KR102476150B1 - 조향 가능한 신장된 장치의 시스템 및 방법 - Google Patents

조향 가능한 신장된 장치의 시스템 및 방법 Download PDF

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    • G06F2203/0339—Touch strips, e.g. orthogonal touch strips to control cursor movement or scrolling; single touch strip to adjust parameter or to implement a row of soft keys

Abstract

신장된 장치를 제어하기 위한 시스템 및 방법은 입력 제어 콘솔을 포함한다. 콘솔은 제1 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는 제1 입력 제어부, 1개를 초과하는 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는 제2 입력 제어부, 신장된 장치를 위한 제어 유닛에 콘솔을 결합시키기 위한 하나 이상의 송수신기, 및 하나 이상의 송수신기에 제1 입력 제어부 및 제2 입력 제어부를 결합시키기 위한 접속 회로를 포함한다. 제1 입력 제어부는 신장된 장치의 삽입 깊이를 제어하기에 적합한 제1 명령을 제공한다. 제2 입력 제어부는 신장된 장치의 원위 단부의 조향을 제어하기에 적합한 제2 명령을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 콘솔은 입력 제어부가 그 안에 장착되는 상승된 링 또는 베젤을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 드레이프의 포켓이 상승된 링 또는 베젤에 고정된다.

Description

조향 가능한 신장된 장치의 시스템 및 방법
관련 출원
본 출원은 2016년 6월 30일자로 출원된, 발명의 명칭이 "조향 가능한 신장된 장치의 시스템 및 방법(SYSTEMS AND METHODS OF STEERABLE ELONGATE DEVICE)"인 미국 가특허 출원 제62/357,272호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이는 본원에서 전체적으로 참조로 통합되었다.
본 개시내용은 조향 가능한 신장된 장치를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최소 침습적 의료 기술은 의료 시술 중에 손상되는 조직의 양을 감소시켜서, 환자 회복 시간, 불편함, 및 유해한 부작용을 감소시키도록 의도된다. 그러한 최소 침습적 기술은 환자의 해부학적 구조물 내의 자연적인 구멍을 통해 또는 하나 이상의 외과적 절개부를 통해 수행될 수 있다. 이러한 자연적인 구멍 또는 절개부를 통해, 의료진은 목표 조직 위치에 도달하기 위해 (수술, 진단, 치료, 또는 생검 기구를 포함함) 최소 침습적 의료 기구를 삽입할 수 있다. 하나의 그러한 최소 침습적 기술은 해부학적 통로 내로 삽입되어 환자의 해부학적 구조물 내의 관심 영역을 향해 운행될 수 있는 가요성 카테터와 같은, 가요성 및/또는 조향 가능한 신장된 장치를 사용하는 것이다. 의료 인력에 의한 그러한 신장된 장치의 제어는 적어도 신장된 장치의 삽입 및 후퇴와 장치의 조향의 관리를 포함한 여러 자유도의 관리를 포함한다. 또한, 상이한 작동 모드가 또한 지원될 수 있다.
따라서, 최소 침습적 의료 기술 중에 사용하기에 적합한 조향 가능한 카테터와 같은 가요성 및/또는 조향 가능한 신장된 장치의 직관적인 제어 및 관리를 지원하는 입력 제어부를 제공하는 것이 유리하다.
본 발명의 실시예들은 상세한 설명에 이어지는 청구범위에 의해 가장 잘 요약된다.
몇몇 실시예에 일치하여, 신장된 장치를 위한 입력 제어 콘솔은 제1 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는 제1 입력 제어부, 1개를 초과하는 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는 제2 입력 제어부, 신장된 장치를 위한 제어 유닛에 콘솔을 결합시키기 위한 하나 이상의 송수신기, 및 하나 이상의 송수신기에 제1 입력 제어부 및 제2 입력 제어부를 결합시키기 위한 접속 회로를 포함한다. 제1 입력 제어부는 신장된 장치의 삽입 깊이를 제어하기에 적합한 제1 명령을 제공한다. 제2 입력 제어부는 신장된 장치의 원위 단부의 조향을 제어하는데 적합한 제2 명령을 제공한다.
몇몇 실시예에 일치하여, 신장된 장치를 작동시키는 방법은 신장된 장치의 제어 유닛에 의해, 입력 제어 콘솔 상에 장착된 제1 입력 제어부로부터 삽입 또는 후퇴 명령을 수신하는 단계, 삽입 또는 후퇴 명령에 기초하여 신장된 장치의 삽입 깊이를 제어하는 단계, 입력 제어 콘솔 상에 장착된 제2 입력 제어부로부터 조향 명령을 수신하는 단계, 조향 명령에 기초하여 신장된 장치의 원위 단부의 조향을 제어하는 단계를 포함한다. 제1 입력 제어부는 제1 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는다. 제2 입력 제어부는 1개를 초과하는 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는다.
몇몇 실시예에 일치하여, 신장된 장치의 입력 제어 콘솔을 위한 수술용 드레이프는 주 드레이프 섹션의 하나의 단부에서의 주 개방부를 거쳐 입력 제어 콘솔 위에 맞춰지도록 구성된 주 드레이프 섹션, 및 복수의 포켓을 포함한다. 복수의 포켓 각각은 주 드레이프 섹션 내의 각각의 2차 개방부에 부착되는 포켓 개방부를 포함한다. 복수의 포켓 각각은 포켓 개방부에서, 각각의 조임 요소를 사용하여 입력 제어 콘솔 상의 각각의 상승된 링 또는 베젤의 측표면에 고정되도록 구성된다.
몇몇 실시예에 일치하여, 신장된 장치의 입력 제어 콘솔과 함께 수술용 드레이프를 사용하는 방법은 주 드레이프 섹션의 하나의 단부에서의 제1 개방부를 사용하여 입력 제어 콘솔 위에 수술용 드레이프의 주 드레이프 섹션을 위치시키는 단계, 수술용 드레이프 내의 복수의 포켓 각각을 입력 제어 콘솔 상의 각각의 상승된 링 또는 베젤 위에 정렬시키는 단계, 조임 요소를 사용하여 각각의 상승된 링 또는 베젤에 복수의 포켓 각각 내의 제2 개방부를 고정시키는 단계, 및 제1 개방부 부근에서 주 드레이프 섹션에 부착된 폐쇄 요소를 사용하여 수술용 드레이프의 제1 개방부를 폐쇄하는 단계를 포함한다. 복수의 포켓 각각은 그가 고정된 각각의 상승된 링 또는 베젤의 경계 내에 위치된 아래에 놓인 무한 이동 길이 제어 입력부와의 사용자 상호 작용을 가능케 하도록 크기 설정된다.
몇몇 실시예에 일치하여, 신장된 장치의 입력 제어 콘솔과 함께 수술용 드레이프를 만드는 방법은 드레이프 재료의 각각의 제1 조각을 절반으로 접고 드레이프 재료의 각각의 제1 조각의 제1 측면들을 함께 융합시킴으로써 복수의 포켓을 형성하는 단계, 복수의 포켓 각각 내의 제1 개방부의 각각의 제2 측면을 각각의 슬릿의 제3 측면에 융합시킴으로써 드레이프 재료의 제2 조각 내의 각각의 슬릿에 복수의 포켓 각각을 부착하는 단계, 드레이핑 재료의 제2 조각을 접고 튜브를 형성하도록 드레이핑 재료의 제2 조각의 외측 모서리들을 함께 융합시키는 단계, 튜브의 제1 단부를 폐쇄 융합시키는 단계 및 제1 단부에 대향하는 튜브의 제2 단부에 위치된 수술용 드레이프 내의 제2 개방부에 폐쇄 요소를 부착하는 단계를 포함한다.
상기 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 둘다는 본질적으로 예시적이며 설명적이고, 본 개시내용의 범주로부터 벗어남이 없이 본 개시내용의 이해를 제공하도록 의도됨을 이해하여야 한다. 이와 관련하여, 본 개시내용의 추가의 양태, 특징, 및 장점이 다음의 상세한 설명으로부터 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 원격 작동식 의료 시스템의 단순화된 도면이다.
도 2a는 몇몇 실시예에 따른 의료 기구 시스템의 단순화된 도면이다.
도 2b는 몇몇 실시예에 따른 연장된 의료 도구를 구비한 의료 기구의 단순화된 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 몇몇 실시예에 따른 삽입 조립체 상에 장착된 의료 기구를 포함하는 환자 좌표 공간의 측면도의 단순화된 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 몇몇 실시예에 따른 신장된 장치를 위한 입력 제어 콘솔의 평면도 및 측면도의 단순화된 도면이다.
도 5는 몇몇 실시예에 따른 도 4a 및 도 4b의 입력 제어 콘솔과 함께 사용하기 위한 드레이프의 단순화된 도면이다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 도 4a 및 도 4b의 입력 제어 콘솔과 함께 사용하기 위한 포켓을 구비한 드레이프의 단순화된 도면이다.
도 7은 몇몇 실시예에 따른 도 6의 드레이프를 만드는 방법의 단순화된 도면이다.
도 8a - 도 8f는 몇몇 실시예에 따른 조립의 다양한 스테이지 중의 도 6의 드레이프의 단순화된 도면이다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 포켓을 구비한 드레이프를 사용하는 방법의 단순화된 도면이다.
도 10은 몇몇 실시예에 따른 터치 감응식 입력 제어부를 사용하는 다른 입력 제어 콘솔의 단순화된 도면이다.
본 개시내용의 실시예 및 그의 장점은 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해된다. 유사한 도면 부호는 도면들 중 하나 이상에 도시된 유사한 요소를 식별하도록 사용되고, 도면의 도시는 본 개시내용의 실시예를 예시할 목적이며 이를 제한할 목적이 아님을 이해하여야 한다.
다음의 설명에서, 구체적인 세부가 본 개시내용에 일치되는 몇몇 실시예를 설명하면서 설명된다. 많은 구체적인 세부는 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 몇몇 실시예는 이러한 구체적인 세부 중 일부 또는 전부가 없이 실시될 수 있음이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본원에서 설명되는 구체적인 실시예는 예시적이며 제한적이지 않도록 의도된다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 여기서 구체적으로 설명되지는 않지만, 본 개시내용의 범주 및 사상 내에 있는 다른 요소들을 인식할 수 있다. 또한, 불필요한 반복을 피하기 위해, 하나의 실시예와 관련하여 도시되고 설명된 하나 이상의 특징은 달리 구체적으로 설명되지 않으면 또는 하나 이상의 특징이 실시예를 비기능적으로 만들면, 다른 실시예 내로 통합될 수 있다.
몇몇 경우에, 공지된 방법, 절차, 구성요소, 및 회로는 실시예들의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않았다.
수술 기구 및 수술 방법에 대한 임의의 언급은 본원에서 설명되는 기구 및 방법이 동물, 사람 사체, 동물 사체, 사람 또는 동물의 해부학적 구조물의 일부, 비수술적 진단, 산업 시스템, 및 일반적인 로봇 또는 원격 작동식 시스템에 대해 사용될 수 있으므로, 제한적이지 않다.
본 개시내용은 다양한 기구 및 기구의 일부를 그들의 3차원 공간 내에서의 상태의 측면에서 설명한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "위치"라는 용어는 3차원 공간(예컨대, 직교 x-, y-, 및 z-좌표를 따른 3개의 병진 이동 자유도) 내에서의 대상 또는 대상의 일 부분의 위치를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "배향"이라는 용어는 대상 또는 대상의 일 부분의 회전 배치(3개의 회전 자유도 - 예컨대, 롤링, 피칭, 및 요잉)를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "자세"라는 용어는 적어도 하나의 병진 이동 자유도 내에서의 대상 또는 대상의 일 부분의 위치, 및 적어도 하나의 회전 자유도(6개까지의 총 자유도) 내에서의 그러한 대상 또는 대상의 일부의 배향을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "형상"이라는 용어는 대상을 따라 측정된 자세, 위치, 또는 배향의 세트를 지칭한다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 원격 작동식 의료 시스템(100)의 단순화된 도면이다. 몇몇 실시예에서, 원격 작동식 의료 시스템(100)은, 예를 들어, 수술, 진단, 치료, 또는 생검 시술 시에 사용하기에 적합할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 의료 시스템(100)은 대체로 환자(P)에 대해 다양한 시술을 수행하는 데 있어서 의료 기구(104)를 작동하기 위한 원격 작동식 조작기 조립체(102)를 포함한다. 원격 작동식 조작기 조립체(102)는 수술 테이블(T)에 또는 그 부근에 장착된다. 마스터 조립체(106)가 작업자(예컨대, 도 1에 도시된 바와 같은 외과의사, 의료진, 또는 의사(O))가 중재술 부위를 관찰하고 원격 작동식 조작기 조립체(102)를 제어하도록 허용한다.
마스터 조립체(106)는 환자(P)가 위치되는 외과용 테이블의 측면에서와 같이, 수술 테이블(T)과 동일한 공간 내에 보통 위치되는 의사 콘솔에 위치될 수 있다. 그러나, 의사(O)는 환자(P)와 다른 공간 또는 완전히 다른 건물에 위치될 수 있음을 이해하여야 한다. 마스터 조립체(106)는 대체로 원격 작동식 조작기 조립체(102)를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는 조이스틱, 트랙볼, 데이터 글러브, 트리거 건, 수작동 제어기, 음성 인식 장치, 신체 운동 또는 존재 센서 등과 같은, 임의의 개수의 다양한 입력 장치를 포함할 수 있다. 의사(O)에게 기구(104)를 직접 제어하는 강한 느낌을 제공하기 위해, 제어 장치는 관련된 의료 기구(104)와 동일한 자유도를 구비할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 장치는 제어 장치가 의료 기구(104)와 일체라는 원격 존재감 또는 인지를 의사(O)에게 제공한다.
몇몇 실시예에서, 제어 장치는 관련 의료 기구(104)보다 더 많거나 더 적은 자유도를 가지며, 여전히 의사(O)에게 원격 존재감을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어 장치는 선택적으로, 6개의 자유도로 이동하며, 기구를 작동시키기 위한 (예를 들어, 파지 조오(jaw)를 폐쇄하고, 전극에 전위를 인가하고, 의료적 처치를 전달하는 등을 위한) 작동 가능한 손잡이를 또한 포함할 수 있는 수동 입력 장치일 수 있다.
원격 작동식 조작기 조립체(102)는 의료 기구(104)를 지지하고, 하나 이상의 비서보 제어식 링크(예컨대, 설치 구조물로 일반적으로 지칭되는, 수동으로 제 위치에 위치되어 로킹될 수 있는 하나 이상의 링크)의 동역학적 구조물 및 원격 작동식 조작기를 포함할 수 있다. 원격 작동식 조작기 조립체(102)는 제어 시스템(예컨대, 제어 시스템(112))으로부터의 명령에 응답하여 의료 기구(104)에 대한 입력을 구동하는 복수의 액추에이터 또는 모터를 선택적으로 포함할 수 있다. 액추에이터는 의료 기구(104)에 결합되었을 때, 의료 기구(104)를 자연적으로 또는 외과적으로 생성된 해부학적 구멍 내로 전진시킬 수 있는 구동 시스템을 선택적으로 포함할 수 있다. 다른 구동 시스템이 3개의 선형 운동도(예컨대, X, Y, Z 직교 축을 따른 선형 운동) 및 3개의 회전 운동도(예컨대, X, Y, Z 직교 축 둘레에서의 회전)를 포함할 수 있는, 복수의 자유도로 의료 기구(104)의 원위 단부를 이동시킬 수 있다. 추가로, 액추에이터는 생검 장치의 조오 내에 조직을 파지하는 등을 위해 의료 기구(104)의 굴절식 엔드 이펙터를 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 리졸버, 엔코더, 전위차계, 및 다른 메커니즘과 같은 액추에이터 위치 센서가 모터 샤프트의 회전 및 배향을 기술하는 센서 데이터를 의료 시스템(100)에 제공한다. 이러한 위치 센서 데이터는 액추에이터에 의해 조작되는 물체의 운동을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
원격 작동식 의료 시스템(100)은 원격 작동식 조작기 조립체(102)의 기구에 대한 정보를 수신하기 위한 하나 이상의 하위 시스템을 구비한 센서 시스템(108)을 포함할 수 있다. 그러한 하위 시스템은 위치/장소 센서 시스템(예컨대, 전자기(EM) 센서 시스템); 의료 기구(104)를 구성할 수 있는 가요성 본체를 따른 원위 단부 및/또는 하나 이상의 세그먼트의 위치, 배향, 속력, 속도, 자세, 및/또는 형상을 결정하기 위한 형상 센서 시스템; 및/또는 의료 기구(104)의 원위 단부로부터 영상을 포착하기 위한 시각화 시스템을 포함할 수 있다.
