내시경 초점 및 줌 제어에 탁월한 PI 미니어처 드라이브
  • 최정훈 기자
  • 승인 2021.10.15 14:00
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각각 특정 작업 및 조건에 맞춘 솔루션

[인더스트리뉴스 최정훈 기자] 최소 침습 수술(Minimal invasive surgery, MIS)은 환자의 불편함을 최소화하는 것이 중요한데 결국 내시경 기량에 달려있다. 기존의 Chip-on-the-Tip 내시경은 고정 초점 광학 장치를 사용하므로 서로 다른 거리에 있는 물체를 적절한 해상도로 표시할 수 없었다.

미니어처 드라이브를 통합하면 가변 포커싱이 가능해 항상 물체를 선명한 초점으로 표시할 수 있다. [자료=PI]
내시경에 미니어처 드라이브를 통합하면 가변 포커싱이 가능해 항상 물체를 선명한 초점으로 표시할 수 있다. [자료=PI]

하지만 미니어처 드라이브를 통합하면 가변 포커싱이 가능해 항상 물체를 선명한 초점으로 표시할 수 있다. 최소 침습 수술이 가능한 내시경은 후두 진단 또는 복강경 검사(배를 절개해 복부 기관을 보기 위해 얇은 튜브를 사용하는 수술)에 사용된다. 광학 및 특수 기구(가위, 후크, 집게, 초음파 가위 등)는 작업용 투관침을 통해 복강으로 유입된다. 

이를 통해 환자는 수술 후 통증이 덜하고 빠르게 회복할 수 있다. 상처 감염이나 치유 장애의 위험을 최소화 할 수 있어 고위험 환자도 치료할 수 있다.

사진은 왼쪽부터 소형 피에조 초음파 드라이브, 피에조 기반 관성 드라이브 [사진=PI]
사진은 왼쪽부터 소형 피에조 초음파 드라이브, 피에조 기반 관성 드라이브 [사진=PI]

폭넓게 드라이브 기술 선택 가능

소형 피에조 초음파 드라이브는 포커스 및 줌 렌즈 조정에 적합하다. 초음파 주파수에서 피에조 세라믹 액추에이터 진동은 러너를 따라 리니어 모션으로 변환되고 렌즈가 부착되는 기계적 구조의 무빙 파트를 구동시킨다. 이러한 경량 드라이브는 이론적으로 무제한 범위, 최대 100mm/s의 이동속도, 약 100nm의 open-loop 모션 분해능으로 부드러운 모션을 제공한다.

작은 크기, 경제적인 비용, 우수한 성능 덕분에 피에조 기반 관성 드라이브는 내시경과 함께 사용하기에 이상적이다. 스틱 슬립 효과를 사용해 무제한 이동 범위를 달성하고 몇 나노미터의 분해능을 가진다.

피에조 기반 드라이브 외에도 소형 다이렉트 드라이브인 PIMag 시리즈의 보이스 코일 드라이브는 매우 작은 디자인과 수 mm에서 cm의 이동 범위를 구현하므로 비디오 내시경에 적합하다.

이러한 드라이브 기술 옵션을 고려할 때, 차세대 Chip-on-the-Tip 내시경에서 더 나은 이미지 품질과 초점 깊이를 얻으려면 각 특정 작업 및 조건에 적합한 옵션을 선택하는 것이 중요하다.



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