As the population is aging and the lifestyle is modernized, the number of patients suffering from retinal diseases is increasing. Retinal disease can lead to permanent visual loss or blindness if not treated in the period. So the surgery and treatment are getting more important day by day. However, intraocular surgery for retinal disease requires precision beyond human limits and requires a subthreshold force sense, so that only highly skilled ophthalmologists can operate the surgery. The application of surgical robots is essential for ophthalmologists to overcome these limitations and to make it easier to proceed for intraocular surgery. In this paper, I propose an active robot arm for vitreoretinal surgery using a parallel slide mechanism. The RCM is fixed in a controlled manner through the parallel slide mechanism, which makes it easier to move the RCM. Also, due to its strong structure from gravity, it can maintain stable posture even in unexpected situations such as power off. First, the functional requirements of active robot arm are summarized through target surgery analysis, reference literature survey, and actual surgery observations. And then, I proposed a design that improves RCM changeability and ease of gravity compensation, which needs improvement in conventional vitreoretinal surgical robot arm. Finally, through experiment and analysis, it was proved that the proposed design has superior RCM changeability and ease of gravity compensation compared to conventional robot arm.
인구가 고령화되고 생활습관이 현대화 됨에 따라, 망막 관련 질환을 겪는 환자가 점점 늘어나는 추세이다. 망막 관련 질환은 제 시기에 치료받지 않으면 영구적인 시력감퇴 및 실명으로도 이어질 수 있어 수술 및 치료가 날이 갈수록 중요해지고 있다. 하지만 망막 질환에 대한 안구 내 수술은 인간의 한계를 넘는 정밀도를 요하고 역치 이하의 힘 감각이 필요해서 매우 숙련된 안과 의사만 집도할 수 있다. 안과의사가 이런 한계점을 극복하고 더 용이하게 안구 내 수술을 위해 진행하기 위해서는 수술용 로봇의 도입이 필수적이다. 본 논문에서는 평행 슬라이드 메커니즘을 이용한 안구 수술용 액티브 로봇 암을 제안한다. 평행 슬라이드 메커니즘을 통해 제어적으로 RCM을 형성하며, 그 덕에 RCM의 이동이 한층 용이해진다는 장점이 있다. 또한 중력으로부터 강인한 구조 덕에 전원이 꺼지는 등의 돌발 상황에서도 안정적으로 자세를 유지할 수 있다. 먼저 목표 수술 분석, 참고 문헌 조사, 실제 수술 참관 등을 통해서 액티브 로봇 암이 가져야 하는 기능적 요구 사항을 정리했다. 그리고 기존의 안구 수술용 로봇 암에서 개선이 필요한 RCM변경 용이성, 중력 보상의 용이성을 향상시키는 설계를 제안했다. 마지막으로 실험과 분석을 통해 제안하는 설계가 기존 로봇 암에 비해 우수한 RCM변경 용이성, 중력 보상의 용이성을 가짐을 입증하였다.