원격 작동식 의료 시스템(100)은 센서 시스템(108)의 하위 시스템에 의해 생성되는 수술 부위 및 의료 기구(104)의 영상 또는 표현을 디스플레이하기 위한 디스플레이 시스템(110)을 또한 포함한다. 디스플레이 시스템(110) 및 마스터 조립체(106)는 의사(O)가 의료 기구(104) 및 마스터 조립체(106)를 원격 존재감을 인지하여 제어할 수 있도록 배향될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 의료 기구(104)는 수술 부위의 동시 또는 실시간 영상을 기록하고, 디스플레이 시스템(110)의 하나 이상의 디스플레이와 같은, 의료 시스템(100)의 하나 이상의 디스플레이를 통해 작업자 또는 의사(O)에게 영상을 제공하는 관찰경 조립체를 포함할 수 있는 (아래에서 더 상세하게 설명되는) 시각화 시스템을 가질 수 있다. 동시 영상은, 예를 들어, 수술 부위 내에 위치된 내시경에 의해 포착된 2차원 또는 3차원 영상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 시각화 시스템은 의료 기구(104)에 일체로 또는 제거 가능하게 결합될 수 있는 내시경 구성요소를 포함한다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 별도의 조작기 조립체에 부착된 별도의 내시경이 수술 부위를 촬영하기 위해 의료 기구(104)와 함께 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 내시경은 하나 이상의 렌즈가 내시경이 마주치는 유체 및/또는 다른 물질에 의해 부분적으로 그리고/또는 완전히 흐려졌을 때 내시경의 하나 이상의 렌즈를 세척하기 위한 하나 이상의 메커니즘을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 하나의 이상의 세척 메커니즘은 하나 이상의 렌즈를 깨끗이 불어내기 위해 공기 및/또는 다른 기체의 퍼프(puff)를 발산하기 위해 사용 가능한 공기 및/또는 기타 기체 전달 시스템을 선택적으로 포함할 수 있다. 하나 이상의 세척 메커니즘의 예는 본원에서 전체적으로 참조로 통합된, ("내시경 기구를 세척하기 위한 시스템 및 방법(Systems and Methods for Cleaning an Endoscopic Instrument)"을 개시하는) (2016년 8월 11일자로 출원된) 국제 특허 출원 공개 WO 2016/025465호에 더 상세하게 설명되어 있다. 시각화 시스템은 제어 시스템(112)의 프로세서를 포함할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서와 상호 작용하거나 그에 의해 실행되는, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있다.
디스플레이 시스템(110)은 또한 시각화 시스템에 의해 포착된 수술 부위 및 의료 기구의 영상을 디스플레이할 수 있다. 몇몇 예에서, 원격 작동식 의료 시스템(100)은 의료 기구들의 상대 위치가 의사(O)의 눈과 손의 상대 위치와 유사하도록, 의료 기구(104) 및 마스터 조립체(106)의 제어부를 구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 의사(O)는 작업 공간을 실질적인 사실적 존재감으로 관찰하는 것처럼 의료 기구(104) 및 손 제어부를 조작할 수 있다. 사실적 존재감은 영상의 제시가 의료 기구(104)를 물리적으로 조작하고 있는 의사의 시점을 시뮬레이팅하는 실제 투시 영상인 것을 의미한다.
몇몇 예에서, 디스플레이 시스템(110)은 컴퓨터 단층 촬영(CT), 자기 공명 촬영(MRI), 형광 투시법, 온도 기록법, 초음파, 광 간섭 단층 촬영(OCT), 열 촬영, 임피던스 촬영, 레이저 촬영, 나노튜브 X-선 촬영 등과 같은 촬영 기술로부터의 영상 데이터를 사용하여 수술전 또는 수술중에 기록된 수술 부위의 영상을 제시할 수 있다. 수술전 또는 수술중 영상 데이터는 2차원, 3차원, 또는 (예컨대, 시간 기반 또는 속도 기반 정보를 포함하는) 4차원 영상 및/또는 수술전 또는 수술중 영상 데이터 세트로부터 생성된 모델로부터의 영상으로서 제시될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 흔히 영상 안내식 외과적 시술을 목적으로, 디스플레이 시스템(110)은 의료 기구(104)의 실제 위치가 수술전 또는 동시 영상/모델과 정합되는 (즉, 동적으로 참조되는) 가상 운행 영상을 디스플레이할 수 있다. 이는 의료 기구(104)의 시점으로부터의 내부 수술 부위의 가상 영상을 의사(O)에게 제시하기 위해 행해질 수 있다. 몇몇 예에서, 시점은 의료 기구(104)의 팁으로부터일 수 있다. 의료 기구(104)의 팁의 영상 및/또는 다른 그래픽 또는 영숫자 표식은 의료 기구(104)를 제어하는 의사(O)를 보조하기 위해 가상 영상 상에 중첩될 수 있다. 몇몇 예에서, 의료 기구(104)는 가상 영상 내에서 보이지 않을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 디스플레이 시스템(110)은 외부 시점으로부터의 수술 부위 내의 의료 기구(104)의 가상 영상을 의사(O)에게 제시하기 위해 의료 기구(104)의 실제 위치가 수술전 또는 동시 영상과 정합되는 가상 운행 영상을 디스플레이할 수 있다. 의료 기구(104)의 일 부분의 영상, 또는 다른 그래픽 또는 영숫자 표식은 의료 기구(104)의 제어 시에 의사(O)를 보조하기 위해 가상 영상 상에 중첩될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 데이터 지점의 시각적 표현이 디스플레이 시스템(110)에 대해 렌더링될 수 있다. 예를 들어, 측정된 데이터 지점, 이동된 데이터 지점, 정합된 데이터 지점, 및 본원에서 설명되는 다른 데이터 지점은 시각적 표현으로 디스플레이 시스템(110) 상에 디스플레이될 수 있다. 데이터 지점은 디스플레이 시스템(110) 상의 복수의 지점 또는 점에 의해 또는 데이터 지점들의 세트에 기초하여 생성된 메시 또는 와이어 모델과 같은 렌더링된 모델로서 사용자 인터페이스 내에서 시각적으로 표현될 수 있다. 몇몇 예에서, 데이터 지점들은 그들이 표현하는 데이터에 따라 컬러 코딩될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 시각적 표현은 각각의 처리 작업이 데이터 지점을 변경하기 위해 구현된 후에 디스플레이 시스템(110) 내에서 재생될 수 있다.
원격 작동식 의료 시스템(100)은 제어 시스템(112)을 또한 포함할 수 있다. 제어 시스템(112)은 적어도 하나의 메모리, 및 의료 기구(104), 마스터 조립체(106), 센서 시스템(108), 및 디스플레이 시스템(110) 사이에서의 제어를 달성하기 위한 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서(도시되지 않음)를 포함한다. 제어 시스템(112)은 디스플레이 시스템(110)에 정보를 제공하기 위한 지시를 포함한, 본원에서 개시되는 양태에 따라 설명되는 방법들 중 일부 또는 전부를 구현하기 위한 프로그램된 지시(예컨대, 지시를 저장하는 비일과성 기계 판독 가능 매체)를 또한 포함한다. 제어 시스템(112)이 도 1의 단순화된 개략도에서 단일 블록으로서 도시되어 있지만, 시스템은 원격 작동식 조작기 조립체(102) 상에서 또는 그에 인접하여 선택적으로 수행되는 처리의 하나의 부분, 마스터 조립체(106)에서 수행되는 처리의 다른 부분 등을 구비한 2개 이상의 데이터 처리 회로를 포함할 수 있다. 제어 시스템(112)의 프로세서는 본원에서 개시되고 아래에서 더 상세하게 설명되는 처리에 대응하는 지시를 포함하는 지시를 실행할 수 있다. 광범위한 집중식 또는 분배식 데이터 처리 구조들 중 임의의 것이 채용될 수 있다. 유사하게, 프로그램된 지시는 다수의 별도의 프로그램 또는 서브루틴으로서 구현될 수 있거나, 본원에서 설명되는 원격 작동식 시스템의 다수의 다른 양태 내로 통합될 수 있다. 하나의 실시예에서, 제어 시스템(112)은 블루투스, IrDA, HomeRF, IEEE 802.11, DECT, 및 와이어리스 텔레메트리(Wireless Telemetry)와 같은 무선 통신 프로토콜을 지원한다.
몇몇 실시예에서, 제어 시스템(112)은 의료 기구(104)로부터 힘 및/또는 토크 피드백을 수신할 수 있다. 피드백에 응답하여, 제어 시스템(112)은 마스터 조립체(106)로 신호를 송신할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어 시스템(112)은 원격 작동식 조작기 조립체(102)의 하나 이상의 액추에이터에 의료 기구(104)를 이동시키도록 지시하는 신호를 송신할 수 있다. 의료 기구(104)는 환자(P)의 신체 내의 개방부를 거쳐 환자(P)의 신체 내의 내부 수술 부위 내로 연장할 수 있다. 임의의 적합한 종래의 액추에이터 및/또는 특수화된 액추에이터가 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 액추에이터는 원격 작동식 조작기 조립체(102)로부터 분리되거나 그와 통합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터 및 원격 작동식 조작기 조립체(102)는 환자(P) 및 수술 테이블(T)에 인접하여 위치된 원격 작동식 카트의 일부로서 제공된다.
제어 시스템(112)은 영상 안내식 외과적 시술 중에 의료 기구(104)를 제어할 때 의사(O)에게 운행 보조를 제공하기 위한 가상 시각화 시스템을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 가상 시각화 시스템을 사용한 가상 운행은 해부학적 통로의 획득된 수술전 또는 수술중 데이터 세트에 대한 참조에 기초할 수 있다. 가상 시각화 시스템은 컴퓨터 단층 촬영(CT), 자기 공명 촬영(MRI), 형광 투시법, 온도 기록법, 초음파, 광 간섭 단층 촬영(OCT), 열 촬영, 임피던스 촬영, 레이저 촬영, 나노튜브 X-선 촬영 등과 같은 촬영 기술을 사용하여 촬영된 수술 부위의 영상을 처리한다. 수동 입력과 조합하여 사용될 수 있는 소프트웨어가 기록된 영상을 부분적인 또는 전체적인 해부학적 장기 또는 해부학적 영역의 분할된 2차원 또는 3차원 복합 표현으로 변환하기 위해 사용된다. 영상 데이터 세트가 복합 표현과 관련된다. 복합 표현 및 영상 데이터 세트는 통로들 및 이들의 연결부의 다양한 위치 및 형상을 기술한다. 복합 표현을 생성하기 위해 사용되는 영상은 임상적 시술 중에, 수술전 또는 수술중에 기록될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가상 시각화 시스템은 표준 표현(즉, 환자 비특이적), 또는 표준 표현 및 환자 특이적 데이터의 하이브리드를 사용할 수 있다. 복합 표현 및 복합 표현에 의해 생성된 임의의 가상 영상은 운동의 하나 이상의 시기 중의 (예컨대, 폐의 흡기/호기 사이클 중의) 변형 가능한 해부학적 영역의 정적 자세를 표현할 수 있다.
가상 운행 절차 중에, 센서 시스템(108)이 환자(P)의 해부학적 구조물에 대한 의료 기구(104)의 대략적인 위치를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 위치는 환자(P)의 해부학적 구조물의 거시 수준 (외부) 추적 영상 및 환자(P)의 해부학적 구조물의 가상 내부 영상 둘다를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 시스템은 공지된 가상 시각화 시스템으로부터의 것과 같은, 수술전에 기록된 수술 영상과 함께 의료 기구를 정합하고 디스플레이하도록 하나 이상의 전자기(EM) 센서, 광섬유 센서, 및/또는 다른 센서를 구현할 수 있다. 예를 들어, 본원에서 전체적으로 참조로 통합된 ("영상 안내식 수술을 위한 해부학적 구조물의 모델의 동적 정합을 제공하는 의료 시스템(Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery)"을 개시하는) (2011년 5월 13일자로 출원된) 미국 특허 출원 제13/107,562호가 하나의 그러한 시스템을 개시한다. 원격 작동식 의료 시스템(100)은 조명 시스템, 조향 제어 시스템, 관류 시스템, 및/또는 흡입 시스템과 같은 선택적인 작업 및 지원 시스템(도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 원격 작동식 의료 시스템(100)은 1개를 초과하는 원격 작동식 조작기 조립체 및/또는 1개를 초과하는 마스터 조립체를 포함할 수 있다. 원격 작동식 조작기 조립체의 정확한 개수는, 다른 요인 중에서도, 외과적 시술 및 수술실 내의 공간적 제약에 의존할 것이다. 마스터 조립체(106)는 공동 위치될 수 있거나, 분리된 장소들에 위치될 수 있다. 복수의 마스터 조립체들은 1인을 초과하는 작업자가 하나 이상의 원격 작동식 조작기 조립체를 다양한 조합으로 제어하도록 허용한다.
도 2a는 몇몇 실시예에 따른 의료 기구 시스템(200)의 단순화된 도면이다. 몇몇 실시예에서, 의료 기구 시스템(200)은 원격 작동식 의료 시스템(100)에서 수행되는 영상 안내식 의료 시술에서 의료 기구(104)로서 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 의료 기구 시스템(200)은 비원격 작동식 탐색 절차를 위해 또는 내시경과 같은 전통적인 수동 작동식 의료 기구를 포함하는 시술에서 사용될 수 있다. 선택적으로, 의료 기구 시스템(200)은 환자(P)와 같은 환자의 해부학적 통로 내에서의 위치에 대응하는 데이터 지점들의 세트를 모으기 위해 (즉, 측정하기 위해) 사용될 수 있다.
의료 기구 시스템(200)은 구동 유닛(204)에 결합된, 가요성 카테터와 같은 신장된 장치(202)를 포함한다. 신장된 장치(202)는 근위 단부(217) 및 원위 단부 또는 팁 부분(218)을 갖는 가요성 본체(216)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 가요성 본체(216)는 대략 3mm 외경을 갖는다. 다른 가요성 본체 외경은 더 크거나 더 작을 수 있다.
의료 기구 시스템(200)은 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 하나 이상의 센서 및/또는 촬영 장치를 사용하여 원위 단부(218)의 그리고/또는 가요성 본체(216)를 따른 하나 이상의 세그먼트(224)의 위치, 배향, 속력, 속도, 자세, 및/또는 형상을 결정하기 위한 추적 시스템(230)을 추가로 포함한다. 원위 단부(218)와 근위 단부(217) 사이에서의 가요성 본체(216)의 전체 길이는 세그먼트(224)들로 효과적으로 분할될 수 있다. 의료 기구 시스템(200)이 원격 작동식 의료 시스템(100)의 의료 기구(104)와 일치하면, 추적 시스템(230)은 도 1의 제어 시스템(112)의 프로세서를 포함할 수 있는, 하나 이상의 컴퓨터 프로세서와 상호 작용하거나 그에 의해 실행되는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 선택적으로 구현될 수 있다.
