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KR102012620B1 - 로봇 수술 시스템의 구동 장치 - Google Patents

로봇 수술 시스템의 구동 장치 Download PDF

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KR102012620B1
KR102012620B1 KR1020190026749A KR20190026749A KR102012620B1 KR 102012620 B1 KR102012620 B1 KR 102012620B1 KR 1020190026749 A KR1020190026749 A KR 1020190026749A KR 20190026749 A KR20190026749 A KR 20190026749A KR 102012620 B1 KR102012620 B1 KR 102012620B1
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KR
South Korea
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robotic surgical
driving
surgical system
driving force
unit
Prior art date
Application number
KR1020190026749A
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English (en)
Inventor
차경래
승성민
김대관
이주학
정세미
최종균
김용택
박충환
오성석
Original Assignee
재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단
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Abstract

로봇 수술 시스템의 구동 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치는, 로봇 수술 시스템에서 로봇 수술 툴을 구동하는 장치로서, 제어 신호에 의해 구동력을 생성하는 구동부; 상기 구동력을 전달하는 전달부 및 상기 전달부와 연결되고 상기 로봇 수술 툴이 장착되는 연결부를 포함할 수 있다.

Description

로봇 수술 시스템의 구동 장치{DRIVING APPARATUS OF ROBOT SURGERY SYSTEM}
본 발명은 로봇 수술 시스템의 구동 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 입력 장치를 통해 입력되는 외과 의사의 조작 정보에 따라 로봇 수술 툴에 구동력을 제공하는 로봇 수술 시스템의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 의사는 수술 전에 환자의 MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 초음파 영상 등을 확보하고, 이를 통해 환자의 수술 부위를 파악한 후 수술을 수행한다. 한편, 로봇을 이용한 수술의 진행 과정에서 의사는 환자의 수술 부위를 직접 볼 수 없고 모니터에 표시된 화면을 통해 수술 부위를 파악하게 되는데, 이때 의사가 환자의 수술 부위에 대해 실시간으로 얻을 수 있는 시각적 정보는 다소 제한적이다.
이와 같이 로봇 수술을 진행함에 있어서 종래에는 환자의 MRI, CT, 초음파 영상 등을 확보하는 과정과 이를 통해 파악된 환자의 수술 부위에 대한 수술 과정이 각각 시간적으로 분리된 상태에서 진행되었다. 이에 따라 수술 과정이 의사의 기억과 경험에 많이 의존하게 되는 문제가 있었다.
이러한 문제의 해결을 위해 MRI 촬영과 동시에 수술을 진행하는 기술에 대한 시도가 일부 있었다. 그러나 MRI 촬영과 동시에 수술을 진행하기 위해서는 로봇 수술 시스템이 MRI 영상 장치 내의 제한된 공간과 높은 자기장 내에서 작동해야 하므로 안정적인 구현이 불가능하였으며, 매니퓰레이터와 같은 로봇의 수술 부분을 교체하는 것이 어려운 한계가 있었다.
이와 같은 상황 속에서 MRI 촬영과 동시에 수술을 진행할 수 있게 해주는 로봇 수술 시스템의 구동 장치에 대한 개발이 요구되고 있다.
공개특허 10-2016-0132861 "수술 기기를 원격조작 액추에이터와 결합시키는 방법", 2016. 11. 21 공개
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제한된 공간에서도 효과적으로 구동력을 전달할 수 있는 효율적인 구동력 전달 구조를 가지는 로봇 수술 시스템의 구동 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 MR 호환(Magnetic Resonance compatible)이 가능하여 높은 자기장 환경에서도 안정적으로 작동하는 로봇 수술 시스템의 구동 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 로봇 수술 툴에 높은 자유도를 부여하고, 로봇 수술 툴의 강성을 조절할 수 있는 로봇 수술 시스템의 구동 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 로봇 수술 시스템에서 로봇 수술 툴을 구동하는 장치로서, 제어 신호에 의해 구동력을 생성하는 구동부; 상기 구동력을 전달하는 전달부 및 상기 전달부와 연결되고 상기 로봇 수술 툴이 장착되는 연결부를 포함하는 로봇 수술 시스템의 구동 장치가 제공된다.
