KR20230128053A - 로봇 및 수동 흡인 카테터 - Google Patents

로봇 및 수동 흡인 카테터 Download PDF

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KR20230128053A
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러쎌 더블유. 퐁
토마스 알. 젠킨스
주니어 루이스 안드라데 배즈
브라이언 디. 크노델
카 춘 웡
켄 비엔
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아우리스 헬스, 인코포레이티드
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Abstract

흡인 카테터가 세장형 샤프트 및 샤프트에 결합되고 샤프트의 적어도 원위 부분의 작동을 제어하도록 구성된 기구 기부를 포함할 수 있다. 샤프트는 표적 부위에 흡인을 제공하기 위해, 예컨대 환자로부터 물체를 제거하기 위해, 흡인 시스템에 결합하도록 구성된 루멘을 포함할 수 있다. 기구 기부는 샤프트의 적어도 원위 부분을 관절운동시키기 위해 로봇으로 그리고/또는 수동으로 제어될 수 있다.

Description

로봇 및 수동 흡인 카테터
관련 출원(들)
본 출원은, 그 개시가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2020년 12월 31일자로 출원되고 발명의 명칭이 로봇 및 수동 흡인 카테터(ROBOTIC AND MANUAL ASPIRATION CATHETERS)인 미국 가출원 제63/132,864호에 대한 우선권을 주장한다.
다양한 의료 절차는 환자 내의 표적 해부학적 부위에 접근하기 위한 하나 이상의 의료 장치의 사용을 수반한다. 일부 경우에, 절차와 관련하여 부위에 접근할 때 소정 장치의 부적절한 사용은 환자의 건강, 의료 장치(들)의 무결성, 및/또는 절차의 효능에 악영향을 줄 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시는, 루멘(lumen)을 포함하고 루멘을 통해 표적 부위에 흡인(aspiration)을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 세장형 샤프트(elongate shaft), 및 세장형 샤프트에 결합되고 세장형 샤프트의 작동을 제어하도록 구성되는 기구 기부(instrument base)를 포함하는 로봇-제어가능 카테터 조립체(robotically-controllable catheter assembly)에 관한 것이다. 기구 기부는 로봇 아암(robotic arm)과 연관된 구동 출력 조립체에 결합하도록 구성되는 구동 입력 조립체를 포함한다.
일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 다른 루멘을 포함하고, 로봇-제어가능 카테터 조립체는, 다른 루멘 내에 활주가능하게 배치되고 세장형 샤프트의 원위 단부에 연결되는 세장형 이동 부재를 추가로 포함한다. 구동 입력 조립체는 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 세장형 이동 부재에 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 기구 기부는, 세장형 샤프트의 근위 단부에 결합되고 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 포트(port)를 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 기구 기부는 로봇-제어가능 카테터 조립체를 위한 식별자와 연관된 식별 요소를 포함한다. 식별 요소는 무선-주파수 식별 태그, QR(Quick Response) 코드, 바코드, 또는 자석 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇-제어가능 카테터 조립체는 세장형 샤프트의 조작을 제어하기 위한 수동 입력(manual input)을 수신하도록 구성되는 핸드헬드 기구 어댑터(handheld instrument adapter)를 추가로 포함한다. 핸드헬드 기구 어댑터는 기구 기부의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 커플러(coupler) 및 커플러에 연결되고 커플러를 조작하도록 구성되는 수동 액추에이터(manual actuator)를 포함할 수 있다. 예에서, 커플러는, 수동 액추에이터와 맞물리고 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 기어 조립체를 포함한다. 또한, 예에서, 로봇-제어가능 카테터 조립체는 세장형 샤프트를 조작하도록 구성되는 당김 와이어(pull wire)를 추가로 포함한다. 커플러는, 구동 입력 조립체를 조작하는 것으로부터 수동 액추에이터를 맞물림해제시키도록 구성되고 당김 와이어의 장력을 조절하도록 구성되는 인장 메커니즘(tensioning mechanism)을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시는, 루멘을 포함하고 루멘을 통해 표적 부위에 흡인을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 세장형 샤프트; 및 세장형 샤프트에 결합되고 세장형 샤프트의 작동을 제어하도록 구성되는 수동 액추에이터를 포함하는 기구 손잡이를 포함하는 수동-제어가능 카테터(manually-controllable catheter)에 관한 것이다.
일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 와이어 루멘을 포함하고, 수동-제어가능 카테터는, 와이어 루멘 내에 활주가능하게 배치되고 세장형 샤프트의 원위 단부에 연결되는 당김 와이어를 추가로 포함한다. 수동 액추에이터는 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 당김 와이어에 연결될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 기구 손잡이는, 세장형 샤프트의 근위 단부에 결합되고 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 포트를 포함한다.
일부 실시예에서, 수동 액추에이터는 기구 손잡이가 오버핸드(overhand) 방식으로 사용자에 의해 보유될 때 사용자의 엄지손가락에 의해 작동되도록 구성된다. 또한, 일부 실시예에서, 수동 액추에이터는 기구 손잡이가 언더핸드(underhand) 방식으로 사용자에 의해 보유될 때 사용자의 엄지손가락에 의해 작동되도록 구성된다.
일부 구현예에서, 본 개시는 기부, 기부 내에 회전가능하게 지지되는 커플러, 및 커플러에 동작식으로 결합되는 제1 수동 액추에이터를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 커플러는 로봇-제어가능 의료 기구의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성된다. 제1 수동 액추에이터는 로봇-제어가능 의료 기구가 관절운동하게 하기 위해 커플러를 조작하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 커플러는, 제1 수동 액추에이터에 결합되고 로봇-제어가능 의료 기구의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 맞물림 조립체를 포함한다. 예에서, 맞물림 조립체는 (i) 수동 액추에이터와 맞물리기 위한 제1 맞물림 부재, (ii) 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 제2 맞물림 부재, 및 (iii) 제2 맞물림 부재에 대한 제1 맞물림 부재의 결합을 맞물림해제시키도록 구성되는 맞물림해제 메커니즘을 포함한다. 또한, 예에서, 맞물림해제 메커니즘은 제2 맞물림 부재에 대한 제1 맞물림 부재의 결합을 맞물림해제시키기 위한 수동 입력을 수신하도록 구성되는 제2 수동 액추에이터를 포함한다.
일부 실시예에서, 시스템은 (i) 표적 부위에 흡인을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 세장형 샤프트, 및 (ii) 세장형 샤프트에 결합되고 세장형 샤프트의 작동을 제어하도록 구성되는 기구 기부를 포함하는 로봇-제어가능 의료 기구를 추가로 포함한다. 기구 기부는 구동 입력 조립체를 포함할 수 있다. 예에서, 세장형 샤프트는 루멘을 포함하고, 로봇-제어가능 의료 기구는, 루멘 내에 활주가능하게 배치되고 세장형 샤프트의 원위 단부에 연결되는 세장형 이동 부재를 추가로 포함한다. 구동 입력 조립체는 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 세장형 이동 부재에 연결될 수 있다. 또한, 예에서, 커플러는, 구동 입력 조립체를 조작하는 것으로부터 제1 수동 액추에이터를 맞물림해제시키도록 구성되고 세장형 이동 부재의 장력을 조절하도록 구성되는 인장 메커니즘을 포함한다. 또한, 예에서, 기구 기부는, 세장형 샤프트의 근위 단부에 결합되고 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 포트를 포함한다.
일부 실시예에서, 커플러는, 제1 수동 액추에이터와 맞물리고 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 기어 조립체를 포함한다.
일부 구현예에서, 본 개시는 세장형 샤프트 및 세장형 샤프트에 결합되는 손잡이를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 세장형 샤프트는 원위 단부 부분, 근위 단부 부분, 및 루멘을 포함한다. 세장형 샤프트는 루멘을 통해 흡인을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성된다. 손잡이는 손잡이가 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위한 로봇 입력을 수신하는 로봇 모드, 및 손잡이가 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위한 수동 입력을 수신하는 수동 모드로 동작하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 시스템은 손잡이에 로봇 입력을 제공하도록 구성되는 구동 출력 조립체를 포함하는 로봇 아암을 추가로 포함한다. 손잡이는 로봇 아암의 구동 출력 조립체에 결합될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 손잡이는, 세장형 샤프트에 결합되고 수동 입력을 수신하도록 구성되는 수동 액추에이터를 포함한다.
일부 실시예에서, 손잡이는 로봇 입력을 수신하도록 구성되는 기구 기부 및 기구 기부에 결합하도록 구성되는 어댑터를 포함한다. 어댑터는 수동 입력을 수신하도록 구성되는 수동 액추에이터를 포함할 수 있다. 예에서, 어댑터는 기구 기부의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 커플러를 포함한다. 커플러는 (i) 수동 액추에이터와 맞물리기 위한 제1 맞물림 부재, (ii) 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 제2 맞물림 부재, 및 (iii) 제2 맞물림 부재에 대한 제1 맞물림 부재의 결합을 맞물림해제시키도록 구성되는 맞물림해제 메커니즘을 포함할 수 있다. 또한, 예에서, 맞물림해제 메커니즘은 제2 맞물림 부재에 대한 제1 맞물림 부재의 결합을 맞물림해제시키기 위한 수동 입력을 수신하도록 구성되는 다른 수동 액추에이터를 포함한다.
일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 세장형 샤프트의 원위 단부 부분을 조작하도록 구성되는 당김 와이어를 포함한다. 예에서, 손잡이는 당김 와이어의 장력을 조절하도록 구성되는 인장 메커니즘을 포함한다.
일부 실시예에서, 손잡이는 루멘 및 흡인 시스템에 연결하도록 구성되는 포트를 포함한다.
본 개시를 요약하기 위해, 소정 태양, 이점 및 특징이 기술된다. 모든 그러한 이점이 반드시 임의의 특정 실시예에 따라 달성될 수 있는 것은 아님이 이해되어야 한다. 따라서, 개시된 실시예는 반드시 본 명세서에 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 이점을 달성하지 않고서 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 수행될 수 있다.
다양한 실시예가 예시적인 목적으로 첨부 도면에 도시되어 있고, 어떠한 방식으로도 본 개시의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 상이한 개시된 실시예의 다양한 특징이 조합되어 본 개시의 일부인 추가 실시예를 형성할 수 있다. 도면 전체에 걸쳐, 도면 부호는 참조 요소들 사이의 대응을 나타내기 위해 재사용될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 요관경술 절차를 위해 배열된 예시적인 로봇 의료 시스템을 예시한 도면.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 기관지경술 절차를 위해 배열된 예시적인 로봇 의료 시스템을 예시한 도면.
도 3은 하나 이상의 실시예에 따른, 예시적인 테이블-기반 로봇 시스템을 예시한 도면.
도 4는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 1 내지 도 3의 의료 시스템들 중 임의의 것에서 구현될 수 있는 예시적인 의료 시스템 컴포넌트를 예시한 도면.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 환자의 신장 내에 배치된 예시적인 카테터를 예시한 도면.
도 6은 하나 이상의 실시예에 따른, 샤프트 및 손잡이를 포함하는 예시적인 카테터를 예시한 도면.
도 7a는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6으로부터의 카테터의 샤프트의 측면도를 예시한 도면.
도 7b는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6으로부터의 카테터의 샤프트의 단면도를 예시한 도면.
도 8a는 하나 이상의 실시예에 따른, 예시적인 로봇-제어가능 카테터의 사시도를 예시한 도면.
도 8b는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 8a로부터의 예시적인 로봇-제어가능 카테터의 저면도를 예시한 도면.
도 8c는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 8a 및 도 8b로부터의 예시적인 로봇-제어가능 카테터의 저부의 사시도를 예시한 도면.
도 9-1은 하나 이상의 실시예에 따른, 도 8a 내지 도 8c로부터의 카테터의 기구 기부의 평면도를 예시한 도면.
도 9-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 기구 기부의 상부 부분이 제거된, 도 8a 내지 도 8c로부터의 카테터의 기구 기부의 평면도를 예시한 도면.
도 10은 하나 이상의 실시예에 따른, 도 8a 내지 도 8c로부터의 카테터의 기구 기부의 예시적인 컴포넌트를 예시한 도면.
도 11은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 아암과 연관된 예시적인 기구 장치 조작기 조립체의 분해도를 예시한 도면.
도 12-1은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇-제어가능 의료 기구에 결합하도록 구성된 예시적인 수동 어댑터를 예시한 도면.
도 12-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 18-1로부터의 어댑터의 예시적인 컴포넌트를 분해도로 예시한 도면.
도 12-3은 하나 이상의 실시예에 따른, 도 12-1로부터의 어댑터의 수동 액추에이터와 맞물린 예시적인 맞물림 조립체를 예시한 도면.
도 12-4는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 12-3으로부터의 맞물림 조립체를 분해도로 예시한 도면.
도 12-5는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 12-1로부터의 어댑터의 예시적인 수동 액추에이터 및 기어/커플러의 저면도를 예시한 도면.
도 13a 및 도 13b는 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇-제어가능 카테터에 결합된 도 12-1로부터의 어댑터를 예시한 도면.
도 14a, 도 14b, 및 도 14c는 하나 이상의 실시예에 따른, 예시적인 수동-제어가능 카테터의 각각 사시도, 측면도, 및 평면도를 예시한 도면.
도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 14a 내지 도 14c로부터의 예시적인 수동-제어가능 카테터의 측면도 및 사시도를 예시한 도면.
도 16은 하나 이상의 실시예에 따른, 도 14a 내지 도 14c로부터의 예시적인 수동-제어가능 카테터의 수동 액추에이터 및 다른 특징부를 예시한 도면.
도 17은 하나 이상의 실시예에 따른, 사용자에 의해 보유된 도 14a 내지 도 14c의 예시적인 수동-제어가능 카테터를 예시한 도면.
도 18-1은 하나 이상의 실시예에 따른, 다른 예시적인 수동-제어가능 카테터를 예시한 도면.
도 18-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 18-1의 수동-제어가능 카테터의 예시적인 내부 컴포넌트를 예시한 도면.
도 19는 하나 이상의 실시예에 따른, 사용자에 의해 보유된 도 18-1 및 도 18-2의 예시적인 수동-제어가능 카테터를 예시한 도면.
도 20-1은 하나 이상의 실시예에 따른, 추가의 예시적인 수동-제어가능 카테터를 예시한 도면.
도 20-2는 하나 이상의 실시예에 따른, 도 20-1의 수동-제어가능 카테터의 예시적인 내부 컴포넌트를 예시한 도면.
본 명세서에 제공된 표제는 단지 편의를 위한 것이고, 본 개시의 범주 또는 의미에 반드시 영향을 주는 것은 아니다. 소정의 실시예 및 예가 아래에 개시되지만, 발명 요지는 구체적으로 개시된 실시예를 넘어 다른 대안적인 실시예 및/또는 사용으로 그리고 그의 변형 및 등가물로 확장된다. 따라서, 본 명세서로부터 발생할 수 있는 청구범위의 범주는 후술되는 특정 실시예들 중 임의의 것에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임의의 방법 또는 프로세스에서, 방법 또는 프로세스의 동작 또는 작동은 임의의 적합한 시퀀스로 수행될 수 있고, 반드시 임의의 특정한 개시된 시퀀스로 제한되지는 않는다. 소정 실시예를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 방식으로 다양한 동작이 다수의 개별 동작으로서 차례로 기술될 수 있지만; 설명의 순서는 이들 동작이 순서에 의존함을 암시하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 추가적으로, 본 명세서에 기술된 구조물, 시스템, 및/또는 장치는 통합된 컴포넌트로서 또는 별개의 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예를 비교하기 위해, 이들 실시예의 소정 태양 및 이점이 기술된다. 모든 그러한 태양 또는 이점이 반드시 임의의 특정 실시예에 의해 달성되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, 다양한 실시예는 반드시 본 명세서에 또한 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 태양 또는 이점을 달성하지 않고서 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 수행될 수 있다.
소정의 공간적으로 상대적인 용어, 예컨대 "외부", "내부", "상부", "하부", "아래", "위", "수직", "수평", "상단부", "저부", 및 유사한 용어는 다른 장치/요소 또는 해부학적 구조물에 대한 하나의 장치/요소 또는 해부학적 구조물의 공간 관계를 기술하기 위해 본 명세서에 사용되지만, 이들 용어는 도면에 예시된 바와 같이, 요소(들)/구조물(들) 사이의 위치 관계를 기술하기 위한 설명의 용이함을 위해 본 명세서에 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여, 사용 또는 동작 중인 요소(들)/구조물(들)의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 다른 요소/구조물 "위"에 있는 것으로 기술된 요소/구조물이 대상 환자 또는 요소/구조물의 대안적인 배향과 관련하여 그러한 다른 요소/구조물 아래에 또는 옆에 있는 위치를 표현할 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 위에서 열거된 것을 포함하는 공간적으로 상대적인 용어는 참조된 도면의 각각의 예시된 배향에 대해 이해될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
소정 도면 부호는 하나 이상의 측면에서 유사한 특징을 갖는 장치, 컴포넌트, 시스템, 특징부, 및/또는 모듈에 대해 편의상 본 개시의 도면 세트의 상이한 도면에 걸쳐 재사용된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 실시예들 중 임의의 것과 관련하여, 도면에서 공통 도면 부호의 재사용은 반드시 그러한 특징부, 장치, 컴포넌트, 또는 모듈이 동일하거나 유사하다는 것을 나타내지는 않는다. 오히려, 당업자는 공통 도면 부호의 사용이 참조된 발명 요지 사이의 유사성을 암시할 수 있는 정도에 대해 문맥에 의해 알 수 있다. 특정 도면의 설명과 관련하여 특정 도면 부호의 사용은 그러한 특정 도면에서 식별된 장치, 컴포넌트, 태양, 특징부, 모듈, 또는 시스템에 관련되고, 다른 도면에서 동일한 도면 부호에 의해 식별된 임의의 장치, 컴포넌트, 태양, 특징부, 모듈, 또는 시스템에 반드시 관련되지는 않는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 공통 도면 부호로 식별된 별개의 도면의 태양은 특성을 공유하거나 서로 완전히 독립적인 것으로 해석될 수 있다.
본 개시는 흡인/관주 카테터/장치에 관한 것이다. 본 개시에 관련된 경피-접근 장치 및 다른 의료 장치와 관련하여, 용어 "장치"는 그의 넓고 통상적인 의미에 따라 사용되고, 임의의 유형의 도구, 기구, 조립체, 시스템, 장치, 컴포넌트 등을 지칭할 수 있다. 본 명세서의 일부 상황에서, 용어 "기구"는 용어 "장치"와 실질적으로 상호교환가능하게 사용될 수 있다
본 개시의 소정 태양이 신장, 비뇨기과학, 및/또는 신장학 절차, 예컨대 신장 결석 제거/치료 절차의 상황에서 본 명세서에 상세히 기술되지만, 그러한 상황은 편의상 제공되고, 본 명세서에 개시된 개념은 임의의 적합한 의료 절차, 예컨대 기관지경술에 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 언급된 바와 같이, 신장/비뇨기 해부학적 구조 및 연관된 의학적 문제 및 절차의 설명은 본 명세서에 개시된 개념의 설명을 보조하기 위해 아래에 제시된다.
요로 결석증으로도 알려진 신장 결석 질환은 "신장 결석", "요로 결석", "신결석", "신장 결석증", 또는 "신석증"으로 지칭되는, 물질의 고체 조각의 요로 내의 형성을 수반하는 의학적 질환이다. 요로 결석은 신장, 요관, 및 방광("방광 결석"으로 지칭됨)에서 형성되고/되거나 발견될 수 있다. 그러한 요로 결석은 요액 중의 무기질 농도의 결과로서 형성될 수 있고, 일단 그러한 결석이 요관 또는 요도를 통한 소변 흐름을 방해하기에 충분한 크기에 도달하면 상당한 복부 통증을 유발할 수 있다. 요로 결석은 칼슘, 마그네슘, 암모니아, 요산, 시스테인, 및/또는 다른 화합물 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.
관찰, 의학적 치료(예컨대, 배출 요법), 비-침습 치료(예컨대, 체외 충격파 쇄석술(extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL)), 최소-침습 또는 수술 치료(예컨대, 요관경술 및 경피 신절석술(percutaneous nephrolithotomy, "PCNL")) 등을 포함하는 몇몇 방법이 신장 결석이 있는 환자를 치료하는 데 사용될 수 있다. 일부 접근법(예컨대, 요관경술 및 PCNL)에서, 의사는 결석에 대한 접근을 달성하고, 결석은 더 작은 조각 또는 파편으로 부서지고, 비교적 작은 결석 파편/미립자는 바스켓팅 장치(basketing device) 및/또는 흡인을 사용하여 신장으로부터 추출된다.
요관경술 절차에서, 의사는 방광 및 요관으로부터 요로 결석을 제거하기 위해 요관경을 요도를 통해 요로 내로 삽입할 수 있다. 전형적으로, 요관경은 그의 원위 단부에서 요로의 시각화를 가능하게 하도록 구성된 이미징 장치를 포함한다. 요관경은 또한 요로 결석을 포획하거나 부수기 위한 쇄석술 장치를 포함할 수 있다. 요관경술 절차 동안, 한 명의 의사/전문가가 요관경의 위치를 제어할 수 있고, 한편 다른 한 명의 의사/전문가가 쇄석술 장치(들)를 제어할 수 있다.
비교적 큰 결석을 제거하는 데 사용될 수 있는 PCNL 절차에서, 의사는 결석(들)을 부수고 그리고/또는 제거하기 위해 치료 부위에 대한 접근을 제공하도록 피부(즉, 경피적으로) 및 개재 조직을 통해 신장경을 삽입할 수 있다. PCNL 절차 동안, 치료 부위 및/또는 시야로부터 결석 분진, 작은 파편, 및/또는 혈전을 제거하게 하기 위해 유체가 적용될 수 있다. 일부 경우에, 비교적 직선형인 그리고/또는 강성인 신장경이 사용되고, 여기서 의사는 환자의 신체에 대해 장치를 밀어/레버리징하여(leveraging) 신장(예컨대, 신배(calyx)) 내의 적절한 위치에 신장경의 팁(tip)을 위치시킨다. 이러한 이동은 환자에게 유해할 수 있다(예컨대, 조직 손상을 유발함).
