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KR102813673B1 - 의료 기구를 배치하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

의료 기구를 배치하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR102813673B1
KR102813673B1 KR1020217013162A KR20217013162A KR102813673B1 KR 102813673 B1 KR102813673 B1 KR 102813673B1 KR 1020217013162 A KR1020217013162 A KR 1020217013162A KR 20217013162 A KR20217013162 A KR 20217013162A KR 102813673 B1 KR102813673 B1 KR 102813673B1
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KR
South Korea
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medical
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medical device
spring
Prior art date
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다니엘 매튜 디 로어
데이비드 더블유 베일리
Original Assignee
인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
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Abstract

의료 기구 시스템은 기부에 대한 의료 기구의 위치를 제어하도록 구성된 기구 조작부를 포함한다. 기구 조작부는 의료 기구와 결합하도록 구성된 의료 기구 연결기를 포함하는 기구 캐리지를 포함한다. 기구 캐리지는 의료 기구를 기부에 대해서 전진 또는 후퇴시키기 위해서 선형 축을 따라서 병진운동하도록 구성된다. 의료 기구 시스템은 또한 선형 축을 따라서 기구 캐리지와 활주 가능하게 결합된 삽입 스테이지를 포함한다. 삽입 스테이지는, 구동 벨트 및 구동 벨트를 구동하도록 구성된 구동 모터를 포함하는 구동 조립체를 갖는다. 기부가 구동 벨트에 고정적으로 커플링된다. 의료 기구 시스템은 또한, 구동 벨트에 고정적으로 커플링된 원위 단부 및 기구 캐리지에 고정된 근위 단부를 갖는 연결 요소를 포함한다.

Description

의료 기구를 배치하기 위한 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2018년 10월 5일에 출원된 미국 가출원 제62/741,800호 및 2019년 3월 15일에 출원된 미국 가출원 제62/819,139호의 이익을 주장하며, 그러한 가출원의 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
본 개시내용은 의료 기구를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최소 침습 의료 기술은, 의료 시술 중에 손상되는 조직의 양을 줄이고 그에 의해서 환자 회복 시간, 불편함, 및 유해한 부작용을 줄이도록 의도된다. 그러한 최소 침습 기술은 환자 해부조직 내의 자연적인 오리피스를 통해서 또는 하나 이상의 수술 절개부를 통해서 실시될 수 있을 것이다. 이러한 자연적인 오리피스 또는 절개부를 통해서, 작업자(예를 들어, 의사)는 표적 조직 위치에 도달하기 위해서 (수술, 진단, 치료, 또는 생검 기구를 포함하는) 최소 침습적 의료 기구를 삽입할 수 있을 것이다. 하나의 그러한 최소 침습 기술은, 해부학적 통로 내로 삽입될 수 있고 환자 해부조직 내의 관심 영역을 향해서 전진될 수 있는 가요성 카테터와 같은 가요성 및/또는 조향가능 세장형 장치를 이용한다. 작업자에 의한 그러한 세장형 장치의 제어는, 적어도 세장형 장치의 환자 해부조직에 대한 삽입 및 후퇴뿐만 아니라 그러한 장치의 조향의 관리를 포함하는, 몇 개의 자유도의 관리를 포함한다. 이러한 그리고 다른 난제를 해결하기 위해서, 기구 제어를 위한 다기능의 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명의 실시예들은 상세한 설명에 이어지는 청구범위에 의해 가장 잘 요약된다.
일부 실시예에 따라, 의료 기구 시스템은 기부에 대한 의료 기구의 위치를 제어하도록 구성된 기구 조작부를 포함한다. 기구 조작부는 의료 기구와 결합하도록 구성된 의료 기구 연결기를 포함하는 기구 캐리지를 포함한다. 기구 캐리지는 의료 기구를 기부에 대해서 전진 또는 후퇴시키기 위해서 선형 축을 따라서 병진운동하도록 구성된다. 의료 기구 시스템은 또한 선형 축을 따라서 기구 캐리지와 활주 가능하게 결합된 삽입 스테이지를 포함한다. 삽입 스테이지는, 구동 벨트 및 구동 벨트를 구동하도록 구성된 구동 모터를 포함하는 구동 조립체를 갖는다. 기부가 구동 벨트에 고정적으로 커플링된다. 의료 기구 시스템은 또한, 구동 벨트에 고정적으로 커플링된 원위 단부 및 기구 캐리지에 고정된 근위 단부를 갖는 연결 요소를 포함한다.
일부 실시예에 따라, 의료 기구 시스템은 환자 해부조직에 대한 의료 기구의 자세를 제어하도록 구성된 기구 조작부, 및 기구 조작부의 자세를 제어하도록 구성된 지지 구조물을 포함한다. 의료 기구 시스템은 또한 프로세서를 포함하는 제어 시스템을 포함하고, 프로세서는: 의료 기구의 길이의 형상(shape of length)을 결정하기 위한 데이터를 수신하도록; 의료 기구의 길이의 형상을 문턱값과 비교하도록; 의료 기구의 길이의 형상이 문턱값을 초과하는지를 결정하도록; 그리고 그러한 결정을 기초로 기구 조작부의 위치를 조정하기 위한 명령어를 제공하도록 구성된다.
상기 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명의 모두는 본질적으로 예시적이며 설명적이고, 본 개시내용의 범주를 제한함이 없이 본 개시내용의 이해를 제공하도록 의도된 것임을 이해하여야 한다. 이와 관련하여, 본 개시내용의 부가적인 양태, 특징, 및 장점이 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명확해질 것이다.
도 1은 일부 실시예에 따른 원격 동작식 의료 시스템의 단순화된 도면이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 의료 시스템의 여러 양태를 도시한다. 도 2a는 본 개시내용의 실시예에 따른 지지 구조물에 커플링된 기구 조작부를 포함하는 조작부 조립체를 도시한다. 도 2b는 본 개시내용의 실시예에 따른 수납 구성(stowed configuration)의 시스템 카트를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시내용의 실시예에 따른 기구 조작부의 여러 양태를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시내용의 실시예에 따른 기구 인터페이스를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 개시내용의 실시예에 따른 기구 조작부의 여러 양태를 도시한다.
도 6a 내지 도 6j는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 의료 시스템의 셋업을 위한 지침을 제공하는 시각적 표상의 예를 도시한다.
도 7a 내지 도 7h는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 의료 시스템을 해체(take down)하기 위한 지침을 제공하는 시각적 표상의 예를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 일부 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 여러 양태를 도시한다.
도 8c 내지 도 8e는 일부 실시예에 따른 기어 힌지 조립체의 여러 양태를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 일부 실시예에 따른, 디스플레이 시스템이 폐쇄 구성에 있을 때의 카운터밸런스 시스템(counterbalance system)의 여러 양태를 도시한다.
도 9c는 일부 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 모니터의 여러 회전 위치에서의 인가된 모멘트 및 카운터밸런스 모멘트의 그래프 도면이다.
도 10은 일부 실시예에 따른, 디스플레이 시스템이 부분적으로 개방 구성에 있을 때의 카운터밸런스 시스템의 여러 양태를 도시한다.
도 11은 일부 실시예에 따른, 디스플레이 시스템이 개방 구성에 있을 때의 카운터밸런스 시스템의 여러 양태를 도시한다.
도 12는 일부 실시예에 따른 카운터밸런스 조립체의 근위 단부의 측면도를 도시한다.
도 13a 내지 도 13d는 일부 실시예에 따른 카운터밸런스 조립체의 원위 단부의 여러 양태를 도시한다.
도 14는 일부 실시예에 따른 시스템 카트의 제동 조립체의 여러 양태를 도시한다.
도 15a는 일부 실시예에 따른 미제동 구성에서의 제동 조립체의 여러 양태를 도시한다.
도 15b는 일부 실시예에 따른 제동 구성에서의 제동 조립체의 여러 양태를 도시한다.
도 16은 일부 실시예에 따른 센서 조립체를 갖는 제동 조립체의 여러 양태를 도시한다.
도 17a는 일부 실시예에 따른, 제동 조립체가 미제동 구성에 있을 때의 센서 조립체를 갖춘 제동 조립체의 여러 양태를 도시한다.
도 17b는 일부 실시예에 따른, 제동 조립체가 제동 구성에 있을 때의 센서 조립체를 갖춘 제동 조립체의 여러 양태를 도시한다.
본 개시내용의 실시예 및 그의 장점은 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해된다. 유사한 도면 부호는 도면들 중 하나 이상에 도시된 유사한 요소를 식별하도록 사용되고, 도면의 도시는 본 개시내용의 실시예를 예시할 목적이며 이를 제한할 목적이 아님을 이해하여야 한다.
이하의 설명에서, 본 개시내용에 따른 일부 실시예를 설명하는 구체적인 상세 내용을 기술한다. 수 많은 구체적인 상세 내용은 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해서 기술된 것이다. 그러나, 당업자는, 이러한 구체적인 상세 내용의 일부 또는 전부가 없이도 개시된 실시예가 실시될 수 있다는 것을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 본원에 개시된 구체적인 실시예는 예시적인 것임을, 그러나 제한적인 것이 아님을 의미한다. 당업자는, 다른 요소가, 비록 본원에서 구체적으로 설명되지 않았지만, 이러한 개시내용의 범위 및 사상에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 불필요한 반복을 피하기 위해서, 구체적으로 달리 설명되지 않는 한 또는 하나 이상의 특징부가 실시예를 비-기능적으로 만드는 경우가 아니라면, 하나의 실시예와 관련하여 도시되고 설명된 하나 이상의 특징부가 다른 실시예 내에 포함될 수 있을 것이다.
일부 경우에, 실시예의 양태를 불필요하게 불명확하게 하지 않기 위해서, 주지의 방법, 절차, 구성 요소, 및 회로를 구체적으로 설명하지 않았다.
이러한 개시내용은 여러 가지 기구 및 기구의 부분을 3-차원적인 공간 내에서의 그들의 상태와 관련하여 설명한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "위치"라는 용어는 3-차원적인 공간 내의 물체 또는 물체의 일부의 위치를 지칭한다(예를 들어, 데카르트 x-, y-, 및 z-좌표를 따른 3개의 병진운동적 자유도). 본원에서 사용된 바와 같이, "배향"은 물체 또는 물체의 일부의 회전적 배치를 지칭한다(3개의 회전적 자유도 - 예를 들어, 롤, 피치, 및 요(roll, pitch, and yaw)). 본원에서 사용된 바와 같이, "자세(pose)"라는 용어는 적어도 하나의 병진 운동적 자유도의 물체 또는 물체의 일부의 위치를 그리고 적어도 하나의 회전적 자유도(총 6개까지의 자유도)의 물체 또는 물체의 일부의 배향을 지칭한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "형상"이라는 용어는 물체를 따라서 측정된 자세, 위치, 또는 배향의 세트를 지칭한다.
도 1은 일부 실시예에 따른 원격 동작식 의료 시스템(100)의 단순화된 도면이다. 몇몇 실시예에서, 원격 동작식 의료 시스템(100)은, 예를 들어, 수술, 진단, 치료, 또는 생검 시술 시에 사용하기에 적합할 수 있다. 일부 실시예가 그러한 시술과 관련하여 본원에서 제공되지만, 의료적 또는 수술적 기구 및/또는 의료적 또는 수술적 방법에 관한 어떠한 언급도 비제한적이다. 본원에서 설명된 시스템, 기구, 및 방법은 동물, 인간 사체, 동물 사체, 인간 또는 동물 해부조직의 일부, 비-수술적 진단을 위해서뿐만 아니라, 산업적 시스템 및 일반적인 로봇 또는 원격 동작식 시스템을 위해서 이용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 원격 동작식 의료 시스템(100)은 일반적으로 환자(P)에 대한 다양한 시술의 실행에서 의료 기구(104)를 동작시키기 위한 조작부 조립체(102)를 포함한다. 조작부 조립체(102)는, 모터화(motorized) 및/또는 원격 동작될 수 있는 운동 자유도 선택 및 모터화될 수 없고 및/또는 원격 동작될 수 없는 운동 자유도 선택을 갖는, 원격 동작, 비-원격 동작, 또는 하이브리드 원격 동작 및 비-원격 동작되는 조립체일 수 있다. 조작부 조립체(102)는 동작 테이블(T)에, 또는 주 지지부(114)(예를 들어, 카트, 스탠드, 제2 테이블, 및/또는 기타)에 장착될 수 있다. 마스터 조립체(106)는 작업자(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 외과의사, 의료진, 또는 의사)가 중재술 장소(interventional site)를 관찰하고 조작부 조립체(102)를 제어할 수 있게 한다.
마스터 조립체(106)는 환자(P)가 위치되는 수술 테이블의 측면에서와 같이, 동작 테이블(T)과 동일한 공간 내에 일반적으로 위치되는 작업자 콘솔에 위치될 수 있다. 그러나, 작업자(O)가 환자(P)와 다른 방에 있을 수 있거나 완전히 다른 건물에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 마스터 조립체(106)는 일반적으로 조작부 조립체(102)를 제어하기 위한 하나 이상의 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는 조이스틱, 트랙볼, 데이터 글러브, 트리거 건, 손-동작형 제어기, 음성 인식 장치, 신체 운동 또는 현장감 센서(presence sensor), 및/또는 기타와 같은, 임의의 개수의 다양한 입력 장치를 포함할 수 있다. 작업자(O)에게 기구(104)를 직접적으로 제어하는 강한 느낌을 제공하기 위해, 제어 장치는 관련된 의료 기구(104)와 동일한 자유도를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 장치는 제어 장치가 의료 기구(104)와 일체라는 원격 현장감 또는 인지를 작업자(O)에게 제공한다.
일부 실시예에서, 제어 장치는 관련 의료 기구(104)보다 더 많거나 더 적은 자유도를 가지며, 여전히 작업자(O)에게 원격 현장감을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어 장치(들)가 6개의 자유도로 이동하고, 그리고 또한 기구를 작동시키기 위한(예를 들어, 파지 턱부들(grasping jaws)을 폐쇄하기 위한, 전위를 전극으로 인가하기 위한, 의료적 처리를 전달하기 위한, 및/또는 기타를 위한) 작동 가능 핸들을 포함할 수 있는 수동 입력 장치일 수 있다.
조작부 조립체(102)는 의료 기구(104)를 지원하고, 하나 이상의 비-서보 제어형 링크(예를 들어, 셋업 구조물로서 일반적으로 지칭되는, 수동으로 배치될 수 있고 제 위치에서 결속될(locked) 수 있는 하나 이상의 링크)의 동적 구조물, 및/또는 하나 이상의 서보 제어형 링크(예를 들어, 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 제어될 수 있는 하나 이상의 동력형 링크), 및 조작부를 포함할 수 있다. 조작부 조립체(102)는, 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(112))으로부터의 명령에 응답하여 의료 기구(104) 상의 입력을 구동하는 복수의 작동기 또는 모터를 동작 가능하게 포함할 수 있다. 작동기는, 의료 기구(104)에 커플링될 때 의료 기구(104)를 자연적으로 또는 수술적으로 생성된 해부학적 오리피스 내로 전진시킬 수 있는 구동 시스템을 선택적으로 포함할 수 있다. 다른 구동 시스템이, 3의 선형 운동도(three degrees of linear motion)(예를 들어, X, Y, Z 데카르트 축을 따른 선형 운동)를 포함할 수 있는 다수의 자유도로 그리고 3의 회전 운동도(예를 들어, X, Y, Z 데카르트 축을 중심으로 하는 회전)로 의료 기구(104)의 원위 단부를 이동시킬 수 있다. 또한, 작동기를 이용하여, 생검 장치의 턱부 및/또는 기타 내에서 조직을 파지하기 위한 의료 기구(104)의 관절화 가능 엔드 이펙터(articulable end effector)를 작동시킬 수 있다. 리졸버(resolver), 인코더, 포텐시오미터(potentiometer), 및 다른 메커니즘과 같은 작동기 위치 센서가, 모터 샤프트의 회전 및 배향을 설명하는 센서 데이터를 의료 시스템(100)에 제공할 수 있다. 이러한 위치 센서 데이터는 작동기에 의해서 조작되는 물체의 운동을 결정하기 위해서 이용될 수 있다.
원격 동작식 의료 시스템(100)은, 조작부 조립체(102)의 기구에 관한 정보를 수신하기 위한 하나 이상의 하위-시스템을 갖는 센서 시스템(108)을 포함할 수 있다. 그러한 하위-시스템은 배치/위치 센서 시스템(예를 들어, 전자기(EM) 센서 시스템); 의료 기구(104)를 구성할 수 있는 가요성 본체를 따른 원위 단부 및/또는 하나 이상의 단편의 위치, 배향, 속력, 속도, 자세, 및/또는 형상을 결정하기 위한 형상 센서 시스템; 및/또는 의료 기구(104)의 원위 단부로부터 화상을 캡쳐하기 위한 가시화 시스템을 포함할 수 있다.
원격 동작식 의료 시스템(100)은 또한, 컴퓨터 단층 촬영(CT), 자기 공명 촬영(MRI), 형광 투시법, 온도 기록법, 초음파, 광 간섭 단층 촬영(OCT), 열 촬영, 임피던스 촬영, 레이저 촬영, 나노튜브 X-선 촬영, 내시경 화상, 및/또는 기타와 같은 촬영 기술 및/또는 실시간 화상으로부터의 화상 데이터를 이용하여 동작전에 또는 동작중에 기록되는, 센서 시스템(108)의 하위-시스템에 의해서 생성된 수술 장소 및 의료 기구(104)의 화상 또는 표상을 디스플레이하기 위한 디스플레이 시스템(110)을 포함한다. 동작전 또는 동작중 화상 데이터는 2차원, 3차원, 또는 (예를 들어, 시간 기반 또는 속도 기반 정보를 포함하는) 4차원 화상으로서 및/또는 동작전 또는 동작중 화상 데이터 세트로부터 생성된 모델로부터의 화상으로서 제공될 수 있다. 디스플레이 시스템(110) 및 마스터 조립체(106)는, 작업자(O)가 원격 현장감을 인지하면서 의료 기구(104) 및 마스터 조립체(106)를 제어할 수 있도록, 배향될 수 있다.
원격 동작식 의료 시스템(100)은 또한 제어 시스템(112)을 포함할 수 있다. 제어 시스템(112)은, 의료 기구(104), 마스터 조립체(106), 센서 시스템(108), 및 디스플레이 시스템(110) 사이의 제어를 실시하기 위해서, 적어도 하나의 메모리 및 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서(미도시)를 포함한다. 제어 시스템(112)은 또한, 디스플레이 시스템(110)에 정보를 제공하기 위한 명령어를 포함하는, 본원에서 개시된 양태에 따라 설명된 방법의 일부 또는 전부를 구현하기 위한 프로그래밍된 명령어(예를 들어, 명령어를 저장하는 비-일시적 기계-판독가능 매체)를 포함한다. 제어 시스템(112)이 도 1의 단순화된 개략도에서 단일 블록으로 도시되어 있지만, 그러한 시스템은 둘 이상의 데이터 프로세싱 회로를 포함할 수 있고, 프로세싱의 하나의 부분이 조작부 조립체(102) 상에서 또는 그에 인접하여 선택적으로 실시되고, 프로세싱의 다른 부분은 마스터 조립체(106)에서 실시되고, 및/또는 기타가 이루어질 수 있다. 제어 시스템(112)의 프로세서는 본원에서 개시되고 이하에서 더 구체적으로 설명되는 프로세스에 상응하는 명령어를 포함하는 명령어를 실행할 수 있다. 매우 다양한 중앙집중형 또는 분산형 데이터 프로세싱 아키텍처 중 임의의 것이 이용될 수 있다. 유사하게, 프로그래밍된 명령어가 많은 수의 분리된 프로그램 또는 서브루틴으로서 구현될 수 있거나, 그러한 명령어가 본원에서 설명된 원격동작 시스템의 많은 수의 다른 양태 내로 통합될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 제어 시스템(112)이, 블루투스, IrDA, HomeRF, IEEE 802.11, DECT, 및 무선 검침(Wireless Telemetry)과 같은 무선 통신 프로토콜을 지원한다.
일부 실시예에서, 제어 시스템(112)은 의료 기구(104)로부터 힘 및/또는 토크 피드백을 수신할 수 있다. 피드백에 응답하여, 제어 시스템(112)이 신호를 마스터 조립체(106)에 전송할 수 있다. 일부 예에서, 제어 시스템(112)은 의료 기구(104)를 이동시키기 위해서 조작부 조립체(102)의 하나 이상의 작동기에 명령하는 신호를 전송할 수 있다. 의료 기구(104)는, 환자(P)의 신체 내의 개구부를 통해서 환자(P)의 신체 내의 내부 수술 장소 내로 연장될 수 있다. 임의의 적합한 통상적인 및/또는 특별한 작동기가 이용될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 작동기가 조작부 조립체(102)와 분리될 수 있거나 그와 통합될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 작동기 및 조작부 조립체(102)가, 환자(P) 및 동작 테이블(T)에 인접 배치된 원격 동작 카트의 일부로서 제공된다.
