KR20190073718A - Surgical simulation system and device - Google Patents

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KR20190073718A KR1020170174826A KR20170174826A KR20190073718A KR 20190073718 A KR20190073718 A KR 20190073718A KR 1020170174826 A KR1020170174826 A KR 1020170174826A KR 20170174826 A KR20170174826 A KR 20170174826A KR 20190073718 A KR20190073718 A KR 20190073718A
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Abstract

The present invention relates to surgery simulation system and apparatus, wherein the surgery simulation system comprises: a patient model device capable of changing the posture by rotation; a surgical instrument device performing a surgical operation on the patient model device while changing a position around the patient model device; and a surgery simulation apparatus controlling the posture change of the patient model device, controlling the position change of the surgical instrument device, displaying information about the posture of the patient model device or the position of the surgical instrument device, and controlling the surgery operation of the surgical instrument device in response to the manipulation of a user. By using the surgery simulation system and apparatus, it is possible to effectively improve the proficiency of a trainee by conducting simulation surgery training through experiencing various conditions suitable for an actual surgical situation.

Description

수술 시뮬레이션 시스템 및 장치 {Surgical simulation system and device}[0001] SURGICAL SIMULATION SYSTEM AND DEVICE [0002]

본 발명은 시뮬레이선 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수술 과정을 모의로 체험할 수 있는 수술 시뮬레이션 시스템 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a simulated ray apparatus, and more particularly, to a surgical simulation system and apparatus capable of simulating a surgical procedure.

다양한 의료 분야에서 수련의와 전문의의 수술이나 시술 훈련을 위한 시뮬레이션 장치가 개발되고 있다.Simulation devices are being developed for trainees in various medical fields and surgical or surgical training of specialists.

그런데 종래의 시뮬레이션 장치는 하드웨어의 형태가 고정되어 있어 실제 수술 상황과 같이 환부가 변경되거나 환자의 자세가 변경되거나 술자의 자세가 변경되는 등의 상황에 맞게 모의 훈련이 어려운 문제가 있다.However, the conventional simulation apparatus has a fixed hardware type, and thus it is difficult to perform simulations in accordance with situations such as change of the affected part, change of the posture of the patient, or change of the posture of the surgeon as in the actual operation situation.

또한 수술 시뮬레이션을 위한 소프트웨어를 구동하고 가상의 수술 환경을 이용해 수술 훈련을 하는 방안이 마련되고 있으나, 실제 수술 환경과는 차이가 있어 효율적인 수술 훈련이 어려운 한계가 있다.In addition, there are plans to operate the software for the surgical simulation and to perform the surgical training using the virtual surgery environment, but it is difficult to perform the effective operation training because it is different from the actual operation environment.

공개특허공보 제10-2013-0128673호 (2013.11.27. 공개)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0128673 (published on November 27, 2013)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 술자나 환자의 자세 변경 등의 조건을 반영하여 다양한 수술 환경에 대한 모의 훈련을 진행하도록 하는 수술 시뮬레이션 시스템 및 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a surgical simulation system and an apparatus for performing simulation training on various surgical environments by reflecting conditions such as a posture change of a singer or a patient.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템은, 회전에 따라 자세가 변경되는 환자 모형 장치, 상기 환자 모형 장치 주위에서 위치를 변경하며 상기 환자 모형 장치에 수술 동작을 수행하는 수술 기구 장치, 및 상기 환자 모형 장치의 자세 변경을 제어하고 상기 수술 기구 장치의 위치 변경을 제어하며, 상기 환자 모형 장치의 자세나 상기 수술 기구 장치의 위치에 대한 정보를 표시하고, 사용자의 조종 동작에 대응하여 상기 수술 기구 장치의 수술 동작을 제어하는 수술 시뮬레이션 장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a surgical simulation system including a patient model device whose posture changes according to rotation, a surgical instrument device that changes a position around the patient model device, And controlling the change of the posture of the patient model device, controlling the change of the position of the surgical instrument device, displaying information on the posture of the patient model device and the position of the surgical instrument device, And a surgical simulation device for controlling a surgical operation of the surgical instrument device.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 상기 환자 모형 장치에 대응하는 가상 환자 모형을 표시하고, 상기 환자 모형 장치의 자세 변경에 대응하여 상기 가상 환자 모형의 자세를 변경하여 표시하는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system of the present invention, the surgical simulation apparatus displays a virtual patient model corresponding to the patient model apparatus, changes the posture of the virtual patient model in response to the posture change of the patient model apparatus, .

