KR102495658B1 - 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치 - Google Patents

스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102495658B1
KR102495658B1 KR1020210080535A KR20210080535A KR102495658B1 KR 102495658 B1 KR102495658 B1 KR 102495658B1 KR 1020210080535 A KR1020210080535 A KR 1020210080535A KR 20210080535 A KR20210080535 A KR 20210080535A KR 102495658 B1 KR102495658 B1 KR 102495658B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
link
optical fiber
spring
covering part
fiber sensor
Prior art date
Application number
KR1020210080535A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220170024A (ko
Inventor
경기욱
이예성
윤정환
권동수
백동훈
Original Assignee
한국과학기술원
주식회사 로엔서지컬
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 한국과학기술원, 주식회사 로엔서지컬 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020210080535A priority Critical patent/KR102495658B1/ko
Publication of KR20220170024A publication Critical patent/KR20220170024A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102495658B1 publication Critical patent/KR102495658B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • 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
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/72—Micromanipulators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/003—Steerable
    • A61B2017/00305—Constructional details of the flexible means
    • A61B2017/00314—Separate linked members
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/003—Steerable
    • A61B2017/00318—Steering 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
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2061—Tracking techniques using shape-sensors, e.g. fiber shape sensors with Bragg gratings
    • 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
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • 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

Abstract

일 실시 예에 따른 수술 장치는, 제 1 링크; 상기 제 1 링크에 요(yaw) 회전 가능하게 연결되는 제 2 링크; 상기 제 2 링크에 피치(pitch) 회전 가능하게 연결되는 제 3 링크; 상기 제 1 링크에 고정되고, 상기 제 2 링크 및 제 3 링크를 통과하는 복수 개의 구동 와이어; 상기 제 1 링크에 고정되는 제 1 피복 파트와, 상기 제 2 링크에 고정되는 제 2 피복 파트를 포함하고, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 1 링크 및 제 2 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 1 광섬유를 포함하는 제 1 광섬유 센서; 및 상기 제 2 링크에 고정되는 제 3 피복 파트와, 상기 제 3 링크에 고정되는 제 4 피복 파트를 포함하고, 상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 2 링크 및 제 3 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 2 광섬유를 포함하는 제 2 광섬유 센서를 포함할 수 있다.

Description

스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치{SURGICAL DEVICE THAT CAN MEASURE A JOINT ANGLE USING SPRING TYPE OPTICAL FIBER SENSOR}
본 발명은 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치에 관한 발명입니다.
수술 장치는, 복수 개의 링크와, 복수 개의 링크를 회전시키기 위한 구동 와이어를 구비한다. 복수 개의 링크를 회전시키는 동안, 구동 와이어가 인장되는 형상이 발생할 수 있고, 구동 와이어 및 링크 사이의 비선형 마찰력이 발생함에 따라, 수술 장치의 정밀한 제어에 어려움이 있다. 수술 장치의 말단의 위치를 정확하게 파악하는 것은 수술 작업에 있어서 상당히 중요한 요소이다.
수술 장치의 말단의 위치를 정확히 측정하기 위한 방법들이 개발되고 있는 실정이다. 소형 수술 장치의 각도를 측정하기 위해서는, 수술 장치 내에 마련될 수 있을 만큼 충분히 작은 크기를 가져야 하며, 가벼운 무게를 가져야 하며, 주변 금속 물질에 의해 생기는 자기장에 의해 영향을 크게 받지 않아야 하며, 유연성이 있어야 하며, 생체에 적합한(biocompatible) 특징이 있어야 한다.
수술 장치의 관절 각도를 측정하기 위해서는, 관절 구동 범위만큼 변형이 가능하고, 원래 길이로 쉽게 복원될 수 있는 센서가 요구되는 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
본 발명은 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치는, 제 1 링크; 상기 제 1 링크에 요(yaw) 회전 가능하게 연결되는 제 2 링크; 상기 제 2 링크에 피치(pitch) 회전 가능하게 연결되는 제 3 링크; 상기 제 1 링크에 고정되고, 상기 제 2 링크 및 제 3 링크를 통과하는 복수 개의 구동 와이어; 상기 제 1 링크에 고정되는 제 1 피복 파트와, 상기 제 2 링크에 고정되는 제 2 피복 파트를 포함하고, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 1 링크 및 제 2 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 1 광섬유를 포함하는 제 1 광섬유 센서; 및 상기 제 2 링크에 고정되는 제 3 피복 파트와, 상기 제 3 링크에 고정되는 제 4 피복 파트를 포함하고, 상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 2 링크 및 제 3 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 2 광섬유를 포함하는 제 2 광섬유 센서를 포함할 수 있다.