제어 시스템(112)은, 화상-안내되는 수술적 시술 중에 의료 기구(104)를 제어할 때 항행 보조(navigation assistance)를 작업자(O)에게 제공하기 위한 가상 가시화 시스템을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 가상 가시화 시스템을 이용한 가상 항행은, 해부학적 통로에 관한 획득된 동작전 또는 동작중 데이터세트에 대한 기준(reference)을 기초로 할 수 있다.
가상 항행 시술 중에, 센서 시스템(108)을 이용하여, 환자(P)의 해부조직에 대한 의료 기구(104)의 대략적인 위치를 컴퓨팅할 수 있다. 그러한 위치를 이용하여, 환자(P)의 해부조직의 거시적-레벨(외부)의 추적 화상 및 환자(P)의 해부조직의 가상의 내부 화상 모두를 생성할 수 있다. 그러한 시스템은 하나 이상의 전자기(EM) 센서, 광섬유 센서, 및/또는 다른 센서를 이용하여, 가상 시각화 시스템으로부터의 화상과 같은, 동작전에 기록된 수술 화상과 함께 의료 기구를 정합(register)시키고 디스플레이한다. 예를 들어, 전체가 본원에서 참조로 포함되는 ("Systems and Methods of Registration for Image Guided Surgery"을 개시하는) PCT 공보 WO 2016/191298(2016년 12월 1일 공개)이 하나의 그러한 시스템을 개시한다. 광섬유의 형상 및 상대적인 위치를 3차원적으로 모니터링하기 위한 다양한 시스템 및 방법이, 모두의 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto"를 개시하는)(2005년 7월 12일에 출원된 미국 특허출원 제11/180,289호; ("Fiber-optic shape and relative position sensing"를 개시하는)(2004년 7월 16일에 출원된 미국 특허출원 제12/047,056호; 및 ("Optical fibre bend sensor"를 개시하는)(1998년 6월 17일에 출원된) 미국 특허 제6,289,187호에서 설명된다.
원격 동작식 의료 시스템(100)은, 조명 시스템, 조향 제어 시스템, 관류(irrigation) 시스템, 및/또는 흡입 시스템과 같은 선택적인 동작 및 지원 시스템(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 원격 동작식 의료 시스템(100)은 하나 초과의 조작부 조립체 및/또는 하나 초과의 마스터 조립체를 포함할 수 있다. 원격 동작 조작부 조립체의 정확한 수는, 다른 인자들 중에서, 수술적 시술 및 동작 공간 내의 공간적 제약에 따라 달라질 것이다. 마스터 조립체(106)는 함께 위치될 수 있거나, 이들이 분리된 위치들에 배치될 수 있다. 다수의 마스터 조립체들은 한 명 초과의 작업자가 하나 이상의 원격 동작 조작부 조립체를 다양한 조합으로 제어할 수 있게 한다.
일부 실시예에서, 조작부 조립체(102), 제어 시스템(112), 센서 시스템(108), 및 디스플레이 시스템(110)의 모두가 지지 구조물(114)에 의해서 지지될 수 있거나, 지지 구조물(114) 내로 통합될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 조작부 조립체(102), 제어 시스템(112), 센서 시스템(108), 및/또는 디스플레이 시스템(110))가 동작 테이블(T)에 장착되거나 마스터 조립체(106) 내로 통합될 수 있다.
도 2는, 원격 동작식 의료 시스템(100)의 예로서, 본 개시내용의 실시예에 따른 의료 시스템(200)을 도시한다. 의료 시스템(200)은 마스터 제어기(220) 및 시스템 카트(214)를 포함할 수 있고, 시스템 카트는 조작부 조립체(202) 및 디스플레이 시스템(216)을 지지한다. 조작부 조립체는 세장형 장치(222)와 같은 세장형 장치를 지지 및 배치하도록 구성될 수 있다. 다양한 세장형 장치가, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Flexible elongate device systems and methods"를 개시하는)(2018년 7월 20일에 출원된) PCT/US18/43041에서 설명된다.
시스템 카트(214)가 바퀴(218)의 세트 상에 장착되어, 시스템 카트(214)가 동작 테이블(예를 들어, 동작 테이블(T)) 및 환자(예를 들어, 환자(P))에 대한 희망 위치에 배치될 수 있게 한다. 시스템 카트(214)는 또한, 모니터 지지 아암(210) 및 디스플레이 모니터(216a, 216b)를 포함하는 디스플레이 시스템(216)을 지지한다. 모니터 지지 아암(210)은 다수의 링크 및 조인트를 포함하고, 그러한 링크 및 조인트는, 모니터(216a, 216b)를 작업자의 시점으로부터 희망 관찰 각도에 배치하기 위해서, 수직 방향 및 측방향을 따른, 그리고 시스템 카트(214)에 대한 수직 축을 중심으로 회전적인, 디스플레이 모니터(216a 및 216b)의 조정 가능 배치를 제공한다. 디스플레이 시스템(216)은 수평 축을 중심으로 모니터(216a)의 360도까지의 회전, 예를 들어 0 내지 180도 회전을 제공할 수 있고, 그에 따라 모니터(216a)가 희망 관찰 각도에 배치될 수 있게 하거나 저장을 위해서 모니터(216b)에 대해서 압괴(collapse) 구성으로 접히고 수납될 수 있게 한다(도 2b 참조). 시스템 카트 및 모니터와 관련된 다양한 시스템 및 방법이, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Systems and methods for using a robotic medical system"을 개시하는)(2018년 1월 9일에 출원된) PCT/US18/12995에서 설명된다. 시스템 카트(214)는, 가요성의 세장형 장치에 대한 형상-감지를 실시하는 기능을 실시하기 위한 하드웨어(예를 들어, 프로세서(들), 펌웨어) 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다.
도 2의 의료 시스템(200)은 또한 일 실시예에 따른 마스터 제어기(220)를 포함하고, 그 일부 양태가 마스터 조립체(106)에 대해서 앞서서 설명되었다. 마스터 제어기(220)는, 작업자(예를 들어, 도 1의 작업자(O))가 조작부 조립체(202)의 동작, 예를 들어 기구 조작부(206)에 의해서 실시되는 기능의 상호작용적 제어를 위해서 이용하는 다양한 입력 제어를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마스터 제어기(220)는 스크롤 휠 및 트랙볼을 포함한다. 예시적인 구현예에서, 스크롤 휠을 전후로 롤링시켜, 환자 해부조직에 대한 의료 기구(예를 들어, 세장형 장치(222)의 전진 또는 후퇴를 제어할 수 있고, 작업자가 트랙볼을 여러 방향으로 롤링시켜, 예를 들어 굽힘 또는 관절화를 제어하기 위해서 세장형 장치(222)의 원위 단부 부분 및/또는 원위 선단부의 위치를 조향할 수 있다. 운동 제어 콘솔에 관한 여러 시스템 및 방법이, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Systems and methods for safe operation of a device"에 관한)(2018년 7월 30일에 출원된) PCT/US18/44419 및 ("Systems and methods for steerable elongate device"를 개시하는)(2018년 7월 30일에 출원된) 미국 특허출원 제16/049,640호에 설명되어 있다.
도 2a는, 지지 구조물(204)에 커플링된 기구 조작부(206)를 포함하는 조작부 조립체(202)를 도시한다. 지지 구조물(204)은 다수의 커플링된 링크를 포함하고, 그러한 링크는, 기구 조작부(206)를 최적의 위치 및 배향으로 배치하기 위해서, 조인트를 중심으로 하는 선회에 의해서 배치될 수 있고, 다른 가능한 방향 및 배향의 변화들 중에서, 수직으로 연장 또는 후퇴된다. 지지 구조물(204)의 링크는 (예를 들어, 수동으로 배치될 수 있고 위치에 결속될 수 있는) 비-서보 제어형 링크, 및/또는 하나 이상의 서보-제어형 링크(예를 들어, 제어 시스템으로부터의 명령에 응답하여 제어될 수 있는 동력형 링크)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조물(204)의 링크는, 수동적인 개입을 방지하기 위해서, 모터를 포함하는, 전자 회로소자 및 제어를 이용하여 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 링크는 제 위치에 결속될 수 있거나, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 스위치, 버튼, 또는 다른 유형의 입력 장치와 상호작용하는 작업자에 의해서 수동적으로 조작되도록 결속 해제될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 여러 실시예에 따른 기구 조작부(206)는 세장형 장치(222)에 커플링되도록 구성된다. 지지 구조물은 기구 조작부(206)를 최적의 위치 및 배향으로 배치하기 위한 및/또는 세장형 장치(222)가 환자 해부조직 또는 다른 의료 장치에 대해서 최적으로 배치되도록 세장형 장치(222)를 배치하기 위한 조정을 제공한다. 예를 들어, 지지 구조물(204)은, 기구 조작부(206)를 테이블(T), 의료 장치, 및/또는 환자(P)에 대한 희망 위치에 배치하기 위한, 축(E)을 중심으로 하는 회전(E1), 축(E)을 따른 연장/후퇴(E2), 축(D)을 중심으로 하는 회전(D1), 및 축(C)을 중심으로 하는 회전(C1), 그리고 축(B)을 중심으로 하는 회전(B1)을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 최적 위치 및 배향은, 예를 들어, 환자 해부조직(예를 들어, 해부학적 개구부, 환자 맥관조직, 환자 내강 통로 등) 내에 또는 환자 해부조직에 커플링된 의료 장치(예를 들어, 캐뉼라, 투관침, 기관내 관(ETT), 후두 식도 마스크(LMA), 등) 내에 배치된 세장형 장치(22)의 마찰을 최소화하기 위해서 세장형 장치(222)를 최적으로 배치하기 위한, 환자 해부조직에 대한 기구 조작부(206)의 정렬을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기구 조작부(206)의 최적의 위치 및 배향은, 부가적으로 또는 대안적으로, 세장형 장치(222)와 함께 바늘, 파지부, 매스, 파지기, 삭마 탐침, 가시화 탐침 및/또는 기타와 같은 다양한 의료 도구를 이용할 때, 세장형 장치(222)에 대한 충분한 작업자 작업 공간 및/또는 인체공학적 접근을 제공하는 것에 의해서 작업자(예를 들어, 작업자(O)) 인체공학을 최적화하는 것을 포함할 수 있다.
기구 조작부(206)는, 환자 해부조직에 대한 세장형 장치(222)의 삽입 및 후퇴를 제공하기 위한, 축(A)을 따른 원격 동작적, 로봇 제어, 또는 다른 형태의 전자적으로 제어되는 병진운동 또는 수동적 병진운동(A1)을 제공하도록 추가적으로 구성될 수 있다.
각각의 조정(예를 들어, A1, B1, C1, D1, E1, 및 E2)은 로봇 제어에 의해서 또는 작업자에 의한 수동적 개입에 의해서 작동될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 각각의 회전적 또는 선형적 조정이 제동부를 이용하여 정지적 구성으로 유지될 수 있고, 그에 따라 하나 이상의 버튼 및 스위치의 누름으로 하나 이상의 상응 제동부를 해제하여 작업자가 기구 조작부를 수동적으로 배치할 수 있게 한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 조정이 하나 이상의 작동기(예를 들어, 모터)에 의해서 제어될 수 있고, 그에 따라 작업자는 버튼 또는 스위치를 이용하여 모터를 작동시킬 수 있고, 그에 따라 지지 구조물(204) 및/또는 기구 조작부(206)를 희망하는 방식으로 변경하여 조작부 조립체(202)를 희망 구성으로 배치할 수 있고, 그에 따라 기구 조작부(206)의 최적의 위치 및 배향을 제공할 수 있다.
일 예에서, 도 2a를 다시 참조하면, 핸들 입력 장치(324)를 수동으로 작동시켜, 조정(C1, D1, E1, 및/또는 E2)을 가능하게 하기 위한 커플링된 링크의 자유로운 이동 및 조정을 위해서, 지지 구조물(204)을 결속 해제할 수 있다. 다른 예에서, 입력 버튼(326)은, 로봇 제어 대신, 작업자에 의한 수동적 병진운동적 이동을 위해서 선형 조정(A1)을 결속 해제한다. 입력 버튼(326)이 눌릴 때 작업자가 의료 기구(예를 들어, 세장형 장치(222))의 삽입 또는 후퇴에 상응하는 선형 축(A)을 따른 기구 조작부(206)의 조정을 할 수 있도록, 기구 조작부(206)가 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 안전을 위해서, 기구 조작부(206)는, 후퇴와 같이, 선형 축(A)을 따른 일 방향으로만 수동적으로 이동될 수 있고, 의료 기구의 삽입에 상응하는 선형 축(A)을 따른 방향으로는 수동적으로 이동될 수 없고, 그에 따라 작업자가 우발적으로 또는 의도하지 않게 의료 기구를 환자 해부조직에 대해서 전진시켜 환자의 부상을 초래할 가능성을 방지할 수 있다.
다른 예에서, 회전 운동(B1)의 로봇 제어는, 하나의 측방향 측면 또는 다른 측면 상에서 눌릴 수 있는, 도시된 바와 같이 로커 스위치(rocker switch)인, 스위치(330)를 누르는 것에 의해서 작동될 수 있다. 로커 스위치의 제1 측면을 누르는 것은 축(B)을 중심으로 하는 제1 회전 방향을 따른 기구 조작부(206)의 동력형 회전을 개시하고, 로커 스위치의 다른 측면을 누르는 것은 축(B)을 중심으로 하는 다른 방향을 따른 기구 조작부(206)의 동력형 회전을 개시한다. 다른 예에서, 버튼(332)은, 눌렸을 때, 기구 조작부(206)를 현재 구성으로 유지하는 제동부를 해제하고, 작업자가 축(B)을 중심으로 기구 조작부(206)의 배향을 수동으로 회전시킬 수 있게 한다.
일부 실시예에서, 기구 조작부(206) 상의 버튼 또는 스위치를 이용하여, 마스터 제어기(220) 상의 모니터(216a, 216b) 및/또는 터치스크린에 도시되는 시각적 표시부, 마커, 및/또는 화상의 디스플레이를 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 2a를 다시 참조하면, 입력 버튼(328)을 작동시키는 것(예를 들어, 누르는 것)은 모니터(216a) 및/또는 모니터(216b)에서 디스플레이되는 환자 해부조직의 렌더링된 모델에 마커가 배치되게 할 수 있다. 마커는 시술(예를 들어, 생검)이 실시된 환자 내의 지역에 상응할 수 있거나, 의료 기구가 위치된 환자 해부조직 내의 실제 위치를 달리 표시한다. 일부 실시예에서, 가상 항행 마커가, 정합된 동작전의 또는 동시적인 화상 또는 모델과 함께, 동적으로 참조될 수 있다. 정합을 위한 시스템 및 방법은, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Systems and Methods of Registration for Image Guided Surgery"을 개시하는)(2016년 12월 1일에 공개된) PCT 공보 WO 2016/191298 및 ("Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery"를 개시하는)(2011년 5월 13일에 출원된) 미국 특허출원 제13/107,562호에서 제공된다.
도 2b는 수납 구성에서의 시스템 카트(214)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 모니터 지지 아암(210)은 수직으로 후퇴되고, 디스플레이 모니터(216a)가 디스플레이 모니터(216b)에 대해서 압괴 구성으로 접히고 수납된다. 예를 들어 도 3a 및 도 3b의 실시예와 관련하여 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 조작부 조립체(202)는, 기구 조작부(206)의 부분을 축(A)을 따라 망원경식으로 병진운동시키는 것에 의해서 수납 구성으로 배치되었다. 도 2에 도시된 세장형 장치(222) 및 기구 조작부(206) 구성의 다양한 다른 탈착 가능 부속물이 제거되었다. 조작부 조립체(202)를 수납 배열로 배치하기 위해서, 지지 구조물(204)의 다수의 커플링된 링크들이 서로에 대해서 위치 조정되었다.
도 3a 및 도 3b는, 기구 조작부(206)와 실질적으로 유사할 수 있는 기구 조작부(306)의 예를 도시한다. 기구 조작부(306)는 기부(304), 삽입 스테이지(302), 및 세장형 장치 조립체(310)가 커플링되는 기구 캐리지(308)를 포함한다. 기구 조작부(306)는, 기구 캐리지(308) 및 삽입 스테이지(302)를 기부(304)에 대해서 그리고 선형 축(A)을 따라 망원경식으로 이동시키는 것에 의해서, 환자 해부조직에 대한, 세장형 장치 조립체(310)의 삽입 및 후퇴를 제공한다. 기부(304)는 샤프트 부분(304a) 및 주 부분(304b)을 포함한다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 샤프트 부분(304a)은, 세장형 장치(310a)를 수용하는 장치 연결기(318)에 제거 가능하게 커플링된다. 삽입 스테이지(302)는 기부(304)의 주 부분(304b)에 커플링되고, 주 부분(304b)을 따라서 병진운동한다. 기구 캐리지(308)는 삽입 스테이지(302)에 커플링되고 이를 따라서 병진운동한다. 도시된 바와 같이, 삽입 스테이지(302) 및 기구 캐리지(308)는 각각의 보호 커버링 및/또는 하우징을 가지며, 기구 조작부(306)가 축(A)을 따라 이동될 때, 각각의 커버링 및/또는 하우징은 서로 적어도 부분적으로 중첩되고, 그에 의해서 망원경 효과를 일으켜, 밀봉적이고 최적인 활주 가능 피팅(slidable fit)을 돕는다.
세장형 장치 조립체(310)는 세장형 장치(310a) 및 제어 조립체(310b)를 포함할 수 있다. 기구 캐리지(308)는 기구 캐리지(308)의 기구 인터페이스(314)에서 제어 조립체(310b)에 커플링된다. 기구 인터페이스(314)의 추가적인 상세 내용이, 일부 실시예에 따라, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된다. 기구 조작부(306)는 또한, 탐침(316b) 및 탐침 연결기(316a)를 포함하는 탐침 조립체(316)에 커플링된다. 탐침 조립체(316)는 제어 조립체(310b) 상의 연결기(312)를 통해서 세장형 장치(310a)의 작업 내강 내로 삽입될 수 있고, 세장형 장치(310a)를 통해서 연장될 수 있다. 탐침(316b)은, (수술 장소, 내부 수술 장소, 시술 장소 등일 수 있는) 중재술 장소의 동시적인 또는 실시간의 화상을 기록하는 그리고 하나 이상의 디스플레이(예를 들어, 도 1의 디스플레이 시스템(110)의 하나 이상의 디스플레이)를 통해서 화상을 작업자(예를 들어, 도 1의 작업자(O))에게 제공하는 관찰 스코프 조립체를 포함할 수 있다. 기구 캐리지(308)는 탐침(316b) 내시경 능력을 제공하는 전자 및 광학 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 탐침 조립체(316)는 기구 조작부(306) 및 세장형 장치 제어 조립체(310b)로부터 탈착될 수 있고, 세장형 장치 조립체(310)로부터 제거될 수 있다. 생검 바늘, 삭마 도구, 및 다른 가요성 기구와 같은 대안적인 기구가, 세장형 장치(310) 작업 내강을 통해서, 기구 조작부(306) 및/또는 세장형 장치 조립체(310)에 커플링될 수 있다.
장치 연결기(318)는, 기부(304)의 원위 단부 부분(304c)에 제거 가능하게 커플링될 수 있는 조작부 인터페이스, 환자 의료 장치(320)에 제거 가능하게 커플링될 수 있는 원위 단부, 및 세장형 장치(310a)를 수용할 수 있는 근위 단부를 포함할 수 있다. (기관내 관, 후두 마스크 기도, 캐뉼라 등과 같은) 환자 의료 장치(320)가 환자 해부조직에 고정되어, 환자 해부조직 내로의 다양한 의료 장치의 삽입을 도울 수 있다. 예를 들어, 환자 의료 장치(320)는, 환자(P)를 위한 기계적 통기를 제공하는데 도움을 주기 위해서 그리고 환자(P)의 폐 내에서 항행되는 세장형 장치(310a)의 도관을 제공하여 촬영, 생검, 및/또는 처리를 돕기 위해서, 환자(P)의 입 및 기관 내로 삽입된 기관내 관일 수 있다. 장치 연결기에 관한 다양한 시스템 및 방법이, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Systems and methods for coupling components of a medical system"을 개시하는)(2018년 2월 6일자로 출원된) PCT/US2018/017085에서 설명되어 있다. 일부 실시예에서, 세장형 장치(310a)는, 기구 캐리지(308)의 이동 중에 세장형 장치(310a)의 길이를 지지하는 선택적으로 압괴 가능하고 연장 가능한 장치인 세장형 장치 안내부(322)를 통해서 연장된다. 세장형 장치 안내부와 같은 카테터 안내부와 관련된 다양한 시스템 및 방법이, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Guide apparatus for delivery of an elongate device and methods of use"를 개시하는)(2017년 7월 7일에 출원된) PCT/US2017/041160에 설명되어 있다.
