KR102371053B1 - 수술로봇 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수술 로봇의 수술 경로 설정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수술로봇을 이용한 수술의 진행과정에서 필요에 따라 수술로봇의 수술 경로를 용이하게 재설정할 수 있는 수술로봇의 수술 경로 설정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 수술로봇의 수술 경로 설정 방법에 있어서, (a) 상기 수술로봇이 수술 경로 설정 장치로부터 사전에 전송되며 피수술자의 수술 부위에 대하여 미리 설정된 제1 수술 경로에 따라 동작하는 단계; (b) 상기 수술로봇이 상기 수술 경로 설정 장치로부터 전송되는 수술 경로 재설정 명령의 수신 여부를 확인하는 단계; (c) 상기 수술로봇이 상기 수술 경로 재설정 명령의 수신 여부를 확인하면 동작을 정지하는 단계; (d) 상기 수술 경로 설정 장치가 수술 경로 형태 정보를 입력받는 단계; (e) 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 수술 경로 형태 정보를 이용하여 새로운 수술 경로인 제2 수술 경로를 결정한 후 이를 상기 수술로봇으로 전송하는 단계; 및 (f) 상기 수술로봇이 상기 제2 수술 경로에 따라 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 수술로봇을 이용한 수술 과정에서 용이하게 수술 경로를 재설정할 수 있으므로 수술 중 발생가능한 사고를 최소화함과 동시에 수술의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

수술로봇 시스템{Surgical robot system}
본 발명은 수술 로봇의 수술 경로 설정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수술로봇을 이용한 수술의 진행과정에서 필요에 따라 수술로봇의 수술 경로를 용이하게 재설정할 수 있는 수술로봇의 수술 경로 설정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수술로봇은 의사가 직접 수행하던 수술 행위를 대신할 수 있는 기능을 가지는 로봇을 말한다. 이러한 수술 로봇은 사람에 비하여 정확하고 정밀한 동작을 할 수 있으며 원격 수술이 가능하다는 장점을 갖는다.
이러한 장점을 갖는 수술 로봇의 경우 용도에 따라 크게 뼈 수술로봇, 복강경 수술로봇, 정위 수술로봇 등으로 구분할 수 있고, 이 중 뼈 수술로봇의 경우 뼈를 절단하거나 또는 접합하는 수술 등에 사용되며, 사람이 직접 수술하는 것과 비교시 손떨림 등이 발생하지 않아 수술 정확도가 높아지며, 뼈 수술 과정에서 수시로 X-RAY 촬영 등을 통해 수술 경과를 확인하는 경우 발생 가능한 의료진의 방사선 과다 노출 또는 장시간의 수술로 인한 의료진의 체력저하 등의 문제점을 개선할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 뼈 수술로봇의 경우 일반적으로 정해진 수술 경로에 따라 수술을 수행하는 자동식 수술로봇이 주로 사용되지만, 자동식 수술로봇의 경우 수술 중 돌발상황(예를 들어, 수술계획시 확인되지 못하고 수술 현장에서 확인되는 환부 또는 수술 현장에서 직접 환부를 확인해야 하는 경우)이 발생하는 경우 이에 대한 대처(예를 들어, 수술경로 재설정)가 용이하지 못한 문제점이 있었다.
