KR20160069622A - 수술 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 환부와 수술용 도구 간의 거리를 감지할 수 있는 수술 로봇 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 수술 로봇 시스템은, 로봇 암의 수술 도구와 감지 대상과의 거리를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지 결과 신호에 따라 상기 로봇 암의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 감지부는 감지 신호를 송신하는 송신부; 송신된 감지 신호가 반사된 감지 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 송신부의 송신된 감지 신호와 상기 수신부에 수신된 반사된 감지 신호 간의 시간차에 따라 거리를 감지하여 상기 감지 결과 신호를 제공하는 감지 구동부를 포함할 수 있다.

Description

수술 로봇 시스템{SURGEICAL ROBOT SYSTEM}

본 발명은 환자의 환부를 수술할 수 있는 수술 로봇 시스템에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다.

특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.

이러한 수술 로봇은 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암을 구비하게 되며, 로봇 암의 종단부에는 수술용 도구가 장착되어, 로봇으로부터 생성, 전달되는 구동력에 의해 수술용 도구가 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.

한편, 종래의 수술 로봇은 하기의 선행 기술 문헌과 같이 카메라를 통해 촬상된 환부를 디스플레이하여 로봇 암으로 환부를 수술하게 되는데, 환부가 아닌 다른 부위에 상술한 수술용 도구가 접촉하거나, 환부가 아닌 다른 부위에 시술 또는 수술이 집행되는 문제점이 발생할 수 있다.

대한민국 공개 특허 공보 2013-0110299호

본 발명의 일 실시예에 따르면, 환부와 수술용 도구 간의 거리를 감지할 수 있는 수술 로봇 시스템이 제공된다.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 수술 로봇 시스템은, 로봇 암의 수술 도구와 감지 대상과의 거리를 감지하여 감지 결과 신호를 제공하는 감지부; 및 상기 수술 도구의 동작을 제어하고, 상기 감지 결과 신호에 응답하여 사용자에게 상기 거리에 관한 정보를 제공하는 제어부를 포함할 수 있고, 상기 감지부는 감지 신호를 송신하는 송신부; 송신된 감지 신호가 반사된 감지 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 송신부의 송신된 감지 신호와 상기 수신부에 수신된 반사된 감지 신호 간의 시간차에 따라 거리를 감지하는 감지 결과 신호를 제공하는 감지 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 감지부는 상기 수술 도구에 부착될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 감지부는 레이저, 적외선 또는 초음파 중 적어도 하나의 방식으로 거리를 감지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 수술 대상을 촬상하는 촬상부; 및 상기 촬상된 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 감지 결과 신호에 따라 상기 디스플레이부에 상기 수술 도구와 감지 대상 간의 거리를 표시시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수술 도구와 수술 대상 간의 거리를 실시간으로 감지하여, 환부가 아닌 다른 부위에 수술 도구가 접촉하거나, 환부가 아닌 다른 부위에 시술 또는 수술이 집행되는 문제점을 해소할 수 있으며, 2차원 영상에서도 깊이감 부재로 인한 오작동 문제를 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 개략적인 외형도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템에 채용된 감지부의 개략적인 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 디스플레이부에 표시되는 이미지이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 개략적인 외형도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템(100)는 로봇 몸체(110), 로봇 암(120) 및 디스플레이부(130)로 구성될 수 있다.

로봇 몸체(110)는 내부에 각종 제어 회로가 구비될 수 있으며, 외부의 조정 장치 또는 입력 장치를 통해 로봇 암(120)을 제어할 수 있다.

로봇 암(120)는 사용자의 제어에 따라 수술을 집도할 수 있으며, 로봇 암(120)의 종단부에는 수술 도구(122)가 구비되어 절개, 봉합 등의 수술 동작을 수행할 수 있다. 로봇 암(120)은 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.

또한, 로봇 암(120)의 종단부에는 촬상부(124)가 구비되어 수술 대상을 촬상할 수 있으며, 촬상된 이미지는 로봇 몸체(110)의 제어 회로에 의해 이미지 처리되어 디스플레이부(130)에 표시될 수 있다.

더하여, 로봇 암(120)의 종단부에는 감지부(123)가 구비될 수 있으며, 감지부(123)는 수술 도구(122)에 부착될 수 있다.

감지부(123)는 감지 신호를 출력하여 감지 대상과 수술 도구(122) 간의 거리를 감지할 수 있으며, 감지 신호를 로봇 몸체(110)의 제어 회로에 전송할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 개략적인 블럭도이다.

