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Index
목차
제1장 연구개발과제의 개요 8
1. 연구개발 목적 8
가. 연구개발의 개요 8
2. 연구개발의 필요성 9
3. 연구개발 범위 11
가. 1차년도 개발내용 및 범위 12
나. 2차년도 개발내용 및 범위 18
다. 3차년도 개발내용 및 범위 24
제2장 국내외 기술 개발 현황 28
1. 국내외 특허 동향 28
가. 연도별 특허 출원 동향 28
나. 국가별 특허 출원 동향 28
다. 기술 성숙도 29
라. 상위 특허 출원인 29
마. 주요 출원인별 특허 출원 동향 30
2. 수동 캡슐 내시경 기술개발 동향 31
가. 국내외 수동 캡슐내시경 기술개발 동향 31
나. 국내외 캡슐내시경 능동구동 기술개발 동향 32
다. 국내외 캡슐내시경 기능 모듈 기술개발 동향 33
3. 국내외 캡슐내시경 디스플레이 시스템의 기술개발 동향 34
가. 다중 뷰(Multi-View) 34
나. 범위 디스플레이(Range Display) 35
다. 맵 뷰(Map View) : 인트로메딕사만 제공 36
3. 선행연구의 내용 및 결과 36
가. 대장내시경 개발 36
다. 수동 캡슐내시경 개발 37
라. 혈관치료용 마이크로로봇 개발 37
마. 전자기 구동 시스템을 이용한 캡슐 내시경의 5자유도 운동 개발 38
바. 관형 소화기관 내벽 스캔을 위한 나선형 운동 개발 38
사. 동물(돼지) 위를 이용한 캡슐 내시경 촬영실험 성공 39
아. SMA Triggered Biopsy Tool 개발 40
자. 소화기 내 약물 도포를 위한 분리형 캡슐 내시경 개발 40
제3장 연구 수행 내용 및 성과 41
1. 외부동물실험을 통한 능동 구동 캡슐 내시경의 문제점 분석 및 개발 방향 모색과 실용화 전략 수립 41
가. 의료적 필요성에 의한 개발 제품의 방향 설정 자문 41
나. 캡슐 내시경을 통한 위장관 질환 진단을 위한 임상 질환에 대한 고찰 41
2. 제품 개발 스펙 43
가. 환자 진단 절차 43
나. 환자 진단 중 위급시 대체 방법 44
다. 개발될 자율 구동형 캡슐 내시경을 통한 위장 검사법의 protocol 개발 45
라. 스펙 결정을 위한 의료진의 자문 46
바. 시스템의 구성 49
사. 전자기 구동 시스템 51
아. 전원 장치 51
자. 환자 베드 시스템 52
차. 모니터링 시스템 52
3. 인허가 준비 53
가. 적용 규격 53
나. 인허가 도우미 54
4. 제품 디자인 54
가. 사용 환경 분석 54
나. 디자인 방향 결정 55
다. 제품 디자인 57
5. 코일 제작 59
가. 코일 제작을 위한 시뮬레이션 59
나. 코일 제작 65
6. 전원 장치 67
가. 전원 장치 스펙 67
나. 전원 장치 개발 68
다. 전원장치 시제품 검토 68
7. 시스템 통합 82
가. 시제품 제작의 어려움. 82
나. 구동 시스템 설계 82
8. 외부조종 인터페이스 장치 설계 및 제작 85
가. 외부 조종 인터페이스의 필요 사양 조사 85
나. 상용제품 기능 테스트 및 특장점 분석 86
다. 외부조종 인터페이스의 구동 동작 정의 및 설계 89
라. 캡슐내시경 모방을 위한 시스템 구동 제어 시뮬레이터 개발 92
9. 인터페이스 구동 소프트웨어 개발 94
가. 전자기 구동 캡슐내시경 제어 알고리즘 개발 94
나. LabView 기반의 ALICE 시스템 구동 소프트웨어 개발 96
다. 통합시스템 기반의 시스템 구동 소프트웨어 개발 98
10. 구동 제어 변환 시스템 개발 100
가. DAC를 이용한 시스템 출력 전류 제어 100
나. 파워 통신규격 정의 104
11. 내시경 영상 디스플레이 시스템 설계 및 제작 105
가. 내시경 영상 디스플레이 시스템 설계 105
나. 디스플레이 시스템 콘솔 구현 106
12. 내시경 영상 디스플레이 소프트웨어 개발 107
가. 시스템 설계를 위한 기술 정보 수집 107
나. 구현된 내시경 영상 디스플레이 소프트웨어 기능 109
