KR20210018829A

KR20210018829A - 로봇 수술 시스템을 위한 마스터 제어기 조립체 및 방법

Info

Publication number: KR20210018829A
Application number: KR1020207035447A
Authority: KR
Inventors: 마시밀리아노 시미; 쥬세페 마리아 프리스코
Original assignee: 메디컬 마이크로인스트러먼츠 에스.피.에이.
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2021-02-18
Also published as: US12059226B2; CN112423693A; IT201800005468A1; WO2019220408A1; JP2021524291A; CA3100266A1; AU2019270648A1; BR112020023408A2; JP7501909B2; US20210196417A1; EP3793466A1; BR112020023408A8

Abstract

로봇 수술 시스템을 위한 마스터 제어기 조립체(202)는 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218) 내에 놓이는 그립 자유도 모션을 제공할 수 있는 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(203), 및 제어 유닛(205)을 더 포함하고, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 적어도 휴대용 핸드-헬드 마스터 입력 도구(206)를 포함하고, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결되고; 상기 마스터 입력 도구(206)는 마스터 도구 본체(209)를 포함하고; 상기 마스터 도구 본체(209)는 의사의 손가락들(211, 212)에 의해 핸드-헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함하고; 상기 마스터 입력 도구(206)는 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)로부터 기계적으로 구속되지 않고, 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 볼록한 표면이고, 상기 마스터 입력 도구(206)는 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)를 포함하고; 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는 동작 부분(214)을 포함하고 동작 부분(214)은 의사의 손가락들(211, 212)을 향하기에 적합한 적어도 하나의 동작 표면(215)을 포함하고; 상기 동작 부분(214)은 상기 수동 커맨드에 의해 동작가능하고, 상기 수동 커맨드는 동작 표면(214)의 임의의 포인트에서 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이고; 상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스(217)의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하고, 상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 그립 모션이 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 방식으로, 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 검출하는 적어도 하나의 감지 조립체(222)를 포함한다.

Description

로봇 수술 시스템을 위한 마스터 제어기 조립체 및 방법

[0001] 본 발명의 분야

[0002] 본 발명의 목적은 로봇 수술 시스템을 위한 마스터 제어기 조립체이다.

[0003] 본 발명은 또한 로봇 수술 시스템과 관련된다.

[0004] 본 발명은 또한 로봇 수술 시스템을 제어하는 방법과 관련된다.

[0005] 배경

[0006] 마스터 인터페이스 및 슬레이브 수술 도구를 포함하는 로봇 수술 조립체들은 일반적으로 본 분야에 공지되어 있다. 구체적으로, 공지된 타입의 로봇 수술 조립체들은, 예를 들어, 문헌 US-5876325에 나타난 바와 같이, 슬레이브 수술 엔드-이펙터의 모션을 제어할 수 있는 마스터 제어 스테이션을 포함한다. 이 문헌은, 마스터 제어 스테이션에 고정적으로 구속된 빔에 현수된 비-휴대용 로봇 현수 관절형 부속장치들을 개시하며, 여기서 상기 부속장치들은 환자 몸에 대해 수술하는 슬레이브 수술 엔드-이펙터를 제어하기 위한 마스터 도구들을 포함한다.

[0007] 유사한 비-휴대용 로봇 홀딩 마스터 도구 해법들이 예를 들어, 문헌들 US-6424885 및 US-6594552에 나타나고, 여기서 슬레이브 수술 엔드-이펙터를 제어하는 마스터 도구로서 작용하는 마스터 제어 스테이션의 부속장치는 마스터 제어 스테이션에 견고하게 구속된 부속장치 본체를 포함한다. 슬레이브 엔드-이펙터로의 모션의 송신은 마스터 제어 스테이션의 부속장치 본체를 다양한 공간 방향들로 촉구함으로써 유도된 기계적 응력의 검출에 기초한다. 이러한 부속장치 본체는 한 쌍의 대향 핀들과 연관될 수 있으며, 상기 핀들 각각은 슬레이브 엔드-이펙터의 그립 자유도를 활성화하기 위해 의도된 수동 커맨드를 수신하기에 적합한 캔틸레버형 핀들을 형성하는 그러한 방식으로, 부속장치 본체에 대한 그 단부들 중 하나 상에 구속된다.

[0008] 그러나, 상기 설명된 유형들의 비-휴대용, 로봇 현수 또는 로봇 홀딩 마스터 도구 해법들은 일부 결함들을 나타낸다. 로봇 수술 조립체의 마스터 제어 스테이션에 기계적으로 구속된 이러한 제어 부속장치의 제공은 수술 동안 의사의 자연스러운 모션 자유를 제한하고, 마스터 제어 스테이션 및 특히 그에 부착된 제어 부속장치가 쉽게 도달가능한 미리 규정된 위치에서 의사가 수술하도록 강제한다. 의사에 대한 이러한 불편함은, 예를 들어, 이러한 부속장치의 지면(soil)으로부터의 높이의 관점에서 수술 동안 위치를 실시간 조정하는 것을 불능으로 인해 여전히 강화된다. 이는, 의사가 수술 동안 부적절한 피곤함을 느끼게 하고 조기에 집중력을 상실하게 한다.

[0009] 또한, 이러한 알려진 해법들은 수술실 내에 엄청난 체적 방해물을 가지며 이와 동시에 관절형 부속장치는 최소의 모션 범위를 가질 수 있다. 추가적으로, 의사는, 통상적으로 수술실의 멸균 영역 외부의 미리 결정된 고정 위치에 배치되는 몰입형 마스터 콘솔 내에 체류하도록 강제된다. 추가로, 이러한 마스터 부속장치는 함께 조립된 여러 기계적 부품들 및 구성요소들로 제조되어, 높은 제조 시간 및 비용을 초래한다.

[0010] 종종, 의사들은 환자의 몸에 대해 직접 수술하기에 적합한 수술 도구들을 적절하게 다루도록 수년 동안 트레이닝되었다. 수술 도구들은 일반적으로 휴대용 도구들이며, 의사에 의해 조작되고 핸드-헬드에 적합한 도구 핸들을 포함하며, 상기 핸들은 환자 몸에 대한 수술에 적합한 도구 팁(tip)에 기계적으로 직접 연결되어 있다. 전통적인 안과 외과 수술 도구들의 일부 예들은 문헌들 US-5634918 및 WO-2012-064361에 나타난다. 이러한 전통적인 수술 도구들은 도구 팁이 환자 몸에 터치하지 않은 때를 의사가 확실히 알 수 있게 하고, 이러한 방식으로 의사가 (즉, 환자 몸에 액션들을 송신하지 않고) 도구 핸들의 종축을 중심으로 손가락들 사이에서 도구 핸들을 안전하게 롤링하도록 허용하고, 오히려, 예를 들어, 수술 동안 손 근육들을 완화시키고 근육 경련을 방지하기 위해 유용한 제스처 응력 감소가 의사들 사이에서 통상적으로 필요하다. 또한, 종축을 중심으로 손가락들 사이에서 도구 핸들을 롤링하는 것은 의사 손목 관절에 의해 구동되지 않는 모션의 적어도 하나의 자유도를 추가할 수 있게 한다.

[0011] 그 대신, 로봇 미세 수술은 의사가 환자 몸에 대해 수술하는 연관된 슬레이브 엔드-이펙터의 모션을 제어하기 위해 마스터 도구들을 사용하도록 강제하고, 통상적으로 상기 마스터 도구들은 수술 동안 의사의 편안함을 제한하고 종종 슬레이브 엔드-이펙터를 제어하기 위해 마스터 도구를 적절히 사용하기 위한 추가적인 트레이닝 기간을 의사에게 강제한다. 마스터 도구의 형상 및 기능들이 전통적인 수술 도구와 상이한 경우 추가적인 트레이닝 기간이 더욱 연장될 수 있다.

[0012] 예를 들어, 문헌 US-8996173에 개시된 바와 같이 웨어러블 마스터 도구가 제공되었으며, 여기서 한 쌍의 링들은 의사의 손가락에 맞도록 설계되고 로봇 슬레이브 조립체에 연결된다. 의사의 손가락에 대한 코드화된 제스처 세트는 환자 몸에 대해 미리 규정된 슬레이브 엔드-이펙터 액션을 동작을 트리거한다. 분명히, 이러한 해법은 의도하지 않은 커맨드들을 슬레이브 엔드-이펙터로 송신하는 것을 회피하기 위해 이러한 웨어러블 마스터 링들을 적절하게 관리하기 위해 의사에게 매우 긴 트레이닝을 요구한다. 환자의 안전 이유로 슬레이브로의 의도하지 않은 커맨드 송신은 회피되어야 한다.

