KR20080072625A - 수술용 보조 클램프 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수술 보조 클램프, 사용 방법, 및 클램프를 포함하는 로봇 수술 시스템이 개시되어 있다. 본 발명의 수술 보조 장치는 수줄 중에 조정장치 팔으로부터 부착 및 탈착될 수 있으며, 중간에 멸균 보조 클램프를 사용할 필요가 없도록 하므로, 세척 및 멸균을 필요로 하는 탈부착 가능한 보조 장치 또는 어댑터를 불필요하게 한다. 이에 따라 효율이 높아지고 비용이 절감된다. 또한, 본 발명은 멸균 상태를 훼손하지 않으면서 기기, 도구 또는 보조 장치를 로봇 수술 시스템에 용이하게 탈착 및 부착할 수 있도록 한다.

수술용 보조 클램프, 로봇 수술, 멸균 드레이프

Description

수술용 보조 클램프 및 시스템 {SURGICAL ACCESSORY CLAMP AND SYSTEM}

본 발명은 전체적으로 수술용 로봇 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 로봇 팔에 관련된 보조 클램프에 관한 것이다.

로봇 지원 또는 원격로봇 수술에 있어서, 일반적으로 수술의는 환자로부터 멀리 떨어진 곳(예: 수술실 건너편, 다른 방 또는 환자로부터 완전히 별개의 빌딩)으로부터 수술부위에 대한 수술 기구의 동작을 원격으로 제어하기 위해 마스터 컨트롤러를 조종한다. 마스터 컨트롤러는 일반적으로 조이스틱, 외골격(exoskeletal) 장갑과 같은 하나 이상의 수동입력장치를 포함하며, 수동입력장치는 수술 부위에 기구를 유기적으로 연결하기 위해 서보(servo) 모터를 구비한 수술 기구에 연결되어 있다. 서보 모터는 일반적으로 전기기계적인 장치 또는 수술 조종장치("종속장치")의 일부분이며, 수술 조종장치는 개방된 수술부위로 삽입 또는 투관침 슬리브관(trocar sleeves)을 통해 복부 등의 체강(body cavity)으로 삽입되는 수술기구를 제어하고 유지한다. 수술 과정 동안, 수술 조종장치는 기계적인 접합을 제공하며 바늘의 고정 또는 유도, 혈관의 그라스핑(grasping), 해부, 뜸 및 조직응고와 같은 수술과정에 있어서 각기 다양한 기능을 수행하는 조직 그라스퍼, 바늘 조종기 및 전기외술용 뜸 탐침과 같은 다양한 수술용 기구의 제어를 제공한 다.

물론 이러한 원격 조종을 통한 원격로봇 수술을 수행하는 새로운 방법은 다양한 문제점을 야기시켰다. 이러한 문제점 중 하나는, 전기기계적 수술 조종장치의 일부분이 수술 기구와 직접 접촉할 수 있고 또한 수술 부위에 인접해서 위치할 수도 있다는데서 기인한다. 따라서 수술 조종장치는 수술 동안 오염될 수도 있으며, 일반적으로 수술 중에 멸균되거나 폐기되게 된다. 비용적인 측면에서, 장치를 멸균하는 것이 바람직할 것이다. 그러나 모터를 로봇지원방식으로 제어하는데 필요한 서보 모터, 센서, 인코더 및 전기적 커넥션은 일반적으로 스팀, 열과 압력 및 화학약품과 같은 종래 방법으로는 멸균될 수 없다. 멸균 과정동안 시스템 일부가 손상을 입거나 파괴될 수 있기 때문이다.

원격로봇 수술 시스템과 관련된 또다른 문제는 일반적으로 수술의가 수술과정동안 매우 다양한 수술 기구를 사용한다는 것이다. 공간적 제약과 비용으로 인해 기구 거치대의 개수는 한정되어 있기 때문에, 수술하는 동안 많은 수술 기구를 동일한 기구 거치대에 놓고 사용하는 것이 여러번 반복될 것이다. 예를 들면, 복강경 수술과정에서 환자의 복부로의 진입 포트는 일반적으로 수술과정동안 공간적인 제약과 환자에 대한 불필요한 절제를 피하기 위해 제한적이다. 그러므로 일반적으로 많은 다양한 수술 기구는 수술 과정 동안 동일한 투관침을 통해 삽입된다. 개방 수술에서도 마찬가지로 대개 하나 이상의 수술 조종장치를 배치 시키기 위한 수술 부위 주변의 공간이 충분하지 않다. 따라서 수술의의 보조는 빈번하게 거치대에서 기구를 분리하고 이를 다른 기구와 교환하는 작업을 해야만 할 것이다. 그 러나 종래에는, 양손을 모두 사용할 필요가 있는 기구 거치대는 사용하기 어렵거나 번거로웠다. 더욱이, 종래 기구 거치대는 각각의 과정 후에 분리하여 멸균시킬 필요가 있었다.

그러므로 필요한 것은 향상된 원격로봇 수술 시스템 및 환자의 수술 부위에서 수술 기구를 원격으로 제어하는 향상된 방법이다. 이러한 시스템과 방법은 비용의 효율성을 향상시키기 위해 멸균 과정의 필요성을 최소화하도록 설계되어야 한다. 또한 이러한 시스템과 방법은 수술과정동안 기구 교체시간과 기구 교체의 어려움을 최소화해야 한다. 따라서, 효율성과 비용절감 측면에서 향상된 로봇 수술을 위한 보조 클램프와 시스템이 매우 바람직하다.

본 발명은 원격 로봇 수술에서 사용되는 수술용 보조기구의 클램핑에 관해 유리한 시스템, 장치, 및 방법을 포함하고 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 조종장치 팔의 원단부(distal end)에 연결하기 위한 기저부(base)를 포함한 보조 클램프와 수술용 보조기구를 고정시키기 위한 두개의 클램프 죠(jaw), 작동가능하게 기저부에 연결된 두 개의 클램프 죠를 포함하는 로봇 수술 시스템의 수술용 보조 클램프가 제공된다. 클램프는 두 개의 클램프 죠 상의 멸균 드레이프(drape) 부분, 및 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 두 개의 클램프 죠를 작동시키기 위한 레버 부분을 더 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 조종장치 팔의 원단부에 연결하기 위한 기저부를 포함하는 보조 클램프, 제 1 마운팅 부분; 제 1 마운팅 부분 상의 멸균 드레이프 부분; 제 1 및 제 2 마운팅 부분 사이의 수술용 보조기구를 클램핑 또는 분리시키기 위한 제 2 마운팅 부분;을 포함하는 로봇 수술 시스템의 수술용 보조 클램프가 제공된다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 멸균 영역 내에서 과정을 진행하기 위한 로봇 수술 시스템이 제공되며, 로봇 수술 시스템은 조종장치 팔을 포함하는 시스템, 수술용 보조기구를 조종장치 팔의 원단부에 연결하기 위한 수술용 보조 클램프, 보조 클램프와 조종장치 팔을 멸균 영역으로부터 보호하기 위해 보조 클램프와 조종장치 팔을 덮고 있는 드레이프를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 멸균 영역 내에서 과정을 진행하기 위한 로봇 수술 시스템이 제공되며, 로봇 수술 시스템은 수술용 도구를 포함하는 시스템; 기단부(proximal end)와 원단부를 가지는 조종장치 팔을 포함하는 조종장치 조립체; 수술 도구를 수용하고 피부를 통한 환자에의 접근성을 제공하는 내부 루멘(lumen)을 한정하는 캐뉼라; 캐뉼라를 조종장치 팔의 원단부에 연결시키기 위한 캐뉼라 어댑터; 캐뉼라 어댑터와 조종장치 팔을 멸균 영역으로부터 보호하기 위해 캐뉼라 어댑터와 조종장치 팔을 덮고 있는 멸균 드레이프;를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 로봇 수술 시스템에서 수술용 보조기구를 클램핑 하는 방법이 제공되며, 본 방법은 앞서 언급한 수술용 보조 클램프를 제공하는 단계, 두 개의 클램프 죠를 멸균 드레이프로 덮는 단계, 보조 클램프를 개방 위치로 작동시키는 단계, 두 개의 클램프 죠 사이에 수술용 보조기구를 제공하는 단계, 그리고 폐쇄 위치로 보조 클램프를 작동시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 로봇 수술 시스템에서 수술용 보조기구를 클램핑 하는 방법이 제공되며, 본 방법은 수술용 보조 클램프를 조종장치 팔의 원단부에 부착시키는 단계, 조종장치 팔과 보조 클램프를 멸균 영역으로부터 보호하기 위해 조종장치 팔과 보조 클램프에 멸균 드레이프를 덮는 단계, 멸균 영역내에서 보조기구를 보조 클램프에 부착시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 로봇 수술 시스템에서 보다 유리하게 향상된 클램핑 장치와 방법을 제공하며, 이는 재멸균 과정이 필요하지 않고 기구, 도구, 보조기구의 교환을 쉽게 하며, 그럼으로서 비용효율과 효율성이 향상된다.

본 발명의 범위는 청구항에 의해서 결정되며, 본 섹션에서 참조자료를 통해 구체적으로 개시되었다. 당업자는 후술할 하나 이상의 실시예에 대한 상세한 설명을 참조하여 보다 완전하게 본 발명의 실시예 및 부수적인 장점에 대해 이해할 수 있을 것이다. 참조자료는 첨부된 도면에 포함되어 있으며 그에 앞서 먼저 간단한 설명이 되어 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 로봇 수술 시스템과 방법을 설명하는 수술실의 개략도를 나타낸다.

도2는 본 발명에 따라 수술 테이블에 연결된 한 쌍의 마운팅 조인트를 설명하는 도1의 수술실의 확대된 도면이다.

도3A는 본 발명의 실시예에 따라 부분적으로 멸균 드레이프가 덮혀있는 로봇 수술 조종장치의 투시도를 나타낸다.

도3B는 구동 조립체와 손목부 유닛 및 수술 도구를 연결하는 자유도가 높은 로봇팔을 설명하기 위해 멸균 드레이프를 제외한 도3A의 로봇 수술 조종장치의 투시도를 나타낸다.

