KR102430277B1 - 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 확인 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감지 방식이 서로 다른 주센서 및 보조센서를 구비하여, 정형외과 수술 시, 단일 센서의 고장 또는 감지 신호 수신 불가 상황에 유연하게 대처하여 마커의 위치 및 자세를 정확하게 확인할 수 있는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 확인 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법은 (a) 광학식 추적 센서를 이용하여, 수술 부위와 인접한 위치 및 수술로봇의 일측에 장착된 제1마커장치 내지 제3마커장치의 광학식 마커를 감지하고, 센서 신호 수신기를 이용하여 상기 제1마커장치 내지 제3마커장치의 마커센서의 감지 신호를 수신하는 단계, (b) 위치연산장치의 센서위치 동기화부를 이용하여, 광학식 추적 센서 및 센서 신호 수신기에서 감지 신호를 전달 받아 주센서로 설정된 센서의 좌표계를 기준으로 보조센서의 위치를 동기화하는 단계 및 (c) 위치추적부를 이용하여, 제1마커장치 내지 제3마커장치의 위치 및 자세를 추적하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 확인 방법{Marker positioning system and method for orthopedic surgery}
본 발명은 정형외과 수술용 마커의 위치를 확인하는 기술에 관한 것으로, 더 상세하게는 감지 방식이 서로 다른 주센서 및 보조센서를 구비하여, 정형외과 수술 시, 단일 센서의 고장 또는 감지 신호 수신 불가 상황에 유연하게 대처하여 마커의 위치 및 자세를 정확하게 확인할 수 있는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 확인 방법에 관한 것이다.
최근 의학 기술의 발달로 로봇과 컴퓨터 시스템을 이용한 네비게이션 수술이 활발히 도입되고 있으며, 인공 관절 수술 분야에서도 이러한 수술이 적용되고 있다.
무릎 관절의 경우, 외상이나 여러 가지 감염, 질환에 의한 통증 및 행동 장애가 오면 정형외과적 수술을 통해 관절 전체나 부분에 치환술을 사용하여 치료를 하며, 이중 약 10~30%의 환자들은 무릎 내측 조인트의 마모가 오게 되어 무릎관절 부분치환수술을 시행한다.
이러한 정형외과 관절 수술에 쓰이는 로봇의 일예로, 로보닥(ROBODOC)의 일종이며, 자율 구동되는 캐드/캠(CAD/CAM) 로봇을 들 수 있다. 이러한 정형외과 수술로봇은 미리 계획된 경로를 따라 뼈를 절삭해냄에 따라 절삭 중에 뼈가 움직이지 않도록 하는 것이 바람직하다.
종래 정형외과 수술로봇을 이용한 무릎 관절 수술을 진행 시, 대한민국 등록특허 공보 제10-1154100호(2012. 05. 31)에 기재된 바와 같이, 광학식 마커를 장착하고, 네비게이터의 광학센서로 광학식 마커의 위치와 자세를 트래킹하여, 수술 상황을 모니터링하고, 정확한 수술 부위에 수술로봇을 투입하게 된다.
하지만 수술 과정에서 수술로봇의 로봇암, 의료진의 움직임, 이외 장애물로 인해 네비게이터의 광학센서의 시야를 차단하여, 환자의 위치나 수술로봇의 위치를 감지하지 못하는 문제가 발생하며, 이 경우 수술을 중단하고, 광학센서의 구동 동작을 점검해야 함에 따라 수술 시간이 지연되는 문제점이 있다.
최근에는 대한민국 공개특허 공보 제10-2014-0056772호(2012. 10. 13)에 개시된 바와 같이, 시술자가 바늘 삽입용 중재시술 로봇('바늘삽입로봇')의 조작부를 조작하는 방식이 적용되고 있다.
