KR20230003353A

KR20230003353A - 가변 엔트리 가이드 구성을 가진 수술 시스템

Info

Publication number: KR20230003353A
Application number: KR1020227043838A
Authority: KR
Inventors: 안쏘니 케이 맥그로간; 토마스 지 쿠퍼; 데이비드 큐 라르킨; 켄트 엠 앤더슨; 제프리 디 브라운; 폴 이 릴라간; 마이클 이케다
Original assignee: 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2023-01-05
Also published as: JP2017523878A; JP6560338B2; US20200282570A1; JP2019198670A; US10011018B2; CN107148250B; EP3179951A4; US10710246B2; EP3834763A1; CN107148250A; KR102478907B1; US20170156803A1; EP3179951A1; JP6851434B2; US20160045271A1; KR20170042295A; CN111658180A; EP3179951B1; WO2016025544A1

Abstract

수술 시스템은 매우 다양한 수술에서 한 개의 진입 구멍을 사용한다. 한 개의 진입 구멍을 통하여 복수의 수술 기구를 환자 속으로 삽입하기 위해서는 복수의 수술 기구들 중의 적어도 하나의 수술 기구(260A1)의 샤프트(262A1)가 수술 기구(260A1)의 베이스와 상기 샤프트가 엔트리 가이드(270A)의 채널과 접촉하는 지점 사이에서 구부러질 것을 요한다. 각각의 수술 기구(260A1, 260A2)는 샤프트가 엔트리 가이드　(270A)의 채널에 삽입될 때, 샤프트가 구부러지는 것에 의해 수술 기구를 손상시키지 않으며 수술 기구의 제대로 된 작동을 하지 못하게 하지 않도록 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)에 의해서 위치된다.

Description

가변 엔트리 가이드 구성을 가진 수술 시스템{A SURGICAL SYSTEM WITH VARIABLE ENTRY GUIDE CONFIGURATIONS}

본 출원은

미국 특허 출원 제62/038,096호(안소니 케이 맥그로간(Anthony K. McGrogan) 등이 발명한, 2014년 8월 15일자로 출원된 "가변 엔트리 가이드 구성을 가진 수술 시스템"을 개시하고 있음); 그리고

미국 특허 출원 제62/038,106호(안소니 케이 맥그로간 등이 발명한, 2014년 8월 15일자로 출원된 "롤링운동 시스템 및 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 가진 엔트리 가이드 머니퓰레이터"를 개시하고 있음)에 대한 우선권 주장 출원이고, 상기 문헌의 각각은 그 전체 내용이 본 명세서에 인용에 의해 포함되어 있다.

본 발명은 대체로 수술 기구에 관한 것이고, 보다 상세하게는 수술 기구의 위치결정에 관한 것이다.

최소 침습 의료 시술에 이용되는 것과 같은 수술 시스템은 비교적 작은 공구나 기구를 정밀하게 제어하고 구동시키기 위해서 크고 복잡한 장비를 포함할 수 있다. 도　1a는 기존의 원격조종 제어 시스템(100)의 한 예를 나타내고 있다. 예를 들면, 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드 사(Intuitive Surgical, Inc.)에 의해 상용화된 다빈치(da　Vinci^®)수술 시스템의 일부분일 수 있는 상기 원격조종 제어 시스템(100)은 복수의 아암(130)을 가진 환자측 카트(110)를 포함하고 있다. 각각의 아암(130)은 결합 포트(docking port)(140)를 가지고 있고, 상기 결합 포트는 대체로 의료 기구(150)를 장착하고 의료 기구(150)의 작동을 위한 기계 동력을 제공하는 기계적인 접속부를 가진 구동 시스템을 포함한다. 상기 아암(130)은 의료 시술을 위해 각각의 의료 기구(150)를 이동시키고 위치시키기 위해서 의료 시술 동안 사용될 수 있다.

도　1b는 기존의 기구(150)의 저면도를 나타내고 있다. 상기 기구(150)는 대체로 트랜스미션 또는 후단부 메카니즘(152), 후단부 메카니즘(152)으로부터 뻗어 나온 메인 튜브(154), 그리고 메인 튜브(154)의 원위 단부에 있는 기능 팁(156)을 포함하고 있다. 상기 기능 팁(156)은 대체로 의료 시술 동안 사용될 수 있는 가위, 겸자, 또는 소작용 기구와 같은 의료 공구를 포함한다. 구동 케이블 또는 힘줄(155)이 상기 기능 팁(156)에 연결되어 있으며 메인 튜브(154)를 통하여 후단부 메카니즘(152)까지 뻗어 있다. 후단부 메카니즘(152)은 통상적으로 기구(150)의 구동 힘줄(155)과 결합 포트(140)의 기계적인 접속부의 전동축 사이의 기계적인 결합을 제공한다. 특히, 기어 또는 디스크(153)가 결합 포트(140)의 기계적인 접속부 상의 구조와 결합된다. 상기 원격조종 제어 시스템(100)의 기구(150)는 구동 시스템(140)으로부터 하나의 기구(150)를 제거한 다음 다른 기구(150)를 제거한 기구 대신에 설치하는 것에 의해 교체될 수 있다.

수술 시스템이 매우 다양한 상이한 수술에 사용될 수 있는 한 개의 진입 구멍(entry port)을 포함하고 있다. 다양한 수술은 한 개의 진입 구멍을 통하여 환자 내부로 진입하는 기구의 다양한 조합을 이용한다. 하나의 실시형태에서, 상기 기구가 기구의 샤프트 특징에 기초하여 여러 종류의 기구, 예를 들어, 일반적인 수술 기구(그라스퍼(grasper), 견인기(retractor), 가위, 소작기, 등), 일반적인 수술 기구보다 더 큰 단면 또는 독특한 단면을 가질 수 있는 첨단 수술 기구(스테이플러, 혈관 봉합기(vessel sealer), 등), 그리고 일반적인 수술 기구보다 더 큰 단면 또는 독특한 단면을 가질 수도 있는 카메라 기구(가시광선 카메라 기구, 적외선 카메라 기구, 초음파 카메라 기구, 등)로 분류된다. 이러한 기구들은 수동으로 제어될 수 있거나, 컴퓨터 도움을 받아서 제어될 수 있거나(완전히 또는 협력방식으로 제어됨), 또는 원격조종방식으로 제어될 수 있다.

적어도 하나의 진입 구멍을 이용하여 수행될 수 있는 상이한 수술은 신체의 여러 상이한 구역에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 한 가지 수술은 환자의 입을 통해서 수행될 수 있고; 다른 한가지 수술은 환자의 갈비뼈 사이에서 수행될 수 있고; 그리고 다른 수술은 환자의 다른 신체 구멍 또는 절개 구멍을 통하여 수행될 수 있다. 상기 수술 시스템은 다양한 기구를 사용하도록 구성되어 있을 뿐만 아니라, 상기 수술 시스템은 기구를 수술 부위쪽으로 환자 내부로 안내하는 다양한 상이한 엔트리 가이드를 사용하도록 구성되어 있다. 각각의 기구의 적어도 일부분은 엔트리 가이드의 대응하는 채널을 통하여 삽입된다. 통상적으로, 상이한 엔트리 가이드는 각각의 상이한 종류의 수술에 대해서 사용된다. 특정 수술에 대해서 선택된 엔트리 가이드는, 필요하다면, 흡입제 시일(insufflation seal)을 유지할 수 있고, 엔트리 가이드는 환자의 신체 내부로의 진입 지점에서 기구의 샤프트를 지지한다.

복수의 기구를 한 개의 진입 구멍을 통하여 환자 내부로 삽입하기 위해서는 기구의 샤프트의 하나 이상이 샤프트가 기구의 하우징에 연결되는 위치와 샤프트가 엔트리 가이드의 채널과 접촉하는 지점 사이에서 구부러질 것을 필요로 할 수 있다. 이러한 구부러짐은 카메라 기구와 같은 단단한 기구에서는 영구적으로 미리 형성되어 있을 수 있거나, 또는 기구의 샤프트가 엔트리 가이드의 채널 속으로 삽입될 때 비-영구적으로 이루어질 수 있다. 기구의 샤프트가 너무 많이 구부러지면, 기구의 샤프트가 손상되는 경우 및/또는 수술하는 동안 기구가 제대로 기능하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

엔트리 가이드 머니퓰레이터는 엔트리 가이드의 위치와 방향을 제어한다. 엔트리 가이드는 두 개 이상의 채널을 포함하고 있다. 각각의 채널은 수술 기구를 수용하여 이 수술 기구를 수술 부위쪽으로 안내한다. 이와 같이, 두 개 이상의 기구가 신체의 한 개의 개구(구멍)을 통하여 수술 부위쪽으로 안내된다. 엔트리 가이드 채널은 각각의 기구 종류, 예를 들면, 타원형 단면을 가진 카메라를 수용하도록 구성될 수 있다. 즉, 엔트리 가이드 채널은 많은 기구 종류, 예를 들면, 둥근 단면을 가진 치료 기구를 수용하도록 구성될 수 있다. 다양한 조합의 엔트리 가이드 채널 구성이 사용될 수 있다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터는 또한 엔트리 가이드 채널을 통하여 뻗어 있는 기구의 위치와 방향을 제어한다. 따라서, 하나의 실시형태에서는, 기구의 샤프트가 엔트리 가이드의 채널에 삽입될 때, 샤프트의 구부러짐이 영구적이지 않고, 그리고 샤프트의 구부러짐이, 예를 들면, 삽입/회수 또는 롤링운동(해당될 경우)을 위한 상기 기구의 제대로 된 작동을 하지 못하게 하지 않도록 각각의 전체 기구가 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 의해 위치된다. 이러한 위치결정은 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않는다는 것과, 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구의 정확한 작동에 영향을 미치지 않는다는 것을 보장한다. 다양한 엔트리 가이드 채널 배치형태가 사용될 수 있고, 각각의 배치형태는 환자에 있어서의 상이한 한 개의 진입 구멍 구역과 관련되어 있다. 예를 들면, 엔트리 가이드가 원형 단면을 가질 수 있고, 엔트리 가이드의 채널은 상기 원형 단면 내에 대체로 동등하게 이격되어 배치될 수 있다. 두 번째 예로서, 엔트리 가이드가 타원형 단면을 가질 수 있고, 엔트리 가이드의 채널은 대체로 직선으로 배치될 수 있다. 따라서, 하나의 실시형태에서는, 상이한 채널 구성을 가진 각각의 엔트리 가이드에 대해서, 각각의 기구는, 샤프트가 구부러지는 것에 의해서 유발된 응력이 각각의 기구에 대해 미리 정해진 응력 프로파일(stress profile) 내에 있도록, 다시 말해서, 샤프트에 발생한 응력이 샤프트가 우그러지지(yield) 않고 영구적으로 형상을 변화시키지 않게 제어되도록 배치된다. 추가적으로, 상기 응력은, 샤프트가 엔트리 가이드 내에서 롤링운동하거나, 엔트리 가이드를 통하여 삽입되고 회수될 때, 순환하여 작용하는 응력(cycling stress)이 샤프트를 약화시키고 파괴하지 않도록 유지된다. 이러한 순환하여 작용하는 응력 부하는 기구 수명과 관련된 고려 사항이다. 그래서, 각각의 기구 종류가 제1 엔트리 가이드 구성의 대응하는 채널로 진입하기 위해서 제1 위치에 배치되고, 각각의 기구 종류가 제2 엔트리 가이드 구성의 대응하는 채널로 진입하기 위해서 상이한 제2 위치에 배치된다.

하나의 실시형태에서, 엔트리 가이드 머니퓰레이터는, 기구의 샤프트가 엔트리 가이드의 채널속으로 삽입될 때, 기구 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않으며 기구의 작동을 억제하지 하지 않도록 기구용 기구 장착 접속부를 엔트리 가이드의 채널에 대해 동시에 위치시킨다. 기구 샤프트가 엔트리 가이드로부터 회수될 때 샤프트가 원래의 형상으로 복귀되지 않는 지점까지 구부러지면, 기구가 손상된 것으로 간주된다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터는 같은 종류의 엔트리 가이드 집단의 각각의 엔트리 가이드에 대해 이러한 위치 조정을 이루도록 구성되어 있고, 하나의 실시형태에서는, 전체 기구에 대한 위치 조정이 사용자 입력이 거의 없이 이루어진다.

추가적으로, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 수술-특유의 기구(surgical procedure-specific instrument)에 대한 필요성을 없앤다. 다시 말해서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 기구 샤프트를 엔트리 가이드의 각각의 사용에 대해 적절하게 이동시킴으로써 다양한 엔트리 가이드를 가진 공통의 기구 집단의 사용을 가능하게 한다.

수술 시스템은 엔트리 가이드를 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 엔트리 가이드가 제1 채널과 제2 채널을 가지고 있다. 상기 수술 시스템은 제1 샤프트를 가진 제1 기구와, 제2 샤프트를 가진 제2 기구를 또한 포함하고 있다. 상기 수술 시스템의 머니퓰레이터는 제1 기구 및 제2 기구에 결합되어 있다.

상기 머니퓰레이터는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 포함하고 있다. 상기 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은, 제1 기구의 제1 샤프트가 엔트리 가이드의 제1 채널속으로 삽입되게 위치되고 제2 기구의 제2 샤프트가 엔트리 가이드의 제2 채널속으로 삽입되게 위치되도록 제1 기구용 제1 기구 장착 접속부를 이동시키고 그리고 제2 기구용 제2 기구 장착 접속부를 이동시키도록 구성되어 있다. 따라서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 의한 두 개의 접속부의 이동은 두 개의 샤프트를 엔트리 가이드의 대응하는 채널과 효과적으로 정렬시킨다. 하나의 실시형태에서는, 제1 기구 및 제2 기구가 각각의 접속부에 장착되기 전에 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부가 이동된다. 하나의 예로서 두 개의 기구가 사용되고 있지만, 하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 기구의 샤프트가 엔트리 가이드의 대응하는 채널속으로 삽입될 수 있도록 원하는 갯수의 기구의 임의의 조합을 위치시킬 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 것과 같이, "정렬" 이라는 표현은 채널의 길이방향의 축과 샤프트의 길이방향의 축이 일치하는 것을 요하지 않는다. 오히려, "정렬" 이라는 표현은 샤프트가 손상되지 않고 채널 속으로 진입하기 위해 제위치에 있는 것과 샤프트의 진입이 샤프트에 비-영구적인 구부러짐을 필요로 할 수 있는 것을 의미한다. 그러나, 몇가지 예에서는, 하나 이상의 기구 샤프트와 하나 이상의 대응하는 엔트리 가이드 채널의 길이방향의 축이 정확히 일치하고, 그래서 샤프트 구부러짐이 발생하지 않는다. 따라서, 두 개 이상의 기구의 제1 위치결정 상태에서는, 상기 기구가 자신의 샤프트가 각각 구부러지지 않은 채로 제1 구성으로 배치된 제1 엔트리 가이드의 대응하는 채널로 진입하도록 위치되고, 두 개 이상의 기구의 제2 위치결정 상태에서는, 상기 기구가 자신의 샤프트가 각각 구부러지지 않은 채로 제2 구성으로 배치된 제2 엔트리 가이드의 대응하는 채널로 진입하도록 위치된다. 선택적으로, 두 개 이상의 기구의 제2 위치결정 상태에서, 상기 기구는, 샤프트가 제2 구성으로 배치된 제2 엔트리 가이드의 대응하는 채널로 진입할 때 기구 샤프트의 하나 이상이 구부러지도록 위치된다. 따라서, 대응하는 엔트리 가이드 구성과 관련하여 기구의 다양한 위치결정 상태에 대해서, 기구 샤프트와 엔트리 가이드 채널 구성에 기초하여, 필요에 따라, 샤프트 구부러짐 또는 비-구부러짐(non-bending)의 다양한 조합이 만들어진다.

하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 제1 기구용 제1 기구 장착 접속부와 제2 기구용 제2 장착 접속부의 각각에 결합되어 있는 조정 기어를 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는, 조정 기어의 운동이 동시에 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부를, 샤프트가 기구를 손상시키지 않고 제1 채널 및 제2 채널속으로 삽입될 수 있는 위치로, 예를 들어, 제1 기구 및 제2 기구가 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부에 각각 장착될 때 제1 기구 및 제2 기구의 샤프트가 제1 채널 및 제2 채널과 각각 충분하게 정렬되어 있는 위치로 이동시킨다. 다른 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 또한 조정 기어에 결합된 수동 작동식 노브를 포함한다. 사용자가 노브를 회전시키면, 결과적으로 조정 기어로 하여 조정 기어에 결합된 수술 기구를 회전시키고 이동시키게 한다. 다시, 두 개의 기구 장착 접속부의 사용은 하나의 예이며 이것으로 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 일반적으로, 상기 조정 기어는, 관심의 대상인 엔트리 가이드와 함께 사용하기 위해 기구를 적절한 위치로 이동시키는데 필요한 다수의 기구 장착 접속부, 예를 들어, 네 개의 기구 장착 접속부에 결합될 수 있다.

또 다른 실시형태에서는, 사용자가, 필요에 따라, 복수의 기구 장착 접속부의 각각의 기구 장착 접속부를 엔트리 가이드의 길이방향의 축에 수직인 방향으로 적절한 위치로 수동으로 이동시킨다. 각각의 기구 장착 접속부를 원하는 위치에 고정시키기 위해서 핀이 사용될 수 있다. 몇몇 상황에서는, 복수의 기구 장착 접속부의 모두가 이동될 필요가 없을 수 있다. 특정 기구 장착 접속부에 대한 적절한 위치는, 예를 들면, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 디스크의 관통 구멍의 위치에 의해서 결정될 수 있다. 대체 실시형태로서, 상기 적절한 위치는 엔트리 가이드의 길이방향의 축이 수직인 상태에서 샤프트가 엔트리 가이드속으로 삽입된 후 기구 장착 접속부가 기구 장착 접속부에 장착된 기구의 샤프트의 임의의 만곡부를 최소화하는 위치로 이동하는 것을 허용으로써 결정될 수 있다.

또 다른 실시형태에서는, 상기 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 제1 복수의 모터 및 제2 복수의 모터를 포함하고 있다. 각각의 복수의 모터는 상이한 기구 장착 접속부에 결합되어 있다. 각각의 복수의 모터는 기구에 대한 대응하는 기구 장착 접속부를 기구가 기구 장착 접속부에 장착될 때, 기구의 샤프트가 엔트리 가이드의 채널과 정렬되도록, 예를 들어, 샤프트가 채널 내에 위치될 수 있도록 위치시킨다.

또 다른 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 제1 기구에 결합된 제1 기어박스와, 제2 기구에 결합된 제2 기어박스를 더 포함하고 있다. 기어가 제1 기어박스 및 제2 기어박스에 결합되어 있다. 기어가 움직임에 따라, 기어의 움직임에 의해 제1 기어박스 및 제2 기어박스가 기구를 손상시키지 않고 샤프트를 제1 채널 및 제2 채널속으로 삽입할 수 있는 위치로 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부를 동시에 이동시킨다. 하나의 실시형태에서는 상기 기어가 롤 기어이고, 다른 실시형태에서는 상기 기어가 조정 기어이다.

하나의 실시형태에서는, 제1 기어박스가 측면을 가진 기어를 포함하고 있다. 핀이 상기 기어의 측면에 결합되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 핀이 하나의 자유도를 가지고 있다. 상기 핀은, 상기 핀이 이동함에 따라, 제1 기구 장착 접속부가 이동하고, 그 결과 샤프트의 원위 단부가 상기 핀과 동일한 원호로 실질적으로 이동하도록 기구 장착 접속부에 결합되어 있다. 여기에서, "실질적으로 이동한다는 것"은 기구 장착 접속부가 이동할 때 비록 전체 기구가 기구 장착 접속부에 장착될 수 없을지라도, 전체 기구가 기구 장착 접속부에 장착될 때, 샤프트의 엔트리 가이드에 대한 상대 위치가 기구 장착 접속부가 이동하기 전에 기구가 장착되었다고 가정한 경우의 샤프트의 엔트리 가이드에 대한 상대 위치에 비해서 이동되었다는 것을 의미한다.

다른 실시형태에서는, 제2 기어박스가 측면을 가진 기어를 포함하고 있다. 핀이 상기 기어의 측면에 결합되어 있다. 제2 기어박스의 기어의 측면은 캠을 포함하고 있다. 상기 핀은 상기 캠에 얹혀 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 핀이 하나의 자유도를 가지고 있고, 다른 실시형태에서는, 상기 핀이 두 개의 자유도를 가지고 있다. 상기 핀은, 상기 핀이 이동함에 따라, 제2 기구 장착 접속부가 이동하고, 그 결과 제2 기구의 샤프트의 원위 단부가 상기 핀과 동일한 움직임으로 실질적으로 이동하도록 제2 기구 장착 접속부에 결합되어 있다.

또 다른 실시형태에서는, 엔트리 가이드가 제1 식별 정보를 포함하고 있고 제1 기구가 제2 식별 정보를 포함하고 있다. 상기 장치는 제1 식별 정보 및 제2 식별 정보를 수신하도록 구성된 제어 시스템을 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 제어 시스템이 제1 식별 정보에 기초하여 상기 장치를 구성한다.

장치가 제1 채널 구성을 가진 제1 엔트리 가이드와 제2 채널 구성을 가진 제2 엔트리 가이드를 포함하고 있다. 제1 채널 구성은 제2 채널 구성과 상이하다.

상기 장치는 또한 수술 시스템을 포함하고 있다. 수술하는 동안 제1 엔트리 가이드와 제2 엔트리 가이드 중의 하나만 상기 수술 시스템에 장착되어 있다.

상기 수술 시스템은 샤프트를 가진 기구를 포함하고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 상기 기구에 결합되어 있다. 상기 수술 시스템에 장착된 엔트리 가이드의 채널 구성에 기초하여, 샤프트를 엔트리 가이드의 채널과 정렬시키기 위해서, 예를 들어, 샤프트를 엔트리 가이드의 채널속으로 삽입할 수 있게 하도록 샤프트를 위치시키기 위해서 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 상기 기구를 미리 정해진 위치로 이동시킨다. 하나의 실시형태에서, 상기 미리 정해진 위치는 샤프트에 작용하는 만곡 응력을 미리 정해진 응력 프로파일 내에 유지시킨다.

상이한 채널 구성을 가진 복수의 엔트리 가이드가 상기 수술 시스템에 사용될 수 있기 때문에, 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 제1 복수의 기구의 샤프트를 제1 채널 구성을 가지는 제1 엔트리 가이드속으로 삽입할 수 있게 하기 위해서 복수의 기구 장착 접속부를 이동시키도록 구성되어 있다. 상기 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 또한 제2 복수의 기구의 샤프트를 제2 채널 구성을 가지는 제2 엔트리 가이드속으로 삽입할 수 있게 하기 위해서 복수의 기구 장착 접속부를 이동시키도록 구성되어 있다. 제2 채널 구성은 제1 채널 구성과 상이하다. 제1 복수의 기구는 제2 복수의 기구와 동일하거나 상이할 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 한 방법이 제1 기구가 제1 기구 머니퓰레이터에 장착되면, 제1 기구의 샤프트가 제1 엔트리 가이드의 제1 채널과 정렬되도록, 그리고 제2 기구가 제2 기구 머니퓰레이터에 장착되면, 제2 기구의 샤프트가 제1 엔트리 가이드의 제2 채널과 정렬되도록 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 동시에 제1 기구 머니퓰레이터와 제2 기구 머니퓰레이터를 동시에 이동시키는 것을 포함하고 있다. 상기 방법은 또한 제3 기구가 제1 기구 머니퓰레이터에 장착되면, 제3 수술 기구의 샤프트가 제2 엔트리 가이드의 제1 채널과 정렬되도록, 그리고 제4 기구가 제2 기구 머니퓰레이터에 장착되면, 제4 기구의 샤프트가 제2 엔트리 가이드의 제2 채널과 정렬되도록 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 동시에 제1 기구 머니퓰레이터와 제2 기구 머니퓰레이터를 동시에 이동시키는 것을 포함하고 있다. 제1 엔트리 가이드의 채널 구성은 제2 엔트리 가이드의 채널 구성과 상이하고, 제1 엔트리 가이드와 제2 엔트리 가이드는 상이한 횟수로 사용된다.

다른 실시형태에서는, 한 방법이 길이방향의 축이 수직으로 되도록 길이방향의 축을 가지고 있는 엔트리 가이드를 이동시키는 것을 포함하고 있다. 그 다음에, 수술 기기 조립체의 샤프트가 엔트리 가이드의 채널속으로 삽입되고, 전체 수술 기기 조립체가 최소의 에너지의 위치로 이동할 수 있게 된다. 최종적으로, 상기 수술 기기 조립체는 디스크에 고정된다.

하나의 실시형태에서는, 제1 엔트리 가이드가 원형 단면을 가지고 있고, 제2 엔트리 가이드가 비-원형 단면을 가지고 있다. 제1 엔트리 가이드와 제2 엔트리 가이드 중의 어느 하나 또는 양자 모두가 수동 기구 채널을 포함할 수 있다.

상기 장치는 또한 제1 위치에 제1 만곡부를 가진 제1 샤프트를 가지고 있는 제1 카메라 기구를 포함하고 있다. 제1 카메라 기구는 제1 엔트리 가이드가 수술 시스템에 장착될 때 수술 시스템에 장착된다. 제2 카메라 기구는 제2 위치에 제2 만곡부를 가진 제2 샤프트를 가지고 있다. 제2 카메라 기구는 제2 엔트리 가이드가 수술 시스템에 장착될 때 수술 시스템에 장착된다. 제1 위치는 제2 위치와 상이하다.

하나의 실시형태에서는, 엔트리 가이드의 키트가 복수의 엔트리 가이드를 포함하고 있다. 각각의 엔트리 가이드는 복수의 채널을 포함하고 있다. 각각의 엔트리 가이드의 채널 구성은 복수의 엔트리 가이드의 각각의 다른 엔트리 가이드의 채널 구성과 상이하다. 복수의 엔트리 가이드의 각각의 엔트리 가이드는 동일한 수술 시스템에 따로따로 장착될 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 복수의 엔트리 가이드의 제1 엔트리 가이드가 카메라 채널과 복수의 수술 기구 채널을 포함하고 있다. 복수의 엔트리 가이드의 제2 엔트리 가이드는 카메라 채널과 수동 기구 채널을 포함하고 있다.

다른 실시형태에서는, 복수의 엔트리 가이드의 제1 엔트리 가이드가 카메라 채널과 복수의 수술 기구 채널을 포함하고 있다. 복수의 엔트리 가이드의 제2 엔트리 가이드는 카메라 채널과 첨단 수술 기구 채널을 포함하고 있다.

또 다른 실시형태에서는, 제1 엔트리 가이드가 원형 단면을 포함하고 있다. 제2 엔트리 가이드는 비-원형 단면을 포함하고 있다.

또 다른 실시형태에서는, 복수의 엔트리 가이드의 제1 엔트리 가이드가 카메라 채널과 복수의 수술 기구 채널을 포함하고 있다. 복수의 엔트리 가이드의 제2 엔트리 가이드는 타원-형상의 단면을 가지고 있다. 상기 타원 형상은 장축을 가지고 있다. 제2 엔트리 가이드는 제1 길이방향의 축을 가진 카메라 채널, 제2 길이방향의 축을 가진 제1 수술 기구 채널, 그리고 제3 길이방향의 축을 포함하는 제2 수술 기구 채널을 포함하고 있다. 길이방향의 축은 채널의 근위 단부로부터 채널의 원위 단부까지 뻗어 있다. 제1 길이방향의 축, 제2 길이방향의 축, 그리고 제3 길이방향의 축은 제2 엔트리 가이드의 타원형 단면의 장축과 교차한다.

또 다른 실시형태에서는, 복수의 엔트리 가이드의 제1 엔트리 가이드가 카메라 채널과 복수의 수술 기구 채널을 포함하고 있. 복수의 엔트리 가이드의 제2 엔트리 가이드는 카메라 채널을 포함하고 있다. 상기 카메라 채널은 타원-형상의 단면을 가지고 있다. 상기 타원-형상의 단면은 장축과 단축을 가지고 있다. 제2 엔트리 가이드는 또한 제1 길이방향의 축을 가진 제1 수술 기구 채널, 제2 길이방향의 축을 가진 제2 수술 기구 채널, 그리고 제3 길이방향의 축을 가진 제3 수술 기구 채널을 포함하고 있다. 제1 길이방향의 축과 제2 길이방향의 축은 상기 장축으로부터 뻗어 나온 제1 라인과 교차한다. 제1 라인은 상기 장축을 포함하고 있다. 제3 길이방향의 축은 상기 단축으로부터 뻗어 나온 제2 라인과 교차한다. 제2 라인은 상기 단축을 포함하고 있다. 상기 장축은 상기 단축과 직교하므로, 제1 라인은 제2 라인과 직교한다.

상기 수술 시스템은 머니퓰레이터 시스템을 포함하고 있다. 상기 머니퓰레이터 시스템은 제1 수술 기기 조립체 및 제2 수술 기기 조립체에 결합될 수 있는 롤 시스템을 포함하고 있다. 상기 롤 시스템은 전체 제1 수술 기기 조립체 및 제2 수술 기기 조립체를 집단적으로 롤링운동시키도록 구성되어 있다. 상기 머니퓰레이터 시스템은 또한 상기 롤 시스템에 결합되고 제1 수술 기기 조립체 및 제2 수술 기기 조립체에 결합될 수 있는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 포함하고 있다. 상기 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 제1 수술 기기 조립체 및 제2 수술 기기 조립체를 엔트리 가이드의 상이한 채널속으로 삽입하는 것이 가능하도록 제1 수술 기기 조립체 및 제2 수술 기기 조립체용 제1 기구 접속부 조립체 및 제2 기구 접속부 조립체를 위치시키도록 구성되어 있다.

상기 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 조정 기어를 포함하고 있고, 상기 롤 시스템은 롤 링 기어를 포함하고 있다. 상기 머니퓰레이터 시스템은 또한 구동 조립체를 포함하고 있다. 상기 구동 조립체는 롤 링 기어에 결합되고 또한 조정 링 기어에 결합된다. 상기 구동 조립체는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템으로 하여 수술 기기 조립체의 샤프트를 엔트리 가이드의 각각의 채널속으로 삽입할 수 있도록 수술 기기 조립체용 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부를 이동시키기 위해서 조정 기어와 롤 링 기어를 차동적으로 회전시키도록 구성되어 있다.

하나의 실시형태에서는, 상기 구동 조립체가 롤 링 기어를 정지상태로 유지시키도록 구성되어 있으며 롤 링 기어가 정지상태로 유지되어 있는 동안 조정 기어를 회전시키도록 구성되어 있다. 다른 실시형태에서는, 상기 구동 조립체가 조정 기어를 정지상태로 유지시키도록 구성되어 있으며 조정 기어가 정지상태로 유지되어 있는 동안 롤 링 기어를 회전시키도록 구성되어 있다.

도　1a는 종래 기술의 수술 시스템의 일부분의 개략도이다.
도　1b는 종래 기술의 수술 기기 조립체의 개략도이다.
도　2a는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 및 이 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 결합된 복수의 수술 기기 조립체의 개략도이다.
도　2b는 기구가 복수의 기구 머니퓰레이터에 결합되기 전의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 및 복수의 기구 머니퓰레이터의 개략도이다.
도　2c는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 가진 엔트리 가이드 머니퓰레이터를 포함하는 수술 시스템의 여러 실시형태를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도　2d는 도　2c의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에서 실행된 궤적을 나타내고 있다.
도　2e는 기구의 샤프트가 엔트리 가이드로 진입할 때, 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않게 기구를 위치시키도록 구성된 엔트리 가이드 머니퓰레이터를 포함하는 수술 시스템의 개략도이다.
도　3a 및 도　3b는 도　2e의 수술 기기 조립체의 구성의 상세도이다.
도　4a는 베이스 조립체에 부착되어 있는 삽입 조립체에 고정된 머니퓰레이터 조립체를 나타내고 있다.
도　4b는 도　2a,　도 2c, 도　2e,　도 3a 및 도 3b의 기구의 상세도이다.
도　5a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 장착된 네 개의 베이스 조립체의 개략도이다.
도　5b는 일반적인 엔트리 가이드라고 칭해지는 제1 엔트리 가이드의 단면도이다.
도　5c는 제2 엔트리 가이드의 단면도이다.
도　5d는 제2 엔트리 가이드에 오버레이된 제1 엔트리 가이드를 나타내고 있다.
도　5e는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 수술 기구에 결합되어 있는 위치결정 요소를 이동시킨 결과를 나타내고 있다.
도　5f는 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 장착되어 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 의해 이동될 수 있는 육각형 형상을 가진 복수의 베이스 조립체를 나타내고 있다.
도　6a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 한 실시형태의 개략도이다.
도　6b는 적어도 하나의 경사진 채널을 가진 엔트리 가이드의 단면도이다.
도　6c는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 다른 실시형태의 개략도이다.
도　7a 내지 도　7c는 각각 유동 플랫폼(floating platform)을 포함하는 베이스 조립체의 일부분의 한 실시형태의 평면도, 저면도 및 사시도이다.
도　7d는 위치결정 요소 수용기 조립체의 한 실시형태의 절결도이다.
도　8a,　도 8b 및 도　8c는 도　2c의 엔트리 가이드 머니퓰레이터 및 도　2e의 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 포함될 수 있는 도　2a 및 도　2b의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 다른 예들이다.
도　8d는 도　2c의 엔트리 가이드 머니퓰레이터 및 도　2e의 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 포함될 수 있는 도　2a 및 도　2b의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 또 다른 예이다.
도　8e는 도　2c의 엔트리 가이드 머니퓰레이터 및 도　2e의 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 포함될 수 있는 도　2a 및 도　2b의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 또 다른 예이다.
도　9는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 또 다른 예를 나타내고 있다.
도　10a 및 도　10b는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제1 세트 기어박스의 원운동 기어박스의 근위도(proximal view) 및 원위도(distal view)이다.
도　10c 및 도　10d는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제1 세트 기어박스의 직선운동 기어박스의 근위도 및 원위도이다.
도　11a 및　11b는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제2 세트 기어박스의 제1 기어박스의 근위도 및 원위도이다.
도　11c 및 도 11d는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제2 세트 기어박스의 제2 기어박스의 근위도 및 원위도이다.
도　11e 및 도 11f는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제2 세트 기어박스의 제3 기어박스의 근위도이다.
도　11g는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제2 세트 기어박스의 제3 기어박스의 원위도이다.
도　11h는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제2 세트 기어박스의 제3 기어박스의 단면도이다.
도　11i 및 도 11j는 도　9의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템용 제2 세트 기어박스의 제4 기어박스의 근위도 및 원위도이다.
도　11k는 도　11j의 캠 기어의 상세도이다.
도　12a 내지 도　12d는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 포함하는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 한 실시형태를 나타내고 있다.
도　13a 및 도 13d는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 포함하는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 대체 실시형태를 나타내고 있다.
도　14a 내지 도　14j는 도　2a, 도　2c 도 및 2e의 시스템과 함께 사용될 수 있는 같은 종류의 엔트리 가이드 집단의 단면도이다.
도　15는 도　14a 내지 도　14j의 같은 종류의 엔트리 가이드 집단에 대한 도 9의 네 개의 기어박스의 각각에서 실행될 궤적과 필요한 운동 범위를 결정하는데 사용된 방법의 프로세스 흐름도이다.
도　16a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 장착된 베이스 조립체와 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 의해 사용된 좌표계의 개략도이다.
도　16b는 샤프트가 엔트리 가이드에 대해서 구부러져 있는 상태의, 캐뉼라에 장착된 엔트리 가이드로 진입하는 샤프트를 가진 수술 기구의 개략도이다.
도　16c는 도　3a 및 도　3b에 도시된 것과 같이 장착된 세 개의 수술 기구의 개략적인 평면도이다.
도　17은 이상적인(최소 응력) 기구 샤프트 위치로부터 허용가능한 오프셋을 보여주는 각각의 위치결정 요소 및 관련 엔트리 가이드 채널에 대한 수용가능한 응력을 나타내고 있다.
도　18a는 수술 기구와 카메라 기구 궤적 및 도　14a 내지 도　14j의 같은 종류의 엔트리 가이드 집단에 대한 도 9의 기어박스의 운동 범위를 나타내고 있다.
도　18b는 도　11a 및 도 11b의 기어박스와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18c는 도　11b의 슬롯 내의 출력 핀의 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18d는 도　11c 및 도 11d의 기어박스와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18e는 도　11d의 슬롯 내의 출력 핀의 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18f는 도　11e 내지 도 11h의 기어박스와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18g는 도　11g의 슬롯 내의 출력 핀의 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18h는 도　11i 내지 도 11j의 기어박스와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　18i는 도　11j의 슬롯 내의 출력 핀의 7개의 위치를 나타내고 있다.
도　19a 및 도 19b는 미리 구부러진 샤프트를 가진 카메라 기구의 개략도이다.
도　20a은 도　2e의 수술 시스템의 제어 시스템의 한 실시형태의 개략도이다.
도　20b는 도　20a의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 적합성 모듈(compatibility module)에 의해 수행된 방법의 한 실시형태의 프로세스 흐름도이다.
도　21a 및 도 21b는 베이스 조립체를 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 일부분에 부착시키는 방법의 제1 예를 나타내는 측면도이다.
도　22a는 베이스 조립체를 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 일부분에 부착시키는 방법의 제2 예를 나타내는 측면도이다.
도　22b 및 도 22c는 도　22a의 제2 예의 평면도이다.
도　23a 및 도 23b은 베이스 조립체를 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 일부분에 부착시키는 방법의 제3 예를 나타내는 측면도이다.
도면에서, 한 자리 수 도면 번호에 대해서는, 한 요소의 참고 번호의 첫 번째 숫자는 그 요소가 처음으로 등장하는 도면의 번호이다. 두 자리 수 도면 번호에 대해서는, 한 요소의 참고 번호의 처음 두 개의 숫자는 그 요소가 처음으로 등장하는 도면의 번호이다.