상기 제 1 광섬유는, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트에 의해 커버되는 제 1 직선 파트; 및 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 1 스프링 파트를 포함할 수 있다.
상기 제 1 스프링 파트는 코일 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 스프링 파트는, 상기 제 1 링크가 상기 제 2 링크에 대해서 일 방향으로 회전하는 동안 신장되고, 반대 방향으로 회전하는 동안 수축될 수 있다.
상기 제 1 스프링 파트가 신장될 경우, 상기 제 1 스프링 파트의 곡률 반경은 증가하고, 상기 제 1 스프링 파트 내부에서의 빛 반사율은 증가하고, 상기 제 1 스프링 파트가 수축될 경우, 상기 제 1 스프링 파트의 곡률 반경은 감소하고, 상기 제 1 스프링 파트 내부에서의 빛 반사율은 감소할 수 있다.
상기 제 1 링크 및 제 2 링크가 서로 나란한 상태에서, 상기 제 1 스프링 파트는 인장된 상태일 수 있다.
상기 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치는, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트를 각각 상기 제 1 링크 및 제 2 링크에 고정시키기 위한 접착제를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 광섬유는, 상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트에 의해 커버되는 제 2 직선 파트; 및 상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 2 스프링 파트를 포함할 수 있다.
상기 제 1 링크는, 제 1 링크 바디; 상기 제 1 링크 바디에 관통 형성되고, 수술 도구를 수용하는 제 1 메인 홀; 상기 제 1 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 복수 개의 구동 와이어를 수용하는 복수 개의 제 1 구동 홀; 및 상기 제 1 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 제 1 메인 홀로부터 제 1 방향으로 이격된 위치에 마련되고, 상기 제 1 피복 파트를 수용하는 제 1 요 센서 홀을 포함할 수 있다.
상기 제 1 요 센서 홀은, 상기 복수 개의 제 1 구동 홀 중 어느 하나의 제 1 구동 홀과 상기 제 1 메인 홀 사이에 마련될 수 있다.
상기 제 2 링크는, 제 2 링크 바디; 상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 수술 도구를 수용하는 제 2 메인 홀; 상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 복수 개의 구동 와이어를 수용하는 복수 개의 제 2 구동 홀; 상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 제 2 메인 홀로부터 제 1 방향으로 이격된 위치에 마련되고, 상기 제 2 피복 파트를 수용하는 제 2 요 센서 홀; 및 상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 제 2 메인 홀로부터 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 이격된 위치에 마련되고, 상기 제 3 피복 파트를 수용하는 제 2 피치 센서 홀을 포함할 수 있다.
상기 제 2 요 센서 홀은, 상기 복수 개의 제 2 구동 홀 중 어느 하나의 제 2 구동 홀과 상기 제 2 메인 홀 사이에 마련되고, 상기 제 2 피치 센서 홀은, 상기 복수 개의 제 2 구동 홀 중 다른 하나의 제 2 구동 홀과 상기 제 2 메인 홀 사이에 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치는, 제 1 링크; 상기 제 1 링크에 회전 가능하게 연결되는 제 2 링크; 상기 제 1 링크에 고정되고, 상기 제 2 링크를 통과하는 복수 개의 구동 와이어; 및 상기 제 1 링크에 고정되는 제 1 피복 파트와, 상기 제 2 링크에 고정되는 제 2 피복 파트를 포함하고, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 1 링크 및 제 2 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 1 광섬유를 포함하는 제 1 광섬유 센서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치는, 센서 자체로 길이 변형이 되는 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여, 인정 범위를 길게 가져갈 수 있으며, 외력이 인가되지 않는 상태에서 쉽게 원래 길이로 복원시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치는, 구동 와이어와 별도로 구비되는 스프링 타입 광섬유 센서를 구비하므로, 수술 장치의 구동에 방해되지 않게
일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치는, 스프링 타입 광섬유 센서가 그 자체로 스프링 형상을 유지하고 있으므로, 광섬유 센서의 형상을 유지하기 위한 별도의 부속물을 요구하지 않는다. 스프링 타입 광섬유 센서는 컴팩트한 형상을 가질 수 있고, 소형의 수술 장치에 쉽게 마련될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 절개선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 도 1의 절개선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 제 1 광섬유 센서를 도시하는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치의 평면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제 1 링크 및 제 2 링크가 상대적으로 회전한 상태를 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치의 측면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 제 2 링크 및 제 3 링크가 상대적으로 회전한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 제 1 링크 및 제 2 링크가 서로 나란한 상태에서의 제 1 스프링 파트를 개략적으로 도시하는 사시도 및 부분 확대 단면도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 제 1 스프링 파트가 신장된 상태를 개략적으로 도시하는 사시도 및 부분 확대 단면도이다.