이때, 상기 전달부는 적어도 일 부분이 수술 베드의 하부에 상기 수술 베드의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 전달부는 상기 구동력을 전달하는 하나 이상의 플렉시블 샤프트(flexible shaft)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전달부는 나란히 배치된 다수의 플렉시블 샤프트를 포함하고, 상기 다수의 플렉시블 샤프트 중 일부는 상기 수술 베드의 폭 방향 일측으로 나머지는 상기 수술 베드의 폭 방향 타측으로 인출될 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 상기 전달부와 연결되어 상기 구동력을 전달받아 회전하는 연결부재; 상기 연결부재와 결합되어 회전력을 출력하는 출력축 및 상기 연결부재 및 상기 출력축을 상기 수술 베드에서 위로 이격된 소정 위치에 배치하여 주는 연결 프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력축은 상기 로봇 수술 툴로 상기 구동력 출력 시 슬립을 방지하는 슬립 방지 구조를 구비할 수 있다.
또한, 상기 슬립 방지 구조는 상기 출력축의 단부가 절삭된 절삭면으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 로봇 수술 시스템은 MRI 영상 장치가 촬영하는 동안 치료 대상 부위를 수술하기 위한 로봇 수술 시스템일 수 있다.
또한, 상기 구동부는 하나 이상의 MR 호환(compatible) 초음파 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전달부 및 상기 연결부는 비자성 재질로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치에 의하면, 로봇 수술 시스템에서 구동부, 전달부 및 연결부의 효율적인 배치를 통해 제한된 공간에서도 효과적으로 구동력을 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치에 의하면, MR 호환이 가능한 구성들을 통해 강한 자기장 환경에서도 안정적인 작동이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치에 의하면, 다수의 구동축을 통한 구동력 전달이 가능하며, 이를 통해 로봇 수술 툴에 높은 자유도를 부여하고, 강성을 조절할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치가 포함된 로봇 수술 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치의 일부 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치가 포함된 로봇 수술 시스템의 구성도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치(1)가 적용되는 로봇 수술 시스템은 MRI 영상 장치(3)에 의해 환자의 수술 부위 촬영이 이루어지는 동안 해당 수술 부위를 수술하기 위한 로봇 수술 시스템이 될 수 있다. 더욱 상세하게, 로봇 수술 시스템(1)은 MR 호환(Magnetic Resonance compatible) 뇌종양 제거용 로봇 수술 시스템이 될 수 있다. 여기서, MR 호환이란 MRI 영상 장치 등으로부터 강한 MR(Magnetic Resonance)이 발생하는 환경에서도 안정적으로 작동이 가능함을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치(1)는 수술 베드(2)에 배치되는 것으로 MRI 영상 장치(3) 내에서도 작동할 수 있다. 외과 의사에 의해 입력 장치(4)에 조작 정보가 입력되면, 조작 정보에 상응하는 제어 신호가 제어 장치(5)에서 생성되어 로봇 수술 시스템의 구동 장치(1)로 전달된다. 로봇 수술 시스템의 구동 장치(1)는 제어 신호에 상응하는 구동력을 로봇 수술 툴(6)로 전달하며, 최종적으로 로봇 수술 툴(6)이 외과 의사의 조작 정보에 따른 수술을 수행한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치의 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치의 분해도가 나타나 있다. 또한, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치의 일부 구성을 상세하게 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치(1)는 로봇 수술 시스템에서 로봇 수술 툴(6)을 구동하는 장치로서, 구동부(10), 전달부(20) 및 연결부(30)를 포함한다.
구동부(10) 제어 신호에 의해 구동력을 생성한다. 제어 신호는 전술한 바와 같이, 외과 의사에 의해 입력 장치(4)에 입력된 조작 정보에 상응하도록 제어 장치(5)에서 생성된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 구동부(10)는 하나 이상의 모터(11) 및 모터(11)의 고정을 위한 고정 프레임(12)을 포함할 수 있다. 또한, 구동부(10)는 수술 베드(2)의 길이 방향 일 측에 배치될 수 있다.
