KR101413406B1 - Device for measureing a environment interaction torque, surgical robot and surgical robot system with the same - Google Patents

Device for measureing a environment interaction torque, surgical robot and surgical robot system with the same Download PDF

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KR101413406B1
KR101413406B1 KR1020130035385A KR20130035385A KR101413406B1 KR 101413406 B1 KR101413406 B1 KR 101413406B1 KR 1020130035385 A KR1020130035385 A KR 1020130035385A KR 20130035385 A KR20130035385 A KR 20130035385A KR 101413406 B1 KR101413406 B1 KR 101413406B1
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cannula
torque
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slider
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KR1020130035385A
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이두용
왕혁
강부원
강승규
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한국과학기술원
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a contact torque measurement device includes: an instrument which performs operation of burning or cutting biological tissue through electrical operation with three degrees of freedom in rotational (ROLL, PITCH, YAW) motions based on the X, Y and Z axes with respect to a support point or an RCM point; a cannular which is inserted into a human body to guide the instrument into the human body; and a docking clamp which fixates and supports the cannular to a slider which performs a translation motion and has a strain gauge sensor to measure a torque due to a contact force generated in a contact point with the cannular when the instrument invades into a human body. The present invention can improve the accuracy of operation by accurately receiving an interaction generated while the surgical robot and human organ are in contact when a surgeon conducts minimal invasive surgery by measuring a torque generated by a contact force at the end of the instrument with the strain gauge sensor attached to the docking clamp when the docking clamp which is to fixate the cannular, through which the instrument is inserted, is inclined while performing a rotational motion (ROLL, PITCH) based on the X-axis or Y-axis with respect to the support point.

Description

접촉 토크 측정 장치, 수술 로봇 및 이를 구비하는 수술 로봇 시스템{DEVICE FOR MEASUREING A ENVIRONMENT INTERACTION TORQUE, SURGICAL ROBOT AND SURGICAL ROBOT SYSTEM WITH THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a contact torque measuring device, a surgical robot, and a surgical robot system having the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 최소침습 수술시 사용되는 수술 로봇과 인체 내부 장기가 상호 접촉하면서 발생하게 되는 상호작용 힘을 정확하게 측정하여 의사에게 제공할 수 있도록 하는 접촉 토크 측정 장치, 수술 로봇 및 이를 구비하는 수술 로봇 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a contact torque measuring device, a surgical robot, and a surgical robot system including the same, which can precisely measure an interaction force generated when a surgical robot used in minimally invasive surgery and internal organs of a human body come into contact with each other, .

일반적으로 최소침습 수술시 의사는 환자의 몸 안에 수술용 도구와, 내시경 카메라가 부착된 로봇 팔을 삽입한 후, 마스터 콘솔에 앉아 3차원 영상을 보면서 환자 몸 안에 삽입된 상기 수술용 도구를 원격으로 조종하여 수술을 수행하게 된다.Generally, in a minimally invasive surgery, a surgeon inserts a surgical tool and a robot arm having an endoscopic camera into a patient's body, and observes the three-dimensional image while sitting on a master console, remotely Manipulate and perform the operation.

그러나, 현재 상용화되어 사용 중인 수술 로봇은 복강경 CCD 카메라를 통해 촬영되는 비디오 피드백에만 의존한 채 수술이 진행되도록 개발되어 있으며, 이로 인하여 의사가 상기 복강경 CCD 카메라를 통하여 촬영되지 않는 인체 내부의 장기와 숨겨진 조직들인 혈관, 신경, 암 세포 등을 구분하여 수술을 진행하는 것에 많은 어려움이 있다. 따라서, 상기 수술 로봇과 인체 내부의 장기가 상호 접촉하면서 발생하게 되는 힘을 측정하여, 의사에게 이를 정확하게 제공할 수 있는 힘 피드백이 수술의 정확도를 높일 수 있는 매우 중요한 요소로 부각되고 있다.However, the surgical robot currently in commercial use has been developed so that surgery can be performed reliably only on the video feedback captured by the laparoscopic CCD camera. As a result, There are many difficulties in distinguishing the tissues such as blood vessels, nerves, and cancer cells and performing the surgery. Therefore, force feedback, which can accurately measure the force generated by the contact between the surgical robot and organs inside the human body, is becoming an important factor for improving the accuracy of surgery.

이와 같은 요구를 충족시키기 위하여 수술 로봇 팔의 그리퍼(Gripper)와 주변 환경 사이의 상호작용 과정에서 발생하게 되는 힘을 측정하기 위해서, 수술용 도구 끝단, 이 외의 투관침(Trocar) 또는 로봇 팔에 부착된 슬라이더에서 측정하는 방법들이 제안된 바 있다.In order to measure the force generated during the interaction between the gripper of the surgical robot arm and the surrounding environment to meet this demand, a surgical tool tip, a trocar attached to the other arm or a robot arm Measuring methods in sliders have been proposed.

수술용 도구 끝단에서 힘을 측정하는 방식을 예로 들면, 2010. 9. 30. 공개된 미국공개특허 제2010-0250000호 "Optic Fiber Connection for a Force Sensing Instrument"에는 Fiber Bragg Grating(FBG) 광학 센서를 이용하여 인스트루먼트(Instrument) 끝단의 스트레인의 변형을 측정하는 기술이 개시된 바 있다. 즉 위 선행기술에 의하면 인스트루먼트 끝단에 형성된 광학 센서의 변형을 통해 주변 환경과의 상호 작용 힘을 직접 측정하게 된다.As an example of a method of measuring force at the tip of a surgical tool, a fiber Bragg grating (FBG) optical sensor is disclosed in US Patent Application Publication No. 2010-0250000 "Optic Fiber Connection for a Force Sensing Instrument" A technique of measuring the deformation of the strain at the end of an instrument has been disclosed. In other words, according to the above prior art, the force of interaction with the surrounding environment is directly measured through the deformation of the optical sensor formed at the end of the instrument.

또한, 2010. 12. 16. 공개된 미국공개특허 제2010-0313679호 "Modular Force Sensor"에는 인스트루먼트 장치의 끝단 근처의 말단 튜브 링크 부분에 스트레인 게이지 등으로 구성된 모듈 힘 센서(Modular Force Sensor)를 부착한 후 상기 센서의 변형을 통해 주변 환경과의 접촉력을 직접 측정하는 기술이 개시되어 있다.In addition, US Patent Application Publication No. 2010-0313679 entitled " Modular Force Sensor "discloses a modular force sensor comprising a strain gauge or the like attached to a distal tube link portion near the end of an instrument device And then directly measuring the contact force with the surrounding environment through deformation of the sensor.

또한, 2009. 10. 1. 공개된 미국공개특허 제2009-0248038호 "Force and Torque Sensing in a Surgical Robot Setup Arm"에는 스트레인 게이지 등을 이용하여 인스트루먼트 끝단에서 작용하는 접촉력을 직접 측정하는 기술이 개시되어 있다.A technique for directly measuring the contact force acting on the end of the instrument using a strain gauge is disclosed in US Patent Application Publication No. 2009-0248038, "Force and Torque Sensing in a Surgical Robot Setup Arm" published on October 1, 2009 .

이와 같이 수술용 도구 끝단 근처에서 힘을 측정하는 방식은 대부분 그리퍼 안쪽의 접촉면에 직접 센서를 부착하여 힘을 측정하는 방식을 사용하게 되는데, 수술용 도구의 그리퍼 표면에 센서를 부착하여 힘을 측정하는 방식은 아래와 같은 문제점을 가지고 있다. 무엇보다도 수술 과정에서 절제를 위해 수술용 도구 끝단에 고전류를 흘려 보내게 되는데, 이러한 고전류로 인하여 센서가 손상될 가능성이 있고, 고온 고압에 의한 소독 과정에서도 센서가 손상될 가능성이 존재한다. 또한, 수술용 도구는 일정한 횟수 이상을 사용하면 폐기해야 하는 소모품이므로 수술용 도구에 센서를 부착하여 사용할 경우 상기 수술용 도구를 폐기할 때마다 센서 역시 폐기하여야 하는 문제점이 있게 된다.In this way, most of the methods for measuring the force near the tip of the surgical tool use a method of directly measuring the force by attaching a sensor directly to the contact surface inside the gripper. By attaching a sensor to the gripper surface of the surgical tool, The method has the following problems. Above all, a high current is flowed to the tip of the surgical tool for ablation in the surgical procedure. There is a possibility that the sensor may be damaged due to such a high current, and the sensor may be damaged in the process of disinfection by high temperature and high pressure. In addition, since the surgical tool is a consumable item that must be discarded if it is used more than a predetermined number of times, there is a problem that the sensor must be disposed of every time the surgical tool is discarded when the sensor is attached to the surgical tool.

위와 같이 수술용 도구의 끝단 근처에서 접촉 토크를 직접 측정하는 방식의 문제점을 극복하기 위하여 접촉면에서 떨어진 인체 외부에 센서 등을 부착한 후 인체 내부와 상기 수술용 도구 사이의 접촉 토크를 측정하는 방식이 개시된 바 있다.In order to overcome the problem of the method of directly measuring the contact torque near the end of the surgical tool as described above, a method of measuring the contact torque between the inside of the human body and the surgical tool after attaching a sensor to the outside of the human body, Lt; / RTI >

예를 들어, S. Shimachi 등에 의하여 Int. J. of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, vol.4, 2008에 실린 “Adapter for contact force sensing of the da Vinci® robot”에 의하면, 오버코트 방법(Overcoat Method)을 이용한 간접적인 방식으로 인스트루먼트의 끝단에서 발생하는 접촉력을 측정하는 기술이 개시되어 있다. 위 선행기술에 의하면 힘 센서의 새로운 부착 위치와 슬레이브 암으로부터 공급되는 토크로부터 독립적인 축력 효과를 위한 축력 프리(Axial-Force-Free) 관절이 개시된다. 보다 상세히, 다빈치 로봇은 플로팅(Floating) 프레임과 베이스(Base) 프레임으로 구성되고, 상기 플로팅 프레임에 Z축 힘 센서와 가속도 센서가 상기 베이스 프레임으로부터 지지되어 있다. 이너 파이프(Inner pipe)와 오버코트 파이프(Overcoat pipe) 사이에는 X와 Y축 힘 센서가 부착되어 있다. 상기 이너 파이프는 X와 Y축으로 어떠한 힘도 가해지지 않도록 하는 유니버설 조인트를 통해 상기 플로팅 프레임에 연결되어 있다. AFF 조인트(Joints)는 Z축과 평행하게 상기 플로팅 프레임과 베이스 프레임 사이에 설치되어 있으며, 풀리에 의해 X축 회전 움직임이 Z축 회전 움직임으로 변환된다. 위 선행기술에 의하면 슬라이더에 3개 축 각각의 힘 센서와 Z축 가속도 센서를 부착하고, 축 방향 힘의 발생을 방지하여 토크 센서를 필요로 하지 않지만, 복잡한 구조로 그 제작이 용이치 않고 이너 파이프와 오버코트 파이프에 형성되는 X, Y축 센서의 절연이 문제될 수 있다.For example, S. Shimachi et al. According to the "Adapter for contact force sensing of the da Vinci® robot" in J. of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, vol.4, 2008, an indirect method using the overcoat method occurs at the end of the instrument The contact force is measured. According to the above prior art, an axial-force-free joint for an axial force effect independent from the new attachment position of the force sensor and the torque supplied from the slave arm is disclosed. More specifically, the da Vinci robot is composed of a floating frame and a base frame, and a Z-axis force sensor and an acceleration sensor are supported from the base frame in the floating frame. The X and Y axis force sensors are attached between the inner pipe and the overcoat pipe. The inner pipe is connected to the floating frame through a universal joint such that no force is applied to the X and Y axes. The AFF joints are provided between the floating frame and the base frame in parallel with the Z axis, and the X axis rotation motion is converted into the Z axis rotation motion by the pulley. According to the above prior art, the force sensors of the three axes and the Z-axis acceleration sensor are attached to the slider and the generation of the axial force is prevented so that the torque sensor is not required. However, And insulation of the X, Y axis sensors formed on the overcoat pipe may be a problem.

또 다른 예로, N. Zemiti 등에 의하여 The 9th Int. Symp. Experimental Robotics, 2006에 실린 “A Force Controlled Laparoscopic Surgical Robot without Distal Force Sensing”에 의하면 투관침에 6축 힘/토크 센서를 부착하여 인스트루먼트 끝단에서 발생하는 힘을 측정하는 기술에 개시된 바 있다. 인스트루먼트는 패시브 가이던스(Passive Guidance) 내부에 위치하고, 상기 패시브 가이던스는 6축 힘/토크 센서의 윗부분에 부착되어 있다. 이 센서의 아랫부분은 종래 투관침 위에 놓여지게 된다. 위 선행기술에 의하면 투관침에 센서를 부착하여 간접적으로 인스트루먼트 끝단에 발생하는 힘을 측정할 수 있지만 투관침은 인체 복막의 움직임에 민감하여 측정시 오류 발생의 가능성이 크다는 문제점이 있다.
As another example, N. Zemiti et al., The 9th Int. Symp. According to Experimental Robotics, 2006, "A Force Controlled Laparoscopic Surgical Robot without Distal Force Sensing" has been disclosed in the art of measuring the force generated at the end of the instrument by attaching a six-axis force / torque sensor to the trocar. The instrument is located inside the passive guidance, and the passive guidance is attached to the top of the six-axis force / torque sensor. The lower part of this sensor is placed on the conventional trocar. According to the above prior art, the force generated at the end of the instrument can be indirectly measured by attaching the sensor to the trocar. However, there is a problem that the trocar is sensitive to the movement of the human peritoneum,

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 최소침습 수술시 사용되는 수술 로봇과 인체 내부 장기가 상호 접촉하면서 발생하게 되는 상호작용 힘을 정확하게 측정하여 의사에게 제공될 수 있도록 인스트루먼트가 삽입되는 캐뉼라(Cannula)를 고정시키기 위한 도킹 클램프(Docking Clamps)가 지지점을 중심으로 X축 또는 Y축을 기준으로 회전(ROLL, PITCH) 운동을 하면서 기울어질 때, 인스트루먼트 끝 단에서의 접촉 힘에 의해 발생하는 토크를 도킹 클램프에 부착된 스트레인 게이지 센서를 이용해 측정할 수 있는 접촉 토크 측정 장치, 수술 로봇 및 이를 구비하는 수술 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the above problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a cannula for insertion of an instrument so that a surgical robot, When the docking clamps for fixing the docking clamps are inclined with respect to the supporting point in the ROLL and PITCH motion about the X axis or Y axis, the torque generated by the contact force at the end of the instrument is docked A contact torque measuring device, a surgical robot, and a surgical robot system including the same, which can measure a strain using a strain gauge sensor attached to a clamp.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지점 또는 RCM 포인트를 기준으로 X, Y, Z축을 기준으로 한 회전(ROLL, PITCH, YAW) 운동의 3자유도를 가지고 전기 소작을 통해 생체조직을 태우거나 절단하는 수술을 수행하기 위한 인스트루먼트; 상기 인스트루먼트를 체내로 가이딩하기 위해 체내에 삽입하는 캐뉼라; 및 상기 캐뉼라를 병진운동을 수행하는 슬라이더에 고정시켜 지지하고 상기 인스트루먼트가 체내로 침습할 때 상기 캐뉼라와의 접촉 부위에서 발생하는 접촉 힘으로 인한 토크를 측정하는 스트레인 게이지 센서를 구비하는 도킹 클램프를 포함하는 접촉 토크 측정 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, there is provided a method of driving a robot, which has three degrees of freedom (ROLL, PITCH, YAW) motion based on X, Y, An instrument for performing surgery to burn or cut tissue; A cannula for insertion into the body for guiding the instrument into the body; And a strain gauge sensor having a support for fixing the cannula to a slider for performing translational motion and measuring a torque due to a contact force generated at a contact portion with the cannula when the instrument is infiltrated into the body A contact torque measuring device is provided.

바람직하게는, 상기 도킹 클램프는, 상기 슬라이더의 이동 방향으로 연장되어 상기 캐뉼라를 지지하는 안쪽면과 상기 스트레인 게이지 센서가 부착되는 바깥쪽면을 가지는 복수의 발판, 상기 캐뉼라의 둘레를 따라 상기 캐뉼라의 외형에 상응하도록 형성된 바디, 및 상기 발판과 바디를 연결하는 기둥구조물을 포함하는 복수의 고정용 앵커 발판, 상기 고정용 앵커 발판이 체결되는 복수의 본체, 및 하부가 상기 슬라이더에 체결 고정되고 상부가 상기 본체와 체결되어 상기 본체를 상기 슬라이더에 고정시키는 복수의 받침부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the docking clamp comprises: a plurality of footplates extending in the direction of movement of the slider and having an inner surface for supporting the cannula and an outer surface to which the strain gauge sensor is attached; an outer shape of the cannula along the perimeter of the cannula A plurality of fixing anchor footsteps including a body for connecting the footstep and the body, a plurality of main bodies to which the fixing anchor footstrap is fastened, and a lower portion fastened to the slider, And a plurality of support portions fastened to the main body and fixing the main body to the slider.

더욱 바람직하게는, 상기 고정용 앵커 발판은 상기 본체와 분리 가능하여 서로 다른 형태 및 크기의 고정용 앵커 발판이 상기 본체에 체결될 수 있는 것을 특징으로 한다.More preferably, the fixing anchor footrest is separable from the main body so that fixing anchor footrests of different shapes and sizes can be fastened to the main body.

또한, 상기 본체는 상기 받침부와 분리 가능하여 서로 다른 형태 및 크기의 본체가 상기 받침부에 체결될 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the main body is detachable from the receiving portion, and the main body having different shapes and sizes can be fastened to the receiving portion.

또한, 상기 받침부는 상기 슬라이더와 분리되지 않은 상태로 상기 본체와 체결되거나 분리가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the receiving portion may be fastened to or separated from the main body without being separated from the slider.

또한, 상기 고정용 앵커 발판, 본체 또는 받침부는 복수의 조각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The fixing anchor footrest, the main body, or the receiving portion may be formed of a plurality of pieces.

또한, 상기 기둥구조물은 상기 발판의 중심부가 아닌 일측 끝과 연결되는 것을 특징으로 한다.The column structure is connected to one end of the foot plate, which is not the center of the foot plate.

또한, 상기 기둥구조물과 상기 발판이 연결되는 부위에 필렛이 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, a fillet is formed at a portion where the column structure and the foot plate are connected.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 기재된 접촉 토크 측정 장치; 상기 인스트루먼트가 환자의 피부를 침습하기 위하여 병진운동을 수행하는 경우 깊이 방향으로 상기 인스트루먼트를 슬라이딩시키는 적어도 하나의 슬라이더; 및 상기 인스트루먼트를 수술 부위로 이동시켜 소정 범위의 수술 반경을 제공하는 복수의 샤프트를 포함하는 수술 로봇이 제공된다.Further, according to another embodiment of the present invention, there is provided a contact torque measuring device as set forth in any one of claims 1 to 8, At least one slider for sliding the instrument in a depth direction when the instrument performs translational motion to invade a patient's skin; And a plurality of shafts for moving the instrument to a surgical site and providing a surgical radius within a predetermined range.

바람직하게는, 상기 수술 로봇은 7 자유도(Degree Of Freedom)를 가지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the surgical robot has a Degree of Freedom.

또한, 상기 수술 로봇에 결합되는 인스트루먼트는 고깔(Cone) 모양의 수술 반경을 가지는 것을 특징으로 한다.Further, the instrument coupled to the surgical robot has a cone-shaped surgical radius.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 공간적으로 이격된 곳에서 수술 시 의사의 조작을 받아들여 명령을 생성하는 마스터 장치; 상기 마스터 장치로부터 상기 명령을 수신한 후 모션제어기를 제어하는 슬레이브 장치; 및 상기 모션제어기의 제어신호에 따라 수술을 수행하는 청구항 9에 기재된 수술 로봇을 포함하는 수술 로봇 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a master device for receiving a manipulation of a doctor at the time of surgery to generate a command at a spatially separated position; A slave device for controlling the motion controller after receiving the command from the master device; And a surgical robot according to claim 9, wherein the surgical robot performs surgery according to a control signal of the motion controller.

바람직하게는, 상기 모션제어기는 상기 슬레이브 장치로부터 수신된 명령에 따라 상기 수술 로봇에 부착된 각 모터를 제어하고, 상기 각 모터에 부착된 엔코더 신호를 읽어오며, 상기 각 모터에 전기를 공급하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the motion controller controls each motor attached to the surgical robot according to an instruction received from the slave device, reads encoder signals attached to the motors, and supplies electric power to the motors .

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 인스트루먼트가 지지점 또는 RCM 포인트를 중심으로 X축 또는 Y축을 중심으로 한 회전(ROLL, PITCH) 운동을 하는 단계; 상기 인스트루먼트가 회전함에 따라 상기 인스트루먼트의 끝단에서 발생하는 생체 모사 조직과의 접촉 힘에 의해 상기 인스트루먼트와 캐뉼라의 접촉면에 토크가 가해지는 단계; 상기 캐뉼라와의 접촉 힘에 의한 토크가 도킹 클램프로 전달되는 단계; 및 상기 도킹 클램프의 복수의 발판 소정부에 형성되어 있는 스트레인 게이지 센서를 이용해 상기 토크의 방향과 크기를 측정하는 단계를 포함하는 접촉 토크 측정 방법이 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method comprising: performing an ROLL or PITCH motion around an X-axis or a Y-axis around an anchor point or RCM point; Applying torque to a contact surface between the instrument and the cannula due to a contact force with a biomimetic tissue generated at an end of the instrument as the instrument rotates; The torque due to the contact force with the cannula being transmitted to the docking clamp; And measuring a direction and a magnitude of the torque by using a strain gauge sensor formed on a plurality of stepped portions of the docking clamp.

본 발명은 인스트루먼트가 삽입되는 캐뉼라를 고정시키기 위한 도킹 클램프가 지지점을 중심으로 X축 또는 Y축을 기준으로 회전(ROLL, PITCH) 운동을 하면서 기울어질 때, 인스트루먼트 끝 단에서의 접촉 힘에 의해 발생하는 토크를 도킹 클램프에 부착된 스트레인 게이지 센서를 이용해 측정함으로써, 의사가 최소침습 수술시 수술 로봇과 인체 내부 장기가 상호 접촉하면서 발생하게 되는 상호작용 힘을 정확하게 피드백 받아 수술에 참조할 수 있도록 하여 수술의 정확도를 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The present invention is based on the fact that when a docking clamp for fixing a cannula into which an instrument is inserted is tilted while performing a ROLL or PITCH motion with respect to the X axis or Y axis about a supporting point, By measuring the torque using a strain gauge sensor attached to the docking clamp, the surgeon can precisely feed back the interaction force generated by the contact between the surgical robot and the internal organs of the human body during minimally invasive surgery, The accuracy can be further improved.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수술 로봇을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 접촉 토크 측정 장치를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도킹 클램프의 형상을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도킹 클램프의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인스트루먼트 끝 단에 각 +/- X축 방향으로 힘이 작용할 때, 발판의 안쪽과 바깥쪽 면에 발생하는 Z축 방향 변형율을 시뮬레이션한 결과이다.
1 is a view illustrating a surgical robot system according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a view showing a surgical robot according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a contact torque measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view showing a shape of a docking clamp according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of a docking clamp according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a simulation result of the strain rate in the Z axis direction generated on the inner and outer surfaces of the footplate when a force is applied to the end of the instrument in the +/- X axis directions according to a preferred embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템을 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a surgical robot system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템은 마스터 장치(100), 슬레이브 장치(200) 및 수술 로봇(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a surgical robot system according to an embodiment of the present invention may include a master device 100, a slave device 200, and a surgical robot 300.

상기 마스터 장치(100)는 상기 슬레이브 장치(200) 및 수술 로봇(300)과 공간적으로 이격된 곳에서 수술 시 의사의 조작을 받아들여 상기 수술 로봇(300)의 구동과 관련한 명령을 생성하여 상기 슬레이브 장치(200)로 전송하는 역할을 수행한다. 상기 슬레이브 장치(200)는 상기 마스터 장치(100)로부터 상기 명령을 수신한 후 상기 슬레이브 장치(200) 내부 또는 외부에 형성되는 모션제어기(210)를 제어하여 상기 수술 로봇(300)을 구동시키는 역할을 수행한다. 상기 수술 로봇(300)은 로봇 팔에 인스트루먼트(320)를 부착시킨 후 의사의 지시에 따라 환자의 수술 부위를 침습하여 수술을 수행하는 역할을 수행한다. 상기 수술 로봇(300)에 대해서는 아래 도 2를 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.The master device 100 receives a manipulation of a doctor at the time of operation at a position spaced apart from the slave device 200 and the surgical robot 300 to generate a command related to driving the surgical robot 300, To the device (200). The slave device 200 controls the motion controller 210 formed inside or outside the slave device 200 after receiving the command from the master device 100 to drive the surgical robot 300 . The surgical robot 300 attaches the instrument 320 to the robot arm and performs surgery by invading the surgical site of the patient according to a doctor's instruction. The surgical robot 300 will be described in detail with reference to FIG.

한편, 상기 모션제어기(210)는 상기 슬레이브 장치(200)로부터 수신된 명령에 따라 상기 수술 로봇(300)에 부착된 각 모터를 제어하고, 상기 각 모터에 부착된 엔코더 신호를 읽어오며, 상기 각 모터에 전기를 공급하는 한편 상기 슬레이브 장치(200)와의 통신을 수행하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 모션제어기(210)는 그 중 적어도 일부가 슬레이브 장치(200)와 통신 가능한 프로그램 모듈일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 슬레이브 장치(200)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈들은 슬레이브 장치(200)와 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 한정되지는 않는다.Meanwhile, the motion controller 210 controls each motor attached to the surgical robot 300 according to a command received from the slave device 200, reads an encoder signal attached to each motor, And supplies electric power to the motor while communicating with the slave device 200. According to an embodiment of the present invention, the motion controller 210 may be a program module at least a part of which can communicate with the slave device 200. Such program modules may be included in the slave device 200 in the form of an operating system, an application program module, and other program modules, and may be physically stored on various known storage devices. These program modules may also be stored in a remote storage device capable of communicating with the slave device 200. [ These program modules include, but are not limited to, routines, subroutines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types as described below in accordance with the present invention.

한편, 상기 마스터 장치(100), 슬레이브 장치(200) 또는 수술 로봇(300)은 상호 유무선 통신망(400)을 통하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 유선 통신망으로는 전화선(HomePNA; Phone Line Network Alliance), 전력선(PLC; Power Line Communication), 유선 LAN(Local Area Network; IEEE802.3) 및 광 케이블을 들 수 있고, 무선 통신망으로는 블루투스, 적외선 통신, 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band), 무선랜(WLAN; Wireless LAN), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 또는 GSM(Global System for Mobile communications)을 들 수 있다. 물론 본 발명의 일 실시예에 따른 유무선 통신망(400)은 위 예시에 구애받지 않으며 기 공지된 다양한 근거리 통신방식을 사용해 슬레이브 장치(200)와의 통신을 수행할 수 있다.
Meanwhile, the master device 100, the slave device 200, or the surgical robot 300 may communicate with each other through the wired / wireless communication network 400. For example, the wired communication network includes a home line network (HomePNA), a power line communication (PLC), a wired LAN (local area network: IEEE 802.3), and an optical cable. Such as Bluetooth, infrared communication, Zigbee, Ultra Wide Band, WLAN, CDMA, WCDMA, or Global System for Mobile communications (GSM) ). Of course, the wired / wireless communication network 400 according to an embodiment of the present invention can perform communication with the slave device 200 using any of various well-known short range communication methods regardless of the above example.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수술 로봇을 도시한 도면이다.2 is a view showing a surgical robot according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇(300)은 상기 슬레이브 장치(200)로부터 신호를 전달받아 인스트루먼트(320)의 동작을 제어한다. 상기 수술 로봇(300)에는 다수의 관절이 구비되며, 각 상기 관절은 다양한 종류의 조인트로 연결될 수 있다. 보다 상세히, 상기 수술 로봇(300)은 제1 내지 제4 샤프트(301, 302, 303, 304)가 차례로 연결되어 관절을 구성할 수 있고, 상기 제4 샤프트(304)는 슬라이더(350)와 연결될 수 있다. 상기 제1 샤프트(301)와 제2 샤프트(302)는 제1 조인트(305)로, 상기 제2 샤프트(302)와 제3 샤프트(303)는 제2 조인트(306)로, 상기 제3 샤프트(303)와 제4 샤프트(304)는 제1 패시브 조인트(307)로, 상기 제4 샤프트(304)와 슬라이더(350)는 제2 패시브 조인트(308)로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 2, the surgical robot 300 according to an embodiment of the present invention receives signals from the slave device 200 and controls the operation of the instrument 320. The surgical robot 300 is provided with a plurality of joints, and the joints may be connected to each other by various kinds of joints. More specifically, the surgical robot 300 is configured such that the first to fourth shafts 301, 302, 303 and 304 are connected in turn to form joints, and the fourth shaft 304 is connected to the slider 350 . The first shaft 301 and the second shaft 302 are connected to the first joint 305 and the second shaft 302 and the third shaft 303 are connected to the second joint 306, The fourth shaft 304 and the fourth shaft 304 may be connected to the first passive joint 307 and the fourth shaft 304 and the slider 350 may be connected to the second passive joint 308. [

이를 통하여 상기 수술 로봇(300)은 7 자유도(DOF;Degree Of Freedom)를 가질 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이 이 중 4 자유도는 상기 제1 및 제2 조인트(305, 306), 제1 및 제2 패스브 조인트(307, 308) 또는 상기 슬라이더(350)에서의 움직임에 의해서, 3 자유도는 인스트루먼트(320)의 도킹 클램프(340)의 움직임에 의해서 형성될 수 있다. 보다 상세히, 상기 제1 샤프트(301)와 제2 샤프트(302)는 상기 제1 조인트(305)에 의하여 θ 방향으로 회전할 수 있고, 상기 제2 샤프트(302)와 제3 샤프트(303)는 상기 제2 조인트(306)에 의하여 φ 방향으로 회전할 수 있다. 상기 제3 샤프트(303)와 제4 샤프트(304)는 상기 제1 패시브 조인트(307)에 의하여 X축 방향으로 움직일 수 있으며, 상기 슬라이더(350)는 r과 같이 Z축 방향으로 슬라이딩되어 병진운동할 수 있다. 따라서 상기 수술 로봇(300)에 결합되는 인스트루먼트(320)는 고깔(Cone) 모양과 같은 수술 반경을 가질 수 있다. As shown in FIG. 2, the four-degree-of-freedom of the surgical robot 300 may include the first and second joints 305 and 306, The three degrees of freedom can be formed by the movement of the docking clamp 340 of the instrument 320 by the movement of the first passive joint 307 or 308 or the slider 350. More specifically, the first shaft 301 and the second shaft 302 can rotate in the θ direction by the first joint 305, and the second shaft 302 and the third shaft 303 can rotate And can be rotated in the phi direction by the second joint 306. The third shaft 303 and the fourth shaft 304 can be moved in the X axis direction by the first passive joint 307. The slider 350 slides in the Z axis direction as shown by r, can do. Therefore, the instrument 320 coupled to the surgical robot 300 may have a surgical radius such as a cone shape.