아래에서 더 상세히 논의되는 것들 중 하나 이상과 같은 다른 절차에서, 의사는 신장 결석을 제거하기 위해 경피 및/또는 직접 접근 경로를 통해 다수의 기구를 사용할 수 있다. 예를 들어, 의사는 환자의 요도를 통해 신장 내의 표적 부위로 스코프(scope)를 내비게이팅하고, 카테터 장치를 환자의 피부를 통해 표적 부위 내로 삽입할 수 있다. 의사는 신장 결석을 파편화하고 환자로부터 파편을 추출하기 위해 스코프 및 카테터 장치를 협력적으로 사용할 수 있다.
본 개시는 의료 절차를 수행하기 위해 표적 부위로 내비게이팅하고/하거나 표적 부위를 흡인/관주하기 위한 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 세장형 샤프트 및 샤프트에 결합되고 (샤프트의 적어도 원위 부분에서의) 샤프트의 작동을 제어하도록 구성된 손잡이/기부를 포함하는 카테터가 구현될 수 있다. 샤프트는 표적 부위에 흡인/관주를 제공하기 위해, 예컨대 환자로부터 물체를 제거하기 위해, 흡인/관주 시스템에 결합하도록 구성된 루멘을 포함할 수 있다. 카테터의 손잡이/기부는 샤프트의 원위 부분을 관절운동시키기 위해 로봇으로 그리고/또는 수동으로 제어될 수 있고, 따라서 카테터는 환자의 해부학적 구조 내에서 내비게이팅될 수 있다. 예를 들어, 카테터는 샤프트의 원위 부분 및 카테터의 손잡이 내의 하나 이상의 조작 컴포넌트에 결합되는 다수의 당김 와이어 또는 다른 세장형 이동 부재를 포함할 수 있다. 당김 와이어/세장형 이동 부재는 샤프트의 원위 부분의 이동을 제어하기 위해 (손잡이를 사용하여) 조작될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 카테터의 손잡이는 카테터의 원위 부분의 이동을 제어하도록, 예컨대 카테터의 팁을 삽입/후퇴시키도록 이동될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에서 논의되는 기법 및 장치는 환자의 해부학적 구조에 대한 손상 및/또는 제거 장치에 대한 손상을 방지하는 효율적인 방식으로 물체가 환자로부터 물체가 제거될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 논의되는 관절운동가능한 카테터 구조물은 의사가 (예컨대, 카테터의 손잡이/기부 내의 하나 이상의 요소를 제어함으로써) 전체 카테터를 이동시키지 않고서 카테터의 원위 부분을 환자 내에서 내비게이팅할 수 있게 할 수 있다. 대조적으로, 일부 신장경술 절차는 신장경의 팁을 환자 내에서 적절한 위치에 배치하기 위해 의사가 신장경의 근위 부분을 레버리징할 것을 필요로 하여, 환자의 해부학적 구조에 대한 손상을 야기한다.
일부 구현예에서, 본 명세서에서 논의되는 기법은 로봇-보조식 의료 절차를 구현하고, 여기서 로봇 도구는 의사가 표적 해부학적 부위에 대한 내시경 및/또는 경피 접근 및/또는 치료를 수행할 수 있게 한다. 예를 들어, 로봇 도구는 환자 내의 표적 부위에 접근하고/하거나 표적 부위에서 치료를 수행하기 위해, 스코프, 카테터, 또는 다른 기구와 같은 하나 이상의 의료 기구와 맞물리고 그리고/또는 그들을 제어할 수 있다. 일부 경우에, 로봇 도구는 의사에 의해 안내/제어된다. 다른 경우에, 로봇 도구는 자동 또는 반-자동 방식으로 동작한다. 일부 기법이 로봇-보조식 의료 절차의 상황에서 논의되지만, 기법은 로봇 도구를 구현하지 않거나 비교적 적은 동작(예컨대, 임계 수 미만)에 대해 로봇 도구를 구현하는 절차와 같은, 다른 유형의 의료 절차에 적용가능할 수 있다. 예를 들어, 기법은 수동 동작식 의료 기구, 예컨대 의사에 의해 완전하게 제어되는 수동 카테터 및/또는 스코프가 구현되는 절차에 적용가능할 수 있다.
본 개시의 소정 태양은 신장, 비뇨기과학, 및/또는 신장학 절차, 예컨대 신장 결석 제거/치료 절차의 상황에서 본 명세서에 기술된다. 그러나, 그러한 상황은 편의상 제공되고, 본 명세서에 개시된 개념은 임의의 적합한 의료 절차에 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 하기 설명은 또한, 예를 들어 담낭 결석 제거, 폐(폐/경흉부) 종양 생검, 백내장 제거 등과 같은, 경피 및/또는 내시경 접근을 통해 치료 부위 또는 환자 공동(예컨대, 식도, 요관, 장, 눈 등)으로부터 제거될 수 있는 임의의 물체를 포함하는, 환자로부터의 물체의 제거와 관련된 다른 수술/의료 동작 또는 의료 절차에 적용가능하다. 그러나, 언급된 바와 같이, 신장/비뇨기 해부학적 구조 및 연관된 의학적 문제 및 절차의 설명은 본 명세서에 개시된 개념의 설명을 보조하기 위해 아래에 제시된다.
도 1은 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 요관경술 절차를 위해 배열된 예시적인 로봇 의료 시스템(100)을 예시한다. 의료 시스템(100)은 환자(120)에게 절차를 수행하기 위해 하나 상의 의료 기구/장치와 맞물리고 그리고/또는 그들을 제어하도록 구성된 로봇 시스템(110)을 포함한다. 도 1의 예에서, 로봇 시스템(110)은 스코프(130) 및 카테터(140)에 결합한다. 그러나, 로봇 시스템(110)은 임의의 유형의 의료 기구에 결합할 수 있다. 의료 시스템(100)은 또한, 로봇 시스템(110) 및/또는 의사(160)와 인터페이싱하고, 절차에 관한 정보를 제공하고, 그리고/또는 다양한 다른 동작을 수행하도록 구성된 제어 시스템(150)을 포함한다. 예를 들어, 제어 시스템(150)은 의사(160)가 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 소정 정보를 제시하도록 구성된 디스플레이(들)(156)를 포함할 수 있다. 의료 시스템(100)은 또한, 예컨대 카테터(140), 스코프(130), 기구/장치(142), 및/또는 다른 기구/장치를 통해, 표적 부위에 흡인 및/또는 관주를 제공하도록 구성된 유체 관리 시스템(170)(때때로 "흡인 시스템(170)" 또는 "관주 시스템(170)"으로 지칭됨)을 포함할 수 있다. 의료 시스템(100)은 환자(120)를 유지시키기 위한 테이블(180)(예컨대, 베드)을 포함할 수 있다. 다양한 동작이 의사(160)에 의해 수행되는 것으로 본 명세서에 기술된다. 이들 동작은 직접 의사(160)에 의해, 의사(160)의 지시를 받는 사용자, 다른 사용자(예컨대, 전문가), 이들의 조합, 및/또는 임의의 다른 사용자에 의해 수행될 수 있다. 의료 시스템(100)의 장치/컴포넌트는 절차의 유형, 절차의 단계, 사용자 선호도 등에 따라 다양한 방식으로 배열될 수 있다.
제어 시스템(150)은 일반적으로 의료 절차를 수행하기 위해 로봇 시스템(110)과 협력하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(150)은, 로봇 시스템(110)에 연결된 의료 기구를 제어하고, 의료 기구에 의해 캡처된 이미지(들)를 수신하는 등을 위해 무선 또는 유선 접속을 통해 로봇 시스템(110)과 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(150)은 의사(160)가 스코프(130) 및/또는 카테터(140)를 환자(120) 내에서 내비게이팅하는 것을 보조하기 위해 스코프(130)(예컨대, 스코프(130)와 연관된 이미징 장치)로부터 이미지 데이터를 수신하고 이미지 데이터(및/또는 그로부터 생성된 표현)를 의사(160)에게 디스플레이할 수 있다. 의사(160)는 제어기와 같은 입력/출력(I/O) 장치를 통해 입력을 제공할 수 있고, 제어 시스템(150)은 로봇 시스템(110)에 연결된 스코프(130)/카테터(140)의 이동을 제어하기 위해 로봇 시스템(110)에 제어 신호를 송신할 수 있다. 스코프(130)/카테터(140)(및/또는 다른 의료 기구)는 관절운동하고, 롤링하는(roll) 등과 같이, 다양한 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은 하나 이상의 전기 접속부를 통해 로봇 시스템(110)에 전력을 제공하고, 하나 이상의 광섬유 또는 다른 컴포넌트를 통해 로봇 시스템(110)에 광학계를 제공하는 등을 할 수 있다. 예에서, 제어 시스템(150)은 (로봇 시스템(110)을 통해 그리고/또는 의료 기구로부터 직접) 센서 데이터를 수신하기 위해 의료 기구와 통신할 수 있다. 센서 데이터는 의료 기구의 위치 및/또는 배향을 나타내거나 그들을 결정하는 데 사용될 수 있다. 또한, 예에서, 제어 시스템(150)은 테이블(180)과 통신하여 테이블(180)을 특정 배향으로 위치시키거나 달리 테이블(180)을 제어할 수 있다. 또한, 예에서, 제어 시스템(150)은 EM 필드 발생기(field generator)(예시되지 않음)와 통신하여 환자(120) 주위의 EM 필드의 발생을 제어할 수 있다.
로봇 시스템(110)은 의료 기구(들)/장치와 맞물리고 그리고/또는 그들을 제어하도록 구성된 하나 이상의 로봇 아암(112)을 포함할 수 있다. 각각의 로봇 아암(112)은 조인트(joint)에 결합된 다수의 아암 세그먼트(arm segment)를 포함할 수 있고, 이는 다중 이동도(degree of movement)를 제공할 수 있다. 로봇 아암(112)의 원위 단부(예컨대, 엔드 이펙터(end effector))가 기구/장치에 결합하도록 구성될 수 있다. 도 1의 예에서, 로봇 아암(112(A))은 카테터(140)의 손잡이(141)에 결합된다. 제2 로봇 아암(112(B))은 스코프-드라이버 기구 커플링/장치(131)에 결합되고, 이는 스코프(130)의 로봇 제어/전진을 용이하게 할 수 있다. 또한, 제3 로봇 아암(112(C))은 스코프(130)의 손잡이(132)에 결합되고, 이는 스코프(130) 및/또는 스코프(130)를 통해 전개될 수 있는 의료 기구, 예컨대 스코프(130)의 작업 채널을 통해 전개되는 기구의 전진 및/또는 동작을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 제2 로봇 아암(112(B)) 및/또는 제3 로봇 아암(112(C))은 스코프(130)의 이동(예컨대, 관절운동, 롤 등)을 제어할 수 있다. 도 1에서 3개의 로봇 아암이 특정 의료 기구에 연결되지만, 로봇 시스템(110)은 임의의 유형의 의료 기구/장치에 연결되도록 구성된 임의의 수의 로봇 아암을 포함할 수 있다.
로봇 시스템(110)은 의료 시스템(100)의 임의의 컴포넌트에 통신가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템(110)은 동작을 수행하기 위해, 예컨대 특정 방식으로 로봇 아암(112)을 제어하고, 의료 기구를 조작하는 등을 위해 제어 시스템(150)으로부터 제어 신호를 수신하도록 제어 시스템(150)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 또한, 로봇 시스템(110)은 환자(120)의 내부 해부학적 구조를 묘사하는 이미지(이미지 데이터로도 지칭됨)를 스코프(130)로부터 수신하고/하거나 이미지를 제어 시스템(150)에 송신하도록 - 이는 이어서 디스플레이(들)(156) 상에 디스플레이될 수 있음 - 구성될 수 있다. 또한, 로봇 시스템(110)은 제어 시스템(150) 및/또는 유체 관리 시스템(170)과 같은, 의료 시스템(100)의 컴포넌트에, 그로부터 유체, 광학계, 전력, 데이터 등이 수신되도록 허용하는 방식으로 결합될 수 있다.
유체 관리 시스템(170)은 표적 부위에 대해 흡인 및/또는 관주를 제공/제어하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 유체 관리 시스템(170)은 하나 이상의 유체 백(bag)/용기(171)를 보유하고/하거나 그에 대한/그로부터의 유체 유동을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 관주 라인(172)이 백들/용기들(171) 중 하나 이상에 그리고 경피-접근 장치/조립체(142)의 관주 포트에 결합될 수 있다. 관주 유체는 관주 라인(172) 및 경피-접근 장치/조립체(142)를 통해 표적 해부학적 구조에 제공될 수 있다. 유체 관리 시스템(170)은 디스플레이(173), 유동 제어 메커닉(flow control mechanics), 및/또는 소정의 연관된 제어 회로와 같은 소정의 전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. 유체 관리 카트(170)는 독립형 타워/카트를 포함할 수 있고, 그의 하나 이상의 측부에 매달린 하나 이상의 IV 백(171)을 가질 수 있다. 카트(170)는 흡인 유체가 흡인 채널/튜브(174)를 통해 수집 용기/카트리지 내로 당겨지게 할 수 있는 펌프를 포함할 수 있다. 흡인 채널/튜브(174)는 카테터(140) 내의 루멘을 통한 흡인을 용이하게 하도록 카테터 손잡이(141)에 결합될 수 있다.
예시된 시스템(100)에서, 경피-접근 장치(142)는 환자(120)의 신장(190)에 대한 경피 접근을 제공하도록 구현된다. 경피-접근 기구(142)는, 기구(142)의 원위 단부가 배치되는 표적 해부학적 구조에 기구 및/또는 유체가 그것을 통해 접근할 수 있는 하나 이상의 시스(sheath) 및/또는 샤프트를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 카테터(140)는 경피-접근 장치(142)를 통해 신장 해부학적 구조에 접근한다. 즉, 카테터(140)는 표적 부위에 접근하기 위해 기구(142) 내로 삽입된다.
다양한 예가 카테터(140) 및/또는 경피-접근 장치/조립체(142)를 통해 관주/흡인을 제공하는 상황에서 논의되지만, 관주 유체 및/또는 흡인은, 일부 경우에, 스코프(130)와 같은 다른 장치를 통해 치료 부위(예컨대, 신장)에 제공될 수 있다. 또한, 관주 및 흡인은 동일한 기구(들)를 통해 제공될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 기구들 중 하나 이상이 관주 및/또는 흡인 기능을 제공하는 경우, 기구들 중 하나 이상의 다른 것이 제거될 물체를 부수는 것과 같은 다른 기능에 사용될 수 있다.
의료 기구는 스코프(때때로 "내시경"으로 지칭됨), 카테터, 니들(needle), 가이드와이어(guidewire), 쇄석기(lithotripter), 바스켓 회수 장치(basket retrieval device), 겸자, 진공장치, 니들, 메스(scalpel), 이미징 프로브(imaging probe), 이미징 장치, 조오(jaw), 가위, 파지기, 니들 홀더, 미세 절개기, 스테이플 어플라이어(staple applier), 택커(tacker), 흡입/관주 도구, 클립 어플라이어(clip applier) 등과 같은 다양한 유형의 기구를 포함할 수 있다. 의료 기구는 직접 진입 기구, 경피 진입 기구, 및/또는 다른 유형의 기구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 의료 기구가 조향가능 장치인 반면, 다른 실시예에서 의료 기구가 비-조향가능 장치이다. 일부 실시예에서, 수술 도구는 니들, 메스, 가이드와이어 등과 같은, 인간 해부학적 구조를 통해 천공하거나 삽입되도록 구성된 장치를 지칭한다. 그러나, 수술 도구는 다른 유형의 의료 기구를 지칭할 수 있다.
용어 "스코프" 또는 "내시경"은, 이미지 생성, 관찰, 및/또는 캡처링 기능을 갖고(또는 작업 채널을 통해 전개되는 이미징 장치로 그러한 기능을 제공하도록 구성됨) 임의의 유형의 장기, 공동, 내강, 챔버, 및/또는 신체의 공간 내로 도입되도록 구성된 임의의 유형의 세장형 의료 기구를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 스코프(130)와 같은 스코프 또는 내시경은 (예컨대, 요로에 접근하기 위한) 요관경, 복강경, (예컨대, 신장에 접근하기 위한) 신장경, (예컨대, 기관지와 같은 기도에 접근하기 위한) 기관지경, (예컨대, 결장에 접근하기 위한) 결장경, (예컨대, 관절에 접근하기 위한) 관절경, (예컨대, 방광에 접근하기 위한) 방광경, 보어스코프(borescope) 등을 지칭할 수 있다. 스코프/내시경은, 일부 경우에, 강성 또는 가요성 튜브를 포함할 수 있고/있거나, 외부 시스, 카테터, 안내도관(introducer), 또는 다른 루멘-유형 장치 내에서 통과되도록 치수설정될 수 있거나, 그러한 장치 없이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 스코프는 쇄석기, 바스켓팅 장치, 겸자, 레이저 장치, 이미징 장치 등과 같은 추가 도구/의료 기구가 그것을 통해 치료 부위 내로 도입될 수 있는 하나 이상의 작업 채널을 포함한다.
용어 "직접 진입" 또는 "직접 접근"은 환자의 신체 내의 자연 또는 인공 개구를 통한 기구류(instrumentation)의 임의의 진입을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 스코프(130)는 직접 접근 기구로 지칭될 수 있는데, 이는 스코프(130)가 요도를 통해 환자의 요로 내로 진입하기 때문이다.
용어 "경피 진입" 또는 "경피 접근"은 절차와 연관된 표적 해부학적 위치(예컨대, 신장의 신배 네트워크)에 도달하는 데 필요한 환자의 피부 및 임의의 다른 신체 층을 통한 기구류의, 예컨대 천공 및/또는 작은 절개에 의한 진입을 지칭할 수 있다. 이와 같이, 경피 접근 기구는 니들, 메스, 가이드와이어, 시스, 샤프트, 스코프, 카테터 등과 같은, 피부 및/또는 다른 조직/해부학적 구조를 통해 천공하거나 삽입되도록 구성된 의료 기구, 장치, 또는 조립체를 지칭할 수 있다. 그러나, 경피 접근 기구는 본 개시와 관련하여 다른 유형의 의료 기구를 지칭할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시예에서, 경피 접근 기구는 환자의 피부를 통한 천공 및/또는 작은 절개를 용이하게 하는 장치로 삽입되거나 구현되는 기구/장치를 지칭한다. 예를 들어, 카테터(140)는 카테터(140)가 환자의 피부를 통해 삽입된 시스/샤프트를 통해 삽입될 때 경피 접근 기구로 지칭될 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 기구는 센서 데이터를 생성하도록 구성된 센서("위치 센서"로도 지칭됨)를 포함한다. 예에서, 센서 데이터는 의료 기구의 위치 및/또는 배향을 나타낼 수 있고/있거나 의료 기구의 위치 및/또는 배향을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 스코프의 위치 및/또는 배향을 나타낼 수 있고, 이는 스코프의 원위 단부의 롤을 나타낼 수 있다. 의료 기구의 위치 및 배향은 의료 기구의 자세로 지칭될 수 있다. 센서는 의료 기구의 원위 단부 및/또는 임의의 다른 위치 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서는 의료 기구의 위치 및/또는 배향을 결정/추적하기 위해 하나 이상의 위치결정 기법을 수행하도록 센서 데이터를 제어 시스템(150), 로봇 시스템(110), 및/또는 다른 시스템/장치에 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 센서는 전도성 재료의 코일을 가진 전자기(electromagnetic, EM) 센서를 포함할 수 있다. 여기서, EM 필드 발생기가 의료 기구 상의 EM 센서에 의해 검출되는 EM 필드를 제공할 수 있다. 자기장은 EM 센서의 코일 내에 소전류(small current)를 유도할 수 있고, 이는 EM 센서와 EM 필드 발생기 사이의 거리 및/또는 각도/배향을 결정하기 위해 분석될 수 있다. 또한, 센서는 카메라, 거리 센서(예컨대, 깊이 센서), 레이더 장치, 형상 감지 섬유, 가속도계, 자이로스코프, 가속도계, 위성-기반 위치확인 센서(예컨대, GPS(global positioning system)), 무선-주파수 송수신기 등과 같은, 다른 유형의 센서를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 의료 시스템(100)은 또한, C-아암에 통합되고/되거나 형광투시법-유형 절차를 위한 것과 같은 절차 동안 이미징을 제공하도록 구성될 수 있는 이미징 장치(도 1에 예시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이미징 장치는 하나 이상의 x-선 또는 CT 이미지와 같은, 절차 동안 환자(120)의 하나 이상의 이미지를 캡처/생성하도록 구성될 수 있다. 예에서, 이미징 장치로부터의 이미지는 의사(160)가 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 환자(120) 내의 의료 기구 및/또는 해부학적 구조를 관찰하도록 실시간으로 제공될 수 있다. 이미징 장치는 (예컨대, 환자(120) 내의 조영제에 의한) 형광투시법 또는 다른 유형의 이미징 기법을 수행하기 위해 사용될 수 있다.
의료 시스템(100)의 다양한 컴포넌트는 무선 및/또는 유선 네트워크를 포함할 수 있는 네트워크를 통해 서로 통신가능하게 결합될 수 있다. 예시적인 네트워크는 하나 이상의 개인 영역 네트워크(PAN), 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 인터넷 영역 네트워크(IAN), 인체 영역 네트워크(BAN), 셀룰러 네트워크, 인터넷 등을 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 의료 시스템(100)의 컴포넌트는 하나 이상의 지원 케이블, 튜브 등을 통해 데이터 통신, 유체/기체 교환, 전력 교환 등을 위해 연결된다.