도4는 수술 부위의 시야 확보를 위한 장비인 카메라와 내시경을 구체화하는 도3A와 도3B의 로봇 수술 조종장치를 설명한다.

도5는 팔과 손목부 유닛 사이의 기계적 전기적 연결을 설명하는 도3A와 3B의 로봇 조종장치의 부분도를 나타낸다.

도6은 포어암과 도3A와 도3B의 조종장치의 캐리지에 대한 부분단면도의 일부를 나타낸다.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 손목부 유닛의 투시도를 나타낸다.

도8은 로봇팔과 조종용 조립체를 설명하는 로봇 조종장치의 부분의 측단면도를 나타낸다.

도9A는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 부분적으로 멸균 드레이프에 의해 덮힌 로봇 수술 조종장치의 투시도를 나타낸다.

도9B-9C는 구동 조립체와 수술용 보조 클램프, 손목부 유닛, 수술도구를 연결하는 자유도가 높은 로봇팔을 설명하기 위해 멸균 드레이프를 제외한 도9A의 로봇 수술 조종장치의 모습을 나타낸다.

도10은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 보조 클램프, 수술용 보조기구, 그리고 이들 간의 멸균 드레이브 부분의 단면도를 나타낸다.

도11A-11C는 본 발명의 실시예에 따라 수술용 보조기구로서 캐뉼라와 보조기 구를 위한 센싱(sensing) 메카니즘에 대한 단면을 나타낸다.

도12A-12C는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 보조 클램프의 다양한 도면을 나타낸다.

도13A-13B는 본 발명의 실시예에 따라 도12A-12C의 수술용 보조 클램프 상에서 유지되는 수술용 보조기구의 투시도를 나타낸다.

도14A-14C는 본 발명의 실시예에 따라 도12A-12C의 수술용 보조 클램프 상에서 수술용 보조기구의 배치 및 클램핑에 대한 투시도 및 측면도를 나타낸다.

도15와 16은 보조 클램프의 클램프 죠 영역에 맞을 수 있는 두 개의 멸균 드레이프 부분을 나타낸다.

도17A-17E는 보조 클램프의 클램프 죠 상에서 멸균 드레이프 부분이 위치하도록 하고 클램프 죠 사이에 보조기구를 클램핑 하는 투시도를 나타낸다.

도18A-18C는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 슬라이드 보조 클램프의 도면을 나타낸다.

도19A와 19B는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 피봇 보조 클램프의 도면을 나타낸다.

도20은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 또다른 피봇 보조 클램프의 도면을 나타낸다.

도21A-21B는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 또다른 피봇 보조 클램프의 도면을 나타낸다.

도22A-22C는 본 발명의 실시예에 따라 도21A-21B의 수술용 보조 클램프 상에 서 수술용 보조기구를 배치하고 클램핑 하는데 대한 투시도를 나타낸다.

도23A-23C는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 또다른 피봇 보조 클램프의 도면을 나타낸다.

도24A-24F는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 수술용 보조 클램프 상에서 수술용 보조기구를 배치하고 클램핑 하는데 대한 투시도를 나타낸다.

도25A-25B는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 마운팅 부분의 투시도를 나타낸다.

도26A-26B는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 마운팅 부분의 투시도를 나타낸다.

본 발명의 실시예와 실시예의 장점은 상세한 설명에 잘 나타나 있다. 하나 이상의 도면에 있어서 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 식별하는데 사용된다. 또한 도면은 스케일에 맞지 않을 수 있음은 당연하다.

본 발명은 환자에게 로봇 지원 수술 과정을 수행하기 위한 멀티 컴포넌트 시스템 및 방법을 제공하며, 특히 개방형 수술과정, 정위법(stereotaxy)과 같은 신경외과 과정 및 복강경 검사법, 관절경 검사법, 흉강경 검사법과 같은 내시경 과정을 포함한다. 특히, 본 발명의 시스템과 방법은 수술의가 환자로부터 떨어진 곳에서 수술 기구를 서보메카니즘(servomechanism)을 통해서 조종할 수 있도록 하는 원격 로봇 수술 시스템의 일부로서 유용하다. 그러기 위해서, 본 발명의 조종장치 또는 종속장치는 일반적으로 힘반향(force reflection)과 함께 원격현장 감(telepresence) 시스템을 구축하기 위해 역학적 평형 통제장치에 의해서 조절된다. 적절한 주종(slave-master) 시스템에 대한 설명은 미국 특허 출원 08/517,053(1995년 8월 21일자 출원)에서 찾을 수 있다.

같은 도면부호는 같은 구성요소를 나타내는 도면을 참조하여, 원격 로봇 수술 시스템(2)이 본 발명의 실시예에 따라 설명된다. 도1에서 도시된 바와 같이, 원격 로봇 시스템(2)은 일반적으로, 수술대(O)에 또는 그 부근에 설치된 하나 이상의 수술 조종장치 조립체(4)를 포함하며, 수술의(S)가 수술 부위을 보고 조종장치 조립체(4)를 조종할 수 있도록 하는 조종 조립체(6) 또한 포함한다. 시스템(2) 또한 하나 이상의 관찰 장치 조립체(19)를 포함하며 복수개의 조종장치 조립체(4)에 분리가능하게 연결될 수 있게 된 수술 기구 조립체(20)를 포함한다. (아래 자세히 설명한다) 원격 로봇 시스템(2)은 일반적으로 적어도 두 개의 조종장치 조립체(4)를 포함하며 바람직하게는 세 개의 조종장치 조립체(4)를 포함한다. 정확한 조종장치 조립체(4)의 개수는 다른 인자 중에서 수술과정과 수술실 내의 공간에 달려있다. 아래 자세히 소개된 것처럼, 환자(P)에게 여러 작업을 수행하기 위해 다른 조종장치 조립체(4)가 수술 기구(20)를 조종하는 동안, 조종장치 조립체(4) 중 하나는 수술 부위의 시야확보를 위해 관찰 장치 조립체(19)(예: 내시경 과정)를 일반적으로 조종한다.

조종 조립체(6)는 수술의가 그 보조원(A)에게 지시하고 수술 작업을 직접 모니터하기 위해 수술대(O)와 일반적으로 같은 공간에 위치하고 있는 수술의의 콘솔(C)에 위치할 수 있다. 그러나 수술의(S)는 환자(P)와는 다른 방에 있거나 완전 히 다른 빌딩에 위치할 수도 있음은 당연하다. 조종 조립체(6)는 일반적으로 지지대(8), 수술의(S)에게 수술 부위의 이미지를 나타내기 위한 모니터(10), 하나 이상의 조종장치 조립체(4)를 제어하기 위한 컨트롤러(12)를 포함한다. 컨트롤러(12)는 조이스틱, 장갑, 주입식 제동기(trigger-guns), 수작동 컨트롤러, 음성인식장치와 같은 다양한 입력장치를 포함할 수 있다. 바람직하게, 수술의에게 원격현장감을 제공하기 위해서 컨트롤러(12)는 종합(associated) 수술 기구 조립체(20)와 같은 자유도를 가질 수 있다. 즉, 수술의가 직접 수술 기구(20)를 제어하는 듯한 감각을 제공하기 위해서 컨트롤러(12)는 기구(20)에 있어서 필수 불가결한 요소로서 제공되게 된다. 수술의가 원격 로봇 시스템을 작동하는 동안 수술기구로부터 수술의의 손에 위치, 힘 및 촉각 감각을 전달하기 위해서 위치, 힘 및 촉각 피드백 센서(미도시) 또한 기구 조립체(20)에 포함될 수 있다. 조종자에게 원격현장감을 제공하기 위한 적절한 시스템 및 방법은 미국 특허 출원 08/517,053(1995년 8월 21일자 출원)에서 찾을 수 있다.

수술 부위의 이미지를 수술의의 콘솔(C)상의 인접한 수술의의 손에 전달하기 위해 모니터(10)는 뷰잉 스코프 조립체(19)와 적절히 연결될 수 있다. 바람직하게는, 모니터(10)는 수술의가 실제로 수술 부위을 직접 보는 것처럼 느낄 수 있도록 맞춰진 디스플레이(18)상에 반전된 이미지로 표시한다. 그러기 위해서, 대체적으로 수술 기구(20)의 이미지는 관찰 포인트(예: 내시경 또는 관찰 카메라)가 이미지의 관점에서 벗어나더라도 수술자의 손이 있는 곳에 위치한 것처럼 나타난다. 또한, 바람직하게는 실제 존재하는 것처럼 작업공간을 볼 수 있게 해서 조종자가 말 단 이펙터와 핸드 제어를 조종할 수 있도록 실시간 이미지는 투시도로 변형된다. 실제 현장감각에 의해, 이미지의 표시는 실질적으로는 수술 기구(20)를 조종하는 수술자의 관점을 재현한 실제 투시도 형태이다. 그러므로 컨트롤러(미도시)는 카메라나 내시경이 수술 기구(20)의 바로 뒷편에 위치하는 경우 수술자가 관찰할 수 있는 투시도가 표시될 수 있도록, 수술 기구(20)의 좌표를 투시된 위치의 값으로 변형한다. 이러한 가상의 이미지를 제공하기 위한 적절한 좌표 변환 시스템은 미국 특허 출원 08/239,086(1994년 5월 5일자 출원), 현 미국 특허 5,631,973 에서 찾을 수 있다.

도1에서 도시된 바와 같이, 서보메카니즘(16)은 컨트롤러(12)의 기계적 움직임을 조종장치 조립체(4)에 전달하기 위해 제공된다. 서보메카니즘(16)은 조종장치 조립체(4)와 분리될 수도 통합될 수도 있다. 서보메카니즘(16)은 일반적으로 수술 기구(20)로부터 수작동 컨트롤러(12)로 힘과 토크의 피드백을 제공한다. 덧붙여, 서보메카니즘(16)은 인식된 조건(환자에게 과도한 힘이 가해지거나, 조종장치 조립체(4)가 이탈되는 등)에 반응하여 모든 로봇의 움직임을 정지시키거나 최소한 제지할 수 있는 안전 모니터링 컨트롤러(미도시)를 포함한다. 바람직하게 서보메카니즘은 3dB 차단주파수가 최소 10hz인 서보 대역폭을 가짐으로서, 시스템이 수술의의 사용에 의한 빠른 손 동작에 대해 빠르고 정확하게 반응할 수 있다. 이 시스템을 효과적으로 작동하기 위해, 조종장치 조립체(4)는 상대적으로 낮은 관성을 가지고 있고, 구동 모터(170)(도8 참조)는 상대적으로 낮은 기어비 또는 풀리 커플링(pulley couplings)을 가진다. 여타 적절한 종래의 또는 특화된 서보메카니즘 은, 시스템의 원격현장감 작동을 위해 특히 유용한 힘과 토크의 피드백을 포함하고 있는 본 발명의 실시에 사용될 수 있다.

도7을 살펴보면, 수술기구 조립체(20) 각각은 손목부 유닛(22) 및 손목부 유닛(22)에 분리가능하게 부착된 수술 도구(24)(도3A 와 3B)를 포함한다. 아래 자세히 설명한 바와 같이, 각각의 손목부 유닛(22)은 일반적으로 근위캡(proximal cap)(58);및 수술 도구(24)에 피봇식으로 연결되는 말단 손목부(distal wrist)(60);를 구비하는 세장형 축(elongate shaft)(56)을 포함한다. 각각의 손목부 유닛(22)은 실질적으로 동일하고, 서로 같거나 다른 수술 도구(24)가 부착되는데 이는 수술 과정의 요구조건에 따라 다르다. 다른 방법으로, 손목부 유닛(22)이 종래의 도구(24)와 함께 사용될 수 있도록, 손목부 유닛(22)은 개별적 수술 도구(24)를 위해 설계되고 특화된 손목부(60)를 가질 수 있다. 도1에서 보는 바와 같이, 도구 조립체(20)는 일반적으로 테이블(T) 위에 조립되거나 수술대(O)에 인접한 다른 적당한 지지대에 조립된다. 아래 설명된 본 발명의 방법에 따라, 손목부 유닛(22) 및 손목부 유닛과 연결된 수술 도구(24)는 손목부 유닛 축(56)을 조종장치 조립체(4)로부터 연결 및 분리함으로서 수술 과정동안 빠르게 교체될 수 있다.

도2를 살펴보면, 바람직하게 각각의 조종장치 조립체(4)는 마운팅 조인트(30)에 의해 수술대(O)에 설치된다. 마운팅 조인트(30)는 조종장치 조립체(4)에 다수의 자유도(바람직하게 최소 5)를 부여하며, 조종장치 조립체(4)가 환자에 대하여 적절한 위치와 방향에 고정될 수 있도록 제동장치(미도시)를 포함한다. 마운팅 조인트(30)를 수술대(O)에 장착하고 각각의 조종장치 조립체(4)를 서보메카니 즘(16)에 연결하기 위해 마운팅 조인트(30)는 리셉터클(receptacle)(32)에 연결된다. 또한, 리셉터클(32)은 마운팅 조인트(30)를 다른 시스템, 예컨대 RF 전기 발전 공급, 흡인-관개(sucion-irrigation) 시스템 등에 연결할 수 있다. 리셉터클(32)은 수술대(O)의 외측 레일(36)을 따라 슬라이드 식으로 처리된 마운팅 암(mounting arm)(34)을 포함한다. 또한 조종장치 조립체(4)는 다른 메카니즘과 함께 수술대(O) 위에 위치하게 된다. 예를 들면, 시스템은 하나 이상의 조종장치 조립체(4)를 환자 위에서 움직이거나 고정시키는 보조 시스템(수술실의 천장 또는 벽에 연결된)을 포함할 수 있다.

이제 도3 내지 도8을 살펴보면, 조종장치 조립체(4)가 더 상세히 설명될 것이다. 조종장치 조립체(4)는 비멸균 구동및 제어 컴포넌트, 멸균가능한 말단 효과장치 또는 수술 도구(예: 수술 기구 조립체(20)), 및 중간 커넥터 컴포넌트를 포함하는 세가지 요소로 구성된 장치이다. 중간 연결부는 수술 도구(24)를 구동 및 제어 컴포넌트와 연결하고, 구동 컴포넌트로부터 움직임을 수술 도구(24)로 전달하기 위한 기계 요소를 포함한다. 도3B에서 보는 바와 같이, 구동 및 제어 컴포넌트는 일반적으로 구동장치 조립체(40)와 복수의 자유도를 가지는 로봇팔(42)을 포함하며, 로봇팔(42)은 마운팅 조인트(30)(도2)위에 장착되도록 설계된 마운팅 브래킷(mounting bracket)(44)에 연결되어 있다. 바람직하게, 구동장치 조립체(40)와 로봇팔(42)는 X축을 중심으로 피봇가능하게 브래킷(44)에 연결되어 있다. 여기서, X축은 구형 회전의 원격 중심(45)(도8을 참조, 아래에 더 자세히 설명된다)을 통해 뻗어있다. 또한, 조종장치 조립체(4)는 로봇팔(42)의 말단부(48)에 고정되어 있는 포어암 조립체(forearm assembly)(46)를 포함하며, 손목부 유닛(22)과 수술도구(24)를 조종장치 조립체(4)에 장착하기 위해 포어암 조립체(46)에 연결된 손목부 유닛 어댑터(52)를 포함한다.

내시경 과정에서, 추가적으로 조종장치 조립체(4)는 캐뉼라(cannula)(66)를 조종장치 조립체(4)에 장착하기 위해서 포어암(46)의 하부에 부착된 캐뉼라 어댑터(64)를 포함한다. 다른 방법으로, 캐뉼라(66)는 포어암 조립체(46) 내부에 만들어진 일체형 캐뉼라(미도시)가 될 수도 있다(예: 고정식). 캐뉼라(66)는 스트레인 게이지 또는 힘 감지 저항(FSR)과 같은 힘 감지 요소(미도시)를 포함할 수도 있고, 힘 감지 요소는 캐뉼라(66) 내에 있는 환형베어링에 결합된다. 힘 감지 베어링은 수술 과정 동안 수술 도구(24)를 유지시키며, 도구가 베어링의 중앙부 보어를 통해 축방향으로 회전하고 움직일 수 있도록 한다. 부가적으로, 베어링은 수술 도구(24)에 의해 가해지는 측방력을 힘 감지 요소에 전달하며, 힘 감지 요소는 이러한 힘을 컨트롤러(12)에 전달하기 위해 서보메카니즘(16)에 연결된다. 이러한 방식에 의해서, 수술도구(24)에 작용하는 힘은 캐뉼라(66)에 작용하는 힘으로부터의 장애요소(예: 수술절개부위의 조직, 중력에 의한 작용, 조종장치(4)에 작용하는 관성력)없이 검출될 수 있다. 이에 따라, 수술의는 수술도구(24)에 반대로 작용하는 힘을 직접적으로 느낄 것이기 때문에, 로봇 시스템에 있는 조종장치 조립체(4)의 이용이 용이하게 된다.

도3A에서 도시된 바와 같이, 또한 조종장치 조립체(4)는 실질적으로 전체 조종장치 조립체(4)를 덮을 수 있는 크기로 된 멸균 드레이프(70)를 더 포함한다. 드레이프(70)는 한 쌍의 구멍(72, 74)을 구비하고 있는데, 이 구멍(72, 74)은 손목부 유닛(22)와 캐뉼라(66)을 조종장치 조립체(4)에 장착하기 위해, 손목부 유닛 어댑터(52)과 캐뉼라 어댑터(64)가 구멍(72, 74)를 통해서 돌출될 수 있도록 크기와 배치가 정해져 있다. 소독 드레이프(70)은 조종장치 조립체(4)를 수술 부위으로부터 효과적으로 보호하기 위해 구성된 물질을 포함한다. 이는 대부분의 조종장치 조립체(4)(예: 팔(42), 구동장치 조립체(40), 포어암 조립체(46))의 구성요소가 수술 전 또는 후 멸균될 필요가 없도록 하기 위함이다.

도3A에서 도시된 바와 같이, 포어암 조립체(46)와 조종장치 조립체(4)의 나머지 부분이 수술 과정 동안 환자로부터 보호 상태를 유지하기 위해, 손목부 유닛 어댑터(52)와 캐뉼라 어댑터(64)는 드레이프(70)의 구멍(72, 74)을 통해서 돌출되어 있다. 일 실시예에 있어서, 손목부 유닛 어댑터(52)와 캐뉼라 어댑터(64)는 멸균되어 재사용가능한 컴포넌트로 제조된다. 이 컴포넌트는 수술 부위의 멸균 영역으로 뻗어있기 때문이다. 손목부 유닛과 캐뉼라 어댑터(52, 64)는 보통의 방법(예: 스팀, 열과 압력, 및 화학약품 등)으로 멸균될 수 있다. 도3B 에 대해 다시 언급하면, 손목부 유닛 어댑터(52)는 손목부 유닛(22)의 축(56)을 수용하기 위한 개구부(80)을 포함한다. 아래 자세히 설명된 바와 같이, 축(56)은 개구부(80)를 통해서 측면으로 가압되어 어댑터(52) 내부에 스냅 핏 되어, 손목부 유닛 어댑터(52)의 비노출 영역이 멸균상태로 유지된다(예: 멸균 영역의 반대편 드레이프(70)의 멸균면 상에서 유지된다). 손목 유닛(22)를 보호하기 위해, 손목부 유닛 어댑터(52)는 래치(미도시)를 포함할 수도 있다. 이와 유사하게, 어댑터(64)의 비 노출 영역을 수술 과정 동안 멸균 상태로 유지하기 위해, 캐뉼라 어댑터(64)는 캐뉼라(66)을 스냅 피팅하기 위한 개구부(82)를 포함한다.

