KR20230079174A - 로봇 수술에서의 수술중 환자 위치설정을 위한 안내 협응된 베드 움직임 - Google Patents

로봇 수술에서의 수술중 환자 위치설정을 위한 안내 협응된 베드 움직임 Download PDF

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KR20230079174A
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얀 왕
제이슨 더블유. 커리
션 패트릭 켈리
라이언 제이. 머피
알렉산더 타렉 하산
카이 첸
잉 마오
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아우리스 헬스, 인코포레이티드
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Abstract

소정 태양은 테이블 및 테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 위한 시스템 및 기법에 관한 것이다. 테이블은 강성 기부, 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 포함한다. 하나 이상의 프로세서는 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 하나 이상의 운동학적 체인을 이동시킨다.

Description

로봇 수술에서의 수술중 환자 위치설정을 위한 안내 협응된 베드 움직임
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 로봇 의료 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 환자 플랫폼 시스템(patient platform system)(예를 들어, 수술 테이블 또는 베드)을 포함하는 로봇 의료 시스템에 관한 것이다.
환자 플랫폼 시스템은 환자를 지지하기 위해, 이미징 절차 또는 수술 절차와 같은, 로봇 의료 절차에서 사용될 수 있다. 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부(table top)의 위치는 환자의 특정 해부학적 부위의 가시성 또는 접근가능성을 개선하기 위해 의료 절차 동안 조절될 수 있다.
소정 절차에서, 로봇 의료 시스템의 로봇 아암(robotic arm)이 하나 이상의 의료 도구의 배치, 삽입, 및/또는 조작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 로봇 아암이 환자 플랫폼 시스템 상에 위치된 환자에 대해 사용될 때, 로봇 아암은 환자의 재위치 동안 회수되는데, 이는 이미징 또는 수술 절차를 중단시킬 수 있다.
환자 플랫폼 시스템이 본 명세서에 개시되며, 이 환자 플랫폼 시스템은 환자 플랫폼 시스템과, 환자 플랫폼 시스템에 결합된 또는 그와 함께 사용되는 로봇 의료 시스템의 로봇 아암의 이동 간의 협응된 움직임(coordinated motion)을 제공하여, 환자 재위치 동안의 로봇 아암의 회수가 감소되거나 제거되게 한다.
테이블 및 하나 이상의 운동학적 체인(kinematic chain)을 갖는 환자 플랫폼 시스템은 환자에 대해 다양한 수술 또는 의료 절차를 수행하도록 구성가능하다. 테이블은 강성 기부(rigid base), 및 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대해 이동가능한(예를 들어, 수평으로 그리고/또는 수직으로) 테이블 상부를 포함한다. 테이블은, 테이블이 강성 기부에 대해 병진되고, 테이블 상부의 횡축(피치(pitch)) 및 길이방향 축(롤(roll))에 대해 회전될 수 있게 하는 메커니즘을 포함한다. 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 이동을 개시하는 것에 응답하여, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부의 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 이동된다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블, 테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인, 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 하나 이상의 운동학적 체인을 이동시키게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 적어도 제1 로봇 아암을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분(distal portion)의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건은 테이블 상부에 대해 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심(remote center of motion)을 유지하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 하나 이상의 운동학적 체인과 테이블 상부가 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는 하나 이상의 운동학적 체인 중의 운동학적 체인들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것 중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 하나 이상의 운동학적 체인이 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 제1 조인트(joint)를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함한다. 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부의 제1 이동 동안 그의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는 적어도 제1 로봇 아암을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부의 제1 이동 동안 부착된 의료 도구와 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부에 대해 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 제1 로봇 아암, 및 제1 로봇 아암이 그 상에 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함한다.
일부 실시예에서, 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 조절가능 아암 지지부 및 제1 로봇 아암을 이동시키게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태(undocked state)에 있는 하나 이상의 로봇 아암을 포함한다. 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부와 하나 이상의 로봇 아암의 각자의 원위 부분 사이의 공간적 관계가 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암을 포함한다. 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암은 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성(non-interfering configuration)에 유지된다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼을 동작시키는 방법이 개시된다. 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함한다. 방법은 강성 기부에 대해 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계, 및 테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인을, 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 이동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 환자 플랫폼 시스템은 테이블 상부 및 강성 기부를 갖는 테이블을 포함하고, 테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능하다. 하나 이상의 프로그램은 또한 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것, 및 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 하나 이상의 운동학적 체인을 이동시키는 것을 위한 명령어를 포함한다. 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블에 결합된다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블, 테이블에 결합된 제1 로봇 아암, 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고, 제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합된다. 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고, 제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합된다. 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 조절가능 아암 지지부에 대한 제1 로봇 아암의 이동과 테이블 상부에 대한 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암은 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의(kinematically redundant) 조인트를 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 (a) 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, (b) 자기-충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, (c) 조인트 한계 회피를 위해 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, 및 (d) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것 중 임의의 것을 수행하게 한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 (e) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부 및 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것, 및 (f) 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부 및 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것 중 임의의 것을 수행하게 한다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법이 개시된다. 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함한다. 방법은 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계, 및 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계를 포함한다. 제1 로봇 아암은 테이블에 결합된다.
일부 실시예에 따르면, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하고, 테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능하다. 하나 이상의 프로그램은 또한 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 제1 로봇 아암은 테이블에 결합된다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블, 제1 로봇 아암, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키고, 하나 이상의 센서로부터 센서 정보를 획득하게 한다. 센서 정보는 테이블 상부의 제1 이동 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암의 이동 동안 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘에 관한 정보를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘은 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 센서 정보가 제1 기준을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하고, 센서 정보가 제1 기준을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암은 테이블 상부로부터 멀리 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘은 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하게 하는 명령어를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법이 개시된다. 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암, 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블, 및 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서를 포함한다. 방법은 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계, 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 하나 이상의 센서로부터, 테이블 상부의 제1 이동 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암의 이동 동안 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘에 관한 센서 정보 센서를 획득하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암, 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블, 및 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서를 포함한다. 테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능하다. 하나 이상의 프로그램은 또한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 것, 및 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서로부터 센서 정보를 획득하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 센서 정보는 테이블 상부의 제1 이동 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암의 이동 동안 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘에 관한 정보를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블, 제1 로봇 아암, 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키고, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템은 디스플레이를 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에 그리고 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라, 디스플레이에서 충족되는 하나 이상의 기준에 관한 정보를 제시하고/하거나, 제1 로봇 아암의 이동 및/또는 테이블 상부의 이동의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하게 하는 명령어를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법이 개시된다. 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암과, 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함한다. 방법은 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계, 및 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 것, 및 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 위한 명령어를 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 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 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 단부도(end view)를 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 환자 플랫폼 시스템을 예시한 도면.
도 22a 및 도 22b는 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 병진을 예시한 도면.
도 22c 및 도 22d는 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 회전을 예시한 도면.
도 23은 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템의 로봇 아암을 예시한 도면.
도 24a 내지 도 24c는 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부와 로봇 아암 사이의 협응된 움직임의 예를 예시한 도면.
도 25a 내지 도 25c는 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부와 로봇 아암 사이의 협응된 움직임의 다른 예를 예시한 도면.
도 26은 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼의 이동을 제어하기 위한 입력 장치를 예시한 도면.
도 27a 내지 도 27e는 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템을 동작시키기 위한 흐름도를 도시한 도면.
도 28a 내지 도 28d는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템에 의해 협응된 움직임을 수행하는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한 도면.
도 29a 내지 도 29c는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한 도면.
도 30은 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한 도면.
도 31a 및 도 31b는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한 도면.
1. 개요.
본 개시의 태양은 복강경술과 같은 최소 침습 절차 및 내시경술과 같은 비-침습 절차 둘 모두를 비롯하여 다양한 의료 절차를 수행할 수 있는 로봇식(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(pivoted) 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 내비게이션(navigation)을 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 움직이지 못하게 하는 구성요소를 수용한다. 예를 들어, 카트 기부(15)는 절차 전에 카트가 수술실을 용이하게 돌아다니도록 허용하는 롤링가능 휠(rollable wheel)-형상의 캐스터(caster)(25)를 포함한다. 적절한 위치에 도달한 후에, 캐스터(25)는 절차 동안 카트(11)를 제위치로 유지하기 위해 휠 로크(wheel lock)를 사용하여 움직이지 못하게 될 수 있다.
칼럼(14)의 수직 단부에 위치되어, 콘솔(16)은 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스, 및 수술전 데이터 및 수술중 데이터 둘 모두를 의사 사용자에게 제공하기 위한 디스플레이 스크린 둘 모두(또는 예를 들어 터치스크린(26)과 같은 이중-목적 장치)를 허용한다. 터치스크린(26) 상의 잠재적인 수술전 데이터는 수술전 계획, 수술전 컴퓨터 단층촬영(computerized tomography, CT) 스캔으로부터 도출된 내비게이션 및 매핑 데이터(mapping data), 및/또는 수술전 환자 인터뷰로부터의 기록을 포함할 수 있다. 디스플레이 상의 수술중 데이터는 도구로부터 제공되는 광학 정보, 센서로부터의 센서 및 좌표 정보뿐만 아니라, 호흡, 심박수, 및/또는 맥박과 같은 바이탈 환자 통계치를 포함할 수 있다. 콘솔(16)은 의사가 캐리지(17) 반대편에 있는 칼럼(14)의 측부로부터 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 조작하고 안정시키는 것을 보조하기 위한 손잡이(27)를 포함한다.
도 3은 요관경술을 위해 배열된 로봇식 시스템(10)의 일 실시예를 예시한다. 요관경술 절차에서, 카트(11)는 환자의 요도 및 요관을 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(platform)(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(35)(도시되지 않음)를 칼럼(37)을 중심으로 회전시킴으로써, 로봇 아암(39)은 요관경(56)을 가상 레일(57)을 따라 환자의 서혜부 영역 내로 직접 삽입하여 요도에 도달하게 할 수 있다. 요관경술에서, 스터럽(stirrup)(58)이 또한 테이블(38)의 스위블 부분(55)에 고정되어, 절차 동안 환자의 다리의 위치를 지지하고 환자의 서혜부 영역에 대한 명확한 접근을 허용할 수 있다.
복강경술 절차에서, 환자의 복벽 내의 작은 절개부(들)를 통해, 최소 침습 기구가 환자의 해부학적 구조 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, 최소 침습 기구는 환자 내의 해부학적 구조에 접근하는 데 사용되는, 샤프트와 같은 세장형 강성 부재를 포함한다. 환자의 복강의 팽창 후에, 기구는 파지, 절단, 절제, 봉합 등과 같은 수술 또는 의료 작업을 수행하도록 지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 기구는 복강경과 같은 스코프(scope)를 포함할 수 있다. 도 9는 복강경술 절차를 위해 구성된 로봇식 테이블-기반 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 시스템(36)의 캐리지(43)는 로봇 아암들(39)의 쌍을 테이블(38)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치시키도록 회전되고 수직으로 조절될 수 있어서, 기구(59)가 환자의 양쪽 측부 상의 최소 절개부로 통과되어 그/그녀의 복강에 도달하도록 아암 마운트(45)를 사용하여 위치될 수 있게 한다.
복강경술 절차를 수용하기 위해, 로봇식 테이블 시스템은 또한 플랫폼을 원하는 각도로 틸팅되게 할 수 있다. 도 10은 피치 또는 틸트 조절을 갖는 로봇식 의료 시스템의 일 실시예를 예시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 시스템(36)은 테이블(38)의 틸트를 수용하여, 테이블의 하나의 부분을 다른 부분보다 바닥으로부터 더 큰 거리를 두고 위치시킬 수 있다. 추가적으로, 아암 마운트(45)는 틸트와 일치하도록 회전할 수 있어서, 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 제약하는 (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 롤을 포함하는 3-자유도), 엘보우(엘보우 피치를 포함하는 1-자유도), 쇼울더(쇼울더 피치 및 요를 포함하는 2-자유도), 및 기부(144A, 144B)(병진을 포함하는 1-자유도)를 포함하는, 8 자유도를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 삽입 자유도는 로봇 아암(142A, 142B)에 의해 제공될 수 있는 한편, 다른 실시예에서는, 기구 자체가 기구-기반 삽입 아키텍처를 통한 삽입을 제공한다.
C. 기구 드라이버 및 인터페이스.
시스템의 로봇 아암의 엔드 이펙터는 (i) 의료 기구를 작동시키기 위한 전기-기계 수단을 통합하는 기구 드라이버(대안적으로 "기구 구동 메커니즘" 또는 "기구 장치 조작기"로 지칭됨), 및 (ii) 모터와 같은 임의의 전기-기계 구성요소가 없을 수 있는 제거가능 또는 탈착가능 의료 기구를 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(grasper) 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(proximal portion)(154) 및 원위 부분(156)을 갖는 튜브형 부재를 포함한다. 세장형 샤프트(152)는 그의 외부 표면을 따라 하나 이상의 채널 또는 홈(158)을 포함한다. 홈(158)은 그를 통해 하나 이상의 와이어 또는 케이블(180)을 수용하도록 구성된다. 따라서, 하나 이상의 케이블(180)이 세장형 샤프트(152)의 외부 표면을 따라 이어진다. 다른 실시예에서, 케이블(180)은 또한 세장형 샤프트(152)를 통해 이어질 수 있다. (예컨대, 기구 드라이버를 통한) 하나 이상의 케이블(180)의 조작이 엔드 이펙터(162)의 작동을 유발한다.
기구 기부로 또한 지칭될 수 있는 기구 손잡이(170)는 일반적으로, 기구 드라이버의 부착 표면 상의 하나 이상의 토크 커플러(torque coupler)와 상호 정합되도록 설계되는 하나 이상의 기계적 입력부(174), 예컨대 리셉터클, 풀리 또는 스풀을 갖는 부착 인터페이스(172)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기구(150)는 세장형 샤프트(152)가 손잡이(170)에 대해 병진하는 것을 가능하게 하는 일련의 풀리 또는 케이블을 포함한다. 다시 말하면, 기구(150) 자체가 기구의 삽입을 수용하는 기구-기반 삽입 아키텍처를 포함하여, 그에 의해 기구(150)의 삽입을 제공하기 위한 로봇 아암에 대한 의존성을 최소화한다. 다른 실시예에서, 로봇 아암이 기구 삽입을 주로 담당할 수 있다.
E. 제어기.
본 명세서에 기술된 로봇 시스템들 중 임의의 것은 로봇 아암에 부착된 기구를 조작하기 위한 입력 장치 또는 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 제어기의 조작이 예컨대 일차-이차 제어(primary-secondary control)(예를 들어, 일차-팔로워 제어(primary-follower 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 제어기인 것에 의해, 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. 환자 플랫폼 시스템의 협응된 움직임.
전술된 예들 중 몇몇에 도시된 바와 같이, 로봇 의료 시스템은 베드 또는 테이블 상부를 포함하는 테이블을 포함할 수 있다. 테이블은 로봇 내시경술, 로봇 복강경술, 개방 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, 테이블 상부는 환자의 해부학적 부위에 대한 가시성 또는 접근가능성을 개선하기 위해 의료 절차 동안 이동(병진 또는 회전)될 필요가 있을 수 있으며, 그에 따라 로봇 의료 시스템의 테이블 상부와 로봇 아암의 협응된 움직임이 테이블 상부의 이동 동안 환자에 대한 의료 도구의 위치를 유지하는 데 사용될 수 있다.
유리하게도 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부와 하나 이상의 운동학적 체인 사이의 협응된 움직임을 제공하는 환자 플랫폼 시스템이 본 명세서에 개시된다. 환자 플랫폼 시스템이 사용 중일때(예를 들어, 의료 절차 또는 수송 동안 환자를 지원하고 있을 때), 테이블 상부의 위치 및/또는 배향에 있어서의 변화는 하나 이상의 운동학적 체인에 부착된 임의의 의료 도구(들)가 테이블 상부에 대한 그들의 위치를 유지하도록 하나 이상의 운동학적 체인의 협응된 이동을 동반할 수 있다.
도 21은 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)을 예시한다. 환자 플랫폼 시스템(200)(예를 들어, 의료 플랫폼 시스템, 로봇 수술 시스템)은 테이블(202), 및 테이블(202)에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인(204)을 포함한다. 테이블(202)은 강성 기부(224), 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한 테이블 상부(225)(예를 들어, 수술 베드, 수술 테이블, 로봇 수술 테이블)를 포함한다. 강성 기부(224)(예를 들어, 수술 베드를 위한 테이블 기부, 강성 하중-지탱 하우징, 섀시)는 (예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)에 포함된 베드 칼럼(220)으로) 테이블 상부(225)를 지지하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 강성 기부(224)에 대해 병진, 회전(예를 들어, 요잉), 및/또는 틸팅(예를 들어, 피칭 및/또는 롤링)될 수 있다. 테이블 상부(225)는 병원 베드 또는 수술 베드로서의 역할을 하고, 의료 절차 또는 환자 수송 동안 환자를 지지하기 위한 표면을 제공한다.
도 21은 또한 환자 플랫폼 시스템(200)의 소정 특징부를 기술하는 데 사용될 예시적인 x, y, z 좌표계를 예시한다. 이러한 좌표계는 단지 예시 및 설명의 목적으로 제공될 뿐이고 다른 좌표계가 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예시된 예에서, x-방향 또는 x-축은 환자 플랫폼 시스템(200)을 가로질러 측방향으로 연장된다. 예를 들어, x-방향은 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)에 평행할 때 하나의 측방향 측(예를 들어, 우측)으로부터 다른 측방향 측(예를 들어, 좌측)으로 테이블 상부(225)를 가로질러 연장된다. y-방향 또는 y-축은 테이블 상부(225)를 따라 길이 방향으로 연장된다. 예를 들어, y-방향은 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)에 평행할 때 하나의 길이방향 단부(예를 들어, 헤드 단부)로부터 다른 길이방향 단부(예를 들어, 풋 단부)로 테이블 상부(225)를 따라 연장된다. 예시된 예에서, z-방향 또는 z-축은 수직 방향(예를 들어, x-축 및 y-축에 수직인 방향)으로 베드 칼럼(220)을 따라 연장된다.
