KR20230074803A - 수술 테이블을 위한 동력 보조식 이동성 - Google Patents
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Abstract
소정 태양은, 강성 기부 및 물리적 환경에서 강성 기부를 지지하고 이동시키기 위해 강성 기부의 제1 면에 결합되는 하나 이상의 휠 조립체를 포함하는 이동형 의료 플랫폼을 위한 시스템 및 기법에 관한 것이다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠, 휠을 조향하도록 구성되는 제1 모터, 및 휠을 롤링시키도록 구성되는 제2 모터를 포함한다. 휠은 제1 축 및 제1 축과 상이한 제2 축을 중심으로 각각 회전하도록 구성된다. 제1 모터는 제1 축 및 제2 축 중 각각의 축을 중심으로 위치되고, 제1 축은 제2 축과 정렬되어 휠의 무시 가능한 캐스터 각도를 생성한다. 이동형 의료 플랫폼을 동작시키는 방법이 또한 개시된다.
Description
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 동력 보조식 메커니즘(power assisted mechanism)에 관한 것으로, 더 상세하게는 의료 플랫폼(medical platform)을 이송하기 위한 동력 보조식 메커니즘에 관한 것이다.
수술 테이블(surgical table) 또는 병원 베드(hospital bed)와 같은 의료 플랫폼은 의료 절차 동안 환자를 지지하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 의료 플랫폼은 최적의 병원 운영 및 물류를 용이하게 하기 위해 병원 내의 수시로 이동될 필요가 있다. 통상적으로, 그러한 의료 플랫폼은 수동으로 이동된다.
그러나, 다른 장치가 로딩된 의료 플랫폼은 통상적인 베드보다 무겁고, 그러한 의료 플랫폼을 이송하는 것은 어려울 수 있다.
의료 플랫폼들을 이송하기 위한 동력-보조식 메커니즘에 대한 필요성이 있다. 수술 또는 의료 로봇 시스템을 위한 동력-보조식 이동형 의료 플랫폼(mobile medical platform)이 본 명세서에 개시된다. 그러한 의료 플랫폼은 상이한 의료 환경들로의 이송을 용이하게 하여, 수술 테이블 또는 병원 베드로서의 역할을 하는 것과 같은, 많은 요구들을 충족시킨다. 또한, 동력 보조식 이동성(power assisted mobility)을 가진 의료 플랫폼은 이송 동안 또는 배치를 위한 의료 플랫폼의 정밀한 이동을 허용한다. 예를 들어, 동력-보조식 이동성을 가진 의료 플랫폼은 수동 조종을 필요로 하는 통상적인 병원 베드가 쉽게 내비게이팅하는(navigate) 것이 가능하지 않을 수 있는 좁은 코너 주위에서 조종하는 것이 가능할 수 있다. 다른 예에서, 동력-보조식 이동성을 가진 의료 플랫폼은 정확한 위치에, 예컨대 수술실 내의 최적 위치에 정밀하게 위치될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부(rigid base) 및 물리적 환경에서 강성 기부를 지지하고 이동시키기 위해 강성 기부의 제1 면에 결합되는 하나 이상의 휠 조립체들(wheel assemblies)을 포함한다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠, 휠을 조향하도록(steer) 구성되는 제1 모터, 및 휠을 롤링시키도록(roll) 구성되는 제2 모터를 포함한다. 휠당 2개의 모터들의 조합은 휠당 (예컨대, 추진 및 조향을 위한) 2 자유도(degree of freedom)를 제공하고, 이는 이동형 의료 플랫폼의 정확한 위치설정을 용이하게 하고, 또한 통상적인 베드들로 가능하지 않은 동력-보조식 조종들을 가능하게 한다.
일부 실시예에서, 제1 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 휠을 조향하도록 구성되고, 제2 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 휠을 롤링시키도록 구성된다.
일부 실시예에서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도(caster angle)를 실질적으로 제거하도록 정렬된다.
일부 실시예에서, 휠 조립체는 또한 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 포함한다.
일부 실시예에서, 휠 조립체는 또한 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 포함한다.
일부 실시예에서, 휠 조립체는 제1 스프링 및 제1 스프링 아래에 그리고 휠 위에 위치되는 제2 스프링을 포함한다. 제1 스프링은 제2 스프링보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 하나 이상의 프로세서들, 및 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 제1 모터 또는 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 포함한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들(preset automatic-braking criteria)이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게(trigger) 한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 적어도 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 사전설정된 제동 구성은 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 롤링 축들이 상이한 각도들로 배열되는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고, 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 한다.
일부 실시예에서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다. 예를 들어, 제1 기준들은 이동형 의료 플랫폼의 이동 및 동작 동안 데드 맨 스위치(dead man switch)가 눌리는 것을 필요로 할 수 있다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 각각의 휠 조립체의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 각각의 휠 조립체의 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 포함한다. 로봇 수술 시스템은 강성 기부에 의해 지지되는 테이블 상판(table top) 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들(robotic arms)을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부 및 강성 기부의 제1 면에 결합되고 강성 기부를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함한다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는, 제1 축 및 제1 축과 상이한 제2 축을 중심으로 각각 회전하도록 구성되는 휠을 포함한다. 제1 모터는 제1 축 및 제2 축 중 각각의 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치된다. 제1 축은 제2 축과 정렬되어, 휠의 무시 가능한 캐스터 각도를 생성한다. 제1 축과 제2 축의 정렬은 캐스터와 연관된 스웹트 볼륨(swept volume)을 감소시키거나 제거함으로써 이동형 의료 플랫폼의 정확한 위치설정을 용이하게 한다. 그것은 또한 각각의 휠에 대한 조향 방향의 독립적인 선택을 용이하게 하고, 이는 제어 메커니즘을 단순화하고 위치설정 정확도를 추가로 개선한다.
일부 실시예에서, 제1 모터는 제1 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치되고, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 제2 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치되는 제2 모터를 추가로 포함한다. 제2 축은 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행하다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 제1 스프링 및 제1 스프링 아래에 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함한다. 제1 스프링은 제2 스프링보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 하나 이상의 프로세서들, 및 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 제1 모터로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 회전시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체는 제2 모터를 추가로 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고, 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 한다.
일부 실시예에서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체는 제2 모터를 추가로 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 제1 축 및 제2 축을 중심으로 각각의 휠 조립체의 휠을 동시에 회전시키기 위해 각각의 휠 조립체의 제1 모터 및 제2 모터를 제어하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함한다. 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부 및 강성 기부의 제1 면에 결합되고 이동형 의료 플랫폼의 이동 동안 강성 기부를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함한다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠, 휠을 회전시키도록 위치되는 제1 모터, 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링, 및 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 포함한다. 2개의 스프링들의 조합은 평평하지 않은 바닥 표면에 의해 유발되는 충격 또는 진동을 감쇠시키면서 각각의 휠이 바닥과 접촉하여 유지되는 것을 용이하게 한다.
일부 실시예에서, 제2 스프링은 제1 스프링 아래에 위치되고, 제2 스프링은 휠 위에 위치되고, 제1 스프링은 제2 스프링보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
일부 실시예에서, 제1 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치된다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 휠을 롤링시키도록 위치되는 제2 모터를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬된다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 하나 이상의 프로세서들, 및 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 제1 모터 또는 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고, 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 한다.
일부 실시예에서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자 입력에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 각각의 휠 조립체의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 각각의 휠 조립체의 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 한다.
일부 실시예에서, 이동형 환자 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 포함한다. 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부 및 강성 기부에 결합되고 강성 기부를 지지하는 적어도 4개의 휠 조립체들을 포함한다. 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠 및 각각의 휠을 조향하도록 위치되는 각각의 제1 모터를 포함한다. 이동형 의료 플랫폼은 또한 하나 이상의 프로세서들, 및 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들의 조향을 유발하여, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들이 제1 시간에 공통 방향으로 정렬되도록 하고, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들이 제1 시간과 별개인 제2 시간에 제동 구성으로 배열되어, 강성 기부가 고정화되도록(immobilized) 하는 명령들을 저장한 메모리를 포함한다. 그러한 구성은 이동형 의료 플랫폼의 신속하고 효율적인 제동을 허용하고, 이는 이어서 이동형 의료 플랫폼을 위치설정함에 있어서의 정확도 및 이동형 의료 플랫폼의 이송에서의 안전성을 개선한다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들은 제동 구성에 있는 동안 공통 지점으로 지향된다.
일부 실시예에서, 공통 지점은 적어도 4개의 휠 조립체들의 도심(centroid)이다.
일부 실시예에서, 각각의 제1 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 각각의 휠을 조향하도록 위치되고, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 각각의 휠을 롤링시키도록 위치되는 각각의 제2 모터를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬된다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 각각의 제1 모터 또는 각각의 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 각각의 휠을 이동시키게 한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 각각의 휠 조립체의 각각의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 각각의 휠 조립체의 각각의 제1 모터 및 각각의 제2 모터를 제어하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 각각의 제1 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 제1 스프링 및 각각의 제1 스프링 아래에 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함한다. 각각의 제2 스프링은 각각의 휠 위에 위치되고, 각각의 제1 스프링은 각각의 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 제동 구성으로 조향하도록 적어도 4개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 한다.
일부 실시예에서, 제동 구성은 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 한다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들은 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 공통 방향으로 정렬되고, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들은 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 제동 구성으로 배열된다.
일부 실시예에서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다.
일부 실시예에서, 로봇 수술 시스템이 강성 기부에 결합된다. 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼에서 수행되는 방법은 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계 및 강성 기부에 결합되는 하나 이상의 휠 조립체들을 이동시키는 단계로서, 사용자 입력에 대응하는 방향으로 휠을 배향시키기 위해 제1 모터를 활성화하는 단계 및 휠을 롤링시키기 위해 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 휠 조립체들을 이동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 모터는 휠이 배향된 후에 활성화되고, 휠은 휠의 배향이 각각의 방향으로 유지되는 동안 제2 모터에 의해 롤링된다.
일부 실시예에서, 제1 모터와 제2 모터는 동시에 활성화된다.
일부 실시예에서, 각각의 방향으로 휠을 배향시키기 위해 제1 모터를 활성화하는 단계는, 제1 모터에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 휠을 조향하는 단계를 포함하고, 휠을 롤링시키기 위해 제2 모터를 활성화하는 단계는, 제2 모터에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 롤링시키기 위해 휠에 동력을 공급하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬된다.
일부 실시예에서, 휠 조립체는 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 휠 조립체는 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 휠 조립체는 제1 스프링 및 제2 스프링을 추가로 포함하고, 제2 스프링은 휠 위에서 제1 스프링 아래에 위치되고, 제1 스프링은 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 방법은, 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 하나 이상의 휠 조립체들 중 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계, 및 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함한다. 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하는 단계는, 각각의 제1 모터들에 의해, 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되도록 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 중심으로 각각의 휠들을 회전시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 사용자 입력은 하나 이상의 입력 장치들로부터 수신된다.
일부 실시예에서, 사용자 입력에 대응하는, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하는 단계.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함한다. 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 방법은 하나 이상의 로봇 아암들을 테이블 상판에 대해 이동시키는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 방법은 이동형 의료 플랫폼을 이용하는 단계를 포함한다. 이동형 의료 플랫폼은 이동형 의료 플랫폼을 이용하는 단계를 위해 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 이동형 의료 플랫폼은, 하나 이상의 입력 장치들로부터 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 입력을 수신하는 단계, 및 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 명령들을 생성하는 단계를 위해 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함한다. 하나 이상의 제어 명령들을 생성하는 단계는 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계, 및 입력이 제1 기준들과 상이한 제2 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는 또한 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계, 및 각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함한다. 제1 모터와 제2 모터는 동시에 활성화된다.
일부 실시예에서, 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계, 및 각각의 휠들이 각각의 방향으로 유지된 후에 그리고 각각의 휠들의 배향이 각각의 방향으로 유지되는 동안 각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터들을 활성화하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계는, 각각의 제1 모터들에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 각각의 제1 축들을 중심으로 각각의 휠들을 조향하는 단계를 포함한다. 각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터들을 활성화하는 단계는, 각각의 제2 모터들에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 각각의 제2 축들을 중심으로 롤링시키기 위해 휠에 동력을 공급하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠의 각각의 제1 축과 각각의 제2 축은 각각의 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 4개의 휠 조립체들을 포함한다. 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 4개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는, 각각의 제1 모터들에 의해, 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되도록 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제1 축들을 중심으로 각각의 휠들을 회전시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 2개 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 각각의 제1 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 2개 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 2개 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 제1 스프링 및 각각의 제2 스프링을 추가로 포함한다. 각각의 제2 스프링은 각각의 휠 위에서 각각의 제1 스프링 아래에 위치되고, 각각의 제1 스프링은 각각의 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
일부 실시예에서, 방법은 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 적어도 2개의 휠 조립체들의 동작들을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 강성 기부의 요청된 이동은 입력에 대응한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함한다. 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 방법은 하나 이상의 로봇 아암들을 테이블 상판에 대해 이동시키는 단계를 추가로 포함한다.
개시된 태양은, 개시된 태양을 제한하지 않고 예시하기 위해 제공되는 첨부 도면과 함께 본 명세서에 후술될 것이며, 여기서 유사한 명칭은 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 진단 및/또는 치료 기관지경술 절차(들)를 위해 배열된 카트(cart)-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 2는 도 1의 로봇 시스템의 추가의 태양을 도시한 도면.
도 3은 요관경술을 위해 배열된 도 1의 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 4는 혈관 절차를 위해 배열된 도 1의 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 5는 기관지경술 절차를 위해 배열된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 6은 도 5의 로봇 시스템의 대안적인 도면을 제공한 도면.
도 7은 로봇 아암(들)을 적재하도록(stow) 구성된 예시적인 시스템을 예시한 도면.
도 8은 요관경술 절차를 위해 구성된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 9는 복강경술 절차를 위해 구성된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 10은 피치(pitch) 또는 틸트(tilt) 조절을 갖는 도 5 내지 도 9의 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 11은 도 5 내지 도 10의 테이블-기반 로봇 시스템의 테이블과 칼럼(column) 사이의 인터페이스(interface)의 상세한 예시를 제공한 도면.
도 12는 테이블-기반 로봇 시스템의 대안적인 실시예를 예시한 도면.
도 13은 도 12의 테이블-기반 로봇 시스템의 단부도를 예시한 도면.
도 14는 로봇 아암이 그에 부착된 테이블-기반 로봇 시스템의 단부도를 예시한 도면.
도 15는 예시적인 기구 드라이버(instrument driver)를 예시한 도면.
도 16은 페어링된(paired) 기구 드라이버를 갖는 예시적인 의료 기구를 예시한 도면.
도 17은 구동 유닛의 축이 기구의 세장형 샤프트(elongated shaft)의 축에 평행한 기구 드라이버 및 기구에 대한 대안적인 설계를 예시한 도면.
도 18은 기구-기반 삽입 아키텍처(insertion architecture)를 갖는 기구를 예시한 도면.
도 19는 예시적인 제어기를 예시한 도면.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 도 16 내지 도 18의 기구의 위치와 같은, 도 1 내지 도 10의 로봇 시스템의 하나 이상의 요소의 위치를 추정하는 위치결정 시스템(localization system)을 예시한 블록도를 도시한 도면.
도 21은 일부 실시예에 따른, 하나 이상의 휠 조립체를 포함하는 이동형 의료 플랫폼의 일 실시예를 예시한 도면.
도 22a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 저면도를 예시한 도면.
도 22b는 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼의 저면도를 예시한 도면.
도 23a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 휠 조립체의 사시도를 예시한 도면.
도 23b는 일부 실시예에 따른, 도 23a의 휠 조립체의 단면도를 예시한 도면.
도 23c는 일부 실시예에 따른, 도 23a 및 도 23b의 휠 조립체의 측면도를 예시한 도면.
도 24a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 선회 경로의 예를 예시한 도면.
도 24b 내지 도 24d는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼을 피봇시키는(pivoting) 예를 예시한 도면.
도 24e는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 정밀한 이동의 예를 예시한 도면.
도 25a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 이동을 제어하기 위한 입력 장치의 일 실시예를 예시한 도면.
도 25b는 일부 실시예에 따른, 도 22b의 이동형 의료 플랫폼의 사전설정된 제동 구성을 예시한 도면.
도 25c는 일부 실시예에 따른, 도 22a의 이동형 의료 플랫폼의 사전설정된 제동 구성을 예시한 도면.
도 26a 내지 도 26d는 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼에 의해 수행되는 방법을 예시한 흐름도를 도시한 도면.
도 27은 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼에 의해 수행되는 다른 방법을 예시한 흐름도.
도 28은 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼의 전자 구성요소를 예시한 개략도.
도 1은 진단 및/또는 치료 기관지경술 절차(들)를 위해 배열된 카트(cart)-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 2는 도 1의 로봇 시스템의 추가의 태양을 도시한 도면.
도 3은 요관경술을 위해 배열된 도 1의 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 4는 혈관 절차를 위해 배열된 도 1의 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 5는 기관지경술 절차를 위해 배열된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 6은 도 5의 로봇 시스템의 대안적인 도면을 제공한 도면.
도 7은 로봇 아암(들)을 적재하도록(stow) 구성된 예시적인 시스템을 예시한 도면.
도 8은 요관경술 절차를 위해 구성된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 9는 복강경술 절차를 위해 구성된 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 10은 피치(pitch) 또는 틸트(tilt) 조절을 갖는 도 5 내지 도 9의 테이블-기반 로봇 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 11은 도 5 내지 도 10의 테이블-기반 로봇 시스템의 테이블과 칼럼(column) 사이의 인터페이스(interface)의 상세한 예시를 제공한 도면.
도 12는 테이블-기반 로봇 시스템의 대안적인 실시예를 예시한 도면.
도 13은 도 12의 테이블-기반 로봇 시스템의 단부도를 예시한 도면.
도 14는 로봇 아암이 그에 부착된 테이블-기반 로봇 시스템의 단부도를 예시한 도면.
도 15는 예시적인 기구 드라이버(instrument driver)를 예시한 도면.
도 16은 페어링된(paired) 기구 드라이버를 갖는 예시적인 의료 기구를 예시한 도면.
도 17은 구동 유닛의 축이 기구의 세장형 샤프트(elongated shaft)의 축에 평행한 기구 드라이버 및 기구에 대한 대안적인 설계를 예시한 도면.
도 18은 기구-기반 삽입 아키텍처(insertion architecture)를 갖는 기구를 예시한 도면.
도 19는 예시적인 제어기를 예시한 도면.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 도 16 내지 도 18의 기구의 위치와 같은, 도 1 내지 도 10의 로봇 시스템의 하나 이상의 요소의 위치를 추정하는 위치결정 시스템(localization system)을 예시한 블록도를 도시한 도면.
도 21은 일부 실시예에 따른, 하나 이상의 휠 조립체를 포함하는 이동형 의료 플랫폼의 일 실시예를 예시한 도면.
도 22a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 저면도를 예시한 도면.
도 22b는 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼의 저면도를 예시한 도면.
도 23a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 휠 조립체의 사시도를 예시한 도면.
도 23b는 일부 실시예에 따른, 도 23a의 휠 조립체의 단면도를 예시한 도면.
도 23c는 일부 실시예에 따른, 도 23a 및 도 23b의 휠 조립체의 측면도를 예시한 도면.
도 24a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 선회 경로의 예를 예시한 도면.
도 24b 내지 도 24d는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼을 피봇시키는(pivoting) 예를 예시한 도면.
도 24e는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 정밀한 이동의 예를 예시한 도면.
도 25a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼의 이동을 제어하기 위한 입력 장치의 일 실시예를 예시한 도면.
도 25b는 일부 실시예에 따른, 도 22b의 이동형 의료 플랫폼의 사전설정된 제동 구성을 예시한 도면.
도 25c는 일부 실시예에 따른, 도 22a의 이동형 의료 플랫폼의 사전설정된 제동 구성을 예시한 도면.
도 26a 내지 도 26d는 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼에 의해 수행되는 방법을 예시한 흐름도를 도시한 도면.
도 27은 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼에 의해 수행되는 다른 방법을 예시한 흐름도.
도 28은 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼의 전자 구성요소를 예시한 개략도.
1. 개요.
본 개시의 태양은 복강경술과 같은 최소 침습 절차 및 내시경술과 같은 비-침습 절차 둘 모두를 비롯하여 다양한 의료 절차를 수행할 수 있는 로봇식(robotically-enabled) 의료 시스템에 통합될 수 있다. 내시경술 절차 중에서, 시스템은 기관지경술, 요관경술, 위내시경술(gastroscopy) 등을 수행하는 것이 가능할 수 있다.
광범위한 절차를 수행하는 것에 더하여, 시스템은 의사를 보조하기 위한 향상된 이미징 및 안내와 같은 추가의 이점을 제공할 수 있다. 추가적으로, 시스템은 다루기 어려운 아암 움직임 및 위치에 대한 필요 없이 인체공학적 위치로부터 절차를 수행하는 능력을 의사에게 제공할 수 있다. 더욱이, 시스템은, 시스템의 기구들 중 하나 이상이 단일 사용자에 의해 제어될 수 있도록, 개선된 사용 용이성을 갖고서 절차를 수행하는 능력을 의사에게 제공할 수 있다.
다양한 실시예가 예시의 목적으로 도면과 함께 후술될 것이다. 개시된 개념의 많은 다른 구현예가 가능하고, 개시된 구현예로 다양한 이점이 달성될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 참조를 위해 그리고 다양한 섹션을 찾는 데 도움을 주기 위해 표제가 본 명세서에 포함된다. 이들 표제는 그와 관련하여 기술되는 개념의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 그러한 개념은 전체 명세서 전반에 걸쳐 적용될 수 있다.