일부 예에서, 의료 시스템(100)은 신장 결석을 치료하기 위한 것과 같이, 신장 해부학적 구조에 관련된 의료 절차를 수행하도록 구현된다. 예를 들어, 로봇-보조식 경피 절차가 구현될 수 있고, 여기서 로봇 도구(예컨대, 의료 시스템(100)의 하나 이상의 컴포넌트)는 의사/비뇨기과 의사가 내시경(예컨대, 요관경술) 표적 접근뿐만 아니라 경피 접근/치료를 수행할 수 있게 할 수 있다. 그러나, 본 개시는 신장 결석 제거 및/또는 로봇-보조식 절차로 제한되지 않는다. 일부 구현예에서, 로봇 의료 해결책은 엄밀히 수동인 절차와 비교하여 소정 기구에 대해 상대적으로 더 높은 정밀도, 우수한 제어, 및/또는 우수한 손-눈 협응(hand-eye coordination)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 절차에 따른 신장에 대한 로봇-보조식 경피 접근은 유리하게는 비뇨기과 의사가 직접-진입 내시경 신장 접근 및 경피 신장 접근 둘 모두를 수행할 수 있게 할 수 있다. 본 개시의 일부 실시예가 카테터, 신장경, 요관경, 및/또는 인간 신장의 해부학적 구조와 관련하여 제시되지만, 본 명세서에 개시된 원리는 임의의 유형의 내시경술/경피 절차 또는 다른 유형의 절차에서 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
하나의 예시적이고 비제한적인 절차에서, 의료 시스템(100)은 환자(120)로부터 신장 결석(191)을 제거하는 데 사용될 수 있다. 절차를 위한 설정 동안, 의사(160)는 로봇 시스템(110)의 로봇 아암(112)을 원하는 구성으로 위치시키고 그리고/또는 적절한 의료 기구를 부착할 수 있다. 예를 들어, 의사(160)는 제1 로봇 아암(112(A))을 치료 부위 부근에 위치시키고 EM 필드 발생기(예시되지 않음)를 부착할 수 있으며, 이는 절차 동안 스코프(130) 및/또는 다른 기구/장치의 위치를 추적하는 것을 보조할 수 있다. 또한, 의사(160)는 제2 로봇 아암(112(B))을 환자(120)의 다리들 사이에 위치시키고 스코프-드라이버 기구 커플링(131)을 부착할 수 있으며, 이는 스코프(130)의 로봇 제어/전진을 용이하게 할 수 있다. 일부 경우에, 의사(160)는 시스/접근 기구(135)를 환자(120)의 요도(192) 내로 그리고/또는 방광(193)을 통해 그리고 위로 요관(194)으로 삽입할 수 있다. 의사(160)는 시스/접근 기구(135)를 스코프-드라이브 기구 커플링(131)에 연결할 수 있다. 시스/접근 기구(135)는 스코프(130)를 수용하도록 구성된 루멘-유형 장치를 포함하여, 스코프(130)를 환자(120)의 해부학적 구조 내로 삽입하는 것을 보조할 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 시스/접근 기구(135)는 사용되지 않는다(예컨대, 스코프(130)는 요도(192) 내로 직접 삽입됨). 의사(160)는 이어서 스코프(130)를 시스/접근 기구(135) 내로 수동으로, 로봇으로, 또는 이들의 조합으로 삽입할 수 있다. 의사(160)는 스코프(130)의 손잡이(132)를 제3 로봇 아암(112(C))에 부착할 수 있고, 이는 스코프(130)를 통해 전개되는 바스켓팅 장치, 레이저 장치, 및/또는 다른 의료 기구의 전진 및/또는 동작을 용이하게 하도록 구성될 수 있다.
의사(160)는 로봇 시스템(110)이 스코프(130)를 신장(190) 내로 전진하게 그리고/또는 내비게이팅하게 하도록 제어 시스템(150)과 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 의사(160)는 신장 결석(191)의 위치를 찾아내기 위해 제어기 또는 다른 I/O 장치를 사용하여 스코프(130)를 내비게이팅할 수 있다. 제어 시스템(150)은 이미지 표현(예컨대, 스코프(130)에 의해 캡처된 실시간 이미지(들))을 관찰하기 위한 것과 같이, 의사(160)가 스코프(130)를 내비게이팅하는 것을 보조하기 위해 스코프(130)에 관한 정보를 디스플레이(들)(156)를 통해 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은 스코프(130)의 위치 및/또는 배향을 결정하기 위해 위치결정 기법을 사용할 수 있고, 이는 일부 경우에 디스플레이(들)(156)를 통해 의사(160)에 의해 관찰될 수 있다. 또한, 의사(160)가 스코프(130)를 제어하는 것을 보조하기 위해, 환자(120)의 내부 해부학적 구조의 x-선 이미지와 같은 다른 유형의 정보가 또한 디스플레이(들)(156)를 통해 제시될 수 있다.
일단 신장 결석(191)의 부위에(예컨대, 신장(190)의 신배 내에) 있게 되면, 스코프(130)는 신장(190)에 경피적으로 접근하는 카테터를 위한 표적 위치를 지정/태깅하는(tag) 데 사용될 수 있다. 신장(190) 및/또는 주변 해부학적 구조에 대한 손상을 최소화하기 위해, 의사(160)는 경피적으로 신장(190) 내로 진입하기 위한 표적 위치로서 유두(papilla)를 지정할 수 있다. 그러나, 다른 표적 위치가 지정되거나 결정될 수 있다. 유두를 지정하는 일부 실시예에서, 의사(160)는 유두와 접촉하도록 스코프(130)를 내비게이팅할 수 있고, 제어 시스템(150)은 스코프(130)의 위치(예컨대, 스코프(130)의 원위 단부의 위치)를 결정하기 위해 위치결정 기법을 사용할 수 있으며, 제어 시스템(150)은 스코프(130)의 위치를 표적 위치와 연관시킬 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 의사(160)는 스코프(130)를 유두에 대한 특정 거리 내에 있도록 내비게이팅하고(예컨대, 유두의 전방에 파킹함(park)), 표적 위치가 스코프(130)의 시야 내에 있음을 나타내는 입력을 제공할 수 있다. 제어 시스템(150)은 표적 위치의 위치를 결정하기 위해 이미지 분석 및/또는 다른 위치결정 기법을 수행할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 스코프(130)는 유두를 표적 위치로서 마킹하기(mark) 위한 기준점을 전달할 수 있다.
표적 위치가 지정될 때, 카테터(140)는 표적 부위에 도달하기 위해(예컨대, 스코프(130)와 랑데부함(rendezvous)) 경피 접근 경로를 통해 환자(120) 내로 삽입될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 카테터(140)는 (EM 필드 발생기를 제거할 때) 제1 로봇 아암(112(A))에 연결될 수 있고, 의사(160)는 로봇 시스템(110)이 카테터(140)를 전진하게 그리고/또는 내비게이팅하게 하도록 제어 시스템(150)과 상호작용할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 카테터(140)는, 예컨대 카테터(140)가 수동-제어가능 카테터로서 구현될 때, 수동으로 삽입되고/되거나 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 니들 또는 다른 의료 기구가 경피 접근 경로를 생성하기 위해 환자(120) 내로 삽입된다. 제어 시스템(150)은 의사(160)가 카테터를 내비게이팅하는 것을 보조하기 위해 카테터(140)에 관한 정보를 디스플레이(들)(156)를 통해 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(들)(156)는 스코프(130)의 시점으로부터 이미지 데이터를 제공할 수 있고, 여기서 이미지 데이터는 (예컨대, 스코프(130)의 이미징 장치의 시야 내에 있을 때) 카테터(140)를 묘사할 수 있다.
스코프(130) 및/또는 카테터(140)가 표적 위치에 위치되면, 의사(160)는 스코프(130)를 사용하여 신장 결석(191)을 부수고 그리고/또는 카테터(140)를 사용하여 환자(120)로부터 신장 결석(191)의 조각을 추출할 수 있다. 예를 들어, 스코프(130)는 신장 결석(191)을 조각으로 파편화하기 위해 작업 채널을 통해 도구(예컨대, 레이저, 절단 기구, 쇄석기 등)를 전개할 수 있고, 카테터(140)는 경피 접근 경로를 통해 신장(190)으로부터 조각을 흡입할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스코프(130)가 도구(예컨대, 레이저)를 사용하여 신장 결석(191)을 파편화하는 동안, 카테터(140)는 카테터(140)의 원위 단부에 그리고/또는 비교적 고정된 위치에 신장 결석(191)을 유지/보유하기 위한 흡인을 제공할 수 있다. 유체 관리 시스템(170)은 경피-접근 장치/조립체(142)를 통해 표적 부위에 관주를 제공하고/하거나 카테터(140)(예컨대, 카테터(140) 내의 루멘)를 통해 표적 부위에 흡인을 제공할 수 있다.
다양한 예시적인 절차가 로봇 제어식 카테터(140)를 구현하는 상황에서 논의되지만, 절차는 수동 제어가능 카테터로 구현될 수 있다. 예를 들어, 카테터(140)는 의사(160)에 의해 보유/조작되도록 구성된 수동 제어가능 손잡이를 포함할 수 있다. 의사(160)는, 카테터(140)의 원위 부분의 관절운동을 유발할 수 있는, 손잡이 및/또는 수동 액추에이터를 롤링, 삽입, 후퇴, 또는 달리 조작함으로써 카테터(140)를 내비게이팅할 수 있다. 예시적인 로봇 제어가능 및 수동 제어가능 카테터가 아래에서 더 상세히 논의된다.
의료 시스템(100)(및/또는 본 명세서에서 논의되는 다른 의료 시스템)은 의사가 절차를 수행하는 것을 보조하기 위한 안내를 제공하는 것(예컨대, 기구 추적, 기구 내비게이션, 기구 교정 등), 의사가 다루기 어려운 아암 모션 및/또는 위치에 대한 필요 없이 인체공학적 위치로부터 절차를 수행할 수 있게 하는 것, 한 명의 의사가 하나 이상의 의료 기구로 절차를 수행할 수 있게 하는 것, (예컨대, 형광투시법 기법과 연관된) 방사선 노출을 회피하는 것, 절차가 단일-수술 설정으로 수행될 수 있게 하는 것, (예컨대, 신장 결석을 제거하기 위해) 물체를 더욱 효율적으로 제거하기 위한 연속적인 흡인/관주를 제공하는 것 등과 같은, 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 의료 시스템(100)은 의사가 해부학적 구조(예컨대, 주요 장기, 혈관 등)에 대한 출혈 및/또는 손상을 최소화하면서 표적 해부학적 특징부에 접근하기 위해 다양한 의료 기구를 사용하는 것을 보조하기 위한 안내 정보를 제공할 수 있다. 또한, 의료 시스템(100)은 방사선에 대한 의사 및 환자 노출을 감소시키고 그리고/또는 수술실 내의 장비의 양을 감소시키기 위해 비-방사선-기반 내비게이션 및/또는 위치결정 기법을 제공할 수 있다. 또한, 의료 시스템(100)은 독립적으로 이동가능할 수 있는, 적어도 제어 시스템(150)과 로봇 시스템(110) 사이에 분배되는 기능을 제공할 수 있다. 그러한 기능의 분배 및/또는 이동성은 제어 시스템(150) 및/또는 로봇 시스템(110)이 특정 의료 절차에 최적인 위치에 배치될 수 있게 할 수 있고, 이는 환자 주위의 작업 영역을 최대화하고/하거나, 의사가 절차를 수행하기 위한 최적화된 위치를 제공할 수 있다.
다양한 기법/시스템이 로봇-보조식 절차(예컨대, 의료 시스템(100)을 적어도 부분적으로 사용하는 절차)로서 구현되는 것으로 논의되지만, 기법/시스템은 다른 절차에서, 예컨대 완전-로봇 의료 절차, 인간-전용 절차(예컨대, 로봇 시스템이 없음) 등에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 의료 시스템(100)은 의사가 의료 기구를 보유/조작하지 않고서 그리고 의사가 로봇 시스템/아암의 이동을 제어하지 않고서 절차를 수행하는 데 사용될 수 있다(예컨대, 절차를 지시하기 위해 상대적으로 적은 입력에 의존하는 완전-로봇 절차). 즉, 절차 동안 사용되는 의료 기구는 의료 시스템(100)의 컴포넌트, 예컨대 로봇 시스템(110)의 로봇 아암(112)에 의해 각각 보유/제어될 수 있다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른, 진단 및/또는 치료 기관지경술 절차를 위해 배열된 예시적인 로봇 의료 시스템(100)을 예시한다. 기관지경술 동안, 로봇 시스템(110)의 아암(들)(112)은 기관지경술을 위한 절차-특정적 기관지경일 수 있는, 조향가능 내시경(210)과 같은 의료 기구를, 진단 및/또는 치료 도구를 전달하기 위한 자연 구멍 접근 지점(natural orifice access point)(즉, 본 예에서 테이블(180) 상에 위치된 환자(120)의 입)으로 전달하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(110)(예컨대, 카트)은 접근 지점에 대한 접근을 제공하기 위해 환자의 상체에 근접하게 위치될 수 있다. 유사하게, 로봇 아암(112)은 접근 지점에 대해 기관지경(210)을 위치시키도록 작동될 수 있다. 도 2의 배열은 또한, 위장(gastro-intestinal, GI) 절차를 위한 전문화된 내시경인 위내시경으로 GI 절차를 수행할 때 이용될 수 있다.
일단 로봇 시스템(110)이 적절하게 위치되면, 로봇 아암(112)은 조향가능 내시경(210)을 로봇으로, 수동으로, 또는 이들의 조합으로 환자 내로 삽입할 수 있다. 조향가능 내시경(210)은 적어도 2개의 삽통 부품(telescoping part), 예컨대 내부 리더(leader) 부분 및 외부 시스 부분을 포함할 수 있고, 이때 각각의 부분은 기구 드라이버들의 세트로부터의 별개의 기구 드라이버에 결합되고/되거나 각각의 기구 드라이버는 각각의 로봇 아암(112)의 원위 단부에 결합된다. 기구 드라이버의 이러한 선형 배열은 하나 이상의 로봇 아암(112)을 상이한 각도 및/또는 위치로 조작함으로써 공간에서 재위치될 수 있는 "가상 레일(virtual rail)"(220)을 생성한다. 본 명세서에 기술되는 가상 레일/경로는, 일반적으로 시스템의 임의의 물리적 구조를 도시하지는 않는 파선을 사용하여 도면에 도시된다. 가상 레일(220)을 따른 기구 드라이버들 중 하나 이상의 병진은 환자(120)로부터 내시경(210)을 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.
내시경(210)은 표적 수술 부위에 도달할 때까지 로봇 시스템(110)으로부터의 정확한 명령을 사용하여 삽입 후 환자의 기관 및 폐를 따라 지향될 수 있다. 별개의 기구 드라이버의 사용은 내시경/조립체(210)의 별개의 부분의 독립적인 구동을 허용할 수 있다. 예를 들어, 내시경(210)은, 예를 들어 환자의 폐 내의 병변 또는 결절과 같은 표적에 생검 니들을 전달하도록 지향될 수 있다. 니들은 병리학자에 의해 분석될 조직 샘플을 얻기 위해 내시경(210)의 길이를 따라 연장되는 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 병리학 결과에 따라, 추가 도구가 추가 생검을 위해 내시경(210)의 작업 채널을 따라 전개될 수 있다. 예를 들어, 결절이 악성인 것으로 식별될 때, 내시경(210)은 잠재적인 암 조직을 절제하기 위한 도구를 내시경으로 전달할 수 있다. 일부 경우에, 진단 및 치료 처치제(treatment)가 별개의 절차로 전달될 수 있다. 그들 상황에서, 내시경(210)은 또한 표적 결절의 위치를 "마킹"하기 위한 기준점을 전달하는 데에도 사용될 수 있다. 다른 경우에, 진단 및 치료 처치제는 동일한 절차 동안 전달될 수 있다.
도 2의 시스템(100)의 배열에서, 환자 안내도관(230)이 포트(도시되지 않음; 예컨대, 수술 튜브)를 통해 환자(120)에게 부착된다. 환자 안내도관(230)은 (예컨대, 안내도관(230)을 지지하고 테이블(180) 또는 다른 구조물에 대한 환자 안내도관(230)의 위치를 고정하도록 구성된 환자 안내도관 홀더를 통해) 테이블(180)에 고정될 수 있다. 일부 실시예에서, 환자 안내도관(230)은 근위 단부, 원위 단부, 및 그들 사이의 안내도관 튜브를 포함할 수 있다. 환자 안내도관(230)의 근위 단부는 기구(210)(예컨대, 기관지경)를 수용하도록 구성될 수 있는 개구/구멍을 제공할 수 있고, 환자 안내도관(230)의 원위 단부는 기구(210)를 환자-접근 포트 내로 안내하도록 구성될 수 있는 제2 개구를 제공할 수 있다. 안내도관(230)의 곡선형 튜브 컴포넌트는 그의 근위 단부와 원위 단부를 연결하고 안내도관(230)을 통해 기구(210)를 안내할 수 있다.
안내도관(230)의 곡률은 로봇 시스템(110)이 환자-접근 포트와 직접 축방향 정렬되지 않은 위치로부터 기구(210)를 조작할 수 있게 하여, 수술실 내의 로봇 시스템(110)의 배치에서 더 큰 유연성을 허용할 수 있다. 또한, 안내도관(230)의 곡률은 로봇 시스템(110)의 로봇 아암(112)이 환자 안내도관(230)과 실질적으로 수평으로 정렬되도록 허용할 수 있고, 이는 필요할 경우 로봇 아암(들)(112)의 수동 이동을 용이하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에서 논의되는 카테터들 중 하나 이상은 도 2에 예시된 것과 같이, 기관지경술 절차에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 카테터가 환자(120)로부터 물체를 제거하기 위해 내시경(210)과 협력하여 또는 그 대신에 구현될 수 있다. 하나의 예시에서, 카테터와 내시경(210)이 로봇 아암(112) 상에서 상호교환되고, 표적 부위를 조사/치료하기 위해 별개로 사용된다. 여기서, 카테터는 환자 안내도관(230)을 통해 삽입되고 흡인/관주를 제공하는 데, 예컨대 환자(120)로부터 물체를 제거하는 데 사용될 수 있다. 다른 예시에서, 카테터가 내시경(210) 상의 작업 채널을 통해 전개되어 관주/흡인을 제공한다.
도 3은 하나 이상의 실시예에 따른, 의료 절차를 수행하도록 구성된 테이블-기반 로봇 시스템(300)을 예시한다. 여기서, 로봇 의료 시스템(100)의 로봇 컴포넌트들 중 하나 이상이 테이블(302)에 통합될 수 있고, 이는 카트-기반 로봇 시스템과 비교하여 수술실 내의 자본 장비의 양을 감소시키고 그리고/또는 환자(120)에 대한 더 우수한 접근을 허용할 수 있다. 예를 들어, 시스템(300)은 제어 시스템(150), 로봇 시스템(110), 및/또는 유체 관리 시스템(170)의 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 테이블(302)은 의료 기구(들)/장치와 맞물리고 그리고/또는 그들을 제어하도록 구성된 하나 이상의 로봇 아암(304)을 포함/통합할 수 있다. 각각의 로봇 아암(304)은 조인트에 결합된 다수의 아암 세그먼트를 포함할 수 있고, 이는 다중 이동도를 제공할 수 있다. 로봇 아암(304)의 원위 단부(즉, 엔드 이펙터(306))가 카테터, 니들, 스코프 등과 같은, 본 명세서에서 논의되는 의료 기구들/장치들 중 임의의 것을 포함할 수 있는 기구/장치에 결합하도록 구성될 수 있다. 각각의 로봇 아암(304)은 도 1 및 도 2의 시스템(100)의 로봇 아암(112)과 유사하거나 상이할 수 있다. 또한, 각각의 엔드 이펙터(306)는 로봇 시스템(100)의 엔드 이펙터와 유사하거나 상이할 수 있다.
도시된 바와 같이, 로봇식 테이블 시스템(robotic-enabled table system)(300)은, 하나 이상의 로봇 아암(304)이 그것으로부터 나오는 하나 이상의 캐리지(carriage)(312)(예컨대, 링(ring)-형상의 이동가능 구조물)에 결합된 칼럼(column)(310)을 포함할 수 있다. 캐리지(들)(312)는, 로봇 아암(304)이 그것으로부터 환자(120)에게 도달하도록 위치될 수 있는 상이한 유리한 지점을 제공하기 위해 칼럼(310)의 길이의 적어도 일부분을 따라 연장되는 수직 칼럼 인터페이스를 따라 병진할 수 있다. 캐리지(들)(312)는 일부 실시예에서 로봇 아암(304)이 테이블(302)의 다수의 측부에 접근할 수 있도록 허용하기 위해 칼럼(310) 내에 위치된 기계식 모터를 사용하여 칼럼(310)을 중심으로 회전할 수 있다. 캐리지(들)(312)의 회전 및/또는 병진은 시스템(300)이 내시경 및/또는 카테터와 같은 의료 기구를 환자(120) 상의 상이한 접근 지점으로 정렬시키도록 허용할 수 있다. 수직 조절을 제공함으로써, 로봇 아암(304)은 테이블 시스템(300)의 플랫폼 아래에 콤팩트하게 적재되고 후속하여 절차 동안 상승되도록 구성될 수 있다. 로봇 아암(304)은, 로봇 아암(304)에 추가의 구성가능성(configurability)을 제공하기 위해 개별적으로 회전하고/하거나 삽통식으로 연장될 수 있는 일련의 조인트를 포함할 수 있는 하나 이상의 아암 마운트(arm mount)(314)를 통해 캐리지(들)(312) 상에 장착될 수 있다. 칼럼(310)은 구조적으로 테이블 플랫폼에 대한 지지 및 캐리지(들)(312)의 수직 병진을 위한 경로를 제공한다. 칼럼(310)은 또한 캐리지(들)(312) 및/또는 그 상에 장착된 로봇 아암(304)에 전력 및 제어 신호를 전달할 수 있다.
일부 실시예에서, 테이블-기반 로봇 시스템(300)은 제어 시스템(150)과 유사한 제어 시스템을 포함하거나 그와 연관되어, 의사와 인터페이싱하고/하거나 의료 절차에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 의사가 하나 이상의 로봇 아암(304) 및/또는 하나 이상의 로봇 아암(304)에 부착된 의료 기구를 제어할 수 있게 하기 위한 입력 컴포넌트(들)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 입력 컴포넌트(들)는 마치 의사가 의료 기구를 물리적으로 보유/조작하는 것과 유사한 방식으로 의사가 의료 기구를 제어하기 위한 입력을 제공할 수 있게 한다.