대한민국 등록특허 공보 10-1154100B, 2012. 05. 31, 10쪽 내지 11쪽.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 방법의 목적은 감지 방식이 서로 다른 주센서 및 보조센서를 구비하여, 주센서 또는 보조센서의 비정상 구동 상황 발생 시에도 마커의 위치 및 자세를 실시간으로 트래킹할 수 있는 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템은 수술 부위와 인접한 위치 및 수술로봇의 일측에 장착되고, 광학식 마커와 기울기 센서와 가속도 센서가 내장된 마커센서를 포함하는 제1마커장치 내지 제3마커장치, 상기 광학식 마커의 위치를 감지하는 광학식 추적 센서, 마커센서의 감지 신호를 수신하는 센서 신호 수신기 및 상기 광학식 추적 센서 및 상기 센서 신호 수신기에서 감지 신호를 전달 받아 광학식 마커 및 마커센서의 위치를 동일한 좌표계로 동기화하고, 상기 광학식 마커 및 기울기 센서의 동작 상태에 따라 주센서 및 보조 센서를 설정하는 위치연산장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법은 (a) 광학식 추적 센서를 이용하여, 수술 부위와 인접한 위치 및 수술로봇에 장착된 제1마커장치 내지 제3마커장치의 광학식 마커를 감지하고, 센서 신호 수신기를 이용하여 상기 제1마커장치 내지 제3마커장치의 마커센서의 감지 신호를 수신하는 단계, (b) 위치연산장치의 센서위치 동기화부를 이용하여, 광학식 추적 센서 및 센서 신호 수신기에서 감지 신호를 전달받아 주센서로 설정된 센서의 좌표계를 기준으로 보조센서의 위치를 동기화하는 단계 및 (c) 위치추적부를 이용하여, 제1마커장치 내지 제3마커장치의 위치 및 자세를 추적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 방법은 주센서 또는 보조센서의 비정상 구동 상황 발생 시에도 마커의 위치 및 자세를 실시간으로 트래킹할 수 있으며, 이를 통해 수술 중단 상황을 최소화할 수 있으며, 센서의 비정상 동작 상황에 따라 정형외과 수술로봇의 속도를 조절하여 센서 인식 불가에 따른 신속하고 적극적인 대응이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템에 있어서, 위치연장장치의 상세 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법의 전체 흐름을 나타내는 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법에 있어서, S200 단계의 상세 흐름을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법에 있어서, S210 단계의 상세 흐름을 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법에 있어서, S300 단계의 상세 흐름을 나타내는 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법에 있어서, S300 단계의 또 다른 상세 흐름을 나타내는 흐름도.
이하, 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 확인 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도로, 마커장치(31, 32, 33), 광학식 추적 센서(15), 센서 신호 수신기(25), 위치연산장치(40) 및 정형외과 수술로봇(50)을 포함한다.
상기 마커장치(31, 32, 33)는 수술 부위인 무릎을 기준으로 대퇴골(1) 일지점에 장착된 제1마커장치(31)와 정강뼈(2) 일지점에 장착된 제2마커장치(32) 및 상기 정형외과 수술로봇(50)의 일지점에 장착된 제3마커장치(33)을 포함하며, 각각 광학식 마커(11, 12, 13) 및 기울기 센서와 가속도 센서가 내장된 마커센서(21, 22, 23)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 상기 광학식 마커(11, 12, 13)는 중심점을 기준으로 서로 다른 방향의 가지 형태의 바(bar) 3개 또는 4개가 형성되고, 상기 바의 단부에는 각각 고반사의 볼마커가 형성되도록 하였다.
상기 광학식 추적 센서(15)는 3차원 공간 좌표상의 상기 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 감지하며, 감지된 신호는 상기 위치연산장치(40)에 전달하며, 본 발명의 실시예에서 상기 광학식 추적 센서(15)는 스테레오 적외선 카메라로 구현하였다.
상기 마커센서(21, 22, 23)는 가속도 센서 및 기울기 센서가 내장되어 있는데 기울기 센서로 상기 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치를 감지하고, 가속도 센서의 신호로 기울기 신호의 오차를 줄여 상호 보완적으로 상기 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 정보를 획득할 수 있다.
