품목번호

2022-서비스로봇-일반-16

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

품목유형

□ 원천기술   ■ 혁신제품

로봇/자동화 기계

치료기기 및 진단기기

융합유형

□ 산업고도화형 ■ 사회문제해결형  □ 신산업창출형  □ 해당없음

해당여부

□ IP연계  □ 표준연계  □ 디자인연계  □ BI연계  □ 경쟁형  □ 복수형  □ 국가핵심기술  □ 서비스형  □ 안전과제  □ 탄소중립  □ 국제공동   □ BM형  □ 원스톱형  □ 챌린지형  □ 통합형  □ 실증형

R&D 샌드박스 유형

■ R&D 샌드박스(일반)  □ R&D 샌드박스(지정)

품목명

3종 이상의 통증 중재시술에 적용 가능한 시술도구 엔드이펙터 및 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼 기술 개발

품목코드

(HSK10)

류

호

소호

통계부호

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 7단계)

9

0

3

3

0

0

0

0

0

0

1. 개념 및 산업동향

ㅇ 개념 : 다양한 통증 중재시술을 위해 사용되는 복수의 시술도구를 시술절차에 따라 순차적으로 제어하여 시술 과정을 자동화하기 위한 공통 구성요소 기술과 시술 및 시술도구에 특화된 맞춤형 구성요소를 개발하여 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼을 구축하고 시술자에게 현실감있는 시술상황과 시술효과 예측 정보를 제공함으로써 환자 및 시술자에게 안전성, 시술 정확도, 시술시간 단축, 효과적인 시술 분석이 가능한 환경을 구축할 수 있는 통증 중재시술 보조 시스템 기술 개발

- 제품형태 : 영상 모달리티와 연동하여 시술자 직접개입을 최소화하는 통증 중재시술 보조 로봇, 이종의 통증 중재시술에 적용될 수 있는 엔드이펙터, 통증 중재시술 보조장치

- 기술형태 : 멀티채널 시술도구 제어 기술, 이종 시술도구 특화 엔드이펙터 설계 기술, 생체조직 감지 및 피드백 기술, 순차적 시술 프로세스 자동화 기술, 시술정보 통합 데이터 분석을 통한 치료효과 예측 알고리듬

ㅇ 산업동향 : 통증 중재시술은 통증부위와 정도에 따라 다양한 방법으로 수행되고 있고 각 시술방법에 따라 사용하는 시술도구의 종류도 다르므로 로봇기술의 접목은 개별 시술 대상의 제한적 연구만 수행되는 상황이며, 이종의 수기 시술에 로봇, 센서, 제어, 자동화 등의 요소를 결합하고 공통 플랫폼화 하는 시도는 국내 뿐만 아니라 세계적으로도 그 사례가 극소수이며 제품화가 전무한 실정임

- 대부분의 통증 중재시술에서 요구되는 정밀한 바늘삽입 작업을 수행할 수 있는 로봇에 대한 연구는 많으나, 통증 중재시술 과정 전반에서 요구되는 시술기구 배치 및 제어, 약물 주입, 시술도구 교체 등에 대한 작업이 불가하여 제품 수준으로 도달하기에는 아주 미비함

- 정형외과에서 주로 시행되는 척추수술을 위한 수술로봇이 해외 다수 업체에 의해 개발되어 사용되고 있으나 그러한 척추수술 로봇으로 통증 중재시술에 사용되는 다양한 약물주입과 시술도구 제어를 수행하는 것은 불가능함

- 방사선 투시장치 유도 하의 스테로이드 주사요법 등 제한적인 통증 중재시술에 범용 로봇, 단순한 엔드이펙터, 기존 항법장치를 이용한 로봇 보조 시술 시스템에 대한 논문연구 사례들이 보고되고 있으나 시술의 순차적인 작업을 수행하는데는 한계가 있어 제품화까지 진행되기에는 기술적으로 미비함

2. 지원 범위

ㅇ 3종 이상의 통증 중재시술의 적용이 가능한 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼 개발

- 신경 차단, 신경파괴 차단, 진통제 주입, 척수 자극, 척추체 성형술 등 다양한 통증 중재시술 중 3종 이상의 시술에 대해 적용 가능한 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼의 구성요소 설계