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 상기 환자 모형 장치의 자세를 연속적으로 변경시키는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system of the present invention, the surgical simulation apparatus continuously changes the posture of the patient model apparatus.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 기 설정된 복수의 자세 중에서 선택된 특정 자세로 상기 환자 모형 장치의 자세를 변경시키는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system of the present invention, the surgical simulation apparatus changes the posture of the patient model device to a specific posture selected from a plurality of predetermined postures.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 상기 수술 기구 장치에 대응하는 가상 수술 기구를 표시하고, 상기 수술 기구 장치의 위치 변경이나 수술 동작에 대응하여 상기 가상 수술 기구의 위치나 모습을 변경하여 표시하는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system according to the present invention, the surgical simulation apparatus may further include a virtual surgical instrument corresponding to the surgical instrument device, and the position and appearance of the virtual surgical instrument corresponding to the positional change or the surgical operation of the surgical instrument device Is displayed on the screen.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 상기 수술 기구 장치의 위치를 연속적으로 변경시키는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system of the present invention, the surgical simulation apparatus continuously changes the position of the surgical instrument apparatus.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 기 설정된 복수의 위치 중에서 선택된 위치로 상기 수술 기구 장치의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system of the present invention, the surgical simulation apparatus changes the position of the surgical instrument device to a selected one of a plurality of predetermined positions.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템에 있어서, 상기 수술 시뮬레이션 장치는, 상기 수술 기구 장치의 위치 변경에 대응하여 상기 사용자가 조종 동작을 수행하는 조종부의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 한다.In the surgical simulation system according to the present invention, the surgical simulation apparatus changes the position of the control unit, in which the user performs the steering operation, in response to the position change of the surgical instrument apparatus.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수술 시뮬레이션 장치는, 정보 송수신을 위한 통신부, 정보 표시를 위한 표시부, 조종 동작 입력을 위한 조종부, 및 회전에 따라 자세가 변경되는 환자 모형 장치의 자세 변경을 제어하는 정보를 상기 통신부를 통해 전송하고, 상기 환자 모형 장치 주위에서 위치를 변경하며 상기 환자 모형 장치에 수술 동작을 수행하는 수술 기구 장치의 위치 변경을 제어하는 정보를 상기 통신부를 통해 전송하며, 상기 환자 모형 장치의 자세나 상기 수술 기구 장치의 위치에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하고, 상기 조종부를 이용한 사용자의 조종 동작에 대응하여 상기 수술 기구 장치의 수술 동작을 제어하는 정보를 상기 통신부를 통해 전송하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a surgical simulation apparatus including a communication unit for transmitting / receiving information, a display unit for displaying information, a control unit for inputting a steering operation, Transmits information through the communication unit to change the position of the patient model device and to control the change of the position of the surgical instrument device that performs a surgical operation on the patient model device, Information indicating the posture of the patient model device or the position of the surgical instrument device is displayed on the display unit and information for controlling the surgical operation of the surgical instrument device in response to the user's manipulation using the manipulation portion is transmitted through the communication unit And a control unit for transmitting the control signal.

본 발명의 수술 시뮬레이션 시스템 및 장치에 따르면 환자의 자세가 변경되거나 술자의 수술 자세가 변경되는 등 실제 수술 상황에 맞는 다양한 조건을 경험하여 모의 수술 훈련을 진행하도록 함으로써, 훈련자의 수술 숙련도를 효과적으로 개선할 수 있다.According to the surgical simulation system and apparatus of the present invention, the simulated surgical training is performed by experiencing various conditions according to the actual surgical situation, such as changing the posture of the patient or changing the posture of the surgeon, .

특히 물리적인 환자 모형과 수술 기구를 구현하고 이들의 자세나 위치 변경를 시뮬레이션 장치에 반영하여 경험하도록 함으로써 실제 수술 상황과 유사한 모의 수술 훈련을 진행할 수 있다.Especially, it is possible to perform simulated surgical training similar to the actual surgical situation by implementing a physical patient model and a surgical instrument and reflecting the posture and position change of the patient model in the simulation apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시뮬레이션 시스템의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 환자 모형 장치의 자세가 변경되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 수술 기구 장치의 위치가 변경되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시뮬레이션 장치의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a surgical simulation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a surgical simulation system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which a posture of a patient model device is changed according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view illustrating a position of a surgical instrument according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
5 is a diagram illustrating a configuration of a surgical simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the term in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

본 발명은 수술 시뮬레이션을 진행하는 장치와 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.The present invention relates to an apparatus for performing a surgical simulation. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시뮬레이션 시스템의 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 환자 모형 장치의 자세가 변경되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 수술 기구 장치의 위치가 변경되는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a surgical simulation system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a surgical simulation system according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 4 is a view showing a state where a position of a surgical instrument device is changed according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 수술 시뮬레이션 시스템(100)은 환자 모형 장치(10), 수술 기구 장치(20) 및 수술 시뮬레이션 장치(30)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1 to 4, the surgical simulation system 100 of the present embodiment includes a patient model device 10, a surgical instrument device 20, and a surgical simulation device 30.