일부 실시예에서, 전술한 실시예에 따른 조작부 조립체의 회전과 함께, 형상-감지가 이용될 수 있고, 그에 따라 기구 조작부가, 세장형 장치 상의, 마찰력일 수 있는, 삽입력을 최소화하는데 있어서 최적인 경사 각도로 배치되게 보장한다. 예를 들어, 그러한 결정은, 세장형 장치의 감지된 형상 및 조작부 조립체의 경사 각도를 기초로, 기관내 관(예를 들어, 기관내 관(320)) 내에서 과다 마찰을 생성하는 것과 같은 부정적인 효과를 가질 수 있거나 장치 연결기(예를 들어, 장치 연결기(318))의 결합 해제를 유발할 수 있는 문제가 있는 구성에 있거나 그에 접근하도록 세장형 장치의 형상이 배향되었는지의 여부를 평가하기 위해서 실시될 수 있다. 형상-감지는 필요에 따라 임의의 다른 적합한 방식으로 이용될 수 있다.
메모리 및 하나 이상의 프로그래밍 가능 프로세서를 갖는 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(112), 도 1)이, 세장형 장치의 길이를 따른 형상을 나타내는 형상-감지 시스템으로부터의 형상-감지 데이터를 수신하도록, 그리고 기구 조작부의 경사 각도에 상응하는 데이터를 수신하도록, 그에 따라 전술한 바와 같이 세장형 장치의 형상이 문제적 구성에 있거나 그에 접근하는지의 여부를 결정하도록 구현될 수 있다. 상응 데이터를 문턱 레벨 또는 문턱값에 비교하는 것에 의해서, 세장형 장치의 형상 및/또는 기구 조작부의 상대적인 배향이 프로세스될 수 있다. 제어 시스템은 또한, 그러한 결정에 응답하여, 예를 들어, 문제적인 상대적 배향이 있는지의 여부에 상응하는, 컬러 광(예를 들어, 적색 또는 녹색), 수치 값, 굽힘의 시각적 표상, 또는 다른 유형의 시각적 표시와 같은 시각적 표시부를 출력하도록 구성될 수 있다. 시각적 표시부는 디스플레이 시스템(예를 들어, 도 1의 디스플레이 시스템(110))에서 디스플레이될 수 있다. 시각적 표시부는, 세장형 장치의 형상 및/또는 기구 조작부의 상대적인 배향을 문턱 레벨 또는 문턱값에 비교하는 것을 기초로, 기구 조작부의 회전을 위한 지침을 제공할 수 있다. 제어 시스템(112)은 또한, 세장형 장치의 형상 및/또는 기구 조작부의 상대적인 배향을 문턱 레벨 또는 문턱값에 비교하는 것을 기초로, 기구 조작부의 자동적인 조정(예를 들어, 회전)을 위한 명령어를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 기구 조작부의 위치를 조정하기 위한 명령어는 지지 구조물(예를 들어, 지지 구조물(114))을 자동적으로 조정하기 위한 명령어를 포함한다. 광섬유의 형상 및 상대적인 위치를 모니터링하기 위한 다양한 시스템 및 방법이, 모두의 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto"를 개시하는)(2005년 7월 12일에 출원된 미국 특허출원 제11/180,289호; ("Fiber-optic shape and relative position sensing"를 개시하는)(2004년 7월 16일에 출원된 미국 특허출원 제12/047,056호; 및 ("Optical fibre bend sensor"를 개시하는)(1998년 6월 17일에 출원된) 미국 특허 제6,289,187호에서 설명된다.
이제 도 4a에 도시된 바와 같은 일 실시예를 참조하면, (기구 인터페이스(314)와 실질적으로 유사할 수 있는) 기구 인터페이스(400)는, 세장형 장치의 원위 단부 부분을 조향하도록 구성된 구동 당김 와이어일 수 있는 (제어 조립체(310b)와 같은) 제어 조립체의 상응하는 당김 와이어 캡스턴(미도시)과 교합되는(mate) 회전 입력 디스크(402a, 402b, 402c, 402d)의 세트를 포함한다. 일부 실시예에서, 당김 와이어는 세장형 장치의 전체 길이를 따라서 세장형 장치의 원위 단부 부분 또는 원위 선단부까지 연장될 수 있다. 세장형 장치를 제어하기 위한 제어 시스템을 위한 제어 메커니즘에 대한 더 상세한 내용이, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, ("Control Mechanism of a Catheter Control System"을 개시하는) 미국 특허출원 제62/671,758호에 제공되어 있다.
도시된 바와 같이, 기구 인터페이스(400)는 셔터형 형상 섬유 연결기(404)를 포함한다. 형상 섬유 연결기(404)는 교합 조립체 상의 형상 섬유 연결부와 연결된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 셔터형 형상 섬유 연결기(404)는, 다수의 축에서 관용성(forgiveness)을 갖고 섬유를 용이하게 연결할 수 있게 하는 플로팅 인터페이스(floating interface)로서 구성될 수 있다. 따라서, 섬유가 기구 인터페이스(400)의 형상 섬유 연결기(404) 내로 삽입되고 연결될 때, 작업자는, 섬유가 위치로 이동될 때, 섬유의 단부를 완벽하게 정렬시킬 필요가 없고, 그에 의해서 약간의 유연성을 작업자에게 제공한다. 또한, 플로팅 인터페이스는 설치 중의 오정렬에 의해서 섬유가 손상되는 것을 방지하고, 섬유가 형상 섬유 연결기(404)와 적절히 그리고 완전히 연결될 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 기구 인터페이스(400) 상의 형상 섬유 연결기(404)가 자가-정렬될 수 있다. 이는, 작업자(O), 외과의사, 및/또는 다른 사람에 의한 어떠한 조정 및/또는 부가적인 개입이 없이도, 형상 섬유 연결기(404)가 교합 조립체 상의 형상 섬유 연결부와 연결되게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 형상 섬유 연결기(404)는 x- 및 y-방향(예를 들어, x-y 인터페이스)으로 플로팅될 수 있다. 형상 섬유 연결기(404)는 또한 피치 운동으로 플로팅 및/또는 피벗될 수 있다. 그에 따라, 형상 섬유 연결기(404)는 3개의 자유도로 조정될 수 있다. 플로팅 인터페이스를 촉진하는 일부 구성 요소의 상세 내용이 도 4b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 스프링-장착형 제어부(406)가 섬유(408)와 결합되고 라우팅된다(route). 스프링-장착형 제어부(406)는 다수의 방향 및 축으로(예를 들어, x- 및 y-방향 및/또는 피치 운동으로) 병진운동되도록 구성된다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 본 개시내용의 실시예에 따른 기구 조작부(506)의 예를 도시한다. 기구 조작부(506)는 도 2 및 도 2a의 기구 조작부(206) 및 도 3a 및 도 3b의 기구 조작부(306)와 실질적으로 유사할 수 있고, 명료함을 위해서 구성 요소(예를 들어, 하우징, 커버, 케이블 등)를 은폐하였다. 도 5a는 기구 조작부(506)의 우측 등각도이고, 도 5b는 기구 조작부(506)의 좌측 등각도이고, 도 5c는 기구 조작부(506)의 기부(504)의 주 부분(504b)의 원위 단부 부분에 커플링된 삽입 스테이지(502)의 상면도이다.
도시된 바와 같이, 삽입 스테이지(502)는 기구 캐리지(508)와 활주 가능하게 결합되고, 선형 축(A), 삽입 방향 및 후퇴 방향을 따라서 기구 캐리지(508)와 정렬된다. 삽입 스테이지(502)는 또한 기구 조작부(506)의 기부의 주 부분(504b)과 활주 가능하게 결합된다. 삽입 스테이지(502) 및 기구 캐리지(508)는 기부(504)의 주 부분(504b)에 대해서 망원경식으로 선형으로 이동하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 삽입 스테이지(502)는, 기구 캐리지(508)에 대한 삽입 스테이지(502)의 효율적인 병진운동적 이동을 돕기 위해서 그리고 기구 캐리지(508)를 지지하고 삽입 스테이지(502) 및 기구 캐리지(508)를 동일 선형 축(A)을 따라 정렬 유지하기 위해서, 기구 캐리지(508)에 고정된 선형 활주 레일 부분에 활주 가능하게 커플링된 선형 베어링을 포함한다. 또한, 삽입 스테이지(502)는 또한, 기부(504)의 주 부분(504b)에 대한 삽입 스테이지(502)의 효율적인 병진운동적 이동을 돕기 위해서 기부(504)의 주 부분(504b)에 고정된 선형 베어링에 활주 가능하게 커플링된 선형 활주 레일 부분을 포함할 수 있다.
삽입 스테이지(502)는, 구동 벨트(540), 아이들러 풀리, 및 구동 풀리(536)에 고정적으로 커플링된 구동 샤프트(미도시)를 갖춘 구동 모터(534)를 포함하는 삽입 조립체를 포함한다. 구동 풀리(536) 및 아이들러 풀리(538)는, 구동 풀리(536) 및 아이들러 풀리(538) 주위를 둘러싸는 구동 벨트(540)에 의해서 회전 가능하게 커플링된다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 구동 풀리(536) 및 아이들러 풀리(538)의 각각은, 구동 벨트(540)의 치형의(toothed) 상응 부분을 확실하게 파지하기 위해서, 각각의 외부 원주에 근접한 치형부(536a, 538a)를 갖는다. 구동 모터(534)는, 구동 벨트(540)를 제1 또는 제2 방향으로 각각 구동하기 위해서, 구동 풀리(536)를 제1 회전 방향 또는 제2 회전 방향으로 작동시킨다. 제1 방향은, 환자 해부조직에 대한 세장형 장치(522)(예를 들어, 조향가능하고 굽힘 가능한 원위 단부 부분을 갖는 가요성 카테터)의 전진에 상응할 수 있고, 제2 방향은 환자 해부조직에 대한 세장형 장치(522)의 후퇴에 상응할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5c에 구체적으로 도시된 바와 같이, 구동 벨트(540)는 2개의 클램프(542a, 542b)를 갖는 비-연속적 벨트를 포함하고, 각각의 클램프는 비-연속적 벨트의 상이한 단부들에 커플링된다. 비-연속적 벨트는 구동 풀리(536) 및 아이들러 풀리(538) 주위를 둘러쌀 수 있고, 클램프 조립체(542)를 형성하기 위해서 클램프(542a)를 클램프(542b)에 연결하는 것에 의해서 연속적인 루프를 형성할 수 있다. 클램프 조립체(542)는 장력 볼트(542c)를 포함할 수 있고, 장력 볼트는 양 클램프(542a, 542b)를 통해서 측방향으로 연장되고 클램프(542a, 542b)의 분리를 감소 또는 증가시켜 구동 벨트(540)에서 희망 장력을 유지하기 위해서 조여지거나 느슨해질 수 있다.
클램프(542a 및 542b)는, 연결 요소(544)의 원위 단부 부분(544b)에서 기구 캐리지(508)에 커플링되도록 기구 캐리지(508)의 길이를 따라서 연장되는 연결 요소(544)의 근위 단부 부분(544a)에 고정될 수 있다. 연결 요소(544)의 원위 단부 부분(544b)은 기구 캐리지(508)의 길이를 따른 임의의 지점에서 기구 캐리지(508)에 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 연결 요소(544)의 원위 단부 부분(544b)은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기구 캐리지(508)의 원위 부분(508b) 부근에 고정될 수 있다. 따라서, 구동 벨트(540)가 구동 모터(534)의 회전에 의해서 작동될 때, 연결 요소(544)는 구동 벨트(540)와 함께 이동하여, 구동 모터(534)의 회전 방향을 기초로 선형 삽입 또는 후퇴 방향으로 기구 캐리지(508)를 병진운동시킨다. 연결 요소(544)는, 삽입 스테이지(502)의 제1 단부 부분(502a)과 삽입 스테이지(502)의 제2 단부 부분(502b) 사이에 형성된 거리만큼, 구동 벨트(540)와 함께 이동될 수 있다.
연결 요소(544)는, 선형 축(A)을 따른 기구 캐리지(508)의 길이 및 기구 캐리지(508)가 삽입 스테이지(502)에 대해서 이동하도록 선택된 거리에 따라 선택될 수 있는, 미리 결정된 길이를 갖는다. 따라서, 기구 캐리지(508)가 삽입 스테이지(502)에 대해서 이동될 수 있는 거리는 연결 요소(544)의 길이뿐만 아니라, 연결 요소(544)에 커플링된 클램프 조립체(542)가 삽입 스테이지(502)의 제1 단부 부분(502a)과 제2 단부 부분(502b) 사이에서 이동할 수 있는 거리에 의해서 규정된다. 클램프 조립체(542)(및/또는 커플링된 연결 요소(544))가 구동 풀리(536) 또는 아이들러 풀리(538) 주위에서 이동하지 않도록, 클램프 조립체(542)가 삽입 스테이지(502)와 관련하여 구성된다. 예를 들어, 클램프(542a, 542b) 중 하나 이상만이, 풀리(536, 538) 중 어느 하나 위로 이동하지 않고, 삽입 스테이지(502)의 제1 단부 부분(502a)과 삽입 스테이지(502)의 제2 단부 부분(502b) 사이에 형성된 거리를 따라서만 이동하도록, 풀리(536, 538)의 크기 및 형상이 결정될 수 있다. 또한, 단부 부분(502a, 502b)은 클램프(542a, 542b) 중 하나 이상의 통과를 차단하도록 성형되거나 달리 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 하드스탑(hardstop)이 구동 벨트(540)의 경로를 따라서 삽입 스테이지(502)의 임의의 위치에 배치되어, 클램프 조립체(542)(및/또는 커플링된 연결 요소(544))의 추가적인 이동을 방지할 수 있다.
클램프 조립체(542) 및 연결 요소(544)는, 선형 축(A)을 따라서, 구동 벨트(540) 그리고 기구 캐리지(508) 및 기부(504)의 주 부분(504b)의 각각의 배향과 선형으로 정렬된다. 일부 실시예에서, 예를 들어 도 5a에서 확인될 수 있는 바와 같이, 연결 요소(544)는, 연결 요소가 일 측면 상에서 기구 캐리지(508)의 길이를 따라서 연장되도록 그리고 기구 캐리지(508)의 원위 단부 부분(508b)에 커플링되도록, 그에 따라 연결 요소(544) 및 클램프 조립체(542)가 구동 모터(534), 케이블 풀리(546) 및/또는 다른 구성 요소와 같은 삽입 스테이지(502) 구성 요소 또는 삽입 스테이지(502)의 부분이 기구 캐리지(508) 하우징에 의해서 형성된 기구 캐리지(508)의 내부 공간 내로 연장될 수 있는 지역으로부터 변위되도록, 배치될 수 있다.
기구 캐리지(508)는, 예를 들어, 기구 캐리지(508)를 구동 벨트(540) 또는 클램프 조립체(542)에 직접 연결하는 대신, 연결 요소(544)에 의해서 삽입 스테이지(502)에 커플링되고, 이는 기구 캐리지(508)가, 슬롯 또는 다른 개구부를 삽입 스테이지(502) 하우징 내에 형성할 필요가 없이, 삽입 스테이지(502)에 대해서 이동될 수 있게 한다. 슬롯 또는 다른 그러한 개구부는, 불리하게도, 삽입 스테이지(502) 또는 기구 캐리지(508)가 유체의 누출 또는 오염에 더 민감하게 할 수 있다. 빈번하게, 의료 드레이프(medical drape)를 이용하여 그러한 유형의 개구부를 덮고, 그에 따라 누출 또는 오염 가능성을 낮춘다. 드레이프는 빈번하게 세정되거나 규칙적으로 교체되어야 하고, 많은 경우에 적절한 밀봉을 제공하지 못한다. 따라서, 본 개시내용의 이러한 실시예의 설계에 의해서 제공되는 하나의 장점은, 세정 가능하고 소독 가능한 시술 환경을 유지하는데 도움을 주고 기구 조작부(506) 구성 요소의 세정을 용이하게 한다는 것이다.
도 5b 및 도 5c를 참조하면, 장착 판(548)이 기부(504)의 주 부분(504b)에 고정되어 도시되어 있다. 장착 판(548)은 구동 벨트(540)에 또한 고정된다. 따라서, 구동 벨트(540)는 구동 모터(534) 회전에 의해서 작동되고, 구동 벨트(540)의 일부는 기부(504)에 고정된 장착 판(548)에 고정되어, 삽입 스테이지(502)가 주 부분(504b)을 따라서 병진운동하게 한다. 삽입 스테이지(502)가 축(A)을 따라서 이동할 수 있는 거리(예를 들어, 선형 이동의 양)가, 구동 벨트(540)가 고정 장착 판(548)에 대해서 이동할 수 있는 거리에 의해서 규정된다. 기부(504)의 주 부분(504b)에 대한 장착 판(548)의 특별한 장착 위치 및 고정은, 장착 판(548)이 구동 풀리(536) 또는 아이들러 풀리(538) 주위에서 이동하는 것을 방지한다.
도 5c는, 일 실시예에서, 기구 캐리지(508) 및 삽입 스테이지(502)의 망원경식 선형 운동의 예를 도시한다. 구동 모터(534)의 회전(B)은 구동 벨트(540)의 병진운동(C)(또는 아이들러 풀리(538) 주위의 구동 벨트(540)의 회전)을 작동시킨다. 그러나, 구동 벨트(540)가 장착 판(548)에 의해서 기부(504)에 고정되기 때문에, 구동 벨트(540)의 회전은 삽입 스테이지(502)가 병진운동(D)하도록 강제한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 클램프 조립체(542)는 기구 캐리지(508) 및 구동 벨트(540) 모두에 고정된다. 따라서, 구동 벨트(540)가 회전(C)함에 따라, 클램프 조립체(542)는 구동 벨트(540)와 함께 병진운동하고, 기구 캐리지(508)는 선형으로 병진운동(E)하도록 강제된다. 따라서, 기구 캐리지(508), 삽입 스테이지(502) 및 기부(504)를 상호 관련시키는 특정 구성 요소 구성에 의해서 제공되는 다른 장점 및 이점 중에서, 기구 캐리지(508) 및 삽입 스테이지(502) 모두의 이동을 제어하기 위해서 단일 구동 모터 및 단일 구동 벨트만이 필요하다. 그에 따라, 그 이외의 구동 모터 또는 다른 형태의 작동이 필요치 않다. 부가적인 장점은, 기구 캐리지(508)의 선형 병진운동(E)의 길이가 삽입 스테이지(502)의 선형 병진운동(D)의 길이의 2배로 길 수 있다는 것이다. 또한, 기구 캐리지(508)의 선형 병진운동(E)은 삽입 스테이지(502)의 선형 병진운동(D)보다 2배 빨리 발생될 수 있다. 다른 장점은, 기구 캐리지(508) 및 삽입 스테이지(502)의 망원경식 운동으로 인해서, 기구 캐리지(508) 및 삽입 스테이지(502)를 수납하는데 필요한 공간의 양이 감소된다는 것이다.
도 5b를 다시 참조하면, 연결 요소(544)에 커플링되도록, 기구 캐리지(508)에 장착되는 힘 센서(550)가 제공될 수 있다. 따라서, 힘 센서(550)는, 세장형 장치(522)가 환자 해부조직 내로 삽입될 때 세장형 장치(522)가 받는 삽입력을 측정하도록 구성될 수 있다. 힘 센서(550)는 스트레인 게이지, 압전 센서, 압력 센서, 및/또는 임의의 다른 하중 센서일 수 있다.
삽입 스테이지(502)의 케이블 풀리(546)는, 동력 케이블, 통신 케이블, 및/또는 광섬유 케이블과 같은 다수의 동작 케이블(미도시)을 수용하고 라우팅하도록 구성될 수 있다. 케이블 풀리(546)는, 엉킴 방지를 위해서 삽입 스테이지(502)에서 케이블들을 물리적으로 분리하기 위한 분리 채널 또는 홈으로 구성될 수 있다. 케이블이 기부(504b)로부터 나오고, 삽입 스테이지(502) 상의 케이블 풀리(546) 주위에서 라우팅되고, 기구 캐리지(508) 내에서 종료되도록, 케이블 라우팅이 설계된다. 이러한 것이 유리한데, 이는 조립체 내의 이러한 3개의 기하형태적 지점의 상대적인 운동이 케이블의 길이를 절약할 수 있게 하기 때문이다. 따라서, 케이블이 탈-레일되어 손상될 가능성이 적다. 케이블들이 함께 모이거나 풀리는 것을 방지하기 위해서, 또한 케이블 상의 과다-장력화를 방지하고 각각의 케이블이 서로로부터 자유롭게 회전될 수 있게 하기 위해서, 충분한 장력이 모든 케이블에서 유지되어야 한다. 일부 실시예에서, 케이블 풀리(546)는 장력 조절을 보조하기 위해서 롤러 베어링을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 케이블 풀리 조립체는, 하나의 홈을 각각 갖는, 다수의 독립적인 풀리들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 다수의 독리적인 풀리들이 저마찰 중앙 허브 상에서 동심적으로 조립되어, 각각의 케이블이 각각의 다른 케이블에 대해서 이동할 수 있게 한다. 이는, 각각의 케이블에서 동일한 장력을 가져야 하는 요건을 완화한다.