한 개의 진입 구멍을 가진 수술 시스템, 예를 들어, 원격조종식 컴퓨터 지원 수술 시스템이 매우 다양한 상이한 수술에 사용된다. 다양한 수술은 한 개의 진입 구멍을 통하여 환자 내부로 진입하는 기구의 다양한 조합을 이용한다. 하나의 실시형태에서, 상기 기구가 기구의 샤프트 특징에 기초하여 여러 종류의 기구, 예를 들어, 일반적인 수술 기구, 첨단 수술 기구, 그리고 카메라 기구로 분류된다. 이러한 기구들은 수동으로 제어될 수 있거나, 컴퓨터 도움을 받아서 제어될 수 있거나(완전히 또는 협력방식으로 제어됨), 또는 원격조종방식으로 제어될 수 있다.

하나의 진입 구멍을 이용하여 수행될 수 있는 상이한 수술은 신체의 여러 상이한 구역에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 한 가지 수술은 환자의 입을 통해서 수행될 수 있고; 다른 한가지 수술은 환자의 갈비뼈 사이에서 수행될 수 있고; 그리고 다른 수술은 환자의 다른 신체 구멍 또는 절개부를 통하여 수행될 수 있다. 상기 수술 시스템은 다양한 기구를 사용하도록 구성되어 있을 뿐만 아니라, 상기 수술 시스템은 다양한 상이한 엔트리 가이드를 사용하도록 구성되어 있다. 통상적으로, 상이한 엔트리 가이드는 각각의 상이한 종류의 수술에 대해서 사용된다. 특정 수술에 대해서 선택된 엔트리 가이드는, 필요하다면, 흡입제 시일(insufflation seal)을 유지할 수 있고, 엔트리 가이드는 환자의 신체 내부로의 진입 지점에서 기구의 샤프트를 지지한다.

한 개의 진입 구멍은 수술을 수행하는데 있어서 환자의 한 개의 절개부 또는 환자의 한 개의 신체 구멍이 이용되는 것을 의미한다. 하나의 예로서 한 개의 진입 구멍을 이용하는 수술 시스템이 사용되지만, 이 예가 아래에 기술된 여러 실시형태를 한 개의 진입 구멍을 이용하는 수술 시스템으로 제한하고자 하는 것은 아니다. 아래에 기술된 여러 실시형태는 복수의 기구를 한 개의 엔트리 가이드를 통하여 환자 내부로 삽입하는 임의의 수술 시스템에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 수술 시스템이 환자 내부로 진입하는 두 개 이상의 진입 구멍을 이용하고, 복수의 채널을 가진 엔트리 가이드가 상기 두 개 이상의 진입 구멍의 어느 하나 또는 모두에 사용되는 경우, 아래에 기술된 여러 실시형태는 이러한 수술 시스템에 직접 적용될 수 있다.

도　2a는 수술 시스템의 복수의 수술 기기 조립체의 개략도이다. 제1 수술 기기 조립체는 제1 기구 머니퓰레이터(240A1)와 제1 기구(260A1)를 포함하고 있다. 제1 기구(260A1)는 제1 기구 머니퓰레이터(240A1)에 장착되어 있다. 제1 기구(260A1)는 제1 기구(260A1)의 본체로부터 원위 방향으로 뻗어 있는 샤프트(262A1)를 포함하고 있다. 제1 기구(260A1)를 포함하는 수술 기기 조립체는 제1 세로방향 운동 메카니즘(233A1)에 의해 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)에 결합되어 있다. 제1 세로방향 운동 메카니즘(233A1)은 제1 수술 기기 조립체를 근위 방향과 원위 방향으로 이동시킨다. 제2 수술 기기 조립체는 제2 기구 머니퓰레이터(240A2)와 제2 기구(260A2)를 포함하고 있다. 제2 기구(260A2)는 제2 기구 머니퓰레이터(240A2)에 장착되어 있다. 제2 기구(260A2)는 제2 기구(260A2)의 본체로부터 원위 방향으로 뻗어 있는 샤프트(262A2)를 포함하고 있다. 제2 기구(260A2)를 포함하는 제2 수술 기기 조립체는 제2 세로방향 운동 메카니즘(233A2)에 의해 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A2)에 결합되어 있다. 제2 세로방향 운동 메카니즘(233A2)은 제2 수술 기기 조립체를 근위 방향과 원위 방향으로 이동시킨다.

복수의 기구(260A1, 260A2)를 한 개의 진입 구멍을 통하여 환자 내부로 삽입하기 위해서는 복수의 기구(260A1, 260A2)의 샤프트(262A1, 262A2) 중의 하나 이상을 샤프트가 기구의 본체에 연결되는 위치와 샤프트가 엔트리 가이드의 채널(270A)과 접촉하는 지점 사이에서 구부러질 것을 요할 수 있다. 기구의 샤프트가 너무 많이 구부러지면, 기구의 샤프트가 손상되는 경우 및/또는 기구가 수술하는 동안 제대로 기능하지 않는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 하나의 실시형태에서는, 각각의 샤프트(262A1,　262A2)가 엔트리 가이드(270A)의 대응하는 채널에 삽입될 때, 샤프트의 어떠한 구부러짐도 영구적이지 않으며 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구의 제대로 된 작동을 하지 못하게 하지 않도록 각각의 전체 기구(260A1, 260A2)(도　2a)가 몇몇 실시형태에서 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 일부분인 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)에 의해 위치된다. 이것은 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않는다는 것과, 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구의 정확한 작동에 영향을 미치지 않는다는 것을 보장한다.

하나의 실시형태에서는, 상이한 채널 구성을 가진 각각의 엔트리 가이드에 대해서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 기구(260A1)용 적어도 하나의 기구 장착 접속부(240A1_IMI)를 샤프트(262A1)가 구부러지는 것에 의해서 유발된 응력이 미리 정해진 응력 프로파일 내에 유지되도록, 예를 들어, 샤프트(262A1)에 발생한 응력이 샤프트(262A1)가 우그러지지(yield) 않고 영구적으로 형상을 변화시키지 않게 제어되도록 이동시킨다. 추가적으로, 상기 응력은, 샤프트(262A1)가 엔트리 가이드(270A)에서 롤링운동할 때, 순환하여 작용하는 응력(cycling stress)이 샤프트(262A1)를 약화시키고 파괴하지 않도록 유지된다. 이러한 순환하여 작용하는 응력 부하는 기구 수명과 관련된 고려 사항일 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 각각의 기구 장착 접속부가 기구를 기구 머니퓰레이터에 결합시키고 결합되는 동안 상기 기구를 지지하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 제1 기구 장착 접속부(240A1_IMI)는 기구(260A1)를 지지하고 기구(260A1)를 기구 머니퓰레이터(240A1)에 결합시키고, 제2 기구 장착 접속부(240A2_IMI)는 기구(260A2)를 지지하고 기구(260A2)를 기구 머니퓰레이터(240A2)에 결합시킨다.

제1 채널 구성을 가지는 제1 엔트리 가이드에 대해서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 제1 상태를 가지고, 제2 채널 구성을 가지는 제2 엔트리 가이드에 대해서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 제2 상태를 가진다. 제1 채널 구성은 제2 채널 구성과 상이하다.

제1 상태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이, 기구(260A1)가 기구 장착 접속부(240A1_IMI)에 장착될 때, 샤프트(262A1)의 원위 단부(263A1)가 제1 채널 구성의 대응하는 채널과 정렬되도록 세로방향 운동 메카니즘(233A1)을 이동시키고 그 결과 기구 머니퓰레이터(240A1)를 이동시킴으로써, 기구 장착 접속부(240A1_IMI)를 이동시킨다.

제2 상태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이, 기구(260A1)가 기구 장착 접속부(240A1_IMI)에 장착될 때, 샤프트(262A1)의 원위 단부(263A1)가 제2 채널 구성의 대응하는 채널과 정렬되도록 기구 장착 접속부(240A1_IMI)를 이동시킨다. 제1 상태 또는 제2상태에서, 샤프트가 엔트리 가이드(270A)를 통과하는 즉시 구부러지면, 샤프트의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않고 기구의 제대로 된 작동을 하지 못하게 하지 않도록 샤프트가 엔트리 가이드(270A)를 통과하기 전에 엔트리 가이드의 대응하는 채널과 정렬된다. 여기에서, 채널 구성의 대응하는 채널은 샤프트가 통과하는 채널이다.

따라서, 제1 상태에서는, 기구 장착 접속부(240A1_IMI)의 적어도 일부분은 평면 286B(도　2b)의 제1 위치에 있다. 평면 286B는 엔트리 가이드(270A)의 세로축(285A)과 수직이다. 제2 상태에서는, 기구 장착 접속부(240A1_IMI)의 상기 일부분이 평면 286B의 제2 위치로 이동되고, 제2 위치는 제1 위치와 상이하다. 기구 장착 접속부(240A1_IMI)의 상기 일부분이 평면 286B에서 이동할 때, 기구 머니퓰레이터(240A1)의 일부분도 평면 286B와 평행한 평면에서 이동한다.

하나 이상의 기구 장착 접속부를 엔트리 가이드의 세로축과 수직인 평면에서 이동시키는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)의 여러 실시형태의 많은 예가 아래에 제공되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 이동이 평면 286B의 1차원에서의 이동이고, 다른 실시형태에서는, 상기 이동이 평면 286B의 2차원에서의 이동이다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 여기에 기술된 두 개의 상태 중의 적어도 하나를 가지는 각각의 실시형태가 아래에 기술되어 있고, 각각의 실시형태는 실행하는 상이한 방법 두 개의 상태의 각각을 나타낸다. 추가적으로, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)은 기구 장착 접속부의 이동의 수동 제어장치를 가지거나 기구 장착 접속부의 이동의 자동 제어장치를 가지도록 구현될 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 필요하다면, 기구(260A1, 260A2)의 샤프트(262A1, 262A2)가 엔트리 가이드(270)의 채널을 통과할 때, 기구 샤프트(262A1, 262A2)의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않으며 기구(260A1, 260A2)의 작동을 억제하지 못하도록, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 기구(260A1, 260A2)용 기구 장착 접속부(240A1_IMI,　240A2_IMI)를 엔트리 가이드(270A)의 채널에 대해 동시에 이동시킨다. 위에서 설명한 것과 같이, 몇몇 예에서는, 기구의 샤프트가 어떠한 구부러짐도 없이 엔트리 가이드의 채널을 통과할 수 있다. 기구 샤프트가 엔트리 가이드(270)로부터 회수될 때 자신의 원래의 형상으로 복귀하지 않는 지점까지 기구 샤프트가 구부러지면, 기구가 손상된 것으로 간주된다. 이 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)가 같은 종류의 엔트리 가이드 집단의 각각의 엔트리 가이드에 대해서 요구된 대로 각각의 기구 장착 접속부를 이동시키도록 구성되어 있고, 하나의 실시형태에서는, 조정이 사용자 입력이 거의 없는 상태로 이루어진다.

하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 기구(260A1, 260A2)가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)에 장착되기 전에, 필요에 따라, 기구 장착 접속부(240A1_IMI, 240A2_IMI)를 이동시킨다. 하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 하나의 일체형 시스템이다. 다른 실시형태에서는, 각각의 기구에 대하여 각각의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 있다. 시스템(231A)의 구현(implementation)과 관계없이, 작동은 본 명세서에 기술된 것과 같다.

상기한 바와 같이, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)은 제1 샤프트(262A1)가 엔트리 가이드(270A)의 제1 채널속으로 삽입되게 위치되도록, 그리고 제2 샤프트(262A2)가 엔트리 가이드(270A)의 제2 채널속으로 삽입되게 위치되도록 평면 286B에서 제1 기구(260A1)용 제1 기구 장착 접속부(240A1_IMI)를 이동시키고 제2 기구(260A2)용 제2 기구 장착 접속부(240A1_IMI)를 이동시키도록 구성되어 있다. 제1 채널과 제2 채널은 상이한 채널이다. 따라서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)에 의한 두 개의 접속부의 이동은 두 개의 샤프트를 효과적으로 정렬시킨다. 예를 들어, 두 개의 샤프트의 원위 단부를 엔트리 가이드(270A)의 대응하는 채널과 정렬시킨다.

아래에 기술된 하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 제1 기구용 제1 기구 장착 접속부와 제2 기구용 제2 장착 접속부의 각각에 결합되어 있는 조정 기어를 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는, 조정 기어의 운동이 동시에 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부를, 샤프트가 기구를 손상시키지 않고 제1 채널 및 제2 채널속으로 삽입될 수 있는 위치로, 예를 들어, 제1 기구 및 제2 기구가 제1 기구 장착 접속부 및 제2 기구 장착 접속부에 각각 장착될 때 제1 기구 및 제2 기구의 샤프트가 제1 채널 및 제2 채널과 각각 정렬되어 있는 위치로 이동시킨다. 다른 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 또한 조정 기어에 결합된 수동 작동식 노브를 포함한다. 사용자가 노브를 회전시키면, 결과적으로 조정 기어로 하여 조정 기어에 결합된 수술 기구를 회전시키고 이동시키게 한다. 대체 실시형태로서, 사용자는 각각의 기구 장착 접속부를 적절한 위치로 수동으로 이동시키고 핀을 이용하여 상기 위치에 기구 장착 접속부를 고정시킨다. 예를 들면, 기구 머니퓰레이터가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)의 디스크에 고정된다.

하나의 실시형태에서는, 종종 시스템(231A)이라고 칭해지는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이, 시스템(231A)에 결합되어 있는 복수의 기구의 각각에 대해서 하나씩, 복수의 가동 플랫폼을 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는, 각각의 가동 플랫폼이 세로방향 운동 메카니즘에 결합되어 있다. 예를 들어, 제1 가동 플랫폼은 제1 세로방향 운동 메카니즘(233A1)에 결합되어 있고 제2 가동 플랫폼은 제2 세로방향 운동 메카니즘(233A2)에 결합되어 있다. 가동 플랫폼의 다양한 예가 아래에 제공되어 있다.

각각의 세로방향 운동 메카니즘이 기구 머니퓰레이터 조립체에 연결되어 있고, 예를 들어, 제1 세로방향 운동 메카니즘(233A1)이 제1 기구 머니퓰레이터 조립체(240A1)에 연결되어 있고, 제2 세로방향 운동 메카니즘(233A2)이 제2 기구 머니퓰레이터 조립체(240A2)에 연결되어 있다. 각각의 세로방향 운동 메카니즘이 연결된 기구 머니퓰레이터 조립체를 근위 방향과 원위 방향으로, 예를 들어, 엔트리 가이드(270A)의 연장된 길이방향의 축(285A)을 따라서 제1 방향과 제2 방향으로 이동시킨다.

하나의 실시형태에서는, 각각의 기구 머니퓰레이터 조립체가 기구 머니퓰레이터 조립체의 원위 면에 기구 머니퓰레이터 접속부를 포함하고 있다. 각각의 기구 머니퓰레이터 조립체는 또한 기구 머니퓰레이터 접속부에 부착된 기구의 요소를 구동시키는 복수의 모터를 포함하고 있다.

하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231A)이 측면방향 운동 메카니즘을 포함하고 있다. 상기 측면방향 운동 메카니즘은 가동 플랫폼의 각각에 결합되어 있다, 다시 말해서, 복수의 기구 머니퓰레이터 조립체, 예를 들어, 제1 기구 머니퓰레이터 조립체(240A1)와 제2 기구 머니퓰레이터 조립체(240A2)의 각각에 결합되어 있다. 상기 측면방향 운동 메카니즘은 평면 286B에서 복수의 기구 머니퓰레이터 조립체를 이동시킨다, 다시 말해서, 상기 측면방향 운동 메카니즘은 세로방향 운동 메카니즘에 의해 제공된, 화살표　290으로 표시된, 운동의 방향에 수직인 평면에서 기구 머니퓰레이터 조립체를 이동시킨다. 상기 측면방향 운동 메카니즘의 다양한 예가 아래에 기술되어 있다. 이와 같이, 측면방향 운동 메카니즘은 기구 장착 접속부를 측면방향으로, 다시 말해서, 종종 엔트리 가이드(270A)의 길이방향의 축(285A)이라고 칭해지는, 연장된 길이방향의 축(285A)에 수직인 방향으로 이동시킨다. 하나의 실시형태에서는, 상기 측면방향 운동은 연장된 길이방향의 축(285A)에 수직인 평면에서의 운동이다.

도　2c는 본 명세서에 기술된 기구, 수술 기기 조립체, 그리고 조종 및 제어 시스템의 여러 실시형태를 이용하는 수술 시스템(200C)의 실시형태를 나타내는 측면 개략도이다. 세 개의 주된 구성요소는 내시경 영상 시스템(292), 외과의사의 콘솔(294)(마스터), 그리고 환자측 지지 시스템(210C)(슬레이브)이고, 이들 모두는 유선(전기적 또는 광학적) 또는 무선 연결망(296)에 의해 서로 연결되어 있다. 하나 이상의 전자 데이터 프로세서가 시스템 기능을 제공하기 위해서 상기 주된 구성 요소에 다양하게 배치될 수 있다. 여러 예가 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있는 미국 특허 출원 제11/762,165호에 개시되어 있다.

환자측 지지 시스템(210C)이 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)를 포함하고 있다. 적어도 하나의 수술 기기 조립체가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)에 결합되어 있다. 각각의 수술 기기 조립체가 수술 기구나 카메라 기구를 포함하고 있다. 예를 들면, 도　2c에서, 하나의 수술 기기 조립체가 수술하는 동안 엔트리 가이드(270C)를 통하여 뻗어 있는 샤프트(262C2)를 가진 기구(260C1)를 포함하고 있다.

엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)는, 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 종종 위치결정 시스템(231C) 또는 시스템(231C)이라고 칭해지는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)을 포함하고 있다. 위치결정 시스템(231C)은 복수의 기구의 각각이 기구 장착 접속부를 이용하여 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)에 결합될 때, 복수의 기구의 샤프트의 각각이 엔트리 가이드(270C)의 채널들 중의 하나 속으로 삽입되게 정렬되도록 복수의 기구 장착 접속부의 각각의 일부분을 평면상에서 이동시킨다. 통상적으로, 엔트리 가이드(270C)는 복수의 채널을 포함하고 있다. 따라서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)은, 필요에 따라, 특정 엔트리 가이드 채널 구성의 채널 속으로 진입하도록 복수의 샤프트의 각각을 정렬시키기 위해 복수의 기구의 각각의 기구를 이동시키는 것에 의해 기구의 샤프트를 효과적으로 이동시킨다.

따라서, 하나의 실시형태에서는, 기구가 기구 장착 접속부에 부착될 때, 기구의 샤프트가 수술에 사용된 엔트리 가이드의 채널과 제대로 정렬되도록 기구 장착 접속부가 이동된다. 다른 실시형태에서는, 기구가 기구 장착 접속부에 장착된 다음, 기구 장착 접속부가 이동된다. 기구 장착 접속부의 이동은 기구의 샤프트가 수술에 사용된 엔트리 가이드의 채널과 제대로 정렬되도록 전체 기구를 이동시킨다. 따라서, 기구 장착 접속부의 이동은 기구가 기구 장착 접속부의 이동 전에 장착되는지 또는 기구 장착 접속부의 이동 후에 장착되는지와 관계없이 동일하다.

하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)의 위치결정 요소, 예를 들어, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)의 측면방향 운동 메카니즘의 위치결정 요소가 복수의 기구 장착 접속부를 동시에 이동시키고 그 결과 각각의 기구를 그 기구의 샤프트가 엔트리 가이드(270C) 속으로 진입되기에 적합한 위치로 이동시키기 위해서 평면에서 이동한다. 종종 궤적이라고 칭하는, 상기 평면에서의 이동의 경로는, 예를 들면, 원호, 직선, 원호들의 구불구불한 결합 형태, 또는 곡선 경로와 직선의 여러가지 결합 형태일 수 있다. 따라서, 궤적은 하나의 자유도나 두 개의 자유도를 가질 수 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 평면이 엔트리 가이드(270C)의 길이방향의 축에 수직이다. 따라서, 이 실시형태에서는, 상기 궤적의 각각이, 종종 세로축이라고 칭하는, 엔트리 가이드(270C)의 길이방향의 축에 수직인 평면에 있다. 전형적인 궤적　226, 궤적　227,　궤적 228, 및 궤적 229의 여러 예에 대해서는 도　2d를 참고하면 된다.

위치결정 요소가 궤적을 따라서 이동할 때, 기구 장착 접속부는 동일한 궤적을 따라서 이동되고, 기구 장착 접속부에 결합된 기구의 샤프트의 원위 팁은 효과적으로 동일한 궤적을 따라서 이동한다. 이와 같이, 위치결정 요소의 이동은 샤프트가 엔트리 가이드(270C)의 채널과 정렬되는 위치로 샤프트를 이동시킨다. 이 위치에서, 샤프트는 기구를 손상시키지 않으며 기구의 작동을 억제하지 않고 엔트리 가이드(270C)의 채널로 진입하여 엔트리 가이드(270C)의 채널을 통과할 수 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)으로 구현된 특정 경로는 적어도 부분적으로 시스템(231C)에 장착될 수 있는 수술 기기 조립체의 종류 및/또는 엔트리 가이드(270C)의 채널의 구성에 의존한다.

아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 상이한 수술에는 상이한 엔트리 가이드가 사용된다. 갈비뼈를 통하여 신체 내부로 진입하는 엔트리 가이드는 복부의 절개부를 통하여 신체 내부로 진입하는 엔트리 가이드와는 통상적으로 상이한 형상을 가지고 있다. 엔트리 가이드의 상이한 형상은 엔트리 가이드를 통하여 뻗어 있는 채널의 상이한 레이아웃, 다시 말해서, 상이한 채널 구성을 요한다.

또한, 기구의 샤프트의 형상 및/또는 크기는 상이한 기구에 대해서 상이하게 될 수 있다. 엔트리 가이드는 특정 수술에 사용된 기구의 샤프트의 형상 및 크기에 맞도록 사용된다. 도　2d에 도시된 것과 같은 궤적은 환자측 지지 시스템(210C)에 사용될 수 있는 복수의 엔트리 가이드에 맞게 되어 있다.

엔트리 가이드(270C)와 같은, 엔트리 가이드가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)에 장착되고, 기구, 예를 들어, 기구(260C1)가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)에 장착되면, 제어 시스템은 기구(260C1)의 샤프트(262C1)가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)에 의해 엔트리 가이드(270C)의 채널과 정렬될 수 있는지 또는 정렬되었는지 여부를 결정한다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)이 샤프트(262C1)를 제대로 정렬시킬 수 없으면, 경보기가 작동되고 시스템이 기구(260C1)를 거부한다.

기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)이 기구 장착 접속부를 이동시킬 수 있고 그 결과 전체 수술 기기 조립체를 샤프트(262C1)가 엔트리 가이드(270C)의 대응하는 채널을 통과할 때, 기구(260C1)가 손상되지 않도록 하는 위치로 이동시킬 수 있으면 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)이 샤프트(262C1)를 제대로 정렬시킬 수 있다. 통상적으로, 기구(260C1)가 손상되지 않는다는 것은 샤프트(262C1)가 손상되는, 예를 들어, 영구적으로 구부러지는 지점까지 샤프트(262C1)가 구부러지지 않는 것, 및/또는 기구(260C1)가 작동하는 동안 샤프트(262C1)를 통과하는 요소의 작동이 방해되지 않는 것을 의미한다.

하나의 실시형태에서는, 복수의 수술 기기 조립체(280C) 중의 적어도 하나의 수술 기기 조립체가 단단하지만, 이 단단한 부분이 엔트리 가이드(270C)와 샤프트의 근위 단부의 사이에서 탄성적으로 구부러질 수 있는 부분을 가진 샤프트를 포함한다. 화살표　290이 원위 방향과 근위 방향을 나타낸다. 하나의 실시형태에서는, 기구 샤프트에 작용하는 굽힘 응력 또는 응력을 미리 정해진 응력 프로파일 내에 유지시키기 위해서 복수의 수술 기기 조립체(280C)의 각각의 수술 기기 조립체가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)에 의해 위치되어 있다. 이것은 구부러짐에 의해서 기구 샤프트가 그리고 결과적으로 기구가 손상되지 않는 것, 예를 들어, 샤프트가 우그러지지 않고 영구적으로 형상을 변경시키지 않도록 샤프트에 작용하는 응력이 제어되는 것을 보장한다. 추가적으로, 상기 응력은 샤프트가 엔트리 가이드(270C)에서 롤링운동할 때, 순환하여 작용하는 응력이 샤프트를 약화시켜서 샤프트를 파괴하지 않도록 유지된다.

기구 장착 접속부를 이동시키는 것에 의해서 엔트리 가이드의 채널에 대해 기구를 그리고 결과적으로 기구의 샤프트를 각각 따로 위치시키는 능력은 환자측 지지 시스템(210C)에 다용도성(versatility)을 제공한다. 예를 들면, 이 능력은 상이한 채널 구성을 가진 엔트리 가이드가 환자측 지지 시스템(210C)에 사용될 수 있게 해 준다. 추가적으로, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 수술 특유의 기구(surgical procedure specific instrument)에 대한 필요성을 없앤다. 다시 말해서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템은 본 명세서에 기술되어 있는 것과 같이, 기구 샤프트를 여기저기로 이동시킴으로써 다양한 엔트리 가이드를 가진 공통의 기구 집단의 사용을 가능하게 한다.

기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)을 가진 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)를 더욱 상세하게 고려하기 전에, 수술 시스템(200C)의 다른 여러 실시형태를 기술한다. 영상 시스템(292)은, 예를 들어, 수술 부위의 포착된 내시경 영상 데이터 및/또는 환자 외부에 있는 다른 영상 시스템으로부터의 수술전 영상 데이터 또는 실시간 영상 데이터에 영상 처리 기능을 실행한다. 영상 시스템(292)은 처리된 영상 데이터(예를 들어, 관련 제어 정보와 환자 정보뿐만 아니라, 수술 부위의 영상)를 외과의사의 콘솔(294)에 있는 외과의사에게 출력한다. 몇몇 실시형태에서는, 처리된 영상 데이터가 다른 수술실 의료진 또는 수술실로부터 떨어져 있는 하나 이상의 위치에서 보이는 선택적인 외부 모니터로 출력된다(예를 들어, 다른 위치에 있는 외과의사가 비디오를 모니터할 수 있는 경우; 생중계 비디오(live feed video)가 교육을 위해 사용될 수 있는 경우 등).

외과의사의 콘솔(294)은, 일괄하여 슬레이브(slave: 종속장치)라고 칭해지는, 기구, 엔트리 가이드 및 영상 시스템 장치를 외과의사가 조종할 수 있게 해주는 복수의 자유도("DOF") 기계 입력 장치("마스터")를 포함하고 있다. 몇몇 실시형태에서 이러한 입력 장치는 기구 및 수술 기기 조립체 구성요소로부터 외과의사에게로 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 외과의사의 콘솔(294)은 또한 디스플레이의 영상이 디스플레이 스크린의 뒤쪽/아래쪽에서 작업하는 외과의사의 손에 대응하는 거리에 대체로 초점이 맞추어지도록 위치된 입체 비디오 출력 디스플레이도 포함하고 있다. 이러한 실시형태는 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있는 미국 특허 제6,671,581호에 보다 상세하게 개시되어 있다.

예를 들면, 마스터들 중의 한 쪽 또는 양 쪽으로 영상 속에 제공된 기구를 이동시키는 외과의사에 의해 기구의 삽입 동안 제어가 완수될 수 있고; 외과의사는 마스터를 이용하여 영상 속의 기구를 좌우로 이동시키고 기구를 외과의사쪽으로 당긴다. 마스터의 움직임은 영상 시스템 및 관련 수술 기기 조립체로 하여 출력 디스플레이상의 고정된 중심점쪽으로 나아가고 환자 내부로 전진하도록 명령한다. 하나의 실시형태에서는, 마스터 핸들이 이동하는 방향과 동일한 방향으로 영상이 이동하도록 마스터가 영상에 고정되어 있다는 느낌을 주도록 카메라 제어장치가 설계되어 있다. 이러한 설계는 외과의사가 카메라 제어장치로부터 떠나는 경우에 기구를 제어하도록 마스터를 정확한 위치에 있게 하고, 따라서 이러한 설계는 기구 제어를 시작하거나 재개하기 전에 마스터를 움켜잡고(결합해제), 이동시키고, 그리고 움켜잡은 마스터를 원위치에 놓아줄(결합) 필요를 없앤다. 몇몇 실시형태에서는, 큰 마스터 작업 공간을 사용하는 것을 피하도록 마스터 위치결정이 삽입 속도에 비례하게 될 수 있다. 대체 실시형태로서, 외과의사가 삽입을 위한 래칫 작용(ratcheting action)을 이용하기 위해 마스터를 움켜잡고 움겨잡은 마스터를 놓아줄 수 있다. 몇몇 실시형태에서는, 삽입이 수동으로 제어될 수 있고(예를 들어, 수동식 휠에 의해), 수술 기기 조립체의 원위 단부가 수술 부위 근처에 있을 때에는 자동 삽입(예를 들어, 서보모터 구동 롤러에 의해)이 이루어진다. 삽입 궤적에 대해 이용가능한 공간과 환자의 해부 구조의 수술전 또는 실시간 영상 데이터(예를 들어, MRI, X-선)가 삽입을 돕기 위해서 사용될 수 있다.

환자측 지지 시스템(210C)은 바닥 장착식 베이스(201C), 또는 대체 형태로서 천장 장착식 베이스(도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다. 베이스(201C)는 이동가능하거나 (예를 들어, 바닥, 천장, 벽, 또는 수술대와 같은 다른 장비에) 고정될 수 있다.

베이스(201C)는 수동적인, 제어되지 않는 세트업 아암 조립체(220C)와 능동적으로 제어되는 머니퓰레이터 아암 조립체(230C)를 포함하는 아암 조립체를 지지하고 있다. 능동적으로 제어되는 머니퓰레이터 아암 조립체(230C)가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)라고 지칭된다.

하나의 예에서, 세트업 부분은 제1 세트업 링크(202C)와 두 개의 수동적 회전 세트업 조인트(203C 및 205C)를 포함하고 있다. 세트업 조인트(203C 및 205C)용 조인트 브레이크가 풀어지면 회전 세트업 조인트(203C 및 205C)는 결합된 세트업 링크(204C 및 206C)의 수동 위치결정을 허용한다. 대체 실시형태로서, 이러한 세트업 조인트 중의 일부는 능동적으로 제어될 수 있고, 보다 많은 수 또는 보다 적은 수의 세트업 조인트가 다양한 구성으로 사용될 수 있다. 세트업 조인트(203C 및 205C) 및 세트업 링크(204C 및 206C)는 사람이 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)를 직교좌표 x, y, z 공간의 다양한 위치와 방향으로 배치시키는 것을 가능하게 한다. 아암 조립체(220C)의 링크(202C)와 베이스(201C) 사이의 수동적 프리즈메틱 세트업 조인트(도시되어 있지 않음)이 큰 수직방향의 조정　212C을 위해서 사용될 수 있다.

원격 운동 중심(246C)은 요잉운동 축, 피칭운동 축, 그리고 롤링운동 축이 교차하는 위치(다시 말해서, 조인트가 자신의 운동 범위 전체에 걸쳐서 이동하는 동안 연쇄(kinematic chain)가 효과적으로 고정된 상태로 유지되는 위치)이다. 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 이러한 능동적으로 제어되는 조인트의 일부는 각각의 기구의 DOF(자유도)를 제어하는 것과 관련되어 있는 머니퓰레이터이고, 이러한 능동적으로 제어되는 조인트의 다른 것은 이러한 머니퓰레이터들 중의 한 개의 조립체의 DOF(자유도)를 제어하는 것과 관련되어 있다. 능동적 조인트와 링크는 모터 또는 다른 액추에이터에 의해 이동될 수 있고 외과의사의 콘솔(294)에서의 마스터 아암 운동과 관련되어 있는 운동 제어 신호를 수신한다.

도　2c에 도시되어 있는 바와 같이, 머니퓰레이터 조립체 요잉운동 조인트(211C)는 세트업 링크(206C)의 단부와 제1 머니퓰레이터 링크(213C)의 제1 단부, 예를 들어, 근위 단부의 사이에 결합되어 있다. 상기 요잉운동 조인트(211C)는 제1 머니퓰레이터 링크(213C)가 세트업 링크(206C)에 대해 머니퓰레이터 조립체 요잉운동 축(223C) 둘레로의 "요잉운동"이라고 임의로 정의될 수 있는 운동으로 움직일 수 있게 해준다. 도　2c에 도시되어 있는 바와 같이, 요잉운동 조인트(211C)의 회전축은 대체로 기구가 환자 내부로 진입하는 위치(예를 들어, 복부 수술에 대해서 배꼽)인 원격 운동 중심(246C)과 정렬되어 있다.

하나의 실시례에서, 세트업 링크(206C)는 수평면 또는 x, y 평면에서 회전가능하고 요잉운동 조인트(211C)는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)의 제1 머니퓰레이터 링크(213C)가 요잉운동 축(223C)에 대해서 회전하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 세트업 링크(206C), 요잉운동 조인트(211C), 그리고 제1 머니퓰레이터 링크(213C)가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)에 대해서, 요잉운동 조인트(211C)를 통하여 원격 운동 중심(246C)까지 수직선으로 표시되어 있는 것과 같이, 일정하게 수직인 요잉운동 축(223)을 제공한다.

제1 머니퓰레이터 링크(213C)의 원위 단부는 제1 능동적으로 제어되는 회전 조인트(214C)에 의해 제2 머니퓰레이터 링크(215C)의 근위 단부에 결합되어 있다. 제2 머니퓰레이터 링크(215C)의 원위 단부는 제2 능동적으로 제어되는 회전 조인트(216C)에 의해 제3 머니퓰레이터 링크(217C)의 근위 단부에 결합되어 있다. 제3 머니퓰레이터 링크(217C)의 원위 단부는 제3 능동적으로 제어되는 회전 조인트(218C)에 의해 제4 머니퓰레이터 링크(219C)의 원위부에 결합되어 있다.

하나의 실시례에서, 제2 머니퓰레이터 링크(215C), 제3 머니퓰레이터 링크(217C), 및 제4 머니퓰레이터 링크(219C)는 결합된 운동 메카니즘(coupled motion mechanism)으로서 작용하기 위해 함께 결합된다. 결합된 운동 메카니즘은 잘 알려져 있다(예를 들어, 상기 메카니즘은 입력 링크 운동과 출력 링크 운동이 서로 평행하게 유지되어 있을 때 평행 운동 링크장치로 알려져 있다). 예를 들어, 제1 능동적으로 제어되는 회전 조인트(214C)가 능동적으로 회전하면, 제4 머니퓰레이터 링크(219C)가 제2 머니퓰레이터 링크(215C)에 대해 일정한 관계로 움직이도록 제2 능동적으로 제어되는 회전 조인트(216C) 및 제3 능동적으로 제어되는 회전 조인트(218C)도 능동적으로 회전한다. 따라서, 제1 능동적으로 제어되는 회전 조인트(214C), 제2 능동적으로 제어되는 회전 조인트(216C) 및 제3 능동적으로 제어되는 회전 조인트(218C)의 회전 축이 평행한 것을 알 수 있다. 이들 축이 요잉운동 조인트(211C)의 회전축(223)에 수직일 때, 제2 머니퓰레이터 링크(215C), 제3 머니퓰레이터 링크(217C) 및 제4 머니퓰레이터 링크(219C)는 머니퓰레이터 조립체 피칭운동 축 둘레로의 "피칭운동"이라고 임의로 정의될 수 있는 운동으로 제1 머니퓰레이터 링크(213C)에 대해서 움직인다. 이 실시형태에서는 머니퓰레이터 피칭운동 축이 원격 운동 중심(246C)에서 도　2c의 지면에 대해 수직인 방향으로 뻗어 있다. 머니퓰레이터 조립체 피칭운동 축 둘레로의 운동은 화살표　221C로 표시되어 있다. 이 실시례에서는 제2 머니퓰레이터 링크(215C), 제3 머니퓰레이터 링크(217C) 및 제4 머니퓰레이터 링크(219C)가 한 개의 조립체로서 움직이기 때문에, 제1 머니퓰레이터 링크(213C)는 능동적인 근위 머니퓰레이터 링크로 간주될 수 있고, 제2 머니퓰레이터 링크 내지 제4 머니퓰레이터 링크(215C,　217C, 219C)는 일괄하여 능동적인 원위 머니퓰레이터 링크로 간주될 수 있다.

종종 플랫폼(232C)이라고 칭해지는, 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체 플랫폼(232C)이 제4 머니퓰레이터 링크(219C)의 원위 단부에 결합되어 있다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)는 상기 플랫폼(232C)에 회전가능하게 장착되어 있다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)을 포함하고 있다.

복수의 수술 기기 조립체(280C)의 각각이 삽입 조립체(235C)에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)에 결합되어 있다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)는 복수의 수술 기기 조립체(280C)를 축　225C의 둘레로 집단적으로 회전시킨다. 구체적으로 말하면, 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)는 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체 롤링운동 축(225C) 둘레로의 "롤링운동"이라고 임의로 정의될 수 있는 운동으로 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체 플랫폼(232C)에 대해서 한 개의 장치로서 회전한다.

최소 침습 수술을 위해서, 기구는 불필요한 조직 손상을 피하기 위해 절개부나 천연적인 구멍에서 기구가 환자의 신체 내부로 진입하는 위치에 대해서 실질적으로 고정된 상태로 유지되어야 한다. 따라서, 기구의 요잉운동과 피칭운동은 공간에서 상대적으로 고정된 상태로 있는 머니퓰레이터 조립체 롤링운동 축(225C) 상의 한 개의 위치 주위에 집중되어야 한다. 이 위치를 원격 운동 중심(246C)이라고 한다.

한 개의 작은 절개부(예를 들어, 배꼽에 있는 절개부) 또는 천연적인 구멍을 통하여 (카메라 기구를 포함하는) 모든 기구가 진입해야 하는, 한 개의 진입 구멍 수술(single port surgery)에 대해서, 모두 기구는 상기와 같은 대체로 고정된 원격 운동 중심(246C)에 대해서 이동하여야 한다. 따라서, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)의 원격 운동 중심(246C)은 머니퓰레이터 조립체 요잉운동 축(223C)과 머니퓰레이터 조립체 피칭운동 축(221C)의 교차에 의해서 정해진다. 제2 머니퓰레이터 링크(215C), 제3 머니퓰레이터 링크(217C) 및 제4 머니퓰레이터 링크(219C)의 구성과, 제1 능동적으로 제어되는 회전 조인트(214C), 제2 능동적으로 제어되는 회전 조인트(216C) 및 제3 능동적으로 제어되는 회전 조인트(218C)의 구성은, 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)를 환자에 대해서 자유롭게 이동할 수 있게 하기에 충분한 거리를 두고 원격 운동 중심(246C)이 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)에서 먼 쪽에 배치되도록 되어 있다. 머니퓰레이터 조립체 롤링운동 축(225C)도 원격 운동 중심(246C)과 교차한다.

캐뉼라(275C)는 하나의 실시례에서 제4 머니퓰레이터 링크(219C)의 원위 단부(219C_P)에 결합되어 있는 캐뉼라 장착부에 탈착가능하게 결합되어 있다. 하나의 구현형태에서, 상기 캐뉼라 장착부는, 상기 캐뉼라 장착부를 제4 머니퓰레이터 링크(219C)에 인접한 수납 위치(stowed position)와 원격 운동 중심(246C)이 캐뉼라를 따라 배치되도록 캐뉼라를 정확한 위치에 유지시키는 수술 위치 사이에서 이동할 수 있게 하는 회전 조인트에 의해 제4 머니퓰레이터 링크(219C)에 결합되어 있다. 수술하는 동안, 상기 캐뉼라 장착부는 하나의 실시형태에 따라 제4 머니퓰레이터 링크(219C)에 대해 제자리에 고정되어 있다.

본 설명에서, 캐뉼라는 통상적으로 기구 또는 엔트리 가이드가 환자 조직을 문지르는 것을 방지하기 위해서 사용된다. 캐뉼라는 절개부와 천연적인 구멍의 양자 모두에 대해서 사용될 수 있다. 기구 또는 엔트리 가이드가 자신의 삽입축(세로축)에 대해서 빈번하게 병진운동하거나 회전하지 않는 상황에 대해서는, 캐뉼라가 사용되지 않을 수 있다. 흡입제를 필요로 하는 상황에 대해서는, 캐뉼라가 기구 또는 엔트리 가이드를 통하여 과도한 흡입제 가스가 누출되는 것을 방지하는 시일을 포함할 수 있다. 흡입제를 제공하는 캐뉼라 조립체와 수술 부위에 흡입제 가스를 필요로 하는 수술의 여러가지 예는 미국 특허 출원 제12/705,439호(2010년 2월 12일자로 출원됨; "한 개의 진입 구멍 시스템(single port system)의 복수의 기구를 위한 엔트리 가이드"를 개시함)에서 볼 수 있고, 상기 문헌의 전체 개시내용은 사실상 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있다. 흡입제를 필요로 하지 않는 흉부 수술에 대해서는, 캐뉼라 시일이 생략될 수 있고, 기구 또는 엔트리 가이드 삽입 축 이동이 최소로 되면, 캐뉼라 자체가 생략될 수 있다. 단단한 엔트리 가이드는, 엔트리 가이드에 대해서 삽입되는 기구에 대한 일부 구성에서 캐뉼라로서 기능할 수 있다. 캐뉼라와 엔트리 가이드는, 예를 들면, 강 또는 압출 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 강보다 덜 비싼 플라스틱이 일회용으로 적합할 수 있다.

다양한 수동적 세트업 조인트/링크 및 능동적 조인트/링크는 기구 머니퓰레이터를 위치결정시키는 것에 의해 환자가 이동가능한 테이블상의 다양한 위치에 배치될 때 큰 운동 범위를 가진 기구와 영상 시스템을 이동시킬 수 있다. 몇몇 실시례에서는, 캐뉼라 장착부가 근위 링크 또는 제1 머니퓰레이터 링크(213C)에 결합될 수 있다.

머니퓰레이터 아암의 특정 세트업 조인트 및 능동적 조인트와 링크는 수술 시스템의 크기와 형상을 줄이기 위해서 생략될 수 있거나, 자유도를 증가시키기 위해서 조인트와 링크가 추가될 수 있다. 머니퓰레이터 아암이 수술을 위해 필요한 다양한 자세를 이루어 내기 위해서 링크, 수동적 조인트, 그리고 능동적 조인트의 다양한 결합형태를 포함할 수 있다(리던던트 자유도(redundant DOF)가 제공될 수 있다)는 것을 알아야 한다. 게다가, 다양한 기구 단독으로 또는 엔트리 가이드, 복수의 기구, 및/또는 복수의 엔트리 가이드, 그리고 다양한 구성(예를 들어, 기구 트랜스미션 수단 또는 기구 머니퓰레이터의 근위 면 또는 원위 면에 있는 구성)을 통하여 기구 머니퓰레이터에 결합된 기구(예를 들어, 액추에이터 조립체)를 포함하는 수술 기기 조립체가 본 발명의 여러 실시형태에 적용될 수 있다.

복수의 수술 기기 조립체(280C)의 각각이 기구 머니퓰레이터 조립체 및 수술 기구와 카메라 조립체 중의 하나를 포함하고 있다. 도　2c에서는, 복수의 수술 기기 조립체(280C) 중의 두 개가 보이고, 두 개의 보이는 수술 기기 조립체의 각각이 기구 머니퓰레이터 조립체와 기구를 포함하고 있다. 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1 및 240C2)의 각각이 원격조종되고, 하나의 실시형태에서는, 상기 각각의 기구 머니퓰레이터 조립체가 종종 원격조종식 기구 머니퓰레이터 조립체라고 칭해진다. 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C2)의 각각이 상이한 삽입 조립체에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(233C)에 결합되어 있다. 예를 들어, 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1)가 삽입 조립체(235C)에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체에 결합되어 있다.

하나의 실시형태에서는, 삽입 조립체(235C)가 대응하는 수술 기기 조립체를 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(235C)로부터 멀어지게 이동시키거나 엔트리 가이드 머니퓰레이터 조립체(235C)쪽으로 이동시키는 텔레스코핑 조립체(telescoping assembly)이다. 도　2c에서, 삽입 조립체(235C)는 완전히 후퇴된 위치에 있다.

기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C2)의 각각이 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C1)의 출력 접속부의 복수의 출력장치를 구동시키는 복수의 모터를 포함하고 있다. 기구(260C1,　260C2)의 각각이 트랜스미션 장치를 수용하는 본체를 포함하고 있다. 트랜스미션 장치는 복수의 입력장치를 포함하는 입력 접속부를 포함하고 있다. 기구(260C1,　260C2)의 각각은 또한 상기 본체로부터 원위 방향으로 뻗어 있는 종종 메인 튜브라고 칭해지는 샤프트(262C1,　262C2)를 포함하고 있다. 엔드 이펙터(263C)가 샤프트의 원위 단부에 결합되어 있다. 기구 머니퓰레이터 조립체와 수술 기구의 한 가지 예에 대해서는, 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있는 미국 특허 출원 제61/866,115호(2013년 8월 15일자로 출원)를 참고하면 된다.

기구(260C1,　260C2)의 각각은, 기구(260C1,　260C2)의 트랜스미션 장치의 입력 접속부의 복수의 입력장치가 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C2)의 기구 장착 접속부의 복수의 출력장치에 의해 구동되도록 대응하는 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C2)의 기구 장착 접속부에 결합되어 있다. 미국 특허 출원 제61/866,115호(2013년 8월 15일자로 출원) 참고.

하나의 실시형태에서는, 살균 수술 드레이프의 일부분인 멤브레인 접속부(membrane interface)가 기구 머니퓰레이터 조립체(240C)의 기구 장착 접속부와 기구(260C)의 트랜스미션 장치의 입력 접속부의 사이에 배치될 수 있다. 멤브레인 접속부와 살균 수술 드레이프의 예에 대해서는, 예를 들면, 미국 특허출원 공보 제 US　2011/0277776 A1호를 참고하면 된다. 다른 실시형태에서는, 살균 수술 드레이프의 일부분인 살균 어댑터가 기구 머니퓰레이터 조립체(240C)의 기구 장착 접속부와 기구(260C)의 트랜스미션 장치의 입력 접속부의 사이에 배치될 수 있다. 살균 어댑터와 살균 수술 드레이프의 예에 대해서는, 예를 들면, 미국 특허출원 공보 제 US　2011/0277775 A1호를 참고하면 된다.

하나의 실시형태에서는, 하나 이상의 기구 머니퓰레이터 조립체가 특정 종류의 기구, 예를 들면, 카메라 기구를 지지하고 작동시키도록 구성될 수 있다. 도　2c에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 수술 기기 조립체(280C)의 샤프트는 기구의 본체로부터 원위방향으로 뻗어 있다. 샤프트는 (예를 들어, 체벽을 통하여 또는 천연적인 구멍에서) 환자 내부로 진입하는 진입 구멍에 배치된 공통의 캐뉼라(275C)를 통하여 뻗어 있다. 하나의 실시형태에서는, 기구 샤프트에 대한 추가적인 지원을 제공하기 위해서, 엔트리 가이드(270C)가 캐뉼라(275C) 내에 위치되어 있고, 각각의 기구 샤프트가 엔트리 가이드(270C)의 채널을 통하여 뻗어 있다.

수술 시스템(200C)을 이용하여 시행될 수 있는 수술은 신체의 상이한 구역에서 시행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 수술은 환자의 입을 통하여 시행될 수 있다. 다른 수술은 환자의 갈비뼈 사이에서 시행될 수 있다. 또 다른 수술은 환자의 다른 구멍을 통하거나 환자의 절개부를 통하여 시행될 수 있다. 환자 내부로의 각각의 상이한 진입은 엔트리 가이드의 상이한 형상 및/또는 상이한 크기를 필요로 할 수 있다. 따라서, 특정 수술에 대해서 적절한 엔트리 가이드(270C)가 선택된다.

복부 수술에 적합한 엔트리 가이드는 입을 통하거나 갈비뼈 사이를 통하여 이루어지는 수술에는 적합하지 않을 수 있다. 엔트리 가이드의 크기와 형상은 복수의 수술 기기 조립체(280C)의 샤프트(262C1,　262C2)에 대한 엔트리 가이드의 전체에 걸쳐서 채널의 위치를 제한한다. 따라서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)이 샤프트(262C1,　262C2)의 각각이 엔트리 가이드(270C)의 상이한 채널 속으로 진입할 수 있게 제대로 정렬되도록 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C2)의 각각 및 대응하는 기구(260C1,　260C2)를 이동시킨다. 하나의 실시형태에서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)은, 샤프트가 엔트리 가이드(270C)를 통과할 때 샤프트의 근위 단부와 샤프트의 엔트리 가이드(270C)와의 접촉 지점 사이에서의 샤프트(262C1,　262C2)에서의 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않으며 기구의 작동을 억제하지 않도록 샤프트(262C1,　262C2)를 정렬시키기 위해 기구 머니퓰레이터 조립체(240C1,　240C2)의 각각 및 대응하는 기구(260C1,　260C2)를 이동시킨다. 이와 같이, 상기 수술 시스템(200C)은 다양한 기구를 사용하도록 구성되어 있을 뿐만아니라, 상기 수술 시스템(200C)은 다양한 상이한 엔트리 가이드를 사용하도록 구성되어 있다. 이러한 상이한 엔트리 가이드의 다양한 결합형태가 키트(kit)로 제공된다.

도　2d는 복수의 수술 기기 조립체(280C) 중의 상이한 하나가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)에 의해 이동될 수 있는 예시적인 경로　226 내지 경로　229의 그림이다. 이 예에서는, 세 개의 경로　227 내지 경로 229가 곡선 경로이고 하나의 경로　226이 직선 경로이다. 하나의 실시형태에서는, 직선 경로　226이 카메라 기구용으로 사용되고 세 개의 곡선 경로　227 내지 경로　229가 수술 기구용으로 사용된다. 상기 수술 시스템(200C)과 함께 사용될 수 있는 각각의 엔트리 가이드는, 네 개의 경로 중의 하나의 경로에 위치된 수술 기기 조립체가 채널을 통하여 수술 기기 조립체의 샤프트를 통과할 수 있고 기구의 의도한 목적에 대해서 정확하게 작동할 수 있도록 위치된 채널을 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231C)이 자동적으로 전체 수술 기기 조립체의 각각을 상기 수술 시스템(200C)에 사용되는 엔트리 가이드에 대한 경로상의 적절한 위치로 이동시킨다. 다른 실시형태에서는, 전체 수술 기기 조립체의 각각이 상기 수술 시스템(200C)에 사용되는 엔트리 가이드에 대한 경로상의 적절한 위치로 수동적으로 이동된다.

도　2e는 환자측 지지 시스템(210C)의 한 실시형태(210E)의 그림이다. 이 실시형태에서는, 환자측 지지 시스템(210E)이 수동적 세트업 아암(220E)와 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)를 가지고 있는 환자측 카트(210E)로 구현되어 있다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)는 복수의 수술 기기 조립체를 지지한다.

하나의 실시형태에서는, 복수의 수술 기기 조립체의 적어도 하나가 includes an 기구 머니퓰레이터 조립체(240E), 살균 어댑터 조립체(250E), 그리고 기구(260E)를 포함하고 있다. 종종 샤프트라고 칭해지는, 기구(260E)의 메인 튜브는 수술하는 동안 엔트리 가이드(270E)의 채널을 통하여 뻗어 있다.

기구(260E)를 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 결합시키기 위해서 기구 머니퓰레이터 조립체(240E)와 살균 어댑터 조립체(250E)를 사용하는 것은 단지 예시적인 것이며 제한하기 위한 것은 아니다. 기구(260E)는 샤프트(262E)의 채널 속으로의 진입을 위해 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)이 샤프트(262E)를 엔트리 가이드(270E)의 대응하는 채널과 정렬시킬 수 있도록 다른 방식으로 엔트리 가이드 머니퓰레이터에 결합될 수 있다.

엔트리 가이드(270E)는 캐뉼라(275E)에 이동가능하게 장착된다. 엔트리 가이드(270E)는, 필요하다면, 흡입제 시일을 유지할 수 있고, 엔트리 가이드(270E)는 환자(299)의 신체 내부로의 진입구에서 기구의 샤프트를 지지한다. 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 복수의 상이한 엔트리 가이드가 환자측 지지 시스템(210E)에 장착되어 사용될 수 있다. 통상적으로, 각각의 상이한 종류의 수술에 대해서 상이한 엔트리 가이드가 사용된다.

환자측 지지 시스템(210E)를 사용하여 시행될 수 있는 상이한 수술은 신체의 상이한 부분에서 시행될 수 있다. 예를 들면, 하나의 수술은 환자(299)의 입을 통하여 시행될 수 있다. 다른 하나의 수술은 환자(299)의 갈비뼈 사이에서 시행될 수 있다. 또 다른 수술은 환자(299)의 다른 구멍을 통하여 시행될 수 있다. 복부 수술에 적합한 엔트리 가이드(270E)는 입을 통하여 시행되거나 갈비뼈 사이에서 시행되는 수술에는 적합하지 않을 수 있다. 입을 통하여 시행되거나 갈비뼈 사이에서 시행되는 수술에 대해서는 상이한 형상의 엔트리 가이드가 필요할 수 있다.

환자측 지지 시스템(210E)은 다양한 기구를 사용하도록 구성되어 있을 뿐만 아니라, 상기 환자측 지지 시스템(210E)은 다양한 상이한 엔트리 가이드를 사용하도록 구성되어 있다. 이러한 상이한 엔트리 가이드의 다양한 결합형태가 키트로 제공된다.

갈비뼈 사이의 수술을 위한 갈비뼈용 엔트리 가이드가 엔트리 가이드(270E)를 대체하면, 갈비뼈용 엔트리 가이드의 채널 구성이 엔트리 가이드(270E)의 채널 구성과 상이하다, 예를 들어, 채널들의 서로에 대한 배치상태가 상기 두 개의 엔트리 가이드에서 상이하다. 또한, 엔트리 가이드(270E)를 사용하는 수술이 완료되고 갈비뼈용 엔트리 가이드가 환자측 시스템(201E)에 장착된 후 하나 이상의 상이한 수술 기기 조립체가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착될 수 있다. 따라서, 수술 기기 조립체의 샤프트의 위치가 갈비뼈용 엔트리 가이드 속으로의 삽입을 위해 제대로 정렬될 개연성이 낮다. 이러한 문제를 바로잡기 위해서, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)을 포함하고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)은, 수술 기기 조립체가 기구 장착 접속부의 각각에 장착될 경우, 샤프트가 갈비뼈용 엔트리 가이드의 대응하는 채널을 통과할 때 각각의 기구 샤프트가 손상되지 않도록 수술 기기 조립체용 기구 장착 접속부를 갈비뼈용 엔트리 가이드의 채널에 대해서 동시에 위치시킨다. 몇몇 실시형태에서는, 이것이 사용자 입력이 거의 없이 이루어진다.

도　2e에 도시된 구성으로 돌아가면, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착된 복수의 수술 기기 조립체가 서로 근접하게 이격되어 있다. 이러한 근접 밀집 배치(close packing arrangement)를 가능하게 하고 엔트리 가이드(270E)의 채널이 서로 근접하게 되는 것을 가능하게 하기 위해서, 하나의 실시형태에서는, 기구의 샤프트가 기구 하우징으로부터 경사져 있고(도　4b 참고), 몇몇 실시형태에서는, 샤프트가 캐뉼라(275E)를 통과할 때 엔트리 가이드(270E)에 대해서 구부러져 있다. 방금 기술한 것과 같이, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)은, 샤프트가 엔트리 가이드(270E)의 대응하는 채널을 통과할 때 각각의 기구 샤프트가 손상되지 않도록, 필요에 따라, 전체 수술 기기 조립체의 각각을 엔트리 가이드(270E)의 대응하는 채널에 대하여 동시에 위치시킨다. 다시, 하나의 실시형태에서, 이것이 사용자 입력이 거의 없이 이루어진다.

하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)이 필요한 센서와 액추에이터의 갯수를 제한한다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)은 롤 시스템 in 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 롤 시스템과 동기화되어 있다. 상기 롤 시스템은 수술 기기 조립체를 집단적으로 롤링운동시킨다. 하나의 실시형태에서는, 엔트리 가이드(270E)속으로의 삽입을 위해 수술 기기 조립체의 샤프트를 정렬시키고 동기화를 유지시키기 위해서 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)에 기어장치가 사용된다.

기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)의 설계형태와 크기를 더욱 단순화하기 위해서, 하나의 실시형태에서는, 복수의 기구 샤프트의 각각을 엔트리 가이드(270E)의 대응하는 채널에 대해 정렬시키기 위해서 사용된 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)의 움직임이 하나의 실시형태에서는 하나의 자유도로 제한되고, 다른 실시형태에서는 두 개의 자유도로 제한된다. 자유도의 갯수와 관계없이, 상기 움직임은 하나의 평면에서 이루어진다. 추가적으로, 복수의 수술 기기 조립체의 각각의 운동 범위는, 복수의 수술 기기 조립체의 운동 범위가 드레이프 관리(drape management)와 전자장치를 위해, 그리고 시스템(210E)의 전체적인 크기를 줄이기 위해 다르게 사용될 수 있는 공간에 대해서 경합하지 않도록 가능한 범위까지 제한된다.

따라서, 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)는, 수술 기기 조립체의 샤프트가 특정 수술 기기 조립체에 대해 엔트리 가이드(270E)의 대응하는 채널에 진입하기 위해 정렬되도록 전체 수술 기기 조립체의 각각을 위치시킨다. 샤프트가 엔트리 가이드(270E)를 통과하는 즉시 구부러지면, 상기 샤프트는 어떠한 구부러짐도 기구를 손상시키지 않으며 기구의 작동을 억제하지 않도록 정렬되어 있다. 이러한 기구 샤프트의 동시적인 자동적 정렬은 시스템(210E)에 사용되고 있는 각각의 엔트리 가이드에 대해서 이루어진다.

하나의 실시형태에서는, 제어 시스템이 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착된 수술 기기 조립체의 엔트리 가이드(270E)의 채널 위치와의 적합성(compatibility)에 대해서 자동적으로 체크한다. 몇몇 예에서는, 엔트리 가이드(270E)의 적절한 채널내에 샤프트를 삽입하기 위해서 기구의 샤프트를 굴곡시킬, 예를 들어, 약간 구부릴 필요가 있다. 이러한 굴곡이 기구를 손상시킨다면, 기구가 시스템(210E)에 장착될 때 제어 시스템에 의해 경보음이 울리고 상기 시스템은 상기 기구의 사용을 거부한다. 결과적으로 발생하는 응력이 허용가능한 응력 프로파일 밖에 있도록 기구의 샤프트가 굴곡되면, 샤프트가 손상될 수 있고, 예를 들어, 영구적으로 구부러질 수 있고, 그 결과 샤프트를 통하여 뻗어 있는 힘줄이 제대로 작동하지 않을 수 있다.

기구가 엔트리 가이드와 적합성이 있다면, 제어 시스템은 수술 시스템의 다른 요소, 예를 들어, 드레이프, 카메라, 푸트 페달 컨트롤 조립체(foot pedal control assembly), 마스터 컨트롤 조립체 등의 엔트리 가이드와의 적합성에 대해 체크한다. 최종적으로, 제어 시스템은 엔트리 가이드 구성에 기초하여 외과의사와 환자측 보조자의 양자를 위해서 사용자 인터페이스 요소, 허용가능한 제어 모드, 제어 모드의 유형과 거동(behavior) 등에 있어서 필요한 조정을 한다. 예를 들어, 엔트리 가이드가 귀, 목, 그리고 코 수술에 사용되면, 다양한 기구의 구성 및 허용가능한 운동 범위가 복부 수술에 대해 사용되는 엔트리 가이드(270E)와 상이할 수 있고, 그래서 제어 시스템이 수술에 사용될 엔트리 가이드에 기초하여 자동적으로 필요한 변경을 일으킨다.

아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 하나의 실시형태에서는, 기구 샤프트에 작용하는 굽힘 응력 또는 응력을 미리 정해진 응력 프로파일 내에 유지시키기 위해서 각각의 기구(260E)가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 의해서 위치된다. 이것은 구부러지는 것이 기구를 손상시키지 않으며 구부러지는 것이 기구의 정확한 작동에 영향을 미치지 않는다는 것을 보장한다. 상이한 채널 구성을 가진 각각의 엔트리 가이드에 대해서, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)가 기구 샤프트에 작용하는 굽힘 응력 또는 응력이 미리 정해진 응력 프로파일 내에 있도록 각각의 기구를 위치시킨다.

도　2e에서는, 수동적 세트업 아암(220E)의 요소(202E,　203E,　204E,　205E,　206E, 및 211E)는 수동적 세트업 아암(220C)의 요소(202C,　203C,　204C,　205C,　206C, 및 211C)와 동등하다. 따라서, 수동적 세트업 아암(220C)의 설명이 수동적 세트업 아암(210E)에 적용될 수 있으므로, 본 명세서에서 반복하여 설명하지 않는다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 요소(213E,　214E,　215E,　216E,　217E,　218E 및 219E)는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)의 요소(213C,　214C, 215C, 216C,　217C,　218C 및 219C)와 동등하다. 따라서, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230C)의 요소(213C,　214C,　215C,　216C,　217C,　218C 및 219C)의 설명이 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 요소(213E,　214E,　215E,　216E,　217E,　218E 및 219E)에 적용될 수 있으므로, 본 명세서에서 반복하여 설명하지 않는다. 마찬가지로, 베이스(201E)는 베이스(201C)와 동등하다.

엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)는 복수의 수술 기기 조립체의 피칭운동 축(221E)을 집단적으로 변경시킨다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)는 복수의 수술 기기 조립체의 요잉운동 축(223E)을 집단적으로 변경시킨다. 하나의 실시형태에서는, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)가 또한 복수의 수술 기기 조립체를 롤링운동 축(225E)에 대해서 집단적으로 롤링운동시킨다. 이 실시형태에서는, 롤링운동 축(225E)이 캐뉼라(275E)의 세로축과 일치한다. 피칭운동 축(221E), 요잉운동 축(223E), 그리고 롤링운동 축(225E)은 원격 운동 중심(246E)에서 교차한다. 원격 운동 중심(246E)은 캐뉼라(275E)를 따라서 배치되어 있다.

도　2e에 도시되어 있지는 않지만, 수술 시스템은 또한 도　2c에 대해서 설명한 것과 대등한 제어 시스템 및 마스터 컨트롤 콘솔을 포함하고 있다. 도　2e에서는, 수술이 환자(299)의 복부에서 행해진다. 그러나, 환자측 지지 시스템(210E)을 포함하는 수술 시스템은 매우 다양한 수술에 사용된다. 다양한 수술은 기구의 다양한 결합형태를 사용한다.

편의상, 하나의 실시형태에서는, 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 상기 기구가 기구의 샤프트 특징에 기초하여 여러 기구 집단, 예를 들어, 일반적인 수술 기구, 첨단 수술 기구, 그리고 카메라 기구으로 분류된다. 간단히 말해서, 첨단 수술 기구의 샤프트는 일반적인 수술 기구의 직경보다 더 큰 직경을 가지고 있다. 기구의 분류는 설명의 편의를 위한 것이며 분류 집단의 이름이 해당 기구를 임의의 특정 수술 기구로 제한하기 위한 것은 아니다. 몇몇 수술에서는, 수동 기구 또는 기구가 원격조종 수술 기구와 함께 사용될 수 있다. 수동 기구는 기구 자체의 손잡이 또는 쥐는 부분을 이용하여 사람이 제어하는 기구이다.

카메라 기구의 샤프트는 고정된 만곡부를 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 두 개의 상이한 카메라 기구가 설치되어 있다. 상기 두 개의 상이한 카메라 기구 중의 하나의 카메라 기구는 카메라 기구의 샤프트의 제1 위치에 고정된 만곡부를 가지고 있고, 상기 두 개의 상이한 카메라 기구 중의 다른 카메라 기구는 그 카메라 기구의 샤프트의 제2 위치에 고정된 만곡부를 가지고 있다. 제1 위치와 제2 위치는 상이한 위치이다.

도　3a 및 도　3b는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착된 복수의 수술 기기 조립체(300)의 그림이다. 상기한 바와 같이, 복수의 수술 기기 조립체(300)의 각각이 기구 머니퓰레이터 조립체(240_1), 살균 어댑터 조립체(250_1), 그리고 기구(260_1)를 포함하고 있다. 도　3a에서는, 복수의 수술 기기 조립체(300)의 각각이 삽입 조립체(331)상의 초기 위치에 위치되어 있다. 삽입 조립체(331)는 세로방향 운동 메카니즘의 하나의 예이다. 　도　3b에서는, 네 개의 수술 기기 조립체 중의 세 개가 삽입 조립체상에서 원위 방향으로 이동되어 있다. 화살표　390은 원위 방향과 근위 방향을 나타낸다. 본 명세서에서, 원위 방향은 환자(299)쪽으로 가까워지는 방향이다. 근위 방향은 환자(299)로부터 멀어지는 방향이다.

도　3a 및 도　3b에서 각각의 삽입 조립체의 근위 단부는 유동적인 것(floating)으로 도시되어 있다. 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 하나의 실시형태에서는, 각각의 삽입 조립체의 근위 단부는 가동 플랫폼에 장착되어 있다. 상기 가동 플랫폼은 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)에 장착되어 있다. 상기 가동 플랫폼은 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 측면방향 운동 메카니즘이 가동 플랫폼을, 결과적으로 전체 수술 기기 조립체를, 가동 플랫폼에 부착된 기구의 샤프트가, 샤프트에 손상을 입히지 않고, 예를 들어, 굽힘 응력에 대한 한계를 넘어서지 않고, 엔트리 가이드(270)의 대응하는 채널에 삽입될 수 있도록, 엔트리 가이드(270)의 세로축에 수직인 평면에서 이동시킬 수 있게 한다. 일단 기구가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)에 의해 적절하게 위치되면, 가동 플랫폼은 제자리에 고정된다.

도　3a 및 도　3b는 아래의 설명에서 하나의 예로서 사용되고 있는 구성을 나타내고 있다. 기구 260_0은 카메라 기구이다. 기구 260_1 내지 기구260_3은 일반적인 수술 기구 또는 첨단 수술 기구이다. 기구 260_1은 제1 수술 기구라고 지칭되고, 기구 260_2는 제2 수술 기구라고 지칭되며, 기구 260_3은 제3 수술 기구라고 지칭된다. 따라서, 카메라 기구는 시계에서 대략 12시 위치에 장착되어 있고; 제1 수술 기구는 대략 3시 위치에 장착되어 있고, 기타 등등 유사한 방식으로 장착되어 있다. 제1 수술 기구, 제2 수술 기구 및 제3 수술 기구는 동일한 종류의 기구이거나 상이한 종류의 기구일 수 있다. 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 수술 기구의 종류는 엔트리 가이드의 채널 크기와의 적합성을 위해서 선택된다.

도　3b에 도시되어 있는 것과 같이, 각각의 삽입 조립체가 세 개의 구성요소를 포함하고 있다. 삽입 조립체(331_1)를 하나의 예로서 이용하면, 삽입 조립체(331_1)는 프레임(331A_1), 중간-캐리지(331B_1), 그리고 원위 캐리지(331C_1)를 포함하고 있다. 중간-캐리지(331B_1)는 프레임(331A_1)의 볼 스크루 위에 얹혀 있다. 하나의 실시형태에서, 볼 스크루가　6mm 피치를 가지고 있으므로, 볼 스크루는 역전-구동가능하다(back-drivable). 중간-캐리지(331B_1)는 원위 캐리지(331C_1)를 구동시키는 금속 벨트를 포함하고 있다. 원위 캐리지(331C_1)는 수술 기구(260_1)를 포함하는 수술 기기 조립체(300)에 부착되어 있다.

따라서, 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)의 위치결정 요소가 프레임(331A_1)의 근위 단부에 부착된 가동 플랫폼을 이동시키면, 수술 기구(260_1)와 수술 기구의 샤프트를 포함하는 복수의 수술 기기 조립체(300)의 수술 기기 조립체와 삽입 조립체(331_1)는 모두 한 개의 장치로서 이동된다. 따라서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)의 위치결정 요소를 이동시키면 수술 기구(260_1)와 수술 기구의 샤프트를 포함하는 전체 수술 기기 조립체(300)와 삽입 조립체(331_1)를 상기 위치결정 요소가 따라가는 동일한 궤적을 따라서 이동시킨다.

복수의 수술 기기 조립체(300)의 기구의 위치결정을 더욱 상세하게 고려하기 전에, 수술 기기 조립체의 한 실시형태를 설명한다. 도　4a 및 도 4b는 복수의 수술 기기 조립체(300)의 수술 기기 조립체의 한 실시형태의 보다 상세한 그림이다.

베이스 조립체(432)(도　4a)가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 회전가능한 베이스에 연결되어 있다. 삽입 조립체(331)는 베이스 조립체(432)의 유동 플랫폼(보이지 않음)에 연결되어 있다. 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 삽입 조립체(331)가 이리저리 움직일 수 있는 베이스 조립체(432)의 원위 단부에 개구(433)가 있다.

이 예에서는, 베이스 조립체(432)의 하우징이, 베이스 조립체(432)를 도　2e에 도시되어 있는 것과 유사한 하우징에 근접하게 위치될 수 있게 하기 위해서, 대체로 쐐기 형상(파이-형상)으로 되어 있다. 네 개의 수술 기기 조립체의 베이스 조립체의 각각의 쐐기 형상의 정점들은 캐뉼라(275E)의 연장된 세로축 둘레에 배치되어 있다.

기구 머니퓰레이터 조립체(240)는 삽입 조립체(331)에 부착된다. 기구 머니퓰레이터 조립체(240)는 도　2a 내지 도　2c,　도 2e,　도 3a, 및 도　3b에 도시된 기구 머니퓰레이터 조립체의 한 예이다. 기구 머니퓰레이터 조립체(240)는 복수의 구동 유닛을 포함하고 있다.