[0013] 전술된 공지된 해법의 결함들을 극복하고 대부분의 의사들에게 친숙한 형상을 갖는 핸드-헬드 조작기(manipulandum)(즉, 라틴어 "조작될 어떠한 것(something to be manipulated)"에 유래함) 마스터 도구를 제공하기 위해, 동일한 출원인의 문헌들 WO-2017-064303 및 WO-2017-064306은 전통적인 수술 트위저(tweezer)들의 외관을 실질적으로 복제한 마스터 도구 디바이스를 나타낸다. 이러한 마스터 도구 디바이스는 트위저와 같은 마스터 입력 디바이스를 형성하기 위해 그 단부들 중 하나에서 함께 용접된 한 쌍의 유연한 금속 스트립들을 포함한다. 적절하게 위치된 센서들은 자기 패드가 트위저들의 모션을 추적하고 트위저들이 근접할 때를 검출하고 검출된 모션을 슬레이브 수술 엔드-이펙터에 송신하는 것을 돕는다.

[0014] 수술 동안 의사의 편안함을 향상시키는데 만족스럽지만, 이러한 해법의 유형은 단점들에 취약하다. 특히, 트위저와 같은 디바이스를 형성하는 이러한 유연한 금속 스트립들은 금속 스트립들의 자유 단부 상에 배치된 센서들의 비선형 모션을 강제하고, 따라서 일종의 물체 움켜쥠을 모방하기 위해 수동으로 유도된 트위저 근접 모션의 검출은 종종 측정 불확실성 및 낮은 감지 분해능을 초래한다. 그 탄성 굽힘 동안 각각의 금속 스트립에서 발생하는 기계적 진동들은 추적 패드에 의해 검출된 잡음을 발생시킨다. 이는, 심지어 수술 후 환자 신체에 심각한 합병증을 유발할 수 있는 슬레이브 엔드-이펙터의 불만족스러운 모션 반응을 초래할 수 있다. 또한, 추적 패드는 패드의 일측에서만 추적 자기장을 발생시키는데 적합하여, 의사가, 모션이 추적될 수 없는 패드의 뒷면 상에서 조작기 핸드-헬드 마스터 도구를 이동시키지 않도록 강제하며, 따라서 커맨드 신호는 엔드-이펙터에 송신될 수 없다.

[0015] 또한, 문헌들 WO-2014-151621 및 US-2015-038981은 수술장의 다양한 위치들에서 이동하면서 의사에 의해 조작가능한 휴대용 핸드-헬드 마스터 입력 도구를 개시한다. 이러한 해법은 휴대용 핸드-헬드 마스터 도구 본체로부터 캔틸레버형으로 돌출하는 적절히 설계된 공들의 비디오 카메라 추적을 활용한다. 즉, 마스터 도구 상에 장착된 3개의 비대칭 공들의 세트는 로봇에 제공된 카메라 장치에 의해 추적되어, 커맨드 신호를 슬레이브 수술 엔드-이펙터에 송신하기 위한 목적으로 마스터 입력 도구의 포지션 및 배향을 결정할 수 있다. 휴대용 핸드-헬드 제어기들의 다른 예들은 문헌들 WO-2018-107062 및 WO-2016-171757에 개시되어 있다. 이러한 해법들 둘 모두는 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기 위해 모터를 호스팅하는 제어기의 본체 내부에 내부 환형 챔버를 포함한다.

[0016] 뷰의 일부 포인트들 하에서 만족스럽지만, 이러한 해법들은 단점들에 취약하다. 시각 큐(cue) 기반 추적 시스템은 의사가 수술장의 다양한 위치들에서 이동하면서 수술하도록 허용하기 때문에, 동시에 로봇이 강력한 제어 시스템을 갖도록 강제하고 슬레이브 엔드-이펙터에 모션의 송신에 대한 원하지 않는 지연을 초래할 수 있어서 수술에 불편함을 초래한다. 또한, 이러한 해법은 전통적인 수술 도구의 형상을 복제하지 못하여, 의사에게 익숙하지 않고, 의사에 대한 전용 트레이닝 기간들을 연장시킨다.

[0017] 종래 기술을 참조하여 인용된 단점들을 극복할 수 있는 로봇 수술에 대한 마스터 입력 도구 해법을 제공할 필요성이 느껴진다.

[0018] 의사의 편안함을 개선하기에 적합하고 이와 동시에 높은 감지 정확도를 제공할 수 있는 로봇 수술을 위한 마스터 입력 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.

[0019] 수술 트레이닝의 길이를 최소로 감소시킬 수 있는 로봇 수술에 대한 마스터 입력 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.

[0020] 손가락 이동성으로 조작가능하여 의사의 손목에 의해 이동될 필요성을 제거하는 로봇 수술을 위한 핸드-헬드 마스터 입력 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.

[0021] 로봇 수술이 멸균되어 의사가 환자 몸 옆에서 수술하도록 허용하기 위한 핸드-헬드 마스터 입력 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.

[0022] 슬레이브 엔드-이펙터로의 원하지 않는 커맨드 신호의 송신을 회피하기에 적합한 로봇 수술에 대한 마스터 입력 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.

[0023] 마스터 제어 스테이션 또는 슬레이브 로봇에 대한 기계적 제약이 없는 로봇 수술에 대한 마스터 입력 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.

[0024] 해법

[0025] 종래 기술을 참조하여 언급된 단점들을 극복하는 것이 본 발명의 범위이다.

[0026] 이러한 범위 및 다른 범위들은 청구항 제1 항에 따른 마스터 제어기 조립체, 청구항 제14 항에 따른 로봇 수술 시스템뿐만 아니라, 청구항 제17 항에 따른 방법에 의해 달성된다.

[0027] 일부 바람직한 실시예들은 종속항들의 요지이다.

[0028] 본 발명의 양상에 따르면, 로봇 수술 시스템을 위한 마스터 제어기 조립체는 적어도 휴대용 핸드-헬드 마스터 입력 도구 및 적어도 하나의 감지 조립체를 포함한다. 마스터 입력 도구는 도구 종축을 규정하는 마스터 도구 본체 및 그립 커맨드 검출기 디바이스를 포함한다. 상기 마스터 도구 본체는 의사의 손가락들에 의해 핸드-헬드되도록 설계되고 볼록한 표면인 적어도 하나의 조작기 표면을 포함하여, 상기 마스터 도구 본체는 도구 종축을 중심으로 의사의 손가락들 사이에서 롤링될 수 있다. 상기 마스터 입력 도구는, 상기 마스터 도구 본체가 의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 스핀가능하도록 상기 슬레이브 로봇 조립체로부터 기계적으로 구속되지 않는다.

[0029] 마스터 입력 도구의 그립 커맨드 검출기 디바이스는 상기 수동 커맨드를 검출하고, 상기 수동 커맨드는 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스의 그립 자유도 모션을 작동시키도록 의도되고, 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스는 도구 종축을 둘러싼 동작 부분을 포함하고, 상기 동작 부분은 도구 종축 반대쪽을 향하고 의사의 손가락들을 향하기에 적합한 적어도 하나의 동작 표면을 포함하고, 상기 동작 부분은 상기 수동 커맨드에 의해 동작가능하고, 상기 수동 커맨드는 동작 표면의 임의의 포인트에서 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션이다.

[0030] 마스터 제어기 조립체의 적어도 하나의 감지 조립체는, 상기 동작 표면의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션이 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션을 결정하여 상기 수술 그립 디바이스의 상기 쌍을 이룬 그립 모션이 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면에 놓이는 방식으로, 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션을 검출한다.

[0031] 제안된 해법들로 인해, 그립 커맨드 액션을 슬레이브 수술 기구에 송신하는 동안 마스터 및 슬레이브의 배향은 디커플링될 수 있다.

[0032] 그립 커맨드는 마스터 조립체의 마스터 도구 본체에 제공된 슬롯들에 수용되는 2개의 센서들의 선형 변위로서 감지 조립체에 의해 검출될 수 있다.

[0033] 제안된 해법들로 인해, 특히 로봇 보조 눈 수술에 적합한 마스터 제어기 조립체가 제공된다.

