KR20210020895A - 로봇 수술 시스템, 특히 미세수술용 마스터 제어기 조립체 - Google Patents

로봇 수술 시스템, 특히 미세수술용 마스터 제어기 조립체 Download PDF

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KR20210020895A
KR20210020895A KR1020207035442A KR20207035442A KR20210020895A KR 20210020895 A KR20210020895 A KR 20210020895A KR 1020207035442 A KR1020207035442 A KR 1020207035442A KR 20207035442 A KR20207035442 A KR 20207035442A KR 20210020895 A KR20210020895 A KR 20210020895A
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gripping
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마시밀리아노 시미
쥬세페 마리아 프리스코
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메디컬 마이크로인스트러먼츠 에스.피.에이.
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Abstract

슬레이브 수술 기구(104)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(103), 제어 유닛(105)을 포함하는 로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102)로서; 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 적어도 하나의 휴대용의 핸드 헬드 마스터 입력 도구(106), 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 핸드 헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함하고; 상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 마스터 입력 도구(106)가 외과의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하며, 선회가능한 방식으로 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)로부터 기계적으로 구속되지 않고; 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 볼록한 표면이며; 상기 마스터 입력 도구(106)는 제1 요소 세장형 본체(114)를 갖는 제1 세장형 요소(113)를 포함하고, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 강성체이고; 상기 마스터 입력 도구(106)는 제2 요소 세장형 본체(116)를 갖는 제2 세장형 요소(115)를 포함하고, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 강성체이고; 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 연결 및 관절결합시키는 도구 결합부(118)를 포함하며; 상기 마스터 제어기 조립체(102)는, 적어도, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 상호 포지션을 검출하여, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 서로 가깝게 이동시키는, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 상기 마스터 입력 도구(106)에 가해진 파지 압력 액션이 상기 수술 파지 디바이스(117)의 페어링된 파지 모션을 결정하는 적어도 하나의 감지 조립체(119)를 포함한다.

Description

로봇 수술 시스템, 특히 미세수술용 마스터 제어기 조립체
본 발명의 목적은 로봇 수술 시스템용 마스터 제어기 조립체이다.
게다가, 본 발명은 로봇 수술 시스템에 관한 것이다.
특히, 상기 로봇 수술 시스템은 미세수술에 적합하다.
마스터 인터페이스 및 슬레이브 수술 도구를 포함하는 로봇 수술 조립체들이 일반적으로 당업계에 알려져 있다. 구체적으로, 알려진 유형의 로봇 수술 조립체들은, 예컨대 문헌 제 US-5876325호에 나타낸 바와 같이, 슬레이브 수술 엔드-이펙터(end-effector)의 모션을 제어할 수 있는 마스터 제어 스테이션을 포함한다. 이러한 문헌은, 마스터 제어 스테이션에 고정적으로 구속된 빔에 매달려 있는 비-휴대용의 로봇이 매달린 관절결합식 부속기기들을 개시하며, 상기 부속기기들은 환자의 몸(patient anatomy)에 대해 수술하는 슬레이브 수술 엔드-이펙터를 제어하기 위한 마스터 도구들을 포함한다.
유사한 비-휴대용의 로봇-유지 마스터 도구 해법들이, 예컨대 문헌들 제 US-6063095호, 제 US-6424885호 및 제 US-6594552호에 나타나 있으며, 여기서, 슬레이브 수술 엔드-이펙터를 제어하기 위한 마스터 도구로서 작용하는 마스터 제어 스테이션의 부속기기는 마스터 제어 스테이션에 단단히 구속된 부속기기 본체를 포함한다. 슬레이브 엔드-이펙터로의 모션 전달은 다양한 공간 방향들로 마스터 제어 스테이션의 부속기기 본체를 밀어냄(urge)으로써 유도된 기계적 응력의 검출에 기반한다. 그러한 부속기기 본체는 한 쌍의 대향하는 핀(fin)들에 연관될 수 있으며, 상기 핀(fin)들 각각은, 슬레이브 엔드-이펙터의 파지(grip) 자유도를 활성화시키도록 지시된 수동 커맨드를 수신하기에 적합한 캔틸레버형 핀(fin)들을 형성하기 위한 그러한 방식으로 자신의 단부 중 하나 상에서 부속기기 본체에 구속된다.
그러나, 위에서 설명된 유형들의 비-휴대용의 로봇이 매달려 있는 또는 로봇-유지 마스터 도구 해법들은 일부 단점들을 나타낸다. 로봇 수술 조립체의 마스터 제어 스테이션에 기계적으로 구속된 그러한 제어 부속기기의 제공은 수술 동안 외과의사의 자연스러운 모션 자유를 강력하게 제한하며, 마스터 제어 스테이션 및 특히 그에 부착된 제어 부속기기가 쉽게 도달가능한 미리 규정된 위치에서 수술하도록 외과의사에게 강제한다. 외과의사의 불편함은 수술 동안, 예컨대 지면으로부터의 높이의 관점들에서, 그러한 부속기기의 위치를 실시간으로 조정할 수 없기 때문에 여전히 강화된다. 이는 수술 동안 이른 피로감 및 빠른 집중력 손실을 외과의사에게 유발한다.
종종, 외과의사들은 환자의 몸에 대해 직접 수술하기에 적합한 수술 도구들을 적절히 다루도록 수년 동안 훈련되었다. 수술 도구들은 일반적으로 휴대용 도구들이고, 외과의사에 의해 핸드 헬드(hand-held)되고 조작되기에 적합한 도구 손잡이를 포함하며, 상기 손잡이는 환자의 몸에 대해 수술하기에 적합한 도구 선단(tip)에 기계적으로 직접 연결된다. 전통적인 안과 수술의 수술 도구들의 일부 예들은 문헌들 제 US-5634918호 및 제 WO-2012-064361호에 나타나 있다. 그러한 전통적인 수술 도구들은, 외과의사가 도구 손잡이의 종축을 중심으로 손가락들 사이에서 도구 손잡이를 안전하게(즉, 환자의 몸에 대해 액션들을 전달하지 않으면서) 굴리고(roll) 근육 경련들의 방지를 허용하는 이러한 방식으로(외과의사들 사이에서는 다소 일반적인, 예컨대 수술 동안 손 근육들을 이완시키는데 유용한 제스처 스트레스-감소가 필요함) 도구 선단이 환자의 몸에 닿지 않는 때를 외과의사가 확실히 알게 한다.
대신, 로봇 미세수술은 환자의 몸에 대해 수술하는 연관된 슬레이브 엔드-이펙터의 모션을 제어하기 위해 마스터 도구들을 사용하도록 외과의사에게 강제하며, 일반적으로 상기 마스터 도구들은 수술 동안 외과의사의 편안함을 제한하고, 종종, 슬레이브 엔드-이펙터를 제어하기 위해 마스터 도구를 적절히 사용하기 위한 부가적인 기간의 훈련을 외과의사에게 강제한다. 마스터 도구의 형상 및 기능들이 전통적인 수술 도구와 다르면, 부가적인 훈련 기간이 더욱 길어질 수 있다.
예컨대, 문헌 제 US-8996173호에 개시된 바와 같이, 웨어러블 마스터 도구가 제공되었으며, 여기서, 한 쌍의 링들은 외과의사의 손가락 상에 맞춰지고 로봇 슬레이브 조립체에 배선(wire)되도록 설계된다. 외과의사의 손가락의 집성된 제스처(codified gesture) 세트는 환자의 몸에 대한 미리 규정된 슬레이브 엔드-이펙터 액션을 트리거링한다. 명확하게, 이러한 해법은, 의도하지 않은 커맨드들을 슬레이브 엔드-이펙터에 송신하는 것을 피하기 위하여 그러한 웨어러블 마스터 링들을 적절히 관리하기 위해 외과의사에게 매우 긴 훈련을 요구한다. 환자의 안전 이유들 때문에, 슬레이브로의 의도하지 않은 커맨드 송신은 회피되어야 한다. 또한, 문헌들 제 DE-102014006264호 및 제 DE-102010009065호가 웨어러블 마스터 도구를 보여준다.
