KR101352402B1 - Surgical robot system for liposuction - Google Patents

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Abstract

지방흡입 수술로봇 시스템이 개시된다. 제어부와, 제어부로부터 소정의 제어신호를 수신하여 구동되는 로봇 암과, 로봇 암에 장착되는 마그넷부와, 마그넷부의 자력(磁力)에 상응하도록 자성체를 포함하여 이루어지며, 수술 부위에 삽입되어 지방을 흡입하는 캐뉼라(cannula) 모듈을 포함하는 지방흡입 수술로봇 시스템은, 지방흡입용 캐뉼라를 자성체로 이루어진 모듈로 제작하여 체내에 삽입하고, 마그넷이 장착된 로봇 암을 구동시켜 캐뉼라 모듈을 이동시킴으로서, 의사가 많은 힘을 들이지 않고 간편하게 지방흡입 수술을 수행할 수 있다. 또한, 촉각센서, 각도센서 등을 사용하여 수술로봇 시스템을 자동으로 제어하고, 비젼부로부터 획득된 영상정보를 분석하여 수술 범위를 자동으로 설정하며, 캐뉼라 모듈의 선단에 촬상 카메라를 장착하고 그로부터 획득된 영상정보를 분석하여 캐뉼라 모듈의 작동을 자동으로 제어함으로써, 보다 편리하고 정확하며 안전하게 지방흡입 수술을 수행할 수 있다.Liposuction robot system is disclosed. A control unit, a robot arm driven by receiving a predetermined control signal from the control unit, a magnet unit mounted to the robot arm, and a magnetic body corresponding to the magnetic force of the magnet unit, and are inserted into the surgical site to remove fat. The liposuction robot system including a cannula module for inhalation can be manufactured by inserting a liposuction cannula into a body made of a magnetic body, inserting it into the body, and driving a robot arm equipped with a magnet to move the cannula module. Liposuction can be performed easily without the need for much effort. In addition, it automatically controls the surgical robot system using a tactile sensor, an angle sensor, etc., analyzes the image information obtained from the vision unit, automatically sets the surgical range, mounts an imaging camera at the tip of the cannula module, and obtains therefrom. By analyzing the image information and automatically controlling the operation of the cannula module, it is possible to perform liposuction surgery more conveniently, accurately and safely.

Description

지방흡입 수술로봇 시스템{Surgical robot system for liposuction}Liposuction Robot System {Surgical robot system for liposuction}

본 발명은 지방흡입 수술로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a liposuction robot system.

최근, 생활수준의 향상과 함께 복부비만 등을 치료하기 위해 지방흡입 수술에 대한 관심이 급증하고 있다. 지방흡입 수술은, 대롱처럼 생긴 캐뉼라(cannula)를 피하 지방 속에 삽입하고 0.5 내지 1.0 기압의 음(-)압을 가함으로써 체내에서 비대해진 지방 세포를 흡입하는 수술을 지칭한다. 즉, 사람의 피부는 가장 외측의 피부층, 중간의 지방층, 그리고 그 내측의 근육층으로 이루어지는데, 지방흡입 수술은 피부층과 근육층 사이에 있는 지방층을 흡입하여 배출하는 수술이다.In recent years, interest in liposuction has been rapidly increasing to improve living standards and to treat abdominal obesity. Liposuction surgery refers to an operation that inhales enlarged fat cells in the body by inserting a cannula that looks like a cannula into subcutaneous fat and applying a negative pressure of 0.5 to 1.0 atm. That is, the human skin is composed of the outermost skin layer, the middle fat layer, and the inner muscle layer. Liposuction surgery is a surgery to inhale and discharge the fat layer between the skin layer and the muscle layer.

이러한 지방흡입 수술은 복부를 비롯하여 허벅지, 엉덩이, 종아리, 발목, 팔뚝뿐만 아니라 얼굴과 목의 지방 조직까지도 제거할 수 있으며, 남자의 여성형 유방이나 지방종 등을 제거하는 데까지 광범위하게 이용되고 있다.These liposuction operations can remove not only the abdomen but also the thighs, buttocks, calves, ankles, and forearms as well as the adipose tissue of the face and neck, and are widely used to remove male gynecomastia and lipomas.

종래의 지방흡입 수술은, 도 1에 도시된 것처럼, 지방을 흡입하고자 하는 피부에 작은 구멍을 뚫고 캐뉼라(12)를 삽입한 후 화살표로 표시된 것과 같이 캐뉼라(10)를 움직이면서 지방을 흡입하는 과정으로 진행된다. 캐뉼라(12)는 내부가 비어있는 관(管)형상으로 되어 있고 석션(suction)을 통해 캐뉼라(12) 내부에 음(-)압을 걸어 지방을 체외로 추출해내는 것이다.Conventional liposuction surgery, as shown in Figure 1, is a process of inhaling fat while moving the cannula 10 as indicated by the arrow after inserting a cannula 12 and a small hole in the skin to inhale fat Proceed. The cannula 12 is in the form of a hollow tube, and a negative pressure is applied to the inside of the cannula 12 through suction to extract fat out of the body.

통상 지방흡입 수술에는 두세 시간 정도가 소요되는데, 수술과정 내내 의사가 캐뉼라 몸체(14)를 손으로 잡고 지방을 흡입하고자 하는 부위로 캐뉼라 끝을 가져다 대면서 전, 후, 좌, 우, 상, 하로 움직여야 하기 때문에 수술을 수행하는 의사 입장에서는 상당히 힘든 수술이 된다. 또한, 최근에는 의사의 팔 움직임을 줄이기 위해 전동식 캐뉼라가 출시되기는 하였으나, 오히려 캐뉼라 몸체는 더 무거워져 수술의 편의성은 향상되지 못하고 있는 실정이다.Liposuction usually takes two to three hours. During the operation, the doctor must move the front, back, left, right, up and down while holding the cannula body 14 by hand and bringing the cannula end to the area where the fat is to be inhaled. This is a very difficult operation for a doctor performing surgery. In addition, in recent years, the electric cannula has been released to reduce the arm movement of the doctor, but rather, the cannula body is heavier, the situation does not improve the convenience of 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 above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

본 발명은, 지방흡입용 캐뉼라를 별도의 모듈로 제작하여 수술 부위에 삽입하고, 로봇 암에 장착된 마그넷부를 이용하여 캐뉼라 모듈을 이동시킴으로써 의사가 많은 힘을 들이지 않고 간편하게 지방흡입 수술을 할 수 있는 수술로봇 시스템을 제공하는 것이다.The present invention, by inserting the liposuction cannula as a separate module and inserted into the surgical site, by moving the cannula module using a magnet mounted on the robot arm can easily perform liposuction surgery without a lot of force To provide a surgical robot system.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제어부와, 제어부로부터 소정의 제어신호를 수신하여 구동되는 로봇 암과, 로봇 암에 장착되는 마그넷부와, 마그넷부의 자력(磁力)에 상응하도록 자성체를 포함하여 이루어지며, 수술 부위에 삽입되어 지방을 흡입하는 캐뉼라(cannula) 모듈을 포함하는 지방흡입 수술로봇 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, the control unit, a robot arm driven by receiving a predetermined control signal from the control unit, a magnet portion mounted to the robot arm, and a magnetic material corresponding to the magnetic force of the magnet portion is made There is provided a liposuction surgical robot system comprising a cannula module inserted into a surgical site to suck fat.

제어부는, 마그넷부를 수술 부위 근처에서 이동시킴으로써 캐뉼라 모듈이 자력에 의해 마그넷부의 이동에 상응하여 이동하도록 제어신호를 생성할 수 있으며, 캐뉼라 모듈은 영구자석을 포함하여 이루어질 수 있다.The control unit may generate a control signal by moving the magnet part near the surgical site to move the cannula module corresponding to the movement of the magnet part by magnetic force, and the cannula module may include a permanent magnet.

캐뉼라 모듈에는, 흡입된 지방을 체외로 배출하는 통로 역할을 하는 튜브가 연결될 수 있으며, 튜브는 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어지며, 캐뉼라 모듈에 탈착가능하도록 결합될 수 있다.The cannula module may be connected to a tube serving as a passage for discharging the sucked fat out of the body, and the tube may be made of a flexible material and detachably coupled to the cannula module.

캐뉼라 모듈의 선단에 가해지는 반력을 측정하는 촉각(haptic)센서를 더 포함하고, 제어부는 촉각센서로부터 신호를 수신하여, 로봇 암의 구동 범위를 제한하는 제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 제어부는 사용자 조작부에 연결되며, 제어부는 촉각센서로부터 신호를 수신하여, 사용자 조작부에서 알람(alarm) 신호를 발하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부는, 촉각센서로부터 수신된 신호보다 사용자 조작에 의해 수신된 신호를 우선하는 오버라이드(override) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제어부는 촉각센서로부터 수신된 신호에 상응하여, 사용자 조작부의 조작에 반력을 가하는 포스 피드백(force feedback) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제어부는, 촉각센서로부터 수신된 신호를 기초로 하여 설정된 작동영역 내에서 캐뉼라 모듈이 움직이도록 로봇 암을 구동시키는 제어신호를 생성할 수 있다.Further comprising a haptic sensor for measuring the reaction force applied to the tip of the cannula module, the control unit may receive a signal from the tactile sensor, to generate a control signal for limiting the driving range of the robot arm. In this case, the control unit is connected to the user operation unit, and the control unit may receive a signal from the tactile sensor and generate a control signal to generate an alarm signal from the user operation unit. In addition, the controller may perform an override function of prioritizing a signal received by a user operation over a signal received from the tactile sensor. In addition, the control unit may perform a force feedback function that exerts a reaction force on the manipulation of the user manipulation unit in response to the signal received from the tactile sensor. In addition, the controller may generate a control signal for driving the robot arm to move the cannula module within the set operating area based on the signal received from the tactile sensor.

한편, 캐뉼라 모듈의 선단은 수술 부위를 손상시키지 않도록 완만한 면으로 처리될 수 있다.On the other hand, the tip of the cannula module may be treated with a gentle surface so as not to damage the surgical site.

수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 비젼부를 더 포함하며, 제어부는 영상정보를 기초로 하여 미리 설정된 작동영역 내에서 캐뉼라 모듈이 움직이도록 로봇 암을 구동시키는 제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 작동영역은 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 설정될 수 있다. 한편, 제어부는 사용자가 미리 설정한 작동영역 내에서 캐뉼라 모듈이 움직이도록 로봇 암을 구동시키는 제어신호를 생성할 수 있다.
The apparatus may further include a vision unit configured to photograph the surgical part and provide image information, and the controller may generate a control signal for driving the robot arm to move the cannula module within a preset operating area based on the image information. In this case, the operation region may be set from data derived through image analysis on the image information. The controller may generate a control signal for driving the robot arm to move the cannula module within an operation region set by a user.

캐뉼라 모듈의 선단에는 촬상 카메라가 장착되고, 제어부는 촬상 카메라로부터 수신된 영상정보에 상응하여 캐뉼라 모듈이 움직이도록 로봇 암을 구동시키는 제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 캐뉼라 모듈에는 수술 부위에 물을 분사하는 워터젯(water jet)부가 결합되며, 워터젯부는 영상정보에 상응하여 작동될 수 있다. 또한, 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하는 연산부를 더 포함하며, 캐뉼라 모듈은 연산부의 판단결과에 상응하여 작동될 수 있다.An imaging camera is mounted at the front end of the cannula module, and the controller may generate a control signal for driving the robot arm to move the cannula module corresponding to the image information received from the imaging camera. In this case, the cannula module is coupled to a water jet unit for spraying water on the surgical site, and the water jet unit may be operated according to the image information. The apparatus may further include a calculator configured to determine the degree of bleeding from the data derived through image analysis of the image information, and the cannula module may be operated in correspondence with a result determined by the calculator.

한편, 연산부는, 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 물질을 촬영하는 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터, 또는 체외로 배출되는 물질의 화학 성분을 검출하는 케미칼 센서에 의해 획득된 데이터로부터 출혈 정도를 판단할 수도 있다.On the other hand, the calculation unit, the chemical sensor for detecting the data derived from the image analysis of the image information obtained from the image pickup camera to capture the substance sucked by the cannula module discharged to the body, or the chemical component of the substance discharged to the body The degree of bleeding may be determined from the data obtained by.

캐뉼라 모듈은 흡입된 지방을 분쇄하는 분쇄부를 포함할 수 있으며, 분쇄부는 캐뉼라 모듈에 작용하는 흡입력에 의해 회전하도록 형성될 수 있다.The cannula module may comprise a grinding unit for grinding the sucked fat, which may be formed to rotate by suction force acting on the cannula module.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 관(管)형상으로 형성되며, 외부의 자력(磁力)에 상응하여 움직일 수 있도록 금속이나 영구자석 등의 자성체를 포함하여 이루어지는 하우징과, 하우징의 표면에 천공되어 수술 부위의 지방을 흡입하는 흡입공과, 하우징의 표면에 천공되고, 흡입공과 연통되며, 하우징 내에 음(-)압을 형성하기 위한 석션 라인이 연결되는 흡출구를 포함하는 캐뉼라 모듈이 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, formed in the shape of a pipe (pipe), and comprises a housing made of a magnetic material such as metal or permanent magnet so as to move corresponding to the external magnetic force, and perforated on the surface of the housing A cannula module is provided that includes a suction hole for suctioning fat from a surgical site, a suction hole drilled on a surface of the housing, in communication with the suction hole, and connected with a suction line for forming a negative pressure in the housing.

하우징의 선단은 수술 부위를 손상시키지 않도록 완만한 면으로 처리될 수 있으며, 하우징 내에는 흡입공을 통해 흡입된 지방을 분쇄하는 분쇄부가 결합될 수 있다.The front end of the housing may be treated with a smooth surface so as not to damage the surgical site, and the housing may be combined with a crushing unit for grinding the fat sucked through the suction hole.

캐뉼라 모듈은, 흡입 효율이 향상되도록 소정의 진동수로 진동될 수 있다. 한편, 수술 부위의 지방의 양에 관한 데이터를 저장하는 저장부와, 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 지방의 양을 측정하는 체적 센서와, 저장부에 저장된 데이터와 체적 센서로에 의해 측정된 데이터를 비교하여 수술이 진행된 정도를 도출하는 산출부를 더 포함할 수 있다.The cannula module may be vibrated at a predetermined frequency to improve suction efficiency. On the other hand, the storage unit for storing the data on the amount of fat in the surgical site, the volume sensor for measuring the amount of fat sucked by the cannula module and discharged out of the body, and the data and volume sensor stored in the storage unit Comparing the data may further include a calculation unit for deriving the degree of progress of the operation.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 자성체를 포함하여 이루어지는 캐뉼라 모듈을 수술 부위에 삽입하고, 마그넷부가 장착된 로봇 암을 구동시켜 지방흡입 수술을 하는 수술로봇 시스템에서 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 수술로봇 시스템에 의해 판독될 수 있는 기록 매체로서, (a) 캐뉼라 모듈이 마그넷부의 자력에 의해 이동할 수 있도록 로봇 암을 구동시키는 제1 제어신호를 생성하는 단계, (b) 수술 부위의 지방을 흡입하도록 캐뉼라 모듈을 작동시키는 제2 제어신호를 생성하는 단계, 및 (c) 캐뉼라 모듈이 소정의 작동영역 내의 지방을 흡입하면서 이동하도록 로봇 암을 구동시키는 제3 제어신호를 생성하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, a program of instructions that can be executed in the surgical robot system for performing a liposuction operation by inserting a cannula module comprising a magnetic material to the surgical site, driving a robot arm equipped with a magnet portion A recording medium tangibly embodied and readable by a surgical robot system, the method comprising: (a) generating a first control signal for driving a robot arm such that the cannula module can be moved by the magnetic force of the magnet part, (b) Generating a second control signal for operating the cannula module to suck fat from the surgical site, and (c) generating a third control signal for driving the robot arm to move while sucking fat in a predetermined operating area; There is provided a recording medium having recorded thereon a program for executing the steps.

수술로봇 시스템은 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 비젼부를 더 포함하며, 작동영역은 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 설정될 수 있다. 또한, 수술로봇 시스템은 캐뉼라 모듈의 선단에 가해지는 반력을 측정하는 촉각(haptic)센서를 더 포함하고, 작동영역은 촉각센서로부터 수신된 신호를 기초로 하여 설정될 수 있다. 또한, 캐뉼라 모듈의 선단에는 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 촬상 카메라가 장착되고, 수술로봇 시스템은 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하는 연산부를 더 포함하며, 제3 제어신호는 연산부의 판단결과에 상응하여 생성될 수 있다. 단계 (c)는, 수술 부위의 지방의 양에 관하여 미리 저장된 데이터와, 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 지방의 양을 측정하여 획득된 데이터를 비교하여 수술이 진행된 정도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The surgical robot system further includes a vision unit for photographing a surgical site and providing image information, and an operation region may be set from data derived through image analysis of the image information. In addition, the surgical robot system further includes a haptic sensor for measuring the reaction force applied to the tip of the cannula module, the operating area may be set based on the signal received from the tactile sensor. In addition, the front end of the cannula module is equipped with an imaging camera that provides the image information by photographing the surgical site, the surgical robot system further includes a calculation unit for determining the degree of bleeding from the data derived through image analysis on the image information, The third control signal may be generated corresponding to the determination result of the calculator. Step (c) compares the data stored in advance about the amount of fat in the surgical site with the data obtained by measuring the amount of fat inhaled by the cannula module and discharged out of the body to calculate the extent of the surgery. It may include.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 마그넷부가 장착된 로봇 암을 구동시켜 지방흡입 수술을 하는 방법으로서, (a) 자성체를 포함하여 이루어지는 캐뉼라 모듈을 수술 부위에 삽입하는 단계, (b) 캐뉼라 모듈을 작동시켜 수술 부위의 지방이 흡입되도록 하는 단계, 및 (c) 로봇 암을 구동시켜 마그넷부를 수술 부위 근처에서 이동시킴으로써, 캐뉼라 모듈이 자력에 의해 마그넷부의 이동에 상응하여 소정의 작동영역 내의 지방을 흡입하면서 이동하도록 하는 단계를 포함하는 지방흡입 수술방법이 제공된다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, a method for performing a liposuction operation by driving a robot arm equipped with a magnet portion, (a) inserting a cannula module comprising a magnetic material in the surgical site, (b) cannula Operating the module to inhale fat at the surgical site, and (c) driving the robot arm to move the magnet near the surgical site, such that the cannula module is free of fat within a predetermined operating area corresponding to the movement of the magnet by magnetic force. Liposuction surgery method comprising the step of moving while inhaling is provided.

작동영역은, 수술 부위를 촬영하여 획득된 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 설정되거나, 캐뉼라 모듈의 선단에 가해지는 반력을 측정하여 도출된 데이터로부터 설정될 수 있으며, 단계 (c)는, 캐뉼라 모듈의 선단에 장착된 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하고, 그 판단 결과에 상응하여 수행될 수 있다. 단계 (c)는, 수술 부위의 지방의 양에 관하여 미리 저장된 데이터와, 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 지방의 양을 측정하여 획득된 데이터를 비교하여 수술이 진행된 정도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The operation region may be set from data derived through image analysis of image information obtained by photographing the surgical site, or may be set from data derived by measuring reaction force applied to the tip of the cannula module. Step (c) Determination of the bleeding degree from the data derived through the image analysis for the image information obtained from the image pickup camera mounted on the front end of the cannula module, it may be performed in accordance with the determination result. Step (c) compares the data stored in advance about the amount of fat in the surgical site with the data obtained by measuring the amount of fat inhaled by the cannula module and discharged out of the body to calculate the extent of the surgery. It may include.

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

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지방흡입용 캐뉼라를 자성체로 이루어진 모듈로 제작하여 체내에 삽입하고, 마그넷이 장착된 로봇 암을 구동시켜 캐뉼라 모듈을 이동시킴으로서, 의사가 많은 힘을 들이지 않고 간편하게 지방흡입 수술을 수행할 수 있다. 또한, 촉각센서, 각도센서 등을 사용하여 수술로봇 시스템을 자동으로 제어하고, 비젼부로부터 획득된 영상정보를 분석하여 수술 범위를 자동으로 설정하며, 캐뉼라 모듈의 선단에 촬상 카메라를 장착하고 그로부터 획득된 영상정보를 분석하여 캐뉼라 모듈의 작동을 자동으로 제어함으로써, 보다 편리하고 정확하며 안전하게 지방흡입 수술을 수행할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the liposuction cannula is made of a magnetic module and inserted into the body, and by driving the robot arm equipped with a magnet to move the cannula module, the doctor simply does not apply much force Inhalation surgery can be performed. In addition, it automatically controls the surgical robot system using a tactile sensor, an angle sensor, etc., analyzes the image information obtained from the vision unit, automatically sets the surgical range, mounts an imaging camera at the tip of the cannula module, and obtains therefrom. By analyzing the image information and automatically controlling the operation of the cannula module, it is possible to perform liposuction surgery more conveniently, accurately and safely.

도 1은 종래기술에 따른 지방흡입 수술 과정을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방흡입 수술로봇 시스템을 나타낸 개요도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 모듈을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방흡입 수술방법을 나타낸 순서도.1 is a view showing a liposuction procedure according to the prior art.
Figure 2 is a schematic diagram showing a liposuction surgical robot system according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a cannula module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing a liposuction method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 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. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

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.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방흡입 수술로봇 시스템을 나타낸 개요도이다. 도 2를 참조하면, 제어부(10), 로봇 암(20), 마그넷부(22), 캐뉼라 모듈(30), 흡입공(32), 튜브(36)가 도시되어 있다.Figure 2 is a schematic diagram showing a liposuction robot system according to an embodiment of the present invention. 2, the control unit 10, the robot arm 20, the magnet unit 22, the cannula module 30, the suction hole 32, and the tube 36 are illustrated.

본 실시예는, 지방흡입용 캐뉼라(cannula)를 파이프 형태로 하는 대신, 선단의 흡입부 부분만을 별도의 부재로 모듈화하되, 그 재질은 자석이나 금속 등 자성을 가진 재료로 하고, 캐뉼라 모듈(30)에 자유자재로 구부러질 수 있는 가느다란 고무관 등의 튜브(36)를 연결한 것을 특징으로 한다.In this embodiment, instead of making the liposuction cannula in the form of a pipe, only the suction part of the tip is modularized as a separate member, and the material is made of a magnetic material such as a magnet or a metal, and the cannula module 30 It is characterized in that the tube 36, such as a thin rubber tube that can be bent freely to).

이와 같이 제작된 캐뉼라 모듈(30)을 수술 부위에 삽입하고, 피부 밖에서 영구자석이나 전자석 등의 마그넷부(22)를 이동시켜 체내에 삽입된 캐뉼라 모듈(30)이 자력에 의해 움직이도록 할 수 있다.The cannula module 30 manufactured as described above may be inserted into the surgical site, and the magnet unit 22 such as a permanent magnet or an electromagnet may be moved outside the skin to allow the cannula module 30 inserted into the body to move by magnetic force. .

나아가, 본 실시예는 캐뉼라 모듈(30)을 이동시키기 위한 마그넷부(22)를 로봇 암(20)에 장착한 것으로, 수술로봇 시스템의 각종 자동 제어 기능을 활용하여 지방흡입 수술을 보다 간편하고 정확하며 안전하게 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the present embodiment is equipped with a magnet arm 22 for moving the cannula module 30 to the robot arm 20, utilizing the various automatic control functions of the surgical robot system more easily and precisely liposuction surgery And it is characterized in that it can be safely performed.

즉, 본 실시예에 따른 로봇 시스템은, 제어부(10)로부터 제어신호를 수신하여 구동되는 로봇 암(20)과, 로봇 암(20)에 장착되는 마그넷부(22), 그리고 마그넷부(22)의 자력에 따라 움직일 수 있도록 자성체로 이루어진 캐뉼라 모듈(30)을 기본적인 구조로 한다.That is, the robot system according to the present embodiment includes a robot arm 20 driven by receiving a control signal from the controller 10, a magnet part 22 mounted on the robot arm 20, and a magnet part 22. Cannula module 30 made of a magnetic material to move in accordance with the magnetic force of the basic structure.

캐뉼라 모듈(30)은 수술 부위에 삽입되어 지방을 흡입하는 별도의 부재로서, 그 일부에는 지방을 흡입하기 위한 흡입공(32)이 천공되어 있다. 캐뉼라 모듈(30)을 제작하기 위해 4mm 이하의 직경을 갖는 관(管)형상의 부재를 사용함으로써, 캐뉼라 모듈(30)을 피부에 삽입하는 과정에서 흉터가 남지 않도록 할 수 있다.The cannula module 30 is inserted into the surgical site and is a separate member for sucking fat, and a portion of the cannula module 30 is perforated with suction holes 32 for sucking fat. By using a tubular member having a diameter of 4 mm or less to fabricate the cannula module 30, it is possible to prevent scars from remaining in the process of inserting the cannula module 30 into the skin.

본 실시예에 따른 제어부(10)는 로봇 암(20)을 구동시키기 위한 제어신호를 생성, 전송하는 부분으로서 마이크로프로세서를 장착한 로봇이나 컴퓨터 등의 형태로 구현될 수 있으며, 후술하는 것처럼 사용자에 의한 조작이나 각종 센서로부터 전송된 신호를 수신하여 로봇의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 역할을 할 수 있다.The control unit 10 according to the present embodiment is a part for generating and transmitting a control signal for driving the robot arm 20, and may be implemented in the form of a robot or a computer equipped with a microprocessor. It can play a role of generating a control signal for driving the robot by receiving a signal transmitted from the operation or various sensors.

또한, 후술하는 비젼부나 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보의 수신, 처리, 분석, 로봇 암(20)에 장착되는 마그넷부(22)의 작동 및 캐뉼라 모듈(30)에 가해지는 석션의 작동 등을 제어하는 프로세서가 통합된 형태로 구현될 수도 있다.In addition, it controls the reception, processing and analysis of image information obtained from a vision unit or an imaging camera to be described later, operation of the magnet unit 22 mounted on the robot arm 20, operation of suction applied to the cannula module 30, and the like. The processor may be implemented in an integrated form.

본 실시예에 따른 캐뉼라 모듈(30)은 자성체로 이루어진 것으로 캐뉼라 모듈(30)을 체내에 삽입하고, 체외에서 영구자석이나 전자석 등의 마그넷부(22)를 이동시킴으로써 자력(인력 또는 척력)에 의해 캐뉼라 모듈(30)이 따라 움직이도록 할 수 있다.The cannula module 30 according to the present embodiment is made of a magnetic material and inserts the cannula module 30 into the body, and moves the magnet part 22 such as a permanent magnet or an electromagnet outside the body by magnetic force (human or repulsive force). Cannula module 30 may be moved along.

이처럼 캐뉼라 모듈(30)을 움직이기 위한 마그넷부(22)는 사람이 수동으로 이동시킬 수도 있고, 마그넷부(22)를 로봇 암(20)에 장착하고 로봇 암(20)을 구동시켜 마그넷부(22)가 수술 부위 근처에서 이동하도록 할 수도 있다. 즉, 로봇 암(20)에 마그넷부(22)가 장착된 부분을 환자의 피부 곡면을 따라 움직이면, 마그넷부(22)의 이동에 따라 자력에 의해 체내에 삽입된 캐뉼라 모듈(30)이 움직이면서 지방을 흡입하게 되는 것이다.As such, the magnet part 22 for moving the cannula module 30 may be manually moved by a person, and the magnet part 22 is mounted on the robot arm 20 and the robot arm 20 is driven to drive the magnet part ( 22) may be moved near the surgical site. That is, when the magnet arm 22 is mounted on the robot arm 20 along the curved surface of the patient, the cannula module 30 inserted into the body by magnetic force moves as the magnet part 22 moves. Will be inhaled.

본 실시예에 따라 마그넷부(22)를 장착하여 구동되는 로봇은 직접 피부에 침습하는 방식으로 구동되는 것이 아니므로, 원격중심(RCM; remote center of motion)을 설정하여 그 점을 중심으로 수술용 인스트루먼트가 회전하도록 하는 이른바 'RCM 기능'을 생략할 수 있다는 장점이 있다.Since the robot driven by mounting the magnet part 22 according to the present embodiment is not driven in a manner that directly invades the skin, it sets a remote center of motion (RCM) and operates on the point. The advantage is that you can omit the so-called 'RCM function' which causes the instrument to rotate.

본 실시예에 따른 캐뉼라 모듈(30)은 마그넷부(22)로부터 생성되는 자력에 따라 움직일 수 있도록 그 재질은 자성체로 이루어진다. 자성체로는 금속이 사용될 수 있으며, 필요에 따라서는 영구자석이 사용될 수도 있다.The cannula module 30 according to the present embodiment is made of a magnetic material so that the cannula module 30 can move according to the magnetic force generated from the magnet part 22. Metal may be used as the magnetic material, and permanent magnet may be used as necessary.

캐뉼라 모듈(30)의 재질로 사용되는 영구자석과 로봇 암(20)에 장착되는 마그넷부(22)가 서로 반대되는 극성이 대향하도록 배치될 경우(예를 들어 N극과 S극) 캐뉼라 모듈(30)은 인력에 의해 움직이며, 서로 동일한 극성이 대향하도록 배치될 경우(예를 들어 N극과 N극) 캐뉼라 모듈(30)은 척력에 의해 움직일 수 있다.When the permanent magnet used as the material of the cannula module 30 and the magnet part 22 mounted on the robot arm 20 are arranged to face opposite polarities (for example, N pole and S pole), the cannula module ( 30 is moved by the attraction force, and the cannula module 30 can be moved by repulsion when the same polarities are disposed to face each other (for example, N pole and N pole).

나아가, 로봇 암(20)에 장착되는 마그넷부(22)에 그 극성을 제어할 수 있는 전자석 등을 사용할 경우, 캐뉼라 모듈(30)의 재질로 사용되는 영구자석과 동일한 극성 또는 반대되는 극성이 대향하도록 전자석을 제어함으로써, 필요에 따라 캐뉼라 모듈(30)이 인력 또는 척력에 의해 움직이도록 할 수도 있다.Furthermore, when an electromagnet or the like capable of controlling the polarity is used for the magnet part 22 mounted on the robot arm 20, the same polarity or the opposite polarity as that of the permanent magnet used as the material of the cannula module 30 is opposite. By controlling the electromagnet so that the cannula module 30 is moved by attraction or repulsion as necessary.

캐뉼라 모듈(30)을 통해 흡입된 지방을 체외로 배출하기 위해 캐뉼라 모듈(30)에 튜브(36)를 연결하여 사용할 수 있으며, 고무 튜브(36) 등 플렉서블(flexible)한 재질로 된 튜브(36)를 사용함으로써 튜브(36)에 간섭됨이 없이 캐뉼라 모듈(30)이 체내에서 자유롭게 움직이도록 할 수 있다.The tube 36 may be connected to the cannula module 30 in order to discharge the fat sucked through the cannula module 30 to the body, and the tube 36 made of a flexible material such as a rubber tube 36. ) Allows the cannula module 30 to move freely in the body without interfering with the tube 36.

즉, 본 실시예에 따른 튜브(36)는 캐뉼라 모듈(30)에 연결된 채로 체내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 고무 등 부드러운 재질로 제작할 수 있으며, 수술 후 캐뉼라 모듈(30)을 체외로 인출하는 과정에서 튜브(36)가 끊어지지 않도록, 삽입된 캐뉼라 모듈(30)을 끌어내는 힘에 견딜 수 있을 정도의 내구성을 가지는 재질로 하는 것이 좋다. 나아가, 본 실시예에 따른 튜브(36)는 수술 후 배액관의 용도로도 사용할 수 있다.That is, the tube 36 according to the present embodiment may be made of a soft material such as rubber so as to move freely in the body while being connected to the cannula module 30, and in the process of drawing the cannula module 30 out of the body after surgery. In order not to cut 36, it is preferable to use a material having a durability that can withstand the force to pull out the inserted cannula module 30. Furthermore, the tube 36 according to the present embodiment can also be used as a drainage tube after the operation.

본 실시예에 따른 캐뉼라 모듈(30) 및/또는 튜브(36)는 수술 후 폐기하는 소모품으로서 사용될 수 있으며, 튜브(36)가 캐뉼라 모듈(30)에 탈착식으로 결합되는 구조로 함으로써 캐뉼라 모듈(30)은 재사용하고 여기에 연결된 고무 튜브(36)만 소모품으로서 사용할 수도 있다. 즉, 캐뉼라 모듈(30)이나 고무 튜브(36)는 각 부품의 재질, 구조, 비용 등을 고려하여 폐기용(disposable) 또는 재사용(reusable)의 용도로 제작할 수 있다.The cannula module 30 and / or the tube 36 according to the present embodiment may be used as consumables to be discarded after surgery, and the cannula module 30 may be detachably coupled to the cannula module 30. ) May be reused and only the rubber tube 36 connected thereto may be used as a consumable. That is, the cannula module 30 or the rubber tube 36 may be manufactured for the purpose of disposable or reusable in consideration of the material, structure, and cost of each component.

한편, 지방흡입 과정에서 캐뉼라 모듈(30)을 무리하게 움직일 경우 지방층 외에 피부층이나 근육층이 손상될 우려가 있으며, 이를 방지하기 위해 캐뉼라 모듈(30)의 선단, 즉 끝부분을 뭉툭한 형상으로 제작하거나 완만한 면으로 처리함으로써, 어느 정도까지는 과도한 힘이 가해지더라도 피부층이나 근육층이 뚫리지 않는 등 수술 부위가 무리하게 손상되지 않도록 할 수 있다.On the other hand, if the cannula module 30 is excessively moved during the liposuction process, there is a risk that the skin layer or muscle layer in addition to the fat layer may be damaged. To prevent this, the front end, that is, the end of the cannula module 30 may be manufactured in a blunt shape or smooth. By treating it with one side, even if excessive force is applied to some extent, it is possible to prevent the surgical site from being excessively damaged, such as the skin layer or the muscle layer being pierced.

또한, 이를 방지하기 위해, 캐뉼라 모듈(30)의 선단에 가해지는 반력을 센싱할 수 있도록 적절한 위치에 촉각(haptic)센서(미도시)를 설치할 수 있다. 이 경우 로봇 암(20)을 제어하는 제어부(10)는 촉각센서로부터 센싱된 신호를 수신하여, 캐뉼라 모듈(30)의 끝부분에 정해진 것보다 큰 힘이 걸리는 경우, 예를 들어 캐뉼라 모듈(30)의 끝부분이 피부조직이나 근육조직에 닿은 경우에는, 더 이상 캐뉼라 모듈(30)이 전진하지 않도록 로봇 암(20)의 구동 범위를 제한할 수 있다.In addition, in order to prevent this, a haptic sensor (not shown) may be installed at an appropriate position to sense the reaction force applied to the tip of the cannula module 30. In this case, the control unit 10 for controlling the robot arm 20 receives a signal sensed from the tactile sensor, and when a greater force is applied to the end of the cannula module 30, for example, the cannula module 30. If the end of the) touches the skin tissue or muscle tissue, it is possible to limit the driving range of the robot arm 20 so that the cannula module 30 is no longer advanced.

이는, 피부와 근육은 상당히 질긴 편인 반면 지방 조직은 상대적으로 부드러우므로 캐뉼라 모듈(30)의 끝부분이 닿는 부위에 따라 캐뉼라 모듈(30)에 가해지는 반력이 달라지는 특성을 이용한 것으로서, 촉각센서는 캐뉼라 모듈(30) 끝단의 반력을 검출함으로써, 수술로봇 시스템이 자동으로 피부와 근육을 감지할 수 있도록 하며, 이에 따라 자동으로 로봇 암(20)이 캐뉼라 모듈(30)을 움직이면서 지방흡입 수술을 진행할 수 있다.This is because the skin and muscles are quite tough while the adipose tissue is relatively soft, so that the reaction force applied to the cannula module 30 varies depending on the area where the tip of the cannula module 30 touches. By detecting the reaction force at the end of the cannula module 30, the surgical robot system can automatically detect the skin and muscles, and accordingly, the robot arm 20 automatically moves the cannula module 30 to perform liposuction surgery. Can be.

한편, 본 실시예에 따른 수술로봇 시스템에는 사용자 조작부가 연결될 수 있는데, 이 경우 의사는 사용자 조작부에 설치된 3차원 조이스틱 등을 이용하여 로봇 암(20)이 전, 후, 좌, 우, 상, 하 동작을 하도록 제어할 수 있다. 이처럼 의사가 로봇을 조작하는 도중에 캐뉼라 모듈(30)의 선단부가 지방이 아닌 피부나 근육에 닿을 경우, 이는 촉각센서에 의해 감지되며, 촉각센서로부터의 신호에 따라 사용자 조작부에서 경고음 등 적절한 알람(alarm) 신호를 발하도록 하여 캐뉼라 모듈(30)이 더 이상 전진하지 않도록 로봇 암(20)의 구동을 제한할 수 있다.On the other hand, the surgical robot system according to the present embodiment may be connected to the user operation unit, in this case, the doctor using the three-dimensional joystick, etc. installed in the user operation unit robot arm 20 before, after, left, right, up, down. You can control the operation. If the tip of the cannula module 30 touches skin or muscles, not fat, while the doctor is operating the robot, it is detected by the tactile sensor and an appropriate alarm such as a warning sound in the user's control unit according to a signal from the tactile sensor. Signal) to restrict the drive of the robot arm 20 so that the cannula module 30 is no longer advanced.