추적 시스템(230)은 형상 센서(222)를 사용하여 원위 단부(218) 및/또는 세그먼트(224)들 중 하나 이상을 선택적으로 추적할 수 있다. 형상 센서(222)는 (예컨대, 내부 채널(도시되지 않음) 내에 제공되거나 외부에 장착된) 가요성 본체(216)와 정렬된 광섬유를 선택적으로 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 광섬유는 대략 200㎛의 직경을 갖는다. 다른 실시예에서, 치수는 더 크거나 더 작을 수 있다. 형상 센서(222)의 광섬유는 가요성 본체(216)의 형상을 결정하기 위한 광섬유 굽힘 센서를 형성한다. 하나의 대안예에서, 광섬유 브래그 격자(FBG)를 포함한 광섬유가 하나 이상의 치수에서의 구조물 내의 변형 측정을 제공하기 위해 사용된다. 3차원으로 광섬유의 형상 및 상대 위치를 모니터링하기 위한 다양한 시스템 및 방법이 ("광섬유 위치 및 형상 감지 장치 및 그에 관련된 방법(Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto)"을 개시하는) (2005년 7월 13일자로 출원된) 미국 특허 출원 제11/180,389호; ("광섬유 형상 및 상대 위치 감지(Fiber-optic shape and relative position sensing)"를 개시하는) (2004년 7월 16일자로 출원된) 미국 특허 출원 제12/047,056호; 및 ("광섬유 굽힘 센서(Optical Fibre Bend Sensor)"를 개시하는) (1998년 6월 17일자로 출원된) 미국 특허 제6,389,187호에 설명되어 있고, 이들은 모두 본원에서 전체적으로 참조로 통합되었다. 센서는 몇몇 실시예에서, 레일리(Rayleigh) 산란, 라만(Raman) 산란, 브릴루앙(Brillouin) 산란, 및 형광 산란과 같은 다른 적합한 변형 감지 기술을 채용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 신장된 장치의 형상은 다른 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 가요성 본체(216)의 원위 단부 자세의 이력은 시간의 간격에 걸쳐 가요성 본체(216)의 형상을 재구성하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 추적 시스템(230)은 위치 센서 시스템(220)을 사용하여 원위 단부(218)를 선택적으로 그리고/또는 추가적으로 추적할 수 있다. 위치 센서 시스템(220)은 외부 발생 전자기장을 받을 수 있는 하나 이상의 전도성 코일을 포함하는 EM 센서 시스템을 포함하거나 그의 구성요소일 수 있다. 위치 센서 시스템(220)을 구현하기 위해 사용되는 그러한 EM 센서 시스템의 각각의 코일은 그 다음 외부 발생 전자기장에 대한 코일의 위치 및 배향에 의존하는 특징을 갖는 유도 전기 신호를 생성한다. 몇몇 실시예에서, 위치 센서 시스템(220)은 6개의 자유도, 예컨대, 기본 지점의 3개의 위치 좌표(X, Y, Z) 및 피칭, 요잉, 롤링을 표시하는 3개의 배향 각도, 또는 5개의 자유도, 예컨대, 기본 지점의 3개의 위치 좌표(X, Y, Z) 및 피칭 및 요잉을 표시하는 2개의 배향 각도를 측정하도록 구성되고 위치될 수 있다. 위치 센서 시스템의 추가의 설명은 본원에서 전체적으로 참조로 통합된 ("추적되는 대상 상의 수동 트랜스폰더를 갖는 6-자유도 추적 시스템(Six-Degree of Freedom Tracking System Having a Passive Transponder on the Object Being Tracked)"을 개시하는) (1999년 8월 11일자로 출원된) 미국 특허 제6,380,732호에 제공되어 있다.
몇몇 실시예에서, 추적 시스템(230)은 대안적으로 그리고/또는 추가적으로 호흡과 같은 교대식 운동의 사이클을 따른 기구 시스템의 공지된 지점에 대해 저장된 자세 이력, 위치, 또는 배향 데이터에 의존할 수 있다. 이러한 저장된 데이터는 가요성 본체(216)에 대한 형상 정보를 발현하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 위치 센서 시스템(220)의 실시예에서의 센서와 유사한 전자기(EM) 센서와 같은, 일련의 위치 센서(도시되지 않음)들이 가요성 본체(216)를 따라 위치된 다음 형상 감지를 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 시술 중에 취해진 이러한 센서들 중 하나 이상으로부터의 데이터의 이력이 특히 해부학적 통로가 대체로 정적이면, 신장된 장치(202)의 형상을 표현하기 위해 사용될 수 있다.
가요성 본체(216)는 의료 기구(226)를 수납하도록 크기 설정되고 형상화된 채널(221)을 포함한다. 도 2b는 몇몇 실시예에 따른 연장된 의료 기구(226)를 구비한 가요성 본체(216)의 단순화된 도면이다. 몇몇 실시예에서, 의료 기구(226)는 수술, 생검, 절제, 조명, 관류, 또는 흡입과 같은 시술을 위해 사용될 수 있다. 의료 기구(226)는 가요성 본체(216)의 채널(221)을 통해 전개되어 해부학적 구조물 내의 목표 위치에서 사용될 수 있다. 의료 기구(226)는, 예를 들어, 영상 포착 프로브, 생검 기구, 레이저 절제 섬유, 및/또는 다른 수술, 진단, 또는 치료 도구를 포함할 수 있다. 의료 도구는 메스, 무딘 블레이드, 광섬유, 전극 등과 같은 단일 작동 부재를 갖는 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 다른 엔드 이펙터는, 예를 들어, 겸자, 파지기, 가위, 클립 어플리케이터 등을 포함할 수 있다. 다른 엔드 이펙터는 전기 수술용 전극, 트랜스듀서, 센서 등과 같은 전기 활성화 엔드 이펙터를 추가로 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 의료 기구(226)는 목표 해부학적 위치로부터 샘플 조직 또는 세포의 샘플을 제거하기 위해 사용될 수 있는 생검 기구이다. 의료 기구(226)는 가요성 본체(216) 내의 영상 포착 프로브와 함께 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 의료 기구(226)는 디스플레이를 위해 시각화 시스템(231)에 의해 처리되고 그리고/또는 원위 단부(218) 및 세그먼트(224)들 중 하나 이상의 추적을 지원하기 위해 추적 시스템(230)으로 제공되는 (비디오 영상을 포함한) 영상을 포착하기 위해 가요성 본체(216)의 원위 단부(218)에서의 또는 그 부근의 입체 또는 평면 카메라를 구비한 원위 부분을 포함하는 영상 포착 프로브일 수 있다. 영상 포착 프로브는 포착된 영상 데이터를 송신하기 위해 카메라에 결합된 케이블을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 영상 포착 기구는 시각화 시스템(231)에 결합하는, 섬유경과 같은 광섬유 다발일 수 있다. 영상 포착 기구는, 예를 들어 가시, 적외, 및/또는 자외 스펙트럼 중 하나 이상에서 영상 데이터를 포착하는, 단일 스펙트럼 또는 다중 스펙트럼일 수 있다. 대안적으로, 의료 기구(226) 자체가 영상 포착 프로브일 수 있다. 의료 기구(226)는 시술을 수행하기 위해 채널(221)의 개방부로부터 전진된 다음 시술이 완료되면 채널 내로 다시 후퇴될 수 있다. 의료 기구(226)는 가요성 본체(216)의 근위 단부(217)로부터 또는 가요성 본체(216)를 따른 다른 선택적인 기구 포트(도시되지 않음)로부터 제거될 수 있다.
의료 기구(226)는 의료 기구(226)의 원위 단부를 제어 가능하게 구부리기 위해 그의 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 케이블, 링키지, 또는 다른 작동 제어부(도시되지 않음)를 추가로 수용할 수 있다. 조향 가능한 기구가 ("향상된 교치성 및 민감성을 구비한 최소 침습적 수술을 수행하기 위한 굴절식 외과용 기구(Articulated Surgical Instrument for Performing Minimally Invasive Surgery with Enhanced Dexterity and Sensitivity)"를 개시하는) (2005년 10월 4일자로 출원된) 미국 특허 제7,316,681호 및 ("외과용 기구를 위한 수동 예비 부하 및 캡스턴 구동부(Passive Preload and Capstan Drive for Surgical Instruments)"를 개시하는) (2008년 9월 30일자로 출원된) 미국 특허 출원 제12/286,644호에 설명되어 있고, 이들은 본원에서 전체적으로 참조로 통합되었다.
가요성 본체(216)는, 예를 들어, 원위 단부(218)의 파선 도시(219)에 의해 도시된 바와 같이 원위 단부(218)를 제어 가능하게 구부리기 위해 구동 유닛(204)과 원위 단부(218) 사이에서 연장되는 케이블, 링키지, 또는 다른 조향 제어부(도시되지 않음)를 또한 수용할 수 있다. 몇몇 예에서, 적어도 4개의 케이블이 원위 단부(218)의 피칭을 제어하기 위한 독립적인 "상하" 조향 및 원위 단부(281)의 요잉을 제어하기 위한 "좌우" 조향을 제공하기 위해 사용된다. 조향 가능한 신장된 장치는 본원에서 전체적으로 참조로 통합된 ("제거 가능한 관측 프로브를 구비한 카테터(Catheter with Removable Vision Probe)"를 개시하는) (2011년 10월 14일자로 출원된) 미국 특허 출원 제13/274,208호에 상세하게 설명되어 있다. 의료 기구 시스템(200)이 원격 작동식 조립체에 의해 작동되는 실시예에서, 구동 유닛(204)은 원격 작동식 조립체의 액추에이터와 같은 구동 요소에 제거 가능하게 결합하여 그로부터 동력을 수신하는 구동 입력부를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 의료 기구 시스템(200)은 파지 특징부, 수동 액추에이터, 또는 의료 기구 시스템(200)의 이동을 수동으로 제어하기 위한 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 신장된 장치(202)는 조향 가능할 수 있거나, 대안적으로, 시스템은 원위 단부(218)의 굽힘의 작업자 제어를 위한 통합형 메커니즘이 없이 조향 불가능할 수 있다. 몇몇 예에서, 의료 기구가 그를 통해 전개되어 목표 수술 위치에서 사용될 수 있는 하나 이상의 루멘이 가요성 본체(216)의 벽 내에 형성된다.
몇몇 실시예에서, 의료 기구 시스템(200)은 폐의 검사, 진단, 생검, 또는 처치 시에 사용하기 위한, 기관지경 또는 기관지 카테터와 같은 가요성 기관지 기구를 포함할 수 있다. 의료 기구 시스템(200)은 또한 대장, 소장, 신장 및 신배, 뇌, 심장, 혈관을 포함한 순환계, 밑/또는 기타를 포함한, 다양한 해부학적 계통 중 임의의 것 내에서, 자연적으로 또는 외과적으로 생성되어 연결된 통로를 거쳐, 운행 및 다른 조직의 처치에 대해 적합하다.
추적 시스템(230)으로부터의 정보는 운행 시스템(232)으로 보내질 수 있고, 여기서 이는 시각화 시스템(231)으로부터의 정보 및/또는 수술전에 획득된 모델과 조합되어, 실시간 위치 정보를 의사 또는 다른 작업자에게 제공한다. 몇몇 예에서, 실시간 위치 정보는 의료 기구 시스템(200)의 제어 시에 사용하기 위해 도 1의 디스플레이 시스템(110) 상에 디스플레이될 수 있다. 몇몇 예에서, 도 1의 제어 시스템(116)은 의료 기구 시스템(200)을 위치 설정하기 위한 피드백으로서 위치 정보를 이용할 수 있다. 수술 기구를 수술 영상과 정합시켜서 디스플레이하기 위해 광섬유 센서를 사용하기 위한 다양한 시스템이 본원에서 전체적으로 참조로 통합된, "영상 안내식 수술을 위한 해부학적 구조물의 모델의 동적 정합을 제공하는 의료 시스템(Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery)"을 개시하는, 2011년 5월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/107,562호에 제공되어 있다.
몇몇 예에서, 의료 기구 시스템(200)은 도 1의 의료 시스템(100) 내에서 원격 작동될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도 1의 원격 작동식 조작기 조립체(102)는 직접 작업자 제어에 의해 대체될 수 있다. 몇몇 예에서, 직접 작업자 제어는 기구의 휴대 작동을 위한 다양한 손잡이 및 작업자 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 몇몇 실시예에 따른 삽입 조립체 상에 장착된 의료 기구를 포함하는 환자 좌표 공간의 측면도의 단순화된 도면이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 수술 환경(300)은 플랫폼(302) 상에 위치된 환자(P)를 포함한다. 환자(P)는 전체 환자 움직임이 진정, 구속, 및/또는 다른 수단에 의해 제한되는 의미에서 수술 환경 내에서 고정적일 수 있다. 환자(P)의 호흡 및 심장 운동을 포함한 주기적인 해부학적 운동은 환자가 호흡 운동을 일시적으로 중지하기 위해 그의 호흡을 참도록 요구받지 않으면, 계속될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 데이터가 호흡 내의 특정 시기에 모아지고, 그러한 시기로 태깅되고 식별될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 데이터가 수집되는 시기는 환자(P)로부터 수집된 생리학적 정보로부터 추정될 수 있다. 수술 환경(300) 내에서, 지점 수집 기구(304)가 기구 캐리지(306)에 결합된다. 몇몇 실시예에서, 지점 수집 기구(304)는 EM 센서, 형상 센서, 및/또는 다른 센서 양식을 사용할 수 있다. 기구 캐리지(306)는 수술 환경(300) 내에 고정된 삽입 스테이지(308)에 장착된다. 대안적으로, 삽입 스테이지(308)는 이동 가능할 수 있지만, 수술 환경(300) 내에서 (예컨대, 추적 센서 또는 다른 추적 장치에 의해) 공지된 위치를 가질 수 있다. 기구 캐리지(306)는 삽입 이동 (즉, A 축을 따른 이동) 및 선택적으로 요잉, 피칭, 및 롤링을 포함한 복수의 방향으로의 신장된 장치(310)의 원위 단부(318)의 이동을 제어하기 위해 지점 수집 기구(304)에 결합하는 원격 작동식 조작기 조립체(예컨대, 원격 작동식 조작기 조립체(102))의 구성요소일 수 있다. 기구 캐리지(306) 또는 삽입 스테이지(308)는 삽입 스테이지(308)를 따른 기구 캐리지(306)의 이동을 제어하는 서보 모터(도시되지 않음)와 같은 액추에이터를 포함할 수 있다.
신장된 장치(310)가 기구 본체(312)에 결합된다. 기구 본체(312)는 기구 캐리지(306)에 대해 결합되어 고정된다. 몇몇 실시예에서, 광섬유 형상 센서(314)가 기구 본체(312) 상의 근위 지점(316)에 고정된다. 몇몇 실시예에서, 광섬유 형상 센서(314)의 근위 지점(316)은 기구 본체(312)와 함께 이동 가능할 수 있지만, 근위 지점(316)의 위치는 (예컨대, 추적 센서 또는 다른 추적 장치에 의해) 공지될 수 있다. 형상 센서(314)는 근위 지점(316)으로부터 신장된 장치(310)의 원위 단부(318)와 같은 다른 지점까지의 형상을 측정한다. 지점 수집 기구(304)는 의료 기구 시스템(200)과 실질적으로 유사할 수 있다.
위치 측정 장치(320)가 기구 본체가 삽입 축(A)을 따라 삽입 스테이지(308) 상에서 이동할 때, 기구 본체(312)의 위치에 대한 정보를 제공한다. 위치 측정 장치(320)는 기구 캐리지(306)의 이동 및 결과적으로 기구 본체(312)의 이동을 제어하는 액추에이터의 회전 및/또는 배향을 결정하는 리졸버, 엔코더, 전위차계, 및/또는 다른 센서를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 삽입 스테이지(308)는 선형이다. 몇몇 실시예에서, 삽입 스테이지(308)는 만곡될 수 있거나, 곡선 및 선형 섹션들의 조합을 가질 수 있다.
도 3a는 삽입 스테이지(308)를 따른 후퇴 위치의 기구 본체(312) 및 기구 캐리지(306)를 도시한다. 이러한 후퇴 위치에서, 근위 지점(316)은 축(A) 상의 위치(L0)에 있다. 삽입 스테이지(308)를 따른 이러한 위치에서, 근위 지점(316)의 위치의 A 성분이 삽입 스테이지(308) 상에서의 기구 캐리지(306) 및 근위 지점(316)의 위치를 기술하기 위한 기본 기준을 제공하기 위해 0 및/또는 다른 기준 값으로 설정될 수 있다. 기구 본체(312) 및 기구 캐리지(306)의 이러한 후퇴 위치에서, 신장된 장치(310)의 원위 단부(318)는 환자(P)의 진입 구멍 바로 내부에 위치될 수 있다. 또한, 이러한 위치에서, 위치 측정 장치(320)가 0 및/또는 다른 기준 값(예컨대, I=0)으로 설정될 수 있다. 도 3b에서, 기구 본체(312) 및 기구 캐리지(306)는 삽입 스테이지(308)의 선형 트랙을 따라 전진하였고, 신장된 장치(310)의 원위 단부(318)는 환자(P) 내로 전진하였다. 이러한 전진 위치에서, 근위 지점(316)은 축(A) 상의 위치(L1)에 있다. 몇몇 예에서, 삽입 스테이지(308)를 따른 기구 캐리지(306)의 이동을 제어하는 하나 이상의 액추에이터 및/또는 기구 캐리지(306) 및/또는 삽입 스테이지(308)와 관련된 하나 이상의 위치 센서로부터의 엔코더 및/또는 다른 위치 데이터가 위치(L0)에 대한 근위 지점(316)의 위치(LX)를 결정하기 위해 사용된다. 몇몇 예에서, 위치(LX)는 아울러 신장된 장치(310)의 원위 단부(318)가 환자(P)의 해부학적 구조물의 통로 내로 삽입되는 거리 또는 삽입 깊이의 표식으로서 사용될 수 있다.
가요성 본체(216)를 갖는 신장된 장치(202), 신장된 장치(310), 및/또는 가요성 카테터와 같은 가요성 신장된 장치의 제어는 흔히 복수의 자유도의 동시 제어를 수반한다. 몇몇 예에서, 신장된 장치의 삽입 및/또는 후퇴와 대응하여 원위 단부(218 및/또는 318)와 같은 신장된 장치의 원위 단부의 삽입 깊이를 제어하기 위해, 삽입 스테이지(308)를 따른 기구 캐리지(306)의 위치를 제어하는 하나 이상의 액추에이터와 같은 하나 이상의 액추에이터가 사용된다. 하나 이상의 액추에이터로의 명령은 레버, 조이스틱 등과 같은 단일 자유도 입력 제어부를 사용하여 의사(O)로부터 수신될 수 있다. 몇몇 예에서, 원위 단부의 조향을 제어하기 위해, 구동 유닛(204)과 같은, 원위 단부를 위한 조향 유닛은 피칭 및 요잉 지시 둘다를 제공받는다. 피칭 및 요잉 지시는 조이스틱과 같은 2-자유도 입력 제어부를 사용하여 의사(O)로부터 수신될 수 있다. 신장된 장치의 제어가 전형적으로 조향 지시와 함께 삽입 및/또는 후퇴 지시를 동시에 제공하는 것을 포함하기 때문에, 삽입 및/또는 후퇴를 위한 입력 제어부와 조향을 위한 입력 제어부는 전형적으로 서로로부터 분리된다.
소정의 시술에 대해, 도 2a, 도 3a, 및/또는 도 3b의 신장된 장치를 위한 입력 제어부로서의 레버 및/또는 조이스틱의 사용은 이상적이지 않을 수 있다. 이는 레버 및 조이스틱이 흔히 소정의 해부학적 구조물에 접근하기 위해 필요한 삽입 이동의 길이 및/또는 조향의 범위에 비해 불균형적으로 짧은 유한 이동 길이를 갖는 입력 제어부이기 때문이다. 따라서, 제한된 삽입 깊이, 피칭 설정, 및/또는 요잉 설정을 제공하는 위치 입력 장치로서의 레버 및/또는 조이스틱의 사용은 부적당할 수 있다. 유한 이동 길이를 구비한 입력 제어부는 전형적으로 입력 제어부의 각각의 이동이 스위치형 입력 제어부에 대한 3개의 속도 설정(역방향, 아이들, 및 정방향) 또는 비례형 입력 제어부에 대한 가변 속도 설정을 각각 규정하는 속도 입력 장치로서 사용된다. 그러나, 삽입 깊이, 피칭 설정, 및/또는 요잉 설정의 속도 기반 제어는 원위 단부의 속도의 제어가 원격 작동식 최소 침습적 의료 시술에 대해 전형적으로 요구되는 삽입 깊이, 피칭 설정, 및/또는 요잉 설정에서의 작은 고정밀 변화를 이루기 위한 희망과 대체로 직관적으로 대응하지 않으므로, 신장된 장치의 고정밀 조작에 대해 흔히 불만족스럽다.
대조적으로, 무한 이동 길이를 제공하는 입력 제어부는 소정의 해부학적 구조물에 접근할 때 신장된 장치를 위한 입력 제어부로서 더 양호한 옵션을 제공할 수 있다. 무한 이동 길이를 구비한 입력 제어부는 기계식 멈춤부와 같은 멈춤부가 추가의 이동을 제한하지 않는 경우에 특정 방향으로의 입력 제어부의 연속된 이동을 허용하는 입력 제어부에 대응한다. 무한 이동 길이를 구비한 1-자유도 입력 제어부의 하나의 예는 각 방향으로 끝없이 회전될 수 있는 스크롤 휠이다. 무한 이동 길이를 구비한 다중 자유도 입력 제어부의 하나의 예는 좌우 회전, 전후 회전, 및 제 위치 스핀 회전의 조합으로 실질적으로 분해될 수 있는, 임의의 개수의 축 둘레에서 끝없이 회전될 수 있는 트랙볼이다. 겉보기 무한 이동 길이를 지원하는 입력 제어부의 다른 예는 입력 제어부의 이동이 없이 방향 전환을 지원하는 입력 제어부이다. 방향 전환 입력 제어부의 예는 터치 패드, 터치 스크린 등이다.
따라서, 신장된 장치에 대한 다양한 작동 모드를 지원하기 위한 추가의 입력 제어부와 함께 무한 이동 길이를 갖는 입력 제어부를 제공하기 위한 신장된 장치를 위한 입력 제어 유닛을 개발하는 것이 유리하다.
도 4a 및 도 4b는 각각 몇몇 실시예에 따른 신장된 장치를 위한 입력 제어 콘솔(400)의 평면도 및 측면도의 단순화된 도면이다. 도 4a 및 도 4b가 신장된 장치를 위한 다양한 입력 제어부의 구성을 도시하지만, 다양한 입력 제어부의 정확한 배치, 배향, 상대 위치 등은 단지 예시적이고, 입력 제어부의 다른 구성, 입력 제어부의 상이한 개수 등이 가능함이 이해된다. 몇몇 실시예에서, 입력 제어 콘솔(400)은 신장된 장치를 위한 환자측 입력 제어 유닛으로서 사용하기에 적합하고, 예를 들어, 삽입 스테이지(308)에 근접하여 장착될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시되지 않았지만, 입력 제어 콘솔(400)은 입력 제어 콘솔(400)을 위한 전력, 신호 조절, 접속, 및/또는 다른 회로를 제공하기 위해 사용 가능한 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등이 입력 제어 콘솔(400) 및 그의 다양한 입력 제어부를 신장된 장치를 위한 제어 유닛에 접속시키기 위해 사용 가능하다. 몇몇 예에서, 신장된 장치의 제어 유닛은 마스터 조립체(106)의 제어 장치, 제어 시스템(112) 등에 대응한다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등은 메모리, 및 하나 이상의 프로세서, 다중 코어 프로세서, 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 주문형 반도체(ASIC) 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 메모리는 하나 이상의 유형의 기계 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 몇몇 일반적인 형태의 기계 판독 가능 매체는 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 및/또는 프로세서 또는 컴퓨터가 그로부터 판독하도록 구성된 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다.
입력 제어 콘솔(400)은 응급 정지 버튼(410)을 포함한다. 몇몇 예에서, 응급 정지 버튼(410)은 신장된 장치를 위한 제어 유닛에 직접 결합되는 평시 폐쇄 스위치 및/또는 의사(O)와 같은 신장된 장치의 작업자가 신장된 장치의 제어를 빠르게 차단하여 신장된 장치가 페일 세이프(fail-safe) 상태로 진입하게 할 수 있도록, 신장된 장치를 구동하기 위해 사용되는 액추에이터로서 배선될 수 있다. 몇몇 예에서, 평시 폐쇄 극 및 평시 개방 극을 구비한 2-극 스위치를 사용하는 것을 포함한 응급 정지 버튼(410)에 대한 다른 구성이 가능하다. 극들에 대한 위치의 임의의 조합이 평시 폐쇄/평시 개방(예컨대, 개방/폐쇄, 폐쇄/폐쇄, 및 개방/개방)과 상이함이 검출되면, 응급 정지가 발생한다. 몇몇 예에서, 응급 정지 버튼(410)은 적색 채색, 버섯 머리 등을 포함한 응급 정지 버튼에 대해 공통적인 하나 이상의 특징을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 응급 정지 버튼(410)은 적합한 라벨, 아이콘 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 응급 정지 버튼(410)은 입력 제어 콘솔(400)이 신장된 장치에 적절하게 연결되었는지, 응급 정지를 개시하기 위해 사용되었는지 등을 표시하기 위해 선택적으로 상태에 따라 조명될 수 있다.
입력 제어 콘솔(400)은 디스플레이 선택 스위치(420)를 추가로 포함한다. 몇몇 예에서, 디스플레이 선택 스위치(420)는 선택적으로 다중 위치 슬라이드 스위치, 토글 스위치, 로커 스위치, 회전식 스위치 등일 수 있다. 몇몇 예에서, 토글 스위치, 로커 스위치, 또는 유사한 것이 2개의 디스플레이 모드가 지원될 때 사용될 수 있고, 다중 위치 슬라이드 스위치, 회전식 스위치, 또는 유사한 것이 2개 이상의 디스플레이 모드가 지원될 때 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 작업자는 신장된 장치를 작동시키는 동안 디스플레이 모드를 절환하기 위해 디스플레이 선택 스위치(420)를 사용한다. 몇몇 예에서, 디스플레이 선택 스위치(420)는 디스플레이 선택 스위치(420)를 사용하여 선택될 수 있는 각각의 디스플레이 모드를 표시하는 라벨, 컬러 코딩 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 디스플레이 선택 스위치(420)의 위치가 LED, 조명 아이콘, 디스플레이(예컨대, 액정 디스플레이) 등과 같은 하나 이상의 표식을 사용하여 선택적으로 표시될 수 있다. 몇몇 예에서, 디스플레이 선택 스위치(420)는 작업자의 한 손에 의해 작동 가능하도록 위치된다.
몇몇 예에서, 디스플레이 선택 스위치(420)는 디스플레이 시스템(110) 상에 디스플레이되는 정보의 유형을 제어하도록 사용 가능하다. 몇몇 예에서, 디스플레이 모드는 정렬 모드 및 횡단 모드에 대응할 수 있다. 몇몇 예에서, 시스템은 신장된 장치의 원위 단부가 생검에 대해 선택된 위치와 같은 원하는 목표로부터 먼 거리에 있을 때 횡단 모드로 작동한다. 횡단 모드에 있을 때, 횡단 뷰가 작업자에게 디스플레이된다. 횡단 뷰는 신장된 장치의 원위 단부에 위치된 내시경으로부터의 라이브 내시경 뷰와, 신장된 장치에 대한 제안된 운행 경로가 중첩되거나 중첩되지 않은, 환자의 해부학적 구조물의 전체 또는 부분 모델을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 시스템은 신장된 장치의 원위 단부가 목표 부근에 있을 때 정렬 모드로 작동한다. 정렬 모드에 있을 때, 정렬 뷰가 작업자에게 디스플레이된다. 정렬 뷰는 라이브 내시경 뷰, 및 작업자가 원위 단부를 목표로 운행시키는 것을 돕기 위한 표적 및/또는 정렬 표식을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 표적 및/또는 정렬 표식은 십자선, 불스 아이(bull's eye) 등에 대응할 수 있다. 가능한 디스플레이 모드 및 그의 특징의 추가의 설명이 ("영상 안내식 시술 중에 복수의 모드로 안내 정보를 디스플레이하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface for Displaying Guidance Information in a Plurality of Modes During an Image-Guided Procedure)"를 개시하는) (2016년 6월 30일자로 출원된) 대리인 문서 번호 ISRG09230PROV/US에 대응하는 공동 소유의 미국 특허 출원 제62/357,258호에 제공되어 있고, 이는 본원에서 전체적으로 참조로 통합되었다. 디스플레이 선택 스위치(420)가 횡단 뷰 또는 정렬 뷰의 디스플레이를 수동으로 선택하기 위해 사용될 수 있지만, 대안적인 실시예에서, 횡단 뷰와 정렬 뷰는 센서 데이터에 기초한 목표까지의 공지된 거리에 기초하여 자동으로 디스플레이될 수 있고, 디스플레이 선택 스위치(420)는 자동 뷰 선택 모드를 제공하거나 대안적으로 생략된다.
입력 제어 콘솔(400)은 카메라 세척 버튼(432) 및 삽입/후퇴 제어부(434)를 포함하는 입력 제어 그룹을 추가로 포함한다. 몇몇 예에서, 카메라 세척 버튼(432) 및 삽입/후퇴 제어부(434)는 동일한 손에 의해 작동 가능하도록 위치된다. 그리고, 카메라 세척 버튼(432) 및 삽입/후퇴 제어부(434)가 작업자의 왼손에 의한 작동을 위해 위치되지만, 이들은 대안적으로 작업자의 오른손에 의한 작동을 위해 입력 제어 콘솔(400)의 우측에 위치될 수 있다.
몇몇 예에서, 카메라 세척 버튼(432)은 신장된 장치의 원위 단부에 위치된 내시경과 같은, 촬영 시스템의 세척을 트리거링하는 데 사용하기 위한 순간 푸시 버튼, 순간 토글 스위치, 순간 로커 스위치 등이다. 몇몇 예에서, 카메라 세척 버튼(432)은 적합한 라벨, 아이콘, 조명 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 카메라 세척 버튼(432)의 활성화는 내시경의 하나 이상의 렌즈를 세척하기 위해 공기 및/또는 다른 기체 또는 액체를 방출하도록 내시경의 세척 메커니즘을 트리거링한다. 몇몇 예에서, 카메라 세척 버튼(432)이 활성화되는 시간 길이는 하나 이상의 렌즈를 가로질러 송풍되는 공기 및/또는 다른 기체의 양을 제어할 수 있다. 몇몇 예에서, 카메라 세척 버튼(432)은 2개의 이상의 활성화 위치를 포함할 수 있고, 각각의 활성화 위치는 하나 이상의 렌즈를 가로질러 송풍되는 공기 및/또는 다른 기체 및/또는 하나 이상의 렌즈에 도포되는 액체의 상이한 양을 전달한다.
몇몇 예에서, 삽입/후퇴 제어부(434)는 신장된 장치의 원위 단부의 삽입 깊이를 제어하기 위해 작업자에 의해 사용 가능한, 밀봉되거나 밀봉되지 않은 스크롤 휠과 같은, 제1 축을 따른 무한 이동 길이를 제공하는 단일 자유도 무한 이동 길이 입력 제어부이다. 몇몇 예에서, 작업자로부터 멀리 정방향으로의 스크롤 휠의 스크롤은 원위 단부의 삽입 깊이를 증가시키고 (삽입), 작업자를 향한 역방향으로의 스크롤 휠의 스크롤은 원위 단부의 삽입 깊이를 감소시킨다 (후퇴). 몇몇 예에서, 삽입/후퇴 제어부(434)는 원위 단부(318)의 삽입 깊이를 제어하기 위해 삽입 스테이지(308)를 따라 기구 캐리지(306)를 내부 및 외부로 이동시키기 위해 작업자에 의해 사용 가능하다. 삽입/후퇴 제어부(434)가 무한 이동 길이 입력 제어부이기 때문에, 위치 규정 모드로 삽입/후퇴 제어부(434)를 작동시키는 것은 작업자가 신장된 장치의 전체 이동 길이에 걸쳐 신장된 장치의 원위 단부의 정밀한 삽입 깊이 제어를 실시하도록 허용한다. 몇몇 예에서, 삽입/후퇴 제어부(434)의 이동은 하나 이상의 롤러, 엔코더, 리졸버, 광학 센서, 홀 효과 센서 등(도시되지 않음)을 사용하여 입력 제어 콘솔(400)의 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등에 의해 검출될 수 있다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 롤러, 전자기 액추에이터 등에 인가되는 피드백이 삽입/후퇴 제어부(434)에 햅틱 피드백을 인가하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 삽입/후퇴 제어부(434)의 이동량과 신장된 장치에 의한 삽입 및/또는 후퇴 이동의 양 사이의 환산 계수는 스크롤 휠의 각속도에 대한 신장된 장치의 삽입/후퇴 속도가 유리할 때의 빠른 삽입 및 후퇴, 그리고 더 큰 제어 정밀도가 요구될 때의 더 느리고 더 정밀한 삽입 및 후퇴 둘다를 허용하도록 조정될 수 있도록, 신장된 장치의 작업자 및/또는 제어 소프트웨어에 의해 조정 가능하다.
몇몇 실시예에서, 카메라 세척 버튼(432) 및 삽입/후퇴 제어부(434)는 입력 제어 콘솔(400)의 상부 표면 위에서 연장하며 카메라 세척 버튼(432) 및 삽입/후퇴 제어부(434)를 둘러싸는 선택적인 상승된 링(436) 내에 선택적으로 위치된다. 그리고, 상승된 링(436)이 실질적으로 원형인 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 난형, 비원형 타원, 정사각형, 직사각형, 다각형, 이러한 형상들의 부분적인 버전 등을 포함한 다른 형상이 가능하다. 도시된 바와 같이, 상승된 링(436)은 입력 제어 콘솔(400)의 상부 표면에 대해 실질적으로 직교하는 그의 원주부 둘레에서의 측표면을 제공한다. 몇몇 예에서, 측표면은 포켓 내의 개방부가 상승된 링(436)에 대해 이동하지 않도록, 수술용 및/또는 멸균 드레이프의 포켓 내의 개방부가 탄성 부재, 당김줄 등을 사용하여 고정될 수 있는 표면을 제공하기에 충분히 높다. 몇몇 실시예에서, 상승된 링(436)의 측표면은 탄성 부재, 당김줄 등이 상승된 링(436)에 포켓 내의 개방부를 더 확실하게 고정시키도록 허용하기 위해 만입될 수 있다 (도시되지 않음). 상승된 링(436)과 함께 수술용 및/또는 멸균 드레이프의 사용은 아래에서 더 상세하게 설명된다. 대안적인 실시예에서, 카메라 세척 버튼(432) 및 삽입/후퇴 제어부(434)는 상승된 링(436) 내에 위치되는 대신에 메사(mesa) 또는 고원(plateau)과 같은 입력 제어 콘솔(400)의 상부 표면 위에서 연장하는 베젤의 상부 표면 상에 선택적으로 장착된다.
입력 제어 콘솔(400)은 모드 제어 입력부(442, 444) 및 조향 제어부를 포함하는 입력 제어 그룹을 추가로 포함한다. 몇몇 예에서, 모드 제어 입력부(442, 444) 및 조향 제어부(446)는 동일한 손에 의해 작동 가능하도록 위치된다. 그리고, 모드 제어 입력부(442, 444) 및 조향 제어부(446)가 작업자의 오른손에 의한 작동을 위해 위치되지만, 이들은 대안적으로 작업자의 왼손에 의한 작동을 위해 입력 제어 콘솔(400)의 좌측에 위치될 수 있다.
몇몇 예에서, 모드 제어 입력부(442, 444)는 신장된 장치의 작동 모드를 선택하는 데 사용하기 위한 순간 푸시 버튼, 순간 토글 스위치, 순간 로커 스위치 등이다. 몇몇 예에서, 모드 제어 입력부(442, 444)는 각각 적합한 라벨, 아이콘, 조명 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 모드 제어 입력부(442, 444)에 의해 현재 선택된 작동 모드는 가장 최근에 활성화된 모드 제어 입력부(442 또는 444)를 조명함으로써 표시될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분리된 모드 제어 입력부(442, 444)들은 슬라이드 스위치, 토글 스위치, 로커 스위치, 회전식 스위치 등과 같은 통합된 입력 제어부에 의해 선택적으로 대체될 수 있다. 그리고, 단지 2개의 모드 제어 입력부(442, 444)가 도시되어 있지만, 추가의 모드 제어 입력부가 2개를 초과하는 작동 모드를 지원하는 신장된 장치에 대해 가능하다.
몇몇 예에서, 신장된 장치에 대한 가능한 작동 모드는 잠금 모드 및 제어 모드와 대응한다. 몇몇 예에서, 잠금 모드는 신장된 장치의 삽입, 후퇴, 및 조향이 불능화되는 모드에 대응한다. 몇몇 예에서, 모드 제어 입력부(442, 444)를 사용한 잠금 모드의 선택은 신장된 장치가 삽입/후퇴 제어부(434) 및 조향 제어부(446)의 작업자 조작에 관계없이 현재의 삽입 깊이에서 그리고 현재의 조향 설정으로 유지되게 할 수 있다. 몇몇 예에서, 잠금 모드는 의료 도구(228)와 같은 신장된 장치를 통해 삽입된 기구가 목표 부위에서 작동되는 동안 신장된 장치의 이동이 불능화될 때 사용하는 데 적합할 수 있다. 몇몇 예에서, 제어 모드는 신장된 장치의 삽입, 후퇴, 및/또는 조향의 능동 제어가 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)를 사용하여 허용되는 모드에 대응한다.
몇몇 예에서, 조향 제어부(446)는 좌우 회전, 전후 회전, 및 제 위치 스핀 회전의 조합으로 실질적으로 분해될 수 있는, 임의의 개수의 축 둘레에서의 무한 이동 길이를 제공하는 밀봉되거나 밀봉되지 않은 트랙볼과 같은, 다중 자유도 무한 이동 길이 입력 제어부이다. 조향 제어부(446)는 신장된 장치의 원위 단부의 피칭 및 요잉 둘다를 동시에 제어하기 위해 작업자에 의해 사용 가능하다. 몇몇 예에서, 전후 방향으로의 트랙볼 회전의 성분들은 신장된 장치의 원위 단부의 피칭을 제어하기 위해 사용될 수 있고, 좌우 방향으로의 트랙볼 회전의 성분들은 신장된 장치의 원위 단부의 요잉을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 트랙볼의 다른 회전 성분들은 피칭 및/또는 요잉을 제어하기 위해 사용될 수 있고, 작업자는 회전의 방향이 조향에 적용되는 방향에 대해 정상인지 그리고/또는 역전되었는지 (예컨대, 피치 감소를 위해 정방향으로 그리고 피치 증가를 위해 역방향으로 반대로 피치 감소를 위해 역방향으로 그리고 피치 증가를 위해 정방향으로 회전하는지)를 선택적으로 제어할 수 있다. 몇몇 예에서, 조향 제어부(446)는 신장된 장치의 원위 단부의 원하는 굽힘각을 조작하기 위해 작업자에 의해 사용 가능하다. 몇몇 예에서, 원하는 굽힘각은 그 다음 신장된 장치의 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 각각의 케이블이 신장된 장치의 원위 단부 내의 원하는 굽힘각을 얻기 위해 밀리고 그리고/또는 당겨지는 거리 및/또는 힘을 제어하는 신장된 장치의 제어기에 대한 설정점으로서 사용될 수 있다. 조향 제어부(446)가 무한 이동 길이 입력 제어부이기 때문에, 위치 규정 모드로 조향 제어부(446)를 작동시키는 것은 원위 단부의 배향에 대한 정밀한 제어를 달성하기 위해 작업자가 동시에 피칭 및 요잉 둘다에 있어서 신장된 장치의 원위 단부의 정밀한 조향을 실시하도록 허용한다. 몇몇 예에서, 조향 제어부(446)의 이동은 하나 이상의 롤러, 엔코더, 리졸버, 광학 센서, 홀 효과 센서 등(도시되지 않음)을 사용하여 입력 제어 콘솔(400)의 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등에 의해 검출될 수 있다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 롤러, 전자기 액추에이터 등에 인가되는 피드백이 조향 제어부(446)에 햅틱 피드백을 인가하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 조향 제어부(446)의 이동량과 신장된 장치의 원위 단부에 부여되는 피칭 및/또는 요잉의 양 사이의 환산 계수는 신장된 장치의 작업자 및/또는 제어 소프트웨어에 의해 조정 가능하다.
몇몇 실시예에서, 모드 제어 입력부(442, 444) 및 조향 제어부(446)는 입력 제어 콘솔(400)의 상부 표면 위에서 연장하며 모드 제어 입력부(442, 444) 및 조향 제어부(446)를 둘러싸는 상승된 링(448) 내에 선택적으로 위치된다. 그리고, 상승된 링(448)이 실질적으로 원형인 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 난형, 비원형 타원, 정사각형, 직사각형, 다각형, 이러한 형상들의 부분적인 버전 등을 포함한 다른 형상이 가능하다. 도시된 바와 같이, 상승된 링(448)은 입력 제어 콘솔(400)의 상부 표면에 대해 실질적으로 직교하는 그의 원주부 둘레에서의 측표면을 포함한다. 몇몇 예에서, 측표면은 포켓 내의 개방부가 상승된 링(448)에 대해 이동하지 않도록, 수술용 및/또는 멸균 드레이프의 포켓 내의 개방부가 탄성 부재, 당김줄 등을 사용하여 고정될 수 있는 표면을 제공하기에 충분히 높다. 몇몇 실시예에서, 상승된 링(448)의 측벽은 탄성 부재, 당김줄 등이 포켓 내의 개방부를 상승된 링(448)에 더 확실하게 고정시키도록 허용하기 위해 만입될 수 있다 (도시되지 않음). 상승된 링(448)과 함께 수술용 및/또는 멸균 드레이프의 사용은 아래에서 더 상세하게 설명된다. 대안적인 실시예에서, 모드 제어 입력부(442, 444) 및 조향 제어부(446)는 상승된 링(448) 내에 위치되는 대신에 메사 또는 고원과 같은 입력 제어 콘솔(400)의 상부 표면 위에서 연장하는 베젤의 상부 표면 상에 선택적으로 장착된다.
입력 제어 콘솔(400)은 수동 제어 버튼(450)을 추가로 포함한다. 수동 제어 버튼(450)이 입력 제어 콘솔(400)의 측면 상에 장착된 것으로 도시되어 있지만, 수동 제어 버튼(450)의 위치는 모드 제어 입력부(442, 444)의 일부와 같이, 선택적으로 다른 곳일 수 있다. 몇몇 예에서, 수동 제어 버튼(450)은 신장된 장치를 수동 제어 모드에 두는 데 사용하기 위한 순간 푸시 버튼, 순간 토글 스위치, 순간 로커 스위치 등이다. 몇몇 예에서, 수동 제어 버튼(450)은 적합한 라벨, 아이콘, 조명 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 수동 제어 버튼(450)의 활성화는 신장된 장치의 원위 단부를 조향하기 위해 사용되는 케이블에 의해 인가되는 힘의 감소를 일으킨다. 결과적으로, 신장된 장치는 그가 위치되어 있는 해부학적 통로와 함께 이동하고 그리고/또는 휘도록 허용하는 고도로 가요성인 상태에 놓인다. 몇몇 예에서, 수동 제어 버튼(450)의 활성화는 또한 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)의 사용을 불능화할 수 있다.
입력 제어 콘솔(400)은 작업자의 손목을 위한 받침점을 제공하고 그리고/또는 다른 입력 제어부 위에서의 작업자의 손의 양호한 인체공학적 위치 설정을 제공하기 위해 사용 가능한 상승된 손목 받침(460)을 추가로 포함한다. 몇몇 예에서, 손목 받침(460)은 선택적으로 패딩된다. 몇몇 예에서, 입력 제어 콘솔(400)의 잔여부에 대한 손목 받침(460)의 높이는 조정 가능하다. 도시된 바와 같이, 손목 받침(460)은 손목 받침의 저면과 입력 제어부가 장착되는 표면 사이에 간극을 허용하는 언더컷 영역(480)을 추가로 포함하고, 여기서 수술용 및/또는 멸균 드레이프의 포켓의 일부가 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 손목 받침(460) 상에 놓인 작업자의 손목에 의해 고정되지 않고서 더 자유로운 이동을 위해 위치될 수 있다.
입력 제어 콘솔(400)은 입력 제어 콘솔(400)을 전력 공급원, 신장된 장치를 위한 제어 유닛 등에 결합시키기 위한 하나 이상의 케이블(470)을 추가로 포함한다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 케이블(470)은 신장된 장치의 페일 세이프 메커니즘에 응급 정지 버튼(410)을 연결하기 위한 전용 케이블을 포함한다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 케이블(470)은 입력 제어 콘솔(400)의 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등과 신장된 장치의 제어 유닛이 명령, 상태 정보 등을 교환하도록 허용하기 위한 하나 이상의 버스 및/또는 통신 케이블을 포함한다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 버스 및/또는 통신 케이블은 USB, RS-232, RS-485, SCSI, CAN, GPIB 등과 같은 통신 표준과 호환 가능할 수 있다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 버스 및/또는 통신 케이블은 하나 이상의 송수신기를 사용하여 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등에 결합된다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 버스 및/또는 통신 케이블은 선택적이고, 근접장 통신(NFC), 블루투스™, IrDA, HomeRF, IEEE 802.11, DECT, 및 와이어리스 텔레메트리(Wireless Telemetry) 등 중 하나 이상을 사용하여 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 무선 송수신기로 대체될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 입력 제어 콘솔(400)은 하나 이상의 자납식 전력 공급원(예컨대, 하나 이상의 배터리)을 추가로 포함할 수 있고 그리고/또는 전력을 유도식으로 수신하기 위한 하나 이상의 코일을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 입력 제어 콘솔(400)은 입력 제어 콘솔(400)이 그에 장착된 입력 제어부의 작동 중에 안정적으로 유지되도록, 입력 제어 콘솔(400)을 테이블, 스탠드, 장착 아암 등에 확실하게 장착하기 위한 장착 플랜지(490), 나사식 마운트 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 장착 아암은 환자 침대, 수술 테이블 등에 장착 가능한, 스위스 취리히 소재의 바이텔라 아게(Baitella AG)로부터 구입 가능한 피소 아암(Fisso Arm)과 일치할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 장착 플랜지(490)는 입력 제어 콘솔(400)이 테이블, 스탠드, 장착 아암 등에 적절하게 장착되었는지를 검출할 수 있는 하나 이상의 인터로크(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 인터로크가 입력 제어 콘솔(400)이 적절하게 장착되지 않았다고 검출하면, 그는 응급 정지를 트리거링할 수 있고, 시스템을 잠금 모드, 및/또는 기타로 위치시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 버튼, 탭 등(도시되지 않음)이 또한 탈착이 발생할 수 있기 전에 하나 이상의 버튼, 탭 등의 작동을 요구함으로써 입력 제어 콘솔의 우발적인 탈착을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 삽입/후퇴 제어부(434)의 스크롤 휠 및/또는 조향 제어부(446)의 트랙볼과 같은, 무한 이동 길이 입력 제어부의 사용은 모든 의료 용도에서 이상적이지는 않을 수 있다. 몇몇 예에서, 밀봉된 스크롤 휠 및/또는 트랙볼이 사용되지 않을 때, 스크롤 휠 및/또는 트랙볼의 모서리 둘레의, 이들이 입력 제어 콘솔의 표면과 교차하는, 구역은 입력 제어 콘솔(400)과 접촉할 수 있는 체액 및 다른 유체로부터 밀봉하기 어려울 수 있는 간극을 도입한다. 또한, 입력 제어부로 인한 다양한 상승된 표면들은 작업자가 환자와의 접촉과 입력 제어 콘솔(400)의 사용 사이에서 교대할 때 시술을 지원하기 위해 세척 및/또는 멸균하기가 어려울 수 있다.
몇몇 실시예에서, 밀봉, 세척, 및 멸균 문제점은 적합하게 설계된 수술용 및/또는 멸균 드레이프를 사용하여 해결될 수 있다. 불행히도, 삽입/후퇴 제어부(434)의 스크롤 휠 및/또는 조향 제어부(446)의 트랙볼과 같은, 무한 이동 길이 입력 제어부는 종래의 드레이프와 함께 쉽게 작동 가능하지 않다. 이는 유한 이동 길이 입력 제어부가 상대적으로 짧은 이동 거리를 갖고, 전형적으로 대체로 제어부에 맞춰 형상화되고 유한 이동 길이 입력 제어부와 함께 이동하기 위한 제한된 가요성을 제공하는 드레이프에 의해 수용될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 키보드 또는 키패드 드레이프는 키가 이동하는 만큼만 이동하면 되고, 조이스틱 드레이프는 조이스틱에 맞춰 형상화될 수 있고, 조이스틱의 제한된 각운동을 통해서만 이동하면 된다. 그러나, 이러한 접근은 그의 크기의 수배의 거리로 이동할 수 있는 무한 이동 길이 입력 제어부와 함께 사용하기에는 적합하지 않다. 예를 들어, 스크롤 휠 또는 트랙볼의 완전한 원 회전은 스크롤 휠 또는 트랙볼의 직경의 3배에 걸친 이동을 수반한다. 따라서, 넓은 범위의 이동을 지원하는 드레이프가 입력 제어 콘솔(400) 상에서 발견되는 것과 같은, 무한 이동 길이 입력 제어부를 구비한 입력 제어 콘솔에 대해 바람직하다.
몇몇 실시예에서, 이러한 문제점에 대한 하나의 해결책은 무한 이동 길이 입력 제어부의 크기에 비해 큰 표면 구역 및 각각의 무한 이동 길이 입력 제어부 위에 그러한 큰 표면 구역의 연장된 영역을 위치시키는 능력 둘다를 포함하는 드레이프에 의해 해결된다. 몇몇 예에서, 드레이프는 또한 작업자가 각각의 입력 제어부의 작동과의 간섭을 제한하기 위해 각각의 입력 제어부(무한 이동 길이 및 기타)의 형상에 드레이프를 쉽게 일치시킬 수 있도록, 상대적으로 얇고 가요성이다. 몇몇 예에서, 드레이프의 표면 마찰이 또한 작업자에 의한 각각의 입력 제어부 위에서의 드레이프의 이동이 상대적으로 가벼운 접촉에 의해서도, 입력 제어부가 작업자의 손가락과 동일한 거리로 이동하게 하도록 입력 제어부 상에 충분한 힘을 가하기에 충분히 높다. 몇몇 예에서, 드레이프는 또한 입력 제어부와 관련된 라벨, 아이콘, 조명 등을 판독하는 작업자의 능력을 방해하지 않도록 대체로 투명하다.
도 5는 몇몇 실시예에 따른 입력 제어 콘솔(400)과 함께 사용하기 위한 드레이프(500)의 단순화된 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 드레이프(500)는 드레이프 재료(510)의 외측 모서리 둘레에 부착된 훨씬 더 작은 탄성 부재(520)를 구비한 드레이프 재료(510)의 큰 시트를 포함한다. 탄성 부재(520)가 드레이프 재료(510)보다 훨씬 더 작기 때문에, 드레이프 재료(510)의 모서리들은 함께 모여서 상대적으로 작은 개방부를 구비한 가방 또는 포켓 형상을 생성한다. 탄성 부재(520)는 그 다음 입력 제어 콘솔(400)보다 더 큰 개방부로 연신되고, 그 다음 탄성 부재가 하나 이상의 케이블(470) 및 플랜지(490)가 장착된 아암 또는 다른 표면 둘레에 위치된 채로 입력 제어 콘솔(400) 위에 위치될 수 있다.
드레이프 재료(510)의 큰 크기는 그가 입력 제어 콘솔(400)의 상부 및 더 구체적으로 삽입/후퇴 제어부(434) 및 조향 제어부(446)가 위치되는 영역 위에 헐겁게 맞춰지도록 허용한다. 드레이프 재료(510)의 헐거운 맞춤은 입력 제어 콘솔(400)과 작업자 사이에서 불투과성 및/또는 멸균 장벽을 유지하는 드레이프(500)의 능력을 훼손하지 않고서 드레이프 재료(510)가 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)를 가로질러 전후로 이동하도록 허용한다. 몇몇 예에서, 손목 받침(460) 아래의 언더컷 영역(480)은 작업자의 손목이 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)에 대해 이동하는 헐거운 드레이프 재료(510)의 능력을 현저하게 방해하지 않아서, 여분의 드레이프 재료(510)가 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)의 하나의 측면으로 이동되어 복원되어야 하기 전에 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)에 대한 연장된 이동 범위를 허용하도록, 드레이프 재료(510)의 일부가 손목 받침(460) 상의 작업자의 손목과 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446) 사이에 위치되도록 허용한다. 몇몇 예에서, 드레이프 재료(510)로서 1.0 내지 2.0mil의 투명한 폴리에틸렌(PE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 사용하는 것은 투명성, 내구성, 표면 마찰, 및 가요성 사이의 양호한 균형을 제공한다. 이러한 예에서, 탄성 부재(520)에 대해 고무 또는 다른 고도로 연신 가능한 탄성중합체를 사용하는 것은 여전히 하나 이상의 케이블(470) 및/또는 장착 메커니즘 둘레에서의 폐쇄를 제공하며 드레이프(500)가 입력 제어 콘솔(400) 위에서 대체로 제 위치에 머무르도록 허용하면서, 드레이프(500)가 입력 제어 콘솔(400) 위에서 연신되도록 허용한다.
몇몇 실시예에서, 드레이프(500)의 단일 포켓 특질은 삽입/후퇴 제어부(434) 및 조향 제어부(446)의 독립적인 작동을 다소 방해할 수 있다. 예를 들어, 삽입/후퇴 제어부(434) 내에서의 다량의 삽입 또는 후퇴 이동은 삽입/후퇴 제어부(434)의 회전 방향과 반대인 방향으로 조향 제어부(446)를 회전시키는, 조향 제어부(446)의 큰 피치 이동을 방해할 수 있다. 따라서, 분리된 무한 이동 길이 입력 제어부 위에 독립적인 포켓을 제공하는 것이 유리하다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 입력 제어 콘솔(400)과 함께 사용하기 위한 포켓을 구비한 드레이프(600)의 단순화된 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 드레이프(600)는 각각 삽입/후퇴 제어부(434) 및 조향 제어부(446) 위에 위치되도록 구성된 분리된 포켓(610, 620)들을 포함한다. 분리된 포켓(610, 620)들은 삽입/후퇴 제어부(434) 및 조향 제어부(446)가, 드레이프(600)가 이들 사이에서 간섭을 일으키지 않고서, 반대 방향들로 작동되도록 허용한다. 드레이프(600)의 잔여부는 포켓(610, 620)들이 각각 상승된 링(436, 448) 위에서 이격된 튜브 내의 분리된 개방부들에 융합된 채로 입력 제어 콘솔(400) 위에서 미끄러지도록 형상이 대체로 튜브형이다. 각각의 포켓(610, 620) 내의 개방부들은 그들 각각의 상승된 링(436 또는 448) 둘레에 맞춰지고, 그 다음 각각의 탄성 부재(630 또는 640)를 사용하여 제 위치에 고정된다. 몇몇 예에서, 각각의 포켓(610, 620) 내의 개방부들은 각각 상승된 링(436, 448)에 대한 포켓(610, 620)의 전체적인 보유를 개선하기 위해, 개방부들이 상승된 링(436 또는 448) 둘레에 맞춰지도록 약간 연신되어야 하도록 상승된 링(436, 448)보다 약간 더 작다. 몇몇 예에서, 탄성 부재(630, 640)는 드레이프(600) 내로 통합되거나, 대안적으로 포켓(610, 620)이 상승된 링(436, 448) 둘레에 위치된 후에 별도로 인가된다. 몇몇 예에서, 탄성 부재(630 및/또는 640)는 대안적으로 당김줄, 테이프 스트립 등으로 대체될 수 있다. 몇몇 예에서, 드레이프(600)를 형성하는 튜브의 개방 단부는 튜브의 개방 단부를 폐쇄하기 위해 당김줄, 테이프 스트립 등과 같은, 폐쇄 요소(650)를 사용하여 하나 이상의 케이블(470) 및/또는 장착 메커니즘 위에서 제 위치에 고정된다.
드레이프(500)에서와 같이, 몇몇 예에서, 손목 받침(460) 아래의 언더컷 영역(480)은 작업자의 손목이 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)에 대해 이동하는 포켓(610 및/또는 620)의 능력을 현저하게 방해하지 않도록, 포켓(610 및/또는 620)의 일부가 손목 받침(460) 상의 작업자의 손목과 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446) 사이에 위치되도록 허용한다.
몇몇 실시예에서, 드레이프(600) 내의 재료로서 1.0 내지 2.0mil의 투명한 PE 또는 LDPE를 사용하는 것은 투명성, 내구성, 표면 마찰, 및 가요성 사이의 양호한 균형을 제공한다. 몇몇 예에서, 포켓(610 및/또는 620) 내의 재료는 드레이프(600)의 튜브 부분 내의 재료보다 약간 더 얇고 더 가요성이 되도록 선택될 수 있다. 몇몇 예에서, 포켓(610 및/또는 620)은 1.0 내지 1.5mil LDPE로부터 형성될 수 있고, 드레이프(600)의 튜브 부분은 1.5 내지 2.0mil PE로부터 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 탄성 부재(630 및/또는 640)에 대해 고무 또는 다른 고도로 연신 가능한 탄성중합체를 사용하는 것은 각각 상승된 링(436, 484) 둘레에서의 포켓(610, 620)의 용이하지만 견고한 구속을 허용한다.
도 7은 몇몇 실시예에 따른 드레이프(600)를 만드는 방법의 단순화된 도면이다. 방법(700)은 도 7에서 작업 또는 공정(710 - 780)들의 세트로서 도시되어 있다. 도시된 공정(710 - 780)들 중 전부가 방법(700)의 모든 실시예에서 수행될 수 있는 것은 아니다. 추가로, 도 7에 명확하게 도시되지 않은 하나 이상의 공정이 공정(710 - 780)들 이전, 이후, 중간에 또는 그의 일부로서 포함될 수 있다. 공정(710 - 780)들은 몇몇 실시예에 따른 공정(710 - 780)을 사용한 조립의 다양한 스테이지 중의 드레이프(600)와 유사한 드레이프의 단순화된 도면인, 도 8a - 도 8f를 참조하여 아래에서 설명된다. 몇몇 실시예에서, 공정(780)은 선택적이고, 생략될 수 있다.
공정(710)에서, 도 8a의 포켓 조각(810)과 같은 포켓 조각이 중심 선(820)을 따라 절반으로 접힌다. 몇몇 예에서, 포켓 조각(810)은 투명한 1.0 내지 1.5mil LDPE의 시트로부터 절단된다.
공정(720)에서, 포켓의 측면들이 융합되고, 과잉의 재료가 다듬질된다. 접힘선에 대향하는 포켓(830)의 측면은 융합되지 않고 방치되어, 포켓(830) 내에 개방부가 있고, 이는 포켓(830)을 드레이프(600)에 연결할 것이다. 몇몇 예에서, 측면(840)들은 열, 양면 접착 테이프, 및/또는 기타를 사용하여 함께 융합될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 포켓(730)은 펼쳤을 때 대체로 8각형 형상을 갖는다. 그리고, 형상이 대체로 8각형으로 도시되어 있지만, 직사각형, 다른 다각형, 난형, 비원형 타원, 원, 이러한 형상들의 부분적인 버전 등을 포함한 다른 형상이 가능하다.
공정(730)에서, 포켓(830)은 주 드레이프 조각(850) 내의 슬릿(860)에 융합된다. 몇몇 예에서, 주 드레이프 조각(850)은 투명한 1.5 내지 2.0mil PE와 같은, 드레이핑 재료의 큰 직사각형 조각으로부터 형성된다. 슬릿(860)이 주 드레이프 조각(850) 내에 만들어지고, 여기에 각각의 포켓(830)이 부착되어야 한다. 몇몇 예에서, 포켓(830)은 포켓(830)의 2개의 반부들 사이에, 테플론 또는 폴리테트라플루오로에틸렌의 다른 버전의 시트와 같은 분리 재료를 삽입함으로써 슬릿(860)에 융합되고, 포켓(830)이 그 다음 슬릿(860) 내로 삽입되고, 포켓(830)의 2개의 반부들은 슬릿(860)의 대향 측면들에 열 융합되고, 분리 재료는 제거된다. 몇몇 예에서, 포켓(830)은 대안적으로 양면 테이프 또는 몇몇 다른 공정을 사용하여 슬릿(860)의 2개의 측면에 부착될 수 있다.
공정(710 - 730)들은 그 다음 드레이프의 일부인 각각의 포켓(830)에 대해 반복된다. 드레이프(600)의 실시예에서, 공정(710 - 730)들은 한번은 포켓(610)에 대해 그리고 한번은 포켓(620)에 대해, 2번 수행된다. 공정(710 - 730)들이 반복된 후에, 드레이프는 도 8d의 예시적인 도면과 일치한다.
공정(740)에서, 주 드레이프 조각이 도 8d에 도시된 바와 같이 선(880)을 따라 접음으로써 튜브 내로 접힌다. 2개의 접힘선이 도 8d에 도시되어 있지만, 튜브는 대안적으로 주 드레이프 조각(850)을 절반으로 접는 단일 접힘선을 사용하여 형성될 수 있다.
공정(750)에서, 튜브는 그의 길이를 따라 융합된다. 주 드레이프 조각(850)의 2개의 외측 모서리들이 공정(740)의 접힘 후에 만나는 곳에서, 2개의 외측 모서리들은 열, 양면 접착 테이프 등을 사용하여 함께 융합된다. 공정(750) 중의 융합 선은 도 8e에서 점선(880)에 의해 도시되어 있다.
공정(760)에서, 튜브의 하나의 단부가 융합된다. 튜브의 하나의 단부는 드레이프의 주 섹션에 대해 양말형 형상을 생성하도록, 열, 양면 접착 테이프 등을 사용하여 융합되어 폐쇄된다. 융합선은 도 8e에서 선(885)에 의해 도시되어 있다.
공정(770)에서, 폐쇄 요소(890)가 튜브의 개방 단부에 부착된다. 몇몇 예에서, 폐쇄 요소(890)는 폐쇄 요소(650)와 일치하고, 당김줄, 테이프 스트립 등을 사용하여 형성된다. 공정(770)의 완료 시에, 드레이프(600)는 도 8f에 도시된 바와 같이 형성된다. 몇몇 실시예에서, 튜브의 개방 단부는 드레이프(600)를 파지하고, 개방 단부를 그를 입력 제어 콘솔 위에서 활주시키기 위해 개방하는 것 등을 더 쉽게 할 수 있는 커프를 생성하기 위해 선택적으로 뒤로 접힐 수 있다.
선택적인 공정(780)에서, 통합된 조임 요소들이 각각의 포켓(830)에 부착된다. 몇몇 예에서, 각각의 통합된 조임 요소는 상승된 링(436 및/또는 448)과 같은, 상승된 링에 각각의 포켓(830)을 고정시키기 위해 사용된다. 몇몇 예에서, 각각의 조임 요소는 탄성 밴드, 당김줄, 테이프 스트립 등에 대응할 수 있다. 몇몇 예에서, 통합된 조임 요소들은 탄성 부재(630, 640)에 대응한다. 몇몇 예에서, 각각의 조임 요소는 공정(730) 중에 각각의 슬릿(860)에 각각의 포켓(830)을 융합시키기 전에 각각의 커프를 생성하도록 각각의 포켓(830)의 개방 단부 위로 접음으로써 통합될 수 있다. 각각의 조임 요소는 그 다음 각각의 커프 내로 삽입될 수 있다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 포켓을 구비한 드레이프를 사용하는 방법(900)의 단순화된 도면이다. 방법(900)은 도 9에서 작업 또는 공정(910 - 970)들의 세트로서 도시되어 있다. 도시된 공정(910 - 970)들 전부가 방법(900)의 모든 실시예에서 수행될 수 있는 것은 아니다. 추가로, 도 9에 명확하게 도시되지 않은 하나 이상의 공정이 공정(910 - 970)들 이전, 이후, 중간에 그리고 그의 일부로서 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 공정(910 - 970)의 드레이프는 드레이프(600)와 일치한다. 몇몇 실시예에서, 공정(970)은 선택적이고 생략될 수 있다.
공정(910)에서, 드레이프는 입력 제어 콘솔 위에서 활주된다. 몇몇 예에서, 드레이프의 개방 단부는 확장 개방되어 입력 제어 콘솔 위에서 활주된다. 도 6의 예에서, 공정(910)은 드레이프(600)를 개방하고, 이를 입력 제어 콘솔(400) 위에서 손목 받침(460)을 구비한 단부로부터 하나 이상의 케이블(470)을 구비한 단부를 향해 활주시키는 것을 포함한다.
공정(920)에서, 포켓(610, 620, 및/또는 830)과 같은, 드레이프 내의 각각의 포켓은 상승된 링(436 및/또는 448)과 같은, 대응하는 상승된 링 둘레에 위치된다. 이는 각각의 링이 장착된 각각의 입력 제어부가 분리된 무한 이동 입력 제어부를 지원하기 위한 그 자신의 드레이프 포켓을 갖도록 허용한다.
공정(930)에서, 과잉의 공기가 각각의 포켓으로부터 배출된다. 포켓이 효과적으로 기능하게 하도록, 포켓의 표면을 대응하는 입력 제어부와 접촉시키는 것이 쉽도록 포켓 내에 제한된 양의 공기가 있다. 그러나, 충분한 공기가 이동이 입력 제어부를 우발적으로 작동시킬 과도한 위험이 없이 포켓을 입력 제어부 위에 재위치시키고 그리고/또는 복원시키기 위해 포켓의 입력 제어부에 대해 자유롭게 이동될 수 있도록 포켓 내에 남아 있어야 한다.
공정(940)에서, 각각의 포켓은 그의 대응하는 상승된 링 둘레에 고정된다. 공정(780) 중에 탄성 부재(630 및/또는 640) 및/또는 통합된 조임 요소와 같은, 탄성 부재 또는 다른 조임 요소를 사용하여, 각각의 포켓의 기부는 그의 대응하는 상승된 링에 확실하게 부착되고, 따라서 각각의 포켓은 그의 대응하는 상승된 링에 대해 이동하지 않는다.
공정(950)에서, 과잉의 공기가 드레이프로부터 배출된다. 과잉의 공기의 제거는 드레이프 표면이 응급 정지 버튼(410), 디스플레이 선택 스위치(420), 및/또는 수동 제어 버튼(450)과 같은, 포켓과 관련되지 않은 각각의 입력 제어부에 근접하도록 허용하여, 그러한 입력 제어부는 드레이프로부터의 과도한 간섭이 없이 작동될 수 있다. 추가로, 과잉의 공기의 제거는 주 드레이프 부분에 의한 임의의 포켓과의 간섭을 감소시킬 것이다.
공정(960)에서, 폐쇄 요소(650 및/또는 890)와 같은 폐쇄 요소가 하나 이상의 케이블(470)과 같은 하나 이상의 케이블 및/또는 장착 메커니즘 둘레에 고정된다. 폐쇄 요소의 사용은 드레이프를 입력 제어 콘솔 위에서 제 위치에 유지하는 것을 돕고, 또한 공정(950) 중에 배출된 과잉의 공기가 드레이프로 재진입하는 것을 방지하는 것을 돕는다.
선택적인 공정(970)에서, 각각의 포켓은 사용을 위해 조정된다. 몇몇 예에서, 포켓들 중 하나 이상은 각각의 자유도에 대응하는 방향으로의 제어된 이동을 허용하기 위해, 삽입/후퇴 제어부(434) 및/또는 조향 제어부(446)와 같은 대응하는 무한 이동 입력 제어부 위에서 중심 설정될 수 있다. 몇몇 예에서, 포켓들 중 하나 이상은 제1 후퇴 이전에 다량의 삽입을 가질 것으로 예상되는 삽입/후퇴 제어부(434) 위의 포켓에 대해서와 같이, 대부분 하나의 측면에 위치될 수 있다. 몇몇 예에서, 포켓들 중 하나 이상은 포켓이 손목 받침(460)과 작업자의 손목 사이에 포착되는 것을 방지하기 위해 언더컷 영역(480) 내에 위치될 수 있다.
드레이프(500 및/또는 600)가 환자 둘레의 멸균장이 입력 제어 콘솔(400)을 액체 및/또는 다른 오염물로부터 보호하기 위해 사용되는 환경 내에서의 입력 제어 콘솔(400)의 사용을 단순화하지만, 드레이프(500 및/또는 600)의 사용은 입력 제어 콘솔(400)을 사용하는 작업자의 능력을 다소 방해하는 경향이 있다. 따라서, 무한 이동 길이 입력 제어부를 지원하지만, 수술용 및/또는 멸균 드레이프가 없이 선택적으로 사용될 수 있는 입력 제어 콘솔을 갖는 것이 유리하다. 몇몇 실시예에서, 밀봉된 스크롤 휠, 밀봉된 트랙볼 등과 같은 밀봉된 제어부가 사용될 수 있다. 대안적으로 실시예에서, 터치 패드, 터치 스크린 등과 같은 터치 감응식 입력 제어부가 무한 이동 길이 입력 제어부를 제공할 수 있으며, 또한 닦아내고, 세척하고, 그리고/또는 멸균하기에 더 쉬운 밀봉된 입력 제어 콘솔을 제공하는 것을 더 쉽게 만든다.
도 10은 몇몇 실시예에 따른 터치 감응식 입력 제어부를 사용하는 입력 제어 콘솔(1000)의 단순화된 도면이다. 입력 제어 콘솔(400)과 유사하게, 입력 제어 콘솔(1000)은 응급 정지 버튼(410)과 유사한 응급 정지 버튼(1010) 및 디스플레이 선택 스위치(420)와 유사한 디스플레이 선택 버튼(1020)을 포함한다.
입력 제어 콘솔(1000)은 터치 감응의 적어도 하나의 축을 제공하는 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)를 추가로 포함한다. 그리고, 도 10이 제1 터치 감응식 입력부(1030)를 형상이 직사각형으로서 도시하지만, 터치 감응의 적어도 하나의 축을 제공하기에 적합한 다른 신장된 형상이 가능하다. 몇몇 예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)는 작업자가 삽입을 표시하기 위한 제1 방향 및 후퇴를 표시하기 위한 반대 방향으로 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)를 따라 손가락 및/또는 스타일러스를 드래그하게 함으로써 삽입 및/또는 후퇴 이동 명령을 제공하기 위해 사용 가능하다. 그리고, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)가 작업자의 왼손에 의한 작동을 위해 위치되지만, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)는 대안적으로 작업자의 오른손에 의한 작동을 위해 입력 제어 콘솔(1000)의 우측에 위치될 수 있다.
몇몇 예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)를 따른 손가락 및/또는 스타일러스와의 접촉 및/또는 그의 드래그는 하나 이상의 발신기, 전극, 도체 등의 조합을 사용하여 입력 제어 콘솔(1000)의 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등에 의해 검출될 수 있다. 몇몇 예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)는 저항식, 용량식, 적외선, 초음파 등을 포함한 임의의 터치 감응 기술을 사용하여 작동할 수 있다. 몇몇 예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)를 따른 드래그의 길이와 신장된 장치에 의한 삽입 및/또는 후퇴 이동의 양 사이의 환산 계수는 스크롤 휠의 각속도에 대한 신장된 장치의 삽입/후퇴 속도가 유리할 때 빠른 삽입 및 후퇴 그리고 더 큰 제어 정밀도가 요구될 때 더 느리고 더 정밀한 삽입 및 후퇴 둘다를 허용하도록 조정될 수 있도록, 신장된 장치의 작업자 및/또는 제어 소프트웨어에 의해 조정 가능하다.
몇몇 예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)는 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030) 아래에 위치된 하나 이상의 스위치의 사용을 통해 또는 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030) 상에서의 더 강한 누름의 검출에 의해 탭핑(tap)에 더 민감할 수 있다. 몇몇 예에서, 탭핑 민감성은 카메라 세척 입력 제어부를 구현하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)의 탭핑은 내시경의 세척 메커니즘을 트리거링하고, 이는 탭핑의 지속 시간, 힘, 및/또는 위치에 기초하여 하나 이상의 렌즈를 가로질러 송풍되는 공기 및/또는 다른 기체의 양에 선택적으로 영향을 줄 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)는 입력 제어 콘솔(1000)의 쉬운 세척 및/또는 멸균을 지원하기 위해 동일 평면으로 장착되고 그리고/또는 약간 상승될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030)는 상승된 링 내에 또는 상승된 베젤(도시되지 않음) 상에 선택적으로 장착된다. 몇몇 예에서, 상승된 링은 상승된 링(436)과 유사하고, 공정(940)에 대해 설명된 바와 같이, 입력 제어 콘솔(1000)에 수술용 및/또는 멸균 드레이프를 부착하기 위해 사용될 수 있다.
입력 제어 콘솔(1000)은 터치 감응의 2개의 축을 제공하는 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)를 추가로 포함한다. 그리고, 도 10이 제2 터치 감응식 입력부(1040)를 형상이 원형으로서 도시하지만, 정사각형 또는 직사각형과 같은 터치 감응의 2개의 축을 제공하기에 적합한 다른 형상이 가능하다. 몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부는 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)의 표면을 가로지른 임의의 방향으로 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)를 따라 작업자가 손가락 및/또는 스타일러스를 드래그하게 함으로써 피칭 및/또는 요잉 조향 명령을 제공하기 위해 사용 가능하다. 몇몇 예에서, 드래그의 방향의 수직 및/또는 수평 성분은 그 다음 신장된 장치의 원위 단부에 대해 각각 피칭 및 요잉 설정을 변화시키기 위해 사용된다. 몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어(1040)의 중심에 대해 손가락 또는 스타일러스의 위치는 신장된 장치의 원위 단부에 대한 피칭 및/또는 요잉 설정을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 피칭 및/또는 요잉 설정은 신장된 장치의 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 각각의 케이블이 밀리고 그리고/또는 당겨지는 거리를 제어하기 위해 사용 가능하다. 그리고, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)가 작업자의 오른손에 의한 작동을 위해 위치되지만, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)는 대안적으로 작업자의 왼손에 의한 작동을 위해 입력 제어 콘솔(1000)의 좌측에 위치될 수 있다.
몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)를 따른 손가락 및/또는 스타일러스와의 접촉 및/또는 그의 드래깅은 하나 이상의 발신기, 전극, 도체 등의 조합을 사용하여 입력 제어 콘솔(1000)의 하나 이상의 회로 보드, 논리 보드 등에 의해 검출될 수 있다. 몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)는 저항식, 용량식, 적외선, 초음파 등을 포함한 임의의 터치 감응 기술을 사용하여 작동할 수 있다. 몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)를 따른 드래그의 길이와 신장된 장치의 원위 단부에 부여되는 피칭 및/또는 요잉의 양 사이의 환산 계수는 신장된 장치의 작업자 및/또는 제어 소프트웨어에 의해 조정 가능하다.
몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)는 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040) 아래에 위치된 하나 이상의 스위치의 사용을 통해 또는 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030) 상에서의 더 강한 누름의 검출에 의해 탭핑에 더 민감할 수 있다. 몇몇 예에서, 탭핑 민감성은 신장된 장치에 의해 지원되는 작동 모드들을 통해 순환하도록 사용될 수 있고, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)의 각각의 검출된 탭핑은 사이클 내의 다음의 작동 모드로의 절환을 일으킨다. 몇몇 예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)의 상이한 영역들은 독립적으로 탭핑 민감성일 수 있어서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)의 상이한 영역들 내에서의 탭핑이 대응하는 작동 모드로의 절환을 일으키도록 허용한다. 몇몇 예에서, 작동 모드는 입력 제어 콘솔(400)에 대해 이전에 설명된 바와 같이 잠금 모드 및 제어 모드에 대응할 수 있다. 몇몇 예에서, 현재의 작동 모드는 LED, 조명된 아이콘, 디스플레이(예컨대, 액정 디스플레이) 등과 같은 하나 이상의 표식을 사용하여 선택적으로 표시될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)는 입력 제어 콘솔(1000)의 쉬운 세척 및/또는 멸균을 지원하기 위해 동일 평면으로 장착되고 그리고/또는 약간 상승될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)는 상승된 링 내에 또는 상승된 베젤(도시되지 않음) 상에 선택적으로 장착된다. 몇몇 예에서, 상승된 링은 상승된 링(448)과 유사하고, 공정(940)에 대해 설명되는 바와 같이, 입력 제어 콘솔(1000)에 수술용 및/또는 멸균 드레이프를 부착하기 위해 사용될 수 있다.
입력 제어 콘솔(400)과 유사하게, 입력 제어 콘솔(1000)은 수동 제어 버튼(450)과 유사한 수동 제어 버튼(1050)을 추가로 포함한다. 수동 제어 버튼(1050)이 입력 제어 콘솔(1000)의 측면에 장착된 것으로 도시되어 있지만, 수동 제어 버튼(1050)의 위치는 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)의 탭핑을 사용한 작동 모드 선택과 통합됨으로써와 같이, 선택적으로 다른 곳에 있을 수 있다.
또한, 입력 제어 콘솔(400)과 유사하게, 입력 제어 콘솔(1000)은 하나 이상의 케이블(470)과 유사한 하나 이상의 케이블(1060), 하나 이상의 자납식 전력 공급원(도시되지 않음), 유도식으로 전력을 수신하기 위한 하나 이상의 코일(도시되지 않음), 및/또는 장착 플랜지(490)와 유사한 장착 플랜지(도시되지 않음)를 추가로 포함한다.
위에서 설명되고 여기서 추가로 강조되는 바와 같이, 도 10은 청구범위의 범주를 과도하게 제한하지 않는 예일 뿐이다. 본 기술 분야의 통상의 기술자는 많은 변경, 대안, 및 변형을 인식할 것이다. 몇몇 실시예에서, 입력 제어 콘솔(1000)은 작업자의 손목을 위한 받침점을 제공하고 그리고/또는 다른 입력 제어부 위에서의 작업자의 손의 양호한 인체공학적 위치 설정을 제공하기 위해 사용 가능한 상승된 손목 받침을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 손목 받침은 선택적으로 패딩된다. 몇몇 예에서, 입력 제어 콘솔(1000)의 잔여부에 대한 손목 받침의 높이는 조정 가능하다.
몇몇 실시예에서, 제1 터치 감응식 입력 제어부(1030) 및 제2 터치 감응식 입력 제어부(1040)는 위에서 설명된 바와 같이 입력 제어 콘솔(1000)을 위한 각각의 입력 제어부를 지원하기 위해 상이한 드래그 및/또는 탭핑 영역을 갖는 조합식 터치 감응식 입력 제어부에 의해 대체될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 조합식 터치 감응식 입력 제어부는 터치 감응식 스크린을 사용하여 선택적으로 구현될 수 있다. 몇몇 예에서, 터치 감응식 스크린의 디스플레이 특징부는 입력 제어 콘솔(400 및/또는 1000)에 대해 설명된 다양한 버튼, 선택기, 터치 감응식 입력 제어부 등에 대응하는 영역들을 갖는 사용자 인터페이스를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자 인터페이스는, 예를 들어, 삽입/후퇴 및 조향 입력 제어부가 위치되는 측면들 사이의 쉬운 교환을 허용하는 입력 제어부의 크기, 형상, 배향, 색깔, 및/또는 위치를 교환하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자 인터페이스는 입력 제어부의 환산 계수 및/또는 다른 특징을 구성하기 위한 메뉴로의 접근을 지원할 수 있다. 몇몇 예에서, 사용자 인터페이스는 디스플레이 시스템(110)의 일부인 영역을 또한 포함할 수 있고, 예를 들어, 내시경 뷰, 해부학적 구조물의 모델, 목표 표시기, 정렬 표시기 등을 디스플레이하기 위해 사용 가능할 수 있다.
