입체영상 내시경 수술의 필요성

내시경하 수술은 좁은 시야의 내시경과 모니터의 영상에 의존하는 열악한 비쥬얼 환경이다. 더구나 부피와 깊이를 알 수 없는 2차원의 영상으로 더욱 작업을 어렵게 한다. 이에 인간의 자연시각인 입체영상이 절대적으로 필요하며 이의 유용성과 현 시점의 기술현황, 아솔이 개발한 신제품의 구현원리를 알아본다.

1. HVS (Human Visual System)

사람은 모든 사물을 입체시각으로 인지하고 있다. 두 눈이 수평으로 약 65mm 떨어져서 존재하는 양안시차가 입체감의 중요한 핵심이다. 좌,우의 두 눈은 각각 다른 각도에서 2차원의 상을 보게 되고 뇌에서 합성되어 원근과 부피를 인지하는 입체시각을 가지게 된다.
그러나 현재의 사진; 그림, 영화, TV등의 영상은 2차원영상으로 되어있다. 이에 입체영상의 구현을 위한 연구개발이 진행되고 있다.

2. 입체영상내시경은 어떠한 도움을 주는가?

2-1. 자연시각으로 초보자의 학습을 빠르게 한다.

2-2. 정확한 깊이와 부피 정보로 수술시간을 단축한다.

2-3. 미세한 정밀수술을 용이하게 한다.

3. 입체영상의 구현기술

Stereoscopy :

두 대의 카메라를 수평으로 약65mm 떨어지게 설치하여 좌 카메라의 영상은 좌측 눈에 우 카메라의 영상은 우측 눈에 보이게 하여 입체영상을 구현한다.

4. 입체영상기술의 문제점

4-1.두 대의 카메라를 사용하므로 좌, 우 카메라의 밝기, 색상, 등 화질의 불일치, zoom focus등의 연동 불가, 두 영상의 상하좌우 정렬의 불일치, 배율의 불일치, 화면의 회전 등 여러 문제점을 발생한다. 이러한 좌, 우 영상의 불일치는 심한 어지러움증과 두통을 유발한다. 장시간 시술 시 결정적인 단점으로 작용한다.

4-2. 두 개의 내시경을 6mm 이하로 접근 할 수 없어서 근접영상을 촬영할 수 없다. 이로 인한 영상 배율의 저하로 미세한 부분을 관찰 할 수 없다.

5. 입체내시경 기술 현황

입체내시경의 여러 장점과 필요성으로 의료기기 메이저인 Storz, Stryker, Olympus 등에서 다년간 개발을 진행하여왔으나 상기의 문제점으로 완성시키지 못하였으며 특히 Olympus에서는 2007년 12월에 프로토타입을 출시하였으나 성능 미비로 중단하였음

6. ㈜아솔의 신기술

새로이 고안된 입체내시경은 기존의 개념을 깨고 한 대의 카메라를 사용하여 들어오는 빛의 광축을 이동시켜 입체영상을 구현하는 방식으로 다음과 같은 장점이 있다.

1) 한 대의 카메라를 사용하므로 좌, 우 영상의 완전한 일치로 장시간 사용하여도 전혀
   어지럽지 않다.

2) 광 축의 이동을 조절 할 수 있어서 피사체와 근접하여 고 배율의 입체영상을 볼 수 있다   

3) 원, 근,  좌, 우 이동과 초점조절, 쥼 등 기존의 2D 내시경과 동일하게 사용할 수 있다.

7. 입체영상기술의 미래

입체시각과 마찬가지로 사람은 두 개의 귀를 가지고 있어서 소리의 방향과 거리를 알 수 있는 입체청각을 가지고 있다. 입체청각기술은 완성단계에 진입하여 우리는 모든 음악과 음향을 스테레오와 입체음향으로 청취하고 있다. 이와 마찬가지로  입체영상기술이 진보하면 한 눈으로 보는 것과 같은 2차원영상은 사라지고 입체영상 시대가 도래 할 것이다. 숙련된 외과의사들은 2D내시경으로도 수술에 지장이 없이 잘 하지만 완전 시각의 입체내시경 기술 도입은 필연적이며 순리라 할 수 있다.