WO2023014002A1 - 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법 - Google Patents

원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023014002A1
WO2023014002A1 PCT/KR2022/011264 KR2022011264W WO2023014002A1 WO 2023014002 A1 WO2023014002 A1 WO 2023014002A1 KR 2022011264 W KR2022011264 W KR 2022011264W WO 2023014002 A1 WO2023014002 A1 WO 2023014002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scale
end effector
operating
screen magnification
operation mode
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/011264
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
양운제
원종석
김덕상
Original Assignee
주식회사 로엔서지컬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 로엔서지컬 filed Critical 주식회사 로엔서지컬
Publication of WO2023014002A1 publication Critical patent/WO2023014002A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/77—Manipulators with motion or force scaling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/74—Manipulators with manual electric input means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/302—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body cavities, e.g. within abdominal or thoracic cavities
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for adjusting the movement distance of an end effector for remote surgery, and more particularly, to a remote surgical operation that converts the motion scale of an end effector according to a screen magnification or, conversely, converts a screen magnification according to a motion scale. It relates to an apparatus for adjusting a movement distance of an end effector and a method therefor.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. KR 10-2012-0068597 discloses a technique for adjusting a movement scale factor by lowering the movement scale factor or increasing the movement scale factor according to an image capture magnification.
  • This known technology has an advantage in that the scale factor is automatically adjusted according to the high or low magnification of the screen, so that detailed manipulation of the end effector (or surgical tool) is possible.
  • a technology for adjusting a scale factor according to a screen magnification (hereinafter referred to as a first mode) has been disclosed, and a technology for adjusting a screen magnification according to an adjustment of a scale factor (hereinafter referred to as a second mode) is known. Furthermore, a description of how to harmoniously operate the operation of the end effector according to the operation of the first and second modes is not disclosed.
  • the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and the invention that can change the operation scale of the end effector in conjunction with the screen magnification or, conversely, change the screen magnification in association with the operation scale of the end effector. Its purpose is to provide
  • An object of the present invention described above is to take pictures in conjunction with an input device unit generating an end effector operation command according to a user's operation from a remote place, and adjusting a first operation scale of the end effector according to a screen magnification change input or an operation mode change.
  • a screen magnification controller that reduces or increases the screen magnification of the displayed image, adjusts the first operation scale of the end effector in conjunction with the reduction or increase of the screen magnification, and converts the end effector according to the operation scale change input or operation mode change.
  • a movement distance adjusting device for a remote surgical end effector comprising: a motion scale controller for transmitting a first motion scale to a screen magnification control unit; and an end effector drive unit for changing a motion distance of the end effector according to the first motion scale.
  • An operation command generation unit for generating an operation command of an end effector
  • an input device operation scale adjustment unit for adjusting the second operation scale of the end effector
  • an input device operation scale conversion unit for changing the operation scale of the end effector limited according to the first operation scale according to the second operation scale and transmitting the changed operation scale to the end effector driving unit.
  • a first operation mode controller for controlling the first operation scale to be adjusted in conjunction with the reduction or increase of the screen magnification while reducing or increasing the screen magnification according to the first operation mode when the screen magnification change is manipulated;
  • An operation comprising a second operation mode control unit that controls the screen magnification to be adjusted in conjunction with the decrease or increase of the first operation scale while decreasing or increasing the first operation scale according to the second operation mode when the change of the operation scale is manipulated. It further includes a mode control unit.
  • the second operation mode controller controls the second operation mode controller
  • the screen magnification is controlled to be adjusted in association with the decrease or increase of the first operating scale.
  • It may further include a conversion ratio setting unit configured to set a conversion ratio of the first operating scale to the magnification adjustment value and a screen conversion ratio to the first operating scale adjustment value.
  • an object of the present invention is the step of adjusting the increase or decrease of the screen magnification, the first operation scale is reduced according to the conversion ratio when the screen magnification is enlarged, and the first operation scale is linked according to the conversion ratio when the screen magnification is decreased.
  • the step of increasing the operating scale the step of primarily changing the operating distance of the end effector according to the increase or decrease of the first operating scale, the operating scale of the end effector limited according to the first operating scale as the increase or decrease of the second operating scale is adjusted It can be achieved by providing a method for adjusting the movement distance of the end effector for remote surgery, comprising the step of secondarily changing the operating distance of the end effector by changing .
  • an object of the present invention is the step of adjusting the increase or decrease of the first operating scale, the screen magnification is reduced in conjunction with the conversion ratio when the first operating scale is increased, and according to the conversion ratio when the first operating scale is decreased.
  • the step of increasing the screen magnification by interlocking, the step of primarily changing the operating distance of the end effector according to the increase or decrease of the first operating scale, the step of controlling the end effector limited according to the first operating scale as the increase or decrease of the second operating scale is adjusted. It can be achieved by providing a method for adjusting the movement distance of a remote surgical end effector, comprising the step of secondarily changing the operating distance of the end effector by changing the operating scale.
  • the operation scale of the end effector can be changed in conjunction with the screen magnification or, conversely, the screen magnification can be changed in association with the operation scale of the end effector.
  • FIG. 1 is a diagram showing an approximate overall configuration of an apparatus for adjusting a movement distance of an end effector for remote surgery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing driving in a first operation mode and a second operation mode under the control of an operation mode controller according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing that the operation scale is adjusted in conjunction with the adjustment of the screen magnification according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing that the screen magnification is adjusted in conjunction with the adjustment of the operating scale according to an embodiment of the present invention
  • 5 and 6 are not limited to the operation scale changed by the operation scale control unit according to FIGS. 3 and 4 when the operation scale is changed in the master input device unit according to an embodiment of the present invention, and the operation distance of the end effector It is a drawing showing that can be changed,
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an actual movement distance of an end effector according to screen magnification according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an actual movement distance of an end effector according to screen reduction according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of increasing or decreasing an operating scale in conjunction with an increase or decrease of a screen magnification according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of increasing or decreasing a screen magnification in conjunction with an increase or decrease of an operating scale according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus for adjusting the movement distance of the end effector for remote surgery includes a remote master unit 100 and a local slave unit 400 .
  • the remote master unit 100 includes a device for a user to control the surgical robot of the local slave unit 400 from a remote location.
  • the local slave unit 400 includes a surgical robot that performs a driving operation according to the control command of the remote master unit 100 at the local location.
  • the remote master unit 100 roughly includes a master input device unit 110, a master controller 120, and a screen magnification controller 130 as shown in FIG.
  • the local slave unit 400 roughly includes a slave controller 410 and a slave end effector unit 420 .
