KR20230079167A - Systems and methods for docking a surgical robot arm - Google Patents

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KR20230079167A
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robotic surgical
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매슈 바르가스
안드레 바호
네이선 왕
알렉 고든
코라이 사힌
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버브 서지컬 인크.
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Abstract

캐뉼러를 수술 로봇 아암에 부착하기 위한 방법 및 장치가 설명되고 청구된다.A method and apparatus for attaching a cannula to a surgical robot arm is described and claimed.

Description

수술 로봇 아암을 도킹하기 위한 시스템 및 방법Systems and methods for docking a surgical robot arm

본 발명은 일반적으로 로봇 수술 분야에 관한 것으로, 더 상세하게는 수술 아암 도킹(docking)을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to the field of robotic surgery, and more particularly to systems and methods for surgical arm docking.

복강경 수술과 같은 최소-침습 수술(MIS)은 수술적 시술(surgical procedure) 동안 조직 손상을 감소시키도록 의도된 기법을 수반한다. 예를 들어, 복강경 시술은 전형적으로 환자에(예를 들어, 복부에) 다수의 작은 절개부를 생성하고, 하나 이상의 도구 및 하나 이상의 내시경 카메라를 절개부를 통해 환자 내로 도입하는 것을 수반한다. 이어서 수술적 시술은 도입된 도구를 사용함으로써 수행되며, 이때 시각화 지원이 카메라에 의해 제공된다. 일반적으로, MIS는 감소된 환자 반흔 생성, 더 적은 환자 통증, 더 짧은 환자 회복 기간, 및 환자 회복과 연관된 더 낮은 의학적 치료 비용과 같은 다수의 이익을 제공한다. 일부 실시예에서, MIS는 조작자로부터의 명령에 기초하여 수술 기구를 조작하기 위한 하나 이상의 로봇 아암을 포함하는 로봇 시스템으로 수행될 수 있다.Minimally-invasive surgery (MIS), such as laparoscopic surgery, involves techniques intended to reduce tissue damage during surgical procedures. For example, laparoscopic procedures typically involve making multiple small incisions in a patient (eg, in the abdomen) and introducing one or more tools and one or more endoscopic cameras into the patient through the incisions. The surgical procedure is then performed by using the introduced instrument, with visualization assistance provided by a camera. In general, MIS provides multiple benefits such as reduced patient scarring, less patient pain, shorter patient recovery times, and lower medical treatment costs associated with patient recovery. In some embodiments, MIS may be performed with a robotic system that includes one or more robotic arms for manipulating surgical instruments based on commands from an operator.

로봇 MIS 동안, 외과 의사 또는 다른 조작자는 다수의 상이한 수술 기구들을 사용하여 수술 부위에서 시술을 수행할 수 있다. 종종, 외과 의사는 환자의 신체 내의 부위를 목표로 하기 위해 투관침(trocar) 또는 캐뉼러(cannula)의 사용에 의존할 수 있다. 캐뉼러는 채널 또는 개구를 제공할 수 있는데, 이를 통해 추가 수술 기구들이 외과 의사에 의해 도입 및 제거될 수 있다. 예를 들어, 캐뉼러는 환자 내에서 체강에 위치될 수 있고, 수술 기구는 캐뉼러 내로 삽입되고 캐뉼러를 통해 체강으로 안내될 수 있다. 로봇 시스템에서, 캐뉼러는 하나 이상의 로봇 아암들에 장착될 수 있으며, 이들은 외과 의사에 의해 원격으로 제어되어 캐뉼러를 이동시킬 수 있다. 캐뉼러 장착부는 캐뉼러를 로봇 아암에 부착하도록 사용되어 환자 내에서 캐뉼러의 적절한 제어 및 배치를 보장할 수 있다.During robotic MIS, a surgeon or other operator may perform procedures at a surgical site using a number of different surgical instruments. Often, surgeons may resort to the use of a trocar or cannula to target a site within a patient's body. The cannula may provide a channel or opening through which additional surgical instruments may be introduced and removed by the surgeon. For example, a cannula can be placed in a body cavity within a patient, and surgical instruments can be inserted into the cannula and guided through the cannula into the body cavity. In a robotic system, the cannula may be mounted on one or more robotic arms, which may be remotely controlled by the surgeon to move the cannula. The cannula mount may be used to attach the cannula to the robotic arm to ensure proper control and placement of the cannula within the patient.

MIS 시술에서, 일단 투관침의 캐뉼러가 조직을 통해 환자의 내부 영역 내로 적절하게 위치 및 삽입되면, 로봇 아암 또는 도구 구동부는 캐뉼러에 부착되어 로봇 아암 및 캐뉼러의 견고한 기계적 부착을 제공한다. 로봇 아암 및 캐뉼러의 이러한 부착은, 예를 들어, 하나 이상의 수술 도구가 캐뉼러의 루멘(lumen)을 환자의 내부 영역 내로 삽입될 수 있도록 캐뉼러의 안정을 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 로봇 아암/도구 구동부의 원위 블록 상에 위치된 부착 장치 또는 도킹 인터페이스는 부착 장치가 환자 외부에서 노출된 캐뉼러의 부착 부분(예를 들어, 캐뉼러 러그)과 정렬될 때까지 조작된다. 이어서, 로봇 아암/도구 구동부의 부착 장치 또는 도킹 인터페이스는 캐뉼러의 부착 부분에 래칭(또는 클램핑)되어, 로봇 아암/도구 구동부와 캐뉼러의 견고한 기계적 부착을 제공한다.In an MIS procedure, once the cannula of the trocar is properly positioned and inserted through the tissue and into the inner region of the patient, a robotic arm or instrument drive is attached to the cannula to provide a rigid mechanical attachment of the robotic arm and cannula. This attachment of the robotic arm and the cannula may provide stabilization of the cannula so that, for example, one or more surgical tools may be inserted into the lumen of the cannula into an interior region of a patient. In this regard, the attachment device or docking interface located on the distal block of the robotic arm/tool drive is manipulated until the attachment device aligns with the attachment portion of the cannula (eg cannula lug) exposed outside the patient. do. The attachment device or docking interface of the robot arm/tool drive is then latched (or clamped) to the attachment portion of the cannula, providing a secure mechanical attachment of the robot arm/tool drive and the cannula.

(수술 테이블 상의 또는 카트 상의) 로봇 아암은 수술 직원 또는 외과 의사에 의해 수술 포트(절개부) 내에서 캐뉼러를 향해 수동으로 또는 자율적으로 안내될 수 있다. 목표는 수술 아암을 캐뉼러/투관침에 "도킹"하여 견고한 연결을 확립하고, 이어서 접근 채널을 통해 수술 도구를 배치하는 것이다. 수술실 내의 한정된 공간과 수술 절개부와 상호 작용하는 섬세한 특성으로 인해, 이러한 작동은 한 손이 로봇 상에 있고 한 손이 캐뉼러 상에 있는 한 사람에 의해 수행되어야 한다. 그러나, 아암을 잡는 사용자의 능력은 캐뉼러 래치(예를 들어, 부착 장치의 레버 또는 액추에이터) 위치와 아암 기하학적 구조에 의해 제한된다. 예를 들어, 래치는 모든 구성에서 액세스 가능하지 않을 수 있고, 아암의 기하학적 구조는 핀치 지점(pinch point)을 제공할 수 있다. 일 태양에서, 기계적 연결을 유지하는 아암을 도킹하는 개선된 방식이 제공되어, 사용자가 자신이 원하는 어느 곳에서나 아암을 잡을 수 있게 하고, 작업의 성공에 대한 청각적, 촉각적 및 시각적 피드백을 제공한다. 대표적으로, 아암 대 캐뉼러 도킹 동안 3개의 필요한 상태를 자동으로 거치게 되는 도킹 인터페이스 또는 부착 장치가 제공된다. 이들 상태는 1) 사용자로 하여금 "도킹 모드"가 진행 중이라는 신호를 시스템에 제공할 수 있게 하는 록-아웃(lock-out) 개방 위치, 2) 캐뉼러 래치가 도킹을 위한 정확한 위치에 있다는 것에 대한 기계적 검출, 및 3) 캐뉼러 래치의 자동 클램핑 및 사용자에게의 신호 제공이다. 대표적으로, 부착 장치는 사용자에 의해 트리거될 때 클램프를 개방 구성(개방 위치)에 유지하는 록-아웃 기구를 갖는 클램프에 결합된 레버 또는 액추에이터를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 캐뉼러가 "기계적으로" 검출될 때까지 유지되고, 이 기구는 클램핑 동작을 자동으로 거치게 된다.A robotic arm (on a surgical table or on a cart) may be manually or autonomously guided towards the cannula within the surgical port (incision) by surgical staff or surgeons. The goal is to "docking" the surgical arm to the cannula/trocar to establish a solid connection, followed by placement of surgical instruments through the access channel. Due to the limited space in the operating room and the delicate nature of interacting with the surgical incision, this operation must be performed by one person with one hand on the robot and one hand on the cannula. However, the user's ability to grip the arm is limited by the cannula latch (eg, lever or actuator of the attachment device) position and arm geometry. For example, the latch may not be accessible in all configurations, and the geometry of the arm may provide a pinch point. In one aspect, an improved way of docking an arm that maintains a mechanical connection is provided, allowing the user to hold the arm anywhere he or she desires, and providing audible, tactile and visual feedback on the success of the task. do. Typically, a docking interface or attachment device is provided that automatically goes through three necessary states during arm-to-cannula docking. These states are 1) a lock-out open position that allows the user to signal to the system that "docking mode" is in progress, and 2) the cannula latch is in the correct position for docking. and 3) automatic clamping of the cannula latch and providing a signal to the user. Typically, the attachment device may include a lever or actuator coupled to the clamp having a lock-out mechanism that holds the clamp in an open configuration (open position) when triggered by a user. This configuration is maintained until the cannula is "mechanically" detected, and the instrument automatically undergoes a clamping action.

다른 태양에서, 시스템은 부착 장치를 사용하여 수술 로봇 아암들에 대한 캐뉼러의 도킹을 검출하기 위한 감지 및 로직을 포함할 수 있다. 대표적으로, 캐뉼러의 존재, 캐뉼러 상으로의 적절한 래칭 또는 클램핑, 도킹된 캐뉼러의 유형, 및 캐뉼러 해제를 나타낼 수 있는 임의의 시나리오를 검출하기 위해 유한 상태 기계를 구동하는 일 군의 센서들은 부착 장치 또는 인터페이스 내로 통합될 수 있다. 이어서, 이러한 상태들의 각각은 로봇 아암에 대한 시각적, 청각적 또는 다른 형태의 피드백을 사용할 뿐만 아니라 외과 의사 브릿지(surgeon bridge)에 대한 임의의 형태의 유사한 피드백을 통해 사용자에게 통신될 수 있다. 대표적으로, 로봇 아암이 캐뉼러에 도킹될 준비가 될 때, 래치, 레버 또는 액추에이터는 가압되어 부착 장치를 개방하고 래치를 개방 상태로 유지하는 록아웃 상에 안착될 수 있게 할 수 있다. 래치 액추에이터의 이러한 움직임은 2개의 용장성 래치 위치 인코더(redundant latch position encoder)에 의해 감지될 수 있고, 아암을 도킹 위치에 위치시키기 위해 수술 로봇 아암과 연관된 중력 보상 능동 후방(gravity compensated active back; GCAB) 구동 기구를 가능하게 할 수 있다. 일단 아암이 위치되고 캐뉼러가 원위 블록 내로 밀리게 되면, 록아웃은 분리되어 래치가 폐쇄되고 캐뉼러를 아암에 고정시킬 수 있게 될 것이다. 이 시점에서, 래치 위치 인코더는 부착 장치가 폐쇄되었고 기계적 오버센터(over-center) 지점을 통과했다는 것을 감지할 수 있으며, 이는 GCAB를 비활성화하고 아암을 상기 도킹 위치에 유지한다. 이들 인코더로부터의 신호는 능동적으로 모니터링되고, 캐뉼러가 도킹된 후에 레버 또는 래치가 우발적으로 눌려지면 상태 기계는 절차를 중지하고 사용자에게 통지해야 하는 오류 상태로 전환될 것이다.In another aspect, a system may include sensing and logic to detect docking of a cannula to surgical robot arms using an attachment device. Representatively, a group of sensors driving a finite state machine to detect the presence of a cannula, proper latching or clamping onto the cannula, the type of cannula docked, and any scenario that may indicate cannula release. These may be integrated into an attachment device or interface. Each of these states may then be communicated to the user using visual, auditory or other forms of feedback to the robotic arm, as well as any form of similar feedback to the surgeon bridge. Typically, when the robotic arm is ready to be docked to the cannula, a latch, lever or actuator may be depressed to open the attachment device and allow it to rest on a lockout holding the latch open. This movement of the latch actuator can be sensed by two redundant latch position encoders and a gravity compensated active back (GCAB) associated with the surgical robot arm to position the arm in a docked position. ) can enable the drive mechanism. Once the arm is positioned and the cannula is pushed into the distal block, the lockout will be released allowing the latch to close and secure the cannula to the arm. At this point, the latch position encoder can sense that the attachment has closed and passed the mechanical over-center point, which deactivates the GCAB and holds the arm in the docked position. Signals from these encoders are actively monitored, and if a lever or latch is accidentally depressed after the cannula has been docked, the state machine will abort the procedure and switch to an error state that should notify the user.

다른 태양에서, 본 발명은 오버센터 래칭 기구, 부착 장치와 캐뉼러 사이의 적절한 부착을 보장하기 위한 부착 장치 및/또는 캐뉼러의 일부로서의 구조적 정렬 특징부들 및/또는 캐뉼러와 부착 장치 사이의 적절한 부착 및/또는 정렬을 보장하기 위한, 가요성 부분 및 강성 부분 둘 모두를 갖는 캐뉼러 멸균 어댑터(adapter)를 제공한다. 대표적으로, 부착 장치는 레버(또는 래치)가 캐뉼러에 가해지는 힘에 의해 개방 위치로 후방 구동될 수 없는 것을 보장하는 오버센터 구성을 갖는 레버 또는 액추에이터 등을 포함할 수 있다. 오버센터인 경우, 래치는 임의의 증가하는 하중이 캐뉼러에 적용되는 상태로 레버 그 자체에 증가하는 힘이 가해져서 폐쇄될 것이다. 이러한 태양은 캐뉼러가 수술 동안 로봇 아암에 견고하고 신뢰성 있게 유지되는 것을 보장한다. 다른 태양에서, 캐뉼러 및 부착 장치 인터페이스는 부착 장치에 대한 캐뉼러의 적절한 정렬 및 부착을 보장하기 위해 서로 정합하는 정렬 특징부들을 가질 수 있다. 또 다른 태양에서, 캐뉼러와 부착 장치 사이에 안착되는 멸균 어댑터는 캐뉼러 및 부착 장치 정렬 특징부들의 인터페이싱(interfacing) 표면들이 서로 정합하고 2개의 구조체들 사이의 견고한 부착을 제공할 수 있게 하는 강성 및 구조적 특징부 둘 모두를 가질 수 있다.In another aspect, the invention provides an over-center latching mechanism, structural alignment features as part of the attachment device and/or cannula to ensure proper attachment between the attachment device and the cannula, and/or proper attachment between the cannula and the attachment device. A sterile cannula adapter having both a flexible portion and a rigid portion to ensure attachment and/or alignment is provided. Typically, the attachment device may include a lever or actuator or the like having an over-center configuration to ensure that the lever (or latch) cannot be driven rearward to an open position by force applied to the cannula. If overcenter, the latch will close with increasing force applied to the lever itself, with any increasing load being applied to the cannula. This aspect ensures that the cannula is firmly and reliably retained on the robotic arm during surgery. In another aspect, the cannula and attachment device interface may have alignment features that mate with each other to ensure proper alignment and attachment of the cannula to the attachment device. In another aspect, a sterile adapter seated between the cannula and attachment device has rigidity that allows the interfacing surfaces of the cannula and attachment device alignment features to mate with each other and provide a secure attachment between the two structures. and structural features.

다른 태양에서, 부착 장치는 부착 장치의 마모를 감소시키고 부착 장치의 신뢰성을 증가시키는 볼 베어링 트리거 기구를 포함할 수 있다. 대표적으로, (개방 구성으로 장치를 유지하는) 부착 장치의 록아웃 기구는 고정 구조 대신에 레버 또는 액추에이터 상의 볼 베어링과 인터페이싱하는 트리거 후크를 포함할 수 있다. 결국, 이는 인터페이싱 표면들 사이의 마모를 감소시킨다. 또한, 트리거 후크의 기하학적 구조는 원하는 양의 힘으로 베어링과 체결되는 개방 위치와 후크가 베어링과 분리되는 폐쇄 위치 사이에서 록아웃 기구를 전환되게 할 수 있는 특별한 크기 및 형상을 갖도록 구성될 수 있다.In another aspect, the attachment device may include a ball bearing trigger mechanism that reduces wear on the attachment device and increases reliability of the attachment device. Typically, the lockout mechanism of the attachment (which holds the device in an open configuration) may include a trigger hook that interfaces with a lever or ball bearing on the actuator instead of a retaining structure. In turn, this reduces wear between the interfacing surfaces. Additionally, the geometry of the trigger hook can be configured to have a particular size and shape that allows the lockout mechanism to be switched between an open position where the hook engages the bearing with a desired amount of force and a closed position where the hook disengages from the bearing.

다른 태양에서, 부착 장치는 부착 장치를 록아웃 개방 위치(예를 들어, 록아웃 기구가 볼 베어링과 체결되어 있음)와 폐쇄 위치(예를 들어, 록아웃 기구가 볼 베어링과 분리되어 있음) 사이에서 전환되게 하는 데 필요한 도킹 힘을 조절하기 위한 조절 기구를 가질 수 있다. 예를 들어, 부착 장치는 록아웃 기구 후크와 베어링 사이에 위치된 세트 스크루(set screw)를 포함할 수 있으며, 이는 조여질 때 록아웃이 분리되게 편향시킨다. 록아웃 조절 세트 스크루가 조여짐에 따라, 이는 베어링을 가압하고 록아웃을 이동시켜 조여지기 전보다 록아웃 베어링과 덜 체결되게 한다. 분리되기 위해 록아웃이 이동해야 하는 거리를 단축시킴으로써, 힘이 낮아질 수 있다. 그 반대는 조절 스크루를 느슨하게 하여 더 많은 체결을 가능하게 함으로써 달성될 수 있다. 일부 태양에서, 조절 기구는 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 3 파운드의 힘 내지 14 파운드의 힘의 범위 내로 조절하도록 작동 가능하다.In another aspect, the attachment device may move the attachment between a lockout open position (eg, the lockout mechanism is engaged with the ball bearing) and a closed position (eg, the lockout mechanism is disengaged from the ball bearing). It may have an adjustment mechanism for adjusting the docking force required to be switched in. For example, the attachment device may include a set screw positioned between the lockout mechanism hook and the bearing, which when tightened biases the lockout apart. As the lockout adjustment set screw is tightened, it pressurizes the bearing and moves the lockout to engage less with the lockout bearing than before it was tightened. By shortening the distance the lockout must travel to disengage, the force can be lowered. The reverse can be achieved by loosening the adjusting screw to allow more tightening. In some aspects, the adjustment mechanism is operable to adjust the force required to disengage the lockout bearing to within a range of 3 pounds of force to 14 pounds of force.

대표적으로, 일 태양에서, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치는, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 구성된 제1 클램프 구성요소; 제1 클램프 구성요소로부터 이격된 제2 클램프 구성요소로서, 제1 및 제2 클램프 구성요소들은 캐뉼러의 일부를 수용하도록 구성된 영역을 한정하고 제1 클램프 구성요소가 폐쇄 위치에 있을 때 캐뉼러의 일부를 영역 내에 유지하도록 구성된, 상기 제2 클램프 구성요소; 및 제1 클램프 구성요소를 개방 위치에 로킹하고 제1 클램프 구성요소가 영역 내에서 캐뉼러의 일부의 위치에 기초하여 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 하도록 구성된 로킹 구성요소를 포함한다. 일 태양에 있어서, 로킹 구성요소는 캐뉼러의 일부의 위치가 영역 내에서 오정렬될 때 제1 구성요소를 개방 위치에서 로킹한다. 다른 태양에서, 제1 클램프 구성요소는 캐뉼러의 일부의 위치가 영역 내에서 정렬될 때 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 자동으로 전환된다. 다른 태양에서, 캐뉼러는 영역 내에서 정렬될 때 로킹 구성요소의 일부와 접촉하고 로킹 구성요소가 제1 클램프 구성요소와 분리되게 하여, 제1 클램프 구성요소가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 전환될 수 있게 한다. 또한, 로킹 구성요소는 캐뉼러의 일부가 영역 내에서 정렬 또는 오정렬된 위치에 있는지 여부를 기계적으로 검출할 수 있다. 본 장치는 제1 클램프 구성요소가 개방 위치에 있고 캐뉼러의 일부가 영역 내에 있을 때 사용자가 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하는 중이라는 신호를 로봇 수술 시스템에 보내도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 더 포함할 수 있다.Representatively, in one aspect, an apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system includes a first clamp component configured to transition between an open position and a closed position; A second clamp component spaced apart from the first clamp component, the first and second clamp components defining an area configured to receive a portion of the cannula and retaining a portion of the cannula when the first clamp component is in the closed position. the second clamp component configured to retain a portion within the region; and a locking component configured to lock the first clamp component in the open position and allow the first clamp component to automatically transition to the closed position based on a position of the portion of the cannula within the region. In one aspect, the locking component locks the first component in the open position when the position of a portion of the cannula is misaligned within the region. In another aspect, the first clamp component automatically transitions from an open position to a closed position when the position of a portion of the cannula is aligned within the region. In another aspect, the cannula, when aligned within the region, contacts a portion of the locking component and causes the locking component to disengage from the first clamp component, so that the first clamp component can be transitioned from an open position to a closed position. let it be Additionally, the locking component may mechanically detect whether a portion of the cannula is in an aligned or misaligned position within the region. The device further includes one or more processors configured to signal to the robotic surgical system that the user is attaching the cannula to the robotic surgical system when the first clamp component is in the open position and a portion of the cannula is within the region. can do.

다른 태양에서, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템은, 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템의 로봇 아암에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치를 갖는 클램프 조립체; 클램프 조립체에 결합된 로킹 조립체로서, 로킹 조립체는 클램프 조립체를 개방 위치에 로킹하고 클램프 조립체 내에서의 캐뉼러의 위치에 기초하여 클램프 조립체가 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 하도록 구성된, 상기 로킹 조립체; 및 클램프 조립체가 개방 위치에 로킹될 때 클램프 조립체가 도킹 모드에 또는 클램프 조립체가 폐쇄 위치에 로킹될 때 클램핑 모드에 있다는 신호를 로봇 수술 시스템에 보내도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일부 태양에서, 도킹 모드에서, 클램프 조립체는 캐뉼러의 검출된 위치가 수술 로봇 시스템에 부착하기에 적합한 위치가 될 때까지 개방 위치에 로킹된 채로 유지된다. 클램핑 모드에서, 수술 로봇 시스템은 캐뉼러가 로봇 수술 시스템에 부착되어 있다는 것을 사용자에게 통지할 수 있다. 다른 태양에서, 로킹 조립체는 캐뉼러의 검출된 위치가 오정렬될 때 클램프 조립체를 개방 위치에 로킹할 수 있다. 일부 태양에서, 로킹 조립체는 캐뉼러의 검출된 위치가 정렬될 때 클램프 조립체를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 전환되게 하도록 더 구성된다. 로킹 조립체는 캐뉼러의 위치에 기초하여 클램핑 조립체를 로킹하거나 로킹 해제하는 록아웃(lock out) 기구에 결합된 레버를 포함할 수 있다.In another aspect, a system for attaching a cannula to a robotic surgical system includes a clamp assembly having an open position configured to receive the cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic arm of the robotic surgical system; a locking assembly coupled to the clamp assembly, the locking assembly configured to lock the clamp assembly in an open position and enable automatic transition of the clamp assembly to a closed position based on a position of the cannula within the clamp assembly; ; and one or more processors configured to send a signal to the robotic surgical system that the clamp assembly is in docked mode when the clamp assembly is locked in the open position or in clamping mode when the clamp assembly is locked in the closed position. In some aspects, in docked mode, the clamp assembly remains locked in the open position until the detected position of the cannula is in a position suitable for attachment to the surgical robotic system. In clamping mode, the surgical robotic system may notify the user that a cannula is attached to the robotic surgical system. In another aspect, the locking assembly can lock the clamp assembly in an open position when the detected position of the cannula is misaligned. In some aspects, the locking assembly is further configured to cause the clamp assembly to transition from an open position to a closed position when the detected position of the cannula is aligned. The locking assembly may include a lever coupled to a lock out mechanism that locks or unlocks the clamping assembly based on the position of the cannula.

다른 태양에서, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템은 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템의 로봇 아암에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치를 갖는 클램프 조립체; 클램프 조립체의 특성을 감지하도록 작동 가능한 센서 조립체; 및 하나 이상의 센서에 의해 감지된 특성에 기초하여 클램프 조립체의 상태를 결정하고 클램프 조립체의 상태와 관련한 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 클램프 조립체는 클램프 조립체를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전환되게 하도록 작동 가능한 레버를 포함할 수 있고, 센서 조립체는 레버에 결합된 위치 센서를 포함한다. 일부 태양에서, 위치 센서에 의해 감지된 특성은 레버의 각도이다. 일부 태양에서, 하나 이상의 프로세서들에 의해 결정된 클램프 조립체의 상태는 개방 위치 또는 폐쇄 위치이고 레버의 각도에 기초하여 결정된다. 일부 태양에서, 클램프 조립체의 상태가 (1) 캐뉼러가 클램프 조립체 내에 존재한다는 것 또는 (2) 캐뉼러가 클램프 조립체로부터 해제되었다는 것을 사용자에게 나타내는 시각적 피드백 메커니즘 또는 청각적 피드백 메커니즘이 제공될 수 있다.In another aspect, a system for detecting attachment of a cannula to a robotic surgical system includes a clamp assembly having an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic arm of a robotic surgical system; a sensor assembly operable to sense a characteristic of the clamp assembly; and one or more processors configured to determine a state of the clamp assembly based on the characteristic sensed by the one or more sensors and provide feedback regarding the state of the clamp assembly to a user. The clamp assembly can include a lever operable to cause the clamp assembly to transition between open and closed positions, and the sensor assembly includes a position sensor coupled to the lever. In some aspects, the characteristic sensed by the position sensor is the angle of the lever. In some aspects, the state of the clamp assembly determined by one or more processors is an open position or a closed position and is determined based on the angle of the lever. In some aspects, a visual or audible feedback mechanism may be provided to indicate to the user that the status of the clamp assembly is (1) the cannula is present within the clamp assembly or (2) the cannula has been released from the clamp assembly. .

다른 태양에서, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템은 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템의 로봇 아암에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치를 갖는 클램프 조립체; 클램프 조립체에 의해 수용될 때 캐뉼러의 특성을 감지하도록 작동 가능한 센서 조립체; 및 하나 이상의 센서에 의해 감지된 특성에 기초하여 캐뉼러의 상태를 결정하고 캐뉼러의 상태와 관련한 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일부 태양에서, 위치 센서는 자기 인코더이고, 캐뉼러는 캐뉼러의 특성을 감지하기 위해 자기 인코더에 의해 감지되는 자석을 포함한다. 다른 태양에서, 캐뉼러의 특성은 클램프 조립체의 수용 부분 내의 캐뉼러의 존재를 포함한다. 일부 태양에서, 특성에 기초하여 결정된 캐뉼러의 상태는 캐뉼러가 로봇 아암에 적절하게 부착되는 것 또는 로봇 아암에 대한 캐뉼러 부착이 해제되는 것이다. 다른 태양에서, 캐뉼러의 특성은 클램프 조립체의 수용 부분 내에 있는 캐뉼러의 유형이다. 일부 태양에서, 클램프 조립체의 수용 부분 내의 캐뉼러의 유형은 캐뉼러에 결합된 자석의 각도에 기초하여 결정된다. 다른 태양에서, 본 시스템은 시각적 피드백 메커니즘 또는 청각적 피드백 메커니즘을 포함한다.In another aspect, a system for detecting attachment of a cannula to a robotic surgical system includes a clamp assembly having an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic arm of a robotic surgical system; a sensor assembly operable to sense a characteristic of the cannula when received by the clamp assembly; and one or more processors configured to determine a state of the cannula based on the characteristic sensed by the one or more sensors and to provide feedback regarding the state of the cannula to a user. In some aspects, the position sensor is a magnetic encoder and the cannula includes a magnet that is sensed by the magnetic encoder to sense a characteristic of the cannula. In another aspect, the characteristics of the cannula include the presence of the cannula within a receiving portion of the clamp assembly. In some aspects, the state of the cannula determined based on the characteristics is that the cannula is properly attached to the robot arm or that the cannula is unattached to the robot arm. In another aspect, the characteristic of the cannula is the type of cannula within the receiving portion of the clamp assembly. In some aspects, the type of cannula within the receiving portion of the clamp assembly is determined based on the angle of the magnet coupled to the cannula. In another aspect, the system includes a visual feedback mechanism or an auditory feedback mechanism.

다른 태양에서, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 방법은, 로봇 수술 시스템에 캐뉼러를 부착하도록 구성된 클램프 조립체로서, 클램프 조립체는 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 작동 가능한, 상기 클램프 조립체; 클램프 조립체가 개방 위치 또는 폐쇄 위치에 있는지 여부 또는 클램프 조립체에 의해 수용된 캐뉼러의 존재를 검출하도록 작동 가능한 센서 조립체; 및 센서 조립체에 의한 검출에 기초하여 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 클램프 조립체가 개방 위치에 있다는 것을 센서 조립체가 검출하는 경우, 하나 이상의 프로세서들은 수술 로봇 시스템으로 하여금 클램핑 조립체에 결합된 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 분리되게 하고; 수술 로봇 아암과 관련된 중력 보상 능동 후방 구동 기구와 체결되게 하여 클램핑 조립체 내에 캐뉼러를 위치시키는 것을 가능하게 한다. 다른 태양에서, 센서 조립체가 클램프 조립체의 폐쇄 위치로의 전환을 검출하는 경우, 하나 이상의 프로세서들은 수술 로봇 시스템으로 하여금 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 체결되게 하고; 그리고 클램핑 조립체에 대한 캐뉼러의 현재 위치가 유지되도록 수술 로봇 아암과 연관된 중력 보상 능동 후방 구동 기구와 분리되게 한다. 다른 태양에서, 센서 조립체가 클램프 조립체의 폐쇄 위치로의 전환을 검출하는 경우, 하나 이상의 프로세서들은 수술 로봇 시스템으로 하여금 캐뉼러에 결합된 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 체결되게 하고; 그리고 수술 로봇 아암과 연관된 중력 보상 능동 후방 구동 기구와 분리되게 한다. 다른 태양에서, 센서 조립체는 캐뉼러가 클램프 조립체 내에 존재하는 것을 더 검출하고, 캐뉼러가 존재하는 것을 검출할 때 하나 이상의 프로세서들은 수술 로봇 시스템으로 하여금 캐뉼러가 수술 로봇 시스템에 부착되는 것을 사용자에게 통지하게 하게 한다. 다른 태양에서, 센서 조립체는 캐뉼러가 클램프 조립체 내에 존재하는 것을 더 검출하고, 캐뉼러가 존재하는 것을 검출할 때 하나 이상의 프로세서들은 수술 로봇 시스템으로 하여금 캐뉼러의 유형을 결정하게 하고; 사용자에게 캐뉼러의 유형을 통지하게 한다. 다른 태양에서, 센서 조립체가 클램프 조립체의 개방 위치로의 전환을 검출하거나, 캐뉼러가 클램프 조립체 내에 존재하지 않는 것을 검출하거나, 또는 캐뉼러 식별자(ID)를 검출하지 않는 경우, 하나 이상의 프로세서들은 수술 로봇 시스템으로 하여금 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 체결되게 하고; 그리고 수술 로봇 시스템이 캐뉼러 부착을 위해 준비되어 있다는 것을 사용자에게 통지하게 한다.In another aspect, a method for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system comprises a clamp assembly configured to attach a cannula to a robotic surgical system, the clamp assembly configured to place the cannula in an open position configured to receive the cannula to the robotic surgical system. the clamp assembly operable to transition between a closed position for attachment to a surgical system; a sensor assembly operable to detect whether the clamp assembly is in an open or closed position or the presence of a cannula received by the clamp assembly; and one or more processors configured to control attachment of the cannula to the robotic surgical system based on detection by the sensor assembly. In some aspects, when the sensor assembly detects that the clamp assembly is in the open position, the one or more processors cause the surgical robot system to disengage the surgical robot arm coupled to the clamp assembly and the associated braking assembly; It is possible to position the cannula within the clamping assembly by engaging it with a gravity compensating active rear drive mechanism associated with a surgical robot arm. In another aspect, when the sensor assembly detects transition of the clamp assembly to the closed position, the one or more processors cause the surgical robot system to engage a braking assembly associated with the surgical robot arm; and separates the gravity compensating active rear drive mechanism associated with the surgical robot arm so that the current position of the cannula relative to the clamping assembly is maintained. In another aspect, when the sensor assembly detects transition of the clamp assembly to the closed position, the one or more processors cause the surgical robotic system to engage a braking assembly associated with a surgical robotic arm coupled to the cannula; and separate from the gravity compensating active rear drive mechanism associated with the surgical robotic arm. In another aspect, the sensor assembly further detects that a cannula is present within the clamp assembly, and upon detecting that a cannula is present the one or more processors cause the surgical robotic system to inform the user that the cannula is attached to the surgical robotic system. let it be notified In another aspect, the sensor assembly further detects that a cannula is present within the clamp assembly, and upon detecting that a cannula is present the one or more processors cause the surgical robotic system to determine the type of cannula; Allow the user to be notified of the type of cannula. In another aspect, if the sensor assembly detects a transition of the clamp assembly to an open position, detects that a cannula is not present within the clamp assembly, or does not detect a cannula identifier (ID), the one or more processors trigger a surgical procedure. cause the robotic system to engage a braking assembly associated with a surgical robot arm; and notify the user that the surgical robot system is ready for cannula attachment.

