KR102257034B1 - 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 - Google Patents

하이퍼덱스트러스 수술 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102257034B1
KR102257034B1 KR1020157029604A KR20157029604A KR102257034B1 KR 102257034 B1 KR102257034 B1 KR 102257034B1 KR 1020157029604 A KR1020157029604 A KR 1020157029604A KR 20157029604 A KR20157029604 A KR 20157029604A KR 102257034 B1 KR102257034 B1 KR 102257034B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hyperdexterous surgical
tool
surgical
arm
operator
Prior art date
Application number
KR1020157029604A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160010426A (ko
Inventor
파블로 에두아르도 가르시아 킬로이
토마스 디. 이건
카렌 셰익스피어 코닉
Original Assignee
에스알아이 인터내셔널
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스알아이 인터내셔널 filed Critical 에스알아이 인터내셔널
Publication of KR20160010426A publication Critical patent/KR20160010426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102257034B1 publication Critical patent/KR102257034B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25—User interfaces for surgical systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/37—Master-slave robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/71—Manipulators operated by drive cable mechanisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/60—Supports for surgeons, e.g. chairs or hand supports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00207—Electrical control of surgical instruments with hand gesture control or hand gesture recognition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00221—Electrical control of surgical instruments with wireless transmission of data, e.g. by infrared radiation or radiowaves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/305—Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms
    • A61B2034/306—Wrists with multiple vertebrae
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/371—Surgical systems with images on a monitor during operation with simultaneous use of two cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A61B90/57—Accessory clamps
    • A61B2090/571—Accessory clamps for clamping a support arm to a bed or other supports
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39135—For multiple manipulators operating at same time, avoid collision

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

하나 이상의 수술용 툴들을 지지하도록 구성되고 고정물에 결합가능한 하나 이상의 수술 암(surgical arm)들을 포함하는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템이 제공된다. 시스템은 하나 이상의 로봇 수술용 툴들과 전자적으로 통신하도록 구성된 전자 제어 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 하나 이상의 수술용 툴들의 운용을 전자적으로 제어할 수 있다. 시스템은 외과 의사에 의해 작동될 수 있는 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들을 포함할 수 있고 하나 이상의 수술용 툴들을 운용하기 위해서 전자 제어 시스템을 통하여 하나 이상의 제어 신호들을 하나 이상의 수술용 툴들로 통신한다. 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들은 수술 아레나(operating arena)의 복수개의 위치들로부터 하나 이상의 제어 신호들을 제공할 수 있어서, 외과 의사가 수술 절차 동안에 움직이는 것을 허용하고 수술 아레나의 상이한 위치들에서 하나 이상의 수술용 툴을 원격에서 운용하는 것을 허용한다.