[0034] 도면들
[0035] 본 발명의 추가적인 특성들 및 이점들은 아래에 보고된 바람직한 실시예들의 설명으로부터 나타날 것이고, 이는 제한적으로 의도되지 않고 예들로서 주어지며, 첨부된 도면들을 참조한다.
[0036] 도 1 및 도 2는 일부 실시예들에 따른 로봇 수술 시스템의 사시도들이다.
[0037] 도 2bis는 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체를 도시하는 사시도이다.
[0038] 도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체 및 슬레이브 수술 그립 디바이스를 도시하는 사시도의 스케치들이다.
[0039] 도 5, 도 6 및 도 7은 일부 실시예들에 따른 의사 손에 의해 핸드-헬드된 마스터 제어기 조립체의 사시도들이다.
[0040] 도 8 및 도 9은 일부 실시예들에 따른 감지 조립체가 분리된 조각들로서 도시된 마스터 제어기 조립체의 사시도들이다.
[0041] 도 10은 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체의 분해 사시도이다.
[0042] 도 11은 일 실시예에 따른 마스터 도구 본체의 사시도이다.
[0043] 도 12, 도 13, 도 14 및 도 15는 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스를 도시하는 도 6에서 화살표들 XII-XII-XII-XII에 의해 표시된 바와 같이 반경 커팅 평면을 따라 실현된 단면들이다.
[0044] 도 16 및 도 17은 일부 실시예들에 따른 로봇 수술 조립체의 블록도들이다.
[0045] 도 18은 방사상으로 지향된 압력 액션이 적용될 때, 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체를 도시하는, 도 6의 화살표들 XII-XII-XII-XII에 의해 표시된 바와 같은 반경 커팅 평면을 따라 실현된 단면이다.
[0046] 도 19는 어떠한 수동 커맨드들도 적용되지 않을 때, 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체를 도시하는, 도 6의 화살표들 XII-XII-XII-XII에 의해 표시된 바와 같은 반경 커팅 평면을 따라 실현된 단면이다.

[0047] 바람직한 실시예들의 상세한 설명

[0048] 일반적인 실시예에 따르면, 로봇 수술 시스템(201)은 적어도 수동 커맨드(245)를 검출하기에 적합한 마스터 제어기 조립체(202), 및 적어도 하나의 슬레이브 수술 기구(204)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(203)를 포함한다. 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 환자 몸에 대해 수술하도록 설계된다.

[0049] 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 적어도, 그립 자유도 모션이 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 상태로 상기 수술 기구(204)를 제공할 수 있는 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)는 제1 세장형 요소(248) 및 제2 세장형 요소(249)를 포함하고, 상기 제1 세장형 요소(248) 및 상기 제2 세장형 요소(249)는 서로에 대해 관절형이 되어 수술 그립 조인트(220)를 형성하고, 바람직하게는 상기 수술 그립 조인트(220)는 상기 제1 세장형 요소(248) 및 상기 제2 세장형 요소(249)에 단일 모션 자유도를 제공하는 핀 조인트이다. 바람직하게는, 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)의 상기 제1 세장형 요소(248) 및 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)의 상기 제2 세장형 요소(249) 각각은 상기 수술 그립 조인트(250)의 적어도 일부 및 캔틸레버형 자유단(255)을 형성하는 조인트 부분(251)을 포함한다.

[0050] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 로봇 수술 시스템(201)은, 상기 수동 커맨드(245)에 대한 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호(246)를 수신하고 상기 수동 커맨드(245)에 대한 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호(247)를 슬레이브 로봇 조립체(203)에 송신하여 상기 슬레이브 수술 기구(204)를 작동시키기에 적합한 제어 유닛(205)을 더 포함한다.

[0051] 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 적어도 수술 동안 수술장의 다양한 위치들로부터 의사에 의해 핸드-헬드되고 조작되기에 적합한 휴대용 핸드-헬드 마스터 입력 도구(206)를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 마스터 제어기 조립체(202)에는, 예를 들어, 상기 수술장 내에서의 수술 동안 휴대성이 제공된다.

[0052] 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 수동 커맨드(245)를 수신하기에 적합하다.

[0053] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구를 지칭하는 "휴대용"이라는 용어는 마스터 입력 도구가 예를 들어, 수술 동안 의사에 의해 운반되거나 주위에서 이동될 수 있는 것을 표시한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구를 지칭하는 "휴대용"이라는 용어는, 마스터 입력 도구가 공간에서 이동가능하고 손들 및/또는 손가락들에 의해 프로브될 수 있거나 또는 상기 종축의 배향이 변경될 수 있는 것을 표시한다.

[0054] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구를 지칭하는 "핸드-헬드"라는 용어는 마스터 입력 도구가 손, 예를 들어, 의사의 손에 홀딩되는 동안 동작되도록 설계되는 것을 표시한다. 일 실시예에 따르면, 의사의 손에 핸드-헬드된 동안 마스터 입력 도구를 롤링하거나 이동시키기 위해 의사의 손가락들이 사용될 수 있다.

[0055] 바람직한 실시예에 따르면, "수술장"이라는 용어는 환자 몸을 적어도 부분적으로 둘러싼 공간의 일부를 지칭한다. 바람직하게는, 수술장에는 환자 몸 옆의 다양한 위치들이 포함된다.

[0056] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구를 지칭하는 "조작된"이라는 용어는 마스터 입력 도구가 손들로 또는 손들에 의한 것처럼 취급 또는 동작될 수 있는 것을 표시한다.

[0057] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 마스터-슬레이브 쌍을 따라 상기 슬레이브 수술 기구(204)에 쌍을 이룬다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206) 및 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 상기 제어 유닛(205)을 통해 마스터-슬레이브 쌍을 형성한다.

[0058] 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결된다.

[0059] 상기 마스터 입력 도구(206)는 마스터 도구 본체(209)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 마스터 입력 도구 본체(209)는 상기 마스터 입력 도구(206)의 체적 계수(volumetric encumber)를 규정한다.

[0060] 상기 마스터 도구 본체(209)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 종방향 전개 축에 일치하는 도구 종축(X-X), 도구 종축(X-X)에 직교하는 도구 반경 방향(R-R), 및 도구 종축(X-X) 및 도구 반경 방향(R-R) 둘 모두에 직교하는 도구 원주 방향(C-C)을 규정한다.

[0061] 상기 마스터 도구 본체(209)는 의사의 손가락들(211, 212)에 의해 핸드-헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스터 입력 도구(206)의 휴대성이 향상된다.

[0062] 상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 마스터 도구 본체(209)가 바람직하게는 의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 스핀가능하도록 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)로부터 기계적으로 구속되지 않는다. 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구는 힘 피드백을 제공하기에는 적합하지 않다. 상기 마스터 입력 도구(206)는 기계적으로 접지되지 않는다. 마스터 제어기 조립체(202)는 또한 기계적으로 구속되지 않고 접지되지 않는다.

[0063] 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 도구 본체(209)는 도구 종축(X-X)을 중심으로 의사의 손가락들(211, 212) 사이에서 롤링될 수 있다.

[0064] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 상기 수동 커맨드(245)를 검출하는 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 수동 커맨드(24)는 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)의 그립 자유도 모션을 작동시키도록 의도된다.

[0065] 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는 도구 종축(X-X)을 둘러싼 동작 부분(214)을 포함한다.

[0066] 상기 동작 부분(214)은 도구 종축(X-X) 반대쪽을 향하고 의사의 손가락들(211, 212)을 향하기에 적합한 적어도 하나의 동작 표면(215)을 포함한다.

[0067] 상기 동작 부분(214)은 상기 수동 커맨드(245)에 의해 동작가능하고, 상기 수동 커맨드(245)는 동작 표면(214)의 임의의 포인트에서 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이다. 이러한 방식으로, 의사는 상기 마스터 입력 도구(206)의 상기 방사상 동작 부분(214)을 누름으로써 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 수동으로 커맨드하도록 허용된다.

[0068] 유리하게는, 상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스(217)의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하는 방식으로, 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 검출하는 적어도 하나의 감지 조립체(222)를 포함한다.

[0069] 추가적인 이점으로, 상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)은 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓인다.

[0070] 이러한 마스터 입력 도구(206)의 제공으로 인해, 의사는, 상기 마스터 입력 도구(204)의 상기 동작 부분(214)의 임의의 포인트에서 방사상으로 지향되는 압력의 적용에 의해 미리 규정된 그립 평면(218)에 놓인 상기 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하도록 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 커맨드할 수 있다.

[0071] 이러한 로봇 수술 시스템(201)의 제공은, 의사가 마스터-슬레이브 상을 따라 수술 그립 디바이스(217)의 상을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)으로부터 마스터 입력 도구(206) 배향을 디커플링 또는 분리시킬 수 있게 하는데, 이는, 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)이, 상기 도구 반경 방향(R-R)을 따라 지향되는 한 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에 마스터 수동 커맨드(245)가 가해질 수 있는 동안 그립 평면(218)에 놓이기 때문이다.

[0072] 상기 마스터 입력 도구(206)의 제공으로 인해, 의사는 의사의 손가락들(211, 212) 내에서 도구 종축(X-X)을 중심으로 마스터 입력 도구 본체(209)를 롤링할 수 있어서, 이러한 이유로, 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)와 마스터-슬레이브 쌍의 동작 연결을 상실하는 것을 회피한다.

[0073] 이러한 로봇 수술 시스템(201)으로 인해, 의사는, 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213), 바람직하게는 상기 동작 표면에 적용되는 수동 커맨드(245)의 배향과 무관하게, 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에서 슬레이브 수술 그립 모션 액션(221)을 이동시키도록 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)에 커맨드한다. 결과적으로, 의사는 상기 마스터 입력 도구(216)의 배향과 무관하게 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 커맨드한다.

