한국광기술원 공간광정보연구센터 이광훈 박사팀이 개발한 암 수술 현장용 안경방식 투시형 증강현실영상구현 시스템(AR-EGD on surgery: Augmented Reality – Eye Glasses Display) 시제품 (사진=한국광기술원 제공)
한국광기술원은 세계 최고 수준의 광(廣) 시야각, 고(高) 해상도, 고(高) 선명성, 고(高) 영상정합성 등을 지닌 안경방식의 암수술 현장용 증강현실영상구현 기기(AR-EGD on surgery : Augmented Reality – Eye Glasses Display) 개발에 성공했다고 6일 밝혔다.
한국광기술원 공간광정보연구센터 이광훈 박사(센터장) 팀이 개발한 증강현실영상 기반의 새로운 의료용 AR 디바이스는 기존 암 수술 현장에서 사용됐던 외부 거치형 카메라모니터 방식과 달리 집도의가 암의 형태 및 위치를 육안으로 직접 확인하면서 수술이 가능한 안경방식의 시스템이다.
이 박사 팀이 개발한 AR 디바이스는 단일의 기능성 AR 광학계를 기반으로 암영상의 획득과 재생, 정합 과정을 일원화한 것으로 △근적외선 카메라로부터 적외선영역의 조명에 의해 형광 유도된 암 형상을 획득하는 기능과 △60도 이상의 광시야각 △2K 이상의 고해상도 화질 △30 cyc/mm 이상의 높은 광학적 해상력으로 암 영상을 증강 가시화하는 기술이다.
뿐만 아니라 정위 입체시 기술(Orthostereoscopic condition)을 적용하여 획득, 재생된 암영상의 위치가 실제 환부 상에 올바르게 정합하도록 영상의 깊이감 왜곡을 최소화하는 강점이 있다.
특히 음성인식과 손동작 인식기능 구현으로 의사가 수술현장에서 환부를 보면서도 수술에 필요한 환자의 MRI 또는 CT 영상 등을 바로 참조 할 수 있어 집도의 편의성이 향상되었다.
이 밖에 의료용 AR 디바이스로부터 증강 재생되는 암영상의 밝기를 주변 조도량 변화에 상관없이 같게 제공할 능동형 감광소자를 경북대학교 김학린 교수팀과 협력하여 개발 적용하였다.
이는 기존 안경방식 AR 디바이스의 단점인 높은 주변 밝기 환경에서 증강영상의 시인성이 저하되는 문제를 해결한 기술이다.
이 같은 기술개발에 따라 무영등에 의해 매우 높은 조도 양을 갖는 수술대 환경은 물론, 상대적으로 낮은 조도 양의 주변 환경이 혼재된 환경에서도 동일한 밝기로 증강된 암 영상을 시청하며 암 조직 제거술을 시행할 수 있다.
한국광기술원 신용진 원장은 “이번 한국광기술원의 의료용 AR 디바이스의 개발로 생명과 직결되는 수술분야에도 증강현실 기술이 유용하게 적용할 가능성을 보였을 뿐만 아니라 의료산업분야 전반에 걸쳐 새로운 의료융합시장의 창출을 기대할 수 있다”고 강조했다.
한국광기술원 이광훈 센터장은 “지난해에는 AR 광학계의 고성능화와 경량화, 기술 내재화를 중점 추진했으나 올해부터는 고기능화, 시장(기업)맞춤형에 연구지향을 두고 안경방식 산업용 AR 분야의 시장 활성화를 위한 기술개발을 적극적으로 추진하겠다”고 말했다.
이번 연구개발은 산업통상자원부 전자시스템전문기술개발사업의 하나로 ㈜인포마크, 고려대학교 바이오의공학과, 고려대학교 구로병원과 함께 공동연구를 진행 중이다.