- 시술별 영상 모달리티에 따른 제어 방식 및 정합 방식 구상

* x-ray 기반 영상장치의 경우 원격제어 활용, marker-less 네비게이션 등 고려

ㅇ 각 통증 중재시술에 사용되는 시술도구를 핸들링하기 위한 엔드이펙터 개발

- 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼의 공통요소에 호환하여 적용할 수 있는 시술별 교체형 엔드이펙터 개발

- 시술절차에 따라 요구되는 시술도구를 순차적으로 적용할 수 있는 개념을 구현하는 하드웨어 설계

- 다수의 통증 중재시술에서 요구하는 약물 주입 기능을 위한 멀티채널 시술도구 카트리지는 필수적으로 포함되어야 함

* 약물 시린지 및 약물펌프 등의 적용 구조 포함

- 시술도구의 장착/분리/교체가 용이성 고려

- 시술도구 삽입 방향 제어가 가능하며 시술환경 내의 타 의료장비의 간섭 없이 작동할 수 있는 구조 개발

ㅇ 시술도구 및 시술 상황을 실시간적으로 시술자에게 제공하는 메커니즘 개발

- 엔드이펙터 측에서 시린지, 펌프 압력 상태 등을 모니터링 할 수 있는 센싱 개념 개발

- 시술자에게 시술 상황을 피드백할 수 있는 인터페이스 개발

ㅇ 통증 중재시술 시술 자동화 알고리듬 개발 및 치료효과 예측 체계 구축

- 기존 통증 중재시술 절차를 분석하여 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼 기반의 자동화 작업 및 반자동화 작업 등이 포함된 로봇보조 시술절차를 개발

- 시술 자동화 작업을 수행하기 위한 각 시술 엔드이펙터에 특화된 제어 알고리듬 개발

- 시술 과정에서 보조 시스템의 축 및 위치 정보를 누적하여 빅데이터 분석으로 치료효과가 예측 가능하고 향후 유사 시술에 활용가능한 정보 구축

ㅇ 통증 중재시술 시술 보조 시스템 시제품 평가

- 통증 중재시술 보조 로봇 플랫폼으로부터 개발된 기술들이 통합된 시제품 제작

- 정밀팬텀 및 동물실험을 통한 시제품의 안전성 및 시술 정확도 평가

ㅇ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	적용 가능 통증 중재시술 종류	종	3 이상
2	시술기구 삽입 제어 정확도	mm	1 이하

3. 지원 필요성

ㅇ 투자전략적 측면

- 아직 로봇기술의 접목이 활발하게 이루어지지 않은 통증 중재시술 분야에서의 로봇 보조 시스템 기술 개발은 의료 서비스 로봇 산업에서 선제적 우위를 점할 수 있는 아이템의 발굴이라는 의미를 가지고 있으며 또한 국가 R&D 전략의 개인 맞춤형 건강관리 및 미래형 혁신 서비스에 해당됨

ㅇ 사회적 요구 측면

- 대부분의 사람들은 일생에 적어도 한번은 급성 허리통증 등 통증 질환을 경험하며 (미국 성인의 경우 65-80% 유병률) 국내의 경우 급격한 고령화 사회 진입으로 노인인구들의 통증 치료에 대한 수요가 급증하고 있음

- 통증 질환 환자의 증가는 실질적 노동인구의 감소를 유발하여 기회비용의 소실, 생산성 저하로 이어지는 사회적 문제임

- 기존 수기로 수행되는 통증 중재시술의 질적 향상과 효과 예측 및 관리를 위해 로봇 기술이 접목되어 디지털화된 보조 시스템의 개발이 필수적임

ㅇ 경제적 측면

- 해외(미국)의 경우, 65세 이상 성인의 65%가 만성통증을 경험하고 있으며 이러한 환경 하에서 통증치료기기 시장은 증가추세에 있어 2020년대 초반에 2조 7000억원 대에 이를 것으로 전망

- 통증 시술을 위한 환자 부담금은 통증 중재시술의 종류마다 다르지만 최소 15만원에서 2000만원 이상에 이름

- 다양한 통증 중재시술의 넓은 범위를 포괄할 수 있는 중저가 시술 보조 로봇 시스템 또는 시술 자동화 구성요소 (펌프 등)의 다양한 비즈니스 모델로 사업화 가능성이 높을 것으로 예상

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 57개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2-5차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 :  ‘23년 47.5억원 이내(총 정부출연금 7.5억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수