KR20210052475A - 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구 - Google Patents

수동 및 로봇 제어가능 의료 기구 Download PDF

Info

Publication number
KR20210052475A
KR20210052475A KR1020217008400A KR20217008400A KR20210052475A KR 20210052475 A KR20210052475 A KR 20210052475A KR 1020217008400 A KR1020217008400 A KR 1020217008400A KR 20217008400 A KR20217008400 A KR 20217008400A KR 20210052475 A KR20210052475 A KR 20210052475A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
instrument
robot
drive input
medical
manual
Prior art date
Application number
KR1020217008400A
Other languages
English (en)
Inventor
루이스 안드레이드 주니어 바에즈
Original Assignee
아우리스 헬스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아우리스 헬스, 인코포레이티드 filed Critical 아우리스 헬스, 인코포레이티드
Publication of KR20210052475A publication Critical patent/KR20210052475A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/71—Manipulators operated by drive cable mechanisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00149—Holding or positioning arrangements using articulated arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0052—Constructional details of control elements, e.g. handles
    • A61B1/0053—Constructional details of control elements, e.g. handles using distributed actuators, e.g. artificial muscles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0057—Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/267—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the respiratory tract, e.g. laryngoscopes, bronchoscopes
    • A61B1/2676—Bronchoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/307—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the urinary organs, e.g. urethroscopes, cystoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A61B10/04—Endoscopic instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B50/00—Containers, covers, furniture or holders specially adapted for surgical or diagnostic appliances or instruments, e.g. sterile covers
    • A61B50/10—Furniture specially adapted for surgical or diagnostic appliances or instruments
    • A61B50/13—Trolleys, e.g. carts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A61B10/04—Endoscopic instruments
    • A61B2010/045—Needles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00477—Coupling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00743—Type of operation; Specification of treatment sites
    • A61B2017/00809—Lung operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
    • A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
    • A61B2034/105—Modelling of the patient, e.g. for ligaments or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2059—Mechanical position encoders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2061—Tracking techniques using shape-sensors, e.g. fiber shape sensors with Bragg gratings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A61B2090/306—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/361—Image-producing devices, e.g. surgical cameras
    • A61B2090/3614—Image-producing devices, e.g. surgical cameras using optical fibre
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • A61G13/04—Adjustable operating tables; Controls therefor tiltable around transverse or longitudinal axis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/02—Adjustable operating tables; Controls therefor
    • A61G13/08—Adjustable operating tables; Controls therefor the table being divided into different adjustable sections

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

소정 태양은 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구에 관한 것이다. 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구는 당김 와이어에 의해 관절운동가능한 세장형 샤프트를 포함할 수 있다. 세장형 샤프트는 기구 구동 메커니즘에 부착되는 기구 손잡이에 연결될 수 있다. 기구 손잡이는 당김 와이어가 그 상에 장착될 수 있는 풀리 조립체를 포함할 수 있다. 풀리 조립체의 회전은 세장형 샤프트의 관절운동을 유발하도록 당김 와이어를 작동시킬 수 있다. 의료 기구는 또한 수동 구동 입력부로서, 풀리 조립체에 연결되어, 수동 구동 입력부의 수동 작동이 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 수동 구동 입력부, 및 로봇 구동 입력부로서, 기구 구동 메커니즘의 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 로봇 구동 입력부를 포함한다.

