KR20240134850A

KR20240134850A - 로봇 수술 시스템용 마스터 제어 시스템

Info

Publication number: KR20240134850A
Application number: KR1020247007085A
Authority: KR
Inventors: 승규 이; 지원 최; 용만 박; 제한 이; 동숙 신
Original assignee: 엔도퀘스트 로보틱스 인코포레이티드
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2024-09-10
Also published as: TW202335647A; EP4440484A1; WO2023101948A8; US20230285090A1; US12064196B2; WO2023101948A1; TW202419071A

Abstract

로봇 수술 시스템용 환자 카트는 의료용 로봇을 지지하기 적합하게 구성된 프레임을 가지는 이동 가능 기부, 프레임에 동작 가능하게 연결된 하나 이상의 원동 장치, 및 원동 장치에 연결되어 원동 장치를 구동시킴으로써 프레임을 이동시키는 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다. 환자 카트는, 프레임에 연결되고, 사용자 입력을 감지하도록 그리고 사용자 입력에 따라 하나 이상의 모터를 동작시켜 하나 이상의 원동 장치를 이동시키도록 구성되는 구동 제어 인터페이스를 포함할 수 있다.

Description

로봇 수술 시스템용 마스터 제어 시스템

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 2021년 11월 30일자로 출원되고, 그 내용의 전체가 원용되는 미국 가출원 제63/284,094호의 우선권 및 이익을 주장한다.

본 개시 내용은 예를 들어, 비제한적으로 내강 내 및 단일-부위 수술을 포함하는, 최소 침습 수술을 위한 로봇 수술 시스템에 관한 것이다.

내강 내 및 단일-부위 로봇 수술과 같은 최소 침습 수술은 기존 로봇 수술보다 상당한 장점을 제공한다. 예를 들어, 내강 내 로봇 수술에서, 환자의 자연 내강 내의 접근이 어려운 위치에 접근하기 위한 절개부를 만들 필요가 없다. 이는 회복 시간을 크게 줄이고/줄이거나 없애고 시술의 안전성을 개선한다. 단일-부위 시스템은 절개부를 최소 단일-부위로 줄이고, 이는 특정 시술을 위한 접근을 제공하기 위해서 많아질 수도 있는 절개부의 수를 줄인다.

특정 내강 내 및 단일-부위 로봇 수술 시스템이 제시되어 있다. 상기 시스템 및 관련 구성요소의 예를 미국 특허 제10,881,422호뿐만 아니라, 미국 특허출원 제US20210322046호, 제US20210322045호, 제US20190117247호, 제US20210275266호, 제US20210267702호, 제US20200107898호, 제US20200397457호, 제US202000397456호, 제US20200315645호, 및 제US201962914226호에서 확인할 수 있고, 이들 모두는 본원에 원용된다.

통상적인 수술 로봇 및 시스템은 일반적으로 의도된 목적에 대해서 만족스러운 것으로 간주되고 있다. 그러나, 특히 내강 내 및 단일-부위 수술을 위해서 구성된, 개선된 로봇 수술 시스템, 장치, 방법, 제어, 및 구성요소가 당업계에서 여전히 필요하다. 본 개시 내용은 예를 들어 상기 분야에서의 개선을 제공한다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템은 바닥에 대해서 이동되도록 구성된 이동 가능 기부를 갖는 환자 카트, 및 수술 작업을 수행하기 위한 의료 장치를 제어하기 위해서 기부에 연결되는 하나 이상의 기구 제어기를 포함할 수 있다. 시스템은 환자 카트로부터 분리된 사용자 콘솔을 포함할 수 있고, 사용자 콘솔은 하나 이상의 기구 제어기를 제어하기 위한 하나 이상의 사용자 입력부, 및 이동 가능 기부에 연결되도록 구성되고 전체 환자 카트의 위치를 원격으로 모니터링 및/또는 제어하도록 구성된 환자 카트 동작 제어 모듈을 포함한다.

환자 카트 동작 제어 모듈은, 사용자 입력부에 의한 제어가 하나 이상의 기구 제어기로부터 이동 가능 기부로 전환될 수 있도록, 하나 이상의 사용자 입력부에 선택적으로 연결될 수 있다. 환자 카트 동작 제어 모듈 및/또는 이동 가능 기부는, 이동 가능 기부가 사용자 콘솔에 의해서 제어될 때 이동 가능 기부의 동작 속도를 제한하도록 구성될 수 있다.

특정 실시형태에서, 시스템은, 사용자 콘솔이 이동 가능 기부를 제어하기 위해서 이동 가능 기부에 동작 가능하게 연결되었다는 것을 표시하도록 구성된 표시부를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 기구 제어기는 경피적 수술을 위해서 구성된다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템은 각각의 엔드 이펙터(end effector)를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 하나 이상의 로봇 기구 제어기, 카메라를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기, 및 오버튜브(overtube)를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터가 오버튜브의 원위 단부로부터 연장되도록, 하나 이상의 기구가 오버튜브를 통해서 연장될 수 있다. 카메라는 오버튜브를 통해서 연장될 수 있고, 오버튜브의 원위 단부로부터 연장된다.

시스템은 하나 이상의 기구 제어기, 카메라 제어기, 및 오버튜브 제어기에 동작 가능하게 연결된 제어 모듈을 포함할 수 있다. 제어 모듈은 하나 이상의 사용자 입력을 수신하도록 그리고 하나 이상의 사용자 입력에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 하나 이상의 로봇 기구 제어기를 제어하는 것에 의해서 엔드 이펙터를 이동시키도록 제어 모듈이 구성될 수 있는 기구 제어 모드를 포함할 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 로봇 카메라 제어기를 제어하는 것에 의해서 카메라를 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 카메라 제어 모드를 포함할 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 로봇 오버튜브 제어기를 제어하는 것에 의해서 오버튜브를 이동시키는 한편, 그에 연결되어 장착된 카메라 및 엔드 이펙터를 또한 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 오버튜브 제어 모드를 포함할 수 있다.

사용자 입력부는 위치 제어 입력을 위해서 구성된 하나 이상의 입력 제어 장치(예를 들어, 하나 이상의 손 제어 장치)를 포함할 수 있다. 사용자 입력부는 하나 이상의 발 페달 장치를 포함할 수 있고/있거나 사용자 입력부는 하나 이상의 입력 제어 장치 상의 하나 이상의 버튼을 포함한다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 입력 제어 장치는 피스톨 그립(pistol grip)을 가지는 손 제어 장치를 포함할 수 있고, 하나 이상의 모드 선택 제어부는 각각의 모드를 위한 모드 선택 버튼을 포함한다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 입력 제어 장치는, 복수의 모드 선택 제어를 출력하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 발 페달을 더 포함할 수 있다.

제어 모듈은 사용자 입력의 조합을 기초로 복수의 모드 중 하나를 선택하도록 그리고 선택된 모드로 동작하도록 구성될 수 있거나, 개별적인 사용자 입력이 동작될 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈은, 손 제어 장치 및 발 페달의 조합 또는 손 제어 장치 및 손 제어 장치 상의 버튼의 조합을 기초로, 복수의 모드 중 하나를 선택하도록 그리고 선택된 모드에서 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.

시스템은 카메라로부터의 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이되는 이미지는 엔드 이펙터의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 특정 실시형태에서, 제어 모듈은 기구 제어 모드에서 카메라를 자동적으로 이동시켜 동작을 엔드 이펙터에 상호 관련시키도록 구성될 수 있다.

디스플레이되는 이미지는 카메라의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 특정 실시형태에서, 디스플레이되는 이미지는 오버튜브의 이동에 응답하여 변화될 수 있다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템용 제어 모듈은 하나 이상의 사용자 입력을 수신하도록 그리고 하나 이상의 사용자 입력에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 모드들은 예를 들어 전술한 바와 같이 본원에서 개시된 임의의 적합한 모드들을 포함할 수 있다. 제어 모듈은 예를 들어 전술한 바와 같이 본원에서 개시된 임의의 적합한 모듈(들)일 수 있거나 포함할 수 있다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템용 환자 카트는 이동 가능 기부를 포함할 수 있고, 상기 이동 가능 기부는 의료용 로봇을 지지하기 적합하게 구성된 프레임, 프레임에 동작 가능하게 연결된 하나 이상의 원동 장치, 및 원동 장치에 연결되어 원동 장치를 구동시킴으로써 프레임을 이동시키는 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다. 환자 카트는, 프레임에 연결되고, 사용자 입력을 감지하도록 그리고 사용자 입력에 따라 하나 이상의 모터를 동작시켜 하나 이상의 원동 장치를 이동시키도록 구성되는 구동 제어 인터페이스를 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스는 사용자에 의해서 작동되도록 구성된 하나 이상의 그립 작동기를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스는 2개의 그립 작동기를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스는 핸들 함몰부(handle recess)를 형성하는 하우징을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 그립 작동기는 핸들 함몰부 내에 배치될 수 있다.

구동 제어 인터페이스는 하나 이상의 그립 작동기에 동작 가능하게 연결되어 하나 이상의 그립 작동기의 위치를 나타내는 하나 이상의 상태 신호를 하나 이상의 그립 작동기로부터 수신하는 구동 제어 모듈을 포함할 수 있다. 구동 제어 모듈은, 하나 이상의 그립 작동기가 부분적으로 가압된 경우, 하나 이상의 모터의 구동 모드에서의 동작을 허용하도록 구성될 수 있다.

구동 제어 모듈은, 하나 이상의 그립 작동기가 정지 문턱값까지 또는 초과하여 가압된 경우, 하나 이상의 모터의 동작을 방지하도록 구성될 수 있다. 특정 실시형태에서, 정지 문턱값은 하나 이상의 그립 작동기의 완전 작동이다.

특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스는 사용자 입력의 힘 및 방향성을 감지하도록 구성된 힘 센서를 포함할 수 있다.

구동 제어 모듈은 힘 센서에 동작 가능하게 연결되어 감지된 힘을 수신하고, 구동 모드에서, 구동 제어 모듈은 감지된 힘에 따라 하나 이상의 모터를 동작시키도록 구성되고, 그에 따라 하나 이상의 모터가 감지된 힘의 방향으로 동작을 야기시킨다.