위에서 설명된 알려진 해법의 결함들을 극복하기 위해 그리고 대부분의 외과의사들에게 친숙한 형상을 갖는 핸드 헬드 조작(즉, 라틴어로부터: "조작될 것") 마스터 도구를 제공하기 위해, 동일한 출원인의 이름의 문헌들 제 WO-2017-064303호 및 제 WO-2017-064306호는 전통적인 수술 핀셋들의 외관을 실질적으로 복제한 마스터 도구 디바이스를 보여준다. 그러한 마스터 도구 디바이스는 한 쌍의 가요성 금속 스트립들을 포함하며, 한 쌍의 가요성 금속 스트립들은 핀셋형 마스터 입력 디바이스를 형성하기 위해 그들의 단부들 중 하나에서 함께 용접된다. 적절하게 위치된 센서들은, 자기 패드가 핀셋들의 모션을 추적하고, 핀셋들이 닫힐 때를 검출하여, 물체 움켜쥠(grasp)을 모방하고 검출된 모션을 슬레이브 수술 엔드-이펙터에 전달하는 것을 돕는다.
수술 동안 외과의사의 편안함을 개선하는 데에는 만족스럽지만, 이러한 유형의 해법은 단점들이 있는 경향이 있다. 특히, 핀셋형 디바이스를 형성하는 그러한 가요성 금속 스트립들은 금속 스트립들의 자유 단부 상에 배치된 센서들의 비선형 모션을 강제하며, 따라서 일종의 물체 움켜쥠을 모방하기 위한 수동으로-유도된 핀셋 닫힘 모션의 검출은 종종, 측정 불확실성 및 낮은 감지 분해능을 유발한다. 탄성 구부러짐 동안 각각의 금속 스트립에서 발생하는 기계적 진동들은 추적 패드에 의해 검출되는 노이즈를 발생시킨다. 이는, 심지어 수술 이후 환자 신체에서 심각한 합병증들을 유발할 수 있는 슬레이브 엔드-이펙터의 만족스럽지 않은 모션 응답을 초래할 수 있다. 게다가, 추적 패드는 패드의 일 측으로부터만 추적 자기장을 발생시키기에 적합하여, 패드의 후방측(여기서, 모션은 추적될 수 없음) 상에서 핸드 헬드 조작 마스터 도구를 이동시키지 못하게 외과의사에게 강제하며, 따라서 커맨드 신호는 엔드-이펙터에 송신될 수 없다.
더욱이, 문헌들 문헌들 제 US-2013-0035697호, 제 WO-2014-151621호 및 제 US-2015-038981호는 수술실의 다양한 위치들에서 이동하면서 외과의사가 조작가능한 휴대용의 핸드 헬드 마스터 입력 도구를 개시한다. 이러한 해법은 휴대용의 핸드 헬드 마스터 도구 본체로부터 캔틸레버형으로 돌출되는 적절히 설계된 볼(ball)들의 비디오-카메라 추적을 활용한다. 다시 말하면, 마스터 도구 상에 장착된 3개의 비대칭 볼들의 세트는, 커맨드 신호를 슬레이브 수술 엔드-이펙터에 송신하려는 목적으로 마스터 입력 도구의 포지션 및 배향을 결정하기 위해, 로봇 상에 제공된 카메라 장치에 의해 추적될 수 있다.
일부 관점들 하에서는 만족스럽지만, 이러한 해법은 단점들이 있는 경향이 있다. 시각적-단서-기반(visual-cues-based) 추적 시스템은, 외과의사가 수술실의 다양한 위치들에서 이동하면서 수술하고, 동시에, 강력한 제어 시스템을 갖도록 로봇에게 강제하게 허용하며, 슬레이브 엔드-이펙터로의 모션 전달의 원치않는 지연을 초래하여, 외과의사에게 불편함을 초래할 수 있다.
종래 기술을 참조하여 인용된 단점들을 극복할 수 있는 로봇 수술용 마스터 도구 해법을 제공할 필요성이 느껴진다.
외과의사의 편안함을 개선하고, 동시에 높은 감지 정확도를 제공할 수 있기에 적합한 로봇 수술용 마스터 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.
외과의사 훈련의 길이를 최소로 감소시킬 수 있는 로봇 수술용 마스터 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.
슬레이브 엔드-이펙터로의 원치않는 커맨드 신호의 송신을 피하기에 적합한 로봇 수술용 마스터 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.
마스터 제어 스테이션 또는 슬레이브 로봇에 대한 기계적 구속이 없는 로봇 수술용 마스터 도구를 제공할 필요성이 느껴진다.
종래 기술을 참조하여 언급된 단점들을 극복하는 것이 본 발명의 범위이다.
이들 및 다른 범위들은 제1항에 따른 마스터 제어기 조립체 뿐만 아니라 제18항에 따른 로봇 수술 시스템에 의해 달성된다.
일부 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 주제이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 마스터 제어기 조립체는 적어도 하나의 마스터 입력 도구 및 적어도 하나의 감지 조립체를 포함하며, 여기서 상기 마스터 입력 도구는, 외과의사의 손가락들에 의해 핸드 헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작 표면을 포함하며, 상기 마스터 입력 도구가 외과의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하고, 선회가능한 그러한 방식으로 상기 슬레이브 로봇 조립체로부터 기계적으로 구속되지 않는다. 상기 적어도 하나의 조작 표면은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 입력 도구(106)가 도구 종축을 중심으로 외과의사의 손가락들 사이에서 굴려질 수 있다. 그에 의해, 수술 동안 외과의사의 편안함이 유지된다. 상기 마스터 입력 도구는 제1 요소 세장형(elongated) 본체를 갖는 제1 세장형 요소 － 상기 제1 요소 세장형 본체는 강성체임 －, 및 제2 요소 세장형 본체를 갖는 제2 세장형 요소 － 상기 제2 요소 세장형 본체는 강성체임 －, 및 상기 제1 요소 세장형 본체와 상기 제2 요소 세장형 본체를 연결 및 관절결합시켜, 상기 제1 요소 세장형 본체와 상기 제2 요소 세장형 본체 사이에 단일 자유도 모션을 제공하는 도구 결합부를 포함한다.
적어도 하나의 감지 조립체는 적어도, 상기 제1 요소 세장형 본체 및 상기 제2 요소 세장형 본체의 상호 포지션을 검출하여, 상기 제1 요소 세장형 본체 및 상기 제2 요소 세장형 본체를 서로 가깝게 이동시키는, 외과의사의 손가락들에 의해 상기 마스터 입력 도구에 가해진 파지 압력 액션이 상기 수술 파지 디바이스의 페어링된 파지 모션을 결정하게 한다.
상기 감지 조립체는 마스터 입력 도구 본체의 개개의 슬롯들에 수용된 한 쌍의 센서들을 포함할 수 있다. 각각의 슬롯은 센서 중 하나만과 호환가능하도록 기계적으로 형상화될 수 있다.
감지 조립체의 각각의 센서는 센서들의 재사용을 허용하기 위해 플라스틱 백 또는 플라스틱 박스와 같은 멸균 장벽에 의해 캡슐화될 수 있다. 마스터 입력 도구 본체는 일회용(disposable)일 수 있다.
본 발명에 따른 마스터 제어기 조립체 및 로봇 수술 시스템의 추가적인 특성들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하는, 예들로서 제공되고 제한하는 것으로 의도되지 않는 바람직한 실시예들의 아래에 보고되는 설명으로부터 명백할 것이다.
- 도 1 및 도 1bis는 일부 실시예들에 따른 로봇 수술 시스템을 도시한 사시도들이다.
- 도 2 내지 도 5는 일부 실시예들에 따른, 외과의사에 의해 핸드 헬드되는 마스터 제어기 조립체를 도시하는 사시도들이다.