  • the motion scale control unit 200 converts or readjusts the motion scale of the end effector before transmitting the motion distance of the local end effector input by the user in the remote area to the local slave unit 400, and sets the conversion ratio.
  • a portion 300 may be included.
  • the motion scale control unit 200 and the conversion ratio setting unit 300 convert the motion distance or motion distance (hereinafter referred to as motion scale) of the local end effector according to preset conditions.
  • the remote master unit 100 and the local slave unit 400 may further include an additional configuration for remotely controlling a surgical robot, etc. can be referenced.
  • the master input device unit 110 shown in FIG. 1 generates an end effector manipulation command according to a user's manipulation from a remote location. That is, the local end effector is driven according to the operation command considering the location and direction generated by the master input device unit 110 . Therefore, the master input device unit 110 may be composed of a 2-dimensional or 3-dimensional joystick capable of inputting a position and direction, but is not necessarily limited thereto.
  • the master input device unit 110 converts the operation scale of the end effector independently of the operation scale control unit 200 described above. Therefore, in the present invention, the first operation scale is adjusted by the operation scale control unit 200 to change the operation scale of the end effector, and the second operation scale is controlled by the master input device unit 110 independently of the operation scale control unit 200. The scale is readjusted.
  • the master input device 110 includes an operation command generator 111, an input device operation scale adjustment unit 112, and an input device operation scale conversion unit 113 as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the manipulation command generation unit 111 may be embodied as a 2-dimensional or 3-dimensional joystick. Accordingly, the operation command generating unit 111 receives input of the position and direction for driving the end effector by the user, and generates a corresponding operation command.
  • the input device operation scale adjustment unit 112 receives an operation scale adjustment value from a user and adjusts a second operation scale of the end effector.
  • the second operating scale is a value to which the operating scale of the end effector is readjusted according to a value input by the user.
  • the first operating scale is a value at which the operating scale of the end effector is adjusted in association with the adjustment value of the screen magnification.
  • the input device operation scale conversion unit 113 changes the operation scale of the end effector (conversion ratio 1:2 as an example) according to the second operation scale adjustment value transmitted from the input device operation scale adjustment unit 112 (conversion ratio 1:2). 2) and transmits it to the end effector driving unit 421.
  • the second operating scale is a value obtained by readjusting the operating scale of the end effector limited according to the first operating scale. Accordingly, the movement of the end effector limited according to the first operating scale may be changed by readjusting the second operating scale. For example, even when the scale is adjusted to 1:2 by the first motion scale, the motion scale may be readjusted independently so that the end effector moves less or more than 1:2 by the second motion scale.
  • the master controller 120 shown in FIG. 1 controls various devices including the master input device unit 110, the screen magnification controller 130, and the display unit 140 included in the master.
  • the slave control unit 410 controls various devices including the slave end effector unit 420 provided in the local area.
  • the operation mode controller 150 includes a first operation mode controller 151 and a second operation mode controller 152 .
  • the first operation mode controller 151 controls the first operation scale to be adjusted in conjunction with the reduction or increase of the screen magnification according to the first operation mode when the user manipulates the magnification of the captured screen through the screen magnification controller 130. do. That is, the first operation mode controller 151 adjusts the first operation scale in association with the change in magnification of the screen. Therefore, when the screen magnification increases, the operating scale decreases, and when the screen magnification decreases, the operating scale increases.
  • the second operation mode controller 152 adjusts the screen magnification in conjunction with the decrease or increase of the first operation scale according to the second operation mode when the user manipulates the change of the operation scale through the operation scale controller 200. control as much as possible That is, the second operation mode controller 152 adjusts the screen magnification in association with the change of the operation scale. Therefore, when the operating scale increases, the screen magnification decreases, and when the operating scale decreases, the screen magnification increases.
  • the operation mode controller 150 can smoothly control each operation mode when the operation scale is interlocked and changed according to the screen magnification or, conversely, the screen magnification is interlocked and changed according to the operation scale.
  • the operation mode control unit 150 prioritizes the input. mode can be determined.
  • the priority mode setting unit 153 prioritizes one of the two cases of the user input change mode and the second operation mode and sets the operation mode.
  • the priority mode setting unit 153 prioritizes one of the two cases of the user input change mode and the first operation mode to operate.
  • the operating scale may be re-adjusted in conjunction with the screen magnification, and the screen magnification may be readjusted in association with the consecutive adjustment of the operating scale.
  • the screen magnification may be re-adjusted in conjunction with the operating scale, and the operating scale may be re-adjusted in association with the consecutive adjustment of the screen magnification.
  • the first operation mode controller 151 transmits the scale adjustment value input from the user to the screen magnification controller 130 according to the first operation mode, so that the first operation scale is adjusted in conjunction with the reduction or increase of the screen magnification. control as much as possible
  • the second operation mode controller 152 transmits the first operation scale adjustment value input from the user to the operation scale controller 200 according to the second operation mode, so that the screen is interlocked with the decrease or increase of the first operation scale. Controls the magnification to be adjusted.
  • the conversion ratio setting unit 300 shown in FIGS. 3 and 4 sets a first operation mode conversion ratio, which is a conversion ratio of a first operation scale that is converted in association with a magnification adjustment value.
  • a second operation mode conversion ratio which is a screen conversion ratio converted in association with the first operation scale adjustment value.
  • the conversion ratio setting unit 300 sets the first operation mode conversion ratio, which is the conversion ratio of the operation scale that is converted in conjunction with the screen magnification.
  • the conversion ratio setting unit 300 sets the second operation mode conversion ratio, which is the conversion ratio of the screen magnification that is interlocked and converted according to the operation scale.
  • the first operation mode conversion ratio and the second operation mode conversion ratio may be set identically or differently.
  • the first operation mode conversion ratio may be 10 times
  • the second operation mode conversion ratio may be 5 times.
  • the screen magnification controller 130 includes a screen magnification controller 131 and a screen magnification converter 132 . As shown in FIG. 2 , the screen magnification controller 130 may receive an input of an adjustment value for screen magnification from the operation mode controller 150 or a direct input of an adjustment value for screen magnification from a user.
  • the screen magnification control unit 130 adjusts the screen magnification according to the increase/decrease command and displays it on the display unit 140 .
  • the screen magnification control unit 130 transmits a screen magnification adjustment value to the operation scale controller 200 in the first operation mode or the forward operation mode, so that the first operation scale can be adjusted and changed in association with the screen magnification.
  • the adjusted and changed first operation scale value is converted according to the first operation mode conversion ratio value set by the conversion ratio setting unit 300 described above.