소정의 의료 절차 동안, 환자가 테이블 상부(225)에 의해 지지되고 있는 동안 테이블 상부(225)의 위치 또는 배향을 변경하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들어, 담낭절제술 절차 동안, 의사는 환자의 담낭에 접근하기 위해 테이블 상부(225)를 회전시키기를 원할 수 있다. 다른 예에서, 자궁절제술 절차 동안, 의사는 환자의 자궁에 접근하기 위해서 테이블 상부(225)를 역 트렌델렌부르크 자세(환자의 발이 환자의 머리 위로 높여짐)로 위치시키기 위해 테이블 상부(225)를 테이블(202)의 횡축(예를 들어, x-축)에 대해 틸팅(예를 들어, 피칭)시키기를 원할 수 있다. 도 22a 내지 도 22d를 참조하여 기술되는 바와 같이, 테이블 상부(225)는 (예를 들어, z-축을 따라) 상향 및 하향으로 병진되거나, (예를 들어, y-축을 따라) 테이블 상부(225)의 헤드 또는 풋을 향해 y-방향으로 길이방향으로 병진되거나, y-축에 평행한 길이방향 축을 중심으로 테이블 상부(225)를 회전시킴으로써 롤링되거나, x-축에 평행한 횡축을 중심으로 테이블 상부(225)를 회전시킴으로써 피칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 z-축에 평행한 수직 축을 중심으로 테이블 상부(225)를 회전시킴으로써 요잉될 수 있다.
하나 이상의 운동학적 체인(204)은 하나 이상의 로봇 아암(205), 및 하나 이상의 로봇 아암(205)을 지지하도록 구성된 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(210)를 포함한다. 예를 들어, 도 21에 도시된 환자 플랫폼 시스템(200)은 2개의 운동학적 체인을 포함하고, 각각의 운동학적 체인(204)은 조절가능 아암 지지부(210) 및 3개의 로봇 아암(205)을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 또한 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. 셋업 조인트(들)(215)는 강성 기부(224)에 대한 조절가능 아암 지지부(들)(210)의 이동(예를 들어, 병진 및/또는 회전)을 허용한다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 또한 하나 이상의 프로세서 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함하거나 그들에 결합되며, 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금 사용자 요청에 따라 테이블 상부(225)를 동작시키거나 이동시키게 하고 테이블 상부(225)의 이동에 따라 하나 이상의 로봇 아암(205)을 동작시키거나 이동시키게 한다. 하나 이상의 프로세서 및 메모리는 환자 플랫폼 시스템(200)에, 또는 환자 플랫폼 시스템과 별개인 다른 시스템(예를 들어, 제어기 또는 타워)에 포함될 수 있다. 하나 이상의 프로세서 및 메모리의 전기 연결은 도 32와 관련하여 기술된다. 하나 이상의 프로세서는 사용자 요청된 이동에 따라 테이블 상부(225) 및 운동학적 체인의 협응된 이동을 달성하기 위해 필요에 따라, 테이블 상부(225), 베드 칼럼(220), 조절가능 아암 지지부(210), 및/또는 로봇 아암(205)과 같은, 환자 플랫폼 시스템(200)의 임의의 구성요소의 협응된 이동을 제어한다.
도 22a는 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 z-방향을 따른 축방향 병진을 예시하는, x-축이 페이지 내로 연장되는, 환자 플랫폼 시스템(200)의 측면도이다. 이중 화살표에 의해 표현된, 축 방향으로의 테이블 상부(225)의 이동은 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)의 위치에 대해 상승되거나 하강될 수 있게 한다. 테이블 상부(225)는 3개의 위치에 예시된다: 실선은 비-병진된 위치에 있는 테이블 상부(225)를 나타내고, 파선은 상승된 위치에 있는 테이블 상부(225)를 나타내고, 점선은 하강된 위치에 있는 테이블 상부(225)를 나타낸다.
도 22b는 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 (y-방향을 따른) 길이방향 병진을 예시하는, x-축이 페이지 내로 연장되는, 환자 플랫폼 시스템(200)의 측면도이다. 이중 화살표에 의해 표현된 바와 같은, y-방향을 따른 테이블 상부(225)의 이동은 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)에 대해 환자 플랫폼 시스템(200)의 헤드 단부(225-1) 또는 풋 단부(225-2)를 향해 활주할 수 있게 한다. 테이블 상부(225)는 3개의 위치에 예시된다: 실선은 비-병진된 위치에 있는 테이블 상부(225)를 나타내고(예를 들어, 테이블 상부(225)의 중심이 강성 기부(224)의 중심과 정렬됨), 파선은 테이블 상부(225)가 환자 플랫폼 시스템(200)의 헤드 단부(225-1)를 향해 병진된 위치를 나타내고, 점선은 테이블 상부(225)가 환자 플랫폼 시스템(200)의 풋 단부(225-2)를 향해 병진된 위치를 나타낸다.
도 22c는 환자 플랫폼 시스템(200)의 y-축에 평행한(예를 들어, y-방향으로 연장되는) 길이방향 축(Y')을 중심으로 한 테이블 상부(225)의 롤링을 예시하는, y-축이 페이지 내로 연장되는, 환자 플랫폼 시스템(200)의 단부도이다. 이것은 테이블 상부(225)가 좌우로 롤링되거나 회전될 수 있게 한다. 테이블 상부(225)는 3개의 위치에 예시된다: 실선은 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)에 실질적으로 평행한 비-회전된 위치를 나타내고, 파선은 제1 회전된 위치를 나타내고, 점선은 제2 회전된 위치를 나타낸다. 제1 회전된 위치에서, 테이블 상부(225)는 x-축에 대해 각도 α를 형성하고, 제2 회전된 위치에서, 테이블 상부(225)는 x-축에 대해 음의 각도 α를 형성한다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 비-회전된 위치에 대해 적어도 약 5도, 10도, 15도, 20도, 25도, 30도, 35도, 40도, 45도 또는 그 초과의 회전 각도 α를 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 비-회전된 위치로부터 둘 모두의 횡방향으로 회전될 수 있다(예를 들어, 회전 각도 α는 양 또는 음일 수 있다). 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 파선 및 점선으로 예시된 위치들 사이의 임의의 각도로 회전될 수 있다.
도 22d는 환자 플랫폼 시스템(200)의 x-축에 평행한(예를 들어, x-방향으로 연장되는) 횡축(X')을 중심으로 한 테이블 상부(225)의 피칭을 예시하는, x-축이 페이지 내로 연장되는, 환자 플랫폼 시스템(200)의 측면도이다. 이것은 테이블 상부(225)의 헤드가 테이블 상부(225)의 풋에 비해 높여지거나 그 반대가 되도록 테이블 상부(225)가 피칭되거나 틸팅될 수 있게 한다. 테이블 상부(225)는 3개의 위치에 예시된다: 실선은 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)에 실질적으로 평행한 비-틸팅된 위치를 나타내고, 파선은 제1 틸팅된 위치를 나타내고, 점선은 제2 틸팅된 위치를 나타낸다. 제1 틸팅된 위치에서, 테이블 상부(225)는 y-축에 대해 각도 β를 형성하고, 제2 틸팅된 위치에서, 테이블 상부(225)는 y-축에 대해 음의 각도 β를 형성한다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 비-틸팅된 위치에 대해 적어도 약 15도, 20도, 25도, 30도, 35도, 40도, 45도, 50도, 55도, 60도 또는 그 초과의 틸트 각도 β를 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 비-틸팅된 위치로부터 둘 모두의 길이 방향으로 틸팅될 수 있다(예를 들어, 측방향 틸트 각도 β는 양 또는 음일 수 있다). 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)는 파선 및 점선으로 예시된 위치들 사이의 임의의 각도로 틸팅될 수 있다.
테이블 상부(225)의 이동과 연관된 메커니즘에 관한 추가적인 상세사항이 2020년 3월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/810,469호에 기술되어 있으며, 이 미국 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 도 22a 내지 도 22d와 관련하여 기술된 병진 및 회전 움직임들 중 임의의 것으로 테이블 상부(225)를 이동시키도록 구성된다. 전술된 움직임들 중 둘 이상이 연속하여 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 테이블 상부(225)에 의해 수행될 수 있는 다양한 병진 및 회전 이동과 조합하여, 환자 플랫폼 시스템(200)의 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 테이블 상부(225)의 이동에 대한 독립적인 이동(예를 들어, 의료 절차 동안 기준점을 중심으로 의료 도구를 조작함) 및 협응된 이동(예를 들어, 의료 절차 동안 테이블 상부(225)의 이동과 함께 기준점을 이동시킴) 둘 모두가 가능하다. 로봇 아암(205)의 동작에 관한 상세사항이 도 23과 관련하여 기술된다.
도 23은 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템(200)의 로봇 아암(205)을 예시한다. 로봇 아암(205)은, 선택적으로 조절가능 아암 지지부(210) 및/또는 셋업 조인트(215)를 통해, 테이블(202)에 결합된 제1 단부(230), 및 의료 도구(234)(예를 들어, 진단 또는 이미징 장치, 스코프, 수술 기구)가 로봇 아암(205)에 부착될 수 있게 하도록 구성가능한 하나 이상의 구동 메커니즘을 포함하는 활성 장치 조작기(active device manipulator, ADM)(232)를 포함한다. 로봇 아암(205)은, 로봇 아암(205)에 다중 자유도를 제공하고 로봇 아암(205)이 다양한 이동을 수행할 수 있게 하는 하나 이상의 조인트를 포함한다. 예를 들어, 도 23에 도시된 로봇 아암(205)은 원위 조인트(235-1), 중간 조인트(235-2), 및 기부 조인트(235-3)를 포함한다. 일부 실시예에서, 로봇 아암(205)은 추가적인 자유도를 제공하기 위해 하나 이상의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함한다.
특히, 하나 이상의 조인트(235-1, 235-2, 235-3)는 로봇 아암(205)의 ADM(232)(예를 들어, 원위 부분)의 배향을 제어할 수 있다. 로봇 아암(205)은 환자 플랫폼 시스템(200)의 다른 구성요소들과 독립적으로 이동하여서, 로봇 아암(205)이 로봇 아암(205)의 ADM(232)에 부착된 의료 도구(234)를 독립적으로 제어 및 조작할 수 있게 하도록 구성가능하다. 로봇 아암(205)의 이동이 환자 플랫폼 시스템(200)의 다른 구성요소의 이동과 독립적으로 제어될 수 있지만, 로봇 아암(205)의 이동은 또한 테이블 상부(225)의 이동과 같은, 환자 플랫폼 시스템(200)의 다른 구성요소의 이동과 협응될 수 있다. 운동학적 체인의 원위 단부 또는 원위 부분은 다음 중 임의의 것에 대응할 수 있다: ADM(232), 의료 도구(234)의 도구 팁(236)(로봇 아암(205)의 ADM(232)을 통해 운동학적 체인에 부착된 동안), 또는 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(RCM)(238).
일부 실시예에서, 로봇 아암(205)을 포함한, 운동학적 체인의 이동은, 하나 이상의 사전설정된 조건이 운동학적 체인(204) 및/또는 테이블 상부(225)의 이동을 개시하기 전에, 운동학적 체인(204) 및 테이블 상부(225) 중 임의의 것이 움직이고 있는 동안에, 그리고/또는 운동학적 체인(204) 및 테이블 상부(225) 중 임의의 것의 이동 후에 유지되도록 테이블 상부(225)의 측방향 및/또는 회전 이동과 협응될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 운동학적 체인에 부착된(예를 들어, 운동학적 체인의 로봇 아암(205)에 부착된) 의료 도구(234)의 도구 팁(236)의 위치 및/또는 배향이 테이블 상부(225)의 위치 및 배향에 대해 유지되는 제약 또는 요건을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)의 위치가 테이블 상부(225)에 대해 유지되는 요건을 포함한다. 일부 실시예에서, 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)과 로봇 아암(205)에 부착된 의료 도구(234)의 도구 팁 위치는 서로 일치한다(예를 들어, 원격 운동 중심(238)이 의료 도구(234)의 도구 팁 위치에 대응함). 일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 운동학적 체인(204)의 원위 단부(예를 들어, ADM(232), 로봇 아암(205)에 부착된 의료 도구(234)의 도구 팁(236))의 이동을 테이블 상부(225)의 위치에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 로봇 아암(205)의 일부분과 같은, 운동학적 체인의 임의의 부분과 테이블 상부(225)가 운동학적 체인(204) 및 테이블 상부(225) 중 임의의 것의 이동(예를 들어, 움직임) 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 금지한다. 예를 들어, 사용자가 테이블 상부(225)가 로봇 아암(205)의 임의의 부분과 충돌할 위치로의 테이블 상부(225)의 회전을 요청하는 경우, 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225)와 로봇 아암(205) 사이의 충돌 또는 접촉을 방지하기 위해 이동을 금지하거나 테이블 상부(225)의 경로를 비켜서 (가능한 경우, 임의의 다른 사전설정된 조건을 위반함이 없이) 로봇 아암(205)을 이동시킬 것이다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 동일한 테이블(202)에 결합된 하나 이상의 로봇 아암 중의 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암이, 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것의 이동(예를 들어, 움직임) 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 금지한다. 예를 들어, 사용자가 운동학적 체인의 협응된 이동이 (동일한 테이블(202)에 각각 결합된) 제1 및 제2 로봇 아암이 다른 사전설정된 조건들 중 임의의 것(예를 들어, 테이블 상부(225)에 대한 의료 도구(234)의 도구 팁(236)의 위치를 유지함)을 유지하기 위해 서로 충돌하거나 접촉하는 것을 야기할 위치로의 테이블 상부(225)의 이동을 요청하는 경우, 환자 플랫폼 시스템(200)은 제1 및 제2 로봇 아암들 사이의 충돌 또는 접촉을 방지하기 위해 테이블 상부(225)의 이동을 금지하거나 (가능한 경우, 임의의 다른 사전설정된 조건을 위반함이 없이) 제1 또는 제2 로봇 아암들 중 적어도 하나를 이동시킬 것이다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 (예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)과 인근의 환자 또는 의료진 사이의 충돌 또는 부딪힘을 회피하기 위해) 로봇 아암(205)이 환자 플랫폼 시스템(200)에 인접한 하나 이상의 물체로부터의 임계 거리(예를 들어, 고정된 거리, 포텐셜 웰(potential well)에 기초한 동적으로 가변적인 임계 거리) 이내에 도달하는 것을 방지한다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건을 유지하기 위해, 로봇 아암들(205) 중 하나 이상은 로봇 아암(205)이 환자, 의료진과 같은 물리적 물체, 또는 바이탈 사인 모니터링 장치, 펌프 등과 같은 추가적인 의료 장비의 위치에 너무 가까워지는 것(예를 들어, 임계 거리 이내에 도달함)을 회피하도록 비켜서 이동된다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225) 상의 환자의 위치는 테이블 상부(225)의 이동에 대해 제한 구역에 의해 지정되고, 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)의 첫 번째 이동 동안 하나 이상의 프로세서에 의해 제한 구역을 벗어나 자동으로 이동되고/되거나, 테이블 상부(225)의 첫 번째 이동에 따라 로봇 아암(205)에 의해 실행되는 협응된 이동 동안 제한 구역에 진입하는 것이 방지된다. 일부 실시예에서, 비도킹된 로봇 아암은 의료진이 존재할 가능성이 있는 그리고/또는 환자 플랫폼 시스템(200)과의 예상치 못한 충돌이 이전 이동에서 이전에 발생한 물리적 환경의 영역을 회피하도록 (예를 들어, 기부 또는 아암 지지부에 대한 로봇 아암을 따른 다양한 조인트의 병진 및/또는 회전, 그리고/또는 기부에 결합된 조절가능 아암 지지부의 병진 및/또는 회전을 통해) 이동된다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건을 유지하기 위해, 로봇 아암들(205) 중 하나 이상의 구성은(예를 들어, 로봇 아암(205)의 기부 조인트가 조절가능 아암 지지부에 대해 정지 상태로 유지되는 동안, 그리고/또는 조절가능 아암 지지부를 따른 병진 동안) 로봇 아암(205)이 제한 구역 및/또는 높은 충돌 개연성을 갖는 영역에 너무 가까워지는 것(예를 들어, 임계 거리 이내에 도달함)을 방지하도록 변경된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 의료 도구(234)(예를 들어, 후퇴된 상태 또는 비-후퇴된 상태에 있는 스코프, 수술 기구)와 테이블 상부(225) 사이의 고정된 공간적 관계(예를 들어, 고정된 위치 및/또는 배향)가 테이블 상부(225)의 이동 동안 유지되는 것을 요구한다. 일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)의 부분들은 부착된 의료 도구(234)와 테이블 상부(225) 사이의 상대 위치 및/또는 상대 배향을 유지하기 위해 널-공간(null-space) 동작에서 테이블 상부(225)에 대해 이동된다. 널-공간 동작에서, 로봇 아암(205)은 그것이 로봇 아암의 상태에 대한 다양한 위치 및 배향을 취하는 것을 가능하게 하는 적어도 하나의 여유 조인트를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 테이블 상부를 이동시키는 동안, 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 로봇 아암은, 그의 링크 및 조인트가 널-공간에서 다양한 구성으로 이동하는 동안, 소정 상태(예를 들어, 그의 원격 운동 중심)를 유지할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)와 로봇 아암(205)에 부착된 의료 도구(234)의 원격조작 입력 장치 사이의 정렬된 공간적 관계가 테이블 상부(225)의 이동 동안 유지되는 것을 요구한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)와 하나 이상의 운동학적 체인의 원위 부분 사이의 공간적 관계가 테이블 상부(225)의 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용한다. 예를 들어, 운동학적 체인의 로봇 아암(205)이 전개되지 않은 경우(예를 들어, 사용중이 아님, 도킹된 상태에 있지 않음, 의료 도구(234)에 부착되지 않음, 후퇴된 상태에 있음, 후퇴된 상태에 있는 의료 도구(234)에 부착됨), 테이블 상부(225)에 대한 운동학적 체인(예를 들어, 로봇 아암(205)의 ADM(232) 또는 로봇 아암(205)에 부착된 의료 도구(234))의 원위 단부의 상대 위치는 테이블 상부(225)의 이동 동안 변경되도록 허용될 수 있다. 이 경우에, 로봇 아암(205) 및 로봇 아암(205)에 부착된 임의의 의료 도구(234)가 의료 절차에 관여되지 않고 따라서 사용중이 아니거나 환자와 접촉하지 않기 때문에, 테이블 상부(225)에 대한 운동학적 체인의 원위 단부의 상대 위치에 있어서의 변화(예를 들어, 로봇 아암(205)의 ADM(232)의 상대 위치에 있어서의 변화, 로봇 아암(205)에 부착된 임의의 의료 도구(234)의 상대 위치에 있어서의 변화)는 의료 절차 또는 환자에 악영향을 미치지 않는다. 또한, 일부 경우에, 비도킹된 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)의 이동 동안 환자의 무게 중심에 있어서의 시프트를 보상하거나, 환자와 로봇 아암(205)의 일부분의 접촉으로 인한 압력을 완화하거나, 테이블 상부(225)의 이동 동안 로봇 아암(205)과 환자의 접촉을 방지하도록 이동될 수 있다.
환자 플랫폼 시스템(200)의 테이블 상부(225)와 로봇 아암(205) 사이의 협응된 움직임의 두 가지 예가 도 24a 내지 도 24c 및 도 25a 내지 도 25c와 관련하여 기술된다.
도 24a 내지 도 24c는 환자 플랫폼 시스템(200)의 단부도를 예시하며, 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)의 2개의 로봇 아암(205-1, 205-2)과 테이블 상부(225)의 협응된 움직임을 도시한다. 도 24a는 테이블 상부(225)는 강성 기부(224)에 실질적으로 평행하고, 로봇 아암(205-1)은 비도킹된 상태(예를 들어, 비-사용중 상태)에 있고, 로봇 아암(205-2)은 로봇 아암(205-2)의 ADM(232)에 부착된 의료 도구(234)와 도킹된 상태(예를 들어, 사용중 상태, 전개된 상태)에 있는 시작 위치에서의 테이블 상부(225)를 도시한다. 의료 도구(234)의 도구 팁(236)은 테이블 상부(225)에 대한 상대 위치 및 배향을 갖는다. 특히, 의료 도구(234)의 도구 팁(236)은 테이블 상부(225)의 표면으로부터 거리 d1에 위치되고, 테이블 상부(225)의 평면과 평행한, 파선에 의해 표시된, 평면에 대해 각도 θ1로 배향된다. 테이블 상부(225) 및 둘 모두의 로봇 아암(205-1, 205-2)의 이동이 하나 이상의 사전설정된 조건(들)을 충족시켜야 하지만, 로봇 아암(205-1)은 비도킹된 상태에 있는 로봇 아암에 적용되는 제1 세트의 사전설정된 조건(들)의 지배를 받는다. 대조적으로, 로봇 아암(205-2)은 도킹된 상태에 있는 로봇 아암에 적용되는 제2 세트의 사전설정된 조건(들)의 지배를 받는다. 제1 세트의 사전설정된 조건은 제2 세트의 사전설정된 조건과 상이하다. 2개의 로봇 아암 사이의 충돌(예를 들어, 접촉), 및/또는 로봇 아암(205)과 테이블 상부(225) 사이의 충돌을 야기할 이동을 금지하는 조건과 같은, 사전설정된 조건(들) 중 일부가 로봇 아암의 상태에 관계없이 모든 로봇 아암에 적용가능하고(예를 들어, 도킹된 로봇 아암 및 비도킹된 로봇 아암 둘 모두에 적용가능하고), 그러한 사전설정된 조건은 제1 세트의 사전설정된 조건 및 제2 세트의 사전설정된 조건 둘 모두의 일부이다.
도 24b는 테이블 상부(225)가 x-z 평면 상에서 회전된(예를 들어, 롤링된)(예를 들어, y-축에 평행한 길이방향 축을 중심으로 회전된) 틸팅된 위치에 있는 테이블 상부(225)를 도시한다. 도 24b는 테이블 상부(225)의 움직임 동안의 환자 플랫폼 시스템(200)을 나타내거나, 테이블 상부(225)의 요청된 또는 원하는 위치가 달성된 최종 상태를 나타낼 수 있다. 로봇 아암(205-2)이 도킹된 상태에 있기 때문에, 로봇 아암(205-2)은 하나 이상의 사전설정된 조건이 충족되도록 테이블 상부(225)의 이동과 협응하여 이동된다. 이 예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)에 대한, 로봇 아암(205-2)에 부착된 의료 도구(234)의 도구 팁(236)의 상대 위치 및 배향을 유지하는 것을 포함한다. 그에 따라, 로봇 아암(205-2)은, 로봇 아암(205-2)에 부착된 의료 도구(234)의 도구 팁(236)의 위치 및 배향이 테이블 상부(225)의 이동 동안 유지되도록 테이블 상부(225)의 이동과 협응하여 이동된다. 로봇 아암(205-2)과 대조적으로, 로봇 아암(205-1)은 비도킹된 또는 비-사용중 위치에 있고, 그에 따라 로봇 아암(205-1)은 로봇 아암(205-1)의 원위 단부 위치에 관한 제약 또는 제한 없이 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 아암(205-1)은 테이블 상부(225)의 이동 및 로봇 아암(205-2)의 이동에 응답하여 이동되지 않는다. 이 예에서, 로봇 아암(205-1)의 초기 위치는 테이블 상부(225) 및 로봇 아암(205-2)이 이동되는 동안 하나 이상의 사전설정된 조건(예를 들어, 충돌 회피)을 준수한다. 그에 따라, 일부 실시예에서, 로봇 아암(205-1)은 테이블 상부(225) 및 로봇 아암(205-2)의 이동 동안 정지 상태로 유지될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 24b에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(205-1)은 테이블 상부(225) 및 로봇 아암(205-2)이 이동되는 동안 충돌을 회피하도록 테이블 상부(225)의 이동 및 로봇 아암(205-2)의 이동에 응답하여 이동된다.
일부 실시예에서, 도 24c에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(205-1)이 테이블 상부(225) 및 로봇 아암(205-2)의 이동 동안 정지 상태로 유지될 수 있을지라도 로봇 아암(205-1)을 이동시키는 것이 바람직할 수 있다. 이 예에서, 로봇 아암(205-1)은 후퇴된 위치로 이동된다. 예를 들어, 수행 중인 의료 절차와의 임의의 잠재적인 간섭을 감소시키기 위해, 또는 환자 플랫폼 시스템(200)에 걸쳐 중량을 재분배하여서 환자 플랫폼 시스템(200)의 구성요소의 응력 및 응력 변형(및 마모 및 인열)을 감소시키기 위해, 로봇 아암(205-1)을 이동시키는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 사전설정된 조건이 테이블 상부(225)의 이동 및 로봇 아암(205-2)의 이동 동안 충족될 수 있지만, 주치의는 환자의 해부학적 부위에 접근하기 위해 로봇 아암(205-1)이 이동될 것을 요구할 수 있다. 로봇 아암(205-1)은 (예를 들어, 로봇 아암(205-1)이 저-임피던스 모드에 있을 때) 환자 플랫폼 시스템(200)의 사용자에 의해 수동으로 이동될 수 있거나, 환자 플랫폼 시스템(200)에 사용자 명령(예를 들어, 사용자 요청된 이동 및/또는 사용 요청된 위치에 대응하는 명령 또는 명령어)을 제공하도록 구성된 입력 장치에서의 사용자 입력에 따라 자동으로 이동될 수 있다.
2개의 로봇 아암(205-1, 205-2)이 도 24a 내지 도 24c에 도시되지만, 환자 플랫폼 시스템(200)은 도 24a 내지 도 24c에 포함되지 않은 추가적인 로봇 아암(205)(예를 들어, 총 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 그 초과의 로봇 아암) 및 의료 도구(234)를 포함할 수 있다. 일부 구성에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 하나의 로봇 아암(205)만을 포함한다. 로봇 아암들(205)의 협응된 이동이 환자 플랫폼 시스템(200)의 로봇 아암들(205)의 서브세트(예를 들어, 전부보다 적음)에서의 이동을 수반할 수 있지만, 일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)의 모든 로봇 아암들(205)이 테이블 상부(225)의 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건을 준수한다. 일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)의 모든 로봇 아암들(205)이 테이블 상부(225)의 이동과의 로봇 아암들(205)의 협응된 움직임 동안 이동되는 것이 또한 가능하다.
도 25a 내지 도 25c는 환자 플랫폼 시스템(200)의 측면도를 예시하며, 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)의 운동학적 체인(204)과 테이블 상부(225) 사이의 협응된 움직임을 도시한다. 도 25a에서, 운동학적 체인(204)은 조절가능 아암 지지부(210) 및 3개의 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5)을 포함한다. 도 25a는 또한 테이블 상부(225)가 강성 기부(224)에 실질적으로 평행한 초기 위치에 테이블 상부(225)가 있는 것을 도시한다. 로봇 아암(205-3)은 의료 도구(234-1)가 로봇 아암(205-3)의 ADM에 부착된 도킹된 상태(예를 들어, 사용중 상태, 전개된 상태)에 있고, 로봇 아암(205-4)은 의료 도구(234-2)가 로봇 아암(205-4)의 ADM에 부착된 도킹된 상태(예를 들어, 사용중 상태, 전개된 상태)에 있고, 로봇 아암(205-5)은 비도킹된 상태(예를 들어, 비-사용중 상태)에 있다. 로봇 아암(205-3, 205-4)의 각자의 원격 운동 중심(238-1, 238-2)은 테이블 상부(225)에 대한 각자의 상대 위치를 갖는다. 특히, 로봇 아암(205-3)의 원격 운동 중심(238-1)은 테이블 상부(225)의 표면으로부터 거리 d2에 위치되고, 로봇 아암(205-4)의 원격 운동 중심(238-2)은 테이블 상부(225)의 표면으로부터의 거리 d3에 위치된다. 테이블 상부(225)의 이동 및 3개의 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5) 중 임의의 것의 이동이 하나 이상의 사전설정된 조건(들)을 충족시켜야 하지만, 로봇 아암(205-3, 205-4)은 도킹된 상태에 있는 로봇 아암에 적용되는 제1 세트의 사전설정된 조건(들)의 지배를 받는다. 대조적으로, 로봇 아암(205-5)은 비도킹된 상태에 있는 로봇 아암에 적용되는 제2 세트의 사전설정된 조건(들)의 지배를 받으며, 여기서 제2 세트의 사전설정된 조건들은 제1 세트의 사전설정된 조건들과 상이하다. 로봇 아암들 사이의, 로봇 아암과 테이블 상부(225) 사이의, 그리고/또는 로봇 아암과 환자 사이의 충돌(예를 들어, 접촉)을 야기할 이동을 금지하는 조건과 같은, 사전설정된 조건(들) 중 일부는 로봇 아암의 상태에 관계없이 모든 로봇 아암에 적용가능하다(예를 들어, 도킹된 로봇 아암 및 비도킹된 로봇 아암 둘 모두에 적용가능하다).
도 25b는 테이블 상부(225)가 y-축에 대해 회전된(예를 들어, 피칭된)(예를 들어, x-축에 평행한 횡축을 중심으로 회전된) 틸팅된 위치에 있는 테이블 상부(225)를 도시한다. 운동학적 체인(204)은 하나 이상의 사전설정된 조건이 충족되도록 테이블 상부(225)의 이동과 협응하여 이동된다. 이 예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)에 대한, 도킹된 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)의 상대 위치를 유지하는 것을 포함한다. 운동학적 체인(204)의 이동은 조절가능 아암 지지부(210)의 이동뿐만 아니라 로봇 아암(205-3, 205-4)의 이동을 포함한다. 조절가능 아암 지지부(210)는 테이블 상부(225)의 틸팅과 협응하여 틸팅되었고, 로봇 아암(205-3, 205-4)은, 각각, 로봇 아암(205-3, 205-4)의 원격 운동 중심(238-1, 238-2)의 상대 위치가 테이블 상부(225)의 이동 동안 유지되도록 테이블 상부(225)의 이동과 협응하여 이동된다. 대조적으로, 로봇 아암(205-5)은 비도킹된 또는 비-사용중 위치에 있고, 그에 따라 로봇 아암(205-5)은 로봇 아암(205-5)의 원격 운동 중심(238) 또는 ADM(232)의 위치에 관한 제약 또는 제한 없이 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 25b에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(205-5)은 테이블 상부(225) 및 로봇 아암(205-3, 205-4)의 이동에 응답하여 (조절가능 아암 지지부(210)에 대해) 이동되지 않는다.
일부 실시예에서, 도 25c에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(205-5)은 하나 이상의 사전설정된 조건을 충족시키기 위해 이동될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 테이블 상부(225)의 이동 동안, 테이블 상부(225)에 의해 지지되는 환자가 위치에 있어서 시프트되었을 수 있고, 이는 환자가 로봇 아암(205-5)과 접촉하는 것으로 이어지며, 따라서 환자(또는 환자의 팔 또는 다리와 같은 환자의 일부분)의 중량 및 위치로 인해 로봇 아암(205-5)에 힘이 가해진다. 그러한 경우에, 로봇 아암(205-5)은 환자에 의해 로봇 아암(205-5)에 가해지는 힘의 양을 완화하거나 감소시키기 위해 이동될 수 있다. 이 예에서, 로봇 아암(205-5)은 환자와의 접촉을 회피하거나 완화하기 위해 후퇴된 상태로 이동된다. 일부 실시예에서, 로봇 아암(205-5)은, 로봇 아암(205-5) 상에 위치된 하나 이상의 센서에 의해, 로봇 아암(205-5)에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하는 것에 응답하여 이동된다. 유사하게, 환자 위치의 시프팅은 의료 도구(234-1) 및/또는 의료 도구(234-2)에 힘을 가할 수 있고, 이는 로봇 아암(205-3, 205-4)과 연관된 하나 이상의 센서에 의해 검출될 수 있으며, 로봇 아암(205-3 및/또는 205-4)은 환자에 의해 의료 도구(234-1 및/또는 234-2)에 가해지는 힘의 양을 완화하거나 감소시키기 위해 이동될 수 있다. 로봇 아암(205-3 및/또는 205-4)의 그러한 이동 동안, 로봇 아암(205-3, 205-4)은 각자의 원격 운동 중심을 실질적으로 유지한다(예를 들어, 의료 도구(234-1, 234-2)는 각자의 원격 운동 중심으로부터 임계 거리 미만의 거리만큼 벗어날 수 있다).
(조절가능 아암 지지부(210) 및 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5)을 포함하는) 단일의 운동학적 체인(204)이 도 25a 내지 도 25c에 도시되지만, 환자 플랫폼 시스템(200)은 도 25a 내지 도 25c에 예시되지 않은 추가적인 조절가능 아암 지지부(210), 추가적인 로봇 아암(205), 및 추가적인 의료 도구(234)를 포함하는, 추가적인 운동학적 체인(들)을 포함할 수 있다. 환자 플랫폼 시스템(200)의 각각의 로봇 아암(205)은 환자 플랫폼 시스템(200)의 모든 로봇 아암(205)이 테이블 상부(225)의 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건을 준수하도록 테이블 상부(225)의 이동에 응답하여 협응된 움직임에 관여될 수 있다.
테이블 상부(225)의 이동을 포함한, 환자 플랫폼 시스템(200)의 이동은 하나 이상의 입력 장치를 통해 환자 플랫폼 시스템(200)의 사용자 또는 조작자에 의해 제어될 수 있다. 운동학적 체인(204)의 추가적인 이동이 또한 입력 장치(들)를 통해 제어될 수 있다. 도 26은 일부 실시예에 따른 도 21의 환자 플랫폼 시스템(200)의 이동을 위한 사용자 요청을 수신하기 위한 입력 장치(260)를 예시한다.
입력 장치(260)는 블루투스 또는 무선 네트워크와 같은 무선 연결을 통해, 또는 하나 이상의 유선 전기 연결을 통해 환자 플랫폼 시스템(200)과 통신할 수 있다. 그에 따라, 입력 장치(260)는 상이한 방식들로 구현될 수 있다 - 입력 장치(260)는 핸드헬드 펜던트, 제어기, 조이스틱 제어기, 컴퓨터, 또는 심지어 태블릿 또는 스마트폰과 같은, 터치 스크린 표면을 갖는 장치일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(260)는 환자 플랫폼 시스템(200) 상에 위치되거나 장착될 수 있고, 입력 장치(260)는 테이블 상부(225)를 이동시키도록 구성된 메커니즘 및 하나 이상의 로봇 아암(205)을 이동시키기 위한 메커니즘에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 예에서, 입력 장치는 무선 네트워크 또는 블루투스 연결을 통해 환자 플랫폼 시스템(200)과 통신하는 스마트폰 또는 태블릿일 수 있다. 스마트폰 또는 태블릿은 사용자가 스마트폰 또는 태블릿의 터치 스크린 또는 어포던스(affordance)에서의 사용자 입력을 통해 환자 플랫폼 시스템(200)의 이동을 제어할 수 있게 하도록 구성된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 입력 장치(260)는 사전한정된 동작 범위 내에서 환자 플랫폼 시스템(200)과 통신할 수 있다(예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)과 입력 장치는 서로로부터 5 피트, 10 피트, 20 피트, 50 피트 이내에 있음). 또 다른 예에서, 입력 장치(260)는 사용자가 테이블 상부(225)의 이동, 그리고 선택적으로 하나 이상의 로봇 아암(205)의 이동을 제어할 수 있게 하는 컴퓨터 애플리케이션을 실행하도록 구성된 컴퓨터일 수 있다.
일부 실시예에서, 도 26에 도시된 바와 같이, 입력 장치(260)는 테이블 상부의 (예를 들어, z-방향 및 y-방향을 따른) 병진 및 회전(예를 들어, 롤, 피치, 또는 요)을 제어하도록 구성된 하나 이상의 조이스틱(262) 및/또는 하나 이상의 방향 어포던스(263)를 포함한다. 예를 들어, 테이블 상부(225)의 z-위치, y-위치, 피치(예를 들어, x-축에 평행한 횡축을 중심으로 한 회전), 롤(예를 들어, y-축에 평행한 길이방향 축을 중심으로 한 회전), 및 요(예를 들어, z-축에 평행한 수직 축을 중심으로 한 회전)가 조이스틱(262) 및/또는 방향 어포던스(263)의 임의의 조합을 사용하여 제공되는 하나 이상의 사용자 입력을 통해 제어될 수 있다. 사용자 입력은 테이블 상부(225)의 원하는 움직임 또는 목표한 위치를 달성하기 위해 다수의 방향 어포던스(263) 및/또는 조이스틱(262)에서 동시에 수신될 수 있다. 일부 실시예에서, 조이스틱(262-1, 262-2)은 터치 스크린 또는 터치 패드를 통해 구현되거나, 추가적인 방향 어포던스(예를 들어, 좌측, 우측, 전방, 및 후방 방향에 대응하는 어포던스)에 의해 대체될 수 있다.
일부 실시예에서, 입력 장치(260)는 디스플레이(264)를 포함한다. 디스플레이(264)는 테이블 상부(225), 하나 이상의 운동학적 체인(204)(예를 들어, 로봇 아암(205) 및/또는 조절가능 아암 지지부(210)), 및/또는 임의의 경고 또는 오류 메시지, 예를 들어 충돌 경고 또는 금지된 움직임 경고와 같은, 테이블 상부(225)에 관한 추가적인 정보의 표현을 제시할 수 있다. 입력 장치(260)는 선택적으로 하나 이상의 추가적인 어포던스(266)를 포함한다. 하나 이상의 추가적인 어포던스들(266) 중의 어포던스는 테이블 상부(225)가 그곳으로 이동되는 사전설정된 테이블 상부 위치(예를 들어, 트렌델렌부르크 자세 또는 역 트렌델렌부르크 자세)와 같은, 환자 플랫폼 시스템(200)의 사전한정된 설정에 대응할 수 있다.
일부 실시예에서, 입력 장치(260)는 모션 어포던스(268)를 포함하고, 환자 플랫폼 시스템(200)은 모션 어포던스(268)가 테이블 상부(225)의 이동을 개시하기 위해 활성화될 것(예를 들어, 눌릴 것)을 요구하고/하거나, 모션 어포던스(268)가 테이블 상부(225)의 이동 및 로봇 아암(205)의 협응된 이동 동안 계속해서 유지될 것(예를 들어, 계속해서 눌릴 것)을 요구할 수 있다. 모션 어포던스(268)는 테이블 상부(225)의 의도하지 않은 이동을 방지하기 위한 안전 예방책으로서의 역할을 한다.
도 27a 내지 도 27e는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)을 동작시키기 위한 흐름도(270)를 도시한다. 도 27a에서, 테이블 상부(225)의 이동을 개시하라는 사용자 요청이 환자 플랫폼 시스템(200)에 의해 수신될 때(272) 환자 플랫폼 시스템(200)의 테이블 상부(225)의 이동이 시작된다(271). 사용자 요청을 수신하는 것에 응답하여, 테이블 상부(225)의 이동에 대한 적용가능한 사전설정된 조건들 모두가 테이블 상부(225)의 이동 및/또는 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 이동을 개시하기 전에 충족되고/되거나 충족될 것인지를 확인하기 위해 시스템 체크가 수행된다. 모든 사전설정된 조건이 충족되고/되거나 충족될 것이라는 결정에 따라(예를 들어, 사전설정된 조건의 임의의 안전 결함 또는 위반이 환자 플랫폼 시스템(200)에 의해 또는 사용자에 의해 해소되거나 해결됨), 환자 플랫폼 시스템(200)은 이어서 사용자 입력에 따라 테이블 상부(225)를 이동시키고(273) 테이블 상부(225)의 이동에 따라 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 이동을 협응시킨다. 테이블 상부(225)의 협응된 움직임에 대한 하나 이상의 사전설정된 조건이 충족되지 않을 때, 테이블 상부 이동을 개시하기 전에, 또는 테이블 상부 이동 및/또는 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 협응된 이동 동안, 테이블 상부 이동 및 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 협응된 이동은, 위반이 해결될 수 있고 사전설정된 조건이 하나 이상의 사용자 조절(274)을 통해 충족될 때까지 중단된다. 일단 환자 플랫폼 시스템(200)이 사전설정된 조건을 준수하면, 테이블 상부(225)의 이동 및 하나 이상의 로봇 아암(205)의 협응된 이동이 재개될 수 있다. 이러한 프로세스는 테이블 상부(225)의 목표한 최종 위치에 도달할 때까지(275) 반복된다.
도 27b는 협응된 이동을 개시하는 것과 관련하여 수행되는 시스템 체크의 상세사항을 예시한다. 사용자는 안전 체크를 수행하고(272-1), 테이블 상부(225)의 이동에 대한 모든 안전 요건들이 충족되는지를 확인한다(272-2). 예를 들어, 사용자는 그들이 안전하고 안전한 위치에 있는 것을, 그리고 환자가 테이블 상부(225)에 안전하게 고정(예를 들어, 체결)되는 것을 확실히 하기 위해 환자의 말단(extremity)의 위치를 포함한, 환자의 위치를 체크할 수 있다. 사용자는 또한 로봇 아암(205)의 ADM(232) 상의 포트 장력을 체크하고, 케이블이 손상되지 않고 안전한 위치에 있는지를 체크하고, 테이블 상부(225)의 경로 및 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 임의의 잠재적 경로 내에 잠재적 장애물이 없는지를 체크하고, 요청된 이동에 따라 결정된 제한 구역 내에 잠재적 장애물이 없는지 체크하고, 하나 이상의 로봇 아암(205)에 부착된 임의의 의료 도구(234)가 사용자의 시야 내에 있고 환자와 접촉하지 않는지(예를 들어, 환자 조직과 접촉하지 않는지)를 체크하고, 사용중이 아닌 임의의 기구가 환자 플랫폼 시스템(200)의 부근으로부터 제거되는지를 체크할 수 있다. 안전 요건 또는 사전설정된 조건 중 적어도 하나가 충족되지 않는 경우에, 사용자는 테이블 상부(225) 및/또는 운동학적 체인(204)의 이동이 시작될 수 있기 전에 모든 안전 요건들 및 사전설정된 조건들을 충족시키기 위해 조치를 취한다(272-3). 예를 들어, 사용자는 환자와 접촉하는 하나 이상의 로봇 아암(205)을 환자로부터 멀리 이동시키고/시키거나(널-공간 모드 또는 이차/팔로워 클러치 모드에서), 케이블을 손으로 풀고 환자 플랫폼 시스템(200) 주위의 영역으로부터 임의의 장애물을 치우고/치우거나, 임의의 기존 시스템 결함을 해소할 수 있다. 널-공간 모드에서의 하나 이상의 로봇 아암(205)의 이동과 같은, 사용자에 의해 수행되는 조절들 중 일부가 환자 플랫폼 시스템(200)의 기능들에 의해 보조된다. 로봇 아암(205)의 널-공간 움직임에 관한 추가적인 상세사항이 2020년 9월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 제17/010,586호에 기술되어 있으며, 이 미국 특허 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
모든 안전 요건들이 충족되는 것을 체크한 후에, 사용자는 (사용자 장치(260)와 같은) 하나 이상의 사용자 장치를 통해 테이블 상부(225)의 이동을 위한 하나 이상의 사용자 요청을 제공한다(272-4). 환자 플랫폼 시스템(200)은 사용자 요청된 이동이 사전설정된 조건을 충족시키고 허용되는지를 확인하기 위한 하나 이상의 체크를 수행한다(272-5). 예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)은 시스템이 결함 모드에 있지 않은지, 로봇 아암(205)에 부착된 모든 의료 도구(234)가 시야 내에 있고 활성 마스터 제어 하에 있는지를 체크하고, 의료 도구(234)가 환자와 접촉하는 경우 의료 도구(234)의 도구 팁 위치를 체크하고, 조절가능 아암 지지부(210), 로봇 아암(205), 및 테이블 상부(225)가 서로 접촉하지 않는지를 체크하고, 요청된 움직임이 로봇 아암(205)의 조인트(235)의 조인트 한계(및 조절가능 아암 지지부(210), 셋업 조인트(215), 베드 칼럼(220), 테이블 상부(225) 등과 같은, 다른 이동가능 구성요소의 조인트/이동 한계)를 초과하지 않는지를 체크하고, 로봇 아암(205)에 결합된 캐뉼러의 캐뉼러 포트 장력이 사전결정된 임계 장력을 초과하지 않는지를 체크할 수 있다. 사용자 요청된 이동이 사전설정된 조건을 충족시키고 허용된다는 확인에 응답하여, 환자 플랫폼 시스템(200)은 이어서 테이블 상부(225) 및 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 협응된 이동을 수행한다.
도 27c는 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 이동을 수행하는 것(273)에 관한 상세사항을 예시한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225)의 사용자 요청된 이동에 따라 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 협응된 움직임을 계산한다(273-1). 협응된 이동은 사용자 요청에 따른 테이블 상부(225)의 이동, 및 하나 이상의 로봇 아암(205) 및/또는 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(210)의 이동과 같은, 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 이동을 포함한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225), 로봇 아암(205), 및 조절가능 아암 지지부(210) 중 임의의 것의 위치(들)를 결정하기 위해 역운동학을 사용하는 것을 포함하여, 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 이동을 계산한다.
일단 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 움직임이 계산되면, 환자 플랫폼 시스템(200)은 계산된 움직임이 사전설정된 조건들 중 임의의 것을 위반하는지 여부를 결정한다(273-2). 예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)은 계산된 움직임이 테이블 상부(225)와 로봇 아암(205) 사이의 접촉 또는 2개 이상의 로봇 아암(205) 사이의 충돌과 같은, 환자 플랫폼 시스템(200)의 임의의 구성요소들 사이의 충돌 또는 접촉을 야기할 것인지를 확인하는 체크를 할 수 있다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 또한 계산된 이동 중 임의의 것이 하나 이상의 로봇 아암(205)의 조인트(235)의 조인트 한계(및 조절가능 아암 지지부(210), 셋업 조인트(215), 베드 칼럼(220), 테이블 상부(225) 등과 같은, 다른 이동가능 구성요소의 조인트/이동 한계)를 초과하는지, 그리고/또는 계산된 이동 중 임의의 것이 사전결정된 이동량 초과(예를 들어, 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm 초과)만큼의 도킹된 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)에 있어서의 변화를 야기하는지를 확인하는 체크를 할 수 있다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 또한, 임의의 물체가 로봇 아암들(205) 중 임의의 것과 접촉하는 경우, 계산된 이동 중 임의의 것이 로봇 아암(205)의 ADM(232)에 가해지는 캐뉼러 포트 장력이 사전결정된 임계 장력을 초과하게 할 수 있는지를 확인하고, 계산된 이동이 임의의 일차-이차(예를 들어, 일차-팔로워) 이동 조건 또는 임계치를 위반하지 않는지를 확인하는 체크를 할 수 있다. 계산된 이동이 사전설정된 조건들 중 적어도 하나를 위반할 것이라는, 환자 플랫폼 시스템(200)에 의한, 결정에 따라, 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225)의 이동을 제한하고(273-3) 요청된 이동은 실행되지 않거나 중단된다(이동이 이미 시작된 경우에). 그러한 경우에, 사용자는 계산된 이동이 더 이상 사전설정된 조건을 위반하지 않도록 계산된 이동의 경로를 해소하기 위해 하나 이상의 수동 조절(274)을 하는 것이 가능할 수 있다. 사용자 조절(274)의 상세사항 및 예가 도 27e와 관련하여 제공된다.
계산된 이동이 사전설정된 조건을 준수한다는(예를 들어, 위반하지 않는다는), 환자 플랫폼 시스템(200)에 의한, 결정에 따라, 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225)의 이동 및/또는 조절가능 아암 지지부(210) 및 로봇 아암(205)의 이동(적용가능한 바에 따라)을 담당하는 환자 플랫폼 시스템(200)의 메커니즘(예를 들어, 드라이버)에 의한 실행을 위한 움직임 명령을 전송한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 명령에 따라 협응된 움직임을 수행한다(273-4). 협응된 움직임의 실행 동안, 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225)의 이동과의 운동학적 체인(204)의 전체 협응된 이동 동안 사전설정된 조건이 충족되는 것을 보장하기 위해 환자 플랫폼 시스템(200)의 상이한 구성요소들(예를 들어, 테이블 상부(225), 로봇 아암(205), 조절가능 아암 지지부(210))의 상태를 계속해서 모니터링한다. 일부 실시예에서, 사용자는 (사용자 입력 장치(260)와 같은) 사용자 입력 장치를 통해 (중지 폿 페달 또는 중단 버튼과 같은, 일시 중지 어포던스를 활성화시키거나 누르는 것과 같은) "움직임 일시 중지"를 제공함으로써, 또는 사용자 입력 장치 상의 모션 어포던스(예를 들어, 도 26에 도시된 모션 어포던스(268))를 해제함으로써 협응된 움직임을 일시 중지하기 위한 수동 오버라이드를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 하나 이상의 의료 도구(234)가 카메라의 시야를 벗어나 이동하는 것으로 인해, 또는 인근의 의료진의 팔과 같은, 환자 플랫폼 시스템(200)에 의해 검출되지 않은, 진행된 계산된 이동의 경로 내의 장애물을 사용자가 알아차린 경우 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 움직임을 일시 중지할 수 있다. 환자 플랫폼 시스템(200)은, 환자 플랫폼 시스템(200)이 사용자에 의해 요청된 바와 같은 목표한 위치가 달성되었다고 결정할 때까지, 하나 이상의 운동학적 체인(204) 및 테이블 상부(225)의 계산된 협응된 움직임을 계속 실행한다(273-5). 일단 테이블 상부(225)의 목표한 위치에 도달하면(275), 환자 플랫폼 시스템(200)은, 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 움직임의 동작을 종료하기 전에, 도 27d에 도시된 최종 체크 프로세스를 수행한다.
도 27d를 참조하면, 환자 플랫폼 시스템(200)이 테이블 상부(225)의 목표한 위치에 도달하도록 계산된 움직임을 달성한 것에 따라, 사용자는 사용중인(예를 들어, 의료 절차에 대해 요구되는) 모든 로봇 아암(205)이 도킹된 또는 전개된 위치에 있는지를 체크한다(275-2). 의료 절차에 대해 요구되는 하나 이상의 로봇 아암(205)이 도킹된 위치에 있지 않은 경우에, 사용자는 (수동으로 또는 로봇 아암(205)의 로봇 제어를 통해) 로봇 아암을 전개시킬 수 있다(275-4). 협응된 움직임을 위해 후퇴된 임의의 아암을 재도킹시키기 위해, 하나 이상의 로봇 아암은 사용자가 로봇 아암(205)을, 수동으로 또는 로봇 제어를 통해, 용이하게 위치시킬 수 있게 하는 저-임피던스 모드에 진입할 수 있다. 의료 절차에 대해 요구되는 임의의 로봇 아암(205)이 도킹된 또는 전개된 상태에 있다는 결정에 따라, 환자 플랫폼 시스템(200)은 협응된 움직임 절차를 종료하고 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 움직임은 완료된 것으로 간주된다.
도 27c와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 일부 실시예에서, 하나 이상의 사용자 조절(274)이 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 움직임 동안 요구될 수 있다. 도 27e를 참조하면, 환자 플랫폼 시스템(200)의 협응된 움직임이 제한되는 경우에(273-3), 사용자는 조인트 한계 부근에 있는 로봇 아암 조인트(235)를 체크하는 것, (자기-충돌을 포함하여) 환자 플랫폼 시스템(200)의 일부분과 충돌하는, 또는 환자 플랫폼 시스템(200)으로부터 사전결정된 임계 거리 내에 있는 로봇 아암(205)을 체크하는 것, 장력 임계치에 또는 그 부근에 있는 ADM(232) 및/또는 그에 결합된 캐뉼러에 대한 제약을 완화하는 것, 및 (로봇 아암(205)과 접촉하는 장비와 같은) 환자 플랫폼 시스템(200)의 이동가능 부분과 접촉할 수 있는 장애물을 제거하는 것 중 임의의 것과 같이, 환자 플랫폼 시스템(200)의 하나 이상의 제약 변수를 조절할 수 있다(274-1). 이어서 환자 플랫폼 시스템(200)은 사전설정된 조건의 위반에 관여된 로봇 아암(205)을 도킹해제(예를 들어, 후퇴)시키는 것이 선택되어야 하는지(예를 들어, 도킹해제는 유일한 가능한 해법임) 여부에 대해 결정(274-2)을 한다. 하나 이상의 로봇 아암(205)을 도킹해제시키는 것이 선택되는 경우, 식별된 로봇 아암(들)(205)은 필요에 따라 도킹해제된다(274-3). 만약 그렇지 않으면, 위반(들)이 해결되고 사전설정된 조건이 충족될 때까지 사용자 조절이 수행된다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 또한 환자 플랫폼 시스템(200)의 모든 로봇 아암(205)이 도킹해제되었는지를 결정한다(274-4). 만약 아니라면, 사용자는 위반을 해소하기 위해 필요한 바에 따라 도킹된 로봇 아암(들)(205)에 대한 추가적인 조절을 수행할 수 있다. 환자 플랫폼 시스템(200)의 모든 로봇 아암(205)이 도킹해제되었다는 결정에 따라, 환자 플랫폼 시스템(200)은 로봇 아암(205)이 도킹해제된 위치에 유지되는 동안 사용자가 사용자 입력 장치(들)를 통해 테이블 상부(225)의 이동을 제어(274-5)할 수 있게 한다. 이 경우에, 환자 플랫폼 시스템(200)은 사용자 요청된 이동에 따라 테이블 상부(225)를 목표한 위치로 이동시킨다. 일단 테이블 상부(225)가 목표한 위치에 도달하면(275), 환자 플랫폼 시스템(200)은, 테이블 상부 움직임 절차를 종료하기 전에, 도 27d와 관련하여 기술된 바와 같은, 최종 체크를 수행한다.
도 28a 내지 도 28d는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)에 의해 협응된 움직임을 수행하는 방법(280)을 예시하는 흐름도를 도시한다. 방법(280)은 환자 플랫폼 시스템(200)과 통신하는 컴퓨터 시스템에서 수행된다. 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세서, 및 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리를 포함한다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블(202)(예를 들어, 수술 테이블, 수술 베드), 및 테이블(202)에 결합된(예를 들어, 기계적으로 결합된, 이동가능하게 결합된) 하나 이상의 운동학적 체인(204)을 포함한다. 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 테이블(202)의 강성 기부(224)에 직접 결합되거나, 조절가능 아암 지지부(210)와 같은 다른 이동가능 운동학적 체인을 통해 강성 기부(224)에 결합될 수 있다. 테이블(202)은 강성 기부(224), 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한(예를 들어, 수동으로, 원격조작으로, 그리고/또는 자동으로 이동가능한, 틸팅, 패닝(panning), 회전, 및 병진이 가능한) 테이블 상부(225)를 갖는다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 적어도 제1 로봇 아암(205)을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 제1 로봇 아암(205), 및 제1 로봇 아암(205)이 그 상에 위치되는 조절가능 아암 지지부(210)를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 하나 이상의 로봇 아암(205), 및 선택적으로, 로봇 아암(205)에 각각 결합된 조절가능 아암 지지부(들)(210)를 포함한다. 하나 이상의 로봇 아암(205) 중 임의의 것은 다음 중 임의의 것에 있을 수 있다: 부착된 의료 도구(234)를 갖거나 갖지 않는 도킹된 상태(예를 들어, 전개된 상태, 사용중 상태), 및 부착된 의료 도구(234)를 갖거나 갖지 않는 비도킹된 상태(예를 들어, 비-사용중 상태, 후퇴된 상태). 일부 실시예에서, 하나 이상의 로봇 아암(205) 중의 제1 로봇 아암은, 제1 로봇 아암이 1 이상의 자유도로 조절가능 아암 지지부(210)에 대해 이동하도록 구성된 기부 조인트(235-3)에 의해 조절가능 아암 지지부(210)에 이동가능하게 결합되도록 조절가능 아암 지지부(210)(예를 들어, 이동가능 아암 지지부, 1 이상의 자유도로 강성 기부(224)에 대해 이동하도록 구성된 아암 지지부)에 이동가능하게 결합된다. 일부 실시예에서, 제1 로봇 아암은 (예를 들어, 조절가능 아암 지지부(210)를 통해) 테이블(202)에 이동가능하게 결합된 다수의 로봇 아암 중 하나이다. 운동학적 체인(204)은 수동으로(예를 들어, 순수 수동 조작, 동력-보조 수동 조작을 통해), 원격조작으로, 그리고/또는 사전프로그래밍된 규칙 및 실시간 조건 및 센서 정보에 기초하여 자동으로 이동되고 구성될 수 있다.
방법(280)은 사용자 요청에 따라 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하는 단계(282), 및 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여(예를 들어, 협응된 타이밍, 이동 거리(들), 이동 방향(들), 이동 유형(들), 이동 시퀀스(들)로) 강성 기부(224)에 대해 하나 이상의 운동학적 체인을 이동시키는(예를 들어, 자동으로 이동시키는) 단계(283)를 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)와 하나 이상의 운동학적 체인(204)의 이동이 다음 중 어느 것도 야기하지 않는 것을 포함할 수 있다: 운동학적 체인들(204) 사이의 충돌, 하나 이상의 운동학적 체인들(204)의 로봇 아암들(205) 사이의 충돌, 임계 레벨을 초과하는 로봇 아암(205) 및/또는 그에 결합된 캐뉼러 포트의 ADM(232) 상의 하중, 임계량을 초과하는 부착된 도구를 갖는 도킹된 아암의 원격 운동 중심의 이동, 및 임계 힘을 초과하는 운동학적 체인(204)에 가해지는 힘.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동은 사전프로그래밍된 고정된 이동, 강성 기부(224)에 대한 사전설정된 구성으로의 동적으로 최적화된 이동, 또는 직접 수동 조작을 통한 이동과 같은 임의의 이동을 포함한다. 예를 들어, 사전설정된 구성은 트렌델렌부르크 자세, 또는 제어 사용자 인터페이스 또는 사용자 입력 장치(예를 들어, 입력 장치(260))를 통해 수신되는 사용자 입력에 의해 선택되거나 지정된 다른 구성일 수 있다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 하나 이상의 운동학적 체인을 자동으로 이동시키는 단계는, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안의 테이블 상부(225)의 현재 위치, 현재 이동 방향, 현재 이동 유형(예를 들어, 회전, 틸트, 팬(pan), 병진), 및/또는 현재 구성(예를 들어, 전체 자세, 그의 다양한 부분의 각자의 위치 및 배향) 중 하나 이상을 결정하는 단계, 및 하나 이상의 사전설정된 조건을 유지하기 위해 하나 이상의 운동학적 체인들 중 적어도 하나에 대한 업데이트된 위치 및/또는 구성(예를 들어, 전체 자세, 그의 다양한 부분의 각자의 위치 및 배향)을 선택하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 하나 이상의 운동학적 체인을 자동으로 이동시키는 단계는, 테이블 상부(225)의 요청된 위치 및 구성 중 하나 이상을 결정하는 단계, 테이블 상부(225)에 의해 실행될 제1 움직임 시퀀스 및 하나 이상의 운동학적 체인에 의해 실행될 제2 움직임 시퀀스를 생성하는 단계를 포함한다. 제1 움직임 시퀀스와 제2 움직임 시퀀스는 하나 이상의 사전설정된 조건을 유지하기 위해 위치, 타이밍, 이동 방향, 이동 유형, 순간 구성 중 하나 이상에서 협응된다. 이어서 하나 이상의 프로세서는, 각각, 테이블 상부(225) 및 하나 이상의 운동학적 체인에 의해 실행될 제1 움직임 시퀀스 및 제2 움직임 시퀀스를 야기한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인들 중의 각자의 운동학적 체인은 각자의 운동학적 체인의 위치 및/또는 구성을 결정하기 위한 하나 이상의 센서를 포함한다. 각자의 운동학적 체인의 각자의 하나 이상의 센서는, 하나 이상의 프로세서가 각자의 하나 이상의 센서로부터 수신된 정보에 기초하여 하나 이상의 운동학적 체인의 협응된 이동을 제어하도록 각자의 운동학적 체인 상의 하중, 배향, 및 위치 중 임의의 것에 관한 정보를 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 방법(280)은 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라 그리고 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지될 하나 이상의 사전설정된 조건에 따라 제1 로봇 아암(205)의 구성을 업데이트하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인의 위치 및/또는 구성은 각자의 운동학적 체인 및/또는 각자의 운동학적 체인의 액추에이터에 이전에 제공된 명령, 명령어, 및/또는 제어 신호로부터 결정된다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 운동학적 체인의 제1 원위 부분(예를 들어, 로봇 아암(205) 또는 로봇 아암(205)에 부착된 의료 도구(234)의 ADM(232))의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량(예를 들어, 위치 및/또는 배향에 있어서의 변화의 임계량) 미만으로 제한하는(283-1) 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(280)은, 사전설정된 조건에 따라, 제1 로봇 아암(205)이 부착된 수술 도구(234)를 갖지 않고 도킹된 상태에 있거나 후퇴된 수술 도구(234)를 갖고 도킹된 상태에 있고 제1 로봇 아암(205)의 원위 단부 상의(예를 들어, 그에 부착된 캐뉼러 포트 상의) 하중이 제1 임계 하중을 초과하는(선택적으로, 제1 임계 하중보다 큰 제2 임계치를 초과하지 않음) 경우 임계 거리 이내의 얼마간의 이동을 허용하면서, 제1 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)을 테이블 상부(225)에 대한 그의 초기 위치(예를 들어, 테이블 상부(225)의 제1 이동이 개시되기 전의 원래의 위치)로부터 임계 거리 이내에 유지하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건은, 테이블 상부(225)에 대해 도킹된 상태에 있는 그리고 부착된 수술 도구(234)를 현재 갖지 않는 로봇 아암(205)에 적용된다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건은, 테이블 상부(225)에 대해 도킹된 상태에 있는 그리고 후퇴되거나 환자와 접촉하지 않는 부착된 수술 도구(234)를 갖는 로봇 아암(205)에 적용된다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건은, 테이블 상부(225)에 대해 도킹되고, 환자와 접촉하는, 예를 들어 환자 내로 연장되는 또는 환자의 조직과 접촉하는 수술 도구(234)를 포함하는 로봇 아암(205)에 적용된다. 일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 다수의 로봇 아암을 갖고, 사전설정된 조건은 다수의 로봇 아암의 제1 서브세트(예를 들어, 도킹된 상태에 있는 그리고 그의 원위 단부에서 부착된 수술 도구를 갖지 않거나 그의 원위 단부에서 후퇴된 도구를 갖는 로봇 아암)에 적용되고, 다수의 로봇 아암의 제2 서브세트(예를 들어, 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 상태에 있는 로봇 아암)에 적용되지 않는다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)에 대한 그의 원래의 위치 및 배향에 의해 제약됨이 없이 이동하도록 허용된다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 (예를 들어, 높은 충격력에 의해) 임피던스 모드 또는 어드미턴스 모드 하에서 수동으로 이동되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 (예를 들어, 이동하는 테이블 상부(225)와, 정지해 있는 또는 테이블 상부(225)와 협응하여 움직이는 로봇 아암(205)을 포함한, 하나 이상의 로봇 아암(205) 사이의 충돌 또는 부딪힘을 회피하기 위해) 하나 이상의 운동학적 체인과 테이블 상부(225)가 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 및 하나 이상의 운동학적 체인 중의 운동학적 체인들이 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리(예를 들어, 고정된 거리, 포텐셜 웰에 기초한 동적으로 가변적인 임계 거리) 이내에 도달하는 것 중 하나 이상을 금지하는(283-2) 사전설정된 조건을 포함한다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건을 유지하기 위해, 방법(280)은 로봇 아암(205)이 다른 이동하는 로봇 아암 또는 이동하는 테이블 상부(225)에 너무 가까워지는 것을 회피하도록 로봇 아암들(205) 중 하나 이상을 비켜서 이동시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 사전설정된 조건을 유지하기 위해, 명령어는 로봇 아암(205)이 다른 로봇 아암(205)(예를 들어, 움직이고 있거나 정지해 있음)에 또는 이동하는 테이블 상부(225)에 너무 가까워지는 것을 회피하도록 하나 이상의 프로세서로 하여금 (예를 들어, 조절가능 아암 지지부(210)를 따른 병진 동안) 로봇 아암들(205) 중 하나 이상의 구성을 변경하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 제1 조인트(235)(예를 들어, 로봇 아암(205)의 조인트(235))를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 조인트(235)가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는(283-3) 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 그의 ADM(232)에서 부착된 의료 도구(234)를 갖는 적어도 제1 로봇 아암(205)(예를 들어, 로봇 아암(205-1))을 포함하고, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 부착된 의료 도구(234)와 테이블 상부(225) 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는(283-4) 사전설정된 조건을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 사전설정된 조건은 의료 도구(234)의 도구 팁(236)의 상대 위치 및/또는 상대 배향이 테이블 상부(225)의 이동 동안 유지될 것을 요구할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)에 대해 부착된 의료 도구(234)의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는 것(283-5)을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암(205)을 포함하고, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)와 하나 이상의 로봇 아암(205)의 각자의 원위 부분(예를 들어, 하나 이상의 로봇 아암(205) 또는 하나 이상의 로봇 아암(205) 중 임의의 것에 부착된 의료 도구(들)(234)의 ADM(들)(232)과 같은, 조절가능 아암 지지부에 결합되지 않은 로봇 아암(205)의 원위 부분) 사이의 공간적 관계(예를 들어, 상대 위치 및 배향)가 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용한다(283-6). 예를 들어, 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암(205)의 원위 부분(들)과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계는 자유롭게 변경될 수 있거나, 부착된 도구를 갖지 않는 또는 후퇴된 도구를 갖는 도킹된 아암에 부과되는 이동의 임계량 초과만큼 변경될 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암(205)(및, 선택적으로, 테이블 상부(225)에 대해 도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암(205), 및/또는 로봇 아암(205)이 그에 이동가능하게 결합되는 하나 이상의 조절가능 아암 지지부(210))을 포함하고, 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 비-간섭 구성에 유지된다(284)(예를 들어, 후퇴됨, 접힘, 다른 로봇 아암(205)에 방해가 되지 않는 방향으로 완전히 연장됨). 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암은 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암이 테이블 상부(225)의 제1 이동과의 협응된 움직임에 관여되는 운동학적 체인의 이동을 간섭하지 않는 위치에 유지된다(예를 들어, 배치 및 유지된다).
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인은 적어도 제1 로봇 아암(205), 또는 제1 로봇 아암(205)이 그 상에 위치되는 조절가능 아암 지지부(210)를 포함한다. 방법(280)은 하나 이상의 사전설정된 조건이 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되도록 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 조절가능 아암 지지부(210)(예를 들어, 강성 기부(224)에 대해 하나 이상의 방향으로의 조절가능 아암 지지부(210)의 병진 및/또는 회전) 및 제1 로봇 아암(205)(예를 들어, 기부 또는 조절가능 아암 지지부(210)에 대해 하나 이상의 방향으로의 제1 로봇 아암(205)의 병진 및/또는 회전, 및/또는 제1 로봇 아암의 구성의 변경)을 이동시키는 단계를 포함한다.
도 29a 내지 도 29c는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)을 동작시키는 방법(290)을 예시하는 흐름도를 도시한다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 강성 기부(224), 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한(예를 들어, 수동으로, 원격조작으로, 그리고/또는 자동으로 이동가능한, 틸팅, 패닝, 회전, 및 병진이 가능한) 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202)(예를 들어, 수술 테이블, 수술 베드)을 포함한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 또한 테이블(202)에 결합된(예를 들어, 기계적으로 결합된, 이동가능하게 결합된)(예를 들어, 테이블(202)의 강성 기부(224)에 직접, 조절가능 아암 지지부(210)를 통해 강성 기부(224)에, 테이블 상부(225)에 결합된) 제1 로봇 아암(205)을 포함한다. 제1 로봇 아암(205)은 조절가능 아암 지지부(210)에 결합될 수 있다. 로봇 아암(205)은 수동으로(예를 들어, 순수 수동 조작, 동력-보조 수동 조작을 통해), 원격조작으로, 그리고/또는 사전프로그래밍된 규칙 및 실시간 조건 및 센서 정보에 기초하여 자동으로 이동되고 구성될 수 있다.
방법(290)은 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하는 단계(292)를 포함한다. 테이블 상부(225)의 제1 이동은, 예를 들어, 강성 기부(224)에 대해 사전설정된 구성으로의 테이블 상부(225)의 사전프로그래밍된 고정된 이동 또는 동적으로 최적화된 이동을 포함할 수 있다. 예를 들어, 테이블 상부(225)는 제어 사용자 인터페이스를 통해 수신되는 사용자 입력에 의해 선택되거나 지정된 트렌델렌부르크 자세 또는 다른 구성으로 이동될 수 있다. 제1 이동은 또한 환자 플랫폼 시스템(200)의 조작자에 의한 직접 수동 조작에 응답하는 테이블 상부(225)의 이동을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동은 사용자의 요청에 따라 개시된다. 사용자의 요청은 제어 장치 또는 제어 사용자 인터페이스(예를 들어, 입력 장치(260))에서 사용자 입력(들)을 통해 수신될 수 있거나, (예를 들어, 테이블 상부(225)가 저-임피던스 모드 또는 어드미턴스 모드에 있는 동안) 테이블 상부(225)의 수동 조작으로서 수신될 수 있다. 제1 이동은 입력 장치(들)를 통한 테이블 상부(225)의 동적 사용자 제어에 대응하는 사용자 압력에 응답하여 또는 사전프로그래밍된 시스템 명령에 응답하여 개시될 수 있다.
방법(290)은 또한 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분(예를 들어, 제1 로봇 아암(205)의 ADM(232)과 같은, 수술 도구를 부착하도록 또는 부착된 수술 도구를 갖도록 구성된 제1 로봇 아암(205)의 원위 단부)과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 (예를 들어, 하나 이상의 사전설정된 조건을 준수하는 제1 로봇 아암(205) 및/또는 제1 로봇 아암(205)에 결합된 조절가능 아암 지지부(210)의 협응된 움직임을 통해) 제약하는 단계(293)를 포함한다. 예를 들어, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는, 테이블 상부(225)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 원위 부분의 상대 위치 및/또는 상대 배향의 변화량을 사전설정된 임계치 또는 동적으로 결정된 임계치 이내로 제한하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는, 테이블 상부(225)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 원위 부분의 상대 위치 및/또는 상대 배향 변화가 변화하도록 허용하지 않는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 방법(290)은 또한, 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분(예를 들어, ADM(232), 부착된 도구(234))의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식(예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)의 하나 이상의 운동학적 체인의 협응된 움직임을 위한 이러한 그리고 다른 사전설정된 조건을 준수하는 방식)으로 테이블 상부(225)에 대해 제1 로봇 아암(205)(예를 들어, 하나 이상의 링크 및 조인트(235))의 적어도 일부분을 이동시키는 단계(293-1)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(290)은 테이블 상부(225)에 대해 제1 로봇 아암(205)과 연관된 원격 운동 중심(238)을 유지하는 단계(293-2)를 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 조절가능 아암 지지부(210)를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 조절가능 아암 지지부(210)는 강성 기부(224)에 이동가능하게 결합되고 테이블 상부(225)에 대해 이동가능하다. 방법(290)은, 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식(예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)의 하나 이상의 운동학적 체인의 협응된 움직임을 위한 이러한 그리고 다른 사전설정된 조건을 준수하는 방식)으로 테이블 상부(225)에 대해 조절가능 아암 지지부(210)를 이동시키는 단계(293-3)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 제1 로봇 아암(205)은 제1 로봇 아암에 부착된 ADM(232) 및/또는 의료 도구(234)를 사전결정된 양(예를 들어, 사전결정된 거리) 이하만큼, 예를 들어 20 mm 이하만큼 이동시키는 것으로 제한될 수 있다. 로봇 아암(205)의 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 상대 위치를 유지하기 위해, 조절가능 아암 지지부(210)는 테이블 상부(225)가 이동됨에 따라 제1 로봇 아암(205)을 테이블 상부(225)에 대해 정지 상태로 유지하도록 상승될 수 있다. 다른 예에서, 조절가능 아암 지지부(210)는 테이블 상부(225)가 틸팅됨에 따라 제1 로봇 아암(205)을 테이블 상부(225)에 대해 정지 상태로 유지하도록 틸팅될 수 있다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 조절가능 아암 지지부(210)를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 조절가능 아암 지지부(210)는 강성 기부(224)에 이동가능하게 결합되고 테이블 상부(225)에 대해 이동가능하다. 방법(290)은, 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식(예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)의 하나 이상의 운동학적 체인의 협응된 움직임을 위한 이러한 그리고 다른 사전설정된 조건을 준수하는 방식)으로 조절가능 아암 지지부(210)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 이동과 테이블 상부(225)에 대한 조절가능 아암 지지부(210)의 이동을 협응시키는 단계(293-4)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분을 테이블 상부(225)에 대해 정지 상태로 또는 사전설정된 범위 내에 유지하도록, 조절가능 아암 지지부(210)가 강성 기부(224)에 대해 이동할 수 있고, 제1 로봇 아암(205)이 조절가능 아암 지지부(210)를 따라 이동하고/하거나 구성을 변경할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암(예를 들어, 도 25a 내지 도 25c에 도시된 로봇 아암(205-3, 205-4)과 같은, 동일한 조절가능 아암 지지부(210)에, 또는 도 24a 내지 도 24c에 도시된 로봇 아암(205-1, 205-2)과 같은, 상이한 조절가능 아암 지지부에 결합된 별개로 제어가능한 로봇 아암)을 추가로 포함한다(294).
일부 실시예에서, 방법(290)은 (a) 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 (예를 들어, 강성 기부(224)에 대해, 테이블 상부(225)에 대해, 조절가능 아암 지지부(들)(210)에 대해, 서로에 대해) 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계(294-1)를 포함한다. 예를 들어, 제1 로봇 아암 및/또는 제2 로봇 아암은 제1 로봇 아암의 일부분과 제2 로봇 아암의 일부분 사이의 충돌 또는 접촉이 회피되고/되거나, 제1 로봇 아암의 각자의 부분과 제2 로봇 아암의 각자의 부분 사이의 거리가 임계 거리 초과로 유지되고/되거나, 제1 로봇 아암의 각자의 부분과 제2 로봇 아암의 각자의 부분 사이의 힘이 임계 힘 미만으로 유지되도록 협응된 방식으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 24a 내지 도 24c에 도시된 로봇 아암(205-1, 205-2)을 참조하면, 협응된 움직임을 수행하는 단계는 2개의 로봇 아암(205-1, 205-2)이 서로 충돌하거나 접촉하지 않도록 로봇 아암(205-1, 205-2) 중 임의의 것을 이동시키는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 도 25a 내지 도 25c를 참조하면, 협응된 움직임을 수행하는 단계는 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5) 중 어느 것도 서로 충돌하거나 접촉하지 않도록 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5) 중 임의의 것을 이동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(290)은 자기-충돌을 회피하도록(예를 들어, 로봇 아암(205)의 일부분이 동일한 로봇 아암(205)의 다른 부분과 접촉하는 것을 회피하도록) 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암(예를 들어, 로봇 아암들(205)) 중 임의의 것을 이동시키는 단계(294-2)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(290)은 조인트 한계 회피를 위해(예를 들어, 로봇 아암(205)의 조인트(235)가 조인트 한계 임계치를 초과하지 않도록) 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암(예를 들어, 로봇 아암들(205)) 중 임의의 것을 이동시키는 단계(294-3)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(290)은 테이블(225) 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암(예를 들어, 로봇 아암들(205)) 중 임의의 것을 이동시키는 단계(294-4)를 포함한다. 예를 들어, 2개의 로봇 아암(205-1, 205-2)을 도시하는 도 24a 내지 도 24c를 참조하면, 협응된 움직임을 수행하는 단계는 2개의 로봇 아암(205-1, 205-2)이 테이블 상부(225)와 충돌하거나 접촉하지 않도록 로봇 아암(205-1, 205-2) 중 임의의 것을 이동시키는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 도 25a 내지 도 25c를 참조하면, 협응된 움직임을 수행하는 단계는 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5) 중 어느 것도 서로 또는 테이블 상부(225) 또는 테이블 상부(225)에 결합된 다른 구조물, 예를 들어 조절가능 아암 지지부(210), 강성 기부(224), 및/또는 베드 칼럼(203)과 충돌하거나 접촉하지 않도록 로봇 아암(205-3, 205-4, 205-5) 중 임의의 것을 이동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(290)은 동작들(294-1 내지 294-4)의 임의의 조합을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암(예를 들어, 로봇 아암들(205)) 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부(210)를 추가로 포함하고(295), 방법(290)은 (e) 테이블(202) 및 테이블(202)에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부(210) 및 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 단계(295-1), 및 (f) 테이블(202)을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부(210) 및 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 단계 중 임의의 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암은 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분(예를 들어, ADM(232), 부착된 도구(234))과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화가 제약되는 동안(예를 들어, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분이 정지 위치에 유지되거나 테이블 상부(225)에 대한 그의 원래의 위치/배향으로부터 임계 범위 이내에 유지되는 동안) 이동(예를 들어, 병진, 회전)하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함한다. 예를 들어, 제1 로봇 아암(205)은 의료 작업을 수행하는 데 요구되는 것보다 더 높은 수의 자유도를 갖고(예를 들어, 연관된 조절가능 아암 지지부(210)를 갖거나 갖지 않는, 제1 로봇 아암(205)은 7, 8, 또는 9 자유도 또는 그보다 더 높은 자유도를 가질 수 있음), 그에 따라 제1 로봇 아암(205)의 부분들이 로봇 아암(205)의 원위 부분을 이동시킴이 없이(또는 그에 대한 무시해도 될 정도의 이동을 갖고서) 이동될 수 있는 널-공간 움직임을 수행하도록 구성가능하다.
도 30은 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)을 동작시키는 방법(300)을 예시하는 흐름도를 도시한다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 제1 로봇 아암(205), 테이블(202), 및 하나 이상의 센서(예를 들어, 힘 센서, 토크 센서, 접촉 센서, 로드 셀)를 포함한다. 테이블(202)은 강성 기부(224), 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한 테이블 상부(225)를 포함한다. 하나 이상의 센서는 제1 로봇 아암(205)에(예를 들어, 제1 로봇 아암의 표면에, 조인트(235)에, 그리고/또는 링크에) 가해지는 하나 이상의 힘(예를 들어, 가해진 힘, 전단, 마찰, 토크, 변형, 접촉, 압력, 하중의 힘 또는 물리적 발현)을 검출하도록 위치된다. 하나 이상의 센서는 제1 로봇 아암(205)의 하나 이상의 링크의 표면 상에 또는 아래에, 제1 로봇 아암(205)의 하나 이상의 조인트(235) 상에 또는 내부에, 그리고/또는 제1 로봇 아암(205)의 원위 단부 상에 또는 내부에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 센서는 제1 로봇 아암(205)에 결합된 하나 이상의 구성요소 상에(예를 들어, 조절가능 아암 지지부(210) 상에, 강성 기부(224) 상에) 위치된 센서를 포함한다.
방법(300)은 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하는 단계(302), 및 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암(205)을 이동시키는 단계(303)를 포함한다. 방법(300)은 또한, 하나 이상의 센서로부터, 테이블 상부(225)의 제1 이동 및 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암(205)의 이동 동안 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘에 관한 센서 정보를 획득하는 단계(304)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘은 테이블 상부(225) 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함한다. 예를 들어, 제1 로봇 아암(205)의 원위 단부에 가해지는 힘은 환자의 일부분이 제1 로봇 아암(205)의 원위 단부와 접촉하는 것에 기인한다(예를 들어, 환자 또는 그의 부분의 중량에 기인한다).
일부 실시예에서, 방법(300) 또한, 센서 정보에 따라, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분(예를 들어, 수술 도구(234)를 부착하도록 또는 부착된 수술 도구(234)를 갖도록 구성된 제1 로봇 아암(205)의 ADM(232))과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 (예를 들어, 제1 로봇 아암(205) 및/또는 제1 로봇 아암(205)에 결합된 조절가능 아암 지지부(210)의 협응된 움직임을 통해) 제약하는 단계(305)를 포함한다. 예를 들어, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는, 상대 위치 및/또는 배향에 있어서의 변화를 전혀 변화가 없는 것으로, 사전설정된 변화의 임계량으로, 또는 동적으로 결정되는 변화의 임계량으로 제한하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 방법(300)은, 센서 정보가 제1 기준을 충족시킨다는 결정에 따라(예를 들어, 힘이 사전설정된 임계 힘을 초과함, 사전설정된 방향의 힘이 제1 사전설정된 임계 힘을 초과함, 그리고/또는 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부 상의 힘이 사전설정된 임계 힘을 초과함), 제1 제약(예를 들어, 완화된 제약, 고정된 공간적 관계를 유지하지 않음, 변화의 제1 임계 범위 내의 변화를 허용함)에 기초하여 테이블 상부(225)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분(예를 들어, ADM(232), 부착된 도구(234))의 이동을 제약하는 단계(305-1)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(300)은, 센서 정보가 제1 기준을 충족시키지 않는다는 결정에 따라(예를 들어, 힘이 사전설정된 임계 힘을 초과하지 않음, 사전설정된 방향의 힘이 제1 사전설정된 임계 힘을 초과하지 않음, 그리고/또는 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부 상의 힘이 사전설정된 임계 힘을 초과하지 않음), 제1 제약과 상이한(예를 들어, 제1 제약보다 더 제한적인) 제2 제약(예를 들어, 엄중한 제약)에 기초하여 테이블 상부(225)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분(예를 들어, ADM(232), 부착된 도구(234))의 이동을 제약하는 단계(305-2)(예를 들어, 엄격한 방식으로, 엄격한 제약, 고정된 공간적 관계를 유지함, 변화의 제1 임계 범위보다 작은 제2 임계 범위 내의 변화를 허용함)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)로부터 멀리 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구(234)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 제약(예를 들어, 완화된 제약)은 수술 도구가 도킹된 로봇 아암으로부터 후퇴되는 경우에만 적용된다. 수술 도구가 후퇴되지 않는 경우, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분은, 제1 원위 단부 상의 힘이 제1 기준에 의해 설정된 미리설정된 힘 임계치를 초과할지라도, 제2의 더 엄중한 제약에 의해 제약된다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘은 (환자 플랫폼 시스템(200)에 의해 지지되는 환자와 같은) 환자 플랫폼 시스템(200) 외부에 있는 물체로부터의 충돌(예를 들어, 의도적인 푸싱(pushing), 당김, 의도하지 않은 범핑(bumping))과 연관된 힘 성분을 포함한다(306). 예를 들어, 가해지는 힘은 환자의 팔에 의해 제1 로봇 아암(205)에, 또는 의료진에 의해 제1 로봇 아암(205)의 표면 또는 조인트(235)에 가해질 수 있다. 방법(300)은 센서 정보에 따라 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 동력-보조 이동을 활성화하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(300)은 센서 정보에 따라 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동(예를 들어, 임피던스 모드, 어드미턴스 모드 하에서의 수동 이동)을 활성화하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200) 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분이 사전설정된 힘 임계치를 초과한다는, 그리고 제1 로봇 아암(205)이 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된다는 결정에 따라. 다른 예에서, 일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)의 적어도 일부분은 외부 물체로부터의(그리고, 선택적으로, 다른 로봇 아암(205)으로부터의) 제1 로봇 아암(205)에 대한 충돌 또는 압력을 해결하기 위해 방해가 되지 않게 이동한다. 일부 실시예에서, 이동은 (예를 들어, 제1 로봇 아암(205)이 테이블 상부에 대해 도킹될 때) 테이블 상부(225)에 대한 상부 제1 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)의 위치를 임계 범위 내에 유지하는 널-공간 이동이다. 일부 실시예에서, 이동은 제1 로봇 아암(205)이 도킹되지 않은 경우 제1 로봇 아암(205)의 원격 운동 중심(238)의 위치 및 배향에 의해 제약되지 않는다.
도 31a 및 도 31b는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)을 동작시키는 방법(310)을 예시하는 흐름도를 도시한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 제1 로봇 아암(205) 및 테이블(202)을 포함한다. 테이블(202)은 강성 기부(224) 및 테이블 상부(225)를 포함한다.
방법(310)은 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암(205)을 이동시키는 단계(312)를 포함한다. 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 이동은 사용자의 요청에 따라 수행된다(예를 들어, 제어 장치 또는 제어 사용자 인터페이스를 통해 수신된 사용자 입력에 응답하여, 그리고/또는 환자 플랫폼 시스템(200)이 임피던스 모드 또는 어드미턴스 모드에 있는 동안 테이블 상부(225)의 수동 조작에 응답하여). 일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 이동은 사전프로그래밍된 시스템 명령에 응답하여 수행된다.
방법(310)은 또한 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계(313)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(310)은 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수(예를 들어, 수신, 검출)에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계(313-1)를 포함한다. 예를 들어, 테이블 상부(225) 및/또는 제1 로봇 아암(205)의 이동은 활성 사용자 입력(예를 들어, 제어부를 활성화함, 음성 명령)의 수신 또는 계속해서 유지되는 사용자 입력의 중단(예를 들어, 사용자가 버튼을 해제함, 터치-감응식 표면으로부터의 리프트오프(liftoff))에 응답하여 중단될 수 있다.
일부 실시예에서, 방법(310)은 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225)와의 충돌(예를 들어, 로봇 아암들 사이의 충돌, 환자 또는 의료진과의 충돌, 테이블 상부(225)와의 충돌)의 검출, 또는 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225)의 허용된 이동(예를 들어, 널 공간 이동, 및/또는 하나 이상의 사전설정된 조건을 준수하는 협응된 이동)으로 해결할 수 없는 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225)와의 충돌의 예상에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계(313-2)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(310)은 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225) 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계(예를 들어, 위치 한계, 각도 한계)에 도달했다고 결정하는 것에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계(313-3)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(310)은 (예를 들어, 제1 로봇 아암(205)이 도킹되고, 테이블 상부(225)로부터 멀리 후퇴되지 않은 부착된 도구(234)를 갖는 경우에) 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계(313-4)를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(310)은, 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라, (a) (입력 장치(260) 상의 디스플레이(264)와 같은) 디스플레이에서, 충족되는 하나 이상의 기준에 관한 정보를 제시하는 것, 또는 (b) 디스플레이에서, 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것 중 하나 이상을 수행하는 단계(314)를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 방법(310)은, 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에, 제1 로봇 아암(205)의 이동 및/또는 테이블 상부(225)의 제1 이동의 중단에 대한 이유에 대응하는 표시를 (예를 들어, 디스플레이(264) 또는 표시기를 통해) 사용자에게 제공하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법(310)은, 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에, 검출된 사전설정된 조건의 임의의 안전 문제 또는 위반을 해결하기 위한 사용자 개입을 용이하게 하는 사용자 인터페이스를 (예를 들어, 디스플레이(264)와 같은 디스플레이를 통해) 디스플레이하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 환자 플랫폼 시스템(200)은, 테이블 상부(225)의 이동 및/또는 로봇 아암(205)의 이동을 중단한 후에, 협응된 움직임이 계속 수행되어야 하는 경우 서로 충돌할 것으로 예상되는 환자 플랫폼 시스템(200)의 2개의 로봇 아암(205)을 시각적으로 표시(예를 들어, 하이라이트 표시 또는 강조)할 수 있다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 또한 사용자가 로봇 아암들(205) 중 적어도 하나를 이동시켜서 예상되는 충돌을 해결할 수 있도록 로봇 아암(205)의 제안된 이동 및/또는 로봇 아암(205)의 이동을 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템(200)은 강성 기부(224) 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202), 테이블(202)에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인(204), 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 사용자 요청에 따라 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 강성 기부(224)에 대해 하나 이상의 운동학적 체인(204)을 이동시키게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 적어도 제1 로봇 아암(205)을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 제1 운동학적 체인(204)의 제1 원위 부분(예를 들어, ADM(232), 원격 운동 중심(238), 의료 도구(234)의 도구 팁 위치)의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 운동학적 체인(204)의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)에 대해 제1 운동학적 체인(204)과 연관된 원격 운동 중심(238)을 유지하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 하나 이상의 운동학적 체인(204)과 테이블 상부(225)가 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는 하나 이상의 운동학적 체인 중의 운동학적 체인들(204)이 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것 중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 하나 이상의 운동학적 체인(204)이 환자 플랫폼 시스템(200)에 인접한 하나 이상의 물체로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 제1 조인트를 포함하는 제1 운동학적 체인(예를 들어, 조인트(235)를 포함하는 로봇 아암(205), 조절가능 아암 지지부(210))을 포함한다. 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 제1 조인트가 조인트 한계(예를 들어, 로봇 아암(205)의 조인트(235)의 조인트 한계, 조절가능 아암 지지부(210)의 조인트 한계)를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 그의 원위 단부(예를 들어, ADM(232))에서 부착된 의료 도구(234)를 갖는 적어도 제1 로봇 아암(205)을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 부착된 의료 도구(234)와 테이블 상부(225) 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)에 대해 부착된 의료 도구(234)의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 제1 로봇 아암(205), 및 제1 로봇 아암(205)이 그 상에 위치되는 조절가능 아암 지지부(210)를 포함한다.
일부 실시예에서, 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 조절가능 아암 지지부(210) 및 제1 로봇 아암(205)을 이동시키게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암(205)을 포함한다. 하나 이상의 사전설정된 조건은 테이블 상부(225)와 하나 이상의 로봇 아암(205)의 각자의 원위 부분 사이의 공간적 관계가 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 테이블 상부(225)에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암(205)을 포함한다. 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암은 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 비-간섭 구성에 유지된다.
일부 실시예에 따르면, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서, 메모리, 및 디스플레이를 갖는 컴퓨터 시스템에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 환자 플랫폼 시스템(200)의 테이블 상부(225)를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 테이블 상부(225) 및 강성 기부(224)를 갖는 테이블(202)을 포함하고, 테이블 상부(225)는 강성 기부(224)에 대해 이동가능하다. 하나 이상의 프로그램은 또한 사용자 요청에 따라 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하는 것, 및 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건이 유지되도록 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 강성 기부(224)에 대해 하나 이상의 운동학적 체인(204)을 이동시키는 것을 위한 명령어를 포함한다. 하나 이상의 운동학적 체인(204)은 테이블(202)에 결합된다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템(200)은 강성 기부(224) 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202), 테이블(202)에 결합된 제1 로봇 아암(205), 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부(225)에 대해 제1 로봇 아암(205)의 적어도 일부분을 이동시키는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은 테이블 상부(225)에 대해 제1 로봇 아암(205)과 연관된 원격 운동 중심(238)을 유지하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 조절가능 아암 지지부(210)를 추가로 포함하고, 제1 로봇 아암(205)은 조절가능 아암 지지부(210)에 이동가능하게 결합된다. 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 단부와 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부(225)에 대해 조절가능 아암 지지부(210)를 이동시키는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 조절가능 아암 지지부(210)를 추가로 포함하고, 제1 로봇 아암(205)은 조절가능 아암 지지부(210)에 이동가능하게 결합된다. 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 단부와 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부(225)의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부(225)에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 조절가능 아암 지지부(210)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 이동과 테이블 상부(225)에 대한 조절가능 아암 지지부(210)의 이동을 협응시키는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)은 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 (a) 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, (b) 자기-충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, (c) 조인트 한계 회피를 위해 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, 및 (d) 테이블(202) 및 테이블(202)에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물(예를 들어, 베드 칼럼(203), 셋업 조인트(215), 조절가능 아암 지지부(210)) 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것 중 임의의 것을 수행하게 한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부(210)를 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 (e) 테이블(202) 및 테이블(202)에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부(210) 및 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것, 및 (f) 테이블(202)을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부(210) 및 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것 중 임의의 것을 수행하게 한다.
일부 실시예에 따르면, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서, 메모리, 및 디스플레이를 갖는 컴퓨터 시스템에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 환자 플랫폼 시스템(200)의 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 환자 플랫폼 시스템(200)은 강성 기부(224) 및 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202)을 포함하고, 테이블 상부(225)는 강성 기부(224)에 대해 이동가능하다. 하나 이상의 프로그램은 또한 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 제1 로봇 아암(205)은 테이블(202)에 결합된다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템(200)은 강성 기부(224) 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202), 제1 로봇 아암(205), 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하고, 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암(205)을 이동시키고, 하나 이상의 센서로부터 센서 정보를 획득하게 한다. 센서 정보는 테이블 상부(225)의 제1 이동 및 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암(205)의 이동 동안 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘에 관한 정보를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘은 테이블 상부(225) 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 센서 정보에 따라, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(206)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 한다.
일부 실시예에서, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분과 테이블 상부(225) 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 센서 정보가 제1 기준을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 테이블 상부(225)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 제약하고, 센서 정보가 제1 기준을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 테이블 상부(225)에 대한 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)은 테이블 상부(225)로부터 멀리 제1 로봇 아암(205)의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구(234)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘은 환자 플랫폼 시스템(200) 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함한다.
일부 실시예에서, 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 센서 정보에 따라, 테이블 상부(225)의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암(205)의 동력-보조 이동을 활성화하게 하는 명령어를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서, 메모리, 및 디스플레이를 갖는 컴퓨터 시스템에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 환자 플랫폼 시스템(200)의 테이블 상부(225)의 제1 이동을 개시하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암(205), 강성 기부(224) 및 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202), 및 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서를 포함한다. 테이블 상부(225)는 강성 기부(224)에 대해 이동가능하다. 하나 이상의 프로그램은 또한 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암(205)을 이동시키는 것, 및 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서로부터 센서 정보를 획득하는 것을 위한 명령어를 포함한다. 센서 정보는 테이블 상부(225)의 제1 이동 및 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암(205)의 이동 동안 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 하나 이상의 힘에 관한 정보를 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 환자 플랫폼 시스템(200)은 강성 기부(224) 및 강성 기부(224)에 대해 이동가능한 테이블 상부(225)를 갖는 테이블(202), 제1 로봇 아암(205), 하나 이상의 프로세서, 및 명령어를 저장하는 메모리를 포함한다. 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암(205)을 이동시키고, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225)와의 충돌의 검출, 또는 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225)의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225)와의 충돌의 예상에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암(205) 또는 테이블 상부(225) 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암(205)에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 환자 플랫폼 시스템(200)은 디스플레이(예를 들어, 디스플레이(264))를 추가로 포함한다. 저장된 명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에 그리고 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라, 디스플레이(264)에서 충족되는 하나 이상의 기준에 관한 정보를 제시하고/하거나, 제1 로봇 아암(205)의 이동 및/또는 테이블 상부(225)의 이동의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하게 하는 명령어를 추가로 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 프로세서, 메모리, 및 디스플레이를 갖는 컴퓨터 시스템에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램을 저장한다. 하나 이상의 프로그램은 강성 기부(224)에 대한 테이블 상부(225)의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암(205)을 이동시키는 것, 및 하나 이상의 기준이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암(205)의 이동 또는 테이블 상부(225)의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 위한 명령어를 포함한다.
3. 구현 시스템 및 용어.
도 32는 일부 실시예에 따른 환자 플랫폼 시스템(200)의 전자 구성요소를 예시한 개략도이다.
환자 플랫폼 시스템(200)은 하나 이상의 프로세서(320)를 포함하고, 이는 본 명세서에 기술된 임의의 방법(예컨대, 도 28a 내지 도 28d, 도 29a 내지 도 29c, 도 30, 및 도 31a 및 도 31b와 관련하여 기술된 동작)을 수행하는 것을 위한 명령어를 저장한 컴퓨터 판독가능 저장 매체(322)(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(320)는 또한 (시스템 버스 또는 임의의 전기 회로를 통해) 입력/출력 제어기(324)와 통신한다. 입력/출력 제어기(324)는 입력 장치(예를 들어, 입력 장치(260)에 대응하는 사용자 입력 장치(326))로부터 명령어 및/또는 데이터를 수신하고, 수신된 명령어 및/또는 데이터를 하나 이상의 프로세서(320)에 전달한다(예를 들어, 임의의 변환, 전환, 및/또는 데이터 처리를 갖거나 갖지 않고서). 입력/출력 제어기(324)는 또한 하나 이상의 프로세서(320)로부터 명령어 및/또는 데이터를 수신하고, 명령어 및/또는 데이터를 환자 플랫폼 시스템(200)의 구성요소의 움직임을 담당하는 메커니즘(330)(예를 들어, 테이블 상부(225), 로봇 아암(205), 조절가능 아암 지지부(210) 등의 이동을 위한 메커니즘)과 같은 하나 이상의 액추에이터에 전달한다. 일부 실시예에서, 입력/출력 제어기(324)는 하나 이상의 액추에이터 제어기(332)에 결합되고, 명령어 및/또는 데이터를 하나 이상의 액추에이터 제어기(332)의 적어도 서브세트에 제공하며, 이는 이어서 제어 신호를 선택된 액추에이터에 제공한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터 제어기(332)는 입력/출력 제어기(324)와 통합되고, 입력/출력 제어기(324)는 제어 신호를 (별개의 액추에이터 제어기 없이) 하나 이상의 액추에이터에 직접 제공한다. 도 32가 하나의 액추에이터 제어기(332)를 도시하지만, 일부 실시예에서, 임의의 수의 액추에이터 제어기가 사용될 수 있다(예를 들어, 전체 환자 플랫폼 시스템(200)에 대한 하나의 액추에이터 제어기, 또는 각각의 로봇 아암(205)에 대한 하나의 액추에이터 제어기).
본 명세서에 개시된 구현예는 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부와 하나 이상의 로봇 아암 사이의 협응된 이동을 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 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부와 하나 이상의 로봇 아암의 협응된 움직임은 프로세서-판독가능 또는 컴퓨터-판독가능 매체에 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 유형적(tangible)이고 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 운동을 생성하기 위한 동등한 메커니즘, 및 전기 에너지를 전달하기 위한 동등한 메커니즘을 채용할 수 있을 것임이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 구현예로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범주에 따른다.
일부 실시예 또는 구현예가 하기의 항목들에 관하여 기술된다:
항목 1. 환자 플랫폼 시스템으로서,
강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인들;
하나 이상의 프로세서들; 및
명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하게 하고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 하나 이상의 운동학적 체인들을 이동시키게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 2. 항목 1에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 3. 항목 1 또는 항목 2에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 4. 항목 3에 있어서, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건은, 테이블 상부에 대해 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 5. 항목 1 내지 항목 4 중 어느 한 항목에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은,
하나 이상의 운동학적 체인들과 테이블 상부가 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는
하나 이상의 운동학적 체인들 중의 운동학적 체인들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것
중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 6. 항목 1 내지 항목 5 중 어느 한 항목에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 하나 이상의 운동학적 체인들이 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체들로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 7. 항목 1 내지 항목 6 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 조인트를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 8. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하며, 제1 로봇 아암은 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 9. 항목 8에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 테이블 상부의 제1 이동 동안 부착된 의료 도구와 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 10. 항목 8 또는 항목 9에 있어서, 하나 이상의 사전설정된 조건들은 테이블 상부에 대해 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 11. 항목 1 내지 항목 10 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암, 및 제1 로봇 아암이 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 12. 항목 11에 있어서, 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 조절가능 아암 지지부 및 제1 로봇 아암을 이동시키게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 13. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 운동학적 체인들은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
하나 이상의 사전설정된 조건들은 테이블 상부와 하나 이상의 로봇 아암들의 각자의 원위 부분들 사이의 공간적 관계들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 14. 항목 1 내지 항목 13 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암들은 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성들에 유지되는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 15. 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
강성 기부에 대해 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 단계;
사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계; 및
테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인들을, 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 16. 항목 15에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 17. 항목 15 또는 항목 16에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 18. 항목 17에 있어서, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건은, 테이블 상부에 대해 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 19. 항목 15 내지 항목 18 중 어느 한 항목에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은,
하나 이상의 운동학적 체인들과 테이블 상부가 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는
하나 이상의 운동학적 체인들 중의 운동학적 체인들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것
중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 20. 항목 15 내지 항목 19 중 어느 한 항목에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 하나 이상의 운동학적 체인들이 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체들로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 21. 항목 15 내지 항목 20 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 조인트를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 22. 항목 15 내지 항목 21 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하며, 제1 로봇 아암은 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 23. 항목 22에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 테이블 상부의 제1 이동 동안 부착된 의료 도구와 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 24. 항목 23에 있어서, 하나 이상의 사전설정된 조건들은 테이블 상부에 대해 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 25. 항목 15 내지 항목 24 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암, 및 제1 로봇 아암이 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 26. 항목 25에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 하나 이상의 운동학적 체인들을 이동시키는 단계는, 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 조절가능 아암 지지부 및 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 27. 항목 15 내지 항목 26 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 운동학적 체인들은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
하나 이상의 사전설정된 조건들은 테이블 상부와 하나 이상의 로봇 아암들의 각자의 원위 부분들 사이의 공간적 관계들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 28. 항목 15 내지 항목 27 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 운동학적 체인들은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
하나 이상의 비도킹된 로봇 아암들은 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성들에 유지되는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 29. 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 하나 이상의 프로그램들은,
환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 것으로서,
환자 플랫폼 시스템은 테이블 상부 및 강성 기부를 갖는 테이블을 포함하고,
테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능한, 상기 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 것;
사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것; 및
테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인들을, 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 강성 기부에 대해 이동시키는 것
을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 30. 항목 29에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 31. 항목 29 또는 항목 30에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 제1 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 32. 항목 31에 있어서, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건은, 테이블 상부에 대해 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 33. 항목 29 내지 항목 32 중 어느 한 항목에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은,
하나 이상의 운동학적 체인들과 테이블 상부가 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는
하나 이상의 운동학적 체인들 중의 운동학적 체인들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것
중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 34. 항목 29 내지 항목 33 중 어느 한 항목에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 하나 이상의 운동학적 체인들이 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체들로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 35. 항목 29 내지 항목 34 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 조인트를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 36. 항목 29 내지 항목 35 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하며, 제1 로봇 아암은 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 37. 항목 36에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 테이블 상부의 제1 이동 동안 부착된 의료 도구와 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 38. 항목 37에 있어서, 하나 이상의 사전설정된 조건들은 테이블 상부에 대해 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 39. 항목 29 내지 항목 38 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암, 및 제1 로봇 아암이 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 40. 항목 39에 있어서, 하나 이상의 프로그램들은 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 조절가능 아암 지지부 및 제1 로봇 아암을 이동시키는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 41. 항목 29 내지 항목 40 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 운동학적 체인들은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
하나 이상의 사전설정된 조건들은 테이블 상부와 하나 이상의 로봇 아암들의 각자의 원위 부분들 사이의 공간적 관계들이 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 42. 항목 29 내지 항목 41 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암들은 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성들에 유지되는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 43. 환자 플랫폼 시스템으로서,
강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
테이블에 결합된 제1 로봇 아암;
하나 이상의 프로세서들; 및
명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하게 하고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 44. 항목 43에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 45. 항목 44에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 46. 항목 43 내지 항목 45 중 어느 한 항목에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며,
제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은,
테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 47. 항목 43 내지 항목 46 중 어느 한 항목에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며,
제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은,
테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 조절가능 아암 지지부에 대한 제1 로봇 아암의 이동과 테이블 상부에 대한 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 48. 항목 43 내지 항목 47 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 로봇 아암은 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 49. 항목 43 내지 항목 48 중 어느 한 항목에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하며, 저장된 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
(a) 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것,
(b) 자기-충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것,
(c) 조인트 한계 회피를 위해 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, 및
(d) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것
중 임의의 것을 수행하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 50. 항목 49에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며, 저장된 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
(e) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부와 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것, 및
(f) 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부와 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것
중 임의의 것을 수행하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 51. 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계; 및
테이블 상부의 제1 이동 동안 테이블에 결합된 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 52. 항목 51에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는, 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 53. 항목 52에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는, 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 54. 항목 51 내지 항목 53 중 어느 한 항목에 있어서,
환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는,
테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 55. 항목 51 내지 항목 54 중 어느 한 항목에 있어서,
환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는,
테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 조절가능 아암 지지부에 대한 제1 로봇 아암의 이동과 테이블 상부에 대한 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 56. 항목 51 내지 항목 55 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 로봇 아암은 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 57. 항목 51 내지 항목 56 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하며, 방법은,
(a) 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계;
(b) 자기-충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계;
(c) 조인트 한계 회피를 위해 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계; 및
(d) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계
중 임의의 것을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 58. 항목 57에 있어서, 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암을 추가로 포함하며, 방법은,
(e) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부와 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 단계; 및
(f) 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부와 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 단계
중 임의의 것을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 59. 하나 이상의 프로세서들, 메모리, 및 디스플레이를 갖는 컴퓨터 시스템에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 하나 이상의 프로그램들은,
환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것으로서,
환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하고,
테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능한, 상기 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것; 및
테이블 상부의 제1 이동 동안 테이블에 결합된 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것
을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 60. 항목 59에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 61. 항목 60에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은, 테이블 상부에 대해 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 62. 항목 59 내지 항목 61 중 어느 한 항목에 있어서,
환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은,
테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 테이블 상부에 대해 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 63. 항목 59 내지 항목 62 중 어느 한 항목에 있어서,
환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
제1 로봇 아암은 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은,
테이블 상부의 제1 이동에 따라, 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 조절가능 아암 지지부에 대한 제1 로봇 아암의 이동과 테이블 상부에 대한 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 64. 항목 59 내지 항목 63 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 로봇 아암은 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 65. 항목 59 내지 항목 64 중 어느 한 항목에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하며, 하나 이상의 프로그램들은,
(a) 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것;
(b) 자기-충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것;
(c) 조인트 한계 회피를 위해 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것; 및
(d) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 제1 로봇 아암 및 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것
중 임의의 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 66. 항목 65에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며, 하나 이상의 프로그램들은,
(e) 테이블 및 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부와 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것; 및
(f) 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 조절가능 아암 지지부와 제1 로봇 아암 또는 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것
중 임의의 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 67. 항목 59 내지 항목 66 중 어느 한 항목에 있어서,
하나 이상의 로봇 아암들은 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하고,
하나 이상의 프로그램들은 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암과 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 제2 로봇 아암 및 제1 로봇 아암을 이동시키는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 68. 환자 플랫폼 시스템으로서,
강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
제1 로봇 아암;
제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서들;
하나 이상의 프로세서들; 및
명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하게 하고,
테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키게 하고,
하나 이상의 센서들로부터, 테이블 상부의 제1 이동 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암의 이동 동안 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들에 관한 센서 정보를 획득하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 69. 항목 68에 있어서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들은 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 70. 항목 68 또는 항목 69에 있어서, 저장된 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 71. 항목 70에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은,
센서 정보가 제1 기준들을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것, 및
센서 정보가 제1 기준들을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 72. 항목 70 또는 항목 71에 있어서, 제1 로봇 아암은 테이블 상부로부터 멀리 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 73. 항목 68 내지 항목 72 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들은 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 74. 항목 73에 있어서, 저장된 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 75. 제1 로봇 아암, 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블, 및 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서들을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계;
테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계; 및
하나 이상의 센서들로부터, 테이블 상부의 제1 이동 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암의 이동 동안 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들에 관한 센서 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 76. 항목 75에 있어서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들은 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 77. 항목 75 또는 항목 76에 있어서, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계를 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 78. 항목 77에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계는,
센서 정보가 제1 기준들을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 단계, 및
센서 정보가 제1 기준들을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 79. 항목 77 또는 항목 78에 있어서, 제1 로봇 아암은 테이블 상부로부터 멀리 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 80. 항목 75 내지 항목 79 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들은 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 81. 항목 80에 있어서, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하는 단계를 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 82. 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 하나 이상의 프로그램들은,
환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것으로서,
환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암, 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블, 및 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서들을 포함하고,
테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능한, 상기 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것;
테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 것; 및
하나 이상의 센서들로부터, 테이블 상부의 제1 이동 및 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 제1 로봇 아암의 이동 동안 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들에 관한 센서 정보를 획득하는 것
을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 83. 항목 82에 있어서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들은 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 84. 항목 82 또는 항목 83에 있어서, 하나 이상의 프로그램들은, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 85. 항목 84에 있어서, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것은,
센서 정보가 제1 기준들을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것, 및
센서 정보가 제1 기준들을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 테이블 상부에 대한 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 86. 항목 84 또는 항목 85에 있어서, 제1 로봇 아암은 테이블 상부로부터 멀리 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 87. 항목 82 내지 항목 86 중 어느 한 항목에 있어서, 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들은 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 88. 항목 87에 있어서, 하나 이상의 프로그램들은, 센서 정보에 따라, 테이블 상부의 제1 이동 동안 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 89. 환자 플랫폼 시스템으로서,
강성 기부 및 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
제1 로봇 아암;
하나 이상의 프로세서들; 및
명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키게 하고,
하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 90. 항목 89에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 91. 항목 89 또는 항목 90에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 92. 항목 89 내지 항목 91 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 93. 항목 89 내지 항목 92 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 94. 항목 89 내지 항목 93 중 어느 한 항목에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 디스플레이를 추가로 포함하며, 저장된 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라,
디스플레이에서, 충족되는 하나 이상의 기준들에 관한 정보를 제시하는 것, 또는
디스플레이에서, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것
중 하나 이상을 수행하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
항목 95. 제1 로봇 아암, 및 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계; 및
하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 96. 항목 95에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계는, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 97. 항목 95 또는 항목 96에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계는, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 98. 항목 95 내지 항목 97 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계는, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 99. 항목 95 내지 항목 98 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계는, 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 100. 항목 95 내지 항목 99 중 어느 한 항목에 있어서, 환자 플랫폼 시스템은 디스플레이를 추가로 포함하며, 방법은, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라,
디스플레이에서, 충족되는 하나 이상의 기준들에 관한 정보를 제시하는 것, 또는
디스플레이에서, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것
중 하나 이상을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
항목 101. 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 하나 이상의 프로그램들은,
강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 것; 및
하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것
을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 102. 항목 101에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 103. 항목 101 또는 항목 102에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 104. 항목 101 내지 항목 103 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암 또는 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 105. 항목 101 내지 항목 104 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것은, 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
항목 106. 항목 101 내지 항목 105 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 프로그램들은,
제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라,
디스플레이에서, 충족되는 하나 이상의 기준들에 관한 정보를 제시하는 것, 또는
디스플레이에서, 제1 로봇 아암의 이동 또는 테이블 상부의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것
중 하나 이상을 수행하는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.

Claims (106)

  1. 환자 플랫폼 시스템(patient platform system)으로서,
    강성 기부(rigid base) 및 상기 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부(table top)를 갖는 테이블;
    상기 테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인(kinematic chain)들;
    하나 이상의 프로세서들; 및
    명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    사용자 요청에 따라 상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동을 개시하게 하고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 강성 기부에 대해 상기 하나 이상의 운동학적 체인들을 이동시키게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암(robotic arm)을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분(distal portion)의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 상기 사전설정된 조건은, 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심(remote center of motion)을 유지하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들과 상기 테이블 상부가 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들 중의 운동학적 체인들이 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것
    중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들이 상기 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체들로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 조인트(joint)를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하며, 상기 제1 로봇 아암은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는, 환자 플랫폼 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 부착된 의료 도구와 상기 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은 상기 테이블 상부에 대해 상기 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는, 환자 플랫폼 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암, 및 상기 제1 로봇 아암이 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 조절가능 아암 지지부 및 상기 제1 로봇 아암을 이동시키게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태(undocked state)에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은 상기 테이블 상부와 상기 하나 이상의 로봇 아암들의 각자의 원위 부분들 사이의 공간적 관계들이 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용하는, 환자 플랫폼 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 상기 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암들은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성(non-interfering configuration)들에 유지되는, 환자 플랫폼 시스템.
  15. 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    상기 강성 기부에 대해 상기 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 단계;
    상기 사용자 요청에 따라 상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계; 및
    상기 테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인들을, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 강성 기부에 대해 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 상기 사전설정된 조건은, 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들과 상기 테이블 상부가 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들 중의 운동학적 체인들이 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것
    중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들이 상기 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체들로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  21. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 조인트를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  22. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하며, 상기 제1 로봇 아암은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 부착된 의료 도구와 상기 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은 상기 테이블 상부에 대해 상기 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  25. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암, 및 상기 제1 로봇 아암이 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 강성 기부에 대해 상기 하나 이상의 운동학적 체인들을 이동시키는 단계는, 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 조절가능 아암 지지부 및 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  27. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은 상기 테이블 상부와 상기 하나 이상의 로봇 아암들의 각자의 원위 부분들 사이의 공간적 관계들이 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  28. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암들은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성들에 유지되는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  29. 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 것으로서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 상기 테이블 상부 및 강성 기부를 갖는 테이블을 포함하고,
    상기 테이블 상부는 강성 기부에 대해 이동가능한, 상기 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부를 이동시키라는 사용자 요청을 수신하는 것;
    상기 사용자 요청에 따라 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것; 및
    상기 테이블에 결합된 하나 이상의 운동학적 체인들을, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 강성 기부에 대해 이동시키는 것
    을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  30. 제29항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  31. 제29항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 제1 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1 운동학적 체인의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 상기 사전설정된 조건은, 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 운동학적 체인과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  33. 제29항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들과 상기 테이블 상부가 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것, 또는
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들 중의 운동학적 체인들이 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 서로로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것
    중 하나 이상을 금지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  34. 제29항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들이 상기 환자 플랫폼 시스템에 인접한 하나 이상의 물체들로부터의 임계 거리 이내에 도달하는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  35. 제29항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 조인트를 포함하는 제1 운동학적 체인을 포함하고, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 제1 조인트가 조인트 한계를 넘어서는 것을 방지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  36. 제29항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 적어도 제1 로봇 아암을 포함하며, 상기 제1 로봇 아암은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 원위 단부에서 부착된 의료 도구를 갖는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  37. 제36항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 유지되는 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 부착된 의료 도구와 상기 테이블 상부 사이의 고정된 공간적 관계를 유지하는 사전설정된 조건을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  38. 제37항에 있어서, 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은 상기 테이블 상부에 대해 상기 부착된 의료 도구의 원격조작 입력 장치에 대한 정렬된 공간적 관계를 유지하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  39. 제29항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 제1 로봇 아암, 및 상기 제1 로봇 아암이 위치되는 조절가능 아암 지지부를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  40. 제39항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 하나 이상의 사전설정된 조건들이 유지되도록 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 조절가능 아암 지지부 및 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  41. 제29항에 있어서,
    상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 사전설정된 조건들은 상기 테이블 상부와 상기 하나 이상의 로봇 아암들의 각자의 원위 부분들 사이의 공간적 관계들이 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 임계량 초과만큼 변경되도록 허용하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  42. 제29항에 있어서, 상기 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 테이블 상부에 대해 비도킹된 상태에 있는 하나 이상의 로봇 아암들을 포함하고, 상기 하나 이상의 비도킹된 로봇 아암들은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 비-간섭 구성들에 유지되는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  43. 환자 플랫폼 시스템으로서,
    강성 기부 및 상기 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
    상기 테이블에 결합된 제1 로봇 아암;
    하나 이상의 프로세서들; 및
    명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동을 개시하게 하고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은, 상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  45. 제44항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은, 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  46. 제43항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며,
    상기 제1 로봇 아암은 상기 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은,
    상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 테이블 상부에 대해 상기 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  47. 제43항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며,
    상기 제1 로봇 아암은 상기 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은,
    상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 조절가능 아암 지지부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 이동과 상기 테이블 상부에 대한 상기 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  48. 제43항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암은 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의(kinematically redundant) 조인트를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  49. 제43항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 상기 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하며, 상기 저장된 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    (a) 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암과 상기 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것,
    (b) 자기-충돌을 회피하도록 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것,
    (c) 조인트 한계 회피를 위해 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것, 및
    (d) 상기 테이블 및 상기 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것
    중 임의의 것을 수행하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  50. 제49항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며, 상기 저장된 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    (e) 상기 테이블 및 상기 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 상기 조절가능 아암 지지부와 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것, 및
    (f) 상기 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 상기 조절가능 아암 지지부와 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것
    중 임의의 것을 수행하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  51. 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계; 및
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 테이블에 결합된 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 단계는, 상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 단계는, 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  54. 제51항에 있어서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
    상기 제1 로봇 아암은 상기 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 단계는,
    상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 테이블 상부에 대해 상기 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  55. 제51항에 있어서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
    상기 제1 로봇 아암은 상기 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 단계는,
    상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 조절가능 아암 지지부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 이동과 상기 테이블 상부에 대한 상기 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  56. 제51항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암은 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  57. 제51항에 있어서, 하나 이상의 운동학적 체인들은 상기 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하며, 상기 방법은,
    (a) 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암과 상기 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계;
    (b) 자기-충돌을 회피하도록 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계;
    (c) 조인트 한계 회피를 위해 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계; 및
    (d) 상기 테이블 및 상기 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 단계
    중 임의의 것을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암을 추가로 포함하며, 상기 방법은,
    (e) 상기 테이블 및 상기 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 상기 조절가능 아암 지지부와 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 단계; 및
    (f) 상기 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 상기 조절가능 아암 지지부와 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 단계
    중 임의의 것을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  59. 하나 이상의 프로세서들, 메모리, 및 디스플레이를 갖는 컴퓨터 시스템에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것으로서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 강성 기부 및 상기 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하고,
    상기 테이블 상부는 상기 강성 기부에 대해 이동가능한, 상기 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것; 및
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 테이블에 결합된 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것
    을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  60. 제59항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은, 상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 로봇 아암의 적어도 일부분을 이동시키는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  61. 제60항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은, 상기 테이블 상부에 대해 상기 제1 로봇 아암과 연관된 원격 운동 중심을 유지하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  62. 제59항에 있어서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
    상기 제1 로봇 아암은 상기 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은,
    상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 테이블 상부에 대해 상기 조절가능 아암 지지부를 이동시키는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  63. 제59항에 있어서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하고,
    상기 제1 로봇 아암은 상기 조절가능 아암 지지부에 이동가능하게 결합되고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 단부와 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은,
    상기 테이블 상부의 제1 이동에 따라, 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 상기 테이블 상부에 대한 이동의 임계량 미만으로 제한하는 방식으로 상기 조절가능 아암 지지부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 이동과 상기 테이블 상부에 대한 상기 조절가능 아암 지지부의 이동을 협응시키는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  64. 제59항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암은 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화가 제약되는 동안 이동하도록 구성된 적어도 하나의 운동학적으로 여유의 조인트를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  65. 제59항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 상기 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하며, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    (a) 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암과 상기 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것;
    (b) 자기-충돌을 회피하도록 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것;
    (c) 조인트 한계 회피를 위해 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것; 및
    (d) 상기 테이블 및 상기 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 상기 제1 로봇 아암 및 상기 제2 로봇 아암 중 임의의 것을 이동시키는 것
    중 임의의 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  66. 제65항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 지지하도록 구성된 조절가능 아암 지지부를 추가로 포함하며, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    (e) 상기 테이블 및 상기 테이블에 동작가능하게 결합된 하나 이상의 구조물들 중 임의의 것과의 충돌을 회피하도록 상기 조절가능 아암 지지부와 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것; 및
    (f) 상기 테이블을 지지하는 바닥과의 충돌을 회피하도록 상기 조절가능 아암 지지부와 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 제2 로봇 아암 중 적어도 하나를 이동시키는 것
    중 임의의 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  67. 제59항에 있어서,
    하나 이상의 로봇 아암들은 상기 제1 로봇 아암에 더하여 제2 로봇 아암을 추가로 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암과 상기 제2 로봇 아암 사이의 충돌이 회피되도록 협응된 방식으로 상기 제2 로봇 아암 및 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  68. 환자 플랫폼 시스템으로서,
    강성 기부 및 상기 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
    제1 로봇 아암;
    상기 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서들;
    하나 이상의 프로세서들; 및
    명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동을 개시하게 하고,
    상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 제1 로봇 아암을 이동시키게 하고,
    상기 하나 이상의 센서들로부터, 상기 테이블 상부의 제1 이동 및 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 상기 제1 로봇 아암의 이동 동안 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들에 관한 센서 정보를 획득하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  69. 제68항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 상기 하나 이상의 힘들은 상기 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  70. 제68항에 있어서, 상기 저장된 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 상기 센서 정보에 따라, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  71. 제70항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은,
    상기 센서 정보가 제1 기준들을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 상기 테이블 상부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것, 및
    상기 센서 정보가 상기 제1 기준들을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 상기 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 상기 테이블 상부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  72. 제70항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암은 상기 테이블 상부로부터 멀리 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  73. 제68항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 상기 하나 이상의 힘들은 상기 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  74. 제73항에 있어서, 상기 저장된 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 상기 센서 정보에 따라, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  75. 제1 로봇 아암, 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블, 및 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서들을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 단계;
    상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계; 및
    상기 하나 이상의 센서들로부터, 상기 테이블 상부의 제1 이동 및 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 상기 제1 로봇 아암의 이동 동안 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들에 관한 센서 정보를 획득하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  76. 제75항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 상기 하나 이상의 힘들은 상기 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  77. 제75항에 있어서, 상기 센서 정보에 따라, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 단계를 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  78. 제77항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 단계는,
    상기 센서 정보가 제1 기준들을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 상기 테이블 상부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 단계, 및
    상기 센서 정보가 상기 제1 기준들을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 상기 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 상기 테이블 상부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  79. 제77항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암은 상기 테이블 상부로부터 멀리 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  80. 제75항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 상기 하나 이상의 힘들은 상기 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 센서 정보에 따라, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하는 단계를 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  82. 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것으로서,
    상기 환자 플랫폼 시스템은 제1 로봇 아암, 강성 기부 및 상기 테이블 상부를 갖는 테이블, 및 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들을 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서들을 포함하고,
    상기 테이블 상부는 상기 강성 기부에 대해 이동가능한, 상기 환자 플랫폼 시스템의 테이블 상부의 제1 이동을 개시하는 것;
    상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 것; 및
    하나 이상의 센서들로부터, 상기 테이블 상부의 1 이동 및 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하는 상기 제1 로봇 아암의 이동 동안 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 하나 이상의 힘들에 관한 센서 정보를 획득하는 것
    을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  83. 제82항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 상기 하나 이상의 힘들은 상기 테이블 상부 상에 위치된 환자의 중력과 연관된 힘 성분을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  84. 제82항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로그램들은, 상기 센서 정보에 따라, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 변화를 제약하는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  85. 제84항에 있어서, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분과 상기 테이블 상부 사이의 공간적 관계에 있어서의 상기 변화를 제약하는 것은,
    상기 센서 정보가 제1 기준들을 충족시킨다는 결정에 따라, 제1 제약에 기초하여 상기 테이블 상부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것, 및
    상기 센서 정보가 상기 제1 기준들을 충족시키지 않는다는 결정에 따라, 상기 제1 제약과 상이한 제2 제약에 기초하여 상기 테이블 상부에 대한 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분의 이동을 제약하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  86. 제84항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암은 상기 테이블 상부로부터 멀리 상기 제1 로봇 아암의 제1 원위 부분으로부터 후퇴되는 부착된 수술 도구를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  87. 제82항에 있어서, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 상기 하나 이상의 힘들은 상기 환자 플랫폼 시스템 외부에 있는 물체로부터의 충돌과 연관된 힘 성분을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  88. 제87항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로그램들은, 상기 센서 정보에 따라, 상기 테이블 상부의 제1 이동 동안 상기 제1 로봇 아암의 동력-보조 이동을 활성화하는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  89. 환자 플랫폼 시스템으로서,
    강성 기부 및 상기 강성 기부에 대해 이동가능한 테이블 상부를 갖는 테이블;
    제1 로봇 아암;
    하나 이상의 프로세서들; 및
    명령어들을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 제1 로봇 아암을 이동시키게 하고,
    하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하게 하는, 환자 플랫폼 시스템.
  90. 제89항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  91. 제89항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  92. 제89항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  93. 제89항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  94. 제89항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 디스플레이를 추가로 포함하며, 상기 저장된 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라,
    상기 디스플레이에서, 충족되는 상기 하나 이상의 기준들에 관한 정보를 제시하는 것, 또는
    상기 디스플레이에서, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것
    중 하나 이상을 수행하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템.
  95. 제1 로봇 아암, 및 강성 기부 및 테이블 상부를 갖는 테이블을 포함하는 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    상기 강성 기부에 대한 상기 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 상기 제1 로봇 아암을 이동시키는 단계; 및
    하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  96. 제95항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계는, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  97. 제95항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계는, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  98. 제95항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계는, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  99. 제95항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계는, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 단계를 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  100. 제95항에 있어서, 상기 환자 플랫폼 시스템은 디스플레이를 추가로 포함하며, 상기 방법은, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라,
    상기 디스플레이에서, 충족되는 상기 하나 이상의 기준들에 관한 정보를 제시하는 것, 또는
    상기 디스플레이에서, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것
    중 하나 이상을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, 환자 플랫폼 시스템을 동작시키는 방법.
  101. 하나 이상의 프로세서들에 의한 실행을 위해 구성된 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    강성 기부에 대한 테이블 상부의 제1 이동과 협응하여 제1 로봇 아암을 이동시키는 것; 및
    하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 적어도 하나를 중단하는 것
    을 위한 명령어들을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  102. 제101항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하라는 요청에 대응하는 사용자 입력의 접수에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  103. 제101항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부와의 충돌의 검출, 또는 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부의 허용된 이동으로 해결할 수 없는 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부와의 충돌의 예상에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  104. 제101항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암 또는 상기 테이블 상부 중 적어도 하나가 연관된 조인트 한계에 도달했다고 결정하는 것에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  105. 제101항에 있어서, 상기 하나 이상의 기준들이 충족된다는 결정에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것은, 상기 제1 로봇 아암에 가해지는 힘이 사전설정된 힘 임계치를 초과했음을 검출하는 것에 따라 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단하는 것을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  106. 제101항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로그램들은,
    상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 제1 이동 중 상기 적어도 하나를 중단한 후에, 하나 이상의 기준들이 충족된다는 상기 결정에 따라,
    디스플레이에서, 충족되는 상기 하나 이상의 기준들에 관한 정보를 제시하는 것, 또는
    상기 디스플레이에서, 상기 제1 로봇 아암의 이동 또는 상기 테이블 상부의 이동 중 적어도 하나의 사용자 개입을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제시하는 것
    중 하나 이상을 수행하는 것을 위한 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
KR1020237014673A 2020-09-30 2021-09-21 로봇 수술에서의 수술중 환자 위치설정을 위한 안내 협응된 베드 움직임 KR20230079174A (ko)

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