Description

수동 및 로봇 제어가능 의료 기구
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 의료 기구(medical instrument)에 관한 것으로, 더 상세하게는 수동으로 그리고 로봇으로 둘 모두로 제어가능할 수 있는 의료 기구에 관한 것이다.
내시경술과 같은 의료 절차는 진단 및/또는 치료 목적을 위해 환자의 해부학적 구조의 내측에 접근하여 시각화하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 위장병학, 비뇨기과학, 및 기관지학은 의사가 요관, 위장관, 및 기도(기관지 및 세기관지)와 같은 환자 내강을 검사하는 것을 허용하는 의료 절차를 수반한다. 이들 절차 동안, 내시경으로 알려진 얇은 가요성 튜브형 도구 또는 기구가 (자연 구멍(natural orifice)과 같은) 구멍을 통해 환자 내로 삽입되고 후속 진단 및/또는 치료를 위해 식별되는 조직 부위를 향해 전진된다. 의료 기구는 해부학적 구조를 통한 내비게이션(navigation)을 용이하게 하도록 제어가능하고 관절운동가능할 수 있다.
본 출원은 수동으로 또는 로봇으로 작동될 수 있는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 제1 모드(수동 모드)에서, 의사 또는 다른 조작자가 의료 기구를 물리적으로 취급하고 수동으로 조작할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 모드(로봇 모드)에서, 로봇식 의료 시스템(robotically-enabled medical system)이 의료 기구를 조작할 수 있다. 로봇 모드로 작동될 때, 의료 기구는 로봇 아암(robotic arm) 또는 다른 기구 위치설정 장치(instrument positioning device)의 단부 상에 위치되는 기구 구동 메커니즘(instrument drive mechanism)에 부착될 수 있다.
제1 태양에서, 원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 세장형 샤프트(elongated shaft), 및 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 세장형 샤프트 상에서 또는 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제1 당김 와이어(pull wire)를 포함하는 의료 기구가 기술된다. 의료 기구는 또한, 세장형 샤프트의 근위 단부에 연결되고 기구 구동 메커니즘에 부착되도록 구성되는 기구 손잡이(instrument handle)를 포함한다. 기구 손잡이는 기구 손잡이 내에 위치되는 제1 풀리 조립체(pulley assembly)로서, 제1 당김 와이어는 제1 풀리 조립체 상에 위치되어, 제1 풀리 조립체의 회전이 제1 당김 와이어를 작동시켜 세장형 샤프트의 관절운동을 유발하게 하는, 제1 풀리 조립체, 제1 수동 구동 입력부(manual drive input)로서, 제1 풀리 조립체에 연결되어, 수동 구동 입력부의 수동 작동이 제1 풀리의 회전을 유발하게 하는, 제1 수동 구동 입력부, 제1 로봇 구동 입력부(robotic drive input)를 포함한다. 제1 로봇 구동 입력부는 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부(robotic drive output)와 맞물리도록 구성되어, 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 한다.
일부 실시예에서, 의료 기구는 임의의 조합으로 하기 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (a) 의료 기구는 기구 손잡이가 기구 구동 메커니즘에 부착되지 않을 때 제1 수동 구동 입력부의 수동 작동에 의해 수동으로 제어되도록 구성되고, 의료 기구는 기구 손잡이가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 제1 로봇 구동 입력부의 로봇 작동에 의해 로봇으로 제어되도록 구성됨; (b) 제1 수동 구동 입력부는 제1 로봇 구동 입력부와 별개임; (c) 제1 수동 구동 입력부는 기구 손잡이가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 수동으로 접근가능함; (d) 제1 수동 구동 입력부는 세장형 샤프트의 수동 2-방향 편향 제어(manual two-way deflection control)를 제공하도록 구성되고, 제1 로봇 구동 입력부는 세장형 샤프트의 4-방향 편향 제어(four-way deflection control)를 제공하도록 구성됨; (e) 제1 당김 와이어는 제1 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능하고, 제1 당김 와이어는 제1 권취 방향으로 제1 풀리 조립체 상에 권취되고, 의료 기구는 세장형 샤프트 상에서 또는 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제2 당김 와이어로서, 제1 관절운동 방향과 반대인 제2 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 제2 당김 와이어를 추가로 포함하고, 제2 당김 와이어는 제1 권취 방향과 반대인 제2 권취 방향으로 제1 풀리 조립체 상에 권취됨; (f) 제1 풀리 조립체는 기부 내에 위치되는 제1 풀리 샤프트, 제1 풀리 샤프트 상에 위치되는 제1 풀리로서, 제1 당김 와이어는 제1 풀리 상에 권취되는, 제1 풀리, 및 제1 풀리 샤프트 상에 위치되는 제2 풀리로서, 제2 당김 와이어는 제2 풀리 상에 권취되는, 제2 풀리를 포함함; (g) 제1 풀리 및 제2 풀리 중 적어도 하나는 제1 풀리 샤프트에 대해 키이 결합되어(keyed), 제1 풀리 및 제2 풀리 중 적어도 하나가 제1 풀리 샤프트에 대해 복수의 상이한 회전 위치들 중 임의의 회전 위치에서 제1 풀리 샤프트 상에 장착될 수 있게 함; (h) 세장형 샤프트 상에서 또는 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제3 당김 와이어로서, 제3 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 제3 당김 와이어, 세장형 샤프트 상에서 또는 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제4 당김 와이어로서, 제3 관절운동 방향과 반대인 제4 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 제4 당김 와이어, 및 제2 로봇 구동 입력부로서, 기구 구동 메커니즘의 제2 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 제2 로봇 구동 출력부의 회전이 제2 풀리 조립체의 회전을 유발하여 제3 및 제4 방향들로의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하게 하는, 제2 로봇 구동 입력부; (i) 제1 수동 구동 입력부는 제1 풀리 조립체에 직접 결합됨; (j) 제1 수동 구동 입력부는 기어식 조립체(geared assembly)에 의해 제1 풀리 조립체에 결합됨; (k) 세장형 샤프트의 수동 롤 제어(manual roll control)를 제공하도록 구성되는 수동 롤 입력부; (l) 세장형 샤프트의 로봇 롤 제어(robotic roll control)를 제공하도록 구성되는 로봇 롤 입력부; (m) 제1 당김 와이어는 세장형 샤프트 내의 제1 코일 파이프(coil pipe) 내에서 연장됨; (n) 제1 당김 와이어들 및 제1 코일 파이프는 세장형 샤프트의 롤을 허용하도록 서비스 루프(service loop)들을 포함함; (o) 서비스 루프들은 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 120, 적어도 130, 적어도 140, 적어도 150, 적어도 160, 적어도 170, 적어도 180, 적어도 190, 적어도 200, 적어도 210, 적어도 220, 적어도 230, 적어도 240, 적어도 250, 적어도 260, 적어도 270, 적어도 280, 적어도 290, 적어도 300, 적어도 310, 적어도 320, 적어도 330, 적어도 340, 적어도 350, 또는 적어도 360도의 양쪽 회전 방향들로의 세장형 샤프트의 롤을 허용함; (p) 제1 당김 와이어는 제1 풀리 조립체 상에 권취되는 영역에서 증가된 직경을 포함함; (q) 제1 수동 구동 입력부는 기구 손잡이가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 맞물림 해제됨; (r) 제1 수동 구동 입력부들은 레버(lever), 휠(wheel), 및 슬라이더(slider) 중 적어도 하나를 포함함; (s) 기구 손잡이는 기구 손잡이가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 기구 구동 메커니즘 상의 구동 출력부들 중 일부만을 덮도록 구성됨; 및/또는 (t) 제1 수동 구동 입력부는 피봇-기반 이동(pivot-based movement)을 포함하고, 제1 로봇 구동 입력부는 회전 이동을 포함함.
다른 태양에서, 원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 세장형 샤프트, 세장형 샤프트 상에서 또는 세장형 샤프트 내에서 연장되고 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한 제1 당김 와이어, 및 세장형 샤프트의 근위 단부에 연결되고 기구 구동 메커니즘에 부착되도록 구성되는 기구 손잡이를 포함하는 의료 기구가 기술된다. 기구 손잡이는 기구 손잡이 내에 위치되는 제1 풀리 조립체로서, 제1 당김 와이어는 제1 풀리 조립체 상에 위치되는, 제1 풀리 조립체, 제1 로봇 구동 입력부로서, 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 제1 로봇 구동 입력부, 제1 풀리 조립체와 세장형 샤프트의 원위 단부 사이에 배치되는 수동 편향 풀리(manual deflection pulley)로서, 제1 당김 와이어는 수동 편향 풀리 상에 권취되는, 수동 편향 풀리, 및 수동으로 작동되도록 구성되는 제1 수동 구동 입력부로서, 수동 편향 풀리에 연결되어, 수동 구동 입력부의 작동이 제1 풀리의 회전을 유발하게 하는, 제1 수동 구동 입력부를 포함한다.
다른 태양에서, 원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 세장형 샤프트, 세장형 샤프트 상에서 또는 세장형 샤프트 내에서 연장되고 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한 제1 당김 와이어, 및 세장형 샤프트의 근위 단부에 연결되고 기구 구동 메커니즘에 부착되도록 구성되는 기구 손잡이를 포함하는 의료 기구가 기술된다. 기구 손잡이는 기구 손잡이 내에 위치되는 제1 풀리 조립체로서, 제1 당김 와이어는 제1 풀리 조립체 상에 위치되어, 제1 풀리 조립체의 회전이 제1 당김 와이어를 작동시켜 세장형 샤프트의 관절운동을 유발하게 하는, 제1 풀리 조립체, 수동으로 작동되도록 구성되는 제1 수동 구동 입력부로서, 제1 풀리 조립체에 연결되어, 수동 구동 입력부의 작동이 제1 풀리의 회전을 유발하게 하는, 제1 수동 구동 입력부, 제1 풀리 조립체에 연결되는 제1 로봇 구동 입력부로서, 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 제1 로봇 구동 입력부, 샤프트 롤 풀리(shaft roll pulley)에 결합되는 제2 로봇 구동 입력부, 및 세장형 샤프트 상의 커플러 기어(coupler gear)로서, 샤프트 롤 풀리와 맞물려, 제2 로봇 구동 입력부의 회전이 세장형 샤프트의 롤을 유발하게 하는, 커플러 기어를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 기구 손잡이에 대해 수동으로 롤링가능(rollable)하도록 구성된다.
다른 태양에서, 의료 기구를 제어하기 위한 방법이 의료 기구의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 의료 기구 내의 풀리 조립체를 작동시키도록 의료 기구의 기구 손잡이 상의 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계; 기구 손잡이를 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계; 및 의료 기구의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 풀리 조립체의 관절운동을 유발하도록 기구 구동 메커니즘으로 기구 손잡이 상의 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 의료 기구는 임의의 조합으로 하기 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (a) 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 의료 기구의 세장형 샤프트의 2-방향 편향 제어를 제공하기 위해 수동 구동 입력부를 수동으로 조작하는 단계를 포함하고, 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계는 의료 기구의 세장형 샤프트의 4-방향 편향 제어를 제공하기 위해 로봇 구동 입력부를 로봇으로 조작하는 단계를 포함함; (b) 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계는 의료 기구의 세장형 샤프트의 롤 제어를 제공하기 위해 로봇 구동 입력부를 로봇으로 조작하는 단계를 추가로 포함함; (c) 로봇 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 세장형 샤프트에 대한 롤 제어를 제공하기 위해 세장형 샤프트를 손잡이에 대해 수동으로 회전시키는 단계를 추가로 포함함; (d) 수동 구동 입력부는 레버, 휠, 또는 슬라이더를 포함함; 및/또는 (e) 로봇 구동 입력부는 기구 구동 메커니즘 상의 적어도 3개의 로봇 구동 출력부들과 맞물리도록 구성되는 적어도 3개의 로봇 구동 입력부들을 포함함.
다른 태양에서, 로봇 의료 시스템이 제1 기구 기부(instrument base) 및 기구 기부로부터 연장되는 세장형 샤프트를 포함하는 제1 의료 기구를 포함하고, 기구 기부는 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부를 포함한다. 시스템은 또한 제2 기구 기부 및 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부를 포함하는 제2 의료 기구를 포함한다. 시스템은 또한 제1 의료 기구의 제1 기구 기부 및 제2 의료 기구의 제2 기구 기부와 맞물리는 기구 구동 메커니즘을 포함한다. 기구 구동 메커니즘은 제1 의료 기구의 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부와 맞물리고 제1 의료 기구의 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부를 구동시키도록 구성되는 적어도 하나의 제1 로봇 구동 출력부, 및 제2 의료 기구의 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부와 맞물리고 제2 의료 기구의 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부를 구동시키도록 구성되는 적어도 하나의 제2 로봇 구동 출력부를 포함한다.
일부 실시예에서, 시스템은 임의의 조합으로 하기 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (a) 기구 구동 메커니즘은 로봇 아암 상에 위치됨; (b) 로봇 아암은 제1 의료 기구 및 제2 의료 기구를 동시에 재위치시키기 위해 기구 구동 메커니즘을 이동시키도록 구성됨; (c) 제1 기구 기부는 제1 기구 기부가 기구 구동 메커니즘과 맞물릴 때 적어도 하나의 제2 구동 입력부를 노출시키도록 구성되는 절결부(cutout)를 포함하고, 제2 기구 기부는 절결부 내에 적어도 부분적으로 수용됨; (d) 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부는 3개의 제1 로봇 구동 입력부들을 포함하고, 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부는 2개의 제2 로봇 구동 입력부들을 포함함; (e) 제1 의료 기구와 제2 의료 기구는 기구 구동 메커니즘과 맞물릴 때 나란히 배열됨; (f) 적어도 하나의 제1 로봇 구동 출력부는 제1 의료 기구의 세장형 샤프트를 관절운동시키기 위해 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부를 구동시킴; (g) 적어도 하나의 제2 로봇 구동 출력부는 제2 의료 기구의 기능을 작동시키기 위해 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부를 구동시킴; (h) 기구 구동 메커니즘은 제1 의료 기구 및 제2 의료 기구를 동시에 작동시키도록 구성됨; 및/또는 (i) 제1 의료 기구는 제1 의료 기구의 수동 제어를 허용하도록 구성되는 제1 수동 구동 입력부를 추가로 포함함.
다른 태양에서, 제1 의료 기구의 제1 기구 기부를 제1 로봇 아암 상에 위치되는 기구 구동 메커니즘에 부착하여, 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부가 제1 기구 기부의 제1 로봇 구동 입력부와 맞물리게 하는 단계; 제2 의료 기구의 제2 기구 기부를 제1 로봇 아암 상에 위치되는 기구 구동 메커니즘에 부착하여, 기구 구동 메커니즘의 제2 로봇 구동 출력부가 제2 기구 기부의 제2 로봇 구동 입력부와 맞물리게 하는 단계; 제1 로봇 구동 출력부로 제1 로봇 구동 입력부를 구동시킴으로써 제1 의료 기구를 작동시키는 단계; 및 제2 로봇 구동 출력부로 제2 로봇 구동 입력부를 구동시킴으로써 제2 의료 기구를 작동시키는 단계를 포함하는 방법이 개시된다.
일부 실시예에서, 방법은 임의의 조합으로 하기 특징들 중 하나 이상을 포함한다: (a) 제1 기구 기부를 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계는 제2 로봇 구동 입력부가 노출되어 유지되도록 제1 기구 기부를 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계를 포함함; (b) 제1 의료 기구를 수동으로 제어하기 위해 제1 의료 기구의 제1 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계; (c) 제1 의료 기구는 기구 기부로부터 연장되는 세장형 샤프트를 포함하고, 제1 수동 구동 입력부는 세장형 샤프트의 2-방향 편향을 구동시키도록 구성됨; (d) 제1 의료 기구의 제1 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 제1 기구 기부를 기구 구동 메커니즘에 부착하기 전에 발생함; (e) 제1 의료 기구 및 제2 의료 기구를 이동시키기 위해 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계; (f) 제1 의료 기구는 기구 기부로부터 연장되는 세장형 샤프트를 포함하고, 기구 구동 메커니즘은 세장형 샤프트의 4-방향 편향을 구동시키도록 구성됨; 및/또는 (g) 제1 기구 기부와 제2 기구 기부는 기구 구동 메커니즘 상에 나란히 배열됨.
개시된 태양은, 개시된 태양을 제한하지 않고 예시하기 위해 제공되는 첨부 도면과 함께 본 명세서에 후술될 것이며, 여기에서 유사한 명칭은 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 진단 및/또는 치료 기관지경술을 위해 배열된 카트(cart)-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 2는 도 1의 로봇 시스템의 추가의 태양을 도시한 도면.
도 3은 요관경술을 위해 배열된 도 1의 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 4는 혈관 절차를 위해 배열된 도 1의 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 5는 기관지경술 절차를 위해 배열된 테이블(table)-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 6은 도 5의 로봇 시스템의 대안적인 도면을 제공한 도면.
도 7은 로봇 아암(들)을 적재하도록(stow) 구성된 예시적인 시스템을 예시한 도면.
도 8은 요관경술 절차를 위해 구성된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 9는 복강경술 절차를 위해 구성된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 10은 피치(pitch) 또는 틸트(tilt) 조절을 갖는 도 5 내지 도 9의 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 11은 도 5 내지 도 10의 테이블-기반 로봇 시스템의 테이블과 칼럼(column) 사이의 인터페이스(interface)의 상세한 예시를 제공한 도면.
도 12는 테이블-기반 로봇 시스템의 대안적인 실시예를 예시한 도면.
도 13은 도 12의 테이블-기반 로봇 시스템의 단부도를 예시한 도면.
도 14는 로봇 아암이 그에 부착된 테이블-기반 로봇 시스템의 단부도를 예시한 도면.
도 15는 예시적인 기구 드라이버(instrument driver)를 예시한 도면.
도 16은 페어링된(paired) 기구 드라이버를 갖는 예시적인 의료 기구를 예시한 도면.
도 17은 구동 유닛의 축이 기구의 세장형 샤프트의 축에 평행한 기구 드라이버 및 기구에 대한 대안적인 설계를 예시한 도면.
도 18은 기구-기반 삽입 아키텍처(insertion architecture)를 갖는 기구를 예시한 도면.
도 19는 예시적인 제어기를 예시한 도면.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 도 16 내지 도 18의 기구의 위치와 같은, 도 1 내지 도 10의 로봇 시스템의 하나 이상의 요소의 위치를 추정하는 위치결정 시스템(localization system)을 예시한 블록도를 도시한 도면.
도 21a 내지 도 21f는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구의 일 실시예의 다양한 도면을 예시한 도면.
도 21a는 기구 손잡이 및 세장형 샤프트를 포함하는 의료 기구의 사시도를 예시한 도면.
도 21b는 도 21a의 의료 기구의 기구 손잡이의 제1 측면도를 예시한 도면.
도 21c는 도 21a의 의료 기구의 기구 손잡이의 제2 측면도를 예시한 도면.
도 21d는 도 21a의 의료 기구의 기구 손잡이의 내부 구성요소들 중 일부의 제1 측면도를 예시한 도면.
도 21e는 도 21a의 의료 기구의 기구 손잡이의 풀리 조립체의 일 실시예를 예시한 도면.
도 21f는 일 실시예에 따른, 도 21e의 풀리 시스템에 대한 수동 구동 입력부의 연결을 예시한 도면.
도 22a 내지 도 22c는 기구 구동 메커니즘의 일 실시예에 부착된 도 21a의 의료 기구의 기구 손잡이의 도면을 예시한 도면.
도 22a는 기구 구동 메커니즘에 부착된 기구 손잡이의 사시도.
도 22b는 기구 구동 메커니즘에 부착된 기구 손잡이의 평면도.
도 22c는 기구 구동 메커니즘에 부착된 기구 손잡이의 측면도.
도 23a 내지 도 23h는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구의 다른 실시예의 다양한 도면을 예시한 도면.
도 23a는 기구 손잡이 및 세장형 샤프트를 포함하는 의료 기구의 사시도를 예시한 도면.
도 23b는 도 23a의 의료 기구의 기구 손잡이의 제1 측면도를 예시한 도면.
도 23c는 도 23a의 의료 기구의 기구 손잡이의 부분 제2 측면도를 예시한 도면.
도 23d는 도 23a의 의료 기구의 기구 손잡이의 내부 구성요소들 중 일부의 제1 측면도를 예시한 도면.
도 23e는 도 23a의 의료 기구의 기구 손잡이의 내부 구성요소들 중 일부의 사시도를 예시한 도면.
도 23f는 도 23a의 의료 기구의 기구 손잡이의 풀리 조립체의 일 실시예를 예시한 도면.
도 23g는 도 23a의 의료 기구의 수동 구동 입력부의 일 실시예의 제1 측면도를 예시한 도면.
도 23h는 일 실시예에 따른, 풀리 조립체에 대한 수동 구동 입력부의 연결을 도시한, 도 23a의 의료 기구의 기구 손잡이의 단면도를 예시한 도면.
도 24a 내지 도 24e는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구의 다른 실시예의 다양한 도면을 예시한 도면.
도 24a는 기구 손잡이 및 세장형 샤프트를 포함하는 의료 기구의 사시도를 예시한 도면.
도 24b는 도 24a의 의료 기구의 기구 손잡이의 사시도를 예시한 도면.
도 24c는 도 24a의 의료 기구의 기구 손잡이의 측면도를 예시한 도면.
도 24d는 일 실시예에 따른, 수동 구동 입력부의 일 실시예를 도시한, 도 24a의 의료 기구의 기구 손잡이의 사시도를 예시한 도면.
도 24e는 도 24a의 의료 기구의 기구 손잡이의 내부 구성요소들 중 일부의 사시 단면도를 예시한 도면.
도 25는 일 실시예에 따른, 풀리 상에 권취된 당김 와이어의 단면도를 예시한 도면.
도 26은 수동 제어 및 로봇 제어 둘 모두를 위해 구성된 의료 기구를 제어하기 위한 방법의 예를 예시한 흐름도.
도 27은 기구 구동 메커니즘에 부착되는 제1 및 제2 의료 기구를 예시한 도면.
1. 개요.
본 개시의 태양은 복강경술과 같은 최소 침습 절차 및 내시경술과 같은 비-침습 절차 둘 모두를 비롯하여 다양한 의료 절차를 수행할 수 있는 로봇식 의료 시스템 내에 통합될 수 있다. 내시경술 절차 중에서, 시스템은 기관지경술, 요관경술, 위내시경술(gastroscopy) 등을 수행하는 것이 가능할 수 있다.
광범위한 절차를 수행하는 것에 더하여, 시스템은 의사를 보조하기 위한 향상된 이미징 및 안내와 같은 추가의 이점을 제공할 수 있다. 추가적으로, 시스템은 다루기 어려운 아암 운동 및 위치에 대한 필요 없이 인체공학적 위치로부터 절차를 수행하는 능력을 의사에게 제공할 수 있다. 더욱이, 시스템은, 시스템의 기구들 중 하나 이상이 단일 사용자에 의해 제어될 수 있도록, 개선된 사용 용이성을 갖고서 절차를 수행하는 능력을 의사에게 제공할 수 있다.
다양한 실시예가 예시의 목적으로 도면과 함께 후술될 것이다. 개시된 개념의 많은 다른 구현예가 가능하고, 개시된 구현예로 다양한 이점이 달성될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 참조를 위해 그리고 다양한 섹션을 찾는 데 도움을 주기 위해 표제가 본 명세서에 포함된다. 이들 표제는 그와 관련하여 기술되는 개념의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 그러한 개념은 전체 명세서 전반에 걸쳐 적용될 수 있다.
A. 로봇 시스템 - 카트.
로봇식 의료 시스템은 특정 절차에 따라 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 도 1은 진단 및/또는 치료 기관지경술을 위해 배열된 카트-기반 로봇식 시스템(10)의 일 실시예를 예시한다. 기관지경술 동안, 시스템(10)은 기관지경술을 위한 절차-특정적 기관지경일 수 있는, 조향가능 내시경(13)과 같은 의료 기구를 진단 및/또는 치료 도구를 전달하기 위한 자연 구멍 접근 지점(즉, 본 예에서 테이블 상에 위치된 환자의 입)으로 전달하기 위한 하나 이상의 로봇 아암(12)을 갖는 카트(11)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 카트(11)는 접근 지점에 대한 접근을 제공하기 위해 환자의 상체에 근접하게 위치될 수 있다. 유사하게, 로봇 아암(12)은 접근 지점에 대해 기관지경을 위치시키도록 작동될 수 있다. 도 1의 배열은 또한, 위장(gastro-intestinal, GI) 절차를 위한 전문화된 내시경인 위내시경으로 GI 절차를 수행할 때 이용될 수 있다. 도 2는 카트의 예시적인 실시예를 더 상세히 도시한다.
계속해서 도 1을 참조하면, 일단 카트(11)가 적절하게 위치되면, 로봇 아암(12)은 조향가능 내시경(13)을 로봇으로, 수동으로, 또는 이들의 조합으로 환자 내로 삽입할 수 있다. 도시된 바와 같이, 조향가능 내시경(13)은 적어도 2개의 삽통 부품(telescoping part), 예컨대 내부 리더(leader) 부분 및 외부 시스(sheath) 부분을 포함할 수 있으며, 각각의 부분은 기구 드라이버들(28)의 세트로부터의 별개의 기구 드라이버에 결합되고, 각각의 기구 드라이버는 개별 로봇 아암의 원위 단부에 결합된다. 리더 부분을 시스 부분과 동축으로 정렬시키는 것을 용이하게 하는, 기구 드라이버(28)의 이러한 선형 배열은 하나 이상의 로봇 아암(12)을 상이한 각도 및/또는 위치로 조작함으로써 공간에서 재위치될 수 있는 "가상 레일(virtual rail)"(29)을 생성한다. 본 명세서에 기술되는 가상 레일은 파선을 사용하여 도면에 도시되어 있으며, 따라서 파선은 시스템의 임의의 물리적 구조를 도시하지 않는다. 가상 레일(29)을 따른 기구 드라이버(28)의 병진은 외부 시스 부분에 대해 내부 리더 부분을 삽통식으로 이동시키거나, 환자로부터 내시경(13)을 전진 또는 후퇴시킨다. 가상 레일(29)의 각도는 임상 적용 또는 의사 선호도에 기초하여 조절, 병진, 및 피봇될 수 있다. 예를 들어, 기관지경술에서, 도시된 바와 같은 가상 레일(29)의 각도 및 위치는 내시경(13)을 환자의 입 안으로 구부림으로써 발생하는 마찰을 최소화하면서 내시경(13)에 대한 의사 접근을 제공하는 것 사이의 절충을 나타낸다.
내시경(13)은 표적 목적지 또는 수술 부위에 도달할 때까지 로봇 시스템으로부터의 정확한 명령을 사용하여 삽입 후 환자의 기관 및 폐를 따라 지향될 수 있다. 환자의 폐 네트워크(lung network)를 통한 내비게이션을 향상시키고/시키거나 원하는 표적에 도달하기 위해, 내시경(13)은 향상된 관절운동 및 더 큰 굽힘 반경을 얻기 위해 외부 시스 부분으로부터 내부 리더 부분을 삽통식으로 연장시키도록 조작될 수 있다. 별개의 기구 드라이버(28)의 사용은 또한 리더 부분과 시스 부분이 서로 독립적으로 구동되도록 허용한다.
예를 들어, 내시경(13)은, 예를 들어 환자의 폐 내의 병변 또는 결절과 같은 표적에 생검 바늘을 전달하도록 지향될 수 있다. 바늘은 병리학자에 의해 분석될 조직 샘플을 얻기 위해 내시경의 길이를 따라 연장되는 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 병리학 결과에 따라, 추가의 도구가 추가의 생검을 위해 내시경의 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 결절을 악성으로 확인한 후에, 내시경(13)은 잠재적인 암 조직을 절제하기 위한 도구를 내시경으로 전달할 수 있다. 일부 경우에, 진단 및 치료 처치제(treatment)가 별개의 절차로 전달될 수 있다. 그들 상황에서, 내시경(13)은 또한 표적 결절의 위치를 "표시"하기 위한 기준점을 전달하는 데에도 사용될 수 있다. 다른 경우에서, 진단 및 치료 처치제는 동일한 절차 동안 전달될 수 있다.
시스템(10)은 또한 이동가능 타워(tower)(30)를 포함할 수 있으며, 이는 카트(11)에 지원 케이블을 통해 연결되어 카트(11)에 제어부, 전자장치, 유체장치, 광학계, 센서, 및/또는 전력에 대한 지원을 제공할 수 있다. 그러한 기능을 타워(30) 내에 두는 것은 수술 의사 및 그/그녀의 스태프에 의해 더 용이하게 조절 및/또는 재위치될 수 있는 더 작은 형태 인자(form factor)의 카트(11)를 허용한다. 추가적으로, 카트/테이블과 지원 타워(30) 사이의 기능의 분할은 수술실의 어수선함을 감소시키고, 임상 작업흐름의 개선을 용이하게 한다. 카트(11)는 환자 가까이에 위치될 수 있지만, 타워(30)는 절차 동안 방해가 되지 않도록 원격 위치에 적재될 수 있다.
전술된 로봇 시스템을 지원하기 위해, 타워(30)는, 예를 들어 영구 자기 저장 드라이브(persistent magnetic storage drive), 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive) 등과 같은 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체 내에 컴퓨터 프로그램 명령어를 저장하는 컴퓨터-기반 제어 시스템의 구성요소(들)를 포함할 수 있다. 그들 명령어의 실행은, 실행이 타워(30)에서 발생하든 또는 카트(11)에서 발생하든 간에, 전체 시스템 또는 그의 서브-시스템(들)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템의 프로세서에 의해 실행될 때, 명령어는 로봇 시스템의 구성요소로 하여금 관련 캐리지(carriage) 및 아암 마운트(arm mount)를 작동시키고, 로봇 아암을 작동시키고, 의료 기구를 제어하게 할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호를 수신하는 것에 응답하여, 로봇 아암의 조인트(joint) 내의 모터는 아암을 소정 자세로 위치시킬 수 있다.
타워(30)는 또한, 내시경(13)을 통해 전개될 수 있는 시스템에 제어된 관주 및 흡인 능력을 제공하기 위해 펌프, 유량계, 밸브 제어부, 및/또는 유체 접근부(fluid access)를 포함할 수 있다. 이들 구성요소는 또한 타워(30)의 컴퓨터 시스템을 사용하여 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 관주 및 흡인 능력은 별개의 케이블(들)을 통해 내시경(13)으로 직접 전달될 수 있다.
타워(30)는 카트(11)에 필터링되고 보호된 전력을 제공하도록 설계되는 전압 및 서지(surge) 보호기를 포함하여, 그에 의해 카트(11) 내에 전력 변압기 및 다른 보조 전력 구성요소를 배치하는 것을 회피하여, 더 작고 더 이동가능한 카트(11)를 생성할 수 있다.
타워(30)는 또한 로봇 시스템(10) 전체에 걸쳐 전개된 센서에 대한 지원 장비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타워(30)는 로봇 시스템(10) 전체에 걸쳐 광학 센서 또는 카메라로부터 수신된 데이터를 검출, 수신, 및 처리하기 위한 광전자 장비를 포함할 수 있다. 제어 시스템과 조합하여, 그러한 광전자 장비는 타워(30) 내를 비롯하여, 시스템 전체에 걸쳐 전개된 임의의 수의 콘솔(console)에 디스플레이하기 위한 실시간 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 타워(30)는 또한 전개된 전자기(electromagnetic, EM) 센서로부터 수신되는 신호를 수신하고 처리하기 위한 전자 서브시스템을 포함할 수 있다. 타워(30)는 또한 의료 기구 내의 또는 그 상의 EM 센서에 의한 검출을 위한 EM 필드 발생기(field generator)를 수용하고 위치시키는 데 사용될 수 있다.
타워(30)는 또한 시스템의 나머지 부분에서 이용가능한 다른 콘솔, 예컨대 카트의 상부에 장착된 콘솔에 더하여 콘솔(31)을 포함할 수 있다. 콘솔(31)은 의사 조작자를 위한 사용자 인터페이스 및 디스플레이 스크린, 예컨대 터치스크린을 포함할 수 있다. 시스템(10) 내의 콘솔은 일반적으로 로봇 제어뿐만 아니라 절차의 수술전 및 실시간 정보, 예컨대 내시경(13)의 내비게이션 및 위치결정 정보 둘 모두를 제공하도록 설계된다. 콘솔(31)이 의사가 이용가능한 유일한 콘솔이 아닐 때, 그것은 간호사와 같은 제2 조작자에 의해, 환자의 건강 또는 바이탈(vital) 및 시스템(10)의 작동을 모니터링할 뿐만 아니라, 내비게이션 및 위치결정 정보와 같은 절차-특정적 데이터를 제공하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 콘솔(30)은 타워(30)와 별개인 본체 내에 수용된다.
타워(30)는 하나 이상의 케이블 또는 연결부(도시되지 않음)를 통해 카트(11) 및 내시경(13)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 타워(30)로부터의 지원 기능은 단일 케이블을 통해 카트(11)에 제공되어, 수술실을 간소화하고 정리할 수 있다. 다른 실시예에서, 특정 기능은 별개의 케이블류(cabling) 및 연결부로 결합될 수 있다. 예를 들어, 전력은 단일 전력 케이블을 통해 카트(11)에 제공될 수 있지만, 제어부, 광학계, 유체장치, 및/또는 내비게이션에 대한 지원은 별개의 케이블을 통해 제공될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 카트-기반 로봇식 시스템으로부터의 카트(11)의 일 실시예의 상세한 예시를 제공한다. 카트(11)는 일반적으로 세장형 지지 구조물(14)(흔히 "칼럼"으로 지칭됨), 카트 기부(15), 및 칼럼(14)의 상부에 있는 콘솔(16)을 포함한다. 칼럼(14)은 하나 이상의 로봇 아암(12)(3개가 도 2에 도시됨)의 전개를 지원하기 위한 캐리지(17)(대안적으로 "아암 지지부")와 같은 하나 이상의 캐리지를 포함할 수 있다. 캐리지(17)는 환자에 대한 더 양호한 위치설정을 위해 로봇 아암(12)의 기부를 조절하도록 수직 축을 따라 회전하는 개별적으로 구성가능한 아암 마운트를 포함할 수 있다. 캐리지(17)는 또한 캐리지(17)가 칼럼(14)을 따라 수직으로 병진하도록 허용하는 캐리지 인터페이스(19)를 포함한다.
캐리지 인터페이스(19)는 캐리지(17)의 수직 병진을 안내하기 위해 칼럼(14)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치되는, 슬롯(slot)(20)과 같은 슬롯을 통해 칼럼(14)에 연결된다. 슬롯(20)은 캐리지(17)를 카트 기부(15)에 대해 다양한 수직 높이에 위치시키고 유지시키기 위한 수직 병진 인터페이스를 포함한다. 캐리지(17)의 수직 병진은 카트(11)가 로봇 아암(12)의 도달범위를 조절하여 다양한 테이블 높이, 환자 크기, 및 의사 선호도를 충족시키도록 허용한다. 유사하게, 캐리지(17) 상의 개별적으로 구성가능한 아암 마운트는 로봇 아암(12)의 로봇 아암 기부(21)가 다양한 구성으로 경사지도록 허용한다.
일부 실시예에서, 슬롯(20)은 캐리지(17)가 수직으로 병진함에 따라 수직 병진 인터페이스 및 칼럼(14)의 내부 챔버 내로 먼지 및 유체가 유입되는 것을 방지하기 위해 슬롯 표면과 동일 평면상에 있고 그에 평행한 슬롯 커버로 보완될 수 있다. 슬롯 커버는 슬롯(20)의 수직 상부 및 저부 부근에 위치된 스프링 스풀(spring spool)들의 쌍을 통해 전개될 수 있다. 커버는 캐리지(17)가 상향 및 하향으로 수직으로 병진함에 따라 그들의 코일링된(coiled) 상태로부터 연장 및 후퇴되도록 전개될 때까지 스풀 내에 코일링된다. 스풀의 스프링-로딩(spring-loading)은 캐리지(17)가 스풀을 향해 병진할 때 커버를 스풀 내로 후퇴시키는 힘을 제공함과 동시에, 또한 캐리지(17)가 스풀로부터 멀어지게 병진할 때 밀폐 시일(tight seal)을 유지시킨다. 커버는 캐리지(17)가 병진함에 따라 커버의 적절한 연장 및 후퇴를 보장하기 위해, 예를 들어 캐리지 인터페이스(19) 내의 브래킷(bracket)을 사용하여 캐리지(17)에 연결될 수 있다.
칼럼(14)은 내부적으로, 사용자 입력, 예컨대 콘솔(16)로부터의 입력에 응답하여 생성된 제어 신호에 응답하여 기계화된 방식으로 캐리지(17)를 병진시키기 위해 수직으로 정렬된 리드 스크류(lead screw)를 사용하도록 설계되는, 기어 및 모터와 같은 메커니즘을 포함할 수 있다.
로봇 아암(12)은 일반적으로, 일련의 조인트(24)에 의해 연결되는 일련의 링크장치(linkage)(23)에 의해 분리되는 로봇 아암 기부(21) 및 엔드 이펙터(end effector)(22)를 포함할 수 있으며, 각각의 조인트는 독립적인 액추에이터(actuator)를 포함하고, 각각의 액추에이터는 독립적으로 제어가능한 모터를 포함한다. 각각의 독립적으로 제어가능한 조인트는 로봇 아암(12)이 이용가능한 독립적인 자유도(degree of freedom)를 나타낸다. 로봇 아암들(12) 각각은 7개의 조인트를 가질 수 있고, 따라서 7 자유도를 제공할 수 있다. 다수의 조인트는 다수의 자유도를 생성하여, "여분의(redundant)" 자유도를 허용한다. 여분의 자유도를 갖는 것은 로봇 아암(12)이 상이한 링크장치 위치 및 조인트 각도를 사용하여 공간에서 특정 위치, 배향, 및 궤적으로 그들 각각의 엔드 이펙터(22)를 위치시키도록 허용한다. 이는 시스템이 의료 기구를 공간에서 원하는 지점으로부터 위치시키고 지향시키도록 허용함과 동시에, 의사가 아암 충돌을 회피하면서 더 우수한 접근을 생성하기 위해 아암 조인트를 환자로부터 떨어진 임상적으로 유리한 위치로 이동시키도록 허용한다.
카트 기부(15)는 바닥 위에서 칼럼(14), 캐리지(17), 및 로봇 아암(12)의 중량의 균형을 잡는다. 따라서, 카트 기부(15)는 전자장치, 모터, 전력 공급부와 같은 더 무거운 구성요소뿐만 아니라, 이동을 가능하게 하고/하거나 카트(11)를 움직이지 못하게 하는 구성요소를 수용한다. 예를 들어, 카트 기부(15)는 절차 전에 카트(11)가 수술실을 용이하게 돌아다니도록 허용하는 롤링가능 휠-형상의 캐스터(caster)(25)를 포함한다. 적절한 위치에 도달한 후에, 캐스터(25)는 절차 동안 카트(11)를 제위치로 유지시키기 위해 휠 로크(wheel lock)를 사용하여 움직이지 못하게 될 수 있다.
칼럼(14)의 수직 단부에 위치되어, 콘솔(16)은 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스, 및 수술전 데이터 및 수술중 데이터 둘 모두를 의사 사용자에게 제공하기 위한 디스플레이 스크린 둘 모두(또는 예를 들어 터치스크린(26)과 같은 이중-목적 장치)를 허용한다. 터치스크린(26) 상의 잠재적인 수술전 데이터는 수술전 계획, 수술전 컴퓨터 단층촬영(computerized tomography, CT) 스캔으로부터 도출된 내비게이션 및 매핑 데이터(mapping data), 및/또는 수술전 환자 인터뷰로부터의 기록을 포함할 수 있다. 디스플레이 상의 수술중 데이터는 도구로부터 제공되는 광학 정보, 센서로부터의 센서 및 좌표 정보뿐만 아니라, 호흡, 심박수, 및/또는 맥박과 같은 바이탈 환자 통계치를 포함할 수 있다. 콘솔(16)은 의사가 캐리지(17) 반대편에 있는 칼럼(14)의 측부로부터 콘솔(16)에 접근하게 허용하도록 위치되고 틸팅될 수 있다. 이러한 위치로부터, 의사는 카트(11) 뒤로부터 콘솔(16)을 작동시키면서 콘솔(16), 로봇 아암(12), 및 환자를 관찰할 수 있다. 도시된 바와 같이, 콘솔(16)은 또한 카트(11)를 조작하고 안정시키는 것을 보조하기 위한 손잡이(27)를 포함한다.