Description

하이퍼덱스트러스 수술 시스템 {HYPERDEXTEROUS SURGICAL SYSTEM}
임의의 우선권 출원들에 대한 참조로서의 통합
본 출원은 2013년 3월 15일에 출원된 U.S. 가출원 No. 61/791248, 2013년 11월 20일에 출원된 U.S. 가출원 No. 61/906802, 2013년 11월 26일에 출원된 U.S. 가출원 No. 61/908888, 2013년 12월 12일에 출원된 U.S. 가출원 No. 61/915403, 및 2014년 2 월 5일에 출원된 U.S. 가출원 No. 61/935966의 35 U.S.C. § (119)(e)하에 의한 우선권 이익을 주장하고, 이들 전부는 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합되고 이 명세서의 일부로 간주되어야 한다.
기술분야
수술 로봇들은 외과 의사들이 최소 침습 방식으로 환자들을 수술하는 것을 허용한다. 본 출원은 수술 시스템들 및 방법들에 관한 것으로, 및 보다 상세하게는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스(hyperdexterous) 수술 암들 및 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들를 갖는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 및 이를 이용한 수술 방법들에 관한 것이다.
오늘날, 외과 의사들은 많은 기술들을 이용하는 별개의 모드들의 최소 침습 수술 가운데 선택하여야 한다. 복강경 수술은 일반적으로 두개의 카테고리들: 수동 툴(manual tool)들로의 복강경 수술 및 로봇 툴(robotic tool)들로의 복강경 수술로 분류된다. 수동 툴들을 이용하는 복강경 수술에서, 절차들은 전형적으로 작은 절개들을 통하여 수행된다. 수동 툴들은 받침대(fulcrum)에 대하여 병진이동(translate)되고, 회전되고, 및/또는 이동될 수 있다. 받침대에 대하여 회전하는 수동 툴들에 대하여, 외과 의사는 툴의 핸들을 쥔다. 외과 의사가 한 방향으로 핸들을 이동시킬 때, 툴의 원위 단부는 다른 방향으로 이동한다. 툴의 근위 단부의 움직임에 관련하여 툴의 원위 단부의 결과 움직임은 당연하지 않을 수 있으며, 외과 의사로 하여금 기술을 연습하는 것을 필요로 한다.
복강경 툴의 움직임들은 복강경 카메라에 의해 캡쳐된다. 복강경 카메라는 바로 수동 툴과 같이 절개부위를 통과하여 신체내에 삽입되는 긴 샤프트(shaft)를 갖는다. 복강경 카메라는 수동 툴들의 말단 팁들을 관측하도록 위치되어 툴의 원위 단부들의 움직임을 캡쳐한다. 디스플레이는 전형적으로 카메라의 기준 프레임(frame of reference)에 관련하여 툴들의 움직임을 보여준다. 받침대에 대하여 회전하는 수동 툴들에 대하여, 툴은 복강경 카메라의 이미지들에 기초하여 쉽게 식별할 수 없는 극 좌표계에서 이동한다.
다른 모드의 복강경 수술은 로봇 수술이다. 온-마켓(on-market) 로봇 수술 시스템들에서, 큰 로봇 암이 로봇 툴을 제어한다. 툴은 작은 절개부위내에 삽입된다. 로봇 툴의 원위 단부는 환자의 신체내에서 절차를 수행하기 위해서 전형적으로 엔드 이펙터(end effector) (예를 들어, 그래스퍼(grasper), 스테이플러(stapler), 등.)를 포함한다. 엔드 이펙터는 로봇 암의 성능들의 제약들하의 공간내에서 병진이동된다. 외과 의사 전형적으로 환자로부터 원격에 있는 몰입형 콘솔로 로봇 암을 제어한다. 로봇 툴은 다른 수술 작업들에 대하여는 적절하지 않지만 어떤 수술 작업들을 잘 하도록 구성된다.
온-마켓 수술 로봇 시스템들에서, 로봇 툴의 움직임들은 일반적으로 로봇 카메라에 의해 캡쳐된다. 또한 외과 의사의 제어하에서 꼭 로봇 툴들을 제어하는 로봇 암들과 같이, 로봇 카메라의 움직임들은 로봇 암에 의해 제어된다. 외과 의사는 그의 손 움직임들을 카메라의 기준 프레임내 로봇 툴의 움직임으로 매핑할 수 있다. 외과 의사 손들의 움직임들은 로봇 카메라의 기준 프레임내 로봇 툴들의 말단 엔드 이펙터들에 매핑된다. 기준 프레임(frame of reference)은 따라서 카메라에 의해 제공된 뷰에 제한된다. 디스플레이는 전형적으로 카메라의 기준 프레임(frame of reference)에 관련하여 로봇 툴의 원위 단부들의 움직임을 보여준다. 외과 의사는 따라서 특정 작업에 대하여 원하는 대로 로봇 툴들을 제어하기 위해 카메라에 의해 제공된 제한된 정보로 해부 구조의 심상 모델(mental model)을 생성하여야만 한다. 그의 원격 위치 때문에, 외과 의사는 수술 공간의 그의 이해를 강화하기 위해서 환자의 추가 뷰들을 획득할 수 없다. 이 동작 모드는 환자 신체 바깥쪽 기준 프레임에 관련한 이동을 더 자연스럽게 하는 큰 움직임들 또는 움직임들을 제한한다. 따라서, 로봇 카메라 기준 프레임에 관련하여 로봇 툴들의 말단 팁들을 제어하는 것은 수동 툴들을 이용한 복강경 수술에 비하여 수술 절차의 일부 측면들을 더 자연스럽게 한다. 예를 들어 봉합 작업에서 바늘 홀더 툴을 조작하는 것이 훨씬 더 용이할 수 있다. 그러나, 제한된 로봇 카메라의 기준 프레임은 일부 수술의 다른 측면들을 덜 자연스럽게 한다. 예를 들어, 복부의 한 사분면으로부터 다른 곳으로의 큰 움직임들을 수행하는 것, 특별히 환자의 중심선(midline)을 포함하는 아크(arc)를 통과하여 스윕(sweep)하는 카메라를 수반하는 움직임들은 매우 도전적이다. 이런 동일한 움직임들은 환자 신체에 대하여 외부 기준 프로임에서 수동 툴들을 가지고 통상의 방식으로 성취될 수 있다.
온-마켓 시스템들은 툴을 제어하는 예를 들어 툴의 회전 및 병진이동을 제어하는 합성 메커니즘들을 가진다. 일부 현재 로봇 시스템들에서, 툴의 병진이동은 복잡하고 벌키한 일련의 네스팅(nesting) 선형 슬라이드(slide)들을 이용하여 달성된다. 수술에 이용 가능한 툴 샤프트의 총 길이를 제공하기 위해서, 슬라이드들은 툴의 맨 끝 근위 단부에 부착된다. 결과적으로, 신체내로의 툴의 전체 확장을 제외한 임의의 상태에서, 병진이동 메커니즘은 환자 신체에서 떨어진 곳에서 연장된다. 이 위치에서, 병진이동 메커니즘(translation mechnism)은 다른 로봇 암들 또는 로봇 암의 다른 컴포넌트들과의 간섭을 겪는다. 회전 및 병진이동 메커니즘의 사이즈는 로봇 암들의 근접한 측위(positioning)을 허용하지 않고, 따라서 일부 경우들에서, 로봇 툴들은 더 떨어져 배치된다. 툴이 피치(pitch) 및 요(yaw)를 통하여 이동할 때 병진이동 메커니즘은 로봇 암(arm)상에 높은 관성 하중(inertial load)을 부가함으로써 더 크고, 더 강력한 암을 필요로 한다. 회전 및 병진이동 메커니즘들은 로봇 암의 원위 단부에 중량을 추가한다. 로봇 툴을 제어하여 합성 회전 및 병진이동 메커니즘들을 이동시키기 위해서 링크 세그먼트들을 제어하는 링크 세그먼트들 및 모터들은 따라서 더 커져야 한다. 각각의 추가 세그먼트 및 각각의 추가 모터는 문제를 더 심각하게 하는 중량(weight)을 추가한다. 로봇 암의 원위 단부는 무겁고 적절한 강성도 레벨을 유지하기 위해서 점점 더 강력한 근위 조인트들에 의해 지지되어야만 한다.
로봇 암들은 따라서 벌키(bulky)하고 환자 주위의 공간을 차지한다. 다수의 로봇 암들이 수술 절차를 수행하기 위해 사용되는 경우들에서, 암들은 충돌들을 피하기 위하여 주의깊게 조정되어야 한다. 더구나, 로봇 암의 컴포넌트들간에 충돌들을 피하기 위하여 로봇 암을 재위치시키기 위해서 많은 추가 단계들이 취해진다. 더구나, 삽입 각도, 로봇 암들 및 툴들의 사이즈 및 디자인, 및 다른 요인들 때문에, 로봇 암은 어떤 위치들, 소위 데드 존(dead zone)들에 도달하지 못할 수 있다. 로봇 암의 큰 사이즈가 수술 스태프(staff)로 하여금 로봇 암을 우회하는 수술을 계획하게 한다. 이것은 수술 절차들을 덜 적응적(flexibility)이고 효율적이게 한다. 추가적으로, 온-마켓 로봇 암들은 무겁다. 로봇 시스템들의 디자인은 로봇 시스템의 사용을 위해 미리 셋 업된 특별히 디자인된 수술 아레나(arena)들을 필요로 한다. 따라서 수술실의 셋업에 제한된 적응성이 있다.
외과 의사는 온-마켓 로봇 수술 시스템들을 이용할 때, 종종 원격 콘솔에 앉아 있거나 또는 서 있을 때 환자로부터 원격에 위치된다. 전형적으로, 외과 의사는 몰입형 경험을 제공하는 뷰어(viewer)를 통하여 수술 사이트 및 툴들을 살핀다. 일부 경우들에서, 콘솔상에서의 외과 의사의 위치 때문에 외과 의사와 지원 스태프간의 대화는 제약되거나 또는 방해된다. 외과 의사가 환자와 떨어져 있고 직접 스태프와 대화할 수 없기 때문에 로봇 수술을 수행하는 팀들은 매우 잘 훈련되고 능숙할 것이 요구된다. 로봇 수술이 수행되는 상황들에서 높은 효율성 레벨을 달성하기 위해서 실습은 몇달, 일부 경우들에서 몇년이 걸린다. 이것은 팀의 구성원들이 교체되는 것을 어렵게 한다.추가적으로, 이 원격 위치 (콘솔에서)에서, 외과 의사는 암을 제어하면서 동시에 수동 툴들을 사용할 수 없다.
예컨대 환자 신체내 하나의 수술 사이트로부터 다른 수술 사이트로 큰 스케일 로봇 툴의 움직임들을 실행하는 일부 작업들은 로봇 암들의 컴포넌트들 의 간섭 때문에 더 어려워질 수 있다. 수동 툴들로 용이하게 수행되는 일부 작업들은 로봇 툴들로 수행하기에 더 복잡하거나 또는 불가능하다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 로봇은 단순히 작업을 완수할 수 있는 엔드 이펙터를 가지지 않는다. 촉각 피드백, 예컨대 촉진을 필요로 하는 일부 작업들은 로봇 암으로 수술하는 외과 의사에 수행될 수 없다. 오히려, 로봇 암으로 수술하는 외과 의사는 이들 유형들의 작업들을 보조하기 위해서 수술대 옆에 보조자 또는 외과 의사를 필요로 한다.
온-마켓 로봇 암들은 전형적으로 두개의 자유도(degrees of freedom)를 가진다. 전형적으로, 이들 두개의 자유도는 피치 메커니즘(pitch mechanism) 및 롤 메커니즘(roll mechanism)으로부터 온다. 로봇 툴은 전형적으로 네개의 자유도를 갖는다. 로봇 툴은 전형적으로 병진이동 및 회전한다. 로봇 툴은 전형적으로 손목에서 피치(pitch) 및 요(yaw)할 수 있다. 온-마켓 시스템들은 전형적으로 따라서 로봇 암 및 로봇 툴로부터의 자유도를 포함하여 여섯개의 자유도를 가진다.
일부 로봇 암들에 의해 사용되는 병진이동 메커니즘은 샤프트 축에 대하여 회전될 수 없다. 회전을 달성하기 위해서, 이들 시스템들은 단순히 병진이동 메커니즘과 독립적으로 단지 툴 샤프트를 회전시킨다. 회전 동안에 엔드 이펙터 트위스트와 연계되는 케이블들은, 따라서 케이블들의 마찰 및 바인딩(binding)을 일으킨다. 이 트위스팅은 시스템내 탄력성 또는 슬랙(slack)에 의해 보상되어야 하는 케이블들에서의 길이의 변화를 야기한다. 이 트위스팅은 또한 전형적으로 대략 +/- 270°의 회전으로 제한되는 회전 범위상에 제한을 가한다.
상기에서 논의된 최소 침습 수술의 현재 모드들의 한가지 단점은 그것들이 따로따로(discrete)라는 것이다. 외과 의사가 수술대에서 수동 툴들을 사용하기 위해서, 그 또는 그녀는 로봇 암을 원격 콘솔에서 제어할 리 가 없다. 외과 의사가 원격 콘솔에서 로봇 암을 제어하기 위해서, 그 또는 그녀는 수술대에서 수동 툴들을 사용할 리가 없다. 외과 의사는 로봇 툴들과 수동 툴들 둘다에서 동시에 제어할 수 없다.
최소 침습 수술의 현재 모드들의 다른 단점은 그것들이 외과 의사에게 제한된 정보를 제공한다는 것이다. 전형적으로 이 정보는 로봇 카메라의 뷰에 제한된다. 추가 제약들에 대한 정보, 예컨대 카메라로부터의 이미지와 관련하여 환자, 외과 의사, 또는 툴들의 위치가 외과 의사에게 제공되지 않는다. 움직이는 툴들 및/또는 움직이는 로봇 카메라 없이 카메라의 기준 프레임을 이해하기 위한 정보가 외과 의사에게 제공되지 않는다. 툴들을 움직이고 이미지를 살펴봄으로써, 외과 의사는 환자 및 수술 아레나 내부의 수술 공간의 심상 모델을 생성할 수 있다.
온-마켓 로봇 수술 시스템들이 갖는 다른 단점은 외과 의사가 수술 동안에 그 또는 그녀를 위치를 바꾸는 기능을 허용하지 않는다는 것이다. 외과 의사는 로봇 툴들의 엔드 이펙터들로 수술 작업을 수행하기 위해서 로봇 툴들을 조작하는 몰입형 콘솔(immersive console)에 있어야만 한다.
온-마켓 로봇 수술 시스템들의 다른 단점은 그것들이 수술 진행동안에 전형적으로 그라운드(ground)에 고정되고 환자의 방위(orientation)를 따르지 않는다는 것이다. 로봇 암 및/또는 베드의 위치는 로봇 암이 사용중인 동안에 변경될 수 없다. 전형적으로 로봇 암들은 수평 수준면(level surface) (예를 들어, 바닥에 고정된)에 마운트되고 및 환자는 수평 수준면 (예를 들어, 베드) 위에 배치된다. 일부 수술들에서, 수행될 수술에 기초하여 수평 표면에 관하여 환자의 신체를 비스듬하게(예를 들어, 틸트)하는 (예를 들어, 내부의 장기들을 환자의 머리 쪽으로 이동시키기 위해서 환자의 머리를 더 낮게하는) 것이 유익할 수 있다.
온-마켓 로봇 암들이 갖는 다른 단점은 수술공간에 접근하는 것은 로봇 암들을 매우 큰 범위의 움직임을 통하여 이동하는 것을 필요로 할 수 있다는 것이다. 다수의 로봇 암들이 단일 수술을 위해 사용될 때 움직임은 제한될 수 있다. 로봇 암들 또는 단일 로봇 암의 컴포넌트들 사이의 충돌 가능성이 증가한다. 로봇 시스템을 작고 콤팩트하게 유지하면서 환자의 바깥쪽 빈 공간(free space)을 최대화하고 동시에 수술 공간을 최대화하는 어려운 문제가 있다.
특허 문헌 1 : 국제공개공보 WO2006/124388(2006.11.23) 특허 문허 2 : 공개특허공보 제 10-1999-0087101호(1999.12.15)
수술 절차들을 수행하할 때 외과 의사들에 적응성(flexibility)을 제공하고 온-마켓 로봇 수술 시스템들으로 상기에서 논의된 결함들을 극복하는 수술 시스템에 대한 요구가 있다.
이하에서 논의되는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기에서 논의된 많은 결함들을 극복하고 온-마켓 로봇 수술 시스템들에 비하여 장점들을 제공한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 한가지 장점은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템이 작고 콤팩트(compact)하여서 여러 가지 고정물(fixture)들에 여러 가지 방식들로 마운트될 수 있다는 것이다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 한가지 장점은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 수술 절차 동안에 예컨대 특정한 수술 절차를 수행하는 것을 가능하게 하기 위해 상기 환자의 신체가 틸트될 때 (예를 들어, 상기 희망하는 조직 또는 장기에 더 나은 액세스를 제공하는 방식으로 내부의 장기들을 이동시키는) 환자의 방위(orientation)를 좇아 마운트될 수 있다는 것이다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 한가지 장점은 환자를 수술하는 동안 외과 의사에 의해 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및 수동 툴들을 동시에 사용하는 능력이다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 다른 장점은 그것이 모듈식(modular)이어서 수술에 앞서서 또는 수술동안에 어떻게 상기 수술 아레나가 셋업될지에 관한 적응성을 제공하고 상기 환자 위에 빈 공간을 최대로 허용한다는 것이다. 상기 시스템의 또 다른 장점은 상기 외과 의사가 수술 절차을 수행하는 동안 이동하는 것을 허용하고 상기 수술 절차 동안에 단지 수동 툴들을 이용하는 것, 수동 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 이용하는 것, 및 단지 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 이용하는 것 사이에서 매끄럽게 이동하는 것을 허용한다는 것이다. 상기 시스템의 다른 장점은 상기 외과 의사에게 상기 수술 of 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 운용을 더 자연스럽게 하는 추가 정보를 제공한다는 것이다. 또 다른 장점은 상기 외과 의사에게 상기 환자 근처에서의 특정 수술 작업을 수행하는 수술 동안에 그 또는 그녀 위치를 바꾸는(reposition) 능력을 제공한다는 것이다. 예를 들어, 수술 절차의 진행 동안에, 상기 외과 의사는 수동 툴이 유지될 필요가 있는 방식때문에 그 또는 그녀 위치를 바꾸거나 또는 수행될 절차에 기초하여 상이한 위치들에서 툴들을 조작하는 것이 원해질 수 있다. 상기 시스템의 또 다른 장점은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 엔드 이펙터 단일 진입점(single envtry point)으로부터 상기 환자 내부에 서로 전혀 다른 위치들에 도달할 수 있어서, 상기 환자 신체 내부의 수술 공간이 최대화된다. 예를 들어 복부 수술에서, 단일 진입점으로부터 상기 복부의 모든 네개의 사분면들을 액세스할 필요가 있을 수 있다. 추가로 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 장점들은 본 출원에 제공된 상세한 설명에서 더 명확해질 것이다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 고정물에 결합할 수 있다 (예를 들어, 수술대, 병원 베드(bed), 진찰대(examination table), 벽, 마루, 천장, 테이블, 카트, 또는 돌리(dolly)). 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 지지 암(support arm)에 의해 지지될 수 있다. 상기 지지 암은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암 측위를 위해 이동될 수 있다. 상기 지지 암은 상기 리모트 센터(Remote Center) 측위를 위해 이동될 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 수평 위치 조절 메커니즘(horizontal position adjusting mechanism)에 의해 지지될 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 수직 위치 조절 메커니즘(vertical position adjusting mechanism)에 의해 지지될 수 있다. 상기 수평 위치 조절 메커니즘 및/또는 상기 수직 위치 조절 메커니즘은 상기 리모트 센터 위치 선정을 위해 이동될 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 수술의 진행동안에 환자의 방위를 좇아 상기 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들을 경사지게((예를 들어, 틸트) 하는 것을 가능하게 할 수 있다. 전형적으로 상기 환자는 수평 수준면(level surface) (예를 들어, 베드)상에 배치된다. 일부 수술들에서, 수행될 상기 수술에 기초하여 상기 수평 표면상기 환자와 관련하여의 신체를 경사지게(예를 들어, 틸트) (예를 들어, 상기 수술 사이트로의 개선된 액세스를 위해 수술 사이트로부터 떨어져 상기 환자의 머리쪽으로 내부의 장기들을 이동시키기 위해서 상기 환자의 머리를 낮추는 것)하는 것이 유익할 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 따라서 사용중인 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암을 가지고 상기 절차동안에 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암을 경사지게(예를 들어, 수평으로부터 틸팅)하는 것이 가능하다.
일 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하나의 수술자, 예컨대 외과 의사에 의한 수동 툴 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 동시 사용을 수용한다. 상기 수동 툴들 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 동시 사용은 상기 환자 내부의 동일한 작업공간에서 이루어질 수 있다. 상기 수술자는 한 손으로 수동 툴을 상기 다른 손으로 하이퍼덱스트러스 수술용 툴을 제어할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴은 툴 샤프트, 리스트(writst) 및 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 상기 툴은 상기 툴의 샤프트를 따라서의 임의의 포인트에 위치되거나 또는 근위 단부에 모터 팩(motor pack)을 가질 수 있다. 상기 모터 팩은 상기 엔드 이펙터의 움직임을 달성하기 위해서 상기 툴내 구동 메커니즘의 움직임을 구동하는 복수개의 모터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 모터 팩은 착탈 가능할 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 운용하면서 상기 수술자가 다수의 위치들, 상기 환자의 베드측면에서, 즉, 상기 수술대에서를 포함하는 다수의 위치들에서 상기 환자와 상호 작용(interact)하는 것을 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 수술자가 상기 환자 옆에 위치하면서 상기 환자의 베드측면에서 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 제어하거나, 또는 동시에 제어 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 및 수동 툴을 동시에 제어하는 것을 가능하게 한다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 절차 동안에 상기 수술자가 상기 수술 아레나 주위에서 이동하는 것을 가능하게 한다. 상기 이동성(mobility)은 상기 외과 의사가 수술 절차를 진행하기 위해서 상기 환자에 대하여 최적의 위치를 찾고 수술 진행동안에 요구될 때 또는 원해질 때 그 또는 그녀 위치를 바꾸는 것을 허용한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 따라서 상기 수술자가 상기 환자의 베드측면로부터 및/또는 별개의 원격 스탠드로부터를 포함하여 복수개의 위치들로부터 하이퍼덱스트러스 수술용 툴을 제어하는 것을 가능하게 한다. 상기 수술자는 수동 툴 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴을 조작하기에 보다 최적의 위치로 재배치될 수있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 모듈식이어서 상기 환자와 관련하여 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들을 배열하는데 적응성(flexibility) 및 다용성(versatility)을 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템에 의해 제공된 이런 적응성은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 유익한 간격(spacing)을 허용한다. 이 적응성은 또한 요구될 때 하이퍼덱스트러스 수술 암들을 추가하거나 또는 제거함으로써 수술 절차를 시작하기 전에 상기 환자 또는 상기 환경에 맞추어 상기 수술 아레나를 셋 업하고, 그리고 수술 절차 동안에 수정하는 것을 허용한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 모듈식 측면에 의해 제공된 상기 적응성은 또한 상기 환자 주변에 더 많은 빈 공간을 가능하게 하고, 이는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들간에 충돌들을 제한한다. 상기 빈 공간은 또한 예컨대 응급 수술들이 상기 환자에게 수행될 것이 필요로 할때 예를 들어, 수술동안에 상기 환자와 관련하여 그 또는 그녀 위치를 바꾸거나 또는 다양한 위치들로부터 수동 툴을 조작하여 (예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴과 함께 동시에) 상기 환자에 대한 더 큰 액세스를 상기 외과 의사에 허용한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템에 의해 제공된 상기 빈 공간은 또한 추가의 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 측위을 허용할 뿐만 아니라 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 더 큰 범위의 움직임을 허용한다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 사이즈 및/또는 중량은 최소화된다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 상기 회전/병진이동 메커니즘의 사이즈 및/또는 중량은 최소화되고, 이는 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴을 지지하는 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 사이즈 및/또는 중량을 최소화하는 것을 허용한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 사이즈 및 중량을 최소화하는 것은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 움직임을 달성하기 위해서 벌키(bulky)하지 않은 구동 메커니즘들, 예컨대 모터들의 사용을 허용한다. 더구나, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 상기 구동 메커니즘의 전력 공급에 요구되는 전력 양이 축소된다. 추가적으로, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 더 적은 사이즈 및/또는 중량은 고정물로의 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 마운칭에 적응성을 허용한다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템에 의해 차지되는 더 적은 공간 때문에, 상기 수술자는 바람직하게는 상기 수술 아레나 주위에 더 많은 빈 공간을 가질 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 툴들의 측위의 상기 외과 의사의 이해를 증강시킴으로써 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 움직임의 상기 외과 의사의 자연스러운 이해를 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 환자의 신체 내부의 수술공간내의 상기 수동 툴들 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 측위(positioning)와 관련한 정보를 제공한다. 예를 들어, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 외과 의사와 관련하여 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 방위 및 위치를 상기 외과 의사가 이해하는 것을 돕는 시각 신호들을 상기 외과 의사에 제공할 수 있어서, 상기 외과 의사에 의해 작동될 때 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들이 어떻게 이동되는지를 상기 외과 의사가 이해하는 것을 허용한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 수술자의 선호사항(preference)들에 기초하여 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 제어가 조절되는 것을 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 수술자의 선호사항들에 기초하여 상기 수술자에 제공된 정보가 조절되는 것을 가능하게 한다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 데드 존(dead zone), 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴에 의해 액세스할 수 없는(inaccessible) 신체내부의 영역을 줄인다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 상기 데드 존들이 상기 환자 신체로부터 떨어져 배치될 수 있도록 위치된다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 데드 존을 최소화하기 위한 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암 마운팅이 쉽게 달성되도록 디자인될 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 중립 위치(neutral position) 및/또는 제로(0) 위치가 상기 데드 존을 최소화하도록 디자인될 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 잉여 자유도를 가질 수 있다. 상기 잉여 자유도는 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암이 여러 가지 희망하는 포즈(pose)들로 배치되는 것을 허용할 수 있다. 상기 잉여 자유도는 상기 환자 주변에 더 많은 빈 공간을 가능하게 할 수 있다. 상기 잉여 자유도는 상기 환자 위의 공간내에 더 많은 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (예를 들어, 복수개의 하이퍼덱스트러스 수술 암들)의 배치 및 사용을 가능하게 할 수 있다. 추가적으로, 상기 잉여 자유도는 상기 환자 내부에 더 큰 수술 공간을 가능하게 할 수 있다. 상기 잉여 자유도는 자체-충돌들 단일 하이퍼덱스트러스 수술 암의 컴포넌트들간의) 및 다른 충돌들 (하이퍼덱스트러스 수술 암들간의, 하이퍼덱스트러스 수술 암과 상기 환자간의)의 수를 제한할 수 있다.
일 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 세개의 자유도를 가질 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 온-마켓 시스템들과 비하여 하나의 잉여 자유도를 가질 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 두개의 롤 축(roll axis)들을 가질 수 있다. 상기 두개의 롤 축들 중 하나는 잉여 롤 축일 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 잉여 롤 메커니즘(redundant roll mechanism)을 가질 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 및 상기 회전/병진이동 메커니즘은 네개의 자유도를 가질 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴은 회전 및 병진이동할 수 있다. 추가적으로, 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴은 피치(pitch) 및 롤(roll)할 수 있다 (예를 들어, 리스트(wrist)를 통하여). 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 및 회전/병진이동 메커니즘은 함께 일곱개의 자유도를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 및 회전/병진이동 메커니즘은 함께 일곱개를 초과하는 자유도를 제공할 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 온-마켓 시스템들과 비교하여 하나 초과의 잉여 자유도를 가질 수 있다. 상기 잉여 자유도는 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암이 여러 가지 희망하는 포즈(pose)들로 배치되는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로, 상기 잉여 자유도는 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 여러 가지 포즈들을 통하여 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴이 희망하는 방위로 위치되는 것을 허용할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암은 리모트 센터(Remote Center)를 설정하도록 위치될 수 있다. 상기 리모트 센터는 상기 신체내로의 진입이 일어날 때의 위치이다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템에 대하여, 상기 리모트 센터는 상기 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 다양한 롤 및 피치 메커니즘들의 회전 축들과 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 축이 교차하는 공간내 위치이다. 상기 리모트 센터는 환자의 절개부위에 위치될 수 있다. 상기 환자의 신체 바깥쪽에 상기데드 존을 위치시키기 위해서 상기 리모트 센터 아래에 상기 숄더 롤 메커니즘(shoulder roll mechanism)이 배치될 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 피치 메커니즘, 제 1 롤 메커니즘, 및 제 2 롤 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 롤 메커니즘의 축은 상기 리모트 센터를 통과할 수 있다. 추가적으로, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암에 결합된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 축은 상기 리모트 센터를 통과할 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 상기 제 2 롤 메커니즘의 수직 위치가 모든 상기 축들이 지나가는 상기 리모트 센터에 또는 상기 리모트 센터 아래에 있을 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 제 2 롤 메커니즘은 상기 잉여 롤 메커니즘이다.
하이퍼덱스트러스 수술 암은 상기 제 2 롤 메커니즘이 최초 위치로부터 적어도 +/- 90°까지 회전할 수 있도록 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 상기 제 2 롤 메커니즘이 최초 위치로부터 +/- 90° 넘어서까지 회전할 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 제 2 롤 메커니즘은 바람직하게는 단지 상기 피치 메커니즘 및 하나의 롤 메커니즘을 갖는 온-마켓 로봇 암으로 도달하기 어렵거나 또는 액세스할 수 없는 타겟(target)들에 도달할 수 있다.
상기 피치 메커니즘, 상기 제 1 롤 메커니즘, 및 상기 제 2 롤 메커니즘, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 배열 때문에 다양한 포즈들을 취할 수 있다. 상기 타겟 위치는 리모트 센터를 유지하면서 상기 피치 메커니즘, 상기 제 1 롤 메커니즘, 및/또는 상기 제 2 롤 메커니즘의 방위를 바꿈으로써 액세스될 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 상에 회전 및/또는 병진이동을 첨가할 수 있는 회전/병진이동 메커니즘을 포함한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 상기 회전/병진이동 메커니즘이 상기 리모트 센터에 근접하여 위치되도록 배열될 수 있다 (예를 들어, 3-5 인치내, 2-6 인치내, 1-7 인치내, 7 인치보다 작은, 6 인치보다 작은, 5 인치보다 작은, 4 인치보다 작은, 3 인치보다 작은, 2 인치보다 작은, 1인치 보다 작은). 상기 회전/병진이동 메커니즘은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암의 회전 관성 모멘트에 제한된 기여를 갖도록 배열될 수 있다. 상기 회전/병진이동 메커니즘은 움직임 동안에 인접한 하이퍼덱스트러스 수술 암들와의 간섭을 제한하도록 배열될 수 있다. 상기 회전/병진이동 메커니즘은 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 샤프트상에 직접 작동하도록 배열될 수 있다. 상기 회전/병진이동 메커니즘은 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 상이한 사이즈 샤프트들을 수용하도록 배열될 수 있다. 상기 회전/병진이동 메커니즘은 온-마켓 시스템들보다 더 작은 폭을 가질 수 있어서, 인접한 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들이 함께 가까이 위치되는 것을 허용한다.
회전/병진이동 메커니즘은 회전 및 병진이동을 위한 기계 에너지 입력들이 차이(differential)가 있을 수 있어서 회전 및/또는 병진이동은 상기 두개의 기계 에너지 입력들의 결합된 움직임에 의해 달성되도록 배열될 수 있다. 상기 회전 및 병진이동을 위한 기계 에너지 입력들은 차이가 있을 수 있어서 상기 메커니즘에 인가된 파워는 상기 두개의 입력 모터들의 결합된 파워이다. 상기 회전/병진이동 메커니즘은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 무균(sterile) 컴포넌트들과 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 비-무균 컴포넌트들간에 장벽(barrier)을 유지하도록 배열될 수 있다. 상기 회전/병진이동 메커니즘은 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 샤프트 위치가 상기 환자 신체 바깥쪽 샤프트 길이의 저항(resistance) 또는 정전 용량(capacitance)을 통하여 상기 샤프트상에서 직접 측정되도록 배열될 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 제어 시스템을 포함할 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암은 입력 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴은 입력 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 상기 상기 입력 디바이스의 위치 및 방위는 추적될 수 있다. 상기 입력 디바이스는 무선 또는 유선일 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하나 이상의 입력 디바이스들 (예를 들어, 두개, 세개, 네개, 다섯개, 여섯개의 입력 디바이스들, 등.)를 포함할 수 있다.
입력 디바이스들은 하나 이상의 제어 포인트(control point)들을 제어할 수 있다. 상기 제어 포인트들은 어떤 움직임을 실행시키는 성능을 갖는 위치들이다. 하나 이상의 제어 포인트들은 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암상에 위치될 수 있다. 하나 이상의 제어 포인트들은 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴상에 위치될 수 있다. 하나 이상의 제어 포인트들의 움직임으로의 상기 입력 디바이스의 움직임의 변환은 다른 제어 포인트들의 움직임과는 독립적일 수 있다. 하나 이상의 제어 포인트들의 움직임으로의 상기 입력 디바이스의 움직임의 변환은 다른 제어 포인트들의 움직임과 동기화(synchronize)될 수 있다. 상기 수술자는 하나 이상의 제어 포인트들을 동시에 제어할 수 있다.
제어되는 오브젝트들은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 상기 제어 시스템은 하나 이상의 디스플레이들상에 디스플레이되는 이미지들의 줌 팩터(zoom factor)에 의존하여 상기 입력 디바이스의 움직임을 상기 제어되는 오브젝트들의 움직임들로 변환할 수 있다.
제어 시스템은 상기 하나 이상의 입력 디바이스들과 상기 하나 이상의 제어되는 오브젝트들간의 제약(constraint)들의 애플리케이션을 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템은 상기 제약들이 측정된 양들 예컨대 위치 또는 도출된 파라미터들 예컨대 거리, 속도, 힘, 및 텐션이도록 배열될 수 있다. 상기 제어 시스템은 상기 제약들이 각각의 제어되는 오브젝트에 대하여 상이할 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 제어 시스템은 상기 제약들이 제어되는 오브젝트들의 그룹에 대하여 동일할 수 있도록 배열될 수 있다. 세트(set)내의 각각의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴은 독립적인 제약을 가질 수 있다. 상기 제약은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들이 단일 입력 디바이스로 함께 조작될 수 있다는 것일 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들과 통신하는 전자 제어 시스템을 포함할 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 제어시스템과 신호를 통신하는 하나 이상의 입력 디바이스들을 포함할 수 있다. 상기 입력 디바이스들로부터의 상기 신호는 상기 수술 아레나내에서 송신될 수 있다. 예를 들어, 상기 입력 디바이스들로부터의 상기 신호는 환자의 상기 베드측면으로부터 송신될 수 있어서, 상기 수술자가 환자의 상기 베드측면으로부터 하이퍼덱스트러스 수술 암을 제어하는 것을 허용한다. 상기 제어 시스템은 상기 수술 아레나내의 다양한 위치들로부터 상기 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들과 신호를 통신할 수있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 정렬되거나, 부분적으로 정렬되거나 또는 서로 독립적인 기준 프레임들내에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 및 수동 툴의 제어를 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 정렬되거나, 부분적으로 정렬되거나 또는 서로 독립적인 기준 프레임들내에서 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 제어를 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 기준 프레임들에 관련된 정보를 상기 수술자에 제공한다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 움직임이 단일 툴의 움직임에 로크(lock)되는 것을 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 움직임이 단일 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 움직임에 로크되는 것을 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 움직임이 단일 수동 툴의 움직임에 로크되는 것을 가능하게 한다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 임의의 메커니즘으로 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 움직임을 인에이블(enable)하고 그리고 디스에이블(disable)한다. 상기 메커니즘은 클러치일 수 있다. 상기 메커니즘의 동작은 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴에 대한 기준 프레임을 설정할 수 있다. 상기 메커니즘의 동작은 기준 프레임의 최초 설정이후에 상기 수술자가 새로운 기준 프레임을 설정하는 것을 가능하게 한다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 입력 디바이스을 운용하는 상기 기준 프레임은 상기 수술자의 손의 팔뚝 또는 손목과 관련될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 수동 툴을 운용하는 상기 기준 프레임은 상기 수술자의 손의 팔뚝 또는 손목과 관련될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 수술자는 상기 하나 이상의 수동 툴들의 기준 프레임과는 무관한 기준 프레임내에서 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 조작할 수 있다.
다른 측면에 따라, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 상기 기준 프레임들들의 이해를 가능하게 하다. 상기 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 하나 이상의 소스들로부터의 정보를 결집하고 하나 이상의 이미지들을 상기 외과 의사에 제공하는 시각화 시스템(visualization system)을 포함할 수 있다. 상기 정보는 상기 외과 의사, 상기 환자, 상기 하이퍼덱스트러스 수술 암, 상기 하이퍼덱스트러스 수술용 툴, 및/또는 상기 수동 툴의 위치상의 정보일 수 있다. 상기 정보는 제어 포인트들의 위치상의 정보일 수 있다. 상기 이미지는 상기 외과 의사의 뷰 포인트(point of view)를 반영하도록 조작될 수 있다. 상기 이미지는 상기 외과 의사가 다른 위치로 이동함에 따라 상기 외과 의사의 뷰 포인트를 반영하기 위해서 업데이트될 수 있다.
상기 시각화 시스템에 의해 제공되는 정보는 상기 카메라들로부터의 라이브 데이터(live data), 수술전(pre-operative) MRI로부터의 데이터, CT, 초음파 또는 다른 이미징 양상(modality), 및 장기들의 모델들 및 상기 인체의 다른 부분들일 수 있다. 상기 시각화 시스템은 카메라들로부터 데이터가 수신될 때 상기 이미지가 실시간으로 업데이트될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 시각화 시스템은 상기 이미지가 다양한 소스들로부터의 정보의 혼합물(blend)일 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 혼합하는 정보의 타입들 및 혼합화(blending)는 상기 줌 팩터(zoom factor)에 의존될 수 있다. 상기 이미지는 상기 정보에 관련된 경고들을 디스플레이하기 위해 업데이트될 수 있다 (예를 들어, 비 실시간인, 정밀하게 정렬된 모델들이 아닌, 저-해상도 데이터).
시각화 시스템은 하나 이상의 디스플레이들상에 이미지를 제공할 수 있다. 상기 각각의 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지는 상이할 수 있다. 각각의 디스플레이는 상이한 이미지들을 제공할 수 있다(예를 들어, 상기 환자의 위치, 제어 포인트들의 위치). 상기 시각화 시스템은 상기 이미지들이 수행될 조작의 유형에 의존하여 자동으로 조절될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 시각화 시스템은 상기 이미지들은 상기 외과 의사의 위치에 따라 회전되고 그리고 방위될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 시각화 시스템은 상기 주밍 수술 동안에, 줌 인된 이미지 및 줌 아웃된 이미지 간에 매끄럽게 전환하기 위해서 상기 이미지들이 혼합될 수 있도록 배열될 수 있다. 상기 이미지들은 상기 유저 입력 디바이스들에 의해 제어될 수 있다.
도 1a는 상호작용 컨티넘(continuum)을 개략적으로 예시한다.
도 1b는 상호작용 컨티넘에 따른 시나리오들을 개략적으로 예시한다.
도 2는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 일 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 3a-c는 상호작용 컨티넘에 따른 시나리오들을 개략적으로 예시한다.
도 4는 베드에 결합된 하이퍼덱스트러스 수술 암(surgical arm)을 개략적으로 예시한다.
도 5는 지지 암(support arm)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 4의 하이퍼덱스트러스 수술 암의 다수의 자유도를 개략적으로 예시한다.
도 7은 회전 축들 및 리모트 센터(Remote Center)를 갖는 하이퍼덱스트러스 수술 암의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 8은 도 7의 하이퍼덱스트러스 수술 암 실시예의 자유도를 개략적으로 예시한다.
도 9는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴, 및 타겟 위치의 제로(0) 위치, 최초 위치를 개략적으로 예시한다.
도 10은 하이퍼덱스트러스 수술 암의 다른 부분들과 피치 세그먼트 사이의 간섭 때문에 하이퍼덱스트러스 수술용 툴이 타겟 위치에 도달하지 못하는 것을 개략적으로 예시한다.
도 11은 숄더 롤 세그먼트(shoulder roll segment)가 어떻게 도 10의 동일한 타겟 지점에 도달하도록 활성화될 수 있는 지를 개략적으로 예시한다.
도 12는 하이퍼덱스트러스 수술 암에 대한 데드 존(dead zone)의 위치를 개략적으로 예시한다.
도 13a는 타겟 위치에 도달하기 위한 하이퍼덱스트러스 수술 암의 배열을 개략적으로 예시한다.
도 13b는 도 13a의 타겟 위치에 도달하기 위한 하이퍼덱스트러스 수술 암의 다른 배열을 개략적으로 예시한다.
도 14는 하이퍼덱스트러스 수술 암의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 15는 하이퍼덱스트러스 수술 암의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 16은 하이퍼덱스트러스 수술 암의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 17은 비대칭 회전/병진이동 메커니즘의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 18은 도 17의 비대칭 회전/병진이동 메커니즘의 평면도를 개략적으로 예시한다.
도 19는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 병진이동을 나타내는 화살표들과 함께 도 17의 비대칭 회전/병진이동 메커니즘의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 20은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 병진이동을 나타내는 화살표들과 함께 도 17의 비대칭 회전/병진이동 메커니즘의 평면도를 개략적으로 예시한다.
도 21는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 회전을 나타내는 화살표들과 함께 도 17의 비대칭 회전/병진이동 메커니즘의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 22는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 회전을 나타내는 화살표들과 함께 도 17의 비대칭 회전/병진이동 메커니즘의 평면도를 개략적으로 예시한다.
도 23은 대칭 회전/병진이동 메커니즘의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 24는 도 23의 선형 드라이브 벨트들 및 롤러들을 나타내는 도 23의 대칭 회전/병진이동 메커니즘의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 25는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 병진이동을 나타내는 화살표들과 함께 도 23의 대칭 회전/병진이동 메커니즘의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 26은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 병진이동을 나타내는 화살표들과 함께 도 23의 대칭 회전/병진이동 메커니즘의 선형 드라이브 벨트들 및 롤러들을 나타내는 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 27은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 회전을 나타내는 화살표들과 함께 도 23의 대칭 회전/병진이동 메커니즘의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 28은 연속적인 벨트 구동 메커니즘을 갖는 회전/병진이동 메커니즘의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 29는 폭 조절자 메커니즘(widhth adjuster mechanism)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 30은 새로운 위치에 있는 도 29의 폭 조절자 메커니즘의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 31은 도 30의 롤더들의 새로운 위치의 평면도를 개략적으로 예시한다.
도 32a는 입력 디바이스의 일 실시예이다.
도 32b는 입력 디바이스의 일 실시예이다.
도면들 33a-33b는 가상의 그립(virtual grip)를 개략적으로 예시한다.
도 34는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 제어 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 35는 제어 시스템의 블럭 다이어그램을 개략적으로 예시한다.
도 36은 디스플레이의 스크린샷(screenshot)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 37은 디스플레이의 스크린샷을 개략적으로 예시한다.
도면들 38a-38b은 일정한 텐션(tension)으로 조직을 보유하는 방법을 개략적으로 예시한다.
도 39는 동시에 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및 수동 툴을 이용하는 방법을 개략적으로 예시한다.
도 40은 디스플레이의 스크린샷을 개략적으로 예시한다.
도 41a는 동일한 방식으로 방위된 두개의 기준 프레임들을 개략적으로 예시한다.
도 41b는 도 41a 에서 특정된 위치들에 배치된 관찰자(observer)들에 의해 인식되는 움직임을 개략적으로 예시한다.
도 41c는 동일한 방식으로 방위되지 않은 두개의 기준 프레임들을 개략적으로 예시한다.
도 41d는 도 41c 에서 특정된 위치들에 배치된 관찰자들에 의해 인식되는 움직임을 개략적으로 예시한다.
도 42a는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및 수동 툴을 제어하는 수술자(operator)를 개략적으로 예시한다.
도 42b는 디스플레이의 스크린 샷을 개략적으로 예시한다.
도 42c는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 제어하는 수술자를 개략적으로 예시한다.
도 43은 디스플레이의 스크린 샷을 개략적으로 예시한다.
도면들 44a-44c는 디스플레이상에 제공되는 상이한 이미지들을 개략적으로 예시한다.
도 45는 디스플레이의 스크린 샷을 개략적으로 예시한다.
“하이퍼덱스트러스(hyperdexterous)”는 “하이퍼(hyper)” 및 “덱스트러스(dexterous)”의 원래 의미의 조합이며; 하이퍼는 그 이상의(over) 또는 그것을 초과하는(above) 것을 의미하고, 그리고 덱스트러스는 손들 또는 신체의 사용에 숙련(skillful)되거나 또는 능숙(adroit)하다는 것을 의미한다. 본 출원에서 사용되는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 이하에서 추가 설명될 상호작용 컨티넘을 따라 외과 의사와 환자사이의 상호작용들을 가능하게 하고, 수행될 수 있는 수술 절차들에 대하여 증가된 다용성(versatility)를 제공한다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 환자와 상호 작용(interact)하는 외과 의사의 능력을 증가시키고 더 자연스럽고, 더 쌍방향적(interactive)이고, 및 더 다기능인 수술 시스템을 생성하기 위해서 조합하는 몇몇의 특징부들을 포함한다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 다용성은 시스템의 다양한 측면들, 예컨대 예를 들어 그것의 모듈성에 의해 예시되는데, 이는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 사용을 허용하여 단지 수동 수술용 툴들을 활용하기 위해 하이퍼덱스트러스 수술 암을 방해가 되지 않게 이동시키고, 수술 절차 동안에 외과 의사가 수술 아레나에서 움직이는 것을 가능하게 하고, 및 특정 수술 작업 동안 환자를 다수의 베드측면 위치들 가운데 최적 위치로 기동할 수 있으면서 외과 의사가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 및 수동 툴을 동시에 운용하게 한다. 이하에서 설명될 이 특징들 및 다른 특징들을 갖는, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 온-마켓 순수 “로봇(robotic)” 수술 시스템들보다 더 다용성을 갖는다.
다른 방식들 가운데, 작동될 때 어떻게 툴들이 이동되는지를 자연스럽게 이해하도록 외과 의사가 환자와 관련하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 측위(positioning)를 쉽게 이해하는 것을 허용하는 여러 가지 정보 (예를 들어, 디스플레이들을 통하여)를 외과 의사에게 제공함으로써 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 특징이 예시된다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 쌍방향 특징은 무엇보다도, 유저 입력 디바이스들로 복수개의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 선택적으로 제어하는 외과 의사의 능력에 의해, 뿐만 아니라 외과 의사와 관련한 툴들의 방위 및 위치를 내내 계속 인지하면서 절차동안에 그 또는 그녀를 위치를 바꾸는 것을 허용하여 수술 절차 동안에 상이한 기준 프레임들사이에서 (예를 들어, 환자 신체 내부의 몰입형(immersive) 기준 프레임과 환자 신체 바깥쪽 기준 프레임 사이에서) 이동하는 능력에 의해 예시된다.
도입
본 출원에 설명된 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 무엇보다도, 환자의 베드측면(bedside)에 있는 동안 외과 의사가 수동 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 동시에 사용하는 것을 가능하게 한다는 점에서 현존하는 온-마켓 로봇 수술 시스템들과 기본적으로 다른 개념적 프레임워크(framework)를 제공한다. 환자의 베드측면에 즉, 수술대 옆에 있는 이 능력은 수술 팀과의 증가된 대화로부터; 환자를 직접 모니터링하고; 툴 교환들 (예를 들어, 수동 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 간에)을 가능하게 하는 것까지의 몇몇 장점들을 제공한다. 게다가, 이하에서 설명될 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 바람직하게는 의사에 의해 원해질 때 또는 수술 작업에 의해 요구될 때 단지 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 이용하고, 수동 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 조합을 동시에 이용하고, 및 단지 수동 툴들을 이용하는 것 사이에서의 상호작용 컨티넘(interaction continuum)에 따라 수술 절차들을 외과 의사들이 아주 매끄럽게 수행하는 것을 허용하는 적응적이고, 더 자연스럽고, 및 더 쌍방향적인 시스템을 함께 제공하는 몇몇 서브시스템들을 포함한다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 한가지 유익한 측면은 하이퍼덱스트러스 수술 암의 사이즈인데, 이는 온-마켓 시스템들의 수술 암들보다 더 적고 더 콤팩트하고, 이는 환자에 관하여 암이 어떻게 마운트되는지 증가된 적응성을 허용한다 - 카트, 또는 돌리(dolly), 또는 수술실의 벽 또는 천장상이든, 또는 환자 베드에 직접이든. 하이퍼덱스트러스 수술 암의 더 적은 사이즈는 또한 하이퍼덱스트러스 수술 시스템이 모듈식인 것을 허용하여, 사용되는 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 수는 필요한 수술에 의존하여 외과 의사에 의해 원해질 때 변화할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암들의 작은 사이즈는 추가적으로 환자 위에 증가된 빈 공간을 허용하고, 이는 베드측면 위치에서 운용하는 외과 의사의 능력을 가능하게 한다. 실제로, 상기에서 언급한 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 하나의 창의적인 측면은 외과 의사가 상호작용 컨티넘에 따라 수술하는 것을 허용하고, 하나의 시나리오에서 외과 의사는 하이퍼덱스트러스 수술 암들을 방해되지 않게 이동시킬 수 있고 단지 수동 툴들을 사용할 수 있다는 것이다. 빈 공간을 최대화하기 위한 이 능력 (예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술 암들을 방해되지 않게 이동시키고, 암의 작은 사이즈)은 바람직하게는 이하에서 더 상세하게 설명되는 잉여 롤(redundant roll)을 포함하는 세개의 자유도를 갖는 하이퍼덱스트러스 수술 암을 제공함으로써 증강된다. 추가적으로, 하이퍼덱스트러스 수술 암의 잉여 롤은 바람직하게는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴에 대한 데드 존(dead zone)이 환자의 신체 바깥쪽에 위치되게 함으로써 신체내 수술공간내 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 증가된 액세스를 허용하는 것을 보장 하도록 위치된다.
더구나, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴에 대한 회전 및 병진이동 메커니즘은 바람직하게는 이하에서 설명될 하이퍼덱스트러스 수술 암의 작은 사이즈를 가능하게 한다. 실제로, 회전/병진이동 시스템은 온-마켓 시스템들에 대하여 회전 및 병진이동을 첨가하는 메커니즘보다 직경이 더 적고, 더 가볍고 그리고 더 콤팩트한데, 이는 회전/병진이동 메커니즘을 더 작게 지지하는 하이퍼덱스트러스 수술 암을 허용한다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 다른 유익한 및 상호관련된 측면은 자유롭게 계속 이동하는 것을 외과의사에게 제공하고 그 자신 또는 그녀 자신을 환자 근처의 최적 위치에 위치시키는 능력이다. 이 능력은 외과 의사 손들의 움직임들을 하이퍼덱스트러스 수술 암 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 운용을 제어하는 제어 시스템에 통신하는 하나 이상의 핸드헬드 휴대용 입력 디바이스들로 하이퍼덱스트러스 수술 암을 외과 의사가 제어하는 것을 허용하는 것을 포함하는 몇몇 방식들로 하이퍼덱스트러스 수술 시스템에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 핸드헬드 휴대용 입력 디바이스들은 무선이다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 바람직하게는 외과 의사의 움직임들 때문에 하이퍼덱스트러스 수술 암들 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 의도되지 않은 움직임을 방지하기 위해서 핸드헬드 휴대용 입력 디바이스들, 뿐만 아니라 특징부들 (예를 들어, 클러치)의 트랙킹을 허용한다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 또 다른 유익하고 상호관련된 부분은 제어 시스템이며, 이는 외과 의사의 명령들 (예를 들어, 유저 입력 디바이스들을 통하여) 을 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및 하이퍼덱스트러스 수술 암들로 통신하고 외과 의사가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및 하이퍼덱스트러스 수술 암들과 상호 작용하는 것을 가능하게 한다. 시스템의 다른 유익하고 상호관련된 부분은 시각화 시스템(visualization system)이며, 이는 외과 의사가 다양한 기준 프레임들 (예를 들어, 환자 신체 바깥쪽에 몰입형, 버즈 아이(bird’s eye) 뷰)로부터 환자 신체내에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 조작하는데 도움이 된다. 제어 시스템 및 시각화 시스템은 함께 동작할 수 있어서 외과 의사가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 및 수동 툴들의 측위(positioning)를 자연스럽게 인식하는 것을 허용하는 여러 가지 정보 (예를 들어, 시각적 신호들(cues))을 제공함으로써 수술 절차를 수행하는데 외과 의사의 능력을 증강시킨다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 각각의 컴포넌트들 또는 서브시스템들은 온-마켓 시스템들내 대응하는 컴포넌트들에 비하여 장점들을 가진다. 추가적으로, 컴포넌트들 및 서브시스템들을 함께 취하여 더 자연스럽고, 더 쌍방향적이고, 및 보다 적응적인 방식으로 환자와 상호 작용하는 외과 의사의 능력을 증강시키는 수술 절차들에 대해 완전히 상이한 패러다임을 제공하는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템을 제공한다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템이 이제 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 상호작용 컨티넘(interaction continuum)을 도시한다. 컨티넘의 오른쪽 끝은 외과 의사의 신체와 환자의 신체간의 물리적 상호작용들을 예시한다. 컨티넘의 맨 오른쪽 끝은 손으로 조직을 이동시키는 외과 의사를 포함한다. 수동 툴 예컨대 스칼펠(scalpel)의 사용은 손으로 조직을 이동시키는 것보다 덜 물리적으로 쌍방향적이다. 복강경 툴 예컨대 스칼펠의 사용은 손으로 조직을 이동시키는 것보다 덜 물리적으로 쌍방향적이다. 컨티넘의 왼쪽 끝은 엔드 이펙터들을 제어하기 위해 하이퍼덱스트러스 수술 암의 사용을 예시한다. 컨티넘을 따라, 수술자(operator)는 다양한 조합들로 수동 툴들 및/또는 하이퍼덱스트러스 툴들을 사용할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 컨티넘을 따라 어디에서든 수술하는 것을 가능하게 한다.
