KR20230146575A - 의료 기구 구동 조립체 및 도킹 시스템 - Google Patents
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Abstract
의료 기구 구동 조립체는 기부 부분, 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트, 기부 부분에 고정되는 플랫폼, 및 래칭 메커니즘을 포함한다. 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트는 기부 부분에 결합되고/되거나 그로부터 연장되고, 제1 의료 기구를 구동하도록 구성된다. 플랫폼은 기부 부분에 고정되고, 상승된 구성과 하강된 구성 사이에서 이동가능하다. 플랫폼은 상승된 구성으로 편향된다. 래칭 메커니즘은 플랫폼이 하강된 구성으로 유지되게 하도록 구성된다.
Description
관련 출원(들)
본 출원은, 그 개시가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2021년 2월 17일자로 출원되고 발명의 명칭이 의료 기구 구동 조립체 및 도킹 시스템(MEDICAL INSTRUMENT DRIVE ASSEMBLY AND DOCKING SYSTEM)인 미국 가출원 제63/150,418호에 대한 우선권을 주장한다.
소정의 로봇 의료 절차는 멸균 어댑터(sterile adapter), 로봇 아암 조립체(robotic arm assembly), 및/또는 유사한 장치를 포함할 수 있는 하나 이상의 의료 기구 구동 조립체와 하나 이상의 의료 기구 사이의 상호작용을 수반할 수 있다. 일부 경우에, 의사는 의사가 의료 기구를 환자의 신체를 통해 내비게이팅하는 동안 의료 기구를 의료 기구 구동 조립체에 부착하고/하거나 정합시킬 수 있다.
다양한 실시예가 예시적인 목적으로 첨부 도면에 도시되어 있고, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 상이한 개시된 실시예의 다양한 특징이 조합되어 본 개시의 일부인 추가 실시예를 형성할 수 있다. 도면 전체에 걸쳐, 도면 부호는 참조 요소들 사이의 대응을 나타내기 위해 재사용될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 엔드 이펙터(robotic end effector)에 결합된 의료 기구를 포함하는 로봇 의료 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 기관지경술을 위해 배열된 로봇 시스템을 예시한 도면.
도 3은 하나 이상의 실시예에 따른, 테이블-기반 로봇 시스템을 예시한 도면.
도 4-1 및 도 4-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 1 내지 도 3의 의료 시스템들 중 임의의 것에서 구현될 수 있는 의료 시스템 컴포넌트를 예시한 도면.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 적어도 의료 기구를 구동하도록 구성된 로봇 아암과 연관된 기구 장치 조작기 조립체의 분해도를 도시한 도면.
도 6a 및 도 6b는 하나 이상의 실시예에 따른, 하나 이상의 의료 기구의 도킹(docking)을 용이하게 하도록 구성된 특징부를 갖는, 하나 이상의 어댑터를 포함할 수 있는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한 도면.
도 7a 및 도 7b는 하나 이상의 실시예에 따른, 하나 이상의 구동 조립체와 함께 사용하기 위한 예시적인 플랫폼(platform)의 예시를 제공한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 하나 이상의 실시예에 따른, 제1 의료 기구 및/또는 제2 의료 기구를 포함할 수 있는 하나 이상의 의료 기구를 구동하도록 구성된 어댑터를 포함하는 구동 조립체를 예시한 도면.
도 9a 및 도 9b는 하나 이상의 실시예에 따른, 하나 이상의 의료 기구를 안내하고/하거나 그에 부착되도록 구성된 하나 이상의 자기 요소(magnetic element) 및/또는 다른 정렬 특징부를 포함하는 어댑터를 포함하는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한 도면.
도 10은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 시스템으로부터 힘을 전달하기 위한 하나 이상의 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터)를 포함할 수 있는 구동 조립체에서 하나 이상의 의료 기구를 구동하기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 제공한 도면.
도 11은 하나 이상의 실시예에 따른, 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 어댑터를 포함하는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한 도면.
도 12a 내지 도 12c는 하나 이상의 실시예에 따른, 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 구동 출력부를 예시한 도면.
도 13은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 시스템으로부터 힘을 전달하기 위한 하나 이상의 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터)를 포함할 수 있는 구동 조립체에서 하나 이상의 의료 기구를 구동하기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 제공한 도면.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 엔드 이펙터(robotic end effector)에 결합된 의료 기구를 포함하는 로봇 의료 시스템의 일 실시예를 예시한 도면.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 기관지경술을 위해 배열된 로봇 시스템을 예시한 도면.
도 3은 하나 이상의 실시예에 따른, 테이블-기반 로봇 시스템을 예시한 도면.
도 4-1 및 도 4-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 1 내지 도 3의 의료 시스템들 중 임의의 것에서 구현될 수 있는 의료 시스템 컴포넌트를 예시한 도면.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 적어도 의료 기구를 구동하도록 구성된 로봇 아암과 연관된 기구 장치 조작기 조립체의 분해도를 도시한 도면.
도 6a 및 도 6b는 하나 이상의 실시예에 따른, 하나 이상의 의료 기구의 도킹(docking)을 용이하게 하도록 구성된 특징부를 갖는, 하나 이상의 어댑터를 포함할 수 있는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한 도면.
도 7a 및 도 7b는 하나 이상의 실시예에 따른, 하나 이상의 구동 조립체와 함께 사용하기 위한 예시적인 플랫폼(platform)의 예시를 제공한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 하나 이상의 실시예에 따른, 제1 의료 기구 및/또는 제2 의료 기구를 포함할 수 있는 하나 이상의 의료 기구를 구동하도록 구성된 어댑터를 포함하는 구동 조립체를 예시한 도면.
도 9a 및 도 9b는 하나 이상의 실시예에 따른, 하나 이상의 의료 기구를 안내하고/하거나 그에 부착되도록 구성된 하나 이상의 자기 요소(magnetic element) 및/또는 다른 정렬 특징부를 포함하는 어댑터를 포함하는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한 도면.
도 10은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 시스템으로부터 힘을 전달하기 위한 하나 이상의 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터)를 포함할 수 있는 구동 조립체에서 하나 이상의 의료 기구를 구동하기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 제공한 도면.
도 11은 하나 이상의 실시예에 따른, 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 어댑터를 포함하는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한 도면.
도 12a 내지 도 12c는 하나 이상의 실시예에 따른, 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 구동 출력부를 예시한 도면.
도 13은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 시스템으로부터 힘을 전달하기 위한 하나 이상의 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터)를 포함할 수 있는 구동 조립체에서 하나 이상의 의료 기구를 구동하기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 제공한 도면.
본 명세서에 제공된 표제는 단지 편의를 위한 것이고, 청구된 발명의 범주 또는 의미에 반드시 영향을 주는 것은 아니다. 소정의 바람직한 실시예 및 예가 아래에 개시되지만, 본 발명의 요지는 구체적으로 개시된 실시예를 넘어 다른 대안적인 실시예 및/또는 용도로 그리고 그의 변형 및 등가물로 확장된다. 따라서, 본 명세서로부터 발생할 수 있는 청구범위의 범주는 후술되는 특정 실시예들 중 임의의 것에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 방법 또는 프로세스에서, 방법 또는 프로세스의 동작 또는 작동은 임의의 적합한 시퀀스로 수행될 수 있고, 반드시 임의의 특정한 개시된 시퀀스로 제한되지는 않는다. 소정 실시예를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 방식으로 다양한 동작이 다수의 개별 동작으로서 차례로 기술될 수 있지만; 설명의 순서는 이들 동작이 순서에 의존함을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 추가적으로, 본 명세서에 기술된 구조물, 시스템, 및/또는 장치는 통합된 컴포넌트로서 또는 별개의 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예를 비교하기 위해, 이들 실시예의 소정 태양 및 이점이 기술된다. 모든 그러한 태양 또는 이점이 반드시 임의의 특정 실시예에 의해 달성되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, 다양한 실시예는 반드시 본 명세서에 또한 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 태양 또는 이점을 달성하지 않고서 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 수행될 수 있다.
소정의 공간적으로 상대적인 용어, 예컨대 "외측", "내측", "상부", "하부", "아래", "위", "수직", "수평", "상단부", "저부", "측방향", 및 유사한 용어는 다른 장치/요소 또는 해부학적 구조물에 대한 하나의 장치/요소 또는 해부학적 구조물의 공간 관계를 기술하기 위해 본 명세서에 사용되지만, 이들 용어는 예컨대 도면의 예시된 배향과 관련하여, 요소(들)/구조물(들) 사이의 위치 관계를 기술하기 위한 설명의 용이함을 위해 본 명세서에 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여, 사용 또는 동작 중인 요소(들)/구조물(들)의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 다른 요소/구조물 "위"에 있는 것으로 기술된 요소/구조물이 대상 환자 또는 요소/구조물의 대안적인 배향과 관련하여 그러한 다른 요소/구조물 아래에 또는 옆에 있는 위치를 표현할 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 위에서 열거된 것을 포함하는 공간적으로 상대적인 용어는 참조된 도면의 각각의 예시된 배향에 대해 이해될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
소정의 도면 부호는 하나 이상의 측면에서 유사할 수 있는 특징을 갖는 장치, 컴포넌트, 시스템, 특징부, 및/또는 모듈에 대해 편의상 본 개시의 도면 세트의 상이한 도면에 걸쳐 재사용된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 실시예들 중 임의의 것과 관련하여, 도면에서 공통 도면 부호의 재사용은 반드시 그러한 특징부, 장치, 컴포넌트, 또는 모듈이 동일하거나 유사하다는 것을 나타내지는 않는다. 오히려, 당업자는 공통 도면 부호의 사용이 참조된 발명 요지 사이의 유사성을 암시할 수 있는 정도에 대해 문맥에 의해 알 수 있다. 특정 도면의 설명과 관련하여 특정 도면 부호의 사용은 그러한 특정 도면에서 식별된 장치, 컴포넌트, 태양, 특징부, 모듈, 또는 시스템에 관련되고, 다른 도면에서 동일한 도면 부호에 의해 식별된 임의의 장치, 컴포넌트, 태양, 특징부, 모듈, 또는 시스템에 반드시 관련되지는 않는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 공통 도면 부호로 식별된 별개의 도면의 태양은 특성을 공유하거나 서로 완전히 독립적인 것으로 해석될 수 있다. 일부 상황에서, 공통 도면 부호에 의해 식별되는 별개의 도면과 연관된 특징부는 적어도 소정 태양과 관련하여 관련되지 않고/않거나 유사하지 않다.
본 개시는 하나 이상의 의료 기구와 하나 이상의 의료 기구 구동 조립체 사이의 상호작용을 용이하게 하기 위한 시스템, 장치, 및 방법을 제공한다. 본 개시에 기술된 의료 기구와 관련하여, 용어 "기구"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 사용되고, 임의의 유형의 도구, 장치, 조립체, 시스템, 서브시스템, 기기, 컴포넌트 등을 지칭할 수 있다. 본 명세서의 일부 상황에서, 용어 "장치"는 용어 "기구"와 실질적으로 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 또한, 용어 "조립체"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 임의의 장치 및/또는 장치들의 세트를 지칭할 수 있다. 용어 "구동 조립체"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 하나 이상의 의료 기구를 구동하는 것과 연관된 임의의 장치 및/또는 장치들의 세트를 지칭할 수 있다.
의료 절차
본 개시의 소정 태양이 신장, 비뇨기과학, 및/또는 신장학 절차, 예컨대 신장 결석 제거/치료 절차의 상황에서 본 명세서에 상세히 기술되지만, 그러한 상황은 편의상 그리고 명확성을 위해 제공되고, 본 명세서에 개시된 로봇 및/또는 수동 구동 개념은 임의의 적합한 의료 절차, 예컨대 로봇 기관지경술에 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 언급된 바와 같이, 신장/비뇨기 해부학적 구조 및 연관된 의학적 문제 및 절차의 설명은 본 명세서에 개시된 본 발명의 개념의 설명을 보조하기 위해 아래에 제시된다.
요관경술 절차와 같은 소정의 의료 절차에서, 접근 시스(access sheath)를 통해 치료 부위에 접근하는 세장형 의료 기구는 치료 부위로부터, 신장 결석 및 결석 파편 또는 다른 찌꺼기 또는 오염물(들)과 같은 잔해물을 제거하는 데 이용될 수 있다. 요로 결석증으로도 알려진 신장 결석 질환은 "신장 결석", "요로 결석", "신결석", "신장 결석증", 또는 "신석증"으로 지칭되는, 물질의 고체 조각의 요로 내의 형성을 수반하는 의학적 질환이다. 요로 결석은 신장, 요관, 및 방광("방광 결석"으로 지칭됨)에서 형성되고/되거나 발견될 수 있다. 그러한 요로 결석은 요액 중의 무기질 농도의 결과로서 형성될 수 있고, 일단 그러한 결석이 요관 또는 요도를 통한 소변 흐름을 방해하기에 충분한 크기에 도달하면 상당한 복부 통증을 유발할 수 있다. 요로 결석은 칼슘, 마그네슘, 암모니아, 요산, 시스테인, 및/또는 다른 화합물 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.
관찰, 의학적 치료(예컨대, 배출 요법), 비-침습 치료(예컨대, 체외 충격파 쇄석술(extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL)), 최소 침습 또는 수술 치료(예컨대, 요관경술 및 경피 신절석술(percutaneous nephrolithotomy, "PCNL")) 등을 포함하는 몇몇 방법이 신장 결석이 있는 환자를 치료하는 데 사용될 수 있다. 일부 접근법(예컨대, 요관경술 및 PCNL)에서, 의사는 결석에 대한 접근을 달성하고, 결석은 더 작은 조각 또는 파편으로 부서지고, 비교적 작은 결석 파편/미립자는 바스켓팅 장치(basketing device) 및/또는 흡인을 사용하여 신장으로부터 추출된다.
일부 절차에서, 외과의는 방광 및 요관으로부터 요로 결석을 제거하기 위해 내시경(예컨대, 요관경)을 요도를 통해 요로 내로 삽입할 수 있다. 전형적으로, 요관경은 요로의 시각화를 가능하게 하도록 구성된 카메라를 그의 원위 단부에 포함한다. 요관경은 또한 요로 결석을 포획하거나 부수도록 구성된 쇄석술 장치를 포함하거나, 요관경의 작업 채널 내의 그것의 배치를 허용할 수 있다. 요관경술 절차 동안, 한 명의 의사/전문가가 요관경의 위치를 제어할 수 있고, 한편 다른 의사/전문가가 쇄석술 장치(들)를 제어할 수 있다.
비교적 큰 결석/파편을 제거하기 위한 절차와 같은 일부 절차에서, 의사는 결석(들)을 부수고 그리고/또는 제거하기 위해 치료 부위에 대한 접근을 제공하도록 피부(즉, 경피적으로) 및 개재 조직을 통해 신장경을 삽입하는 것을 수반하는 경피 신절석술("PCNL") 기법을 사용할 수 있다. 표적 해부학적 부위에 대한 접근 채널을 제공하는 데 사용되는 경피-접근 장치(예컨대, 신장경, 시스, 시스 조립체, 및/또는 카테터(catheter))(및/또는 직접-진입 내시경)는 표적 부위에 관주액 흐름을 제공하고/하거나 (예컨대, 수동 유출 및/또는 능동 흡입을 통해) 표적 부위로부터 유체를 흡인하기 위한 하나 이상의 유체 채널을 포함할 수 있다.
요관경술 절차의 경우, 의사는 비교적 큰 신장 결석을 비교적 더 작은 파편으로 부숴 그의 추출을 용이하게 하기 위한 절차를 구현할 수 있다. 예를 들어, 레이징(lasing)에 의한, 또는 신장 결석에 대한 클리빙력(cleaving force)의 다른 인가를 통한 것과 같이, 결석을 더 작은 파편으로 부수기 위한 소정 기구가 이용될 수 있다. 일부 절차에 따르면, 비교적 더 작은 결석 파편(들)을 포획하고 그들을 치료 부위로부터 환자 외부로 추출하기 위해 바스켓팅 장치/시스템이 사용될 수 있다. 일반적으로, 결석이 포획될 때, 외과의는 결석을 시료 수집 구조물 또는 영역 내로 넣기/떨어뜨리기 위해 바스켓을 개방하기 전에 요관 접근 시스를 통해 결석을 신속하게 추출하기를 원할 수 있고, 그 후에 바스켓은 있을 수 있는 나머지 결석 또는 결석 파편을 추출할 목적으로 폐쇄되고 (예컨대, 내시경/요관경의 작업 채널 내에) 재삽입될 수 있다.
로봇-보조식 요관경술 절차는 신장 결석 제거 절차와 같은 다양한 의료 절차와 관련하여 구현될 수 있고, 여기서 로봇 도구는 의사/비뇨기과 의사가 내시경 표적 접근뿐만 아니라 경피 접근/치료를 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다. 유리하게는, 본 개시의 태양은 하나 이상의 의료 기구(이는 내시경/요관경, 바스켓팅 장치/시스템, 쇄석술 장치(들), 및/또는 다양한 다른 기구를 포함할 수 있음) 및/또는 의료 기구 구동 조립체(이는 어댑터, 멸균 어댑터, 로봇 아암 장치, 및/또는 다양한 다른 장치를 포함할 수 있음) 사이의 상호작용(이는 본 명세서에 기술된 다른 상호작용들 중에서, 부착, 정합, 접촉, 로킹(locking), 래칭(latching), 제거, 안내, 구동을 포함할 수 있음)을 관리하고/하거나 용이하게 하기 위한 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다.
의료 시스템
도 1은 본 개시의 태양에 따른, 다양한 의료 절차를 수행하기 위한 예시적인 의료 시스템(100)을 예시한다. 의료 시스템(100)은 예를 들어 내시경술(예컨대, 요관경술) 절차에 사용될 수 있다. 위에서 참조되고 기술된 바와 같이, 소정의 요관경술 절차는 신장 결석의 치료/제거를 수반한다. 일부 구현예에서, 신장 결석 치료는 소정의 로봇 기술/장치의 보조로부터 이득을 얻을 수 있다. 로봇 의료 해결책은 엄밀히 수동인 절차에 비해 소정 기구와 관련하여 상대적으로 더 높은 정밀도, 우수한 제어, 및/또는 우수한 손-눈 협응(hand-eye coordination)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 절차에 따른 신장에 대한 로봇-보조식 요관경 접근은 유리하게는 비뇨기과 의사가 내시경 제어 및 바스켓팅 제어 둘 모두를 개별적으로 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1의 시스템(100)이 요관경술 절차의 상황에서 제시되지만, 본 명세서에 개시된 원리는 임의의 유형의 내시경술 절차에서 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에 기술된 몇몇 예는 신장으로부터의 신장 결석의 제거를 수반하는 물체 제거 절차에 관한 것이다. 그러나, 본 개시는 신장 결석 제거에만 제한되지는 않는다. 예를 들어, 하기 설명은 또한, 예를 들어 담낭 결석 제거, 폐(폐/경흉부) 종양 생검, 또는 백내장 제거와 같은, 경피 및/또는 내시경 접근을 통해 치료 부위 또는 환자 공동(예컨대, 식도, 요관, 장, 눈 등)으로부터 제거될 수 있는 임의의 물체를 포함하는, 환자로부터의 물체의 제거와 관련된 다른 수술 또는 의료 동작 또는 의료 절차에 적용가능하다.
의료 시스템(100)은 환자(7)에게 직접-진입 절차를 수행하기 위해 근위 손잡이(31) 및 그의 근위 부분에서 손잡이(31)에 결합된 샤프트(40)를 포함하는 의료 기구(19)(예컨대, 요관경)와 맞물리고 그리고/또는 그것을 제어하도록 구성된 로봇 시스템(10)(예컨대, 이동식 로봇 카트(mobile robotic cart))을 포함한다. 용어 "직접-진입"은 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 환자의 신체 내의 자연 또는 인공 개방부를 통한 기구류(instrumentation)의 임의의 진입을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 환자(7)의 요로 내로의 스코프(scope)/샤프트(40)의 직접 진입은 요도(65)를 통해 이루어질 수 있다. 용어 "샤프트"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 단면 형상에 관계없이, 임의의 유형의 세장형 실린더, 튜브, 스코프(예컨대, 내시경), 프리즘(예컨대, 직사각형, 난형, 타원형, 또는 장방형 프리즘), 와이어, 또는 유사한 것을 지칭할 수 있다. "샤프트" 또는 "기구 샤프트"에 대한 본 명세서의 임의의 언급은 가능하게는 내시경을 지칭하는 것으로 이해될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
직접-진입 기구(19)는 내시경(예컨대, 요관경), 카테터(예컨대, 조향가능 또는 비-조향가능 카테터), 신장경, 복강경, 또는 다른 유형의 의료 기구를 포함하는, 임의의 유형의 샤프트-기반 의료 기구일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 요관 접근 시스(예컨대, 요관 접근 시스(90))를 통한 신장 결석의 제거를 위한 요관경술 절차에 관한 본 개시의 실시예는 또한 경피 접근을 통한, 예컨대 경피 접근 시스를 통한 물체의 제거를 위한 해결책에 적용가능하다. 예를 들어, 기구(들)는 예를 들어 경피 접근 시스를 통해 경피적으로 신장에 접근하여 신장 결석을 포획하고 제거할 수 있다. 용어 "경피 접근"은 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 절차와 연관된 표적 해부학적 위치(예컨대, 신장(70)의 신배 네트워크(calyx network))에 도달하는 데 필요한 환자의 피부 및 임의의 다른 신체 층을 통한 기구류의, 예컨대 천공 및/또는 작은 절개에 의한 진입을 지칭할 수 있다.
의료 시스템(100)은, 로봇 시스템(10)과 인터페이싱하고, 절차에 관한 정보를 제공하고, 그리고/또는 다양한 다른 동작을 수행하도록 구성된 제어 시스템(50)을 포함한다. 예를 들어, 제어 시스템(50)은, 의사(5) 및/또는 다른 전문가(들) 또는 개인(들)을 보조하기 위해 소정 정보를 제시하도록 구성된 하나 이상의 디스플레이(들)(56)를 포함할 수 있는 다양한 입력/출력 컴포넌트(258)를 포함할 수 있다. 의료 시스템(100)은 환자(7)를 유지시키도록 구성된 테이블(15)을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 전자기(electromagnetic, EM) 필드 발생기(field generator)(18)를 추가로 포함할 수 있고, 이는 로봇 시스템(10)의 로봇 아암들(12) 중 하나 이상에 의해 유지될 수 있거나, 독립형 장치일 수 있다. 다양한 로봇 아암(12)이 다양한 위치에 도시되고 다양한 도구/장치에 결합되지만, 그러한 구성은 편의상 그리고 예시 목적을 위해 도시되고, 그러한 로봇 아암은 시간 경과에 따라 그리고/또는 의료 절차 동안의 상이한 지점에서 상이한 구성을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 로봇 아암(12)은 도 1에 도시된 것과 상이한 장치/기구에 결합될 수 있고, 일부 경우에 또는 기간에, 아암들 중 하나 이상은 의료 기구(예컨대, 기구 조작기/커플링)에 결합되지 않거나 이용되지 않을 수 있다. 샤프트(40)의 롤(roll)은 예컨대 로봇 아암(12a)과 연관된 엔드 이펙터의 동작을 통해 로봇으로 그리고/또는 수동으로 제어될 수 있고, 여기서 그러한 동작은 제어 시스템(50) 및/또는 로봇 시스템(10)에 의해 제어될 수 있다. 용어 "엔드 이펙터"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 임의의 유형의 로봇 조작기 장치, 컴포넌트, 및/또는 조립체를 지칭할 수 있다. 멸균 어댑터와 같은 어댑터가 로봇 엔드 이펙터 또는 다른 로봇 조작기에 결합되는 경우, 용어 "엔드 이펙터"는 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터), 또는 엔드 이펙터와 연관되고 그리고/또는 그에 결합된 임의의 다른 로봇 조작기 장치, 컴포넌트, 또는 조립체를 지칭할 수 있다. 일부 상황에서, 로봇 엔드 이펙터와 어댑터의 조합은 기구 조작기 조립체로 지칭될 수 있고, 여기서 그러한 조립체는 어댑터 및/또는 엔드 이펙터에 물리적으로 결합된 의료 기구(또는 기구 손잡이/기부)를 또한 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 용어 "로봇 조작기" 및 "로봇 조작기 조립체"는 그들의 넓고 통상적인 의미에 따라 사용되고, 집합적으로 또는 개별적으로, 엔드 이펙터에 결합된 로봇 엔드 이펙터 및/또는 멸균 어댑터 또는 다른 어댑터 컴포넌트를 지칭할 수 있다. 예를 들어, "로봇 조작기" 또는 "로봇 조작기 조립체"는, 로봇 엔드 이펙터로, 멸균 어댑터로, 그리고/또는 다른 컴포넌트(들)로 구현되든지 간에, 하나 이상의 구동 출력부를 포함하는 기구 장치 조작기(instrument device manipulator, IDM)를 지칭할 수 있다.
예시적인 사용 사례에서, 환자(7)가 신장(70) 내에 위치된 신장 결석(또는 결석 파편)(80)을 갖는 경우, 의사는 요로(63, 60, 65)를 통해 결석(80)을 제거하기 위한 절차를 실행할 수 있다. 일부 실시예에서, 의사(5)는 로봇 시스템(10)이 의료 기구 샤프트(40)(예컨대, 스코프)를 요도(65)로부터, 방광(60)을 통해, 위로 요관(63)으로, 그리고 결석(80)이 위치된 신장(70)의 신우(renal pelvis)(71) 및/또는 신배 네트워크 내로 전진시키고 내비게이팅하게 하도록/이와 같이 로봇 시스템을 제어하도록 제어 시스템(50) 및/또는 로봇 시스템(10)과 상호작용할 수 있다. 의사(5)는 기구 샤프트(40)의 작업 채널을 통한 바스켓팅 장치(30)의 전진을 유발/제어하도록 제어 시스템(50) 및/또는 로봇 시스템(10)과 추가로 상호작용할 수 있고, 여기서 바스켓팅 장치(30)는 신장 결석 또는 결석 파편의 포획 및 제거를 용이하게 하도록 구성된다. 제어 시스템(50)은 의사(5)가 그러한 기구류를 내비게이팅/제어하는 것을 보조하기 위해, 의료 기구(40) 및/또는 시스템(100)의 다른 기구와 연관된 정보, 예컨대 그에 의해 캡처된 실시간 내시경 이미지를 디스플레이(들)(56)를 통해 제공할 수 있다.
신장 해부학적 구조는 본 발명의 개념의 태양에 관한 소정의 의료 절차와 관련하여 참조를 위해 본 명세서에 기술된다. 도 1의 전형적인 해부학적 위치에서 개략적으로 도시된 신장(70)은 일반적으로 후복막 공간 내에서 각각 좌측 및 우측에 위치된 2개의 콩-형상의 장기를 포함한다. 성인의 경우, 신장은 일반적으로 높이/길이가 약 11 cm이다. 신장은 쌍을 이룬 신동맥(69)으로부터 혈액을 수용하고; 혈액은 쌍을 이룬 신정맥(67)을 통해 신장에서 빠져나간다. 각각의 신장(70)은 각각의 요관(63)과 유체적으로 결합되고, 이는 일반적으로 신장(70)으로부터의 배출된 소변을 방광(60)으로 운반하는 관을 포함한다.
신장(70)은 전형적으로 복강 내에서 비교적 높게 위치되고, 약간 비스듬한 각도로 후복막 위치에 놓인다. 일반적으로 간의 위치로 인한, 복강 내에서의 비대칭은 (도 1에 상세히 도시된) 우측 신장이 전형적으로 좌측 신장보다 약간 더 낮고 더 작게 하고, 좌측 신장보다 약간 더 중앙에 배치되게 한다. 각각의 신장의 상부에 (도시되지 않은) 부신이 있다. 신장(70)의 상부 부분은 11번 및 12번 늑골(도시되지 않음)에 의해 부분적으로 보호된다. 각각의 신장은, 그의 부신과 함께, 일반적으로 2개의 지방 층에 의해 둘러싸인다: 신근막(renal fascia)과 신피막(renal capsule) 사이에 존재하는 신장주위 지방(perirenal fat) 및 신근막 위에 있는 신장곁 지방(pararenal fat).
신장(70)은 다양한 체액 구획의 체적, 유체 삼투질농도, 산-염기 균형, 다양한 전해질 농도, 및 독소 제거의 조절에 참여한다. 신장(70)은 소정 물질을 분비하고 다른 물질을 재흡수함으로써 여과 기능을 제공한다. 소변으로 분비되는 물질의 예는 수소, 암모늄, 칼륨 및 요산이다. 또한, 신장은 또한 호르몬 합성 등과 같은 다양한 다른 기능을 수행한다.
신장(70)의 오목한 가장자리 상의 리세스된 영역(recessed area)이 신문(renal hilum)(81)이고, 여기서 (신장(70)의 상세도에 도시되지 않은) 신동맥(69)이 신장(70)으로 들어가고 (상세도에 도시되지 않은) 신정맥(67)과 요관(63)이 나간다. 신장(70)은 강인한 섬유질 조직인 신피막(74)에 의해 둘러싸이고, 이는 그 자체가 신장주위 지방, 신근막, 및 신장곁 지방에 의해 둘러싸인다. 이들 조직의 전방(앞쪽) 표면은 복막이고, 한편 후방(뒤쪽) 표면은 복횡근막이다.
신장(70)의 기능적 물질 또는 실질(parenchyma)은 2개의 주요 구조로 나뉜다: 외측 신피질(renal cortex)(77) 및 내측 신수질(renal medulla)(87). 이들 구조는, 신추체(renal pyramid)(72)로 불리는 수질의 일부분을 둘러싸는 신피질을 각각 포함하는, 복수의 대체로 원추-형상의 신엽(renal lobe)의 형상을 취한다. 신추체들(72) 사이에, 신주(renal column)(73)로 불리는 피질의 돌기가 있다. 신장의 소변-생성 기능적 구조인 네프론(nephron)(도 1에 상세히 도시되지 않음)이 피질(77) 및 수질(87)에 걸쳐 있다. 네프론의 초기 여과 부분은 신소체(renal corpuscle)이고, 이는 피질 내에 위치되며, 그 뒤로, 피질로부터 수질 추체로 깊게 통과하는 신세뇨관(renal tubule)이 이어진다. 신피질의 일부인 수질 방사선(medullary ray)은 단일 집합관으로 배출하는 신세뇨관의 집합이다.
각각의 신추체의 팁/정점(tip/apex) 또는 유두(79)는 소변을 각각의 소신배(minor calyx)(75)로 비우고; 소신배(75)는 대신배(major calyx)(76)로 비우고, 대신배(76)는 신우(71)로 비우고, 이는 요관(63)으로 이행된다. 소신배 및 대신배의 다양체(manifold)-유형 집합은 본 명세서에서 신장의 "신배 네트워크"로 지칭될 수 있다. 문(81)에서, 요관(63)과 신정맥(67)은 신장에서 빠져나가고 신동맥(69)은 들어간다. 림프절을 가진 림프 조직 및 문 지방(hilar fat)이 이들 구조를 둘러싼다. 문 지방은 신동(renal sinus)으로 불리는 지방-충전 공동과 인접해 있다. 신동은 집합적으로 신우(71) 및 신배(75, 76)를 포함하고, 이들 구조를 신수질 조직으로부터 분리한다. 신배와 연관된 깔때기/관형-형상의 해부학적 구조는 누두/누두들로 지칭될 수 있다. 즉, 누두는 일반적으로 유두가 신배 내에서 노출되는 신배의 종단부로 이어진다.
의료 시스템(100)을 추가로 참조하면, 의료 기구 샤프트(40)(예컨대, 스코프, 직접-진입 기구 등)는 요로를 통해 신장(70) 내로 전진될 수 있다. 구체적으로, 요관 접근 시스(90)가 요로 내에서 신장(70) 부근의 영역에 배치될 수 있다. 샤프트(40)는 도시된 바와 같이 신장(70)의 내부 해부학적 구조에 대한 접근을 달성하기 위해 요관 접근 시스(90)로 통과될 수 있다. 일단 신장 결석(80)의 부위에(예컨대, 그것을 통해 결석(80)에 접근가능한 신장(70)의 표적 신배(75) 내에) 있게 되면, 의료 기구(19) 및/또는 그의 샤프트(40)는 바스켓팅 장치(30)를 표적 위치로 채널링/지향시키는 데 사용될 수 있다. 일단 결석(80)이 바스켓팅 장치/조립체(30)의 원위 바스켓 부분(35) 내에 포획되었으면, 이용된 요관 접근 경로는 환자(7)로부터 신장 결석(80)을 추출하는 데 사용될 수 있다.
시스템(100)의 샤프트(40)와 같은, 본 명세서에 개시된 다양한 스코프/샤프트-유형 기구는 인간 해부학적 구조 내에서, 예컨대 인간 해부학적 구조의 자연 구멍 또는 내강 내에서 내비게이팅하도록 구성될 수 있다. 용어 "스코프" 및 "내시경"은 그들의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 이미지 생성, 관찰, 및/또는 캡처링 기능을 갖고 임의의 유형의 장기, 공동, 내강, 챔버, 또는 신체의 공간 내로 도입되도록 구성된 임의의 유형의 세장형(예컨대, 샤프트-유형) 의료 기구를 지칭할 수 있다. 스코프는 예를 들어 (예컨대, 요로에 접근하기 위한) 요관경, 복강경, (예컨대, 신장에 접근하기 위한) 신장경, (예컨대, 기관지와 같은 기도에 접근하기 위한) 기관지경, (예컨대, 결장에 접근하기 위한) 결장경, (예컨대, 관절에 접근하기 위한) 관절경, (예컨대, 방광에 접근하기 위한) 방광경, (예컨대, 결장 및/또는 직장에 접근하기 위한) 결장경, 보어스코프(borescope) 등을 포함할 수 있다. 스코프/내시경은, 일부 경우에, 적어도 부분적으로 강성인 그리고/또는 가요성인 튜브를 포함할 수 있고, 외측 시스, 카테터, 안내도관(introducer), 또는 다른 루멘(lumen)-유형 장치 내에서 통과되도록 치수설정될 수 있거나, 그러한 장치 없이 사용될 수 있다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 기관지경술을 위해 배열된 카트-기반 로봇 시스템(101)을 예시한다. 기관지경술 동안, 로봇 시스템(10)의 아암(들)(12)은 기관지경술을 위한 절차-특정적 기관지경일 수 있는, 조향가능 내시경과 같은 의료 기구 샤프트(52)를, 진단 및/또는 치료 도구를 전달하기 위한 자연 구멍 접근 지점(예컨대, 본 예에서 테이블(15) 상에 위치된 환자(7)의 입)을 통해 구동하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(10)(예컨대, 카트)은 접근 지점에 대한 접근을 제공하기 위해 환자의 상체에 근접하게 위치될 수 있다. 유사하게, 로봇 아암(12)은 접근 지점에 대해 기관지경/샤프트(52)를 위치시키도록 작동될 수 있다. 도 2의 배열은 또한, 위장(gastro-intestinal, GI) 절차를 위한 전문화된 내시경인 위내시경으로 GI 절차를 수행할 때 이용될 수 있다.
일단 로봇 시스템(10)이 적절하게 위치되면, 로봇 아암(12)은 조향가능 내시경(52)을 로봇으로, 수동으로, 또는 이들의 조합으로 환자 내로 삽입할 수 있다. 조향가능 내시경(52)은 적어도 2개의 삽통 부품(telescoping part), 예컨대 내측 리더(leader) 부분 및 외측 시스 부분을 포함할 수 있고, 각각의 부분은 기구 피더들(feeders)의 세트로부터의 별개의 기구 피더 및/또는 기구 손잡이(11)에 결합되고, 각각의 기구 피더/손잡이는 각각의 로봇 아암(12)의 원위 단부에 결합된다. 피더(들)/손잡이(들)(11)의 이러한 선형 배열은 하나 이상의 로봇 아암(12)을 상이한 각도 및/또는 위치로 조작함으로써 공간에서 재위치될 수 있는 "가상 레일(virtual rail)"(103)을 생성할 수 있다.
내시경(52)은 표적 수술 부위에 도달할 때까지 로봇 시스템(10)으로부터의 정확한 명령을 사용하여 삽입 후 환자의 기관 및 폐를 따라 지향될 수 있다. 예를 들어, 내시경(52)은, 예를 들어 환자의 폐 내의 병변 또는 결절과 같은 표적에 생검 니들을 전달하도록 지향될 수 있다. 니들은 병리학자에 의해 분석될 조직 샘플을 얻기 위해 내시경의 길이를 따라 연장되는 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 병리학 결과에 따라, 추가 도구가 추가 생검을 위해 내시경의 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 예를 들어, 결절이 악성인 것으로 식별될 때, 내시경(52)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(52)은 또한 표적 결절의 위치를 "마킹"하기(mark) 위한 기준점을 전달하는 데에도 사용될 수 있다. 다른 경우에, 진단 및 치료 처치제는 동일한 절차 동안 전달될 수 있다.
시스템(101)에서, 환자 안내도관(102)이 포트(도시되지 않음; 예컨대, 수술 튜브)를 통해 환자(7)에게 부착된다. 안내도관(102)의 곡률은 로봇 시스템(10)이 환자-접근 포트와 직접 축방향 정렬되지 않은 위치로부터 기구(52)를 조작할 수 있게 하여, 수술실 내의 로봇 시스템(10)의 배치에서 더 큰 유연성을 허용할 수 있다. 또한, 안내도관(102)의 곡률은 로봇 시스템(10)의 로봇 아암(12)이 환자 안내도관(102)과 실질적으로 수평으로 정렬되도록 허용할 수 있고, 이는 필요할 경우 로봇 아암(들)(12)의 수동 이동을 용이하게 할 수 있다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 테이블-기반 로봇 시스템(104)을 예시한다. 시스템(104)은 로봇 컴포넌트(105)를 플랫폼(147)과 통합하여, 일부 카트-기반 로봇 시스템에 비해 수술실 내의 자본 장비의 양이 감소되도록 허용하고, 이는 일부 경우에 환자(7)에 대한 더 우수한 접근을 허용할 수 있다. 카트-기반 시스템에서와 매우 유사하게, 시스템(104)의 로봇 아암(212)과 연관된 기구 장치 조작기 조립체는 일반적으로 가상 레일 또는 경로를 따라, 카테터 등과 같은 세장형 의료 기구/샤프트를 조작하도록 설계된 기구 및/또는 기구 피더를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 로봇식 테이블 시스템(robotic-enabled table system)(104)은, 하나 이상의 로봇 아암(212)이 그로부터 나오는 하나 이상의 캐리지(carriage)(141)(예컨대, 링(ring)-형상의 이동가능 구조물)에 결합된 칼럼(column)(144)을 포함할 수 있다. 캐리지(들)(141)는, 로봇 아암(212)이 그로부터 환자(7)에게 도달하도록 위치될 수 있는 상이한 유리한 지점을 제공하기 위해 칼럼(144)의 길이의 적어도 일부분을 따라 연장되는 수직 칼럼 인터페이스를 따라 병진할 수 있다. 캐리지(들)(141)는 일부 실시예에서 로봇 아암(212)이 테이블(104)의 다수의 측부에 접근할 수 있도록 허용하기 위해 칼럼(144) 내에 위치된 기계식 모터를 사용하여 칼럼(144)을 중심으로 회전할 수 있다. 캐리지(들)(141)의 회전 및/또는 병진은 시스템(104)이 내시경 및 카테터와 같은 의료 기구를 환자 상의 상이한 접근 지점으로 정렬시키도록 허용할 수 있다. 수직 조절을 제공함으로써, 로봇 아암(212)은 유리하게는 테이블 시스템(104)의 플랫폼(147) 아래에 콤팩트하게 적재되고 후속하여 절차 동안 올려지도록 구성될 수 있다.
로봇 아암(212)은, 로봇 아암(212)에 추가의 구성가능성(configurability)을 제공하기 위해 개별적으로 회전하고/하거나 삽통식으로 연장될 수 있는 일련의 조인트(joint)를 포함할 수 있는 하나 이상의 아암 마운트(arm mount)(145)를 통해 캐리지(들)(141) 상에 장착될 수 있다. 칼럼(144)은 구조적으로 테이블 플랫폼(147)에 대한 지지 및 캐리지(들)(141)의 수직 병진을 위한 경로를 제공한다. 칼럼(144)은 또한 캐리지(들)(141) 및/또는 그 상에 장착된 로봇 아암(212)에 전력 및 제어 신호를 전달할 수 있다. 시스템(104)은 아암들(212) 중 하나의 엔드 이펙터에 결합될 수 있는 기구 피더(11)를 사용하여 기구 샤프트의 구동 및/또는 롤을 제어하도록 구성된 소정의 제어 회로를 포함할 수 있고, 여기서 기구 피더(11)는 기구(119)의 원위 단부의 결정된 위치에 기초하여 세장형 기구(예컨대, 내시경)(119)와 관련하여 축방향 구동 속도를 자동으로 변경하도록 제어된다. 예를 들어, 기구(119)의 원위 단부가 사전결정된 자동 일시정지 위치에 위치될 때, 기구 피더(11)는, 본 명세서에 상세히 기술된 바와 같이, 시료 수집을 허용하기 위해 축방향 후퇴를 자동으로 일시정지/정지시키도록 제어/구동될 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 1 내지 도 3 중 임의의 도면의 제어 시스템의 예시적인 실시예를 도시한 도 4-1을 참조하면, 관련 제어 시스템(50)은 의료 절차를 수행하는 것을 보조하기 위한 다양한 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(50)은 로봇 시스템(10)에 결합되고, 환자(7)에게 의료 절차를 수행하기 위해 그와 협력하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(50)은 (예컨대, 로봇 시스템(10)을 제어하기 위해) 무선 또는 유선 접속을 통해 로봇 시스템(10)과 통신할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 제어 시스템(50)은 로봇 시스템(10)과 통신하여 그로부터 스코프(40)의 원위 단부, 접근 시스(90), 또는 바스켓팅 장치(30)의 위치에 관련된 위치 데이터를 수신할 수 있다. 스코프(40), 접근 시스(90), 또는 바스켓팅 장치(30)의 위치에 관련된 그러한 위치 데이터는 각각의 컴포넌트와 연관된 하나 이상의 전자기 센서, 스코프 이미지 처리 기능을 사용하여, 그리고/또는 로봇 시스템 데이터(예컨대, 아암 위치 데이터, 다양한 시스템 컴포넌트의 알려진 파라미터/치수 등)에 적어도 부분적으로 기초하여 도출될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 제어 시스템(50)은 테이블(15)과 통신하여 테이블(15)을 특정 배향으로 위치시키거나 달리 테이블(15)을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(50)은 EM 필드 발생기(18)와 통신하여 환자(7) 주위의 그리고/또는 기구 피더(11) 주위의 영역 내의 EM 필드의 발생을 제어할 수 있다.
도 4-1은 도 1 내지 도 3 중 임의의 도면의 로봇 시스템(400)의 예시적인 실시예를 추가로 도시한다. 로봇 시스템(10)은 의료 절차의 실행을 적어도 부분적으로 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 로봇 시스템(10)은 특정 절차에 따라 다양한 방식으로 배열될 수 있다. 로봇 시스템(10)은 절차의 하나 이상의 양태를 수행하기 위해, 예를 들어 스코프(40) 및/또는 바스켓팅 장치/시스템(30)과 맞물리고 그리고/또는 그것을 제어하도록 구성된 하나 이상의 로봇 아암(12)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 로봇 아암(12)은 조인트(24)에 결합된 다수의 아암 세그먼트(arm segment)(23)를 포함할 수 있고, 이는 다중 이동도/자유도(degrees of movement/freedom)를 제공할 수 있다. 도 1의 예에서, 로봇 시스템(10)은 환자의 다리에 근접하게 위치되고, 로봇 아암(12)은 환자(7)의 요도(65)와 같은 접근 개방부 내로의 접근을 위해 스코프(40)와 맞물리고 그것을 위치시키도록 작동된다. 로봇 시스템(10)이 적절하게 위치될 때, 스코프(40)는 로봇 아암(12)을 사용하여 로봇으로, 의사(5)에 의해 수동으로, 또는 이들의 조합으로 환자(7) 내로 삽입될 수 있다. 도 1을 참조하면, 스코프-드라이버/피더 기구 커플링(11)(즉, 기구 장치 조작기(IDM))이 스코프(40)의 로봇 제어/전진을 용이하게 하도록 아암들 중 하나(12b)의 원위 엔드 이펙터(22)에 부착될 수 있다. 아암들 중 다른 것(12a)이 바스켓팅 장치(30)의 전진 및 동작을 용이하게 하도록 구성된, 그와 연관된 기구 커플링/조작기(19)를 가질 수 있다. 기구 커플링(19)은 스코프(40)를 위한 손잡이(31)를 추가로 제공할 수 있고, 여기서 스코프(40)는 스코프(40)의 근위 단부에서 손잡이(31)에 물리적으로 결합된다. 스코프(40)는 쇄석기(lithotripter), 바스켓팅 장치, 겸자 등과 같은 추가 도구가 그것을 통해 치료 부위 내로 도입될 수 있는 하나 이상의 작업 채널을 포함할 수 있다.
로봇 시스템(10)은 의료 시스템(100)의 임의의 컴포넌트에, 예컨대 제어 시스템(50), 테이블(15), EM 필드 발생기(18), 스코프(40), 바스켓팅 시스템(30), 및/또는 임의의 유형의 경피-접근 기구(예컨대, 니들, 카테터, 신장경 등)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 시스템(10)은 제어 시스템(50)에 통신가능하게 결합된다. 예를 들어, 로봇 시스템(10)은 소정 동작을 수행하기 위해, 예컨대 특정 방식으로 로봇 아암들(12) 중 하나 이상을 위치시키고, 스코프(40)를 조작하고, 바스켓팅 시스템(30)을 조작하는 등을 위해 제어 시스템(50)으로부터 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 이에 응답하여, 로봇 시스템(10)은 동작을 수행하기 위해, 소정의 제어 회로(211), 액추에이터(217), 및/또는 로봇 시스템(10)의 다른 컴포넌트를 사용하여, 로봇 시스템(10)의 컴포넌트를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 시스템(10) 및/또는 제어 시스템(50)은 환자(7)의 내부 해부학적 구조 및/또는 접근 시스 또는 다른 장치 컴포넌트의 부분들을 표현하는 이미지 및/또는 이미지 데이터를 스코프(40)로부터 수신하도록 구성된다.
로봇 시스템(10)은 일반적으로 세장형 지지 구조물(14)("칼럼"으로도 지칭됨), 로봇 시스템 기부(25), 및 칼럼(14)의 상부에 있는 콘솔(console)(13)을 포함한다. 칼럼(14)은 하나 이상의 로봇 아암(12)(3개가 도 1에 도시됨)의 전개를 지원하기 위한 하나 이상의 아암 지지부(17)("캐리지"로도 지칭됨)를 포함할 수 있다. 아암 지지부(17)는 환자에 대한 원하는 위치설정을 위해 로봇 아암(12)의 기부를 조절하도록 수직 축을 따라 회전하는 개별적으로 구성가능한 아암 마운트를 포함할 수 있다.
아암 지지부(17)는 칼럼(14)을 따라 수직으로 병진하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 아암 지지부(17)는 아암 지지부(17)의 수직 병진을 안내하기 위해 칼럼(14)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치된 슬롯(slot)(20)을 통해 칼럼(14)에 연결될 수 있다. 슬롯(20)은 아암 지지부(17)를 로봇 시스템 기부(25)에 대해 다양한 수직 높이에 위치시키고 유지시키기 위한 수직 병진 인터페이스를 포함한다. 아암 지지부(17)의 수직 병진은 로봇 시스템(10)이 로봇 아암(12)의 도달범위를 조절하여 다양한 테이블 높이, 환자 크기, 및 의사 선호도를 충족시키도록 허용한다. 유사하게, 아암 지지부(17) 상의 개별적으로 구성가능한 아암 마운트는 로봇 아암(12)의 로봇 아암 기부(21)가 다양한 구성으로 경사지도록 허용할 수 있다.
로봇 아암(12)은 일반적으로, 일련의 조인트(24)에 의해 연결되는 일련의 링킹 아암 세그먼트(linking arm segment)(23)에 의해 분리되는 로봇 아암 기부(21) 및 엔드 이펙터(22)를 포함할 수 있고, 각각의 조인트는 하나 이상의 독립적인 액추에이터(217)를 포함한다. 각각의 액추에이터는 독립적으로 제어가능한 모터를 포함할 수 있다. 각각의 독립적으로 제어가능한 조인트(24)는 로봇 아암이 이용가능한 독립적인 자유도를 제공하거나 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 아암들(12) 각각은 7개의 조인트를 갖고, 따라서 "여유(redundant)" 자유도를 포함하는, 7 자유도를 제공한다. 여유 자유도는 로봇 아암(12)이 상이한 링크장치(linkage) 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.
로봇 시스템 기부(25)는 바닥 위에서 칼럼(14), 아암 지지부(17), 및 아암(12)의 중량의 균형을 잡는다. 따라서, 로봇 시스템 기부(25) 및/또는 제어 시스템(50)은 전자장치, 모터, 전력 공급 인터페이스(들)(219, 259)와 같은 소정의 상대적으로 더 무거운 컴포넌트뿐만 아니라, 선택적으로 로봇 시스템(10) 및/또는 제어 시스템(50)을 고정화하거나 이동을 가능하게 하는 컴포넌트를 수용할 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템 기부(25)는 절차 전에 로봇 시스템이 수술실을 용이하게 돌아다니도록 허용하는 휠-형상의 캐스터(wheel-shaped caster)(28)를 포함할 수 있다. 적절한 위치에 도달한 후에, 캐스터(28)는 절차 동안 로봇 시스템(10)을 제위치로 유지시키기 위해 휠 로크(wheel lock)를 사용하여 고정화될 수 있다.
칼럼(14)의 상부 단부에 위치되어, 콘솔(13)은 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스, 및 수술전 데이터 및 수술중 데이터 둘 모두를 의사/사용자에게 제공하기 위한 디스플레이 스크린(16) 둘 모두(또는 예를 들어 터치스크린과 같은 이중-목적 장치)를 제공할 수 있다. 콘솔/디스플레이(16) 또는 디스플레이(56) 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(13)은 의사가 아암 지지부(17) 반대편에 있는 칼럼(14)의 측부로부터 콘솔에 접근하게 허용하도록 위치되고 틸팅될(tilted) 수 있다. 이러한 위치로부터, 의사는 로봇 시스템(10) 뒤로부터 콘솔(13)을 동작시키면서 콘솔(13), 로봇 아암(12), 및 환자를 관찰할 수 있다. 도시된 바와 같이, 콘솔(13)은 또한 로봇 시스템(10)을 조종하고 안정시키는 것을 보조하기 위한 손잡이(27)를 포함할 수 있다.
로봇 아암들(12) 각각의 엔드 이펙터(22)는 일부 경우에 멸균 어댑터 컴포넌트를 사용하여 부착될 수 있는 기구 장치 조작기(IDM)(29)를 포함하거나 그에 결합되도록 구성될 수 있다. 엔드 이펙터(22) 및 연관된 IDM뿐만 아니라, 임의의 개재 메커닉 또는 커플링(예컨대, 멸균 어댑터)의 조합은 조작기 조립체로 지칭될 수 있다. 일부 실시예에서, IDM(29)은 제거되고 상이한 유형의 IDM으로 대체될 수 있는데, 예를 들어 제1 유형(111)의 IDM/기구가 내시경/샤프트를 조작하도록 구성될 수 있는 반면, 제2 유형(119)의 IDM/기구가 샤프트와 연관되고(예컨대, 그의 근위 부분에 결합됨) 샤프트를 롤링 및/또는 관절운동시키고 그리고/또는 바스켓팅 장치를 조작하도록 구성될 수 있다. 다른 유형의 IDM/기구가 전자기 필드 발생기(18)를 유지시키도록 구성될 수 있다. IDM이 전력(179) 및 제어(178) 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스는 로봇 아암(12)으로부터 IDM으로 공압, 전력, 전기 신호, 및/또는 광학 신호를 전달하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. IDM(29)은 스코프(40)와 같은 의료 기구(예컨대, 수술 도구/기구)를, 예를 들어 직접 구동, 하모닉 구동(harmonic drive), 기어식 구동, 벨트 및 풀리, 자기 구동 등을 포함하는 기법을 사용하여 조작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치 조작기(29)는 로봇 아암들(12) 중 각각의 아암에 부착될 수 있고, 여기서 로봇 아암(12)은 각각의 결합된 의료 기구를 치료 부위 내로 또는 그 외부로 삽입 또는 후퇴시키도록 구성된다.
위에서 참조된 바와 같이, 시스템(100)은 로봇 시스템(10)의 제어 회로(211) 및 제어 시스템(50)의 제어 회로(251)를 포함하여, 본 명세서에 기술된 소정의 기능을 수행하도록 구성된 소정의 제어 회로를 포함할 수 있다. 즉, 시스템(100, 101, 104)의 제어 회로는 로봇 시스템(10), 제어 시스템(50), 또는 이들의 일부 조합의 일부일 수 있다. 따라서, 제어 회로에 대한 본 명세서의 임의의 언급은 로봇 시스템, 제어 시스템, 또는 각각 도 1 내지 도 3에 도시된 의료 시스템(100, 101, 104)과 같은 의료 시스템의 임의의 다른 컴포넌트에서 구현되는 회로를 지칭할 수 있다. 용어 "제어 회로"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 프로세서, 처리 회로, 처리 모듈/유닛, 칩, 다이(예컨대, 하나 이상의 능동 및/또는 수동 소자 및/또는 접속 회로를 포함하는 반도체 다이), 마이크로프로세서, 마이크로-제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 유닛, 필드-프로그램가능 게이트 어레이, 프로그램가능 로직 장치, 상태 기계(예컨대, 하드웨어 상태 기계), 로직 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 회로 및/또는 동작 명령어의 하드 코딩에 기초하여 신호(아날로그 및/또는 디지털)를 조작하는 임의의 장치의 임의의 집합을 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 참조된 제어 회로는 하나 이상의 회로 기판(예컨대, 인쇄 회로 보드), 전도성 트레이스 및 비아, 및/또는 장착 패드, 커넥터, 및/또는 컴포넌트를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 참조된 제어 회로는 단일 메모리 장치, 복수의 메모리 장치, 및/또는 장치의 내장 회로로 구현될 수 있는 하나 이상의 저장 장치를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 데이터 저장소는 판독-전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 데이터 저장 레지스터, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 장치를 포함할 수 있다. 제어 회로가 하드웨어 및/또는 소프트웨어 상태 기계, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 실시예에서, 임의의 연관된 동작 명령어를 저장하는 데이터 저장 장치(들)/레지스터(들)는 상태 기계, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 회로에 내장되거나 회로 외부에 있을 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
제어 회로(211, 251)는 본 도면들 중 하나 이상에 예시된 그리고/또는 본 명세서에 기술된 단계들 및/또는 기능들 중 적어도 일부에 대응하는 하드-코딩된 및/또는 동작 명령어를 저장한 그리고/또는 저장하도록 구성된 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다. 그러한 컴퓨터-판독가능 매체는 일부 경우에 제조 물품에 포함될 수 있다. 제어 회로(211/251)는 전체적으로 로컬에 유지/배치될 수 있거나, 적어도 부분적으로 원격에 위치될 수 있다(예컨대, 근거리 통신망 및/또는 광역 통신망을 통해 간접적으로 통신가능하게 결합됨). 제어 회로(211, 251) 중 임의의 것은 본 명세서에 개시된 다양한 프로세스의 임의의 양태(들)를 수행하도록 구성될 수 있다.
로봇 시스템(10)과 관련하여, 제어 회로(211)의 적어도 일부분은 로봇 시스템(10)의 기부(25), 칼럼(14), 및/또는 콘솔(13), 및/또는 로봇 시스템(10)에 통신가능하게 결합된 다른 시스템과 통합될 수 있다. 제어 시스템(50)과 관련하여, 제어 회로(251)의 적어도 일부분은 제어 시스템(50)의 콘솔 기부(51) 및/또는 디스플레이 유닛(56)과 통합될 수 있다. 기능 제어 회로 또는 연관된 기능의 본 명세서의 임의의 설명은 로봇 시스템(10), 제어 시스템(50), 또는 이들의 임의의 조합에서, 그리고/또는 적어도 부분적으로 하나 이상의 다른 로컬 또는 원격 시스템/장치, 예컨대 개시된 실시예들 중 임의의 실시예에 따른 샤프트-유형 기구(예컨대, 내시경)의 손잡이/기부와 연관된 제어 회로에서 구현되는 것으로 이해될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 4-1을 추가로 참조하면, 제어 시스템(50)은 의사(5) 또는 다른 사람이 의료 절차를 수행하는 것을 보조하도록 구성된 다양한 I/O 컴포넌트(218)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력/출력(I/O) 컴포넌트(218)는 입력 제어부(들)(255)에서의 사용자 입력이 환자(7) 내에서 스코프(40) 및/또는 바스켓팅 시스템을 제어/내비게이팅하게 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 의사(5)는 제어 시스템(50) 및/또는 로봇 시스템(10)에 입력을 제공할 수 있고, 여기서, 그러한 입력에 응답하여, 제어 신호가 로봇 시스템(10)에 송신되어 스코프(40) 및/또는 카테터 바스켓팅 시스템(30)을 조작할 수 있다. 제어 시스템(50)은 절차에 관한 다양한 정보를 제공하기 위한 하나 이상의 디스플레이 장치(56)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(들)(56)는 스코프(40) 및/또는 바스켓팅 시스템(30)에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(50)은 스코프(40)에 의해 캡처된 실시간 이미지를 수신하고, 디스플레이(들)(56)를 통해 실시간 이미지를 디스플레이할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템(50)은 환자(7)와 연관된 의료용 모니터 및/또는 센서로부터 신호(예컨대, 아날로그, 디지털, 전기, 음향/음파, 공압, 촉각, 수압 등)를 수신할 수 있고, 디스플레이(들)(56)는 환자(7)의 건강 또는 환경에 관한 정보를 제시할 수 있다. 그러한 정보는, 예를 들어 심박수(예컨대, ECG, HRV 등), 혈압/혈류량, 근육 생체-신호(예컨대, EMG), 체온, 혈중 산소 포화도(예컨대, SpO2), CO2, 뇌파(예컨대, EEG), 환경 및/또는 국소 또는 심부 체온 등에 관한 정보를 포함하는, 의료용 모니터를 통해 디스플레이되는 정보를 포함할 수 있다.
시스템(100)의 다양한 컴포넌트는 무선 및/또는 유선 네트워크를 포함할 수 있는 네트워크를 통해 서로 통신가능하게 결합될 수 있다. 예시적인 네트워크는 하나 이상의 개인 영역 네트워크(PAN), 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 인터넷 영역 네트워크(IAN), 셀룰러 네트워크, 인터넷, 개인 영역 네트워크(PAN), 인체 영역 네트워크(BAN) 등을 포함한다. 예를 들어, 도 4-1의 시스템의 다양한 통신 인터페이스(254, 214)는 예컨대 무선 및/또는 유선 네트워크 접속을 통해 하나 이상의 장치/센서/시스템과 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 다양한 통신 인터페이스(254, 214)는 블루투스, Wi-Fi, 근접 무선 통신(NFC) 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 시스템(100)의 다양한 컴포넌트는 하나 이상의 지원 케이블, 튜브 등을 통해 데이터 통신, 유체 교환, 전력 교환 등을 위해 연결될 수 있다.
제어 시스템(50) 및/또는 로봇 시스템(10)은 하나 이상의 버튼, 키이, 조이스틱, 핸드헬드 제어기(예컨대, 비디오-게임-유형 제어기), 컴퓨터 마우스, 트랙패드, 트랙볼, 제어 패드, 및/또는 손 제스처 및 손가락 제스처를 캡처하는 센서(예컨대, 모션 센서 또는 카메라), 터치스크린, 및/또는 그에 따른 인터페이스/커넥터와 같은, 임의의 유형의 사용자 입력(및/또는 출력) 장치 또는 장치 인터페이스를 포함할 수 있는 소정의 사용자 제어부(예컨대, 제어부(55))를 포함할 수 있다. 그러한 사용자 제어부는 각각의 제어 회로에 통신가능하게 그리고/또는 물리적으로 결합된다. 일부 실시예에서, 사용자는, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 로봇 샤프트 회전/롤을 명령하기 위해 사용자 제어부(55)를 채용할 수 있다.
엔드 이펙터(22)는 엔드 이펙터(22)에 제거가능하게 부착될 수 있는 하나 이상의 어댑터(8)(예컨대, 멸균 어댑터)를 동작시키도록 구성될 수 있다. 어댑터(8)가 로봇 시스템(10)의 일부로서 도시되어 있지만, 어댑터(8)는 하나 이상의 의료 기구를 동작 및/또는 구동하는 데 사용하기 위한 엔드 이펙터(22)의 멸균 연장부를 제공하도록 하나 이상의 엔드 이펙터(22)에 정합될 수 있는 별개의 장치일 수 있다. 예를 들어, 보호 시트(38)가 아암(12) 및/또는 엔드 이펙터(22)의 적어도 일부분을 어댑터(8)로부터 분리하도록 구성될 수 있다.
어댑터(8)는 하나 이상의 구동 출력부(404)를 포함할 수 있고, 이는 엔드 이펙터(22)의 구동 출력부(402)로부터 어댑터(8)에 있는 구동 출력부(404)에 정합된 하나 이상의 의료 기구로 힘(예컨대, 토크)을 전달하도록 구성된다. 하나 이상의 어댑터(8)는 추가적으로 또는 대안적으로 엔드 이펙터(22)의 구동 출력부(402)를 수용하고/하거나 달리 그것과 정합하도록 구성된 하나 이상의 구동 입력부를 포함할 수 있다.
도 4-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 1 내지 도 3의 의료 시스템들 중 임의의 것에서 구현될 수 있는 스코프(519) 및 바스켓팅(30) 장치/조립체(519)를 포함하는, 의료 시스템 컴포넌트를 예시한다. 일부 실시예에서, 스코프 조립체(519)는 내시경(40)에 결합된 손잡이 또는 기부(31)를 포함한다. 예를 들어, 내시경(즉, "스코프" 또는 "샤프트")은 하나 이상의 조명(49) 및 하나 이상의 카메라 또는 다른 이미징 장치(48)를 포함하는 세장형 샤프트를 포함할 수 있다. 스코프(40)는 스코프(40)의 길이를 따라 연장될 수 있는 하나 이상의 작업 채널(44)을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 채널(들)은 스코프(40)를 통해 세장형 바스켓팅 와이어/타인(tine)을 위한 접근을 제공하는 데 이용될 수 있다.
바스켓팅 조립체(30)는 하나 이상의 와이어 타인(36)으로 형성된 바스켓(35)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바스켓팅 조립체(30)는 그의 길이에 걸쳐 바스켓팅 시스(37) 내에 배치된 4개의 와이어 타인을 포함할 수 있고, 여기서 타인은 바스켓 형태(35)를 형성하도록 시스(37)의 원위 단부로부터 돌출된다. 타인(36)은 시스(37)의 근위 단부로부터 추가로 연장된다. 타인(36)은 바스켓팅 시스(37) 내에서 활주가능하여 일정량의 마찰 저항을 받도록 구성될 수 있다. 타인(36) 및 시스(37)는 바스켓 카트리지 컴포넌트(32)의 각각의 액추에이터(195)에 결합될 수 있다. 바스켓 카트리지(32)는 스코프 조립체(519)의 손잡이 부분/컴포넌트(31)에 물리적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합될 수 있다. 손잡이 컴포넌트(31)는 수동으로 또는 로봇 제어를 통해 바스켓팅 및/또는 스코프 제어를 보조하기 위해 사용되도록 구성될 수 있다.
바스켓팅 조립체(30)는 바스켓팅 조립체(30)가 스코프 조립체(519) 및/또는 로봇 시스템(10)의 컴포넌트(예컨대, 엔드 이펙터(22) 및/또는 어댑터(8))와 다양한 방식으로 상호작용하도록 허용할 수 있는 다양한 상호작용 요소(411)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바스켓팅 조립체(30)는 하나 이상의 엔드 이펙터(22) 및/또는 어댑터(8)의 대응하는 구동 출력부를 수용하고/하거나 그것과 정합하도록 구성된 하나 이상의 구동 입력부(413)를 포함할 수 있다. 예시적인 상호작용 요소(411)는 스코프 조립체(519), 어댑터(8), 엔드 이펙터(22), 및/또는 다른 장치와의 바스켓팅 조립체(30)의 정렬을 용이하게 하도록 구성된 정렬 특징부(415)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 바스켓팅 조립체(30)는 스코프 조립체(519), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치에 있는 대응하는 자기 요소와 정합하도록 구성된 하나 이상의 자기 요소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 정렬 특징부(415)는 바스켓팅 조립체(30)가 스코프 조립체(519), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치와 함께 원하는 구성으로 위치될 때에만 대응하는 특징부와 정합하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 바스켓팅 조립체(30)는 바스켓팅 조립체(30)를 스코프 조립체(519), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치에 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 특징부(418)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바스켓팅 조립체(30)는 어댑터(8)에 있는 대응하는 부착 메커니즘(예컨대, 래치(latch))과 정합하고/하거나 달리 그것과의 부착을 형성하도록 구성된 하나 이상의 후크(hook) 및/또는 유사한 부착 메커니즘을 포함할 수 있다. 바스켓팅 조립체(30)는 바스켓팅 조립체(30)가 스코프 조립체(519), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치로부터 제거되도록 허용하는 해제 메커니즘(release mechanism)을 추가로 포함할 수 있다.
스코프 조립체(519)는 스코프 조립체(519)가 바스켓팅 조립체(30) 및/또는 로봇 시스템(10)의 컴포넌트(예컨대, 엔드 이펙터(22) 및/또는 어댑터(8))와 다양한 방식으로 상호작용하도록 허용할 수 있는 다양한 상호작용 요소(401)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스코프 조립체(519)는 하나 이상의 엔드 이펙터(22) 및/또는 어댑터(8)의 대응하는 구동 출력부를 수용하고/하거나 그것과 정합하도록 구성된 하나 이상의 구동 입력부(403)를 포함할 수 있다. 예시적인 상호작용 요소(401)는 바스켓팅 조립체(30), 어댑터(8), 엔드 이펙터(22), 및/또는 다른 장치와의 스코프 조립체(519)의 정렬을 용이하게 하도록 구성된 정렬 특징부(405)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 스코프 조립체(519)는 어댑터(8)에 있는 대응하는 자기 요소 및/또는 다른 특징부와 정합하도록 구성된 하나 이상의 자기 요소 및/또는 다른 어댑터 정렬 특징부(406)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 스코프 조립체(519)는 바스켓팅 조립체(30)에 있는 대응하는 자기 요소 및/또는 다른 특징부와 정합하도록 구성된 하나 이상의 자기 요소 및/또는 다른 바스켓 정렬 특징부(407)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 정렬 특징부(405)는 스코프 조립체(519)가 바스켓팅 조립체(30), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치와 함께 원하는 구성으로 위치될 때에만 대응하는 특징부와 정합하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 스코프 조립체(519)는 스코프 조립체(519)를 바스켓팅 조립체(30), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치에 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 특징부(418)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스코프 조립체(519)는 어댑터(8)에 있는 대응하는 부착 메커니즘(예컨대, 래치)과 정합하고/하거나 달리 그것과의 부착을 형성하도록 구성된 하나 이상의 만입부 및/또는 유사한 부착 특징부를 포함할 수 있다. 스코프 조립체(519)는 스코프 조립체(519)가 바스켓팅 조립체(30), 어댑터(8), 및/또는 다른 장치로부터 제거되도록 허용하는 해제 메커니즘을 추가로 포함할 수 있다.
스코프 조립체(519)는 전력 인터페이스(45)를 통해 전력을 공급받고/받거나 제어 인터페이스(78)를 통해 제어될 수 있고, 이들 각각 또는 둘 모두는 로봇 시스템(10)의 로봇 아암/컴포넌트와 인터페이싱할 수 있다. 스코프 조립체(519)는 압력 및/또는 다른 힘-판독 센서와 같은 하나 이상의 센서(172)를 추가로 포함할 수 있고, 이는 액추에이터(195) 및/또는 스코프/바스켓 시스템(519)의 다른 커플링 중 하나 이상에서/그들이 겪는 힘을 나타내는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 적어도 의료 기구(31)를 구동하도록 구성된 로봇 아암(12)과 연관된 기구 장치 조작기 조립체(150)의 분해도를 도시한다. 기구 장치 조작기 조립체(150)는 로봇 아암(12)의 원위 단부와 연관된 엔드 이펙터(6)를 포함한다. 기구 조작기 조립체(150)는 의료 기구(31)의 손잡이 부분과 연관될 수 있는 구동 입력부를 조작하도록 구성될 수 있다. 상향-대면 및 하향-대면 표면, 플레이트, 면, 컴포넌트, 및/또는 다른 특징부 또는 구조물의 본 명세서의 설명은, (도시된 틸팅되고 분해된 배향보다는) 조립된 것으로서, 도 5에 도시된 기구 장치 조작기 조립체(150)의 특정 배향을 참조하여 이해될 수 있다. 즉, 엔드 이펙터(6)가 일반적으로 다양한 방향 및 배향으로 대면하고/하거나 배향되도록 구성가능할 수 있지만, 편의상, 본 명세서의 그러한 컴포넌트(및 직접적으로 또는 간접적으로 그에 부착된/래칭된 컴포넌트/장치)의 설명은 도 5에 도시된 엔드 이펙터(6)의 대체로 수직인 대면 배향과 관련될 수 있다.
일부 실시예에서, 기구 장치 조작기 조립체(150)는, 엔드 이펙터(6)에 장착가능하고 엔드 이펙터(6)와 의료 기구(31) 사이에 드라이버 인터페이스를 제공하도록 구성된 어댑터 컴포넌트(8)를 추가로 포함한다. 어댑터(8) 및/또는 의료 기구(31)는 로봇 아암(12)으로부터 제거가능하거나 탈착가능할 수 있고, 일부 실시예에서, 모터와 같은 임의의 전기-기계 컴포넌트가 없을 수 있다. 이러한 이분법은 의료 절차에 사용되는 의료 기구를 멸균할 필요성 및 그들의 복잡한 기계 조립체 및 민감한 전자장치로 인해 고가의 자본 장비를 적절하게 멸균할 수 없기 때문에 발생할 수 있다. 따라서, 의료 기구(31) 및/또는 어댑터(8)는 개별 멸균 또는 폐기를 위해 엔드 이펙터(6)(및 그에 따라 시스템)로부터 탈착, 제거, 및 상호교환되도록 설계될 수 있다. 대조적으로, 엔드 이펙터(6)는 일부 경우에 변경 또는 멸균될 필요가 없고, 보호를 위해 (예컨대, 드레이프(drape)(38)를 사용하여) 드레이핑될 수 있다.
일부 실시예에서, 어댑터(8)는 로봇 아암(12) 및/또는 엔드 이펙터(6)로부터 의료 기구(31)로 그리고/또는 추가 기구로 공압, 전력, 전기 신호, 및/또는 광학 신호를 전달하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 로봇 아암(12)은 결합된 의료 기구(31)를 치료 부위 내로 또는 그 외부로 전진/삽입시키거나 후퇴시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 의료 기구(31)는 제거되고 상이한 유형의 기구로 대체될 수 있고/있거나 추가 기구로 보충될 수 있다. 로봇 아암(12)의 엔드 이펙터(6)는 어댑터(8), 기구 손잡이, 및/또는 샤프트(40)의 컴포넌트에 연결되고/되거나 그들과 정렬되도록 구성된 다양한 컴포넌트/요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터(6)는 의료 기구(31) 및/또는 어댑터(8)를 엔드 이펙터(6)에 부착하기 위해 의료 기구 및/또는 하나 이상의 체결구(506)를 제어/관절운동시키기 위한 구동 출력부(502)(예컨대, 구동 스플라인, 기어, 또는 맞물림 특징부를 가진 회전가능 디스크)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 어댑터(8)의 일부분(예컨대, 플레이트)(515)은 엔드 이펙터(6)에 결합될 때 어댑터(8) 및/또는 엔드 이펙터(6)의 하나 이상의 다른 컴포넌트와 독립적으로 회전/선회하도록 구성될 수 있다.
일부 구성에서, 로봇 아암(12)과 기구 손잡이(31) 사이의 멸균 장벽을 제공하기 위해, 플라스틱 시트 등과 같은 멸균 드레이프(38)가 엔드 이펙터(6)와 어댑터(8) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 드레이프(38)는 엔드 이펙터(6)로부터 어댑터(8)로의 기계적 토크의 전달을 허용하는 방식으로 어댑터(8)에 결합될 수 있다. 어댑터(8)는 일반적으로 그의 작동 컴포넌트 주위에서 밀봉을 유지하도록 구성될 수 있어서, 어댑터(8)가 멸균 장벽 자체를 제공한다. 어댑터(8) 및/또는 장치 조작기 조립체(150)의 더 많은 다른 컴포넌트(들)에 결합된 드레이프(38)의 사용은 로봇 아암(12)과 수술 영역 사이에 멸균 장벽을 제공하여, 멸균 수술 영역에서 아암(12)과 연관된 로봇 카트의 사용을 허용할 수 있다. 엔드 이펙터(6)는 로봇 아암(12)의 엔드 이펙터(6) 상에 로딩되고/되거나 그로부터 제거될 수 있는 다양한 유형의 멸균 어댑터에 결합되도록 구성될 수 있다. 아암(12)이 플라스틱으로 드레이핑되면, 의사 및/또는 다른 전문가(들)는 절차 동안 아암(12) 및/또는 로봇 카트의 다른 컴포넌트(예컨대, 스크린)와 상호작용할 수 있다. 드레이핑은 추가로 장비 생물학적 유해 오염에 대해 보호하고/하거나 절차 후의 정화(clean-up)를 최소화할 수 있다. 어댑터(8)는 어댑터(8)의 다양한 컴포넌트를 위한 기초를 제공하도록 구성된 기부 부분(508)을 포함할 수 있다.
의료 기구(31)는 기구 손잡이(31)의 하우징의 하부 표면(536) 상에 복수의 구동 입력부(503, 529)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 의료 기구(31)는 3개의 구동 입력부(503, 529)를 포함하지만, 다른 실시예에서 다른 수의 구동 입력부가 포함될 수 있다. 구동 입력부는 의료 기구(31)의 하부 정합 표면(536)을 따라 이격된 고정된 위치에 있을 수 있고, 이는 다양한 다른 기구에 대한 부착 및 모듈식 사용을 위해 설계된 대응하는 정합 표면을 따라 이격된 고정된 위치에 있을 수 있는 대응하는 엔드 이펙터(6)의 구동 출력부(502) 및/또는 어댑터(8)의 구동 출력부에 구동 입력부(503, 529)를 결합시키는 것을 용이하게 한다. 기구(31)는 어댑터(8) 및/또는 엔드 이펙터(6)의 대응하는 구조물에 물리적으로 결합시키기 위한 래칭 클립(latching clip)(512) 또는 다른 래칭 특징부/수단을 포함할 수 있다.
장치 조작기 조립체를 통해 조작될 수 있는 다른 예시적인 기구는 특히 로봇 제어식 카테터, EM 필드 발생기, 회수 바스켓 도구, 레이저 섬유 드라이버, 및/또는 원위 구동 장치를 포함할 수 있다.
"기구 장치 조작기 조립체", "기구 조작기 조립체", "조작기", "조작기 조립체"뿐만 아니라 이들의 다른 변형에 대한 본 명세서의 언급은 로봇 아암, 로봇 아암의 엔드 이펙터, 로봇 엔드 이펙터에 결합되도록 구성된 어댑터, 엔드 이펙터 및/또는 어댑터에 결합되도록 구성된 기구 기부/손잡이, 및/또는 기구 기부/손잡이와 연관된 다른 액추에이터 컴포넌트(들), 수단, 및/또는 메커니즘을 포함하는, 도 5에 도시된 조립체(150)의 컴포넌트들의 임의의 서브세트를 지칭할 수 있다. 또한, "액추에이터"에 대한 본 명세서의 언급은, 직접적으로 또는 간접적으로, 조립체(150)의 컴포넌트와 맞물리거나, 그에 결합되거나, 달리 그에 의해 작동가능한 기구/컴포넌트의 이동에 영향을 주거나 이동을 유발하는, 도 5에 도시된 조립체(150)의 임의의 컴포넌트를 지칭할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 실시예에 따르면, "액추에이터"는 하기 장치들 또는 컴포넌트들의 임의의 세트 또는 서브세트를 포함할 수 있다: 기구 피더 구동 입력부(들), 어댑터 구동 출력부(들), 어댑터 구동 입력부(들), 풀리, 벨트, 기어, 페그, 핀, 엔드 이펙터 구동 출력부(들), 및/또는 구조물 및/또는 이의 작동을 유발하도록 구성된 제어 회로. 예를 들어, 액추에이터는 그의 이동이, 액추에이터와 통합되든 그로부터 분리되든 간에, 다른 컴포넌트, 장치, 또는 구조물의 대응하는 이동을 유발하도록 구성된 임의의 컴포넌트, 장치, 또는 구조물일 수 있다.
어댑터(8)는, 예를 들어 로봇 시스템의 엔드 이펙터의 하나 이상의 구동 출력부(502)로부터 하나 이상의 의료 기구의 대응하는 구동 입력부(503)로 토크를 전달하도록 구성된 하나 이상의 구동 출력부(509)를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터(6) 및/또는 로봇 시스템은 어댑터(8)의 대응하는 구동 입력부와 정합하도록 구성된 하나 이상의 구동 출력부(502)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(8)에 있는 각각의 구동 출력부(509)는 (예컨대, 구동 출력부(502)의 아래쪽에 있는) 대응하는 구동 입력부와 연관될 수 있고/있거나 로봇 시스템으로부터 힘(예컨대, 토크)을 전달하도록 구성될 수 있다. 어댑터(8)는 로봇 시스템에 제거가능하게 부착되도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 드레이프(38)는 로봇 시스템의 적어도 일부분과 어댑터(8) 사이에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성될 수 있다.
어댑터(8)의 하나 이상의 구동 출력부(509)는 로봇 시스템의 하나 이상의 구동 출력부(502)의 이동 및/또는 힘을, 어댑터(8)의 구동 출력부(509)에 제거가능하게 부착될 수 있는 하나 이상의 의료 기구(31)로 전달하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 의료 기구(31)는 어댑터(8)의 하나 이상의 구동 출력부(509)와 정합하고/하거나 그에 부착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 예시된 의료 기구(31)(예컨대, 스코프 장치)는 어댑터(8)의 하나 이상의 구동 출력부(509)와 정합하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다양한 유형의 의료 기구가 어댑터(8) 및/또는 연관된 로봇 시스템에 의해 구동되도록 구성될 수 있다. 또한, 스코프-유형 의료 기구(31)만이 도 5에 도시되어 있지만, 어댑터(8)는 다수의 의료 기구(31) 및/또는 다양한 유형의 의료 기구(31)를 구동하도록 구성될 수 있다.
단일 어댑터(8)만이 도 5에 도시되어 있지만, 다수의 어댑터(8)가 동시에 이용될 수 있고/있거나 구동 시스템의 다수의 드라이버(예컨대, 다수의 로봇 아암(12))와 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4-1에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템은 3개의 로봇 아암(12)을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 1개, 2개, 또는 3개의 어댑터(8)가 3개의 로봇 아암(12)에 맞춰지도록 사용될 수 있다.
어댑터(8)는 의료 절차 전에, 그 동안, 그리고/또는 그 후에 어댑터(8)와의 하나 이상의 의료 기구(31)의 부착을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 어댑터(8)는 하나 이상의 의료 기구가 사용 중인 동안 그리고/또는 의료 기구(31)가 환자의 신체 내로 전달된 후에 하나 이상의 의료 기구(31)의 도킹을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 환자에 대한 손상의 위험을 최소화하기 위해, 어댑터(8) 및/또는 의료 기구(31)는 본 명세서에 기술될 다양한 수단을 사용하여 어댑터(8)에서의 의료 기구(31)의 도킹을 단순화하고/하거나 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 어댑터(8)에서의 의료 기구(31)의 도킹은 환자의 신체에서 의료 기구를 안내하는 의사로부터의 최소한의 주의를 요구할 수 있다.
일부 실시예에서, 엔드 이펙터(6)로부터 어댑터(8)로의 그리고/또는 어댑터(8)로부터의 의료 기구(31)로의 힘의 전달은 초저 마찰 입력 전달을 수반할 수 있다. 힘의 전달은 하나 이상의 구동 출력부들 및/또는 하나 이상의 구동 입력부들 사이의 치합 맞물림을 수반할 수 있다. 예를 들어, 구동 출력부에 있는 기어의 치형부는 구동 입력부에 있는 대응하는 리셉터(receptor)와 치합하고/하거나 그 내로 끼워맞춰지도록 구성될 수 있다.
기구 도킹
도 6a 및 도 6b는 하나 이상의 의료 기구의 도킹을 용이하게 하도록 구성된 특징부를 갖는, 하나 이상의 어댑터를 포함할 수 있는 구동 조립체(600)의 적어도 일부분을 예시한다. 일부 실시예에서, 구동 조립체(600)는 구동 조립체(600)의 기부 부분(608)으로부터 연장되고, 그에 부착되고, 그리고/또는 그에 고정되는 플랫폼(610)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼(610)은 기부 부분(608)으로부터 탈착되고/되거나 분리되지 않고서 다수의 구성들 사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 기부 부분(608)은 구동 조립체(600)의 다양한 컴포넌트를 위한 기초 및/또는 기부를 제공할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(610), 하나 이상의 구동 출력부(602), 해제 메커니즘(605), 토션 스프링(614), 및/또는 래칭 메커니즘은 기부 부분(608)으로부터 연장되도록 구성될 수 있다. 그러나, 구동 조립체(600)의 그러한 컴포넌트 및/또는 다른 컴포넌트는 다른 컴포넌트들로부터 연장되도록 구성될 수 있고/있거나 기부 부분(608)에 직접 결합되지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 조립체(600)의 다양한 컴포넌트(예컨대, 플랫폼(610))는 기부 부분(608)의 연장부를 포함할 수 있다.
플랫폼(610)은 상승된(예컨대, 올려진) 구성(도 6a에 도시됨)과 하강된(예컨대, 낮춰진) 구성(도 6b에 도시됨) 사이에서 이동가능하도록 구성될 수 있다. 상승된 구성에서, 플랫폼(610)은 하나 이상의 의료 기구를 수용하고/하거나 안내하도록 구성될 수 있다. 플랫폼(610) 및/또는 기부 부분(608)은 플랫폼(610)에서의 하나 이상의 의료 기구의 부착 및/또는 도킹을 용이하게 하도록 구성된 다양한 특징부들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(610)은 하나 이상의 의료 기구의 대응하는 자기 요소와 정합하도록 구성된 하나 이상의 자기 요소를 포함할 수 있다.
구동 조립체는 하나 이상의 의료 기구를 수용하도록 구성된 하나 이상의 도킹 부분을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "도킹 부분"은 그의 평이하고 통상적인 의미에 따라 사용되고, 예를 들어 하나 이상의 의료 기구에 대한 제거가능한 그리고/또는 확실한 부착을 형성하고/하거나 구동 조립체(600)에서의 그리고/또는 그에 대한 하나 이상의 의료 기구의 배치 및/또는 부착을 수용함으로써 하나 이상의 의료 기구를 수용하도록 구성될 수 있는 구동 조립체(600)의 임의의 수의 컴포넌트를 포함하는 구동 조립체(600)의 임의의 부분을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼(610) 및/또는 구동 출력부들의 제1 세트는 제1 도킹 부분의 적어도 일부분과 연관되고/되거나 그것을 포함할 수 있고/있거나, 플랫폼(610)에서의 하나 이상의 의료 기구의 배치를 허용하고, 자기 요소 및/또는 다른 특징부를 사용하여 하나 이상의 의료 기구에 부착되고, 그리고/또는 구동 조립체(600)의 래칭 메커니즘(611)을 통해 부착된 하나 이상의 의료 기구에 대한 확실한 부착을 형성함으로써 하나 이상의 의료 기구를 수용하도록 구성될 수 있다. 구동 출력부들의 제2 세트(예컨대, 제4 구동 출력부(602d) 및/또는 제5 구동 출력부(602e)) 및/또는 해제 메커니즘(605)은 제2 도킹 부분의 적어도 일부분과 연관되고/되거나 그것을 포함할 수 있고/있거나, 구동 출력부들의 제2 세트를 하나 이상의 의료 기구와 정합시키고 그리고/또는 하나 이상의 의료 기구가 해제 메커니즘(605)에 부착되고/되거나 래칭되도록 허용함으로써 하나 이상의 의료 기구를 수용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 플랫폼(610)은 도 6a에 도시된 상승된 구성으로 편향될 수 있다. 따라서, 플랫폼(610)은 기부 부분(608)으로부터 적어도 제1 거리(612)로 자연적으로 연장되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 스프링(도 6a 및 도 6b에 도시되지 않음)이 기부 부분(608) 및/또는 플랫폼(610)으로부터 연장될 수 있고/있거나, 달리 플랫폼(610)과 기부 부분(608) 사이에 적어도 부분적으로 위치되어(예컨대, 기부 부분의 개방부 내로 적어도 부분적으로 연장됨) 플랫폼(610)을 상승된 구성으로 가압할 수 있다. 상승된 구성에서, 플랫폼(610)과 기부 부분(608) 사이의 간극(612)이 하강된 구성에서의 플랫폼(610)과 기부 부분(608) 사이의 간극보다 클 수 있다.
플랫폼(610)은 구동 조립체(600)의 기부 부분(608)에 결합되고/되거나 그로부터 연장되는 하나 이상의 구동 출력부(602)와 연관되고/되거나 그에 인접하게 위치될 수 있다. 하나 이상의 구동 출력부(602)는 하나 이상의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 구동 출력부들(602) 중 하나 이상은 단일 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있고/있거나 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 구동 출력부(602)는 제1 유형의 의료 기구와 연관된 제1 유형의 구동 입력부와 그리고/또는 제1 유형의 의료 기구 및/또는 제2 유형의 의료 기구와 연관된 제2 유형의 구동 입력부와 정합하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 조립체(600)는 제1 의료 기구 및/또는 제1 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 (예컨대, 제1 구동 출력부(602a), 제2 구동 출력부(602b), 및 제3 구동 출력부(602c)를 포함하는) 하나 이상의 구동 출력부들(602)의 제1 세트를 포함할 수 있고/있거나 구동 조립체(600)는 제2 의료 기구 및/또는 제2 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 (예컨대, 제4 구동 출력부(602d) 및 제5 구동 출력부(602e)를 포함하는) 하나 이상의 구동 출력부들(602)의 제2 세트를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 플랫폼(610)은 적어도 하나 이상의 구동 출력부들(602)의 제1 세트를 수용하도록 구성된, 개방부, 공동, 간극, 홈, 만입부, 및/또는 유사한 특징부를 포함할 수 있는 하나 이상의 개구(609)를 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 예에 도시된 바와 같이, 플랫폼(610)은 3개의 개구(609)(즉, 제1 개구(609a), 제2 개구(609b), 및 제3 개구(609c))를 포함할 수 있고, 이때 각각의 개구(609)는 상이한 구동 출력부(602)를 수용하도록 구성된다. 그러나, 플랫폼(610)은 임의의 수의 개구(609)를 포함할 수 있고/있거나 임의의 수의 구동 출력부(602)를 수용하도록 구성될 수 있다. 또한, 개구(609) 및 구동 출력부(602)가 원형 형태를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 개구(609), 구동 출력부(602), 및/또는 구동 조립체(600)의 다른 특징부는 상이한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(610)은 다수의 구동 출력부(602)를 수용하도록 구성된 단일 개구(609)를 포함할 수 있다. 그러한 개구(609)는 구동 출력부들(602) 사이에서 연장되도록 대체로 세장형인 형태를 가질 수 있다.
도 6b에 도시된 하강된 구성에서, 하나 이상의 구동 출력부(602)는 플랫폼(610)을 통해 그리고/또는 그것을 넘어 연장될 수 있다. 플랫폼(610)이 도 6a에 도시된 상승된 구성으로 연장될 때, 플랫폼(610)은 구동 출력부(602)의 적어도 일부분을 넘어 연장될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(610) 및/또는 개구(609)는 하나 이상의 구동 출력부(602)의 적어도 일부분 위에 현수될 수 있고/있거나 상승된 구성에 있는 동안 구동 출력부의 원위 팁 부분과 대체로 일렬로 위치될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 구동 출력부(602)의 원위 팁 부분은 상승된 구성에서 플랫폼(610)을 넘어 적어도 부분적으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 플랫폼(610) 및/또는 기부 부분(608)은 하나 이상의 의료 기구를 플랫폼(610)으로 안내하도록(예컨대, 통과, 지향, 이동시키도록) 구성된 다양한 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 자기 요소가 플랫폼(610)의 표면에, 플랫폼(610) 내에, 그리고/또는 플랫폼(610) 아래에(예컨대, 플랫폼(610)과 기부 부분(608) 사이에) 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼(610) 및 또는 기부 부분(608)은 제1 극성을 갖는 제1 자기 요소 및/또는 제2 극성을 갖는 제2 자기 요소를 포함할 수 있어서, 제1 및 제2 자기 요소는 하나 이상의 의료 기구를 플랫폼(610)과 정렬시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자기 요소는 적합한 극성을 가질 수 있고/있거나 하나 이상의 의료 기구가 단일 구성에서만 자기 요소와 정합하도록 구성될 수 있도록 위치될 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 플랫폼에서의 또는 그 아래에서의 하나 이상의 자기 요소의 예시적인 위치를 나타내는 점선 원(618)을 포함한다. 그러나, 자기 요소는 임의의 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 또한, 3개의 자기 요소가 도 6a 및 도 6b에 나타나 있지만, 임의의 수의 자기 요소가 사용될 수 있다.
플랫폼(610)이 도 6a에 도시된 상승된 구성에 있을 때, 플랫폼(610)은 플랫폼(610)을 도 6b에 도시된 하강된 구성으로 이동시키기 위해 기부 부분(608)을 향해 아래로 가압되도록 구성될 수 있다. 플랫폼을 하강된 구성으로 가압하는 데(다시 말해서, 스프링과 같은 하나 이상의 편향 요소로부터의 편향을 극복하는 데) 비교적 적은 힘이 요구될 수 있다. 예를 들어, 의사가 제1 의료 기구를 플랫폼(610) 위에 위치시킬 수 있다. 플랫폼(610) 및/또는 기부 부분(608)에 있는 하나 이상의 안내 특징부가 제1 의료 기구를 플랫폼(610)에서의 적절한 구성 및/또는 부착으로 안내하도록 구성될 수 있다. 제1 의료 기구가 플랫폼(610)과 관련하여 제위치에 있게 되면, 의사는 제1 의료 기구 및/또는 플랫폼(610)을 기부 부분(608)을 향해 가압할 수 있다. 플랫폼(610)은 하나 이상의 의료 기구에 부착되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼(610)과 하나 이상의 의료 기구 사이의 부착은 비교적 작은 양의 힘(예컨대, 2 뉴턴)을 사용하여 극복되도록 구성된 분리가능한 부착일 수 있다.
구동 조립체(600)는 플랫폼이 하강된 구성에 있는 동안 플랫폼(610)을 하강된 구성으로 유지하기 위한 그리고/또는 하나 이상의 의료 기구와 플랫폼(610) 사이의 부착을 유지하기 위한 다양한 적합한 특징부들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 구동 조립체(600)는 플랫폼(610)이 하강된 구성에 있는 동안 하나 이상의 의료 기구를 플랫폼(610)에 대해 유지하도록 구성된 하나 이상의 래칭 메커니즘(611)(예컨대, 제1 래칭 메커니즘(611a) 및/또는 제2 래칭 메커니즘(611b))을 포함할 수 있다. 용어 "래칭 메커니즘"은 그의 평이하고 통상적인 의미에 따라 본 명세서에 사용되고, 물체를 제위치에 래칭하고/하거나 로킹시키도록 그리고/또는 다수의 물체를 함께 유지하도록 구성된 임의의 장치, 요소, 특징부, 및/또는 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 래칭 메커니즘(611)은 플랫폼(610)이 하강된 구성으로 유지되게 하도록 구성될 수 있다. 래칭 메커니즘(611)은 플랫폼(610)을 하강된 구성으로 직접적으로 유지하도록 그리고/또는 플랫폼(610)을 간접적으로 유지하도록 그리고/또는 플랫폼(610)에서 도킹된 의료 기구를 제위치로 유지함으로써 플랫폼이 하강된 구성으로 유지되게 하도록 구성될 수 있다. 구동 조립체(600)는 래칭 메커니즘(611)을 해제하도록 그리고/또는 달리 플랫폼(610)이 상승된 구성으로 복귀하게 허용하도록 그리고/또는 하나 이상의 의료 기구가 플랫폼(610)으로부터 분리되게 허용하도록 구성된 해제 메커니즘(605)을 추가로 포함할 수 있다. 플랫폼(610)은 기부 부분(608)의 대응하는 루멘을 따라 연장되도록 구성된 (예컨대, 중공 원통형 칼럼의 형태를 갖는) 하나 이상의 맞물림 특징부(607)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 래칭 메커니즘(611)은 토션 스프링 및/또는 유사한 장치에 의해 적어도 부분적으로 외향(613) 방향으로 편향될 수 있다. 토션 스프링은, 하나 이상의 래칭 메커니즘(611)을 외향(613) 방향으로 가압하도록 구성될 수 있는 코일형 부분(614) 및/또는 하나 이상의 세장형 단부(615)를 포함할 수 있다. 해제 메커니즘(605)은 해제 메커니즘(605)이 토션 스프링에 대항하여 가압되고/되거나 플랫폼(610)을 향해 이동될 때 토션 스프링의 세장형 단부(615)를 내향으로(예컨대, 편향된 방향과 반대로) 가압할 수 있는 하나 이상의 아암 부분(616)을 포함할 수 있다. 또한, 의료 기구는 의료 기구의 도킹 프로세스 동안 하나 이상의 래칭 메커니즘을 내향으로 가압하도록 구성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 하나 이상의 구동 조립체와 함께 사용하기 위한 예시적인 플랫폼(710)의 예시를 제공한다. 플랫폼(710)은 개구(709)를 포함할 수 있는 다양한 구동 출력부 수용 특징부를 포함할 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 플랫폼(710)은 의료 기구 안내 특징부(예컨대, 자기 요소)를 위한 리셉터(717)를 포함할 수 있다. 도 7b가 대체로 원형 형태를 갖는 리셉터(717)를 도시하지만, 적합한 리셉터(717)는 임의의 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다.
플랫폼은 구동 조립체의 기부 부분 및/또는 다른 요소와 맞물리기 위한 다양한 맞물림 특징부(707)(예컨대, 제1 맞물림 특징부(707a), 제2 맞물림 특징부(707b), 및/또는 제3 맞물림 특징부(707c))를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 맞물림 특징부(707)는 대체로 원통형 형상을 가질 수 있고/있거나 플랫폼(710)이 기부 부분의 개방부를 따라 연장되도록 허용하는 기부 부분의 대응하는 개방부(예컨대, 루멘) 내로 연장되도록 구성될 수 있다. 또한, 맞물림 특징부(707)는 플랫폼(710)이 상승된 구성과 하강된 구성 사이에서 이동하는 동안 플랫폼(710)과 기부 부분 사이의 연결을 유지하도록 구성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 제1 의료 기구(811) 및/또는 제2 의료 기구(812)를 포함할 수 있는 하나 이상의 의료 기구를 구동하도록 구성된 어댑터(808)를 포함하는 구동 조립체(800)를 예시한다. 제1 의료 기구(811) 및 제2 의료 기구(812)는 독립적으로 그리고/또는 조합하여 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 의료 기구(811)는 스코핑 장치(예컨대, 요관경)일 수 있고/있거나 제2 의료 기구(812)는 스코핑 장치와 조합하여 동작되도록 구성된 작업 채널 도구(예컨대, 바스켓팅 도구)일 수 있다. 도 8a 내지 도 8c에서 제1 의료 기구(811)가 스코프 장치로서 예시되고 제2 의료 기구(812)가 작업 채널 도구로서 예시되어 있지만, 상이한 유형의 의료 기구가 사용될 수 있고/있거나 어댑터(808)에 의해 구동되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 의료 기구(811)는 제2 의료 기구(812)의 적어도 일부분을 동작가능하게 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 의료 기구(811)는 제2 의료 기구(812)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된, 루멘, 챔버, 및/또는 다른 특징부를 포함할 수 있는 리셉터(844)를 포함할 수 있다. 제2 의료 기구(812)는 제2 의료 기구(812)로부터 연장되는 하나 이상의 타인(835) 및/또는 시스(836)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 타인(835) 및/또는 시스(836)는 제2 의료 기구(812)에 있는 구동 입력부를 통해 동작되도록 구성될 수 있다. 타인(835)은 시스(836)의 원위 단부 부분으로부터 연장되도록 구성된 의료 도구를 포함할 수 있다. 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 의료 도구는 바스켓 도구를 포함할 수 있다. 하나 이상의 타인(835) 및/또는 시스(836)는 제1 의료 기구(811) 및/또는 제2 의료 기구(812)가 구동 조립체 어댑터(808)에서 도킹될 때 제1 의료 기구(811)의 리셉터(844) 내로 적어도 부분적으로 끼워맞춰지도록 구성될 수 있다.
제1 의료 기구(811) 및/또는 제2 의료 기구(812)는 제1 의료 기구(811)와 제2 의료 기구(812) 사이의 부착을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 의료 기구(812)는 제2 의료 기구(812)의 슬롯(827) 내로 끼워맞춰지도록 구성될 수 있는, 자기 요소와 같은 하나 이상의 맞물림 특징부를 포함할 수 있다. 제2 의료 기구(812)에 있는 하나 이상의 맞물림 특징부는 제1 의료 기구(811)에 있는 대응하는 특징부와 맞물리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 의료 기구(812) 및/또는 제1 의료 기구(811)는 제1 의료 기구(811) 및/또는 제2 의료 기구(812)가 어댑터(808)에서 도킹될 때 서로 정합하도록 구성된 하나 이상의 자기 요소를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 의료 기구(811) 및/또는 제2 의료 기구(812)는 원하는 위치/배향으로부터 롤링 및/또는 달리 이동하는 것이 방지될 수 있다.
제1 의료 기구(811)는 어댑터(808)의 제1 도킹 부분에서 도킹되고/되거나 그에 부착되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 의료 기구는 어댑터(808)의 제1 도킹 부분에서 이동가능 플랫폼에 부착되도록 구성될 수 있다. 제1 도킹 부분은 제1 의료 기구의 하나 이상의 구동 입력부를 수용하고/하거나 구동하도록 구성된 하나 이상의 구동 출력부(802)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 5 참조). 어댑터(808)는 추가적으로 또는 대안적으로 제2 의료 기구(812)를 수용하도록 구성된 제2 도킹 부분을 포함할 수 있다. 제2 도킹 부분은 제2 의료 기구(812)에 있는 하나 이상의 구동 입력부를 구동하도록 구성된 하나 이상의 구동 출력부(802)(예컨대, 제1 구동 출력부(802a) 및/또는 제2 구동 출력부(802b))를 포함할 수 있다. 제1 의료 기구(840)는 환자의 신체에 대한 접근을 제공하도록 구성된 샤프트(840)를 포함할 수 있다.
어댑터(808)는 구동 조립체에 제1 의료 기구를 고정하도록 구성된 하나 이상의 래치(예컨대, 도 6a 및 도 6b의 래칭 메커니즘(611) 참조)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 래치는 제1 의료 기구(811)가 어댑터(808)로부터 변위되는 것을 방지하기 위해 제1 의료 기구(811)의 대응하는 리셉터 내로 끼워맞춰지도록 구성될 수 있다. 어댑터(808)는 추가적으로 또는 대안적으로 제1 의료 기구(811)가 어댑터(808)로부터 제거되도록 허용하기 위해 하나 이상의 래치를 해제하도록 구성된 해제 장치(805)(예컨대, 해제 메커니즘 및/또는 릴리스(release))를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 해제 장치(805)는 구동 조립체의 제2 도킹 부분에 또는 그 부근에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 해제 장치(805)는 제2 의료 기구(812)가, 어댑터(808)의 제2 도킹 부분에 도킹될 때, 해제 장치(805)를 적어도 부분적으로 덮고 그리고/또는 그의 활성화를 방지하도록 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도킹 부분에 제1 의료 기구(811)를 부착하는 것은 래치가 (예컨대, 어댑터(808)의 외측 부분으로부터 멀어지게 그리고/또는 하나 이상의 토션 스프링 및/또는 유사한 메커니즘에 의한 래치의 편향에 대항하여) 내향으로 가압되도록 제1 의료 기구(811)를 래치에 대항하여 가압하는 것을 수반할 수 있다. 제1 의료 기구(811)는 래치가 홈, 만입부, 공동 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 리셉터에 진입할 때까지 그리고/또는 래치가 제1 의료 기구(811)를 제위치에 로킹하기 위해 편향된 외향 위치를 다시 취할 때까지 제1 의료 기구(811)를 하향으로 계속 가압할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 래치는 토션 스프링 장치(예컨대, 도 6a 및 도 6b의 토션 스프링 장치(614, 615) 참조)를 포함할 수 있는 하나 이상의 편향 메커니즘에 의해 어댑터(808)의 외측 링을 향해 외향으로 편향될 수 있다. 예를 들어, 토션 스프링은 해제 장치(805)의 제1 측부에 있는 제1 래치 및/또는 해제 장치(805)의 제2 측부에 있는 제2 래치를 어댑터(808)의 외측 링을 향해 외향으로 가압하여 제1 래치 및/또는 제2 래치와 맞물리도록 구성될 수 있다. 해제 장치(805)는 어댑터(808)를 따라 이동가능하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 해제 장치(805)는 해제 장치(805)를 제1 도킹 부분을 향해(예컨대, 어댑터(808)의 플랫폼을 향해) 이동시키는 것이 해제 장치(805)가 토션 스프링의 적어도 일부분(예컨대, 토션 스프링의 하나 이상의 아암)에 대항하여 가압하게 하여 토션 스프링의 하나 이상의 아암이 내향으로 이동하게 하고, 따라서 하나 이상의 래치가 내향으로 그리고/또는 조립체(800)의 외측 링으로부터 멀어지게 이동하게 하고/하거나 하나 이상의 래치를 맞물림해제시키게 하도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 해제 장치(805)를 제1 도킹 부분을 향해 이동시키는 것은 토션 스프링의 외향 편향을 제거하도록 토션 스프링에서의 압축을 유발할 수 있다.
제2 의료 기구(812)는 해제 장치(805) 및/또는 제1 도킹 부분의 하나 이상의 영역에 부착되도록 구성된 하나 이상의 부착 장치(821)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제2 의료 기구(812)는 해제 장치(805) 및/또는 제1 도킹 부분의 다른 영역에 있는 하나 이상의 래치(822) 및/또는 돌출부를 파지하도록 구성된 하나 이상의 후크(821)를 포함할 수 있다. 제2 의료 기구(812)는 제2 의료 기구(812)가 해제 장치(805) 및/또는 제2 도킹 부분으로부터 맞물림해제되도록 허용하기 위해 하나 이상의 부착 장치(821)를 맞물림해제시키도록 구성된 해제 버튼(825)을 추가로 포함할 수 있다. 제2 도킹 부분으로부터의 제2 의료 기구(812)의 제거 후에, 해제 장치(805)는 제1 도킹 부분으로부터의 제1 의료 기구(812)의 제거를 허용하도록 활성화될 수 있다. 이러한 방식으로, 해제 장치(805) 및/또는 제2 의료 기구(812)는 유리하게는 제2 의료 기구(812)가 어댑터(808)로부터 제거된 후까지 제1 의료 기구(811)가 어댑터(808)로부터 제거되는 것을 방지할 수 있다. 제2 의료 기구(812)는 어댑터(808)의 대응하는 구동 출력부(802)와 정합하도록 구성된 하나 이상의 구동 입력부(803)를 포함할 수 있다.
도 8c에 도시된 바와 같이, 제1 의료 기구(811)와 제2 의료 기구(812)는 어댑터(808)에 도킹되어 있는 동안 대체로 나란히 위치되도록 구성될 수 있다. 제1 의료 기구(811)와 제2 의료 기구(812)는 어댑터(808)에 동시에 도킹되도록 구성될 수 있다. 또한, 어댑터(808)의 하나 이상의 구동 출력부(802)는 제1 의료 기구(811)와 제2 의료 기구(812)를 동시에 동작시키도록 구성될 수 있다. 제2 의료 기구(812)로부터 연장되는 시스(836)는 제2 의료 기구(812)가 어댑터(808)에 도킹되어 있는 동안 제1 의료 기구(811)의 리셉터(844) 내에 적어도 부분적으로 위치되도록 구성될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 하나 이상의 의료 기구를 안내하고/하거나 그에 부착되도록 구성된 하나 이상의 자기 요소(914) 및/또는 다른 정렬 특징부를 포함하는 어댑터(908)를 포함하는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한다. 하나 이상의 자기 요소(914)는 플랫폼(910) 및/또는 플랫폼(910)을 포함하고/하거나 그것과 연관된 제1 도킹 부분에 부착(예컨대, 접착)되고/되거나 달리 그것과 연관될 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼(910)은 어댑터(908) 및/또는 어댑터의 제1 도킹 부분으로부터 연장될 수 있다. 어댑터(908)는 제1 의료 기구를 수용하도록 구성된, 제1 구동 출력부(902a), 제2 구동 출력부(902b), 제3 출력부(902c), 및/또는 플랫폼(910)의 적어도 일부분을 포함할 수 있는 제1 도킹 부분을 포함할 수 있다. 제1 의료 기구는 본 명세서에서 논의된 바와 같은 스코프 장치를 포함할 수 있는 임의의 적합한 의료 기구일 수 있다. 하나 이상의 구동 출력부들(902)의 제1 세트(예컨대, 제1 구동 출력부(902a), 제2 구동 출력부(902b), 및/또는 제3 출력부(902c))는 제1 도킹 부분으로부터 연장되고/되거나 그에 있을 수 있고/있거나 제1 도킹 부분에 도킹될 때 제1 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 어댑터(908)는 하나 이상의 래칭 메커니즘(911)을 제어하기 위해 (예컨대, 코일 부분(906) 및/또는 하나 이상의 세장형 단부(907)를 포함하는) 토션 스프링과 상호작용하도록 구성된 해제 메커니즘(905)을 포함할 수 있다.
자기 요소(914)가 예시적인 목적을 위해 본 명세서에 기술되지만, 다른 정렬 특징부가 자기 요소(914)를 대체할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도킹 부분에 위치되고/되거나 달리 그것과 연관된 하나 이상의 자기 요소(914)는 제1 의료 기구와 제1 도킹 부분 및/또는 제1 도킹 부분과 연관된 하나 이상의 구동 출력부(902) 사이의 정렬을 안내하고/하거나 확립하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 자기 요소(914)는 제1 의료 기구가 하나 이상의 자기 요소(914)의 자기장 내에 배치될 때 제1 의료 기구에 있는 대응하는 자기 요소를 끌어당기도록 구성될 수 있다. 따라서, 의사는 유리하게는 제1 의료 기구를 단순히 제1 도킹 부분의 전반적인 영역 내에 위치시킴으로써 제1 도킹 부분에서 제1 의료 기구를 도킹하는 것이 가능하게 될 수 있고/있거나 제1 의료 기구를 구동 출력부들(902)의 제1 세트와 물리적으로 정렬시키는 것이 요구되지 않을 수 있다.
도 9b에 예시된 2개의 점선 원(913)은 플랫폼(910) 및/또는 제1 도킹 부분의 다른 부분에서의 또는 그 아래에서의 2개의 자기 요소(914)의 예시적인 위치를 예시한다. 그러나, 단일 자기 요소(914) 및/또는 2개 초과의 자기 요소(914)가 사용될 수 있다. 또한, 하나 이상의 자기 요소(914)는 임의의 적합한 크기 및/또는 형상을 가질 수 있고, 반드시 도 9a 및 도 9b에 도시된 원형 형상을 가질 필요는 없을 수 있다. 도 9b는 플랫폼(910)의 표면 및/또는 제1 도킹 부분의 다른 부분 아래의 자기 요소(914)를 예시하기 위한 구동 조립체의 절결도를 제공한다. 제1 자기 요소(914a)는 제1 극성을 가질 수 있고, 제2 자기 요소(914b)는 제1 극성과 상이한 제2 극성을 가질 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 자기 요소(914)는 자기 요소(914)가 제1 의료 기구에 있는 대응하는 자기 요소와 정렬되는 단일 구성만으로 제1 의료 기구가 제1 도킹 부분에서 도킹하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 자기 요소(914a)는 제1 의료 기구에 있는 제1 자석과 정합하도록 구성될 수 있고/있거나 제2 자기 요소(914b)는 제1 의료 기구에 있는 제2 자석과 정합하도록 구성될 수 있다. 자기 요소(914)는 의료 기구가 플랫폼(910)과 접촉하지 않을 때 하나 이상의 의료 기구를 끌어당기기에 충분한 자기장을 생성하도록 구성될 수 있다. 자기 요소(914) 및/또는 플랫폼(910)은 부착된 제1 의료 기구와 함께 하강된 구성으로 플랫폼(910)을 낮추는 것이 어댑터의 하나 이상의 구동 출력부가 제1 의료 기구의 대응하는 구동 입력부 내로 연장되고/되거나 달리 그것과 맞물리게 할 수 있도록 위치되고/되거나 구성될 수 있다.
어댑터(908)는 추가 의료 기구를 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9a 및 도 9b에 예시된 어댑터(908)가 3개의 구동 출력부(902)를 포함하지만, 어댑터(908)는 제2 의료 기구를 수용하도록 구성된 추가 구동 출력부(902)를 포함할 수 있다. 또한, 자기 요소(914)가 제1 도킹 부분에 있는 것으로 도시되어 있지만, 어댑터(908)는 제2 의료 기구의 도킹을 안내하도록 구성된 추가 자기 요소(914) 및/또는 다른 안내 요소를 포함할 수 있다.
도 10은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 시스템으로부터 힘을 전달하기 위한 하나 이상의 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터)를 포함할 수 있는 구동 조립체에서 하나 이상의 의료 기구를 구동하기 위한 프로세스(1000)에 대한 흐름도를 제공한다.
프로세스(1000)는 신장 결석 제거 절차, 또는 내시경, 요관경, EM 필드 발생기, 바스켓팅 도구, 레이저 섬유 드라이버 등과 같은 하나 이상의 의료 기구를 사용하여 구현될 수 있는 다른 절차와 같은 의료 절차와 관련하여 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스(1000)는 환자의 신장의 신배 네트워크와 같은, 환자의 소정의 표적 해부학적 구조 내의 제1 의료 기구(예컨대, 내시경)의 샤프트의 원위 단부의 배치 후에 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 프로세스(1000)의 하나 이상의 동작은 제1 의료 기구의 샤프트의 원위 단부에 의한 표적 해부학적 구조의 접근 전에 구현될 수 있다.
블록(1002)에서, 프로세스(1000)는 구동 조립체의 어댑터에 제1 의료 기구를 부착하고/하거나 도킹하는 것을 수반한다. 일부 실시예에서, 어댑터에 제1 의료 기구를 부착하고/하거나 도킹하는 것은, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 어댑터에 있는 하나 이상의 정렬 특징부(예컨대, 자기 요소)를 통해 적어도 부분적으로 용이하게 될 수 있다. 하나 이상의 정렬 특징부는 제1 의료 기구와 어댑터 사이의 분리가능한 부착을 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 대략 2 뉴턴의 당김력의 인가가 플랫폼으로부터 제1 의료 기구를 탈착시키기에 충분할 수 있다. 하나 이상의 정렬 특징부는 유리하게는 의사가 환자의 신체를 통해 제1 의료 기구를 내비게이팅하는 것에 집중하도록 허용하여, 제1 의료 기구의 부정확한 내비게이션에 의해 유발될 수 있는 신장 및/또는 다른 조직에 대한 손상을 방지하고/하거나 최소화할 수 있다.
제1 의료 기구는 어댑터의 플랫폼에 적어도 부분적으로 도킹되고/되거나 부착되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼은 어댑터의 기부 부분으로부터 연장될 수 있다. 제1 의료 기구는 적어도 일부 장소에서 플랫폼의 표면을 넘어 연장될 수 있다.
플랫폼은 어댑터의 기부 부분 및/또는 다른 부분과 관련하여 2개 이상의 위치들 사이에서 이동가능할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼은 플랫폼이 외부 힘에 의한 작용을 받지 않을 때 비교적 상승된 위치에 위치될 수 있도록 기부 부분으로부터 떨어져 제1 거리로 편향될 수 있다. 플랫폼은 적어도 부분적으로 (예컨대, 플랫폼과 기부 부분 사이에서) 플랫폼의 하부 표면에 대항하여 가압하도록 구성된 하나 이상의 스프링에 의해 상승된 위치로 편향될 수 있다.
어댑터는 제1 의료 기구의 대응하는 구동 입력부를 구동하도록 구성된 하나 이상의 구동 출력부를 포함할 수 있다. 제1 의료 기구는 제1 의료 기구의 구동 입력부들 중 적어도 일부가 어댑터의 구동 출력부들 중 적어도 일부와 대체로 정렬되는 구성으로 플랫폼에 부착되고/되거나 도킹되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 의료 기구가 상승된 위치에서 플랫폼에 부착될 때 제1 의료 기구의 구동 입력부는 구동 출력부 위에 현수될 수 있다.
단계(1004)에서, 프로세스(1000)는 플랫폼의 편향을 극복하도록 플랫폼을 아래로 가압하는 것을 수반한다. 일부 경우에, 플랫폼은 의사에 의해 아래로 가압될 수 있다. 플랫폼은 제1 의료 기구가 플랫폼과 접촉하는 동안 제1 의료 기구 상에서 아래로 가압함으로써 아래로 가압될 수 있다. 플랫폼을 아래로 가압하는 것은 플랫폼을 상승된 구성으로부터 하강된 구성으로 이동시킬 수 있고, 여기서 플랫폼과 기부 부분 및/또는 어댑터의 다른 부분 사이의 거리는 상승된 구성에서보다 작을 수 있다.
단계(1006)에서, 프로세스(1000)는 제1 의료 기구를 플랫폼에 고정하도록 그리고/또는 플랫폼을 하강된 구성으로 고정하도록 제1 의료 기구를 래칭하는 것을 수반한다. 예를 들어, 제1 의료 기구를 래칭하는 것은 플랫폼이 상승된 구성으로 올려지는 것을 방지할 수 있다. 제1 의료 기구를 래칭하는 것은 기부 부분 및/또는 어댑터의 다른 부분에서의 하나 이상의 래치 및/또는 래칭 메커니즘의 사용을 수반할 수 있다. 제1 의료 기구 및/또는 플랫폼이 하향으로(즉, 기부 부분을 향해) 가압될 때, 제1 의료 기구에 있는 부착 특징부(예컨대, 홈, 에지, 만입부, 래치 등)는 어댑터에서 대응하는 특징부에 래칭되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 의료 기구의 에지 부분은 래칭 메커니즘의 외향 편향을 극복하기 위해 하나 이상의 래칭 메커니즘을 내향으로 가압하도록 구성될 수 있고/있거나 제1 의료 기구에 있는 하나 이상의 만입부는 래칭 메커니즘이 제1 의료 기구를 제위치에 로킹하기 위해 편향된 구성으로 복귀하도록 허용하게 구성될 수 있다.
단계(1008)에서, 프로세스(1000)는 어댑터로부터의 제1 의료 기구의 해제를 방지하기 위해 어댑터의 제2 도킹 부분에 제2 의료 기구를 부착하는 것을 수반한다. 예를 들어, 제2 의료 기구는, 어댑터의 제2 도킹 부분에 도킹될 때, 어댑터로부터 제1 의료 기구를 래칭해제시키도록 구성될 수 있는 어댑터에 있는 해제 메커니즘을 적어도 부분적으로 덮고 그리고/또는 달리 그의 활성화를 방지하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 의료 기구를 제거하는 것이 환자에 대한 손상을 유발할 수 있을 때 제1 의료 기구는 제거되는 것이 방지될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 의료 기구는 제1 의료 기구의 리셉터 내로 끼워맞춰지도록 구성된 적어도 일부분을 갖는 작업 채널 도구(예컨대, 바스켓팅 도구)일 수 있다.
단계(1010)에서, 프로세스(1000)는 어댑터의 제2 도킹 부분으로부터 제2 의료 기구를 제거하는 것을 수반한다. 제2 의료 기구는 의료 절차를 수행하는 데(예컨대, 환자 내에서 신장 결석을 파지함) 사용하기 위한 어댑터에 부착되고/되거나 도킹될 수 있다. 의료 절차가 완료될 때, 제2 의료 기구는 어댑터로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 의료 기구를 제거하는 것은 제2 의료 기구 및/또는 어댑터에 있는 래칭 메커니즘을 맞물림해제시키기 위해 제2 의료 기구 및/또는 어댑터에 있는 해제 버튼 및/또는 유사한 장치의 활성화를 수반할 수 있다. 또한, 제2 의료 기구를 제거하는 것은 제1 의료 기구로부터 제2 의료 기구를 탈착시키는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 제2 의료 기구로부터 연장되는 시스 및/또는 의료 기구는 제1 의료 기구의 리셉터로부터 제거될 수 있다. 다른 예에서, (예컨대, 자기 요소를 사용하는) 제1 의료 기구와 제2 의료 기구 사이의 분리가능한 부착은 제2 의료 기구의 제거를 허용하도록 분리될 수 있다.
단계(1012)에서, 프로세스(1000)는 어댑터로부터 제1 의료 기구를 해제하고/하거나 그의 제거를 허용하도록 어댑터에 있는 해제 메커니즘을 활성화하는 것을 수반할 수 있다. 해제 메커니즘은 어댑터의 적어도 일부분을 따라 이동하도록 구성된 장치일 수 있고/있거나 어댑터에 있는 래칭 메커니즘을 외향 구성으로 편향시키는 하나 이상의 토션 스프링에 대항하여 가압하도록 구성될 수 있다. 해제 메커니즘은 토션 스프링을 내향으로 가압하도록 구성되어, 하나 이상의 래칭 메커니즘을 내향으로 가압하고/하거나 하나 이상의 래칭 메커니즘을 제1 의료 기구의 만입부 및/또는 다른 부착 특징부로부터 제거할 수 있다.
단계(1014)에서, 프로세스(1000)는 어댑터 및/또는 플랫폼으로부터 제1 의료 기구를 제거하고/하거나 플랫폼이 상승된 구성으로 복귀하도록 허용하는 것을 수반할 수 있다.
다중-인터페이스 구동 출력부
도 11은 하나 이상의 실시예에 따른, 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 어댑터(1108)를 포함하는 구동 조립체의 적어도 일부분을 예시한다. 어댑터(1108)는 임의의 수의 구동 출력부(1102)를 포함할 수 있고/있거나 상이한 유형의 구동 출력부(1102)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 출력부들(1102a)의 세트는 적어도 제1 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있고/있거나 제2 구동 출력부들(1102b)의 세트는 제2 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 각각의 구동 출력부(1102)는 어댑터(1108)의 기부 부분(1109)으로부터 연장되도록 구성될 수 있다. 어댑터(1108)가 2개의 제1 구동 출력부(1102a) 및 3개의 제2 구동 출력부(1102b)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 어댑터(1108)는 각각의 유형의 구동 출력부의 임의의 수의 구동 출력부(1102)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 조립체는 다수의 유형의 구동 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 출력부(1102a)는 제1 유형의 구동 출력부일 수 있고/있거나 제2 구동 출력부(1102b)는 제2 유형의 구동 출력부일 수 있다.
또한, 일부 구동 출력부(예컨대, 제1 구동 출력부(1102a))는 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유형의 구동 출력부는 제1 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 제1 구동 인터페이스(drive interface) 및/또는 제2 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 제2 구동 인터페이스를 포함할 수 있다(예컨대, 도 12a 내지 도 12c 참조).
하나 이상의 구동 출력부(1102)는 기부 부분(1109)으로부터 연장될 수 있는 플랫폼(1110)을 포함하는 제1 도킹 부분과 연관될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 구동 출력부(1102)는 플랫폼(1110)의 하나 이상의 개구를 적어도 부분적으로 통과하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼(1110)은 올려진 구성 및/또는 낮춰진 구성 사이에서 연장가능할 수 있다. 제2 구동 출력부(1102b)가 플랫폼(1110)을 적어도 부분적으로 통과하는 것으로 도시되어 있지만, (다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있는) 제1 구동 출력부(1102a)는 일부 실시예에서 플랫폼(1110)과 연관되고/되거나 플랫폼을 적어도 부분적으로 통과할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 하나 이상의 실시예에 따른, 다수의 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성된 구동 출력부(1202)를 예시한다. 구동 출력부(1202)는 제1 유형의 의료 기구(예컨대, 카테터 도구)를 구동하도록 구성된 제1 구동 인터페이스(1222)(예컨대, 스플라인) 및/또는 제2 유형의 의료 기구(예컨대, 바스켓팅 도구)를 구동하도록 구성된 제2 구동 인터페이스(1224)(예컨대, 기어)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 구동 인터페이스(1222)와 제2 구동 인터페이스(1224)는 동축일 수 있고/있거나 공통 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 제1 구동 인터페이스(1222) 및/또는 제2 구동 인터페이스(1224)는 (예컨대, 위에서 볼 때) 대체로 원형인 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 구동 인터페이스(1222)는 제2 구동 인터페이스(1224)의 제2 직경보다 작은 제1 직경을 가질 수 있고/있거나 제2 직경은 제1 직경보다 크다. 제1 구동 인터페이스(1222) 및/또는 제2 구동 인터페이스(1224)는 하나 이상의 의료 기구의 대응하는 구동 입력부와 치합하고/하거나 달리 맞물리도록 구성될 수 있는 다양한 맞물림 특징부(예컨대, 치합 기어)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 구동 인터페이스(1222)와 제2 구동 인터페이스(1224)는 제1 구동 인터페이스(1222)와 제2 구동 인터페이스(1224) 중 하나가 구동 출력부(1202)의 기부 부분(1228)으로부터 더 큰 거리로 연장될 수 있는 층상 배향(tiered orientation)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 인터페이스(1222)는 제2 구동 인터페이스(1224)를 통해 그리고/또는 그로부터 연장될 수 있고/있거나 제2 구동 인터페이스(1224)보다 기부 부분(1228)으로부터 더 큰 거리로 연장될 수 있다. 제1 구동 인터페이스(1222)는 기부 부분(1228)으로부터 구동 출력부(1202)의 최대 거리에 위치될 수 있는 원위 팁(1230)을 포함할 수 있다.
제1 구동 인터페이스(1222) 및/또는 제2 구동 인터페이스(1224)는 로봇 아암의 구동 출력부로부터 하나 이상의 의료 기구로의 기어 비(gear ratio) 변화를 유발하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 인터페이스(1222) 및/또는 제2 구동 인터페이스(1224)는 어댑터에서의 더 낮은 회전 속도를 구동 인터페이스에 의해 구동되는 하나 이상의 의료 기구에서의 더 높은 회전 속도로 변환하도록 구성될 수 있다. 기어 비 변화는 하나 이상의 의료 기구의 개방/폐쇄 및/또는 삽입/후퇴의 비교적 빠른 선형 이동을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 구동 인터페이스(1222)는 제1 구동 비(drive ratio)로 제1 의료 기구 및/또는 제1 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있고/있거나 제2 구동 인터페이스(1224)는 제1 구동 비와 상이한 제2 구동 비로 제2 의료 기구 및/또는 제2 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다.
도 12c는 구동 출력부(1202)의 아래쪽을 예시한다. 일부 실시예에서, 구동 출력부(1202)는 로봇 시스템으로부터의 하나 이상의 출력부(예컨대, 로봇 아암)를 수용하도록 구성된 구동 입력부(1203)를 포함할 수 있다. 층상 및/또는 다중-인터페이스 구동 조립체는 구동 조립체가 상이한 환자 및/또는 로봇 시스템의 상이한 부분에 대해 상호교환가능하게 사용될 수 있게 할 수 있다.
도 13은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 시스템으로부터 힘을 전달하기 위한 하나 이상의 어댑터(예컨대, 멸균 어댑터)를 포함할 수 있는 구동 조립체에서 하나 이상의 의료 기구를 구동하기 위한 프로세스(1300)에 대한 흐름도를 제공한다.
단계(1302)에서, 프로세스(1300)는 제1 의료 기구를 제1 출력 드라이버를 포함하는 하나 이상의 출력 드라이버(예컨대, 구동 출력부)와/그에 정합시키고 그리고/또는 부착하는 것을 수반한다. 제1 출력 드라이버는 다수의 구동 특징부 및/또는 인터페이스(예컨대, 제1 인터페이스 및/또는 제2 인터페이스)를 포함할 수 있고/있거나 다수의 인터페이스들 각각은 상이한 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 제1 의료 기구는 제1 유형의 인터페이스(예컨대, 제1 인터페이스)를 사용하여 구동되도록 구성된 제1 유형의 의료 기구일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 의료 기구를 제1 출력 드라이버와 정합시키는 것은 제1 출력 드라이버 및/또는 제1 인터페이스를 제1 의료 기구의 대응하는 구동 입력부로 적어도 부분적으로 덮는 것을 수반할 수 있다.
단계(1304)에서, 프로세스(1300)는 제1 출력 드라이버의 제1 인터페이스를 사용하여 제1 의료 기구를 구동하는 것을 수반한다. 일부 실시예에서, 제1 인터페이스는 제1 의료 기구에 있는 대응하는 특징부와 치합하도록 구성된 치합 치형부 및/또는 유사한 특징부의 네트워크를 포함할 수 있다.
단계(1306)에서, 프로세스(1300)는 제1 인터페이스 및/또는 제1 출력 드라이버로부터 제1 의료 기구를 제거하고/하거나 제1 의료 기구를 맞물림해제시키는 것을 수반한다. 일부 실시예에서, 제1 의료 기구를 제거하는 것은 어댑터에 있는 해제 메커니즘을 활성화하는 것을 수반할 수 있다.
단계(1308)에서, 프로세스(1300)는 제1 출력 드라이버로부터의 제1 의료 기구의 제거 후에 제2 의료 기구를 제1 출력 드라이버와 정합시키는 것을 수반한다. 제2 의료 기구는 제2 유형의 구동 인터페이스를 사용하여 구동되도록 구성된 제2 유형의 의료 기구일 수 있다. 제1 출력 드라이버는 제2 유형의 구동 인터페이스인 제2 인터페이스를 포함할 수 있고/있거나 제2 의료 기구를 구동하도록 구성된다.
단계(1310)에서, 프로세스(1300)는 제1 출력 드라이버에 있는 제2 인터페이스 및/또는 구동 특징부를 사용하여 제2 의료 기구를 구동하는 것을 수반한다. 일부 실시예에서, 제2 인터페이스는 제2 의료 기구에 있는 대응하는 특징부와 치합하도록 구성된 치합 치형부 및/또는 유사한 특징부의 네트워크를 포함할 수 있다.
소정의 의료 절차와 관련하여, 하나 이상의 의료 기구와 하나 이상의 의료 기구 구동 조립체 사이의 상호작용을 용이하게 하기 위한 시스템, 장치, 및 방법이 본 명세서에 기술된다. 특히, 본 개시의 하나 이상의 태양에 따른 시스템, 장치, 및 방법은 하나 이상의 의료 기구를 의료 기구 구동 조립체에서 그리고/또는 그것과 관련하여 원하는 구성으로 안내하는 것, 하나 이상의 의료 기구를 구동하는 것, 및/또는 의료 기구 구동 조립체로부터의 하나 이상의 의료 기구의 제거를 관리하는 것을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에 개시된 다양한 실시예에 따른 하나 이상의 의료 기구와 하나 이상의 의료 기구 구동 조립체 사이의 상호작용은 유리하게는 하나 이상의 의료 기구의 사용과 연관된 소정 위험을 단순화하고/하거나 감소시킬 수 있다.
본 개시의 일부 구현예는 적어도 기부 부분, 기부 부분에 결합되고/되거나 그로부터 연장되고 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트, 및 기부 부분에 고정되고 상승된 구성과 하강된 구성 사이에서 이동가능한 플랫폼을 포함하는 의료 기구 구동 조립체에 관한 것이다. 플랫폼은 상승된 구성으로 편향된다. 의료 기구 구동 조립체는 플랫폼이 하강된 구성으로 유지되게 하도록 구성되는 래칭 메커니즘을 추가로 포함한다.
의료 기구 구동 조립체는 제2 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제2 세트를 추가로 포함할 수 있다. 플랫폼은 제1 의료 기구를 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트 상으로 안내하도록 구성될 수 있다.
플랫폼은 제1 의료 기구에 부착되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 의료 기구 구동 조립체는 제2 의료 기구를 수용하도록 구성되는 도킹 부분을 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 의료 기구 구동 조립체는 플랫폼이 상승된 구성으로 이동될 수 있게 하기 위해 래칭 메커니즘을 맞물림해제시키도록 구성되는 해제 메커니즘을 도킹 부분에 추가로 포함한다. 제2 의료 기구는, 도킹 부분에 도킹될 때, 해제 메커니즘의 활성화를 방지하고/하거나 해제 메커니즘을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다.
플랫폼은 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트 중 적어도 제1 구동 출력부를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 개구들을 포함할 수 있다. 제1 구동 출력부는 플랫폼이 하강된 구성에 있을 때 하나 이상의 개구들 중 제1 개구 내에 위치될 수 있다. 하나 이상의 개구들 중 제1 개구는 플랫폼이 상승된 구성에 있을 때 제1 구동 출력부 위에 현수되고/되거나 위치될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 의료 기구는 스코프 및/또는 내시경 장치이다. 플랫폼은 제1 의료 기구에 있는 하나 이상의 대응하는 자기 요소들과 정합하도록 구성되는 하나 이상의 자기 요소들을 포함할 수 있다. 플랫폼의 하나 이상의 자기 요소들은 제1 극성을 갖는 제1 자기 요소 및 제2 극성을 갖는 제2 자기 요소를 포함할 수 있다.
의료 기구 구동 조립체는 기부 부분의 적어도 일부 아래에 그리고/또는 기부 부분의 적어도 일부분과 플랫폼의 적어도 일부분 사이에 위치되고 플랫폼을 상승된 구성으로 편향시키도록 구성되는 하나 이상의 스프링들을 추가로 포함할 수 있다. 플랫폼을 하강된 구성으로 가압하는 것은 래칭 메커니즘이 플랫폼을 하강된 구성으로 그리고/또는 제1 의료 기구를 플랫폼에 고정하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 래칭 메커니즘은 제1 의료 기구를 플랫폼에 고정함으로써 플랫폼이 하강된 구성으로 유지되게 하도록 구성될 수 있다. 기부 부분은 하나 이상의 로봇 아암들의 구동 특징부들과 상호작용하기 위한 하나 이상의 구동 입력부들을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시는 제1 의료 기구를 수용하도록 구성되는 제1 도킹 부분, 제1 도킹 부분과 연관되고 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트, 제1 의료 기구를 제1 도킹 부분에 고정하도록 구성되는 래치, 제1 의료 기구가 제1 도킹 부분으로부터 변위될 수 있게 하기 위해 래치를 맞물림해제시키도록 구성되는 릴리스, 및 제2 의료 기구가 릴리스의 활성화를 방지하는 방식으로 제2 의료 기구를 수용하도록 구성되는 제2 도킹 부분을 포함하는 의료 기구 구동 조립체에 관한 것이다.
제2 의료 기구는 릴리스에 부착되도록 구성되는 하나 이상의 부착 메커니즘들을 포함할 수 있다. 제2 의료 기구는 제1 의료 기구의 작업 채널 내로 끼워맞춰지도록 구성되는 작업 채널 도구일 수 있다. 제2 의료 기구는 제1 의료 기구의 대응하는 정렬 특징부들과 정합하도록 구성되는 하나 이상의 정렬 특징부들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일부 구현예는 제1 의료 기구를 수용하도록 구성되는 제1 도킹 부분, 제1 도킹 부분에 결합되고/되거나 그로부터 연장되고 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트, 및 제1 도킹 부분과 연관되고 제1 의료 기구의 하나 이상의 구동 입력부들과의 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트의 정렬을 안내하도록 구성되는 하나 이상의 자기 요소들을 포함하는 의료 기구 구동 조립체에 관한 것이다.
하나 이상의 자기 요소들 중 제1 자기 요소는 제1 자기 극성을 가실 수 있고, 하나 이상의 자기 요소들 중 제2 자기 요소는 제2 자기 극성을 가질 수 있다. 하나 이상의 자기 요소들은 제1 의료 기구에 있는 대응하는 자기 요소들과 정합하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 기구 구동 조립체는 상승된 구성과 하강된 구성 사이에서 이동가능한, 제1 도킹 부분으로부터 연장되는 플랫폼을 추가로 포함한다. 하나 이상의 자기 요소들은 플랫폼에 부착될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시는 기부 부분 및 기부 부분에 결합되고/되거나 그로부터 연장되고 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들을 포함하는 의료 기구 구동 조립체에 관한 것이다. 하나 이상의 구동 출력부들 중 적어도 제1 구동 출력부는 제1 유형의 의료 기구들을 구동하도록 구성되는 제1 구동 인터페이스 및 제2 유형의 의료 기구들을 구동하도록 구성되는 제2 구동 인터페이스를 포함한다.
하나 이상의 구동 출력부들 중 제1 구동 출력부는 제1 의료 기구의 대응하는 구동 입력부와 치합하도록 구성되는 치합 맞물림 특징부들을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 구동 인터페이스와 제2 구동 인터페이스는 동축이다.
일부 실시예에서, 제2 구동 인터페이스의 직경은 제1 구동 인터페이스의 직경보다 크다. 제1 구동 인터페이스는 제1 구동 비로 제1 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다. 제2 구동 인터페이스는 제1 구동 비와 상이한 제2 구동 비로 제2 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성될 수 있다.
본 개시를 요약하기 위해, 소정 태양, 이점 및 신규한 특징이 기술되었다. 모든 그러한 이점이 반드시 임의의 특정 실시예에 따라 달성될 수 있는 것은 아님이 이해되어야 한다. 따라서, 개시된 실시예는 반드시 본 명세서에 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 이점을 달성하지 않고서 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 수행될 수 있다.
추가 실시예
실시예에 따라, 본 명세서에 기술된 프로세스들 또는 알고리즘들 중 임의의 것의 소정의 동작, 이벤트, 또는 기능은 상이한 시퀀스로 수행될 수 있고, 추가되거나, 병합되거나, 완전히 생략될 수 있다. 따라서, 소정 실시예에서, 프로세스의 실행을 위해 모든 기술된 동작 또는 이벤트가 필요하지는 않다.
구체적으로 달리 언급되지 않는 한 또는 사용된 바와 같은 문맥에서 달리 이해되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 조건부 언어, 예컨대, 그 중에서도, "할 수 있다", "할 수 있을 것이다", "할 수도 있을 것이다", "할 수도 있다", "예컨대" 등은 그의 통상적인 의미로 의도되고 일반적으로, 소정 실시예가 소정 특징부, 요소 및/또는 단계를 포함하는 반면, 다른 실시예가 소정 특징부, 요소 및/또는 단계를 포함하지 않음을 전달하도록 의도된다. 따라서, 그러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징부, 요소 및/또는 단계가 임의의 특정 실시예에 포함되는지 또는 임의의 특정 실시예에서 수행될 것인지 여부를, 입안자 입력 또는 촉구를 가지고 또는 이를 가짐이 없이, 결정하기 위한 로직을 하나 이상의 실시예가 필연적으로 포함한다는 것, 또는 이들 특징부, 요소, 및/또는 단계가 하나 이상의 실시예에 대해 요구되는 임의의 방식으로 있다는 것을 의미하도록 의도되지 않는다. 용어 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등은 동의어이고, 그들의 통상적인 의미로 사용되고, 포괄적으로 개방형 방식으로 사용되며, 추가의 요소, 특징부, 동작, 작동 등을 배제하지 않는다. 또한, 용어 "또는"은 그의 포괄적인 의미로 사용되어(그리고 그의 배타적인 의미로 사용되지 않음), 예를 들어 요소의 목록을 연결하기 위해 사용될 때, 용어 "또는"이 목록 내의 요소들 중 하나, 일부, 또는 전부를 의미하도록 한다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 어구 "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"와 같은 접속 언어는, 항목, 용어, 요소 등이 X, Y 또는 Z일 수 있음을 전달하는 데 일반적으로 사용되는 바와 같은 문맥으로 이해된다. 따라서, 그러한 접속 언어는 일반적으로, 소정 실시예가 각각 존재하기 위해 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나 및 Z 중 적어도 하나를 필요로 한다는 것을 의미하도록 의도되지 않는다.
실시예의 위의 설명에서, 다양한 특징부가 때때로 본 개시를 간소화하고 다양한 본 발명의 태양들 중 하나 이상의 이해를 돕기 위해 단일 실시예, 도면, 또는 그의 설명에서 함께 그룹화된다는 것이 인식되어야 한다. 그러나, 본 개시의 이러한 방법은 임의의 청구항이 그러한 청구항에서 명백하게 인용되는 것보다 많은 특징부를 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서의 특정 실시예에서 예시되고/되거나 기술된 임의의 컴포넌트, 특징부, 또는 단계는 임의의 다른 실시예(들)에 적용되거나 그와 함께 사용될 수 있다. 또한, 컴포넌트, 특징부, 단계, 또는 컴포넌트, 특징부, 또는 단계의 그룹이 각각의 실시예에 필요하거나 필수적이지는 않다. 따라서, 본 명세서에서 개시되고 아래에 청구된 본 발명의 범주는 전술된 특정 실시예에 의해 제한되어야 하는 것이 아니라, 하기의 청구범위의 타당한 판독에 의해서만 결정되어야 하는 것으로 의도된다.
소정의 서수 용어(예컨대, "제1" 또는 "제2")는 참조의 용이함을 위해 제공될 수 있고 반드시 물리적 특성 또는 순서를 의미하지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 구조물, 컴포넌트, 동작 등과 같은 요소를 변형시키는 데 사용되는 서수 용어(예컨대, "제1", "제2", "제3" 등)는 반드시 임의의 다른 요소에 대한 그러한 요소의 우선 순위 또는 순서를 나타내는 것이 아니라, 오히려 일반적으로 유사하거나 동일한 명칭을 갖는(그러나 서수 용어의 사용을 위한) 다른 요소로부터 그러한 요소를 구별할 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 부정 관사("a" 및 "an")는 "하나"보다는 "하나 이상"을 나타낼 수 있다. 또한, 조건 또는 이벤트에 "기초하여" 수행되는 동작은 또한 명시적으로 언급되지 않은 하나 이상의 다른 조건 또는 이벤트에 기초하여 수행될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 예시적인 실시예가 속하는 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 통상적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어가 관련 기술의 상황에서의 그들의 의미와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명확히 그렇게 정의되지 않는 한 이상화된 또는 과도하게 공식적인 의미로 해석되지 않아야 한다는 것이 또한 이해되어야 한다.
공간적으로 상대적인 용어 "외측", "내측", "상부", "하부", "아래", "위", "수직", "수평" 및 유사한 용어는 도면에 예시된 바와 같이 하나의 요소 또는 컴포넌트와 다른 요소 또는 컴포넌트 사이의 관계를 기술하기 위한 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여 사용 또는 동작 시에 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시된 장치가 뒤집힌 경우, 다른 장치 "아래" 또는 "밑"에 위치된 장치는 다른 장치 "위"에 배치될 수 있다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 하부 및 상부 위치 둘 모두를 포함할 수 있다. 장치는 또한 다른 방향으로 배향될 수 있고, 따라서 공간적으로 상대적인 용어는 배향에 따라 상이하게 해석될 수 있다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "더 적은", "더 많은", "더 큰" 등과 같은 비교적인 및/또는 정량적인 용어는 균등의 개념을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, "더 적은"은 가장 엄격한 수학적 의미에서 "더 적은"뿐만 아니라, "더 적거나 같은"을 의미할 수 있다.
Claims (30)
- 의료 기구 구동 조립체로서,
기부 부분;
상기 기부 부분에 결합되고 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트;
상기 기부 부분에 고정되고 상승된 구성과 하강된 구성 사이에서 이동가능하고, 상기 상승된 구성으로 편향되는 플랫폼(platform); 및
상기 플랫폼이 상기 하강된 구성으로 유지되게 하도록 구성되는 래칭 메커니즘(latching mechanism)을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체. - 제1항에 있어서, 제2 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제2 세트를 추가로 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플랫폼은 상기 제1 의료 기구를 상기 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트 상으로 안내하도록 구성되는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랫폼은 상기 제1 의료 기구에 부착되도록 구성되는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 의료 기구를 수용하도록 구성되는 도킹 부분(docking portion)을 추가로 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제5항에 있어서, 상기 의료 기구 구동 조립체는 상기 플랫폼이 상기 상승된 구성으로 이동될 수 있게 하기 위해 상기 래칭 메커니즘을 맞물림해제시키도록 구성되는 해제 메커니즘(release mechanism)을 상기 도킹 부분에 추가로 포함하고, 상기 제2 의료 기구는, 상기 도킹 부분에 도킹될 때, 상기 해제 메커니즘의 활성화를 방지하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랫폼은 상기 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트 중 적어도 제1 구동 출력부를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 개구들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 제1 구동 출력부는 상기 플랫폼이 상기 하강된 구성에 있을 때 상기 하나 이상의 개구들 중 제1 개구 내에 위치되는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 개구들 중 제1 개구는 상기 플랫폼이 상기 상승된 구성에 있을 때 상기 제1 구동 출력부 위에 현수되는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 의료 기구는 스코프 장치(scope device)인, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랫폼은 상기 제1 의료 기구에 있는 하나 이상의 대응하는 자기 요소들(magnetic elements)과 정합하도록 구성되는 하나 이상의 자기 요소들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제11항에 있어서, 상기 플랫폼의 상기 하나 이상의 자기 요소들은 제1 극성을 갖는 제1 자기 요소 및 제2 극성을 갖는 제2 자기 요소를 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기부 부분과 상기 플랫폼 사이에 위치되고 상기 플랫폼을 상기 상승된 구성으로 편향시키도록 구성되는 하나 이상의 스프링들을 추가로 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랫폼을 상기 하강된 구성으로 가압하는 것은 상기 래칭 메커니즘이,
상기 플랫폼을 상기 하강된 구성으로; 그리고
상기 제1 의료 기구를 상기 플랫폼에 고정하게 하는, 의료 기구 구동 조립체. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 래칭 메커니즘은 상기 제1 의료 기구를 상기 플랫폼에 고정함으로써 상기 플랫폼이 상기 하강된 구성으로 유지되게 하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기부 부분은 하나 이상의 로봇 아암들(robotic arms)의 구동 특징부들과 상호작용하기 위한 하나 이상의 구동 입력부들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 의료 기구 구동 조립체로서,
제1 의료 기구를 수용하도록 구성되는 제1 도킹 부분;
상기 제1 도킹 부분과 연관되고 상기 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트;
상기 제1 의료 기구를 상기 제1 도킹 부분에 고정하도록 구성되는 래치(latch);
상기 제1 의료 기구가 상기 제1 도킹 부분으로부터 변위될 수 있게 하기 위해 상기 래치를 맞물림해제시키도록 구성되는 릴리스(release); 및
제2 의료 기구가 상기 릴리스의 활성화를 방지하도록 하는 방식으로 상기 제2 의료 기구를 수용하도록 구성되는 제2 도킹 부분을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체. - 제17항에 있어서, 상기 제2 의료 기구는 상기 릴리스에 부착되도록 구성되는 하나 이상의 부착 메커니즘들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 제2 의료 기구는 상기 제1 의료 기구의 작업 채널 내로 끼워맞춰지도록 구성되는 작업 채널 도구인, 의료 기구 구동 조립체.
- 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 의료 기구는 상기 제1 의료 기구의 대응하는 정렬 특징부들과 정합하도록 구성되는 하나 이상의 정렬 특징부들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 의료 기구 구동 조립체로서,
제1 의료 기구를 수용하도록 구성되는 제1 도킹 부분;
상기 제1 도킹 부분에 결합되고 상기 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트; 및
상기 제1 도킹 부분과 연관되고 상기 제1 의료 기구의 하나 이상의 구동 입력부들과의 상기 하나 이상의 구동 출력부들의 제1 세트의 정렬을 안내하도록 구성되는 하나 이상의 자기 요소들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체. - 제21항에 있어서, 상기 하나 이상의 자기 요소들 중 제1 자기 요소는 제1 자기 극성을 갖고, 상기 하나 이상의 자기 요소들 중 제2 자기 요소는 제2 자기 극성을 갖는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 자기 요소들은 상기 제1 의료 기구에 있는 대응하는 자기 요소들과 정합하도록 구성되는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도킹 부분으로부터 연장되고 상승된 구성과 하강된 구성 사이에서 이동가능한 플랫폼을 추가로 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제24항에 있어서, 상기 하나 이상의 자기 요소들은 상기 플랫폼에 부착되는, 의료 기구 구동 조립체.
- 의료 기구 구동 조립체로서,
기부 부분; 및
상기 기부 부분에 결합되고 제1 의료 기구를 구동하도록 구성되는 하나 이상의 구동 출력부들을 포함하고, 상기 하나 이상의 구동 출력부들 중 적어도 제1 구동 출력부는,
제1 유형의 의료 기구들을 구동하도록 구성되는 제1 구동 인터페이스(drive interface); 및
제2 유형의 의료 기구들을 구동하도록 구성되는 제2 구동 인터페이스를 포함하는, 의료 기구 구동 조립체. - 제26항에 있어서, 상기 하나 이상의 구동 출력부들 중 상기 제1 구동 출력부는 상기 제1 의료 기구의 대응하는 구동 입력부와 치합하도록 구성되는 치합 맞물림 특징부들을 포함하는, 의료 기구 구동 조립체.
- 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 제1 구동 인터페이스와 상기 제2 구동 인터페이스는 동축인, 의료 기구 구동 조립체.
- 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 구동 인터페이스의 직경은 상기 제1 구동 인터페이스의 직경보다 큰, 의료 기구 구동 조립체.
- 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구동 인터페이스는 제1 구동 비(drive ratio)로 상기 제1 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성되고, 상기 제2 구동 인터페이스는 상기 제1 구동 비와 상이한 제2 구동 비로 상기 제2 유형의 의료 기구를 구동하도록 구성되는, 의료 기구 구동 조립체.
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