智能手術系統的製作方法
2023-04-23 14:47:51 1
智能手術系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及智能手術系統。根據本發明的一種形態，提供一種系統，作為智能手術系統，包括：數據匹配部，從信息收集裝置接收患者的手術部位相關數據，根據數掘匹配矩陣找出與所述手術部位數據匹配的控制數據；及手術控制部，根據來自所述數掘匹配部的所述控制數據，使手術工具或縫合裝置進行工作。
【專利說明】智能手術系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能手術系統。
【背景技術】
[0002]近來，諸如達文西(商標名)、AMADEUS (商標名)等的手術用機器人倍受矚目，與此相關的研究活動也如火如荼。但是，這種以往的手術用機器人依然需要醫生複雜、精巧的操作，對個別醫生手術時的判斷相關數掘進行積累並對此進行利用，卻未顯示出特別的關注。
[0003]因此，本發明人要提出一種智能手術系統，以作為最普通手術過程之一的縫合為中心，使醫生等使用者能夠智能地執行手術。
【發明內容】
[0004](要解決的技術問題)
[0005]本發明的目的是提供一種新的智能手術系統。
[0006]本發明的另一目的是收集成為手術對象的身體部位相關數據,並利用此執行自動化乃至半自動化的手術。
[0007]本發明的又一目的是使得利用數據匹配執行既定程度標準化的手術。
[0008]本發明的再一目的是使數據匹配矩陣的控制數據的內容能夠根據多名使用者的判斷而持續得到改善。
[0009](解決問題的手段)
[0010]旨在達成所述目的的本發明的代表性構成如下。
[0011 ] 根據本發明的一種形態，提供一種系統，作為智能手術系統，包括:數據匹配部，從信息收集裝置接收患者的手術部位相關數據，根據數據匹配矩陣找出與所述手術部位數據匹配的控制數據；及手術控制部，其根據來自所述數據匹配部的所述控制數據，使手術工具或縫合裝置進行工作。
[0012]此外，根據本發明的技術思想，還可以提供其它構成。
[0013](發明的效果)
[0014]根據本發明，提供新的智能手術系統。
[0015]根據本發明，使得能夠利用成為手術對象的身體部位相關數據，執行自動化乃至半自動化的手術。
[0016]根據本發明，使得能夠利用數據匹配執行既定程度標準化的手術。
[0017]根據本發明，使數據匹配矩陣的控制數據的內容能夠根據多名使用者的判斷而持續得到改善。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是圖示本發明一個實施例的整體系統構成的圖。[0019]圖2是圖示使用者利用整體系統實際執行手術前的情形的圖。
[0020]圖3是詳細圖示本發明一個實施例的智能手術系統(200)內部構成的圖。
[0021](標號說明)
[0022]100:機器人
[0023]200:智能手術系統
[0024]300:使用者控制裝置
【具體實施方式】
[0025]後述對本發明的詳細說明參照了作為示例圖示了本發明可以實施的特定實施例的附圖。這種實施例進行了詳細說明，以便所屬【技術領域】的技術人員足以能夠實施本發明。本發明的多種實施例雖然互不相同，但應理解為無需相互排他。例如，在本說明書中記載的特定形狀、結構及特性，在不超出本發明的精神及範圍的同時，可以從一個實施例變更體現為其它實施例。另外，各個實施例內的個別構成要素的位置或配置，也應理解為可以在不超出本發明的精神及範圍的同時進行變更。因此，後述的詳細說明並非出於限定的意義，本發明的範圍應視為包括權利要求書的權利要求項所請求的範圍及與之均等的所有範圍。在附圖中，類似的參照符號代表在多個方面相同或類似的構成要素。
[0026]下面，為了本發明所屬【技術領域】的技術人員能夠容易地實施本發明，針對本發明的多個優選實施例，參照附圖進行詳細說明。
