KR20120057233A - Surgical instrument system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수술용 로봇에 부착되어, 최소 침습 수술(Minimal Invasive Surgery)에 사용되는 수술 기구 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수술 기구(Surgical Instrument)가 탈부착이 가능한 형태로 구성된 수술 기구 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a surgical instrument system attached to a surgical robot, to be used for minimally invasive surgery (Minimal Invasive Surgery), and more particularly to a surgical instrument system configured to be detachable surgical instrument (Surgical Instrument) will be.
의학적으로 수술이란, 피부나 점막 또는 기타 조직을 수술용 기구를 사용하여, 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술 부위의 피부를 절개하여 열고, 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제를 야기한다.Medically, surgery means repairing a disease by cutting, slitting or manipulating skin, mucous membranes or other tissues using surgical instruments. In particular, open surgery to incise and open the skin of the surgical site, and to treat, shape, or remove the organs therein cause problems such as bleeding, side effects, patient pain, and scars.
이에 대해, 피부를 절개하는 대신 작은 삽입공(孔)을 천공하고, 이를 통해 내시경, 복강경, 미세 수술용 현미경 등의 수술 기구를 삽입하여, 체내에서 수술이 이루어지도록 하는 최소 침습 수술이 각광받고 있다.On the contrary, instead of dissecting the skin, a small insertion hole (孔) is drilled, and through this, a minimally invasive surgery for inserting surgical instruments such as an endoscope, a laparoscope, and a microsurgical microscope is performed. .
한편, 이러한 최소 침습 수술은 집도의에 의해 수동으로 진행될 수도 있으나, 최근에는 시술자가 직접 기구를 조작하는 대신, 수술용 로봇을 사용하여 기구를 정교하게 조작하여 수술을 수행하는 로봇 수술이 대안으로서 제시되고 있다.On the other hand, such minimally invasive surgery may be performed manually by the chief physician, but recently, instead of the operator directly operating the instrument, robot surgery is performed as an alternative to perform the operation by precisely manipulating the instrument using a surgical robot. have.
일반적으로 로봇 수술을 위한 수술용 로봇은, 기구의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(Master) 입력부와 마스터 입력부로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(Slave) 로봇으로 이루어진다.In general, a surgical robot for robotic surgery is a master input unit that generates and transmits a signal required by an operation of a device, and a slave robot that receives a signal from a master input unit and directly applies a manipulation necessary for surgery to a patient. Is done.
여기서, 마스터 입력부와 슬레이브 로봇을 통합하여 구성하거나, 각각 별도의 장치로 구성하여 수술실에 배치하게 된다. 슬레이브 로봇에는 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암(Robotic Arm)을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 수술 기구가 장착된다.In this case, the master input unit and the slave robot are integrated or configured as separate devices, respectively, and arranged in the operating room. The slave robot is provided with a robot arm (Robotic Arm) for the operation for surgery, the surgical instrument is mounted on the tip of the robot arm.
한편, 수술 로봇을 이용하여 진행되는 최소 침습 수술은, 피부에 0.5~1.5cm 가량 크기의 작은 구멍(절개창)을 여러 개 내고, 그 안으로 비디오 카메라나 각종 기구들을 넣고 시행하는 수술 방법이다. 최소 침습 수술은 전통적인 개복 수술과 비교하여, 절개창의 크기가 작기 때문에 수술 상처가 미용적으로 보기 좋고, 창상으로 인한 통증이 훨씬 작다. 또한, 환자의 회복 속도가 빠르며, 개복 수술에 비하여 재원기간이 짧고, 일상생활로 빠르게 복귀할 수 있다는 장점이 있다.On the other hand, minimally invasive surgery is performed by using a surgical robot, a small hole (incision) of about 0.5 ~ 1.5cm in size on the skin, a surgical method is performed by putting a video camera or various devices therein. Minimally invasive surgery, compared to traditional open surgery, because of the small size of the incision, the surgical wound looks cosmetic and the pain due to the wound is much smaller. In addition, the patient's recovery speed is fast, compared to the laparotomy surgery has a shorter hospital stay, there is an advantage that can quickly return to daily life.
수술 로봇을 이용하여 최소 침습 수술을 진행하기 위해서는, 작은 구멍인 절개창에 여러 수술 기구들을 정밀하게 넣어야 한다. 그리고, 수술 도중에는 수술의 종류, 환자 상태 등에 따라 다양한 수술 기구들을 사용해야 한다. 따라서, 시술자는 수술 도중에 사용하던 수술 기구를 다른 적절한 수술 기구로 교체해야하는 경우가 존재한다.In order to perform minimally invasive surgery using a surgical robot, several surgical instruments must be precisely inserted into a small hole, an incision. In addition, various surgical instruments must be used during the surgery, depending on the type of surgery, the patient's condition, and the like. Therefore, there are cases where the operator must replace the surgical instrument used during the operation with another appropriate surgical instrument.
따라서, 최소 침습 수술을 신속하고 정밀하게 수행하기 위하여, 수술 기구를 효율적으로 교체할 수 있는 수술 기구 시스템이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a surgical instrument system capable of efficiently replacing surgical instruments in order to perform minimally invasive surgery quickly and precisely.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 최소 침습 수술을 신속하고 정밀하게 수행하기 위하여, 수술 기구를 효율적으로 교체할 수 있는 수술 기구 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the present invention is to provide a surgical instrument system capable of efficiently replacing the surgical instrument, in order to perform a minimally invasive surgery quickly and precisely have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수술용 로봇 암(arm)에 부착되며, 상기 수술용 로봇 암의 일면에 탈부착 가능하도록 구성된 프레임부와 수술 기구가 구비되는 기구부를 포함하는 수술 기구 시스템에 있어서, 결합부재로 구성되어, 상기 프레임부에 연결되는 제 1 결합부와; 상기 제 1 결합부에 대응되는 결합부재로 구성되어, 상기 기구부에 연결되는 제 2 결합부를 포함하며, 상기 제 1 결합부와 상기 제 2 결합부는 상호 체결되어 고정되도록 구성된 수술 기구 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a surgical instrument system attached to the surgical robot arm (arm), the surgical instrument system including a frame unit and a surgical instrument is provided with a detachable structure on one side of the surgical robot arm A first coupling portion comprising a coupling member and connected to the frame portion; Comprising a coupling member corresponding to the first coupling portion, comprising a second coupling portion connected to the instrument portion, the first coupling portion and the second coupling portion provides a surgical instrument system configured to be fastened to be fixed to each other.
또한, 본 발명은 상기 프레임부에 상기 제 1 결합부를 연결시키는 제 1 연결부와, 상기 기구부에 상기 제 2 결합부를 연결시키는 제 2 연결부를 더 포함하는 실시예를 포함한다.The present invention also includes an embodiment including a first connecting portion connecting the first coupling portion to the frame portion and a second connecting portion connecting the second coupling portion to the mechanism portion.
또한, 본 발명은 상기 제 1 연결부 또는 상기 제 2 연결부는, 와이어(wire)로 구성된 실시예를 포함한다.In addition, the present invention includes an embodiment in which the first connection portion or the second connection portion is composed of a wire.
또한, 본 발명은 상기 제 1 연결부 또는 상기 제 2 연결부는, 적어도 두 개의 프레임이 상호 연결되어 구성되는 링크 연결 구조로 구성된 실시예를 포함한다.The present invention also includes an embodiment in which the first connection part or the second connection part has a link connection structure in which at least two frames are connected to each other.
또한, 본 발명은 상기 제 1 연결부는 상기 제 1 결합부를 상기 프레임부 방향으로, 상기 제 2 연결부는 상기 제 2 결합부는 상기 기구부 방향으로, 끌어당겨 이동시키도록 구성되는 실시예를 포함한다.In addition, the present invention includes an embodiment in which the first connecting portion is configured to pull and move the first coupling portion in the direction of the frame portion, and the second coupling portion in the direction of the mechanism portion.
또한, 본 발명은 상기 제 1 결합부와 상기 제 1 연결부는 상기 프레임부 내부에 삽입되도록 구성되고, 상기 제 2 결합부와 상기 제 2 연결부는 상기 기구부 내부에 삽입되도록 구성되는 실시예를 포함한다.The present invention also includes an embodiment in which the first coupling part and the first connection part are configured to be inserted into the frame part, and the second coupling part and the second connection part are configured to be inserted into the mechanism part. .
또한, 본 발명은 상기 프레임부와 상기 기구부의 일면에는, 상기 프레임부와 상기 기구부가 상호 체결되어 고정되도록 구성되는 고정부가 구비되는 실시예를 포함한다.In addition, the present invention includes an embodiment in which one side of the frame portion and the mechanism portion is provided with a fixing portion configured to be fixed to the frame portion and the mechanism portion mutually.
또한, 본 발명은 수술용 로봇 암(arm)에 부착되며, 상기 수술용 로봇 암의 일면에 탈부착 가능하도록 구성된 프레임부와 수술 기구가 구비되는 기구부를 포함하는 수술 기구 시스템에 있어서, 결합부재로 구성되어, 상기 프레임부 또는 상기 기구부에 연결되도록 구성된 결합부와; 상기 결합부를 상기 프레임부 또는 상기 기구부에 연결시키도록 구성된 연결부를 포함하는 수술 기구 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is attached to a surgical robot arm (arm), the surgical instrument system including a frame portion and a mechanism provided with a surgical instrument configured to be detachable on one surface of the surgical robot arm, configured as a coupling member A coupling part configured to be connected to the frame part or the mechanism part; A surgical instrument system is provided that includes a coupling portion configured to connect the coupling portion to the frame portion or the instrument portion.
또한, 본 발명은 상기 연결부는, 와이어(wire)로 구성된 실시예를 포함한다.In addition, the present invention includes an embodiment in which the connection portion is composed of a wire.
또한, 본 발명은 상기 연결부는, 적어도 두 개의 프레임이 상호 연결되어 구성되는 링크 연결 구조로 구성된 실시예를 포함한다.In addition, the present invention includes an embodiment in which the link unit has a link connection structure in which at least two frames are connected to each other.
또한, 본 발명은 상기 결합부와 상기 연결부는, 상기 프레임부 또는 상기 기구부 내부에 삽입되도록 구성되는 실시예를 포함한다.The present invention also includes an embodiment in which the coupling part and the connection part are configured to be inserted into the frame part or the mechanism part.