다른 태양에서, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 장치는 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 작동 가능한 클램프; 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 클램프를 전환되게 하도록 작동 가능한 액추에이터; 및 제1 피벗 지점에서 클램프에 그리고 제2 피벗 지점에서 액추에이터에 피벗식으로 결합된 링크 부재로서, 폐쇄 위치에서 제2 피벗 지점은 제1 피벗 지점에 대해 오버센터인, 상기 링크 부재를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 폐쇄 위치에서, 제2 피벗 지점은 1도 이하의 각도만큼 제1 피벗 지점에 대해 오버센터이다. 다른 태양에서, 제2 피벗 지점이 제1 피벗 지점에 대해 오버센터가 되게 함으로써 클램프가 로봇 수술 시스템에 부착된 캐뉼러에 임의의 증가하는 하중이 적용되는 상태로 클램프 그 자체에 증가하는 힘이 가해져서 폐쇄 위치에 있게 된다. 다른 태양에서, 제2 피벗 지점이 상기 제1 피벗 지점에 대해 오버센터가 되게 함으로써 힘이 로봇 수술 시스템에 부착된 캐뉼러에 적용될 때 클램프가 개방 위치로 전환되는 것을 방지하게 된다. 다른 태양에서, 클램프는 제3 피벗 지점에서 베이스 부재에 회전 가능하게 결합된 제1 단부 및 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위해 전방 위치로 회전하는 제2 단부를 포함할 수 있다. 제2 단부는 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 강화하도록 구성된 캐뉼러 정합 특징부를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 액추에이터는 4절 링크 기구(four bar linkage mechanism)를 형성하기 위해 제4 피벗 지점에서 베이스 부재에 결합된다. 일부 태양에서, 액추에이터는 사용자가 액추에이터로 하여금 수동으로 클램프를 개방 위치로 전환되게 할 수 있도록 구성된 제1 단부 및 록아웃 기구에 근접한 제2 단부를 포함하고, 록아웃 기구는 클램프를 개방 위치로 로킹하도록 액추에이터와 체결되고, 캐뉼러에 의해 접촉될 때 클램프가 폐쇄 위치로 전환되게 할 수 있도록 액추에이터와 분리되는, 장치. 다른 태양에서, 본 장치는 캐뉼러가 클램프에 의해 로봇 수술 시스템에 부착될 때 그 안에 위치되는 캐뉼러 수용 챔버를 갖는 베이스 부재를 더 포함할 수 있고, 수용 챔버는 캐뉼러를 수용 챔버 내로 안내하고 캐뉼러의 오정렬을 방지하기 위한 캐뉼러 정합 특징부를 포함한다.In another aspect, an apparatus for detecting attachment of a cannula to a robotic surgical system includes a clamp operable to transition between an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic surgical system; an actuator operable to cause the clamp to transition between an open position and a closed position; and a link member pivotally coupled to the clamp at a first pivot point and to the actuator at a second pivot point, the second pivot point being overcenter with respect to the first pivot point in the closed position. there is. In some aspects, in the closed position, the second pivot point is over-centered with respect to the first pivot point by less than one degree. In another aspect, increasing force is applied to the clamp itself with any increasing load being applied to the cannula to which the clamp is attached to the robotic surgical system by causing the second pivot point to be over-centered with respect to the first pivot point. and it is in the closed position. In another aspect, having the second pivot point over-center with respect to the first pivot point prevents the clamp from transitioning to an open position when force is applied to a cannula attached to the robotic surgical system. In another aspect, the clamp can include a first end rotatably coupled to the base member at a third pivot point and a second end that rotates into a forward position for attaching the cannula to the robotic surgical system. The second end may include a cannula mating feature configured to enhance attachment of the cannula to the robotic surgical system. In some aspects, the actuator is coupled to the base member at a fourth pivot point to form a four bar linkage mechanism. In some aspects, the actuator includes a first end configured to allow a user to manually cause the actuator to switch the clamp to an open position and a second end proximate to the lockout mechanism, the lockout mechanism locking the clamp to the open position. A device engaged with the actuator to cause the clamp to switch to a closed position when contacted by the cannula, and disengaged from the actuator. In another aspect, the device may further include a base member having a cannula receiving chamber positioned therein when the cannula is attached to the robotic surgical system by means of a clamp, the receiving chamber guiding the cannula into the receiving chamber. Includes a cannula mating feature to prevent misalignment of the cannula.

다른 태양에서, 로봇 수술 시스템에 캐뉼러를 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터는 캐뉼러 러그를 수용하도록 치수가 정해진 개구를 한정하는 캐뉼러 인터페이스, 캐뉼러 인터페이스로부터 연장되는 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체, 및 제2 캐뉼러 인터페이스를 갖는 강성 장벽 부분으로서, 제1 캐뉼러 인터페이스 및 제2 캐뉼러 인터페이스는 캐뉼러 러그의 정렬 구조체들과 인터페이싱하도록 치수가 정해지는, 상기 강성 장벽 부분; 및 강성 장벽 부분에 몰딩된 가요성 장벽 부분으로서, 가요성 장벽 부분은 그 내부에 삽입된 캐뉼러 러그를 수용하도록 치수가 정해진, 강성 장벽 부분의 개구 주위에 공동(cavity)을 한정하고, 공동은 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체에 의해 한정된 제1 측면 및 제2 캐뉼러 인터페이스 구조체가 그를 따라 위치되는 제2 측면을 가지고, 제2 캐뉼러 인터페이스 구조체는 가요성 장벽 부분에 의해 완전히 둘러싸이는, 상기 가요성 장벽 부분을 포함한다. 일부 태양에서, 캐뉼러 인터페이스는 로봇 수술 시스템의 로봇 수술 아암을 향하는 아암 측면 및 캐뉼러 러그를 향하는 캐뉼러 측면을 갖는 플레이트를 포함하고, 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체는 로봇 수술 아암의 방향으로 아암 측면으로부터 연장된다. 가요성 장벽 부분은 플레이트의 아암 측면에 몰딩될 수 있고, 공동의 적어도 3개의 측면을 한정한다. 일부 태양에서, 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체는 캐뉼러 러그의 상보적인 오목한 영역과 인터페이싱하도록 치수가 정해진 용골(keel) 형상 구조체를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 강성 클램프 인터페이스 부분은 제2 측면에 몰딩된 플레이트를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 플레이트의 각도는 캐뉼러 러그의 정렬 구조체들의 각도로 변경 가능하다. 일부 태양에서, 유지 범프(retention bump)는 가요성 장벽 부분의 상기 제2 측면에 결합되고, 클램핑 조립체 내의 캐뉼러 러그의 삽입 및 제거 동안 클램핑 조립체 내에 캐뉼러 멸균 어댑터를 유지하도록 치수가 정해진다. 또한, 정합 기준면(mating datum)은 가요성 장벽 부분의 제3 측면에 결합되고 삽입된 캐뉼러 러그와 연관 도구의 축 사이의 정렬을 유지하도록 구성될 수 있다. 일부 태양에서, 강성 장벽 부분은 플라스틱 재료에 의해 형성된다. 일부 태양에서, 가요성 장벽 부분은 강성 장벽 부분에 오버몰딩되는 가요성 탄성중합체 재료에 의해 형성된다. 일부 태양에서, 가요성 장벽 부분은 열가소성 폴리우레탄을 포함한다.In another aspect, a cannula sterilization adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system includes a cannula interface defining an opening dimensioned to receive a cannula lug, a first cannula interface structure extending from the cannula interface, and a rigid barrier portion having a second cannula interface, the first cannula interface and the second cannula interface being dimensioned to interface with the alignment structures of the cannula lug; and a flexible barrier portion molded to the rigid barrier portion, the flexible barrier portion defining a cavity around an opening in the rigid barrier portion dimensioned to receive a cannula lug inserted therein, the cavity comprising: having a first side defined by a first cannula interface structure and a second side along which a second cannula interface structure is positioned, the second cannula interface structure being completely surrounded by a flexible barrier portion; contains the barrier part. In some aspects, the cannula interface includes a plate having an arm side facing a robotic surgical arm of a robotic surgical system and a cannula side facing a cannula lug, wherein the first cannula interface structure is the arm side in the direction of the robotic surgical arm. extends from A flexible barrier portion may be molded into the arm side of the plate and defines at least three sides of the cavity. In some aspects, the first cannula interface structure may include a keel shaped structure dimensioned to interface with the complementary recessed area of the cannula lug. In some aspects, the rigid clamp interface portion may include a plate molded to the second side. In some aspects, the angle of the plate is variable to the angle of the alignment features of the cannula lug. In some aspects, a retention bump is coupled to the second side of the flexible barrier portion and is dimensioned to retain the cannula sterile adapter within the clamping assembly during insertion and removal of the cannula lug within the clamping assembly. Additionally, a mating datum may be coupled to the third side of the flexible barrier portion and configured to maintain alignment between the inserted cannula lug and the shaft of the associated tool. In some aspects, the rigid barrier portion is formed by a plastic material. In some aspects, the flexible barrier portion is formed by a flexible elastomeric material that is overmolded to the rigid barrier portion. In some aspects, the flexible barrier portion includes thermoplastic polyurethane.

다른 태양에서, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하도록 구성된 클램프 조립체로서, 상기 클램프 조립체는 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 클램프를 전환되게 하도록 상기 클램프에 결합된 액추에이터를 포함하는, 상기 클램프 조립체; 및 클램프 조립체에 결합되어 클램프의 전환을 제어하는 록아웃 조립체로서, 록아웃 조립체는 클램프가 개방 위치에 있을 때 액추에이터에 결합된 베어링과 체결되고 클램프가 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 상기 베어링과 분리되도록 치수가 정해지는 후크를 갖는, 상기 록아웃 조립체를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 후크는 베어링의 접점 너머로 연장되어 베어링과 체결되는 팁(tip)을 포함할 수 있고, 팁이 접점과 정렬될 때 후크는 베어링과 분리되어 클램프가 폐쇄 위치로 전환될 수 있게 한다. 일부 태양에서, 팁을 접점과 정렬시킴으로써 후크가 상기 베어링과 분리될 수 있게 하는 베어링의 회전을 야기한다. 일부 태양에서, 후크는 베어링과 체결되도록 후크를 편향시키는 스프링에 결합된다. 일부 태양에서, 후크와 베어링 사이의 체결 또는 분리는 록아웃 조립체의 체결 상태를 사용자에게 통지하는 청각적 피드백 또는 촉각적 피드백을 제공한다. 록아웃 조립체는 클램프 조립체 내로 삽입된 캐뉼러에 의해 접촉될 때 베어링으로부터 분리될 수 있다. 본 장치는 후크가 베어링과 체결되거나 분리되게 하는 데 필요한 힘을 조절하도록 작동 가능한 조절 기구를 더 포함할 수 있다. 조절 기구는 후크와 베어링 사이의 간격을 증가시키는 제1 위치와 후크와 베어링 사이의 간격을 감소시키는 제2 위치 사이에서 조절 가능한 세트 스크루를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 제1 위치에서, 후크가 베어링과 분리되게 하는 데 필요한 힘이 감소된다. 일부 태양에서, 제2 위치에서, 후크가 베어링과 분리되게 하는 데 필요한 힘이 증가된다.In another aspect, an apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system comprises a clamp assembly configured to attach the cannula to the robotic surgical system, the clamp assembly having an open position configured to receive the cannula and holding the cannula to the robotic surgical system. an actuator coupled to the clamp to cause the clamp to transition between closed positions for attaching to the clamp assembly; and a lockout assembly coupled to the clamp assembly to control transition of the clamp, the lockout assembly engaging a bearing coupled to the actuator when the clamp is in an open position and engaging the bearing to enable automatic transition of the clamp to a closed position. and the lockout assembly having a hook dimensioned to separate. In some aspects, the hook may include a tip that extends beyond the contact point of the bearing and engages the bearing, and when the tip is aligned with the contact point the hook disengages from the bearing allowing the clamp to transition to a closed position. In some aspects, aligning the tip with the contact causes rotation of the bearing allowing the hook to disengage from the bearing. In some aspects, the hook is coupled to a spring that biases the hook into engagement with the bearing. In some aspects, engagement or disengagement between the hook and bearing provides audible or tactile feedback notifying the user of the engagement status of the lockout assembly. The lockout assembly can separate from the bearing when contacted by a cannula inserted into the clamp assembly. The device may further include an adjustment mechanism operable to adjust the force required to cause the hook to engage or disengage from the bearing. The adjustment mechanism may include a set screw that is adjustable between a first position that increases the gap between the hook and the bearing and a second position that decreases the gap between the hook and the bearing. In some aspects, in the first position, the force required to disengage the hook from the bearing is reduced. In some aspects, in the second position, the force required to disengage the hook from the bearing is increased.

다른 태양에서, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치는, 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 작동 가능한 클램프; 클램프 조립체에 결합되어 클램프를 개방 위치에 유지하고 캐뉼러에 의한 힘의 인가 시 클램프를 폐쇄 위치로 해제하는 로킹 조립체로서, 로킹 조립체는 개방 위치에서 클램프의 록아웃 베어링과 체결되고 클램프를 폐쇄 위치로 해제하기 위해 록아웃 베어링과 분리되는 록아웃 후크를 갖는, 상기 로킹 조립체; 및 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 조절하도록 작동 가능한 조절 부재를 포함할 수 있다. 일부 태양에서, 록아웃 후크는 스프링에 의해 록아웃 베어링의 체결을 향해 편향된다. 다른 태양에서, 조절 부재는 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 감소시키기 위해 록아웃 후크의 위치를 록아웃 베어링으로부터 멀어지게 이동시킨다. 다른 태양에서, 조절 부재는 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 증가시키기 위해 록아웃 후크의 위치를 록아웃 베어링을 향해 이동시킨다. 일부 태양에서, 조절 부재는 록아웃 후크를 통해 록아웃 후크와 록아웃 베어링 사이의 인터페이스로 연장되는 세트 스크루를 포함하는, 장치. 일 태양에서, 세트 스크루를 조임으로써 록아웃 후크의 위치가 록아웃 베어링으로부터 멀어지게 이동된다. 다른 태양에서, 세트 스크루를 느슨하게 함으로써 록아웃 후크의 위치가 록아웃 베어링을 향해 이동된다. 일부 태양에서, 록아웃 베어링은 볼 베어링이다. 다른 태양에서, 클램프는 클램프의 제1 클램프 구성요소에 결합되는 액추에이터를 포함할 수 있고, 액추에이터는 제1 클램프 구성요소를 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동시키도록 작동 가능하고, 볼 베어링은 액추에이터에 결합된다.In another aspect, an apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system includes a clamp operable to transition between an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic surgical system; A locking assembly coupled to the clamp assembly to hold the clamp in an open position and release the clamp to a closed position upon application of force by the cannula, wherein the locking assembly engages a lockout bearing of the clamp in the open position and moves the clamp to the closed position. the locking assembly having a lockout hook that separates the lockout bearing for release; and an adjustment member operable to adjust the force required to disengage the lockout bearing. In some aspects, the lockout hook is biased towards engagement of the lockout bearing by a spring. In another aspect, the adjustment member moves the position of the lockout hook away from the lockout bearing to reduce the force required to disengage the lockout bearing. In another aspect, the adjustment member moves the position of the lockout hook toward the lockout bearing to increase the force required to disengage the lockout bearing. In some aspects, the device comprises a set screw extending through the lockout hook and into an interface between the lockout hook and the lockout bearing. In one aspect, the position of the lockout hook is moved away from the lockout bearing by tightening the set screw. In another aspect, the position of the lockout hook is moved toward the lockout bearing by loosening the set screw. In some aspects, the lockout bearing is a ball bearing. In another aspect, the clamp can include an actuator coupled to a first clamp component of the clamp, the actuator operable to move the first clamp component between an open position and a closed position, and a ball bearing coupled to the actuator. are combined

위의 요약은 본 발명의 모든 태양들의 총망라한 리스트를 포함하지 않는다. 본 발명은 위에 요약된 다양한 태양들뿐만 아니라, 아래의 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'에 개시되고 본 출원과 함께 제출된 청구범위에서 특별히 지적된 것들의 모든 적합한 조합들로부터 실시될 수 있는 모든 시스템들 및 방법들을 포함하는 것으로 고려된다. 그러한 조합들은 위의 요약에서 구체적으로 언급되지 않은 특별한 이점들을 갖는다.The above summary does not contain an exhaustive list of all aspects of the invention. The present invention may be practiced from the various aspects summarized above, as well as all suitable combinations of those disclosed in the "Details for Carrying Out the Invention" below and particularly pointed out in the claims filed with this application. It is contemplated to include systems and methods. Such combinations have special advantages not specifically mentioned in the summary above.

도 1은 수술 로봇 시스템을 갖는 수술실 설비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 로봇 아암의 일부의 사시도이다.
도 3은 도 2의 로봇 아암의 부착 장치의 개략 사시도이다.
도 4a는 개방 위치에 있는 도 2의 로봇 아암의 부착 장치의 측단면도이다.
도 4b는 폐쇄 위치에 있는 도 2의 로봇 아암의 부착 장치의 측단면도이다.
도 5는 도 2의 로봇 아암의 부착 장치와 관련된 사용자 피드백을 제공하기 위한 방법의 공정 흐름도이다.
도 6은 도 4a 및 도 4b의 부착 장치와 연관된 센서 조립체의 측단면도이다.
도 7은 도 2의 로봇 아암의 부착 장치를 사용하여 도킹을 검출하기 위한 방법의 공정 흐름도이다.
도 8a는 개방 위치에 있는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 다른 태양의 측단면도이다.
도 8b는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 다른 태양의 측단면도이다.
도 9a는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 다른 태양의 측단면도이다.
도 9b는 도 9a의 부착 장치의 일부의 확대 측단면도이다.
도 9c는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 다른 태양의 측단면도이다.
도 9d는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 다른 태양의 측단면도이다.
도 10a는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 다른 태양의 측단면도이다.
도 10b는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 일부의 하부측 사시도이다.
도 10c는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 일부의 상부측 사시도이다.
도 11a는 도 4a 및 도 4b의 부착 장치의 멸균 어댑터의 하부 사시도이다.
도 11b는 도 11a의 멸균 어댑터의 상부 사시도이다.
도 11c는 부착 장치가 개방 위치에 있는 도 11a의 멸균 어댑터의 측단면도이다.
도 11d는 부착 장치가 폐쇄 위치에 있는 도 11a의 멸균 어댑터의 측단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른, 로봇 아암 및 부착 기구를 포함하는 수술 로봇 시스템을 위한 사용자 콘솔의 컴퓨터 부분의 블록도이다.1 is a schematic diagram of an operating room facility with a surgical robotic system.
2 is a perspective view of a portion of a robot arm according to one aspect of the present invention.
Figure 3 is a schematic perspective view of the attachment device for the robot arm of Figure 2;
Fig. 4a is a cross-sectional side view of the attachment device of the robot arm of Fig. 2 in an open position;
Fig. 4b is a cross-sectional side view of the attachment device of the robot arm of Fig. 2 in a closed position;
5 is a process flow diagram of a method for providing user feedback related to the attachment device of the robot arm of FIG. 2;
6 is a cross-sectional side view of a sensor assembly associated with the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
7 is a process flow diagram of a method for detecting docking using the attachment device of the robot arm of FIG. 2;
8A is a cross-sectional side view of another aspect of the attachment device of FIGS. 4A and 4B in an open position.
8B is a cross-sectional side view of another aspect of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
9A is a cross-sectional side view of another aspect of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
9B is an enlarged side cross-sectional view of a portion of the attachment device of FIG. 9A.
9C is a cross-sectional side view of another aspect of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
9D is a cross-sectional side view of another aspect of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
10A is a cross-sectional side view of another aspect of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
10B is a bottom perspective view of a portion of the attachment device of FIGS. 4A and 4B .
10C is a top side perspective view of a portion of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
11A is a bottom perspective view of a sterile adapter of the attachment device of FIGS. 4A and 4B.
11B is a top perspective view of the sterile adapter of FIG. 11A.
11C is a cross-sectional side view of the sterile adapter of FIG. 11A with the attachment device in an open position.
11D is a cross-sectional side view of the sterile adapter of FIG. 11A with the attachment device in a closed position.
12 is a block diagram of the computer portion of a user console for a robotic surgical system including robotic arms and attachment mechanisms, according to one embodiment.

다양한 실시예에서, 도면을 참조하여 설명이 이루어진다. 그러나, 소정 실시예는 하나 이상의 이러한 특정 상세 사항들 없이도 또는 다른 알려진 방법 및 구성과 조합되어 실시될 수 있다. 하기 설명에서, 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 구성, 치수, 및 공정과 같은 다수의 특정 상세 사항이 기재된다. 다른 경우에, 잘 알려진 공정 및 제조 기술은 설명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 특별히 상세히 기술되지 않았다. 본 명세서 전반에 걸친 "하나의 실시예", "일 실시예" 등에 대한 언급은 기술된 특정 특징, 구조, 구성, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 이에 따라, 본 명세서 전반에 걸쳐 여러 곳에서의 어구 "하나의 실시예", "일 실시예" 등의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 구성, 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.In various embodiments, the description is made with reference to the drawings. However, certain embodiments may be practiced without one or more of these specific details or in combination with other known methods and arrangements. In the following description, numerous specific details are set forth, such as specific configurations, dimensions, and processing, in order to provide a thorough understanding of the embodiments. In other instances, well known processes and manufacturing techniques have not been described in particular detail in order not to unnecessarily obscure the description. Reference throughout this specification to “one embodiment,” “an embodiment,” or the like, means that a particular feature, structure, configuration, or characteristic described is included in at least one embodiment. Thus, the appearances of the phrases “in one embodiment,” “an embodiment,” etc. in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment. In addition, certain features, structures, configurations, or characteristics may be combined in any suitable way in one or more embodiments.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정 태양들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 제한인 것으로 의도되지 않는다. "밑", "아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은, 공간적으로 상대적인 용어들이 도면에 예시된 바와 같이 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소의 또는 특징부의 관계를 설명하기 위해서 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시된 배향에 더하여 사용 또는 작동 중인 장치의 상이한 배향들을 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징부 "아래" 또는 "밑"으로서 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징부 "위"에 배향될 것이다. 이에 따라, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 배향 둘 모두를 포함할 수 있다. 장치는 달리 배향될 수 있고(예컨대, 90도 또는 다른 배향들로 회전됨), 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술어들은 그에 맞춰 해석될 수 있다.Also, the terminology used herein is merely for describing specific aspects and is not intended to be limiting of the present invention. Spatially relative terms such as "below", "below", "lower", "above", "upper", etc., refer to the relationship of one element(s) or feature(s) to another element(s) or feature(s) as illustrated in the figures. or may be used herein for ease of explanation to describe the relationship of features. It will be understood that spatially relative terms are intended to include different orientations of the device in use or operation in addition to the orientation shown in the figures. For example, if the device in the figures is turned over, elements described as “below” or “beneath” other elements or features will be oriented “above” the other elements or features. Accordingly, the exemplary term “below” can include both an orientation of above and below. The device may be otherwise oriented (eg, rotated 90 degrees or at other orientations) and the spatially relative descriptors used herein interpreted accordingly.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태(부정 관사("a", "an") 및 정관사("the"))는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 복수 형태도 포함하도록 의도된다. 용어들 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 특징부, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 그들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.As used herein, the singular forms ("a", "an", and "the") are intended to include the plural forms as well, unless the context dictates otherwise. The terms "comprises" and/or "comprising" indicate the presence of stated features, steps, operations, elements and/or components, but indicate the presence of one or more other features, steps, operations, elements, components, and/or the presence or addition of groups thereof.

본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어들 "또는" 및 "및/또는"은 임의의 하나 또는 임의의 조합을 포함하거나 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C"는 하기 중 임의의 것을 의미한다: A; B; C; A 및 B; A 및 C; B 및 C; A, B 및 C. 이러한 정의에 대한 예외는 요소들, 기능들, 단계들 또는 액트들의 조합이 어떤 방법에서 본질적으로 상호 배타적일 때에만 발생할 것이다.As used herein, the terms “or” and “and/or” should be construed to include or mean any one or any combination. Thus, "A, B or C" or "A, B and/or C" means any of the following: A; B; C; A and B; A and C; B and C; A, B and C. Exceptions to this definition will occur only when combinations of elements, functions, steps or acts are in some way inherently mutually exclusive.

더욱이, 본 설명 전반에 걸친 상대적인 용어들의 사용은 상대적 위치 또는 방향을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "원위"는 기준점으로부터 멀어지는, 예컨대 사용자로부터 멀어지는 제1 방향을 나타낼 수 있다. 유사하게, "근위"는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로의, 예컨대 사용자를 향하는 위치를 나타낼 수 있다. 그러나, 그러한 용어들은 상대적인 기준 프레임들을 확립하기 위해 제공되며, 임의의 특정 수술 로봇 구성요소의 사용 또는 배향을 하기의 다양한 실시예에 기술된 특정 구성으로 제한하도록 의도되지 않는다.Moreover, the use of relative terms throughout this description may refer to a relative location or direction. For example, “far” may refer to a first direction away from a reference point, eg, away from the user. Similarly, “proximal” can refer to a location in a second direction opposite the first direction, such as towards the user. However, such terms are provided to establish relative frames of reference and are not intended to limit the use or orientation of any particular surgical robot component to the specific configurations described in the various embodiments below.

도 1을 참조하면, 이것은 수술장 내의 예시적인 수술 로봇 시스템(100)의 회화도(pictorial view)이다. 수술 로봇 시스템(100)은 사용자 콘솔(102), 컨트롤 타워(103), 및 수술 로봇 플랫폼(105), 예컨대 수술 테이블, 침대 등에서의 로봇 아암(104)을 포함하는 하나 이상의 수술 로봇(120)을 포함한다. 이 시스템(100)은 환자(106)에 대해 수술을 수행하는 데 사용되는 다수의 장치, 도구, 또는 액세서리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 수술을 수행하는 데 사용되는 하나 이상의 수술 도구(107)를 포함할 수 있다. 수술 도구(107)는 수술적 시술을 실행하기 위해 수술 아암(104)의 원위 단부에 부착된 엔드 이펙터(end effector)일 수 있다.Referring to FIG. 1 , this is a pictorial view of an exemplary surgical robotic system 100 within an operating room. The surgical robotic system 100 includes one or more surgical robots 120 that include a user console 102, a control tower 103, and a surgical robotic platform 105, such as a robotic arm 104 on a surgical table, bed, or the like. include System 100 may include a number of devices, tools, or accessories used to perform surgery on patient 106 . For example, system 100 may include one or more surgical tools 107 used to perform surgery. Surgical tool 107 may be an end effector attached to the distal end of surgical arm 104 to perform a surgical procedure.

각각의 수술 도구(107)는 수술 동안 수동으로, 로봇으로, 또는 이들 둘 모두로 조작될 수 있다. 예를 들어, 수술 도구(107)는 환자(106)의 내부 해부학적 구조에 들어가거나, 그것을 관찰하거나, 조작하는 데 사용되는 도구일 수 있다. 일 실시예에서, 수술 도구(107)는 환자의 조직을 파지할 수 있는 파지기(grasper)이다. 수술 도구(107)는 베드옆 조작자(108)에 의해 수동으로 제어될 수 있거나; 또는 그것이 부착되는 수술 로봇 아암(104)의 가동된 움직임을 통해 로봇식으로 제어될 수 있다. 로봇 아암(104)은 테이블-장착식 시스템으로 도시되지만, 다른 구성에서 아암(104)은 카트(cart), 천장 또는 측벽에 또는 다른 적합한 구조적 지지물에 장착될 수 있다.Each surgical tool 107 may be manipulated manually, robotically, or both during surgery. For example, surgical instrument 107 may be an instrument used to enter, view, or manipulate the internal anatomy of patient 106 . In one embodiment, surgical tool 107 is a grasper capable of gripping tissue of a patient. The surgical tools 107 may be manually controlled by the bedside operator 108; or it can be controlled robotically through actuated movement of the surgical robot arm 104 to which it is attached. Although the robot arm 104 is shown as a table-mounted system, in other configurations the arm 104 may be mounted to a cart, ceiling or side wall, or to other suitable structural supports.

일반적으로, 외과 의사 또는 다른 조작자와 같은 원격 조작자(109)가 사용자 콘솔(102)을 사용하여 아암(104) 및/또는 부착된 수술 도구(107)를 원격으로 조작(예컨대, 원격조작)할 수 있다. 사용자 행동에 기초하여 원격조작이 관여되거나 또는 해제될 수 있다. 원격조작 모드에 "관여"하는 것은 예를 들어, 수술 기구를 제어하는 것이 방지되고 있는 UID 또는 풋 페달(foot pedal)이 수술 기구를 이제 제어할 수 있는 모드(예를 들어, 원격조작 모드)로 전환되는 작동을 지칭하고자 하는 것으로 이해되어야 한다. 반면에, 원격조작 모드를 해제하는 것은 시스템이 원격조작 모드에 있다가 UID 또는 풋 페달이 더 이상 수술 기구를 제어할 수 없는 모드(비원격조작 모드)로 전환될 때 발생하는 작동을 지칭하고자 하는 것이다. 예를 들어, 원격조작 모드는 검출된 움직임이 사용자에 의한 의도하지 않은 동작 또는 움직임이라고 결정할 때 또는 사용자가 원격조작 모드가 더 이상 관여되지 않는 것을 암시하는 임의의 다른 동작에 관여하는 것으로 이 시스템이 결정할 때 해제될 수 있다.In general, a remote operator 109, such as a surgeon or other operator, may use the user console 102 to remotely manipulate (eg, telemanipulate) the arm 104 and/or attached surgical tools 107. there is. Remote manipulation can be engaged or disengaged based on user action. "Engaging" in a telemanipulation mode means, for example, a UID that is being prevented from controlling a surgical instrument or a foot pedal to a mode in which it can now control a surgical instrument (e.g., a telemanipulation mode). It should be understood that it is intended to refer to an operation that is switched. On the other hand, releasing the teleoperation mode is intended to refer to the operation that occurs when the system is in the teleoperation mode and switches to a mode in which the UID or foot pedal can no longer control surgical instruments (non-teleoperation mode). will be. For example, the teleoperation mode may be determined by the system as when the system determines that the detected motion is an unintentional motion or movement by the user, or the user engages in any other motion implying that the teleoperation mode is no longer engaged. It can be released when you decide.

사용자 콘솔(102)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)의 나머지와 동일한 수술실에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 환경에서, 사용자 콘솔(102)은 인접한 또는 부근의 방 안에 위치될 수 있거나, 또는 원격 위치에, 예를 들어 상이한 건물, 도시, 또는 나라에 있을 수 있다. 사용자 콘솔(102)은 좌석(110), 하나 이상의 사용자 인터페이스 장치, 예를 들어 발-작동식 제어부(113) 또는 핸드헬드 사용자 입력 장치(UID)(114), 및 예를 들어 환자(106) 내부의 수술 부위의 뷰(view)를 디스플레이하도록 구성된 적어도 하나의 사용자 디스플레이(115)를 포함할 수 있다. 예시적인 사용자 콘솔(102)에서, 원격 조작자(109)는 아암(104) 및 (아암(104)의 원위 단부 상에 장착된) 수술 도구(107)를 원격으로 제어하기 위해 발-작동식 제어부(113) 및 핸드헬드 UID(114)를 조작하면서 좌석(110)에 앉아 사용자 디스플레이(115)를 관찰하고 있다.User console 102, as shown in FIG. 1, may be located in the same operating room as the rest of system 100. However, in other circumstances, user console 102 may be located in an adjacent or nearby room, or may be in a remote location, for example in a different building, city, or country. The user console 102 may include a seat 110, one or more user interface devices, such as a foot-operated control 113 or a handheld user input device (UID) 114, and, for example, inside the patient 106 and at least one user display 115 configured to display a view of the surgical site of the patient. In the exemplary user console 102, a remote operator 109 has foot-operated controls (to remotely control the arm 104 and surgical tools 107 (mounted on the distal end of the arm 104)). 113) and the handheld UID 114 while sitting in the seat 110 and observing the user display 115.