구동 제어 모듈은 예를 들어 감지된 힘에 비례하는 속력으로 하나 이상의 모터를 동작시키도록 구성될 수 있다. 특정 실시형태에서, 환자 카트는 배터리를 포함할 수 있고, 하나 이상의 모터에 동작 가능하게 연결되어 원동 에너지를 하나 이상의 모터에 제공할 수 있고, 그에 따라 외부 전원이 없이도 환자 카트의 동작을 가능하게 한다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템의 환자 카트를 구동하기 위한 방법이 구동 모드를 개시하기 위해서 구동 제어 인터페이스 상의 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르는 단계, 및 희망하는 동작 방향으로 환자 카트 핸들에 힘을 인가하여 하나 이상의 모터가 환자 카트를 희망하는 동작 방향으로 구동하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트를 전방으로 이동시키기 위해서 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들을 전방 방향으로 미는 것을 포함한다.

특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트를 후방으로 이동시키기 위해서 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들을 후방으로 당기는 것을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 상기 방법은 환자 카트의 동작을 정지시키기 위해서 구동 제어 스위치를 완전히 누르거나 해제하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트를 조향하기 위해서 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들을 측방향으로 밀거나 당기는 것을 포함할 수 있다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템은 각각의 엔드 이펙터(end effector)를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 하나 이상의 로봇 기구 제어기, 카메라를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기, 및 오버튜브(overtube)를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터가 오버튜브의 원위 단부로부터 연장되도록, 하나 이상의 기구가 오버튜브를 통해서 연장될 수 있다. 카메라는 오버튜브를 통해서 연장될 수 있고, 오버튜브의 원위 단부로부터 연장될 수 있다. 시스템은, 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 출력하도록 구성되고 사용자 입력을 수신하고 위치 제어 신호를 출력하도록 구성된, 복수의 모드 선택 제어부를 갖는 하나 이상의 입력 제어 장치를 포함할 수 있다.

시스템은 하나 이상의 기구 제어기, 카메라 제어기, 및 오버튜브 제어기에 동작 가능하게 연결된 제어 모듈을 포함할 수 있고, 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 하나 이상의 입력 제어 장치로부터 수신하도록 그리고 하나 이상의 입력 제어 모드 신호에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 하나 이상의 로봇 기구 제어기를 제어하는 것에 의해서 엔드 이펙터를 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 기구 제어 모드, 위치 제어 신호에 따라 로봇 카메라 제어기를 제어하는 것에 의해서 카메라를 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 카메라 제어 모드, 및 위치 제어 신호에 따라 로봇 오버튜브 제어기를 제어하는 것에 의해서 오버튜브를 이동시키는 한편, 오버튜브의 동작에 의해서 그에 장착된 카메라 및 엔드 이펙터를 또한 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 오버튜브 제어 모드를 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 하나 이상의 입력 제어 장치는 예를 들어 피스톨 그립을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 모드 선택 제어부가 각각의 모드를 위한 모드 선택 버튼을 포함할 수 있다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템용 제어 모듈은 하나 이상의 사용자 입력을 수신하도록 그리고 하나 이상의 사용자 입력에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있고, 모드는, 위치 제어 신호에 따라 하나 이상의 로봇 기구 제어기를 제어하는 것에 의해서 엔드 이펙터를 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 기구 제어 모드, 위치 제어 신호에 따라 로봇 카메라 제어기를 제어하는 것에 의해서 카메라를 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 카메라 제어 모드, 및 위치 제어 신호에 따라 로봇 오버튜브 제어기를 제어하는 것에 의해서 오버튜브를 이동시키는 한편, 오버튜브의 동작에 의해서 그에 장착된 카메라 및 엔드 이펙터를 또한 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 오버튜브 제어 모드를 포함하고, 2-차원 이미징 모드가 카메라로부터의 2-차원 이미지를 출력하도록 구성되고, 3-차원 이미징 모드가 카메라로부터의 3-차원 이미지를 출력하도록 구성된다. 임의의 다른 부가적인 적합한 모드가 본원에서 고려된다. 　

특정 실시형태에서, 로봇 수술 시스템은 각각의 엔드 이펙터를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 하나 이상의 기구 제어기, 카메라를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기, 오버튜브를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기, 및 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 출력하도록 구성되고 사용자 입력을 수신하고 위치 제어 신호를 출력하도록 구성되는 복수의 모드 선택 제어부를 가지는 하나 이상의 입력 제어 장치를 더 포함한다. 특정 실시형태에서, 제어 모듈은 하나 이상의 기구 제어기, 로봇 카메라 제어기, 또는 로봇 오버튜브 제어기와 통신하여, 하나 이상의 입력 제어 모드 신호에 따라 하나 이상의 기구 제어기, 로봇 카메라 제어기, 또는 로봇 오버튜브 제어기를 동작시킨다.

당업자는, 도면과 함께 작성된 이하의 구체적인 설명으로부터, 본 개시 내용의 실시형태의 상기 그리고 다른 특징을 보다 용이하게 이해할 것이다.

본 개시 내용과 관련된 당업자가 과도한 실험이 없이도 본 개시 내용의 장치 및 방법을 어떻게 제조 및 사용하는지에 대해서 보다 용이하게 이해할 수 있도록, 이하에서 특정 도면을 참조하여 그 실시형태를 더 구체적으로 설명할 것이다.
도 1은 환자 카트에 무선으로 연결된 사용자 콘솔을 도시하는, 본 개시 내용에 따른 로봇 수술 시스템의 실시형태의 사시도이다.
도 1a는 본 개시 내용에 따른 제어 시스템의 실시형태의 개략도이다.
도 1b는 본 개시 내용에 따른 제어 시스템의 실시형태의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 사용자 콘솔의 실시형태의 발 페달 배열의 실시형태를 도시한다.
도 3은 본 개시 내용에 따른 사용자 콘솔의 다른 실시형태의 사시도이다.
도 4는 수평 팔걸이 조정 가능성을 보여 주는, 도 3의 실시형태의 입면도이다.
도 5는 수직 팔걸이 조정 가능성을 보여 주는, 도 3의 실시형태의 입면도이다.
도 6은 본 개시 내용에 따른 발 페달 배열의 다른 실시형태를 도시한다.
도 7은 환자 카트 상의 사용자 이용 입력부, 및 그래픽 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 그 디스플레이를 도시한다.
도 8은 환자 카트 상의, 본 개시 내용에 따른, 사용자 입력의 실시형태를 도시한다.
도 9a는 본 개시 내용에 따른 사용자 입력부의 다른 실시형태를 도시한다.
도 9b는 본 개시 내용에 따른 복수의 모드 제어를 갖는 도 9a의 손 제어 장치의 실시형태를 도시한다.
도 10은 본 개시 내용에 따른 환자 카트의 실시형태를 도시한다.
도 11은 본 개시 내용에 따른 구동 제어 인터페이스의 실시형태를 도시하는 도 10의 환자 카트의 사시도이다.
도 12a는 본 개시 내용에 따른 환자 카트의 전방 바퀴 및 후방 바퀴의 실시형태를 비-이동 상태에서 도시한다.
도 12b는 본 개시 내용에 따른 도 12a의 전방 바퀴 및 후방 바퀴의 실시형태를 이동 상태에서 도시한다.

이제 도면을 참조할 것이며, 이러한 도면에서 유사한 참조 번호들은 본 개시 내용의 유사한 구조적 특징 또는 양태를 나타낸다. 설명 및 예시를 위해서, 그리고 비제한적으로, 개시 내용에 따른 시스템의 실시형태의 예시적인 도면이 도 1에 도시되어 있고 참조 문자 100으로 전체적으로 표시되어 있다. 본 개시 내용의 다른 실시형태 및/또는 양태가 도 1a 내지 도 12b에 도시되어 있다.

도 1, 도 1a 및 도 1b, 그리고 일반적으로 도 2 내지 도 12b를 참조하면, 본 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템(100)은 환자 카트(101)를 포함할 수 있고, 이러한 환자 카트(101)는 (예를 들어, 하나 이상의 동력화된 바퀴(103A 및 103B) 및/또는 임의의 다른 적합한 원동 시스템을 통해서) 바닥에 대해서 이동하도록 구성된 이동 가능 기부(103)를 갖는다. 시스템(100)은 의료 장치를 제어하기 위한 (예를 들어, 기구 제어기(105)에 부착될 수 있는, 로봇 제어되는 겸자 조립체(forceps assembly)와 같은 의료 장치에 연결되도록 구성된) 하나 이상의 기구 제어기(105) 및/또는 수술 동작을 수행하기 위한 오버튜브(106)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기구 제어기(105)는 의료 장치의 위치 및/또는 상태를 제어하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 기구 제어기(105)는 (예를 들어, 기구 제어기(105)를 기부(103)에 대해서 이동시키기 위한 하나 이상의 배치 장치를 가지는 배치 시스템을 통해서) 기부(103)에 연결될 수 있다.

시스템(100)은 환자 카트(101)로부터 분리된 사용자 콘솔(107)을 포함할 수 있고, 사용자 콘솔(107)은 하나 이상의 기구 제어기(105)를 제어하기 위한 하나 이상의 사용자 입력부(예를 들어, 핸들 입력부(109), 발 페달(111))를 포함한다. 사용자 콘솔(107)은 이동 가능 기부(103)에 연결되도록 그리고 (예를 들어, 이동 가능 기부(103)의 하나 이상의 동력화된 바퀴를 제어하는 것에 의해서) 전체 환자 카트(101)의 위치를 원격으로 모니터링 및/또는 제어하도록 구성된 환자 카트 동작 제어 모듈(113)을 포함할 수 있다. 환자 카트 동작 제어 모듈(113)은 (예를 들어, 본원에서 개시된 바와 같은) 임의의 적합한 기능을 수행하도록 구성된 임의의 적합한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 환자 카트 동작 제어 모듈(113)은 임의의 적합한 제어 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈(들)(113)의 일부로서 포함될(예를 들어, 기구 제어기 소프트웨어로 공통으로 호스팅될) 수 있고/있거나, 임의의 적합한 방식으로 (임의의 적합한 부분의) 독립적인 모듈일 수 있다. 예를 들어, 모듈(113)은 예를 들어 이하에서 설명되는 바와 같이 제어 모듈(114)에 포함될 수 있다. 사용자 콘솔(107)은 유선 또는 무선 연결을 통해서 환자 카트(103)에 연결될 수 있다.