또한, 본 발명은 상기 프레임부와 상기 기구부의 일면에는, 상기 프레임부와 상기 기구부가 상호 체결되어 고정되도록 구성되는 고정부가 구비되는 실시예를 포함한다.In addition, the present invention includes an embodiment in which one side of the frame portion and the mechanism portion is provided with a fixing portion configured to be fixed to the frame portion and the mechanism portion mutually.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속함을 밝혀둔다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and as can be seen in the appended claims, modifications can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains, and such modifications are within the scope of the present invention. Reveal.
상기와 같은 구성을 통하여, 본 발명의 수술 기구 시스템은, 수술 기구를 신속하게 교체할 수 있도록 구성되므로, 시술자가 수술 도중에 발생할 수 있는 여러 상황에 신속하고 적절하게 대응할 수 있다. 그리고, 정확한 시술을 가능하게 하여 수술의 안정성 또한 담보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 수술 기구 시스템은 수술 기구부만이 교체되도록 구성되므로, 적은 비용으로 용이하게 수술 기구 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.Through the above configuration, since the surgical instrument system of the present invention is configured to replace the surgical instrument quickly, the operator can respond quickly and appropriately to various situations that may occur during the operation. And, by enabling the correct procedure there is an effect that can also ensure the stability of the surgery. In addition, since the surgical instrument system of the present invention is configured to replace only the surgical instrument portion, there is an effect that can easily build a surgical instrument system at a low cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 기구부의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기구부가 탈부착이 가능하도록 구성된 수술 기구부의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기구부가 탈부착이 가능하도록 구성된 수술 기구부의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a surgical robot system according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of a robotic arm in accordance with one embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a surgical instrument part according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of a surgical instrument portion configured to be detachable from the instrument portion according to the first embodiment of the present invention.
5 is a schematic view of a surgical instrument portion configured to be detachable from the instrument portion according to the second embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 이하 설명에서 동일한 구성 요소에는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the following description, the same components are given the same names and the same reference numerals for the convenience of description.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 한다.The terminology used in the present invention was selected as a general term that is widely used at present, but in some cases, the term is arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the term is described in detail in the description of the present invention. The present invention should be understood as meanings other than terms.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템(100)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a
도 1에 도시한 바와 같이, 수술용 로봇 시스템(100)은 수술 테이블(0)에 누워있는 환자(P) 측에서 최소 침습 수술법이 시행되는 동안, 시술자(S)의 기구의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터 입력부(2)와, 마스터 입력부(2)로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브 로봇(1)을 포함한다.As shown in Figure 1, the
우선, 본 발명의 마스터 입력부(2)는 시술자(S)가 조작하도록 구성되는 마스터 입력장치(10)를 구비하며, 마스터 입력장치(10)는 수술부위(20)의 영상을 나타내는 제 1 화면과 사용자 인터페이스를 위한 제 2 화면을 시술자에게 제공하는 표시부(12), 제 1 화면에 표시되는 수술용 로봇의 동작과, 제 2 화면에 표시된 사용자 인터페이스를 사용자의 조작에 의해 제어하도록 하는 하나 이상의 사용자 조작부(14, 15) 및 사용자의 조작에 의한 사용자 조작부(14, 15)의 움직임을 수술용 로봇의 동작의 제어신호 또는 사용자 인터페이스의 제어신호로 변환하여 출력하는 신호처리부(16)를 포함한다.First, the master input unit 2 of the present invention includes a
본 발명의 수술용 로봇 시스템(100)에서는 시스템의 설정 변경을 위한 사용자 인터페이스가 별도의 디스플레이 장치가 아닌 수술 영상을 나타내는 표시부(12)에 의해 선택적으로 제공될 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스를 통한 시스템 설정 변경 등의 동작이 수술기구를 조작하기 위한 사용자 조작부(14, 15)에 의해 실행ㄷ될 수 있다.In the
사용자 조작부(14, 15)는 조이스틱(Joystick), 글러브(Glove), 트리거-건(Triggergun), 수동식 컨트롤러 등과 같은 다양한 입력 장치들 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 신호처리부(16)는 마스터 입력장치(10)에 통합되어 있거나, 마스터 입력장치(10) 옆에 위치하는 컴퓨터로 구성될 수 있다.The user controls 14 and 15 may include one or more of various input devices such as a joystick, a glove, a trigger-gun, a manual controller, and the like. The
시술자는 내시경(30) 등에 의해 포착되어 마스터 입력장치(10)의 표시부(12)로 제공되는, 수술부위(20)를 나타내는 제 1 화면을 관찰하면서, 로봇 암(32, 36)에 탈착할 수 있도록 결합된 수술 기구부(38, 40)가 구동되도록 사용자 조작부(14, 15)를 조종함으로써 최소 침습 수술법을 시행한다. 이 경우, 제 1 화면은 수술부위의 평면 영상 또는 입체 영상으로 제공될 수 있다.The operator can detach the
또한, 시술자는 수술 진행 도중 필요한 경우, 시스템의 모드를 수술 모드에서 사용자 인터페이스 모드로 전환할 수 있다. 이때, 표시부(12)는 제 2 화면을 제공하여, 시술자가 수술과 관련된 정보를 확인하고, 수술용 로봇 시스템의 설정을 변경할 수 있도록 한다.In addition, the operator may switch the mode of the system from the surgical mode to the user interface mode, if necessary during the operation. In this case, the
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템(100)에서 시술자는 시스템 설정 변경을 위한 동작을 마스터 입력장치(10)와 별도로 구비되는 디스플레이 장치 및 입력장치를 이용하지 않고, 수술 동작을 실행하기 위한 표시부(12) 및 사용자 조작부(14, 15)를 통해 수행할 수 있다. 따라서 시술과정에서 시스템의 설정변경 등이 필요한 경우에도, 시술자는 마스터 입력장치(10)에서 벗어나지 않고 단순한 조작에 의해 이를 수행할 수 있게 되므로 그로 인한 수술의 지연이 발생하지 않게 된다. 또한, 자리를 벗어나지 않고 수술을 지속적으로 수행할 수 있어 시술자는 수술에 대한 집중력을 유지할 수 있게 된다.In the
또한, 시술자가 수술부위(20)를 실제로 직접 내려다보는 느낌을 가지도록 향해 있는 영상을 표시하도록 표시부(12)는 시술자의 손 근처에 위치될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 수술 기구부(38, 40)의 영상은 실제로 시술자의 손이 위치되어 있는 곳에 배치되게 보이는 것이 바람직하다. 이를 위해, 신호처리부(16)는 내시경(30)에 의해 보여지는 대로 해당 수술 기구부(38, 40)의 방향을 맞추기 위해서 사용자 조작부(14, 15)의 방향을 바꾸는 것이 바람직하다.In addition, the
신호처리부(16)는 수술용 로봇 시스템(100)에서 다양한 기능을 수행한다. 특히, 신호처리부(16)는 시술자가 각각의 수술 기구부(38, 40)를 효과적으로 이동 및/또는 조종할 수 있도록, 사용자 조작부(14, 15)의 기계적인 움직임을 각각의 로봇 암(32, 34, 36)에 대한 제어신호로 변형한다. 그리고, 신호처리부(16)는 변형된 제어신호를 제어 신호 버스(50)를 통하여, 슬레이브 로봇(1)의 베이스(140)에 전달한다. 또한, 신호처리부(16)는 수술 기구부(38, 40)가 표시부(12)에 표시되는 카메라 포착 화면 바깥쪽에 위치하거나, 표시부(12)에 표시되는 카메라 포착 화면 내에서 차단되어 있는 경우에 수술 기구부(38, 40)의 위치를 표시한다.The
또한, 신호처리부(16)는 시술자가 제 2 화면을 통해 사용자 조작부(14, 15)를 조작하여 시스템의 설정을 변경하는 경우, 사용자 조작부(14, 15)의 기계적 움직임을 시스템에 설정 변경을 위한 제어신호로 변형하여 전달할 수 있다.In addition, the
이와 같은 신호처리부(16)는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어(Firmware)의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 신호처리부의 기능은 본 명세서에서 기술된 바와 같이 하나의 유닛에 의해 실행될 수 있거나, 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 임의의 조합으로 차례로 실시될 수 있는 상이한 구성요소들로 분할된 것에 의해 실행될 수 있다.The
본 발명의 슬레이브 로봇(1)은, 신호처리부(16)에서 제어신호를 전달받아 로봇 암(32, 34, 36)을 제어신호에 구동하는 베이스(140)와, 실제 최소 침식 수술을 수행하는 복수의 로봇 암(32, 34, 36)들로 구성된다. 슬레이브 로봇(1)에서 특히 로봇 암(32, 34, 36)에 대한 자세한 구성은 이하 도 2에서 설명하도록 한다.The slave robot 1 of the present invention receives the control signal from the
로봇 암(32, 34, 36)에는 각각의 수술 기구부(38, 40)가 부착된다. 내시경(30)을 포함한 각각의 수술 기구부(38, 40)는 캐뉼러(Cannula)와 같은 수술 기구 가이드를 통하여 환자 속으로 삽입될 수 있다. 각각의 로봇 암(32, 34, 36)은 연동장치와 같은 링크장치로 형성되고, 링크장치는 서로 결합되어 있으며 모터 제어식 관절을 통하여 조작될 수 있다.
사용되는 수술 기구부(38, 40)의 개수와 수술용 로봇 시스템(100)에 사용되는 로봇 암(32, 34, 36)의 개수는 여러 가지 요소 중에서 진단법 또는 수술법 그리고 수술실 내의 공간적인 제약에 따라 결정될 수 있다. 즉, 비록 도 1에서는 수술용 로봇 시스템(100)이 3개의 로봇 암(32, 34, 36)을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 본원 발명을 예시하기 위한 것으로, 로봇 암 및 수술기구의 개수는 필요에 따라 늘리거나 줄일 수 있으며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.The number of
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 암(32)의 측면도이다.2 is a side view of the
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로봇 암(32)는 제 1 로봇 관절부(62), 제 2 로봇 관절부(64), 이동 지지부(52)와 복수 개의 수술 기구부(38, 39)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the
제 1 로봇 관절부(62)는 베이스(140)에 직접 부착되어, 이동 지지부(52)의 수평면을 기준으로 한 롤 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 제 2 로봇 관절부(64)는 제 1 로봇 관절부(62)와 이동 지지부(52) 사이에 연결되도록 구비되어, 이동 지지부(52)의 피치 방향에 대한 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.The first robot
그리고, 제 1 로봇 관절부(62)와 제 2 로봇 관절부(64)는 모터 제어식 관절로 구성될 수 있으며, 연동장치와 같은 링크장치로 서로 연결된다. 따라서, 본 발명의 로봇 암(32)은 신호처리부(16)에서 전달된 제어신호에 따라, 제 1 로봇 관절부(62)와 제 2 로봇 관절부(64)를 구동시켜, 이동 지지부(52)에 부착된 수술기구(38, 39)의 움직임을 독립적으로 제어하는 것이다.In addition, the first robot joint 62 and the second robot joint 64 may be configured as a motor-controlled joint, and are connected to each other by a linkage device such as an interlocking device. Therefore, the
또한, 본 발명의 로봇 암(32)에는 이동 지지부(52)의 자유로운 움직임을 위하여, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 제 3 내지 제 4 로봇 관절부가 추가적으로 구비될 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
로봇 암(32)의 최단 부에는 이동 지지부(52)가 구비된다. 이동 지지부(52)는 제 2 로봇 관절부(64)에 연결되며, 아치(Arch) 형태의 프레임으로 구성될 수 있다. 이동 지지부(52)에는 복수 개의 수술 기구부(38, 39)가 부착된다. 따라서, 제 1,2 로봇 관절부(62, 64)의 움직임에 따라, 이동 지지부(52)가 이동하게 되며, 그에 따라 이동 지지부(52)에 부착되어 있는 수술 기구부(38, 39)의 위치가 변화되는 것이다. At the shortest end of the
그리고, 이동 지지부(52)의 측면 부에는 가이드 레일(54)이 형성된다. 가이드 레일(54)은 원형의 홈으로 형성된 레일(Rail)로, 수술기구(38, 39)의 이동 경로가 된다. 즉, 수술기구(38, 39)는 이동 지지부(52)의 측면 부에 형성된 가이드 레일(54)을 따라서 이동하게 되는 것이다.And the
가이드 레일(54)은 이동 지지부(52)의 측면 부에, 하나의 중심을 가지는 반원으로 형성된다. 따라서, 이동 지지부(52)에 부착되는 수술 기구부(38, 39) 원의 중심에서 교차하게 되며, 원의 중심, 수술 기구부(38, 39)들이 교차하는 부분이, 환자의 피부 위치가 되는 것이다.The
그리고, 복수 개의 수술 기구부(38, 39)는 가이드 레일(54)에서 독립적으로 이동하게 된다. 따라서, 시술자는 마스터 입력부(2)를 통하여, 수술 기구부(38, 39)의 이동 및 구동을 독립적으로 제어하게 된다. 또한, 복수 개의 수술 기구부(38, 39)는 이동 지지부(52)에 탈부착 되도록 구성될 수 있다.In addition, the plurality of
시술자는 복수 개의 수술 기구부(38, 39)를 환자의 특정 부위에 동시에 접근시켜 시술할 수 있어, 시술시간을 단축하고, 긴급상황 발생시에 신속하게 대응할 수 있다. 그리고, 환자의 한 부위를 특정하게 되면, 수술 기구부(38, 39)의 동선을 최소화할 수 있어, 신속하고 정확한 시술을 가능하게 되어, 수술의 안정성을 담보할 수 있게 된다.The operator can perform the procedure by simultaneously accessing a plurality of
한편, 수술 기구부(38, 39)의 일측 단면에는 수술에 필요한 여러 수술 기구들이 부착된다. 수술 기구부(38, 39)는 이동 지지부(52)의 가이드 레일(54)을 따라 이동하며, 환자의 수술 부위로 이동하게 된다. 그리고, 수술 기구부(38, 39)에 부착된 수술 기구가 실제 환자의 몸속으로 들어가는 것이다. 이하에서는, 본 발명의 수술 기구부(38, 39)의 구성에 대하여 설명하도록 한다.On the other hand, one side cross-section of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 기구부(38)의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a
본 발명의 수술 기구부(39, 39)는 이동 지지부(52)에 체결되는 프레임부(35)와 프레임부(35)의 일끝 단에 부착되는 기구부(37)로 구성된다.
도면에서 보는 바와 같이, 프레임부(35)는 이동 지지부(52)에 체결되어 탈부착 되도록 구성된다. 그리고, 프레임부(35)는 이동 지지부(52)의 가이드 레일(54)을 따라 이동될 수 있도록, 롤러와 같이 이동가능한 구성을 포함할 수 있다.As shown in the figure, the
또한, 프레임부(35)는 기구부(35)를 환자의 수술 부위로 이동시키는 일자 형태의 프레임을 포함하여 구성된다. 다양한 수술 환경에 따라, 기구부(35)는 높이의 위치 조절이 필요하게 되므로, 이를 위해 프레임부(35)는 길이 조절이 가능한 일자 형태의 프레임을 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the
그리고, 기구부(37)는 실제 수술에 사용되는 수술 기구에 해당하는 구성으로, 프레임부(35)에 일끝 단에 부착된다. 도면에서 기구부(37)는 수술 집게로 도시되어 있으나, 이는 일례로 여러 수술 기구가 이에 해당하게 된다. 즉, 수술 시에 사용되는 내시경, 복강경, 미세 수술용 현미경 등의 여러 수술 기구가 기구부(37)에 해당하는 것이다.And, the
한편, 수술 도중에는 수술의 종류, 환자 상태 등에 따라, 다양한 수술 기구들이 사용된다. 따라서, 수술 도중에, 시술자가 사용하던 수술 기구를 다른 적절한 수술 기구로 교체해야하는 경우가 발생한다. 그러므로, 신속함과 정밀함이 요구되는 최소 침습 수술 중에는, 시술자는 간단한 동작만으로 수술 기구를 효율적으로 교체할 수 있어야 한다.Meanwhile, various surgical instruments are used during the surgery, depending on the type of surgery, the patient's condition, and the like. Therefore, during surgery, there is a case where the surgical instrument used by the operator must be replaced with another appropriate surgical instrument. Therefore, during minimally invasive surgery, where speed and precision are required, the operator must be able to efficiently replace the surgical instrument with a simple operation.
수술 기구를 교체하기 위하여, 기구부(37)가 부착되어 있는 프레임부(35) 자체를 교체할 수 있으며, 더 나아가, 프레임부(35)는 로봇 암(32)에 그대로 두고 기구부(37)만을 교체할 수 있다.In order to replace the surgical instrument, the
이하 도 4와 도 5에서는, 후자의 방법으로 구성된 즉, 기구부(37)만을 교체할 수 있도록 구성된 수술 기구부(38)에 대하여 설명하도록 한다. 4 and 5, the
본 발명의 기구부(37)는 프레임부(35) 일끝 단에 탈부착 될 수 있도록 구성된다.The
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 기구부(37)가 탈부착이 가능하도록 구성된 수술 기구부(38)의 개략도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 기구부(37)가 탈부착이 가능하도록 구성된 수술 기구부(38)의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명은 프레임부(35)와 기구부(37)에 각각 연결되어, 상호 결합이 가능하도록 구성된 결합부(71)와, 결합부(71)를 프레임부(35)와 기구부(37)에 각각 연결시키는 연결부(73)를 포함한다.As shown in the figure, the present invention is connected to the
본 발명의 결합부(71)는 결합부재로 구성된다. 도면에서는 십자 형태의 결합부재로 도시되어 있으나, 이는 일례로 본 발명의 결합부(71)는 다양한 형태의 결합부재를 포함한다.Coupling
즉, 결합부(71)는, 널리 알려진 결합 돌기와 결합 홈, 흰지 돌기와 흰지 홈과 같이, 상호 결합이 가능한 형태의 결합부재로 구성될 수 있다. 도면의 십자 형태의 결합부재는, 서로 마주보는 위치에서 상호 역방향으로 돌려주면, 체결되도록 구성된다.That is, the
도면의 결합부(71)에서, 프레임부(35)에 연결되는 결합부재를 제 1 결합부(71)로, 기구부(37)에 연결되는 결합부재를 제 2 결합부(71)로 명명할 수 있다. 이 경우, 제 2 결합부(71)는 제 1 결합부(71)에 대응하는 결합부재로 구성되어야 하며, 제 1 결합부(71)와 제 2 결합부(71)가 상호 체결되어 고정되도록 구성된다.In the
따라서, 시술자는 제 1 결합부(71)와 제 2 결합부(71)를 고정시켜, 프레임부(35)와 기구부(37)를 연결시키는 것이고, 제 1 결합부(71)와 제 2 결합부(71)의 체결을 해제하여, 프레임부(35)와 기구부(37)를 분리시키는 것이다.Therefore, the operator fixes the
신속함과 정밀함이 요구되는 최소 침습 수술의 특성상, 결합부(71)는 시술자가 손쉽게 결합 및 해제가 가능하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.Due to the nature of minimally invasive surgery requiring rapidity and precision, the
도면에서는 두 개의 결합부(71)가 도시되어 있으나, 프레임부(35)와 기구부(37)의 더욱 단단한 결합을 위해서, 본 발명은 다수의 결합부(71)를 포함하여 구성될 수 있다.Although two
그리고, 본 발명의 연결부(73)는 제 1 결합부(71)를 프레임부(35)에, 제 2 결합부(71)를 기구부(37)에 각각 연결시키도록 구성된다.The connecting
도 4는, 본 발명의 제 1 실시예로서, 와이어(wire)들로 구성된 본 발명의 연결부(73)를 도시하고 있다. 각 와이어는 프레임부(35) 또는 기구부(37)의 일단면과 결합부(71)의 일단면에 부착되어, 프레임부(35)와 기구부(37)를 연결시키는 것이다.Figure 4 shows a
본 발명의 제 1 실시예에 따른 와이어는 탄성이 없으며, 형태의 변형이 적은 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 결합부(71)를 프레임부(35) 또는 기구부(37)에 단단히 체결 및 고정시키기 위함이다.The wire according to the first embodiment of the present invention is preferably made of a material having no elasticity and little deformation of the form. This is to securely fasten and fix the
도 5는, 본 발명의 제 2 실시예로서, 링크 연결 구조로 구성된 본 발명의 연결부(73)를 도시하고 있다. 각 링크 연결 구조는 프레임부(35) 또는 기구부(37)의 일단면과 결합부(71)의 일단면에 부착되어, 프레임부(35)와 기구부(37)를 연결시키는 것이다.Fig. 5 shows a connecting
본 발명의 제 2 실시예에 따른 링크 연결 구조는 하나 이상의 프레임들이 상호 연결되어 구성되는 것으로, 각 연결된 부분은 회전 및/또는 이동이 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서, 각 프레임들이 자유롭게 움직일 수 있어, 시술자는 결합부(71)를 손쉽게 위치 이동시킬 수 있는 것이다.In the link connection structure according to the second embodiment of the present invention, one or more frames are connected to each other, and each connected portion may be configured to be rotatable and / or movable. Therefore, each frame can move freely, so that the operator can easily move the coupling portion (71).
그리고, 결합부(71)를 프레임부(35) 또는 기구부(37)에 단단히 연결 시키기 위하여, 본 발명의 연결부(73)는 하나 이상의 와이어 또는 링크 연결 구조로 구성될 수 있다.In addition, in order to securely connect the
또한, 본 발명의 연결부(73)는, 제 1 결합부(71)를 프레임부(35) 방향으로, 제 2 결합부(71)를 기구부(37) 방향으로, 끌어당겨 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 각 결합부(71)에 의해 고정된 프레임부(35) 또는 기구부(37)는 상호 체결되어 고정되는 것이다.Moreover, the
또한, 프레임부(35)와 기구부(37)가 체결되었을 때, 본 발명의 결합부(71)와 연결부(73)는 프레임부(35)와 기구부(37)의 내부에 삽입되도록 구성되어야 한다.In addition, when the
한편, 본 발명의 프레임부(35)와 기구부(37)의 일면에는 스크류(screw) 돌기나 스크류 홈과 같이, 상호 체결되어 고정되도록 구성되는 고정부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이는, 결합부(71)와 연결부(73)에 의해 체결된 프레임부(35)와 기구부(37)를 더욱 고정시키기 위함이다.Meanwhile, one surface of the
따라서, 수술 도중에 수술 기구의 교체가 필요하게 되면, 시술자는 현재 기구부(37)와 프레임부(35)를 분리한 후, 제 1 결합부(71)와 제 2 결합부(71)의 연결을 해제시킨다. 그리고, 시술자는 필요한 수술 기구로 구성된 기구부(37)를 선택하여, 선택된 기구부(37)를 프레임부(35)에 연결시킨다. 즉, 제 1 결합부(71)를 선택된 기구부(37)에 연결된 제 2 결합부(71)에 체결시켜 고정한다.Therefore, if it is necessary to replace the surgical instrument during the operation, the operator is currently disconnecting the
그리고, 연결부(73)를 이용하여, 결합부(71)를 해당하는 프레임부(35) 또는 기구부(37) 방향으로 끌어당겨, 프레임부(35)와 기구부(37)가 상호 접촉 및 고정시킨다.And using the
또한, 더욱 확실히 프레임부(35)와 기구부(37)를 고정시키기 위하여, 프레임부(35)와 기구부(37)의 일면에 구비된 고정부를 이용하여, 프레임부(35)와 기구부(37)를 체결 및 고정시킨다.In addition, in order to more securely fix the
상기와 같은 구성을 통하여, 본 발명의 수술 기구 시스템은, 수술 기구를 신속하게 교체할 수 있도록 구성되므로, 시술자가 수술 도중에 발생할 수 있는 여러 상황에 신속하고 적절하게 대응할 수 있다. 그리고, 정확한 시술을 가능하게 하여 수술의 안정성 또한 담보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 수술 기구 시스템은 수술 기구부만이 교체되도록 구성되므로, 적은 비용으로 용이하게 수술 기구 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.Through the above configuration, since the surgical instrument system of the present invention is configured to replace the surgical instrument quickly, the operator can respond quickly and appropriately to various situations that may occur during the operation. And, by enabling the correct procedure there is an effect that can also ensure the stability of the surgery. In addition, since the surgical instrument system of the present invention is configured to replace only the surgical instrument portion, there is an effect that can easily build a surgical instrument system at a low cost.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.
1: 슬레이브 로봇 2: 마스터 입력부
10: 마스터 입력 장치 12: 표시부
14, 15: 사용자 조작부 16: 신호 처리부
20: 수술부위 30: 내시경
32, 34, 36: 로봇 암 35: 프레임부
37: 기구부 38, 39, 40: 수술 기구부
50: 제어 신호 버스 52: 이동 지지부
54: 가이드 레일 62, 64: 로봇 관절부
71: 결합부 73, 75: 연결부
100: 수술 로봇 시스템 140: 베이스1: slave robot 2: master input
10: master input device 12: display unit
14, 15: user control panel 16: signal processing section
20: surgical site 30: endoscope
32, 34, 36: robot arm 35: frame portion
37:
50: control signal bus 52: moving support
54:
71: coupling
100: surgical robot system 140: base
Claims (12)
결합부재로 구성되어, 상기 프레임부에 연결되는 제 1 결합부와;
상기 제 1 결합부에 대응되는 결합부재로 구성되어, 상기 기구부에 연결되는 제 2 결합부를 포함하며,
상기 제 1 결합부와 상기 제 2 결합부는 상호 체결되어 고정되도록 구성된 수술 기구 시스템.In the surgical instrument system attached to the surgical robot arm (arm), comprising a frame portion configured to be detachable on one surface of the surgical robot arm and a mechanism provided with a surgical instrument,
A first coupling part composed of a coupling member and connected to the frame part;
Comprising a coupling member corresponding to the first coupling portion, comprising a second coupling portion connected to the mechanism portion,
And the first coupling portion and the second coupling portion are configured to be fastened to each other.
상기 프레임부에 상기 제 1 결합부를 연결시키는 제 1 연결부와, 상기 기구부에 상기 제 2 결합부를 연결시키는 제 2 연결부를 더 포함하는 수술 기구 시스템.The method of claim 1,
And a first connection portion connecting the first coupling portion to the frame portion, and a second connection portion coupling the second coupling portion to the instrument portion.
상기 제 1 연결부 또는 상기 제 2 연결부는,
와이어(wire)로 구성된 수술 기구 시스템.The method of claim 2,
The first connecting portion or the second connecting portion,
Surgical instrument system consisting of a wire.
상기 제 1 연결부 또는 상기 제 2 연결부는,
적어도 두 개의 프레임이 상호 연결되어 구성되는 링크 연결 구조로 구성된 수술 기구 시스템.The method of claim 2,
The first connecting portion or the second connecting portion,
Surgical instrument system consisting of a link connection structure consisting of at least two frames are interconnected.
상기 제 1 연결부는 상기 제 1 결합부를 상기 프레임부 방향으로, 상기 제 2 연결부는 상기 제 2 결합부는 상기 기구부 방향으로, 끌어당겨 이동시키도록 구성되는 수술 기구 시스템.The method of claim 2,
And the first connecting portion is configured to pull and move the first coupling portion in the direction of the frame portion and the second coupling portion is moved in the direction of the instrument portion.
상기 제 1 결합부와 상기 제 1 연결부는 상기 프레임부 내부에 삽입되도록 구성되고, 상기 제 2 결합부와 상기 제 2 연결부는 상기 기구부 내부에 삽입되도록 구성되는 수술 기구 시스템.The method of claim 2,
And the first coupling portion and the first coupling portion are configured to be inserted into the frame portion, and the second coupling portion and the second coupling portion are configured to be inserted into the instrument portion.
상기 프레임부와 상기 기구부의 일면에는, 상기 프레임부와 상기 기구부가 상호 체결되어 고정되도록 구성되는 고정부가 구비되는 수술 기구 시스템.The method of claim 1,
Surgical instrument system provided on one surface of the frame portion and the instrument portion, the fixing portion is configured to be fixed to the frame portion and the instrument portion.
결합부재로 구성되어, 상기 프레임부 또는 상기 기구부에 연결되도록 구성된 결합부와;
상기 결합부를 상기 프레임부 또는 상기 기구부에 연결시키도록 구성된 연결부를 포함하는 수술 기구 시스템.In the surgical instrument system attached to the surgical robot arm (arm), comprising a frame portion configured to be detachable on one surface of the surgical robot arm and a mechanism provided with a surgical instrument,
A coupling part composed of a coupling member and configured to be connected to the frame part or the mechanism part;
And a connection portion configured to connect the engagement portion to the frame portion or the instrument portion.
상기 연결부는,
와이어(wire)로 구성된 수술 기구 시스템.The method of claim 8,
The connecting portion
Surgical instrument system consisting of a wire.
상기 연결부는,
적어도 두 개의 프레임이 상호 연결되어 구성되는 링크 연결 구조로 구성된 수술 기구 시스템.The method of claim 8,
The connecting portion
Surgical instrument system consisting of a link connection structure consisting of at least two frames are interconnected.
상기 결합부와 상기 연결부는,
상기 프레임부 또는 상기 기구부 내부에 삽입되도록 구성되는 수술 기구 시스템.The method of claim 8,
The coupling part and the connection part,
And a surgical instrument system configured to be inserted into the frame portion or the instrument portion.
상기 프레임부와 상기 기구부의 일면에는, 상기 프레임부와 상기 기구부가 상호 체결되어 고정되도록 구성되는 고정부가 구비되는 수술 기구 시스템.The method of claim 8,
Surgical instrument system provided on one surface of the frame portion and the instrument portion, the fixing portion is configured to be fixed to the frame portion and the instrument portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100118881A KR20120057233A (en) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | Surgical instrument system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100118881A KR20120057233A (en) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | Surgical instrument system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=46609147
Family Applications (1)
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KR1020100118881A KR20120057233A (en) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | Surgical instrument system |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20120057233A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160064712A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 부경대학교 산학협력단 | Lighting apparatus of self-charging system |
KR101661452B1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-10 | 주식회사 엔티로봇 | Micro-suture surgery robot |
-
2010
- 2010-11-26 KR KR1020100118881A patent/KR20120057233A/en not_active Application Discontinuation
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KR20160064712A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 부경대학교 산학협력단 | Lighting apparatus of self-charging system |
KR101661452B1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-10 | 주식회사 엔티로봇 | Micro-suture surgery robot |
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