A. 로봇 시스템 - 카트.
로봇식 의료 시스템은 특정 절차에 따라 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 도 1은 진단 및/또는 치료 기관지경술 절차를 위해 배열된 카트-기반 로봇식 시스템(10)의 일 실시예를 예시한다. 기관지경술 동안, 시스템(10)은 기관지경술을 위한 절차-특정적 기관지경일 수 있는, 조향가능 내시경(13)과 같은 의료 기구를 진단 및/또는 치료 도구를 전달하기 위한 자연 구멍 접근 지점(natural orifice access point)(즉, 본 예에서 테이블 상에 위치된 환자의 입)으로 전달하기 위한 하나 이상의 로봇 아암(12)을 갖는 카트(11)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 카트(11)는 접근 지점에 대한 접근을 제공하기 위해 환자의 상체에 근접하게 위치될 수 있다. 유사하게, 로봇 아암(12)은 접근 지점에 대해 기관지경을 위치시키도록 작동될 수 있다. 도 1의 배열은 또한, 위장(gastro-intestinal, GI) 절차를 위한 전문화된 내시경인 위내시경으로 GI 절차를 수행할 때 이용될 수 있다. 도 2는 카트의 예시적인 실시예를 더 상세히 도시한다.
계속해서 도 1을 참조하면, 일단 카트(11)가 적절하게 위치되면, 로봇 아암(12)은 조향가능 내시경(13)을 로봇으로, 수동으로, 또는 이들의 조합으로 환자 내로 삽입할 수 있다. 도시된 바와 같이, 조향가능 내시경(13)은 적어도 2개의 삽통 부품(telescoping part), 예컨대 내부 리더(leader) 부분 및 외부 시스(sheath) 부분을 포함할 수 있으며, 각각의 부분은 기구 드라이버들(28)의 세트로부터의 별개의 기구 드라이버에 결합되고, 각각의 기구 드라이버는 개별 로봇 아암의 원위 단부에 결합된다. 리더 부분을 시스 부분과 동축으로 정렬하는 것을 용이하게 하는, 기구 드라이버(28)의 이러한 선형 배열은 하나 이상의 로봇 아암(12)을 상이한 각도 및/또는 위치로 조작함으로써 공간에서 재위치될 수 있는 "가상 레일(virtual rail)"(29)을 생성한다. 본 명세서에 기술되는 가상 레일은 파선을 사용하여 도면에 도시되어 있으며, 따라서 파선은 시스템의 임의의 물리적 구조를 도시하지 않는다. 가상 레일(29)을 따른 기구 드라이버(28)의 병진은 외부 시스 부분에 대해 내부 리더 부분을 삽통식으로 이동시키거나, 환자로부터 내시경(13)을 전진 또는 후퇴시킨다. 가상 레일(29)의 각도는 임상 적용 또는 의사 선호도에 기초하여 조절, 병진, 및 피봇될 수 있다. 예를 들어, 기관지경술에서, 도시된 바와 같은 가상 레일(29)의 각도 및 위치는 내시경(13)을 환자의 입 안으로 구부림으로써 발생하는 마찰을 최소화하면서 내시경(13)에 대한 의사 접근을 제공하는 것 사이의 절충을 나타낸다.
내시경(13)은 표적 목적지 또는 수술 부위에 도달할 때까지 로봇 시스템으로부터의 정확한 명령을 사용하여 삽입 후 환자의 기관 및 폐를 따라 지향될 수 있다. 환자의 폐 네트워크(lung network)를 통한 내비게이션을 향상시키고/시키거나 원하는 표적에 도달하기 위해, 내시경(13)은 향상된 관절운동 및 더 큰 굽힘 반경을 얻기 위해 외부 시스 부분으로부터 내부 리더 부분을 삽통식으로 연장시키도록 조작될 수 있다. 별개의 기구 드라이버(28)의 사용은 또한 리더 부분과 시스 부분이 서로 독립적으로 구동되도록 허용한다.
예를 들어, 내시경(13)은, 예를 들어 환자의 폐 내의 병변 또는 결절과 같은 표적에 생검 바늘을 전달하도록 지향될 수 있다. 바늘은 병리학자에 의해 분석될 조직 샘플을 얻기 위해 내시경의 길이를 따라 연장되는 작업 채널(working channel)을 따라 전개될 수 있다. 병리학 결과에 따라, 추가 도구가 추가 생검을 위해 내시경의 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 결절을 악성으로 확인한 후에, 내시경(13)은 잠재적인 암 조직을 절제하기 위한 도구를 내시경으로 전달할 수 있다. 일부 경우에, 진단 및 치료 처치제(treatment)가 별개의 절차로 전달될 수 있다. 그들 상황에서, 내시경(13)은 또한 표적 결절의 위치를 "표시"하기 위한 기준점을 전달하는 데에도 사용될 수 있다. 다른 경우에서, 진단 및 치료 처치제는 동일한 절차 동안 전달될 수 있다.
시스템(10)은 또한 이동가능 타워(tower)(30)를 포함할 수 있으며, 이는 카트(11)에 지원 케이블을 통해 연결되어 카트(11)에 제어부, 전자장치, 유체장치, 광학계, 센서, 및/또는 전력에 대한 지원을 제공할 수 있다. 그러한 기능을 타워(30) 내에 두는 것은 수술 의사 및 그/그녀의 스태프에 의해 더 용이하게 조절 및/또는 재위치될 수 있는 더 작은 형태 인자(form factor)의 카트(11)를 허용한다. 추가적으로, 카트/테이블과 지원 타워(30) 사이의 기능의 분할은 수술실의 어수선함을 감소시키고, 임상 작업흐름의 개선을 용이하게 한다. 카트(11)는 환자 가까이에 위치될 수 있지만, 타워(30)는 절차 동안 방해가 되지 않도록 원격 위치에 적재될 수 있다.
전술된 로봇 시스템을 지원하기 위해, 타워(30)는, 예를 들어 영구 자기 저장 드라이브(persistent magnetic storage drive), 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive) 등과 같은 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체 내에 컴퓨터 프로그램 명령어를 저장하는 컴퓨터-기반 제어 시스템의 구성요소(들)를 포함할 수 있다. 그들 명령어의 실행은, 실행이 타워(30)에서 발생하든 또는 카트(11)에서 발생하든 간에, 전체 시스템 또는 그의 서브-시스템(들)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템의 프로세서에 의해 실행될 때, 명령어는 로봇 시스템의 구성요소로 하여금 관련 캐리지(carriage) 및 아암 마운트(arm mount)를 작동시키고, 로봇 아암을 작동시키고, 의료 기구를 제어하게 할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호를 수신하는 것에 응답하여, 로봇 아암의 조인트 내의 모터는 아암을 소정 자세로 위치시킬 수 있다.
타워(30)는 또한, 내시경(13)을 통해 전개될 수 있는 시스템에 제어된 관주 및 흡인 능력을 제공하기 위해 펌프, 유량계, 밸브 제어부, 및/또는 유체 접근부(fluid access)를 포함할 수 있다. 이들 구성요소는 또한 타워(30)의 컴퓨터 시스템을 사용하여 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 관주 및 흡인 능력은 별개의 케이블(들)을 통해 내시경(13)으로 직접 전달될 수 있다.
타워(30)는 카트(11)에 필터링되고 보호된 전력을 제공하도록 설계되는 전압 및 서지(surge) 보호기를 포함하여, 그에 의해 카트(11) 내에 전력 변압기 및 다른 보조 전력 구성요소를 배치하는 것을 회피하여, 더 작고 더 이동가능한 카트(11)를 생성할 수 있다.
타워(30)는 또한 로봇 시스템(10) 전체에 걸쳐 전개된 센서에 대한 지원 장비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타워(30)는 로봇 시스템(10) 전체에 걸쳐 광학 센서 또는 카메라로부터 수신된 데이터를 검출, 수신, 및 처리하기 위한 광-전자 장비를 포함할 수 있다. 제어 시스템과 조합하여, 그러한 광-전자 장비는 타워(30) 내를 비롯하여, 시스템 전체에 걸쳐 전개된 임의의 수의 콘솔(console)에 디스플레이하기 위한 실시간 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 타워(30)는 또한 전개된 전자기(electromagnetic, EM) 센서로부터 수신되는 신호를 수신하고 처리하기 위한 전자 서브시스템을 포함할 수 있다. 타워(30)는 또한 의료 기구 내의 또는 그 상의 EM 센서에 의한 검출을 위한 EM 필드 발생기(field generator)를 수용하고 위치시키는 데 사용될 수 있다.
타워(30)는 또한 시스템의 나머지 부분에서 이용가능한 다른 콘솔, 예컨대 카트의 상부에 장착된 콘솔에 더하여 콘솔(31)을 포함할 수 있다. 콘솔(31)은 의사 조작자를 위한 사용자 인터페이스 및 디스플레이 스크린, 예컨대 터치스크린을 포함할 수 있다. 시스템(10) 내의 콘솔은 일반적으로 로봇 제어뿐만 아니라 절차의 수술전 및 실시간 정보, 예컨대 내시경(13)의 내비게이션 및 위치결정 정보 둘 모두를 제공하도록 설계된다. 콘솔(31)이 의사가 이용가능한 유일한 콘솔이 아닐 때, 그것은 간호사와 같은 제2 조작자에 의해, 환자의 건강 또는 바이탈(vital) 및 시스템의 동작을 모니터링할 뿐만 아니라, 내비게이션 및 위치결정 정보와 같은 절차-특정적 데이터를 제공하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 콘솔(31)은 타워(30)와 별개인 본체 내에 수용된다.
타워(30)는 하나 이상의 케이블 또는 연결부(도시되지 않음)를 통해 카트(11) 및 내시경(13)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 타워(30)로부터의 지원 기능은 단일 케이블을 통해 카트(11)에 제공되어, 수술실을 간소화하고 정리할 수 있다. 다른 실시예에서, 특정 기능은 별개의 케이블류(cabling) 및 연결부로 결합될 수 있다. 예를 들어, 전력은 단일 전력 케이블을 통해 카트에 제공될 수 있지만, 제어부, 광학계, 유체장치, 및/또는 내비게이션에 대한 지원은 별개의 케이블을 통해 제공될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 카트-기반 로봇식 시스템으로부터의 카트의 일 실시예의 상세한 예시를 제공한다. 카트(11)는 일반적으로 세장형 지지 구조물(14)(흔히 "칼럼"으로 지칭됨), 카트 기부(15), 및 칼럼(14)의 상부에 있는 콘솔(16)을 포함한다. 칼럼(14)은 하나 이상의 로봇 아암(12)(3개가 도 2에 도시됨)의 전개를 지원하기 위한 캐리지(17)(대안적으로 "아암 지지부")와 같은 하나 이상의 캐리지를 포함할 수 있다. 캐리지(17)는 환자에 대한 더 양호한 위치설정을 위해 로봇 아암(12)의 기부를 조절하도록 수직 축을 따라 회전하는 개별적으로 구성가능한 아암 마운트를 포함할 수 있다. 캐리지(17)는 또한 캐리지(17)가 칼럼(14)을 따라 수직으로 병진하도록 허용하는 캐리지 인터페이스(19)를 포함한다.
캐리지 인터페이스(19)는 캐리지(17)의 수직 병진을 안내하기 위해 칼럼(14)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치되는, 슬롯(slot)(20)과 같은 슬롯을 통해 칼럼(14)에 연결된다. 슬롯(20)은 캐리지를 카트 기부(15)에 대해 다양한 수직 높이에 위치시키고 유지하기 위한 수직 병진 인터페이스를 포함한다. 캐리지(17)의 수직 병진은 카트(11)가 로봇 아암(12)의 도달범위를 조절하여 다양한 테이블 높이, 환자 크기, 및 의사 선호도를 충족시키도록 허용한다. 유사하게, 캐리지(17) 상의 개별적으로 구성가능한 아암 마운트는 로봇 아암(12)의 로봇 아암 기부(21)가 다양한 구성으로 경사지도록 허용한다.
일부 실시예에서, 슬롯(20)은 캐리지(17)가 수직으로 병진함에 따라 수직 병진 인터페이스 및 칼럼(14)의 내부 챔버 내로 먼지 및 유체가 유입되는 것을 방지하기 위해 슬롯 표면과 동일 평면상에 있고 그에 평행한 슬롯 커버로 보완될 수 있다. 슬롯 커버는 슬롯(20)의 수직 상부 및 저부 부근에 위치된 스프링 스풀들(spring spools)의 쌍을 통해 전개될 수 있다. 커버는 캐리지(17)가 상향 및 하향으로 수직으로 병진함에 따라 그들의 코일링된(coiled) 상태로부터 연장 및 후퇴되도록 전개될 때까지 스풀 내에 코일링된다. 스풀의 스프링-로딩(spring-loading)은 캐리지(17)가 스풀을 향해 병진할 때 커버를 스풀 내로 후퇴시키는 힘을 제공함과 동시에, 또한 캐리지(17)가 스풀로부터 멀어지게 병진할 때 밀폐 시일(tight seal)을 유지한다. 커버는 캐리지(17)가 병진함에 따라 커버의 적절한 연장 및 후퇴를 보장하기 위해, 예를 들어 캐리지 인터페이스(19) 내의 브래킷(bracket)을 사용하여 캐리지(17)에 연결될 수 있다.
칼럼(14)은 내부적으로, 사용자 입력, 예컨대 콘솔(16)로부터의 입력에 응답하여 생성된 제어 신호에 응답하여 기계화된 방식으로 캐리지(17)를 병진시키기 위해 수직으로 정렬된 리드 스크류(lead screw)를 사용하도록 설계되는, 기어 및 모터와 같은 메커니즘을 포함할 수 있다.
로봇 아암(12)은 일반적으로, 일련의 조인트(24)에 의해 연결되는 일련의 링크장치(linkage)(23)에 의해 분리되는 로봇 아암 기부(21) 및 엔드 이펙터(end effector)(22)를 포함할 수 있으며, 각각의 조인트는 독립적인 액추에이터(actuator)를 포함하고, 각각의 액추에이터는 독립적으로 제어가능한 모터를 포함한다. 각각의 독립적으로 제어가능한 조인트는 로봇 아암이 이용가능한 독립적인 자유도를 나타낸다. 아암들(12) 각각은 7개의 조인트를 가지며, 따라서 7 자유도를 제공한다. 다수의 조인트는 다수의 자유도를 생성하여, "여유(redundant)" 자유도를 허용한다. 여유 자유도는 로봇 아암(12)이 상이한 링크장치 위치 및 조인트 각도를 사용하여 공간에서 특정 위치, 배향, 및 궤적으로 그들 각각의 엔드 이펙터(22)를 위치시키도록 허용한다. 이는 시스템이 의료 기구를 공간에서 원하는 지점으로부터 위치시키고 지향시키도록 허용함과 동시에, 의사가 아암 충돌을 회피하면서 더 우수한 접근을 생성하기 위해 아암 조인트를 환자로부터 떨어진 임상적으로 유리한 위치로 이동시키도록 허용한다.
카트 기부(15)는 바닥 위에서 칼럼(14), 캐리지(17), 및 아암(12)의 중량의 균형을 잡는다. 따라서, 카트 기부(15)는 전자장치, 모터, 전력 공급부와 같은 더 무거운 구성요소뿐만 아니라, 이동을 가능하게 하고/하거나 카트를 고정화하는 구성요소를 수용한다. 예를 들어, 카트 기부(15)는 절차 전에 카트가 수술실을 용이하게 돌아다니도록 허용하는 하나 이상의 휠 조립체를 포함한다. 적절한 위치에 도달한 후에, 하나 이상의 휠 조립체의 휠은 휠 로크(wheel lock)를 사용하여 고정화될 수 있거나, 절차 동안 카트(11)를 고정화되게 유지하는 사전설정된 제동 구성으로 배열될 수 있다.
칼럼(14)의 수직 단부에 위치되어, 콘솔(16)은 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스, 및 수술전 데이터 및 수술중 데이터 둘 모두를 의사 사용자에게 제공하기 위한 디스플레이 스크린 둘 모두(또는 예를 들어 터치스크린(26)과 같은 이중-목적 장치)를 허용한다. 터치스크린(26) 상의 잠재적인 수술전 데이터는 수술전 계획, 수술전 컴퓨터 단층촬영(computerized tomography, CT) 스캔으로부터 도출된 내비게이션 및 매핑 데이터(mapping data), 및/또는 수술전 환자 인터뷰로부터의 기록을 포함할 수 있다. 디스플레이 상의 수술중 데이터는 도구로부터 제공되는 광학 정보, 센서로부터의 센서 및 좌표 정보뿐만 아니라, 호흡, 심박수, 및/또는 맥박과 같은 바이탈 환자 통계치를 포함할 수 있다. 콘솔(16)은 의사가 캐리지(17) 반대편에 있는 칼럼(14)의 측부로부터 콘솔에 접근하게 허용하도록 위치되고 틸팅될 수 있다. 이러한 위치로부터, 의사는 카트(11) 뒤로부터 콘솔(16)을 동작시키면서 콘솔(16), 로봇 아암(12), 및 환자를 관찰할 수 있다. 도시된 바와 같이, 콘솔(16)은 또한 카트(11)를 조종하고 안정시키는 것을 보조하기 위한 손잡이(27)를 포함한다.
도 3은 요관경술을 위해 배열된 로봇식 시스템(10)의 일 실시예를 예시한다. 요관경술 절차에서, 카트(11)는 환자의 요도 및 요관을 통과하도록 설계된 절차-특정적 내시경인 요관경(32)을 환자의 하복부 영역으로 전달하도록 위치될 수 있다. 요관경술에서, 요관경(32)이 환자의 요도와 직접 정렬되어 그러한 영역 내의 민감한 해부학적 구조에 대한 마찰과 힘을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 도시된 바와 같이, 카트(11)는 로봇 아암(12)이 환자의 요도에 대한 직접적인 선형 접근을 위해 요관경(32)을 위치시키게 허용하도록 테이블의 풋(foot)에 정렬될 수 있다. 테이블의 풋으로부터, 로봇 아암(12)은 요관경(32)을 가상 레일(33)을 따라 요도를 통해 환자의 하복부 내로 직접 삽입할 수 있다.
요도 내로의 삽입 후에, 기관지경술에서와 유사한 제어 기법을 사용하여, 요관경(32)은 진단 및/또는 치료 응용을 위해 방광, 요관, 및/또는 신장 내로 내비게이팅될 수 있다. 예를 들어, 요관경(32)은 요관경(32)의 작업 채널을 따라 전개된 레이저 또는 초음파 쇄석술 장치를 사용하여 신장 결석 축적물을 부수기 위해 요관 및 신장 내로 지향될 수 있다. 쇄석술이 완료된 후에, 생성된 결석 파편은 요관경(32)을 따라 전개된 바스켓(basket)을 사용하여 제거될 수 있다.
도 4는 혈관 절차를 위해 유사하게 배열된 로봇식 시스템의 일 실시예를 예시한다. 혈관 절차에서, 시스템(10)은 카트(11)가 조향가능 카테터(steerable catheter)와 같은 의료 기구(34)를 환자의 다리 내의 대퇴 동맥 내의 접근 지점으로 전달할 수 있도록 구성될 수 있다. 대퇴 동맥은 내비게이션을 위한 더 큰 직경뿐만 아니라 환자의 심장으로의 상대적으로 덜 우회하고 사행형인 경로 둘 모두를 나타내며, 이는 내비게이션을 단순화한다. 요관경술 절차에서와 같이, 카트(11)는 로봇 아암(12)이 환자의 대퇴부/둔부 영역 내의 대퇴 동맥 접근 지점에 대한 직접적인 선형 접근을 갖는 가상 레일(35)을 제공하게 허용하도록 환자의 다리 및 하복부를 향해 위치될 수 있다. 동맥 내로의 삽입 후에, 의료 기구(34)는 기구 드라이버(28)를 병진시킴으로써 지향되고 삽입될 수 있다. 대안적으로, 카트는, 예를 들어 어깨 및 손목 부근의 경동맥 및 상완 동맥과 같은 대안적인 혈관 접근 지점에 도달하기 위해 환자의 상복부 주위에 위치될 수 있다.
B. 로봇 시스템 - 테이블.
로봇식 의료 시스템의 실시예는 또한 환자의 테이블을 통합할 수 있다. 테이블의 통합은 카트를 제거함으로써 수술실 내의 자본 장비의 양을 감소시키며, 이는 환자에 대한 더 우수한 접근을 허용한다. 도 5는 기관지경술 절차를 위해 배열된 그러한 로봇식 시스템의 일 실시예를 예시한다. 시스템(36)은 바닥 위에서 플랫폼(38)("테이블" 또는 "베드"로 도시됨)을 지지하기 위한 지지 구조물 또는 칼럼(37)을 포함한다. 카트-기반 시스템에서와 매우 유사하게, 시스템(36)의 로봇 아암(39)의 엔드 이펙터는 기구 드라이버(42)를 포함하며, 이는 도 5의 기관지경(40)과 같은 세장형 의료 기구를 기구 드라이버(42)의 선형 정렬로부터 형성된 가상 레일(41)을 통해 또는 그를 따라 조작하도록 설계된다. 실제로, 형광투시 이미징(fluoroscopic imaging)을 제공하기 위한 C-아암이 방출기(emitter) 및 검출기(detector)를 테이블(38) 주위에 배치함으로써 환자의 상복부 영역 위에 위치될 수 있다.
