplasty) 를 위한 수술용 로봇, Dr. Hujoon 을 개발하고 있다. 이를 위하여 개방형, 저가형 수술로봇 플랫폼인 University of Washington 의 Raven 수술 로봇 팔에 굴곡 조향이 가능한 미세수술용 로봇 (지름 3.7mm) 과 image sensor (지름 1mm) 이 결합된 로봇 척추 내시경과 이를 원격 조정하기 위한 6축 Haptic Device 을 개발 중에 있다. 또한 X선 영상을 통해 척추 내시경의 삽입 경로를 안내하는 navigation system 과 시술 훈련을 위한 시뮬레이터 또한 개발 중에 있다.

 

 

 

 

허준과제_홈피_그림.jpg

 

 

 

 

 

 

 

관절 내시경용 flexible controllable end-effector

 

 

  유착성 관절낭염을 수술하기 위해 전기소작기용 캐뉼라를 개발한다. 유착성 관절낭염은 흔히 오십견이라 불리는 질환이며, 어깨 관절의 최대 운동범위를 제한하고 통증을 유발한다. 현재는 어깨의 상부 포탈에 직선형 전기소작기를 삽입하여 유착성 관절낭염을 치료하고 있다. 하지만 어깨의 아래쪽에 해당하는 인페리어글레노이드영역(6시)에는 직선형 도구가 도달하기 힘들뿐더러 무리하게 힘을 가할 시 어깨 뼈가 손상될 위험도 있다. 또한 이 영역 바로 아래에는 신경이 지나가기 때문에 아래쪽에 포탈을 만들거나 수술하는 것에 있어 위험성이 존재한다. 기존의 굴곡 가능한 도구들은 큰 직경과 곡률반경을 가지고 있어서 좁은 어깨 관절 내 에서 조작하기에는 부적합하다. 이와 같은 한계점을 극복하기 위해 작은 직경을 가지며 굴곡가능한 전기소작기용 캐뉼라를 개발하였다.

  두 종류의 엔드이펙터가 각각 다른방식으로 구동되는데, 먼저 와이어구동형의 엔드이펙터는 90도의 상하 굴곡이 가능하고 생체적합성 플라스틱 재질로 제작되었으며 건 타입의 조작부를 가진다.  조향캐뉼라형의 엔드이펙터는 두 개의 금속 튜브의 병진운동으로 작동하며 완드타입의 조작부를 가진다. 각각의 조작부는 의사의 의견을 반영하여 인체공학적으로 설계하였고, 아산병원 정형외과와 카데바를 실시하여 어깨관절 내에서의 엔드이펙터 도달범위와 작동성을 검증하였다.

 

도구의 필요성.png

 

[목표수술 : Shoulder Capsular release, 조향형 도구의 필요성]

 

 

 

TRC_1.jpg
[어깨관절의 유착성 관절낭염 수술을 위한 전기소작기용 캐뉼라의 개발 흐름도]
 
 
 
TRC_2.jpg
TRC_3.jpg
[전기소작기용 캐뉼라의 선능을 검증하기위한 카데바 실험]
이 게시물을