몇몇 변형예에서, 베드옆 조작자(108)가 또한 "베드 위" 모드에서 시스템(100)을 작동시킬 수 있으며, 여기서 베드옆 조작자(108)(사용자)는 이제 환자(106)의 옆에 있고, 예를 들어 핸드헬드 UID(114)를 한 손에 쥔 채로, 로봇-구동식 도구(아암(104)에 부착된 바와 같은 엔드 이펙터)를, 그리고 수동 복강경 도구를 동시에 조작하고 있다. 예를 들어, 베드옆 조작자의 왼손은 로봇 구성요소를 제어하기 위해 핸드헬드 UID를 조작하고 있을 수 있는 반면, 베드옆 조작자의 오른손은 수동 복강경 도구를 조작하고 있을 수 있다. 이에 따라, 이러한 변형예에서, 베드옆 조작자(108)는 환자(106)에 대해 로봇-보조식 최소 침습 수술 및 수동 복강경 수술 둘 모두를 수행할 수 있다.In some variations, the bedside operator 108 can also operate the system 100 in an “above bed” mode, where the bedside operator 108 (user) is now next to the patient 106; For example, while holding handheld UID 114 in one hand, simultaneously manipulating a robot-driven tool (an end effector as attached to arm 104) and a manual laparoscopic tool. For example, the bedside operator's left hand may be operating a handheld UID to control a robotic component, while the bedside operator's right hand may be operating a manual laparoscopic tool. Accordingly, in this variation, bedside operator 108 may perform both robot-assisted minimally invasive surgery and manual laparoscopic surgery on patient 106 .

예시적인 시술(수술) 동안, 환자(106)는 마취를 달성하기 위해 멸균 방식으로 수술 준비되고 드레이핑된다(draped). 수술 부위에 대한 초기 접근은 로봇 시스템(100)의 아암들이 (수술 부위에 대한 접근을 용이하게 하기 위해) 격납된(stowed) 구성 또는 인출된(withdrawn) 구성에 있는 동안 수동으로 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 환자(106) 내로의 수술 기구의 도입을 가능하게 하기 위한 포트를 생성하기 위해, 투관침 조립체가 환자 내(예컨대, 복벽 내)의 절개부 또는 진입 지점을 통해 환자 내로 적어도 부분적으로 삽입될 수 있다. 투관침 조립체는 캐뉼러 또는 투관침, 폐색구(obturator) 및/또는 밀봉부(seal)를 포함할 수 있다. 일부 변형예에서, 투관침 조립체는 환자의 피부를 통해 침투하기 위한 날카로운 팁을 갖는 바늘과 같은 폐색구를 포함할 수 있다. 폐색구는 환자(106) 내로 삽입되고 있는 캐뉼러의 루멘 내에 배치될 수 있고, 이어서 수술 기구가 캐뉼러의 루멘을 통해 삽입될 수 있도록 캐뉼러로부터 제거될 수 있다. 일단 환자(106)의 신체 내에 위치되면, 캐뉼러는 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 예컨대 하나 이상의 수술 기구 또는 도구가 환자(106)의 체강 내로 삽입될 수 있도록 환자(106) 내의 체강 또는 다른 부위에 접근하기 위한 채널을 제공할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 캐뉼러는 투관침에 일부일 수 있고 폐색구 또는 다른 구성요소들을 선택적으로 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.During an exemplary procedure (surgery), patient 106 is surgically prepared and draped in a sterile fashion to achieve anesthesia. Initial access to the surgical site may be performed manually while the arms of the robotic system 100 are in a stowed or withdrawn configuration (to facilitate access to the surgical site). As described above, the trocar assembly is at least partially into the patient through an incision or entry point in the patient (eg, in the abdominal wall) to create a port to allow introduction of surgical instruments into the patient 106 . can be inserted. A trocar assembly may include a cannula or trocar, obturator and/or seal. In some variations, the trocar assembly may include an obturator, such as a needle with a sharp tip, for penetrating through a patient's skin. The obturator may be placed in the lumen of a cannula being inserted into patient 106 and then removed from the cannula so that surgical instruments may be inserted through the lumen of the cannula. Once positioned within the body of the patient 106, the cannula may, for example, be inserted into a body cavity or other site within the patient 106 such that one or more surgical instruments or instruments may be inserted into the body cavity of the patient 106 as described further herein. You can provide a channel to access. It will be appreciated that a cannula as described herein may be part of a trocar and may optionally include an obturator or other components.

일단 접근이 완료되면, 아암(104)을 포함하는 로봇 시스템(100)의 초기 위치설정 또는 준비가 수행될 수 있다. 다음으로, 사용자 콘솔(102)에 있는 원격 조작자(109)가 수술을 수행하기 위해 발-작동식 제어부(113) 및 UID(114)를 이용하여 다양한 엔드 이펙터 및 아마도 이미징 시스템을 조작하여 수술이 진행된다. 멸균 가운을 입은 베드옆 요원, 예컨대 조직을 후퇴시키는 것, 수동 재배치를 수행하는 것, 및 로봇 아암(104)들 중 하나 이상에 대한 도구 교환과 같은 작업들을 수행할 수 있는 베드옆 조작자(108)에 의해, 시술 베드 또는 테이블에서 수동 보조가 또한 제공될 수 있다. 사용자 콘솔(102)에 있는 원격 조작자(109)를 보조하기 위해 비-멸균 요원이 또한 존재할 수 있다. 시술 또는 수술이 완료될 때, 시스템(100) 및 사용자 콘솔(102)은 세정 또는 멸균, 및 사용자 콘솔(102)을 통한 건강관리 기록 입력 또는 인쇄와 같은 수술 후 절차를 용이하게 하는 상태로 구성되거나 설정될 수 있다.Once access is complete, initial positioning or preparation of the robotic system 100 including the arm 104 may be performed. Next, the remote operator 109 at the user console 102 manipulates the various end effectors and possibly the imaging system using the foot-operated controls 113 and UID 114 to perform the surgery as the surgery proceeds. do. A bedside operator 108 wearing a sterile gown, capable of performing tasks such as retracting tissue, performing manual repositioning, and changing tools on one or more of the robotic arms 104. By this, manual assistance on the treatment bed or table can also be provided. Non-sterile personnel may also be present to assist the remote operator 109 at the user console 102 . When a procedure or surgery is completed, system 100 and user console 102 are configured in a state that facilitates post-surgical procedures such as cleaning or sterilization, and entry or printing of health care records through user console 102; can be set.

일 실시예에서, 원격 조작자(109)는 로봇 시스템(100) 내의 로봇 아암 액추에이터(117)를 움직이게 하기 위한 입력 명령을 제공하기 위해 UID(114)를 쥐고 움직이게 한다. UID(114)는, 예를 들어 콘솔 컴퓨터 시스템(116)을 통해, 로봇 시스템(100)의 나머지에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 전형적으로, 몇몇 실시예에서, UID(114)는 수술 로봇 시스템의 다른 구성요소에 대해 기초를 두지 않은(ungrounded) 휴대용 핸드헬드 사용자 입력 장치 또는 제어기일 수 있다. 예를 들어, UID(114)는 사용자 콘솔에 테더링되거나 그로부터 테더링 해제된 동안 기초를 두지 않을 수 있다. 용어 "기초를 두지 않은"은, 예를 들어, 둘 모두의 UID가 사용자 콘솔에 대해 기계적으로도 운동학적으로도 제약되지 않는 구현예를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 사용자는 UID(114)를 한 손으로 쥐고, 예를 들어 사용자 콘솔의 추적 메커니즘에 의해서만 제한되는 공간 내에서 임의의 가능한 위치 및 배향으로 자유롭게 이동시킬 수 있다. UID(114)는 UID(114)의 움직임, 예컨대 UID의 핸드헬드 하우징의 위치 및 배향에 대응하는 공간 상태 신호를 생성할 수 있고, 공간 상태 신호는 로봇 아암 액추에이터(117)의 운동을 제어하기 위한 입력 신호일 수 있다. 로봇 시스템(100)은 액추에이터(117)의 비례 운동을 제어하기 위해 공간 상태 신호로부터 도출된 제어 신호를 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 콘솔 컴퓨터 시스템(116)의 콘솔 프로세서는 공간 상태 신호를 수신하고 대응하는 제어 신호를 생성한다. 아암(104)의 세그먼트 또는 링크를 움직이게 하기 위해 액추에이터(117)가 어떻게 동력공급받는지를 제어하는 이러한 제어 신호에 기초하여, 아암에 부착된 대응하는 수술 도구의 움직임은 UID(114)의 움직임을 모방할 수 있다. 유사하게, 원격 조작자(109)와 UID(114) 사이의 상호작용은 예컨대 수술 도구(107)의 파지기의 조오(jaw)로 하여금 폐쇄되어 환자(106)의 조직을 파지하게 하는 파지 제어 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment, the remote operator 109 grips and moves the UID 114 to provide input commands to move the robotic arm actuators 117 within the robotic system 100 . UID 114 may be communicatively coupled to the rest of robotic system 100, for example via console computer system 116. Typically, in some embodiments, UID 114 may be a portable handheld user input device or controller that is ungrounded relative to other components of the surgical robotic system. For example, UID 114 may not be based while tethered to or untethered from a user console. The term "unbased" is intended to refer to implementations in which, for example, both UIDs are neither mechanically nor kinematically constrained to the user console. For example, a user may hold the UID 114 in one hand and freely move it to any possible position and orientation, eg within a space limited only by the user console's tracking mechanism. UID 114 may generate space state signals corresponding to movement of UID 114, such as the position and orientation of the UID's handheld housing, which space state signals may be used to control movement of robotic arm actuators 117. It can be an input signal. Robotic system 100 may use control signals derived from the space state signals to control the proportional motion of actuators 117 . In one embodiment, the console processor of console computer system 116 receives the space state signals and generates corresponding control signals. Based on these control signals that control how the actuators 117 are energized to move the segments or links of the arm 104, the movement of the corresponding surgical tool attached to the arm mimics the movement of the UID 114. can do. Similarly, interaction between remote operator 109 and UID 114 generates a gripping control signal that causes the jaws of the gripper of, for example, surgical tool 107 to close and grip tissue of patient 106 . can create

수술 로봇 시스템(100)은 여러 개의 UID(114)를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 아암(104)의 액추에이터 및 수술 도구(엔드 이펙터)를 제어하는 각각의 제어 신호가 각각의 UID에 대해 생성된다. 예를 들어, 원격 조작자(109)는 좌측 로봇 아암에 있는 액추에이터(117)의 운동을 제어하기 위해 제1 UID(114)를 움직이게 할 수 있으며, 여기서 액추에이터는 그 아암(104) 내의 링크 장치, 기어 등을 움직이게 함으로써 응답한다. 유사하게, 원격 조작자(109)에 의한 제2 UID(114)의 움직임은 다른 액추에이터(117)의 운동을 제어하며, 이는 결국 로봇 시스템(100)의 다른 링크 장치, 기어 등을 움직이게 한다. 로봇 시스템(100)은 환자의 우측에 베드 또는 테이블에 고정된 우측 아암(104), 및 환자의 좌측에 있는 좌측 아암(104)을 포함할 수 있다. 액추에이터(117)는 아암(104)의 관절의 회전을 구동하여, 예를 들어 그 아암에 부착된 수술 도구(107)의 내시경 또는 파지기의 배향을, 환자에 대해, 변경하도록 제어되는 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다. 동일한 아암(104) 내의 여러 개의 액추에이터(117)의 운동은 특정한 UID(114)로부터 생성된 공간 상태 신호에 의해 제어될 수 있다. UID(114)들은 또한 각각의 수술 도구 파지기들의 운동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 각각의 UID(114)는 환자(106) 내의 조직을 파지하기 위해 수술 도구(107)의 원위 단부에 있는 파지기의 조오를 개방하거나 폐쇄하는 액추에이터, 예컨대 선형 액추에이터의 운동을 제어하기 위한 각각의 파지 신호를 생성할 수 있다. 사용자가 UID(114)들로써 수술 도구들을 제어하는 것을 완료할 때, 사용자는 콘솔(102) 상에 위치된 도킹 스테이션 또는 UID 홀더로써 UID(114)들을 도킹(즉, 저장)할 수 있다. 예를 들어, 콘솔(102)은 의자(110)의 좌측 및 우측 팔걸이들의 각각에 있는 도킹 스테이션(130)들을 포함할 수 있다. UID(114)들을 도킹하기 위해, 사용자는 좌측 UID(114)를 좌측 도킹 스테이션(130)으로 그리고 우측 UID(114)를 우측 도킹 스테이션(130)으로 이동시키고 각각의 UID를 각각의 도킹 스테이션 홀더에 배치할 수 있다.The surgical robot system 100 may include multiple UIDs 114, where each control signal controlling the actuator of each arm 104 and the surgical tool (end effector) is generated for each UID. . For example, the remote operator 109 can move the first UID 114 to control the movement of an actuator 117 on the left robot arm, where the actuator is a linkage, gear within that arm 104. Respond by moving your back. Similarly, movement of the second UID 114 by the remote operator 109 controls the movement of other actuators 117, which in turn move other linkages, gears, etc. of the robotic system 100. The robotic system 100 may include a right arm 104 secured to a bed or table on the patient's right side, and a left arm 104 on the patient's left side. Actuator 117 is one or more motors controlled to drive rotation of the joint of arm 104 to change, relative to the patient, the orientation of, for example, an endoscope or gripper of surgical tool 107 attached to the arm. can include The movement of several actuators 117 within the same arm 104 can be controlled by spatial state signals generated from specific UIDs 114 . UIDs 114 may also control the movement of respective surgical tool holders. For example, each UID 114 may be used to control motion of an actuator, such as a linear actuator, that opens or closes the jaws of a gripper at the distal end of surgical tool 107 to grip tissue within patient 106. For each phage signal can be generated. When the user is finished controlling the surgical tools with the UIDs 114, the user may dock (ie, store) the UIDs 114 with a docking station or UID holder located on the console 102. For example, console 102 may include docking stations 130 on each of the left and right armrests of chair 110 . To dock the UIDs 114, the user moves the left UID 114 to the left docking station 130 and the right UID 114 to the right docking station 130 and assigns each UID to a respective docking station holder. can be placed

몇몇 태양에서, 플랫폼(105)과 사용자 콘솔(102) 사이의 통신은 컨트롤 타워(103)를 통해 이루어질 수 있으며, 이 컨트롤 타워는 사용자 콘솔(102)로부터(그리고 더 구체적으로는 콘솔 컴퓨터 시스템(116)으로부터) 수신된 사용자 명령들을 로봇 플랫폼(105) 상의 아암(104)에 송신되는 로봇 제어 명령들로 변환할 수 있다. 컨트롤 타워(103)는 또한 플랫폼(105)으로부터 다시 사용자 콘솔(102)로 상태 및 피드백을 송신할 수 있다. 로봇 플랫폼(105), 사용자 콘솔(102), 및 컨트롤 타워(103) 사이의 통신 접속은 다양한 데이터 통신 프로토콜 중 임의의 적합한 것을 사용하여 유선 및/또는 무선 링크를 통해 이루어질 수 있다. 임의의 유선 접속이 선택적으로 수술실의 바닥 및/또는 벽 또는 천장에 구축될 수 있다. 로봇 시스템(100)은 수술실 내의 디스플레이뿐만 아니라 인터넷 또는 다른 네트워크를 통해 액세스 가능한 원격 디스플레이를 포함한, 하나 이상의 디스플레이에 비디오 출력을 제공할 수 있다. 비디오 출력 또는 피드(feed)는 또한 프라이버시를 보장하기 위해 암호화될 수 있고, 비디오 출력의 전부 또는 부분이 서버 또는 전자 건강관리 기록 시스템에 저장될 수 있다. 도 1의 수술실 장면은 예시적인 것이며 소정의 의료 행위를 정확히 나타내지는 않을 수 있다는 것이 인식될 것이다.In some aspects, communication between the platform 105 and the user console 102 may be through a control tower 103, which controls from the user console 102 (and more specifically the console computer system 116). )) into robot control commands that are transmitted to the arm 104 on the robot platform 105 . Control tower 103 may also transmit status and feedback from platform 105 back to user console 102 . Communication connections between the robot platform 105, user console 102, and control tower 103 may be via wired and/or wireless links using any suitable of a variety of data communication protocols. Any wired connections may optionally be made to the floor and/or walls or ceiling of the operating room. The robotic system 100 may provide video output to one or more displays, including displays within the operating room as well as remote displays accessible via the Internet or other network. The video output or feed may also be encrypted to ensure privacy, and all or part of the video output may be stored on a server or electronic health record system. It will be appreciated that the operating room scene of FIG. 1 is illustrative and may not accurately represent a given medical practice.

도 2를 참조하면, 로봇 아암(200)(예컨대, 로봇 아암(104))의 일부가 본 발명의 일 태양에 따라 예시된다. 본 명세서에 설명된 로봇 아암(200) 및 연관된 구성요소들은 본 발명의 실시예에 따른 수술 로봇 시스템을 형성할 수 있다. 로봇 아암(200)은 도 1을 참조하여 설명된 수술 로봇 시스템(100)에 통합될 수 있거나, 상이한 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 단일의 로봇 아암(200)이 예시되어 있지만, 로봇 아암(200)은 본 발명으로부터 벗어남이 없이 추가적인 아암 부분들을 포함할 수 있거나 다중-아암 장치의 구성요소일 수 있다는 것이 이해될 것이다.Referring to FIG. 2 , a portion of a robotic arm 200 (eg, robotic arm 104 ) is illustrated in accordance with one aspect of the present invention. The robotic arm 200 and associated components described herein may form a robotic surgical system according to embodiments of the invention. The robotic arm 200 may be integrated into the surgical robotic system 100 described with reference to FIG. 1 or may form part of a different system. Although a single robotic arm 200 is illustrated, it will be appreciated that the robotic arm 200 may include additional arm portions or may be a component of a multi-arm device without departing from the present invention.

로봇 아암(200)은 복수의 링크(예컨대, 링크(202A 내지 202E)), 및 복수의 링크를 서로에 대해 작동시키기 위한 복수의 조인트 모듈(예컨대, 조인트(204A 내지 204E))을 포함할 수 있다. 조인트 모듈은 피치 조인트(pitch joint) 또는 롤 조인트(roll joint)와 같은 다양한 조인트 유형을 포함할 수 있으며, 이들 중 임의의 것은 수동으로 또는 로봇 아암 액추에이터(예컨대, 액추에이터(117))에 의해 작동될 수 있고, 이들 중 임의의 것은 다른 것들에 비해 소정 축을 중심으로 한 인접 링크들의 이동을 실질적으로 제약할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 도구 구동부(206)가 로봇 아암(200)의 원위 단부에 부착된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 도구 구동부(206)는 하나 이상의 수술 기구(예를 들어, 내시경, 스테이플러(stapler) 등)가 투관침의 캐뉼러의 루멘을 통해 안내될 수 있도록 캐뉼러의 부착 부분(예를 들어, 접합 인터페이스 또는 캐뉼러 러그)을 수용하여 캐뉼러를 로봇 아암에 부착하기 위한 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도구 구동부(206)는 세장형 베이스(또는 "스테이지")(208) 및 도구 캐리지(210)를 포함할 수 있으며, 도구 캐리지는 세장형 베이스 또는 스테이지(208)와 활주 가능하게 체결된다. 스테이지(208)는 로봇 아암(200)의 원위 단부에 결합되어 로봇 아암(200)의 관절운동이 공간에 도구 구동부(206)를 위치시키고/위치시키거나 배향시키도록 구성될 수 있다. 도구 캐리지(210)는 투관침의 연관된 캐뉼러를 통해 연장되는 도구를 수용하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 도구 캐리지(210)는 작동식 구동부에 의해 조작 및 제어되는 케이블 시스템 또는 와이어를 통해 관절식 움직임들의 세트를 작동시킬 수 있다(용어 "케이블"과 "와이어"는 본 출원 전체에 걸쳐 상호교환적으로 사용된다). 도구 캐리지(210)는 기계적 전달과 같은, 작동식 구동부의 상이한 구성들을 포함할 수 있다. 로봇 아암(200)의 복수의 조인트 모듈(204A 내지 204E)은 로봇 수술을 위해 도구 구동부(206)를 위치 및 배향시키도록 작동될 수 있다.Robot arm 200 may include a plurality of links (eg, links 202A-202E) and a plurality of joint modules (eg, joints 204A-204E) for actuating the plurality of links relative to each other. . The joint module may include a variety of joint types, such as pitch joints or roll joints, any of which may be actuated manually or by a robotic arm actuator (e.g., actuator 117). can, any of which can substantially constrain the movement of adjacent links about an axis relative to others. Also shown, a tool drive 206 is attached to the distal end of the robot arm 200 . As described herein, the tool drive 206 is an attachment portion (eg, an endoscope, stapler, etc.) For example, it may be configured to have an attachment device or docking interface 212 for accepting a mating interface or cannula lug to attach the cannula to the robot arm. For example, the tool drive 206 can include an elongate base (or "stage") 208 and a tool carriage 210, which tool carriage slidably engages with the elongate base or stage 208. do. A stage 208 can be coupled to the distal end of the robotic arm 200 so that articulation of the robotic arm 200 positions and/or orients the tool drive 206 in space. The instrument carriage 210 may be configured to receive an instrument extending through an associated cannula of the trocar. Additionally, tool carriage 210 may actuate a set of articulating movements via a cable system or wire that is manipulated and controlled by an actuated drive (the terms “cable” and “wire” are interchanged throughout this application). used negatively). The tool carriage 210 may include different configurations of actuated drives, such as mechanical transmissions. The plurality of joint modules 204A-204E of the robotic arm 200 may be operated to position and orient the tool drive 206 for robotic surgery.

도 3을 추가로 참조하면, 도 3은 로봇 아암(예를 들어, 로봇 아암(200)의 도킹 인터페이스(212)와 연관된 부착 장치의 확대 사시도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 더 상세히 설명되게 되는 바와 같이, 캐뉼러는 세장형 베이스(208)의 원위 블록에 위치된 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)에서 도구 구동부(206) 또는 수술 로봇 시스템(100)의 다른 구성요소에 결합될 수 있다. 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 캐뉼러의 일부(예를 들어, 캐뉼러 러그)를 수용하도록 구성된다. 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 본 명세서에서 캐뉼러 또는 투관침 도킹 인터페이스, 부착 장치 또는 장착 장치로서 상호교환적으로 지칭될 수 있다. 도킹 인터페이스(212)는 캐뉼러를 수술 로봇 시스템(100)에 부착하는 신뢰할 수 있고 신속한 방식을 제공할 수 있다.Referring further to FIG. 3, FIG. 3 illustrates an enlarged perspective view of an attachment device associated with a robotic arm (eg, docking interface 212 of robotic arm 200). See FIGS. 4A and 4B in more detail. As will be described, the cannula may be coupled to the tool drive 206 or other components of the surgical robotic system 100 at an attachment device or docking interface 212 located on the distal block of the elongate base 208. Attachment device or docking interface 212 is configured to receive a portion of a cannula (e.g., a cannula lug) Attachment device or docking interface 212 is herein referred to as a cannula or trocar docking interface, attachment May be interchangeably referred to as a device or mounting device Docking interface 212 may provide a reliable and quick way to attach a cannula to surgical robotic system 100.

부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 챔버(302)를 한정할 수 있으며, 이 챔버는 도킹 인터페이스(212)의 입구 또는 전방 개구(304)를 통해 액세스 가능하고 투관침 또는 캐뉼러의 일부분(예컨대, 캐뉼러의 근위 부분의 캐뉼러 러그)을 수용하기 위한 수용 공간(312)을 한정하는 수용부(310) 주위에 배열된 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)(예컨대, 아암, 플레이트, 레버, 부재)들을 포함할 수 있다. 캐뉼러의 일부가 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)들에 의해 적어도 부분적으로 제자리에 유지되기 위해, 클램프 구성요소(306, 308)들 중 적어도 하나는 캐뉼러(예를 들어, 캐뉼러 러그)의 부착 부분이 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 수용 공간(312) 내로 삽입될 수 있도록 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗 가능할 수 있다.Attachment device or docking interface 212 may define a chamber 302 accessible through an inlet or anterior opening 304 of docking interface 212 and a portion of a trocar or cannula (e.g., a cannula). first and second clamp components 306, 308 (eg, arms, plates, levers, members) may be included. At least one of the clamp components 306, 308 is provided with a cannula (e.g., The cannula lug may be pivotable between open and closed positions such that an attachment portion of the cannula lug may be inserted into the receiving space 312 between the clamp components 306 and 308 .

하나의 변형예에서, 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서, 예를 들어 핀 및 슬롯 배열을 통해 또는 다른 피벗 가능한 또는 이동 가능한 연결부를 통해 클램프 구성요소(306)와 기계적으로 상호 작용하는 오버센터 기구, 예컨대 액추에이터, 래치 또는 레버(314) 또는 다른 적합한 로킹 구성요소를 포함할 수 있다. 레버(314)는 개방 또는 폐쇄 위치에서 장치에 결합되거나 아니면 장치를 로킹하는 것에 도움을 줄 수 있으며, 따라서 이는 또한 본 명세서에서 로킹 조립체 또는 구성요소로 지칭될 수 있거나 또는 로킹 조립체 또는 구성요소의 일부로 간주될 수 있다. 액추에이터 또는 레버(314)는 전방의 로킹 위치(예를 들어, 로킹된 오버센터 위치)와 후방의 로킹 해제 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다. 액추에이터 또는 레버(314)가 로킹 위치를 향해 이동될 때, 레버(314)는 클램프 구성요소(306)를 수용 공간(312)을 향해 하향으로 가압하고, 캐뉼러의 일부(예를 들어, 캐뉼러 러그)가 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)들 사이에 견고하게 유지되도록 클램프 구성요소(306)를 폐쇄 위치에 로킹할 수 있다. 일부 변형예에서, 제2 클램프 구성요소(308)는 움직이지 않을 수 있거나 고정될 수 있다. 일 변형예에서, 액추에이터 또는 레버(314)는 수동으로 제어 및/또는 구동될 수 있거나 또는 자동화될 수 있거나, 또는 수동 및 자동화의 조합일 수 있다. 대표적으로, 일부 태양에서, 부착 장치는 클램프를 개방 위치(예를 들어, 록-아웃 위치)에 로킹하고 이어서 캐뉼러가 적절한 위치에서 클램프 내로 삽입되는 것을 검출할 때 폐쇄 위치(예를 들어, 로킹 위치)로 자동으로 전환되는 완전 기계식 로킹 조립체를 포함할 수 있다. 로킹 구성요소(들) 및 그 작동의 특정 구성은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.In one variation, attachment device or docking interface 212 engages clamp component 306 and mechanically between open and closed positions, for example via a pin and slot arrangement or other pivotable or movable connection. It may include an over-center mechanism that interacts with it, such as an actuator, latch or lever 314 or other suitable locking component. Lever 314 may be coupled to or otherwise assist in locking the device in an open or closed position, and thus it may also be referred to herein as a locking assembly or component or may be part of a locking assembly or component. can be considered The actuator or lever 314 may be moveable between a forward locked position (eg, a locked over-center position) and a rear unlocked position. When the actuator or lever 314 is moved toward the locked position, the lever 314 urges the clamp component 306 downward toward the receiving space 312 and releases a portion of the cannula (e.g., the cannula). lugs) may be securely held between the first and second clamp components 306, 308 to lock the clamp component 306 in the closed position. In some variations, the second clamp component 308 may be immovable or stationary. In one variation, the actuator or lever 314 may be manually controlled and/or actuated, or may be automated, or a combination of manual and automated. Representatively, in some aspects, the attachment device locks the clamp in an open position (eg, a lock-out position) and then locks the clamp in a closed position (eg, a locked position) upon detecting that the cannula is inserted into the clamp in the proper position. position) may include a fully mechanical locking assembly that automatically switches to The specific configuration of the locking component(s) and their operation will be described in more detail with reference to FIGS. 4A and 4B.

부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 캐뉼러와 같은 멸균 구성요소들과 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)들과 같은 비-멸균 구성요소들(또는 수술 시스템의 다른 비-멸균 구성요소들) 사이에 멸균 장벽을 또한 제공할 수 있다. 멸균 장벽은 예컨대 캐뉼러와 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)들 사이에 개재된 멸균 어댑터에 의해 제공될 수 있다(도 11a 내지 도 11d를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같음).Attachment device or docking interface 212 may be used to attach sterile components such as a cannula and non-sterile components such as first and second clamp components 306, 308 (or other non-sterile components of a surgical system). A sterile barrier may also be provided between the elements). A sterile barrier may be provided, for example, by a sterile adapter interposed between the cannula and the first and second clamp components 306, 308 (as described in more detail with reference to FIGS. 11A-11D).

일부 태양에서, 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 센서 시스템(316)을 또한 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7 및/또는 도 10a 및 도 10b를 참조하여 더 상세히 설명되게 되는 바와 같이, 센서 시스템(316)은 예컨대 도킹 인터페이스(212) 내에 위치된 캐뉼러의 특성을 검출하는 데 사용될 수 있다. 센서 시스템(316)은 도킹 인터페이스(212)의 제1 위치에 마더보드 또는 제1 센서 보드(318)를 그리고 도킹 인터페이스(212)의 제2 위치에서 케이블(322) 또는 다른 전기 전도성 연결부를 통해 제1 센서 보드(318)와 전기적으로 통신되는 도터 보드 또는 제2 센서 보드(320)를 포함할 수 있다. 일 변형예에서, 센서 보드(318, 320)들 사이의 통신은 멀티-슬레이브 및 멀티-마스터 인터-인티그레이티드 통신 컴퓨터 버스(multi-slave and multi-master inter-integrated communication computer bus)를 사용할 수 있다. 센서 보드(318, 320)들 중 하나 또는 둘 모두는, 예를 들어 센서 보드(318, 320)들 중의 센서들을 제어 및/또는 판독하고, 예컨대 센서 보드(318, 320)들 사이의 통신을 용이하게 하여 센서 보드(318, 320)들 사이의 시간 동기화를 가능하게 하는 마이크로프로세서 또는 다른 연관 프로세서를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 센서 보드(318) 및 제2 센서 보드(320)는 도킹 인터페이스(212)의 챔버(302)의 서로 반대편의 측면들 상에서 서로 이격되지만 서로 평행하게 위치되는데, 예를 들어 서로 대향한다. 제1 센서 보드(318)는 제1 복수의 센서(324)를 포함할 수 있고, 제2 센서 보드(320)는 제2 복수의 센서(326)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(324, 326)들은 로봇 아암(200) 또는 도구 구동부(212)에 매립되거나 아니면 이에 결합될 수 있다. 복수의 센서(324, 326)들 중 각각은 적어도 하나의 센서(324, 326)가, 예컨대 도킹 인터페이스(212)의 전방 개구(304)로부터 측정된 깊이에서 다른 각각의 센서(324, 326)에 대해 후방으로 배치되도록 배열될 수 있다. 센서(324, 326)들이 열들의 격자형 구성으로 설명되었지만, 복수의 센서(324, 326)들 중 하나 또는 둘 모두가 본 발명을 벗어나지 않고도 상이한 배열을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.In some aspects, attachment device or docking interface 212 may also include sensor system 316 . As will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 and/or FIGS. 10A and 10B , sensor system 316 may be used, for example, to detect characteristics of a cannula positioned within docking interface 212 . . The sensor system 316 is provided with a motherboard or first sensor board 318 at a first location on the docking interface 212 and via a cable 322 or other electrically conductive connection at a second location on the docking interface 212. A daughter board or a second sensor board 320 electrically communicating with the first sensor board 318 may be included. In one variant, communication between sensor boards 318 and 320 may use a multi-slave and multi-master inter-integrated communication computer bus. there is. One or both of sensor boards 318 and 320 may, for example, control and/or read sensors among sensor boards 318 and 320, and facilitate communication between sensor boards 318 and 320, for example. and a microprocessor or other associated processor to enable time synchronization between the sensor boards 318 and 320. As shown, the first sensor board 318 and the second sensor board 320 are positioned parallel to but spaced apart from each other on opposite sides of the chamber 302 of the docking interface 212, for example oppose each other The first sensor board 318 can include a first plurality of sensors 324 and the second sensor board 320 can include a second plurality of sensors 326 . For example, sensors 324 and 326 may be embedded in or otherwise coupled to robot arm 200 or tool drive 212 . Each of the plurality of sensors 324 , 326 has at least one sensor 324 , 326 relative to the other respective sensor 324 , 326 at, for example, a measured depth from the front opening 304 of the docking interface 212 . It may be arranged to be disposed rearward. Although the sensors 324 and 326 have been described in a lattice-like configuration of columns, it will be appreciated that one or both of the plurality of sensors 324 and 326 may have a different arrangement without departing from the present invention.