컨티넘의 오른쪽 끝에서, 외과 의사는 조직을 물리적으로 조작하기 위해서 환자에 아주 근접한다. 외과 의사는 수술 사이트에서 조직을 직접 터치하고 조직을 느끼는 것이 가능하다. 컨티넘의 왼쪽 끝에서, 외과 의사는 실제 툴들에 대한 대용물들의 역할을 하는 유저 입력 디바이스들을 조작함으로써 원격에서 환자와 상호 작용한다. 외과 의사는 유저 입력 디바이스들을 조작함으로써 엔드-이펙터들 예컨대 그래스퍼들을 조작한다. 많은 시나리오들이 상호작용 컨티넘을 따라 발생한다.
본 출원에 실시예들은 수술자에 의해 사용될 수 있는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 사용을 설명한다. 수술자는 외과 의사, 의료 보조자, 스태프, 검시관들, 또는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템으로 수술하는 임의의 다른 사람일 수 있다. 수술자는 수술을 수행하도록 자격된 전문 의료진에 제한되지 않고, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템을 운용하도록 훈련된 임의의 수술자를 포함한다.
도 1b는 보다 상세하게 도 1a의 쌍방향 컨티넘을 반복한다. 도 1b는 도 2 에 도시된 하이퍼덱스트러스 수술 시스템, 예컨대 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)을 이용하는 다양한 방법들을 도시한다. 도 1b의 우측에서, 수술자 (1)는 수동 툴들 (350)로 수술 단계를 수행할 수 있다. 이 시나리오에서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 수술 공간으로부터 멀리 이동될 수 있다. 수술자 (1)는 수술 이미지들을 제공하는 디스플레이 (702)를 볼 수 있다. 도 1b의 좌측에서, 수술자 (1)는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)를 제어하는 입력 디바이스 (500)와 상호 작용한다. 수술자 (1)는 수술 이미지들을 제공하는 디스플레이 (600)를 볼 수 있다.
이 컨티넘의 중간영역에서, 상이한 시나리오들이 일어날 수 있다. 하나의 시나리오는 도 1b에 시나리오 1로 예시된다. 이 시나리오에서, 수술자 (1)는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 하나 이상의 수동 툴들 (350)을 (예를 들어, 동시에, 동일한 수술공간에서) 동시에 사용할 수 있다. 외과 의사는 하나 이상의 입력 디바이스들 (500)로 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 조작할 수 있다. 수술자 (1)는 수술 이미지들을 제공하는 디스플레이 (702)를 볼 수 있다. 다른 시나리오는 도 1b에 시나리오 2로 예시된다. 이 시나리오에서, 수술자 (1)는 손으로 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 조작할 수 있다. 이 시나리오는 예를 들어 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)의 큰 스케일 움직임들을 실행할 때 일어날 수 있다. 비록 도 1b는 단지 하나의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 도시하지만, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)는 도 2 에 도시된 바와 같이 복수개의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 가질 수 있다.
미도시된 다른 시나리오들에서, 수술자 (1)는 수동 툴 (350)을 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 의해 지지되는 투관침 (302) (도 2 에 도시된)내로 삽입할 수 있다. 그내부에 삽입되는 수동 툴 (350)을 갖는 투관침 (302)이 손으로 조작될 수 있다. 단지 손들로 수동 툴 (350)을 기동하기 어려울 수 있을 때 제 3 시나리오가 유용할 수 있다. 이런 상황들이 접해질 수 있는 일부 예들은 환자가 비만일 때 또는 환자내로의 입사각이 곤란할 때이다. 이런 상황들에서 투관침 (302)을 보유하는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 수동 툴 (350)을 위치시키기 위한 파워 어시스트(power assist)로서 역할을 한다. 다시 말해서, 투관침 (302)을 보유하는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 환자 신체에 의해 수동 툴 (350)상에 인가되는 힘들에 대응할 수 있고 수동 툴 (350)의 기동성을 증강시킬 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템(100)의 다용성은 바람직하게는 모든 이런 조합들을 허용한다.
도면들 3a-3c는 수술자 (1)가 수술 절차에서 사용되는 툴들의 유형을 선택하는 시나리오들을 도시한다. 도 3b는 시나리오 1에 유사하고 도 3c는 도 1b에 도시된 좌측의 컨티넘에 유사하다. 도면들은 환자 (2)에 수술 절차 동안에 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 사용에 대한 3 차원적 묘사를 도시한다.
도 3a에서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 두개의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 포함하고, 각각은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 결합된다. 수술자 (1)는 그의 오른손에 쥔 입력 디바이스 (500)를 가지고 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 제어한다. 수술자 (1)는 그의 왼손에 쥔 입력 디바이스 (500)를 가지고 다른 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 제어한다. 입력 디바이스들 (500)은 수술자(1)의 움직임에 응답하여 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 이동시킨다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 디스플레이 (600)를 포함한다. 디스플레이 (600)는 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)에 적용될 제약들을 설정하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 (600)는 수술자 (1)가 입력 디바이스들 (500)과 제어되는 오브젝트들 (예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300))간에 연관성들 (예를 들어, 페어링(pairing))을 설정하는 것을 허용할 수 있다. 디스플레이 (600)는 수술 이미지들을 을 제공할 수 있다.
도 3b에서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 결합된 하이퍼덱스트러스 수술 암(200)을 포함한다. 수술자 (1)는 그의 오른손에 쥔 입력 디바이스 (500)를 가지고 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 제어한다. 입력 디바이스(500)은 수술자(1)의 움직임에 응답하여 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴(300)을 이동시킨다. 수술자 (1)는 그의 왼손으로 수동 툴 (350)을 제어한다. 본 출원에 설명되고 도 3b에 예시된 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 바람직하게는 수술자 (1) (예를 들어, 외과 의사)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴 (350)을 동시에 제어하는 것을 가능하게 한다.
도 3c에서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 두개의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 포함하고, 각각은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 결합된다. 수술자 (1)는 하나 이상의 입력 디바이스들(500)을 가지고 하이퍼덱스트러스 수술 암(200)들을 제어할 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 도 3a에 도시된 입력 디바이스들일 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 도 3c에 도시된 바와 같이 제어기들일 수 있다. 하나 이상의 입력 디바이스들 (500)은 디스플레이 (600) 근처에 마운트될 수 있거나 또는 다른 방식으로 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 예컨대 도 3a에 도시된 것들 하나 이상의 입력 디바이스들 (500)은 핸드헬드 휴대용 입력 디바이스들일 수 있고 수술자 (1)는 스탠드(스탠드)에 서 있거나 또는 앉아 있는 동안에 그리고 수술 핸드헬드 휴대용 입력 디바이스들로 수술하는 동안에 스탠드의 지지 바(support bar) 또는 레스트 바(rest bar)상에 그의 또는 그녀의 팔들을 지지할 수 있다. 도 3a에 도시된 입력 디바이스들 (500)과 마찬가지로, 도 3c에 도시된 하나 이상의 입력 디바이스들 (500)은 수술자 (1)의 움직임에 응답하여 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 이동시킨다.
시스템 개요 (System Overview)
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 예컨대 더 자연스럽고, 더 쌍방향적이고, 및 더 다기능인 수술 시스템을 제공함으로써 환자와 상호 작용하는 외과 의사의 능력을 증강시키는 본 출원에서 설명된 장점들을 달성하기 위해서 함께 작동할 수 있는 많은 컴포넌트들를 포함할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 포함할 수 있고 각각의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 조작할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)의 동작을 제어할 때 외과 의사를 보조하는 시각적 신호들을 수술자에게 제공하는 디스플레이들 (600,702) 및 제어 시스템을 포함한다. 수술자, 예컨대 외과 의사는 수술 아레나내 다양한 위치들에서 동시에 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴들 (350)을 임의로 조작할 수 있다.
도 2는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템(100)의 일 실시예를 도시한다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 포함한다. 각각의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) (예를 들어, 투관침 (302)를 통하여)을 지지할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하나 이상의 수동 툴들(350)을 포함할 수 있다. 수동 툴 (350)은 수술자에 의해 (예를 들어, 외과 의사) 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)과 함께 동시에 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 입력 디바이스 (500)에 의해 제어될 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 핀처 (502) (도 32a를 참조) 및 제어기 (514)를 포함하는 많은 형태들을 취할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 입력 디바이스들 (500)로부터의 움직임들을 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임들로 바꾸는 제어 시스템을 포함할 수 있다. 수술자 (1)는 어느 입력 디바이스 (500)가 어느 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 또는 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 제어할 지를 선택할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 컴퓨터 (402), 하나 이상의 케이블들 (406) 및/또는 파워 서플라이 (404)를 포함할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 고정물 (예를 들어, 수술대, 병원 베드, 진찰대, 벽, 마루, 천장, 테이블, 카트, 돌리)과 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 고정물이 카트 또는 돌리인 경우에, 고정물은 마루에 고정될 수 있다 (예를 들어, 일시적으로). 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 고정물에 결합 또는 유지하는 메커니즘들을 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서, 고정물은 베드(bed) 또는 수술대(operation table) (102)이다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 개략도가 도면들 34-35에 도시되는 제어 시스템 (400)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템을 가이드하는 알고리즘들 및/또는 제어 시스템에 의해 수행되는 임의의 계산들이 컴퓨터 (402)에 의해 저장될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 유저 명령들을 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 움직임 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임들로 변환할 수 있다. 컴퓨터 (402)는 파워 서플라이 (404)에 연결될 수 있다. 컴퓨터 (402)는 풋 페달(foot pedal)의 형태를 취할 수 있는 클러치 (112)에 연결될 수 있다. 컴퓨터 (402)를 다른 컴포넌트들에 연결하는 컴퓨터 (402)는 케이블들 (406)을 포함할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하나 이상의 입력 디바이스들(500)을 포함할 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 유선 또는 무선 연결을 통하여 제어 시스템 (400)과 통신할 수 있다. 본 출원에 실시예들에서 사용된, 용어 “무선(wireless)”는 한정되는 것은 아니지만, 적외선 (IR), 라디오주파수 (RF), 마이크로파, 및 초음파를 포함하는 모든 형태들의 무선 통신을 아우른다. 입력 디바이스 (500)는 제어 시스템 (400)를 통하여 (예를 들어, 입력 디바이스 (500)내 송신기로부터 제어 시스템 (400)의 수신기로 신호를 통신함으로써) 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)내 적절한 모터들로 제어 신호들을 발송할 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 바람직하게는 절차동안에 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 환자 (2)의 베드측면 주위를 이동하는 것을 허용하는 핸드헬드 및/또는 휴대용 디바이스들일 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 수술자 (1)가 하나 이상의 위치들 (예를 들어, 복수개의 위치들)에서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어하는 것을 허용할 수 있다. 일부 위치들은 환자 (2)의 베드측면에 있을 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 클러치 (112)를 포함할 수 있다. 클러치 (112)는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 맞물리게 하거나 또는 맞물림을 해제하기 위해 사용될 수 있다. 클러치 (112)는 도 2 에 도시된 바와 같이 풋 페달일 수 있다.
계속 도 2를 참조하여, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)을 포함할 수 있다. 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)은 입력 디바이스 (예를 들어, 제어기 (514))를 포함할 수 있다. 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)은 특징부들 예컨대 수평 레스팅 바(horizontal resting bar)(603)를 포함할 수 있는 플랫폼 (602)을 포함할 수 있다. 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)은 디스플레이 (600)를 포함할 수 있다. 디스플레이 (600)는 터치 스크린 (604)를 포함할 수 있다. 디스플레이 (600)는 대화형(interactive)일 수 있고 수술자 (1)로부터 입력을 수신할 수 있다. 디스플레이 (600)는 제어 시스템 (400)을 제어하는데 사용될 수 있다. 디스플레이 (600)는 환자로부터 원격에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 (600)는 도 2 에 도시된 바와 같이 플랫폼 (602) 위에 마운트될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 (600)는 수술자 (1), 예컨대 외과 의사의 신체에 부착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)은 입력 디바이스(500) (예를 들어, 유선 제어기)를 포함할 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 플랫폼 (602)에 마운트된 제어기 (514)일 수 있다. 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)은 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 도 2 에 도시된 바와 같이 디스플레이 (600)에 아주 근접하여 입력 디바이스 (500)를 제어하는 것을 허용한다.
디스플레이 (600)는 수술자 (1)가 입력 디바이스 (500)를 가지고 페어링된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 동작하도록 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 입력 디바이스 (500)와 페어링(pairing)하는 것을 포함하는 많을 기능들을 수행하는 것을 허용한다. 디스플레이 (600)는 수술자(1)가 하나 이상의 입력 디바이스들 (500)로 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어하는 것을 허용할 수 있다. 디스플레이 (600)는 수술자 (1)가 입력 디바이스 (500)를 가지고 페어링된 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 동작하도록 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 입력 디바이스 (500)와 페어링(pairing)하는 허용한다. 디스플레이 (600)는 수술자(1)가 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 제어하는 것을 허용할 수 있다. 유저 인터페이스 (600)는 하나 이상의 입력 디바이스들 (500) 과 하나 이상의 제어되는 오브젝트들, 예컨대 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 맵을 예시하거나 도시할 수 있다.
계속 도 2를 참조하여, 시각화 시스템 (700)은 하나 이상의 디스플레이들 (702)을 포함할 수 있다. 디스플레이 (702)는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200), 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 환자에 대한 정보 또는 외과 의사 또는 수술 팀에 관련될 수 있는 임의의 다른 정보를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 (702)는 카메라 (304) (도 35에 개략적으로 도시된) 또는 다른 시각화 디바이스들에 의해 보여지는 이미지들, 예컨대 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)에 의해 보유된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 이미지들, 또는 수술자 (예를 들어, 외과 의사)에 의해 쥐어진 수동 툴 (350)의 이미지들을 보여줄 수 있다. 카메라 (304)는 제어 시스템 (400)에 의해 제어될 수 있다. 카메라 (304)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)으로 간주될 수 있고 하이퍼덱스트러스 로봇 암 (200)에 의해 이동될 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 (304)는 제어 시스템 (400)를 통하여 입력 디바이스 (500)에 의해 제어될 수 있고, 이는 요구될 때 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 카메라 (304)를 위치시키는 것을 가능한다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술 아레나 전역의 다양한 위치들에 위치된 다수의 디스플레이들 (702)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 디스플레이들 (600,702)은 동일한 정보 또는 상이한 정보를 보여줄 수 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하나 이상의 수동 툴들 (350) (예를 들어, 복수개의 수동 툴들 (350))과 함께 사용될 수 있다. 하나의 수동 툴 (350)이 도 2 에 도시된다. 수동 툴 (350)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 동일한 수술 공간에서 활용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)이 바람직하게는 앞에서 논의된 것처럼 수술자 (1)가 환자 (2) 바로 옆에 서 있는 것을 허용하기 때문에 하나 이상의 수동 툴들 (350)이 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 콤팩트함으로써 환자 (2) 주변 공간이 비어있기 때문에 하나 이상의 수동 툴들 (350)이 사용될 수 있다. 본 출원에서 설명된 잉여 롤 메커니즘 및 잉여 롤 메커니즘의 배치가 또한 환자 (2) 주변의 빈 공간을 최대화한다. 따라서, 수술자 (1)는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 다른 컴포넌트들과 충돌하지 않고 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)을 동시에 조작할 수 있다. 도 2에 미도시된 수술자 (1)는 베드측면 옆에 서 있을 수 있고 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) (예를 들어, 입력 디바이스들 (500)를 통하여), 하나 이상의 수동 툴들 (350), 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)의 임의의 조합을 제어하기 위해 선택하는 능력을 가진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 결합될 수 있다. 따라서, 시스템 (100)은 하나 이상의 (예를 들어, 복수개의) 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및 하나 이상의 (예를 들어, 복수개의) 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 투관침 (302)내에 삽입된다. 투관침 (302)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 결합될 수 있다 (예를 들어, 수술암에 보유되고, 수술암과 일체로 형성되고, 수술암에 부착되고, 등.). 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 투관침 (302)을 통하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 지지 및 조작할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도면들 3a-c에 도시된 바와 같이 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)이 환자 (2) 내 절개부분을 통과하여 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 삽입할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 아래에 더 논의될바와 같이 다양한 위치들에서 하나 이상의 모터들 (예를 들어, 전기 모터들)을 가질 수 있다. 모터들은 환자 (2) 내부에 수술 작업 공간에 적절하게 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 배치를 가능하게 한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 파워 서플라이 (404)에 의해 전력공급될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 일회용일 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 부분 of 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 적어도 일부는 살균되는 것이 가능할 수 있다(예를 들어, 재사용 가능한).
하이퍼덱스트러스 수술 암 마운팅 (Mounting the hyperdexterous surgical arm)
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 지지하기 위한 마운팅(mounting)을 제공할 수 있다. 마운팅은 환자에 관하여 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 측위(positioning)을 가능하게 한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 이동가능하거나 또는 고정될 수 있는 많은 고정물(fixture)들에 마운트될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 마운팅에서의 적응성은 수술 아레나 및 환자 바깥쪽 빈 공간을 디자인하는데 다용성(versatility)을 제공한다.
도면들 2 및 4은 고정물에 마운트된 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 실시예들을 도시한다. 다양한 컴포넌트들은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 환자 (2)에 관련하여 위치시키는 것을 허용한다. 다양한 컴포넌트들은 또한 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 다른 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)과의 충돌을 피하게 하는 것을 허용한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 환자 (2)에 액세스를 가능하게 하기 위해 위치될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)을 동시에 사용하는 것을 허용하도록 위치될 수 있다. 지지 암 (106), 엘리베이터(elevator) (120), 및 캐리지(carriage) (130)을 포함하는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 적응성(flexibility)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 대한 리모트 센터(Remote Center) (250) (도 7 참조)의 측위을 허용한다. 일단 리모트 센터 (250)가 설정되면, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 리모트 센터 (250)를 유지하면서 조작될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 복수개의 마운팅 폴(mounting pole)들(104)을 포함할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 임의 개수의 마운팅 폴들(104) (예를 들어, 하나, 세개, 네개, 등.)을 포함할 수 있지만, 두개의 폴들이 예시적인 목적으로 도 2 에 도시된다. 각각의 마운팅 폴 (104)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 지지할 수 있다. 도 2 는 각각의 마운팅 폴 (104)이 단지 하나의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 보유하는 것을 도시하지만, 각각의 마운팅 폴 (104)은 임의 개수의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) (예를 들어, 하나, 둘, 세개, 네개, 등.)을 선택적으로 지지할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 바람직하게는 완전히 모듈식이다. 이 모듈성(modularity)은 유저들, 예컨대 수술 팀이 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)를 수행될 절차의 유형을 위해 가장 효율적으로 구성하는 것을 허용한다. 이런 모듈성은 또한 수술동안에 마운팅 폴들(104) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 추가하거나 또는 제거하는 것을 허용한다. 모듈성은 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)이 다양한 방식들로 구성되는 것을 허용한다.
마운팅 폴 (104)은 이동가능한 고정물 (예를 들어, 돌리, 핸드 트럭 또는 작은 카트)에 의해 지지될 수 있다. 마운팅 폴 (104), 및 모든 관련된 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및 지지 암들 (106)은 수술 아레나(operating arena)로부터 원격에 있는 위치에 움직일 수 있는 고정물에 마운트될 수 있다. 이동가능한 고정물은 수술 전에 또는 수술동안에 수술 아레나내로 이송될 수 있다. 만약 추가의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)이 수술 동안에 요구되면, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 고정물상에 빠르게 그리고 용이하게 마운트될 수 있다. 일부 실시예들에서, 만약 추가의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)이 수술 동안에 요구되면, 이동가능한 고정물들상에 마운트된 추가의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)이 수술 아레나내로 이송될 수 있다. 움직일 수 있는 고정물 및/또는 마운팅 폴은 안정성을 증강시키기 위해 다른 고정물 (예를 들어, 마루)에 고정될 수 있다. 마운팅 폴 (104)은 부동의 고정물 (예를 들어, 베드, 마루, 벽, 또는 천장)에 의해 지지될 수 있다.
마운팅 폴 (104)은 도 2 에 도시된 바와 같이 클램프 (108)에 부착될 수 있다. 클램프 (108)는 고정물에 연결될 수 있다. 예시된 실시예에서, 고정물은 베드 (102)이지만, 하지만 상기에서 논의된 바와 같이, 다른 적절한 고정물들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 클램프 (108)는 베드 (102)의 하나 이상의 레일들 (110) 에 결합될 수 있다. 다른 부착 메커니즘들이 가능하다. 마운팅 폴 (104)은 고정물 (예를 들어, 베드 (102))에 관하여 실질적으로 수직으로 (예를 들어, 90도에서) 배치될 수 있다. 마운팅 폴 (104)은 고정물 (예를 들어, 베드 (102))에 관하여 다른 각도들, 예컨대 15 도, 30 도, 45 도, 60 도로 배치될 수 있다. 마운팅 폴 (104)은 환자의 방위에 기초하여 다른 각도들로 배치될 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 고정물 (예를 들어, 베드 (102))에 직접 또는 간접적으로 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 마운팅 폴 및/또는 지지 암 (106)은 배제되고 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 마운팅 폴 (104)에 또는 고정물 (예를 들어, 베드 (102))의 일부에 직접 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 고정물 (예를 들어, 베드 (102) 및/또는 레일 (110))로부터 분리될 수 있다.
도 4에 관련하여, 마운팅 폴 (104)은 수평 움직임 (예를 들어, 베드 (102)에 평행) 또는 수직 움직임 (예를 들어, 베드 (102)에 수직)을 허용하는 컴포넌트들에 결합될 수 있다. 엘리베이터(elevator) (120)는 마운팅 폴 (104)의 길이를 따라서 지지 암 (106) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 배치를 허용한다. 도시된 바와 같이 하나 이상의 엘리베이터들(120)이 마운팅 폴 (104)에 결합될 수 있다. 각각의 엘리베이터 (120)는 추가의 지지 암 (106) 및/또는 추가의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 연결될 수 있다. 따라서, 마운팅 폴 (104)은 다수의 지지 암들 (106)을 선택적으로 지지할 수 있고, 각각의 지지 암 (106)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 결합된다. 엘리베이터들 (120)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 마운팅 폴 (104)에 결합될 수 있는 대안적인 수직 위치들을 제공할 수 있다.
도 4 에 예시된 실시예를 계속 참조하여, 마운팅 폴 (104)은 캐리지(carriage) (130)에 결합될 수 있다. 캐리지 (130)는 어댑터(adaptor) (132)에 결합될 수 있다. 캐리지 (130) 및 어댑터 (132)는 캐리지 (130)가 어댑터 (132)를 따라서 선형으로 슬라이드하는 것을 허용하는 슬라이드 어셈블리(slide assembly)를 형성할 수 있다. 어댑터 (132)는 고정물 (예를 들어, 베드 (102) 및/또는 레일 (110))에 결합될 수 있다. 캐리지 (130)는 어댑터 (132) 없이 고정물 (예를 들어, 베드 (102) 및/또는 레일 (110))에 직접 결합될 수 있다. 캐리지 (130) 및 어댑터 (132)는 전체적으로 수평 방향에서의 마운팅 폴 (104), 지지 암 (106), 및 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 움직임을 허용한다. 일부 실시예들에서, 마운팅 폴 (104)은 캐리지 (130) 및/또는 어댑터 (132) 없이 고정물 (예를 들어, 베드 (102) 및/또는 레일들 (110))에 직접 결합한다. 마운팅 폴 (104)은 마운팅 폴 (104)이 고정물 (예를 들어, 베드 (102) 및/또는 레일들 (110))을 따라서 선형으로 슬라이드하도록 배열될 수 있다.
도 4에 관련하여, 마운팅 폴 (104)은 다른 방향들로의 움직임을 허용하는 컴포넌트들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 마운팅 폴은 수평 및 수직 방향 (예를 들어, 고정물로부터 바깥쪽으로 연장되는)에 직교하여 움직이는 슬라이드 (미도시)에 결합될 수 있다. 슬라이드는 고정물에 마운트된 드로어(drawer)일 수 있다. 예를 들어, 고정물이 베드 (102)인 실시예들에서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 베드 (102)의 측면으로부터 떨어져 수평으로 이동될 수 있다 (예를 들어, 슬라이드가능한 드로어를 통하여).
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 똑바로 세워서(upright) 보유하거나 또는 결합하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 도면들 2 및 4 는 선택적으로 지지 암 (106)에 결합된 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 도시한다. 지지 암 (106)은 모터들 또는 다른 전기적 특징부들이 없는 수동 암(passive arm)일 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 지지 암(support arm) (106)은 제 1 단부(end) (114) 및 제 2 단부 (116)를 갖는다. 제 1 단부 (114)는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 결합될 수 있는 브라켓 (118), 예컨대 u자-형상의 브라켓을 포함할 수 있다. 관련 기술 분야에서 알려진 다른 연결부들이 또한 사용될 수 있다. 브라켓 (118)은 아래에서 더 설명되는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 베이스(base), 예를 들어 숄더 롤 메커니즘 (202) (도 7 참조) 근처에서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 결합할 수 있다. 제 2 단부 (116)는 엘리베이터 (120)에 결합될 수 있다. 제 2 단부 (116)는 회전 (122) 중심에 대하여 회전할 수 있다.
지지 암 (106)이 회전하는 것을 허용하는 하나 이상의 회전 중심(center of rotation)들을 지지 암 (106)은 포함할 수 있다. 도 5 에 도시된 지지 암 (106)은 세개의 회전 중심들 (122)을 갖는다. 회전 중심들 (122)은 도 5 에 도시된 바와 같이 화살표들의 방향으로 축에 대하여 회전한다. 지지 암 (106)은 지지 암 (106)의 일부가 틸트(tilt)하는 것을 허용하는 하나 이상의 틸트 축들 (124)을 포함할 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 지지 암 (106)은 지지 암 (106)에 결합된 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 틸트되는 것을 허용하는 하나의 틸트 축 (124)을 가진다. 회전 중심들 (122) 및/또는 틸트 축 (124)은 브라켓 (118) 및 지지 암 (106)의 하나 이상의 링크들 (126)이 회전되고 위치되는 것을 허용한다. 회전 중심들 (122)은 지지 암 (106)의 링크들 (126)을 동일한 평면에서, 또는 상이한 평면들에서, 또는 일부 평면들의 조합에서 회전시킬 수 있다.
지지 암 (106)은 수동일 수 있다. 수술자 (1)는 지지 암 (106)을 위치시키기 위해서 손으로 지지 암 (106)을 이동시킬 수 있다. 수술자 (1)는 본 출원에서 설명된 리모트 센터 (250)를 설정하기 위해서 손으로 지지 암 (106)을 이동시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 암 (106)은 능동일 수 있다. 이런 실시예에서, 지지 암 (106)은 지지 암 (106)의 조인트들을 이동시키는 하나 이상의 모터들을 포함할 수 있다. 수술자 (1)는 리모트 센터 (250)를 설정하기 위해서 모터들을 통하여 지지 암 (106)을 이동시킬 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 측위에서의 적응성을 제공한다. 적응성은 바람직하게는 도 5 에 도시된 지지 암 (106)의 회전 중심들 (122) 및/또는 틸트 축들 (124)에 의해 증강된다. 적응성은 마운팅 폴 (104)을 따라 엘리베이터 (120)을 이동시키는 (예를 들어, 수직으로) 능력에 의해 증강될 수 있다. 적응성은 어댑터 (132)를 따라 캐리지 (130)를 이동시키는 (예를 들어, 수평으로) 능력에 의해 증강될 수 있다.
이제 도 6을 참조하여, 지지 암 (106), 엘리베이터 (120), 및 캐리지 (130)는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 측위을 가능하게 할 수 있다. 화살표 (134), 화살표 (136), 화살표 (138) 및 화살표 (140)는 지지 암 (106)의 회전 중심들 및 틸트 축들을 보여준다. 화살표 (142)는 엘리베이터 (120)가 마운팅 폴 (104)을 따라 위치될 수 있는 전체적으로 수직 방향을 보여준다. 화살표 (144)는 캐리지 (130)가 고정물 (예를 들어, 베드 (102) 및/또는 레일들 (110))과 관련하여 어댑터 (132)를 따라 이동할 수 있는 전체적으로 수평 방향을 보여준다. 일 실시예에서, 마운팅 폴 (104)은 수직일 수 있고, 어댑터 (132)는 수평일 수 있고; 따라서 화살표 (142)는 수직일 수 있고 화살표 (144)는 수평일 수 있다. 모든 화살표들 또는 자유도는 도 6 에 도시된 것과 다르게 구성될 수 있다 (예를 들어, 지지 암 (106)은 더 많거나 또는 더 적은 회전 중심들 또는 틸트 축들을 가질 수 있다).
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술 진행동안에 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)이 환자의 방위를 따라 비스듬하게 하는 (예를 들어, 틸트) 것을 가능하게 할 수 있다. 전형적으로 환자는 수평 수준면(level surface) (예를 들어, 베드)상에 배치된다. 일부 수술들에서, 수행될 수술에 기초하여 수평 표면에 관하여 환자의 신체를 비스듬하게(예를 들어, 틸트)하는 (예를 들어, 수술 사이트에 대한 개선된 액세스를 위해 수술 사이트로부터 멀리 환자의 머리 쪽으로 내부의 장기들을 이동시키기 위해서 환자의 머리를 더 낮게하는) 것이 유익할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술 암이 환자의 방위 (2)를 따르도록(follow) (예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 환자의 방위 (2)를 따르도록 마운트된다) 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 비스듬하는 것이 (예를 들어, 수평으로부터 틸팅) 가능하다. 지지 암 (106), 엘리베이터 (120), 캐리지 (130) 및 슬라이드 (미도시)는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 틸팅을 가능하게 할 수 있다.
수술 공간내 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 위치는 추적될 수 있다. 일부 실시예들에서, 위치는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 각각의 조인트에서 절대(absolute) 인코더들 (미도시)를 결합함으로써추적된다. 일부 실시예들에서, 위치 센서 (예컨대 광학적 추적기)는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 베이스에 마운트된다. 위치 센서는 그라운드 기준 지점(ground reference 포인트)(미도시)에 대하여 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 위치를 제공할 수 있다. 위치 센서 및/또는 인코더들은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 위치를 추적하기 위해 활용될 수 있다. 더구나, 위치 센서 및/또는 인코더들은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 위치를 추적하기 위해 활용될 수 있다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 컴포넌트들을 추적하는 다른 적절한 센서들, 메커니즘 또는 방법들을 활용할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200), 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300), 및 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 추가의 컴포넌트들 (예를 들어, 수술자 (1), 입력 디바이스들 (500))을 추적하는 글로벌 추적기(global tracker)을 가질 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (The hyperdexterous surgical arm)
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)과 함께 사용되는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 잉여(redundant) 자유도를 가질 수 있다. 잉여 자유도는 바람직하게는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 여러 가지 희망하는 포즈들(poses)로 배치되는 것을 허용할 수 있다. 추가적으로, 잉여 자유도는 바람직하게는 환자 주위에 더 많은 빈 공간을 가능하게 할 수 있다. 잉여 자유도는 더 많은 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) (예를 들어, 복수개의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200))의 사용을 가능하게 할 수 있다. 잉여 자유도는 환자 (2) 위 빈 공간내에 더 많은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 배치를 가능하게 할 수 있다. 잉여 자유도는 또한 환자 내부에 더 큰 수술공간을 가능하게 할 수 있다. 잉여 자유도는 자체-충돌들 (단일 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 컴포넌트들간에) 및 다른 충돌들 (하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)사이의, 환자 (2)와 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)사이의)을 줄일 수 있다.
잉여성(redundancy)은 다음과 같이 정의된다: “조작자가 하나 초과의 링키지들의 구성을 갖는 특정 위치에 다다를 때, 조작자는 잉여된 곳(be redundant)에 있는 것으로 말해진다.” P.J. KcKerrow, Introduction to Robotics (Addison-Wesley Publishing Co, Sydney, (1991)).
도 7 은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 일 실시예를 도시한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 본 출원에 설명된 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)과 함께 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 세개의 자유도를 가질 수 있다.
온-마켓 수술 시스템들에 비하여 잉여 자유도는 숄더 롤 메커니즘(shoulder roll mechanism) (202)에 의해 제공될 수 있다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 바닥 근처에 위치될 수 있다. 잉여 자유도는 추가의 적응성 및 장점들을 제공한다. 잉여 자유도에 의해 제공된 장점은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 더 큰 수술 공간을 액세스 할 수 있고 두개의 자유도를 갖는 온-마켓 로봇 암들이 다다를 수 없는 추가 해부 타겟들을 액세스할 수 있다는 것이다. 잉여 자유도는 신체 외부에 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 컴포넌트들을 재구성하면서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 팁 위치(tip position) 및 리모트 센터 (250)를 유지하는 것을 허용한다. 이들 상이한 포즈들은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 환자 (2), 수술 아레나내 다른 툴들 또는 다른 오브젝트들과 충돌들을 회피하는 것을 가능하게 한다.
일부 실시예들에서, 온-마켓 수술 시스템들에 비하여 잉여 자유도는 잉여 피치 메커니즘(redundant pitch mechanism) (미도시)에 의해 제공된다. 잉여 피치 메커니즘은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 상의 임의의 지점에 위치될 수 있다. 잉여 피치 메커니즘은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 바닥 근처에 위치될 수 있다. 잉여 피치 메커니즘은 본 출원에서 설명된 리모트 센터(Remote Center)를 교차하는 피치 축을 가질 수 있다. 잉여 피치 메커니즘에 의해 제공된 잉여 자유도는 본 출원에서 설명된 잉여 롤 메커니즘 (202)에 의해 제공된 동일한 잉여 자유도의 장점들을 가질 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 네개의 자유도 (예를 들어, 회전, 병진이동, 피치(pitch), 요(yaw))을 가질 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 툴 (300)을 회전 및 병진이동시킬 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 피치 및 롤 될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 전부해서 일곱개의 자유도를 가질 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 일곱개보다 많은 자유도 (예를 들어, 여덟개의 자유도, 아홉개의 자유도, 등.)를 가질 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴은 추가의 자유도 (예를 들어, 엔드 이펙터(end effector)들, 예컨대 그래스퍼(grasper)들, 적응적인 엘보우들(lbows)에 의해 제공된)을 가질 수 있다. 전형적으로, 온-마켓 수술 로봇 시스템들은 두개의 자유도 (피치 및 롤)을 갖는 로봇 암을 가지며 툴은 네개의 자유도 (회전, 병진이동, 피치, 요)를 가져서, 온-마켓 로봇 수술 시스템들은 전형적으로 총 여섯개의 자유도를 가진다.
계속 도 7를 참조하여, 숄더 롤 메커니즘 (202)은 하나의 자유도를 제공한다. 메인 롤 메커니즘 (204)은 하나의 자유도를 제공한다. 피치 메커니즘 (206)은 하나의 자유도를 제공한다. 회전/병진이동 메커니즘 (208) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴(300)은 네개의 자유도 (회전, 병진이동, 피치, 요)을 제공한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암의 기민성(dexterity)에 기여하는 네개의 메커니즘들: (1) 숄더 롤 메커니즘 (202); (2) 메인 롤 메커니즘 (204); (3) 피치 메커니즘 (206); 및 (4) 회전/병진이동 메커니즘 (208)이 있다. 제 2 롤 메커니즘, 숄더 롤 메커니즘 (202)을 통합하는 것은 온-마켓 수술 시스템에 비하여 잉여 자유도 (예를 들어, 제 7 자유도)를 제공한다.
숄더 롤 메커니즘 (202)은 숄더 롤 축 (244)을 갖는다. 메인 롤 메커니즘 (204)은 메인 롤 축 (240)을 갖는다. 피치 메커니즘 (206)은 피치 축 (228)를 갖는다. 메커니즘들 (202,204,206)의 축들 (228,240,244)은 공유 포인트(common 포인트)에서 교차한다. 도 7에서, 이 포인트는 리모트 센터(Remote Center) (250)로 라벨링된다.
도 8에 관련하여, 피치 메커니즘 (206)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 피치 축 (228)에 대하여 회전시키는 것을 허용한다. 피치 축 (228)은 리모트 센터 (250)를 통과하여 지나간다. 화살표 (230)는 피치 축 (228)에 대한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 경로를 나타내는 아크를 예시한다. 피치 메커니즘 (206)은 세개의 회전 중심들, (232,234), 및 (236)를 갖는다. 회전 중심들 (232,234), 및 (236)은 피치 축 (228)에 대한 움직임을 생성하기 위해 기계적으로 링크된다.
계속 도 8을 참조하여, 피치 메커니즘 (206)은 세개의 세그먼트들, 피치 세그먼트 (224), 피치 세그먼트 (226), 및 피치 세그먼트 (227)를 갖는다. 피치 메커니즘 (206)의 피치 세그먼트들 (224,226), 및 (227)은 많은 구성들, 예컨대 2-바(bar), 3-바, 또는 4-바 링키지, 또는 케이블 링키지들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 밴드들 또는 벨트들은 피치 세그먼트들 (224,226), 및 (227)간의 상대적 각도들을 제한한다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 피치 축 (228) 주위에서 회전시키는 동안 피치 세그먼트 (224) 및 피치 세그먼트 (226)는 서로간에 작은 각도를 갖거나 또는 서로의 상단(top)상에서 접힐 수 있다. 피치 세그먼트들이 접힌 위치(collapsed position)로 가까워질 때, 메인 롤 메커니즘 (204)과 투관침 (302)의 근위 단부는 함께 가까워질 수 있다. 대안적으로, 메인 롤 메커니즘 (204)과 투관침 (302)의 근위 단부 사이의 거리가 더 떨어져 간격되도록 피치 세그먼트 (224) 및 피치 세그먼트 (226)는 또한 서로간에 큰 각도를 갖거나 또는 밖으로 연장될 수 있다.
롤 메커니즘들 (202,204)의 회전들 및 움직임들이 도 8 에 도시된다. 화살표 (238)은 메인 롤 축 (240)에 대한 메인 롤 메커니즘 (204)의 회전을 도시한다. 화살표 (242)은 숄더 롤 축 (244)에 대한 숄더 롤 메커니즘 (202)의 회전을 도시한다. 일부 실시예들에서, 숄더 롤 메커니즘 (202)은 최초 위치로부터 적어도 +/- 90°까지 회전할 수 있다. 다른 실시예들에서, 숄더 롤 메커니즘(202)은 최초 위치로부터 +/- 90° 넘어서까지 회전할 수 있다. 메인 롤 축 (240) 및 숄더 롤 축 (244)은 도 8에 도시된 바와 같이 리모트 센터 (250)에서 교차한다. 메인 롤 메커니즘 (204)의 메인 롤 세그먼트 (222) 및/또는 숄더 롤 메커니즘 (202)의 숄더 롤 세그먼트 (220)은 임의의 세그먼트들의 사이즈, 형상(shape) 및/또는 수를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 숄더 롤 세그먼트 (220)는 숄더 롤 메커니즘 (202)을 메인 롤 메커니즘 (204)에 결합하고 메인 롤 세그먼트 (222)는 메인 롤 메커니즘 (204)을 피치 세그먼트 (224)에 결합한다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 다양한 세그먼트들의 배열의 일 실시예가 도 7 에 도시된다. 제 1 세그먼트 (218)의 일단은 고정물 (예를 들어, 베드 (102)), 지지 암 (106) 또는 상기에서 논의된 수술 아레나내 다른 지지 오브젝트들에 선택적으로 결합될 수 있다. 제 1 세그먼트 (218)의 타단은 숄더 롤 메커니즘 (202)과 결합된다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 하나 이상의 세그먼트들 (220)로 메인 롤 메커니즘 (204)에 연결된다. 하나 이상의 세그먼트들 (222,224)은 메인 롤 메커니즘 (204)을 피치 메커니즘 (206)과 연결한다. 하나 이상의 세그먼트들 (226,227)은 피치 메커니즘 (206)을 투관침 (302)과 연결할 수 있다.
전형적인 최소 침습 수술에서, 작은 절개부위가 환자 신체상에 제공되는데 이를 통하여 툴들이 신체내로 지나간다. 예를 들어, 복부 수술에서는 절개 부위는 복벽(abdominal wall)상에 배치된다. 환자에 상해 위험도(risk of harm)를 줄이기 위해서, 신체내로의 진입 포인트에서 신체의 표면을 따라서의 병진이동을 포함하는 움직임들을 최소화하는 것이 바람직한데 이들 유형들의 움직임들이 진입 포인트에서 조직들의 찢어짐을 유발할 수 있기 때문이다. 따라서 최소 침습의 절차들에서, 툴 샤프트가 항상 일정한 포인트를 통과하여 지나가는 것이 바람직하다. 리모트 센터(Remote Center)는 신체내로의 툴들의 진입 포인트(point of entry)에 위치될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 진입 포인트에서 조직을 찢지 않고서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 의해 이 포인트에 대하여 피벗될 수 있다. 환자 (2)에 관하여 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 마운팅이 절개부위에서 리모트 센터 (250)를 설정할 수 있다.
축들의 배열은 리모트 센터 (250)의 위치가 일정하게 유지됨과 동시에 메커니즘들 (202,204,208)이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 희망하는 위치를 달성하는 것을 허용한다. 리모트 센터 (250)는 상기에서 언급한 바와 같이 신체내로의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 진입점의 위치 또는 환자상의 절개부위의 위치에 해당할 수 있다. 리모트 센터 (250)는 바람직하게는 환자에 대한 부상(injury) 또는 상해(harm) 위험도를 줄이기 위해서 일정하게 유지될 수 있다. 수술 동안에, 예를 들어 복부 수술 동안에, 리모트 센터 (250)는 복벽에 배치될 수 있다. 이 위치는 툴들이 복강(abdominal cavity)으로 들어가는 게이트웨이일 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 상이한 위치들 및 방위들이 원해질 때, 숄더 롤 메커니즘 (202), 메인 롤 메커니즘 (204), 및 피치 메커니즘 (206)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 리모트 센터 (250)에 대하여 허용가능한 자유도로 피벗되는 방식으로 활성화될 수 있다.
리모트 센터 (250)의 위치는 환자의 해부구조에 의해 제약될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 적응성은 바람직하게는 환자, 하나 이상의 수술자들 (1) 예컨대 외과 의사들, 하나 이상의 보조자들, 및/또는 수술 아레나내에서 발견되는 다른 오브젝트들 또는 컴포넌트들에 관련하여 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 효율적인 배치를 허용한다.
도 9 는 본 출원에서 제로(0) 위치 (246)로 언급된 최초 위치에 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 예시한다. 목표가 된 위치의 예, 타겟 툴 팁 위치 (248)가 도시된다. 이 예에서, 타겟 툴 팁 위치 (248)은 메인 롤 메커니즘 (204)의 똑바로 앞에 있고 메인 롤 축 (240)과 동일 선상(collinear)에 있다. 타겟 팁 위치 (248)를 도달하기 위해 시도할 수 있는 하나의 방법은 도 10 에 도시된 바와 같이 피치 세그먼트 (224) 및 피치 세그먼트 (226)를 접는(collapse) 것이다. 그러나 심지어 피치 세그먼트들 (224,226)를 접은 후에도, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 타겟 툴 팁 위치 (248) (도 10 참조)에 도달하는 것이 불가능하다. 이는 예를 들어, 피치 움직임 범위의 끝단이 접촉되기 때문에 일어날 수 있다.
숄더 롤 메커니즘 (202)은 도 11 에 도시된 바와 같이 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 타겟 툴 팁 위치 (248)에 도달하는 것을 가능하게 하는 잉여의(redundant) 자유도를 제공한다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 잉여의 롤 메커니즘이다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 온-마켓 로봇 시스템들와 비교되었을 때 잉여 자유도를 제공한다. 타겟 툴 팁 위치 (248)로부터 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 살펴보면, 숄더 롤 세그먼트 (220)은 부분적으로 시계방향으로 회전되고 메인 롤 세그먼트 (222)은 도 9 에 도시된 제로 위치 (246)로부터 부분적으로 반시계방향으로 회전된다. 숄더 롤 메커니즘 (202) 및 메인 롤 메커니즘 (204)을 회전시킴으로써, 타겟 툴 팁 위치 (248)은 이제 액세스 가능하다. 따라서 다른 롤 메커니즘의 회전축을 교차하는 회전축을 갖는 도면들 9-11에 도시된 제 2 롤 메커니즘, 예컨대 숄더 롤 메커니즘 (202)이 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 기민성을 증가시키는 것이 이해될 수 있다. 숄더 롤 메커니즘 (202)이 도 8에 도시된 메인 롤 메커니즘 (204)의 회전축 (240)을 교차하는 회전축 (244)을 가져서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 기동성(maneuverability) 및/또는 기민성(dexterity)을 증가시킨다.
특이점들, 데드 존들, 빈 공간 , 백래시 (Singularities, Dead Zones, Free Space, Backlash)