  • the screen magnification controller 130 may adjust the screen magnification by receiving the first operation scale adjustment value from the operation scale controller 200 in the second operation mode or the reverse operation mode.
  • the screen magnification controller 131 includes a screen magnification increase controller 131a and a screen magnification decrease controller 131b.
  • the screen magnification increase controller 131a adjusts the screen magnification to increase. That is, the screen magnification increase controller 131a may be, for example, a jog dial or an electronic button that controls the screen magnification to increase or decrease by mechanically turning a dial or electronically pressing a button.
  • the screen magnification converter 132 includes a screen magnification reduction converter 132a and a screen magnification increase converter 132b.
  • the screen magnification reduction conversion unit 132a actually controls the screen magnification to be reduced and displayed on the monitor 140 according to the screen magnification reduction control adjusted by the screen magnification reduction controller 131b.
  • the screen magnification increase conversion unit 132b actually controls the screen magnification to be increased and displayed on the monitor 140 according to the screen magnification increase control adjusted by the screen magnification increase control unit 131b.
  • the screen magnification control unit 131 and the screen magnification conversion unit 132 described above have been described separately for convenience of explanation, but may be integrated with each other.
  • the motion scale control unit 200 includes an operation scale control unit 210 and an operation scale conversion unit 220 .
  • the operation scale controller 200 may receive an adjustment value for the operation scale from the operation mode controller 150 or may directly receive an adjustment value for the operation scale from the user.
  • the operation scale controller 200 receives a screen magnification adjustment value according to screen enlargement or reduction from the screen magnification controller 130 in the first operation mode or forward operation mode, and the conversion ratio setting unit 300 ) Adjusts and changes the first operation scale according to the first operation mode conversion ratio set in ).
  • the operation scale controller 200 sets the operation scale to "0.1" times. do.
  • the operation scale controller 200 sets the operation scale to "0.01" times. do.
  • the operation scale adjusting unit 200 transmits the first operation scale adjustment value to the screen magnification control unit 130 in the second operation mode or the reverse operation mode.
  • the screen magnification control unit 130 adjusts and changes the screen magnification according to the received first operation scale adjustment value and the second operation mode setting ratio of the conversion ratio setting unit 300 .
  • An example of screen magnification adjustment change is the same principle as the above-described example, and will be replaced with the above-described example.
  • the operating scale controller 210 includes an operating scale reduction controller 211 and an operating scale increase controller 212 . As shown in FIG. 3, the operation scale reduction control unit 211 adjusts the first operation scale according to the conversion ratio set by the conversion ratio setting unit 300 and the screen magnification expansion adjustment value transmitted in the first operation mode. This reduction is controlled.
  • the operation scale increase control unit 212 increases and controls the first operation scale adjustment value according to the conversion ratio set by the conversion ratio setting unit 300 and the screen magnification reduction adjustment value transmitted in the first operation mode. As shown in FIG. 4 , in the second operation mode, the operation scale adjustment value is transmitted to the screen magnification controller 131 .
  • the operating scale conversion unit 220 includes an operating scale increase conversion unit 221 and an operation scale reduction conversion unit 222 .
  • the operation scale increase conversion unit 221 generates a conversion increase value for converting the operation scale of the end effector according to the operation scale increase adjustment value adjusted by the operation scale increase control unit 212 and transmits it to the end effector driving unit 421.
  • the operation scale reduction conversion unit 222 generates a conversion reduction value for converting the operation scale of the end effector according to the operation scale reduction adjustment value adjusted by the operation scale reduction control unit 211 and transmits it to the end effector driving unit 421.
  • operating scale adjusting unit 210 and operating scale converting unit 220 have been described separately for convenience of description, but may be integrated with each other.
  • the motion distance increasing unit 421a of the end effector driving unit 421 increases the moving distance of the end effector according to the transmitted conversion increase value.
  • the motion distance reducing unit 421b of the end effector driving unit 421 reduces the moving distance of the end effector according to the transmitted conversion reduction value.
  • FIGS. 7 and 8 a case in which the motion distance of the input device input by the user at a remote place is 10 cm will be described as an example.
  • 7 shows a case where the screen is magnified 10 times, and when the screen is magnified 10 times, the operation scale is reduced to 0.1 times, and accordingly, the actual driving distance of the end effector is reduced and moved to 1 cm. That is, although the input device manipulated the end effector to move 10 cm, the motion scale was adjusted according to the 10-fold magnification of the screen, so that the end effectors 12a and 12b actually moved 1 cm.
  • An increase or decrease of a screen magnification for photographing an organ or tissue is controlled by a user's input.
  • the first operation scale is decreased in conjunction with the conversion ratio when the screen magnification is enlarged, and the first operation scale is increased in association with the conversion ratio when the screen magnification is decreased.
  • the motion distance of the end effector input by the user to the input device is primarily changed and moved.
  • the operating distance of the end effector is secondarily changed by changing the operating scale of the end effector limited according to the first operating scale.
  • An increase or decrease of the first operating scale is controlled by a user's input.
  • the screen magnification is decreased in conjunction with the conversion ratio when the first operating scale is increased, and the screen magnification is increased in association with the conversion ratio when the first operating scale is decreased.
  • the magnification displayed on the monitor is adjusted and displayed in association with the increase or decrease of the first operating scale.
  • the motion distance of the end effector input by the user to the input device is primarily changed and moved.
  • the operating distance of the end effector is secondarily changed by changing the operating scale of the end effector limited according to the first operating scale.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 화면 배율에 따라 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변환시키거나 이와 반대로 동작 스케일에 따라 화면 배율을 변환시키는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위해 원격지에서 사용자의 조작에 따라 엔드 이펙터의 조작 명령을 생성하는 입력 장치부, 화면 배율 변경 입력 또는 동작모드 변경에 따른 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일의 조정에 연동되어 촬영된 영상의 화면 배율을 축소하거나 증가시키는 화면 배율 제어부, 화면 배율의 축소 및 증가에 따라 연동되어 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일을 조정하며, 동작 스케일 변경 입력 또는 동작모드 변경에 따라 변환된 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일을 화면 배율 제어부로 전송하는 동작 스케일 제어부, 제1 동작 스케일에 따라 엔드 이펙터의 움직임 거리를 변경하는 엔드 이펙터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치가 개시된다.