도 11은 다른 실시 예에 따른 수술 장치의 사시도이다.
실시 예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시 예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시 예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성 요소와, 공동적인 기능을 포함하는 구성 요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 절개선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절개한 단면도이고, 도 3은 도 1의 절개선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절개한 단면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 제 1 광섬유 센서를 도시하는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치(1, 이하 "수술 장치"라고 지칭함)는, 소형 장치가 요구되는 작업에 사용될 수 있다. 수술 장치(1)는, 일렬로 서로 인접하게 연결되는 복수 개의 링크(11, 12, 13)를 포함할 수 있다. 복수 개의 링크(11, 12, 13)는 설명의 편의를 위해 3개인 것으로 도시되나 그 개수는 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 복수 개의 링크(11, 12, 13)는 인접한 링크끼리 상대적으로 회전 가능하다. 복수 개의 링크(11, 12, 13)의 회전 동작을 통해, 수술 장치(1)는 요(yaw) 회전 및/또는 피치(pitch) 회전을 수행할 수 있다. 수술 장치(1)는, 수술 장치(1)의 각도를 측정하기 위한 제 1 광섬유 센서(13) 및 제 2 광섬유 센서(14)를 포함할 수 있다. 제 1 광섬유 센서(13) 및 제 2 광섬유 센서(14)는 복수 개의 링크(11, 12, 13) 내부에 마련될 수 있다. 수술 장치(1)는 복수 개의 링크(11, 12, 13)를 회전시키기 위한 복수 개의 구동 와이어(15)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 도면을 개략적으로 도시하기 위해, 구동 와이어(15)를 생략하여 도시하였음을 밝혀 둔다.
복수 개의 링크(11, 12, 13)는 서로 구름 접촉 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 링크(11, 12, 13)는 인접한 링크끼리 기어 연결될 수 있다. 복수 개의 링크(11, 12, 13)는 제 1 링크(11), 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)를 포함할 수 있다. 복수 개의 링크(11, 12, 13)는 x축 방향으로 배열될 수 있다.
제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)는 요(yaw) 회전 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 요(yaw) 회전이란 z축과 평행한 축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 제 1 링크(11)의 외부로 수술 도구가 노출될 수 있는데, 제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)의 요 회전을 통해 수술 도구가 향하는 방향을 z축을 중심으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 링크(11)에는 중심축을 기준으로 +y 방향 및 -y 방향에 각각 구동 와이어(15)가 연결될 수 있다. +y 방향에 연결된 구동 와이어 인가된 장력이 -y 방향에 연결된 구동 와이어에 인가된 장력 보다 클 경우, 제 1 링크(11)는 제 2 링크(12)에 대해서 z축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 한편, -y 방향에 연결된 구동 와이어 인가된 장력이 +y 방향에 연결된 구동 와이어에 인가된 장력 보다 클 경우, 제 1 링크(11)는 제 2 링크(12)에 대해서 z축을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)는 피치(pitch) 회전 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 피치(pitch) 회전이란 y축과 평행한 축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 제 1 링크(11)의 외부로 수술 도구가 노출될 수 있는데, 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)의 피치 회전을 통해 수술 도구가 향하는 방향을 y축을 중심으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 2 링크(12)에는 중심축을 기준으로 +z 방향 및 -z 방향에 각각 구동 와이어(15)가 연결될 수 있다. +z 방향에 연결된 구동 와이어 인가된 장력이 -z 방향에 연결된 구동 와이어에 인가된 장력 보다 클 경우, 제 2 링크(112)는 제 3 링크(13)에 대해서 y축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 한편, -z 방향에 연결된 구동 와이어 인가된 장력이 +z 방향에 연결된 구동 와이어에 인가된 장력 보다 클 경우, 제 2 링크(12)는 제 3 링크(13)에 대해서 y축을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
제 1 링크(11)는, 제 1 링크 바디(111)와, 제 1 링크 바디(111)에 관통 형성되는 제 1 메인 홀(112), 제 1 요 센서 홀(113), 제 1 피치 홀(114) 및 복수 개의 제 1 구동 홀(115)을 포함할 수 있다.
제 1 링크 바디(111)는 제 2 링크(12)와 물리적으로 연결될 수 있다. 제 1 링크 바디(111)는 예를 들어 제 2 링크(12)에 기어 연결될 수 있다.