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 디자인은 제공한다 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 중요한 속성들을 제공한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 관하여 회전 중심 (250)의 위치는 데드 존들(dead zone)이 환자로부터 떨어져 위치되는 것을 허용한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암(200)의 작은 사이즈는 환자 주위에 빈 공간을 최대화하는 것을 가능하게 하고, 이는 수동 툴들 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 동시 사용을 가능하게 하다. 숄더 롤 메커니즘 (202)에 의해 제공된 잉여 자유도는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 실제적인 대역폭(bandwidth)을 개선하고 백래시(backlash)의 영향을 낮춤에 따라 이런 영역들에서 시스템의 성능을 증가시킬 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 바람직하게는 수술 동안 특이점들을 회피할 수 있다. 특이점(singularity)은 두개 이상의 축들의 동일 선상의 정렬로 정의된다. 이 상태는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 예측할 수 없는 움직임 및 속도들로 귀결될 수 있다. 두개의 축들이 정렬될 때, 어느 한 축에 대한 회전은 고유하지(unique) 않다. 다시 말해서, 하나의 자유도를 따라서의 움직임이 사라진다.
다시 도 10을 참조하여, 피치 세그먼트 (224) 및 피치 세그먼트 (226)는 서로에 관하여 접힌다. 이런 위치들에서, 툴 샤프트 축 (252) 및 메인 롤 축 (240)은 예각으로 마주 본다. 만약 툴 샤프트 축 (252) 및 메인 롤 축 (240)이 정렬되었다면, 그러면 메인 롤 축 (240)에 대한 회전은 툴 샤프트 축 (252)에 대한 회전과 같을 것이다. 이런 위치들에서, 어느 축에 대한 움직임은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 동일한 움직임을 부가한다. 이런 위치들에서, 하나의 자유도가 상실되었기 때문에 엔드 이펙터 (306)의 제어는 최적이 아니다. 도 11은 숄더 롤 메커니즘 (202)이 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 회전할 수 있어서 툴 샤프트 축 (252) 및 메인 롤 축 (240)이 정렬되지 않는 것을 도시한다. 숄더 롤 메커니즘 (202)에 의해 제공되는 추가의 자유도는 축들이 정렬될 때, 실질적으로 정렬될 때, 또는 거의 정렬상태에 있을 때 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)가 하나의 자유도를 상실하는 것을 방지한다. 이런 식으로, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 동작동안에 특이점(singularity)들을 회피하도록 디자인될 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 바람직하게는 데드 존을 최소화할 수 있다. 데드 존(dead zone)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 의해 액세스하기 어려운 하나 이상의 영역들로 정의된다. 데드 존 (254)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 컴포넌트들간의 간섭에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 데드 존 (254)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 근위 단부와 숄더 롤 메커니즘 (202)간의 간섭 때문에 생성될 수 있다. 도 12에 도시된 데드 존 (254)은 피치 세그먼트들 (224,226) 및/또는 (227)를 상이한 사이즈, 형상 또는 수의 세그먼트들로 만듦으로써 배제될 수 있다(예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 근위 단부 주변에 맞추어 더 긴). 그러나, 이는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 사이즈 및/또는 중량을 증가시킬 수 있다. 도 12에 도시된 데드 존 (254)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 근위 단부를 상이한 사이즈 또는 형상로 만듦으로써 배제될 수 있다(예를 들어, 숄더 롤 메커니즘 (202) 안쪽에 맞추어 더 짧은).
하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 하나 이상의 데드 존들 (254)이 환자(2)의 신체 바깥쪽에 발생하도록 디자인될 수 있어서, 데드 존은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 기능을 제한하지 않는다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 따라서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 환자 신체 내부에 수술공간내 어디든 위치시킬 수 있다.
도 12에 관련하여, 메인 롤 메커니즘 (204)이 회전되어서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 이제 위쪽을 향한다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 간섭되거나(interfere) 또는 그렇지 않으면 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 근위 단부의 움직임을 제한하여 예컨대 데드 존 (254)을 생성한다. 데드 존 (254)을 예시하는 그물코 모양으로 음영된(cross hatched) 영역은 숄더 롤 메커니즘 (202)과의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 근위 단부 차단(obstruction) 때문에 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 말단 팁이 다다를 수 없는 위치들을 도시한다. 도 12는 환자(12)의 신체를 도시한다. 도시된 바와 같이, 데드 존 (254)은 환자(2)의 신체로부터 떨어져 바깥쪽에 그리고 위쪽에 배치된다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 말단 팁이 도 12에 도시된 데드 존 (254)내 포인트들에 도달하지 못하는 것은 수술 절차들에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 사용에 영향을 미치지 않을 것이다. 도 12에 도시된 데드 존 (254)은 수술이 수행되지 않은 위치들을 포함한다.
상기에서 논의된 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 데드 존이 신체 바깥쪽이 발생하도록 마운트될 수 있다 (예를 들어, 지지 암 (106), 마운팅 폴들(104), 등을 통하여.) 일부 실시예들에서, 숄더 롤 메커니즘 (202)은 도 7 에 도시된 바와 같이 리모트 센터 (250) 아래에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 숄더 롤 메커니즘 (202)은 도 12 에 도시된 바와 같이 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 마운트되는 고정물 (예를 들어, 병원 베드)에 더 가깝다. 숄더 롤 메커니즘 (202)을 리모트 센터 (250)에 비하여 가능한 한 낮게 방위시킴으로써, 데드 존들 (254)은 바람직하게는 환자(2)의 신체로부터 떨어져 그리고 위쪽에 배치된다. 다시 도 6을 참조하여, 숄더 롤 메커니즘 (202)은 환자 (2)가 놓여진 베드 (102) 또는 수평 표면에 더 가깝다. 지지 암 (106), 마운팅 폴 (104), 엘리베이터 (120), 캐리지 (130) 및/또는 어댑터 (132)를 측위함으로써 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 위치시키는 능력은 바람직하게는 데드 존 (254)의 배치에 추가의 적응성을 제공한다. 일부 실시예들에서, 숄더 롤 메커니즘 (202)은 리모트 센터 (250) 위에 위치될 수 있다 (예를 들어, 환자를 그것들의 측면상에 측위, 마운팅 때문에).
일부 실시예들에서, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 사이즈에서 작다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 일부 실시예들에서 10 파운드 보다 작게, 8 파운드 보다 작게, 6 파운드 보다 작게, 4 파운드 보다 작게, 3 파운드 보다 작게 무게가 나갈 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 24 인치 보다 작은 길이, 22 인치 보다 작은 길이, 20 인치 보다 작은 길이, 16 인치 보다 작은 길이, 14 인치 보다 작은 길이, 12 인치 보다 작은 길이일 수 있다. 일 실시예에서, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 접힌(collapsed) 구성에 있을 때 콤팩트할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암(200)의 작은 사이즈는 환자 (2) 주변에 더 많은 빈 공간(free space)을 가능하게 한다. 빈 공간은 다양한 위치들에서 외과 의사가 수동 툴 (350)을 조작하는 것을 가능하게 한다. 빈 공간은 수술 동안에 외과 의사가 다수의 위치들에서 그 자신의 위치를 바꾸는 것을 가능하게 한다. 빈 공간은 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 사용과 동시에 수동 툴들(350)을 사용하는 것을 가능하게 한다. 빈 공간은 필요한 때 더 용이한 환자로의 물리적 액세스를 허용한다.
바람직하게는, 수술자 (1)는 액세스 환자에 액세스하는 것이 가능하여 수동 툴 (350)을 사용하고 동시에 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 이용하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어한다. 수술자 (1)은 요구된 툴들을 조작하기 위해 또는 환자 (2)에 관련하여 더 최적의 위치로 이동시키기 위해 빈 공간을 갖는 것을 선호할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 리모트 센터 (250)를 유지하면서 상이한 위치로 이동될 수 있다. 상이한 위치는 환자에 더 큰 액세스를 허용할 수 있다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 리모트 센터를 유지하면서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 상이한 위치들로 이동시키는 능력을 제공한다.
도 13a는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 최초 위치를 도시한다. 도면은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 타겟 툴 팁 위치(target tool tip position) (248)을 도시한다. 도 13b에서, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 위치 및 방위는 계속 동일하게 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 상이한 위치를 나타낸다. 타겟 툴 팁 위치 (248)로부터 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 보는 것은, 도 13a 에 도시된 위치로부터 숄더 롤 세그먼트 (220)는 반시계 방향으로 회전되고 메인 롤 세그먼트 (222)는 부분적으로 시계방향으로 회전된다. 따라서 톨 샤프트 축 (252)을 따라 병진이동 및 회전을 첨가하는 회전/병진이동 메커니즘 (206)에 따라, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 다양한 포즈들을 가지면서 동일한 타겟 툴 팁 위치 (248)에 유지되는 것이 가능할 수 있다. 수술자 (1)는 요구될 때 수술을 위한 최적 위치에 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 배치할 수 있다.
숄더 롤 메커니즘 (202)은 다른 제한들을 피하기 위하여 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 상이한 위치들로 이동시키는 능력을 제공한다. 제한들은 다양한 요인들에 의해 수술 환경에 도입될 수 있다. 이들 요인들은 환자 (2)의 신체 체형, 수술 공간내 또는 그 근처의 다른 도구들의 존재, 물리적 치수 및 이동성에 기초된 수술 아레나내 오브젝트의 제한들을 포함한다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 이들 제한들을 우회하여 작업하는데 도움이 될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 제한들의 영향들을 최소화하거나 또는 배제하도록 위치될 수 있다.
숄더 롤 메커니즘 (202)에 의해 제공된 잉여 자유도가 (온-마켓 시스템들과 비교되어) 백래시의 영향을 낮추고 시스템의 실제적인 대역폭을 개선하거나 또는 증가시킬 때 이런 영역들에서의 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 성능을 증가시킬 것이다. 대역폭(bandwidth)은 입력 디바이스 (500)의 입력의 움직임을 정확히 따라하는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 능력이다. 더 높은 대역폭들은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 더 빨리 가속되는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 저대역폭 시스템에서, 만약 수술자 (1)가 입력 디바이스 (500)를 빠르게 또는 빠른 속도에서 이동시키면, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 입력 디바이스 (500)의 움직임을 따라갈 수 없을 수 있다. 백래시(backlash)는 기계 시스템에서의 "플레이(play)"의 양이다.
고정된 리모트 센터 (250)를 갖는 시스템들에서, 대역폭 및 백래시는 전체적으로 역으로 관련된다. 예를 들어, 만약 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 엔드 이펙터 (306)가 리모트 센터 (250)에 매우 가까우면, 엔드 이펙터 (306)의 작은 움직임을 일으키기 위해 메인 롤 메커니즘 (204) 및/또는 숄더 롤 메커니즘 (202)은 큰 양을 이동한다. 이 움직임은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 대역폭 제한들을 압박하지만, 그러나 액추에이터 백래시 관점에서 유리하다. 다른 예로서, 만약 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 샤프트가 환자(2)의 신체내로 멀리 연장되고 임의의 특이점들로부터 떨어져 있다면, 엔드 이펙터 (306)의 변화를 달성하기 위해 메인 롤 메커니즘 (204) 및/또는 숄더 롤 메커니즘 (202)상에 더 많은 요구가 놓여진다. 대역폭은 적절하지만 백래시는 상당하게 될 수 있다. 파라미터들 예컨대 대역폭 및 백래시는 상당히 수술 공간내 영역마다 변화할 수 있다.
스위트 스폿(sweet spot)들은 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)이 제어되고 파라미터들 예컨대 대역폭 및 백래시가 수락할만한 파라미터들내에 있는 영역들이다. 시스템의 디자인에 의해 도입된 대역폭, 백래시, 기계적인 제한들, 특이점들의 위치 (두개 이상의 자유도가 일치하는)를 포함하는 요인들은 시스템의 스위트 스폿에 영향을 줄 수 있다. 디자인너들은 수행될 작업을 위해 스위트 스폿이 가능한 한 큰 영역을 정의 하도록 시도한다.
일부 실시예들에서, 대역폭 및 백래시는 수술 공간내 모든 영역들에 대하여 최적화된다. 대역폭 및 백래시는 특이점들 주변에서 최적이 아니다. 예를 들어, 특이점은 도 10 에 도시된 바와 같이 툴 샤프트 축 (252)이 메인 롤 축 (240)과 정렬될 때 존재할 수 있다. 엔드 이펙터 (306)는 더 제어하기 어려울 수 있다. 숄더 롤 메커니즘 (202)이 추가의 자유도를 제공함으로써 특이점들을 방지할 수 있다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 추가의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 포즈들을 제공할 수 있고 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 세그먼트들을 배열하는 추가 방법들을 제공한다. 숄더 롤 메커니즘 (202)은 더 큰 작업 영역 - 그 작업 영역상에서 대역폭 및 백래시가 수락할만한 파라미터들내에 있는- 을 제공할 수 있다.
대안적인 암들 (Alternative Arms)
하이퍼덱스트러스 수술 암은 많은 구성들을 가질 수 있다. 도면들 14-16은 하이퍼덱스트러스 수술 암의 대안적인 구성들을 도시한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암은 본 출원에서 설명된 리모트 센터 (250)를 유지할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암은 본 출원에서 설명된 하이퍼덱스트러스 수술 시스템들에 통합될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암은 수술자가 움직이는 것을 가능하게 하는 입력 디바이스들 (500)에 의해 제어될 수 있다.
도 14는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2000)의 실시예를 도시한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2000)은 제 1 롤러 슬라이드 (2004) 및 제 2 롤러 슬라이드 (2006)를 포함하는 베이스 (2002)를 포함할 수 있다. 제 1 롤러 슬라이드 (2004)는 제 2 롤러 슬라이드 (2006)에 직교할 수 있다. 제 1 롤러 슬라이드 (2004)는 제 1 방향 (예를 들어, 수직)으로의 움직임을 허용한다. 제 2 롤러 슬라이드 (2006)는 제 2 방향 (예를 들어, 수평)으로의 움직임을 허용한다. 롤링 슬라이드 (2004)는 화살표 (2010)의 방향을 따라 오프셋 암 (2008)을 위치시킬 수 있고 및/또는 롤링 슬라이드 (2006)는 화살표 (2012)의 방향을 따라 오프셋 암을 위치시킬 수 있다. 제 1 롤러 슬라이드 (2004) 및/또는 제 2 롤러 슬라이드는 수동 (예를 들어, 전동이 아닌)일 수 있다. 제 1 롤러 슬라이드 (2004) 및/또는 제 2 롤러 슬라이드는 능동 (예를 들어, 전동)일 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (2000)은 오프셋 암 (2008)을 포함한다. 오프셋 암 (2008)은 오프셋된다(예를 들어, 오프셋 암 (2008)의 구조는 동심(concentrice)이 아니거나 또는 그것의 종축에 대하여 대칭이 아니다). 오프셋 암 (2008)은 두개의 자유도 (피치 및 롤)를 포함한다. 오프셋 암 (2008)은 피치 메커니즘 (2024) 및 롤 메커니즘을 포함할 수 있다. 피치 메커니즘 (2024)은 피치 축을 갖는다. 오프셋 암 (2008)은 피치 축에 대하여, 화살표 (2021)에 대하여 투관침 (302)을 회전시킬 수 있다. 롤 메커니즘은 롤 축 (2018)를 갖는다. 오프셋 암 (2008)은 화살표 (2020)의 방향에서 롤 축 (2018) 둘레에서 회전할 수 있다. 피치 축 및 롤 축은 리모트 센터 (250)에서 교차한다. 롤링 슬라이드 (2004) 및 롤링 슬라이드 (2006)는 또한 리모트 센터를 통과하는 축에 대하여만 움직임을 허용한다.
오프셋 암 (2008)의 원위 단부는 투관침 캐리어 (2022)에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 오프셋 암 (2008)은 아킹 슬라이드에 의해 투관침 캐리어 (2022)에 결합된다. 원형의 반경을 갖는 아킹 슬라이드는 고정된 회전 중심, 예컨대 리모트 센터 (250)을 유지할 것이다. 아크의 형상은 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아크의 형상은 타원형이다. 형상을 교체함으로써, 회전 중심의 위치는 수직 방향에서 변하게 될 것이다. 일 실시예에서, 피치 메커니즘 (2024)은 적어도 부분적으로 투관침 캐리어 (2022)에 결합된 롤링 슬라이드 (2004)에 의해 제공된다.
롤링 슬라이드 (2024)는 만곡진, 텔레스코핑 방식(telescoping fashion)으로 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2000)의 원위 단부와 투관침 캐리어 (2022) 사이를 롤링함으로써 수직으로부터 +/-90° 까지 연장될 수 있다(+/-15°, +/-30°, +/-45°, +/-60°, +/-75°, 등을 포함하여.). 롤링 슬라이드 (2024)가 수직일 때, 롤링 슬라이드 (2024)는 투관침 캐리어 (2022)의 프로파일내에 있을 수 있다. 이는 스웹트 체적(swept volume)을 최소화할 수 있고, 그렇게 함으로써 둘러싸는 조직, 다른 장비, 및/또는 수술실 직원과의 간섭을 줄인다.
피치 메커니즘 (2024), 롤 메커니즘, 제 1 롤러 슬라이드 (2004), 및 제 2 롤러 슬라이드 (2006)은 수동 또는 능동일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2000)의 움직임은 능동적으로 제어될 수 있고 에너지원에 의해 조작될 수 있다 (예를 들어, 모터들 예컨대 전기 모터들, 유압식 기계, 공압식 기계, 등. 미도시).
오프셋 암 (2008)은 두개의 자유도를 갖는다 (피치 및 롤). 롤링 슬라이드 (2004) 및 롤링 슬라이드 (2006)는 화살표 (2010) 및 화살표 (2012)을 따라서의 움직임을 제공함으로써 두개의 자유도를 제공할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2000)은 네개의 자유도를 가질 수 있다.
도 15는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2026)의 실시예를 도시한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2026)은 세개의 세그먼트들, 세그먼트 (2028), 세그먼트 (2030), 및 세그먼트 (2032)를 포함할 수 있다. 세그먼트들 (2028), (2030), 및 (2032)은 롤 메커니즘에 의해 서로에 결합된다. 다른 실시예들에서, 세그먼트들 (2028), (2030), (2032)은 다른 적절한 메커니즘들을 통하여 서로에 결합된다. 세개의 메커니즘들은 회전 축들 (2034), (2036), (2038)를 가진다. 이들 축들은 리모트 센터 (250)에서 교차한다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2026)내 제 3 롤 메커니즘이 잉여 자유도를 제공한다.
하이퍼덱스트러스 수술 암 (2026)의 원위 단부는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (2046) 및/또는 투관침 (2048)에 결합될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2026)은 툴 (2046)을 병진이동 및 회전시키는 회전/병진이동 메커니즘 (2044)를 포함할 수 있다. 툴 (2046)은 두개의 자유도 (피치, 요)를 가질 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암 (2026), 회전/병진이동 메커니즘 (2044), 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (2046)의 조합은 일곱개의 자유도를 가질 수 있다. 툴 (2046)은 추가의 자유도를 가질 수 있다.
도 16은 대안적인 피치 메커니즘의 실시예를 도시한다. 도 16의 암 (2050)은 하이퍼덱스트러스 수술 암을 제공하기 위해 추가의 메커니즘 (예를 들어, 롤 메커니즘들, 피치 메커니즘들)와 결합될 수 있다. 암 (2050)은 리모트 센터 (250)를 유지할 수 있다. 암 (2050)은 롤 축 (2058)에 대하여 회전하는 롤 메커니즘을 포함할 수 있다. 팔로어 플레이트 (2054)는 롤 축 (2058)에 대하여 회전할 수 있고 베어링 (미도시)에 의해 지지될 수 있다. 암 (2050)은 암 (2050)이 롤 축 (2058)에 대하여 회전하고, 베어링 (미도시)에 의해 지지되고 및 모터 (미도시)에 작동되는 식으로 다른 메커니즘들에 마운트될 수 있다.
암 (2050)은 피치 축에 대하여 회전하는 피치 메커니즘을 제공할 수 있다. 피치 메커니즘은 네개의 바 링키지들, 밴드- 또는 케이블-제약 병렬 메커니즘들, 또는 기어 및 캠을 포함하는 많은 형태들을 취할 수 있다. 기어 및 캠 메커니즘들이 도 16 에 도시된다.
팔로어 플레이트 (2054)는 프로파일된 슬롯 (2056)를 포함할 수 있다. 팔로어 플레이트 (2054)는 기어 팔로어 (2062)에 맞물릴 수 있는 기어 프로파일 (2060)를 포함할 수 있다. 기어 프로파일 (2060)은 비-원형(non-circular) 일 수 있고, 및/또는 기어 팔로어는 비-원형일 수 있다. 기어 팔로어 (2062)는 케이블 (2066)을 드라이브할 수 있는 케이블 스풀 (2064)을 드라이브할 수 있다. 케이블 (2066)은 암 (2051)에 결합될 수 있다. 암 (2051)은 케이블 (2066)과 상호 작용하는 기어들 또는 풀리들을 포함할 수 있다. 케이블 (2066)은 출력 풀리 (2068)의 회전을 드라이브한다. 출력 풀리 (2068)는 암 (2051)의 원위 단부 근처에 있을 수 있고 투관침 (2070)에 결합될 수 있다. 암 (2051)은 선형 베어링 (2072)을 통하여 슬라이드할 수 있다. 프로파일된 슬롯 (2056), 비-원형의 기어 프로파일 (2060) 및 비-원형의 기어 팔로어 (2062)의 프로파일들은 투관침 (2070)을 피치 축에 대하여 회전하게 할 수 있다. 암 (2051)의 형상은 조직 간극(tissue clearance)을 위해 도시된 바와 같이 직선일 수 있거나 또는 만곡질 수 있다.
암 (2050)은 피치 메커니즘에 의해 제공된 하나의 자유도를 갖는다. 롤 축 (2058)를 갖는 암 (2050)은 롤 메커니즘 (미도시)에 의해 제공된 하나의 자유도를 가질 수 있다. 추가의 잉여 자유도는 암 (2050)을 하이퍼덱스트러스 수술 암으로 만들기 위해 암 (2050)에 추가될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (미도시) 및 회전/병진이동 메커니즘은 총 여섯개의 자유도에 대하여 네개의 자유도를 제공할 수 있다.
피치 메커니즘 및 롤 메커니즘은 수동 또는 능동일 수 있다. 일부 실시예들에서, 암 (2052)의 움직임은 능동적으로 제어될 수 있고 에너지원에 의해 조작될 수 있다 (예를 들어, 모터들 예컨대 전기 모터들, 유압식 기계, 공압식 기계, 등. 미도시). 수술자 (1)는 회전 중심 (250)을 수립하기 위해 암 (2050)에 마운트할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 ( Hyperdexterous surgical tool)
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)에 대하여 네개의 자유도를 제공한다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 회전 및 병진이동시킬 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)의 더 적은 사이즈는 바람직하게는 앞에서 논의된 것처럼 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 더 적은 사이즈로 하는 것을 허용한다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)의 작은 사이즈는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 to be 더 적게 그리고 가볍게 하는 것을 가능하게 하고, 이는 무엇보다도 환자 (2) 주위에 더 많은 빈 공간을 가능하게 한다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 회전/병진이동 메커니즘 (208)에 의해 회전되고 및/또는 병진이동될 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 회전/병진이동 메커니즘 (208)에 따라 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 회전시킨다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 병진이동시킨다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 병진이동 및/또는 회전의 임의 조합을 제공할 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 바람직하게는 다양한 직경들의 툴 샤프트들을 수용할 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 임의 길이의 툴 샤프트들을 수용한다. 도면들 17-22에 설명된 툴 사프트와 상호 작용하는 메커니즘들은 특정 회전수들로 제한되지 않는다. 따라서 메커니즘은 임의 길이의 툴 샤프트를 수용할 수 있고, 이는 본질적으로 범위에서 제한되는 텔레스코핑 세그먼트들을 사용하는 현존하는, 온-마켓 병진이동 메커니즘들에 비하여 장점이다. 콤팩트한 사이즈의 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 더 가벼울 수 있고, 더 적은 하이퍼덱스트러스 수술 암의 사용을 허용한다.
엔드 이펙터는 두개의 자유도 (피치, 요)을 제공할 수 있고 추가의 자유도 (조(jaw) 작동, 핀치(pinch))을 제공할 수 있다. 다시 도 10을 참조하여, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 길게된(elongated) 샤프트의 팁에 배치된 엔드 이펙터 (306), 예를 들어 그래스퍼, 바늘 홀더, 스테이플러, 소작 툴(cauterizing tool)를 포함한다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 신체 (예를 들어, 환자 (2)의) 신체내 작은 절개부위를 통과하여 도입될 수 있다.
도 7 은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 회전/병진이동 메커니즘 (208)을 도시한다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100) (회전, 병진이동)에 두개의 자유도를 제공한다. 툴 샤프트 축 (252)에 대한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 회전 및 툴 샤프트 축 (252)을 따라서의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 선형 병진이동은 회전/병진이동 메커니즘에 의해 부가된 자유도 가운데 있다(도 10 참조). 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 움직이는 리모트 센터 (250) 없이 회전되거나 또는 병진이동될 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 의해 지지되는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)상에 직접 회전 및/또는 병진이동을 첨가한다.
회전/병진이동 메커니즘 (208)의 회전은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 회전으로 변환된다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)의 병진이동은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 병진이동으로 변환된다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)의 풀리(pulley)들, 기어된 휠들, 또는 다른 맞물림 메커니즘들의 방향 및 속도는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 상이한 유형들의 움직임으로 귀결된다.
회전/병진이동 메커니즘 (208)의 더 적은 사이즈는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)이 더 적은 사이즈로 되는 것을 보장할 수 있다. 더 적은 사이즈는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 다른 컴포넌트들(예를 들어, 다른 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200), 다른 세그먼트들)과 충돌에 대한 기회들을 줄일 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 근위 섹션의 더 적은 사이즈는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 더 적은 움직임의 제한들과 조우하는 것을 보장할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 더 적은 중량은 벌키하지 않은 구동 메커니즘들, 예컨대 모터들의 사용을 허용한다. 더구나, 크고 강력한 모터들에 대한 요구가 줄어들 수 있다.
회전/병진이동 메커니즘 (208)의 작은 사이즈는 환자 (2) 주위에 더 많은 빈 공간을 가능하게 한다. 빈 공간은 다양한 위치들에서 외과 의사가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)과 동시에 수동 툴 (350)을 조작하는 것을 가능하게 한다. 빈 공간은 수술 동안에 외과 의사가 다수의 위치들에서 그 자신의 위치를 바꾸는 것을 가능하게 한다. 빈 공간은 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 사용과 동시에 수동 툴들(350)을 사용하는 것을 가능하게 한다. 빈 공간은 필요한 때 더 용이한 환자로의 물리적 액세스를 허용한다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템(100)에 의해 차지되는 더 적은 공간 때문에, 수술자 (1), 예컨대 외과 의사 또는 수술 팀원은 바람직하게는 환자 주위에 더 많은 빈 공간을 가능하게 할 수 있다. 빈 공간은 수술자 (1)가 환자에 용이하게 액세스를 획득하는 것을 가능하게 한다.
도면들 17-22은 회전/병진이동 메커니즘 (208)의 일 실시예를 예시한다. 두개의 상이한 유형들의 회전/병진이동 메커니즘들 (208)이 이하에서 논의될 것이다 - 비대칭 회전/병진이동 메커니즘 (258) 및 대칭 회전/병진이동 메커니즘 (2500). 다른 유형들의 회전/병진이동 메커니즘들 (208)이 또한 있을 수 있다. 회전/병진이동 메커니즘 (258,2500)은 대칭 또는 비대칭 상이한 구성들에 롤러들, 기어들, 풀리들, 마찰 표면들, 등을 사용할 수 있다. 그것은 또한 시스템의 별도의 파트들의 수를 최소화하고 용이한 사용 및 셋업을 증가시키기 위해서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴과 결합될 수 있다. 비대칭 회전/병진이동 메커니즘 (258)은 적어도 두개의 풀리들, 풀리(pulley) (260) 및 풀리 (262)를 포함할 수 있다. 비대칭 회전/병진이동 메커니즘 (258)은 풀리들 (260,262)의 중심들을 통과하여 위치된 중심 하우징 (264)을 갖는다. 풀리 (260)는 중심 하우징 (264)에 결합될 수 있다. 풀리 (262)는 중심 하우징 (264)에 대하여 회전할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 중심 하우징 (264)을 통하여 삽입될 수 있다.
풀리 (260)는 적어도 두개의 롤러들, 롤러 (266) 및 롤러 (268)를 포함할 수 있다. 이제 도 18를 참조하여, 롤러 (266)는 롤러 휠 (270) 및 롤러 드럼 (272)을 갖는다. 롤러 (268)는 롤러 휠 (274) 및 롤러 드럼 (276)을 갖는다. 롤러 드럼들 (272,276)의 직경은 롤러 휠 (270,274) 보다 적을 수 있다. 롤러 휠 (270)은 오목한 표면 (278)을 갖고 롤러 휠 (274)은 오목한 표면 (280)을 갖는다. 오목한 표면들 (278,280)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 형상에 일치할 수 있고 중심 하우징 (264)내 슬롯들을 통하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 그립(grip)하거나 또는 맞물리게 하는 롤러들 (266,268)의 능력을 가능하게 한다. 비록 롤러 휠 (270) 및 롤러 휠 (274)이 오목한 표면들을 갖는 것으로 도시되었지만, 한정되는 것은 아니지만 텍스쳐된 표면들, 기어 이빨들(gear teeth), 및 벨트들을 포함하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 툴 샤프트의 표면에 맞물리도록 하기 위한 다양한 다른 표면들이 이용될 수 있다.
풀리 (260)는 적어도 두개의 추가의 롤러들, 롤러 (282) 및 롤러 (284)를 포함한다. 롤러들 (282,284)은 풀리 (260)의 밑면(underside)에 부착된다. 도 17은 풀리 (260)의 밑면에 부착된 롤러 (282)를 도시하다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 병진이동의 프로세스가 도면들 19 및 20에 도시된다. 도 19에 도시된 바와 같이, 모터 (286)는 풀리 (260)를 드라이브하고 모터 (288)는 풀리 (262)를 드라이브한다. 앞에서 언급된 바와 같이, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 중심 하우징 (264)을 통하여 삽입될 수 있다. 만약 모터 (288)가 풀리 (262)가 화살표 1의 방향에서 회전하도록 드라이브되면, 롤러 (282)는 화살표 2의 방향에서 회전할 것이다. 도 19 에 도시된 바와 같은 동일한 움직임을 예시하는 평면도인 도 20로 가서, 화살표 2의 방향에서 회전하는 롤러 (282)가 도시된다.
롤러 (284)는 도 19에 미도시된다. 도 19 에 도시된 바와 같은 동일한 움직임을 예시하는 평면도인 도 20로 가서; 화살표 3의 방향에서 회전하는 롤러 (284)가 도시된다. 롤러들 (282,284)의 회전은 롤러 드럼 (272) 및 롤러 드럼 (276)을 회전하게 할 것이다. 롤러 드럼들 (272,276)의 회전은 롤러 휠 (270) 및 롤러 휠 (274)을 회전하게 할 것이다. 롤러 휠 (270) 및 롤러 드럼 (272)를 포함하여 롤러 (266)의 회전은 화살표 4에 의해 도시된다. 롤러 휠 (274) 및 롤러 드럼 (276)를 포함하여 롤러 (268)의 회전은 화살표 5에 의해 도시된다.
롤러 (266)의 롤러 휠 (270)의 회전 및 롤러 (268)의 롤러 휠 (274)의 회전은 중심 하우징 (264)에 삽입된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 병진이동하게 한다. 그러나, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 상이한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 사용을 허용하기 위해 중심 하우징 (264)에서 결합해제하는 것이 허용되어야 한다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 도 19에 도시된 화살표 6의 방향에서 병진이동한다. 도면 평면으로부터 밖으로 나오는 수직인 화살표 6는 도 20에 미도시된다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 하향 방향으로 병진이동시키기 위해서, 모터 (288)는 간단하게 화살표 1에 반대로 역 방향으로 돌린다. 이는 롤러 휠들 (270,274) 및 롤러 드럼들 (272,276)를 포함하는 롤러들 (266,268)의 움직임들을 역방향으로 회전하게 한다. 이는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 도면들 19 및 20에 도시된 방향에 반대 방향으로 병진이동하게 한다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 회전의 프로세스가 도면들 21 및 22에 도시된다. 도 21에서, 풀리 (260) 및 풀리 (262)는 개별적으로 모터 (286) 및 모터 (288)에 의해 회전된다. 둘 모두의 풀리들 (260,262)는 화살표 7에 의해 도시된 동일한 방향으로 회전된다. 둘 모두의 모터들 (286,288)의 움직임 때문에, 롤러 (282)는 도면들 19 및 20에 도시된 화살표 2의 방향에서 회전하지 않을 것이다. 둘 모두의 모터들 (286,288)의 움직임 때문에, 롤러 (284)는 도 20 에 도시된 화살표 3의 방향에서 회전하지 않을 것이다. 둘 모두의 풀리들 (260,262)이 동일한 방향에서 회전할 때, 롤러 (282) 및 (284)는 그것들 자체의 회전 축들 (290,292)에 대하여 회전하지 않는다. 이어서, 롤러들 (266) 및 (268)는 도 20 에 도시된 바와 같이 그것들 자체의 회전 축들 (294,296)에 대하여 회전하지 않는다. 롤러들 (266,268,282,284)은 도 22에 화살표 8에 의해 도시된 바와 같이 풀리 (260)과 함께 회전한다. 풀리 (260)는 중심 하우징 (264)에 대하여 회전한다. 풀리 (260)가 회전될 때, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 화살표 9에 의해 도시된 바와 같이 회전한다. 다른 방향으로 회전시키기 위해서, 모터들은 단순하게 도 21 에 도시된 화살표 7에 반대, 역 방향으로 회전한다.
회전 병진이동 (258)는 맞물림 메커니즘(engagement mechanism)들 예컨대 롤러들 및 마찰 휠들을 사용한다. 기어들, 벨트들, 베벨 기어들(beveled gears), 및 케이블들를 포함하는 다른 유형들의 맞물림 메커니즘이 추가적으로 또는 대안적으로 활용될 수 있다.
도면들 23-27은 다른 실시예의 회전/병진이동 메커니즘 (2500)을 예시한다. 이 메커니즘은 대칭 회전/병진이동 및 차동(differential) 회전/병진이동 메커니즘들의 카데고리에 속한다. 대칭 회전/병진이동 메커니즘 (2500)은 베벨 기어 (2504) 및 베벨 기어 (2506)를 포함할 수 있다. 도 23에서, 중심 하우징 (2502)은 전체적으로 베벨 기어들 (2504), (2506)에 수직이다. 베벨 기어들 (2504), (2506)은 도 24에 도시된 이빨들을 포함한다.
모터 (2508) (예를 들어, 전기 모터)는 모터 기어 (2510)를 포함한다. 모터 (2508) 및 모터 기어 (2510)는 베벨 기어 (2504)를 드라이브한다. 베벨 기어 (2504)는 인셋 베벨 기어 (2512)를 드라이브한다. 인셋 기어 (2512) 및 인셋 기어 (2526)는 중심 하우징 (2502)에 연결되지만 그러나 그것들 자체의 중심 회전 축들에 대하여 회전할 수 있다. 인셋 베벨 기어 (2512)는 중심 하우징 (2502)와 결합된다. 인셋 베벨 기어 (2512)는 차축(axle) (2514)에 대하여 회전한다. 차축 (2514)은 보조 기어(secondary gear) (2516)에 결합된다. 보조 기어 (2516)는 스퍼 기어 (2518)와 인터페이스한다. 스퍼 기어 (2518)는 롤러 (2520)에 연결된다.
모터 (2522) (예를 들어, 전기 모터)는 모터 기어 (2524)를 포함한다. 모터 (2522) 및 모터 기어 (2524)는 베벨 기어 (2506)를 드라이브한다. 베벨 기어 (2506)는 인셋 베벨 기어 (2526)를 드라이브한다. 인셋 베벨 기어 (2526)는 중심 하우징 (2502)와 결합된다. 인셋 베벨 기어 (2526)는 차축 (2528)에 대하여 회전한다. 차축 (2528)은 보조 기어(secondary gear) (2530)에 결합된다. 보조 기어 (2530)는 스퍼 기어(spur gear) (2532)와 인터페이스한다. 스퍼 기어 (2532)는 롤러 (2536)와 연결된다.
도 24는 롤러들 (2520), (2536) 및 베벨 기어들 (2504), (2506)을 도시한다. 대칭 회전/병진이동 메커니즘 (2500)은 롤러 (2520)와 결합된 선형 드라이브 벨트 (2538) 및 롤러 (2536)와 결합된 선형 드라이브 벨트 (2540)를 포함한다. 롤러 (2520)는 선형 드라이브 벨트 (2538)과 중심 하우징 (2502) 사이에 배치되고, 선형 드라이브 벨트 (2538)는 롤러 (2520) 둘레를 부분적으로 감싼다. 롤러 (2536)는 선형 드라이브 벨트 (2540)과 중심 하우징 (2502) 사이에 배치되고, 선형 드라이브 벨트 (2540)는 롤러 (2536) 둘레를 부분적으로 감싼다. 선형 드라이브 벨트 (2538) 및 선형 드라이브 벨트 (2540)은 적어도 부분적으로 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 길이를 따라서 연장될 수 있고 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 샤프트에 결합된다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 병진이동의 프로세스가 도면들 25 및 26에 도시된다. 모터 (2522)는 화살표 1의 방향으로 도시된 바와 같이 회전된다. 이는 베벨 기어 (2506)를 화살표 2의 방향에서 회전하게 한다. 베벨 기어 (2506)는 인셋 베벨 기어 (2526)를 화살표 3의 방향에서 회전하게 한다. 인셋 베벨 기어 (2526)의 회전은 보조 기어 (2530)를 화살표 4와 동일한 방향으로 회전하게 한다. 보조 기어(2530)의 회전은 스퍼 기어 (2532)를 화살표 5의 방향으로 회전하게 한다. 스퍼 기어 (2532)의 회전은 롤러 (2536)를 화살표 6의 방향에서 회전하게 한다. 이제 도 26를 참조하여, 롤러 (2536)는 화살표 6의 방향에서 회전한다.
모터 (2508)는 화살표 7의 방향으로 도시된 바와 같이 회전된다. 이는 베벨 기어 (2504)를 화살표 8의 방향에서 회전하게 한다. 베벨 기어 (2504)는 인셋 베벨 기어 (2512)를 화살표 9의 방향에서 회전하게 한다. 인셋 베벨 기어 (2512)의 회전은 보조 기어 (2516)를 화살표 10의 방향에서 회전하게 한다. 보조 기어 (2516)의 회전은 스퍼 기어 (2518)를 화살표 11의 방향에서 회전하게 한다. 스퍼 기어 (2518)의 회전은 롤러 (2520)를 화살표 12의 방향에서 회전하게 한다. 이제 도 26를 참조하여, 롤러 (2520)는 화살표 12의 방향에서 회전한다. 롤러들 (2520)은 도 26에 도시된 바와 같이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 대향 측면들에 맞물린다. 도면들 23 및 25에서, 롤러 (2520)는 중심 하우징 (2502) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 뒤에 있고 따라서 파선(dashed line)들로 도시된다.
롤러들 (2520), (2536)의 회전은 도 26에 화살표 13 및 화살표 14에 의해 표시된 방향으로 선형 벨트 드라이브들 (2538), (2540)의 선형 병진이동을 하게 할 것이다. 선형 벨트 드라이브들 (2538), (2540)의 움직임은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 선형 병진이동을 일으킨다. 선형 벨트 드라이브들 (2538), (2540)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 툴 샤프트에 결합되고, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 중심 하우징 (2502)을 통하여 병진이동한다. 중심 하우징 (2502)내에 삽입된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 화살표 13 및 화살표 14의 방향에서 병진이동할 것이다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 위쪽 방향으로 이동시키기 위해서, 모터들 (2508), (2522)은 간단하게 반대 방향으로, 도 25에 화살표 1 및 화살표 7에 반대 방향으로 회전할 것이다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 회전의 프로세스가 도면들 27 및 28에 도시된다. 선형 벨트 드라이브 아래의 모터들, 모터 기어들, 보조 기어들, 스퍼 기어들 및 롤러들은 미도시된다. 추가하여, 베벨 기어들 및 인셋 기어들에 대한 이빨들이 미도시된다. 도 27에서, 베벨 기어들 (2504), (2506)은 모터들 (미도시)에 의해 회전된다. 베벨 기어들 (2504), (2506) 둘 모두는 화살표 15에 의해 도시된 동일한 방향에서 회전된다. 둘 모두의 모터들의 움직임 때문에, 인셋 베벨 기어들 (2512), (2526)은 도 22에 도시된 바와 같이 화살표 3 및 9 의 방향에서 회전하지 않을 것이다.
둘 모두의 모터들의 움직임 때문에, 롤러들 (2520), (2536)는 도 27에 화살표 16에 의해 도시된 바와 같이 베벨 기어들 (2504), (2506)과 회전한다. 동일한 방향에서의 둘 모두의 베벨 기어들 (2504), (2506)의 회전은 중심 하우징 (2502) 및 캡쳐된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 모두 동일한 속도에서 회전하게 한다. 베벨 기어들 (2504), (2506)이 회전될 때, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 화살표 16에 의해 도시된 바와 같이 회전한다. 다른 방향으로 회전시키기 위해서, 모터들은 단순히 역 방향으로 회전한다.
둘 모두의 모터들 (2508), (2522)의 움직임 때문에, 인셋 베벨 기어들 (2512), (2526)은 베벨 기어들 (2504), (2506)과 회전한다. 인셋 베벨 기어들 (2512), (2526)은 중심 하우징 (2502)과 결합된다. 동일한 방향에서의 베벨 기어들 (2504), (2506), 및 인셋 베벨 기어들 (2512), (2526)의 회전은 중심 하우징 (2502) 및 캡쳐된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 모두 동일한 속도에서 회전하게 한다. 맞물림 메커니즘들 예컨대 기어들, 벨트들, 및 베벨 기어들이 회전/병진이동 메커니즘 (208)에서 활용될 수 있다. 롤러들, 베어링들, 및 케이블들과 같은 다른 유형들의 맞물림 메커니즘이 다른 실시예들에서 추가적으로 또는 대안적으로 활용될 수 있다.
도 28은 도면들 23-27의 선형 벨트 드라이브들 (2538), (2540) 및 롤러들 (2520), (2536)의 대안적인 실시예를 예시한다. 실시예는 더 적은 연속 벨트 드라이브들 (2546), (2548)를 포함한다. 벨트 드라이브 (2546)는 두개의 롤러들 (2550), (2552)를 둘러싼다. 벨트 드라이브 (2548)는 두개의 롤러들 (2556), (2558)를 둘러싼다. 벨트 드라이브들 (2546), (2548)에 대한 이빨들(2560), (2562)은 벨트 드라이브들 (2546), (2548)의 외부 표면상에 배치된다. 벨트 드라이브들 (2546), (2548)에 대한 이빨들 (2560), (2562)은 중심 하우징 (2502)의 외부 표면상에 또는 직접 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 툴 샤프트상에 이빨들 (2564), (2566)에 맞물린다. 비록 예시된 실시예에서 벨트 드라이브들이 중심 하우징 (2502) 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 툴 샤프트에 맞물리도록 사용되지만, 중심 하우징 (2502) 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 툴 샤프트 맞물리기 위해 다양한 다른 적절한 메커니즘들이 이용될 수 있다.
회전/병진이동 메커니즘 (208)은 병진이동 또는 회전의 임의의 조합을 제공할 수 있다. 다시 도 23을 참조하여, 모터 (2508)의 반시계 방향 회전 및 모터 (2522)의 반시계 방향 회전은 “+” 방향으로 할당되고 모터 (2508) 및 (2522)의 시계 방향 회전은 “-” 방향으로 할당된다고 가정한다. 추가로 또한 하향 방향으로의 중심 하우징 (2502) 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 툴 샤프트의 병진이동의 하나의 유닛(unit)은 소위 “T+”이고 중심 하우징 (2502)의 시계 방향 회전의 하나의 유닛은 소위 “R+”인 것으로 가정한다. 이 명명법은 개념 변화없이 반대로 될 수 있다. 하나의 병진이동 유닛이 1 cm와 같은 정수(integral) 거리 유닛에 해당하지 않을 수 있다는 것에 추가로 유의하여야 한다. 유사하게 하나의 회전 유닛이 중심 하우징 (2502)의 정수 회전에 해당하지 않을 수 있다. 이들 유닛들의 실제 거리 또는 각도로의 변환은 선택된 기어 비율(gear ratio)에 의존한다.
모터 (2508)의 하나의 회전 유닛 또는 “MA+”는 양의 방향에서의 하나의 병진이동 유닛 및 양의 방향에서의 중심 하우징 (2502)의 하나의 회전 유닛을 생성한다고 가정한다. 따라서:
MA+ = T+ + R+ 방정식. 1
유사하게, 모터 (2522)의 하나의 회전 유닛 또는 “MB+”는 양의 방향에서의 하나의 병진이동 유닛 및 음의 방향에서의 중심 하우징 (2502)의 하나의 회전 유닛을 생성한다고 가정한다. 따라서:
MB+ = T+ + R_ 방정식. 2
예를 들어, 양의 방향에서 병진이동의 두개의 유닛들을 획득하기 위해서:
MA+ + MB+ = 2T+ 방정식. 3
음의 방향에서의 회전의 하나의 유닛을 획득하기 위해서
1/2MA- + 1/2MB+ = R_ 방정식. 4
따라서 병진이동 및/또는 회전의 임의의 조합은 하나의 모터가 움직이지 않는 조합을 포함하여 모터들 (2508), (2522)의 움직임들을 조합함으로써 획득될 수 있다. 일부 실시예들에서, 병진이동 및 회전의 속도는 동일한 개념들을 이용하여 변화될 수 있다. 모터들 (2508), (2522)의 속도는 미리 결정된 값으로 설정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 (600)를 통하여, 수술자 (1) (예를 들어, 외과 의사)는 더 느리고, 더 민감한 설정을 선택하는 것을 원할 수 있으나, 반면 다른 수술자는 덜 민감한 설정을 선호할 수 있다. 이는 스크린상의 포인터의 응답이 선호 설정들에 기초하여 유저 설정들을 뒤좇을 수 있는 컴퓨터 마우스의 감도 설정들을 설정하는 것과 비슷하다.
일부 실시예들에서, 병진이동 유닛 및 회전 유닛은 실제 거리들 및 회전들의 실제 각도에 해당할 수 있다. 변환 값들은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 디자인 스테이지동안에 결정될 수 있거나 또는 캘리브레이션 절차를 통하여 결정될 수 있다. 변환 값들은 제어 시스템 (400)내 메모리에 저장될 수 있다. 컴포넌트들 및 다른 팩터(factor)들에서 플레이 때문에, 각각의 모터 (2508), (2522)는 정확하게 동일한 병진이동 및 회전의 양으로 귀결되지 않을 수 있다. 이 경우에서, 이들 차이들은 상기에서 설명된 방정식들로 제어 시스템 (400)에 의해 설명될 수 있다.
회전/병진이동 메커니즘 (208)은 바람직하게는 다양한 직경들의 툴 샤프트들을 수용할 수 있다. 도면들 29-31은 본 출원에서 설명된 비대칭 회전/병진이동 메커니즘 (258)에 결합된 폭 조절자(width adjuster)(2600)를 도시한다. 폭 조절자 (2600)는 대칭 회전/병진이동 메커니즘 (2500)에 결합될 수 있다. 도 29는 중심 하우징 (264)에 결합된 폭 조절자 (2600)의 측면도를 도시한다. 폭 조절자 (2600)는 중심 하우징 (264)의 길이를 따라서 위로 그리고 아래로 움직일 수 있다. 폭 조절자는 롤러들 (266,268), 및 (282)에 부착된 복수개의 링크들 (2602A), (2602B), (2602C) (미도시), (2602D) (미도시)을 가질 수 있다. 링크가 롤러 (284) (미도시)에 부착될 수 있다. 링크들 (2602A), (2602B)은 삼각형 형상으로 배열될 수 있다. 링크들 (2602A)는 전체적으로 삼각형 형상으로 폭 조절자 (2600)를 롤러 (266) 및 롤러 (282)에 연결한다. 링크들 (2602B)는 전체적으로 삼각형 형상으로 폭 조절자 (2600)를 롤러 (268) 및 롤러 (282)에 연결한다. 링크들 (2602C)는 전체적으로 삼각형 형상으로 폭 조절자 (2600)를 롤러 (266) 및 롤러 (284)에 연결한다(미도시). 링크들 (2602D)는 전체적으로 삼각형 형상으로 폭 조절자 (2600)를 롤러 (268) 및 롤러 (284)에 연결한다(미도시). 삼각형 형상은 배치될 수 있는 형상들의 예이고, 다른 형상들이 가능하다. 링크들 (2602)은 솔리드 피스(solid piece)들일 수 있다.
링크들 (2602)은 롤러들 (282) 및 (284)의 회전축 주위로 피벗한다. 링크들 (2602)은 롤러 (266) 및 (268)의 중심들의 위치를 조절할 수 있다. 롤러들 (266,268)은 그것들의 회전 축 (294,296)을 따라 연장되는 샤프트들을 갖는다. 롤러들 (266) 및 (268)의 샤프트들은 링크들 (2602)에 결합된다.
폭 조절자 (2600)는 중심 하우징 (264)의 축을 따라 병진이동 할 수 있다. 폭 조절자 (2600)가 하향으로 이동될 때, 링크들 (2602)은 피벗하여 새로운 위치를 취한다. 링크들은 롤러들 (282,284)의 축들 (290,292) 주위로 피벗한다. 링크들 (2602)의 이 새로운 위치에서, 롤러들 (266,268)는 도 31에 도시된 새로운 위치를 취한다. 롤러들의 새로운 위치(266'), (268')는 중심 하우징 (264)내에 삽입될 더 큰 직경의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 허용한다. 도면들 30-31에 도시된 바와 같이, 롤러들 (266,268)의 예전 위치는 파선들로 도시되고, 반면 롤러들 (266'), (268')의 새로운 위치는 솔리드 라인들로 도시된다. 새로운 위치 (266') 및 (268')에서 롤러들 간에 더 많은 공간이 있다.
다른 예에서, 비만인 환자들에서의 툴들의 조작은 신체 체형 때문에 어려워지고; 이들 경우들에서 더 크거나 또는 더 긴 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)에 의해 지지될 수 있다. 폭 조절자 (2600)는 더 큰 직경 툴들이 사용되는 것을 가능하게 한다. 회전/병진이동 메커니즘 (208)은 더 긴 툴들의 사용을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 측면에서, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)가 얼마나 멀리 환자(2)의 신체내에 삽입된지를 아는 것이 때때로 바람직하다. 수술 설정에서, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 환자(2)의 신체, 예컨대 환자 (2)의 복부내에 삽입된다. 얼마나 많은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 환자(2)의 신체 내부에 있는지를 아는 것 및/또는 얼마나 많은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 신체 바깥쪽에 있는지를 아는 것이 유익할 수 있다. 이 거리는 환자 바깥쪽(2)의 신체 바깥쪽에 있는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 섹션의 전기 파라미터들 예컨대 저항 또는 정전 용량을 계산함으로써 그리고 모니터링함으로써 결정될 수 있다.
환자(2)의 신체과 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 사이의 컨택이 진입 포인트(point of entry)에서 이루어진다. 전기 회로는 진입 포인트에서 환자 바깥쪽 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)상의 셋 포인트(set point)와 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)상의 접점(contact point)간에 완성될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)가 조작될 때, 셋 포인트와 접점 사이의 전기 파라미터들 예컨대 저항 또는 정전 용량은 변할 수 있다. 이 변화는 환자 (2) 내부 툴의 비율에 대한 환자(2) 바깥쪽 툴의 비율을 계산하기 위해 모니터될 수 있고 (예를 들어, 제어 시스템 (400)에 의해) 추가로 프로세스될 수 있다.
입력 디바이스들 (Input devices)
입력 디바이스들 (500)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어한다. 수술자가 환자 (2) 주위를 이동하는 것을 허용하는 입력 디바이스들 (500)은 무선 및/또는 휴대용일 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 수술자가 수술 아레나내 다양한 위치들에 (예를 들어, 환자의 베드측면에서의 다양한 위치들)에 있는 것을 허용한다. 입력 디바이스들 (500)은 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴 (350) 동시에 제어하는 것을 가능하게 한다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴(manual tool)들 (350) 동시 조작은 바람직하게는 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)를 조작하는 동안 수술 보조자가 수동 툴들 (350)을 조작하는 것에 대한 요구를 줄인다. 본 발명의 입력 디바이스 (500)는 핀처(pincher) (502) (도 32a 참조) 및 제어기 (514) (도 2 참조)를 포함하는 많은 형태들을 취할 수 있다.
입력 디바이스들 (500)은 무선 또는 유선일 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스들 (500)은 수술자에 의해 운반될 수 있는 핸드헬드, 휴대용 디바이스들이어서 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 사용 동안에 수술자가 환자 (2)를 중심으로 이동하고 다양한 위치들 (예를 들어, 다양한 베드측면 위치들)에서 입력 디바이스들 (500)을 운용하는 것을 허용한다. 수술자 (1)는 따라서 도면들 3a-3c에 예시된 바와 같이 수술 아레나 여기저기를 이동할 수 있고 다양한 위치들에서 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)을 제어할 수 있다.
일부 실시예들에서, 입력 디바이스 (500)는 수술자 (1)의 신체에 결합될 수 있다. 도 32a는 핀처 (502)를 도시한다. 핀처 (502)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 엄지와 집게손가락 손가락으로 쥐는 것을 따르는 방식으로 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어하는데 도움을 줄 수 있다. 핀처 (502)는 제어 포인트 예컨대 툴 팁(tool tip)에서 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어하는데 도움을 줄 수 있다.
수술자 (1), 예컨대 외과 의사는 핀처 (502)의 두개의 링들 (504,506)을 착용할 수 있다. 하나의 링 (504)은 수술자 (1)의 엄지 주위에 배치될 수 있고 하나의 링 (506)은 수술자 (1)의 집게손가락 주위에 배치될 수 있다. 그러나, 링들 (504,506)은 핀처들의 구성에 기초하여 다른 손가락들 상에 착용될 수 있다. 입력 디바이스 (502)의 움직임과 툴 팁 또는 엔드-이펙터 (306)의 움직임은 연관관계가 있을 수 있다.