일부 실시예에서, 기구 캐리지(508)와 삽입 스테이지(502) 사이의 케이블 연결은 삽입 스테이지(502) 자체를 따라서 라우팅될 수 있고, 캡쳐 및 은폐될 수 있다. 섬유를 포함하는 케이블이 케이블 풀리(546) 주위에서 이어서 기구 캐리지(508) 내로 라우팅될 수 있다. 타이트한 굽힘 또는 반경을 갖는 회선(turn)은 섬유의 파괴를 유발할 수 있고, 그에 따라 이러한 선택적인 라우팅은 섬유 끼임 또는 타이트한 굽힘을 방지할 수 있다.
도 6a 내지 도 6j는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 ("셋업"으로도 지칭되는) 의료 시스템을 셋업하는, 작업자 또는 다른 개인과 같은, 사용자에게 지침을 제공하는 시각적 표상의 예를 도시한다. 도 7a 내지 도 7h는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 ("분해"로도 지칭되는) 의료 시스템을 해체하기 위한 사용자에게 지침을 제공하는 시각적 표상의 예를 도시한다.
시각적 표상은, 예를 들어, 도 1의 디스플레이 시스템(110)의 양태의 구현에 의해서 그래픽적으로 디스플레이될 수 있고, 이는, 사용자가 의료 시스템을 셋업하거나 해체할 때 사용자가 접근할 수 있고 관찰할 수 있는, 디스플레이 모니터(예를 들어, 도 2의 디스플레이 모니터(216a 및/또는 216b)), 마스터 콘솔(예를 들어, 마스터 제어기(220)), 및/또는 컴퓨터 디스플레이 상에서 시각적 표상을 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다. 도 6a 내지 도 6j 및 도 7a 내지 도 7h의 각각에 도시된 시각적 표상은 일반적으로 공통적인 레이아웃을 갖는다. 예를 들어 셋업 또는 분해 프로세스의 상응 부분을 완료하기 위해서 제공되는 문자 지침에 따라 실시되는 일반적인 단계가, 실시되는 단계의 목록을 포함하는 시각적 표상(예를 들어, "시스템 테스트 실시", 도 6a)의 하나의 섹션(도시된 바와 같이, 좌측 측면 창) 내에서 디스플레이된다.
도 6a 내지 도 6j 및 도 7a 내지 도 7h의 각각의 시각적 표상은, 다른 섹션(도시된 바와 같이, 우측 측면 창)에서, 의료 시스템 또는 의료 시스템의 선택 관련 구성 요소의 다이어그램을 보여주고, 관련 단계에 적극적으로 포함되는 시스템의 특정 요소를 다이어그램 내의 다른 요소보다 시각적으로 강조된 방식으로 보여줄 수 있다. 예를 들어, 도 6d의 시각적 표상에서, 비전 탐침과 연관된 요소가, 비전 탐침을 부착하기 위해서 실시되어야 하는 현재 단계("비전 탐침 부착" 참조)로서, 다른 도시된 주위 요소와 대조적으로 다이어그램 내에서 시각적으로 강조된다.
일부 실시예에서, 셋업 및/또는 분해 프로세스를 통해서 사용자를 안내하기 위한 시각적 표상의 조정이 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 이용하여 구현될 수 있고, 이들은 서로 상호작용하거나, 도 1의 제어 시스템(112)과 같은 제어 시스템의 프로세서를 포함할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해서 달리 실행된다. 제어 시스템은 적어도 하나의 메모리 및 프로그래밍된 명령어를 실행하기 위한 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 도 1에 도시되고 그에 대해서 설명된 바와 같이, 디스플레이 시스템(110)과 같은 디스플레이 시스템에 커플링될 수 있다. 센서 시스템(108)과 같은 센서 시스템이, 예를 들어 구성 요소가 부착 또는 탈착되었다는 것을 자동적으로 각각 결정할 수 있도록, 안내되는 프로세스(들)의 여러 단계를 위한 시스템 및/또는 관련 구성 요소의 상태에 상응하는 피드백 또는 다른 정보를 감지 및/또는 달리 제공하도록 구현될 수 있다. 전술한 바와 같은 제어 시스템 및/또는 센서는, 일부 실시예에서, 자동화된 시스템 체크 및 초기화 단계의 제어 및/또는 조정에서 구현될 수 있다. 도 6a 내지 도 6j의 안내되는 셋업 및 도 7a 내지 도 7h의 안내되는 분해에 관한 이하의 설명에서, 도 6a 내지 도 6j 및 도 7a 내지 도 7h의 번호 부여 요소가 다른 도면 내의 다른 유사 요소의 예와 관련하여 참조될 수 있다.
이제, 도 6a 내지 도 6j를 구체적으로 참조하면, 이러한 시각적 표상은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 의료 시스템을 셋업하는, 작업자 또는 다른 개인과 같은, 사용자에게 단계별 지침을 제공한다. 도 6a는, 도 2, 도 2a, 도 2b, 도 3a, 및 도 3b의 실시예에 도시된 것과 동일하거나 유사한 구성 요소의 일부를 포함하는, 의료 시스템(600)에 대한 초기 시스템 테스트를 실시하기 위한 지침을 시각적으로 나타낸다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 시스템(600)이 환자의 의료 시술과 같은 시술에서 이용되기 전에 의료 시스템(600)의 요소의 동작 순서가 적절한지를 확인하기 위한, 초기의 자동화된 시스템 테스트("시스템 테스트 실시")를 위해서, 아암 이동을 위해서 아암(606) 주위에 간격이 생성되도록 제1 아암(606)(예를 들어, 조작부 조립체(202), 도 2)이 배치되어야 한다. 다음에, 시스템 테스트를 개시하기 위해서, 제어기(620), 예를 들어 도 2에 도시되고 그에 대해서 설명된 마스터 제어기(220)와 같은 제어 콘솔의 터치 스크린 상에서 버튼을 누를 수 있다. 도 6a에 표시된 다음 단계로서, 사용자는 종료(예를 들어, 자동화된 개시 및 적절한 동작 조건에 대한 체크의 종료)를 위한 아암 이동을 기다린다.
도 6b에 도시된 바와 같은, 셋업을 위한 다음의 안내되는 단계는 부속물 부착이다("부속물 부착"). 처음에, 후퇴 상태의 카테터 안내부(622)(예를 들어, 캐리지(308)에 연결된 도 3a의 카테터 안내부(322))가 캐리지(608)에 부착된다. 카테터 안내부(622)가 부착된 후에, 도 6c에 표시된 바와 같이, 카테터(610)가 부착된다(예를 들어, 도 3a의 세장형 장치 조립체(310) 및 상응 설명에서의 부착 설명). 카테터(610)가 부착되면, 카테터(610)의 자동화된 자가-테스트가 실시되어, 예를 들어 카테터의 원위 단부 부분 및/또는 원위 선단부의 관절화 동작을 테스트한다. 다음에, 도 6d에 도시된 바와 같이, 비전 탐침(616)(예를 들어, 탐침 조립체(316), 도 3a)이 부착되고, 이는 비전 탐침 어댑터를 비전 탐침 상으로 통과시키는 것(예를 들어, 도 3a의 탐침 조립체(316) 참조), 비전 탐침(616)을 아암(606)에 부착하는 것(아암(606)의 캐리지(608)의 근위 단부에서의 부착 참조), 그리고 비전 탐침(616)을 카테터(610)를 통해서 삽입하는 것을 포함한다. 비전 탐침, 부착, 및 카테터를 통한 비전 탐침의 예가 도 3a의 실시예를 참조하여 설명된다(탐침 조립체(316)의 탐침(316b)은 연결기(316a)를 통해서 세장형 장치(310a)의 작업 내강 내로 삽입될 수 있고, 세장형 장치(310a)를 통해서 연장될 수 있다). 도 6d의 시각적 표상에서 표시된 바와 같은 비전 탐침(616)을 부착하는 단계 후에, 도 6e에 표시된 바와 같이, 부속물을 부착하기 위한 단계("부속물 부착")의 각각이 완료되었다. 각각의 완료된 나열 단계 좌측의 원형 체크-마크가 시각적으로 표시된다. 또한, 도시된 바와 같이, 부착된 비전 탐침(616)이 시각적으로 강조된다.
도 6f는 제어기(620)(예를 들어, 마스터 제어기(220), 도 2)에 환자 계획을 로딩하기 위한 지침을 제공하는 시각적 표상이다. 도시된 바와 같이, 환자 계획을 로딩하는 것("계획 로딩")은 USB 드라이브를 제어기(620) 내로 삽입하는 단계를 포함한다. 이러한 단계는, 예를 들어, 특정 환자(들)를 위한 특히 건강-관련 정보를 포함할 수 있고 및/또는 특정 환자(들)에게 실시되어야 하는 시술, 환자 해부조직의 동작전 화상, 환자 해부조직의 렌더링된 화상, 해부학적 표적까지의 계획된 경로, 기구의 상세 내용, 셋팅과 관련된 정보, 및/또는 시술(들)을 실시하기 위한 의료 시스템의 특정 동작과 관련된 다른 정보를 포함할 수 있는, 한명 이상의 환자에 대한 환자-특이적 데이터를 저장하는 비-일시적 데이터 저장 장치 또는 다른 메모리 장치를 제어기(620)에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 도 6f에 있는 "계획 로딩" 단계는, 환자를 선택하기 위해서 터치스크린(621)과 상호 작용하는 것(예를 들어, 특정 위치에서 터치스크린(621)을 누르는 것)에 의해서, 터치스크린(621)에 도시된 다수의 환자 표상으로부터 환자를 선택하도록 하는, 제어기(620)의 사용자를 위한 것이다.
도 6g에 도시된 바와 같은, 셋업을 위한 다음 안내 단계는, 아암(606)을, 환자(P)에 커플링된 기관내 관(ETT)과 같은 의료 장치에 도킹시키는 것이다("환자에 대한 도킹"). 도 6g의 시각적 표상에 도시된 바와 같이, 제1 단계는 아암(606)을 장치 연결기(618)(예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시하고 그에 대해서 설명된 바와 같은, 장치 연결기(318)에 커플링된 기부(304)의 원위 단부 부분(304c) 참조)에 도킹시키는 것이다. 도 6h에 도시된 바와 같이, "환자에 대한 도킹"의 다음 단계는 카테터(610)를 기관내 관(624) 내로 배치하는 것이다. 도시된 바와 같이, 카테터(610)의 일부는 우측에서 다이어그램 내에서 시각적으로 강조된다. 카테터를 기관내 관 내에 배치하는 예가 도 3a를 참조하여 설명되어 있고, 이는 장치 연결기(318) 및 환자 의료 장치(320), 예를 들어 환자 의료 장치(320) 내로 삽입되고 그 내부에서 연장되는 카테터와 같은 세장형 장치(310a)를 갖는 기관내 관을 설명한다. 기관내 관(624)은 환자(P)의 입 내로 삽입된 것으로 도시되어 있다. "카테터를 ET 관 내로 배치" 바로 아래에서, 도 6h의 시각적 표상에 나열된 다음 단계는 카테터 안내부(622)를 연장시키는 것이다. 연장된 카테터 안내부의 예가 도 3a에 의해서 도시되고 이를 참조로 설명되며, 카테터와 같은 세장형 장치(310a)는 연장된 "세장형 장치 안내부"(322)를 통해서 연장된다. 적절한 위치로 연장된 카테터 안내부(322)가 도 6i의 시각적 표상 내에서 상세하게 도시되어 있다. 카테터 안내부를 연장시키는 단계가 완료되면, 안내된 셋업의 "환자에 대한 도킹" 단계가 완료되고, 나열된 항목(좌측의 나열 항목 참조) 옆의 체크-마크에 의해서 표시된 바와 같이, 의료 시스템의 셋업이 완료되고, 이는 도 6j의 시각적 표상 내의 체크-마크 및 "셋업 완료" 메시지에 의해서 시각적으로 표시된다.
도 7a 내지 도 7h는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 의료 시술의 완료 후에 의료 시스템을 해체하는 작업자 또는 다른 개인과 같은 사용자에게 단계별 지침을 제공하는 시각적 표상을 도시한다. 도 7a 내지 도 7h에 의해서 도시된 단계에 따라 해체되는 의료 시스템은, 도 6a 내지 도 6j에 의해서 도시된 단계에 따라 셋업되었던 의료 시스템(600)에 상응하고, 도 6a 내지 도 6j의 참조 번호와 동일한 도 7a 내지 도 7h의 참조 번호는 동일한 상응 요소(들)를 지칭한다. 대안적으로 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고도, 도 7a 내지 도 7h에 도시된 단계 중 하나 이상이 유사한 의료 시스템의 유사한 구성 요소에 적용될 수 있다.
일부 실시예에서, 카테터(610)는 의료 시술 중에 환자 해부조직을 통해서 항행하고, 카테터(610)의 원위 선단부를 해부학적 표적에 배치한다. 시술의 완료 시에, 카테터는 해부조직으로부터 후퇴될 수 있다. 본 개시내용의 일 실시예에 따른 분해("환자로부터의 도킹 해제(undock)")를 위한 제1 안내 단계는, 도 7a의 시각적 표상에 표시되고 도시된 바와 같이, 카테터 원위 선단부(예를 들어, 도 7c의 카테터(610) 참조)를 환자(P)의 환자 해부조직으로부터 기관내 관(624) 내로 후퇴시키는 것이다. 도 7b의 시각적 표상에서 도시된 바와 같이, 다음 단계는 (다이어그램에서 시각적으로 강조된) 카테터 안내부(622)를 후퇴시키고 카테터(610)를 기관내 관(624)으로부터 제거하는 것이다. 도 7c의 시각적 표상에 의해서 표시된 바와 같이, 다음 단계는 (시각적으로 강조된) 장치 연결기(618)를 아암(606)으로부터 도킹 해제하는 것이다. 장치 연결기(618)를 아암(606)으로부터 도킹 해제하는 단계가 일단 완료되면, "환자로부터의 도킹 해제"를 위한 3개의 나열된 단계가 완료된다. 환자로부터의 도킹 해제 후에, 분해 프로세스의 다음 안내 단계는, 도 7d, 도 7e, 및 도 7f의 시각적 표상에서 표시된 바와 같이, 부속물을 제거하는 것("부속물 제거")으로서, 이는 (도시된 바와 같은 나열된 순서의) 나열된 단계: 도 7d에 도시된 바와 같이 비전 탐침(616)을 제거하는 것 - 비전 탐침(616)은 시각적으로 강조됨 -; 도 7e에 도시된 바와 같이, 카테터(610) 및 제어 조립체(610a)(예를 들어, 제어 조립체(310b), 도 3a)가 시각적으로 강조된, 카테터(610)를 제거하는 것; 그리고 도 7f에 도시된 바와 같이, 카테터 안내부(622)가 후퇴된 형태로 시각적으로 강조된, 카테터 안내부(622)를 제거하는 것을 포함한다.
"부속물 제거"를 위한 단계가 완료된 후에, 분해를 위한 다음 안내 단계는 시스템의 세정(도 7g에서 시각적으로 표시된 "시스템 세정")을 위한 것이다. 시스템을 세정하는 제1 단계는 제어기(620)(예를 들어, 도 2의 마스터 제어기(220))의 (둘 모두가 도 7g의 다이어그램에서 시각적으로 강조된) 스크롤 휠(623) 및 트랙볼(625)을 제거하고 닦는 것이다. 도 2의 마스터 제어기(220)에 대해서 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 스크롤 휠(도 7g의 623)은 환자 해부조직에 대한 카테터와 같은 의료 기구의 전진 또는 후퇴를 제어하기 위해서 전방 또는 후방으로 롤링될 수 있고, 트랙볼(도 7g의 625)은 카테터와 같은 세장형 장치의 원위 단부 부분 및/또는 원위 선단부의 위치를 조향하기 위해서 작업자에 의해서 다양한 방향으로 롤링될 수 있다. 시스템 세정을 위한 다음 안내 단계는 제어기(620)의 나머지 부분 및 표면(예를 들어, 터치스크린)을 닦는 것(예를 들어, 세정 천 및/또는 세정제로 문지르는 것) 그리고 아암(예를 들어, 도 7a의 아암(606) 참조)을 세정하는 것("아암 닦기")이다.
"시스템 세정" 단계가 완료된 후에, 안내되는 분해의 다음 단계는 도 7h에 표시된 "시스템 저장" 단계로서, 이는 아암(606)을 압괴시키는 것, 아암(606)을 카트(614)(예를 들어, 시스템 카트(214), 도 2) 위로 배치하는 것, 이어서 시스템을 끄는 것을 포함한다. 저장 구성의 시스템의 예가 도 2b에 도시되어 있고, 시스템을 저장 구성으로 배치하는 것에 대한 상응 설명이 도 2b의 설명에서 제공되었다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 시스템(216)은 모니터 지지 아암(210) 및 디스플레이 모니터(216a, 216b)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모니터(216a, 216b)는 개방 구성 또는 부분적으로 개방 구성으로 배열되고, 그러한 배열에서 양 모니터의 디스플레이 화면이 사용자에게 보일 수 있다. 모니터(216a)는 상부 모니터 및/또는 제1 부재로서 지칭될 수 있고, 모니터(216b)는 하부 모니터 및/또는 제2 부재로서 지칭될 수 있다. 완전 개방 구성에서, 모니터(216a, 216b)는 서로 약 180도로 배향될 수 있다. 부분 개방 구성에서, 모니터(216a, 216b)는 서로 0 내지 180도 또는 연장 위치에서 서로 180 내지 360도로 배향될 수 있다. 또한, 모니터(216a, 216b)의 상대적인 운동 범위는 서로 0 내지 360도일 수 있다. 도 8a는 일부 실시예에 따른 압괴 또는 폐쇄 구성으로 디스플레이 시스템(216)을 도시한다. 이러한 실시예에서, 모니터(216a, 216b)는 힌지 메커니즘(217)에 의해서 함께 커플링된다. 각각의 모니터(216a, 216b)는 하우징(215a, 215b)을 각각 포함한다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 하우징(215a 및 215b)은 후방 패널(219a 및 219b)을 각각 포함할 수 있다. 폐쇄 구성에서, 모니터(216a, 216b)는 일반적으로 서로 인접하고 일반적으로 평행하게 정렬된다. 도 9a 및 도 9b는, 명료함을 위해서 후방 패널(219b)을 보이지 않게 하는 절취도로서, 하우징(215a 및 215b)을 도시한다. 디스플레이 화면(221)은 하우징(215b)의 내부 대면 표면에 장착되어 도시되어 있다. 폐쇄 구성에서, 모니터(216a, 216b)의 디스플레이 화면들(221)이 서로 대면될 수 있도록, 디스플레이 화면(도 9a 및 도 9b에 미도시)이 부가적으로 하우징(215a)의 내부 대면 표면 상에 장착될 수 있다. 일부 대안적인 실시예에서, 디스플레이 화면들(221)이 서로 멀어지는 쪽으로 대면되도록, 디스플레이 화면들(221)이 하우징(215a 및 215b)의 외부 표면들에 장착될 수 있다. 추가적인 대안적 실시예에서, 임의의 수의 디스플레이 화면(221), 예를 들어 1 내지 4개의 디스플레이 화면이 하우징(215a) 및/또는 하우징(215b)의 내부 및/또는 외부 표면 상에서 하우징(215a) 및/또는 하우징(215b) 상에 장착될 수 있다.
디스플레이 시스템(216)은 또한 힌지 커버(230)를 포함한다. 힌지 커버(230)는 힌지 메커니즘(217)의 하나 이상의 구성 요소를 덮고 보호한다. 힌지 커버(230)는 또한 케이블(예를 들어, 기계적 케이블, 전기 케이블 등)을 수용할 수 있고, 케이블을 과다 굽힘 응력으로부터 보호하도록 케이블을 라우팅하는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 힌지 커버(230)는, 모니터 센서, 틸트 센서 등과 같은, 디스플레이 시스템(216)의 다른 구성 요소를 수용할 수 있다. 모니터(216b)는 모니터 지지 아암(210)에 커플링되고, 그에 따라, 모니터 지지 아암(210)이 이동(예를 들어, 병진운동, 회전 등)할 때 모니터 지지 아암(210)과 함께 이동될 수 있다. 유사하게, 모니터(216a)는 모니터(216b)에 커플링될 수 있고, 그에 따라, 모니터(216b)가 이동(예를 들어, 병진운동, 회전 등)할 때 모니터(216a)와 함께 이동될 수 있다. 일부 예에서, 모니터(216a)는 힌지 메커니즘(217)을 통해서 모니터(216b)에 대해서 회전되고, 이는 모니터(216a)가 희망 관찰 각도로 배치될 수 있게 하거나 저장을 위해서 모니터(216b)에 대해서 압괴된 구성으로 접혀 수납될 수 있게 한다. 모니터(216a, 216b)는 힌지 메커니즘(217)을 통해서 회전되어 모니터를 폐쇄 구성, 부분적 개방 구성 또는 완전 개방 구성으로 배치할 수 있다. 모니터(216a, 216b)가 (완전 개방 또는 부분 개방이든지 간에) 개방 구성에 있는 실시예에서, 모니터(216a)는 모니터(216b)로부터 이격되고 및/또는 그 위에 배치된다(도 10, 도 11 참조).