한국 공개특허공보 제10-2014-0112208호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 수술로봇을 이용한 수술 과정에서 수술계획 수립중 확인되지 않았던 환부가 수술 도중 발견되거나 또는 직접 환부를 확인하면서 수술을 진행해야 하는 경우 수술 경로를 용이하게 재설정할 수 있는 수술로봇의 수술 경로 설정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇의 수술 경로 설정 방법은 수술로봇의 수술 경로 설정 방법에 있어서, (a) 상기 수술로봇이 수술 경로 설정 장치로부터 사전에 전송되며 피수술자의 수술 부위에 대하여 미리 설정된 제1 수술 경로에 따라 동작하는 단계; (b) 상기 수술로봇이 상기 수술 경로 설정 장치로부터 전송되는 수술 경로 재설정 명령의 수신 여부를 확인하는 단계; (c) 상기 수술로봇이 상기 수술 경로 재설정 명령의 수신 여부를 확인하면 동작을 정지하는 단계; (d) 상기 수술 경로 설정 장치가 수술 경로 형태 정보를 입력받는 단계; (e) 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 수술 경로 형태 정보를 이용하여 새로운 수술 경로인 제2 수술 경로를 결정한 후 이를 상기 수술로봇으로 전송하는 단계; 및 (f) 상기 수술로봇이 상기 제2 수술 경로에 따라 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e) 단계는 (e1) 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 수술 경로 형태 정보의 종류를 1차 확인하는 단계; (e2) 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 1차 확인 결과에 따라 상기 수술 경로 형태 정보의 종류를 2차 확인한 후 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 단계; (e3) 상기 수술 경로 설정 장치가 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 위치 및 개수를 확인하는 단계; (e4) 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 최종 결정된 형태 및 상기 확인 결과에 따라 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점을 포함하는 상기 제2 수술 경로를 결정하는 단계; 및 (e5) 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 결정된 제2 수술 경로를 상기 수술로봇으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (e1) 단계는,상기 수술 경로 설정 장치가 상기 1차 확인 결과에 따라 수술 경로 형태를 직선, 곡선, 평면, 및 곡면 중 어느 하나로 결정하는 단계일 수 있다.또한, 상기 (e2) 단계는,상기 수술 경로 설정 장치가 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 직선인 경우 상기 수술 경로 형태의 경로 지시 또는 특정 방향 지시 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (e2) 단계는, 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 곡선인 경우 상기 수술 경로 형태의 원호 또는 자유곡선 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (e2) 단계는, 상기 수술 경로 설정 장치가 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 평면인 경우 상기 수술 경로 형태의 영역 지정 또는 면 지정 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (e2) 단계는,상기 수술 경로 설정 장치가 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 곡면인 경우 상기 수술 경로 형태의 구면 또는 지정 곡면 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 단계일 수 있다.
본 발명에 의하면 수술로봇을 이용한 수술 과정에서 용이하게 수술 경로를 재설정할 수 있으므로 수술 중 발생가능한 사고를 최소화함과 동시에 수술의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇 시스템의 제어 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇 시스템을 대략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇의 수술 경로 설정 방법의 순서도,
도 4는 도 3의 S500에 대한 상세 순서도, 및
도 5는 도 4의 S555에 대한 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇 시스템의 제어 블록도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇 시스템을 대략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇 시스템(10)은 수술로봇(100), 수술 경로 설정 장치(200), 및 트래킹 장치(300)를 포함한다.
수술로봇(100)은 수술 현장 내에 배치되며 수술 경로 설정 장치(200)로부터 사전에 미리 전송되며 피수술자(P)의 수술 부위(SP)에 대하여 미리 설정된 제1 수술 경로에 따라 동작하여 상기 수술 부위에 대한 수술을 수행한다.
이때, 수술로봇(100)의 경우 동작 제어부(미도시) 및 로봇암(120)으로 구성되며 상기 동작 제어부가 상기 제1 수술 경로에 따른 동작 제어 명령을 로봇암(120)으로 전송하면, 로봇암(120)이 6축 구동 방식으로 동작하여 엔드 이펙터(end effector)에 부착된 수술도구(예를 들어, 나이프, 커터, 및 드릴 등)에 의해 상기 수술 부위에 대한 수술이 이루어질 수 있게 된다.
수술 경로 설정 장치(200)는 사전에 수술로봇(100)으로 상기 제1 수술 경로를 전송하고, 수술로봇(100)의 동작 및 상기 수술 부위를 모니터링하는 과정에서 새로운 수술 경로를 설정해야 하는 경우가 발생하면 수술로봇(100)으로 수술 경로 재설정 명령을 전송하여 수술로봇(100)이 수술을 일시적으로 중단하도록 할 수 있다.
그리고, 수술 경로 설정 장치(200)는 상기 새로운 수술 경로를 결정한 후 이를 수술로봇(100)으로 전송하여 수술로봇(100)이 상기 새로운 수술 경로에 따라 동작하여 상기 수술 부위에 대한 수술을 계속 진행할 수 있도록 할 수 있다.
이때, 수술 경로 설정 장치(200)의 경우 전술한 기능을 수행하기 위한 통신부, 모니터링부, 및 수술 경로 설정부를 포함할 수 있고, 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 새로운 수술 경로를 결정하는 상세 과정의 경우 이하 도 3과 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
트래킹 장치(300)는 수술 전 피수술자(P)와 수술로봇(100)의 위치를 확인하고, 수술 중에는 피수술자(P)와 수술로봇(100)의 위치를 추적한다. 트래킹 장치(300)는 피수술자(P)와 수술로봇(100)의 위치를 수술 경로 설정 장치(200)로 전송하여 수술 전 수술 경로를 설정하거나 수술 중 수술이 올바르게 진행되고 있는지를 확인할 수 있도록 한다.
일 실시예에서, 트래킹 장치(300)에는 마커를 사용하는 방식의 트래킹 장치 또는 마커를 사용하지 않는 방식의 트래킹 장치가 사용될 수 있다.
예를 들어, 마커를 사용하는 방식의 트래킹 장치의 경우, 광학식 마커를 피수술자(P)와 수술로봇(100)에 배치하여 이를 추적하는 방식의 트래킹 장치와 비광학식 마커(RF 마커, 자기장 마커 등)를 피수술자(P)와 수술로봇(100)에 배치하여 이를 추적하는 방식의 트래킹 장치 등이 있다. 마커를 사용하지 않는 방식의 트래킹 장치의 경우 피수술자(P), 수술로봇 등과 같은 객체(Object)를 인식하고 인식된 객체를 추적하는 방식을 이용하는 트래킹 장치가 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 마커를 사용하는 방식의 트래킹 장치 중 광학식 마커를 피수술자(P)와 수술로봇(100)에 배치하여 이를 추적하는 방식의 트래킹 장치가 적용된 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
트래킹 장치(300)는 적외선 광을 발광하는 적외선 광원과 서로 이격되어 있는 두 개의 카메라에 의해 피사체에 대한 입체 영상을 획득할 수 있는 적외선 스테레오 카메라를 포함할 수 있다. 또한, 위치 확인 대상체(즉, 피수술자(P)와 수술로봇(100)에는 각각 광마커(M1, M2, M3)가 배치될 수 있다. 각각의 광마커에는 적외선 광을 반사하는 적외선 광 반사체가 구비되어 있으며, 광마커는 피수술자(P)의 수술부위와 수술로봇(100)에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 무릎관절 치환에 앞서 수술로봇(100)을 이용하여 무릎 부위의 대퇴골(femur)과 경골(tibia)을 깎는 수술을 진행하는 경우, 대퇴골과 경골에 각각 광마커(M1, M2)를 배치하고, 수술로봇(100)에 광마커(M3)를 배치하여 트래킹 장치(300)가 대퇴골과 경골의 위치 및 수술로봇(100)의 위치를 추적할 수 있도록 한다. 각각의 광마커(M1, M2, M3)에는 적외선 광 반사체가 각각 다른 패턴으로 배열되어 있어, 트래킹 장치(300)는 각 광마커를 식별하고 각각의 위치를 추적할 수 있다.
또한, 상기 피수술자(P)의 수술부위와 수술로봇(100)에 각각 배치되는 광마커 외에도 특정 위치를 지시하여 트래킹 장치(300)에 해당 위치를 입력시키기 위한 별도의 지시 광마커(M4)가 사용될 수 있다. 본 발명의 경우 새로운 수술 경로의 결정을 위해 수술 경로 재설정 지점을 지시하여 트래킹 장치(300)에 해당 위치를 입력시키는 경우 지시 광마커(M4)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 지시 광마커(M4)를 이용하여 피수술자(P) 신체 상의 복수의 지점을 지시한 후 해당 위치를 트래킹 장치(300)에 입력시키면, 수술 경로 설정 장치(200)는 입력된 수술 경로 형태와 해당 입력된 위치를 기준으로 새로운 수술 경로를 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수술로봇의 수술 경로 설정 방법의 순서도 이다. 도 3을 참조하면, S100에서 수술로봇(100)이 수술 경로 설정 장치(200)로부터 미리 전송되며 피수술자(P)의 수술 부위(SP)에 대하여 미리 설정된 제1 수술 경로에 따라 동작하여 수술을 수행한다.
S200에서 수술로봇(100)이 수술 경로 설정 장치(200)로부터 전송되는 수술 경로 재설정 명령의 수신 여부를 확인하여, 상기 수술 경로 재설정 명령의 수신이 확인되지 않은 경우 S100이 계속 수행되고, 상기 수술 경로 재설정 명령의 수신이 확인된 경우 S300에서 수술로봇(100)이 동작을 정지한다.
이때, 상기 수술 경로 재설정 명령의 경우 운용자가 수술로봇(100)의 동작 및 수술 과정을 모니터링하는 과정에서, 수술계획 수립시 확인되지 못한 새로운 환부가 수술 현장에서 확인되거나 또는 수술 현장에서 직접 환부를 확인하며 수술을 진행해야 하는 경우 운용자가 수술 경로 재설정 명령을 입력하여 수술로봇(100)의 동작을 정지시킬 수 있다.
S400에서 수술 경로 설정 장치(200)가 수술 경로 형태 정보를 입력받는다. 이때, S400에서 상기 수술 경로 형태 정보는 피술자의 수술 부위(SP)에 따라 바람직한 수술 경로의 형태를 제공하기 위한 정보일 수 있으며, 하기 표와 같은 형식으로 구성될 수 있다.
기본 형태 정보 세부 형태 정보 형태 특징 정보
선 직선 경로 지정 또는 특정 방향 지정
곡선 원호 또는 자유곡선
면 평면 영역 지정 또는 면 지정
곡면 구면 또는 지정 곡면
S500에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태 정보를 이용하여 새로운 수술 경로인 제2 수술 경로를 결정한 후 이를 수술로봇(100)으로 전송한다. 이때, S500의 상세 단계는 이하 도 4 및 5를 참조하여 후술한다.
S600에서 수술로봇(100)이 상기 제2 수술 경로에 따라 동작하여 수술을 수행하면 종료가 이루어진다.
도 4는 도 3의 S500에 대한 상세 순서도, 도 5는 도 4의 S555에 대한 참고도이다. 도 4를 참조하면, S505에서 수술 경로 설정 장치(200)가 수술 경로 형태 정보의 종류를 1차 확인하여 S510에서 수술 경로 형태가 선 인경우 S515에서 상기 수술 경로 형태가 직선인지를 확인한다.
그리고, 상기 수술 경로 형태가 직선인 경우 S520에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태의 경로 지정 또는 특정 방향 지정 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 S545에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정한다.
반면, S515에서 상기 수술 경로 형태가 직선이 아닌 것으로 확인되면 수술 경로 설정 장치(200)는 상기 수술 경로 형태를 곡선으로 판단하여 S525에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태의 원호 또는 자유 곡선 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 S545가 수행될 수 있다.
또한, 상기 S510에서 상기 수술 경로 형태가 선이 아닌 것으로 확인되면 수술 경로 설정 장치(200)는 상기 수술 경로 형태를 면으로 판단하고 S530에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태가 평면인지를 확인한다.
그리고, 상기 수술 경로 형태가 평면인 경우 S535에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태의 영역 지정 또는 면 지정 여부를 2차 확인하며, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 S545가 수행될 수 있다.
반면, 상기 S530에서 상기 수술 경로 형태가 평면이 아닌 것으로 확인되면 수술 경로 설정 장치(200)는 상기 수술 경로 형태를 곡면으로 판단하고 S540에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태의 구면 또는 지정 곡면 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인 결과에 따라 상기 S545가 수행될 수 있다.
이에 따라, 상기 S505 내지 S545의 경우 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 수술 경로 형태 정보 중 상기 기본 형태 정보 및 상기 세부 형태 정보를 확인하여 상기 수술 경로 형태의 종류를 1차 결정(다시 말해서, 상기 수술 경로 형태가 직선, 곡선, 평면, 및 곡면 중 어느 하나 인지를 결정)한 후 상기 1차 결정 결과에 따라 상기 수술 경로 형태 정보 중 상기 형태 특징 정보를 확인하여 상기 수술 경로 형태를 2차 결정(다시 말해서, 상기 수술 경로 형태가 경로 지시, 특정 방향 지시, 원호, 자유곡선, 영역 지정, 면 지정, 구면, 및 지정 곡면 중 어느 하나 인지를 결정)하는 단계일 수 있다.
S550에서 수술 경로 설정 장치(200)가 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 위치를 확인한다. 이때, S550에서 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 위치는
지시 광마커(M4)를 이용하여 피수술자(P) 신체 상의 복수의 지점을 지시한 후 해당 위치를 트래킹 장치(300)에 입력시키는 방식으로 입력될 수 있다. 예를 들어, 지시 광마커(M4)를 특정 지점에 위치시킨 후 입력수단(예를 들어, 페달, 키보드, 마우스, 터치 입력 수단 등의 입력수단)으로 입력 종료 명령을 입력하여 해당 위치를 입력시킬 수 있다. 복수의 지점을 입력하는 경우, 각 지점에 대해 지시 광마커(M4)를 위치시키고 각 지점에서 입력 종료 명령을 입력함으로써 복수의 지점을 트래킹 장치(300)에 입력할 수 있다.
S555에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 S545에서 최종 결정된 수술 경로의 형태 및 상기 S550에서 확인되는 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 개수 및 위치에 따라 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점을 포함하는 상기 제2 수술 경로를 결정한다.
다시 말해서, 도 5를 참조하면 S555에서 수술 경로 설정 장치(200)는 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 개수 및 위치를 먼저 확인한 후 상기 수술 경로 형태가 직선 및 경로 지시인 경우 도 5의 (a)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있고, 상기 수술 경로 형태가 직선 및 특정 방향 지시인 경우 도 5의 (b)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있으며, 상기 수술 경로 형태가 곡선 및 원호인 경우 도 5의 (c)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있고, 상기 수술 경로 형태가 자유 곡선인 경우 도 5의 (d)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있다.
또한, 수술 경로 설정 장치(200)는 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 개수 및 위치를 먼저 확인한 후 상기 수술 경로 형태가 평면 및 영역 지정인 경우 도 5의 (e)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있고, 상기 수술 경로 형태가 평면 및 면 지정인 경우 도 5의 (f)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있으며, 상기 수술 경로 형태가 곡면 및 원호인 경우 도 5의 (g)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있고, 상기 수술 경로 형태가 곡면 및 지정곡면인 경우 도 5의 (h)와 같은 형태의 상기 제2 수술 경로를 결정할 수 있다.
S560에서 수술 경로 설정 장치(200)가 상기 S555에서 결정된 상기 제2 수술 경로를 수술로봇(100)으로 전송하면 S500이 완료되고, S600이 수행될 수 있게 된다.
다른 실시예에서, 수술 경로 설정 장치(200)에서 상기 제2 수술 경로가 설정되면, 상기 제2 수술 경로에 대한 가상 객체가 생성되어 운용자의 수동 수술을 보조할 수 있도록 한다.