도 4는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 1 내지 도 3의 의료 시스템들 중 임의의 것에서 구현될 수 있는 의료 시스템 컴포넌트를 예시한다. 도 4에 소정 컴포넌트가 있지만, 도시되지 않은 추가 컴포넌트가 본 개시에 따른 실시예에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 예시된 컴포넌트들 중 임의의 것이 생략되고, 상호교환되고, 그리고/또는 다른 장치/시스템, 예컨대 테이블(180), 의료 기구 등에 통합될 수 있다.
제어 시스템(150)은 하기 컴포넌트, 장치, 모듈, 및/또는 유닛(본 명세서에서 "컴포넌트"로 지칭됨) 중 하나 이상을 별개로/개별적으로 그리고/또는 조합으로/집합적으로 포함할 수 있다: 제어 회로(401), 하나 이상의 통신 인터페이스(402), 하나 이상의 전력 공급 유닛(403), 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404), 및/또는 하나 이상의 가동화 컴포넌트(405)(예컨대, 캐스터 또는 다른 유형의 휠). 일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은 제어 시스템(150)의 컴포넌트들 중 하나 이상의 적어도 일부를 수용하거나 포함하도록 구성되고/되거나 치수설정된 하우징/인클로저를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 제어 시스템(150)은 하나 이상의 가동화 컴포넌트(405)로 이동가능한 카트-기반 시스템으로 예시되어 있다. 일부 경우에, 적절한 위치에 도달한 후에, 하나 이상의 가동화 컴포넌트(405)는 제어 시스템(150)을 제위치로 유지시키기 위해 휠 로크(wheel lock)를 사용하여 고정화될 수 있다. 그러나, 제어 시스템(150)은 고정형 시스템으로서 구현되고, 다른 시스템/장치에 통합되고, 기타 등등일 수 있다.
제어 시스템(150)의 다양한 컴포넌트는 제어 회로의 일부일 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 소정의 접속 회로/장치/특징부를 사용하여 전기적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 접속 특징부(들)는 제어 시스템(150)의 다양한 컴포넌트/회로 중 적어도 일부의 장착 및/또는 상호접속을 용이하게 하도록 구성된 하나 이상의 인쇄 회로 보드를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(150)의 컴포넌트들 중 2개 이상은 서로 전기적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합될 수 있다.
하나 이상의 통신 인터페이스(402)는 하나 이상의 장치/센서/시스템과 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 통신 인터페이스(402)는 네트워크를 통해 무선 및/또는 유선 방식으로 데이터를 송신/수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 통신 인터페이스(402)는 블루투스, Wi-Fi, 근접 무선 통신(NFC) 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다.
하나 이상의 전력 공급 유닛(403)은 제어 시스템(150)(및/또는 일부 경우에, 로봇 시스템(110)/유체 관리 시스템(170))을 위한 전력을 관리하고/하거나 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(403)은 리튬-기반 배터리, 납-산 배터리, 알칼리 배터리, 및/또는 다른 유형의 배터리와 같은 하나 이상의 배터리를 포함한다. 즉, 하나 이상의 전력 공급 유닛(403)은 전원을 제공하고/하거나 전력 관리 기능을 제공하도록 구성된 하나 이상의 장치 및/또는 회로를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(403)은 교류(AC) 또는 직류(DC) 주 전원에 결합하도록 구성된 주 전력 커넥터를 포함한다.
하나 이상의 I/O 컴포넌트/장치(404)는 입력을 수신하고/하거나 출력을 제공하기 위한, 예컨대 의료 절차를 수행하는 것을 보조하기 위해 사용자와 인터페이싱하기 위한 다양한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 터치, 음성, 제스처, 또는 임의의 다른 유형의 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 예에서, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 장치/시스템의 제어에 관한 입력을 제공하기 위해, 예컨대 로봇 시스템(110)을 제어하고, 스코프/카테터 또는 로봇 시스템(110)에 부착된 그리고/또는 스코프를 통해 전개된 다른 의료 기구를 내비게이팅하고, 테이블(180)을 제어하고, 형광투시법 장치를 제어하는 등을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 의사(예시되지 않음)가 I/O 컴포넌트(들)(404)를 통해 입력을 제공할 수 있고, 이에 응답하여, 제어 시스템(150)은 의료 기구를 조작하도록 로봇 시스템(110)에 제어 신호를 송신할 수 있다. 예에서, 의사는 동일한 I/O 장치를 사용하여 다수의 의료 기구를 제어할 수 있다(예컨대, 기구들 사이에서 제어를 전환함).
도시된 바와 같이, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 데이터를 디스플레이하도록 구성된 하나 이상의 디스플레이(156)(때때로 "하나 이상의 디스플레이 장치(156)"로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 디스플레이(156)는 하나 이상의 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 LED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전자 종이 디스플레이, 및/또는 임의의 다른 유형(들)의 기술을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 디스플레이(156)는 입력을 수신하고/하거나 데이터를 디스플레이하도록 구성된 하나 이상의 터치스크린을 포함한다. 또한, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 터치 패드, 제어기(예컨대, 핸드-헬드 제어기, 비디오-게임-유형 제어기, 손가락과 유사한 이동을 가능하게 하는 손가락-기반 제어부 등), 마우스, 키보드, 웨어러블 장치(예컨대, 광학 머리-장착식 디스플레이), 가상 또는 증강 현실 장치(예컨대, 머리-장착식 디스플레이), 풋 패널(예컨대, 사용자의 발에 있는 버튼) 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 I/O 장치/제어부(406)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 오디오 신호에 기초하여 소리를 출력하도록 구성된 하나 이상의 스피커 및/또는 소리를 수신하고 오디오 신호를 생성하도록 구성된 하나 이상의 마이크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 콘솔(console)을 포함하거나 콘솔로서 구현된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(404)는 절차에 관련된 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(150)은 스코프에 의해 캡처된 실시간 이미지를 수신하고, 디스플레이(들)(156)를 통해 실시간 이미지 및/또는 실시간 이미지의 시각적/이미지 표현을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이(들)(156)는 스코프 및/또는 다른 의료 기구로부터의 이미지 데이터를 포함할 수 있는 인터페이스(들)를 제시할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템(150)은 환자와 연관된 의료용 모니터 및/또는 센서로부터 신호(예컨대, 아날로그, 디지털, 전기, 음향/음파, 공압, 촉각, 수압 등)를 수신할 수 있고, 디스플레이(들)(156)는 환자의 건강 또는 환경에 관한 정보를 제시할 수 있다. 그러한 정보는, 예를 들어 심박수(예컨대, ECG, HRV 등), 혈압/혈류량, 근육 생체-신호(예컨대, EMG), 체온, 혈중 산소 포화도(예컨대, SpO2), CO2, 뇌파(예컨대, EEG), 환경 및/또는 국소 또는 심부 체온 등을 포함하는, 의료용 모니터를 통해 디스플레이되는 정보를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은 하나 이상의 케이블 또는 연결부(도시되지 않음)를 통해 로봇 시스템(110), 테이블(180) 또는 다른 테이블, 및/또는 의료 기구에 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 시스템(150)으로부터의 지원 기능은 단일 케이블을 통해 제공되어, 수술실을 간소화하고 정리할 수 있다. 다른 구현예에서, 특정 기능은 별개의 케이블류(cabling) 및 연결부로 결합될 수 있다. 예를 들어, 전력이 단일 전력 케이블을 통해 제공될 수 있지만, 제어부, 광학계, 유체장치, 및/또는 내비게이션에 대한 지원은 별개의 케이블을 통해 제공될 수 있다.
로봇 시스템(110)은 일반적으로 세장형 지지 구조물(410)("칼럼"으로도 지칭됨), 로봇 시스템 기부(411), 및 칼럼(410)의 상부에 있는 콘솔(412)을 포함한다. 칼럼(410)은 하나 이상의 로봇 아암(112)의 전개를 지원하기 위한 하나 이상의 캐리지(413)("아암 지지부(413)"로도 지칭됨)를 포함할 수 있다. 캐리지(413)는 환자에 대한 위치설정을 위해 로봇 아암(112)의 기부를 조절하도록 수직 축을 따라 회전하는 개별적으로 구성가능한 아암 마운트를 포함할 수 있다. 캐리지(413)는 또한 캐리지(413)가 칼럼(410)을 따라 수직으로 병진하도록 허용하는 캐리지 인터페이스(414)를 포함한다. 캐리지 인터페이스(414)는 캐리지(413)의 수직 병진을 안내하기 위해 칼럼(410)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에 위치되는, 슬롯(slot)(415)과 같은 슬롯을 통해 칼럼(410)에 연결될 수 있다. 슬롯(415)은 캐리지(413)를 기부(411)에 대해 다양한 수직 높이에 위치시키고 그리고/또는 유지시키기 위한 수직 병진 인터페이스를 포함할 수 있다. 캐리지(413)의 수직 병진은 로봇 시스템(110)이 로봇 아암(112)의 도달범위를 조절하여 다양한 테이블 높이, 환자 크기, 의사 선호도 등을 충족시키도록 허용한다. 유사하게, 캐리지(413) 상의 개별적으로 구성가능한 아암 마운트는 로봇 아암(112)의 로봇 아암 기부(416)가 다양한 구성으로 경사지도록 허용한다. 칼럼(410)은 내부적으로, 사용자 입력, 예컨대 I/O 장치(들)로부터의 입력에 응답하여 생성된 제어 신호에 응답하여 기계화된 방식으로 캐리지(413)를 병진시키기 위해 수직으로 정렬된 리드 스크류(lead screw)를 사용하도록 설계되는, 기어 및/또는 모터와 같은 메커니즘을 포함할 수 있다.
기부(411)는 바닥과 같은 표면 위에서 칼럼(410), 캐리지(413), 및/또는 로봇 아암(112)의 중량의 균형을 잡을 수 있다. 따라서, 기부(411)는 하나 이상의 전자장치, 모터, 전력 공급부 등과 같은 더 무거운 컴포넌트뿐만 아니라, 이동을 가능하게 하고/하거나 로봇 시스템(110)을 고정화하는 컴포넌트를 수용할 수 있다. 예를 들어, 기부(411)는 로봇 시스템(110)이 절차를 위해 수술실을 돌아다니도록 허용하는 롤링가능 휠(417)("캐스터(417)" 또는 "가동화 컴포넌트(417)"로도 지칭됨)을 포함할 수 있다. 적절한 위치에 도달한 후에, 캐스터(417)는 절차 동안 로봇 시스템(110)을 제위치로 유지시키기 위해 휠 로크를 사용하여 고정화될 수 있다. 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(110)은 또한 로봇 시스템(110)을 조종하고/하거나 안정시키는 것을 보조하기 위한 손잡이(418)를 포함한다. 이러한 예에서, 로봇 시스템(110)은 이동가능한 카트-기반 시스템으로 예시되어 있다. 그러나, 로봇 시스템(110)은 고정형 시스템으로서 구현되고, 테이블에 통합되고, 기타 등등일 수 있다.
로봇 아암(112)은 일반적으로, 일련의 조인트(421)에 의해 연결되는 일련의 링크장치(linkage)(420)("아암 세그먼트(420)"로도 지칭됨)에 의해 분리되는 로봇 아암 기부(416) 및 엔드 이펙터(419)를 포함할 수 있다. 각각의 조인트(421)는 독립적인 액추에이터를 포함할 수 있고, 각각의 액추에이터는 독립적으로 제어가능한 모터를 포함할 수 있다. 각각의 독립적으로 제어가능한 조인트(421)는 로봇 아암(112)이 이용가능한 독립적인 자유도(degree of freedom)를 나타낸다. 예를 들어, 아암들(112) 각각은 7개의 조인트를 갖고, 따라서 7 자유도를 제공할 수 있다. 그러나, 임의의 수의 조인트가 임의의 자유도로 구현될 수 있다. 예에서, 다수의 조인트는 다수의 자유도를 생성하여, "여유(redundant)" 자유도를 허용할 수 있다. 여유 자유도는 로봇 아암(112)이 상이한 링크장치 위치 및/또는 조인트 각도를 사용하여 공간에서 특정 위치, 배향, 및/또는 궤적으로 그들 각각의 엔드 이펙터(419)를 위치시키도록 허용한다. 일부 실시예에서, 엔드 이펙터(419)는 의료 기구, 장치, 물체 등과 맞물리고 그리고/또는 그들을 제어하도록 구성될 수 있다. 아암(112)의 이동의 자유는 로봇 시스템(110)이 의료 기구를 공간에서 원하는 지점으로부터 위치시키고 그리고/또는 지향시키도록 허용하고/하거나 의사가 아암 충돌을 회피하면서 접근을 생성하기 위해 아암(112)을 환자로부터 떨어진 임상적으로 유리한 위치로 이동시키도록 허용할 수 있다.
로봇 아암들(112) 각각의 엔드 이펙터(419)는 기구 장치 조작기(IDM)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 IDM은 제거되고 상이한 유형의 IDM으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 제1 유형의 IDM이 내시경을 조작할 수 있고, 제2 유형의 IDM이 카테터를 조작할 수 있으며, 제3 유형의 IDM이 EM 필드 발생기를 유지할 수 있는 등이다. 그러나, 동일한 IDM이 사용될 수 있다. 일부 경우에, IDM이 로봇 아암(112)으로/으로부터 공압, 전력, 전기 신호, 및/또는 광학 신호를 전달하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. IDM은 의료 기구를, 예를 들어 직접 구동, 하모닉 구동(harmonic drive), 기어식 구동, 벨트/풀리, 자기 구동 등을 포함하는 기법을 사용하여 조작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, IDM은 로봇 아암들(112) 중 각각의 아암에 부착될 수 있고, 여기서 로봇 아암(112)은 각각의 결합된 의료 기구를 치료 부위 내로 또는 그 외부로 삽입 또는 후퇴시키도록 구성된다.
일부 실시예에서, 로봇 아암(112)은 그에 부착된 의료 기구(예컨대, 스코프의 시스 및/또는 리더)의 위치, 배향, 및/또는 관절운동을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 아암(112)은 세장형 이동 부재를 사용하여 스코프/카테터를 조작하도록 구성될/구성가능할 수 있다. 세장형 이동 부재는 하나 이상의 당김 와이어, 케이블, 섬유, 및/또는 가요성 샤프트를 포함할 수 있다. 예시하기 위해, 로봇 아암(112)은 스코프/카테터의 팁을 편향시키기 위해 스코프/카테터의 다수의 당김 와이어를 작동시키도록 구성될 수 있다. 당김 와이어는 임의의 적합한 또는 바람직한 재료, 예컨대 스테인리스강, 케블라(Kevlar), 텅스텐, 탄소 섬유 등과 같은 금속 및/또는 비-금속 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스코프/카테터는 세장형 이동 부재에 의해 인가되는 힘에 응답하여 비선형 거동을 나타내도록 구성된다. 비선형 거동은 스코프/카테터의 강직성 및/또는 압축성뿐만 아니라, 상이한 세장형 이동 부재들 사이의 슬랙(slack) 또는 강직성의 변동에 기초할 수 있다.
도시된 바와 같이, 콘솔(412)은 로봇 시스템(110)의 칼럼(410)의 상부 단부에 위치된다. 콘솔(412)은, 예컨대 의사/사용자에게 수술전 데이터, 수술중 데이터, 로봇 시스템(110)을 구성하기 위한 정보 등을 제공하기 위해, 사용자 입력을 수신하고/하거나 출력을 제공하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 디스플레이(들)(예컨대, 터치스크린과 같은 이중-목적 장치)를 포함할 수 있다. 잠재적인 수술전 데이터는 수술전 계획, 수술전 컴퓨터 단층촬영(computerized tomography, CT) 스캔으로부터 도출된 내비게이션 및 매핑 데이터, 및/또는 수술전 환자 인터뷰로부터의 기록을 포함할 수 있다. 수술중 데이터는 도구로부터 제공되는 광학 정보, 센서로부터의 센서 및/또는 좌표 정보뿐만 아니라, 호흡, 심박수, 및/또는 맥박과 같은 바이탈 환자 통계치를 포함할 수 있다. 콘솔(412)은 의사가 아암 기부(416) 반대편에 있는 칼럼(410)의 측부로부터 콘솔(412)에 접근하게 허용하도록 위치되고 틸팅될(tilted) 수 있다. 이러한 위치로부터, 의사는 로봇 시스템(110) 뒤로부터 콘솔(412)을 동작시키면서 콘솔(412), 로봇 아암(112), 및 환자를 관찰할 수 있다.
로봇 시스템(110)은 또한 제어 회로(422), 하나 이상의 통신 인터페이스(423), 하나 이상의 전력 공급 유닛(424), 하나 이상의 입력/출력 컴포넌트(425), 및 하나 이상의 액추에이터/하드웨어(426)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 인터페이스(423)는 하나 이상의 장치/센서/시스템과 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 통신 인터페이스(423)는 네트워크를 통해 무선 및/또는 유선 방식으로 데이터를 송신/수신할 수 있다.
하나 이상의 전력 공급 유닛(424)은 로봇 시스템(110)을 위한 전력을 관리하고/하거나 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(424)은 리튬-기반 배터리, 납-산 배터리, 알칼리 배터리, 및/또는 다른 유형의 배터리와 같은 하나 이상의 배터리를 포함한다. 즉, 하나 이상의 전력 공급 유닛(424)은 전원을 제공하고/하거나 전력 관리 기능을 제공하도록 구성된 하나 이상의 장치 및/또는 회로를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(424)은 교류(AC) 또는 직류(DC) 주 전원에 결합하도록 구성된 주 전력 커넥터를 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(424)은 제어 시스템(150)으로부터 전력을 수신하기 위해 제어 시스템(150)에 결합하도록 구성된 커넥터를 포함한다.
하나 이상의 I/O 컴포넌트/장치(425)는 입력을 수신하고/하거나 출력을 제공하도록, 예컨대 사용자와 인터페이싱하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 터치, 음성, 제스처, 또는 임의의 다른 유형의 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 예에서, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 장치/시스템의 제어에 관한 입력을 제공하는 데, 예컨대 로봇 시스템(110)을 제어/구성하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 데이터를 디스플레이하도록 구성된 하나 이상의 디스플레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 디스플레이는 하나 이상의 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 LED 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전자 종이 디스플레이, 및/또는 임의의 다른 유형(들)의 기술을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 디스플레이는 입력을 수신하고/하거나 데이터를 디스플레이하도록 구성된 하나 이상의 터치스크린을 포함한다. 또한, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 터치 패드, 제어기, 마우스, 키보드, 웨어러블 장치(예컨대, 광학 머리-장착식 디스플레이), 가상 또는 증강 현실 장치(예컨대, 머리-장착식 디스플레이) 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 오디오 신호에 기초하여 소리를 출력하도록 구성된 하나 이상의 스피커 및/또는 소리를 수신하고 오디오 신호를 생성하도록 구성된 하나 이상의 마이크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 콘솔(412)을 포함하거나 콘솔로서 구현된다. 또한, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(425)는 (로봇 아암(112)의 수동 조작/이동을 위한 로봇 아암(112)의 어드미턴스 제어 모드(admittance control mode)를 인에이블/디스에이블할 수 있는) 로봇 아암(112)의 원위 단부 상의 버튼과 같은, 물리적으로 눌릴 수 있는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있다.
하나 이상의 액추에이터/하드웨어(426)는 로봇 아암(112)의 이동을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 각각의 액추에이터(426)는, 조인트 및/또는 연결된 아암 세그먼트/링크장치의 이동을 용이하게 하기 위해 조인트 또는 로봇 아암(112) 내의 다른 곳에 구현될 수 있는 모터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자가 전자 사용자 제어부를 사용함이 없이 로봇 아암(112)을 수동으로 조작할 수 있다. 예를 들어, 수술실에서의 또는 절차 동안의 임의의 지점에서의 설정 동안, 사용자가 로봇 아암(112)의 원위 단부 상의 버튼을 선택하여 어드미턴스 제어 모드를 인에이블하고, 이어서 로봇 아암(112)을 특정 배향/위치로 수동으로 이동시킬 수 있다.
로봇 시스템(110)의 다양한 컴포넌트는 제어 회로(422)의 일부일 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 소정의 접속 회로/장치/특징부를 사용하여 전기적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 접속 특징부(들)는 로봇 시스템(110)의 다양한 컴포넌트/회로 중 적어도 일부의 장착 및/또는 상호접속을 용이하게 하도록 구성된 하나 이상의 인쇄 회로 보드를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 시스템(110)의 컴포넌트들 중 2개 이상은 서로 전기적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합될 수 있다.
로봇 유체 관리 시스템(170)은 제어 회로(430), 하나 이상의 통신 인터페이스(432), 하나 이상의 전력 공급 유닛(433), 하나 이상의 입력/출력 컴포넌트(434), 하나 이상의 펌프(435), 하나 이상의 진공장치(436), 및 하나 이상의 관주 유체 공급원(437)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 인터페이스(432)는 하나 이상의 장치/센서/시스템과 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 통신 인터페이스(432)는 네트워크를 통해 무선 및/또는 유선 방식으로 데이터를 송신/수신할 수 있다.
하나 이상의 전력 공급 유닛(433)은 유체 관리 시스템(170)을 위한 전력을 관리하고/하거나 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(433)은 리튬-기반 배터리, 납-산 배터리, 알칼리 배터리, 및/또는 다른 유형의 배터리와 같은 하나 이상의 배터리를 포함한다. 즉, 하나 이상의 전력 공급 유닛(433)은 전원을 제공하고/하거나 전력 관리 기능을 제공하도록 구성된 하나 이상의 장치 및/또는 회로를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(433)은 교류(AC) 또는 직류(DC) 주 전원에 결합하도록 구성된 주 전력 커넥터를 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 하나 이상의 전력 공급 유닛(433)은 제어 시스템(150)으로부터 전력을 수신하기 위해 제어 시스템(150)에 결합하도록 구성된 커넥터를 포함한다.
하나 이상의 I/O 컴포넌트/장치(434)는 입력을 수신하고/하거나 출력을 제공하도록, 예컨대 사용자와 인터페이싱하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 I/O 컴포넌트(434)는 터치, 음성, 제스처, 또는 임의의 다른 유형의 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 I/O 컴포넌트(434)는 디스플레이, 터치 패드, 제어기, 마우스, 키보드, 웨어러블 장치(예컨대, 광학 머리-장착식 디스플레이), 가상 또는 증강 현실 장치(예컨대, 머리-장착식 디스플레이), 스피커, 마이크 등을 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 I/O 컴포넌트(434)는 물리적으로 눌릴 수 있는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있다.
유체 관리 시스템(170)은 관주/흡인을 제공하기 위해 펌프(들)(435) 및/또는 진공장치(들)(436)를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 의료 기구가 의료 기구를 통해 표적 부위에 관주/흡인을 제공하기 위해 펌프(들)(435)/진공장치(436)에 부착될 수 있다. 예에서, 유체 관리 시스템(170)은 의료 기구에 대한 제어된 관주 및/또는 흡인/흡입 능력을 제공하기 위해 하나 이상의 유량계, 밸브 제어부, 및/또는 다른 유체-/유동-제어 컴포넌트(예컨대, 압력 센서와 같은 센서 장치)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(150) 및/또는 로봇 시스템(110)은 관주/흡인을 제어하기 위한 하나 이상의 신호를 생성하여 유체 관리 시스템(170)에 제공할 수 있다.
펌프(들)(435)는, 유체 백(들)/용기(들)(171) 및/또는 의료 기구(들)에 연결하기 위한 유체 라인(들)/커넥터(들)(438)를 포함할 수 있는 관주 유체 공급원(437)에 부착될 수 있다. 펌프(들)(435)는 하나 이상의 의료 기구를 통해 치료 부위로 관주 유체(예컨대, 식염수)를 펌핑할 수 있다. 일부 예에서, 펌프(들)(435)는 연동 펌프(들)이다. 일부 실시예에서, 펌프(들)(435)는 관주 유체를 관주 유체 공급원(437)으로부터 각각의 결합된 의료 기구를 통해 외부로 끌어당기기 위해 진공압을 인가하도록 구성된 진공장치로 대체될 수 있다. 도 4가 펌프(들)(435)를 포함하지만, 일부 실시예에서, 관주 유체 유동은 펌프의 사용 없이 달성되며, 여기서 그러한 유동은 주로 중력에 의해 구동된다.
진공장치(들)(436)는 유체 흡인을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 진공장치(들)(436)는 치료 부위로부터 유체를 끌어당기기 위해 음압을 인가하도록 구성될 수 있다. 진공장치(들)(436)는 인출된 유체가 그 내부로 수집되는 수집 용기에 연결될 수 있다. 일부 예에서, 흡인 흡입은 진공장치보다는 하나 이상의 펌프에 의해 용이하게 될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 흡인은 능동적 흡입을 통하기보다는, 주로 수동적이다. 따라서, 본 개시의 실시예가 진공 컴포넌트를 포함하지 않을 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
위에서 참조된 바와 같이, 시스템(150, 110, 170)은 본 명세서에 기술된 소정 기능을 수행하도록 구성된 각각의 제어 회로(401, 422, 430)를 포함할 수 있다. 용어 "제어 회로"는 하나 이상의 프로세서, 처리 회로, 처리 모듈/유닛, 칩, 다이(예컨대, 하나 이상의 능동 및/또는 수동 소자 및/또는 접속 회로를 포함하는 반도체 다이), 마이크로프로세서, 마이크로-제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 유닛, 그래픽 처리 유닛, 필드 프로그램가능 게이트 어레이, 주문형 집적 회로, 프로그램가능 로직 장치, 상태 기계(예컨대, 하드웨어 상태 기계), 로직 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 회로 및/또는 동작 명령어의 하드 코딩에 기초하여 신호(아날로그 및/또는 디지털)를 조작하는 임의의 장치의 임의의 집합을 지칭할 수 있다. 제어 회로는 단일 메모리 장치, 복수의 메모리 장치, 및/또는 장치의 내장 회로로 구현될 수 있는 하나 이상의 저장 장치를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 데이터 저장소는 판독-전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 데이터 저장 레지스터, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 장치를 포함할 수 있다. 제어 회로가 하드웨어 상태 기계(및/또는 소프트웨어 상태 기계로 구현됨), 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 실시예에서, 임의의 연관된 동작 명령어를 저장하는 데이터 저장 장치(들)/레지스터(들)는 상태 기계, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 로직 회로를 포함하는 회로에 내장되거나 회로 외부에 있을 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
제어 회로가 제어 시스템(150)/로봇 시스템(110)/유체 관리 시스템(170)의 다른 컴포넌트와는 별개의 컴포넌트로서 예시되어 있지만, 제어 시스템(150)/로봇 시스템(110)/유체 관리 시스템(170)의 다른 컴포넌트들 중 임의의 것 또는 전부는 제어 회로 내에 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로는 다양한 소자(능동 및/또는 수동), 반도체 재료 및/또는 면적, 층, 영역, 및/또는 그의 부분, 도체, 리드, 비아, 접속부 등을 포함할 수 있고, 여기서 제어 시스템(150)/로봇 시스템(110)/유체 관리 시스템(170) 및/또는 그의 부분(들)의 다른 컴포넌트들 중 하나 이상은 그러한 회로 컴포넌트/장치 내에/그에 의해 적어도 부분적으로 형성되고/되거나 구현될 수 있다.
또한, 도 4에 예시되지 않지만, 제어 시스템(150), 로봇 시스템(110), 및/또는 유체 관리 시스템(170) 중 하나 이상은 각각 데이터/명령어를 저장하도록 구성된 데이터 저장소/메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장소/메모리는 소정 기능/동작을 수행하기 위해 제어 회로에 의해 실행가능한 명령어를 저장할 수 있다. 용어 "메모리"는 임의의 적합한 또는 바람직한 유형의 컴퓨터-판독가능 매체를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 매체는 임의의 적합한 또는 바람직한 컴퓨터-판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 다른 유형의 데이터를 포함하는, 임의의 기술, 레이아웃, 및/또는 데이터 구조(들)/프로토콜을 사용하여 구현되는 하나 이상의 휘발성 데이터 저장 장치, 비-휘발성 데이터 저장 장치, 제거가능 데이터 저장 장치, 및/또는 제거불가능 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따라 구현될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 매체는 상변화 메모리, 정적 랜덤-액세스 메모리(SRAM), 동적 랜덤-액세스 메모리(DRAM), 다른 유형의 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 판독-전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, 콤팩트 디스크 판독-전용 메모리(CD-ROM), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 광학 저장소, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 컴퓨팅 장치에 의한 액세스를 위해 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 비-일시적 매체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 소정의 상황에서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 컴퓨터-판독가능 매체는 일반적으로 변조된 데이터 신호 및 반송파와 같은 통신 매체를 포함하지 않을 수 있다. 이와 같이, 컴퓨터-판독가능 매체는 일반적으로 비-일시적 매체를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
일부 경우에, 제어 시스템(150) 및/또는 로봇 시스템(110)은 물체/의료 기구의 배향/위치를 결정/추적하기 위해 하나 이상의 위치결정 기법을 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 위치결정 기법은 의료 기구에 대한 위치/배향 데이터를 생성하기 위해 입력 데이터를 처리할 수 있다. 물체/의료 기구의 위치/배향 데이터는 기준 프레임(frame of reference)에 대한 물체/의료 기구의 위치/배향을 나타낼 수 있다. 기준 프레임은 환자의 해부학적 구조, 알려진 물체(예컨대, EM 필드 발생기, 시스템 등), 좌표계/좌표 공간 등에 대한 기준 프레임일 수 있다. 일부 구현예에서, 위치/배향 데이터는 의료 기구의 원위 단부(및/또는 일부 경우에, 근위 단부)의 위치/배향을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 스코프에 대한 위치/배향 데이터는 스코프의 원위 단부의 롤의 양을 포함하는, 스코프의 원위 단부의 위치 및 배향을 나타낼 수 있다. 물체의 위치 및 배향은 물체의 자세로 지칭될 수 있다.
물체/의료 기구에 대한 위치/배향 데이터를 생성하는 데 사용될 수 있는 예시적인 입력 데이터는 의료 기구와 연관된 센서로부터의 센서 데이터(예컨대, EM 필드 센서 데이터, 의료 기구 상의 이미징 장치/깊이 센서/레이더 장치에 의해 캡처된 비전(vision)/이미지 데이터, 의료 기구 상의 가속도계로부터의 가속도계 데이터, 의료 기구 상의 자이로스코프로부터의 자이로스코프 데이터, 위성-기반 센서(예를 들어, GPS(global positioning system))로부터의 위성-기반 위치확인 데이터 등); 로봇 아암/컴포넌트로부터의 피드백 데이터("운동학 데이터"로도 지칭됨)(예컨대, 로봇 아암/컴포넌트가 이동/작동되는 방법을 나타내는 데이터); 로봇 아암/컴포넌트에 대한 로봇 명령 데이터(예컨대, 로봇 아암(112)/의료 기구의 이동을 제어하기 위해 로봇 시스템(110)/로봇 아암(112)에 송신되는 제어 신호); 형상 감지 섬유로부터의 형상 감지 데이터(이는 의료 기구의 위치/형상에 관한 정보를 제공할 수 있음); 환자의 해부학적 구조에 관한 모델 데이터(예컨대, 환자의 해부학적 구조의 내부/외부 부분의 모델); 환자의 위치 데이터(예컨대, 환자가 테이블 상에 위치되는 방법을 나타내는 데이터); 수술전 데이터 등을 포함할 수 있다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 환자의 신장(506) 내에 적어도 부분적으로 배치된 예시적인 카테터(502) 및 경피-접근 장치(504)를 예시한다. 카테터(502) 및 경피-접근 장치(504)는 본 명세서에서 논의되는 카테터들 및 경피-접근 장치들 중 임의의 것을 대표할 수 있다. 이러한 예에서, 기구(502, 504)는 신장(506)으로부터 신장 결석(508)을 치료/제거하기 위한 비뇨기과학 절차와 관련하여 예시된다. 그러나, 기구(502, 504)는 다른 유형의 절차에 사용될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 비뇨기과학 절차 및/또는 다른 유형의 절차는 적어도 부분적으로 수동으로 구현될 수 있고/있거나 적어도 부분적으로 로봇 기술을 사용하여 수행될 수 있다.
카테터(502)는 예컨대 적어도 카테터(502)의 원위 단부/팁에 대해 관절운동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 카테터(502)의 원위 단부 부분/팁은 다양한 방향으로 편향될 수 있다. 예에서, 카테터(502)는 2 자유도(2-DOF)(예컨대, x, y, z, 요(yaw), 피치(pitch), 또는 롤 이동 중 2개)로 이동하도록 구성될 수 있다. 예시하기 위해, 카테터(502)의 원위 단부 부분은 우측/좌측 또는 상향/하향으로 이동하도록(예컨대, x, y, 또는 z 이동) 그리고 또한 카테터(502)를 삽입/후퇴시키기 위해 이동하도록(예컨대, x, y, 또는 z 축을 따라 병진하도록) 구성될 수 있다. 다른 예에서, 카테터(502)는 3-DOF(예컨대, x, y, z, 요, 피치, 또는 롤 이동 중 3개)로 이동하도록 구성될 수 있다. 예시하기 위해, 카테터(502)의 원위 단부 부분은 우측/좌측 및 상향/하향으로 이동하도록(예컨대, x, y, 또는 z 이동 중 2개) 그리고 또한 카테터(502)를 삽입/후퇴시키기 위해 이동하도록 구성될 수 있다. 그러나, 카테터(502)는 또한 4-DOF(예컨대, x, y, z, 및 피치/요/롤 이동), 6-DOF(예컨대, x, y, z, 피치, 요, 및 롤 이동) 등으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 예컨대 카테터(502)가 로봇-제어가능 손잡이로 구현될 때, 카테터(502)는 롤 이동을 위해 구성되지 않는다. 그러나, 카테터(502)는 일부 경우에, 예컨대 카테터(502)가 수동-제어가능 손잡이 또는 일부 로봇-제어가능 케이스로 구성될 때, 롤 및/또는 다른 유형의 이동을 위해 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 카테터(502)는 신장(506)에 흡인/관주를 제공하기 위한 경피-접근 장치(504)로 구현될 수 있다. 경피-접근 장치(504)는, 장치(504)의 원위 단부가 배치되는 표적 해부학적 구조에 기구(예컨대, 카테터(502)) 및/또는 유체가 그것을 통해 접근할 수 있는 하나 이상의 시스 및/또는 샤프트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 능동적 흡인/흡입은 카테터(502)의 루멘(510)을 통해 카테터(502)의 근위 단부(예컨대, 카테터(502)의 손잡이)로 끌어당겨질 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 관주는, 예컨대 동심 시스들 사이에서, 경피-접근 장치(504)를 통해 제공될 수 있다. 예를 들어, 유체 관리 시스템(예시되지 않음)이 경피-접근 장치(504)에, 경피-접근 장치(504)를 따라 표적 부위로 이동하는 관주를 제공하기 위해 관주 포트(512) 포트에 연결될 수 있다. 도 5는 카테터(502)의 루멘(510) 내로의 흡인 유체의 유동 및 경피-접근 장치(504)로부터의 관주 유체의 유동의 예를 예시한다. 일부 실시예에서, 수동적 흡인 유출 채널이 카테터(502)의 외부 벽과 경피-접근 장치/조립체(504)의 내부 벽/시스 사이의 공간에 형성될 수 있다. 카테터(502)가 경피-접근 장치(504) 내에 배치될 때, 카테터(502)와 경피-접근 장치(504)의 샤프트(들)/시스(들)는 대체로 동심일 수 있다. 카테터(502)와 경피 접근 장치(504)는 적어도 그의 부분에 걸쳐 대체로 원형인 단면 형상을 가질 수 있다.
카테터(502)는 수동 제어 및/또는 로봇 제어에 기초하여, 임의의 적합한 또는 바람직한 방식으로 제어가능할 수 있다. 도 5에서, 손잡이/기부(514, 516)가 카테터(502)를 제어하는 데 사용될 수 있는 예를 제공한다. 손잡이(514)는 카테터(502)의 이동을 제어하기 위해 의사/사용자에 의해 조작되도록 구성된 핸드-헬드/수동 손잡이를 예시한다. 한편, 손잡이(516)는 카테터(502)의 이동을 제어하기 위해 로봇 아암, 예컨대 로봇 아암의 엔드 이펙터에 의해 조작되도록 구성된 로봇 제어가능 손잡이를 예시한다. 예시적인 로봇-제어가능 및 수동-제어가능 카테터가 아래에서 더 상세히 논의된다. 관절운동가능한 카테터를 구현함으로써, 기법/구조는 환자의 해부학적 구조에 대한 손상을 방지/최소화하는 방식으로 환자 내의 다양한 위치에 도달되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 의사가, 카테터(502) 및/또는 경피-접근 장치(504)의 샤프트의 나머지 부분을 재위치시키지 않고서, 신장 결석이 위치된 신장(506) 내의 특정 공동(예컨대, 신배)에 도달하도록 카테터(502)의 원위 부분을 내비게이팅할 수 있다.
실시예에서, 카테터(502)에는 이미징 장치가 없다. 즉, 카테터(502)는 환자의 내부 해부학적 구조의 이미지 데이터를 캡처하기 위한 원위 단부 상의 이미징 장치/카메라 없이 구현된다. 그러나, 다른 실시예에서, 카테터(502)는 예컨대 카테터(502)의 팁 상에 이미징 장치(들)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에서, 카테터(502)는 위치 센서 없이 구현된다(즉, 위치 센서를 포함하지 않음). 그러나, 카테터(502)는 일부 경우에, 예컨대 카테터(502)의 원위 단부 상에 위치 센서를 갖고서 구현될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇/수동 제어가능 카테터(602)의 예시적인 특징부를 예시한다. 카테터(602)의 특징부는 본 명세서에서 논의되는 카테터들 중 하나 이상과 관련하여 구현될 수 있다. 카테터(602)는 세장형 샤프트(604)의 적어도 일부분의 작동을 제어하도록 구성된 손잡이/기부(606)("기구 기부(606)"로도 지칭됨)에 연결된 세장형 샤프트(604)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 손잡이(606)는 로봇 아암에 결합하도록 구성된 로봇 제어가능 손잡이(예컨대, 손잡이(606(A))) 및/또는 사용자에 의해 보유/조작되도록 구성된 수동 제어가능 손잡이(예컨대, 손잡이(606(B), 606(C), 606(D)))로서 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트(604)는 손잡이(606)를 통해 손잡이(606)의 포트(608)로 연장될 수 있고, 이는 유체 관리 시스템 및/또는 다른 시스템에 연결되어 카테터(602)의 작업 채널을 통한 기구의 흡인, 관주, 전개 등을 용이하게 할 수 있다. 소정 손잡이가 수동-제어가능 카테터 또는 로봇-제어가능 카테터에서 구현되는 상황에서 논의되지만, 그러한 카테터는 다른 상황에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 수동-제어가능 카테터가 로봇-제어가능 카테터(예컨대, 로봇 카테터로서의 이차적인 사용)로서 구현될 로봇 컴포넌트를 포함할 수 있고/있거나 로봇-제어가능 카테터가 수동-제어가능 카테터(예컨대, 수동 카테터로서의 이차적인 사용)로서 구현될 수동 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이와 같이, 일부 경우에, 카테터가 수동 및 로봇 조작 둘 모두를 위해 구성된다.
도 7a 및 도 7b(및 다른 도면)에 도시된 바와 같이, 샤프트(604)는 원위/팁 섹션/부분(702)(때때로 "원위 단부 부분(702)"으로 지칭됨), 중간/중앙 섹션/부분(704), 근위 섹션/부분(706)(때때로 "근위 단부 부분(706)"으로 지칭됨), 및/또는 샤프트(604)의 적어도 일부분을 통해 연장되는 루멘(708)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 루멘(708)은 (환자 내의 표적 부위에 위치될 수 있는) 원위 섹션(702)으로부터 (손잡이(606)의 포트(608)에 연결될 수 있는) 근위 섹션(706)까지 샤프트(604) 전체를 통해 연장될 수 있다. 그러나, 루멘(708)은 카테터(602)를 통해 다른 거리로 연장될 수 있다. 예에서, 루멘(708)은 작업 채널로 지칭될 수 있다. 원위 섹션(702), 중간 섹션(704), 및/또는 근위 섹션(706)은 각각 임의의 길이방향 길이로 구현될 수 있다. 용어 원위, 중간/중앙, 근위, 및/또는 다른 용어는 다른 특징부에 대한 특징부의 위치를 기술하기 위해 사용된다. 예를 들어, 카테터(602)의 근위 특징부가 (예컨대, 사용/절차 동안) 표적 또는 해부학적 부위로부터 가장 먼 특징부를 지칭할 수 있는 반면, 카테터(602)의 원위 특징부가 표적 또는 해부학적 부위에 가장 가까운 특징부를 지칭할 수 있다.
일부 실시예에서, 샤프트(604)의 원위 섹션(702)은, 예컨대 샤프트(604)를 통해 흡인할 때, 소정 물체가 샤프트(604)의 나머지 부분 내로 진입하는 것을 방지하도록 구성된 그리고/또는 물체를 샤프트(604)의 원위 단부에서 봉쇄하도록 구성된 필터/봉쇄 구조물/특징부(716)("팁 구조물(716)"로도 지칭됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비뇨기과학 절차와 관련하여, 카테터(602)의 원위 부분(702)은 표적 부위에 위치되고 신장으로부터 하나 이상의 신장 결석 파편을 흡인하는 데 사용될 수 있다. 여기서, 팁 구조물(716)은 결석이, 예컨대 표적 부위에서 다른 장치로부터 전개된 기구에 의해 조각으로 파편화되는 동안 신장 결석을 보유하도록 구성될 수 있다. 팁 구조물(716)은 또한, 샤프트(604)를 막고 흡인 유동을 방해/중단시킬 수 있는, 특정 크기보다 큰 파편이 샤프트(604)의 나머지 부분 내로 흡입되는 것을 방지할 수 있다. 팁 구조물(716)이 샤프트(604)의 나머지 부분과는 별개의 컴포넌트로서 구현될 수 있지만, 팁 구조물(716)은 샤프트(604)의 나머지 부분과 일체형이거나 다른 방식으로 구현될 수 있다.
팁 구조물(716)이 샤프트(604)의 나머지 부분과는 별개의 컴포넌트로서 구현되는 경우에, 팁 구조물(716)은 접착제, 체결구, 인터로킹 메커니즘(예컨대, 탭, 홈 등) 등으로 샤프트(604)의 나머지 부분에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 샤프트(604)는 샤프트(604)의 나머지 부분에 대한 팁 구조물(716)의 결합을 용이하게 하기 위한 그리고/또는 일단 팁 구조물(716)이 샤프트(604)의 나머지 부분에 고정되면 팁 구조물(716)을 덮기 위한 (도 11 및 다른 곳에 도시된 바와 같은) 링 부분(1102)을 포함한다. 이러한 예에서, (팁 구조물(716)을 포함하는) 샤프트(604)는 (예컨대, 원형 단면을 갖는) 실질적으로 원통형인 형태로 구현되지만; 샤프트(604)는 직사각형/정사각형 형태 또는 다른 형상과 같은 다른 형태를 취할 수 있다.
일부 실시예에서, 샤프트(604)의 적어도 일부분이 플라스틱, 고무, 추골 링크, 금속 또는 플라스틱 편조물/코일 등과 같은 다양한 재료로 형성될 수 있어서, 샤프트(604)의 적어도 일부분은 관절운동을 위해 가요성이다. 일부 실시예에서, 샤프트(604)는 샤프트(604)를 강화하고/하거나 그의 가요성을 용이하게 하도록 보강 재료(예컨대, 편조됨)를 포함한다. 예를 들어, 샤프트(604)는 샤프트(604)가 환자의 해부학적 구조 내에서 내비게이팅될 때 샤프트(604)의 킹킹(kinking)을 방지하기 위한 그리고/또는 후프 강도를 위한 편조 보강물을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 샤프트(604)는 본 명세서에서 논의되는 샤프트(604)의 특징부를 용이하게 하기 위해 다양한 구성으로 구현되는 다수의 층의 재료를 포함한다. 일부 경우에, 팁 구조물(716)은 샤프트(604)의 나머지 부분과 상이한 재료로 형성된다. 예를 들어, 팁 구조물(716)은 심각한 열화와 같은 소정 상황에서 열화를 회피하는 재료로 구현될 수 있다. 팁 구조물(716)은 레이저 빔이 팁 구조물(716)과 부주의하게 그리고/또는 때때로 접촉할 때 그의 구조를 대체로 유지할 수 있는 스테인리스강(또는 다른 유형의 강철), 티타늄, 텅스텐, 및/또는 다른 재료(이는 임계치 초과의 비교적 높은 융점을 가질 수 있음)로 구현될 수 있다. 그러나, 팁 구조물(716) 및/또는 샤프트(604)의 임의의 다른 부분은 다른 재료로 구현될 수 있다.
