KR20160135288A

KR20160135288A - 원격 조종 의료 시스템을 위한 구조적 조절 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160135288A
Application number: KR1020167028674A
Authority: KR
Inventors: 브랜든 디. 이트코위츠; 폴 더블유. 모어
Original assignee: 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2016-11-25
Also published as: CN110226967B; CN110226967A; EP3119334A1; EP4005522A1; WO2015142512A1; US11963731B2; US20190105118A1; CN106102633B; US10182873B2; EP3119334B1; CN106102633A; JP2017515524A; US20170172676A1; EP3119334A4; KR102327948B1; US20220401167A1; US11432893B2; JP6585613B2

Abstract

수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하기 위한 원격 조종 의료 시스템은 수술 프로시저를 보조하도록 구성된 복수의 모터 구동식 수술 암을 갖춘 원격 조종 어셈블리를 포함한다. 모터 구동식 수술 암은 수술 암이 환자에게 닿은 때 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계를 정의하는 이동 한계를 가진다. 원격 조종 의료 시스템은 또한 그 안에 저장된 수술 임계 한계를 가지는 제어 시스템을 포함한다. 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계의 가장자리이다. 제어 시스템은 이동 한계와 수술 임계 한계를 비교하고, 수술 임계 한계가 이동 한계에 의해 제한된 이동 범위를 벗어난 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리도록 구성되어 있다.

Description

원격 조종 의료 시스템을 위한 구조적 조절 시스템 및 방법{STRUCTURAL ADJUSTMENT SYSTEMS AND METHODS FOR A TELEOPERATIONAL MEDICAL SYSTEM}

본 발명은 원격 조종 의료 시스템을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 수술 프로시저를 위해 원격 조용 의료 시스템의 구조적 배열을 향상시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

수술 프로시저는 미소 절개 방식으로 원격 조종 의료 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 미소 절개 수술의 이점은 잘 알려져 있는데, 전통적인 개복 절개 수술에 비해 적은 환자 트라우마, 적은 출혈, 및 빠른 회복 시간을 포함한다. 또한, 캘리포니아 서니베일 인튜어티브 서지컬 인코퍼레이티드에 의해 상용화된 다빈치(DA VINCI®) 수술 시스템과 같은 원격 조종 의료 시스템의 사용이 공지되어 있다. 이러한 원격 조종 의료 시스템은 수동적인 미소 절개 수술과 비교할 때 수술의가 직관적인 제어 및 증가된 정밀도로 수술하는 것을 가능하게 할 수 있다.

원격 조종 의료 시스템은 하나 이상의 로봇 암에 연결된 하나 이상의 기기를 포함할 수 있다. 이 시스템이 미소 절개 수술을 수행하기 위해 사용된다면, 기기들은 예컨대, 입, 요도 또는 항문과 같은 자연 개구 또는 작은 절개부와 같은, 환자의 하나 이상의 작은 개구를 통해 수술 부위에 접근할 수 있다. 몇몇 경우에, 이러한 기기(들)을 개구를 통해 직접 삽입시키는 것이 아니라, 캐뉼러 또는 다른 가이드 엘리먼트가 각각의 개구로 삽입될 수 있고, 수술 부위에 접근하기 위해 캐뉼러를 통해 기기가 삽입될 수 있다. 내시경과 같은 이미징 도구가 수술 부위를 보기 위해 사용될 수 있고, 이미징 도구에 의해 캡쳐된 이미지는 수술 동안 수술의가 볼 수 있도록 이미지 디스플레이상에 디스플레이될 수 있다.

수술중 임의의 시간에 안전하게 조절될 수 있는 직관적인 방식으로 기기 리치(reach)와 환자와의 간격 간의 균형을 유지하도록 사용자에게 유연성(flexibility)을 제공하는 원격 조종 의료 시스템을 제공하는 것이 요구된다. 여기 개시된 시스템 및 방법은 종래기술의 단점 중 하나 이상을 극복한다.

예시적인 형태에서, 본 개시물은 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하기 위한 원격 조종 의료 시스템에 관한 것이다. 원격 조종 의료 시스템은 수술 프로시저를 보조하도록 구성된 복수의 모터 구동식 암을 가진 원격 조종 어셈블리를 포함한다. 모터 구동식 암은 수술 암이 환자와 닿게 된 때 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계를 정의하는 이동 한계를 가진다. 원격 조종 의료 시스템은 또한 그 안에 저장된 수술 임계 한계를 가지는 제어 시스템을 포함한다. 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계의 가장자리이다. 제어 시스템은 이동 한계와 수술 임계 한계를 비교하고, 수술 임계 한계가 이동 한계에 의해 제한된 이동 범위를 벗어난 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리도록 구성되어 있다.

하나의 형태에서, 수술 임계 한계는 제어 시스템에 미리 저장되고, 수술 유형, 신체 내 수술 위치, 환자 신체 특징, 및 환자 접근법 중 적어도 하나를 기초로 하여 이동 한계와 비교하기 위해 액세스된다. 하나의 형태에서, 출력 장치는 시각적 디스플레이 및 청각적 소음 중 하나를 포함한다. 하나의 형태에서, 원격 조종 어셈블리는 수술 임계 한계에 대하여 이동 한계를 변경하기 위해 그리고 암 피치를 수정하기 위해 조절 가능한 조인트를 포함한다. 하나의 형태에서, 조절 가능한 조인트는 수술 암의 근단부에 배치된다. 하나의 형태에서, 원격 조종 의료 시스템은 암의 구성을 수정하고 이동 한계를 변경하기 위해 조절 가능한 조인트를 조절하는 모터를 작동시키도록 구성된 입력 장치를 포함한다. 하나의 형태에서, 제어 시스템은 수술 임계 한계가 이종 한계에 의해 제한된 이동 범위를 벗어난 때 출력 장치 상의 시각적 통지를 통해 운전자에게 알리도록 구성되어 있고, 제어 시스템은 이동 한계가 수술 암이 수술 임계 한계를 향해 이동하는 것을 더 이상 차단하지 않을 때 그 통지를 자동으로 제거하도록 구성되어 있다. 하나의 형태에서, 이동 한계는 전자적 이동 한계이다. 하나의 형태에서, 이동 한계는 이동 한계를 넘어서는 이동을 차단하는 암의 물리적 기능 또는 암의 물리적 구조에 의해 정해진다.

다른 예시적인 형태에서, 본 개시물은 수술 프로시저를 보조하도록 구성된 복수의 모터 구동식 수술 암을 가진 원격 조종 어셈블리를 포함하는, 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하기 위한 원격 조종 의로 시스템에 관한 것이다. 모터 구동식 수술 암은 수술 암이 환자에게 닿은 때 암을 재구성하지 않고도 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계를 정의하는 이동 한계를 가진다. 원격 조종 의료 시스템은 또한 그 안에 저장된 수술 임계 한계를 가지는 제어 시스템을 포함한다. 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계의 가장자리이다. 제어 시스템은 이동 한계와 수술 임계 한계를 비교하고, 이동 한계가 수술 임계 한계의 미리 설정된 오차범위(tolerance) 내에 있을 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리도록 구성되어 있다.

하나의 형태에서, 이동 범위가 수술 임계 한계의 제1 측의 10도 이내에 있을 때, 또는 이동 범위가 수술 임계 한계의 제2 측 상에서 0도 초과일 때 제어 시스템이 운전자에게 알리도록, 미리 설정된 오차범위는 수술 임계 한계의 제1 측상에서 10도 미만의 오차 크기 및 수술 임계 한계의 제2 측상에서 0도 초과의 오차 크기를 포함한다. 하나의 형태에서, 미리 설정된 오차범위는 이동 한계가 수술 임계 한계의 10도 이내에 있을 때 제어 시스템이 운전자에게 알리도록, 10도 미만의 오차 크기를 포함한다. 하나의 형태에서, 제어 시스템은 디스플레이 및 스피커 중 하나를 포함하는 출력 장치를 포함하고, 제어 시스템은 이동 한계가 수술 임계 한계의 미리 설정된 오차범위 내에 있을 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리도록 구성되어 있다. 하나의 형태에서, 제어 시스템은 복수의 미리 저장된 수술 임계 한계를 포함하고, 복수의 미리 저장된 수술 임계 한계 각각은 특정 유형의 수술과 연관되어 있고, 제어 시스템은 수행될 수술의 유형을 기초로 복수의 저장된 수술 임계 한계 중 이동 한계와 비교할 것을 선택한다. 하나의 형태에서, 원격 조종 어셈블리는 수술 임계 한계에 대하여 이동 한계를 변경하고 암의 구성을 수정하기 위한 조절 가능한 조인트를 포함한다. 하나의 형태에서, 조절 가능한 조인트는 수술 암의 근단부에 배치된다. 하나의 형태에서, 원격 조종 의료 시스템은 이동 한계를 변경하고 암의 구성을 수정하기 위한 조절 가능한 조인트를 조절하는 모터를 작동시키도록 구성된 입력 장치를 더 포함한다.

또 다른 예시적인 형태에서, 본 개시물은 원격 조종 의료 시스템을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 저장된 수술 임계 한계와 이동 한계를 비교하는 단계를 포함하고, 저장된 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계이다. 이동 한계는 수술 암이 환자와 닿게 된 때 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계이다. 이 방법은 또한 이동 한계가 수술 암이 수술 임계 한계를 향해 이동하는 것을 억제할 가능성이 있을 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리는 단계를 포함한다.