도 6은 논의 목적을 위해 환자 및 의료 기구가 없는 시스템(36)의 대안적인 도면을 제공한다. 도시된 바와 같이, 칼럼(37)은 시스템(36) 내에 링(ring)-형상으로 도시된 하나 이상의 캐리지(43)를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 로봇 아암(39)이 그로부터 기초할 수 있다. 캐리지(43)는 로봇 아암(39)이 그로부터 환자에게 도달하도록 위치될 수 있는 상이한 유리한 지점을 제공하기 위해 칼럼(37)의 길이를 따라 연장되는 수직 칼럼 인터페이스(44)를 따라 병진할 수 있다. 캐리지(들)(43)는, 로봇 아암(39)이 예를 들어 환자의 양쪽 측부와 같은 테이블(38)의 다수의 측부에 접근할 수 있도록 허용하기 위해, 칼럼(37) 내에 위치된 기계식 모터를 사용하여 칼럼(37)을 중심으로 회전할 수 있다. 다수의 캐리지를 갖는 실시예에서, 캐리지는 칼럼 상에 개별적으로 위치될 수 있고, 다른 캐리지와 독립적으로 병진 및/또는 회전할 수 있다. 캐리지(43)가 칼럼(37)을 둘러싸거나 심지어 원형일 필요는 없지만, 도시된 바와 같은 링-형상은 구조적 균형을 유지하면서 칼럼(37)을 중심으로 하는 캐리지(43)의 회전을 용이하게 한다. 캐리지(43)의 회전 및 병진은 시스템이 내시경 및 복강경과 같은 의료 기구를 환자 상의 상이한 접근 지점으로 정렬하도록 허용한다. (도시되지 않은) 다른 실시예에서, 시스템(36)은 그 옆으로 연장되는 바아(bar) 또는 레일 형태의 조절가능 아암 지지부를 갖는 환자 테이블 또는 베드를 포함할 수 있다. 하나 이상의 로봇 아암(39)은 (예컨대, 엘보우 조인트(elbow joint)를 갖는 쇼울더(shoulder)를 통해) 조절가능 아암 지지부에 부착될 수 있고, 이는 수직으로 조절될 수 있다. 수직 조절을 제공함으로써, 로봇 아암(39)은 유리하게는 환자 테이블 또는 베드 아래에 콤팩트하게 적재되고, 후속하여 절차 동안 상승될 수 있다.
아암(39)은 로봇 아암(39)에 추가의 구성가능성(configurability)을 제공하기 위해 개별적으로 회전하고/하거나 삽통식으로 연장될 수 있는 일련의 조인트를 포함하는 아암 마운트들(45)의 세트를 통해 캐리지 상에 장착될 수 있다. 추가적으로, 아암 마운트(45)는, 캐리지(43)가 적절하게 회전될 때, 아암 마운트(45)가 (도 6에 도시된 바와 같이) 테이블(38)의 동일한 측부 상에, (도 9에 도시된 바와 같이) 테이블(38)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에, 또는 테이블(38)의 인접한 측부들 상에(도시되지 않음) 위치될 수 있도록 캐리지(43) 상에 위치될 수 있다.
칼럼(37)은 테이블(38)에 대한 지지, 및 캐리지의 수직 병진을 위한 경로를 구조적으로 제공한다. 내부적으로, 칼럼(37)은 캐리지의 수직 병진을 안내하기 위한 리드 스크류, 및 리드 스크류에 기초하여 상기 캐리지의 병진을 기계화하기 위한 모터를 구비할 수 있다. 칼럼(37)은 또한 캐리지(43) 및 그 상에 장착된 로봇 아암(39)에 전력 및 제어 신호를 전달할 수 있다.
테이블 기부(46)는 도 2에 도시된 카트(11) 내의 카트 기부(15)와 유사한 기능을 하여, 테이블/베드(38), 칼럼(37), 캐리지(43), 및 로봇 아암(39)의 균형을 잡기 위해 더 무거운 구성요소를 수용한다. 테이블 기부(46)는 또한 절차 동안 안정성을 제공하기 위해 강성 캐스터를 통합할 수 있다. 테이블 기부(46)의 저부로부터 전개되어, 캐스터는 기부(46)의 양쪽 측부 상에서 반대 방향들로 연장될 수 있고, 시스템(36)이 이동될 필요가 있을 때 후퇴될 수 있다.
계속해서 도 6을 참조하면, 시스템(36)은 또한 타워(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 이는 테이블의 형태 인자 및 부피(bulk)를 감소시키기 위해 시스템(36)의 기능을 테이블과 타워 사이에서 분할한다. 이전에 개시된 실시예에서와 같이, 타워는 처리, 컴퓨팅, 및 제어 능력, 전력, 유체장치, 및/또는 광학 및 센서 처리와 같은 다양한 지원 기능을 테이블에 제공할 수 있다. 타워는 또한, 의사 접근을 개선하고 수술실을 정리하기 위해 환자로부터 멀리 위치되도록 이동가능할 수 있다. 추가적으로, 타워 내에 구성요소를 배치하는 것은 로봇 아암의 잠재적인 적재를 위한, 테이블 기부 내의 더 많은 보관 공간을 허용한다. 타워는 또한, 키보드 및/또는 펜던트와 같은, 사용자 입력을 위한 사용자 인터페이스뿐만 아니라, 실시간 이미징, 내비게이션, 및 추적 정보와 같은 수술전 및 수술중 정보를 위한 디스플레이 스크린(또는 터치스크린) 둘 모두를 제공하는 마스터 제어기(master controller) 또는 콘솔을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 타워는 또한 주입(insufflation)을 위해 사용될 기체 탱크를 위한 홀더를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 테이블 기부는 사용하지 않을 때 로봇 아암을 적재 및 보관할 수 있다. 도 7은 테이블-기반 시스템의 일 실시예에서 로봇 아암을 적재하는 시스템(47)을 예시한다. 시스템(47)에서, 캐리지(48)는 로봇 아암(50), 아암 마운트(51), 및 캐리지(48)를 기부(49) 내에 적재하기 위해 기부(49) 내로 수직으로 병진될 수 있다. 기부 커버(52)는 병진 및 후퇴되어 개방되어 캐리지(48), 아암 마운트(51), 및 아암(50)을 칼럼(53) 주위로 전개시킬 수 있고, 사용하지 않을 때 그들을 적재하여 보호하기 위해 폐쇄될 수 있다. 기부 커버(52)는 그의 개구의 에지를 따라 멤브레인(membrane)(54)으로 밀봉되어, 폐쇄될 때 먼지 및 유체 유입을 방지할 수 있다.
도 8은 요관경술 절차를 위해 구성된 로봇식 테이블-기반 시스템의 일 실시예를 예시한다. 요관경술에서, 테이블(38)은 환자를 칼럼(37) 및 테이블 기부(46)로부터 벗어난 각도로 위치시키기 위한 스위블 부분(swivel portion)(55)을 포함할 수 있다. 스위블 부분(55)은 스위블 부분(55)의 저부 부분을 칼럼(37)으로부터 멀리 위치시키기 위해 피봇 지점(예컨대, 환자의 머리 아래에 위치됨)을 중심으로 회전 또는 피봇할 수 있다. 예를 들어, 스위블 부분(55)의 피봇팅(pivoting)은 C-아암(도시되지 않음)이 테이블(38) 아래의 칼럼(도시되지 않음)과 공간을 경합함이 없이 환자의 하복부 위에 위치되도록 허용한다. 캐리지(도시되지 않음)를 칼럼(37)을 중심으로 회전시킴으로써, 로봇 아암(39)은 요관경(56)을 가상 레일(57)을 따라 환자의 서혜부 영역 내로 직접 삽입하여 요도에 도달하게 할 수 있다. 요관경술에서, 스터럽(stirrup)(58)이 또한 테이블(38)의 스위블 부분(55)에 고정되어, 절차 동안 환자의 다리의 위치를 지지하고 환자의 서혜부 영역에 대한 명확한 접근을 허용할 수 있다.
복강경술 절차에서, 환자의 복벽 내의 작은 절개부(들)를 통해, 최소 침습 기구가 환자의 해부학적 구조 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, 최소 침습 기구는 환자 내의 해부학적 구조에 접근하는 데 사용되는, 샤프트와 같은 세장형 강성 부재를 포함한다. 환자의 복강의 팽창 후에, 기구는 파지, 절단, 절제, 봉합 등과 같은 수술 또는 의료 작업을 수행하도록 지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 기구는 복강경과 같은 스코프(scope)를 포함할 수 있다. 도 9는 복강경술 절차를 위해 구성된 로봇식 테이블-기반 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 시스템(36)의 캐리지(43)는 로봇 아암들(39)의 쌍을 테이블(38)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치시키도록 회전되고 수직으로 조절될 수 있어서, 기구(59)가 환자의 양쪽 측부 상의 최소 절개부로 통과되어 그/그녀의 복강에 도달하도록 아암 마운트(45)를 사용하여 위치될 수 있게 한다.
복강경술 절차를 수용하기 위해, 로봇식 테이블 시스템은 또한 플랫폼을 원하는 각도로 틸팅되게 할 수 있다. 도 10은 피치 또는 틸트 조절을 갖는 로봇식 의료 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 시스템(36)은 테이블(38)의 틸트를 수용하여, 테이블의 하나의 부분을 다른 부분보다 바닥으로부터 더 큰 거리를 두고 위치시킬 수 있다. 추가적으로, 아암 마운트(45)는 틸트와 일치하도록 회전할 수 있어서, 아암(39)이 테이블(38)과 동일한 평면 관계를 유지하게 한다. 더 급격한 각도를 수용하기 위해, 칼럼(37)은 또한, 칼럼(37)의 수직 연장이 테이블(38)이 바닥에 닿거나 기부(46)와 충돌하지 않게 하도록 허용하는 삽통 부분(60)을 포함할 수 있다.
도 11은 테이블(38)과 칼럼(37) 사이의 인터페이스의 상세한 예시를 제공한다. 피치 회전 메커니즘(61)은 다중 자유도로 칼럼(37)에 대한 테이블(38)의 피치 각도를 변경하도록 구성될 수 있다. 피치 회전 메커니즘(61)은 칼럼-테이블 인터페이스에서의 직교 축(1, 2)의 위치설정에 의해 가능해질 수 있으며, 각각의 축은 전기 피치 각도 명령에 응답하여 별개의 모터(3, 4)에 의해 작동된다. 하나의 스크류(5)를 따른 회전은 하나의 축(1)에서의 틸트 조절을 가능하게 할 것인 한편, 다른 하나의 스크류(6)를 따른 회전은 다른 하나의 축(2)을 따른 틸트 조절을 가능하게 할 것이다. 일부 실시예에서, 볼 조인트(ball joint)가 다중 자유도로 칼럼(37)에 대한 테이블(38)의 피치 각도를 변경하도록 사용될 수 있다.
예를 들어, 피치 조절은, 하복부 수술을 위해, 테이블을 트렌델렌부르크 자세(Trendelenburg position)로 위치시키려고 할 때, 즉 환자의 하복부를 환자의 하복부보다 바닥으로부터 더 높은 위치에 위치시키려고 할 때 특히 유용하다. 트렌델렌부르크 자세는 환자의 내부 장기가 중력을 통해 그/그녀의 상복부를 향해 미끄러지게 하여, 최소 침습 도구가 들어가서 복강경 전립선절제술과 같은 하복부 수술 또는 의료 절차를 수행할 복강을 비운다.
도 12 및 도 13은 테이블-기반 수술 로봇 시스템(100)의 대안적인 실시예의 등각도 및 단부도를 예시한다. 수술 로봇 시스템(100)은 테이블(101)에 대해 하나 이상의 로봇 아암(예를 들어, 도 14 참조)을 지지하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(105)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 단일 조절가능 아암 지지부(105)가 도시되어 있지만, 추가 아암 지지부가 테이블(101)의 반대편 측부 상에 제공될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 그것이 테이블(101)에 대한 조절가능 아암 지지부(105) 및/또는 그에 장착된 임의의 로봇 아암의 위치를 조절 및/또는 변경하기 위해 테이블(101)에 대해 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조절가능 아암 지지부(105)는 1 이상의 자유도로 테이블(101)에 대해 조절될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는, 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(105) 및 그에 부착된 임의의 로봇 아암을 테이블(101) 아래에 용이하게 적재하는 능력을 포함하는, 시스템(100)에 대한 높은 다용도성을 제공한다. 조절가능 아암 지지부(105)는 적재된 위치로부터 테이블(101)의 상부 표면 아래의 위치로 상승될 수 있다. 다른 실시예에서, 조절가능 아암 지지부(105)는 적재된 위치로부터 테이블(101)의 상부 표면 위의 위치로 상승될 수 있다.
조절가능 아암 지지부(105)는 리프트(lift), 측방향 병진, 틸트 등을 포함하는 여러 자유도를 제공할 수 있다. 도 12 및 도 13의 예시된 실시예에서, 아암 지지부(105)는 도 12에 화살표로 예시된 4 자유도로 구성된다. 제1 자유도는 z-방향으로의 조절가능 아암 지지부(105)의 조절("Z-리프트")을 허용한다. 예를 들어, 조절가능 아암 지지부(105)는 테이블(101)을 지지하는 칼럼(102)을 따라 또는 그에 대해 상향 또는 하향으로 이동하도록 구성되는 캐리지(109)를 포함할 수 있다. 제2 자유도는 조절가능 아암 지지부(105)가 틸팅하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 조절가능 아암 지지부(105)는 조절가능 아암 지지부(105)가 트렌델렌부르크 자세에서 베드와 정렬되도록 허용할 수 있는 회전 조인트를 포함할 수 있다. 제3 자유도는 조절가능 아암 지지부(105)가 "상향 피봇(pivot up)"하도록 허용할 수 있으며, 이는 테이블(101)의 측부와 조절가능 아암 지지부(105) 사이의 거리를 조절하는 데 사용될 수 있다. 제4 자유도는 테이블의 길이방향 길이를 따른 조절가능 아암 지지부(105)의 병진을 허용할 수 있다.
도 12 및 도 13의 수술 로봇 시스템(100)은 기부(103)에 장착된 칼럼(102)에 의해 지지되는 테이블을 포함할 수 있다. 기부(103) 및 칼럼(102)은 지지 표면에 대해 테이블(101)을 지지한다. 바닥 축(131) 및 지지 축(133)이 도 13에 도시되어 있다.
조절가능 아암 지지부(105)는 칼럼(102)에 장착될 수 있다. 다른 실시예에서, 아암 지지부(105)는 테이블(101) 또는 기부(103)에 장착될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 캐리지(109), 바아 또는 레일 커넥터(111), 및 바아 또는 레일(107)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 레일(107)에 장착된 하나 이상의 로봇 아암은 서로에 대해 병진 및 이동할 수 있다.
캐리지(109)는 제1 조인트(113)에 의해 칼럼(102)에 부착될 수 있으며, 이는 캐리지(109)가 (예컨대, 제1 또는 수직 축(123)의 상향 및 하향으로와 같이) 칼럼(102)에 대해 이동하도록 허용한다. 제1 조인트(113)는 조절가능 아암 지지부(105)에 제1 자유도("Z-리프트")를 제공할 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 조절가능 아암 지지부(105)에 대한 제2 자유도(틸트)를 제공하는 제2 조인트(115)를 포함할 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 조절가능 아암 지지부(105)에 대한 제3 자유도("상향 피봇")를 제공할 수 있는 제3 조인트(117)를 포함할 수 있다. 레일 커넥터(111)가 제3 축(127)을 중심으로 회전됨에 따라 레일(107)의 배향을 유지하기 위해 제3 조인트(117)를 기계적으로 구속하는 (도 13에 도시된) 추가 조인트(119)가 제공될 수 있다. 조절가능 아암 지지부(105)는 제4 축(129)을 따라 조절가능 아암 지지부(105)에 대한 제4 자유도(병진)를 제공할 수 있는 제4 조인트(121)를 포함할 수 있다.
도 14는 테이블(101)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 장착된 2개의 조절가능 아암 지지부(105A, 105B)를 갖는 수술 로봇 시스템(140A)의 단부도를 예시한다. 제1 로봇 아암(142A)이 제1 조절가능 아암 지지부(105B)의 바아 또는 레일(107A)에 부착된다. 제1 로봇 아암(142A)은 레일(107A)에 부착되는 기부(144A)를 포함한다. 제1 로봇 아암(142A)의 원위 단부는 하나 이상의 로봇 의료 기구 또는 도구에 부착될 수 있는 기구 구동 메커니즘(instrument drive mechanism)(146A)을 포함한다. 유사하게, 제2 로봇 아암(142B)은 레일(107B)에 부착되는 기부(144B)를 포함한다. 제2 로봇 아암(142B)의 원위 단부는 기구 구동 메커니즘(146B)을 포함한다. 기구 구동 메커니즘(146B)은 하나 이상의 로봇 의료 기구 또는 도구에 부착되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇 아암들(142A, 142B) 중 하나 이상은 7 이상의 자유도를 갖는 아암을 포함한다. 일부 실시예에서, 로봇 아암들(142A, 142B) 중 하나 이상은, 삽입 축(삽입을 포함하는 1-자유도), 리스트(wrist)(리스트 피치, 요(yaw) 및 롤(roll)을 포함하는 3-자유도), 엘보우(엘보우 피치를 포함하는 1-자유도), 쇼울더(쇼울더 피치 및 요를 포함하는 2-자유도), 및 기부(144A, 144B)(병진을 포함하는 1-자유도)를 포함하는, 8 자유도를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 삽입 자유도는 로봇 아암(142A, 142B)에 의해 제공될 수 있는 한편, 다른 실시예에서는, 기구 자체가 기구-기반 삽입 아키텍처를 통한 삽입을 제공한다.
C. 기구 드라이버 및 인터페이스.
시스템의 로봇 아암의 엔드 이펙터는 (i) 의료 기구를 작동시키기 위한 전기-기계 수단을 통합하는 기구 드라이버(대안적으로 "기구 구동 메커니즘" 또는 "기구 장치 조작기"로 지칭됨), 및 (ii) 모터와 같은 임의의 전기-기계 구성요소가 없을 수 있는 제거가능 또는 탈착가능 의료 기구를 포함한다. 이러한 이분법은 의료 절차에 사용되는 의료 기구를 멸균할 필요성, 및 그들의 복잡한 기계 조립체 및 민감한 전자장치로 인해 고가의 자본 장비를 적절하게 멸균할 수 없음에 의해 주도될 수 있다. 따라서, 의료 기구는 의사 또는 의사의 스태프에 의한 개별적인 멸균 또는 폐기를 위해 기구 드라이버(및 그에 따라 시스템)로부터 탈착, 제거, 및 교환되도록 설계될 수 있다. 대조적으로, 기구 드라이버는 변경 또는 멸균될 필요가 없고, 보호를 위해 드레이핑될(draped) 수 있다.
도 15는 예시적인 기구 드라이버를 예시한다. 로봇 아암의 원위 단부에 위치되어, 기구 드라이버(62)는 구동 샤프트(64)를 통해 의료 기구에 제어된 토크를 제공하기 위해 평행 축으로 배열되는 하나 이상의 구동 유닛(63)으로 구성된다. 각각의 구동 유닛(63)은 기구와 상호작용하기 위한 개별 구동 샤프트(64), 모터 샤프트 회전을 원하는 토크로 변환하기 위한 기어 헤드(65), 구동 토크를 생성하기 위한 모터(66), 모터 샤프트의 속도를 측정하고 제어 회로부에 피드백을 제공하기 위한 인코더(encoder)(67), 및 제어 신호를 수신하고 구동 유닛을 작동시키기 위한 제어 회로부(68)를 포함한다. 각각의 구동 유닛(63)이 독립적으로 제어되고 동력화되기 때문에, 기구 드라이버(62)는 의료 기구에 다수의(도 15에 도시된 바와 같이 4개의) 독립적인 구동 출력부를 제공할 수 있다. 동작 시에, 제어 회로부(68)는 제어 신호를 수신할 것이고, 모터(66)에 모터 신호를 전송할 것이며, 인코더(67)에 의해 측정된 바와 같은 생성된 모터 속도를 원하는 속도와 비교할 것이고, 모터 신호를 변조하여 원하는 토크를 생성할 것이다.
멸균 환경을 필요로 하는 절차의 경우, 로봇 시스템은 기구 드라이버와 의료 기구 사이에 있는, 멸균 드레이프(sterile drape)에 연결된 멸균 어댑터(sterile adapter)와 같은 구동 인터페이스를 통합할 수 있다. 멸균 어댑터의 주된 목적은 기구 드라이버의 구동 샤프트로부터 기구의 구동 입력부로 각도 운동을, 구동 샤프트와 구동 입력부 사이의 물리적 분리, 및 그에 따라 멸균을 유지하면서, 전달하는 것이다. 따라서, 예시적인 멸균 어댑터는 기구 드라이버의 구동 샤프트 및 기구 상의 구동 입력부와 정합되도록 의도되는 일련의 회전 입력부 및 출력부로 구성될 수 있다. 멸균 어댑터에 연결되어, 투명 또는 반투명 플라스틱과 같은 얇은 가요성 재료로 구성된 멸균 드레이프는 기구 드라이버, 로봇 아암, (카트-기반 시스템 내의) 카트 또는 (테이블-기반 시스템 내의) 테이블과 같은 자본 장비를 덮도록 설계된다. 드레이프의 사용은 자본 장비가 멸균을 필요로 하지 않는 영역(즉, 비-멸균 영역) 내에 여전히 위치되면서 환자에게 근접하게 위치되도록 허용할 것이다. 멸균 드레이프의 다른 하나의 측부 상에서, 의료 기구는 멸균을 필요로 하는 영역(즉, 멸균 영역)에서 환자와 인터페이싱할 수 있다.