샤프트(604)는, 도 7a에 도시된 선을 따라 취해진 도 7b의 단면도에 도시된 바와 같이, 외부 벽과 같은, 샤프트(604)의 벽(712) 내에 배치된 하나 이상의 루멘(710)("하나 이상의 와이어 루멘(710)"으로도 지칭됨)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 루멘(710)은 샤프트(604)의 벽 둘레에 또는 다른 위치에 등거리로 이격될 수 있다. 카테터(604)는 하나 이상의 와이어 루멘(710) 내에 활주가능하게 배치된 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)는 하나 이상의 당김 와이어, 케이블, 섬유, 및/또는 가요성 샤프트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)는 스테인리스강, 케블라, 텅스텐, 탄소 섬유 등을 포함하는 임의의 적합한 또는 바람직한 재료, 예컨대 금속 및 비-금속 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 카테터(602)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)에 의해 인가되는 힘에 응답하여 비선형 거동을 나타내도록 구성된다. 비선형 거동은 카테터(602)의 강직성 및/또는 압축성뿐만 아니라, 상이한 세장형 이동 부재들(714) 사이의 슬랙 또는 강직성의 변동에 기초할 수 있다. 특정 수의 와이어 루멘(710) 및 세장형 이동 부재(714)가 도면에 예시되어 있지만, 임의의 수의 루멘 및/또는 세장형 이동 부재가 구현될 수 있다.
하나 이상의 세장형 이동 부재(714)는 샤프트(604)의 원위 섹션(702)에 부착될/그로 연장될 수 있다. 근위측에서, 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)는, 예컨대 샤프트(604)의 원위 섹션(702)을 편향시킴으로써, 샤프트(604)의 관절운동을 제어하도록 구성된 손잡이(606)의 컴포넌트(들)(예컨대, 입력 조립체)에 결합될 수 있다. 손잡이(606)는 원위 섹션(702)이 길이방향 축으로부터 편향되게 하기 위해 하나 이상의 루멘(710) 내의 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)를 당기도록(그리고/또는 그의 장력의 해제하도록) 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 카테터(602)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)의 조작(예컨대, 상향/하향 또는 우측/좌측)에 기초하여 2개의 방향으로 이동하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 카테터(602)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(714)의 조작(예컨대, 상향/하향 및 우측/좌측)에 기초하여 4개의 방향으로 이동하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 카테터(602)는 다른 방향으로 이동하도록 구성된다. 일부 로봇 예에서, 카테터(602)는 4개의 주요 방향과 4개의 세장형 이동 부재의 조합을 사용함으로써 임의의 방향으로 이동할 수 있다.
도 8 내지 도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 예시적인 로봇-제어가능 카테터(1402)(때때로 "로봇-제어가능 카테터 조립체(1402)"로 지칭됨)를 예시한다. 특히, 도 8a는 카테터(1402)의 사시도를 예시하고, 도 8b는 카테터(1402)의 저면도를 예시하고, 도 8c는 카테터(1402)의 저부의 사시도를 예시한다. 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 카테터(1402)는 세장형 샤프트(1404)의 적어도 일부분의 작동을 제어하도록 구성된 손잡이/기부(1406)("기구 기부(1406)"로도 지칭됨)에 결합된 세장형 샤프트(1404)를 포함한다. 샤프트(1404)는 본 명세서에서 논의되는 샤프트들 중 임의의 것을 대표할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(1404)는 환자 내에 배치되도록 구성된 원위 단부 부분(1408), 기구 기부(1406) 상의 포트(1412)에 결합하도록 구성된 근위 단부 부분(1410), 및 원위 단부 부분(1408)과 근위 단부 부분(1410) 사이에서 연장되는 루멘(예시되지 않음)을 포함할 수 있다. 포트(1412)는, 예컨대 흡인 채널/튜브를 통해 유체 관리 시스템에 결합하도록 구성될 수 있다. 포트(1412)는 기구 기부(1406)의 표면으로부터 멀어지게 돌출되고/되거나 채널/튜브와의 연결을 용이하게 하기 위해 다른 형태/구조를 포함할 수 있다. 기구 기부(1406)가 실질적으로 원형인 형태로 예시되어 있지만, 기구 기부(1406)는 직사각형 형태와 같은 다른 형태를 취할 수 있다.
로봇-제어가능 카테터(1402)는 기구 기부(1406)를 로봇 아암 및/또는 다른 장치/인터페이스(예컨대, 멸균 어댑터)에 결합하도록 구성된 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)은 클립, 핀, 후크, 버클, 클램프, 스크류, 볼트, 플랜지, 후크 및 루프, 자석, 접착제 등과 같은 하나 이상의 체결구를 포함할 수 있다. 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)에 결합하도록 구성된 장치/인터페이스는 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)을 수용/그에 연결하기 위한 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)은 기구 기부(1406)의 상부 부분(1406(A))과 일체형이다. 그러나, 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)은 상부 부분(1406(A))과는 별개로 구현될 수 있거나, 기구 기부(1406)의 저부 부분(1406(B))에 통합되거나 달리 구현될 수 있다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 로봇-제어가능 카테터(1402)는 또한 로봇 아암 및/또는 다른 장치/인터페이스의 구동 출력 조립체에 결합하도록 구성된 구동 입력 조립체(1416)를 포함할 수 있다. 도 9-1은 상부 부분(1406(A))이 있는 기구 기부(1406)를 예시하는 반면, 도 9-2는 구동 입력 조립체(1416) 및 다른 특징부를 보여주기 위해 상부 부분(1406(A))이 제거된 기구 기부(1406)를 예시한다. 구동 출력 조립체가 카테터(1402)의 샤프트(1404)의 관절운동을 제어하기 위해 구동 입력 조립체(1416)와 인터페이싱할 수 있다. 예를 들어, 구동 입력 조립체(1416)는 (도 9 및 도 10에 예시된) 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)에 결합될 수 있다. 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)는 샤프트(1404)의 일부분 내에 활주가능하게 배치되고 샤프트(1404)의 원위 단부 부분(1408)에 부착될 수 있다. 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)는 (예컨대, 근위 단부 부분(1410)을 향해) 기구 기부(1406) 내에서 샤프트(1404)를 빠져나가고 기구 기부(1406) 내에서 구동 입력 조립체(1416)에 결합할 수 있다. 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)는 샤프트(1404)의 외부 벽 내의 하나 이상의 구멍(1504)을 통해 샤프트(1404)를 빠져나갈 수 있다. 구동 출력 조립체는 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)를 당기도록(그리고/또는 그의 장력의 해제하도록) 구동 입력 조립체(1416)를 작동(예컨대, 회전)시켜, 샤프트(1404)의 원위 단부 부분(1408)의 작동을 유발할 수 있다. 다양한 예가 출력부 및 입력부의 외경 및 내경 상의 일련의 치형부가 정합하는 스플라인 인터페이스 커플링(spline interface coupling)을 예시하지만, 구동 출력 조립체 및 구동 입력 조립체(1416)는 다양한 치형부, 돌출부, 또는 다른 정합 맞물림 특징부 및 배열 중 임의의 것을 통해 결합될 수 있다.
이러한 예에서, 구동 입력 조립체(1416)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)에 결합하도록 구성된 하나 이상의 풀리/스풀(1602)을 포함한다. 도 10은 구동 입력 조립체(1416(A))의 예시적인 상세 사항을 예시한다. 여기서, (이러한 경우에, 와이어로서 구현되는) 세장형 이동 부재(1502(A))는 기구 기부(1406) 내에서 샤프트(1404)를 빠져나가고, 스풀(1602(A))에 부착되도록 그리고/또는 당김 와이어(1502(A)) 내의 슬랙을 제거하도록 스풀(1602(A)) 둘레에 권취된다. 당김 와이어(1502(A))는 기구 기부(1406)의 다른 내부 컴포넌트와의 접촉을 회피하기 위해 적절한 위치에서 샤프트(1404)를 빠져나갈 수 있다. 예를 들어, 샤프트(1404)는 샤프트(1404)의 근위 단부로부터 특정 거리에 있는 샤프트(1404)의 외부 벽 내의 하나 이상의 구멍(1504)을 포함할 수 있어서, 하나 이상의 당김 와이어(1502)는 샤프트(1404)의 외부 벽 내의 하나 이상의 와이어 루멘으로부터 빠져나가고 기구 기부(1406)의 다른 컴포넌트와 간섭함이 없이 하나 이상의 풀리(1602)에 부착될 수 있다. 하나 이상의 당김 와이어(1502)는 샤프트(1404)의 근위 단부에 대해 동일하거나 상이한 거리에서 샤프트(1414)를 빠져나갈 수 있다.
스풀(1602(A))의 상부 단부(1604(A))에서, 당김 와이어(1502(A))는 채널/홈(1606(A)) 내로 감길 수 있고, 당김 와이어(1502(A))의 원위 단부에서 스토퍼/확대부/단부 특징부(1610(A))를 사용하여 공동(1608(A))에 고정/앵커링될(anchored) 수 있다. 그러나, 임의의 유형의 체결구, 접착제, 와이어의 샌드위칭/핀칭, 앵커를 생성하기 위한 단부에서의 금속 볼의 솔더링, 앵커로서 사용될 수 있는 볼 형상으로의 단부의 레이저 용융 등과 같은, 다른 유형의 부착 메커니즘이 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 링(1612(A))이 당김 와이어(1502(A))를 유지/고정하기 위해 상부 단부(1604(A)) 위에 배치된다. 당김 와이어(1502(A))는 스풀(1602(A))에 대한 당김 와이어(1502(A))의 마찰, 당김 와이어(1502(A))의 장력, 스토퍼(1610(A)), 및/또는 링(1612(A))으로 인해 스풀(1602(A))에 결합될 수 있다. 스풀(1602(A))의 저부 단부(1614(A))에서, 스풀(1602(A))은 구동 출력 조립체와 인터페이싱하도록 구성된 커플링 메커니즘/커플러(1616(A))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커플링 메커니즘(1616(A))은 기어 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 구동 입력 조립체(1416)에 대해 다양한 예시적인 특징부가 도시되어 있지만, 구동 입력 조립체(1416)는 다양한 다른 방식으로 구현될 수 있다.
샤프트(1404)의 관절운동을 제어하기 위해, 하나 이상의 스풀(1602/1416)은 그에 부착된 하나 이상의 당김 와이어(1502)를 당기도록(또는 그의 장력을 해제하도록) 회전될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 관련하여 스풀(1602(A))을 반시계 방향으로 회전시키는 것은 당김 와이어(1502(A))가 스풀(1602(A)) 둘레에 더 완전하게 감기게 하여, 당김 와이어(1502(A))의 당김 모션을 유발할 수 있다. 이와 같이, 스풀(1602(A))은 당김 와이어(1502(A)) 내의 슬랙/장력의 양을 제어하도록 회전될 수 있다. 일부 예에서, 특정 방향으로의 샤프트(1404)의 관절운동을 용이하게 하기 위해 다수의 스풀이 동시에(예컨대, 협력적인 방식으로) 회전된다. 스풀은 특정 이동을 용이하게 하기 위해 동일하거나 상이한 방향으로 회전될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 도 11에 예시된 것과 같은 구동 출력 조립체가 하나 이상의 스풀의 회전을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 카테터(1402)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)의 조작에 기초하여, 상향 및 하향 또는 좌측 및 우측과 같은 2개의 방향으로 이동하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 카테터(1402)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(1502)의 조작에 기초하여, 상향, 하향, 좌측, 및 우측과 같은 4개의 방향으로 이동하도록 구성된다. 어느 경우에서도, 카테터(1402)는 또한 기구 기부(1406)의 이동(예컨대, 기구 기부(1406)에 부착된 로봇 아암의 이동)에 기초하여, 예컨대 가상 레일을 따라 삽입/후퇴되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 로봇-제어가능 카테터(1402)는, 다양한 도면에 도시된 바와 같이, 카테터(1402)의 교정 및/또는 식별을 용이하게 하도록 무선-주파수 식별(RFID) 태그(1418) 및/또는 하나 이상의 다른 요소(1420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, RFID 태그(1418)는 기구 기부(1406)에 연결되도록 구성된 기구 드라이버 장치(예컨대, 로봇 아암, 멸균 어댑터 등) 상에 위치된 RFID 판독기에 정보를 제공할 수 있다. RFID 판독기는 카테터(1402)를 교정하기 위해 RFID 태그(1418)로부터 데이터를 무선으로 획득/판독하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 요소(1420)는 하나 이상의 자석, 하나 이상의 QR(Quick Response) 코드, 하나 이상의 바코드 등을 포함할 수 있다. 예에서, 기구 기부(1406) 상의 하나 이상의 자석(1420)의 배치/위치, 자기 극성, 및/또는 하나 이상의 자석(1420)의 자기장 강도가 장치의 유형을 나타낼 수 있다. 예를 들어, (기구 기부(1406)에 결합한) 기구 드라이버 장치가 하나 이상의 자석(1420)의 배치, 자기장 강도, 및/또는 자기 극성을 검출하고, 그러한 정보에 기초하여 기구 드라이버 장치에 결합된 장치의 유형을 결정하도록 구성될 수 있다(예컨대, 장치 내의 2개의 자석으로, 4개의 장치를 식별함: 북 북, 북 남, 남 북, 및 남 남). 또한, 일부 예에서, 시각적/광학 시스템이 하나 이상의 바코드/QR 코드(1420)를 스캔하여 기구 드라이버에 결합된 장치의 유형을 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, RFID 태그(1418) 및/또는 하나 이상의 요소(1420)는 식별 요소로 지칭된다. RFID 태그(1418) 및 하나 이상의 요소(1420)가 일반적으로 각각 교정 데이터 및 식별 정보를 제공하는 상황에서 논의되지만, RFID 태그(1418) 및/또는 하나 이상의 요소(1420)는 각각 교정 데이터 및/또는 식별 정보를 제공할 수 있다.
도 11은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇 아암(1704)과 연관된 예시적인 기구 장치 조작기 조립체(1702)의 분해도를 도시한다. 기구 조작기 조립체(1702)는 로봇 아암(1704)의 원위 단부와 연관된 기구 드라이버(1706)(예컨대, 엔드 이펙터)를 포함한다. 기구 조작기 조립체(1702)는 카테터(1402)와 연관된 기구 손잡이/기부(1406)를 추가로 포함한다. 기구 손잡이(1406)는 기구(1402)/샤프트(1404)를 작동시키기 위한 전기-기계적 수단을 통합할 수 있다. 이러한 예에서, 기구(1402)는 흡인 카테터로서 기술되지만, 기구(1402)는 임의의 유형의 의료/수술 기구일 수 있다. 상향-대면 및 하향-대면 표면, 플레이트, 면, 컴포넌트, 및/또는 다른 특징부 또는 구조물의 본 명세서의 설명은 도 11에 도시된 장치 조작기 조립체(1702)의 특정 배향을 참조하여 이해될 수 있다. 즉, 기구 드라이버(1706)가 일반적으로 다양한 방향 및 배향으로 대면하고/하거나 배향되도록 구성가능할 수 있지만, 편의상, 본 명세서의 그러한 컴포넌트의 설명은 도 11에 도시된 기구 드라이버(1706)의 대체로 수직 대면 배향과 관련될 수 있다.
일부 실시예에서, 기구 장치 조작기 조립체(1702)는 기구 드라이버(1706)와 기구 손잡이(1406) 사이에 드라이버 인터페이스를 제공하도록 구성된 어댑터(1708)를 추가로 포함한다. 어댑터(1708) 및/또는 기구 손잡이(1406)는 로봇 아암(1704)으로부터 제거가능하거나 분리가능할 수 있고, 일부 실시예에서, 모터와 같은 임의의 전기-기계적 컴포넌트가 없을 수 있다. 이러한 이분법은 의료 절차에 사용되는 의료 기구를 멸균할 필요성 및/또는 그들의 복잡한 기계 조립체 및 민감한 전자장치로 인해 고가의 자본 장비를 적절하게 멸균할 수 없기 때문에 발생할 수 있다. 따라서, 기구 손잡이(1406) 및/또는 어댑터(1708)는 개별 멸균 또는 폐기를 위해 기구 드라이버(1706)(및 그에 따라 시스템)로부터 분리, 제거, 및/또는 상호교환되도록 설계될 수 있다. 대조적으로, 기구 드라이버(1706)는 일부 경우에 변경되거나 멸균될 필요가 없고/없거나 보호를 위해 드레이핑될(draped) 수 있다.
어댑터(1708)(때때로 "멸균 어댑터(1708)"로 지칭됨)는 로봇 아암(1704) 및/또는 기구 드라이버(1706)로부터 기구 손잡이(1406)로 공압, 전력, 전기 신호, 기계적 작동, 및/또는 광학 신호를 전달하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(1708)는 엔드 이펙터(1706)의 구동 출력 조립체(들)(170)를 구동하도록 결합하는 구동 입력 조립체(들) 및 기구 손잡이(1406)의 구동 입력 조립체(들)에 결합하도록 구성된 구동 출력 조립체(들)를 포함할 수 있다. 어댑터(1708)의 구동 입력 조립체와 구동 출력 조립체는 기구 드라이버(1706)로부터 기구 손잡이(1406)로 제어/작동을 전달하도록 함께 결합될 수 있다.
기구 손잡이(1406)는 하나 이상의 직접 구동, 하모닉 구동, 기어식 구동, 벨트 및 풀리, 자기 구동, 및/또는 다른 조작기 수단 또는 메커니즘을 사용하여 카테터(1402)를 조작하도록 구성될 수 있다. 로봇 아암(1704)은 결합된 카테터(1402)를 치료 부위 내로 또는 그 외부로 전진/삽입시키거나 후퇴시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 기구 손잡이(1406)는 예컨대 상이한 유형의 기구를 조작하기 위해 제거되고 상이한 유형의 기구 손잡이로 대체될 수 있다.
로봇 아암(1704)의 엔드 이펙터(1706)(예컨대, 기구 드라이버)는 어댑터(1708), 손잡이(1406), 및/또는 카테터(1402)의 컴포넌트에 연결되고/되거나 그들과 정렬되도록 구성된 다양한 컴포넌트/요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터(1706)는 의료 기구를 제어/관절운동시키기 위한 구동 출력 조립체(들)(1710)(예컨대, 맞물림 특징부를 가진 구동 스플라인, 기어, 또는 회전가능 디스크), 의료 기구로부터의 데이터를 판독하기 위한 판독기(1712)(예컨대, 의료 기구로부터의 일련 번호 및/또는 다른 데이터/정보를 판독하기 위한 무선-주파수 식별(RFID) 판독기), 카테터(1402) 및/또는 어댑터(1708)를 기구 드라이버(1706)에 부착하기 위한 하나 이상의 체결구(1714), 및 환자에게 수동으로 부착되는 기구(예컨대, 접근 시스)와 정렬되는 그리고/또는 장치 조작기 조립체(1702)의 전방 표면을 한정하는 마커(1716)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 체결구(1714)는 어댑터(1708)의 하나 이상의 부착 메커니즘(1718) 및/또는 손잡이(1406)의 하나 이상의 부착 메커니즘(1414)에 결합하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 엔드 이펙터(1706) 및/또는 로봇 아암(1704)은 어드미턴스 제어 모드를 인에이블하기 위한 버튼(1720)을 포함하고, 여기서 로봇 아암(1704)은 수동으로 이동될 수 있다.
일부 구성에서, 로봇 아암(1704)과 카테터(1402) 사이의 멸균 장벽을 제공하기 위해, 플라스틱 시트 등과 같은 멸균 드레이프(1722)가 기구 드라이버(1706)와 어댑터(1708) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 드레이프(1722)는 드라이버(1706)로부터 어댑터(1708)로의 기계적 토크의 전달을 허용하는 방식으로 어댑터(1708)에 결합될 수 있다. 어댑터(1708)는 일반적으로 그의 작동 컴포넌트 주위에서 밀봉을 유지하도록 구성될 수 있어서, 어댑터(1708)가 멸균 장벽 자체를 제공한다. 어댑터(1708) 및/또는 장치 조작기 조립체(1702)의 더 많은 다른 컴포넌트(들)에 결합된 드레이프(1722)의 사용은 로봇 아암(1704)과 수술 영역 사이에 멸균 장벽을 제공하여, 멸균 수술 영역에서 아암(1704)과 연관된 로봇 시스템의 사용을 허용할 수 있다. 드라이버(1706)는 로봇 아암(1704)의 드라이버(1706) 상에 로딩되고/되거나 그로부터 제거될 수 있는 다양한 유형의 멸균 어댑터에 결합되도록 구성될 수 있다. 아암(1704)이 플라스틱으로 드레이핑되면, 의사 및/또는 다른 전문가(들)는 절차 동안 아암(1704) 및/또는 로봇 카트의 다른 컴포넌트(예컨대, 스크린)와 상호작용할 수 있다. 드레이핑은 추가로 장비 생물학적 유해 오염에 대해 보호하고/하거나 절차 후의 정화(clean-up)를 최소화할 수 있다.
도 11에 도시된 특정 어댑터(1708)가 흡인 카테터 손잡이와 같은 카테터 손잡이(1406)와 결합하도록 구성될 수 있지만, 본 개시의 태양에 따른 장치 조작기 조립체와 함께 사용하기 위한 어댑터는 내시경(예컨대, 요관경), 바스켓팅 장치, 레이저 섬유 드라이버 등과 같은 임의의 유형의 수술 또는 의료 장치 또는 기구와 결합하도록 구성될 수 있다.
도 12 및 도 13은 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇-제어가능 의료 기구에 결합하도록 구성된 예시적인 어댑터(1802)(때때로 "핸드헬드 기구 어댑터(1802)" 또는 "수동 어댑터(1802)"로 지칭됨)를 예시한다. 핸드헬드 기구 어댑터(1802)는 일반적으로 로봇 조작을 위해 구성된 의료 기구를 수동-제어가능 기구로 변환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수동 어댑터(1802)는 로봇-제어가능 의료 기구에 결합하고, 로봇 제어를 사용하는 대신에, 수동 방식으로 로봇-제어가능 의료 기구를 제어하기 위한 수동 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예에서, 의료 기구가, 기구 기부가 수동 어댑터(1802)로부터 분리되고 의료 기구의 샤프트의 관절운동과 같이, 의료 기구를 제어하기 위한 로봇 입력을 수신하는 로봇 모드로 동작하도록 구성되고, 기구 기부가 수동 어댑터(1802)에 결합되고 의료 기구를 제어하기 위한 수동 입력을 수신하는 수동 모드로 동작하도록 구성될 수 있다.
도 12-1에 도시된 바와 같이, 수동 어댑터(1802)는 기부/하우징(1804), 기부(1804) 내에 지지된 하나 이상의 커플러(1806, 1808), 및 커플러(1806, 1808)에 결합된 수동 액추에이터(1810)를 포함할 수 있다. 커플러(1806, 1808)는 로봇-제어가능 의료 기구의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성될 수 있다. 수동 액추에이터(1810)는 커플러(1806, 1808)를 조작하여 로봇-제어가능 의료 기구(도 19에 예시됨)가 관절운동하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수동 액추에이터(1810)는 커플러들(1806, 1808) 중 하나 이상이 회전하게 하여, 커플러(1806, 1808)에 결합된 구동 입력 조립체의 하나 이상의 컴포넌트를 회전시킬 수 있다. 2개의 커플러(1806, 1808)가 예시되어 있지만, 커플러(1806, 1808)는 임의의 수의 커플러를 포함할 수 있다. 예에서, 기부(1804)는 상부 부분(1804(A)) 및 저부 부분(1804(B))을 포함하지만; 기부(1804)는 단일 피스와 같은 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
도 12-2 내지 도 12-4에 도시된 바와 같이, 커플러(1806, 1808)는 각각, 수동 액추에이터(1810)를 의료 기구를 제어하도록 맞물리게/의료 기구를 제어하는 것으로부터 맞물림해제되게 하도록 구성될 수 있는 맞물림/맞물림해제 조립체를 포함/그에 부착될 수 있다. 각각의 맞물림 조립체(1806, 1808)는 의료 기구와 연관된 하나 이상의 세장형 이동 부재의 장력의 조절을 허용할 수 있다. 예를 들어, 커플러/맞물림 조립체(1806)는 수동 액추에이터(1810)와 맞물리도록 구성된 제1 맞물림/커플링 부재(1806(A)), 의료 기구의 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성된 제2 맞물림 부재(1806(B)), 및/또는 제1 맞물림 부재(1806(A))와 제2 맞물림 부재(1806(B)) 사이에서 인터페이싱하도록 구성된 수동 액추에이터/탭(1806(C))을 포함할 수 있다. 탭(1806(C))은, 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 제2 맞물림 부재(1806(B))에 대한 제1 맞물림 부재(1806(A))의 결합을 맞물림해제시키기 위한 수동 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 맞물림 조립체(1806, 1808)는 기어 조립체(예컨대, 서로 맞물리도록/맞물림해제되도록 구성된 하나 이상의 기어 및/또는 구동 입력 조립체)로서 구현된다. 또한, 맞물림/맞물림해제 조립체가 많은 도면에 도시되어 있지만, 일부 경우에 그러한 특징부는 구현되지 않는다.
도시된 예에서, 제2 맞물림 부재(1806(B)/1808(B)) 및 탭(1806(C)/1806(C))은 키이결합되어(keyed), 요소들이 인터로킹될 수 있다(예컨대, 함께 결합될 때 다른 요소에 대한 하나의 요소의 회전을 회피함). 또한, 도 12-2 및 도 12-4에 도시된 바와 같이, 탭(1806(C)/1808(C)) 및 제1 맞물림 부재(1806(A)/1808(A))는 기어 또는 다른 메커니즘을 통해 결합될 수 있다. 예를 들어, 탭(1806(C))은 제1 맞물림 부재(1806(A)) 상의 제2 기어(1806(A)(1))와 맞물리도록 구성된 제1 기어(1806(C)(1))를 포함할 수 있다. (예컨대, 사용 상태에서) 기부(1804) 내에 배치/설치될 때, 제2 맞물림 부재(1806(B))는 제1 기어(1806(C)(1))를 제2 기어(1806(A)(1))와 맞물리게 하기 위해 탭(1806(C))에 힘(예컨대, 축방향 힘)을 가하도록 구성된 스프링(1806(B)(1))을 보유/수용할 수 있다. 이러한 맞물린 상태(예컨대, 디폴트/일반적 사용 상태)에서, 제1 맞물림 부재(1806(A)), 제2 맞물림 부재(1806(B)), 및 탭(1806(C))은 직접 대응하여 함께 회전할 수 있다. 이와 같이, 제2 맞물림 부재(1806(B))는 수동 액추에이터(1810)의 이동이 제2 맞물림 부재(1806(B))가 기부(1804) 내에서 회전하게 하도록 수동 액추에이터(1810)에 간접적으로 결합될 수 있다. 따라서, 맞물림 조립체(1806)는 기부(1804) 내에 회전가능하게 지지될 수 있다. 도 12-3은 수동 액추에이터(1810)의 수동 작동이 제2 맞물림 부재(1806(B)/1808(B))가 회전하게 하는 맞물린 상태로 동작하는 요소를 예시한다.
일부 실시예에서, 수동 액추에이터(1810)는 제2 맞물림 부재(1806(B)/1808(B))로부터 맞물림해제될 수 있고, 이는 제2 맞물림 부재(1806(B)/1808(B))가 제1 맞물림 부재(1806(A)/1806(A))와 독립적으로 회전하도록 허용할 수 있다. 이는 의료 기구의 하나 이상의 세장형 이동 부재 내의 장력/슬랙을 조절하기 위해 의료 기구의 구동 입력 조립체를 회전시키기 위한 수동 입력을 제공하는 데 유용할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 탭(1806(C))의 제1 기어(1806(C)(1))가 제1 맞물림 부재(1806(A))의 제2 기어(1806)(A)(1))로부터 맞물림해제되게 하도록 탭(1806(C))을 누를 수 있다. 탭(1806(C))과 제2 맞물림 부재(1806(B))가 (예컨대, 페어링(pairing)을 통해) 함께 결합되기 때문에, 이는 제2 맞물림 부재(1806(B))가 제1 맞물림 부재(1806(A))로부터 분리되 할 수 있다. 일단 그러한 요소들이 분리/맞물림해제되면, 사용자는 탭(1806(C))을 비틀어/회전시켜 제2 맞물림 부재(1806(B))가 수동 액추에이터(1810)의 위치에 영향을 미치지 않고서 회전하게 할 수 있다. 그러한 회전은 궁극적으로 의료 기구의 하나 이상의 세장형 이동 부재 내의 장력에 대한 조절을 생성할 수 있다. 이는 사용자가 하나 이상의 세장형 이동 부재 내의 슬랙(이는 예컨대 경우에 따라 의료 기구가 로봇 아암으로부터 제거될 때 발생할 수 있음)을 제거하도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 의료 기구의 샤프트가 직선형일 때 및/또는 수동 액추에이터(1810)가 중간 위치에 위치될 때 하나 이상의 세장형 이동 부재 내의 슬랙을 제거함으로써 어댑터(1802)를 사용을 위해 준비/교정할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 조립체(1806/1808)의 요소들 중 하나 이상은 "인장 메커니즘" 및/또는 "맞물림해제 메커니즘"으로 지칭될 수 있다
논의의 용이함을 위해, 위의 예는 맞물림 조립체(1806)의 소정의 예시적인 특징부를 참조한다. 맞물림 조립체(1808)는 맞물림 조립체(1806)와 유사한 방식으로 동작할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 이러한 예에서 맞물림 조립체(1806, 1808)가 다양한 기어로 구현되지만, 맞물림 조립체(1806, 1808)는 다른 방식으로, 예컨대 다른 기계적 메커니즘으로 구현될 수 있다.
일부 실시예에서, 수동 액추에이터(1810)는 맞물림 조립체(1806, 1808)에 결합하도록/그것과 맞물리도록 구성된 기어/커플러(1810(B))에 결합된 세장형 부재(1810(A))를 포함한다. 도 12-2에 도시된 바와 같이, 어댑터(1802)는 수동 액추에이터(1810)의 이동을 용이하게 하도록 핀/회전 특징부(1812(A))를 갖는 플레이트(1812)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기어(1810(B))는 플레이트(1812) 상에 회전가능하게 배치될 수 있고, 이때 핀(1812(A))은 플레이트(1812) 상의 구멍(1810(B)(1)) 내로 연장된다. 기어(1810(B))는 핀(1812(A)) 상에서 회전하여, 세장형 부재(1810(A))의 회전을 유발할 수 있다. 도시된 바와 같이, 플레이트(1812)는 또한 맞물림 조립체(1806, 1808)를 수용/유지하도록 구성된 구멍/리세스된(recessed) 부분(1812(C))을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 수동 액추에이터(1810)는 수동 액추에이터(1810)의 이동 후에 제위치로 로킹될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 수동 액추에이터(1810)를 누르고, 수동 액추에이터(1810)를 전방 또는 후방 방향으로 이동시키고, 수동 액추에이터(1810)를 해제시켜 수동 액추에이터(1810)를 제위치로 로킹시킬 수 있다. 일부 예에서, 그러한 특징부를 용이하게 하기 위해, 세장형 부재(1810(A))는 하나 이상의 치형부/리세스된 부분을 포함하는 홈(1812(B)) 내에 배치되도록 구성된 핀(1814)에 연결될 수 있다. 세장형 부재(1810(A))는 (도 12-3에 도시된 바와 같이) 기어(1810(B))의 홈(1810(B)(2)) 내에서 이동/활주할 수 있고, 일반적으로 기어(1810(B))의 피봇 지점(pivot point)으로부터 멀어지게 외향으로 가압될 수 있다. 이러한 예에서, (도 12-5에 도시된 바와 같은) 하나 이상의 스프링(1816)은 세장형 부재(1810(A))의 단부/부착 특징부(1810(A)(1))에 그리고 기어(1810(B))의 부착 특징부(1810(B)(3))에 결합하도록 구성된다. 이는 세장형 부재(1810(A))를 기어(1810(B))의 피봇 지점으로부터 멀어지게 당기고, 궁극적으로 (세장형 부재(1810(A))에 부착된) 핀(1814)을 홈(1812(B)) 내의 치형부 내로 당기기 위한 힘을 가할 수 있다. 사용자는 세장형 부재(1810(A))를 눌러 핀(1814)이 치형부로부터 해제되고 홈(1812(B)) 내에서 자유롭게 활주하게 할 수 있다. 해제된 상태에서, 사용자는 세장형 부재(1810(A))를 다른 위치로 이동/회전시킬 수 있다. 로킹 특징부가 특정 요소로 도시되어 있지만, 로킹 특징부는 다양한 다른 방식으로 구현될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 하나 이상의 실시예에 따른, 로봇-제어가능 카테터(1402)에 결합된 수동 어댑터(1802)를 예시한다. 그러한 구성에서, 로봇-제어가능 카테터(1402)는 수동 어댑터(1802)를 통해 사용자에 의해 제공되는 수동 입력에 기초하여 제어될 수 있다. 도 13a 및 도 13b가 로봇-제어가능 카테터(1402)에 결합된 어댑터(1802)를 예시하지만, 어댑터(1802)는 로봇-제어가능 의료 기구가 수동 입력을 사용하여 제어될 수 있게 하도록, 로봇-제어가능 스코프 또는 다른 기구와 같은, 다른 유형의 로봇-제어가능 의료 기구에 결합될 수 있다.
도 14 내지 도 17은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 예시적인 수동-제어가능 카테터(2002)를 예시한다. 도 14a 내지 도 14c에 도시된 바와 같이, 카테터(2002)는 세장형 샤프트(2004)의 적어도 일부분의 작동을 제어하도록 구성된 손잡이/기부(2006)에 결합된 세장형 샤프트(2004)를 포함한다. 샤프트(2004)는 본 명세서에서 논의되는 샤프트들 중 임의의 것을 대표할 수 있다. 예를 들어, 샤프트(2004)는 환자 내에 배치되도록 구성된 원위 단부 부분, 손잡이(2006) 상의 포트(2008)에 결합하도록 구성된 근위 단부 부분, 및 원위 단부 부분과 근위 단부 부분 사이에서 연장되는 흡인/관주 루멘(예시되지 않음)을 포함할 수 있다. 포트(2008)는, 예컨대 흡인 채널/튜브를 통해 유체 관리 시스템에 결합하도록 구성될 수 있다. 포트(2008)는 손잡이(2006)/샤프트(2004)로부터 제거가능하고/하거나 손잡이(2006)/샤프트(2004)에 통합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 카테터(2002)는 세장형 샤프트(2004)의 작동을 제어하도록 구성된 수동 액추에이터(2010)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수동 액추에이터(2010)는 세장형 샤프트(2004)의 원위 단부 부분의 작동을 제어하기 위해 사용자로부터 수동 입력을 수신하도록 구성될 수 있다.
손잡이(2006)의 내부 컴포넌트를 예시하는 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이(이때 외부 인클로저는 도 15a에서 부분적으로 제거되어 있고, 도 15b 및 도 15c에서 완전히 제거되어 있음), 수동 액추에이터(2010)는 세장형 샤프트(2004) 내에 적어도 부분적으로 배치된 하나 이상의 세장형 이동 부재(2102)(예컨대, 당김 와이어)에 결합될 수 있다. 여기서, 카테터(2002)는 샤프트(2004)의 원위 단부 부분에 결합된 2개의 세장형 이동 부재(2102)를 포함하지만; 임의의 수의 세장형 이동 부재(2102)가 구현될 수 있다. 세장형 이동 부재(2102)는 손잡이(2006) 내에서 세장형 샤프트(2004)의 벽을 빠져나갈 수 있다. 이러한 예에서, 손잡이(2006)는 세장형 이동 부재(2102)를 수동 액추에이터(2010)로 라우팅하기(route) 위해 손잡이(2006)의 원위 단부에 위치된 가이드/정렬 구조물(2104)을 포함한다. 가이드 구조물(2104)은 하나 이상의 홈, 개구 등을 포함할 수 있다. 도시된 것과 같은 일부 예에서, 세장형 이동 부재(2102)는 세장형 이동 부재(2102)를 수동 액추에이터(2010)로 라우팅하기 위해 (하우징/인클로저에 지지/연결된) 하나 이상의 핀/샤프트(2105) 둘레로 연장된다. 수동 액추에이터(2010)는 하나 이상의 세장형 이동 부재(2102)를 수용하기 위한 돌출부/연장부(2106)를 가진 실질적으로 원형인 형태를 포함할 수 있다. 세장형 이동 부재(2102)는 돌출부(2106) 내의 구멍(2108)을 통해 라우팅될 수 있다. 돌출부(2106)는 수동 액추에이터(2010)가 작동될 때 샤프트(2004)의 원위 단부의 상당한 이동을 가능하게 할 수 있다(예컨대, 돌출부(2106)가 제거된 경우보다 많은 이동).
수동 액추에이터(2010)는 또한 세장형 이동 부재(2102)를 스풀/앵커링 부재(2112)와 정렬시키기 위한 리세스(2110)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 이동 부재(2102)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 홈(2202) 내로 스풀(2112) 둘레에 적어도 부분적으로 감길 수 있다. 세장형 이동 부재(2102)의 원위 단부는, 도 15a에 도시된 바와 같이, 스토퍼/확대 특징부(2114)를 사용하여 스풀(2112)에 부착/앵커링될 수 있다. 예에서, 일단 세장형 이동 부재(2102)가 스풀(2112) 둘레에 권취되면, 스풀(2112) 및/또는 세장형 이동 부재(2102)는 접착제 및/또는 체결구를 사용하여 수동 액추에이터(2010)에 고정될 수 있다. 카테터(2002)를 제조/교정하는 일부 구현예에서, 수동 액추에이터(2010)는 이용가능한 이동 범위와 관련하여 중간 위치에 배치되고, 스풀(2112)은 세장형 이동 부재(2102) 내의 슬랙을 제거하도록 회전된다(이때 샤프트(2004)는, 도 14a 내지 도 14c에 예시된 것과 같이, 직선형 배향으로 위치됨). 접착제/체결구가 이어서 적용되어, 세장형 이동 부재(2102) 및/또는 스풀(2112)을 수동 액추에이터(2010)에 고정한다.
다양한 도면에 도시된 바와 같이, 수동 액추에이터(2010)는 손잡이(2006)에 대한 수동 액추에이터(2010)의 회전을 용이하게 하도록 샤프트(2116) 및/또는 슬리브(2118) 상에 회전가능하게 배치/지지될 수 있다. 특히, 수동 액추에이터(2010)는, 샤프트(2116)가 슬리브(2118) 내에 위치된 상태에서, 샤프트(2116)와 슬리브(2118)를 수용하기 위해 (예를 들어, 도 15a에 도시된 바와 같은 수동 액추에이터(2010)의 실질적으로 원형인 구조와 관련하여) 수동 액추에이터(2010)의 중심에 구멍을 포함할 수 있다. 샤프트(2116) 및/또는 슬리브(2118)는 손잡이(2006), 예컨대 손잡이(2006)의 외부 인클로저/하우징에 결합될 수 있다.
이러한 예가 카테터(2002)의 다양한 예시적인 특징부를 논의하지만, 다른 특징부가 구현될 수 있다. 예를 들어, 세장형 이동 부재(2102)는, 예컨대 다른 유형의 체결/라우팅 메커니즘을 사용함으로써, 다른 방식으로 수동 액추에이터(2110)로 라우팅되고/되거나 그것에 부착될 수 있다. 또한, 수동 액추에이터(2010), 손잡이(2006), 및/또는 다른 특징부는 도 14 내지 도 17에 도시된 것과 상이한 형태를 포함할 수 있다. 일부 경우에, (로봇이든 수동이든 간에) 본 명세서에서 논의되는 다른 예시적인 카테터의 컴포넌트들 중 임의의 것이 대안적으로 또는 추가적으로 구현될 수 있다. 또한, 카테터(2002)의 컴포넌트들 중 임의의 것이 본 명세서에서 논의되는 다른 카테터에서 구현될 수 있다.
일부 실시예에서, 수동 카테터(2002)는 사용자에 의한 수동 입력과 같은, 수동 액추에이터(2010)의 조작에 기초하여, 상향 및 하향 또는 좌측 및 우측과 같은 2개의 방향으로 이동하도록 구성된다. 예에서, 세장형 샤프트(2004)(및/또는 다른 카테터의 세장형 샤프트)의 원위 단부 부분은 세장형 샤프트(2004)의 길이방향 축에 대해 적어도 150도, 90 내지 270도 등으로 관절운동할 수 있지만; 다양한 다른 이동도가 구현될 수 있다. 카테터(2002)는 또한 사용자에 의한 것과 같은, 손잡이(2006)의 이동에 기초하여 삽입/후퇴되고/되거나 롤링되도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 카테터(2002)는 2개의 세장형 이동 부재(2102)를 포함할 수 있고, 이때 각각의 세장형 이동 부재(2102)는 팁의 상부/좌측 부분 및 팁의 저부/우측 부분과 같은, 샤프트(2004)의 원위 단부 부분의 상이한 부분에 부착된다. 사용 시에, 수동 액추에이터(2010)의 작동은 세장형 이동 부재들(2102) 중 하나가 당겨지고 다른 세장형 이동 부재(2102)의 장력이 해제되게 할 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 카테터(2002)는 상향, 하향, 좌측, 및 우측과 같은, 2개 초과의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있고/있거나, 카테터(2002)는 그러한 이동을 용이하게 하기 위해 2개 초과의 세장형 이동 부재(2102)를 포함할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 카테터(2002)의 손잡이(2006)는 언더핸드 방식으로 사용자(2302)에 의해 보유/조작되도록 구성된다. 여기서, 사용자의 엄지손가락은 수동 액추에이터(2010)와 접촉/그것을 작동시킬 수 있고, 사용자의 나머지 손가락은 손잡이(2006)의 반대측까지 손잡이(2006) 주위에서 파지할 수 있다. 사용자(2302)는 수동 액추에이터(2010)가 전방 또는 후방으로 관절운동하게 하여 세장형 샤프트(2004)의 원위 단부 부분의 관절운동을 유발하도록 그의/그녀의 엄지손가락을 (도 17과 관련하여) 전방 또는 후방 방향으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 카테터(2002)는 다양한 다른 방식으로 사용자에 의해 보유/조작될 수 있다. 일부 예에서, 사용자는 그의/그녀의 손목을 비틀어 카테터(2002)를 롤링시킬 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 다른 예시적인 수동-제어가능 카테터(2402)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 카테터(2402)는 세장형 샤프트(2604)의 적어도 일부분의 작동을 제어하도록 구성된 손잡이/기부(2406)에 결합된 세장형 샤프트(2404)를 포함한다. 샤프트(2404)는 본 명세서에서 논의되는 샤프트들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 카테터(2402)는 세장형 샤프트(2404)의 작동을 제어하도록 구성된 수동 액추에이터(2408)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수동 액추에이터(2408)는 세장형 샤프트(2404)의 원위 단부 부분의 작동을 제어하기 위해 사용자로부터 수동 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 카테터(2402)의 손잡이(2406)는 하나 이상의 하우징/인클로저 피스를 포함할 수 있다. 도 18-1은 인클로저/하우징이 있는 손잡이(2406)를 예시하는 반면, 도 18-2는 내부 특징부를 드러내기 위해 하우징/인클로저의 일부분이 제거된 손잡이(2406)를 예시한다.
도 18-2에 도시된 바와 같이, 손잡이(2406)는 샤프트(2404)로부터 세장형 이동 부재(2410)를 라우팅하고 세장형 이동 부재(2410)를 수동 액추에이터(2408)에 부착하기 위한 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 손잡이(2406)는 세장형 이동 부재(2410)를 하나 이상의 풀리(2414)로 라우팅하기 위한 하나 이상의 구멍/튜브/특징부를 가진 플레이트 구조물(2412)을 포함할 수 있다. 세장형 이동 부재(2410)의 원위 단부는 수동 액추에이터(2408)에 결합된 풀리(2414)에 부착될 수 있다. 풀리(2414)는 손잡이(2406) 내에 회전가능하게 지지되고 수동 액추에이터(2408)에 부착될 수 있어서, 수동 액추에이터(2408)의 작동이 풀리(2414)가 회전하게 하여, 세장형 이동 부재(2410)를 당길(그리고/또는 그의 장력을 해제시킬) 수 있다. 예에서, 풀리(2414)는 기어, 벨트 등과 같은 하나 이상의 커플러를 통해 서로 결합된다. 이와 같이, 하나의 풀리(2414)의 회전은 동일하거나 상이한 방향으로 다른 풀리(2414)의 회전을 유발할 수 있다.
카테터(2402)는, 예컨대 샤프트(2404)의 원위 단부 부분에서, 다양한 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 하나의 예시에서, 세장형 이동 부재(2410)의 단부는 2개의 세장형 이동 부재를 나타내고, 여기서 각각의 세장형 이동 부재(2410)는 샤프트(2404)의 원위 단부 부분을 통해 루프로 형성된다. 여기서, 샤프트(2404)의 원위 단부 부분은 상향 및 하향 또는 좌측 및 우측과 같은, 2개의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 다른 예시에서, 세장형 이동 부재(2410)의 단부는 4개의 세장형 이동 부재의 근위 단부를 나타내고, 여기서 각각의 세장형 이동 부재(2410)의 원위 단부가 샤프트(2404)의 원위 단부 부분에 부착된다. 여기서, 샤프트(2404)의 원위 단부 부분은 상향, 하향, 좌측, 및 우측과 같은, 4개의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 그러나, 임의의 수의 세장형 이동 부재 및/또는 이동 방향이 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 카테터(2402)는, 예컨대 하나 이상의 기어(2416)에 결합된 액추에이터/제어부를 통해 제공되는 수동 입력에 기초하여, 세장형 샤프트(2404)의 롤을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 기어(2416)를 포함한다.
카테터(2402)가 특정 컴포넌트로 예시되어 있지만, 다른 컴포넌트가 구현될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 구조물(2412) 및/또는 풀리(2414)는 세장형 이동 부재(2410)를 라우팅하고/하거나 세장형 이동 부재(2410)의 당김/해제를 용이하게 하도록 다른 컴포넌트로 대체될 수 있다. 일부 경우에, (로봇이든 수동이든 간에) 본 명세서에서 논의되는 다른 예시적인 카테터의 컴포넌트들 중 임의의 것이 대안적으로 또는 추가적으로 구현될 수 있다. 또한, 카테터(2402)의 컴포넌트들 중 임의의 것이 본 명세서에서 논의되는 다른 카테터에서 구현될 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 카테터(2402)의 손잡이(2406)는 오버핸드 방식(예컨대, 엄지손가락을 위로 올리는 방식)으로 사용자(2502)에 의해 보유/조작되도록 구성된다. 여기서, 사용자의 엄지손가락은 수동 액추에이터(2408)와 접촉/그것을 작동시킬 수 있고, 사용자의 나머지 손가락은 손잡이(2406)의 반대측까지 손잡이(2406) 주위에서 파지할 수 있다. 사용자(2502)는 수동 액추에이터(2408)가 상향 및 하향으로 관절운동하게 하여 세장형 샤프트(2404)의 원위 단부 부분의 관절운동을 유발하도록 그의/그녀의 엄지손가락을 (도 19와 관련하여) 상향 또는 하향 방향으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 카테터(2402)는 다양한 다른 방식으로 사용자에 의해 보유/조작될 수 있다.
도 20-1 및 도 20-2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 다른 예시적인 수동-제어가능 카테터(2602)를 예시한다. 여기서, 카테터(2602)는 하나 이상의 세장형 이동 부재의 이동을 용이하게 하도록 플레이트 구조물을 포함한다. 특히, 카테터(2602)는 세장형 샤프트(2604)의 적어도 일부분의 작동을 제어하도록 구성된 손잡이/기부(2406)에 결합된 세장형 샤프트(2404)를 포함한다. 샤프트(2604)는 본 명세서에서 논의되는 샤프트들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 카테터(2602)는 세장형 샤프트(2404)의 작동을 제어하도록 구성된 수동 액추에이터(2608)를 포함할 수 있다. 카테터(2602)의 손잡이(2606)는, 예컨대 흡인 채널/튜브를 통해, 유체 관리 시스템에 결합하도록 구성된 하나 이상의 하우징/인클로저 피스 및/또는 포트(2610)를 포함할 수 있다. 여기서, 샤프트(2604)의 근위 단부는 포트(2610)에 결합된다. 도 20-1은 인클로저/하우징이 있는 손잡이(2606)를 예시하는 반면, 도 20-2는 하우징/인클로저의 일부분이 제거된 손잡이(2606)를 예시한다.
도 20-2에 도시된 바와 같이, 수동 액추에이터(2608)는 플레이트(2614)를 통해 세장형 이동 부재(2612)에 결합된다. 세장형 이동 부재(2612)는 접착제, 체결구, 앵커 등을 사용하여 플레이트(2412)에 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 세장형 이동 부재(2612)는 플레이트(2614)가 도 20-2에 도시된 방식으로 배향될 때(예컨대, 샤프트(2604)의 관절운동이 없는 디폴트 상태) 포트(2610)에 대한 플레이트(2614)의 가장 근위의 단부(2614(A))에 부착된다. 예시된 바와 같이, 세장형 이동 부재(2612)는 손잡이(2606) 내에서 샤프트(2604)를 빠져나가고 플레이트(2614)의 서로 반대편에 있는 단부들에 부착될 수 있다. 사용 시에, 수동 액추에이터(2608)의 작동은 플레이트(2614)가 손잡이(2606) 내에서 회전하게 하여, 다른 세장형 이동 부재(2612)의 장력을 해제하면서 세장형 이동 부재들(2612) 중 하나가 당겨지게 할 수 있다. 예를 들어, 수동 액추에이터(2608)를 샤프트(2604)의 근위 단부를 향해(예컨대, 도 20-1 및 도 20-2와 관련하여 반시계 방향 방식으로) 회전시키는 것은 세장형 이동 부재(2612(A))가 샤프트(2604) 내로 더 많이 해제되게 하고 더 많은 세장형 이동 부재(2612(B))가 샤프트(2604)로부터 당겨지게 할 수 있다.
카테터(2606)는, 예컨대 샤프트(2604)의 원위 단부 부분에서, 다양한 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 하나의 예시에서, 세장형 이동 부재(2612)의 단부는 2개의 세장형 이동 부재의 근위 단부를 나타내고, 여기서 각각의 세장형 이동 부재(2612)의 원위 단부가 샤프트(2604)의 원위 단부 부분에 부착된다. 여기서, 샤프트(2604)의 원위 단부 부분은 상향 및 하향 또는 좌측 및 우측과 같은, 2개의 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 그러나, 임의의 수의 세장형 이동 부재 및/또는 이동 방향이 구현될 수 있다. 예에서, 카테터(2602)는 오버핸드 또는 언더핸드 방식으로 보유되도록 구성된다.
카테터(2602)가 특정 컴포넌트로 예시되어 있지만, 다른 컴포넌트가 구현될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(2614) 및/또는 다른 컴포넌트가 다른 컴포넌트로 대체될 수 있다. 일부 경우에, (로봇이든 수동이든 간에) 본 명세서에서 논의되는 다른 예시적인 카테터의 컴포넌트들 중 임의의 것이 대안적으로 또는 추가적으로 구현될 수 있다. 또한, 카테터(2602)의 컴포넌트들 중 임의의 것이 본 명세서에서 논의되는 다른 카테터에서 구현될 수 있다.
추가 실시예
실시예에 따라, 본 명세서에 기술된 프로세스들 또는 알고리즘들 중 임의의 것의 소정의 동작, 이벤트, 또는 기능은 상이한 시퀀스로 수행될 수 있고, 추가되거나, 병합되거나, 완전히 생략될 수 있다. 따라서, 소정 실시예에서, 프로세스의 실행을 위해 모든 기술된 동작 또는 이벤트가 필요하지는 않다.
구체적으로 달리 언급되지 않는 한 또는 사용된 바와 같은 문맥에서 달리 이해되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 조건부 언어, 예컨대, 그 중에서도, "할 수 있다", "할 수 있을 것이다", "할 수도 있을 것이다", "할 수도 있다", "예컨대" 등은 그의 통상적인 의미로 의도되고 일반적으로, 소정 실시예가 소정 특징부, 요소 및/또는 단계를 포함하는 반면, 다른 실시예가 소정 특징부, 요소 및/또는 단계를 포함하지 않음을 전달하도록 의도된다. 따라서, 그러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징부, 요소 및/또는 단계가 임의의 특정 실시예에 포함되는지 또는 임의의 특정 실시예에서 수행될 것인지 여부를, 입안자 입력 또는 촉구를 가지고 또는 이를 가짐이 없이, 결정하기 위한 로직을 하나 이상의 실시예가 필연적으로 포함한다는 것, 또는 이들 특징부, 요소, 및/또는 단계가 하나 이상의 실시예에 대해 요구되는 임의의 방식으로 있다는 것을 의미하도록 의도되지 않는다. 용어 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등은 동의어이고, 그들의 통상적인 의미로 사용되고, 포괄적으로 개방형 방식으로 사용되며, 추가의 요소, 특징부, 동작, 작동 등을 배제하지 않는다. 또한, 용어 "또는"은 그의 포괄적인 의미로 사용되어(그리고 그의 배타적인 의미로 사용되지 않음), 예를 들어 요소의 목록을 연결하기 위해 사용될 때, 용어 "또는"이 목록 내의 요소들 중 하나, 일부, 또는 전부를 의미하도록 한다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 어구 "X, Y, 및 Z 중 적어도 하나"와 같은 접속 언어는, 항목, 용어, 요소 등이 X, Y, 또는 Z일 수 있음을 전달하는 데 일반적으로 사용되는 바와 같은 문맥으로 이해된다. 따라서, 그러한 접속 언어는 일반적으로, 소정 실시예가 각각 존재하기 위해 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나, 및 Z 중 적어도 하나를 필요로 한다는 것을 의미하도록 의도되지 않는다.
실시예의 위의 설명에서, 다양한 특징부가 때때로 본 개시를 간소화하고 다양한 태양들 중 하나 이상의 이해를 돕기 위해 단일 실시예, 도면, 또는 그의 설명에서 함께 그룹화된다는 것이 인식되어야 한다. 그러나, 본 개시의 이러한 방법은 임의의 청구항이 그러한 청구항에서 명백하게 인용되는 것보다 많은 특징부를 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서의 특정 실시예에서 예시되고/되거나 기술된 임의의 컴포넌트, 특징부, 또는 단계는 임의의 다른 실시예(들)에 적용되거나 그와 함께 사용될 수 있다. 또한, 컴포넌트, 특징부, 단계, 또는 컴포넌트, 특징부, 또는 단계의 그룹이 각각의 실시예에 필요하거나 필수적이지는 않다. 따라서, 본 명세서의 개시의 범주는 전술된 특정 실시예에 의해 제한되어야 하는 것이 아니라, 하기의 청구범위의 타당한 판독에 의해서만 결정되어야 하는 것으로 의도된다.
소정의 서수 용어(예컨대, "제1" 또는 "제2")는 참조의 용이함을 위해 제공될 수 있고 반드시 물리적 특성 또는 순서를 의미하지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 구조물, 컴포넌트, 동작 등과 같은 요소를 변형시키는 데 사용되는 서수 용어(예컨대, "제1", "제2", "제3" 등)는 반드시 임의의 다른 요소에 대한 그러한 요소의 우선 순위 또는 순서를 나타내는 것이 아니라, 오히려 일반적으로 유사하거나 동일한 명칭을 갖는(그러나 서수 용어의 사용을 위한) 다른 요소로부터 그러한 요소를 구별할 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 부정 관사("a" 및 "an")는 "하나"보다는 "하나 이상"을 나타낼 수 있다. 또한, 조건 또는 이벤트에 "기초하여" 수행되는 동작은 또한 명시적으로 언급되지 않은 하나 이상의 다른 조건 또는 이벤트에 기초하여 수행될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 예시적인 실시예가 속하는 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 통상적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어가 관련 기술의 상황에서의 그들의 의미와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명확히 그렇게 정의되지 않는 한 이상화된 또는 과도하게 공식적인 의미로 해석되지 않아야 한다는 것이 또한 이해되어야 한다.
공간적으로 상대적인 용어 "외부", "내부", "상부", "하부", "아래", "위", "수직", "수평" 및 유사한 용어는 도면에 예시된 바와 같이 하나의 요소 또는 컴포넌트와 다른 요소 또는 컴포넌트 사이의 관계를 기술하기 위한 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여 사용 또는 동작 시에 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시된 장치가 뒤집힌 경우, 다른 장치 "아래" 또는 "밑"에 위치된 장치는 다른 장치 "위"에 배치될 수 있다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 하부 및 상부 위치 둘 모두를 포함할 수 있다. 장치는 또한 다른 방향으로 배향될 수 있고, 따라서 공간적으로 상대적인 용어는 배향에 따라 상이하게 해석될 수 있다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "더 적은", "더 많은", "더 큰" 등과 같은 비교적인 및/또는 정량적인 용어는 균등의 개념을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, "더 적은"은 가장 엄격한 수학적 의미에서 "더 적은"뿐만 아니라, "더 적거나 같은"을 의미할 수 있다.

Claims (30)

  1. 로봇-제어가능 카테터 조립체(robotically-controllable catheter assembly)로서,
    루멘(lumen)을 포함하고 상기 루멘을 통해 표적 부위에 흡인(aspiration)을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 세장형 샤프트(elongate shaft); 및
    상기 세장형 샤프트에 결합되고 상기 세장형 샤프트의 작동을 제어하도록 구성되는 기구 기부(instrument base)로서, 로봇 아암(robotic arm)과 연관된 구동 출력 조립체에 결합하도록 구성되는 구동 입력 조립체를 포함하는, 상기 기구 기부를 포함하는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 다른 루멘을 포함하고, 상기 로봇-제어가능 카테터 조립체는,
    상기 다른 루멘 내에 활주가능하게 배치되고 상기 세장형 샤프트의 원위 단부에 연결되는 세장형 이동 부재를 추가로 포함하고;
    상기 구동 입력 조립체는 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 상기 세장형 이동 부재에 연결되는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기구 기부는, 상기 세장형 샤프트의 근위 단부에 결합되고 상기 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 포트(port)를 포함하는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기구 기부는 상기 로봇-제어가능 카테터 조립체를 위한 식별자와 연관된 식별 요소를 포함하고, 상기 식별 요소는 무선-주파수 식별 태그, QR(Quick Response) 코드, 바코드, 또는 자석 중 적어도 하나를 포함하는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로봇-제어가능 카테터 조립체는 상기 세장형 샤프트의 조작을 제어하기 위한 수동 입력(manual input)을 수신하도록 구성되는 핸드헬드 기구 어댑터(handheld instrument adapter)를 추가로 포함하고, 상기 핸드헬드 기구 어댑터는 상기 기구 기부의 상기 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 커플러(coupler) 및 상기 커플러에 연결되고 상기 커플러를 조작하도록 구성되는 수동 액추에이터(manual actuator)를 포함하는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 커플러는, 상기 수동 액추에이터와 맞물리고 상기 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 기어 조립체를 포함하는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 로봇-제어가능 카테터 조립체는 상기 세장형 샤프트를 조작하도록 구성되는 당김 와이어(pull wire)를 추가로 포함하고;
    상기 커플러는, 상기 구동 입력 조립체를 조작하는 것으로부터 상기 수동 액추에이터를 맞물림해제시키도록 구성되고 상기 당김 와이어의 장력을 조절하도록 구성되는 인장 메커니즘(tensioning mechanism)을 포함하는, 로봇-제어가능 카테터 조립체.
  8. 수동-제어가능 카테터(manually-controllable catheter)로서,
    루멘을 포함하고 상기 루멘을 통해 표적 부위에 흡인을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 세장형 샤프트; 및
    상기 세장형 샤프트에 결합되고 상기 세장형 샤프트의 작동을 제어하도록 구성되는 수동 액추에이터를 포함하는 기구 손잡이를 포함하는, 수동-제어가능 카테터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 와이어 루멘을 포함하고, 상기 수동-제어가능 카테터는,
    상기 와이어 루멘 내에 활주가능하게 배치되고 상기 세장형 샤프트의 원위 단부에 연결되는 당김 와이어를 추가로 포함하고;
    상기 수동 액추에이터는 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 상기 당김 와이어에 연결되는, 수동-제어가능 카테터.
  10. 제8항에 있어서, 상기 기구 손잡이는, 상기 세장형 샤프트의 근위 단부에 결합되고 상기 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 포트를 포함하는, 수동-제어가능 카테터.
  11. 제8항에 있어서, 상기 수동 액추에이터는 상기 기구 손잡이가 오버핸드(overhand) 방식으로 사용자에 의해 보유될 때 상기 사용자의 엄지손가락에 의해 작동되도록 구성되는, 수동-제어가능 카테터.
  12. 제8항에 있어서, 상기 수동 액추에이터는 상기 기구 손잡이가 언더핸드(underhand) 방식으로 사용자에 의해 보유될 때 상기 사용자의 엄지손가락에 의해 작동되도록 구성되는, 수동-제어가능 카테터.
  13. 시스템으로서,
    기부;
    상기 기부 내에 회전가능하게 지지되고 로봇-제어가능 의료 기구의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 커플러; 및
    상기 커플러에 동작식으로 결합되고 상기 로봇-제어가능 의료 기구가 관절운동하게 하기 위해 상기 커플러를 조작하도록 구성되는 제1 수동 액추에이터를 포함하는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 커플러는, 상기 제1 수동 액추에이터에 결합되고 상기 로봇-제어가능 의료 기구의 상기 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 맞물림 조립체를 포함하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 맞물림 조립체는 (i) 상기 수동 액추에이터와 맞물리기 위한 제1 맞물림 부재, (ii) 상기 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 제2 맞물림 부재, 및 (iii) 상기 제2 맞물림 부재에 대한 상기 제1 맞물림 부재의 결합을 맞물림해제시키도록 구성되는 맞물림해제 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 맞물림해제 메커니즘은 상기 제2 맞물림 부재에 대한 상기 제1 맞물림 부재의 상기 결합을 맞물림해제시키기 위한 수동 입력을 수신하도록 구성되는 제2 수동 액추에이터를 포함하는, 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    (i) 표적 부위에 흡인을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 세장형 샤프트, 및 (ii) 상기 세장형 샤프트에 결합되고 상기 세장형 샤프트의 작동을 제어하도록 구성되고 상기 구동 입력 조립체를 포함하는 기구 기부를 포함하는 상기 로봇-제어가능 의료 기구를 추가로 포함하는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 루멘을 포함하고, 상기 로봇-제어가능 의료 기구는, 상기 루멘 내에 활주가능하게 배치되고 상기 세장형 샤프트의 원위 단부에 연결되는 세장형 이동 부재를 추가로 포함하고;
    상기 구동 입력 조립체는 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위해 상기 세장형 이동 부재에 연결되는, 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 커플러는, 상기 구동 입력 조립체를 조작하는 것으로부터 상기 제1 수동 액추에이터를 맞물림해제시키도록 구성되고 상기 세장형 이동 부재의 장력을 조절하도록 구성되는 인장 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 기구 기부는, 상기 세장형 샤프트의 근위 단부에 결합되고 상기 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는 포트를 포함하는, 시스템.
  21. 제13항에 있어서, 상기 커플러는, 상기 제1 수동 액추에이터와 맞물리고 상기 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 기어 조립체를 포함하는, 시스템.
  22. 시스템으로서,
    원위 단부 부분, 근위 단부 부분, 및 루멘을 포함하는 세장형 샤프트로서, 상기 루멘을 통해 흡인을 제공하기 위해 흡인 시스템에 결합하도록 구성되는, 상기 세장형 샤프트; 및
    상기 세장형 샤프트에 결합되는 손잡이로서,
    상기 손잡이가 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위한 로봇 입력을 수신하는 로봇 모드; 및
    상기 손잡이가 상기 세장형 샤프트의 관절운동을 제어하기 위한 수동 입력을 수신하는 수동 모드로 동작하도록 구성되는, 상기 손잡이를 포함하는, 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 손잡이에 상기 로봇 입력을 제공하도록 구성되는 구동 출력 조립체를 포함하는 로봇 아암을 추가로 포함하고;
    상기 손잡이는 상기 로봇 아암의 상기 구동 출력 조립체에 결합되는, 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 손잡이는, 상기 세장형 샤프트에 결합되고 상기 수동 입력을 수신하도록 구성되는 수동 액추에이터를 포함하는, 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 상기 손잡이는 상기 로봇 입력을 수신하도록 구성되는 기구 기부 및 상기 기구 기부에 결합하도록 구성되는 어댑터를 포함하고, 상기 어댑터는 상기 수동 입력을 수신하도록 구성되는 수동 액추에이터를 포함하는, 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 어댑터는 상기 기구 기부의 구동 입력 조립체에 결합하도록 구성되는 커플러를 포함하고, 상기 커플러는 (i) 상기 수동 액추에이터와 맞물리기 위한 제1 맞물림 부재, (ii) 상기 구동 입력 조립체와 맞물리도록 구성되는 제2 맞물림 부재, 및 (iii) 상기 제2 맞물림 부재에 대한 상기 제1 맞물림 부재의 결합을 맞물림해제시키도록 구성되는 맞물림해제 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 맞물림해제 메커니즘은 상기 제2 맞물림 부재에 대한 상기 제1 맞물림 부재의 상기 결합을 맞물림해제시키기 위한 수동 입력을 수신하도록 구성되는 다른 수동 액추에이터를 포함하는, 시스템.
  28. 제22항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부 부분을 조작하도록 구성되는 당김 와이어를 포함하는, 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 손잡이는 상기 당김 와이어의 장력을 조절하도록 구성되는 인장 메커니즘을 포함하는, 시스템.
  30. 제22항에 있어서, 상기 손잡이는 상기 루멘 및 상기 흡인 시스템에 연결하도록 구성되는 포트를 포함하는, 시스템.
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