Description

원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법
본 발명은 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화면 배율에 따라 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변환시키거나 이와 반대로 동작 스케일에 따라 화면 배율을 변환시키는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
대한민국 공개특허공보 KR 10-2012-0068597에는 영상 촬영 배율에 따라 이동 스케일 팩터를 낮추거나 이동 스케일 팩터를 높이는 방식으로 이동 스케일 팩터를 조정하는 기술이 공지되어 있다. 이러한 공지된 기술은 화면 배율의 고배율 또는 저배율에 따라 스케일 팩터가 자동으로 조정되어 엔드 이펙터(또는 수술 도구)의 세밀한 조작이 가능한 장점이 있다.
다만, 선행특허문헌에는 화면 배율에 따라 스케일 팩터가 조정되는 기술(이하 제1 모드라 함)만 개시되었을 뿐 스케일 팩터의 조정에 따라 화면 배율이 조정되는 기술(이하 제2 모드라 함)은 공지되어 있지 않으며, 더 나아가 제1,2 모드의 운용에 따라 어떻게 엔드 이펙터의 조작을 조화롭게 운용할 것인지에 대한 기술이 개시되어 있지 않다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 화면 배율에 연동되어 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경시키거나 이와 반대로 엔드 이펙터의 동작 스케일에 연동되어 화면 배율을 변경시킬 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 원격지에서 사용자의 조작에 따라 엔드 이펙터의 조작 명령을 생성하는 입력 장치부, 화면 배율 변경 입력 또는 동작모드 변경에 따른 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일의 조정에 연동되어 촬영된 영상의 화면 배율을 축소하거나 증가시키는 화면 배율 제어부, 화면 배율의 축소 및 증가에 따라 연동되어 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일을 조정하며, 동작 스케일 변경 입력 또는 동작모드 변경에 따라 변환된 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일을 화면 배율 제어부로 전송하는 동작 스케일 제어부, 제1 동작 스케일에 따라 엔드 이펙터의 움직임 거리를 변경하는 엔드 이펙터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 입력 장치부는,
엔드 이펙터의 조작 명령을 생성하는 조작명령 생성부,
엔드 이펙터의 제2 동작 스케일을 조정하는 입력장치 동작 스케일 조정부,
제2 동작 스케일에 따라 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경하여 엔드 이펙터 구동부로 전송하는 입력장치 동작 스케일 변환부를 포함한다.
또한, 화면 배율 변경을 조작하면 제1 동작모드에 따라 화면 배율을 축소하거나 증가시키면서 화면 배율의 축소나 증가에 연동되어 제1 동작 스케일이 조정되도록 제어하는 제1 동작모드 제어부,
동작 스케일의 변경을 조작하면 제2 동작모드에 따라 제1 동작 스케일을 감소시키거나 증가시키면서 제1 동작 스케일의 감소나 증가에 연동되어 화면 배율이 조정되도록 제어하는 제2 동작모드 제어부를 구비하는 동작모드 제어부를 더 포함한다.
또한, 제1 동작모드 제어부는,
제1 동작모드에 따라 배율 조정값을 전송하도록 함으로써 화면 배율의 축소나 증가에 연동되어 제1 동작 스케일이 조정되도록 제어하고,
제2 동작모드 제어부는,
제2 동작모드에 따라 제1 동작 스케일 조정값을 전송하도록 함으로써 제1 동작 스케일의 감소나 증가에 연동되어 화면 배율이 조정되도록 제어한다.
또한, 배율 조정값에 대한 제1 동작 스케일의 변환 비율과 제1 동작 스케일 조정값에 대한 화면 변환 비율을 설정하도록 하는 변환 비율 설정부를 더 포함한다.
한편, 본 발명의 목적은 화면 배율의 증감이 조절되는 단계, 화면 배율의 확대시에 변환 비율에 따라 연동되어 제1 동작 스케일이 감소되고, 화면 배율의 감소시에 변환 비율에 따라 연동되어 제1 동작 스케일이 증가하는 단계, 제1 동작 스케일의 증감에 따라 1차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리가 변경되는 단계, 제2 동작 스케일의 증감이 조절됨에 따라 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경함으로써 2차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 제1 동작 스케일의 증감이 조절되는 단계, 제1 동작 스케일의 증가시에 변환 비율에 따라 연동되어 화면 배율이 감소되고, 제1 동작 스케일의 감소시에 변환 비율에 따라 연동되어 화면 배율이 증가하는 단계, 제1 동작 스케일의 증감에 따라 1차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리가 변경되는 단계, 제2 동작 스케일의 증감이 조절됨에 따라 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경함으로써 2차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 화면 배율에 연동되어 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경시키거나 이와 반대로 엔드 이펙터의 동작 스케일에 연동되어 화면 배율을 변경시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치의 대략적인 전체 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동작모드 제어부의 제어에 따라 제1 동작모드와 제2 동작모드로 구동되는 것을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화면 배율의 조정에 따라 연동되어 동작 스케일이 조정되는 것을 도시한 구성도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 동작 스케일의 조정에 따라 연동되어 화면 배율이 조정되는 것을 도시한 구성도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 마스터 입력 장치부에서 동작 스케일을 변경한 경우에 도 3 및 도 4에 따른 동작 스케일 제어부에서 변경한 동작 스케일에 제한되지 않고 엔드 이펙터의 동작거리를 변경시킬 수 있는 것을 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 화면 확대에 따른 엔드 이펙터의 실제 움직임 거리를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 화면 축소에 따른 엔드 이펙터의 실제 움직임 거리를 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 화면 배율의 증감에 따라 연동되어 동작 스케일을 증감시키는 방법을 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 동작 스케일의 증감에 따라 연동되어 화면 배율을 증감시키는 방법을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
(원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치의 구성 및 기능)
도 1에 도시된 바와 같이 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치는 원격지 마스터부(100)와 로컬지 슬레이브부(400)를 포함한다. 원격지 마스터부(100)는 사용자가 원격지에서 로컬지 슬레이브부(400)의 수술 로봇 등을 제어하기 위한 장치를 구비한다. 또한, 로컬지 슬레이브부(400)는 로컬지에서 원격지 마스터부(100)의 제어 명령에 따라 구동 동작을 하는 수술용 로봇 등을 구비한다.
이를 위해 원격지 마스터부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 마스터 입력 장치부(110), 마스터 제어부(120), 화면 배율 제어부(130)를 대략 포함한다. 또한, 로컬지 슬레이브부(400)는 슬레이브 제어부(410), 슬레이브 엔드 이펙터부(420)를 대략 포함한다. 또한, 원격지에서 사용자에 의해 입력된 로컬지의 엔드 이펙터의 동작 거리를 로컬지 슬레이브부(400)로 전달하기 전에 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변환 또는 재조정하여 전달하는 동작 스케일 제어부(200)와 변환 비율 설정부(300)를 포함할 수 있다. 동작 스케일 제어부(200)와 변환 비율 설정부(300)는 로컬지의 엔드 이펙터의 움직임 거리 또는 동작 거리(이하에서는 동작 스케일이라 함)를 기 설정된 조건에 따라 변환한다. 한편, 원격지 마스터부(100)와 로컬지 슬레이브부(400)는 상술한 구성 이외에 원격으로 수술 로봇 등을 제어하기 위한 추가적인 구성이 더 포함될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 참조될 수 있다.