특정 실시형태에서, 환자 카트 동작 제어 모듈(113)은, 사용자 입력부(109, 111)에 의한 제어가 하나 이상의 기구 제어기(105)로부터 이동 가능 기부(103)로 전환될 수 있도록, 하나 이상의 사용자 입력부(109, 111)에 선택적으로 연결될 수 있다. 사용자 콘솔(107)이 또한/대안적으로 기부(103)를 위한 전용 제어를 포함할 수 있는 것이 고려된다. 임의의 적합한 물리적인 또는 디지털의 스위치가 여기에서 고려된다.

환자 카트 동작 제어 모듈(113) 및/또는 이동 가능 기부(103)는, 이동 가능 기부(103)가 사용자 콘솔(107)에 의해서 제어될 때 (예를 들어, 환자 카트 동작 제어 모듈(113)을 통해서) 이동 가능 기부(103)의 동작 속도를 제한하도록 구성될 수 있다. 이는 안전성을 개선할 수 있다. 특정 실시형태에서, 시스템(100)은, 사용자 콘솔(107)이 이동 가능 기부(103)를 제어하기 위해서 이동 가능 기부(103)에 동작 가능하게 연결되었다는 것을 표시하도록 구성된 표시부를 포함할 수 있다.

사용자 콘솔(107)은 신호를 각각 송신 및/또는 수신하기 위해서 임의의 적합한 방식으로 환자 카트(101)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 환자 카트(101)는 사용자 콘솔로부터 명령 신호를 수신하도록 구성된 수신기 모듈을 포함할 수 있고, 수신기 모듈은 임의의 명령 신호를 해석하고 명령을 실행하도록 구성된다. 그러나, 특정 실시형태에서, 사용자 콘솔(107)은 환자 카트(101)의 하나 이상의(예를 들어, 각각의) 하위 시스템과 직접 통신할 수 있고, 직접적인 명령 신호로 환자 카트(101)의 하나 이상의(예를 들어, 각각의) 하위 시스템을 직접 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자 콘솔(107)은, 하나 이상의 기구 제어기(105) 및/또는 이동 가능 기부(103)와 통신하여 환자 카트(101) 및/또는 수술 기구의 위치를 직접적으로 제어하는 (예를 들어, 모듈(113)을 포함하는) 제어 모듈을 포함할 수 있다. 최종적으로 환자 카트(101) 및/또는 하나 이상의 하위 시스템을 직접적으로 또는 간접적으로 제어하기 위한 사용자 콘솔(107)로부터의 명령을 위한 임의의 적합한 구성이 여기에서 고려된다.

본 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 도 10을 참조하면, 로봇 수술 시스템(100)을 위한 (본원에서 기부 카트로도 지칭될 수 있는) 환자 카트(101)는, 의료 로봇(예를 들어, 본원에서 설명된 바와 같은 로봇 시스템)을 지지하기 적합하게 구성된 프레임(1001)을 갖는 이동 가능 기부(103)를 포함할 수 있다. 환자 카트(101)는 프레임(1001)에 동작 가능하게 연결된 하나 이상의 원동 장치(1003)를 포함할 수 있다. 프레임(1001)은 임의의 적합한 구조적 형상(예를 들어, 교차 부재로 형성된 직사각형 차량 샤시 등)을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 "원동 장치"라는 용어는 표면에 대한 프레임(1001)의 동작을 유발할 수 있는 바퀴, 궤도, 또는 임의의 다른 적합한 구동 가능 부재와 같은 임의의 적합한 유형의 원동 메커니즘을 포함할 수 있다.

환자 카트(101)는 원동 장치(1003)를 구동시켜 프레임(1001)을 이동시키기 위해서 하나 이상의 원동 장치(1003)에 연결된 하나 이상의 모터(1005)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 모터(1005)는 예를 들어 모터 샤프트를 통해서 원동 장치(1003)에 연결된 하나 이상의 전기 모터일 수 있다. 임의의 적합한 수의 모터(1005)가 여기에서 고려된다. 예를 들어, 각각의 원동 장치(1003)가 각각의 모터(1005)와 연관되도록 그리고 다중-원동 장치 조향이 가능하도록, 각각의 원동 장치(1003)를 위한 모터(1005)(예를 들어, 승용차와 유사한 4개의 바퀴)가 있을 수 있다.

도 11을 또한 참조하면, 환자 카트(101)는 (예를 들어, 포스트(post)(1009)를 통해서) 프레임(1001)에 연결된 구동 제어 인터페이스(1007)를 포함할 수 있고, 사용자 입력(예를 들어, 미는 힘 및/또는 당기는 힘)을 감지하도록 구성될 수 있다. 구동 제어 인터페이스(1007)는 사용자 입력에 따라 하나 이상의 모터(1005)를 동작시켜 하나 이상의 원동 장치(1003)를 이동시키도록 구성될 수 있다.

특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스(1007)는 사용자에 의해서 작동되도록 구성된 하나 이상의 그립 작동기(1101)를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스(1007)는 예를 들어 도시된 바와 같이 2개의 그립 작동기(1101)를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스(1007)는 핸들 함몰부(1115)를 형성하는 하우징(1113)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 그립 작동기(1111)는 예를 들어 도시된 바와 같이 핸들 함몰부(1115) 내에 배치될 수 있다.

구동 제어 인터페이스(1007)는 하나 이상의 그립 작동기(1111)에 동작 가능하게 연결되어 하나 이상의 그립 작동기(1111)의 위치(예를 들어 반 정도 가압된, 완전히 가압된 위치)를 나타내는 하나 이상의 상태 신호를 하나 이상의 그립 작동기(1111)로부터 수신하는 구동 제어 모듈(1117)을 포함할 수 있다. 구동 제어 모듈(1117)은, 하나 이상의 그립 작동기(1111)가 부분적으로 가압된 경우(예를 들어, 반 정도 가압된 경우), 하나 이상의 모터(1005)의 동작을 허용하도록(및/또는 하나 이상의 모터(1005)를 동작시키도록) 구성될 수 있다. 이는, 드라이브 모드에서 사용자가 환자 카트(101)를 우발적으로 이동시키는 것을 방지할 수 있도록 하기 위해서 특정의 촉각적 정밀도를 필요로 할 수 있다. 특정 실시형태에서, 구동 제어 모듈(1117)은 하나 이상의 그립 작동기(1111)의 임의의 적합한 부분적인 또는 완전한 작동으로 하나 이상의 모터(1005)가 동작할 수 있게 허용하도록 구성될 수 있다.

구동 제어 모듈(1117)은, 하나 이상의 그립 작동기(1111)가 정지 문턱값까지 또는 초과하여 가압된 경우, 하나 이상의 모터의 동작을 방지하도록 구성될 수 있다. 특정 실시형태에서, 정지 문턱값은 하나 이상의 그립 작동기(1111)의 완전 작동이다. 특정 실시형태에서, 구동 제어 인터페이스(1007)는 사용자 입력(예를 들어, 미는 힘, 당기는 힘, 및/또는 토크)의 힘(예를 들어, 힘 및/또는 토크) 및 방향성을 감지하도록 구성된 힘 센서(1119)를 포함할 수 있다.

구동 제어 모듈(1117)은 감지된 힘을 수신하기 위해서 힘 센서(1119)에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 구동 모드에서, 구동 제어 모듈(1117)은 감지된 힘에 따라 하나 이상의 모터(1005)를 동작시키도록, 그에 따라 하나 이상의 모터(1005)가 감지된 힘의 방향으로 동작을 야기시키도록 구성될 수 있다.

구동 제어 모듈(1117)은 예를 들어 감지된 힘에 비례하는 속력으로 하나 이상의 모터(1005)를 동작시키도록 구성될 수 있다. 이는 사용자가 얼마나 세게 누르거나, 당기거나, 돌리는 지와 환자 카트(101)의 실제 동작 속도 사이의 논리적 관계를 제공할 수 있다. 특정 실시형태에서, 속력은 선형적으로 비례할 수 있고, 특정 실시형태에서, 속력은 비-선형적으로 비례할 수 있다. 감지된 힘과 모터의 동작 속력 사이의 다른 관계도 본원에서 고려된다.

특정 실시형태에서, 환자 카트(101)는 배터리(1121)를 포함할 수 있고, 하나 이상의 모터(1005)에 동작 가능하게 연결되어(연결은 도시되어 있지 않음) 원동 에너지를 하나 이상의 모터(1005)에 제공할 수 있고, 그에 따라 외부 전원이 없이도 환자 카트(101)의 동작을 가능하게 한다. 특정 실시형태에서, 카트(101)는 외부 전원을 포함할 수 있거나 필요로 할 수 있다.

구동 제어 인터페이스(1007)는 임의의 적합한 구조를 포함할 수 있다. 구동 제어 모듈(1117) 및 힘 센서(1119)는 구동 제어 인터페이스(1007)의 임의의 적합한 구조물 및/또는 환자 카트(101)의 임의의 다른 적합한 부분 내에 통합될 수 있다. 예를 들어, 구동 제어 인터페이스(1007)는 도시된 바와 같이 포스트(1009)에 (고정적으로 또는 제거 가능하게) 장착된 제어 패드(1123)를 포함할 수 있다. 힘 센서(1119)는 예를 들어 제어 패드(1123)와 포스트(1009) 사이에 배치될 수 있다. 특정 실시형태에서, 힘 센서(1119)는 예를 들어 포스트(1009)와 프레임(1001) 사이에 배치될 수 있다. 구동 제어 모듈(1117)은 제어 패드(1123) 내에 및/또는 포스트(1009) 내에, 및/또는 환자 카트(101)의 임의의 다른 적합한 부분 내에 배치될 수 있다. 제어 패드(1123)는 환자 카트(101)의 임의의 다른 적합한 부분(예를 들어, 환자 카트(101)의 기구 배치 시스템)을 제어하기 위한 하나 이상의 제어부를 가지는 터치스크린(1124)을 포함할 수 있다.

본 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템의 환자 카트(101)를 구동하기 위한 방법이 구동 모드를 개시하기 위해서 구동 제어 인터페이스(1007) 상의 하나 이상의 그립 작동기(1101)를 부분적으로 누르는 단계, 및 희망하는 동작 방향으로 환자 카트 핸들(1102)에 힘을 인가하여 하나 이상의 모터(1005)가 환자 카트(101)를 희망하는 동작 방향으로 구동하게 하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트(101)를 전방으로 이동시키기 위해서 하나 이상의 그립 작동기(1101)를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들(1102)을 전방 방향으로 미는 것을 포함한다.

특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트(101)를 후방으로 이동시키기 위해서 하나 이상의 그립 작동기(1101)를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들(1102)을 후방으로 당기는 것을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 이러한 방법은 환자 카트(101)의 동작을 정지시키기 위해서 구동 제어 스위치를 완전히 누르거나 해제하는 것을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트(101)를 조향하기 위해서 하나 이상의 그립 작동기(1101)를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들(1102)을 측방향으로 밀거나 당기는 것을 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 환자 카트는 재충전 가능 배터리(1121)를 가질 수 있고, 외부 전원이 없이 이동될 수 있다. 환자 카트(101)는 예를 들어 구동 제어 스위치(예를 들어, 그립 작동기(1101))를 누르는 것에 의해서 이동될 수 있다. 특정 실시형태에서, 환자 카트(101)는, 환자 카트 핸들(1102) 상의 구동 제어 스위치를 절반 만큼 누르는 것 그리고 이동하고자 하는 방향으로 힘을 인가하는 것에 의해서 임의의 방향으로 이동될 수 있다. 환자 카트 구동 제어 스위치는 환자 카트(101)의 제어된 이동을 위해서 사용될 수 있고, 완전히 눌렸을 때, 환자 카트(101)가 정지되도록 그리고 절반이 눌렸을 때 환자 카트가 구동 모드에서 활성화되도록 기능할 수 있다.

환자 카트(101)를 구동하기 위한 방법은 구동 제어 스위치를 절반 만큼 눌러서 유지하는 것 그리고 필요한 동작 방향으로 환자 카트 핸들(1102)에 힘을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전방으로 이동시키기 위해서, 사용자는, 구동 제어 스위치를 절반에서 유지하면서, 환자 카트 핸들(1102)에 전방 방향으로 힘을 인가할 수 있다(즉, 밀 수 있다). 유사하게, 사용자는 카트를 후방으로 이동시키기 위해서 다른 방향으로 힘을 인가할 수 있다(즉, 당길 수 있다). 특정 실시형태에서, 사용자는 환자 카트의 이동의 가속을 중단시키기 위해서 구동 제어 스위치를 해제하거나 완전히 누를 수 있다.

특정 실시형태에서, 하나 이상의 기구 제어기(105)는 예를 들어 경피적 수술을 위해서 구성된다. 임의의 적합한 기구 제어기(들)(105)이 본원에서 고려된다.

본 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템(100)은 각각의 엔드 이펙터(예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같은 엔드 이펙터(115))를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 하나 이상의 로봇 기구 제어기(105), 카메라(201)(예를 들어, 비디오스코프)를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기(203), 및 오버튜브(106)를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기(108)를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터(115)가 오버튜브(106)의 원위 단부로부터 연장되도록, 하나 이상의 기구가 오버튜브를 통해서 연장될 수 있다. 카메라(201)는 (예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이) 오버튜브(106)를 통해서 연장될 수 있고 오버튜브(106)의 원위 단부로부터 연장된다.

시스템(100)은 (예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이) 하나 이상의 기구 제어기(105), 카메라 제어기(203), 및 오버튜브 제어기(108)에 동작 가능하게 연결된 제어 모듈(114)을 포함할 수 있다. 제어 모듈(114)은 (예를 들어, 손 입력부(109) 및/또는 페달(111)을 통해서) 하나 이상의 모드 제어 신호를 수신하도록 그리고 하나 이상의 모드 제어 신호에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈(114)은 (예를 들어, 본원에서 개시된 바와 같은) 임의의 적합한 기능을 수행하도록 구성된 임의의 적합한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 제어 모듈(114)은 임의의 적합한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈(들)의 일부로서 포함될 수 있고/있거나, 임의의 적합한 방식으로 (임의의 적합한 부분의) 독립적인 모듈일 수 있다. 제어 모듈(114)은 무선 또는 유선 연결을 통해서 임의의 적합한 구성요소에 연결될 수 있다.

특정 실시형태에서, 제어 모듈(114)은 예를 들어 도 1a에 도시된 바와 같이 모듈(113)을 포함하지 않는다. 특정 실시형태에서, 제어 모듈(114)은 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 모듈(113)을 포함한다.

모드는, 위치 제어 신호에 따라 하나 이상의 로봇 기구 제어기(105)를 제어하는 것에 의해서 엔드 이펙터(115)를 이동시키도록 제어 모듈(114)이 구성될 수 있는 기구 제어 모드를 포함할 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 (예를 들어, 엔드 이펙터(115)가 록킹되어 있는 동안) 로봇 카메라 제어기(203)를 제어하는 것에 의해서 카메라(201)를 이동시키도록 제어 모듈(114)이 구성되는 카메라 제어 모드를 포함할 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 로봇 오버튜브 제어기(108)를 제어하는 것에 의해서 오버튜브(106)를 이동시키는 한편, 그에 연결되어 장착된 카메라(201) 및 엔드 이펙터(115)를 또한 이동시키도록 제어 모듈(114)이 구성되는 오버튜브 제어 모드를 포함할 수 있다.

사용자 입력부는 위치 제어 입력을 위해서 구성된 하나 이상의 입력 제어 장치(예를 들어, 손 입력부(109)와 같은 손 제어 장치)를 포함할 수 있다. 사용자 입력부는 하나 이상의 발 페달 장치(111)를 포함할 수 있고/있거나 사용자 입력부는 하나 이상의 입력 제어 장치(109) 상의 하나 이상의 버튼(예를 들어, 후술되는 핑거 트리거)을 포함할 수 있다.

제어 모듈(114)은 사용자 입력의 조합 또는 개별적인 사용자 입력을 기초로 복수의 모드 중 하나를 선택하도록 그리고 선택된 모드로 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(114)은, 입력 제어 장치(109) 및 발 페달(111)의 조합 또는 입력 제어 장치(109) 및 입력 제어 장치(109) 상의 버튼의 조합을 기초로, 복수의 모드 중 하나를 선택하도록 그리고 선택된 모드에서 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 프로세스의 특정 실시형태를 이하에서 설명한다. 각각의 모드에서 스위칭 및/또는 동작시키기 위한 임의의 다른 적합한 제어 프로세스 및/또는 명령이 본원에서 고려된다.

시스템(100)은 카메라(201)로부터의 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이(119)를 포함할 수 있다. 카메라의 동작을 엔드 이펙터에 상호 관련시키게 제어 모듈이 구성되도록, 디스플레이되는 이미지(예를 들어, 카메라의 장면)가 엔드 이펙터의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 디스플레이되는 이미지(예를 들어, 카메라 및/또는 GUI의 장면)가 엔드 이펙터(115)의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 특정 실시형태에서, 제어 모듈(114)은 기구 제어 모드에서 카메라(201)를 자동적으로 이동시켜 동작을 엔드 이펙터(115)에 상호 관련시키도록 구성될 수 있다.

디스플레이되는 이미지(예를 들어, 카메라 및/또는 GUI의 장면)가 카메라(201)의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 특정 실시형태에서, 디스플레이되는 이미지(예를 들어, 카메라 및/또는 GUI의 장면)가 오버튜브(106)의 이동에 응답하여 변화될 수 있다.

본 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템(100)용 제어 모듈(114)은 하나 이상의 모드 제어 신호를 수신하도록 그리고 하나 이상의 모드 제어 신호에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 모드들은 예를 들어 전술한 바와 같이 본원에서 개시된 임의의 적합한 모드들을 포함할 수 있다. 제어 모듈(114)은 예를 들어 전술한 바와 같이 본원에서 개시된 임의의 적합한 모듈(들)일 수 있거나 포함할 수 있다.

시스템(100) 및/또는 그 임의의 적합한 부분(들)이 본원에서 개시된 임의의 적합한 구성요소(들)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 본원에서 개시된 바와 같이 및/또는 임의의 다른 적합한 방식으로 사용되도록 구성될 수 있다.

도 1은 환자 카트에 무선으로 연결된 사용자 콘솔을 도시하는, 본 개시 내용에 따른 로봇 수술 시스템의 실시형태의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 사용자 콘솔의 실시형태의 발 페달 배열의 실시형태를 도시한다. 도 1a는 제어 시스템의 실시형태의 개략도로서, 제어 모듈(114)에 연결된 손 입력부(109(예를 들어, 하나 이상의 입력 제어 장치), 111(예를 들어, 하나 이상의 발 페달)), 및 본원에서 개시된 바와 같이 각각의 모드에서 제어기를 제어하기 위해서 제어기(105, 108, 및 203)에 연결된 제어 모듈(114)을 도시한다. 도 1b는 부가적인 모드에서 제어될 수 있는 모듈(113)을 갖는 것으로 도시된 제어 시스템의 실시형태의 개략도이다.

도 3은 본 개시 내용에 따른 사용자 콘솔의 다른 실시형태의 사시도이다. 도 4는 수평 팔걸이 조정 가능성을 보여 주는, 도 3의 실시형태의 입면도이다. 도 5는 수직 팔걸이 조정 가능성을 보여 주는, 도 3의 실시형태의 입면도이다. 도 6은 본 개시 내용의 실시형태에 따른 발 페달 배열(611)의 다른 실시형태를 도시한다. 도 7은 환자 카트 상의 사용자 이용 입력부, 및 그래픽 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 그 디스플레이를 도시한다. 도 8은 환자 카트 상의, 본 개시 내용의 실시형태에 따른, 사용자 입력부의 실시형태를 도시한다. 도 9a 및 도 9b는 본 개시 내용에 따른 피스톨 그립을 가지는 사용자 입력부의 다른 실시형태를 도시한다.

실시형태는 내강 내 수술 시스템(ELS)의 전반적인 마스터 제어를 포함한다. 실시형태는 ELS 사용자 콘솔에 의한 (첨부 자료에서 상표 Colubriscope^TM(모든 권리 보유)로도 지칭되는) 환자 카트(101) 및 오버튜브(106)의 모니터링 및 배치를 제공할 수 있다.

사용자 콘솔(107)의 실시형태는 (도 7에 도시된 바와 같이, 기구 제어기(105)에 의해서 제어되는 수술 기구(116)의 원위 단부에 제공되는) 엔드 이펙터(115)가 이동하게 하는 기구 제어를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자 콘솔(107)의 디스플레이(119) 상에서 디스플레이되는 이미지(117)가 엔드 이펙터(115)의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 사용자 콘솔(107)의 실시형태는 (예를 들어, 엔드 이펙터/기구 제어기가 록킹되어 있는 동안 동일한 손 제어를 통해서) (예를 들어, 도 1의 기구 제어기(105) 위에서 카메라 제어기(203)에 장착된) 카메라(201)가 이동하게 하는 카메라 제어를 포함할 수 있다. 디스플레이되는 이미지(117)는 카메라(201)의 이동에 응답하여 변화될 수 있다. 특정 실시형태에서, 카메라(201)의 이동은, 부가적인 카메라 제어기가 없이, 기구 제어기(105) 중 하나에 의해서 제어될 수 있다. 특정 실시형태에서, 카메라 제어기(203)는 (예를 들어, 기구 제어기(들)와 동일한 유형의 제어기일 수 있는) 별도의 제어기일 수 있다.

실시형태는, (예를 들어, 의료 장치가 내부에서 전진/후퇴되는 하나 이상의 기구 채널을 가지는 가요성의 세장형 삽입 튜브일 수 있는) 오버튜브(106)를 이동시키는 한편, 그에 장착된 카메라(201) 및 엔드 이펙터(115)를 또한 이동시키도록 구성된 오버튜브 제어를 포함할 수 있다. 디스플레이되는 이미지(117)는 예를 들어 오버튜브(106)의 이동에 응답하여 변화될 수 있다.

제어는, 예를 들어, 손 제어 장치(예를 들어, 도 1의 손 입력부(109)) 및 발 페달(111)의 조합, 또는 손 제어 장치 및 손 제어 장치 상의 버튼의 조합에 의해서 이루어 질 수 있다. 임의의 적합한 제어 체계가 본원에서 고려된다.

도 3을 참조하면, 예를 들어, 사용자 콘솔(300)은 팔걸이(305)에 걸쳐 위치된 (예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같은, 마스터 또는 손 제어기로도 알려져 있는) 이중 손 제어 장치(109, 301, 303) 구성을 가질 수 있다. 손 제어 장치의 상대적인 동작을 이용하여 수술 기구(116)의 관절형 동작을 제어할 수 있다. 외과 의사는, 예를 들어, 수술용 겸자가 유지되는 것과 동일한 방식으로, 손 제어 장치의 각각을 유지할 수 있다.

실시형태는 디스플레이(119)(예를 들어, 도 3의 HD 이미지 뷰어)를 포함할 수 있다. 디스플레이(119)는, 비디오스코프 기구에 의해서 캡쳐되고 디스플레이(119) 상에서 2D 이미지로 사용자에게 디스플레이되는, 수술 작업 공간의 2D 장면을 제공한다. 사용자는 또한 디스플레이(119) 내에서 비디오 상에 중첩된 문자, 아이콘, 및 그래픽 콘텐츠 형태의 부가적인 정보를 볼 수 있다.

도 3을 참조하면, 예를 들어, 실시형태는 팔걸이(305)를 포함할 수 있다. 팔걸이(305)는 예를 들어 (예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이) 수평으로 또는 (예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이) 수직으로 조정될 수 있다. 팔걸이 패널이 외과 의사의 전방에 위치되어, 손 제어 장치(301, 303)가 유지되고 동작되는 동안 팔을 지지할 수 있다. 팔걸이(305)는 예를 들어 좌측 스위치 패널(309)(좌측) 및 우측 스위치 패널(311)(우측)을 포함할 수 있다. 좌측 스위치 패널(309)은 인체 공학적 조정을 제공할 수 있다. 외과 의사는 팔걸이(305)의 좌측에 위치된 좌측 스위치 패널(309) 상에 제공된 제어부를 이용하여 인체 공학적 조정을 할 수 있다. 특정 실시형태에서, 좌측 스위치 패널(309)은 예를 들어 디스플레이(119) 및 사용자 콘솔(300)을 조정하기 위한 4개의 누름 버튼을 제공할 수 있다. 예를 들어, 버튼은 상승 버튼 및 하강 버튼(예를 들어, 좌측의 쌍)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 "↑" 버튼을 누르고 유지하여 사용자 콘솔의 고도를 높일 수 있고, 희망 높이에서 해제할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 "↓" 버튼을 누르고 유지하여 사용자 콘솔의 고도를 낮출 수 있고, 희망 높이에서 해제할 수 있다. 특정 실시형태에서, 버튼은 뷰어 상승 버튼 및 하강 버튼(예를 들어, 우측의 쌍)을 포함할 수 있다. 사용자는 "↑" 버튼을 누르고 유지하여 디스플레이(119)의 고도를 높일 수 있고, 희망 높이에서 해제할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 "↓" 버튼을 누르고 유지하여 디스플레이(119)의 고도를 낮출 수 있고, 희망 높이에서 해제할 수 있다.

특정 실시형태에서, 우측 스위치 패널(311)은 전력 제어 및 비상 정지 제어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외과 의사(또는 다른 조작자)는 팔걸이의 우측에 위치된 우측 스위치 패널 상에서 제공되는 제어를 통해서 시스템의 온/오프, 비상 정지, 및 EMO 회복 기능을 제어할 수 있다.

우측 스위치 패널(311)은 예를 들어 3개의 버튼(예를 들어, 전력 버튼, 비상 중지 버튼, 비상 회복(EMO))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 전력 버튼을 누르고 해제하여 시스템을 턴온(turn on)시킬 수 있고, 3초간 누르고 유지하여 시스템을 턴오프시킬 수 있다 비상 정지의 경우, 사용자는 비상 정지 버튼을 누르고 해제하여 비상 중에 시스템의 동작을 정지시킬 수 있다. 사용자는, 예를 들어 비상 정지 후에 그리고 위험 상황이 제거되었을 때, 시스템을 동작 상태로 복귀 시키기 위해서 EMO 회복 버튼을 누르고 해제할 수 있다.

특정 버튼을 위한 하나 이상의 위치가 개시되었지만, 임의의 적합한 위치가 본원에서 고려된다. 사용자 콘솔(107)은, 개시된 기능 및/또는 임의의 다른 적합한 기능을 수행하기 위해서 본원에서 개시된 각각의 버튼, 페달, 또는 다른 적합한 입력부에 연결되도록 구성된 임의의 적합한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다.

사용자 콘솔(107)의 실시형태는, 이하에서 개시되는 기능을 가능하게 하도록 구성된, 예를 들어 도 6에 도시된 하나 이상의 발 페달(111, 611) 및/또는 하나 이상의 연관된 제어 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외과 의사는 사용자 콘솔의 하단부에 위치된 발 페달(111)을 누르는 것에 의해서 다양한 기능을 제어할 수 있다. 특정 실시형태에서, 외과 의사는 다양한 페달(111)을 아래로 누르는 것에 의해서 이하에서 설명되는 기능을 수행할 수 있다.

예를 들어, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 페달(111, 611)은, 부착된 기구를 초기 위치 및/또는 배향으로 되돌리기 위해서(예를 들어, 제로 롤(zero roll) 및 제로 피치로 펴지게(straightened) 하기 위해서) (예를 들어, 손 제어 장치의 핑거 클러치 버튼과 함께) 눌리고 유지될 있는 원점 복귀 페달(home pedal)(111a, 611a)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 원점 복귀 페달(111a, 611a)은, 시스템이 클러치 연결되지 않았을(not clutched) 때에만 동작할 수 있다. 클러치 연결될 때, 손 제어 장치(301, 303) 모두가 기구 제어기(105)로부터 디커플링될(decoupled) 수 있고, 그에 따라 기구가 이동 될 수 없게 유지되는 동안 손 제어 장치는 자유롭게 이동할 수 있다. 예를 들어, 기구 원점 복귀 동작에서, 사용자는 홈 페달(111a, 611a)을 누르고 유지할 수 있다. 동시에, 사용자는 부착된 수술 기구(116)를 그 펴진 자세로 복귀시키기 위해서 손 제어 장치 상의 핑거 클러치 버튼을 누르고 유지할 수 있다. 사용자는, 비디오스코프 플렉스 제어 표시부가 피치 및 요 표시부들 모두에서 직선 라인을 나타내도록, 좌측 손 제어 장치(301)를 이동시킬 수 있다.

실시형태는 비디오스코프 페달(111b, 611b)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 예를 들어 손 제어부를 이용하여 비디오스코프를 동작시키기 위해서 비디오스코프 페달(111b, 611b)을 누르고 유지할 수 있다. 비디오스코프 페달(111b, 611b)을 누르는 것은 기구 제어기(들)(105)의 제어를 분리할 수 있고 이를 비디오스코프의 제어(예를 들어, 하나 이상의 비디오 스코프 제어기)로 전환할 수 있다.

실시형태는 컷 페달(cut pedal)(111c, 611c)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 컷 페달(111c, 611c)을 누르고 유지하여, 좌측 손 및/또는 우측 손 제어 장치(301, 303)에 할당된 전기 수술 기구의 컷팅 기능을 사용할 수 있다. 실시형태는 응고 페달(coagulation pedal)(111d, 611d)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 응고 페달(111d, 611d)을 누르고 유지하여, 좌측 및/또는 우측 손 제어 장치(301, 303)에 할당된 전기 수술 기구의 응고 기능을 사용할 수 있다.