D. 의료 기구.
도 16은 페어링된 기구 드라이버를 갖는 예시적인 의료 기구를 예시한다. 로봇 시스템과 함께 사용하도록 설계된 다른 기구와 마찬가지로, 의료 기구(70)는 세장형 샤프트(71)(또는 세장형 본체) 및 기구 기부(72)를 포함한다. 의사에 의한 수동 상호작용을 위한 그의 의도된 설계로 인해 "기구 손잡이"로 또한 지칭되는 기구 기부(72)는 일반적으로, 로봇 아암(76)의 원위 단부에서 기구 드라이버(75) 상의 구동 인터페이스를 통해 연장되는 구동 출력부(74)와 정합되도록 설계되는 회전가능 구동 입력부(73), 예컨대 리셉터클(receptacle), 풀리(pulley) 또는 스풀을 포함할 수 있다. 물리적으로 연결, 래칭, 및/또는 결합될 때, 기구 기부(72)의 정합된 구동 입력부(73)는 기구 드라이버(75) 내의 구동 출력부(74)와 회전 축을 공유하여, 구동 출력부(74)로부터 구동 입력부(73)로의 토크의 전달을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 출력부(74)는 구동 입력부(73) 상의 리셉터클과 정합하도록 설계되는 스플라인(spline)을 포함할 수 있다.
세장형 샤프트(71)는, 예컨대 내시경술에서와 같이, 해부학적 개구 또는 내강, 또는 예컨대 복강경술에서와 같이, 최소 침습 절개부를 통해 전달되도록 설계된다. 세장형 샤프트(71)는 가요성(예컨대, 내시경과 유사한 특성을 가짐) 또는 강성(예컨대, 복강경과 유사한 특성을 가짐)이거나 가요성 부분 및 강성 부분 둘 모두의 맞춤형 조합을 포함할 수 있다. 복강경술을 위해 설계될 때, 강성의 세장형 샤프트의 원위 단부는, 적어도 1의 자유도를 갖는 클레비스(clevis)로부터 형성되는 조인트식 리스트(jointed wrist)로부터 연장되는 엔드 이펙터, 및 구동 입력부가 기구 드라이버(75)의 구동 출력부(74)로부터 수신된 토크에 응답하여 회전함에 따라 텐돈(tendon)으로부터의 힘에 기초하여 작동될 수 있는, 예를 들어 파지기 또는 가위와 같은 수술 도구 또는 의료 기구에 연결될 수 있다. 내시경술을 위해 설계될 때, 가요성의 세장형 샤프트의 원위 단부는 기구 드라이버(75)의 구동 출력부(74)로부터 수신된 토크에 기초하여 관절운동되고 구부러질 수 있는 조향가능 또는 제어가능 굽힘 섹션을 포함할 수 있다.
기구 드라이버(75)로부터의 토크는 샤프트(71)를 따른 텐돈을 사용하여 세장형 샤프트(71)를 따라 전달된다. 당김 와이어(pull wire)와 같은 이들 개별 텐돈은 기구 손잡이(72) 내의 개별 구동 입력부(73)에 개별적으로 고정될 수 있다. 손잡이(72)로부터, 텐돈은 세장형 샤프트(71)를 따른 하나 이상의 당김 루멘(pull lumen)을 따라 지향되고, 세장형 샤프트(71)의 원위 부분에, 또는 세장형 샤프트의 원위 부분에 있는 리스트 내에 고정된다. 복강경술, 내시경술 또는 하이브리드 절차와 같은 수술 절차 동안, 이들 텐돈은 리스트, 파지기, 또는 가위와 같은 원위에 장착된 엔드 이펙터에 결합될 수 있다. 그러한 배열 하에서, 구동 입력부(73)에 가해진 토크는 텐돈에 장력을 전달하여, 그에 의해 엔드 이펙터가 일정 방식으로 작동하게 할 것이다. 일부 실시예에서, 수술 절차 동안, 텐돈은 조인트가 축을 중심으로 회전하게 하여, 그에 의해 엔드 이펙터가 하나의 방향 또는 다른 방향으로 이동하게 할 수 있다. 대안적으로, 텐돈은 세장형 샤프트(71)의 원위 단부에서 파지기의 하나 이상의 조오(jaw)에 연결될 수 있으며, 여기에서 텐돈으로부터의 장력은 파지기가 폐쇄되게 한다.
내시경술에서, 텐돈은 접착제, 제어 링, 또는 다른 기계적 고정을 통해 (예컨대, 원위 단부에서) 세장형 샤프트(71)를 따라 위치된 굽힘 또는 관절운동 섹션에 결합될 수 있다. 굽힘 섹션의 원위 단부에 고정식으로 부착될 때, 구동 입력부(73)에 가해진 토크는 텐돈을 따라 전달되어, 더 연질인 굽힘 섹션(때때로 관절운동가능 섹션 또는 영역으로 지칭됨)이 구부러지거나 관절운동하게 할 것이다. 비-굽힘 섹션을 따라, 내시경 샤프트의 벽을 따라(또는 그 내측에서) 개별 텐돈을 지향시키는 개별 당김 루멘을 나선형화 또는 나선화하여, 당김 와이어의 장력으로부터 발생하는 반경방향 힘의 균형을 잡는 것이 유리할 수 있다. 나선(spiraling)의 각도 및/또는 그들 사이의 간격은 특정 목적을 위해 변경 또는 조작될 수 있으며, 여기에서 더 조밀한 나선은 하중 힘 하에서의 더 작은 샤프트 압축을 나타내는 한편, 더 적은 양의 나선은 하중 힘 하에서의 더 큰 샤프트 압축을 가져오지만, 또한 한계 굽힘을 나타낸다. 스펙트럼의 다른 단부 상에서, 당김 루멘은 원하는 굽힘 또는 관절운동가능 섹션에서의 제어된 관절운동을 허용하기 위해 세장형 샤프트(71)의 길이방향 축에 평행하게 지향될 수 있다.
내시경술에서, 세장형 샤프트(71)는 로봇 절차를 보조하기 위한 다수의 구성요소를 수용한다. 샤프트는 샤프트(71)의 원위 단부에서 수술 영역에 수술 도구(또는 의료 기구), 관주, 및/또는 흡인을 전개시키기 위한 작업 채널로 구성될 수 있다. 샤프트(71)는 또한, 광학 카메라를 포함할 수 있는, 원위 팁(distal tip)에 있는 광학 조립체로/그로부터 신호를 전달하기 위한 와이어 및/또는 광섬유를 수용할 수 있다. 샤프트(71)는 또한, 발광 다이오드와 같은 근위에 위치된 광원으로부터 샤프트의 원위 단부로 광을 전달하기 위한 광섬유를 수용할 수 있다.
기구(70)의 원위 단부에서, 원위 팁은 또한, 진단 및/또는 치료, 관주, 및 흡인을 위한 도구를 수술 부위로 전달하기 위한 작업 채널의 개구를 포함할 수 있다. 원위 팁은 또한, 내부 해부학적 공간의 이미지를 캡처하기 위한, 섬유경 또는 디지털 카메라와 같은 카메라를 위한 포트를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 원위 팁은 또한, 카메라를 사용할 때 해부학적 공간을 조명하기 위한 광원을 위한 포트를 포함할 수 있다.
도 16의 예에서, 구동 샤프트 축, 및 그에 따라 구동 입력부 축은 세장형 샤프트의 축에 직교한다. 그러나, 이러한 배열은 세장형 샤프트(71)에 대한 롤 능력을 복잡하게 한다. 구동 입력부(73)를 정지 상태로 유지하면서 세장형 샤프트(71)를 그의 축을 따라 롤링시키는 것은 텐돈이 구동 입력부(73)로부터 연장되고 세장형 샤프트(71) 내의 당김 루멘에 들어감에 따라 텐돈의 바람직하지 않은 엉킴을 야기한다. 그러한 텐돈의 결과적인 엉킴은 내시경술 절차 동안 가요성의 세장형 샤프트의 이동을 예측하도록 의도된 임의의 제어 알고리즘을 방해할 수 있다.
도 17은 구동 유닛의 축이 기구의 세장형 샤프트의 축에 평행한 기구 드라이버 및 기구에 대한 대안적인 설계를 예시한다. 도시된 바와 같이, 원형 기구 드라이버(80)는 그들의 구동 출력부(81)가 로봇 아암(82)의 단부에서 평행하게 정렬되는 4개의 구동 유닛을 포함한다. 구동 유닛, 및 그들 각각의 구동 출력부(81)는 기구 드라이버(80)의 회전 조립체(83) 내에 수용되며, 이는 조립체(83) 내의 구동 유닛들 중 하나에 의해 구동된다. 회전 구동 유닛에 의해 제공되는 토크에 응답하여, 회전 조립체(83)는 회전 조립체(83)를 기구 드라이버의 비-회전 부분(84)에 연결하는 원형 베어링을 따라 회전한다. 전력 및 제어 신호가 기구 드라이버(80)의 비-회전 부분(84)으로부터, 브러시형 슬립 링 연결부(brushed slip ring connection)(도시되지 않음)에 의해 회전을 통해 유지될 수 있는 전기 접촉부를 통해 회전 조립체(83)로 전달될 수 있다. 다른 실시예에서, 회전 조립체(83)는, 비-회전가능 부분(84)에 통합되어, 그에 따라 다른 구동 유닛에 평행하지 않은 별개의 구동 유닛에 응답할 수 있다. 회전 메커니즘(83)은 기구 드라이버(80)가 구동 유닛, 및 그들 각각의 구동 출력부(81)를 단일 유닛으로서 기구 드라이버 축(85)을 중심으로 회전시키도록 허용한다.
이전에 개시된 실시예와 마찬가지로, 기구(86)는 세장형 샤프트 부분(88), 및 기구 드라이버(80) 내의 구동 출력부(81)를 수용하도록 구성되는 (리셉터클, 풀리, 및 스풀과 같은) 복수의 구동 입력부(89)를 포함하는 기구 기부(87)(논의 목적을 위해 투명 외부 스킨으로 도시됨)를 포함할 수 있다. 이전에 개시된 실시예와 달리, 기구 샤프트(88)는 축이 도 16의 설계에서와 같이 직교하기보다는 구동 입력부(89)의 축에 실질적으로 평행한 상태로 기구 기부(87)의 중심으로부터 연장된다.
기구 드라이버(80)의 회전 조립체(83)에 결합될 때, 기구 기부(87) 및 기구 샤프트(88)를 포함하는 의료 기구(86)는 회전 조립체(83)와 조합하여 기구 드라이버 축(85)을 중심으로 회전한다. 기구 샤프트(88)가 기구 기부(87)의 중심에 위치되기 때문에, 기구 샤프트(88)는 부착될 때 기구 드라이버 축(85)과 동축이다. 따라서, 회전 조립체(83)의 회전은 기구 샤프트(88)가 그 자체의 길이방향 축을 중심으로 회전하게 한다. 더욱이, 기구 기부(87)가 기구 샤프트(88)와 함께 회전함에 따라, 기구 기부(87) 내의 구동 입력부(89)에 연결된 임의의 텐돈은 회전 동안 엉키지 않는다. 따라서, 구동 출력부(81), 구동 입력부(89), 및 기구 샤프트(88)의 축의 평행성은 임의의 제어 텐돈을 엉키게 하지 않고서 샤프트 회전을 허용한다.
도 18은 일부 실시예에 따른, 기구 기반 삽입 아키텍처를 갖는 기구를 예시한다. 기구(150)는 위에서 논의된 기구 드라이버들 중 임의의 것에 결합될 수 있다. 기구(150)는 세장형 샤프트(152), 샤프트(152)에 연결되는 엔드 이펙터(162), 및 샤프트(152)에 결합되는 손잡이(170)를 포함한다. 세장형 샤프트(152)는 근위 부분(154) 및 원위 부분(156)을 갖는 튜브형 부재를 포함한다. 세장형 샤프트(152)는 그의 외부 표면을 따라 하나 이상의 채널 또는 홈(158)을 포함한다. 홈(158)은 그를 통해 하나 이상의 와이어 또는 케이블(180)을 수용하도록 구성된다. 따라서, 하나 이상의 케이블(180)이 세장형 샤프트(152)의 외부 표면을 따라 이어진다. 다른 실시예에서, 케이블(180)은 또한 세장형 샤프트(152)를 통해 이어질 수 있다. (예컨대, 기구 드라이버를 통한) 하나 이상의 케이블(180)의 조작이 엔드 이펙터(162)의 작동을 유발한다.
기구 기부로 또한 지칭될 수 있는 기구 손잡이(170)는 일반적으로, 기구 드라이버의 부착 표면 상의 하나 이상의 토크 커플러(torque coupler)와 상호 정합되도록 설계되는 하나 이상의 기계적 입력부(174), 예컨대 리셉터클, 풀리 또는 스풀을 갖는 부착 인터페이스(172)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기구(150)는 세장형 샤프트(152)가 손잡이(170)에 대해 병진하는 것을 가능하게 하는 일련의 풀리 또는 케이블을 포함한다. 다시 말하면, 기구(150) 자체가 기구의 삽입을 수용하는 기구-기반 삽입 아키텍처를 포함하여, 그에 의해 기구(150)의 삽입을 제공하기 위한 로봇 아암에 대한 의존성을 최소화한다. 다른 실시예에서, 로봇 아암이 기구 삽입을 주로 담당할 수 있다.
E. 제어기
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본 명세서에 기술된 로봇 시스템들 중 임의의 것은 로봇 아암에 부착된 기구를 조작하기 위한 입력 장치 또는 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 제어기의 조작이 예컨대 마스터 슬레이브 제어(master slave control)를 통해 기구의 대응하는 조작을 유발하도록 기구와 (예컨대, 통신가능하게, 전자적으로, 전기적으로, 무선으로, 그리고/또는 기계적으로) 결합될 수 있다.
도 19는 제어기(182)의 일 실시예의 사시도이다. 본 실시예에서, 제어기(182)는 임피던스 및 어드미턴스 제어(impedance and admittance control) 둘 모두를 가질 수 있는 하이브리드 제어기를 포함한다. 다른 실시예에서, 제어기(182)는 단지 임피던스 또는 수동 제어(passive control)를 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(182)는 단지 어드미턴스 제어를 이용할 수 있다. 하이브리드 제어기임으로 인해, 제어기(182)는 유리하게는 사용 중인 동안 더 낮은 인지 관성(perceived inertia)을 가질 수 있다.
예시된 실시예에서, 제어기(182)는 2개의 의료 기구의 조작을 허용하도록 구성되고, 2개의 손잡이(184)를 포함한다. 손잡이들(184) 각각은 짐벌(gimbal)(186)에 연결된다. 각각의 짐벌(186)은 위치설정 플랫폼(188)에 연결된다.
도 19에 도시된 바와 같이, 각각의 위치설정 플랫폼(188)은 직선형 조인트(prismatic joint)(196)에 의해 칼럼(194)에 결합되는 SCARA 아암(선택적 순응형 조립 로봇 아암(selective compliance assembly robot arm))(198)을 포함한다. 직선형 조인트(196)는 손잡이들(184) 각각이 z-방향으로 병진되는 것을 허용하여 제1 자유도를 제공하기 위해 칼럼(194)을 따라(예컨대, 레일(197)을 따라) 병진하도록 구성된다. SCARA 아암(198)은 x-y 평면 내에서의 손잡이(184)의 움직임을 허용하여, 2의 추가 자유도를 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 로드 셀(load cell)이 제어기 내에 위치된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 로드 셀(도시되지 않음)이 짐벌들(186) 각각의 본체에 위치된다. 로드 셀을 제공함으로써, 제어기(182)의 부분들은 어드미턴스 제어 하에서 동작할 수 있어서, 그에 의해 유리하게는 사용 중인 동안 제어기의 인지 관성을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 위치설정 플랫폼(188)은 어드미턴스 제어를 위해 구성되는 한편, 짐벌(186)은 임피던스 제어를 위해 구성된다. 다른 실시예에서, 짐벌(186)은 어드미턴스 제어를 위해 구성되는 한편, 위치설정 플랫폼(188)은 임피던스 제어를 위해 구성된다. 따라서, 일부 실시예의 경우, 위치설정 플랫폼(188)의 병진 또는 위치 자유도는 어드미턴스 제어에 의존할 수 있는 한편, 짐벌(186)의 회전 자유도는 임피던스 제어에 의존할 수 있다.
F. 내비게이션 및 제어.
전통적인 내시경술은 (예컨대, C-아암을 통해 전달될 수 있는 바와 같은) 형광투시법 및 다른 형태의 방사선-기반 이미징 기법의 사용을 수반하여, 조작자 의사에게 관내 안내를 제공할 수 있다. 대조적으로, 본 개시에 의해 고려되는 로봇 시스템은 비-방사선-기반 내비게이션 및 위치결정 수단을 제공하여, 방사선에 대한 의사의 노출을 감소시키고 수술실 내의 장비의 양을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "위치결정"은 기준 좌표계에서 물체의 위치를 결정 및/또는 모니터링하는 것을 지칭할 수 있다. 수술전 매핑, 컴퓨터 비전(computer vision), 실시간 EM 추적, 및 로봇 명령 데이터와 같은 기법은 방사선이 없는 수술 환경을 달성하기 위해 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 방사선-기반 이미징 기법이 여전히 사용되는 다른 경우에, 수술전 매핑, 컴퓨터 비전, 실시간 EM 추적, 및 로봇 명령 데이터는 방사선-기반 이미징 기법만을 통해 획득된 정보를 개선하기 위해 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른, 기구의 위치와 같은, 로봇 시스템의 하나 이상의 요소의 위치를 추정하는 위치결정 시스템(90)을 예시한 블록도이다. 위치결정 시스템(90)은 하나 이상의 명령어를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 컴퓨터 장치들의 세트일 수 있다. 컴퓨터 장치는 위에서 논의된 하나 이상의 구성요소 내의 프로세서(또는 프로세서들) 및 컴퓨터-판독가능 메모리에 의해 구현될 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 장치는 도 1에 도시된 타워(30), 도 1 내지 도 4에 도시된 카트, 도 5 내지 도 14에 도시된 베드 등 내에 있을 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 위치결정 시스템(90)은 의료 기구의 원위 팁에 대한 위치 데이터(96)를 생성하도록 입력 데이터(91 내지 94)를 처리하는 위치결정 모듈(95)을 포함할 수 있다. 위치 데이터(96)는 기준 프레임(frame of reference)에 대한 기구의 원위 단부의 위치 및/또는 배향을 나타내는 데이터 또는 논리일 수 있다. 기준 프레임은 환자의 해부학적 구조 또는 알려진 물체, 예컨대 EM 필드 발생기(EM 필드 발생기에 대해서는 아래의 논의 참조)에 대한 기준 프레임일 수 있다.
이제, 다양한 입력 데이터(91 내지 94)가 더 상세히 기술된다. 수술전 매핑은 저 선량 CT 스캔의 집합의 사용을 통해 달성될 수 있다. 수술전 CT 스캔은 3차원 이미지로 재구성되며, 이는, 예컨대 환자의 내부 해부학적 구조의 절결도의 "슬라이스(slice)"로서 시각화된다. 전체적으로 분석될 때, 환자 폐 네트워크와 같은 환자의 해부학적 구조의 해부학적 공동, 공간 및 구조에 대한 이미지-기반 모델이 생성될 수 있다. 중심선 기하학(center-line geometry)과 같은 기법이 CT 이미지로부터 결정되고 근사화되어, 모델 데이터(91)로 지칭되는(수술전 CT 스캔만을 사용하여 생성될 때 "수술전 모델 데이터"로 또한 지칭됨), 환자의 해부학적 구조의 3차원 볼륨(three-dimensional volume)을 개발할 수 있다. 중심선 기하학의 사용은 그 내용이 전체적으로 본 명세서에 포함되는 미국 특허 출원 제14/523,760호에서 논의된다. 네트워크 위상 모델(network topological model)이 또한 CT-이미지로부터 도출될 수 있으며, 기관지경술에 특히 적절하다.
일부 실시예에서, 기구는 비전 데이터(92)를 제공하기 위한 카메라를 구비할 수 있다. 위치결정 모듈(95)은 하나 이상의 비전-기반 위치 추적을 가능하게 하도록 비전 데이터를 처리할 수 있다. 예를 들어, 수술전 모델 데이터는 비전 데이터(92)와 함께 사용되어 의료 기구의 컴퓨터 비전-기반 추적을 가능하게 할 수 있다(예컨대, 내시경 전진 또는 내시경의 작업 채널을 통한 기구 전진). 예를 들어, 수술전 모델 데이터(91)를 사용하여, 로봇 시스템은 내시경의 예상 이동 경로에 기초하여 모델로부터 예상 내시경 이미지의 라이브러리(library)를 생성할 수 있으며, 각각의 이미지는 모델 내의 일정 위치에 링크된다. 수술중에, 이러한 라이브러리는, 카메라(예컨대, 내시경의 원위 단부에 있는 카메라)에서 캡처된 실시간 이미지를 이미지 라이브러리 내의 이미지와 비교하여 위치결정을 보조하기 위해 로봇 시스템에 의해 참조될 수 있다.
다른 컴퓨터 비전-기반 추적 기법은 특징부 추적을 사용하여 카메라, 및 그에 따라 내시경의 움직임을 결정한다. 위치결정 모듈(95)의 일부 특징부는 해부학적 내강에 대응하는 수술전 모델 데이터(91) 내의 원형 기하학적 구조를 식별하고 그들 기하학적 구조의 변화를 추적하여, 어느 해부학적 내강이 선택되었는지뿐만 아니라 카메라의 상대 회전 및/또는 병진 운동을 결정할 수 있다. 위상 맵(topological map)의 사용은 비전-기반 알고리즘 또는 기법을 추가로 향상시킬 수 있다.
다른 컴퓨터 비전-기반 기법인 광학 흐름(optical flow)은 비전 데이터(92) 내의 비디오 시퀀스(video sequence)에서 이미지 픽셀의 변위 및 병진을 분석하여 카메라 이동을 추론할 수 있다. 광학 흐름 기법의 예는 모션 검출(motion detection), 객체 분할 계산(object segmentation calculation), 휘도(luminance), 모션 보상 인코딩(motion compensated encoding), 스테레오 디스패리티 측정(stereo disparity measurement) 등을 포함할 수 있다.다수의 반복에 걸친 다수의 프레임의 비교를 통해, 카메라(및 그에 따라 내시경)의 이동 및 위치가 결정될 수 있다.
위치결정 모듈(95)은 수술전 모델에 의해 표현되는 환자의 해부학적 구조에 정합될 수 있는 전역 좌표계에서 내시경의 실시간 위치를 생성하기 위해 실시간 EM 추적을 사용할 수 있다. EM 추적에서, 의료 기구(예컨대, 내시경 도구) 내에 하나 이상의 위치 및 배향으로 내장된 하나 이상의 센서 코일로 구성되는 EM 센서(또는 추적기)가 알려진 위치에 위치된 하나 이상의 정적 EM 필드 발생기에 의해 생성되는 EM 필드의 변화를 측정한다. EM 센서에 의해 검출된 위치 정보는 EM 데이터(93)로서 저장된다. EM 필드 발생기(또는 전송기)는 내장된 센서가 검출할 수 있는 저 강도 자기장을 생성하기 위해 환자 가까이에 배치될 수 있다. 자기장은 EM 센서의 센서 코일에 소전류(small current)를 유도하며, 이는 EM 센서와 EM 필드 발생기 사이의 거리 및 각도를 결정하기 위해 분석될 수 있다. 이들 거리 및 배향은 좌표계 내의 단일 위치를 환자의 해부학적 구조의 수술전 모델 내의 위치와 정렬하는 기하학적 변환을 결정하기 위해 수술중에 환자 해부학적 구조(예컨대, 수술전 모델)에 "정합될" 수 있다. 일단 정합되면, 의료 기구의 하나 이상의 위치(예컨대, 내시경의 원위 팁)에 있는 내장된 EM 추적기는 환자의 해부학적 구조를 통한 의료 기구의 진행의 실시간 표시(real-time indication)를 제공할 수 있다.
로봇 명령 및 운동학 데이터(94)가 또한 위치결정 모듈(95)에 의해 사용되어, 로봇 시스템에 대한 위치결정 데이터(96)를 제공할 수 있다. 관절운동 명령으로부터 발생하는 장치 피치 및 요는 수술전 보정 동안 결정될 수 있다. 수술중에, 이들 보정 측정치는 알려진 삽입 깊이 정보와 조합하여 사용되어 기구의 위치를 추정할 수 있다. 대안적으로, 이들 계산치는 EM, 비전, 및/또는 위상 모델링과 조합하여 분석되어 네트워크 내의 의료 기구의 위치를 추정할 수 있다.
도 20이 도시하는 바와 같이, 다수의 다른 입력 데이터가 위치결정 모듈(95)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 20에 도시되어 있지 않지만, 형상-감지 섬유를 이용하는 기구가, 위치결정 모듈(95)이 기구의 위치 및 형상을 결정하는 데 사용할 수 있는 형상 데이터를 제공할 수 있다.
위치결정 모듈(95)은 입력 데이터(91 내지 94)를 조합(들)으로 사용할 수 있다. 일부 경우에, 그러한 조합은 위치결정 모듈(95)이 입력 데이터(91 내지 94) 각각으로부터 결정된 위치에 신뢰 가중치(confidence weight)를 할당하는 확률적 접근법(probabilistic approach)을 사용할 수 있다. 따라서, (EM 간섭이 있는 경우 그러할 수 있는 바와 같이) EM 데이터가 신뢰할 수 없을 수 있는 경우, EM 데이터(93)에 의해 결정된 위치의 신뢰도가 감소될 수 있고, 위치결정 모듈(95)은 비전 데이터(92) 및/또는 로봇 명령 및 운동학 데이터(94)에 더 많이 의존할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 본 명세서에서 논의되는 로봇 시스템은 위의 기법들 중 하나 이상의 조합을 통합하도록 설계될 수 있다. 타워, 베드 및/또는 카트에 기반한 로봇 시스템의 컴퓨터-기반 제어 시스템은 예를 들어 영구 자기 저장 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브 등과 같은 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체 내에 컴퓨터 프로그램 명령어를 저장할 수 있으며, 이는, 실행 시에, 시스템으로 하여금 센서 데이터 및 사용자 명령을 수신 및 분석하고, 시스템 전체에 걸쳐 제어 신호를 생성하고, 전역 좌표계, 해부학적 맵 등 내에서의 기구의 위치와 같은 내비게이션 및 위치결정 데이터를 디스플레이하게 한다.
2. 동력
보조식
이동형 의료 플랫폼을 위한 휠 조립체.
전술된 예들 중 몇몇에 도시된 바와 같이, 로봇 의료 시스템은 베드 또는 테이블 상판을 포함하는 의료 플랫폼을 포함할 수 있다. 의료 플랫폼은 로봇 내시경술, 로봇 복강경술, 개복 절차, 또는 다른 것(예를 들어, 전술된 도 1, 도 3, 도 4, 도 5, 도 8, 및 도 9 참조)과 같은 의료 절차 동안 환자를 지지하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 의료 플랫폼은 이동될 필요가 있을 수 있고, 동력-보조식 이동성을 위한 동력화된 휠의 사용은 의료 플랫폼에 조종성의 용이함 및 이동의 정확도를 제공할 수 있다. 베드, 특히 하나 이상의 로봇 아암이 그에 결합된 베드의 무거운 중량으로 인해, 베드를 추진하고 조종하는 것이 어려울 수 있다.
동력-보조식 이동성을 제공하기 위해 하나 이상의 휠 조립체(본 명세서에서 동력식 휠 조립체 또는 동력화된 휠 조립체로 또한 지칭됨)를 이용하는 이동형 의료 플랫폼이 본 명세서에 개시된다. 휠 조립체는 하나 이상의 모터에 의해 동력을 공급받는 휠을 포함하여, 유리하게는 휠의 조향 및 추진 둘 모두에 대한 동력화된 제어를 허용한다. 그러한 구성은 이동형 의료 플랫폼의 정확한 위치설정을 용이하게 하고, 통상적인 베드로 수행하기 어려웠던 조종을 허용한다. 일부 실시예에서, 휠은 무시 가능한 캐스터 각도를 갖고, 이는 휠이 동시에 조향되고 롤링되는 것을 용이하게 한다.
도 21은 일부 실시예에 따른 이동형 의료 플랫폼(200)을 예시한다. 이동형 의료 플랫폼(200)(예컨대, 환자 플랫폼, 로봇 수술 플랫폼)은 강성 기부(221) 및 하나 이상의 동력식 휠 조립체(227)(예컨대, 227-1 내지 227-4)를 포함한다. 하나 이상의 동력 휠 조립체(227)는 강성 기부(221)의 제1 면(228)(예컨대, 저부 면)에 결합(예컨대, 견고하게 결합)되고, 전체 이동형 의료 플랫폼(200)의 동력-보조식 이동 및 이송을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 또한 테이블 상판(225)(예컨대, 수술 베드, 수술 테이블, 로봇 수술 테이블) 및 테이블 상판(225)을 지지하기 위한 베드 칼럼(220)을 포함한다. 테이블 상판(225)은 환자를 지지하고 병원 베드 또는 수술 베드로서의 역할을 하도록 구성된다. 강성 기부(221)(예컨대, 수술 베드를 위한 테이블 기부, 강성 하중-지지 하우징, 섀시 등)는 (예컨대, 베드 칼럼(220)으로) 테이블 상판(225)을 지지하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 또한 복수의 로봇 아암(205), 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(210), 및 하나 이상의 셋업 조인트(set-up joint)(215)를 포함한다. 로봇 아암들(205) 각각은 조절가능 아암 지지부들(210) 중 하나에 의해 지지될 수 있고, 조절가능 아암 지지부(들)(210)는 이어서 셋업 조인트(들)(215)에 의해 지지될 수 있다. 일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 하나 이상의 로봇 아암(205)에 부착된 모니터링 또는 이미징 장비와 같은 의료 장비를 포함한다. 이동형 의료 플랫폼(200)은 또한 이동형 의료 플랫폼(200)의 무선 동작을 위한 온보드 배터리 및/또는 이동형 의료 플랫폼(200)의 동작을 위한 전기를 제공하기 위해 전기 소켓에 플러깅될 수 있는 온보드 전력 공급부를 포함할 수 있다. 하나 이상의 동력 휠 조립체(227)는 이동형 의료 플랫폼(200) 및 이동형 의료 플랫폼(200)에 의해 지지되는, 그 상에 장착되는, 그에 결합되는, 그리고/또는 그에 온보딩되는 임의의 장비 또는 사람에 동력-보조식 이동성을 제공하도록 구성된다.
하나 이상의 휠 조립체(227)를 포함하는 이동형 의료 플랫폼(200)의 예가 도 22a 및 도 22b와 관련하여 도시되어 있다.
도 22a는 일부 실시예에 따른, 4개의 휠 조립체(227-1 내지 227-4)를 갖는 도 21의 이동형 의료 플랫폼(200)의 저면도를 예시한다. 도 22a에서, 2개의 휠 조립체(227-1, 227-2)는 강성 기부(221)의 전방 단부(228-1)를 향해 배치되고, 2개의 휠 조립체(227-3, 227-4)는 강성 기부(221)의 후방 단부(228-2)를 향해 배치된다.
도 22b는 3개의 휠 조립체(227-1 내지 227-3)를 갖는 이동형 의료 플랫폼(200)의 저면도를 예시한다. 2개의 휠 조립체(227-1, 227-2)는 강성 기부의 전방 단부(228-1)를 향해 배치되고, 휠 조립체(227-3)는 강성 기부(221)의 후방 단부(228-2)를 향해 배치된다.
도 22a 및 도 22b가 각각 4개의 동력식 휠 조립체(227) 및 3개의 동력식 휠 조립체(227)를 포함하는 이동형 의료 플랫폼(200)을 예시하지만, 이동형 의료 플랫폼(200)은 임의의 수(0개 초과)의 동력식 휠 조립체(227)를 가질 수 있다. 예를 들어, 이동형 의료 플랫폼(200)은 1개, 2개, 3개, 4개, 또는 그보다 많은 동력식 휠 조립체(227)를 가질 수 있다. 또한, 동력식 휠 조립체(227)는 통상적인 휠과 함께 이동형 의료 플랫폼(200)을 지지하고 그에 이동성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 22b에 도시된 이동형 의료 플랫폼(200)의 휠 조립체(227-1, 227-2)는 통상적인 휠로 대체될 수 있고, 동력식 휠 조립체(227-3)가 이동형 의료 플랫폼(200)을 위한 동력-보조식 이동성을 제공할 수 있다. 이동형 의료 플랫폼(200)이 적어도 하나의 동력식 휠 조립체(227)를 포함할 때, 동력식 휠 조립체(227)는 이동형 의료 플랫폼(200)이 추가 동력식 휠 조립체(227) 또는 통상적인 휠을 포함하는지에 관계없이 이동형 의료 플랫폼(200)에 동력-보조식 이동성을 제공할 수 있다.
도 23a는 일부 실시예에 따른, 도 21의 이동형 의료 플랫폼(200)의 휠 조립체(227)의 사시도를 예시한다. 휠 조립체(227)는 회전 축(231-1)을 중심으로 회전하고 롤링 축(231-2)을 중심으로 롤링하도록 구성된 휠(230)을 포함한다. 일부 실시예에서, 휠 조립체(227)의 기계적 구성요소는 하우징 요소(232)(예컨대, 인클로저) 내측에 위치된다. 휠(230)에 동력을 공급하는 휠 조립체(227)의 기계적 구성요소를 예시한, AA'를 따른 휠 조립체(227)의 단면도가 도 23b에 도시되어 있다.
도 23b를 참조하면, 휠 조립체(227)는 휠(230)을 조향(예컨대, 회전시킴)하고 추진(예컨대, 롤링시킴)하도록 구성된 하나 이상의 모터를 포함한다. 도 23b에 도시된 휠 조립체(227)는 회전 축 또는 롤 축(231-1)을 중심으로 휠(230)을 회전시키거나 조향하도록 구성된 조향 모터(233), 및 롤링 축(231-2)을 중심으로 휠(230)을 롤링시킴으로써 휠(230)을 추진하도록 구성된 추진 모터(234)를 포함한다. 도 23b에 도시된 휠 조립체(227)는 휠(230)의 동력 조향 및 추진을 위한 2개의 상이한(예컨대, 별개의 그리고 분리된) 모터를 포함하지만, 일부 실시예에서, 휠(230)의 동력 조향 및 추진은 단일 모터에 의해 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 휠 조립체(227)의 휠(230)은 시계 방향 및/또는 반시계 방향으로 조향 축(231-1)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 휠 조립체(227)의 휠(230)은 360°만큼 조향 축(231-1)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 휠 조립체(227)의 휠(230)은 360°미만만큼, 예컨대, 350°, 330°, 320°, 300°, 280°, 250°, 200°, 90°, 60°, 45°, 30°, 또는 15°만큼 조향 축(231-1)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 휠 조립체(227)의 휠(230)은 180° 이상만큼 조향 축(231-1)을 중심으로 회전하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 추진 모터(234)는 전방 방향 및 후방 방향 둘 모두로 휠(230)을 추진하도록 구성가능하다(예컨대, 롤링 축(231-2)을 중심으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 휠(230)을 롤링시킴). 일부 실시예에서, 추진 모터(234)는 한 방향으로 휠을 추진하도록 구성가능하다(예컨대, 롤링 축(231-2)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로만).
일부 실시예에서, 휠(230)은 스프링 로딩식이고, 휠 조립체(227)는 휠(230)에 (직접적으로 또는 간접적으로) 하향력을 지속적으로 가하도록 휠(230) 위에 위치된 하부 스프링(235)(예컨대, 서스펜션 스프링)을 포함한다. 그 결과, 하부 스프링(235)은 휠 조립체(227)가 사용 중인(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200)을 지지하는) 동안 휠(230)과 지면 또는 표면(236) 사이의 접촉의 유지를 용이하게 한다. 하부 스프링(235)은 표면(236)의 표면 프로파일에 관계없이 휠(230)이 표면(236)과 접촉하여 유지되는 것을 보장한다. 예를 들어, 휠 조립체(227)가 이동형 의료 플랫폼(200)을 이송하거나 이동형 의료 플랫폼(200)을 고르지 않은 표면(예컨대, 균열, 요철, 및/또는 구멍이 있는 바닥) 상에서 정지된 위치로 지지하기 위해 사용 중인 동안, 휠(230)이 표면(236)과의 접촉을 유지하고 이동형 의료 플랫폼(200)을 위한 안정된 지지를 제공하도록 하부 스프링(235)이 휠(230)을 표면(236)을 향한 방향으로 아래로 민다. 일부 실시예에서, 하부 스프링(235)은 또한 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 (직접적으로 또는 간접적으로) 상향력을 가하고 이동형 의료 플랫폼(200)의 중량을 지지하도록 위치된다.
일부 실시예에서, 휠 조립체(227)는 또한 고르지 않은 표면 또는 요철 위에서 롤링하는 휠(230)에 의해 유발되는 상대 이동과 같은, 이동형 의료 플랫폼(200)의 휠(230)과 강성 기부(221) 사이의 상대 이동을 감쇠시키기 위해 휠(230) 위에 위치된 상부 스프링(237)(예컨대, 에너지 흡수 스프링 또는 충격 흡수 스프링)을 포함한다. 상부 스프링(237)은 휠(230)과 강성 기부(221) 사이에 위치된다. 휠 조립체(227)가 상부 스프링(237) 및 하부 스프링(235) 둘 모두를 포함하는 구성에서, 상부 스프링(237)은 하부 스프링(235)이 상부 스프링(237)과 휠(230) 사이에 배치되도록 하부 스프링(235) 위에 위치된다. 상부 스프링(237)은 하부 스프링(235)의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는다.
도 23c는 도 23a 및 도 23b의 휠 조립체(227)의 측면도를 예시한다. 휠(230)은 휠(230)의 회전 축(231-1)과 휠(230)의 롤링 축(231-2)이 무시 가능한 오프셋 거리 d(캐스터로 불림) 및 캐스터 각도 θ를 갖도록 위치된다. 휠(230)의 회전 축(231-1) 부근의 확대도인 삽도 A는 휠(230)의 회전 축(231-1)과 롤링 축(231-2) 사이의 오프셋 거리 d 및 캐스터 각도 θ를 도시한다. 휠(230)의 회전 축(231-1)과 롤링 축(231-2) 사이의 오프셋 거리 d는 오프셋 거리 d가 지면(236)과의 휠의 접촉 폭 w의 20% 이하(예컨대, d < 0.2w)이거나 6 밀리미터 미만일 때 무시 가능한 것으로 고려되거나, 실질적으로 제거되거나, 실질적으로 0이다. 휠(230)의 접촉 폭 w는 공칭 또는 이상적인 조건 하에서(예컨대, 표면(236)이 평평할 때) 표면(236)과 접촉하는 휠(230) 상의 2개의 가장 먼 지점들 사이의 거리이다. 도 23c에 도시된 휠(230)의 회전 축(231-1)과 롤링 축(231-2) 사이의 오프셋 거리 d 및 휠(230)의 캐스터 각도 θ는 무시 가능하다(예컨대, 실질적으로 0임, 실질적으로 제거됨). 휠(230)의 캐스터 각도 θ 또는 오프셋 거리 d를 실질적으로 제거함으로써, 휠(230)은 스웹트 볼륨이 거의 또는 전혀 없이 회전 축(231-1)을 중심으로 회전하고, 회전 축(231-1)에 관한 휠(230)의 배향과 독립적으로 롤링 축(231-2)을 중심으로 롤링할 수 있다. 예를 들어, 휠(230)은 동시에 롤링 축(231-2)을 중심으로 롤링되고 회전 축(231-1)을 중심으로 회전될 수 있다. 휠(230)을 동시에 회전시키면서 휠(230)을 추진하는 능력은 무시 가능하지 않는 캐스터 각도를 갖는 통상적인 휠로 가능하지 않은 다수의 방식으로 휠 조립체가 이동형 의료 플랫폼(200)을 조종하도록 허용한다. 하나 이상의 휠 조립체(227)에 의해 동력을 공급받는 이동형 의료 플랫폼(200)에 의해 달성될 수 있는 다양한 이동의 예가 도 24a 내지 도 24e와 관련하여 기술된다.
도 24a는 하나 이상의 휠 조립체(227)에 의해 동력을 공급받는 이동형 의료 플랫폼(200)에 의해 내비게이팅될 수 있는 2개의 상이한 선회 경로의 예를 도시한다. 파선으로 도시된 제1 선회 경로(240)는 동력식 휠 조립체(227)의 사용에 의해 또는 사용 없이 수행될 수 있는 이동형 의료 플랫폼(200)의 전형적인 선회 경로에 대응한다. 대조적으로, 실선으로 도시된 제2 선회 경로(242)는 제1 선회 경로(240)에 비해 더 작은 선회 반경을 갖는 선회 경로에 대응한다. 동시에 회전되고 롤링되는 동력식 휠 조립체(227)의 휠(230)의 능력으로 인해, 제2 선회 경로(242)는, 하나 이상의 동력식 휠 조립체(227)를 포함하여 좁은 코너와 작은 공간 주위에서의 이동형 의료 플랫폼(200)의 더 우수한 조종성을 허용하는 이동형 의료 플랫폼(200)에 의해 수행될 수 있다.
동시에 회전하고 롤링할 수 있는 것에 더하여, 동력식 휠 조립체(227)의 휠(230)은 또한 롤링 없이 회전할 수 있다. 이는 휠(230)의 롤링 또는 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 개시하기 전에 휠(230)이 원하는 방향으로 배향되도록 허용한다. 예를 들어, 도 24b 내지 도 24d에 도시된 바와 같이, 이동형 의료 플랫폼(200) 내의 동력식 휠 조립체(227)의 휠(230)은 롤링되기 전에 원하는 위치로 회전되어, 이동형 의료 플랫폼(200)의 측방향 병진 없이 이동형 의료 플랫폼(200)이 중심 위치(244)를 중심으로 완전히 회전되거나 피봇하도록 허용할 수 있다.
동력식 휠 조립체(227)의 휠(230)의 회전 및 추진을 독립적으로 제어하는 능력은 이동형 의료 플랫폼(200)의 정밀한 이동을 허용한다. 예를 들어, 이동형 의료 플랫폼(200)을 작은 복도 또는 엘리베이터와 같은 좁은 공간에서 내비게이팅하거나 위치시킬 때, 이동형 의료 플랫폼(200)이 정지되어 있는 상태에서 휠 조립체(227)의 휠(230)을 배향시킬 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 도 24e는 (굵은 선에 의해 표현된) 좁은 공간에서 내비게이팅하고 이동형 의료 플랫폼(200)을 원하는 위치로 정밀하게 조종하는 예를 예시한다. 동력식 휠 조립체(227)의 휠(230)은 이동형 의료 플랫폼(200)을 전방으로 이동시키기 전에 동일한 방향으로 정렬될 수 있고, 휠(230)은 휠(230)을 롤링시키고 이동형 의료 플랫폼(200)을 원하는 위치로 이동시키기 전에 상이한 방향으로 재배향될 수 있다. 도 24e에 도시된 경로에 더하여, 이동형 의료 플랫폼(200)의 동력식 휠 조립체(227)는 이동형 의료 플랫폼(200)을 선회 및/또는 피봇시키는 것을 포함하여, 많은 다른 방식으로 도 24e에 도시된 코너를 통해 이동형 의료 플랫폼(200)을 이송할 수 있다. 동력식 휠 조립체(227)의 휠(230)을 독립적으로 회전 및 추진하는 자유는 이동형 의료 플랫폼(200)의 원하는 최종 위치 및 배향에 따라 매우 다양한 이동을 허용한다. 따라서, 사용자는 이동형 의료 플랫폼(200)을 정확하고 용이하게 다수의 물리적 환경에서 쉽게 조종할 수 있다.
일부 실시예에서, 사용자 또는 조작자는 핸드헬드 펜던트 또는 제어기와 같은 하나 이상의 입력 장치를 통해 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 제어할 수 있다. 도 25a는 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 제어하기 위한 입력 장치(250)의 예를 예시한다. 입력 장치(250)는 무선 접속, 예컨대 블루투스를 통해 또는 무선 네트워크를 통해, 또는 하나 이상의 유선 전기 접속을 통해 이동형 의료 플랫폼(200)과 통신할 수 있다. 따라서, 입력 장치(250)는 상이한 방식으로 구현될 수 있다 - 입력 장치(250)는 핸드헬드 펜던트, 제어기, 조이스틱 제어기, 또는 심지어 태블릿 또는 스마트 폰과 같은 터치 스크린 표면을 가진 장치일 수 있음. 예를 들어, 입력 장치(250)는 이동형 의료 플랫폼(200) 상에 위치되거나 그 상에 장착될 수 있고, 입력 장치(250)는 각각의 휠 조립체(227)에 전기적으로 접속될 수 있다. 다른 예에서, 입력 장치는 무선 네트워크 또는 블루투스 접속을 통해 이동형 의료 플랫폼(200)과 통신하는 스마트 폰 또는 태블릿일 수 있다. 스마트 폰 또는 태블릿은 스마트 폰 또는 태블릿의 터치 스크린 또는 어포던스(affordance)에서의 사용자 입력을 통해 사용자가 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 제어할 수 있게 하도록 구성된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 입력 장치(250)는 사전한정된 동작 범위 내에서 이동형 의료 플랫폼(200)과 통신할 수 있다(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200)과 입력 장치는 서로 5 피트, 10 피트, 20 피트, 50 피트 내에 있음). 입력 장치의 구현예에 따라, 이동형 의료 플랫폼(200)의 조작자는 이동형 의료 플랫폼(200)이 예를 들어 환자를 이송하기 위해 사용되는 동안 이동형 의료 플랫폼(200) 옆에서 걸으면서 이동형 의료 플랫폼(200)을 밀거나 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는 이동형 의료 플랫폼(200)의 배향(예컨대, 방향, 진로)을 제어하도록 구성된 조향 어포던스(252-1), 및 이동형 의료 플랫폼(200)의 움직임을 제어하도록 구성된 구동 어포던스(252-2)를 포함한다. 예를 들어, 조향 어포던스(252-1)를 통해 입력을 제공함으로써, 사용자는 이동형 의료 플랫폼(200)이 무시 가능한 측방향 이동을 갖고서(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200)의 측방향 병진 없이) 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 또는 피봇하게 할 수 있다. 또한, 구동 어포던스(252-2)를 통해 입력을 제공함으로써, 사용자는 이동형 의료 플랫폼(200)이 이동형 의료 플랫폼(200)의 배향을 회전 또는 변경함이 없이 임의의 방향(좌측, 우측, 전방, 후방, 사선)으로 측방향으로 이동하게 할 수 있다. 이동형 의료 플랫폼(200)의 각각의 휠 조립체(227)의 동작은 입력 장치(250)를 통해 사용자에 의해 요청된 바와 같이 이동 또는 동작을 달성하도록 자동으로 제어되고 조정된다. 조향 어포던스(252-1) 및 구동 어포던스(252-2)가 도 25a에서 물리적 조이스틱으로서 도시되어 있지만, 조향 어포던스(252-1) 및 구동 어포던스(252-2)는 터치 스크린 또는 터치 패드를 통해 구현되거나 방향 어포던스(예컨대, 좌측, 우측, 전방, 및 후방 방향에 대응하는 어포던스)로 대체될 수 있다.
일부 실시예에서, 입력 장치(250)는 디스플레이(254)를 포함한다. 디스플레이(254)는 이동형 의료 플랫폼(200)의 표현을 제시할 수 있고/있거나 임의의 경고 또는 오류 메시지, 예를 들어 배터리 부족 경고와 같은, 이동형 의료 플랫폼(200)에 관한 추가 정보를 보여줄 수 있다. 입력 장치(250)는 선택적으로 하나 이상의 추가 어포던스(256)를 포함한다. 하나 이상의 추가 어포던스(256)의 어포던스는 이동형 의료 플랫폼(200)의 다른 기능, 예컨대 이동형 의료 플랫폼(200)의 강성 기부(221)에 대한 테이블 상판(225)의 높이를 변경하는 것 또는 이동형 의료 플랫폼(200)의 사전설정된 설정에 대응할 수 있다.
일부 실시예에서, 입력 장치(250)는 모션 어포던스(258)를 포함한다. 모션 어포던스(258)는 이동형 의료 플랫폼(200)을 가동화하거나 제동하기 위한 사전설정된 기준과 연관될 수 있다. 예를 들어, 사전설정된 기준은 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 개시하기 위해 또는 휠 조립체(227)의 휠(230)의 추진 또는 배향을 개시하기 위해 모션 어포던스(258)에서의 사용자 입력의 검출(예컨대, 모션 어포던스(258)가 활성화되고, 개시되고, 가압되고, 눌림)을 필요로 할 수 있다. 다른 예에서, 사전설정된 기준은 이동형 의료 플랫폼(200) 및/또는 휠 조립체(227)의 휠(230)이 움직이고 있는 동안 모션 어포던스(258)에서의 사용자 입력이 유지되는 것(예컨대, 지속적으로 눌리고, 활성화되고, 가압됨)을 필요로 수 있다. 제3 예에서, 사전설정된 기준은 조향 어포던스(252-1) 및 구동 어포던스(252-2) 중 임의의 것에서의 사용자 입력의 검출을 필요로 할 수 있다. 제4 예에서, 사전설정된 기준은 이동형 의료 플랫폼(200)이 사전결정된 속도 미만에서 동작될 것(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동이 사전결정된 속도를 초과하지 않음)을 필요로 할 수 있다. 또 다른 예에서, 사전설정된 기준은 전술된 조건들 중 2가지 이상이 충족될 것을 필요로 할 수 있다.
일부 실시예에서, 사전설정된 기준이 충족된다는 결정(예컨대, 사용자 입력이 모션 어포던스(258)에서 계속 검출됨, 사용자 입력이 조향 어포던스(252-1) 및/또는 구동 어포던스(252-2)에서 수신됨)에 응답하여, 휠 조립체(227)의 휠(230)은 이동형 의료 플랫폼(221)이 계속 이동하도록 이전 사용자 입력에 기초하여 (예컨대, 동일한 방향으로) 자동으로 배향된다.
일부 실시예에서, 사전설정된 기준이 충족되지 않는다는 결정(예컨대, 사용자 입력이 모션 어포던스(258)에서 검출되지 않음, 모션 어포던스(258)에서의 사용자 입력을 중단함, 사용자 입력이 조향 어포던스(252-1) 및 구동 어포던스(252-2) 중 임의의 것에서 검출되지 않음, 또는 이동형 의료 플랫폼(200)이 사전결정된 속도를 초과하는 속도로 이동하고 있음)에 응답하여, 이동형 의료 플랫폼은 고정화 설정에 자동으로 진입한다. 예를 들어, 이동형 의료 플랫폼(200)은 휠 조립체(227)의 휠(230)을 사전설정된 제동 구성으로 자동으로 배향시켜, 이동형 의료 플랫폼(200)을 고정화하고 이동형 의료 플랫폼(200)의 의도하지 않은 이동을 방지한다. 일부 실시예에서, 고정화 설정은 추진 모터(224)의 모터 속도 또는 모터 방향의 변화에 대응하여, 휠(230)이 감속 또는 제동되게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 휠(230)의 롤링 움직임을 늦추거나 정지시키기 위해 휠(230)과 접촉하도록 구성된 하나 이상의 브레이크 패드를 포함한다. 일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 휠 조립체(227)의 하나 이상의 휠(230)이 바닥과 접촉하지 않도록 전개될 때 바닥(예컨대, 표면(236))과 접촉하여 강성 기부(221)를 들어올리는 전개가능한 레버-기반 제동 메커니즘을 포함한다. 도 25b 및 도 25c는 각각 도 22b 및 도 22a의 이동형 의료 플랫폼의 사전설정된 제동 구성의 예를 예시한다.
도 25b에 도시된 바와 같이, 이동형 의료 플랫폼(200)이 2개 이상의 휠 조립체(이러한 예에서, 3개의 휠 조립체(227-1 내지 227-3))를 포함할 때, 사전설정된 제동 구성은 각각의 휠(230)이 서로 평행하지 않도록 적어도 2개의 상이한 휠 조립체(227)의 휠(230)이 (파선에 의해 표현된) 상이한 방향으로 배향되는 것에 대응한다. 예를 들어, 휠 조립체(227-1)의 휠(230)은 기준 축에 대해 제1 방향 또는 제1 각도 α1으로 배향되고, 휠 조립체(227-2)의 휠(230)은 기준 축에 대해, 제1 각도와 상이한, 제2 방향 또는 제2 각도 α2로 배향된다. 일부 실시예에서, 제1 각도와 제2 각도는 10도 내지 170도의 범위만큼 상이할 수 있다.
이동형 의료 플랫폼(200)이 4개의 휠 조립체를 포함하는 구성에서, 사전설정된 제동 구성은 인접한 휠 조립체(227)(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200)의 동일한 단부, 전방 단부(228-1) 또는 후방 단부(228-2) 상에 있는 휠 조립체(227))의 휠(230)이 상이한 방향으로 배향되는 것에 대응한다. 일부 실시예에서, 4개의 휠 조립체의 휠(230)은 사전설정된 제동 구성에 있는 동안 적어도 4개의 휠 조립체의 도심(259)과 같은 공통 지점으로 지향된다. 예를 들어, 도 25c에 도시된 바와 같이, 4개의 휠 조립체(227)의 휠(230)은 사전설정된 제동 구성에 있을 때 "X" 형상을 형성하도록 배향된다. 일부 실시예에서, 휠 조립체(227-1, 227-2)의 휠은 제1 공통 지점으로 지향되고, 휠 조립체(227-3, 227-4)의 휠은 제1 공통 지점과 별개인 제2 공통 지점으로 지향된다.
도 26a 내지 도 26d는 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200))에 의해 수행되는 방법(300)을 예시한 흐름도를 도시한다.
이동형 의료 플랫폼(200)(예컨대, 수술 베드, 수술 테이블, 로봇 수술 테이블)은 강성 기부(221)(예컨대, 수술 베드를 위한 테이블 기부, 강성 하중-지지 하우징, 섀시) 및 물리적 환경에서 강성 기부(221)를 지지하고 이동시키기 위해 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 결합(예컨대, 견고하게 결합)되는 하나 이상의 휠 조립체(227)를 포함한다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 휠(230), 휠을 조향하도록 구성된 제1 모터(223)(예컨대, 조향 모터), 및 휠(230)을 롤링시키도록 구성된 제2 모터(234)(예컨대, 추진 모터)를 포함한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 테이블 상판(225) 및 테이블 상판(225)을 지지하는 강성 기부(221)를 포함하는 수술 베드이다. 일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 강성 기부(221)에 의해 지지되는 의료 장비(예컨대, 도킹된 또는 도킹되지 않은 위치에 있는 로봇 아암(205), 이동형 의료 플랫폼(200)에 의해 이송되는 환자에 부착된 모니터링 장비)를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동 동안 환자를 지지하고, 한편 이동형 의료 플랫폼(200)의 조작자는 이동형 의료 플랫폼(200) 옆에서 걸으면서 이동형 의료 플랫폼(200)을 밀거나 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 제어한다.
방법(300)은 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계(310), 및 A) 사용자 입력에 대응하는 각각의 방향으로 휠(230)을 배향(예컨대, 회전 또는 조향)시키기 위해 제1 모터(223)를 활성화하는 단계, 또는 B) 휠(230)을 롤링(예컨대, 추진)시키기 위해 제2 모터(234)를 활성화하는 단계 중 임의의 단계를 포함하는, 하나 이상의 휠 조립체(227)의 적어도 하나의 휠(230)을 이동시키는 단계(320)를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체(227)의 적어도 하나의 휠(230)은 하나 이상의 입력, 예컨대 사용자 입력(예컨대, 사용자가 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 요청함), 센서 정보, 베드 위치 정보, 및/또는 베드 움직임 정보에 따라 이동된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 휠(230)에 (예컨대, 직접적으로 또는 간접적으로) 하향력을 가하도록 위치된 제1 스프링(235)(예컨대, 하부 스프링(235))을 포함한다(312). 그 결과, 제1 스프링(235)은 휠(230)이 바닥(예컨대, 표면(236))과의 접촉을 유지하는 것을 용이하게 한다. 제1 스프링(235)은 이동형 의료 플랫폼(200)의 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 (예컨대, 직접적으로 또는 간접적으로) 상향력을 가하도록 위치되고, 이동형 의료 플랫폼(220)의 중량을 지지한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 휠(230)과 강성 기부(221) 사이의 상대 이동(예컨대, 고르지 않은 표면 내의 구멍 및/또는 요철 위에서 롤링하는 휠(230)에 의해 유발되는 상대 이동)을 감쇠시키도록 위치된 제2 스프링(237)(예컨대, 상부 스프링(237))을 포함한다(314).
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 제1 스프링(235)(예컨대, 상부 스프링 또는 에너지 흡수 스프링(235)) 및 제2 스프링(237)(예컨대, 하부 스프링 또는 서스펜션 스프링(237))을 포함한다(316). 제1 스프링(235)은 강성 기부(221) 아래에 그리고 제2 스프링(237) 위에 위치된다. 제2 스프링(237)은 휠(230) 위에 그리고 제1 스프링(235) 아래에 위치된다. 제1 스프링(235)은 제2 스프링(237)의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는다(예컨대, 제1 스프링(235)은 제2 스프링(237)보다 강직성임).
일부 실시예에서, 사용자 입력은 하나 이상의 입력 장치(예컨대, 입력 장치(250))로부터 수신된다(318). 일부 실시예에서, 하나 이상의 입력 장치는 이동형 의료 플랫폼(200)과 통신(예컨대, 유선 또는 무선 통신)한다.
일부 실시예에서, 제1 모터(233)와 제2 모터(234)는 휠(230)이 동시에 회전되고 롤링되도록(예컨대, 동시에 조향되고 추진됨) 동시에 활성화된다(321). 그러한 동시 조향 및 롤링 동작은 이동형 의료 플랫폼의 매끄러운 이송을 용이하게 한다.
일부 실시예에서, 제2 모터(234)는 휠(230)이 (예컨대, 제1 모터(233)에 의해) 각각의 방향으로 배향된 후에 활성화되고, 휠(230)은 휠(230)의 배향이 (예컨대, 제1 모터(233)에 의해) 각각의 방향으로 유지되는 동안 제2 모터(234)에 의해 롤링된다(322). 예를 들어, 휠(230)은 제2 모터(234)에 의해 원하는 방향으로 전방으로 추진되기 전에 제1 모터(233)에 의해 원하는 방향으로 조향될 수 있다. 그러한 순차적 조향 및 롤링은 이동형 의료 플랫폼의 정확한 위치설정을 용이하게 한다.
일부 실시예에서, 휠(230)을 각각의 방향으로 배향시키기 위해 제1 모터(233)를 활성화하는 단계는, 제1 모터(233)에 의해, 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축(231-1)(예컨대, 회전 축 또는 조향 축(231-1))을 중심으로 휠(230)을 조향하는 단계(323)를 포함한다.
일부 실시예에서, 휠(230)을 롤링시키기 위해 제2 모터(234)를 활성화하는 단계는, 제2 모터(234)에 의해, 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축(231-2)(예컨대, 롤링 축(231-2))을 중심으로 휠(230)을 롤링시키기 위해 휠(230)에 동력을 공급하는 단계(324)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 축(231-1)과 제2 축(231-2)은 제1 축(231-1)과 제2 축(231-2) 사이의 오프셋 거리 d가 실질적으로 0이도록 제1 축(231-1)의 캐스터 각도 θ(본 명세서에서 휠(230)의 캐스터 각도 θ로 또한 지칭됨)를 실질적으로 제거하게 정렬된다(325). 제1 축(231-1)(또는 휠(230))의 캐스터 각도 θ는 제1 축(231-1)과 제2 축(231-2) 사이의 오프셋 거리 d가 지면(236)과의 휠의 접촉 폭 w의 20% 이하(예컨대, d < 0.2w)이거나 6 밀리미터 미만일 때 실질적으로 제거된 것으로 고려된다. 예를 들어, 제1 축(231-1)은 오프셋 거리가 d가 0이도록 제2 축(231-2)과 교차한다. 제1 축(231-1)(또는 휠(230))의 캐스터 각도 θ, 오프셋 거리 d, 및 휠의 접촉 폭 w의 예시 및 논의는 도 23c와 관련하여 제공된다. 캐스터 각도의 그러한 제거 또는 감소는 제1 모터에 의한 휠(230)의 조향을 용이하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체(227)는 적어도 2개의 휠 조립체를 포함하고(예컨대, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부(221)의 전방 단부(280-1) 상의 2개의 휠 조립체, 도 22b에 도시된 바와 같이 3개의 휠 조립체, 도 22a에 도시된 바와 같이 강성 기부(221)의 4개의 사분면 상의 4개의 휠 조립체, 또는 5개 이상의 휠 조립체), 방법(300)은, 제1 기준이 충족된다는 결정(예컨대, 사전설정된 자동-제동 기준이 충족되지 않음)에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을, 제1 기준이 충족된다는 결정(예컨대, 모션 어포던스(258) 또는 데드-맨 스위치가 눌림, 및/또는 구동 입력 및/또는 조향 입력이 사용자 장치(250)에서 사용자로부터 수신됨)에 따라 공통 방향으로(예컨대, 그들의 롤링 축이 서로 평행하게) 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들(227) 중 하나 이상의 각각의 제1 모터(233)를 트리거하는 단계(330)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(300)은, 제1 기준이 충족되지 않는다는 결정(예컨대, 사전설정된 자동-제동 기준이 충족됨, 모션 어포던스(258) 또는 데드-맨 스위치가 해제됨, 강성 기부(221)가 사전설정된 또는 임계 속도보다 빠르게 이동하고 있음)에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을 사전설정된 제동 구성으로 조향(예컨대, 정렬)하도록 적어도 2개의 휠 조립체들(예컨대, 휠 조립체(227-1, 227-2)) 중 하나 이상의 각각의 제1 모터(233)를 트리거하는 단계(332)를 포함한다. 예를 들어, 강성 기부(221)의 동일한 면 상의 휠(230)(예컨대, 강성 기부(221)의 전방 단부(280-1) 상의 휠(230), 강성 기부(221)의 후방 단부(280-2) 상의 휠(230), 강성 기부(221)의 좌측 상의 휠(230), 강성 기부(221)의 우측 상의 휠(230))의 제2 축(231-2)(예컨대, 롤링 축(231-2))은 적어도 하나의 다른 휠(230)의 제2 축에 직각이다. 적어도 4개의 휠 조립체를 갖는 이동형 의료 플랫폼에서의 휠의 사전설정된 제동 구성의 예는 도 25b와 관련하여 제공된다.
