KR101180665B1 - Hybrid surgical robot system and control method thereof - Google Patents

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KR101180665B1
KR101180665B1 KR20090060895A KR20090060895A KR101180665B1 KR 101180665 B1 KR101180665 B1 KR 101180665B1 KR 20090060895 A KR20090060895 A KR 20090060895A KR 20090060895 A KR20090060895 A KR 20090060895A KR 101180665 B1 KR101180665 B1 KR 101180665B1
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KR
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Grant
Patent type
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hybrid
surgical
method
robot
system
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KR20090060895A
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원종석
이민규
최승욱
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주식회사 이턴
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Abstract

하이브리드 수술용 로봇 시스템 및 수술용 로봇 제어방법이 개시된다. The robot control method for a hybrid surgical robotic system and surgical are provided. 로봇 암과, 로봇 암에 장착되며, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트와, 사용자 조작에 의해 인스트루먼트에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하되, 인스트루먼트는 로봇 암으로부터 전달된 구동력 및 핸들로부터 전달된 구동력 중 하나 이상에 의해 수술에 필요한 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇 시스템은, 인스트루먼트가 장착된 수술용 로봇에 수동조작용 핸들을 더 부가함으로써, 사람과 로봇이 함께 효율적으로 수술을 수행할 수 있고, 수술용 로봇을 이용한 원격 수술 과정에서 응급 상황이 발생할 경우 환자 옆에 있는 의사가 직접 수동으로 핸들을 조작하여 수술을 수행할 수 있다. And the robot arm, is mounted on the robot arm, including, but the instrument is operated by receiving the drive force from the robot arm, a handle for applying a driving force to the instrument by a user operation, the instrument is transmitted from the driving force and the handle passes from the robot arm by robotic systems for hybrid operation, characterized in that for performing the operations required for the operation by at least one of driving force, by further adding a tuning operation handle can the surgical robot of the instrument is mounted, a person and a robot for efficient operation in conjunction can be carried out if an emergency occurs in a remote surgical procedures using robotic surgical doctors in the next patient can perform surgery directly manually manipulating the handle.
수술용 로봇, 수동조작, 핸들 Surgical robots for manual operation, the handle

Description

하이브리드 수술용 로봇 시스템 및 수술용 로봇 제어방법{Hybrid surgical robot system and control method thereof} Hybrid systems and surgical robotic surgical robot control method for {Hybrid surgical robot system and control method thereof}

본 발명은 하이브리드 수술용 로봇 시스템 및 수술용 로봇 제어방법에 관한 것이다. The invention relates to a method for controlling a robot and a robot system operation for use in the hybrid operation.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. Medical surgery refers to the skin or mucosa, and other tissues heal a cut or added second or manipulated using medical equipment. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다. In particular, the opening by cutting the skin at the surgical site that treatment institutions in the interior, abdominal surgery, such as bleeding, side effects, pain in patients molding or removed, surgery using the robot (robot) due to problems in recent scars, etc. It has been in the spotlight as an alternative.

이러한 수술용 로봇은 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 인스트루먼트(instrument)가 장착되어, 로봇으로부터 생성, 전달되는 구동력에 의해 인스트루먼트가 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다. The surgical robot is that having a robot arm for the operations for the operation, the front end of the robot arm is equipped with an instrument (instrument), by the driving force that is generated, transmitted from the robot the instrument is performing the operations required for surgery .

그러나, 종래의 로봇 수술은 수술용 로봇을 구동시켜 수행하는 도중에 사람이 직접 수동으로 수행하는 수술을 필요로 한다는 문제가 있으며, 대개의 경우 수술의 전체 과정을 처음부터 끝까지 로봇으로만 수행하지 못한다는 한계가 있다. However, conventional robotic surgery does not do has a problem that requires surgery, a person directly performed manually while performing driving the robot surgery, in most cases the whole process of surgery, from beginning to end only with robots it is limited. 즉, 종래의 로봇 수술은, 수술 기구를 사용하여 수동으로 일부 수술 과정을 수행하고, 수술용 로봇을 구동시켜 로봇 수술을 수행한 후, 다시 수술 기구를 사용하여 수동으로 나머지 수술 과정을 수행하는 방식으로 진행되어 왔다. That is, the conventional robot surgery, the way of using the surgical instrument to perform some surgical procedures it manually, and to drive the surgical robot performs the rest of the surgical procedure with after performing robotic surgery, manually by using the instrument again, to have been conducted.

보다 구체적으로 설명하면, 수동으로 조작하는 수술 기구와 수술용 로봇에 장착되는 수술 기구(인스트루먼트)는 서로 호환되지 않으므로, 수술 기구를 사용하여 수동으로 수술을 진행하다가, 로봇 수술을 수행하기 위해 사용된 수술 기구를 모두 철거한 후, 수술용 로봇에 인스트루먼트를 장착하여 로봇 수술을 수행하다가, 수동 수술이 필요한 경우 다시 인스트루먼트를 모두 철거한 후 수동으로 수술 기구를 사용하여 수술을 수행하는 과정을 거쳐야 한다는 번거로움이 있었다. The More specifically, not instrument (instrument) mounted to the surgical instrument and a surgical robot to manually operated are compatible with each other, while going to the manual operation by using the surgical instruments, used to perform the robot operation after the surgical instrument both the demolition, by mounting the instrument to the surgical robot while performing robotic surgery, when the manual operation required go through the process after all the instruments again demolished using a surgical instrument manually perform the surgery hassle that there were roum.

종래의 로봇 수술은, 수동으로 조작되는 수술 기구를 환부에 삽입하거나 환부로부터 철거하는, 매우 번거로운 작업을 수행해야 하며, 수술 과정에서 수동조작용 수술기구와 로봇에 장착되는 인스트루먼트가 모두 사용되어야 하기 때문에, 수술에 소요되는 시간, 노력 및 비용이 증가하게 된다는 문제가 있었다. Conventional robotic surgery, inserting a surgical instrument to be operated manually on the affected area, or must perform a very tedious task of demolition from the affected area, can in surgical procedures tuned acting instrument and because it must use all the instruments to be mounted on a robot , there is a problem that the time, effort and increase the cost of the surgery.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다. The aforementioned background art has been drawn to the invention of the present inventors, or as a technical information derived from the acquisition process of the present invention, it is not necessarily be as well known techniques open to the general public before the filing of the present invention.

본 발명은, 필요에 따라 사람과 로봇이 함께 수술을 수행할 수 있고, 로봇 수술 과정에서 응급 상황이 발생할 경우 사람이 직접 수동으로 수술을 수행할 수 있으며, 이에 따라 원격 수술이나 수술 교육 등에도 적용할 수 있는 하이브리드 수술용 로봇 시스템 및 수술용 로봇 제어방법을 제공하는 것이다. Also applies to the present invention, it is possible to perform the surgery with people and robots necessary, if there is an emergency in the robotic surgical procedures occur and people can perform a manual operation directly, and therefore remote surgery or surgical training, etc. to provide a hybrid surgical robotic systems for surgery and robot control method for a can.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수술용 로봇에 구비된 로봇 암(arm)에 장착되는 인스트루먼트(instrument)로서, 인스트루먼트에는 수동조작용 핸들(handle)이 결합되며, 인스트루먼트는 핸들에 대한 사용자 조작에 의해 수술에 필요한 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드(hybrid) 수술용 인스트루먼트가 제공된다. According to an aspect of the invention, there is provided an instrument (instrument) to be mounted on a robot arm (arm) having a surgical robot, the instrument can tuning action handle (handle) and the combined, Instruments by a user operation on the handle the hybrid instrumented for (hybrid) surgery, characterized in that for performing the operations required for the operation is provided.

하이브리드 수술용 인스트루먼트는, 로봇 암의 선단부에 장착되며, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 구동부와, 구동부에 결합되며, 그 내부에 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트(shaft)와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 동력전달수단에 연결되어 로봇 암 및 핸들 중 어느 하나 이상으로부터 전달되는 구동력에 의해 작동되는 이펙터(effector)를 포함하되, 핸들은 구동부에 결합되며, 사용자 조작에 의해 동력전달수단에 구동력을 인가할 수 있다. And hybrid surgical instrument is mounted on the front end of the robot arm, and a drive unit that operates by receiving driving power from the robot arm, is coupled to the drive shaft (shaft) for accommodating the power transmission means connected to the drive unit therein, is coupled to the distal end of the shaft, comprising effect (effector) is operated by the driving force that is connected to the power transmission unit transmitted from any one or more of the robot arm and the handle, the handle is coupled to a drive unit, transmission power by a user operation it is possible to apply a driving force to the tool.

로봇 암의 선단부에는 액츄에이터(actuator)가 형성되고, 구동부에는 액츄에이터에 정합되는 구동자가 설치되며, 동력전달수단은 구동자에 결합되는 와이어(wire)를 포함하되, 핸들은 사용자 조작에 의해 구동자에 구동력을 전달할 수 있다. In the front end of the robot arm is formed an actuator (actuator), the driving is, but is installed self-powered matched to the actuator, the power transmission means includes a wire (wire) coupled to the drive Here, the handle to the drive characters by a user operation It can be transmitted to the driving force. 핸들은 이펙터의 작동 자유도에 상응하는 자유도로 조작될 수 있다. The handle can be manipulated degrees of freedom corresponding to the operating flexibility of the effect.

수술용 로봇은, 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, 컨트롤러는, 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행할 수 있다. A robot for surgery is to detect the user operation to the handle and further comprising a sensor unit for outputting a sensing signal, a controller for generating a control signal corresponding to the sensing signal, the controller, the boost-up of the user's operation (boost- can perform up) function.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수술용 로봇에 구비된 로봇 암의 선단부에 장착되며, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 제1 구동부와, 제1 구동부에 결합되며 그 내부에 제1 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며 동력전달수단에 연결되어 제1 구동부 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하는, 로봇 수술용 인스트루먼트에 결합되어 인스트루먼트를 수동으로 조작하기 위한 핸들부재로서, 제1 구동부에 장착되며 제1 구동부에 구동력을 전달하여 제1 구동부가 작동되도록 하는 제2 구동부와, 제2 구동부에 결합되며, 사용자 조작에 의해 제2 구동부에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하는 수술용 인스트루먼트의 수동조작용 핸들부재가 제공된다. According to another aspect of the invention, it mounted on the front end of a robot arm provided with a surgical robot, and a first driving unit is operated by receiving the drive force from the robot arm, is coupled to a first drive the first driving unit therein and the shaft for receiving the power transmission means connected to, coupled to the distal end of the shaft instrument coupled to an instrument for the robot operation including the effects of performing the operations required for the operation according to the first driving unit operatively connected to the power transmission means to a handle member for manually operated, it is mounted on the first drive is coupled to the second driving unit, and a second driving unit so that a first driving unit operates to transmit the driving force to the first drive, the second drive unit by a user operation the number of surgical instrument tuning action handle member comprises a handle for applying a driving force is provided to.

제1 구동부에는 로봇 암의 선단부에 형성되는 액츄에이터에 정합되는 제1 구동자가 설치되고, 동력전달수단은 제1 구동자에 결합되는 와이어를 포함하되, 제2 구동부에는 제1 구동자와 정합되는 제2 구동자가 설치되며, 핸들은 사용자 조작에 의해 제2 구동자에 구동력을 전달할 수 있다. A first driving unit is provided with self-first drive that is matched to the actuator that is formed on the front end of the robot arm, the power transmission means comprising a wire coupled to the first drive Here, the second drive section, the second is matched with the first drive chairs 2 is self-powered installation, the handle can be transmitted to the driving force to the second drive characters by a user operation.

제1 구동부의 일면은 로봇 암의 선단부에 장착되고, 제1 구동부의 타면에는 제2 구동부가 장착될 수 있다. One surface of the first driving can be the second driving unit is the other surface of the first driving unit, it is mounted on the front end of the robot arm mounting. 이 경우, 제2 구동부는 제1 구동부에 탈착가능하도록 장착되며, 제2 구동부가 제1 구동부로부터 분리된 경우 제1 구동부의 타면에는 별도의 커버 부재가 결합될 수 있다. In this case, the second drive unit is mounted so as to be detachable from the first driving unit, when the second driving unit is separated from the first driving unit, the other surface of the first drive section may be combined with a separate cover member.

수술용 로봇은, 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, 컨트롤러는, 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행할 수 있다. A robot for surgery is to detect the user operation to the handle and further comprising a sensor unit for outputting a sensing signal, a controller for generating a control signal corresponding to the sensing signal, the controller, the boost-up of the user's operation (boost- can perform up) function.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수술용 로봇에 구비된 로봇 암에 인스트루먼트를 장착하기 위해 개재되는 어댑터(adapter)로서, 로봇 암의 선단부에 장착되며, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 제1 구동부와, 제1 구동부에 결합되며, 사용자 조작에 의해 제1 구동부에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하는 하이브리드 수술 로봇용 어댑터가 제공된다. On the other hand, the being, according to a further aspect of the present invention, there is provided an adapter (adapter) which is interposed in order to mount the instrument to the robot arm provided in the surgical robot, is mounted on the front end of the robot arm, the operation by receiving a driving force from the robot arm coupled to the first driving unit, a first drive unit and, a surgical robot for use in a hybrid adapter is provided by the user operation includes a handle for applying a driving force to the first drive.

인스트루먼트는, 제1 구동부에 장착되며, 제1 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되는 제2 구동부와, 제2 구동부에 결합되며, 그 내부에 제2 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 동력전달수단에 연결되어 제2 구동부의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함할 수 있다. Instruments, is mounted on a first driving unit comprising: a shaft 1 is coupled to the second drive and the second drive section is operated by receiving a driving force from the drive unit, receiving a power transmission means connected to the second driving unit therein, is coupled to the distal end of the shaft, is connected to the power transmission unit may include the effects of performing the operations required for the operation according to the second driving operation.

로봇 암의 선단부에는 액츄에이터가 형성되고, 제1 구동부에는 액츄에이터에 정합되는 제1 구동자가 설치되며, 제2 구동부에는 제1 구동자에 정합되는 제2 구동자가 설치되고, 동력전달수단은 제2 구동자에 결합되는 와이어를 포함하며, 핸들은 사용자 조작에 의해 제1 구동자에 구동력을 전달할 수 있다. The front end of the robot arm has been actuator is formed, a first driving unit is provided with self-first drive that is matched to the actuator, a second driving unit is provided with self second drive that is matched to the first drive Here, the power transmission means is a second drive includes a wire coupled to the chair, the handle can be transmitted to the driving force to the first driving characters by a user operation.

제1 구동부의 일면은 로봇 암의 선단부에 장착되고, 제1 구동부의 타면에는 제2 구동부가 장착될 수 있으며, 어댑터는 수술용 로봇에 장착되는 멸균 어댑터(sterile adapter)로 사용될 수 있다. One surface of the first drive unit is a drive unit, the second opposite surface of the first drive unit, is mounted on the front end of the robot arm can be fitted, the adapter can be used as a sterile adapter (sterile adapter) attached to the robot for surgery. 수술용 로봇은, 핸들에 대한 사용자 조작 을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, 컨트롤러는, 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행할 수 있다. A robot for surgery is to detect the user operation to the handle and further comprising a sensor unit for outputting a sensing signal, a controller for generating a control signal corresponding to the sensing signal, the controller, the boost-up of the user's operation (boost- can perform up) function.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 로봇 암에 인스트루먼트를 장착하여 수술을 수행하기 위한 로봇으로서, 로봇 암의 선단부에 형성되며, 로봇으로부터 생성되는 제어 신호에 상응하여 구동되는 액츄에이터와, 로봇 암에 결합되며, 사용자 조작에 의해 액츄에이터에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하는 하이브리드 수술용 로봇이 제공된다. On the other hand, according to another aspect of the invention there is provided a robot for performing an operation to mount the instrument to the robot arm, it is formed at the front end of the robot arm, and the actuator is driven corresponding to the control signal generated from the robot, the robot arm combination is, for a hybrid surgical robot comprising a handle for applying a driving force to the actuator by a user operation is provided.

인스트루먼트는, 로봇 암의 선단부에 장착되며, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 구동부와, 구동부에 결합되며, 그 내부에 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 동력전달수단에 연결되어 구동부의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함할 수 있다. Instruments, is mounted to the front end of the robot arm, and a drive unit that operates by receiving driving power from the robot arm, is coupled to the drive unit, and a shaft for receiving a power transmission means connected to the drive unit therein and coupled to the distal end of the shaft , is connected to the power transmission unit may include the effects of performing the operations required for the operation according to the driving operation.

핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, 컨트롤러는, 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행할 수 있다. Detects the user operation on the handle further comprising a sensor unit which outputs a sensing signal, a controller for generating a control signal corresponding to the sensing signal, a controller, performs the boost-up (boost-up) functionality for a user operation can do.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 로봇 암과, 로봇 암에 장착되며, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트와, 사용자 조작에 의해 인스트루먼트에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하되, 인스트루먼트는 로봇 암으로부터 전달된 구동력 및 핸들로부터 전달된 구동력 중 하나 이상에 의해 수술에 필 요한 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇 시스템이 제공된다. According to another aspect of the invention, the robot is mounted on the arm and the robot arm, including, but the instrument is operated by receiving the drive force from the robot arm, a handle for applying a driving force to the instrument by a user operation, the instrument is a robot the hybrid system for a surgical robot which is characterized in that by at least one of the driving force transmitted from the driving force transmitted from the handle and arm to perform the required operation on the operation is provided.

핸들은 로봇 암과 인스트루먼트 중 어느 하나 이상에 결합될 수 있으며, 핸들은 별도의 부재로 제작되어 인스트루먼트에 결합되거나, 로봇 암과 인스트루먼트 사이에 개재되는 멸균 어댑터에 결합될 수 있다. The handle may be coupled to any one or more of the robot arm and the instrument, the handle is made of a separate member or coupled to the instrument, it may be coupled to the sterile adapter is located between the robot arm and the instrument.

핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 센싱 신호에 상응하여 로봇 암에 구동력을 인가하는 컨트롤러를 더 포함하되, 컨트롤러는, 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행할 수 있다. And the sensor portion detects a user operation on the steering wheel for outputting a sensing signal corresponding to the sensing signal further includes a controller for applying a driving force to the robot arm, the controller, the boost-up (boost-up) functionality for a user operation the can be performed.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 로봇 암과, 로봇 암에 장착되며 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트와, 사용자 조작에 의해 인스트루먼트에 구동력을 인가하는 수동조작용 핸들을 포함하는 수술용 로봇을 제어하는 방법으로서, (a) 소정의 사용자 조작을 감지하여 센서로부터 출력되는 센싱 신호를 입력받는 단계, 및 (b) 센싱 신호에 상응하여 로봇 암으로부터 전달되는 구동력을 조절하는 단계를 포함하는 수술용 로봇 제어방법이 제공된다. According to another aspect of the invention, mounted on the robot arm and the robot arm operation comprising a number of tuning functional handle for applying a driving force to the instrument by the instrument is operated by receiving the drive force from the robot arm, a user operation a method of controlling the robot, (a) corresponding to a receiving detects the predetermined user's operation to input a sensed signal outputted from the sensor, and (b) sensing signals, including the step of controlling the driving force transmitted from the robot arm the robot control method for the operation is provided.

단계 (a)는, 핸들 및/또는 수술용 로봇에 구비된 스위치에 대한 사용자 조작을 감지하는 단계를 포함할 수 있으며, 이 경우, 단계 (b)는, 로봇 암으로부터 인스트루먼트에 전달되는 구동력 또는 핸들로부터 인스트루먼트에 전달되는 구동력이 차단되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. Step (a), the handle and / or can comprise the step of detecting a user operation for the switch provided in the surgical robot, in which case, step (b), the driving force or the handle which is transmitted to the instrument from the robot arm the driving force transmitted from the instrument can include such block. 또한, 단계 (b)는, 사용자 조작이 부스트업(boost-up)되도록 로봇 암으로부터 전달되는 구동력을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. Further, step (b), the user operation may comprise the step of controlling the driving force transmitted from the robot arm so that the boost-up (boost-up).

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 로봇 암과, 로봇 암에 장착되며 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트와, 사용자 조작에 의해 인스트루먼트에 구동력을 인가하는 수동조작용 핸들을 포함하는 수술용 로봇을 제어하는 방법으로서, 소정의 사용자 조작에 의해 생성되는 센싱 신호를 입력받는 단계, 핸들에 대한 사용자 조작에 따라 인스트루먼트가 구동된 이력이 히스토리(history) 데이터로 저장되도록 하는 단계, 및 저장된 히스토리 데이터에 상응하여 인스트루먼트가 구동되도록, 로봇 암으로부터 전달되는 구동력이 생성되도록 하는 단계를 포함하는 수술용 로봇 제어방법이 제공된다. According to another aspect of the invention, mounted on the robot arm and the robot arm operation comprising a number of tuning functional handle for applying a driving force to the instrument by the instrument is operated by receiving the drive force from the robot arm, a user operation a method of controlling the robot, the method comprising: the instrument is driven in accordance with a user operation for the step, the handle for receiving the sensing signal that is generated by a predetermined user operation of the history to be stored as a history (history) data, and the stored historical data the surgical robot control for a step such that, the driving force transmitted from the robot arm so that the instrument generated a driving method is provided to correspond to.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 수술용 로봇 제어방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다. According to another aspect of the invention, a program of instructions executable by a digital processing apparatus is implemented as a tangible to carry out the robot control method for the above-mentioned operation, and recording a program readable by a digital processing apparatus the recording medium is provided.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects other than those described above, features and advantages of the drawing will now be apparent from the following detailed description of the claims and invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인스트루먼트가 장착된 수술용 로봇에 수동조작용 핸들을 더 부가함으로써, 사람과 로봇이 함께 효율적으로 수술을 수행할 수 있고, 수술용 로봇을 이용한 원격 수술 과정에서 응급 상황이 발생할 경우 환자 옆에 있는 의사가 직접 수동으로 핸들을 조작하여 수술을 수행할 수 있다는 효과가 있다. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the instrument is further adding a tuning operation handle be in the mounted surgical robot, it is possible to perform a person and the robot is effectively operated on together, first from a remote surgical procedure using a robotic surgical If this happens, there is an effect that the doctor beside the patient to perform surgery directly manually manipulating the handle.

또한, 수술용 로봇을 사용하는 수술 교육 과정에서, 필요한 경우 또는 응급 상황의 경우에 피교육자의 로봇 조작을 무시하고 교육자가 직접 수동으로 핸들을 조작하거나, 그 반대로 피교육자의 수동 조작을 무시하고 교육자가 로봇을 조작할 수 있도록 함으로써 보다 인터랙티브(interactive)한 수술 교육이 이루어지도록 할 수 있다. Also, in the surgical curriculum using the surgical robot, if necessary, or in the case of emergency, ignoring the robot manipulation of trainees and educators have direct manual control on the handle, or vice versa, ignore the manual operation of the trainee, and educator robot the surgery can ensure a more educational interactive (interactive) done by allowing operations.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. The invention will be described in bars, illustrated in the drawings certain embodiments that may have a variety of embodiments can be applied to various changes and detail in the Detailed Description. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. This, however, is by no means to restrict the invention to the specific embodiments, it is to be understood as embracing all included in the spirit and scope of the present invention converts, equivalents and substitutes. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. If the specific description of the related art In the following description of the present invention that are determined to obscure the gist of the invention and detailed description thereof is omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. First, the term of the second, etc., can be used in describing various elements, but the above elements shall not be restricted to the above terms. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. These terms are only used to distinguish one element from the other.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. The terms used in the present specification are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르 게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Expression in the singular number include a plural forms as well, unless the context clearly conveys to differ. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "inclusive" or "gajida" terms, such as is that which you want to specify that the features, numbers, steps, actions, components, parts, or one that exists combinations thereof described in the specification, the one or more other features , numbers, steps, actions, components, parts, or the presence or possibility of combinations thereof and are not intended to preclude.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The following description with reference to the accompanying drawings of embodiments of the present invention will be described in detail, and, in the following description with reference to the accompanying drawings, components the same or corresponding are assigned the same reference numerals and a duplicate thereof will be omitted It shall be.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도이고, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 구조 및 그에 따른 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸들의 구조 및 그에 따른 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면이다. In Figure 1a shows one embodiment of a conceptual view showing an instrument for use in a hybrid operation according to one embodiment of the invention, Figure 1b is a schematic diagram showing an instrument for use in a hybrid operation according to another embodiment of the present invention, Figure 2 is the invention a view showing the configuration and operating status of the instrument hence of the handle according to Fig. 3 is a view showing the structure and operation conditions of the instrument hence of the handle according to another embodiment of the present invention. 도 1a 내지 도 3을 참조하면, 로봇 암(3), 액츄에이터(5), 핸들(10), 인스트루먼트(20), 구동부(22), 구동자(23), 와이어(24), 샤프트(26), 이펙터(28)가 도시되어 있다. Figure 1a to 3, the robot arm 3, an actuator 5, a handle 10, instrument 20, the drive section 22, a driving chair 23, a wire 24, a shaft 26 , the effector 28 is shown.

본 실시예는 수술용 로봇에 장착되는 인스트루먼트에 수동조작을 위한 핸들(handle)을 장착함으로써, 로봇에 장착된 인스트루먼트를 수작업 수술 및 로봇 수술 겸용으로 활용할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. This embodiment is characterized in that by mounting a steering wheel (handle) for manual operation to an instrument to be mounted on a surgical robot, to take advantage of the instrument attached to the robot hand operation and robotic surgery combined. 이하, 본 실시예에서와 같이 수작업 수술 및 로봇 수술에 겸용으로 사용되는 인스트루먼트를 '하이브리드 수술용 인스트루먼트(hybrid surgical instrument)'로 명명하여 설명한다. Hereinafter, the instrument used to combine the hand operation and the robot operation as in this embodiment will be described with named "(hybrid surgical instrument) surgical instruments for use in the hybrid.

하이브리드 수술용 인스트루먼트(20)는, 일반 수작업 수술에서처럼 의사가 직접 손으로 잡고 수술을 수행할 수도 있고, 로봇 암(3)에 장착하여 로봇으로 하여금 수술에 필요한 동작을 하도록 함으로써 로봇 수술을 수행하도록 할 수도 있다. Instruments for hybrid operation (20) to be as usual manual operation may be doctor holding by hand to perform the surgery, attached to the robot arm (3) allows the robot to perform a robotic surgery by ensuring that the actions required for surgery may. 이하, 후술하는 실시예에서 사람이 핸들을 잡고 인스트루먼트(20)를 조작하는 것을 핸드헬드 컨트롤(handheld control), 로봇이 인스트루먼트(20)를 작동시키도록 하는 것을 로보틱 컨트롤(robotic control)이라 명명하여 설명한다. Or less, by holding the handle person in the embodiment to be described later to operate the instrument 20, the hand-held control (handheld control), the robot is termed a robotic control (robotic control) that to operate the instrument 20 It will be described.

본 실시예에 따른 하이브리드 수술용 인스트루먼트(20)는, 본래 수술용 로봇에 장착되는 인스트루먼트에 수동조작용 핸들(10)을 추가적으로 설치하여, 로봇으로부터 생성, 전달되는 구동력에 의해서뿐만 아니라, 핸들(10)에 대한 사용자 조작에 의해서도 인스트루먼트(20)가 작동되도록 한 것을 특징으로 한다. Instrument (20) for use in a hybrid operation according to this embodiment, by additionally installing a number of tuning operation handle 10 to an instrument which is mounted on the original surgical robot, as well as by the driving force transmitted generated from the robot, the handle (10 ) by the user operation on the characterized in that one such instrument 20 is operating.

인스트루먼트(20)는 로봇 암(3)에 장착되는 구동부(22), 구동부(22)에 연결되는 샤프트(26), 및 샤프트(26)의 말단에 결합되는 이펙터(effector)(28)로 이루어지며, 도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼, 구동부(22)에 수동조작용 핸들(10)이 더 결합되어 있다. Instrument 20 is made of the effect (effector) (28) coupled to an end of the driving part 22, a shaft connected to the drive unit 22, 26, and shaft 26 which is mounted on the robot arm (3) , and as shown in Figs. 1a and 1b, drive unit 22 can tune operation handle 10 to be further bonded.

로봇 암(3)에 장착된 구동부(22)는 로봇 암(3)으로부터 구동력을 전달받아 작동되는데, 구체적으로는 로봇 암(3)에 형성된 액츄에이터(5)와 구동부(22)에 설치된 구동자(23)가 서로 연결되도록 구동부(22)가 로봇 암(3)에 장착되며, 이 상태에서 액츄에이터(5)가 작동(회전, 왕복운동 등)되면 그에 맞물린 구동자(23)가 작 동됨으로써 로봇에서 생성된 구동력이 인스트루먼트(20)로 전달된다. Drive unit 22 is mounted on the robot arm 3, they operate by receiving the driving force from the robot arm (3), specifically, the drive provided to the actuator 5 and the driving part 22 formed on the robot arm (3) Here ( 23) is mounted on the drive unit 22, the robot arm 3 to be connected to each other, in this state, the actuator (5) is operating (rotating, reciprocating, etc.) when it in meshed driving chair 23 is operating being robots the generated driving force is transmitted to the instrument (20). 구동자(23)가 액츄에이터(5)에 연결되는 방식은 기어 결합, 끼움 결합, 클러치 결합 등 구동자(23) 및 액츄에이터(5)의 형상 및 구조에 따라 다양한 방식으로 구현할 수 있다. Now how the drive 23 is connected to the actuator 5 may be implemented as a gear coupling, fitting, number of ways depending on the shape and structure of the clutch engagement such as a driving chair (23) and the actuator (5).

구동부(22)에는 일 방향으로 연장된 샤프트(26)가 결합되는데, 샤프트(26)는 그 말단에 이펙터(28)를 장착하여 이펙터(28)가 수술 부위까지 삽입되도록 하는 가이드 막대의 역할을 한다. Driving unit 22, is coupled a shaft 26 extending in one direction, shaft 26 is mounted the effector 28 to the terminal serves as a guide bar for the effector 28 to be inserted to the surgical site . 또한, 샤프트(26)의 내부에는 구동자(23)와 이펙터(28)를 서로 연결하는 복수의 와이어(24)가 수용되며, 따라서 샤프트(26)는 구동부(22)와 이펙터(28) 간의 동력전달 통로의 역할을 한다. Further, the power between the shaft 26 inside and receiving a driving chair 23 and effect a plurality of wires 24 are connected to each other (28), and therefore the shaft 26 of the driving part 22 and the effector 28 It acts as a transfer passage. 도 1a 및 도 1b에는 원통 막대 형상의 샤프트(26)가 도시되어 있으나, 전술한 역할을 수행할 수 있는 범위 내에서 다양한 형상 및 구조의 샤프트(26)가 사용될 수 있음은 물론이다. Figures 1a and has, but the shaft 26 of the cylindrical rod-like Figure 1b is shown, that various shapes and a shaft 26 of the structure may be used in which to perform the above-described range serves as a matter of course.

예를 들어 구동자(23)와 이펙터(28)가 풀리 결합되는 경우, 샤프트(26) 내에는 풀리 와이어(24)가 수용된다. For example, in a driving chair 23 and the effector 28 when the pulley coupling, shaft 26 is accommodated in the pulley wire 24. 이 경우, 이펙터(28)가 4 자유도로 움직인다고 할 때, 이펙터(28)의 4 부분에 각각 연결되는 4벌의 풀리 와이어(24)가 샤프트(26)를 거쳐 4개의 풀리 구조의 구동자(23)와 각각 연결된다. In this case, the effector 28 is 4 when the degree of freedom umjikindago, effector 28, the pulley wires 24 of the four are connected respectively to the four parts is via a shaft 26 four pulley structure of the drive characters (23 in the ) and it is connected, respectively. 따라서, 인스트루먼트(20)가 로봇 암(3)에 장착되면 액츄에이터(5)의 작동에 의해 구동자(23)가 작동되고, 이에 따라 구동자(23)에 풀리 결합된 와이어(24)에 의해 이펙터(28)의 각 부분이 움직임으로써 이펙터(28)가 수술에 필요한 동작을 하도록 할 수 있다. Accordingly, the instrument 20 is robotic when mounted on arm 3 and a driving chair 23 by the operation of the actuator 5 is operated, so that the effect by the wire 24 is coupled a pulley on the driving chair 23 effector 28 by the movement of the parts (28) can be to an operation required for surgery.

도 1a 및 도 1b과 같이 구동부(22)에 핸들(10)을 결합하고, 사용자가 핸들(10)을 조작함에 따라 구동부(22) 내에 설치된 구동자(23)가 작동되도록 할 경우, 구동자(23)는 액츄에이터(5)의 작동에 따라 작동되기도 하지만, 핸들(10)의 조 작에 따라서도 작동될 수 있으며, 어느 경우든 구동자(23)의 작동에 따라 와이어(24)를 통해 구동력이 전달됨으로써 샤프트(26)의 말단에 결합된 이펙터(28)가 움직이게 된다. When to be coupled to the handle 10 to the drive section 22 as shown in Figures 1a and 1b, and the driving chair (23) provided in the drive unit 22 works as the user operates the handle 10, the driving chair ( 23) is the driving force through the wire 24 in accordance with the operation of the actuator 5 is also operated in accordance with the operation, but the handle 10 can be operated, and either case the driving chair (23 according to the operation of a) transmission is moved by being the effector (28) coupled to the distal end of shaft 26. 즉, 와이어(24)에 의해 구동자(23)와 연결된 이펙터(28)는 로봇의 구동에 의해 또는 핸들(10)의 조작에 의해 작동될 수 있다. That is, the effector 28 connected to the driving chair 23 by the wire 24 may be operated by operating the handle 10 or by the drive of the robot.

인스트루먼트(20)가 로봇 암(3)에 장착된 상태에서도, 로봇 암(3)으로부터 인스트루먼트(20)로 전달되는 구동력을 차단해 놓으면 로봇 암(3)의 모터가 자유롭게 움직일 수 있게 되므로, 사람이 직접 핸들(10)을 조작하여 인스트루먼트(20)를 작동시켜 수동으로 수술을 수행할 수 있다. Since the instrument (20) of the robot in the state mounted on the arm (3) and release by blocking the driving force transmitted to the instrument (20) from the robot arm (3) can move freely, the motor of the robot arm (3), a person by directly manipulating handle 10 can be carried out by a manual operation by operating the instrument (20). 이하, 인스트루먼트(20)가 로봇에 장착된 상태에서 수동으로 인스트루먼트(20)를 조작하는 것을 로컬 컨트롤(local control)로 명명하여 설명한다. To below, the instrument 20 is manually operate the instrument 20 in the state that cartridge is mounted to the robot will be described with named local control (local control).

로봇 암(3)으로부터 인스트루먼트(20)로 전달되는 구동력을 차단하는 것은 다양한 방식으로 구현할 수 있는데, 예를 들어 수술용 로봇에 별도의 버튼을 설치하거나 핸들(10)의 특정 움직임을 미리 설정해 놓고, 버튼을 누르거나 핸들(10)이 설정된 대로 움직일 경우, 로봇의 메인 컨트롤러가 이를 감지하여 구동력을 생성하지 않도록 하거나 생성된 구동력이 로봇 암(3)으로 전달되지 않도록 할 수 있다. Can be implemented into it a number of ways to block the driving force transmitted to the instrument 20 from the robot arm 3, for example, install a separate button on the surgical robot or place to set a certain movement of the handle 10 in advance, If you move in, press the button or set the handle (10) can prevent the main controller detects it and not to generate a driving force or a driving force generated by the robot arm of the robot is not passed (3). 이로써, 로봇 암(3)이 외력에 의해 자유롭게 움직이는 상태(free move)가 되도록 할 수 있다. In this way, the robot arm 3 can be moved freely so that the state (free move) by an external force.

한편, 수술용 로봇 암(3)은 소정의 회동 중심점, 예를 들면 인스트루먼트(20)는 말단부의 소정 위치에 해당하는 점을 중심으로 회동하도록 설계, 제어되는데, 이러한 가상의 중심점을 '원격중심' 또는 'RCM(remote center of motion)'이 라 한다. On the other hand, surgical robot arm 3 has a predetermined rotation center point for, for example, the instrument 20 is designed to pivot about the point corresponding to the predetermined position of the distal end, is controlled, this virtual center point of the "center remote" or referred to as a 'RCM (remote center of motion)'. 환자의 피부를 천공하고 이펙터(28)를 삽입하여 수행되는 로봇 수술의 경우 로봇 암(3)이 RCM 포인트를 중심으로 회동하도록 함으로써, 환자의 피부가 손상되지 않도록 하고 피부의 천공 부위를 최소화할 수 있다. Punctures the skin of the patient and if the robotic surgery is performed by inserting an effect (28) The robot arm (3) can be made by rotates around the RCM point, so that the patient's skin is not damaged and minimizing drilling areas of the skin have.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(20)를 로컬 컨트롤에 의해 조작할 때, 로봇 암(3) 및 그에 장착된 인스트루먼트(20)는 RCM 포인트를 중심으로 회동하므로, 사람이 직접 조작을 하더라도 인스트루먼트(20)가 RCM 포인트로부터 이탈하지 않고 안정적으로 움직이도록 할 수 있다. When the instrument 20 according to this embodiment can operate by the local control, the robot arm 3 and the instrument 20 is the instrument 20, even if a person is directly operated because the rotation around the RCM point attached thereto that can be so stably move in without departing from the RCM point. 즉, 핸들(10)을 상, 하, 좌, 우 방향으로 움직이면 RCM 포인트를 중심으로 인스트루먼트(20)의 단부(이펙터(28))가 하, 상, 우, 좌 방향으로 움직이게된다. That is, moving the handle 10 in the up, down, left, moves in the right direction and is, an end (effect 28) of the instrument (20) around the RCM point, right and left direction.

한편, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(20)를 로봇 암(3)으로부터 분리하여 핸드헬드 컨트롤에 의해 조작할 때에는 종래의 수술 기구와 마찬가지로 작동되도록 할 수 있음은 물론이다. On the other hand, that the time to remove the instrument 20 according to this embodiment, the robot arm 3 to be operated by a hand-held control can to operate as in the conventional instrument. FIG.

본 실시예에 따른 핸들(10)은 이펙터(28)의 작동 자유도에 상응하는 자유도로 조작되도록 할 수 있다. Handle 10 according to this embodiment may be such that the operation degree of freedom corresponding to the degree of freedom in the operation effector (28). 예를 들어 수동 조작용 수술 기구는 5자유도로, 수술용 로봇에 장착되는 인스트루먼트(20)는 7자유도로 움직이도록 설계, 제작될 수 있으며, 인스트루먼트(20)의 종류에 따라 단순히 그립(grip) 동작만이 가능하도록 할 수도 있고, 마치 손목처럼 상, 하, 좌, 우로 회동되도록 할 수도 있다. For example, manual manipulation instrument is 5 degrees of freedom, the instrument 20 is mounted to a surgical robot may be designed, built to move seven degrees of freedom and, simply grips according to the type of instrument 20 (grip) operation It may only be available to or may be such that if the wrist like up, down, left and right rotation.