살균 어댑터 조립체(250)는 기구 머니퓰레이터 조립체(240)에 장착된다. 살균 어댑터 조립체(250)는 도　2e,　도 3a 및 도　3b에 도시된 살균 어댑터 조립체의 한 예이다. 살균 어댑터 조립체(250)는 복수의 중간 디스크를 포함하고 있다. 각각의 중간 디스크는 기구 머니퓰레이터 조립체(240)의 구동 유닛상의 구동 디스크에 결합된다. 따라서, 이 예에서는, 기구 장착 접속부가 기구 머니퓰레이터 조립체(240)와 살균 어댑터 조립체(250)의 결합체에 의해서 제공된다. 그러나, 대체 실시형태로서 상기 기구 장착 접속부가 기구 머니퓰레이터 조립체(240)에 장착된 살균 어댑터 조립체(250)의 원위 면으로 한정될 수 있다.

살균 어댑터 조립체(250)는 살균 드레이프(도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다. 살균 드레이프는 알려져 있으므로 더 상세하게 설명하지 않는다. 예를 들어, 미국 특허 제US　7666,191 B2호, 미국 특허 제7,699,855 B2호, 미국 특허출원 공보 제US　2011/0277775 A1호, 그리고 미국 특허출원 공보 제US　2011/0277776　A1호를 참고하면 되고, 상기 문헌 모두는 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있다. 살균 드레이프는 수술하는 동안 살균 영역을 유지하기 위해서 환자측 지지 시스템(210E)의 적어도 일부분을 덮고, 한편으로는 살균 어댑터 조립체(250E)는 또한 효율적이고 간단한 기구 교체를 가능하게 한다.

도　4b는 수술 기구(260)의 한 예의 보다 상세한 그림이다. 수술 기구(260)는 도　2a,　도 2c,　도 2e,　도 3a, 및 도　3b에 도시된 수술 기구의 한 예이다. 이 실시형태에서, 수술 기구(260)는 피구동 접속부 조립체(driven interface assembly)(461), 트랜스미션 장치(465), 메인 튜브(467), 평행 운동 메카니즘(468), 리스트(wrist)(469), 그리고 엔드 이펙터(470)를 포함하고 있다. 리스트(469)는, 예를 들면, 미국 특허 출원 제US　2003/0036478 A1호("확실하게 위치시킬 수 있는 힘줄-작동식 멀티-디스크 리스트 조인트를 가진 수술 공구"를 개시하고 있음)에 기술되어 있고, 상기 문헌은 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있다. 평행 운동 메카니즘(868)은, 예를 들면, 미국 특허 제US　7,942,868 B2호("평행 운동 메카니즘을 가진 수술 기구"를 개시하고 있음)에 기술되어 있고, 상기 문헌도 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있다.

피구동 접속부 조립체(461)는 복수의 피구동 디스크를 포함하고 있다. 각각의 피구동 디스크는, 도　2d, 도　3a, 및 도　3b에 도시되어 있는 것과 같이, 수술 기구(260)가 살균 어댑터(250)에 장착되어 있을 때, 살균 어댑터 조립체(250)의 대응하는 중간 디스크에 결합된다.

트랜스미션 장치(465)의 기계적인 구성요소(예를 들어, 기어, 레버, 짐벌(gimbal), 케이블 등)가 피구동 디스크로부터 평행 운동 메카니즘(468), 리스트(469), 그리고 엔드 이펙터(470)의 운동을 제어하기 위해서 메인 튜브(467)를 통하여 뻗어 있는 복수의 케이블, 복수의 와이어, 및/또는 하나의 케이블, 하나의 와이어, 그리고 하이포튜브 결합체로 힘을 전달한다. 메인 튜브(467)는 메인 튜브(467)의 근위 단부에 베어링(471)을 가지고 있다.

메인 튜브(467)는 상당히 뻣뻣하고, 이것은 메인 튜브(467)가 트랜스미션 장치(465)와 엔트리 가이드(270E)의 사이에서 약간 구부러질 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 구부러짐은 베이스 조립체의 크기가 다른 식으로 허용할 수 있는 것보다 엔트리 가이드(270E)의 채널들을 더 근접하게 서로 이격될 수 있게 한다. 이러한 구부러짐은 수술 기구(260E)가 엔트리 가이드(270E)로부터 회수될 때 메인 튜브(467)가 자신의 곧은 형상을 회복하도록 탄력적이다(메인 튜브는 카메라 기구에서와 같이 영구적인 만곡부를 가진 형태로 형성될 수 있다). 상기한 허용가능한 응력 프로파일은 구부러짐이 탄력적인 성질을 유지하고 메인 튜브(467)가 굽힘 응력에 의해 영구적으로 변형되지 않도록 하는 응력 프로파일이다.

기구 머니퓰레이터 조립체(240)(도　4a)는 기구 머니퓰레이터 조립체(240)의 원위 단부에 전파식별(RFID) 판독기(445)를 포함하고 있다. 수술 기구(260)는 수술 기구(260)의 근위 단부 표면에 부착된 RFID 태그(455)를 포함하고 있다. 수술 기구(260)가 살균 어댑터 조립체(250)에 장착될 때, RFID 태그(455)는 RFID 판독기(445) 아래에 위치된다. 수술 기구(260)가 살균 어댑터 조립체(250)에 장착된 후, 제어 시스템은 RFID 판독기(445)로부터 정보를 수신하고 수술 기구(260)의 엔트리 가이드(270E)와의 적합성을 판정하기 위해 수술 기구(260)를 식별하는데 있어서 상기 정보를 이용한다.

도　5a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착된 네 개의 베이스 조립체(432_0,　432_1,　432_2, 및 432_3)의 개략도이다. 도　5a는 네 개의 쐐기 형상의 베이스 조립체(432_0,　432_1,　432_2, 및 432_3)가 원(501)을 형성하는 것을 나타내고 있다. 원(501)의 중심(501C)은 캐뉼라(275E)의 연장된 세로축상에 있다.

쐐기 형상의 베이스 조립체의 사용은 단지 예시적인 것이며 이에 제한되도록 의도한 것은 아니다. 베이스 조립체는 베이스 조립체가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착된 다음 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 의해 집단적으로 롤링운동, 피칭운동, 그리고 요잉운동으로 움직일 수 있기만 하면 정사각형 형상, 직사각형 형상, 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 도　5f에서는, 베이스 조립체가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 장착되어 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 의해 움직일 수 있는 구성　590으로 도시되어 있는 바와 같이 육각형 형상을 가지고 있다.

도　5b는 일반적인 엔트리 가이드(570S)라고 칭해지는 제1 엔트리 가이드(570S)의 단면도이다. 상기 엔트리 가이드(570S)는 이동가능하게, 예를 들어, 회전가능하게, 캐뉼라(580)에 장착되어 있다. 상기 엔트리 가이드(570S)는 네 개의 루멘(lumen)을 가지고 있고, 상기 루멘은 채널이라고 칭해진다. 채널은 엔트리 가이드(570S)의 근위 단부로부터 엔트리 가이드(570S)의 원위 단부까지 뻗어 있다. 예를 들어, 채널은 엔트리 가이드의 제1 단부로부터 제2 단부까지 뻗어 있다. 이것은 본 명세서에 기술된 엔트리 가이드의 채널의 각각에 대해서 적용된다. 하나의 실시형태에서는, 상기 엔트리 가이드 570S가 엔트리 가이드 270E이고 상기 캐뉼라 580이 캐뉼라 275E이다.

이 실시형태에서는, 수술 기기 조립체들 중의 하나가 내시경과 카메라를 포함하고 있다. 이 기구는 카메라 기구라고 칭해진다. 카메라 기구는 미리 구부러진 샤프트를 가지고 있다. 상기 샤프트의 만곡부는 트랜스미션 장치(465)의 원위부와 엔트리 가이드(270E)의 근위 단부 사이에 있고, 예를 들어, 상기 만곡부는 엔트리 가이드(270E)로 진입하지 않는다. 하나의 실시형태에서는, 카메라 샤프트에서 엔트리 가이드(270E)와 캐뉼라(275E)를 통하여 뻗어 있는 부분의 단면은 타원 형상이다. 대체 실시형태로서, 카메라 샤프트에서 엔트리 가이드(270E)와 캐뉼라(275E)를 통하여 뻗어 있는 부분의 단면이 원 형상을 가질 수 있다.

따라서, 일반적인 엔트리 가이드는 타원형 단면을 가진 카메라 채널(571S)과, 단면이 원형인 세 개의 수술 기구 채널(572S1,　572S2,　572S3)을 가지고 있다. 이 실시형태에서는, 세 개의 수술 기구 채널(572S1,　572S2,　572S3)의 각각이 동일한 크기, 예를 들어, 동일한 직경을 가지고 있다. 상기 직경은 수술 기구의 피복 샤프트(sheathed shaft)가 채널을 통과할 수 있도록 선택된다. 수술 기구 채널(572S1,　572S2,　572S3)은 일반적인 수술 기구 채널이라고 칭해진다.

도　5a에서는, 특정 베이스 조립체(432_0,　432_1,　432_2, 및 432_3)와 관련되어 있는 일반적인 엔트리 가이드(570S)의 채널이 점선으로 도시되어 있다. 채널이 베이스 조립체와 관련되어 있다는 것은 베이스 조립체에 장착된 수술 기구의 샤프트가 상기 채널을 통하여 삽입된다는 것을 의미한다. 예를 들면, 수술 기구(260_2)가 베이스 조립체(432_2)에 장착되어 있고 샤프트(467)가 채널(572S2)을 통과한다. 따라서, 베이스 조립체(432_2)와 수술 기구(260_2)의 양자 모두가 채널(572S2)과 관련되어 있다.

도　5c는 제2 엔트리 가이드(570MS)의 단면도이다. 제2 엔트리 가이드(570MS)는 캐뉼라(581)에 위치되어 있다. 제2 엔트리 가이드(570MS)도 네 개의 루멘을 가지고 있고, 상기 루멘은 채널이라고 칭해진다. 제2 엔트리 가이드(570MS)는 일반적인 엔트리 가이드(570S)의 외측 직경보다 더 큰 외측 직경을 가지고 있다.

제2 엔트리 가이드(570MS)는 타원형 카메라 채널(571MS)과, 두 개의 일반적인 원형 수술 기구 채널(572MS1 및 572MS3)을 가지고 있다. 이 실시형태에서는, 제2 엔트리 가이드(570MS)가 또한 수동 기구 채널(573MS)도 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는, 수동으로 제어되는 수술 기구가 수동 기구 채널(573MS)을 통과한다. 다른 실시형태에서는, 원격조종 수술 기구가 수동 기구 채널(573MS)을 통과한다.

도　5d에서는, x-축(590)과 y-축(591)이 제2 엔트리 가이드(570MS)의 중심에 원점을 가지고 있다. 파선으로 표시되어 있는 제1 엔트리 가이드(570S)는 자신의 중심도 상기 원점에 있는 상태에서 제2 엔트리 가이드(570MS)상에 겹쳐져 있다. 도　5d에서 제2 엔트리 가이드(570MS)의 중심은 제2 엔트리 가이드(570MS)의 세로축을 나타낸다.

제2 엔트리 가이드(570MS)가 사용되고 있고 도　5a에 도시되어 있는 바와 같이 베이스 조립체(432_1 및 432_3)에 부착된 수술 기구의 위치결정 요소가 일반적인 위치(standard position)에 있다고 가정하면, 수술 기구(260_1 및 260_3)(도　3a)의 샤프트는 두 개의 일반적인 원형 수술 기구 채널(572MS1 및 572MS3)을 통하여 삽입되기 위해 적절하게 위치되어 있지 않다. 대신에, 수술 기구(260_1 및 260_3)의 샤프트는 일반적인 엔트리 가이드(570S)의 채널(572S1) 및 채널(572S3)을 통과하도록 위치되어 있다. 마찬가지로, 카메라 기구(260_0)는 채널(571S)을 통과하도록 위치되어 있으며 타원형 카메라 채널(571MS)을 통과하도록 위치되어 있지 않다.

하나의 실시형태에서는, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)이 수술 기구(260_1)과 관련되어 있는 제1 위치결정 요소를 화살표　581로 표시된 위치로 이동시킨다. 구체적으로 말하자면, 상기 위치결정 요소의 이동은 수술 기구(260_1)과 관련되어 있으므로, 수술 기구(260_1)의 샤프트를 손상시키지 않고 수술 기구(260_1)의 샤프트를 채널(572MS1)속으로 삽입할 수 있게 하기 위해서 수술 기구(260_1)의 샤프트를 적절한 위치로 이동시킨다.

마찬가지로, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)은 수술 기구(260_3)와 관련되어 있는 제2 위치결정 요소를 화살표　583으로 표시된 위치로 이동시킨다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)은 또한 카메라 기구(260_0)와 관련되어 있는 제3 위치결정 요소를 화살표　580으로 표시된 위치로 이동시킨다. 새로운 위치에서는, 수술 기구의 샤프트와 카메라 기구의 샤프트가 제2 엔트리 가이드(570MS)의 대응하는 채널을 통하여 삽입할 수 있도록 위치되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 모든 위치결정 요소가 동시에 적절한 위치로 이동된다. 하나의 실시형태에서는, 위치결정 요소가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)의 측면방향 운동 메카니즘에 포함된다.

도　5e에서는, 점선이 제1 엔트리 가이드, 예를 들어, 엔트리 가이드(570S)에 대해서 구성된 샤프트(567)를 가진 수술 기기 조립체(500)와 삽입 조립체(531)의 위치를 나타낸다. 샤프트(567)가 엔트리 가이드(570S)로부터 물러나고 제2 엔트리 가이드, 예를 들어, 엔트리 가이드(570MS)가 시스템 내에 배치되면, 점선으로 표시된 샤프트(567)의 위치는 제2 엔트리 가이드의 대응하는 채널 속으로 진입하기에 적절하지 않다(도　5d 참고).

도　5e에서 실선은 수술 기기 조립체(500)에 결합되어 있는 위치결정 요소(549)를 이동시키는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(530)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(550)의 결과를 나타낸다. 특히, 삽입 조립체(531)가 위치결정 요소(549)에 연결되어 있는 유동 플랫폼(532A)에 장착되어 있다. 위치결정 요소(549)가 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(550)에 의해서 이동됨에 따라, 유동 플랫폼(532A)이 이동되고, 그 결과 샤프트(567)를 포함하는 전체 수술 기기 조립체(500)를 이동시킨다.

따라서, 엔트리 가이드(570MS)를 위해 수술 기기 조립체(500)의 위치를 바꾸기 위해서, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(550)이 샤프트(567)를 포함하는 전체 수술 기기 조립체(500)와 삽입 조립체(531)가 도　5e에서 점선으로 표시된 위치로부터 도　5e에서 실선으로 표시된 위치로 이동되도록 위치결정 요소(549)를 이동시키고, 결과적으로 유동 플랫폼(532A)을 이동시킨다. 하나의 실시형태에서는, 손으로 노브를 돌리는 것에 의해서 위치결정 요소(549)가 이동된다. 다른 실시형태에서는, 위치결정 요소(549)가 서보모터를 이용하여 이동된다.

단 하나의 수술 기기 조립체(500)와 이 수술 기기 조립체의 관련 베이스 조립체(532)가 도　5e에 도시되어 있다. 그러나, 하나의 실시형태에서는 이것이 네 개의 베이스 조립체의 각각을 대표하므로, 상기 설명이 전체 갯수의 베이스 조립체의 각각에, 예를 들어, 네 개의 베이스 조립체의 각각에 적용될 수 있거나, 몇몇 실시형태에서는 상기 설명이 전체 갯수의 베이스 조립체보다 작은 수의 다수의 베이스 조립체에 적용될 수 있다. 또한, 수술 기기 조립체를 관련 베이스 조립체에 결합시키기 위한 삽입 조립체의 사용은 단지 예시적인 것이며, 이에 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 다른 실시형태에서는, 수술 기기 조립체가 베이스 조립체에 직접 결합되어 있다.

도　5e는 또한 샤프트(567)의 원형 만곡부를 나타내고 있다. 상기 원형 만복부에서는, 샤프트(567)의 만곡부가 원호이다. 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 샤프트(567)가 원형으로 만곡되면, 원형 만곡부가 모든 가능한 만곡부들 중에서 만곡부의 길이에 걸쳐서 최소 응력을 나타낸다.

도　6a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(530)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(640A)의 한 실시형태의 그림이다. 단 하나의 수술 기기 조립체(500) 및 이 수술 기기 조립체의 관련 베이스 조립체(532)가 도　6a에 도시되어 있다. 그러나, 하나의 실시형태에서는 이것이 전체 갯수의 베이스 조립체의 각각을 대표하므로, 상기 설명이 전체 네 개의 베이스 조립체의 각각에 적용될 수 있거나, 몇몇 실시형태에서는 상기 설명이 전체 갯수의 베이스 조립체보다 작은 수의 다수의 베이스 조립체에 적용될 수 있다.

베이스 조립체(532)의 유동 플랫폼(600A), 예를 들어, 가동 플랫폼이 삽입 조립체(531)에 연결되어 있다. 따라서, 상기한 바와 같이, 유동 플랫폼(600A)의 이동이 샤프트(567)의 위치를 이동시킨다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(640A)의 측면방향 운동 메카니즘의 위치결정 요소(610)가 유동 플랫폼(600A)에 결합되어 있다. 이 예에서는, 위치결정 요소(610)와 유동 플랫폼(600A)이 네 개의 자유도로, 예를 들어, 제1 축(601)을 따라서, 제2 축(602)을 따라서, 피칭운동(603)으로, 그리고 요잉운동(604)으로 이동될 수 있다. 상기한 바와 같이, 제1 축(601)과 제2 축(602)은 엔트리 가이드의 세로축에 수직인 평면 내에 있다.

하나의 실시형태에서는, 위치결정 요소(610)가 유동 플랫폼(600A)을 그리고 결과적으로 삽입 조립체(531)를 제1 축(601) 방향과 제2 축(602) 방향으로　이동시킬 수 있도록 유동 플랫폼(600A)이 레일 시스템에 매달려 있다. 유동 플랫폼(600A)은 또한 위치결정 요소(610)와 유동 플랫폼(600A)의 피칭운동을 변경시키는 것을 가능하게 하는 지지부(620)에 이동가능하게 매달려 있다, 예를 들어, 레일 시스템이 지지부(620)에 장착되어 있다. 지지부(620)는 또한 위치결정 요소(610)와 유동 플랫폼(600A)의 요잉운동을 변경시키기 위해서 앵커(630)에 대해서 회전할 수 있다.

상기한 바와 같이, 환자측 지지 시스템(210E)은 매우 다양한 엔트리 가이드와 함께 사용된다. 사용되는 특정 엔트리 가이드는 통상적으로 시행되는 수술에 의해 결정된다. 몇몇 예에서는, 엔트리 가이드의 채널이 엔트리 가이드의 전체에 걸쳐서 직선으로 뻗지 않을 수 있다. 이러한 경우에는, 엔트리 가이드를 떠나는 기구 샤프트들이 엔트리 가이드의 세로축과 반드시 평행한 것은 아니며, 오히려 기구 샤프트들이 벌어진다. 엔트리 가이드는 엔트리 가이드의 세로축에 대해 각을 이루고 있는 하나 이상의 채널을 가지고 있다. 예를 들어, 상기 채널이 경사져 있다. 이러한 엔트리 가이드에 대해서는, 샤프트(567)를 경사진 채널속으로 삽입하기 위해서 위치결정 요소(610)의 피칭운동 및/또는 요잉운동이 변경될 수 있다.

도　6b는 적어도 하나의 경사진 채널(670C)을 가진 엔트리 가이드(670)의 단면도이다, 예를 들어, 채널(670C)은 세로축(690)에 대해 일정 각도를 이루고 있다. 세로축(690)은 엔트리 가이드(670)의 원위 단부(670D)로부터 엔트리 가이드(670)의 근위 단부(670P)까지 뻗어 있다. 채널(670C)의 길이방향의 축(670CL)은 세로축(690)에 대해서 경사져 있다. 엔트리 가이드(670)은 도　6b에서 보이는 두 개의 채널보다 더 많은 수의 채널을 가질 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 상기 채널(670C)이 수동 채널(manual channel)이다. 수동 채널의 각도는 수동 기구, 예를 들어, 수술 부위의 중심에 있는 스테이플러를 겨냥하는 것을 용이하게 하도록 선택된다.

도　6c는 삽입 조립체(531)를 그리고 결과적으로 샤프트(567)를 두 개의 수직인 제1 축(601) 방향과 제2 축(602) 방향으로, 다시 말해서, 엔트리 가이드의 세로축에 수직인 평면에서 두 개의 자유도로 이동시키는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(640C)의 한 예를 나타내고 있다. 삽입 조립체(531)는 제2 유동 플랫폼(600C)의 개구(653)를 통하여 뻗어 있다. 삽입 조립체(531)의 근위 단부는 제1 유동 플랫폼(600B)에 장착되어 있다. 제1 유동 플랫폼(600B)은 제1 세트의 레일(663) 위에 얹혀 있다. 제1 세트의 레일(663)은 제2 유동 플랫폼(600C)에 장착되어 있다. 서보모터(660)가 제1 위치결정 요소에 의해, 이 실시형태에서는, 리드 스크루(661)와 너트에 의해 제1 유동 플랫폼(600B)에 연결되어 있다.

플랫폼(610C)은 제2 세트의 레일(652) 위에 얹혀 있다. 서보모터(650)가 제2 위치결정 요소에 의해, 이 실시형태에서는, 리드 스크루(651)와 너트에 의해 제1 유동 플랫폼(600B)에 연결되어 있다. 서보모터(650)는 제2 유동 플랫폼(600C)을 그리고 결과적으로 삽입 조립체(531)를 제1 축(601) 방향으로 이동시킨다. 서보모터(660)는 제1 유동 플랫폼(600B)을 그리고 결과적으로 삽입 조립체(531)를 제2 축(602) 방향으로 이동시킨다. 피칭운동와 요잉운동을 변경시키는 능력을 추가하기 위해서, 제2 세트의 레일(652)이 두 개의 자유도를 가지고 있는 지지부에 장착되어 있다. 위치결정 메카니즘(640C)의 구성은 예시적인 것이며 도시된 특정 요소로 제한되도록 하기 위한 것은 아니다.

도　7a 내지 도 7c는 각각 유동 플랫폼(700)을 포함하는 베이스 조립체(732)의 일부분의 한 실시형태의 평면도, 저면도, 그리고 사시도이다. 베이스 조립체(732)는 베이스 조립체(432)의 한 실시형태를 대표한다. 도　7a 내지 도 7c에서는, 본 실시형태의 유동 플랫폼(700)을 이해하는데 필요한 구성요소만 포함되어 있다.

유동 플랫폼(700)은 제1 플랫폼(700A)과 제2 플랫폼(700B)을 포함하고 있다. 제1 플랫폼(700A)은 다리부(700L1,　700L2)(도　7b)를 가지고 있다. 다리부(700L1)는 다리부(700L2)의 내측 측면(700L2S)을 포함하는 평면에 수직인 평면에 놓여 있는 외측 측면(700L1S)을 가지고 있다. 축　790은 외측 측면(700L1S)을 따라 놓여 있는 반면에, 축　791은 내측 측면(700L2S)을 따라 놓여 있다.

다리부(700L1)의 외측 측면(700L1S)은 제1 세트의 정밀 직선 레일(752)에 결합되어 있다. 제1 세트의 정밀 직선 레일(752)은 베이스 조립체(732)의 내측 측면에 부착되어 있다. 도　7b 및 도 7c에서는, 제1 세트의 정밀 직선 레일(752)의 원위 레일만 보인다. 근위 레일도 베이스 조립체(732)에 부착되어 있다. 여러 세트의 베어링(701)이 다리부(700L1)의 외측 측면(700L1S)에 장착되어 있다. 이 여러 세트의 베어링(701)은 프리로드(preload)되어 있으며 제1 세트의 정밀 직선 레일(752) 위에 얹혀 있다.

제2 플랫폼(700B)의 측면이 다리부(700L2)의 내측 측면(700L2S)에 결합되어 있다. 제2 플랫폼(700B)의 근위부(700B1)가 다리부(700L2)의 근위 단부 표면 위에 뻗어 있다. 제2 플랫폼(700B)의 다른 측면은 삽입 조립체(731)의 일부분에 부착되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 삽입 조립체(731)가 프레임, 중간-캐리지, 그리고 원위 캐리지를 포함하고 있다. 도　7a 내지 도 7c에 도시된 삽입 조립체(731)의 부분은 프레임이다. 중간-캐리지는 프레임의 볼 스크루(713) 위에 얹혀 있다. 하나의 실시형태에서는, 볼 스크루(713)가　6mm 피치를 가지고 있으므로, 볼 스크루(713)는 역전-구동가능하다(back-drivable). 중간-캐리지는 원위 캐리지를 구동시키는 금속 벨트를 포함하고 있다. 상기 원위 캐리지는 수술 기기 조립체에 부착되어 있다.

제2 세트의 정밀 직선 레일(763)이 다리부(700L2)의 내측 측면(700L2S)에 부착되어 있다. 제2 세트의 정밀 직선 레일(763)은 제1 세트의 정밀 직선 레일(752)에 수직이다. 도　7b 및 도 7c에서는, 제2 세트의 정밀 직선 레일(763)의 원위 레일만 보인다. 근위 레일도 다리부(700L2)의 내측 측면(700L2S)에 부착되어 있다. 여러 세트의 베어링(702)이 플랫폼(700B)의 측면에 장착되어 있다. 이 여러 세트의 베어링(702)은 프리로드(preload)되어 있으며 제2 세트의 정밀 직선 레일(763) 위에 얹혀 있다.

제2 플랫폼(700B)의 근위부(700B1)는 베이스 조립체 하우징(732)의 근위 단부 표면의 원형 개구(715) 내에 위치되어 있는 위치결정 요소 수용기(710)를 포함하고 있다. 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 상기 위치결정 요소를 포함하는 유닛이 상기 위치결정 요소, 예를 들어, 핀이 위치결정 요소 수용기(710)와 결합하도록 하우징(732)에 장착되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 상기 핀 및 위치결정 요소 수용기(710) 양자 모두가 강철로 만들어져 있고 상기 핀과 위치결정 요소 수용기(710)의 결합부에서의 백래시(backlash)를 최소화하기 위해서 정밀하게 기계가공되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 제2 플랫폼(700B)이 스테인레스강, 예를 들면, 니트로닉(Nitronic)　60, 30퍼센트 냉간 가공물(thirty percent cold worked)로 만들어져 있다. 그러나, 제대로 작용하는, 예를 들어, 골링(galling) 또는 냉간 용접(cold welding) 성질을 나타내지 않는 임의의 강철이 다른 강과 함께 사용될 수 있다.

도　7d는 위치결정 요소 수용기(710)의 한 실시형태의 절결도이다. 위치결정 요소 수용기 조립체(714)는 제2 플랫폼(700B)의 근위부(700B1)에 장착되어 있다. 위치결정 요소 수용기 조립체(714)는 하우징(714H), 위치결정 요소 수용기(710), 그리고 두 개의 베어링(711,　712)을 포함하고 있다. 위치결정 요소 수용기(710)는, 이 실시형태에서는, 근위 단부와 원위 단부에서 개방되어 있는, 중공 실린더이다. 베어링(711)은 하우징(714H)과 위치결정 요소 수용기(710)의 근위 단부에 인접한 위치결정 요소 수용기(710)의 사이에 위치되어 있다. 베어링(712)은 하우징(714H)과 위치결정 요소 수용기(710)의 원위 단부에 인접한 위치결정 요소 수용기(710)의 사이에 위치되어 있다. 베어링(711) 및 베어링(712)은 위치결정 요소 수용기(710)가 하우징(714H)에 대해서, 결과적으로 제2 플랫폼(700B)에 대해서 회전할 수 있게 해준다. 베어링(711) 및 베어링(712)의 사용은 단지 예시적인 것이며 이에 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 하나의 실시형태에서는, 베어링이 위치결정 요소 수용기 조립체(714)에 포함되어 있지 않다.

유동 플랫폼(700)은 제1 세트의 정밀 직선 레일(752) 및 제2 세트의 정밀 직선 레일(763) 위에 유동적인 상태(float)로 있다. 위치결정 요소가 위치결정 수용기(710)와 결합되면, 위치결정 요소의 이동에 의해 유동 플랫폼(700)이 축　790과 축　791 중의 하나 또는 양자 모두를 따라서 이동하게 된다. 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(231E)이 위치결정 요소를 특정 위치로 이동시키는 것에 의해서 삽입 조립체(731)의 위치를 제어한다.

도　8a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 포함될 수 있으며 유동 플랫폼(700)에 결합될 수 있는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840A)의 제1 예이다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840A)은 고정 디스크(870A)에 결합되어 있는 조정 디스크(841A)를 포함하고 있다. 조정 디스크(841A)와 고정 디스크(870A)이 동시에 함께 움직이면, 상기한 바와 같이, 고정 디스크(870A)의 회전이 복수의 수술 기기 조립체(300) 집단적으로 롤링운동시킨다. 구체적으로 말하자면, 고정 디스크(870A)의 회전이 조정 디스크(841A)에 결합된 수술 기기 조립체를 롤링운동시키도록 조정 디스크(841A)가 고정 디스크(870A)와 동기화되어 움직인다.

그러나, 기구의 샤프트를 특정 엔트리 가이드 속으로 삽입시키도록 위치시키기 위해서, 조정 디스크(841A)의 회전이 고정 디스크(870A)로 전달되지 않도록 먼저 조정 디스크(841A)가 고정 디스크(870A)로부터 분리된다. 주어진 세트의 엔트리 가이드에 대해서, 각각의 엔트리 가이드의 채널에 대해서 위치결정 요소의 위치가 알려져 있다. 이 예에서는, 주어진 세트의 엔트리 가이드에 대해서, 위치결정 요소가 알려져 있는 다섯 개의 위치 P0 내지 P5 중의 어느 한 위치로 이동될 수 있다. 위치결정 요소를 한 위치로부터 그 다음 위치로 이동시키는 필요한 변위는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840A)에 설정되어 있다. 이 예에서는, 조정 캠(843a)이 다섯 개의 위치 P0 내지 P5의 각각에 대해서 위치결정 요소의 위치를 한정한다.

캠 종동자(842A)가 조정 캠(843a) 위에 얹혀 있도록 그리고 고정된 슬롯(844A) 내에 있도록 장착되어 있다. 고정된 슬롯(844A)는 캠 종동자(842A)의 운동 범위를 제한하고, 그 결과 위치결정 요소의 운동을 제한한다. 하나의 실시형태에서는, 캠 종동자(842A)를 이용하여 두 가지 종류의 운동 - 직선을 따라 움직이는 직선운동과 원호를 따라 움직이는 원운동 - 이 가능하다.

직선을 따라 움직이는 운동에 대해서는, 캠 종동자(842A)가 로드(rod)를 포함하고 있고, 상기 로드의 한 단부는 조정 캠(843a)에 얹혀 있고 상기 로드의 제2 단부는, 예를 들면, 위치결정 요소 수용기(710)로 뻗어 있다. 따라서, 조정 디스크(841A)가 회전함에 따라, 상기 로드가 고정된 슬롯(844A)에서 이동하고, 이로 인해 유동 플랫폼(700)과 삽입 조립체(731)에 결합된 기구의 원위 단부가 평면 내의 직선을 따라 이동하게 된다.

원호를 따라 움직이는 운동에 대해서는, 링크 로드 845(도　8b)가 캠 종동자(842A)를 로터리 디스크(846B)에 연결시킨다. 위치결정 요소(849B)는 로터리 디스크(846B)의 측면에 부착되어 있다. 조정 디스크(841A)가 회전함에 따라, 로터리 디스크(846B)를 구동시키기 위해 캠 종동자(842A)의 핀이 조정 캠(843a)을 뒤따르고 슬라이더 크랭크(slider crank)처럼 작용한다. 위치결정 요소인 출력 핀(894B)이 로터리 디스크(846B)의 측면에 장착되어 있다. 따라서, 로터리 디스크(846B)가 회전함에 따라, 출력 핀(849B)이 일정한 반경의 원호를 따라서 이동한다. 하나의 실시형태에서는, 출력 핀(849B)이 위치결정 요소 수용기(710)에 장착되어 있고, 그래서 유동 플랫폼(700)에 결합된 기구의 샤프트가 일정한 반경의 원호를 따라서 이동한다.

하나의 실시형태에서는(도　8c), 위치결정 요소(849C)가 2차적인 디스크(847)의 측면부에 장착되어 있다. 2차적인 디스크(847)는 로터리 디스크(846C)에 의해 연동된다. 따라서, 출력 핀(849C)은 출력 핀(849B)이 뒤따르는 원호와 상이한 원호를 뒤따른다.

도　8a에서는 단지 한 개의 고정된 슬롯, 한 개의 캠 종동자 및 한 개의 조정 캠이 도시되어 있지만, 조정 디스크(841A)는 복수의 수술 기기 조립체(300)의 각각에 대해 고정된 슬롯, 캠 종동자 및 조정 캠을 포함할 수 있거나, 복수의 수술 기기 조립체(300)의 전부보다는 작은 수의 수술 기기 조립체의 각각에 대해 고정된 슬롯, 캠 종동자 및 조정 캠을 포함할 수 있다.

도　8d는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 포함될 수 있으며 유동 플랫폼(700)에 결합될 수 있는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840D)의 다른 예를 나타내고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840D)은 고정 디스크(870D)를 포함하고 있다. 복수의 수술 기기 조립체(300)는 고정 디스크(870D)의 회전이 복수의 수술 기기 조립체(300)를 집단적으로 롤링운동시키도록 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 고정 디스크(870D)에 결합되어 있다. 이 실시형태에서는, 수술 기기 조립체가 적절한 위치로 수동으로 이동되기 때문에, 조정 디스크가 사용되지 않는다는 것을 주의해야 한다.

기구의 샤프트를 특정 엔트리 가이드 속으로 삽입되도록 위치시키기 위해서, 위치결정 요소 수용기(710)가, 고정 디스크(870D)의 관통 구멍인, 다섯 개의 위치 P0 내지 P5 중의 하나와 정렬될 때까지 사용자가 수동으로 유동 플랫폼(700)을 이동시킨다. 하나의 실시형태에서는, 다섯 개의 위치 P0 내지 P5 중의 어느 것이 선택되는지 오퍼레이터가 알 수 있도록 채널에 인접한 엔트리 가이드의 외측 표면이 0 내지 5의 숫자를 포함하고 있다.

위치결정 요소 수용기(710)가 고정 디스크(870D)의 적절한 위치와 정렬되면, 유동 플랫폼을 제자리에 고정시키기 위해서 핀이 위치결정 요소 수용기(710)를 통하여 고정 디스크(870D)의 구멍속으로 삽입된다. 하나의 실시형태에서는, 볼 잠금 핀(ball lock pin)이 유동 플랫폼(700)을 고정 디스크(870D)에 고정시키기 위해서 사용된다. 도　8d에는 단지 한 세트의 위치가 도시되어 있지만, 고정 디스크(870D)는 복수의 수술 기기 조립체(300)의 각각에 대해 한 세트의 위치를 포함할 수 있거나, 복수의 수술 기기 조립체(300)의 전부보다 작은 수의 수술 기기 조립체의 각각에 대해 한 세트의 위치를 포함할 수 있다.

도　8e는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 포함될 수 있고 유동 플랫폼(700)에 결합될 수 있는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840E)의 다른 예를 나타내고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(840E)은 고정 디스크(870E)의 조정 경로(843E)를 포함하고 있다. 복수의 수술 기기 조립체(300)는 고정 디스크(870E)의 회전이 복수의 수술 기기 조립체(300)를 집단적으로 롤링운동시키도록 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 고정 디스크(870E)에 결합되어 있다.

주어진 세트의 엔트리 가이드에 대해서, 위치결정 요소 수용기(710)의 수용가능한 위치가 각각의 엔트리 가이드의 채널에 대해서 알려져 있다. 이 예에서는, 주어진 세트의 엔트리 가이드에 대해서, 상기 수용가능한 위치가 고정 디스크(870E)의 조정 경로(843E)를 따라 놓여 있다.

그러나, 기구의 샤프트를 특정 엔트리 가이드 속으로 삽입되도록 이동시키기 위해서, 엔트리 가이드(270E)의 세로축이 수직 방향이 되도록 엔트리 가이드(270E)가 이동된다. 그 다음에, 샤프트를 가지고 있는 수술 기구가 수술 기기 조립체를 형성하기 위해서 기구 머니퓰레이터에 장착되고, 수술 기기 조립체의 샤프트가 엔트리 가이드(270E)의 채널 속으로 삽입된다. 샤프트가 구부러지면, 기구 머니퓰레이터는 조정 경로(843E)를 따라서 최소 에너지의 위치로 이동할 것이다, 예를 들어, 기구 머니퓰레이터는 샤프트가 최소로 구부러지는 위치로 이동할 것이므로, 샤프트의 구부러짐이 최소화된다. 수술 기기 조립체가 최소 에너지의 위치로 이동된 후에는, 그 위치에서 유동 플랫폼(700)이 조정 경로(843E)에 고정된다. 하나의 실시형태에서는, 볼 잠금 핀이 유동 플랫폼(700)을 고정 디스크(870E)의 조정 경로(843E)의 한 위치에 고정시키기 위해서 사용된다. 도　8e에는 단 한 개의 조정 경로(843E)가 도시되어 있지만, 고정 디스크(870E)는 복수의 수술 기기 조립체(300)의 각각에 대해서 한 개의 조정 경로를 포함할 수 있거나, 복수의 수술 기기 조립체(300)의 전부보다 작은 수의 수술 기기 조립체의 각각에 대해서 한 개의 조정 경로를 포함할 수 있다.

도　9는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 포함되어 있는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(940)의 다른 실시형태를 나타내고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(940)은 측면방향 운동 메카니즘을 포함하고 있다. 측면방향 운동 메카니즘은, 종종 구동 기어 또는 조정 링 기어라고 지칭되는 조정 기어(941)와, 복수의 기어박스(942_0,　942_1,　942_2,　942_3)를 포함하고 있다. 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 복수의 기어박스(942_0,　942_1,　942_2,　942_3)의 각각은 조정 기어(941)와 맞물리는 입력 스퍼 기어와, 출력 핀을 포함하고 있다. 상기 출력 핀은 위에서 설명한 위치결정 요소이다. 각각의 위치결정 요소는 유동 플랫폼의 위치결정 요소 수용기, 예를 들어, 유동 플랫폼(700)의 위치결정 요소 수용기(710)와 결합된다.

복수의 기어박스(942_0,　942_1,　942_2,　942_3)의 각각은 릴리스 핀(943_0,　943_1,　943_2,　943_3)에 의해 설치되어 있다. 상기 릴리스 핀은 각각의 기어박스를 설치하는 동안 각각의 기어박스를 고정시키고, 이는 상기 기어박스가 제대로 동기화되는 것을 보장한다. 도　9에서는, 릴리스 핀(943_1)이 기어박스(942_1)로부터 제거되어 있다.

하나의 실시형태에서는, 조정 기어(941)를 회전시키는 것에 의해 위치결정 요소에 결합된 유동 플랫폼이 특정 궤적을 따라 이동하도록 복수의 기어박스(942_0,　942_1,　942_2,　942_3)의 각각이 위치결정 요소를 이동시킨다. 상기한 바와 같이, 삽입 조립체는 유동 플랫폼에 부착되어 있고 수술 기기 조립체는 삽입 조립체에 부착되어 있다. 따라서, 위치결정 요소가 유동 플랫폼을 특정 궤적을 따라 이동시킴에 따라, 수술 기구 샤프트의 원위 단부가 상기 특정 궤적을 따라간다.

도　9에서는, 복수의 기어박스(942_0,　942_1,　942_2,　942_3)가 한 세트의 기어박스를 나타낸다. 도　10a 내지 도　10d에서는, 제1 세트의 기어박스가 도시되어 있다. 도　11a 내지 도　11k에서는, 제2 세트의 기어박스가 도시되어 있다. 세트로 된 기어박스의 결합형태는 단지 예시적인 것이며 이에 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 도　9에 대해서 한 세트의 기어박스로 사용된 기어박스의 특정 결합형태는 환자측 지지 시스템(210E)용 기구와 엔트리 가이드에 의해서 결정된다.

또한, 네 개의 기어박스 세트의 사용은 단지 예시적인 것이며 이것으로 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 이러한 개시 내용을 고려하여, 한 세트의 기어박스는 임의의 갯수의 기어박스, 예를 들어, 자동적으로 위치되도록 되어 있는 각각의 머니퓰레이터 조립체(240)에 대해서는 한 개의 기어박스를 포함할 수 있다. 한 세트에 네 개의 기어박스와 관련하여, 도 3a 및 도　3b의 네 개의 머니퓰레이터 조립체의 각각이 자동적으로 위치된다. 그러나, 위에서 설명한 것과 같이, 몇몇 실시형태는 하나의 시스템에 네 개의 머니퓰레이터 조립체(도 5f 참고)보다 더 많은 수의 머니퓰레이터 조립체를 포함할 수 있으므로, 모든 머니퓰레이터 조립체가 자동적으로 위치되면, 이 기어박스 세트는 상기와 같은 하나의 시스템에 네 개의 기어박스보다 더 많은 수의 기어박스를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 모든 머니퓰레이터 조립체보다 작은 수의 머니퓰레이터 조립체가 자동적으로 위치되면, 한 세트의 기어박스의 갯수는 머니퓰레이터 조립체의 총수보다 작을 수 있다. 한 세트에서 가능한 기어박스의 결합형태의 각각에 대해서 도 9가 반복하여 도시되어 있지 않은데, 그 이유는, 상기 내용을 고려하여, 당업자는 기어박스 상이한 기구 및/또는 가이드 튜브를 수용하기 위해 작동적으로 위치되는 머니퓰레이터 조립체의 갯수에 대해서 기어박스를 선택할 수 있기 때문이다, 예를 들어, 한 세트의 기어박스의 갯수가 한 개에서 시스템의 머니퓰레이터 조립체의 전체 갯수에 이르기까지 달라질 수 있기 때문이다.

하나의 실시형태에서는, 두 가지 종류의 기어박스가 제1 세트의 기어박스에 사용된다. 제1 기어박스는 위치결정 요소를 원형 궤적을 따라 이동시킨다. 제2 기어박스는 위치결정 요소를 직선 궤적을 따라 이동시킨다. 이 실시형태에서는, 기어박스(942_0)(도　9)에 대해 직선 궤적 기어박스(942_0_1)(도　10c 및 도 10d)가 사용되는 반면에, 기어박스(942_1,　942_2,　942_3)(도　9)의 각각에 대해 원형 궤적 기어박스(942)(도　10a 및 도 10b)가 사용된다. 기어박스의 이러한 결합형태는 단지 예시적인 것이며 이것으로 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 도　9에 사용된 기어박스의 구체적인 결합형태는 환자측 지지 시스템(210E)용 기구와 엔트리 가이드에 의해 결정된다.

도　10a는 기어박스(942)의 근위도이다. 이 실시형태에서는, 기어박스(942)가 원형 궤적을 가지는 도 9의 기어박스(942_1,　942_2, 및 942_3)의 각각을 나타낸다. 도　10b는 기어박스(942)의 원위도이다. 도　10a 및 도 10b에서는, 기어박스 하우징의 일부가 제거되어 있다.

기어박스(942)는 입력 기어(1001_A)와 출력 기어(1002_A)를 포함하는 기어 트레인을 지지하는 하우징을 가지고 있다. 위에서는, 입력 기어(1001_A)를 입력 스퍼 기어라고 칭하였다.

출력 핀(1049_B), 예를 들어, 위치결정 요소가 출력 기어(1002_A)의 원위 측면(1002S_B)에 장착되어 있다. 이 실시형태에서는, 출력 핀(1049_B)이 출력 기어(1002_A)의 회전 중심으로부터 벗어난 상태로 출력 기어(1002_A)에 장착되어 있다. 따라서, 출력 핀(1049_B)의 궤적, 결과적으로 수술 기구의 샤프트의 궤적은 일정한 반경의 원호이다. 하나의 실시형태에서는, 출력 핀(1049_B)이 스테인레스강 핀, 예를 들면, 니트로닉(Nitronic)　60, 30퍼센트 냉간 가공물(thirty percent cold worked)이다. 그러나, 제대로 작용하는, 다시 말해서, 골링(galling) 또는 냉간 용접(cold welding) 성질을 나타내지 않는 임의의 강철이 다른 강과 함께 사용될 수 있다.

출력 핀(1049_B)은 출력 기어(1002_A)의 원위 측면(1002S_B)으로부터 하우징의 원위 측면부(1032S_B)의 개구(1044_B)를 통하여 원위 방향으로 뻗어 있다. 개구(1044_B)의 형상은 출력 핀(1049_B)의 운동 범위를 제어하도록 선택된다. 따라서, 개구(1044_B)는 출력 핀(1049_B)에 대한 운동 제한부(motion stop)이다.

도　10c는 직선 궤적 기어박스인 기어박스(942_0_1)의 근위도이다. 기어박스(942_0_1)는 기어박스(942_0)(도　9)의 한 예이다. 도　10d는 기어박스(942_0_1)의 원위도이다. 도　10c 및 도 10d에서, 기어박스 하우징은 하우징 내부의 요소들을 볼 수 있도록 투명하다.

기어박스(942_0_1)는 입력 기어(1001_C)와 캠 기어(1002_C)를 포함하는 기어 트레인을 지지하는 하우징을 가지고 있다. 캠 기어(1002_C)는 원위 표면(1002S_D)(도　10d)으로부터 캠 기어(1002_C)속으로 기계가공된 슬롯인 조정 캠(1043)을 포함하고 있다. 따라서, 조정 캠(1043)은 종종 캠 슬롯(1043)이라고 칭해진다.

출력 핀(1049_D)의 근위 단부, 예를 들어, 위치결정 요소의 근위 단부는 조정 캠(1043)에 얹혀 있다. 출력 핀(1049_D)은 한 쌍의 직선 레일(1052)에 얹혀 있는 캐리지(1005)에 장착되어 있다. 직선 레일(1052)은 하우징의 내측 원위 표면에 장착되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 출력 핀(1049_D)이 스테인레스강 핀, 예를 들면, 니트로닉(Nitronic)　60, 30퍼센트 냉간 가공물(thirty percent cold worked)이다. 그러나, 제대로 작용하는, 다시 말해서, 골링(galling) 또는 냉간 용접(cold welding) 성질을 나타내지 않는 임의의 강철이 다른 강과 함께 사용될 수 있다.

출력 핀(1049_D)은 하우징의 원위 측면부(1032S_D)의 고정된 슬롯(1044_D)을 통하여 원위 방향으로 뻗어 있다. The 크기 of 고정된 슬롯(1044_D)의 크기는 출력 핀(1049_D)의 운동 범위를 제어하기 위해서 선택된다. 따라서, 고정된 슬롯(1044_D)은 출력 핀(1049_D)에 대한 운동 제한부이다.

입력 기어(1001_C)가 캠 기어(1002_C)를 구동시킬 때, 조정 캠(1043)은 출력 핀(1049_D)을 이동시킨다. 통상적으로, 캠 기어(1002_C)가 회전할 때, 출력 핀(1049_D)과 캠 슬롯(1043)의 사이에서는 상당한 크기의 마찰이 있을 것이다. 그러나, 하나의 실시형태에서는, 한 쌍의 베어링이 출력 핀(1049_D)에 장착되어 있고, 출력 핀(1049_D)은 기어박스(942_0_1)가 슬라이딩 운동보다는 베어링 롤링 작용을 통하여 상기 핀 운동을 전달하도록 캠 슬롯(1043)에 놓여 있다.

기어박스(942_0_1)에서, 출력 핀(1049_D)의 위치는 조정 캠(1043_D)의 외형(profile)에 의해서 안내된다. 그러나, 캐리지(1005)와 직선 레일(1052)이 출력 핀(1049_D)의 운동을 직선 운동으로 제한한다. 이러한 구성은 원상태로 되돌릴 수 있는 이익을 가지며, 이로 인해 출력 핀 위치의 배열이 보다 유연하게 된다.

다른 실시형태에서는, 제2 세트의 기어박스가 도　11a 내지　도 11k에 도시되어 있는 바와 같이 네 개의 상이한 기어박스를 포함하고 있다. 도　11a는 직선 궤적 기어박스인 기어박스(942_0_2)의 근위도이다. 기어박스(942_0_2)는 기어박스(942_0)(도　9)의 한 예이다. 기어박스(942_0_2)는 제2 세트의 기어박스의 제1 기어박스이고, 통상적으로 카메라 기구를 위치시키기 위해서 사용된다. 도　11b는 기어박스(942_0_2)의 원위도이다. 도　11a 및 도 11b에서는, 기어박스 하우징이 하우징 내부의 요소들을 볼 수 있도록 투명하다. 도　11a에서는, 릴리스 핀(943_0_2)이 기어박스(942_0_2)로부터 제거되었으므로, 도면에 도시되어 있지 않다.

기어박스(942_0_2)는 입력 기어(1101_A)와 캠 기어(1102_A)를 포함하는 기어 트레인을 지지하는 하우징을 가지고 있다. 캠 기어(1102_A)는 원위 표면(1102DS_B)(도　11b)으로부터 캠 기어(1102_A)속으로 기계가공된 슬롯인 조정 캠(1143_B)을 포함하고 있다. 따라서, 조정 캠(1143_B)은 종종 캠 슬롯(1143_B)이라고 지칭된다.

출력 핀(1149_B)의 근위 단부는 캠 종동자에 결합되어 있다, 예를 들어, 위치결정 요소의 근위 단부는 조정 캠(1143_B)에 얹혀 있는 캠 종동자에 결합되어 있다. 출력 핀(1149_B)은 하우징의 원위 측면부(1132DS_B)의 고정된 슬롯(1144_B)을 통하여 원위 방향으로 뻗어 있다. 고정된 슬롯(1144_B)의 크기는 출력 핀(1149_B)의 운동 범위에 기초하여 선택된다. 고정된 슬롯(1144_B)의 폭은 상기 슬롯의 가장자리 표면에서 롤링운동하는 출력 핀(1149_B)의 일부분과 공차(tolerance)를 수용할 정도로 충분히 넓다.

이 실시형태에서는, 스톱 핀(1103_A)이 캠 기어(1102_A)의 근위 표면(1102PS_A)으로부터 근위 방향으로 뻗어 있다. 스톱 핀(1103_A)은 하우징의 근위 측면부(1132PS_A)의 내부 표면의 슬롯(1104_A)에 얹혀 있다. 스톱 핀(1103_A)은 슬롯(1104_A)과 결합하여 캠 기어(1102_A)의 회전 범위를 제한하므로, 스톱 핀(1103_A)과 슬롯(1104_A)의 결합체는 운동 범위 제한부이다.

입력 기어(1101_A)가 캠 기어(1102_A)를 회전시킴에 따라, 조정 캠(1143_B)이 출력 핀(1149_B)을 슬롯(1144_B)에서 이동시킨다. 출력 핀(1149_B)의 위치는 조정 캠(1143_D)의 외형에 의해서 안내된다. 그러나, 슬롯(1144_B)은 출력 핀(1149_B)의 운동을 직선 운동으로 제한한다. 도　18c 참고.

도　11c는 제1 두 개의 자유도 궤적 기어박스인 기어박스(942_1_2)의 근위도이다. 기어박스(942_1_2)는　기어박스(942_1)(도　9)의 한 예이다. 기어박스(942_1_2)는 제2 세트의 기어박스의 제2 기어박스이다. 도　11d는 기어박스(942_0_2)의 원위도이다. 도　11c 및 도 11d에서, 기어박스 하우징은 하우징 내부의 요소들을 볼 수 있도록 투명하다. 도　11c에서는, 릴리스 핀(943_1_2)이 기어박스(942_1_2)로부터 제거되었으므로, 도면에 도시되어 있지 않다.

기어박스(942_1_2)는 입력 기어(1101_C)와 캠 기어(1102_C)를 포함하는 기어 트레인을 지지하는 하우징을 가지고 있다. 캠 기어(1102_C)는 원위 표면(1102DS_D)(도　11b)으로부터 캠 기어(1102_C)속으로 기계가공된 슬롯인 조정 캠(1143_D)을 포함하고 있다. 따라서, 조정 캠(1143_D)은 종종 캠 슬롯(1143_D)이라고 칭해진다.

출력 핀(1149_D)의 근위 단부는 캠 종동자에 결합되어 있다, 예를 들어, 위치결정 요소의 근위 단부는 조정 캠(1143_D)에 얹혀 있는 캠 종동자에 결합되어 있다. 출력 핀(1149_D)은 하우징의 원위 측면부(1132DS_D)의 고정된 슬롯(1144_D)을 통하여 원위 방향으로 뻗어 있다. 고정된 슬롯(1144_D)의 크기는 출력 핀(1149_D)의 운동 범위에 기초하여 선택된다. 고정된 슬롯(1144_D)의 폭은 상기 슬롯의 가장자리 표면에서 롤링운동하는 출력 핀(1149_D)의 일부분과 공차를 수용할 정도로 충분히 넓다.

이 실시형태에서는, 스톱 핀(1103_C)이 캠 기어(1102_C)의 근위 표면(1102PS_C)으로부터 근위 방향으로 뻗어 있다. 스톱 핀(1103_C)은 하우징의 근위 측면부(1132PS_C)의 내부 표면의 슬롯(1104_C)에 얹혀 있다. 스톱 핀(1103_C)은 슬롯(1104_C)과 결합하여 캠 기어(1102_C)의 회전 범위를 제한하므로, 스톱 핀(1103_C)과 슬롯(1104_C)의 결합체는 운동 범위 제한부이다.

입력 기어(1101_C)가 캠 기어(1102_C)를 회전시킴에 따라, 조정 캠(1143_D)이 출력 핀(1149_D)을 슬롯(1144_D)에서 이동시킨다. 출력 핀(1149_D)의 위치는 조정 캠(1143_D)의 외형에 의해서 안내된다. 그러나, 슬롯(1144_D)은 출력 핀(1149_D)의 운동을 두 개의 원호의 결합체상에서의 운동으로 제한한다. 출력 핀(1149_D)은 두 개의 자유도를 가지고 있다. 도　18e 참고.

도　11e 및 도 11f는 제2 두 개의 자유도 궤적 기어박스인 기어박스(942_2_2)의 근위도이다. 기어박스(942_2_2)는 기어박스(942_2)(도　9)의 한 예이다. 기어박스(942_2_2)는 제2 세트의 기어박스의 제3 기어박스이다. 도　11g는 기어박스(942_2_2)의 원위도이다. 도　11h는 기어박스(942_2_2)의 단면도이다. 도　11e, 도　11f, 및 도 11g에서, 기어박스 하우징은 하우징의 내부의 요소들을 볼 수 있도록 투명하다.

기어박스(942_2_2)는 입력 기어(1101_E)와 캠 기어(1102_E)를 포함하는 기어 트레인을 지지하는 하우징을 가지고 있다. 캠 기어(1102_E)는 원위 표면(1102DS_G)(도　11b)으로부터 캠 기어(1102_E)속으로 기계가공된 슬롯인 조정 캠(1143_G)을 포함하고 있다. 따라서, 조정 캠(1143_G)은 종종 캠 슬롯(1143_G)이라고 칭해진다.

도　11e에는, 릴리스 핀(943_2_2)이 기어박스(942_2_2)에 삽입되어 있는 상태로 도시되어 있다. 상기한 바와 같이, 각각의 릴리스 핀, 예를 들어, 릴리스 핀(943_2_2)은 기어박스를 설치하는 동안 자신의 기어박스를 고정시키고, 이것은 기어박스가 조정 기어(941)와 제대로 동기화되는 것을 보장한다. 도　11f에서는, 릴리스 핀(943_2_2)이 기어박스(942_2_2)로부터 제거되어 있다.

출력 핀(1149_G)의 근위 단부는 캠 종동자에 결합되어 있다, 예를 들어, 위치결정 요소의 근위 단부는 조정 캠(1143_G)에 얹혀 있는 캠 종동자에 결합되어 있다. 출력 핀(1149_G)은 하우징의 원위 측면부(1132DS_G)의 고정된 슬롯(1144_G)을 통하여 원위 방향으로 뻗어 있다. 고정된 슬롯(1144_G)의 크기는 출력 핀(1149_G)의 운동 범위에 기초하여 선택된다. 고정된 슬롯(1144_G)의 폭은 상기 슬롯의 가장자리 표면에서 롤링운동하는 출력 핀(1149_G)의 일부분과 공차를 수용할 정도로 충분히 넓다.

이 실시형태에서는, 스톱 핀(1103_E)이 캠 기어(1102_E)의 근위 표면(1102PS_E)으로부터 근위 방향으로 뻗어 있다. 스톱 핀(1103_E)은 하우징의 근위 측면부(1132PS_E)의 내부 표면의 슬롯(1104_E)에 얹혀 있다. 스톱 핀(1103_E)은 슬롯(1104_E)과 결합하여 캠 기어(1102_A)의 회전 범위를 제한하므로, 스톱 핀(1103_E)과 슬롯(1104_E)의 결합체는 운동 범위 제한부이다.

입력 기어(1101_E)가 캠 기어(1102_E)를 회전시킴에 따라, 조정 캠(1143_G)이 출력 핀(1149_G)을 슬롯(1144_G)에서 이동시킨다. 출력 핀(1149_G)의 위치는 조정 캠(1143_G)의 외형에 의해서 안내된다. 그러나, 슬롯(1144_G)은 출력 핀(1149_G)의 운동을 직선과 원호의 결합체 상에서의 운동으로 제한한다. 출력 핀(1149_G)은 두 개의 자유도를 가지고 있다. 도　18g 참고.

제2 세트의 기어박스의 다른 기어박스의 각각은, 다시 말해서, 기어박스(942_0_2,　942_1_2, 및 942_3_2)는 도　11h의 기어박스(942_2_2)에 대한 단면도와 유사한 단면도를 가지고 있다. 따라서, 각각의 기어박스(942_0_2,　942_1_2, 및 942_3_2)의 단면도는 어떠한 추가적인 정보도 보태지 않을 것이므로, 제공되어 있지 않다. 도　11h에 도시되어 있는 바와 같이, 이 실시형태에서는, 출력 핀(1149_G)이 부싱(1161)에 의해 캠 종동자(1160)에 결합되어 있다. 캠 종동자(1160)는 캠 슬롯(1104_E)에 얹혀 있다. 이 실시형태에서는, 출력 핀(1149_G)이 위치결정 요소 수용기 조립체(714)(도　7d)의 베어링(711) 및 베어링(712)에 의해 지지되어 있기 때문에, 출력 핀(1149_G)을 지지하는데 사용된 베어링은 없다. 이 실시형태에서는, 기어박스(942_2_2)의 하우징이 베이스(1170_G)와 뚜껑(1171_G)을 포함하고 있다.

도　11i는 제3 두 개의 자유도 궤적 기어박스인 기어박스(942_3_2)의 근위도이다. 기어박스(942_3_2)는 기어박스(942_3)(도　9)의 한 예이다. 기어박스(942_3_2)는 제2 세트의 기어박스의 제4 기어박스이다. 도　11j는 기어박스(942_3_2)의 원위도이다. 도　11i 및 도 11j에서는, 기어박스 하우징이 하우징 내부의 요소들을 볼 수 있도록 투명하다. 도　11i에서는, 릴리스 핀(943_3_2)이 기어박스(942_3_2)로부터 제거되었으므로, 도면에 도시되어 있지 않다.

기어박스(942_3_2)는 역전 아이들러 기어(1108_I), 입력 기어(1101_I) 그리고 캠 기어(1102_I)를 포함하는 기어 트레인을 지지하는 하우징을 가지고 있다. 역전 아이들러 기어(1108_I)는 조정 기어(941)에 얹혀 있으며, 캠 기어(1102_I)를 구동시킨다. 이 실시형태에서, 역전 아이들러 기어(1108_I)는 머니퓰레이터 위치결정 시스템이 불안정한 상태로 들어가지 않도록 하기 위해서 사용된다. 캠 기어(1102_I)는 원위 표면(1102DS_J)(도　11j)으로부터 캠 기어(1102_I)속으로 기계가공된 슬롯인 조정 캠(1143_J)을 포함하고 있다. 따라서, 조정 캠(1143_J)은 종종 캠 슬롯(1143_J)이라고 칭해진다.

출력 핀(1149_J)의 근위 단부는 캠 종동자에 결합되어 있다, 예를 들어, 위치결정 요소의 근위 단부는 조정 캠(1143_J)에 얹혀 있는 캠 종동자에 결합되어 ㅇ있다. 출력 핀(1149_J)은 하우징의 원위 측면부(1132DS_J)의 고정된 슬롯(1144_J)을 통하여 원위 방향으로 뻗어 있다. 고정된 슬롯(1144_J)의 크기는 출력 핀(1149_J)의 운동 범위에 기초하여 선택된다. 고정된 슬롯(1144_J)의 폭은 상기 슬롯의 가장자리 표면에서 롤링운동하는 출력 핀(1149_J)의 일부분과 공차를 수용할 정도로 충분히 넓다.

이 실시형태에서는, 스톱 핀(1103_I)이 캠 기어(1102_I)의 근위 표면(1102PS_I)으로부터 근위 방향으로 뻗어 있다. 스톱 핀(1103_I)은 하우징의 근위 측면부(1132PS_I)의 내부 표면의 슬롯(1104_I)에 얹혀 있다. 스톱 핀(1103_I)은 슬롯(1104_I)과 결합하여 캠 기어(1102_I)의 회전 범위를 제한하므로, 스톱 핀(1103_I)과 슬롯(1104_I)의 결합체는 운동 범위 제한부이다.

입력 기어(1101_I)가 캠 기어(1102_I)를 회전시킴에 따라, 조정 캠(1143_J)은 출력 핀(1149_J)을 슬롯(1144_J)에서 이동시킨다. 출력 핀(1149_J)의 위치는 조정 캠(1143_J)의 외형에 의해서 안내된다. 그러나, 슬롯(1144_J)은 출력 핀(1149_J)의 운동을 두 개의 원호의 결합체상에서의 운동으로 제한한다. 출력 핀(1149_J)은 두 개의 자유도를 가지고 있다. 도　18i 참고.

도　11k는 캠 기어(1102_I)의 상세도이다. 하나의 실시형태에서는, 출력 핀(1149_J)이 캠 기어(1102_I)의 회전에 의해서 일곱 개의 위치 중의 한 위치로 이동된다. 출력 핀(1149_J)의 일곱 개의 위치는 캠 슬롯(1143_J) 내의 점선　1149_J_1 내지 점선　1149_J_7에 의해 나타내져 있다. 도　11k에서 밝은 색깔의 선은 작업선(working 라인)이며 필수적인 것은 아니다.

출력 핀(1149_J)이 캠 슬롯(1143_J)에서 정지하는 각각의 위치에서는, 캠 표면이 편평하다, 다시 말해서, 캠의 편평한 표면은 캠 기어(1102_I)의 중심을 통과하는 반경방향의 선에 대해 수직이다. 이것은 캠 기어(1102_I)의 역전 구동(back driving)을 방지한다. 몇몇 상황에서는, 수술 기기 조립체(300)가 수술 기기 조립체의 무게가 그 수술 기기 조립체에 대해 대응하는 출력 핀에 힘을 이전하도록 위치될 수 있다. 출력 핀(1149_J)의 정지 위치에서의 편평한 곳은 상기 핀에 의해서 캠 기어(1102_I)로 이전된 힘만이 캠 기어(1102_I)의 중심을 통과하는 반경방향의 힘이므로, 캠 기어(1102_I)의 역전 구동이 문제가 되지 않는다는 것을 보장한다. 캠 기어(1102_I)는 또한 캠 표면이 각각의 기어박스에서 동일하지는 않지만 제2 세트의 기어박스의 다른 기어박스들의 각각의 기어박스의 캠 기어를 나타낸다.

캠 기어(1102_I)의 다른 특징은, 도　11k에 도시되어 있는 바와 같이, 출력 핀(1149_J)이 캠 기어(1102)의 균등한 회전 증분 만큼 적절한 정지 위치로 이동되는 것이다. 이 예에서는, 캠 기어(1102_I)가 90도 회전하여 출력 핀(1149_J)을 위치　1149_J_1로부터 ― 드레이핑 위치(draping position) ― 위치 1149_J_2로 이동시킨 다음 캠 기어(1102_I)가 45도 회전하여 출력 핀(1149_J)을 각각의 후속하는 정지 위치, 다시 말해서, 위치　1149_J_3 내지 위치　1149_J_7로 이동시킨다. 정지 위치　1149_J_2 내지 정지 위치　1149_J_7는 도　11k에서 균등한 증분으로 되어 있지 않은데, 그 이유는 캠 기어(1102_I)는 균등한 증분으로 회전하는 반면에, 출력 핀(1149_J)은 캠 슬롯(1143_J)에서 이동하도록 제한되기 때문이다.

하나의 실시형태에서는, 제2 세트의 기어박스의 각각의 기어박스가 동일한 재료를 사용하여 구성되어 있다. 베이스는 2024-T4 알루미늄로 되어 있다. 뚜껑은 6061-T6 알루미늄으로 되어 있다. 캠 기어를 포함하여 모든 기어는 2024-T4　알루미늄으로 되어 있다. 하나의 실시형태에서는, 출력 핀의 각각이 스테인레스강 핀, 예를 들면, 니트로닉(Nitronic)　60, 30퍼센트 냉간 가공물(thirty percent cold worked), 또는 416 스테인레스강이다. 그러나, 제대로 작용하는, 다시 말해서, 골링(galling) 또는 냉간 용접(cold welding) 성질을 나타내지 않는 임의의 강철이 다른 강과 함께 사용될 수 있다. 본 명세서에 언급된 재료는 단지 예시적인 것이며 이것으로 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 다른 동등한 금속 및/또는 플라스틱이 사용될 수도 있다.

하나의 실시형태에서는, 롤 시스템과 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 양자 모두가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)에 포함되어 있다. 롤 시스템은 복수의 수술 기기 조립체(300)(도　3b)를 롤링운동시키는데 사용되는 롤 링 기어(roll ring gear)를 포함하고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(940)의 조정 링 기어(941)는 각각의 기어박스, 예를 들어, 기어박스(942_0) 내지 기어박스(942_3)의 입력 기어와 결합되어 있다.

각각의 기어박스의 출력 핀이, 예를 들면, 두 가지 방식 중의 한 가지 방식으로 움직인다. 롤 링 기어는 정지상태로 유지되어 있고, 조정 링 기어가 회전하거나, 조정 링 기어는 정지상태로 유지되어 있고 롤 링 기어가 회전한다. 그러나, 일반적으로, 적절한 위치결정은, 두 개의 기어 중의 하나의 기어가 다른 기어에 대해서 차동적으로(differentially) 움직이면, 예를 들어, 두 개의 기어가 상이한 각속도로 운동하면, 이루어질 수 있다.

도　12a 내지 도　12d는 각각의 수술 기기 조립체의 기구 샤프트가 수술 기구를 손상시키지 않으면서 엔트리 가이드의 채널을 통과하기 위한 적절한 위치에 있도록 각각의 수술 기기 조립체를 동시에 이동시키기 위해서 롤 링 기어는 정지상태로 유지되어 있고 조정 링 기어가 회전하는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 한 예를 나타내고 있다. 도　13a 및 도 13d는 각각의 수술 기기 조립체의 기구 샤프트가 수술 기구를 손상시키지 않으면서 엔트리 가이드의 채널을 통과하기 위한 적절한 위치에 있도록 각각의 수술 기기 조립체를 동시에 이동시키기 위해서 조정 링 기어는 정지상태로 유지되어 있고 롤 링 기어가 회전하는 엔트리 가이드 머니퓰레이터의 한 예를 나타내고 있다. 상기 양쪽 예에서, 정상적인 작동 동안, 롤 링 기어와 조정 링 기어의 회전이 동기화되어 있고, 이것은 상기 두 개의 링 기어가 동일한 각속도로 함께 회전한다는 것을 의미한다.

이들 예는 단지 예시적인 것이며 이에 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 이 내용을 고려하여, 수술 기기 조립체를 자신의 샤프트가 엔트리 가이드를 통과할 수 있도록 적절한 위치로 이동시키기 위해서 롤 링 기어와 조정 링 기어를 비동기적으로(asynchronously) 운동시키는, 예를 들어, 상기 두 개의 기어를 차동적으로 운동시키는 다른 방법이 사용될 수 있다, 예를 들어, 상기 두 개의 링 기어가 상이한 각속도로 회전할 수 있다.

도　12a는 롤 시스템(1210)과 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1220)을 가진 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230D)의 다른 실시형태의 개략도이다. 롤 시스템(1210)은 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230D)에 결합된 수술 기구 조립체 모두를 집단적으로 롤링운동시킨다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1220)는, 샤프트가 엔트리 가이드로의 진입시에 구부러지면 샤프트에 대한 응력 한계치를 초과하지 않고 샤프트가 엔트리 가이드로 진입하여 통과할 수 있도록 수술 기기 조립체의 샤프트를 엔트리 가이드의 상이한 채널과 정렬시키기 위해서, 필요에 따라, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230D)에 결합된 수술 기구 조립체의 모두 또는 일부를 동시에 운동시킨다.

구동 조립체(1290)가 롤 시스템(1210)과 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1220)에 결합되어 있다. 수술 기기 조립체(1230)는 머니퓰레이터 위치 시스템(1220)에 결합되어 있다. 도　12a에 도시되어 있지는 않지만, 수술 기기 조립체(1230)도 롤 시스템(1210)에 결합되어 있다.

롤 시스템(1210)은 롤 링 기어(1270)를 포함하고 있다. 롤 시스템(1210)은 다른 구성요소들도 포함하고 있지만, 이러한 구성요소들은 구동 조립체(1290)의 설명을 용이하게 하기 위해서 도면에 도시되어 있지 않다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1220)은 조정 링 기어(1241)와 기어박스(942D)를 포함하고 있다. 기어박스(942D)는 위치결정 요소를 포함하고 있다. 수술 기기 조립체(1230)는, 예를 들면, 상기한 바와 같이, 위치결정 요소가 이동할 때 기구의 샤프트도 이동하도록 기어박스(942D)의 위치결정 요소에 결합되어 있다. 기어박스(942D)가 위치결정 요소를 이동시키면, 상기 위치결정 요소가 수술 기기 조립체(1230)의 샤프트를, 하나의 실시형태에서, 엔트리 가이드의 세로축에 수직인 측면방향의 평면(lateral plane)인 평면에서 이동시킨다.

도　12a에는, 설명의 편의를 위해서 단 한 개의 기어박스(942D)가 나타내어져 있다. 그러나, 조정 링 기어(1241)는 도　9에 도시된 것과 동등한 방식으로 복수의 기어박스와 결합하고 각각의 기어박스는 수술 기기 조립체에 결합될 수 있다. 수술 기기 조립체(1230)는 상기한 복수의 수술 기기 조립체(300)의 수술 기기와 동등하므로, 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.

구동 조립체(1290)는 롤 링 기어(1270) 및 조정 링 기어(1241)에 결합되어 있는 롤 모터 조립체(1291)를 포함하고 있다. 조정 링 기어(1241)는 종종 조정 기어라고 칭해진다. 롤링운동 작동시에, 롤 모터 조립체(1291)는 롤 링 기어(1270)와 조정 링 기어(1241)를 두 개의 기어의 회전이 동기화되도록 구동시킨다.

브레이크(1292)와 클러치(1295)는 롤 링 기어(1270)에 결합되어 있다. 조정 기어 구동 조립체(1293)는 조정 링 기어(1241)에 결합되어 있다. 이 실시형태에서, 클러치(1295)가 노브(1294)를 직선운동으로 이동시키는 것에 의해서 분리되면, 조정 기어 구동 조립체(1293)는 노브(1294)를 회전시키는 것에 의해서 수동으로 작동될 수 있다.

머니퓰레이터 위치 조정 프로세스에서, 노브(1294)는 클러치(1295)를 풀고, 브레이크(1292)는 롤 링 기어(1270)가 회전하는 것을 막는다. 노브(1294)를 회전시키면 조정 기어 구동 조립체(1293)가 조정 링 기어(1241)를 회전시킨다. 롤 링 기어(1270)가 정지상태로 유지되어 있기 때문에, 기어박스(942D)는 움직이지 않는다. 그러나, 상기한 바와 같이, 조정 기어 구동 조립체(1293)의 회전이 기어박스(942D)의 위치결정 요소를 이동시키고, 이로 인해 수술 기기 조립체(1230)의 샤프트의 위치가 바뀐다. 롤 링 기어(1270)와 조정 링 기어(1241) 사이의 차동 운동이 기어박스(942D)의 위치결정 요소의 운동을 제어한다.

도　12b는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230D)의 하우징(1232)에 장착된 조정 링 기어(1241) 및 롤 링 기어(1270)를 가진 하나의 구성을 나타내고 있다. 하나의 실시형태에서는, 조정 링 기어(1241)가 조정 디스크(841)나 조정 기어(941)가 될 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 롤 링 기어(1270)가 4점 접촉 베어링 상의 내측 하우징(1232)을 회전시킨다. 조정 링 기어(1241)는 롤 링 기어(1270)에서 자유롭게 회전하고, 유성 기어 차동 메카니즘(1250)의 출력 기어(1202)(도　12c)에 의해 구동된다. 도　12c는 유성 기어 차동 메카니즘(1250)의 한 실시형태의 단면도이고, 유성 기어 차동 메카니즘(1250)의 저면도이다. 유성 기어 차동 메카니즘(1250)은 클러치(1295)와 조정 기어 구동 조립체(1293)의 구현형태의 한 예이다.

조정 링 기어(1241)의 롤 링 기어(1270)에 대한 상대적인 운동은 하우징(1232)에 배치된 한 개의 수동 노브(1294)를 통하여 사용자에 의해 제어된다. 노브(1294)는 스플라인 샤프트(1218)에 장착되어 있다.

조정 링 기어(1241)를 구동시키기 위해서, 사용자가 노브 프리로드 스프링(knob preload spring)(1219)에 대항하여 노브(1294)를 당겨서 노브(1294)를 잠금장치(1213)로부터 분리시킨 다음 노브(1294)를 회전시킨다. 이런 방식이 사용되면, 롤 링 기어(1270)가 클러치(1295)에 의해 노브(1294)로부터 분리되고 브레이크(1292)는 롤 링 기어(1270)의 운동을 막고(이것은 효과적으로 태양 기어(1217)를 고정시키고), 노브(1294)를 회전시키면 유성 캐리어(planet carrier)(1215)가 회전하게 된다. 유성 캐리어(1215)를 회전시키면 유성 기어(1216)가 회전하게 되고, 이로 인해 링 기어(1214)를 구동시킨다. 링 기어(1214)는 출력 기어(1202)를 구동시킨다. 출력 기어(1202)의 톱니는 조정 링 기어(1241)의 외주의 톱니와 맞물린다. 따라서, 노브(1294)의 결합에 의해 롤 링 기어(1270)가 고정되고, 노브(1294)의 회전에 의해 조정 링 기어(1241)가 회전하게 된다. 상기한 바와 같이 조정 링 기어(1241)의 회전에 의해 위치결정 요소가 이동된다 . 기어(1201) 및 기어(1220)는 상기 구조가 제대로 작동하는 것을 도와주도록 구성된 아이들러 기어이다.

유성 기어 차동 메카니즘(1250)의 모든 구성요소의 기어 비(gear ratio)는 노브(1294)가 고정되고 클러치(1295)가 결합될 때 조정 링 기어(1241)와 롤 링 기어(1270)가 동기화되는 것을 보장하도록 선택된다. 상기 기어 비는 또한 노브 회전과 조정 디스크 회전 사이에 적절한 관계를 가지게 하도록 선택된다. 하나의 실시형태에서는, 위치결정 요소의 위치에 대응하는 노브(1294)의 위치가 볼-디텐트 클릭(ball-detent click)으로서 사용자에게 전달되고, 상기 위치는 약간의 오버-센터(over-center) 느낌도 가질 수 있다.

이 실시형태에서는, 조정 링 기어(1241)의 수동 제어가 사용된다. 다른 실시형태에서는, 노브(1294)가 제거되고 스플라인 샤프트(1218)가 서보모터의 샤프트 또는 솔레노이드에 결합된다. 상기한 바와 같이, 수동 작동을 위해, 상기 서보모터는 롤 링 기어(1270)를 고정시키고 조정 링 기어(1241)를 결합시키도록 프리로드 스프링(1219)에 대항하여 밀거나 당기도록 구성되어 있다.

도　13a는 롤 시스템(1310) 및 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)을 가진 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 다른 실시형태의 개략도이다. 롤 시스템(1310)은 롤 시스템(1310)에 결합된 모든 기구 조립체를 집단적으로 롤링운동시킨다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)은 기구를 손상시키지 않고 수술 기기 조립체의 샤프트를 엔트리 가이드의 상이한 채널로 삽입시키는 것을 가능하게 하기 위해서 롤 시스템(1310)에 결합된 기구 조립체의 모두 또는 일부를 동시에 위치시킨다.

구동 조립체(1390)는 롤 시스템(1310)과 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)에 결합되어 있다. 수술 기기 조립체(1330)는 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)에 결합되어 있다. 도　13a에 도시되어 있지는 않지만, 수술 기기 조립체(1330)도 롤 시스템(1310)에 결합되어 있다.

롤 시스템(1310)은 롤 링 기어(1370)를 포함하고 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)은 조정 링 기어(1341) 및 기어박스(942D)를 포함하고 있다. 기어박스(942D)는 위치결정 요소를 포함하고 있다. 수술 기기 조립체(1330)는, 예를 들면, 상기한 바와 같이, 기어박스(942D)의 위치결정 요소에 결합되어 있다. 기어박스(942D)가 위치결정 요소를 이동시키면, 수술 기기 조립체(1330)의 샤프트의 위치는 하나의 실시형태에서 측면방향의 평면인 평면에서 움직인다. 상기 측면방향의 평면은 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 회전축에 수직이다.

도　13a에서는, 설명의 편의를 위해서 단 한 개의 기어박스(942D)가 나타내어져 있다. 그러나, 조정 링 기어(1341)는 도　9에 도시된 것과 동등한 방식으로 복수의 기어박스와 결합하고 각각의 기어박스는 수술 기기 조립체에 결합될 수 있다. 수술 기기 조립체(1330)는 상기한 수술 기기 조립체(300)와 동등하므로, 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.

이 실시형태에서는, 구동 조립체(1390)가 롤 모터 조립체(1391), 클러치(1392), 그리고 브레이크(1393)를 포함하고 있다. 롤 모터 조립체(1391)는 롤 링 기어(1370)에 직접 결합되어 있고 클러치(1392)가 결합되어 있으면 클러치(1392)를 통하여 조정 링 기어(1341)에 직접 결합되어 있다. 클러치(1392)가 분리되어 있으면, 롤 모터 조립체(1391)는 조정 링 기어(1341)에 결합되지 않는다.

브레이크(1393)는 조정 링 기어(1341)에 직접 결합되어 있다. 브레이크(1393)가 결합되어 있으면, 브레이크(1393)는 조정 링 기어(1341)가 회전하는 것을 막는다. 브레이크(1393)가 분리되어 있으면, 조정 링 기어(1341)는 회전할 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 클러치(1392)와 브레이크(1393)가 전자기적 구성요소로서 구현되어 있다. 클러치(1392)는 힘이 클러치(1392)에 가해지면, 클러치(1392)가 풀어지고, 다시 말해서, 분리되고, 가해진 힘이 없으면, 클러치(1392)가 결합되도록 구현되어 있다. 브레이크(1393)는 힘이 가해지면, 브레이크(1393)가 풀어지고, 가해진 힘이 없으면, 브레이크가 결합되도록 구현되어 있다.

하나의 실시형태에서는, 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)가 적어도 세 개의 작동 모드: 즉, 롤링운동 모드, 고장 모드(fault mode), 그리고 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 조정 모드를 포함하고 있다. 롤링운동 모드에서는, 롤 시스템(1310)에 결합된 수술 기기 조립체들이 집단적으로 롤링운동된다. 고장 모드에서는, 롤 시스템(1310) 및 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)의 양자 모두가 디세이블(disable) 상태로 된다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 조정 모드에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)에 결합된 각각의 수술 기기 조립체가 자신의 기구 샤프트가 샤프트에 대한 응력 한계치를 초과하지 않고 엔트리 가이드를 통과하기 위한 적절한 위치에 있도록 개별적으로 이동된다. 표　1은 제어 시스템이 각각의 작동 모드에서 클러치(1392)와 브레이크(1393)에 동력을 공급하는 방법의 한 가지 예이다.

모드	브레이크(1393)	클러치(1392)
롤링운동	동력이 공급됨=풀어짐	동력이 공급되지 않음=결합됨
고장	동력이 공급되지 않음=결합됨	동력이 공급되지 않음=결합됨
조정	동력이 공급되지 않음=결합됨	동력이 공급됨=풀어짐

도　13a를 다시 참고하면, 롤링운동 모드에서는, 브레이크(1393)가 풀어지고 클러치(1392)가 결합된다. 따라서, 롤 모터 조립체(1391)는 롤 링 기어(1370)와 조정 링 기어(1341)를 두 개의 링 기어의 회전이 동기화되도록 구동시킨다.고장 모드에서는, 클러치(1392)와 브레이크(1393)의 양자 모두에게로 동력이 차단된다. 따라서, 브레이크(1393)와 클러치(1392) 양자 모두가 결합된다. 브레이크(1393)는 조정 링 기어(1341)가 회전하는 것을 막는다. 결합된 클러치(1392)를 통하여 롤 링 기어(1370)가 조정 링 기어(1341)에 연결되기 때문에, 롤 링 기어(1370)도 브레이크(1393)에 의해 회전하는 것이 방지된다. 따라서, 고장 모드에서는, 양쪽 링 기어의 어떠한 운동도 저지된다.

조정 모드에서는, 클러치(1392)는 풀어지고, 브레이크(1393)는 결합된다. 따라서, 조정 링 기어(1341)는 회전하는 것이 저지되지만, 롤 모터 조립체(1391)는 롤 링 기어(1370)를 회전시킨다. 롤 링 기어(1370)는 기구 샤프트가 제대로 위치되도록 조정 링 기어(1341)와 롤 링 기어(1370) 사이의 위치 차이가 있을 때까지 회전한다.

도　12a 내지 도　12d의 이전의 예에서는, 기어박스가 정지상태로 유지되어 있었고, 출력 핀을 위치시키기 위해서 조정 링 기어(1241)의 운동이 기어박스의 입력 기어를 회전시켰다. 여기에서는, 기어박스가 조정 링 기어(1341)에 대해 상대적으로 회전하고 이 운동은 위치결정 요소인 출력 핀이 적절한 위치로 이동되도록 기어박스의 기어를 회전시킨다.

도　13b 내지 도　13d는 도　13a의 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)를 구현하는 한 실시형태의 상세도이다. 도　13b는 커버가 제거된 상태의 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 그림이다. 기어박스(942_1,　942_2)(도　9 참고), 베이스 조립체(732_1,　732_3)(도　7a 내지 도 7c 참고), 그리고 삽입 조립체(731_1,　731-3)(도　7a 내지 도 7c 참고)를 도　13b에서 볼 수 있다. 조정 링 기어(1341)의 외측 기어 톱니와 롤 링 기어(1370)의 기어 톱니도 도　13b에서 볼 수 있다. 조정 링 기어(1341)의 외측 직경은 롤 링(1370)의 외측 직경과 동일하다. 디지털 전위차계(1350)는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230E)의 기계적인 그라운드(mechanical ground)에 대한 롤 링 기어(2370)의 절대 위치를 측정한다.

도　13c는 기어박스(942_1)의 입력 기어(1001)와 조정 링 기어(1341) 사이의 접속부를 보여주는 절결도이다. 입력 기어(1001)의 기어 톱니는 조정 링 기어(1341)의 내측 기어 톱니와 맞물린다.

도　13d는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템(1320)과 롤 기어 조립체(1310)용 구동 조립체(1390)의 절결도이다. 모터 조립체(1391), 클러치(1392), 브레이크(1393), 그리고 제2 전위차계(1351)가 구동 조립체(1390)의 하우징(1394)에 장착되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같이, 클러치는 하나의 샤프트를 다른 샤프트에 연결시키거나 다른 샤프트로부터 분리시키고, 브레이크는 샤프트를 그라운드에 연결시키거나 그라운드로부터 분리시킨다.

모터 출력 기어(1317)는 롤 기어 트레인(1371)을 구동시키고, 롤 기어 트레인(1371)은 롤 링 기어(1370)를 구동시킨다. 롤 기어 트레인(1371)은 롤 입력 기어(1372)와 롤 출력 기어(1373)를 포함하고 있다. 롤 입력 기어(1372)와 롤 출력 기어(1373)는 함께 회전한다.

조정 기어 트레인(1360)은 클러치(1392)에 의해 롤 기어 트레인(1371)에 결합되어 있다. 조정 기어 트레인(1360)은 종종 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 기어 트레인(1360)이라고 칭해진다. 조정 기어 트레인(1360)은 조정 링 기어(1341)를 구동시킨다. 조정 기어 트레인(1360)은 조정 입력 기어(1361)와 조정 출력 기어(1362)를 포함하고 있다. 조정 입력 기어(1361)와 조정 출력 기어(1362)는 함께 회전한다.

롤 기어 트레인(1371)의 기어 비와 조정 기어 트레인(1360)의 기어 비는 동일하다. 따라서, 롤 기어 트레인(1371)과 조정 기어 트레인(1360)의 양 기어 트레인이 모터(1391)에 의해서 구동되면, 롤 링 기어(1370)와 조정 링 기어(1341)가 동기적으로 회전한다, 예를 들어, 롤 링 기어(1370)와 조정 링 기어(1341)가 1대1 비율로 회전한다.

이 예에서, 롤 모터 조립체(1391)는 샤프트(1313)를 가진 소형의 고토크 무슬롯 무브러시 직류 모터(compact high torque slotless brushless direct current motor)(1312)이다. 롤 모터 조립체(1391)는 홀 센서 조립체(1314)와 인코더(1315)를 포함하고 있다. 모터 샤프트(1313)는 하모닉 기어 구동장치(1316)에 결합되어 있다. 하모닉 기어 구동장치(1316)는 모터 출력 기어(1317)에 결합되어 있다.

당업자에게 알려져 있는 것과 같이, 하모닉 기어 구동장치(1316)는 세 개의 구성요소: 즉, 파형 발생기(wave generator), 플렉스 스플라인(flexspline), 그리고 원형 스플라인을 포함하고 있다. 하모닉 기어 구동장치(1316)는 제로 백래시(zero backlash), 다른 기어장치 장비에 비해 높은 위치 정밀도, 그리고 다른 기어장치 장비에 비해 높은 토크 대 무게 비(torque-to-weight ratio)를 가지고 있다.

모터 출력 기어(1317)는 롤 시스템 기어 트레인(1371)의 롤 입력 기어(1372)를 구동시킨다. 롤 입력 기어(1372)는 한 쌍의 베어링에 장착되어 있다. 한 쌍의 베어링은 클러치(1392)의 샤프트(1331)에 장착되어 있다. 클러치(1392)의 허브(1335)는 롤 시스템 기어 트레인(1371)의 롤 입력 기어(1372)에 부착되어 있다.

클러치(1392)의 샤프트(1331)는 샤프트(1331)의 각각의 단부상의 베어링을 이용하여 하우징(1394)에 회전가능하게 장착되어 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 기어 트레인(1360)의 조정 입력 기어(1361)는 샤프트(1331)가 회전할 때, 조정 입력 기어(1361)가 회전하도록 샤프트(1331)에 고정되게 장착되어 있다.

클러치(1392)의 허브(1335)는 롤 입력 기어(1372)의 허브를 통하여 샤프트(1331)에 장착되어 있다. 전기자(1334)는 영구 자석을 포함하고 있고 전기자(1334), 허브(1335), 그리고 롤 입력 기어(1372)가 하나의 장치(unit)로서 샤프트(1331)에 대해서 회전하도록 판 스프링에 의해 클러치(1392)의 허브(1335)에 기계적으로 연결되어 있다.

회전자(1333)는 회전자(1331)가 회전할 때, 샤프트(1331)도 회전하도록 샤프트(1331)에 장착되어 있다. 전자기 코일(1332)에 가해진 전력이 없으면, 영구자석 전기자(1334)도 회전자(1333)에 부착되어 있으므로, 브레이크(1393)가 결합되어 있지 않을 때 조정 입력 기어(1361)는 롤 입력 기어(1372)와 동기적으로 회전한다.

전자기 코일(1332)에 전력이 가해지면, 전자기 코일(1332)을 통하여 흐르는 전류가 회전자(1333)와 전기자(1334)의 사이에 더 이상 자기적 부착물(magnetic attachment)이 없도록 회전자(1333)를 자화시키는 자기장을 발생시킨다. 전기자(1334)와 허브(1335)를 연결시키는 판 스프링은 전기자(1334)를 위쪽으로 당겨서 전기자(1334)를 회전자(1333)로부터 분리시킨다. 따라서, 전기자(1334)와 회전자(1333)는 분리되고 샤프트(1331)는 더 이상 롤 입력 기어(1372)에 결합되지 않는다. 이것은 클러치(1392)가 분리될 때 조정 입력 기어(1361)를 회전시키지 않고 롤 입력 기어(1372)를 회전시키는 것을 가능하게 한다.

롤 입력 기어(1372)는 롤 시스템 기어 트레인(1371)의 롤 출력 기어(1373)를 구동시킨다. 롤 출력 기어(1373)는 한 쌍의 베어링에 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 베어링은 브레이크(1393)의 샤프트(1322)에 장착되어 있다. 롤 출력 기어(1373)는 롤 링 기어(1370)와 결합되어 있다.

브레이크(1393)의 샤프트(1322)는 샤프트(1322)의 각각의 단부 상의 베어링을 이용하여 하우징(1394)에 회전가능하게 장착되어 있다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 기어 트레인(1360)의 조정 출력 기어(1362)는 샤프트(1331)가 자유롭게 회전할 때, 조정 출력 기어(1362)가 회전하도록 샤프트(1322)에 고정되게 장착되어 있다. 조정 출력 기어(1362)는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 기어 트레인(1360)의 조정 입력 기어(1361)에 의해 구동된다.

브레이크(1393)의 허브(1324)는 전자기 코일과 영구 자석을 포함하는 본체(1323)에 인접하여 샤프트(1322)에 장착되어 있다. 본체(1323)는 구동 하우징(1394)에 부착되어 있다. 전기자(1325)는 판 스프링에 의해 허브(1324)에 연결되어 있다. 본체(1323)의 전자기 코일에 전력이 공급되지 않으면, 전기자(1325)는 본체(1323)의 영구 자석의 자력선속(magnetic lines of flux)에 의해 본체(1323)에 부착된다. 따라서, 이 상태에서는, 샤프트(1322)가 하우징(1394)에 연결된다, 예를 들어, 샤프트(1322)가 그라운드에 연결된다. 따라서, 샤프트(1322)가 회전할 수 없으므로 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 기어 트레인(1360)의 조정 출력 기어(1362)가 제자리에 유지되어 회전할 수 없다. 본체(1323)의 전자기 코일에 전력이 가해지면, 본체(1323)의 영구 자석의 자기장을 상쇄시키는 자기장이 발생되고, 허브(1324)와 전기자(1325)를 연결시키는 판 스프링이 전기자(1325)를 위쪽으로 당겨서 전기자(1325)를 본체(1323)로부터 분리시킨다. 따라서, 샤프트(1322)가 자유롭게 회전할 수 있다, 다시 말해서, 브레이크(1393)가 풀어진다.

롤 시스템 기어 트레인(1371)의 롤 출력 기어(1373)는 롤 링 기어(1370)를 구동시킨다. 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 기어 트레인(1360)의 조정 출력 기어(1362)는 조정 링 기어(1341)를 구동시킨다. 브레이크 샤프트(1322)의 한 단부는 구동 하우징(1394)에 장착되어 있는 제2 디지털 전위차계(1351)에 결합되어 있다. 디지털 전위차계(1351)는 기계적인 그라운드에 대한 조정 링 기어(1341)의 절대 위치를 측정한다.

이와 같이, 제1 디지털 전위차계(1350)(도　13b)는 기계적인 그라운드에 대한 롤 링 기어(1370)의 절대 위치를 측정하는 반면에, 제2 디지털 전위차계(1351)는 동일한 기계적인 그라운드에 대한 조정 링 기어(1341)의 절대 위치를 측정한다. 롤링운동 모드(표　1 참고)에서는, 롤 링 기어(1370)와 조정 링 기어(1341)가 동기적으로 회전할 때, 제1 디지털 전위차계(1350)와 제2 디지털 전위차계(1351)의 양자 모두가 회전한다. 조정 모드에서는, 조정 링 기어(1341)에 브레이크가 걸려 있으므로 제2 디지털 전위차계(1351)는 회전하지 않는다. 그러나, 제1 디지털 전위차계(1350)는 회전하고 증가한다. 수술 기기 조립체의 구성은 조정 모드에서 제1 디지털 전위차계와 제2 디지털 전위차계 사이의 차이에 의해서, 다시 말해서, 조정 링 기어(1341)에 대한 롤 링 기어(1370)의 상대 위치에 의해서 결정된다.

상기한 바와 같이, 환자측 지지 시스템(210E)은 기구의 다양한 결합형태를 이용하는 다양한 수술에 사용된다. 또한, 상기한 바와 같이, 하나의 실시형태에서는 상기 기구가 기구의 샤프트 특징에 기초하여, 여러 집단의 기구로, 예를 들어, 일반적인 수술 기구, 첨단 수술 기구, 그리고 카메라 기구로 분류된다. 또한, 몇몇 수술에서는, 하나의 수동 기구 또는 복수의 수동 기구가 원격조종식 수술 기구와 함께 사용될 수 있다.

하나의 실시형태에서는, 각각의 일반적인 수술 기구가 특정 외측 직경, 예를 들어, 6mm(0.237 인치)의 외측 직경을 가진 샤프트를 가지고 있다. 첨단 수술 기구의 샤프트의 외측 직경은 일반적인 수술 기구의 샤프트의 외측 직경보다 더 크다. 하나의 실시형태에서는, 첨단 수술 기구가 8mm(0.315 인치) 및 12mm(0.473 인치)의 외측 직경을 가진 샤프트를 가지고 있다. 첨단 수술 기구의 예는 스테이플러와 혈관 봉합기를 포함한다.

환자측 지지 시스템(210E)은 카메라 기구뿐만 아니라 특정 수술을 위한 상기 기구들의 특정 결합형태를 수용하는 유연성을 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 다수의 상이한 엔트리 가이드가 환자측 지지 시스템(210E)에 사용된다. 아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 각각의 상이한 엔트리 가이드는 상이한 구성의 채널들을 포함하고 있다. 하나의 실시형태에서는 상기 채널이 일반적인 기구 채널, 첨단 기구 채널, 카메라 채널, 그리고 수동 채널을 포함하고 있다. 다른 실시형태에서는, 수동 채널이 포함되지 않고 배제될 수 있거나 일반적인 기구 채널 또는 첨단 기구 채널로 교체될 수 있다. 일반적인 기구 채널은 종종 일반적인 수술 기구 채널이라고 칭해진다. 첨단 기구 채널은 종종 첨단 수술 기구 채널이라고 칭해진다.

환자측 지지 시스템(210E)에 대한 엔트리 가이드와 캐뉼라 크기의 선택은 임상적인 요구, 시스템 실행가능성, 실행 계획(logistics), 그리고 제조가능성을 기초로 하였다. 엔트리 가이드의 기구 채널의 크기는 수술 기구에 장착된 외장(sheath)을 포함하도록 되어 있었다. 상기 외장은 조직 또는 엔트리 가이드 구조가 기구 조인트에 걸리는 것을 방지한다.

하나의 실시형태에서는, 엔트리 가이드의 채널들 사이의 최소 간격이 제조가능성에 기초하여 최소 웨빙(webbing) 두께, 예를 들어, 인접한 채널들 사이의 0.046 인치(1.17mm)의 최소 두께를 제공하도록 선택되었다. 마찬가지로, 엔트리 가이드의 최소 외측 벽 두께, 예를 들어, 0.035 인치(0.89mm)의 최소 외측 벽 두께가 제조가능성에 기초하여 선택되었다. 수동 기구용 엔트리 가이드 채널의 직경은 최소 외측 벽 두께와 인접한 채널들 사이의 최소 두께를 유지하면서 가능한 한 크게 만들어졌다.

도　14a 내지 도　14j는 환자측 지지 시스템(210E)용으로 사용될 수 있는 같은 종류의 엔트리 가이드 집단의 단면도이다. 상기 같은 종류의 엔트리 가이드 집단에 10개의 엔트리 가이드가 포함되어 있는 것은 단지 예시적인 것이면 이것에 제한되도록 하기 위한 것은 아니다. 같은 종류의 엔트리 가이드 집단에 있어서 엔트리 가이드의 갯수는, 예를 들면, 수술에 사용되는 상이한 종류의 수술 기구의 갯수와 상이한 형상의 엔트리 가이드 및/또는 상이한 종류와 갯수의 수술 기구를 필요로 하는 수술의 갯수에 의존한다. 하나의 실시형태에서는, 같은 종류의 엔트리 가이드 집단에 있어서 각각의 엔트리 가이드는 방금 기술한 특징을 포함하고 있다. 같은 종류의 엔트리 가이드 집단은 두 개 이상의 엔트리 가이드의 키트로 분류될 수 있다. 각각의 엔트리 가이드는 복수의 채널을 포함하고 있다. 채널은 엔트리 가이드의 하나의 내부 벽 또는 복수의 내부 벽에 의해 한정된다.

상기한 바와 같이, 각각의 엔트리 가이드는 캐뉼라에 삽입된다. 각각의 캐뉼라는 공통의 벽 두께를 가지고 있다. 캐뉼라의 벽은 절개부 크기를 최소화하기 위해서 가능한 한 얇게 만들어지지만, 작업 부하를 견딜 수 있을 정도로 충분히 두껍게 만들어진다. 추가적으로, 캐뉼라의 벽의 두께는 캐뉼라의 원위 단부가 칼날(knife edge)을 가지지 않도록 충분히 크다. 엔트리 가이드는 필요로 하는 상이한 크기의 캐뉼라의 갯수를 최소화하도록 선택되었다. 원형 단면을 가진 엔트리 가이드에 대해서는, 두 개의 캐뉼라 크기, 예를 들어, 약　25mm(0.986 인치)와 약　31mm(1.222 인치)의 내측 직경을 가진 캐뉼라가 선택되었다. 비-원형 단면을 가진 엔트리 가이드에 대해서는, 롤링운동이 허용된다면 가장 작은 원형의 캐뉼라 크기가 비-원형 엔트리 가이드가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 세로축에 대해서 롤링운동하는 것을 가능하게 한다고 한다. 그러나, 통상적으로 비-원형 엔트리 가이드와 캐뉼라는 롤링운동하지 않는다.

따라서, 도　14a 내지 도　14j에 도시된 10개의 엔트리 가이드는 최소 세 개의 캐뉼라 크기를 필요로 한다. 일반적인　25mm의 내측 직경을 가진 캐뉼라는 일반적인 엔트리 가이드(701)용으로 사용된다. 　31mm의 내측 직경을 가진 캐뉼라는 다른 원형 단면 엔트리 가이드용으로 사용된다. 　25mm의 캐뉼라와　31mm의 캐뉼라의 양자 모두는 상이한 환자 해부구조에 맞도록 하기 위해서 두 개의 크기― 짧은 길이와 긴 길이 ― 를 가지고 있다. 비-원형 단면의 캐뉼라는 롤링운동이 수술에서 가능하였다면　36mm(1.420 인치)의 내측 직경을 가진 캐뉼라를 필요로 하였을 것이다. 갈비뼈 사이에 놓인 비-원형 엔트리 가이드는 통상적으로 롤링운동하지 않았을 것이다.

아래에 보다 상세하게 기술되어 있는 것과 같이, 다양한 비-원형 단면의 엔트리 가이드에 있어서 기구 채널의 위치는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템의 한계 내에 맞도록 엔트리 가이드의 외주에 바짝 붙어있는 것으로부터 조정(안쪽으로)되었다. 네 개의 독특한 비-원형 단면 엔트리 가이드가 같은 종류의 엔트리 가이드 집단에 포함되어 있는데, 한 개는 경구 수술(transoral surgery)을 위한 수평 구성이고, 한 개는 경구 수술을 위한 크로스 아암 구성이고, 그리고 두 개는 늑간 수술(intercostal surgery)을 위한 수직 구성이다.

엔트리 가이드(1401)(도　14a)는 일반적인 엔트리 가이드라고 칭해지고 엔트리 가이드(571S)와 동일하다. 엔트리 가이드(1401)는 원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1401)는 네 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 네 개의 채널은 카메라 채널(1401C)과 세 개의 일반적인 수술 기구 채널(1401S1,　1401S2,　1401S3)이다. 카메라 채널(1401C)은 타원형 단면을 가지고 있다. 본 명세서에서, 타원 채널은 타원형 단면을 가진 채널을 지칭한다. 일반적인 수술 기구 채널(1401S1,　1401S2,　1401S3)은 원형 단면을 가지고 있다. 본 명세서에서, 원형 채널은 원형 단면을 가진 채널을 지칭한다. 이 실시형태에서는, 세 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1401S1,　1401S2,　1401S3)의 각각이 동일한 크기이다, 다시 말해서, 동일한 직경, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1402)(도　14b)는 첨단 기구 엔트리 가이드의 제1 예이다. 엔트리 가이드(1402)는 원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1402)는 네 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 네 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1402C), 제1 원형의 첨단 수술 기구 채널(1402A1), 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1402S2), 그리고 제2 원형의 첨단 수술 기구 채널(1402A3)이다. 이 실시형태에서는, 제1 원형의 첨단 수술 기구 채널(1402A1)과 제2 원형의 첨단 수술 기구 채널(1402A3)이, 예를 들어, 0.428 인치(10.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1403)(도　14C)는 첨단 기구 엔트리 가이드의 제2 예이다. 엔트리 가이드(1403)는 원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1403)는 네 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 네 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1403C), 제1 원형의 일반적인 기구 채널(1403S1), 원형의 첨단 수술 기구 채널(1403A2), 그리고 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1403S3)이다. 이 실시형태에서는, 제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1403S1)과 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1403S3)이, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 원형의 첨단 수술 기구 채널(1403A2)가 스테이플러에 맞는 크기로 되어 있으며, 예를 들면, 0.595 인치(15.1mm)의 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1404)(도　14d)는 수동 포트 엔트리 가이드(manual port entry gquide)의 제1 예이다. 엔트리 가이드(1404)는 원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1404)는 네 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 네 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1404C), 제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1404S1), 원형의 수동 채널(1404M), 그리고 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1404S3)이다. 이 실시형태에서는, 제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1404S1)과 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1404S3)이, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 원형의 수동 채널(1404M)이 0.671 인치(17mm)의 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1405)(도　14e)는 수동 포트 엔트리 가이드의 제2 예이다. 엔트리 가이드(1405)는 원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1405)는 네 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 네 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1405C), 제1 원형의 첨단 수술 기구 채널(1405A1), 원형의 수동 채널(1405M), 그리고 제2 원형의 첨단 수술 기구 채널(1405A3)이다. 이 실시형태에서는, 제1 원형의 첨단 수술 기구 채널(1405A1)과 제2 원형의 첨단 수술 기구 채널(1405A3)이, 예를 들어, 0.428 인치(10.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 원형의 수동 채널(1405M)이 0.472 인치(12mm)의 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1406)(도　14f)는 수동 포트 엔트리 가이드의 제3 예이다. 엔트리 가이드(1406)는 원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1406)는 다섯 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 다섯 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1406C), 세 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1406S1,　1406S2,　1406S3), 그리고 원형의 수동 채널(1406M)이다. 이 실시형태에서는, 세 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1406S1,　1406S2,　1405S3)의 각각이 동일한 크기이다, 다시 말해서, 동일한 직경, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 원형의 수동 채널(1406M)이 0.505 인치(12.8mm)의 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1407)(도　14g)는 경구 엔트리 가이드(transoral entry guide)의 제1 예이다, 다시 말해서, 엔트리 가이드(1407)가 최소 침습 경구 수술(minimally invasive transoral surgery)에 사용된다. 엔트리 가이드(1407)가 최소 침습 흉부 수술에 사용될 수도 있다. 엔트리 가이드(1407)는 비-원형 단면, 예를 들어, 타원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1407)의 타원형 단면은 장축(1490)과 단축(1491)을 가지고 있다. 장축(1490)은 단축(1491)에 수직이다. 엔트리 가이드(1407)는 세 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 세 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1407C)과 두 개의 원형의 일반적인 기구 채널(1407S1,　1407S3)이다. 이 실시형태에서는, 제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1407S1)과 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1407S3)이, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다. 제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1407S1)은 길이방향의 축(1481)을 가지고 있다. 카메라 채널(1407C)의 타원형 단면은 장축(1482)을 가지고 있고, 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1407S2)은 길이방향의 축(1483)을 가지고 있다. 장축(1482)은 엔트리 가이드(1407)의 타원형 단면의 장축(1490)과 일치한다. 길이방향의 축(1481)과 길이방향의 축(1483)은 장축(1490)과 교차한다. 제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1407S1)과 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1407S3)은 엔트리 가이드(1407)의 타원형 단면의 단축(1491)에 대해서 거울면 대칭성을 가진다.

엔트리 가이드(1408)(도　14h)는 경구 엔트리 가이드의 제2 예이다. 엔트리 가이드(1408)는 변형된 삼각형 단면을 가지고 있다. 이 단면은 비-원형 단면이며 삼각형의 꼭지점들이 둥글게 되어 있고 삼각형의 한 변이 그 중심에 작은 원호를 가지고 있기 때문에 변형된 삼각형 단면이라고 한다. 엔트리 가이드(1408)는 네 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 네 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1408C)과 세 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1408S1,　1408S2,　1408S3)이다. 이 실시형태에서는, 세 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1408S1,　1408S2,　1408S3)이, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다.

제1 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1408S1)은 길이방향의 축(1485)을 가지고 있다. 카메라 채널(1408C)의 타원형 단면은 장축(1486)과 단축(1487)을 가지고 있다. 제3 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1408S3)은 길이방향의 축(1488)을 가지고 있다. 제2 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1408S2) 길이방향의 축(1489)을 가지고 있다.

길이방향의 축(1485,　1488)은 장축(1486)을 포함하는 선(1490)과 교차한다. 선(1490)은 엔트리 가이드(1408)의 단면의 장축(1490)이라고 칭해진다. 길이방향의 축(1489)은 단축(1487)을 포함하는 선(1491)과 교차한다. 선(1491)은 엔트리 가이드(1408)의 단면의 단축(1491)이라고 칭해진다. 장축(1490)과 단축(1491)은 타원형의 카메라 채널(1408C)의 길이방향의 축과 교차한다. 엔트리 가이드(1408)는 단축(1491)에 대해서 거울면 대칭성을 가진다.

엔트리 가이드(1409)(도　14i)는 흉부 엔트리 가이드(thoracic entry guide)의 제1 예이다. 엔트리 가이드(1409)는 두 개의 원호에 의해서 연결된 두 개의 평행한 변을 가진 단면인 비-원형 단면, 예를 들어, 타원형-같은 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1409)는 세 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 세 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1409C)과 두 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1409S1,　1409S3)이다. 이 실시형태에서는, 두 개의 원형의 일반적인 수술 기구 채널(1409S1,　1409S3)이, 예를 들어, 0.310 인치(7.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다.

엔트리 가이드(1410)(도　14j)는 흉부 엔트리 가이드의 제2 예이다. 엔트리 가이드(1410)는 타원-같은 단면인 비-원형 단면을 가지고 있다. 엔트리 가이드(1410)는 세 개의 채널을 포함하고 있다. 상기 세 개의 채널은 타원형의 카메라 채널(1410C)과 두 개의 원형의 첨단 수술 기구 채널(1410A1,　1410A3)이다. 이 실시형태에서는, 두 개의 원형의 첨단 수술 기구 채널(1410A1,　1410A3)이, 예를 들어, 0.428 인치(10.9mm)의 동일한 직경을 가지고 있다.

표　2는 엔트리 가이드(1401) 내지 엔트리 가이드(1410)에 대해서 상기한 정보의 요약이다. 제시된 크기는 단지 예시적인 것이며 엔트리 가이드를 제시된 특정 치수로 제한하려고 하는 것은 아니다.

엔트리 가이드 구성		엔트리 가이드 OD 또는 최대 치수	수동 루멘	캐뉼라
명칭	채널 종류	(mm)	(mm)	메인(Main) (mm)	제2 축(mm)
일반적인　1401	카메라 일반적인	25.0	--	26.4	--
네 개의 루멘: 첨단 혈관 봉합기　1402	카메라 혈관 봉합기 일반적인	31.0	--	32.4	--
네 개의 루멘: 첨단 혈관 봉합기　1403	카메라 스테이플러 일반적인	31.0	--	32.4	--
네 개의 루멘: 수동　1404	카메라 수동 일반적인	31.0	17.0	32.4	--
네 개의 루멘: 수동　1405를 가진 혈관 봉합기	카메라 혈관 봉합기 수동	31.0	12.0	32.4	--
다섯 개의 루멘: 수동　1406	카메라 수동 일반적인	31.0	12.8.	32.4	--
세 개의 루멘: 수평방향의　1407	카메라 일반적인	35.4	--	36.8	14
네 개의 루멘: 수평방향의　1408	카메라 일반적인	35.4		36.8	23.0
세 개의 루멘: 수직방향의　1409	카메라 일반적인	32.5	--	33.9	19.7
세 개의 루멘: 수직방향의 혈관 봉합기　1410	카메라 혈관 봉합기	36.0	--	37.4	19.7

네 개의 기어박스의 각각으로 구현될 궤적과 필요한 운동 범위를 결정하기 위해서 세 개의 캐뉼라와 함께 열 개의 엔트리 가이드 구성이 분석되었다. 도　15는 상기 분석을 실행하는데 사용된 방법의 프로세스 흐름도이다.엔트리 가이드의 패밀리 선택(SELECT FAMILY OF ENTRY GUIDES) 프로세스(1501)에서는, 엔트리 가이드의 같은 종류의 집단(family)이 선택된다. 이 프로세스는 도　14a 내지 도　14j에 대해서 상기한 고려사항과 동등하므로, 여기서 반복하지 않는다. 대체로, 같은 종류의 집단에서 엔트리 가이드와 캐뉼라 크기의 선택은 임상적인 요구, 시스템 실행가능성, 실행 계획(logistics), 그리고 제조가능성을 기초로 하였다. 임상적인 요구는 최소 침습 수술 시스템에 실행될 수 있는 다양한 수술에 필요한 수술 기구를 포함하였다. 상기 예에서, 같은 종류의 집단(family)은 일반적인 수술 기구용 엔트리 가이드, 첨단 수술 기구용 엔트리 가이드, 수동 수술 기구용 엔트리 가이드, 카메라 기구용 엔트리 가이드, 이들 기구의 여러 결합형태용 엔트리 가이드를 포함한다. 추가적으로, 하나의 실시형태에서는 엔트리 가이드가 가능한 한 적은 수의 상이한 캐뉼라 크기를 이용하는 것을 가능하게 하도록 선택된다. 엔트리 가이드 채널 구성은 수술 기구의 사용에 있어서의 실행 계획과 엔트리 가이드의 제조가능성에 따라 설계된다.

엔트리 가이드의 같은 종류의 집단이 선택된 후, 모델 고정 엔트리 가이드 파라미터(MODEL FIXED ENTRY GUIDE PARAMETERS) 프로세스(1502)가 실행된다. 엔트리 가이드 파라미터들 중의 일부는 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 또는 수술 기기 조립체를 고려하지 않고 엔트리 가이드의 형상과 크기로부터 직접 도출될 수 있다. 예를 들면, 카메라 기구 채널은 항상 Y-축 상에 중심을 두고 있으며 카메라 기구 채널의 중심은 엔트리 가이드의 세로축으로부터 가능한 한 멀리 위치되어 있다. 이것은 다른 수술 기구 채널과 수동 기구 채널에 대해 최대의 공간을 제공하고, 외과의사를 위한 카메라에 대해 수술 기구의 직관적인 배치(intuitive arrangement)를 초래한다. 마찬가지로, 제1 수술 기기 조립체와 제3 수술 기기 조립체의 샤프트를 위한 채널은 통상적으로, 엔트리 가이드의 외주에서, 카메라 채널에 대해 대칭적으로 위치되어 있으며, 카메라 채널에 가능한 한 가까이 위치되어 있다. 이것은 수동 채널에 대해 최대의 공간을 제공하며 베이스 조립체에 장착된 다른 수술 기기 조립체의 샤프트를 위한 채널을 배치시키는데 있어서 보다 많은 유연성(flexibility)을 제공한다.

모델 고정 엔트리 가이드 파라미터 프로세스(1502)가 완료되는 즉시, 응력 구역(STRESS REGION) 프로세스(1503)에서 실제 기구 위치와 이상적인(최소 응력) 기구 위치 사이의 허용가능한 오프셋을 나타내는 각각의 기구 루멘 위치 주위에 응력 구역이 그려진다. 각각의 응력 구역의 경계선은 등응력(isostress)선이다. 상기 경계선에 대해 내부에 있는 임의의 지점은 등응력 경계선상의 응력보다 더 작은 응력을 가진다.

따라서, 최소 응력 위치가 먼저 결정된다. 하나의 실시형태에서는, 최소 응력 위치가 샤프트의 만곡부가 원형 만곡부인 위치로 선택된다. 샤프트의 한 단부가 제자리 고정되어 있고 샤프트의 다른 부분이 엔트리 가이드와 대략 두 개의 접촉 지점을 가지고 있는 상태에서, 샤프트가 원호의 형태로 된다. 응력은 순수 모멘트(pure moment)에 의해 작용되고 있다. 이러한 원형 만곡부는 만곡 길이에 걸쳐서, 예를 들어, 6인치(152.2mm) 길이에 걸쳐서 샤프트의 응력을 최소화하는 것으로 받아들여졌다. 표　3에서는, 위치결정 요소에 대한, 결과적으로 수술 기구 샤프트에 대한 이상적인 위치가 (x, y) 좌표로 주어진다. x 좌표와 y 좌표의 방향은 베이스 조립체의 각각의 위치결정 요소의 위치에서 정해진다. 표　3에서 (x, y) 좌표의 값(인치 단위로 나타낸 값)은 각각의 기구 삽입 조립체에 대한 명목상의 위치(nominal location)를 제공한다. 도　16a는 도　5a에 (x, y) 좌표계를 추가하여 다시 그린 것이다. 당업자에게 알려져 있는 것과 같이, 표　3의 좌표값은 각각의 좌표값에 25.4를 곱하는 것에 의해서 밀리미터 단위로 될 수 있다.

엔트리 가이드 참고 번호	베이스 조립체(432_0)의 위치결정 요소		베이스 조립체(432_1)의 위치결정 요소		베이스 조립체(432_2)의 위치결정 요소		베이스 조립체(432_3)의 위치결정 요소
엔트리 가이드 참고 번호	X	Y	X	Y	X	Y	X	Y
1401	0.000	0.245	0.288	-0.094	0.000	-0.303	-0.288	0.094
1402	0.000	0.363	0.361	0.000	0.000	-0.353	-0.361	0.000
1403	0.000	0.363	0.406	0.110	0.000	-0.250	-0.406	-0.110
1404	0.000	0.363	0.406	0.110	--	--	-0.406	-0.110
1405	0.000	0.363	0.361	0.000	--	--	-0.361	0.000
1406	0.000	0.363	0.420	0.110	-0.286	-0.308	-0.420	-0.110
1407	0.000	0.000	0.506	0.000	0.000	-0.414	-0.506	0.000
1408	0.000	0.000	0.506	0.000	0.000	-0.414	-0.506	0.000
1409	0.000	0.393	0.156	0.000	0.000	-0.451	-0.156	0.000
1410	0.000	0.461	0.111	0.000	0.000	-0.453	-0.111	0.000

경구 엔트리 가이드와 흉부 엔트리 가이드(1407 내지　1410)는 세 개의 기구 머니퓰레이터 중 두 개만 사용하지만, 위치는 전체 세 개의 베이스 조립체의 위치결정 요소에 대해 명시된다. 이것은 충돌을 피하고 살균 드레이프에 대해 틈새를 제공하기 위해서 이루어진다. 통상적으로, 단지 두 개의 머니퓰레이터 조립체와 관련 수술 기구가 엔트리 가이드와 함께 사용되면, 베이스 조립체(432_1)와 베이스 조립체(432_2)는 두 개의 머니퓰레이터 조립체를 위치시키기 위해서 사용된다. 캐뉼라 직경을 최소화하기 위해 엔트리 가이드의 채널들을 서로 더 가까이 배치시키는 것을 용이하게 하기 위해서, 수술 기구의 샤프트가 기구 하우징으로부터 경사져 있고(도　4b 참고) 수술 기구의 샤프트가 캐뉼라를 통과할 때 엔트리 가이드에 대해서 구부러져 있다. 이것은 샤프트 베어링에 대해 손실되고 기구 하우징의 벽 두께에 대해 손실된 공간을 벌충한다. 도　16b는 캐뉼라에 장착된 엔트리 가이드(1670)로 진입하고 있는 샤프트(1667)를 가진 수술 기구(1660)를 나타내고 있다. 샤프트(1667)는 엔트리 가이드(1670)에 대해서 구부러져 있다. 수술 기구(460)는 수술 기구(1660)의 하나의 예이다. 도　16c는 수술 기구(260_1,　260_2,　260_3)에 대해서 도　3a 및 도　3b에 도시된 것과 같이 장착된 세 개의 수술 기구(1660_1,　1660_2,　1660_3)의 개략적인 평면도이다.

샤프트(1667)의 한 단부가 기구 하우징에 고정되어 있고 샤프트(1667)의 다른 지점이 엔트리 가이드(1670)의 채널의 벽과 대략 두 개의 접촉 지점을 가지고 있는 상태에서(도　16b), 샤프트(1667)는 도　16b에 도시된 원호로 된다. 필요한 구부러짐량 또는 각도 θ는 엔트리 가이드(1670)의 정상부로부터 기구 하우징의 바닥부까지의 거리 L과, 인접한 기구 하우징과 루멘으로부터 채널까지의 상대 거리의 함수이다. 상기 각도 θ는 하우징으로부터의 샤프트 출구각(exit angle)이다. 거리 δ는 샤프트(1667)의 중심으로부터 샤프트(1667)의 근위 단부에 장착된 베어링(B)의 외측 직경까지의 거리이다(도　16c). 거리 h는 채널에 대한 기구 하우징의 유도 위치(derived location)를 나타내기 위해서 사용되는 하우징의 이론적인 날카로움 크기(housing theoretical sharp dimension)이다. 거리　G는 인접한 기구 하우징들 사이에 유지되는 최소 거리이다.

원형 만곡 가정은 최악의 경우의 삽입 깊이 L을 가정하여 만곡 길이에 걸쳐서 샤프트의 응력을 최소화한다. 그러나, 기구 하우징과 엔트리 가이드 루멘 사이의 추가적인 오프셋을 제공하기 위해서 필요에 따라 다른 만곡이 이루어질 수 있다. 이러한 S자-만곡은 그 크기와 방향(원형 만곡부와 수직이거나 일직선을 이루는 방향)의 함수인 샤프트 응력을 증가시킨다. 여기에서 사용되는 것과 같이, S자-형상의 만곡부, 예를 들어, S자-만곡은 모멘트와 힘이 샤프트에 동시에 가해질 때 만들어진다. 주어진 샤프트 재료에 대해서, S자-만곡이 얼마나 많이 용인될 수 있는지 이해하기 위해서, 등응력 경계선에 의해 둘러싸인 구역이 이상적인 기구 위치 주변에 그려져 있다. 샤프트의 응력이 등응력 경계선 상에 유지되거나 등응력 경계선 내에 유지되기만 하면 위치결정 요소는 샤프트를 채널속으로 삽입하기 위해 필요에 따라 오프셋될 수 있다. 위치결정 요소가 이상적인 위치에서 벗어나면, 가외의 샤프트 만곡이 기구 샤프트에 가해지지만, 위치결정 요소의 위치, 결과적으로 기구 샤프트의 위치가 등응력 경계선 내에 유지되기만 하면, 가외의 샤프트 만곡과 관련된 응력은 수용가능한 응력 수준 내에 있다.

하나의 실시형태에서는, 일반적인 수술 기구용 샤프트 재료는 스테인레스강, 예를 들어, 17-4 또는　17-7 스테인레스강 컨디션(condition) H1050과 같은 석출 경화된 스테인레스강이었다. 그러나, 첨단 수술 기구에 대해서는, 상이한 재료가 사용된다. 보다 큰 샤프트에 증가된 만곡부 각도를 용인하기 위해서, 혈관 봉합기와 스테이플러 기구의 샤프트에 대해 상이한 재료를 선택할 필요가 있다.

첨단 수술 기구는 캐뉼라를 통하여 만곡되는 것을 가능하게 하기 위해서 고강도 플라스틱 샤프트를 가지고 있다. 하나의 실시형태에서는, 샤프트가 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 플라스틱으로 만들어져 있다. PEEK 플라스틱은 유기 폴리머 열가소성 플라스틱이다. 하나의 실시형태에서는, 11.8 GPa(1,711 ksi)의 굴곡률을 가진 PEEK 플라스틱이 첨단 수술 기구의 샤프트용으로 선택된다. 10⁷ 사이클에서 이 PEEK 플라스틱의 인장 피로는 약　14,500 psi의 인장 강도이다. 이러한 특성을 가진 PEEK 플라스틱은 PEEK　450GL30으로서 빅트렉스 매뉴팩처링 리미티드(Victrex^® Manufacturing Limited)사에 의해서 제조된다(VICTREX는 영국 랭커셔 FY5　4QD의 빅트렉스 매뉴팩처링 리미티드사의 등록 상표이다). 보다 고강성을 가진 대체 등급의 PEEK를 이용할 수 있다. 대체 등급의 PEEK는 45 GPa 및 22 GPa의 탄성률을 가진다. 이러한 등급은 고 케이블 장력(high cable tension)하에서 샤프트 좌굴을 방지하기 위해서 일부 첨단 수술 기구에 필요할 수 있다.

도　17에서는, 등응력선에 의해 둘러싸인, 다시 말해서, 등응력 경계선에 의해 둘러싸인, 종종 응력 프로파일이라고 하는, 응력 구역이 각각의 위치결정 요소 및 관련 엔트리 가이드 채널에 대해서 제공되어 이상적인(최소 응력) 기구 샤프트 위치로부터 허용가능한 오프셋을 나타내고 있다. 각각의 구역은 대략 미식 축구공 형상의 단면, 다시 말해서, 편구면(oblate spheroid) 형상의 단면인 형상을 가지고 있다. 샤프트가 등응력 경계선 내의 위치에 위치되면 기구의 샤프트에 작용하는 응력은 수용가능하다. 따라서, 도 17의 응력 구역은 기구의 샤프트의 만곡과 관련된 수용가능한 응력 구역이다. 응력 프로파일의 중심에 있는 각각의 응력 프로파일에 대한 참고 번호는 표　3의 정보에 기초하여 이상적인 위치를 나타낸다. 이 참고 번호의 첫번째 부분은 도　14a 내지 도　14j의 대응하는 채널의 참고 번호이고 상기 참고 번호가 위치를 나타낸다는 것을 표시하기 위해서 _P가 뒤에 붙어 있다. 예를 들면,　1408S0_P는 엔트리 가이드(1408)의 채널(1408S0)에 삽입된 경우의 카메라 기구 샤프트에 대한 이상적인 위치이다.

도　17은 채널(1401S0_P) 내지 채널(1410S0_P)에 대한 카메라 기구 샤프트의 이상적인 위치가 엔트리 가이드 머니퓰레이터 좌표계의 y-축의 양수 부분인 직선 상에 해당된다는 것을 보여준다. 카메라 기구 샤프트에 대해서는 등응력 경계선이 결정되어 있지 않은데, 그 이유는, 상기한 바와 같이, 카메라 기구가 미리 구부러져 있어서 샤프트가 엔트리 가이드를 통과할 때 만곡되지 않기 때문이다.

베이스 조립체(432_1)와 관련된 위치결정 요소에 의해 제어되는 기구 샤프트의 응력 프로파일은 주로 x-축을 따라서 y-축의 오른쪽에 있다, 예를 들어, 상기 응력 프로파일은 도 17에 도시되어 있는 것과 같이 1401S1_P 내지　1410S1_P에 중심을 두고 있다. 도　17에서, 베이스 조립체(432_2)와 관련된 위치결정 요소에 의해 제어되는 기구 샤프트의 응력 프로파일은 x-축 아래에 있다, 예를 들어, 상기 응력 프로파일은 이 실시형태에서는　1401S2_P 내지　1410S3_P,　1406S2_P, 및 1408S2_P 내지 1410S2_P에 중심을 두고 있다.

베이스 조립체(432_3)와 관련된 위치결정 요소에 의해 제어되는 기구 샤프트의 응력 프로파일은 도　17에 나타나 있지 않다. 그 이유는 베이스 조립체(432_1)와 관련된 위치결정 요소에 의해 제어되는 기구 샤프트의 응력 프로파일의 경계선을 한정하는 각각의(x, y) 값에 대해서, 베이스 조립체(432_3)와 관련된 위치결정 요소에 의해 제어되는 기구 샤프트의 응력 프로파일의 경계선에 대응하는 값이 (-x, -y)이기 때문이다. 따라서, 베이스 조립체(432_1)와 관련된 위치결정 요소에 대해서 제1 궤적이 결정되면, 베이스 조립체(432_3)와 관련된 위치결정 요소에 대한 제2 궤적은 제1 궤적의 음의 값이다. 따라서, 위치　1401S1_P 내지 위치　1410S1_P와 관련된 응력 데이터의 분석은 베이스 조립체(432_3)와 관련된 위치결정 요소의 동일한 정보를 결정하는데 충분하다.

응력 구역(STRESS REGION) 프로세스(1503)에서 발생된 응력 구역은 위치 선택(SELECT POSITIONS) 프로세스(1504)에서 사용된다. 위치 선택(SELECT POSITIONS) 프로세스(1504)의 초기에, 직선 궤적 기어박스(도　10c,　도 10d)를 사용할 것인지 원형 궤적 기어박스(도　10a,　도 10b)를 사용할 것인지에 대해 결정할 필요가 있다.

따라서, 예비 궤적의 끝점은 필요한 전체 운동 범위를 제한하도록 정해진다. 카메라 기구와 관련된 위치결정 요소에 대해서는, 운동 범위가 (x, y) 좌표계에서 위치　1701로부터 위치 1702까지이다. 베이스 조립체(432_1)의 유동 플랫폼에 결합되어 있는 제1 수술 기구와 관련된 위치결정 요소에 대해서는, 운동 범위가 (x, y) 좌표계에서 위치　1703로부터 위치　1704까지이다. 최종적으로, 베이스 조립체(432_2)의 유동 플랫폼에 결합된 제2 수술 기구와 관련된 위치결정 요소에 대해서는, 운동 범위가 (x, y) 좌표계에서 위치　1705로부터　1706까지이다.

운동 범위가 한정된 후, 궤적과 이 궤적을 구성하는 위치가 선택된다. 카메라 기구에 대해서는, 직선 궤적이 필요하다. 따라서, 카메라 기구에 대해서는 직선 궤적 기어박스가 선택된다. 제1 수술 기구에 대해서는, 도 17의 응력 프로파일이 점　1703과 점 1704의 사이에 그려진 직선이 모든 응력 프로파일과 교차하는 것을 보여주고 있다. 따라서, 제1 수술 기구의 샤프트에 작용하는 응력은 점 1703과 점 1704 사이에서 x-축을 따라서 놓인 여러 점들에 대해서 채널들의 각각에 대한 응력 프로파일 내에 있다. 따라서, 제1 수술 기구와 제3 수술 기구에 대해서 직선 궤적 기어박스가 선택된다.

제2 수술 기구에 대해서는, 점　1705와 점 1706 사이의 직선이 모든 응력 프로파일과 교차하지 않으므로 직선 궤적이 허용되지 않는다. 원형 궤적을 결정하기 위해서는,　점 1705와 점 1706을 포함하고 모든 응력 프로파일과 교차하는 일정한 반경의 원호를 찾아내도록 반복적 프로세스가 사용된다. 점 1705와 점 1706을 포함하고 모든 응력 프로파일과 교차하는 일정한 반경의 원호　1710가 제2 수술 기구에 대한 궤적으로 선택된다.

다음에, 위치결정 요소에 대한 각각의 궤적 상에 복수의 위치가 생성된다. 각각의 선택된 위치는 응력 프로파일의 경계선 상에나 응력 프로파일의 경계선 내에 있다. 상기 선택된 위치가 기구 샤프트에 작용하는 응력이 용인될 수 있다는 것을 보장하지만, 인접한 기구들이 상기 선택된 위치로 이동될 때, 기구 하우징들이 충돌할 가능성이 있다. 따라서, 상기 선택된 위치가 어떠한 충돌도 초래하지 않는 것을 보장하도록 상기 선택된 위치에서 기구 하우징들의 관계가 분석된다.

각각의 실제 위치에서, 대응하는 기구 하우징이 도 16c의 레이아웃에 기초하여 그려진다. 상기 문제를 과도하게 한정하는 것을 피하기 위해서, 엔트리 가이드의 패밀리(같은 종류의 엔트리 가이드 집단)에서 엔트리 가이드의 일부가 경험적으로 선택된다. 각각의 엔트리 가이드 구성에 대해서 인접한 수술 기구 하우징들이 쌍을 이루고, 상기 하우징들 사이의 간격이 측정된다. 충돌이 있으면, 상기 하우징들 사이의 간격이 미리 정해진 간격 G, 예를 들어, 0.100 인치( 2.54　mm)로 정해지고 선택된 위치가 이 간격을 얻도록 조정된다. 충돌이 없으면, 기구 하우징들 사이의 간격이 궤적의 최종 검증을 위해 저장된다. 이 프로세스는 상기 엔트리 가이드의 일부의 각각의 엔트리 가이드에 대해서 반복된다. 카메라-위치결정 요소에 대한 오프셋을 한정하기 위해서 미리 정해진 간격이 사용되기도 한다. 인접한 기구 하우징에 의한 클리어런스에 의해서 제한되지 않는 위치에 대해서는, 이 위치가 기구 샤프트 응력이 최소화되는 궤적이나 위치를 따라서 균등하게 이격되어 있는 것과 같은 간편한 특성에 따라 선택된다.

도 17에서 x-축을 따라서 놓인 정사각형 박스는 제1 수술 기구의 직선 궤적 상의 위치를 나타낸다. 직선 궤적에 대한 위치는 중요한 것으로 받아들여지지 않는데, 그 이유는, 상기한 바와 같이, 위치결정 요소가 한 개의 방향으로 이동하는 것으로 제한되지 않기 때문이다. 하나의 실시형태에서는, 직선 궤적은, 직선 궤적이 앞뒤로 이동함에 따라 선형 기어박스의 설계형태에 기초하여 직선 궤적을 따라서 상기 지점들 중의 일부를 몇 번이고 이용한다. 도 17에서 원호　1710을 따라서 놓인 정사각형 박스는 제2 수술 기구의 원형 궤적 상의 위치를 나타낸다.

도　18a는 도　14a 내지 도　14j의 엔트리 가이드의 패밀리에 대한 기어박스(1842_0,　1842_1,　1842_2)의 출력 핀의 운동 범위와 수술 기구 및 카메라 기구 궤적을 나타내고 있다. 이 도면은 캐뉼라를 내려다 보는 형태로 배향되어 있고, 각각의 기어박스 위치가 표시되어 있다. 기어박스(1842_3)의 출력 핀(도시되어 있지 않음)의 궤적은 기어박스(1842_1)의 궤적과 운동 범위의 음의 값으로 받아들여지기 때문에 도시되어 있지 않다. 도　18a에 도시되어 있는 것과 같이, 기어박스(1842_3)의 출력 핀의 궤적은 원형이고 다른 세 개의 기어박스의 다른 궤적은 직선이다. 표　4는 엔트리 가이드(1401) 내지 엔트리 가이드(1410)에 대한 도 18의 참고 번호와 관련된 값을 제공한다.

참고 번호	치수(인치)
1801	0.461(11.69mm)
1802	0.245(6.21mm)
1803	0.208(5.07mm)
1804	0.454(11.51mm)
1805	0.250(6.34mm)
1806	0.454(11.51mm)
1807	0.040(1.01mm)
1808	0.177(4.49mm)

카메라 기구의 운동 범위를 감소시키기 위해서, 하나의 실시형태에서는, 두 개의 카메라 기구가 수술 시스템, 예를 들어, 수술 시스템(200C)에 사용된다. 제1 카메라 기구는 엔트리 가이드(1407)와 엔트리 가이드(1408)를 제외한 모든 엔트리 가이드에 사용된다. 제2 카메라 기구는 엔트리 가이드(1407)와 엔트리 가이드(1408)용으로만 사용된다. 상기 두 개의 카메라의 차이는 샤프트 만곡부의 위치이다. 도　19a 및 도 19b는 카메라 기구(1960A) 및 카메라 기구(1960B)의 개략도이다. 카메라 기구(260_0)는 카메라 기구(1960A)나 카메라 기구(1960B)의 예이다.선　1900A와 선 1900B는 지면(page)에 수직인 평면　1900A와 평면 1900B를 각각 나타낸다. 평면　1900A는 카메라 기구(1960A)의 원위 관절연결 조인트에 운동을 제공하는 카메라 기구(1960A)의 제1 한 쌍의 구동 디스크를 이등분한다. 샤프트(1967A)의 만곡부의 시작 위치는 샤프트의 만곡부의 시작점으로부터 평면　1900A까지의 거리에 의해서 정해진다. 제1 카메라 기구에 대해서는, 상기 거리가 X1, 예를 들어,　1.739 인치(44.10mm)이다. 평면　1900B는 카메라 기구(1960B)의 원위 관절연결 조인트에 운동을 제공하는 카메라 기구(1960B)의 제1 한 쌍의 구동 디스크를 이등분한다. 제2 카메라 기구에 대해서는, 상기 거리가 X2, 예를 들어,　1.833 인치(46.48mm)이다.

두 개의 카메라 기구를 사용하면 카메라 기구와 관련된 선형 기어박스에 의해 요구된 운동 범위를 도　17에 도시된 0.0 인치 내지 0.461 인치(0.0mm 내지 11.69mm)의 운동 범위 대신에 도　18에 제공된 범위로 감소시킨다. 다른 실시형태에서는, 단 한 개의 카메라 기구가 사용된다.

세 개의 수술 기구에 대한 기어박스의 운동 범위는 반경 방향으로 0.246 인치(6.24mm)이고 측면 방향으로 0.217 인치(5.50mm)이다. 카메라 기어박스는 반경 방향으로 0.216 인치(5.48mm)의 운동 범위를 가지고 있다. 따라서, 모든 기구에 의해 요구된 결합 운동 범위는 반경 방향으로 0.246 인치(6.24　mm)이고 측면 방향으로 0.217 인치(5.50mm)이다.

엔트리 가이드 머니퓰레이터의 위치결정 시스템에 의해 이동될 때의 엔트리 가이드의 순서는 제2 수술 기구에 대한 원형 기어박스 위치에 의해서 한정된다. 표　5에는, 상대적인 위치가 원형 기어박스의 출력 기어 각도의 함수로 명시되어 있다.

엔트리 가이드 참고 번호	706	703,　704	701	702,　705	707,　708	709,　710
기어 박스의 출력 기어 각도	0°	77°	117°	133.9°	150.8°	161°

상기 분석에 있어서, 기구의 샤프트와 관련된 만곡 응력은 엔트리 가이드의 특정 채널에 삽입되도록 설계된 기구에 대해서만 결정되었다. 예를 들면, 보다 작은 직경의 샤프트를 가진 일반적인 수술 기구는 첨단 수술 기구용으로 설계된 보다 큰 직경의 채널들 중의 하나에 삽입될 것으로 간주되지 않았다. 그러나, 다른 실시형태에서는, 일반적인 수술 기구가, 예를 들면, 첨단 수술 기구용으로 설계된 채널을 통과할 수 있도록 부싱이 보다 큰 직경의 채널에 삽입될 수 있을 것으로 가정하였다. 따라서, 응력 분석은, 일반적인 수술 기구가, 예를 들면, 첨단 수술 기구용으로 설계된 가이드 튜브 채널과 함께 사용되도록 허용되는 복수의 가이드 튜브에 대해서 반복되었다. 또한, 상기 분석은 기구 충돌이 문제가 되지 않았다는 것을 보장하였다. 최종적으로, 엔트리 가이드들의 상이한 채널 위치에 의해 부과된 제한사항에 더하여 상기 분석은 기구 머니퓰레이터들의 각각에 대한 드레이핑 위치(draping position)를 또한 명시하였다. 특히, 드레이핑이 용이하게 되도록 기구 머니퓰레이터들은 떨어져서 이동되었다. 이 분석의 결과는 도　11a 내지 도　11k에 도시되어 있는 제2 세트의 기어박스였다.

드레이핑 위치와 함께 엔트리 가이드의 분석에 의해 각각의 기구 머니퓰레이터, 예를 들어, 각각의 수술 기기 조립체가 관심의 대상인 엔트리 가이드 집단을 수용하는 일곱 개의 위치 중의 한 위치로 이동되어야 한다는 것이 밝혀졌다. 제1 위치는 드레이핑 위치이고, 다른 여섯 개의 위치는 사용되는 수술 기기 조립체와 엔트리 가이드의 결합에 기초하고 있다.

도　18b는 기어박스(942_0_2)(도　11a 및 도 11b)와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 도　18c는 슬롯(1144_B)(도　11b)의 출력 핀(1149_B)의 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 도 18b 내지 도 18i에서, 좌표계는 머니퓰레이터 조립체에 대한 것이고 세계 좌표계(world coordinate system)에 대한 것은 아니다. 표 6A는 도　18b에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표 6B는 도　18c에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표　6A와 표 6B에서 괄호안의 숫자는 밀리미터 단위의 값이다.

표 6A 표 6B

MX0_1	0.1880 (4.77)	MY0_1	SX0_1	0.048 (1.22)	SY0_1	0.00 (0.00)
MX0_2	-0.0920 (-2.33)	MY0_2	SX0_2	-0.232 (-5.88)	SY0_2	0.000 (0.00)
MX0_3	0.1265 (3.21)	MY0_3	SX0_3	-0.014 (-0.36)	SY0_3	0.000 (0.00)
MX0_4	0.1265 (3.21)	MY0_4	SX0_4	-0.014 (-0.36)	SY0_4	0.000 (0.00)
MX0_5	0.0091 (0.23)	MY0_5	SX0_5	-0.131 (-3.32)	SY0_5	0.000 (0.00)
MX0_6	0.1568 (3.98)	MY0_5	SX0_6	0.017 (0.43)	SY0_5	0.000 (0.00)
MX0_7	0.2250 (5,71)	MY0_7	SX0_7	0.085 (2.16)	SY0_7	0.000 (0.00)

도　18d는 기어박스(942_1_2)(도　11c 및 도 11d)와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 도　18e는 슬롯(1144_D)(도　11d)의 출력 핀(1149_D)의 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 표　7A는 도　18d에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표　7B는 도　18e에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표　7A와 표 7B에서 괄호안의 숫자는 밀리미터 단위의 값이다.

표　7A 표　7B

MX1_1	0.160 (4.06)	MY1_1	-0.042 (-1.07)	SX1_1	0.010 (0.25)	SY1_1	-0.042 (-1.07)
MX1_2	0.235 (5.96)	MY1_2	-0.069 (-1.75)	SX1_2	0.085 (2.16)	SY1_2	-0.069 (-1.75)
MX1_3	0.160 (4.06)	MY1_3	-0.042 (-1.07)	SX1_3	0.010 (0.25)	SY1_3	-0.042 (-1.07)
MX1_4	0.076 (1.93)	MY1_4	0.070 (1.78)	SX1_4	-0.074 (-1.88)	SY1_4	0.070 (1.78)
MX1_5	0. 076 (1.93)	MY1_5	0.070 (1.78)	SX1_5	-0.074 (-1.88)	SY1_5	0.070 (1.78)
MX1_6	0. 076 (1.93)	MY1_5	0.069 (1.75)	SX1_6	-0.197 (-5.00)	SY1_5	0.091 (2.31)
MX1_7	0. 076 (1.93)	MY1_7	0.069 (-1.75)	SX1_7	-0.261 (-6.62)	SY1_7	0.089 (2.26)

도　18f는 기어박스(942_2_2)(도　11e 내지 도　11h)와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 도　18g는 슬롯(1144_G)(도　11g)의 출력 핀(1149_G)의 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 표 8A는 도　18f에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표 8B는 도　18g에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표　8A와 표 8B에서 괄호안의 숫자는 밀리미터 단위의 값이다.

표 8A 표 8b

MX2_1	0.165 (4.18)	MY2_1	-0.012 (-0.30)	SX2_1	0.015 (0.38)	SY2_1	-0.012 (-0.30)
MX2_2	0.014 (0.36)	MY2_2	0.000 (0.00)	SX2_2	-0.136 (-3.45)	SY2_2	0.000 (0.00)
MX2_3	0.024 (0.61)	MY2_3	0.000 (0.00)	SX2_3	-0.126 (-3.20)	SY2_3	0.042 (1.07)
MX2_4	0.084 (2.13)	MY2_4	0.000	SX2_4	-0.066 (-1.67)	SY2_4	0.070 (1.78)
MX2_5	0.094 (2.38)	MY2_5	0.000 (0.00)	SX2_5	-0.056 (1.42)	SY2_5	0.070 (1.78)
MX2_6	0.198 (5.02)	MY2_5	-0.022 (-0.56)	SX2_6	0.048 (1.22)	SY2_5	-0.022 (-0.56)
MX2_7	0.198 (5.02)	MY2_7	-0.022 (-0.56)	SX2_7	0.048 (1.22)	SY2_7	-0.022 (-0.56)

도　18h는 기어박스(942_3_2)(도　11i 내지 도　11j)와 관련된 기구 머니퓰레이터에 대한 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 도　18i는 슬롯(1144_J)(도　11j)의 출력 핀(1149_J)의 일곱 개의 위치를 나타내고 있다. 표　9A는 도　18d에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표　9B는 도　18e에 도시된 크기의 각각에 대한 인치 단위의 값을 나타내고 있다. 표　9A와 표 9B에서 괄호안의 숫자는 밀리미터 단위의 값이다.

표　9A 표　9B

MX3_1	0.160 (4.06)	MY3_1	0.042 (1.07)	SX3_1	0.010 (0.25)	SY3_1	0.042 (1.07)
MX3_2	0.235 (5.96)	MY3_2	0.069 (1.75)	SX3_2	0.085 (2.16)	SY3_2	0.069 (-1.75)
MX3_3	0.160 (4.06)	MY3_3	0.042 (1.07)	SX3_3	0.010 (0.25)	SY3_3	0.042 (1.07)
MX3_4	0.076 (1.93)	MY3_4	-0.070 (-1.78)	SX3_4	-0.074 (-1.88)	SY3_4	-0.070 (-1.78)
MX3_5	0.076 (1.93)	MY3_5	-0.070 (-1.78)	SX3_5	-0.074 (-1.88)	SY3_5	-0.070 (-1.78)
MX3_6	-0. 047 (-1.19)	MY3_5	-0.091 (-2.31)	SX3_6	-0.197 (-5.00)	SY3_5	-0.091 (-2.31)
MX3_7	-0.　111 (-2.81)	MY3_7	-0.089 (-2.26)	SX3_7	-0.261 (-6.62)	SY3_7	-0.089 (-2.26)

하나의 실시형태에서는, 수술 시스템의 제어 시스템(2000)(도　20a)이 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 적합성 모듈(2010)을 포함하고 있다. 제어 시스템(2000)은 또한 메모리와 시스템 관리 모듈(2025)에 저장되어 있는 적합성 및 구성 데이터(2015)를 가지고 있다. 도　20a에서는, 제어 시스템(2000)과 시스템 관리 모듈(2025)이 단일 위치에 있는 요소로서 도시되어 있다. 이것은 설명의 편의를 위한 것이며 이것으로 제한하기 위한 것은 아니다. 통상적으로, 제어 시스템(2000)과 시스템 관리 모듈(2025)은 수술 시스템의 전체에 걸쳐서 분포되어 있으며 다양한 구성요소들이 필요에 따라 교신할 수 있도록 서로 연결되어 있다. 또한, 당업자는 모듈이 하드웨어, 펌웨어, 프로세서에서 실행되는 저장된 컴퓨터 코드, 또는 상기 세 가지의 임의의 결합형태로 구현될 수 있다는 것을 알고 있다.

하나의 실시형태에서는, 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템 적합성 모듈(2010)이 방법　2050(도　20b)을 실행한다. 방법　2050을 더욱 상세하게 고려하기 전에, 수술 기구와 엔트리 가이드 입력 신호(2001)들 중의 일부를 이해하는 것이 도움이 된다. 살균 어댑터 조립체(250)가 머니퓰레이터 조립체(240)(도　4a)에 장착되면, 시스템 관리 모듈(2025)과 적합성 및 구성 데이터(2015)에 살균 어댑터(2025)의 장착을 나타내는 신호를 발송하도록 스위치가 작동된다. 이 신호에 응답하여, 제어 시스템(2000)이 머니퓰레이터 조립체(240)의 구동 모터를 작동시켜서 머니퓰레이터 조립체(240)의 구동 디스크를 살균 어댑터(250)의 중간 디스크와 결합시킨다.

수술 기구(260)가 살균 어댑터 조립체(250)에 장착되면, 시스템 관리 모듈(2025)과 적합성 및 구성 데이터(2015)에 수술 기구(260)의 장착을 나타내는 신호를 발송하도록 제2 스위치가 작동된다. 이 신호에 응답하여, 제어 시스템(2000)이 머니퓰레이터 조립체(240)의 구동 모터를 작동시켜서 살균 어댑터 조립체(250)의 중간 디스크를 수술 기구(260)의 피구동 접속부 조립체(461)의 피구동 디스크와 결합시킨다. 제어 시스템(2000)은 또한 머니퓰레이터 조립체(240)의 RFID 판독기(445)를 작동시켜서 수술 기구(260)상의 RFID 태그(455)를 판독한다. RFID 태그로부터 판독된 식별 정보는 시스템 관리 모듈(2025)과 적합성 및 구성 데이터(2015)로 보내진다.

이와 같이, 각각의 수술 기구가 환자측 지지 시스템(210C)에 장착될 때, 장착을 나타내는 신호와 수술 기구에 관한 정보가 시스템 준비(SYSTEM READY) 체크 프로세스(2051)로 제공된다. 또한, 캐뉼라(275E)와 엔트리 가이드(270E)의 식별 정보가 시스템 준비 체크 프로세스(2051)로 보내진다. 하나의 실시형태에서는, 식별 정보를 얻기 위해서 캐뉼라(275E)와 엔트리 가이드(270E)상의 RFID 태그가 제어 시스템(2090)에 연결된 RFID 판독기에 의해서 주사(scan)된다. 다른 실시형태에서는, 사용자가 제어 시스템(2000)에 의해 제공된 사용자 인터페이스, 예를 들어, 외과의사의 제어 콘솔의 사용자 인터페이스를 통하여 캐뉼라(275E)와 엔트리 가이드(270E)의 식별 정보를 입력한다. 또한, 상기 식별 정보는 색깔, 마운트 페인트(mount paint) 상의 핀과 같은 물리적인 구조, 자기 링(magnetic ring) 등을 통하여 얻어질 수 있다.

수술 기구로부터 그리고 캐뉼라와 엔트리 가이드로부터 정보를 수신하는 시스템 준비 체크 프로세스(2051) 전에 사용자가 수술 시스템(200C)을 사용하려고 하면, 시스템 준비 체크 프로세스(2051)는 시스템 관리 모듈(2025)로 제1 경고 신호(2003)를 기동시킨다. 제1 능동적인 경고 신호(2003)에 응답하여, 시스템 관리 모듈(2025)은 사용자에게 경고를 보낸다. 예를 들면, 디스플레이 스크린에 하나 이상의 구성요소가 제어 시스템(2000)에 등록되지 않았으며 성공적인 등록이 될 때까지 시스템 작동이 저지된다는 것을 나타내는 메시지가 제공된다. 시각적 메시지에 더하여, 청각적 메시지 또는 경보음이 발생될 수 있다.

모든 수술 기구, 캐뉼라, 그리고 엔트리 가이드가 제어 시스템(2000)에 등록되었으면, 시스템 준비 체크 프로세스(2051)은 적합성(COMPATIBLE) 체크 프로세스(2052)로 프로세싱을 이전한다. 적합성 체크 프로세스(2052)는 수술 시스템(200C)에 장착된 엔트리 가이드와 관련되어 있는 저장된 적합성 및 구성 데이터(2015)로부터 정보를 검색한다. 적합성 체크 프로세스(2052)는 엔트리 가이드가 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템과 관련된 엔트리 가이드의 패밀리 내에 있는지를 먼저 체크한다. 엔트리 가이드가 상기 엔트리 가이드의 패밀리 내에 있지 않으면, 적합성 체크 프로세스(2052)은 제어 시스템(2000)으로 제2 능동적인 경고 신호(2003)를 보내고, 제어 시스템(2000)은 상기 엔트리 가이드가 수술 시스템(200C)에서 사용하기에 적합하지 않다는 것을 사용자에게 알린다.

엔트리 가이드가 상기 엔트리 가이드의 패밀리 내에 있으면, 적합성 체크 프로세스(2052)는 장착된 수술 기구와 카메라 기구가 장착된 엔트리 가이드와 적합한지 여부를 결정하고, 수술 기구가 적합하면, 수술 기구가 적절한 위치에 장착되어 있는지 여부를 결정한다. 이러한 체크들 중의 어느 하나가 맞지 않으면, 적합성 체크 프로세스(2052)는 제어 시스템(2000)으로 제3 능동적인 경고 신호(2003)를 보내고, 제어 시스템(2000)은 수술 기구 구성에 대한 문제점을 사용자에게 알려준다.

하나의 실시형태에서는, 적합성 체크 프로세스(2052)가 엔트리 가이드 구성에 기초하여 수술 시스템(200C)에 설치된 드레이프, 풋 페달 컨트롤 조립체, 마스터 컨트롤 조립체 등과 같은 다른 요소가 적합한지 여부를 결정하고 부적합성(incompatibility)이 검출되면 경고 메시지가 발송되게 한다.

적합성 체크 프로세스(2052)가 수술 시스템(200C)에 설치된 다양한 요소들이 적합하다고 결정하면, 시스템 구성하기(CONFIGURE SYSTEM) 프로세스(2053)로 프로세싱이 넘어간다. 하나의 실시형태에서, 시스템 구성하기 프로세스(2053)는 기구 샤프트의 각각이 엔트리 가이드속으로 삽입되게 위치되도록 자동적으로 기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템을 작동시키고 조정 디스크를 적절한 위치로 이동시킨다. 다른 실시형태에서는, 시스템 구성하기 프로세스(2053)가 제1 능동적인 구성 메시지 신호　2004를 시스템 관리 모듈(2025)로 발송한다. 신호　2004에 응답하여, 시스템 관리 모듈(2025)은 디스플레이 모듈에 명령을 발송하여 조정 디스크를 적절한 위치로 수동으로 이동시키도록 사용자에게 알려준다.

하나의 실시형태에서는, 상기 엔트리 가이드와 함께 작동하도록 수술 시스템(200C)을 구성하기 위해서 시스템 구성하기 프로세스(2053)가 적합성 및 구성 데이터(2015)로부터 구성 데이터를 검색하여 이 구성 데이터를 시스템 관리 모듈(2025)로 보낸다. 예를 들어, 상기 종류의 엔트리 가이드가 설치되어 있다고 가정하면 시스템 관리 모듈(2025)은 상기 구성 데이터를 이용하여 특정 종류의 수술에 대해 사용자 인터페이스를 조정한다. 시스템 관리 모듈(2025)은 상기 구성 데이터를 이용하여 엔트리 가이드 구성에 기초하여 사용자 인터페이스 요소, 허용가능한 제어 모드, 제어 모드의 유형과 거동(behavior), 보이는 인터페이스 요소의 디자인, 가청음(audible tone), 그리고 외과의사나 환자측 보조자용 사용자 인터페이스의 임의의 다른 형태를 조정할 수 있다. 시스템 구성하기 프로세스(2053)를 완료하는 즉시, 완전 작동 이네이블(ENABLE FULL OPERATION) 프로세스(2054)가 능동적인 이네이블 신호　2005를 시스템 관리 모듈(2025)로 발송하여 수술 시스템(200C)이 수술 시스템(200C)에 장착된 엔트리 가이드로 수술을 수행하기에 적절하게 구성되어 있다는 것을 나타낸다.

도　21a 및 도 21b는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2130)에 장착된 베이스 조립체(2132_0) 및 베이스 조립체(2132_1)의 측면도이다. 하나의 실시형태에서는, 부착된 수술 기기 조립체를 가진 삽입 조립체가 베이스 조립체(2132_0)와 베이스 조립체(2132_1)의 각각의 유동 플랫폼에 연결되어 있지만, 상기 부착된 수술 기기 조립체를 가진 삽입 조립체는 도　21a 및 도 21b에 도시되어 있지 않다.

베이스 조립체(2132_0)는 힌지 조립체(2133_0)에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2130)에 연결되어 있다. 힌지 조립체(2133_0)의 세로축을 포함하는 평면은 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 세로축을 포함하는 평면과 수직이다. 마찬가지로, 베이스 조립체(2132_1)는 힌지 조립체(2133_1)에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2130)에 연결되어 있다. 도　21a에 도시되어 있지 않은 다른 두 개의 베이스 조립체의 각각이 마찬가지로 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2130)에 연결되어 있다. 도　21b에서는, 베이스 조립체(2132_0) 및 베이스 조립체(2132_1)가 유지 보수 또는 다른 조치를 위해 베이스 조립체(2132_0) 및 베이스 조립체(2132_1)에 대한 접근을 허용하도록 회전되어 있다. 베이스 조립체(2132_2) 및 베이스 조립체(2132_3)는 도　21b에 도시되어 있다.

도　22a는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2230)에 장착된 베이스 조립체(2232_0) 및 베이스 조립체(2232_1)의 측면도이다. 도　22b 및 도 22c는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2230)에 장착된 베이스 조립체(2232_0,　2232_1,　2232_2, 2232_2)의 평면도이다. 하나의 실시형태에서는, 부착된 수술 기기 조립체를 가진 삽입 조립체가 베이스 조립체(2232_0,　2232_1, 2232_2)의 각각의 유동 플랫폼에 연결되어 있지만, 상기 부착된 수술 기기 조립체를 가진 삽입 조립체는 도　22a 내지 도　22c에 도시되어 있지 않다.

베이스 조립체(2232_0)는 힌지 조립체(2233_0)에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2230)에 연결되어 있다. 힌지 조립체(2233_0)는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)로부터 원위 방향으로 뻗어 있다. 마찬가지로, 베이스 조립체(2232_1)는 힌지 조립체(2233_1)에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2230)에 연결되어 있다. 다른 두 개의 베이스 조립체(2232_2)와 베이스 조립체(2232_2)의 각각이 마찬가지로 힌지(2233_2)와 힌지(2233_3)에 의해 각각 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2230)에 연결되어 있다. 도　22c에서는, 베이스 조립체(2232_1)가 유지 보수 또는 다른 조치를 위해 베이스 조립체(2232_1)에 대한 접근을 허용하도록 회전되어 있다.

도　23a 및 도 23b는 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2330)에 장착된 베이스 조립체(2332_0) 및 베이스 조립체(2332_1)의 측면도이다. 하나의 실시형태에서는, 부착된 수술 기기 조립체를 가진 삽입 조립체가 베이스 조립체(2332_0)와 베이스 조립체(2332_1)의 각각의 유동 플랫폼에 연결되어 있지만, 상기 부착된 수술 기기 조립체를 가진 삽입 조립체는 도　23a 및 도 23b에 도시되어 있지 않다.

베이스 조립체(2332_0)는 한 세트의 레일에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2330)에 연결되어 있다. 마찬가지로, 베이스 조립체(2332_1)는 한 세트의 레일에 의해 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2330)에 연결되어 있다. 도　23a에 도시되어 있지 않은 다른 두 개의 베이스 조립체의 각각이 마찬가지로 엔트리 가이드 머니퓰레이터(230)의 일부분(2330)에 연결되어 있다. 도　23b에서는, 베이스 조립체(2332_1)가 유지 보수 또는 다른 조치를 위해 베이스 조립체(2332_1)에 대한 접근을 허용하도록 상기 한 세트의 레일에서 밖으로 미끄럼이동되어 있다. 베이스 조립체(2332_2)는 도　23b에 도시되어 있다.

상기한 예들 중의 일부 예에서, "근위" 또는 "근위방향으로" 라는 표현은 시스템 운동의 연쇄(kinematic chain)를 따라서 머니퓰레이터 아암 베이스에 보다 가까이 있거나 시스템 운동의 연쇄를 따라서 원격 운동 중심(또는 수술 부위)으로부터 보다 멀리 있는 대상물 또는 요소를 기술하기 위해서 일반적으로 사용된다. 마찬가지로, "원위" 또는 "원위 방향으로" 라는 표현은 시스템 운동의 연쇄를 따라서 머니퓰레이터 아암 베이스로부터 보다 멀리 있거나 시스템 운동의 연쇄를 따라서 원격 운동 중심(또는 수술 부위)에 보다 가까이 있는 대상물 또는 요소를 기술하기 위해서 일반적으로 사용된다.

본 명세서에서 사용되어 있는 것과 같이, "제1", "제2", "제3", "제4" 등은 상이한 여러 구성요소 또는 여러 요소들을 구별하기 위해서 사용된 형용사이다. 따라서, "제1", "제2", "제3", "제4" 등은 여러 구성요소 또는 여러 요소들의 순서나, 상이한 종류의 여러 요소들의 특정 갯수를 나타내기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 동일한 종류의 세 개의 요소는 제1 요소, 제2 요소, 그리고 제3 요소로 표시될 수 있다.

본 발명의 여러 실시형태와 실시례를 설명하는 상기 설명과 첨부된 도면은 제한적인 것으로 여겨져서는 안된다 ― 청구범위가 발명의 보호범위를 한정한다. 다양한 기계적인 변경, 구성요소적인 변경, 구조적인 변경, 전기적인 변경 및 작동상의 변경이 본 설명과 청구항의 기술사상과 범위를 벗어나지 않고서 만들어질 수 있다. 몇몇 예에서는, 본 발명을 모호하게 하는 것을 피하기 위해서 잘 알려진 회로, 구조 및 기술은 상세하게 도시되거나 설명되어 있지 않다.

게다가, 본 설명의 용어는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들면, "...의 아래에", "...보다 아래에", "하부", "... 보다 위에", "상부", "근위", "원위" 등과 같은, 공간상으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 것과 같이 다른 요소나 구조에 대한 한 요소나 구조의 관계를 설명하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 공간상으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 위치 및 방향에 추가하여 사용 또는 작동시의 한 장치의 다른 위치(다시 말해서, 위치) 및 방향(다시 말해서, 회전 배치상태)을 포함하기 위한 것이다. 예를 들어, 도면에 도시된 장치가 뒤집히면, "다른 요소나 구조보다 아래에" 또는 "다른 요소나 구조의 아래에" 라고 기술된 요소나 부분은 "다른 요소나 구조보다 위에" 또는 "다른 요소나 구조의 위에" 라고 기술될 것이다. 따라서, 상기 예시적인 용어 "... 보다 아래에"는 위와 아래의 위치 및 방향을 모두 포함할 수 있다. 상기 장치가 다르게 배향될 수 있고(90도 또는 다른 방향으로 회전될 수 있고) 본 명세서에서 사용된 공간상으로 상대적인 표현은 이와 상응하게 해석될 수 있다. 마찬가지로, 다양한 축 방향으로의 운동의 설명과 다양한 축 둘레로의 운동의 설명은 다양한 특별한 장치 위치와 방향을 포함한다.

"하나의", "한 개의", "한 가지의" 와 같은 단수 형태는, 문맥상 이와 달리 지시되지 않는 한 복수 형태도 포함한다. "...을 포함한다", "...을 포함하는", "...을 포함하고 있다" 등과 같은 표현은 언급된 구조들, 단계들, 작동들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 구조들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성요소들 및/또는 그룹들의 존재나 추가를 배제하는 것은 아니다. 결합된 것으로 기술된 구성요소들은 전기적으로 또는 기계적으로 직접적으로 결합될 수 있거나, 하나 이상의 중간 구성요소를 통하여 간접적으로 결합될 수 있다.

모든 예와 예시적인 참고문헌은 비제한적인 것이며 청구범위를 본 명세서에 기술된 특정 실시형태와 실시례 및 이들의 등가물로 제한하기 위해서 사용되어서는 안된다. 하나의 제목하의 내용은 교차 인용되거나 하나 이상의 제목하의 내용에 적용될 수 있기 때문에 모든 제목은 단지 체제를 갖추기 위한 것이며 본 발명의 주제를 제한하기 위해서 사용되어서는 안된다. 최종적으로, 본 개시내용을 고려하면, 하나의 실시형태나 실시례와 관련하여 설명한 특징은, 도면에 명시적으로 도시되어 있지 않거나 본문에 구체적으로 설명되어 있지 않더라도, 본 발명의 다른 개시된 실시형태나 실시례에 적용될 수 있다.

Claims

장치로서,
엔트리 가이드, 측면방향 운동 메카니즘 및 측면방향 운동 메카니즘에 결합된 기구 머니퓰레이터
를 포함하고,
엔트리 가이드가 근위 단부, 원위 단부, 근위 단부로부터 원위 단부까지 뻗어 있는 채널 및 엔트리 가이드의 근위 단부와 원위 단부를 통해 형성된 세로축을 포함하고,
측면방향 운동 메카니즘이 기구 머니퓰레이터를 세로축에 수직인 평면에서 궤적을 따라 이동시키도록 구성되어 있고, 궤적은 세로축에 대한 기구 머니퓰레이터의 회전과 다른, 장치.
제1항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 기어박스를 포함하고,
기구 머니퓰레이터가 기어박스에 결합되어 있는, 장치.
제2항에 있어서,
기어박스가 기어 및 핀을 포함하고,
기어가 측면을 포함하고,
핀의 이동이 기구 머니퓰레이터를 이동시키도록 핀이 기어의 측면에 결합되어 있고 기구 머니퓰레이터에 이동가능하게 결합되어 있는, 장치.
제3항에 있어서,
기어의 측면이 캠을 포함하고,
핀이 캠상에 있고,
핀이 두 개의 자유도로 이동하는, 장치.
제1항에 있어서,
기구 머니퓰레이터가 가동 플랫폼을 포함하고,
장치가 조정 부재 및 잠금장치를 더 포함하고,
조정 부재가 복수의 관통 구멍 중 적어도 하나 또는 조정 경로를 포함하고,
잠금장치가 복수의 관통 구멍 중 어느 하나에 대응하는 위치 또는 조정 경로를 따르는 경로 위치에 가동 플랫폼을 고정시키도록 구성되어 있는, 장치.
제1항에 있어서,
엔트리 가이드가 식별 정보를 포함하고,
장치가 식별 정보를 수신하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함하고,
제어 시스템이 식별 정보에 기초하여 궤적을 따라 이동하도록 측면방향 운동 메카니즘에게 명령하도록 구성되어 있는, 장치.
제6항에 있어서,
식별 정보는 제1 식별 정보이고,
기구 머니퓰레이터상에 장착된 기구가 제2 식별 정보를 더 포함하고,
제어 시스템이 제2 식별 정보를 수신하도록 구성되어 있고,
제어 시스템이 제2 식별 정보에 기초하여 궤적을 따라 이동하도록 측면방향 운동 메카니즘에게 명령하도록 구성되어 있는, 장치.
제1항에 있어서,
기구 머니퓰레이터가 제1 기구 머니퓰레이터이고, 궤적이 제1 궤적이고,
장치가 측면방향 운동 메카니즘에 결합된 제2 기구 머니퓰레이터를 더 포함하고,
측면방향 운동 메카니즘이 제2 기구 머니퓰레이터를 세로축에 수직인 평면에서 제2 궤적을 따라 이동시키도록 구성되어 있고, 제2 궤적은 세로축에 대한 제2 기구 머니퓰레이터의 회전과 다르고, 제2 궤적이 제1 기구 머니퓰레이터의 제1 궤적과 다른, 장치.
제1항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 기구 머니퓰레이터를 제1 위치로부터 제2 위치까지 궤적을 따라 이동시키도록 구성되어 있고,
제1 위치에서, 기구 머니퓰레이터에 장착된 기구의 단부 부분이 엔트리 가이드의 채널과 정렬되지 않고,
제2 위치에서, 기구 머니퓰레이터에 장착된 기구의 단부 부분이 엔트리 가이드의 채널과 정렬되는, 장치.
제9항에 있어서,
기구 머니퓰레이터가 제1 기구 머니퓰레이터이고, 궤적이 제1 궤적이고, 채널이 제1 채널이고,
장치가 측면방향 운동 메카니즘에 결합된 제2 기구 머니퓰레이터를 더 포함하고,
엔트리 가이드가 엔트리 가이드의 근위 단부로부터 원위 단부까지 뻗어 있는 제2 채널을 포함하고,
측면방향 운동 메카니즘이 제2 기구 머니퓰레이터를 제3 위치로부터 제4 위치까지 세로축에 수직인 평면에서 제2 궤적을 따라 이동시키도록 구성되어 있고, 제2 궤적은 세로축에 대한 제2 기구 머니퓰레이터의 회전과 다르고, 제2 궤적이 제1 기구 머니퓰레이터의 제1 궤적과 다른, 장치.
제10항에 있어서,
기구가 제1 기구이고,
제3 위치에서, 제2 기구 머니퓰레이터에 장착된 제2 기구의 단부 부분이 엔트리 가이드의 제2 채널과 정렬되지 않고,
제4 위치에서, 제2 기구 머니퓰레이터에 장착된 제2 기구의 단부 부분이 엔트리 가이드의 제2 채널과 정렬되는, 장치.
제10항에 있어서,
제1 채널이 제1 중심축을 형성하고,
제2 채널이 제2 중심축을 형성하고,
제1 중심축이 제2 중심축과 평행하지 않은, 장치.
수술 시스템으로서,
측면방향 운동 메카니즘;
측면방향 운동 메카니즘에 결합된 기구 머니퓰레이터
를 포함하고,
측면방향 운동 메카니즘이 조정 부재 및 측면방향 조정 부분을 포함하고, 측면방향 조정 부분이 조정 부재에 대해 기구 머니퓰레이터를 측면 방향으로 이동시키도록 구성되어 있고, 측면 방향은 조정 부재의 중심축에 수직인 성분을 갖고,
엔트리 가이드가 수술 시스템에 장착되어 있는 조건에서, 기구 머니퓰레이터에 결합된 기구가 조정 부재에 대해 측면 방향으로 이동되어 기구를 엔트리 가이드의 기구 채널과 정렬시키도록 측면방향 운동 메카니즘이 기구 머니퓰레이터를 측면방향 조정 부분에 의해 안내되는 미리 결정된 위치로 이동시키도록 구성되어 있는, 장치.
의료 기기 장치로서,
엔트리 가이드로서, 근위 단부, 원위 단부 및 엔트리 가이드의 근위 단부로부터 엔트리 가이드의 원위 단부까지 뻗어 있는 세로축을 포함하는, 엔트리 가이드; 및
제1 기구용 장착부를 포함하는 제1 기구 머니퓰레이터로서, 제1 기구 머니퓰레이터가 세로축에 수직인 평면에서 제1 궤적을 따라 이동하도록 구성되어 있고, 제1 궤적은 세로축에 대한 제1 기구 머니퓰레이터의 회전과 다른, 제1 기구 머니퓰레이터
를 포함하는, 의료 기기 장치.
제14항에 있어서,
제1 기구 머니퓰레이터에 결합된 측면방향 운동 메카니즘을 더 포함하고, 측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터를 세로축에 수직인 평면에서 궤적을 따라 측면방향으로 이동시키도록 구성되어 있는, 의료 기기 장치.
제15항에 있어서,
엔트리 가이드가 제1 채널을 더 포함하고,
의료 기기 장치가
제1 기구 머니퓰레이터에 결합가능한 제1 기구로서, 제1 기구가 제1 샤프트를 포함하고, 제1 샤프트가 원위 단부를 포함하고, 제1 기구가 기구 머니퓰레이터에 결합되어 있을 때 샤프트의 원위 단부가 제1 채널과 정렬되도록 측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터를 이동시키도록 구성되어 있는, 제1 기구
를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제16항에 있어서,
엔트리 가이드가 제2 채널을 더 포함하고,
의료 기기 장치가
제2 기구 머니퓰레이터로서, 제2 기구 머니퓰레이터가 세로축에 수직인 평면에서 제2 궤적을 따라 측면방향으로 이동하도록 구성되어 있고, 제2 궤적은 세로축에 대한 제2 기구 머니퓰레이터의 회전과 다른, 제2 기구 머니퓰레이터; 및
제2 기구 머니퓰레이터에 결합가능한 제2 기구로서, 제2 기구가 제2 샤프트를 포함하고, 제2 샤프트가 원위 단부를 포함하는, 제2 기구
를 더 포함하고,
제2 기구가 제2 기구 머니퓰레이터에 결합되어 있을 때 제2 샤프트의 원위 단부가 제2 채널과 정렬되도록 측면방향 운동 메카니즘이 제2 기구 머니퓰레이터를 제2 궤적을 따라 이동시키도록 구성되어 있는, 의료 기기 장치.
제15항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터를 제1 궤적을 따라 제1 궤적상의 제1 위치로 이동시키도록 구성되어 있고, 제1 위치에서, 제1 샤프트가 제1 채널을 통과할 때 제1 샤프트의 만곡에 의해 발생된 응력이 미리 결정된 응력 프로파일 내에 있도록 제1 기구 머니퓰레이터에 결합된 제1 기구의 제1 샤프트가 위치되어 있는, 의료 기기 장치.
제15항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터를 제1 궤적을 따라 이동시키기 위해 제1 기구 머니퓰레이터에 결합된 조정 디스크를 더 포함하고, 조정 디스크의 회전이 제1 기구 머니퓰레이터를 제1 궤적을 따라 이동시키는, 의료 기기 장치.
제19항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 조정 디스크에 결합된 수동 작동식 노브를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제15항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터에 결합된 기어를 더 포함하고, 기어의 회전이 제1 기구 머니퓰레이터를 제1 궤적을 따라 이동시키는, 의료 기기 장치.
제21항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘 시스템이 제1 기구 머니퓰레이터와 기어 사이에 결합된 제1 가동 플랫폼을 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제22항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 가동 플랫폼 및 기어에 결합된 제1 기어박스를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제15항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터에 결합된 제1 복수의 모터를 포함하고, 제1 복수의 모터가 제1 기구 머니퓰레이터를 제1 궤적을 따라 이동시키도록 구성되어 있는, 의료 기기 장치.
제15항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 기구 머니퓰레이터에 결합된 제1 기어박스를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제25항에 있어서,
측면방향 운동 메카니즘이 제1 기어박스에 결합된 기어를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제25항에 있어서,
제1 기어박스가
측면을 포함하는 기어; 및
측면에 결합된 핀
을 포함하고,
핀의 이동이 제1 기구 머니퓰레이터를 이동시키도록 핀이 제1 기구 머니퓰레이터에 이동가능하게 결합되어 있는, 의료 기기 장치.
제27항에 있어서,
핀이 하나의 자유도를 갖는, 의료 기기 장치.
제28항에 있어서,
핀이 두 개의 자유도를 갖는, 의료 기기 장치.
제27항에 있어서,
기어의 측면이 캠을 포함하고, 핀이 캠상에 있고,
핀이 두 개의 자유도를 갖는, 의료 기기 장치.
제27항에 있어서,
제1 기어박스가 운동 범위 제한부를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제14항에 있어서,
엔트리 가이드가 제1 식별 정보를 포함하고,
제1 수술 기구가 제2 식별 정보를 더 포함하고,
의료 기기 장치가 제1 식별 정보 및 제2 식별 정보를 수신하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함하고,
제어 시스템이 제1 식별 정보에 기초하여 의료 기기 장치를 구성하는, 의료 기기 장치.
제16항에 있어서,
엔트리 가이드가 세로축에 대해 각을 이루는 길이방향 축을 갖는 제2 채널을 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제14항에 있어서,
제1 기구 머니퓰레이터가 가동 플랫폼을 포함하고,
의료 기기 장치가
복수의 관통 구멍을 포함하는 디스크; 및
가동 플랫폼을 복수의 관통 구멍 중 어느 하나에 고정시키도록 구성된 잠금장치
를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제14항에 있어서,
제1 기구 머니퓰레이터가 가동 플랫폼을 포함하고,
의료 기기 장치가
조정 경로를 포함하는 디스크; 및
가동 플랫폼을 조정 경로를 따라 한 위치에 고정시키도록 구성된 잠금장치
를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
의료 기기 장치로서,
제1 채널 구성을 포함하는 제1 엔트리 가이드;
제2 채널 구성을 포함하는 제2 엔트리 가이드로서, 제1 채널 구성이 제2 채널 구성과 다른, 제2 엔트리 가이드; 및
수술 시스템
을 포함하고,
수술 시스템이
수술 시스템에 장착된 제1 엔트리 가이드 및 제2 엔트리 가이드 중 하나;
기구 머니퓰레이터;
기구 머니퓰레이터에 결합된 측면방향 운동 메카니즘
을 포함하고,
수술 시스템에 장착된 제1 엔트리 가이드 및 제2 엔트리 가이드 중 하나의 채널 구성에 기초하여, 기구가 기구 머니퓰레이터에 결합되면 기구의 샤프트가 수술 시스템에 장착된 제1 엔트리 가이드 및 제2 엔트리 가이드 중 하나의 채널과 정렬되도록 측면방향 운동 메카니즘이 기구 머니퓰레이터를 미리 결정된 위치로 이동시키는, 의료 기기 장치.
제36항에 있어서,
제1 엔트리 가이드가 원형 단면을 포함하고,
제2 엔트리 가이드가 비-원형 단면을 포함하는, 의료 기기 장치.
제36항에 있어서,
제1 엔트리 가이드 및 제2 엔트리 가이드 중 하나가 수동 기구 채널을 포함하는, 의료 기기 장치.
제36항에 있어서,
제1 위치에 제1 만곡부를 갖는 제1 샤프트를 구비한 제1 카메라 기구로서, 제1 카메라 기구는 제1 엔트리 가이드가 수술 시스템에 장착되어 있을 때 수술 시스템에 장착되는, 제1 카메라 기구; 및
제2 위치에 제2 만곡부를 갖는 제2 샤프트를 구비한 제2 카메라 기구로서, 제2 카메라 기구는 제2 엔트리 가이드가 수술 시스템에 장착되어 있을 때 수술 시스템에 장착되고, 제1 위치가 제2 위치와 다른, 제2 카메라 기구
를 더 포함하는, 의료 기기 장치.
제36항에 있어서,
제1 엔트리 가이드가 수술 시스템에 장착되어 있는, 의료 기기 장치.
방법으로서,
기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 의해, 제1 기구가 제1 기구 머니퓰레이터에 장착되면 제1 기구의 샤프트가 제1 엔트리 가이드의 제1 채널과 정렬되도록 제1 기구 머니퓰레이터를 이동시키는 단계; 및
기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 의해, 제2 기구가 제2 기구 머니퓰레이터에 장착되면 제2 기구의 샤프트가 제1 엔트리 가이드의 제2 채널과 정렬되도록 제2 기구 머니퓰레이터를 동시에 이동시키는 단계
를 포함하는, 방법.
제41항에 있어서,
기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 의해, 제3 기구가 제1 기구 머니퓰레이터에 장착되면 제3 수술 기구의 샤프트가 제2 엔트리 가이드의 제1 채널과 정렬되도록 제1 기구 머니퓰레이터를 이동시키는 단계로서, 제1 엔트리 가이드의 채널 구성이 제2 엔트리 가이드의 채널 구성과 다르고, 제1 엔트리 가이드 및 제2 엔트리 가이드가 다른 횟수로 사용되는, 단계; 및
기구 머니퓰레이터 위치결정 시스템에 의해, 제4 기구가 제2 기구 머니퓰레이터에 장착되면 제4 기구의 샤프트가 제2 엔트리 가이드의 제2 채널과 정렬되도록 제2 기구 머니퓰레이터를 동시에 이동시키는 단계
를 더 포함하는, 방법.
방법으로서,
길이방향 축이 수직이도록 길이방향 축을 갖는 엔트리 가이드를 이동시키는 단계;
수술 기기 조립체의 샤프트를 엔트리 가이드의 채널 속으로 삽입하는 단계;
수술 기기 조립체가 최소 에너지의 위치로 이동하게 허용하는 단계; 및
수술 기기 조립체를 디스크에 고정시키는 단계;
를 포함하는, 방법.
수술 엔트리 가이드의 키트로서,
제1 단면 구성으로 배치된 복수의 기구 채널을 구비한 제1 수술 엔트리 가이드; 및
제2 단면 구성으로 배치된 복수의 기구 채널을 구비한 제2 수술 엔트리 가이드로서, 제2 단면 구성이 제1 단면 구성과 다른, 제2 수술 엔트리 가이드
를 포함하고,
제1 수술 엔트리 가이드 및 제2 수술 엔트리 가이드 각각은 각각의 수술 시스템에 별도로 장착가능한, 수술 엔트리 가이드의 키트.
제44항에 있어서,
제1 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이 카메라 채널 및 복수의 수술 기구 채널을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이 카메라 채널 및 수동 기구 채널을 포함하는, 수술 엔트리 가이드의 키트.
제44항에 있어서,
제1 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이 카메라 채널 및 복수의 수술 기구 채널을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이 카메라 채널 및 첨단 수술 기구 채널을 포함하는, 수술 엔트리 가이드의 키트.
제44항에 있어서,
제1 수술 엔트리 가이드가 원형 단면을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드가 비-원형 단면을 포함하는, 수술 엔트리 가이드의 키트.
제44항에 있어서,
제1 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이 카메라 채널 및 복수의 수술 기구 채널을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드가 타원 형상을 갖는 단면을 포함하고, 타원 형상이 장축을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이
제1 길이방향 축을 포함하는 카메라 채널;
제2 길이방향 축을 포함하는 제1 수술 기구 채널; 및
제3 길이방향 축을 포함하는 제2 수술 기구 채널
을 포함하고,
제1 길이방향 축, 제2 길이방향 축 및 제3 길이방향 축이 장축과 교차하는, 수술 엔트리 가이드의 키트.
제44항에 있어서,
제1 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이 카메라 채널 및 복수의 수술 기구 채널을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드가 단면을 갖는 카메라 채널을 포함하고, 단면이 장축 및 단축을 포함하고,
제2 수술 엔트리 가이드의 복수의 기구 채널이
제1 길이방향 축을 포함하는 제1 수술 기구 채널;
제2 길이방향 축을 포함하는 제2 수술 기구 채널; 및
제3 길이방향 축을 포함하는 제3 수술 기구 채널
을 포함하고,
장축이 제1 길이방향 축 및 제2 길이방향 축과 교차하고,
단축이 제3 길이방향 축과 교차하는, 수술 엔트리 가이드의 키트.
제44항에 있어서,
캐뉼라를 더 포함하는, 수술 엔트리 가이드의 키트.