다. 구현된 내시경 영상 디스플레이 소프트웨어 간략 설명 110
13. 전체 시스템과의 통합 120
가. 조작부 통합 콘솔 제작 120
나. 최종 통합 모델 120
14. 테스크 및 구동 제어 Calibration 121
가. 구동 제어 관련 테스트 결과 121
나. 내시경 방향 자동보정 소프트웨어 개발 122
15. 정량적 목표 및 평가 125
가. 유효자기장 공간 125
나. 자기장 세기 127
다. 발생 힘 128
라. 이동 속도 129
마. 회전 속도 129
바. 회전오차 130
사. 제어 반응 시간 131
아. 제어 정확도 134
16. 동작 가능한 캡슐 내시경의 모션 정리 136
가. 위 진단에 필요함 동작 모션 136
나. 소장/대장 진단에 필요한 모션 136
다. 특수 기능 137
라. In vitro 검증을 위한 인체 위장관 phantom model 개발 138
17. 외부조종 유선 캡슐 내시경 138
가. 외부조종 유선 캡슐내시경 설계 및 제작 138
나. 외부조종 유선 캡슐내시경을 위한 자력 설계 139
18. 생검 메커니즘 I 140
가. 생검 메커니즘 I 설계 140
나. 생검 모듈 설계 및 제작 142
다. 생검 모듈의 정량적 평가 142
라. 생검 모듈의 정성적 평가(in-vitro) 143
19. 생검 메커니즘 II 143
가. 생검 메커니즘 II 설계 143
나. 생검 모듈의 정성적 평가 (In-vitro) 144
20. 생검 메커니즘 II 기타 검토 145
가. 생검 메커니즘-1 모듈의 전력소모에 따른 회로 설치 가능성 확보 145
나. 리드 스위치 구동 신뢰성 확보 145
다. 채취 조직의 평가 146
21. 외부 조종용 캡슐 내시경 스펙 147
가. 캡슐 내시경 스펙 비교 147
나. 캡슐내시경 데이터 통신 블록도 148
다. 캡슐내시경 데이터 통신 148
라. 캡슐내시경 구조 150
마. 광학계 스펙 150
22. 외부조종 용 캡슐 내시경 개발 151
가. 이미지 압축 151
나. 이미지 센서와 테스트 보드 153
다. 제어 프로그램. 155
라. 동작 테스트 157
마. RF 무선통신 개발 159
바. RF 무선통신 시스템 구현 163
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 180
1. 목표 달성도 180
2. 관련 분야 기여도 180
가. 사람 크기의 자기장 발생 장치 180
나. 자기장을 이용한 의료기기의 안전 규격 정립 180
다. RF 방식의 캡슐 내시경 연구 180
라. 영상기반 정밀 네비케니션 181
3. 과제 목표 달성도 181
(1) 연구개발의 최종목표 181
(2) 연차별 연구개발 목표 및 내용 182
(3) 계획대비 달성도(선정 시 제시된 연구목표) 184
(4) 위 연구목표(총연구기간)에서 중요도 순으로 4~5개 목표 추출 및 가중치 부여 187
제5장 연구개발성과의 활용 계획 188
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 190
1. 접이식 캡슐 로봇 190
2. 캡슐 내시경 시장 진입 신규 제품/기업 191
제7장 연구개발성과의 보안등급 192
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 193
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 194
1. 전남대 194
2. 가천대 195
가. 연구실 안전 점검 체계 및 실시 195
나. 교육 훈련 195
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 196
제11장 기타 사항 198
제12장 참고문헌 199
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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