도 3은 요관경술을 위해 배열된 로봇식 시스템(10)의 일 실시예를 예시한다. 요관경술 절차에서, 카트(11)는 환자의 요도 및 요관을 가로지르도록 설계된 절차-특정적 내시경인 요관경(32)을 환자의 하복부 영역으로 전달하도록 위치될 수 있다. 요관경술에서, 요관경(32)이 환자의 요도와 직접 정렬되어 그러한 영역 내의 민감한 해부학적 구조에 대한 마찰과 힘을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 도시된 바와 같이, 카트(11)는 로봇 아암(12)이 환자의 요도에 대한 직접적인 선형 접근을 위해 요관경(32)을 위치시키게 허용하도록 테이블의 풋(foot)에 정렬될 수 있다. 테이블의 풋으로부터, 로봇 아암(12)은 요관경(32)을 가상 레일(33)을 따라 요도를 통해 환자의 하복부 내로 직접 삽입할 수 있다.
요도 내로의 삽입 후에, 기관지경술에서와 유사한 제어 기법을 사용하여, 요관경(32)은 진단 및/또는 치료 응용을 위해 방광, 요관, 및/또는 신장 내로 내비게이션될 수 있다. 예를 들어, 요관경(32)은 요관경(32)의 작업 채널을 따라 전개된 레이저 또는 초음파 쇄석술 장치를 사용하여 신장 결석 축적물을 부수기 위해 요관 및 신장 내로 지향될 수 있다. 쇄석술이 완료된 후에, 생성된 결석 파편은 요관경(32)을 따라 전개된 바스켓(basket)을 사용하여 제거될 수 있다.
도 4는 혈관 절차를 위해 유사하게 배열된 로봇식 시스템(10)의 일 실시예를 예시한다. 혈관 절차에서, 시스템(10)은 카트(11)가 조향가능 카테터(steerable catheter)와 같은 의료 기구(34)를 환자의 다리 내의 대퇴 동맥 내의 접근 지점으로 전달할 수 있도록 구성될 수 있다. 대퇴 동맥은 내비게이션을 위한 더 큰 직경뿐만 아니라 환자의 심장으로의 상대적으로 덜 우회하고 사행형인 경로 둘 모두를 나타내며, 이는 내비게이션을 단순화한다. 요관경술 절차에서와 같이, 카트(11)는 로봇 아암(12)이 환자의 대퇴부/둔부 영역 내의 대퇴 동맥 접근 지점에 대한 직접적인 선형 접근을 갖는 가상 레일(35)을 제공하게 허용하도록 환자의 다리 및 하복부를 향해 위치될 수 있다. 동맥 내로의 삽입 후에, 의료 기구(34)는 기구 드라이버(28)를 병진시킴으로써 지향되고 삽입될 수 있다. 대안적으로, 카트는, 예를 들어 어깨 및 손목 부근의 경동맥 및 상완 동맥과 같은 대안적인 혈관 접근 지점에 도달하기 위해 환자의 상복부 주위에 위치될 수 있다.
B. 로봇 시스템 - 테이블.
로봇식 의료 시스템의 실시예는 또한 환자의 테이블을 통합할 수 있다. 테이블의 통합은 카트를 제거함으로써 수술실 내의 자본 장비의 양을 감소시키며, 이는 환자에 대한 더 우수한 접근을 허용한다. 도 5는 기관지경술 절차를 위해 배열된 그러한 로봇식 시스템의 일 실시예를 예시한다. 시스템(36)은 바닥 위에서 플랫폼(platform)(38)("테이블" 또는 "베드(bed)"로 도시됨)을 지지하기 위한 지지 구조물 또는 칼럼(37)을 포함한다. 카트-기반 시스템에서와 매우 유사하게, 시스템(36)의 로봇 아암(39)의 엔드 이펙터는 기구 드라이버(42)를 포함하며, 이는 도 5의 기관지경(40)과 같은 세장형 의료 기구를 기구 드라이버(42)의 선형 정렬로부터 형성된 가상 레일(41)을 통해 또는 그를 따라 조작하도록 설계된다. 실제로, 형광투시 이미징(fluoroscopic imaging)을 제공하기 위한 C-아암이 방출기(emitter) 및 검출기(detector)를 테이블(38) 주위에 배치함으로써 환자의 상복부 영역 위에 위치될 수 있다.
도 6은 논의 목적을 위해 환자 및 의료 기구가 없는 시스템(36)의 대안적인 도면을 제공한다. 도시된 바와 같이, 칼럼(37)은 시스템(36) 내에 링(ring)-형상으로 도시된 하나 이상의 캐리지(43)를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 로봇 아암(39)이 그로부터 기초할 수 있다. 캐리지(43)는 로봇 아암(39)이 그로부터 환자에게 도달하도록 위치될 수 있는 상이한 유리한 지점을 제공하기 위해 칼럼(37)의 길이를 따라 연장되는 수직 칼럼 인터페이스(44)를 따라 병진할 수 있다. 캐리지(들)(43)는, 로봇 아암(39)이 예를 들어 환자의 양쪽 측부와 같은 테이블(38)의 다수의 측부에 접근할 수 있도록 허용하기 위해, 칼럼(37) 내에 위치된 기계식 모터를 사용하여 칼럼(37)을 중심으로 회전할 수 있다. 다수의 캐리지를 갖는 실시예에서, 캐리지는 칼럼 상에 개별적으로 위치될 수 있고, 다른 캐리지와 독립적으로 병진 및/또는 회전할 수 있다. 캐리지(43)가 칼럼(37)을 둘러싸거나 심지어 원형일 필요는 없지만, 도시된 바와 같은 링-형상은 구조적 균형을 유지시키면서 칼럼(37)을 중심으로 하는 캐리지(43)의 회전을 용이하게 한다. 캐리지(43)의 회전 및 병진은 시스템(36)이 내시경 및 복강경과 같은 의료 기구를 환자 상의 상이한 접근 지점으로 정렬시키도록 허용한다. (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 시스템(36)은 그 옆으로 연장되는 바아(bar) 또는 레일 형태의 조절가능 아암 지지부를 갖는 환자 테이블 또는 베드를 포함할 수 있다. 하나 이상의 로봇 아암(39)은 (예컨대, 엘보우 조인트(elbow joint)를 갖는 쇼울더(shoulder)를 통해) 조절가능 아암 지지부에 부착될 수 있고, 이는 수직으로 조절될 수 있다. 수직 조절을 제공함으로써, 로봇 아암(39)은 유리하게는 환자 테이블 또는 베드 아래에 콤팩트하게 적재되고, 후속하여 절차 동안 상승될 수 있다.
로봇 아암(39)은 로봇 아암(39)에 추가의 구성가능성(configurability)을 제공하기 위해 개별적으로 회전하고/하거나 삽통식으로 연장될 수 있는 일련의 조인트를 포함하는 아암 마운트들(45)의 세트를 통해 캐리지(43) 상에 장착될 수 있다. 추가적으로, 아암 마운트(45)는, 캐리지(43)가 적절하게 회전될 때, 아암 마운트(45)가 (도 6에 도시된 바와 같이) 테이블(38)의 동일한 측부 상에, (도 9에 도시된 바와 같이) 테이블(38)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에, 또는 테이블(38)의 인접한 측부들 상에(도시되지 않음) 위치될 수 있도록 캐리지(43) 상에 위치될 수 있다.
칼럼(37)은 테이블(38)에 대한 지지, 및 캐리지(43)의 수직 병진을 위한 경로를 구조적으로 제공한다. 내부적으로, 칼럼(37)은 캐리지의 수직 병진을 안내하기 위한 리드 스크류, 및 리드 스크류에 기초하여 캐리지(43)의 병진을 기계화하기 위한 모터를 구비할 수 있다. 칼럼(37)은 또한 캐리지(43) 및 그 상에 장착된 로봇 아암(39)에 전력 및 제어 신호를 전달할 수 있다.
테이블 기부(46)는 도 2에 도시된 카트(11) 내의 카트 기부(15)와 유사한 기능을 하여, 테이블/베드(38), 칼럼(37), 캐리지(43), 및 로봇 아암(39)의 균형을 잡기 위해 더 무거운 구성요소를 수용한다. 테이블 기부(46)는 또한 절차 동안 안정성을 제공하기 위해 강성 캐스터를 통합할 수 있다. 테이블 기부(46)의 저부로부터 전개되어, 캐스터는 기부(46)의 양쪽 측부 상에서 반대 방향들로 연장될 수 있고, 시스템(36)이 이동될 필요가 있을 때 후퇴될 수 있다.
계속해서 도 6을 참조하면, 시스템(36)은 또한 타워(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 이는 테이블의 형태 인자 및 부피(bulk)를 감소시키기 위해 시스템(36)의 기능을 테이블과 타워 사이에서 분할한다. 이전에 개시된 실시예에서와 같이, 타워는 처리, 컴퓨팅, 및 제어 능력, 전력, 유체장치, 및/또는 광학 및 센서 처리와 같은 다양한 지원 기능을 테이블에 제공할 수 있다. 타워는 또한, 의사 접근을 개선하고 수술실을 정리하기 위해 환자로부터 멀리 위치되도록 이동가능할 수 있다. 추가적으로, 타워 내에 구성요소를 배치하는 것은 로봇 아암(39)의 잠재적인 적재를 위한, 테이블 기부(46) 내의 더 많은 보관 공간을 허용한다. 타워는 또한, 키보드 및/또는 펜던트(pendant)와 같은, 사용자 입력을 위한 사용자 인터페이스뿐만 아니라, 실시간 이미징, 내비게이션, 및 추적 정보와 같은 수술전 및 수술중 정보를 위한 디스플레이 스크린(또는 터치스크린) 둘 모두를 제공하는 마스터 제어기 또는 콘솔을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 타워는 또한 흡입법(insufflation)을 위해 사용될 가스 탱크를 위한 홀더를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 테이블 기부는 사용하지 않을 때 로봇 아암을 적재 및 보관할 수 있다. 도 7은 테이블-기반 시스템의 일 실시예에서 로봇 아암을 적재하는 시스템(47)을 예시한다. 시스템(47)에서, 캐리지(48)는 로봇 아암(50), 아암 마운트(51), 및 캐리지(48)를 기부(49) 내에 적재하기 위해 기부(49) 내로 수직으로 병진될 수 있다. 기부 커버(52)는 병진 및 후퇴되어 개방되어 캐리지(48), 아암 마운트(51), 및 로봇 아암(50)을 칼럼(53) 주위로 전개시킬 수 있고, 사용하지 않을 때 그들을 적재하여 보호하기 위해 폐쇄될 수 있다. 기부 커버(52)는 그의 개구의 에지를 따라 멤브레인(membrane)(54)으로 밀봉되어, 폐쇄될 때 먼지 및 유체 유입을 방지할 수 있다.
도 8은 요관경술 절차를 위해 구성된 로봇식 테이블-기반 시스템의 일 실시예를 예시한다. 요관경술에서, 테이블(38)은 환자를 칼럼(37) 및 테이블 기부(46)로부터 벗어난 각도로 위치시키기 위한 스위블 부분(swivel portion)(55)을 포함할 수 있다. 스위블 부분(55)은 스위블 부분(55)의 저부 부분을 칼럼(37)으로부터 멀리 위치시키기 위해 피봇 지점(예컨대, 환자의 머리 아래에 위치됨)을 중심으로 회전 또는 피봇할 수 있다. 예를 들어, 스위블 부분(55)의 피봇팅(pivoting)은 C-아암(도시되지 않음)이 테이블(38) 아래의 칼럼(도시되지 않음)과 공간을 경합함이 없이 환자의 하복부 위에 위치되도록 허용한다. 캐리지(35)(도시되지 않음)를 칼럼(37)을 중심으로 회전시킴으로써, 로봇 아암(39)은 요관경(56)을 가상 레일(57)을 따라 환자의 서혜부 영역 내로 직접 삽입하여 요도에 도달하게 할 수 있다. 요관경술에서, 스터럽(stirrup)(58)이 또한 테이블(38)의 스위블 부분(55)에 고정되어, 절차 동안 환자의 다리의 위치를 지지하고 환자의 서혜부 영역에 대한 명확한 접근을 허용할 수 있다.
복강경술 절차에서, 환자의 복벽 내의 작은 절개부(들)를 통해, 최소 침습 기구가 환자의 해부학적 구조 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, 최소 침습 기구는 환자 내의 해부학적 구조에 접근하는 데 사용되는, 샤프트와 같은 세장형 강성 부재를 포함한다. 환자의 복강의 팽창 후에, 기구는 파지, 절단, 절제, 봉합 등과 같은 수술 또는 의료 작업을 수행하도록 지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 기구는 복강경과 같은 스코프(scope)를 포함할 수 있다. 도 9는 복강경술 절차를 위해 구성된 로봇식 테이블-기반 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 시스템(36)의 캐리지(43)는 로봇 아암들(39)의 쌍을 테이블(38)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치시키도록 회전되고 수직으로 조절될 수 있어서, 기구(59)가 환자의 양쪽 측부 상의 최소 절개부로 통과되어 그/그녀의 복강에 도달하도록 아암 마운트(45)를 사용하여 위치될 수 있게 한다.
복강경술 절차를 수용하기 위해, 로봇식 테이블 시스템은 또한 플랫폼을 원하는 각도로 틸팅되게 할 수 있다. 도 10은 피치 또는 틸트 조절을 갖는 로봇식 의료 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 시스템(36)은 테이블(38)의 틸트를 수용하여, 테이블의 하나의 부분을 다른 부분보다 바닥으로부터 더 큰 거리를 두고 위치시킬 수 있다. 추가적으로, 아암 마운트(45)는 틸트와 일치하도록 회전할 수 있어서, 로봇 아암(39)이 테이블(38)과 동일한 평면 관계를 유지시키게 한다. 더 급격한 각도를 수용하기 위해, 칼럼(37)은 또한, 칼럼(37)의 수직 연장이 테이블(38)이 바닥에 닿거나 테이블 기부(46)와 충돌하지 않게 하도록 허용하는 삽통 부분(60)을 포함할 수 있다.
도 11은 테이블(38)과 칼럼(37) 사이의 인터페이스의 상세한 예시를 제공한다. 피치 회전 메커니즘(61)은 다중 자유도로 칼럼(37)에 대한 테이블(38)의 피치 각도를 변경하도록 구성될 수 있다. 피치 회전 메커니즘(61)은 칼럼-테이블 인터페이스에서의 직교 축(1, 2)의 위치설정에 의해 가능해질 수 있으며, 각각의 축은 전기 피치 각도 명령에 응답하여 별개의 모터(3, 4)에 의해 작동된다. 하나의 스크류(5)를 따른 회전은 하나의 축(1)에서의 틸트 조절을 가능하게 할 것인 한편, 다른 하나의 스크류(6)를 따른 회전은 다른 하나의 축(2)을 따른 틸트 조절을 가능하게 할 것이다. 일부 실시예에서, 볼 조인트(ball joint)가 다중 자유도로 칼럼(37)에 대한 테이블(38)의 피치 각도를 변경하도록 사용될 수 있다.
예를 들어, 피치 조절은, 하복부 수술을 위해, 테이블을 트렌델렌부르크 자세(Trendelenburg position)로 위치시키려고 할 때, 즉 환자의 하복부를 환자의 상복부보다 바닥으로부터 더 높은 위치에 위치시키려고 할 때 특히 유용하다. 트렌델렌부르크 자세는 환자의 내부 장기가 중력을 통해 그/그녀의 상복부를 향해 미끄러지게 하여, 최소 침습 도구가 들어가서 복강경 전립선절제술과 같은 하복부 수술 또는 의료 절차를 수행할 복강을 비운다.
도 12 및 도 13은 테이블-기반 수술 로봇 시스템(100)의 대안적인 실시예의 등각도 및 단부도를 예시한다. 수술 로봇 시스템(100)은 테이블(101)에 대해 하나 이상의 로봇 아암(예를 들어, 도 14 참조)을 지지하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(105)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 단일 조절가능 아암 지지부(105)가 도시되어 있지만, 추가 아암 지지부가 테이블(101)의 반대편 측부 상에 제공될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 그것이 테이블(101)에 대한 조절가능 아암 지지부(105) 및/또는 그에 장착된 임의의 로봇 아암의 위치를 조절 및/또는 변경하기 위해 테이블(101)에 대해 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조절가능 아암 지지부(105)는 1 이상의 자유도로 테이블(101)에 대해 조절될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는, 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(105) 및 그에 부착된 임의의 로봇 아암을 테이블(101) 아래에 용이하게 적재하는 능력을 포함하는, 시스템(100)에 대한 높은 다용도성을 제공한다. 조절가능 아암 지지부(105)는 적재된 위치로부터 테이블(101)의 상부 표면 아래의 위치로 상승될 수 있다. 다른 실시예에서, 조절가능 아암 지지부(105)는 적재된 위치로부터 테이블(101)의 상부 표면 위의 위치로 상승될 수 있다.
조절가능 아암 지지부(105)는 리프트(lift), 측방향 병진, 틸트 등을 포함하는 여러 자유도를 제공할 수 있다. 도 12 및 도 13의 예시된 실시예에서, 아암 지지부(105)는 도 12에 화살표로 예시된 4 자유도로 구성된다. 제1 자유도는 z-방향으로의 조절가능 아암 지지부(105)의 조절("Z-리프트")을 허용한다. 예를 들어, 조절가능 아암 지지부(105)는 테이블(101)을 지지하는 칼럼(102)을 따라 또는 그에 대해 상향 또는 하향으로 이동하도록 구성되는 캐리지(109)를 포함할 수 있다. 제2 자유도는 조절가능 아암 지지부(105)가 틸팅하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 조절가능 아암 지지부(105)는 조절가능 아암 지지부(105)가 트렌델렌부르크 자세에서 베드와 정렬되도록 허용할 수 있는 회전 조인트를 포함할 수 있다. 제3 자유도는 조절가능 아암 지지부(105)가 "상향 피봇(pivot up)"하도록 허용할 수 있으며, 이는 테이블(101)의 측부와 조절가능 아암 지지부(105) 사이의 거리를 조절하는 데 사용될 수 있다. 제4 자유도는 테이블의 길이방향 길이를 따른 조절가능 아암 지지부(105)의 병진을 허용할 수 있다.
도 12 및 도 13의 수술 로봇 시스템(100)은 기부(103)에 장착된 칼럼(102)에 의해 지지되는 테이블을 포함할 수 있다. 기부(103) 및 칼럼(102)은 지지 표면에 대해 테이블(101)을 지지한다. 바닥 축(131) 및 지지 축(133)이 도 13에 도시되어 있다.
조절가능 아암 지지부(105)는 칼럼(102)에 장착될 수 있다. 다른 실시예에서, 아암 지지부(105)는 테이블(101) 또는 기부(103)에 장착될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 캐리지(109), 바아 또는 레일 커넥터(111), 및 바아 또는 레일(107)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 레일(107)에 장착된 하나 이상의 로봇 아암은 서로에 대해 병진 및 이동할 수 있다.
캐리지(109)는 제1 조인트(113)에 의해 칼럼(102)에 부착될 수 있으며, 이는 캐리지(109)가 (예컨대, 제1 또는 수직 축(123)의 상향 및 하향으로와 같이) 칼럼(102)에 대해 이동하도록 허용한다. 제1 조인트(113)는 조절가능 아암 지지부(105)에 제1 자유도("Z-리프트")를 제공할 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 조절가능 아암 지지부(105)에 대한 제2 자유도(틸트)를 제공하는 제2 조인트(115)를 포함할 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 조절가능 아암 지지부(105)에 대한 제3 자유도("상향 피봇")를 제공할 수 있는 제3 조인트(117)를 포함할 수 있다. 레일 커넥터(111)가 제3 축(127)을 중심으로 회전됨에 따라 레일(107)의 배향을 유지시키기 위해 제3 조인트(117)를 기계적으로 구속하는 (도 13에 도시된) 추가 조인트(119)가 제공될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 제4 축(129)을 따라 조절가능 아암 지지부(105)에 대한 제4 자유도(병진)를 제공할 수 있는 제4 조인트(121)를 포함할 수 있다.
도 14는 테이블(101)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 장착된 2개의 조절가능 아암 지지부(105A, 105B)를 갖는 수술 로봇 시스템(140A)의 단부도를 예시한다. 제1 로봇 아암(142A)이 제1 조절가능 아암 지지부(105B)의 바아 또는 레일(107A)에 부착된다. 제1 로봇 아암(142A)은 레일(107A)에 부착되는 기부(144A)를 포함한다. 제1 로봇 아암(142A)의 원위 단부는 하나 이상의 로봇 의료 기구 또는 도구에 부착될 수 있는 기구 구동 메커니즘(146A)을 포함한다. 유사하게, 제2 로봇 아암(142B)은 레일(107B)에 부착되는 기부(144B)를 포함한다. 제2 로봇 아암(142B)의 원위 단부는 기구 구동 메커니즘(146B)을 포함한다. 기구 구동 메커니즘(146B)은 하나 이상의 로봇 의료 기구 또는 도구에 부착되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 아암들(142A, 142B) 중 하나 이상은 7 이상의 자유도를 갖는 아암을 포함한다. 일부 실시예에서, 로봇 아암들(142A, 142B) 중 하나 이상은, 삽입 축(삽입을 포함하는 1-자유도), 리스트(wrist)(리스트 피치, 요(yaw) 및 롤을 포함하는 3-자유도), 엘보우(엘보우 피치를 포함하는 1-자유도), 쇼울더(쇼울더 피치 및 요를 포함하는 2-자유도), 및 기부(144A, 144B)(병진을 포함하는 1-자유도)를 포함하는, 8 자유도를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 삽입 자유도는 로봇 아암(142A, 142B)에 의해 제공될 수 있는 한편, 다른 실시예에서는, 기구 자체가 기구-기반 삽입 아키텍처를 통한 삽입을 제공한다.
C. 기구 드라이버 및 인터페이스.
시스템의 로봇 아암의 엔드 이펙터는 (i) 의료 기구를 작동시키기 위한 전기-기계 수단을 통합하는 기구 드라이버(대안적으로 "기구 구동 메커니즘" 또는 "기구 장치 조작기"로 지칭됨), 및 (ii) 모터와 같은 임의의 전기-기계 구성요소가 없을 수 있는 제거가능 또는 탈착가능 의료 기구를 포함할 수 있다. 이러한 이분법은 의료 절차에 사용되는 의료 기구를 멸균할 필요성, 및 그들의 복잡한 기계 조립체 및 민감한 전자장치로 인해 고가의 자본 장비를 적절하게 멸균할 수 없음에 의해 주도될 수 있다. 따라서, 의료 기구는 의사 또는 의사의 스태프에 의한 개별적인 멸균 또는 폐기를 위해 기구 드라이버(및 그에 따라 시스템)로부터 탈착, 제거, 및 교환되도록 설계될 수 있다. 대조적으로, 기구 드라이버는 변경 또는 멸균될 필요가 없고, 보호를 위해 드레이핑될(draped) 수 있다.
도 15는 예시적인 기구 드라이버를 예시한다. 로봇 아암의 원위 단부에 위치되어, 기구 드라이버(62)는 구동 샤프트(64)를 통해 의료 기구에 제어된 토크를 제공하기 위해 평행 축으로 배열되는 하나 이상의 구동 유닛(63)을 포함한다. 각각의 구동 유닛(63)은 기구와 상호작용하기 위한 개별 구동 샤프트(64), 모터 샤프트 회전을 원하는 토크로 변환시키기 위한 기어 헤드(65), 구동 토크를 생성하기 위한 모터(66), 모터 샤프트의 속도를 측정하고 제어 회로부에 피드백을 제공하기 위한 인코더(encoder)(67), 및 제어 신호를 수신하고 구동 유닛을 작동시키기 위한 제어 회로부(68)를 포함한다. 각각의 구동 유닛(63)이 독립적으로 제어되고 동력화되기 때문에, 기구 드라이버(62)는 의료 기구에 다수의(예컨대, 도 15에 도시된 바와 같이 4개의) 독립적인 구동 출력부를 제공할 수 있다. 작동 시에, 제어 회로부(68)는 제어 신호를 수신할 것이고, 모터(66)에 모터 신호를 전송할 것이며, 인코더(67)에 의해 측정된 바와 같은 생성된 모터 속도를 원하는 속도와 비교할 것이고, 모터 신호를 변조하여 원하는 토크를 생성할 것이다.
멸균 환경을 필요로 하는 절차의 경우, 로봇 시스템은 기구 드라이버와 의료 기구 사이에 있는, 멸균 드레이프(sterile drape)에 연결된 멸균 어댑터(sterile adapter)와 같은 구동 인터페이스를 통합할 수 있다. 멸균 어댑터의 주된 목적은 기구 드라이버의 구동 샤프트로부터 기구의 구동 입력부로 각도 운동을, 구동 샤프트와 구동 입력부 사이의 물리적 분리, 및 그에 따라 멸균을 유지시키면서, 전달하는 것이다. 따라서, 예시적인 멸균 어댑터는 기구 드라이버의 구동 샤프트 및 기구 상의 구동 입력부와 정합되도록 의도되는 일련의 회전 입력부 및 출력부를 포함할 수 있다. 멸균 어댑터에 연결되어, 투명 또는 반투명 플라스틱과 같은 얇은 가요성 재료로 구성된 멸균 드레이프는 기구 드라이버, 로봇 아암, (카트-기반 시스템 내의) 카트 또는 (테이블-기반 시스템 내의) 테이블과 같은 자본 장비를 덮도록 설계된다. 드레이프의 사용은 자본 장비가 멸균을 필요로 하지 않는 영역(즉, 비-멸균 영역) 내에 여전히 위치되면서 환자에게 근접하게 위치되도록 허용할 것이다. 멸균 드레이프의 다른 하나의 측부 상에서, 의료 기구는 멸균을 필요로 하는 영역(즉, 멸균 영역)에서 환자와 인터페이스할 수 있다.
D. 의료 기구.
도 16은 페어링된 기구 드라이버를 갖는 예시적인 의료 기구를 예시한다. 로봇 시스템과 함께 사용하도록 설계된 다른 기구와 마찬가지로, 의료 기구(70)는 세장형 샤프트(71)(또는 세장형 본체) 및 기구 기부(72)를 포함한다. 의사에 의한 수동 상호작용을 위한 그의 의도된 설계로 인해 "기구 손잡이"로 또한 지칭되는 기구 기부(72)는 일반적으로, 로봇 아암(76)의 원위 단부에서 기구 드라이버(75) 상의 구동 인터페이스를 통해 연장되는 구동 출력부(74)와 정합되도록 설계되는 회전가능 구동 입력부(73), 예컨대 리셉터클(receptacle), 풀리, 또는 스풀을 포함할 수 있다. 물리적으로 연결, 래칭(latched), 및/또는 결합될 때, 기구 기부(72)의 정합된 구동 입력부(73)는 기구 드라이버(75) 내의 구동 출력부(74)와 회전 축을 공유하여, 구동 출력부(74)로부터 구동 입력부(73)로의 토크의 전달을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 출력부(74)는 구동 입력부(73) 상의 리셉터클과 정합하도록 설계되는 스플라인(spline)을 포함할 수 있다.
세장형 샤프트(71)는, 예컨대 내시경술에서와 같이, 해부학적 개구 또는 내강, 또는 예컨대 복강경술에서와 같이, 최소 침습 절개부를 통해 전달되도록 설계된다. 세장형 샤프트(71)는 가요성(예컨대, 내시경과 유사한 특성을 가짐) 또는 강성(예컨대, 복강경과 유사한 특성을 가짐)이거나 가요성 부분 및 강성 부분 둘 모두의 맞춤형 조합을 포함할 수 있다. 복강경술을 위해 설계될 때, 강성의 세장형 샤프트의 원위 단부는, 적어도 1의 자유도를 갖는 클레비스(clevis)로부터 형성되는 조인트식 리스트(jointed wrist)로부터 연장되는 엔드 이펙터, 및 구동 입력부가 기구 드라이버(75)의 구동 출력부(74)로부터 수신된 토크에 응답하여 회전함에 따라 텐돈(tendon)으로부터의 힘에 기초하여 작동될 수 있는, 예를 들어 파지기 또는 가위와 같은 수술 도구 또는 의료 기구에 연결될 수 있다. 내시경술을 위해 설계될 때, 가요성의 세장형 샤프트의 원위 단부는 기구 드라이버(75)의 구동 출력부(74)로부터 수신된 토크에 기초하여 관절운동되고 구부러질 수 있는 조향가능 또는 제어가능 굽힘 섹션을 포함할 수 있다.
기구 드라이버(75)로부터의 토크는 세장형 샤프트(71)를 따른 텐돈을 사용하여 세장형 샤프트(71)를 따라 전달된다. 당김 와이어와 같은 이들 개별 텐돈은 기구 손잡이(72) 내의 개별 구동 입력부(73)에 개별적으로 고정될 수 있다. 손잡이(72)로부터, 텐돈은 세장형 샤프트(71)를 따른 하나 이상의 당김 루멘(pull lumen)을 따라 지향되고, 세장형 샤프트(71)의 원위 부분에, 또는 세장형 샤프트의 원위 부분에 있는 리스트 내에 고정된다. 복강경술, 내시경술 또는 하이브리드 절차와 같은 수술 절차 동안, 이들 텐돈은 리스트, 파지기, 또는 가위와 같은 원위에 장착된 엔드 이펙터에 결합될 수 있다. 그러한 배열 하에서, 구동 입력부(73)에 가해진 토크는 텐돈에 장력을 전달하여, 그에 의해 엔드 이펙터가 일정 방식으로 작동하게 할 것이다. 일부 실시예에서, 수술 절차 동안, 텐돈은 조인트가 축을 중심으로 회전하게 하여, 그에 의해 엔드 이펙터가 하나의 방향 또는 다른 방향으로 이동하게 할 수 있다. 대안적으로, 텐돈은 세장형 샤프트(71)의 원위 단부에서 파지기의 하나 이상의 조오(jaw)에 연결될 수 있으며, 여기에서 텐돈으로부터의 장력은 파지기가 폐쇄되게 한다.
내시경술에서, 텐돈은 접착제, 제어 링, 또는 다른 기계적 고정을 통해 (예컨대, 원위 단부에서) 세장형 샤프트(71)를 따라 위치된 굽힘 또는 관절운동 섹션에 결합될 수 있다. 굽힘 섹션의 원위 단부에 고정식으로 부착될 때, 구동 입력부(73)에 가해진 토크는 텐돈을 따라 전달되어, 더 연질인 굽힘 섹션(때때로 관절운동가능 섹션 또는 영역으로 지칭됨)이 구부러지거나 관절운동하게 할 것이다. 비-굽힘 섹션을 따라, 내시경 샤프트의 벽을 따라(또는 그 내측에서) 개별 텐돈을 지향시키는 개별 당김 루멘을 나선형화 또는 나선화하여, 당김 와이어의 장력으로부터 발생하는 반경방향 힘의 균형을 잡는 것이 유리할 수 있다. 나선(spiraling)의 각도 및/또는 그들 사이의 간격은 특정 목적을 위해 변경 또는 조작될 수 있으며, 여기에서 더 조밀한 나선은 하중 힘 하에서의 더 작은 샤프트 압축을 나타내는 한편, 더 적은 양의 나선은 하중 힘 하에서의 더 큰 샤프트 압축을 가져오지만, 굽힘을 제한한다. 스펙트럼의 다른 단부 상에서, 당김 루멘은 원하는 굽힘 또는 관절운동가능 섹션에서의 제어된 관절운동을 허용하기 위해 세장형 샤프트(71)의 길이방향 축에 평행하게 지향될 수 있다.
내시경술에서, 세장형 샤프트(71)는 로봇 절차를 보조하기 위한 다수의 구성요소를 수용한다. 샤프트(71)는 샤프트(71)의 원위 단부에서 수술 영역에 수술 도구(또는 의료 기구), 관주, 및/또는 흡인을 전개시키기 위한 작업 채널을 포함할 수 있다. 샤프트(71)는 또한, 광학 카메라를 포함할 수 있는, 원위 팁(distal tip)에 있는 광학 조립체로/그로부터 신호를 전달하기 위한 와이어 및/또는 광섬유를 수용할 수 있다. 샤프트(71)는 또한, 발광 다이오드와 같은 근위에 위치된 광원으로부터 샤프트(71)의 원위 단부로 광을 전달하기 위한 광섬유를 수용할 수 있다.
기구(70)의 원위 단부에서, 원위 팁은 또한, 진단 및/또는 치료, 관주, 및 흡인을 위한 도구를 수술 부위로 전달하기 위한 작업 채널의 개구를 포함할 수 있다. 원위 팁은 또한, 내부 해부학적 공간의 이미지를 캡처하기 위한, 섬유경 또는 디지털 카메라와 같은 카메라를 위한 포트를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 원위 팁은 또한, 카메라를 사용할 때 해부학적 공간을 조명하기 위한 광원을 위한 포트를 포함할 수 있다.
도 16의 예에서, 구동 샤프트 축, 및 그에 따라 구동 입력부 축은 세장형 샤프트(71)의 축에 직교한다. 그러나, 이러한 배열은 세장형 샤프트(71)에 대한 롤 능력을 복잡하게 한다. 구동 입력부(73)를 정적으로 유지시키면서 세장형 샤프트(71)를 그의 축을 따라 롤링시키는 것은 텐돈이 구동 입력부(73)로부터 연장되고 세장형 샤프트(71) 내의 당김 루멘에 들어감에 따라 텐돈의 바람직하지 않은 엉킴을 야기한다. 그러한 텐돈의 결과적인 엉킴은 내시경술 절차 동안 가요성의 세장형 샤프트(71)의 이동을 예측하도록 의도된 임의의 제어 알고리즘을 방해할 수 있다.
도 17은 구동 유닛의 축이 기구의 세장형 샤프트의 축에 평행한 기구 드라이버 및 기구에 대한 대안적인 설계를 예시한다. 도시된 바와 같이, 원형 기구 드라이버(80)는 그들의 구동 출력부(81)가 로봇 아암(82)의 단부에서 평행하게 정렬되는 4개의 구동 유닛을 포함한다. 구동 유닛, 및 그들 각각의 구동 출력부(81)는 기구 드라이버(80)의 회전 조립체(83) 내에 수용되며, 이는 조립체(83) 내의 구동 유닛들 중 하나에 의해 구동된다. 회전 구동 유닛에 의해 제공되는 토크에 응답하여, 회전 조립체(83)는 회전 조립체(83)를 기구 드라이버(80)의 비-회전 부분(84)에 연결하는 원형 베어링을 따라 회전한다. 전력 및 제어 신호가 기구 드라이버(80)의 비-회전 부분(84)으로부터, 브러시형 슬립 링 연결부(brushed slip ring connection)(도시되지 않음)에 의해 회전을 통해 유지될 수 있는 전기 접촉부를 통해 회전 조립체(83)로 전달될 수 있다. 다른 실시예에서, 회전 조립체(83)는, 비-회전가능 부분(84) 내에 통합되어, 그에 따라 다른 구동 유닛에 평행하지 않은 별개의 구동 유닛에 응답할 수 있다. 회전 메커니즘(83)은 기구 드라이버(80)가 구동 유닛, 및 그들 각각의 구동 출력부(81)를 단일 유닛으로서 기구 드라이버 축(85)을 중심으로 회전시키도록 허용한다.
이전에 개시된 실시예와 마찬가지로, 기구(86)는 세장형 샤프트 부분(88), 및 기구 드라이버(80) 내의 구동 출력부(81)를 수용하도록 구성되는 (리셉터클, 풀리, 및 스풀과 같은) 복수의 구동 입력부(89)를 포함하는 기구 기부(87)(논의 목적을 위해 투명 외부 스킨으로 도시됨)를 포함할 수 있다. 이전에 개시된 실시예와 달리, 기구 샤프트(88)는 축이 도 16의 설계에서와 같이 직교하기보다는 구동 입력부(89)의 축에 실질적으로 평행한 상태로 기구 기부(87)의 중심으로부터 연장된다.
기구 드라이버(80)의 회전 조립체(83)에 결합될 때, 기구 기부(87) 및 기구 샤프트(88)를 포함하는 의료 기구(86)는 회전 조립체(83)와 조합하여 기구 드라이버 축(85)을 중심으로 회전한다. 기구 샤프트(88)가 기구 기부(87)의 중심에 위치되기 때문에, 기구 샤프트(88)는 부착될 때 기구 드라이버 축(85)과 동축이다. 따라서, 회전 조립체(83)의 회전은 기구 샤프트(88)가 그 자체의 길이방향 축을 중심으로 회전하게 한다. 더욱이, 기구 기부(87)가 기구 샤프트(88)와 함께 회전함에 따라, 기구 기부(87) 내의 구동 입력부(89)에 연결된 임의의 텐돈은 회전 동안 엉키지 않는다. 따라서, 구동 출력부(81), 구동 입력부(89), 및 기구 샤프트(88)의 축의 평행성은 임의의 제어 텐돈을 엉키게 하지 않고서 샤프트 회전을 허용한다.
도 18은 일부 실시예에 따른, 기구 기반 삽입 아키텍처를 갖는 기구를 예시한다. 기구(150)는 위에서 논의된 기구 드라이버들 중 임의의 것에 결합될 수 있다. 기구(150)는 세장형 샤프트(152), 샤프트(152)에 연결되는 엔드 이펙터(162), 및 샤프트(152)에 결합되는 손잡이(170)를 포함한다. 세장형 샤프트(152)는 근위 부분(154) 및 원위 부분(156)을 갖는 튜브형 부재를 포함한다. 세장형 샤프트(152)는 그의 외부 표면을 따라 하나 이상의 채널 또는 홈(158)을 포함한다. 홈(158)은 그를 통해 하나 이상의 와이어 또는 케이블(180)을 수용하도록 구성된다. 따라서, 하나 이상의 케이블(180)이 세장형 샤프트(152)의 외부 표면을 따라 이어진다. 다른 실시예에서, 케이블(180)은 또한 세장형 샤프트(152)를 통해 이어질 수 있다. (예컨대, 기구 드라이버를 통한) 하나 이상의 케이블(180)의 조작이 엔드 이펙터(162)의 작동을 유발한다.
기구 기부로 또한 지칭될 수 있는 기구 손잡이(170)는 일반적으로, 기구 드라이버의 부착 표면 상의 하나 이상의 토크 커플러(torque coupler)와 상호 정합되도록 설계되는 하나 이상의 기계적 입력부(174), 예컨대 리셉터클, 풀리 또는 스풀을 갖는 부착 인터페이스(172)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기구(150)는 세장형 샤프트(152)가 손잡이(170)에 대해 병진하는 것을 가능하게 하는 일련의 풀리 또는 케이블을 포함한다. 다시 말하면, 기구(150) 자체가 기구의 삽입을 수용하는 기구-기반 삽입 아키텍처를 포함하여, 그에 의해 기구(150)의 삽입을 제공하기 위한 로봇 아암에 대한 의존성을 최소화한다. 다른 실시예에서, 로봇 아암이 기구 삽입을 주로 담당할 수 있다.
E. 제어기.
본 명세서에 기술된 로봇 시스템들 중 임의의 것은 로봇 아암에 부착된 기구를 조작하기 위한 입력 장치 또는 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 제어기의 조작이 예컨대 마스터 슬레이브 제어(master slave control)를 통해 기구의 대응하는 조작을 유발하도록 기구와 (예컨대, 통신가능하게, 전자적으로, 전기적으로, 무선으로, 그리고/또는 기계적으로) 결합될 수 있다.
도 19는 제어기(182)의 일 실시예의 사시도이다. 본 실시예에서, 제어기(182)는 임피던스 및 어드미턴스 제어(impedance and admittance control) 둘 모두를 가질 수 있는 하이브리드 제어기를 포함한다. 다른 실시예에서, 제어기(182)는 단지 임피던스 또는 수동 제어(passive control)를 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(182)는 단지 어드미턴스 제어를 이용할 수 있다. 하이브리드 제어기임으로 인해, 제어기(182)는 유리하게는 사용 중인 동안 더 낮은 인지 관성(perceived inertia)을 가질 수 있다.
예시된 실시예에서, 제어기(182)는 2개의 의료 기구의 조작을 허용하도록 구성되고, 2개의 손잡이(184)를 포함한다. 손잡이들(184) 각각은 짐벌(gimbal)(186)에 연결된다. 각각의 짐벌(186)은 위치설정 플랫폼(188)에 연결된다.
도 19에 도시된 바와 같이, 각각의 위치설정 플랫폼(188)은 직선형 조인트(prismatic joint)(196)에 의해 칼럼(194)에 결합되는 SCARA 아암(선택적 순응형 조립 로봇 아암(selective compliance assembly robot arm))(198)을 포함한다. 직선형 조인트(196)는 손잡이들(184) 각각이 z-방향으로 병진되는 것을 허용하여 제1 자유도를 제공하기 위해 칼럼(194)을 따라(예컨대, 레일(197)을 따라) 병진하도록 구성된다. SCARA 아암(198)은 x-y 평면 내에서의 손잡이(184)의 운동을 허용하여, 2의 추가 자유도를 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 로드 셀(load cell)이 제어기 내에 위치된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 로드 셀(도시되지 않음)이 짐벌들(186) 각각의 본체에 위치된다. 로드 셀을 제공함으로써, 제어기(182)의 부분들은 어드미턴스 제어 하에서 작동할 수 있어서, 그에 의해 유리하게는 사용 중인 동안 제어기의 인지 관성을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 위치설정 플랫폼(188)은 어드미턴스 제어를 위해 구성되는 한편, 짐벌(186)은 임피던스 제어를 위해 구성된다. 다른 실시예에서, 짐벌(186)은 어드미턴스 제어를 위해 구성되는 한편, 위치설정 플랫폼(188)은 임피던스 제어를 위해 구성된다. 따라서, 일부 실시예의 경우, 위치설정 플랫폼(188)의 병진 또는 위치 자유도는 어드미턴스 제어에 의존할 수 있는 한편, 짐벌(186)의 회전 자유도는 임피던스 제어에 의존할 수 있다.
F. 내비게이션 및 제어.
전통적인 내시경술은 (예컨대, C-아암을 통해 전달될 수 있는 바와 같은) 형광투시법 및 다른 형태의 방사선-기반 이미징 기법의 사용을 수반하여, 조작자 의사에게 관내 안내를 제공할 수 있다. 대조적으로, 본 개시에 의해 고려되는 로봇 시스템은 비-방사선-기반 내비게이션 및 위치결정 수단을 제공하여, 방사선에 대한 의사의 노출을 감소시키고 수술실 내의 장비의 양을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "위치결정"은 기준 좌표계에서 물체의 위치를 결정 및/또는 모니터링하는 것을 지칭할 수 있다. 수술전 매핑, 컴퓨터 비전(computer vision), 실시간 EM 추적, 및 로봇 명령 데이터와 같은 기법은 방사선이 없는 수술 환경을 달성하기 위해 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 방사선-기반 이미징 기법이 여전히 사용되는 다른 경우에, 수술전 매핑, 컴퓨터 비전, 실시간 EM 추적, 및 로봇 명령 데이터는 방사선-기반 이미징 기법만을 통해 획득된 정보를 개선하기 위해 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 기구의 위치와 같은, 로봇 시스템의 하나 이상의 요소의 위치를 추정하는 위치결정 시스템(90)을 예시한 블록도이다. 위치결정 시스템(90)은 하나 이상의 명령어를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 컴퓨터 장치들의 세트일 수 있다. 컴퓨터 장치는 위에서 논의된 하나 이상의 구성요소 내의 프로세서(또는 프로세서들) 및 컴퓨터-판독가능 메모리에 의해 구현될 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 장치는 도 1에 도시된 타워(30), 도 1 내지 도 4에 도시된 카트(11), 도 5 내지 도 14에 도시된 베드 등 내에 있을 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 위치결정 시스템(90)은 의료 기구의 원위 팁에 대한 위치 데이터(96)를 생성하도록 입력 데이터(91 내지 94)를 처리하는 위치결정 모듈(95)을 포함할 수 있다. 위치 데이터(96)는 기준 프레임(frame of reference)에 대한 기구의 원위 단부의 위치 및/또는 배향을 나타내는 데이터 또는 논리일 수 있다. 기준 프레임은 환자의 해부학적 구조 또는 알려진 물체, 예컨대 EM 필드 발생기(EM 필드 발생기에 대해서는 아래의 논의 참조)에 대한 기준 프레임일 수 있다.
이제, 다양한 입력 데이터(91 내지 94)가 더 상세히 기술된다. 수술전 매핑은 저 선량 CT 스캔의 집합의 사용을 통해 달성될 수 있다. 수술전 CT 스캔은 3차원 이미지로 재구성되며, 이는, 예컨대 환자의 내부 해부학적 구조의 절결도의 "슬라이스(slice)"로서 시각화된다. 전체적으로 분석될 때, 환자 폐 네트워크와 같은 환자의 해부학적 구조의 해부학적 공동, 공간 및 구조에 대한 이미지-기반 모델이 생성될 수 있다. 중심선 기하학(center-line geometry)과 같은 기법이 CT 이미지로부터 결정되고 근사화되어, 모델 데이터(91)로 지칭되는(수술전 CT 스캔만을 사용하여 생성될 때 "수술전 모델 데이터"로 또한 지칭됨), 환자의 해부학적 구조의 3차원 볼륨(three-dimensional volume)을 개발할 수 있다. 중심선 기하학의 사용은 그 내용이 전체적으로 본 명세서에 포함되는 미국 특허 출원 제14/523,760호에서 논의된다. 네트워크 위상 모델(network topological model)이 또한 CT-이미지로부터 도출될 수 있으며, 기관지경술에 특히 적절하다.
일부 실시예에서, 기구는 비전 데이터(또는 이미지 데이터)(92)를 제공하기 위한 카메라를 구비할 수 있다. 위치결정 모듈(95)은 하나 이상의 비전-기반(또는 이미지-기반) 위치 추적 모듈 또는 특징부를 가능하게 하도록 비전 데이터(92)를 처리할 수 있다. 예를 들어, 수술전 모델 데이터(91)는 비전 데이터(92)와 함께 사용되어 의료 기구의 컴퓨터 비전-기반 추적을 가능하게 할 수 있다(예컨대, 내시경 전진 또는 내시경의 작업 채널을 통한 기구 전진). 예를 들어, 수술전 모델 데이터(91)를 사용하여, 로봇 시스템은 내시경의 예상 이동 경로에 기초하여 모델로부터 예상 내시경 이미지의 라이브러리(library)를 생성할 수 있으며, 각각의 이미지는 모델 내의 일정 위치에 링크된다. 수술중에, 이러한 라이브러리는, 카메라(예컨대, 내시경의 원위 단부에 있는 카메라)에서 캡처된 실시간 이미지를 이미지 라이브러리 내의 이미지와 비교하여 위치결정을 보조하기 위해 로봇 시스템에 의해 참조될 수 있다.