모터(11)는 제어 신호에 의한 구동력을 회전력의 형태로 출력하는 장치이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 수술 시스템의 구동 장치(1)는 강한 MR 예를 들면, 3T(Tesla) 자기장 환경에서 사용될 수 있는데, 이러한 환경에서도 안정적인 작동이 이루어질 필요가 있다. 이를 위해 모터(11)는 MR 호환 초음파 모터가 될 수 있다.
모터(11)는 다수가 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 모터(11)는 수술 베드(2)를 폭 방향으로 가로지르는 형태로 총 14개가 배치될 수 있다. 구체적으로, 상하 2단으로 배치되되 하단에는 8개가 배치되고, 상단에는 6개가 배치될 수 있다. 이와 같은 배치는 14축 구동력 전달을 가능하게 한다. 구체적으로, 이를 통해 수술 로봇 툴(6)에 우측 6자유도 및 좌측 6자유도를 부여하고, 우측 및 좌측의 강성을 각각 조절할 수 있다.
고정 프레임(12)은 모터(11)를 고정하는 부재이다. 고정 프레임(12)은 수술 베드(2)의 길이 방향 일측에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 고정 프레임(12)은 다수의 모터(11)가 상하 2단으로 고정될 수 있는 형태를 가지고 있다. 더욱 상세하게, 고정 프레임(12)은 하부와 상부에 각각 8개씩의 모터(11)가 일정 간격으로 고정될 수 있는 형태를 가지고 있다. 따라서 전술한 바와 같은 14축 구동력 전달의 구현은 물론이고 구동력 전달축을 추가적으로 2개 더 배치할 수 있게 만들어 준다.
전달부(20)는 구동부(10)에 의해 생성되는 구동력을 연결부(30)로 전달한다. 전달부(20)는 제어 신호에 따라 구동부(10)에서 생성되는 구동력을 연결부(30)로 전달함으로써 연결부(30)와 결합되며 장착되는 로봇 수술 툴(6)이 제어 신호에 따라 작동되게 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 전달부(20)는 하나 이상의 플렉시블 샤프트(flexible shaft, 21) 및 가이드 프레임(22)을 포함할 수 있다.
플렉시블 샤프트(21)는 구동부(10)의 모터(11)에 의해 회전력의 형태로 생성되는 구동력을 연결부(30)로 전달한다. 플렉시블 샤프트(21)는 와이어를 코일 모양으로 여러 겹 감아 가요성을 가지도록 한 부재로서 복잡한 기어 구조 없이도 회전력을 효과적으로 전달할 수 있게 만들어 준다.
플렉시블 샤프트(21)는 구동부(10)의 모터(11)에 각각 결합되어 각 모터(11)에서 생성되는 구동력을 연결부(30)로 전달한다. 앞서 살펴본 바와 같이, 구동부(10)가 14축 구동력 전달을 위해 총 14개의 모터(11)를 포함할 때, 플렉시블 샤프트(21)는 총 14개가 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 플렉시블 샤프트(21)는 적어도 일 부분이 수술 베드(2)의 하부에 수술 베드(2)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 이러한 배치는 좁은 주위 공간으로 인하여 장비의 배치 공간 확보가 어려운 MRI 호환 수술 로봇 시스템에서 공간 효율성을 극대화 시켜준다.
다수의 플렉시블 샤프트(21)는 수술 베드(2)의 하부에 수술 베드(2)의 길이 방향을 따라 나란히 배치되어 있으며, 다수 중 일부는 수술 베드(2)의 폭 방향 일측으로 나머지는 수술 베드(2)의 폭 방향 타측으로 인출될 수 있다. 조금 더 상세하게 살펴보면, 14축 구동력 전달의 구현을 위하여 총 14개의 플렉시블 샤프트(21)가 14축 구동력 전달을 수행하되, 수술 베드(2)의 좌측 및 우측으로 각각 7개씩의 플렉시블 샤프트(21)가 인출될 수 있다.
가이드 프레임(22)은 플렉시블 샤프트(21)가 수술 베드(2)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 유지하며 안정적으로 배치될 수 있게 해주는 부재이다. 가이드 프레임(22)은 수술 베드(2)의 하부에 격자형으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예가 MR 호환 로봇 수술 시스템에 적용될 때, 전달부(20)는 구동부(10)와 마찬가지로 강한 MR 환경 하에서 안정적으로 작동해야 한다. 이를 위해 전달부(20)는 자속의 영향을 적게 받는 비자성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 플렉시블 샤프트(21)는 비자성인 SUS 304계열 스테인레스강으로 이루어지고, 가이드 프레임(22)은 적어도 일부분이 알루미늄 및 나무 재질 중 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
연결부(30)는 로봇 수술 툴(6)이 장착되는 부분이다. 연결부(30)는 구동부(10)에서 생성되고, 전달부(20)를 통해 전달되는 구동력을 로봇 수술 툴(6)로 출력하여 로봇 수술 툴(6)을 외과 의사의 조작 신호에 따라 작동시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 연결부(30)는 연결부재(31), 출력축(32) 및 연결 프레임(33)을 포함할 수 있다.
연결부재(31)는 전달부(20)와 연결되어 구동력을 전달받아 회전한다. 연결부재(31)는 플렉시블 샤프트(21)의 단부와 접속되어 플렉시블 샤프트(21)로부터 회전력을 전달받는 접속부 및 베어링 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 14축의 구동력 전달이 이루어질 때, 연결부재(31)는 이에 상응하여 총 14개가 구비될 수 있다. 또한, 14축의 구동력이 수술 베드(2)의 좌우로 균등하게 나누어져 7개씩 전달될 때, 연결부재(31)는 좌우로 나란히 7개씩 수술 베드(2)의 상부로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
출력축(32)은 연결부재(31)와 결합되어 회전력을 출력한다. 출력축(32)은 로봇 수술 툴(6)에 결합되며, 전달부(20)로부터 전달된 구동력을 장착된 로봇 수술 툴(6)로 출력함으로써 로봇 수술 툴(6)을 작동시킨다.
출력축(32)은 로봇 수술 툴(6)로 구동력 출력 시 슬립을 방지하는 슬립 방지 구조를 구비할 수 있다. 출력축(32)이 회전을 통해 구동력을 출력할 때, 로봇 수술 툴(6)의 접속부와의 사이에서 슬립이 발생할 경우 수술 로봇 수술 툴(6)의 정확한 작동이 이루어지지 못하게 된다. 따라서 슬립 방지 구조는 반드시 구비되는 것이 바람직하다. 도 2 및 도 4에 나타난 바와 같이, 슬립 방지 구조는 출력축(32)의 단부가 절삭된 절삭면(321)으로 이루어질 수 있다.
연결 프레임(33)은 연결부재(31) 및 출력축(32)을 수술 베드(2)에서 위로 이격된 소정 위치에 배치하여 준다. 이와 더불어 연결 프레임(33)은 수술 베드(2)의 양측으로 인출된 플렉시블 샤프트(21)를 수술 베드(2) 상부로 일정 간격 이격된 위치까지 가이드하여 준다. 본 발명의 일 실시예가 MR 호환 뇌종양 제거용 로봇 수술 시스템에 적용되는 경우 연결 프레임(33)은 수술 베드(2) 중 환자(P)의 가슴 부위에 배치될 수 있다.
이때, 연결 프레임(33)은 환자(P)의 가슴 부위를 둘러싸는 터널 형태로 형성되는 프레임 본체(331)와, 프레임 본체(331)의 상부면에 연결부재(31) 및 출력축(32)이 결합되도록 배치되는 결합 플레이트(332)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 플렉시블 샤프트(21)가 수술 베드(2)의 좌측 및 우측으로 각각 7개씩 인출될 때, 결합 플레이트(332)는 프레임 본체(331)의 상단에 2개가 서로 대향하여 배치될 수 있으며, 각각의 결합 플레이트(332)는 최소한 7개의 연결부재(31)의 결합이 가능한 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예가 MR 호환 로봇 수술 시스템에 적용될 때, 연결부(30)는 구동부(10) 및 전달부(20)와 마찬가지로 강한 MR 환경 하에서 안정적으로 작동해야 한다. 이를 위해 연결부(30) 역시 자속의 영향을 적게 받는 비자성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 연결부(30)는 플라스틱 및 나무 중 어느 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 연결부재(31) 및 출력축(32)의 적어도 일부분은 플라스틱 재질로 이루어지고, 연결 프레임(33)은 적어도 일부분이 나무, 플라스틱, 알루미늄, 스테인레스강 및 황동 재질 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게, 연결 프레임(33)의 프레임 본체(331)는 나무 재질로 이루어지고, 결합 플레이트(332)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 로봇 수술 시스템의 구동 장치
10: 구동부
11: 모터 12: 고정 프레임
20: 전달부
21: 플렉시블 샤프트 22: 가이드 프레임
30: 연결부
31: 연결부재 32: 출력축
33: 연결 프레임

Claims (10)

  1. 로봇 수술 시스템에서 로봇 수술 툴을 구동하는 장치로서,
    제어 신호에 의해 구동력을 생성하는 구동부;
    상기 구동력을 전달하는 전달부 및
    상기 전달부와 연결되고 상기 로봇 수술 툴이 장착되는 연결부를 포함하고,
    상기 전달부는 적어도 일 부분이 수술 베드의 하부에 상기 수술 베드의 길이 방향을 따라 배치되고,
    상기 전달부는 상기 구동력을 전달하는 하나 이상의 플렉시블 샤프트(flexible shaft)를 포함하되,
    상기 전달부는 나란히 배치된 다수의 플렉시블 샤프트를 포함하고, 상기 다수의 플렉시블 샤프트 중 일부는 상기 수술 베드의 폭 방향 일측으로 나머지는 상기 수술 베드의 폭 방향 타측으로 인출되는 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 전달부와 연결되어 상기 구동력을 전달받아 회전하는 연결부재;
    상기 연결부재와 결합되어 회전력을 출력하는 출력축 및
    상기 연결부재 및 상기 출력축을 수술 베드에서 위로 이격된 소정 위치에 배치하여 주는 연결 프레임을 포함하는 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 출력축은 상기 로봇 수술 툴로 구동력 출력 시 슬립을 방지하는 슬립 방지 구조를 구비하는 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 슬립 방지 구조는 상기 출력축의 단부가 절삭된 절삭면으로 이루어지는 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 수술 시스템은 MRI 영상 장치가 촬영하는 동안 치료 대상 부위를 수술하기 위한 로봇 수술 시스템인 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동부는 하나 이상의 MR 호환(compatible) 초음파 모터를 포함하는 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전달부 및 상기 연결부는 비자성 재질로 구성되는 로봇 수술 시스템의 구동 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001061860A (ja) * 1999-08-31 2001-03-13 Hitachi Ltd 治療装置
JP4381907B2 (ja) * 2004-07-05 2009-12-09 株式会社日立製作所 手術支援システム
JP2012005557A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Terumo Corp 医療用ロボットシステム
KR20160132861A (ko) 2014-03-17 2016-11-21 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수술 기기를 원격조작 액추에이터와 결합시키는 방법
KR101925483B1 (ko) * 2018-07-24 2018-12-05 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 Mri 영상 장치와 호환 가능한 수술 로봇의 구동 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001061860A (ja) * 1999-08-31 2001-03-13 Hitachi Ltd 治療装置
JP4381907B2 (ja) * 2004-07-05 2009-12-09 株式会社日立製作所 手術支援システム
JP2012005557A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Terumo Corp 医療用ロボットシステム
KR20160132861A (ko) 2014-03-17 2016-11-21 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 수술 기기를 원격조작 액추에이터와 결합시키는 방법
KR101925483B1 (ko) * 2018-07-24 2018-12-05 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 Mri 영상 장치와 호환 가능한 수술 로봇의 구동 장치

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