핀처 (502)는 다양한 센서들 (508) 예컨대 위치 센서들 및 자이로스코프들을 가질 수 있다. 추가의 센서들 (510) 예컨대 스트레인 센서(strain sensor)들은 또한 핀처 (502)의 두개의 암들사이의 거리를 측정할 수 있다. 센서들 (508,510)은 제어 시스템 (400)을 제어하기 위해 핀처 (502)의 위치 및 방위에 관련된 정보를 제공할 수 있다. 이들 센서들 (508,510)로부터의 정보는 제어 알고리즘들에 대한 입력들로서 역할을 하고 수술자 (1)의 손, 손목 및 손가락 움직임은 제어 포인트의 움직임으로 변형될 수 있다. 입력 디바이스 (502)의 움직임들은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200), 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300), 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 엔드-이펙터 (306), 예컨대 그리퍼의 움직임들을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 핀처 (502)는 전원 예컨대 버튼 셀(button cell)(미도시)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 2 한쌍의 링들이 제공될 수 있다. 제 2 쌍의 링들은 동일한 손의 다른 손가락들에 착용될 수 있다. 수술자 (1)는 손의 다양한 움직임들이 특정 명령들로 변형될 수 있도록 다른 손가락들 주위에 제 2 쌍의 링들을 착용할 수 있다. 제 2 쌍의 링들은 핀처 (502)를 제어하는 동일한 손의 상이한 손가락들 상에 착용될 수 있다. 제 2 쌍의 링들중 하나의 링은 수술자 (1)의 엄지 주위에 배치될 수 있고 제 2 쌍의 링들 중 하나의 링은 수술자 (1)의 새기 손가락(last finger) 주위에 배치될 수 있다. 비 제한적인 예로서, 제 1 핀처 (502)의 제 1 쌍의 링들 (504,506)은 제 1 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있고 제 2 쌍의 링들은 제 2 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있다. 비 제한적인 예로서, 제 1 핀처 (502)의 제 1 쌍의 링들 (504,506) 및 제 2 쌍의 링들은 동일한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 2 쌍의 링들 및/또는 제 2 핀처 (502)는 다른 손에 착용될 수 있다. 제 2 쌍의 링들 및/또는 제 2 핀처 (502)는 제 1 핀처 (502)를 제어하는 손과 다른 수술자 (1)의 손에 착용될 수 있다. 비 제한적인 예로서, 제 1 핀처 (502)의 제 1 쌍의 링들 (504,506)은 제 1 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있고 제 2 쌍의 링들 및/또는 제 2 핀처 (502)는 제 2 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있다. 비 제한적인 예로서, 제 1 핀처 (502)의 제 1 쌍의 링들 (504,506) 및 제 2 쌍의 링들 및/또는 제 2 핀처 (502)는 동일한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) (예를 들어, 상이한 제어 포인트에서)을 제어할 수 있다.
본 출원에서 설명된 핀처 (502)의 움직임은 임의의 제어 포인트의 움직임을 야기할 수 있다. 제어 포인트는 엔드 이펙터 (예를 들어, 그래스퍼 움직임)를 제어할 수 있다. 그러나, 입력 디바이스들 (500)은 단지 제어 엔드 이펙터 (306) 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 팁을 제어할 필요는 없다. 입력 디바이스들 (500)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) (예를 들어, 디스플레이를 통하여 (600))을 따라서의 임의의 위치를 제어 포인트로 할당함으로써 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 임의의 부분을 제어할 수 있다. 제어 포인트는 수술자 (1)가 툴을 제어하고 있는 (예를 들어, 받침대) 가상의 위치로 간주될 수 있다. 제어 포인트는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300), 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200), 또는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 임의의 컴포넌트을 따라서의 어디든 생성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 입력 디바이스 (500)은 수술자에 의해 (1) 보유될 수 있다. 도 32b는 입력 디바이스 (500)의 다른 실시예를 도시한다. 예시된 실시예에서, 입력 디바이스 (500)는 노브(knob)(503)일 수 있다. 수술자 (1), 예컨대 외과 의사는 손의 하나 이상의 손가락들로 노브 (503)를 쥘 수 있다. 노브 (503)는 하나 이상의 버튼들 (505)을 가질 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 제어 포인트는 수술자가 하나 이상의 버튼들 (505) 중 적어도 하나를 압착할 때 이동되거나 또는 작동될 수 있다.
일부 실시예들에서, 입력 디바이스 (500)는 수술자 (1)에 관하여 고정된다. 일 실시예가 도 2 에 도시된다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 플랫폼 (602)를 포함할 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 플랫폼 (602)에 결합될 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 수술 아레나내 임의의 고정물에 결합될 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 제어기 (514)의 형태를 취할 수 있다. 제어기 (514)는 유선 또는 무선일 수 있다. 유저 인터페이스 서브-시스템 (605)은 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 도 2 에 도시된 바와 같이 디스플레이 (600)에 아주 근접하여 유선 제어기 (514)를 제어하는 것을 허용한다. 유선 제어기 (514)는 이 디스플레이 (600) 아래에 위치될 수 있다. 플랫폼 (602)은 수평 레스팅 바(horizontal resting bar)(603)를 또한 포함할 수 있다.
예를 들어, 만약 수술자 (1)가 수술 진행동안에 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 앉아서제어할 것을 결정하면, 제어기 (514)는 그 또는 그녀가 그렇게 하는 것을 허용할 것이다. 어떤 수술 절차들에 대하여, 수술자 (1)는 수술자의 신체 예컨대 핀처 (502)에 부착된 입력 디바이스 (500)보다는 오히려 고정된 입력 디바이스 예컨대 유선 제어기 (514)를 움직이는 것이 더 편안한 것으로 알 수 있다. 예를 들어, 수술자 (1)는 수평 레스팅 바(602)에 기대거나 및/또는 앉아 있는 동안 그의 또는 그녀의 움직임들을 더 잘 제어할 수 있다. 수술자의 선천적인 신체 위치는 유선 제어기 (514)를 제어하는 동안 그의 또는 그녀의 신체의 일부가 수평 레스팅 바(603)에 기대어 질 수 있다. 수술자 (1)는 수평 레스팅 바(603)에 기대면서 다른 입력 디바이스들 (500) (예를 들어, 핀처 (502))을 제어할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술 아레나내 다수의 위치들에서 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 입력 디바이스들 (500) (예를 들어, 핀처 (502), 유선 제어기 (514))을 보유하거나 또는 그렇지 않으면 제어하는 동안 수술자 (1)는 앉거나 또는 서 있을 수 있다. 수술자는 그의 또는 그녀의 신체의 일부를 레스팅 바(resting bar) (603)에 지지할 수 있다. 다양한 입력 디바이스들 (500)은 수술자 (1)가 그 또는 그녀를 가장 최적의 위치에 위치시키거나 가장 최적의 위치 주위를 움직이는 것을 허용한다.
입력 디바이스 (500)는 하나 이상의 제어 포인트들의 움직임을 제어한다. 제어 포인트(control point)들은 어떤 움직임을 실행시키는 성능을 갖는 위치들이다. 제어 포인트들은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200), 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 또는 임의의 다른 위치상에 위치될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 하나 이상의 제어 포인트들 (2600)에 관련하여 입력 디바이스들 (500)에 의해 제어될 수 있다. 제어 포인트들 (2600)은 움직이는 능력을 가진 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)상의 위치들이다. 수술자 (1)에 의한 입력은 제어 포인트 (2600)에 연결된 하나 이상의 섹션들의 움직임을 결과로써 초래한다.
수술자 (1)는 제어 포인트 (2600)를 조작중인 입력 디바이스 (500)와 연관시킬 수 있다. 입력 디바이스 (500)를 움직이는 것은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어 포인트에 대하여 이동하게 할 수 있다. 입력 디바이스 (500)의 움직임은 선택된 제어 포인트 (2600)의 움직임을 유발할 것이다. 이는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 의해 제어되는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임을 유발할 것이다. 디스플레이 (600)는 입력 디바이스 (500)를 특정 제어 포인트 (2600)에 할당하는데 사용될 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 하나 이상의 가상의 그립들 (512)에 관련하여 입력 디바이스들 (500)에 의해 제어될 수 있다. 가상의 그립 (512)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 환자 (2)내에 위치될 때의 적응성을 증가시킬 수 있다. 도면들 33a 및 33b는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 도시한다. 도 33a에서, 가상의 그립 (512)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 단부에 배치된다. 만약 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 가상의 그립 (512)의 위치에 대하여 이동되는 것으로 제약되었다면, 그러면 툴 팁 및 엔드 이펙터 (306)은 단지 작은 거리를 스윙(swing)할 수 있다. 도 33b에서, 가상의 그립 (512)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 중간쪽에 배치된다. 툴 팁 및 엔드 이펙터 (306)는 더 큰 거리를 스윙할 수 있다. 가상의 그립 (512)은 수술자 (1) 예컨대 외과 의사가 미세한(fine) 움직임과 거친(coarse) 움직임 사이에서 결정하는 것을 허용한다. 가상의 그립 (512)을 툴 팁 쪽으로 움직임으로써, 수술자는 더 미세한 기동들을 완성할 수 있다. 만약 다수의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 사용되면, 그러면 각각의 툴은 상이한 가상의 그립 (512)을 가질 수 있다. 더구나, 상이한 가상의 그립들 (512)은 상이한 입력 디바이스들 (500)에 의해 활성화될 수 있어서 각각의 가상의 그립 (512)은 독립적으로 제어된다. 예를 들어, 하나의 입력 디바이스 (500)를 가진 왼손은 도 33a에 도시된 바와 같이 엔드-이펙터 근처의 가상의 그립으로 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있다. 다른 입력 디바이스 (500)을 가진 오른손은 도 33b에 도시된 바와 같이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 중간에 위치된 가상의 그립 (512)으로 동일한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있다.
본 출원에서 설명된, 수술자 (1)는 가상의 그립 (512)을 툴 팁에 연관시킴으로써 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어할 수 있다. 그의 또는 그녀의 다른 손으로, 수술자 (1)는 가상의 그립 (512)을 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 근위 단부 (예를 들어, 동일한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 또는 상이한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300))에 연관시킬 수 있다. 근위 단부에서의 가상의 그립은 그 또는 그녀가 복강경 툴을 제어하는 방법에 비슷하게 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어하는 것을 허용할 것이다. 이 방식에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 정상 제어는 본 출원에서 설명된 것처럼 독립적인 기준 프레임들을 각각의 수술자의 손들에 연관시킴으로써 성취될 수 있다.
공간내 입력 디바이스 (500)의 위치는 추적될 수 있다. 일부 실시예들에서, 위치는 절대 인코더들 (미도시)를 입력 디바이스 (500)에 결합함으로써 추적된다. 일부 실시예들에서, 위치 센서 (광학적 추적기)가 입력 디바이스 (500)의 베이스에 마운트된다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스 (500)는 수술자 (1)가 착용한 센서에 의해 추적된다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스 (500)는 플랫폼 (602)상의 센서에 의해 추적된다. 위치 센서는 그라운드 기준 포인트(ground reference point) (미도시)에 관련하여 입력 디바이스 (500)의 위치를 제공할 수 있다. 위치 센서 및/또는 인코더들은 입력 디바이스 (500)의 위치를 추적하는데 활용될 수 있다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 컴포넌트들을 추적하는 다른 적절한 센서들, 메커니즘 또는 방법들을 활용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 초과의 (예를 들어, 복수개의, 몇몇의) 트랙킹 기술들이 결합하여 사용된다. 중복 트랙킹 기술들은 고장들을 감지하고 가림들(occlusion)들을 처리할 수 있다. 중복 트랙킹 기술들은 해상도 또는 대역폭을 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 입력 디바이스들 (500)은 무균이거나(sterile) 또는 살균될 수 있다. 수술자 (1)는 절차의 진행 동안에 그의 손들을 무균 환경을 유지할 필요가 있다. 수술 동안에, 수술자 (1)는 하나 이상의 수동 툴들 (350) 및 하나 이상의 입력 디바이스들 (500)을 조작할 수 있다. 환자를 터치하는 것과 함께 입력 디바이스들 (500)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수술자 (1)는 입력 디바이스들 (500)를 제어할 수 있고 그리고 동시에 환자 (2)를 터치할 수 있다(예를 들어, 그들의 손 또는 수동 툴로). 입력 디바이스들 (500)은 무균 수술 환경을 유지하기 위해서 무균이어야 하거나 또는 살균될 수 있어야 한다.
일부 실시예들에서, 입력 디바이스들 (500)은 제어 시스템 (400)과 상호 작용하는 하나 이상의 특징부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 디바이스들 (500)은 카메라 (304) (도 35 참조), 예컨대 환자 내부에 수술공간내 또는 환자 위에 빈 공간내에 배치된 카메라를 제어할 수 있다. 카메라 (304)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)로 간주될 수 있고 입력 디바이스 (500)에 의해 제어될 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 디스플레이 (600,702)상에 보여지는 이미지들을 변경할 수 있다. 이미지들은 이하에서 설명될 추적된 오브젝트들, 예컨대 수술자 (1), 또는 제어 가능한 오브젝트들 예컨대 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 뷰포인트(viewpoint)를 반영하기 위해서 디스플레이 (600,702) 상에서 역전되고, 회전되고, 및 왼쪽-오른쪽 뒤집어질(left-오른쪽 flipped) 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스들 (500)은 버튼 및/또는 슬라이더(slider)를 포함한다. 버튼 및/또는 슬라이더는 카메라 (304) 팬/틸트(pan/tilt) 및/또는 줌(zoom)을 바꾸기 위해서 수술자(1)에 의해 작동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 카메라 파라미터를 바꾸기 위해서 입력 디바이스 (500) 상에 버튼을 누르고 수술자의 신체의 다른 부분의 움직임들을 사용한다. 예를 들어, 수술자 (1)는 카메라 파라미터를 바꾸기 위해서 버튼을 누르고 그의 눈들의 움직임들을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 카메라 (304)의 줌을 바꾸기 위해서 슬라이더 (예를 들어, 손가락으로)을 이동시킨다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스들 (500)은 아래에 설명될 제어 시스템 (400)으로부터 정보를 받아들일 수 있다. 제어 시스템은 입력 디바이스들 (500)로 정보를, 예컨대 수술자 (1)에 대한 촉각 피드백을 생성하기 위한 명령들을 발송할 수 있다. 촉각 피드백은 무선 또는 유선 연결을 통하여 발송될 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 센서 툴을 이용하여 촉각 피드백을 모방하는 센서를 집적화(integrate)할 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 촉각 피드백을 모방할 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 수동 툴 (350)의 촉각 피드백을 모방할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 입력 디바이스 (500)에 의해 전달된 모방 촉각 피드백과 함께 수동 툴 (350)의실제 촉각 피드백을 링크할 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스 (500)는 촉각 피드백을 제공할 수 있는 인터페이스 (예를 들어, 플랫폼 (602))에 도킹(dock)될 수 있다.
제어 시스템(Control System)
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 유저 입력들 (예를 들어, 입력 디바이스들 (500), 디스플레이 (600)을 통한)을 출력들 (예를 들어, 제어 포인트들, 이미지들의 움직임)로 변환하는 제어 시스템 (400)을 포함할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 어떤 유저 입력들을 어떤 제어 가능한 오브젝트들에 짝을 지울 수 있다(pair). 다양한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 움직임들을 실행할 때, 제어 시스템 (400)은 하나 이상의 제약(constraint)들을 유지할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 단일 툴 (예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 또는 수동 툴 (350))에 로크(lock)될 수 있다. 바람직하게는, 제어 시스템 (400)은 수술 절차들을 수행하는데 수술자 (예를 들어, 외과 의사)에 제공된 적응성을 가능하게 하는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)을 허용한다. 예를 들어, 이하에서 더 상세하게 설명되는, 제어 시스템 (400)은 외과 의사가 다양한 기준 프레임들 (예를 들어, 몰입형 카메라 마운트된 기준 프레임(immersive camera mounted frame of reference), 월드-그라운드 기준 프레임(world-grounded frame of reference)) 및 다양한 기준 프레임들간에 이동하는 능력을 이용하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어하는 것을 허용하고, 이는 바람직하게는 외과 의사가 수술 작업을 수행하는 카메라-마운트된 기준 프레임에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 운용하는 가운데 매끄럽게, 그 자신과 관련하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 위치의 인지를 유지하면서 외과 의사가 그 또는 그녀를 다른 위치로 위치를 바꾸는 것을 허용하는 월드-그라운드 기준 프레임으로 이동하고, 그리고 그런다음 상이한 수술 작업을 시작하기 위해 계속 수술 작업을 하는 카메라-마운트된 기준 프레임로 다시 이동하는 것을 허용한다. 추가적으로, 제어 시스템 (400)은 바람직하게는 외과 의사가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 제어를 스위치하는 것을 (예를 들어, 오른쪽과 왼쪽 사이에서)허용하고, 외과 의사의 최적 위치로 위치를 바꾸는 것을,따라서 카메라 뷰를 회전하는 것을 허용한다. 더구나, 제어 시스템 (400)은 바람직하게는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 다른 툴과 (예를 들어, 다른 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)과, 또는 수동 툴 (350)과) 동기상태(synchrony)로 이동하도록 제어되는 것을 허용할 수 있고, 이는 예컨대 움직이는 툴들을 다른 수술 사이트로 움직일 때 외과 의사가 사실상 툴들을 묶고 그것들을 동시에 움직이는 것을 허용한다.
도 34는 제어 시스템 (400)의 일 실시예를 도시한다. 제어 시스템 (400) 아키텍처는 세개의 섹션(section)들; 입력들을 수신하는 섹션 (408), 출력을 발송하는 책임이 있는 섹션 (410), 및 입력들을 포함하는 다양한 데이터에 기초하여 출력들을 계산하는 섹션 (412)을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 수술자 (1)는 입력 디바이스 (500)를 통하여 입력을 제공할 수 있다. 입력들은 무선 또는 유선 입력 디바이스 (500)에 의해 제공될 수 있다. 수술자 (1)의 위치는 입력될 수 있다 (예를 들어, 제어 시스템 (400)과 통신하는 트랙킹 디바이스에 의해 추적될 때). 디스플레이 (600) 및 클러치 (112)포함하는 추가의 컴포넌트들이 입력들을 제공할 수 있다.
제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200), 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및/또는 수동 툴 (350)의 위치 및 방위 센서들로부터 입력들을 수신할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 어느 정도는 다양한 입력들에 기초하여 출력들을 계산한다. 출력들은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)을 조작할 수 있다. 출력들은 외과 의사에 의해 지각되는 입력 디바이스 (500)로 발송된 촉각 신호들일 수 있다. 출력은 하나 이상의 디스플레이들상에 (600,702)에 보여주는 이미지들일 수 있다.
도 35는 컴퓨터 (402)를 갖는 제어 시스템 (400)의 일 실시예를 도시한다. 제어 시스템 (400)은 몇몇의 제어 가능한 오브젝트들, 예컨대 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 결합될 수 있다.
제어 시스템 (400)은 몇몇의 입력 디바이스들 (500)과 결합될 수 있다. 화살표들은 제어 시스템 (400)과 입력 디바이스들 (500)간의 정보의 흐름을 나타낸다. 제어 시스템은 입력 디바이스들 (500)에 정보를, 예를 들어 화살표에 의해 도시된 촉각 피드백을 발송할 수 있다. 점선 화살표는 무선 통신을 나타내도록 의도된다. 더블 화살표(double arrow)들은 제어 시스템로의 입력 및 제어 시스템으로부터 출력을 나타낸다. 촉각 피드백은 can be sent via 무선 또는 유선 연결을 통하여 발송될 수 있다. 입력 디바이스들 (500)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 움직임을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
입력 디바이스들 (500)외에, 제어 시스템은 또한 몇몇의 출력 디바이스들에 결합될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 몇몇의 디바이스들, 예컨대 디스플레이 (600) 및 디스플레이 (702)과 결합될 수 있다. 디스플레이 (600)는 또한 입력부일 수 있다. 디스플레이 (600)는 정보를 수술자 (1)에 제공하고 그리고 정보를 수술자 (1)로부터 받아들인다. 디스플레이 (600)는 터치 스크린 모니터 (604)일 수 있다. 다른 유형들의 디스플레이들 (600)가 예컨대 iPad 또는 다른 모바일 전자 디바이스가 또한 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 (600)는 무균이거나 또는 살균되는 것이 가능하다. 디스플레이 (600)는 수동 툴들 (350)과 함께 사용될 수 있다. 디스플레이 (600)는 환자 터치와 함께사용될 수 있다. 수술자 (1)는 동시에 디스플레이 (600) 및 수동 툴들 (350)을 제어할 수 있다. 수술자는 디스플레이 (600)를 제어할 수 있고 동시에 환자 (2)를 터치할 수 있다.
제어 시스템 (400)은 몇몇의 제어 가능한 오브젝트들, 예컨대 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 결합될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 몇몇의 입력 디바이스들 (500)과 결합될 수 있다. 더블 헤드 화살표(double headed arrow)는 컴퓨터 (402)와 입력 디바이스들 (500)간의 정보의 흐름을 나타낸다. 클러치(clutch) (112)는 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있다.
수동 툴 (350) (예를 들어, 수동 툴 (350)에 부착된 센서 (352))은 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있다. 앞에서 설명한 것처럼 수동 툴들 (350)은 또한 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)과 함께 사용될 수 있다. 수동 툴 (350)상의 센서들 (352)은 컴퓨터 (402)에 입력을 제공할 수 있다. 수동 툴 (350)은 센서들 (352), 예컨대 위치 센서들에 의해 추적될 수 있다. 센서들 (352)은 예를 들어, 수동 툴 (350) 상에 맞는 칼라(collar) 또는 슬리브(sleeve)에 부착될 수 있다. 칼라 또는 슬리브는 다양한 센서들 (352)를 포함할 수 있고, 이는 무선 또는 유선일 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서들 (352)은 수동 툴 (350)과 함께 일체로 형성될 수 있다. 수동 툴들 (350)의 추적은 수동 툴 (350)이 카메라 (304)의 시야 범위내에 있지 않을 때와 같은 많은 상황들에서 유용하다.
디스플레이 (600)는 입력 디바이스들 (500)과 제어되는 오브젝트들, 예컨대 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)간에 연관 관계들 (예를 들어, 페어링들(pairing))일 수 있다. 비 제한적인 예로서, 디스플레이 (600)는 입력 디바이스들 (500)및 제어되는 오브젝트들, 예컨대 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 위한 아이콘들을 보여줄 수 있다.
도 36은 디스플레이 (600)의 스크린 샷(screen shot)의 일 실시예를 도시한다. 이 예에서, 수술자 (1)는 입력 디바이스 (500)을 선택한다. 도 36에 도시된 바와 같이, 두개의 입력 디바이스들 (500)은 수술자(1)에 의해 선택되는 것이 가능하다. 이들 입력 디바이스들 (500)은 두개의 무선 제어기들 (514)이지만, 그러나 다른 입력 디바이스들 (500)이 디스플레이 (600) (예를 들어, 유선 제어기들)상에 묘사될 수 있다. 도 36에 도시된 바와 같이, 다섯개의 제어 가능한 오브젝트들이 수술자에 의해 선택되는 것이 가능하다. 이들 제어 가능한 오브젝트들은 하나의 카메라 (304)를 포함하는 다섯개의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이다. 카메라 (304)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)로 간주될 수 있다. 다른 제어 가능한 오브젝트들이 디스플레이 (600)상에 묘사될 수 있다. 수술자 (1)는 입력 디바이스 아이콘들 중 하나를 선택할 수 있다. 수술자 (1)는 제어 가능한 오브젝트 아이콘들 중 하나를 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 입력 디바이스 아이콘을 선택하고 그런 다음 차례 차례로 제어 가능한 오브젝트 아이콘을 선택하고, 이는 선택된 입력 디바이스를 선택된 제어 가능한 오브젝트과 짝지게 할 것이고 선택된 제어 가능한 오브젝트를 제어할 것이다. 다른 실시예에서, 수술자 (1)는 그것들을 함께 짝짓기 위해서 손가락을 터치 스크린 (604)상에 입력 디바이스 아이콘과 제어 가능한 오브젝트 아이콘사이를 이을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 수술자 (1)는 두개의 아이콘들을 선택하기 위해서 마우스 또는 포인터를 사용할 수 있다. 디스플레이 (600)는 예를 들어, 아이콘들 사이에 선을 표시함으로써 입력 디바이스 (500)과 제어되는 오브젝트간에 연관관계(예를 들어, 페어링)을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 무선 제어기(1)로 라벨된 하나의 제어기 (514)는 툴 (3)로 라벨된 하나의 제어 가능한 오브젝트를 제어할 수 있다. 무선 제어기 (2)로 라벨된하나의 제어기 (514)는 툴(4)로 라벨된 하나의 제어 가능한 오브젝트를 제어할 수 있다. 이하의 상기에서 설명된 선택 시퀀스를 따름으로써 입력 디바이스들와 제어 가능한 오브젝트들간에 다른 구성들이 가능하다. 도 37은 도 36에 도시된 디스플레이의 스크린 샷이다. 예를 들어, 무선 제어기(1)로 라벨된 하나의 제어기 (514)는 툴 (1)로 라벨된 하나의 제어 가능한 오브젝트를 제어할 수 있다. 무선 제어기 (2)로 라벨된하나의 제어기 (514)는 툴(5)로 라벨된 하나의 제어 가능한 오브젝트를 제어할 수 있다.
제어 시스템 (400)은 입력 디바이스 (500)의 좌표계와 제어되는 오브젝트들, 예컨대 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 좌표계들을 연관시킬 수 있다. 디스플레이 (600)는 입력 디바이스들 (500)과 제어되는 오브젝트들간에 연관 관계들 (예를 들어, 페어링들)을 도시한다. 입력 디바이스 (500) 및 제어되는 오브젝트는 동일한 좌표계에서 이동될 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 직선 좌표계에서 이동될 수 있고, 이는 또한 직선 좌표계에서 제어되는 오브젝트를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 입력 디바이스 (500)의 움직임 양의 x-축 방향에서의 거리는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 양의 x-축 방향에서 상이한 거리 또는 동일 거리를 이동시킬 수 있다. 제어되는 오브젝트와 입력 디바이스 둘 모두는 직선 좌표계에서 이동된다.
입력 디바이스 (500)는 가상의 중심에 대하여 이동될 수 있고, 이는 가상의 그립 (512)에 대하여 제어되는 오브젝트을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 만약 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 받침대에 대하여 원호(arc)들로 이동되면, 가상의 중심에 대하여 원형 움직임으로 입력 디바이스 (500)을 이동하는 것은 당연할 수 있다. 이 원형 움직임은 입력 디바이스 (500)의 직선운동보다 더 당연할 수 있다. 제어되는 오브젝트와 입력 디바이스 둘 모두는 극 좌표계에서 이동한다.
입력 디바이스 (500)와 제어되는 오브젝트는 상이한 좌표계들에서 이동할 수 있다. 입력 디바이스 (500)는 직선 좌표계에서 이동될 수 있고 이는 제어되는 오브젝트를 극 좌표계에서 이동시킬 수 있다. 움직임들의 일부 유형들에 대하여, 대안 좌표계들에서 제어되는 오브젝트의 움직임을 계산 및/또는 디스플레이하는 것이 더 쉬울 수 있다. 조합들이 가능하다.
수술자는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)에 대하여 어떤 제약들 수립할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 제약들이 측정된 양들 예컨대 위치 또는 도출된 파라미터들 예컨대 거리, 속도, 힘, 및 텐션이도록 배열될 수 있다. 제어 시스템은 제약들이 각각의 제어되는 오브젝트에 대하여 상이할 수 있도록 배열될 수 있다.
다양한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 움직임들을 실행할 때, 제어 시스템 (400)은 하나 이상의 제약(constraint)들을 유지할 수 있다. 제약들은 물리적 또는 도출된 파라미터 예컨대 거리, 속도, 힘, 텐션, 및/또는 반경일 수 있다. 제어 시스템 (400)은 하나 이상의 제약들을 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 움직임에 인가할 수 있다. 제약들은 각각의 제어되는 오브젝트에 대하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 단일 툴에 로크된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 상이한 제약들에 종속될 수 있다. 각각의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 독립적인 제약을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 두개의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 함께 이동되도록 제약될 수 있다. 수술자 (1), 예컨대 외과 의사는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 단일 툴로 로크할 수 있다. 모든 로크된(locked) 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 단일 툴을 따를 것이다. 다시 말해서, 모든 로크된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 단일 툴이 수술자(1)에 의해 제어되고 위치에서 위치로 이동되는 것처럼 실질적으로 일체로 (예를 들어, 동시에)이동될 것이다. 개념적으로, 이 로크 단계(lock step) 움직임은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 상대적 위치들을 일정하게 유지하고 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 셋을 일체로(in unison) 움직이는 가상의 묶음화(tether)로서 간주될 수 있다.
하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 단일 툴로의 로킹(로킹)의 개념은 단일 툴이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 또는 수동 툴 (350)이든 간에 동등하게 적용된다. 수동 툴 (350)을 따르는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)에 대하여, 수동 툴 (350)은 병진이동 및 회전을 위한 공간내에서 추적될 수 있다. 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 수동 툴 (350)을 따르는(follow) 이 유형의 구성은 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 수술 공간내에서 큰 거리의 이동을 원할 때 유용할 수 있다. 로킹의 개념은 또한 바람직하게는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 수동 툴들 (350) 및/또는 환자 (2)의 해부 구조(anatomy)간의 충돌들을 회피할 수 있다.
모든 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 단일 툴로 로크하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 일부(전부가 아닌) 를 단일 툴로 로크하는 것을 선택할 수 있고 일부 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 로크되지 않고, 및 제 위치(in place)에 남겨질 수 있다. 예를 들어 카메라 (304)는 좋은 위치에 있을 수 있지만 그러나 다른 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 예컨대 그래스퍼들은 상이한 위치로 이동될 필요가 있을 수 있다. 다른 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 예컨대 그래스퍼들은 단일 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 따르기 위해서 로크될 수 있지만, 그러나 카메라 (304)는 제 위치에 남아있을 수 있다. 만약 수술자 (1)가 수술 개입을 수행중인 현재 섹션으로부터 멀리 떨어져 있는 신체의 다른 섹션상에서 수술하는 것이 필요하다면 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 전부 또는 일부를 일체로 움직이는 것에 대한 요구가 일어날 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들은 디스플레이 (600)의 사용을 통하여 단일 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 또는 단일 수동 툴로 로크될 수 있다. 도 40은 디스플레이 (600)상에서 디스플레이될 수 있는 스크린 샷(screen shot)을 도시한다. 다른 스크린 레이아웃(layout)들이 가능하다. 디스플레이 (600)는 수술자 (1), 예컨대 외과 의사가 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 로크하는 것을 가능하게 한다. 스크린 샷의 상단 부분은 입력 디바이스들 (500) 및 제어 가능한 오브젝트들, 예컨대 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 도시한다. 도 40은 카메라 (304)를 포함하여 다섯개의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 도시한다. 수동 툴 (350)이 또한 도시된다. 도 40은 shows 두개의 입력 디바이스들 (500), 무선 제어기 (520), 및 무선 제어기 (522)을 도시한다. 제어 시스템 (400)과 통신하는 모든 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 모든 수동 툴들 (350)을 포함하여 툴들에 의존하여, 디스플레이 (600)는 적절한 아이콘들을 디스플레이한다. 무선 제어기 (520)는 제어 가능한 오브젝트, 툴 1에 연결된다. 무선 제어기 (522)는 제어 가능한 오브젝트에 연결되지 않는다.
도 40 의 스크린 샷의 바닥 부분은 로킹 옵션(locking option)들을 도시한다. 입력 디바이스에 의해 제어되는 임의의 제어 가능한 오브젝트는 리스트상에 나타나지 않을 수 있다. 예를 들어, 툴 1은 무선 제어기 (520)에 의해 제어되고 있기 때문에, 디스플레이 (600)는 로크될 수 있는 툴들의 세트에 툴 1을 디스플레이 하지 않는다. 선택된 제어 가능한 오브젝트들, 예컨대 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 로크되도록 유저에 의해 선택될 수 있다. 예를 들어, 툴들 2 및 3 은 로크되도록 선택되지만, 툴들 4 및 5은 선택되지 않는다. 디스플레이 (600)는 도 40에 도시된 바와 같이 선택된 엔트리들을 하이라이트할 수 있다. 로크되도록 선택된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 하얗게 도시되지만 다른것들은 블랙으로 도시된다. 스크린 샷의 바닥 부분상에, 디스플레이 (600)은 단일 툴에 대한 옵션들을 디스플레이한다. 단일 툴은 하나 이상의 로크된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)에 의해 이어진다. 예를 들어, 수동 툴 (350)이 단일 툴이도록 선택되지만, 무선 제어기 (522)에 의해 제어되는 툴 1 은 선택되지 않는다. 디스플레이 (600)는 도 40에 도시된 바와 같이 선택된 엔트리들을 하이라이트할 수 있다. 이 예에서, 툴 2 및 툴 3은 수동 툴 (350)에 로크되지만, 그러나 다른 구성들이 가능하다.
일부 실시예들에서, 단일 툴의 움직임은 툴들의 세트와 관련된 더 큰 움직임들보다 적은 손 제스처(gesture)들에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 단일 툴은 무선 제어기 (522)에 의해 제어되는 툴 1일 수 있다. 무선 제어기 (522)는 상기에서 설명된 것처럼 수술자(1)에 의해 착용될 수 있다. 예를 들어, 수술자의 손의 하나 이상의 손가락들은 센서들 고정되거나 또는 그렇지 않으면 부착된 센서들을 가질 수 있다. 손 또는 of 손가락들의 특정 움직임이 단일 툴을 움직일 수 있다. 로크된 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 상기에서 설명된 것처럼 단일 툴의 움직임에 따라 이동될 것이다.
수술자 (1) 예컨대 외과 의사는 능동적으로 이어진(following) 단일 툴과 선택된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 맞물리거나(engage) 또는 맞물림 해제(disengage)될 수 있다. 수술자는 클러치 (112), 예컨대 풋 페달을 활용할 수 있다. 예를 들어, 클러치 (112)가 눌려질 때, 선택된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 단일 툴에 이어질 것이다. 클러치 (112)가 릴리즈될 때, 선택된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 움직이는 것을 멈출 것이고 제 위치에 있을 것이다. 이 특징부는 바람직하게는 컴퓨터 유저들이 마우스를 들어서 컴퓨터 마우스 위치를 바꾸고 그것을 더 편한 위치에 놓는 것과 아주 비슷하게 수술자가 그의 또는 그녀의 암들의 위치를 바꾸는 것을 허용할 수 있다.
이하의 세개의 제약들은 부과될 수 있는 추가의 제약들의 예들을 제공한다. 그립된 오브젝트의 일정한 텐션(tension)이 유지된다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들의 움직임에 대한 손의 움직임의 비율은 1:10이며, 이는 손이 10 cm 움직일때, 툴들은 1 cm 움직인다는 것을 의미한다. 카메라 툴 (304)은 선형으로 병진이동되는 대신에 받침대에 대하여 회전된다.
제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 제약(constraint)을 인가할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 세트에 의해 유지되는 조직에 일정한 텐션을 적용하기 위해서 하나의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 위치를 조절할 수 있다. 이들 제약들은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어하는 유용한 방법들을 제공한다. 제약들은 또한 수동 툴 (350)에 관련하여 인가될 수 있다. 상기에서 설명된 것들에 추가하여 또는 그것들 대신에 다른 제약들이 인가될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)과 카메라 (304) 간의 제약을 인가할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)과 카메라 (304)간의 위치, 속도 또는 힘 제약들을 설정할 수 있다.
도면들 38a-b에서, 두개의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 예컨대 그리퍼(gripper)들이 과성장 조직의 한쪽 측면상에 도시된다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 도 38 에 도시된 바와 같이 임의 거리 (308)에 있다. 과성장이 제거될 때, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 위치를 바꾸는 것(reposition)이 요구될 수 있다. 예를 들어, 과성장이 더 이상 조직을 당기지 않기 때문에 더 높은 텐션에서 조직이 유지되는 것이 요구될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 이제 거리 (310)에 있고, 이는 거리 (308)보다 더 클 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술의 임의 파라미터들이 유지될 수 있도록 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 이 예에서, 조직이 일정한 텐션에 있도록 제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어할 수 있다.
만약 다수의 툴들이 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)에서 사용된다면, 두개 이상의 툴들의 임의의 세트는 강건한 신체(rigid body)로서 제어될 수 있다. 예를 들어, 조직이 강건한 신체로서 조작되고 카메라 (304)에 의해 추적되도록 세트의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 제어될 수 있다. 제어 시스템 (400)이 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 통하여 조직에 적절한 텐션을 인가하고 계산할 때 강건한 신체 효과가 달성될 수 있다. 계산들은 실시간일 수 있고 동적일 수 있다. 이것은 예를 들어 외과 의사의 움직임들을 제어하는 것 때문에 만약 조직의 섹션이 움직이고 있다면 강건한 신체 효과를 유지하는 것에 도움이 될 수 있다.
기준 프레임, 시각적 신호들(Frame of Reference, Visual Cues)
제어 시스템 (400)은 바람직하게는 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350)을 자연스럽게 제어하는 것을 허용한다. 자연적이 효율적인 제어허용하는 적어도 두개의 상호연결된 피스들이 있다: 인체 뇌에 의해 용이하게 프로세스되고 인체에 자연스러운 기준 프레임들에서 움직이는 것 및 시각적 신호들. 뇌는 사람의 손목과 관련된 기준 프레임들들을 용이하게 이해할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 바람직하게는 수술자 (1)에게 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350)과 관련된 시각적 신호들을 제공하고, 이는 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350)의 움직임과 관련된 기준 프레임들을 더 잘 이해하는 것을 가능하게 한다.
기준 프레임들 (Frame of References)
상기에서 논의된 바와 같이, 만약 기준 프레임들이 손목에 결합된다면 인체 뇌는 움직임을 용이하게 이해할 수 있다. 도면들 41a-41d를 참고로 하여, 오브젝트들에 도달하기 위해서, 손목들이 오브젝트 쪽으로 이동되어야 한다는 것을 뇌는 이해한다. 뇌는 손목의 방위에 기초하여 어느 방향으로 손목을 움직이는 지를 이해한다.
도 41a 및 41c에서, 수술자 (1) 예컨대 외과 의사의 왼손 및 오른손이 도시된다. 손들의 움직임 방향은 각각의 손가락 위에 도시된다. 각각의 손은 오브젝트 쪽으로 이동한다. 왼손은 위치 1로 부터 위치 2로, 오브젝트 A 쪽으로 이동한다. 오른손은 위치 1로 부터 위치 2로, 오브젝트 B 쪽으로 이동한다. 기준 프레임은 각각의 손목 상에 놓여진다. 기준 프레임의 방위는 기준 프레임을 나타내는 포인트된(pointed) 아이콘의 단부에 의해 표시된다. 가상의 관측자 (802)는 기준 프레임 아이콘의 중간의 원(circle) 상에 서 있을 것이다. 다시 말해서, 가상의 관측자 (802)는 화살표의 방향에서 포인트된 아이콘의 단부의 방향에서 지켜보고 있을 것이다.
도 41a 및 41c는 각각의 손에 대한 기준 프레임 및 움직임을 나타낸다. 도 41b 및 41d는 상기에서 설명된 것처럼 배치된 가상의 관측자 (802)에 의해 움직임이 어떻게 인지되는지를 나타낸다. 왼손은 위치 1로 부터 위치 2로, 오브젝트 A 쪽으로 이동한다.오른손은 위치 1로 부터 위치 2로, 오브젝트 B 쪽으로 이동한다. 기준 프레임은 각각의 손목 상에 놓여진다.
도 41a 에서, 양쪽 손들은 동일한 방식으로 방위되고, 그래서 양쪽 손들은 오브젝트들에 도달하기 위해서 앞쪽으로 이동되어야 한다. 도 41a 에서, 각각의 가상의 관측자 (802) (각각의 손목 위에 있는 관측자)에 대한 기준 프레임들은 동일한 방식으로 방위된다. 다시 말해서, 기준 프레임들은 정렬된다.
도 41b은 어떻게 오브젝트들이 이들 가상의 관찰자들 (802)에 보일지를 예시한다. 가상의 관찰자들 (802) 둘 모두는 실질적으로 동일한 이미지들을 본다. 위치 1에서, 오브젝트들 A 및 B, 원 및 삼각형은 가상의 관찰자들 (802)로부터 떨어진 임의의 거리에 있다. 위치 2에서, 오브젝트들 A 및 B, 원 및 삼각형은 가상의 관찰자들 (802)에 더 가까워 진다. 오른쪽 손목 상의 가상의 관측자 (802)는 오브젝트 B, 삼각형에 더 가깝다. 왼쪽 손목 상의 가상의 관측자 (802)는 오브젝트 A, 원에 더 가깝다.
도 41c 에서, 왼손은 오른손에 수직이다. 오른손은 오브젝트들에 도달하기 위해서 앞쪽으로 이동되어야 한다. 왼손은 오브젝트들에 도달하기 위해서 왼쪽으로 이동되어야 한다. 도 41c 에서, 각각의 가상의 관측자 (802) (각각의 손목 위에 있는 관측자)에 대한 기준 프레임들은 동일한 방식으로 방위되지 않는다. 왼손에 대한 기준 프레임은 오른손상의 기준 프레임에 대하여 90° 회전된다. 비록 도 41c는 서로에 대하여 90° 회전된 기준 프레임들을 도시하고 있지만, 3 차원의 공간내 임의의 다른 방위가 가능하다.
도 41d는 어떻게 오브젝트들이 이들 가상의 관찰자들 (802)에 보일지를 예시한다. 가상의 관찰자들 (802)은 상이한 이미지를 본다. 오른쪽 손목상의 가상의 관측자에게, 오브젝트들 A 및 B 는 뷰어의 앞쪽에 있다. 왼쪽 손목상의 가상의 관측자에게, 오브젝트들 A 및 B 는 뷰어의 왼쪽에 있다. 위치 1에서, 오브젝트들 A 및 B, 원 및 삼각형은 가상의 관찰자들 (802)로부터 떨어진 임의의 거리에 있다. 위치 2에서, 오브젝트들 A 및 B, 원 및 삼각형은 가상의 관찰자들 (802)에 더 가까워 진다.
도면들 41a-41d에서, 수술자에게 시각적 신호들이 제공된다. 수술자는 오브젝트들 A 및 B을 볼 수 있다. 수술자 (1)는 그의 손들을 볼 수 있다. 수술자 (1)가 환자 신체내의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350)을 조작할 때, 수술자 (1)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350)에 관련된 시각적 신호들을 수신하는데 유익할 수 있다. 시각적 신호들은 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 관련된 기준 프레임들을 더 잘 이해하는것을 가능하게 할 수 있다. 본 출원에 언급된, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)을 동시에 제어하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 비 제한적인 예로서, 수술자 (1)는 왼손으로는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 예컨대 그리퍼 및 오른손으로는 수동 툴 (350) 예컨대 스테이플러를 제어할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술자 (1)가 각각의 툴을 독립적인 기준 프레임 (800)내에서 조작하는 것을 허용할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술자의 움직임들을 (예를 들어, 입력 디바이스 (500)를 제어하는 움직임들) 교정(correct) 기준 프레임에서의 움직임들로 변환하는 제어 알고리즘을 포함할 수 있다.
이제 도 42a를 참조하여, 수술자 (1)는 환자의 신체내부의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴 (350)을 조작한다. 도 42a는 그의 또는 그녀의 왼손으로는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 및 그의 또는 그녀의 오른손으로는 수동 툴 (350)을 제어하는 수술자 (1)을 도시한다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350) 둘 모두는 신체 내부에 있고 수술자의 뷰(view)로부터 차단된다.
수동 툴 (350)은 환자 (2)에 관하여 수술자 (1)의 위치를 구술(dictate)할 수 있다. 수동 툴 (350)의 디자인은 수동 툴 (350)을 제어하는 손의 위치를 구술할 것이다. 수술자 (1)는 그의 또는 그녀의 다른 손으로는 실질적으로 동일한 위치에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)를 제어하는 것을 원할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어하는 수술자의 왼손과 관련된 기준 프레임은 수동 툴을 제어하는 수술자의 오른손과 관련된 기준 프레임에 대하여 회전 될 수 있다. 도 42a에 도시된 바와 같이, 오른손에 대한 기준 프레임은 왼손에 대한 기준 프레임에 대하여 90° 회전된다 (도 41a 에 도시된 것의 반대 구성).
기준 프레임들은 각각의 손목상에 배치된다. 오브젝트들이 어떻게 가상의 관찰자들 (802)에 나타날지를 예시하기 위해서 화살표들의 두개의 직교하는 쌍들이 각각의 손목상에 도시된다. 오른쪽 손목상에, 문자들 "RR"은 이 방향은 수술자의 오른쪽 손목의 우측 또는 가상의 관측자 (802)에게 우측인것으로 보이는 것을 나타낸다. 문자들 "LR"은 수술자의 왼쪽 손목의 우측, 또는 가상의 관측자 (802)에 우측인 것으로 보이는 것을 나타낸다. 가상의 관찰자들 (802)은 상이한 이미지를 본다. 카메라 (304) 는(신체내부의 렌즈로) 신체 내부에 있는 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 본다.
수동 툴 (350)을 조작하기 위해서, 수술자 (1)는 오른손을 움직일 수 있고 도시된 바와 같이 기준 프레임내 오른쪽 손목을 사용할 수 있다. 오른손은 오른쪽 팔에 대하여 90° 각도에 있는 것으로, 왼손에 대하여 90° 각도에 있는 것으로 예시된다. 수술자는 독립적인 기준 프레임내에서 각각의 툴을 조작할 수 있다. 수동 툴 (350)은 오른쪽 손목과 관련된 기준 프레임에 대하여 조작될 수 있고 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 왼쪽 손목에 대하여 조작될 수 있다.
도 42a는 왼손에 부착된 입력 디바이스 (500)을 도시한다. 수술자 (1)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 예컨대 그래스퍼를 제어하기 위해 입력 디바이스 (500)을 사용할 수 있다. 카메라 (304)는 (신체내부의 렌즈로) 디스플레이 (702) 상에 그래스퍼 및/또는 그래스퍼의 엔드 이펙터의 움직임을 보여줄 것이다. 예시된 실시예에서, 수술자 (1)는 환자 (2)를 보면서 환자 (2) 옆에 서 있고 그의 또는 그녀의 머리는 디스플레이 (702)를 보고있다 (예를 들어, 화살표 B를 따라서 똑바로 앞쪽을 보는). 제어 시스템 (400)은 수술의 자연스러운 투시를 디스플레이상에 보여줄 수 있다. 예를 들어, 왼손의 오른쪽으로의 움직임은 디스플레이상 (702)에 제공된 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 오른쪽의 움직임으로 보여질 수 있다. 제어 시스템 (400)은 디스플레이 (600,702)상에 이미지를 오리엔트(orient)하기 위해서 입력 디바이스들 (500)의 위치, 카메라 (304)의 위치, 수술자 (1)의 위치, 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 위치를 사용할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 그래스퍼의 엔트 이펙터의 움직임을 계산할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 디스플레이 (600,702)상에 카메라 (304)의 이미지를 오리엔트할 수 있다 . 예를 들어, 제어 시스템 (400)은 이미지를 오리엔트할 수 있어서 왼쪽 손목의 오른쪽으로의 움직잉은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 오른쪽으로의 움직음으로 보여진다.
수술자의 오른손으로 수동 툴 (350)의 제어는 수술자의 오른쪽 손목과 관련된 기준 프레임내에 있을 수 있다. 수술자의 왼손으로의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 제어는 수술자의 왼쪽 손목과 연관된 기준 프레임에 있을 수 있다. 왼쪽 손목의 이 기준 프레임은 오른쪽 손목의 기준 프레임과 독립적인 기준 프레임일 수 있다. 수술자의 오른쪽 손목 및 오른손의 각도에 상관없이, 인체 뇌는 오른쪽 손목 및 손에 관하여 오른쪽, 왼쪽, 위 및 아래를 인식할 수 있다.
두개의 기준 프레임들은 완전히 독립적이거나, 부분적으로 정렬되거나, 또는 완전히 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 수술 타겟에 정렬된 기준 프레임에서 이동될 수 있다. 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 일관된 움직임을 허용하기 위해 수술의 타겟에 관련하여 이동될 수 있다. 모든 이들 예들에서, 수동 툴 (350)의 기준 프레임은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 기준 프레임에 정렬되거나 정렬되지 않을 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 각각의 상황은 어떻게 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)이 제어되는지에 그것의 고유의 장점들을 가질 것이다.
다수의 툴들을 독립적인 기준 프레임들에서 제어할 때, 상이한 조합의 툴들이 이용될 수 있다. 수술자는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴 (350), 또는 두개 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 또는 두개 이상의 수동 툴들 (350)을 제어할 수 있다. 상기에서 설명된 것 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 제어하는 것에 반대로 수술자 (1)는 각각의 손으로 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 조작할 수 있다.
인체 뇌는 두개의 툴들을 함께 사용하기 위해서 수동 툴 (350)과 함께 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)을 쉽게 조정하고(coordinate) 그리고 포괄하는 것이 가능하다. 뇌는 상이한 기준 프레임들에 불구하고 움직임을 조정할 수 있다. 도 42a에서, 수술자 (1)는 오른손으로는 수동 툴 (350), 예컨대 스테이플러를 왼손으로는 입력 디바이스 (500)를 보유하고 있다.
시각적 신호들(Visual Cues)
인체 뇌는 적절한 정보를 가지고 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)이 어떻게 이동되는 지를 결정하는 것이 가능하다. 이 정보는 유저가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임을 자연스럽게 이해하는 것을 가능하게 하여야 한다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 자연스러운 제어를 가능하게 하기 위해서 예를 들어, 수술자에게 제공된 이미지들을 오리엔트함으로써 또는 상기 이미지들에 제공된 정보를 변경함으로써 (예를 들어, 수술자 (1)의 툴들의 방위 이해를 돕기 위해서 환자(2)의 신체의 적어도 일부를 예시함으로써) 제어 시스템 (400)은 바람직하게는 이런 시각적 신호들을 수술자 (1) (예를 들어, 외과 의사)에게 제공한다. 이 방식에서, 제어 시스템 (400)은 수술자 (1)의 임의의 위치로부터 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 자연스러운 제어를 가능하게 할 수 있다.
도 42b는 디스플레이 (702)의 뷰를 도시한다. 디스플레이 (702)는 도 42a 에 도시된 카메라 (304)에 의해 캡쳐된 이미지들을 제공할 수 있다. 화살표 A의 방향을 따라서의 왼손의 오른쪽으로의 움직임이 도 42a 에 도시된다. 툴들의 상대적 방위는 수술자(1)의 수술공간의 이해를 증강시킬 수 있다. 디스플레이 (702)는 동일한 환경에서 수동 툴들 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 나타낼 수 있다. 그러나, 카메라 이미지외에 이미지, 예컨대 툴들 (300,350)에 관하여 환자의 방위의 이미지는 환자의 신체내부의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및/또는 수동 툴의 움직임의 수술자(1)의 이해를 증강시킬 수 있다.
제어 시스템 (400)은 디스플레이 (600,702)상에 카메라 이미지를 오리엔트(orient) 할 수 있다. 디스플레이들 (600),(702)은 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)를 보여줄 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술자의 손목의 기준 프레임에 관하여 카메라 이미지를 오리엔트할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술자의 손목에 관하여 움직임의 방향을 결정할 수 있고 동일한 방향에서의 움직임의 이미지를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 42a에서, 수술자 (1)는 화살표 A를 따라서 그의 왼손을 이동시킨다. 수술자는 그의 왼손을 오른쪽으로 이동시킨다.
도 42b에 도시된 바와 같이, 제어 시스템 (400)은 이미지 디스플레이상(702)상에 제공되는 이미지가 움직임의 방향과 일치하도록 카메라 (304)의 이미지를 오리엔트할 수 있다. 디스플레이상(702)에 제공될 때, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임은 원래의 방향을 따라서, 오른쪽이다. 카메라의 뷰 포인트로부터, 이 움직임은 왼쪽으로 또는 경사질 수 있다. 수술자 (1)가 움직임을 자연스럽게 이해할 수 있도록 제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 (702)을 살펴봄으로써, 수술자 (1)는 입력 디바이스 (500)의 오른쪽으로의 움직임을 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 오른쪽으로의 움직임으로 동격으로 할 수 있다.
디스플레이 (600,702)상에 이미지의 방위는 받침대에 대하여 회전하는 하이퍼덱스트러스 툴들 또는 수동 툴들의 사용에 도움을 줄 수 있다. 수동 툴 (350)의 원위 단부의 움직임(손으로부터 가장 멀리 떨어진 섹션)은 손에 관하여 반대 방향으로 이동될 수 있다. 다시 말해서, 만약 오른손이 받침대에 대하여 스테이플러를 조작한다면, 스테이플러의 핸들의 오른쪽으로의 움직임은 스테이플러의 원위 단부의 왼쪽으로의 움직임으로 변환될 것이다. 시각적 신호들을 제공함으로써, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 받침대에 대하여 회전하는 하이퍼덱스트러스 툴들 또는 수동 툴들의 자연스러운 사용을 가능하게 할 수 있다.