도4에서 도시된 바와 같이, 손목부 유닛 어댑터(52)는 수술 부위의 시야를 확보하기 위한 뷰잉 스코프(100)를 수용할 수 있도록 설계될 수도 있다. 내시경 과정을 위해, 스코프는 일반적으로 렌즈 시스템(미도시)을 포함하는 강성의 길게 연장된 튜브(102) 및 튜브(102)의 근위발단에 카메라 마운트(104)를 포함하는 일반적인 내시경이 될 수 있고, 작은 비디오 카메라(106)는 바람직하게 카메라 마운트(104)에 부착되어 있으며, 수술 작업의 비디오 이미지를 제공하기 위해 비디오 모니터(10)과 연결되어 있다. 바람직하게는, 스코프(100)는 튜브(102)에 대해 다양한 각도의 시야 확보가 가능하게 설계된 원단부(미도시)를 구비하고 있다. 뷰잉 스코프는 또한 튜브(102)의 기단부에 있는 조종장치를 조종함으로서 구부러지거나 회전될 수 있는 유도 가능한 팁(guidable tip)을 가질 수 있다. 형태의 스코프는 일리노이주 디어필드에 있는 백스터 헬스케어(Baxter Healthcare Corp. of Deerfield, Ill.)나 캘리포니아주 멘로 파크에 있는 오리진 메드시스템즈(Origin Medsystems, Inc. of Menlo Park, Calif)에서 구매할 수 있다.

도4에서 도시된 바와 같이, 또한 뷰잉 스코프(100)는 뷰잉 스코프(100)를 손목부 유닛 어댑터(52)에 체결하기 위한 스코프 어댑터(110)를 포함한다. 스코프 어댑터(110)은 멸균가능하고, ETO 하며 고압 멸균가능하고, 구동 조립체(40)로부터의 동작을 스코프(100)로 전달하기 위한 다수의 모션 피드 스로우(motion feed-through)(미도시)를 포함한다. 바람직한 구성에 있어서, 동작은 피칭과 요잉을 포 함하며, Z축 회전과 Z축을 따른 움직임을 포함한다.

이제 도5와 도6을 살펴보면, 포어암 조립체(46)가 좀 더 상세히 설명될 것이다. 도5에서 나타난 바와 같이, 포어암 조립체(46)는 팔(42)에 고정된 하우징(120)을 포함하며, 하우징(120)과 슬라이드 식으로 연결된 이동식 캐리지(122)를 포함한다. 캐리지(122)는 손목부 유닛 어댑터(52)와 손목부 유닛(20)이 Z축 방향을 따라 움직일 수 있도록 손목부 유닛 어댑터(52)를 하우징(120)에 슬라이드 식으로 마운트시킨다. 또한, 캐리지(122)는 포어암 조립체(46)로부터의 동작과 전기적 신호를 손목부 유닛 어댑터(52)에 전달하기 위해서 다수의 구멍(123)을 형성한다. 도6에서 나타난 바와 같이, 팔(42)로부터의 동작을 구멍(123)을 거쳐 손목부 유닛 어댑터(52)와 손목부 유닛(22)에 전달하기 위해, 다수의 회전가능한 축(124)이 하우징(120) 내에서 설치 되어 있다. 회전축(124)은 바람직하게 손목부 유닛(22)에 손목부 유닛(22)의 손목(60)에 대한 수술 도구(24)의 요잉과 피칭 동작, 손목부 유닛(22)의 Z축에 대한 회전 및 도구(24)의 작동을 포함하여, 적어도 4단위의 자유도를 제공한다. 필요한 경우 시스템은 그 이상 또는 그 이하의 자유도를 제공하도록 설계될 수 있다. 도구(24)의 작동은 죠(jaws), 그라스퍼(graspers), 가위(scisors)를 열고 닫는 행위, 클립이나 스테이플을 끼우는 행위 등의 다양한 동작의 변화를 포함할 수도 있다. Z축 방향의 손목부 유닛(22)과 도구(24)의 동작은 포어암 하우징(120)의 양 끝단 상에 있는 회전가능한 풀리(128, 129) 사이에서 뻗어있는 한 쌍의 캐리지 케이블 드라이브(126)에 의해 제공된다. 케이블 드라이브(126)는 포어암 하우징(120)에 대하여 Z축 방향으로 캐리지(122)와 손목부 유 닛(22)을 움직이게 하기 위한 기능을 수행한다.

도6에서 도시된 바와 같이, 팔(42)의 원단부(48)는 팔(42)로부터의 동작을 포어암 조립체(46)로 전달하기 위한 다수의 모션 피드 스로우(132)를 구비한 커플링 조립체(130)를 포함한다. 추가적으로, 커플링 조립체(130)는 팔(42)로부터의 전기적 신호를 손목부 유닛(22)으로 전달하기 위해 다수의 전기적 커넥터(미도시)를 포함한다. 이와 유사하게, 동작을 전달하고 전기적 신호를 손목부 유닛(22)으로부터 또는 손목부 유닛(22)으로 주고 받기 위해(예: 수술 부위로부터 컨트롤러(12)로 힘과 토크의 피드백 신호를 주고 받기 위해) 손목부 유닛 어댑터(52)는 다수의 모션 피드 스로우(미도시)와 전기적 커넥션(미도시)을 포함하고 있다. 커플링 조립체(130)의 양면 상에 있는 컴포넌트와 손목부 유닛 어댑터(52)는 유한한 동작의 범위를 가진다. 보통, 이 동작의 범위는 적어도 1회전이 될 것이고 바람직하게는 1회전 보다 큰 값을 가진다. 이들 동작의 범위는 포어암 조립체(46)가 기계적으로 커플링 조립체(130)와 연결되어 있을 때 또는 손목부 유닛 어댑터(52)가 기계적으로 포어암(46)과 연결되어 있을 때 서로서로 연관되어 조정된다.

도7을 참조하여 손목부 유닛(22)에 대해 보다 상세히 설명될 것이다. 도시된 바와 같이, 손목부 유닛(22)은 기단부에 부착된 캡(58) 및 원단부에 연결된 손목부(60)를 구비한, 내부가 비어 있는 축(56)을 포함한다. 손목부(60)는 여러가지 수술 도구(24)를 축(56)에 탈부착이 가능하게 체결하기 위한 커플링(미도시)을 포함한다. 축(56)은, 축(56)의 길이방향 축선(예: Z축 방향)주위로 축(56)과 기구(24)의 회전을 가능하게 하기 위해서, 회전가능하도록 캡(58)과 연결되어 있다. 캡(58)은 축(56) 안에서 케이블(미도시)을 구동하기 위해 손목부 유닛 어댑터(52)로부터의 동작을 구동 케이블(미도시)로 전달하기 위한 메카니즘(미도시)를 수용할 수 있다. 구동 케이블은 도구(24)을 손목부(60)에 대해 피봇 운동 시키고, 말단 이펙터(140)를 도구(24)에 작동시키기 위해 축(56) 안에서 적절하게 구동 풀리와 연결될 수 있다. 손목부(60)는 차동기어, 푸쉬로드(push-rods)와 같은 다른 메카니즘에 의해서도 작동될 수 있다.

도구(24)는 손목부 유닛(22)의 손목부(60)에 탈부착 가능하도록 결합된다. 도구(24)는 수술의에게 촉각 피드백을 전달하기 위해 촉각 센서 어레이(array)(미도시)를 구비한 말단 이펙터(65)(도3A와 도3B)를 포함하는 것이 바람직하다. 도구(24)는 죠, 가위, 그라스퍼, 니들 홀더, 미세 해부기구, 스테이플러, 타카(tackers), 흡입세척기구 및 클립 끼우개와 같이 관절을 가지는 여러가지 도구를 포함할 수 있고, 이들 도구는 유선연결(wire links), 편심캠(eccentric cams), 푸쉬로드 또는 다른 메카니즘에 의해서 조종되는 말단 이펙터들을 포함한다. 추가로, 도구(24)는 절삭날, 탐침기, 세척기, 카테터(catheter) 또는 흡입 오리피스와 같은 관절을 가지지 않는 기구를 포함할 수도 있다. 다른 방법으로, 도구(24)는 흡열, 절제, 절단 또는 조직응고 작업을 위한 전기외과수술용 탐침을 포함할 수 있다. 후자의 실시예에서, 손목부 유닛(22)는 축(56)을 거쳐 도구(24)로 연장된 로드(rod) 또는 리드와이어(lead wire)에 연결된 근위 바나나플러그(banana plug)와 같은 전도성 구성요소를 포함할 수 있다.

도4와 도8에서 본 발명의 구동 및 제어 컴포넌트의 구체적인 구성(예: 로봇 팔(42)과 구동 조립체(40))에 대해 보다 상세하게 설명될 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 팔(42)과 구동 조립체(40)는 마운팅 브래킷(44)으로부터 뻗어있는 한쌍의 핀(150) 주위로 회전가능하도록 연결되어 있다. 팔(42)은 신장되어 있음으로서 실질적으로 강성인 바디부분(152)을 포함하고, 원단부(48)는 포어암 조립체(48)와 연결되어 있고, 기단부(154)는 피칭와 요잉 즉, X축과 Y축(Y축은 도면 페이지에 수직 방향이며 포인트(45)를 통해 확장됨을 주목할 것, 도8 참조)에 대한 회전을 위한 브래킷(44) 및 구동 조립체(40)에 피봇식으로 연결되어 있다. 팔(40)은 팔꿈치를 가진 팔(인간의 팔과 비슷함), 프리즈메틱 암(prismatic arm)(곧게 뻗을 수 있음) 등의 다른 구성을 가질 수도 있다. 고정식 요잉 모터(156)는 팔(42)과 구동 조립체(40)를 X축을 중심으로 회전시키기 위해 마운팅 브래킷(44)에 설치되어 있다. 구동 조립체(40)는 또한 Y축을 중심으로 팔을 회전시키기 위해 팔(42)에 연결된 피치 모터(158)를 포함한다. 실질적으로 강성인 한쌍의 결합 요소(160 , 124)는, 팔(42)을 브래킷(44)에 Y축을 중심으로 피봇식으로 연결시키기 위해 브래킷(44)로부터 로봇팔(42)로 뻗어있다. 연결 요소(160)중에 하나는 팔(42)에 피봇식으로 연결되어 있고, 다른 연결 요소(124)는 팔(42)과 평행하게 뻗어있는 제3의 연결 요소(164)에 피봇식으로 연결되어 있다. 보다 바람직하게 로봇팔(42)은 적어도 부분적으로 제3의 연결 요소(164)를 수용하는 채널형의 강성 요소이다. 연결 요소(160, 124, 164)와 팔(42)은 평행사변형 연결을 구성하고 있으며, 부재는 부재에 의해서 형성된 평면상에서만 상대적으로 움직일 수 있도록, 평행사변형 내에서 연결되어 있다.