실시형태는 클러치 페달(111e)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 클러치 페달을 누르고 해제하여, 수술 기구(116)의 동작을 멈출 수 있다(손 제어 장치(301, 303)를 기구 제어기로부터 디커플링시킨다). 예를 들어, 특정 실시형태에서, 클러치 페달(111e)이 활성적일 때, 손 제어 장치(301, 303)의 동작은 기구 제어기(105)에 중계되지 않는다. 특정 실시형태에서, 클러치 페달(111e)이 활성적일 때, 외과 의사는, 예를 들어, 좌측 스위치 패널(309)을 동작시켜 인체 공학적인 조정을 하고 손 제어 장치(301, 303)를 재배치함으로써 더 많은 작업 공간을 확보할 수 있다. 특정 실시형태에서, 외과 의사는 클러치 페달을 다시 누르고 해제하는 것에 의해서 기구의 제어를 다시 획득할 수 있다.

실시형태는 오버튜브 페달(111f, 611f)을 포함할 수 있다. 오버튜브 페달(111f, 611f)은 예를 들어 기구 작업 공간의 위치를 조정하기 위해서 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는, 좌측 손 제어 장치(301)(또는 우측 손 제어 장치(303))를 이용하여 환자 카트(101)의 배치 시스템을 동작시켜 오버튜브(106)의 병진운동 및 롤 동작을 제어하기 위해서, 오버튜브 페달(111f, 611f)을 누르고 유지할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는, 다른 쪽 제어(예를 들어, 우측) 장치를 이용하여 오버튜브(106)를 동작시켜 오버튜브(106)의 유연한 동작을 제어하기 위해서 누르고 유지할 수 있다.

특정 실시형태에서, 사용자는 오버튜브 페달(111f, 611f)을 누르고 유지할 수 있고, 이어서 좌측 손 및 우측 손 제어 장치(301, 303)를 사용하여 작업 공간 및 장면을 변경할 수 있다. 특정 실시형태에서, 좌측 손 장치(301)는 삽입/후퇴 및 롤 동작을 제어할 수 있다. 특정 실시형태에서, 우측 장치(303)는 피칭 및 요잉 동작을 제어할 수 있다. 특정 실시형태에서, 오버튜브 페달(111f, 611f)의 동작 중에, 모든 수술 기구는 그 위치를 유지한다(예를 들어, 기구 제어기(105)는 록킹을 통해서 기구를 움직이지 못하게 유지한다).

실시형태는 흡입 페달(111g)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡입 장치가 오버튜브에 연결될 때, 사용자는 흡입을 위해서 흡입 페달(111g)을 누르고 유지할 수 있다. 실시형태는 취입 페달(insufflation pedal)(111h)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 취입기가 오버튜브(106)에 연결될 때, 사용자는 취입 조정을 위해서 취입 페달(111h)을 누르고 유지할 수 있다.

실시형태는 비상 정지 버튼(미도시)을 우측 스위치 패널(311) 상에서 포함할 수 있다. 예를 들어, 비상의 경우에, 비상 정지 버튼을 이용하여, 환자 카트와 관련된 모든 동작을 중단시킬 수 있다. 모든 이동이 정지될 수 있고, 기구 제어기(105) 모터 브레이크가 해제될 수 있고 수동으로 후퇴될 수 있다. 비상 상태에서, 기구 제어기(105)는 자유롭게 이동할 수 있다. 기구 제어기(105)는 그 하우징 상에서 기구 클러치 버튼(미도시)을 더 포함할 수 있고, 이는 비상 상태에서 적색으로 점등될 수 있다. 비상 상태에서, 모든 케이블 장력이 느슨해 질 수 있고, 수술 기구(116)는 어떠한 파지력도 그리고 세그먼트 굽힘력도 가지지 않을 것이다. 특정 실시형태에서, 시스템은 기구(116)가 작업 공간 내의 조직 또는 봉합 바늘을 파지하는 것을 보장할 수 있다.

실시형태는 예를 들어 (예를 들어, 도 8 및 도 9b에 도시된 바와 같은) 핑거 클러치 버튼(803, 903)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 사용자는 핑거 클러치 버튼(803, 903)을 누르고 유지하여 (손 제어 장치의 동작과 관계 없이) 각각의 손 제어 장치(301, 303)에 연결된 수술 기구(116)의 위치 및 자세를 유지할 수 있다. 특정 실시형태에서, 핑거 클러치 버튼(803, 903)이 눌리고 유지될 때, 손 제어 장치(301, 303)의 동작은 각각의 수술 기구(116)에 중계되지 않을 것이다. 사용자는 작업 공간의 용이한 조작을 위해서, 기구(116) 자세를 변경하지 않고도, 핑거 클러치 버튼(803, 903)을 사용하여 손 제어 장치(301, 303)를 재배치할 수 있다.

본 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 예를 들어 도 1, 도 1a, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 로봇 수술 시스템은 본원에서 설명된 바와 같은 임의의 적합한 로봇 수술 시스템, 예를 들어 전술한 바와 같은 시스템(100)을 포함할 수 있다. 그러나, 특정 실시형태에서, 시스템(100)은 하나 이상의 입력 제어 모드 신호(예를 들어, 하나 이상의 손 제어 모드 신호)를 출력하도록 구성된 복수의 모드 선택 제어부(901a, 901b, 901c)를 갖는 하나 이상의 손 제어 장치(900)(예를 들어, 피스톨 그립(901)을 갖는다)를 포함할 수 있다. 손 제어 장치(900)는 사용자 입력을 수신하도록 그리고 (예를 들어, 하나 이상의 기구를 제어하기 위해서) 위치 제어 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

시스템은 하나 이상의 기구 제어기(예를 들어, 전술한 바와 같은 105), 카메라 제어기(예를 들어, 전술한 바와 같은 203), 및 오버튜브 제어기(예를 들어, 전술한 바와 같은 108)에 동작 가능하게 연결된 제어 모듈(예를 들어, 전술한 바와 같은 도 1b의 114)을 포함할 수 있고, 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 하나 이상의 손 제어 장치(900)로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈(예를 들어, 전술한 바와 같은 114)은 하나 이상의 입력 제어 모드 신호에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 모드는 (예를 들어, 작동 모드 제어부(901a)에 의해서 활성화되는) 기구 제어 모드를 포함할 수 있고, 제어 모듈(114)은, 위치 제어 신호에 따라 하나 이상의 로봇 기구 제어기(105)를 제어하는 것에 의해서 엔드 이펙터를 이동시키도록 구성된다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 로봇 카메라 제어기(203)를 제어하는 것에 의해서 카메라(201)를 이동시키도록 제어 모듈이 구성되는 (예를 들어, 작동 모드 제어부(901b)에 의해서 활성화되는) 카메라 제어 모드를 포함할 수 있다. 모드는, 위치 제어 신호에 따라 로봇 오버튜브 제어기(108)를 제어하는 것에 의해서 오버튜브(106)를 이동시키는 한편, 그에 장착된 카메라 및 엔드 이펙터가 또한 오버튜브의 동작에 의해서 이동되도록 제어 모듈이 구성되는 (예를 들어, 작동 모드 제어부(901c)에 의해서 활성적인) 오버튜브 제어 모드를 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 손 제어 장치(900)는 예를 들어 피스톨 그립(901)을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 모드 선택 제어부(901a, 901b, 901c)는 각각의 모드를 위한 모드 선택 버튼(예를 들어, 도시된 바와 같이 3개의 버튼)을 포함할 수 있다. 모드 선택 제어부(901a, 901b, 901c)의 위치는 인체 공학적으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 제어부(901a, 901b, 901c)는, 사용자의 손가락이 피스톨 그립(901) 주위를 둘러싸는 곳에 장착될 수 있고, 그에 따라 사용자의 손가락 끝의 위치 또는 상기 위치로부터 용이하게 도달할 수 있는 위치를 제공한다. 특정 실시형태에서, 피스톨 그립(901)은, 제어부(901a, 901b, 901c)와 동일한 측면에 배치되고 예를 들어 사용자의 엄지 또는 검지 손가락으로 작동되도록 구성된, 클러치 버튼(903)을 포함할 수 있다.

제어부(901a, 901b, 901c)를 위한 임의의 적합한 버튼 또는 작동 유형이 본원에서 고려된다. 예를 들어, 우발적인 작동을 방지할 수 있도록 충분히 크게 제어부(901a, 901b, 901c)의 저항이 선택될 수 있다. 사용자가 다양한 모드 제어부들을 혼동하지 않도록, 각각의 모드 제어부(901a, 901b, 901c)는 상이한 버튼 또는 작동 유형을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어부(901a)는 누름 버튼일 수 있고, 제어부(901b)는 록커 스위치(rocker switch)일 수 있고, 제어부(901c)는 슬라이딩 스위치일 수 있다. 제어부들의 상이한 유형들, 크기들, 및/또는 형상들의 임의의 다른 적합한 배열이 본원에서 고려된다. 손 장치 모드 제어부를 갖는 상기 실시형태는 사용자가, 발 페달이 없이도 그리고 매끄러운 직관적인 방식으로, 상태들 사이에서 전환할 수 있게 하고, 그에 따라 동작 시간을 단축할 수 있게 한다.

상기 개시 내용의 적어도 하나의 양태에 따라, 로봇 수술 시스템(예를 들어, 전술한 바와 같은 시스템(100))을 위한 제어 모듈(예를 들어, 모듈(114))은 예를 들어 전술한 바와 같이 하나 이상의 사용자 입력을 수신하도록 그리고 하나 이상의 사용자 입력에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같은 모드들의 임의의 조합에 더하여, 모드들은 또한 카메라로부터의 2-차원 이미지를 출력하도록 구성된 2-차원(2D) 이미징 모드, 및 카메라로부터의 3-차원 이미지를 출력하도록 구성된 3-차원(3D) 이미징 모드를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 2D 이미징 모드 및 3D 이미징 모드는 단독적으로 기능하도록 또는 함께 기능하도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 모드는, 상기 2개의 이미징 모드들 중 하나를 다른 이미징 모드로 변환하도록 구성된 스위칭 모드를 더 포함할 수 있다. 임의의 다른 부가적인 적합한 이미지 프로세싱, 변환, 및/또는 이미지 선택 모드, 프로세서, 및/또는 변환기가 본원에서 고려된다. 2D 및 3D 모드를 위한 하나 이상의 모드 제어 위치를 위한 임의의 적합한 위치가 본원에서 고려된다.

