의료검사의 새로운 눈, IDS 카메라

내시경 자동 외관 검사

내시경은 체강 및 중공 장기를 검사하고 침습 절차를 최소로 수행하기 위한 의료 진단 및 치료에 사용됩니다. 환자와 의료진의 위험을 피하기 위해서는 장치가 완벽하게 작동하는 것이 필수적입니다. 신뢰할 수 있는 품질 테스트는 감염과 부상으로 인한 위험뿐만 아니라 오진을 피하기 위해 필수적입니다. 많은 국가가 내시경이 제대로 작동하고 건강에 해로운 세균이 포함되어 있지 않은지 병원에서 정기적으로 점검하고 유지 관리하도록 법으로 규정하고 있습니다. 또한, 내시경의 품질 보증을 규제하는 유럽 지침과 표준이 있습니다. 이러한 검사는 특수 교육을 받은 직원이 수행하며, 내시경 검사 및 멸균 검사뿐만 아니라 광범위한 외관 검사를 포함합니다.

네덜란드 Dovideq Medical Systems B.V.는 최소 침습 수술용 측정 장비 전문 기업입니다. 이 기업의 제품군은 병원의 중앙 멸균 부서, 내시경 제조업체 및 내시경 수리 업체를 대상으로 합니다. Dovideq Medial Systems는 내시경의 검사를 위해 다양한 자동화, 네트워크 시스템을 개발했습니다. 자동 내시경 테스터 LightControl는 특히 편리하고 작고 가볍고 비용 효율적입니다. 6개의 테스트 및 측정 파라미터를 사용하여 내시경의 상태에 대한 상세 데이터를 기록하고 평가합니다. 이를 통해 결점이 없는 내시경만이 수술실에 도달할 수 있습니다.

LightControl 시스템은 IDS의 LE 카메라 제품과 함꼐 높은 효율성과 신뢰성을 보장합니다. 이는 모두의 안전과, 환자의 건강을 위한 것이며, 병원을 위한 것이기도 합니다.

코로나 19 팬데믹은 내시경 및 기타 의료 기기의 위생 및 멸균의 중요성을 더욱 부각시켜 자동화된 검사 절차에 대한 필요성을 더 크게 인식하게 만들었습니다. 세척과 소독이 제대로 되지 않은 내시경은 감염 전파의 원인이 될 수 있습니다. 또한, 결함이 있는 내시경은 검사 또는 치료 중에 부상을 초래할 수 있습니다. 내시경이 제대로 작동하지 않거나 손상되어 잘못된 이미지를 얻을 경우, 오진이나 잘못된 치료로 이어질 수 있습니다.

품질 결함 및 내시경 기능의 손상에 대한 원인은 다양합니다. 잘못된 취급, 유지 보수 부족과 더불어 재료 피로 및 오염과 같은 요인이 있습니다. 운송 과정이나 보존 방법이 부적절한 경우도 의료 기기의 노화와 같은 손상을 야기할 수 있습니다. 렌즈 및 기타 광학 부품은 시간이 지남에 따라 마모되어 흐릿하거나 왜곡된 이미지 결과가 나타나기도 합니다. 내시경에 박테리아나 기타 병원균이 침전되어 이미지 품질을 저하시키거나, 최악의 경우 환자에게 해를 끼칠 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 내시경은 정기적으로 멸균 처리됩니다. 그러나 멸균 절차는 의료 장비의 품질 및 정확도에도 영향을 줄 수 있는데, 고온 및 화학 물질이 내시경의 민감한 구성 요소에 잠재적으로 해로울 수 있기 때문입니다. 특히, 열과 증기는 렌즈에 수분을 가두어 손상을 일으킬 수 있습니다. 포름알데히드와 같은 일부 살균 물질은 금속 부품이 부식되는 데 영향을 미칠 수 있습니다.

원인이 복잡한 만큼 내시경의 손상 가능성도 다양합니다. Dovideq Medical Systems는 복잡한 검사 기준의 효율적으로 처리하기 위해 특허받은 LightControl 외관 검사 시스템을 개발했습니다. Dovideq Medical Systems의 Chielant de Wit 이사는 "카메라의 도움으로 먼지 입자, 렌즈 균열, 불순물 또는 색상 편차 등 사람의 눈으로 볼 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 것을 볼 수 있습니다" 라고 설명합니다.

LightControl은 IDS의 uEye LE 카메라를 사용하여 자동 외관 검사를 실행합니다. 가격, 센서 및 크기는 모델 선택에 결정적인 요인이었습니다. USB3 Vision 산업용 카메라 U3-3860LE Rev.1.2 는 필수 기능을 갖춘 모델로, 빛에 민감한 Sony 센서를 탑재한 모델입니다. BSI(뒷조명) 기술이 적용된 IMX290 센서는 깨끗한 색상 분리를 통해 우수한 화질을 보장하고, 열악하거나 변화하는 조명 조건에서도 피사체를 사실적으로 재현할 수 있어 적합합니다. 이 카메라는 작지만 다재다능합니다. 가벼운 플라스틱 하우징은 견고합니다. 그렇기 때문에 소형 장치 및 임베디드 시스템과의 통합에도 이상적이며 의료 기술 분야에서 사용 가능합니다.

자동화된 내시경 품질 검사를 위해, Dovideq는 카메라가 검사하고, 시스템이 실시간으로 상세한 피드백을 제공하는 여섯 가지 테스트 및 측정 파라미터를 식별했습니다.

  • "렌즈 균열" 알고리즘은 하나 이상의 내부 렌즈에 균열 여부를 측정합니다. "입자 감지" 알고리즘은 미세 먼지 입자, 습기 또는 다른 오염이 내시경 내부로 들어갔는지 여부를 알아냅니다. 이 두가지 측정 과정에서 카메라는 여러 장의 사진을 찍고 히스토그램을 만듭니다. 시스템은 이전 이미지와 관련된 이미지를 참조하고 이 데이터를 신경망에 공급합니다.
  • "광섬유"는 럭스 단위로 측정되고, 그리고 광 방출을 기반으로 합니다. 광섬유 측정은 내시경의 섬유 또는 섬유 다발에 충분한 광이 통과할 수 있도록 보장하기 위해 기준값들을 사용합니다. 이는 내시경이 불분명한 이미지를 제공하는 것을 방지합니다.
  • 렌즈를 통한 "광 투과"는 시스템에 통합된 IDS 카메라로부터 획득한 개별 이미지에 기초하여 결정됩니다. 이를 위해 측정 디바이스는 픽셀 평면상에 떨어지는 보정된 광원을 사용합니다. 각 픽셀에는 색상 스펙트럼의 특정 RGB 값이 할당되어 있습니다. 모든 픽셀의 조합은 휘도 값으로 변환되며 특수하게 개발된 알고리즘의 도움을 받아 참조됩니다.
  • "초점 측정"은 과학적 Harr wavelet 변환을 사용하여 렌즈가 손상 혹은 오염되지 않았는지, 내시경이 선명한 이미지를 제공하는지 확인합니다. 측정하는 동안 시스템은 각 렌즈의 상태를 파악하기 위해 여러 장의 사진을 찍습니다. 최적의 경우, 카메라는 내시경을 통해 들여다보고 선명한 윤곽을 보여줍니다.
  • "색상 보정"은 멸균 공정으로 인한 변색을 감지하기 위해 진행됩니다. 시스템은 색상 편차로 인해 이미지를 잘못 해석하지 않도록 경고합니다. 이 장치는 세가지 값 - 색조(Hue), 채도(Saturation), 밝기 값(Value - brightness)을 기준으로 픽셀의 색상을 설명하는 HSV 모델을 사용하여 이미지를 촬영하고 색상 전송의 편차를 측정합니다. 색상 보정은 오진 또는 잘못된 치료를 피하기 위해 장기 또는 조직의 실제 색상이 재현되도록 보장합니다.

Chielant de Wit는 "테스트 및 측정 세부 사항을 바탕으로 테스트한 내시경의 성능에 대한 정보를 평가하고 이력 및 경향 분석을 만들 수 있습니다."라고 설명합니다. "LightControl은 내시경 측정의 모든 세부 정보를 테스트 결과와 함께 보고와 관리 목적으로 EndoscopeManager라는 데이터베이스에 저장합니다."

Chielant de Wit에 따르면, 고객이 이를 통해 누릴 수 있는 이점은 분명합니다. "자동 내시경 외관 검사는 병원 및 의료 행위에서 품질 보증, 효율성, 비용 효율성 및 환자 안전을 제공합니다. LightControl과 같은 시스템은 객관적인 결과를 제공하고, 내시경의 작은 결함, 긁힘 또는 마모까지도 감지함으로써 중요한 역할을 수행합니다. 또한, 피로 또는 인적 오류와 같은 요인에 관계없이 항상 동일한 정확도와 일관성을 유지하며 훨씬 더 빠르게 작동합니다. 이를 통해 시간과 비용을 절약하고, 장비 가용성과 자원 활용도를 높일 수 있습니다. 초기 단계에서 잠재적인 결함 또는 손상을 감지하며, 이로써 비용이 많이 드는 수리 또는 내시경 교체를 피할 수 있습니다. 결과 이미지 또는 동영상은 검사 증거로 사용할 수 있으며, 필요한 경우 결함 분석 및 교육 목적으로 사용할 수 있습니다.

"지난 한 해 동안 의료기술 분야에서 IDS 제품 수요가 증가한 것은 경제적인 면을 차치하더라도 매우 고무적인 일입니다.”

— Jan Hartmann, IDS의 Managing Director인 —

전망

"내시경은 환자의 신체 내부 이미지를 제공함으로써 다양한 상태를 진단하고 치료할 수 있게 하는 중요한 의료 장비입니다. 그러나 다른 의료 장비와 마찬가지로 내시경은 마모되거나 손상될 수 있으며, 시간이 지남에 따라 수리 또는 교체해야 할 수 있습니다."라고 Chielant de Wit는 말합니다. 이미 현재 내시경에 대한 자동 지능형 외관 검사에 대한 수요는 높으며 향후 몇 년 동안 더 증가할 것으로 예상됩니다. 특히, 내시경 시술은 증가하고 있고 감염 위험에 대한 민감도 또한 증가하고 있어 자동화된 검사 기술에 대한 수요는 더욱 강해질 것입니다. 또한, 인공지능은 검사 절차의 효율성과 정확성을 개선하고 인간의 오류를 최소화하는 데 도움이 될 것입니다.

보건 부문의 수요는 기술과 더불어 빠르게 증가하고 있습니다. IDS 카메라는 그 가치를 점점 더 증명하고 있습니다. IDS의 Managing Director인 Jan Hartmann은 "지난 한 해 동안 의료기술 분야에서 IDS 제품 수요가 증가한 것은 경제적인 면을 차치하더라도 매우 고무적인 일입니다.” 라고 설명합니다. 건강 증진에 많은 IDS 카메라가 기여하고 있다는 점에서 더욱 기쁜 소식입니다.

우리 비용-효율적이고, 공간-절약적인 프로젝트 카메라: uEye LE