제어 시스템 (400)은 본 출원에 설명된 것 처럼 수술자 (1)에 제공된 이미지들을 통하여 수술자 (1)의 임의의 위치로부터 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 자연스러운 제어를 가능하게 할 수 있다. 절차의 진행동안에, 수술자 (1)는 수술 영역에 대하여 이동하는 것이 요구될 수 있다. 수동 툴 (350)은 수술자 (1)의 위치를 구술할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술자의 위치에 관계없이 수술자 (1)의 뷰 포인트에 기초하여 이미지들을 제공할 수 있다.
수술자 (1)의 위치는 추적될 수 있다. 이미지는 수술자 (1)의 뷰 포인트에 따르도록 업데이트될 수 있다. 이미지는 특별히 줌 아웃된 뷰에서 수술자 (1)의 위치에 기초하여 계산될 수 있다. 수술자 (1)의 추적은 다양한 기술들 중 하나를 이용함으로써 예컨대 한정되는 것은 아니지만 수술자 (1)에 센서들을 부착, 또는 광학 로컬화(localization) 시스템을 이용함으로써 성취될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 수술자 (1)를 추적하는 글로벌 추적기(global tracker)을 가질 수 있다.
수술자 (1)의 위치는 제어 시스템 (400)으로 입력될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 수술자 (1)의 포인트 뷰로부터 이미지들을 제공받고 계산한다. 다시 말해서, 디스플레이 (600,702)는 수술자 (1)가 해당 위치로부터 어떤 해부 구조 또는 툴들 볼 것인지를 표현한다. 수술자 (1)가 주변에서 이동함에 따라, 디스플레이상 (600,702)에 제공되는 이미지는 수술자 (1)의 위치에 기초될 것이다. 수술자의 위치에 기초된 이미지들의 계산 및 프리젠테이션은 해부 구조의 수술자의 이해를 증강시킬 수 있고 수술자가 수동 툴들 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)로 더 쉽게 상호작용하는 것을 허용한다.
좌표 변환(coordinate conversion)은 근위 단부 (예를 들어, 복강경 툴들) 또는 원위 단부 (예를 들어, 엔드 이펙터들)과 관련될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및 수동 툴들 (350)의 이미지들을 독립적인 좌표계들에 제공할 수 있다. 앞에서 언급된 것처럼, 입력 디바이스 (500)의 좌표계(coordinate system)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 좌표계와 다를 수 있다. 디스플레이 (600,702) 상의 이미지는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 좌표계내 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 움직임을 나타낼 수 있다.
도 42c는 툴들, 디스플레이 (702), 및 수술자 (1)의 배열의 다른 예를 도시한다. 디스플레이 (702)는 수술자 (1)의 왼쪽에서 떨어져 도시된다. 수술자 (1)는 환자 (2)를 보면서 환자 (2) 옆에 서 있지만 그러나 디스플레이 (702) (화살표 C를 따라서)쪽으로 그의 또는 그녀의 머리를 돌리고 있다. 각각의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 기준 프레임들은 수술자 (1)의 각각의 손목과 관련된다. 제어 시스템 (400)은 디스플레이 (702)의 임의의 위치로부터 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 자연스러운 제어를 가능하게 할 수 있다. 디스플레이 (702)는 수술자가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴들의 움직임을 이해하는 것을 가능하게 하는 시각적 신호들을 제공할 수 있다. 디스플레이 (702)의 방위에 무관하게, 제어 시스템은 수술자의 이해를 증강시키기 위해 이 이미지를 오리엔트할 수 있다. 제어 시스템 (400)은 디스플레이 (702)의 위치에 무관하게 수술의 자연적 투시(natural perspective)을 디스플레이 (702)상에 보여줄 수 있다. 손목들로의 기준 프레임들의 연관은 제어의 직관성(intuitivensss)을 유지할 수 있다.
디스플레이들 (600,702)은 동일한 이미지 또는 상이한 이미지들을 보여줄 수 있다. 디스플레이 (600)는 본 출원에서 설명된 시스템에 입력을 제공할 수 있다. 디스플레이들 (600,702)은 단일 스크린상에 다수의 이미지들을 보여줄 수 있다.
디스플레이 (600,702)는 입력 디바이스 (500)의 움직임과 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임간의 상이한 유형들의 연관을 보여줄 수 있다. 일부 실시예들에서, 손 움직임, 툴 움직임, 및 디스플레이 도시된 움직임간에 1:1 관계일 수 있다. 다른 관계들이 가능하다. 디스플레이 (600,702)는 손 움직임과 툴 움직임의 방향에 대한 역전 움직임을 보여줄 수 있어서, 움직임은 거구로 보여진다. 디스플레이 (600,702)는 손 움직임과 툴 움직임의 방향에 소정 각도에서 스큐된 움직임을 보여줄 수 있다. 디스플레이 (600,702)는 손목과 관련된 기준 프레임에 대하여 임의의 방위를 보여줄 수 있다.
손목들은 기준 프레임이 관련될 수 있는 오브젝트의 단지 일 예로서 언급된다. 기준 프레임은 수술자의 신체의 임의의 부분, 환자, 수술 공간 내 오브젝트들, 수술 아레나내 오브젝트들, 디스플레이, 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들, 카메라 하이퍼덱스트러스 수술 암들, 또는 임의의 다른 오브젝트에 부착될 수 있다. 그러나, 기준 프레임을 팔뚝, 손목, 손, 및 머리을 포함하는 수술자의 신체의 섹션들에 부착하는 것은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 제어를 자연스러운 방식으로 가능하게 할 수 있다.
본 출원에 설명된 것 처럼, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 바람직하게는 여러 가지 기준 프레임들들에서 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어하는 것을 허용한다. 예를 들어, 수술자 (1)는 신체 내부의 수술공간내 카메라(304)의 기준 프레임으로부터 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어할 수 있다. 수술자 (1)는 그의 손의 움직임을 카메라(304)의 기준 프레임내 하이퍼덱스트러스 수술용 툴의 움직임으로 매핑할 수 있다. 뷰는 환자 신체 바깥쪽의 기준 프레임에 대하여 더 자연스럽게 움직이는 큰 움직임들 또는 움직임들에 대하여 제한하고 있을 수 있다. 따라서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술자가 기준 프레임을 다른 뷰로 동적으로 바꾸는 것을 허용한다. 수술자 (1)는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)에 대하여 월드-그라운드 기준 프레임 (예를 들어, 뷰 of 수술 아레나 및 환자)로 스위치할 수 있다. 월드-그라운드 기준 프레임(world-grounded frame of reference)는 본 출원에서 설명된 바와 같이 큰 움직임들에 대하여 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)이 단일 툴에 로크된때 유용할 수 있다. 월드-그라운드 기준 프레임은 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 새로운 위치 환자에 관하여 새로운 위치로 움직일 때 유용할 수 있다. 월드-그라운드 기준 프레임은 수술자 (1)가 환자에 관하여 그의 위치를 바꿀 때 및/또는 손들 제어 그의 새로운 위치에 기초하여 입력 디바이스 (500)를 제어하는 손을 스위치할 때 유용할 수 있다. 수술자 (1)는 카메라 (304)을 제어할 수 있고 월드-그라운드 기준 프레임의 디스플레이 (600,702)상에 이미지들을 제공할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술자가 기준 프레임을 카메라의 기준 프레임 (304)으로 다시 동적으로 바꾸는 것을 허용한다.
일부 실시예들에서, 기준 프레임들이 움직이고 있을 수 있다. 비 제한적인 예로서, 기준 프레임은 이동되고 있는 프로세스에 있을 수 있는 수동 툴 (350)에 부착될 수 있다. 제어 시스템 (400)은 세트의 툴들이 함께 이동하도록 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 수동 툴 (350)에 로크할 수 있다. 로킹(locking)의 개념이 본 출원에서 설명된다. 디스플레이 (600,702)는 움직이는 툴들과 관련된 기준 프레임을 보여줄 수 있고 세트의 툴들이 의도된 한 그룹으로서 움직이는 것에 대한 보장을 제공할 것이다.
기준 프레임은 클러치 (112)가 처음에 맞물릴 때 수술자 (1)의 위치에 기초하여 수립될 수 있다 . 클러치 (112)가 맞물릴 때, 입력 디바이스 (500)는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)을 제어할 수 있다. 클러치 (112)가 맞물림 해제 될 때, 제어 시스템 (400)은 이 기준 프레임을 저장할 수 있다. 클러치 (112)가 다시 맞물릴 때, 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)은 앞에서 수립된 동일한 기준 프레임에 대하여 이동한다.
일부 실시예들에서 클러치 (112)가 다시 맞물릴 때, 새로운 기준 프레임이 수술자 (1)의 새로운 위치에 기초하여 수립된다. 수술자 (1)는 클러치 (112)의 이전 맞물림에서 수립된 기준 프레임을 사용할지 또는 새로운 기준 프레임을 사용할지를 결정할 수 있다. 클러치 (112)의 맞물리은 하나 이상의 기준 프레임들을 수립할 수 있다. 단지 하나의 기준 프레임은 수술자 (1)가 단지 하나의 입력 디바이스 (500)를 이용하고 있다면 제어 시스템 (400)에 의해 수립될 수 있다. 그러나, 만약 수술자 (1)가 두개의 입력 디바이스들 (500)을 이용하고 있다면, 그러면 두개의 기준 프레임들은 클러치 (112)에 의해 수립될 수 있다. 기준 프레임들은 각각의 손목과 관련될 수 있고 정렬되거나, 부분적으로 정렬되거나 또는 독립적일 수 있다.
수술자 (1)의 오른손 및 왼손은 두개의 상이한 기준 프레임들내 오브젝트들을 조작할 수 있다. 오브젝트들은 사이즈, 형상 또는 기능에서 비유사할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수동 툴 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 동시 제어를 허용한다. 이 동시 제어를 가능하게 하기 위해서 수동 툴 (350) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)상에 제약들에 관한 충분한 신호들이 수술자 (1)에게 제공된다. 이 동시 제어를 가능하게 하기 위해서 수동 툴 (350) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)상에 기준 프레임들에 관한 충분한 신호들이 수술자 (1)에게 제공된다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 제어 시스템 (400)은 바람직하게는 다양한 기준 프레임들내에서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들의 움직임을 허용한다. 이 능력은 수동 툴들 (350) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 결합된 사용동안에 매우 유용할 수 있다.
시각적 신호들의 소스들 (Sources of Visual Cues)
정보의 한가지 소스는 수술 아레나 또는 디스플레이들 (600,702) 관측을 통하여 수술자에 의해 (1)에 보여지는 시각적 신호들이다. 추가 정보는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴 (350)의 움직임에 관한 수술자의 이해를 증강시킬 수 있다. 시각적 신호들은 제어 시스템에 의해 공급될 수 있고 디스플레이들 (600,702)상에 보여진다.
정보의 한가지 소스는 수술 아레나 관측을 통하여 수술자(1)에 의해 보여지는 시각적 신호들이다. 수술자의 위치로부터, 수술자는 수술 아레나의 셋업을 볼 수 있다. 수술자 (1)는 환자와 관련하여 그의 손들을 포함하여 그의 신체의 방위를 볼 수 있다. 수술자 (1)는 툴들이 신체로 진입하는 위치를 볼 수 있다. 다시 말해서 외과 의사는 해부 구조와 관련하여 툴들 (300,350)의 위치를 이해하기 위한 신호들로서 그 또는 그녀 주위의 오브젝트들 예컨대 베드 (102), 환자 (2), 그의 또는 그녀의 손들을 사용할 수 있다. 외과 의사는 해당 이해에 따라 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 또는 수동 툴 (350)을 조작할 수 있다.
정보의 한가지 소스는 디스플레이(600,702)상에 제공되는 이미지들로 시각적 신호들이다. 제어 시스템 (400)은 수술자의 절차의 이해에 관련된 이미지들을 제공하고 계산할 수 있다. 이미지들은 수술자 (1)가 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 수동 툴들 (350), 및/또는 환자의 해부 구조를 보는 것을 가능하게 할 수 있다. 이미지들은 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 하나 이상의 시각화 컴포넌트들로부터 발원될 수 있다. 이들 컴포넌트들은 제어 시스템 (400)에 의해 제어될 수 있는 하나 이상의 카메라들 (304)을 포함한다. 카메라 (304)는 수술자(1)에 이미지들을 제공하기 위해서 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)로 간주될 수 있고 하이퍼덱스트러스 로봇 암 (200)에 의해 이동될 수 있다. 예를 들어, 다수의 카메라들 (304)이 배치될 수 있다. 각각의 카메라 (304)는 해부 구조의 상이한 섹션의 이미지들을 획득할 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀리미터-사이즈의 카메라들 (304)가 각각의 투관침 팁(tip)상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 제어 시스템 (400) 및/또는 시각화 컴포넌트들은 환자 (2)에 내부 및 외부환경 실시간 3D 재구성을 수행한다. 제어 시스템 (400) 및/또는 시각화 컴포넌트들은 환자들의 이전 이미징, 예컨대 이전 X-선들 및 CT 스캔들을 통합할 수 있다. 소스들로부터 정보는 더 완전한 정보를 수술자 (1)에게 제공하기 위해서 혼합될 수 있다. 시각화 시스템 (700)은 수술자 (1)에게 다양한 소스들로부터 작업 공간 뷰에 대한 자유를 제공할 수 있다.
이미지들은 하나 이상의 디스플레이들 (600,702) 상에서 시청될 수 있다. 디스플레이 (600)은 본 출원에서 설명된것 처럼 수술자 (1)로부터 피드백을 수신하도록 구성될 수 있다. 이미지들은 하나 이상의 몰입형 콘솔(immersive console)들 (704)상에서 시청될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 수술자 (1)가 주위에서 움직이는 것을 허용하고 수술 동안에 그 또는 그녀를 환자 (2)와 관련하여 가장 최적의 위에 배치하는 것을 허용한다. 수술 동안에, 수술자 (1) (예를 들어, 외과 의사)는 그 자신 또는 그녀 자신의 위치를 바꿀 수 있다. 하나 이상의 디스플레이들 (600,702)은 수술자 (1)가 다수의 위치들로부터 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300), 수동 툴들 (350), 및/또는 환자의 해부 구조을 시청하는 것을 허용한다. 디스플레이 (600,702)상의 이미지는 수술자 (1)의 위치에 기초하여 업데이트될 수 있다.
디스플레이 (600,702)상에 보여지는 이미지는 수행될 조작들의 유형에 의존할 수 있다. 예를 들어, 만약 수술자 (1)가 섬세한 봉합을 하고 있는 중이면, 해부 구조 및 툴들의 줌 인된 뷰가 디스플레이 (600,702)상에 보여질 수 있다. 이 뷰는 카메라 (304)로부터 직접 획득될 수 있다. 만약 수술자가 이제 신체의 다른 부분으로 이동하기를 원한다면, 툴들의 큰 움직임들이 요구되고, 줌 아웃된 뷰가 디스플레이 (600,702)상에 보여질 수 있다. 다시 말해서, 주밍 팩터는 움직임에 적응적일 수 있다. 주밍 기능은 수행될 움직임의 유형에 적어도 부분적으로 기초하여 제어 시스템 (400)에 의해 자동으로 성취될 수 있다. 주밍 기능은 또한 수술자에 의해 (1) 개시될 수 있다. 줌 레벨들은 입력 디바이스들 (500)을 이용하여, 예컨대 줌 인 또는 줌 아웃에 대한 제스처들을 이용함으로써 변화될 수 있다. 줌 레벨들을 변경하는 다른 방법들은 예컨대 수동의 디바이스들에 부착하는 것 예컨대 수술자가 줌 레벨을 바꾸기 위해서 썸휠(thumbwheel)을 이동시킬 수 있는 입력 디바이스 (500)의 썸휠들이 가능하다. 다른 방법들은 디스플레이 (702) 또는 디스플레이 (600)상에 버튼들 또는 슬라이드 바들을 포함한다.
주밍 수술들 동안에, 이미지들간에 전환은 매끄럽고 끊김이 없을 수(seamless) 있다. 이미지들이 줌 아웃일 때는, 더 적은 해부의 세부사항들이 디스플레이될 수 있다. 제어 시스템은 예컨대 환자 (1) 내부의 카메라 (304) 로부터의 환자 신체 바깥쪽 마운트된 카메라 (304)로부터의 피드로 바꾸는 이미지 피드(image feed)를 바꿀 수 있다. 줌 아웃된 뷰를 위한 데이터의 다른 소스들이 이하에서 설명된다.
일부 실시예들에서, 가상 카메라 (706) (도 43 참조)가 생성될 수 있어서 다양한 포인트들의 뷰로부터의 타겟 시각화를 가능하게 한다. 가상 카메라 (706)는 임의의 뷰 포인트로부터 이미지를 생성한다. 가상 카메라 (706)는 수술 공간 주위에 존재하는 임의의 다수의 제어 가능한 오브젝트들의 뷰 포인트(point of view)와 관련될 수 있다. 가상 카메라 (706)는 수술자 (1) 예컨대 외과 의사의 뷰 포인트와 관련될 수 있다. 수술자 (1)가 주위를 이동함에 따라, 시각화 시스템 (700)은 수술자의 현재 뷰 포인트를 조절한다. 가상 카메라 (706)는 본 출원에서 설명된 다수의 소스들을 이용하여 이미지를 생성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 가상 카메라 (706)는 카메라 툴 (304)과 관련될 수 있다. 수술자 (1) 예컨대 외과 의사는 수술 동안에 카메라 (304)의 위치를 조정함으로써 가상 카메라 (706)를 조정하는 것을 선택할 수 있다. 따라서, 디스플레이 (600,702)는 카메라 (304)가 이동함에 따라 업데이트될 것이다.
도 43은 어떻게 가상 카메라 (706)가 수술 동안에 수술자(1) 예컨대 외과 의사에 의해 조절될 수 있는지의 일 예를 도시한다. 만약 그 또는 그녀가 추적 디바이스를 착용하고 있다면 수술자 (1)는 추적될 수 있다. 만약 카메라 (304)의 뷰가 수술자 (1)의 뷰에 역전된다면, 제어 시스템 (400)은 수술자 (1)의 위치를 인식할 수 있고 수술자 (1)의 뷰 포인트를 더 잘 반영하기 위해서 디스플레이 (600,702)상에 가상 카메라 (706)를 반전시킬 수 있다. 수술자 (1)가 카메라 (304)와 정렬되도록 이동할 때, 제어 시스템 (400)은 수술자 (1)의 위치를 인식할 수 있고 카메라 (304)의 실제 이미지를 반영할 수 있다. 이미지들은 추적된 오브젝트들, 예컨대 수술자 (1), 또는 제어 가능한 오브젝트들 예컨대 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200) 및/또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 뷰포인트(viewpoint)를 반영하기 위해서 디스플레이 (600,702) 상에서 역전되고, 회전되고, 및 왼쪽-오른쪽 뒤집어질(left-right flipped) 수 있다. 다른 예로서, 디스플레이 (600)는 수술자 (1) 예컨대 외과 의사가 가장 적절한 뷰를 선택할 수 있도록 가상 카메라 (706)의 위치를 바꾸기 위해서 슬라이더들 또는 버튼들을 디스플레이 할 수 있다.
다양한 카메라 파라미터들이 제어될 수 있고 가상 카메라 (706)로부터의 이미지 화질을 향상시키기 위해서 조절될 수 있다. 비 제한적인 예로서, 줌 기능이 조절될 수 있다. 예를 들어, 만약 큰 스케일 움직임들이 원해지면, 디스플레이 (600,702)상에 이미지는 줌 아웃될 수 있다. 수술자 (1) 예컨대 외과 의사가 큰 스케일 움직임을 툴들을 기동할 때, 디스플레이 (600,702)상에 이미지는 수술 공간을 비추기 위해 줌 인 및 아웃될 수 있다. 이는 자동으로 수행될 수 있다. 예를 들어 만약 가상 카메라 (706)가 입력 디바이스 (500)에 의해 제어된다면 카메라 파라미터들 예컨대 각도 및 줌은 손 움직임들을 이용하여 조절될 수 있다. 손 또는 무선 제어기들에 부착된 입력 디바이스 (500), 예컨대 센서들은 어드밴스드 시각화 시스템 (700)가 움직임 패턴을 인식하고 기능들을 예컨대 가상의 각도 및 줌 변화를 수행하는 것을 허용한다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 다수의 디스플레이들 (600,702)을 가질 수 있다. 줌 레벨들에 의존하여, 제어 시스템 (400)은 각각의 디스플레이 (600,702)상에 - 각각은 상이한 파라미터들 예컨대 상이한 카메라 각도를 가진다 - 상이한 이미지들을 디스플레이 할 수 있다. 이는 수술자 (1), 예컨대 외과 의사 및/또는 수술의 보조자가, 환자에 동시에 수술하는 것을 허용하고 및 각각은 각각의 사람의 위치에 관하여 수술 작업 공간의 가장 자연스러운 뷰 포인을 제공하는 디스플레이 (600,702)와 관련있다. 예를 들어 만약 보조자가 환자의 다리 근처에 위치되고 주 외과 의사가 환자의 측면에 위치되면 이는 유용할 수 있다. 보조자의 디스플레이 (702)는 보조자의 뷰 포인트로부터 해부 구조 및 툴들을 보여줄 것이고, 외과 의사의 디스플레이 (702)는 외과 의사의 뷰 포인트로부터 해부 구조 및 툴들을 보여줄 것이다.
파라미터들 예컨대 각각의 디스플레이 (600,702)에 보여지는 이미지들의 카메라 각도 및 투시는 환자(2)의 위치 및 방위, 디스플레이 (600,702)의 위치 및 방위, 이미지들의 관측자 예컨대 수술자 (1)의 위치 및 방위를 포함하여 하나 이상의 파라미터들에 의존할 수 있다. 이는 제어 시스템 (400)이 다양한 오브젝트들, 예컨대 디스플레이 (600,702), 수술자 (1), 및 환자 (2)의 위치 및 방위에 관한 지식을 갖는다는 것을 의미한다. 만약 이런 지식이 이용 가능하지 않다면, 예컨대 수술자 (1)가 어디에 위치된지를 모른다면, 제어 시스템 (400)은 해당 파라미터 없이 이미지들을 계산할 것이다.
베드측면에 서서 수술자 (1)가 환자 (2)를 지켜보고 이어서 디스플레이 (600,702)쪽으로 또는 위를 쳐다볼 때, 그 또는 그녀는 줌 아웃된 뷰로 해부 구조 또는 툴들을 네비게이트하는 것이 유용한 것을 알 것이다. 줌 아웃된 뷰는 다양한 소스들로부터의 데이터로 생성될 수 있다. 이들 소스들은 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100) 주위의 하나 또는 다수의 위치들에 부착 및/또는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)에 부착된 카메라들 (304)로부터의 라이브 데이터를 포함할 수 있다. 이들 소스들은 수술전(pre-operative) 이미징 데이터 예컨대 해부 구조의 모델들 또는 MRI 또는 CT 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주밍 아웃의 프로세스는 포트를 통하여 환자 신체에 있을 수 있는 카메라 (304)에 의해 보여지는 상세한 내부의 해부 구조의 이미지들을 디스플레이하는 것을 시작할 수 있다. 줌 팩터는 축소될 때 (즉, 카메라는 줌 아웃된다), 전체 장기가 디스프레이된다. 줌 팩터가 추가로 축소될 때, 뷰 포인트는 신체 바깥쪽으로 이동될 수 있고 내부의 장기들의 렌더링(rendering)과 믹스된 환자 신체의 바깥쪽을 보여줄 수 있다. 이 개념은 도 44에 예시된다.
도 44a로 시작하여, 위 (위-식도 구멍)로의 진입 및 식도 섹션의 줌 인된 뷰가 예시된다. 이는 위가 바이패스(bypass)되는 비만치료 수술을 위한 전형적인 자리이다. 도 44b에서, 식도의 일부 부분들 및 위(stomach)의 윤곽이 도시된다. 도 44b에 도시된 이미지는 도 44a에 비하여 줌 아웃된다. 도 44c 에서, 위, 식도는 전체 신체와 관련하여 보여진다. 줌의 레벨은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 및/또는 수동 툴들 (350)를 아주 잘 조작하는 것을 이해하는 것이 가능하게 하도록 조절될 수 있다. 예를 들어 정밀하고 작은 움직임을 위하여 만약 수술자 (1)가 엔드 이펙터들을 시각화 하는 것이 필요하다면, 그러면 예컨대 도 44a에서 “줌 인된(zoomed in)” 이미지가 유용할 수 있다. 만약 수술자 (1)가 툴들 위치를 바꾸고, 해부 구조에 접근의 상이한 각도를 사용하기를 원하다면, 그러면 도 44c와 같은 이미지가 위치를 바꾸는(repositioning) 프로세스 동안에 유용할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)은 유저가 환자 내부의 줌 인된 뷰로부터 환자 바깥쪽의 줌 아웃된 뷰로 이동하는 것을 가능하게 한다. 외과 의사는 이미지가 줌 아웃된 뷰에 있을 때 새로운 위치로 이동할 수 있다. 수술자 (1)는 줌 아웃된 뷰에서 환자와 관련하여 그 자신의 위치를 바꾸는 것이 훨씬 더 쉬운것을 알 수 있다. 이 위치로부터, 수술자 (1)는 그의 새로운 위치로부터 보여지는 신체 내부의 툴들을 보기 위해서 줌 인 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 그가 그 자신의 위치를 바꾸기 전에 입력 디바이스 (500)와 맞물림 해제 될 수 있다. 수술자 (1)는 그가 그 자신의 위치를 바꾼 후에 입력 디바이스 (500)와 맞물릴 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 새로운 위치에 기초하여 입력 디바이스 (500)를 제어하는 손들을 스위치 할 수 있다.
내부 장기들의 렌더링은 다양한 소스들의 데이터의 조합일 수 있다. 이들 소스들은 카메라들 또는 다른 시각화 디바이스들에 의해 보여지는 실제, 실시간 이미지들을 포함한다. 이들 소스들은 수술 진행 동안에 입체(stereoscopic) 복강경 카메라 피드로부터 생성된 장기들의 3 차원의 모델 데이터를 포함할 수 있다. 이들 소스들은 MRI, CT 또는 다른 이미징 양상(modality)으로부터의 수술전 데이터를 포함할 수 있다. 실시간 소스, 예컨대 카메라 (304)로부터 새로운 데이터가 이용 가능해질 때 모델은 정정되고 증강될 수 있다. 정정된 모델은 그런다음 디스플레이될 수 있다.
제어 시스템 (400)은 데이터를 다양한 클래스들로 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 실시간 데이터 (카메라들 (304)로부터의), 모델 데이터, 수술전(pre-op) 데이터, 오래된 데이터 (구체적으로 현재 순간 이전에 획득된 카메라 (304)로부터의 데이터) 분류할 수 있다. 각각의 데이터의 유형은 다르게 혼합된 이미지로 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 주의를 나타내는 노란 음영으로 혼합될 수 있는 오래된 데이터는 그것이 이미지로 나타날 때 데이터의 특정 부분 이용시에 사용되어야 한다. 다른 예에서, 극도의 주의를 나타내는 빨간 음영으로 혼합될 수 있는 모델 데이터는 그것이 이미지로 나타날 때 특정 데이터 이용시에 사용되어야 한다. 이 유형의 카테고리화 및 디스플레이는 그 또는 그녀가 디스플레이 (600,702)상의 이미지들을 지켜보는 동안 환자 신체 내부의 툴들을 기동할 때 외과 의사에게 경고 및 리마인더(reminder)로서의 역할을 한다.
줌 팩터 및/또는 뷰 포인트가 조절될 때, 제어 시스템 (400)은 수술자 (1)의 움직임 (움직임을 제어)과 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 움직임 (제어되는 움직임)간의 관계를 변화시킬 수 있다. 일 예로서, 줌 인된 뷰에서, 제어 시스템 (400)은 단지 작고 정밀한 움직임들은 큰 움직임들의 손으로 가능하게 하는 식으로 손들의 움직임 크기를 조정할 수 있다. 이미지들이 줌 아웃될 때, 움직임을 제어하는 것과 제어되는 움직임간의 스케일링은 변할 수 있고, 예를 들어 일부 실시예들에서, 둘 간은 1:1 관계에 있다. 다른 측면들은 줌 팩터(zoom factor) 예컨대 가상의 그립 및 제어 포인트들의 위치에 따라 변할 수 있다.
도 45는 디스플레이 (702)상에 뷰로서의 이미지를 보여준다. 디스플레이 (600) 및/또는 디스플레이 (702)는 수술 아레나의 특징부들을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 (600) 및/또는 디스플레이 (702)는 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200), 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300), 하나 이상의 수동 툴 (350), 환자 (2), 고정물 (예를 들어, 베드), 수술자 (1), 등의 이미지를 묘사할 수 있다. 디스플레이 (600) 및/또는 디스플레이 (702)는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 제어 포인트들을 묘사할 수 있다.
디스플레이 (600) 및/또는 디스플레이 (702)는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 제약들을 보여줄 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 (600,702)는 수동 툴 (350)의 받침대의 위치를 보여줄 수 있다. 디스플레이 (600,702)는 수술자의 이해을 증강시키기 위해 제약을 제시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 (600,702)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 가상 그립 (512)의 위치를 보여줄 수 있다. 디스플레이 (600,702)는 수술자의 이해을 증강시키기 위해 제약을 제시할 수 있다.
디스플레이 (600) 및/또는 디스플레이 (702)는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 (100)의 제어 포인트들을 보여줄 수 있다. 제어 포인트들 (2600)은 움직이는 능력을 가진 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200) 및 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (200)상의 위치들이다. 제어 시스템 (400)은 수술자 (1) 또는 제약의 입력에 기반하여 제어 포인트들 (2600)에 대한 움직임을 야기할 수 있다. 예를 들어, 수술자 (1)에 의한 입력은 제어 포인트 (2600)에 연결된 하나 이상의 섹션들의 움직임을 결과로써 초래한다. 제어 포인트 (2600)를 움직이는 것은 제어 포인트 (2600)에 연결된 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 하나 이상의 섹션들을 이동하게 할 수 있다.
제어 포인트들 (2600)은 입력 디바이스 (500)를 통하여 이동될 수 있다. 입력 디바이스 (500)의 움직임은 선택된 제어 포인트 (2600)의 움직임을 유발할 것이다. 이는 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)에 의해 제어되는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)의 움직임을 유발할 것이다. 디스플레이 (600)는 입력 디바이스 (500)를 특정 제어 포인트 (2600)에 할당하는데 사용될 수 있다.
제어 포인트들 (2600)은 한정되는 것은 아니지만 디스플레이에 색상들, 십자선들, 다른 아이콘들을 포함하여 다양한 방식들로 표시될 수 있다. 디스플레이 (600,702)상에 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 이미지는 수술 사이트 주위의 하나의 또는 많은 카메라들 (302)로부터의 실제 카메라 이미지일 수 있다. 디스플레이 (600,702)상의 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)의 이미지는 그려질 수 있다.
수술 방법의 실시예 (An embodiment of a surgical method)
일부 실시예들에서, 하나 이상의 수동 툴들 (350)은 동일한 수술 공간내에 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 함께 사용된다. 수동 툴 (350)의 예는 스테이플러 (354)이다, 도 39 참조. 스테이플러 (354)는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)과 함께 사용될 수 있다. 결장 절제술 수술 절차에서 둘 모두의 유형들의 툴들을 사용할 때의 워크플로우가 도 39 에 도시되고, 이는 방법 5를 보여준다. 도 39는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300) 및 수동 툴 (350)을 이용하는 하나의 방법을 예시한다. 방법은 결장(colon)을 특정한 위치에 유지시키고 결장을 가로질러 스테이플 라인을 배치하는 것에 관한 것이다. 시스템은 제 1 그래스퍼 (312), 제 2 그래스퍼 (314), 카메라 (304), 및 스테이플러 (354)를 포함한다. 시스템은 두개의 입력 디바이스들 (500), 제 1 제어기 (516) 및 제 2 제어기 (518)를 포함한다.
스텝 10에서, 수술자 (1)는 임의의 입력 디바이스들 (500)를 이용함으로써 카메라 (304) 를 측위시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 제어 가능한 오브젝트 예컨대 카메라 (304)의 아이콘과 입력 디바이스 (500)의 아이콘을 연결한다.
그런다음, 스텝 20에서, 수술자 (1)는 제어 가능한 오브젝트, 예컨대 제 1 그래스퍼 (312)를 이동시키기 위해서 수술자의 한 손에 의해 제어되는 제 1 제어기 (516)를 사용한다. 수술자는 결장 섹션을 유지시키고 측위시키기 위해 제 1 그래스퍼 (312)를 사용한다. 수술자는 제어 가능한 오브젝트, 제 1 그래스퍼 (312)를 맞물림 해제시키기 위해 클러치 (112)을 사용한다. 제 1 그래스퍼 (312)는 제 위치에 있을 것이다. 수술자 (1)는 제 1 제어기 (516)를 다운시킬 수 있다.
더구나, 스텝 30에서, 수술자 (1)는 한 손으로 수동 스테이플러 (354)를 픽업할 수 있다. 수술자 (1)는 수동 스테이플러 (354)를 측위시킬 수 있고 스테이플러 (354)를 카메라 (304)에 보여지는 목표가 된 위치로 이동시킬 수 있다. 스텝 40에서, 수술자 (1)는 스테이플러 (354)를 잡고 있지 않는 손으로 제어되는 제 2 제어기 (518)를 사용한다. 제 2 제어기 (518)는 제 2 제어 가능한 오브젝트, 예컨대 제 2 그래스퍼 (314)를 이동시킨다. 수술자 (1)는 결장 섹션을 유지시키고 측위시키기 위해 제 2 그래스퍼 (314)을 사용한다. 그런다음, 스텝 50에서, 수술자 (1)는 스테이플들을 수용하기 위한 가장 최적 위치에 결장을 측위시키기 위해 스테이플러 (354) 및 제 2 그래스퍼 (314)을 조작한다. 마지막으로, 스텝 60에서, 수술자 (1)는 수동 스테이플러 (354)을 동작시키고 스테이플들이 목표가 된 위치로 배출된다. 이 방법은 동일한 수술 공간에 동일한 수술자 (1) 에 의해 어떻게 하나 이상의 수동 툴들 (350) 및 하나 이상의 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300) 동시에 사용될 수 있는지를 예시한다. 수술자 (1)는 이 절차 동안에 모든 시간들에서 (예를 들어, 하나 이상의, 예를 들어 복수개의, 베드측면 위치들에서) 환자 옆에 서 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 수술자 (1)는 원격에서, 예컨대 환자로부터 원격에 있는 제어기 (514)로부터 먼저 두개의 단계들, 단계들 (10 및 20)을 수행할 수 있다.
하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)로, 종종 터치 느낌을 전달하기 어렵다. 외과 의사들은 때때로 해부 구조에 대한 더 나은 정보를 얻기 위해서 터치를 사용한다. 그러나, 많은 외과 의사들은 임의의 상황들에서 환자를 터치하는 것을 선호한다. 일부 실시예들에서, 수동 툴 (350)은 조직을 컨택하기 위해 사용될 수 있다. 이는 전통적인 수술과 공통으로 수행된다. 수동 툴 (350)을 이용함으로써 제공된 감각 입력은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)의 외과 의사의 조작을 가이드할 수 있다. 프락시 디바이스들 예컨대 힘 센서들 및 부하 셀들은 합성 메커니즘들을 통하여 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)로 압력 또는 터치의 느낌을 전달할 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)에 의해 수술자에 전달된 압력은 (하나 이상의 입력 디바이스들 (500)를 통하여 , 예컨대 제어 시스템 (400)의 송신기로부터 입력 디바이스 (500)의 수신기로 신호를 통신함으로써) 환자 (2)의 해부 구조의 이해를 가능하게 한다.
수동 툴들 (350)은 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들 (300)과 함께 다른 방법들로 사용될 수 있다. 예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술 암 (200)은 도 2 에 도시된 바와 같이 투관침 (302)을 보유할 수 있다. 수동 툴 (350) 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 투관침 (302) 통과하여 삽입될 수 있다. 이 사용 방법은 예를 들어 외과 의사가 다른 툴들을 조작하는 동안 조직이 수동 툴 (350)에 의해 제 위치에 유지될 필요가 있을 때 유익할 수 있다. 다른 예에서, 비만인 환자들에게 툴들의 조작은 신체 체형 때문에 어려워질 수 있다;이들 경우들에서 수동 툴 또는 하이퍼덱스트러스 수술용 툴 (300)은 수술자 (1)에 물리적 스트레스를 경감시키기 위해 하이퍼덱스트러스 수술 암들 (200)에 의해 지지되거나 또는 보유될 수 있다.
본 출원에 실시예들에서, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 고정물에 결합된 것으로 설명된다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 베드, 병원 베드, 수술대, 진찰대, 플랫폼, 마루, 벽, 카트, 또는 돌리에 결합될 수 있다. 고정물이 카트 또는 돌리인 경우에, 고정물은 마루에 고정될 수 있다. 고정물은 진료소(medical office), 의료 검사소(medical examiner's office), 병원, 의사 사무실(doctor's office), 클리닉 오피스(clinical office), 또는 하이퍼덱스트러스 수술 시스템의 사용을 위한 적절한 임의의 다른 위치내에 위치될 수 있다.
비록 수술 절차들와 관련하여 임의 실시예들로 설명되었지만, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 임의의 적절한 방식으로 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 경피적 삽입을 위한 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 조작하는 방법에 사용될 수 있다. 본 출원에 설명된 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 비-경피적 절차들에서 운용될 수 있다 (예를 들어, 절개들 부위를 만들고 하이퍼덱스트러스 수술용 툴들을 경피적으로 삽입하는 것을 포함하지 않는 절차들). 예를 들어, 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 피부조직 검사(skin biopsies)를 하기 위해 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 임의의 수술을 위해 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 임의의 적절한 의료 절차에 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 시스템은 살아있는 환자들 (예를 들어, 수술) 또는 사체들 (예를 들어, 부검(autopsies))을 가지고 사용될 수 있다. 본 출원에서 설명된 실시예들은 임의의 적절한 방식으로 사용될 수 있다. 하이퍼덱스트러스 수술 암은 제품들 제조 또는 제품들의 어셈블리(예를 들어, 어셈블리 라인상에, 클린룸(clean room)내, 등.)에 사용될 수 있다.
비록 이 개시는 임의의 실시예들 및 예들의 상황하에서 설명되었지만, 당해 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 본 개시는 구체적으로 개시된 실시예들이외에 다른 대안적인 실시예들 및/또는 활용들 및 명백한 수정예들 및 그것의 등가물로 확대될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 추가하여, 본 개시의 실시예들의 몇몇 수정예들이 도시되고 상세하게 설명되었지만, 다른 수정예들, 이는 본 개시의 범위내에 있고, 관련 기술 분야에 통상의 기술자들에 용이하게 인식될 것이다. 또한 실시예들의 특정 특징부들 및 측면들의 다양한 조합들 또는 서브-조합들이 이루어질 수 있고 또한 본 발명의 범위내 속하는 것으로 고려될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예와 관련하여 상기에서 설명된 특징부들은 본 출원에서 설명된 상이한 실시예과 함께 사용될 수 있고 조합 또한 본 발명의 범위내에 해당한다. 개시된 실시예들의 다양한 특징부들 및 측면들은 본 개시의 실시예들의 가변 모드(varying mode)들을 형성하기 위해서 서로에 대하여 결합되거나 대체될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 출원의 개시의 범위는 상기에서 설명된 특정 실시예들에 의해 제한되지 않는 것으로 의되된다. 따라서, 다른 방식으로 서술되지 않거나, 또는 분명히 호환 불가능하지 아니하면, 본 발명의 각각의 실시예는 본 출원에서 설명된 그것의 본질적인 특징부들에 추가하여, 본 출원에 개시된 본 발명의 각각의 다른 실시예로부터 본 출원에서 설명된 하나 이상의 특징부들을 포함할 수 있다.
특정 측면, 실시예, 또는 예와 함께 설명된 특징부들, 재료들, 특성들, 또는 그룹들은 그것과 호환 불가능하지 않다면 본 명세서내 이 섹션 또는 어디 다른곳에 설명된 임의의 다른 측면, 실시예 또는 예에 적용가능한 것으로 이해될 것이다. 이런 특징부들 및/또는 단계들의 적어도 일부가 상호간에 배타적인 경우에 조합들을 제외하고 이 명세서에 개시된 모든 특징부들 (임의의 첨부 청구항들, 요약 및 도면들을 포함하여), 및/또는 개시된 임의의 방법 또는 프로세스의 모든 단계들은 임의의 조합으로 결합될 수 있다. 보호는 임의의 앞에서의 실시예들의 세부사항들에 제한되지 않는다. 보호는 이 명세서에 개시된 특징부들의 임의의 새로운 것, 또는 임의의 새로운 조합으로 (임의의 첨부 청구항들, 요약 및 도면들을 포함하여), 또는 개시된 임의의 방법 또는 프로세스의 단계들의 임의의 새로운 것, 또는 임의의 새로운 조합으로 연장된다.
더욱이, 개별 구현예들의 상황하에서 본 개시에 설명된 임의 특징부들은 또한 단일 구현예에 조합으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현예의 맥락에서 설명된 다양한 특징부들은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절한 서브조합에서의 다수의 구현예들에서 구현될 수 있다. 게다가, 비록 특징부들은 어떤 조합들로 동작하는 것으로 상기에서 설명되었지만, 청구된 조합으로부터 하나 이상의 특징부들은 일부 경우들에서, 조합으로부터 제거될 수 있고, 조합은 서브조합으로 또는 서브조합의 변형으로 청구될 수 있다.
게다가, 동작들은 특정 순서로 도면들에서 도시되거나 또는 명세서에 설명되지만, 이런 동작들은 바람직한 결과들을 달성하기 위해서 모든 동작들이 수행되거나 또는 도시된 특정 순서로 또는 순차적인 순서로 수행될 필요가 없다. 도시되지 않거나 또는 설명되지 않은 다른 동작들이 예시 방법들 및 프로세스들로 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가의 동작들은 임의의 설명된 동작들 전에, 그 후에, 동시에 또는 그 중간에 수행될 수 있다. 더구나, 동작들은 다른 구현예들에서 재순서화되거나 또는 재배열될 수 있다. 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 일부 실시예들에서, 예시되거나 및/또는 개시된 프로세스들에서 취해진 실제 단계들이 도면들에서 도시된 것들과 다를 수 있다는 것을 인식할 것이다. 실시예에 의존하여, 상기에서 설명된 임의 단계들은 제거될 수 있고, 다른 단계들이 추가될 수있다. 더욱이, 상기에서 개시된 특정 실시예들의 특징부들 및 속성들은 추가의 실시예들을 형성하기 위해서 상이한 방식들로 결합될 수 있고 이들의 전부는 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 상기에서 설명된 구현예들에 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현예들에서 이런 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되고, 설명된 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 제품에 함께 통합될 수 있거나또는 다수의 제품들에 패키지될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 목적들을 위하여, 임의 측면들, 장점들, 및 새로운 특징부들이 본 출원에서 설명된다. 반드시 모든 이런 장점들이 임의의 특정 실시예에 따라 달성될 수 있는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 본 출원에서 제안되거나 또는 교시될 수 있는 다른 장점들을 반드시 성취하지 않고 본 출원에서 교시된 장점들의 한가지 장점 또는 그룹을 달성하는 방식으로 구체화되거나 또는 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
조건적 언어(conditional language), 예컨대 “할 수 있다(can)” “할 수 있다(could),” “일 수 있다(might),” 또는 “일 수 있다(may)”는 구체적으로 다른 식으로 기술하지 않거나, 또는 사용된 상황내에서 다른 식으로 이해되지 않는 한, 일반적으로 임의의 실시예들은 어떤 특징부들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들을 포함하지만, 그러나 다른 실시예들은 포함하지 않은 것을 전달하는 것으로 의도된다. 따라서, 이런 조건적 언어는 일반적으로 특징부들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들은 임의의 방식으로 하나 이상의 실시예들에 대하여 요구되거나 또는 하나 이상의 실시예들에서 유저 입력 또는 프롬프트를 가지고 또는 그것 없이, 이들 특징부들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들이 임의의 특정 실시예에서 포함되거나 또는 수행될 것인지를 결정하기 위한 로직을 반드시 포함하는 것을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
접속 언어(conjunctive language) 예컨대 어구 “적어도 하나의 X, Y, 및 Z,”는 구체적으로 다른식으로 기술되지 않는 한, 그렇지 않으면 일반적으로 항목(item), 기간(term), 등이 X, Y, 또는 Z인 것을 전달하기 위해 사용되는 상황으로 이해된다. 따라서, 이런 접속 언어는 일반적으로 임의의 실시예들이 적어도 하나의 X, 적어도 하나의 Y, 및 적어도 하나의 Z의 존재를 요구하는 것을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 출원에서 사용된 정도의 언어, 예컨대 본 출원에서 사용되는 용어들 “대략(approximately),” “약(about),” “일반적으로(generally),” 및 “실질적으로(susstantially)”는 희망하는 결과를 달성하거나 또는 희망하는 기능을 수행하는 기술된 값, 양, 또는 특성에 가까운 값, 양, 또는 특성을 나타낸다. 예를 들어, 용어들 “대략”, “약”, “일반적으로,” 및 “실질적으로” 는 기술된 양의 10% 미만내, 5% 미만내, 1% 미만내, 0.1% 미만내, 및 0.01% 미만내인 양을 지칭할 수 있다. 다른 예로서, 어떤 실시예들에서, 용어들 “일반적으로 평행” 및 “실질적으로 평행” 은 15 도, 10 도, 5 도, 3 도, 1 도, 0.1 도, 또는 그 외 만큼에 의해 정확하게 평행에서 벗어난 값, 양, 또는 특성을 지칭한다.
본 발명의 범위는 본 명세서에 이 섹션 또는 어디 다른곳에 선호되는 실시예들의 특정개시들에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않고, 본 명세서에 이 섹션 또는 어디 다른곳에 제공되거나 또는 차후에 제공되는 청구항들에 의해 정의될 수 있다. 청구항들의 언어는 청구항들에 채용된 언어에 기초하여 광범위하게 해석되어야 하고 본 명세서에 또는 출원의 계속동안에 설명된 예들에 제한되지 않고, 예들은 비-배타적인 것으로 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 수술 시스템에 있어서,
    고정물(fixture)에 결합가능한 하나 이상의 전기기계식 암(electromechanical arm)들;
    하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 정의하기 위해서 상기 하나 이상의 전기기계식 암들에 의해 지지되는 하나 이상의 전기기계식 툴들;
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들과 전자적으로 통신하도록 구성된 전자 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 동작을 제어하도록 구성되는, 상기 전자 제어 시스템; 및
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 동작시키기 위해 상기 전자 제어 시스템을 통하여 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들에 하나 이상의 제어 신호들을 통신하도록 작동할 수 있는 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들, 을 포함하되,
    상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들은 수술 아레나(operating arena)의 복수개의 위치들로부터 상기 하나 이상의 제어 신호들을 제공하도록 구성되어, 외과 의사가 수술 절차 동안에 이동하는 것을 허용하고 그리고 상기 수술 아레나의 상이한 위치들에서 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 운용하는 것을 허용하되,
    상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들은 상기 수술대 옆에서 운용가능하여 상기 외과 의사가 한 손으로는 수동 툴(manual tool)을 그리고 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들을 통하여 다른 손으로는 전기기계식 암 및 툴 어셈블리를 동시에 운용하는 것을 허용하고,
    상기 전기기계식 암 및 툴 어셈블리 및 상기 수동 툴은 서로 독립적으로 또는 서로 동기(synchrony)하여 운용되는, 수술 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 위치들 중 하나는 환자의 수술대 옆인, 수술 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 위치들 중 하나는 원격 제어 스탠드(remote control stand)인, 수술 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 전기기계식 암 및 툴 어셈블리 및 상기 수동 툴은 정렬되거나, 부분적으로 정렬되거나 또는 서로 독립적인 기준 프레임(frame of reference)들내에서 운용되는, 수술 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들은 동일한 수술 작업공간내에서 동시에 운용가능한, 수술 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들 중 적어도 하나는 무선이고, 상기 하나 이상의 제어 신호들을 무선으로 통신하는, 수술 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 고정물은 수술대에 결합된, 수술 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 전기기계식 암들, 각각은 세개의 자유도를 포함하는, 수술 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들의 상기 수술 아레나내 위치는 추적되는, 수술 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서, 하나 이상의 카메라들을 포함하는 하나 이상의 소스들로부터 입력 신호들을 수신하도록 구성된 시각화 시스템(visualization system)을 더 포함하고, 상기 시각화 시스템은 상기 외과 의사의 시선(line of sight)내 하나 이상의 모니터들상에 수술 작업공간의 이미지를 디스플레이하도록 구성된, 수술 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 선택적으로 운용하도록 구성된, 수술 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들을 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들과 선택적으로 맞물리고 그리고 맞물림 해제(disengage)시킴으로써 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 선택적으로 운용하도록 작동할 수 있는 클러치를 더 포함하는, 수술 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서, 상이한 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들 운용하는 가운데 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들 중 하나를 선택적으로 스위치하도록 동작가능한 유저 인터페이스(user interface)를 더 포함하는, 수술 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 유저 인터페이스는 디스플레이(dispaly)인, 수술 시스템.
  17. 수술 시스템에 있어서,
    고정물에 결합가능한 하나 이상의 전기기계식 암(electromechanical arm)들;
    하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 정의하기 위해서 상기 하나 이상의 전기기계식 암들에 의해 지지되는 하나 이상의 전기기계식 툴들;
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들과 전자적으로 통신하도록 구성된 전자 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 동작을 제어하도록 구성되는, 상기 전자 제어 시스템; 및
    상기 전자 제어 시스템과 통신하도록 구성된 시각화 시스템으로서, 상기 시각화 시스템은 하나 이상의 카메라들을 포함하는 하나 이상의 소스들로부터 입력 신호들을 수신하고 외과 의사의 시선내 하나 이상의 모니터들상에 수술 작업공간의 하나 이상의 수술 이미지들을 디스플레이하도록 구성된, 상기 시각화 시스템을 포함하되,
    상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 복수개의 기준 프레임들에서 전자적으로 제어하도록 구성되어 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들 및 하나 이상의 카메라들에 대한 상이한 기준 프레임들간에 동적으로 스위치함으로써 상기 외과 의사가 수술 절차 동안에 환자와 관련된 상이한 방위들로 이동하고 그리고 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 상기 상이한 방위들에서 제어하는 것을 허용하는, 수술 시스템 .
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 상기 수술 작업공간내 카메라의 기준 프레임에서 제어하도록 구성됨으로써 상기 외과 의사에게 상기 수술 작업공간의 몰입형 뷰(immersive view)를 제공하는, 수술 시스템.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 환자 신체 바깥쪽 기준 프레임내에서 제어하도록 구성된, 수술 시스템.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 카메라의 기준 프레임과 환자 신체 바깥쪽 기준 프레임간에 동적으로 스위칭하면서 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 제어하도록 구성된, 수술 시스템.
  21. 청구항 17에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 외과 의사에 의해 보유된 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들의 매핑을 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들사이에서 스위치도록 구성됨으로써 상기 외과 의사가 상기 환자에 관련된 상이한 뷰 포인트(point of view)로 위치를 바꾸는 것을 허용하는, 수술 시스템.
  22. 청구항 17에 있어서, 상기 시각화 시스템은 상기 외과 의사를 따르는 기준 프레임내 상기 수술 작업공간의 하나 이상의 이미지들을 디스플레이하는, 수술 시스템.
  23. 수술 시스템에 있어서,
    고정물에 결합가능한 하나 이상의 전기기계식 암들로서, 세개의 자유도를 갖는 상기 하나 이상의 전기기계식 암들의 각각은 상기 전기기계식 암의 베이스(base)에 근접한 잉여 롤 메커니즘(redundant roll mechanism)을 포함하는, 상기 전기기계식 암;
    하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 정의하기 위해서 상기 하나 이상의 전기기계식 암들에 의해 지지되는 하나 이상의 전기기계식 툴들; 및
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들과 전자적으로 통신하도록 구성된 전자 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 동작을 제어하도록 구성되는, 상기 전자 제어 시스템;을 포함하되,
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들이 상기 고정물에 결합될 때, 상기 잉여 롤 메커니즘은 환자 위 절개 포인트(incision point)에 근접하여 정의된 리모트 센터(remote center) 아래에 수직으로 위치됨으로써 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 데드 존(dead zone)을 상기 환자 신체 바깥쪽에 정의하여서 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들이 액세스 상기 환자 신체내부의 수술 작업공간의 모든 네개의 사분면들을 액세스하고 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 상기 수술 작업공간을 최대화하는 것을 허용하는, 수술 시스템.
  24. 청구항 23에 있어서, 수술 아레나의 복수개의 위치들로부터 외과 의사에 의해 작동될 수 있는 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들을 더 포함하고 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 상기 수술 아레나의 상이한 위치들에서 운용하기 위해서 상기 전자 제어 시스템을 통하여 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들로 하나 이상의 제어 신호들을 통신하는, 수술 시스템.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 복수개의 위치들 중 하나는 환자의 수술대 옆인, 수술 시스템.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들은 상기 수술대 옆에서 운용가능하게 함으로써 상기 외과 의사가 한 손으로는 수동 툴(manual tool)을 그리고 상기 하나 이상의 휴대용 핸드헬드 제어기들을 통하여 다른 손으로는 전기기계식 암 및 툴 어셈블리를 동시에 운용하는 것을 허용하는, 수술 시스템.
  27. 청구항 23에 있어서, 상기 하나 이상의 전기기계식 암들의 각각은 상기 세개의 자유도과 관련된 세개의 축들을 가지며, 상기 세개의 축들은 상기 리모트 센터에서 교차하는, 수술 시스템.
  28. 수술 시스템에 있어서,
    고정물에 선택적으로 결합가능한 하나 이상의 전기기계식 암(electromechanical arm)들;
    하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들을 정의하기 위해서 상기 하나 이상의 전기기계식 암들에 의해 지지되는 하나 이상의 전기기계식 툴들; 및
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들과 전자적으로 통신하도록 구성된 전자 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 동작을 제어하도록 구성되는, 상기 전자 제어 시스템;을 포함하되,
    상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들은 상기 고정물에 모듈 방식(modular fashion)으로 결합하도록 구성됨으로써 수술 절차에 의한 요구에 따라 상기 수술 절차 동안에 사용될 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 다수의 조합을 허용하고, 그에의해 수술 절차 동안에 환자 바깥쪽에 증가된 작업공간을 허용하되,
    세개의 자유도를 갖는 상기 하나 이상의 전기기계식 암들의 각각은 상기 전기기계식 암의 베이스에 근접한 잉여 롤 메커니즘(redundant roll mechanism)을 포함하여서 상기 수술 절차 동안에 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들이 환자로부터 떨어져 이동되는 것을 허용하고 그에 의해 상기 환자 바깥쪽 상기 작업공간을 증가시키는, 수술 시스템.
  29. 삭제
  30. 청구항 28에 있어서, 상기 하나 이상의 전기기계식 암 및 툴 어셈블리들의 각각은 상기 하나 이상의 전기기계식 암들의 두개의 상이한 포즈(pose)들을 통하여 상기 하나 이상의 전기기계식 툴들에 대한 희망하는 위치를 획득하도록 구성됨으로써 상기 환자 위 임의의 위치로의 더 큰 액세스를 제공하는, 수술 시스템.
KR1020157029604A 2013-03-15 2014-03-13 하이퍼덱스트러스 수술 시스템 KR102257034B1 (ko)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361791248P 2013-03-15 2013-03-15
US61/791,248 2013-03-15
US201361906802P 2013-11-20 2013-11-20
US61/906,802 2013-11-20
US201361908888P 2013-11-26 2013-11-26
US61/908,888 2013-11-26
US201361915403P 2013-12-12 2013-12-12
US61/915,403 2013-12-12
US201461935966P 2014-02-05 2014-02-05
US61/935,966 2014-02-05
PCT/US2014/026115 WO2014151621A1 (en) 2013-03-15 2014-03-13 Hyperdexterous surgical system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160010426A KR20160010426A (ko) 2016-01-27
KR102257034B1 true KR102257034B1 (ko) 2021-05-28

Family

ID=51580996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157029604A KR102257034B1 (ko) 2013-03-15 2014-03-13 하이퍼덱스트러스 수술 시스템

Country Status (10)

Country Link
US (7) US10383699B2 (ko)
EP (2) EP3626179B1 (ko)
JP (3) JP6396987B2 (ko)
KR (1) KR102257034B1 (ko)
CN (2) CN105188592B (ko)
AU (2) AU2014233662B2 (ko)
BR (1) BR112015022453A2 (ko)
CA (1) CA2905968A1 (ko)
ES (1) ES2773843T3 (ko)
WO (1) WO2014151621A1 (ko)

Families Citing this family (750)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9060770B2 (en) 2003-05-20 2015-06-23 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-driven surgical instrument with E-beam driver
US20070084897A1 (en) 2003-05-20 2007-04-19 Shelton Frederick E Iv Articulating surgical stapling instrument incorporating a two-piece e-beam firing mechanism
US8215531B2 (en) 2004-07-28 2012-07-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling instrument having a medical substance dispenser
US11890012B2 (en) 2004-07-28 2024-02-06 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising cartridge body and attached support
US9943372B2 (en) 2005-04-18 2018-04-17 M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd. Device having a wearable interface for improving laparoscopic surgery and methods for use thereof
US7934630B2 (en) 2005-08-31 2011-05-03 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Staple cartridges for forming staples having differing formed staple heights
US9237891B2 (en) 2005-08-31 2016-01-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled surgical stapling devices that produce formed staples having different lengths
US11484312B2 (en) 2005-08-31 2022-11-01 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a staple driver arrangement
US11246590B2 (en) 2005-08-31 2022-02-15 Cilag Gmbh International Staple cartridge including staple drivers having different unfired heights
US7669746B2 (en) 2005-08-31 2010-03-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Staple cartridges for forming staples having differing formed staple heights
US10159482B2 (en) 2005-08-31 2018-12-25 Ethicon Llc Fastener cartridge assembly comprising a fixed anvil and different staple heights
US20070106317A1 (en) 2005-11-09 2007-05-10 Shelton Frederick E Iv Hydraulically and electrically actuated articulation joints for surgical instruments
US8708213B2 (en) 2006-01-31 2014-04-29 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument having a feedback system
US20120292367A1 (en) 2006-01-31 2012-11-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled end effector
US7845537B2 (en) 2006-01-31 2010-12-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument having recording capabilities
US11224427B2 (en) 2006-01-31 2022-01-18 Cilag Gmbh International Surgical stapling system including a console and retraction assembly
US7753904B2 (en) 2006-01-31 2010-07-13 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Endoscopic surgical instrument with a handle that can articulate with respect to the shaft
US20110024477A1 (en) 2009-02-06 2011-02-03 Hall Steven G Driven Surgical Stapler Improvements
US8820603B2 (en) 2006-01-31 2014-09-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Accessing data stored in a memory of a surgical instrument
US11793518B2 (en) 2006-01-31 2023-10-24 Cilag Gmbh International Powered surgical instruments with firing system lockout arrangements
US20110290856A1 (en) 2006-01-31 2011-12-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled surgical instrument with force-feedback capabilities
US11278279B2 (en) 2006-01-31 2022-03-22 Cilag Gmbh International Surgical instrument assembly
US8186555B2 (en) 2006-01-31 2012-05-29 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with mechanical closure system
US8992422B2 (en) 2006-03-23 2015-03-31 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled endoscopic accessory channel
US8322455B2 (en) 2006-06-27 2012-12-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Manually driven surgical cutting and fastening instrument
US10568652B2 (en) 2006-09-29 2020-02-25 Ethicon Llc Surgical staples having attached drivers of different heights and stapling instruments for deploying the same
US11980366B2 (en) 2006-10-03 2024-05-14 Cilag Gmbh International Surgical instrument
US8652120B2 (en) 2007-01-10 2014-02-18 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument with wireless communication between control unit and sensor transponders
US8684253B2 (en) 2007-01-10 2014-04-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument with wireless communication between a control unit of a robotic system and remote sensor
US11291441B2 (en) 2007-01-10 2022-04-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument with wireless communication between control unit and remote sensor
US11039836B2 (en) 2007-01-11 2021-06-22 Cilag Gmbh International Staple cartridge for use with a surgical stapling instrument
US8540128B2 (en) 2007-01-11 2013-09-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling device with a curved end effector
US7669747B2 (en) 2007-03-15 2010-03-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Washer for use with a surgical stapling instrument
US11857181B2 (en) 2007-06-04 2024-01-02 Cilag Gmbh International Robotically-controlled shaft based rotary drive systems for surgical instruments
US8931682B2 (en) 2007-06-04 2015-01-13 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled shaft based rotary drive systems for surgical instruments
US7753245B2 (en) 2007-06-22 2010-07-13 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling instruments
US11849941B2 (en) 2007-06-29 2023-12-26 Cilag Gmbh International Staple cartridge having staple cavities extending at a transverse angle relative to a longitudinal cartridge axis
BRPI0901282A2 (pt) 2008-02-14 2009-11-17 Ethicon Endo Surgery Inc instrumento cirúrgico de corte e fixação dotado de eletrodos de rf
US9179912B2 (en) 2008-02-14 2015-11-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled motorized surgical cutting and fastening instrument
US8636736B2 (en) 2008-02-14 2014-01-28 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Motorized surgical cutting and fastening instrument
US8758391B2 (en) 2008-02-14 2014-06-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Interchangeable tools for surgical instruments
US8573465B2 (en) 2008-02-14 2013-11-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robotically-controlled surgical end effector system with rotary actuated closure systems
US7866527B2 (en) 2008-02-14 2011-01-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling apparatus with interlockable firing system
US7819298B2 (en) 2008-02-14 2010-10-26 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling apparatus with control features operable with one hand
US11986183B2 (en) 2008-02-14 2024-05-21 Cilag Gmbh International Surgical cutting and fastening instrument comprising a plurality of sensors to measure an electrical parameter
US9770245B2 (en) 2008-02-15 2017-09-26 Ethicon Llc Layer arrangements for surgical staple cartridges
US10136890B2 (en) 2010-09-30 2018-11-27 Ethicon Llc Staple cartridge comprising a variable thickness compressible portion
US8332072B1 (en) 2008-08-22 2012-12-11 Titan Medical Inc. Robotic hand controller
US10532466B2 (en) * 2008-08-22 2020-01-14 Titan Medical Inc. Robotic hand controller
US9005230B2 (en) 2008-09-23 2015-04-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Motorized surgical instrument
US11648005B2 (en) 2008-09-23 2023-05-16 Cilag Gmbh International Robotically-controlled motorized surgical instrument with an end effector
US8210411B2 (en) 2008-09-23 2012-07-03 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Motor-driven surgical cutting instrument
US9386983B2 (en) 2008-09-23 2016-07-12 Ethicon Endo-Surgery, Llc Robotically-controlled motorized surgical instrument
US8608045B2 (en) 2008-10-10 2013-12-17 Ethicon Endo-Sugery, Inc. Powered surgical cutting and stapling apparatus with manually retractable firing system
US8517239B2 (en) 2009-02-05 2013-08-27 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling instrument comprising a magnetic element driver
WO2010090940A1 (en) 2009-02-06 2010-08-12 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Driven surgical stapler improvements
US8851354B2 (en) 2009-12-24 2014-10-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical cutting instrument that analyzes tissue thickness
US9285246B2 (en) 2010-02-12 2016-03-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for absolute three-dimensional measurements using a twist-insensitive shape sensor
US8783543B2 (en) 2010-07-30 2014-07-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Tissue acquisition arrangements and methods for surgical stapling devices
US11925354B2 (en) 2010-09-30 2024-03-12 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising staples positioned within a compressible portion thereof
US9320523B2 (en) 2012-03-28 2016-04-26 Ethicon Endo-Surgery, Llc Tissue thickness compensator comprising tissue ingrowth features
US11812965B2 (en) 2010-09-30 2023-11-14 Cilag Gmbh International Layer of material for a surgical end effector
US10945731B2 (en) 2010-09-30 2021-03-16 Ethicon Llc Tissue thickness compensator comprising controlled release and expansion
US9211120B2 (en) 2011-04-29 2015-12-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Tissue thickness compensator comprising a plurality of medicaments
US11298125B2 (en) 2010-09-30 2022-04-12 Cilag Gmbh International Tissue stapler having a thickness compensator
US9629814B2 (en) 2010-09-30 2017-04-25 Ethicon Endo-Surgery, Llc Tissue thickness compensator configured to redistribute compressive forces
US9788834B2 (en) 2010-09-30 2017-10-17 Ethicon Llc Layer comprising deployable attachment members
US8695866B2 (en) 2010-10-01 2014-04-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument having a power control circuit
JP6026509B2 (ja) 2011-04-29 2016-11-16 エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッドＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ． ステープルカートリッジ自体の圧縮可能部分内に配置されたステープルを含むステープルカートリッジ
US11207064B2 (en) 2011-05-27 2021-12-28 Cilag Gmbh International Automated end effector component reloading system for use with a robotic system
US9072535B2 (en) 2011-05-27 2015-07-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical stapling instruments with rotatable staple deployment arrangements
US10052157B2 (en) * 2011-08-21 2018-08-21 M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach
US9757206B2 (en) 2011-08-21 2017-09-12 M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach
US9204939B2 (en) 2011-08-21 2015-12-08 M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd. Device and method for assisting laparoscopic surgery—rule based approach
US10866783B2 (en) 2011-08-21 2020-12-15 Transenterix Europe S.A.R.L. Vocally activated surgical control system
US11561762B2 (en) * 2011-08-21 2023-01-24 Asensus Surgical Europe S.A.R.L. Vocally actuated surgical control system
US9795282B2 (en) 2011-09-20 2017-10-24 M.S.T. Medical Surgery Technologies Ltd Device and method for maneuvering endoscope
US9445876B2 (en) * 2012-02-27 2016-09-20 Covidien Lp Glove with sensory elements incorporated therein for controlling at least one surgical instrument
JP6224070B2 (ja) 2012-03-28 2017-11-01 エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッドＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ． 組織厚さコンペンセータを含む保持具アセンブリ
JP6305979B2 (ja) 2012-03-28 2018-04-04 エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッドＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ． 複数の層を含む組織厚さコンペンセーター
MX350846B (es) 2012-03-28 2017-09-22 Ethicon Endo Surgery Inc Compensador de grosor de tejido que comprende cápsulas que definen un ambiente de baja presión.
US11871901B2 (en) 2012-05-20 2024-01-16 Cilag Gmbh International Method for situational awareness for surgical network or surgical network connected device capable of adjusting function based on a sensed situation or usage
US9101358B2 (en) 2012-06-15 2015-08-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Articulatable surgical instrument comprising a firing drive
US11278284B2 (en) 2012-06-28 2022-03-22 Cilag Gmbh International Rotary drive arrangements for surgical instruments
US20140001231A1 (en) 2012-06-28 2014-01-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Firing system lockout arrangements for surgical instruments
US9408606B2 (en) 2012-06-28 2016-08-09 Ethicon Endo-Surgery, Llc Robotically powered surgical device with manually-actuatable reversing system
US20140005640A1 (en) 2012-06-28 2014-01-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical end effector jaw and electrode configurations
US9289256B2 (en) 2012-06-28 2016-03-22 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical end effectors having angled tissue-contacting surfaces
BR112014032740A2 (pt) 2012-06-28 2020-02-27 Ethicon Endo Surgery Inc bloqueio de cartucho de clipes vazio
BR112014032776B1 (pt) 2012-06-28 2021-09-08 Ethicon Endo-Surgery, Inc Sistema de instrumento cirúrgico e kit cirúrgico para uso com um sistema de instrumento cirúrgico
US9282974B2 (en) 2012-06-28 2016-03-15 Ethicon Endo-Surgery, Llc Empty clip cartridge lockout
RU2672520C2 (ru) 2013-03-01 2018-11-15 Этикон Эндо-Серджери, Инк. Шарнирно поворачиваемые хирургические инструменты с проводящими путями для передачи сигналов
MX364729B (es) 2013-03-01 2019-05-06 Ethicon Endo Surgery Inc Instrumento quirúrgico con una parada suave.
WO2014151952A1 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Sri International Compact robotic wrist
US9888919B2 (en) 2013-03-14 2018-02-13 Ethicon Llc Method and system for operating a surgical instrument
US9629629B2 (en) 2013-03-14 2017-04-25 Ethicon Endo-Surgey, LLC Control systems for surgical instruments
CN105188592B (zh) 2013-03-15 2018-07-27 Sri国际公司 超灵巧型手术系统
BR112015026109B1 (pt) 2013-04-16 2022-02-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc Instrumento cirúrgico
US10149680B2 (en) 2013-04-16 2018-12-11 Ethicon Llc Surgical instrument comprising a gap setting system
BR112016003329B1 (pt) 2013-08-23 2021-12-21 Ethicon Endo-Surgery, Llc Instrumento cirúrgico
US20150053743A1 (en) 2013-08-23 2015-02-26 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Error detection arrangements for surgical instrument assemblies
JP6053701B2 (ja) * 2013-10-22 2016-12-27 オリンパス株式会社 マニピュレータシステムの制御方法およびマニピュレータシステム
US9962161B2 (en) 2014-02-12 2018-05-08 Ethicon Llc Deliverable surgical instrument
US9826977B2 (en) 2014-03-26 2017-11-28 Ethicon Llc Sterilization verification circuit
US20150272557A1 (en) 2014-03-26 2015-10-01 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Modular surgical instrument system
BR112016021943B1 (pt) 2014-03-26 2022-06-14 Ethicon Endo-Surgery, Llc Instrumento cirúrgico para uso por um operador em um procedimento cirúrgico
US20150297225A1 (en) 2014-04-16 2015-10-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Fastener cartridges including extensions having different configurations
BR112016023825B1 (pt) 2014-04-16 2022-08-02 Ethicon Endo-Surgery, Llc Cartucho de grampos para uso com um grampeador cirúrgico e cartucho de grampos para uso com um instrumento cirúrgico
US9844369B2 (en) 2014-04-16 2017-12-19 Ethicon Llc Surgical end effectors with firing element monitoring arrangements
CN106456176B (zh) 2014-04-16 2019-06-28 伊西康内外科有限责任公司 包括具有不同构型的延伸部的紧固件仓
CN106456159B (zh) 2014-04-16 2019-03-08 伊西康内外科有限责任公司 紧固件仓组件和钉保持器盖布置结构
EP3753518A1 (en) * 2014-09-04 2020-12-23 Memic Innovative Surgery Ltd. Control of device including mechanical arms
BR112017004361B1 (pt) 2014-09-05 2023-04-11 Ethicon Llc Sistema eletrônico para um instrumento cirúrgico
US9724094B2 (en) 2014-09-05 2017-08-08 Ethicon Llc Adjunct with integrated sensors to quantify tissue compression
US11311294B2 (en) 2014-09-05 2022-04-26 Cilag Gmbh International Powered medical device including measurement of closure state of jaws
US10105142B2 (en) 2014-09-18 2018-10-23 Ethicon Llc Surgical stapler with plurality of cutting elements
WO2016044939A1 (en) * 2014-09-24 2016-03-31 Polymer Robotics Inc. Tool manipulator and system for positioning a tool for surgical and like uses
JP6648119B2 (ja) 2014-09-26 2020-02-14 エシコン エルエルシーＥｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣ 外科ステープル留めバットレス及び付属物材料
US11523821B2 (en) 2014-09-26 2022-12-13 Cilag Gmbh International Method for creating a flexible staple line
US10076325B2 (en) 2014-10-13 2018-09-18 Ethicon Llc Surgical stapling apparatus comprising a tissue stop
JP6698268B2 (ja) * 2014-10-14 2020-05-27 蛇の目ミシン工業株式会社 ロボット
US9924944B2 (en) 2014-10-16 2018-03-27 Ethicon Llc Staple cartridge comprising an adjunct material
US10517594B2 (en) 2014-10-29 2019-12-31 Ethicon Llc Cartridge assemblies for surgical staplers
US11141153B2 (en) 2014-10-29 2021-10-12 Cilag Gmbh International Staple cartridges comprising driver arrangements
US11504192B2 (en) 2014-10-30 2022-11-22 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US9844376B2 (en) 2014-11-06 2017-12-19 Ethicon Llc Staple cartridge comprising a releasable adjunct material
US10736636B2 (en) 2014-12-10 2020-08-11 Ethicon Llc Articulatable surgical instrument system
US9844375B2 (en) 2014-12-18 2017-12-19 Ethicon Llc Drive arrangements for articulatable surgical instruments
US9844374B2 (en) 2014-12-18 2017-12-19 Ethicon Llc Surgical instrument systems comprising an articulatable end effector and means for adjusting the firing stroke of a firing member
US9987000B2 (en) 2014-12-18 2018-06-05 Ethicon Llc Surgical instrument assembly comprising a flexible articulation system
US10245027B2 (en) 2014-12-18 2019-04-02 Ethicon Llc Surgical instrument with an anvil that is selectively movable about a discrete non-movable axis relative to a staple cartridge
BR112017012996B1 (pt) 2014-12-18 2022-11-08 Ethicon Llc Instrumento cirúrgico com uma bigorna que é seletivamente móvel sobre um eixo geométrico imóvel distinto em relação a um cartucho de grampos
US10085748B2 (en) 2014-12-18 2018-10-02 Ethicon Llc Locking arrangements for detachable shaft assemblies with articulatable surgical end effectors
US9475198B2 (en) * 2014-12-22 2016-10-25 Qualcomm Incorporated System and method for dynamic robot manipulator selection
WO2016109887A1 (en) * 2015-01-09 2016-07-14 Titan Medical Inc. Alignment difference safety in a master-slave robotic system
EP3258874B1 (en) * 2015-02-19 2024-01-17 Covidien LP Input device for robotic surgical system
US10842577B2 (en) 2015-02-24 2020-11-24 Sri International Hyperdexterous system user interface
US11154301B2 (en) 2015-02-27 2021-10-26 Cilag Gmbh International Modular stapling assembly
US10441279B2 (en) 2015-03-06 2019-10-15 Ethicon Llc Multiple level thresholds to modify operation of powered surgical instruments
US9901342B2 (en) 2015-03-06 2018-02-27 Ethicon Endo-Surgery, Llc Signal and power communication system positioned on a rotatable shaft
US10687806B2 (en) 2015-03-06 2020-06-23 Ethicon Llc Adaptive tissue compression techniques to adjust closure rates for multiple tissue types
JP2020121162A (ja) 2015-03-06 2020-08-13 エシコン エルエルシーＥｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣ 測定の安定性要素、クリープ要素、及び粘弾性要素を決定するためのセンサデータの時間依存性評価
US10052044B2 (en) 2015-03-06 2018-08-21 Ethicon Llc Time dependent evaluation of sensor data to determine stability, creep, and viscoelastic elements of measures
US10245033B2 (en) 2015-03-06 2019-04-02 Ethicon Llc Surgical instrument comprising a lockable battery housing
US9993248B2 (en) 2015-03-06 2018-06-12 Ethicon Endo-Surgery, Llc Smart sensors with local signal processing
DE102015003137A1 (de) * 2015-03-11 2016-09-15 Kuka Roboter Gmbh Medizinrobotersystem
US10390825B2 (en) 2015-03-31 2019-08-27 Ethicon Llc Surgical instrument with progressive rotary drive systems
WO2016164824A1 (en) 2015-04-09 2016-10-13 Auris Surgical Robotics, Inc. Surgical system with configurable rail-mounted mechanical arms
BR112017022721A2 (pt) * 2015-04-23 2018-07-17 Stanford Res Inst Int dispositivos de interface de usuário de sistema cirúrgico com hiperdestreza
US9622827B2 (en) 2015-05-15 2017-04-18 Auris Surgical Robotics, Inc. Surgical robotics system
KR20180022946A (ko) 2015-07-09 2018-03-06 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 수술용 로봇
CN108025445A (zh) 2015-07-23 2018-05-11 斯里国际 机器人臂及机器人手术系统
US10198706B2 (en) * 2015-07-31 2019-02-05 Locus Robotics Corp. Operator identification and performance tracking
US10136949B2 (en) 2015-08-17 2018-11-27 Ethicon Llc Gathering and analyzing data for robotic surgical systems
US10835249B2 (en) 2015-08-17 2020-11-17 Ethicon Llc Implantable layers for a surgical instrument
US20170239005A1 (en) 2015-09-04 2017-08-24 Memic Innovative Surgery Ltd. Actuation of a device comprising mechanical arms
WO2017044686A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-16 Carbon Robotics, Inc. Robotic arm system and object avoidance methods
CN105185213B (zh) * 2015-09-15 2017-10-03 西安医学院 具有执刀手法识别功能的手术刀电子训练系统及训练方法
PL3146930T3 (pl) * 2015-09-22 2018-10-31 Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii Im. Prof. Zbigniewa Religi Zespół ramion narzędziowych robota chirurgicznego
US10238386B2 (en) 2015-09-23 2019-03-26 Ethicon Llc Surgical stapler having motor control based on an electrical parameter related to a motor current
US10105139B2 (en) 2015-09-23 2018-10-23 Ethicon Llc Surgical stapler having downstream current-based motor control
US10299878B2 (en) 2015-09-25 2019-05-28 Ethicon Llc Implantable adjunct systems for determining adjunct skew
US10485616B2 (en) 2015-09-25 2019-11-26 Ethicon Llc Hybrid robotic surgery with power assisted motion
US10194906B2 (en) 2015-09-25 2019-02-05 Ethicon Llc Hybrid robotic surgery with manual and robotic modes
US10258419B2 (en) 2015-09-25 2019-04-16 Ethicon Llc Methods for hybrid robotic laparoscopic surgery
US10130432B2 (en) 2015-09-25 2018-11-20 Ethicon Llc Hybrid robotic surgery with locking mode
US10111721B2 (en) 2015-09-25 2018-10-30 Ethicon Llc Hybrid robotic surgery with mirrored and mimicked motion
US11690623B2 (en) 2015-09-30 2023-07-04 Cilag Gmbh International Method for applying an implantable layer to a fastener cartridge
US10980539B2 (en) 2015-09-30 2021-04-20 Ethicon Llc Implantable adjunct comprising bonded layers
US10736633B2 (en) 2015-09-30 2020-08-11 Ethicon Llc Compressible adjunct with looping members
US11890015B2 (en) 2015-09-30 2024-02-06 Cilag Gmbh International Compressible adjunct with crossing spacer fibers
ITUB20154977A1 (it) 2015-10-16 2017-04-16 Medical Microinstruments S R L Strumento medicale e metodo di fabbricazione di detto strumento medicale
US11141859B2 (en) * 2015-11-02 2021-10-12 Brainlab Ag Determining a configuration of a medical robotic arm
US11259920B2 (en) 2015-11-03 2022-03-01 Edwards Lifesciences Corporation Adapter for prosthesis delivery device and methods of use
US10500739B2 (en) 2015-11-13 2019-12-10 Ethicon Llc Robotic surgical system
US11844584B2 (en) * 2015-11-23 2023-12-19 Sina Robotics and Medical Innovators Co. Ltd Robotic system for tele-surgery
JP6917700B2 (ja) * 2015-12-02 2021-08-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US9888975B2 (en) 2015-12-04 2018-02-13 Ethicon Endo-Surgery, Llc Methods, systems, and devices for control of surgical tools in a robotic surgical system
JP6673684B2 (ja) 2015-12-11 2020-03-25 株式会社メディカロイド 遠隔操作装置及び遠隔手術システム
US10265068B2 (en) 2015-12-30 2019-04-23 Ethicon Llc Surgical instruments with separable motors and motor control circuits
US10292704B2 (en) 2015-12-30 2019-05-21 Ethicon Llc Mechanisms for compensating for battery pack failure in powered surgical instruments
US10368865B2 (en) 2015-12-30 2019-08-06 Ethicon Llc Mechanisms for compensating for drivetrain failure in powered surgical instruments
US10154886B2 (en) 2016-01-06 2018-12-18 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
US9949798B2 (en) 2016-01-06 2018-04-24 Ethicon Endo-Surgery, Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
US10219868B2 (en) 2016-01-06 2019-03-05 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
US9872738B2 (en) 2016-01-06 2018-01-23 Ethicon Endo-Surgery, Llc Methods, systems, and devices for control of surgical tools in a robotic surgical system
US9931170B2 (en) 2016-01-06 2018-04-03 Ethicon Endo-Surgery, Llc Methods, systems, and devices for moving a surgical instrument coupled to a robotic surgical system
US10130429B1 (en) 2016-01-06 2018-11-20 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling movement of a robotic surgical system
JP6911054B2 (ja) 2016-02-09 2021-07-28 エシコン エルエルシーＥｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣ 非対称の関節構成を備えた外科用器具
US11213293B2 (en) 2016-02-09 2022-01-04 Cilag Gmbh International Articulatable surgical instruments with single articulation link arrangements
US10448948B2 (en) 2016-02-12 2019-10-22 Ethicon Llc Mechanisms for compensating for drivetrain failure in powered surgical instruments
US11224426B2 (en) 2016-02-12 2022-01-18 Cilag Gmbh International Mechanisms for compensating for drivetrain failure in powered surgical instruments
EP3426176B1 (en) 2016-03-07 2020-10-07 Ethicon LLC Robotic bi-polar instruments
EP3795110A1 (en) 2016-03-09 2021-03-24 Memic Innovative Surgery Ltd. Modular device comprising mechanical arms
US10682136B2 (en) * 2016-04-01 2020-06-16 Ethicon Llc Circular stapling system comprising load control
CN105963017B (zh) * 2016-04-12 2018-08-24 浙江大学 一种空间多自由度手术辅助手臂机构
US10426467B2 (en) 2016-04-15 2019-10-01 Ethicon Llc Surgical instrument with detection sensors
US10456137B2 (en) 2016-04-15 2019-10-29 Ethicon Llc Staple formation detection mechanisms
US11607239B2 (en) 2016-04-15 2023-03-21 Cilag Gmbh International Systems and methods for controlling a surgical stapling and cutting instrument
US10492783B2 (en) 2016-04-15 2019-12-03 Ethicon, Llc Surgical instrument with improved stop/start control during a firing motion
US11179150B2 (en) 2016-04-15 2021-11-23 Cilag Gmbh International Systems and methods for controlling a surgical stapling and cutting instrument
US10828028B2 (en) 2016-04-15 2020-11-10 Ethicon Llc Surgical instrument with multiple program responses during a firing motion
JP6831642B2 (ja) * 2016-04-15 2021-02-17 川崎重工業株式会社 外科手術システム
US10357247B2 (en) 2016-04-15 2019-07-23 Ethicon Llc Surgical instrument with multiple program responses during a firing motion
US10335145B2 (en) 2016-04-15 2019-07-02 Ethicon Llc Modular surgical instrument with configurable operating mode
US20170296173A1 (en) 2016-04-18 2017-10-19 Ethicon Endo-Surgery, Llc Method for operating a surgical instrument
US11317917B2 (en) 2016-04-18 2022-05-03 Cilag Gmbh International Surgical stapling system comprising a lockable firing assembly
US10363037B2 (en) 2016-04-18 2019-07-30 Ethicon Llc Surgical instrument system comprising a magnetic lockout
WO2017192746A1 (en) * 2016-05-03 2017-11-09 Affera, Inc. Medical device visualization
WO2017220822A1 (es) * 2016-06-23 2017-12-28 Fundación Tecnalia Research & Innovation Sistema robótico quirúrgico y método para manejar un sistema robótico quirúrgico
US10149726B2 (en) 2016-07-01 2018-12-11 Ethicon Endo-Surgery, Llc Methods, systems, and devices for initializing a surgical tool
WO2018013198A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for displaying an instrument navigator in a teleoperational system
KR101861176B1 (ko) * 2016-08-16 2018-05-28 주식회사 고영테크놀러지 정위수술용 수술로봇 및 정위수술용 수술로봇의 제어방법
KR101848027B1 (ko) * 2016-08-16 2018-04-12 주식회사 고영테크놀러지 정위수술용 수술로봇 시스템 및 정위수술용 로봇의 제어방법
US10478256B2 (en) * 2016-08-16 2019-11-19 Ethicon Llc Robotics tool bailouts
US11000953B2 (en) * 2016-08-17 2021-05-11 Locus Robotics Corp. Robot gamification for improvement of operator performance
WO2018053360A1 (en) 2016-09-16 2018-03-22 Verb Surgical Inc. Belt termination and tensioning in a pulley arrangement for a robotic arm
US10647007B2 (en) 2016-09-16 2020-05-12 Verb Surgical Inc. Capacitor sensor including two plates having both conductive and non conductive regions
KR102257827B1 (ko) * 2016-09-16 2021-05-31 버브 서지컬 인크. 로봇 아암
US11166770B2 (en) 2016-09-19 2021-11-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Base positioning system for a controllable arm and related methods
US10568703B2 (en) * 2016-09-21 2020-02-25 Verb Surgical Inc. User arm support for use in a robotic surgical system
WO2018071763A1 (en) 2016-10-14 2018-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems to apply preload tension for surgical instruments and related methods
CN109788994B (zh) * 2016-10-18 2022-07-19 直观外科手术操作公司 计算机辅助的远程操作手术系统和方法
WO2018073949A1 (ja) 2016-10-20 2018-04-26 オリンパス株式会社 揺動機構および把持具
WO2018098444A1 (en) 2016-11-28 2018-05-31 Verb Surgical Inc. Robotic surgical system to reduce unwanted vibration
US10743948B2 (en) 2016-12-07 2020-08-18 Ethicon Llc Surgical tool wrists
US10588704B2 (en) 2016-12-09 2020-03-17 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10433920B2 (en) 2016-12-09 2019-10-08 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10149727B2 (en) 2016-12-09 2018-12-11 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10149732B2 (en) 2016-12-09 2018-12-11 Ethicon Llc Surgical tool and robotic surgical system interfaces
US10959756B2 (en) 2016-12-15 2021-03-30 Ethicon Llc Trocar with reduced profile
US10238422B2 (en) 2016-12-15 2019-03-26 Ethicon, Llc Trocar support
US10568706B2 (en) 2016-12-15 2020-02-25 Ethicon Llc Trocar Simulation
US10143524B2 (en) 2016-12-16 2018-12-04 Ethicon Llc Methods and systems for coupling a surgical tool to a tool driver of a robotic surgical system
US10813713B2 (en) 2016-12-16 2020-10-27 Ethicon Llc Methods and systems for coupling a surgical tool to a tool driver of a robotic surgical system
US10251716B2 (en) 2016-12-19 2019-04-09 Ethicon Llc Robotic surgical system with selective motion control decoupling
US10918445B2 (en) 2016-12-19 2021-02-16 Ethicon Llc Surgical system with augmented reality display
US10881446B2 (en) 2016-12-19 2021-01-05 Ethicon Llc Visual displays of electrical pathways
US10537394B2 (en) 2016-12-19 2020-01-21 Ethicon Llc Hot device indication of video display
US10028794B2 (en) 2016-12-19 2018-07-24 Ethicon Llc Surgical system with voice control
US10568701B2 (en) 2016-12-19 2020-02-25 Ethicon Llc Robotic surgical system with virtual control panel for tool actuation
JP7010956B2 (ja) 2016-12-21 2022-01-26 エシコン エルエルシー 組織をステープル留めする方法
US10624671B2 (en) 2016-12-21 2020-04-21 Ethicon Llc Trocar attachment devices and methods
US10918385B2 (en) 2016-12-21 2021-02-16 Ethicon Llc Surgical system comprising a firing member rotatable into an articulation state to articulate an end effector of the surgical system
US10980536B2 (en) 2016-12-21 2021-04-20 Ethicon Llc No-cartridge and spent cartridge lockout arrangements for surgical staplers
US11134942B2 (en) 2016-12-21 2021-10-05 Cilag Gmbh International Surgical stapling instruments and staple-forming anvils
US10675026B2 (en) 2016-12-21 2020-06-09 Ethicon Llc Methods of stapling tissue
US20180168625A1 (en) 2016-12-21 2018-06-21 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical stapling instruments with smart staple cartridges
US20180168609A1 (en) 2016-12-21 2018-06-21 Ethicon Endo-Surgery, Llc Firing assembly comprising a fuse
US20180168633A1 (en) 2016-12-21 2018-06-21 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical stapling instruments and staple-forming anvils
US10758229B2 (en) 2016-12-21 2020-09-01 Ethicon Llc Surgical instrument comprising improved jaw control
US10610224B2 (en) 2016-12-21 2020-04-07 Ethicon Llc Lockout arrangements for surgical end effectors and replaceable tool assemblies
CN110087565A (zh) 2016-12-21 2019-08-02 爱惜康有限责任公司 外科缝合系统
US10856868B2 (en) 2016-12-21 2020-12-08 Ethicon Llc Firing member pin configurations
JP6983893B2 (ja) 2016-12-21 2021-12-17 エシコン エルエルシーEthicon LLC 外科用エンドエフェクタ及び交換式ツールアセンブリのためのロックアウト構成
US10568626B2 (en) 2016-12-21 2020-02-25 Ethicon Llc Surgical instruments with jaw opening features for increasing a jaw opening distance
US20180168598A1 (en) 2016-12-21 2018-06-21 Ethicon Endo-Surgery, Llc Staple forming pocket arrangements comprising zoned forming surface grooves
US20180168615A1 (en) 2016-12-21 2018-06-21 Ethicon Endo-Surgery, Llc Method of deforming staples from two different types of staple cartridges with the same surgical stapling instrument
US11419606B2 (en) * 2016-12-21 2022-08-23 Cilag Gmbh International Shaft assembly comprising a clutch configured to adapt the output of a rotary firing member to two different systems
US10603036B2 (en) 2016-12-21 2020-03-31 Ethicon Llc Articulatable surgical instrument with independent pivotable linkage distal of an articulation lock
JP6149175B1 (ja) * 2017-01-12 2017-06-14 株式会社Ａ−Ｔｒａｃｔｉｏｎ 手術支援装置、その制御方法、プログラム並びに手術支援システム
US10758298B2 (en) 2017-01-20 2020-09-01 Ethicon Llc Articulating electrosurgical tools
US10478257B2 (en) 2017-02-02 2019-11-19 Ethicon Llc Robotic surgical tool, system, and method
US10357270B2 (en) 2017-02-02 2019-07-23 Ethicon Llc Resisting torque in articulating surgical tools
US10327854B2 (en) 2017-02-02 2019-06-25 Ethicon Llc Robotic surgical system and methods for articulation calibration
US10307215B2 (en) 2017-02-02 2019-06-04 Ethicon Llc Locking articulating robotic surgical tools
US10973592B2 (en) 2017-03-09 2021-04-13 Memie Innovative Surgery Ltd. Control console for surgical device with mechanical arms
US11779410B2 (en) 2017-03-09 2023-10-10 Momentis Surgical Ltd Control console including an input arm for control of a surgical mechanical arm
US10368955B2 (en) 2017-03-31 2019-08-06 Johnson & Johnson Innovation-Jjdc, Inc. Multi-functional foot pedal assembly for controlling a robotic surgical system
US11202669B2 (en) 2017-04-05 2021-12-21 Cilag Gmbh International Surgical instruments with position-dependent actuator cooperation and impedance
US10765442B2 (en) 2017-04-14 2020-09-08 Ethicon Llc Surgical devices and methods for biasing an end effector to a closed configuration
KR101957221B1 (ko) * 2017-04-19 2019-03-12 한국과학기술연구원 수술 기구 가이드 장치
US10792119B2 (en) 2017-05-22 2020-10-06 Ethicon Llc Robotic arm cart and uses therefor
US10856948B2 (en) 2017-05-31 2020-12-08 Verb Surgical Inc. Cart for robotic arms and method and apparatus for registering cart to surgical table
US10485623B2 (en) 2017-06-01 2019-11-26 Verb Surgical Inc. Robotic arm cart with fine position adjustment features and uses therefor
WO2018225818A1 (ja) * 2017-06-08 2018-12-13 株式会社メディカロイド 遠隔操作装置、表示装置、遠隔操作システム、手術支援システムおよび遠隔操作装置の表示装置の交換方法
JP6792074B2 (ja) * 2017-06-08 2020-11-25 株式会社メディカロイド 遠隔操作装置および遠隔操作システム
US11517325B2 (en) 2017-06-20 2022-12-06 Cilag Gmbh International Closed loop feedback control of motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument based on measured displacement distance traveled over a specified time interval
US10913145B2 (en) 2017-06-20 2021-02-09 Verb Surgical Inc. Cart for robotic arms and method and apparatus for cartridge or magazine loading of arms
US10980537B2 (en) 2017-06-20 2021-04-20 Ethicon Llc Closed loop feedback control of motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument based on measured time over a specified number of shaft rotations
US11071554B2 (en) 2017-06-20 2021-07-27 Cilag Gmbh International Closed loop feedback control of motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument based on magnitude of velocity error measurements
USD890784S1 (en) 2017-06-20 2020-07-21 Ethicon Llc Display panel with changeable graphical user interface
US11090046B2 (en) 2017-06-20 2021-08-17 Cilag Gmbh International Systems and methods for controlling displacement member motion of a surgical stapling and cutting instrument
US10881399B2 (en) 2017-06-20 2021-01-05 Ethicon Llc Techniques for adaptive control of motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument
US11653914B2 (en) 2017-06-20 2023-05-23 Cilag Gmbh International Systems and methods for controlling motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument according to articulation angle of end effector
US11382638B2 (en) 2017-06-20 2022-07-12 Cilag Gmbh International Closed loop feedback control of motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument based on measured time over a specified displacement distance
US10779820B2 (en) 2017-06-20 2020-09-22 Ethicon Llc Systems and methods for controlling motor speed according to user input for a surgical instrument
US10307170B2 (en) 2017-06-20 2019-06-04 Ethicon Llc Method for closed loop control of motor velocity of a surgical stapling and cutting instrument
US10888321B2 (en) 2017-06-20 2021-01-12 Ethicon Llc Systems and methods for controlling velocity of a displacement member of a surgical stapling and cutting instrument
CN109091230B (zh) * 2017-06-21 2020-12-18 山东威高手术机器人有限公司 一种微创手术主操作臂
US10856869B2 (en) 2017-06-27 2020-12-08 Ethicon Llc Surgical anvil arrangements
US11141154B2 (en) 2017-06-27 2021-10-12 Cilag Gmbh International Surgical end effectors and anvils
US10993716B2 (en) 2017-06-27 2021-05-04 Ethicon Llc Surgical anvil arrangements
US11266405B2 (en) 2017-06-27 2022-03-08 Cilag Gmbh International Surgical anvil manufacturing methods
US11324503B2 (en) 2017-06-27 2022-05-10 Cilag Gmbh International Surgical firing member arrangements
US11020114B2 (en) 2017-06-28 2021-06-01 Cilag Gmbh International Surgical instruments with articulatable end effector with axially shortened articulation joint configurations
EP4070740A1 (en) 2017-06-28 2022-10-12 Cilag GmbH International Surgical instrument comprising selectively actuatable rotatable couplers
US11259805B2 (en) 2017-06-28 2022-03-01 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising firing member supports
US11564686B2 (en) 2017-06-28 2023-01-31 Cilag Gmbh International Surgical shaft assemblies with flexible interfaces
USD906355S1 (en) 2017-06-28 2020-12-29 Ethicon Llc Display screen or portion thereof with a graphical user interface for a surgical instrument
US10903685B2 (en) 2017-06-28 2021-01-26 Ethicon Llc Surgical shaft assemblies with slip ring assemblies forming capacitive channels
US10765427B2 (en) 2017-06-28 2020-09-08 Ethicon Llc Method for articulating a surgical instrument
US11696759B2 (en) 2017-06-28 2023-07-11 Cilag Gmbh International Surgical stapling instruments comprising shortened staple cartridge noses
US11246592B2 (en) 2017-06-28 2022-02-15 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an articulation system lockable to a frame
US11284955B2 (en) 2017-06-29 2022-03-29 Verb Surgical Inc. Emulation of robotic arms and control thereof in a virtual reality environment
US11270601B2 (en) 2017-06-29 2022-03-08 Verb Surgical Inc. Virtual reality system for simulating a robotic surgical environment
US10932772B2 (en) 2017-06-29 2021-03-02 Ethicon Llc Methods for closed loop velocity control for robotic surgical instrument
US10610303B2 (en) 2017-06-29 2020-04-07 Verb Surgical Inc. Virtual reality laparoscopic tools
US11011077B2 (en) 2017-06-29 2021-05-18 Verb Surgical Inc. Virtual reality training, simulation, and collaboration in a robotic surgical system
US10363088B2 (en) 2017-07-05 2019-07-30 Ethicon Llc Electrosurgical tool including a non-linear resistance material
US10582945B2 (en) 2018-03-20 2020-03-10 Ethicon Llc Surgical devices and systems with rotating end effector assemblies having an ultrasonic blade
US10925630B2 (en) 2018-06-19 2021-02-23 Ethicon Llc Surgical devices and systems with rotating end effector assemblies having an ultrasonic blade
US11033293B2 (en) 2017-07-19 2021-06-15 Cilag Gmbh International Ultrasonic transducer to blade acoustic coupling, connections, and configurations
CN110958861B (zh) 2017-07-19 2023-04-25 爱惜康有限责任公司 具有带超声刀的旋转端部执行器组件的外科装置和系统
WO2019023020A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. ASSOCIATE TREATMENTS AND ASSOCIATED SYSTEMS FOR MANIPULATORS
EP3658059A4 (en) * 2017-07-27 2020-07-15 Intuitive Surgical Operations Inc. ASSIGNMENT METHOD AND RELATED SYSTEMS FOR MANIPULATORS
US11944300B2 (en) 2017-08-03 2024-04-02 Cilag Gmbh International Method for operating a surgical system bailout
US11974742B2 (en) 2017-08-03 2024-05-07 Cilag Gmbh International Surgical system comprising an articulation bailout
US11471155B2 (en) 2017-08-03 2022-10-18 Cilag Gmbh International Surgical system bailout
US11304695B2 (en) 2017-08-03 2022-04-19 Cilag Gmbh International Surgical system shaft interconnection
US10905417B2 (en) 2017-08-29 2021-02-02 Ethicon Llc Circular stapler
US10835310B2 (en) 2017-08-29 2020-11-17 Ethicon Llc Electrically-powered surgical systems
US10912567B2 (en) 2017-08-29 2021-02-09 Ethicon Llc Circular stapler
US11160602B2 (en) 2017-08-29 2021-11-02 Cilag Gmbh International Control of surgical field irrigation
US10905493B2 (en) 2017-08-29 2021-02-02 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling electrosurgical tools
WO2019043522A2 (en) 2017-08-29 2019-03-07 Ethicon Llc METHODS, SYSTEMS AND DEVICES FOR CONTROLLING ELECTROSURGERY INSTRUMENTS
US10932808B2 (en) 2017-08-29 2021-03-02 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling electrosurgical tools
US10925602B2 (en) 2017-08-29 2021-02-23 Ethicon Llc Endocutter control system
US11504126B2 (en) 2017-08-29 2022-11-22 Cilag Gmbh International Control system for clip applier
US10675082B2 (en) 2017-08-29 2020-06-09 Ethicon Llc Control of surgical field irrigation by electrosurgical tool
US10905421B2 (en) 2017-08-29 2021-02-02 Ethicon Llc Electrically-powered surgical box staplers
US10925682B2 (en) 2017-08-29 2021-02-23 Ethicon Llc Electrically-powered surgical systems employing variable compression during treatment
US10888370B2 (en) 2017-08-29 2021-01-12 Ethicon Llc Methods, systems, and devices for controlling electrosurgical tools
US10881403B2 (en) 2017-08-29 2021-01-05 Ethicon Llc Endocutter control system
US10856928B2 (en) 2017-08-29 2020-12-08 Ethicon Llc Electrically-powered surgical systems
US10548601B2 (en) 2017-08-29 2020-02-04 Ethicon Llc Control system for clip applier
US10898219B2 (en) 2017-08-29 2021-01-26 Ethicon Llc Electrically-powered surgical systems for cutting and welding solid organs
US11013528B2 (en) 2017-08-29 2021-05-25 Ethicon Llc Electrically-powered surgical systems providing fine clamping control during energy delivery
US10470758B2 (en) 2017-08-29 2019-11-12 Ethicon Llc Suturing device
US10912581B2 (en) 2017-08-29 2021-02-09 Ethicon Llc Electrically-powered surgical systems with articulation-compensated ultrasonic energy delivery
US10485527B2 (en) 2017-08-29 2019-11-26 Ethicon Llc Control system for clip applier
WO2019050883A1 (en) 2017-09-06 2019-03-14 Covidien Lp MOBILE SURGICAL CONTROL CONSOLE
US10973600B2 (en) 2017-09-29 2021-04-13 Ethicon Llc Power axle wrist for robotic surgical tool
US10743872B2 (en) 2017-09-29 2020-08-18 Ethicon Llc System and methods for controlling a display of a surgical instrument
USD917500S1 (en) 2017-09-29 2021-04-27 Ethicon Llc Display screen or portion thereof with graphical user interface
USD907647S1 (en) 2017-09-29 2021-01-12 Ethicon Llc Display screen or portion thereof with animated graphical user interface
USD907648S1 (en) 2017-09-29 2021-01-12 Ethicon Llc Display screen or portion thereof with animated graphical user interface
US11399829B2 (en) 2017-09-29 2022-08-02 Cilag Gmbh International Systems and methods of initiating a power shutdown mode for a surgical instrument
US10820898B2 (en) 2017-10-05 2020-11-03 Ethicon Llc Surgical tools with occluded blade
US11364067B2 (en) 2017-10-06 2022-06-21 Cilag Gmbh International Electrical isolation of electrosurgical instruments
WO2019075719A1 (zh) * 2017-10-20 2019-04-25 深圳华大智造科技有限公司 超声检测装置、超声控制装置、超声系统及超声成像方法
US10639116B2 (en) 2017-10-23 2020-05-05 Ethicon Llc Distally replaceable cable systems in surgical tools
US20210030502A1 (en) * 2017-10-25 2021-02-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for repositioning input control devices
US10624708B2 (en) 2017-10-26 2020-04-21 Ethicon Llc Auto cable tensioning system
US10704624B2 (en) 2017-10-26 2020-07-07 Ethicon Llc Drive cable brake assembly for robotic surgical tool
US10786320B2 (en) 2017-10-26 2020-09-29 Ethicon Llc Cable driven motion systems for robotic surgical tools
US11446104B2 (en) 2017-10-26 2022-09-20 Cilag Gmbh International Manual release assembly for robotic surgical tool
US10828117B2 (en) 2017-10-26 2020-11-10 Ethicon Llc Constant force spring assemblies for robotic surgical tools
US10881476B2 (en) 2017-10-26 2021-01-05 Ethicon Llc Drive cable capstans for robotic surgical tools
US10624709B2 (en) 2017-10-26 2020-04-21 Ethicon Llc Robotic surgical tool with manual release lever
US11229436B2 (en) 2017-10-30 2022-01-25 Cilag Gmbh International Surgical system comprising a surgical tool and a surgical hub
US11090075B2 (en) 2017-10-30 2021-08-17 Cilag Gmbh International Articulation features for surgical end effector
US11801098B2 (en) 2017-10-30 2023-10-31 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11045197B2 (en) 2017-10-30 2021-06-29 Cilag Gmbh International Clip applier comprising a movable clip magazine
US11510741B2 (en) 2017-10-30 2022-11-29 Cilag Gmbh International Method for producing a surgical instrument comprising a smart electrical system
US11134944B2 (en) 2017-10-30 2021-10-05 Cilag Gmbh International Surgical stapler knife motion controls
US20190125320A1 (en) 2017-10-30 2019-05-02 Ethicon Llc Control system arrangements for a modular surgical instrument
US11311342B2 (en) 2017-10-30 2022-04-26 Cilag Gmbh International Method for communicating with surgical instrument systems
WO2019089226A2 (en) * 2017-10-30 2019-05-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for guided port placement selection
US11291510B2 (en) 2017-10-30 2022-04-05 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11317919B2 (en) 2017-10-30 2022-05-03 Cilag Gmbh International Clip applier comprising a clip crimping system
US11564756B2 (en) 2017-10-30 2023-01-31 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11911045B2 (en) 2017-10-30 2024-02-27 Cllag GmbH International Method for operating a powered articulating multi-clip applier
US10842490B2 (en) 2017-10-31 2020-11-24 Ethicon Llc Cartridge body design with force reduction based on firing completion
US10779903B2 (en) 2017-10-31 2020-09-22 Ethicon Llc Positive shaft rotation lock activated by jaw closure
US10786316B2 (en) 2017-11-28 2020-09-29 Ethicon Llc Robotic surgical tools with latching mechanism
US10743875B2 (en) 2017-12-15 2020-08-18 Ethicon Llc Surgical end effectors with jaw stiffener arrangements configured to permit monitoring of firing member
US10687813B2 (en) 2017-12-15 2020-06-23 Ethicon Llc Adapters with firing stroke sensing arrangements for use in connection with electromechanical surgical instruments
US10743874B2 (en) 2017-12-15 2020-08-18 Ethicon Llc Sealed adapters for use with electromechanical surgical instruments
US10779826B2 (en) 2017-12-15 2020-09-22 Ethicon Llc Methods of operating surgical end effectors
US11033267B2 (en) 2017-12-15 2021-06-15 Ethicon Llc Systems and methods of controlling a clamping member firing rate of a surgical instrument
US10966718B2 (en) 2017-12-15 2021-04-06 Ethicon Llc Dynamic clamping assemblies with improved wear characteristics for use in connection with electromechanical surgical instruments
US11071543B2 (en) 2017-12-15 2021-07-27 Cilag Gmbh International Surgical end effectors with clamping assemblies configured to increase jaw aperture ranges
US10779825B2 (en) 2017-12-15 2020-09-22 Ethicon Llc Adapters with end effector position sensing and control arrangements for use in connection with electromechanical surgical instruments
US10828033B2 (en) 2017-12-15 2020-11-10 Ethicon Llc Handheld electromechanical surgical instruments with improved motor control arrangements for positioning components of an adapter coupled thereto
US11197670B2 (en) 2017-12-15 2021-12-14 Cilag Gmbh International Surgical end effectors with pivotal jaws configured to touch at their respective distal ends when fully closed
US10869666B2 (en) 2017-12-15 2020-12-22 Ethicon Llc Adapters with control systems for controlling multiple motors of an electromechanical surgical instrument
USD910847S1 (en) 2017-12-19 2021-02-16 Ethicon Llc Surgical instrument assembly
US10716565B2 (en) 2017-12-19 2020-07-21 Ethicon Llc Surgical instruments with dual articulation drivers
US11020112B2 (en) 2017-12-19 2021-06-01 Ethicon Llc Surgical tools configured for interchangeable use with different controller interfaces
US10835330B2 (en) 2017-12-19 2020-11-17 Ethicon Llc Method for determining the position of a rotatable jaw of a surgical instrument attachment assembly
US10729509B2 (en) 2017-12-19 2020-08-04 Ethicon Llc Surgical instrument comprising closure and firing locking mechanism
US11147547B2 (en) 2017-12-21 2021-10-19 Cilag Gmbh International Surgical stapler comprising storable cartridges having different staple sizes
US11129680B2 (en) 2017-12-21 2021-09-28 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a projector
US11311290B2 (en) 2017-12-21 2022-04-26 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an end effector dampener
US11076853B2 (en) 2017-12-21 2021-08-03 Cilag Gmbh International Systems and methods of displaying a knife position during transection for a surgical instrument
US11160605B2 (en) 2017-12-28 2021-11-02 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensing and motor control
US11324557B2 (en) 2017-12-28 2022-05-10 Cilag Gmbh International Surgical instrument with a sensing array
US11969142B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Method of compressing tissue within a stapling device and simultaneously displaying the location of the tissue within the jaws
US11903601B2 (en) 2017-12-28 2024-02-20 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a plurality of drive systems
US11179208B2 (en) 2017-12-28 2021-11-23 Cilag Gmbh International Cloud-based medical analytics for security and authentication trends and reactive measures
US10892899B2 (en) 2017-12-28 2021-01-12 Ethicon Llc Self describing data packets generated at an issuing instrument
US11464535B2 (en) 2017-12-28 2022-10-11 Cilag Gmbh International Detection of end effector emersion in liquid
US10987178B2 (en) 2017-12-28 2021-04-27 Ethicon Llc Surgical hub control arrangements
US11234756B2 (en) 2017-12-28 2022-02-01 Cilag Gmbh International Powered surgical tool with predefined adjustable control algorithm for controlling end effector parameter
US11969216B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Surgical network recommendations from real time analysis of procedure variables against a baseline highlighting differences from the optimal solution
US11559307B2 (en) 2017-12-28 2023-01-24 Cilag Gmbh International Method of robotic hub communication, detection, and control
US11132462B2 (en) 2017-12-28 2021-09-28 Cilag Gmbh International Data stripping method to interrogate patient records and create anonymized record
US11100631B2 (en) 2017-12-28 2021-08-24 Cilag Gmbh International Use of laser light and red-green-blue coloration to determine properties of back scattered light
US11166772B2 (en) * 2017-12-28 2021-11-09 Cilag Gmbh International Surgical hub coordination of control and communication of operating room devices
US11633237B2 (en) 2017-12-28 2023-04-25 Cilag Gmbh International Usage and technique analysis of surgeon / staff performance against a baseline to optimize device utilization and performance for both current and future procedures
US11786251B2 (en) 2017-12-28 2023-10-17 Cilag Gmbh International Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction
US11602393B2 (en) 2017-12-28 2023-03-14 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensing and generator control
US11317937B2 (en) 2018-03-08 2022-05-03 Cilag Gmbh International Determining the state of an ultrasonic end effector
US11147607B2 (en) 2017-12-28 2021-10-19 Cilag Gmbh International Bipolar combination device that automatically adjusts pressure based on energy modality
US10943454B2 (en) 2017-12-28 2021-03-09 Ethicon Llc Detection and escalation of security responses of surgical instruments to increasing severity threats
US11432885B2 (en) 2017-12-28 2022-09-06 Cilag Gmbh International Sensing arrangements for robot-assisted surgical platforms
US20190201113A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Ethicon Llc Controls for robot-assisted surgical platforms
US11937769B2 (en) 2017-12-28 2024-03-26 Cilag Gmbh International Method of hub communication, processing, storage and display
US11857152B2 (en) 2017-12-28 2024-01-02 Cilag Gmbh International Surgical hub spatial awareness to determine devices in operating theater
US10944728B2 (en) 2017-12-28 2021-03-09 Ethicon Llc Interactive surgical systems with encrypted communication capabilities
US11257589B2 (en) 2017-12-28 2022-02-22 Cilag Gmbh International Real-time analysis of comprehensive cost of all instrumentation used in surgery utilizing data fluidity to track instruments through stocking and in-house processes
US11304720B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Activation of energy devices
US11202570B2 (en) 2017-12-28 2021-12-21 Cilag Gmbh International Communication hub and storage device for storing parameters and status of a surgical device to be shared with cloud based analytics systems
US11376002B2 (en) 2017-12-28 2022-07-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument cartridge sensor assemblies
US11659023B2 (en) 2017-12-28 2023-05-23 Cilag Gmbh International Method of hub communication
US11896443B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Control of a surgical system through a surgical barrier
US11278281B2 (en) 2017-12-28 2022-03-22 Cilag Gmbh International Interactive surgical system
US11311306B2 (en) 2017-12-28 2022-04-26 Cilag Gmbh International Surgical systems for detecting end effector tissue distribution irregularities
US11678881B2 (en) * 2017-12-28 2023-06-20 Cilag Gmbh International Spatial awareness of surgical hubs in operating rooms
US11818052B2 (en) 2017-12-28 2023-11-14 Cilag Gmbh International Surgical network determination of prioritization of communication, interaction, or processing based on system or device needs
US11672605B2 (en) 2017-12-28 2023-06-13 Cilag Gmbh International Sterile field interactive control displays
US11266468B2 (en) 2017-12-28 2022-03-08 Cilag Gmbh International Cooperative utilization of data derived from secondary sources by intelligent surgical hubs
US11612408B2 (en) 2017-12-28 2023-03-28 Cilag Gmbh International Determining tissue composition via an ultrasonic system
US10758310B2 (en) 2017-12-28 2020-09-01 Ethicon Llc Wireless pairing of a surgical device with another device within a sterile surgical field based on the usage and situational awareness of devices
US11096693B2 (en) 2017-12-28 2021-08-24 Cilag Gmbh International Adjustment of staple height of at least one row of staples based on the sensed tissue thickness or force in closing
US20190201087A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Ethicon Llc Smoke evacuation system including a segmented control circuit for interactive surgical platform
US11571234B2 (en) 2017-12-28 2023-02-07 Cilag Gmbh International Temperature control of ultrasonic end effector and control system therefor
US11364075B2 (en) 2017-12-28 2022-06-21 Cilag Gmbh International Radio frequency energy device for delivering combined electrical signals
US11744604B2 (en) 2017-12-28 2023-09-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument with a hardware-only control circuit
US10849697B2 (en) 2017-12-28 2020-12-01 Ethicon Llc Cloud interface for coupled surgical devices
US10966791B2 (en) 2017-12-28 2021-04-06 Ethicon Llc Cloud-based medical analytics for medical facility segmented individualization of instrument function
US11069012B2 (en) 2017-12-28 2021-07-20 Cilag Gmbh International Interactive surgical systems with condition handling of devices and data capabilities
US11786245B2 (en) 2017-12-28 2023-10-17 Cilag Gmbh International Surgical systems with prioritized data transmission capabilities
US11424027B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Method for operating surgical instrument systems
US11446052B2 (en) 2017-12-28 2022-09-20 Cilag Gmbh International Variation of radio frequency and ultrasonic power level in cooperation with varying clamp arm pressure to achieve predefined heat flux or power applied to tissue
US11076921B2 (en) 2017-12-28 2021-08-03 Cilag Gmbh International Adaptive control program updates for surgical hubs
US11540855B2 (en) 2017-12-28 2023-01-03 Cilag Gmbh International Controlling activation of an ultrasonic surgical instrument according to the presence of tissue
US11419630B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Surgical system distributed processing
US11051876B2 (en) 2017-12-28 2021-07-06 Cilag Gmbh International Surgical evacuation flow paths
US11253315B2 (en) 2017-12-28 2022-02-22 Cilag Gmbh International Increasing radio frequency to create pad-less monopolar loop
US11771487B2 (en) 2017-12-28 2023-10-03 Cilag Gmbh International Mechanisms for controlling different electromechanical systems of an electrosurgical instrument
US11291495B2 (en) 2017-12-28 2022-04-05 Cilag Gmbh International Interruption of energy due to inadvertent capacitive coupling
US11559308B2 (en) 2017-12-28 2023-01-24 Cilag Gmbh International Method for smart energy device infrastructure
US11589888B2 (en) 2017-12-28 2023-02-28 Cilag Gmbh International Method for controlling smart energy devices
US11832840B2 (en) 2017-12-28 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument having a flexible circuit
US11410259B2 (en) 2017-12-28 2022-08-09 Cilag Gmbh International Adaptive control program updates for surgical devices
US10932872B2 (en) 2017-12-28 2021-03-02 Ethicon Llc Cloud-based medical analytics for linking of local usage trends with the resource acquisition behaviors of larger data set
US11423007B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Adjustment of device control programs based on stratified contextual data in addition to the data
US11844579B2 (en) 2017-12-28 2023-12-19 Cilag Gmbh International Adjustments based on airborne particle properties
US10695081B2 (en) 2017-12-28 2020-06-30 Ethicon Llc Controlling a surgical instrument according to sensed closure parameters
US11109866B2 (en) 2017-12-28 2021-09-07 Cilag Gmbh International Method for circular stapler control algorithm adjustment based on situational awareness
US11666331B2 (en) 2017-12-28 2023-06-06 Cilag Gmbh International Systems for detecting proximity of surgical end effector to cancerous tissue
US11529187B2 (en) 2017-12-28 2022-12-20 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensor arrangements
US11832899B2 (en) 2017-12-28 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical systems with autonomously adjustable control programs
US11308075B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Surgical network, instrument, and cloud responses based on validation of received dataset and authentication of its source and integrity
US11896322B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Sensing the patient position and contact utilizing the mono-polar return pad electrode to provide situational awareness to the hub
US11419667B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Ultrasonic energy device which varies pressure applied by clamp arm to provide threshold control pressure at a cut progression location
US10595887B2 (en) 2017-12-28 2020-03-24 Ethicon Llc Systems for adjusting end effector parameters based on perioperative information
US11464559B2 (en) 2017-12-28 2022-10-11 Cilag Gmbh International Estimating state of ultrasonic end effector and control system therefor
US11864728B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Characterization of tissue irregularities through the use of mono-chromatic light refractivity
US11304763B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Image capturing of the areas outside the abdomen to improve placement and control of a surgical device in use
US11576677B2 (en) 2017-12-28 2023-02-14 Cilag Gmbh International Method of hub communication, processing, display, and cloud analytics
US20190201118A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 Ethicon Llc Display arrangements for robot-assisted surgical platforms
US11389164B2 (en) 2017-12-28 2022-07-19 Cilag Gmbh International Method of using reinforced flexible circuits with multiple sensors to optimize performance of radio frequency devices
US11056244B2 (en) 2017-12-28 2021-07-06 Cilag Gmbh International Automated data scaling, alignment, and organizing based on predefined parameters within surgical networks
US10892995B2 (en) 2017-12-28 2021-01-12 Ethicon Llc Surgical network determination of prioritization of communication, interaction, or processing based on system or device needs
US11304699B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction
US11304745B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensing and display
US11284936B2 (en) 2017-12-28 2022-03-29 Cilag Gmbh International Surgical instrument having a flexible electrode
US10898622B2 (en) 2017-12-28 2021-01-26 Ethicon Llc Surgical evacuation system with a communication circuit for communication between a filter and a smoke evacuation device
US11273001B2 (en) 2017-12-28 2022-03-15 Cilag Gmbh International Surgical hub and modular device response adjustment based on situational awareness
US11234781B2 (en) * 2017-12-31 2022-02-01 Asensus Surgical Us, Inc. Dynamic control of surgical instruments in a surgical robotic system
USD874655S1 (en) 2018-01-05 2020-02-04 Medrobotics Corporation Positioning arm for articulating robotic surgical system
US20200352661A1 (en) * 2018-01-05 2020-11-12 Medrobotics Corporation Robotic stand for robotic surgical system
WO2019143459A1 (en) 2018-01-17 2019-07-25 Auris Health, Inc. Surgical platform with adjustable arm supports
EP3743003A1 (en) * 2018-01-26 2020-12-02 Mako Surgical Corp. End effectors and methods for driving tools guided by surgical robotic systems
US10695140B2 (en) 2018-02-15 2020-06-30 Ethicon Llc Near field communication between a surgical instrument and a robotic surgical system
US10702349B2 (en) 2018-02-20 2020-07-07 Ethicon Llc Robotic surgical instrument communication
US10856942B2 (en) 2018-03-02 2020-12-08 Ethicon Llc System and method for closed-loop surgical tool homing
US11701162B2 (en) 2018-03-08 2023-07-18 Cilag Gmbh International Smart blade application for reusable and disposable devices
US11844545B2 (en) 2018-03-08 2023-12-19 Cilag Gmbh International Calcified vessel identification
US11259830B2 (en) 2018-03-08 2022-03-01 Cilag Gmbh International Methods for controlling temperature in ultrasonic device
US11160601B2 (en) 2018-03-13 2021-11-02 Cilag Gmbh International Supplying electrical energy to electrosurgical instruments
CN112074249A (zh) * 2018-03-26 2020-12-11 柯惠Lp公司 用于机器人手术系统的远程指导控制组合件
US11207067B2 (en) 2018-03-28 2021-12-28 Cilag Gmbh International Surgical stapling device with separate rotary driven closure and firing systems and firing member that engages both jaws while firing
US11278280B2 (en) 2018-03-28 2022-03-22 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a jaw closure lockout
US11589865B2 (en) 2018-03-28 2023-02-28 Cilag Gmbh International Methods for controlling a powered surgical stapler that has separate rotary closure and firing systems
US11219453B2 (en) 2018-03-28 2022-01-11 Cilag Gmbh International Surgical stapling devices with cartridge compatible closure and firing lockout arrangements
US11096688B2 (en) 2018-03-28 2021-08-24 Cilag Gmbh International Rotary driven firing members with different anvil and channel engagement features
US10973520B2 (en) 2018-03-28 2021-04-13 Ethicon Llc Surgical staple cartridge with firing member driven camming assembly that has an onboard tissue cutting feature
US11471156B2 (en) 2018-03-28 2022-10-18 Cilag Gmbh International Surgical stapling devices with improved rotary driven closure systems
US11090047B2 (en) 2018-03-28 2021-08-17 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an adaptive control system
US11129611B2 (en) 2018-03-28 2021-09-28 Cilag Gmbh International Surgical staplers with arrangements for maintaining a firing member thereof in a locked configuration unless a compatible cartridge has been installed therein
US20190314108A1 (en) 2018-04-17 2019-10-17 Ethicon Llc Protection Measures for Robotic Electrosurgical Instruments
US20190314107A1 (en) 2018-04-17 2019-10-17 Ethicon Llc Protection Measures for Robotic Electrosurgical Instruments
US11317962B2 (en) 2018-05-04 2022-05-03 Ethicon Llc Dual axle robotic end effector
IT201800005471A1 (it) 2018-05-17 2019-11-17 Sistema robotico per chirurgia, particolarmente microchirurgia
IT201800005468A1 (it) 2018-05-17 2019-11-17 Sistema robotico per chirurgia, particolarmente microchirurgia
AU2019270647A1 (en) 2018-05-17 2020-12-03 Medical Microinstruments, Inc. Master controller assembly for a robotic surgery system, particularly for microsurgery
CN108606836B (zh) * 2018-05-18 2020-03-17 广州瑞派医疗器械有限责任公司 外科手术系统
KR102168462B1 (ko) * 2018-06-12 2020-10-21 경북대학교 산학협력단 수술용 네비게이션 장치, 이를 이용한 네비게이션 수술 시스템 및 방법
US11094221B2 (en) 2018-06-21 2021-08-17 University Of Utah Research Foundation Visual guidance system and method for posing a physical object in three dimensional space
CN109124772A (zh) * 2018-06-25 2019-01-04 深圳市精锋医疗科技有限公司 从操作设备
US10667875B2 (en) * 2018-06-27 2020-06-02 Auris Health, Inc. Systems and techniques for providing multiple perspectives during medical procedures
EP3813632A4 (en) * 2018-06-27 2022-03-09 Auris Health, Inc. ALIGNMENT AND MOUNTING SYSTEMS FOR MEDICAL INSTRUMENTS
US10503199B1 (en) 2018-07-17 2019-12-10 Verb Surgical Inc. Pedal with sliding and locking mechanisms for surgical robots
US10888383B2 (en) 2018-07-17 2021-01-12 Verb Surgical Inc. Robotic surgical pedal with integrated foot sensor
CN109330694B (zh) * 2018-07-31 2020-08-21 深圳市精锋医疗科技有限公司 能够调节的从操作设备组件及手术机器人
US11253256B2 (en) 2018-08-20 2022-02-22 Cilag Gmbh International Articulatable motor powered surgical instruments with dedicated articulation motor arrangements
US11045192B2 (en) 2018-08-20 2021-06-29 Cilag Gmbh International Fabricating techniques for surgical stapler anvils
US11039834B2 (en) 2018-08-20 2021-06-22 Cilag Gmbh International Surgical stapler anvils with staple directing protrusions and tissue stability features
US10912559B2 (en) 2018-08-20 2021-02-09 Ethicon Llc Reinforced deformable anvil tip for surgical stapler anvil
USD914878S1 (en) 2018-08-20 2021-03-30 Ethicon Llc Surgical instrument anvil
US11324501B2 (en) 2018-08-20 2022-05-10 Cilag Gmbh International Surgical stapling devices with improved closure members
US11083458B2 (en) 2018-08-20 2021-08-10 Cilag Gmbh International Powered surgical instruments with clutching arrangements to convert linear drive motions to rotary drive motions
US10856870B2 (en) 2018-08-20 2020-12-08 Ethicon Llc Switching arrangements for motor powered articulatable surgical instruments
US11291440B2 (en) 2018-08-20 2022-04-05 Cilag Gmbh International Method for operating a powered articulatable surgical instrument
US11207065B2 (en) 2018-08-20 2021-12-28 Cilag Gmbh International Method for fabricating surgical stapler anvils
MX2021003099A (es) 2018-09-17 2021-05-13 Auris Health Inc Sistemas y metodos para procedimientos medicos concomitantes.
JP6469295B1 (ja) * 2018-09-21 2019-02-13 株式会社Ａ−Ｔｒａｃｔｉｏｎ 手術支援装置、その制御方法、並びに手術支援システム
CN109259867B (zh) * 2018-10-17 2021-02-02 嘉兴学院 一种战地手术机器人系统
US20200121904A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-23 Daniel Kubin Reversible rotary tattoo machine with centric cam
US11439474B2 (en) * 2018-10-25 2022-09-13 Cilag Gmbh International Surgical tools with opposing translating gears
USD963596S1 (en) * 2018-10-30 2022-09-13 Titan Medical Inc. Hand controller apparatus for medical device
US10426561B1 (en) 2018-10-30 2019-10-01 Titan Medical Inc. Hand controller apparatus for detecting input position in a robotic surgery system
US11116591B2 (en) 2018-10-30 2021-09-14 Titan Medical Inc. Hand controller apparatus including ergonomic features for a robotic surgery system
CN109452974A (zh) * 2018-11-15 2019-03-12 山东大学齐鲁医院 一种折叠式辅助微创外科单孔手术机器人
CN109602500B (zh) * 2018-12-06 2021-10-01 哈尔滨工业大学 一种眼科显微手术辅助机器人系统
CN109602499B (zh) * 2018-12-06 2022-03-01 哈尔滨工业大学 一种眼科显微手术辅助双臂机器人操作系统
EP3866718A4 (en) 2018-12-20 2022-07-20 Auris Health, Inc. ROBOT ARM ALIGNMENT AND DOCKING SYSTEMS AND METHODS
EP3890644A4 (en) 2019-02-08 2022-11-16 Auris Health, Inc. MANIPULATION AND CLOT REMOVAL WITH ROBOTIC CONTROL
CN109620415B (zh) * 2019-02-14 2024-03-26 北京水木天蓬医疗技术有限公司 机器人辅助超声骨动力系统
US11317915B2 (en) 2019-02-19 2022-05-03 Cilag Gmbh International Universal cartridge based key feature that unlocks multiple lockout arrangements in different surgical staplers
US11751872B2 (en) 2019-02-19 2023-09-12 Cilag Gmbh International Insertable deactivator element for surgical stapler lockouts
US11357503B2 (en) 2019-02-19 2022-06-14 Cilag Gmbh International Staple cartridge retainers with frangible retention features and methods of using same
US11331101B2 (en) 2019-02-19 2022-05-17 Cilag Gmbh International Deactivator element for defeating surgical stapling device lockouts
US11369377B2 (en) 2019-02-19 2022-06-28 Cilag Gmbh International Surgical stapling assembly with cartridge based retainer configured to unlock a firing lockout
WO2020170147A1 (en) 2019-02-20 2020-08-27 Ethicon Llc Scissor sleeve assembly protection
EP3890645A4 (en) 2019-02-22 2022-09-07 Auris Health, Inc. SURGICAL PLATFORM EQUIPPED WITH MOTORIZED ARMS FOR ADJUSTABLE ARM SUPPORTS
JP7483741B2 (ja) 2019-03-08 2024-05-15 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 医療システム用の傾斜機構及び用途
CN112674884B (zh) * 2019-03-16 2022-01-14 扬州科丰高新产业投资开发集团有限公司 一种轴驱动件及带有轴驱动件的轴调整件
US11147553B2 (en) 2019-03-25 2021-10-19 Cilag Gmbh International Firing drive arrangements for surgical systems
US11147551B2 (en) 2019-03-25 2021-10-19 Cilag Gmbh International Firing drive arrangements for surgical systems
US11172929B2 (en) 2019-03-25 2021-11-16 Cilag Gmbh International Articulation drive arrangements for surgical systems
US11696761B2 (en) 2019-03-25 2023-07-11 Cilag Gmbh International Firing drive arrangements for surgical systems
WO2020210044A1 (en) 2019-04-08 2020-10-15 Auris Health, Inc. Systems, methods, and workflows for concomitant procedures
US11426251B2 (en) 2019-04-30 2022-08-30 Cilag Gmbh International Articulation directional lights on a surgical instrument
US11432816B2 (en) 2019-04-30 2022-09-06 Cilag Gmbh International Articulation pin for a surgical instrument
US11648009B2 (en) 2019-04-30 2023-05-16 Cilag Gmbh International Rotatable jaw tip for a surgical instrument
US11452528B2 (en) 2019-04-30 2022-09-27 Cilag Gmbh International Articulation actuators for a surgical instrument
US11253254B2 (en) 2019-04-30 2022-02-22 Cilag Gmbh International Shaft rotation actuator on a surgical instrument
US11471157B2 (en) 2019-04-30 2022-10-18 Cilag Gmbh International Articulation control mapping for a surgical instrument
US11903581B2 (en) 2019-04-30 2024-02-20 Cilag Gmbh International Methods for stapling tissue using a surgical instrument
US11504193B2 (en) 2019-05-21 2022-11-22 Verb Surgical Inc. Proximity sensors for surgical robotic arm manipulation
US11278361B2 (en) 2019-05-21 2022-03-22 Verb Surgical Inc. Sensors for touch-free control of surgical robotic systems
CN110179541A (zh) * 2019-05-30 2019-08-30 温州大学 机器人辅助手术系统及控制方法
USD952144S1 (en) 2019-06-25 2022-05-17 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge retainer with firing system authentication key
USD950728S1 (en) 2019-06-25 2022-05-03 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge
USD964564S1 (en) 2019-06-25 2022-09-20 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge retainer with a closure system authentication key
US11607278B2 (en) 2019-06-27 2023-03-21 Cilag Gmbh International Cooperative robotic surgical systems
US11399906B2 (en) 2019-06-27 2022-08-02 Cilag Gmbh International Robotic surgical system for controlling close operation of end-effectors
US11612445B2 (en) * 2019-06-27 2023-03-28 Cilag Gmbh International Cooperative operation of robotic arms
US11723729B2 (en) 2019-06-27 2023-08-15 Cilag Gmbh International Robotic surgical assembly coupling safety mechanisms
US11547468B2 (en) 2019-06-27 2023-01-10 Cilag Gmbh International Robotic surgical system with safety and cooperative sensing control
US11413102B2 (en) 2019-06-27 2022-08-16 Cilag Gmbh International Multi-access port for surgical robotic systems
US11523822B2 (en) 2019-06-28 2022-12-13 Cilag Gmbh International Battery pack including a circuit interrupter
US11298132B2 (en) 2019-06-28 2022-04-12 Cilag GmbH Inlernational Staple cartridge including a honeycomb extension
US11553971B2 (en) 2019-06-28 2023-01-17 Cilag Gmbh International Surgical RFID assemblies for display and communication
US11478241B2 (en) 2019-06-28 2022-10-25 Cilag Gmbh International Staple cartridge including projections
US11224497B2 (en) 2019-06-28 2022-01-18 Cilag Gmbh International Surgical systems with multiple RFID tags
US11426167B2 (en) 2019-06-28 2022-08-30 Cilag Gmbh International Mechanisms for proper anvil attachment surgical stapling head assembly
US11229437B2 (en) 2019-06-28 2022-01-25 Cilag Gmbh International Method for authenticating the compatibility of a staple cartridge with a surgical instrument
US11684434B2 (en) 2019-06-28 2023-06-27 Cilag Gmbh International Surgical RFID assemblies for instrument operational setting control
US11627959B2 (en) 2019-06-28 2023-04-18 Cilag Gmbh International Surgical instruments including manual and powered system lockouts
US11638587B2 (en) 2019-06-28 2023-05-02 Cilag Gmbh International RFID identification systems for surgical instruments
US11298127B2 (en) 2019-06-28 2022-04-12 Cilag GmbH Interational Surgical stapling system having a lockout mechanism for an incompatible cartridge
US11771419B2 (en) 2019-06-28 2023-10-03 Cilag Gmbh International Packaging for a replaceable component of a surgical stapling system
US11376098B2 (en) 2019-06-28 2022-07-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument system comprising an RFID system
US11291451B2 (en) 2019-06-28 2022-04-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument with battery compatibility verification functionality
US11246678B2 (en) 2019-06-28 2022-02-15 Cilag Gmbh International Surgical stapling system having a frangible RFID tag
US11399837B2 (en) 2019-06-28 2022-08-02 Cilag Gmbh International Mechanisms for motor control adjustments of a motorized surgical instrument
US11497492B2 (en) 2019-06-28 2022-11-15 Cilag Gmbh International Surgical instrument including an articulation lock
US11219455B2 (en) 2019-06-28 2022-01-11 Cilag Gmbh International Surgical instrument including a lockout key
US11051807B2 (en) 2019-06-28 2021-07-06 Cilag Gmbh International Packaging assembly including a particulate trap
US11464601B2 (en) 2019-06-28 2022-10-11 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an RFID system for tracking a movable component
US11259803B2 (en) 2019-06-28 2022-03-01 Cilag Gmbh International Surgical stapling system having an information encryption protocol
US11660163B2 (en) 2019-06-28 2023-05-30 Cilag Gmbh International Surgical system with RFID tags for updating motor assembly parameters
US11553973B2 (en) * 2019-07-29 2023-01-17 Verb Surgical Inc. Robotic arm having an extendable prismatic link
EP4028221A1 (en) 2019-09-10 2022-07-20 Auris Health, Inc. Systems and methods for kinematic optimization with shared robotic degrees-of-freedom
US20210086364A1 (en) * 2019-09-20 2021-03-25 Nvidia Corporation Vision-based teleoperation of dexterous robotic system
EP4034349A1 (en) 2019-09-26 2022-08-03 Auris Health, Inc. Systems and methods for collision detection and avoidance
US11529734B2 (en) * 2019-10-31 2022-12-20 Verb Surgical Inc. Systems and methods for visual sensing of and docking with a trocar
KR102244499B1 (ko) * 2019-11-21 2021-04-27 한국생산기술연구원 메스 절개력 측정 장치 및 방법
US11607219B2 (en) 2019-12-19 2023-03-21 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a detachable tissue cutting knife
US11529137B2 (en) 2019-12-19 2022-12-20 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising driver retention members
US11291447B2 (en) 2019-12-19 2022-04-05 Cilag Gmbh International Stapling instrument comprising independent jaw closing and staple firing systems
US11576672B2 (en) 2019-12-19 2023-02-14 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a closure system including a closure member and an opening member driven by a drive screw
US11844520B2 (en) 2019-12-19 2023-12-19 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising driver retention members
US11446029B2 (en) 2019-12-19 2022-09-20 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising projections extending from a curved deck surface
US11304696B2 (en) 2019-12-19 2022-04-19 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a powered articulation system
US11234698B2 (en) 2019-12-19 2022-02-01 Cilag Gmbh International Stapling system comprising a clamp lockout and a firing lockout
US11529139B2 (en) 2019-12-19 2022-12-20 Cilag Gmbh International Motor driven surgical instrument
US11911032B2 (en) 2019-12-19 2024-02-27 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a seating cam
US11464512B2 (en) 2019-12-19 2022-10-11 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a curved deck surface
US11504122B2 (en) 2019-12-19 2022-11-22 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a nested firing member
US11559304B2 (en) 2019-12-19 2023-01-24 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a rapid closure mechanism
US11701111B2 (en) 2019-12-19 2023-07-18 Cilag Gmbh International Method for operating a surgical stapling instrument
US11931033B2 (en) 2019-12-19 2024-03-19 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a latch lockout
EP4084721A4 (en) 2019-12-31 2024-01-03 Auris Health Inc IDENTIFICATION OF AN ANATOMIC FEATURE AND AIMING
JP2023508525A (ja) 2019-12-31 2023-03-02 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 経皮的アクセスのための位置合わせ技術
EP4084722A4 (en) 2019-12-31 2024-01-10 Auris Health Inc ALIGNMENT INTERFACES FOR PERCUTANE ACCESS
IT202000002539A1 (it) 2020-02-10 2021-08-10 Medical Microinstruments Spa Assieme di manipolo di comando e sistema di chirurgia robotica
IT202000002554A1 (it) 2020-02-10 2021-08-10 Medical Microinstruments Spa Stazione di comando per chirurgia robotica, campo operatorio sterile, sistema di chirurgia robotica e metodo
WO2021176531A1 (ja) * 2020-03-02 2021-09-10 リバーフィールド株式会社 手術ロボット
CN111281649B (zh) * 2020-03-03 2021-08-13 西安交通大学 一种眼科手术机器人系统及其控制方法
GB2593741B (en) * 2020-03-31 2024-05-15 Cmr Surgical Ltd Configuring a surgical robotic system
USD967421S1 (en) 2020-06-02 2022-10-18 Cilag Gmbh International Staple cartridge
USD974560S1 (en) 2020-06-02 2023-01-03 Cilag Gmbh International Staple cartridge
USD975278S1 (en) 2020-06-02 2023-01-10 Cilag Gmbh International Staple cartridge
USD975850S1 (en) 2020-06-02 2023-01-17 Cilag Gmbh International Staple cartridge
USD975851S1 (en) 2020-06-02 2023-01-17 Cilag Gmbh International Staple cartridge
USD976401S1 (en) 2020-06-02 2023-01-24 Cilag Gmbh International Staple cartridge
USD966512S1 (en) 2020-06-02 2022-10-11 Cilag Gmbh International Staple cartridge
EP3944734B1 (en) * 2020-06-18 2022-08-17 Brainlab AG Compensation of gravity-related displacements of medical carrier structures
CN115802975A (zh) 2020-06-29 2023-03-14 奥瑞斯健康公司 用于检测连杆与外部对象之间的接触的系统和方法
US11357586B2 (en) 2020-06-30 2022-06-14 Auris Health, Inc. Systems and methods for saturated robotic movement
WO2022003493A1 (en) 2020-06-30 2022-01-06 Auris Health, Inc. Robotic medical system with collision proximity indicators
US11864756B2 (en) 2020-07-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Surgical instruments with flexible ball chain drive arrangements
WO2022023962A2 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 Forsight Robotics Ltd. Robotic system for microsurgical procedures
US11931113B2 (en) 2020-08-03 2024-03-19 Mazor Robotics Ltd. Systems, devices, and methods for retractor interference avoidance
WO2022027879A1 (zh) * 2020-08-07 2022-02-10 山东威瑞外科医用制品有限公司 一种轻量化的手术机器人
US20220079660A1 (en) * 2020-09-11 2022-03-17 Covidien Lp Surgical instruments having an articulating section such as for use in robotic surgical systems
CN112155613B (zh) * 2020-09-14 2021-10-22 武汉联影智融医疗科技有限公司 一种微创医疗手术设备
US11596567B2 (en) 2020-10-05 2023-03-07 Mazor Robotics Ltd. Systems and methods for determining and maintaining a center of rotation
US11717289B2 (en) 2020-10-29 2023-08-08 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an indicator which indicates that an articulation drive is actuatable
US11452526B2 (en) 2020-10-29 2022-09-27 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a staged voltage regulation start-up system
USD980425S1 (en) 2020-10-29 2023-03-07 Cilag Gmbh International Surgical instrument assembly
USD1013170S1 (en) 2020-10-29 2024-01-30 Cilag Gmbh International Surgical instrument assembly
US11931025B2 (en) 2020-10-29 2024-03-19 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a releasable closure drive lock
US11896217B2 (en) 2020-10-29 2024-02-13 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an articulation lock
US11617577B2 (en) 2020-10-29 2023-04-04 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a sensor configured to sense whether an articulation drive of the surgical instrument is actuatable
US11534259B2 (en) 2020-10-29 2022-12-27 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an articulation indicator
US11779330B2 (en) 2020-10-29 2023-10-10 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a jaw alignment system
US11844518B2 (en) 2020-10-29 2023-12-19 Cilag Gmbh International Method for operating a surgical instrument
US11517390B2 (en) 2020-10-29 2022-12-06 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a limited travel switch
WO2022106938A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-27 Auris Health, Inc. Systems and methods for improving external workspace in robotic surgical systems
US11744581B2 (en) 2020-12-02 2023-09-05 Cilag Gmbh International Powered surgical instruments with multi-phase tissue treatment
US11737751B2 (en) 2020-12-02 2023-08-29 Cilag Gmbh International Devices and methods of managing energy dissipated within sterile barriers of surgical instrument housings
US11944296B2 (en) 2020-12-02 2024-04-02 Cilag Gmbh International Powered surgical instruments with external connectors
US11890010B2 (en) 2020-12-02 2024-02-06 Cllag GmbH International Dual-sided reinforced reload for surgical instruments
US11627960B2 (en) 2020-12-02 2023-04-18 Cilag Gmbh International Powered surgical instruments with smart reload with separately attachable exteriorly mounted wiring connections
US11653915B2 (en) 2020-12-02 2023-05-23 Cilag Gmbh International Surgical instruments with sled location detection and adjustment features
US11653920B2 (en) 2020-12-02 2023-05-23 Cilag Gmbh International Powered surgical instruments with communication interfaces through sterile barrier
US11678882B2 (en) 2020-12-02 2023-06-20 Cilag Gmbh International Surgical instruments with interactive features to remedy incidental sled movements
US11849943B2 (en) 2020-12-02 2023-12-26 Cilag Gmbh International Surgical instrument with cartridge release mechanisms
CN112603471A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 张素华 一种肠癌自动剪切装置
RU2754219C1 (ru) * 2020-12-22 2021-08-30 Акционерное общество "Казанский электротехнический завод" Манипулятор роботизированного хирургического комплекса
CN114652449A (zh) * 2021-01-06 2022-06-24 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 手术机器人及其引导手术臂移动的方法、控制装置
US20220226054A1 (en) * 2021-01-20 2022-07-21 Ethicon Llc Surgical tools with proximally mounted, cable based actuation systems
US11696757B2 (en) 2021-02-26 2023-07-11 Cilag Gmbh International Monitoring of internal systems to detect and track cartridge motion status
US11751869B2 (en) 2021-02-26 2023-09-12 Cilag Gmbh International Monitoring of multiple sensors over time to detect moving characteristics of tissue
US11925349B2 (en) 2021-02-26 2024-03-12 Cilag Gmbh International Adjustment to transfer parameters to improve available power
US11950777B2 (en) 2021-02-26 2024-04-09 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising an information access control system
US11730473B2 (en) 2021-02-26 2023-08-22 Cilag Gmbh International Monitoring of manufacturing life-cycle
US11950779B2 (en) 2021-02-26 2024-04-09 Cilag Gmbh International Method of powering and communicating with a staple cartridge
US11744583B2 (en) 2021-02-26 2023-09-05 Cilag Gmbh International Distal communication array to tune frequency of RF systems
US11723657B2 (en) 2021-02-26 2023-08-15 Cilag Gmbh International Adjustable communication based on available bandwidth and power capacity
US11701113B2 (en) 2021-02-26 2023-07-18 Cilag Gmbh International Stapling instrument comprising a separate power antenna and a data transfer antenna
US11749877B2 (en) 2021-02-26 2023-09-05 Cilag Gmbh International Stapling instrument comprising a signal antenna
US11812964B2 (en) 2021-02-26 2023-11-14 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a power management circuit
US11980362B2 (en) 2021-02-26 2024-05-14 Cilag Gmbh International Surgical instrument system comprising a power transfer coil
US11793514B2 (en) 2021-02-26 2023-10-24 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising sensor array which may be embedded in cartridge body
US11717291B2 (en) 2021-03-22 2023-08-08 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising staples configured to apply different tissue compression
US11759202B2 (en) 2021-03-22 2023-09-19 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising an implantable layer
US11737749B2 (en) 2021-03-22 2023-08-29 Cilag Gmbh International Surgical stapling instrument comprising a retraction system
US11826012B2 (en) 2021-03-22 2023-11-28 Cilag Gmbh International Stapling instrument comprising a pulsed motor-driven firing rack
US11806011B2 (en) 2021-03-22 2023-11-07 Cilag Gmbh International Stapling instrument comprising tissue compression systems
US11723658B2 (en) 2021-03-22 2023-08-15 Cilag Gmbh International Staple cartridge comprising a firing lockout
US11826042B2 (en) 2021-03-22 2023-11-28 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a firing drive including a selectable leverage mechanism
US11944336B2 (en) 2021-03-24 2024-04-02 Cilag Gmbh International Joint arrangements for multi-planar alignment and support of operational drive shafts in articulatable surgical instruments
US11786239B2 (en) 2021-03-24 2023-10-17 Cilag Gmbh International Surgical instrument articulation joint arrangements comprising multiple moving linkage features
US11832816B2 (en) 2021-03-24 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical stapling assembly comprising nonplanar staples and planar staples
US11896219B2 (en) 2021-03-24 2024-02-13 Cilag Gmbh International Mating features between drivers and underside of a cartridge deck
US11857183B2 (en) 2021-03-24 2024-01-02 Cilag Gmbh International Stapling assembly components having metal substrates and plastic bodies
US11793516B2 (en) 2021-03-24 2023-10-24 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge comprising longitudinal support beam
US11896218B2 (en) 2021-03-24 2024-02-13 Cilag Gmbh International Method of using a powered stapling device
US11849945B2 (en) 2021-03-24 2023-12-26 Cilag Gmbh International Rotary-driven surgical stapling assembly comprising eccentrically driven firing member
US11903582B2 (en) 2021-03-24 2024-02-20 Cilag Gmbh International Leveraging surfaces for cartridge installation
US11744603B2 (en) 2021-03-24 2023-09-05 Cilag Gmbh International Multi-axis pivot joints for surgical instruments and methods for manufacturing same
US11786243B2 (en) 2021-03-24 2023-10-17 Cilag Gmbh International Firing members having flexible portions for adapting to a load during a surgical firing stroke
US11849944B2 (en) 2021-03-24 2023-12-26 Cilag Gmbh International Drivers for fastener cartridge assemblies having rotary drive screws
US20220378425A1 (en) 2021-05-28 2022-12-01 Cilag Gmbh International Stapling instrument comprising a control system that controls a firing stroke length
US11931026B2 (en) 2021-06-30 2024-03-19 Cilag Gmbh International Staple cartridge replacement
US11974829B2 (en) 2021-06-30 2024-05-07 Cilag Gmbh International Link-driven articulation device for a surgical device
CN113440262B (zh) * 2021-08-12 2023-02-17 吉林大学 一种腹腔微创手术机器人
WO2023026144A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Covidien Lp System and method of operating surgical robotic systems with access ports
US20230087621A1 (en) 2021-09-22 2023-03-23 Cilag Gmbh International Separable surgical instrument joints
US20230110791A1 (en) 2021-09-29 2023-04-13 Cilag Gmbh International Instrument Control Imaging Systems for Visualization of Upcoming Surgical Procedure Steps
EP4216846A1 (en) 2021-09-29 2023-08-02 Cilag GmbH International Surgical systems with port devices for instrument control
WO2023052935A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods for control of one visualization with another
US20230116781A1 (en) 2021-09-29 2023-04-13 Cilag GmbH Intemational Surgical devices, systems, and methods using multi-source imaging
WO2023052930A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical systems with devices for both intraluminal and extraluminal access
WO2023052947A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods for control of one visualization with another
US20230109848A1 (en) 2021-09-29 2023-04-13 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods using fiducial identification and tracking
WO2023052929A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods using multi-source imaging
WO2023052940A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods using multi-source imaging
US20230100698A1 (en) 2021-09-29 2023-03-30 Cilag Gmbh International Methods for Controlling Cooperative Surgical Instruments
WO2023052951A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical systems with intraluminal and extraluminal cooperative instruments
WO2023052943A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods for control of one visualization with another
WO2023052953A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical systems and methods for selectively pressurizing a natural body lumen
WO2023052932A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical sealing devices for a natural body orifice
US11937799B2 (en) 2021-09-29 2024-03-26 Cilag Gmbh International Surgical sealing systems for instrument stabilization
US20230096268A1 (en) 2021-09-29 2023-03-30 Cilag Gmbh International Methods for Controlling Cooperative Surgical Instruments
EP4267015A1 (en) 2021-09-29 2023-11-01 Cilag GmbH International Surgical anchoring systems for endoluminal access
WO2023052938A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Methods and systems for controlling cooperative surgical instruments
WO2023052960A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods using fiducial identification and tracking
EP4216845A1 (en) 2021-09-29 2023-08-02 Cilag GmbH International Surgical systems for independently insufflating two separate anatomic spaces
WO2023052946A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Coordinated instrument control systems
WO2023052955A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Instrument control surgical imaging systems
US20230103005A1 (en) 2021-09-29 2023-03-30 Cilag Gmbh International Methods for Controlling Cooperative Surgical Instruments
WO2023052934A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Methods and systems for controlling cooperative surgical instruments
WO2023052939A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods using multi-source imaging
WO2023052941A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical system for delivering energy to tissue in an anatomic space and monitoring a tissue parameter in a different anatomic space
WO2023052962A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Methods and systems for controlling cooperative surgical instruments
WO2023052936A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Systems for controlling cooperative surgical instruments with variable surgical site access trajectories
WO2023052937A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical system for altering the body's sensing of food
WO2023052931A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical sealing systems for instrument stabilization
EP4271295A1 (en) 2021-09-29 2023-11-08 Cilag GmbH International Surgical devices, systems, and methods for control of one visualization with another
WO2023052949A1 (en) 2021-09-29 2023-04-06 Cilag Gmbh International Surgical devices, systems, and methods using fiducial identification and tracking
US20230117302A1 (en) * 2021-10-14 2023-04-20 Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. Robotic movement for vision care surgery mimicking probe navigated by magnetic tracking
US11980363B2 (en) 2021-10-18 2024-05-14 Cilag Gmbh International Row-to-row staple array variations
US11877745B2 (en) 2021-10-18 2024-01-23 Cilag Gmbh International Surgical stapling assembly having longitudinally-repeating staple leg clusters
US11957337B2 (en) 2021-10-18 2024-04-16 Cilag Gmbh International Surgical stapling assembly with offset ramped drive surfaces
US11937816B2 (en) 2021-10-28 2024-03-26 Cilag Gmbh International Electrical lead arrangements for surgical instruments
CN114129266B (zh) * 2021-11-11 2024-05-14 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 保持rc点不变的方法、机械臂、设备、机器人和介质
WO2023095127A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 Microbot Medical Ltd. Mounting arm for a surgical device
US20230181275A1 (en) 2021-12-15 2023-06-15 Cilag Gmbh International Robotic surgical instruments having onboard generators
US20230355324A1 (en) * 2022-05-05 2023-11-09 Meditrina, Inc. Medical robotic system
US20230414431A1 (en) * 2022-06-22 2023-12-28 Warsaw Orthopedic, Inc. Interface moveably interconnecting surgical table and gantry

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006124388A1 (en) * 2005-05-16 2006-11-23 Intuitive Surgical, Inc Methods and system for performing 3-d tool tracking by fusion of sensor and/or camera derived data during minimally invasive robotic surgery

Family Cites Families (192)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4843921A (en) 1988-04-18 1989-07-04 Kremer Stephen R Twisted cord actuator
US5657429A (en) * 1992-08-10 1997-08-12 Computer Motion, Inc. Automated endoscope system optimal positioning
US5339723A (en) 1993-09-30 1994-08-23 Ethicon, Inc. Pressurized fluid actuation system for amplifying operator input force in a surgical instrument
US5876325A (en) * 1993-11-02 1999-03-02 Olympus Optical Co., Ltd. Surgical manipulation system
US5720742A (en) 1994-10-11 1998-02-24 Zacharias; Jaime Controller and actuating system for surgical instrument
US5855583A (en) 1996-02-20 1999-01-05 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures
US5807377A (en) 1996-05-20 1998-09-15 Intuitive Surgical, Inc. Force-reflecting surgical instrument and positioning mechanism for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
US6084587A (en) 1996-08-02 2000-07-04 Sensable Technologies, Inc. Method and apparatus for generating and interfacing with a haptic virtual reality environment
US7699855B2 (en) 1996-12-12 2010-04-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Sterile surgical adaptor
US7666191B2 (en) 1996-12-12 2010-02-23 Intuitive Surgical, Inc. Robotic surgical system with sterile surgical adaptor
US8206406B2 (en) 1996-12-12 2012-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Disposable sterile surgical adaptor
US6132368A (en) 1996-12-12 2000-10-17 Intuitive Surgical, Inc. Multi-component telepresence system and method
US7727244B2 (en) 1997-11-21 2010-06-01 Intuitive Surgical Operation, Inc. Sterile surgical drape
US6331181B1 (en) 1998-12-08 2001-12-18 Intuitive Surgical, Inc. Surgical robotic tools, data architecture, and use
US7789875B2 (en) 1998-02-24 2010-09-07 Hansen Medical, Inc. Surgical instruments
EP0950884B1 (de) 1998-04-17 2004-08-18 Micronas GmbH Kapazitiver Sensor
WO1999060939A1 (en) 1998-05-28 1999-12-02 Orthosoft, Inc. Interactive computer-assisted surgical system and method thereof
US6270508B1 (en) 1998-10-26 2001-08-07 Charles H. Klieman End effector and instrument for endoscopic and general surgery needle control
US6608628B1 (en) 1998-11-06 2003-08-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration (Nasa) Method and apparatus for virtual interactive medical imaging by multiple remotely-located users
US6490490B1 (en) 1998-11-09 2002-12-03 Olympus Optical Co., Ltd. Remote operation support system and method
JP4101951B2 (ja) 1998-11-10 2008-06-18 オリンパス株式会社 手術用顕微鏡
US6951535B2 (en) 2002-01-16 2005-10-04 Intuitive Surgical, Inc. Tele-medicine system that transmits an entire state of a subsystem
US6659939B2 (en) 1998-11-20 2003-12-09 Intuitive Surgical, Inc. Cooperative minimally invasive telesurgical system
US8527094B2 (en) 1998-11-20 2013-09-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Multi-user medical robotic system for collaboration or training in minimally invasive surgical procedures
US8600551B2 (en) 1998-11-20 2013-12-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with operatively couplable simulator unit for surgeon training
US6459926B1 (en) 1998-11-20 2002-10-01 Intuitive Surgical, Inc. Repositioning and reorientation of master/slave relationship in minimally invasive telesurgery
US6720988B1 (en) 1998-12-08 2004-04-13 Intuitive Surgical, Inc. Stereo imaging system and method for use in telerobotic systems
US6522906B1 (en) * 1998-12-08 2003-02-18 Intuitive Surgical, Inc. Devices and methods for presenting and regulating auxiliary information on an image display of a telesurgical system to assist an operator in performing a surgical procedure
US6799065B1 (en) 1998-12-08 2004-09-28 Intuitive Surgical, Inc. Image shifting apparatus and method for a telerobotic system
US6451027B1 (en) 1998-12-16 2002-09-17 Intuitive Surgical, Inc. Devices and methods for moving an image capture device in telesurgical systems
US7683926B2 (en) 1999-02-25 2010-03-23 Visionsense Ltd. Optical device
US8944070B2 (en) 1999-04-07 2015-02-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Non-force reflecting method for providing tool force information to a user of a telesurgical system
US6594552B1 (en) 1999-04-07 2003-07-15 Intuitive Surgical, Inc. Grip strength with tactile feedback for robotic surgery
US6788018B1 (en) 1999-08-03 2004-09-07 Intuitive Surgical, Inc. Ceiling and floor mounted surgical robot set-up arms
US7594912B2 (en) 2004-09-30 2009-09-29 Intuitive Surgical, Inc. Offset remote center manipulator for robotic surgery
US8004229B2 (en) 2005-05-19 2011-08-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Software center and highly configurable robotic systems for surgery and other uses
JP2001108916A (ja) 1999-10-08 2001-04-20 Olympus Optical Co Ltd 硬性鏡光学系
US6379302B1 (en) 1999-10-28 2002-04-30 Surgical Navigation Technologies Inc. Navigation information overlay onto ultrasound imagery
DE10015826A1 (de) 2000-03-30 2001-10-11 Siemens Ag System und Verfahren zur Erzeugung eines Bildes
US6535756B1 (en) 2000-04-07 2003-03-18 Surgical Navigation Technologies, Inc. Trajectory storage apparatus and method for surgical navigation system
DE10035192C1 (de) 2000-07-20 2001-10-11 Carl Mahr Holding Gmbh Kapazitiver Wegaufnehmer für stromsparende Messgeräte
US6582358B2 (en) 2000-09-12 2003-06-24 Olympus Optical Co., Ltd. Stereoscopic endoscope system
US6995744B1 (en) 2000-09-28 2006-02-07 Immersion Corporation Device and assembly for providing linear tactile sensations
US7106479B2 (en) 2000-10-10 2006-09-12 Stryker Corporation Systems and methods for enhancing the viewing of medical images
US6793625B2 (en) 2000-11-13 2004-09-21 Draeger Medical Systems, Inc. Method and apparatus for concurrently displaying respective images representing real-time data and non real-time data
US6682478B2 (en) 2001-02-08 2004-01-27 Olympus Optical Co., Ltd. Endoscope apparatus with an insertion part having a small outer diameter which includes and object optical system
US20030135204A1 (en) * 2001-02-15 2003-07-17 Endo Via Medical, Inc. Robotically controlled medical instrument with a flexible section
JP4610799B2 (ja) 2001-06-25 2011-01-12 オリンパス株式会社 立体観察システム、及び内視鏡装置
US20040243147A1 (en) * 2001-07-03 2004-12-02 Lipow Kenneth I. Surgical robot and robotic controller
US6772646B1 (en) 2001-07-11 2004-08-10 Bei Sensors & Systems Company, Inc. Differential capacitive torque sensor
JP3579379B2 (ja) * 2001-08-10 2004-10-20 株式会社東芝 医療用マニピュレータシステム
US7012203B2 (en) 2001-09-07 2006-03-14 Carl Zeiss Surgical Gmbh Foot switch pedal controller for a surgical instrument
US6587750B2 (en) 2001-09-25 2003-07-01 Intuitive Surgical, Inc. Removable infinite roll master grip handle and touch sensor for robotic surgery
US7101334B2 (en) 2001-10-31 2006-09-05 Olympus Corporation Optical observation device and 3-D image input optical system therefor
US7206627B2 (en) 2002-03-06 2007-04-17 Z-Kat, Inc. System and method for intra-operative haptic planning of a medical procedure
US7831292B2 (en) * 2002-03-06 2010-11-09 Mako Surgical Corp. Guidance system and method for surgical procedures with improved feedback
AU2003245758A1 (en) * 2002-06-21 2004-01-06 Cedara Software Corp. Computer assisted system and method for minimal invasive hip, uni knee and total knee replacement
US6892090B2 (en) 2002-08-19 2005-05-10 Surgical Navigation Technologies, Inc. Method and apparatus for virtual endoscopy
US7331967B2 (en) 2002-09-09 2008-02-19 Hansen Medical, Inc. Surgical instrument coupling mechanism
JP3912251B2 (ja) 2002-10-02 2007-05-09 株式会社日立製作所 マニピュレータ
SE525399C2 (sv) 2002-10-30 2005-02-15 Mikael Fridenfalk Ny metod för eliminering av positionsfel orsakat av kinematiska singulariter i robothandled för intelligenta reglerapplikatitoner och telerobotik
US6962581B2 (en) 2002-12-03 2005-11-08 Alcon, Inc. Foot controller for microsurgical system
GB2397234A (en) 2003-01-20 2004-07-21 Armstrong Healthcare Ltd A tool holder arrangement
JP4286571B2 (ja) * 2003-03-31 2009-07-01 独立行政法人科学技術振興機構 手術装置
JP2004341361A (ja) 2003-05-16 2004-12-02 Olympus Corp 立体観察装置
FR2855292B1 (fr) 2003-05-22 2005-12-09 Inst Nat Rech Inf Automat Dispositif et procede de recalage en temps reel de motifs sur des images, notamment pour le guidage par localisation
US7883458B2 (en) 2003-06-27 2011-02-08 Stryker Corporation System for remotely controlling two or more medical devices
US9002518B2 (en) 2003-06-30 2015-04-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Maximum torque driving of robotic surgical tools in robotic surgical systems
JP4179946B2 (ja) 2003-08-08 2008-11-12 オリンパス株式会社 立体内視鏡装置
US7554526B2 (en) 2003-10-23 2009-06-30 Beckmer Products, Inc. Foot-operated key pad
EP1682979A2 (en) 2003-10-23 2006-07-26 Beckmer Products, Inc. Foot-operated key pad
CA2543613A1 (en) 2003-10-28 2005-05-12 Uab Research Foundation Electrosurgical control system
DE10351199B3 (de) 2003-11-03 2005-06-30 Erbe Elektromedizin Gmbh Steuereinrichtung zur Steuerung elektromedizinischer Geräte
US7317955B2 (en) 2003-12-12 2008-01-08 Conmed Corporation Virtual operating room integration
US7379790B2 (en) 2004-05-04 2008-05-27 Intuitive Surgical, Inc. Tool memory-based software upgrades for robotic surgery
US6955097B1 (en) 2004-05-11 2005-10-18 Bei Sensors & Systems Company, Inc. Radial movement capacitive torque sensor
CA2513202C (en) 2004-07-23 2015-03-31 Mehran Anvari Multi-purpose robotic operating system and method
JP2006055273A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Olympus Corp 手術支援システム
US9261172B2 (en) 2004-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Multi-ply strap drive trains for surgical robotic arms
CA2539271C (en) 2005-03-31 2014-10-28 Alcon, Inc. Footswitch operable to control a surgical system
US8712115B2 (en) 2005-04-19 2014-04-29 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Real-time virtual endoscopy
US7789874B2 (en) 2005-05-03 2010-09-07 Hansen Medical, Inc. Support assembly for robotic catheter system
US8147503B2 (en) 2007-09-30 2012-04-03 Intuitive Surgical Operations Inc. Methods of locating and tracking robotic instruments in robotic surgical systems
US8398541B2 (en) 2006-06-06 2013-03-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Interactive user interfaces for robotic minimally invasive surgical systems
KR101298492B1 (ko) 2005-06-30 2013-08-21 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 멀티암 로보트 원격 외과수술에서 툴 상태에 대한인디케이터와 통신
US20070005002A1 (en) 2005-06-30 2007-01-04 Intuitive Surgical Inc. Robotic surgical instruments for irrigation, aspiration, and blowing
JP4125311B2 (ja) 2005-08-30 2008-07-30 株式会社東芝 ロボットおよびマニピュレータ
DE602006017940D1 (de) 2005-09-09 2010-12-16 Olympus Medical Systems Corp Medizinisches Stereo-Beobachtungssystem
US8079950B2 (en) 2005-09-29 2011-12-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Autofocus and/or autoscaling in telesurgery
CN101291635B (zh) 2005-10-20 2013-03-27 直观外科手术操作公司 医用机器人系统中的计算机显示屏上的辅助图像显示和操纵
US8190238B2 (en) 2005-12-09 2012-05-29 Hansen Medical, Inc. Robotic catheter system and methods
US8672922B2 (en) 2005-12-20 2014-03-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Wireless communication in a robotic surgical system
WO2007075844A1 (en) 2005-12-20 2007-07-05 Intuitive Surgical, Inc. Telescoping insertion axis of a robotic surgical system
US8628518B2 (en) 2005-12-30 2014-01-14 Intuitive Surgical Operations, Inc. Wireless force sensor on a distal portion of a surgical instrument and method
US7907166B2 (en) 2005-12-30 2011-03-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Stereo telestration for robotic surgery
US7813591B2 (en) 2006-01-20 2010-10-12 3M Innovative Properties Company Visual feedback of 3D scan parameters
EP1815950A1 (en) 2006-02-03 2007-08-08 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Robotic surgical system for performing minimally invasive medical procedures
US8121283B2 (en) 2006-05-18 2012-02-21 Cypress Semiconductor Corporation Tapered capacitive sensing structure
US20090234369A1 (en) 2006-06-19 2009-09-17 Robarts Research Institute Apparatus for guiding a medical tool
US7747960B2 (en) 2006-09-06 2010-06-29 Stereotaxis, Inc. Control for, and method of, operating at least two medical systems
JP2008079371A (ja) 2006-09-19 2008-04-03 Nippon Densan Corp ねじれ紐式アクチュエータ
US8131031B2 (en) 2006-11-15 2012-03-06 General Electric Company Systems and methods for inferred patient annotation
US7783133B2 (en) 2006-12-28 2010-08-24 Microvision, Inc. Rotation compensation and image stabilization system
JP4891823B2 (ja) 2007-03-29 2012-03-07 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡装置
CA2684474C (en) * 2007-04-16 2015-11-24 Neuroarm Surgical Ltd. Methods, devices, and systems useful in registration
US8852208B2 (en) 2010-05-14 2014-10-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical system instrument mounting
US8620473B2 (en) 2007-06-13 2013-12-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with coupled control modes
WO2009059330A2 (en) 2007-11-01 2009-05-07 University Of Utah Research Foundation Integrated surgical cutting system
JP2009142933A (ja) 2007-12-13 2009-07-02 Denso Wave Inc ロボット
US8400094B2 (en) 2007-12-21 2013-03-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic surgical system with patient support
US8473031B2 (en) 2007-12-26 2013-06-25 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system with functionality to determine and display a distance indicated by movement of a tool robotically manipulated by an operator
US20090171332A1 (en) 2007-12-27 2009-07-02 Intuitive Surgical, Inc. Medical device with orientable tip for robotically directed laser cutting and biomaterial application
JP5154961B2 (ja) 2008-01-29 2013-02-27 テルモ株式会社 手術システム
US9241768B2 (en) 2008-03-27 2016-01-26 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Intelligent input device controller for a robotic catheter system
US8155479B2 (en) 2008-03-28 2012-04-10 Intuitive Surgical Operations Inc. Automated panning and digital zooming for robotic surgical systems
US7843158B2 (en) 2008-03-31 2010-11-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system adapted to inhibit motions resulting in excessive end effector forces
US7997132B2 (en) 2008-06-09 2011-08-16 Rochester Gauges, Inc. Capacitive sensor assembly for determining relative position
US20090326555A1 (en) 2008-06-30 2009-12-31 Eigen, Inc. Support assembly for a tracking assembly and mounted transrectal ultrasound probe
US8540748B2 (en) 2008-07-07 2013-09-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical instrument wrist
US8771270B2 (en) 2008-07-16 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Bipolar cautery instrument
US9204923B2 (en) 2008-07-16 2015-12-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical instrument electronically energized using drive cables
EP2145575A1 (en) 2008-07-17 2010-01-20 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO A system, a method and a computer program for inspection of a three-dimensional environment by a user
US8332072B1 (en) 2008-08-22 2012-12-11 Titan Medical Inc. Robotic hand controller
US8126114B2 (en) 2008-09-12 2012-02-28 Accuray Incorporated Seven or more degrees of freedom robotic manipulator having at least one redundant joint
US9259274B2 (en) 2008-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Passive preload and capstan drive for surgical instruments
US8333129B2 (en) 2008-10-29 2012-12-18 S.A. Robotics Robotic manipulator arm
US20100130853A1 (en) * 2008-11-25 2010-05-27 General Electric Company System for tracking object
JP4750175B2 (ja) 2008-11-28 2011-08-17 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 ステレオ光学系、並びにそれを用いたステレオ計測用光学装置、ステレオ計測装置及びステレオ観察装置
US8594841B2 (en) 2008-12-31 2013-11-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Visual force feedback in a minimally invasive surgical procedure
US8602031B2 (en) 2009-01-12 2013-12-10 Hansen Medical, Inc. Modular interfaces and drive actuation through barrier
US8523900B2 (en) 2009-02-03 2013-09-03 Terumo Kabushiki Kaisha Medical manipulator
US9254572B2 (en) 2009-02-04 2016-02-09 Ati Industrial Automation, Inc. Power control of a robotic tool changer
US8747288B2 (en) 2009-02-04 2014-06-10 Ati Industrial Automation, Inc. Power control of a robotic tool changer
US8418073B2 (en) 2009-03-09 2013-04-09 Intuitive Surgical Operations, Inc. User interfaces for electrosurgical tools in robotic surgical systems
US8120301B2 (en) 2009-03-09 2012-02-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Ergonomic surgeon control console in robotic surgical systems
US8284234B2 (en) 2009-03-20 2012-10-09 Absolute Imaging LLC Endoscopic imaging using reflection holographic optical element for autostereoscopic 3-D viewing
JP2010220786A (ja) 2009-03-24 2010-10-07 Waseda Univ 手術用マニピュレータ及び手術用マニピュレータシステム
US8244235B2 (en) 2009-05-01 2012-08-14 Titansan Engineering, Inc. System and method for extending a mobile device to control, connect and communicate with equipment, networks and systems
US8425519B2 (en) 2009-05-27 2013-04-23 Synthes Usa, Llc Robotic arms
US9068824B2 (en) 2009-08-27 2015-06-30 Naviswiss Ag Stereoscopic endoscope for measuring a three dimensional surface
US8504136B1 (en) 2009-10-06 2013-08-06 University Of South Florida See-through abdomen display for minimally invasive surgery
US8706184B2 (en) 2009-10-07 2014-04-22 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods and apparatus for displaying enhanced imaging data on a clinical image
US8543240B2 (en) * 2009-11-13 2013-09-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Master finger tracking device and method of use in a minimally invasive surgical system
US8682489B2 (en) 2009-11-13 2014-03-25 Intuitive Sugical Operations, Inc. Method and system for hand control of a teleoperated minimally invasive slave surgical instrument
US8521331B2 (en) * 2009-11-13 2013-08-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Patient-side surgeon interface for a minimally invasive, teleoperated surgical instrument
US8935003B2 (en) * 2010-09-21 2015-01-13 Intuitive Surgical Operations Method and system for hand presence detection in a minimally invasive surgical system
US8996173B2 (en) 2010-09-21 2015-03-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and apparatus for hand gesture control in a minimally invasive surgical system
DE102010009065B4 (de) 2010-02-23 2018-05-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Eingabevorrichtung für medizinische minimal-invasive Roboter oder medizinische Simulatoren sowie medizinisches Gerät mit Eingabevorrichtung
JP2013521941A (ja) 2010-03-12 2013-06-13 ヴァイキング・システムズ・インコーポレーテッド 立体的可視化システム
IT1401669B1 (it) 2010-04-07 2013-08-02 Sofar Spa Sistema di chirurgia robotizzata con controllo perfezionato.
JP5704833B2 (ja) * 2010-05-10 2015-04-22 オリンパス株式会社 操作入力装置およびマニピュレータシステム
IT1401438B1 (it) 2010-08-04 2013-07-26 Surgica Robotica S P A Utensile chirurgico robotizzato.
DE102010043584A1 (de) 2010-11-08 2012-05-10 Kuka Laboratories Gmbh Medizinscher Arbeitsplatz
US8251331B2 (en) 2010-11-29 2012-08-28 Robert B Fowler Article holder adapted for being supported by a fence
US9161681B2 (en) 2010-12-06 2015-10-20 Lensvector, Inc. Motionless adaptive stereoscopic scene capture with tuneable liquid crystal lenses and stereoscopic auto-focusing methods
US8918214B2 (en) 2011-01-19 2014-12-23 Harris Corporation Telematic interface with directional translation
EP2675367B1 (en) 2011-02-15 2018-03-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems for indicating a clamping prediction
KR101181613B1 (ko) 2011-02-21 2012-09-10 윤상진 사용자 지정에 따라 결정되는 변위 정보에 기초하여 수술을 수행하는 수술용 로봇 시스템과 그 제어 방법
EP2688720B1 (en) 2011-03-21 2021-10-13 SRI International Mobile robotic manipulator system
US9026247B2 (en) 2011-03-30 2015-05-05 University of Washington through its Center for Communication Motion and video capture for tracking and evaluating robotic surgery and associated systems and methods
EP2721463B1 (en) 2011-06-15 2017-03-08 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Methods and systems for haptic rendering and creating virtual fixtures from point clouds
JP5784388B2 (ja) 2011-06-29 2015-09-24 オリンパス株式会社 医療用マニピュレータシステム
US9554866B2 (en) 2011-08-09 2017-01-31 Covidien Lp Apparatus and method for using a remote control system in surgical procedures
US8672838B2 (en) 2011-08-12 2014-03-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Image capture unit in a surgical instrument
US20130085510A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Robot-mounted surgical tables
DE102011054690B4 (de) 2011-10-21 2016-05-12 Ident Technology Ag Elektrodeneinrichtung für eine kapazitive Sensoreinrichtung zur Positionserfassung
AU2012348348B2 (en) 2011-10-28 2017-03-30 Magic Leap, Inc. System and method for augmented and virtual reality
CA2854829C (en) 2011-11-15 2019-07-02 Manickam UMASUTHAN Method of real-time tracking of moving/flexible surfaces
CN106725857B (zh) 2012-02-15 2019-06-07 直观外科手术操作公司 机器人系统
US9445876B2 (en) * 2012-02-27 2016-09-20 Covidien Lp Glove with sensory elements incorporated therein for controlling at least one surgical instrument
KR102146708B1 (ko) 2012-06-01 2020-08-21 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 영-공간을 이용하여 매니퓰레이터 암들 사이의 충돌을 회피하는 시스템 및 방법
CN111513852B (zh) * 2012-06-01 2023-11-03 直观外科手术操作公司 硬件受限的远程中心机器人操纵器的冗余轴线和自由度
US8882662B2 (en) * 2012-06-27 2014-11-11 Camplex, Inc. Interface for viewing video from cameras on a surgical visualization system
JP6220877B2 (ja) * 2012-08-15 2017-10-25 インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド ゼロ空間を使用した関節運動の相殺のためのシステム及び方法
JP6312264B2 (ja) 2012-09-17 2018-04-18 リシンク ロボティクス インコーポレイテッド 冗長自由度を伴うロボットマニピュレータの制約
US20140130810A1 (en) 2012-11-14 2014-05-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Smart drapes for collision avoidance
JP5908172B2 (ja) 2012-11-30 2016-04-26 オリンパス株式会社 手術支援システムおよび手術支援システムの制御方法
WO2014088798A1 (en) 2012-12-07 2014-06-12 3M Innovative Properties Company Electrically conductive articles
EP3932628A1 (en) 2012-12-10 2022-01-05 Intuitive Surgical Operations, Inc. Collision avoidance during controlled movement of image capturing device and manipulatable device movable arms
EP2757528B1 (en) 2013-01-22 2015-06-24 Pie Medical Imaging BV Method and apparatus for tracking objects in a target area of a moving organ
US9129422B2 (en) 2013-02-25 2015-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Combined surface reconstruction and registration for laparoscopic surgery
KR102351633B1 (ko) 2013-03-14 2022-01-13 씽크 써지컬, 인크. 크리티컬 리전을 가지는 수술 과정을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법
WO2014151952A1 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Sri International Compact robotic wrist
US11747895B2 (en) 2013-03-15 2023-09-05 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic system providing user selectable actions associated with gaze tracking
CN105188592B (zh) 2013-03-15 2018-07-27 Sri国际公司 超灵巧型手术系统
EP2967211A4 (en) 2013-03-15 2016-10-12 Sv Tool Corp ERGONOMICALLY PRODUCTIVE WORKSTATION HAVING A COORDINATED AND HARMONIZED MOVEMENT OF HEADREST, BACKREST, SEAT, RESTORING ELEMENTS, ARMRESTS, SCREEN BRACKET AND WORK TRAYS. ASSISTED STATION CONFIGURATIONS, STAND UP STATION AND INCLINATION
CA3004277C (en) 2013-06-19 2020-10-20 Titan Medical Inc. Articulated tool positioner and system employing same
KR20150017129A (ko) 2013-08-06 2015-02-16 삼성전자주식회사 수술 로봇 시스템 및 그 제어 방법
US10799303B2 (en) 2013-08-15 2020-10-13 Intuitive Surgical Operations, Inc. Preloaded surgical instrument interface
GB2523831B (en) 2014-03-07 2020-09-30 Cmr Surgical Ltd Surgical arm
EP3197646A4 (en) 2014-09-23 2018-06-06 Covidien LP Surgical robotic arm support systems and methods of use
CN108025445A (zh) 2015-07-23 2018-05-11 斯里国际 机器人臂及机器人手术系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006124388A1 (en) * 2005-05-16 2006-11-23 Intuitive Surgical, Inc Methods and system for performing 3-d tool tracking by fusion of sensor and/or camera derived data during minimally invasive robotic surgery

Also Published As

Publication number Publication date
US20200022775A1 (en) 2020-01-23
CA2905968A1 (en) 2014-09-25
JP6396987B2 (ja) 2018-09-26
US10383699B2 (en) 2019-08-20
JP2019022670A (ja) 2019-02-14
WO2014151621A1 (en) 2014-09-25
AU2014233662A1 (en) 2015-09-17
US20150038982A1 (en) 2015-02-05
JP2020096893A (ja) 2020-06-25
BR112015022453A2 (pt) 2017-07-18
CN105188592B (zh) 2018-07-27
US20150038981A1 (en) 2015-02-05
US10987192B2 (en) 2021-04-27
US20200008901A1 (en) 2020-01-09
CN109171977A (zh) 2019-01-11
AU2019202697B2 (en) 2020-01-30
ES2773843T3 (es) 2020-07-15
EP3626179B1 (en) 2022-05-04
US10376337B2 (en) 2019-08-13
JP6662967B2 (ja) 2020-03-11
AU2019202697A1 (en) 2019-05-09
AU2014233662B2 (en) 2019-01-17
EP2967521A4 (en) 2016-07-27
EP2967521B1 (en) 2019-12-25
US20190343594A1 (en) 2019-11-14
US10299883B2 (en) 2019-05-28
EP2967521A1 (en) 2016-01-20
CN105188592A (zh) 2015-12-23
US20150157410A1 (en) 2015-06-11
JP2016519585A (ja) 2016-07-07
KR20160010426A (ko) 2016-01-27
EP3626179A1 (en) 2020-03-25
US20150025549A1 (en) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019202697B2 (en) Hyperdexterous surgical system
JP5946784B2 (ja) 外科用視覚化方法、システムおよびデバイス、ならびにデバイス操作
US11553973B2 (en) Robotic arm having an extendable prismatic link
US20230240765A1 (en) Remote control apparatus
Herman et al. Design and preliminary in vivo validation of a robotic laparoscope holder for minimally invasive surgery
Herman et al. Development and first in vivo trial of EvoLap, an active laparoscope positioner
JP2021065396A (ja) 手術器具

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right