하나의 형태에서, 이동 한계가 수술 암이 수술 임계 한계를 향해 이동하는 것을 잠재적으로 억제할 가능성이 있을 때 운전자에게 알리는 단계는 수술 임계 한계가 이동 한계의 10도 이내에 있을 때 운전자에게 알리는 단계를 포함한다. 하나의 형태에서, 이 방법은 또한 수술의 유형, 신체 내 수술 위치, 환자 신체 특징, 및 환자 접근법 중 적어도 하나를 기초로 하여 복수의 미리 저장된 임계 한계로부터 수술 임계 한계에 접근하는 단계를 포함한다. 하나의 형태에서, 원하는 방향으로 사용 가능한 이동 범위가 존재할 때에만, 이동 한계가 수술 암이 이동하는 것을 억제할 가능성이 있을 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리는 단계를 포함한다.

이러한 및 다른 실시예는 아래의 도면을 참조하여 아래에 더 서술될 것이다.

본 발명의 형태는 첨부된 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 읽은 때 가장 잘 이해될 것이다. 당업계의 표준 관행에 따라 다양한 도면들이 축척에 따라 그려지지 않았음이 강조된다. 실제로, 다양한 특징부들의 크기는 설명의 명료함을 위해 임의로 증가 또는 감소될 수 있다. 더욱이, 본 개시물은 다양한 예시에서 부재번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략함 및 명료함을 위한 것일 뿐, 그것 자체가 서술되는 다양한 실시예 및/또는 구성 간의 관계를 지시하는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 예시적인 원격 조종 의료 시스템을 도시한다.
도 1b, 1c, 1d, 1e 및 1f는 본 개시물의 다양한 실시예에 따른 원격 조종 의료 시스템의 예시적인 컴포넌트를 도시한다. 구체적으로, 도 1b는 본 개시물의 한 실시예에 따른 예시적인 원격 조옹 어셈블리의 앞에서 본 도면을 도시한다. 도 1c는 본 개시물의 한 실시예에 따른 원격 조종 어셈블리의 예시적인 암의 옆에서 본 도면을 도시한다. 도 1d는 본 개시물의 한 실시예에 따른 원격 조종 어셈블리의 예시적인 암의 일부분을 도시한다. 도 1e는 본 개시물의 한 실시예에 따른 예시적인 운전자 입력 시스템의 앞에서 본 도면을 도시한다. 도 1f는 본 개시물의 한 실시예에 따른 예시적인 비전 카트 컴포넌트의 전면도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 개시물의 한 실시예에 따른 얕은 피치 및 깊은 피치(steeper pitch)를 가지는 방향의 도 1c의 예시적인 암을 도시한다.
도 3은 본 개시물의 한 실시예에 따른 도 1c의 예시적인 암의 조절 가능한 부분을 도시한다.
도 4는 본 개시물의 한 실시예에 따른 방법을 수행하는 예시적인 방법을 도시한다.

이제, 본 발명의 원리의 이해를 돕기 위해, 도면에 도시된 실시예에 대한 참조가 이루어질 것이고, 실시예를 설명하기 위해 구체적인 언어가 사용될 것이다. 그러나, 본 발명의 범위를 제한할 의도가 없음이 이해될 것이다. 아래의 상세한 설명에서, 다수의 구체적인 세부사항들은 개시된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 제공된 것이다. 그러나, 본 개시물의 실시예들이 그러한 구체적인 세부사항 없이 실시될 수도 있음이 당업자들에게는 명백할 것이다. 다른 경우에, 공지된 방법, 프로시저, 컴포넌트 및 회로들은 본 개시물의 실시예의 형태를 불필요하게 모호하게 만들지 않기 위해 상세하게 설명되지 않는다.

서술된 장치, 기기, 방법, 및 본 개시물의 원리의 임의의 다른 적용에 대한 임의의 변경 및 추가 수정이 본 발명과 관련된 당업자들에게 평범하게 일어날 수 있음을 충분히 고려해야 한다. 특히, 하나의 실시예와 관련되어 서술된 특징부, 컴포넌트 및/또는 단계들이 본 개시물의 다른 실시예와 관련되어 서술된 특징부, 컴포넌트 및/또는 단계와 결합될 수 있음을 충분히 고려해야 한다. 이러한 조합의 다수의 반복은 별도로 설명되지 않을 것이다. 게다가, 여기 제공된 치수들은 특정 예에 대한 것이고, 다른 크기, 치수, 및/또는 비율이 본 개시물의 개념을 구현하기 위해 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 불필요한 반복적인 설명을 피하기 위해, 하나의 예시적인 실시예에 따라 서술된 하나 이상의 컴포넌트 또는 액션들은 다른 예시적인 실시예로부터 적용 가능할 때 사용될 수도 있고 생략될 수 있다. 간략함을 위해, 몇몇 경우에, 동일한 또는 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 동일한 부재번호가 사용된다.

본 개시물은 일반적으로 원격 조종 의료 시스템의 하나 이상의 모터 구동식 수술 암을 사용자가 그 암의 유효 이동 범위를 이용하는 것을 허용하는 배열로 조종하도록 사용자에게 프롬프트를 제공하는 조절 시스템에 관한 것이다. 이 조절 시스템은 모터 구동식 수술 암의 원래의 배열이, 그 배열을 기초로, 수술 기능에 영향을 줄 수 있는 이동 한계를 가지는지 판정한다. 이동 한계가 수술 기능에 영향을 줄 수 있다면, 조절 시스템은 그 이동 한계를 다른 더 바람직한 상태로 변경하도록 사용자가 배열을 조절하게 끔 유도한다.

다양한 실시예에 따라, 이 조절 시스템은 미소 절개 수술 프로시저를 위한 기기 전달 및 동작을 안내하는 원격 조종 시스템의 일부분을 형성한다. 도 1a의 도면은, 예컨대, 진단, 치료, 또는 수술 프로시저를 포함하는 의료 프로시저에서 사용하기 위한 원격 조종 의료 시스템을 도시한다. 이것은 일반적으로 부재번호, 10으로 표시되어 있다. 아래에 서술한 바와 같이, 본 개시물의 원격 조종 의료 시스템은 수술의의 원격 조종 제어 하에 있다. 대안의 실시예에서, 원격 조종 의료 시스템은 그러한 프로시저 또는 서브 프로시저를 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터의 부분적 제어하에 있을 수 있다. 또 다른 대안의 실시예에서, 그러한 프로시저 또는 서브 프로시저를 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터의 완전 제어 하에서, 완전히 자동화된 의료 시스템이 프로시저 또는 서브 프로시저를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 원격 조종 의료 시스템(10)은 일반적으로 환자(P)가 그 위에 놓이는 수술대(O)에 장착되거나 또는 그 부근에 있는 원격 조종 어셈블리(12)를 포함한다. 원격 조종 어셈블리(12)는 환자측 조종기(PSM: patient-side manipulator)라 불릴 수 있다. 의료 기기 시스템(14)은 원격 조종 어셈블리(12)의 일부분에 동작적으로 연결되고 그 일부분을 형성한다. 운전자 입력 시스템(16)은 수술의 또는 다른 유형의 임상의(S)가 수술 부위의 이미지 또는 수술 부위를 나타내는 이미지를 보고, 의료 기기 시스템(14)의 동작을 제어하는 것을 가능하게 한다. 운전자 입력 시스템(16)은 마스터 또는 수술의 콘솔이라 불릴 수 있다. 본 개시물에 서술된 시스템 및 기술을 구현하기 위해 사용될 수 있는 원격 조종 의료 시스템의 하나의 예는 캘리포니아 서니베일의 인튜어티브 서지컬 인코퍼레이티드에 의해 제조되는 다빈치(da Vinci®) 수술 시스템이다.

원격 조종 어셈블리(12) 및 그것의 의료 기기 시스템(14)은 하나 이상의 논-서보(non-servo) 제어식 링크(예컨대, 일반적으로 셋-업(set-up) 구조라 불리는, 제 위치에서 수동적으로 위치 조절되고 고정될 수 있는 하나 이상의 링크)의 운동학적 구조(kinematic) 및 원격 조종기, 예컨대, 암을 포함할 수 있다(예컨대, 도 1c 참조). 원격 조종 어셈블리(12)는 의료 기기 시스템(14) 상에 입력을 보내는 복수의 모터를 포함한다. 이러한 모터는 제어 시스템(22)으로부터의 커맨드에 응답하여 움직인다. 많은 제어 시스템이 원격 조종 어셈블리(12) 내에 포함된 원격 조종 의료 시스템(10)의 임의의 복수의 컴포넌트의 일부분 또는 그 내에 존재할 수 있음을 주목할 가치가 있다. 이것은 많은 특징부들이 셋업 또는 운반 동안에 다른 시스템 컴포넌트에 연결되지 않은 때도 지원되는 것을 가능하게 한다. 이 모터는 의료 기기 시스템(14)에 연결된 때 그 의료 기기는 자연적으로 또는 수술에 의해 생성된 해부학적 구멍 안으로 전진시킬 수 있는 드라이브 시스템을 포함한다. 다른 모터구동식 드라이브 시스템은 3 자유도의 선형 모션(예컨대, X, Y, Z 데카르트 축을 따른 선형 모션) 및 3자유도의 회전 모션(예컨대, X, Y, Z 데카르트 축에 대한 회전)을 포함할 수 있는 복수의 자유도로 의료 기기의 말단부를 이동시킬 수 있다. 더불어, 이 모터는 기기의 관절식 말단 작용기를 작동시키기 위해 사용될 수 있다. 원격 조종 어셈블리(12)는 각각의 모터 및/또는 각각의 암의 위치를 감지하도록, 예컨대, 탐지, 계산 또는 판정하도록 구성 및 배열될 수 있다. 원격 조종 어셈블리(12)는 사용자로부터 정보를 수신하고 정보를 사용자에게 전달하도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 사용자 인터페이스는 수술 프로세스의 적어도 일부분 동안 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 터치패드 인터페이스이다. 원격 조종 어셈블리(12)는 센서, 스위치, 인코더, 및/또는 원격 조종 어셈블리의 컴포넌트의 배치를 감지하는 다른 컴포넌트와 같은 엘리먼트(26)를 포함한다. 이러한 배열은 아래의 예에서 제공된 바와 같이 컴포넌트의 존재 또는 부재를 포함할 수 있고, 컴포넌트의 물리적 상대 위치를 포함할 수 있다. 제어 시스템(22)은 터치패드, 센서, 모터, 액추에이터, 인코더, 유압 흐름 시스템, 및 원격 조종 어셈블리(12), 운전자 입력 시스템(16) 및 이미지 캡쳐 시스템(18)의 다른 컴포넌트와 동작적으로 링크될 수 있다. 이미지 캡쳐 시스템(18)은 원격 조종 어셈블리(12)의 의료 기기 시스템(14) 상에 달릴 수 있는 내시경과 같은 이미지 캡쳐 장치 및 관련 이미지 처리 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다.