- 도 6은 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체를 도시하는 사시도이다.
- 도 7 및 도 8은 일부 실시예들에 따른, 감지 조립체 및 마스터 입력 도구를 별개의 부품들로서 도시하는, 마스터 제어기 조립체의 사시도들이다.
- 도 9는 일 실시예에 따른 마스터 입력 도구의 분해 사시도이다.
- 도 10은 도 8에서 X-X-X-X로 표시된 절단면을 따라 실현된 마스터 입력 도구의 종방향 단면이다.
- 도 11은 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체의 사시도이다.
- 도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 폐쇄 위치에 있는 마스터 입력 도구의 종방향 단면들이다.
- 도 14는 일 실시예에 따른 마스터 입력 도구의 트리거의 종방향 단면이다.
- 도 15는 일 실시예에 따른 마스터 입력 도구의 도구 결합부의 종방향 단면이다.
- 도 16은 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체의 사시도이며, 여기서 감지 조립체는 마스터 입력 도구의 관점에서 별개의 부분들로서 보여진다.
- 도 17은 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체의 사시도이다.
- 도 18은 일 실시예에 따른, 외과의사에 의해 핸드 헬드되는 마스터 제어기 조립체의 사시도이다.
- 도 19는 일 실시예에 따른, 페어링된 마스터 제어기 조립체 및 슬레이브 수술 파지 디바이스를 포함하는 로봇 수술 시스템을 도시하는 사시도의 스케치이다.
- 도 20은 일 실시예에 따른 마스터 제어기 조립체를 도시하는 사시도이다.
- 도 21은 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 사시도이다.
- 도 22 및 도 23은 일부 실시예들에 따른 로봇 수술 조립체를 도시하는 블록 선도들이다.
일반적인 실시예에 따르면, 로봇 수술 시스템(101)은, 수동 커맨드(161)를 검출하기에 적합한 적어도 하나의 마스터 제어기 조립체(102), 및 환자의 몸에 대해 수술하도록 설계된 슬레이브 수술 기구(104)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(103)를 포함한다.
상기 슬레이브 수술 기구(104)는 슬레이브 수술 기구(104)에 파지 자유도 모션을 제공하는 적어도 하나의 수술 파지 디바이스(117)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 수술 파지 디바이스(117)는 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)를 포함하며, 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)는 서로에 대해 관절결합되어, 수술 파지 결합부(144)를 형성하고, 바람직하게 상기 수술 파지 결합부(144)는 핀(pin) 결합부이다. 바람직하게, 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143) 각각은 상기 수술 파지 결합부(144)의 적어도 일부를 형성하는 수술 파지 디바이스의 결합 부분(145) 및 수술 파지 디바이스의 캔틸레버형 자유 단부(146)를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 로봇 수술 시스템(101)은, 상기 수동 커맨드(161)에 관한 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호(162)를 수신하고, 그리고 상기 수동 커맨드(161)에 관한 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호(163)를 슬레이브 로봇 조립체(103)에 송신하여 상기 슬레이브 수술 기구(104)를 작동시키는데 적합한 제어 유닛(105)을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 마스터-슬레이브 쌍을 따라 상기 슬레이브 수술 기구(104)에 페어링된다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102) 및 상기 슬레이브 수술 기구(104)는 상기 제어 유닛(105)을 통해 마스터-슬레이브 쌍을 형성한다.
상기 마스터 제어기 조립체(102)는, 수술 동안 수술실의 다양한 위치들로부터 외과의사에 의해 핸드 헬드되고 조작되기에 적합한 적어도 하나의 휴대용의 핸드 헬드 마스터 입력 도구 본체(106)(또는 마스터 입력 도구(106))를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 마스터 제어기 조립체(102)에는, 예컨대 상기 수술실 내에서의 수술 동안 휴대성이 제공된다. 바람직하게, 상기 휴대용의 핸드 헬드 마스터 입력 도구(106)는 수술 동안 수술실의 다양한 위치들로부터 외과의사에 의해 핸드 헬드되고 조작된다. 바람직하게, 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 수동 커맨드를 수신한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구에 대해 언급되는 용어 "휴대용"은, 마스터 입력 도구가, 예컨대 수술 동안 외과의사에 의해 운반 또는 이동될 수 있다는 것을 표시한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구에 대해 언급되는 용어 "핸드 헬드"는, 마스터 입력 도구가 손, 예컨대 외과의사의 손에 유지되는 동안 동작되도록 설계된다는 것을 표시한다.
바람직한 실시예에 따르면, 용어 "수술실"은 환자의 몸을 적어도 부분적으로 둘러싸는 공간의 일부를 지칭한다. 바람직하게, 수술실 내에는 환자의 몸 이외에도 다양한 위치들이 포함된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구에 대해 언급되는 용어 "조작된"은, 마스터 입력 도구가 마치 손들로 취급되거나 동작될 수 있다는 것을 표시한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 마스터-슬레이브 쌍을 따라 상기 슬레이브 수술 기구(104)에 페어링된다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106) 및 상기 슬레이브 수술 기구(104)는 상기 제어 유닛(105)을 통해 마스터-슬레이브 쌍을 형성한다.
상기 마스터 제어기 조립체(102)는 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)에 동작가능하게 연결된다. 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 전자기 통신에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)에 연결된다.
상기 마스터 입력 도구(106)는 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 핸드 헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스터 입력 도구(106)의 휴대성이 향상된다.
상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 마스터 입력 도구(106)가 외과의사에 의해 바람직하게는 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하며, 선회가능한 그러한 방식으로 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)로부터 기계적으로 구속되지 않는다.
상기 마스터 입력 도구(106)는 기계적으로 접지되지 않는다(unground).
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구는 힘 피드백을 제공하기에 적합하지 않다.
상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 입력 도구(106)가 도구 종축(X-X)을 중심으로 외과의사의 손가락들(111, 112) 사이에서 굴려질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 제1 요소 세장형 본체(114)를 갖는 제1 세장형 요소(113)를 포함하며, 여기서 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 강성체이다. 바람직한 실시예에 따르면, 용어 "강성체"는 그러한 본체가 유연성이 부족하거나 없다는 것을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 용어 "강성체"는 그러한 본체가 동작 조건들에 있을 때 탄성적으로 굴곡있는 변형을 제공할 수 없다는 것을 의미한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)의 종방향 전개 축과 실질적으로 일치하는 제1 요소 방향(X1-X1)을 규정한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 제2 요소 세장형 본체(116)를 갖는 제2 세장형 요소(115)를 포함하며, 여기서 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 강성체이다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 종방향 전개 축과 실질적으로 일치하는 제2 요소 방향(X2-X2)을 규정한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 연결 및 관절결합시켜, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 단일 자유도 모션을 제공하는 도구 결합부(118)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이의 상기 단일 자유도 모션은 미리 규정된 평면에 놓인다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는, 적어도, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 상호 포지션, 바람직하게는 상호 포지션 및 상대적인 배향을 검출하는 적어도 하나의 감지 조립체(119)를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 서로 가깝게 이동시키는, 상기 마스터 입력 도구(106)에 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 파지 압력 액션(147)은 상기 수술 파지 디바이스(117)의 페어링된 슬레이브 파지 모션(148)을 결정한다.
상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 둘 모두가 강성체들이라는 사실 덕분에, 상기 감지 조립체(119)의 감지 분해능은 알려진 해법들에 대해 개선된다.
일 실시예에 따르면, 상기 수동 커맨드(161)는 상기 파지 압력 액션(147)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 페어링된 슬레이브 파지 모션(148)은 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)를 서로 가깝게 이동시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 파지 압력 액션(147)은 마스터 입력 도구(106)의 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)에 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진다.
일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(119)는 적어도 하나의 용량성 증분 포지션 센서, 예컨대 용량성 인코더를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 로봇 수술 시스템(201), 바람직하게는 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 미리 규정된 필드 볼륨을 발생시키는 적어도 하나의 필드 발생기(107)를 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 필드 발생기(107)는 자기장을 발생시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 감지 조립체(119)는 적어도, 상기 미리 규정된 필드 볼륨 내에서 상기 마스터 입력 도구(106)의 적어도 포지션, 바람직하게는 포지션 및 배향을 검출한다.
일 실시예에 따르면, 상기 필드 발생기(107)는 상기 필드 발생기(107)와 통합된 기준 영점(X0, Y0, Z0)을 규정하며, 여기서 발생된 필드 로컬 벡터(X1,Y1,Z1;X2,Y2,Z2)를 검출하는 상기 적어도 하나의 감지 조립체(119)는 상기 감지 조립체(119)의 적어도 포지션을 결정한다. 이러한 방식으로, 감지 조립체(119)는 상기 미리 규정된 필드 볼륨 내에서 상기 감지 조립체(119)와 통합된 상기 마스터 도구 조립체(106)의 적어도 포지션을 결정한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 유선 전기 연결부에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)에 동작가능하게 연결된다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 무선 연결부에 의해 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)에 동작가능하게 연결된다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 마스터 입력 도구(106)가 상기 미리 규정된 필드 볼륨 내에서 외과의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하며, 선회가능한 그러한 방식으로 상기 필드 발생기(107) 및 상기 슬레이브 로봇 조립체(103) 둘 모두로부터 기계적으로 구속되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 제1 조작 표면(109)을 포함하고, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 제2 조작 표면(110)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 그 상부에서의 외과의사의 손가락들(111, 112)의 파지를 개선하는데 적합한 마찰 향상 부분(121)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 원통형 표면의 일부이다. 이러한 방식으로, 도구 종축(X-X)을 중심으로 한 마스터 입력 도구(106)의 굴림능력(rollability)이 향상된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 조작 표면(109) 및 상기 제2 조작 표면(110)은 원통형 표면의 적어도 일부를 형성하도록 협력한다. 이러한 방식으로, 도구 종축(X-X)을 중심으로 한 마스터 입력 도구(106)의 굴림능력이 향상된다.
일 실시예에 따르면, 상기 도구 결합부(118)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 단일 자유도의 회전 모션을 제공하는 힌지이다. 이러한 방식으로, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 서로에 대해 각도 이동으로 이동가능하다.
일 실시예에 따르면, 마스터 파지 각도(α+γ)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이의 각도로서 규정된다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이의 각도는 마스터 파지 각도(α+γ)를 규정한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 적어도 하나의 개방 포지션 사이에서 서로에 대해 각도 모션으로 이동가능하며, 여기서 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는 미리 규정된 파지 임계 각도(γ)보다 크고, 적어도 하나의 폐쇄 포지션에서, 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는 미리 규정된 파지 임계 각도(γ)보다 작다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)가 개방 포지션에 있을 때, 60도 이하이다. 바람직하게, 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)가 개방 포지션에 있을 때, 45도 이하이다. 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)가 개방 포지션에 있을 때, 35도 이하이다.
일 실시예에 따르면, 상기 도구 결합부(118)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이의 단일 자유도 모션, 바람직하게는 각도 회전 모션을 제공하는 핀 결합부이다.
일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)은 상기 마스터 파지 각도(α+γ)의 이등분선과 일치하는 것으로 규정된다.
일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)은 상기 제1 요소 방향(X1-X1)으로부터 그리고 상기 제2 요소 방향(X2-X2)으로부터 등거리에 있는 지점들의 세트로서 규정된다.
일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)은, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)가 폐쇄 포지션에 있을 때, 상기 마스터 입력 도구(106)의 종축 전개의 축으로서 규정된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는, 상기 도구 결합부(118)의 일부를 형성하는 제1 요소 결합 부분(132), 및 제1 요소 방향(X1-X1)을 따라 상기 제1 요소 결합 부분(132)에 대향하여 위치되는 제1 요소 캔틸레버형 부분(122)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는, 상기 도구 결합부(118)의 일부를 형성하는 제2 요소 결합 부분(133), 및 제2 요소 방향(X2-X2)을 따라 상기 제2 요소 결합 근접 부분(132)에 대향하여 위치되는 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)을 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122)은 자유 단부를 형성하고, 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)은 자유 단부를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122) 및 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)의 상대적인 공간 포지션은 상기 마스터 파지 각도(α+γ) 폭에 의해 엄격하게 결정된다. 이러한 방식으로, 상기 감지 조립체(119)의 감지 분해능이 향상된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 결합 부분(132) 및 상기 제2 요소 결합 부분(133)은 상기 도구 결합부(118)를 형성하도록 협력한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 결합 부분(132) 및 상기 제2 요소 결합 부분(133)은 상기 도구 결합부(118)를 형성하도록 도구 결합 핀(124)에 의해 서로 구속된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122) 및 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)은, 각각, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 따라 상기 도구 결합부(118)로부터 미리 규정된 거리에 위치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(119)는 상기 도구 결합부(118) 내에 위치된 적어도 하나의 결합부 센서, 바람직하게는 인코더를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(119)는 적어도 하나의 근접 센서(166) 및 적어도 하나의 타겟 물체(167)를 포함하며, 상기 근접 센서(166)는 상기 제1 세장형 요소 및 상기 제2 세장형 요소의 상호 포지션, 바람직하게는, 적어도, 상호 포지션 및 상대적인 배향을 검출하도록 상기 타겟 물체(167)와 협력한다. 바람직하게, 상기 제1 요소 세장형 본체와 상기 제2 요소 세장형 본체 사이의 하나는 상기 근접 센서를 포함하고, 다른 하나는 상기 타겟 물체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 단일 자유도 모션을 따라, 적어도, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)으로부터 멀리 상기 제1 요소 세장형 본체(114)의 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122)을 편향시키는 적어도 하나의 결합 스프링(120)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 상기 적어도 하나의 개방 포지션을 향해 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 비스듬하게 편향시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 개재된다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 상기 제1 요소 결합 부분(122)과 상기 제2 요소 결합 부분(123) 사이에 개재된다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 비틀림 스프링이다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 축방향 스프링이다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 상기 도구 결합부(118) 주위에 위치된다. 일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 상기 도구 결합부(118)의 도구 결합 핀(124) 주위에 위치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 스프링(120)은 마스터 파지 각도(α+γ)를 증가시키도록 지향되는 탄성 편향 액션을 가한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 단일 부품(single piece)으로 제조된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 중합체 재료로 제조된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 성형(molding), 바람직하게는 사출 성형에 의해 제조된다. 이러한 방식으로, 상기 마스터 입력 도구(106)를 형성하기 위해 함께 조립될 부품들의 수가 감소된다.
일 실시예에 따르면, 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142)와 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143) 사이의 각도는 마스터-슬레이브 쌍을 따른 페어링된 마스터 파지 각도(α+γ)와 동일하다.
일 실시예에 따르면, 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)는 그들 사이의 슬레이브 파지 각도(β)를 규정한다. 바람직하게, 상기 슬레이브 수술 파지 디바이스(117)의 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)는 적어도 하나의 개방 포지션 사이에서 서로에 대해 이동가능하며, 여기서, 상기 슬레이브 파지 각도(β)는 미리 규정된 슬레이브 파지 임계치보다 크고, 적어도 하나의 폐쇄 포지션에서, 상기 슬레이브 파지 각도(β)는 상기 미리 규정된 슬레이브 파지 임계치보다 작고, 바람직하게는 0과 실질적으로 동일하다. 바람직하게, 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)가 폐쇄 포지션에 있을 때, 상기 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소(142) 및 상기 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소(143)는, 바람직하게는 슬레이브 파지 디바이스 종축(Y-Y)을 따라 정렬된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)가 폐쇄 포지션에 있을 때, 페어링된 슬레이브 수술 파지 디바이스(117)는 폐쇄 포지션에 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 상기 미리 규정된 파지 임계 각도(γ) 미만으로 서로 가깝게 이동시키는, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 파지 압력 액션(147)을 검출하는 파지력 검출기 디바이스(125)를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)의 상기 파지력 검출기 디바이스(125)는, 상기 마스터 파지 각도가 상기 파지 임계 각도(γ)보다 작을 때 파지 압력 액션(147)을 검출한다.
일 실시예에 따르면, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 파지 압력 액션(147)이 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 상기 미리 규정된 파지 임계 각도(γ) 미만으로 서로 가깝게 이동시킬 때, 상기 수술 파지 디바이스(117)에 의해 가해진 페어링된 파지력 증가가 결정된다. 이러한 방식으로, 슬레이브 수술 파지 디바이스(117)가 기계적 힘 피드백에 의해 환자의 몸의 적어도 일부를 절단하는 때를 외과의사가 인식하는 것이 허용된다.
일 실시예에 따르면, 상기 파지력 검출기 디바이스(125)는 트리거 결합부(127)를 형성하는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)에 회전가능하게 연결된 적어도 하나의 트리거(126)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 트리거 결합부(127)는 트리거 핀(164)을 포함하는 핀 결합부이다. 일 실시예에 따르면, 상기 트리거 결합부(127)는 힌지이다.
일 실시예에 따르면, 상기 트리거(126)는 상기 트리거 결합부(127)의 일부를 형성하는 트리거 루트(root)(128) 및 상기 트리거 결합부(127)에 대해 캔틸레버로 연장되는 트리거 자유 단부(129)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 파지력 검출기 디바이스(125)는, 상기 트리거(126)가 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 향해 캔틸레버로 연장되도록, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)로부터 멀리 상기 트리거 자유 단부(129)를 편향시키는 적어도 하나의 파지 스프링(130)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 트리거 자유 단부(129)가 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 파지 압력 액션에 의해 상기 제1 요소 세장형 본체(114)를 향해 밀릴 때, 상기 파지 스프링(130)은, 외과의사가 상기 슬레이브 파지 디바이스(117)에 의해 가해진 상기 페어링된 파지력 증가를 기계적 힘 피드백에 의해 인식하게 하는 그러한 방식으로, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 상기 파지 압력 액션에 대조되도록 지향되는 탄성 복귀 액션을 가한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 상기 파지 압력 액션이 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 미리 규정된 파지 임계치(γ) 미만으로 서로 가깝게 이동시킬 때, 트리거 자유 단부(129)에 대한 맞닿음 벽을 형성하는 트리거 맞닿음 부분(140)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 트리거 맞닿음 부분(140)은, 상기 마스터 입력 도구(106)가 폐쇄 포지션에 있을 때 상기 트리거(126)의 적어도 일부를 수용하기 위한 트리거 시이트(seat)(149)를 규정한다.
일 실시예에 따르면, 상기 트리거 맞닿음 부분(140)은, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 상기 파지 압력 액션이 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 미리 규정된 파지 임계치(γ) 미만으로 서로 가깝게 이동시킬 때, 적어도 상기 트리거 자유 단부(129)를 수용하기에 적합한 트리거 시이트(149)를 규정한다.
일 실시예에 따르면, 상기 파지력 검출기 디바이스(125)는 적어도 하나의 로드(load) 셀을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(119)는 적어도 하나의 제1 센서(134)를 포함한다. 바람직하게, 상기 제1 센서(134)는 상기 제1 세장형 요소(113)와 통합되고, 바람직하게는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 통합된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 상기 감지 조립체(119)의 적어도 일부를 수용하는 적어도 하나의 제1 슬롯(138)의 범위를 정한다(delimit). 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 슬롯(138)은 탈착가능 방식으로 상기 감지 조립체(119)의 적어도 일부를 수용하여, 상기 감지 조립체(119)를 포함하거나 상기 감지 조립체(119)가 없는 마스터 입력 도구(106)는 일회용이다.
일 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(119)는, 상기 제1 센서(134) 또는 상기 제2 센서(135) 중 적어도 하나를 둘러싸는 적어도 하나의 멸균 센서 용기(165), 예컨대 플라스틱 백 또는 플라스틱 박스 등을 포함한다. 이러한 방식으로, 센서 어셈블리(119) 멸균이 달성가능하여, 단일 수술 이후 센서(134, 135) 교체를 요구하는 것을 피한다. 그에 의해, 마스터 입력 도구 본체(106)는 일회용으로 만들어 질 수 있으며, 센서들(134, 135)은 그들의 멸균이 유지되기 때문에 다수회 이용될 수 있다. 바람직하게, 센서들(134, 135)에 대한 유선 연결부들(136, 137)이 또한 멸균 박스들(165) 또는 그의 부속기기에 의해 둘러싸여 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 슬롯(138)은 상기 제1 센서(134)를 수용한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서(134)는 제1 센서 연결부(136)에 의해 상기 필드 발생기(107)에 동작가능하게 연결된다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서 연결부(136)는 유선 연결부이다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서 연결부(136)는 무선 연결부이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 감지 조립체(119)는 적어도 하나의 제2 센서(135)를 포함한다. 바람직하게, 상기 제2 센서(135)는 상기 제2 세장형 요소(115)와 통합된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 상기 감지 조립체(119)의 적어도 일부를 수용하는 적어도 하나의 제2 슬롯(139)의 범위를 정한다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 슬롯(139)은 탈착가능 방식으로 상기 감지 조립체(119)의 적어도 일부를 수용하여, 상기 감지 조립체(119)를 포함하거나 상기 감지 조립체(119)가 없는 마스터 입력 도구(106)는 일회용이다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 슬롯(139)은 상기 제2 센서(135)를 수용한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 센서(135)는 제2 센서 연결부(137)에 의해 상기 필드 발생기(107)에 동작가능하게 연결된다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 센서 연결부(137)는 유선 연결부이다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 센서 연결부(137)는 무선 연결부이다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 슬롯(138)은 상기 제2 슬롯(139)에 대해 대향측을 향하여, 이에 따라, 상기 감지 조립체(119)의 특유의 배열이 허용된다. 이러한 방식으로, 감지 조립체(119)를 잘못 배치할 가능성들이 상당히 감소된다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)은, 센서(134, 135)가 개개의 슬롯(138, 139)에 동작가능하게 수용되는지 여부를 시그널링하기 위한 적어도 하나의 플래그(flag) 요소, 예컨대 노치(notch) 등을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)은, 센서(134, 135)가 슬롯들(138, 139) 중 오직 하나에만 동작가능하게 연결될 수 있도록 서로 상이한 플래그 요소를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)의 배열은 비대칭이다. 일 실시예에 따르면, 상기 센서들(134, 135)의 배열은 비대칭이다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 슬롯(138)은 상기 도구 종축(X-X)에 대해 상기 제2 슬롯(139)에 대향한다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)은 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)은 실질적으로 평행육면체의 형상을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)은 각각의 세장형 본체(114, 116)의 자유 단부 부분 부근에 제공되어, 각도 변위를 일정하게 유지하는 최대 선형 변위를 갖게 하고, 센서들(134, 135)은 개개의 슬롯들(138, 139)에 수용된다.
일 실시예에 따르면, 상기 슬롯들(138, 139)은 도구 결합부(118)로부터 최대 거리에 제공되어, 각도 변위를 일정하게 유지하는 최대 선형 변위를 갖게 하고, 센서들(134, 135)은 개개의 슬롯들(138, 139)에 수용된다.
예컨대, 슬롯들(138, 139) 및 센서들(134, 135)은, 도구 결합부(118)가 각각의 세장형 본체(114, 116) 부근 또는 그의 근위 단부에 있을 때, 각각의 세장형 본체(114, 116) 부근 또는 그의 원위 단부에 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)의 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122) 및 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)은 제1 종방향 측(150)을 규정하고, 제2 종방향 측(151)은 상기 도구 결합부(118)에 대해 상기 제1 종방향 측(150)에 대향하여 규정된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서 연결부(136) 및 상기 제2 센서 연결부(137)는 둘 모두 유선 연결부들이고, 상기 제1 센서 연결부(136) 및 상기 제2 센서 연결부(137)의 배선들은 둘 모두 상기 마스터 입력 도구(106)의 동일한 종방향 측(150; 151) 상에 모여 있다. 이러한 방식으로, 상기 센서 연결들의 번거로움이 감소된다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는, 동작 조건들에 있을 때 외과의사의 손등(141)의 적어도 일부에 닿도록 설계된 적어도 하나의 손등 안착 부분(131)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)을 따른 상기 조작 표면(109, 110)의 포지션은 상기 제1 도구 종방향 측(150)과 상기 감지 조립체(119) 사이에 개재된다. 일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)을 따른 상기 조작 표면(109, 110)의 포지션은 상기 제1 도구 종방향 측(150)과 상기 힘 검출기 디바이스(125) 사이에 개재된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함하며, 상기 조작 표면(109, 110)은 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122)과 상기 트리거 결합부(127) 사이에서 상기 제1 세장형 요소 방향(X1-X1)을 따라 위치된다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함하며, 상기 조작 표면(109, 110)은 상기 제1 요소 결합 부분(132)과 상기 트리거 결합부(127) 사이에서 상기 제1 세장형 요소 방향(X1-X1)을 따라 위치된다.
일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)을 따른 상기 조작 표면(109, 110)의 포지션은 상기 제2 도구 종방향 측(151)과 상기 감지 조립체(119) 사이에 개재된다. 일 실시예에 따르면, 도구 종축(X-X)을 따른 상기 조작 표면(109, 110)의 포지션은 상기 제2 도구 종방향 측(151)과 상기 힘 검출기 디바이스(125) 사이에 개재된다. 일 실시예에 따르면, 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)는 상기 슬레이브 수술 기구(104)를 조작하는 적어도 하나의 수술 아암(surgical arm)(152)을 더 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)는 상기 슬레이브 수술 기구(104)를 조작하는 적어도 하나의 미세조작기(153)를 포함한다. 바람직하게, 상기 적어도 하나의 미세조작기(153)는 상기 수술 아암(152)에 직접 직렬로 연결되어, 상기 수술 아암(152)과 함께 운동학적 체인(kinematic chain)을 형성하고, 상기 미세조작기(153)는 상기 슬레이브 수술 기구(104)를 조작한다. 일 실시예에 따르면, 적어도 2개의 미세조작기들(153)은 상기 수술 아암(152)에 직접 직렬로 연결되어, 상기 수술 아암(153)과 함께 적어도 2개의 분기형 운동학적 체인을 형성한다.
일 실시예에 따르면, 상기 로봇 수술 시스템(101)은 적어도 하나의 카트 지면(ground) 접촉 유닛(155) 및 카트 손잡이(156)를 포함하는 적어도 하나의 로봇 카트(154)를 포함하며, 상기 카트 손잡이(156)는 적어도 수술실 내에서 로봇 수술 시스템(101)의 적어도 일부, 바람직하게는 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)를 이동시키기에 적합하다. 바람직하게, 상기 로봇 카트(154)는 슬레이브 로봇 조립체(103)에 대한 기계적 및 구조적 지지부, 바람직하게는 이동가능한 기계적 및 구조적 지지부를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 상기 로봇 카트(154)는 전력 공급 케이블(157)에 연결된다.
일 실시예에 따르면, 상기 로봇 카트(154)는 상기 제어 유닛(105)을 포함한다. 바람직하게, 상기 제어 유닛(105)은 상기 로봇 카트(154)와 일체로 위치된다.
일 실시예에 따르면, 상기 로봇 카트(154)는 상기 필드 발생기(107)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 외과의사가 수술 동안 그 위에 착석하기 위한 적어도 하나의 착석 표면(159)을 포함하는 적어도 하나의 수술 의자(158)를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 수술 의자(158)는, 수술 의자(158)로부터 슬레이브 로봇 조립체(103)로의 진동 모션의 기계적 접촉에 의한 전파를 방지하기 위해 슬레이브 로봇 조립체(103)로부터 기계적으로 구속되지 않는다. 이러한 방식으로, 슬레이브 수술 로봇(103), 및 특히 상기 슬레이브 수술 기구(104)로 송신되는 원치않는 커맨드들의 위험이 감소된다.
일 실시예에 따르면, 상기 수술 의자(158)는 상기 필드 발생기(107)를 포함하여, 상기 필드 볼륨이 상기 수술 의자(158)의 적어도 일부와 통합되도록 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 의자 동작 연결부(160)에 의해 상기 수술 의자(158)에 동작가능하게 연결된다. 일 실시예에 따르면, 상기 의자 동작 연결부(160)는 유선 연결부이다. 일 실시예에 따르면, 상기 의자 동작 연결부(160)는 무선 연결부이다.
일반적인 실시예에 따르면, 로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102)가 제공되며, 상기 로봇 수술 시스템(101)은 파지 자유도 모션을 슬레이브 수술 기구(104)에 제공하는 수술 파지 디바이스(117)를 갖는 슬레이브 수술 기구(104)를 포함하는 슬레이브 로봇 조립체(103)를 더 포함한다.
상기 마스터 제어기 조립체(102)는 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 마스터 입력 도구 본체(106) 및 감지 조립체(119)를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 수술 동안 수술실의 다양한 위치들로부터 외과의사에 의해 핸드 헬드되고 조작되기에 적합하고, 상기 마스터 입력 도구(106)는 수동 커맨드를 수신하기에 적합하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 핸드 헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 마스터 입력 도구(106)가 외과의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고 회전가능하며, 선회가능한 그러한 방식으로 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)로부터 기계적으로 구속되지 않는다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 입력 도구(106)가 도구 종축(X-X)을 중심으로 외과의사의 손가락들(111, 112) 사이에서 굴려질 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 제1 요소 세장형 본체(114)를 갖는 제1 세장형 요소(113)를 포함하고, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 강성체이며, 상기 마스터 입력 도구(106)는 제2 요소 세장형 본체(116)를 갖는 제2 세장형 요소(115)를 포함하고, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 강성체이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 연결 및 관절결합시켜, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 단일 자유도 모션을 제공하는 도구 결합부(118)를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 마스터 제어기 조립체(102)는, 적어도, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 상호 포지션을 검출하여, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 서로 가깝게 이동시키는, 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 상기 마스터 입력 도구(106)에 가해진 파지 압력 액션이 상기 수술 파지 디바이스(117)의 페어링된 파지 모션을 결정하는 적어도 하나의 감지 조립체(119)를 포함한다.
특정한 실시예들에서, 적용가능한 경우, 별개로 또는 조합하여 제공되는 위에서 설명된 특징들에 의해, 위에서 개시된 때때로 대조되는 필요성들을 만족시키고, 위에서 언급된 장점들을 획득하는 것이 가능하며, 특히,
- 간단한 제조와 동시에 정확하고 신뢰할 수 있는 감지가 가능한 핸드 헬드의 접지되지 않은 마스터 제어기 조립체가 제공되고;
- 로봇에 대한 구조적 구속의 어떠한 필요성도 요구되지 않는 마스터 제어기 조립체가 제공되고, 로봇에 대한 연결부는 데이터 송신 목적들을 위해 배선될 수 있고;
- 외과의사에게는 개선된 모션 자유와 동시에 로봇 수술을 수행하기 위한 친숙한 도구가 제공되고;
- 로봇 미세수술에 특히 적합한 마스터 제어기 조립체가 제공되고;
- 감지 조립체의 그리고 센서들을 수용하는 슬롯들의 기계적 특징들은 센서의 특유의 배열을 허용하여, 그에 의해, 잘못된 배치를 피해서, 알려진 해법들에 관련하여 안전을 개선하고, 동시에 높은 제조 비용들을 요구하지 않으며;
- 마스터 입력 도구 본체는 일회용으로 만들어질 수 있고, 감지 조립체는 일회용으로 만들어지지 않을 수 있다.
당업자들은, 위에서 설명된 실시예들에 대해 많은 변화들 및 개조들을 행할 수 있거나, 또는 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 우발적인 필요성들을 만족시키기 위해 기능적으로 동등한 다른 요소들로 요소를 교체할 수 있다.
101 로봇 수술 시스템
102 마스터 제어기 조립체
103 슬레이브 로봇 조립체
104 슬레이브 수술 기구, 또는 수술 기구
105 제어 유닛
106 마스터 입력 도구 본체, 또는 마스터 입력 도구
107 필드 발생기
109 제1 조작 표면
110 제2 조작 표면
111 외과의사 손가락
112 추가의 외과의사 손가락
113 제1 세장형 요소
114 제1 요소 세장형 본체, 또는 제1 세장형 요소 본체
115 제2 세장형 요소
116 제2 요소 세장형 본체, 또는 제2 세장형 요소 본체
117 수술 파지 디바이스, 또는 슬레이브 수술 파지 디바이스
118 도구 결합부
119 감지 조립체
120 결합 스프링
121 마찰 향상 부분
122 제1 요소 캔틸레버형 부분
123 제2 요소 캔틸레버형 부분
124 도구 결합 핀
125 그립력 검출기 디바이스
126 트리거
127 트리거 결합부
128 트리거 루트
129 트리거 자유 단부
130 트리거 스프링
131 손등 안착 부분
132 제1 요소 결합 부분
133 제2 요소 결합 부분
134 제1 센서
135 제2 센서
136 제1 센서 연결부
137 제2 센서 연결부
138 제1 슬롯
139 제2 슬롯
140 트리거 맞닿음 부분
141 외과의사의 손등
142 수술 파지 디바이스의 제1 세장형 요소
143 수술 파지 디바이스의 제2 세장형 요소
144 수술 파지 결합부
145 수술 파지 디바이스의 결합 부분
146 수술 파지 디바이스의 자유 단부
147 파지 압력 액션
148 페어링된 슬레이브 그립 모션
149 트리거 시이트
150 제1 종방향 측
151 제2 종방향 측
152 수술 아암, 또는 슬레이브 수술 아암
153 미세조작기
154 로봇 카트
155 카트 지면 접촉 유닛
156 카트 손잡이
157 전력 공급 케이블
158 수술 의자
159 착석 표면
160 의자 동작 연결부
161 수동 커맨드
162 제1 커맨드 신호
163 제2 커맨드 신호
164 트리거 핀
165 멸균 센서 용기
166 근접 센서
167 타겟 물체
X-X 도구 종축
X1-X1 제1 요소 방향
X2-X2 제2 요소 방향
Y-Y 슬레이브 파지 디바이스 종축
α+γ 마스터 파지 각도
β 슬레이브 파지 각도
γ 파지 임계 각도

Claims (19)

  1. 로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102)로서,
    상기 로봇 수술 시스템(101)은 수술 파지 디바이스(117)를 갖는 슬레이브 수술 기구(104)를 포함하는 슬레이브 로봇 조립체(103)를 더 포함하고, 상기 수술 파지 디바이스(117)는 파지 자유도 모션(grip degree-of-freedom of motion)을 상기 슬레이브 수술 기구(104)에 제공하며,
    상기 마스터 제어기 조립체(102)는,
    - 수술 동안 수술실의 다양한 위치들로부터 외과의사에 의해 핸드 헬드(hand-held)되고 조작되기에 적합한 적어도 하나의 마스터 입력 도구(106), 및
    - 적어도 하나의 감지 조립체(119)를 포함하고;
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는 수동 커맨드를 수신하기에 적합하고;
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 핸드 헬드되도록 설계된 적어도 하나의 조작(manipulandum) 표면(109, 110)을 포함하고;
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 마스터 입력 도구(106)가 외과의사에 의해 자연스럽게 이동가능하고, 회전가능하며, 선회가능한 방식으로 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)로부터 기계적으로 구속되지 않고;
    - 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 볼록한 표면이어서, 상기 마스터 입력 도구(106)가 도구 종축(X-X)을 중심으로 상기 외과의사의 손가락들(111, 112) 사이에서 굴려질(roll) 수 있으며;
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는 제1 요소 세장형 본체(114)를 갖는 제1 세장형 요소(113)를 포함하고, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 강성체이고;
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는 제2 요소 세장형 본체(116)를 갖는 제2 세장형 요소(115)를 포함하고, 상기 제1 요소 세장형 본체(116)는 강성체이고;
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 연결 및 관절결합시켜, 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 단일 자유도 모션을 제공하는 도구 결합부(118)를 포함하며;
    - 상기 적어도 하나의 감지 조립체(119)는 적어도, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 상호 포지션을 검출하여, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 서로 가깝게 이동시키는, 상기 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 상기 마스터 입력 도구(106)에 가해진 파지 압력 액션이 상기 수술 파지 디바이스(117)의 페어링된 파지 모션을 결정하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 요소 세장형 본체(114)는 상기 감지 조립체(119)의 적어도 일부를 수용하는 적어도 하나의 제1 슬롯(138)의 범위를 정하는(delimit),
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 감지 조립체(119)는 적어도 하나의 제1 센서(134)를 포함하며; 그리고
    상기 제1 슬롯(138)은, 상기 제1 센서(134)가 상기 제1 세장형 요소(113)와 통합되도록 상기 제1 센서(134)를 수용하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 슬롯(138)은 탈착가능 방식으로 상기 제1 슬롯(134)을 수용하여, 상기 감지 조립체(119)를 포함하거나 상기 감지 조립체(119)가 없는 상기 마스터 입력 도구(106)는 일회용(disposable)인,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서(134)는 제1 센서 연결부(136)에 의해 상기 마스터 추적 디바이스(107)에 동작가능하게 연결되며,
    상기 제1 센서 연결부(136)는 유선 연결부 또는 무선 연결부인,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 상기 감지 조립체(119)의 적어도 일부를 수용하는 적어도 하나의 제2 슬롯(139)의 범위를 정하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감지 조립체(119)는 적어도 하나의 제2 센서(135)를 포함하며; 그리고/또는
    - 상기 제2 센서(135)는 상기 제2 세장형 요소(115)와 통합되고; 그리고/또는
    - 탈착가능 방식이어서, 상기 감지 조립체(119)를 포함하거나 상기 감지 조립체(119)가 없는 상기 마스터 입력 도구(106)는 일회용이고; 그리고/또는
    - 상기 제2 슬롯(139)은 상기 제2 센서(135)를 수용하며; 그리고/또는
    - 상기 제2 센서(135)는 제2 센서 연결부(137)에 의해 상기 마스터 추적 디바이스(107)에 동작가능하게 연결되고, 상기 제2 센서 연결부(137)는 유선 연결부 또는 무선 연결부인,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 슬롯(138)은 상기 제2 슬롯(139)에 대해 대향측을 향하여, 이에 따라, 상기 감지 디바이스(119)의 특유의 배열이 허용되는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 슬롯(138)은 상기 도구 종축(X-X)에 대해 상기 제2 슬롯(139)에 대향하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬롯들(138, 139)은 각각의 세장형 본체(114, 116)의 자유 단부 부분 부근에 제공되어, 각도 변위를 일정하게 유지하는 최대 선형 변위를 갖게 하고, 상기 센서들(134, 135)은 개개의 슬롯들(138, 139)에 수용되고; 그리고/또는
    - 상기 슬롯들(138, 139)은 상기 도구 결합부(118)로부터 최대 거리에 제공되어, 상기 각도 변위를 일정하게 유지하는 상기 최대 선형 변위를 갖게 하고, 상기 센서들(134, 135)은 개개의 슬롯들(138, 139)에 수용되며; 그리고/또는
    - 상기 슬롯들(138, 139) 및 상기 센서들(134, 135)은, 상기 도구 결합부(118)가 각각의 세장형 본체(114, 116) 부근 또는 그의 근위 단부에 있을 때, 상기 각각의 세장형 본체(114, 116) 부근 또는 그의 원위 단부에 제공되는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감지 조립체(119)는, 상기 센서 조립체(119)의 멸균을 유지하기 위해, 상기 제1 센서(134) 또는 상기 제2 센서(135) 중 적어도 하나를 둘러싸는 적어도 하나의 멸균 센서 용기(165)를 포함하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 센서 연결부(136) 및 상기 제2 센서 연결부(137)는 둘 모두 유선 연결부들이고,
    상기 제1 센서 연결부(136) 및 상기 제2 센서 연결부(137)의 배선들은 둘 모두 상기 마스터 입력 도구(106)의 동일한 종방향 측 상에 모여 있는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬롯들(138, 139)은, 상기 센서(134, 135)가 개개의 슬롯(138, 139)에 동작가능하게 수용되는지 여부를 시그널링하기 위한 적어도 하나의 플래그(flag) 요소, 예컨대 노치(notch) 등을 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 슬롯들(138, 139)은, 센서(134, 135)가 상기 슬롯들(138, 139) 중 오직 하나에만 동작가능하게 연결될 수 있도록 서로 상이한 플래그 요소를 갖고; 그리고/또는
    - 상기 슬롯들(138, 139)의 배열은 비대칭이고; 그리고/또는
    - 상기 센서들(134, 135)의 배열은 비대칭이고; 그리고/또는
    - 상기 슬롯들(138, 139)은 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 가지며; 그리고/또는
    - 상기 슬롯들(138, 139)은 실질적으로 평행육면체의 형상을 갖는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스터 입력 도구(106)는, 동작 조건들에 있을 때 외과의사의 손등(back-of-hand)(141)의 적어도 일부에 닿도록 설계된 적어도 하나의 손등 안착 부분(131)을 포함하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 단일 부품(single piece)으로 제조되고; 그리고/또는
    상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 중합체 재료로 제조되고; 그리고/또는
    상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 성형(molding)에 의해 제조되는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 각각은 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)을 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 상부에 외과의사의 손가락들(111, 112)의 파지를 개선하는데 적합한 마찰 향상 부분(121)을 포함하며; 그리고/또는
    상기 적어도 하나의 조작 표면(109, 110)은 원통형 표면의 일부인,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도구 결합부(118)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이의 단일 자유도의 회전 모션을 제공하는 힌지여서, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 서로에 대해 각도 모션으로 이동가능하고; 그리고/또는
    - 상기 도구 결합부(118)는 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 단일 자유도의 회전 모션을 제공하는 핀 결합부이고; 그리고/또는
    - 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이의 각도는 마스터 파지 각도(α+γ)를 규정하고; 그리고/또는
    - 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는 적어도 하나의 개방 포지션 사이에서 서로에 대해 각도 모션으로 이동가능하고, 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는 미리 규정된 파지 임계 각도(γ)보다 크고, 적어도 하나의 폐쇄 포지션에서, 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는 미리 규정된 파지 임계 각도(γ)보다 작고; 그리고/또는
    - 상기 마스터 파지 각도(α+γ)는, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)가 개방 포지션에 있을 때, 60도 이하, 바람직하게는 45도 이하, 바람직하게는 35도 이하이고; 그리고/또는
    - 상기 제1 요소 세장형 본체(114)는, 상기 도구 결합부(118)의 일부를 형성하는 제1 요소 결합 부분(132), 및 상기 도구 종축(X-X)을 따라 상기 제1 요소 결합 부분(132)에 대향하여 위치되는 제1 요소 캔틸레버형 부분(122)을 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 제2 요소 세장형 본체(116)는, 상기 도구 결합부(118)의 일부를 형성하는 제2 요소 결합 부분(133), 및 상기 도구 종축(X-X)을 따라 상기 제2 요소 결합 근접 부분(132)에 대향하여 위치되는 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)을 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 제1 요소 결합 부분(132) 및 상기 제2 요소 결합 부분(133)은 상기 도구 결합부(118)를 형성하도록 협력하고; 그리고/또는
    - 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122) 및 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)의 상대적인 공간 포지션은 상기 마스터 파지 각도(α+γ) 폭에 의해 엄격하게 결정되고; 그리고/또는
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는 상기 단일 자유도 모션을 따라, 적어도, 상기 제2 요소 세장형 본체(116)의 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)으로부터 멀리 상기 제1 요소 세장형 본체(114)의 상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122)을 편향시키는 적어도 하나의 결합 스프링(120)을 포함하고; 그리고/또는
    상기 제1 요소 캔틸레버형 부분(122) 및 상기 제2 요소 캔틸레버형 부분(123)은, 각각, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 따라 상기 도구 결합부(118)로부터 미리 규정된 거리에 위치되고; 그리고/또는
    상기 결합 스프링(120)은 상기 제1 요소 세장형 본체(114)와 상기 제2 요소 세장형 본체(116) 사이에 개재되고; 그리고/또는
    상기 결합 스프링(120)은 상기 제1 요소 결합 부분(122)과 상기 제2 요소 결합 부분(123) 사이에 개재되고; 그리고/또는
    상기 결합 스프링(120)은 상기 도구 결합부(118) 주위에 위치되고; 그리고/또는
    상기 결합 스프링(120)은 상기 도구 결합부(118)의 도구 결합 핀(124) 주위에 위치되고; 그리고/또는
    - 상기 결합 스프링(120)은 마스터 파지 각도(α+γ)를 증가시키도록 지향되는 탄성 편향 액션을 가하고; 그리고/또는
    - 상기 마스터 입력 도구(106)는, 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 미리 규정된 파지 임계 각도(γ) 미만으로 서로 가깝게 이동시키는, 상기 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 파지 압력 액션을 검출하기에 적합한 파지력 검출기 디바이스(125)를 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 외과의사의 손가락들(111, 112)에 의해 가해진 파지 압력 액션이 상기 제1 요소 세장형 본체(114) 및 상기 제2 요소 세장형 본체(116)를 상기 미리 규정된 파지 임계 각도(γ) 미만으로 서로 가깝게 이동시킬 때, 상기 수술 파지 디바이스(117)에 의해 가해진 페어링된 파지력 증가가 결정되고; 그리고/또는
    - 상기 마스터 제어기 조립체(102)는 미리 규정된 필드 볼륨을 발생시키는 적어도 하나의 필드 발생기(107)를 포함하고; 그리고/또는
    - 상기 감지 조립체(119)는 적어도, 상기 미리 규정된 필드 볼륨 내에서 상기 마스터 입력 도구(106)의 포지션을 검출하며; 그리고/또는
    - 상기 감지 조립체(119)는 상기 도구 결합부(118) 내에 위치된 적어도 하나의 결합부 센서, 바람직하게는 인코더를 포함하는,
    로봇 수술 시스템(101)용 마스터 제어기 조립체(102).
  18. 로봇 수술 시스템(101)로서,
    - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 마스터 제어기 조립체(102);
    - 환자의 몸(patient anatomy)에 대해 수술하도록 설계된 슬레이브 수술 기구(104)를 포함하는 적어도 하나의 슬레이브 로봇 조립체(103) － 상기 슬레이브 수술 기구(104)는 상기 슬레이브 수술 기구(104)에 파지 자유도 모션을 제공하는 적어도 하나의 수술 파지 디바이스(117)를 포함함 －;
    상기 수동 커맨드에 관한 정보를 포함하는 제1 커맨드 신호를 수신하고, 그리고 상기 수동 커맨드에 관한 정보를 포함하는 제2 커맨드 신호를 상기 슬레이브 로봇 조립체(103)에 송신하여 상기 슬레이브 수술 기구(104)를 작동시키는데 적합한 제어 유닛(105)을 포함하는,
    로봇 수술 시스템(101).
  19. 제18항에 있어서,
    상기 필드 발생기(107)는 자기장 발생기인,
    로봇 수술 시스템(101).
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