제 1 메인 홀(112)은 수술 도구(미도시)를 수용할 수 있다. 수술 도구는 제 1 메인 홀(112)을 통과하여 외부로 돌출될 수 있다.
제 1 요 센서 홀(113)은 제 1 메인 홀(112)로부터 제 1 방향(예를 들어, -y 방향)으로 이격된 위치에 마련될 수 있다. 제 1 요 센서 홀(113)은 제 1 광 섬유 센서(13)를 수용할 수 있다. 제 1 요 센서 홀(113)은 제 1 메인 홀(112)과 평행하게 마련될 수 있다.
제 1 피치 홀(114)은 제 1 메인 홀(112)로부터 제 2 방향(예를 들어, +z 방향)으로 이격된 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 메인 홀(112)로부터 제 1 피치 홀(114)이 이격된 방향은, 제 1 메인 홀(112)로부터 제 1 요 센서 홀(113)이 이격된 방향과 직교할 수 있다. 제 1 피치 홀(114)은 제 2 광 섬유 센서(14)를 수용할 수 있다. 제 1 피치 홀(114)은 제 1 메인 홀(112)과 평행하게 마련될 수 있다.
복수 개의 제 1 구동 홀(115)은 복수 개의 구동 와이어(15)를 수용할 수 있다.
제 2 링크(12)는 제 1 링크(11)에 요 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제 3 링크(13)는 제 2 링크(12)에 피치 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)는, 제 1 링크와 마찬가지로, 링크 바디, 메인 홀, 요 센서 홀, 피치 센서 홀 및 복수 개의 구동 홀을 포함할 수 있으며, 구체적인 설명은 제 1 링크(11)에서의 설명으로 갈음하기로 한다.
제 1 광섬유 센서(14)는, 제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)에 고정되고 제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12) 사이의 요 회전 각도를 측정할 수 있다. 제 1 광 섬유 센서(14)는, 제 1 링크(11)에 고정되는 제 1 피복 파트(141)와, 제 2 링크(12)에 고정되는 제 2 피복 파트(142)와, 제 1 피복 파트(141) 및 제 2 피복 파트(142) 사이에서 외부로 노출되고 제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 1 광섬유(143)를 포함할 수 있다.
제 1 광섬유(143)는, 제 1 피복 파트(141) 및 제 2 피복 파트(142)에 의해 커버되는 제 1 직선 파트(143a)와, 제 1 피복 파트(141) 및 제 2 피복 파트(142)로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 1 스프링 파트(143b)를 포함할 수 있다. 제 1 직선 파트(143a) 및 제 1 스프링 파트(143b)는 일체로 형성된다. 제 1 광섬유(143)는 내부에 광 신호를 전송하기 위한 중공 공간을 구비할 수 있다.
제 1 스프링 파트(143b)는 코일 형상을 가질 수 있다. 제 1 스프링 파트(143b)는, 제 1 광섬유 센서(14)의 일부 피복부를 벗겨내는 단계와, 피복부가 벗겨진 부분을 막대기에 감는 단계와, 고온에서 아닐(anneal)을 수행하는 단계를 거쳐서 형성될 수 있다. 아닐을 수행하는 단계는, 약 80도 내지 100도의 온도 범위에서, 약 1시간 내지 3시간 시간동안 수행될 수 있다. 제 1 광섬유 센서(14)는 광섬유 자체를 코일 형상으로 변형시킨 구조를 가지므로, 변형이 발생하기 쉽고, 외력이 해제되었을 때 원래의 형상으로 복원이 쉽게 일어날 수 있다. 또한, 제 1 스프링 파트(143b) 자체가 코일 형상을 가짐에 따라, 제 1 스프링 파트(143b)의 형상을 유지시키기 위한 별도의 부속물이 요구되지 않는다.
제 1 스프링 파트(143b)는, 제 1 링크(11)가 제 2 링크(12)에 대해서 일 방향으로 회전하는 동안 신장되고, 반대 방향으로 회전하는 동안 수축될 수 있다. 예를 들어, 제 1 링크(11)가 z축에 평행한 회전축을 중심으로 제 2 링크(12)에 대해서 시계 방향으로 회전할 경우 제 1 스프링 파트(143b)는 신장되고, 제 1 링크(11)가 z축에 평행한 회전축을 중심으로 제 2 링크(12)에 대해서 반시계 방향으로 회전할 경우 제 1 스프링 파트(143b)는 수축될 수 있다.
