In microsurgery such as vitreoretinal surgery, there are several limitations in implementing precise operations. Therefore, surgeons can have dexterity in a comfortable posture through the development of a tele-operated system. Recently, the unconstrained master device has emerged as an attractive alternative to the existing linkage-based master devices for microsurgery due to various advantages. As there are no complex mechanical parts, it is possible to have a compact configuration similar to conventional surgical tools used by surgeons in manual surgery and have low inertia. Through non-constrained movement, surgeons' skills can be applied in the most natural and simple way. However, the conventional unconstrained master device's operation methods have several disadvantages in efficient and precise operation.
Therefore, the purpose of this study is to propose an encountered-type master device capable of precise and efficient operation in a comfortable posture through research on a stable posture capable of precise manipulation and a method to improve the precise manipulation ability of humans. In addition, research on a method capable of precise motion tracking during precision manipulation will also be conducted in order to overcome the limitation of tracking resolution of existing motion capture technologies.
The proposed new encountered-type master device will play an important role in dramatically improving the precise manipulation capabilities of the existing unconstrained master devices, expanding the application of the unconstrained master device to various microsurgery, and producing excellent clinical results. Moreover, this technology is expected to have a great ripple effect by being applied not only to microsurgery but also to various surgical fields and assembly environments that require precise manipulation.
유리체 망막 수술과 같은 미세수술에서는 정밀한 움직임을 구현하는데 여러가지 한계들이 있다. 그래서 원격 운용 시스템의 개발을 통해 의사들은 편안한 자세로 다재 다능한 조작이 가능하게 되었다. 최근에 기계적 구속이 없는 마스터 장치가 복잡한 기계 부품들이 없기 때문에 의사들이 메뉴얼 수술에서 사용하던 수술도구들과 유사하게 컴팩트한 구성이 가능하여 낮은 관성을 갖고 구속되지 않는 움직임을 통해 의사들의 술기를 가장 자연스럽게 적용할 수 있는 등의 다양한 장점들로 인하여 기존의 링크기반 미세수술용 마스터 장치들의 매력적인 대안으로 떠오르고 있다. 그러나 기존 구속 없는 마스터 장치들의 조작 방식은 효율적이면서도 정밀한 조작을 하는데 한계를 보이고 있다.
따라서 본 연구의 목적은 정밀한 조작을 할 수 있는 안정된 자세와 인간의 정밀 조작 능력을 향상시켜줄 수 있는 방법에 대한 연구를 통해 편안한 자세에서 정밀하고 효율적인 조작이 가능한 접촉형 마스터 장치를 제안하는데 있다. 그리고 기존 모션 캡처 기술들의 추적 해상도의 한계를 극복하기 위해 정밀 조작시 정밀한 모션 추적이 가능한 방법에 대한 연구 또한 진행될 것이다.
제안하는 새로운 접촉형 마스터 장치는 기존의 구속 없는 마스터 장치들의 정밀 조작 능력을 극적으로 개선시켜 다양한 미세수술에 기존의 구속 없는 마스터 장치의 적용을 확대시키고 임상적으로 우수한 결과를 낼 수 있는 중요한 역할을 할 것이다. 그리고 본 기술은 미세수술 뿐만 아니라 정밀한 조작이 필요한 다양한 수술 분야 및 조립 환경에 적용되어 큰 파급효과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.