도 1에 도시된 마스터 입력 장치부(110)는 원격지에서 사용자의 조작에 따라 엔드 이펙터의 조작 명령을 생성한다. 즉, 마스터 입력 장치부(110)에서 생성된 위치와 방향이 고려된 조작 명령에 따라 로컬지의 엔드 이펙터가 구동된다. 따라서 마스터 입력 장치부(110)는 위치와 방향을 입력할 수 있는 2차원 또는 3차원의 조이스틱으로 이루어질 수 있으나 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 마스터 입력 장치부(110)는 상술한 동작 스케일 제어부(200)와 독립적으로 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변환한다. 따라서 본 발명에서는 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경하기 위해 동작 스케일 제어부(200)에 의해 제1 동작 스케일이 조정되고, 동작 스케일 제어부(200)와 독립적으로 마스터 입력 장치부(110)에 의해 제2 동작 스케일이 재조정된다.
이를 위해 마스터 입력 장치부(110)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 조작명령 생성부(111), 입력장치 동작 스케일 조정부(112), 입력장치 동작 스케일 변환부(113)를 포함한다.
조작명령 생성부(111)는 상술한 바와 같이 2차원 또는 3차원의 조이스틱으로 구체화될 수 있다. 따라서 조작명령 생성부(111)는 엔드 이펙터의 구동을 위한 위치와 방향이 사용자에 의해 입력되고, 이에 따른 조작 명령이 생성된다.
입력장치 동작 스케일 조정부(112)는 사용자로부터 동작 스케일 조정값을 입력받아 엔드 이펙터의 제2 동작 스케일을 조정한다. 제2 동작 스케일은 사용자에 의해 입력된 값에 따라 엔드 이펙터의 동작 스케일이 재조정되는 값이다. 이와 달리 후술하는 바와 같이 제1 동작 스케일은 화면 배율의 조정값에 따라 연동되어 엔드 이펙터의 동작 스케일이 조정되는 값이다.
입력장치 동작 스케일 변환부(113)는 입력장치 동작 스케일 조정부(112)로부터 전송된 제2 동작 스케일 조정값(일예로서 변환 비율 1:2)에 따라 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경(변환 비율 1:2에 따라 동작 스케일 변경)하여 엔드 이펙터 구동부(421)로 전송한다. 즉, 제2 동작 스케일은 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 재조정한 값이다. 따라서 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 움직임도 제2 동작 스케일의 재조정에 의해 변경할 수 있다. 일예로서 제1 동작 스케일에 의해 1:2로 스케일이 조정된 경우에도 제2 동작 스케일에 의해 1:2보다 엔드 이펙터가 덜 움직임이게 하거나 더 많이 움직일 수 있도록 독립적으로 동작 스케일을 재조정할 수 있다.
도 1에 도시된 마스터 제어부(120)는 마스터에 구비된 마스터 입력 장치부(110), 화면 배율 제어부(130), 및 디스플레이부(140)를 포함한 각종 장치들을 제어한다. 슬레이브 제어부(410)는 로컬지에 구비된 슬레이브 엔드 이펙터부(420)를 포함한 각종 장치들을 제어한다.
도 2에 도시된 바와 같이 동작모드 제어부(150)는 제1 동작모드 제어부(151)와 제2 동작모드 제어부(152)를 포함한다.
제1 동작모드 제어부(151)는 사용자가 화면 배율 제어부(130)를 통해 촬영 화면의 배율 변경을 조작하면 제1 동작모드에 따라 화면 배율의 축소나 증가에 연동되어 제1 동작 스케일이 조정되도록 제어한다. 즉, 제1 동작모드 제어부(151)는 화면의 배율 변경에 연동되어 제1 동작 스케일이 조정되도록 한다. 따라서 화면의 배율이 증가하면 동작 스케일이 감소하도록 하고, 화면의 배율이 감소하면 동작 스케일이 증가하도록 한다.
이와 반대로, 제2 동작모드 제어부(152)는 사용자가 동작 스케일 제어부(200)를 통해 동작 스케일의 변경을 조작하면 제2 동작모드에 따라 제1 동작 스케일의 감소나 증가에 연동되어 화면 배율이 조정되도록 제어한다. 즉, 제2 동작모드 제어부(152)는 동작 스케일의 변경에 연동되어 화면 배율이 조정되도록 한다. 따라서 동작 스케일이 증가하면 화면 배율이 감소하도록 하고, 동작 스케일이 감소하면 화면 배율이 증가되도록 한다.
상술한 바와 같이 동작모드 제어부(150)는 화면 배율에 따라 동작 스케일이 연동되어 변경되거나 이와 반대로 동작 스케일에 따라 화면 배율이 연동되어 변경되도록 할 때 각 동작 모드를 원활히 제어할 수 있다. 상술한 바에 따라 이하 설명할 제1,2 실시예는 사용자로부터의 입력이 화면 배율 제어부((130)와 동작 스케일 제어부(200)에 동시에 입력된 경우의 예로서 동작모드 제어부(150)에 의해 우선 모드가 정해질 수 있다.
제1 실시예로서 화면 배율은 사용자 입력 변경모드일 때 사용자의 입력에 의해 변경되거나 또는 제2 동작모드일 때 동작 스케일에 연동되어 변경되는 2가지 경우가 있다. 이와 같은 예에서 우선모드 설정부(153)는 사용자 입력 변경모드와 제2 동작모드의 2가지 경우 중 어느 하나를 우선시하여 동작하도록 설정한다.
제2 실시예로서 동작 스케일은 사용자 입력 변경모드일 때 사용자의 입력에 의해 변경되거나 또는 제1 동작모드일 때 화면 배율에 연동되어 변경되는 2가지 경우가 있다. 이와 같은 예에서 우선모드 설정부(153)는 사용자 입력 변경모드와 제1 동작 모드의 2가지 경우 중 어느 하나를 우선시하여 동작하도록 설정한다. 동시에 사용자로부터 입력이 되지 않는 경우에는 화면 배율에 의해 연동되어 동작 스케일이 재조정될 수 있고, 연속하여 동작 스케일의 조정에 의해 화면 배율이 연동되어 재조정될 수 있다. 또는 동시에 사용자로부터 입력이 되지 않는 경우에는 동작 스케일에 의해 연동되어 화면 배율이 재조정될 수 있고, 연속하여 화면 배율의 조정에 의해 동작 스케일이 연동되어 재조정될 수 있다.