제 2 광섬유 센서(15)는, 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)에 고정되고 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13) 사이의 피치 회전 각도를 측정할 수 있다. 제 2 광 섬유 센서(15)는, 제 2 링크(12)에 고정되는 제 3 피복 파트(151)와, 제 3 링크(13)에 고정되는 제 4 피복 파트(152)와, 제 3 피복 파트(151) 및 제 4 피복 파트(152) 사이에서 외부로 노출되고 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 2 광섬유(153)를 포함할 수 있다.
제 2 광섬유(153)는, 제 3 피복 파트(151) 및 제 4 피복 파트(152)에 의해 커버되는 제 2 직선 파트(153a)와, 제 3 피복 파트(151) 및 제 4 피복 파트(152)로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 2 스프링 파트(153b)를 포함할 수 있다. 제 2 직선 파트(153a) 및 제 2 스프링 파트(153b)는 일체로 형성된다. 제 2 광섬유(153)는 내부에 광 신호를 전송하기 위한 중공 공간을 구비할 수 있다.
제 2 스프링 파트(153b)는 코일 형상을 가질 수 있다.
제 2 스프링 파트(153b)는, 제 2 링크(12)가 제 3 링크(13)에 대해서 일 방향으로 회전하는 동안 신장되고, 반대 방향으로 회전하는 동안 수축될 수 있다. 예를 들어, 제 2 링크(12)가 y축에 평행한 회전축을 중심으로 제 3 링크(13)에 대해서 시계 방향으로 회전할 경우 제 1 스프링 파트(143b)는 수축되고, 제 2 링크(11)가 y축에 평행한 회전축을 중심으로 제 3 링크(13)에 대해서 반시계 방향으로 회전할 경우 제 1 스프링 파트(143b)는 신장될 수 있다.
복수 개의 구동 와이어(16)는 장력을 인가하여 복수 개의 링크(11, 12, 13)의 형상을 설정할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 구동 와이어(16)는 총 4개로 구비될 수 있다. 2개의 구동 와이어(16)는 제 1 메인 홀(112)을 중심으로 +y 방향 및 -y 방향에 각각 하나씩 제 1 링크(11)에 고정될 수 있다. 나머지 2개의 구동 와이어(16)는 제 1 메인 홀(112)을 중심으로 +z 방향 및 -z 방향에 각각 하나씩 제 1 링크(11)에 고정될 수 있다.
복수 개의 구동 와이어(16)는 제 1 링크(11)에 고정되고, 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)는 통과할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 구동 와이어(16)는 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13) 각각에 구비된 구동 홀을 따라 슬라이딩 가능하다.
접착제(19)는, 복수 개의 구동 와이어(16)를 제 1 링크(11)에 고정시킬 수 있다. 접착제(19)는, 제 1 광섬유 센서(14)를 제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 접착제(19)는 제 1 링크 바디(111) 및 제 1 피복 파트(141) 사이에 채워지고, 제 2 링크 바디(121) 및 제 2 피복 파트(142) 사이에 채워질 수 있다. 접착제(19)는, 제 2 광섬유 센서(15)를 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)에 고정시킬 수 있다.
제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)가 서로 나란한 상태(도 1 참조)에서, 제 1 스프링 파트(143b)는 인장된 상태일 수 있다. 제 1 스프링 파트(143b)가 초기 상태에서 인장된 상태일 경우, 제 1 스프링 파트(143b)에는 항상 인장력이 인가되고 있는 상태일 수 있고, 제 1 광섬유(143)의 버클링(buckling)이 방지될 수 있다.
제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)가 서로 나란한 상태(도 1 참조)에서, 제 2 스프링 파트(153b)는 인장된 상태일 수 있다. 제 2 스프링 파트(153b)가 초기 상태에서 인장된 상태일 경우, 제 2 스프링 파트(153b)에는 항상 인장력이 인가되고 있는 상태일 수 있고, 제 2 광섬유(153)의 버클링이 방지될 수 있다.
제 1 요 센서 홀(113)은, 복수 개의 제 1 구동 홀(115) 중 어느 하나의 제 1 구동 홀과 제 1 메인 홀(112) 사이에 마련될 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 제 1 링크(11)는 제 1 메인 홀(112) 및 제 1 구동 홀(115) 사이의 잉여 공간을 활용하여 제 1 광섬유 센서(14)를 수용하므로, 제 1 광섬유 센서(14)를 수용함에 따라 제 1 링크(11)의 크기를 확장시키지 않고, 제 1 링크(11)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
제 2 요 센서 홀(123)은 복수 개의 제 2 구동 홀(125) 중 어느 하나의 제 2 구동 홀과 제 2 메인 홀(122) 사이에 마련될 수 있다. 또한, 제 2 피치 센서 홀(124)은 복수 개의 제 2 구동 홀(125) 중 다른 하나의 제 2 구동 홀과 제 2 메인 홀(122) 사이에 마련될 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 제 2 링크(12)는 제 2 메인 홀(122) 및 제 2 구동 홀(125) 사이의 잉여 공간을 활용하여 제 2 광섬유 센서(15)를 수용하므로, 제 2 광섬유 센서(15)를 수용함에 따라 제 2 링크(12)의 크기를 확장시키지 않고, 제 2 링크(12)를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치의 평면도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 제 1 링크 및 제 2 링크가 상대적으로 회전한 상태를 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치의 측면도이고, 도 8은 일 실시 예에 따른 제 2 링크 및 제 3 링크가 상대적으로 회전한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 제 1 링크(11)가 제 2 링크(12)에 대해서 회전하고, 제 2 링크(12) 및 제 3 링크(13)의 상대적인 움직임이 발생하지 않을 경우, 제 1 광섬유 센서(14)의 제 1 광섬유(143)는 변형되되, 제 2 광섬유 센서(15)의 제 2 광섬유(153)는 변형되지 않을 수 있다. 제 1 광섬유(143)가 변형될 경우, 제 1 광섬유(143)의 곡률 반경이 변화하고, 곡률 반경이 변화함에 따라 광섬유 내부의 빛 반사율이 변동할 수 있다. 빛 반사율이 변동할 경우, 제 1 광섬유(143)에서 측정되는 광도가 변화할 수 있으며, 광도의 변화에 기초하여 수술 장치(1)의 요 회전 각도가 결정될 수 있다.
제 2 링크(12)가 제 3 링크(13)에 대해서 회전하고, 제 1 링크(11) 및 제 2 링크(12)의 상대적인 움직임이 발생하지 않을 경우, 제 2 광섬유 센서(15)의 제 1 광섬유(153)는 변형되되, 제 1 광섬유 센서(14)의 제 1 광섬유(143)는 변형되지 않을 수 있다. 제 2 광섬유(153)가 변형될 경우, 제 2 광섬유(153)의 곡률 반경이 변화하고, 곡률 반경이 변화함에 따라 광섬유 내부의 빛 반사율이 변동할 수 있다. 빛 반사율이 변동할 경우, 제 2 광섬유(153)에서 측정되는 광도가 변화할 수 있으며, 광도의 변화에 기초하여 수술 장치(1)의 피치 회전 각도가 결정될 수 있다.
수술 장치(1)는 요 회전 각도 및 피치 회전 각도를 독립적으로 측정 가능하다.
도 9는 일 실시 예에 따른 제 1 링크 및 제 2 링크가 서로 나란한 상태에서의 제 1 스프링 파트를 개략적으로 도시하는 사시도 및 부분 확대 단면도이고, 도 10은 일 실시 예에 따른 제 1 스프링 파트가 신장된 상태를 개략적으로 도시하는 사시도 및 부분 확대 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제 1 스프링 파트(143b)의 수축 또는 신장에 따라, 제 1 스프링 파트(143b)의 곡률 반경이 변경될 수 있다. 예를 들어, 제 1 스프링 파트(143b)가 신장될 경우, 제 1 스프링 파트(143b)의 길이 방향을 기준으로, 제 1 스프링 파트(143b)의 곡률 반경은 증가할 수 있고, 제 1 스프링 파트(143b)의 내부의 빛 반사율은 증가할 수 있다. 빛 반사율이 증가할 경우, 측정되는 광도가 증가할 수 있다. 다른 예로, 제 1 스프링 파트(143b)가 수축될 경우, 제 1 스프링 파트(143b)의 길이 방향을 기준으로, 제 1 스프링 파트(143b)의 곡률 반경은 감소할 수 있고, 제 1 스프링 파트(143b)의 내부의 빛 반사율은 감소할 수 있다. 빛 반사율이 감소할 경우, 측정되는 광도가 감소할 수 있다
광도의 변화량에 기초하여, 인접한 링크 사이의 회전 각도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 관절 구동에 따른 센서 값과 실제 각도의 데이터를 확보하여, 최소 자승법 방식으로 데이터를 피팅하고, 캘리브레이션 선형 함수를 도출할 수 있다. 캘리브레이션 선형 함수를 통해, 실시간으로 센서 값을 각도로 변환할 수 있다.
도 11은 다른 실시 예에 따른 수술 장치의 사시도이다.