본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이, 센서(324, 326)들은 그 안에 삽입된 캐뉼러와 연관된 자기장을 감지 또는 측정하고 각각의 대응하는 전기 신호들을 생성하도록 작동 가능할 수 있다. 이와 관련하여, 센서(324, 326)들은 자력계, 예를 들어, 자기장의 적어도 일부를 입력으로서 수신하고 자기장의 강도 또는 다른 특성에 대응하는 출력 전기 신호를 생성하는 센서들로서 그리고 이 센서(324, 326)들이 변환기(transducer)일 수 있도록 구성될 수 있다. 센서(324, 326)들 중 임의의 것은 상이한 물리적 입력을 수신하고 대응하는 전기 신호를 생성하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 관성 측정 유닛, 가속도계 등이다. 이와 관련하여, 본 명세서에서 추가로 기술되는 바와 같이, 센서(324, 326)들은 로봇 아암 액추에이터(예컨대, 액추에이터(117))를 통해 로봇 아암(예컨대, 로봇 아암(200))의 이동을 통제하는 힘 또는 속도 명령들을 제공하기 위해, 예를 들어 컨트롤 타워에 통합되는 프로세서 또는 제어기로 전기적으로 통신될 수 있는 출력 전기 신호를 생성한다. 프로세서가 수술 로봇 시스템(100)의 추가적인 또는 대안적인 부분들에 통합될 수 있고 센서 시스템(316)이 하나 이상의 상이한 프로세서들과 전기적으로 통신할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 스위치(328) 또는 다른 제어부는, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 도킹 인터페이스(212) 상에 또는 그 근처에, 예를 들어 액추에이터 또는 레버(314)가 스위치(328)와 접촉되게 가압될 수 있도록 하는 위치에서 액추에이터 또는 레버(314) 뒤에 장착된다. 스위치(328)는 컨트롤 타워의 프로세서와 전기적으로 통신하여, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 센서 시스템(316)을 가동하여 자기장을 감지하거나 측정하기 위해 프로세서에 신호를 보내 센서 보드(318, 320)들 중 하나 또는 둘 모두에 에너지를 공급하거나 이들을 가동하게 할 수 있고, 알고리즘에 따라 캐뉼러를 향한 로봇 아암의 안내를 수행할 수 있다. 일 변형예에서, 센서 시스템(316)은 스위치(328)의 동작 전에 또는 이와 독립적으로 프로세서에 의해 가동될 수 있고, 스위치(328)는 캐뉼러의 추정된 포즈(pose)를 결정하기 위해 프로세서에 신호를 보내 센서 시스템(316)으로부터 수신된 신호들에 기초하여 계산을 시작하게 하고 이어서 로봇 아암(200) 및 이에 결합된 도구 구동부(206)의 안내를 수행하는 데 사용될 수 있다. 스위치(328)는 여러 상이한 구성들 중 하나를 가질 수 있는데, 예를 들어 기계적 버튼 및 기계적 스위치 조합이 바람직할 수 있지만 사용자에 의해 가동될 수 있는 촉각(tactile) 인터페이스 또는 터치스크린의 다른 형태가 또한 가능할 수 있다.As described further herein, sensors 324 and 326 may be operable to sense or measure a magnetic field associated with a cannula inserted therein and generate corresponding electrical signals, respectively. In this regard, the sensors 324 and 326 are magnetometers, e.g., sensors that receive as input at least a portion of a magnetic field and produce an output electrical signal corresponding to the strength or other characteristic of the magnetic field, and the sensors 324, 326 ) may be configured to be transducers. Any of sensors 324 and 326 may be configured to receive different physical inputs and generate corresponding electrical signals, eg inertial measurement units, accelerometers, and the like. In this regard, as further described herein, sensors 324 and 326 control movement of a robot arm (eg, robot arm 200) via a robot arm actuator (eg, actuator 117). It generates an output electrical signal that can be electrically communicated to a processor or controller incorporated in, for example, a control tower to provide force or speed commands. It will be appreciated that the processor may be incorporated in additional or alternative parts of the surgical robotic system 100 and that the sensor system 316 may be in electrical communication with one or more different processors. For example, a switch 328 or other control may be on or near the docking interface 212, such as an actuator or lever 314 with the switch 328, as further described herein. It is mounted behind the actuator or lever 314 in a position allowing it to be pressed into contact. The switch 328 is in electrical communication with the processor in the control tower to send signals to the processor to activate the sensor system 316 to sense or measure the magnetic field, as further described herein, to the sensor board 318; 320), energize or activate them, and perform guidance of the robotic arm towards the cannula according to an algorithm. In one variation, sensor system 316 can be actuated by the processor prior to or independently of operation of switch 328, and switch 328 informs the processor to determine the estimated pose of the cannula. It can be used to send a signal to initiate calculations based on signals received from sensor system 316 and then perform guidance of robotic arm 200 and tool drive 206 coupled thereto. Switch 328 may have one of several different configurations, for example a combination of a mechanical button and a mechanical switch may be preferred, but a tactile interface or other form of touchscreen that can be actuated by the user may also be used. It could be possible.

센서 보드(318, 320)들이 일반적으로 그 안에 또는 그 위에 매립된 각각의 센서(324, 326)들을 포함하는 각각의 제1 및 제2 인쇄 회로 기판(PCB)들로서 설명되어 있지만, 센서 시스템(316)이 본 발명으로부터 벗어남이 없이 다른 배열로, 예를 들어 개별 구성요소들로서 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 추가적으로, 본 명세서에 설명된 임의의 구성요소들이 다양한 데이터 통신 프로토콜들 중 임의의 적합한 어느 하나를 사용하여 유선 및/또는 무선 링크를 통해 통신할 수 있다는 것을 이해할 것이다.Although sensor boards 318 and 320 are generally described as respective first and second printed circuit boards (PCBs) including respective sensors 324 and 326 embedded in or on, sensor system 316 ) may be provided in other arrangements, for example as individual components, without departing from the invention. Additionally, it will be appreciated that any of the components described herein may communicate over wired and/or wireless links using any suitable one of a variety of data communication protocols.

부착 장치 또는 도킹 인터페이스 및 그 작동의 태양들이 이제 도 4a 및 도 4b를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 대표적으로, 도 4a 및 도 4b에서 볼 수 있는 바와 같이, 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 캐뉼러(404)를 수용하기 위한 개구(304)(예를 들어, 수용 공간 또는 챔버)를 한정하는 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 클램프 구성요소(306, 308)들을 개방 위치(클램프 구성요소(306, 308)들 사이로의 캐뉼러(300)의 삽입을 가능하게 함)와 폐쇄 위치(클램프 구성요소(306, 308)들 사이에 로킹하거나 클램핑함) 사이에서 전환하기 위한 래치, 액추에이터 또는 레버(314)가 또한 제공된다. 대표적으로, 제1 클램프 구성요소(306)는 도 4a에 도시된 것과 같은 개방 위치와 도 4b에 도시된 것과 같은 폐쇄 위치사이에서 레버(314)에 의해 클램프 피벗 지점(402)을 중심으로 피벗 가능하거나 이동 가능할 수 있다. 일부 태양에서, 제2 클램프 구성요소(308)는 고정되거나 움직이지 않을 수 있다. 다른 변형예에서, 제2 클램프 구성요소(308)는 제1 클램프 구성요소와 유사하게 피벗 가능할 수 있다. 제2 클램프 구성요소(308)는 예컨대 캐뉼러(404)의 부착 부분 또는 캐뉼러 러그(406)와 같은 캐뉼러(404)의 일부를 수용하도록 구성된 개구(304)를 형성하기 위해 제1 클램프 구성요소(306)로부터 이격될 수 있다.Attachment devices or docking interfaces and aspects of their operation will now be described in more detail with reference to FIGS. 4A and 4B . Representatively, as seen in FIGS. 4A and 4B , the attachment device or docking interface 212 defines an opening 304 (eg, a receiving space or chamber) for receiving a cannula 404 . It may include first and second clamp components 306, 308. Place the first and second clamp components 306, 308 in an open position (allowing insertion of the cannula 300 between the clamp components 306, 308) and a closed position (clamp components 306, 308). A latch, actuator or lever 314 for switching between locking or clamping between 308) is also provided. Representatively, first clamp component 306 is pivotable about clamp pivot point 402 by lever 314 between an open position as shown in FIG. 4A and a closed position as shown in FIG. 4B . or can be moved. In some aspects, the second clamp component 308 can be fixed or immovable. In other variations, the second clamp component 308 may be pivotable similarly to the first clamp component. The second clamp component 308 is a first clamp component to form an opening 304 configured to receive a portion of the cannula 404, such as an attachment portion of the cannula 404 or a cannula lug 406, for example. may be spaced apart from element 306 .

2개의 클램프 구성요소(306, 308)들은 예컨대 로봇 수술 시스템에서 도구 구동부의 플레이트, 바아, 빔, 또는 다른 적합한 표면과 같은 지지 구성요소(420) 상에 지지될 수 있다. 제1 클램프 구성요소(306)는 제1 피벗 지점(402)(예를 들어, 핀 조인트, 힌지 등)을 통해 제1 위치에서 지지 구성요소(420) 상에 지지될 수 있고, 제2 클램프 구성요소(308)는 제1 클램프 구성요소(306)로부터 이격된 제2 위치에서 지지 구성요소(420) 상에 지지될 수 있다. 일부 변형예에서, 제1 클램프 구성요소(306)는 제1 클램프 구성요소(306)가 피벗 지점(402)을 중심으로 회전할 수 있게 하는 피벗 구조체에 부착될 수 있고, 이 피벗 구조체는 지지 구성요소(420)에 부착될 수 있다. 이러한 변형예에서, 제1 클램프 구성요소(230)는 체결구(예를 들어, 볼트, 못, 나사, 핀 등) 또는 접착제(예를 들어, 에폭시, 폴리우레탄, 폴리이미드 등)를 통해, 및/또는 예컨대 크림핑(crimping), 용접, 브레이징(brazing) 등을 포함하는 다른 체결 기술을 통해 피벗 구조체에 부착될 수 있다. 다른 변형예에서, 제1 클램프 구성요소(306)는 예컨대 리빙 힌지(living hinge)와 같은 피벗 구조체와 일체로 형성될 수 있다. 일부 변형예에서, 제2 클램프 구성요소(308)는 체결구(예를 들어, 볼트, 못, 나사, 핀 등), 접착제(예를 들어, 에폭시, 폴리우레탄, 폴리이미드 등), 및/또는 다른 고정 기술(예를 들어, 크림핑, 용접, 브레이징 등)을 통해 지지 구성요소(420)에 직접 부착될 수 있다. 다른 변형예에서, 제2 클램프 구성요소(308)는 지지 구성요소(420)와 일체로 형성될 수 있다. 일부 변형예에서, 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들은 플라스틱, 금속 또는 복합 재료로 형성될 수 있다. 일부 변형예에서, 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들은 기계가공, 몰딩, 또는 다른 제조 기술을 통해 형성될 수 있다. 도시된 변형예가 일반적으로 2개의 대향하는 클램프 구성요소들을 도시하지만, 다른 변형예에서 부착 장치는 2개 초과의 클램프 구성요소들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.The two clamp components 306 and 308 may be supported on a support component 420, such as a plate, bar, beam, or other suitable surface of an instrument drive in a robotic surgical system, for example. The first clamp component 306 can be supported on the support component 420 in a first position via a first pivot point 402 (eg, a pin joint, hinge, etc.), and a second clamp component Element 308 can be supported on support component 420 in a second position spaced apart from first clamp component 306 . In some variations, first clamp component 306 can be attached to a pivot structure that allows rotation of first clamp component 306 about pivot point 402, which pivot structure is a support structure. It may be attached to element 420 . In this variation, the first clamp component 230 is via fasteners (eg, bolts, nails, screws, pins, etc.) or adhesives (eg, epoxy, polyurethane, polyimide, etc.), and /or may be attached to the pivot structure through other fastening techniques including, for example, crimping, welding, brazing, and the like. In other variations, the first clamp component 306 may be integrally formed with a pivot structure, such as a living hinge, for example. In some variations, the second clamp component 308 is a fastener (eg, bolt, nail, screw, pin, etc.), adhesive (eg, epoxy, polyurethane, polyimide, etc.), and/or It may be attached directly to support component 420 through other fastening techniques (eg, crimping, welding, brazing, etc.). In other variations, the second clamp component 308 may be integrally formed with the support component 420 . In some variations, the two clamp components 306 and 308 may be formed from plastic, metal or composite materials. In some variations, the two clamp components 306 and 308 may be formed through machining, molding, or other manufacturing techniques. While the illustrated variant generally shows two opposing clamp components, it should be understood that in other variants the attachment device may include more than two clamp components.

일부 태양에서, 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들은 비-멸균될 수 있고, 캐뉼러(404)는 멸균될 수 있다. 따라서, 비-멸균 클램프 구성요소(306, 308)들을 멸균 캐뉼러(404)로부터 분리하는 멸균 어댑터(450)가 제공될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 멸균 어댑터(450)는 비-멸균 클램프 구성요소(306, 308)들과 멸균 캐뉼러(404) 사이에 멸균 장벽을 형성할 수 있다. 멸균 어댑터(404)는, 부착 부분(406)이 멸균 어댑터(450) 내에 수용될 때 멸균 어댑터(450)에 의해 덮이거나 둘러싸이도록 캐뉼러(404)의 부착 부분(406)을 수용하기 위한 개구(452)를 갖는 커버일 수 있다. 멸균 어댑터(450)는 변형될 수 있도록 특정 부분에서는 충분히 가요성일(예를 들어, 부착 부분(406)이 개구를 통해 삽입될 때 부착 부분(406)을 수용할) 수 있지만, 캐뉼러(404)의 부착 부분(406)의 형상에 대체로 대응하는 비-변형 또는 휴지 형상을 유지하도록 다른 부분에서는 충분한 강성을 가질 수 있다. 가요성 부분 및 강성 부분 둘 모두를 포함하는 멸균 어댑터(450)의 특정 구성은 도 11a 내지 도 11d를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.In some aspects, the two clamp components 306 and 308 may be non-sterile and the cannula 404 may be sterile. Accordingly, a sterile adapter 450 may be provided that separates the non-sterile clamp components 306 and 308 from the sterile cannula 404 . As shown in FIGS. 4A and 4B , sterile adapter 450 may form a sterile barrier between non-sterile clamp components 306 and 308 and sterile cannula 404 . The sterile adapter 404 has an opening for receiving the attachment portion 406 of the cannula 404 such that the attachment portion 406 is covered or surrounded by the sterile adapter 450 when received within the sterile adapter 450. 452). Sterile adapter 450 may be flexible enough in certain portions to be deformable (eg, to accommodate attachment portion 406 when it is inserted through an opening), but cannula 404 It may have sufficient stiffness in other portions to maintain a non-deformable or resting shape that generally corresponds to the shape of the attachment portion 406 of the . The specific configuration of the sterile adapter 450, which includes both flexible and rigid portions, will be described in more detail with reference to FIGS. 11A-11D.

멸균 어댑터(450)는 필요에 따라 교체될 수 있도록 베이스 부재(420)에 해제 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 멸균 어댑터(450)는 베이스 부재(420)의 에지 또는 리지(또는 베이스 부재(420)에 결합된 다른 지지 부재)에 래칭하는 체결 기구를 포함할 수 있다.The sterile adapter 450 can be releasably mounted to the base member 420 so that it can be replaced as needed. For example, sterile adapter 450 may include a fastener that latches to an edge or ridge of base member 420 (or another support member coupled to base member 420 ).

추가로 도시된 바와 같이, 캐뉼러(404)는 예컨대 허브, 피팅, 커넥터 등과 같은 근위 부분(416)을 가질 수 있다. 캐뉼러(404)의 근위 부분(416)은 부착 부분(406)을 포함할 수 있다. 부착 부분(406)은 근위 부분(416)의 일 측으로부터 연장될 수 있고 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)의 개구(304) 내로의 삽입을 위해 구성될 수 있다. 캐뉼러(404)는 근위 부분(416)으로부터 연장되는 샤프트(418)(도 4a 및 도 4b에 부분적으로 도시됨)를 또한 가질 수 있다. 샤프트(418)는 하나 이상의 수술 기구들이 삽입될 수 있는 루멘을 가질 수 있다. 캐뉼러(404)가 환자에게 배치될 때, 샤프트의 원위 단부는 예컨대 체강 내에서와 같이 환자의 신체 내에 위치될 수 있다.As further shown, cannula 404 may have a proximal portion 416 such as, for example, a hub, fitting, connector, or the like. The proximal portion 416 of the cannula 404 may include an attachment portion 406 . Attachment portion 406 may extend from one side of proximal portion 416 and may be configured for insertion into opening 304 of attachment device or docking interface 212 . Cannula 404 may also have a shaft 418 (shown partially in FIGS. 4A and 4B ) extending from proximal portion 416 . Shaft 418 may have a lumen into which one or more surgical instruments may be inserted. When cannula 404 is placed on a patient, the distal end of the shaft may be positioned within the patient's body, such as within a body cavity.

로봇 수술 절차가 시작될 수 있게 하기 위해, 수술 로봇 아암은 캐뉼러에 도킹되어야 한다. 따라서, 작업 흐름(workflow)의 일부 관점에서, 수술 직원은 수술 로봇 아암을 멸균 영역에서 가져와 수술 현장(field)에 접근할 것이다. 이러한 작동 동안, (수술 테이블 또는 카트 상의) 로봇 아암은 수술 직원 또는 외과 의사에 의해 수술 포트(절개부)를 향해 수동으로 또는 자율적으로 안내된다. 수술 아암을 캐뉼러에 "도킹"하여 견고한 연결을 확립한 다음 접근 채널을 통해 수술 도구를 배치하는 것이 목표이다. 수술실 내의 한정된 공간과 수술 절개부와 상호 작용하는 섬세한 특성으로 인해, 이러한 작동은 한 손이 로봇 상에 있고 한 손이 캐뉼러 상에 있는 한 사람에 의해 전형적으로 수행된다. 이는 아암을 잡는 사용자의 능력이 캐뉼러 위치 및 아암 기하학적 구조에 의해 제한되기 때문에 난제가 될 수 있다. 예를 들어, 캐뉼러를 아암으로 로킹하기 위한 로킹 구성요소(예를 들어, 레버 또는 액추에이터)는 모든 구성에서 접근 가능하지 않을 수 있고, 아암의 기하학적 구조는 핀치 지점을 제공할 수 있다. 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 캐뉼러를 수술 로봇 아암에 부착(예를 들어, 도킹)하기 위한 개선된 구성(이는 사용자가 원하는 곳에서 수술 로봇 아암을 잡을 수 있게 함)을 제공함으로써 이러한 난제들 중 일부를 해결하고, 과업의 성공 시에 청각적, 촉각적 및 시각적 피드백을 제공한다.To be able to initiate a robotic surgical procedure, the surgical robot arm must be docked to the cannula. Thus, at some point in the workflow, surgical staff will bring a surgical robotic arm out of the sterile field and access the surgical field. During this operation, a robotic arm (on a surgical table or cart) is either manually or autonomously guided towards the surgical port (incision) by the surgical staff or surgeon. The goal is to establish a solid connection by “docking” the surgical arm to the cannula and then positioning surgical instruments through the access channel. Due to the limited space in the operating room and the delicate nature of interacting with the surgical incision, this operation is typically performed by one person with one hand on the robot and one hand on the cannula. This can be challenging as the user's ability to grip the arm is limited by the cannula location and arm geometry. For example, locking components (eg, levers or actuators) for locking the cannula into the arm may not be accessible in all configurations, and the geometry of the arm may provide a pinch point. The attachment device or docking interface 212 addresses this challenge by providing an improved configuration for attaching (eg docking) the cannula to the surgical robot arm, allowing the user to hold the surgical robot arm where desired. solves some of the problems and provides auditory, tactile and visual feedback on task success.

대표적으로, 전술한 바와 같이, 부착 장치 또는 도킹 인터페이스(212)는 장치(예를 들어, 레버(314) 및/또는 제1 클램프 구성요소(306))를 개방 위치(예를 들어, 록-아웃 위치)에서 로킹하고 이어서 캐뉼러가 적절한 위치에서 클램프 내로 삽입되는 것을 검출할 때 장치(212)가 폐쇄 위치(예를 들어, 로킹 위치)로 자동으로 전환될 수 있게 하는 완전 기계식 로킹 조립체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 조립체는 로봇 아암에 대한 캐뉼러의 도킹 동안 3개의 상태를 통해 자동으로 전환될 수 있다. 대표적으로, 이들 상태는 1) 사용자로 하여금 "도킹 모드"가 진행 중이라는 신호를 시스템에 제공할 수 있게 하는 록-아웃 개방 위치, 2) 캐뉼러가 도킹을 위한 정확한 위치에 있다는 것에 대한 기계적 검출, 및 3) 캐뉼러의 자동 클램핑 및 캐뉼러가 부착된다는 신호를 사용자에게 제공하는 것을 포함할 수 있다.Representatively, as described above, the attachment device or docking interface 212 moves the device (eg, lever 314 and/or first clamp component 306) to an open position (eg, lock-out). position) and then automatically transition the device 212 to a closed position (eg, a locked position) upon detecting that the cannula is inserted into the clamp in the proper position. can For example, this assembly can automatically switch through three states during docking of the cannula to the robotic arm. Typically, these states are 1) a lock-out open position that allows the user to signal to the system that "docking mode" is in progress, and 2) mechanical detection that the cannula is in the correct position for docking. , and 3) automatic clamping of the cannula and providing a signal to the user that the cannula is attached.

이들 상태를 통해 부착 장치(212)를 전환시키기 위해, 이 장치는 전술한 바와 같이 레버(314)를 포함할 수 있으며, 이는 또한 본 명세서에서 로킹 구성요소 또는 액추에이터로 상호 교환적으로 지칭될 수 있다. 레버 또는 로킹 구성요소(314)는 베이스(420) 및 제1 클램프 구성요소(306)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 레버 또는 로킹 구성요소(314)는 베이스(420)에 결합되고 피벗 지점(422)에서 베이스에 대해 이동할 수 있다. 레버 또는 로킹 구성요소(314)는 로킹 구성요소(314) 및 제1 클램프 구성요소(306)를 서로에 대해 이동할 수 있게 하는 피벗 지점(426, 428)들을 포함하는 링크(424)에 의해 제1 클램프 구성요소(306)에 추가로 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 개방 위치(예를 들어, 록-아웃 개방 위치)에 있을 때 레버 또는 로킹 구성요소(314)는 피벗 지점(422)을 중심으로 (예를 들어, 베이스(420)로부터 멀어지는) 후방 위치로 피벗된다. 링크(424)에 의한 제1 클램프 구성요소(306)에 대한 로킹 구성요소(314)의 결합으로 인해, 이러한 움직임은 결국 제1 클램프 구성요소(306)가 피벗 지점(402)을 중심으로 상향 방향으로(예를 들어, 개구(304)로부터 멀어지게) 피벗하게 한다. 이러한 태양에서, 로킹 구성요소(314) 및/또는 제1 클램프 구성요소(306)는 개방 위치에 있게 되고, 캐뉼러(404)는 개구(304) 내로 삽입될 수 있다.To transition the attachment device 212 through these states, the device may include a lever 314 as described above, which may also be referred to interchangeably herein as a locking component or actuator. . A lever or locking component 314 can be movably coupled to the base 420 and first clamp component 306 . For example, a lever or locking component 314 is coupled to the base 420 and can move relative to the base at a pivot point 422 . The lever or locking component 314 is first connected by a link 424 comprising pivot points 426 and 428 that allow the locking component 314 and the first clamp component 306 to move relative to each other. It may further be coupled to the clamp component 306 . For example, as shown in FIG. 4A , when in an open position (eg, a lock-out open position), the lever or locking component 314 pivots about the pivot point 422 (eg, the lock-out open position). pivoted to a rearward position (away from base 420). Due to the engagement of the locking component 314 to the first clamp component 306 by the link 424, this movement results in the first clamp component 306 moving upwardly about the pivot point 402. Pivot to (e.g., away from opening 304). In this aspect, locking component 314 and/or first clamp component 306 are in an open position and cannula 404 can be inserted into opening 304 .

전술한 바와 같이, 로킹 구성요소(314) 및 제1 클램프 구성요소(306)는 캐뉼러(404)가 개구(304) 내로 적절하게 삽입될 때까지 이러한 개방 위치(예를 들어, 록-아웃 개방 위치)에서 유지(또는 로킹)된다. 이러한 태양에서, 이 장치는 캐뉼러의 적절한 삽입을 기계적으로 검출할 때까지 로킹 구성요소(314) 및 제1 클램프 구성요소(306)를 이러한 개방 위치(예를 들어, 록-아웃 개방 위치)로 유지 또는 로킹하기 위한 록아웃 기구(430)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 록아웃 기구(430)는 일 단부의 후크(432)와 피벗 지점(434)에서 베이스(420)에 피벗식으로 결합되는 다른 단부를 포함하는 트리거 유사 기구일 수 있다. 후크(432)는 로킹 구성요소(314)가 개방 위치에 있을 때 레버 또는 로킹 구성요소(314)에 부착된 베어링(436) 주위에 걸리도록 또는 달리 베어링에 체결되도록 하여 레버 또는 로킹 구성요소(314)(및 제1 클램프 구성요소(306))를 록-아웃 개방 위치에 유지하도록 구성된다. 록아웃 기구(430)는 돌출 부재(438)를 추가로 포함할 수 있는데, 이는 개구(304) 내에 적절하게 삽입 및/또는 정렬되는 캐뉼러에 의해 접촉될 때 록아웃 기구(430)로 하여금 로킹 구성요소(314)와 분리되게 할 것이다. 결국, 이는 로킹 구성요소(314)가 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 한다. 예를 들어, 돌출 부재(438)는 후크(432)와 피벗 지점(434) 사이에 있을 수 있고, 록아웃 기구(430)가 레버 또는 로킹 구성요소(314)와 체결될(예를 들어, 후크(432)가 베어링(436) 주위에 있을) 때 개구(304) 내로 연장될 수 있다. 캐뉼러 러그(406)가 도 4b에 도시된 바와 같이 개구(304) 내에 삽입될 때, 캐뉼러 러그(406)는 돌출 부재(436)와 접촉하여 이를 개구(304)로부터 멀어지게 밀게 될 것이다. 이는 결국 록아웃 기구(430)가 후방 방향으로 피벗하게 하고 후크(432)가 로킹 구성요소 베어링(436)과 분리되거나 또는 달리 해제되게 한다. 로킹 구성요소 또는 레버(314)는 스프링(440)에 의해 폐쇄 위치(예를 들어, 전방 위치)를 향해 편향될 수 있어서, 록아웃 기구(430)로부터 해제될 때 자동으로 폐쇄 위치를 향해 전방으로(예를 들어, 베이스(420)에 더 가깝게) 피벗하여 캐뉼러(404)를 로봇 아암에 부착한다.As described above, locking component 314 and first clamp component 306 are held in this open position (eg, lock-out open) until cannula 404 is properly inserted into aperture 304. position) is held (or locked). In this aspect, the device holds the locking component 314 and first clamp component 306 in this open position (eg, the lock-out open position) until it mechanically detects proper insertion of the cannula. It may further include a lockout mechanism 430 for retention or locking. For example, lockout mechanism 430 may be a trigger-like mechanism that includes a hook 432 at one end and the other end pivotally coupled to base 420 at pivot point 434 . The hook 432 is designed to hook around or otherwise engage a bearing 436 attached to the lever or locking component 314 when the locking component 314 is in the open position, thereby locking the lever or locking component 314. ) (and the first clamp component 306) in the lock-out open position. The lockout mechanism 430 may further include a protruding member 438, which when contacted by a cannula suitably inserted and/or aligned within the opening 304 causes the lockout mechanism 430 to lock. will be separated from component 314. In turn, this allows the locking component 314 to be automatically switched to the closed position. For example, the protruding member 438 can be between the hook 432 and the pivot point 434, and the lockout mechanism 430 can be engaged with the lever or locking component 314 (e.g., the hook 432 may extend into opening 304 when around bearing 436 . When cannula lug 406 is inserted into opening 304 as shown in FIG. 4B , cannula lug 406 will contact protruding member 436 and push it away from opening 304 . This in turn causes the lockout mechanism 430 to pivot in a rearward direction and the hook 432 to disengage or otherwise disengage from the locking component bearing 436 . The locking component or lever 314 may be biased toward a closed position (eg, a forward position) by a spring 440 such that when released from the lockout mechanism 430, it automatically moves forward toward the closed position. Attach the cannula 404 to the robot arm by pivoting (eg, closer to the base 420).

일부 태양에서, 부착 장치 또는 인터페이스(212)에 대한 캐뉼러(404)(예를 들어, 캐뉼러 러그(406))의 적절한 도킹 위치 또는 정렬은 로킹 구성요소(314) 및/또는 클램핑 구성요소(306, 308)가 록-아웃 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 자동으로 전환하도록 발생하거나 또는 달리 검출되어야 한다. 적절한 도킹 또는 정렬 위치는 캐뉼러가 수술 로봇 시스템에 대한 부착에 적합한 개구 내 위치에 있음을 의미한다. 부적절하거나 오정렬된 위치는 캐뉼러가 수술 로봇 시스템에 대한 부착에 적합하지 않은 개구 내 위치에 있음을 의미한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 캐뉼러 단부(412)가 록아웃 기구(430)에 접촉하여 록아웃 기구가 레버(314)로부터 분리되게 하기에 매우 충분히 캐뉼러(404)가 개구(304) 내로 삽입되도록, 캐뉼러(404)는 개구(304) 내의 적절한 도킹 또는 정렬 위치에 있어야 한다. 캐뉼러(404)가 적절한 도킹 위치에 있지 않거나 또는 오정렬되는 경우, 록아웃 기구(430)는 분리되지 않을 것이고 적절한 정렬 또는 도킹 위치가 검출될 때까지 로킹 구성요소(314) 및/또는 클램핑 구성요소(306)는 록아웃 위치에 있을 것이다. 따라서, 캐뉼러의 적절한 도킹 또는 정렬 위치는 캐뉼러 러그(406)가 록아웃 기구(430)와 접촉하거나 또는 달리 록아웃 기구를 레버(314)로부터 분리되게 하는 경우 시스템에 의해 기계적으로 검출되는(예를 들어, 부착 장치 또는 인터페이스(212)에 의해 검출되는) 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 일부 태양에서, 부착 장치 또는 인터페이스(212)는 캐뉼러(404)와 단지 정합하여 캐뉼러가 도킹 위치에 있거나 또는 달리 개구(304) 내에 적절하게 정렬될 때 캐뉼러(404)가 록아웃 기구(430)를 레버(314)로부터 분리할 수 있게 하는 특정 형상 및/또는 표면 특징부를 포함할 수 있다. 추가 태양에서, 캐뉼러(404), 더 구체적으로는 캐뉼러 러그(406)는 부착 장치 또는 인터페이스(212)와 단지 정합하여 캐뉼러 러그(406)가 도킹 위치에 있거나 또는 달리 개구(304) 내에 적절하게 정렬될 때 캐뉼러(404)가 록아웃 기구(430)를 레버(314)로부터 분리할 수 있게 하는 특정 형상 및/또는 표면 특징부를 갖는 것으로 간주될 수 있다.In some aspects, proper docking position or alignment of cannula 404 (e.g., cannula lug 406) relative to attachment device or interface 212 includes locking component 314 and/or clamping component ( 306, 308) must occur or otherwise be detected to automatically transition from the lock-out open position to the closed position. A proper docking or alignment position means that the cannula is in a position within the aperture suitable for attachment to the surgical robotic system. An improper or misaligned position means that the cannula is in a position in the aperture that is not suitable for attachment to the surgical robotic system. For example, as described above, cannula 404 is pushed into opening 304 sufficiently to cause cannula end 412 to contact lockout mechanism 430 and cause lockout mechanism to disengage from lever 314. To be inserted, cannula 404 must be in an appropriate docking or alignment position within opening 304 . If cannula 404 is not in the proper docking position or is misaligned, lockout mechanism 430 will not disengage and locking component 314 and/or clamping component until proper alignment or docking position is detected. 306 will be in the lockout position. Thus, the proper docking or alignment position of the cannula is determined mechanically by the system when the cannula lug 406 contacts the lockout mechanism 430 or otherwise causes the lockout mechanism to disengage from the lever 314 ( eg, detected by the attachment device or interface 212). For example, in some aspects, the attachment device or interface 212 only mates with the cannula 404 so that the cannula 404 is in a docked position or otherwise properly aligned within the opening 304. It may include specific shapes and/or surface features that allow the lockout mechanism 430 to be detached from the lever 314 . In a further aspect, cannula 404, more specifically cannula lug 406, merely mates with attachment device or interface 212 such that cannula lug 406 is in a docked position or otherwise within opening 304. When properly aligned, cannula 404 may be considered to have a specific shape and/or surface feature that allows it to separate lockout mechanism 430 from lever 314 .

대표적으로, 일부 태양에서, 제2 클램핑 구성요소(308)는 경사진 표면의 형상인 정렬 구조체(444)를 가질 수 있다. 정렬 구조체(442)는 캐뉼러 러그(406)의 하부 측면 상의 상보적인 형상의 정렬 구조체(414)(예를 들어, 경사 표면)와 정합하거나 또는 달리 정렬될 수 있다. 정렬 구조체(444, 414)는 도 10b 및 도 10c를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.Representatively, in some aspects, the second clamping component 308 can have an alignment structure 444 in the shape of an inclined surface. The alignment structure 442 may mate or otherwise align with a complementary shaped alignment structure 414 (eg, an inclined surface) on the lower side of the cannula lug 406 . Alignment structures 444 and 414 will be described in more detail with reference to FIGS. 10B and 10C.

또 다른 태양에서, 제1 클램핑 구성요소(306)는 삼각형 돌출부를 형성하는 정렬 구조체(442)를 포함할 수 있다. 정렬 구조체(442)는 캐뉼러 러그(406)의 상부 측면 상의 상보적인 형상의 정렬 구조체(408)(예를 들어, 오목한 영역)와 정합하거나 또는 달리 정렬될 수 있다. 예를 들어, 캐뉼러(404)는 캐뉼러(404)의 부착 부분(406)이 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역 내로 삽입되도록 또는 더 구체적으로 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역에 위치된 개구(304)를 통해 삽입되도록 화살표의 방향으로 이동될 수 있다. 일부 변형예에서, 제1 클램프 구성요소(306)의 표면은 부착 부분(406)이 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역 내로 삽입될 때 부착 부분을 안내하고 배향시키는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 클램프 구성요소(306)의 표면은 부착 부분(406)이 도 4a에 도시된 미리 정의된 배향으로(예를 들어, 인터페이싱 표면들 사이의 결합을 가능하게 하도록 구조체(408)가 구조체(442)를 향하는 배향으로) 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역 내로 삽입될 때 부착 부분(406)을 원활하게 수용하도록 각질 수 있다. 부착 부분(406)이 다른 배향으로 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역 내로 삽입될 때, 구조체(442)는 부착 부분(406)이 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들에 대해 적절하게 배향되지 않음을 나타내기 위해 부착 부분(406)을 밀게 되거나 또는 달리 간섭될 수 있다. 예를 들어, 구조체(442)는 부착 부분(406)이 미리 정의된 배향으로 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역 내로 삽입되고 있지 않을 때 (예를 들어, 부착 부분(406)이 상기 영역 내로 삽입되기에 너무 작은 간극을 생성함으로써) 부착 부분(406)이 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 영역 내로 삽입되는 것을 방지할 수 있다. 일부 변형예에서, 부착 부분(406)을 2개의 클램프 구성요소(306, 308)들 사이의 개구(304) 내로 안내하는 것을 돕기 위해, 구조체(442, 408)들은 부착 구조체(406)가 단일 배향(예를 들어, 적절한 도킹 및/또는 정렬 위치)에서 개구(304) 내로 삽입될 때만 서로 정합하는 상보적인 각도들을 가질 수 있다.In another aspect, the first clamping component 306 can include an alignment structure 442 forming a triangular protrusion. Alignment structure 442 may mate or otherwise align with a complementary shaped alignment structure 408 (eg, a recessed area) on the top side of cannula lug 406 . For example, the cannula 404 is such that the attachment portion 406 of the cannula 404 is inserted into an area between the two clamp components 306, 308, or more specifically, the two clamp components 306. , 308) can be moved in the direction of the arrow to be inserted through the opening 304 located in the region. In some variations, the surface of the first clamp component 306 is such that it assists in guiding and orienting the attachment portion 406 when it is inserted into an area between the two clamp components 306, 308. can be configured. For example, the surface of the first clamp component 306 is such that the attachment portion 406 is in a predefined orientation shown in FIG. 4A (eg, structure 408 to enable coupling between interfacing surfaces). may be angular to smoothly receive the attachment portion 406 when inserted into the region between the two clamp components 306 and 308 (with an orientation toward the structure 442). When attachment portion 406 is inserted into a region between two clamp components 306 and 308 in a different orientation, structure 442 causes attachment portion 406 to clamp two clamp components 306 and 308. The attachment portion 406 may be pushed or otherwise interfered with to indicate that it is not properly oriented relative to the attachment portion 406 . For example, structure 442 may be used when attachment portion 406 is not being inserted into a region between two clamp components 306, 308 in a predefined orientation (eg, attachment portion 406). Insertion of the attachment portion 406 into the area between the two clamp components 306 and 308 may be prevented by creating a gap that is too small to insert into this area. In some variations, to assist in guiding attachment portion 406 into opening 304 between two clamp components 306 and 308, structures 442 and 408 may be unidirectionally oriented so that attachment structure 406 is unidirectional. may have complementary angles that only mate with each other when inserted into opening 304 (eg, in an appropriate docking and/or alignment position).

일부 태양에서, 캐뉼러 러그(406)의 정렬 구조체(408, 414)들은 러그(406)가 단지 하나의 위치에서 부착 장치(212) 내에 끼워질 수 있게 하는 비대칭 형상을 갖는 것으로 간주되도록 상이할 수 있다. 이러한 태양에서, 캐뉼러 러그(406)가 (도 4b에 도시된 바와 같이) 개구(304) 내의 적절한 도킹 또는 정렬 위치에 있는 것으로 검출될 때, 장치(212)가 자동으로 폐쇄되고 캐뉼러(404) 상으로 클램핑된다. 결국, 이는 기계적 레버에 대한 접근이 어렵거나 불가능할 때 캐뉼러를 로봇 아암에 도킹하기 위해 완전히 기계적이고 안전한 해법을 제공함으로써 중요한 수술 작업 흐름 문제를 해결한다. 추가적인 정렬 구조체들 및 구성들은 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.In some aspects, the alignment structures 408 and 414 of the cannula lug 406 may differ so that the lug 406 is considered to have an asymmetrical shape that allows it to fit within the attachment device 212 in only one location. there is. In this aspect, when it is detected that the cannula lug 406 is in the proper docking or alignment position within the opening 304 (as shown in FIG. 4B), the device 212 automatically closes and the cannula 404 ) is clamped onto. Ultimately, this solves a critical surgical workflow problem by providing a completely mechanical and safe solution for docking a cannula to a robotic arm when access to a mechanical lever is difficult or impossible. Additional alignment structures and configurations will be described in more detail with reference to FIGS. 10A-10C.

일부 태양에서, 캐뉼러(404)가 적절한 도킹 위치에 있고/있거나 장치(212)가 폐쇄 위치로 전환되었음을 기계적으로 검출할 때, 시스템은 캐뉼러가 도킹 위치에 있고/있거나 캐뉼러가 부착되어 있다는 신호를 사용자에게 추가로 제공할 수 있다. 예를 들어, 이전에 논의된 센서들 중 하나 이상(예를 들어, 센서 시스템(316) 또는 스위치(328))은 장치(212)가 폐쇄 위치에 있다는 것을 검출할 수 있고 캐뉼러가 부착되어 있다는 신호를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 시스템은 장치(212)가 록아웃 개방 위치 또는 폐쇄 위치에 있는지 여부에 기초하여 장치(212)가 도킹 모드 또는 클램핑 모드에 있는지에 대한 신호를 사용자에게 제공할 수 있다. 이 신호는 시스템 디스플레이 상의 메시지 또는 다른 지침(indicator), 오디오 피드백, 촉각적 피드백 또는 시스템의 상태 또는 모드(또는 시스템의 상태 또는 모드의 변화)를 사용자에게 나타내기 위한 임의의 다른 적합한 통지의 형태일 수 있다. 도 5는 장치(212)의 상태 또는 모드를 사용자에게 나타내기 위한 예시적인 공정 흐름을 도시한다. 대표적으로, 공정(500)은 작동(502)에서 캐뉼러 부착 장치(예를 들어, 212)를 제공하는 단계와, 이어서 장치가 작동(504)에서 개방 위치에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(212)는 예컨대 레버(314) 또는 제1 클램핑 구성요소(306)가 개방 위치에 있는 경우 개방 위치에 있는 것으로 결정될 수 있다. 장치가 개방 위치에 있는 것으로 결정되면, 사용자는 장치가 도킹 모드에 있다는 것을 작동(506)에서 통지받는다. 즉, 사용자는 여전히 장치 개구 내에 캐뉼러를 위치시킬 수 있고/있거나 캐뉼러는 개구 내에 있을 수 있지만 아직 적절하게 정렬되지 않을 수 있다. 장치가 개방 위치에 있지 않은 경우, 공정은 작동(506)에서 장치가 폐쇄 위치에 있는지 여부를 결정하도록 계속된다. 예를 들어, 장치(212)는 예컨대 레버(314) 또는 제1 클램핑 구성요소(306)가 폐쇄 위치에 있는 경우 폐쇄 위치에 있는 것으로 결정될 수 있다. 장치가 폐쇄 위치에 있는 것으로 결정되면, 사용자는 장치가 도킹 모드에 있다는 것 또는 캐뉼러가 부착되어 있다는 것을 작동(508)에서 통지받는다. 장치가 작동(506)에서 폐쇄 위치에 있는 것으로 여전히 결정되지 않는 경우, 이는 사용자가 여전히 장치에서 캐뉼러를 적절하게 위치시키려고 시도하고 있다는 것을 의미할 수 있으며, 따라서 공정은 작동(506)으로 되돌아가고, 장치가 도킹 모드에 있다는 것을 사용자에게 통지한다.In some aspects, upon mechanically detecting that the cannula 404 is in the proper docked position and/or that the device 212 has transitioned to the closed position, the system confirms that the cannula is in the docked position and/or the cannula is attached. A signal may be additionally provided to the user. For example, one or more of the previously discussed sensors (e.g., sensor system 316 or switch 328) may detect that device 212 is in the closed position and that a cannula is attached. A signal may be provided to the user. Additionally, the system may provide a signal to the user whether the device 212 is in a docking mode or a clamping mode based on whether the device 212 is in the lockout open position or the closed position. This signal may be in the form of a message or other indicator on the system display, audio feedback, tactile feedback, or any other suitable notification to indicate to the user the state or mode of the system (or a change in the state or mode of the system). can 5 depicts an exemplary process flow for presenting the state or mode of device 212 to a user. Representatively, process 500 will include providing a cannula attachment device (e.g., 212) in operation 502, and then determining whether the device is in an open position in operation 504. can For example, device 212 may be determined to be in an open position when, for example, lever 314 or first clamping component 306 is in an open position. If the device is determined to be in an open position, the user is notified in operation 506 that the device is in docked mode. That is, the user may still position the cannula within the device opening and/or the cannula may be within the opening but not yet properly aligned. If the device is not in the open position, the process continues in operation 506 to determine whether the device is in the closed position. For example, the device 212 can be determined to be in the closed position when, for example, the lever 314 or the first clamping component 306 is in the closed position. If the device is determined to be in the closed position, the user is notified in operation 508 that the device is in docked mode or that a cannula is attached. If the device is still not determined to be in the closed position at operation 506, this may mean that the user is still attempting to properly position the cannula on the device, so the process returns to operation 506. , notifies the user that the device is in docked mode.

또 다른 태양에서, 부착 장치 또는 도킹 인터페이스는 캐뉼러의 존재, 캐뉼러 상으로의 적절한 래칭, 레버의 각도, 부착되거나 도킹된 캐뉼러의 유형, 및/또는 캐뉼러 해제를 나타낼 수 있는 임의의 시나리오들의 검출을 가능하게 하는 추가 태양들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이전에 언급된 시나리오들 또는 특성들 중 임의의 하나 이상을 검출하기 위해 유한 상태 기계(finite state machine)를 구동하는 센서들은 장치(212) 및/또는 캐뉼러(404)로 통합될 수 있다. 이어서, 이들 상태의 각각은 로봇 아암에 대한 시각적, 청각적 또는 다른 형태의 피드백을 사용할 뿐만 아니라 외과 의사 브릿지에 대한 임의의 형태의 유사한 피드백을 통해 사용자에게 통신될 수 있다. 배경으로서, 수술 로봇 아암을 캐뉼러에 도킹할 때, (1) 부착 장치가 완전히 폐쇄된 상태로 캐뉼러가 아암에 적절하게 도킹되는지를 감지하는 정확한 방식; (2) 어떤 유형의 캐뉼러가 도킹되었는지를 검출하고 이를 시스템으로 통신하는 방식(예를 들어, 표준/비만(Standard/Bariatric), 8 mm/12 mm); 및 (3) 캐뉼러가 어떻게든 해제되거나 도킹되지 않는지를 모니터링하는 방식이 있을 필요가 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 태양에서, 도 6은 이전에 언급된 시나리오들 또는 특성들 중 임의의 하나 이상을 검출하기 위한 하나의 대표적인 센서 배열의 개략도를 도시한다. 대표적으로, 도 6은 로킹 구성요소 또는 레버(314)의 특성을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(602) 및 캐뉼러(404)의 특성을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(604)를 도시한다. 일 태양에서, 센서(602, 604)들은 자석 인코더들일 수 있고, 레버(314) 및 캐뉼러(404)는 인코더들에 의해 검출되는 자석(606, 608)들을 각각 포함할 수 있다.In another aspect, the attachment device or docking interface may indicate the presence of a cannula, proper latching onto the cannula, the angle of the lever, the type of cannula attached or docked, and/or any scenario that may indicate cannula release. may include additional aspects enabling detection of . For example, sensors that drive a finite state machine to detect any one or more of the previously mentioned scenarios or characteristics may be incorporated into device 212 and/or cannula 404. can Each of these states may then be communicated to the user using visual, auditory or other forms of feedback on the robotic arm, as well as any form of similar feedback on the surgeon's bridge. As a background, when docking the surgical robot arm to the cannula, there is (1) a precise way to sense that the cannula is properly docked to the arm with the attachment device completely closed; (2) a way to detect which type of cannula is docked and communicate this to the system (eg, Standard/Bariatric, 8 mm/12 mm); and (3) a way to monitor if the cannula is somehow released or undocked. In this aspect, FIG. 6 depicts a schematic diagram of one representative sensor arrangement for detecting any one or more of the previously noted scenarios or characteristics. Representatively, FIG. 6 shows at least one sensor 602 for detecting a characteristic of the locking component or lever 314 and at least one sensor 604 for detecting a characteristic of the cannula 404 . In one aspect, sensors 602 and 604 may be magnetic encoders, and lever 314 and cannula 404 may include magnets 606 and 608 respectively detected by the encoders.

센서(602)에 의해 검출된 로킹 구성요소 또는 레버(314)의 특성은 로킹 구성요소 또는 레버(314)의 각도일 수 있다. 예를 들어, 각도 범위(A) 내의 임의의 각도가 검출될 수 있다. 로킹 구성요소 또는 레버(314)의 각도는 예컨대 레버(314)가 개방 또는 폐쇄되어 있는지 여부, 캐뉼러가 적절하게 도킹되어 있는지 여부, 또는 캐뉼러 부착과 연관된 다른 특성들을 결정하는 데 추가로 사용될 수 있다. 예를 들어, 레버(314)가 각도(610)에서 검출되는 경우, 시스템은 레버(314)가 록아웃 개방 위치에 있다는 것을 결정할 수 있다. 반면에, 레버(314)가 각도(612)에서 검출되는 경우, 시스템은 레버(314)가 폐쇄 위치에 있다는 것을 결정할 수 있다. 각도는 레버 위치를 결정하기에 적합한 임의의 지점. 예를 들어 피벗 지점(436) 또는 레버(314)의 중심 축에 대해 측정될 수 있다.The characteristic of locking component or lever 314 detected by sensor 602 may be the angle of locking component or lever 314 . For example, any angle within the angular range A can be detected. The angle of the locking component or lever 314 may further be used to determine, for example, whether the lever 314 is open or closed, whether the cannula is properly docked, or other characteristics associated with cannula attachment. there is. For example, if lever 314 is detected at angle 610, the system can determine that lever 314 is in the lockout open position. On the other hand, if lever 314 is detected at angle 612, the system can determine that lever 314 is in the closed position. The angle is an arbitrary point suitable for determining the lever position. For example, it may be measured about pivot point 436 or the central axis of lever 314.

대표적으로, 작동 중에, 로봇 아암이 캐뉼러에 도킹될 준비가 된 때, 레버(314)는 사용자에 의해 개방 위치로 수동으로 이동될 수 있고 록아웃 기구는 전술한 바와 같이 개방 위치에서 레버(314)를 유지할 수 있다. 센서(602)에 의한 이러한 움직임의 검출은, 로봇 아암이 도킹 인터페이스 또는 부착 장치(212)에 위치될 수 있도록 수술 로봇 아암과 연관된 중력 보상 능동 후방(GCAB) 구동 기구가 결합되어야 한다는 것을 결정하기 위해 시스템에 의해 사용될 수 있다. 일단 로봇 아암이 위치되고 캐뉼러가 장치(212)의 개구 내로 밀리게 되면, 록아웃은 분리되어 이전에 논의된 바와 같이 래치가 폐쇄되어 캐뉼러를 아암에 고정할 수 있게 된다. 이 시점에서, 레버 센서(602)는 레버가 폐쇄되었고 기계적 오버센터 지점을 통과했다(예를 들어, 위치(612)에 대응하는 각도에 있다)는 것을 감지한다. 결국, 이러한 정보는 시스템이 GCAB를 분리하게 하고 상기 도킹된 또는 부착된 위치에서 아암을 유지하게 할 수 있다. 센서(602)로부터의 신호는, 캐뉼러가 부착된 후에 레버(314)가 우발적으로 눌려지는 경우 시스템이 절차를 중단하고 사용자에게 통지해야 하는 오류 상태로 전환하도록 능동적으로 모니터링될 수 있다.Representatively, during operation, when the robotic arm is ready to be docked to the cannula, the lever 314 can be manually moved by the user to an open position and the lockout mechanism locks the lever 314 in the open position as described above. ) can be maintained. Detection of this movement by sensor 602 is used to determine that the gravity-compensating active posterior (GCAB) drive mechanism associated with the surgical robot arm must be engaged so that the robot arm can be positioned in the docking interface or attachment device 212. can be used by the system. Once the robot arm is positioned and the cannula is pushed into the opening of the device 212, the lockout is released allowing the latch to close as previously discussed to secure the cannula to the arm. At this point, lever sensor 602 senses that the lever has closed and has passed the mechanical over-center point (eg, at an angle corresponding to position 612). Eventually, this information can cause the system to disengage the GCAB and hold the arm in the docked or attached position. The signal from sensor 602 can be actively monitored so that if lever 314 is inadvertently depressed after the cannula has been attached, the system will abort the procedure and enter an error condition where the user should be notified.

센서(604)에 의해 검출된 캐뉼러(404)의 특성을 이제 참조하면, 대표적인 특성은 (1) 장치(212) 개구 내의 캐뉼러(404)의 존재 및 (2) 캐뉼러의 유형일 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 예를 들어, 센서(604)가 자석(608)을 검출하도록 캐뉼러(404)가 개구 내로 삽입될 때 캐뉼러(404)는 존재하는 것으로 결정될 수 있다. 캐뉼러(404)는 센서(604)가 자석(608)을 검출하지 않을 때 부재하는 것으로 결정될 수 있다. 캐뉼러(404)의 존재(또는 부재)는, 예를 들어, 캐뉼러가 적절하게 도킹되고/되거나 해제되는지 여부를 결정하는 데 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 캐뉼러의 존재가 캐뉼러 센서(604)에 의해 검출되고 레버가 레버 센서(602)로부터의 정보에 기초하여 폐쇄 위치에 있는 것으로 결정되면, 시스템은 캐뉼러가 장치(및 로봇 아암)에 적절하게 부착되어 있는 것으로 결정할 수 있다. 반면에, 캐뉼러 존재가 캐뉼러 센서(604)에 의해 검출되지 않고 레버가 레버 센서(602)로부터의 정보에 기초하여 개방 위치에 있는 것으로 결정되면, 시스템은 캐뉼러가 해제되었거나 장치(및 로봇 아암)에 적절하게 부착되어 있지 않는 것으로 결정할 수 있다.Referring now to the characteristics of the cannula 404 detected by the sensor 604, representative characteristics may be (1) the presence of the cannula 404 within the aperture of the device 212 and (2) the type of cannula, although this Not limited. For example, cannula 404 may be determined to be present when cannula 404 is inserted into an opening such that sensor 604 detects magnet 608 . Cannula 404 can be determined to be absent when sensor 604 does not detect magnet 608 . The presence (or absence) of cannula 404 may also be used to determine, for example, whether the cannula is properly docked and/or released. For example, if the presence of a cannula is detected by cannula sensor 604 and the lever is determined to be in the closed position based on information from lever sensor 602, the system determines whether the cannula is in the device (and robotic arm). ) can be determined to be properly attached to On the other hand, if cannula presence is not detected by cannula sensor 604 and the lever is determined to be in the open position based on information from lever sensor 602, the system determines whether the cannula has been released or the device (and robot arm) is not properly attached.

캐뉼러의 유형은 센서(604)에 의해 검출된 자석(608)의 각도에 기초하여 검출될 수 있다. 또한, 자기 배향을 감지하는 것은, 캐뉼러가 장치(212) 내에 존재하고 안정되지만 정보가 로봇 시스템으로 그리고 사용자에게 통신될 수 있도록 도킹된 캐뉼러의 유형에 대한 특정 식별을 제공하는 주 역할을 하는 추가적인 데이터포인트(datapoint)를 제공한다. 예를 들어, 각 유형의 캐뉼러(404)는 자석(608A, 608B, 608C)에 의해 예시된 바와 같이 상이한 각도로 위치된 자석을 가질 수 있다. 이 각도는 예를 들어 자석 N극의 배향에 대한 자석의 극축 중심선의 각도일 수 있다. 따라서, 센서(604)가 경사진 자석(608A), 경사진 자석(608B) 또는 경사진 자석(608C)을 검출할 때, 시스템은 검출되는 경사진 자석과 이에 연관되는 캐뉼러의 특정 유형을 매칭시키고 이 캐뉼러 유형을 사용자에게 통지할 수 있다. 센서들에 의해 검출될 수 있는 대표적인 자기장 배향 및 시스템에 의해 결정될 수 있는 각각의 캐뉼러 유형은 하기와 같이 표 1에 도시되어 있다:The type of cannula can be detected based on the angle of magnet 608 detected by sensor 604 . In addition, sensing magnetic orientation serves primarily to provide specific identification of the type of cannula docked so that the cannula is present and stable within the device 212 but information can be communicated to the robotic system and to the user. Provides additional datapoints. For example, each type of cannula 404 can have magnets positioned at different angles, as illustrated by magnets 608A, 608B, and 608C. This angle can be, for example, the angle of the pole axis centerline of the magnet relative to the orientation of the magnet's north pole. Thus, when sensor 604 detects tilted magnet 608A, tilted magnet 608B or tilted magnet 608C, the system matches the detected tilted magnet with the specific type of cannula associated with it. and notify the user of this cannula type. Representative magnetic field orientations that can be detected by the sensors and each cannula type that can be determined by the system are shown in Table 1 as follows:

Figure pct00001
Figure pct00001

센서(604)를 사용하여 캐뉼러 유형을 모니터링하여, 래칭 기구 내에서 캐뉼러의 과도한 움직임을 허용할 수 있는 래칭 문제를 감지할 뿐만 아니라 가짜 또는 비적합성 캐뉼러를 검출할 기회가 존재한다.An opportunity exists to monitor cannula type using sensor 604 to detect a latching problem that could allow excessive movement of the cannula within the latching mechanism, as well as detect a fake or non-conforming cannula.

더욱이, 센서(604)는 소정의 자기 임계치에 도달했다는 것을 나타내는 추가 신호를 제공하고, 이는 결국 장치(212) 내의 캐뉼러(404)의 존재를 확인하는 데 사용될 수 있다. 이것이 또한 이전에 논의된 바와 같이 유효한 캐뉼러 유형 또는 식별 판독치를 가짐으로써 달성되지만, 이러한 신호는 더 명확한 이진 값이고 캐뉼러 존재 확인용으로 사용되는 주 신호일 수 있다. 적당한 시간 후의 임의의 시점에서의 이러한 신호의 손실은 캐뉼러의 해제를 나타낼 수 있고, 시스템으로 하여금 절차를 중지하고 사용자에게 통지할 오류 상태로 전환하게 할 수 있다.Moreover, sensor 604 provides an additional signal indicating that a predetermined magnetic threshold has been reached, which in turn can be used to confirm the presence of cannula 404 within device 212 . This is also achieved by having a valid cannula type or identification readout as previously discussed, but this signal is a more explicit binary value and may be the primary signal used for cannula presence verification. Loss of this signal at any point after a reasonable amount of time may indicate release of the cannula and cause the system to abort the procedure and switch to an error condition to notify the user.

도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 센서(602, 604)들은 장치 개구(304) 내에 위치된 센서 보드(320)에 전기적으로 연결될 수 있거나, 원하는 특성을 검출하기에 적합한 장치(212)의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 센서 보드(320)는, 예를 들어, 센서 보드(320)의 센서(602, 604)들을 제어 및/또는 판독하기 위해, 센서(602, 604)들로부터 사용자로의 정보의 통신을 용이하게 하기 위해, 그리고 센서 정보에 기초하여 이전에 논의된 특성들 중 하나 이상을 결정하기 위해 마이크로프로세서 또는 다른 연관 프로세서(614)를 포함할 수 있다. 또한, 센서(604)가 캐뉼러 존재 및 유형을 나타내는 2개의 별개의 신호들을 출력하는 단일 센서로서 설명되지만, 이러한 특성들의 각각을 개별적으로 검출하기 위한 상이한 센서들이 사용될 수 있다. 더욱이, 2개의 센서(602, 604)들만이 도시되어 있지만, 적어도 4개의 센서들 또는 그 초과가 안전성 이유로 용장성을 제공하기 위해 사용될 수 있다는 것이 고려된다.As described above with reference to FIG. 3 , sensors 602 and 604 may be electrically connected to sensor board 320 located within device aperture 304 or any suitable device 212 for detecting a desired characteristic. It can be located at the location of. Sensor board 320 may facilitate communication of information from sensors 602, 604 to a user, for example, to control and/or read sensors 602, 604 of sensor board 320. and a microprocessor or other associated processor 614 to determine one or more of the characteristics discussed previously based on sensor information. Further, although sensor 604 is described as a single sensor that outputs two separate signals indicative of cannula presence and type, different sensors may be used to individually detect each of these characteristics. Moreover, although only two sensors 602 and 604 are shown, it is contemplated that at least four sensors or more may be used to provide redundancy for safety reasons.

이전에 논의된 센서들에 의해 검출된 정보에 기초하여 이제 시스템 작동을 더 상세히 참조하면, 도 7은 하나의 대표적인 공정을 도시한다. 일 태양에서, 공정(700)은 작동(702)에서 시스템이 캐뉼러 도킹 준비가 된 것으로 간주되는 초기 상태 또는 모드를 포함한다. 예를 들어, 시스템은, 부착 장치 또는 인터페이스 장치(212)가 캐뉼러 삽입을 위해 준비되도록 하는 록-아웃 개방 위치에 있고/있거나(예를 들어, 레버(314)가 록아웃 기구(430)와 체결되고 레버(314) 및/또는 제1 클램프(306)가 개방 위치에 있고/있거나) 어떠한 캐뉼러도 존재하지 않는 것으로 결정되는 것을 시스템(예를 들어, 센서)이 검출할 때 캐뉼러 도킹에 대해 준비된 것으로 간주될 수 있다. 일단 시스템이 작동(702)에서 캐뉼러 도킹을 위해 준비된 것으로 결정되면, 하나 이상의 연관 프로세서는 수술 로봇 시스템으로 하여금 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체를 분리하게 하고, 작동(704)에서 수술 로봇 아암과 연관된 중력 보상 능동 후방("GCAB") 구동 기구와 체결되어 수술 로봇 아암과 연관된 클램핑 조립체 내에 캐뉼러를 위치시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 추가적으로, GCAB가 체결되면, 시스템(예를 들어, 센서 조립체)이 클램프 조립체(예를 들어, 부착 장치(212)의 레버(314) 또는 클램프(306))의 폐쇄 위치로의 전환 및/또는 캐뉼러가 클램프 조립체 내에 존재하지 않는다는 것을 검출하는 경우, 이 공정은 작동(702)으로 되돌아간다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 수술 로봇 시스템으로 하여금 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 체결되게 하고, 클램핑 조립체에 대한 캐뉼러의 현재 위치가 유지되도록 수술 로봇 아암과 연관된 GCAB 구동 기구와 분리하게 할 수 있다. 대안적으로, GCAB가 체결되면, 시스템(예를 들어, 센서 조립체)이 클램프 조립체의 폐쇄 위치로의 전환을 검출하고 캐뉼러가 존재하는 경우, 시스템은 캐뉼러가 클램핑 조립체에 삽입되었고 하나 이상의 프로세서가 수술 로봇 시스템으로 하여금 작동(706)에서 캐뉼러가 삽입되는 것을 사용자에게 통지하게 할 수 있다는 것을 결정한다. 추가적으로, 캐뉼러가 검출되고 시스템이 작동(706)에서 캐뉼러가 삽입되는 것을 인식하면, 시스템은 삽입된 캐뉼러의 유형을 추가로 결정하고 사용자에게 캐뉼러의 유형을 통지할 수 있다. 예를 들어, 부착 장치와 연관된 센서 조립체는 전술한 바와 같이 자석 배향에 기초하여 캐뉼러의 유형을 결정할 수 있다. 작동(706)에서 캐뉼러가 적절하게 삽입되는 것으로 결정되면, 시스템은 작동(708)에서 캐뉼러가 도킹되거나 또는 달리 수술 로봇 아암의 부착 또는 클램핑 조립체에 부착되는 것을 사용자에게 통지할 수 있다. 추가적으로, 작동(706)에서 캐뉼러가 삽입되는 것으로 결정되면 시스템은 클램핑 조립체가 개방된 것, 캐뉼러 존재가 검출되지 않는 것 또는 캐뉼러 식별자(ID)가 검출되지 않는 것을 감지하는 경우, 시스템은 제동 조립체와 체결될 수 있고 작동(702)으로 되돌아갈 수 있다. 또한, 시스템은 래치가 이제 개방되고/되거나 캐뉼러가 검출되지 않는다는 것을 사용자에게 통지할 수 있고, 따라서 오류가 발생했을 수 있고 절차는 중단되었다. 다시 말하면, 시스템은 시스템이 부착될 캐뉼러를 위한 준비가 되어 있음을 사용자에게 통지할 수 있다. 이러한 태양에서, 부착 장치(또는 클램핑 조립체) 내로 통합된 센서 조립체는 캐뉼러의 존재, 캐뉼러 상으로의 적절한 래칭, 도킹된 캐뉼러의 유형, 및 캐뉼러 해제를 나타낼 수 있는 임의의 시나리오를 검출하기 위해 유한 상태 기계를 구동하는 데 사용된다. 이어서, 이러한 상태들의 각각은 로봇 아암에 대한 시각적, 청각적 또는 다른 형태의 피드백을 사용할 뿐만 아니라 외과 의사 브릿지에 대한 임의의 형태의 유사한 피드백을 통해 사용자에게 통신될 수 있다.Referring now to system operation in more detail based on the information detected by the previously discussed sensors, FIG. 7 illustrates one representative process. In one aspect, process 700 includes an initial state or mode in which the system is considered ready for cannula docking at operation 702 . For example, the system may be in a lock-out open position that allows attachment device or interface device 212 to be ready for cannula insertion (e.g., lever 314 engages lockout mechanism 430). for cannula docking when the system (e.g., sensor) detects that the lever 314 and/or the first clamp 306 are in the open position and/or the system (e.g., sensor) determines that no cannula is present. can be considered ready. Once the system is determined to be ready for cannula docking in operation 702, one or more associated processors cause the surgical robot system to disengage the surgical robot arm and associated braking assembly, in operation 704 associated with the surgical robotic arm. It can be engaged with a gravity compensated active posterior ("GCAB") drive mechanism to enable positioning of the cannula within a clamping assembly associated with a surgical robot arm. Additionally, when the GCAB is engaged, the system (e.g., sensor assembly) transitions the clamp assembly (e.g., lever 314 or clamp 306 of attachment device 212) to a closed position and/or If it is detected that the cannula is not present in the clamp assembly, the process returns to operation 702. For example, the one or more processors may cause a surgical robot system to engage a braking assembly associated with a surgical robot arm and disengage from a GCAB drive mechanism associated with a surgical robot arm such that the current position of the cannula relative to the clamping assembly is maintained. there is. Alternatively, when the GCAB is engaged, the system (e.g., sensor assembly) detects the transition of the clamp assembly to the closed position and, if a cannula is present, the system detects that the cannula has been inserted into the clamping assembly and activates one or more processors. determines that can cause the surgical robot system to notify the user that a cannula is being inserted in act 706 . Additionally, if a cannula is detected and the system recognizes that a cannula is inserted in operation 706, the system may further determine the type of cannula inserted and notify the user of the type of cannula. For example, a sensor assembly associated with an attachment device may determine the type of cannula based on magnet orientation, as described above. If it is determined in operation 706 that the cannula is properly inserted, the system may notify the user in operation 708 that the cannula is docked or otherwise attached to a surgical robot arm or clamping assembly. Additionally, if it is determined in operation 706 that a cannula is inserted, the system detects that the clamping assembly is open, no cannula presence is detected, or no cannula identifier (ID) is detected, the system: The brake assembly may be engaged and operation 702 may be returned. Additionally, the system may notify the user that the latch is now open and/or the cannula is not detected, so an error may have occurred and the procedure has been aborted. In other words, the system can notify the user that the system is ready for a cannula to be attached. In this aspect, a sensor assembly integrated into the attachment device (or clamping assembly) detects the presence of a cannula, proper latching onto the cannula, the type of docked cannula, and any scenario that may indicate cannula release. It is used to drive a finite state machine in order to Each of these states may then be communicated to the user using visual, audible or other forms of feedback on the robotic arm, as well as any form of similar feedback on the surgeon's bridge.

이제 부착 장치의 추가적인 태양으로 돌아가면, 도 8a 및 도 8b는 부착 장치의 오버센터 구성을 도시한다. 도 8a 및 도 8b는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된 동일한 부착 장치 또는 인터페이스(212)를 도시하지만, 오버센터 구성이 이제 더 상세히 도시되어 있다. 오버센터 구성은 사용자가 필요할 때마다 이들 2개의 품목을 분리하고 재연결할 수 있게 하면서 수술 로봇 아암에 대한 캐뉼러의 신뢰성 있고 확실한 부착을 보장한다. 예를 들어, 오버센터 구성은 부착 또는 클램핑 기구(예를 들어, 레버)가 캐뉼러에 가해지는 힘에 의해 개방 위치로 후방 구동되는 것을 방지할 수 있다. 오버센터인 경우, 레버는 임의의 증가하는 하중이 캐뉼러에 적용되는 상태로 레버 그 자체에 증가하는 힘이 가해져서 폐쇄될 것이다. 이는 캐뉼러가 수술 동안 로봇 아암에 확실하게 그리고 신뢰성 있게 유지되는 것을 보장하는 것을 돕는다. 대표적으로, 도 8a는 도 4a를 참조하여 이전에 논의된 바와 같이 록아웃 개방 위치에 있는 부착 장치 또는 인터페이스(212)를 도시한다. 이러한 개방 위치에서, 부착 장치 또는 인터페이스(212)는 오버센터 구성에 있는 것으로 간주되지 않는다. 도 8b는 도 4b를 참조하여 이전에 논의된 바와 같이 폐쇄 위치에 있는 부착 장치 또는 인터페이스(212)를 도시한다. 예를 들어, 폐쇄 위치에서, 액추에이터 또는 레버는 베이스에 대해 완전히 전방으로 안착된다. 예를 들어, 액추에이터 또는 레버는 제1 클램프 구성요소를 전방으로 밀고, 이어서 캐뉼러 러그를 제2 클램프 구성요소에 대해 클램핑하고 이를 부착 장치 또는 인터페이스(212)에 확실하게 유지한다. 이러한 폐쇄 위치에서, 부착 장치 또는 인터페이스(212)는 오버센터 구성에 있는 것으로 간주되는데, 이는 연관된 4절 링크 기구가 오버센터로 설계되기 때문이다.Turning now to a further aspect of the attachment device, FIGS. 8A and 8B illustrate an overcenter configuration of the attachment device. 8A and 8B show the same attachment device or interface 212 described with reference to FIGS. 4A and 4B , but the overcenter configuration is now shown in greater detail. The over-center configuration ensures reliable and secure attachment of the cannula to the surgical robot arm while allowing the user to disconnect and reconnect these two items whenever necessary. For example, an over-center configuration can prevent an attachment or clamping mechanism (eg, a lever) from being driven backwards to an open position by force applied to the cannula. When over-centered, the lever will close with increasing force on the lever itself, with any increasing load being applied to the cannula. This helps ensure that the cannula is securely and reliably retained on the robotic arm during surgery. Representatively, FIG. 8A shows attachment device or interface 212 in a lockout open position as previously discussed with reference to FIG. 4A . In this open position, the attachment device or interface 212 is not considered to be in an over-center configuration. FIG. 8B shows attachment device or interface 212 in a closed position as previously discussed with reference to FIG. 4B . For example, in the closed position, the actuator or lever is fully forwardly seated relative to the base. For example, an actuator or lever pushes the first clamp component forward, then clamps the cannula lug against the second clamp component and holds it securely to the attachment device or interface 212 . In this closed position, the attachment device or interface 212 is considered to be in an overcenter configuration, since the associated four-bar linkage is designed to be overcenter.

대표적으로, 전술한 바와 같이, 부착 장치 또는 인터페이스(212)는 일 단부 근처의 피벗 지점(422)에서 베이스(420)에 이동가능하게 연결된 로킹 구성요소, 액추에이터 또는 레버(314)를 포함하며, 이는 레버(314)의 다른 단부가 개방 위치(후방 위치)와 폐쇄 위치(전방 위치) 사이에서 이동할 수 있게 한다. 일 태양에서, 레버(314)의 단부(314A)는 개방/폐쇄 위치들 사이에서 이동하고 사용자에 의해 수동으로 제어될 수 있다. 피벗 지점(422)은 레버(314)의 다른 단부(314B) 근처에 있을 수 있으며, 이 단부는 장치가 개방 록아웃 위치에 있을 때 록아웃 기구에 결합될 수 있다. 또한, 제1 클램프 구성요소(306)는 하나의 단부(306A)에서 피벗 지점(402)에서 베이스(420)에 이동가능하게 연결되며, 이는 제1 클램프 구성요소(306)의 다른 단부(306B)가 개방(비-클램핑) 위치와 폐쇄(클램핑) 위치 사이에서 이동할 수 있게 한다. 레버(314) 및 제1 클램프 구성요소(306)는 또한 링크(424)에 의해 서로 이동가능하게 연결된다. 링크(424)는 일 단부의 피벗 지점(428)에서 레버(314)에 그리고 피벗 지점(426)에서 제1 클램프 구성요소(306)에 연결된다. 다시 말하면, 장치(212)의 링크 기구는 4절 링크 기구를 형성하는 적어도 4개의 피벗 지점(402, 422, 426, 428)들을 포함할 수 있다. 따라서, 링크 기구 피벗 지점은 또한 본 명세서에서 제1 피벗 지점(426), 제2 피벗 지점(428), 제3 피벗 지점(402) 및 제4 피벗 지점(422)으로 지칭될 수 있다. 작동 동안, 폐쇄 행정(stroke)(예를 들어, 레버(314)가 화살표에 의해 예시된 바와 같이 베이스(420)를 향해 전방 방향으로 이동)의 시작 시, 피벗 지점(426)(예를 들어, 제1 피벗 지점)은 이 기구의 회전을 통해 피벗 지점(428)(예를 들어, 제2 피벗 지점)을 선행하게 된다. 기구가 그의 완전 폐쇄 위치를 향하기 때문에, 피벗 지점(428)(예를 들어, 제2 피벗 지점)은 도 8b에 도시된 바와 같이 피벗 지점(426)(예를 들어, 제1 피벗 지점)을 앞지르며(overtake), 이 지점에서 부착 장치(212)(예를 들어, 레버(314))는 오버센터인 것으로 불린다. 예를 들어, 일부 태양에서, 부착 장치(212)는 피벗 지점(428)(예를 들어, 제2 피벗 지점)이 1도 이하 또는 적어도 1도의 오버센터 각도만큼 피벗 지점(426)(예를 들어, 제1 피벗 지점)에 대해 오버센터인 경우 완전히 폐쇄(또는 래칭)되는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 특정 오버센터 각도(OCA)는 장치가 사실상 오버센터를 행하지만 캐뉼러 러그에 대한 클램핑력이 감소하기 시작할 만큼 극한의 오버센터 각도에 도달하지 않는다는 것을 보장하는 데 있어서 중요하다. 이전에 논의된 바와 같이, 이러한 오버센터 구성의 결과로서, 부착 장치는 임의의 증가하는 하중이 캐뉼러에 적용되는 상태로 그 자체(예를 들어, 제1 클램프 구성요소(306))에 증가하는 힘이 가해져서 폐쇄될 것이다.Typically, as described above, attachment device or interface 212 includes a locking component, actuator or lever 314 movably connected to base 420 at a pivot point 422 near one end, which The other end of the lever 314 is movable between an open position (rear position) and a closed position (forward position). In one aspect, end 314A of lever 314 moves between open/closed positions and can be manually controlled by the user. Pivot point 422 may be near the other end 314B of lever 314, which end may engage the lockout mechanism when the device is in the open lockout position. Also, the first clamp component 306 is movably connected to the base 420 at a pivot point 402 at one end 306A, which is the other end 306B of the first clamp component 306. allows movement between open (non-clamping) and closed (clamping) positions. Lever 314 and first clamp component 306 are also movably connected to each other by link 424 . Link 424 is connected at one end to lever 314 at pivot point 428 and to first clamp component 306 at pivot point 426 . In other words, the linkage of device 212 may include at least four pivot points 402, 422, 426, 428 forming a four-bar linkage. Accordingly, the linkage pivot points may also be referred to herein as first pivot point 426 , second pivot point 428 , third pivot point 402 , and fourth pivot point 422 . During operation, at the start of the closing stroke (eg, lever 314 moves in a forward direction toward base 420 as illustrated by the arrow), pivot point 426 (eg, The first pivot point) will precede the pivot point 428 (eg, the second pivot point) through rotation of the instrument. As the instrument faces its fully closed position, pivot point 428 (eg, second pivot point) precedes pivot point 426 (eg, first pivot point) as shown in FIG. 8B . (overtake), at which point attachment device 212 (e.g., lever 314) is said to be overcenter. For example, in some aspects, attachment device 212 may have pivot point 428 (eg, a second pivot point) less than or equal to 1 degree, or at least 1 degree overcenter angle of pivot point 426 (eg, , the first pivot point) can be considered fully closed (or latched). This particular overcenter angle (OCA) is important in ensuring that the device does indeed overcenter but does not reach such an extreme overcenter angle that the clamping force on the cannula lug begins to decrease. As previously discussed, as a result of this over-centered configuration, the attachment device increases with any increasing load applied to the cannula itself (e.g., first clamp component 306). Force will be applied to close it.

록아웃 개방 위치로 부착 장치를 유지하기 위한 록아웃 기구는 이제 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 대표적으로, 도 9a 및 도 9b는 록아웃 기구의 확대된 측단면도를 예시하고, 도 9c 및 도 9d는 도 9c 및 도 9d의 록아웃 기구의 조절 기구의 확대된 측단면도를 도시한다. 도 9a 내지 도 9d의 록아웃 기구는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된 록아웃 기구(430)와 실질적으로 동일할 수 있고, 따라서 이와 동일한 특징부들을 포함할 수 있다. 그러나, 록아웃 기구의 소정의 특징부들은 명확성을 위해 도 9a 내지 도 9d에서 생략될 수 있다.The lockout mechanism for holding the attachment device in the lockout open position will now be described in more detail with reference to FIGS. 9A-9D. Representatively, FIGS. 9A and 9B illustrate enlarged cross-sectional side views of the lockout mechanism, and FIGS. 9C and 9D illustrate enlarged cross-sectional side views of an adjustment mechanism of the lockout mechanism of FIGS. 9C and 9D . The lockout mechanism of FIGS. 9A-9D may be substantially the same as, and thus may include the same features as, the lockout mechanism 430 described with reference to FIGS. 4A and 4B . However, certain features of the lockout mechanism may be omitted from FIGS. 9A-9D for clarity.

이제 도 9a를 더 상세히 참조하면, 록아웃 기구(430)는 일 단부의 후크(432)와 피벗 지점(434)에서 부착 장치 베이스에 피벗식으로 결합되는 타 단부를 포함하는 트리거 유형 로킹 기구일 수 있다. 후크(432)는 레버(314)(및 연관된 클램핑 구성요소)를 록아웃 개방 위치로 유지하기 위해 레버(314)의 베어링(436) 주위에 걸리거나 또는 달리 이들과 체결되도록 구성된다. 록아웃 기구(430)는 후크(432)와 피벗 지점(434) 사이에 있는 돌출 부재(438)와, 피벗 지점(434)에 있는 스프링(902)을 더 포함한다. 스프링(902)은 록아웃 기구(430)를 록아웃 개방 위치(예를 들어, 후크(432)가 베어링(436) 주위에 걸리는 위치)를 향해 편향시킬 수 있다. 돌출 부재(438)는 부착 장치 개구를 향할 수 있고 삽입 동안 캐뉼러에 의해 가압되어, 록아웃 기구(430)가 피벗 지점(434)에서 화살표로 도시된 바와 같이 피벗되게 하고 후크(432)가 레버(314)의 베어링(436)에서 걸림 해제되게 하거나 또는 달리 분리되게 할 수 있다. 결국, 이는 이전에 논의된 바와 같이 부착 장치가 폐쇄 위치를 향해 편향되기 때문에 폐쇄 위치로 자동으로 전환될(예를 들어, 제1 클램프 구성요소가 캐뉼러 상에 클램핑될) 수 있게 한다.Referring now to FIG. 9A in more detail, the lockout mechanism 430 may be a trigger type locking mechanism comprising a hook 432 at one end and the other end pivotally coupled to the attachment base at a pivot point 434. there is. Hook 432 is configured to hook around or otherwise engage bearings 436 of lever 314 to hold lever 314 (and associated clamping components) in a lockout open position. The lockout mechanism 430 further includes a protruding member 438 between the hook 432 and the pivot point 434 and a spring 902 at the pivot point 434 . The spring 902 may bias the lockout mechanism 430 towards a lockout open position (eg, a position where the hook 432 is caught around the bearing 436 ). The protruding member 438 can face the attachment device opening and is pressed by the cannula during insertion, causing the lockout mechanism 430 to pivot as shown by the arrow at the pivot point 434 and the hook 432 to the lever. The bearing 436 of 314 can be disengaged or otherwise disengaged. In turn, this allows the attachment device to be automatically switched to the closed position (eg, the first clamp component clamped onto the cannula) as the attachment device is biased towards the closed position, as previously discussed.

록아웃 기구(430)는 이러한 방식으로 수만 회 가동될 수 있다. 따라서, 록아웃 기구(430)의 다양한 구성요소들은 마모되지 않거나 또는 신뢰할 수 없게 되지 않고도 이러한 사용을 견디도록 선택 또는 구성된다. 대표적으로, 록아웃 기구(430)의 후크(432)와 레버(314)의 베어링(436) 사이의 계면이 시간이 지남에 따라 마모되는 것을 방지하기 위해, 베어링(436)은 활주 대신 후크(432)의 표면을 따라 롤링할 수 있는 볼 베어링일 수 있다. 예를 들어, 후크(432)가 볼 베어링(436) 대신에 고정된 구조체 주위에 걸리는 경우, 2개의 구조체들은 이들이 분리되고 트리거 해제될 때까지 서로 활주할 것이다. 이러한 활주 동작은 시간이 지남에 따라 이러한 인터페이싱 표면을 마모할 수 있다. 따라서, 록아웃 기구(430)는 서로에 대해 마찰 및 마모되는 정적 금속 표면이 없음을 보장하기 위해 후크(432)의 임의의 트리거링 동작 및 움직임과 함께 회전하는 볼 베어링(436)을 포함한다.The lockout mechanism 430 can be actuated tens of thousands of times in this manner. Accordingly, the various components of lockout mechanism 430 are selected or configured to withstand such use without becoming worn or unreliable. Typically, to prevent the interface between the hook 432 of the lockout mechanism 430 and the bearing 436 of the lever 314 from wearing over time, the bearing 436 slides instead of the hook 432. ) can be a ball bearing capable of rolling along the surface of the For example, if hook 432 is hooked around a fixed structure instead of ball bearing 436, the two structures will slide on each other until they are separated and untriggered. This sliding action can wear these interfacing surfaces over time. Accordingly, the lockout mechanism 430 includes ball bearings 436 that rotate with any triggering action and movement of the hook 432 to ensure that there are no static metal surfaces rubbing and abrading against each other.

또한, 후크(432)는 마모를 감소시키고 신뢰성을 향상시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 후크(432)의 기하학적 구조는 계면에서 최소한의 마모로써 필요에 따라 베어링(436)과 체결되고 분리되도록 선택된다. 대표적으로, 이제 도 9b를 참조하면, 도 9b는 도 9a에 점선으로 도시된 후크/베어링 계면 섹션의 확대도이다. 도 9b로부터 알 수 있는 바와 같이, 록아웃 기구(430)는 체결되거나 및 트리거되기를 기다리고 있는 경우, 후크(432)의 팁(904)이 베어링(436)의 접점(906)(tangent point) 위에(또는 너머에) 있다. 이는 베어링(436)이 후크(432) 내에 완전히 네스팅되도록(nested) 후크(432)를 위치시킨다. 록아웃 기구(430)가 트리거되기 시작하고 그의 회전 경로(912)를 따라 이동할 때, 후크 팁(904)은 분리 방향(908)으로 이동하고 베어링(436)의 접점(906)에 접근하게 된다. 일단 후크 팁(904)이 접점(906)에 도달하면, 베어링(436)은 신속하게 회전하여, 스프링(902)에 의해 편향되어 베어링(436)을 분리하는 록아웃 기구(430)가 베어링(436)을 해제할 것이다. 일단 해제되면, 베어링(436)은 (피벗 지점(422)을 중심으로 한 레버(314) 회전의 결과로서) 회전 경로(914)를 따라 이동하여 레버(314)(및 제1 클램프 구성요소)가 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있다. 록아웃 기구(430)는 후크 팁(904)이 체결 방향(910)으로 이동하게 되어 접점(906)을 통과할(예를 들어, 접점(906) 너머로 연장될) 때 레버(314)와 다시 체결된다. 그러므로, 후크(432)의 기하학적 구조는 베어링(436) 외부 표면을 따르도록(예를 들어, 만곡되도록) 선택될 수 있고, 베어링이 후크(432) 내에 완전히 안착될 때 팁(904)이 베어링 접점(906) 너머로 연장될 수 있게 하는 (팁(904)으로부터 후크의 바닥(916)까지 측정되는) 깊이(D)를 갖는다. 또한, 이전에 논의된 바와 같이, 이러한 전체 공정에 걸쳐, 후크(432)는 스프링(902)에 의해 체결된 위치로 편향되어 의도적으로 트리거될 때까지 트리거가 해제되지 않는다는 것을 보장한다. 따라서, 스프링(902)의 중량은 또한 록아웃 기구(430)를 해제하는 데 필요한 힘에 대한 현저한 영향을 갖지 않으면서 안전한 체결을 제공하도록 선택될 수 있다.Hook 432 can also be configured to reduce wear and improve reliability. For example, the geometry of hook 432 is selected to engage and disengage bearing 436 as needed with minimal wear at the interface. Representatively, referring now to FIG. 9B , FIG. 9B is an enlarged view of the hook/bearing interface section shown in dotted lines in FIG. 9A . As can be seen from FIG. 9B , when the lockout mechanism 430 is engaged and waiting to be triggered, the tip 904 of the hook 432 is over the tangent point 906 of the bearing 436 ( or beyond). This positions the hook 432 such that the bearing 436 is fully nested within the hook 432 . As the lockout mechanism 430 begins to trigger and moves along its rotational path 912 , the hook tip 904 moves in the separation direction 908 and approaches the contact point 906 of the bearing 436 . Once the hook tip 904 reaches the contact point 906, the bearing 436 rapidly rotates and locks out the lockout mechanism 430, which is biased by the spring 902 to release the bearing 436. ) will be released. Once released, bearing 436 moves along rotational path 914 (as a result of rotation of lever 314 about pivot point 422) so that lever 314 (and first clamp component) It can automatically switch to the closed position. The lockout mechanism 430 re-engages the lever 314 when the hook tip 904 is moved in the engagement direction 910 and passes through the contact point 906 (eg, extends beyond the contact point 906). do. Therefore, the geometry of the hook 432 can be selected to follow (eg, curve) the outer surface of the bearing 436 and, when the bearing is fully seated within the hook 432, the tip 904 contacts the bearing. It has a depth D (measured from the tip 904 to the bottom 916 of the hook) that allows it to extend beyond 906 . Also, as previously discussed, throughout this entire process, the hook 432 is biased into a locked position by the spring 902 to ensure that the trigger does not release until intentionally triggered. Accordingly, the weight of spring 902 can also be selected to provide secure engagement without having a significant impact on the force required to release lockout mechanism 430 .

또 다른 태양에서, 록아웃 기구(430)는 그것이 체결/분리될 때 청각적 및/또는 촉각적 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 베어링(436)이 후크(432)로부터 해제될 때, 롤링 동작은 베어링이 후크로부터 매끄럽게 스냅 해제되게 하고, 그 기구가 해제되었음을 사용자에게 통지하는 청각적 및/또는 촉각적 피드백을 생성할 수 있게 한다. 또한, 록아웃 기구(430)가 다시 체결될 때, 베어링(436)은 해제 시 한 것과 동일한 방식으로 작용할 수 있고, 베어링의 롤링 동작은 후크가 제자리에 매끄럽게 스냅 체결될 수 있게 하여 피드백을 제공한다.In another aspect, the lockout mechanism 430 can provide audible and/or tactile feedback when it engages/disengages. For example, when the bearing 436 is released from the hook 432, the rolling action causes the bearing to smoothly snap off the hook and creates audible and/or tactile feedback notifying the user that the mechanism has been released. allow you to do Additionally, when the lockout mechanism 430 is re-engaged, the bearing 436 can act the same way it did upon release, and the rolling motion of the bearing allows the hook to snap smoothly into place, providing feedback. .

또한, 일부 태양에서, 록아웃 기구를 트리거하는 데 필요한 힘은 조절 가능할 수 있다. 전술한 바와 같이, 록아웃 기구는 도킹 작업 흐름 내에서 다수의 유용성 이점을 갖는다. 록아웃 기구와 완전한 도킹을 트리거하는 데 필요한 힘은 작업 흐름에 있어서 중요하다. 너무 많은 힘 요건은 수술 직원이 도킹 절차를 완료하는 것을 너무 어렵게 하는 반면에, 너무 적은 힘 요건은 록아웃 기구의 우발적인 트리거링 및 도킹이 완전하게 되기 전의 래치의 너무 이른 폐쇄로 이어질 수 있다. 조립 동안 이러한 힘을 조절할 수 있게 됨으로써 유용성 관점에서 요구되는 정확한 수준으로 그 힘이 튜닝될 수 있게 한다.Also, in some aspects, the force required to trigger the lockout mechanism may be adjustable. As noted above, the lockout mechanism has a number of usability advantages within the docking workflow. The force required to trigger the lockout mechanism and complete docking is important to the workflow. A force requirement that is too high makes it too difficult for the surgical staff to complete the docking procedure, while a force requirement that is too low can lead to accidental triggering of the lockout mechanism and premature closure of the latch before docking is complete. Being able to adjust these forces during assembly allows them to be tuned to the exact level required from a usability standpoint.

대표적인 힘 조절 기구가 도 9c 및 도 9d에 도시되어 있다. 일부 태양에서, 힘 조절 기구(920)는 조여질 때 록아웃 기구(430)를 분리 쪽으로 편향시키는 기구 또는 구조일 수 있다. 예를 들어, 힘 조절 기구(920)는 일부 태양에서 세트 스크루일 수 있다. 세트 스크루는 도 9c에 예시된 바와 같이 화살표(922) 방향으로 조여질 때 후크/베어링 계면 사이에서 록아웃 기구(430)를 통해 그리고 계면 내로 연장될 수 있다. 대표적으로, 록아웃 조절 세트 스크루가 조여짐에 따라, 이는 록아웃 베어링(436)을 가압하고 후크(432)를 이동시켜, 조여지기 전보다 록아웃 베어링(436)과 덜 체결되게 한다. 다시 말하면, 후크(432)의 바닥(916)과 베어링(436) 사이의 거리(D1)가 증가한다. 이는 후크(432)가 이동하여 분리되어야 하는 거리를 단축시키고, 결국 록아웃 기구(430)를 분리하는 데 필요한 힘이 낮아지게 된다. 그 반대는 도 9d에 도시된 바와 같이 화살표(924) 방향으로 세트 스크루를 느슨하게 함으로써 달성될 수 있다. 특히, 도 9d에 도시된 바와 같이, 스크루가 느슨해질 때, 후크(432)와 베어링(436) 사이의 거리(D2)는 감소하고, 그 결과 후크(432)와 베어링(436) 사이에 더 많은 체결이 초래된다. 이는 록아웃 기구(430)를 분리하는 데 필요한 힘의 증가를 초래한다. 조절 기구(430)의 위치는 부착 장치의 조립 후에 설정될 수 있고, 가동력은 그 기구를 로봇 아암 내에 조립하기 전에 확인될 수 있다.A representative force adjustment mechanism is shown in FIGS. 9C and 9D. In some aspects, the force adjustment mechanism 920 can be a mechanism or structure that biases the lockout mechanism 430 toward release when tightened. For example, force adjustment mechanism 920 can be a set screw in some aspects. The set screw may extend between the hook/bearing interface through the lockout mechanism 430 and into the interface when tightened in the direction of arrow 922, as illustrated in FIG. 9C. Typically, as the lockout adjustment set screw is tightened, it presses against the lockout bearing 436 and moves the hook 432 to engage the lockout bearing 436 less than it did before being tightened. In other words, the distance D1 between the bottom 916 of the hook 432 and the bearing 436 increases. This shortens the distance that the hook 432 must travel to disengage, resulting in a lower force required to disengage the lockout mechanism 430. The reverse can be achieved by loosening the set screw in the direction of arrow 924 as shown in FIG. 9D. In particular, as shown in FIG. 9D , when the screw is loosened, the distance D2 between the hook 432 and the bearing 436 decreases, resulting in more contact between the hook 432 and the bearing 436. contraction results in This results in an increase in the force required to disengage the lockout mechanism 430. The position of the adjustment mechanism 430 can be set after assembly of the attachment device, and the actuation force can be verified prior to assembling the mechanism into the robot arm.

또한, 전술한 바와 같이, 클램핑 구성요소들과 캐뉼러 사이의 계면은 또한 캐뉼러와 부착 장치(및 연관 수술 로봇 암) 사이의 확실한 부착을 보장하는 데에 중요한 역할을 할 수 있다. 이제 일부 대표적인 클램프/캐뉼러 정렬 또는 인터페이스 구조체의 특정 태양들이 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 도시되지 않았지만, 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 설명된 부착 장치 또는 인터페이스는 도시되지 않았고/않았거나 특정 부품들이 생략되었을지라도 도 4a 및 도 4b를 참조하여 이전에 논의된 부착 장치 또는 인터페이스(212)와 실질적으로 동일할 수 있다는 것을 이해해야 한다.In addition, as noted above, the interface between the clamping components and the cannula may also play an important role in ensuring secure attachment between the cannula and the attachment device (and associated surgical robotic arm). Certain aspects of some representative clamp/cannula alignment or interface structures will now be described in more detail with reference to FIGS. 10A-10C. Although not shown, the attachment device or interface described with reference to FIGS. 10A-10C is similar to the attachment device or interface 212 previously discussed with reference to FIGS. 4A and 4B, although not shown and/or certain components have been omitted. It should be understood that can be substantially the same as

도 10a는 캐뉼러 러그의 인터페이스 또는 정렬 구조체의 일 태양의 측단면도를 도시한다. 대표적으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 전술한 바와 같이, 캐뉼러 러그(406)의 상부 측면은 정렬 구조체(408)를 포함할 수 있다. 이 도면으로부터, 정렬 구조체(408)는 경사진 표면(1002, 1004)들에 의해 형성되는 역전된 테이퍼(reverse taper)를 갖는 것으로 간주될 수 있다는 것을 알 수 있다. 경사진 표면(1002, 1004)들은 캐뉼러 러그(406)의 상부 측면 내에 삼각형 형상의 오목한 영역을 형성한다. 결국, 제1 클램프 구성요소(306)는 클램프가 폐쇄 위치에 있을 때 구조체(408)와 인터페이싱하는 상보적인 캐뉼러 정합 구조체(442)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정합 구조체(442)는 캐뉼러 러그(406)를 부착 장치 내로 당기도록 설계된 각도에 있는 삼각형 형상의 단부일 수 있다. 예를 들어, 클램프 구조체(442)의 각도와 더불어 구조체(408)에 의해 형성된 역전된 테이퍼는 캐뉼러가 부착 장치 내에 완전히 안착되는 것을 보장하기 위해 제1 클램프 구성요소(306)가 폐쇄되는 경우 캐뉼러 러그(406)를 화살표(1006) 방향으로 래치 내로 당기도록 설계된다. 구조체(408, 442)들의 계면의 각도는 캐뉼러(404) 상의 외력이 캐뉼러를 부착 장치 밖으로 빼내 당기려고 시도할 수 있는 경우 캐뉼러(404)가 부착 장치 내에(그리고 제2 클램프 구성요소(308)에 대해) 또한 견고하게 안착되게 한다.10A shows a cross-sectional side view of one aspect of an interface or alignment structure of a cannula lug. Representatively, as described above with reference to FIGS. 4A and 4B , the upper side of the cannula lug 406 may include an alignment structure 408 . From this figure, it can be seen that alignment structure 408 can be considered to have a reverse taper formed by sloped surfaces 1002 and 1004 . The sloped surfaces 1002 and 1004 form a triangular shaped recessed area within the upper side of the cannula lug 406 . In turn, the first clamp component 306 may include a complementary cannula mating structure 442 that interfaces with the structure 408 when the clamp is in the closed position. For example, mating structure 442 may be an angled, triangular shaped end designed to pull cannula lug 406 into an attachment device. For example, the inverted taper formed by structure 408, along with the angle of clamp structure 442, can prevent the cannula from closing when first clamp component 306 is closed to ensure that the cannula is fully seated within the attachment device. It is designed to pull the cannular lug 406 into the latch in the direction of arrow 1006. The angle of the interface of the structures 408 and 442 is such that the cannula 404 is within the attachment device (and the second clamp component ( 308)) also makes it firmly seated.

도 10b 및 도 10c는 캐뉼러 러그와 인터페이스 또는 정렬 구조체의 다른 태양의 사시도를 도시한다. 대표적으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 전술한 바와 같이, 캐뉼러 러그(406)의 하부 측면은 제2 클램프 구성요소(308)의 정렬 구조체(444)와 인터페이싱하는 정렬 구조체(414)를 포함할 수 있다. 이 도면으로부터, 정렬 구조체(414)는 캐뉼러 러그(406)의 하부 측면에 형성된 용골 형상의 돌출부(1008)를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 용골 형상의 돌출부(1008)는 바닥벽(1008A) 및 측벽(1008B)에 의해 형성될 수 있다. 사시도이므로, 제2 측벽(1008B)은 시야로부터 가려진다는 것을 이해해야 한다. 바닥 벽(1008A)은 단부(414) 근처의 폭(W1)이 본체(416) 근처의 폭(W2)보다 더 넓도록 캐뉼러 본체(416)를 향해 내측으로 테이퍼 형성될 수 있다. 또한, 측벽(1008B)들은 구조체(414)가 도 10a에 도시된 바와 같이 경사지도록 단부(412)를 향해 내측으로 테이퍼 형성될 수 있다. 결국, 제2 클램프 구성요소(308)의 상부 측면 상의 인터페이싱 또는 상보적 정렬 구조체(444)는 돌출부(1008)가 오목한 영역(1010) 내에 삽입될 수 있도록 돌출부(1008)에 대한 상보적인 구성을 갖는 오목한 영역(1010)을 포함할 수 있다. 대표적으로, 오목한 영역(1010)은 단부(1012)로부터 단부(1014)까지 내측으로 테이퍼 형성되는 바닥 벽(1010A)과 단부(1012)를 향해 내측으로 테이퍼 형성되는 측벽(1010B)들에 의해 형성될 수 있어, 구조체(414)와는 상보적이게 된다. 구조체(414, 444)들의 이러한 상보적인 구성은 캐뉼러(404)의 부착 장치(212) 내로의 삽입을 안내할 뿐만 아니라 회전 안정성을 제공하는 것을 돕는다. 또한, 이러한 구성은 캐뉼러(404)가 측면 로딩될 때 부착 장치(212) 내의 캐뉼러 러그(406)의 휨 또는 비틀림을 방지하는 것을 돕는다.10B and 10C show perspective views of another aspect of a cannula lug and an interface or alignment structure. Representatively, as described above with reference to FIGS. 4A and 4B , the lower side of the cannula lug 406 includes an alignment structure 414 that interfaces with the alignment structure 444 of the second clamp component 308 . can do. From this view, it can be seen that the alignment structure 414 can include a keel-shaped protrusion 1008 formed on the lower side of the cannula lug 406 . A keel-shaped protrusion 1008 may be formed by a bottom wall 1008A and a side wall 1008B. As this is a perspective view, it should be understood that the second sidewall 1008B is obscured from view. Bottom wall 1008A may taper inward toward cannula body 416 such that width W1 near end 414 is greater than width W2 near body 416 . Additionally, sidewalls 1008B may taper inward toward end 412 so that structure 414 slopes as shown in FIG. 10A . Consequently, the interfacing or complementary alignment structure 444 on the upper side of the second clamp component 308 has a complementary configuration to the protrusion 1008 such that the protrusion 1008 can be inserted into the recessed area 1010. A concave region 1010 may be included. Representatively, the recessed region 1010 will be formed by a bottom wall 1010A that tapers inward from end 1012 to end 1014 and sidewalls 1010B that taper inward toward end 1012. , which is complementary to structure 414 . This complementary configuration of structures 414 and 444 helps guide the insertion of cannula 404 into attachment device 212 as well as providing rotational stability. Additionally, this configuration helps prevent bending or twisting of the cannula lug 406 within the attachment device 212 when the cannula 404 is side loaded.

도 4a 및 도 4b를 참조하여 간략하게 논의된 멸균 어댑터로 이제 되돌아가면, 멸균 어댑터의 특정 세부사항은 이제 도 11a 내지 도 11d를 참조하여 설명될 것이다. 대표적으로, 도 11a 및 도 11b는 멸균 어댑터의 하부 및 상부 사시도를 각각 도시한다. 도 11c 및 도 11d는 캐뉼러와 부착 장치 사이의 장벽으로서 작용하는 도 11a 및 도 11b에 도시된 멸균 어댑터의 측단면도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 멸균 어댑터는 로봇 아암과 수술 현장 사이에 멸균 장벽을 유지하는 데 필요하다. 캐뉼러는 멸균 장벽을 통해 견고하게 고정되어야 하지만, 전적으로 강성이거나 또는 전적으로 가요성인 장벽은 부착 장치가 캐뉼러 상으로 확실히 클램핑하는 것을 어렵게 할 수 있다. 이들 난제를 해결하기 위해, 멸균 어댑터(450)는 가요성 탄성중합체 영역과 함께 몰딩된 경질 플라스틱 영역을 가져 강성 및 가요성 둘 모두인 몰딩된 멸균 장벽을 형성하도록 구성된다. 경질 플라스틱/가요성 탄성중합체 멸균 장벽(450)은 예를 들어 강성 플라스틱 조각을 오버몰딩하여 강성 부분(들)을 형성하고 이어서 플라스틱 조각들 사이에 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 같은 연질 가요성 탄성중합체를 오버몰딩함으로써 형성될 수 있다. 이러한 태양에서, 단일 강성 조각으로서 직접 몰딩되지 않은 임의의 강성 플라스틱 조각은 가요성 탄성중합체에 의해 단일 강성 조각과 연결되어, 일체로 형성된 멸균 장벽이 분리될 수 없는 강성 및 가요성 부분들을 갖게 된다. 대표적으로, 멸균 어댑터(450)는 가요성 장벽 부분(1104)에 몰딩된 강성 장벽 부분(1102)을 포함할 수 있으며, 이들은 조합하여 캐뉼러 러그를 둘러싸고 일측의 부착 장치(212)와 타측의 캐뉼러(404) 사이에 멸균 장벽을 제공한다. 강성 장벽 부분(1102)은 캐뉼러 러그가 삽입되는 개구(452)를 한정하는 캐뉼러 인터페이스 부분(1106)을 포함할 수 있다. 캐뉼러 인터페이스 부분(1106)은, 부착 장치 개구(예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 장치(212)의 개구(314)) 내로 삽입될 때, 캐뉼러를 향하는 하나의 측면(예를 들어, 캐뉼러 측면(1108))과 부착 장치 및/또는 수술 로봇 아암을 향하는 반대편 측면(예를 들어, 아암 측면(1110))을 포함하는 실질적으로 평평하거나 플레이트 유사 부재일 수 있다. 강성 장벽 부분(1102)은 정렬 인터페이스 부분(1112) 및 외부 정렬 부분(1013)을 또한 포함할 수 있으며, 이들 부분은 캐뉼러 인터페이스 부분(1106)의 대향 측면들로부터 연장된다. 예를 들어, 외부 정렬 부분(1013)은 캐뉼러 인터페이스 부분(1106)의 캐뉼러 측면(1108)으로부터 연장되는 립(lip)일 수 있고, 정렬 인터페이스 부분(1112)은 강성 부분(1102)의 아암 측면(1110)으로부터 장치 개구(예를 들어, 장치(212)의 개구(314)) 내로 연장될 수 있다. 정렬 인터페이스 부분(1112)은 캐뉼러 러그 및 제2 클램프 구성요소의 정렬 구조체들과 정합하도록 그 치수가 정해지는 정합 특징부 또는 정렬 구조체(1114)를 포함할 수 있다. 대표적으로, 정렬 구조체(1114)는, 도 4a 및 도 4b와 도 10b 및 도 10c를 참조하여 이전에 논의된 바와 같이, 캐뉼러 러그(406) 및 제2 클램프 구성요소(308)의 정렬 구조체(414, 444)들 사이에 위치되고 이들과 정합하도록 구성될 수 있다. 이러한 태양에서, 정렬 구조체(1114)는 구조체(414, 444)들과 정합할 수 있도록 멸균 어댑터(450)의 하부 측면 상에 또는 이로부터 있을 수 있다. 정렬 구조체(1114)는 최소한의 압축이 발생하여 캐뉼러 러그에 대한 클램핑력이 손실되지 않도록 가능한 한 강성이고 정확할 수 있다. 예를 들어, 정렬 구조체(444)와 유사하게, 정렬 구조체(1114)는 테이퍼형 바닥 벽(1114A) 및 테이퍼형 측벽(1114B)에 의해 형성되어 정렬 구조체(414)를 수용할 수 있다.Returning now to the sterile adapter briefly discussed with reference to FIGS. 4A and 4B , specific details of the sterile adapter will now be described with reference to FIGS. 11A-11D . Representatively, FIGS. 11A and 11B show lower and upper perspective views, respectively, of a sterile adapter. 11C and 11D show cross-sectional side views of the sterile adapter shown in FIGS. 11A and 11B acting as a barrier between the cannula and the attachment device. As mentioned above, a sterile adapter is required to maintain a sterile barrier between the robotic arm and the surgical site. The cannula must be securely anchored through the sterile barrier, but a barrier that is either entirely rigid or entirely flexible can make it difficult for the attachment device to clamp securely onto the cannula. To address these challenges, sterile adapter 450 is configured to have a rigid plastic region molded together with a flexible elastomeric region to form a molded sterile barrier that is both rigid and flexible. Rigid plastic/flexible elastomeric sterile barrier 450 can be formed by, for example, overmolding pieces of rigid plastic to form the rigid portion(s), followed by a soft, flexible elastomer such as thermoplastic polyurethane (TPU) between the plastic pieces. It can be formed by overmolding. In this aspect, any rigid plastic piece that is not directly molded as a single rigid piece is connected to the single rigid piece by a flexible elastomer, such that the integrally formed sterile barrier has inseparable rigid and flexible portions. Representatively, the sterile adapter 450 may include a rigid barrier portion 1102 molded to a flexible barrier portion 1104, which in combination surrounds the cannula lug and has an attachment device 212 on one side and a cannula on the other side. A sterile barrier is provided between the cannula 404 . The rigid barrier portion 1102 may include a cannula interface portion 1106 defining an opening 452 through which cannula lugs are inserted. Cannula interface portion 1106 has one side facing the cannula when inserted into an attachment device opening (e.g., opening 314 of device 212 shown in FIGS. 4A and 4B ). For example, it may be a substantially flat or plate-like member comprising a cannula side 1108) and an opposite side facing the attachment device and/or surgical robot arm (eg, arm side 1110). Rigid barrier portion 1102 may also include an alignment interface portion 1112 and an external alignment portion 1013 , which extend from opposite sides of cannula interface portion 1106 . For example, external alignment portion 1013 can be a lip extending from cannula side 1108 of cannula interface portion 1106, and alignment interface portion 1112 can be an arm of rigid portion 1102. It may extend from side surface 1110 into a device opening (eg, opening 314 of device 212 ). The alignment interface portion 1112 may include a mating feature or alignment structure 1114 that is dimensioned to mate with the alignment structures of the cannula lug and the second clamp component. Representatively, the alignment structure 1114 is the alignment structure of the cannula lug 406 and the second clamp component 308, as previously discussed with reference to FIGS. 414, 444) and configured to mate with them. In this aspect, alignment structure 1114 can be on or from the lower side of sterile adapter 450 to mate with structures 414 and 444 . The alignment structure 1114 can be as rigid and precise as possible so that minimal compression occurs so that no clamping force on the cannula lug is lost. For example, similar to alignment structure 444 , alignment structure 1114 may be formed by tapered bottom wall 1114A and tapered sidewall 1114B to receive alignment structure 414 .

또한, 도 10b의 상부 사시도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 멸균 어댑터(450)의 반대 측면(또는 상부 측면)은 클램핑 작동 동안 클램핑 구성요소와 인터페이싱하는 다른 강성 정렬 구조체(1116)를 포함한다. 대표적으로, 상부 측면 강성 정렬 구조체(1116)는 클램핑 작동 동안 제1 클램프 구성요소(306)의 정렬 구조체(442) 및 캐뉼러 러그(406)의 정렬 구조체(408)와 정렬되거나 또는 달리 인터페이싱하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상부 측면 정렬 구조체(1116)는 구조체(408, 442)들과 인터페이싱할 수 있게 하는 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 측면 정렬 구조체(1116)는 구조체(408) 또는 구조체(442)와 유사한 크기 및 형상, 예를 들어 세장형 형상, 다각형 형상 또는 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수 있다. 상부 측면 정렬 구조체(1116)는 강성 부분(1102)의 나머지와 동일한 재료로 만들어지고 가능한 한 압축이 거의 없도록 설계될 수 있는데, 이는 이 구조체가 캐뉼러 러그에 대해 클램핑될 때 클램프가 접촉하는 표면이고 임의의 압축이 클램핑력 및 보유력의 감소로 이어질 것이기 때문이다. 그러나, 상부 측면 정렬 구조체(1116)는 상부 측면 정렬 구조체(1116)가 클램프/러그 인터페이스 영역의 각도(예를 들어, 클램프(306)의 정렬 구조체(442)와 러그(406)의 구조체(408) 사이의 각도)로 가능한 한 쉽게 회전할 수 있게 하도록 가요성 장벽 부분(1104)에 의해 완전히 둘러싸인다. 상부 측면 정렬 구조체(1116)의 변경 가능한 각도는 도 11c 및 도 11d를 참조하여 더 상세히 도시되어 있다. 특히, 도 11c에서, 부착 장치(212)와 제1 클램프 구성요소(306)가 개방 구성에 있을 때, 상부 측면 정렬 구조체(1116)가 주변 가요성 장벽 부분(1104)에 의해 형성된 멸균 어댑터 상부 측면의 나머지와 실질적으로 정렬되어 이와 실질적으로 평탄한 표면을 형성할 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 제1 클램프 구성요소(306)가 도 11d에 도시된 바와 같이 폐쇄 구성으로 이동될 때, 제1 클램프 구성요소(306)는 상부 측면 정렬 구조체(1116)를 가압하게 된다. 결국, 이는 상부 측면 정렬 구조체(1116)가 캐뉼러 러그(406)의 정렬 구조체(408)의 표면(1002)에 대해 가압하게 된다. 다시 말하면, 상부 측면 정렬 구조체(1116)는 하향으로 회전하고, 캐뉼러 러그(406)의 정렬 구조체(408)를 형성하는 표면(1002)의 각도와 정합되도록 상부 측면의 나머지에 대해 경사지게 된다. 이는 상부 측면 정렬 구조체(1116)가 가요성 장벽 부분(1104)에 의해 완전히 둘러싸이기 때문에 발생할 수 있다. 예를 들어, 가요성 장벽 부분(1104)은 상부 측면 정렬 구조체(1116)가 위치를 변경할 수 있게 하는 힌지로서 작용할 수 있다. 멸균 어댑터(450)의 이러한 부분의 강성/가요성 특성은, 개방 위치에서의 멸균 어댑터의 형상이 캐뉼러의 삽입 및 제거를 가능한 한 용이하게 하지만 가요성 설계는 멸균 어댑터의 중요한 정합 표면이 필요한 만큼 적은 힘으로 그리고 가능한 한 신뢰성있게 확실한 부착(예를 들어, 클램핑)을 위해 필요한 형상에 부합할 수 있는 것을 보장하기 때문에 중요하게 된다.Also, as can be seen from the top perspective view of FIG. 10B, the opposite side (or top side) of the sterile adapter 450 includes another rigid alignment structure 1116 that interfaces with the clamping component during the clamping operation. Representatively, the upper side rigid alignment structure 1116 is configured to align with or otherwise interface with the alignment structure 442 of the first clamp component 306 and the alignment structure 408 of the cannula lug 406 during a clamping operation. It can be. Accordingly, upper side alignment structure 1116 can have any size and shape that allows it to interface with structures 408 and 442 . For example, upper side alignment structure 1116 can have a similar size and shape to structure 408 or structure 442 , such as an elongated shape, polygonal shape, or any other suitable shape. The upper side alignment structure 1116 can be made of the same material as the rest of the rigid portion 1102 and designed to have as little compression as possible, which is the surface the clamp contacts when it is clamped against the cannula lug. This is because any compression will lead to a decrease in clamping force and holding force. However, the upper side alignment structure 1116 is not the same as the angle of the clamp/lug interface area (e.g., the alignment structure 442 of the clamp 306 and the structure 408 of the lug 406). It is completely surrounded by the flexible barrier portion 1104 to allow rotation as easily as possible. The variable angle of the upper side alignment structure 1116 is shown in more detail with reference to FIGS. 11C and 11D. In particular, in FIG. 11C , when the attachment device 212 and the first clamp component 306 are in an open configuration, the top side alignment structure 1116 is the sterile adapter top side formed by the peripheral flexible barrier portion 1104 . It can be seen that it can be substantially aligned with the rest of the to form a substantially planar surface with it. However, when the first clamp component 306 is moved to the closed configuration as shown in FIG. 11D , the first clamp component 306 presses against the upper side alignment structure 1116 . This in turn causes the upper side alignment structure 1116 to press against the surface 1002 of the alignment structure 408 of the cannula lug 406 . In other words, the upper side alignment structure 1116 rotates downward and is inclined relative to the rest of the upper side to match the angle of the surface 1002 forming the alignment structure 408 of the cannula lug 406 . This may occur because upper side alignment structure 1116 is completely surrounded by flexible barrier portion 1104 . For example, flexible barrier portion 1104 can act as a hinge allowing upper side alignment structure 1116 to change position. The rigid/flexible nature of this portion of the sterile adapter 450 is such that while the shape of the sterile adapter in the open position makes insertion and removal of the cannula as easy as possible, the flexible design is as important as the mating surface of the sterile adapter is. This is important because it ensures that it can conform to the shape required for secure attachment (eg clamping) with low force and as reliably as possible.

이제 가요성 장벽 부분(1104)1으로 되돌아가면, 이전에 논의된 바와 같이, 가요성 장벽 부분은 강성 부분(1102)에 몰딩되고 캐뉼러 러그의 나머지를 둘러싸도록 구성된다. 이러한 태양에서, 가요성 장벽 부분(1104)은 개구(452) 주위에서 강성 캐뉼러 인터페이스 부분(1106)의 아암 측면(1110)에 몰딩되고 그로부터 연장될 수 있다. 이러한 태양에서, 가요성 장벽 부분(1104)은 캐뉼러 러그를 수용하도록 치수가 정해지는 강성 인터페이스 부분(1106)의 개구(452) 주위에 공동(1120)을 형성할 수 있다. 공동(1120)은 강성 정렬 부분(1114)에 의해 한정된 하부 측면과 강성 정렬 부분(1116)에 의해 한정된 상부 측면의 일부를 가질 수 있고, 공동의 나머지는 가요성 장벽 부분(1104)에 의해 실질적으로 한정될 수 있다.Returning now to the flexible barrier portion 1104 1 , as previously discussed, the flexible barrier portion is molded into the rigid portion 1102 and configured to enclose the rest of the cannula lug. In this aspect, flexible barrier portion 1104 may be molded to and extending from arm side 1110 of rigid cannula interface portion 1106 around opening 452 . In this aspect, the flexible barrier portion 1104 can form a cavity 1120 around the opening 452 of the rigid interface portion 1106 dimensioned to receive a cannula lug. Cavity 1120 can have a lower side defined by rigid alignment portion 1114 and a portion of an upper side defined by rigid alignment portion 1116, with the remainder of the cavity substantially enclosed by flexible barrier portion 1104. may be limited.

멸균 어댑터(450)의 추가 태양은 강성 인터페이스 부분(1106)의 아암 측면(1110)에 몰딩되고 가요성 장벽 부분(1104)의 상부 측면을 따라 위치된 강성 유지 범프(1130)를 포함할 수 있다. 유지 범프(1130)는 예를 들어 캐뉼러 삽입 및 제거 동안 멸균 어댑터를 부착 장치(212) 내에 안착되게 하는 것을 돕기 위해 부착 장치(212)의 개구 근처에서 상보적인 정합 구조체와 정합할 수 있다. 또한, 멸균 어댑터(450)는 강성 캐뉼러 인터페이스 부분(1106)의 아암 측면에 몰딩되고 가요성 장벽 부분(1104)의 측면을 따라 위치된 하나 이상의 강성 정합 기준면(mating datum)(1132)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 기준면(들)(1132)은 범프(1130)와 상이한 어댑터의 일 측면 및/또는 상부 측면 및 하부 측면을 따라, 예를 들어 상부 측면과 하부 측면을 연결하는 제3 측면에 위치될 수 있다. 강성 정합 기준면(들)(1132)은 캐뉼러를 도구 축과 정확하게 정렬되게 유지하도록 설계된 특정 배향으로 구성될 수 있다.An additional aspect of the sterile adapter 450 can include a rigid retention bump 1130 molded into the arm side 1110 of the rigid interface portion 1106 and positioned along the upper side of the flexible barrier portion 1104. Retention bumps 1130 may mate with complementary mating structures proximate the opening of attachment device 212 to assist in seating the sterile adapter within attachment device 212, for example, during cannula insertion and removal. The sterile adapter 450 may also include one or more rigid mating datums 1132 molded into the arm side of the rigid cannula interface portion 1106 and located along the side of the flexible barrier portion 1104. can For example, the at least one reference plane(s) 1132 may be along one side of the adapter different from the bump 1130 and/or along the top and bottom sides, for example a third side connecting the top and bottom sides. can be located in The rigid mating reference surface(s) 1132 may be configured in a specific orientation designed to keep the cannula precisely aligned with the tool axis.

도 12는 앞서 논의된 작동들을 구현하도록 작동 가능한, 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 컴퓨터 부분의 블록도이다. 예시적인 수술 로봇 시스템(1200)은 사용자 콘솔(102), 수술 로봇(120), 및 컨트롤 타워(103)를 포함할 수 있다. 수술 로봇 시스템(1200)은 다른 또는 추가적인 하드웨어 구성요소들을 포함할 수 있으며; 따라서, 도면은 시스템 아키텍처에 대한 제한이 아니라 예로서 제공된다.12 is a block diagram of a computer portion of a surgical robotic system, according to one embodiment, operable to implement the operations discussed above. The exemplary surgical robot system 1200 may include a user console 102 , a surgical robot 120 , and a control tower 103 . Surgical robotic system 1200 may include other or additional hardware components; Accordingly, the drawings are provided as examples and not limitations on the system architecture.

전술된 바와 같이, 사용자 콘솔(102)은 콘솔 컴퓨터(1211), 하나 이상의 UID(1212), 콘솔 액추에이터(1213), 디스플레이(1214), 풋 페달(1216), 콘솔 컴퓨터(1211) 및 네트워크 인터페이스(1218)를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 콘솔(102)은 시스템의 작동을 위해 요구되는 다양한 수술 조건들(예를 들어, UID 배향, 디스플레이에 대한 외과 의사의 배향, 콘솔 시트의 배향 등)을 검출하기 위한 다수의 구성요소들, 예를 들어 UID 추적기(들)(1215), 디스플레이 추적기(들)(1217) 및 콘솔 추적기(들)(1219)를 포함할 수 있다. 사용자 콘솔(102)에 앉아 있는 사용자 또는 외과 의사가 사용자 콘솔(102)의 인체공학적 설정을 수동으로 조절할 수 있거나, 설정이 사용자 프로파일 또는 선호에 따라 자동으로 조절될 수 있다는 것이 추가로 이해되어야 한다. 수동 및 자동 조절은 콘솔 컴퓨터(1211)에 의해 사용자 입력 또는 저장된 구성에 기초하여 콘솔 액추에이터(1213)를 구동시키는 것을 통해 달성될 수 있다. 사용자는 하나 이상의 마스터 UID(1212) 및 풋 페달(1216)을 사용하여 수술 로봇(120)을 제어함으로써 로봇-보조식 수술을 수행할 수 있다. UID(1212)들의 위치 및 배향은 UID 추적기(1215)에 의해 연속적으로 추적되고, 상태 변화는 콘솔 컴퓨터(1211)에 의해 사용자 입력으로서 기록되고, 네트워크 인터페이스(1218)를 통해 컨트롤 타워(103)로 전송된다(dispatched). 환자 해부학적 구조, 기구류, 및 관련 소프트웨어 앱(app)의 실시간 수술 비디오가 개방형 또는 몰입형 디스플레이를 포함하는 고해상도 3D 디스플레이(1214) 상에서 사용자에게 제시될 수 있다.As described above, the user console 102 includes a console computer 1211, one or more UIDs 1212, a console actuator 1213, a display 1214, a foot pedal 1216, a console computer 1211 and a network interface ( 1218) may be included. In addition, the user console 102 includes a number of components for detecting various surgical conditions required for operation of the system (eg, UID orientation, orientation of the surgeon relative to the display, orientation of the console seat, etc.) , for example UID tracker(s) 1215, display tracker(s) 1217 and console tracker(s) 1219. It should be further appreciated that a user or surgeon sitting at the user console 102 may manually adjust the ergonomic settings of the user console 102, or the settings may be automatically adjusted according to user profiles or preferences. Manual and automatic adjustments can be accomplished through console computer 1211 activating console actuators 1213 based on user input or stored configurations. A user may perform robot-assisted surgery by controlling surgical robot 120 using one or more of master UID 1212 and foot pedal 1216 . The position and orientation of UIDs 1212 are continuously tracked by UID tracker 1215, and state changes are recorded as user input by console computer 1211 and to control tower 103 via network interface 1218. Dispatched. Real-time surgical video of patient anatomy, instruments, and associated software apps can be presented to the user on a high-resolution 3D display 1214, including open or immersive displays.

사용자 콘솔(102)은 컨트롤 타워(103)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 사용자 콘솔은 또한 개선된 인체공학을 위한 추가 특징을 제공한다. 예를 들어, 사용자 콘솔은 개방형 디스플레이를 포함한 개방형 아키텍처 시스템일 수 있지만, 몇몇 경우에, 몰입형 디스플레이가 제공될 수 있다. 더욱이, 외과 의사를 위한 고도로 조절 가능한 시트 및 전자기 또는 광학 추적기를 통해 추적되는 마스터 UID들이 개선된 인체공학을 위해 사용자 콘솔(102)에 포함된다.User console 102 may be communicatively coupled to control tower 103 . The user console also offers additional features for improved ergonomics. For example, a user console may be an open architecture system with an open display, but in some cases an immersive display may be provided. Moreover, highly adjustable seats for surgeons and master UIDs tracked via electromagnetic or optical trackers are incorporated into user console 102 for improved ergonomics.

컨트롤 타워(103)는 터치스크린 디스플레이, 기구의 외과 의사의 로봇-보조식 조작을 제어하는 컴퓨터, 안전 시스템, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI), 광원, 및 비디오 및 그래픽 컴퓨터를 수용하는 이동식 의료 현장 카트일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 컨트롤 타워(103)는 적어도 시각화 컴퓨터, 제어 컴퓨터 및 보조 컴퓨터를 포함하는 중앙 컴퓨터(1231), 팀 디스플레이 및 간호사 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이(1233), 및 컨트롤 타워(103)를 사용자 콘솔(102) 및 수술 로봇(120) 둘 모두에 결합하는 네트워크 인터페이스(1218)를 포함할 수 있다. 컨트롤 타워(103)는 사용자 편의를 위한 추가 특징부들, 예를 들어 간호사 디스플레이 터치스크린, 소프트 파워 및 E-홀드 버튼, 비디오 및 스틸 이미지를 위한 사용자를 향하는 USB, 및 전자 캐스터 제어 인터페이스를 제공할 수 있다. 보조 컴퓨터는 또한 실시간 리눅스를 실행하여, 로깅/모니터링 및 클라우드-기반 웹 서비스와의 상호작용을 제공할 수 있다.Control tower 103 is a mobile medical field cart that houses a touchscreen display, a computer that controls the surgeon's robot-assisted manipulation of the instrument, a safety system, a graphical user interface (GUI), a light source, and a video and graphics computer. can As shown in FIG. 12, the control tower 103 includes at least a central computer 1231 including a visualization computer, a control computer and an auxiliary computer, various displays 1233 including a team display and a nurse display, and a control tower ( 103) to both the user console 102 and the surgical robot 120. The control tower 103 may provide additional features for user convenience, such as a nurse display touchscreen, soft power and E-hold buttons, USB facing the user for video and still images, and an electronic caster control interface. there is. A secondary computer can also run real-time Linux, providing logging/monitoring and interaction with cloud-based web services.

수술 로봇(120)은 목표로 하는 환자 해부학적 구조 위에 위치될 수 있는 복수의 통합된 로봇 아암(1222)들을 갖는 수술 테이블(1224)을 포함할 수 있다. 한 세트의 호환 가능한 도구(1223)들이 아암(1222)의 원위 단부들에 부착되거나 그로부터 분리되어, 외과 의사가 다양한 수술적 시술을 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다. 수술 로봇(120)은 또한 아암(1222)들, 테이블(1224), 및 도구(1223)들의 수동 또는 자동 제어를 위한 제어 인터페이스(1225)를 포함할 수 있다. 제어 인터페이스는 원격 제어부, 버튼, 패널, 및 터치스크린과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 품목을 포함할 수 있다. 투관침(슬리브, 시일 카트리지, 및 폐색구) 및 드레이프와 같은 다른 액세서리가 또한 시스템으로 절차를 수행하는 데 필요할 수 있다. 일부 변형예에서, 복수의 아암(1222)들은 수술 테이블(1224)의 양 측면 상에 장착된 4개의 아암들을 포함하고, 이때 2개의 아암이 각각의 측면 상에 있게 된다. 소정의 수술 절차에 대해, 테이블의 일 측면 상에 장착된 아암이 쭉 펴져서 테이블 및 다른 측면 상에 장착된 아암들 아래로 건너가게 함으로써 테이블의 다른 측면 상에 위치되어, 총 3개의 아암들이 테이블(1224)의 동일한 측면 상에 위치되게 할 수 있다. 수술 도구는 또한 테이블 컴퓨터(1221), 및 수술 로봇(120)이 컨트롤 타워(103)와 통신하게 할 수 있는 네트워크 인터페이스(1218)를 포함할 수 있다.Surgical robot 120 may include a surgical table 1224 having a plurality of integrated robotic arms 1222 that may be positioned over a targeted patient anatomy. A set of compatible tools 1223 may be attached to or detached from the distal ends of arm 1222 to enable a surgeon to perform a variety of surgical procedures. Surgical robot 120 may also include a control interface 1225 for manual or automatic control of arms 1222 , tables 1224 , and tools 1223 . A control interface may include items such as, but not limited to, remote controls, buttons, panels, and touchscreens. Other accessories such as trocars (sleeves, seal cartridges, and obturators) and drapes may also be required to perform procedures with the system. In some variations, the plurality of arms 1222 includes four arms mounted on either side of the surgical table 1224, with two arms on each side. For a given surgical procedure, an arm mounted on one side of the table is stretched out and positioned on the other side of the table by allowing it to pass under arms mounted on the table and the other side, so that a total of three arms are placed on the table ( 1224) on the same side. The surgical tool may also include a table computer 1221 and a network interface 1218 that allows the surgical robot 120 to communicate with the control tower 103 .

전술한 설명은, 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 본 발명을 실시하기 위해 특정 세부 사항이 요구되지 않는다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공된다. 이들은 총망라하거나 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하고자 하는 것은 아니며, 명백하게는, 상기 교시 내용을 고려하여 많은 수정들 및 변형들이 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원리들 및 그것의 실제의 응용들을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 기술되었으며, 그들은 그에 의해 다른 당업자가 본 발명 및 다양한 실시예를 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정과 함께 가장 잘 이용하는 것을 가능하게 한다.The foregoing description, for purposes of explanation, used specific nomenclature to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the specific details are not required in order to practice the present invention. Accordingly, the foregoing descriptions of specific embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed, but obviously many modifications and variations are possible in light of the above teachings. The embodiments have been selected and described to best illustrate the principles of the present invention and its practical applications, thereby allowing others skilled in the art to best understand the present invention and its various embodiments, with various modifications as appropriate to the particular use for which they are contemplated. make it possible to use

Claims (71)

캐뉼러(cannula)를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치로서,
개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 구성된 제1 클램프 구성요소;
상기 제1 클램프 구성요소로부터 이격된 제2 클램프 구성요소로서, 상기 제1 및 제2 클램프 구성요소들은 상기 캐뉼러의 일부를 수용하도록 구성된 영역을 한정하고 상기 제1 클램프 구성요소가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 캐뉼러의 상기 일부를 상기 영역 내에 유지하도록 구성된, 상기 제2 클램프 구성요소; 및
상기 제1 클램프 구성요소를 상기 개방 위치에 로킹하고 상기 제1 클램프 구성요소가 상기 영역 내에서 상기 캐뉼러의 상기 일부의 위치에 기초하여 상기 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 하도록 구성된 로킹 구성요소를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.A device for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a first clamp component configured to transition between an open position and a closed position;
A second clamp component spaced apart from the first clamp component, the first and second clamp components defining an area configured to receive a portion of the cannula and the first clamp component being in the closed position. the second clamp component, configured to retain the portion of the cannula within the region when present; and
a locking component configured to lock the first clamp component in the open position and allow the first clamp component to automatically transition to the closed position based on a position of the portion of the cannula within the region. Apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising a. 제1항에 있어서, 상기 로킹 구성요소는 상기 캐뉼러의 상기 일부의 상기 위치가 상기 영역 내에서 오정렬될 때 상기 제1 구성요소를 상기 개방 위치에서 로킹하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.2. Attaching the cannula to the robotic surgical system of claim 1 , wherein the locking component locks the first component in the open position when the position of the portion of the cannula is misaligned within the region. device for. 제1항에 있어서, 상기 제1 클램프 구성요소는 상기 캐뉼러의 상기 일부의 상기 위치가 상기 영역 내에서 정렬될 때 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 자동으로 전환되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.The robotic surgical system of claim 1 , wherein the first clamp component automatically transitions from the open position to the closed position when the position of the portion of the cannula is aligned within the region. device for attachment. 제1항에 있어서, 상기 캐뉼러는 상기 영역 내에서 정렬될 때 상기 로킹 구성요소의 일부와 접촉하고 상기 로킹 구성요소가 상기 제1 클램프 구성요소와 분리되게 하여, 상기 제1 클램프 구성요소가 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 전환될 수 있게 하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.2. The method of claim 1, wherein the cannula, when aligned within the region, contacts a portion of the locking component and causes the locking component to separate from the first clamp component, so that the first clamp component A device for attaching a cannula to a robotic surgical system enabling transition from an open position to said closed position. 제1항에 있어서, 상기 로킹 구성요소는 상기 캐뉼러의 상기 일부가 상기 영역 내에서 정렬 또는 오정렬된 위치에 있는지 여부를 기계적으로 검출하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.The apparatus of claim 1 , wherein the locking component mechanically detects whether the portion of the cannula is in an aligned or misaligned position within the region. 제1항에 있어서, 상기 제1 클램프 구성요소가 상기 개방 위치에 있고 상기 캐뉼러의 상기 일부가 상기 영역 내에 있을 때 사용자가 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템에 부착하는 중이라는 신호를 상기 로봇 수술 시스템에 보내도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 더 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.The method of claim 1 , wherein the first clamp component is in the open position and the robotic surgical system signals that a user is attaching the cannula to the robotic surgical system when the portion of the cannula is within the region. An apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system, further comprising one or more processors configured to send to the system. 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템으로서,
캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치 및 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템의 로봇 아암에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치를 갖는 클램프 조립체;
상기 클램프 조립체에 결합된 로킹 조립체로서, 상기 로킹 조립체는 상기 클램프 조립체를 상기 개방 위치에 로킹하고 상기 클램프 조립체 내에서의 상기 캐뉼러의 위치에 기초하여 상기 클램프 조립체가 상기 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 하도록 구성된, 상기 로킹 조립체; 및
상기 클램프 조립체가 상기 개방 위치에 로킹될 때 상기 클램프 조립체가 도킹(docking) 모드에 또는 상기 클램프 조립체가 상기 폐쇄 위치에 로킹될 때 클램핑 모드에 있다는 신호를 상기 로봇 수술 시스템에 보내도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템.A system for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a clamp assembly having an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic arm of the robotic surgical system;
a locking assembly coupled to the clamp assembly, the locking assembly locking the clamp assembly in the open position and automatically transitioning the clamp assembly to the closed position based on the position of the cannula within the clamp assembly. the locking assembly, configured to enable; and
one or more processors configured to send a signal to the robotic surgical system that the clamp assembly is in a docking mode when the clamp assembly is locked in the open position or in a clamping mode when the clamp assembly is locked in the closed position. A system for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising: 제7항에 있어서, 상기 도킹 모드에서, 상기 클램프 조립체는 상기 캐뉼러의 검출된 위치가 상기 수술 로봇 시스템에 부착하기에 적합한 위치가 될 때까지 상기 개방 위치에 로킹된 채로 유지되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템.8. The method of claim 7, wherein in the docked mode, the clamp assembly maintains the cannula locked in the open position until the detected position of the cannula is in a position suitable for attaching to the surgical robot system. Systems for attaching to robotic surgical systems. 제7항에 있어서, 상기 클램핑 모드에서, 상기 수술 로봇 시스템은 상기 캐뉼러가 상기 로봇 수술 시스템에 부착되어 있다는 것을 사용자에게 통지하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템.8. The system of claim 7, wherein in the clamping mode, the surgical robotic system notifies a user that the cannula is attached to the robotic surgical system. 제7항에 있어서, 상기 로킹 조립체는 상기 캐뉼러의 검출된 위치가 오정렬될 때 상기 클램프 조립체를 상기 개방 위치에 로킹하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템.8. The system of claim 7, wherein the locking assembly locks the clamp assembly in the open position when the detected position of the cannula is misaligned. 제7항에 있어서, 상기 로킹 조립체는 상기 캐뉼러의 검출된 위치가 정렬될 때 상기 클램프 조립체를 상기 개방 위치로부터 상기 폐쇄 위치로 전환되게 하도록 더 구성되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템.8. The method of claim 7, wherein the locking assembly is further configured to cause the clamp assembly to transition from the open position to the closed position when the detected position of the cannula is aligned. system. 제7항에 있어서, 상기 로킹 조립체는 상기 캐뉼러의 상기 위치에 기초하여 상기 클램핑 조립체를 로킹하거나 로킹 해제하는 록아웃(lock out) 기구에 결합된 레버를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 시스템.8. The system of claim 7, wherein the locking assembly includes a lever coupled to a lock out mechanism that locks or unlocks the clamping assembly based on the position of the cannula. system for attachment. 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템으로서,
캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치 및 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템의 로봇 아암에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치를 갖는 클램프 조립체;
상기 클램프 조립체의 특성을 감지하도록 작동 가능한 센서 조립체; 및
하나 이상의 센서들에 의해 감지된 상기 특성에 기초하여 상기 클램프 조립체의 상태를 결정하고 상기 클램프 조립체의 상기 상태와 관련한 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.A system for detecting attachment of a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a clamp assembly having an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic arm of the robotic surgical system;
a sensor assembly operable to sense a characteristic of the clamp assembly; and
A cannula for a robotic surgical system comprising one or more processors configured to determine a state of the clamp assembly based on the characteristic sensed by one or more sensors and provide feedback to a user regarding the state of the clamp assembly. A system for detecting the attachment of 제13항에 있어서, 상기 클램프 조립체는 상기 클램프 조립체를 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 전환되게 하도록 작동 가능한 레버를 포함하고, 상기 센서 조립체는 상기 레버에 결합된 위치 센서를 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.14. The method of claim 13, wherein the clamp assembly includes a lever operable to cause the clamp assembly to transition between the open position and the closed position, and wherein the sensor assembly includes a position sensor coupled to the lever. A system for detecting attachment of a cannula to the system. 제14항에 있어서, 상기 위치 센서에 의해 감지된 상기 특성은 상기 레버의 각도인, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.15. The system of claim 14, wherein the characteristic sensed by the position sensor is an angle of the lever. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 결정된 상기 클램프 조립체의 상기 상태는 상기 개방 위치 또는 상기 폐쇄 위치이고 상기 레버의 상기 각도에 기초하여 결정되는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.16. The method of claim 15, wherein the state of the clamp assembly determined by the one or more processors is the open position or the closed position and determines attachment of the cannula to the robotic surgical system based on the angle of the lever. system for detection. 제13항에 있어서, 상기 클램프 조립체의 상기 상태가 (1) 상기 캐뉼러가 상기 클램프 조립체 내에 존재한다는 것 또는 (2) 상기 캐뉼러가 상기 클램프 조립체로부터 해제되었다는 것을 상기 사용자에게 나타내는 시각적 피드백 메커니즘 또는 청각적 피드백 메커니즘을 더 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.14. The method of claim 13, wherein the state of the clamp assembly comprises: a visual feedback mechanism indicating to the user that (1) the cannula is present within the clamp assembly or (2) the cannula has been released from the clamp assembly; or A system for detecting attachment of a cannula to a robotic surgical system, further comprising an acoustic feedback mechanism. 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템으로서,
캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치 및 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템의 로봇 아암에 부착하도록 구성된 폐쇄 위치를 갖는 클램프 조립체;
상기 클램프 조립체에 의해 수용될 때 상기 캐뉼러의 특성을 감지하도록 작동 가능한 센서 조립체; 및
하나 이상의 센서들에 의해 감지된 상기 특성에 기초하여 상기 캐뉼러의 상태를 결정하고 상기 캐뉼러의 상기 상태와 관련한 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.A system for detecting attachment of a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a clamp assembly having an open position configured to receive a cannula and a closed position configured to attach the cannula to a robotic arm of the robotic surgical system;
a sensor assembly operable to sense a characteristic of the cannula when received by the clamp assembly; and
a cannula for a robotic surgical system comprising one or more processors configured to determine a state of the cannula based on the characteristic sensed by one or more sensors and provide feedback to a user regarding the state of the cannula. A system for detecting the attachment of 제18항에 있어서, 위치 센서는 자기 인코더이고, 상기 캐뉼러는 상기 캐뉼러의 상기 특성을 감지하기 위해 상기 자기 인코더에 의해 감지되는 자석을 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.19. The method of claim 18, wherein the position sensor is a magnetic encoder and the cannula comprises a magnet sensed by the magnetic encoder to sense the characteristic of the cannula. system to do. 제19항에 있어서, 상기 캐뉼러의 상기 특성은 상기 클램프 조립체의 수용 부분 내의 상기 캐뉼러의 존재를 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.20. The system of claim 19, wherein the characteristics of the cannula include the presence of the cannula within a receiving portion of the clamp assembly. 제19항에 있어서, 상기 특성에 기초하여 결정된 상기 캐뉼러의 상기 상태는 상기 캐뉼러가 상기 로봇 아암에 적절하게 부착되는 것 또는 상기 로봇 아암에 대한 캐뉼러 부착이 해제되는 것인, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.20. The robotic surgical system of claim 19, wherein the state of the cannula determined based on the characteristics is that the cannula is properly attached to the robotic arm or that attachment of the cannula to the robotic arm is released. A system for detecting attachment of a cannula to the 제19항에 있어서, 상기 캐뉼러의 상기 특성은 상기 클램프 조립체의 수용 부분 내의 상기 캐뉼러의 유형을 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.20. The system of claim 19, wherein the characteristics of the cannula include a type of the cannula within a receiving portion of the clamp assembly. 제22항에 있어서, 상기 클램프 조립체의 상기 수용 부분 내의 상기 캐뉼러의 유형은 상기 캐뉼러에 결합된 상기 자석의 각도에 기초하여 결정되는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.23. The system of claim 22, wherein the type of cannula within the receiving portion of the clamp assembly is determined based on an angle of the magnet coupled to the cannula. . 제18항에 있어서, 상기 로봇 수술 시스템은 시각적 피드백 메커니즘 또는 청각적 피드백 메커니즘을 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 검출하기 위한 시스템.19. The system of claim 18, wherein the robotic surgical system includes a visual feedback mechanism or an auditory feedback mechanism. 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템으로서,
캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하도록 구성된 클램프 조립체로서, 상기 클램프 조립체는 상기 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 작동 가능한, 상기 클램프 조립체;
상기 클램프 조립체가 상기 개방 위치 또는 상기 폐쇄 위치에 있는지 여부 또는 상기 클램프 조립체에 의해 수용된 상기 캐뉼러의 존재를 검출하도록 작동 가능한 센서 조립체; 및
상기 센서 조립체에 의한 검출에 기초하여 상기 로봇 수술 시스템에 대한 상기 캐뉼러의 부착을 제어하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.A system for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system, comprising:
A clamp assembly configured to attach a cannula to a robotic surgical system, the clamp assembly operable to switch between an open position configured to receive the cannula and a closed position for attaching the cannula to the robotic surgical system. clamp assembly;
a sensor assembly operable to detect whether the clamp assembly is in the open position or the closed position or the presence of the cannula received by the clamp assembly; and
A system for controlling attachment of a cannula to a robotic surgical system comprising one or more processors configured to control attachment of the cannula to the robotic surgical system based on detection by the sensor assembly. 제25항에 있어서, 상기 클램프 조립체가 상기 개방 위치에 있다는 것을 상기 센서 조립체가 검출하는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 수술 로봇 시스템으로 하여금
상기 클램핑 조립체에 결합된 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 분리되게 하고; 그리고
상기 수술 로봇 아암과 관련된 중력 보상 능동 후방(gravity compensated active back) 구동 기구와 체결되게 하여 상기 클램핑 조립체 내에 상기 캐뉼러를 위치시키는 것을 가능하게 하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.26. The method of claim 25, wherein when the sensor assembly detects that the clamp assembly is in the open position, the one or more processors cause the surgical robotic system to
separate a braking assembly associated with a surgical robot arm coupled to the clamping assembly; and
for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system that engages a gravity compensated active back drive mechanism associated with the surgical robot arm to enable positioning of the cannula within the clamping assembly. system. 제26항에 있어서, 상기 센서 조립체가 상기 클램프 조립체의 상기 폐쇄 위치로의 전환을 검출하는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 수술 로봇 시스템으로 하여금
수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 체결되게 하고; 그리고
상기 클램핑 조립체에 대한 상기 캐뉼러의 현재 위치가 유지되도록 상기 수술 로봇 아암과 연관된 상기 중력 보상 능동 후방 구동 기구와 분리되게 하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.27. The method of claim 26, wherein the one or more processors cause the surgical robotic system to operate when the sensor assembly detects a transition of the clamp assembly to the closed position.
engage with a braking assembly associated with a surgical robot arm; and
A system for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system that causes the cannula to be disengaged from the gravity compensating active rear drive mechanism associated with the surgical robot arm so that the cannula's current position relative to the clamping assembly is maintained. 제26항에 있어서, 상기 센서 조립체가 상기 클램프 조립체의 상기 폐쇄 위치로의 전환을 검출하는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 수술 로봇 시스템으로 하여금
상기 캐뉼러에 결합된 수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체를 체결되게 하고; 그리고
상기 수술 로봇 아암과 관련된 상기 중력 보상 능동 후방 구동 기구와 분리되게 하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.27. The method of claim 26, wherein the one or more processors cause the surgical robotic system to operate when the sensor assembly detects a transition of the clamp assembly to the closed position.
engage a braking assembly associated with a surgical robot arm coupled to the cannula; and
A system for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system that causes it to be disengaged from the gravity compensating active rear drive mechanism associated with the surgical robot arm. 제28항에 있어서, 상기 센서 조립체는 상기 캐뉼러가 상기 클램프 조립체 내에 존재하는 것을 더 검출하고, 상기 캐뉼러가 존재하는 것을 검출할 때 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 수술 로봇 시스템으로 하여금 상기 캐뉼러가 상기 수술 로봇 시스템에 부착되는 것을 사용자에게 통지하게 하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.29. The method of claim 28, wherein the sensor assembly further detects that the cannula is present within the clamp assembly, and upon detecting that the cannula is present the one or more processors cause the surgical robotic system to detect that the cannula is present. A system for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system that notifies a user of being attached to the surgical robotic system. 제28항에 있어서, 상기 센서 조립체는 상기 캐뉼러가 상기 클램프 조립체 내에 존재하는 것을 더 검출하고, 상기 캐뉼러가 존재하는 것을 검출할 때 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 수술 로봇 시스템으로 하여금
캐뉼러의 유형을 결정하게 하고; 그리고
사용자에게 상기 캐뉼러의 유형을 통지하게 하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.29. The method of claim 28, wherein the sensor assembly further detects that the cannula is present within the clamp assembly, and upon detecting that the cannula is present the one or more processors cause the surgical robotic system to
determine the type of cannula; and
A system for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system that allows a user to be notified of the type of cannula. 제28항에 있어서, 상기 센서 조립체가 상기 클램프 조립체의 상기 개방 위치로의 전환을 검출하거나, 상기 캐뉼러가 상기 클램프 조립체 내에 존재하지 않는 것을 검출하거나, 또는 캐뉼러 식별자를 검출하지 않는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 수술 로봇 시스템으로 하여금
수술 로봇 아암과 연관된 제동 조립체와 체결되게 하고; 그리고
상기 수술 로봇 시스템이 캐뉼러 부착을 위해 준비되어 있다는 것을 사용자에게 통지하게 하는, 로봇 수술 시스템에 대한 캐뉼러의 부착을 제어하기 위한 시스템.29. The method of claim 28, wherein when the sensor assembly detects transition of the clamp assembly to the open position, detects that the cannula is not present within the clamp assembly, or does not detect a cannula identifier, the One or more processors enable the surgical robotic system to
engage with a braking assembly associated with a surgical robot arm; and
A system for controlling the attachment of a cannula to a robotic surgical system that notifies a user that the surgical robotic system is ready for cannula attachment. 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치로서,
캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 상기 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 작동 가능한 클램프;
상기 클램프를 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 전환되게 하도록 작동 가능한 액추에이터; 및
제1 피벗 지점에서 상기 클램프에 그리고 제2 피벗 지점에서 상기 액추에이터에 피벗식으로 결합된 링크 부재로서, 상기 폐쇄 위치에서 상기 제2 피벗 지점은 상기 제1 피벗 지점에 대해 오버센터(over center)인, 링크 부재를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.A device for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a clamp operable to transition between an open position configured to receive a cannula and a closed position for attaching the cannula to a robotic surgical system;
an actuator operable to cause the clamp to transition between the open position and the closed position; and
a link member pivotally coupled to the clamp at a first pivot point and to the actuator at a second pivot point, wherein in the closed position the second pivot point is over center with respect to the first pivot point. , A device for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising a link member. 제32항에 있어서, 상기 폐쇄 위치에서, 상기 제2 피벗 지점은 1도 이하의 각도만큼 상기 제1 피벗 지점에 대해 오버센터인, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.33. The apparatus of claim 32, wherein in the closed position, the second pivot point is over-centered with respect to the first pivot point by an angle of less than one degree. 제32항에 있어서, 상기 제2 피벗 지점이 상기 제1 피벗 지점에 대해 오버센터가 되게 함으로써 상기 클램프가 상기 로봇 수술 시스템에 부착된 상기 캐뉼러에 임의의 증가하는 하중이 적용되는 상태로 클램프 그 자체에 증가하는 힘이 가해져서 상기 폐쇄 위치에 있게 되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.33. The method of claim 32, wherein the clamp grips with any increasing load applied to the cannula attached to the robotic surgical system by causing the second pivot point to be over-centered with respect to the first pivot point. A device for attaching a cannula to a robotic surgical system, wherein an increasing force is applied to itself to be in said closed position. 제32항에 있어서, 상기 제2 피벗 지점이 상기 제1 피벗 지점에 대해 오버센터가 되게 함으로써 힘이 상기 로봇 수술 시스템에 부착된 상기 캐뉼러에 적용될 때 상기 클램프가 상기 개방 위치로 전환되는 것을 방지하게 되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.33. The method of claim 32, causing the second pivot point to be over-centered with respect to the first pivot point to prevent the clamp from transitioning to the open position when force is applied to the cannula attached to the robotic surgical system. A device for attaching a cannula to a robotic surgical system. 제32항에 있어서, 상기 클램프는 제3 피벗 지점에서 베이스 부재에 회전 가능하게 결합된 제1 단부 및 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템에 부착하기 위해 전방 위치로 회전하는 제2 단부를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.33. The method of claim 32, wherein the clamp comprises a first end rotatably coupled to the base member at a third pivot point and a second end that rotates into a forward position for attaching the cannula to the robotic surgical system. A device for attaching a cannula to a robotic surgical system. 제36항에 있어서, 상기 제2 단부는 상기 로봇 수술 시스템에 대한 상기 캐뉼러의 부착을 강화하도록 구성된 캐뉼러 정합 특징부를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.37. The apparatus of claim 36, wherein the second end comprises a cannula mating feature configured to enhance attachment of the cannula to the robotic surgical system. 제36항에 있어서, 상기 액추에이터는 4절 링크 기구(four bar linkage mechanism)를 형성하기 위해 제4 피벗 지점에서 상기 베이스 부재에 결합되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.37. The apparatus of claim 36, wherein the actuator is coupled to the base member at a fourth pivot point to form a four bar linkage mechanism. 제38항에 있어서, 상기 액추에이터는 사용자가 상기 액추에이터로 하여금 수동으로 상기 클램프를 상기 개방 위치로 전환되게 할 수 있도록 구성된 제1 단부 및 록아웃 기구에 근접한 제2 단부를 포함하고, 상기 록아웃 기구는 상기 클램프를 상기 개방 위치로 로킹하도록 상기 액추에이터와 체결되고, 상기 캐뉼러에 의해 접촉될 때 상기 클램프가 상기 폐쇄 위치로 전환되게 할 수 있도록 상기 액추에이터와 분리되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.39. The device of claim 38, wherein the actuator includes a first end configured to enable a user to manually cause the actuator to switch the clamp to the open position and a second end proximate a lockout mechanism, the lockout mechanism comprising: attaches a cannula to the robotic surgical system that engages with the actuator to lock the clamp into the open position and separates from the actuator to allow the clamp to transition to the closed position when contacted by the cannula. device to do it. 제32항에 있어서, 상기 캐뉼러가 상기 클램프에 의해 상기 로봇 수술 시스템에 부착될 때 그 안에 위치되는 캐뉼러 수용 챔버를 갖는 베이스 부재를 더 포함하고, 상기 수용 챔버는 상기 캐뉼러를 상기 수용 챔버 내로 안내하고 상기 캐뉼러의 오정렬을 방지하기 위한 캐뉼러 정합 특징부를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.33. The method of claim 32, further comprising a base member having a cannula receiving chamber positioned therein when the cannula is attached to the robotic surgical system by the clamp, the receiving chamber holding the cannula into the receiving chamber. An apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising a cannula mating feature for guiding therein and preventing misalignment of the cannula. 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터(adapter)로서,
캐뉼러 러그를 수용하도록 치수가 정해진 개구를 한정하는 캐뉼러 인터페이스, 상기 캐뉼러 인터페이스로부터 연장되는 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체, 및 제2 캐뉼러 인터페이스를 갖는 강성 장벽 부분으로서, 상기 제1 캐뉼러 인터페이스 및 상기 제2 캐뉼러 인터페이스는 캐뉼러 러그의 정렬 구조체들과 인터페이싱하도록 치수가 정해지는, 상기 강성 장벽 부분; 및
상기 강성 장벽 부분에 몰딩된 가요성 장벽 부분으로서, 상기 가요성 장벽 부분은 그 내부에 삽입된 캐뉼러 러그를 수용하도록 치수가 정해진, 상기 강성 장벽 부분의 상기 개구 주위에 공동(cavity)을 한정하고, 상기 공동은 상기 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체에 의해 한정된 제1 측면 및 상기 제2 캐뉼러 인터페이스 구조체가 그를 따라 위치되는 제2 측면을 가지고, 상기 제2 캐뉼러 인터페이스 구조체는 상기 가요성 장벽 부분에 의해 완전히 둘러싸이는, 상기 가요성 장벽 부분을 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.A cannula sterile adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a rigid barrier portion having a cannula interface defining an opening dimensioned to receive a cannula lug, a first cannula interface structure extending from the cannula interface, and a second cannula interface, the first cannula interface and wherein the second cannula interface is dimensioned to interface with alignment structures of a cannula lug; and
a flexible barrier portion molded to the rigid barrier portion, the flexible barrier portion defining a cavity around the opening of the rigid barrier portion dimensioned to receive a cannula lug inserted therein; , the cavity has a first side defined by the first cannula interface structure and a second side along which the second cannula interface structure is positioned, the second cannula interface structure to the flexible barrier portion A cannula sterile adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising the flexible barrier portion completely surrounded by a cannula. 제41항에 있어서, 상기 캐뉼러 인터페이스는 상기 로봇 수술 시스템의 로봇 수술 아암을 향하는 아암 측면 및 상기 캐뉼러 러그를 향하는 캐뉼러 측면을 갖는 플레이트를 포함하고, 상기 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체는 상기 로봇 수술 아암의 방향으로 상기 아암 측면으로부터 연장되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The method of claim 41, wherein the cannula interface comprises a plate having an arm side facing a robotic surgical arm of the robotic surgical system and a cannula side facing the cannula lug, the first cannula interface structure comprising the robot A sterile cannula adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system, extending from the arm side in the direction of a surgical arm. 제41항에 있어서, 상기 가요성 장벽 부분은 플레이트의 아암 측면에 몰딩되고 상기 공동의 적어도 3개의 측면을 한정하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The adapter of claim 41, wherein the flexible barrier portion is molded to the arm side of the plate and defines at least three sides of the cavity. 제41항에 있어서, 상기 제1 캐뉼러 인터페이스 구조체는 상기 캐뉼러 러그의 상보적인 오목한 영역과 인터페이싱하도록 치수가 정해진 용골(keel) 형상 구조체를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The cannula for attaching a cannula to a robotic surgical system according to claim 41, wherein the first cannula interface structure comprises a keel shaped structure dimensioned to interface with a complementary recessed area of the cannula lug. Cannula sterile adapter. 제41항에 있어서, 강성 클램프 인터페이스 부분은 상기 제2 측면에 몰딩된 플레이트를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The cannula sterile adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system according to claim 41, wherein the rigid clamp interface portion comprises a plate molded to the second side. 제45항에 있어서, 상기 플레이트의 각도는 상기 캐뉼러 러그의 상기 정렬 구조체들의 각도로 변경 가능한, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.46. The adapter of claim 45, wherein the angle of the plate is changeable to the angle of the alignment structures of the cannula lug. 제41항에 있어서, 상기 가요성 장벽 부분의 상기 제2 측면에 결합된 유지 범프(retention bump)를 더 포함하고, 상기 유지 범프는 클램핑 조립체 내의 상기 캐뉼러 러그의 삽입 및 제거 동안 상기 클램핑 조립체 내에 상기 캐뉼러 멸균 어댑터를 유지하도록 치수가 정해지는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The method of claim 41 further comprising a retention bump coupled to the second side of the flexible barrier portion, the retention bump within the clamping assembly during insertion and removal of the cannula lug within the clamping assembly. A sterile cannula adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system, dimensioned to retain the sterile cannula adapter. 제41항에 있어서, 상기 가요성 장벽 부분의 제3 측면에 결합되고 상기 어댑터 내에 삽입된 상기 캐뉼러 러그와 연관 도구의 축 사이의 정렬을 유지하도록 구성된 정합 기준면(mating datum)을 더 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The method of claim 41 , further comprising a mating datum coupled to the third side of the flexible barrier portion and configured to maintain alignment between the cannula lug and an axis of an associated tool inserted within the adapter. Sterile cannula adapter for attaching the cannula to a robotic surgical system. 제41항에 있어서, 상기 강성 장벽 부분은 플라스틱 재료에 의해 형성되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The cannula sterile adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system according to claim 41, wherein the rigid barrier portion is formed by a plastic material. 제41항에 있어서, 상기 가요성 장벽 부분은 상기 강성 장벽 부분에 오버몰딩되는 가요성 탄성중합체 재료에 의해 형성되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The adapter of claim 41, wherein the flexible barrier portion is formed by a flexible elastomeric material overmolded to the rigid barrier portion. 제41항에 있어서, 상기 가요성 장벽 부분은 열가소성 폴리우레탄을 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 캐뉼러 멸균 어댑터.42. The cannula sterile adapter for attaching a cannula to a robotic surgical system according to claim 41, wherein the flexible barrier portion comprises thermoplastic polyurethane. 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치로서,
캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하도록 구성된 클램프 조립체로서, 상기 클램프 조립체는 상기 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 클램프가 전환되게 하도록 상기 클램프에 결합된 액추에이터를 포함하는, 상기 클램프 조립체; 및
상기 클램프 조립체에 결합되어 상기 클램프의 전환을 제어하는 록아웃 조립체로서, 상기 록아웃 조립체는 상기 클램프가 상기 개방 위치에 있을 때 상기 액추에이터에 결합된 베어링과 체결되고 상기 클램프가 상기 폐쇄 위치로 자동으로 전환될 수 있게 상기 베어링과 분리되도록 치수가 정해지는 후크를 갖는, 상기 록아웃 조립체를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.A device for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising:
A clamp assembly configured to attach a cannula to a robotic surgical system, the clamp assembly configured to cause the clamp to transition between an open position configured to receive the cannula and a closed position for attaching the cannula to the robotic surgical system. the clamp assembly including an actuator coupled to the clamp; and
A lockout assembly coupled to the clamp assembly to control transition of the clamp, the lockout assembly engaging a bearing coupled to the actuator when the clamp is in the open position and automatically moving the clamp to the closed position. An apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising the lockout assembly having a hook dimensioned to be divertably disengaged from the bearing. 제52항에 있어서, 상기 후크는 상기 베어링의 접점 너머로 연장되어 상기 베어링과 체결되는 팁(tip)을 포함하고, 상기 팁이 상기 접점과 정렬될 때 상기 후크는 상기 베어링과 분리되어 상기 클램프가 상기 폐쇄 위치로 전환될 수 있게 하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.53. The method of claim 52, wherein the hook includes a tip that extends beyond the contact point of the bearing and engages the bearing, and when the tip is aligned with the contact point, the hook separates from the bearing so that the clamp is A device for attaching a cannula to a robotic surgical system, allowing it to be switched into a closed position. 제52항에 있어서, 팁을 접점과 정렬시킴으로써 상기 후크가 상기 베어링과 분리될 수 있게 하는 상기 베어링의 회전을 야기하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.53. The apparatus of claim 52, wherein aligning the tip with the contact point causes rotation of the bearing to allow the hook to disengage from the bearing. 제52항에 있어서, 상기 후크는 상기 베어링과 체결되도록 상기 후크를 편향시키는 스프링에 결합되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.53. The apparatus of claim 52, wherein the hook is coupled to a spring biasing the hook into engagement with the bearing. 제52항에 있어서, 상기 후크와 상기 베어링 사이의 상기 체결 또는 분리는 상기 록아웃 조립체의 체결 상태를 사용자에게 통지하는 청각적 피드백 또는 촉각적 피드백을 제공하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.53. Attaching the cannula to the robotic surgical system of claim 52, wherein the engagement or disengagement between the hook and the bearing provides audible or tactile feedback informing a user of the engagement state of the lockout assembly. device for. 제52항에 있어서, 상기 록아웃 조립체는 상기 클램프 조립체 내로 삽입된 캐뉼러에 의해 접촉될 때 상기 베어링으로부터 분리되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.53. The apparatus of claim 52, wherein the lockout assembly separates from the bearing when contacted by a cannula inserted into the clamp assembly. 제52항에 있어서,
상기 후크가 상기 베어링과 체결되거나 분리되게 하는 데 필요한 힘을 조절하도록 작동 가능한 조절 기구를 더 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.52. The method of claim 52,
The apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system further comprising an adjustment mechanism operable to adjust a force required to cause the hook to engage or disengage from the bearing. 제58항에 있어서, 상기 조절 기구는 상기 후크와 상기 베어링 사이의 간격을 증가시키는 제1 위치와 상기 후크와 상기 베어링 사이의 간격을 감소시키는 제2 위치 사이에서 조절 가능한 세트 스크루(set screw)를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.59. The apparatus of claim 58, wherein the adjustment mechanism comprises a set screw adjustable between a first position that increases the gap between the hook and the bearing and a second position that decreases the gap between the hook and the bearing. An apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising: 제59항에 있어서, 상기 제1 위치에서, 상기 후크가 상기 베어링과 분리하게 하는 데 필요한 힘이 감소되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.60. The apparatus of claim 59, wherein in the first position, the force required to cause the hook to disengage from the bearing is reduced. 제59항에 있어서, 상기 제2 위치에서, 상기 후크가 상기 베어링과 분리하게 하는 데 필요한 힘이 증가되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.60. The apparatus of claim 59, wherein in the second position, the force required to cause the hook to separate from the bearing is increased. 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치로서,
상기 캐뉼러를 수용하도록 구성된 개방 위치와 상기 캐뉼러를 상기 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 폐쇄 위치 사이에서 전환되도록 작동 가능한 클램프;
클램프 조립체에 결합되어 상기 클램프를 상기 개방 위치에 유지하고 캐뉼러에 의한 힘의 인가 시 상기 클램프를 상기 폐쇄 위치로 해제하는 로킹 조립체로서, 상기 로킹 조립체는 상기 개방 위치에서 상기 클램프의 록아웃 베어링과 체결되고 상기 클램프를 상기 폐쇄 위치로 해제하기 위해 상기 록아웃 베어링과 분리되는 록아웃 후크를 갖는, 상기 로킹 조립체; 및
상기 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 조절하도록 작동 가능한 조절 부재를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.A device for attaching a cannula to a robotic surgical system, comprising:
a clamp operable to transition between an open position configured to receive the cannula and a closed position for attaching the cannula to the robotic surgical system;
A locking assembly coupled to the clamp assembly to hold the clamp in the open position and release the clamp to the closed position upon application of force by the cannula, the locking assembly comprising: a lockout bearing of the clamp in the open position; the locking assembly having a lockout hook engaged and disengaged from the lockout bearing to release the clamp into the closed position; and
An apparatus for attaching a cannula to a robotic surgical system comprising an adjustment member operable to adjust the force required to disengage the lockout bearing. 제62항에 있어서, 상기 록아웃 후크는 스프링에 의해 상기 록아웃 베어링의 체결을 향해 편향되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.63. The apparatus of claim 62, wherein the lockout hook is biased by a spring towards engagement of the lockout bearing. 제63항에 있어서, 상기 조절 부재는 상기 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 감소시키기 위해 상기 록아웃 후크의 위치를 상기 록아웃 베어링으로부터 멀어지게 이동시키는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.64. Attaching the cannula to the robotic surgical system of claim 63, wherein the adjustment member moves the position of the lockout hook away from the lockout bearing to reduce the force required to disengage the lockout bearing. device for. 제63항에 있어서, 상기 조절 부재는 상기 록아웃 베어링을 분리하는 데 필요한 힘을 증가시키기 위해 상기 록아웃 후크의 위치를 상기 록아웃 베어링을 향해 이동시키는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.64. The method of claim 63, wherein the adjustment member moves the position of the lockout hook toward the lockout bearing to increase the force required to disengage the lockout bearing. Device. 제63항에 있어서, 상기 조절 부재는 상기 록아웃 후크를 통해 상기 록아웃 후크와 상기 록아웃 베어링 사이의 인터페이스로 연장되는 세트 스크루를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.64. The apparatus of claim 63, wherein the adjustment member comprises a set screw extending through the lockout hook and into an interface between the lockout hook and the lockout bearing. 제66항에 있어서, 상기 세트 스크루를 조임으로써 상기 록아웃 후크의 위치가 상기 록아웃 베어링으로부터 멀어지게 이동되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.67. The apparatus of claim 66, wherein tightening the set screw moves the position of the lockout hook away from the lockout bearing. 제66항에 있어서, 상기 세트 스크루를 느슨하게 함으로써 상기 록아웃 후크의 위치가 상기 록아웃 베어링을 향해 이동되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.67. The apparatus of claim 66, wherein loosening the set screw moves the position of the lockout hook toward the lockout bearing. 제62항에 있어서, 상기 록아웃 베어링은 볼 베어링인, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.63. The apparatus of claim 62, wherein the lockout bearing is a ball bearing. 제62항에 있어서, 상기 클램프는 상기 클램프의 제1 클램프 구성요소에 결합된 액추에이터를 포함하는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.63. The apparatus of claim 62, wherein the clamp comprises an actuator coupled to a first clamp component of the clamp. 제70항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 제1 클램프 구성요소를 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 이동시키도록 작동 가능하고, 볼 베어링은 상기 액추에이터에 결합되는, 캐뉼러를 로봇 수술 시스템에 부착하기 위한 장치.71. Attaching the cannula to the robotic surgical system of claim 70, wherein the actuator is operable to move the first clamp component between the open position and the closed position, and wherein a ball bearing is coupled to the actuator. device for.
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