다른 컴퓨터 비전-기반 추적 기법은 특징부 추적(feature tracking)을 사용하여 카메라, 및 그에 따라 내시경의 운동을 결정한다. 위치결정 모듈(95)의 일부 특징부는 해부학적 내강에 대응하는 수술전 모델 데이터(91) 내의 원형 기하학적 구조를 식별하고 그들 기하학적 구조의 변화를 추적하여, 어느 해부학적 내강이 선택되었는지뿐만 아니라 카메라의 상대 회전 및/또는 병진 운동을 결정할 수 있다. 위상 맵(topological map)의 사용은 비전-기반 알고리즘 또는 기법을 추가로 향상시킬 수 있다.
다른 컴퓨터 비전-기반 기법인 광학 흐름(optical flow)은 비전 데이터(92) 내의 비디오 시퀀스에서 이미지 픽셀의 변위 및 병진을 분석하여 카메라 이동을 추론할 수 있다. 광학 흐름 기법의 예는 모션 검출(motion detection), 객체 분할 계산(object segmentation calculation), 휘도(luminance), 모션 보상 인코딩(motion compensated encoding), 스테레오 디스패리티 측정(stereo disparity measurement) 등을 포함할 수 있다.다수의 반복에 걸친 다수의 프레임의 비교를 통해, 카메라(및 그에 따라 내시경)의 이동 및 위치가 결정될 수 있다.
위치결정 모듈(95)은 수술전 모델에 의해 표현되는 환자의 해부학적 구조에 정합될 수 있는 전역 좌표계에서 내시경의 실시간 위치를 생성하기 위해 실시간 EM 추적을 사용할 수 있다. EM 추적에서, 의료 기구(예컨대, 내시경 도구) 내에 하나 이상의 위치 및 배향으로 내장된 하나 이상의 센서 코일을 포함하는 EM 센서(또는 추적기)가 알려진 위치에 위치된 하나 이상의 정적 EM 필드 발생기에 의해 생성되는 EM 필드의 변화를 측정한다. EM 센서에 의해 검출된 위치 정보는 EM 데이터(93)로서 저장된다. EM 필드 발생기(또는 전송기)는 내장된 센서가 검출할 수 있는 저 강도 자기장을 생성하기 위해 환자 가까이에 배치될 수 있다. 자기장은 EM 센서의 센서 코일에 소전류(small current)를 유도하며, 이는 EM 센서와 EM 필드 발생기 사이의 거리 및 각도를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 이들 거리 및 배향은 좌표계 내의 단일 위치를 환자의 해부학적 구조의 수술전 모델 내의 위치와 정렬시키는 기하학적 변환을 결정하기 위해 수술중에 환자 해부학적 구조(예컨대, 수술전 모델)에 "정합될" 수 있다. 일단 정합되면, 의료 기구의 하나 이상의 위치(예컨대, 내시경의 원위 팁)에 있는 내장된 EM 추적기는 환자의 해부학적 구조를 통한 의료 기구의 진행의 실시간 표시를 제공할 수 있다.
로봇 명령 및 운동학(kinematics) 데이터(94)가 또한 위치결정 모듈(95)에 의해 사용되어, 로봇 시스템에 대한 위치결정 데이터(96)를 제공할 수 있다. 관절운동 명령으로부터 발생하는 장치 피치 및 요는 수술전 보정 동안 결정될 수 있다. 수술중에, 이들 보정 측정치는 알려진 삽입 깊이 정보와 조합하여 사용되어 기구의 위치를 추정할 수 있다. 대안적으로, 이들 계산치는 EM, 비전, 및/또는 위상 모델링과 조합하여 분석되어 네트워크 내의 의료 기구의 위치를 추정할 수 있다.
도 20이 도시하는 바와 같이, 다수의 다른 입력 데이터가 위치결정 모듈(95)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 20에 도시되어 있지 않지만, 형상-감지 섬유를 이용하는 기구가, 위치결정 모듈(95)이 기구의 위치 및 형상을 결정하는 데 사용할 수 있는 형상 데이터를 제공할 수 있다.
위치결정 모듈(95)은 입력 데이터(91 내지 94)를 조합(들)으로 사용할 수 있다. 일부 경우에, 그러한 조합은 위치결정 모듈(95)이 입력 데이터(91 내지 94) 각각으로부터 결정된 위치에 신뢰 가중치(confidence weight)를 할당하는 확률적 접근법(probabilistic approach)을 사용할 수 있다. 따라서, (EM 간섭이 있는 경우 그러할 수 있는 바와 같이) EM 데이터가 신뢰가능하지 않을 수 있는 경우, EM 데이터(93)에 의해 결정된 위치의 신뢰도가 감소될 수 있고, 위치결정 모듈(95)은 비전 데이터(92) 및/또는 로봇 명령 및 운동학 데이터(94)에 더 많이 의존할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 본 명세서에서 논의되는 로봇 시스템은 위의 기법들 중 하나 이상의 조합을 통합하도록 설계될 수 있다. 타워, 베드 및/또는 카트에 기반한 로봇 시스템의 컴퓨터-기반 제어 시스템은 예를 들어 영구 자기 저장 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브 등과 같은 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체 내에 컴퓨터 프로그램 명령어를 저장할 수 있으며, 이는, 실행 시에, 시스템으로 하여금 센서 데이터 및 사용자 명령을 수신 및 분석하고, 시스템 전체에 걸쳐 제어 신호를 생성하고, 전역 좌표계, 해부학적 맵 등 내에서의 기구의 위치와 같은 내비게이션 및 위치결정 데이터를 디스플레이하게 한다.
2. 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구.
본 개시의 실시예는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구를 위한 장치, 시스템, 및 기법에 관한 것이다. 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구는 일부 실시예에서, 도 1 내지 도 20을 참조하여 전술된 것과 같은 로봇식 의료 시스템과 함께 사용될 수 있다. 아래에서 상세히 논의되는 바와 같이, 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구는 수동 및 로봇 제어 둘 모두를 위해 구성될 수 있다. 이 섹션에서, 용어 "의료 기구"는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구를 지칭하도록 의도된다. 그러한 의료 기구는 또한 그들이 수동 및 로봇 제어 둘 모두를 위해 구성되기 때문에 하이브리드 의료 기구로 고려될 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 기구는 내시경술 절차를 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 의료 기구는 검뇨(uroscopy), 요관경술, 위내시경술, 기관지경술, 또는 다른 내시경술 절차를 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 의료 기구는 복강경술 절차 또는 다른 유형의 의료 절차(예컨대, 개복 절차)를 위해 구성될 수 있다.
A. 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구에 대한 도입.
일부 실시예에서, 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구는 의료 기구를 물리적으로 취급하고 수동으로 조작하는 의사 또는 다른 조작자에 의해 제1 모드(수동 모드)로 작동될 수 있으며, 또한 로봇식 의료 시스템에 의해 제2 모드(로봇 모드)로 작동될 수 있다. 수동 모드로 작동될 때, 의사는 의료 기구를 제어하기 위해 하나 이상의 수동 구동 입력부를 수동으로 조작할 수 있다. 로봇 모드로 작동될 때, 의료 기구는 로봇 아암 또는 다른 기구 위치설정 장치의 단부 상에 위치되는 기구 구동 메커니즘에 부착될 수 있다. 기구 구동 메커니즘은 의료 기구를 로봇으로 제어하기 위해 하나 이상의 로봇 구동 입력부와 맞물리는 하나 이상의 로봇 구동 출력부를 포함할 수 있다. 의사는 로봇식 시스템을 제어하기 위해 (예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같은) 제어기를 사용할 수 있다.
의료 기구는 세장형 샤프트 및 기구 손잡이(또는 기구 기부)를 포함할 수 있다. 세장형 샤프트는 의료 절차 동안 환자의 해부학적 구조 내로의 삽입을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 자연 구멍을 통해 환자의 해부학적 구조 내로 삽입된다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 절개부 또는 다른 수술 개구를 통해 환자의 해부학적 구조 내로 삽입된다. 세장형 샤프트는 가요성일 수 있다. 세장형 샤프트는 관절운동가능하고 제어가능할 수 있다. 이는 의사와 같은 조작자가 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하여 의료 기구를 환자의 해부학적 구조를 통해 내비게이션하고 조향하도록 허용할 수 있다. 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하는 것은 세장형 샤프트의 관절운동가능 부분을 편향시키거나 구부리는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 관절운동가능 부분은 세장형 샤프트의 원위 부분일 수 있다.
(예를 들어, 도 15 내지 도 18을 참조하여) 전술된 바와 같이, 일부 실시예에서, 의료 기구는 세장형 샤프트 상에서 또는 그를 통해 연장되는 하나 이상의 당김 와이어를 포함할 수 있다. 당김 와이어는 기구 손잡이 내에서, 풀리 또는 풀리 조립체와 같은 작동 메커니즘에 부착될 수 있다. 작동 메커니즘은 이어서 수동 및 로봇 구동 입력부에 연결될 수 있어서, 수동 및 로봇 구동 입력부의 작동이 당김 와이어를 당겨 세장형 샤프트의 관절운동을 유발하도록 작동 메커니즘을 작동시키게 한다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부들 중 하나 이상 및 로봇 구동 입력부들 중 하나 이상이 각각 기구 손잡이 내에서 동일한 작동 메커니즘(예컨대, 풀리 또는 풀리 조립체)에 연결되어, 수동 구동 입력부 및 로봇 구동 입력부 둘 모두가 동일한 작동 메커니즘을 작동시키는 데 사용될 수 있게 한다. 수동 구동 입력부는 로봇 구동 입력부와 별개일 수 있다. 예를 들어, 수동 구동 입력부는 손으로 작동가능하도록 구성되고 위치될 수 있는 한편, 로봇 구동 입력부는 로봇식 의료 시스템에 의해 작동가능하도록 로봇 구동 출력부와 맞물리게 구성되고 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부는 기구 손잡이가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때에도 노출되거나 접근가능하게 유지된다.
로봇 및 수동 제어 둘 모두를 위해 구성된 의료 기구는 일부 실시예에서 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 절차 동안, 의료 기구는 먼저 수동으로 환자 내로 삽입될 수 있다. 즉, 의사가 먼저 의료 기구를 환자의 해부학적 구조를 통해 안내하기 위해 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 수동 구동 입력부를 사용하여 의료 기구를 물리적으로 취급하여 환자 내로 수동으로 삽입할 수 있다. 의사에게 먼저 수동 삽입을 수행하는 능력을 제공할 수 있는 의료 기구가 일부 경우에 로봇 삽입보다 신속하고 용이할 수 있다. 이는 예를 들어 소정의 비뇨기과 절차, 예컨대 비뇨기과 내시경술, 방광경술, 요관경술, 또는 신장학, 및 위장 내시경술 절차에서 그러할 수 있다. 초기 수동 삽입 후에, 기구 손잡이는 기구 구동 메커니즘, 예컨대 로봇 아암 또는 다른 기구 위치설정 장치의 단부 상에 위치되는 기구 구동 메커니즘 또는 로봇식 의료 시스템에 부착될 수 있다. 로봇식 의료 시스템에 부착될 때, 의료 기구의 세장형 샤프트의 관절운동 및 제어가 이어서 로봇으로 제어될 수 있다. 로봇 제어는 치료 부위에서 의료 기구의 정밀하고 정확한 제어를 허용할 수 있다. 의료 절차의 소정 태양이 수동 제어에 가장 적합할 수 있고 의료 절차의 다른 태양이 로봇 제어에 가장 적합할 수 있기 때문에, 본 명세서에 기술된 하이브리드 의료 기구는 유리하게는 의료 절차의 특정 상황 또는 단계에 따라 요구되는 바와 같은 수동 또는 로봇 제어 모드들 중 어느 하나로 사용될 수 있다. 그러한 의료 기구는 의사에게 우수한 유연성을 제공하고 의료 절차의 수행을 용이하게 한다.
추가적으로, 일부 로봇식 의료 시스템은 절대 삽입 깊이 또는 스트로크(stroke)에서 제한될 수 있다. 따라서, 로봇 시스템의 유한 삽입 깊이 또는 스트로크가 진단 또는 치료의 영역에서 최적으로 이용될 수 있도록 의료 기구를 먼저 수동으로 삽입하는 것이 유리할 수 있다. 본 명세서에 기술된 의료 기구는 로봇으로 수행하기에는 번거로울 긴 거리에 걸쳐 기구를 수동으로 배치하는 것을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 기구의 수동 제어는 의료 기구에 대한 초기 전반적 위치설정(initial gross positioning)을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 수동 제어는 의료 기구를 환자의 해부학적 구조 내에서 치료 부위에 또는 그 부근에 위치시키기 위해 사용될 수 있고, 기구의 로봇 제어는 절차 동안 미세 위치 제어(fine position control)를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 의사는 의료 기구가 기구 구동 메커니즘에 부착되기 전에 수동 구동 입력부를 작동시킴으로써 의료 기구를 수동으로 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 의사는 의료 기구가 기구 구동 메커니즘에 부착되어 있는 동안 수동 구동 입력부를 작동시킴으로써 의료 기구를 수동으로 제어할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 의료 기구는 수동 및 로봇 구동 입력부 둘 모두를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부들 중 하나는 의료 기구의 세장형 샤프트를 위한 2-방향 편향 제어를 제공하도록 구성된다. 2-방향 편향 제어는 2개의 방향으로의 세장형 샤프트의 편향을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 방향은 상향 및 하향 또는 좌측 및 우측과 같은 반대 방향들일 수 있다. 이는 또한 상향-하향 평면 또는 좌측-우측 평면과 같은 단일 평면 내에서의 2-방향 편향 제어로 지칭될 수 있다. 본 출원에서의 방향 용어(예컨대, 상향, 하향, 좌측, 우측 등)는 의료 기구의 배향에 대한 상이한 방향을 지시하기 위해 광범위하게 사용된다. 의료 기구가 매우 다양한 배향으로 빈번하게 재위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 상향, 하향, 좌측, 및 우측으로 지칭되는 방향은 기구의 배향에 따라 변화할 수 있다. 2-방향 편향 제어를 위해 구성된 수동 구동 입력부는 예를 들어 레버, 슬라이더, 휠, 또는 다른 유형의 수동으로 작동가능한 구동 입력부일 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부를 제1 방향으로 조작하는 것은 제1 방향(예컨대, 상향)으로의 세장형 샤프트의 편향을 유발하고, 수동 구동 입력부를 제2 방향으로 조작하는 것은 제2 방향(예컨대, 하향)으로의 세장형 샤프트의 편향을 유발한다.
의료 기구는 또한 세장형 샤프트에 대한 롤 제어를 허용하도록 구성되는 수동 구동 입력부를 포함할 수 있다. 이는 수동 롤 입력부로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 의료 기구는 세장형 샤프트가 기구 손잡이에 대해 세장형 샤프트의 축을 중심으로 회전되도록 허용하는 수동 구동 입력부를 포함할 수 있다. 이러한 수동 구동 입력부는 기구 손잡이에 대해 반경방향으로의 세장형 샤프트의 재배향을 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 롤 제어는 양쪽 회전 방향으로, 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 120, 적어도 130, 적어도 140, 적어도 150, 적어도 160, 적어도 170, 적어도 180, 적어도 190, 적어도 200, 적어도 210, 적어도 220, 적어도 230, 적어도 240, 적어도 250, 적어도 260, 적어도 270, 적어도 280, 적어도 290, 적어도 300, 적어도 310, 적어도 320, 적어도 330, 적어도 340, 적어도 350, 적어도 360도, 또는 그 초과의 세장형 샤프트의 회전을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 롤 제어를 위해 구성된 수동 구동 입력부는 생략될 수 있고, 의사는 세장형 샤프트의 롤을 수동으로 제어하기 위해 전체 의료 기구를 물리적으로 롤링(예컨대, 손잡이 및 세장형 샤프트를 함께 롤링)시킬 수 있다.
2-방향 편향 및 롤 제어를 사용하여 의료 기구를 수동으로 제어하는 것은 단지 수동 제어를 위해 구성된 의료 기구로 작업하는 데 익숙한 많은 의사에게 친숙하고 직관적일 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 기구는 추가 2-방향 편향 제어를 허용하도록 구성되는 추가 구동 입력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 수동 구동 입력부는 상향 및 하향 방향으로의 2-방향 편향 제어를 허용할 수 있고, 제2 수동 구동 입력부는 좌측 및 우측 방향으로의 2-방향 편향 제어를 허용할 수 있다. 이는 2개의 수동 구동 입력부를 사용하여 세장형 샤프트에 대한 4-방향 편향 제어를 허용할 것이다.
일부 실시예에서, 로봇 구동 입력부는 4-방향 편향 제어를 허용하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 4-방향 편향 제어는 4개의 상이한 방향으로의 세장형 샤프트의 관절운동을 허용한다. 일부 실시예에서, 방향은 상향, 하향, 좌측, 및 우측과 같은 4개의 직교 방향일 수 있다. 일부 실시예에서, 4-방향 편향 제어를 위해 구성된 로봇 구동 입력부는 2개의 로봇 구동 입력부를 포함할 수 있다. 2개의 로봇 구동 입력부는 기구 구동 메커니즘 상의 2개의 대응하는 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성될 수 있다. 각각의 로봇 구동 입력부는 2개의 반대 방향들, 예를 들어 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전가능할 수 있다. 하나의 방향(예컨대, 시계 방향)으로의 2개의 로봇 구동 입력부들 중 제1 로봇 구동 입력부의 회전은 4개의 방향 중 하나의 방향(예컨대, 상향)으로의 관절운동을 허용할 수 있다. 반대 방향(예컨대, 반시계 방향)으로의 2개의 로봇 구동 입력부들 중 제1 로봇 구동 입력부의 회전은 4개의 방향들 중 다른 방향(예컨대, 하향)으로의 관절운동을 허용할 수 있다. 하나의 방향(예컨대, 시계 방향)으로의 2개의 로봇 구동 입력부들 중 제2 로봇 구동 입력부의 회전은 4개의 방향들 중 다른 방향(예컨대, 우측)으로의 관절운동을 허용할 수 있다. 또한, 반대 방향(예컨대, 반시계 방향)으로의 2개의 로봇 구동 입력부들 중 제2 로봇 구동 입력부의 회전은 4개의 방향 중 다른 방향(예컨대, 좌측)으로의 관절운동을 허용할 수 있다. 따라서, 4-방향 편향 제어는 2개의 로봇 구동 입력부를 사용하여 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 구동 입력부는 2-방향 편향 제어, 3-방향 편향 제어 등과 같은 다른 수의 방향의 편향 제어를 제공하도록 구성된다.
의료 기구는 의료 기구의 세장형 샤프트를 위한 로봇 롤 제어를 제공하도록 구성되는 추가 로봇 구동 입력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 기구는 세장형 샤프트가 기구 손잡이에 대해 세장형 샤프트의 축을 중심으로 회전되도록 허용하는, 기구 구동 메커니즘 상의 대응하는 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되는 로봇 구동 입력부를 포함할 수 있다. 이러한 로봇 구동 입력부는 기구 손잡이에 대해 반경방향으로의 세장형 샤프트의 재배향을 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 방향(예컨대, 시계 방향)으로의 이러한 로봇 기구 구동 입력부의 회전은 시계 방향으로의 세장형 샤프트의 회전을 유발하고, 제2 방향(예컨대, 반시계 방향)으로의 이러한 로봇 기구 구동 입력부의 회전은 반시계 방향으로의 세장형 샤프트의 회전을 유발한다. 일부 실시예에서, 로봇 롤 제어는 양쪽 회전 방향으로, 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 120, 적어도 130, 적어도 140, 적어도 150, 적어도 160, 적어도 170, 적어도 180, 적어도 190, 적어도 200, 적어도 210, 적어도 220, 적어도 230, 적어도 240, 적어도 250, 적어도 260, 적어도 270, 적어도 280, 적어도 290, 적어도 300, 적어도 310, 적어도 320, 적어도 330, 적어도 340, 적어도 350, 적어도 360도, 또는 그 초과의 세장형 샤프트의 회전을 허용할 수 있다.
일부 경우에서, 4-방향 편향 제어 및 롤 제어를 사용하여 의료 기구를 로봇으로 제어하는 것은 단지 로봇 제어를 위해 구성된 로봇 기구로 작업하는 데 익숙한 많은 의사에게 친숙하고 직관적일 수 있다. 예를 들어, 4 방향 편향 제어는 의료 기구를 제어하기 위해 제어기를 작동시킬 때 직관적일 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 일부 실시예에서, 의료 기구는 수동 2-방향 편향 제어 및 롤 제어(롤 제어는 기구 손잡이에 대해 세장형 샤프트를 롤링시키도록 구성되는 수동 구동 입력부로 또는 전체 의료 기구를 물리적으로 롤링시킴으로써 수동으로 달성될 수 있음)를 허용하는 수동 제어, 및 로봇 4-방향 편향 제어 및 롤 제어를 허용하는 로봇 제어를 위해 구성된다. 다른 유형의 수동 및 로봇 제어가 또한 가능하다. 예를 들어, 의료 기구는 수동 4-방향 편향 제어 및 롤 제어를 허용하는 수동 제어, 및 로봇 4-방향 편향 제어 및 롤 제어를 허용하는 로봇 제어를 위해 구성될 수 있다. 다른 예로서, 의료 기구는 수동 2-방향 편향 제어 및 롤 제어를 허용하는 수동 제어, 및 로봇 2-방향 편향 제어 및 롤 제어를 허용하는 로봇 제어를 위해 구성될 수 있다.
B. 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구의 예시적인 실시예.
이제, 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구의 위에서 언급된 그리고 다른 특징이 도 21a 내지 도 25에 예시된 실시예를 참조하여 기술될 것이다. 이들 실시예는 예로서 제공되며, 본 개시를 제한함이 없이 본 개시의 원리를 예시하는 것으로 의도된다. 당업자는, 본 개시를 고려할 때, 예시된 실시예의 다양한 수정이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 이들 수정은 본 개시의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
도 21a 내지 도 21f는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구(200)의 일 실시예의 다양한 도면을 예시한다. 더 상세히 후술될 바와 같이, 의료 기구(200)는 수동 2-방향 편향 제어, 수동 롤 제어, 로봇 4-방향 편향 제어, 및 로봇 롤 제어를 위해 구성된다.
도 21a는 의료 기구(200)의 사시도를 예시한다. 예시된 바와 같이, 의료 기구(200)는 기구 손잡이(201)(또는 기구 기부) 및 세장형 샤프트(203)를 포함한다. 세장형 샤프트(203)는 의료 절차 동안 환자 내로 삽입되도록 구성된다. 세장형 샤프트(203)는 관절운동가능하고 제어가능하도록 구성될 수 있어서, 세장형 샤프트(203)가 환자의 해부학적 구조를 통해 내비게이션되고 조향될 수 있게 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 세장형 샤프트(203)는 요도, 요관, 위장관, 식도, 폐의 기도(등)와 같은 환자 내강 내로 삽입되고 그를 통해 안내되도록 구성되는 얇은 가요성 본체를 포함한다. 전술된 바와 같이, 당김 와이어는 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 제어하기 위해 세장형 샤프트(203) 내에 또는 그 상에 포함될 수 있다. 세장형 샤프트(203)는 원위 단부(205)와 근위 단부(207) 사이에서 연장될 수 있다. 원위 단부(205)는 환자 내로 삽입되도록 구성될 수 있다. 근위 단부(207)는 기구 손잡이(201)에 부착될 수 있다. 세장형 샤프트(203)는 추가 기구 또는 도구가 원위 단부(205)로의 전달을 위해 통과할 수 있는 (예시되지 않은) 작업 채널을 포함할 수 있다. 의료 기구(200)는 작업 채널에 대한 접근을 허용하도록 구성되는 작업 채널 진입 포트(209)를 포함할 수 있다.
기구 손잡이(201)는 도 21b 및 도 21c에 더 상세히 도시되어 있다. 도 21b는 기구 손잡이(201)의 제1 측면도(예컨대, 전방 도면)를 예시하고, 도 21c는 기구 손잡이(201)의 제2 측면도(예컨대, 후방측 도면)를 예시한다. 기구 손잡이(201)는 의료 기구(200)의 수동 제어 및 로봇 제어 둘 모두를 허용하도록 구성된다. 예를 들어, 기구 손잡이(201)는 수동 제어를 제공하기 위해 물리적으로 보유되고 수동으로 조작되도록, 그리고 로봇 제어를 제공하기 위해 기구 구동 메커니즘(후술되는 도 22a 내지 도 22c 참조)에 부착되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 멸균 어댑터가 의료 절차 동안 멸균 영역을 유지하기 위해 기구 손잡이(201)와 기구 구동 메커니즘 사이에 위치될 수 있다.
도 21a 내지 도 21c에 예시된 바와 같이, 기구 손잡이(201)는 하우징(211)을 포함한다. 하우징(211)은 전방 면(213)(도 21b) 및 후방 면(215)(도 21c)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 하우징(211)은 또한 리세스형 부분(recessed portion) 또는 절결부(217)를 포함하도록 형상화될 수 있다. 절결부(217)는 기구 손잡이(201)를 위한 인체공학적 형상을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 절결부(217)는 기구 손잡이(201)가 수동 제어 동안 더욱 용이하게 또는 편안하게 보유되도록 허용할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 절결부(217)는 도 22a 내지 도 22c를 참조하여 후술될 바와 같이 기구 구동 메커니즘 상의 하나 이상의 미사용 로봇 구동 출력부에 대한 접근을 제공(또는 차단하지 않을) 수 있다. 도 27에 도시된 바와 같이, 이는 하나 초과의 의료 기구(예컨대, 2개의 의료 기구)가 단일 기구 구동 메커니즘에 연결되도록 허용할 수 있어서, 기구 구동 메커니즘이 하나 초과의 의료 기구를 구동시키는 데 사용될 수 있게 한다. 절결부(217)로 인해 노출되어 유지되는 로봇 구동 출력부는 이어서 절차 동안 추가 기구 또는 도구를 제어하는 데 사용될 수 있다.
도 21a 내지 도 21c는 기구 손잡이(201)가 수동 구동 입력부(219)를 포함할 수 있는 것을 예시한다. 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(219)는 레버로서 구성되지만, 슬라이더 또는 휠과 같은 다른 기계적 구조물이 가능하다. 더 상세히 후술될 바와 같이, 수동 구동 입력부(219)는 의료 기구(200)를 위한 수동 2-방향 편향 제어를 제공하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(219)는 화살표(221)(도 21b)에 의해 예시된 방향으로 전후로 조작되거나 회전되도록 구성된다. 수동 구동 입력부(219)를 제1 방향으로 이동시키는 것은 제1 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발할 수 있고, 수동 구동 입력부(219)를 (제1 방향과 반대인) 제2 방향으로 이동시키는 것은 제2 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발할 수 있다. 제1 및 제2 관절운동 방향은 실질적으로 반대(예컨대, 상향 및 하향)일 수 있지만, 이는 모든 실시예에서 그러할 필요는 없다.
예시된 실시예에서, 기구 손잡이(201)는 또한 수동 롤 입력부(223)를 포함한다. 도 21a에 도시된 바와 같이, 세장형 샤프트(203)의 원위 단부(207)는 수동 롤 입력부(223)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트(203)는 수동 롤 입력부(223)를 통해 그리고 하우징(211) 내로 연장된다. 수동 롤 입력부(223)는 세장형 샤프트(203)가 기구 손잡이(201)에 대해 회전하는 것을 허용하도록 구성된다. 예시된 바와 같이, 수동 롤 입력부(223)는 하우징(211)에 대해 회전할 수 있는 트위스터(twister) 또는 회전가능 손잡이 또는 그립(grip)일 수 있다. 예를 들어, 수동 롤 입력부(223)는 화살표(225)에 의해 예시된 방향으로 회전할 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 롤 입력부(223)는 시계 방향 및 반시계 방향 둘 모두로 회전한다. 세장형 샤프트(203)는 수동 롤 입력부(223)에 대해 회전적으로 고정될 수 있어서, 수동 롤 입력부(223)의 회전이 세장형 샤프트(203)의 회전을 유발하게 한다. 세장형 샤프트(203)의 회전은 수동 롤 입력부(223)의 대응하는 운동과 동등하고 동일한 방향일 수 있지만, 이는 모든 실시예에서 그러할 필요는 없다.
기구 손잡이(201)의 후방 도면을 도시하는 도 21c를 참조하면, 의료 기구(200)는 복수의 로봇 구동 입력부(227)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 의료 기구(200)는 3개의 로봇 구동 입력부(227)를 포함하지만, 다른 실시예에서 다른 수의 로봇 구동 입력부(227)가 사용될 수 있다. 로봇 구동 입력부(227)는 기구 손잡이(201)가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 기구 구동 메커니즘 상의 대응하는 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성된다. 예시적인 로봇 구동 출력부 및 기구 구동 메커니즘이 (전술된) 도 15 내지 도 17 및 (후술되는) 도 22a 및 도 22b에 도시되어 있다. 기구 구동 메커니즘의 로봇 구동 출력부는 로봇 구동 입력부(227)와 맞물려 로봇 구동 입력부로 토크를 전달하거나 로봇 구동 입력부를 회전시킨다. 일부 실시예에서, 로봇 구동 입력부들(227) 각각은 시계 방향 및 반시계 방향 둘 모두로 회전가능하다. 예시된 실시예에서, 로봇 구동 입력부(227)는 홈형(grooved) 또는 키이형(keyed) 리세스로서 구성되고, 돌출 스플라인으로서 구성되는 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성된다. 로봇 구동 출력부는 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전하도록 모터에 의해 구동될 수 있다. 로봇 구동 출력부가 로봇 구동 입력부(227)와 맞물릴 때, 로봇 구동 입력부는 로봇 구동 입력부(227)로 회전 운동을 전달한다. 일부 실시예에서, 로봇 구동 출력부는 로봇 구동 입력부(227)를 구동시킨다. 일부 실시예에서, 이러한 배열은 역전될 수 있거나, 다른 유형 및 구성의 로봇 구동 입력부 및 출력부가 사용될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 의료 기구(200)의 예시된 실시예는 로봇 4-방향 편향 제어 및 로봇 롤 제어를 위해 구성된다. 이러한 실시예에서, 로봇 구동 입력부들(227) 중 2개는 편향 제어를 위해 구성되고, 로봇 구동 입력부들(227) 중 다른 것은 롤 제어를 위해 구성된다. 편향 제어를 위해 구성된 로봇 구동 입력부들(227) 중 2개 각각은 2-방향 편향 제어를 허용할 수 있어서, 함께 4-방향 편향 제어가 달성될 수 있게 한다.
예시된 실시예에서, 제1 로봇 구동 입력부(227a) 및 제2 로봇 구동 입력부(227b)가 각각 2-방향 편향 제어를 제공하도록 구성되어, 의료 기구(200)가 4-방향 편향 제어될 수 있게 한다. 예를 들어, 제1 회전 방향(예컨대, 시계 방향)으로의 제1 로봇 구동 입력부(227a)의 회전은 제1 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 제공할 수 있고, 제2 회전 방향(예컨대, 반시계 방향)으로의 로봇 구동 입력부(227a)의 회전은 제2 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 관절운동 방향은 실질적으로 반대(예컨대, 상향 및 하향)일 수 있지만, 이는 모든 실시예에서 그러할 필요는 없다. 제1 회전 방향(예컨대, 시계 방향)으로의 제2 로봇 구동 입력부(227b)의 회전은 제3 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 제공할 수 있고, 제2 회전 방향(예컨대, 반시계 방향)으로의 로봇 구동 입력부(227b)의 회전은 제4 관절운동 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 및 제4 관절운동 방향은 실질적으로 반대(예컨대, 좌측 및 우측)일 수 있지만, 이는 모든 실시예에서 그러할 필요는 없다. 또한, 일부 실시예에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 관절운동은 실질적으로 직교 방향일 수 있다.
더 상세히 후술될 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 로봇 구동 입력부(227a)의 작동은 수동 구동 입력부의 작동과 동일한 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 로봇 구동 입력부(227a) 및 수동 구동 입력부(219) 둘 모두는 상향 및 하향 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발하도록 구성될 수 있다. 이는, 도 21d 내지 도 21f를 참조하여 기술될 바와 같이, 제1 로봇 구동 입력부(227a) 및 수동 구동 입력부(219) 둘 모두가 기구 손잡이(201)의 하우징(211) 내에서 동일한 관절운동 메커니즘(예컨대, 제1 풀리 조립체(229))에 연결될 수 있기 때문이다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부(219)에 의해 제공되는 2-방향 편향 제어는 제1 로봇 구동 입력부(227a)에 의해 제공되는 2-방향 편향 제어와 동일하다.
도 21a 내지 도 21c에 도시된 바와 같이, 의료 기구(200)의 기구 손잡이(201)는 또한 의료 기구(200)에 대한 전기적 및/또는 시각적 연결을 제공하기 위한 커넥터(231)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 커넥터(231)는 타워에 있는 커넥터로 이어지는 엄빌리컬 케이블(umbilical cable)을 위한 변형 완화부(strain relief)로서 예시되어 있다. 도 21c는 후방 면(215)이 기구 구동 메커니즘에 대해 기구 손잡이(201)를 배향 및 고정시키기 위한 하나 이상의 래칭 메커니즘(233)을 포함할 수 있다는 것을 도시한다.
도 21d 내지 도 21f는 기구 손잡이(201)의 내부 구성요소들 중 일부를 예시한다. 도 21d는 내부 구성요소가 보이도록 하우징(211)이 투명하게 도시된 기구 손잡이(201)의 제1 측면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 2개의 풀리 조립체, 즉 제1 풀리 조립체(229) 및 제2 풀리 조립체(235)가 하우징(211) 내에 위치된다. 이러한 실시예에서, 제1 풀리 조립체(229) 및 제2 풀리 조립체(235) 각각은 세장형 샤프트의 4개의 관절운동 방향들 중 2개와 연관된다. 일부 실시예에서, 각각의 관절운동 평면(예컨대, 상향-하향 또는 좌측-우측)은 하나의 풀리 조립체에 링크될 수 있다. 예를 들어, 세장형 샤프트(203)의 상향 및 하향 관절운동은 제1 풀리 조립체(229)와 연관될 수 있고, 세장형 샤프트(203)의 좌측 및 우측 관절운동은 제2 풀리 조립체(235)와 연관될 수 있다.
예시된 실시예에서, 제1 풀리 조립체(229)는 제1 로봇 구동 입력부(227a)에 회전식으로 결합되고, 제2 풀리 조립체(235)는 제2 로봇 구동 입력부(227b)에 회전식으로 결합된다. 따라서, 제1 로봇 구동 입력부(227a)의 회전은 제1 풀리 조립체(229)의 대응하는 회전을 유발할 수 있고, 제2 로봇 구동 입력부(227b)의 회전은 제2 풀리 조립체(229)의 대응하는 회전을 유발할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 제1 풀리 조립체(229)의 회전은 상향 및 하향 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발할 수 있고, 제2 풀리 조립체(235)의 회전은 좌측 및 우측 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에 대해, 로봇 4-방향 편향 제어는 제1 및 제2 로봇 구동 입력부(227a, 227b) 및 제1 및 제2 풀리 조립체(229, 235)로 달성될 수 있다. 대안적으로, 4개의 별개의 풀리가 4개의 대응하는 로봇 구동 입력부와 함께 사용될 수 있다.
도 21f에 도시된 바와 같이, 수동 편향 입력부(219)는 또한 수동 편향 입력부(219)가 제1 풀리 조립체(229)를 회전시키는 데 사용될 수 있도록 제1 풀리 조립체(229)에 회전식으로 결합될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 제1 풀리 조립체(229)의 회전은 상향 및 하향 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발할 수 있다. 따라서, 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(219) 및 제1 로봇 구동 입력부(227a) 둘 모두는 각각 제1 풀리 조립체(229)에 회전식으로 결합되어, 둘 모두가 예를 들어 상향 및 하향 방향으로의 세장형 샤프트(203)의 관절운동을 유발할 수 있게 한다. 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(219)는 제1 풀리 조립체(229)에 고정식으로 부착되는 레버로서 구성된다. 예를 들어, 도 21f에 도시된 바와 같이, 수동 구동 입력부(219)의 단부(237)가 제1 풀리 조립체(229)의 샤프트(239)에 부착된다. 따라서, 수동 구동 입력부(219)의 임의의 운동이 제1 풀리 조립체(229)로 직접 전달될 수 있다. 따라서, 의료 기구(200)는 (수동 구동 입력부(219)에 의한) 수동 2-방향 편향 제어 및 (제1 및 제2 로봇 구동 입력부(227a, 227b)에 의한) 4-방향 편향 제어를 위해 구성된다.
예시된 실시예에서, 제2 풀리 조립체(235)는 단지 제2 로봇 구동 입력부(227b)로 관절운동가능하다. 일부 실시예에서, (예시되지 않은) 제2 수동 구동 입력부가 제2 풀리 조립체(235)에 회전식으로 결합되어, 예를 들어 좌측 및 우측 방향으로의 세장형 샤프트의 수동 제어를 추가로 허용할 수 있다.
예시적인 제1 풀리 조립체(229)가 도 21e에 분해도로 예시되어 있다. 일부 실시예에서, 제2 풀리 조립체(235)는 유사할 수 있다. 예시된 바와 같이, 제1 풀리 조립체(229)는 제1 풀리(241) 및 제2 풀리(243)를 포함한다. 제1 풀리(241)는 제1 풀리 조립체(229)의 샤프트(239) 상에 고정식으로 부착되거나 달리 장착될 수 있어서, 제1 풀리(241)와 샤프트(239)가 함께 회전하게 한다. 제2 풀리(243)는 샤프트(239)에 제거가능하게 부착가능하도록 구성될 수 있다. 부착될 때, 제2 풀리(243)와 샤프트(239)(및 제1 풀리(241))는 모두 함께 회전할 수 있다. 예시된 실시예에서, 샤프트(239)는 제2 풀리(243) 상의 키이형 부분(247)과 맞물리도록 구성되는 키이형 부분(245)을 포함한다. 키이형 부분(245)은 키이형 부분(247)과 맞물려 제2 풀리(243)를 샤프트(239)에 회전식으로 결합시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 키이형 부분(245)은 복수의 상이한 회전 위치로 키이형 부분(247)과 맞물리도록 구성되어, 제2 풀리(243)의 회전 위치가 제1 풀리(241)의 회전 위치에 대해 조절 및 설정될 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 키이형 맞물림은 예를 들어 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45도의 회전 증분으로 제1 풀리에 대한 제2 풀리(243)의 회전 조절을 허용한다.
도 21e에 예시된 바와 같이, 샤프트(239)의 일 단부는 제1 로봇 구동 입력부(227a)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 로봇 구동 입력부(227a)의 회전은 제1 풀리(241) 및 제2 풀리(243) 둘 모두의 회전을 포함하여, 제1 풀리 조립체(229)의 회전을 유발하도록 구성될 수 있다. 도 21f에 예시된 바와 같이, 샤프트(239)의 반대편 단부는 또한 수동 구동 입력부(219)에 연결될 수 있다. 따라서, 수동 구동 입력부(219)의 회전은 또한 제1 풀리(241) 및 제2 풀리(243) 둘 모두의 회전을 포함하여, 제1 풀리 조립체(229)의 회전을 유발하도록 구성될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 의료 기구(200)는 세장형 샤프트(203)를 관절운동시키기 위한 당김 와이어를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 당김 와이어가 세장형 샤프트(203)의 각각의 관절운동 방향과 연관될 수 있다. 일부 실시예에서, 의료 기구(200)는 4개의 당김 와이어를 포함하여, 4-방향 편향 제어가 가능하게 한다. 그러한 경우에, 예를 들어, 제1 당김 와이어가 상향 방향으로의 편향과 연관될 수 있고, 제2 당김 와이어가 하향 방향으로의 편향과 연관될 수 있고, 제3 당김 와이어가 우측 방향으로의 편향과 연관될 수 있고, 제4 당김 와이어가 좌측 방향으로의 편향과 연관될 수 있다. 당김 와이어는 제1 및 제2 풀리 조립체(229, 235)와 세장형 샤프트(203)의 원위 단부(205) 사이에서 연장될 수 있다. 원위 단부(205)에서, 당김 와이어는 세장형 샤프트(203)의 원위 단부(205)에 연결될 수 있다.
제1 및 제2 풀리 조립체(229, 235)에서, 당김 와이어들 각각은 2개의 풀리 조립체의 풀리들 중 하나 상에 권취되거나 감기거나 달리 장착되거나, 그것에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 21e에 도시된 바와 같은 제1 풀리 조립체(229)를 고려하면, (예컨대, 상향 편향과 연관되는) 제1 당김 와이어는 제1 풀리(241) 상에 권취될 수 있고, (예컨대, 하향 편향과 연관되는) 제2 당김 와이어는 제2 풀리(243) 상에 권취될 수 있다. 제1 당김 와이어는 제1 방향(예컨대, 시계 방향)으로 제1 풀리(241) 상에 권취될 수 있고, 제2 당김 와이어는 제2 반대 방향(예컨대, 반시계 방향으로)으로 제2 풀리(243) 상에 권취될 수 있다. 이는 제1 풀리 조립체(229)가 회전되는 방향에 따라 제1 풀리 조립체(229)의 회전이 (예컨대, 상향 편향을 유발하도록) 제1 당김 와이어를 또는 (예컨대, 하향 편향을 유발하도록) 제2 당김 와이어를 당기는 것을 허용한다. 제3 및 제4 당김 와이어는 유사하게, 예를 들어 좌측 및 우측 편향 제어를 위해 제2 풀리 조립체(235)의 풀리 상에 권취될 수 있다. 당김 와이어의 이러한 배열의 예가, 반대 방향들로 제1 풀리 조립체(229) 상에 권취된 제1 당김 와이어(249)와 제2 당김 와이어(251) 및 반대 방향들로 제2 풀리 조립체(235) 상에 권취된 제3 당김 와이어(253)와 제2 당김 와이어(255)를 도시한 도 21d에 도시되어 있다.
일부 실시예에서, 당김 와이어는 당김 와이어 장력의 미세 조절을 허용하는 조절가능 스토퍼(stopper)(257)로 경로설정된다. 당김 와이어 장력의 전반적 조절은 키이형 부분(245, 247)의 키이형 맞물림 특징부를 사용하여 제1 풀리(241)에 대해 제2 풀리(243)를 선택적으로 회전식으로 위치시킴으로써 가능하다. 일부 실시예에서, 각각의 당김 와이어에 장력을 인가하기 위해 스프링이 추가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 도시되지 않은 코일 파이프가 조절가능 스토퍼(257)로부터, 세장형 샤프트(203)를 통해 하향으로, 그리고 원위 단부(205)까지 연장된다. 당김 와이어 및 코일 파이프는 세장형 샤프트(203)의 롤을 허용하기 위해 서비스 루프(예컨대, 추가 길이)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 서비스 루프는 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 120, 적어도 130, 적어도 140, 적어도 150, 적어도 160, 적어도 170, 적어도 180, 적어도 190, 적어도 200, 적어도 210, 적어도 220, 적어도 230, 적어도 240, 적어도 250, 적어도 260, 적어도 270, 적어도 280, 적어도 290, 적어도 300, 적어도 310, 적어도 320, 적어도 330, 적어도 340, 적어도 350, 또는 적어도 360도의 양쪽 회전 방향으로의 세장형 샤프트의 롤을 허용한다. 일부 실시예에서, 당김 와이어는 세장형 샤프트(203) 내에 브레이딩되거나(braided) 달리 그 내에 형성된 루멘을 통해 연장될 수 있다.
도 21d에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 예시된 실시예에서, 로봇 샤프트 롤은 제1 베벨 기어(bevel gear)(259) 및 제2 베벨 기어(261)에 의해 달성될 수 있다. 제1 베벨 기어(259)는 제3 로봇 구동 입력부(227c)(도 21c)에 부착될 수 있어서, 제3 로봇 구동 입력부(227)의 회전이 제1 베벨 기어(259)의 회전을 유발할 수 있게 한다. 제2 베벨 기어(261)는 세장형 샤프트(203)의 근위 단부(207)에 부착될 수 있어서, 제2 베벨 기어(261)의 회전이 기구 손잡이(201)에 대한 세장형 샤프트(203)의 회전을 유발할 수 있게 한다. 제1 및 제2 베벨 기어(259, 261)는 제3 로봇 구동 입력부(227c)의 회전 이동을 세장형 샤프트(203)로 전달하도록 맞물릴 수 있다. 제3 로봇 구동 입력부(227c)의 회전 운동을 세장형 샤프트(203)로 전달하기 위한 다른 방법 및 메커니즘이 또한 가능하다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트(203)가 롤링됨에 따라, (코일 파이프, 당김 와이어, 전기 와이어, 및 광섬유와 같은) 내부 구성요소는 그들이 근위 단부(207) 및 원위 단부(205) 둘 모두 상에 고정됨에 따라 비틀리도록 허용된다. 내부 구성요소의 비틀림은 세장형 샤프트(203)의 길이의 대부분 전체에 걸쳐 달성되어, 근위 및 원위 종단부에 인가되는 결과적인 힘/토크를 최소화할 수 있다.
따라서, 도 21a 내지 도 21f에 예시된 의료 기구(200)는 수동 2-방향 편향 제어, 수동 롤 제어, 로봇 4-방향 편향 제어, 및 로봇 롤 제어를 위해 구성될 수 있다.
도 22a 내지 도 22c는 기구 구동 메커니즘(300)의 일 실시예에 부착된 의료 기구(200)의 기구 손잡이(201)의 도면을 예시한다. 도 22a는 사시도이고, 도 22b는 평면도이고, 도 22c는 측면도이다. 의료 기구(200)의 세장형 샤프트(203)는 이들 도면에 예시되지 않는다. 기구 구동 메커니즘(300)은 기구 손잡이(201)가 부착될 수 있는 원위 면(302)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, (멸균 어댑터(303)와 같은) 별개의 어댑터가 기구 손잡이(201)와 기구 구동 메커니즘(300) 사이에 위치될 수 있다. 멸균 어댑터는 기구 손잡이(201)와 기구 구동 메커니즘(300) 사이의 멸균 경계를 제공할 수 있다. 원위 면(302)은 그 상에 위치되는 로봇 구동 출력부(304)를 포함할 수 있다. 로봇 구동 출력부들(304) 중 하나 이상은 기구 손잡이(201)의 로봇 구동 입력부(227)(도 21c)와 맞물릴 수 있다. 도 22a 내지 도 22c에 예시된 바와 같이, 기구 손잡이(201)의 절결부(217)는 로봇 구동 출력부들(304) 중 하나 이상을 노출되게 할 수 있다. 따라서, 노출된 로봇 구동 출력부(304)는 다른 의료 기구 또는 도구에 연결되도록 접근가능하게 유지될 수 있다. 기구 구동 메커니즘(300)은 예를 들어 도 15에 도시된 바와 같이 로봇 구동 출력부(304)를 구동시키기 위한 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 로봇 구동 출력부(304)는 돌출 스플라인으로서 구성된다. 기구 구동 메커니즘(300)의 근위 단부(306)가 예를 들어 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 로봇 아암 또는 다른 기구 위치설정 장치에 부착되도록 구성될 수 있다.
도 27은 2개의 의료 기구(예컨대, 의료 기구(200) 및 다른 도구 또는 의료 기구(700))가 단일 기구 구동 메커니즘(300)과 맞물리고 그것에 의해 구동되도록 구성될 수 있다는 것을 예시한다. 예시된 실시예에서, 기구 구동 메커니즘(300)은 4개의 로봇 구동 출력부(304)를 포함하지만, 다른 수의 구동 출력부가 가능하다. 로봇 구동 출력부(304)는 2개의 의료 기구(200, 700) 상의 대응하는 로봇 구동 입력부와 맞물리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 구동 출력부들(304) 중 일부는 의료 기구(200) 상의 구동 입력부와 맞물릴 수 있고, 구동 출력부들(304) 중 일부는 의료 기구(700) 상의 구동 입력부와 맞물릴 수 있다. 이는 기구 구동 메커니즘(300)이 의료 기구(200, 700) 둘 모두를 구동시키도록 허용할 수 있다. 예시된 바와 같이, 의료 기구(200, 700)는 기구 구동 메커니즘(300) 상에 나란히 위치될 수 있거나, 제2 의료 기구(700)는 위에서 언급된 바와 같이 제1 의료 기구(200)의 절결부(217) 내에 위치될 수 있다. 의료 기구(200, 700)는 본 명세서에 기술된 의료 기구들 또는 도구들 중 임의의 것일 수 있다.
도 27에 예시된 바와 같이, 로봇 의료 시스템이 제1 의료 기구(200), 제2 의료 기구(700), 및 기구 구동 메커니즘(300)을 포함할 수 있다. 제1 의료 기구(200)는 제1 기구 손잡이 또는 기부(201), 및 기구 기부(201)로부터 연장되는 세장형 샤프트(203)를 포함할 수 있다. 기구 기부(201)는 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부(예를 들어, 1개, 2개, 3개, 4개, 또는 그보다 많은 로봇 구동 입력부)를 포함할 수 있다. 제2 의료 기구(700)(또는 다른 도구)는 또한 제2 기구 기부(701), 및 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부(예를 들어, 1개, 2개, 3개, 4개, 또는 그보다 많은 로봇 구동 입력부)를 포함할 수 있다. 기구 구동 메커니즘(300)은 제1 의료 기구(200)의 제1 기구 기부(201) 및 제2 의료 기구(700)의 제2 기구 기부(701)와 맞물릴 수 있다. 적어도 하나의 제1 로봇 구동 출력부(304)는 제1 의료 기구(200)의 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부와 맞물리고 그것을 구동시키도록 구성될 수 있고, 적어도 하나의 제2 로봇 구동 출력부(304)는 제2 의료 기구(700)의 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부와 맞물리고 그것을 구동시키도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 기구 구동 메커니즘(300)은 의료 기구(300) 둘 모두를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 기구 구동 메커니즘(300)은 예를 들어 의료 기구(200, 700)의 관절운동을 유발하거나(기구가 관절운동가능한 경우), 의료 기구의 임의의 다른 로봇 제어가능 특징부 또는 기능을 실행하거나 작동시킬 수 있다.
기구 구동 메커니즘(300)은 로봇 아암 상에 위치될 수 있다. 로봇 아암은 제1 의료 기구(200) 및 제2 의료 기구(300)를 동시에 재위치시키기 위해 기구 구동 메커니즘(300)을 이동시키도록 구성될 수 있다.
도 27에 도시된 시스템의 사용 동안, 제1 의료 기구(200)의 제1 기구 기부(201)는 기구 구동 메커니즘(300)의 로봇 구동 출력부(들)(304)가 제1 기구 기부(201)의 제1 로봇 구동 입력부(들)와 맞물리도록 기구 구동 메커니즘(300)에 부착될 수 있다. 제1 기구 기부(201)는 로봇 구동 출력부들(304) 중 하나 이상이 노출되어 유지되도록 구성될 수 있다. 제2 의료 기구(700)의 제2 기구 기부(701)는 기구 구동 메커니즘(300)의 노출된 로봇 구동 출력부(들)(304)가 제2 기구 기부(701)의 로봇 구동 입력부(들)와 맞물리도록 기구 구동 메커니즘(300)에 부착될 수 있다. 시스템(또는 시스템의 조작자)은 이어서 기구 구동 메커니즘(300)으로 제1 의료 기구(200) 및/또는 제2 의료 기구(700)를 작동시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 도 22a 내지 도 22c에 예시된 바와 같이, 기구 손잡이(201)가 기구 구동 메커니즘(300)에 부착될 때, 수동 구동 입력부(219) 및 수동 롤 입력부(223)는 노출되어 접근가능하게 유지된다.
일부 실시예에서, 기구(200)는 기구 구동 메커니즘(300)에 대한 기구 손잡이(201)의 연결이 수동 구동 입력부(219)의 맞물림 해제를 유발하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 기구 손잡이(201)를 기구 구동 메커니즘(300)에 연결하기 전에, 수동 구동 입력부(219)는 수동 구동 입력부(219)가 전술된 바와 같이 기구(200)의 관절운동을 유발하기 위해 작동될 수 있도록 풀리 조립체(229)에 작동가능하게 연결된다. 일부 실시예에서, 기구 손잡이(201)가 기구 구동 메커니즘(300)에 연결된 후에, 수동 구동 입력부(219)는 기구 손잡이(201)가 기구 구동 메커니즘(300)에 연결되어 있는 동안 수동 구동 입력부(219)가 기구(200)를 관절운동시키는 데 사용가능하지 않도록 풀리 조립체(229)로부터 맞물림 해제된다.
일부 실시예에서, 기구 구동 메커니즘(300)에 대한 기구 손잡이(201)의 연결은 수동 구동 메커니즘의 맞물림 해제를 유발한다. 맞물림 해제는 자동일 수 있다. 예를 들어, 기구 구동 메커니즘(300)의 로봇 출력부(304)를 기구 손잡이(201)의 로봇 입력부(227) 내로 삽입하는 것은 예를 들어 수동 구동 입력부(219)의 단부(237)를 풀리 조립체(229)의 샤프트(239)로부터 맞물림 해제시킴으로써 맞물림 해제를 유발할 수 있다(도 21f 참조). 다른 실시예에서, 클러치 메커니즘(clutch mechanism)이 수동 구동 입력부(219)와 풀리 조립체(229) 및/또는 로봇 구동 입력부(227) 사이에 위치될 수 있다. 기구 손잡이(201)를 기구 구동 메커니즘(300)에 연결하는 것은 클러치 메커니즘을 맞물림 해제시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부(219)를 맞물림 해제시키도록 사용자-작동가능한 사용자 입력부가 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부(219)는 기구(200)가 기구 구동 메커니즘(300)으로부터 제거될 때 다시 맞물릴 수 있다.
도 23a 내지 도 23h는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구(400)의 다른 실시예의 다양한 도면을 예시한다. 더 상세히 후술될 바와 같이, 의료 기구(400)는 수동 2-방향 편향 제어, 수동 롤 제어, 로봇 4-방향 편향 제어, 및 로봇 롤 제어를 위해 구성된다.
도 23a는 의료 기구(400)의 사시도를 예시한다. 의료 기구(200)와 유사한 일부 측면에서, 의료 기구(400)는 기구 손잡이(401) 및 세장형 샤프트(403)를 포함한다. 세장형 샤프트(403)는 원위 단부(405)와 근위 단부(407) 사이에서 연장될 수 있다. 원위 단부(405)는 환자 내로 삽입되도록 구성될 수 있다. 근위 단부(407)는 기구 손잡이(401)에 부착될 수 있다. 세장형 샤프트(403)는 작업 채널(예컨대, 제2 베벨 기어(461)를 통함, 도 23d 참조) 및 작업 채널에 대한 접근을 허용하도록 구성되는 진입 포트(409)를 포함할 수 있다.
기구 손잡이(401)는 도 23b 및 도 23c에 더 상세히 도시되어 있다. 도 23b는 기구 손잡이(401)의 제1 측면도(예컨대, 전방 도면)를 예시하고, 도 23c는 기구 손잡이(401)의 제2 부분 측면도(예컨대, 부분 후방측 도면)를 예시한다. 의료 기구(200)와 유사한 일부 측면에서, 기구 손잡이(401)는 의료 기구(400)의 수동 제어 및 로봇 제어 둘 모두를 허용하도록 구성된다. 도 23a 내지 도 23c에 예시된 바와 같이, 기구 손잡이(401)는 하우징(411)을 포함한다. 하우징(411)은 전방 면(413)(도 23b) 및 후방 면(415)(도 23c)을 포함한다.
기구 손잡이(401)는 수동 구동 입력부(419)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(419)는 슬라이더로서 구성된다. 수동 구동 입력부(419)는 후술되는 바와 같이 의료 기구(400)를 위한 수동 2-방향 편향 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(419)는 화살표(421)(도 23b)에 의해 예시된 방향으로 하우징(411)을 따라 전후로 조작되거나 활주되도록 구성된다.
예시된 실시예에서, 기구 손잡이(401)는 또한 수동 롤 입력부(423)를 포함한다. 도 23a에 도시된 바와 같이, 세장형 샤프트(403)의 원위 단부(405)는 수동 롤 입력부(423)에 부착될 수 있다. 수동 롤 입력부(423)는 세장형 샤프트(403)가 기구 손잡이(401)에 대해 회전하는 것을 허용하도록 구성된다. 예시된 바와 같이, 수동 롤 입력부(423)는 하우징(411)에 대해 회전할 수 있는 트위스터 또는 회전가능 손잡이 또는 그립일 수 있다. 예를 들어, 수동 롤 입력부(423)는 화살표(425)에 의해 예시된 방향으로 회전할 수 있다.
기구 손잡이(401)의 후방 도면을 도시하는 도 23c를 참조하면, 의료 기구(400)는 전술된 로봇 구동 입력부(227)와 유사한 복수의 로봇 구동 입력부(427)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 의료 기구(400)는 3개의 로봇 구동 입력부(427)를 포함하지만, 다른 실시예에서 다른 수의 로봇 구동 입력부(427)가 사용될 수 있다. 로봇 구동 입력부(427)는 기구 손잡이(401)가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 기구 구동 메커니즘 상의 대응하는 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성된다. 예시적인 로봇 구동 출력부 및 기구 구동 메커니즘이 (전술된) 도 15 내지 도 17 및 도 22a 및 도 22b에 도시되어 있다. 로봇 구동 입력부(427)는 로봇 구동 출력부와 로봇 구동 입력부(427) 사이에서 회전 운동을 전달하기 위해 전술된 바와 같이 로봇 구동 출력부와 맞물릴 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 로봇 구동 입력부(427a) 및 제2 로봇 구동 입력부(427b)가 각각 2-방향 편향 제어를 제공하도록 구성되어, 의료 기구(400)가 전술된 바와 같이 4-방향 편향 제어될 수 있게 한다. 의료 기구(200)와 유사한 일부 측면에서, 일부 실시예에서, 제1 로봇 구동 입력부(427a)의 작동은 수동 구동 입력부(419)의 작동과 동일한 세장형 샤프트(403)의 관절운동을 유발하도록 구성된다.
도 23a 내지 도 23c에 도시된 바와 같이, 의료 기구(400)의 기구 손잡이(401)는 또한 의료 기구(400)에 대한 전기적 및/또는 시각적 연결을 제공하기 위한 커넥터(431)를 포함할 수 있다. 기구 손잡이(401)는 또한 기구 구동 메커니즘에 대해 기구 손잡이를 배향 및 고정시키기 위한 하나 이상의 래칭 메커니즘을 포함할 수 있다.
도 23d 내지 도 23h는 기구 손잡이(401)의 내부 구성요소들 중 일부를 예시한다. 도 23d 및 도 23e는 내부 구성요소가 보이도록 하우징(411)의 전방 면이 제거된 기구 손잡이(401)의 각각 제1 측면도 및 사시도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 2개의 풀리 조립체, 즉 제1 풀리 조립체(429) 및 제2 풀리 조립체(435)가 하우징(411) 내에 위치된다. 전술된 바와 같이, 제1 풀리 조립체(429) 및 제2 풀리 조립체(435) 각각은 세장형 샤프트(403)의 4개의 관절운동 방향들 중 2개와 연관될 수 있다. 예를 들어, 세장형 샤프트(403)의 상향 및 하향 관절운동은 제1 풀리 조립체(429)와 연관될 수 있고, 세장형 샤프트(403)의 좌측 및 우측 관절운동은 제2 풀리 조립체(435)와 연관될 수 있다.
예시적인 제1 풀리 조립체(429)가 도 23f에 분해도로 예시되어 있다. 일부 실시예에서, 제2 풀리 조립체(435)는 유사할 수 있다. 예시된 바와 같이, 제1 풀리 조립체(429)는 제1 풀리(441) 및 제2 풀리(443)를 포함한다. 제2 풀리(443)는 제1 풀리(441)에 제거가능하게 부착가능하도록 구성될 수 있다. 부착될 때, 제2 풀리(443)와 제1 풀리(441)는 함께 회전할 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 풀리(441)는 제2 풀리(443) 상의 키이형 부분(447)과 맞물리도록 구성되는 키이형 부분(445)을 포함한다. 키이형 부분(445)은 전술된 것과 유사한 방식으로 키이형 부분(447)과 맞물려 제2 풀리(443)를 제1 풀리(441)에 회전식으로 결합시키도록 구성된다. 제1 풀리 조립체(429)는 또한 제1 풀리 조립체(429)를 수동 구동 입력부(419)에 결합시킬 수 있는 샤프트(439)를 수용하기 위한 키이형 개구(463)를 포함할 수 있다.
도 23f 및 도 23h에 예시된 바와 같이, 제1 풀리 조립체(429)의 일 단부는 제1 로봇 구동 입력부(427a)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 로봇 구동 입력부(427a)의 회전은 제1 풀리(441) 및 제2 풀리(443) 둘 모두의 회전을 포함하여, 제1 풀리 조립체(429)의 회전을 유발하도록 구성될 수 있다. 도 23g 및 도 23h에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 제1 풀리 조립체(429)의 반대편 단부는 또한 수동 구동 입력부(419)에 연결될 수 있다. 따라서, 수동 구동 입력부(419)의 작동은 또한 제1 풀리(441) 및 제2 풀리(443) 둘 모두의 회전을 포함하여, 제1 풀리 조립체(429)의 회전을 유발하도록 구성될 수 있다.
도 23g 및 도 23h에 도시된 바와 같이, 수동 편향 입력부(419)는 수동 편향 입력부(419)가 제1 풀리 조립체(429)의 회전을 유발하는 데 사용될 수 있도록 제1 풀리 조립체(429)에 결합될 수 있다. 따라서, 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(419) 및 제1 로봇 구동 입력부(427a) 둘 모두는 각각 제1 풀리 조립체(429)에 결합되어, 둘 모두가 예를 들어 상향 및 하향 방향으로의 세장형 샤프트(403)의 관절운동을 유발할 수 있게 한다.
예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(419)는 예를 들어 도 23g 및 도 23h에 도시된 바와 같이 기어 및 링크장치의 배열을 통해 제1 풀리 조립체(429)에 부착되는 슬라이더로서 구성된다. 예시된 바와 같이, 이러한 배열은 수동 구동 입력부(419), 중간 링크(465), 관절운동 구동 기어(467), 관절운동 피동 기어(469), 샤프트(439), 및 제1 풀리 조립체(429)를 포함할 수 있다. (예를 들어, 수동 구동 입력부(419)를 전후로 활주시킴으로써) 수동 구동 입력부(419)에 입력된 토크는 중간 링크(465), 관절운동 구동 기어(467), 관절운동 피동 기어(469), 및 샤프트(439)를 통해 제1 풀리 조립체(429)로 전달될 수 있다. 관절운동 스트로크 및 감도는 관절운동 구동 기어(467) 및 관절운동 피동 기어(469)의 적절한 크기설정을 통해 조절될 수 있다. 일부 실시예에서, 샤프트 베어링 및 시일이 임의의 전자장치를 격리시키기 위해 포함될 수 있다.
예시된 실시예에서, 제2 풀리 조립체(435)는 단지 제2 로봇 구동 입력부(427b)로 관절운동가능하다. 일부 실시예에서, (예시되지 않은) 제2 수동 구동 입력부가 제2 풀리 조립체(435)에 회전식으로 결합되어, 예를 들어 좌측 및 우측 방향으로의 세장형 샤프트의 수동 제어를 추가로 허용할 수 있다.
의료 기구(400)는 세장형 샤프트(403)를 관절운동시키기 위한 당김 와이어를 포함할 수 있다. 의료 기구(200)와 유사하게, 당김 와이어는 제1 및 제2 풀리 조립체(429, 435)와 세장형 샤프트(403)의 원위 단부(405) 사이에서 연장될 수 있다. 당김 와이어는 세장형 샤프트(203)의 원위 단부(405)에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 풀리 조립체(429, 435)에서, 당김 와이어들 각각은 위에서 언급된 바와 같이 반대 방향들로 2개의 풀리 조립체의 풀리들 중 하나 상에 권취되거나 감기거나 달리 장착되거나, 그것에 연결될 수 있다. 당김 와이어의 이러한 배열의 예가, 반대 방향들로 제1 풀리 조립체(429) 상에 권취된 제1 당김 와이어(449)와 제2 당김 와이어(451) 및 반대 방향들로 제2 풀리 조립체(435) 상에 권취된 제3 당김 와이어(453)와 제2 당김 와이어(455)를 도시한 도 23d 및 도 23e에 도시되어 있다.
이전과 같이, 일부 실시예에서, 당김 와이어는 당김 와이어 장력의 미세 조절을 허용하는 조절가능 스토퍼(457)로 경로설정된다. 당김 와이어 장력의 전반적 조절은 키이형 부분(445, 447)의 키이형 맞물림 특징부를 사용하여 제1 풀리(441)에 대해 제2 풀리(443)를 선택적으로 회전식으로 위치시킴으로써 가능하다. 일부 실시예에서, 각각의 당김 와이어에 장력을 인가하기 위해 스프링이 추가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 도시되지 않은 코일 파이프가 조절가능 스토퍼(457)로부터, 세장형 샤프트(403)를 통해 하향으로, 그리고 원위 단부(405)까지 연장된다. 당김 와이어 및 코일 파이프는 위에서 언급된 바와 같이 세장형 샤프트(403)의 롤을 허용하기 위해 서비스 루프(예컨대, 추가 길이)를 포함할 수 있다.
도 23d에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 예시된 실시예에서, 로봇 샤프트 롤은 전술된 것과 유사한 방식으로 제1 베벨 기어(459) 및 제2 베벨 기어(461)에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 도 23a 내지 도 23h에 예시된 의료 기구(400)는 수동 2-방향 편향 제어, 수동 롤 제어, 로봇 4-방향 편향 제어, 및 로봇 롤 제어를 위해 구성될 수 있다.
도 24a 내지 도 24e는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구(500)의 다른 실시예의 다양한 도면을 예시한다. 더 상세히 후술될 바와 같이, 의료 기구(500)는 수동 2-방향 편향 제어 및 로봇 4-방향 편향 제어를 위해 구성된다. 롤 제어는 일부 실시예에서 전체 의료 기구(500)를 수동으로 또는 로봇으로 롤링시킴으로써 달성될 수 있다.
도 24a는 의료 기구(500)의 사시도를 예시한다. 의료 기구(200, 300)와 유사한 일부 측면에서, 의료 기구(500)는 기구 손잡이(501) 및 세장형 샤프트(503)를 포함한다. 세장형 샤프트(503)는 원위 단부(505)와 근위 단부(507) 사이에서 연장될 수 있다. 원위 단부(505)는 환자 내로 삽입되도록 구성될 수 있다. 근위 단부(507)는 기구 손잡이(501)에 부착될 수 있다. 세장형 샤프트(503)는 작업 채널 및 작업 채널에 대한 접근을 허용하도록 구성되는 진입 포트(509)를 포함할 수 있다.
기구 손잡이(501)는 기구 손잡이(501)의 상세한 사시도를 예시한 도 24b에 더 상세히 도시되어 있다. 도 24a 및 도 24b에 예시된 바와 같이, 기구 손잡이(501)는 하우징(511)을 포함한다. 기구 손잡이(501)는 수동 구동 입력부(519)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 수동 구동 입력부(519)는 레버로서 구성된다. 수동 구동 입력부(519)는 의료 기구(500)를 위한 수동 2-방향 편향 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 의료 기구(500)는 전술된 로봇 구동 입력부(527)와 유사한 복수의 로봇 구동 입력부(527)를 포함할 수 있다. 예시적인 로봇 구동 출력부 및 기구 구동 메커니즘이 (전술된) 도 15 내지 도 17 및 도 22a 및 도 22b에 도시되어 있다. 로봇 구동 입력부(527)는 로봇 구동 출력부와 로봇 구동 입력부(527) 사이에서 회전 운동을 전달하기 위해 전술된 바와 같이 로봇 구동 출력부와 맞물릴 수 있다. 예시된 실시예에서, 의료 기구(500)는 4개의 로봇 구동 입력부(527)를 포함하지만, 다른 실시예에서 다른 수의 로봇 구동 입력부(527)가 사용될 수 있다. 로봇 구동 입력부(527)는 기구 손잡이(501)가 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 기구 구동 메커니즘 상의 대응하는 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 로봇 구동 입력부들(527) 각각은 단일 방향으로 편향 제어를 제공하도록 구성되어, 의료 기구(500)가 4-방향 편향 제어될 수 있게 한다.
의료 기구(500)의 기구 손잡이(501)는 또한 의료 기구(500)에 대한 전기적 및/또는 시각적 연결을 제공하기 위한 커넥터(531)를 포함할 수 있다. 기구 손잡이(501)는 또한 기구 구동 메커니즘에 대해 기구 손잡이(501)를 배향 및 고정시키기 위한 하나 이상의 래칭 메커니즘(533)을 포함할 수 있다.
도 24c 내지 도 24e의 도면에서, 하우징(511)은 기구 손잡이(501)의 내부 구성요소들 중 일부를 시각화하기 위해 투명하게 또는 제거된 것으로 예시되어 있다. 예시된 실시예에서, 4-방향 로봇 관절운동은 4개의 풀리(541)를 통해 달성된다(도 24d 및 도 24e). 일부 실시예에서, 각각의 풀리(541)는 4개의 직교 편향 방향들(예컨대, 상향, 하향, 좌측, 및 우측) 각각 중 하나와 연관된다. 또한, 각각의 풀리(541)는 4개의 로봇 구동 입력부들(527) 중 하나에 결합되어, 구동 입력부(527)가 세장형 샤프트(503)의 관절운동을 유발하도록 풀리(541)의 회전을 유발할 수 있게 한다. 예를 들어, 도 24d 및 도 24e에 도시된 바와 같이, 각각의 풀리(541)는 피동 기어(577)에 결합되고, 이는 로봇 구동 입력부(527)에 연결된 구동 기어(579)와 맞물린다. 구동 및 피동 기어(577, 579)는 예시된 바와 같이 마이터(miter) 또는 베벨형 기어일 수 있지만, 다른 배열이 가능하다. 일부 실시예에서, 최소의 일정한 당김 와이어 장력이 구동 기어(579) 상에 맞물린 토션 스프링(torsion spring)(581)을 통해 제공된다. 토크가 구동 및 피동 기어(577, 579)를 통해 풀리(547)로 전달되어 당김 와이어 장력이 인가되게 한다.
당김 와이어(549)는 도 24d에서 풀리(541) 상에 권취된 것으로 예시되어 있다. 풀리(541)로부터, 당김 와이어는 코일 파이프(573)를 통해 세장형 샤프트의 원위 단부까지 연장된다. 당김 와이어 장력을 추가로 조절하기 위해 조절가능 스토퍼(557)가 포함될 수 있다.
도 24d에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 당김 와이어들(549) 중 2개는 풀리(541)와 세장형 샤프트(503)의 원위 단부(507) 사이에서 수동 관절운동 풀리(571)와 맞물릴 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 당김 와이어(549)는 하나의 편향 평면(예컨대, 상향/하향 또는 좌측/우측)에 대응한다. 일부 실시예에서, 2개의 당김 와이어는 수동 관절운동 풀리(571) 둘레에 완전히 감긴다. 수동 관절운동 풀리(517)와 맞물린 2개의 당김 와이어는 수동 관절운동 풀리(571) 상의 특징부와 맞물리는 중간 종단부(예컨대, 크림프(crimp))를 포함할 수 있다. 수동 구동 입력부(519)는 2-방향 편향 제어를 제공하기 위해 수동 편향 풀리(571)의 회전을 유발하도록 수동 관절운동 풀리(571)에 결합된다. 이는 손잡이가 로봇에 연결되지 않을 때 수동 구동 입력부(519)를 통한 수동 관절운동을 허용할 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 기구(500)는 수동으로 그리고 로봇으로 둘 모두로 롤 제어를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 롤 제어는 전체 의료 기구(500)(기구 손잡이(501) 및 세장형 샤프트(503))를 회전시킴으로써 달성된다. 일부 실시예에서, 로봇 롤 제어는 전체 의료 기구(500)(기구 손잡이(501) 및 세장형 샤프트(503))를 회전시키도록 구성되는 기구 구동 메커니즘에 의료 기구를 부착함으로써 달성된다. 일부 실시예에서, 추가 롤 제어(예를 들어, 의료 기구(200, 400)를 참조하여 전술된 것과 유사한 수동 및 로봇 롤 제어)가 의료 기구(500)에 적용될 수 있다.
도 25는 풀리(600) 상에 권취된 당김 와이어(602)의 단면도를 예시한다. 일부 실시예에서, 풀리(600)와 맞물리는 당김 와이어(602)의 부분에서, 당김 와이어(602)의 직경은 당김 와이어(602)가 풀리로부터 맞물림 해제될 가능성을 감소시키기 위해 증가될 수 있다. 예시된 바와 같이, 수축 랩(shrink wrap) 또는 다른 코팅의 층이 직경을 증가시키기 위해 이들 영역에서 당김 와이어(602)에 적용될 수 있다. 직경은 그것이 당김 와이어와 하우징(608) 사이의 간극(606)의 공간보다 크도록 충분히 증가될 수 있다. 이러한 방식으로, 당김 와이어(602)는 풀리(600) 상에 보유될 수 있다. 이는 매우 얇은 당김 와이어를 포함하는 전술된 바와 같은 의료 기구에서 특히 유리할 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 기구의 수동 제어를 허용하기 위해 기구 손잡이에 부착되도록 구성되는 별개의 수동 인터페이스가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 인터페이스는, 그렇지 않을 경우 수동으로 제어가능하지 않을 의료 기구와 함께 작동하도록 구성된다. 예를 들어, 수동 인터페이스는 수동 제어를 허용하기 위해 (로봇 제어에 통상적으로 사용되는) 로봇 구동 입력부에 부착되고 그것을 작동시키도록 구성될 수 있다. 수동 인터페이스는 손으로 작동될 수 있는 하나 이상의 수동 구동 입력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수동 인터페이스는 용이하게 손으로 작동가능하지 않을 수 있는 로봇 구동 입력부(예컨대, 스플라인-유형 회전 커플러)에 대한 손 작동에 적합한 수동 구동 입력부(예컨대, 레버, 슬라이더, 휠 등)와 결합할 수 있다. 수동 인터페이스가 기구 손잡이에 결합될 때, 의사가 의료 기구를 수동으로 제어하기 위해 수동 인터페이스 상의 하나 이상의 수동 구동 입력부를 작동시킬 수 있다. 수동 인터페이스가 기구 손잡이로부터 제거될 때, 기구 손잡이는 의료 기구를 로봇으로 제어할 수 있는 기구 구동 메커니즘에 부착될 수 있다. 의사는 수동 제어가 요구될 때 수동 인터페이스를 로봇 구동 입력부에 부착하고, 로봇 제어가 요구될 때 수동 인터페이스를 제거하고 로봇 구동 입력부를 로봇식 의료 시스템의 기구 구동 메커니즘에 부착할 수 있다.
C. 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구를 제어하기 위한 예시적인 방법.
도 26은 전술된 의료 기구(200, 400, 500)와 같은 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구를 제어하기 위한 예시적인 방법(600)을 예시한 흐름도이다. 방법(600)은 또한 수동 및 로봇 제어를 위해 구성되는 다른 의료 기구와 함께 사용가능할 수 있다.
방법(600)은, 의료 기구의 기구 손잡이의 수동 구동 입력부가 의료 기구의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 의료 기구 내의 풀리 조립체를 작동시키도록 수동으로 작동되는 블록(602)에서 시작된다.
수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 의료 기구의 세장형 샤프트의 2-방향 편향 제어를 제공하기 위해 수동 구동 입력부를 수동으로 조작하는 단계를 포함할 수 있다. 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 세장형 샤프트에 대한 롤 제어를 제공하기 위해 세장형 샤프트를 손잡이에 대해 수동으로 회전시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 수동 구동 입력부는 레버, 휠, 또는 슬라이더를 포함한다.
블록(604)에서, 방법(600)은 기구 손잡이를 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계를 포함한다. 기구 손잡이를 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계는 로봇 구동 입력부를 기구 구동 메커니즘의 로봇 구동 출력부와 맞물리게 하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 맞물릴 때, 수동 구동 입력부는 의료 기구가 맞물려 있는 동안 수동 구동 입력부가 여전히 사용될 수 있도록 사용자에게 여전히 접근가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 구동 입력부는 의료 기구가 기구 구동 메커니즘과 맞물릴 때 그것이 사용가능하지 않도록 접근가능하지 않을 수 있거나 맞물림 해제될 수 있다.
블록(606)에서, 방법(600)은 의료 기구의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 풀리 조립체의 관절운동을 유발하도록 기구 구동 메커니즘으로 기구 손잡이 상의 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계를 포함한다.
로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계는 의료 기구의 세장형 샤프트의 4-방향 편향 제어를 제공하기 위해 로봇 구동 입력부를 로봇으로 조작하는 단계를 포함할 수 있다. 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계는 의료 기구의 세장형 샤프트의 롤 제어를 제공하기 위해 로봇 구동 입력부를 로봇으로 조작하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 구동 입력부는 기구 구동 메커니즘 상의 적어도 3개의 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되는 적어도 3개의 로봇 구동 입력부를 포함한다.
3. 구현 시스템 및 용어.
본 명세서에 개시된 구현예는 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구에 관련된 시스템, 방법 및 장치를 제공한다. 위에서 논의된 바와 같이, 의료 기구는 장치가 수동으로 그리고 로봇으로 둘 모두로 사용되도록 허용하는 수동 및 로봇 구동 입력부에 의해 제어될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "결합하다", "결합하는", "결합된" 또는 단어 결합하다의 다른 변형은 간접적인 연결 또는 직접적인 연결을 나타낼 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소가 제2 구성요소에 "결합된" 경우, 제1 구성요소는 다른 구성요소를 통해 제2 구성요소에 간접적으로 연결되거나 제2 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있다.
어구가 참조하는 본 명세서에 기술된 특정 컴퓨터-구현 프로세스 및 기능은 프로세서-판독가능 또는 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령어로서 저장될 수 있다. 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체를 지칭한다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 판독-전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 콤팩트 디스크 판독-전용 메모리(CD-ROM) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 유형적이고 비-일시적일 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "코드"는 컴퓨팅 장치 또는 프로세서에 의해 실행가능한 소프트웨어, 명령어, 코드 또는 데이터를 지칭할 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법은 기술된 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계 또는 동작을 포함한다. 방법 단계 및/또는 동작은 청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 서로 교환될 수 있다. 다시 말하면, 기술되는 방법의 적절한 작동을 위해 특정 순서의 단계 또는 동작이 요구되지 않는 한, 특정 단계 및/또는 동작의 순서 및/또는 사용은 청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 수정될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "복수"는 2개 이상을 나타낸다. 예를 들어, 복수의 구성요소는 2개 이상의 구성요소를 나타낸다. 용어 "결정하는"은 매우 다양한 동작을 포함하며, 따라서 "결정하는"은 계산, 컴퓨팅, 처리, 도출, 조사, 검색(예컨대, 테이블, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조에서의 검색), 확인 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 수신(예컨대, 정보를 수신함), 액세스(예컨대, 메모리의 데이터에 액세스함) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 해석, 선택, 선정, 설정 등을 포함할 수 있다.
어구 "~에 기초한"은, 달리 명백히 명시되지 않는 한, "단지 ~에 기초한"을 의미하지는 않는다. 다시 말하면, 어구 "~에 기초한"은 "단지 ~에 기초한" 및 "적어도 ~에 기초한" 둘 모두를 기술한다.
개시된 구현예의 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 제조하거나 사용하는 것을 가능하게 하도록 제공된다. 이들 구현예에 대한 다양한 수정은 당업자에게 용이하게 명백해질 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다른 구현예에 적용될 수 있다. 예를 들어, 당업자가 다수의 대응하는 대안적인 그리고 동등한 구조적 상세사항, 예컨대 도구 구성요소를 체결, 장착, 결합, 또는 맞물리게 하는 동등한 방식, 특정 작동 운동을 생성하기 위한 동등한 메커니즘, 및 전기 에너지를 전달하기 위한 동등한 메커니즘을 채용할 수 있을 것임이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 구현예로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범주에 따른다.

Claims (48)

  1. 의료 기구(medical instrument)로서,
    원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 세장형 샤프트(elongated shaft);
    상기 세장형 샤프트 상에서 또는 상기 세장형 샤프트 내에서 연장되고, 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한 제1 당김 와이어(pull wire); 및
    상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부에 연결되고, 기구 구동 메커니즘(instrument drive mechanism)에 부착되도록 구성되는 기구 손잡이(instrument handle)를 포함하며, 상기 기구 손잡이는,
    상기 기구 손잡이 내에 위치되는 제1 풀리 조립체(pulley assembly)로서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 제1 풀리 조립체 상에 위치되어, 상기 제1 풀리 조립체의 회전이 상기 제1 당김 와이어를 작동시켜 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 유발하게 하는, 상기 제1 풀리 조립체;
    제1 수동 구동 입력부(manual drive input)로서, 상기 제1 풀리 조립체에 연결되어, 상기 수동 구동 입력부의 수동 작동이 상기 제1 풀리의 회전을 유발하게 하는, 상기 제1 수동 구동 입력부; 및
    제1 로봇 구동 입력부(robotic drive input)로서, 상기 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부(robotic drive output)와 맞물리도록 구성되어, 상기 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 상기 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 상기 제1 로봇 구동 입력부를 포함하는, 의료 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 의료 기구는 상기 기구 손잡이가 상기 기구 구동 메커니즘에 부착되지 않을 때 상기 제1 수동 구동 입력부의 수동 작동에 의해 수동으로 제어되도록 구성되고,
    상기 의료 기구는 상기 기구 손잡이가 상기 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 상기 제1 로봇 구동 입력부의 로봇 작동에 의해 로봇으로 제어되도록 구성되는, 의료 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부는 상기 제1 로봇 구동 입력부와 별개인, 의료 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부는 상기 기구 손잡이가 상기 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 수동으로 접근가능한, 의료 기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수동 구동 입력부는 상기 세장형 샤프트의 수동 2-방향 편향 제어(manual two-way deflection control)를 제공하도록 구성되고;
    상기 의료 기구는 상기 기구 손잡이가 상기 기구 구동 메커니즘에 부착될 때의 4-방향 로봇 제어(four-way robotic control)를 위해 구성되는, 의료 기구.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 당김 와이어는 제1 관절운동 방향으로의 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능하고, 상기 제1 당김 와이어는 제1 권취 방향으로 상기 제1 풀리 조립체 상에 권취되고,
    상기 의료 기구는,
    상기 세장형 샤프트 상에서 또는 상기 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제2 당김 와이어로서, 상기 제1 관절운동 방향과 반대인 제2 관절운동 방향으로의 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 상기 제2 당김 와이어를 추가로 포함하고,
    상기 제2 당김 와이어는 상기 제1 권취 방향과 반대인 제2 권취 방향으로 상기 제1 풀리 조립체 상에 권취되는, 의료 기구.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 풀리 조립체는,
    기부 내에 위치되는 제1 풀리 샤프트;
    상기 제1 풀리 샤프트 상에 위치되는 제1 풀리로서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 제1 풀리 상에 권취되는, 상기 제1 풀리; 및
    상기 제1 풀리 샤프트 상에 위치되는 제2 풀리로서, 상기 제2 당김 와이어는 상기 제2 풀리 상에 권취되는, 상기 제2 풀리를 포함하는, 의료 기구.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리 중 적어도 하나는 상기 제1 풀리 샤프트에 대해 키이 결합되어(keyed), 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리 중 상기 적어도 하나가 상기 제1 풀리 샤프트에 대해 복수의 상이한 회전 위치들 중 임의의 회전 위치에서 상기 제1 풀리 샤프트 상에 장착될 수 있게 하는, 의료 기구.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 세장형 샤프트 상에서 또는 상기 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제3 당김 와이어로서, 제3 관절운동 방향으로의 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 상기 제3 당김 와이어;
    상기 세장형 샤프트 상에서 또는 상기 세장형 샤프트 내에서 연장되는 제4 당김 와이어로서, 상기 제3 관절운동 방향과 반대인 제4 관절운동 방향으로의 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한, 상기 제4 당김 와이어; 및
    제2 로봇 구동 입력부로서, 상기 기구 구동 메커니즘의 제2 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 상기 제2 로봇 구동 출력부의 회전이 제2 풀리 조립체의 회전을 유발하여 상기 제3 및 제4 방향들로의 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하게 하는, 상기 제2 로봇 구동 입력부를 추가로 포함하는, 의료 기구.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부는 상기 제1 풀리 조립체에 직접 결합되는, 의료 기구.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부는 기어식 조립체(geared assembly)에 의해 상기 제1 풀리 조립체에 결합되는, 의료 기구.
  12. 제1항에 있어서, 상기 세장형 샤프트의 수동 롤 제어(manual roll control)를 제공하도록 구성되는 수동 롤 입력부를 추가로 포함하는, 의료 기구.
  13. 제1항에 있어서, 상기 세장형 샤프트의 로봇 롤 제어(robotic roll control)를 제공하도록 구성되는 로봇 롤 입력부를 추가로 포함하는, 의료 기구.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 세장형 샤프트 내의 제1 코일 파이프(coil pipe) 내에서 연장되는, 의료 기구.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 당김 와이어들 및 상기 제1 코일 파이프는 상기 세장형 샤프트의 롤을 허용하도록 서비스 루프(service loop)들을 포함하는, 의료 기구.
  16. 제15항에 있어서, 상기 서비스 루프들은 적어도 90, 적어도 100, 적어도 110, 적어도 120, 적어도 130, 적어도 140, 적어도 150, 적어도 160, 적어도 170, 적어도 180, 적어도 190, 적어도 200, 적어도 210, 적어도 220, 적어도 230, 적어도 240, 적어도 250, 적어도 260, 적어도 270, 적어도 280, 적어도 290, 적어도 300, 적어도 310, 적어도 320, 적어도 330, 적어도 340, 적어도 350, 또는 적어도 360도의 양쪽 회전 방향들로의 상기 세장형 샤프트의 롤을 허용하는, 의료 기구.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 제1 풀리 조립체 상에 권취되는 영역에서 증가된 직경을 포함하는, 의료 기구.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부는 상기 기구 손잡이가 상기 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 맞물림 해제되는, 의료 기구.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부들은 레버(lever), 휠(wheel), 및 슬라이더(slider) 중 적어도 하나를 포함하는, 의료 기구.
  20. 제1항에 있어서, 상기 기구 손잡이는 상기 기구 손잡이가 상기 기구 구동 메커니즘에 부착될 때 상기 기구 구동 메커니즘 상의 상기 구동 출력부들 중 일부만을 덮도록 구성되는, 의료 기구.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제1 수동 구동 입력부는 피봇-기반 이동(pivot-based movement)을 포함하고, 상기 제1 로봇 구동 입력부는 회전 이동을 포함하는, 의료 기구.
  22. 의료 기구로서,
    원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 세장형 샤프트;
    상기 세장형 샤프트 상에서 또는 상기 세장형 샤프트 내에서 연장되고, 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한 제1 당김 와이어; 및
    상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부에 연결되고, 기구 구동 메커니즘에 부착되도록 구성되는 기구 손잡이를 포함하고, 상기 기구 손잡이는,
    상기 기구 손잡이 내에 위치되는 제1 풀리 조립체로서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 제1 풀리 조립체 상에 위치되는, 상기 제1 풀리 조립체;
    제1 로봇 구동 입력부로서, 상기 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 상기 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 상기 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 상기 제1 로봇 구동 입력부;
    상기 제1 풀리 조립체와 상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부 사이에 배치되는 수동 편향 풀리(manual deflection pulley)로서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 수동 편향 풀리 상에 권취되는, 상기 수동 편향 풀리; 및
    수동으로 작동되도록 구성되는 제1 수동 구동 입력부로서, 상기 수동 편향 풀리에 연결되어, 상기 수동 구동 입력부의 작동이 상기 제1 풀리의 회전을 유발하게 하는, 상기 제1 수동 구동 입력부를 포함하는, 의료 기구.
  23. 의료 기구로서,
    원위 단부와 근위 단부 사이에서 연장되는 세장형 샤프트;
    상기 세장형 샤프트 상에서 또는 상기 세장형 샤프트 내에서 연장되고, 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하도록 작동가능한 제1 당김 와이어; 및
    상기 세장형 샤프트의 상기 근위 단부에 연결되고, 기구 구동 메커니즘에 부착되도록 구성되는 기구 손잡이를 포함하고, 상기 기구 손잡이는,
    상기 기구 손잡이 내에 위치되는 제1 풀리 조립체로서, 상기 제1 당김 와이어는 상기 제1 풀리 조립체 상에 위치되어, 상기 제1 풀리 조립체의 회전이 상기 제1 당김 와이어를 작동시켜 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 유발하게 하는, 상기 제1 풀리 조립체;
    수동으로 작동되도록 구성되는 제1 수동 구동 입력부로서, 상기 제1 풀리 조립체에 연결되어, 상기 수동 구동 입력부의 작동이 상기 제1 풀리의 회전을 유발하게 하는, 상기 제1 수동 구동 입력부;
    상기 제1 풀리 조립체에 연결되는 제1 로봇 구동 입력부로서, 상기 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부와 맞물리도록 구성되어, 상기 제1 로봇 구동 출력부의 회전이 상기 제1 풀리 조립체의 회전을 유발하게 하는, 상기 제1 로봇 구동 입력부;
    샤프트 롤 풀리(shaft roll pulley)에 결합되는 제2 로봇 구동 입력부; 및
    상기 세장형 샤프트 상의 커플러 기어(coupler gear)로서, 상기 샤프트 롤 풀리와 맞물려, 상기 제2 로봇 구동 입력부의 회전이 상기 세장형 샤프트의 롤을 유발하게 하는, 상기 커플러 기어를 포함하는, 의료 기구.
  24. 제23항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 상기 기구 손잡이에 대해 수동으로 롤링가능(rollable)하도록 구성되는, 의료 기구.
  25. 의료 기구를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 의료 기구의 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 상기 의료 기구 내의 풀리 조립체를 작동시키도록 상기 의료 기구의 기구 손잡이 상의 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계;
    상기 기구 손잡이를 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계; 및
    상기 의료 기구의 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 상기 풀리 조립체의 관절운동을 유발하도록 상기 기구 구동 메커니즘으로 상기 기구 손잡이 상의 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 상기 의료 기구의 상기 세장형 샤프트의 2-방향 편향 제어를 제공하기 위해 상기 수동 구동 입력부를 수동으로 조작하는 단계를 포함하고;
    상기 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계는 상기 의료 기구의 상기 세장형 샤프트의 4-방향 편향 제어를 제공하기 위해 상기 로봇 구동 입력부를 로봇으로 조작하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 로봇 구동 입력부를 로봇으로 작동시키는 단계는 상기 의료 기구의 상기 세장형 샤프트의 롤 제어를 제공하기 위해 상기 로봇 구동 입력부를 로봇으로 조작하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 로봇 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 상기 세장형 샤프트에 대한 롤 제어를 제공하기 위해 상기 세장형 샤프트를 상기 손잡이에 대해 수동으로 회전시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  29. 제25항에 있어서, 상기 수동 구동 입력부는 레버, 휠, 또는 슬라이더를 포함하는, 방법.
  30. 제26항에 있어서, 상기 로봇 구동 입력부는 상기 기구 구동 메커니즘 상의 적어도 3개의 로봇 구동 출력부들과 맞물리도록 구성되는 적어도 3개의 로봇 구동 입력부들을 포함하는, 방법.
  31. 로봇 의료 시스템으로서,
    제1 기구 기부(instrument base) 및 상기 기구 기부로부터 연장되는 세장형 샤프트를 포함하는 제1 의료 기구로서, 상기 기구 기부는 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부를 포함하는, 상기 제1 의료 기구;
    제2 기구 기부 및 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부를 포함하는 제2 의료 기구; 및
    상기 제1 의료 기구의 제1 기구 기부 및 상기 제2 의료 기구의 상기 제2 기구 기부와 맞물리는 기구 구동 메커니즘으로서, 상기 제1 의료 기구의 상기 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부와 맞물리고 상기 제1 의료 기구의 상기 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부를 구동시키도록 구성되는 적어도 하나의 제1 로봇 구동 출력부, 및 상기 제2 의료 기구의 상기 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부와 맞물리고 상기 제2 의료 기구의 상기 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부를 구동시키도록 구성되는 적어도 하나의 제2 로봇 구동 출력부를 포함하는, 상기 기구 구동 메커니즘을 포함하는, 로봇 의료 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 기구 구동 메커니즘은 로봇 아암(robotic arm) 상에 위치되는, 로봇 의료 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 로봇 아암은 상기 제1 의료 기구 및 상기 제2 의료 기구를 동시에 재위치시키기 위해 상기 기구 구동 메커니즘을 이동시키도록 구성되는, 로봇 의료 시스템.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 제1 기구 기부는 상기 제1 기구 기부가 상기 기구 구동 메커니즘과 맞물릴 때 상기 적어도 하나의 제2 구동 입력부를 노출시키도록 구성되는 절결부(cutout)를 포함하고;
    상기 제2 기구 기부는 상기 절결부 내에 적어도 부분적으로 수용되는, 로봇 의료 시스템.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부는 3개의 제1 로봇 구동 입력부들을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부는 2개의 제2 로봇 구동 입력부들을 포함하는, 로봇 의료 시스템.
  36. 제31항에 있어서, 상기 제1 의료 기구와 상기 제2 의료 기구는 상기 기구 구동 메커니즘과 맞물릴 때 나란히 배열되는, 로봇 의료 시스템.
  37. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 로봇 구동 출력부는 상기 제1 의료 기구의 상기 세장형 샤프트를 관절운동시키기 위해 상기 적어도 하나의 제1 로봇 구동 입력부를 구동시키는, 로봇 의료 시스템.
  38. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 로봇 구동 출력부는 상기 제2 의료 기구의 기능을 작동시키기 위해 상기 적어도 하나의 제2 로봇 구동 입력부를 구동시키는, 로봇 의료 시스템.
  39. 제31항에 있어서, 상기 기구 구동 메커니즘은 상기 제1 의료 기구 및 상기 제2 의료 기구를 동시에 작동시키도록 구성되는, 로봇 의료 시스템.
  40. 제31항에 있어서, 상기 제1 의료 기구는 상기 제1 의료 기구의 수동 제어를 허용하도록 구성되는 제1 수동 구동 입력부를 추가로 포함하는, 로봇 의료 시스템.
  41. 방법으로서,
    제1 의료 기구의 제1 기구 기부를 제1 로봇 아암 상에 위치되는 기구 구동 메커니즘에 부착하여, 상기 기구 구동 메커니즘의 제1 로봇 구동 출력부가 상기 제1 기구 기부의 제1 로봇 구동 입력부와 맞물리게 하는 단계;
    제2 의료 기구의 제2 기구 기부를 상기 제1 로봇 아암 상에 위치되는 상기 기구 구동 메커니즘에 부착하여, 상기 기구 구동 메커니즘의 제2 로봇 구동 출력부가 상기 제2 기구 기부의 제2 로봇 구동 입력부와 맞물리게 하는 단계;
    상기 제1 로봇 구동 출력부로 상기 제1 로봇 구동 입력부를 구동시킴으로써 상기 제1 의료 기구를 작동시키는 단계; 및
    상기 제2 로봇 구동 출력부로 상기 제2 로봇 구동 입력부를 구동시킴으로써 상기 제2 의료 기구를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 제1 기구 기부를 상기 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계는 상기 제2 로봇 구동 입력부가 노출되어 유지되도록 상기 제1 기구 기부를 상기 기구 구동 메커니즘에 부착하는 단계를 포함하는, 방법.
  43. 제41항에 있어서, 상기 제1 의료 기구를 수동으로 제어하기 위해 상기 제1 의료 기구의 제1 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 제1 의료 기구는 상기 기구 기부로부터 연장되는 세장형 샤프트를 포함하고;
    상기 제1 수동 구동 입력부는 상기 세장형 샤프트의 2-방향 편향을 구동시키도록 구성되는, 방법.
  45. 제43항에 있어서, 상기 제1 의료 기구의 상기 제1 수동 구동 입력부를 수동으로 작동시키는 단계는 상기 제1 기구 기부를 상기 기구 구동 메커니즘에 부착하기 전에 발생하는, 방법.
  46. 제41항에 있어서, 상기 제1 의료 기구 및 상기 제2 의료 기구를 이동시키기 위해 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  47. 제41항에 있어서,
    상기 제1 의료 기구는 상기 기구 기부로부터 연장되는 세장형 샤프트를 포함하고;
    상기 기구 구동 메커니즘은 상기 세장형 샤프트의 4-방향 편향을 구동시키도록 구성되는, 방법.
  48. 제41항에 있어서, 상기 제1 기구 기부와 상기 제2 기구 기부는 상기 기구 구동 메커니즘 상에 나란히 배열되는, 방법.
KR1020217008400A 2018-08-24 2019-08-22 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구 KR20210052475A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862722665P 2018-08-24 2018-08-24
US62/722,665 2018-08-24
US201962887508P 2019-08-15 2019-08-15
US62/887,508 2019-08-15
PCT/US2019/047753 WO2020041619A2 (en) 2018-08-24 2019-08-22 Manually and robotically controllable medical instruments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210052475A true KR20210052475A (ko) 2021-05-10

Family

ID=69584064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217008400A KR20210052475A (ko) 2018-08-24 2019-08-22 수동 및 로봇 제어가능 의료 기구

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10881280B2 (ko)
EP (1) EP3820384A4 (ko)
JP (1) JP7404342B2 (ko)
KR (1) KR20210052475A (ko)
CN (2) CN113164184B (ko)
AU (1) AU2019326548B2 (ko)
WO (1) WO2020041619A2 (ko)

Families Citing this family (170)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005087128A1 (en) 2004-03-05 2005-09-22 Hansen Medical, Inc. Robotic catheter system
US20220096112A1 (en) 2007-01-02 2022-03-31 Aquabeam, Llc Tissue resection with pressure sensing
US9232959B2 (en) 2007-01-02 2016-01-12 Aquabeam, Llc Multi fluid tissue resection methods and devices
ES2769535T3 (es) 2008-03-06 2020-06-26 Aquabeam Llc Ablación de tejido y cauterización con energía óptica transportada en una corriente de fluido
US9254123B2 (en) 2009-04-29 2016-02-09 Hansen Medical, Inc. Flexible and steerable elongate instruments with shape control and support elements
US8672837B2 (en) 2010-06-24 2014-03-18 Hansen Medical, Inc. Methods and devices for controlling a shapeable medical device
US20120191107A1 (en) 2010-09-17 2012-07-26 Tanner Neal A Systems and methods for positioning an elongate member inside a body
US9138166B2 (en) 2011-07-29 2015-09-22 Hansen Medical, Inc. Apparatus and methods for fiber integration and registration
CN104203078B (zh) 2012-02-29 2018-04-20 普罗赛普特生物机器人公司 自动化图像引导的组织切除和处理
US10383765B2 (en) 2012-04-24 2019-08-20 Auris Health, Inc. Apparatus and method for a global coordinate system for use in robotic surgery
US20130317519A1 (en) 2012-05-25 2013-11-28 Hansen Medical, Inc. Low friction instrument driver interface for robotic systems
US10231867B2 (en) 2013-01-18 2019-03-19 Auris Health, Inc. Method, apparatus and system for a water jet
US10149720B2 (en) 2013-03-08 2018-12-11 Auris Health, Inc. Method, apparatus, and a system for facilitating bending of an instrument in a surgical or medical robotic environment
US9566414B2 (en) 2013-03-13 2017-02-14 Hansen Medical, Inc. Integrated catheter and guide wire controller
US9057600B2 (en) 2013-03-13 2015-06-16 Hansen Medical, Inc. Reducing incremental measurement sensor error
US11213363B2 (en) 2013-03-14 2022-01-04 Auris Health, Inc. Catheter tension sensing
US9326822B2 (en) 2013-03-14 2016-05-03 Hansen Medical, Inc. Active drives for robotic catheter manipulators
US9173713B2 (en) 2013-03-14 2015-11-03 Hansen Medical, Inc. Torque-based catheter articulation
US20140277334A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Hansen Medical, Inc. Active drives for robotic catheter manipulators
US9629595B2 (en) 2013-03-15 2017-04-25 Hansen Medical, Inc. Systems and methods for localizing, tracking and/or controlling medical instruments
US9271663B2 (en) 2013-03-15 2016-03-01 Hansen Medical, Inc. Flexible instrument localization from both remote and elongation sensors
US10849702B2 (en) 2013-03-15 2020-12-01 Auris Health, Inc. User input devices for controlling manipulation of guidewires and catheters
US10376672B2 (en) 2013-03-15 2019-08-13 Auris Health, Inc. Catheter insertion system and method of fabrication
US9014851B2 (en) 2013-03-15 2015-04-21 Hansen Medical, Inc. Systems and methods for tracking robotically controlled medical instruments
US20140276936A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Hansen Medical, Inc. Active drive mechanism for simultaneous rotation and translation
US20140276647A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Hansen Medical, Inc. Vascular remote catheter manipulator
US9408669B2 (en) 2013-03-15 2016-08-09 Hansen Medical, Inc. Active drive mechanism with finite range of motion
US9283046B2 (en) 2013-03-15 2016-03-15 Hansen Medical, Inc. User interface for active drive apparatus with finite range of motion
US11020016B2 (en) 2013-05-30 2021-06-01 Auris Health, Inc. System and method for displaying anatomy and devices on a movable display
WO2014201165A1 (en) 2013-06-11 2014-12-18 Auris Surgical Robotics, Inc. System for robotic assisted cataract surgery
US10426661B2 (en) 2013-08-13 2019-10-01 Auris Health, Inc. Method and apparatus for laser assisted cataract surgery
US10076348B2 (en) 2013-08-15 2018-09-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Rotary input for lever actuation
EP3243476B1 (en) 2014-03-24 2019-11-06 Auris Health, Inc. Systems and devices for catheter driving instinctiveness
US10046140B2 (en) 2014-04-21 2018-08-14 Hansen Medical, Inc. Devices, systems, and methods for controlling active drive systems
US10569052B2 (en) 2014-05-15 2020-02-25 Auris Health, Inc. Anti-buckling mechanisms for catheters
US9744335B2 (en) 2014-07-01 2017-08-29 Auris Surgical Robotics, Inc. Apparatuses and methods for monitoring tendons of steerable catheters
US9561083B2 (en) 2014-07-01 2017-02-07 Auris Surgical Robotics, Inc. Articulating flexible endoscopic tool with roll capabilities
US10792464B2 (en) 2014-07-01 2020-10-06 Auris Health, Inc. Tool and method for using surgical endoscope with spiral lumens
JP6689832B2 (ja) 2014-09-30 2020-04-28 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 仮軌道および可撓性内視鏡を有する構成可能なロボット手術システム
US10499999B2 (en) 2014-10-09 2019-12-10 Auris Health, Inc. Systems and methods for aligning an elongate member with an access site
US10314463B2 (en) 2014-10-24 2019-06-11 Auris Health, Inc. Automated endoscope calibration
US11819636B2 (en) 2015-03-30 2023-11-21 Auris Health, Inc. Endoscope pull wire electrical circuit
US20160287279A1 (en) 2015-04-01 2016-10-06 Auris Surgical Robotics, Inc. Microsurgical tool for robotic applications
CN113229942A (zh) 2015-09-09 2021-08-10 奥瑞斯健康公司 手术器械装置操纵器
AU2016323982A1 (en) 2015-09-18 2018-04-12 Auris Health, Inc. Navigation of tubular networks
US10231793B2 (en) 2015-10-30 2019-03-19 Auris Health, Inc. Object removal through a percutaneous suction tube
US9955986B2 (en) 2015-10-30 2018-05-01 Auris Surgical Robotics, Inc. Basket apparatus
US9949749B2 (en) 2015-10-30 2018-04-24 Auris Surgical Robotics, Inc. Object capture with a basket
US10143526B2 (en) 2015-11-30 2018-12-04 Auris Health, Inc. Robot-assisted driving systems and methods
US10932861B2 (en) 2016-01-14 2021-03-02 Auris Health, Inc. Electromagnetic tracking surgical system and method of controlling the same
US10932691B2 (en) 2016-01-26 2021-03-02 Auris Health, Inc. Surgical tools having electromagnetic tracking components
US11324554B2 (en) 2016-04-08 2022-05-10 Auris Health, Inc. Floating electromagnetic field generator system and method of controlling the same
US10454347B2 (en) 2016-04-29 2019-10-22 Auris Health, Inc. Compact height torque sensing articulation axis assembly
US11037464B2 (en) 2016-07-21 2021-06-15 Auris Health, Inc. System with emulator movement tracking for controlling medical devices
US10463439B2 (en) 2016-08-26 2019-11-05 Auris Health, Inc. Steerable catheter with shaft load distributions
US11241559B2 (en) 2016-08-29 2022-02-08 Auris Health, Inc. Active drive for guidewire manipulation
AU2016422171B2 (en) 2016-08-31 2022-01-20 Auris Health, Inc. Length conservative surgical instrument
US9931025B1 (en) * 2016-09-30 2018-04-03 Auris Surgical Robotics, Inc. Automated calibration of endoscopes with pull wires
US10136959B2 (en) 2016-12-28 2018-11-27 Auris Health, Inc. Endolumenal object sizing
US10244926B2 (en) 2016-12-28 2019-04-02 Auris Health, Inc. Detecting endolumenal buckling of flexible instruments
US11076926B2 (en) 2017-03-21 2021-08-03 Intuitive Surgical Operations, Inc. Manual release for medical device drive system
AU2018243364B2 (en) 2017-03-31 2023-10-05 Auris Health, Inc. Robotic systems for navigation of luminal networks that compensate for physiological noise
US10285574B2 (en) 2017-04-07 2019-05-14 Auris Health, Inc. Superelastic medical instrument
CN110602976B (zh) 2017-04-07 2022-11-15 奥瑞斯健康公司 患者导引器对准
CN110831498B (zh) 2017-05-12 2022-08-12 奥瑞斯健康公司 活检装置和系统
CN110769736B (zh) 2017-05-17 2023-01-13 奥瑞斯健康公司 可更换工作通道
US10022192B1 (en) 2017-06-23 2018-07-17 Auris Health, Inc. Automatically-initialized robotic systems for navigation of luminal networks
US11026758B2 (en) 2017-06-28 2021-06-08 Auris Health, Inc. Medical robotics systems implementing axis constraints during actuation of one or more motorized joints
KR102341451B1 (ko) 2017-06-28 2021-12-23 아우리스 헬스, 인코포레이티드 기기의 삽입 보상을 위한 로봇 시스템, 방법 및 비일시적 컴퓨터 가독 저장 매체
US10426559B2 (en) 2017-06-30 2019-10-01 Auris Health, Inc. Systems and methods for medical instrument compression compensation
US10464209B2 (en) 2017-10-05 2019-11-05 Auris Health, Inc. Robotic system with indication of boundary for robotic arm
US10016900B1 (en) 2017-10-10 2018-07-10 Auris Health, Inc. Surgical robotic arm admittance control
US10145747B1 (en) 2017-10-10 2018-12-04 Auris Health, Inc. Detection of undesirable forces on a surgical robotic arm
US10555778B2 (en) 2017-10-13 2020-02-11 Auris Health, Inc. Image-based branch detection and mapping for navigation
US11058493B2 (en) 2017-10-13 2021-07-13 Auris Health, Inc. Robotic system configured for navigation path tracing
WO2019113249A1 (en) 2017-12-06 2019-06-13 Auris Health, Inc. Systems and methods to correct for uncommanded instrument roll
US10850013B2 (en) 2017-12-08 2020-12-01 Auris Health, Inc. Directed fluidics
WO2019113391A1 (en) 2017-12-08 2019-06-13 Auris Health, Inc. System and method for medical instrument navigation and targeting
EP3723655A4 (en) 2017-12-11 2021-09-08 Auris Health, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR INSTRUMENT-BASED INSERTION ARCHITECTURES
CN110869173B (zh) 2017-12-14 2023-11-17 奥瑞斯健康公司 用于估计器械定位的系统与方法
US11160615B2 (en) 2017-12-18 2021-11-02 Auris Health, Inc. Methods and systems for instrument tracking and navigation within luminal networks
JP6999824B2 (ja) 2018-01-17 2022-01-19 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 調節可能なアーム支持体を有する外科用プラットフォーム
EP3740150A4 (en) 2018-01-17 2021-11-03 Auris Health, Inc. SURGICAL ROBOTIC SYSTEMS WITH IMPROVED ROBOTIC ARMS
USD873878S1 (en) 2018-01-17 2020-01-28 Auris Health, Inc. Robotic arm
USD901694S1 (en) 2018-01-17 2020-11-10 Auris Health, Inc. Instrument handle
USD901018S1 (en) 2018-01-17 2020-11-03 Auris Health, Inc. Controller
USD932628S1 (en) 2018-01-17 2021-10-05 Auris Health, Inc. Instrument cart
USD924410S1 (en) 2018-01-17 2021-07-06 Auris Health, Inc. Instrument tower
US11497567B2 (en) 2018-02-08 2022-11-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Jointed control platform
US11118661B2 (en) 2018-02-12 2021-09-14 Intuitive Surgical Operations, Inc. Instrument transmission converting roll to linear actuation
CN110891514B (zh) 2018-02-13 2023-01-20 奥瑞斯健康公司 用于驱动医疗器械的系统和方法
CN110913791B (zh) 2018-03-28 2021-10-08 奥瑞斯健康公司 用于显示所估计的器械定位的系统和方法
EP3773135B1 (en) 2018-03-28 2024-02-14 Auris Health, Inc. Medical instruments with variable bending stiffness profiles
KR102489198B1 (ko) 2018-03-28 2023-01-18 아우리스 헬스, 인코포레이티드 위치 센서의 정합을 위한 시스템 및 방법
US10872449B2 (en) 2018-05-02 2020-12-22 Covidien Lp System and method for constructing virtual radial ultrasound images from CT data and performing a surgical navigation procedure using virtual ultrasound images
EP3793465A4 (en) 2018-05-18 2022-03-02 Auris Health, Inc. CONTROL DEVICES FOR ROBOTIC ACTIVATION REMOTE CONTROL SYSTEMS
JP7250824B2 (ja) 2018-05-30 2023-04-03 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 位置センサベースの分岐予測のためのシステム及び方法
JP7146949B2 (ja) 2018-05-31 2022-10-04 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 画像ベースの気道分析及びマッピング
EP3801280B1 (en) 2018-05-31 2024-10-02 Auris Health, Inc. Robotic systems for navigation of luminal network that detect physiological noise
EP3801189B1 (en) 2018-05-31 2024-09-11 Auris Health, Inc. Path-based navigation of tubular networks
CN112218596A (zh) 2018-06-07 2021-01-12 奥瑞斯健康公司 具有高力器械的机器人医疗系统
JP7366943B2 (ja) 2018-06-27 2023-10-23 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 医療器具のための位置合わせ及び取り付けシステム
JP7391886B2 (ja) 2018-06-28 2023-12-05 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 滑車共有を組み込んだ医療システム
US10898276B2 (en) 2018-08-07 2021-01-26 Auris Health, Inc. Combining strain-based shape sensing with catheter control
WO2020036685A1 (en) 2018-08-15 2020-02-20 Auris Health, Inc. Medical instruments for tissue cauterization
EP3806758A4 (en) 2018-08-17 2022-04-06 Auris Health, Inc. BIPOLAR MEDICAL DEVICE
US10881280B2 (en) 2018-08-24 2021-01-05 Auris Health, Inc. Manually and robotically controllable medical instruments
US11197728B2 (en) 2018-09-17 2021-12-14 Auris Health, Inc. Systems and methods for concomitant medical procedures
WO2020068303A1 (en) 2018-09-26 2020-04-02 Auris Health, Inc. Systems and instruments for suction and irrigation
WO2020068853A2 (en) 2018-09-26 2020-04-02 Auris Health, Inc. Articulating medical instruments
WO2020069080A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Auris Health, Inc. Devices, systems, and methods for manually and robotically driving medical instruments
CN112770690A (zh) 2018-09-28 2021-05-07 奥瑞斯健康公司 用于对接医疗器械的系统和方法
US12076100B2 (en) 2018-09-28 2024-09-03 Auris Health, Inc. Robotic systems and methods for concomitant endoscopic and percutaneous medical procedures
US11576738B2 (en) 2018-10-08 2023-02-14 Auris Health, Inc. Systems and instruments for tissue sealing
US11815412B2 (en) 2018-11-15 2023-11-14 Intuitive Surgical Operations, Inc. Strain sensor with contoured deflection surface
US11950863B2 (en) 2018-12-20 2024-04-09 Auris Health, Inc Shielding for wristed instruments
US11254009B2 (en) 2018-12-20 2022-02-22 Auris Health, Inc. Systems and methods for robotic arm alignment and docking
KR20210111259A (ko) 2018-12-28 2021-09-10 아우리스 헬스, 인코포레이티드 로봇 의료 시스템 및 방법을 위한 경피 시스
US11986257B2 (en) 2018-12-28 2024-05-21 Auris Health, Inc. Medical instrument with articulable segment
CN113347938A (zh) 2019-01-25 2021-09-03 奥瑞斯健康公司 具有加热和冷却能力的血管密封器
WO2020163076A1 (en) 2019-02-08 2020-08-13 Auris Health, Inc. Robotically controlled clot manipulation and removal
CN113453642A (zh) 2019-02-22 2021-09-28 奥瑞斯健康公司 具有用于可调式臂支撑件的机动臂的外科平台
US10945904B2 (en) * 2019-03-08 2021-03-16 Auris Health, Inc. Tilt mechanisms for medical systems and applications
WO2020197671A1 (en) 2019-03-22 2020-10-01 Auris Health, Inc. Systems and methods for aligning inputs on medical instruments
CN113613566B (zh) 2019-03-25 2024-10-11 奥瑞斯健康公司 用于医疗缝合的系统和方法
US11617627B2 (en) 2019-03-29 2023-04-04 Auris Health, Inc. Systems and methods for optical strain sensing in medical instruments
KR20210149805A (ko) 2019-04-08 2021-12-09 아우리스 헬스, 인코포레이티드 동시 절차를 위한 시스템, 방법, 및 작업흐름
WO2020263520A1 (en) 2019-06-26 2020-12-30 Auris Health, Inc. Systems and methods for robotic arm alignment and docking
US11369386B2 (en) 2019-06-27 2022-06-28 Auris Health, Inc. Systems and methods for a medical clip applier
CN114040727A (zh) 2019-06-28 2022-02-11 奥瑞斯健康公司 包括具有混合重定向表面的腕部的医疗器械
EP3989793A4 (en) 2019-06-28 2023-07-19 Auris Health, Inc. CONSOLE OVERLAY ITS METHODS OF USE
US11896330B2 (en) 2019-08-15 2024-02-13 Auris Health, Inc. Robotic medical system having multiple medical instruments
US11717147B2 (en) 2019-08-15 2023-08-08 Auris Health, Inc. Medical device having multiple bending sections
CN114269280A (zh) * 2019-08-28 2022-04-01 柯惠Lp公司 用于机器人手术组合件的无菌接口模块
KR20220058569A (ko) 2019-08-30 2022-05-09 아우리스 헬스, 인코포레이티드 위치 센서의 가중치-기반 정합을 위한 시스템 및 방법
JP7451686B2 (ja) 2019-08-30 2024-03-18 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 器具画像信頼性システム及び方法
EP4028221A1 (en) 2019-09-10 2022-07-20 Auris Health, Inc. Systems and methods for kinematic optimization with shared robotic degrees-of-freedom
EP4034349A1 (en) 2019-09-26 2022-08-03 Auris Health, Inc. Systems and methods for collision detection and avoidance
WO2021064536A1 (en) 2019-09-30 2021-04-08 Auris Health, Inc. Medical instrument with capstan
US11737835B2 (en) 2019-10-29 2023-08-29 Auris Health, Inc. Braid-reinforced insulation sheath
EP4084721A4 (en) 2019-12-31 2024-01-03 Auris Health, Inc. IDENTIFICATION OF AN ANATOMIC FEATURE AND AIMING
EP4084717A4 (en) 2019-12-31 2024-02-14 Auris Health, Inc. DYNAMIC PULLEY SYSTEM
EP4084723A1 (en) 2019-12-31 2022-11-09 Auris Health, Inc. Manual actuator for a robotic medical system
CN118383870A (zh) 2019-12-31 2024-07-26 奥瑞斯健康公司 用于经皮进入的对准界面
JP2023508718A (ja) 2019-12-31 2023-03-03 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 高度バスケット駆動モード
WO2021137109A1 (en) 2019-12-31 2021-07-08 Auris Health, Inc. Alignment techniques for percutaneous access
US12089817B2 (en) * 2020-02-21 2024-09-17 Canon U.S.A., Inc. Controller for selectively controlling manual or robotic operation of endoscope probe
US11806048B2 (en) * 2020-03-10 2023-11-07 Covidien Lp Robotically and manually operable uterine manipulators
EP4104790B1 (en) * 2020-03-27 2024-05-01 RIVERFIELD Inc. Surgical tool
US11701492B2 (en) 2020-06-04 2023-07-18 Covidien Lp Active distal tip drive
WO2022003485A1 (en) 2020-06-29 2022-01-06 Auris Health, Inc. Systems and methods for detecting contact between a link and an external object
US11357586B2 (en) 2020-06-30 2022-06-14 Auris Health, Inc. Systems and methods for saturated robotic movement
US11931901B2 (en) 2020-06-30 2024-03-19 Auris Health, Inc. Robotic medical system with collision proximity indicators
US20220071724A1 (en) * 2020-09-08 2022-03-10 Covidien Lp Articulation mechanisms for surgical instruments such as for use in robotic surgical systems
US11701117B2 (en) * 2020-09-29 2023-07-18 Cilag Gmbh International Manual drive functions for surgical tool
US20230346538A1 (en) 2020-10-07 2023-11-02 Canary Medical Switzerland Ag Providing medical devices with sensing functionality
WO2022115685A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. Control of medical function units, related systems and methods
JP2024503315A (ja) * 2020-12-31 2024-01-25 オーリス ヘルス インコーポレイテッド カテーテル先端
KR20230128053A (ko) * 2020-12-31 2023-09-01 아우리스 헬스, 인코포레이티드 로봇 및 수동 흡인 카테터
JP2024512238A (ja) * 2021-02-17 2024-03-19 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 器具ロール制御
CN113180832A (zh) * 2021-04-21 2021-07-30 上海盼研机器人科技有限公司 一种基于机械臂的半面短小手术牵引器定位系统
CA3219824A1 (en) * 2021-06-21 2022-12-29 Jack Alexander HORNSBY Robotic surgical instruments with diverging form factors
US20230075930A1 (en) 2021-09-08 2023-03-09 Cilag Gmbh International Uterine manipulator with robotically driven colpotomy cup
US11957382B2 (en) 2021-09-08 2024-04-16 Cilag Gmbh International Robotically controlled uterine manipulator with articulation
US20230077141A1 (en) 2021-09-08 2023-03-09 Cilag Gmbh International Robotically controlled uterine manipulator
CN118019625A (zh) * 2021-10-01 2024-05-10 直观外科手术操作公司 用于手动激活工具调节的机构
US20230329707A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-19 Boston Scientific Medical Device Limited Control assemblies for medical devices and related methods of use
US20240148411A1 (en) 2022-11-09 2024-05-09 Cilag Gmbh International Uterine manipulator for robotic surgical system
US20240197414A1 (en) 2022-12-20 2024-06-20 Cilag Gmbh International Energized suction and irrigation device for robotic surgical system
US20240216044A1 (en) 2023-01-04 2024-07-04 Cilag Gmbh International Surgical instrument with hover sensor and related methods

Family Cites Families (179)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS553283B2 (ko) 1974-07-27 1980-01-24
JPS51141490A (en) * 1975-05-31 1976-12-06 Olympus Optical Co Endscope device
JPS635683Y2 (ko) * 1980-04-25 1988-02-17
JPS56158204A (en) 1980-05-07 1981-12-05 Nippon Steel Corp Asymmetrical rolling method for strip
US5403276A (en) 1993-02-16 1995-04-04 Danek Medical, Inc. Apparatus for minimally invasive tissue removal
US8206406B2 (en) 1996-12-12 2012-06-26 Intuitive Surgical Operations, Inc. Disposable sterile surgical adaptor
US7214230B2 (en) * 1998-02-24 2007-05-08 Hansen Medical, Inc. Flexible instrument
US6264087B1 (en) * 1999-07-12 2001-07-24 Powermed, Inc. Expanding parallel jaw device for use with an electromechanical driver device
US8271130B2 (en) 2009-03-09 2012-09-18 Intuitive Surgical Operations, Inc. Master controller having redundant degrees of freedom and added forces to create internal motion
US20060025749A1 (en) 2000-02-23 2006-02-02 Moenning Stephen P Trocar-cannula complex, cannula and method for delivering fluids during minimally invasive surgery
JP2002336190A (ja) 2001-03-12 2002-11-26 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
US6817974B2 (en) 2001-06-29 2004-11-16 Intuitive Surgical, Inc. Surgical tool having positively positionable tendon-actuated multi-disk wrist joint
DE10210646A1 (de) 2002-03-11 2003-10-09 Siemens Ag Verfahren zur Bilddarstellung eines in einen Untersuchungsbereich eines Patienten eingebrachten medizinischen Instruments
US9002518B2 (en) 2003-06-30 2015-04-07 Intuitive Surgical Operations, Inc. Maximum torque driving of robotic surgical tools in robotic surgical systems
US7842028B2 (en) * 2005-04-14 2010-11-30 Cambridge Endoscopic Devices, Inc. Surgical instrument guide device
US8021326B2 (en) * 2004-03-05 2011-09-20 Hansen Medical, Inc. Instrument driver for robotic catheter system
US7678117B2 (en) 2004-06-07 2010-03-16 Novare Surgical Systems, Inc. Articulating mechanism with flex-hinged links
WO2006059722A1 (ja) * 2004-12-03 2006-06-08 Olympus Corporation 挿入部着脱式湾曲内視鏡、及び挿入部着脱式電動湾曲内視鏡装置
US9962066B2 (en) * 2005-12-30 2018-05-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Methods and apparatus to shape flexible entry guides for minimally invasive surgery
EP1815949A1 (en) 2006-02-03 2007-08-08 The European Atomic Energy Community (EURATOM), represented by the European Commission Medical robotic system with manipulator arm of the cylindrical coordinate type
DE602007007610D1 (de) 2006-05-17 2010-08-19 Hansen Medical Inc Roboterinstrumentensystem
US7803164B2 (en) * 2007-04-10 2010-09-28 Medtronic, Inc. Method for guiding instruments having different sizes
US9089256B2 (en) 2008-06-27 2015-07-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical robotic system providing an auxiliary view including range of motion limitations for articulatable instruments extending out of a distal end of an entry guide
EP2184079B1 (en) 2007-07-26 2015-09-09 Kyoto University Suction device, suction system, and suction method
JP2009055955A (ja) 2007-08-29 2009-03-19 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡装置
US10498269B2 (en) 2007-10-05 2019-12-03 Covidien Lp Powered surgical stapling device
US20090259099A1 (en) 2008-04-10 2009-10-15 Georgia Tech Research Corporation Image-based control systems
US9259274B2 (en) 2008-09-30 2016-02-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Passive preload and capstan drive for surgical instruments
US20100249497A1 (en) 2009-03-30 2010-09-30 Peine William J Surgical instrument
US20100280320A1 (en) 2009-04-29 2010-11-04 Hansen Medical, Inc. Flexible and steerable elongate instruments with shape control and support elements
KR101180665B1 (ko) 2009-07-03 2012-09-07 주식회사 이턴 하이브리드 수술용 로봇 시스템 및 수술용 로봇 제어방법
US20110015484A1 (en) 2009-07-16 2011-01-20 Alvarez Jeffrey B Endoscopic robotic catheter system
US20120191107A1 (en) 2010-09-17 2012-07-26 Tanner Neal A Systems and methods for positioning an elongate member inside a body
US20130274783A1 (en) 2010-11-15 2013-10-17 Jason B. Wynberg Percutaneous renal access system
US8617087B2 (en) * 2010-12-03 2013-12-31 Biosense Webster, Inc. Control handle with rotational cam mechanism for contraction/deflection of medical device
US9186219B2 (en) 2010-12-17 2015-11-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical system and methods for mimicked motion
EP2654583A2 (en) 2010-12-20 2013-10-30 Spine View, Inc. Articulating tissue removal systems and methods
US10786432B2 (en) 2011-04-12 2020-09-29 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Use of a device and a method for preparing mixtures of pharmaceutical substances
US10362963B2 (en) 2011-04-14 2019-07-30 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Correction of shift and drift in impedance-based medical device navigation using magnetic field information
US9351751B2 (en) * 2011-07-08 2016-05-31 Covidien Lp Swinging bars with axial wheels to drive articulating cables
US9173551B2 (en) * 2011-09-09 2015-11-03 Children's National Medical Center Enhanced control of flexible endoscopes through human-machine interface
US9918681B2 (en) 2011-09-16 2018-03-20 Auris Surgical Robotics, Inc. System and method for virtually tracking a surgical tool on a movable display
US9504604B2 (en) 2011-12-16 2016-11-29 Auris Surgical Robotics, Inc. Lithotripsy eye treatment
US9162036B2 (en) * 2011-12-30 2015-10-20 Biosense Webster (Israel), Ltd. Medical device control handle with multiple puller wires
WO2013108776A1 (ja) 2012-01-16 2013-07-25 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 挿入装置
US20130218005A1 (en) 2012-02-08 2013-08-22 University Of Maryland, Baltimore Minimally invasive neurosurgical intracranial robot system and method
US9314926B2 (en) * 2012-02-15 2016-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Compact needle manipulator for targeted interventions
US20140142591A1 (en) 2012-04-24 2014-05-22 Auris Surgical Robotics, Inc. Method, apparatus and a system for robotic assisted surgery
US10383765B2 (en) 2012-04-24 2019-08-20 Auris Health, Inc. Apparatus and method for a global coordinate system for use in robotic surgery
DE102012207707A1 (de) 2012-05-09 2013-11-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Minimalinvasives Instrument für die robotische Chirurgie
US9226751B2 (en) 2012-06-28 2016-01-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument system including replaceable end effectors
JP2014083202A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Olympus Medical Systems Corp 挿入器具、内視鏡及び挿入器具の製造方法
GB201220688D0 (en) 2012-11-16 2013-01-02 Trw Ltd Improvements relating to electrical power assisted steering systems
US10231867B2 (en) 2013-01-18 2019-03-19 Auris Health, Inc. Method, apparatus and system for a water jet
DK2956202T3 (en) 2013-02-17 2018-11-19 Human Extensions Ltd CONTROLLABLE MEDICAL EQUIPMENT
US9398911B2 (en) * 2013-03-01 2016-07-26 Ethicon Endo-Surgery, Llc Rotary powered surgical instruments with multiple degrees of freedom
US9839481B2 (en) * 2013-03-07 2017-12-12 Intuitive Surgical Operations, Inc. Hybrid manual and robotic interventional instruments and methods of use
US10149720B2 (en) 2013-03-08 2018-12-11 Auris Health, Inc. Method, apparatus, and a system for facilitating bending of an instrument in a surgical or medical robotic environment
US10080576B2 (en) 2013-03-08 2018-09-25 Auris Health, Inc. Method, apparatus, and a system for facilitating bending of an instrument in a surgical or medical robotic environment
US9867635B2 (en) 2013-03-08 2018-01-16 Auris Surgical Robotics, Inc. Method, apparatus and system for a water jet
US9173713B2 (en) 2013-03-14 2015-11-03 Hansen Medical, Inc. Torque-based catheter articulation
US9498601B2 (en) 2013-03-14 2016-11-22 Hansen Medical, Inc. Catheter tension sensing
US9174024B1 (en) 2013-03-15 2015-11-03 St. Jude Medical Luxembourg Holdings S.À.R.L. Steering control mechanisms for catheters
US11020016B2 (en) 2013-05-30 2021-06-01 Auris Health, Inc. System and method for displaying anatomy and devices on a movable display
WO2014201165A1 (en) 2013-06-11 2014-12-18 Auris Surgical Robotics, Inc. System for robotic assisted cataract surgery
US10426661B2 (en) 2013-08-13 2019-10-01 Auris Health, Inc. Method and apparatus for laser assisted cataract surgery
CN105939647B (zh) 2013-10-24 2020-01-21 奥瑞斯健康公司 机器人辅助腔内外科手术系统及相关方法
US9993313B2 (en) 2013-10-24 2018-06-12 Auris Health, Inc. Instrument device manipulator with roll mechanism
CA2931755A1 (en) 2013-10-30 2015-05-07 Faculty Physicians And Surgeons Of Loma Linda University School Of Medicine Controlled pressure endoscopic and percutaneous surgery
JP6081345B2 (ja) * 2013-11-12 2017-02-15 オリンパス株式会社 内視鏡
WO2015075689A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Sudhir Srivastava Motorized surgical instrument
EP3979210A1 (en) 2014-02-04 2022-04-06 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for non-rigid deformation of tissue for virtual navigation of interventional tools
US20150305650A1 (en) 2014-04-23 2015-10-29 Mark Hunter Apparatuses and methods for endobronchial navigation to and confirmation of the location of a target tissue and percutaneous interception of the target tissue
GB201407490D0 (en) * 2014-04-29 2014-06-11 Univ Dundee Compliant actuator
US9744335B2 (en) 2014-07-01 2017-08-29 Auris Surgical Robotics, Inc. Apparatuses and methods for monitoring tendons of steerable catheters
US20170007337A1 (en) 2014-07-01 2017-01-12 Auris Surgical Robotics, Inc. Driver-mounted torque sensing mechanism
US10159533B2 (en) 2014-07-01 2018-12-25 Auris Health, Inc. Surgical system with configurable rail-mounted mechanical arms
US10792464B2 (en) 2014-07-01 2020-10-06 Auris Health, Inc. Tool and method for using surgical endoscope with spiral lumens
US9788910B2 (en) 2014-07-01 2017-10-17 Auris Surgical Robotics, Inc. Instrument-mounted tension sensing mechanism for robotically-driven medical instruments
US9561083B2 (en) 2014-07-01 2017-02-07 Auris Surgical Robotics, Inc. Articulating flexible endoscopic tool with roll capabilities
US20160270865A1 (en) 2014-07-01 2016-09-22 Auris Surgical Robotics, Inc. Reusable catheter with disposable balloon attachment and tapered tip
US9931651B2 (en) 2014-08-28 2018-04-03 Nebia Inc. Immersive showerhead
JP6689832B2 (ja) 2014-09-30 2020-04-28 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 仮軌道および可撓性内視鏡を有する構成可能なロボット手術システム
WO2016051421A1 (en) 2014-09-30 2016-04-07 Shah Kaushikkumar Vallabhadas A sheath assembly and mutihole catheter for different fields of endoscopic surgery involving suction, irrigation and material removal.
GB201418368D0 (en) 2014-10-16 2014-12-03 Creo Medical Ltd Surgical snare
US10314463B2 (en) 2014-10-24 2019-06-11 Auris Health, Inc. Automated endoscope calibration
JP6722671B2 (ja) 2014-12-11 2020-07-15 ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッドＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ． 医療デバイス及び使用方法
US9302702B1 (en) 2015-03-27 2016-04-05 Proterra Inc. Steering control mechanisms for an electric vehicle
US20160287279A1 (en) 2015-04-01 2016-10-06 Auris Surgical Robotics, Inc. Microsurgical tool for robotic applications
WO2016164824A1 (en) 2015-04-09 2016-10-13 Auris Surgical Robotics, Inc. Surgical system with configurable rail-mounted mechanical arms
US9622827B2 (en) 2015-05-15 2017-04-18 Auris Surgical Robotics, Inc. Surgical robotics system
CN113229942A (zh) 2015-09-09 2021-08-10 奥瑞斯健康公司 手术器械装置操纵器
EP3349638B1 (en) 2015-09-17 2021-05-26 EndoMaster Pte Ltd Improved flexible robotic endoscopy system
AU2016323982A1 (en) 2015-09-18 2018-04-12 Auris Health, Inc. Navigation of tubular networks
AU2016327595B2 (en) 2015-09-25 2020-07-23 Covidien Lp Robotic surgical assemblies and electromechanical instruments thereof
US20170106904A1 (en) 2015-10-16 2017-04-20 Ford Global Technologies, Llc Control Method For Vehicle With Electronic Steering Column Lock
US9949749B2 (en) 2015-10-30 2018-04-24 Auris Surgical Robotics, Inc. Object capture with a basket
US10231793B2 (en) 2015-10-30 2019-03-19 Auris Health, Inc. Object removal through a percutaneous suction tube
US9955986B2 (en) 2015-10-30 2018-05-01 Auris Surgical Robotics, Inc. Basket apparatus
US10413316B2 (en) * 2015-11-17 2019-09-17 Covidien Lp Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
US10932861B2 (en) 2016-01-14 2021-03-02 Auris Health, Inc. Electromagnetic tracking surgical system and method of controlling the same
US10980554B2 (en) 2016-01-22 2021-04-20 Boston Scientific Scimed, Inc. Retrieval system
US10932691B2 (en) 2016-01-26 2021-03-02 Auris Health, Inc. Surgical tools having electromagnetic tracking components
US11324554B2 (en) 2016-04-08 2022-05-10 Auris Health, Inc. Floating electromagnetic field generator system and method of controlling the same
AU2017269271B2 (en) * 2016-05-26 2021-07-08 Covidien Lp Robotic surgical assemblies
US11037464B2 (en) 2016-07-21 2021-06-15 Auris Health, Inc. System with emulator movement tracking for controlling medical devices
AU2016422171B2 (en) 2016-08-31 2022-01-20 Auris Health, Inc. Length conservative surgical instrument
US9931025B1 (en) 2016-09-30 2018-04-03 Auris Surgical Robotics, Inc. Automated calibration of endoscopes with pull wires
WO2018098477A1 (en) 2016-11-28 2018-05-31 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Urologic sheath with photodiode and coaxial grabber for suctioning of larger kidney stones
US10398460B2 (en) * 2016-12-20 2019-09-03 Ethicon Llc Robotic endocutter drivetrain with bailout and manual opening
US10136959B2 (en) 2016-12-28 2018-11-27 Auris Health, Inc. Endolumenal object sizing
US10543048B2 (en) 2016-12-28 2020-01-28 Auris Health, Inc. Flexible instrument insertion using an adaptive insertion force threshold
US10244926B2 (en) 2016-12-28 2019-04-02 Auris Health, Inc. Detecting endolumenal buckling of flexible instruments
JP7159192B2 (ja) 2017-03-28 2022-10-24 オーリス ヘルス インコーポレイテッド シャフト作動ハンドル
AU2018243364B2 (en) 2017-03-31 2023-10-05 Auris Health, Inc. Robotic systems for navigation of luminal networks that compensate for physiological noise
US10285574B2 (en) 2017-04-07 2019-05-14 Auris Health, Inc. Superelastic medical instrument
CN110602976B (zh) 2017-04-07 2022-11-15 奥瑞斯健康公司 患者导引器对准
CN110831498B (zh) 2017-05-12 2022-08-12 奥瑞斯健康公司 活检装置和系统
CN110769736B (zh) 2017-05-17 2023-01-13 奥瑞斯健康公司 可更换工作通道
US10022192B1 (en) 2017-06-23 2018-07-17 Auris Health, Inc. Automatically-initialized robotic systems for navigation of luminal networks
EP3644886A4 (en) 2017-06-28 2021-03-24 Auris Health, Inc. ELECTROMAGNETIC DISTORTION DETECTION
US11026758B2 (en) 2017-06-28 2021-06-08 Auris Health, Inc. Medical robotics systems implementing axis constraints during actuation of one or more motorized joints
KR102341451B1 (ko) 2017-06-28 2021-12-23 아우리스 헬스, 인코포레이티드 기기의 삽입 보상을 위한 로봇 시스템, 방법 및 비일시적 컴퓨터 가독 저장 매체
CN110809452B (zh) 2017-06-28 2023-05-23 奥瑞斯健康公司 电磁场发生器对准
US10426559B2 (en) 2017-06-30 2019-10-01 Auris Health, Inc. Systems and methods for medical instrument compression compensation
US10464209B2 (en) 2017-10-05 2019-11-05 Auris Health, Inc. Robotic system with indication of boundary for robotic arm
US10145747B1 (en) 2017-10-10 2018-12-04 Auris Health, Inc. Detection of undesirable forces on a surgical robotic arm
US10016900B1 (en) 2017-10-10 2018-07-10 Auris Health, Inc. Surgical robotic arm admittance control
US10555778B2 (en) 2017-10-13 2020-02-11 Auris Health, Inc. Image-based branch detection and mapping for navigation
US11058493B2 (en) 2017-10-13 2021-07-13 Auris Health, Inc. Robotic system configured for navigation path tracing
WO2019113249A1 (en) 2017-12-06 2019-06-13 Auris Health, Inc. Systems and methods to correct for uncommanded instrument roll
US10850013B2 (en) 2017-12-08 2020-12-01 Auris Health, Inc. Directed fluidics
WO2019113391A1 (en) 2017-12-08 2019-06-13 Auris Health, Inc. System and method for medical instrument navigation and targeting
EP3723655A4 (en) 2017-12-11 2021-09-08 Auris Health, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR INSTRUMENT-BASED INSERTION ARCHITECTURES
CN110869173B (zh) 2017-12-14 2023-11-17 奥瑞斯健康公司 用于估计器械定位的系统与方法
US11160615B2 (en) 2017-12-18 2021-11-02 Auris Health, Inc. Methods and systems for instrument tracking and navigation within luminal networks
JP6999824B2 (ja) 2018-01-17 2022-01-19 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 調節可能なアーム支持体を有する外科用プラットフォーム
EP3740150A4 (en) 2018-01-17 2021-11-03 Auris Health, Inc. SURGICAL ROBOTIC SYSTEMS WITH IMPROVED ROBOTIC ARMS
CN110891514B (zh) 2018-02-13 2023-01-20 奥瑞斯健康公司 用于驱动医疗器械的系统和方法
MX2020009075A (es) 2018-03-01 2021-03-25 Auris Health Inc Métodos y sistemas de mapeo y navegación.
KR102489198B1 (ko) 2018-03-28 2023-01-18 아우리스 헬스, 인코포레이티드 위치 센서의 정합을 위한 시스템 및 방법
CN110913791B (zh) 2018-03-28 2021-10-08 奥瑞斯健康公司 用于显示所估计的器械定位的系统和方法
EP3773135B1 (en) 2018-03-28 2024-02-14 Auris Health, Inc. Medical instruments with variable bending stiffness profiles
EP3773242A4 (en) 2018-03-29 2021-12-22 Auris Health, Inc. ROBOT ACTIVATED MEDICAL SYSTEMS INCLUDING MULTIFUNCTIONAL TERMINAL EFFECTORS WITH ROTATIONAL OFFSETS
JP7250824B2 (ja) 2018-05-30 2023-04-03 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 位置センサベースの分岐予測のためのシステム及び方法
EP3801189B1 (en) 2018-05-31 2024-09-11 Auris Health, Inc. Path-based navigation of tubular networks
JP7146949B2 (ja) 2018-05-31 2022-10-04 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 画像ベースの気道分析及びマッピング
EP3801280B1 (en) 2018-05-31 2024-10-02 Auris Health, Inc. Robotic systems for navigation of luminal network that detect physiological noise
US10744981B2 (en) 2018-06-06 2020-08-18 Sensata Technologies, Inc. Electromechanical braking connector
CN112218596A (zh) 2018-06-07 2021-01-12 奥瑞斯健康公司 具有高力器械的机器人医疗系统
JP7366943B2 (ja) 2018-06-27 2023-10-23 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 医療器具のための位置合わせ及び取り付けシステム
US10667875B2 (en) 2018-06-27 2020-06-02 Auris Health, Inc. Systems and techniques for providing multiple perspectives during medical procedures
JP7391886B2 (ja) 2018-06-28 2023-12-05 オーリス ヘルス インコーポレイテッド 滑車共有を組み込んだ医療システム
US10898276B2 (en) 2018-08-07 2021-01-26 Auris Health, Inc. Combining strain-based shape sensing with catheter control
WO2020036685A1 (en) 2018-08-15 2020-02-20 Auris Health, Inc. Medical instruments for tissue cauterization
EP3806758A4 (en) 2018-08-17 2022-04-06 Auris Health, Inc. BIPOLAR MEDICAL DEVICE
US10881280B2 (en) 2018-08-24 2021-01-05 Auris Health, Inc. Manually and robotically controllable medical instruments
US11197728B2 (en) 2018-09-17 2021-12-14 Auris Health, Inc. Systems and methods for concomitant medical procedures
WO2020068853A2 (en) 2018-09-26 2020-04-02 Auris Health, Inc. Articulating medical instruments
WO2020068303A1 (en) 2018-09-26 2020-04-02 Auris Health, Inc. Systems and instruments for suction and irrigation
CN112770690A (zh) 2018-09-28 2021-05-07 奥瑞斯健康公司 用于对接医疗器械的系统和方法
WO2020069080A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Auris Health, Inc. Devices, systems, and methods for manually and robotically driving medical instruments
US12076100B2 (en) 2018-09-28 2024-09-03 Auris Health, Inc. Robotic systems and methods for concomitant endoscopic and percutaneous medical procedures
US11576738B2 (en) 2018-10-08 2023-02-14 Auris Health, Inc. Systems and instruments for tissue sealing
US11950863B2 (en) 2018-12-20 2024-04-09 Auris Health, Inc Shielding for wristed instruments
KR20210111259A (ko) 2018-12-28 2021-09-10 아우리스 헬스, 인코포레이티드 로봇 의료 시스템 및 방법을 위한 경피 시스
CN113453642A (zh) 2019-02-22 2021-09-28 奥瑞斯健康公司 具有用于可调式臂支撑件的机动臂的外科平台
US10945904B2 (en) 2019-03-08 2021-03-16 Auris Health, Inc. Tilt mechanisms for medical systems and applications
US20200297444A1 (en) 2019-03-21 2020-09-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Systems and methods for localization based on machine learning
WO2020197671A1 (en) 2019-03-22 2020-10-01 Auris Health, Inc. Systems and methods for aligning inputs on medical instruments
CN113613566B (zh) 2019-03-25 2024-10-11 奥瑞斯健康公司 用于医疗缝合的系统和方法
US11617627B2 (en) 2019-03-29 2023-04-04 Auris Health, Inc. Systems and methods for optical strain sensing in medical instruments
KR20210149805A (ko) 2019-04-08 2021-12-09 아우리스 헬스, 인코포레이티드 동시 절차를 위한 시스템, 방법, 및 작업흐름
EP3989862A4 (en) 2019-06-25 2023-10-04 Auris Health, Inc. MEDICAL INSTRUMENTS INCLUDING WRISTS WITH HYBRID REORIENTATION SURFACES
WO2020263520A1 (en) 2019-06-26 2020-12-30 Auris Health, Inc. Systems and methods for robotic arm alignment and docking
US11369386B2 (en) 2019-06-27 2022-06-28 Auris Health, Inc. Systems and methods for a medical clip applier
WO2020261208A2 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Auris Health, Inc. Patient introducer for a robotic system
CN114040727A (zh) 2019-06-28 2022-02-11 奥瑞斯健康公司 包括具有混合重定向表面的腕部的医疗器械
EP3989793A4 (en) 2019-06-28 2023-07-19 Auris Health, Inc. CONSOLE OVERLAY ITS METHODS OF USE

Also Published As

Publication number Publication date
AU2019326548A1 (en) 2021-03-18
AU2019326548B2 (en) 2023-11-23
JP7404342B2 (ja) 2023-12-25
US20200060516A1 (en) 2020-02-27
CN113164184B (zh) 2024-06-14
US20210251472A1 (en) 2021-08-19
WO2020041619A3 (en) 2020-03-26
EP3820384A4 (en) 2022-06-08
CN113164184A (zh) 2021-07-23
JP2021534876A (ja) 2021-12-16
EP3820384A2 (en) 2021-05-19
US12114838B2 (en) 2024-10-15
WO2020041619A2 (en) 2020-02-27
CN118662077A (zh) 2024-09-20
US10881280B2 (en) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019326548B2 (en) Manually and robotically controllable medical instruments
US11864842B2 (en) Devices, systems, and methods for manually and robotically driving medical instruments
US11638618B2 (en) Systems and methods for aligning inputs on medical instruments
US11399905B2 (en) Medical systems incorporating pulley sharing
US11896330B2 (en) Robotic medical system having multiple medical instruments
EP3866718A1 (en) Systems and methods for robotic arm alignment and docking
WO2021059099A1 (en) Systems and methods for collision detection and avoidance
US20220175483A1 (en) Hand-manipulated input device for robotic system
WO2021064536A1 (en) Medical instrument with capstan

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal