손상을 최소화하는 수술용 로봇

최근 차세대 수술법으로 손상을 최소화하는 Intuitive Surgical사의 da VinciTM S HD(이하 ‘다빈치’) 수술로봇 시스템이 점점 더 폭넓게 사용되고 있습니다. 이 시스템은 최고의 모션컨트롤 기술을 적용하여 저속의 계산된 속도에서도 숙련된 의사처럼 부드러우면서 정확한 움직임을 보장합니다.

다빈치 수술로봇 시스템
이 외과수술 시스템에는 한 쌍의 수술용 로봇 팔(매니퓰레이터)과 카메라를 삽입하기 위해 환부에 8mm, 12mm 의 작은 절개부 3개가 필요합니다. 수술이 진행되는 동안에는 로봇과 수술 보조자만이 환자 옆에 위치하게 되며, 의사는 수술 주조정장치(수술콘솔)를 통해 정밀하게 진행되는 개방형 수술을 직접 보며 감독할 수 있습니다. 이 시스템의 전체구성은 수술콘솔, 수술도구를 보유한 환자용 카트, 영상처리장비 이렇게 3개 군으로 나뉘어져 있습니다.

수술콘솔은 다빈치가 수술을 수행하는 데 있어서 가장 중요한 부분입니다. 영상을 통한 수술은 극히 고난이도의 작업이며, 가장 일반적인 어려움은 의사가 처리해야 하는 방향전환입니다. 젓가락으로 신발끈을 맨다고 생각해 보면 젓가락을 왼쪽으로 옮길 때 그 끝은 오른쪽으로 이동합니다. 이것이 바로 기존의 복강경 수술에서 생길 수 있는 반직관적인 움직임입니다. 그러나 다빈치를 통해 의사는 콘솔에서 수술 현장을 영상화한 최고의 3D HD 화상을 보면서 수술을 집도 할 수 있게 되었습니다. 다빈치는 3D HD 영상을 통한 세계 최초의 로봇수술시스템으로써, 기존 모델에 비해 2배 이상 향상된 해상도를 통해 더욱 개선된 선명도, 조직단면 및 중요 해부학적 세부사항을 제공할 수 있습니다.

모터 선택

각 조종장치의 핵심은 바로 맥슨의 DC 서보모터입니다. Intuitive사의 엔지니어는 엔코더를 결합하거나 결합하지 않은 RE25가 포함된 30개 이상의 맥슨모터를 사용하여 다빈치를 설계했습니다. 여기에는 GP13 기어헤드와 13mm 마그네틱 엔코더가 결합된 RE13, 특수 엔코더가 결합된 RE35 시리즈의 모터들이 해당됩니다.

맥슨모터는 고정자를 희토류 영구자석으로 설계하고 코어리스 권선을 사용하며 마그네틱 코깅 현상을 제거하여 특히 저속에서 구동 시, 기존의 모터에 비해 더 큰 만족을 얻을 수 있습니다. 맥슨모터는 Intuitive사의 어플리케이션에 있어서 핵심 신형 고출력 디자인과 부드러운 회전에 대한 요구를 만족시킵니다. Intuitive Surgical사의 생산기술 책임자인 Mike Prindiville은 “시장에는 선택 가능한 많은 제품이 있지만 맥슨모터는 언제나 성능과 품질에 대한 요구를 만족시키며 우리 제품의 성공에 있어서 훌륭한 파트너이다” 라고 말합니다. 맥슨모터는 다빈치 시스템의 입력과 출력을 모두 책임지고 있습니다. 연속된 피드백 컨트롤을 통해 모터와 엔코더는 의사로부터 입력신호를 받고, 콘솔 컨트롤러를 통해 실시간으로 전송되며, 조정장치(매니퓰레이터)에서 모터로 출력신호를 보내게 됩니다.

의사가 구동시키는 조종부의 모터는 이중 역할을 구별하기 위해 마스터로 불립니다. 슬레이브 또는 매니퓰레이터 모터 역시 정밀함이 요구될 뿐 아니라 의사가 작동체 끝을 적당한 위치로 이동시키는 동안, 역구동성(back-drivability)이 있어야 합니다. 하지만 기계의 끝에서 모터는 약간의 이력현상을 보입니다.

다 빈치 로봇수술 시스템은 매우 상업적인 의료기술로, 의사에게 직관적인 컨트롤, 다양한 움직임, 섬세한 조직수기 능력 및 개방성 수술의 3D 영상을 제공하며 작은 절개부를 통해 손상을 최소화 할 수 있도록 합니다. 최신 기술을 사용하여 제작, 생산된 정밀 모터 및 기타부품들은 다빈치와 같은 시스템이 시장에서 인정 받을 수 있도록 해줍니다.

Intuitive Surgical사의 생산기술 책임자인 Mike Prindiville은 “언제나 우리는 전 세계의 환자, 의사,병원에 큰 만족을 가져다 주는 다빈치에 적용된 수만개의 맥슨모터를 모두 믿고 신뢰한다. 맥슨모터는 지금까지 높은 신뢰성, 낮은 마찰 및 긴 수명에 대해 믿을 수 있는 성능을 보여주었다. 다빈치는 마찰, 백래쉬, 응답성 및 광범위한 센서 피드백 모니터링을 포함해 모든 성능에 대한 중요한 테스트를 마쳤다.” 라고 전했습니다.

 © maxon motor ag

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