팔(42)의 원단부(48)에 고정된 손목부 유닛(22)의 Z축은 앞서 설명한 평행사변형 연결의 X축과 교차한다. 손목부 유닛(22)은 도8의 도면부호(45)에 의해 표시된 위치를 중심으로 구형 회전의 원격 중심을 가진다. 그러므로 회전의 원격 중심(45)이 같은 위치에서 유지되는 동안, 손목부 유닛(22)의 원단부는 자신의 축 또는 X와 Y축에 대해 회전될 수 있다. 보다 완전한 원격 중심 포지셔닝 장치에 대한 설명은 미국 특허 출원 08/504,301(1995년 7월 20일자 출원)으로 출원되어, 현재 특허된 미국 특허 5,931,832 에서 찾을 수 있다. 팔(42)과 구동 조립체(40)는 도8에서 나타난 것과 앞서 설명한 것을 제외한 넓은 범위의 포지셔닝 장치, 예컨대 정위(stereotaxic) 포지셔너, 고정식 짐발(gimbal)과 같은 장치와 함께 사용될 수 있다.

도8을 다시 살펴보면, 구동 조립체(40)는 팔과 함께 회전하기 위해 팔(42)에 연결된 다수의 구동 모터(170)를 더 포함한다. 피치와 요 모터(156, 158)는 X축과 Y축을 중심으로 팔(42)의 동작(과 구동 모터(170))을 제어하며, 구동 모터(170)는 손목부 유닛(22)와 수술 도구(24)를 제어한다. 바람직하게는, 적어도 5개의 구동 모터(170)가 손목부 유닛(22)에 최소 5단위의 자유도를 보장하기 위하여 팔(42)에 연결되어 있다. 구동 모터(170)는 바람직하게 서보메카니즘(16)에 반응하기 위한 인코더(미도시)를 포함할 수 있고, 수술의(S)에 힘과 토크의 피드백을 전달하기 위한 힘 감지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 바람직하게 5단위의 자유도는 Z축 방향으로의 캐리지(122) 및 손목부 유닛(22)의 움직임, Z축을 중심으로하는 손목부 유닛(22)의 회전, 손목부(60) 주위로의 수술 도구(24)의 피치와 요 회전, 및 도구(24)의 작동을 포함한다.

도시된 바와 같이, 케이블(172)은, 모터 구동 풀리(174) 주위의 각각의 모터(170)로부터 뻗어있고, 케이블(172)은 케이블(172)에 가해지는 마찰 토크의 효과를 최소화 하기 위해 팔(42) 내부에서 상대적으로 큰 팟 캡스턴(pot capstan)(178)을 따라 아이들러(idler) 풀리(176)로부터 뻗어있다. 케이블(172)은 각기 팔(42)의 원단부(48)에 있는 또다른 아이들러 풀리(18) 주위로 뻗어있으며, 커플링 구동 풀리(182) 주변으로 뻗어있다가 모터(170)로 되돌아온다. 케이블(172)은 바람직하게 모터 구동 풀리(174)에서 인장되고 고정되며, 커플링 구동 풀리(182)에도 마찬가지로 인장되고 고정된다. 도8에 나타난 바와 같이, 모터(170)로부터의 동작을 손목부 유닛 어댑터(52)로 전달하기 위해서 커플링 구동 풀리(182)는 다수의 케이블(186)을 통해 커플링 조립체(130)내에서 다수의 작은 풀리(184)에 연결된다.

본 발명에 따른 환자에게 수술을 진행하기 위한 방법은 도1에서 도9을 참조하여 설명될 것이다. 도2에서 도시된 바와 같이, 마운팅 조인트(30)는 리셉터클(32)에 부착되어 있고, 리셉터클(32)은 레일(36)을 따라 마운팅 팔(34)을 슬라이드 시킴으로서 수술대(O)에 부착되어 있다. 각각의 조종장치 조립체(4)는 각각의 마운팅 조인트(30)에 부착되고, 환자(P)에 대해 적절한 위치 및 방향으로 관절을 갖는 형태로 결합된다. 리셉터클(32)은 서보메카니즘(16)에 연결되어 있고 알에프 파워 공급, 흡입/세척 시스템과 같이 수술 과정 동안 필요한 다른 시스템과도 연결되어 있다. 멸균 드레이프(70)는 환자가 마취되기 전, 마취 동안, 마취 과정 후 조종장치 조립체(4)를 덮게 된다(도3A). 수술 과정을 준비하기 위해서, 조종장치 조립체(4)는 드레이프(70)로 조종장치 조립체를 덮기 전 화학약품으로 세척될 수 있고 되지 않을 수도 있다. 손목부 유닛 어댑터(52), 캐뉼라 어댑터(64) 및 스코프 어댑터(110)는 조종장치 조립체(4)의 포어암 조립체(46)에 스냅식으로 고정된다(도3B와 도5를 참조). 물론 스코프 어댑터(110)와 손목부 유닛 어댑터(52)의 개수와 상대적인 위치는 개별적인 수술 과정에 따라 다르다(예: 캐뉼라 어댑터(64)는 개방형 수술 과정에 있어서는 불필요할 수 있다).

수술 과정 동안, 수술 기구 조립체(20)는 손목부 유닛 어댑터(52)의 개구부(80)을 통해서 각각의 손목부 유닛 축(56)을 측 방향으로 가압함으로써 각각의 조종장치 조립체(4)와 연결되어 있다. 어떤 종류의 도구(24)가 손목부 유닛(22)에 연결되어 있는지를 쉽고 빠르게 알 수 있도록, 각각의 손목부 유닛(22)은 적절한 식별수단(미도시)을 가질 수 있다. 수술의가 수술 도구(24)를 바꾸고자 할 때, 수술의는 포어암 조립체(46)를 따라서 왕복운동 상의 최상단 또는 근위로 캐리지(122)를 이동시키기 위해서 컨트롤러(12)를 조종한다(도3B 참조). 이 위치에서, 수술 도구(24)는 캐뉼라(66) 내에 있거나 또는 개방형 과정 동안 수술부위로부터 떨어져 있게 된다. 보조원(A)은 래치(미도시)를 릴리즈하기 위해 손목부 캡(58)을 위쪽으로 당긴다. 그렇기 때문에 손목부 유닛(22)은 캐뉼라(66)의 위쪽과 바깥쪽으로 더 슬라이드 할 수 있게 된다. 보조원(A)은 손목부 유닛(22)을 손목부 유닛 어댑터(52)로부터 분리하기 위해 측 방향으로 손목부 유닛(22)을 당길 수도 있다. 손목부 유닛(22)이 어댑터(52)로부터 분리된 경우, 제어 메카니즘은 시스템이 "도구 교체 모드" 에 있다고 인식하게 되고, 캐리지(122)가 수술의에 의해 이미 옮겨 져 있지 않은 경우, 캐리지(122)를 근위로 이동시키게 된다.

또다른 수술 기구 조립체(20)를 조종장치 조립체(4)에 연결하기 위해서, 보조원(A)은 테이블(T)로부터 또다른 조립체(20)를 잡고, 손목부 유닛 축(56)을 손목부 유닛 어댑터(52)의 개구부(80)에서 측 방향으로 가압시킨다. 그 다음 손목부 유닛(22)을 아래쪽으로 옮겨서 수술도구(24)가 캐뉼라(66)안에 놓일 수 있도록 한다(도1과 도3B를 참조). 손목부 유닛(22)의 이러한 아래방향의 움직임은 자동적으로 손목부 캡(58)과 손목부 유닛 어댑터(52)안에서 전기적 커플링과 모션 피드 스로우(미도시)가 결합되도록 한다. 커플링이 서로 맞닿고 손목부 유닛(22)이 더이상 아래로 움직이지 않을 때까지, 시스템은 최상단 또는 근위에서 캐리지(122) 왕복운동을 멈추고, 고정시키기 위해 구성된 제어 메커니즘을 포함할 수 있다(예: 브레이크(미도시)의 작동에 의해). 이 때, 수술의(S)는 수술 작업을 계속할 수 있다.

본 발명의 시스템과 방법은 손목부 유닛(22)이 손목부 유닛 어댑터(52)로부터 분리 및 결합된 횟수를 세기 위한 메카니즘을 포함하는 것이 바람직하다. 이 방법에 있어서, 제작자는 손목부 유닛(22)이 사용될 수 있는 횟수의 제한을 가할 수도 있다. 구체적인 구성에 있어서, 집적회로칩(미도시)이 손목부 캡(58) 안에 수용된다. 회로칩은 손목부 유닛(22)이 손목부 유닛 어댑터(52)에 연결되는 횟수를 세게 된다(예: 20회인 경우, 수술의의 콘솔(C)에 경고가 나타나게 된다). 그렇게 되면 제어 시스템은 명확한 백래시(backlash)를 증가시키거나, 옮길 수 있는 적재량을 감소시킴으로서 시스템의 성능을 낮추게 된다.