따라서, 본 실시예에 따른 핸들(10)은, 이펙터(28)가 그립(grip) 동작을 하도록 핸들(10)에 그립퍼(gripper)를 설치하여, 그립퍼를 잡아당기거나 밀면 그에 따라 이펙터(28)가 그립 동작을 하도록 할 수 있다. Thus, the handle 10 according to this embodiment, effects (28) a grip (grip) by installing a gripper (gripper) to the handle 10 such that the operation effector (28) thereby to hold the grippers pull or push a can to operate the grip. 또한, 도 1a에 도시된 것처럼, 핸들(10)과 샤프트(26)가 동일한 회전축을 중심으로 비틀리도록 구성함으로써, 핸들(10)의 비틀림 조작에 상응하여 샤프트(26)가 비틀리도록 할 수 있다. Further, it is possible to ridorok twisting the like, the handle 10 and the shaft 26 corresponds to shaft 26 to a twist operation by configuring ridorok twist about the same axis of rotation, the handle 10 shown in Figure 1a. 나아가, 도 1b에 도시된 것처럼, 핸들(10)과 샤프트(26)의 비틀림 축이 서로 다른 경우(도 1b의 Z1축 및 Z2축 참조)에도 핸들(10)의 비틀림 조작(도 1b의 Z1축 중심의 회전)에 상응하여 샤프트(26)가 비틀리도록(도 1b의 Z2축 중심의 회전) 구성할 수도 있다. Furthermore, as shown in Figure 1b, a handle 10 and when the different torsion axis of the shaft 26 (see FIG Z1 axis and the Z2 axis of 1b) in the twisting operation of the handle 10 (FIG. 1b Z1 axis may be in correspondence to the rotation of the center), the shaft 26 is twisted ridorok configuration (rotation of the Z2 axis in Fig. 1b). 이처럼, 핸들과 샤프트의 비틀림 조작에 관한 기술적 사상은 후술하는 실시예에도 적용될 수 있다. Thus, the technical idea related to the twisting operation of the handle and the shaft may also be applied to embodiments described later for example.

또한, 핸들(10)을 상, 하, 좌, 우 방향으로 꺾으면 그에 따라 이펙터(28)도 하, 상, 우, 좌 방향으로 꺾이는 구조로 구현할 수 있다. In addition, when folded the handle 10 in the up, down, left and right direction, whereby effector 28 can be implemented by also doing, top, right, folded structure in the left direction.

이 외에도 핸들(10)에 대한 사용자 조작 방식 및 그에 따른 인스트루먼트(20)의 작동 방식은 다양하게 구현할 수 있는데, 예를 들어 손목 동작(wrist articulation)을 구현하기 위해, 도 2에 도시된 것처럼 핸들(10)을 회동가능한 구조로 제작하고 핸들(10) 자체를 회동시키는 방식, 도 3에 도시된 것처럼 핸들(10)에 조이스틱(도 3의 'J')과 같은 조작자를 형성하고, 엄지손가락 등으로 상, 하, 좌, 우 방향으로 밀어서 조작하는 방식 등에 의해 인스트루먼트(20) 및/또는 이펙터(28)의 손목 동작을 구현할 수 있다. There is in addition the behavior of the user operating system and the instrument 20 accordingly to the handle 10 can variously implemented, for example, to implement a wrist motion (wrist articulation), a handle, as shown in Figure 2 ( 10) the rotation made possible structure to form a handle 10, an operator, such as a manner as to rotate itself, a like handle (10) a joystick ( 'J' in Fig. 3) to that shown in Figure 3, thumb, etc. up, down, or the like can be left the way by sliding operation in the right direction to implement's operation of the instrument 20 and / or the effector (28).

한편, 로봇에 장착되는 인스트루먼트(20)에 수동조작용 핸들(10)을 설치하여 핸드헬드 컨트롤 또는 로컬 컨트롤에 의해 조작하더라도, 수술을 수행하는 도중에 사람이 수행하기 어려운 동작이 필요한 경우가 있을 수 있다. On the other hand, to install a tuning operation handle 10 to the instrument 20 to be mounted on the robot, even if operated by a hand-held control or local control, to man is carried out while performing surgery may be the case that requires a difficult operation . 이 경우에는 다시 원래대로 로봇이 인스트루먼트(20)를 동작시키게 함으로써 사람의 능력을 보완하도 록 할 수 있다. In this case, the complementary skills of the person primer to thereby re-registered by the original robot is operating the instrument (20) as it becomes available. 이처럼, 사람에 의한 수동조작을 차단하고 로봇이 인스트루먼트(20)를 작동하도록 하는 것을, 이하, 리모트 컨트롤(remote control)이라 명명하여 설명한다. Thus, blocking the manual operation by a person and is described by the robot named, hereinafter, the remote control (remote control) that to operate the instrument 20.

또한, 경우에 따라서는 사람에 의한 수동조작만으로는 구동력이 부족한 경우가 있을 수 있으며, 이때에는 로봇 암(3)으로부터 전달되는 구동력의 도움으로 사람의 구동력을 증폭(power boost)시킬 수 있다. Further, as the case may be a case where the driving force is insufficient only by manual operation by a person, wherein there is a driving force of the person to amplify (power boost) with the help of a driving force transmitted from the robot arm (3). 예를 들어, 사람이 핸들(10)을 좌측으로 움직여 이펙터(28)가 RCM 포인트를 중심으로 회동하여 우측으로 움직이도록 의도할 경우, 센서가 핸들(10)의 좌측으로의 움직임을 감지하여 로봇의 메인 컨트롤러로 센싱 신호를 전송하고, 컨트롤러(9)는 센싱 신호를 받아 구동력을 생성하여, 이펙터(28)가 우측으로 회동하도록 로봇 암(3)을 통해 구동력을 전달하도록 할 수 있다. For example, if a person is intended to be that by moving the handle 10 to the left side effector 28 moves to the right to rotate around the RCM point, the sensor has detected the movement of the left side of the steering wheel 10 of the robot transmission, and the controller 9, the sensing signal to the main controller may generate a driving force, an effector 28 receives the sensed signal to the transmission of the driving force through a robot arm (3) rotates to the right.

이처럼, 사용자의 조작 의도를 센싱하여 그 의도대로 인스트루먼트(20)가 작동되도록 로봇에서 구동력을 생성, 전달하는 것을, 사용자 조작에 대한 '부스트업(boost-up) 기능'이라 한다. Thus, by sensing the user's intended operation is referred to as the generation, transmission of driving force in the robot so that the instrument 20 is operating as the intent, "boost-up (boost-up) function" for a user operation. 부스트업 기능을 수행하기 위해서는 로봇의 메인 컨트롤러에 컴플라이언스 컨트롤(compliance control) 기법 등 당업자에게 자명한 다양한 제어 기법에 기반한 동작 제어 기능이 탑재되어야 하며, 여기에서는 그러한 제어 기법에 대한 상세한 설명은 생략한다. In order to perform the boost-up function must be equipped with an operation control based on the various control techniques apparent to those skilled in the art, such as compliance control (compliance control) techniques to the main controller of the robot, and a detailed description of such a control scheme in this case will be omitted.

이하, 전술한 부스트업 기능과 같이 사람에 의한 수동조작 중에 로봇이 개입하여 인스트루먼트(20)가 작동되도록 하도록 하는 것을, 하이브리드 컨트롤(hybrid control)이라 명명하여 설명한다. To below, so as to ensure that the instrument 20 is operated by the robot intervene during manual operation by a person similarly to the boost-up function will be described with named as hybrid control (hybrid control).

이상으로, 수술용 로봇에 장착되는 인스트루먼트(20)에 수동조작용 핸들(10)을 설치하여 다양한 방식의 작동시키는 경우에 대하여 설명하였다. To install a tuning operation handle 10 to the instrument 20 to be mounted later on, the surgical robot described above has dealt with the case where the operation of ways. 다만, 수동조작용 핸들(10)이 반드시 인스트루먼트(20)에만 설치되어야 하는 것은 아니며, 다른 실시예에 대하여는 이하 도 4 및 도 5를 참조하며 상세하게 설명한다. Note that this tuning operation the handle 10 is necessarily instrument 20 refer to not have to be installed, or less with respect to other embodiments 4 and 5 only, and will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 수동조작용 핸들부재를 나타낸 개념도이다. 4 is a conceptual diagram showing the tuning operation can handle member of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention. 도 4를 참조하면, 로봇 암(3), 액츄에이터(5), 핸들(10), 핸들부재(12), 제2 구동부(14), 제2 구동자(15), 인스트루먼트(20), 제1 구동부(22), 제1 구동자(23), 와이어(24), 샤프트(26), 이펙터(28)가 도시되어 있다. 4, the robot arm 3, the actuator 5, the handle 10, the handle member 12, a second driver 14, the second drive element 15, the instrument 20, the first a driving unit 22, a first drive chair 23, a wire 24, a shaft 26, an effector 28 is shown.

본 실시예는 수동조작용 핸들(10)을 별도의 부재, 즉 핸들부재(12)의 형태로 제작하고, 이를 인스트루먼트(20)에 장착하여 인스트루먼트(20)가 수동으로도 조작되도록 한 것이다. This embodiment can be tuned such that the instrument 20 is also manually operated to mount the operation handle 10 is a separate member, i.e., the instrument handle member 20, making it in the form, and (12). 즉, 도 4에 도시된 것처럼, 별도의 핸들부재(12)를 제작하여 로봇 암(3)에 장착되는 인스트루먼트(20)의 구동부(제1 구동부(22))의 반대면에 결합시켜 사용할 수 있다. That is, as shown in Figure 4, may be combined on the reverse side of the driving unit (the first driving unit 22) of the instrument 20 to be mounted by making a separate handle member 12, the robot arm 3 .

이와 같이 인스트루먼트(20)에 별도의 핸들부재(12)를 결합하고 핸들(10)을 수동으로 조작함으로써, 전술한 핸드헬드 컨트롤에 의해 인스트루먼트(20)를 조작할 수 있으며, 또한, 인스트루먼트(20)가 로봇 암(3)에 장착된 상태에서도 인스트루먼트(20)에 핸들부재(12)를 결합하고 핸들(10)을 수동으로 조작함으로써, 전술한 로컬 컨트롤 및/또는 하이브리드 컨트롤에 의해 인스트루먼트(20)를 조작할 수 있 다. With such a combination of a separate handle member 12 to the instrument 20 and manually manipulates the handle 10, it is possible to operate the instrument 20 by the above-described hand-held control, and an instrument (20) the robot arm 3, the handle member, the instrument 20 by the above-mentioned local control and / or a hybrid control by combining the 12 and manually manipulates the handle 10 to the instrument 20 in the state mounted on the it can be operated.

한편, 사람에 의한 수동조작을 차단하고 로봇이 인스트루먼트(20)를 작동하도록 하는 리모트 컨트롤 상태일 때에는, 수동조작용 핸들(10)이 필요 없으므로 핸들부재(12)를 분리해 놓을 수도 있다. On the other hand, may be placed to block a manual operation by a person and the robot when the remote control state in which to operate the instrument 20, the tuning effect can handle 10 to remove the handle member 12, there is no need.

이처럼, 수동조작용 핸들(10)을 별도의 부재로 제작하여 인스트루먼트(20)에 탈착가능하도록 결합하여 사용함으로써, 로봇에 장착되는 인스트루먼트(20)는 핸들부재(12)와의 커플링(coupling) 구조만 추가하여 종래와 동일하게 제작할 수 있어, 인스트루먼트(20) 제작비용이 크게 증가하지 않고, 외관상 로봇 전용 인스트루먼트(20)와 별 차이 없이 인스트루먼트(20)를 제작할 수 있다. As such, the number of the tuning operation handle 10 for coupling with the instrument 20 includes a handle member 12 mounted to the by fabricated as a separate element used in combination so as to be detachable from the instrument (20), the robot (coupling) structure but it is possible to produce the same manner as in the conventional addition, the instrument 20 without significantly increasing the manufacturing cost, can be produced an instrument 20, without any difference in appearance with the robot only instrument 20.

도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 핸들부재(12) 및 인스트루먼트(20)의 작동에 관하여 설명하면, 핸들부재(12)는 제2 구동부(14)와, 그에 결합되는 핸들(10)로 이루어지는데, 제2 구동부(14)를 제1 구동부(22)에 결합함으로써, 핸들부재(12)가 인스트루먼트(20)에 장착된다. Figure will now be described with respect to operation of the handle member 12 and the instrument 20 according to the present embodiment with reference to Figure 4, the handle member 12 is made of a second driving unit 14, a handle 10 coupled thereto makin, by combining the second driving unit 14 to the first driving unit 22, the handle member 12 is attached to the instrument (20).