[0074] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 적어도 하나의 마스터 유선 연결(208)에 의해, 바람직하게는 상기 제어 유닛(205)을 통해 슬레이브 로봇 조립체(203)에 연결된다.

[0075] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 동작 부분(214)이 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 겪을 때, 쌍을 이룬 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)는 서로 근접한 상기 제1 세장형 요소(248) 및 상기 제2 세장형 요소(249) 둘 모두의 상기 캔틸레버형 자유단(255)을 이동시키도록 의도된 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 겪는다.

[0076] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213의 상기 동작 부분(214)에 위치된다. 즉, 상기 동작 부분은 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함한다.

[0077] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)의 상기 동작 표면(215)은 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함한다. 즉, 상기 동작 표면(215)은 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함한다.

[0078] 이러한 조작기 표면(210)의 제공은 의사가 마스터 입력 도구(206)를 자연스럽게 핸드-홀딩하는 것뿐만 아니라 마스터 입력 도구(206)를 자연스럽게 조작하는 것, 예를 들어, 도구 종축(X-X)을 중심으로 마스터 입력 도구를 롤링하는 것을 허용하고, 이와 동시에 의사가 상기 로봇 수술 시스템(201)의 슬레이브 수술 기구(204)의 슬레이브 그립 자유도를 커맨드하도록 허용한다.

[0079] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)의 상기 동작 부분(214)은 상기 도구 종축(X-X)을 완전히 둘러싼다. 이러한 방식으로, 상기 동작 표면의 범위는 최대화될 수 있다.

[0080] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 원통형 표면의 적어도 일부이다.

[0081] 일 실시예에 따르면, 상기 동작 부분(214)은 상기 도구 종축(X-X)의 지배적인 각도 부분을 둘러싼다. 바람직하게는, 상기 지배적인 각도 부분은 원주 방향(C-C)을 따라 180도 초과, 바람직하게는 240도 초과의 각도를 커버한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 지배적인 각도 부분은 원주 방향(C-C)을 따라 270도 초과의 각도를 커버한다.

[0082] 일 실시예에 따르면, 상기 동작 표면(215)은, 바람직하게는 적어도 부분적으로 상기 도구 종축(X-X)을 둘러싸는 가상 기하학적 표면 상에 모두 놓인 복수의 분리된 표면 부분들에 의해 형성되는 불연속 표면이다.

[0083] 일 실시예에서, 상기 동작 부분(214)은 실질적으로 도구 종방향(X-X)으로 배향되어 배열된 복수의 스트립 요소들(235)을 포함하고, 상기 복수의 스트립 요소들(235)은 동작 부분(214)의 상기 제1 연결 부분(227)과 상기 제2 연결 부분(228) 사이에서 종방향으로 연장되고, 그 사이에 종방향 구멍들(236)이 규정된다.

[0084] 일 실시예에 따르면, 상기 동작 표면(215)은 원주 방향(C-C)에서 불연속 표면이다.

[0085] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 도구 본체(209)는 동작 조건들에 있을 때 상기 마스터 도구(206)의 체적 계수를 수정하도록 연장가능하다. 바람직하게는, 상기 마스터 도구 본체는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213) 상에 적용될 때 연장된다.

[0086] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 도구 본체(209)는 제1 본체 부분(223) 및 제2 본체 부분(224)을 포함하고, 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)은 서로에 대해 이동가능하고, 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 미리 규정된 이동 축을 따라 상기 제1 본체 부분(223)과 상기 제2 본체 부분(224)의 상대적 모션을 결정하고, 바람직하게는 상기 미리 규정된 이동 축이 도구 종축(X-X)이도록 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)과 협력한다.

[0087] 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222)는 미리 규정된 이동 축을 따라 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)의 상대적 모션을 검출한다.

[0088] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)의 상기 상대적 모션은, 바람직하게는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213) 상에 적용될 때, 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)을 서로로부터 멀리 이동시키도록 의도된다.

[0089] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 본체 부분(223)과 상기 제2 본체 부분(224) 중 적어도 하나는 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)의 상대적 모션을 안내하는 안내 디바이스(225)를 포함한다.

[0090] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)의 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는 상기 동작 표면(215)을 도구 종축(X-X)으로부터 멀리 편향시키는 탄성 요소(226)를 포함한다. 이러한 방식으로, 동작 표면(215)을 도구 종축(X-X)으로부터 멀리 편향시키는 탄성 프리로드(preload)가 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213) 상에 제공되어, 상기 동작 부분(214)은 해제된 후, 상기 수동 커맨드, 바람직하게는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 수용할 준비가 된다.

[0091] 일 실시예에 따르면, 상기 동작 부분(214)은, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 탄성 요소(226)를 로딩하도록, 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분(223)에 연결된 적어도 하나의 제1 연결 부분(227) 및 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제2 본체 부분(224)에 연결된 적어도 하나의 제2 연결 부분(228)을 포함한다.

[0092] 일 실시예에 따르면, 상기 탄성 요소(226)는 서로 접근하는 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)을 편향시킨다.

[0093] 일 실시예에 따르면, 상기 탄성 요소(226)는 축방향으로 압축될 때 탄성 에너지를 로딩하기에 적합한 축방향 스프링을 포함한다.

[0094] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 본체 부분(223)은 상기 탄성 요소(226)에 대한 맞닿음 벽을 형성하는 제1 맞닿음(abutment) 부분(229)을 포함하고, 상기 제2 본체 부분(224)은 상기 탄성 요소(226)에 대한 맞닿음 벽을 형성하는 제2 맞닿음 부분(230)을 포함한다.

[0095] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 맞닿음 부분(229)은 상기 제2 맞닿음 부분(230)을 향한다. 바람직하게는, 상기 제1 맞닿음 부분(229) 및 상기 제2 맞닿음 부분(230)은 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분 및 상기 제2 본체 부분의 상대적 이동에 대해, 서로 언더컷(undercut) 방식으로 위치된다.

[0096] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 본체 부분(223)은 원위 도구 본체(231) 및 스템(stem) 요소(232)를 포함하고, 상기 원위 도구 본체(231)는 상기 스템 요소(232)의 일부를 수용하여, 상기 원위 도구 본체(231)는 상기 스템 요소(232)와 통합된다. 일 실시예에 따르면, 상기 스템 요소(232)는 상기 제1 맞닿음 부분(229)을 포함한다.

[0097] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제2 본체 부분(224)은 중공 보빈(hollow bobbin)(233) 및 근위 도구 본체(234)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 중공 보빈(223)은 상기 제2 맞닿음 부분(230)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 중공 보빈은 도구 종방향(X-X)을 따라 지향되는 스루 홀(through hole)의 범위를 정한다.

[0098] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 중공 보빈(233)은, 스템 요소(232)의 상기 제1 맞닿음 부분(229)은 중공 보빈(230)의 상기 제2 맞닿음 부분(230)을 향하도록 상기 스템 요소(232)에 들어맞는다. 일 실시예에 따르면, 상기 탄성 요소는 상기 스템 요소(232)에 들어맞고, 그리고 스템 요소(232)의 상기 제1 맞닿음 부분(229)과 중공 보빈(230)의 상기 제2 맞닿음 부분(230) 사이에 개재된다.

[0099] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 본체 부분(223)은 상기 원위 도구 본체(231)를 포함하고 상기 제2 본체 부분(224)은 상기 근위 도구 본체(234)를 포함하고, 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)은 서로에 대해 이동가능하고, 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 미리 규정된 이동 축을 따라 상기 원위 도구 본체(231) 및 상기 근위 도구 본체(234)의 상대적 모션을 결정하고, 바람직하게는 상기 미리 규정된 이동 축이 도구 종축(X-X)이도록 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)과 협력한다.

[00100] 일 실시예에 따르면, 상기 원위 도구 본체(231) 및 상기 근위 도구 본체(234)의 상기 상대적 모션은, 바람직하게는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213) 상에 적용될 때, 상기 원위 도구 본체(231) 및 상기 근위 도구 본체(234)를 서로로부터 멀리 이동시키도록 의도된다.

[00101] 일 실시예에 따르면, 상기 탄성 요소(226)는 압축성 축방향 로드에 의해 로딩될 때 탄성 액션을 가하기에 적합하다.

[00102] 일 실시예에 따르면, 상기 탄성 요소(226)는 스템 요소(232)의 상기 제1 맞닿음 부분(229)을 중공 보빈(230)의 상기 제2 맞닿음 부분(230)로부터 멀리 편향시킨다.

[00103] 일 실시예에 따르면, 상기 로봇 수술 시스템(201), 바람직하게는 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 미리 규정된 필드 체적을 발생시키는 적어도 하나의 필드 발생기(207)를 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 필드 발생기(207)는 자기장을 발생시킨다.

[00104] 일 실시예에 따르면, 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)는 상기 슬레이브 수술 기구(204)를 조작하는 적어도 하나의 수술 아암(252)을 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)는 상기 슬레이브 수술 기구(204)를 조작하는 적어도 하나의 마이크로 조작기(253)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 적어도 하나의 마이크로 조작기(253)는 상기 수술 아암(252)에 직렬로 직접 연결되어, 상기 수술 아암(252)과 운동학적 체인을 형성하고, 상기 마이크로 조작기(253)는 상기 슬레이브 수술 기구(204)를 조작한다. 일 실시예에 따르면, 적어도 2개의 마이크로 조작기들(253)은 상기 수술 아암(252)에 직렬로 직접 연결되어 상기 수술 아암(253)과 적어도 2-분기형 운동학적 체인을 형성한다.

[00105] 일 실시예에서, 상기 로봇 수술 시스템(201)은 적어도 하나의 카트(cart) 접지 접촉 유닛(257) 및 카드 핸들(256)을 포함하는 적어도 하나의 로봇 카트(254)를 포함하고, 상기 카트 핸들(256)은 적어도 수술장 내에서 로봇 수술 시스템(201), 바람직하게는 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)의 적어도 일부를 이동시키기에 적합하다. 바람직하게는, 상기 로봇 카트(254)는 슬레이브 로봇 조립체(203)에 대한 기계적 및 구조적 지지부, 바람직하게는 이동가능한 기계적 및 구조적 지지부를 형성한다.

[00106] 일 실시예에 따르면, 상기 로봇 카트(254)는 전력 공급 케이블(258)에 연결된다.

[00107] 일 실시예에 따르면, 상기 로봇 카트(254)는 상기 제어 유닛(205)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제어 유닛(205)은 상기 로봇 카트(254)와 통합되어 위치된다.

[00108] 일 실시예에 따르면, 상기 로봇 카트(254)는 상기 필드 발생기(207)를 포함한다. 이러한 방식으로, 발생된 필드 체적은 상기 로봇 카트(254)와 통합된다.

[00109] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 의사가 수술 동안 그 위에 앉을 수 있는 적어도 하나의 좌석 표면(259)을 포함하는 적어도 하나의 수술 의자(250)를 더 포함한다.

[00110] 일 실시예에 따르면, 상기 수술 의자(250)는 슬레이브 로봇 조립체(203)로부터 기계적으로 구속되지 않아서, 수술 의자(250)로부터 진동 모션의 기계적 접촉이 슬레이브 로봇 조립체(203)에 전파되는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 원하지 않는 커맨드들이 슬레이브 수술 로봇(203)에, 특히 상기 슬레이브 수술 기구(204)에 전달되는 위험이 감소된다.

[00111] 일 실시예에 따르면, 상기 수술 의자(250)는 상기 필드 발생기(207)를 포함하여, 상기 필드 체적은 상기 수술 의자(250)의 적어도 일부와 통합된다.

[00112] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 의자 동작 연결부(260)에 의해 상기 수술 의자(250)에 동작가능하게 연결된다. 일 실시예에 따르면, 상기 의자 동작 연결부(260)는 유선 연결이다. 일 실시예에 따르면, 상기 의자 동작 연결부(260)는 무선 연결이다.

[00113] 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222)는 적어도 하나의 용량성 증분 포지션 센서, 예를 들어, 용량성 인코더를 포함한다.

[00114] 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 감지 조립체(222)는 적어도, 바람직하게는 상기 미리 규정된 필드 체적 내에서, 상기 마스터 입력 도구(206)의 포지션, 바람직하게는 적어도 위치 및 배향을 검출한다.

[00115] 일 실시예에 따르면, 상기 필드 발생기(207)는 상기 필드 발생기(207)와 통합되는 기준 제로 포인트를 규정하고, 발생된 필드 로컬 벡터 X1,Y1,Z1;X2,Y2,Z2를 검출하는 상기 적어도 하나의 감지 조립체(222)는 적어도 상기 감지 조립체(222)의 포지션을 결정한다. 이러한 방식으로, 감지 디바이스(222)는 적어도, 상기 미리 규정된 필드 체적 내에서 상기 감지 디바이스(222)와 통합되는 상기 마스터 도구 조립체(206)의 포지션, 바람직하게는 적어도 포지션 및 배향을 결정한다.

[00116] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 마스터 도구 본체(209)가 상기 미리 규정된 필드 체적 내에서 의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 스핀가능하도록, 필드 발생기(207) 및 슬레이브 로봇 조립체(203) 둘 모두로부터 기계적으로 구속되지 않는다.

[00117] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 전자기 통신에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결된다.

[00118] 일 실시예에 따르면, 상기 전자기 통신은 전기 또는 전자기 신호 통신이다.

[00119] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 유선 전기 연결에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결된다.

[00120] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 무선 연결에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결된다.

[00121] 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222)는 적어도 하나의 제1 센서(237)를 포함하고, 상기 제1 센서(237)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분(223)과 통합된다. 바람직하게는, 상기 제1 센서(237)는 상기 제1 본체 부분(223)의 상기 원위 도구 부분(231)과 통합된다.

[00122] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 본체 부분(223), 바람직하게는 상기 원위 도구 부분(231)은 상기 감지 조립체(222)의 적어도 일부를 수용하는, 바람직하게는 상기 제1 센서(237)를 수용하는 적어도 하나의 제1 슬롯(238)의 범위를 정한다. 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222), 바람직하게는 상기 제1 센서(237)의 적어도 일부는 착탈가능한 방식으로 상기 제1 슬롯(238)에 수용되어, 상기 감지 조립체(222)를 포함하거나 포함하지 않는 마스터 입력 도구(206)가 배치가능하다.

[00123] 바람직하게는, 상기 제1 슬롯(238)은 상기 제1 센서(237)를 수용한다.

[00124] 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222)는 적어도 하나의 제2 센서(240)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 센서(240)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제2 본체 부분(224)과 통합된다. 바람직하게는, 상기 제2 센서(240)는 상기 제2 본체 부분(224)의 상기 근위 도구 부분(234)과 통합된다.

[00125] 일 실시예에 따르면, 상기 제2 본체 부분(224), 바람직하게는 상기 근위 도구 부분(234)은 상기 감지 조립체(222)의 적어도 일부, 바람직하게는 상기 제2 센서(240)를 수용하는 적어도 하나의 제2 슬롯(241)의 범위를 정한다. 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222), 바람직하게는 상기 제2 센서(240)의 적어도 일부는 착탈가능한 방식으로 상기 제2 슬롯(241)에 수용되어, 상기 감지 조립체(222)를 포함하거나 포함하지 않는 마스터 입력 도구(206)가 배치가능하다.

[00126] 바람직하게는, 상기 제2 슬롯(241)은 상기 제2 센서(240)를 수용한다.

[00127] 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222)는 상기 제1 센서(237) 또는 상기 제2 센서(240) 중 적어도 하나를 둘러싸는 적어도 하나의 멸균 센서 용기(263)를 포함한다. 이러한 방식으로, 이러한 원인으로 센서(237, 240) 교체를 요구함이 없이 센서 조립체(222) 멸균이 달성가능하다. 이러한 방식으로, 센서 조립체(222) 멸균이 달성가능하여, 단일 수술 이후 센서 교체를 요구하는 것을 회피한다. 예를 들어, 상기 멸균 센서 박스(263)는 상기 센서들 각각을 둘러싸는 플라스틱 백 및/또는 플라스틱 박스이다. 바람직하게는, 또한 센서들(237, 240)에 대한 유선 연결부들이 그 멸균 박스들 또는 부속장치에 의해 둘러싸인다.

[00128] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 슬롯(238)은 상기 제2 슬롯(241)에 대해 반대쪽을 향하여, 상기 감지 디바이스(222)의 고유 배열이 허용된다. 이러한 방식으로, 감지 조립체(222)를 잘못 배치할 가능성들이 상당히 감소된다. 일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(238, 241)은 서로 상이한 플래그 요소를 가져서, 센서(237, 240)는 슬롯들(238, 241) 중 오직 하나에만 동작가능하게 연결될 수 있다.

[00129] 일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(238, 241)의 배열은 비대칭적이다. 일 실시예에 따르면, 상기 센서들(237, 240)의 배열은 비대칭적이다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 슬롯(238)은 상기 도구 종축(X-X)에 대해 상기 제2 슬롯(241)에 대향한다.

[00130] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)의 상기 제1 본체 부분(223), 바람직하게는 상기 원위 도구 부분(231)이 제1 종방향 측면(261)을 규정한다. 바람직하게는, 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)에 대해, 상기 제1 종방향 측면(261)에 대향하는 제2 종방향 측면(262)이 규정된다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 본체 부분(224), 바람직하게는 상기 근위 도구 부분(234)이 상기 제2 종방향 측면(262)을 규정한다.

[00131] 일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서 연결부(239) 및 상기 제2 센서 연결부(242) 둘 모두는 유선 연결부들이고, 상기 제1 센서 연결부(239) 및 상기 제2 센서 연결부(242)의 와이어들 둘 모두는 상기 마스터 도구 본체(209)의 동일한 종방향 측면(261; 262) 상에 모인다. 이러한 방식으로 상기 센서 연결부들의 계수가 감소된다. 바람직하게는, 상기 제1 센서 연결부(239) 및 상기 제2 센서 연결부(242)는 동일한 와이어 케이블 유닛을 공유한다.

[00132] 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 도구 본체(209)는 동작 조건들에 있을 때, 의사의 손등(244)의 적어도 일부를 터치하도록 설계된 적어도 하나의 손등 안착부(243)를 포함한다.

[00133] 일반적인 실시예에 따르면, 전술된 실시예들 중 임의의 하나에 따른 로봇 수술 시스템(201)을 위한 마스터 제어기 조립체(202)가 제공된다. 바람직하게는, 상기 로봇 수술 시스템(201)은, 그립 자유도 모션이 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 상태로 상기 수술 기구(204)를 제공할 수 있는 수술 그립 디바이스를 갖는 슬레이브 수술 기구(204)를 포함하는 슬레이브 로봇 조립체(203)를 더 포함한다.

[00134] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 수술 동안 수술장의 다양한 위치들로부터 의사에 의해 핸드-헬드되고 조작되기에 적합하며; 상기 마스터 입력 도구(206)는 수동 커맨드(245)를 수신하기에 적합하다.

[00135] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 마스터 도구 본체(209)를 포함하고, 상기 마스터 도구 본체(209)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 종방향 전개 축에 실질적으로 일치하는 도구 종축(X-X), 도구 종축(X-X)에 직교하는 도구 반경 방향(R-R), 및 도구 종축(X-X) 및 도구 반경 방향(R-R) 둘 모두에 직교하는 도구 원주 방향(C-C)을 규정한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 도구 본체(209)는 의사의 손가락들(211, 212)에 의해 핸드-헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함한다.

[00136] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 마스터 도구 본체(209)가 의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 스핀가능하도록 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)로부터 기계적으로 구속되지 않는다.

[00137] 일 실시예에 따르면, "기계적으로 구속되지 않는"이라는 용어는, 동작 조건에 있을 때, 어떠한 기계적 특징부도 휴대용 핸드-헬드 마스터 입력 도구의 자유 모션에 대해 제한하는 효과를 갖지 않음을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 마스터 입력 도구는 유선 연결부에 의해 상기 로봇 수술 시스템의 일부에 연결되고, 상기 유선 연결은 동작 조건들에 있을 때 상기 마스터 입력 도구를 기계적으로 제한하기에 적합하지 않다. 이러한 유선 연결부의 제공은, 상기 유선 연결부가 특정 조건들 하에서, 특히 실패 조건에 있을 때 마스터 입력 도구를 현수할 수 있는 경우에도, 데이터 송신 및/또는 전력 공급의 역할을 한다.

[00138] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 도구 본체(209)는 도구 종축(X-X)을 중심으로 의사의 손가락들(211, 212) 사이에서 롤링될 수 있다. 도구 종축을 중심으로 의사의 손가락들 사이에서 마스터 입력 도구를 롤링하는 것은 마스터 입력 도구에 적어도 하나의 모션 자유도를 추가하고, 상기 추가적인 적어도 하나의 자유도는 의사 손목 관절에 의해 구동되지 않는다.

[00139] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는 상기 수동 커맨드를 검출하는 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)를 포함하고, 상기 수동 커맨드는 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)의 그립 자유도 모션을 작동시키도록 의도되고, 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는 도구 종축(X-X)을 둘러싼 동작 부분(214)을 포함한다.

[00140] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 동작 부분(214)은 도구 종축(X-X) 반대쪽을 향하고 의사의 손가락들(211, 212)을 향하기에 적합한 적어도 하나의 동작 표면(215)을 포함하고, 상기 동작 부분(214)은 상기 수동 커맨드에 의해 동작가능하고, 상기 수동 커맨드는 동작 표면(214)의 임의의 포인트에서 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이다.

[00141] 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스(217)의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하도록 설계되고, 상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 그립 모션이 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 방식으로, 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 검출하는 적어도 하나의 감지 조립체(222)를 포함한다.

[00142] 일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(222)는 마스터 입력 도구의 다양한 위치들에 위치된 복수의 부분들을 포함한다.

[00143] 다음으로 로봇 수술 시스템(201)에서 슬레이브 그립 자유도를 제어하는 방법이 설명된다.

[00144] 바람직하게는, 상기 로봇 수술 시스템(201)은 수동 커맨드(245)를 검출하기에 적합한 적어도 하나의 마스터 제어기 조립체(202)를 포함하고, 상기 마스터 제어기 조립체(202)는 적어도 하나의 마스터 입력 도구(206)를 포함하고, 상기 로봇 수술 조립체(201)는 환자 몸에 대해 수술하도록 설계된 슬레이브 수술 기구(204)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(203)를 더 포함하고, 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 적어도, 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218) 내에서 그립 자유도 모션을 제공할 수 있는 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 로봇 수술 조립체(201)는, 상기 수동 커맨드에 대한 정보를 수신하기에 적합하고 상기 수술 기구(204)를 작동시키기 위해 커맨드 신호를 슬레이브 로봇 조립체(203)에 송신하는 제어 유닛(205)을 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 마스터 입력 도구는(206)는 상기 마스터 입력 도구(206)의 체적 계수(encumber)를 규정하는 마스터 도구 본체(209)를 포함하고, 상기 마스터 도구 본체(209)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 종방향 전개 축에 실질적으로 일치하는 도구 종축(X-X), 도구 종축(X-X)에 직교하는 도구 반경 방향(R-R), 및 도구 종축(X-X) 및 도구 반경 방향(R-R) 둘 모두에 직교하는 원주 방향을 규정한다.

[00145] 일 실시예에 따르면, 상기 로봇 수술 조립체(201)는 전술된 실시예들 중 임의의 하나에서 설명된 바와 같다.

[00146] 일반적인 동작 모드에 따르면, 로봇 수술 시스템(201)에서 슬레이브 그립 자유도를 제어하는 방법은 하기 단계들을 포함한다:

[00147] - 상기 마스터 입력 도구(206)의 동작 표면(215)의 임의의 포인트에 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 적용하는 단계;

[00148] - 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스(217)의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하는 단계, 상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 그립 모션은 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓인다.

[00149] 동작 모드에 따르면, 방법은 종방향 도구 축(X-X)을 중심으로 의사의 손가락들(211, 212) 사이에서 마스터 도구 본체(209)를 자연스럽게 롤링하는 추가적 단계를 포함한다.

[00150] 동작 모드에 따르면, 방법은, 바람직하게는 종방향 도구 축(X-X)을 중심으로 의사의 손가락들(211, 212) 사이에서 마스터 도구 본체(209)를 자연스럽게 롤링한 후, 방사상으로 지향되는 압력을 적용하는 상기 단계 및 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 동작을 결정하는 상기 단계를 반복하는 단계를 포함한다.

[00151] 전술된 특징들로 인해, 특정 실시예들에서, 적용가능한 경우 조합하여 또는 별개로 제공되고, 때때로 앞서 개시된 대조적인 필요성들을 충족시키고 전술된 이점들을 획득하는 것이 가능하며, 특히:

[00152] - 의사에 친숙한 형상을 갖는 마스터 제어기 조립체가 제공되고;

[00153] - 슬레이브 엔드 이펙터가 그립을 달성하도록 하는 사용자 커맨드는 마스터 제어기의 환형 표면의 임의의 포인트에서 적용되어, 마스터 및 슬레이브의 상대적 배향을 디커플링시킬 수 있고;

[00154] - 의사가 그립 커맨드를 송신하도록 환형 표면을 작동시키는 동안, 마스터 제어기의 센서들의 변위를 검출하기 위해 추적 자기장이 제공된다.

[00155] 당업자들은 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어남이 없이 전술된 실시예들에 대해 많은 변화들 및 적응들을 수행할 수 있거나 또는 관련 요구들을 충족시키기 위해 요소들을 기능적으로 동등한 다른 요소들로 대체할 수 있다.

참조부호들의 목록

201 로봇 수술 시스템

202 마스터 제어기 조립체

203 슬레이브 로봇 조립체

204 수술 기구, 또는 슬레이브 수술 기구

205 제어 유닛

206 마스터 입력 도구

207 필드 발생기

209 마스터 도구 본체

210 조작기 표면

211 의사의 손가락

212 추가적인 의사의 손가락

213 그립 커맨드 검출기 디바이스, 또는 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스

214 동작 부분

215 동작 표면

216 방사상으로 지향되는 압력 액션

217 슬레이브 수술 그립 디바이스, 또는 수술 그립 디바이스

218 슬레이브 수술 그립 평면

219 움켜쥔 물체

220 슬레이브 그립 조인트

221 슬레이브 그립 모션 액션

222 감지 조립체

223 마스터 도구 본체의 제1 본체 부분

224 마스터 도구 본체의 제2 본체 부분

225 안내 디바이스

226 탄성 요소

227 그립 커맨드 검출기 디바이스의 제1 연결 부분

228 그립 커맨드 검출기 디바이스의 제2 연결 부분

229 제1 본체 부분의 제1 맞닿음 부분

230 제2 본체 부분의 제2 맞닿음 부분

231 제1 본체 부분의 원위 도구 본체 부분

232 제1 본체 부분의 스템 요소

233 제2 본체 부분의 중공 보빈

234 제2 본체 부분의 근위 도구 본체 부분

235 스트립

236 구멍들

237 제1 센서

238 제1 센서 슬롯

239 제1 센서 연결부

240 제2 센서

241 제2 센서 슬롯

242 제2 센서 연결부

243 마스터 도구 본체의 손등 안착부

244 의사의 손등

245 수동 커맨드

246 제1 커맨드 신호

247 제2 커맨드 신호

248 슬레이브 수술 그립 디바이스의 제1 세장형 요소

249 슬레이브 수술 그립 디바이스의 제2 세장형 요소

250 수술 의자

251 슬레이브 수술 그립 디바이스의 조인트 부분

252 수술 아암

253 마이크로 조작기

254 로봇 카트

255 캔틸레버형 자유단

256 카트 핸들

257 카트 접지 접촉 유닛

258 전력 공급 케이블

259 수술 의자의 좌석 표면

260 의자 동작 연결부

261 제1 종방향 측면

262 제2 종방향 측면

263 멸균 센서 용기

X-X 도구 종축

R-R 반경 방향

C-C 원주 방향

Y-Y 슬레이브 수술 기구 종축

Claims

로봇 수술 시스템(201)을 위한 마스터 제어기 조립체(202)로서,
상기 로봇 수술 시스템(201)은 환자 몸에 대해 수술하도록 설계된 슬레이브 수술 기구(204)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(203) ― 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 적어도, 그립 자유도 모션이 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 상태로 상기 수술 기구(204)를 제공할 수 있는 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 포함함 ―, 및 수동 커맨드에 대한 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호를 수신하고 상기 수동 커맨드에 대한 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호를 슬레이브 로봇 조립체(203)에 송신하여 상기 슬레이브 수술 기구(204)를 작동시키기에 적합한 제어 유닛(205)을 더 포함하고,
상기 마스터 제어기 조립체(202)는 수동 커맨드를 검출하기에 적합하고 그리고 적어도 수술 동안 수술실의 다양한 위치들로부터 의사에 의해 핸드-헬드되고 조작되기에 적합한 휴대용 핸드-헬드 마스터 입력 도구(206)를 포함하고; 상기 마스터 입력 도구(206)는 상기 수동 커맨드를 수신하기에 적합하고;
상기 마스터 제어기 조립체(202)는 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결되고;
상기 마스터 입력 도구(206)는 마스터 도구 본체(209)를 포함하고;
상기 마스터 도구 본체(209)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 종방향 전개 축에 실질적으로 일치하는 도구 종축(X-X), 도구 종축(X-X)에 직교하는 도구 반경 방향(R-R), 및 도구 종축(X-X) 및 도구 반경 방향(R-R) 둘 모두에 직교하는 도구 원주 방향(C-C)을 규정하고;
상기 마스터 도구 본체(209)는 의사의 손가락들(211, 212)에 의해 핸드-헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작기 표면(210)을 포함하고;
상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 마스터 도구 본체(209)가 의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 스핀가능하도록 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)로부터 기계적으로 구속되지 않고;
상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 도구 본체(209)는 도구 종축(X-X)을 중심으로 의사의 손가락들(211, 212) 사이에서 롤링될 수 있고,
상기 마스터 입력 도구(206)는 상기 수동 커맨드를 검출하는 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)를 더 포함하고, 상기 수동 커맨드는 상기 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)의 그립 자유도 모션을 작동시키도록 의도되고;
상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는 도구 종축(X-X)을 둘러싼 동작 부분(214)을 포함하고;
상기 동작 부분(214)은 도구 종축(X-X) 반대쪽을 향하고 의사의 손가락들(211, 211)을 향하기에 적합한 적어도 하나의 동작 표면(215)을 포함하고;
상기 동작 부분(214)은 상기 수동 커맨드에 의해 동작가능하고, 상기 수동 커맨드는 동작 표면(214)의 임의의 포인트에서 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이고;
상기 마스터 제어기 조립체(202)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스(217)의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하여, 상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 그립 모션이 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 방식으로, 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 검출하는 적어도 하나의 감지 조립체(222)를 더 포함하는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항에 있어서,
상기 동작 부분(214)은 상기 도구 종축(X-X)을 완전히 둘러싸는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 마스터 도구 본체(209)는 동작 조건들에 있을 때 상기 마스터 도구(206)의 체적 계수(volumetric encumber)를 수정하도록 연장가능한,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스터 도구 본체(209)는 제1 본체 부분(223) 및 제2 본체 부분(224)을 포함하고, 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)은 서로에 대해 이동가능하고,
상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(214)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 미리 규정된 이동 축을 따라 상기 제1 본체 부분(223)과 상기 제2 본체 부분(224)의 상대적 모션을 결정하도록 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)과 협력하고; 그리고/또는
상기 미리 규정된 이동 축은 도구 종축(X-X)인,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 조립체(222)는 미리 규정된 이동 축을 따라 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)의 상대적 모션을 검출하는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)의 상기 상대적 모션은 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)을 서로로부터 멀리 이동시키도록 의도되는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 본체 부분(223)과 상기 제2 본체 부분(224) 중 적어도 하나는 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)의 상대적 모션을 안내하는 안내 디바이스(225)를 포함하는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 조립체(222)는 적어도 하나의 제1 센서(237)를 포함하고; 그리고/또는
상기 제1 센서(237)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분(223)과 통합되고; 그리고/또는
상기 제1 본체 부분(223)은 상기 감지 조립체(222)의 적어도 일부를 수용하는 적어도 하나의 제1 슬롯(238)의 범위를 정하고; 그리고/또는
착탈가능한 방식으로, 상기 감지 조립체(222)를 포함하거나 포함하지 않는 마스터 입력 도구(206)가 배치가능하고; 그리고/또는
상기 제1 슬롯(238)은 상기 제1 센서(237)를 수용하고; 그리고/또는
상기 감지 조립체(222)는 적어도 하나의 제2 센서(240)를 포함하고; 그리고/또는
상기 제2 센서(240)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제2 본체 부분(224)과 통합되고; 그리고/또는
상기 제2 본체 부분(224)은 상기 감지 조립체(222)의 적어도 일부를 수용하는 적어도 하나의 제2 슬롯(241)의 범위를 정하고; 그리고/또는
착탈가능한 방식으로, 상기 감지 조립체(222)를 포함하거나 포함하지 않는 마스터 입력 도구(206)가 배치가능하고; 그리고/또는
상기 제2 슬롯(241)은 상기 제2 센서(240)를 수용하고; 그리고/또는
상기 제1 슬롯(238)은 상기 제2 슬롯(241)에 대해 반대쪽을 향하여, 상기 감지 조립체(222)의 고유 배열이 허용되고; 그리고/또는
상기 제1 슬롯(238)은 상기 도구 종축(X-X)에 대해 상기 제2 슬롯(241)에 대향하고; 그리고/또는