한편, 제1 동작모드 제어부(151)는 제1 동작모드에 따라 사용자로부터 입력된 배율 조정값을 화면 배율 제어부(130)로 전송하도록 함으로써 화면 배율의 축소나 증가에 연동되어 제1 동작 스케일이 조정되도록 제어한다. 또한, 제2 동작모드 제어부(152)는 제2 동작모드에 따라 사용자로부터 입력된 제1 동작 스케일 조정값을 동작 스케일 제어부(200)로 전송하도록 함으로써 제1 동작 스케일의 감소나 증가에 연동되어 화면 배율이 조정되도록 제어한다.
도 3 및 도 4에 도시된 변환 비율 설정부(300)는 배율 조정값에 연동되어 변환되는 제1 동작 스케일의 변환 비율인 제1 동작모드 변환 비율을 설정한다. 또한, 제1 동작 스케일 조정값에 연동되어 변환되는 화면 변환 비율인 제2 동작모드 변환 비율을 설정한다. 일예로서 도 7에 도시된 바와 같이 기준 화면 배율을 기준으로 화면 배율이 10배로 확대된 경우에 동작 스케일은 0.1배로 감소하고, 화면 배율이 10배로 축소된 경우에 동작 스케일은 10배로 증가한다. 이와 같이 변환 비율 설정부(300)는 화면 배율에 따라 연동되어 변환되는 동작 스케일의 변환 비율인 제1 동작모드 변환 비율을 설정한다. 동일한 원리로 변환 비율 설정부(300)는 동작 스케일에 따라 연동되어 변환되는 화면 배율의 변환 비율인 제2 동작모드 변환 비율을 설정한다. 제1 동작모드 변환 비율과 제2 동작모드 변환 비율은 동일하게 설정할 수도 있고 서로 다르게 설정할 수도 있다. 일예로서 제1 동작모드 변환 비율은 10배로 할 수 있고, 제2 동작모드 변환 비율은 5배로 할 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 화면 배율 제어부(130)는 화면 배율 조절부(131)와 화면 배율 변환부(132)를 포함한다. 화면 배율 제어부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 동작모드 제어부(150)에서 화면 배율에 대한 조정값을 입력받거나 또는 사용자로부터 직접 화면 배율에 대한 조정값을 입력 받을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 화면 배율 제어부(130)는 사용자로부터 배율 조정 명령이 입력되면 증감 명령에 따라 화면 배율을 조정하여 디스플레이부(140)에 나타낸다. 또한, 화면 배율 제어부(130)는 제1 동작모드 또는 순방향 동작모드시에 동작 스케일 제어부(200)로 화면 배율 조정값을 전송함으로써 화면 배율에 연동되어 제1 동작 스케일이 조정 변경될 수 있다. 이때, 조정 변경되는 제1 동작 스케일 값은 상술한 변환 비율 설정부(300)에서 설정한 제1 동작모드 변환 비율 값에 따라 변환된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 화면 배율 제어부(130)는 제2 동작모드 또는 역방향 동작모드시에 동작 스케일 제어부(200)로부터 제1 동작 스케일 조정값을 전송받아 화면 배율이 조정될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 화면 배율 조절부(131)는 화면 배율 증가 조절부(131a)와 화면 배율 감소 조절부(131b)를 포함한다. 화면 배율 증가 조절부(131a)는 화면 배율이 증가하도록 조절한다. 즉, 화면 배율 증가 조절부(131a)는 일예로서 기계적으로 다이얼을 돌리거나 또는 전자식으로 버튼을 누름으로써 화면 배율이 증가 또는 감소되도록 조절하는 조그 다이얼 또는 전자식 버튼일 수 있다.
화면 배율 변환부(132)는 화면 배율 감소 변환부(132a)와 화면 배율 증가 변환부(132b)를 포함한다. 화면 배율 감소 변환부(132a)는 화면 배율 감소 조절부(131b)에서 조절한 화면 배율 감소 조절에 따라 실제적으로 모니터(140)에 화면 배율이 감소하여 표시되도록 제어한다. 화면 배율 증가 변환부(132b)는 화면 배율 증가 조절부(131b)에서 조절한 화면 배율 증가 조절에 따라 실제적으로 모니터(140)에 화면 배율이 증가되어 표시되도록 제어한다.
상술한 화면 배율 조절부(131)와 화면 배율 변환부(132)는 설명의 편의를 위하여 구분 설명하였을 뿐 서로 통합 구성될 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 동작 스케일 제어부(200)는 동작 스케일 조절부(210)와 동작 스케일 변환부(220)를 포함한다. 동작 스케일 제어부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 동작모드 제어부(150)에서 동작 스케일에 대한 조정값을 입력받거나 또는 사용자로부터 직접 동작 스케일에 대한 조정값을 입력받을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 동작 스케일 제어부(200)는 제1 동작모드 또는 순방향 동작모드시에 화면 배율 제어부(130)로부터 화면 확대 및 축소에 따른 화면 배율 조정값을 전송받아 변환 비율 설정부(300)에서 설정한 제1 동작모드 변환 비율에 따라 제1 동작 스케일을 조정 변경한다.
일예로서, 전송된 화면 배율 조정값이 "화면 확대 10배"로 되어 있고, "제1 동작모드 변환 비율이 1배"로 설정된 경우에 동작 스케일 제어부(200)는 동작 스케일을 "0.1"배로 설정한다.
다른 예로서 전송된 화면 배율 조정값이 "화면 확대 10배"로 되어 있고, "제1 동작모드 변환 비율이 10배"로 설정된 경우에 동작 스케일 제어부(200)는 동작 스케일을 "0.01"배로 설정한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 동작 스케일 조절부(200)는 제2 동작모드 또는 역방향 동작모드시에 제1 동작 스케일 조정값을 화면 배율 제어부(130)로 전송한다. 화면 배율 제어부(130)는 전송받은 제1 동작 스케일 조정값과 변환 비율 설정부(300)의 제2 동작모드 설정 비율에 따라 화면 배율을 조정 변경한다. 화면 배율 조정 변경에 대한 예는 앞서 설명한 예와 동일한 원리로서 앞서 설명한 예에 갈음하기로 한다.
동작 스케일 조절부(210)는 동작 스케일 감소 조절부(211)와 동작 스케일 증가 조절부(212)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이 동작 스케일 감소 조절부(211)는 변환 비율 설정부(300)에서 설정한 변환 비율과 제1 동작모드시에 전송된 화면 배율 확대 조정값에 따라 제1 동작 스케일 조정값이 감소 조절되도록 한다.
동작 스케일 증가 조절부(212)는 변환 비율 설정부(300)에서 설정한 변환 비율과 제1 동작모드시에 전송된 화면 배율 축소 조정값에 따라 제1 동작 스케일 조정값이 증가 조절되도록 한다. 도 4와 같이 제2 동작모드시에는 동작 스케일 조정값을 화면 배율 조절부(131)로 전송한다.
동작 스케일 변환부(220)는 동작 스케일 증가 변환부(221)와 동작 스케일 감소 변환부(222)를 포함한다. 동작 스케일 증가 변환부(221)는 동작 스케일 증가 조절부(212)에서 조절한 동작 스케일 증가 조정값에 따라 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변환시키는 변환 증가값을 생성하여 엔드 이펙터 구동부(421)로 전송한다. 동작 스케일 감소 변환부(222)는 동작 스케일 감소 조절부(211)에서 조절한 동작 스케일 감소 조정값에 따라 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변환시키는 변환 감소값을 생성하여 엔드 이펙터 구동부(421)로 전송한다.
상술한 동작 스케일 조절부(210)와 동작 스케일 변환부(220)는 설명의 편의를 위하여 구분 설명하였을 뿐 서로 통합 구성될 수도 있다.
한편, 엔드 이펙터 구동부(421)의 동작거리 증가부(421a)는 전송된 변환 증가값에 따라 엔드 이펙터의 이동 거리를 증가시킨다. 또한, 엔드 이펙터 구동부(421)의 동작거리 감소부(421b)는 전송된 변환 감소값에 따라 엔드 이펙터의 이동 거리를 감소 시킨다.
일예로서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 원격지에서 사용자가 입력한 입력장치의 움직임 거리가 10cm인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 7에는 화면이 10배 확대된 경우로서, 화면이 10배 확대된 경우에 동작 스케일은 0.1배로 감소되고, 이에 따라 실제로 엔드 이펙터의 구동거리는 1cm로 감소 이동된다. 즉, 입력장치는 엔드 이펙터를 10cm 움직이도록 조작하였으나 화면의 10배 확대에 따라 동작 스케일이 조정되어 실제로는 엔드 이펙터(12a,12b)가 1cm 이동된 것이다.
도 8에는 화면이 10배 축소된 경우로서, 화면이 10배 축소된 경우에 동작 스케일은 10배로 증가하고, 이에 따라 실제로 엔드 이펙터의 구동거리는 100cm로 증가 이동된다. 즉, 입력장치는 엔드 이펙터를 10cm 움직이도록 조작하였으나 화면의 10배 축소에 따라 동작 스케일이 조정되어 실제로는 엔드 이펙터(12a,12b)가 100cm 이동된 것이다.
물론, 도면에는 도시되어 있지 않으나 동작 스케일이 먼저 조정되는 경우에 화면 배율이 이와 연동되어 확대 또는 축소되는 것도 도 7 및 도 8을 참고하여 동일한 원리로 설명될 수 있다.
(원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 방법)
도 9에 도시된 바와 같이 먼저 화면 배율이 증감 조절되는 경우에 이와 연동되어 동작 스케일이 조정되는 예를 설명하기로 한다.
사용자의 입력에 의해 장기나 조직을 촬영하는 화면 배율의 증감이 조절된다.
화면 배율의 증감이 조정되면, 화면 배율의 확대시에 변환 비율에 따라 연동되어 제1 동작 스케일을 감소시키고, 화면 배율의 감소시에 변환 비율에 따라 연동되어 제1 동작 스케일을 증가시킨다.
제1 동작 스케일의 증감에 따라 사용자가 입력장치에 입력한 엔드 이펙터의 움직임 거리가 1차적으로 변경되어 이동된다.
제1 동작 스케일의 증감과는 독립적으로 제2 동작 스케일의 증감이 사용자에 의해 조절됨에 따라 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경함으로써 2차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리가 변경된다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 먼저 동작 스케일이 증감 조절되는 경우에 이와 연동되어 화면 배율이 조정되는 예를 설명하기로 한다.
사용자의 입력에 의해 제1 동작 스케일의 증감이 조절된다.
제1 동작 스케일의 증감이 조절되면, 제1 동작 스케일의 증가시에 변환 비율에 따라 연동되어 화면 배율이 감소되고, 제1 동작 스케일의 감소시에 변환 비율에 따라 연동되어 화면 배율이 증가한다. 화면 배율이 동작 스케일에 연동되어 증감함에 따라 모니터에 표시되는 배율이 제1 동작 스케일의 증감에 따라 연동 조정되어 표시된다.
제1 동작 스케일의 증감에 따라 사용자가 입력장치에 입력한 엔드 이펙터의 움직임 거리가 1차적으로 변경되어 이동된다.
제2 동작 스케일의 증감이 조절됨에 따라 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경함으로써 2차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리가 변경된다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 원격지에서 사용자의 조작에 따라 엔드 이펙터의 조작 명령을 생성하는 입력 장치부,
    화면 배율 변경 입력 또는 동작모드 변경에 따른 상기 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일의 조정에 연동되어 촬영된 영상의 화면 배율을 축소하거나 증가시키는 화면 배율 제어부,
    상기 화면 배율의 축소 및 증가에 따라 연동되어 상기 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일을 조정하며, 동작 스케일 변경 입력 또는 상기 동작모드 변경에 따라 변환된 상기 엔드 이펙터의 제1 동작 스케일을 상기 화면 배율 제어부로 전송하는 동작 스케일 제어부,
    상기 제1 동작 스케일에 따라 상기 엔드 이펙터의 움직임 거리를 변경하는 엔드 이펙터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치.
  2. 제 2 항에 있어서,
    상기 입력 장치부는,
    상기 엔드 이펙터의 조작 명령을 생성하는 조작명령 생성부,
    상기 엔드 이펙터의 제2 동작 스케일을 조정하는 입력장치 동작 스케일 조정부,
    상기 제2 동작 스케일에 따라 상기 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경하여 상기 엔드 이펙터 구동부로 전송하는 입력장치 동작 스케일 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    화면 배율 변경을 조작하면 제1 동작모드에 따라 화면 배율을 축소하거나 증가시키면서 화면 배율의 축소나 증가에 연동되어 상기 제1 동작 스케일이 조정되도록 제어하는 제1 동작모드 제어부,
    동작 스케일의 변경을 조작하면 제2 동작모드에 따라 상기 제1 동작 스케일을 감소시키거나 증가시키면서 상기 제1 동작 스케일의 감소나 증가에 연동되어 상기 화면 배율이 조정되도록 제어하는 제2 동작모드 제어부를 구비하는 동작모드 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 동작모드 제어부는,
    상기 제1 동작모드에 따라 배율 조정값을 전송하도록 함으로써 화면 배율의 축소나 증가에 연동되어 상기 제1 동작 스케일이 조정되도록 제어하고,
    상기 제2 동작모드 제어부는,
    상기 제2 동작모드에 따라 제1 동작 스케일 조정값을 전송하도록 함으로써 상기 제1 동작 스케일의 감소나 증가에 연동되어 상기 화면 배율이 조정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배율 조정값에 대한 제1 동작 스케일의 변환 비율과 상기 제1 동작 스케일 조정값에 대한 화면 변환 비율을 설정하도록 하는 변환 비율 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치.
  6. 화면 배율의 증감이 조절되는 단계,
    화면 배율의 확대시에 변환 비율에 따라 연동되어 제1 동작 스케일이 감소되고, 상기 화면 배율의 감소시에 상기 변환 비율에 따라 연동되어 상기 제1 동작 스케일이 증가하는 단계,
    상기 제1 동작 스케일의 증감에 따라 1차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리가 변경되는 단계,
    제2 동작 스케일의 증감이 조절됨에 따라 상기 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경함으로써 2차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 방법.
  7. 제1 동작 스케일의 증감이 조절되는 단계,
    상기 제1 동작 스케일의 증가시에 변환 비율에 따라 연동되어 화면 배율이 감소되고, 상기 제1 동작 스케일의 감소시에 상기 변환 비율에 따라 연동되어 화면 배율이 증가하는 단계,
    상기 제1 동작 스케일의 증감에 따라 1차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리가 변경되는 단계,
    제2 동작 스케일의 증감이 조절됨에 따라 상기 제1 동작 스케일에 따라 제한된 엔드 이펙터의 동작 스케일을 변경함으로써 2차적으로 엔드 이펙터의 동작 거리를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 방법.
PCT/KR2022/011264 2021-08-02 2022-08-01 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법 WO2023014002A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0101662 2021-08-02
KR1020210101662A KR102549114B1 (ko) 2021-08-02 2021-08-02 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023014002A1 true WO2023014002A1 (ko) 2023-02-09

Family

ID=85154553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/011264 WO2023014002A1 (ko) 2021-08-02 2022-08-01 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102549114B1 (ko)
WO (1) WO2023014002A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140020071A (ko) * 2012-08-07 2014-02-18 삼성전자주식회사 수술 로봇 시스템 및 그 제어방법
KR20150093787A (ko) * 2012-12-25 2015-08-18 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 수술 로봇
WO2015146850A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 ソニー株式会社 ロボットアーム装置、ロボットアーム装置の制御方法及びプログラム
KR20160008130A (ko) * 2015-12-17 2016-01-21 (주)미래컴퍼니 수술 로봇 시스템 및 적응 제어 방법
US20200289222A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-17 Ethicon Llc Selectable variable response of shaft motion of surgical robotic systems

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120068597A (ko) 2010-12-17 2012-06-27 주식회사 이턴 수술 로봇 시스템 및 적응 제어 방법
KR101798590B1 (ko) * 2011-02-28 2017-11-17 주식회사 미래컴퍼니 마스터 로봇, 이를 포함하는 수술 로봇 시스템 및 그 제어 방법과, 이를 기록한 기록매체
JP6718463B2 (ja) 2015-02-19 2020-07-08 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ ロボット外科用システムのための入力デバイスを再位置決めする方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140020071A (ko) * 2012-08-07 2014-02-18 삼성전자주식회사 수술 로봇 시스템 및 그 제어방법
KR20150093787A (ko) * 2012-12-25 2015-08-18 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 수술 로봇
WO2015146850A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 ソニー株式会社 ロボットアーム装置、ロボットアーム装置の制御方法及びプログラム
KR20160008130A (ko) * 2015-12-17 2016-01-21 (주)미래컴퍼니 수술 로봇 시스템 및 적응 제어 방법
US20200289222A1 (en) * 2019-03-15 2020-09-17 Ethicon Llc Selectable variable response of shaft motion of surgical robotic systems

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230019747A (ko) 2023-02-09
KR102549114B1 (ko) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7734160B2 (en) Endoscope apparatus
US20090193299A1 (en) Medical support control system
WO2010143788A1 (ko) 듀얼 카메라를 이용한 모니터링 시스템 및 그 방법
US20090189978A1 (en) Medical support control system
WO2023014002A1 (ko) 원격 수술용 엔드 이펙터의 이동 거리 조절 장치 및 그 방법
JP4399999B2 (ja) 照明制御装置、照明システム
WO2016106505A1 (zh) 超声诊断仪及其遥控方法和便携遥控终端
JP3865013B2 (ja) 顕微鏡及び顕微鏡遠隔操作システム
WO2018062599A1 (ko) Svm 시스템 및 그의 영상입력 및 처리방법
US11516127B2 (en) System controller, controlling an IP switch including plural SDN switches
WO2022245088A1 (ko) 와이어 히스테리시스 보상 기능을 갖는 수술 도구 장치 및 그 제어방법
WO2017092109A1 (zh) 内容提供设备、液晶显示装置及显示系统
JP2753121B2 (ja) マニピュレータの制御装置
JP2009178542A (ja) 医療支援制御装置
WO2023014001A1 (ko) 수술용 로봇의 제어 장치 및 제어 방법
JPH04373386A (ja) テレビ会議システム
WO2014036733A1 (zh) 一种显示系统及其显示控制方法
JPH078039B2 (ja) 監視装置
WO2022197096A1 (ko) 디스플레이를 위한 백라이트 장치
WO2023167426A1 (ko) 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로
JP6617311B1 (ja) 光伝送システム
WO2023167427A1 (ko) 디스플레이를 위한 백라이트 장치 및 그의 전류 제어 집적회로
JPH04160994A (ja) 電子シャッタ付ｃｃｔｖカメラの制御方法
KR20230011642A (ko) cctv 제어장치 방법
WO2020096270A1 (ko) 디스플레이 장치, 디스플레이 장치 제어방법 및 디스플레이 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22853380

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE