KR20240050528A - Master device for remote intervention - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프레임; 상기 프레임에 사용자의 조작에 의해 형상 변형 되며 회전 가능하게 마련되고, 중심 축선을 따라 중공부가 마련되며, 일정 체적을 갖는 회전체; 상기 회전체에 충진되어, 형상 변형된 상기 회전체를 형상 복원시키는 형상복원재; 상기 회전체의 회전 변위를 측정하는 변위 감지부; 및 상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 대응하여 시술 도구를 이동시키는 슬레이브 로봇을 원격 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a frame; A rotating body provided in the frame to be rotatable and deformable in shape by a user's manipulation, a hollow portion provided along the central axis, and a constant volume; A shape restoration material filled in the rotating body to restore the shape of the deformed rotating body; a displacement detection unit that measures rotational displacement of the rotating body; It relates to a master device for remote interventional procedures, including a control unit that generates a control signal to remotely control a slave robot that moves a surgical tool in response to the displacement data measured by the displacement detection unit.
Description
본 발명은 원격 중재시술용 마스터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a master device for remote interventional procedures.
심혈관 질환, 말초혈관 질환 등의 치료를 위한 중재시술에 있어서, 병변 부위에 삽입되는 시술 도구의 위치를 파악하기 위해 사용하는 방사선 촬영 장치로 발생하는 방사능 노출의 위험을 줄이고, 시술 도구를 병변 부위에 정확하게 삽입하기 위하여, 원격 중재시술용 로봇 시스템이 개발되었다.In interventional procedures for the treatment of cardiovascular disease, peripheral vascular disease, etc., the risk of radiation exposure generated by radiography devices used to determine the location of surgical tools inserted into the lesion site is reduced, and the surgical tool is inserted into the lesion site. To ensure accurate insertion, a robotic system for remote interventional procedures was developed.
원격 중재시술용 로봇 시스템은 원격 중재시술용 마스터 장치의 조작을 통해 슬레이브 로봇이 시술 도구를 병변 부위로 삽입하도록 원격 제어할 수 있다. 여기서, 원격 중재시술용 마스터 장치는 시술자가 직접 조작하는 부분으로, 편의성, 수기시술과 유사한 실감, 단순성, 복잡한 모션 구현 등 각기 다른 특성을 강조하여 연구개발되고 있다.The robotic system for remote interventional procedures can remotely control the slave robot to insert surgical tools into the lesion site through manipulation of the master device for remote interventional procedures. Here, the master device for remote interventional procedures is the part that the operator directly operates, and is being researched and developed by emphasizing different characteristics such as convenience, realism similar to manual procedures, simplicity, and complex motion implementation.
원격 중재시술용 마스터 장치는 스튜어트(stewart) 플랫폼이나 조이스틱과 같은 범용적인 메커니즘을 이용하여 로봇형 카테터에서의 원격제어 명령을 생성하고 전송하는 방법을 사용하고 있다.The master device for remote intervention procedures uses a general-purpose mechanism such as a Stewart platform or joystick to generate and transmit remote control commands from a robotic catheter.
그런데, 종래의 원격 중재시술용 마스터 장치는 시술자가 시술 도구를 병변 부위로 삽입하는 조작시, 시술자가 조작 기구를 푸싱한 후, 시술자가 조작 기구를 다시 당겨서 원위치하는 과정이 필요하다. However, the conventional master device for remote intervention requires that when the operator inserts a surgical tool into the lesion site, the operator pushes the operating tool and then pulls the operating tool back to its original position.
따라서, 종래의 원격 중재시술용 마스터 장치는 조작 기구의 전진 동작이 유한한 스트로크를 가짐에 따라, 시술자의 수기 시술과 유사한 조작감이 느껴지지 않고 시술자의 조작이 불편해지는 문제점이 있었다.Accordingly, the conventional master device for remote intervention has a problem in that the forward motion of the manipulation mechanism has a finite stroke, so that a feeling of manipulation similar to that of the operator's manual procedure is not felt and the operator's operation becomes inconvenient.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시술자에게 수기 시술과 유사한 조작감을 제공할 수 있는 원격 중재시술용 마스터 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a master device for remote interventional procedures that can provide the operator with a feeling of operation similar to manual procedures.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시에에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 프레임; 상기 프레임에 사용자의 조작에 의해 형상 변형 되며 회전 가능하게 마련되고, 중심 축선을 따라 중공부가 마련되며, 일정 체적을 갖는 회전체; 상기 회전체에 충진되어, 형상 변형된 상기 회전체를 형상 복원시키는 형상복원재; 상기 회전체의 회전 변위를 측정하는 변위 감지부; 및 상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 대응하여 시술 도구를 이동시키는 슬레이브 로봇을 원격 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 포함한다.A master device for remote interventional procedures according to an embodiment of the present invention includes a frame; A rotating body provided in the frame to be rotatable and deformable in shape by a user's manipulation, a hollow portion provided along the central axis, and a constant volume; A shape restoration material filled in the rotating body to restore the shape of the deformed rotating body; a displacement detection unit that measures rotational displacement of the rotating body; and a control unit that generates a control signal to remotely control a slave robot that moves the surgical tool in response to the displacement data measured by the displacement detection unit.
또한, 상기 프레임은, 상기 회전체가 수납되는 수납부; 및 상기 수납부의 양측에 각각 형성되어, 상기 회전체의 양단부가 회전 가능하게 삽입되는 한 쌍의 수용부를 포함할 수 있다.In addition, the frame includes a storage portion in which the rotating body is accommodated; And it may include a pair of accommodating parts formed on both sides of the accommodating part, into which both ends of the rotating body are rotatably inserted.
또한, 상기 회전체는 환 형태의 단면 형상을 가질 수 있다.Additionally, the rotating body may have a ring-shaped cross-sectional shape.
또한, 상기 프레임과 상기 회전체의 마찰이 저감되도록 상기 회전체의 외면에 마련되는 하나 이상의 마찰 저감부를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include one or more friction reduction parts provided on the outer surface of the rotating body to reduce friction between the frame and the rotating body.
또한, 상기 마찰 저감부는 상기 회전체의 외면에 자전 가능하게 마련될 수 있다.Additionally, the friction reducing unit may be provided to be able to rotate on the outer surface of the rotating body.
또한, 상기 마찰 저감부는 볼 형태를 가질 수 있다.Additionally, the friction reducing portion may have a ball shape.
또한, 상기 제어부는, 상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 상기 회전체의 제1방향 회전이 확인되면 상기 슬레이브 로봇이 상기 시술 도구를 회전 이동시키도록 제어하는 회전신호를 생성하며, 상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 상기 회전체의 상기 제1방향에 수직하는 제2방향 회전이 확인되면 상기 슬레이브 로봇이 상기 시술 도구를 병진 이동시키도록 제어하는 병진신호를 생성할 수 있다.In addition, the control unit generates a rotation signal to control the slave robot to rotate the surgical tool when rotation in the first direction of the rotating body is confirmed based on the displacement data measured by the displacement detection unit, When rotation in the second direction perpendicular to the first direction of the rotating body is confirmed based on the displacement data measured by the displacement detection unit, a translation signal may be generated to control the slave robot to translate the surgical tool. .
또한, 상기 제어부는, 상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 상기 제1방향과 상기 제2방향에서 모두 어긋나는 제3방향 회전이 감지되면, 상기 회전신호와 상기 병진신호를 동시에 생성할 수 있다.In addition, the control unit may simultaneously generate the rotation signal and the translation signal when rotation in a third direction that deviates from both the first direction and the second direction is detected based on the displacement data measured by the displacement detection unit. there is.
또한, 상기 변위 감지부는, 상기 프레임에 상기 제1방향을 따라 회전 가능하게 마련되어, 상기 회전체에 연접되는 제1롤러; 상기 제1롤러에 마련되어, 상기 제1롤러의 회전을 감지하는 제1엔코더; 상기 프레임에 상기 제2방향을 따라 회전 가능하게 마련되어, 상기 회전체에 연접되는 제2롤러; 및 상기 제2롤러에 마련되어, 상기 제2롤러의 회전을 감지하는 제2엔코더를 포함할 수 있다.Additionally, the displacement detection unit may include a first roller provided on the frame to be rotatable in the first direction and connected to the rotating body; a first encoder provided on the first roller to detect rotation of the first roller; a second roller provided on the frame to be rotatable in the second direction and connected to the rotating body; And it may include a second encoder provided on the second roller to detect rotation of the second roller.
또한, 상기 변위 감지부는, 상기 프레임에 제1방향에서 서로 상반되게 경사지는 방향으로 마련되어, 상기 회전체에 연접되는 한 쌍의 보조롤러; 및 한 쌍의 상기 보조롤러에 각각 마련되어, 한 쌍의 상기 보조롤러의 서로 상반되는 방향의 회전 또는 서로 동일한 방향의 회전을 감지하는 한 쌍의 보조엔코더를 포함할 수 있다.Additionally, the displacement sensing unit may include a pair of auxiliary rollers provided on the frame in oppositely inclined directions in a first direction and connected to the rotating body; and a pair of auxiliary encoders provided on each of the pair of auxiliary rollers to detect rotation of the pair of auxiliary rollers in opposite directions or in the same direction.
또한, 상기 변위 감지부는, 상기 회전체의 둘레에 결합되는 자성 코일; 및 상기 프레임에 마련되어, 상기 회전체에서의 상기 자성 코일의 특정 영역의 변위를 감지하여 상기 회전체의 회전 변위를 인식하는 변위센서를 포함할 수 있다.Additionally, the displacement sensing unit may include a magnetic coil coupled to the circumference of the rotating body; and a displacement sensor provided in the frame to recognize rotational displacement of the rotating body by detecting displacement of a specific area of the magnetic coil in the rotating body.
또한, 상기 자성 코일은 나선 형태를 가질 수 있다.Additionally, the magnetic coil may have a spiral shape.
또한, 상기 형상복원재는 점탄성 물질을 포함할 수 있다.Additionally, the shape restoration material may include a viscoelastic material.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 시술자에게 수기 시술과 유사한 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.The master device for remote interventional procedures according to an embodiment of the present invention has the effect of providing the operator with a feeling of operation similar to that of manual procedures.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체가 제1방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체가 제2방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체가 제3방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체가 제1방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체가 제2방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체가 제3방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치를 나타낸 사시도이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체의 제1방향 회전에 따른 한 쌍의 보조 롤러의 회전 상태를 나타낸 평면도이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체의 제2방향 회전에 따른 한 쌍의 보조 롤러의 회전 상태를 나타낸 평면도이다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치를 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치를 나타낸 사시도이다.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체의 제1방향 회전에 따라 변위센서에 감지되는 자성 코일의 특정 영역의 변위를 나타낸 사시도이다.
도 17 내지 도 18은 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체의 제2방향 회전에 따라 변위센서에 감지되는 자성 코일의 특정 영역의 변위를 나타낸 사시도이다.
도 19 내지 도 20은 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체의 제3방향 회전에 따라 변위센서에 감지되는 자성 코일의 특정 영역의 변위를 나타낸 사시도이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치가 적용된 원격 중재시술용 로봇 시스템을 나타낸 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a state in which the rotating body of the master device for remote intervention procedures according to the first embodiment of the present invention rotates in the first direction.
Figure 2 is a perspective view showing a state in which the rotating body of the master device for remote intervention procedures according to the first embodiment of the present invention rotates in the second direction.
Figure 3 is a perspective view showing a state in which the rotating body of the master device for remote intervention procedures according to the first embodiment of the present invention rotates in the third direction.
Figure 4 is a perspective view showing a state in which the rotating body of the master device for remote intervention procedures according to the second embodiment of the present invention rotates in the first direction.
Figure 5 is a perspective view showing a state in which the rotating body of the master device for remote intervention procedures according to the second embodiment of the present invention rotates in the second direction.
Figure 6 is a perspective view showing a state in which the rotating body of the master device for remote intervention procedures according to the second embodiment of the present invention rotates in the third direction.
Figure 7 is a perspective view showing a master device for remote intervention procedures according to a third embodiment of the present invention.
Figures 8 and 9 are plan views showing the rotation state of a pair of auxiliary rollers according to rotation in the first direction of the rotating body of the master device for remote interventional procedures according to the third embodiment of the present invention.
Figures 10 and 11 are plan views showing the rotation state of a pair of auxiliary rollers according to the second direction rotation of the rotating body of the master device for remote interventional procedures according to the third embodiment of the present invention.
Figures 12 and 13 are perspective views showing a master device for remote intervention procedures according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 14 is a perspective view showing a master device for remote intervention procedures according to a fifth embodiment of the present invention.
Figures 15 and 16 are perspective views showing the displacement of a specific area of the magnetic coil detected by the displacement sensor according to the rotation in the first direction of the rotating body of the master device for remote interventional treatment according to the fifth embodiment of the present invention.
Figures 17 and 18 are perspective views showing the displacement of a specific area of the magnetic coil detected by the displacement sensor according to the rotation in the second direction of the rotating body of the master device for remote interventional treatment according to the fifth embodiment of the present invention.
Figures 19 and 20 are perspective views showing the displacement of a specific area of the magnetic coil detected by the displacement sensor according to the third direction rotation of the rotating body of the master device for remote interventional procedures according to the fifth embodiment of the present invention.
Figure 21 is a perspective view showing a robot system for remote interventional procedures to which a master device for remote interventional procedures according to various embodiments of the present invention is applied.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide a general understanding of the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the skilled person of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the referenced elements. Although “first”, “second”, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if a component shown in a drawing is flipped over, a component described as "below" or "beneath" another component will be placed "above" the other component. You can. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Components can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명의 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.Prior to the description of the present invention, in various embodiments, components having the same configuration are typically described in the first embodiment using the same symbols, and in other embodiments, configurations different from the first embodiment are described. Let me explain.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)가 제1방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)가 제2방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)가 제3방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a state in which the
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 프레임(10), 회전체(20), 형상복원재(30), 변위 감지부(40) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 3, the master device for remote intervention procedures according to the first embodiment of the present invention includes a
일 실시예에서, 본 발명의 제1실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 사용자의 조작에 의해 회전체(20)를 회전시켜서, 슬레이브 로봇을 원격 제어할 수 있다. 이때, 회전체(20)의 형상 변형이 발생할 수도 있으나, 형상복원재(30)에 의해 회전체(20)의 형상 복원이 이루어질 수 있다.In one embodiment, the master device for remote intervention procedures according to the first embodiment of the present invention can remotely control the slave robot by rotating the
프레임(10)은 본 발명의 기본 몸체 역할을 한다. 이러한 프레임(10)은 후술할 회전체(20)가 회전 가능하게 마련될 수 있다. 예를들어, 프레임(10)은 판 형태를 가질 수 있다.
프레임(10)은 수납부(12) 및 수용부(14)를 포함할 수 있다.
수납부(12)는 프레임(10)의 상면에 함몰 형성되며, 회전체(20)가 수납될 수 있다. 예를들어, 수납부(12)는 판 형태를 가질 수 있다.The receiving
한 쌍의 수용부(14)는 수납부(12)의 양측에 각각 함몰 형성되어, 회전체(20)의 양단부가 회전 가능하게 삽입될 수 있다. 예를들어, 각각의 수용부(14)는 원통 형태를 가질 수 있다.The pair of receiving
회전체(20)는 프레임(10)에 사용자의 조작에 의해 형상 변형 되며 회전 가능하게 마련될 수 있다. 여기서, 회전체(20)의 회전 방향은 제1방향, 제2방향 및 제3방향 중 하나일 수 있다. 여기서, 제1방향은 회전체(20)의 중심 축선에 대해 회전체(20)의 둘레를 따라 회전하는 방향일 수 있고, 제2방향은 회전체(20)의 길이 방향을 따라 이동하며 회전하는 방향일 수 있고, 제3방향은 제1방향과 제2방향에서 모두 어긋나는 것으로, 회전체(20)의 중심 축선에 대해 나선 방향을 따라 회전하는 방향일 수 있다.The rotating
일 실시예에서, 도 1을 참조하면, 회전체(20)는 사용자의 제1방향 회전 조작에 의해 제1방향을 따라 정회전 또는 역회전될 수 있다. 여기서, 사용자의 제1방향 회전 조작은 회전체(20)의 파지 부위를 제1방향을 따라 자전 시키는 동작일 수 있다. 또한, 정회전은 시계방향일 수 있고, 역회전은 반시계방향일 수 있다.In one embodiment, referring to FIG. 1 , the rotating
다른 실시예에서, 도 2를 참조하면, 회전체(20)는 사용자의 제2방향 회전 조작에 의해 제2방향을 따라 정회전 또는 역회전될 수 있다. 여기서, 사용자의 제2방향 회전 조작은 회전체(20)의 파지 부위를 제2방향으로 밀어내는 동작일 수 있다. 이 때, 회전체(20)는 제2방향을 따라 순환하는 형태로 회전될 수 있다.In another embodiment, referring to FIG. 2 , the rotating
또 다른 실시예에서, 도 3을 참조하면, 회전체(20)는 사용자의 제3방향 회전 조작에 의해 제3방향을 따라 정회전 또는 역회전될 수 있다. 여기서, 사용자의 제3방향 회전 조작은 회전체(20)의 파지 부위를 제3방향으로 자전시키는 동작일 수 있다.In another embodiment, referring to FIG. 3, the rotating
회전체(20)는 환 형태의 단면 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 회전체(20)는 축선 방향을 따라 중공된 중공부(21)를 가지며, 일정 체적을 가질 수 있다. 즉, 회전체(20)는 전체적으로 도넛 형태의 형상을 가질 수 있다.The rotating
회전체(20)의 양단부는 각각 수용부(14)에 회전 가능하게 삽입되며, 회전체(20)의 중앙부는 수납부(12)에 회전 가능하게 수납될 수 있다.Both ends of the
회전체(20)의 재질은 가요성 있는 재질로 이루어질 수 있다. 예를들면, 가요성 있는 재질은 비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등 일 수 있다.The material of the
형상복원재(30)는 회전체(20)에 충진되어, 형상 변형된 회전체(20)를 형상 복원시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 회전체(20)가 사용자의 조작에 의해 형상 변형되더라도, 형상복원재(30)에 의해 형상 복원 될 수 있다. 예를들어, 형상복원재(30)는 점탄성 물질을 포함할 수 있다. 이러한 점탄성 물질은 점성과 탄성을 동시에 가진 물질로서, 회전체(20)의 형상 변형 부위를 형상 복원 시킬 수 있다.The
변위 감지부(40)는 회전체(20)의 회전 변위를 측정하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 변위 감지부(40)는 변위센서(48)가 사용될 수 있다.The
제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 대응하여 시술 도구를 이동시키는 슬레이브 로봇을 원격 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제어신호는 회전신호와 병진신호를 포함할 수 있다.The
일 실시예에서, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제1방향 회전이 확인되면 슬레이브 로봇이 시술 도구를 회전 이동시키도록 제어하는 회전신호를 생성하며, 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제1방향에 수직하는 제2방향 회전이 확인되면 슬레이브 로봇이 시술 도구를 병진 이동시키도록 제어하는 병진신호를 생성할 수 있다. 이후, 슬레이브 로봇은 제어부(50)로부터 회전신호가 수신되면 시술 도구를 소정 각도만큼 회전 이동 시킬 수 있다. 또한, 슬레이브 로봇은 제어부(50)로부터 병진신호가 수신되면 시술 도구를 소정 거리만큼 병진 이동 시킬 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예에서, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 제1방향과 제2방향에서 모두 어긋나는 제3방향 회전이 감지되면, 회전신호와 병진신호를 동시에 생성할 수 있다. 이후, 슬레이브 로봇은 제어부(50)로부터 회전신호와 병진신호를 동시에 수신되면 시술 도구를 소정 각도만큼 회전 이동 시킴과 동시에 소정 거리만큼 병진 이동 시킬 수 있다.In another embodiment, the
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)가 제1방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)가 제2방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)가 제3방향으로 회전하는 상태를 나타낸 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing the rotating
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 제1실시예와 달리, 변위 감지부(40)는 제1롤러(41), 제1엔코더(42), 제2롤러(43) 및 제2엔코더(44)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 4 to 6, the master device for remote intervention according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment, the
제1롤러(41)는 프레임(10)에 제1방향을 따라 회전 가능하게 마련되어, 회전체(20)에 연접될 수 있다. 이러한 제1롤러(41)는 프레임(10)의 제1방향 회전에 의해 제1방향으로 회전될 수 있다. 구체적으로, 프레임(10)이 제1방향으로 정회전되면 제1롤러(41)는 제1방향으로 역회전될 수 있으며, 프레임(10)이 제1방향으로 역회전되면 제1롤러(41)는 제1방향으로 정회전될 수 있다.The
본 실시예에서, 제1롤러(41)는 프레임(10)의 수납부(12)의 수납홈(12a)에 마련될 수 있다. 이때, 수납홈(12a)은 수납부(12)의 저면에 형성될 수 있다.In this embodiment, the
제1엔코더(42)는 제1롤러(41)에 마련되어, 제1롤러(41)의 회전을 감지할 수 있다. 예를들어, 제1엔코더(42)는 한 쌍으로 구성될 수 있고, 한 쌍의 제1엔코더(42)는 각각 제1롤러(41)의 양단부에 마련될 수 있다.The
제2롤러(43)는 프레임(10)에 제2방향을 따라 회전 가능하게 마련되어, 회전체(20)에 연접될 수 있다. 예를들어, 제2롤러(43)는 프레임(10)의 수납부(12)의 수납홈(12a)에 마련될 수 있다. 이러한 제2롤러(43)는 프레임(10)의 제2방향 회전에 의해 제2방향으로 회전될 수 있다. 구체적으로, 프레임(10)이 제2방향으로 정회전되면 제2롤러(43)는 제2방향으로 역회전될 수 있으며, 프레임(10)이 제2방향으로 역회전되면 제2롤러(43)는 제2방향으로 정회전될 수 있다.The
본 실시예에서, 제2롤러(43)는 프레임(10)의 수납부(12)의 수납홈(12a)에 마련될 수 있다.In this embodiment, the
제2엔코더(44)는 제2롤러(43)에 마련되어, 제2롤러(43)의 회전을 감지할 수 있다. 예를들어, 제2엔코더(44)는 한 쌍으로 구성될 수 있고, 한 쌍의 제2엔코더(44)는 각각 제2롤러(43)의 양단부에 마련될 수 있다.The
본 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(10)이 제3방향으로 회전되면 제1롤러(41)와 제2롤러(43)는 동시에 회전되며, 제1엔코더(42)와 제2엔코더(44)는 제1롤러(41)와 제2롤러(43)의 회전을 동시에 감지할 수 있다.In this embodiment, as shown in FIG. 6, when the
본 실시예에서, 제어부(50)는 제1엔코더(42)에서 제1롤러(41)의 회전을 감지하면 회전신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 제2엔코더(44)에서 제2롤러(43)의 회전을 감지하면 병진신호를 생성할 수 있다.In this embodiment, the
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치를 나타낸 사시도이고, 도 8 내지 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)의 제1방향 회전에 따른 한 쌍의 보조 롤러의 회전 상태를 나타낸 평면도이고, 도 10 내지 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)의 제2방향 회전에 따른 한 쌍의 보조 롤러의 회전 상태를 나타낸 평면도이다.Figure 7 is a perspective view showing the master device for remote intervention procedures according to the third embodiment of the present invention, and Figures 8 and 9 are the
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 제1실시예와 달리, 변위 감지부(40)는 한 쌍의 보조롤러(45) 및 한 쌍의 보조엔코더(46)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 7, the master device for remote intervention according to the third embodiment of the present invention is different from the first embodiment, the
한 쌍의 보조롤러(45)는 프레임(10)에 제1방향에서 서로 상반되게 경사지는 방향으로 마련되어, 회전체(20)에 연접될 수 있다. 이러한 한 쌍의 보조롤러(45)는 프레임(10)의 수납부(12)의 수납홈(12a)에 마련될 수 있다.A pair of
일 실시예에서, 한 쌍의 보조롤러(45)는 프레임(10)의 제1방향 회전에 의해 서로 상반되는 방향으로 회전될 수 있다. 구체적으로, 도 8을 참조하면, 프레임(10)이 제1방향으로 정회전되면 한 쌍의 보조롤러(45) 중 전방에 위치하는 것은 정회전되고 한 쌍의 보조롤러(45) 중 후방에 위치하는 것은 역회전될 수 있다. 또한, 도 9를 참조하면, 프레임(10)이 제1방향으로 역회전되면 한 쌍의 보조롤러(45) 중 전방에 위치하는 것은 역회전되고 한 쌍의 보조롤러(45) 중 후방에 위치하는 것은 정회전될 수 있다In one embodiment, the pair of
다른 실시예에서, 한 쌍의 보조롤러(45)는 프레임(10)의 제2방향 회전에 의해 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 구체적으로, 도 10을 참조하면, 프레임(10)이 제2방향으로 정회전되면 한 쌍의 보조롤러(45)는 모두 정회전될 수 있다. 또한, 도 11을 참조하면, 프레임(10)이 제2방향으로 역회전되면 한 쌍의 보조롤러(45)는 모두 역회전될 수 있다.In another embodiment, the pair of
본 실시예에서, 프레임(10)이 제3방향으로 회전되면, 한 쌍의 보조롤러(45) 중 하나만 회전될 수 있다.In this embodiment, when the
한 쌍의 보조엔코더(46)는 한 쌍의 상기 보조롤러(45)에 각각 마련되어, 한 쌍의 보조롤러(45)의 서로 상반되는 방향 또는 보조롤러(45)의 서로 동일한 방향의 회전을 감지할 수 있다.A pair of
또한, 한 쌍의 보조엔코더(46)는 한 쌍의 보조롤러(45) 중 하나의 회전만 감지할 수 있다.Additionally, a pair of
본 실시예에서, 제어부(50)는 한 쌍의 보조엔코더(46)에서 한 쌍의 보조롤러(45)의 상반되는 방향의 회전을 감지하면 회전신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 한 쌍의 보조엔코더(46)에서 한 쌍의 보조롤러(45)의 동일한 방향의 회전을 감지하면 병진신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 한 쌍의 보조엔코더(46)에서 하나의 보조롤러(45)의 회전만 감지하면, 회전신호와 병진신호를 동시에 생성할 수 있다.In this embodiment, the
도 12 내지 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치를 나타낸 사시도이다.Figures 12 and 13 are perspective views showing a master device for remote intervention procedures according to a fourth embodiment of the present invention.
도 12 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 제2실시예와 달리, 마찰 저감부(60)를 더 포함할 수 있다. 이러한 마찰 저감부(60)는 제1실시예 내지 제5실시예에 모두 적용 가능함을 미리 밝힌다.As shown in Figures 12 and 13, unlike the second embodiment, the master device for remote intervention according to the fourth embodiment of the present invention may further include a
마찰 저감부(60)는 프레임(10)과 회전체(20)의 마찰이 저감되도록 회전체(20)의 외면에 마련될 수 있다. 이러한 마찰 저감부(60)는 회전체(20)의 외면에 자전 가능하게 마련될 수 있다. 여기서, 회전체(20)의 외면에는 마찰 저감부(60)가 돌출되도록 삽입되는 삽입홈(22)이 형성될 수 있다. 또한, 마찰 저감부(60)는 하나 이상으로 구성될 수 있다. 여기서, 복수의 마찰 저감부(60)는 회전체(20)의 외면에 간격을 두고 마련될 수 있다.The
일 실시예에서, 마찰 저감부(60)는 볼 형태를 가질 수 있다.In one embodiment, the
본 실시예에서는 제1롤러(41)가 한 쌍으로 마련되고, 한 쌍의 제1롤러(41)는 수납부(12)의 저면에 간격을 두고 마련될 수 있다.In this embodiment, the
복수의 마찰 저감부(60) 중 일부는 회전체(20)의 외면에 제1방향을 따라 간격을 두고 마련될 수 있는데, 이 때, 각 마찰 저감부(60)의 회전 경로가 한 쌍의 제1롤러(41) 사이를 교차하도록 마련될 수 있다. 이렇게 마련된 마찰 저감부(60) 그룹은 도 12에 도시된 바와 같이, 수납부(12)의 중앙에 배치될 수 있다.Some of the plurality of
단, 마찰 저감부(60) 그룹이 사용자의 회전체(20) 조작을 간섭할 수 있으므로, 마찰 저감부(60) 그룹은 도 13에 도시된 바와 같이, 수용부(14)에 인접하게 배치될 수도 있다.However, since the
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치를 나타낸 사시도이고, 도 15 내지 도 16은 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)의 제1방향 회전에 따라 변위센서(48)에 감지되는 자성 코일(47)의 특정 영역의 변위를 나타낸 사시도이고, 도 17 내지 도 18은 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)의 제2방향 회전에 따라 변위센서(48)에 감지되는 자성 코일(47)의 특정 영역의 변위를 나타낸 사시도이고, 도 19 내지 도 20은 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 회전체(20)의 제3방향 회전에 따라 변위센서(48)에 감지되는 자성 코일(47)의 특정 영역의 변위를 나타낸 사시도이다.Figure 14 is a perspective view showing the master device for remote intervention procedures according to the fifth embodiment of the present invention, and Figures 15 and 16 are the
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는, 제1실시예와 달리, 변위 감지부(40)는 자성 코일(47) 및 변위센서(48)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 14, in the master device for remote intervention according to the fifth embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, the
자성 코일(47)은 회전체(20)의 둘레에 결합될 수 있다. 이러한 자성 코일(47)은 나선 형태를 가질 수 있다.The
변위센서(48)는 프레임(10)에 마련되어, 회전체(20)에서의 자성 코일(47)의 특정 영역의 변위를 감지하며, 회전체(20)의 회전 방향을 감지할 수 있다.The
일 실시예에서, 도 14를 참조하면, 변위센서(48)는 자성 코일(47)의 영역 A(48a), 영역 B(48b), 영역 C(48c) 각각의 변위를 감지할 수 있다. 여기서, 영역 A(48a)와 영역 B(48b)는 제2방향으로 간격을 두고 마련될 수 있고, 또한, 영역 B(48b)와 영역 C(48c)는 제1방향으로 간격을 두고 마련될 수 있다.In one embodiment, referring to FIG. 14 , the
본 실시예와 도 15를 참조하면, 회전체(20)가 제2방향으로 정회전되면, 변위센서(48)는 영역 A(48a)에서 한 쌍의 직선 변위를 감지하고, 영역 B(48b)에서 영역 A(48a)의 한 쌍의 직선 패턴 중 우측의 직선 변위에 인접하는 단일 직선 변위를 감지하고, 영역 C(48c)에서 영역 A(48a)의 한 쌍의 직선 변위 중 좌측의 직선 변위에 인접하는 단일 변위를 감지할 수 있다. 이러한 감지를 통해, 변위센서(48)는 회전체(20)가 제2방향으로 정회전되는 것을 인식할 수 있다.Referring to this embodiment and FIG. 15, when the
본 실시예와 도 16을 참조하면, 회전체(20)가 제2방향으로 역회전되면, 변위센서(48)는 영역 A(48a)에서 한 쌍의 직선 변위를 감지하고, 영역 B(48b)에서 영역 A(48a)의 한 쌍의 직선 패턴 중 좌측의 직선 변위에 인접하는 단일 직선 변위를 감지하고, 영역 C(48c)에서 영역 A(48a)의 한 쌍의 직선 변위 중 우측의 직선 변위에 인접하는 단일 변위를 감지할 수 있다. 이러한 감지를 통해, 변위센서(48)는 회전체(20)가 제2방향으로 역회전되는 것을 인식할 수 있다.Referring to this embodiment and FIG. 16, when the
본 실시예와 도 17을 참조하면, 회전체(20)가 제1방향으로 정회전되면, 변위센서(48)는 영역 A(48a), 영역 B(48b), 영역 C(48c)는 모두 단일 직선 변위를 감지하고, 영역 B(48b)에서 감지되는 직선 변위는 영역 A(48a)에서 감지되는 직선 변위와 영역 C(48c)에서 감지되는 직선 변위 사이에 배치될 수 있다. 이러한 감지를 통해, 변위센서(48)는 회전체(20)가 제1방향으로 정회전되는 것을 인식할 수 있다.Referring to this embodiment and FIG. 17, when the
본 실시예와 도 18을 참조하면, 회전체(20)가 제1방향으로 역회전되면, 변위센서(48)는 영역 A(48a), 영역 B(48b), 영역 C(48c)는 모두 단일 직선 변위를 감지하고, 영역 C(48c)에서 감지되는 직선 변위는 영역 A(48a)에서 감지되는 직선 변위와 영역 B(48b)에서 감지되는 직선 변위 사이에 배치될 수 있다. 이러한 감지를 통해, 변위센서(48)는 회전체(20)가 제1방향으로 역회전되는 것을 인식할 수 있다.Referring to this embodiment and FIG. 18, when the
본 실시예와 도 19를 참조하면, 회전체(20)가 제3방향으로 정회전되면, 변위센서(48)는 영역 A(48a), 영역 B(48b), 영역 C(48c)는 모두 도 15 내지 도 18에서 감지되는 직선 변위보다 두꺼운 형태의 단일 직선 변위를 감지하고, 영역 C(48c)에서 감지되는 직선 변위는 영역 A(48a)에서 감지되는 직선 변위와 영역 B(48b)에서 감지되는 직선 변위 사이에 배치될 수 있다. 이러한 감지를 통해, 변위센서(48)는 회전체(20)가 제3방향으로 정회전되는 것을 인식할 수 있다.Referring to this embodiment and FIG. 19, when the
본 실시예와 도 20을 참조하면, 회전체(20)가 제3방향으로 역회전되면, 변위센서(48)는 영역 A(48a), 영역 B(48b), 영역 C(48c)는 모두 도 15 내지 도 18에서 감지되는 직선 변위보다 얇은 형태의 단일 직선 변위를 감지하고, 영역 B(48b)에서 감지되는 직선 변위는 영역 A(48a)에서 감지되는 직선 변위와 영역 C(48c)에서 감지되는 직선 변위 사이에 배치될 수 있다. 이러한 감지를 통해, 변위센서(48)는 회전체(20)가 제3방향으로 역회전되는 것을 인식할 수 있다.Referring to this embodiment and FIG. 20, when the
이하, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치의 작동을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the master device for remote intervention procedures according to various embodiments of the present invention will be described.
우선, 사용자가 회전체(20)를 제1방향, 제2방향 및 제3방향 중 하나의 방향으로 회전 조작한다. 여기서, 사용자의 제1방향 회전 조작은 회전체(20)의 파지 부위를 제1방향을 따라 자전 시키는 동작일 수 있다. 또한, 사용자의 제2방향 회전 조작은 회전체(20)의 파지 부위를 제2방향으로 밀어내는 동작일 수 있다. 또한, 사용자의 제3방향 회전 조작은 회전체(20)의 파지 부위를 제3방향으로 자전시키는 동작일 수 있다.First, the user rotates the
다음으로, 변위 감지부(40)가 회전체(20)의 회전 변위를 측정한다.Next, the
이어서, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 슬레이브 로봇이 시술 도구를 이동시키도록 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다, Subsequently, the
구체적으로서, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제1방향 정회전이 확인되면, 슬레이브 로봇이 시술 도구를 소정각도만큼 정회전 이동 시키도록 제어하는 회전신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제1방향 역회전이 확인되면, 슬레이브 로봇이 시술 도구를 소정각도만큼 역회전 이동 시키도록 회전신호를 생성할 수 있다.Specifically, when the
또한, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제2방향 정회전이 확인되면, 슬레이브 로봇이 소정거리만큼 시술 도구를 전진 이동 시키도록 제어하는 병진신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제2방향 역회전이 확인되면, 슬레이브 로봇이 시술 도구를 소정거리만큼 후진 이동 시키도록 제어하는 병진신호를 생성할 수 있다.In addition, when the second direction forward rotation of the
또한, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제3방향 정회전이 확인되면, 슬레이브 로봇이 시술 도구를 전진 이동 시킴과 동시에 정회전 이동시키도록 제어하는 회전신호와 병진신호를 동시에 생성할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 변위 감지부(40)에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 회전체(20)의 제3방향 역회전이 확인되면, 슬레이브 로봇이 시술 도구를 후진 이동 시킴과 동시에 역회전 이동시키도록 제어하는 회전신호와 병진신호를 동시에 생성할 수 있다.In addition, when the
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치가 적용된 원격 중재시술용 로봇 시스템을 나타낸 사시도이다.Figure 21 is a perspective view showing a robot system for remote interventional procedures to which a master device for remote interventional procedures according to various embodiments of the present invention is applied.
도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치(100)가 적용된 원격 중재시술용 로봇 시스템은 사용자의 회전체(20)의 제1방향 회전 조작, 제2방향 회전 조작 또는 제3방향 회전 조작에 대응하여 슬레이브 로봇(200)이 원격 제어되며 시술 도구(300)를 이동시킬 수 있다. 여기서 시술 도구(300)는 내시경, 가이드 와이어, 카테터 등 일 수 있다.As shown in FIG. 21, the robot system for remote interventional procedures to which the
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 중재시술용 마스터 장치는 시술자에게 수기 시술과 유사한 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the master device for remote interventional procedures according to an embodiment of the present invention has the effect of providing the operator with a feeling of operation similar to that of manual procedures.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
10: 프레임
12: 수납부
12a: 수납홈
14: 수용부
20: 회전체
21: 중공부
22: 삽입홈
30: 형상복원재
40: 변위 감지부
41: 제1롤러
42: 제1엔코더
43: 제2롤러
44: 제2엔코더
45: 보조롤러
46: 보조엔코더
47: 자성 코일
48: 변위센서
50: 제어부
60: 마찰 저감부
100: 마스터 장치
200: 슬레이브 로봇
300: 시술 도구10: frame
12: storage unit
12a: storage groove
14: Receiving part
20: rotating body
21: Ministry of SMEs and Startups
22: Insertion groove
30: Shape restoration material
40: Displacement detection unit
41: first roller
42: 1st encoder
43: Second roller
44: Second encoder
45: Auxiliary roller
46: Auxiliary encoder
47: magnetic coil
48: Displacement sensor
50: control unit
60: Friction reduction unit
100: Master device
200: Slave robot
300: Treatment tool
Claims (13)
상기 프레임에 사용자의 조작에 의해 형상 변형 되며 회전 가능하게 마련되고, 중심 축선을 따라 중공부가 마련되며, 일정 체적을 갖는 회전체;
상기 회전체에 충진되어, 형상 변형된 상기 회전체를 형상 복원시키는 형상복원재;
상기 회전체의 회전 변위를 측정하는 변위 감지부; 및
상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 대응하여 시술 도구를 이동시키는 슬레이브 로봇을 원격 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
frame;
A rotating body provided in the frame to be rotatable and deformable in shape by a user's manipulation, a hollow portion provided along the central axis, and a constant volume;
A shape restoration material filled in the rotating body to restore the shape of the deformed rotating body;
a displacement detection unit that measures rotational displacement of the rotating body; and
A master device for remote interventional procedures, including a control unit that generates a control signal for remotely controlling a slave robot that moves a surgical tool in response to the displacement data measured by the displacement detection unit.
상기 프레임은,
상기 회전체가 수납되는 수납부; 및
상기 수납부의 양측에 각각 형성되어, 상기 회전체의 양단부가 회전 가능하게 삽입되는 한 쌍의 수용부를 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to paragraph 1,
The frame is,
a storage portion where the rotating body is accommodated; and
A master device for remote intervention, including a pair of receiving parts formed on both sides of the receiving part, into which both ends of the rotating body are rotatably inserted.
상기 회전체는 환 형태의 단면 형상을 갖는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to paragraph 1,
The master device for remote intervention, wherein the rotating body has a circular cross-sectional shape.
상기 프레임과 상기 회전체의 마찰이 저감되도록 상기 회전체의 외면에 마련되는 하나 이상의 마찰 저감부를 더 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to paragraph 1,
A master device for remote intervention, further comprising one or more friction reduction units provided on the outer surface of the rotating body to reduce friction between the frame and the rotating body.
상기 마찰 저감부는 상기 회전체의 외면에 자전 가능하게 마련되는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to clause 4,
The friction reduction unit is provided to be rotatable on the outer surface of the rotating body.
상기 마찰 저감부는 볼 형태를 갖는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to clause 4,
A master device for remote intervention, wherein the friction reduction unit has a ball shape.
상기 제어부는,
상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 상기 회전체의 제1방향 회전이 확인되면 상기 슬레이브 로봇이 상기 시술 도구를 회전 이동시키도록 제어하는 회전신호를 생성하며,
상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 상기 회전체의 상기 제1방향에 수직하는 제2방향 회전이 확인되면 상기 슬레이브 로봇이 상기 시술 도구를 병진 이동시키도록 제어하는 병진신호를 생성하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to paragraph 1,
The control unit,
When the rotation of the rotating body in the first direction is confirmed based on the displacement data measured by the displacement detection unit, the slave robot generates a rotation signal to control the surgical tool to rotate,
Generating a translation signal that controls the slave robot to translate the surgical tool when rotation in the second direction perpendicular to the first direction of the rotating body is confirmed based on the displacement data measured by the displacement detection unit. Master device for remote interventional procedures.
상기 제어부는, 상기 변위 감지부에서 측정된 변위 데이터에 의거하여 상기 제1방향과 상기 제2방향에서 모두 어긋나는 제3방향 회전이 감지되면, 상기 회전신호와 상기 병진신호를 동시에 생성하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
In clause 7,
The control unit, when a third direction rotation that deviates from both the first direction and the second direction is detected based on the displacement data measured by the displacement detection unit, simultaneously generates the rotation signal and the translation signal. Master device for procedures.
상기 변위 감지부는,
상기 프레임에 상기 제1방향을 따라 회전 가능하게 마련되어, 상기 회전체에 연접되는 제1롤러;
상기 제1롤러에 마련되어, 상기 제1롤러의 회전을 감지하는 제1엔코더;
상기 프레임에 상기 제2방향을 따라 회전 가능하게 마련되어, 상기 회전체에 연접되는 제2롤러; 및
상기 제2롤러에 마련되어, 상기 제2롤러의 회전을 감지하는 제2엔코더를 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to clause 8,
The displacement detection unit,
a first roller provided on the frame to be rotatable in the first direction and connected to the rotating body;
a first encoder provided on the first roller to detect rotation of the first roller;
a second roller provided on the frame to be rotatable in the second direction and connected to the rotating body; and
A master device for remote interventional procedures, including a second encoder provided on the second roller and detecting rotation of the second roller.
상기 변위 감지부는,
상기 프레임에 제1방향에서 서로 상반되게 경사지는 방향으로 마련되어, 상기 회전체에 연접되는 한 쌍의 보조롤러; 및
한 쌍의 상기 보조롤러에 각각 마련되어, 한 쌍의 상기 보조롤러의 서로 상반되는 방향의 회전 또는 서로 동일한 방향의 회전을 감지하는 한 쌍의 보조엔코더를 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to clause 8,
The displacement detection unit,
a pair of auxiliary rollers provided on the frame in oppositely inclined directions in a first direction and connected to the rotating body; and
A master device for remote interventional procedures, including a pair of auxiliary encoders provided on each of the pair of auxiliary rollers and detecting rotation in opposite directions or rotation in the same direction of the pair of auxiliary rollers.
상기 변위 감지부는,
상기 회전체의 둘레에 결합되는 자성 코일; 및
상기 프레임에 마련되어, 상기 회전체에서의 상기 자성 코일의 특정 영역의 변위를 감지하여 상기 회전체의 회전 변위를 인식하는 변위센서를 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to clause 8,
The displacement detection unit,
A magnetic coil coupled around the rotating body; and
A master device for remote intervention, including a displacement sensor provided in the frame and recognizing the rotational displacement of the rotating body by detecting displacement of a specific area of the magnetic coil in the rotating body.
상기 자성 코일은 나선 형태를 갖는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to clause 11,
The master device for remote intervention, wherein the magnetic coil has a spiral shape.
상기 형상복원재는 점탄성 물질을 포함하는, 원격 중재시술용 마스터 장치.
According to paragraph 1,
The shape restoration material is a master device for remote interventional procedures comprising a viscoelastic material.
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KR1020220129715A KR20240050528A (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Master device for remote intervention |
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KR1020220129715A KR20240050528A (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Master device for remote intervention |
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KR102365859B1 (en) * | 2015-05-21 | 2022-02-23 | 광주과학기술원 | Repositionable Remote Control Medical System |
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- 2023-09-08 WO PCT/KR2023/013521 patent/WO2024080567A1/en unknown
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