[0027][本發明的優選實施例]
[0028]整體系 統的構成
[0029]圖1是圖示本發明一個實施例的整體系統構成的圖。如圖1所示，整體系統可以包括機器人(100)(更廣義而言，自動化的醫療裝置)、智能手術系統(200)及使用者控制裝置(300)構成。另一方面，圖2是圖示使用者利用整體系統實際執行手術前的情形的圖。
[0030]首先，本發明一個實施例的機器人(100)作為包括底座、多個機器手、內視鏡、手術工具(例如，夾鉗、抓緊器、剪刀、吻合器、持針器等或其中至少一部分的組合)、信息收集裝置、縫合裝置等的系統，可以是用於收集手術部位相關數據並將其提供給智能手術系統(200)，根據智能手術系統(200)或使用者控制裝置(300)的控制而執行手術的系統。
[0031]這種機器人(100)中能夠包括的信息收集裝置可以包括與通過韓國專利申請第1989-5618號、第2005-33576號等公開的內容類似的探針、與通過韓國專利申請第2004-51494號、第2006-44711號等公開的內容類似的傳感器或與通過國際申請PCT /EP2006 / 011924等公開的內容類似的測量儀(所述申請的說明書應視為其整體編入本說明書)。信息收集裝置根據需要，可以包括配備如上所述的探針、傳感器或測量儀構成的至少一種功能模塊。可以構成的功能模塊的示例如下:
[0032](I)彈性感知模塊
[0033]彈性感知模塊可以包括探針(也可以用普通的手術用針代替)、探針驅動部及數據發送部。探針驅動部作為與通過國際申請PCT / KR2009 / 003419公開的針驅動部類似的構成要素(所述國際申請的說明書應視為其整體編入本說明書)，能夠使探針相對於手術部位(例如，組織)進行運動，使得探針對手術部位施加既定的一定的壓力。此時，手術部位會在被探針按壓的同時變形，在此期間(例如，既定的一定的時間內)探針移動的距離可以用於定義手術部位的彈性。另一方面，數據發送部作為與通過韓國專利申請第2004-51494號、第2006-44711號等公開的數據發送部類似的構成要素，可以演算關於手術部位的彈性的數據並將其發送給智能手術系統(200)。
[0034](2)溫度感知模塊
[0035]溫度感知模塊可以包括以往的體內臟器用溫度計和能夠把關於手術部位溫度的數據發送給智能手術系統(200)的數據發送部。
[0036](3)酸度感知模塊
[0037]酸度感知模塊可以包括以往的酸度計和能夠把關於手術部位酸度的數據發送給智能手術系統(200)的數據發送部。
[0038](4)氣壓感知模塊
[0039]可以配備與通過韓國專利申請第2004-51494號、第2006-44711號等公開的內容相同的氣壓感知模塊。
[0040](5)電磁特性感知模塊
[0041]可以配備與通過韓國專利申請第2005-33576號等公開的內容相同的電磁特性感知模塊(所述韓國專利申請的說明書應視為其整體編入本說明書).[0042](6)血液特性檢測模塊
[0043]血液特性檢測模塊可以是用於檢測諸如氧氣飽和度、血液分布、血糖等的血液相關特性中的至少一種的功能模塊。血液特性檢測模塊可以包括發揮與以往的血氧計或血糖儀類似功能的部件。而且，血液特性檢測模塊為了測量手術部位的毛細血管等的血液分布，可以包括視覺性的血液檢測部件或多個小型血液檢測部件。這種多個小型血液檢測部件優選配置得可以一起接觸既定的面·。在相對較多數量的小型血液檢測部件中檢測到血液時，可以判斷為血液分布稠密，相反情況下可以判斷為不稠密。另外，血液特性檢測模塊可以包括能夠把關於手術部位的血液特性的數據發送給智能手術系統(200)的數據發送部。
[0044](7)體液特性檢測模塊