환자 모형 장치(10)는 수술의 대상이 되는 환부를 물리적으로 구성한 장치이다. 환자 모형 장치(10)는 실제 수술 상황시 시술을 위해 환자의 자세를 변경할 수 있는 것에 대응하여, 회전에 따라 환자 모형의 자세를 변경할 수 있다.The patient model device 10 is a device that physically constitutes the affected part to be operated. The patient model device 10 can change the posture of the patient model according to the rotation in response to the fact that the patient's posture can be changed for the operation in the actual operation situation.

환자 모형 장치(10)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 환자 모형의 자세 변경을 위한 제어 정보를 수신하고, 이에 대응하여 자세를 변경한 후 변경된 자세에 대한 정보를 수술 시뮬레이션 장치(30)로 제공한다.The patient model device 10 receives control information for changing the attitude of the patient model from the surgical simulation device 30, changes the attitude corresponding thereto, and provides information on the changed attitude to the surgical simulation device 30 .

이를 위해 환자 모형 장치(10)는 수술 시뮬레이션 장치(30)와의 정보 송수신을 위한 통신 인터페이스, 환자 모형의 자세 변경을 위한 동력을 발생시키는 구동 모터, 구동 모터의 동작을 제어하는 연산 유닛, 메모리, 프로그램 저장소 등을 포함한다.The patient model device 10 includes a communication interface for transmitting and receiving information to and from the surgical simulation device 30, a driving motor for generating power for changing the posture of the patient model, a calculation unit for controlling the operation of the driving motor, Storage, and the like.

이때 환자 모형 장치(10)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수신한 제어 정보에 따라 환자 모형의 자세를 연속적으로 변경할 수 있다.At this time, the patient model device 10 can continuously change the posture of the patient model according to the control information received from the operation simulation device 30. [

또한 환자 모형 장치(10)는 내부에 저장소에 기 설정된 복수의 자세에 대한 정보를 저장하고, 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 해당 복수의 자세 중에서 선택된 특정 자세로 변경할 것을 지시하는 제어 정보를 수신하면, 환자 모형의 자세를 선택된 특정 자세로 변경할 수도 있다.In addition, the patient model device 10 stores information on a plurality of postures predetermined in the reservoir therein, and upon receipt of control information instructing to change from a plurality of postures to a selected posture selected from the surgical simulation device 30, The posture of the patient model may be changed to the selected specific posture.

수술 기구 장치(20)는 환부에 수술 동작을 수행하는 환자 모형을 포함한 장치이다. 수술 기구 장치(20)는 환자 모형 자세(10)의 자세가 변경되거나 수술 대상이 되는 환부가 변경되는 등의 환경 변화에 대응하여, 환자 모형 장치(10)의 주위에서 위치를 변경하거나 수술 기구의 동작을 변경할 수 있다.The surgical instrument device 20 is a device including a patient model for performing a surgical operation on the affected part. The surgical instrument device 20 is adapted to change its position around the patient model device 10 in response to an environmental change such as a change in posture of the patient model posture 10, You can change the behavior.

수술 기구 장치(20)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 위치 변경을 위한 제어 정보를 수신하고, 이에 대응하여 환자 모형 장치(10) 주위에서 위치를 변경한 후 변경된 위치에 대한 정보를 수술 시뮬레이션 장치(30)로 제공한다.The surgical instrument apparatus 20 receives the control information for the position change from the surgical simulation apparatus 30 and changes the position around the patient model apparatus 10 in response to the control information, 30).

또한 수술 기구 장치(20)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수술 기구의 수술 동작에 대한 제어 정보를 수신하고, 이에 대응하여 환자 모형 장치(10)의 환자 모형에 대한 수술 동작을 수행한 후 수행 결과에 대한 정보를 수술 시뮬레이션 장치(30)로 제공한다.Also, the surgical instrument device 20 receives control information on the surgical operation of the surgical instrument from the surgical simulation device 30, performs a surgical operation on the patient model of the patient model device 10, To the surgical simulation apparatus 30. [0050]

이를 위해 수술 기구 장치(20)는 수술 시뮬레이션 장치(30)와의 정보 송수신을 위한 통신 인터페이스, 수술 기구 장치(20)의 위치 변경이나 수술 기구의 동작을 위한 동력을 발생시키는 구동 모터, 구동 모터의 동작을 제어하는 연산 유닛, 메모리, 프로그램 저장소 등을 포함한다.To this end, the surgical instrument device 20 includes a communication interface for transmitting / receiving information to / from the surgical simulation device 30, a driving motor for generating a power for changing the position of the surgical instrument device 20 or operating the surgical instrument, A memory, a program storage, and the like.

이때 수술 기구 장치(20)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수신한 제어 정보에 따라 수술 기구 장치(20)의 위치를 연속적으로 변경할 수 있다.At this time, the surgical instrument device 20 can continuously change the position of the surgical instrument device 20 in accordance with the control information received from the surgical simulation device 30.

또한 수술 기구 장치(20)는 내부에 저장소에 기 설정된 복수의 위치에 대한 정보를 저장하고, 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 해당 복수의 위치 중에서 선택된 특정 위치로 변경할 것을 지시하는 제어 정보를 수신하면, 수술 기구 장치(20)의 위치를 선택된 특정 위치로 변경할 수도 있다.Further, the surgical instrument device 20 stores information about a plurality of predetermined positions in the reservoir therein, and upon receipt of control information from the surgical simulation device 30 instructing to change from a plurality of positions to a selected specific position, The position of the surgical instrument device 20 may be changed to the selected specific position.

더하여 수술 기구 장치(20)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수술 동작에 대한 제어 정보를 수신하면, 수술 기구를 이용해 대응하는 수술 동작을 수행한다.In addition, when the surgical instrument device 20 receives the control information on the surgical operation from the surgical simulation device 30, it performs a corresponding surgical operation using the surgical instrument.

수술 시뮬레이션 장치(30)는 사용자가 모의 수술 훈련을 하는데 이용하는 장치이다. 수술 시뮬레이션 장치(30)는 환자 모형 장치(10)의 자세 변경을 제어하거나, 수술 기구 장치(20)의 위치를 변경을 제어하거나, 수술 기구 장치(20)의 수술 기구를 이용한 동작을 제어하는 역할을 한다.The surgical simulation device 30 is a device that a user uses to perform simulation surgery. The surgical simulation apparatus 30 controls the posture change of the patient model apparatus 10 or controls the change of the position of the surgical instrument apparatus 20 or the operation of the surgical instrument apparatus 20 using the surgical instrument .

수술 시뮬레이션 장치(30)는 이러한 제어 동작을 수행하기 위해, 환자 모형 장치(10) 및 수술 기구 장치(20)와의 정보 교환을 위한 통신 인터페이스, 모의 수술 상황을 시각적으로 표시하기 위한 화면, 수술 기구 동작 제어를 위해 사용자의 신체 움직임에 따른 조종 동작 신호를 입력받기 위한 조종부, 수술 시뮬레이션 장치(30)의 전반적인 동작을 제어하는 연산 유닛, 메모리, 프로그램 저장소 등을 포함한다. 이때 조종부는 사용자가 손을 이용해 파지하고 손동작이나 손가락의 운동 따라 움직이거나 신호를 입력할 수 있는 입력 장치의 일종이 될 수 있다.The surgical simulation apparatus 30 includes a communication interface for exchanging information with the patient model device 10 and the surgical instrument device 20 to perform such a control operation, a screen for visually displaying a simulated surgical situation, A manipulation unit for controlling the overall operation of the surgical simulation apparatus 30, a memory, a program storage, and the like. At this time, the control unit may be a kind of input device that allows the user to grasp by using his / her hand and move along with the movement of a hand or finger, or input a signal.

이러한 수술 시뮬레이션 장치(30)는 먼저 환자 모형 장치(10)에 대응하는 가상의 환자 모형을 화면에 시각적으로 표시한다. 그리고 사용자의 입력 신호에 따라 환자 모형 장치(10)로 자세의 변경을 제어하는 정보를 전송한다. 이후 수술 시뮬레이션 장치(30)가 환자 모형 장치(10)로부터 자세 변경 결과에 대한 정보를 수신하면, 이에 대응하여 화면에 표시된 가상 환자 모형의 자세를 변경해 표시함으로써 사용자가 변경된 자세를 확인하도록 한다.The surgical simulation apparatus 30 first visually displays a virtual patient model corresponding to the patient model apparatus 10 on the screen. And transmits information for controlling the change of the posture to the patient model device 10 according to the input signal of the user. When the operation simulation apparatus 30 receives the information on the result of the attitude change from the patient model apparatus 10, the attitude of the virtual patient model displayed on the screen is changed and displayed so that the user can confirm the changed attitude.

도 2에 도시된 바는 환자 모형 장치(10)와 수술 기구 장치(21, 22)를 나타내는데, 이때 수술 기구 장치(21, 22)는 환자 모형에 직접 수술 동작을 수행하는 수술 기구(23, 24)를 각각 포함한다.2 shows the patient model device 10 and the surgical instrument devices 21 and 22. The surgical instrument devices 21 and 22 are provided with surgical instruments 23 and 24 Respectively.

그리고 도 3에 도시된 바는 도 2에 도시된 상태에서 환자 모형 장치(10)의 자세가 변경되는 모습을 나타내는데, 환자 모형 장치(10)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수신한 제어 정보에 따라 일정 각도로 회전하여 자세를 변경하였다.3 shows a state in which the posture of the patient model device 10 is changed in the state shown in FIG. 2, wherein the patient model device 10 has a function of changing the posture of the patient model device 10 according to the control information received from the surgery simulation device 30. [ The posture was changed by rotating at an angle.

이 경우 수술 시뮬레이션 장치(30)는 환자 모형 장치(10)의 자세를 연속적으로 변경시킬 수 있으며, 예를 들어 조종부를 이용한 사용자의 동작에 따라 자세를 연속적으로 변경하다가 조종부를 이용한 사용자의 동작이 변화함에 따라 자세 변경을 중지하거나 다른 방향으로 연속적으로 회전하도록 제어할 수 있다.In this case, the surgery simulation apparatus 30 can continuously change the posture of the patient model device 10, and for example, the posture is continuously changed according to the user's operation using the control unit, and the operation of the user using the control unit changes It is possible to stop the posture change or to control the rotation to be continuously rotated in the other direction.

한편 수술 시뮬레이션 장치(30)는 기 설정된 복수의 자세 중에서 선택된 특정 자세로 환자 모형 장치(10)의 자세를 변경시킬 수 있으며, 예를 들어 조종부를 이용한 사용자의 동작이나 특정 버튼 등을 이용한 입력 신호에 따라 환자 모형 장치(10)가 기 설정된 특정 자세로 변경하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the operation simulation apparatus 30 may change the posture of the patient model device 10 to a specific posture selected from among a plurality of predetermined postures. For example, the operation simulation device 30 may change the posture of the patient model device 10, It is possible to control the patient model device 10 to change to the predetermined specific posture.

더하여 수술 시뮬레이션 장치(30)는 수술 기구 장치(20)의 대응하는 가상의 수술 기구를 화면에 시각적으로 표시한다. 그리고 사용자의 입력 신호에 따라 환자 모형 장치(10)로 위치의 변경을 제어하는 정보를 전송하거나 수술 동작을 제어하는 정보를 전송한다. 이후 수술 시뮬레이션 장치(30)가 수술 기구 장치(20)로부터 위치 변경 결과에 대한 정보 또는 수술 기구의 동작에 대한 정보를 수신하면, 이에 대응하여 화면에 표시된 가상 수술 기구의 위치를 변경해 표시하거나 가상 수술 기구의 모습을 변경하여 표시함으로써 사용자가 변경된 위치나 수술 동작을 확인하도록 한다.In addition, the surgical simulation device 30 visually displays a corresponding virtual surgical instrument of the surgical instrument device 20 on the screen. And transmits information for controlling the change of position to the patient model device 10 or controls the operation of the operation according to the input signal of the user. When the surgical simulation apparatus 30 receives the information on the result of the position change or the information on the operation of the surgical instrument from the surgical instrument apparatus 20, the position of the virtual surgical instrument displayed on the screen is changed and displayed, By changing the appearance of the device, the user can confirm the changed position or operation.

그리고 도 4에 도시된 바는 도 2에 도시된 상태에서 수술 기구 장치(22)의 위치가 변경되는 모습을 나타내는데, 수술 기구 장치(22)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수신한 제어 정보에 따라 평면 상에 위치를 이동하였다. 또한 수술 기구 장치(22)에 구비된 수술 기구(24)는 수술 시뮬레이션 장치(30)로부터 수신한 수술 동작 제어 신호에 따라 동작하여 수술을 진행한다.4 shows a state in which the position of the surgical instrument device 22 is changed in the state shown in FIG. 2, where the surgical instrument device 22 is moved in accordance with the control information received from the surgical simulation device 30 The position was shifted on the plane. The surgical instrument 24 provided in the surgical instrument apparatus 22 operates according to the surgical operation control signal received from the surgical simulation apparatus 30 and proceeds with the operation.

이 경우 수술 시뮬레이션 장치(30)는 수술 기구 장치(20)의 위치를 연속적으로 변경시킬 수 있으며, 예를 들어 조종부를 이용한 사용자의 동작에 따라 위치를 연속적으로 변경하다가 조종부를 이용한 사용자의 동작이 변화함에 따라 위치 변경을 중지하거나 다른 방향으로 연속적으로 이동하도록 제어할 수 있다.In this case, the surgical simulation apparatus 30 can continuously change the position of the surgical instrument device 20. For example, the operation simulation apparatus 30 continuously changes the position according to the operation of the user using the control unit, It is possible to stop the changing of the position or control the moving in the other direction continuously.

한편 수술 시뮬레이션 장치(30)는 기 설정된 복수의 위치 중에서 선택된 특정 위치로 수술 기구 장치(10)의 위치를 변경시킬 수 있으며, 예를 들어 조종부를 이용한 사용자의 동작이나 특정 버튼 등을 이용한 입력 신호에 따라 수술 기구 장치(20)가 기 설정된 특정 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the surgical simulation apparatus 30 may change the position of the surgical instrument 10 to a specific position selected from a plurality of predetermined positions. For example, the operation simulation apparatus 30 may change the position of the surgical instrument 10, It is possible to control the surgical instrument device 20 to move to a predetermined position.

또한 수술 시뮬레이션 장치(30)는 수술 기구 장치(20)의 위치 변경에 대응하여 사용자가 조종 동작을 수행하는 조종부의 위치를 변경할 수 있다. 이를 통해 사용자는 실제 수술 상황에서 수술 기구의 위치는 변경한 것과 같은 경험을 할 수 있다.In addition, the surgical simulation apparatus 30 can change the position of the control unit, in which the user performs the control operation, in response to the change of the position of the surgical instrument apparatus 20. [ This allows the user to experience the same experience as changing the position of the surgical instrument in a real surgical situation.

본 발명에 따라 수술 시뮬레이션 환경을 제공하는 수술 시뮬레이션 장치(30)의 구성 및 기능에 대해서는 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.The configuration and function of the surgical simulation apparatus 30 for providing a surgical simulation environment according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시뮬레이션 장치의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of a surgical simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 수술 시뮬레이션 장치(30)는 통신부(31), 표시부(32), 조종부(33) 및 제어부(34)를 포함한다.5, the surgical simulation apparatus 30 includes a communication unit 31, a display unit 32, a control unit 33, and a control unit 34. [

통신부(31)는 정보 송수신을 위한 구성으로서 통신 방식에 대응하는 통신 인터페이스를 구비한다. 통신부(31)는 제어부(34)의 제어에 따라 환자 모형 장치(10) 및 수술 기구 장치(20)와 정보를 송수신 한다.The communication unit 31 has a communication interface corresponding to the communication system as a configuration for transmitting and receiving information. The communication unit 31 transmits and receives information to and from the patient model device 10 and the surgical instrument device 20 under the control of the control unit 34. [

표시부(32)는 정보 표시를 위한 구성으로 정보를 표시하여 사용자가 시각을 이용해 인식하도록 하는 화면을 포함한다.The display unit 32 includes a screen for displaying information in a configuration for information display so that the user can recognize it by using the time.

조종부(33)는 사용자의 조종 동작에 대응하는 입력 신호를 제어부(34)로 전달하는 역할을 하는 입력 장치의 일종이다. 조종부(33)는 사용자가 손을 이용해 파지하고 손동작이나 손가락의 운동 따라 움직이거나 신호를 입력할 수 있다.The control unit 33 is a type of an input device that transmits an input signal corresponding to a user's steering operation to the control unit 34. [ The control unit 33 allows the user to grasp using the hand and move along with the movement of the hand or finger, or input a signal.

제어부(34)는 통신부(31), 표시부(32) 및 조종부(33)를 포함하는 수술 시뮬레이션 장치(30)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 하며 이를 위한 연산 유닛, 메모리, 프로그램 저장소 등을 포함한다.The control unit 34 controls the operation of the surgical simulation apparatus 30 including the communication unit 31, the display unit 32 and the control unit 33. The control unit 34 includes a calculation unit, a memory, a program storage, .

제어부(34)는 먼저 환자 모형 장치(10)에 대응하는 가상의 환자 모형을 표시부(32)의 화면에 시각적으로 표시한다. 그리고 제어부(34)는 조종부(33) 또는 별도의 입력 장치를 이용한 입력 신호에 따라 환자 모형 장치의 자세 변경을 제어하는 정보를 통신부(31)를 통해 전송하여, 환자 모형 장치가 회전에 의해 자세를 변경하도록 한다.The control unit 34 first visually displays a virtual patient model corresponding to the patient model device 10 on the screen of the display unit 32. [ The control unit 34 transmits information for controlling the attitude change of the patient model device through the communication unit 31 in accordance with the input signal using the control unit 33 or a separate input device, .

이후 제어부(34)가 통신부(31)를 통해 환자 모형 장치로부터 자세 변경 결과에 대한 정보를 수신하면, 표시부(32)의 화면에 가상 환자 모형의 자세를 변경해 표시한다.When the control unit 34 receives the information on the posture change result from the patient model device through the communication unit 31, the posture of the virtual patient model is displayed on the screen of the display unit 32 and displayed.

이 경우 제어부(34)는 환자 모형 장치의 자세를 연속적으로 변경하도록 제어 정보를 전송할 수 있으며, 예를 들어 조종부(33)를 이용한 사용자의 동작에 따라 자세를 연속적으로 변경하다가 조종부(33)를 이용한 사용자의 동작이 변화함에 따라 자세 변경을 중지하거나 다른 방향으로 연속적으로 회전하도록 제어할 수 있다.In this case, the control unit 34 may transmit the control information to continuously change the posture of the patient model device. For example, the control unit 34 continuously changes the posture according to the operation of the user using the control unit 33, It is possible to stop the posture change or to continuously rotate in the other direction.

또한 제어부(34)는 기 설정된 복수의 자세 중에서 선택된 특정 자세로 환자 모형 장치의 자세가 변경하도록 제어 정보를 전송할 수 있으며, 예를 들어 조종부(33)를 이용한 사용자의 동작이나 특정 버튼 등을 이용한 입력 신호에 따라 환자 모형 장치가 기 설정된 특정 자세로 변경하도록 제어할 수 있다.Further, the control unit 34 may transmit the control information so that the posture of the patient model device is changed to a specific posture selected from among a plurality of predetermined postures. For example, the control unit 34 may use the operation of the user using the control unit 33, It is possible to control the patient model device to change to a predetermined specific posture according to the input signal.

더하여 제어부(34)는 수술 기구 장치의 대응하는 가상의 수술 기구를 표시부(32)의 화면 상의 가상 환자 모형 주변에 시각적으로 표시한다. 그리고 제어부(34)는 조종부(33) 또는 별도의 입력 장치를 이용한 입력 신호에 따라 수술 기구 장치의 위치 변경을 제어하는 정보를 통신부(31)를 통해 전송하여, 수술 기구 장치가 위치를 이용하도록 한다.In addition, the control unit 34 visually displays a corresponding virtual surgical instrument of the surgical instrument device in the vicinity of the virtual patient model on the screen of the display unit 32. The control unit 34 transmits information for controlling the change of the position of the surgical instrument device through the communication unit 31 in accordance with the input signal using the control unit 33 or a separate input device so that the surgical instrument apparatus uses the position do.

이후 제어부(34)가 통신부(31)를 통해 수술 기구 장치로부터 위치 이동 결과에 대한 정보를 수신하면, 표시부(32)의 화면에서 가상 수술 기구의 위치를 변경해 표시한다.Thereafter, when the control unit 34 receives the information on the position shift result from the surgical instrument apparatus through the communication unit 31, the position of the virtual surgical instrument is changed and displayed on the screen of the display unit 32. [

이 경우 제어부(34)는 수술 기구 장치의 위치가 연속적으로 변경하도록 제어 정보를 전송할 수 있으며, 예를 들어 조종부(33)를 이용한 사용자의 동작에 따라 위치를 연속적으로 변경하다가 조종부(33)를 이용한 사용자의 동작이 변화함에 따라 위치 변경을 중지하거나 다른 방향으로 연속적으로 이동하도록 제어할 수 있다.In this case, the control unit 34 can transmit the control information so that the position of the surgical instrument apparatus is continuously changed. For example, the control unit 34 continuously changes the position according to the operation of the user using the control unit 33, It is possible to stop the position change or to continuously move in the other direction.

또한 제어부(34)는 기 설정된 복수의 위치 중에서 선택된 특정 위치로 수술 기구 장치가 위치를 이동하도록 제어 정보를 전송할 수 있으며, 예를 들어 조종부(33)를 이용한 사용자의 동작이나 특정 버튼 등을 이용한 입력 신호에 따라 수술 기구 장치가 기 설정된 특정 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.Further, the control unit 34 may transmit control information to move the surgical instrument device to a specific position selected from a plurality of preset positions. For example, the control unit 34 may control the operation of the user using the control unit 33, It is possible to control the surgical instrument device to move to a predetermined specific position according to the input signal.

한편 제어부(34)는 수술 기구 장치의 위치 변경에 대응하여 사용자가 조종 동작을 수행하는 조종부(33)의 위치를 변경할 수 있다. 이를 통해 사용자는 실제 수술 상황에서 수술 기구의 위치는 변경한 것과 같은 경험을 할 수 있다.On the other hand, the control unit 34 can change the position of the control unit 33 that the user performs the steering operation in response to the change of the position of the surgical instrument apparatus. This allows the user to experience the same experience as changing the position of the surgical instrument in a real surgical situation.

그리고 제어부(34)는 조종부(33)를 통해 입력된 사용자의 조종 동작에 대응하여 통신부(31)를 통해 수술 기구 장치로 수술 동작을 제어하는 제어 정보를 전송한다. 이후 통신부(31)를 통해 수술 기구 장치로부터 수술 동작 결과에 대한 정보를 수신하면, 표시부(32)의 화면에서 가상 수술 기구의 모습을 변경해 표시한다.The control unit 34 transmits control information for controlling the surgical operation to the surgical instrument device through the communication unit 31 in response to the manipulation operation of the user input through the manipulation unit 33. When the information on the operation result is received from the surgical instrument device through the communication unit 31, the state of the virtual surgical instrument is changed on the screen of the display unit 32 and displayed.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.It should be noted that the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein. Furthermore, although specific terms are used in this specification and the drawings, they are used in a generic sense only to facilitate the description of the invention and to facilitate understanding of the invention, and are not intended to limit the scope of the invention.

10: 환자 모형 장치 20, 21, 22: 수술 기구 장치
23, 24: 수술 기구 30: 수술 시뮬레이션 장치
31: 통신부 32: 표시부
33: 조종부 34: 제어부
100: 수술 시뮬레이션 시스템10: Patient model device 20, 21, 22: Surgical instrument device
23, 24: Surgical instrument 30: Surgical simulation device
31: communication unit 32:
33: steering unit 34:
100: Surgical Simulation System

Claims (9)

회전에 따라 자세가 변경되는 환자 모형 장치;
상기 환자 모형 장치 주위에서 위치를 변경하며 상기 환자 모형 장치에 수술 동작을 수행하는 수술 기구 장치;
상기 환자 모형 장치의 자세 변경을 제어하고 상기 수술 기구 장치의 위치 변경을 제어하며, 상기 환자 모형 장치의 자세나 상기 수술 기구 장치의 위치에 대한 정보를 표시하고, 사용자의 조종 동작에 대응하여 상기 수술 기구 장치의 수술 동작을 제어하는 수술 시뮬레이션 장치;
를 포함하는 수술 시뮬레이션 시스템.A patient model device whose posture changes with rotation;
A surgical instrument device for changing a position around the patient model device and performing a surgical operation on the patient model device;
Wherein the control unit controls the posture change of the patient model device, controls the change of the position of the surgical instrument device, displays information on the posture of the patient model device and the position of the surgical instrument device, A surgical simulation device for controlling the operation of the instrument device;
The surgical simulation system comprising: 제1항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
상기 환자 모형 장치에 대응하는 가상 환자 모형을 표시하고, 상기 환자 모형 장치의 자세 변경에 대응하여 상기 가상 환자 모형의 자세를 변경하여 표시하는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The surgical simulation apparatus includes:
A virtual patient model corresponding to the patient model device is displayed and the posture of the virtual patient model is changed corresponding to the posture change of the patient model device and displayed. 제1항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
상기 환자 모형 장치의 자세를 연속적으로 변경시키는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The surgical simulation apparatus includes:
Wherein the posture of the patient model device is continuously changed. 제1항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
기 설정된 복수의 자세 중에서 선택된 특정 자세로 상기 환자 모형 장치의 자세를 변경시키는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The surgical simulation apparatus includes:
Wherein the posture of the patient model device is changed to a specific posture selected from a plurality of predetermined postures. 제1항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
상기 수술 기구 장치에 대응하는 가상 수술 기구를 표시하고, 상기 수술 기구 장치의 위치 변경이나 수술 동작에 대응하여 상기 가상 수술 기구의 위치나 모습을 변경하여 표시하는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The surgical simulation apparatus includes:
Wherein a virtual surgical instrument corresponding to the surgical instrument device is displayed and the position or the shape of the virtual surgical instrument is changed and displayed in response to a position change or a surgical operation of the surgical instrument device. 제5항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
상기 수술 기구 장치의 위치를 연속적으로 변경시키는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.6. The method of claim 5,
The surgical simulation apparatus includes:
Wherein the position of the surgical instrument device is continuously changed. 제5항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
기 설정된 복수의 위치 중에서 선택된 위치로 상기 수술 기구 장치의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.6. The method of claim 5,
The surgical simulation apparatus includes:
And the position of the surgical instrument device is changed to a selected position among a plurality of preset positions. 제1항에 있어서,
상기 수술 시뮬레이션 장치는,
상기 수술 기구 장치의 위치 변경에 대응하여 상기 사용자가 조종 동작을 수행하는 조종부의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 하는 수술 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
The surgical simulation apparatus includes:
Wherein the control unit changes the position of the control unit that the user performs the control operation in response to the change of the position of the surgical instrument unit. 정보 송수신을 위한 통신부;
정보 표시를 위한 표시부;
조종 동작 입력을 위한 조종부;
회전에 따라 자세가 변경되는 환자 모형 장치의 자세 변경을 제어하는 정보를 상기 통신부를 통해 전송하고, 상기 환자 모형 장치 주위에서 위치를 변경하며 상기 환자 모형 장치에 수술 동작을 수행하는 수술 기구 장치의 위치 변경을 제어하는 정보를 상기 통신부를 통해 전송하며, 상기 환자 모형 장치의 자세나 상기 수술 기구 장치의 위치에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하고, 상기 조종부를 이용한 사용자의 조종 동작에 대응하여 상기 수술 기구 장치의 수술 동작을 제어하는 정보를 상기 통신부를 통해 전송하는 제어부;
를 포함하는 수술 시뮬레이션 장치.A communication unit for transmitting and receiving information;
A display unit for displaying information;
A steering unit for steering operation input;
A position of a surgical instrument device for performing a surgical operation on the patient model device by changing the position around the patient model device and transmitting information for controlling the posture change of the patient model device, Wherein the control unit displays information on the posture of the patient model device or the position of the surgical instrument device on the display unit and controls the operation unit A controller for transmitting information for controlling a surgical operation of the apparatus through the communication unit;
A surgical simulation device.
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