이처럼, 자동으로 피부, 지방, 근육을 감지하여 캐뉼라 모듈(30)이 지방층에서만 움직이도록 제어할 수 있는데, 경우에 따라서는 의사가 판단하기에 캐뉼라 모듈(30)이 지방조직에 위치하고 있음에도 불구하고 촉각센서는 이를 피부나 근육으로 인식하여 로봇 암(20)이 정지하도록 하는 오류가 발생할 수도 있다.
As such, the cannula module 30 can be controlled to move only in the fat layer by automatically detecting skin, fat, and muscle. In some cases, the cannula module 30 is located in the adipose tissue even though the doctor judges it to be tactile. The sensor may recognize this as skin or muscle and cause an error that causes the robot arm 20 to stop.

이에 대해 본 실시예에 따른 수술로봇 시스템은 촉각센서로부터 수신된 신호보다 사용자 조작에 의해 수신된 신호를 우선하는, 즉 필요에 따라서는 의사가 로봇을 강제로 작동시킬 수 있도록 하는 '오버라이드(override)' 기능을 포함할 수도 있다.In contrast, the surgical robot system according to the present embodiment prioritizes a signal received by a user's operation over a signal received from a tactile sensor, that is, an 'override' that allows a doctor to operate the robot as necessary. 'May include functionality.

나아가, 촉각센서로부터 수신된 신호에 따라 사용자 조작부에 설치된 조이스틱 등의 조작에 대해 반력이 가해지도록 함으로써, 의사가 손으로 시술할 때의 느낌을 재현하도록 하는 '포스 피드백(force feedback)' 기능을 포함할 수도 있다. 즉, 캐뉼라 모듈(30)의 선단부가 지방이 아닌 피부나 근육에 닿을 경우, 촉각센서가 이를 감지하여 조이스틱 등에 그 힘이 반향되도록 하는 기능을 탑재함으로써, 캐뉼라 모듈(30)의 끝단에서 느껴지는 반력을 조이스틱에서도 느낄 수 있도록 하여 마치 의사가 직접 손으로 시술하는 것과 같은 느낌이 재현되도록 할 수 있다.Furthermore, by the reaction received by the joystick and the like installed on the user's control unit according to the signal received from the tactile sensor, it includes a 'force feedback' function to reproduce the feeling when the doctor is performing by hand You may. That is, when the tip portion of the cannula module 30 touches skin or muscles other than fat, the tactile sensor detects this and mounts a function to reflect the force on a joystick, so that the reaction force felt at the end of the cannula module 30 is reduced. The joystick can also be felt so that it can be reproduced as if it were performed by a doctor.

한편, 본 실시예에 따른 수술로봇 시스템은, 의사가 수동으로 3차원 조이스틱 등을 조작하여 구동할 수도 있고, 정해진 작동영역 내에서 자동으로 지방층을 검출하여 캐뉼라 모듈(30)이 움직이도록 제어할 수도 있으며, 사전에 미리 작동영역을 지정하여 그 범위 내에서만 움직이도록 할 수도 있다.On the other hand, the surgical robot system according to the present embodiment, the doctor may manually drive a three-dimensional joystick or the like, or may automatically control the cannula module 30 by detecting the fat layer within a predetermined operating area. It is also possible to designate the operating area in advance to move only within that range.

이 때, 캐뉼라 모듈(30)이 움직이는 범위, 즉 작동영역을 지정하기 위해서는 다양한 제어방법이 적용될 수 있는데, 예를 들어, 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 카메라나 복강경 등의 비젼(vision)부를 설치하고, 비젼부로부터 획득된 영상정보를 기초로 작동영역을 설정함으로써 그 범위 내에서 캐뉼라 모듈(30)이 움직이도록 로봇 암(20)을 구동시킬 수 있다. 즉, 비젼부로부터 촬영된 이미지를 모니터 화면으로 보면서 마우스나 터치스크린 등의 입력수단으로 화면에 표시를 함으로써 작동영역을 지정할 수 있다.In this case, various control methods may be applied to designate a moving range of the cannula module 30, that is, an operating area. For example, a vision such as a camera or a laparoscope that provides image information by photographing a surgical site may be applied. The robot arm 20 may be driven to move the cannula module 30 within the range by installing the unit and setting the operating area based on the image information obtained from the vision unit. That is, the operation region can be designated by displaying the image captured from the vision unit on the monitor screen and displaying the image on the screen by an input means such as a mouse or a touch screen.

또한, 비젼부로부터 획득된 영상정보를 이미지 프로세싱하여 자동으로 지방층이 분포하는 영역을 검출함으로써, 작동영역이 지정되도록 할 수도 있다.In addition, by operating the image information obtained from the vision unit to detect the area where the fat layer is automatically distributed, it is possible to specify the operating area.

나아가, 캐뉼라 모듈(30)을 체내에 삽입하고 마그넷부(22)를 수술 부위 근처에서 움직이기 전에, 의사가 미리 로봇 암(20)을 구동시켜 소정의 범위를 입력시켜 놓고, 그 입력된 범위 내에서만 로봇 암(20)이 구동되어 마그넷부(22)가 이동하도록 설정함으로써, 캐뉼라 모듈(30)이 작동영역 내에서만 움직이도록 제어할 수도 있다.Furthermore, before inserting the cannula module 30 into the body and moving the magnet part 22 near the surgical site, the doctor drives the robot arm 20 in advance to input a predetermined range, and within the input range. Only by setting the robot arm 20 to move the magnet portion 22, the cannula module 30 may be controlled to move only within the operating area.

즉, 수술 전에 로봇 암(20)에 마그넷부(22)를 장착하고 이것을 수동으로 움직임으로써, 캐뉼라 모듈(30)이 움직이게 되는 범위를 로봇에 미리 입력시키고, 수술시에 로봇 암(20)은 미리 입력된 범위 내에서만 동작하도록 할 수 있는데, 예를 들어, 마그넷부(22)에 펜을 묶어 놓고 지방흡입을 하고자 하는 부분의 범위를 펜으로 그리는 동작을 입력시켜 놓으면, 그 동작을 로봇이 인식하였다가 입력된 범위 내에서만 마그넷부(22)를 이동시켜 그에 따라 캐뉼라 모듈(30)이 움직이도록 할 수 있는 것이다.That is, by attaching the magnet portion 22 to the robot arm 20 before the operation and manually moving it, the range in which the cannula module 30 is moved is input to the robot in advance, and the robot arm 20 is previously The robot can be operated only within the input range. For example, when the pen is tied to the magnet part 22 and the motion of drawing the range of the part to be liposuctioned with the pen is input, the robot recognizes the motion. Only by moving the magnet portion 22 within the input range will be able to move the cannula module 30 accordingly.

또한, 전술한 촉각센서로부터 피드백된 신호를 수신하여, 이를 기초로 캐뉼라 모듈(30)이 움직일 수 있는 작동영역을 설정할 수도 있다.In addition, by receiving the signal fed back from the above-described tactile sensor, it is also possible to set the operating area that can move the cannula module 30 based on this.

한편, 지방흡입 수술 과정에서, 의사는 오른손으로는 조이스틱 등을 잡고 로봇을 조작하고, 왼손으로는 캐뉼라 모듈(30)이 위치하는 지점의 피부를 만지면서 감촉을 통해 현재의 위치가 피부인지, 근육인지, 지방인지, 즉 캐뉼라 모듈(30)이 정확한 위치에서 지방흡입을 하고 있는지를 확인할 수 있다.
On the other hand, during the liposuction process, the doctor operates the robot while holding the joystick with the right hand, and touching the skin at the point where the cannula module 30 is located with the left hand, whether the current position is the skin or the muscle. Perception, whether it is fat, that is, cannula module 30 can confirm whether the liposuction in the correct position.

이를 자동으로 제어하기 위해, 본 실시예에 따른 캐뉼라 모듈(30)의 선단에는 초소형 카메라 등을 장착하여 캐뉼라 모듈(30)의 끝단이 지방조직에 위치하고 있는지를 확인할 수 있다. 즉, 캐뉼라 모듈(30)의 선단에 장착된 촬상 카메라로부터 영상정보를 수신하고 그에 상응하여 캐뉼라 모듈(30)의 움직임을 제어할 수 있는 것이다.In order to control this automatically, the tip of the cannula module 30 according to the present embodiment may be equipped with a micro camera to determine whether the end of the cannula module 30 is located in the adipose tissue. That is, it is possible to receive the image information from the imaging camera mounted on the tip of the cannula module 30 and to control the movement of the cannula module 30 accordingly.

예를 들어, 캐뉼라 모듈(30)에 워터젯(water jet)부를 결합하여 물을 분사하면서 지방흡입을 하는 수술의 경우, 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보를 통해 현재 캐뉼라 모듈(30)의 선단이 위치하는 지점이 지방인지 아닌지를 분별해가면서, 필요한 경우 자동으로 물이 분사되도록 제어할 수 있다.For example, in the case of surgery in which a liposuction is performed while injecting water by combining a water jet unit with the cannula module 30, the tip of the current cannula module 30 is located through image information obtained from an imaging camera. By identifying whether the branch is fat or not, it can be controlled to spray water automatically if necessary.

또한, 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보를 이미지 프로세싱하여 출혈이 있는지 또는 출혈의 정도를 판단할 수 있는데, 예를 들어 영상정보 화면을 분석하여 붉은색이 차지하는 비율이 어느 정도 이상이면 출혈로 판단하여 캐뉼라 모듈(30)이 움직이지 않도록 로봇 암(20)을 정지시키거나, 캐뉼라 모듈(30)의 작동이 정지되도록 제어할 수 있다.In addition, image information obtained from an imaging camera may be processed to determine whether there is a bleeding or the degree of bleeding. For example, if the red color occupies a certain degree or more by analyzing the image information screen, the bleeding may be determined. The robot arm 20 may be stopped or the operation of the cannula module 30 may be stopped so that the module 30 does not move.

로봇의 동작을 멈추도록 하기 위해 출혈을 감지하는 방법으로는, 전술한 것처럼, 캐뉼라 모듈(30)의 끝단에 카메라를 장착하고 그로부터 획득된 영상을 분석하여 출혈을 감지하는 방법이외에, 흡입된 지방을 배출하는 튜브(36)의 출구 등에 카메라를 설치하여 빠져나가는 물질의 색상으로부터 출혈 유무를 감지하는 방법, 배출구 등에 화학적 센서를 장착하여 흡입한 지방조직 중에서 혈액의 비율이 특정 비율 이상인 경우를 감지하는 방법 등이 사용될 수 있다.In order to detect the bleeding to stop the operation of the robot, as described above, in addition to the method of detecting the bleeding by mounting a camera at the end of the cannula module 30 and analyzing the image obtained therefrom, A method of detecting the presence of bleeding from the color of the substance exiting by installing a camera on the exit of the discharge tube 36, a method of detecting the case where the proportion of blood in the inhaled adipose tissue by mounting a chemical sensor on the outlet And the like can be used.

즉, 출혈 여부나 출혈 정도는, 캐뉼라 모듈(30)에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 물질을 촬영하는 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보에 대해 이미지 분석을 하여 도출되는 데이터, 또는 체외로 배출되는 물질의 화학 성분을 검출하는 케미칼 센서에 의해 획득된 데이터로부터 판단될 수 있다.That is, whether or not the bleeding degree or the degree of bleeding is determined by image analysis of image information obtained from an imaging camera that photographs a substance sucked by the cannula module 30 and discharged to the outside of the body, or a data of the substance discharged to the outside of the body. It can be determined from the data obtained by the chemical sensor detecting the chemical component.

이처럼, 각종 데이터를 분석하여 출혈 정도를 판단하기 위한 연산부는 별도의 장치로 구성하거나, 로봇 암(20)의 제어를 위한 마이크로프로세서에 통합하여 구성할 수도 있다.In this way, the calculation unit for analyzing the various data to determine the degree of bleeding may be configured as a separate device, or may be configured by integrating into a microprocessor for the control of the robot arm 20.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 모듈을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 캐뉼라 모듈(30), 하우징(31), 흡입공(32), 흡출구(33), 분쇄부(34), 튜브(36)가 도시되어 있다.3 is a view showing a cannula module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the cannula module 30, the housing 31, the suction hole 32, the suction port 33, the crush unit 34, and the tube 36 are illustrated.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 캐뉼라 모듈(30)은 모듈화된 관(管)형상으로 형성되는데, 도 3에 도시된 것처럼, 전체적인 틀을 구성하는 하우징(31), 하우징(31)의 표면에 천공된 하나 또는 복수의 흡입공(孔)(32), 흡입공(32)과 연통(連通)되며 튜브(36)가 결합되는 통로인 흡출구(33)로 구성된다.As described above, the cannula module 30 according to the present embodiment is formed in a modular tubular shape, as shown in FIG. 3, on the surfaces of the housing 31 and the housing 31 constituting the overall frame. It consists of one or more perforated suction holes 32, a suction hole 33 in communication with the suction holes 32, and a passage through which the tube 36 is coupled.

하우징(31)의 재질은 금속이나 영구자석 등의 자성체로 이루어져, 전술한 바와 같이 수동으로 또는 로봇 암(20)에 장착하여 자석을 이동시킴에 따라 캐뉼라 모듈(30)이 움직이도록 할 수 있다. 캐뉼라 모듈(30)이 작동되면 흡입공(32)을 통해 수술 부위의 지방이 흡입되며, 흡입된 지방은 흡출구(33)에 결합된 튜브(36) 등의 석션라인을 통해 체외로 배출된다.The material of the housing 31 is made of a magnetic material such as a metal or a permanent magnet, and as described above, the cannula module 30 may be moved by manually or mounted on the robot arm 20 to move the magnet. When the cannula module 30 is operated, fat at the surgical site is sucked through the suction hole 32, and the sucked fat is discharged out of the body through suction lines such as a tube 36 coupled to the suction port 33.

본 실시예에 따른 캐뉼라 모듈(30)은 단순히 흡입 기능을 수행하도록 제작할 수 있으며, 나아가 흡입된 지방조직을 분쇄할 수 있도록 드릴 날 등의 분쇄부(34)를 추가로 포함할 수도 있다.The cannula module 30 according to the present embodiment may be manufactured to simply perform a suction function, and may further include a grinding part 34 such as a drill blade to crush the sucked adipose tissue.

분쇄부(34)는, 도 3에 도시된 것처럼, 캐뉼라 모듈(30) 내에 설치되는 드릴 날의 형태로 구현될 수 있는데, 드릴 날을 회전시킴으로써 흡입된 지방을 분쇄할 수 있다. 분쇄부(34)는 전동식으로 회전시킬 수 있으며, 석션에 의해 캐뉼라 모듈(30)에 작용하는 흡입력을 이용하여 공압식으로 회전시킬 수도 있다.The grinding unit 34 may be implemented in the form of a drill blade installed in the cannula module 30, as shown in FIG. 3, by grinding the sucked fat by rotating the drill blade. The crushing unit 34 may be electrically rotated and may be pneumatically rotated using suction force applied to the cannula module 30 by suction.

이처럼, 캐뉼라 모듈(30)에 분쇄부(34)를 설치할 경우, 캐뉼라 모듈(30)에 고무 튜브(36)를 연결하지 않고 모듈 자체만 체내로 삽입하여 지방을 분쇄하도록 할 수 있는데, 이 때에는 별도의 석션(suction) 기구를 이용하여 분쇄된 지방조직을 체외로 흡출할 수 있다.As such, when the crush unit 34 is installed in the cannula module 30, the module itself may be inserted into the body without grinding the rubber tube 36 to the cannula module 30 so as to pulverize fat. The suction device can be used to suck out the ground adipose tissue.

한편, 캐뉼라 모듈(30)이 일정 범위 내에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하로 진동하도록 함으로써 지방흡입 효율을 극대화할 수 있다. 예를 들어, 캐뉼라 모듈(30)에 진동 기구(機構)를 부가함으로써 캐뉼라 모듈이 소정의 진동수로 진동하도록 할 수 있다.On the other hand, the cannula module 30 can maximize the liposuction efficiency by vibrating before, after, left, right, up and down within a predetermined range. For example, by adding a vibration mechanism to the cannula module 30, the cannula module can be vibrated at a predetermined frequency.

캐뉼라 모듈(30)을 체내에 삽입하여 석션으로 지방을 흡출하는 과정에서 흡출되는 지방의 양을 측정하는 부피 센서를 더 설치하면, 화면의 모니터 등을 통해 수술의 진행 상황이 어느 정도인지 보여줄 수 있다.Inserting the cannula module 30 into the body to further install a volume sensor for measuring the amount of fat is aspirated in the process of sucking the fat with suction, the monitor on the screen, etc. can show how the progress of the surgery .

즉, 수술 부위의 지방의 양에 관한 데이터를 저장부에 미리 저장해 놓고, 흡출되는 지방의 양을 체적 센서로 측정하여, 저장된 데이터와 측정된 데이터를 실시간으로 비교하여 수술 진행 정도를 파악해 가면서 수술을 진행할 수 있다. 수술의 진행율은 사용자 조작부에 설치된 모니터 등에 표시되도록 할 수 있다.That is, data about the amount of fat at the surgical site is stored in advance in the storage unit, and the amount of fat extracted is measured by a volume sensor, and the stored data and the measured data are compared in real time to determine the degree of surgery. You can proceed. The progress rate of the surgery may be displayed on a monitor or the like installed in the user manipulation unit.

수술 부위의 지방의 양은 시술을 하려는 부위의 면적과 지방층을 두께로부터 3차원적인 부피로서 알 수 있으므로, 석션으로 뽑아내는 지방의 양을 수술 부위의 전체 지방의 양과 비교함으로써 현재 진행률을 알 수 있다. 이처럼 부피 센서를 사용하여 흡출되는 지방의 양을 측정하게 되면, 캐뉼라 모듈(30)이 움직인 궤적에 따라 어느 위치에서 얼마만큼의 지방이 흡출되는지도 파악할 수 있다.Since the amount of fat in the surgical site can be known as a three-dimensional volume of the area and fat layer of the area to be treated, the current progress can be determined by comparing the amount of fat drawn by the suction with the total amount of fat in the surgical site. When the amount of fat sucked out using the volume sensor is measured, it is possible to determine how much fat is sucked out at which position according to the trajectory of the cannula module 30.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방흡입 수술방법을 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing a liposuction method according to an embodiment of the present invention.

본 실시예는 전술한 지방흡입용 수술로봇 시스템을 사용하여 수술을 수행하는 방법에 관한 것으로, 먼저 자성체로 이루어진 캐뉼라 모듈(30)을 수술 부위에 삽입한다(S10).This embodiment relates to a method for performing surgery using the liposuction surgical robot system described above, first inserting the cannula module 30 made of a magnetic material in the surgical site (S10).

다음으로, 캐뉼라 모듈(30)에 음(-)압을 걸어 흡입공(32)을 통해 수술 부위의 지방을 흡입한다(S20). 이 과정에서 로봇 암(20)을 구동시켜 마그넷부(22)를 수술 부위 근처에서 이동시킴으로써, 캐뉼라 모듈(30)이 지정된 작동영역 내에서 움직이면서 지방을 흡입하도록 하여(S30), 원하는 부위의 지방을 흡입, 제거한다.Next, by applying a negative (-) pressure to the cannula module 30 to suck the fat of the surgical site through the suction hole 32 (S20). In this process, the robot arm 20 is moved to move the magnet part 22 near the surgical site, so that the cannula module 30 sucks fat while moving within a designated operating area (S30), and the fat of the desired site is removed. Inhale and remove.

캐뉼라 모듈(30)이 움직이는 범위, 즉 작동영역은 전술한 바와 같이 비젼부로 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 획득하고 그 획득된 이미지를 분석하여 자동으로 설정되도록 할 수 있으며, 이에 따라 본 실시예에 따른 수술로봇 시스템은 자동으로 지방층을 검출하여 지방흡입 수술을 수행할 수 있게 된다.The range in which the cannula module 30 moves, that is, the operating region, can be set to automatically obtain the image information by analyzing the surgical part as described above, and analyze the obtained image, thereby setting it automatically. According to the surgical robot system can automatically detect the fat layer to perform liposuction surgery.

다만, 작동영역을 설성하기 위해 반드시 비젼부로부터 획득된 영상정보를 이미지 분석해야 하는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 촉각센서로부터 피드백된 신호를 수신하여, 이를 기초로 캐뉼라 모듈(30)가 움직일 수 있는 작동영역을 설정할 수도 있음은 물론이다.However, it is not necessary to analyze the image information acquired from the vision unit in order to set up the operation area, and as described above, the cannula module 30 can move based on receiving the feedback signal from the tactile sensor. It is of course possible to set the operating area.

나아가, 캐뉼라 모듈(30)의 선단에 촬상 카메라를 장착하여 지방흡입을 수행하고 있는 부위의 영상정보를 획득할 수 있으며, 그 획득된 이미지를 분석하여 출혈이 있는지 또는 출혈 정도는 어떠한지 등을 판단하고, 그 결과에 따라 캐뉼라 모듈(30)이 작동 또는 정지하도록 제어할 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 수술로봇 시스템은 자동으로 출혈여부를 감지하여 지방흡입 수술을 진행 또는 중지하게 된다.Further, by mounting an imaging camera at the tip of the cannula module 30 can obtain the image information of the area performing liposuction, and by analyzing the obtained image to determine whether there is bleeding or the degree of bleeding According to the result, the cannula module 30 may be controlled to operate or stop. Accordingly, the surgical robot system according to the present embodiment automatically detects bleeding and proceeds or stops liposuction.

한편, 전술한 바와 같이, 수술 부위의 지방을 미리 파악해 놓고, 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 지방의 양을 실시간으로 측정하면, 측정된 데이터와 미리 파악된 데이터를 비교하여 수술이 진행된 정도를 실시간으로 산출, 표시해 가면서 수술을 진행할 수 있다.On the other hand, as described above, after grasping the fat of the surgical site in advance, and measuring the amount of fat inhaled by the cannula module and discharged out of the body in real time, compared with the measured data and the previously identified data to the extent that the operation was advanced The operation can be performed while calculating and displaying in real time.

한편, 전술한 지방흡입 수술방법은 수술로봇 시스템에 내장된, 또는 로봇 시스템의 외부에 설치되어 로봇 시스템과 연결되는 마이크로프로세서 등의 디지털 처리 장치에 의해 판독되어 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.
On the other hand, the liposuction method described above may be implemented in the form of a computer program that can be read and executed by a digital processing device such as a microprocessor embedded in the surgical robot system or installed outside the robot system and connected to the robot system. It may be.

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

10 : 제어부 20 : 로봇 암
22 : 마그넷부 30 : 캐뉼라 모듈
31 : 하우징 32 : 흡입공
33 : 흡출구 34 : 분쇄부
36 : 튜브10 control unit 20 robot arm
22: magnet part 30: cannula module
31 housing 32 suction hole
33: air outlet 34: grinding portion
36 tube

Claims (25)

수술용 로봇의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 제어부와;
상기 제어부로부터 제어신호를 수신하여 구동되는 로봇 암과;
상기 로봇 암에 장착되며, 상기 로봇 암의 구동에 의해 수술 환자의 체외의 수술 부위 근처에서 이동되는 마그넷부와;
상기 마그넷부의 자력(磁力)에 상응하도록 자성체를 포함하며, 수술 환자의 체내의 수술 부위에 삽입되어 상기 마그넷부의 이동에 따라 이동하면서 지방을 흡입하는 캐뉼라(cannula) 모듈과;
상기 캐뉼라 모듈의 선단에 가해지는 반력을 측정하는 촉각(haptic)센서를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 촉각센서로부터 수신된 신호를 기초로 하여 설정된 작동영역 내에서 상기 캐뉼라 모듈이 움직이도록 상기 로봇 암의 구동 범위를 제한하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
A control unit for generating a control signal for driving the surgical robot;
A robot arm driven by receiving a control signal from the controller;
A magnet unit mounted to the robot arm and moved near the surgical site outside the surgical patient by driving the robot arm;
A cannula module including a magnetic body to correspond to the magnetic force of the magnet part, the cannula module being inserted into a surgical part of a body of a surgical patient and sucking fat while moving according to the movement of the magnet part;
Including a haptic sensor for measuring the reaction force applied to the tip of the cannula module,
The control unit, the liposuction robot system, characterized in that for generating a control signal for limiting the driving range of the robot arm to move the cannula module within the set operating area based on the signal received from the tactile sensor.
제1항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈은 영구자석을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 1,
The cannula module liposuction robot system, characterized in that it comprises a permanent magnet.
제1항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈에는, 흡입된 지방을 체외로 배출하는 통로 역할을 하는 튜브가 연결되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 1,
The cannula module, the liposuction robot system, characterized in that the tube which serves as a passage for discharging the inhaled fat to the body is connected.
제3항에 있어서,
상기 튜브는 플렉서블한 재질로 이루어지며, 상기 캐뉼라 모듈에 탈착가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 3,
The tube is made of a flexible material, liposuction surgical robot system, characterized in that coupled to the cannula module detachably.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 사용자 조작부에 연결되며, 상기 제어부는 상기 촉각센서로부터 신호를 수신하여, 상기 사용자 조작부에서 알람(alarm) 신호를 발하도록 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 1,
The control unit is connected to the user operation unit, the control unit receives a signal from the tactile sensor, the liposuction surgical robot system, characterized in that for generating an alarm signal (alarm) in the user operation unit.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 촉각센서로부터 수신된 신호보다 사용자 조작에 의해 수신된 신호를 우선하는 오버라이드(override) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 1,
The control unit, liposuction robot system characterized in that to perform an override (override) function to prioritize the signal received by the user operation over the signal received from the tactile sensor.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 사용자 조작부에 연결되며, 상기 제어부는 상기 촉각센서로부터 수신된 신호에 상응하여, 상기 사용자 조작부의 조작에 반력을 가하는 포스 피드백(force feedback) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 1,
The control unit is connected to the user operation unit, the control unit performs a liposuction operation robot that performs a force feedback function to apply a reaction to the operation of the user operation unit, in response to the signal received from the tactile sensor system.
제1항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈의 선단은 수술 부위를 손상시키지 않도록 완만한 면으로 처리된 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
The method of claim 1,
Liposuction robot system characterized in that the front end of the cannula module is treated with a gentle surface so as not to damage the surgical site.
수술용 로봇의 구동에 필요한 제어신호를 생성하는 제어부와;
상기 제어부로부터 제어신호를 수신하여 구동되는 로봇 암과;
상기 로봇 암에 장착되며, 상기 로봇 암의 구동에 의해 수술 환자의 체외의 수술 부위 근처에서 이동되는 마그넷부와;
상기 마그넷부의 자력(磁力)에 상응하도록 자성체를 포함하며, 수술 환자의 체내의 수술 부위에 삽입되어 상기 마그넷부의 이동에 따라 이동하면서 지방을 흡입하는 캐뉼라(cannula) 모듈과;
상기 캐뉼라 모듈의 선단에 장착되며, 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 비젼부를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 설정된 작동영역 내에서 상기 캐뉼라 모듈이 움직이도록 상기 로봇 암을 구동시키는 제어신호를 생성하며,
상기 캐뉼라 모듈은, 상기 영상정보로부터 상기 캐뉼라 모듈의 선단이 지방조직에 위치하는 것으로 확인되는 경우에 지방을 흡입하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
A control unit for generating a control signal for driving the surgical robot;
A robot arm driven by receiving a control signal from the controller;
A magnet unit mounted to the robot arm and moved near the surgical site outside the surgical patient by driving the robot arm;
A cannula module including a magnetic body to correspond to the magnetic force of the magnet part, the cannula module being inserted into a surgical part of a body of a surgical patient and sucking fat while moving according to the movement of the magnet part;
Is mounted to the front end of the cannula module, including a vision unit for providing image information by photographing the surgical site,
The control unit generates a control signal for driving the robot arm to move the cannula module within an operating area set from data derived through image analysis of the image information.
The cannula module, the liposuction robot system characterized in that it is operated to inhale fat when the front end of the cannula module from the image information is confirmed to be located in adipose tissue.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 사용자가 미리 설정한 작동영역 내에서 상기 캐뉼라 모듈이 움직이도록 상기 로봇 암을 구동시키는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 9,
The control unit is a liposuction robot system, characterized in that for generating a control signal for driving the robot arm to move the cannula module within a user-set operation area.
제9항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈에는 수술 부위에 물을 분사하는 워터젯(water jet)부가 결합되며, 상기 워터젯부는 상기 영상정보에 상응하여 작동되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 9,
The cannula module is coupled to a water jet unit (water jet) for injecting water to the surgical site, the water jet unit liposuction surgical robot system, characterized in that operated in accordance with the image information.
제9항에 있어서,
상기 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하는 연산부를 더 포함하며,
상기 캐뉼라 모듈은, 상기 연산부에 의해 미리 설정된 기준치 이상의 출혈이 있는 것으로 판단될 경우, 그 작동이 정지되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 9,
Further comprising a calculation unit for determining the degree of bleeding from the data derived through the image analysis of the image information,
The cannula module, the liposuction robot system, characterized in that the operation is stopped, if it is determined that there is bleeding or more than the predetermined reference value by the operation unit.
제1항 또는 제9항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 물질을 촬영하는 촬상 카메라와, 상기 촬상 카메라로부터 획득된 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하는 연산부를 더 포함하되,
상기 캐뉼라 모듈은, 상기 연산부에 의해 미리 설정된 기준치 이상의 출혈이 있는 것으로 판단될 경우, 그 작동이 정지되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 1 or 9,
An imaging camera for photographing a substance sucked by the cannula module and discharged to the outside of the body, and a calculation unit for determining the degree of bleeding from the data derived through image analysis of the image information obtained from the imaging camera,
The cannula module, the liposuction robot system, characterized in that the operation is stopped, if it is determined that there is bleeding or more than the predetermined reference value by the operation unit.
제1항 또는 제9항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 물질의 화학 성분을 검출하는 케미칼 센서와, 상기 케미칼 센서에 의해 획득된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하는 연산부를 더 포함하되,
상기 캐뉼라 모듈은, 상기 연산부에 의해 미리 설정된 기준치 이상의 출혈이 있는 것으로 판단될 경우, 그 작동이 정지되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 1 or 9,
Further comprising a chemical sensor for detecting a chemical component of the material sucked by the cannula module and discharged to the outside of the body, and a calculation unit for determining the degree of bleeding from the data obtained by the chemical sensor,
The cannula module, the liposuction robot system, characterized in that the operation is stopped, if it is determined that there is bleeding or more than the predetermined reference value by the operation unit.
제1항 또는 제9항에 있어서,
수술 부위의 지방의 양에 관한 데이터를 저장하는 저장부와;
상기 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 지방의 양을 측정하는 체적 센서와;
상기 저장부에 저장된 데이터와 상기 체적 센서로에 의해 측정된 데이터를 비교하여 수술이 진행된 정도를 도출하는 산출부를 더 포함하되,
상기 제어부는, 상기 산출부에 의해 미리 설정된 기준치 이상으로 수술이 진행된 것으로 판단될 경우, 상기 로봇 암 및 상기 캐뉼라 모듈의 작동이 정지되도록 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 1 or 9,
A storage unit for storing data relating to the amount of fat at the surgical site;
A volume sensor which measures the amount of fat sucked by the cannula module and discharged out of the body;
Comprising a comparison with the data stored in the storage unit and the data measured by the volume sensor to derive the degree of the progress of the operation further comprises,
The control unit, the liposuction surgical robot system, characterized in that for generating a control signal to stop the operation of the robot arm and the cannula module when it is determined that the operation is proceeding above the predetermined reference value.
제1항 또는 제9항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈의 단부에는, 상기 캐뉼라 모듈에 작용하는 흡입력에 의해 회전하여 상기 캐뉼라 모듈을 통해 흡입된 지방을 분쇄하는 분쇄부가 형성되는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 1 or 9,
At the end of the cannula module, a liposuction robot system, characterized in that the grinding portion is formed by rotating by suction force acting on the cannula module to grind the fat sucked through the cannula module.
제1항 또는 제9항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈은, 흡입 효율이 향상되도록 소정의 진동수로 진동하는 것을 특징으로 하는 지방흡입 수술로봇 시스템.
10. The method of claim 1 or 9,
The cannula module, liposuction robot robot, characterized in that the oscillation at a predetermined frequency to improve the suction efficiency.
제1항 또는 제9항의 지방흡입 수술로봇 시스템에 사용되는 캐뉼라(cannula) 모듈로서,
관(管)형상으로 형성되며, 외부의 자력(磁力)에 상응하여 움직일 수 있도록 자성체를 포함하여 이루어지는 하우징과;
상기 하우징의 표면에 천공되어 수술 부위의 지방을 흡입하는 흡입공과;
상기 하우징의 표면에 천공되고, 상기 흡입공과 연통되며, 상기 하우징 내에 음(-)압을 형성하기 위한 석션 라인이 연결되는 흡출구를 포함하는 캐뉼라 모듈.
A cannula module for use in the liposuction robotic system of claim 1,
A housing formed in the shape of a pipe, the housing including a magnetic material so as to be movable in correspondence with an external magnetic force;
A suction hole which is punctured on the surface of the housing and sucks fat from the surgical site;
A cannula module punctured by a surface of the housing, in communication with the suction hole, and connected to a suction line for forming a negative pressure in the housing.
제18항에 있어서,
상기 자성체는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐뉼라 모듈.
19. The method of claim 18,
The magnetic body cannula module, characterized in that it comprises a permanent magnet.
제18항에 있어서,
상기 하우징의 선단은 수술 부위를 손상시키지 않도록 완만한 면으로 처리된 것을 특징으로 하는 캐뉼라 모듈.
19. The method of claim 18,
Cannula module, characterized in that the front end of the housing is treated with a gentle surface so as not to damage the surgical site.
제18항에 있어서,
상기 하우징 내에는 상기 흡입공을 통해 흡입된 지방을 분쇄하는 분쇄부가 결합되는 것을 특징으로 하는 캐뉼라 모듈.
19. The method of claim 18,
The cannula module, characterized in that coupled to the grinding unit for grinding the fat sucked through the suction hole.
자성체와, 그 선단에 가해지는 반력을 측정하는 촉각센서를 포함하는 캐뉼라 모듈을 수술 부위에 삽입하고, 마그넷부가 장착된 로봇 암을 구동시켜 지방흡입 수술을 하는 수술로봇 시스템에서 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 수술로봇 시스템에 의해 판독될 수 있는 기록 매체로서,
(a) 상기 캐뉼라 모듈이 상기 마그넷부의 자력에 의해 이동할 수 있도록 상기 로봇 암을 구동시키는 제1 제어신호를 생성하는 단계;
(b) 수술 부위의 지방을 흡입하도록 상기 캐뉼라 모듈을 작동시키는 제2 제어신호를 생성하는 단계;
(c) 상기 캐뉼라 모듈이 소정의 작동영역 내의 지방을 흡입하면서 이동하도록 상기 로봇 암을 구동시키는 제3 제어신호를 생성하는 단계; 및
(d) 상기 촉각센서로부터 수신된 신호를 기초로 하여 설정된 작동영역 내에서 상기 캐뉼라 모듈이 움직이도록 상기 로봇 암의 구동 범위를 제한하는 제4 제어신호를 생성하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
A program of instructions that can be executed in a surgical robot system that inserts a cannula module including a magnetic material and a tactile sensor for measuring the reaction force applied to the tip of the surgical site, and drives a robot arm equipped with a magnet to perform liposuction surgery. As a recording medium which is tangibly embodied and can be read by the surgical robot system,
(a) generating a first control signal for driving the robot arm such that the cannula module can move by the magnetic force of the magnet part;
(b) generating a second control signal for actuating the cannula module to inhale fat at the surgical site;
(c) generating a third control signal for driving the robot arm to move while sucking the fat within a predetermined operating area by the cannula module; And
(d) recording a program for executing a step of generating a fourth control signal for limiting a driving range of the robot arm to move the cannula module within a set operating area based on the signal received from the tactile sensor media.
제22항에 있어서,
상기 수술로봇 시스템은 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 비젼부를 더 포함하며, 상기 작동영역은 상기 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 설정되는 것을 특징으로 하는 기록매체.
The method of claim 22,
The surgical robot system further includes a vision unit for photographing the surgical site to provide image information, wherein the operation region is set from the data derived through image analysis of the image information.
제22항에 있어서,
상기 캐뉼라 모듈의 선단에는 수술 부위를 촬영하여 영상정보를 제공하는 촬상 카메라가 장착되고,
상기 수술로봇 시스템은 상기 영상정보에 대한 이미지 분석을 통해 도출된 데이터로부터 출혈 정도를 판단하는 연산부를 더 포함하며,
상기 제3 제어신호는 상기 연산부의 판단결과에 상응하여 생성되는 것을 특징으로 하는 기록매체.
The method of claim 22,
The front end of the cannula module is equipped with an imaging camera for photographing the surgical site to provide image information,
The surgical robot system further includes a calculation unit for determining the degree of bleeding from the data derived through the image analysis of the image information,
And the third control signal is generated corresponding to a determination result of the operation unit.
제22항에 있어서,
수술 부위의 지방의 양에 관하여 미리 저장된 데이터와 상기 캐뉼라 모듈에 의해 흡입되어 체외로 배출되는 지방의 양을 측정하여 획득된 데이터를 비교하여, 수술이 진행된 정도를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.The method of claim 22,
And comparing the data stored in advance with respect to the amount of fat in the surgical site and the data obtained by measuring the amount of fat inhaled and discharged out of the body by the cannula module, and calculating the extent of the surgery. Recording medium.
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