특정 실시형태에서, 로봇 수술 시스템은 각각의 엔드 이펙터를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 (예를 들어, 전술한 바와 같은) 하나 이상의 기구 제어기, 카메라를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기, 오버튜브를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기, 및 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 출력하도록 구성되고 사용자 입력을 수신하고 위치 제어 신호를 출력하도록 구성되는 복수의 모드 선택 제어부를 가지는 하나 이상의 손 제어 장치를 더 포함한다. 특정 실시형태에서, 제어 모듈은 하나 이상의 기구 제어기, 로봇 카메라 제어기, 또는 로봇 오버튜브 제어기와 통신하여, 하나 이상의 입력 제어 모드 신호에 따라 하나 이상의 기구 제어기, 로봇 카메라 제어기, 또는 로봇 오버튜브 제어기를 동작시킨다.

특정 실시형태는 예를 들어 경-항문 시술, 경-질 시술 및/또는 경-식도 시술을 위해서 사용될 수 있다. 특정 실시형태는 임의의 적합한 신체 내강 내의 경피적 시술을 위해서 사용될 수 있다 특정 실시형태는 예를 들어 단일 절개 시술에서 사용될 수 있다. 특정 실시형태는 임의의 적합한 시술을 위해서 사용될 수 있다.

특정 실시형태에서, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 환자 카트(101)의 이동 가능 기부(103)는 전방 바퀴(103A)의 쌍 및 후방 바퀴(103B)의 쌍을 더 포함할 수 있다. 전방 바퀴(103A)는 바닥에 대해서 전후로 이동할 수 있는 구동 바퀴로서 기능할 수 있다. 다른 한편으로, 후방 바퀴(103B)는 회전 축을 중심으로 자유롭게 회전될 수 있는 조향 바퀴(예를 들어, 선회 캐스터)로서 기능할 수 있고, 그에 따라 바퀴(103B)가 도 12b에 도시된 바와 같이 임의의 방향으로 롤링될 수 있다. 특정 실시형태에서, 각각의 전방 바퀴(103A) 및 후방 바퀴(103B)는 바퀴(103A 및 103B)를 고정 위치로 록킹하기 위한 전용 록킹 메커니즘(미도시)을 더 포함할 수 있다.

특정 실시형태에서, 환자 카트 동작 제어 모듈(113)은 하나 이상의 사용자 입력에 따라 바퀴(103A 및 103B)를 위한 복수의 바퀴 제어 모드들 사이에서 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 그립 작동기(1101)를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들(1102)을 측방향으로 밀거나 당기는 것으로 힘(F)을 인가할 때, 환자 카트(101)는 전방 바퀴(103A)의 전후 이동 및 후방 바퀴(103B)의 회전을 통해서 조향될 수 있다. 예를 들어, 측방향 성분을 갖는 임의의 힘(F)은, 측방향 성분의 방향으로(예를 들어, 도시된 바와 같이, 우회전을 위해서 반시계 방향으로 그리고 좌회전을 위해서 시계 방향으로) 기부를 회전시키는 결과를 초래하는 방향으로 (예를 들어, 모터의 동작에 의해서) 후방 바퀴(103B)를 회전시킬 수 있다. 특정 실시형태에서, 힘을 인가하는 단계는, 환자 카트를 조향하기 위해서 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 환자 카트 핸들을 측방향으로 밀거나 당기는 것을 포함할 수 있다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 개시 내용의 양태는 시스템, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 따라서, 상기 개시 내용의 양태는 전체적으로 하드웨어인 실시형태, 전체적으로 소프트웨어인 실시형태(펌웨어, 레지던트 소프트웨어, 마이크로-코드 등을 포함), 또는 소프트웨어 및 하드웨어 양태 "시스템"을 조합한 실시형태의 형태를 취할 수 있고, 그 모든 가능성은 본원에서 "회로", "모듈", 또는 "시스템"으로 지칭될 수 있다. "회로", "모듈" 또는 "시스템"은 "회로", "모듈" 또는 "시스템"의 개시된 기능을 함께 수행할 수 있는 하나 이상의 별도의 물리적 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소의 하나 이상의 부분을 포함할 수 있거나, "회로", "모듈" 또는 "시스템"은 하나의 독립적 유닛(예를 들어, 하드웨어 및/또는 소프트웨어)일 수 있다. 또한, 상기 개시 내용의 양태는, 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 임베딩된 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체(들)로 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.

하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체(들)의 임의 조합이 이용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 판독 가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 예를 들어, 그러나 비제한적으로, 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선형, 또는 반도체 시스템, 장비, 또는 장치, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 더 구체적인 예(비-한정적 목록)가 이하를 포함할 수 있다: 하나 이상의 와이어를 가지는 전기 연결, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드-온리 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그래밍 가능 리드-온리 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유, 휴대용 콤팩트 디스크 리드-온리 메모리(CDROM), 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, 또는 이들의 임의의 적합한 조합. 본 문서의 맥락에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 명령 실행 시스템, 장비, 또는 장치에 의한 사용 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 모든 유형의 매체일 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 예를 들어, 기저대역에서 또는 반송파의 일부로, 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 임베딩된 전달 데이터 신호를 포함할 수 있다. 상기 전달 신호는, 비제한적으로, 전자기, 광학 또는 이들의 임의의 적합한 조합을 포함하는 다양한 형태 중 임의의 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체는, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 아닌 그리고 명령 실행 시스템, 장비 또는 장치에 의한 또는 이와 관련된 사용하기 위한 프로그램을 통신, 전달 또는 전송할 수 있는, 모든 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체에 임베딩된 프로그램 코드는, 비제한적으로, 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등, 또는 이들의 임의의 적합한 조합을 포함하는, 임의의 적합한 매체를 이용하여 전송될 수 있다.

상기 개시 내용의 양태를 위한 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는, Java, Smalltalk, C++ 또는 기타와 같은 객체-지향 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 이와 유사한 프로그래밍 언어와 같은 통상적인 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는, 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 작성될 수 있다. 프로그램 코드는 전체적으로 사용자의 컴퓨터에서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터에서, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터에서 그리고 부분적으로 원격 컴퓨터에서 또는 전체적으로 원격 컴퓨터 또는 서버에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 근거리 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 포함하는 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있거나, (예를 들어 인터넷 서비스 공급자를 이용한 인터넷을 통해서) 외부 컴퓨터에 연결될 수 있다.

상기 개시 내용의 양태가, 본 개시 내용의 실시형태에 따른 방법, 장비(시스템), 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 흐름도 및/또는 블록도를 참조하여 앞서 설명되었을 수 있다. 임의의 흐름도 및/또는 블록도의 각각의 블록, 및 임의의 흐름도 및/또는 블록도의 블록들의 조합이 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 상기 컴퓨터 프로그램 명령어는, 기계를 생성하기 위해서, 범용 컴퓨터, 특별한 목적의 컴퓨터, 또는 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 제공될 수 있고, 그에 따라 명령어는, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해서 실행될 때, 임의의 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에서 특정된 기능/활동을 구현하기 위한 수단을 생성한다.

상기 컴퓨터 프로그램 명령어는 또한, 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치, 또는 다른 장치가 특정 방식으로 기능하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있으며, 그에 따라 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령어는, 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들에서 특정된 기능/활동을 구현하는 명령어를 포함하는 제조 물품을 생성한다.

컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능 장치 상에서 실행되는 명령어가 또한 본원에서 특정된 기능/활동을 구현하기 위한 프로세스를 제공하도록, 컴퓨터 프로그램 명령어가 또한 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치, 또는 다른 장치에 로딩되어, 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능 장치 또는 다른 장치에서 수행되는 일련의 동작 단계가 컴퓨터 구현 프로세스를 생성하게 할 수 있다.

당업자는, 본원에서 개시된 임의의 수치 값이 정확한 값일 수 있거나 범위 내의 값일 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 개시 내용에서 사용된 임의의 근사치 용어(예를 들어, "약", "대략적으로", "근접한")는 범위 내에서 명시된 값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시형태에서, 범위는 (예를 들어, 공지된 공차 한계 또는 오차 범위에 대해서) (플러스 또는 마이너스) 20% 이내, 또는 10% 이내, 또는 5% 이내, 또는 2% 이내, 또는 당업자에게 이해될 수 있는 임의의 다른 적합한 백분율 또는 숫자 이내일 수 있다.

본원에서 그리고 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 관사("a" 및 "an")는, 문맥상 달리 명확하게 표시되지 않는 한, 본원에서 관사의 문법적인 목적어 중 하나 또는 하나 초과를 지칭하기 위해서 사용된다. 예로서, "요소"는 하나의 요소 또는 하나 초과의 요소를 의미한다.

본원의 명세서 및 청구범위에서 사용된 바와 같은 "및/또는"이라는 문구는, 그렇게 결합된 요소, 즉 일부 경우에 결합적으로 존재하고 다른 경우에 분리적으로 존재하는 요소의 "어느 하나 또는 양자 모두"를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. "및/또는"으로 나열된 복수의 요소는 동일한 양식으로, 즉 그렇게 결합된 요소의 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. "및/또는" 문구에 의해서 구체적으로 식별된 요소 이외의 다른 요소가, 구체적으로 식별된 요소와 관련되거나 관련되지 않든 간에, 선택적으로 존재할 수 있을 것이다. 그에 따라, 비제한적인 예로서, "A 및/또는 B"에 대한 언급은, "포함하는"과 같은 개방형(open-ended) 언어와 함께 사용될 때, 일 실시형태에서, A 만을(선택적으로 B 이외의 요소를 포함한다) 지칭할 수 있고; 다른 실시형태에서 B 만을(선택적으로 A 이외의 요소를 포함한다) 지칭할 수 있으며; 또 다른 실시형태에서 A 및 B 모두(선택적으로 다른 요소를 포함한다)를 지칭할 수 있다.

본원의 명세서 및 청구 범위에서 사용된 바와 같이, "또는"은 앞서서 정의된 바와 같은 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 목록에서 항목들을 분리할 때, "또는"이나 “및/또는"은 포괄적인 것으로, 즉, 많은 수의 요소 또는 요소의 목록 중, 그리고 선택적으로, 부가적으로 목록화되지 않은 항목 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "오직 하나"또는 "정확히 하나", 또는 청구범위에서 사용될 때, "~로 이루어진"과 같이 반대로 명확하게 표시된 용어들만이, 많은 수의 요소 또는 요소의 목록 중 정확히 하나의 요소의 포함을 지칭할 것이다. 일반적으로, 본원에서 사용된 바와 같은 "또는"이라는 용어는, "어느 하나", "~ 중 하나", "~ 중 단 하나", 또는 “~ 중 정확히 하나”와 같은, 배타성을 나타내는 용어가 선행될 때, 배타적인 택일적인 것(exclusive alternative)(즉, "둘 모두가 아닌, 둘 중 하나 또는 다른 하나")을 나타내는 것으로만 해석되어야한다.

임의의 개시된 실시형태의 및/또는 그 임의의 적합한 부분의 임의의 적절한 조합이 상기 개시 내용의 관점에서 당업자에게 이해되는 바와 같이 본원에서 고려된다.

앞서 설명되고 도면에 도시된 바와 같이, 본 개시 내용의 실시형태는 해당 기술 분야에서 개선을 제공한다. 비록 본 개시 내용이 특정 실시형태에 대한 언급을 포함하지만, 당업자는, 본 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 변화 및/또는 수정을 할 수 있다는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

Claims

로봇 수술 시스템용 환자 카트로서:
이동 가능 기부로서:
의료용 로봇을 지지하기 적합하게 구성된 프레임;
상기 프레임에 동작 가능하게 연결된 하나 이상의 원동 장치;
상기 원동 장치에 연결되어 상기 원동 장치를 구동시킴으로써 상기 프레임을 이동시키는 하나 이상의 모터를 포함하는, 이동 가능 기부; 및
상기 프레임에 연결되고, 사용자 입력을 감지하도록 그리고 상기 사용자 입력에 따라 상기 하나 이상의 모터를 동작시켜 상기 하나 이상의 원동 장치를 이동시키도록 구성되는 구동 제어 인터페이스를 포함하는, 환자 카트.
제1항에 있어서,
상기 구동 제어 인터페이스는 사용자에 의해서 작동되도록 구성된 하나 이상의 그립 작동기를 포함하는, 환자 카트.
제2항에 있어서,
상기 구동 제어 인터페이스는 2개의 그립 작동기를 포함하는, 환자 카트.
제2항에 있어서,
상기 구동 제어 인터페이스는 핸들 함몰부를 형성하는 하우징을 포함하는, 환자 카트.
제4항에 있어서,
상기 하나 이상의 그립 작동기가 상기 핸들 함몰부 내에 배치되는, 환자 카트.
제2항에 있어서,
상기 구동 제어 인터페이스는, 하나 이상의 그립 작동기에 동작 가능하게 연결되어 상기 하나 이상의 그립 작동기의 위치를 나타내는 하나 이상의 상태 신호를 상기 하나 이상의 그립 작동기로부터 수신하는 구동 제어 모듈을 포함하는, 환자 카트.
제4항에 있어서,
상기 구동 제어 모듈은, 상기 하나 이상의 그립 작동기가 부분적으로 가압된 경우, 상기 하나 이상의 모터의 구동 모드에서의 동작을 허용하도록 구성되는, 환자 카트.
제7항에 있어서,
상기 구동 제어 모듈은, 상기 하나 이상의 그립 작동기가 정지 문턱값까지 또는 이를 초과하여 가압된 경우, 상기 하나 이상의 모터의 동작을 방지하도록 구성되는, 환자 카트.
제8항에 있어서,
상기 정지 문턱값은 상기 하나 이상의 그립 작동기의 완전 작동인, 환자 카트.
제7항에 있어서,
상기 구동 제어 인터페이스는 사용자 입력의 힘 및 방향성을 감지하도록 구성된 힘 센서를 포함하는, 환자 카트.
제10항에 있어서,
상기 구동 제어 모듈은 상기 힘 센서에 동작 가능하게 연결되어 감지된 힘을 수신하고, 상기 구동 모드에서, 상기 구동 제어 모듈은 상기 감지된 힘에 따라 상기 하나 이상의 모터를 동작시키도록 구성되고, 그에 따라 상기 하나 이상의 모터가 상기 감지된 힘의 방향으로 동작을 야기하는, 환자 카트.
제11항에 있어서,
상기 구동 제어 모듈은 상기 감지된 힘에 비례하는 속력으로 상기 하나 이상의 모터를 동작시키도록 구성되는, 환자 카트.
제12항에 있어서,
배터리를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 모터에 동작 가능하게 연결되어 원동 에너지를 상기 하나 이상의 모터에 제공하고, 그에 따라 외부 전원이 없이도 상기 환자 카트의 동작을 가능하게 하는, 환자 카트.
로봇 수술 시스템의 환자 카트를 구동하기 위한 방법으로서:
구동 모드를 개시하기 위해서 구동 제어 인터페이스 상의 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르는 단계; 및
하나 이상의 모터가 상기 환자 카트를 희망하는 동작 방향으로 구동하게 하기 위해서, 희망하는 동작 방향으로 환자 카트 핸들에 힘을 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 힘을 인가하는 단계는, 상기 환자 카트를 전방으로 이동시키기 위해서 상기 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 상기 환자 카트 핸들을 전방 방향으로 미는 것을 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 힘을 인가하는 단계는, 상기 환자 카트를 후방으로 이동시키기 위해서 상기 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 상기 환자 카트 핸들을 후방으로 당기는 것을 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 힘을 인가하는 단계는, 상기 환자 카트를 조향하기 위해서 상기 하나 이상의 그립 작동기를 부분적으로 누르면서 상기 환자 카트 핸들을 측방향으로 밀거나 당기는 것을 포함하는, 방법.
제17항에 있어서,
상기 환자 카트의 동작을 정지시키기 위해서 상기 구동 제어 스위치를 완전히 누르거나 해제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
로봇 수술 시스템으로서:
　각각의 엔드 이펙터를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 하나 이상의 로봇 기구 제어기;
카메라를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기;
오버튜브를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기로서, 상기 엔드 이펙터가 상기 오버튜브의 원위 단부로부터 연장되도록, 상기 하나 이상의 기구가 상기 오버튜브를 통해서 연장되고, 상기 카메라는 상기 오버튜브를 통해서 연장되고 상기 오버튜브의 원위 단부로부터 연장되는, 로봇 오버튜브 제어기;
하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 출력하도록 구성되고 사용자 입력을 수신하고 위치 제어 신호를 출력하도록 구성된, 복수의 모드 선택 제어부를 갖는 하나 이상의 입력 제어 장치;
상기 하나 이상의 기구 제어기, 상기 카메라 제어기, 및 상기 오버튜브 제어기에 동작 가능하게 연결된 제어 모듈을 포함하고,
　상기 제어 모듈은 상기 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 상기 하나 이상의 입력 제어 장치로부터 수신하도록 그리고 상기 하나 이상의 입력 제어 모드 신호에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성되고, 상기 모드는:
　상기 위치 제어 신호에 따라 상기 하나 이상의 로봇 기구 제어기를 제어하여 상기 엔드 이펙터를 이동시키도록 상기 제어 모듈이 구성되는 기구 제어 모드;
상기 위치 제어 신호에 따라 상기 로봇 카메라 제어기를 제어하여 상기 카메라를 이동시키도록 상기 제어 모듈이 구성되는 카메라 제어 모드; 및
상기 위치 제어 신호에 따라 상기 로봇 오버튜브 제어기를 제어하여 상기 오버튜브를 이동시키는 한편, 상기 오버튜브의 동작에 의해서 그에 장착된 상기 카메라 및 엔드 이펙터를 또한 이동시키도록 상기 제어 모듈이 구성되는 오버튜브 제어 모드를 포함하는, 시스템.
제19항에 있어서,
상기 하나 이상의 입력 제어 장치는 피스톨 그립을 가지는 손 제어 장치를 포함하고, 상기 하나 이상의 모드 선택 제어부는 각각의 모드를 위한 모드 선택 버튼을 포함하는, 시스템.
제19항에 있어서,
상기 하나 이상의 입력 제어 장치는, 복수의 모드 선택 제어를 출력하도록 구성되는 하나 이상의 발 페달을 더 포함하는, 시스템.
로봇 수술 시스템용 제어 모듈로서:
하나 이상의 사용자 입력을 수신하도록 그리고 상기 하나 이상의 사용자 입력에 따라 복수의 모드들 사이에서 선택하도록 구성되고, 상기 모드는:
상기 위치 제어 신호에 따라 하나 이상의 로봇 기구 제어기를 제어하여 엔드 이펙터를 이동시키도록 상기 제어 모듈이 구성되는 기구 제어 모드;
상기 위치 제어 신호에 따라 로봇 카메라 제어기를 제어하여 카메라를 이동시키도록 상기 제어 모듈이 구성되는 카메라 제어 모드; 및
상기 위치 제어 신호에 따라 로봇 오버튜브 제어기를 제어하여 상기 오버튜브를 이동시키는 한편, 상기 오버튜브의 동작에 의해서 그에 장착된 상기 카메라 및 엔드 이펙터를 또한 이동시키도록 상기 제어 모듈이 구성되는 오버튜브 제어 모드를 포함하는, 제어 모듈.
제22항에 있어서,
상기 카메라로부터의 2-차원 이미지를 출력하도록 구성된 2-차원 이미징 모드; 및
상기 카메라로부터의 3-차원 이미지를 출력하도록 구성된 3-차원 이미징 모드를 더 포함하는, 제어 모듈.
제22항에 있어서,
상기 로봇 수술 시스템은 각각의 엔드 이펙터를 갖는 각각의 기구를 이동 및 배치하도록 구성된 하나 이상의 기구 제어기, 카메라를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 카메라 제어기, 오버튜브를 이동 및 배치하도록 구성된 로봇 오버튜브 제어기, 및 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 출력하도록 구성되고 사용자 입력을 수신하고 위치 제어 신호를 출력하도록 구성되는 복수의 모드 선택 제어부를 가지는 하나 이상의 입력 제어 장치를 더 포함하는, 제어 모듈.
제24항에 있어서,
상기 제어 모듈은 상기 하나 이상의 입력 제어 모드 신호를 통해서 상기 하나 이상의 기구 제어기, 로봇 카메라 제어기, 또는 로봇 오버튜브 제어기와 통신하는, 제어 모듈.