상기 제1 센서 연결부(239) 및 상기 제2 센서 연결부(242) 둘 모두는 유선 연결부들이고, 상기 제1 센서 연결부(239) 및 상기 제2 센서 연결부(242)의 와이어들 둘 모두는 상기 마스터 도구 본체(209)의 동일한 종방향 측면 상에 모이는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 조립체(222)는 상기 제1 센서(237) 및/또는 상기 제2 센서(240) 중 적어도 하나를 둘러싸는 적어도 하나의 멸균 센서 용기(263)를 포함하고; 그리고/또는
상기 멸균 센서 용기(263)는 상기 센서들 각각을 둘러싸는 플라스틱 백 및/또는 플라스틱 박스인,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동작 표면(215)은 불연속 표면이고; 그리고/또는
상기 동작 표면(215)은 원주 방향(C-C)에서 불연속 표면이고; 그리고/또는 상기 적어도 하나의 조작기 표면(210)은 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213의 상기 동작 부분(214)에 위치되고; 그리고/또는 상기 동작 부분(214)은 실질적으로 종방향(X-X)으로 배향되어 배열된 복수의 스트립 요소들(235)을 포함하고, 상기 복수의 스트립 요소들은 동작 부분(214)의 상기 제1 연결 부분(227)과 상기 제2 연결 부분(228) 사이에서 종방향으로 연장되고, 그 사이에 종방향 구멍들(236)이 규정되는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스터 입력 도구(206)의 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는 상기 동작 표면(215)을 도구 종축(X-X)으로부터 멀리 편향시키는 탄성 요소(226)를 포함하고; 그리고/또는
상기 동작 부분(214)은, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 탄성 요소(226)를 로딩하도록, 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분(223)에 연결된 적어도 하나의 제1 연결 부분(227) 및 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제2 본체 부분(224)에 연결된 적어도 하나의 제2 연결 부분(228)을 포함하고; 그리고/또는
상기 탄성 요소(226)는 서로 접근하는 상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)을 편향시키고; 그리고/또는
상기 제1 본체 부분(223)은 상기 탄성 요소(226)에 대한 맞닿음(abutment) 벽을 형성하는 제1 맞닿음 부분(229)을 포함하고, 상기 제2 본체 부분(224)은 상기 탄성 요소(226)에 대한 맞닿음 벽을 형성하는 제2 맞닿음 부분(230)을 포함하고; 그리고/또는
상기 제1 맞닿음 부분(229)은 상기 제2 맞닿음 부분(230)을 향하는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 본체 부분(223)은 원위 도구 본체(231) 및 스템 요소(232)를 포함하고,
상기 원위 도구 본체(231)는 상기 스템 요소(232)의 일부를 수용하여, 상기 원위 도구 본체(231)는 상기 스템 요소(232)와 통합되고; 그리고/또는
상기 스템 요소는 상기 제1 맞닿음 부분(229)을 포함하고;
상기 마스터 도구 본체(209)의 상기 제2 본체 부분(224)은 중공 보빈(hollow bobbin)(233) 및 근위 도구 본체(234)를 포함하고;
상기 중공 보빈(223)은 상기 제2 맞닿음 부분(230)을 포함하고;
상기 중공 보빈(233)은, 스템 요소(232)의 상기 제1 맞닿음 부분(229)이 중공 보빈(230)의 상기 제2 맞닿음 부분(230)을 향하도록 상기 스템 요소(232)에 들어맞으며;
상기 탄성 요소는 상기 스템 요소(232)에 들어맞고, 그리고 스템 요소(232)의 상기 제1 맞닿음 부분(229)과 중공 보빈(230)의 상기 제2 맞닿음 부분(230) 사이에 개재되고; 그리고/또는
상기 탄성 요소(226)는 압축성 축방향 로드에 의해 로딩될 때 탄성 액션을 가하기에 적합하고; 그리고/또는
상기 탄성 요소(226)는 스템 요소(232)의 상기 제1 맞닿음 부분(229)을 중공 보빈(230)의 상기 제2 맞닿음 부분(230)으로부터 멀리 편향시키고; 그리고/또는
상기 제1 본체 부분(223)은 상기 원위 도구 본체(231)를 포함하고 상기 제2 본체 부분(224)은 상기 근위 도구 본체(234)를 포함하고, 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)은 서로에 대해 이동가능하고, 상기 그립 커맨드 검출기 디바이스(213)는, 상기 동작 표면(215)의 임의의 포인트에서 가해지는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 미리 규정된 이동 축을 따라 상기 원위 도구 본체(231) 및 상기 근위 도구 본체(234)의 상대적 모션을 결정하도록 상기 제1 본체 부분(223) 및 상기 제2 본체 부분(224)과 협력하고; 그리고/또는
상기 미리 규정된 이동 축은 도구 종축(X-X)이고; 그리고/또는
상기 원위 도구 본체(231) 및 상기 근위 도구 본체(234)의 상기 상대적 모션은, 바람직하게는 상기 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)이 상기 마스터 그립 커맨드 검출기 디바이스(213) 상에 적용될 때, 상기 원위 도구 본체(231) 및 상기 근위 도구 본체(234)를 서로로부터 멀리 이동시키도록 의도되는,
마스터 제어기 조립체(202).
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작기 표면(210)은 원통형 표면의 적어도 일부이고; 그리고/또는
상기 동작 부분(214)은 상기 도구 종축(X-X)의 지배적인 각도 부분을 둘러싸고; 그리고/또는
상기 지배적인 각도 부분은 원주 방향(C-C)을 따라 180도 초과, 바람직하게는 240도 초과, 바람직하게는 270도 초과의 각도를 커버하고; 그리고/또는
상기 마스터 도구 본체(209)는 동작 조건들에 있을 때, 의사의 손등(244)의 적어도 일부를 터치하도록 설계된 적어도 하나의 손등 안착부(243)를 포함하는,
마스터 제어기 조립체(202).
로봇 수술 시스템(201)으로서,
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 마스터 제어기 조립체(202);
환자 몸에 대해 수술하도록 설계된 슬레이브 수술 기구(204)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(203) ― 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 적어도, 그립 자유도 모션이 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는 상태로 상기 수술 기구(204)를 제공할 수 있는 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 포함함 ―,
상기 수동 커맨드에 대한 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호를 수신하고 상기 수동 커맨드에 대한 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호를 슬레이브 로봇 조립체(203)에 송신하여 상기 슬레이브 수술 기구(204)를 작동시키기에 적합한 제어 유닛(205)을 포함하고;
상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 그립 모션은 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는,
로봇 수술 시스템(201).
제14 항에 있어서,
미리 규정된 필드 체적(208)을 발생시키는 적어도 하나의 필드 발생기(207)를 포함하고; 그리고/또는
상기 필드 발생기(207)는 자기장 발생기인,
로봇 수술 시스템(201).
제14 항 또는 제15 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 마스터 입력 도구(206)는 적어도 상기 미리 규정된 필드 체적(208) 내에서 상기 마스터 입력 도구(206)의 포지션을 검출하는 적어도 하나의 감지 조립체(222)를 포함하고; 그리고/또는
상기 마스터 입력 도구(206)는, 상기 마스터 도구 본체(209)가 상기 미리 규정된 필드 체적(208) 내에서 의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 스핀가능하도록, 필드 발생기(207) 및 슬레이브 로봇 조립체(203) 둘 모두로부터 기계적으로 구속되지 않고; 그리고/또는
상기 마스터 제어기 조립체(202)는 유선 및/또는 무선 전자기 통신에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(203)에 동작가능하게 연결되고; 그리고/또는
상기 마스터 도구 본체(209)는 상기 마스터 입력 도구(206)의 체적 계수를 규정하는,
로봇 수술 시스템(201).
로봇 수술 시스템(201)에서 슬레이브 그립 자유도를 제어하는 방법으로서,
상기 로봇 수술 시스템(201)은,
적어도, 마스터 입력 도구(206)를 포함하는, 수동 커맨드를 검출하기에 적합한 마스터 제어기 조립체(202);
환자 몸에 대해 수술하도록 설계된 슬레이브 수술 기구(204)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(203) ― 상기 슬레이브 수술 기구(204)는 적어도, 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓인 그립 자유도 모션을 제공할 수 있는 슬레이브 수술 그립 디바이스(217)를 포함함 ―;
상기 수동 커맨드에 대한 정보를 수신하기에 적합하고 상기 수술 기구(204)를 작동시키기 위해 커맨드 신호를 슬레이브 로봇 조립체(203)에 송신하는 제어 유닛(205)을 포함하고;
상기 마스터 입력 도구는(206)는 상기 마스터 입력 도구(206)의 체적 계수를 규정하는 마스터 도구 본체(209)를 포함하고;
상기 마스터 도구 본체(209)는 상기 마스터 도구 본체(209)의 종방향 전개 축에 실질적으로 일치하는 도구 종축(X-X), 도구 종축(X-X)에 직교하는 도구 반경 방향(R-R), 및 도구 종축(X-X) 및 도구 반경 방향(R-R) 둘 모두에 직교하는 원주 방향을 규정하고;
상기 방법은,
A - 상기 마스터 입력 도구(206)의 동작 표면(215)의 임의의 포인트에 가해지는 방사상으로 지향되는 압력 액션(216)을 적용하는 단계;
B - 상기 수술 슬레이브 그립 디바이스(217)의 쌍을 이룬 슬레이브 그립 모션 액션(221)을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 수술 그립 디바이스(217)의 상기 쌍을 이룬 그립 모션은 상기 미리 규정된 슬레이브 그립 평면(218)에 놓이는,
로봇 수술 시스템(201)에서 슬레이브 그립 자유도를 제어하는 방법.
제17 항에 있어서,
종방향 도구 축(X-X)을 중심으로 의사의 손가락들(211, 212) 사이에서 마스터 도구 본체(209)를 자연스럽게 롤링하는 단계; 및/또는
단계 A 및 단계 B를 반복하는 단계를 더 포함하는,
로봇 수술 시스템(201)에서 슬레이브 그립 자유도를 제어하는 방법.