운전자 입력 시스템(16)은 일반적으로 수술대(O)와 동일한 방에 위치한 수술의 콘솔에 위치할 수 있다. 그러나, 수술의(S)가 환자(P)와 다른 방 또는 완전히 다른 건물에 위치할 수도 있음을 이해해야 한다. 운전자 입력 시스템(16)은 일반적으로 의료 기기 시스템(14)을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 장치를(들을) 포함한다. 더 상세하게는, 수술의의 입력 커맨드에 응답하여, 제어 시스템(22)은 의료 기기 시스템(14)의 서보기구의(servomechanical) 움직임에 영향을 준다. 제어 장치는(들은) 핸드 그립, 조이스틱, 트랙볼, 데이터 글러브, 트리거-건, 수동 조작 컨트롤러, 페달식(foot-operated) 컨트롤러, 음성 인식 장치, 터치스크린 및 신체 모션 또는 프리젠스(presence) 센서 등과 같은 하나 이상의 임의의 개수의 다양한 입력 장치를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어 장치는(들은) 수술의에게 원격 현장감(telepresence), 즉, 제어 장치가(들이) 그 기기와 일체라는 인식을 제공하기 위해 원격 조종 어셈블리의 의료 기기와 동일한 자유도를 가지도록 제공될 것인데, 이로 인해 수술의는 마치 수술 현장에 있는 것처럼 직접 기기를 제어하고 있는 강한 느낌을 가지게 된다. 다른 실시예에서, 제어 장치는(들은) 연관된 수술 기기보다 많거나 작은 자유도를 제공할 수 있고, 여전히 수술의에게 원격 현장감을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어 장치는(들은) 6 자유도로 움직일 수 있고 기기를 작동시키기 위한(예컨대, 글래스핑 조(grasping jaw)를 닫는 것, 전극에 전위를 인가하는 것, 치료약을 전달하는 등을 위한) 작동 가능한 핸들을 포함할 수 있는 수동 입력 장치이다.

시스템 운전자는 이미지 캡쳐 시스템(18)에 의해 캡쳐되고 운전자 입력 시스템(16)에 동작적으로 연결되거나 그것과 통합된 디스플레이 시스템(20) 상에 볼 수 있게 제공된 된 이미지를 본다. 디스플레이 시스템(20)는 이미지 캡쳐 시스템(18)의 서브 시스템에 의해 생성되는 의료 기기 시스템(14) 및 수술 부위의 이미지 또는 리프리젠테이션(representation)을 디스플레이한다. 디스플레이 시스템(20) 및 운전자 입력 시스템(16)은 운전자가 의료 기기 시스템(14) 및 운전자 입력 시스템(16)을 원격 현장감의 인식을 가지고 제어할 수 있도록 맞추어질 수 있다. 디스플레이 시스템(20)은 운전자의 각 눈에 별개의 이미지를 제공하여 운전자가 입체 이미지(stereo image)를 볼 수 있게 하는, 별도의 좌 우 디스플레이와 같은 복수의 디스플레이를 포함할 수 있다.

대안으로서 또는 부가적으로, 디스플레이 시스템(20)은 컴퓨터 단층촬영법(CT: computerized tomography), 자기 공명 화상법(MRI: magnetic resonance imaging), 형광 투시법(fluoroscopy), 온도 측정법(thermography), 초음파, 광 간섭 단층촬영법(OCT: optical coherence tomography), 열 화상법(thermal imaging), 임피던스 화상법(impedance imaging), 레이저 화상법(laser imaging), 및 나노튜브 X-선 화상법 등과 같은 화상 기술을 이용하여 수술전에 또는 수술 중에 기록 및/또는 촬영된 수술 부위의 이미지를 제공할 수 있다. 제공되는 수술전 또는 수술 중 이미지는 2차원, 3차원 또는 4차원(시간 기반 또는 속도 기반 정보 포함) 이미지 및 그러한 이미지들을 재생하기 위한 연관된 이미지 데이터 세트를 포함할 수 있다.

제어 시스템(22)은 원격 조종 시스템(12), 의료 기기 시스템(14), 운전자 입력 시스템(16), 이미지 캡쳐 시스템(18), 및 디스플레이 시스템(20) 간의 제어를 유효화하기 위해, 하나 이상의 메모리 및 적어도 하나의 프로세서(도시되지 않음) 및 전형적으로는 복수의 프로세서를 포함한다. 제어 시스템(22)은 또한 여기 개시된 형태에 따라 서술된 모든 또는 일부 방법을 구현하기 위한 프로그래밍된 명령어(예컨대, 그러한 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 매체)를 포함한다. 제어 시스템(22)이 도 1에서는 단일 컨테인드(contained) 엘리먼트로 도시되어 있으나, 이 시스템은 원격 조종 어셈블리(12) 상에서 또는 그 부근에서 선택적으로 수행되는 프로세싱의 일부분, 및 운전자 입력 시스템(16)에서 수행되는 프로세스의 다른 부분 등을 가지는 2 이상의 데이터 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 임의의 광범위한 집중형 또는 분산형 데이터 프로세싱 아키텍처가 채용될 수 있다. 이와 유사하게, 프로그래밍된 명령어는 다수의 개별 프로그램 또는 서브루틴으로 구현될 수도 있고, 또는 이들은 여기 서술된 원격 조종 시스템의 다수의 다른 형태 내에 통합될 수도 있다. 하나의 실시예에서, 제어 시스템(22)은 블루투스, IrDA, 홈RF, IEEE 802.11, DECT, 및 무선 검침(Wireless Telemetry)과 같은 무선 통신 프로토콜을 지원한다.

제어 시스템(22)은 또한 사용자로부터 데이터를 수신하고 사용자에게 정보를 전달하도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함한다. 여기 서술된 실시예에서, 사용자 인터페이스는 수술 프레소스 동안 경보, 프롬프트, 제안, 및 상태 업데이트를 제공할 수 있는 터치스크린 모니터이다. 몇몇 실시예에서, 터치스크린 모니터는 사용자가 원격 조종 어셈블리(12)를 셋업할 때 또는 그것과 함께 작업할 때 그것을 쉽게 볼 수 있도록 수술실 내의 한 위치에 배치된다. 이것은 시스템의 무균 구역 내에 있을 수 있다. 이와 대조적으로, 원격 조종 어셈블리(12) 상의 터치패드는 무균 구역 바깥 위치에 배치될 수 있고, 살균 처리되지 않은 사람에 의해 접근될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치패드 및 터치스크린 모니터는 모두 무균 구역 내에 있다. 터치스크린 모니터로 서술되어 있으나, 모니터 또는 디스플레이 스크린, 키보드, 컴퓨터 마우스, 롤러, 버튼, 노브(knob), 및 다른 사용자 인터페이스 중 하나를 포함하는 다른 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.

여기 개시된 조절 시스템은 암 또는 암의 컴포넌트의 이동 한계가 원격 조종 어셈블리(12)를 사용할 때 수술 프로세스를 방해하는지 여부를 판정하기 위해 제어 시스템(22) 상에서 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이 조절 시스템은 임의의 광범위한 집중형 또는 분산형 데이터 프로세싱 아키텍처 상에서 실행된다. 또한, 이것은 다수의 개별 프로그램 또는 서브루틴으로서 구현될 수도 있고, 또는 여기 서술된 원격 조종 시스템의 다수의 다른 형태에 통합될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 제어 시스템(22)은 원격 조종 어셈블리(12)로부터 힘 및/또는 토크 피드백을 수신하는 하나 이상의 서보 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이 피드백에 응답하여, 서보 컨트롤러는 운전자 입력 시스템(16)으로 신호를 전송한다. 서보 컨트롤러는(들은) 또한 신체 내 개구를 통해 환자 신체 내부의 내부 수술 부위로 뻗어 있는 의료 기기 시스템(들)(14)을 이동시키도록 원격 조종 어셈블리(12)에 명령하는 신호를 전송할 수 있다. 임의의 적절한 종래의 또는 특수한 서보 컨트롤러가 사용될 수 있다. 서보 컨트롤러는 원격 조종 어셈블리(12)와 별개일 수도 있고, 또는 일체형일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 서보 컨트롤러 및 원격 조종 어셈블리는 환자의 신체 부근에 위치하는 원격 조종 암 카트의 일부로서 제공된다.