[0045]雖然就血液特性檢測模塊進行了說明，但也可以配備用於檢測並非血液特性的淋巴液、髒內體液(例如，口腔、食道、胃臟、小腸、大腸等內部的體液)、胸腔內體液、腹腔內體液、小便成份、大便成份、特膜滲出液等的特性中的至少一種的功能模塊。這種體液特性檢測模塊也可以根據以往的技術，與如上所述的血液特性檢測模塊類似地構成。
[0046](8)炎症檢測模塊
[0047]炎症檢測模塊可以是用於檢測炎症部位或壞死組織的功能模塊。這種炎症檢測模塊可以包括發揮與以往檢查試劑盒類似功能的部件，或把提取的組織提供給配置於外部的以往檢查試劑盒。另外，炎症檢測模塊可以包括能夠把檢查結果數據發送給智能手術系統(200)的數據發送部。
[0048](9)其它模塊
[0049]參考炎症檢測模塊的構成，可以配備能夠檢測癌細胞或特異蛋白質、無機質成份、脂肪層等的多樣的模塊。
[0050]信息收集裝置在必要情況下，可以包括適當地構成的功能模塊，除上面示例種類的數據之外，還收集其它數據，並提供給智能手術系統(200)，這是不言而喻的。
[0051]另一方面，機器人(100)中能夠包括的縫合裝置可以根據通過國際申請PCT /KR2009 / 003419、PCT / KR2010 / 005851、PCT / KR2010 / 005852、PCT / KR2010 /006448等公開的技術進行體現(所述國際申請的說明書應視為其整體編入本說明書)。特別是縫合裝置，可以根據智能手術系統(200)的控制，適應性地選擇或調整縫合模式、縫合問隔、縫合線的種類或縫合用針的種類。這種縫合裝置的適應性也可以參照所述國際申請加以實現。
[0052]另一方面，機器人(100)中能夠包括的手術工具或縫合裝置中的置於實際使用狀態的某一種，可以根據智能手術系統(200)或使用者控制裝置(300)的控制而變更。
[0053]如上所述的機器人(100)在體現本發明的技術思想的範圍內，可以由所屬領域的技術人員自由地構成。對於這種機器人(100)的具體構成，可以參照韓國專利申請第2008-108103號(所述韓國專利申請的說明書應視為其整體編入本說明書)。
[0054]之後，本發明一個實施例的智能手術系統(200)可以是計算機系統，使得能夠基於來自機器人(100)的信息收集裝置的數據，而且在必要情況下，也基於使用者藉助使用者控制裝置(300)而輸入的信息或下達的命令，控制機器人(100)的內視鏡、手術工具、信息收集裝置或縫合裝置，執行自動化乃至半自動化的手術。對於智能手術系統(200)的具體構成示例，下面將參照圖3進行詳細說明。
[0055]最後，本發明一個實施例的使用者控制裝置(300)可以是包括顯示手段、使用者輸入手段、使用者命令手段等，用於使使用者可以觀察手術部位及其周邊，或使使用者能夠進行必要的信息輸入，或使使用者能夠選擇內視鏡、手術工具、信息收集裝置或縫合裝置並使之移動或能夠針對如上所述的工具或裝置下達既定命令的控制裝置。
[0056]首先，使用者控制裝置(300)的顯示手段可以向使用者顯示機器人(100)的內視鏡或其它攝像頭等觀察的部分。為此，顯示手段可以包括用於二維顯示的顯示面板或用於三維顯示的顯示空間。其中，顯示面板可以是能夠以二維方式顯示視覺標識的IXD面板、PDP面板、LED顯示裝置等公知的二維顯示裝置，顯示空間可以是全息顯示裝置等公知的三維顯示裝置。
`[0057]之後，使用者控制裝置(300)的使用者輸入手段可以使使用者能夠輸入患者相關信息，例如關於人種、年齡、性別等的基本信息，或關於血壓等的狀態信息，或關於手術部位的種類的信息等。作為使用者輸入手段，可以採用鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等公知的多樣的計算機輸入手段。
[0058]最後，使用者控制裝置(300)的使用者命令手段可以是使使用者可以下達用於選擇內視鏡、手術工具、信息收集裝置或縫合裝置或使之移動的命令，或可以使使用者下達讓手術工具或縫合裝置針對手術部位進行抓住、緊固、燒烙、切開、縫合等手術動作的命令的多種形態的命令手段。這種使用者命令手段既可以與顯示手段分離，以操縱面板、操縱杆、操縱按鈕等形態體現，也可以與顯示手段結合構成。例如，在顯示手段是觸摸面板的情況下，使用者命令手段也可以是觸摸面板的窗口或圖形按鈕。
[0059]智能手術系統的構成
[0060]圖3是詳細圖示本發明一個實施例的智能手術系統(200)的內部構成的圖。
[0061]如圖3所示，本發明一個實施例的智能手術系統(200)可以包括數據匹配部(210)、手術控制部(220)、數據管理部(230)、資料庫(240)、通信部(250)及控制部(260)構成。根據本發明的一個實施例，數據匹配部(210)、手術控制部(220)、數據管理部(230)、資料庫(240)、通信部(250)及控制部(260)中的至少一部分可以是與機器人(100)或使用者控制裝置(300)進行通信的程序模塊。這種程序模塊可以以作業系統、應用程式模塊或其它程序模塊的形態包括於智能手術系統(200)，在物理上，可以存儲於多種公知的記憶裝置。另外，另外，這種程序模塊也可以存儲於能夠與智能手術系統(200)進行通信的遠程記憶裝置。另一方面，這種程序模塊包括根據本發明而執行後述特定業務或運行特定抽象數據類型的例程、子例程、程序、對象、組件、數據結構等，但並非限定於此。
[0062]另一方面，智能手術系統(200)根據所屬領域的技術人員的選擇，既可以與機器人(100)或使用者控制裝置(300)在物理上分離構成，也可以在物理上結合於機器人(100)或使用者控制裝置(300)構成。
[0063]首先，本發明一個實施例的數據匹配部(210)可以從機器人(100)的信息收集裝置接收如前所述的數據，根據情況，也可以從使用者控制裝置(300)接收如前所述的患者相關信息。另外，數據匹配部(210)可以參照能夠存儲於資料庫(240)的數據匹配矩陣，找出與所述接收的數據或信息匹配的控制數據，將其提供給手術控制部(220)。
[0064]本發明一個實施例的數據匹配矩陣可以是把來自信息收集裝置的數據的種類和/或來自使用者控制裝置(300)的患者相關信息的種類當作矩陣的維度(dimension)，把來自信息收集裝置的數掘的值或值的範圍和/或來自使用者控制裝置(300)的患者相關信息的值或值的範圍當作矩陣的維度的範圍(category)，把根據來自信息收集裝置的相應數據或來自使用者控制裝置(300)的相應信息應執行的手術動作的相關控制數據的值當作矩陣的元素(element)的矩陣。基於這種數據匹配矩陣的數據匹配的示例如下:
[0065]1.控制數據可以是如果患者(嬰兒除外)的年齡越小，則手術部位的彈性越大，或手術部位的血液分布越稠密，則使得縫合間隔越稠密的控制數據。
[0066]2.控制數據可以是如果手術部位的內部溫度或酸度較低，則把縫合線或縫合用針變更為粗(即，用 於胃臟縫合者)的控制數據。
[0067]3.控制數據可以是如果在手術部位檢測到大量血液，則把縫合線變更為用於長時間承受高壓力的不溶解的線的控制數據。
[0068]4.控制數據可以是如果手術部位的血液分布變得稠密，則把縫合線或縫合用針變更為細者的控制數據。
[0069]5.控制數據可以是隨著在手術部位檢測或確認了例如紅血球、白血球、120mg的壓力、80%以上的氧氣飽和度等，如果推定相應部位為動脈，則使縫合間隔減小或使拉緊縫合線的張力增加的控制數據。
[0070]6.相反，控制數據可以是如果推定手術部位為靜脈，則使縫合間隔增大或使拉緊縫合線的張力減小的控制數據。
[0071]7.控制數據可以是如果手術部位具有管狀結構(這種形態上的信息可以由使用者預先輸入)、在相應部位檢測到小便成份，則把縫合線變更為用於防止結石的溶解線的控制數據。
[0072]8.控制數據可以是如果在手術部位檢測到壞死組織，則把縫合線變更為經抗生素處理的控制數據。
[0073]9.控制數掘可以是如果在手術部位檢測到癌細胞，則把縫合線變更為可以藉助X光充分識別的種類的控制數據。[0074]10.控制數據可以是如果在手術部位檢測到大量血液、髒分泌物、壞死組織或癌細胞，則使縫合裝置的縫合動作暫停或變更縫合模式的控制數據。
[0075]11.控制數據可以是如果確認手術部位的彈性幾乎為0，則使手術工具或縫合裝置暫停的控制數據。
[0076]12.控制數據可以是如果在手術部位檢測到大量血液，則把手術工具變更為電烙器的控制數據。
[0077]13.控制數據可以是如果在手術部位檢測到大量血液，則使電烙器的模式轉換為防止出血模式的控制數據。
[0078]14.控制數據可以是如果在手術部位檢測到壞死組織或癌細胞，則把手術工具變更為電刀、電烙器、雷射照射器或藥劑噴灑器的控制數據。
[0079]15.控制數據可以是當手術工具進行抓住手術部位的動作時，根據手術部位的彈性調節所述動作的壓力的控制數據。
[0080]以上雖然儘可能只羅列了數據匹配的示例中的一部分，但除此之外，隨著對來自信息收集裝置的數據或來自使用者控制裝置(300)的患者相關信息進行複合累積並使用，可以出現遠遠更加多樣的數據匹配示例，這是所屬領域的技術人員不言而喻的。
[0081]之後，本發明一個實施例的手術控制部(220)可以根掘由數據匹配部(210)匹配的控制數據，把用於使手術工具或縫合裝置進行工作的控制信號傳送給機器人(100)。而且，手術控制部(220)也可以使得如上所述的動作控制的內容通過使用者控制裝置(300)的顯示手段預先向使用者顯示。
[0082]手術控制部(220)雖然可以執行只根據匹配的控制數據實現自動化的控制，但也可以針對根據匹配的控制數據確定`的手術控制，請求使用者的核准，只有在獲得核准後才執行手術控制。此時，使用者可以根據基於自身手術經驗的判斷，下達如上所述的核准，或者也可以拒絕該請求，選擇內容變更的手術控制，使之執行。
[0083]另外，手術控制部(220)也可以隨著使用者藉助於使用者控制裝置(300)而下達命令，把用於控制底座、多個機器手、內視鏡、手術工具、信息收集裝置、縫合裝置等的動作的控制信號傳送給機器人(100)。
[0084]之後，本發明一個實施例的數據管理部(230)在使用者使用使用者控制裝置(300)進行變更手術控制的內容的操縱時，可以使與之相應的匹配的控制數據(例如，縫合間隔、縫合線的種類、縫合用針的種類、拉緊縫合線的張力等相關控制數據)的值或值的範圍根據所述內容進行很大程度或稍許變更，更新數據匹配矩陣。此時，數據管理部(230)可以向使用者發送詢問是否要更新的提示信息，要求使用者確認。
[0085]之後，在本發明一個實施例的資料庫(240)中，可以存儲有如前所述的數據匹配矩陣。雖然在圖3中顯示了資料庫(240)包含於智能手術系統(200)構成的情形，但根據體現本發明的所屬領域的技術人員的需要，資料庫(240)也可以獨立於智能手術系統(200)構成。例如，資料庫(240)(及其數據匹配矩陣)也可以在網格伺服器中構建，由分散於各處的多名使用者參照或更新。
[0086]之後，本發明一個實施例的通信部(250)可以執行使得能夠從/向數據匹配部(210)、手術控制部(220)、數據管理部(230)及資料庫(240)接收/發送數據的功能。
[0087]最後，本發明一個實施例的控制部(260)可以執行對數據匹配部(210)、手術控制部(220)、數據管理部(230)、資料庫(240)及通信部(250)間的數據流動進行控制的功能。即，本發明的控制部(260)控制來自/向智能手術系統(200)外部的數據流動或智能手術系統(200)的各構成要素間的數據流動，從而能夠控制使得數據匹配部(210)、手術控制部(220)、數據管理部(230)、資料庫(240)及通信部(250)執行各自固有功能。
[0088]以上說明的本發明的實施例可以體現為能夠通過多種計算機構成要素運行的程序命令的形態，記錄於計算機能夠判讀的記錄介質。所述計算機能夠判讀的記錄介質可以單獨或組合包括程序命令、數據文件、數據結構等。記錄於所述計算機能夠判讀的記錄介質的程序命令可以是為了本發明而特別設計構成的，或計算機軟體領域的從業者公知並能夠使用的。在計算機能夠判讀的記錄介質的示例中，包括諸如硬碟、軟盤及磁帶的磁介質，諸如⑶-ROM及DVD的光記錄介質，諸如軟光磁碟(floptical disk)的磁-光介質(magneto-optical medium),以及諸如ROM、RAM、快閃記憶體等的且特殊構成使得存儲、運行程序命令的硬體裝置。在程序命令的示例中，不僅包括藉助於編譯程序而生成的機器語言代碼，還包括使用解釋程序等可由計算機運行的高級語言代碼。硬體裝置為了執行本發明的處理，可以變更為一個以上的軟體模塊，反之亦然。
[0089]以上根據諸如具體構成要素等的特定事項和限定的實施例及附圖，對本發明進行了說明，但這只是提供用於幫助更全面理解本發明，本發明並非限定於所述實施例，本發明所屬【技術領域】的技術人員可以從這種記載導出多種多樣的修改及變更。
[0090]因此，本發明的思想並非限定於所述說明的實施例進行確定，從後述的權利要求書以及與該權利要求書均等 的或由此等價地變更的所有範圍，均屬於本發明的思想範疇。
【權利要求】
1.一種系統，作為智能手術系統，其特徵在於，包括: 數據匹配部，從信息收集裝置接收患者的手術部位相關數據，根據數據匹配矩陣找出與所述手術部位數據匹配的控制數據；以及 手術控制部，根據來自所述數據匹配部的所述控制數據，使手術工具或縫合裝置進行工作。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於， 所述手術部位數據是所述手術部位相關的彈性數據、溫度數據、酸度數據、氣壓數據、電磁特性數據、血液特性數據、體液特性數據、炎症與否相關數據及癌症與否相關數據中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於， 所述數據匹配部還接收由使用者輸入的所述患者相關信息。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於， 所述患者信息是關於所述患者的人種、年齡、性別及血壓中至少一種的信息，或關於所述患者的所述手術部位的種類的信息。
5.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於， 所述控制數據用於控制所述手術工具的種類、模式及工作壓力中的至少一種。
6.根據權利要求3所述的·系統，其特徵在於， 所述控制數據用於控制所述縫合裝置的縫合間隔、縫合線的種類、縫合用針的種類及拉緊縫合線的張力中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於， 所述數據匹配矩陣把手術部位相關數據的種類作為維度，把所述手術部位數據的值或值的範圍作為所述維度的範疇。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於， 所述數據匹配矩陣在使用者進行變更手術控制內容的操縱時，能夠更新與之相應的控制數掘的值或值的範圍。
9.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於， 所述數據匹配矩陣能夠在網絡上由多個使用者進行更新。
【文檔編號】A61B17/04GK103857349SQ201280046785
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年9月26日 優先權日:2011年9月26日
【發明者】尹祥真 申請人:尹祥真