이제 도9A를 살펴보면, 부분적으로 멸균 드레이프(270)에 의해 덮혀있는 로봇 수술 조종장치(204)를 포함하는 로봇 수술 시스템(200)이 본 발명의 다른 실시예에 따라 도시되어 있다. 도9B와 9C는 구동 조립체를 수술용 보조 클램프, 손목부 유닛, 수술 도구에 연결시키며, 다중의 자유도를 가지는 팔을 설명하기 위해서 도9A의 로봇 수술 조종장치에서 멸균 드레이프를 제외하고 도시한 도면이다. 시스템(200)은 앞서 도1부터 도8에서 설명된 시스템과 유사하지만, 수술용 보조 클램프(264)는, 멸균 드레이프(270)를 통하여 뻗어있지 않고, 드레이프(270)의 일부가 수술과정 동안 수술의 멸균 영역으로부터 보조 클램프(264)를 효과적으로 보호하고 있는 채로 수술용 보조기구(266)(예: 캐뉼라)와 멸균 드레이프(270)가 연결되어 있다. 유리하게, 보조 클램프(264)는 수술과정에 앞서 멸균되거나 교체될 필요가 없기 때문에 비용 절감효과를 가져오며, 멸균 드레이프를 통과하는 구멍이 하나 적기 때문에 시스템(200)은 멸균 영역으로부터 더 효과적으로 보호될 수 있으며 시스템 장비의 더 효과적인 차단을 가능케 한다.

앞서 설명된 구동 조립체(40), 팔(42), 포어암 조립체(46), 손목부 유닛 어댑터(52), 손목부 유닛(22), 도구(24)(같거나 유사한 기능을 갖는 것)를 포함하는 조종장치 조립체(4)와 동일하거나 유사한 조립체가 시스템(200) 내에서 사용될 수 있고 보조 클램프(264)와 함께 사용될 수 있다. 그리고 동일하거나 유사하게 반복되는 설명은 생략한다. 그러나 축(256)과 말단 이펙터(265)와 함께 도구(224)를 작동시키기 위한 다른 구동 조립체(240), 팔(242), 포어암 조립체(246), 인터페이스(252)가 도9A 내지 도9C에 도시되어 있다. 구동 조립체(240), 팔(242), 포어암 조립체(246), 인터페이스(252) 및 다른 적용가능한 부분 또는 도구는 미국 특허 6,331,181 과 6,491,701 및 6,770,081 을 통해 설명되어 있다. 클램프(264), 보조기구(266), 드레이프의 부분(270)에 대한 실시예는 보다 자세히 설명될 것이다.

도10은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 보조 클램프(264), 수술용 보조기구(266), 이들 사이에 있는 멸균 드레이프(270)의 멸균 드레이프 영역(270a)에 관한 단면도이다. 수술용 보조 클램프(264)는 두 개의 클램프 죠를 구비하고 있고, 클램프 죠 사이에 보조기구(266)가 고정된다. 한 쪽 죠(264a)가 움직이거나 양쪽 죠(264a) 모두가 움직이거나 작동될 수 있다. 실시예의 하나로, 레버 부분은 슬라이딩 동작이나 피봇 동작에 의해서 죠(264a)를 작동시킬 수 있다.

도11A-11C는 본 발명의 실시예에 따라 캐뉼라(300)와 같은 수술용 보조기구(266)의 예를 나타낸다. 부가적으로 캐뉼라(300)는 수술 시스템(200)에 대해 캐뉼라 종류의 자동적인 식별을 위한 링(302)을 포함하고, 특정 로봇 시스템; 필요한 경우 시스템 재구성 요인; 및 도구 수명 데이터, 캐뉼라 길이, 일반적인 존재(general presence) 등의 부가 상세정보;와 보조기구가 호환성이 있는지를 확인할 수 있는 예시적 정보를 제공한다. 링(302)으로부터 정보를 읽기 위해, 인쇄 회로 기판(PCB)(304), 자석(306) 및 센서(308)는 보조 클램프(264) 또는 포어암 조립체(246)(도9B와 9C)의 일부일 수 있다. 본 발명은 캐뉼라 보조기구에 한하지 않고 다양한 보조기구(266)가 본 발명의 범주에 포함되며, 또한 수술과정 중 어느 때라도 로봇팔로부터 분리되거나 부착될 수 있는 내시경/카메라 조립체와 수술 기구(예: 견인기 또는 안정제)와 같은 재사용가능한 보조기구나 일회용 보조기구를 포 함하나 이에 한정되지 않는다.

도12A-12C는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 보조 클램프(400)의 다른 도면을 나타낸다. 보조 클램프(400)는 로봇 조종장치 팔의 원단부에 연결하기 위한 기저부(402), 두 개의 클램프 죠(404), 및 두 개의 클램프 죠(400)를 개방 위치나 폐쇄위치로 조종하는 레버 부분(406)을 포함한다. 보조 클램프(400)의 다른 부분은 도12A와 12B에서 하이라이트 되어 있으며, 조립체의 단면투시도는 도12C에 나타나있다. 도13A와 13B는 보조기구가 클램프된 상태의 온전한 조립체를 나타낸다.

도12A에서 도시된 바와 같이, 이러한 클램프의 특정한 실시예에서, 레버 부분(406)이 기저부(402)에 대하여 상하로 움직일 때, 레버를 부드럽게 작동할 수 있도록 안내하기 위해 캠 팔로워(cam follower)(408)는 레버 부분(406)에서 그루브(groove)(410)를 따라 움직인다.

레버가 위로 움직이면, 제 2 캠 팔로워(408-1)는, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 클램프 죠(404)를 작동시키는 레버(410-1)의 경사진 부분과 상호작용을 한다(도14A-14C 참조). 경사진 부분은 보조기구에 가해지는 로드 및 레버를 닫기 위해 필요한 로드를 부분적으로 결정하는 캠과 스프링으로 작동한다. 추가적으로, 캠은 클램프를 폐쇄 상태로 유지하고 또한 클램프가 맞물려 있는 상태에 대한 양(positive)의 피드백을 사용자에게 전달하기 위해 오버센터 구성(over-center feature)을 만드는 하이포인트(high-point)를 가지고 있다. 셋 스크류(set screw)(403)는 가이드 캠 팔로워에 대해 여분의 유지 방법을 제공한다. 이제 도12B를 살펴보면, 센서 말단(412a)이 캐뉼라(300)(도11A-11C) 등의 클램프된 보조기 구로부터의 식별 정보를 감지하기 위한 이상적인 고정 위치를 가지도록, 블록(414)에 사전 조립된 센서(412)는 핀(417)을 기저부(402)에 위치시킴으로써 배치된다. 스크류(415)는 기저부(402)가 조종장치 팔과 연결될 수 있게 한다. 접착 또는 용접 소재 등의 다양한 다른 수단이 기저부(402)를 조종장치 팔에 연결하는 데 사용될 수 있다는 것은 자명하다. 도12C는 클램프 죠가 개방 및 폐쇄 위치 사이를 움직일 때 클램프에 대한 피봇축으로 작용하는 피봇 핀(420)(예: 8-32 스레드(418))을 나타낸다. 레버 부분(406)에 의해서 폐쇄 위치로 작동되지 않는 경우에, 클램프 죠(404)는 클램프 죠를 개방 위치에서 유지시키는 클램프 죠 사이의 스프링(416)을 통해서 이 실시예에서 개방 위치로 편향되어 있다. 개방 위치로 작동되지 않는 경우에, 클램프 죠가 자연적으로 폐쇄 위치에 있는 형식으로 설계될 수 있다는 점은 당연하다.

도13A와 도13B는 본 발명의 실시예에 따라 도12A-12C의 조립된 수술 보조 클램프(400)에 대한 사시도를 나타낸다. 캐뉼라(300)는 폐쇄 위치에 있는 클램프 죠(404) 사이에서 고정된다.

도14A-14C는 본 발명의 실시예에 따라 도12A-12C의 수술용 보조 클램프(400)에서 캐뉼라(300)의 배치 및 클램핑에 관한 사시도와 측면도를 나타낸다. 도14A는 제 1 (개방) 위치에 있는 보조 클램프(400), 클램프 죠 사이의 스프링(416)에 의해 편향된 상태로 개방되어 있는 클램프 죠(404)를 나타낸다. 도14B는 클램프 죠(404) 사이에 위치한 보조기구(400)를 나타낸다. 도14C는, 레버 부분(406)이 기저부(402)에 대하여 클램프 죠(404) 쪽으로 화살표(A)의 방향을 따라 위로 밀어 올 려져서 클램프 죠(404)를 폐쇄 위치로 작동시킬 때, 제 2 (폐쇄) 위치에 있는 보조 클램프(400)를 나타낸다. 따라서, 레버 부분(406)을 클램프 죠(404) 방향으로 슬라이드 시킴으로서 클램프 죠(404)가 작동된다. 다른 실시예에서, 피봇팅 레버 부분은 도19 내지 도23과 관련하여 아래 설명될 것이다.

도15와 16은 도12A 내지 12C에 설명된 보조 클램프(400)의 클램프 죠(404) 상에 피팅될 수 있는 멸균 드레이프 부분(270a)의 두 가지 예에 대한 다른 도면을 나타낸다. 멸균 드레이프 부분(270a)은 클램프 죠(404)의 모양에 맞게 형성되며, 클램프 죠의 활성 컴포넌트를 따라 수축된다. 그러므로 드레이프 부분(270a)는 폐쇄 위치에서 보조기구를 수용하고 클램프시키기 위해 형상화된 표면(이 경우는 원통모양)을 가지게 된다.

바람직하게 멸균 드레이프 부분(270a)은 비멸균 보조 클램프 상에 알맞게 배치될 수 있도록 하고 다양한 방향에서 가해지는 반복적인 로드 상에서도 찢어지지 않도록 하기 위해 충분한 강성 및 강도를 갖는 재료로 구성된다. 반면 멸균 드레이프 부분(270a)은 클램프 죠의 활성 영역과 움직일 수 있도록 하기 위한 충분한 유연성을 갖는 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 멸균 드레이프 부분(270a)은 한 개의 드레이프 또는 중심 멸균 드레이프(270)로 접착제, 열, RF 용접 등의 수단에 의해 부착될 수 있는 분리된 부분의 일부로서 구성될 수 있다.

도17A-17E는 보조 클램프의 클램프 죠(404) 상에 멸균 드레이프 부분(270a)을 위치시키고, 클램프 죠와 보조기구 사이를 멸균 드레이프 부분(270a)으로 덮고 캐뉼라(300)를 클램프 죠 사이에 클램핑하는 사시도를 나타낸다. 도17A는 포어암 조립체(246)의 말단 부분의 캐뉼라 마운트 영역(246a)와 같이 로봇팔의 원단부에 마운트된 보조 클램프(400)를 나타낸다. 도17B는 클램프 죠(404) 상에 위치하는 멸균 드레이프 부분(270a)을 나타낸다. 도17C는 보조 클램프(400) 상에 완전히 위치하는 드레이프 부분(270a)을 나타낸다. 실시예의 하나로, 멸균 드레이프 부분(270a)은 드레이프 부분(270a)의 최상위면에 연결(예: 서로 결합되거나 열 스테이킹 된(heat staked) 상태로 연결)된 보강재(270b)를 포함할 수 있다. 보강재(270b)는 내구성 있는 다양한 재료로 구성될 수 있고, 그 예의 하나가 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 폴리우레탄이다.

도17D는 클램프(400) 상에서 위치하는 캐뉼라(300)를 나타낸다. 유리하게, 캐뉼라(300)는 클램프 죠의 폐쇄 위치에서 클램프 되기 전에 바람직한 임의의 축방향으로 위치될 수 있다. 보조기구 상의 형태는 사용자가 캐뉼라를 부정확하게 부착하지 않도록 물리적으로 제한할 수 있다. 하나의 예로, 두 개의 특정 직경 클램핑 영역(300A 와 300B)은 클램핑을 위한 보조기구 상에서 한정된다. 직경은 보조기구가 부정확한 클램핑 되지 않도록 하기 위해 각기 다른 크기를 갖는다. 큰 직경의 클램프 죠(404)는 충분히 커서 작은 반경의 클램핑 영역(300B)이 죠 안쪽 영역에 위치하는 경우에, 레버가 닫혀 있을 때 보조기구가 고정될 수 없게 된다. 작은 직경의 클램프 죠(404)와 죠의 제한된 개방 각도로 인해 큰 반경의 클램핑 영역(300A)은 물리적으로 해당 영역에 맞지 않게 된다.

도17E는 클램프(400)의 클램프 죠(404) 사이에 완전히 클램핑 된 캐뉼라(300)를 나타내며, 레버 부분(406)이 화살표(A) 방향을 따라 위로 움직일 때, 클 램프 죠는 화살표(C) 방향을 따라서 안쪽 방향으로 움직이게 되어 클램프 죠가 폐쇄 위치에 있게 된다. 캐뉼라(300)는 견고하고 정밀하게 로봇팔에 연결되어 있고, 캐뉼라와 클램프 사이에 멸균 드레이프 부분이 있게 된다.

유리하게, 수술용 보조기구는 수술 과정 동안 중간 멸균 보조 클램프의 사용이 필요 없이 조종장치 팔로부터 분리되거나 부착될 수 있고, 따라서 세척되고 멸균될 필요가 있는 분리가능한 보조 마운트 또는 어댑터를 분리할 수 있고 비용 절감 및 효율성 증대를 도모할 수 있다. 본 발명은 더 나아가 기구, 도구, 또는 보조기구가 오염 없이 로봇 수술 시스템으로 분리 및 결합되는 것을 쉽게 한다. 예를 들어, 한 손만을 가지고 짧은 시간내에 보조기구의 교체가 가능하게 된다.

도18A-18C는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 캐뉼라(300)을 고정하고 있는 슬라이드 보조 클램프(500)의 도면을 나타낸다. 캐뉼라(300)와 클램프(500) 사이에서 클램프(500)를 멸균 영역으로부터 효과적으로 보호하는 멸균 드레이프 부분은 도시되어 있지 않다. 클램프(500)는 두 개의 클램프 죠(502)를 가지며 또한 슬라이드식 움직임을 통해서 클램프 죠(502)를 개방 위치에서 폐쇄위치로 작동시키는 레버 부분(504)을 포함하고 있다. 도18B는 니트로닉 핀(506)을 나타내며 또한 보조기구를 클램프 죠(502) 사이에서 고정시키기 위해 오버센터 움직임이 가능한 레버 부분(504)의 레버 핸들(512)을 나타낸다. 도18C는 자석(508)을 나타내며 또한 캐뉼라(300)의 식별 링으로부터 보조기구 식별 정보를 감지하기 위한 센서(510)를 가진 PCB를 나타낸다.

도19A와 19B는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 피봇 보조 클램프(600)를 나 타낸다. 캐뉼라(300)와 클램프(600) 사이에 있고 멸균 영역으로부터 클램프(600)를 효과적으로 보호하는 멸균 드레이프 부분은 도시되어 있지 않다. 클램프(600)는 두 개의 클램프 죠(602)를 가지며 또한 클램프 죠(602)를 개방 위치에서 폐쇄위치로 작동시켜 보조기구를 클램프 죠 사이에 고정시키기 위한 레버 부분(604)을 포함하고 있다. 클램프 죠(602)는 또한 레버를 개방 상태로 유지하는데 사용되는 멈춤쇠(606)을 포함한다. 보조 클램프(600)는 더 나아가 앞서 설명한 다른 실시예와 같이 센서와 부착수단을 포함할 수 있는 기저부(608)를 가진다.

도20은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 또다른 피봇 보조 클램프(700)를 나타낸다. 캐뉼라(300)와 클램프(700) 사이에 있고 멸균 영역으로부터 클램프(700)를 효과적으로 보호하는 멸균 드레이프 부분은 도시되어 있지 않다. 클램프(700)는 두 개의 클램프 죠(702)를 가지며 또한 클램프 죠(702)를 개방 위치에서 폐쇄위치로 작동시켜 보조기구를 클램프 죠 사이에 고정시키기 위한 레버 부분(704)을 포함하고 있다. 본 실시예에서, 기저부(708)는 클램프 죠를 개방 위치로 유지시키는데 사용되는 멈춤쇠(706)를 포함하며, 또한 앞의 다른 실시예에서 설명한 것과 같이 센서와 부착수단을 포함할 수 있다. 클램프(700)는 더 나아가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 양쪽 클램프가 움직일 수 있도록 한 개의 피봇 포인트(710)를 포함하며, 그러므로서 클램프의 크기를 줄일 수 있게 된다. 부가적으로 한 개의 클램프만이 개방되어도 보조기구를 분리할 수 있다.

도21A-21B는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 고정된 캐뉼라(300)를 가진 피봇 보조 클램프(800)를 나타낸다. 캐뉼라(300)와 클램프(800) 사이에 있고 멸균 영역으로부터 클램프(800)를 효과적으로 보호하는 멸균 드레이프 부분은 도시되어 있지 않다. 클램프(800)는 두 개의 클램프 죠(802)를 가지며 또한 클램프 죠(802)를 개방 위치에서 폐쇄위치로 작동시켜 보조기구를 클램프 죠 사이에 고정시키기 위한 레버 부분(804)을 포함하고 있다. 레버 부분은 클램프 죠를 개방 위치에서 폐쇄 위치로 피봇팅 시키기 위한 피봇핀(810)을 더 포함한다. 기저부(808)는 앞서 다른 실시예에서 설명한 바와 같이 로봇 조종장치 팔에 클램프(800)를 부착시키기 위한 부착 수단을 포함할 수 있다. 도21B는 레버 핸들(804)의 피봇 움직임을 위한 피봇핀(812), 클램프(804)의 캠 표면을 따라 회전하는 캠 플로워(814), 힘을 죠로 전달하는 과정에서 캠 플로워의 다소간의 휘어짐을 지탱하는 스프링 플런저(816), 조립체의 이탈로부터 스프링 플런저를 유지하기 위한 스프링 핀(818), 피봇팅 클램프 죠(802)를 정상적인 개방 상태로 유지하고 레버 핸들(804)이 움직일 때 죠를 폐쇄 상태로 되게 하는 토션(torsion) 스프링(822)을 나타낸다. 클램프(800)는 더 나아가서 보조기구로부터 보조기구의 정보를 감지하기 위한 센서(820)를 포함할 수 있다.

도22A-22C는 본 발명의 실시예에 따라 도21A-21B의 수술용 보조 클램프(800) 상에 있는 수술용 캐뉼라(300)의 배치 및 클램핑을 나타내는 투시도이다. 캐뉼라(300)는 도22A에서 클램프 죠 사이에 위치한다. 도22B에서 레버 핸들(804)은 캠 플로워(814)가 멈춤쇠에 부딪힐 때까지 피봇된다. 도22C에서 캐뉼라(300)는 그 후 클램프 죠 사이에서 잠긴다. 유리하게, 캐뉼라(300)의 최상부면이 보조 클램프(800)의 최상부면과 동일한 높이가 되도록 하기 위해 폐쇄 조립체는 보조기구보 다 길지 않게 제조될 수 있다(예: 클램프 죠의 최상부면).

도23A-23C는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 고정된 캐뉼라(300)를 가지는 피봇 보조 클램프(900)를 나타낸다. 캐뉼라(300)와 클램프(900) 사이에서 멸균 영역으로부터 클램프(900)를 효과적으로 보호하는 멸균 드레이프 부분은 도시되어 있지 않다. 클램프(900)는 두 개의 클램프 죠(902), 레버 핸들(904), 클램프(900)를 조종장치 팔의 원단부에 마운트 하기 위한 기저부(908)를 포함한다. 도 23B와 23C는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 레버 핸들(904)을 위치시키는데 사용되는 멈춤쇠(906)를 포함하는 클램프(900)의 영역을 나타낸다. 도23C는 클램프 죠(902)를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피봇 시키기 위한 피봇핀(910), 자석(912), 클램프된 보조기구로부터 보조기구의 정보를 감지하기 위한 센서(914)를 가지는 PCB를 나타낸다.

도24A-24F는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 수술용 보조 클램프(1000) 상에서 캐뉼라(300)를 배치 및 클램핑 시키는 데 대한 사시도를 나타낸다. 보조 클램프(1000)는 그 사이에 캐뉼라(300)를 부착 또는 클램프 시키는 제 1 마운팅 부분(1002)와 제 2 마운팅 부분(1004)를 포함한다. 멸균 드레이프 부분(미도시)는 제 1 마운팅 부분(1002)와 캐뉼라(300) 사이에 위치할 수 있다. 또다른 실시예에서, 클램프 컴포넌트(예: 제 1 마운팅 부분)는 멸균 드레이프의 일부일 수 있고, 따라서 멸균 상태로 공급되고 그 후 일회용으로 폐기 되거나 재멸균하여 다시 사용할 수 있다. 도24A와 24B는 포어암 조립체(246)와 같은 로봇팔의 원단부에 수술 과정의 시작 또는 그 전에 미리 연결된 제 1 마운팅 부분(1002)를 나타낸다. 도 24C와 24D는 제 1 마운팅 부분(1002)상에 위치하는 캐뉼라(300)를 나타낸다. 제 1 마운팅 부분(1002)은 캐뉼라(300)의 일부분을 수용하기 위한 "포켓" 형상의 최상위면(1006)을 포함한다. 비록 이러한 특정 실시예에서 원통형의 보조기구 형상과 보조를 맞추기 위해서 최상위면(1006)은 실린더의 일부분과 같은 형태를 가지지만, 다른 모양 및 다른 포켓도 본 발명의 범위에 포함된다. 도24E와 24F는 캐뉼라(300)를 고정시키고 있는 제 1 마운팅 부분(1002)와 연결되고 상기 부분에 위치하는 제 2 마운팅 부분(1004)을 나타낸다.

도25A-25B는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 마운팅 부분(1002)의 사시도를 나타낸다. 도25A는 제 2 마운팅 부분(1004) 상에 있는 리테이닝 립(retaining lip)과 짝을 이루는 리테이닝 립(1008)을 포함하는 제 1 마운팅 부분(1002)을 나타낸다. 제 1 마운팅 부분(1002)은, 일반적으로 사용상 편의를 위해 부품들을 하나로 유지하기 위하여, 케이블(미도시)을 통해서 제 2 마운팅 부분(1004)에 연결하기 위한 테더 루프(tether loop)(1010)를 포함한다. 도25B는 리테이닝 클립을 부착하기 위한 슬롯(1012)을 포함하는 제 1 마운팅 부분(1002)과 멸균 드레이프를 부착하기 위한 립(1014)을 나타낸다.

도26A-26B는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 마운팅 부분(1004)의 사시도를 나타낸다. 도26A는 케이블(미도시)을 통해서 제 1 마운팅 부분(1004)의 테더 루프에 연결하기 위한 테더 루프(1016)를 포함하는 제 2 마운팅 부분(1004)을 나타낸다. 제 2 마운팅 부분(1004)는 제 1 마운팅 부분(1002) 상의 리테이닝 립(1008)과 짝을 이루는 리테이닝 립(1018)을 더 포함한다.

발명의 실시예는 앞서 설명한 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 원리에 따라 다양한 수정과 변화가 일어날 수 있음은 당연하다. 예를 들면, 원통형 모양의 클램프 죠와 드레이프 부분이 앞서 언급한 실시예에 설명되었음에도 불구하고, 비 원통형 모양의 보조기구를 수용하기 위한 다른 모양과 다른 주머니가 본 발명의 범주에 속한다. 따라서 본 발명의 범위는 아래의 청구항에 의해 결정된다.

Claims (33)

1. 조종장치 팔의 원단부에 연결하기 위한 기저부;

   기저부에 작동가능하게 연결되어 있고, 수술용 보조기구를 수용할 수 있는 두 개의 클램프 죠;

   두 개의 클램프 죠 상의 멸균 드레이프 부;

   두 개의 클램프 죠를 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 작동시킬 수 있는 레버 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템의 수술용 보조 클램프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기저부는 스크류, 접착제 또는 용접재에 의해 조종장치 팔에 체결될 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
3. 제 1항에 있어서, 수술용 보조기구가 상기 두 개의 클램프 죠에 의해 개방 위치에서 길이방향 축을 따라 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
4. 제 1항에 있어서, 상기 두 개의 클램프 죠는 한 개 또는 두 개의 피봇축을 중심으로 피봇운동하는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
5. 제 1항에 있어서, 상기 수술용 보조기구는 수술용 도구를 수용하고 피부 침 투를 통한 접근을 가능하게 하는 내부 루멘을 한정하는 캐뉼라인 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
6. 제 5항에 있어서, 상기 수술 도구는, 죠, 가위, 그라스퍼, 니들 홀더, 미세 해부기구, 스테이플러, 타카(tackers), 흡입세척기구 및 클립 끼우개 등의 말단 이펙터를 구비한 관절을 가지는 기구; 및 절삭날, 탐침기, 세척기, 카테터(catheter) 및 흡입 오리피스 등의 관절을 가지지 않는 기구;로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
7. 제 1항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 HDPE, 폴리에틸렌 및 폴리우레탄으로 구성된 군에서 선택된 재질인 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
8. 제 1항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 대형 드레이프의 진공 형성된 일부분 또는 별도로 성형된 부분인 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
9. 제 1항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 보강재 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
10. 제 1항에 있어서, 상기 레버 부는 레버 핸들의 슬라이딩 운동 또는 피봇 운동에 의해서 수술용 보조기구를 클램핑 또는 분리시키는 것을 특징으로 하는 수술 용 보조 클램프.
11. 제 1항에 있어서, 두 개의 클램프 죠 사이에 수용되어 있는 수술용 보조기구에 대한 정보를 처리하기 위한 인쇄 회로 보드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
12. 제 11항에 있어서, 상기 정보는 수술용 보조기구의 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
13. 제 1 마운팅 부를 포함하고, 조종장치 팔의 원단부에 체결하기 위한 기저부;

    제 1 마운팅 부 상의 멸균 드레이프 부;

    제 1 및 제 2 마운팅 부 사이에서 수술용 보조기구를 클램핑 하거나 분리하기 위한 제 2 마운팅 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템의 수술용 보조 클램프.
14. 제 13항에 있어서, 상기 수술용 보조기구는 수술용 도구를 수용하고 피부 침투를 통한 접근을 가능하게 하는 내부 루멘을 한정하는 캐뉼라인 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
15. 제 14항에 있어서, 상기 수술용 도구는 견인기, 안정제 및 내시경 카메라로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
16. 제 13항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 HDPE, 폴리에틸렌 및 폴리우레탄으로 구성된 군에서 선택된 재질인 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
17. 제 13항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 대형 드레이프의 진공 형성된 일부분 또는 별도로 성형된 부분인 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
18. 제 13항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 보강재 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 보조 클램프.
19. 조종장치 팔;

    조종장치 팔의 원단부에 수술용 보조기구를 체결하기 위한 수술용 보조 클램프;

    멸균 영역으로부터 보조 클램프와 조종장치 팔을 보호하기 위해 보조 클램프와 조종장치 팔을 덮고 있는 멸균 드레이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 멸균 영역 내에서 작업을 수행하기 위한 로봇 수술 시스템.
20. 제 19항에 있어서, 상기 수술용 보조기구는 수술용 도구를 수용하고 피부 침투를 통한 접근을 가능하게 하는 내부 루멘을 한정하는 캐뉼라인 것을 특징으로 하 는 로봇 수술 시스템.
21. 제 19항에 있어서, 상기 수술용 도구는 견인기, 안정제 및 내시경 카메라로 구성된 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
22. 제 19항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 HDPE, 폴리에틸렌 및 폴리우레탄으로 구성된 군에서 선택된 재질인 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
23. 제 19항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 대형 드레이프의 진공 형성된 일부분 또는 별도로 성형된 부분인 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
24. 제 19항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 보강재 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
25. 수술용 도구;

    기단부와 원단부를 가지는 조종장치 팔을 포함하는 조종장치 조립체;

    수술용 도구를 수용하고 피부 침투를 통한 접근을 가능하게 하는 내부 루멘을 한정하는 캐뉼라;

    조종장치 팔의 원단부에 캐뉼라를 체결하기 위한 캐뉼라 어댑터;

    멸균 영역으로부터 캐뉼라 어댑터와 조종장치 팔을 보호하기 위해 캐뉼라 어 댑터와 조종장치 팔을 덮고 있는 멸균 드레이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 멸균 영역 내에서 작업을 수행하기 위한 로봇 수술 시스템.
26. 제 25항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 HDPE, 폴리에틸렌 및 폴리우레탄으로 구성된 군에서 선택된 재질인 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
27. 제 25항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 큰 드레이프의 진공 형성된 일부분 또는 별도로 성형된 부분인 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
28. 제 25항에 있어서, 상기 멸균 드레이프 부는 보강재 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 수술 시스템.
29. 조종장치 팔의 원단부에 체결하기 위한 기저부;

    수술용 보조기구를 수용하기 위한 두 개의 클램프 죠; 개

    두 개의 클램프 죠를 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 작동시킬 수 있고, 두 개의 클램프 죠를 기저부에 작동가능하게 체결시키는 레버 부;를 포함하는 수술용 보조 클램프를 제공하는 단계;

    두 개의 클램프 죠 상에서 멸균 드레이프를 위치시키는 단계;

    보조 클램프를 개방 위치로 작동시키는 단계;

    두 개의 클램프 죠 사이에 수술용 보조기구를 제공하는 단계; 그리고

    보조 클램프를 폐쇄 위치로 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇 수술 시스템에서 수술용 보조기구를 클램핑시키는 방법.
30. 제 29항에 있어서, 두 클램프 죠 사이에 제공된 수술용 보조기구의 종류를 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제 29항에 있어서, 수술용 보조기구를 두 클램프 죠 사이에서 원하는 위치로 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 조종장치 팔의 원단부에 수술용 보조 클램프를 부착하는 단계;

    멸균 영역으로부터 조종장치 팔과 보조 클램프를 보호하기 위해서 조종장치 팔과 보조 클램프를 멸균 드레이프로 덮는 단계;

    멸균 영역 내에서 보조 클램프에 보조기구를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇 수술 시스템에서 수술용 보조기구를 클램핑시키는 방법.
33. 제 32항에 있어서, 보조기구를 통해 수술용 도구를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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