상기 센서 신호 수신기(25)는 상기 마커센서(21, 22, 23)의 감지 신호를 수신하며, 수신된 신호는 상기 위치연산장치(40)에 전달된다.
상기 위치연산장치(40)는 상기 광학식 추적 센서(15) 및 상기 센서 신호 수신기(25)에서 감지 신호를 전달 받아 광학식 마커(11, 12, 13) 및 마커센서(21, 22, 23)의 위치를 동일한 좌표계로 동기화하고, 상기 광학식 마커(11, 12, 13) 및 마커센서(21, 22, 23)의 동작 상태에 따라 주센서 및 보조 센서를 설정한다.
본 발명에 따른 상기 위치연산장치(40)는 상기 광학식 추적 센서(15) 및 상기 센서 신호 수신기(25)에서 감지 신호를 전달 받아 주센서의 좌표계를 기준으로 보조센서의 위치를 동기화하는 센서위치 동기화부(41), 제1마커장치(31) 내지 제3마커장치(33)의 위치 및 자세를 추적하는 위치추적부(42), 상기 광학식 추적 센서(15) 또는 상기 센서 신호 수신기(25)의 동작이 정상적이지 않은 경우, 정상 동작하는 센서를 주센서로 설정하는 센서고장 판단부(43), 센서 고장 상황 발생 시, 외부에 센서 고장 알림 메시지를 표시하는 센서고장 알림부(44)를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 센서고장 판단부(43)는 상기 광학식 추적 센서(15) 및 상기 센서 신호 수신기(15) 중 적어도 어느 하나 이상이 정상 동작하지 않을 경우, 로봇 정지 신호 또는 로봇 감속 신호를 발생시켜, 상기 정형외과 수술로봇(50)에 전달할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템의 마커 위치 확인 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법의 전체 흐름을 나타내는 도면으로, 먼저 상기 마커장치(31, 32, 33)를 장착하는 단계(S100)를 수행하고, 본 발명의 실시예에서 상기 S100 단계는 수술 부위인 무릎을 기준으로 대퇴골 일지점에 제1마커장치(31)를 장착하고, 정강뼈 일지점에 제2마커장치(32)를 장착하고, 상기 정형외과 수술로봇(50)의 일지점에 제3마커장치(33)를 장착하도록 하였다.
다음으로, 상기 광학식 추적 센서(15)를 이용하여, 수술 부위와 인접한 위치에 장착된 제1마커장치(31) 내지 제3마커장치(33)의 각 광학식 마커(11, 12, 13)를 감지하고, 센서 신호 수신기(25)를 이용하여 상기 제1마커장치(31) 내지 제3마커장치(33)의 마커센서(21, 22, 23)의 감지 신호를 수신하는 단계(S200)를 수행한다.
다음으로, 상기 위치연산장치(40)의 센서위치 동기화부(41)를 이용하여, 광학식 추적 센서(15) 및 센서 신호 수신기(25)에서 감지 신호를 전달 받아 주센서로 설정된 센서의 좌표계를 기준으로 보조센서의 위치를 동기화하는 단계(S300)를 수행한다.
본 발명에 따른 상기 S300 단계는 도 4에 도시된 바와 같이, 주센서로 설정된 광학식 추적 센서(15)의 감지 신호로 제1마커장치(31) 내지 제3마커장치(33)의 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치와 자세를 인식하는 단계(S310)를 수행하며, 본 발명에 따른 상기 S310 단계는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광학식 추적 센서(15)의 감지 신호의 변동량이 사전에 설정된 임계값 이하인지 여부를 확인하는 단계(S311)를 수행하고, 만일 상기 S311 단계에서 상기 광학식 추적 센서(15)의 감지 신호의 변동량이 사전에 설정된 임계값 이하인 경우, 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 기록하는 단계(S312)를 수행한다.
상기 S310단계와 동시에 센서 신호 수신기(25)를 이용하여, 보조센서로 설정된 마커센서(21, 22, 23)의 신호를 획득하여, 센서 신호 기반 위치 정보를 획득하는 단계(S320)을 수행한다.
상기 S320 단계에서 상기 마커센서(21, 22, 23)는 가속도 센서 및 기울기 센서가 내장되어 있는데 기울기 센서로 마커의 위치를 감지하고, 가속도 센서의 신호로 기울기 신호의 오차를 줄여 상호 보완적으로 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 정보를 획득할 수 있는 것이다.
다음으로, 보조센서로 설정된 마커센서(21, 22, 23)의 위치를 상기 광학식 마커(11, 12, 13)의 좌표계를 기준으로 동기화하는 단계(S330)를 수행한다.
다음으로, 위치추적부(42)를 이용하여, 제1마커장치(31) 내지 제3마커장치(33)의 위치 및 자세를 추적하는 단계(S400)를 수행한다.
본 발명에 따른 상기 S400 단계는 도 6에 도시된 바와 같이, 센서고장 판단부(43)를 이용하여, 주센서로 설정된 광학식 추적 센서(15)의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 단계(S411)를 수행하고, 상기 S410 단계에서 광학식 추적 센서(15)의 동작이 정상으로 판단될 경우, 보조센서로 설정된 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 단계(S412)를 수행하고, 상기 S412 단계에서 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상으로 판단될 경우, 상기 광학식 추적 센서(15) 및 마커센서(21, 22, 23)의 감지 신호로 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 인식하여 출력하는 단계(S413, S430)를 수행한다.
또한, 상기 S412 단계에서 상기 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 주센서인 광학식 추적 센서(414)의 센서값으로 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 인식하는 단계(S421)를 수행하고, 센서고장 알림부(44)를 이용하여, 보조센서인 마커센서(21, 22, 23)의 고장 메시지를 외부에 표시하는 단계(S422)를 수행하고, 인식된 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 출력하는 단계(S440)를 수행한다.
또한, 상기 S411 단계에서 광학식 추적 센서(15)의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 보조센서로 설정된 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 단계(S431)를 수행하고, 상기 S431 단계에서 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상으로 판단될 경우, 보조센서인 마커센서(21, 22, 23)의 감지 신호로 마커장치(31, 32, 33)의 위치 및 자세를 인식하는 단계(S432)를 수행하고, 센서고장 알림부(44)를 이용하여, 주센서인 광학식 추적 센서(15)의 고장 메시지를 외부에 표시하는 단계(S433)를 수행하고, 인식된 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 출력하는 단계(S440)를 수행한다.
또한, 상기 S411 단계에서 주센서로 설정된 광학식 추적 센서(15)의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 보조센서로 설정된 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 단계(S431)를 수행하고, 상기 S431 단계에서 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 로봇 정지 신호를 발생시켜 정형외과 수술로봇(50)에 전달하는 단계(S440)를 수행하고, 센서고장 알림부(44)를 이용하여, 주센서인 광학식 추적 센서(15) 및 보조센서인 마커센서(21, 22, 23)의 고장 메시지를 외부에 표시하는 단계(S450)를 수행한다.
도 7은 본 발명에 따른 상기 S400 단계의 또 다른 실시예로, 센서고장 판단부(43)를 이용하여, 주센서로 설정된 광학식 추적 센서(15)의 동작이 정상인지 여부를 판단한 결과, 광학식 추적 센서(15)의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단되고, 보조센서로 설정된 마커센서(21, 22, 23)의 동작이 정상 동작하는 것으로 판단 (S461)되면, 로봇 감속 신호를 발생하여, 정형외과 수술로봇에 전달하는 단계(S462)를 수행하고, 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되는지 확인하는 단계(S463)를 수행하고, 상기 S463 단계에서 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되는 경우, 상기 마커센서(21, 22, 23)의 감지 신호로 광학식 마커(11, 12, 13)의 위치 및 자세를 인식하여 출력하는 단계(S471)를 수행하고, 로봇 작업 속도의 복귀 신호를 발생하여, 정형외과 수술로봇(50)에 전달하는 단계(S472)를 수행한다.
또한, S463 단계에서 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되지 않는 경우, 로봇 정지 신호를 발생하여, 상기 정형외과 수술로봇(50)에 전달하는 단계(S481)를 수행하고, 센서고장 알림부(44)를 이용하여, 광학식 추적 센서(15)의 고장 메시지를 외부에 표시하는 단계(S482)를 수행한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 방법을 적용 시, 주센서 또는 보조센서의 비정상 구동 상황 발생 시에도 마커의 위치 및 자세를 실시간으로 트래킹할 수 있는 효과를 누릴 수 있다.
또한, 이를 통해 수술 중단 상황을 최소화할 수 있으며, 센서의 비정상 동작 상황에 따라 정형외과 수술로봇의 속도를 조절하여 센서 인식 불가에 따른 신속하고 적극적인 대응이 가능하도록 하는 효과가 있다.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템 및 그 확인 방법으로 구현할 수 있다.
1 : 대퇴골
2 : 정강뼈
11 내지13 : 제1광학식 마커 내지 제3광학식 마커
15 : 광학식 추적 센서
21 내지 23 : 제1마커센서 내지 제3마커센서
25 : 센서 신호 수신기
31 내지 33 : 제1마커장치 내지 제3마커장치
40 : 위치연산장치
50 : 정형외과 수술로봇

Claims (13)

  1. 수술 부위와 인접한 위치와 정형외과 수술로봇에 장착되고, 광학식 마커와 기울기 센서 및 가속도 센서가 내장된 마커센서를 포함하는 제1마커장치 내지 제3마커장치;
    상기 광학식 마커의 위치를 감지하는 광학식 추적 센서;
    상기 마커센서의 감지 신호를 수신하는 센서 신호 수신기; 및
    상기 광학식 추적 센서 및 상기 센서 신호 수신기에서 감지 신호를 전달 받아 광학식 마커 및 마커센서의 위치를 동일한 좌표계로 동기화하고, 상기 제1마커장치 내지 상기 제3마커장치의 위치 및 자세를 추적하는 위치연산장치를 포함하며,
    상기 위치연산장치는, 상기 광학식 추적 센서의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우 상기 마커센서의 동작이 정상인지 여부를 판단하고, 판단 결과, 상기 마커센서의 동작이 정상으로 판단될 경우, 로봇 감속 신호를 발생하여 상기 정형외과 수술로봇에 전달하고, 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되는지 확인하여, 상기 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되는 경우 상기 마커센서의 감지 신호로 상기 광학식 마커의 위치 및 자세를 인식하고, 로봇 작업 속도의 복귀 신호를 발생하여 상기 정형외과 수술로봇에 전달하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치연산장치는,
    상기 광학식 추적 센서 및 상기 센서 신호 수신기에서 감지 신호를 전달 받아 상기 광학식 추적 센서의 좌표계를 기준으로 상기 마커센서의 위치를 동기화하는 센서위치 동기화부;
    상기 센서위치 동기화부와 연결되어, 제1마커장치 내지 제3마커장치의 위치 및 자세를 추적하는 위치추적부; 및
    상기 위치추적부와 연결되고, 상기 광학식 추적 센서와 상기 마커센서의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 센서고장 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서고장 판단부는,
    상기 광학식 추적 센서 및 상기 센서 신호 수신기 중 적어도 어느 하나 이상이 정상 동작하지 않을 경우, 로봇 정지 신호 또는 로봇 감속 신호를 발생시켜, 정형외과 수술로봇에 전달하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서고장 판단부와 연결되어, 센서 고장 상황 발생 시, 외부에 센서 고장 알림 메시지를 표시하는 센서고장 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치연산장치는,
    상기 광학식 추적 센서의 동작이 정상으로 판단될 경우, 상기 마커센서의 동작이 정상인지 여부를 판단하고, 판단 결과, 상기 마커센서의 동작이 정상으로 판단될 경우, 상기 광학식 추적 센서 및 마커센서의 감지 신호로 상기 광학식 마커의 위치 및 자세를 인식하여 출력하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치연산장치는,
    상기 광학식 추적 센서의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단되고 상기 마커센서의 동작이 정상으로 판단될 경우, 상기 마커센서의 센서값으로 상기 광학식 마커의 위치 및 자세를 인식하고, 상기 광학식 추적 센서의 고장 메시지를 외부에 표시하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 위치연산장치는,
    상기 광학식 추적 센서의 동작은 정상으로 판단되고 상기 마커센서의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 상기 광학식 추적 센서의 센서값으로 상기 광학식 마커의 위치 및 자세를 인식하고, 상기 마커센서의 고장 메시지를 외부에 표시하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 위치연산장치는,
    상기 광학식 추적 센서와 상기 마커센서가 모두 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 로봇 정지 신호를 발생시켜 상기 정형외과 수술로봇에 전달하고, 상기 광학식 추적 센서 및 상기 마커센서의 고장 메시지를 외부에 표시하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 시스템.
  9. (a) 광학식 추적 센서를 이용하여, 수술 부위와 인접한 위치 및 수술로봇 일측에 장착된 제1마커장치 내지 제3마커장치의 광학식 마커를 감지하고, 센서 신호 수신기를 이용하여 상기 제1마커장치 내지 제3마커장치의 마커센서의 감지 신호를 수신하는 단계;
    (b) 위치연산장치의 센서위치 동기화부를 이용하여, 광학식 추적 센서 및 센서 신호 수신기에서 감지 신호를 전달 받아 상기 광학식 추적 센서의 좌표계를 기준으로 상기 마커센서의 위치를 동기화하는 단계 및
    (c) 위치추적부를 이용하여, 제1마커장치 내지 제3마커장치의 위치 및 자세를 추적하는 단계를 포함하고,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 센서고장 판단부를 이용하여, 상기 광학식 추적 센서의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 단계; (c-2) 상기 (c-1) 단계에서 상기 광학식 추적 센서의 동작이 정상이 아닌 것으로 판단될 경우, 상기 마커센서의 동작이 정상인지 여부를 판단하는 단계; (c-3) 상기 (c-2) 단계에서 상기 마커센서의 동작이 정상으로 판단될 경우, 로봇 감속 신호를 발생하여, 정형외과 수술로봇에 전달하는 단계; (c-4) 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되는지 확인하는 단계; (c-5) 상기 (c-4) 단계에서 상기 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되는 경우, 상기 마커센서의 감지 신호로 광학식 마커의 위치 및 자세를 인식하는 단계; 및 (c-6) 로봇 작업 속도의 복귀 신호를 발생하여, 정형외과 수술로봇에 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b-1) 상기 광학식 추적 센서의 감지 신호로 제1마커장치 내지 제3마커장치의 광학식 마커의 위치와 자세를 인식하는 단계;
    (b-2) 상기 (b-1) 단계와 동시에 상기 마커센서의 신호를 획득하여, 센서 신호 기반 위치 정보를 획득하는 단계 및
    (b-3) 상기 마커센서의 위치를 상기 광학식 추적 센서의 좌표계를 기준으로 동기화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (b-1) 단계는,
    (b-1-1) 상기 광학식 추적 센서의 감지 신호의 변동량이 사전에 설정된 임계값 이하인지 여부를 확인하는 단계 및
    (b-1-2) 상기 (b-1-1) 단계에서 상기 광학식 추적 센서의 감지 신호의 변동량이 사전에 설정된 임계값 이하인 경우, 광학식 마커의 위치 및 자세를 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c-7) 상기 (c-4) 단계에서 설정된 시간 내에 사용자의 확인 신호가 입력되지 않는 경우, 로봇 정지 신호를 발생하여, 정형외과 수술로봇에 전달하는 단계 및
    (c-8) 센서고장 알림부를 이용하여, 광학식 추적 센서의 고장 메시지를 외부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과 수술용 마커 위치 확인 방법.
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