핸들부재(12)는, 사용자가 핸들(10)을 조작함에 따라 제2 구동부(14), 보다 구체적으로는 제2 구동부(14)에 설치된 제2 구동자(15)가 작동되는 구조로 구성되는데, 제1 구동부(22)에 제2 구동부(14)를 장착하고 핸들(10)을 조작하여 제2 구동부(14)를 작동시킴으로써, 제1 구동부(22)에 구동력이 전달되어 인스트루먼트(20)가 작동되게 된다. The handle member 12, a second driver 14, more specifically, consists of a structure in which the second drive element 15 provided on the second drive unit 14 works as the user operates the handle 10 , the second driving unit 14 as by the mounting and manipulating the handle (10) operating the second driving unit 14, the driving force is transmitted to the first driving unit 22, the instrument 20 to the drive section 22 is It is to be activated.

인스트루먼트(20)의 구조는 전술한 실시예와 동일하며, 다만 구동부에 핸들부재(12)를 장착하여 작동하기 위한 구조가 형성되어 있다. The structure of the instrument 20 may structure is formed to provide power to the handle mounting member 12 in the same as in the foregoing embodiment, but the driving. 즉, 도 4에 도시된 것 처럼, 제1 구동부(22)의 일면이 로봇 암(3)에 장착된다고 할 때, 제1 구동부(22)의 타면에는 핸들부재(12)를 장착하기 위한 결합 기구(機構)가 형성되고, 여기에 제2 구동부(14)를 장착함으로써 인스트루먼트(20)를 수동으로 조작할 수 있게 되는 것이다. That is, like the one shown in Figure 4, first, when the surface of the drive portion (22) to that attached to the robot arm 3, the coupling to include mounting the handle member 12, the other surface of the first driving unit (22) mechanism It will be able (機構) may form and, manually operated instrument 20, by mounting the second driving unit 14 here.

다만, 제1 구동부(22)의 '타면'은 반드시 로봇 암(3)에 장착되는 면의 반대측 면을 의미하는 것은 아니며, 로봇 암(3)에 장착되는 면 이외의 면을 모두 포함하는 것으로서, 본 실시예에 따른 핸들부재(12)는 제1 구동부(22)의 어느 쪽 면에도 결합될 수 있음은 물론이다. However, the 'other side' of the first driving unit 22 be as including all of the surfaces other than the surface to be mounted on the robot arm 3 is not meant to be an opposite side surface of the surface mounted to the robot arm 3, handle member 12 according to this embodiment may be coupled to either side of the first driving unit 22 is a matter of course.

제1 구동부(22)에는 로봇 암(3)의 액츄에이터(5)에 맞물려 작동되는 제1 구동자(23)가 설치되는데, 도 4에 도시된 것처럼 제1 구동자(23)는 핸들부재(12)가 결합되는 면으로도 노출되어 있다. A first driving unit 22 is provided with a first drive chair 23 includes a handle member (12, as the first drive character 23 to be operated in engagement the actuator (5) of the robot arm 3 there is installed, as shown in Figure 4 ) it may also be exposed to the surface to be bonded. 따라서, 제1 구동부(22)에 제2 구동부(14)를 결합하여 제2 구동부(14)에 설치된 제2 구동자(15)가 제1 구동자(23)에 맞물리도록 함으로써, 제1 구동자(23)는 액츄에이터(5)뿐만 아니라, 핸들(10)에 대한 사용자 조작에 의해서도 작동되게 된다. Thus, the first driving unit 22, the second drive unit by the second drive element 15 by combining 14 provided in the second driving unit 14 so as to engage the first drive chair 23, a first drive chairs 23 is to be operated by the user's operation for not only the actuator (5), the handle (10). 제1 구동자(23)와 제2 구동자(15) 간의 연결 방식은, 액츄에이터(5)와 제1 구동자(23) 간의 연결 방식과 마찬가지로 다양한 방식으로 구현될 수 있음은 물론이다. The connection between the first drive-party 23 and the second drive element 15 method is that like the connection between the actuator 5 and the first driving chair 23 can be implemented in various ways as a matter of course.

한편, 제2 구동부(14)가 제1 구동부(22)에 장착된 상태에서, 전술한 바와 같이 리모트 컨트롤 상태 등의 경우에는 핸들부재(12)를 분리해 놓을 수도 있는데, 이처럼 핸들부재(12)가 분리될 경우 제1 구동부(22)의 내부 구조(예를 들면, 제1 구동자(23))가 노출될 우려가 있으며, 이때에는 제1 구동부(22)의 타면, 즉 핸들부 재(12)가 결합되어 있던 면에 별도의 커버 부재를 결합시켜 제1 구동부(22)를 보호할 수 있다. On the other hand, the second driving unit 14, the first driving unit 22 is in a state, in the case of such a remote control conditions as described above, There also just to separate the handle member 12, and thus the handle member 12 mounted on the when is released inside the structure of the first driving unit 22 (e.g., the first drive character 23), and is a risk of exposure, at this time, the other surface of the first driving unit 22, that is, the handle portion material (12 ) it is coupled to a separate cover member on a surface that may be connected to protect the first drive (22).

이상과 같이, 별도의 핸들부재(12)를 제작하여 사용할 경우, 수동조작용 핸들(10)이 필요한 경우에만 핸들부재(12)를 인스트루먼트(20)에 장착해서 사용할 수 있으므로, 인스트루먼트(20)의 전체 부피가 늘어나지 않으며, 수술 과정에서의 필요, 사용자의 취향, 가격대 등 다양한 수요를 충족하도록 여러 종류의 수동조작용 핸들부재(12)를 제작하여 사용할 수 있다. As described above, when used to produce a separate handle member 12, it can be tuned so acting handle 10 is available to mount the handle member 12 only when required for the instrument 20, the instrument 20 It does not increase the total volume, in need of a surgical procedure can be used to produce a variety effects can be tuned handle member (12) to meet the diverse needs of users, such as taste, price.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술 로봇용 어댑터를 나타낸 개념도이다. Figure 5 is a schematic diagram showing an adapter for use in a hybrid surgical robot according to an embodiment of the present invention. 도 5를 참조하면, 로봇 암(3), 액츄에이터(5), 핸들(10), 어댑터(16), 제1 구동부(18), 제1 구동자(19), 인스트루먼트(20), 제2 구동부(22), 제2 구동자(23), 와이어(24), 샤프트(26), 이펙터(28)가 도시되어 있다. 5, the robot arm 3, an actuator 5, a handle 10, adapter 16, a first driving unit 18, a first drive chair 19, the instrument 20, the second driving unit 22, the second drive chair 23, a wire 24, a shaft 26, an effector 28 is shown.

본 실시예는 인스트루먼트(20)를 로봇 암(3)에 장착하기 위해 그 사이에 개재되는 멸균 어댑터(sterile adapter)에 핸들(10)을 설치함으로써 하이브리드 수술 로봇용 어댑터(16)로서 사용한 사례이다. The present embodiment is an example used as a sterile adapter hybrid surgical robot adapter (16) by providing the handle 10 to (sterile adapter) that is interposed therebetween to mount the instrument 20 to the robot arm 3.

즉, 인스트루먼트(20)에 직접 핸들(10)을 장착하거나, 별도의 핸들부재(12)를 제작하는 대신 인스트루먼트(20)와 로봇 암(3)을 연결하는 부위에 사용되는 멸균 어댑터(16)에 수동조작용 핸들 기능을 포함시킨 것이다. That is, mounting the handle 10 directly to instrument 20, or in sterile adapter 16 is used in place where you attach the instrument 20 and the robot arm 3 to produce a separate handle member 12 It can be tuned to have included the operation handle function. 이처럼, 멸균 어댑터(16)에 핸들(10)을 장착하여 사용하면 각 인스트루먼트(20)마다 직접 핸들(10)을 장착하지 않아도 되므로 비용을 절감할 수 있다. As such, since the sterile adapter when used in mounting the handle (10) to (16) you do not need to attach the handle 10 directly to each instrument 20 can reduce costs.

본 실시예에 따른 하이브리드 수술 로봇용 어댑터(16)는, 로봇 암(3)에 인스트루먼트(20)를 장착하는 과정에서 그 사이에 개재되는 어댑터(16)로서, 구동부(제1 구동부(18))와 제1 구동부(18)에 결합되는 핸들(10)로 이루어지는데, 제1 구동부(18)를 로봇 암(3)에 장착하고, 인스트루먼트(20)의 구동부(제2 구동부(22))를 제1 구동부(18)에 결합함으로써, 어댑터(16)가 인스트루먼트(20)와 로봇 암(3) 사이에 개재된다. An adapter (16) interposed therebetween in the process of mounting the instrument 20 to the hybrid surgical robot adapter 16, the robot arm 3 according to the present embodiment, the driving unit (the first driving unit 18) and a driving unit (the second driving unit 22) of the first driving unit 18 equipped with a first drive unit (18) through interaction handle 10 coupled to the robot arm 3, the instrument 20, the by combining the first driving unit 18, an adapter 16 it is interposed between the instrument 20 and the robot arm 3.

기본적으로, 제1 구동부(18)는 로봇 암(3)의 액츄에이터(5)에 결합되어 액츄에이터(5)의 작동에 따라 제1 구동자(19)가 작동되는 방식으로 로봇 암(3)으로부터 구동력을 전달받는다. Basically, the driving force from the first driving unit 18 has a robot arm 3 of the actuator 5 is bonded is first drive-party robot in such a way that 19 is operating arm 3 in accordance with the operation of the actuator (5) to to receive delivery. 또한, 어댑터(16)는 사용자가 핸들(10)을 조작함에 따라 제1 구동부(18), 보다 구체적으로는 제1 구동부(18)에 설치된 제1 구동자(19)가 작동되는 구조로 구성되는데, 제1 구동부(18)에 제2 구동부(22)를 장착하고 핸들(10)을 조작하여 제1 구동자(19)를 작동시킴으로써, 제2 구동부(22)에 설치된 제2 구동자(23)가 작동되어 인스트루먼트(20)가 수동 조작으로도 작동될 수 있게 된다. Further, the adapter 16 is the user and the first driving unit 18 as the manipulation handle 10, and more specifically consists of a structure in which the first drive chair 19 provided on a first driving unit (18) works a first driving the second driving unit 22 is mounted, and thereby operates the handle 10 operates the first drive chair 19, the second driving the second drive chairs 23 provided in the 22 to the 18 is operated becomes the instrument 20 can be operated even by manual operation.

본 실시예에서는 로봇 암(3)과 인스트루먼트(20) 사이에 어댑터(16)를 개재시켜 수동조작이 가능하도록 한 것으로, 로봇 암(3)으로부터든 핸들(10)의 조작에 의해서든 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트(20)는, 어댑터(16)에 장착될 수 있는 구조인 범위 내에서 종래와 동일한 구조로 제작될 수도 있다. In this embodiment, by interposing an adapter 16 between the robot arm 3 and the instrument 20 is that to enable the manual operation, for transmission of driving force, whether by operation of either handle 10 from the robot arm (3) which receives working instrument (20), and in the structure that can be mounted to the adapter (16) range may be made of the same structure in the prior art.

이처럼 어댑터(16)에 수동 조작 기능을 부가할 경우, 제1 구동부(18)의 한 쪽 면은 로봇 암(3)에 장착되고 제1 구동부(18)의 다른 쪽 면에는 제2 구동부(22)가 장착될 수 있으며, 이로써, 본 실시예에 따른 어댑터(16)는 로봇 암(3)과 인스 트루먼트(20) 사이에 개재되어 인스트루먼트(20)를 수동으로 조작하기 위한 핸들(10)로서 기능하게 된다. Thus, if you add a manual operation function in the adapter 16, the first one of the surfaces is, the second driving unit 22, the other side of the robot arm is mounted on the 3 first driving unit 18 of the driving unit 18 that may be mounted, thus, functions as the adapter 16 has a robot arm 3 and the instrument handle 10 for manual operation by an intervening the instrument 20 between 20 according to this embodiment do.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 어댑터(16)는 별도로 제작할 수도 있으나, 본래 수술용 로봇에 장착되는 멸균 어댑터에 핸들(10)을 부가하는 방식으로 제작될 수도 있으며, 따라서, 핸들(10)이 장착된 수동조작용 멸균 어댑터(16)를 별도로 제작해 두었다가 일반적인 로봇 수술의 경우에는 기존의 멸균 어댑터를 사용하다가, 수동 조작이 부가된 하이브리드 수술을 수행할 경우에는 기존 멸균 어댑터를 수동조작용 멸균 어댑터(16)로 교체하여 사용할 수 있다. As described above, the adapter 16 is the original may be made of surgical approach for adding a handle 10, a sterile adapter that is mounted to the robot, and therefore, the handle 10 can also create a separate, but according to this embodiment in the case of the mounting can be tuned Save a manufactured act sterilized adapter (16) separately from common robotic surgery while using conventional sterile adapter, if you do this, add the hybrid operation manual operation can tune the action of a conventional sterile adapter sterilization the adapter 16 may be used to replace.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술용 로봇을 나타낸 개념도이다. 6 is a conceptual view showing a robot for use in a hybrid operation in accordance with one embodiment of the present invention. 도 6을 참조하면, 로봇 암(3) 액츄에이터(5), 핸들(10), 인스트루먼트(20), 구동부(22), 구동자(23), 와이어(24), 샤프트(26), 이펙터(28)가 도시되어 있다. 6, the robot arm 3, an actuator 5, a handle 10, instrument 20, the drive section 22, a driving chair 23, a wire 24, a shaft 26, an effector (28 ) it is shown.