원격 조종 의료 시스템(10)은 또한 조명 시스템, 조향 제어 시스템, 시선 추적 시스템, 관류(irrigation) 시스템 및 흡입 시스템과 같은 유체 관리 시스템과 같은 선택적 동작 및 지원 시스템(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 대안의 실시예에서, 원격 조종 시스템은 하나 이상의 원격 조종 어셈블리 및/또는 하나 이상의 운전자 입력 시스템을 포함할 수 있다. 조종기 어셈블리의 정확한 개수는 여러 요인들 중에서도 수술 프로시저 및 수술실 내의 공간적 제약에 의존할 것이다. 운전자 입력 시스템들은 함께 위치될 수도 있고, 또는 그들은 별도의 위치에 배치될 수도 있다. 복수의 운전자 입력 시스템은 한 명 이상의 운전자가 하나 이상의 조종기 어셈블리를 다양한 조합으로 제어하는 것을 가능하게 한다.

도 1b는 하나의 실시예에 따른 예시적인 원격 조종 어셈블리(100)(예컨대, 도 1a에 도시된 원격 조종 어셈블리(12))를 도시한다. 이 어셈블리(100)는 프로젝팅 암(projecting arm)을 지지하는 자동 모터 구동식 셋업 구조를 포함하고, 바닥에 얹혀 있는 베이스(102), 베이스(102) 상에 장착된 신축식(telescoping) 지지 기둥(104), 지지 기둥(104)으로부터 뻗어 있는 신축식(105), 및 방향 조절 플랫폼인 플랫폼 부(107)를 포함할 수 있다. 이 어셈블리(100)는 또한 지지 빔(109) 및 (이미지 캡쳐 시스템(18)의 일부를 포함한) 수술 도구를 지지하는 수 개의 암(106)을 포함한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 암(106a, 106b, 106c, 106d)은 조직을 다루기 위해 사용되는 수술 기구를 지지 및 이동시키는 기기 암이다. 이러한 암(106) 중 하나는 내시경을 지지 및 이동시키는 카메라 암으로서 지정될 수 있다.

도 1c는 그 위에 장착된 상호 교환 가능한 수술 기구(110)를 가지는 암(106) 중 하나를 도시한다. 실시예에 따라, 수술 기기(110)는 기기 캐리지(150) 및 캐뉼러(154)를 통해 뻗어 있는 기기 샤프트(152)를 포함한다. 기기 샤프트(152)는 수술 프로시저 동안 환자와 인터페이싱하도록 의도된 임의의 기기 타입을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수술 기기(110)는 암(106) 상에 장착된 카메라인 내시경을 포함한다. 이 내시경은 수술 부위의 입체 이미지를 캡쳐하고, 디스플레이 시스템(20)에 별도의 입체 이미지들을 제공하는 입체 내시경일 수 있다. 기구 및 카메라를 지지하는 암이 또한 천장 또는 벽에 장착된 베이스 플랫폼(고정식 또는 이동식)에, 또는 몇몇 경우에, 수술실 내의 다른 장치의 피스(예컨대, 수술대)에 의해 지지될 수 있음을 당업자들은 이해할 것이다. 마찬가지로, 당업자들은 2 이상의 별도의 베이스가 사용될 수 있음을 이해할 것이다(예컨대, 한 베이스가 각각의 암을 지지한다).

기기 캐리지(150)는 캐뉼러(154)를 통해 기기 샤프트(152)를 전진 및 후퇴시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 캐뉼러(154)는 캐뉼러(154)에 대하여 수술 기기(110)를 고정시키는 암(106)의 일부분에 장착된다. 몇몇 실시예에서, 각각의 기기 암(106)의 일부분들은 환자에 대하여 기기를 위치 조절하도록 수술실 내의 사람에 의해 조절 가능할 수 있다. 암(106)의 다른 부분들은 (도 1e에 도시된 바와 같이) 운전자 입력 시스템(120)에서 운전자에 의해 작동 및 제어될 수 있다. 각각의 암(106)에 연결된 수술 기기(110)는 또한 운전자 입력 시스템(120)에 있는 운전자에 의해 제어될 수 있다.

오직 설명을 위해, 그 위에 고정된 기기(110)를 가진 단부는 본 명세서에서 암(106)의 말단부라 불릴 것이고, 수직 단부를 가지는 그 반대 단부는 근단부라 불릴 것이다. 더 상세하게는, 암(106)은 셋업 조인트(162)를 통해 가장 말단의 셋업 링크(164)에 연결된 수직 셋업(160)을 포함한다. 회전 가능한 조인트(165)는 가장 말단의 셋업 링크(162)를 수직 셋업(160)에 연결한다. 요우(yaw) 조인트(166)는 말단의 셋업 링크(162)를 평행사변형 피치 메커니즘(168)에 연결한다. 평행사변형 피치 메커니즘(164)은 피치 스트러트(171a, 171b, 및 171c)에 의해 연결된 복수의 피치 조인트(170a, 170b, 170c)를 포함하여, 그것을 이동 가능하게 한다. 스파(172)는 스파 조인트(174)에서 평행사변형 피치 메커니즘(164)에 연결된다. 각각의 셋업 조인트(162), 요우 조인트(166), 피치 조인트(170a, 170b, 170c) 및 스파 포인트(174)는, 본 명세서에서 셋업 조인트 모터, 요우 조인트 모터, 피치 조인트 모터, 및 스파 조인트 모터라 불리는, 모터들에 의해 제어된다. 따라서, 암(106)은 완벽히 모터에 의해 구동되는 방식으로 이동하도록 구성된다. 이 시실시예에서, 모터는 제어 시스템(22)의 제어를 받고, 여러 가지 중에서도 특히 드레이핑, 환자 위로의 전진, 수술 기기에 대한 도킹, 또는 보관을 도울 수 있는 원하는 포즈를 취하도록 다른 암의 모터들과 조화롭게 동작될 수 있다. 게다가, 각각의 모터에 연결된 인코더 및 센서는 제어 시스템(22)에 피드백을 제공하여, 제어 시스템은 암(106)의 위치, 상태, 및 셋업을 감지 및 탐지한다. 몇몇 실시예에서, 스파(172) 또는 기기 캐리지(150)는 암(106) 상에 수술 드레이프의 존재를 탐지하는 센서를 포함한다. 암(106)의 다른 엘리먼트들도 또한 수술 드레이프의 존재를 탐지하는 센서를 포함할 수 있다.

도 1d는 스파(172)의 일부분을 도시한다. 그것은 말단 측(180) 및 근단 측(182)을 포함한다. 이 실시예에서, 수술 기기(110)의 기기 캐리지(150)는 말단 측(180)에 부착된다. 근단 측(182)은 여기서 클러치 버튼(184) 및 클리어런스(clearance) 버튼(186)으로 도시된, 입력 장치를 포함한다. 이 실시예의 클리어런스 버튼(106)은 암이 갚은 각도 또는 얕은 각도 어느 쪽에 위치하는지 제어함으로써 암(106)의 피치 셋업 각도를 사용자가 수동으로 조절하는 것을 허용하도록 배치된다. 여기 개시된 실시예에서, 클리어런스 버튼(186)은 "위" 버튼(186a) 및 "아래" 버튼(186b)을 형성하는 로커 스위치(rocker switch)이다. 이러한 버튼(186)은 수직 셋업(162)에 대하여 가장 말단의 셋업 링크(164)를 회전시키는 모터를 작동시킨다. 그렇게 함으로써, 암(106)의 피치 셋업 각도는 위 또는 아래로 조절될 수 있다. 셋업 조인트(162)의 축은 조종기의 원격 중심과 교차한다. 그러므로, 암(106)의 피치셋업 각도는 원격 중심을 병진 이동 시키지 않고 조절될 수 있고, 그로 인해 연결된 캐뉼러를 통해 피치 셋업 각도의 안전한 수술중 조절이 가능하게 된다.

도 1b를 참조하면, 원격 조종 어셈블리(100)는 또한 셋업 및 동작을 제어하기 위해 사용자 인터페이스와 함께 지지 기둥(104) 상에 키(helm)(111)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 사용자 인터페이스는 사용자 입력을 수신하고 그래픽, 텍스트, 청각적 또는 다른 피드백을 제공할 수 있는 터치패드(154)이다. 터치패드(154)는 사용자가 OR 내에서 그것이 차지하는 공간을 최소화하는 것을 돕기 위해 드레이핑, 도킹, 또는 스토우잉(stowing)에 대한 준비와 같은 원격 조종 어셈블리(100) 활동을 위한 피처(feature)를 제공한다. 터치패드(154)는 또한 시스템 오류 통지 및 복구를 위한 수단을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 터치패드(154)는 지지 기둥(104)을 따라 배치되고, 수술실 내의 사용자가 볼 수 있도록 구성된다. 다른 실시예에서, 터치패드 또는 다른 사용자 인터페이스는 다른 위치에 배치된다. 본 실시예에서의 터치패드(154)는 원격 조종 어셈블리(100)의 상태에 관한 정보 데이터, 특정 수술 프로시저에 관한 정보, 및 전체 원격 조종 의료 시스템(10)에 관한 정보를 디스플레이하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 터치패드(154)는 정보를 제공하고 사용자 입력을 수신하는 터치패드 디스플레이 인터페이스이다. 이처럼, 사용자는 셋업 명령을 포함하는 제어 명령을 터치패드에서 입력할 수 있다.

도 1e는 운전자 입력 시스템(120)(예컨대, 도 1a에 도시된 운전자 입력 시스템(16))의 전방 평면도이다. 운전자 입력 시스템(120)은 내시경을 포함하는 수술 기구(110)를 제어하기 위해 사용되는 키네매틱 체인인 좌우 복수 자유도(DOF) 제어 인터페이스(122a 및 122b)가 장착되어 있는 콘솔(121)을 포함한다. 수술의는 각각의 제어 인터페이스 상의 핀처 어셈블리(124a, 124b)를 전형적으로 엄지와 검지 손가락으로 잡고, 그 핀처 어셈블리를 다양한 위치 및 방향으로 이동시킬 수 있다. 도구 제어 모드가 선택된 때, 각각의 제어 인터페이스(122)는 대응하는 수술 기구 및 기구 암(106)을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 좌측 제어 인터페이스(122a)는 기구 암(106a) 및 그것의 연결된 수술 기구(110)를 제어하도록 연결될 수 있고, 우측 제어 인터페이스(122b)는 기구 암(106b) 및 그것의 연결된 수술 기구(110)를 제어하도록 연결될 수 있다. 제3 기구 암(106c)이 수술 프로시저 동안 사용되고, 좌측에 위치한다면, 좌측 제어 인터페이스(112a)는 암(106a) 및 그것의 연결된 수술 기구(110)를 제어하는 것에서, 암(106c) 및 그것의 연결된 수술 기구(110)를 제어하는 것으로 전환될 수 있다. 이와 유사하게, 제3 기구 암(106c)이 수술 프로시저 동안 사용되고, 우측에 위치한다면, 우측 제어 인터페이스(112b)는 암(106b) 및 그것의 연결된 수술 기구(110)를 제어하는 것에서, 암(106c) 및 그것의 연결된 수술 기구(110)를 제어하는 것으로 전환될 수 있다. 몇몇 경우에, 제어 인터페이스(122a, 122b) 간의 제어 배열 및 암(106a)/수술 기구 및 암(106b)/수술 기구의 조합은 또한 교환될 수도 있다. 이것은, 예컨대, 내시경 시야를 이동시키는 기구가 수술의가 움직이는 제어 인터페이스와 동일한 사이드 상에 있게 보이도록 내시경이 180도 회전되다면, 이루어질 수 있다. 핀처 어셈블리는 전형적으로 수술 기구(110)의 말단부에 있는 턱형(jawed) 수술 말단 작용기(예컨대, 가위 및 그래스핑 리트랙터 등)를 조작하기 위해 사용된다.

추가 제어는 풋 페달(128)을 통해 제공된다. 각각의 풋 페달(128)은 선택된 하나의 수술 기구(110) 상에서 특정 기능을 활성화할 수 있다. 예를 들어, 풋 페달(128)은 드릴 또는 소작 도구를 활성화할 수 있고, 또는 관류, 흡입, 또는 다른 기능을 동작시킬 수 있다. 복수의 기구들은 복수의 풋 페달(128)을 누름으로써 활성화될 수 있다. 수술 기구(110)의 어느 기능은 다른 컨트롤에 의해 활성화될 수 있다.

수술의 콘솔(120)은 또한 입체 이미지 뷰어 시스템(126)(예컨대, 도 1a에 도시된 디스플레이 시스템(20))을 포함한다. 입체 이미지 뷰어 시스템(126)은 좌측 아이피스(125a) 및 우측 아이피스(125b)를 포함하여, 수술의는 입체 이미지 뷰어 시스템(126) 내에서 수술의의 좌안 및 우안을 이용하여 각각 좌우 입체 이미지를 볼 수 있다. 내시경에 의해 캡쳐된 좌측 및 우측 이미지는 대응하는 좌우 이미지 디스플레이상으로 출력되는데, 이것은 수술의가 디스플레이 시스템(예컨대, 도 1a에 도시된 디스플레이 시스템(20)) 상에서 3차원 이미지로서 인식하게 된다. 유리한 구성에서, 제어 인터페이스(122)는 디스플레이상에 보여지는 수술 도구의 이미지들이 디스플레이 아래의 수술의 손 부근에 위치하는 것으로 나타나도록, 입체 이미지 뷰어 시스템(126) 아래에 위치된다. 이러한 특징은 수술의가 마치 그의 손을 직접 보고 있는 것처럼 3차원 디스플레이 내에서 다양한 수술 기구를 직관적으로 제어하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 연관된 기구 암 및 기구의 서보 제어는 내시경 이미지 기준 프레임을 기초로 한다.

내시경 이미지 기준 프레임은 또한 제어 인터페이스(122)가 카메라제어 모드로 전환된 경우에 사용된다. 몇몇 경우에, 카메라 제어 모드가 선택되면, 수술의는 제어 인터페이스(122) 중 하나 또는 둘 모두 함께 이동시킴으로써 내시경의 말단부를 이동시킬 수 있다. 그 다음, 수술의는 마치 수술의의 손에 이미지를 잡고 있는 것처럼 제어 인터페이스(122)를 움직임으로써 디스플레이된 입체 이미지를 직관적으로 이동(예컨대, 팬(pan), 틸트(tilt), 줌(zoom))시킬 수 있다.

또한 도 1e에 도시된 바와 같이, 헤드레스트(130)는 입체 이미지 뷰어 시스템(126) 위에 위치한다. 수술의는 입체 이미지 뷰어 시스템(126)을 통해 볼 때, 수술의의 이마가 헤드레스트(130)에 닿게 놓여진다. 본 개시물의 몇몇 실시예에서, 내시경 또는 다른 수술 기구의 조종은 제어 인터페이스(122)의 사용을 대신하여 헤드레스트(130)의 조종을 통해 달성될 수도 있다.

도 1f는 의료 시스템의 비전 카트 컴포넌트(140)의 전방도이다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 비전 카트 컴포넌트(140)는 도 1a에 도시된 의료 시스템(10)의 일부분이다. 비전 카트(140)는 의료 시스템의 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)(예컨대, 도 1a에 도시된 제어 시스템(22)의 일부 또는 전부), 및 비전 장비(144)(예컨대, 도 1a에 도시된 이미지 캡쳐 시스템(18)의 일부)를 수용할 수 있다. 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 의료 시스템을 동작시키기 위해 사용되는 많은 데이터 처리를 포함한다. 그러나, 다양한 구현방법에서, 전자 데이터 프로세싱은 수술의 콘솔(120) 및 원격 조종 어셈블리(100)으로 분산될 수도 있다. 비전 장치(144)는 내시경의 좌우 이미지 캡쳐 기능에 대한 카메라 제어 유닛을 포함할 수 있다. 비전 장치(144)는 또한 수술 부위를 촬상하기 위한 조명을 제공하는 조명 장비(예컨대, 크세논 램프)를 포함한다. 도 1f에 도시된 바와 같이, 비전 카트(140)는 어셈블리(100) 또는 환자측 카트와 같은, 다른 장소에 장착될 수 있는, 선택적인 터치스크린 모니터(146)(예컨대, 24인치 모니터)를 포함한다. 환자측 카트 또는 원격 조종 의료 시스템에 대한 다른 위치에 스피커가 또한 장착될 수 있다. 비전 카트(140)는 전자수술 유닛, 취입기(insufflator), 흡입 관류 기구(suction irrigation instrument) 또는 제3의 소작 장비(third-party cautery equipment)와 같은 선택적인 보조 수술 장비를 위한 공간(148)을 더 포함한다. 원격 조종 어셈블리(100) 및 수술의 콘솔(120)은, 예컨대, 광섬유 통신 링크를 통해 비전 카트(140)에 연결되어, 3개의 컴포넌트는 함께 수술의에게 직관적인 원격 현장감을 제공하는 단일 원격 조종 미소 절개 의료 시스템으로서 역할한다.

터치스크린 모니터(146)는 수술 프로세스 동안 경보, 프롬프트 및 상태와 같은 통지를 제공하는 사용자 인터페이스를 형성할 수 있다. 터치스크린 모니터가 도시되어 있으나, 터치패드(154)를 참조하여 앞서 서술한 것을 포함하여, 다른 타입의 사용자 인터페이스가 사용될 수 있음을 인지해야 한다. 몇몇 실시예에서, 사용자 인터페이스는 단지 사용자 입력을 수신하지 않는 디스플레이이다.

몇몇 실시예에서, 원격 조종 의료 시스템의 어셈블리(100) 중 일부 또는 모두는 가상(시뮬레이팅된) 환경에서 구현될 수 있는데, 수술의 콘솔(120)에서 수술의에게 보여지는 일부 또는 모든 이미지는 기구 및/또는 해부구조의 합성 이미지일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 합성 이미지는 비전 카트 컴포넌트(140)에 의해 제공될 수도 있고, (예컨대, 시뮬레이션 모드를 통해) 수술의 콘솔(120)에서 직접 생성될 수도 있다.

도 2a 및 2b는 누워 있는 환자(P) 위로 뻗은 상이한 피치를 가지는 배열의 암(106)을 도시한다. 암(106)의 피치는 비교적 수직인 평면에서 측정된 암(106)의 각도이다. 이 피치는 도 2a 및 2b에 도시된 요우 조인트(166)를 통해 측정될 수도 있고, 또는 다른 곳에서 측정될 수도 있다. 예를 들어, 피치는 특정 조인트 또는 링키지를 통한 것을 대신하여 암(106)의 대체적인 전체 각도를 따라 측정될 수 있다. 암(106)의 각도에 따라, 피치는 도 2b에 도시된 것처럼 더 깊거나 더 높을 수 있고, 또는 도 2a에 도시된 것처럼 더 낮거나 더 얕을 수 있다. 도 2a는 요우 조인트(166)를 통해 뻗어 있는 기준선(202)으로 표시된 얕은 각도의 암(106)을 도시한다. 도 2a의 선(208)은 환자(P)의 해부구조적 구멍에 대한 암(106)의 이동 한계(208)를 나타낸다. 이동 한계(108) 사이의 각도(A1)는 환자로부터 암을 제거하지 않고 암(106)이 취할 수 있는 이동 또는 범위를 정의한다. 도시된 바와 같이, 도 2b에 도시된 얕은 각도 배열에서, 이동 한계(208)는 수직으로부터 말단 방향 및 근단 방향 양쪽으로 거의 대략 20도의 각도인데, 이는 대략 40도의 각도(A1)로 표현되는 전체 이동 범위를 제공한다. 이동 한계(208)는 전형적으로 각각의 링크, 각각의 링크에 있는 모터의 물리적 한계, 또는 다른 물리적 한계에 의해 정해진다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 이동 한계(208)는 전기적 제어 또는 다른 수단에 의해 정해진다. 이러한 40도의 이동 범위는 단지 이동 범위의 한 예일 뿐이고, 실제 이동 범위는 더 크거나 작을 수 있고, 암의 물리적 구성 및/또는 전자적 한계에 의해 정해질 수 있다.

여전히 도 2a를 참조하면, 도 2a의 점선은 환자(P)에 대한 해부구조적 구멍(210)에 대한 수술 임계 한계(212)를 나타낸다. 수술 임계 한계(212)는 수술 프로시저가 적절하게 수행될 수 있는 접근 범위를 정의하는 각도 한계이다. 즉, 이들은 수술 프로시저 동안 목표 조직이 적절하게 접근 및 처리될 수 있는 경계선을 정의한다. 도 2a의 예시적인 수술 임계 한계(212)는 수직으로부터 말단 방향으로 대략 5도에서 말단 방향으로 대략 30도까지의 각도를 가지는 것으로 도시되어 있다. 이러한 수술 임계 한계(212) 간의 각도(A2)는 수술 기기(110)가 수술 프로시저를 적절하게 수행하도록 조종될 수 있는 임계 수술 범위를 정의한다. 수술 임계 한계(212)는 수술 유형, 신체 내 수술 위치에 의존할 수 있고, 인접한 기관, 조직, 또는 다른 신체 특징부에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한, 이것은 환자 접근법 또는 원격 조종 어셈블리(100)의 구조에 대한 다른 요인에 의해 영향을 받을 수 있다.

도 2b는 기준선(204)에 의해 표시되는 깊은 각도 또는 높은 피치로 배열된 암(106)을 도시한다. 여기서, 환자(P)는 여전히 등을 대고 반듯이 누워있고, 수술 임계 한계(212)는 변하지 않았다. 그러나, 이동 한계(208)는 도 2a의 얕은 각도 또는 더 낮은 각도와 비교하여 더 깊은 각도 또는 더 큰 피치로 인해, 변경된다. 여기서, 이동 한계(208)는 수직으로부터 근단 방향으로 대략 10도 및 말단 방향으로 대략 30도인 것으로 측정될 수 있다 몇몇 암 실시예는 +/- 75의 피치 이동 범위를 가진다. 가장 말단의 셋업 링크(162)의 피치는 베이스(102)에 대한 암(106)의 피치 각도를 정하고, 암 워크스페이스를 대략 +/-15도로 회전시킬 수 있다.

몇몇 시나리오에서, 이동 한계(208) 및 임계 한계(212)는 일치할 수도 있고, 다른 시나리오에서는 일치하지 않을 수도 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 더 말단의 임계 한계(212)는 이동 한계(208)의 범위 밖에 있다. 그러므로, 수술 프로시저가 도 2a의 배열로, 도시된 예시적인 수술 임계 한계 및 도시된 예시적인 이동 한계를 가지고 발생한다면, 암이 수술 임계 한계(212)를 위해 사용 가능한 전체 이동 범위를 내에서 이동할 수 없기 때문에, 이동 한계가 그 수술 프로시저를 수행하는 암의 능력에 나쁜 영향을 주는 것이 가능하다. 그러나, 도 2b는 이동 한계(208)에 의해 정해진 이동 범위(A1) 내에 완전히 포함된 수술 임계 한계(212)를 보여준다. 그러므로, 암(106)은 암(106)의 이동 능력에 의해 제한되지 않고 수술 프로시저를 완전히 수행할 수 있다. 따라서, 수술 프로시저에 따라 그리고 환자의 키 및 사이즈에 따라, 이동 한계는 제한되지 않는 수술 프로시저를 수행하는 능력에 영향을 줄 수 있다.

암 이동 한계가 암의 피치(예컨대, 암이 얕은 각도인지 또는 깊은 각도인지 여부)에 의해 영향을 받기 때문에, 원격 조종 의료 시스템(10)은 이동 한계가 특정 수술 또는 환자에 대하여 수술 능력에 영향을 주게 할 수 있는 각도로 암 피치가 설정된 때를 인지하도록 구성된다. 이와 동시에, 환자 또는 환자와 연결될 수 있는 임의의 캐뉼러 또는 다른 기기에 영향을 주지 않고 환자 위로 암이 도입될 수 있도록 암을 충분히 높게 하는 방식으로 암(106)이 위치 조절되는 것이 중요하다.

따라서, 조절 시스템은 수술 프로시저를 방해하지 않을 만큼 충분한 피치 이동 한계에 대한 필요성과, 수술을 수행하기 위해 환자 위로의 용이한 셋업을 허용하기 위해 환자 위에서 암(106)이 충분히 높게 할 필요성 간의 균형을 맞출 수 있다. 여기 개시된 원격 조종 의료 시스템(10)은 범위 조건을 벗어남을 식별하고, 그러한 조건에 대하여 사용자에게 경고하여, 암의 이동 범위 내에 수술 임계값을 놓도록 암(106)에 대한 조절이 이루어질 수 있게 된다.

도 3은 가장 말단의 셋업 링크(162) 및 수직 셋업(160)의 일부분을 도시한다. 상술한 바와 같이, 수직 셋업(160)에 대하여 가장 말단의 셋업 링크(162)를 회전시키는 것은 암(106)의 피치를 변경시킨다. 가장 말단의 셋업 링크(162)가 한 방향으로 회전할 때, 암 피치 각도는 감소하거나 얕아질 수 있다. 이것은 가장 말단의 셋업 링크(162)와 수직 셋업(160) 사이의 회전 조인트(165)에 배치된 데칼(decal)(163)에 의해 표현된다. 데칼(163)은 가장 말단의 셋업 링크(162)가 한 방향으로 회전할 때, 환자 간격이 증가하고 기기 리치가 감소함을 보여준다. 이와 동시에, 이러한 피치의 변화는 환자에 대한, 또는 전체 좌표 시스템에 대한 이동 한계의 위치를 변경시킨다. 이와 마찬가지로, 가장 말단의 셋업 링크(162)가 반대 반향으로 회전할 때, 암 피치 각도는 증가하고 또는 더 깊어진다. 이처럼, 최종적인 환자 간격은 감소하고 기기 리치는 증가한다. 이것은 또한 피치를 변경시킨다. 따라서, 단지 가장 말단의 셋업 링크를 회전시킴으로써, 암 피치가 변하고, 이는 암의 회전 한계에 직접적인 영향을 준다.

몇몇 실시예에서, 가장 말단의 셋업 링크(162)의 회전 각도는 도 1d에 도시된 스파(172) 상의 클리어런스 버튼(168)을 누름으로써 제어된다. 이 버튼이 스파(172) 상에 배치되어 있기 때문에, 버튼을 누르는 사용자는 전형적으로 암(106) 바로 옆에 서 있고, 암(106)이 환자 또는 수술 동안 임의의 다른 중요 엘리먼트와 접촉하지 않음을 보장하기 위해 변하는 피치의 영향을 시각적으로 감시할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 수술 프로시저 동안, 조절 시스템이 이동 범위가 암(106)의 수술 기능에 영향을 줄 수 있다고 판단한다면, 조절 시스템은 사용자에게 암(106)의 피치를 조절하도록 통지한다. 몇몇 실시예에서, 이러한 통지는 비전 카트(140)의 터치 스크린 모니터(146) 상에 프롬프트 또는 메시지로서 디스플레이될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 통지는 스피커로부터의 청각적 신호 또는 경보, 암 또는 원격 조종 의료 시스템(10)의 다른 부분에 있는 경보 조명 형태일 수 있다.

