첨부1. 제안요청서(RFP)

사업명

휴먼케어콘텐츠개발지원(전략공모과제)

과제명

인공관절치환술을 위한 다중센서 및 혼합현실 기반
차세대 수술 항법(Navigation) 솔루션 개발

개발목적

❍ 다중 센서 기술과 3차원 프린팅 기술을 적용한 환자 맞춤형 및 지능형 수술 항법 시스템 개발

- 센서 기술 적용 환자 맞춤형 수술용 가이드 (PSI: patient-specific instrument) 개발

- 센서 기반 초소형 내비게이션 마커 및 마커 등록(registration) 기술 개발

- 가시선 확보가 필요 없는 센서 기술 적용 지능형 수술 도구 및 독립 추적(tracking) 기술 개발

❍ 인공 관절 치환술 수행 시 임플란트를 정확한 방향 및 위치로 삽입 가능하도록 3차원 인체 내부 정보 및 수술 기구 위치를 혼합 현실 기반으로 가시화하는 솔루션 개발

- 실시간으로 파악된 관절 위치와 임플란트 및 수술 기구의 3차원 위치를 가시화하기 위한 레지스트레이션 및 내비게이션 기술 개발

❍ 첨단 센서 기술과 3차원 프린팅 기술, 의료 영상 및 혼합 현실 기술을 적용함으로써 기존의   광학 기반 수술 항법(navigation) 시스템이 갖는 수술자 편의성, 수술 정확도, 사용자 안전성   측면의 여러 가지 한계들을 극복한 차세대 수술 항법 솔루션을 개발하여 외산에 의존하던 내비게이션 솔루션을 국산화한 시제품 제작

※ 인공관절치환술은 관절의 손상된 부위를 제거하고 인공재료로 만든 관절로 치환하는 수술

※ 다중 센서 기반 PSI를 이용한 인공관절치환술은 환자 개개인의 관절 상태 및 방향에 맞게 임플란트를 정확한 방향 및 위치로 삽입하게 함으로써 탈구(dislocation), 마모(wear), 이완(loosening) 등의 수술 후 합병증을 극소화시키는 수술 방법임

※ 수술 항법 시스템은 영상 처리 기술과 위치 제어 기술을 중심으로 수술 부위와 수술도구와의 위치 관계를 2차원 또는 3차원으로 제공함으로써 수술자가 원하는 위치에 원하는 시술을 정확하게 시행할 수 있도록 하는 시스템임

필 요 성

❍ 상위 빈도 수술인 인공 관절 치환술 수행 시 수술자는 수술 전 관절의 해부학적 상태를 분석하기 위하여 단순 방사선 사진 및 컴퓨터 단층 촬영 (CT: computed tomography) 영상을 이용하며, 이를 바탕으로 수술 전 계획을 수립하지만, 이를 실제 수술 현장에서 그대로 구현하고, 정확한 방향 및 각도로 임플란트를 삽입하여 위치시키는 것이 매우 어려움

❍ 수술 시 삽입할 임플란트, 수술 기구 및 관절의 위치 관계를 실시간으로 추적할 수 있는 내비게이션 시스템을 활용하여 수술의 정확성을 높이고자 하는 요구가 증가하고 있음

- 내비게이션 시스템을 활용하여 임플란트를 정확한 위치에 삽입함으로써 수술 후 합병증을 줄이고, 재치환 수술 확률을 감소시킬 수 있음

❍ 따라서 인공 관절 치환술에 있어 2차원 영상과 3차원 모델을 융합하여 혼합 현실 환경으로 구성한 영상 유도 솔루션을 개발하여 제공하는 것이 필요함

❍ 더 나아가 기존 광학식 수술 항법 솔루션이 갖는 수술자 편의성, 수술 정확도, 사용자 안전성 측면의 여러 가지 한계들을 극복한 차세대 수술 항법 솔루션 개발이 필요함

개발내용

❍ 개발구성도(본 구성도는 이해를 돕기 위한 예시이며, 보다 효율적인 구성 제안이 가능함)

❍ 세부개발내역

구분		세부 추진 내용
1	3차원 실시간 네비게이션 혼합 현실 솔루션	수술 진행 중 획득 되는 실시간 3차원 정보와 수술 도구 추적 정보를 활용하여 임플란트, 수술 기구 및 관절의 위치 관계를 실시간으로 정확하게 파악하고, 정밀한 수술 작업을 유도할 수 있는 혼합 현실 기술 기반 솔루션 실시간 3차원 정보와 영상 정합: (실시간 추적된 수술 도구 및 관절의 위치 관계를 바탕으로) 수술 부위의 3차원 영상과 수술 도구의 위치를 실시간으로 정합하는 기술 3차원 실시간 네비게이션을 위한 렌더링: (실시간 추적 및 영상 정합 기술을 바탕으로) 수술 부위의 3차원 용적형(volumetric) 모델과 수술 도구의 위치를 3차원으로 시각화 하고, 수술 과정을 유도할 수 있는 콘텐츠 제공
2	센서 기반 지능형 마커 및 수술 도구 기술	센서 기술 및 3차원 프린팅 기술을 적용한 환자 맞춤형 가이드 개발 센서 기반 초소형 마커 구현 기술 개발 3D모델링 기술을 적용한 일괄 등록(Registration) 절차를 단순화할 수 있는 기법 개발 3차원 정보를 추적 가능한 지능형 수술 도구 구현 및 기법 개발
3	환자 맞춤형 가이드	기존의 광학 기반 수술 항법 시스템이 갖는 수술자 편의성, 수술 정확도, 사용자 안전성 측면의 여러 가지 한계들을 극복한 다음의 특징을 갖는 차세대 수술 항법 시스템 - 수술 정확도를 높이는 환자 맞춤형 수술 가이드 - 추가 수술 작업을 최소화 하고 환자 안전성을 극대화하는 초소형 마커 - 신속/정확/편리/안전한 수술 영역 등록 기법 - 가시선 확보 필요 없이 독립 추적 가능한 지능형 수술 도구 혼합 현실 기반 사용자 인터페이스

사업화 전략

❍ 본 사업은 연구개발 지원 사업이 아니라 제품화 및 상용화를 지원하는 사업으로 본 과제의 결과물은 반드시 협약기간 내에 사업화(상품화 또는 시장 출시)되어야 하며, 이를 위한 구체적 계획을 제시하여야 함

❍ 특히, 개발결과를 활용한 비즈니스 모델 및 사업화 전략을 제시하고, 사업화를 위한 투자, 홍보, 고용, 판로확보 등의 구체적인 계획을 제시하여야 함

기타사항

❍ 본 과제의 지원을 받아 개발된 결과물은 관리기관(경북대학교 산학협력단)이 지정하는 장소에 설치하고 관리하여야 하며, 또한 설치된 결과물은 사업 종료 후 3년간 유지·보수의 의무가 있음(결과물 설치에 관한 구체적 사항은 관리기관과 별도의 협의에 따름)

❍ 본 과제 수행 중, 서면보고(주간 또는 비정기), 대면보고(월간), 평가위원회/운영위원회에의 발표보고의 의무가 있음

【주의사항】

1. 본 제안요청서(RFP)는 개발 및 제품화를 위한 최소 요건을 제시한 것이며, 제안사(기업)이 개발 및 제품화에 관한 창의적인 계획을 추가로 제시하고, 이를 실행하여야 함

2. 사업비를 과도하게 책정하거나, 수행기간(사업기간)이 적정하지 않으면 선정평가에서 불이익을 받거나, 지원대상에서 제외될 수 있음

첨부2. 제안요청서(RFP)

사업명

휴먼케어콘텐츠개발지원(전략공모과제)

과제명

약시 교정 Wearable Glass 전용 콘텐츠

개발목적

❍ 안과 치료용 훈련이 가능한 Wearable Glass 개발

❍ 약시교정을 위한 가림치료에 사용자가 보다 쉽게 접근하고 훈련 효과가 있는 콘텐츠 개발

필 요 성

❍ 현재 출시된 가상현실용 제품들은 무게나 부피가 매우 커서 사용자의 편의성이 현저하게 낮고, 과도한 몰입감으로 인하여 어지럼증 또는 두통 등의 멀미현상이 초래 되고 있음. 이러한 문제를 극복하기 위하여 투과형 광학계를 적용한 독립형 제품을 개발하여 인체에 대한 영향을 최소화 하고, 이동이 용이하여 휴대하면서 장소에 관계없이 증강/혼합현실 및 가상현실 콘텐츠 서비스를 이용할 수 있도록 하기 위함

❍ 약시란 눈이 불안정하거나 정렬되지 않는 것을 의미하며, 이는 보통 한쪽 눈에 상당한 시력 저하가 있는 약시(amblyopia)의 발현이고, 때로는 일반적인 오정렬 문제인 사시증 (strabismus, crossed eyes)의 발현으로 약시가 시력에 미치는 영향은 눈이 불안정하고 오정렬 되는 것이지만, 심각한 시력 문제를 야기하게 되어 교정하지 않으면 약시로 인해 빠른 시력 손실 일어나며, 더 심각한 문제는 양안 사용 시 손실로 인한 깊이 측정 능력 저하가 발생하여 보통의 양쪽 눈에서 일어나는 단계적 시력 저하가 시력이 더 좋은 눈부터 영향을 주므로 시력이 좋은 눈의 시력 손실 위험이 증가함

❍ 약시교정 치료는 시력이 좋은 눈을 가려 시력저하의 문제가 발생한 약시 눈을 지속적으로 사용하는 가림치료(Occlusion Therapy)를 통해 시력저하를 방지하고 오정렬이 된 사시증을 보정하는 장기간의 훈련을 필요로 함으로 교정자 또는 훈련 치료자들로 부터 지루함을 유발 할 수 있어 이를 개선하여 보다 효과적으로 치료 할 수 있는 콘텐츠 필요

개발내용

❍ HD급의 고해상도를 가진 80“급(3미터 기준)의 대화면을 구현한 투과형 웨어러블 디스플레이 광학시스템을 적용하여 MR용은 물론 VR용 웨어러블 디스플레이로 활용될 수 있도록 함

<META 2/컴퓨터>     <Epson BT-200/컨트롤유닛>   < MS Hololens/컴퓨터>

❍ 콘텐츠와 약시치료를 같이 접목시켜 재미, 치료, 대처 등 콘텐츠에 대한 사용자의 대처능력을 통하여 자연스럽게 익힘. 사용자는 약시치료 라는 인식을 가지고 체험을 시작하지만 콘텐츠를 즐기는 느낌을 받으며 상황에 맞추어 치료를 진행하다 보면 어느새 장시간 훈련을 했다는 것을 알 수 있음

<가림 치료>		<Wearable Glass>

❍ 세부개발내역

구분		세부 추진 내용
1	하드웨어	- 투과형 광학계를 적용한 독립형 제품 - 인체 영향도를 극소화하고, 휴대성을 향상시킨 증강/혼합현실 디바이스 - 증강/혼합현실 서비스 구현을 위해 스마트디바이스 플랫폼 탑재
2	Wearable Glass 응용 소프트웨어	- Wearable Glass 구동 및 동작 조작을 위한 소프트웨어 - 스마트디바이스 기반의 Application Software (응용 소프트웨어)
3	약시 치료 콘텐츠	- 소아 약시환자를 대상으로 한 약시치료 콘텐츠 - 좋은 눈을 가리고, 약시안을 사용하게끔 유도하는 치료방식의 콘텐츠 - 가림치료 방식으로 약시안의 시력을 회복할 수 있는 콘텐츠

사업화 전략

❍ 본 사업은 연구개발 지원 사업이 아니라 제품화 및 상용화를 지원하는 사업으로 본 과제의 결과물은 반드시 협약기간 내에 사업화(상품화 또는 시장 출시)되어야 하며, 이를 위한 구체적 계획을 제시하여야 함

❍ 특히, 개발결과를 활용한 비즈니스 모델 및 사업화 전략을 제시하고, 사업화를 위한 투자, 홍보, 고용, 판로확보 등의 구체적인 계획을 제시하여야 함

기타사항

❍ 본 과제의 지원을 받아 개발된 결과물은 관리기관(경북대학교 산학협력단)이 지정하는 장소에 설치하고 관리하여야 하며, 또한 설치된 결과물은 사업 종료 후 3년간 유지·보수의 의무가 있음(결과물 설치에 관한 구체적 사항은 관리기관과 별도의 협의에 따름)

❍ 본 과제 수행 중, 서면보고(주간 또는 비정기), 대면보고(월간), 평가위원회/운영위원회에의 발표보고의 의무가 있음

【주의사항】

1. 본 제안요청서(RFP)는 개발 및 제품화를 위한 최소 요건을 제시한 것이며, 제안사(기업)이 개발 및 제품화에 관한 창의적인 계획을 추가로 제시하고, 이를 실행하여야 함

2. 사업비를 과도하게 책정하거나, 수행기간(사업기간)이 적정하지 않으면 선정평가에서 불이익을 받거나, 지원대상에서 제외될 수 있음

첨부3. 제안요청서(RFP)

사업명

휴먼케어콘텐츠개발지원(전략공모과제)

과제명

치의학 의료기술 향상을 위한

한국인 표준 구강모델 및 가상시뮬레이션 시스템 개발

개발목적

❍ 한국인 치아 구조(법랑질, 상아질, 치수)의 표준화를 위한 데이터베이스 구축

❍ 치아삭제 및 신경치료가 가능한 다양한 난이도의 구강모형(덴티폼) 개발

❍ 치과치료 교육용 가상시뮬레이션 시스템(치아삭제 및 신경치료) 개발※

❍ 표준화된 구강모형 기반으로, 의료인(치과의사) 및 의료기사(치과위생사, 치과기공사)의 실기 시험을 평가할 수 있는 솔루션(컨텐츠) 제공

※ 치과치료 가상시뮬레이션 시스템은 한국인 치아 구조 데이터베이스에 근거하여 임상에서 필요한 치과 술식을 반복 실습할 수 있도록 해줌. 또한 시공간의 제약이 없는 교육 및 평가를 가능하게 하고, 치과의사, 치과위생사, 치과기공사를 포함하는 모든 치과종사자들의 역량강화를 위한 통합 솔루션을 제공함

필 요 성

❍ 치과 국가고시 실기시험(현재 추진 중)에 필요한 새로운 평가시스템 및 실기모델의 수요가 급격히 증가

- 현재 치과의사, 치과위생사, 치과기공사 모두 외산 모델을 이용하여 실기시험 및 교육을 수행하고 있음

❍ 치과 치료는 국민건강보험급여 금액에 있어서 상위의 다발생 질병임에도 불구하고 현재 훈련, 교육 및 평가 시스템이 부재함

- 모든 치의학 관련 교육기관에서 외산제품에 의존하고 있음(국산제품의 부재)

❍ 고부가가치인 치과치료기술을 향상시킬 수 있는 새로운 방안의 모색이 필요

- 현재 치의학 실습교육 과정은 임상적으로 최적화된 실습을 할 수 있는 여건이 부족하여, 제한된 모형을 대상으로 단편적인 기술 훈련을 반복하고 있는 실정임

- 따라서 현재의 실습교육은 학생 및 치과의사에게 난이도에 따른 효율적인 단계적 및 최신 기술 교육을 충분히 제공하지 못하고 있음

- 이러한 임상실습 교육의 한계를 보완하기 위해 다양한 실습이 가능한 교육 컨텐츠 및 가상시뮬레이션 기술이 필요함

개발내용

❍ 개발구성도(본 구성도는 이해를 돕기 위한 예시이며, 보다 효율적인 구성 제안이 가능함)

❍ 세부개발내역

구분		세부 추진 내용
1	치아구조 표준화	한국인 치아 구조의 데이터베이스 구축 및 표준화 - 치아 표준화 : 전치(중절치, 측절치, 견치), 소구치(제1소구치, 제2소구치), 대구치(제1대구치, 제2대구치) - 치아(법랑질, 상아질, 치수)의 구조적 및 기계적 특성 분석
2	표준교육 모형개발	한국인의 표준화된 치아 형태 및 구조에 근거한 교육용 표준모델 제작 치아의 물성 데이터에 기반하여, 다양한 난이도(치아삭제, 신경치료)의 교육용 모델(덴티폼) 제작
3	가상 교육 시뮬레이션 콘텐츠 개발	한국인의 표준 치아모델을 3차원으로 구현하여, 치아삭제 및 신경치료를 연습할 수 있는 가상시뮬레이션 콘텐츠 개발 연습한 가상시뮬레이션을 평가할 수 있는 콘텐츠 개발
4	실기시험 평가 콘텐츠 개발	표준화된 치아 모델 상에서 치과치료 기술을 평가할 수 있는 콘텐츠 개발 - 교육용 치과의사 실기모형(치아삭제 및 신경치료 평가), 교육용 치과위생사 실기모형(스켈링 평가), 교육용 치과기공사 실기모형(보철물의 제작 평가)

사업화 전략

❍ 본 사업은 연구개발 지원 사업이 아니라 제품화 및 상용화를 지원하는 사업으로 본 과제의 결과물은 반드시 협약기간 내에 사업화(상품화 또는 시장 출시)되어야 하며, 이를 위한 구체적 계획을 제시하여야 함

❍ 특히, 개발결과를 활용한 비즈니스 모델 및 사업화 전략을 제시하고, 사업화를 위한 투자, 홍보, 고용, 판로확보 등의 구체적인 계획을 제시하여야 함

기타사항

❍ 본 과제의 지원을 받아 개발된 결과물은 관리기관(경북대학교 산학협력단)이 지정하는 장소에 설치하고 관리하여야 하며, 또한 설치된 결과물은 사업 종료 후 3년간 유지·보수의 의무가 있음(결과물 설치에 관한 구체적 사항은 관리기관과 별도의 협의에 따름)

❍ 본 과제 수행 중, 서면보고(주간 또는 비정기), 대면보고(월간), 평가위원회/운영위원회에의 발표보고의 의무가 있음

【주의사항】

1. 본 제안요청서(RFP)는 개발 및 제품화를 위한 최소 요건을 제시한 것이며, 제안사(기업)이 개발 및 제품화에 관한 창의적인 계획을 추가로 제시하고, 이를 실행하여야 함

2. 사업비를 과도하게 책정하거나, 수행기간(사업기간)이 적정하지 않으면 선정평가에서 불이익을 받거나, 지원대상에서 제외될 수 있음