이상으로, 수술용 로봇에 수동조작용 핸들(10)을 부가하는 방식으로서, 인스트루먼트(20)에 핸들(10)을 부가하는 방식, 별도의 핸들부재(12)를 제작하여 장착하는 방식, 멸균 어댑터(16)에 핸들(10)을 부가하는 방식에 대해 설명하였다. Or more, as the number of tuning method for adding a function handle 10 to the surgical robot, the manner of adding the handle 10 to the instrument 20, the method of mounting to produce a separate handle member 12, a sterile adapter been described in the way that the handle portion (10) to (16). 나아가, 본 실시예에 따른 수동조작용 핸들(10)은, 도 6에 도시된 것처럼, 로봇 암(3)에 직접 부가할 수도 있다. Furthermore, the tuning effect can handle 10 according to this embodiment is, as shown in Figure 6, may be added directly to the robot arm 3.

로봇 암(3) 자체에 수동조작용 핸들(10)을 추가로 설치할 경우, 인스트루먼트(20)나 멸균 어댑터의 구조를 변경할 필요 없이, 기존의 인스트루먼트(20)나 멸 균 어댑터(16)를 장착하고도 하이브리드 수술용 로봇으로서 사용할 수 있다는 장점이 있다. When installed in the robot arm (3) adding the number of the tuning operation handle 10 on its own, without having to change the structure of the instrument 20 and the sterile adapter, equipped with a conventional instrument 20 and the sterile adapter (16) also has the advantage that it can be used as a hybrid robot for surgery.

즉, 본 실시예에 따라 로봇 암(3)에 핸들(10)을 설치할 경우, 핸들(10)은 로봇 암(3)의 선단부, 즉 로봇 암(3)에 인스트루먼트(20)가 장착되는 부위에 형성되는 액츄에이터(5)에 연결되어 핸들(10)을 사용자가 조작함에 따라 액츄에이터(5)가 작동되는 구조로 구성될 수 있다. That is, the front end portion, that portion which instrument 20 is mounted on the robot arm 3 when installing the handle 10 to the robot arm 3 according to this embodiment, the handle 10 includes a robot arm 3 is connected to the actuator (5) which forms a handle 10 as the user operation may be of a structure in which the actuator 5 is activated.

이로써, 로봇 암(3)에 형성되는 액츄에이터(5)는 로봇으로부터 생성, 전송되는 제어 신호에 의해 구동되거나, 액츄에이터(5)에 연결된 핸들(10)에 대한 사용자 조작에 의해 작동될 수 있다. In this way, the actuator 5 is formed in the robot arm 3 can be operated by a user operation for the handle 10 or coupled to the drive, the actuator 5 by the control signal generated from the robot, the transfer. 이와 같이 로봇 암(3)에 핸들(10)을 설치할 경우, 로봇 암(3)에 장착되는 멸균 어댑터 및 인스트루먼트는 기존과 동일한 구조로 이루어질 수 있음은 전술한 바와 같다. In this manner, when installing the handle 10 to the robot arm 3, a sterile adapter and instrument to be mounted on the robot arm 3 may be made of the same structure as the conventional is as described above.

한편, 로봇 암(3)에 설치된 핸들(10)에는 전술한 부스트업 기능이 구현될 수 있는데, 즉, 핸들(10)의 초기 조작 내용을 센싱하는 등의 방법으로 사용자가 핸들(10)을 어떤 방식으로 조작할 것인지에 대한 의도를 파악하여 인스트루먼트(20)가 사용자가 의도한대로 움직이도록 구동력을 생성, 전송하여 액츄에이터(5)가 구동되도록 할 수 있다. On the other hand, a handle 10 provided on the robot arm (3), there are the above-described boost-up function can be implemented, that is, the handle 10 to the user and the handle 10, for example, by sensing the initial operation content which the it is intended to identify about whether to operate in the way the instrument 20 to ensure that users are so generating a driving force, transmitted to the actuator (5) moves the drive as intended.

전술한, 및/또는 후술하는 수술용 로봇에는 핸들(10)의 초기 조작 내용을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부(7)와, 센싱 신호에 따라 구동력을 생성하여 로봇 암(3)을 통해 인스트루먼트(20)에 구동력이 전달되도록 제어하는 컨트롤러(9) 가 설치될 수 있다. Above, and / or surgical robot to be described later is to detect the initial operation information of a handle (10) for outputting a sense signal sensor (7), to generate a driving force according to a sensing signal through the robot arm 3 the controller 9 for controlling such that the drive force transmitted to the instrument 20 may be installed.

센서부(7)에는 핸들(10)에 설치되는 접촉 센서, 가속도 센서, 적외선 센서 등 다양한 종류의 센서가 포함될 수 있으며, 컨트롤러(9)는 별도의 마이크로프로세서로 구현되거나 수술용 로봇의 메인 컨트롤러의 일부 모듈의 형태로 구현될 수도 있다. The sensor unit 7 can contain a variety of sensors such as a touch sensor, an acceleration sensor, an infrared sensor, which is installed in the handle 10, the controller 9 is implemented as a separate microprocessor or a main controller of the surgical robot It may be implemented in the form of a module part.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술용 로봇 시스템을 나타낸 구성도이다. 7 is a structural diagram showing a robot system for use in a hybrid operation in accordance with one embodiment of the present invention. 도 7을 참조하면, 로봇 암(3), 센서부(7), 컨트롤러(9), 핸들(10), 인스트루먼트(20)가 도시되어 있다. Referring to Figure 7, the robot arm 3, a sensor unit 7, a controller 9, a handle 10, instrument 20 is shown.

본 실시예는 수동조작용 핸들(10)을 추가적으로 설치하여 하이브리드 수술을 수행하기 위한 수술용 로봇 시스템에 관한 것으로, 전체 로봇 시스템은 로봇 암(3), 로봇 암(3)에 장착되는 인스트루먼트(20), 그리고 로봇 시스템에 추가된 핸들(10)로 이루어지며, 인스트루먼트(20)는 로봇 암(3)으로부터 구동력을 전달받아 작동되거나, 사용자가 조작하는 핸들(10)로부터 구동력을 전달받아 작동될 수 있다. Instruments to be mounted to the present embodiment is additionally installed to be tuned action handle 10 of the surgical robot system for performing a hybrid operation, the entire robot system, the robot arm 3, the robot arm 3 (20 ), and consists of a handle (10) is added to the robot system, the instrument 20 includes a robot arm (3) operating by receiving a driving force, or from, a user can operate by receiving the driving force from the handle 10 for operating have.

핸들(10)의 결합은, 전술한 실시예에서처럼, 인스트루먼트(20)에 결합되거나, 로봇 암(3)에 직접 결합되거나, 별도의 핸들부재(12)로 제작되어 인스트루먼트(20)에 장착되거나, 멸균 어댑터(16)에 결합되는 등 수술용 로봇 시스템을 수동으로 조작할 수 있는 범위 내에서 다양한 위치 및 방식으로 결합될 수 있다. The combination of handle (10), as in the foregoing embodiments, or bonded to the instrument 20, or directly coupled to the robot arm 3, is made of a separate handle member 12 or mounted to an instrument 20, in the operation within a range that can be manually manipulated by a robot system or the like coupled to the sterile adapter 16 it may be combined in a variety of locations and manner. 수술용 로봇 시스템을 구성하는 장치들 중, 핸들(10)이 설치되지 않는 장치는 기존과 동일한 구조로 이루어질 수 있다. Of the apparatus forming the robotic system for surgery, the handle 10 is a device that is not installed may be of the same structure as the original.

또한, 본 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템은, 사용자에 의한 핸들(10)의 조작을 부스트업하는 기능을 구비할 수 있는데, 이를 위해 사용자가 핸들(10)을 조작한 내용을 센싱하는 센서부(7)가 더 설치될 수 있으며, 시스템을 제어하는 컨트롤러(9)에 의해 센싱된 신호의 입력, 처리 및 그에 따라 부스트업 기능을 수행하기 위한 구동력의 제어가 수행될 수 있다. In addition, the surgical robot system according to this embodiment, may be a function of the boost operation of the handle 10 by the user, up, sensor unit for sensing a user operates the handle 10 information for this purpose there 7 is may be further provided, can be a control of the driving force for performing the boost-up function is performed in accordance with the signal sensed by the controller 9 to control the system input, processing, and it.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 제어방법을 나타낸 순서도이다. Figure 8 is a flow chart showing a robot control method for operation in accordance with one embodiment of the present invention. 본 실시예는 전술한 수술용 로봇을 사용하여 수동 조작에 의한 수술 및 로봇에 의한 수술이 함께 이루어지도록 하는 로봇 제어방법이다. The present embodiment is a robot control method for so using a robot for the above-described operation performed with the operation by the operation and the robot by the manual operation.

본 실시예에 의한 수술용 로봇의 제어 모드는 크게, 사람이 손으로 핸들(10)을 잡고 인스트루먼트(20)를 조작하는 상태인 핸드헬드 컨트롤 모드(handheld control mode)와, 로봇이 인스트루먼트(20)를 작동시키도록 어떤 형태로든 개입하고 있는 상태인 로보틱 컨트롤 모드(robotic control mode)로 구분할 수 있다. Control mode of the surgical robot according to the present embodiment is large, a person holding the handle 10 in the hands-on state of the hand-held control mode for operating the instrument 20 (handheld control mode), and a robot instrument 20 a is any form and be separated by the robotic control mode (control mode robotic) intervention state to operate.

로보틱 컨트롤 모드에는, 첫째 인스트루먼트(20)가 로봇에 장착된 상태에서 수동으로 인스트루먼트(20)를 조작하는 상태인 로컬 컨트롤 모드(local control mode), 둘째 사람에 의한 수동조작을 차단하고 로봇이 인스트루먼트(20)를 작동하도록 하는 상태인 리모트 컨트롤 모드(remote control mode), 셋째 부스트업 기능과 같이 사람에 의한 수동조작 중에 로봇이 개입하여 인스트루먼트(20)가 작동되도 록 하도록 하는 상태인 하이브리드 컨트롤 모드(hybrid control mode)가 해당될 수 있다. Robotic control mode, the first instrument (20) is blocked, the manual operation by manually operating the instrument 20 in the state that cartridge is mounted to the robot status in the local control mode (local control mode), the second person, and the robot is instrumented the hybrid control mode to 20 in the remote control mode (remote control mode) state in which to operate, and the third by the robot intervene during a manual operation by a person, such as a boost-up function instrument 20 is to be programmed to work ( the hybrid control mode) may be appropriate.

본 실시예에 따른 수술용 로봇 제어방법은 기본적으로, 핸들(10) 및/또는 별도로 구비된 스위치 등을 사용자가 조작하는 것을 감지함으로써 출력되는 센싱 신호를 입력받고(S10), 그 센싱 신호에 따라 로봇이 다양한 제어 모드에 맞도록 구동되도록 구동력의 생성 및 전달을 제어하는(S20) 프로세스로 구성될 수 있다. Surgical robot control method according to the present embodiment is basically the handle 10 and / or receives the sensing signal output by sensing a user to operate the switch or the like provided separately (S10), in accordance with the sensed signal the robot may be configured to control the generation and transmission of the driving force (S20) process so as to be driven to suit the various control modes.

예를 들어, 센싱 신호가 로컬 컨트롤 모드, 즉 로봇에 인스트루먼트(20)가 장착되어 있기는 하지만 구동되지 않고 사람이 수동조작용 핸들(10)을 조작하여 인스트루먼트(20)를 직접 조작하고자 하는 상태로 판단될 경우, 로봇의 메인 컨트롤러는 로봇 암(3)으로부터 인스트루먼트(20)에 전달되는 구동력을 차단하고(S22), 인스트루먼트(20)가 사용자의 조작에 의하여만 움직이도록 할 수 있다. For example, the sensing signal is in a state to operate the instrument 20 directly to operate the local control mode, that is, one can not driven although the instrument 20 is mounted on the robot tuning operation handle 10 If it is determined, the main controller of the robot is to block the driving force transmitted to the instrument 20 from the robot arm (3) and (S22), the instrument 20 can be such that only move by a user's operation. 다만, 이러한 경우에도 로봇 암(3)은 RCM 포인트를 중심으로 회동하게 되는 등, 로봇 자체의 설계적, 기계적 구속이 인스트루먼트(20)의 조작에 반영되도록 할 수 있음은 전술한 바와 같다. However, even in such a case that the robot arm 3 can be designed small, the mechanical constraint, such that it rotates around the RCM point, the robot itself is reflected in the operation of the instrument 20 is as described above.

또한, 센싱 신호가 리모트 컨트롤 모드, 즉 로봇에서 인스트루먼트(20)를 작동시키고, 수동조작용 핸들(10)의 조작에 의해서는 인스트루먼트(20)가 조작되지 않는 상태로 판단될 경우, 로봇의 메인 컨트롤러는 핸들(10)로부터 인스트루먼트(20)에 전달되는 구동력을 차단하고(S24), 인스트루먼트(20)가 로봇의 조작에 의하여만 움직이도록 할 수 있다. Further, sensing the signal is a remote control mode, that is, and the robot operating instrument 20, may be is determined in a state that the instrument 20 has not been operated by the operation of the tuning operation handle 10, the robot's main controller, It may be such that blocks the driving force transmitted to the instrument 20 from the handle 10 and (S24), the instrument 20 is only moved by the operation of the robot.

로봇 암(3)과 인스트루먼트(20) 간 및/또는 핸들(10)과 인스트루먼트(20) 간의 구동력을 차단하는 메커니즘은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 여기에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. The robot arm 3 and the instrument (20) between and / or a mechanism to cut off the driving force between the handle 10 and the instrument 20 may be implemented in a variety of ways, in this case a detailed description thereof will be omitted.

또한, 센싱 신호가 하이브리드 컨트롤 모드, 즉 사람이 핸들(10)을 수동으로 조작하여 인스트루먼트(20)를 작동시키는 과정에 로봇이 개입하여 핸들(10)을 조작하는 힘을 증폭시키는 등, 인스트루먼트(20)가 로봇 및 핸들(10)에 의해 같이 조작되는 상태로 판단될 경우, 로봇의 메인 컨트롤러는 사용자 조작이 의도대로 구현되도록, 예를 들면 부스트업되도록, 로봇 암(3)으로부터 전달되는 구동력을 제어할 수 있다(S26). Further, such that the sensing signal is a hybrid control mode, that is, a person to manually manipulate the handle 10 amplifies the power to operate the handle 10 by the robot is engaged in the process of operating the instrument 20, the instrument (20 ) controls the driving force transmitted from the robot, and the handle (10) when it is determined to which operation state, so that the robot main controller is user interaction implemented as intended for, the robot arm (3 to g boost-up), as by It can be (S26).

부스트업 기능 외에도, 사람이 조작하기 힘든 정밀한 동작이나 위험한 동작 등을 로봇이 개입하여 수행하도록 하는 기능 등 다양한 방식의 하이브리드 컨트롤이 가능하며, 여기에서는 그 제어 알고리즘에 대한 구체적인 설명은 생략한다. In addition to the boost-up function, this person is possible in various ways, such as the ability to include a hard fine-motion or dangerous behavior to be performed by a robot operation control and the intervention hybrid, in which a detailed description of the control algorithm will be omitted.

이상과 같이 수동조작용 핸들(10)이 추가된 수술용 로봇 시스템을 구현하고 제어함으로써, 사람에 의한 수동 조작과 로봇에 의한 조작이 함께 이루어지는 수술을 수행할 수 있다. By implementing a number of tuning action handle (10) is added for a surgical robot system as described above and controls, it is possible to perform this operation by a manual operation the robot by a person made with surgery. 예를 들어, 로봇 암(3)이 4개인 경우, 2개는 로컬 컨트롤에 의해 사람이 직접 수동으로 조작하고, 나머지 2개는 리모트 컨트롤에 의해 로봇이 조작하도록(수술용 로봇의 콘솔에서 의사가 마스터 인터페이스를 조작하도록) 할 수 있으며, 이렇게 함으로써 수술용 로봇 콘솔에서 의사 혼자서 손을 바꾸어 가면서 4개의 로봇 암(3)을 모두 조작하는 것에 비해 수술의 안전성 및 효율성을 제고시킬 수 있다. For example, when the robot arm (3) with four, two and direct the person operated manually by local control, the remaining two doctors from the console of the (surgical robot to robot operated by remote control can be manipulated to the master interface), doing so can increase the safety and effectiveness of surgery compared to going to the doctor alone changed hands manipulate all four robot arm (3) robotic surgery console.

또한, 마스터 콘솔(master console)과 슬레이브 로봇(slave robot)이 서로 떨어진 위치에서 서로 신호를 송수신하여 슬레이브 로봇을 구동시킴으로써 수술을 수행하는 이른바 '원격 수술'의 경우, 수술 현장에는 슬레이브 로봇만 위치하기 때문에, 로봇 암(3)에 인스트루먼트(20)가 장착된 상태에서 원격지의 의사가 마스터 콘솔을 조작하여 원격으로 수술을 수행하고, 현장의 의사는 슬레이브 로봇 옆에서 수술을 지켜보게 된다. In addition, to the case of the master console (master console) and the slave robot (slave robot) performing surgery by driving the slave robot by transmitting and receiving signals with each other from each other a distance so-called "remote operation", in the surgical site, only the slave robot position because, you see from the instrument (20) mounted on the robot arm (3) status of a remote doctor performing surgery remotely operate the master console, and the on-site doctor watched by the slave surgical robot.

본 실시예에 따른 수술용 로봇을 사용하여 원격 수술을 수행하는 중에, 마스터 콘솔을 조작하는 의사가 오동작을 하거나 로봇 시스템이 오작동하는 등의 응급 상황이 발생하면, 즉시 현장의 의사가 스위치를 눌러 로컬 컨트롤 모드로 변경하고, 로봇 암(3)이 자유롭게 움직일 수 있는 상태에서 수동으로 인스트루먼트(20)를 조작하여 직접 수술을 수행함으로써 응급 상황을 타개하도록 할 수 있다. While performing remote surgery using a surgical robot according to this embodiment, if a physician to manipulate the master console caused an emergency such as a malfunction or robot system malfunctions, immediately press the doctor switches a site locally by changing a control mode, the robot arm (3) perform surgery directly by manually operating the instrument (20) in a state where it can move freely can be to overcome the emergency.

이와 같이 수동으로 인스트루먼트를 조작하는 것은 기존의 수작업 방식의 수술과 동일하게 진행될 수 있다. The manually operated instrument, as this may be done in the same way as the traditional manual method of operation. 즉, 수술용 로봇에 장착된 인스트루먼트를 기존의 일반 복강경 기구와 유사하게 사용할 수 있다. In other words, the instrument mounted on a surgical robot can similarly be used with the existing ordinary laparoscopic instruments.

종래의 로봇 수술 과정에서 수작업으로 수술을 진행할 필요가 있는 경우에는, 로봇에 장착된 인스트루먼트를 환자로부터 모두 제거한 후 다시 일반 수작업용 수술 기구를 삽입해야 하는 번거로움이 있었는데, 전술한 실시예에 따른 수술용 로봇을 사용하게 되면 로봇에 장착된 인스트루먼트를 직접 수동으로 조작할 수 있으므로, 로봇에 장착된 인스트루먼트를 제거하고 일반 수술 기구를 삽입하는 데에 소요되는 시간을 절약할 수 있어, 훨씬 안전하고 신속하게 응급 상황에 대처할 수 있다는 장점이 있다. If it is necessary to proceed with the manual operation as in the conventional robot surgery procedure is, after removing all of the instrument mounted on the robot from the patient there was a trouble of having to insert a normal number of working instrument again, operation according to the above-described embodiment the use of robots can be operated with an instrument mounted on the robot directly manually, it is possible to remove the instrument mounted on the robot and save the time it takes to insert a general surgical instruments, it is much safer and faster It has the advantage of being able to cope with emergency situations.

또한, 본 실시예에 따른 수술용 로봇을 활용하여 수술 교육을 실시할 수 있는데, 로봇 암(3)에 인스트루먼트(20)가 장착된 상태에서 로봇이 인스트루먼트(20)를 작동시키지 않도록 로컬 컨트롤 모드로 변경하고, 학습자는 수동으로 인스트루먼트(20)를 조작하여 수술을 수행하고, 교육자는 마스터 콘솔에 앉아서 학습자가 수술을 수행하는 상황을 지켜보도록 할 수 있다. In addition, a local control mode so as not to may leverage a surgical robot according to the embodiment to carry out surgical training, the robot arm 3, the instrument 20 is robotic from the mounted state to operate the instrument 20 change, learners manually perform the surgery by operating the instrument (20), and educators can see watching the situation to sit on the master console learners performing surgery.

이러한 상태에서 학습자가 오동작을 하거나 위급한 상황이 발생할 경우, 교육자는 즉시 로봇을 리모트 컨트롤 모드로 전환하여 로봇을 조작함으로써 발생한 위급 상황을 타개하도록 할 수 있다. If in this state the learner cause a malfunction or an emergency, educators can to overcome the emergency situation caused by operating the robot by immediately switching the robot by remote control mode.

반대로, 학습자가 마스터 콘솔에 앉아 로봇 수술을 수행하고, 교육자는 인스트루먼트(20)가 조작되는 상황을 지켜보다가, 학습자가 오동작을 하거나 위급한 상황이 발생할 경우 교육자는 즉시 로봇을 로컬 컨트롤 모드로 전환하여 로봇을 조작함으로써 발생한 위급 상황을 타개하도록 할 수도 있다. On the contrary, the more the learner to perform robotic surgery sitting on the master console, and educators are watching the situation in which the instrument 20 is operated, if the learner cause a malfunction or emergency educator switch instantly robot to local control mode and it is also possible to overcome the emergency situation caused by operating the robot.

본 실시예 따른 수술용 로봇에서 다양한 제어 모드 간의 변환은, 전술한 바와 같이 로봇에 설치된 수동조작용 핸들(10)을 미리 설정된 방식으로 조작하거나, 별도로 구비된 스위치를 누르는 등 다양한 방법으로 구현될 수 있다. Conversion between different control modes in this embodiment surgical robot according to is operated in the set to be installed in the robot tuning operation handle 10 as described above, pre-ways, or may be implemented in a variety of ways such as pressing a switch provided separately have.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇 제어방법을 나타낸 순서도이다. 9 is a flow chart showing a robot control method for operation in accordance with another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 수술용 로봇은 수동 조작 및 로봇에 의한 조작이 모두 가능하므로, 미리 입력된 수동 조작의 내용을 즉시 또는 나중에 로봇이 추적할 수 있도록 함으로써, 고난이도 수술이나 수술 교육 등에 활용할 수 있다. Because surgical robot according to this embodiment can both be operated by a manual operation and the robot can be utilized such as hoop surgery and surgical education by immediately or to trace the robot later, the contents of the manual operations previously entered.

즉, 사용자 조작에 의한 센싱 신호를 입력받아(S30), 향후 수동 조작의 내용을 로깅(logging)하는 것으로 판단될 경우, 사용자가 핸들(10)을 조작하여 인스트루먼트(20)가 구동된 이력을 히스토리 데이터 형태로 저장해 둔다(S40). That is, by receiving the sensing signal according to a user operation (S30), the history of the drive history instrument (20) when it is determined that (logging) information, logging the next manual operation, the user operates the handle 10 and stored as the data type (S40).

사용자의 조작 내용대로 인스트루먼트(20)를 다시 구동시키고자 할 때에는, 저장된 히스토리 데이터에 불러와 로봇을 제어함으로써, 사용자가 핸들(10)을 조작하여 구동시킨 것과 동일하게 로봇이 인스트루먼트(20)를 다시 구동시킬 수 있다(S50). As the operation information of the user when to re-driving and sleeping the instrument 20, and stored by controlling the load and the robot on the historical data, in the same manner as that in which the user operates by operating a handle 10, the robot again, the instrument 20 It can be driven (S50).

상술한 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇 제어방법은 기록매체에 저장된 후 소정의 장치, 예를 들면, 수술용 로봇 시스템과 결합하여 수행될 수 있다. Surgical robot control method according to the embodiments of the present invention can be carried out in conjunction with a device, for example, surgical robot system then stored in the recording medium. 여기서, 기록매체는 하드 디스크, 비디오테이프, CD, VCD, DVD와 같은 자기 또는 광 기록매체이거나 또는 오프라인 또는 온라인상에 구축된 클라이언트 또는 서버 컴퓨터의 데이터베이스일 수도 있다. Here, the recording medium may be a hard disc, video tape, CD, VCD, or magnetic or optical media such as a DVD or a database of client or server computers built on offline or online.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Wherein the varying of the invention within that range departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below has been described with reference to a preferred embodiment of the invention, those skilled in the art it will be appreciated that modifications and can be changed.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도. Figure 1a is a conceptual view showing an instrument for use in a hybrid operation in accordance with one embodiment of the present invention.

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도. Figure 1b is a schematic diagram showing an instrument for use in a hybrid operation according to another embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들의 구조 및 그에 따른 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면. Figure 2 is a view of the structure and operation conditions of the instrument accordingly the steering wheel in accordance with one embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸들의 구조 및 그에 따른 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면. Figure 3 is a view of the structure and operation conditions of the instrument hence of the handle according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 수동조작용 핸들부재를 나타낸 개념도. 4 is a conceptual diagram showing the tuning operation can handle member of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술 로봇용 어댑터를 나타낸 개념도. 5 is a conceptual diagram showing an adapter for use in a hybrid surgical robot according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술용 로봇을 나타낸 개념도. 6 is a conceptual view showing a robot for use in a hybrid operation in accordance with one embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 수술용 로봇 시스템을 나타낸 구성도. Figure 7 is a schematic view illustrating a robotic surgical system for use in a hybrid in accordance with one embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 제어방법을 나타낸 순서도. Figure 8 is a flow chart showing a robot control method for operation in accordance with one embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 로봇 제어방법을 나타낸 순서 도. 9 is a sequence showing a control method for a surgical robot according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

1 : 수술용 로봇 3 : 로봇 암 1: 3 robots for surgery: the robot arm

5 : 액츄에이터 7 : 센서부 5: Actuator 7: Sensor unit

9 : 컨트롤러 10 : 핸들 9: Controller 10: Handle

12 : 핸들부재 16 : 어댑터 12: handle member 16: adapter

20 : 인스트루먼트 14, 18, 22 : 구동부 20: instrument 14, 18, 22: drive unit

15, 19, 23 : 구동자 24 : 와이어 15, 19, 23: driving chair 24: wire

26 : 샤프트 28 : 이펙터 26: Shaft 28: effector

Claims (32)

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  4. 수술용 로봇에 구비된 로봇 암(arm)에 장착되는 인스트루먼트(instrument)로서, An instrument (instrument) to be mounted on a robot arm (arm) provided in the surgical robot,
    상기 로봇 암의 선단부에 장착되며, 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 구동부와; It is mounted to the front end portion of the robot arm, and a drive unit that operates by receiving driving power from the robot arm;
    상기 구동부에 결합되며, 그 내부에 상기 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트(shaft)와; Coupled to the drive unit, and in that the inner shaft (shaft) for accommodating the power transmission means connected to the drive section;
    상기 구동부에 결합되며, 사용자 조작에 의해 상기 동력전달수단에 구동력을 인가하는 핸들(handle)과; Coupled to the driving part, the handle (handle) for applying a driving force to the power transmission unit by a user operation and;
    상기 샤프트의 말단부에 결합되며, 상기 동력전달수단에 연결되어 상기 로봇 암 및 상기 핸들 중 어느 하나 이상으로부터 전달되는 구동력에 의해 작동되어 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터(effector)를 포함하되, Is coupled to the distal end of the shaft, connected to said power transmission means comprising an effector (effector) that is operated by a driving force transmitted from at least one of the robot arm and the handle, perform operations required for the operation,
    상기 핸들은 상기 이펙터의 작동 자유도에 상응하는 자유도로 조작되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 인스트루먼트. The handle instrument for hybrid operation, characterized in that the degree of freedom operation corresponding to the operation degree of freedom of the effector.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수술용 로봇은, 5. The method of claim 4, wherein the surgical robot is,
    상기 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와; Sensor unit for detecting a user operation and outputs a sensing signal for the handle and;
    상기 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, Further comprising: a controller for generating a control signal in response to the sensing signal,
    상기 컨트롤러는, 상기 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 인스트루먼트. Said controller, Instruments for hybrid operation, characterized in that for performing the boost-up (boost-up) functions for the user's operation.
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  9. 로봇 수술용 인스트루먼트에 결합되어 상기 인스트루먼트를 수동으로 조작하기 위한 핸들부재로서, Is coupled to an instrument for robotic surgery as a handle member for manually manipulating said instrument,
    상기 인스트루먼트는, The instrument is,
    수술용 로봇에 구비된 로봇 암의 선단부에 그 일면이 장착되며 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 제1 구동부와; The distal end of the robot arm provided in the surgical robot and the surface is mounted with a first driving unit is operated by receiving the drive force from the robot arm;
    상기 제1 구동부에 결합되며 그 내부에 상기 제1 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와; And the shaft for receiving the power transmission means being coupled to the first drive unit coupled to the first driving unit therein;
    상기 샤프트의 말단부에 결합되며 상기 동력전달수단에 연결되어 상기 제1 구동부 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하고, Is coupled to the distal end of the shaft includes an effector for performing the operations required for the operation according to the first driving unit operatively connected to said power transmission means,
    상기 제1 구동부의 타면에 장착되며 상기 제1 구동부에 구동력을 전달하여 제1 구동부가 작동되도록 하는 제2 구동부와; It mounted on the other surface of the first driving unit and second driving unit so that a first driving unit operates to transmit the driving force to the first driving unit;
    상기 제2 구동부에 결합되며, 사용자 조작에 의해 상기 제2 구동부에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하되, Coupled to the second driving unit, comprising: a handle for applying a driving force to said second drive unit by a user operation,
    상기 제2 구동부는 상기 제1 구동부에 탈착가능하도록 장착되며, 상기 제2 구동부가 상기 제1 구동부로부터 분리된 경우 상기 제1 구동부의 타면에는 별도의 커버 부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 수동조작용 핸들부재. The second drive unit is a surgical instrument for being mounted so as to detachably to the first drive, the second drive unit is a combination has a separate cover member other surface of the first driving unit when detached from the first drive unit It can tuning action of the handle member.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수술용 로봇은, 10. The method of claim 9, wherein the surgical robot is,
    상기 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와; Sensor unit for detecting a user operation and outputs a sensing signal for the handle and;
    상기 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, Further comprising: a controller for generating a control signal in response to the sensing signal,
    상기 컨트롤러는, 상기 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 수동조작용 핸들부재. Wherein the controller, the tuning function can handle member of the surgical instrument, characterized in that for performing the boost-up (boost-up) functions for the user's operation.
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  15. 수술용 로봇에 구비된 로봇 암에 인스트루먼트를 장착하기 위해 개재되는 어댑터(adapter)로서, An adapter (adapter) which is interposed in order to mount the instrument to the robot arm provided in the surgical robot,
    상기 로봇 암의 선단부에 그 일면이 장착되며, 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 제1 구동부와; And that one side is attached to the distal end of the robot arm, and the first driving unit is operated by receiving the drive force from the robot arm;
    상기 제1 구동부에 결합되며, 사용자 조작에 의해 상기 제1 구동부에 구동력을 인가하는 핸들을 포함하되, Coupled to the first driving unit, comprising: a handle for applying a driving force to said first drive unit by a user operation,
    상기 인스트루먼트는, The instrument is,
    상기 제1 구동부에 장착되며, 상기 제1 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되는 제2 구동부와; Is mounted to the first drive, the second drive section is operated by receiving a driving force from the first driving unit;
    상기 제2 구동부에 결합되며, 그 내부에 상기 제2 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와; And the shaft for receiving the power transmission means being coupled to the second drive unit, connected to said second drive unit therein;
    상기 샤프트의 말단부에 결합되며, 상기 동력전달수단에 연결되어 상기 제2구동부의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하되, Is coupled to the distal end of the shaft, connected to said power transmission means comprising an effector for performing the operations required for the operation according to an operation of the second drive unit,
    수술용 로봇에 장착되는 멸균 어댑터(sterile adapter)로서 사용되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술 로봇용 어댑터. Sterile adapter that is mounted to the surgical robot hybrid surgical robot adapter, characterized in that is used as a (sterile adapter).
  16. 제15항에 있어서, 상기 수술용 로봇은, 16. The method of claim 15, wherein the surgical robot is,
    상기 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와; Sensor unit for detecting a user operation and outputs a sensing signal for the handle and;
    상기 센싱 신호에 상응하여 제어 신호를 생성하는 컨트롤러를 더 포함하되, Further comprising: a controller for generating a control signal in response to the sensing signal,
    상기 컨트롤러는, 상기 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 수술 로봇용 어댑터. It said controller, surgical robot adapter, characterized in that for performing the boost-up (boost-up) functions for the user's operation.
  17. 로봇 암에 인스트루먼트를 장착하여 수술을 수행하기 위한 로봇으로서, A robot for performing a surgical instrument mounted on the robot arm,
    상기 인스트루먼트는, The instrument is,
    상기 로봇 암의 선단부에 장착되며, 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 구동부와; It is mounted to the front end portion of the robot arm, and a drive unit that operates by receiving driving power from the robot arm;
    상기 구동부에 결합되며, 그 내부에 상기 구동부에 연결되는 동력전달수단을 수용하는 샤프트와; A shaft that is coupled to the drive section, receiving a power transmission means connected to the driving unit therein and;
    상기 샤프트의 말단부에 결합되며, 상기 동력전달수단에 연결되어 상기 구동부의 작동에 따라 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터를 포함하고, Is coupled to the distal end of the shaft, coupled to the power transmission unit includes the effects of performing the operations required for the operation according to the operation of the drive section,
    제어 신호를 생성하는 컨트롤러와; And a controller for generating a control signal;
    상기 로봇 암의 선단부에 형성되며, 상기 컨트롤러에서 생성되는 제어 신호에 상응하여 구동되는 액츄에이터와; Is formed at the front end of the robot arm, and the actuator is driven corresponding to the control signal generated by said controller;
    상기 로봇 암에 결합되며, 사용자 조작에 의해 상기 액츄에이터에 구동력을 인가하는 핸들과; Coupled to the robot arm, handles, by the user's operation is a driving force to said actuator and;
    상기 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부를 포함하되, It detects the user operation on the handle comprising: a sensor which outputs a sensing signal,
    상기 컨트롤러는 상기 센싱 신호에 상응하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇. Wherein the controller is a robot for hybrid operation, characterized in that for generating the control signal in response to the sensing signal.
  18. 삭제 delete
  19. 제17항에 있어서, 18. The method of claim 17,
    상기 컨트롤러는, 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행하도록 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇. Wherein the controller, a robot for hybrid operation, characterized in that for generating the control signal to perform the boost-up (boost-up) functionality for a user operation.
  20. 로봇 암과; Robot arm and;
    상기 로봇 암에 장착되며, 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트와; Is mounted to the robot arm, the instrument is operated by receiving the drive force from the robot arm;
    상기 로봇 암과 상기 인스트루먼트 중 어느 하나 이상에 결합되며, 사용자 조작에 의해 상기 인스트루먼트에 구동력을 인가하는 핸들과; Is coupled to any one or more of the robot arm and the instrument, the handle for applying a driving force to the instrument by a user operation and;
    상기 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와; Sensor unit for detecting a user operation and outputs a sensing signal for the handle and;
    상기 센싱 신호에 상응하여 상기 로봇 암에 구동력을 인가하는 컨트롤러를 포함하되, But in response to the sensing signal and a controller for applying a driving force to the robot arm,
    상기 인스트루먼트는 상기 로봇 암으로부터 전달된 구동력 및 상기 핸들로부터 전달된 구동력 중 하나 이상에 의해 수술에 필요한 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇 시스템. The instrument is a hybrid system for a surgical robot, characterized in that for performing the operations required for the operation by at least one of the driving force transmitted from the driving force and the wheel transmitted from the robot arm.
  21. 삭제 delete
  22. 제20항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 핸들은 별도의 부재로 제작되어 상기 인스트루먼트에 결합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇 시스템. The handle hybrid surgical robot system, characterized in that is manufactured as a separate member that is coupled to the instrument.
  23. 제20항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 핸들은 상기 로봇 암과 상기 인스트루먼트 사이에 개재되는 멸균 어댑터에 결합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇 시스템. The handle hybrid surgical robot system, characterized in that coupled to the sterile adapter is located between the robot arm and the instrument.
  24. 제20항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 컨트롤러는, 상기 사용자 조작에 대한 부스트업(boost-up) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수술용 로봇 시스템. Wherein the controller, a hybrid system for a surgical robot, characterized in that for performing the boost-up (boost-up) functions for the user's operation.
  25. 로봇 암과, 상기 로봇 암에 장착되며 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 인스트루먼트와, 사용자 조작에 의해 상기 인스트루먼트에 구동력을 인가하는 수동조작용 핸들을 포함하는 수술용 로봇을 제어하는 방법으로서, And the robot arm, is mounted to the robot arm is provided a method of controlling the surgical robot, by the instrument, and a user operation that is operated by receiving the drive force from the robot arm comprises a number of tuning functional handle for applying a driving force to the instrument,
    (a) 상기 핸들에 대한 사용자 조작을 감지하여 센싱 신호를 생성하는 단계; (A) generating a sensing signal by sensing a user operation with respect to the handle; And
    (b) 상기 센싱 신호에 상응하여, 상기 로봇 암으로부터 상기 인스트루먼트에 전달되는 구동력 또는 상기 핸들로부터 상기 인스트루먼트에 전달되는 구동력을 차단하는 단계를 포함하는 수술용 로봇 제어방법. (B) surgical robot control method comprising the step of blocking the driving force in response to the sensing signal, transmitted from the driving force or the handle which is transmitted to the instrument from the robot arms to the instrument.
  26. 제25항에 있어서, 26. The method of claim 25,
    상기 단계 (a)는, 상기 수술용 로봇에 구비된 스위치에 대한 사용자 조작을 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇 제어방법. It said step (a), the operation control method for a robot comprising the steps of: detecting a user manipulation for the switch provided in the surgical robot.
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  30. 제25항에 있어서, 26. The method of claim 25,
    상기 단계 (b)는, 상기 사용자 조작이 부스트업(boost-up)되도록 상기 로봇 암으로부터 전달되는 구동력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇 제어방법. It said step (b), the operation control method for a robot, comprising the step of controlling the driving force transmitted from the robot arm is the user's operation so that the boost-up (boost-up).
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  32. 제25항, 제26항 및 제30항 중 어느 하나에 기재된 수술용 로봇 제어방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체. Claim 25, wherein claim 26 and claim 30 of instructions executable by a digital processing apparatus to perform a robot control method for surgery according to any one of the program is implemented in a tangible and readable by the digital processing unit a recording medium storing the program.
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