추가의 예:
A1. 수술용 드레이프로 신장된 장치의 입력 제어 콘솔을 드레이핑하는 예시적인 방법이며, 주 드레이프 섹션의 하나의 단부에서의 제1 개방부를 사용하여 입력 제어 콘솔 위에 수술용 드레이프의 주 드레이프 섹션을 위치시키는 단계; 입력 제어 콘솔 상의 각각의 상승된 링 또는 베젤 위에 수술용 드레이프 내의 복수의 포켓 각각을 정렬시키는 단계 - 복수의 포켓 각각은 그가 고정된 각각의 상승된 링 또는 베젤의 경계 내에 위치된 아래에 놓인 무한 이동 길이 제어 입력부와의 사용자 상호 작용을 가능케 하도록 크기 설정됨 -; 조임 요소를 사용하여 각각의 상승된 링 또는 베젤에 복수의 포켓 각각 내의 제2 개방부를 고정하는 단계; 및 제1 개방부 부근의 주 드레이프 섹션에 부착된 폐쇄 요소를 사용하여 수술용 드레이프의 제1 개방부를 폐쇄하는 단계를 포함하는 방법.
A2. 예 A1에 있어서, 무한 이동 길이 입력 제어부 위에서 복수의 포켓 각각의 여분의 재료를 이동시킴으로써 입력 제어 콘솔 상의 무한 이동 길이 입력 제어부를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
A3. 예 A1 또는 예 A2에 있어서, 각각의 상승된 링 또는 베젤에 복수의 포켓 각각을 고정시키기 전에 복수의 포켓 각각으로부터 공기를 배출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
A4. 예 A1 - 예 A3 중 어느 하나에 있어서, 제1 개방부를 폐쇄하기 전에 수술용 드레이프로부터 공기를 배출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
A5. 예 A1 - 예 A4 중 어느 하나에 있어서, 복수의 포켓 각각은 그가 고정된 각각의 상승된 링 또는 베젤에 대해 이동 가능한 여분의 드레이프 재료를 포함하는, 방법.
A6. 예 A1 - 예 A5 중 어느 하나에 있어서, 복수의 포켓 각각은 확장된 크기와 수축된 크기 사이에서 포켓 개방부에서 연신 가능하고, 수축된 크기는 포켓이 고정된 각각의 상승된 링 또는 베젤의 원주부보다 더 작은, 방법.
A7. 예 A1 - 예 A6 중 어느 하나에 있어서, 주 드레이프 섹션의 제1 재료는 복수의 포켓 각각의 제2 재료와 상이한, 방법.
A8. 예 A1 - 예 A7 중 어느 하나에 있어서, 주 드레이프 섹션의 재료는 1.5mil과 2.0mil 사이의 두께를 갖는 투명한 폴리에틸렌인, 방법.
A9. 예 A1 - 예 A7 중 어느 하나에 있어서, 복수의 포켓 각각의 재료는 1.0mil과 1.5mil 사이의 두께를 갖는 투명한 저밀도 폴리에틸렌인, 방법.
본 발명의 실시예에서의 하나 이상의 요소들(예컨대, 입력 제어부로부터 수신된 신호의 처리 및/또는 신장된 장치의 제어)은 제어 시스템(112)과 같은, 컴퓨터 시스템의 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현될 때, 본 발명의 실시예의 요소들은 본질적으로 필요한 작업을 수행하기 위한 코드 세그먼트이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트는 광학 매체, 반도체 매체, 및 자기 매체를 포함한, 정보를 저장할 수 있는 임의의 매체를 포함한, 비일과성 기계 판독 가능 저장 매체 내에 저장될 수 있다. 기계 판독 가능 저장 매체의 예는 전자 회로; 반도체 장치, 반도체 메모리 장치, 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 소거 가능한 프로그램 가능 판독 전용 메모리(EPROM); 플로피 디스켓, CD-ROM, 광 디스크, 하드 디스크, 또는 다른 저장 장치를 포함한다. 코드 세그먼트는 인터넷, 인트라넷 등과 같은 컴퓨터 네트워크를 거쳐 다운로드될 수 있다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 접근, 검출, 개시, 등록, 디스플레잉, 수신, 생성, 결정, 데이터 지점 이동, 세그먼트화, 정합 등의 작업은 제어 시스템(112) 또는 그의 프로세서에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다.
제시된 공정 및 디스플레이는 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치에 고유하게 관련되지 않을 수 있음을 알아야 한다. 다양한 이러한 시스템에 대해 요구되는 구조는 청구범위 내에서 요소로서 출현할 것이다. 또한, 본 발명의 실시예들은 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지 않는다. 다양한 프로그래밍 언어가 본원에서 설명되는 바와 같은 본 발명의 교시를 구현하기 위해 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명의 소정의 예시적인 실시예가 첨부된 도면에서 설명되고 도시되었지만, 그러한 실시예는 단지 광범위한 본 발명의 예시이며 제한적이지 않고, 본 발명의 실시예들은 다양한 다른 변형이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 수 있으므로, 도시되고 설명된 구체적인 구성 및 배열로 제한되지 않아야 함을 이해하여야 한다.

Claims (46)

  1. 신장된 장치를 위한 입력 제어 콘솔이며,
    제1 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는 제1 입력 제어부 - 제1 입력 제어부는 신장된 장치의 삽입 깊이를 제어하기에 적합한 제1 명령을 제공함 -;
    콘솔의 상부 표면 상에 위치된 제1 링 - 제1 입력 제어부가 제1 링 내에 장착됨 -;
    1개를 초과하는 방향으로의 무한 이동 길이를 갖는 제2 입력 제어부 - 제2 입력 제어부는 피칭 설정 및 요잉 설정을 포함하는 신장된 장치의 원위 단부의 조향을 제어하기에 적합한 제2 명령을 제공함 -;
    콘솔의 상부 표면 상에 위치된 제2 링 - 제2 입력 제어부가 제2 링 내에 장착됨 -;
    신장된 장치를 위한 제어 유닛에 콘솔을 결합시키기 위한 하나 이상의 송수신기; 및
    하나 이상의 송수신기에 제1 입력 제어부 및 제2 입력 제어부를 결합시키기 위한 접속 회로
    를 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  2. 제1항에 있어서, 제1 입력 제어부는 단일 축 장치이고, 제2 입력 제어부는 다중 축 장치인, 입력 제어 콘솔.
  3. 제1항에 있어서, 제1 입력 제어부는 스크롤 휠이고, 제2 입력 제어부는 트랙볼인, 입력 제어 콘솔.
  4. 제1항에 있어서, 제1 입력 제어부 또는 제2 입력 제어부는 터치 패드인, 입력 제어 콘솔.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 링이 제1 상승된 링을 포함하고,
    제2 링이 제2 상승된 링을 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  6. 제5항에 있어서,
    제1 상승된 링은 제1 상승된 링에 고정된 드레이프의 제1 포켓 내의 개방부를 유지하도록 구성된 제1 측표면을 포함하고;
    제2 상승된 링은 제1 상승된 링에 고정된 드레이프의 제2 포켓 내의 개방부를 유지하도록 구성된 제2 측표면을 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  7. 제6항에 있어서, 제1 측표면은 만입되는, 입력 제어 콘솔.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 입력 제어부 및 제2 입력 제어부가 장착되는 표면 위에서 상승된 손목 받침을 추가로 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 응급 정지 입력 제어부를 추가로 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  10. 제1항에 있어서, 신장된 장치에 대한 디스플레이 뷰의 선택을 수신하기 위한 하나 이상의 제3 입력 제어부를 추가로 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  11. 제1항에 있어서, 신장된 장치에 대한 작동 모드의 선택을 수신하기 위한 하나 이상의 제3 입력 제어부를 추가로 포함하고, 작동 모드는 잠금 모드, 제어 모드, 또는 수동 제어 모드 중 적어도 하나를 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  12. 제1항에 있어서, 신장된 장치의 세척 시스템을 활성화하기 위한 제3 입력 제어부를 추가로 포함하는, 입력 제어 콘솔.
  13. 신장된 장치를 작동시키는 방법이며,
    신장된 장치의 제어 유닛에 의해, 입력 제어 콘솔의 상부 표면 상에 위치된 제1 링 내에 장착된 제1 입력 제어부로부터 삽입 또는 후퇴 명령을 수신하는 단계 - 제1 입력 제어부는 제1 방향으로의 무한 이동 길이를 가짐 -;
    삽입 또는 후퇴 명령에 기초하여 신장된 장치의 삽입 깊이를 제어하는 단계;
    제어 유닛에 의해, 입력 제어 콘솔의 상부 표면 상에 위치된 제2 링 내에 장착된 제2 입력 제어부로부터 피칭 설정 및 요잉 설정을 포함하는 조향 명령을 수신하는 단계 - 제2 입력 제어부는 1개를 초과하는 방향으로의 무한 이동 길이를 가짐 -; 및
    조향 명령에 기초하여 신장된 장치의 원위 단부의 조향을 제어하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 제어 유닛에 의해, 하나 이상의 제3 입력 제어부로부터 신장된 장치에 대한 디스플레이 뷰의 선택 또는 하나 이상의 제3 입력 제어부로부터 신장된 장치에 대한 작동 모드의 선택을 수신하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 제어 유닛에 의해, 하나 이상의 제3 입력 제어부로부터 입력을 수신하는 것에 응답하여 신장된 장치의 카메라 세척 시스템을 활성화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4238490A3 (en) 2016-06-30 2023-11-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information during an image-guided procedure
WO2018005842A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information in a plurality of modes during an image-guided procedure
WO2018005680A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods of steerable elongate device
WO2018132386A1 (en) 2017-01-10 2018-07-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for using a robotic medical system
JP2020518326A (ja) 2017-04-18 2020-06-25 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 画像誘導処置を監視するためのグラフィカル・ユーザインターフェイス
US10512515B2 (en) 2017-07-31 2019-12-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for steerable elongate device
CN117838302A (zh) 2017-07-31 2024-04-09 直观外科手术操作公司 用于装置的安全操作的系统和方法
US10872449B2 (en) 2018-05-02 2020-12-22 Covidien Lp System and method for constructing virtual radial ultrasound images from CT data and performing a surgical navigation procedure using virtual ultrasound images
US20190365487A1 (en) * 2018-06-04 2019-12-05 Epica International, Inc. Articulated apparatus for surgery
CN113164220A (zh) * 2018-10-05 2021-07-23 直观外科手术操作公司 用于定位医疗器械的系统和方法
EP3983042A4 (en) * 2019-07-15 2023-01-11 Corindus, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR A CONTROL STATION FOR ROBOTIC INTERVENTIONAL PROCEDURES USING A VARIETY OF ELONGATED MEDICAL DEVICES
US11272995B2 (en) * 2019-08-15 2022-03-15 Auris Health, Inc. Axial motion drive devices, systems, and methods for a robotic medical system
WO2021137071A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-08 Auris Health, Inc. Advanced basket drive mode
US11701492B2 (en) 2020-06-04 2023-07-18 Covidien Lp Active distal tip drive
CN112076379B (zh) * 2020-08-14 2021-06-18 北京邮电大学 一种手持式多自由度可控介入导丝及介入装置
JP2024503072A (ja) * 2021-01-14 2024-01-24 コリンダス、インコーポレイテッド 複数の細長い医療デバイスを用いたロボットインターベンション処置の制御ステーションのためのシステム及び方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007130485A (ja) 2004-03-30 2007-05-31 Toshiba Corp マニピュレータ装置
US20120071752A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Sewell Christopher M User interface and method for operating a robotic medical system
US20150366618A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-24 Sony Olympus Medical Solutions Inc. Sterile drape

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01310638A (ja) * 1988-06-10 1989-12-14 Toshiba Corp 内視鏡装置
US5174306A (en) * 1990-04-30 1992-12-29 Scherer Healthcare Ltd. Method and apparatus for forming a sterile field
US5629498A (en) * 1995-01-18 1997-05-13 Richard A. Pollock Intraoperative tracking devices and processes
US5792135A (en) 1996-05-20 1998-08-11 Intuitive Surgical, Inc. Articulated surgical instrument for performing minimally invasive surgery with enhanced dexterity and sensitivity
WO1998036236A1 (en) 1997-02-13 1998-08-20 Super Dimension Ltd. Six-degree tracking system
GB9713018D0 (en) 1997-06-20 1997-08-27 Secr Defence Optical fibre bend sensor
US6398755B1 (en) * 1998-10-06 2002-06-04 Scimed Life Systems, Inc. Driveable catheter system
US8517923B2 (en) * 2000-04-03 2013-08-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities
US6858005B2 (en) * 2000-04-03 2005-02-22 Neo Guide Systems, Inc. Tendon-driven endoscope and methods of insertion
US7050086B2 (en) * 2001-06-26 2006-05-23 Pentax Corporation Electronic endoscope system with color-balance alteration process
US6699190B2 (en) * 2002-05-23 2004-03-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Diagnostic ultrasound system cart with integral wrist pad
US20060013523A1 (en) 2004-07-16 2006-01-19 Luna Innovations Incorporated Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto
US7772541B2 (en) 2004-07-16 2010-08-10 Luna Innnovations Incorporated Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter
WO2008014425A2 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Hansen Medical, Inc. Systems for performing minimally invasive surgical operations
US9096033B2 (en) * 2007-06-13 2015-08-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical system instrument sterile adapter
US7886742B2 (en) * 2008-01-14 2011-02-15 Medline Industries, Inc. Surgical drape and system having a barrier for preventing the start of a surgical procedure and methods for using same
BRPI0906703A2 (pt) * 2008-01-16 2019-09-24 Catheter Robotics Inc sistema de inserção de cateter remotamente controlado
US8042549B2 (en) * 2008-04-09 2011-10-25 Serge Kaska Sterile radiological drape
US9259274B2 (en) 2008-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Passive preload and capstan drive for surgical instruments
US8120301B2 (en) 2009-03-09 2012-02-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Ergonomic surgeon control console in robotic surgical systems
US8776800B2 (en) 2010-09-30 2014-07-15 Carefusion 2200, Inc. Sterile drape having multiple drape interface mechanisms
US8900131B2 (en) 2011-05-13 2014-12-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical system providing dynamic registration of a model of an anatomical structure for image-guided surgery
EP2713931B1 (en) * 2011-06-02 2018-12-26 Medrobotics Corporation Robotic system user interfaces
US20130167847A1 (en) * 2011-08-24 2013-07-04 Kurk Anthony Rogers Universal sterile drape and support system for in-operating-room safe patient handling equipment
US9452276B2 (en) 2011-10-14 2016-09-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Catheter with removable vision probe
CN103157170B (zh) * 2013-02-25 2014-12-03 中国科学院自动化研究所 一种基于两点夹持的血管介入手术导管或导丝操纵装置
EP3079597B1 (en) * 2013-12-13 2023-07-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Telescoping biopsy needle
US9295521B2 (en) * 2013-12-20 2016-03-29 General Electric Company Sterile drapes for X-ray devices, systems containing the same, and methods for using the same
US10722108B2 (en) 2014-08-14 2020-07-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for cleaning an endoscopic instrument
CN204169938U (zh) * 2014-09-29 2015-02-25 陈彩芬 一种通用一次性无菌罩
US10527277B2 (en) * 2014-11-21 2020-01-07 Faculty Physicians And Surgeons Of Loma Linda University School Of Medicine UV light illuminated surgical covering apparatus and method
US11147513B2 (en) * 2015-10-09 2021-10-19 Koninklijke Philips N.V. Handheld steering devices for intra vascular devices and associated systems and methods
WO2018005680A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods of steerable elongate device
WO2018005842A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Intuitive Surgical Operations, Inc. Graphical user interface for displaying guidance information in a plurality of modes during an image-guided procedure
AR118679A1 (es) * 2020-07-07 2021-10-27 Guillermo Leonardo Siebenhaar Barrera de protección para aislamiento facial en maniobras orotraqueales
US20230363846A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-16 Domico Med-Device, Llc Disposable surgical tube and cord containment drape therewith, and methods of construction thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007130485A (ja) 2004-03-30 2007-05-31 Toshiba Corp マニピュレータ装置
US20120071752A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Sewell Christopher M User interface and method for operating a robotic medical system
US20150366618A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-24 Sony Olympus Medical Solutions Inc. Sterile drape

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