상기 수술 로봇(300)의 인스트루먼트(320)가 사람 몸을 통과하여 삽입되는 지점을 지지점(Fulcrum Point) 또는 RCM(Remote Center of Motion) 포인트라고 하면, 결국 상기 지지점 또는 RCM 포인트에서의 상기 인스트루먼트(320)의 삽입 움직임은 X, Y, Z축 모든 방향으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 인스트루먼트(320)는 상기 지지점 또는 RCM 포인트를 기준으로 X, Y, Z축을 기준으로 한 회전(ROLL, PITCH, YAW)의 3자유도를 가질 수 있다.If the point at which the instrument 320 of the surgical robot 300 is inserted through the human body is a fulcrum point or a remote center of motion (RCM) point, the instrument 320 ) Can be made in all directions of the X, Y, and Z axes. That is, the instrument 320 may have three degrees of freedom (ROLL, PITCH, YAW) based on the X, Y, and Z axes based on the support point or the RCM point.

이 중 본 발명은 상기 인스트루먼트(320)를 사람 몸속에 삽입하기 위한 캐뉼라(330)를 고정시키기 위한 도킹 클램프(340)가 상기 지지점 또는 RCM 포인트를 중심으로 X축 또는 Y축을 기준으로 한 회전(ROLL, PITCH) 운동을 하면서 기울어질 때 상기 도킹 클램프(340)에 가해지는 토크를 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 보다 상세히, 상기 인스트루먼트(320)가 축 회전(YAW) 움직임을 제외한 2 자유도의 피봇 움직임을 할 때, 생체 모사 조직과의 상호작용에 의해 끝단에서 접촉 토크가 작용하게 된다. 생체 모사 조직은 인스트루먼트(320) 끝단에서 fTIP 힘에 의해 압축되면서, 반력 fe가 발생하게 된다. 이때의 반력 fe는 상기 도킹 클램프(340)에 변형을 가하는 토크로 작용하게 된다.In the present invention, the docking clamp 340 for fixing the cannula 330 for inserting the instrument 320 into the human body rotates about the X-axis or the Y-axis about the support point or the RCM point , PITCH) motion of the docking clamp (340). More specifically, when the instrument 320 performs a pivotal motion with two degrees of freedom except for the YAW motion, a contact torque is applied at the tip by interaction with the biomimetic tissue. The biomimetic tissue is compressed by the f TIP force at the end of the instrument 320, resulting in a reaction force f e . The reaction force f e at this time acts as a torque for applying a deformation to the docking clamp 340.

따라서 상기 도킹 클램프(340)에 스트레인 게이지 센서(Strain Gage Sensor;347)를 부착시키고 상기 도킹 클램프(340)에 가해지는 토크를 측정하여 이를 의사에게 피드백하는 경우 보다 정밀한 수술이 가능해 질 수 있다.
Therefore, a precise operation can be performed when a strain gage sensor 347 is attached to the docking clamp 340 and the torque applied to the docking clamp 340 is measured and fed back to a doctor.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 접촉 토크 측정 장치를 확대하여 도시한 도면이다.3 is an enlarged view of a contact torque measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 토크 측정 장치(310)는 인스트루먼트(320), 캐뉼라(330), 및 도킹 클램프(340)를 포함할 수 있다. 상기 인스트루먼트(320)는 인체에 삽입되기 위한 가이드로 기능하는 캐뉼라(330)에 삽입될 수 있고, 상기 캐뉼라(330)는 도킹 클램프(340)로 지지되어 있다. 상기 도킹 클램프(340)는 Z축 방향의 병진운동을 담당하는 적어도 하나의 슬라이더(350)와 연결되어 있다.Referring to FIG. 3, a contact torque measuring apparatus 310 according to an embodiment of the present invention may include an instrument 320, a cannula 330, and a docking clamp 340. The instrument 320 can be inserted into a cannula 330 that functions as a guide for insertion into a human body and the cannula 330 is supported by a docking clamp 340. The docking clamp 340 is connected to at least one slider 350 for translating in the Z-axis direction.

상기 인스트루먼트(320)는 침습 수술을 수행하기 위한 일반적인 수술 도구이다. 현재 상용화된 인스트루먼트(320)는 다자유도의 움직임을 가지고 전기 소작을 통해 생체조직을 태우거나 절단하는 임무를 수행하게 된다. 이를 위하여 상기 인스트루먼트(320)는 초소형으로 제작되고 전기 소작시 발생하게 되는 고전류를 견딜 수 있는 내구성을 가지도록 형성된다.The instrument 320 is a general surgical tool for performing invasive surgery. The currently commercialized instrument 320 performs the task of burning or cutting biotissue through electrocautery with multi-degrees of freedom motion. To this end, the instrument 320 is formed to have a durability that can withstand the high currents that are produced in a very small size and generated during the electrocution.

상기 캐뉼라(330)는 몸 속에 삽입하는 튜브로서, 액체나 공기를 통하게 하기 위한 의료기구이다. 흉강이나 복강에 병적으로 관 액체를 흡인하거나 혈관내에 삽입해 채혈(採血)하거나, 기관절개술(氣管切開術)을 시행할 때 기관 내에 삽입, 호흡을 시키기 위한 용도 등으로 사용된다. 상기 인스트루먼트(320)는 상기 캐뉼라(330) 내부에 삽입되어 체내로 침습될 수 있다.The cannula 330 is a tube inserted into the body, and is a medical instrument for passing liquid or air. It is used for the purpose of inserting the tube liquid into the thoracic cavity or the abdominal cavity, inserting the tube liquid into the blood vessel, collecting blood (collecting the blood), inserting it into the organ when performing a chiropractor, and breathing. The instrument 320 may be inserted into the cannula 330 and invaded into the body.

상기 도킹 클램프(340)는 상기 캐뉼라(330)를 상기 슬라이더(350)와 고정시켜 지지하는 기능을 수행한다. 또한 상기 도킹 클램프(340)의 소정부에 스트레인 게이지 센서(347)를 부착하여 상기 인스트루먼트(320)가 체내로 침습할 때 발생하게 되는 접촉 토크를 상기 캐뉼라(330)와 상기 도킹 클램프(340) 사이의 접촉력을 이용해 측정하게 된다. 상기 도킹 클램프(340)의 상세 구조 및 접촉 토크의 측정 방식은 이하 도 4 및 도 5를 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.The docking clamp 340 fixes and supports the cannula 330 with the slider 350. A strain gage sensor 347 is attached to a predetermined portion of the docking clamp 340 so that the contact torque generated when the instrument 320 is infiltrated into the body is transmitted between the cannula 330 and the docking clamp 340 The contact force is measured. The detailed structure of the docking clamp 340 and the measuring method of the contact torque will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

상기 슬라이더(350)는 상기 인스트루먼트(320)가 환자의 피부로 침습하기 위하여 병진운동을 수행하는 경우 도 2에 도시된 Z축 방향으로 상기 인스트루먼트(320)를 슬라이딩시키는 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면 총 3개의 슬라이더(350)가 적층된 구조를 보여주고 있으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖춘 당업자의 선택에 따라 상기 슬라이더(350)의 갯수는 얼마든지 조절될 수 있을 것이다.The slider 350 slides the instrument 320 in the Z-axis direction shown in FIG. 2 when the instrument 320 performs translational motion to invade the patient's skin. According to an embodiment of the present invention, a total of three sliders 350 are stacked. However, according to the selection of a person skilled in the art with knowledge of the present invention, the number of the sliders 350 It can be adjusted.

한편, 상기 인스트루먼트(320), 캐뉼라(330), 및 도킹 클램프(340)는 상기 인스트루먼트(320)의 회전 운동으로 인하여 발생하는 접촉 토크를 측정하는 접촉 토크 측정 장치(310)를 구성하게 된다. 상기 접촉 토크 측정 장치(310)를 통한 접촉 토크 측정 방법을 설명하면, 지지점 또는 RCM 포인트를 중심으로 상기 인스트루먼트(320)가 X축 또는 Y축을 중심으로 한 회전(ROLL, PITCH) 운동을 할 때, 상기 인스트루먼트(320)가 기울어짐에 따라 상기 인스트루먼트(320)의 끝단에서 발생하는 생체 모사 조직과의 접촉 힘에 의해 상기 캐뉼라(330)가 토크를 받게 되고, 상기 캐뉼라(330)를 지지하기 위하여 상기 슬라이더(350)에 고정되어 있는 도킹 클램프(340)로 접촉 힘에 의한 토크가 전달되게 된다. 이때 상기 도킹 클램프(340)에 형성되어 있는 스트레인 게이지 센서(347)를 이용해 상기 토크를 측정하게 된다.
The instrument 320, the cannula 330 and the docking clamp 340 constitute a contact torque measuring device 310 for measuring a contact torque generated due to the rotational motion of the instrument 320. A method of measuring the contact torque through the contact torque measuring device 310 will now be described. When the instrument 320 performs a ROLL or PITCH motion around the X-axis or the Y-axis around the support point or the RCM point, As the instrument 320 is tilted, the cannula 330 receives a torque due to a contact force with the biomimetic tissue generated at an end of the instrument 320. In order to support the cannula 330, The torque due to the contact force is transmitted to the docking clamp 340 fixed to the slider 350. At this time, the torque is measured using a strain gage sensor 347 formed on the docking clamp 340.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도킹 클램프의 형상을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도킹 클램프의 분해 사시도이다.FIG. 4 is a view showing a shape of a docking clamp according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded perspective view of a docking clamp according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 도 4의 (a)는 상기 도킹 클램프(340)를 위쪽에서 바라본 것이고 (b)는 상기 도킹 클램프(340)를 아래쪽에서 바라본 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹 클램프(340)는 Z축 방향으로 연장되어 상기 캐뉼라(330)를 지지하는 안쪽면과, 스트레인 게이지 센서(347)가 부착되는 바깥면을 가지는 복수의 발판(341), 상기 캐뉼라(330)의 둘레를 따라 상기 캐뉼라(330)의 외형에 상응하도록 형성된 바디(342), 상기 발판(341)과 바디(342)를 연결하는 기둥구조물(support beam;343)을 포함하는 복수의 고정용 앵커 발판(344), 상기 고정용 앵커 발판(344)이 체결되는 복수의 본체(345), 및 하부가 슬라이더(350)에 체결 고정되고 상부가 상기 본체(345)와 체결되어 상기 본체(345)를 상기 슬라이더(350)에 고정시키는 복수의 받침부(346)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, FIG. 4 (a) is a view of the docking clamp 340 from above, and FIG. 4 (b) is a view of the docking clamp 340 from below. The docking clamp 340 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of foot plates 341 having an inner surface extending in the Z-axis direction to support the cannula 330 and an outer surface to which the strain gauge sensor 347 is attached, A body 342 formed to correspond to the outer shape of the cannula 330 along the circumference of the cannula 330 and a support beam 343 connecting the foot plate 341 and the body 342 A plurality of main bodies 345 to which the anchor foot plates 344 for fixing are fastened and a lower portion are fastened and fixed to the slider 350 and an upper portion is fastened to the main body 345 And a plurality of receiving portions 346 for fixing the main body 345 to the slider 350.

상기 도킹 클램프(340)는 다양한 형태의 캐뉼라(330)가 지지될 수 있도록 상기 고정용 앵커 발판(344)이 상기 본체(345)와 분리될 수 있도록 형성되며, 따라서 고정시키고자 하는 캐뉼라(330)의 형태 및 크기에 따라 그에 상응하는 고정용 앵커 발판(344)을 선택해 상기 본체(345)에 결합시켜 사용할 수 있다. 같은 이유로 상기 본체(345) 역시 상기 받침부(346)와 분리될 수 있도록 형성되며, 캐뉼라(330)의 형태 및 크기에 따라 다른 형상과 크기의 본체(345)를 선택해 상기 받침부(346)와 결합시켜 사용할 수 있다. 한편, 상기 받침부(346)는 상기 슬라이더(350)와 고정 결합되기 때문에 상기 슬라이더(350)로부터 분리하는 것이 용이치 않다. 따라서 상기 받침부(346)는 상기 슬라이더(350)로부터의 분리 없이도 다양한 형상과 크기의 본체(345)와 결합될 수 있으면서도 상기 고정용 앵커 발판(344)과의 체결도 용이하도록 형성될 수 있다.The docking clamp 340 is formed such that the fixing anchor footrest 344 can be separated from the main body 345 so that various types of cannulas 330 can be supported, The fixing anchor footrest 344 corresponding to the shape and size of the fixing anchor footrest 344 may be selected and coupled to the main body 345. The main body 345 may be separated from the receiving portion 346 and the main body 345 having a different shape and size may be selected depending on the shape and size of the cannula 330, Can be used in combination. Meanwhile, since the receiving portion 346 is fixedly coupled to the slider 350, it is difficult to separate the receiving portion 346 from the slider 350. Accordingly, the receiving portion 346 can be coupled with the main body 345 having various shapes and sizes without being separated from the slider 350, and can be formed to easily engage with the fixing anchor footstock 344.

더 나아가 상기 고정용 앵커 발판(344), 본체(345) 및 받침부(346)는 도시된 바와 같이 복수의 조각으로 형성되어 상호 조립이 보다 용이하게끔 형성될 수 있다.Further, the fixing anchor footrest 344, the main body 345, and the receiving portion 346 may be formed of a plurality of pieces as shown and may be formed to facilitate mutual assembly.

바람직하게는 상기 도킹 클램프(340)는 상기 발판(341)에 가해지는 토크로 인하여 발생하는 발판(341)의 변형을 증가시키면서 발생 영역을 집중시키기 위해, 상기 캐뉼라(330)와 상기 발판(341) 사이의 접촉면의 폭과 두께를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 발판(341)과 바디(342)가 연결되는 기둥구조물(343)은 발판(341)의 중심부가 아닌 일측 끝과 연결되어 상기 기둥구조물(343)에 집중되는 힘을 극대화시켜 토크 측정의 정확성을 담보할 수 있게 된다. 상기 기둥구조물(343)은 토크가 집중되는 부분이므로 구조상 안정성을 위하여 상기 발판(341)과 연결부위에 필렛이 형성되어 상기 기둥구조물(343)과 발판(341)의 연결부위가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 상기 필렛의 지름은 크게 할수록 변형률이 감소되므로 센서 부착의 용이성과의 관계를 고려하여 선정되어야 한다.The docking clamp 340 preferably includes the cannula 330 and the foot plate 341 in order to increase the deformation of the foot plate 341 caused by the torque applied to the foot plate 341, Can be minimized. The pillar structure 343 to which the footplate 341 and the body 342 are connected is connected to one end of the footplate 341 that is not the center of the footplate 341 to maximize the force concentrated on the pillar structure 343, It is possible to guarantee accuracy. Since the pillar structure 343 is a portion where torque is concentrated, a fillet is formed at a connection portion with the footplate 341 for structural stability to prevent the connection between the pillar structure 343 and the footplate 341 from being broken . Since the strain is reduced as the diameter of the fillet increases, it should be selected in consideration of the ease with which the sensor is attached.

한편, 상기 스트레인 게이지 센서(347)는 상기 기둥구조물(343)과 상기 발판(341)이 접하는 필렛의 바로 앞쪽에 형성될 수 있다. 따라서 상기 발판(341)의 안쪽면은 상기 캐뉼라(330)와 접촉하게 되고 바깥면은 상기 스트레인 게이지 센서(347)와 접촉하게 된다. 상기 스트레인 게이지 센서(347)는 공지된 다양한 부착 방법을 통해 상기 발판(341)에 부착될 수 있다.Meanwhile, the strain gage sensor 347 may be formed immediately in front of the fillet where the column structure 343 and the foot plate 341 are in contact with each other. The inner surface of the footplate 341 is in contact with the cannula 330 and the outer surface of the footplate 341 is in contact with the strain gage sensor 347. The strain gage sensor 347 may be attached to the footrest 341 through various known attachment methods.

상기 스트레인 게이지 센서(347)를 이용해 상기 발판(341)에 작용하는 토크를 측정하는 방법은 작용하는 힘의 방향에 따라 달라지는 변형율을 이용하는 것이다. 즉, +X축 방향의 힘이 작용하는 경우, 왼쪽의 도킹 클램프(340)에서의 변형율이 오른쪽 도킹 클램프(340)에서의 변형율 보다 크게 나타나고, 반대로 -X축 방향의 힘이 작용하는 경우, 오른쪽 도킹 클램프(340)에서의 변형율이 왼쪽 도킹 클램프(340)에서의 변형율 보다 크게 나타난다.
The method of measuring the torque acting on the footrest 341 using the strain gauge sensor 347 is based on the strain rate depending on the direction of the force acting. That is, when a force in the + X axis direction acts, the strain rate in the docking clamp 340 on the left side is larger than the strain rate in the right docking clamp 340, and conversely, when a force in the -X axis direction acts, The deformation rate at the docking clamp 340 is larger than the deformation rate at the left docking clamp 340.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인스트루먼트 끝 단에 각 +/- X축 방향으로 힘이 작용할 때, 발판의 안쪽과 바깥쪽 면에 발생하는 Z축 방향 변형율을 시뮬레이션한 결과이다. FIG. 6 is a simulation result of the strain rate in the Z axis direction generated on the inner and outer surfaces of the footplate when a force is applied to the end of the instrument in the +/- X axis directions according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, (a)는 +X축 방향의힘이 작용할 때 발판(341)의 안쪽과 바깥쪽 면에 발생하는 Z축 변형율의 시뮬레이션 결과이고, (b)는 -X축 힘이 작용할 때 발판(341)의 안쪽과 바깥쪽 면에 발생하는 Z축 변형율의 시뮬레이션 결과이다. (a)에서 +X축 방향의 힘에 의해 오른쪽 발판(341)의 안쪽 면에 압축력이, 바깥쪽 면에 인장력이 발생한 것을 확인할 수 있고, (b)에서 -X축 방향의 힘에 의해 왼쪽 고정용 앵커 발판(344)의 안쪽 면에 압축력이 바깥쪽 면에 인장력이 발생한 것을 확인할 수 있다.6A is a simulation result of the Z-axis deformation rate occurring on the inner and outer surfaces of the foot plate 341 when a force in the + X axis direction is applied, and FIG. And the Z-axis deformation rate generated on the inner and outer surfaces of the footrests 341 at the time of installation. it can be confirmed that a compressive force is generated on the inner surface of the right foot plate 341 and a tensile force is generated on the outer surface due to the force in the + X axis direction in Fig. It can be confirmed that a tensile force is generated on the outer surface of the anchor foot plate 344 on the inner surface thereof with the compressive force.

여기서, 고정용 앵커 발판(344)의 두께가 얇고 기둥구조물(343)에 필렛이 없을수록 변형율이 커지지만, 탄성 변형에 의한 영구 변형이 발생하는 문제점이 있다. 이 상반관계에서 최적의 두께와 필렛은 다물체 동역학 시뮬레이션인 Recurdyn 프로그램을 이용한 다양한 시뮬레이션을 통해 결정하였고, 각각은 1.6mm와 1.0mm이다. 이를 통해 인스트루먼트(320)가 지지점을 중심으로 회전운동을 하게 되면, 캐뉼라(330)가 도킹 클램프(340)의 발판(341)에 변형을 가하게 되고, 이를 측정하여 인체조직과의 상호작용에 의한 접촉 힘을 추정할 수 있게 된다.Here, the thinner the fixing anchor foot plate 344 and the less the pillars in the pillar structure 343, the greater the deformation rate, but the permanent deformation due to the elastic deformation occurs. In this contradiction, the optimal thickness and fillet were determined by various simulations using the Recurdyn program, which is a multibody dynamics simulation, with 1.6 mm and 1.0 mm, respectively. As a result, when the instrument 320 rotates around the supporting point, the cannula 330 deforms the foot plate 341 of the docking clamp 340 and measures the contact with the human body tissue The force can be estimated.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 보아야 할 것이다.
Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, .

100: 마스터 장치
200: 슬레이브 장치
210: 모션제어기
300: 수술 로봇
301: 제1 샤프트
302: 제2 샤프트
303: 제3 샤프트
304: 제4 샤프트
305: 제1 조인트
306: 제2 조인트
307: 제1 패시브 조인트
308: 제2 패시브 조인트
310: 접촉 토크 측정 장치
320: 인스트루먼트
330: 캐뉼라
340: 도킹 클램프
341: 발판
342: 바디
343: 기둥구조물
344: 고정용 앵커 발판
345: 본체
346: 받침부
347: 스트레인 게이지 센서
350: 슬라이더
400: 유무선 통신망
100: Master device
200: Slave device
210: Motion controller
300: Surgical robot
301: 1st shaft
302: Second shaft
303: Third shaft
304: fourth shaft
305: First joint
306: second joint
307: first passive joint
308: second passive joint
310: Contact torque measuring device
320: Instrumentation
330: Cannula
340: Docking clamp
341: Scaffolding
342: Body
343: Column structure
344: Fixing anchor footrest
345:
346:
347: Strain gage sensor
350: Slider
400: wired / wireless communication network

Claims (12)

삭제delete 지지점 또는 RCM 포인트를 기준으로 X, Y, Z축을 기준으로 한 회전(ROLL, PITCH, YAW) 운동의 3자유도를 가지고 전기 소작을 통해 생체조직을 태우거나 절단하는 수술을 수행하기 위한 인스트루먼트;
상기 인스트루먼트를 체내로 가이딩하기 위해 체내에 삽입하는 캐뉼라; 및
상기 캐뉼라를 병진운동을 수행하는 슬라이더에 고정시켜 지지하고 상기 인스트루먼트가 체내로 침습할 때 상기 캐뉼라와의 접촉 부위에서 발생하는 접촉 힘으로 인한 토크를 측정하는 스트레인 게이지 센서를 구비하는 도킹 클램프를 포함하며,
상기 도킹 클램프는,
상기 슬라이더의 이동 방향으로 연장되어 상기 캐뉼라를 지지하는 안쪽면과 상기 스트레인 게이지 센서가 부착되는 바깥쪽면을 가지는 복수의 발판, 상기 캐뉼라의 둘레를 따라 상기 캐뉼라의 외형에 상응하도록 형성된 바디, 및 상기 발판과 바디를 연결하는 기둥구조물을 포함하는 복수의 고정용 앵커 발판,
상기 고정용 앵커 발판이 체결되는 복수의 본체, 및
하부가 상기 슬라이더에 체결 고정되고 상부가 상기 본체와 체결되어 상기 본체를 상기 슬라이더에 고정시키는 복수의 받침부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
An instrument for performing an operation of burning or cutting a living tissue through electric cauterization with three degrees of freedom of rotation (ROLL, PITCH, YAW) motion based on X, Y and Z axes based on a support point or an RCM point;
A cannula for insertion into the body for guiding the instrument into the body; And
And a strain gauge sensor having a support for fixing the cannula to a slider for performing translational motion and measuring a torque due to a contact force generated at a contact portion with the cannula when the instrument is infiltrated into the body, ,
Wherein the docking clamp comprises:
A plurality of scaffolds extending in a direction of movement of the slider and having an inner surface supporting the cannula and an outer surface to which the strain gauge sensor is attached, a body formed to conform to the contour of the cannula along the circumference of the cannula, A plurality of fixing anchor footrests including a post structure for connecting the body to each other,
A plurality of main bodies to which the fixing anchor footrests are fastened, and
And a plurality of receiving portions fastened and fixed to the slider and an upper portion fastened to the body to fasten the body to the slider.
제 2항에 있어서,
상기 고정용 앵커 발판은 상기 본체와 분리 가능하여 서로 다른 형태 및 크기의 고정용 앵커 발판이 상기 본체에 체결될 수 있는 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the fixing anchor footrest is detachable from the main body so that fixing anchor footrests of different shapes and sizes can be fastened to the main body.
제 2항에 있어서,
상기 본체는 상기 받침부와 분리 가능하여 서로 다른 형태 및 크기의 본체가 상기 받침부에 체결될 수 있는 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the main body is detachable from the receiving portion so that the main body having different shapes and sizes can be fastened to the receiving portion.
제 2항에 있어서,
상기 받침부는 상기 슬라이더와 분리되지 않은 상태로 상기 본체와 체결되거나 분리가능한 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the receiving portion is fastened to and detachable from the main body without being separated from the slider.
제 2항에 있어서,
상기 고정용 앵커 발판, 본체 또는 받침부는 복수의 조각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the fixing anchor footrest, the main body, or the receiving portion is formed of a plurality of pieces.
제 2항에 있어서,
상기 기둥구조물은 상기 발판의 중심부가 아닌 일측 끝과 연결되는 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the post structure is connected to one end of the foot plate, which is not the center of the foot plate.
제 2항에 있어서,
상기 기둥구조물과 상기 발판이 연결되는 부위에 필렛이 형성되는 것을 특징으로 하는 접촉 토크 측정 장치.
3. The method of claim 2,
And a fillet is formed at a portion where the column structure and the footplate are connected to each other.
청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 기재된 접촉 토크 측정 장치;
상기 인스트루먼트가 환자의 피부를 침습하기 위하여 병진운동을 수행하는 경우 깊이 방향으로 상기 인스트루먼트를 슬라이딩시키는 적어도 하나의 슬라이더; 및
상기 인스트루먼트를 수술 부위로 이동시켜 소정 범위의 수술 반경을 제공하는 복수의 샤프트를 포함하는 수술 로봇.
A contact torque measuring device according to any one of claims 2 to 8,
At least one slider for sliding the instrument in a depth direction when the instrument performs translational motion to invade a patient's skin; And
And a plurality of shafts for moving the instrument to a surgical site to provide a surgical radius within a predetermined range.
제 9항에 있어서,
상기 수술 로봇은 7 자유도(Degree Of Freedom)를 가지는 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
10. The method of claim 9,
Wherein the surgical robot has a degree of freedom (Degree of Freedom).
제 9항에 있어서,
상기 수술 로봇에 결합되는 인스트루먼트는 고깔(Cone) 모양의 수술 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 수술 로봇.
10. The method of claim 9,
Wherein the instrument coupled to the surgical robot has a cone-shaped surgical radius.
인스트루먼트가 지지점 또는 RCM 포인트를 중심으로 X축 또는 Y축을 중심으로 한 회전(ROLL, PITCH) 운동을 하는 단계;
상기 인스트루먼트가 회전함에 따라 상기 인스트루먼트의 끝단에서 발생하는 생체 모사 조직과의 접촉 힘에 의해 상기 인스트루먼트와 캐뉼라의 접촉면에 토크가 가해지는 단계;
상기 캐뉼라와의 접촉 힘에 의한 토크가 도킹 클램프로 전달되는 단계; 및
상기 도킹 클램프의 복수의 발판 소정부에 형성되어 있는 스트레인 게이지 센서를 이용해 상기 토크의 방향과 크기를 측정하는 단계를 포함하는 접촉 토크 측정 방법.
Performing an ROLL or PITCH motion around the X-axis or the Y-axis around the support point or the RCM point;
Applying torque to a contact surface between the instrument and the cannula due to a contact force with a biomimetic tissue generated at an end of the instrument as the instrument rotates;
The torque due to the contact force with the cannula being transmitted to the docking clamp; And
And measuring a direction and a magnitude of the torque using a strain gauge sensor formed on a plurality of stepped portions of the docking clamp.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190007505A (en) * 2016-06-09 2019-01-22 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Computer Assisted Remote Operation Surgical System and Method
KR20200075534A (en) * 2018-12-18 2020-06-26 (주)미래컴퍼니 Surgical robot apparatus and operating method of surgical robot apparatus
WO2021216091A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 Verb Surgical Inc. Remote center of motion control for a surgical robot
KR20220065092A (en) * 2014-03-17 2022-05-19 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 System and method for maintaining a tool pose
EP3685787B1 (en) * 2017-09-20 2023-10-04 Shanghai Microport Medbot (Group) Co., Ltd. Surgical robot system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080072625A (en) * 2005-09-30 2008-08-06 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 Surgical accessory clamp and system
KR20080089582A (en) * 2005-12-30 2008-10-07 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 Force and torque sensing for surgical instruments
KR20110005829A (en) * 2008-03-31 2011-01-19 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Force and torque sensing in a surgical robot setup arm
KR20110036898A (en) * 2011-02-25 2011-04-12 (주)미래컴퍼니 Apparatus and method for measuring force operating tool for operating robot

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080072625A (en) * 2005-09-30 2008-08-06 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 Surgical accessory clamp and system
KR20080089582A (en) * 2005-12-30 2008-10-07 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 Force and torque sensing for surgical instruments
KR20110005829A (en) * 2008-03-31 2011-01-19 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Force and torque sensing in a surgical robot setup arm
KR20110036898A (en) * 2011-02-25 2011-04-12 (주)미래컴퍼니 Apparatus and method for measuring force operating tool for operating robot

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11707337B2 (en) 2014-03-17 2023-07-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for maintaining a tool position and orientation
KR20220065092A (en) * 2014-03-17 2022-05-19 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 System and method for maintaining a tool pose
KR102541266B1 (en) 2014-03-17 2023-06-13 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 System and method for maintaining a tool pose
US11596486B2 (en) 2016-06-09 2023-03-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Computer-assisted tele-operated surgery systems and methods
US11950870B2 (en) 2016-06-09 2024-04-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Computer-assisted tele-operated surgery systems and methods
KR102584758B1 (en) * 2016-06-09 2023-10-06 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Computer-assist remote control surgical system and method
KR20190007505A (en) * 2016-06-09 2019-01-22 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Computer Assisted Remote Operation Surgical System and Method
KR20220066432A (en) * 2016-06-09 2022-05-24 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Computer-assist remote control surgical system and method
KR102414405B1 (en) * 2016-06-09 2022-06-30 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 Computer-assisted teleoperated surgical systems and methods
EP3685787B1 (en) * 2017-09-20 2023-10-04 Shanghai Microport Medbot (Group) Co., Ltd. Surgical robot system
CN113194869A (en) * 2018-12-18 2021-07-30 韩商未来股份有限公司 Surgical robot device and method for driving surgical robot device
CN113194869B (en) * 2018-12-18 2023-07-07 韩商未来股份有限公司 Surgical robot device and method for driving surgical robot device
KR102190298B1 (en) * 2018-12-18 2020-12-11 (주)미래컴퍼니 Surgical robot apparatus and operating method of surgical robot apparatus
WO2020130558A3 (en) * 2018-12-18 2020-08-06 주식회사 미래컴퍼니 Surgical robot apparatus, and method for driving surgical robot apparatus
KR20200075534A (en) * 2018-12-18 2020-06-26 (주)미래컴퍼니 Surgical robot apparatus and operating method of surgical robot apparatus
US11571267B2 (en) 2020-04-24 2023-02-07 Verb Surgical Inc. Remote center of motion control for a surgical robot
WO2021216091A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 Verb Surgical Inc. Remote center of motion control for a surgical robot

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