도 11을 참조하면, 수술 장치(2)는, 메인 홀(211)을 구비하는 메인 링크(21)와, 메인 홀(211) 내부에 장착되는 광 섬유 센서(22)와, 메인 링크(21) 및 광 섬유 센서(22)를 연결하는 접착제(29)를 포함할 수 있다.
광 섬유 센서(22)는 피복 파트(221) 및 광 섬유(222)를 포함할 수 있다. 광 섬유(222)는 코일 형상을 가질 수 있다. 광 섬유 센서(22)는 수술 도구(28)가 이동할 수 있는 공간을 마련할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 제 1 링크;
    상기 제 1 링크에 요(yaw) 회전 가능하게 연결되는 제 2 링크;
    상기 제 2 링크에 피치(pitch) 회전 가능하게 연결되는 제 3 링크;
    상기 제 1 링크에 고정되고, 상기 제 2 링크 및 제 3 링크를 통과하는 복수 개의 구동 와이어;
    상기 제 1 링크에 고정되는 제 1 피복 파트와, 상기 제 2 링크에 고정되는 제 2 피복 파트를 포함하고, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 1 링크 및 제 2 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 1 광섬유를 포함하는 스프링 타입의 제 1 광섬유 센서; 및
    상기 제 2 링크에 고정되는 제 3 피복 파트와, 상기 제 3 링크에 고정되는 제 4 피복 파트를 포함하고, 상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 2 링크 및 제 3 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 2 광섬유를 포함하는 스프링 타입의 제 2 광섬유 센서
    를 포함하고,
    상기 제 1 광섬유는,
    상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트에 의해 커버되는 제 1 직선 파트; 및
    상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 1 스프링 파트를 포함하고,
    상기 제 1 스프링 파트는 코일 형상을 갖는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스프링 파트는, 상기 제 1 링크가 상기 제 2 링크에 대해서 일 방향으로 회전하는 동안 신장되고, 반대 방향으로 회전하는 동안 수축되는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스프링 파트가 신장될 경우, 상기 제 1 스프링 파트의 곡률 반경은 증가하고, 상기 제 1 스프링 파트 내부에서의 빛 반사율은 증가하고,
    상기 제 1 스프링 파트가 수축될 경우, 상기 제 1 스프링 파트의 곡률 반경은 감소하고, 상기 제 1 스프링 파트 내부에서의 빛 반사율은 감소하는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 링크 및 제 2 링크가 서로 나란한 상태에서, 상기 제 1 스프링 파트는 인장된 상태인, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트를 각각 상기 제 1 링크 및 제 2 링크에 고정시키기 위한 접착제를 더 포함하는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광섬유는,
    상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트에 의해 커버되는 제 2 직선 파트; 및
    상기 제 3 피복 파트 및 제 4 피복 파트로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 2 스프링 파트를 포함하는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 링크는,
    제 1 링크 바디;
    상기 제 1 링크 바디에 관통 형성되고, 수술 도구를 수용하는 제 1 메인 홀;
    상기 제 1 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 복수 개의 구동 와이어를 수용하는 복수 개의 제 1 구동 홀; 및
    상기 제 1 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 제 1 메인 홀로부터 제 1 방향으로 이격된 위치에 마련되고, 상기 제 1 피복 파트를 수용하는 제 1 요 센서 홀을 포함하는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 요 센서 홀은, 상기 복수 개의 제 1 구동 홀 중 어느 하나의 제 1 구동 홀과 상기 제 1 메인 홀 사이에 마련되는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 링크는,
    제 2 링크 바디;
    상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 수술 도구를 수용하는 제 2 메인 홀;
    상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 복수 개의 구동 와이어를 수용하는 복수 개의 제 2 구동 홀;
    상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 제 2 메인 홀로부터 제 1 방향으로 이격된 위치에 마련되고, 상기 제 2 피복 파트를 수용하는 제 2 요 센서 홀; 및
    상기 제 2 링크 바디에 관통 형성되고, 상기 제 2 메인 홀로부터 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 이격된 위치에 마련되고, 상기 제 3 피복 파트를 수용하는 제 2 피치 센서 홀을 포함하는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 요 센서 홀은, 상기 복수 개의 제 2 구동 홀 중 어느 하나의 제 2 구동 홀과 상기 제 2 메인 홀 사이에 마련되고,
    상기 제 2 피치 센서 홀은, 상기 복수 개의 제 2 구동 홀 중 다른 하나의 제 2 구동 홀과 상기 제 2 메인 홀 사이에 마련되는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  11. 제 1 링크;
    상기 제 1 링크에 회전 가능하게 연결되는 제 2 링크;
    상기 제 1 링크에 고정되고, 상기 제 2 링크를 통과하는 복수 개의 구동 와이어; 및
    상기 제 1 링크에 고정되는 제 1 피복 파트와, 상기 제 2 링크에 고정되는 제 2 피복 파트를 포함하고, 상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트 사이에서 외부로 노출되고 상기 제 1 링크 및 제 2 링크의 상대적인 움직임에 기초하여 변형되는 제 1 광섬유를 포함하는 스프링 타입의 제 1 광섬유 센서를 포함하고,
    상기 제 1 광섬유는,