일부 실시예에서, 모니터(216a)의 중량이 디스플레이 시스템(216)을 폐쇄 구성을 향해 편향시킬 수 있다. 후술되는 바와 같이, 모니터(216a)의 중량에 반대로 작용하는 힘(예를 들어, 토크)을 인가하도록 시스템이 제공될 수 있고, 그에 따라 모니터가 개방 또는 부분 개방 구성으로 이동되어 유지되게 할 수 있다. 그러한 시스템은 마찰 기어 힌지 조립체 및/또는 카운터밸런스 시스템을 포함할 수 있다.
도 8b는, 힌지 커버(230)를 제거한 상태로, 디스플레이 시스템(216)의 폐쇄 구성을 도시한다. 이러한 실시예에서, 힌지 메커니즘(217)은 2개의 기어 힌지 조립체(240)를 포함한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 각각의 기어 힌지 조립체(240)는 양 모니터(216a, 216b)에 연결된다. 기어 힌지 조립체(240)는, 디스플레이 시스템(216)이 개방 또는 부분 개방 구성에 있을 때 시스템 균형에 기여하는 마찰력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 모니터(216a)가 힌지 메커니즘(217)을 중심으로 모니터(216b)에 대해서 상대적으로 개방 또는 부분 개방 구성으로 피벗될 때, 기어 힌지 조립체에 의해서 제공되는 마찰력은 작은 우발적인 이동(예를 들어, 모니터(216a, 216b) 중 하나 또는 둘 모두의 충돌, 모니터(216a, 216b) 중 하나 또는 둘 모두의 터치, 등)이 모니터(216b)에 대한 모니터(216a)의 배향이 변화되는 것을 방지하는데 도움을 준다. 따라서, 일부 실시예에서, 모니터(216a, 216b)의 배향이 일단 셋팅되면, 배향을 변경하기 위한 일부 적극적인 행위가 이루어지지 않는 한, 서로에 대한 모니터들의 배향은 변경되지 않을 것이다. 대안적인 실시예에서, 힌지 메커니즘(217)은 하나의 기어 힌지 조립체(240) 또는 2개 초과의 기어 힌지 조립체를 포함할 수 있다.
도 8c는 일부 실시예에 따른 기어 힌지 조립체(240)의 사시도를 도시한다. 도 8d는 일부 실시예에 따른 기어 힌지 조립체(240)의 측면도를 도시한다. 도 8e는 일부 실시예에 따른 기어 힌지 조립체(240)의 절취 사시도를 도시한다. 기어 힌지 조립체(240)는 기어 블록(241), 상부 기어(242), 및 하부 기어(243)를 포함한다. 기어 블록(241)은 또한 하우징으로서 지칭될 수 있다. 상부 및 하부 기어(242, 243)는 일반적으로 평행하게 정렬되고, 모니터들(216a, 216b)이 서로에 대해서 회전될 때 기어 중 적어도 하나가 서로에 대해서 회전되도록 결합된다. 상부 기어(242)는 상부 모니터(216a) 내에 수용될 수 있고, 하부 기어(243)는 하부 모니터(216b) 내에 수용될 수 있다. 기어(242, 243)의 각각은 유지 부재(244)에 의해서 기어 블록(241)에 커플링된다. 스프링(247)의 세트가 기어(242, 243)의 각각의 내부에서 연장된다. 용이한 설명을 위해서, 이하의 설명은 하부 기어(243) 및 기어 힌지 조립체(240)의 상응 구성 요소를 참조할 것이다. 그러한 설명이 상부 기어(242) 및 기어 힌지 조립체(240)의 상응 구성 요소에도 유사하게 적용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 기어(243) 내에 수용되는 (편향 부재로도 지칭되는) 스프링(247)의 세트는, 기어 블록(241)과 기어(243) 사이에 배치되는 스프링 판(246)과 결합된다. (제2 마찰 부재로서 지칭될 수 있는) 스프링 판(246)이 기어(243) 및 유지 부재(244)(예를 들어, 유지 링, 클립, 나사, 및/또는 기타)와 동축적으로 배열된다. (제1 마찰 부재로서 지칭될 수 있는) 마찰 판(245)이 기어 블록(241)과 스프링 판(246) 사이에서 연장된다. 마찰 판(245)은 기어(243), 스프링 판(246), 및 유지 부재(244)와 동축적으로 배열된다. 일부 실시예에서, 스프링 판(246)은 기어(243)와 회전적으로 결속된다. 그러한 실시예에서, 스프링 판(246) 및 기어(243)는 함께 회전된다. 일부 예에서, 스프링 판(246) 및 기어(243)는 기계적 연결부, 접착 연결부 등을 통해서 회전적으로 결속될 수 있다. 다른 실시예에서, 마찰 판(245)은 기어(243)와 회전적으로 결속된다. 그러한 실시예에서, 마찰 판(245) 및 기어(243)는 함께 회전된다. 일부 예에서, 마찰 판(245) 및 기어(243)는 기계적 연결부, 접착 연결부 등을 통해서 회전적으로 결속될 수 있다. 일부 예에서, 마찰 판(245)은 스프링 판(246)과 회전적으로 결속된다. 그러한 예에서, 마찰 판(245) 및 스프링 판(246)이 함께 회전된다. 일부 실시예에서, 마찰 판(245) 및 스프링 판(246)은 기계적 연결부, 접착 연결부 등을 통해서 회전적으로 결속될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 마찰 판(245)은 스프링 판(246) 및 기어(243) 모두와 회전적으로 결속될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 마찰 판(245)은 축방향으로 이동될 수 있고, 그에 따라 스프링(247)이 확장되어, 시간에 걸쳐 발생될 수 있는 마찰 판(245)의 임의의 마모를 허용할 수 있다.
복수의 스프링(247)은 스프링 판(246)에 대한 힘을 제공한다. 하부 기어(243) 내의 스프링(247)의 배열에 따라서, 그러한 힘은 스프링 판(246)의 주위에서 균일하게 분산될 수 있거나, 힘이 스프링 판(246)의 주위에서 불균일하게 분산될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 스프링(247)의 각각의 스프링이 상응 나사에 커플링된다. 각각의 나사를 개별적으로 조정하여, 각각의 스프링이 스프링 판(246)에 대해서 제공하는 힘을 조정할 수 있다. 스프링(247)으로부터의 힘은 스프링 판(246)으로부터 마찰 판(245)으로 전달된다. 이어서, 힘은 마찰 판(245)으로부터 기어 블록(241)으로 전달된다. 마찰 판(245)과 기어 블록(241) 사이의 결과적인 마찰력은, 모니터(216a, 216b)를 개방 또는 부분 개방 구성으로 유지하는데 도움을 주기 위한 피동적인, 일정한 마찰을 제공한다. 일부 실시예에서, 각각의 기어 힌지 조립체(240)는 각각의 개별적인 기어 힌지 조립체(240) 마다 다른 특정 마찰을 갖는다. 기어 힌지 조립체(240)에 의해서 디스플레이 시스템(216)에 인가되는 마찰의 레벨을 조정하여, 작업자의 선호에 맞출 수 있고 및/또는 모니터(216a, 216b)의 사양(크기, 중량 등)을 고려한 충분한 양의 마찰을 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 조정은, 기어 힌지 조립체(240)가 모니터(216a, 216b)에 커플링되기 전에, 제조 프로세스 중에 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 그러한 조정은, 기어 힌지 조립체(240)가 모니터(216a, 216b)에 커플링된 후에 이루어질 수 있다.
일부 실시예에서, 마찰력은, 모니터(216a, 216b)의 크기 및 중량에 따라 스프링(247)의 레이트(rate)를 변경하는 것에 의해서 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 스프링(247)이 하부 기어(243) 내의 원형 형성부 내에 배열된다. 일부 예에서, 개별적인 스프링들이 하부 기어(243) 주위에서 원주방향으로 균일하게 이격될 수 있다. 다른 예에서, 개별적인 스프링들이 하부 기어(243) 주위에서 원주방향으로 무작위적으로 이격되거나 불균일한 패턴으로 이격될 수 있다. 또 다른 경우에, 하나의 스프링만이 하부 기어(243) 내에 포함될 수 있다. 그러한 경우에, 하나의 스프링은 하부 기어(243)에 대해서 동심적일 수 있고, 그에 따라 스프링은 하부 기어(243) 주위에서 원주방향으로 360도에 걸쳐질 수 있다.
몇몇 예에서, 마찰 판(245)은 고-마찰 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 기어 블록(241)이 또한 고-마찰 재료로 제조될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 스프링 판(246)은 저-마찰 재료로 제조될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 마찰 판(245) 및 스프링 판(246) 모두가 고-마찰 재료로 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 모니터를 개방 또는 부분 개방 구성에서 유지하기 위해서 기어 힌지 조립체(240)에서 필요로 하는 마찰력이 크도록, 그에 따라 사용자는 모니터들의 서로에 대한 배향을 조정하기 위해서 마찰력을 용이하게 극복할 수 없도록, 모니터(216a)의 중량이 클 수 있다. 디스플레이 시스템(216)이 부분 개방 또는 개방 구성에 있을 때 모니터(216a)가 힌지 메커니즘(217)을 중심으로 회전되는 것을 방지하기 위해서 그리고 또한 모니터(216a)가 용이하게 회전적으로 조정될 수 있게 하기 위해서, 디스플레이 시스템은 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같은 카운터밸런스 시스템(250)을 포함할 수 있다. 카운터밸런스 시스템(250)으로, 디스플레이 시스템(216)은 모니터(216a, 216b)를 개방 또는 부분 개방 구성으로 유지하기 위한 기어 힌지 조립체(240) 내의 충분히 큰 일정한 마찰을 달성하도록 그리고 한편으로 또한 사용자가 모니터(216a, 216b)의 서로에 대한 배향을 어려움 없이 조정할 수 있도록, 최적화될 수 있다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 카운터밸런스 시스템에 의해서 제공된 (카운터밸런스 토크일 수 있는) 카운터밸런스 힘과 커플링된 기어 힌지 조립체(240) 내의 마찰을 이용하여, 사용자가 배향을 조정하기 위해서 마찰을 용이하게 극복할 수 있게 하면서 선택된 모니터 배향을 유지하는 디스플레이 시스템(216) 내의 힘(예를 들어, 토크)을 달성한다. 이러한 실시예에서, 기어 힌지 조립체(240)는 디스플레이 시스템(216) 내에서 (피동적 제동부와 같은) 일정 제동부로서 작용할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(250)은, 임의의 마찰력을 필요로 하기 전에, 카운터밸런스싱 힘을 디스플레이 시스템(216)에 인가한다. 일부 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(250)에 의해서 제공되는 카운터밸런스 힘(예를 들어, 카운터밸런스 토크)은, 모니터(216a, 216b)가 서로에 대해서 회전될 때 디스플레이 시스템(216) 내에 존재하는 모니터 힘(예를 들어, 토크)과 유사할 수 있으나, 동일하지는 않다. 그에 따라, 카운터밸런스 힘과 모니터 힘 사이에 차이가 존재할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 힘들 사이의 이러한 차이를 보상하기 위해서, 기어 힌지 조립체(240) 내의 마찰력과 같은 마찰력이 디스플레이 시스템(216)에 인가된다. 마찰력은 카운터밸런스 힘과 모니터 힘 사이의 차이보다 클 수 있다. 전술한 바와 같이, 기어 힌지 조립체(240) 내의 마찰력을 조정하여, 카운터밸런스 힘 및 모니터 힘 사이의 차이에 따라 희망 마찰력을 디스플레이 시스템(216)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 카운터밸런스 힘과 모니터 힘 사이의 차이가 비교적 큰 경우에, 마찰력은 비교적 클 것이다. 다른 예에서, 카운터밸런스 힘과 모니터 힘 사이의 차이가 비교적 작은 경우에, 마찰력은 비교적 작을 것이다. 모니터 힘이 카운터밸런스 힘 및 마찰력의 조합과 실질적으로 동일하도록, 마찰력이 임의의 희망하는 양으로 조정될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는, 디스플레이 시스템(216)이 폐쇄 구성에 있을 때의 카운터밸런스 시스템(249) 및 카운터밸런스 시스템(250)을 도시한다. 도 9a 및 도 9b에서, 후방 패널(219b)이 절취되어 있다. 몇몇 실시예에서, (카운터밸런스 조립체로도 지칭될 수 있는) 카운터밸런스 시스템(249, 250)이 하우징(215b) 내에 수용된다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시예에서, 디스플레이 시스템(216)은 모니터(216b) 내에서 2개의 카운터밸런스 시스템(249, 250)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 모니터(216b)는 하나의 카운터밸런스 시스템(250)만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 모니터(216b)는 둘 초과의 카운터밸런스 시스템(250)을 포함할 수 있다. 추가적인 대안적 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(249, 250) 중 하나 이상이 모니터(216a) 내에 포함될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 카운터밸런스 시스템(249, 250)이 모니터(216a, 216b) 중 하나 또는 둘 모두 내에 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이 시스템(216)은 하나의 모니터, 예를 들어 모니터(216a) 만을 포함한다. 그러한 실시예에서, 피벗 지점은 (도 10에 도시된 바와 같이) 힌지(217)를 중심으로 하고, 모니터(216a)는 모니터(216a)의 하단 수평 연부를 따라서 수평 축을 중심으로 회전된다. 다른 실시예에서, 모니터(216a)가 모니터(216a)의 중심에서 수평 축을 중심으로, 상단 수평 연부를 따른 수평 축을 중심으로, 또는 모니터(216a)의 하단 수평 연부와 상단 수평 연부 사이의 임의의 수평 축을 중심으로 회전될 수 있도록, 피벗 지점이 모니터(216a)의 표면을 따라 다른 위치에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 회전 축은 수평으로부터 각도를 이룬다. 하나 이상의 카운터밸런스 시스템(249, 250)이 모니터(216a) 내에 포함될 수 있고, 하나 이상의 카운터밸런스 시스템(249, 250)의 위치가 그에 상응하여 모니터(216a)의 피벗 지점의 위치를 기초로 변경될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 카운터밸런스 시스템(249, 250)이 지지 아암(210) 내에 또는 시스템 카트(214)의 다른 구성 요소 내에 포함될 수 있다. 이하의 설명은 카운터밸런스 시스템(250)을 설명할 것이나, 동일한 설명이 카운터밸런스 시스템(249)에도 적용된다.
카운터밸런스 시스템(250)은 스프링(251)과 같은 편향 부재, (말단부 부재로도 지칭될 수 있는) 스프링 말단부(252), 케이블(253), 예비 하중(preload) 조정 조립체(254), 섹터 풀리(255), 풀리(256), 및 힌지 연결기(257)를 포함한다. 카운터밸런스 시스템(250)에서, 스프링(251)은 근위 부분(258) 및 원위 부분(259)을 포함한다. 근위 부분(258)은 블록(260)에 커플링되고, 원위 부분(259)은 스프링 말단부(252)에 커플링된다. 근위 부분(258)은 기계적 연결부, 접착 연결부, 또는 임의의 다른 적합한 연결부로 블록(260)에 커플링될 수 있다. 블록(260)은 강성일 수 있고, 후방 패널(219b)과 같은 모니터 하우징(215b)에 고정되거나 일체로 커플링될 수 있다. 레일(223)의 쌍이 블록(260)으로부터 연장될 수 있고, 일반적으로 스프링(251)을 따라서 연장될 수 있다. 레일(223)은 후방 패널(219b)에 고정되거나 그와 일체로 형성될 수 있다.
스프링(251)의 원위 부분(259)은 스프링 말단부(252)에 커플링될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스프링 말단부(252)는 스프링(251)의 길이방향 축(L)에 일반적으로 평행한 방향(L1 또는 L2)으로 이동될 수 있다. 모니터(216a)의 배향이 모니터(216b)에 대해서 조정됨에 따라, 케이블(253)은 힌지 연결기(257)에 의해서 이동되고, 스프링(251)은 그에 상응하여 압축되거나 연신된다. 스프링(251)이 압축되거나 연신됨에 따라, 스프링(251)의 원위 부분(259) 및 스프링 말단부(252)가 축(L)을 따라서 모니터(216b) 내에서 위쪽으로(힌지 메커니즘(217)을 향해서) 그리고 아래쪽으로(힌지 메커니즘(217)으로부터 멀리) 이동된다. 스프링 말단부(252)는, 스프링 말단부(252)를 상하로 당기는 케이블(253)의 이동으로 인해서 상하로 이동된다.
케이블(253)의 제1 단부가 스프링 말단부(252)에 커플링된다. 스프링(251)이 케이블(253)을 둘러싸도록, 스프링 말단부(252)로부터, 케이블(253)은 스프링(251)을 통해서 연장된다. 케이블(253)은, 하우징(215b)에, 예를 들어 후방 패널(219b)에 고정적으로 장착될 수 있는 섹터 풀리(255)에 걸쳐서 더 연장된다. 일부 실시예에서, 섹터 풀리(255)는 블록(260)에 커플링될 수 있거나 그 위에 배치될 수 있다. 케이블(253)은, 하우징(215b)에 회전 가능하게 또는 고정적으로 커플링될 수 있는 풀리(256) 주위에서 더 연장될 수 있다. 케이블(253)은 힌지 연결기(257)를 가로질러 추가적으로 루프화되고, 다시 풀리(256) 주위에서, 섹터 풀리(255)를 가로질러, 그리고 스프링(251)을 통해서 연장된다. 케이블(253)의 제2 단부가 스프링 말단부(252)에 커플링된다. 힌지 연결기(257)는 모니터(216a)에, 예를 들어 하우징(215a)에 커플링된다.
모니터(216a)가 개방 또는 부분 개방 구성으로부터 폐쇄 구성으로 이동됨에 따라, 힌지 연결기(257)는 모니터(216a)와 함께 모니터(216b)에 대해서 그리고 풀리(256)로부터 멀리 회전된다. 몇몇 실시예에서, 힌지 연결기(257)가 풀리(256)로부터 멀리 회전됨에 따라, 힌지 연결기(257)는 케이블(253)을 풀리(256)로부터 멀어지는 방향으로 당긴다. 케이블(253)이 힌지 연결기(257)에 의해서 당겨짐에 따라, 케이블(253)은 풀리(256) 주위에서 이동한다. 몇몇 실시예에서, 케이블(253)이 풀리(256) 주위에서 이동함에 따라, 풀리(256)가 회전된다. 풀리(256)의 회전은 케이블(253)과 풀리(256) 사이의 임의의 마찰력을 감소시킨다. 이러한 마찰력의 감소는, 모니터(216a, 216b)가 폐쇄 구성과 완전 개방 구성 사이에서 이동될 때, 카운터밸런스 시스템(250)이 카운터밸런스 힘을 매끄럽게 인가할 수 있게 한다.
도 9c는 일부 실시예에 따른 모니터(216a)의 여러 회전 위치에서의 인가된 모멘트 및 카운터밸런스 모멘트의 그래프 도면이다. 일부 예에서, 모니터(216a, 216b)가 폐쇄 구성으로부터 (부분 개방 또는 완전 개방 구성일 수 있는) 개방 구성으로 이동될 때, 모니터(216a)가 모니터(216b)로부터 멀리 회전되어, 모니터(216a)가 회전될 때 힌지 메커니즘(217)에서 가변적인 정도의 토크를 인가한다. 일부 실시예에서, 모니터(216a)의 중량으로부터 회전 지점(예를 들어, 힌지 메커니즘(217))에 인가되는 토크가, 0도의 회전 각도로부터 90도의 회전 각도까지 모멘트가 증가되고 약 90도에서 최대 모멘트를 갖는, 절반 사인파로서 그래프화될 수 있다. 모니터(216a)가 90도로부터 180도로 더 회전됨에 따라, 모멘트는 사인파를 계속 따르고, 최대 모멘트로부터 최소 모멘트(예를 들어, 0-뉴튼-미터)로 감소된다. 따라서, 카운터밸런스 시스템(예를 들어, 카운터밸런스 시스템(250))에 의해서 제공되는 카운터밸런스 토크는, 인가되는 모니터 토크의 실질적으로 유사한 사인파형 그래프를 따를 필요가 있다. 도 9c의 실시예에서, 그래프(290)는 모니터(216a)의 여러 회전 위치에서의 인가 모멘트를 실선 곡선(292)으로서 도시한다. 그래프(290)는 또한 모니터(216a)의 여러 회전 위치에서의 필요 카운터밸런스 모멘트를 점선 곡선(294)으로서 도시한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(250)에 의해서 제공되는 필요 카운터밸런스 힘(예를 들어, 카운터밸런스 토크)은 일반적으로, 모니터(216a)가 폐쇄 구성으로부터 모니터(216b)로부터 멀리 처음으로 회전되기 시작할 때, 작다. 모니터(216a)가 모니터(216b)로부터 멀리 계속 회전됨에 따라, 필요 카운터밸런스 힘이 증가된다. 일부 예에서, 모니터(216a)가 모니터(216b)로부터 멀리 90도 회전되었을 때, 필요 카운터밸런스 힘은 최대량에 도달한다. 모니터(216a)가 모니터(216b)로부터 멀리 계속 (예를 들어, 90도 초과의 회전) 회전됨에 따라, 필요 카운터밸런스 힘이 최대량으로부터 감소되기 시작한다. 모니터(216a)가 모니터(216b)로부터 180도 회전될 때, 모니터(216a, 216b)는 완전 개방 구성에 있을 수 있고, 필요 카운터밸런스 힘은 일반적으로 작다. 그에 따라, 필요 카운터밸런스 힘은, 모니터(216a, 216b)가 폐쇄 구성에 있을 때의 전반적으로 작은 힘으로부터, 모니터(216a)가 모니터(216b)에 대해서 90도로 회전될 때의 최대 힘까지, 그리고 이어서 다시 모니터(216a, 216b)가 완전 개방 구성에 있을 때의 전반적으로 작은 힘으로 다시 변경된다. 몇몇 실시예에서, 전술한 필요 카운터밸런스 힘의 변경은, 모니터(216a, 216b)가 완전 개방 구성으로부터 폐쇄 구성으로 회전될 때에도, 동일한 방식으로 적용된다.
일부 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(250)의 기하형태 및 사인파형 성질은, 모니터가 개방 또는 폐쇄 구성에 근접할수록 편향이 더 커지는 방식으로, 개방 또는 폐쇄 구성을 향하는 모니터(216a)의 편향을 초래한다. 일부 예에서, 도 9c에 도시된 바와 같이, 카운터밸런스 시스템(250)은, 완전히 폐쇄된(예를 들어, 0도) 구성 및 완전히 개방된(예를 들어, 180도) 구성에 근접할 때, 약간 더 큰 카운터밸런스 토크를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 완전 폐쇄 구성에 가까운 구성에 있을 때, 카운터밸런스 시스템(250)은 모니터(216a)를 완전 폐쇄 구성을 향해서 편향시킨다. 또한, 거의 완전한 개방 구성에 있을 때, 카운터밸런스 시스템(250)은 모니터(216a)를 완전 개방 구성을 향해서 편향시킨다. 이는, 작업자가 모니터(216a)를 개방하고자 할 때 작업자에 대한 보조 그리고 작업자가 모니터(216a)를 폐쇄하고자 할 때 작업자에 대한 보조를 제공한다. 모니터(216a)는 또한 완전 폐쇄 구성을 향해서 편향되고, 이는, 모니터(216a)가 의도하지 않게 완전 폐쇄 구성 가까이에 위치될 때 모니터(216a)의 원치 않는 운동을 방지하고, 모니터(216a)가 완전 개방 구성 가까이에 배치될 때 모니터(216a)의 처짐을 방지한다. 다른 예에서, 모니터(216a)가 완전 폐쇄 구성에 가까울 때, 카운터밸런스 토크는 모니터 토크보다 작을 수 있다. 그러한 예에서, 디스플레이 시스템(216)과 카운터밸런스 시스템(250) 사이의 순 토크는 모니터(216a)를 완전 폐쇄 구성을 향해서 편향시킬 수 있다. 또 다른 예에서, 모니터(216a)가 완전 개방 구성에 가까울 때, 카운터밸런스 토크는 모니터 토크보다 클 수 있다. 그러한 예에서, 디스플레이 시스템(216)과 카운터밸런스 시스템(250) 사이의 순 토크는 모니터(216a)를 완전 개방 구성을 향해서 편향시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 모니터(216a)는 180도를 넘어서 회전될 수 있고 360도에서 또는 실질적으로 360도 가까이에서 거울 대칭형의(mirrored) 완전 폐쇄 구성으로 배치될 수 있다. 인가된 모니터(216a)의 토크 및 필요 카운터밸런스 토크는, 도 9c에 도시된 곡선과 유사한 절반 사인파 곡선으로서 그래프화될 수 있고, 여기에서 최대 토크는 270도의 회전 위치에서 발생되고 최소 인가/필요 토크는 180도 및 360도에서 발생된다.
몇몇 실시예에서, 카운터밸런스 힘을 인가하기 위해서, 힌지 연결기(257)에 커플링된 케이블(253)이 힌지 연결기(257)에 의해서 당겨지고 결과적으로 스프링 말단부(252)를 스프링(251)의 근위 부분(258)을 향해서 방향(L1)으로 당기며, 이는 스프링(251)을 압축한다. 케이블(253)이 방향(L1)으로 당겨짐에 따라, 압축력이 스프링 말단부(252)에 의해서 스프링(251)에 인가된다. 스프링(251)이 압축됨에 따라, 이는 반대되는 힘을 방향(L2)으로 제공하여, 케이블(253) 내에서 장력을 생성한다. 적어도 부분적으로 압축된 스프링(251)의 반응력에 의해서 생성된 케이블(253) 내의 장력이 모니터(216a)의 중량으로부터의 힘에 반대로 작용하여, 부드러운 폐쇄를 가능하게 하거나, 모니터(216a)가 힌지 메커니즘(217)을 중심으로 빨리 회전하는 것 그리고 모니터(216b) 상으로 낙하되는 것을 달리 방지한다. 디스플레이 시스템(216)이 폐쇄 구성에 있을 때, 스프링(251)은 최대 압축 상태이고, 디스플레이 시스템(216)이 개방 또는 부분 개방 구성에 있을 때보다 더 큰 압축을 갖는다. 최대 압축 상태에서, 스프링(251)은 완전히 압축될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다.
도 10은 디스플레이 시스템(216)을 부분적으로 개방 구성으로 도시하고, 도 11은 디스플레이 시스템(216)을 완전 개방 구성으로 도시한다. 도 10 및 도 11의 모두에서, 디스플레이 화면(221)이 절취되었고, 그에 따라 카운터밸런스 시스템(249, 250)을 볼 수 있다. 디스플레이 시스템(216)이 폐쇄 구성으로부터 부분 개방 구성으로 이동됨에 따라, 힌지 연결기(257)가 모니터(216a)와 함께 모니터(216b)에 대해서 그리고 풀리(256)를 향해서 회전된다. 힌지 연결기(257)에 커플링된 케이블(253)이 힌지 연결기(257)에 의해서 운반되고, 결과적으로 스프링 말단부를 축(L)을 따라서 방향(L2)으로 이동시키는 것에 의해서 스프링 말단부(252) 상의 장력을 해제하기 시작한다. 비압축 또는 이완 상태를 향해서 편향된 스프링(251)은, 케이블(253)의 이동에 의해서 스프링 말단부(252)가 축(L)을 따라 방향(L2)으로 이동됨에 따라, 비압축(uncompress)되기 시작한다. 스프링 말단부(252)가 방향(L2)으로 이동함에 따라, 스프링(251)이 비압축되기 시작한다. 따라서, 모니터(216a)가 힌지 메커니즘(217)을 중심으로 회전됨에 따라, 스프링(251)은, 디스플레이 시스템(216)이 개방 또는 부분 개방 구성으로 이동될 때, 힌지 메커니즘(217) 내의 마찰력(또한 토크일 수 있음) 및 모니터(216a)의 중량으로부터의 힘을(또한 토크일 수 있음) 극복하는 것을 보조하기 위한 힘을 제공한다. 전술한 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(250)은 모니터(216a, 216b)에 편향력을 제공하고, 그에 따라 디스플레이 시스템(216)이 폐쇄 구성으로부터 개방 또는 부분 개방 구성으로 이동될 때, 모니터(216a, 216b)는 개방으로 편향되고 개방 또는 부분 개방 구성으로 이동한다. 대안적인 실시예에서, 카운터밸런스 시스템(250)은 모니터(216a, 216b)에 편향력을 제공하고, 그에 따라 디스플레이 시스템(216)이 완전 개방 구성으로부터 부분 개방 또는 폐쇄 구성으로 이동될 때, 모니터(216a, 216b)는 폐쇄로 편향되고 부분 개방 또는 폐쇄 구성으로 이동된다.
디스플레이 시스템(216)이 부분 개방 구성에 있을 때, 스프링(251)은 부분 압축 상태에 있고, 이는, 디스플레이 시스템(216)이 폐쇄 구성에 있을 때보다 덜 압축되고 디스플레이 시스템(216)이 완전 개방 구성에 있을 때보다 더 압축된 상태이다. 디스플레이 시스템(216)이 완전 개방 구성에 있을 때, 스프링(251)은 최소 압축 상태이고, 디스플레이 시스템(216)이 폐쇄 구성 또는 부분 개방 구성에 있을 때보다 더 작게 압축된 상태이다. 일부 실시예에서, 스프링(251)은, 디스플레이 시스템(216)이 완전 개방 구성에 있을 때, 최소 압축 상태에서 완전히 비압축되거나 이완될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 스프링(251) 내의 예비 장력으로 인해서, 디스플레이 시스템(216)이 완전 개방 구성에 있을 때, 스프링(251)은 최소 압축 상태에서 소정량의 압축을 유지할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 카운터밸런스 시스템(250)은 후방 패널(219b) 및 레일(223)에 의해서 경계 지어진 채널(271) 내에 배치될 수 있다. 채널(271)은, 일부 실시예에 따라 카운터밸런스 시스템(249)을 덮는 것으로 도시된 커버 판(269)과 유사한 커버 판에 의해서 더 경계 지어질 수 있다. 채널(271)을 경계 짓는 후방 패널(219b), 레일(223) 및 커버 판의 표면들이 채널 표면(270)이 된다. 이러한 실시예에서, 채널(271)은 직사각형 각기둥을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 채널(271)은 원통형 표면에 의해서 형성될 수 있다. 채널(271)은, 카운터밸런스 시스템(250)을 수용하는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있다.
도 12는, 일부 실시예에 따른, 모니터(216a, 216b)가 완전 개방 구성에 있을 때의 카운터밸런스 시스템(250)의 근위 부분(273)의 측면도를 도시한다. 섹터 풀리(255)의 선행 연부(267)가 풀리(256)의 선행 연부(268)로부터 거리(D)만큼 오프셋되도록, 섹터 풀리(255)가 배치된다. 이러한 오프셋 거리(D)는, 케이블(253)이 또한 스프링(251)의 길이방향 축과 실질적으로 정렬되는 동안, 케이블(253)이 풀리(256)에 접선적이 될 수 있게 한다. 풀리(256)가 또한 하우징(215b)에 대해서 회전되어, 장력화된 케이블(253) 상의 마찰을 감소시키는데 도움을 줄 수 있고, 이는 케이블(253)의 수명을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 힌지 연결기(257)는 본체 부분(282), 커버(283), 및 커버(283)를 본체 부분(282)에 커플링시키기 위한 적어도 하나의 체결 부재(284)(예를 들어, 나사)를 포함한다. 디스플레이 시스템(216)의 조립 중에, 케이블(253)은 본체 부분(282) 내의 루프-형상의 채널(285) 내에 배치되고 커버(283) 및 체결 부재(284)에 의해서 제 위치에서 유지된다.
전술한 바와 같이, 디스플레이 시스템(216)은 기어 힌지 조립체(240) 내의 마찰로 인한 정적인 힘 및 스프링(251)으로부터의 힘으로 인한 동적인 힘을 케이블(253) 상에서 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 카운터밸런스 시스템(250)에 의해서 제공되는 힘은 카운터밸런스 토크일 수 있다. 따라서, 동적인 힘은 동적 토크일 수 있다. 모니터(216a)의 중량을 카운터밸런싱하도록, 정적인 힘 및 동적인 힘이 최적화될 수 있다. 스프링(251)에 의한 동적인 힘은, 스프링(251)의 레이트 및/또는 스프링(251) 내의 예비 장력(예를 들어, 예비 하중)을 기초로 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 스프링(251) 내의 예비 장력은 케이블(253)에 의해서 저지된다. 도 13a 내지 도 13d는 케이블 장착부(266), 스프링 말단부(252), 및 예비 하중 조정 조립체(254)를 포함하는 카운터밸런스 시스템(250)의 원위 부분(276)을 도시한다. 케이블 장착부(266)는 본체 부분(277), 커버(278), 및 커버(278)를 본체 부분(277)에 커플링시키기 위한 나사와 같은 적어도 하나의 체결 부재(279)를 포함한다. 도 13c에 도시된 바와 같이, 케이블(253)의 단부 부분(265a, 265b)은 말단 부재(288)를 포함한다. 말단 부재(288)는 (예를 들어, 크림핑 또는 납땜에 의해서) 단부 부분(265a, 265b)에 부착될 수 있거나 그와 일체로 형성될 수 있다. 말단 부재(288)는 본체 부분(277) 내의 함몰부(289) 내에 피팅되는 크기일 수 있다. 커버(278)가 체결 부재(279)에 의해서 본체 부분(277)에 부착될 때, 말단 부재(288)가 본체 부분(277)과 커버(278) 사이에 캡쳐되어, 케이블(253)이 인장 하중을 받을 때, 말단 부재(288)가 본체 부분(277)에 대해서 이동하는 것을 방지할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 케이블(253)은, 기계적 체결부, 납땜, 접착제, 또는 기타를 포함하는 다른 유형의 체결부로 케이블 장착부(266)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블(253)은 케이블 장착부(266)의 본체 부분(277)을 통해서 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블 장착부(266)는 일반적으로 원통형 형상일 수 있다. 그러한 형상은, 케이블 장착부(266)가 스프링(251) 내에서 더 용이하게 이동되게 할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 케이블 장착부(266)는 직사각형 형상, 원뿔형 형상, 또는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 케이블(253)의 단부 부분(265a, 265b)이 스프링 말단부(252)에 직접적으로 또는 예비 하중 조정 조립체(254)에 직접적으로 커플링될 수 있다.
도 13b의 실시예에 도시된 바와 같이, 각각의 나사(279)의 후방 면(280)이, 케이블 장착부(266)의 본체 부분(277)의 외부 표면(281)과 동일 평면 내에서 종료된다. 이러한 정렬은, 케이블 장착부(266)가 스프링(251) 내에서 더 용이하게 이동되게 할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 각각의 나사(279)의 후방 면(280)은, 본체 부분(277)의 외부 표면(281)이 종료되는 평면과 다른 평면 내에서 종료된다. 일 예로서, 각각의 나사(279)의 후방 면(280)은, 본체 부분(277)의 외부 표면(281)이 종료되는 평면보다 커버(278)에 더 가까운 평면 내에서 종료될 수 있다. 다른 예로서, 각각의 나사(279)의 후방 면(280)은, 본체 부분(277)의 외부 표면(281)이 종료되는 평면보다 커버(278)로부터 더 먼 평면 내에서 종료될 수 있다.
(세장형 부재로 지칭될 수 있는) 나사산형 막대(262)가 케이블(253)의 반대 방향으로 케이블 장착부(266)의 본체 부분(277)에 커플링되고 그로부터 연장된다. 스프링 말단부(252)는 나사산형 막대(262)에 장착된다. 예를 들어, 나사산형 막대(262)를 위 또는 아래로 회전시키는 것에 의해서 스프링 말단부(252)의 위치가 조정될 수 있도록, 스프링 말단부(252)가 나사산형 막대(262)에 나사산식으로 커플링될 수 있다. 스프링 및/또는 케이블의 길이의 공차를 고려하기 위해서, 그리고 스프링(251)의 레이트를 조정할 수 있게 하기 위해서, 스프링 말단부(252)를 조정하여 스프링(251) 내의 예비 장력을 변경할 수 있다. 스프링 말단부(252)는 나선형 홈(261)을 포함한다. 나선형 홈(261)은 도 13d에 도시된 바와 같이 스프링(251)을 수용하기 위한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 스프링(251)은, 스프링으로부터의 동적인 힘을 최적화하기 위해서 스프링(251)의 희망 레이트에 따라 나선형 홈(261) 내의 임의의 회전 위치에서 스프링 말단부(252)에 커플링될 수 있다. 스프링(251)의 희망하는 레이트는, 예를 들어, 모니터(216a)의 크기 및 중량에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 스프링(251)이 스프링 말단부(252)에 일단 커플링되면, 스프링 말단부(252)를 회전시켜 스프링(251)의 레이트를 더 조정할 수 있다. 그러한 조정은 스프링(251)의 레이트를 미세하게 조율하기 위해서 이루어질 수 있고, 이는, 예를 들어, 재고 스프링의 사양이 그러한 스프링(251)이 사용되는 특정 카운터밸런스 시스템(250)을 위한 희망 사양과 일치되지 않을 때, 필요할 수 있다. 일부 실시예에서, 스프링(251)의 원위 부분(259)은 기계적 연결부, 접착 연결부, 또는 임의의 다른 적합한 연결부로 스프링 말단부(252)에 커플링될 수 있다. 일부 실시예에서, 카운터밸런스 조립체의 구성 요소에 따라, 하나의 카운터밸런스 시스템(예를 들어, 카운터밸런스 시스템(250))이 하나의 스프링(예를 들어, 스프링(251))에 적합할 수 있고, 다른 카운터밸런스 시스템은 다른 스프링에 적합할 수 있다.
스프링 말단부(252)는 복수의 롤러(274)를 포함한다. 일부 실시예에서, 스프링 말단부(252)는 2개, 3개, 4개, 또는 4개 초과의 롤러(274)를 포함한다. 롤러(274)는 스프링 말단부(252)의 원주 주위에서 균일하게 이격될 수 있다. 일 예에서, 스프링 말단부(252)는 3개의 롤러(274)를 포함할 수 있고, 그 각각은 스프링 말단부(252)의 원주 주위에서 120도로 이격된다. 다른 예에서, 스프링 말단부(252)는 2개의 롤러(274)를 포함할 수 있고, 그 각각은 스프링 말단부(252)의 원주 주위에서 180도로 이격된다. 일부 예에서, 카운터밸런스 시스템(250)은 채널(271) 내에 배치될 수 있고, 스프링 말단부(252)의 롤러(274)는 채널 표면(270)과 접촉될 수 있고, 디스플레이 시스템(216)을 개방 또는 폐쇄하기 위해서 모니터(216a)가 모니터(216b)에 대해서 회전될 때 스프링 말단부(252)가 상하로 이동됨에 따라, 채널 표면(270)을 따라서 롤링될 수 있다. 채널 표면(270)과 접촉되는 롤러(274)는 마찰을 줄일 수 있고, 스프링 말단부(252)의 그리고 카운터밸런스 시스템(250)의 전체로서의 더 유동적인 이동을 가능하게 한다. 롤러(274)는 또한, 카운터밸런스 시스템(250)의 구성 요소의 위치가 변경될 때, 카운터밸런스 시스템(250)의 스프링 말단부(252) 및/또는 다른 구성 요소가 채널 표면(270)과 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 이는, 카운터밸런스 시스템(250)의 구성 요소 및 채널 표면(270)이 불필요하게 마모되지 않게 보호한다. 일부 실시예에서, 스프링(251)이 상하로 이동할 때, 스프링(251)이 채널(271) 내에서 휘어질(buckle) 수 있다. 따라서, 스프링(251)이 채널 표면(270)과 접촉될 수 있다. 그러한 실시예에서, 스프링(251)이 채널 표면(270)과 접촉될 때, 롤러(274)는 스프링(251)과 채널 표면(270) 사이의 마찰을 줄인다.
스프링(251) 상의 예비 장력은 또한 스프링(251)에 의해서 제공되는 동적 힘에 기여할 수 있다. 도 13a 내지 도 13d는, 나사산형 막대(262)의 원위 부분 및 나사산형 너트(263)와 같은 커플링 부재를 포함하는 예비 하중 조정 조립체(254)를 도시한다. 나사산형 너트(263)는 나사산형 막대(262)와 나사산식으로 커플링되는 크기 및 형상을 가지며, 나사산형 너트(263)는 나사산형 막대(262)에 대해서 회전될 수 있다. 예를 들어 모니터(216a, 216b)의 상이한 크기들 및 중량들을 고려하기 위해서, 실질적으로 케이블(253)에 제공되는 인장 하중과 실질적으로 동일한 스프링(251) 상의 장력을 조정하기 위해, 예비 하중 조정 조립체(254)가 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 나사산형 너트(263)가 나사산형 막대(262)에 대해서 회전되어, 방향(L1 또는 L2)으로 너트를 이동시킬 수 있고, 그에 따라 스프링(251)의 예비 하중을 조정할 수 있다. 회전 방향에 따라, 그러한 회전은 희망에 따라 스프링(251)에 장력을 인가하거나 그로부터 제거할 수 있다. 그러한 조정은 스프링(251)의 예비 하중을 미세하게 조율하기 위해서 이루어질 수 있고, 이는, 예를 들어, 재고 스프링의 사양이 특정 카운터밸런스 시스템(250)을 위한 희망 사양과 일치되지 않을 때, 필요할 수 있다. 또한, 그러한 조정은 스프링(251) 및/또는 케이블(253)의 길이의 공차를 고려하기 위해서 이루어질 수 있고, 그러한 조정이 스프링 말단부(252)의 회전을 통해서 스프링(251)의 레이트에 대해서 이룽어질 수 있다. 일부 실시예에서, 스프링(251)에 대한 조정은 케이블(253) 내의 힘을 미세 조율하기 위해서 이루어질 수 있다.