일부 실시예에서, 제1 기준은 제1 기준이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다(334). 예를 들어, 제1 기준은 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동을 허용하기 위해 입력 장치(250) 상의 모션 어포던스(258)가 이동형 환자 플랫폼(200)의 이동 동안 지속적으로 가압되거나(예컨대, 눌리고, 활성화됨) 항상 가압될 것을 필요로 할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체(227)는 적어도 4개의 휠 조립체를 포함한다(예컨대, 이동형 의료 플랫폼이 4개 이상의 휠 조립체를 포함함). 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 제1 모터(233)를 트리거하는 단계는, 각각의 제1 모터(233)에 의해, 4개의 휠 조립체(227)의 인접한 휠의 제2 축(231-2)이 상이한 각도로 배열되도록 4개의 휠 조립체(227)의 인접한 휠(230)의 제2 축(231-2)을 중심으로 각각의 휠(230)을 회전시키는 단계(336)를 포함한다. 예를 들어, 강성 기부(221)의 동일한 면 상의 휠(230)(예컨대, 강성 기부(221)의 전방 단부(280-1) 상의 휠(230), 강성 기부(221)의 후방 단부(280-2) 상의 휠(230), 강성 기부(221)의 좌측 상의 휠(230), 강성 기부(221)의 우측 상의 휠(230))의 롤링 축(231-2)은 서로에 대해 비스듬히(예컨대, 90도, 60도 등) 배향되고 서로 평행하지 않다. 다른 예에서, 휠(230)은 휠(230)이 사전설정된 제동 구성에 있을 때 도 25c에 도시된 바와 같이 강성 기부(221)의 저부(228) 상에서 "X" 형상을 형성하도록 배향될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼은 하나 이상의 휠 조립체(227)의 휠(230)이 바닥과의 접촉을 중단하도록 전개될 때 바닥(예컨대, 표면(236))과 접촉하여 강성 기부(221)를 들어올리는 하나 이상의 전개가능한 레버를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(300)은 강성 기부(221)의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체(227)의 동작을 조정하는 단계(340)를 추가로 포함한다. 강성 기부(221)의 요청된 이동은 사용자 입력에 대응한다. 예를 들어, 전방 이동 동안 이동형 의료 플랫폼(220)을 조향하기 위해, 도 24a에 도시된 바와 같이, 휠(230)의 방향이 조정될 수 있다. 다른 예에서, 도 24b 내지 도 24d에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 휠 조립체(227)의 휠(230)은 물리적 환경에 대한 강성 기부(221)의 0 또는 무시 가능한 병진을 갖고서 회전 이동(예컨대, 피봇)을 제공하도록 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 강성 기부(221)에 결합되는 로봇 수술 시스템(예컨대, 수술 로봇 시스템(100))을 포함하고, 로봇 수술 시스템은 테이블 상판(225)(예컨대 수술 테이블 상판) 및 하나 이상의 로봇 아암(205)을 포함한다. 방법(300)은 또한 하나 이상의 로봇 아암(205)을 테이블 상판(225)에 대해 이동시키는 단계(350)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 방법은 이동형 의료 플랫폼(200)과 통신하는(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200)의 하나 이상의 프로세서와 통신함) 하나 이상의 입력 장치(예컨대, 조이스틱, 터치-스크린 장치, 제어 장치 등)로부터의 사용자 입력(예컨대, 버튼의 가압, 스와이프 입력(swipe input), 이동, 제스처)에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터(예컨대, 방향, 변위, 병진, 사전설정된 명령어)를 수신하는 단계, 및 하나 이상의 제어 파라미터에 따라 각각의 휠(230)을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체(227)의 각각의 제1 모터(233) 및 각각의 제2 모터(234)를 제어하는 단계를 포함한다.
도 27은 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼(예컨대, 이동형 의료 플랫폼(200))을 이용하기 위한 다른 방법(400)을 예시한 흐름도이다. 이동형 의료 플랫폼(200)은 강성 기부(221) 및 물리적 환경에서 강성 기부(221)를 지지하고 이동시키기 위해 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 결합되는 적어도 2개의 휠 조립체(227)를 포함한다. 적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 휠(230), 휠(230)을 조향하도록 구성된 제1 모터(233), 및 휠을 롤링시키도록 구성된 제2 모터(234)를 포함한다.
방법(400)은 하나 이상의 입력 장치(예컨대, 입력 장치(250))로부터 입력(예컨대, 센서 정보, 베드 위치/움직임 정보, 사용자 입력)을 수신하는 단계(410)를 포함한다. 일부 실시예에서, 입력은 이동형 의료 플랫폼(200)을 이동시키기 위한 요청에 대응한다.
방법(400)은 또한 적어도 2개의 휠 조립체(227)의 각각의 제1 모터(233) 및 각각의 제2 모터(234)를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 명령어를 생성하는 단계(420)를 포함한다. 하나 이상의 제어 명령어를 생성하는 단계는 입력이 제1 기준을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체(227)를 트리거하는 단계(430)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 기준은, 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동에 관한 하나 이상의 사용자 입력을 제공하는 동안 모션 어포던스(258)를 누르는 것과 같이, 제1 기준이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함한다.
하나 이상의 제어 명령어를 생성하는 단계는 입력이 제1 기준과 상이한 제2 기준을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체(227)를 트리거하는 단계(440)를 포함한다. 예를 들어, 모션 어포던스(258)가 눌리지 않을 때, 적어도 2개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)은 이동형 의료 플랫폼(200)을 고정화하는 사전설정된 제동 구성으로 배향된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 휠 조립체(227)는 적어도 4개의 휠 조립체를 포함한다(예컨대, 이동형 의료 플랫폼이 적어도 4개의 휠 조립체를 포함함). 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 4개의 휠 조립체(227)를 트리거하는 단계는, 각각의 제1 모터(233)에 의해, 4개의 휠 조립체(227)의 인접한 휠의 제2 축(231-2)이 상이한 각도로 배열되도록 4개의 휠 조립체(227)의 인접한 휠의 제2 축(231-2)을 중심으로 각각의 휠(230)을 회전시키는 단계(450)를 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)은 제동 구성에 있는 동안 공통 지점으로 지향된다. 일부 실시예에서, 공통 지점은 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 도심(259)이다. 예를 들어, 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)은 도 25c에 예시된 바와 같이 "X" 형태로 배열될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 이동형 의료 플랫폼(200)의 휠 조립체는 무시 가능한 캐스터(및 무시 가능한 캐스터 각도)를 가질 수 있다. 캐스터의 감소 또는 제거는 스웹트 볼륨이 거의 또는 전혀 없이 이동형 의료 플랫폼의 이송을 허용하고, 이는 이어서 이동형 의료 플랫폼을 이송함에 있어서의 위치설정 정확도를 개선한다. 그것은 또한 각각의 휠에 대한 조향 방향의 독립적인 선택을 용이하게 하고, 이는 제어 메커니즘을 단순화한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼(200)은 강성 기부(221) 및 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 결합되고 강성 기부(221)를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체(227)를 포함한다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 제1 축(231-1)(예컨대, 회전 또는 조향 축(231-1)) 및 제1 축(231-1)과 상이한 제2 축(231-2)(예컨대, 롤링 축(231-2))을 중심으로 각각 회전하도록 구성된 휠(230), 및 제1 축(231-1) 및 제2 축(231-2) 중 각각의 축을 중심으로 휠(230)을 회전시키도록 위치된 제1 모터를 포함한다. 제1 축(231-1)은 제2 축(231-2)과 정렬되어, 휠(230)의 무시 가능한 캐스터 각도 θ를 생성한다. 일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체(227)는 제1 모터와 별개인 제2 모터를 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체(227)는 제1 모터와 별개인 제2 모터를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 하나 이상의 프로세서, 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 제1 모터(233)로 하여금, 하나 이상의 입력에 따라 휠(230)을 이동시키게 하는 명령어를 저장한 메모리를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 휠(230) 조립체는 제2 모터(234)를 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 하나 이상의 프로세서와 통신하는 하나 이상의 입력 장치(예컨대, 입력 장치(260))로부터의 사용자에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터를 수신하고, 하나 이상의 제어 파라미터에 따라 하나 이상의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)을 이동시키도록 하나 이상의 휠 조립체(227)의 각각의 제1 모터(233) 및 각각의 제2 모터(234)를 제어하게 한다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 이동형 의료 플랫폼의 휠 조립체는 2개의 스프링의 조합을 포함할 수 있다. 2개의 스프링의 조합은 평평하지 않은 바닥 표면에 의해 유발되는 충격 또는 진동을 감쇠시키면서 각각의 휠이 바닥과 접촉하여 유지되는 것을 용이하게 한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼(200)은 강성 기부(221) 및 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 결합되고 이동형 의료 플랫폼(200)의 이동 동안 강성 기부(221)를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체(227)를 포함한다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 휠(230), 휠을 회전시키도록 위치된 제1 모터(233), 휠(230)에 하향력을 가하도록 위치된 제1 스프링(235), 및 휠(230)과 강성 기부(221) 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치된 제2 스프링(237)을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체(227)는 휠을 롤링시키기 위한 제2 모터(234)를 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체(227)는 휠을 롤링시키기 위한 제2 모터(234)를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 제1 모터(223)는 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축(231-1)(예컨대, 회전 축 또는 조향 축(231-1))을 중심으로 휠(230)을 회전시키도록 위치된다. 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 또한 강성 기부(221)의 제1 면(228)에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축(231-2)(예컨대, 롤링 축(231-2))을 중심으로 휠(230)을 롤링시키도록 위치된 제2 모터(235)를 포함한다.
일부 실시예에서, 이동형 의료 플랫폼(200)은 하나 이상의 프로세서, 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 제1 모터(233) 또는 제2 모터(235) 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력에 따라 휠(230)을 이동시키게 하는 명령어를 저장한 메모리를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 이동형 의료 플랫폼(200)은 강성 기부(221) 및 강성 기부(221)에 결합되고 강성 기부(221)를 지지하는 적어도 4개의 휠 조립체(227)를 포함한다. 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체(227)는 각각의 휠(230) 및 각각의 휠을 조향하도록 위치된 각각의 제1 모터(223)를 포함한다. 이동형 의료 플랫폼(200)은 또한 하나 이상의 프로세서, 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)의 조향을 유발하여, 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)이 제1 시간에 공통 방향으로 정렬되도록 하고, 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)이 제1 시간과 별개인 제2 시간에 제동 구성으로 배열되어, 강성 기부(221)가 고정화되도록 하는 명령어를 저장한 메모리를 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체(227)는 각각의 휠을 롤링시키기 위한 제2 모터를 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 휠 조립체(227)는 각각의 휠을 롤링시키기 위한 제2 모터를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 각각의 휠(230)은 제동 구성에 있는 동안 공통 지점으로 지향된다.
일부 실시예에서, 공통 지점은 적어도 4개의 휠 조립체(227)의 도심(259)이다.
본 개시의 실시예는 병원 베드 또는 수술 테이블과 같은 이동형 의료 플랫폼에 동력 보조식 이동성을 제공하기 위한 시스템 및 기법에 관한 것이다.
3. 구현 시스템 및 용어.
도 28은 일부 실시예에 따른, 이동형 의료 플랫폼(200)의 전자 구성요소를 예시한 개략도이다.
이동형 의료 플랫폼(200)은 하나 이상의 프로세서(280)를 포함하고, 이는 본 명세서에 기술된 임의의 방법(예컨대, 도 26a 내지 도 26d 및 도 27과 관련하여 기술된 동작)을 수행하기 위한 명령어를 저장한 컴퓨터 판독가능 저장 매체(282)(예컨대, 컴퓨터 메모리 장치, 예컨대 랜덤-액세스 메모리, 판독-전용 메모리, 정적 랜덤-액세스 메모리, 및 비-휘발성 메모리, 및 다른 저장 장치, 예컨대 하드 드라이브, 광학 디스크, 자기 테이프 기록, 또는 이들의 임의의 조합)와 통신한다. 하나 이상의 프로세서(280)는 또한 (시스템 버스 또는 임의의 전기 회로를 통해) 입력/출력 제어기(284)와 통신한다. 입력/출력 제어기(284)는 입력 장치(예컨대, 입력 장치(250)에 대응하는 사용자 입력 장치(286))로부터 명령어 및/또는 데이터를 수신하고, 수신된 명령어 및/또는 데이터를 (예컨대, 임의의 번역, 변환, 및/또는 데이터 처리를 이용하여 또는 이용함이 없이) 하나 이상의 프로세서(280)에 전달한다. 입력/출력 제어기(284)는 또한 하나 이상의 프로세서(280)로부터 명령어 및/또는 데이터를 수신하고, 명령어 및/또는 데이터를 하나 이상의 액추에이터, 예컨대 제1 모터(233-1 내지 233-4) 및 제2 모터(234-1 내지 234-4)에 전달한다. 일부 실시예에서, 입력/출력 제어기(284)는 하나 이상의 액추에이터 제어기(290-1 내지 290-4)에 결합되고, 명령어 및/또는 데이터를 하나 이상의 액추에이터 제어기(290-1 내지 290-4)의 적어도 서브세트에 제공하며, 이는 이어서 제어 신호를 선택된 액추에이터에 제공한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터 제어기(290-1 내지 290-4)는 입력/출력 제어기(284)와 통합되고, 입력/출력 제어기(284)는 제어 신호를 (별개의 액추에이터 제어기 없이) 하나 이상의 액추에이터에 직접 제공한다. 도 28이 별개의 액추에이터 제어기(290-1 내지 290-4)(예컨대, 각각의 휠 조립체를 위한 하나의 액추에이터 제어기)가 있는 것으로 도시하지만, 일부 실시예에서, 더 적은 액추에이터 제어기가 사용될 수 있고(예컨대, 전체 이동형 의료 플랫폼을 위한 하나의 액추에이터 제어기, 또는 한 쌍의 휠 조립체를 위한 하나의 액추에이터 제어기 등), 추가 액추에이터 제어기가 사용될 수 있고(예컨대, 제1 모터 도는 제2 모터와 같은, 각각의 액추에이터를 위한 하나의 액추에이터 제어기), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
본 명세서에 개시된 구현예는 동력-보조식 이동성을 가진 의료 플랫폼을 위한 시스템, 방법 및 장치를 제공한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "결합하다", "결합하는", "결합된" 또는 단어 결합하다의 다른 변형은 간접적인 연결 또는 직접적인 연결을 나타낼 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소가 제2 구성요소에 "결합된" 경우, 제1 구성요소는 다른 구성요소를 통해 제2 구성요소에 간접적으로 연결되거나 제2 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있다.
본 명세서에 기술된 이동형 의료 플랫폼의 동력-보조식 가동화를 위한 기능은 프로세서-판독가능 또는 컴퓨터-판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령어로서 저장될 수 있다. 용어 "컴퓨터-판독가능 매체"는 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체를 지칭한다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 판독-전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 콤팩트 디스크 판독-전용 메모리(CD-ROM) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 유형적이고 비-일시적일 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "코드"는 컴퓨팅 장치 또는 프로세서에 의해 실행가능한 소프트웨어, 명령어, 코드 또는 데이터를 지칭할 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법은 기술된 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계 또는 동작을 포함한다. 방법 단계 및/또는 동작은 청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 서로 교환될 수 있다. 다시 말하면, 기술되는 방법의 적절한 동작을 위해 특정 순서의 단계 또는 동작이 요구되지 않는 한, 특정 단계 및/또는 동작의 순서 및/또는 사용은 청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 수정될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "복수"는 2개 이상을 나타낸다. 예를 들어, 복수의 구성요소는 2개 이상의 구성요소를 나타낸다. 용어 "결정하는"은 매우 다양한 동작을 포함하며, 따라서 "결정하는"은 계산, 컴퓨팅, 처리, 도출, 조사, 검색(예컨대, 테이블, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조에서의 검색), 확인 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 수신(예컨대, 정보를 수신함), 액세스(예컨대, 메모리의 데이터에 액세스함) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 해석, 선택, 선정, 설정 등을 포함할 수 있다.
어구 "~에 기초한"은, 달리 명백히 명시되지 않는 한, "단지 ~에 기초한"을 의미하지는 않는다. 다시 말하면, 어구 "~에 기초한"은 "단지 ~에 기초한" 및 "적어도 ~에 기초한" 둘 모두를 기술한다.
개시된 구현예의 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 제조하거나 사용하는 것을 가능하게 하도록 제공된다. 이들 구현예에 대한 다양한 수정은 당업자에게 용이하게 명백해질 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다른 구현예에 적용될 수 있다. 예를 들어, 당업자가 다수의 대응하는 대안적인 그리고 동등한 구조적 상세사항, 예컨대 도구 구성요소를 체결, 장착, 결합, 또는 맞물리게 하는 동등한 방식, 특정 작동 움직임을 생성하기 위한 동등한 메커니즘, 및 전기 에너지를 전달하기 위한 동등한 메커니즘을 채용할 수 있을 것임이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 구현예로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범주에 따른다.
일부 실시예 또는 구현예는 하기 항목과 관련하여 기술된다:
항목 1.
이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부; 및
물리적 환경에서 강성 기부를 지지하고 이동시키기 위해 강성 기부의 제1 면에 결합되는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함하고, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
휠,
휠을 조향하도록 구성되는 제1 모터, 및
휠을 롤링시키도록 구성되는 제2 모터를 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 2.
항목 1에 있어서,
제1 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 휠을 조향하도록 구성되고,
제2 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 휠을 롤링시키도록 구성되는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 3.
항목 2에 있어서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 4.
항목 1 내지 항목 3 중 어느 한 항목에 있어서, 각각의 휠 조립체는 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 5.
항목 1 내지 항목 4 중 어느 한 항목에 있어서, 각각의 휠 조립체는 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 6.
항목 1 내지 항목 5 중 어느 한 항목에 있어서, 각각의 휠 조립체는,
제1 스프링; 및
제1 스프링 아래에 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하고, 제2 스프링은 휠 위에 위치되고, 제1 스프링은 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 7.
항목 1 내지 항목 6 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 프로세서들; 및
하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 제1 모터 또는 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 8.
항목 7에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 9.
항목 8에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 10.
항목 8 또는 항목 9에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고;
제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 11.
항목 10에 있어서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 12.
항목 7 내지 항목 11 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자 입력에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 13.
항목 12에 있어서, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은,
각각의 휠 조립체의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 각각의 휠 조립체의 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 14.
항목 7 내지 항목 13 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 15.
항목 1 내지 항목 14 중 어느 한 항목에 있어서,
강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 16.
이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부; 및
강성 기부의 제1 면에 결합되고 강성 기부를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함하고, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
제1 축 및 제1 축과 상이한 제2 축을 중심으로 각각 회전하도록 구성되는 휠; 및
제1 축 및 제2 축 중 각각의 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치되는 제1 모터를 포함하고, 제1 축은 제2 축과 정렬되어 휠의 무시 가능한 캐스터 각도를 생성하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 17.
항목 16에 있어서,
제1 모터는 제1 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치되고;
하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 제2 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치되는 제2 모터를 추가로 포함하고;
제2 축은 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한, 이동형 의료 플랫폼.
항목 18.
항목 16 또는 항목 17에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 19.
항목 16 내지 항목 18 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 20.
항목 16 내지 항목 19 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
제1 스프링; 및
제1 스프링 아래에 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하고, 제1 스프링은 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 21.
항목 16 내지 항목 20 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 프로세서들; 및
하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 제1 모터로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 22.
항목 21에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 회전시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 23.
항목 22에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 24.
항목 21 내지 항목 23 중 어느 한 항목에 있어서, 각각의 휠 조립체는 제2 모터를 추가로 포함하고, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 25.
항목 21 내지 항목 24 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고;
저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고;
제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 26.
항목 25에 있어서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 27.
항목 21 내지 항목 26 중 어느 한 항목에 있어서, 각각의 휠 조립체는 제2 모터를 추가로 포함하고, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 축 및 제2 축을 중심으로 각각의 휠 조립체의 휠을 동시에 회전시키기 위해 각각의 휠 조립체의 제1 모터 및 제2 모터를 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 28.
항목 21 내지 항목 27 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고;
저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 29.
항목 16 내지 항목 28 중 어느 한 항목에 있어서,
강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 30.
이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부; 및
강성 기부의 제1 면에 결합되고 이동형 의료 플랫폼의 이동 동안 강성 기부를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함하고, 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
휠;
휠을 회전시키도록 위치되는 제1 모터;
휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링; 및
휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 31.
항목 30에 있어서,
제2 스프링은 제1 스프링 아래에 위치되고;
제2 스프링은 휠 위에 위치되고;
제1 스프링은 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 32.
항목 30 또는 항목 31에 있어서,
제1 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 휠을 회전시키도록 위치되고;
하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 휠을 롤링시키도록 위치되는 제2 모터를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 33.
항목 32에 있어서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 34.
항목 32 또는 항목 33에 있어서,
하나 이상의 프로세서들; 및
하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 제1 모터 또는 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 35.
항목 34에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 36.
항목 35에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 37.
항목 35 또는 항목 36에 있어서,
하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고;
저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고;
제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 38.
항목 37에 있어서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 39.
항목 34 내지 항목 38 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자 입력에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 40.
항목 39에 있어서, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 각각의 휠 조립체의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 각각의 휠 조립체의 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 41.
항목 34 내지 항목 40 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 42.
항목 30 내지 항목 41 중 어느 한 항목에 있어서,
강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 43.
이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부;
강성 기부에 결합되고 강성 기부를 지지하는 적어도 4개의 휠 조립체들로서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
각각의 휠; 및
각각의 휠을 조향하도록 위치되는 각각의 제1 모터를 포함하는, 적어도 4개의 휠 조립체들;
하나 이상의 프로세서들; 및
하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들의 조향을 유발하여,
적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들이 제1 시간에 공통 방향으로 정렬되도록 하고;
적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들이 제1 시간과 별개인 제2 시간에 사전설정된 제동 구성으로 배열되어, 강성 기부가 고정화되도록 하는
명령들을 저장한 메모리를 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 44.
항목 43에 있어서, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들은 사전설정된 제동 구성에 있는 동안 공통 지점으로 지향되는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 45.
항목 44에 있어서, 공통 지점은 적어도 4개의 휠 조립체들의 도심인, 이동형 의료 플랫폼.
항목 46.
항목 43 내지 항목 45 중 어느 한 항목에 있어서,
각각의 제1 모터는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 각각의 휠을 조향하도록 위치되고;
적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 각각의 휠을 롤링시키도록 위치되는 각각의 제2 모터를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 47.
항목 46에 있어서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 48.
항목 46 또는 항목 47에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 각각의 제1 모터 또는 각각의 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 각각의 휠을 이동시키게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 49.
항목 46 내지 항목 48 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 50.
항목 49에 있어서, 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 각각의 휠 조립체의 각각의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 각각의 휠 조립체의 각각의 제1 모터 및 각각의 제2 모터를 제어하는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 51.
항목 43 내지 항목 50 중 어느 한 항목에 있어서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 각각의 제1 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 52.
항목 43 내지 항목 51 중 어느 한 항목에 있어서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 53.
항목 43 내지 항목 52 중 어느 한 항목에 있어서, 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
각각의 제1 스프링; 및
각각의 제1 스프링 아래에 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하고, 각각의 제2 스프링은 각각의 휠 위에 위치되고, 각각의 제1 스프링은 각각의 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 54.
항목 43 내지 항목 53 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 4개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 55.
항목 43 내지 항목 54 중 어느 한 항목에 있어서, 사전설정된 제동 구성은 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 56.
항목 43 내지 항목 55 중 어느 한 항목에 있어서, 저장된 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 57.
항목 43 내지 항목 56 중 어느 한 항목에 있어서,
적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들은 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 공통 방향으로 정렬되고;
적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들은 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 사전설정된 제동 구성으로 배열되는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 58.
항목 57에 있어서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 59.
항목 43 내지 항목 58 중 어느 한 항목에 있어서, 강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
항목 60.
방법으로서,
항목 1 내지 항목 59 중 어느 한 항목의 이동형 의료 플랫폼에서,
이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계; 및
하나 이상의 휠 조립체들의 적어도 하나의 휠을 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 휠을 이동시키는 단계는,
사용자 입력에 대응하는 각각의 방향으로 휠을 배향시키기 위해 제1 모터를 활성화하는 단계; 및
휠을 롤링시키기 위해 제2 모터를 활성화하는 단계
중 임의의 단계를 포함하는, 방법.
항목 61.
항목 60에 있어서, 제2 모터는 휠이 각각의 방향으로 배향된 후에 활성화되고, 휠은 휠의 배향이 각각의 방향으로 유지되는 동안 제2 모터에 의해 롤링되는, 방법.
항목 62.
항목 61에 있어서, 제1 모터와 제2 모터는 동시에 활성화되는, 방법.
항목 63.
항목 60 내지 항목 62 중 어느 한 항목에 있어서,
각각의 방향으로 휠을 배향시키기 위해 제1 모터를 활성화하는 단계는, 제1 모터에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 휠을 조향하는 단계를 포함하고,
휠을 롤링시키기 위해 제2 모터를 활성화하는 단계는, 제2 모터에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 롤링시키기 위해 휠에 동력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 64.
항목 63에 있어서, 제1 축과 제2 축은 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 방법.
항목 65.
항목 60 내지 항목 64 중 어느 한 항목에 있어서, 휠 조립체는 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
항목 66.
항목 60 내지 항목 65 중 어느 한 항목에 있어서, 휠 조립체는 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
항목 67.
항목 60 내지 항목 66 중 어느 한 항목에 있어서,
휠 조립체는 제1 스프링 및 제2 스프링을 추가로 포함하고;
제2 스프링은 휠 위에서 제1 스프링 아래에 위치되고;
제1 스프링은 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 방법.
항목 68.
항목 60 내지 항목 67 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 방법은,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 하나 이상의 휠 조립체들 중 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계; 및
제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
항목 69.
항목 68에 있어서,
하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고;
적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하는 단계는, 각각의 제1 모터들에 의해, 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 축들이 상이한 각도들로 배열되도록 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 축들을 중심으로 각각의 휠들을 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
항목 70.
항목 68 또는 항목 69에 있어서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 방법.
항목 71.
항목 60 내지 항목 70 중 어느 한 항목에 있어서, 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 사용자 입력은 하나 이상의 입력 장치들로부터 수신되는, 방법.
항목 72.
항목 60 내지 항목 71 중 어느 한 항목에 있어서,
사용자 입력에 대응하는, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
항목 73.
항목 60 내지 항목 72 중 어느 한 항목에 있어서, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하고, 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 방법은 하나 이상의 로봇 아암들을 테이블 상판에 대해 이동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
항목 74.
방법으로서,
항목 1 내지 항목 59 중 어느 한 항목의 이동형 의료 플랫폼을 이용하는 단계를 포함하고, 이동형 의료 플랫폼은,
하나 이상의 입력 장치들로부터 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 입력을 수신하고;
적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 명령들을 생성하기 위한 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하며, 상기 제어 명령들은,
입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계; 및
입력이 제1 기준들과 상이한 제2 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 75.
항목 74에 있어서, 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는,
적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계; 및
각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터를 활성화하는 단계를 추가로 포함하고, 제1 모터와 제2 모터는 동시에 활성화되는, 방법.
항목 76.
항목 74 또는 항목 75에 있어서, 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는,
적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계; 및
각각의 휠들이 각각의 방향으로 유지된 후에 그리고 각각의 휠들의 배향이 각각의 방향으로 유지되는 동안 각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터들을 활성화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
항목 77.
항목 76에 있어서,
적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계는, 각각의 제1 모터들에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 각각의 제1 축들을 중심으로 각각의 휠들을 조향하는 단계를 포함하고,
각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터들을 활성화하는 단계는, 각각의 제2 모터들에 의해, 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한 각각의 제2 축들을 중심으로 롤링시키기 위해 휠에 동력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 78.
항목 77에 있어서, 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠의 각각의 제1 축과 각각의 제2 축은 각각의 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 방법.
항목 79.
항목 77 또는 항목 78에 있어서,
하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 4개의 휠 조립체들을 포함하고;
적어도 4개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 적어도 4개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는, 각각의 제1 모터들에 의해, 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되도록 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제1 축들을 중심으로 각각의 휠들을 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
항목 80.
항목 74 내지 항목 79 중 어느 한 항목에 있어서, 적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 각각의 제1 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
항목 81.
항목 74 내지 항목 80 중 어느 한 항목에 있어서, 적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 휠과 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
항목 82.
항목 74 내지 항목 81 중 어느 한 항목에 있어서,
적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 제1 스프링 및 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하고;
각각의 제2 스프링은 각각의 휠 위에서 각각의 제1 스프링 아래에 위치되고;
각각의 제1 스프링은 각각의 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 방법.
항목 83.
항목 74 내지 항목 82 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 기준들은 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 방법.
항목 84.
항목 74 내지 항목 83 중 어느 한 항목에 있어서,
입력에 대응하는, 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 적어도 2개의 휠 조립체들의 동작들을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
항목 85.
항목 74 내지 항목 84 중 어느 한 항목에 있어서, 이동형 의료 플랫폼은 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하고, 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 방법은 하나 이상의 로봇 아암들을 테이블 상판에 대해 이동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
Claims (85)
- 이동형 의료 플랫폼(mobile medical platform)으로서,
강성 기부(rigid base); 및
물리적 환경에서 상기 강성 기부를 지지하고 이동시키기 위해 상기 강성 기부의 제1 면에 결합되는 하나 이상의 휠 조립체들(wheel assemblies)을 포함하고, 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
휠,
상기 휠을 조향하도록(steer) 구성되는 제1 모터, 및
상기 휠을 롤링시키도록(roll) 구성되는 제2 모터를 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제1항에 있어서,
상기 제1 모터는 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 상기 휠을 조향하도록 구성되고,
상기 제2 모터는 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 상기 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 상기 휠을 롤링시키도록 구성되는, 이동형 의료 플랫폼. - 제2항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 상기 제1 축의 캐스터 각도(caster angle)를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제1항에 있어서, 상기 각각의 휠 조립체는 상기 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제1항에 있어서, 상기 각각의 휠 조립체는 상기 휠과 상기 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제1항에 있어서, 상기 각각의 휠 조립체는,
제1 스프링; 및
상기 제1 스프링 아래에 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하고, 상기 제2 스프링은 상기 휠 위에 위치되고, 상기 제1 스프링은 상기 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 프로세서들; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 상기 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들(preset automatic-braking criteria)이 충족된다는 결정에 따라, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게(trigger) 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 상기 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제8항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고;
상기 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제10항에 있어서, 상기 제1 기준들은 상기 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제7항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자 입력에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 상기 각각의 휠들을 이동시키기 위해 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 상기 각각의 제1 모터들 및 상기 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은,
상기 각각의 휠 조립체의 상기 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 상기 각각의 휠 조립체의 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터를 제어하는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제7항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제1항에 있어서,
상기 강성 기부에 결합되고, 테이블 상판(table top) 및 상기 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들(robotic arms)을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부; 및
상기 강성 기부의 제1 면에 결합되고 상기 강성 기부를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
제1 축 및 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 중심으로 각각 회전하도록 구성되는 휠; 및
상기 제1 축 및 상기 제2 축 중 각각의 축을 중심으로 상기 휠을 회전시키도록 위치되는 제1 모터를 포함하고, 상기 제1 축은 상기 제2 축과 정렬되어 상기 휠의 무시 가능한 캐스터 각도를 생성하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제16항에 있어서,
상기 제1 모터는 상기 제1 축을 중심으로 상기 휠을 회전시키도록 위치되고;
상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 제2 축을 중심으로 상기 휠을 회전시키도록 위치되는 제2 모터를 추가로 포함하고;
상기 제2 축은 상기 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 평행한, 이동형 의료 플랫폼. - 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 휠과 상기 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는,
제1 스프링; 및
상기 제1 스프링 아래에 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하고, 상기 제1 스프링은 상기 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼. - 제16항에 있어서,
하나 이상의 프로세서들; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 제1 모터로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 상기 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제21항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 회전시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 상기 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제21항에 있어서, 상기 각각의 휠 조립체는 제2 모터를 추가로 포함하고, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 이동시키기 위해 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제21항에 있어서,
상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고;
상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고;
상기 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제25항에 있어서, 상기 제1 기준들은 상기 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제21항에 있어서, 상기 각각의 휠 조립체는 제2 모터를 추가로 포함하고, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 제1 축 및 상기 제2 축을 중심으로 상기 각각의 휠 조립체의 상기 휠을 동시에 회전시키기 위해 상기 각각의 휠 조립체의 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터를 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제21항에 있어서,
상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고;
상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제16항에 있어서,
상기 강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 상기 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부; 및
상기 강성 기부의 제1 면에 결합되고 상기 이동형 의료 플랫폼의 이동 동안 상기 강성 기부를 지지하는 하나 이상의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
휠;
상기 휠을 회전시키도록 위치되는 제1 모터;
상기 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링; 및
상기 휠과 상기 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제30항에 있어서,
상기 제2 스프링은 상기 제1 스프링 아래에 위치되고;
상기 제2 스프링은 상기 휠 위에 위치되고;
상기 제1 스프링은 상기 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼. - 제30항에 있어서,
상기 제1 모터는 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 상기 휠을 회전시키도록 위치되고;
상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 상기 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 상기 휠을 롤링시키도록 위치되는 제2 모터를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제32항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 상기 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제32항에 있어서,
하나 이상의 프로세서들; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 상기 휠을 이동시키게 하는 명령들을 저장한 메모리를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제34항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제35항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 사전설정된 제동 구성은 상이한 각도들로 배열되는 상기 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제35항에 있어서,
상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고;
상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하고;
상기 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제37항에 있어서, 상기 제1 기준들은 상기 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제34항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터의 사용자 입력에 대응하는 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 각각의 휠들을 이동시키기 위해 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 상기 각각의 제1 모터들 및 상기 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제39항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 상기 각각의 휠들을 이동시키기 위해 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 상기 각각의 제1 모터들 및 상기 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 상기 각각의 휠 조립체의 상기 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 상기 각각의 휠 조립체의 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터를 제어하는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제34항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 상기 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제30항에 있어서,
상기 강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 상기 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 이동형 의료 플랫폼으로서,
강성 기부;
상기 강성 기부에 결합되고 상기 강성 기부를 지지하는 적어도 4개의 휠 조립체들로서, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는,
각각의 휠; 및
상기 각각의 휠을 조향하도록 위치되는 각각의 제1 모터를 포함하는, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들;
하나 이상의 프로세서들; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들의 조향을 유발하여,
상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들이 제1 시간에 공통 방향으로 정렬되도록 하고;
상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들이 상기 제1 시간과 별개인 제2 시간에 사전설정된 제동 구성으로 배열되어, 상기 강성 기부가 고정화되도록(immobilized) 하는 명령들을 저장한 메모리를 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제43항에 있어서, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들은 상기 사전설정된 제동 구성에 있는 동안 공통 지점으로 지향되는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제44항에 있어서, 상기 공통 지점은 상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 도심(centroid)인, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서,
상기 각각의 제1 모터는 상기 강성 기부의 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 상기 각각의 휠을 조향하도록 위치되고;
상기 적어도 4개의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 상기 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 상기 각각의 휠을 롤링시키도록 위치되는 각각의 제2 모터를 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제46항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 상기 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제46항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 각각의 제1 모터 또는 상기 각각의 제2 모터 중 적어도 하나로 하여금, 하나 이상의 입력들에 따라 상기 각각의 휠을 이동시키게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제46항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
상기 하나 이상의 프로세서들과 통신하는 하나 이상의 입력 장치들로부터 하나 이상의 제어 파라미터들을 수신하게 하고;
상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 상기 각각의 휠들을 이동시키기 위해 하나 이상의 휠 조립체들의 상기 각각의 제1 모터들 및 상기 각각의 제2 모터들을 제어하게 하는, 이동형 의료 플랫폼. - 제49항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어 파라미터들에 따라 상기 각각의 휠들을 이동시키기 위해 상기 하나 이상의 휠 조립체들의 상기 각각의 제1 모터들 및 상기 각각의 제2 모터들을 제어하는 것은 상기 각각의 휠 조립체의 상기 각각의 휠을 동시에 조향하고 롤링시키기 위해 상기 각각의 휠 조립체의 상기 각각의 제1 모터 및 상기 각각의 제2 모터를 제어하는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 각각의 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 각각의 제1 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는 상기 각각의 휠과 상기 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들 중 상기 각각의 휠 조립체는,
각각의 제1 스프링; 및
상기 각각의 제1 스프링 아래에 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하고, 상기 각각의 제2 스프링은 상기 각각의 휠 위에 위치되고, 상기 각각의 제1 스프링은 상기 각각의 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 이동형 의료 플랫폼. - 제43항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 사전설정된 자동-제동 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 상기 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 상기 적어도 4개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서, 상기 사전설정된 제동 구성은 상기 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되는 것을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서, 상기 저장된 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 상기 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하게 하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서,
상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들은 제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라 공통 방향으로 정렬되고;
상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들은 상기 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라 사전설정된 제동 구성으로 배열되는, 이동형 의료 플랫폼. - 제57항에 있어서, 상기 제1 기준들은 상기 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 제43항에 있어서, 상기 강성 기부에 결합되고, 테이블 상판 및 상기 테이블 상판에 대해 이동하도록 구성되는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하는, 이동형 의료 플랫폼.
- 방법으로서,
제1항의 이동형 의료 플랫폼에서,
상기 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계; 및
상기 하나 이상의 휠 조립체들의 적어도 하나의 휠을 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 적어도 하나의 휠을 이동시키는 단계는,
상기 사용자 입력에 대응하는 각각의 방향으로 상기 휠을 배향시키기 위해 상기 제1 모터를 활성화하는 단계; 및
상기 휠을 롤링시키기 위해 상기 제2 모터를 활성화하는 단계 중 임의의 단계를 포함하는, 방법. - 제60항에 있어서, 상기 제2 모터는 상기 휠이 상기 각각의 방향으로 배향된 후에 활성화되고, 상기 휠은 상기 휠의 배향이 상기 각각의 방향으로 유지되는 동안 상기 제2 모터에 의해 롤링되는, 방법.
- 제61항에 있어서, 상기 제1 모터와 상기 제2 모터는 동시에 활성화되는, 방법.
- 제60항에 있어서,
각각의 방향으로 상기 휠을 배향시키기 위해 상기 제1 모터를 활성화하는 단계는, 상기 제1 모터에 의해, 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 제1 축을 중심으로 상기 휠을 조향하는 단계를 포함하고,
상기 휠을 롤링시키기 위해 상기 제2 모터를 활성화하는 단계는, 상기 제2 모터에 의해, 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 상기 평면에 실질적으로 평행한 제2 축을 중심으로 롤링시키기 위해 상기 휠에 동력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법. - 제63항에 있어서, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 상기 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 방법.
- 제60항에 있어서, 상기 휠 조립체는 상기 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 제1 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
- 제60항에 있어서, 상기 휠 조립체는 상기 휠과 상기 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 제2 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
- 제60항에 있어서,
상기 휠 조립체는 제1 스프링 및 제2 스프링을 추가로 포함하고;
상기 제2 스프링은 상기 휠 위에서 상기 제1 스프링 아래에 위치되고;
상기 제1 스프링은 상기 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 방법. - 제60항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하고, 상기 방법은,
제1 기준들이 충족된다는 결정에 따라, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 하나 이상의 휠 조립체들 중 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계; 및
상기 제1 기준들이 충족되지 않는다는 결정에 따라, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하는 단계를 추가로 포함하는, 방법. - 제68항에 있어서,
상기 하나 이상의 휠 조립체들은 4개의 휠 조립체들을 포함하고;
상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성으로 조향하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 하나 이상의 각각의 제1 모터들을 트리거하는 단계는, 상기 각각의 제1 모터들에 의해, 상기 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 축들이 상이한 각도들로 배열되도록 상기 4개의 휠 조립체들의 상기 인접한 휠들의 축들을 중심으로 상기 각각의 휠들을 회전시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제68항에 있어서, 상기 제1 기준들은 상기 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 방법.
- 제60항에 있어서, 상기 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 상기 사용자 입력은 하나 이상의 입력 장치들로부터 수신되는, 방법.
- 제60항에 있어서,
상기 사용자 입력에 대응하는, 상기 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 2개 이상의 휠 조립체들의 동작들을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법. - 제60항에 있어서, 상기 이동형 의료 플랫폼은 상기 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하고, 상기 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 상기 방법은 상기 하나 이상의 로봇 아암들을 상기 테이블 상판에 대해 이동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 방법으로서,
제1항의 이동형 의료 플랫폼을 이용하는 단계를 포함하고, 상기 이동형 의료 플랫폼은,
하나 이상의 입력 장치들로부터 상기 이동형 의료 플랫폼을 이동시키기 위한 입력을 수신하고;
상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 제1 모터들 및 각각의 제2 모터들을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 명령들을 생성하기 위한 적어도 2개의 휠 조립체들을 포함하며, 상기 제어 명령들은,
상기 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계; 및
상기 입력이 상기 제1 기준들과 상이한 제2 기준들을 충족한다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계를 포함하는 방법. - 제74항에 있어서, 상기 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는,
상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계; 및
상기 각각의 휠들을 롤링시키도록 각각의 제2 모터를 활성화하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제1 모터와 상기 제2 모터는 동시에 활성화되는, 방법. - 제74항에 있어서, 상기 입력이 제1 기준들을 충족한다는 결정에 따라 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 적어도 2개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는,
상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계; 및
상기 각각의 휠들이 각각의 방향으로 유지된 후에 그리고 상기 각각의 휠들의 배향이 상기 각각의 방향으로 유지되는 동안 상기 각각의 휠들을 롤링시키도록 상기 각각의 제2 모터들을 활성화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법. - 제76항에 있어서,
상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 공통 방향으로 정렬시키도록 상기 각각의 제1 모터들을 활성화하는 단계는, 상기 각각의 제1 모터들에 의해, 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 평면에 실질적으로 직각인 각각의 제1 축들을 중심으로 상기 각각의 휠들을 조향하는 단계를 포함하고,
상기 각각의 휠들을 롤링시키도록 상기 각각의 제2 모터들을 활성화하는 단계는, 상기 각각의 제2 모터들에 의해, 상기 강성 기부의 상기 제1 면에 대응하는 상기 평면에 실질적으로 평행한 각각의 제2 축들을 중심으로 롤링시키기 위해 상기 휠에 동력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법. - 제77항에 있어서, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 각각의 휠의 각각의 제1 축과 각각의 제2 축은 상기 각각의 제1 축의 캐스터 각도를 실질적으로 제거하도록 정렬되는, 방법.
- 제77항에 있어서,
상기 하나 이상의 휠 조립체들은 적어도 4개의 휠 조립체들을 포함하고;
상기 적어도 4개의 휠 조립체들의 상기 각각의 휠들을 상기 사전설정된 제동 구성에 배치하도록 상기 적어도 4개의 휠 조립체들을 트리거하는 단계는, 상기 각각의 제1 모터들에 의해, 상기 4개의 휠 조립체들의 인접한 휠들의 상기 제2 축들이 상이한 각도들로 배열되도록 상기 4개의 휠 조립체들의 상기 인접한 휠들의 제1 축들을 중심으로 상기 각각의 휠들을 회전시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제74항에 있어서, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 상기 각각의 휠에 하향력을 가하도록 위치되는 각각의 제1 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
- 제74항에 있어서, 상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 상기 각각의 휠과 상기 강성 기부 사이의 상대 이동을 감쇠시키도록 위치되는 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하는, 방법.
- 제74항에 있어서,
상기 적어도 2개의 휠 조립체들 중 각각의 휠 조립체는 각각의 제1 스프링 및 각각의 제2 스프링을 추가로 포함하고;
상기 각각의 제2 스프링은 상기 각각의 휠 위에서 상기 각각의 제1 스프링 아래에 위치되고;
상기 각각의 제1 스프링은 상기 각각의 제2 스프링의 스프링 상수보다 큰 스프링 상수를 갖는, 방법. - 제74항에 있어서, 상기 제1 기준들은 상기 제1 기준들이 충족되도록 하기 위해 제1 사전설정된 유형의 입력이 지속적으로 유지되어야 한다는 요건을 포함하는, 방법.
- 제74항에 있어서,
상기 입력에 대응하는, 상기 강성 기부의 요청된 이동을 달성하기 위해 상기 적어도 2개의 휠 조립체들의 동작들을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법. - 제74항에 있어서, 상기 이동형 의료 플랫폼은 상기 강성 기부에 결합되는 로봇 수술 시스템을 추가로 포함하고, 상기 로봇 수술 시스템은 테이블 상판 및 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 상기 방법은 상기 하나 이상의 로봇 아암들을 상기 테이블 상판에 대해 이동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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