    상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트에 의해 커버되는 제 1 직선 파트; 및
    상기 제 1 피복 파트 및 제 2 피복 파트로부터 이격되고 외부로 노출되는 제 1 스프링 파트를 포함하고,
    상기 제 1 스프링 파트는 코일 형상을 갖는, 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020210080535A 2021-06-22 2021-06-22 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치 KR102495658B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210080535A KR102495658B1 (ko) 2021-06-22 2021-06-22 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210080535A KR102495658B1 (ko) 2021-06-22 2021-06-22 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220170024A KR20220170024A (ko) 2022-12-29
KR102495658B1 true KR102495658B1 (ko) 2023-02-06

Family

ID=84539774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210080535A KR102495658B1 (ko) 2021-06-22 2021-06-22 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102495658B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070156019A1 (en) 2005-12-30 2007-07-05 Larkin David Q Robotic surgery system including position sensors using fiber bragg gratings
US20090324161A1 (en) 2008-06-30 2009-12-31 Intuitive Surgical, Inc. Fiber optic shape sensor
JP2014142228A (ja) 2013-01-23 2014-08-07 Olympus Corp 形状センサ
US20190151033A1 (en) 2009-06-24 2019-05-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Arm with a combined shape and force sensor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102289645B1 (ko) * 2019-04-09 2021-08-18 한국기계연구원 굴곡 모듈, 이를 포함하는 수술용 말단장치 및 수술용 말단장치를 포함하는 내시경 로봇

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070156019A1 (en) 2005-12-30 2007-07-05 Larkin David Q Robotic surgery system including position sensors using fiber bragg gratings
US20090324161A1 (en) 2008-06-30 2009-12-31 Intuitive Surgical, Inc. Fiber optic shape sensor
US20190151033A1 (en) 2009-06-24 2019-05-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Arm with a combined shape and force sensor
JP2014142228A (ja) 2013-01-23 2014-08-07 Olympus Corp 形状センサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wenjie Lai 외 5인, Joint Rotation Angle Sensing of Flexible Endoscopic Surgical Robots(2020) 1부.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220170024A (ko) 2022-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8758232B2 (en) Robotic arm
US7720322B2 (en) Fiber optic shape sensor
JP2018515299A (ja) ケーブル駆動伝動の為の張力管理装置
US8183520B2 (en) Optical fiber shape sensor calibration
JP5631585B2 (ja) 光ファイバ機器センシングシステム
US8896847B2 (en) Method and system to sense relative partial-pose information using a shape sensor
ES2309865T3 (es) Acoplamiento y dispositivo de medicion de angulo de tal acoplamiento.
JP2001221615A (ja) 光ファイバセンサ
JP6270347B2 (ja) 形状センサ
US4788868A (en) Strain measurement apparatus and method
KR102495658B1 (ko) 스프링 타입 광섬유 센서를 이용하여 관절 각도 측정이 가능한 수술 장치
JP2009205181A (ja) 支持すべき部材を固定及び調節する装置
EP2657655B1 (en) Encoder, lens apparatus, and camera
Hörler et al. High density fiber postitioner system for massive spectroscopic surveys
JP5049108B2 (ja) 光ファイバセンサ
Moon et al. FBG-based polymer-molded shape sensor integrated with minimally invasive surgical robots
US20070023271A1 (en) Spherical bistable mechanism
WO2011059889A1 (en) Method and system to sense relative partial-pose information using a shape sensor
WO2017085879A1 (ja) 曲率センサ
JPH0868899A (ja) 光学素子の保持具
CN113015892B (zh) 基于fbg的扭转传感器装置
CN112567219B (zh) 利用光纤光栅传感器的温度测定装置
CN108507598B (zh) 一种光纤布拉格光栅角度传感器
KR910017182A (ko) 다중 모의 피일 위치 굽힘부를 도입한 광섬유 시험 방법 및 그 장치
KR20190126984A (ko) 트러스 로드

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant