침대 장착식 수술용 로봇

■ 요약
침대 장착식 수술용 로봇이 개시된다. 수술 침대에 장착되며, 로봇 암의 단부에 수술용 인스트루먼트(Instrument)를 장착하여 수술 침대에 적재된 환자를 수술하기 위한 로봇으로서, 수술 침대에 결합되는 본체부와, 본체부에 회동 가능하도록 결합되는 서포트 암(Support Arm), 서포트 암에 회동 가능하도록 결합되는 하나 이상의 로봇 암을 포함하는 침대 장착식 수술용 로봇은, 수술 침대에 장착되는 본체부에 서포트 암을 결합하고 여기에 복수의 로봇 암을 결합시킴으로써 수술용 슬레이브 로봇을 콤팩트하고 슬림하며 안정성이 우수하도록 구성할 수 있다.
로봇 암이 침대에 장착되어 있으므로 로봇 암을 설치하는 과정에서 침대의 위치 정보를 별도로 입력할 필요 없이 로봇 암과 침대 간의 상대적 위치를 정확히 파악할 수 있다. 즉, 수술 과정에서 로봇암의 초기 위치를 별도로 세팅할 필요 없이 환자에 대한 로봇 암의 위치가 자동으로 설정되도록 할 수 있다.

■ 배경기술
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 로봇을 사용한 수술이 대안으로 각광받고 있다.
종래의 수술용 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(Master) 로봇과 마스터 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자의 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(Slave) 로봇으로 이루어지는데, 통상 슬레이브 로봇은 수술실에, 마스터 로봇은 조작실에 각각 설치하고 마스터 로봇과 슬레이브 로봇을 유, 무선 방식으로 연결하여 원격으로 수술을 진행하게 된다.
이 중, 슬레이브 로봇은 수술 대상이 되는 환자에 근접하여 위치해야 함과 동시에 마취의, 보조의나 간호사가 환자에 접근할 수 있도록 지나치게 많은 공간을 차지해서는 안 된다는 서로 모순되는 조건을 만족시켜야 한다.
이를 위해 종래에는 슬레이브 로봇을 환자 근처에 위치시키거나, 수술실의 천장에 장착해 놓고 필요에 따라 환자의 위치까지 내려놓는 등 각각의 장단점을 가지는 다양한 방식으로 설치해 왔으며, 어느 방법이 우위에 있다고는 할 수 없는 실정이다. 또한 종래의 수술용 로봇은 그 부피가 커짐에 따라 병원 내에서 로봇을 수납, 설치 및 이동하기가 용이하지 않고, 따라서 작은 병원에서는 수술용 로봇의 도입이 곤란한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술정보로써 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

■ 해결하고자 하는 과제
본 발명은 수술용 로봇의 크기를 소형화, 경량화하여 수납, 설치 및 이동이 용이하고 로봇이 차지하는 면적이 절감되며, 수술용 로봇을 환자용 침대로도 활용 가능하도록 한 침대 일체형 수술용 로봇을 제공하는 것이다.

■ 과제 해결수단
본 발명의 일 측면에 따르면, 수술 침대에 장착되며, 로봇 암의 단부에 수술용 인스트루먼트를 장착하여 수술 침대에 적재된 환자를 수술하기 위한 로봇으로서, 수술 침대에 결합되는 본체부와 본체부에 회동 가능하도록 결합되는 서포트 암과 서포트 암에 회동 가능하도록 결합되는 하나 이상의 로봇 암을 포함하는 침대 장착식 수술용 로봇이 제공된다.
수술 침대는 받침부와 받침부에 지지되는 코어부와 코어부에 지지되며, 환자를 눕히기 위한 테이블을 포함, 본체부는 로봇 암이 수술 침대에 근접 또는 이격되도록 코어부에 회동 가능하도록 결합될 수 있다.
이 경우, 본체부는 원호의 형상으로 형성되어 소정 지점을 중심으로 회전하여 코어부로부터 인출 또는 수납되도록 코어부에 결합될 수 있다. 또한 코어부에 근접 또는 이격되도록 코어부에 슬라이드 방식으로 결합될 수 있다.
서포트 암은 본체부에 일방향으로 이동 가능하도록 결합되는 메이저 서포트 암과 메이저 서포트 암에 회동 가능하도록 결합되는 마이너 서포트 암을 포함할 수 있다. 이 경우 메이저 서포트 암은 슬라이드 방식으로 본체부에 결합되어, 본체부의 길이방향을 따라 이동할 수 있으며, 마이너 서포트 암은 SCARA 방식으로 메이저 서포트 암의 단부에 결합될 수 있다.
복수의 본체부가 수술 침대에 결합되며, 로봇 암은 수술 침대 상의 소정의 지점을 향하여 조작되도록 복수의 본체부에 각각 결합될 수 있다. 본체부는 탈착 가능하도록 수술 침대에 결합되며, 본체부가 수술 침대로부터 분리될 경우 본체부는 수술 침대의 위치에 상응하여 수술실의 바닥에 설치되는 타워형 기둥의 형상으로 형성될 수 있다.

■ 효과
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 수술 침대에 장착되는 본체부에 서포트 암을 결합하고 여기에 복수의 로봇 암을 결합시킴으로써 수술용 슬레이브 로봇을 콤팩트하고 슬림하며 안정성이 우수하도록 구성할 수 있다.
또한 로봇 암이 침대에 장착되어 있으므로 로봇 암을 설치하는 과정에서 침대의 위치 정보를 별도로 입력할 필요 없이 로봇 암과 침대 간의 상대적 위치를 정확히 파악할 수 있다. 즉, 수술 과정에서 로봇 암의 초기 위치를 별도로 세팅할 필요 없이 환자에 대한 로봇 암의 위치가 자동으로 설정되도록 할 수 있다.
또한 수술 침대에 복수의 본체부를 결합하고 각 본체부에 로봇 암을 장착할 경우, 각각의 본체부의 크기를 작게 할 수 있어 침대 장착식 수술용 로봇의 장점을 그대로 살리면서 환자 이송이나 드레이핑(Draping)을 용이하게 할 수 있으며, 본체부를 수술 침대로부터 탈착 가능하도록 결합할 경우, 수술 과정에서 본체부는 수술실 바닥에 지지되는 별개의 구조물로 구성할 수 있으므로 침대의 흔들림을 극복하고 보다 안정적인 로봇 수술이 이루어지도록 할 수 있다.

특허청 www.kipris.or.kr

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