도 13d는 카운터밸런스 시스템(250)의 원위 부분(272)의 정면도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 케이블 장착부(266) 및 케이블(253)은 스프링(251)에 의해서 둘러싸인다. 이는, 모니터(216a, 216b)가 서로에 대해서 회전될 때, 케이블(253) 및 케이블 장착부(266)가 스프링(251) 내에서 상하로 이동할 수 있게 한다. 카운터밸런스 시스템(250)을 위한 그러한 콤팩트한 구성은 모니터(216b) 내의 공간을 절감하는데 도움을 주고, 이는 생산비를 줄이는데 도움을 줄 수 있고 상부 및 하부 모니터(216a, 216b)의 전체적인 크기 및 중량을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 더 긴 스프링이 필요할 수 있는 실시예에서, 스프링(251) 및 케이블(253)이, 상부 및 하부 모니터(216a, 216b)의 크기를 줄이는데 도움을 주기 위한 임의의 각도로, 하우징(215b) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스프링(251) 및 케이블(253)은 하우징(215b)의 벽에 대해서 각도를 이루어 배치될 수 있다. 스프링(251) 및 케이블(253)은 또한 하우징(215b) 내에서 수평으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 스프링(251)은 연장 스프링일 수 있다. 이는, 필요에 따라, 스프링(251)의 길이가 증가되게 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 시스템 카트(214)는 (바퀴 조립체로도 지칭되는) 바퀴(218)의 세트 상에 장착된다. 카트(214)는 비제동 구성을 가질 수 있고, 그러한 구성에서 카트(214)는 동작 테이블(예를 들어, 동작 테이블(T)) 및 환자(예를 들어, 환자(P))에 대한 희망 위치로 이동될 수 있다. 비제동 구성에서, 바퀴(218)는 지면에 평행한 축(B)을 중심으로 회전될 수 있고, 및/또는 지면에 수직인 축(C)을 중심으로 피벗될 수 있으며, 그에 따라 카트(214)의 병진운동 및 회전 이동을 가능하게 한다. 카트(214)는 또한 제동 구성을 가질 수 있고, 그러한 구성에서 바퀴(218) 그리고 그에 따라 카트(214)가 결속되며, 그에 따라 회전 및 피벗 이동이 제한되며, 카트(214)는 정지 위치에서 유지된다. 도 14는 카트(214)의 카트 기부(700)를 도시한다. 카트 기부(700)는 바퀴 조립체(218)에 커플링되고, 전방 단부(702) 및 후방 단부(704)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 카트 기부(700)는 하우징(701), 2개의 페달(710a, 710b), 및 각각의 바퀴 조립체(218)에 상응하는 제동 조립체(720a 내지 720d)를 포함한다. 제동 조립체(720b 및 720d)는 페달(710b)에 상응하고 카트 기부(700)의 후방 단부(704)에 위치된다. 제동 조립체(720a 및 720c)는 페달(710a)에 상응하고 카트 기부(700)의 전방 단부(702)에 위치된다. 도 14에서 확인되는 바와 같이, 각각의 바퀴 조립체(218)는 지면에 평행한 그 자체의 축(B)을 중심으로 회전될 수 있고, 및/또는 지면에 수직인 그 자체의 축(C)을 중심으로 피벗될 수 있으며, 그에 따라 카트(214)의 병진운동 및 회전 이동을 가능하게 한다.
도 15a는 카트 기부(700)의 후방 단부(704)에 위치되는 바퀴 조립체(218) 중 하나에 상응하는 제동 조립체(720b)를 도시한다. 이하의 설명이 단일 바퀴 조립체(218)에 상응하는 단일 제동 조립체(720b)를 참조하지만, 이러한 설명이, 카트 기부(700)에 존재할 수 있는 다른 제동 조립체에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 제동 조립체(720b)는 비제동 구성에 있다. 따라서, 카트(214)는 동작 테이블(T) 및 환자(P)에 대한 희망 위치까지 이동될 수 있다. 비제동 구성에서, 페달(710b)은 눌리지 않는다.
도 15a의 실시예에 도시된 바와 같이, 제동 조립체(720b)는 페달(710b)에 기계적으로 커플링된 페달 연결기(722)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 페달 연결기(722)는 페달(710b)과 일체로 형성된다. 다른 실시예에서, 페달 연결기(722)는 페달(710b)에 제거 가능하게 커플링된다. 제동 조립체(720b)는, 카트 기부 하우징(701)에 강성으로 커플링되거나 그와 일체로 형성된 안정화 부재(724)를 더 포함할 수 있다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 제동 조립체는 길이방향 축(L)을 따라서 연장되는 샤프트(726)를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 샤프트(726)는 페달 연결기(722) 내의 통로(723) 및 안정화 부재(724) 내의 통로(미도시)를 통해서 연장된다. 페달 연결기가 샤프트(726)의 길이방향 축(L)을 중심으로 피벗될 때, 샤프트(726)가 또한 그 길이방향 축(L)을 중심으로 회전되도록, 샤프트(726)가 페달 연결기(722)에 고정적으로 커플링될 수 있다. 샤프트(726)는 안정화 부재(724)를 통해서 연장되고 그에 대해서 회전되나, 안정화 부재(724)에 의해서 기부 하우징(701)에 대해서는 병진운동적으로 고정되어 유지된다.
이러한 실시예에서, 제동 조립체(720b)는, 일 단부에서 샤프트(726)에 고정적으로 커플링되고 타 단부에서, 카트 기부(700)의 전방 단부(702)에서 제동 조립체(720a)까지 연장되는 동기화 샤프트(730)에 회전 가능하게 커플링된, 커플링 부재(728)를 더 포함한다. 제동 조립체(720b)는, 일 단부에서 커플링 부재(728)에 고정적으로 커플링되고 타 단부에서 바퀴 조립체(218)에 회전 가능하게 커플링된 샤프트(732)를 더 포함한다. 길이방향 축(L)을 중심으로 하는 샤프트(726)의 회전 운동이 길이방향 축(L)을 중심으로 하는 샤프트(732)의 회전 운동을 유발하도록, 샤프트(732)가 샤프트(726)와 일체로 형성될 수 있거나 커플링 부재(728)에 의해서 샤프트(726)에 연결될 수 있다.
제동 조립체(720b)를 비제동 구성으로부터 제동 구성으로 변경하기 위해서, 작업자는 페달(710a, 710b) 중 하나를 누른다(예를 들어, 밟는다). 이하에서, 페달(710b)을 참조하여 설명할 것이다. 이러한 설명이 페달(710a)에도 적용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 페달(710b)이 눌릴 때, 페달(710b)은 하향 방향으로 이동한다. 이러한 실시예에서, 페달(710b)이 눌릴 때, 페달 연결기(722)가 길이방향 축(L)을 중심으로 피벗되어, 샤프트(726)가 회전되게 한다. 샤프트(726)의 회전은, 커플링 부재(728) 및 샤프트(732)가 길이방향 축(L)을 중심으로 회전되게 한다. 이러한 실시예에서, 샤프트(732)의 회전은 바퀴 조립체(218) 내의 제동 메커니즘과 결합되어, 바퀴 조립체(218)가 제동되게 하고 그에 의해서 바퀴 조립체(218)가 축(B)(예를 들어, 바퀴 회전) 및/또는 축(C)(예를 들어, 바퀴 선회)을 중심으로 회전하는 것을 방지한다. 커플링 부재(728)의 회전은 또한 동기화 샤프트(730)의 병진운동을 유발하고, 그에 따라 카트 기부(700)의 전방 단부(702)에 위치되는 연결된 제동 조립체(720b)에서 상응 제동 작용을 유발한다. 도 15b는 제동 구성에서 제동 조립체(720b)를 도시하고, 바퀴 조립체(218)가 결속되어 축(B) 및/또는 축(C)을 중심으로 하는 회전을 방지한다. 따라서, 카트(214)는 정지 위치에서 유지된다.
일부 실시예에서, 페달(710a, 710b)이 기계적으로 동기화된다. 페달(710a, 710b)이 제동 조립체(720a 내지 720d)에 커플링되기 때문에, 카트(214)의 제동 조립체(720a 내지 720d)의 전부가 또한 기계적으로 동기화된다. 따라서, 페달(710a 또는 710b) 중 하나를 누르는 것은 모든 제동 조립체(720a 내지 720d)가 결합되게 하고, 이는 바퀴 조립체(218)가 제동되게 하며, 그에 의해서 모든 바퀴 조립체(218)의 이동을 방지한다. 이러한 실시예에서, 페달(710b)이 눌리지 않을 때, 페달(710a)이 또한 눌리지 않는데, 이는 페달(710a, 710b)이 기계적으로 동기화되기 때문이다. 그에 따라, 하나의 페달이 (위쪽 또는 아래쪽으로) 이동될 때, 다른 페달이 그에 상응하여 제1 페달과 동일한 방식으로 위쪽 또는 아래쪽으로 이동된다. 페달들(710a, 710b) 사이의 이러한 기계적 동기화는, 하나의 페달만을 밟는 것에 의해서 카트(214)의 작업자가 양 페달(710a, 710b)을 누를 수 있게 한다(그리고 그에 의해서 제동 조립체(720a 및 720b)를 결합시킬 수 있게 한다). 일부 예에서, 동기화 샤프트(730)는 페달들(710a, 710b) 사이의 기계적 동기화를 위해서 제공된다. 일부 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 동기화 샤프트(730)의 일 단부는 카트 기부(700)의 후방 단부(704)에 위치되는 바퀴 조립체(218)에 상응하는 제동 조립체(720b)의 커플링 부재(728)에 회전 가능하게 커플링되고, 동기화 샤프트(730)의 타 단부는 카트 기부(700)의 전방 단부(702)에 위치되는 바퀴 조립체(218)에 상응하는 제동 조립체(720a)의 커플링 부재(728)에 회전 가능하게 커플링된다. 동기화 샤프트(730)가 도 14에서 제동 조립체(720a 및 720b)에 커플링된 것으로 도시되어 있지만, 대안적으로 동기화 샤프트(730)가 제동 조립체(720c 및 720d)에 커플링될 수 있다.
일부 실시예에서, 페달(710b)이 눌릴 때, 페달(710b)의 누름은 제동 조립체(720b) 및 제동 조립체(720d)를 결합시킨다. 전술한 바와 같이, 페달(710b)의 누름은, 각각의 제동 조립체(720b, 720d)의 커플링 부재(728)가 길이방향 축(L)을 중심으로 피벗되는 결과를 초래한다. 제동 조립체(720b)의 커플링 부재(728)가 길이방향 축(L)을 중심으로 피벗될 때, 커플링 부재(728)는 동기화 샤프트(730)가 방향(D)으로 이동하게 한다(도 14 참조). 방향(D)은 일반적으로 길이방향 축(L)에 수직일 수 있다. 동기화 샤프트(730)가 방향(D)으로 이동할 때, 제동 조립체(720a)의 커플링 부재(728)가 그에 상응하여 방향(D)으로 이동하는데, 이는 제동 조립체(720a)의 커플링 부재(728)가 동기화 샤프트(730)에 회전 가능하게 커플링되기 때문이다. 또한, 제동 조립체(720a)의 커플링 부재(728)는 길이방향 축(L)을 중심으로 피벗된다. 커플링 부재(728)의 회전은 제동 조립체(720a)의 샤프트(732)가 회전되게 하고, 이는 카트(204)의 전방 단부(702)에 위치되는 제동 조립체(720a)에 상응하는 바퀴 조립체(218)가 제동되게 한다. 또한, 커플링 부재(728)의 회전은, 제동 조립체(720a)의 샤프트(726)가 그 자체의 길이방향 축(L)을 중심으로 회전되게 한다. 샤프트(726)의 회전은 제동 조립체(720a)의 페달 연결기(722)의 피벗을 초래하고, 이는 이어서 페달(710a)이 눌리기 시작하는 결과를 초래 한다. 페달(710a)의 누름은, 동기화 샤프트(730)에 직접 커플링되지 않을 수 있는 제동 조립체(720c)와 결합된다. 따라서, 하나의 페달의 누름은 카트 기부(700)의 모든 제동 조립체(720a 내지 720d)가 결합되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 제동 조립체(720a 내지 720d)가 동기화되고, 그에 따라 모든 제동 조립체(720a 내지 720d)는 한 번의 페달 누름으로 동시에 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 페달(710b)이 눌릴 때, 페달(710b)이 다시 작동될 때까지 페달(710b)은 눌린 위치에서 결속될 수 있다. 이러한 추가적인 작동은 부가적인 페달 누름을 포함할 수 있거나, 페달을 위쪽으로 당기는 것을 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 예를 들어, 제동 조립체(720)의 결합을 유지하기 위해서, 페달(710b)이 능동적으로 눌려야 한다. 예를 들어, 제동 조립체(720)가 결합되어 유지되게 보장하기 위해서, 작업자는 눌린 상태에서 페달(710b)을 지속적으로 유지하여야 한다.
다른 실시예에서, 카트 기부(700)는 단일 페달을 포함할 수 있다. 추가적인 대안적인 실시예에서, 카트 기부(700)는 카트 기부(700)의 전방 단부(702)에서 2개의 바퀴 조립체(218) 중 하나의 바퀴 조립체에 상응하는 하나의 제동 조립체(720), 및 카트 기부(700)의 후방 단부(704)에서 2개의 바퀴 조립체(218) 중 하나의 바퀴 조립체에 상응하는 하나의 제동 조립체(720)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 카트 기부(700)는 카트 기부(700)의 전방 단부(702) 바퀴에서 제동 조립체를 포함할 수 있고, 후방 단부(704) 바퀴에서는 제동 조립체를 포함하지 않을 수 있다. 다른 예에서, 카트 기부(700)는 카트 기부(700)의 후방 단부(704) 바퀴에서 제동 조립체를 포함할 수 있고, 전방 단부(702) 바퀴에서는 제동 조립체를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 일부 대안적인 실시예에서, 비제동 구성에서, 페달(710b)을 누른다.
도 16은 카트 기부(700)의 전방 단부(702)에 위치되는 바퀴 조립체(218)에 상응하는 제동 조립체(720a)를 도시한다. 제동 조립체(720a)는, 도 15a 및 도 15b와 관련하여 전술한 제동 조립체(720b)의 모든 구성 요소를 포함할 수 있다. 도 16의 실시예에 도시된 제동 조립체(720a)는 센서 조립체(740)를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 센서 조립체(740)는 활성화 부재(750) 및 제동 센서(760)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제동 센서(760)는 제어 시스템(762), 트리거(764), 및 레버(766)를 포함한다.
활성화 부재(750)는 근위 부분(752) 및 원위 부분(754)을 포함한다. 근위 부분(752)은 페달 연결기(722)에 고정적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 페달(710a)이 눌리고 페달 연결기(722)가 회전될 때, 활성화 부재(750)가 또한 회전된다. 일부 실시예에서, 활성화 부재(750)의 근위 부분(752)은 페달 연결기(722)와 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 활성화 부재(750)의 근위 부분(752)은 페달 연결기(722)에 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 활성화 부재(750)의 원위 부분(754)은 제동 센서(760)와 접촉될 수 있다. 도 16의 실시예에 도시된 실시예에서, 제동 조립체(720a)는 센서 조립체(740)를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 제동 조립체(720a 내지 720d) 중 임의의 하나 이상이 센서 조립체(740)를 포함할 수 있다.
도 17a는 도 16에 도시된 제동 조립체(720a) 및 센서 조립체(740)의 측면도이다. 도 17a의 실시예에 도시된 바와 같이, 활성화 부재(750)의 원위 부분(754)은 상부 부분(756) 및 하부 부분(758)을 포함한다. 상부 부분(756) 및 하부 부분(758)은 립(lip)(759)에 의해서 연결될 수 있다. 샤프트(726)의 길이방향 축(L)이 도 17a에 도시된 바와 같이 원의 중심 지점에 위치되는 실시예에서, 활성화 부재(750)의 원위 부분(754)의 상부 부분(756)은 길이(예를 들어, 반경(R1))를 포함할 수 있고, 이는 길이방향 축(L)과 상부 부분(756) 사이의 거리를 나타낸다. 활성화 부재(750)의 원위 부분(754)의 하부 부분(758)은 길이(예를 들어, 반경(R2))를 포함할 수 있고, 이는 길이방향 축(L)과 하부 부분(758) 사이의 거리를 나타낸다. 도 17a의 실시예에 도시된 바와 같이, 반경(R2)은 반경(R1)보다 크다. 그에 따라, 하부 부분(758)은 상부 부분(756)보다 길이방향 축(L)으로부터 더 멀다. (페달(710a 또는 710b)이 눌릴 때 발생될 수 있는) 활성화 부재(750)가 회전될 때, 활성화 부재(750)의 원위 부분(754)의 상부 및 하부 부분(756, 758)은 제동 센서(760)와 각각 상호 작용할 수 있다.
도 17a에 도시된 바와 같이, 비제동 구성에서, 레버(766)는 활성화 부재(750)의 원위 부분(754)의 상부 부분(756)과 접촉된다. 페달(710a)이 눌릴 때, 활성화 부재(750)가 회전된다. 회전 중에, 립(759)이 레버(766)와 접촉될 때까지, 레버(766)는 상부 부분(756)과 접촉되어 유지된다. 활성화 부재(750)가 계속 회전됨에 따라, 레버(766)는 립(759) 위로 이동하고, 원위 부분(754)의 하부 부분(758)과 접촉된다. 도 17b는, 하부 부분(758)과 접촉되는 레버(766)와 일치되는, 제동 구성에서 카트(214)를 도시한다. 도 17b의 실시예에 도시된 바와 같이, 레버(766)가 하부 부분(758)과 접촉될 때, 레버(766)는 트리거(764)를 향해서 이동하고, 그에 의해서 트리거(764)를 누른다. 이러한 트리거(764)의 누름은, 상부 부분(756)의 반경(R1)보다 큰 하부 부분(758)의 반경(R2)의 결과이다. 트리거(764)가 눌릴 때, 이어서 제어 시스템(762)은, 카트(214)가 제동되었다는 신호를 수신한다. 이어서, 제어 시스템(762)은 그러한 신호를 제어 시스템(112)에 전송하여, 카트(214)가 제동되었다는 것을 제어 시스템(112)에 알릴 수 있다. 카트(214)가 제동되었다는 것을 제어 시스템(112)이 확인한 후에, 한명 이상의 작업자(예를 들어, 외과의사, 임상의, 간호사 등)는 환자(P) 상에서의 의료 시술의 실시를 진행할 수 있다.
도 17a 및 도 17b와 관련된 전술한 설명은, 반경(R1)을 갖고 카트가 비제동 구성일 때 레버(766)와 접촉되는 상부 부분(756)을 참조하였다. 대안적인 실시예에서, 상부 부분(756)이 반경(R2)을 포함할 수 있고, 하부 부분(758)이 반경(R1)을 포함할 수 있다. 그러한 대안적인 실시예에서, 제어 시스템(762)은, 트리거(764)가 눌렸을 때(예를 들어, 레버(766)가 상부 부분(756)과 접촉될 때) 카트(214)가 비제동 구성이라는 것을 결정할 수 있다. 페달(710a)이 눌릴 때 활성화 부재(750)가 회전됨에 따라, 레버(766)는, 레버(766)가 립(759) 아래로 이동하고 반경(R1)을 갖는 하부 부분(758)과 접촉될 때까지, 상부 부분(756)과 접촉되어 유지된다. 레버(766)가 상부 부분(756)으로부터 하부 부분(758)까지 립의 아래로 이동할 때, 트리거(764)는 눌린 상태로부터 눌리지 않은 상태로 이동된다. 트리거(764)가 눌리지 않은 상태일 때, 제어 시스템(762)은, 카트(214)가 제동 구성에 있다는 것을 결정할 수 있다. 이어서, 제어 시스템(762)은, 카트(214)가 제동되었다는 나타내는 신호를 제어 시스템(112)에 전송할 수 있다.
본 발명의 특정의 예시적 실시예를 설명하고 첨부 도면에서 도시하였지만, 여러 가지 다른 수정이 당업자에 의해서 이루어질 수 있기 때문에, 그러한 실시예가 단지 예시적인 것이고 넓은 본 발명을 제한하지 않는다는 것, 그리고 본 발명의 실시예가 도시되고 설명된 구체적인 구성 및 배열으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본원에서 설명된 청구 대상의 여러 양태가 이하의 번호의 예에서 설명된다.
예 1: 시스템은, 힌지에 의해서 제2 부재에 커플링되는 제1 부재를 포함하는 힌지형 조립체; 및 상기 제1 부재가 상기 힌지를 중심으로 상기 제2 부재에 대해서 회전될 때 상기 제1 부재의 중량을 카운터밸런싱하기 위한 카운터밸런스 조립체를 포함하고, 상기 카운터밸런스 조립체는: 상기 제2 부재 내에서 연장되는 스프링; 상기 스프링에 커플링되어 상기 스프링의 레이트를 제어하도록 구성된 말단 부재; 상기 말단 부재에 그리고 상기 힌지에 커플링된 케이블; 및 상기 케이블에 커플링되고 상기 스프링의 예비 하중을 제어하도록 구성된 예비 하중 조정 조립체를 포함한다.
예 2: 예 1의 시스템에 있어서, 상기 말단 부재는 나선형 홈을 포함하고, 상기 나선형 홈 내의 상기 스프링의 구성은 상기 스프링의 레이트를 결정하는, 시스템.
예 3: 예 1의 시스템에 있어서, 상기 예비 하중 조정 조립체가: 상기 말단 부재를 통해서 연장되는 세장형 부재; 및 상기 스프링의 예비 하중을 제어하기 위해서 상기 세장형 부재에 대한 회전 입력을 수용하도록 구성된 커플링 부재를 포함하는, 시스템.
예 4: 예 3의 시스템에 있어서, 상기 카운터밸런스 조립체가 케이블 장착부를 더 포함하고, 상기 케이블은 상기 케이블 장착부를 통해서 상기 말단 부재에 커플링되는, 시스템.
예 5: 예 4의 시스템에 있어서, 상기 세장형 부재가 상기 케이블 장착부에 커플링되는, 시스템.
예 6: 예 1의 시스템에 있어서, 상기 카운터밸런스 조립체가 상기 케이블과 상기 말단 부재 사이에 배치된 케이블 장착부를 더 포함하고, 상기 케이블 장착부는 근위 부분 및 원위 부분을 포함하는, 시스템.
예 7: 예 6의 시스템에 있어서, 상기 케이블이 상기 케이블 장착부의 근위 부분에 커플링되고, 상기 예비 하중 조정 조립체가 상기 케이블 장착부의 원위 부분에 커플링되는, 시스템.
예 8: 예 1의 시스템에 있어서, 상기 힌지가 기어 힌지 조립체를 포함하는, 시스템.
예 9: 예 8의 시스템에 있어서, 상기 기어 힌지 조립체가: 하우징; 상기 제1 부재 내에 장착된 제1 기어; 및 상기 제2 부재 내에 장착된 제2 기어를 포함하고, 상기 제1 기어가 상기 제2 기어에 커플링되는, 시스템.
예 10: 예 9의 시스템에 있어서, 상기 기어 힌지 조립체가: 상기 하우징과 접촉되도록 구성된 제1 마찰 부재; 상기 제1 마찰 부재에 커플링된 제2 마찰 부재; 및 복수의 편향 부재를 더 포함하고, 상기 복수의 편향 부재는 상기 제2 마찰 부재를 상기 제1 마찰 부재를 향해서 편향시켜 상기 제1 마찰 부재와 상기 하우징 사이에 마찰력을 부여하는, 시스템.
예 11: 예 10의 시스템에 있어서, 상기 마찰력은 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 조작을 돕도록 구성되는, 시스템.
예 12: 예 10의 시스템에 있어서, 상기 마찰력은 상기 카운터밸런스 조립체에 의해서 제공되는 카운터밸런스 힘과 상기 제1 부재의 중량에 의해서 제공되는 힘 사이의 차이를 보상하도록 구성되는, 시스템.
예 13: 제1 부재가 힌지를 중심으로 제2 부재에 대해서 회전될 때 제1 부재의 중량을 카운터밸런싱하기 위한 카운터밸런싱 시스템이며, 카운터밸런싱 시스템은: 상기 제2 부재 내에서 연장되는 스프링; 상기 스프링에 커플링되어 상기 스프링의 레이트를 제어하도록 구성된 말단 부재; 상기 말단 부재에 그리고 상기 힌지에 커플링된 케이블; 및 상기 케이블에 커플링되고 상기 스프링의 예비 하중을 제어하도록 구성된 예비 하중 조정 조립체를 포함한다.
예 14: 예 13의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 말단 부재는 나선형 홈을 포함하고, 상기 나선형 홈 내의 상기 스프링의 구성은 상기 스프링의 레이트를 결정하는, 카운터밸런스 시스템.
예 15: 예 13의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 예비 하중 조정 조립체가: 상기 말단 부재를 통해서 연장되는 세장형 부재; 및 상기 스프링의 예비 하중을 제어하기 위해서 상기 세장형 부재에 대한 회전 입력을 수용하도록 구성된 커플링 부재를 포함하는, 카운터밸런스 시스템.
예 16: 예 15의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 카운터밸런스 시스템이 케이블 장착부를 더 포함하고, 상기 케이블은 상기 케이블 장착부를 통해서 상기 말단 부재에 커플링되는, 카운터밸런스 시스템.
예 17: 예 16의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 세장형 부재가 상기 케이블 장착부에 커플링되는, 카운터밸런스 시스템.
예 18: 예 13의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 카운터밸런스 시스템이 상기 케이블과 상기 말단 부재 사이에 배치된 케이블 장착부를 더 포함하고, 상기 케이블 장착부는 근위 부분 및 원위 부분을 포함하는, 카운터밸런스 시스템.
예 19: 예 18의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 케이블이 상기 케이블 장착부의 근위 부분에 커플링되고, 상기 예비 하중 조정 조립체가 상기 케이블 장착부의 원위 부분에 커플링되는, 카운터밸런스 시스템.
예 20: 예 13의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 힌지가 기어 힌지 조립체를 포함하는, 카운터밸런스 시스템.
예 21: 예 20의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 기어 힌지 조립체가: 하우징; 상기 제1 부재 내에 장착된 제1 기어; 및 상기 제2 부재 내에 장착된 제2 기어를 포함하고, 상기 제1 기어가 상기 제2 기어에 커플링되는, 카운터밸런스 시스템.
예 22: 예 21의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 기어 힌지 조립체가: 상기 하우징과 접촉되도록 구성된 제1 마찰 부재; 상기 제1 마찰 부재에 커플링된 제2 마찰 부재; 및 복수의 편향 부재를 더 포함하고, 상기 복수의 편향 부재는 상기 제2 마찰 부재를 상기 제1 마찰 부재를 향해서 편향시켜 상기 제1 마찰 부재와 상기 하우징 사이에 마찰력을 부여하는, 카운터밸런스 시스템.
예 23: 예 22의 카운터밸런스 시스템에 있어서, 상기 마찰력은 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 조작을 돕도록 구성되는, 카운터밸런스 시스템.
예 24: 의료 시스템은, 환자 해부조직에 대한 의료 기구의 자세를 제어하도록 구성된 기구 조작부; 상기 기구 조작부의 자세를 제어하도록 구성된 지지 구조물; 힌지에 의해서 제2 부재에 커플링된 제1 부재를 포함하는 힌지형 조립체; 및 상기 제1 부재가 상기 힌지를 중심으로 상기 제2 부재에 대해서 회전될 때 상기 제1 부재의 중량을 카운터밸런싱하기 위한 카운터밸런스 조립체를 포함하고, 상기 카운터밸런스 조립체는: 스프링; 상기 스프링에 커플링되어 상기 스프링의 레이트를 제어하도록 구성된 말단 부재; 상기 말단 부재에 커플링된 케이블; 및 상기 케이블에 커플링되고 상기 스프링의 예비 하중을 제어하도록 구성된 예비 하중 조정 조립체를 포함한다.
예 25: 예 24의 시스템에 있어서, 상기 스프링이 상기 제2 부재 내에서 연장되고, 상기 케이블은 상기 힌지에 커플링되는, 시스템.
예 26: 예 24의 시스템에 있어서, 상기 말단 부재는 나선형 홈을 포함하고, 상기 나선형 홈 내의 상기 스프링의 구성은 상기 스프링의 레이트를 결정하는, 시스템.
예 27: 예 24의 시스템에 있어서, 상기 예비 하중 조정 조립체가: 상기 말단 부재를 통해서 연장되는 세장형 부재; 및 상기 스프링의 예비 하중을 제어하기 위해서 상기 세장형 부재에 대한 회전 입력을 수용하도록 구성된 커플링 부재를 포함하는, 시스템.
예 28: 예 27의 시스템에 있어서, 상기 카운터밸런스 조립체가 케이블 장착부를 더 포함하고, 상기 케이블은 상기 케이블 장착부를 통해서 상기 말단 부재에 커플링되는, 시스템.
예 29: 예 28의 시스템에 있어서, 상기 세장형 부재가 상기 케이블 장착부에 커플링되는, 시스템.
예 30: 예 24의 시스템에 있어서, 상기 카운터밸런스 조립체가 상기 케이블과 상기 말단 부재 사이에 배치된 케이블 장착부를 더 포함하고, 상기 케이블 장착부는 근위 부분 및 원위 부분을 포함하는, 시스템.
예 31: 예 30의 시스템에 있어서, 상기 케이블이 상기 케이블 장착부의 근위 부분에 커플링되고, 상기 예비 하중 조정 조립체가 상기 케이블 장착부의 원위 부분에 커플링되는, 시스템.
예 32: 예 24의 시스템에 있어서, 상기 힌지가 기어 힌지 조립체를 포함하는, 시스템.
예 33: 예 32의 시스템에 있어서, 상기 기어 힌지 조립체가: 하우징; 상기 제1 부재 내에 장착된 제1 기어; 및 상기 제2 부재 내에 장착된 제2 기어를 포함하고, 상기 제1 기어가 상기 제2 기어에 커플링되는, 시스템.
예 34: 예 33의 시스템에 있어서, 상기 기어 힌지 조립체가: 상기 하우징과 접촉되도록 구성된 제1 마찰 부재; 상기 제1 마찰 부재에 커플링된 제2 마찰 부재; 및 복수의 편향 부재를 더 포함하고, 상기 복수의 편향 부재는 상기 제2 마찰 부재를 상기 제1 마찰 부재를 향해서 편향시켜 상기 제1 마찰 부재와 상기 하우징 사이에 마찰력을 부여하는, 시스템.
예 35: 예 34의 시스템에 있어서, 상기 마찰력은 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 조작을 돕도록 구성되는, 시스템.
예 36: 캐리지에 커플링된 의료 기구의 위치를 제어하기 위한 방법은: 삽입 스테이지를 기부를 따라서 선형 축을 따라 병진운동시키는 단계; 및 구동 벨트를 이용하여 상기 캐리지 및 삽입 스테이지의 망원경식 작용을 제공하기 위해서 상기 캐리지를 상기 선형 축을 따라서 동시에 병진운동시키는 단계를 포함하고, 상기 구동 벨트는 상기 기부에 고정되고 풀리와 결합되며, 상기 풀리는 상기 삽입 스테이지에 커플링되고, 상기 캐리지는 연결 요소를 이용하여 상기 구동 벨트에 고정되며, 상기 구동 벨트를 구동시키는 것은 상기 캐리지를 상기 선형 축을 따라서 이동시켜 상기 의료 기구를 전진 또는 후퇴시킨다.
예 37: 예 36의 방법에 있어서, 입력 장치로부터 입력을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 입력 장치가 상기 캐리지, 상기 삽입 스테이지, 또는 상기 기부 중 적어도 하나에 위치되는, 방법.
예 38: 예 37의 방법에 있어서, 상기 구동 벨트가 구동 모터에 의해서 구동되고, 상기 구동 모터는 상기 입력을 기초로 작동되는, 방법.
예 39: 예 37의 방법에 있어서, 상기 입력이 상기 캐리지의 수동 병진운동을 제공하고, 상기 수동 병진운동이 상기 구동 벨트를 구동하는, 방법.
예 40: 예 36 내지 예 38 중 어느 한 예의 방법에 있어서, 상기 의료 기구가 가요성의 세장형 장치를 포함하고, 상기 방법이, 상기 가요성의 세장형 장치를 조향하기 위해서, 복수의 작동기에 의해서, 복수의 당김 와이어를 구동하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 41: 예 40의 방법에 있어서, 상기 당김 와이어의 적어도 일부에 의해서, 상기 가요성의 세장형 장치의 원위 단부 부분의 위치를 조작하는 단계를 포함하는, 방법.
예 42: 예 36 내지 예 38 중 어느 한 예의 방법에 있어서, 상기 방법은 기구 조작부를 지지 구조물의 아암 부분의 길이를 따라서 형성된 회전 축을 중심으로 회전시키는 단계를 더 포함하고, 상기 기구 조작부는 캐리지, 삽입 스테이지, 및 기부를 포함하는, 방법.
예 43: 예 42의 방법에 있어서, 상기 의료 기구의 원위 단부 부분이 환자의 해부학적 개구부에 인접하여 배치될 때 상기 의료 기구의 원위 단부 부분의 형상을 결정하기 위해서 데이터를 수신하는 단계; 상기 의료 기구의 원위 단부 부분의 결정된 형상을 문턱 형상 값과 비교하는 단계; 및 상기 비교를 기초로 상기 기구 조작부를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 44: 예 43의 방법에 있어서, 상기 의료 기구의 원위 단부 부분이 의료 삽입 장치 내에 배치되고, 상기 삽입 장치는 상기 의료 기구를 상기 환자의 해부학적 개구부 내로 삽입하는 것을 보조하도록 구성되는, 방법.
예 45: 예 43의 방법에 있어서, 상기 비교를 기초로 상기 기구 조작부를 회전시키기 위한 지침을 제공하는 시각적 표시부 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 46: 예 43의 방법에 있어서, 상기 비교를 기초로 상기 기구 조작부를 자동적으로 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 47: 의료 기구를 지지하는 기구 조작부의 자세를 제어하는 방법은: 상기 의료 기구의 길이의 형상을 결정하기 위한 데이터를 수신하는 단계; 상기 의료 기구의 길이의 형상을 문턱값과 비교하는 단계; 상기 의료 기구의 길이의 형상이 상기 문턱값을 초과하는지를 결정하는 단계; 및 상기 결정을 기초로 상기 기구 조작부의 위치를 조정하는 단계를 포함한다.
예 48: 예 47의 방법에 있어서, 상기 의료 기구의 길이의 형상을 상기 문턱값 내에서 변경하기 위해서, 상기 기구 조작부의 위치를 조정하는 동안 사용자를 안내하기 위한 표시부를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 49: 예 48의 방법에 있어서, 상기 기구 조작부의 위치를 조정하는 단계가 상기 기구 조작부의 배향을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
예 50: 예 48의 방법에 있어서, 상기 표시부는 시각적 표시부 또는 청각적 표시부 중 적어도 하나인, 방법.
예 51: 예 47의 방법에 있어서, 상기 문턱값이 최대 굽힘 값인, 방법.
예 52: 예 47의 방법에 있어서, 상기 기구 조작부의 자세를 조정하는 단계가, 상기 기구 조작부를 수반하는 지지 구조물의 구성을 변경하는 단계를 포함하고, 상기 지지 구조물은 복수의 링크 및 적어도 하나의 조인트를 포함하는, 방법.
예 53: 예 52의 방법에 있어서, 상기 지지 구조물의 구성을 변경하기 위한 적어도 하나의 조인트의 회전을 제공하기 위해서, 입력 장치로부터 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 54: 예 53의 방법에 있어서, 상기 지지 구조물이 수동을 배치될 수 있게 하기 위해서 상기 입력을 기초로 상기 적어도 하나의 조인트를 결속 해제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 55: 예 53의 방법에 있어서, 상기 지지 구조물이 배치될 수 있도록 상기 입력을 기초로 모터를 이용하여 상기 적어도 하나의 조인트를 구동하는 단계를 더 포함하는, 방법.
예 56: 예 47의 방법에 있어서, 상기 의료 기구의 길이가 환자의 해부학적 개구부에 커플링된 의료 장치 내에 배치될 때, 상기 의료 기구의 길이의 형상을 결정하기 위한 데이터가 수신되는, 방법.

Claims (34)

  1. 기부에 대한 의료 기구의 위치를 제어하도록 구성된 기구 조작부를 포함하는 의료 기구 시스템이며, 상기 기구 조작부는:
    의료 기구와 결합되도록 구성된 의료 기구 연결기를 포함하는 기구 캐리지로서, 상기 의료 기구를 상기 기부에 대해서 전진 또는 후퇴시키기 위해서 선형 축을 따라 병진운동하도록 구성되는, 기구 캐리지;
    상기 선형 축을 따라서 기구 캐리지와 활주 가능하게 결합되는 삽입 스테이지로서, 상기 삽입 스테이지는 구동 벨트 및 상기 구동 벨트를 구동하도록 구성된 구동 모터를 포함하는 구동 조립체를 가지며, 상기 기부는 상기 구동 벨트에 고정적으로 커플링되는, 삽입 스테이지; 및
    상기 구동 벨트에 고정적으로 커플링된 원위 단부 및 상기 기구 캐리지에 고정된 근위 단부를 갖는 연결 요소를 포함하는, 의료 기구 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기구 캐리지는 기구 캐리지 하우징을 더 포함하고, 상기 연결 요소는 상기 선형 축과 정렬되고, 상기 기구 캐리지 하우징의 내부 벽에 근접하여, 상기 기구 캐리지 하우징의 내측을 따라서 연장되는, 의료 기구 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    삽입 스테이지 하우징이 상기 기구 캐리지 하우징 내에서 망원경식으로 작동되도록 구성되는, 의료 기구 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 벨트는 상기 기구 조작부를 상기 선형 축을 따라 연장 상태와 후퇴 상태 사이에서 이동하게 구동하도록 구성되고, 상기 연장 상태를 향하는 이동 또는 상기 후퇴 상태를 향한 이동 중에, 상기 기구 캐리지가 상기 삽입 스테이지 위로 망원경식으로 작동하는, 의료 기구 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 요소가 상기 구동 벨트를 따라서 미리 결정된 거리로 장착되고, 상기 미리 결정된 거리는 적어도 부분적으로 상기 삽입 스테이지의 근위 단부 부분과 상기 삽입 스테이지의 원위 단부 부분 사이의 거리에 의해서 규정되는, 의료 기구 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    입력 장치를 더 포함하고, 상기 입력 장치는 상기 기구 캐리지, 상기 삽입 스테이지, 또는 상기 기부 중 적어도 하나의 위에 위치되는, 의료 기구 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 입력 장치는 상기 기구 캐리지 및 상기 삽입 스테이지를 병진운동시키기 위해서 상기 구동 모터를 작동시키기 위한 입력을 제공하는, 의료 기구 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 입력 장치는, 상기 기구 캐리지 및 삽입 스테이지의 수동 병진운동을 허용하기 위해서 상기 기구 캐리지 및 상기 삽입 스테이지의 위치를 결속 해제하기 위한 입력을 제공하는, 의료 기구 시스템.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의료 기구가 가요성의 세장형 장치를 포함하는, 의료 기구 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가요성의 세장형 장치는 가요성 카테터 및 상기 의료 기구 연결기와 교합되도록 구성된 제어 조립체를 포함하는, 의료 기구 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가요성의 세장형 장치의 채널을 통해서 연장되도록 구성되고 상기 가요성의 세장형 장치에 동작 가능하게 연결되도록 구성된 탐침을 더 포함하는, 의료 기구 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어 조립체는 상기 가요성의 세장형 장치를 조향하기 위해서 복수의 당김 와이어를 구동하도록 구성된 복수의 작동기를 갖는 기구 인터페이스를 더 포함하는, 의료 기구 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 스테이지는, 상기 의료 기구 시스템의 동작을 위한 복수의 케이블과 결합되도록 그리고 상기 삽입 스테이지가 상기 선형 축을 따라서 이동할 때 상기 복수의 케이블 상의 장력을 조절하도록 구성된 케이블 풀리를 더 포함하는, 의료 기구 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 케이블 풀리는 엉킴 방지를 위해서 케이블들을 분리하도록 더 구성되는, 의료 기구 시스템.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 케이블은 상기 의료 기구 시스템의 동작을 위한 동력 케이블, 통신 케이블, 또는 섬유 케이블 중 적어도 하나를 포함하는, 의료 기구 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기구 조작부는 지지 구조물의 아암 부분의 길이를 따라서 형성된 회전 축을 중심으로 회전되도록 구성되는, 의료 기구 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    제어 시스템을 더 포함하고, 상기 제어 시스템은
    상기 의료 기구의 원위 단부 부분이 환자의 해부학적 개구부에 인접하여 배치될 때 상기 의료 기구의 원위 단부 부분의 형상을 결정하기 위해서 데이터를 수신하도록;
    상기 의료 기구의 원위 단부 부분의 결정된 형상을 문턱 형상 값과 비교하도록; 그리고
    상기 비교를 기초로 상기 기구 조작부를 회전시키기 위한 명령어를 제공하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 의료 기구 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 비교를 기초로 상기 기구 조작부를 회전시키기 위한 지침을 제공하는 시각적 표시부를 디스플레이하기 위해서 디스플레이에 명령어를 제공하도록 구성되는, 의료 기구 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 비교를 기초로 상기 기구 조작부를 자동적으로 회전시키기 위한 명령어를 제공하도록 구성되는, 의료 기구 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 의료 기구의 원위 단부 부분이 의료 삽입 장치 내에 배치되고, 상기 의료 삽입 장치는 상기 의료 기구를 환자의 해부학적 개구부 내로 삽입하는 것을 보조하도록 구성되는, 의료 기구 시스템.
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