A Study on the Evaluation Method of Medical Robots

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정 바이오엔지니어링전공, 2016. 8. 김성완.의료용 로봇에는 수술로봇, 재활로봇, 캡슐 내시경 로봇, 자동 레이저 치료용 로봇 등 다양한 로봇들이 있고 현재 많이 개발되고 있다. 그러나 아직 의료용 로봇의 평가방법이 표준화되지 않아 연구팀마다 평가 기준이 다르고 개선사항을 객관적으로 제시하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 의료용 로봇의 안전성, 신뢰성, 내구성 등에 대하여 기존의 평가기준인 ISO 표준과 KS 표준 및 연구 개발팀의 사례를 바탕으로 정리하여 의료용 로봇 평가방법 표준화에 기여하고자 한다. 의료용 로봇이 전반적으로 검증되어야 할 제품성능 기준으로는 정역학적 균형, 제어 안정성, 반복을 통한 내구성 확인 및 비상정지버튼과 생체적합성 등이 있다. 또한 의료용 로봇의 목적은 다양하기 때문에 종류에 따라 특화된 평가지표도 정리하였다. 수술로봇 평가방법에는 로봇의 말단에 부착되는 엔드 이펙터(End-effector)의 성능을 평가하는 지표들과 수술로봇의 기본적인 동작을 전반적으로 평가하는 페그 태스크(Peg task)가 있다. 재활로봇에서는 사람의 근육 및 관절을 기구학적으로 움직이는 경우가 많기 때문에 설계안전성, 구현 가능한 동작 분석, 그리고 환자의 의도에 따라 움직이게 하기 위해 생체신호를 이용한 구동이 있다. 캡슐내시경 로봇 평가에서는 배터리, 영상시스템에 대한 평가 및 위치선정에 대한 평가가 요구된다. 자동 레이저 치료용 로봇의 경우는 연구사례가 적었지만, 제모율과 곡면 인식률 등이 특화된 지표로 판단되었다. 본 연구에서 정리한 의료용 로봇의 평가항목들은 의료용 로봇 시스템을 개발하여 성능을 검증하는데 큰 기여를 할 것으로 기대되며, 통일된 평가지표는 환자들에게 의료용 로봇에 대한 신뢰도를 높여줄 뿐만 아니라 의료산업 활성화에도 크게 도움이 될 것이다.1. 서론 1 1.1. 배경 1 1.1.1. 의료용 로봇 (Medical Robot) 1 1.1.2. 평가지표의 필요성 4 2. 본론 9 2.1. 연구대상 9 2.1.1. 수술용 로봇 (Surgical Robot) 9 2.1.2. 재활로봇 (Rehabilitation Robot) 12 2.1.3. 캡슐내시경 로봇 (Capsule Endoscope Robot) 18 2.1.4. 자동 레이저 치료용 로봇 (Automatic Laser Therapy Robot) 20 2.2. 평가지표 21 2.2.1. 공통 평가지표 22 2.2.2. 수술용 로봇 31 2.2.3. 재활로봇 38 2.2.4. 캡슐내시경 로봇 42 2.2.5. 자동 레이저 치료 로봇 46 3. 결론 48 참고 문헌 50 Abstract 55Maste