예를 들어, 수술로봇(100)이 제2 수술 경로에 따라 자동으로 수술하는 것이 아니라, 운용자가 수술로봇(100)을 수동으로 조작 및 구동하여 직접 수술을 진행하는 경우 상기 재설정된 제2 수술 경로에 대응되는 가상 객체가 수술 경로 설정 장치(200)에 설정되어 상기 수술로봇(100)의 동작을 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 재설정된 제2 수술 경로가 바람직한 수술 경로로 설정된 경우, 수술 경로 설정 장치(200)에는 상기 수술로봇(100)이 제2 수술 경로를 벗어나지 못하도록 하는 가상 객체가 설정되어 운용자가 조작 및 구동하는 수술로봇(100)이 제2 수술 경로를 벗어나지 않도록 한다.
상기 재설정된 제2 수술 경로가 침범하지 않아야 하는 침범 금지 경로 설정된 경우, 수술 경로 설정 장치(200)에는 상기 수술로봇(100)이 제2 수술 경로를 침범하지 못하도록 하는 가상 객체가 설정되어 운용자가 조작 및 구동하는 수술로봇(100)이 제2 수술 경로를 침범하지 않도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상이 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상이 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(100) : 수술로봇 (200) : 수술 경로 설정 장치
(300) : 트래킹 장치

Claims (7)

  1. 피수술자의 수술 부위에 대하여 소정의 수술 경로에 따라 동작하는 수술로봇;
    상기 수술로봇으로 수술 경로를 전송하고, 수술 중 새로운 수술 경로인 제2 수술 경로를 설정해야 하는 경우 상기 수술로봇으로 수술 경로 재설정 명령을 전송하여, 미리 설정된 제1 수술 경로에 따라 동작하고 있는 상기 수술로봇의 동작이 일시적으로 정지되도록 하는 수술 경로 설정 장치; 및
    수술 전 상기 피수술자와 상기 수술로봇의 위치를 확인하고, 수술 중에 상기 피수술자와 상기 수술로봇의 위치를 추적하는 트랙킹 장치를 포함하고,
    상기 수술 경로 설정 장치는, 입력받은 수술 경로 형태 정보를 기초로 결정된 수술 경로 형태 및 상기 트랙킹 장치에 입력된 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 개수 및 위치를 기초로 상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점을 포함하는 상기 제2 수술 경로를 해당 수술 중에 결정하며,
    상기 수술 경로 형태는 직선, 곡선, 평면, 및 곡면 중 어느 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 수술 경로 재설정 지점의 위치는, 상기 피수술자의 신체 상의 복수의 지점을 지시하는 지시 광마커의 위치를 상기 트랙킹 장치에 입력하여 설정되는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수술 경로 설정 장치는, 상기 수술 경로 형태 정보의 종류를 1차 확인하고, 상기 1차 확인의 결과에 따라 상기 수술 경로 형태를 직선, 곡선, 평면, 및 곡면 중 어느 하나로 결정하는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수술 경로 설정 장치는, 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 직선인 경우 상기 수술 경로 형태의 경로 지시 또는 특정 방향 지시 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인의 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수술 경로 설정 장치는, 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 곡선인 경우 상기 수술 경로 형태의 원호 또는 자유곡선 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인의 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수술 경로 설정 장치는, 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 평면인 경우 상기 수술 경로 형태의 영역 지정 또는 면 지정 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인의 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 수술 경로 설정 장치는, 상기 1차 확인된 수술 경로 형태가 곡면인 경우 상기 수술 경로 형태의 구면 또는 지정 곡면 여부를 2차 확인하고, 상기 2차 확인의 결과에 따라 상기 제2 수술 경로의 형태를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는 수술로봇 시스템.
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JP2017563184A JP6720221B2 (ja) 2015-06-04 2016-05-10 手術経路設定装置、これを含む手術ロボットシステム、及び手術ロボットの手術経路の設定方法
PCT/KR2016/004899 WO2016195265A1 (ko) 2015-06-04 2016-05-10 수술 경로 설정 장치, 이를 포함하는 수술로봇 시스템, 및 수술로봇의 수술 경로 설정 방법
EP16803620.0A EP3305233A4 (en) 2015-06-04 2016-05-10 SURGICAL PATH ADJUSTMENT DEVICE, SURGICAL ROBOT SYSTEM COMPRISING THE SAME, AND SURGICAL PATH ADJUSTMENT METHOD FOR SURGICAL ROBOT
US15/579,269 US10631940B2 (en) 2015-06-04 2016-05-10 Surgical path setting device, surgical robot system comprising same and surgical path setting method for surgical robot
CN201680032436.6A CN107690317B (zh) 2015-06-04 2016-05-10 手术路径设定装置、包括该手术路径设定装置的手术机器人系统

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11571262B2 (en) * 2017-04-18 2023-02-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for planning a procedure
TWI733151B (zh) * 2018-08-01 2021-07-11 鈦隼生物科技股份有限公司 病患位置之術中追蹤方法、系統與可讀取儲存媒體

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013192598A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Excelsius Surgical, L.L.C. Surgical robot platform

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5086401A (en) * 1990-05-11 1992-02-04 International Business Machines Corporation Image-directed robotic system for precise robotic surgery including redundant consistency checking
US7708741B1 (en) * 2001-08-28 2010-05-04 Marctec, Llc Method of preparing bones for knee replacement surgery
US6728599B2 (en) * 2001-09-07 2004-04-27 Computer Motion, Inc. Modularity system for computer assisted surgery
JP2003114706A (ja) 2001-10-05 2003-04-18 Matsuura Tekkosho:Kk 多関節汎用ロボットモデルの表示システム
US6839612B2 (en) * 2001-12-07 2005-01-04 Institute Surgical, Inc. Microwrist system for surgical procedures
JP2003256025A (ja) * 2001-12-25 2003-09-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ロボット動作教示方法及び装置
CA2633137C (en) * 2002-08-13 2012-10-23 The Governors Of The University Of Calgary Microsurgical robot system
JP2004254899A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Hitachi Ltd 手術支援システム及び手術支援方法
CN100464720C (zh) * 2005-12-22 2009-03-04 天津市华志计算机应用技术有限公司 基于光学跟踪闭环控制的脑外科机器人系统及实现方法
CA2712607A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Mcmaster University Surgical guidance utilizing tissue feedback
KR101049507B1 (ko) * 2009-02-27 2011-07-15 한국과학기술원 영상유도수술시스템 및 그 제어방법
KR101666859B1 (ko) * 2009-10-01 2016-10-17 마코 서지컬 코포레이션 도구, 다기능 도구용 부품들의 키트 및 다기능 도구용 로봇 시스템
JP2012061529A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Asa Systems:Kk ロボット軌跡生成装置
CN102018575B (zh) * 2010-12-08 2012-08-22 清华大学 机器人辅助柔性针穿刺软组织实时操控系统及方法
US9119655B2 (en) 2012-08-03 2015-09-01 Stryker Corporation Surgical manipulator capable of controlling a surgical instrument in multiple modes
KR101195994B1 (ko) * 2011-02-11 2012-10-30 전남대학교산학협력단 3차원 광학 측정기를 이용한 뼈 움직임 감지 및 경로 보정 시스템
KR101334007B1 (ko) * 2012-01-12 2013-11-27 의료법인 우리들의료재단 수술용 로봇제어 시스템 및 그 제어방법
US20130274596A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Children's National Medical Center Dual-mode stereo imaging system for tracking and control in surgical and interventional procedures
KR102119534B1 (ko) 2013-03-13 2020-06-05 삼성전자주식회사 수술 로봇 및 그 제어방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013192598A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Excelsius Surgical, L.L.C. Surgical robot platform

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