피치를 식별하고 사용자에게 경보를 제공하는 예시적인 방법이 도 4의 플로우차트를 참조하여 설명된다. 도 4는 의료 시스템의 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142) 내에 수술 프로시저에 대한 임계 한계를 저장하는 단계를 통해 (402)에서 시작한다. 몇몇 실시예에서, 임계 한계는 수술 프로시저에 의존할 수 있다. 예를 들어, 환자의 흉부에 접근하는 수술 프로시저는 골반부분에 접근하는 수술 프로시저와 상이한 임계 한계 세트를 필요로 할 수 있다. 다른 예로서, 환자로의 단일 접근 위치를 가지는 수술 프로시저는 환자로의 복수의 접근 위치를 가지는 수술 프로서와 상이한 임계 한계 세트를 가질 수 있다. 또한, 몇몇 실시예는 환자에 대한 접근법을 고려한다. 예를 들어, 원격 조종 어셈블리(100)가 환자의 우측, 좌측, 또는 다리 위에 배치될 수 있다. 몇몇 예에서, 임계 한계는, 예컨대, 수술 프로시저, 해부구조의 접근, 또는 캐뉼러 또는 기기의 제한사항에 의해 정해진다. 다른 실시예에서, 임계 한계는 모든 프로시저에 대하여 추천되는 임계 한계로서 일반적으로 결정될 수 있다. 다른 요인 및 고려사항도 임계 한계를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 임계 한계는 원격 조종 의료 시스템(10)의 제조 시 미리 저장될 수도 있고, 또는 수술 현장에서 입력될 수도 있고, 또는 수술의 그룹 중 특정 수술의에 대하여 커스터마이징될 수도 있다.

(404)에서, 암(106)의 배열에 대한 수술 부위의 위치가 식별된다. 이것은 원격 조종 어셈블리(100)가 중심이 잘 맞고(well-centered), 기기 설치 이전에 수술 부위에 대하여 적절하게 정렬되어 있음을 보장하는 타겟팅 프로세스로 간주될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 프로세스는 내시경을 관심 있는 해부구조의 방향으로 향하게 하는 단계 및 내시경 몸체 상에 위치하는 타겟팅 버튼을 누르고 유지하는 단계를 포함한다. 이에 응답하여, 원격 조종 어셈블리(100)는 (이러한 프로세스 동안 암으로부터 그들을 설치 또는 설치해제하는 동안 사용자가 무심코 붐과 기기를 터치할 가능성을 최소화하기 위해) 암(106)과 환자(P) 위에 간격을 제공하기 위해 붐 높이를 조절할 수 있다. 이것은 또한 주 작동 방향이 테스트를 수행하기 위해 사용되는 암과 나란해지도록 붐을 회전시킬 수 있다.

도 2a 및 2b를 참조하여 서술한 바와 같이, 붐과 암의 배열은 피치 각도에 영향을 주고, 그러므로 각각의 암의 이동 한계의 위치에 영향을 준다. 깊은 각도 또는 높은 피치는 일반적으로 환자 또는 스티럽(stirrup) 등과 같은 다른 OR 장치에 대한 암 아래에 공간을 더 크게 하는 것이 유리할 때 바람직하고, 한편 얕은 각도는 일반적으로 환자 간격이 충분한 것 이상으로 존재하고 암에 대한 최대 작동 이동 범위를 달성하는 것이 중요한 때 더 좋다. 그러므로, 암(106)의 이동 한계가 암을 재 위치 조절함으로써 조절될 수 있으나, 환자에 대한 수술 임계 한계는 환자를 재 위치 조절하는 것을 피하기 위해 제 위치에 비교적 일정하게 유지된다. 물론, 환자가 이동되었다면, 이 임계 한계는 환자와 함께 이동할 것이다.

(406)에서, 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 특정 피치 각도에서의 암(106)의 이동 한계를 미리 저장된 임계 한계와 비교한다. 이동 한계는 암(106)의 물리적 구조에 의해 정해질 수 있고, 또는 서로 인접한 구조적 컴포넌트의 기계적 정지를 회피하도록 설정된 전자적 한계일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 임계 한계는 암이 임계 한계까지 이동하는 것을 차단하기 위한 기회를 얻기 위해, 암이 이동 한계와 충분히 가까워진다면, 이동 한계의 범위를 벗어난 것으로 간주된다. 따라서, 몇몇 실시예는 임계 한계에 대한 오차범위 레벨을 가지고, 이동 한계가 임계 한계 부근의 오차범위 내에 있다면, 한계를 벗어나지 않았더라도, 조절 시스템은 임계 한계가 이동 한계의 경계를 넘은 것처럼 응답한다. 몇몇 예에서, 이동 한계가 임계 한계의 10도 이내에 있다면, 임계 한계는 이동 한계를 벗어난 것으로 간주된다. 다른 예에서, 이동 한계가 임계 한계의 5도 이내에 있다면, 임계 한계는 이동 한계를 벗어난 것으로 간주된다. 몇몇 실시예에서, 오차범위는 수술 임계 한계의 한 측에 대하여 10도이고, 수술 임계의 다른측에 대하여 0 초과의 임의의 것이다. 몇몇 실시예에서, 오차범위는 수술 임계 한계의 한 측에 대하여 5도이고, 수술 임계의 다른측에 대하여 0 초과의 임의의 것이다. 몇몇 실시예는 1도 오차범위를 이용한다. 이러한 작은 오차범위는 사용자들이 작업공간의 경계에 부근으로 갈 때까지 프롬프트에 의해 주의가 산만해지지 않게 한다. 사용자는 또한 닿을 수 없는 작업공간으로 밀려고 시도할 때 수술의 콘솔 상에서 힘 피드백 저항을 느낄 수 있다. 실시예에 따라, 셋업 피치 각도를 조절하기 위한 프롬프트는 암이 그것의 피치 축 한계의 이러한 오차범위 내에 있는 동안 지속될 것이다.

(406)에서, 미리 저장된 임계 한계가 이동 한계 내에 있다면, 수술 프로시저는 이동 한계에 도달하지 않고 수정이 필요없이 수행될 수 있어야 한다. 그러나, (508)에서, 미리 저장된 임계 한계가 이동 한계를 벗어난다면, 암(106)이 수술 프로시저의 적어도 일부분을 수행하는 것이 차단 또는 억제될 가능성이 존재한다. 그러므로, 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 사용자 통지를 활성화시킨다. 이러한 통지는, 제한하지 않는 예로서, 시각적 또는 청각적 경보이다. 몇몇 실시예에서, 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 터치 스크린 모니터(146) 상에 통지를 디스플레이하고, 및/또는 경고음을 발생하고, 음성 명령을 발생시킨다. 이러한 통지는 사용자에게 이동 한계가 임계 한계와 더 완벽하게 정렬되도록 가장 말단의 셋업 링크를 조절하도록 명령할 수 있다. 다른 실시예에서, 통지는 단지 사용자에게 경보만 할 수 있다. 이 통지는 또한 청각적일 수 있다. 예를 들어, 스피커로부터의 저장된 음성이 암 피치가 조절되어야 한다고 사용자에게 경보 또는 지시할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 통지는 사용자에게 경고하는 1회성 경보이고, 다른 실시예에서, 통지는 사용자가 가장 말단의 셋업 링크를 이용하여 암의 피치 각도를 조절할 때까지 계속되는 지속적 경보일 수 있다.

(410)에서, 통지가 활성화된 후, 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 클리어런스 버튼(186)에서 (412)에서 가장 말단의 셋업 링크(162)를 회전시키고 암 피치를 변경하기 위한 입력을 수신할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 사용자는 가장 말단의 셋업 링크(162)를 회전시키기 위한 버튼을 누르는 것과 같은 입력을 입력한다. 도 1d의 예에서, 사용자는 두 버튼 중 하나를 누를 수 있는데, 한 버튼(186a)은 가장 말단의 셋업 링크(162)를 한 방향으로 회전하게 만들고, 다른 버튼(186b)은 가장 말단의 셋업 링크(162)를 다른 방향으로 회전하게 만든다. 예를 들어, "업" 버튼이 눌러지고 유지되면, 원격 조종 어셈블리(100)는 암(106)을 더 많은 환자 간격을 제공하도록 더 깊은 각도로 이동시킨다. 반대로, "다운" 버튼이 눌러지고 유지되면, 원격 조종 어셈블리(100)는 암(106)을 더 큰 기기 리치를 제공하기 위해 더 A은 각도로 이동시킨다. 바람직한 실시예에서, 환자 간격 설정의 조절은 기기가 설치된다면 기기 팁의 위치에 영향을 주지 않는다. 이것은 셋업 피치 각도의 방향 변경을 보상하기 위해 암(106)의 조인트를 이용함으로써 달성된다. 암(106)은 기기 팁의 널스페이스(nullspace) 내에서 회전하는 것으로 간주될 수 있다.

중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 이동 한계와 저장된 임계 한계를 계속 비교한다. (414)에서, 임계 한계가 수술을 위한 이동 한계 내에 있다고 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)이 판정한 때, 중앙 전자 데이터 처리 유닛(142)은 자동으로 통지를 끄거나 리셋시킨다. 다른 실시예에서, 사용자는 통지 경보를 끄거나 리셋시키는 커맨드를 입력한다.

이 프로세스가 오직 단일 암에 대하여 서술되었으나, 이 프로세스가 수술 프로시저에 사용되는 각각의 암에 대하여 발생함을 이해해야 한다. 몇몇 실시예에서, 이 프로세스는 각각의 암이 수술을 위해 적절하게 배치되어 있음을 확인하기 위해 각각의 암에 대하여 순차적으로 반복된다. 다른 실시예에서, 이 프로세스는 조절 프로세스를 더 효과적으로 만들기 위해, 모든 암에 대한 통지들이 제공될 수 있도록 동시에(in parallel) 수행될 수 있다. 다른 방법 및 배열도 고려되었다.

몇몇 실시예는 원하는 방향으로 남아 있는 사용 가능한 이동 범위가 존재한다면 시스템이 단지 사용자에게 셋업 피치 각도를 조절하도록 프롬프트하도록 구성된다. 예를 들어, 셋업 피치각도가 이미 그것이 갈 수 있는 한 작게 되어 있다면, 사용자는 조종기 피치가 더 낮은 임계값에 접근하더라도 프롬프팅되지 않는다. 이와 마찬가지로, 셋업 피치 각도가 이미 그것의 상한이고, 조종기 피치가 상한의 허용범위 내에 있다면, 사용자는 더 이상 셋업 피치 각도를 상승시키도록 프롬프팅되지 않는다.

몇몇 실시예에서, 피치 임계 한계는 환자와 함께 이동할 수 있는 공간 내에 형성된다. 다른 예에서, 시스템은 사용자가 최소 허용 가능한 환자 간격까지 암(106)을 낮춤으로써 피치 임계값을 정할 수 있도록 구성된다. 그 다음, 암은 증가된 피치 작업공간을 제공하기 위해 필요한 만큼 피치 셋업 각도를 다이내믹하게 이동시킨다. 이것은 암이 극도의 피치 포워드 및 피치 백 포즈 사이에서 작동하도록 사용되고 있을 때 유리하다. 몇몇 형태에서, 피치 임계 한계는 수술대 제어를 통해 환자를 재 위치 조절할 때 다이내믹하게 조절될 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예에서, 환자를 더 깊은 트렌델렌버그(trendelenburg) 포즈를 취하게 하는 것은 피치 임계값을 증가시키고, 적절한 환자 간격을 위해 함을 조절하도록 사용자에게 상기시킨다. 더욱이, 이 시스템은 움직이는 임계 한계 위에 암(106)을 유지하기 위해 피치 셋업 각도를 다이내믹하게 조절한다.

범위 및 두 경계가 도 2a 및 2b에 도시되어 있으나, 하나의 경계가 사용될 수도 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 수술 장치의 특성이 실제 수술 목적을 위해 한 방향으로만 제한되기 때문에 두 경계를 고려할 필요가 없다. 따라서, 조절 시스템은 여기 서술된 방식으로 단일 이동 한계를 단일 임계 한계와 비교할 수 있다. 게다가, 당업자들은 도 2a 및 2b를 참조하여 도시되고 서술된 각도 및 범위가 단지 예시일 뿐임을 이해할 것이다. 실제 이동 한계는 암(106)의 구저에 의존할 수 있고, 임의의 특정 수술에 대한 실제 임계 한계는 다양한 요인에 의존할 수 있다.

예시의 실시예들이 도시되고 서술되었으나, 광범위한 수정, 변형, 및 치환이 상기 개시물에서 고려되었고, 몇몇 경우에, 실시예의 몇몇 특징부는 다른 특징부의 대응하는 사용없이 사용될 수 있다. 당업자들은 다양한 변형, 대안, 및 변형을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 아래의 청구항에 의해서만 한정되어야 하고, 청구항은 여기 개시된 실시예의 범위와 일치하는 방식으로 넓게 해석되는 것이 바람직하다.

Claims

수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템으로서,
수술 프로시저를 보조하도록 구성된 복수의 모터 구동식 수술 암을 가지는 원격 조종 어셈블리로서, 상기 모터 구동식 수술 암은 상기 수술 암이 환자와 접촉된 때 상기 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계를 정의하는 이동 한계를 가지는 상기 원격 조종 어셈블리; 및
내부에 저장된 수술 임계 한계를 가지는 제어 시스템을 포함하고,
상기 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 상기 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계의 가장자리이고, 상기 제어 시스템은 상기 이동 한계와 상기 수술 임계 한계를 비교하고, 상기 수술 임계 한계가 상기 이동 한계에 의해 제한된 이동 범위를 벗어난 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 수술 임계 한계는 상기 제어 시스템 내에 미리 저장되고, 수술의 유형, 신체 내 수술 위치, 환자 신체 특성, 및 환자 접근법 중 적어도 하나를 기초로 하여 상기 이동 한계와 비교하기 위해 액세스되는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 출력 장치는 시각적 디스플레이 및 청각적 소음 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 원격 조종 어셈블리는 상기 수술 임계 한계에 대하여 상기 이동 한계를 변경하고 암 피치를 수정하기 위한 조절 가능한 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 조절 가능한 조인트는 상기 수술 암의 근단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 암의 구성을 수정하고 상기 이동 한계를 변경하기 위해 상기 조절 가능한 조인트를 조절하는 모터를 작동시키도록 구성된 입력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 임계 한계가 상기 이동 한계에 의해 제한된 이동 범위를 벗어난 때 상기 출력 장치상의 시각적 통지를 통해 상기 운전자에게 알리도록 구성되어 있고, 상기 제어 장치는 상기 이동 한계가 상기 수술 암이 상기 수술 임계 한계를 향해 이동하는 것을 더 이상 차단하지 않을 때 상기 통지를 자동으로 제거하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이동 한계는 전자적 이동 한계인 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이동 한계는 상기 이동 한계를 넘어서 이동하는 것을 차단하는, 상기 암의 물리적 능력 또는 상기 암의 물리적 구조에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템으로서,
수술 프로시저를 보조하도록 구성된 복수의 모터 구동식 수술 암을 가진 원격 조종 어셈블리로서, 상기 모터 구동식 암은 상기 수술 암이 환자와 접촉한 때 상기 암을 재구성하지 않고 상기 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계를 정의하는 이동 한계를 가지는 것인, 상기 원격 조종 어셈블리; 및
내부에 저장된 수술 임계 한계를 가지는 제어 시스템을 포함하고,
상기 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 상기 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계의 가장자리이고, 상기 제어 시스템은 상기 이동 한계를 상기 수술 임계 한계와 비교하고, 상기 이동 한계가 상기 수술 임계 한계의 미리 설정된 오차범위 내에 있을 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 미리 설정된 오차범위는, 상기 이동 제한이 상기 수술 임계 한계의 제1 측 상에서 10도 이내이거나 상기 이동 제한 상기 수술 임계 한계의 제2 측 상에서 0도 초과일 때 상기 제어 시스템이 상기 운전자에게 알리도록, 상기 수술 임계 한계의 제1 측 상에서 10도 미만의 오차 크기 및 상기 수술 임계 한계의 제2 측 상에서 0도 초과의 오차 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 미리 설정된 오차범위는 상기 이동 한계가 상기 수술 임계 한계의 10도 이내일 때 상기 제어 시스템이 상기 운전자에게 알리도록, 10도 미만의 오차 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 제어 시스템은 디스플레이 및 스피커 중 하나를 포함하는 출력 장치를 구비하고 있고, 상기 제어 시스템은 상기 이동 한계가 상기 수술 임계 한계의 상기 미리 설정된 오차범위 내에 있을 때 상기 출력 장치를 통해 상기 운전자에게 알리도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 시스템은 복수의 미리 저장된 수술 임계 한계를 포함하고, 상기 복수의 미리 저장된 수술 임계 한계 각각은 특정 유형의 수술과 연관되어 있고, 상기 제어 시스템은 수행될 수술의 유형을 기초로, 상기 복수의 미리 저장된 수술 임계 한계 중 상기 이동 한계와 비교할 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 10 항에 있어서, 상기 원격 조종 어셈블리는 상기 암의 구성을 수정하고 상기 수술 임계 한계에 대하여 상기 이동 한계를 변경하기 위한 조절 가능한 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 조절 가능한 조인트는 상기 수술 암의 근단부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 암의 구성을 수정하고 상기 이동 한계를 변경하기 위해 상기 조절 가능한 조인트를 조절하는 모터를 작동시키도록 구성된 입력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 현장에서 의료 프로시저를 수행하는 원격 조종 의료 시스템.
원격 조종 의료 시스템을 작동시키는 방법으로서,
저장된 수술 임계 한계와 이동 한계를 비교하는 단계로서, 상기 저장된 수술 임계 한계는 수술 프로시저를 적절하게 수행하기 위해 수술 암이 잠재적으로 이동하게 될 경계이고, 상기 이동 한계는 상기 수술 암이 환자에게 닿게 될 때 상기 수술 암이 지나서 넘어갈 수 없는 경계인, 상기 저장된 수술 임계 한계와 이동 한계를 비교하는 단계; 및
상기 이동 한계가 상기 수술 임계 한계를 향해 상기 수술 암이 이동하는 것을 억제할 가능성이 있을 때 출력 장치를 통해 운전자에게 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 의료 시스템을 작동시키는 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 이동 한계가 상기 수술 임계 한계를 향해 상기 수술 암이 이동하는 것을 잠재적으로 억제할 가능성이 있을 때 운전자에게 알리는 단계는 상기 수술 임계 한계가 상기 이동 한계의 10도 이내일 때 상기 운전자에게 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 의료 시스템을 작동시키는 방법.
제 18 항에 있어서, 수술의 유형, 신체 내 수술 위치, 환자 신체 특성, 및 환자 접근법 중 적어도 하나를 기초로 복수의 미리 저장된 임계 한계로부터 상기 수술 임계 한계에 액세스하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 의료 시스템을 작동시키는 방법.
제 18 항에 있어서, 원하는 방향으로 사용 가능한 이동 범위가 존재할 때에만 상기 이동 한계가 상기 수술 암이 이동하는 것을 억제할 가능성이 있을 때 상기 출력 장치를 통해 상기 운전자에게 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 의료 시스템을 작동시키는 방법.