도 1과 함께 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템(100)는 로봇 몸체(110)에는 제어부(111)가 구비될 수 있으며, 제어부(111)는 로봇 암(120)의 구동을 제어할 수 있고, 수술 도구(122)의 동작을 제어할 수 있으며감지부(123)로부터의 감지 결과 신호에 따라 사용자에 감지된 거리에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(111)는 상기 감지 결과 신호에 따라 수술 도구(122)와 감지 대상의 거리가 일정 거리 이하이면 사용자에게 충돌 경고를 제공할 수 있고, 수술 도구(122)와 감지 대상의 거리를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 촬상부(124)로부터의 촬상된 이미지를 이미지 처리하여 디스플레이부(130)에 표시할 수 있다.

한편, 감지부(123)는 레이더, 적외선 또는 초음파 중 적어도 하나의 신호 방식으로 감지 신호를 감지 대상에 전송하여 수술 도구(122)와 감지 대상 간의 거리를 감지할 수 있다. 당연히 상술한 세가지 방식 모두 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템에 채용된 감지부의 개략적인 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 감지부(123)는 송신부(123a), 수신부(123b) 및 감지 구동부(123c)를 포함할 수 있다.

송신부(123a)는 레이더 신호 방식일 경우 밀리미터파의 신호를 송신할 수 있고, 적외선 신호 방식일 경우 적외선을 발광할 수 있으며, 초음파 방식일 경우 초음파 신호를 송신할 수 있다.

수신부(123b)는 송신부(123a)에서 송신된 신호가 감지 대상에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 레이더 신호 방식일 경우 반사된 밀리미터파의 신호를 수신할 수 있고, 적외선 신호 방식일 경우 적외선을 수광할 수 있으며, 초음파 방식일 경우 반사된 초음파 신호를 수신할 수 있다.

감지 구동부(123c)는 송신부(123a)에서 송신된 감지 신호와 수신부(123b)에 수신된 반사된 감지 신호와의 시간차에 기초하여 거리를 감지할 수 있으며, 수술 도구의 종단에 감지부(123)가 구성될 경우 또는 수술 도구의 중단 또는 말단에 감지부(123)가 구성될 경우에 각각 가중치를 부가하여 정확한 거리를 감지할 수 있다. 감지 구동부(123c)로부터의 감지 결과 신호는 제어부(111)에 전달되며, 제어부(111)는 감지 결과 신호에 따라 수술 도구와 환부 또는 내부 장기 등과 같은 감지 대상과의 거리가 필요 이상으로 가까울 경우 사용자에게 충돌 경고를 제공할 수 있다. 한편, 감지부(123)는 수술 도구에 복수개가 구비될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 로봇 시스템의 디스플레이부에 표시되는 이미지이다.

도 2와 함께 도 4를 참조하면, 도시된 바와 같이 디스플레이부(130)에는 제어부(111)의 제어에 따라 수술 도구와 내부 장기 등과 같은 감지 대상 간의 거리를 표시하여 2차원 영상에서도 깊이감 부재로 인한 오작동 문제를 예방할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수술 도구와 수술 대상 간의 거리를 실시간으로 감지하여, 환부가 아닌 다른 부위에 수술 도구가 접촉하거나, 환부가 아닌 다른 부위에 시술 또는 수술이 집행되는 문제점을 해소할 수 있으며, 2차원 영상에서도 깊이감 부재로 인한 오작동 문제를 예방할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100: 수술 로봇 시스템
110: 로봇 몸체
111: 제어부
120: 로봇 암
122: 수술 도구
123: 감지부
123a: 송신부
123b: 수신부
123c: 감지 구동부
124: 촬상부
130: 디스플레이부

Claims (5)

1. 수술 도구를 가지며 로봇 몸체에 구비되는 로봇 암;
   상기 로봇 암의 수술 도구와 감지 대상과의 거리를 감지하여, 감지 결과 신호를 제공하는 감지부; 및
   상기 수술 도구의 동작을 제어하고, 상기 감지 결과 신호에 응답하여 사용자에게 실시간으로 상기 거리에 관한 정보를 제공하는 제어부를 포함하고,
   상기 감지부는
   감지 신호를 송신하는 송신부;
   송신된 감지 신호가 반사된 감지 신호를 수신하는 수신부; 및
   상기 송신부의 송신된 감지 신호와 상기 수신부에 수신된 반사된 감지 신호 간의 시간차에 따라 거리를 감지하여 상기 감지 결과 신호를 제공하는 감지 구동부
   를 포함하는 수술 로봇 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는 상기 수술 도구에 부착되는 수술 로봇 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는 레이저, 적외선 또는 초음파 중 적어도 하나의 방식으로 거리를 감지하는 수술 로봇 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   수술 대상을 촬상하는 촬상부; 및
   상기 촬상된 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 수술 로봇 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 감지 결과 신호에 따라 상기 디스플레이부에 상기 수술 도구와 감지 대상 간의 거리를 표시시키는 수술 로봇 시스템.
   

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