CN115399885A - 套索驱动装置、手术部件驱动装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手术部件驱动装置。根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置作为用于操作以可拆装的方式设置于内窥镜的手术部件的手术部件驱动装置，包括卡盒模块和驱动模块，所述卡盒模块包括：基座单元，固定于所述内窥镜的一端侧，所述手术部件与所述基座单元的一侧结合；线缆，所述线缆的一端与所述基座单元结合，而向所述基座单元传递驱动力；及卡盒，具备与所述线缆的另一端结合的动力传递部，所述驱动模块包括以可拆装的方式与所述卡盒结合的收容部，向结合于所述收容部的所述卡盒模块的所述线缆提供所述驱动力。

Description

套索驱动装置、手术部件驱动装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种套索(tendon-sheath)驱动装置、手术部件驱动装置及其操作方法，更详细地，涉及一种以可分离的方式结合于驱动模块的套索驱动装置及包括以可拆装的方式设置于内窥镜的基座单元的手术部件驱动装置。

背景技术

为了对医生的视野或手动手术工具难以触及的部位进行手术，正在开发手术机器人。为了将这些手术机器人通过身体部位进行插入，存在需要使机械臂小型化的问题。

另一方面，手术机器人必须需要用于在人体内部确保视野的内窥镜。

然而，在现有的医疗系统中普及的内窥镜装置相对昂贵，并且在近年来被广泛使用，因此对于医疗人员来说内窥镜装置的使用非常熟悉。考虑到这一点时，利用内窥镜系统的手术机器人的导入在经济、操纵者的使用经验方面有益处。

然而，为了将机械臂附加地添加到内窥镜，除了内窥镜操纵装置之外还需要用于驱动机械臂的单独的操纵装置。与内窥镜不同，由于需要多个线缆连接于驱动装置的机械臂的特性，在一次手术之后可能难以更换机械臂。

因此，需要开发一种手术部件驱动装置，该手术部件驱动装置包括以可拆装的方式设置于内窥镜上的机械臂，以解决上述技术问的，同时利用经济和使用经验方面的优点。

现有技术文献

专利文献1：韩国公开专利第10-2017-0070604号

发明内容

要解决的技术问题

本发明的一实施例提供一种以可分离的方式结合于单独的驱动模块的套索驱动装置。

本发明的一实施例提供一种能够以可拆装的方式结合于内窥镜系统而使用的手术部件驱动装置。

本发明的一实施例提供一种容易更换具有消耗品特性的机械臂的手术部件驱动装置。

本发明的一实施例提供一种操纵者能够容易操纵的手术部件驱动装置。

本发明的一实施例提供一种能够由一个操纵者与内窥镜一起进行控制的手术部件驱动装置。

解决问题的手段

根据本发明的一方面，提供一种手术部件驱动装置，用于操作以可拆装的方式设置于内窥镜的手术部件，包括：卡盒模块，包括：基座单元，固定于所述内窥镜的一端侧，所述手术部件与所述基座单元的一侧结合；线缆，所述线缆的一端与所述基座单元结合，而向所述基座单元传递驱动力；及卡盒，具备与所述线缆的另一端结合的动力传递部；以及驱动模块，包括以可拆装的方式与所述卡盒结合的收容部，向结合于所述收容部的所述卡盒模块的所述线缆提供所述驱动力。

此时，所述基座单元可以包括：基座部，能够固定于所述内窥镜的一端侧；以及第一旋转部，以能够以所述内窥镜的延伸方向为中心进行旋转的方式结合于所述基座部。

此时，可以是，所述线缆形成为一对，所述一对线缆包括第一线缆及第二线缆，所述第一线缆及第二线缆使所述第一旋转部以所述内窥镜的延伸方向为中心沿顺时针方向或逆时针方向旋转。

此时，还可以包括：臂部，沿所述内窥镜的延伸方向延伸，以将垂直于所述内窥镜的延伸方向的第一旋转轴为中心能够进行枢转的方式结合于所述第一旋转部；以及第三线缆及第四线缆，使所述臂部以所述第一旋转轴为中心进行枢转。

此时，可以在所述臂部具备固定部件，以将所述手术部件固定于所述臂部的一侧。

此时，可以在所述臂部的端部具备以将垂直于所述臂部的延伸方向的第二旋转轴为中心能够进行枢转的方式结合的第二旋转部。

此时，所述手术部件可以是包括第一夹具和第二夹具的钳子，所述第一夹具和第二夹具以将所述第二旋转轴为中心能够进行枢转的方式设置于所述第二旋转部。

此时，可以在所述第二旋转部具备固定部件，以将所述手术部件固定于所述第二旋转部。

此时，所述手术部件可以是手术镊(forceps)、电手术用电极(ESD knife)、手术用圈套器(snare)、手术用网篮(basket)、手术用网(net)、手术夹(clip)及手术用微型剪刀(scissors)中的一个。

所述驱动模块可以具备保持单元，所述保持单元将安装于所述收容部的所述卡盒与所述收容部机械地结合。

此时，还可以包括操纵模块，向所述操纵模块输入用于通过所述驱动模块控制所述手术部件或所述基座单元的动作的操纵命令。

此时，所述操纵模块可以包括：主体；及操纵杆或操纵按钮，以可枢转的方式设置在所述主体上，所述线缆根据所述操纵杆的枢转或所述操纵按钮的按压而被驱动。

根据本发明的另一方面，提供一种套索驱动装置，用于驱动柔索-护套，包括：支撑部件，固定所述护套的至少一侧；操作部件，以使所述柔索相对于所述护套进行相对移动的方式与所述柔索的一侧结合；以及驱动模块，与所述操作部件机械地结合，而使所述操作部件移动或旋转，所述操作部件以可拆装的方式与所述驱动模块结合。

此时，可以是，所述驱动模块包括与所述操作部件结合而使所述操作部件进行直线运动的线性致动器，所述柔索通过所述操作部件的所述直线运动而相对于所述护套进行相对移动。

此时，所述支撑部件可以和所述操作部件以在使用一次以上后能够更换及废弃的方式形成为一体。

此时，可以是，所述柔索包括多个柔索，所述支撑部件和所述操作部件以与所述多个柔索对应的方式分别包括多个支撑部件和多个操作部件，所述多个操作部件设置于箱体形状的卡盒而一体地结合于所述驱动模块。

此时，可以在所述卡盒的一侧形成有以所述操作部件沿所述柔索的延伸方向进行前进后退的方式进行引导的引导部。

根据本发明的又一方面，提供一种手术部件驱动装置的操作方法，所述手术部件驱动装置包括：卡盒模块和驱动模块，所述卡盒模块包括：手术部件，以可拆装的方式设置于内窥镜；基座单元，所述手术部件与所述基座单元的一侧结合；线缆，向所述基座单元传递驱动力；以及卡盒，具备与所述线缆的另一端结合的动力传递部，所述驱动模块以可拆装的方式与所述卡盒结合，并向所述线缆提供驱动力，所述手术部件驱动装置的操作方法包括如下步骤：将所述基座单元固定于所述内窥镜的一端；将所述卡盒结合于所述驱动模块；将所述内窥镜的一端插入于患者的体内；向所述线缆提供驱动力来控制所述基座单元的动作；在完成所述患者的手术之后，从所述患者的体内取出所述内窥镜；将所述卡盒从所述驱动模块分离；以及将所述基座单元从所述内窥镜分离，在将所述内窥镜的一端插入于患者的体内的步骤之前或之后，执行将所述卡盒结合于所述驱动模块的步骤，在从所述患者的体内取出所述内窥镜的步骤之前或之后，执行将所述卡盒从所述驱动模块分离的步骤。

此时，还可以包括清洗从所述内窥镜分离的所述卡盒的步骤。

此时，还可以包括废弃从所述内窥镜分离的所述卡盒的步骤。

发明效果

根据本发明的一实施例的套索驱动装置具备以可分离的方式结合于另外的驱动模块的动力传递部，从而容易替换及设置手术前后的套索驱动装置。

根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置具备能够容易地结合于内窥镜的基座单元，从而根据需要将各种手术部件结合于内窥镜而进行手术。

根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置，由于结合于内窥镜的上述基座单元形成为能够更换的卡盒形态，因此具有更换过程非常迅速、简单且价格低廉的优点。

另外，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置，通过模拟基座单元的配置位置及工作原理，导入可进行直观操作的特有的操纵模块，从而使操纵者能够方便地操作。

另外，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置，在操纵模块上具备用于固定内窥镜操作装置的结合部，从而能够提供一个操纵者能够容易地控制内窥镜和机械臂的控制环境。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置集成于内窥镜系统的状态的示意图。

图2是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的各构成图示为块形态的框图。

图3是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块和驱动模块一同示出的示意图。

图4是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块中的卡盒放大示出的示意图。

图5是用于说明设置于图4的卡盒的动力传递部向线缆传递驱动力的过程的示意图。

图6是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的操纵模块放大示出的示意图。

图7是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块放大示出的示意图。

图8(A)及图8(B)和图9(A)及图9(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第一自由度动作的说明图。

图10的(A)及(B)和图11的(A)及(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第二自由度动作的图。

图12(A)及图12(B)和图13(A)及图13(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第三自由度动作的图。

图14(A)及图14(B)和图15(A)及图15(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第四自由度动作的说明图。

图16及图17是将根据本发明的另一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块放大示出的示意图。

图18是将利用根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的手术执行方法逐步示出的流程图。

附图标记说明

10：卡盒模块 20：基座单元

30：线缆(柔索) 40：管(护套)

50：卡盒 60：驱动模块

63：控制单元 64：显示器

70：驱动单元 80：传感器单元

90：操纵模块 100：手术部件驱动装置

200：内窥镜系统

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例，以使本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易实施。本发明可以以各种不同的形式实现，不限于在此说明的实施例。在附图中，为了清楚地说明本发明，省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对于相同或类似的构成要素标注了相同的附图标记。

在本说明书中，“包括”或“具有”等术语指代在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，应理解为不预先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。

此外，在本说明书中提及的术语“线缆(wire)”和“柔索(tendon)”可以是对相同的部件使用不同术语。类似地，“管(tube)”和“护套(sheath)”也可以是对相同的部件使用不同术语。

图1是示出根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置集成于内窥镜系统的状态的示意图。图2是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的各构成图示为块形态的框图。图3是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的卡盒(cartridge)模块和驱动模块一同示出的示意图。图4是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块中的卡盒放大示出的示意图。图5是用于说明设置于图4的卡盒的动力传递部向线缆传递驱动力的过程的示意图。图6是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的操纵模块放大示出的示意图。

参照图1，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100作为能够利用内窥镜系统200来实现手术用机器人的系统，是如下系统：在内窥镜系统200的内窥镜210上以可拆装的方式设置有基座单元20，将基座单元20一起插入于人体后，能够执行利用上述基座单元20的物理动作、处理或与人体内部器官相关的处理。

为此，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100包括卡盒模块10、驱动上述卡盒模块10的驱动模块60、以及被输入能够控制上述驱动模块60的驱动命令的操纵模块90。

参照图1至图4，在本发明的一实施例中，卡盒模块10可以包括基座单元20、多个线缆30以及卡盒50。

首先，卡盒模块10包括基座单元20，该基座单元20固定于内窥镜210中设置有透镜(未示出)的一端侧。此时，基座单元20是设置有用于把持或切割人体的组织的一部分的手术部件的部件，例如，可以是通过上述手术部件执行多种作业的机械臂。此时，基座单元可执行的操作可以包括除了保持或切割组织的一部分之外的已知的各种作业。

基座单元20可以通过多个线缆30的驱动而被操纵。为此，多个线缆30的一端可以与基座单元20结合，另一端可以与用于驱动线缆的驱动模块60连接。

根据本发明的一实施例，为了操作基座单元20，作为一例，可以具备8条线缆30。此时，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100的线缆30的数量不限于8个，根据需要可以具备不同数量的线缆。

另一方面，稍后描述基座单元20的详细结构以及用于操作基座单元20的多个线缆30的连接结构的详细说明。

另一方面，根据本发明的一实施例，多个线缆30的另一端结合于卡盒50的内部，如此可以构成为内置有多个线缆30的另一端的卡盒50与驱动模块60连接。

参照图3及图4，卡盒50可以形成为具有规定体积的箱体形状，在一侧可以形成有能够供上述多个线缆30插入的多个插入孔51。

并且，在卡盒50的内部可以具备动力传递部52，该动力传递部52与通过插入孔51插入的线缆30的另一端连接。如图4所示，动力传递部52可以形成为具有可收容于卡盒50中的尺寸的块形态。

此时，动力传递部52可以包括操作部件53和支撑部件54。

操作部件53作为用于固定线缆30的端部的部件，可以形成为在卡盒50的内部空间中沿着预定路径前进或后退。因此，当操作部件53移动时，外力可以传递到线缆30。

更具体地，参照图4和图5，为了拉动线缆30，操作部件53可以向远离插入孔51的方向后退，相反地，为了推动线缆30，操作部件53可以向靠近插入孔51的方向前进。这种操作部件53的运动可通过驱动模块60的驱动单元70来实现，这将在后面进行详细说明。

另一方面，为了使操作部件53沿着预定路径稳定地前进或后退，如图4所示，在引导的内侧空间可以形成有引导部55a、55b，该引导部55a、55b形成为沿着线缆30的延伸方向突出预定高度的形态。

此时，引导部55a、55b为了引导操作部件53的两侧，可以形成为分别位于操作部件53的两侧的成对形态。

另一方面，参照图4和图5，线缆30可以形成为如下结构：端部在卡盒50内由操作部件53以可移动的方式支撑，线缆的两端之间的长度方向的主体部分由中空状管40围绕。例如，线缆30和管40可以通过公知的套索机构(tendon-sheath mechanism)来实现。

在本发明的一实施例中，支撑部件54是用于对围绕线缆30的管40进行固定的部件。如此，在线缆30的外侧围绕线缆30的管40被支撑部件54固定，从而能够在通过操作部件53前进或后退的线缆30与管40之间产生相对移动。

在本发明的一实施例中，围绕并支撑线缆30的支撑部件54可以设置为比固定线缆30的端部的操作部件53更靠近插入孔51。

在本发明的一实施例中，当为了操作基座单元而需要8个线缆30时，可以为了向线缆30分别传递驱动力而需要8个动力传递部52。

此时，如图4所示，多个动力传递部52可以配置成在卡盒50内以2个为1组而4组线缆沿上下方向并排的形态。

在本发明的一实施例的手术部件驱动装置构成为通过动力传递部52的操作部件53前进或后退而向线缆30传递驱动力的结构，但动力传递部52的结构不限于此。

作为一例，动力传递部52可以形成为柔索的一端固定于外周面并以旋转轴为中心旋转的辊结构体的形态。在如此构成的情况下，动力传递部52可以通过驱动单元70而旋转，从而向线缆30传递驱动力。作为另一示例，也可以构成为线缆30固定于动力传递部52而驱动单元70直接向线缆30提供驱动力。

另一方面，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100包括驱动模块60，该驱动模块60能够对位于卡盒50内部的线缆30施加驱动力。

参照图3，驱动模块60具备箱体形状的壳体。

可以在驱动模块的内部具备用于收容卡盒50的收容部61，在外侧面的一侧形成与收容部61连接的入口67。在驱动模块60内部形成的收容部61可以形成为在卡盒被插入于驱动模块60内部的状态下能够支撑卡盒的框架。

并且，通过上述收容部的入口67插入于驱动模块内部的卡盒50可以通过单独的保持单元65而安装并固定于收容部。

此时，保持单元65可以通过基于电机的致动器(未示出)而机械地将卡盒50结合于收容部或者解除结合状态。

如图3所示，驱动模块60可以在外侧的一部分上具备按钮62，该按钮62用于控制保持单元65的驱动。作为一例，在将安装于收容部而结合的状态下的卡盒50再次分离到外部时，可以按下上述按钮62。这种按钮62不仅可以是物理按钮，也可以是在显示于驱动模块上的屏幕上以触摸方式操作的按钮。

另一方面，保持单元65可以形成为以能够卡在卡盒的一侧的突出部或凹槽中的方式通过弹性部件而操作的锁闩这样的公知的结构。

另一方面，在附图中示出收容部61位于驱动模块60的内部，但是收容部61也可以与此不同地形成为在驱动模块60的外侧开放的形态，或者只要能够与卡盒50卡盒结合则可以形成为任何形态。

在本发明的一实施例中，在卡盒50结合于收容部61的状态下，驱动模块60可以将驱动单元70结合于卡盒50侧，从而向位于卡盒50的内部的线缆30提供驱动力。

此时，驱动单元70可以直接或间接地向线缆30提供驱动力，为了产生驱动力，可以包括电动马达和用于从后述的控制单元63接收信号而控制上述电动马达的马达驱动器(motor drive)。

在本发明的一实施例中，驱动单元70可以适用线性致动器(linear actuator)或旋转致动器(rotary actuator)等公知的致动器。

作为具体的一例，可以构成为，进行直线往复运动的电动线性致动器的活塞杆(piston rod)的一端插入于在卡盒50的操作部件53形成的槽部(未图示)后，使操作部件53进行线性移动，从而使线缆30被拉动或推动。通过这种过程传递的驱动力能够被传递到基座单元20的各部分，从而使基座单元20的一部分动作。

作为另一个例子，也可以形成为，在旋转往复运动的旋转执行器的一侧连接有辊状的动力传递部52，并以规定的旋转轴为中心进行旋转，从而使线缆30被拉动或推动。

如此，除了驱动单元70通过动力传递部52间接地向线缆30传递驱动力的方式之外，还可以直接在驱动单元70连接线缆30而由驱动单元70直接传递驱动力。

另一方面，参照图2，当多个线缆30连接于卡盒50时，用于驱动各个线缆30的多个驱动单元70可以单独地存在。这些单独的驱动单元71-78分别可以具备电动马达和用于驱动各自的电动马达的马达驱动器。并且，单独的马达驱动器分别可以根据基座单元20所期望的动作形态而从控制单元63接收不同的命令。

再次参照图2，在本发明的一实施例中，驱动模块60可以包括传感器单元80，该传感器单元80用于对包括在卡盒模块10中的多个线缆30的张力进行感测。因此，本发明可以在用于实时确认卡盒模块10的操作有无异常或者提高机械臂(基座单元)的控制精度的各种算法中应用。传感器单元80可以包括连接于各个线缆的多个传感器81-88。

此时，传感器单元80的多个传感器81-88可以通过操作部件53直接感测线缆30的张力、通过支撑部件54测量管40的张力(或压缩力)、或通过设置在该两个部件而同时测量线缆30和管40的物理特性的变化来适当地利用。

如上所述，可以由传感器单元80的多个传感器81-88收集的各个张力信息被发送到控制单元63，并且控制单元63基于该张力信息来判断卡盒模块10的操作有无异常，用于提高控制精度。

另一方面，在本发明的一实施例中，驱动模块60可以包括控制单元63，该控制单元63用于控制包括驱动单元70和传感器单元80在内的整个驱动模块60。

此时，控制单元63可以向包括在驱动单元70中的单独的马达驱动器传递驱动命令，并可以从传感器单元80接收线缆30的张力信息等。

并且，控制单元63从后述的操纵模块90接收操纵者的操纵命令后，可以以信号形态将其传递给单独的驱动单元70。

另一方面，驱动模块60可以在外侧局部上包括显示单元64，该显示单元64输出基座单元20的驱动状态。如图3所示，在显示单元64可以直观地示出第一旋转部22的臂部23及钳子27等基座单元20的各部分的旋转程度等。因此，操纵者可以实时地确认基座单元20的各部件的驱动状态，并基于该状态更精确地操纵卡盒模块10。

此时，显示单元64可以基于从操纵模块90接收到的操纵命令或从控制单元63向驱动单元70侧传递的信号信息等，使基座单元20的旋转程度可视化。

此时，显示单元64可以形成为触摸屏，并可以通过触摸屏上示出的虚拟按钮来直接接收由操纵者的命令。

另一方面，由操纵者向触摸屏输入的信息可以是用于调节驱动单元70的控制水平的信息，例如可以是由操纵模块90引起的驱动单元70的控制灵敏度等。由此，操纵者可以根据自己的偏好来设定驱动单元70的运动能力。

根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100包括操纵模块90，该操纵模块90可以供操纵者输入用于控制基座单元20的动作的操纵命令。此时，操纵模块90可以以能够通过有线或无线进行通信的方式连接于驱动模块60。

更具体地，参照图6，操纵模块90包括体积足以被操纵者用一只手握持的主体91。此时，如图2所示，在上述主体91的内部可以具备角度传感器98，该角度传感器98用于感测由后述的操纵杆92引起的旋转程度。

另一方面，在操纵模块90的一侧可以具备用于固定内窥镜系统200用内窥镜操纵装置220的结合部97。因此，内窥镜210和基座单元20的动作可以由一个操纵者的双手同时控制。因此，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置具有操纵者能够用双手同时控制内窥镜和基座单元的优点。

图7是将根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块放大示出的示意图。

以下，参照图7，详细说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的基座单元20的一实施例。

根据本发明的一实施例，基座单元20可以包括基座部21、第一旋转部22、臂部23和钳子27。

基座部21是用于在内窥镜210的端部固定基座单元20的部件，内部形成为供内窥镜210的一端230插入的该中空状，能够围绕内窥镜210的外周面并固定。此时，基座部21可以被固定为不能相对于内窥镜210相对旋转。

并且，可以在基座部21的外侧配置有以能够沿着上述基座部21的外周面旋转的方式结合的第一旋转部22。更具体地，第一旋转部22可以以基座部21的外周面与第一旋转部22的内周表面彼此接触的方式形成为环形。此时，第一旋转部22是用于使后述的臂部23沿着内窥镜210的圆周方向进行轴转的部件。

在本发明的一实施例中，作为长度部件的臂部23以可旋转的方式结合在第一旋转部22的外周面的一侧，该臂部23沿着内窥镜的延伸方向延伸预定长度。即，臂部23的一端24结合于第一旋转部22，且可以以图7所示的第一旋转轴R1为基准沿顺时针方向或逆时针方向可进行枢转地结合。此时，臂部23根据需要还可以如图所示地包括向内窥镜210的内侧方向弯曲规定角度的弯曲部26。

接着，在上述臂部23的另一端25以可旋转的方式结合有包括第一夹具28和第二夹具29在内的钳子27。此时，第一夹具28和第二夹具29可以以第二旋转轴R2为中心沿顺时针方向或逆时针方向可进行枢转地结合。

此时，第一夹具28和第二夹具29可以分别独立地旋转，通过第一夹具28和第二夹具29的相互作用，可以把持人体的组织的一部分或释放把持状态的组织。

在本发明的一实施例中，卡盒模块10包括与基座单元20的各部分连接而传递驱动力的线缆30。

此时，线缆30可以通过由后述的驱动模块60施加的驱动力被拉动或推动，从而使基座单元20中的与线缆30连接的部分动作。

更详细地，线缆30可以包括第一线缆31和第二线缆32，该第一线缆31和第二线缆32使第一旋转部22相对于基座部21分别沿顺时针方法或逆时针方向旋转。此时，第一线缆31及第二线缆32可以固定于第一旋转部22或基座部21，可以通过驱动力使第一旋转部22和基座部21彼此相对旋转。

作为具体的一例，在拉动第一线缆31或推动第二线缆32的情况下，第一旋转部22可以以经过基座部21中心的中心轴R3为中心沿上述基座部21的外周面呈逆时针方向旋转。相反，当拉动第二线缆32或推动第一线缆31的情况下，可以呈顺时针反向旋转。由此，固定于第一旋转部22的臂部23也能够沿着内窥镜210的圆周方向移动至目标位置。(参照图14及图15)

另一方面，线缆30可以包括第三线缆33和第四线缆34，该第三线缆33和第四线缆34使臂部23以第一旋转轴R1为中心而沿顺时针方向或逆时针方向进行枢转。此时，第三线缆33和第四线缆34可以固定于臂部23的一端24，如图7所示，可以沿着在臂部23的一端24形成的线缆器缠绕。

此时，臂部23在拉动第三线缆33或推动第四线缆34的情况下可以沿逆时针方向进行枢转，或者在拉动第四线缆34或推动第三线缆33的情况下可以沿顺时针方向进行枢转。由此，固定于臂部23的钳子27能够旋转而接近操纵者所期望的位置。

另一方面，线缆30可以包括第五线缆35和第六线缆36，该第五线缆35和第六线缆36使第一夹具28以第二旋转轴R2为中心而沿顺时针方向或逆时针方向进行枢转。此时，第五线缆35和第六线缆36可以固定于第一夹具28的一侧。(参照图8至图11)

并且，线缆30可以包括第七线缆37和第八线缆38，该第七线缆37和第八线缆38使第二夹具29以第二旋转轴R2为中心而沿顺时针方向或逆时针方向进行枢转。第七线缆37和第八线缆38可以固定于第二夹具29的一侧。

此时，第一夹具28及第二夹具29以第二旋转轴R2为中心而沿顺时针方向或逆时针方向进行枢转的原理与前述的臂部23的旋转原理类似，因此省略重复说明。

另一方面，第一线缆31和第二线缆32可以是分别独立的线缆。作为另一个例子，第一线缆31和第二线缆32可以是整体上彼此连接的一个线缆，或者可以在固定有线缆的位置为基准时单独地称为一侧线缆和另一侧线缆。

此外，第三线缆33、第四线缆34、第五线缆35、第六线缆36、第七线缆37和第八线缆38可以是与第一线缆31和第二线缆32同样地分别独立的形态的线缆，或者也可以是彼此连接的一个线缆。

在本发明的一实施例中，基座单元20可以通过线缆30以大致四个自由度进行动作。更详细地，四个自由度可以包括：构成钳子27的第一夹具28和第二夹具29为了把持组织而合拢或张开的动作(以下，称为“第一自由度动作”)、钳子27整体以第二旋转轴R2为基准进行枢转的动作(以下，称为“第二自由度动作”)、臂部23以第一旋转轴R1为基准进行枢转的动作(以下，称为“第三自由度动作”)、固定有臂部23的第一旋转部22沿内窥镜210的外周面进行轴转的动作(以下，称为“第四自由度动作”)。以下，将参照不同的附图，说明能够利用根据本发明的实施例的手术部件驱动装置来进行操作的机械臂(基座单元)的自由度动作以及用于操作机械臂的操纵模块的操纵。

图8(A)及图8(B)和图9(A)及图9(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第一自由度动作的说明图。图10的(A)及(B)和图11的(A)及(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第二自由度动作的图。图12(A)及图12(B)和图13(A)及图13(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第三自由度动作的图。图14(A)及图14(B)和图15(A)及图15(B)是用于说明根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的第四自由度动作的说明图。图8至图15中，(A)是表示基座单元的操作的图，(B)是表示用于基座单元的操作的操纵模块的操纵状态的图。

参照图2和图8，可以在主体91的一侧面设置有操纵杆92。

此时，操纵杆92作为为了使固定有线缆30的基座单元20的各部分动作而由操纵者输入操纵命令的单元，作为一例，可以形成为延伸规定长度的杆形状。此时，操纵杆92的形状和结构可以进行各种变更。

在本发明的一实施例中，操纵杆92可以以旋转轴为中心沿顺时针方向或逆时针方向以规定角度进行枢转。

这种操纵杆92的枢转是模拟基座单元20的各部分的枢转，操纵杆92可以沿与固定有线缆30的基座单元20的一部分相同的方向或与其相反的方向进行枢转。因此，操纵者可以更直观地操纵基座单元20的动作。

在本发明的一实施例中，操纵杆92的枢转角度可以通过设置在操纵模块90上的角度传感器98来感测，并且对应于如此感测到的操纵杆92的枢转角度而驱动驱动模块60，通过驱动模块60的操作来调节线缆30的张力，使得基座单元20能够移动。

此时，根据本发明的一实施例，如图8及图9所示，可以利用第一操纵杆93来使第一夹具28和第二夹具29以第二旋转轴R2为中心向彼此相反的方向进行枢转。因此，可以实现使钳子27把持人体的组织的一部分或释放所把持的组织的一部分的第一自由度操作。

更详细地，如图8所示，当第一操纵杆93沿逆时针方向进行枢转时，第一夹具28和第二夹具29可以以端部彼此远离(张开)的方式进行枢转。相反，如图9所示，当第一操纵杆93沿顺时针方向进行枢转时，第一夹具28和第二夹具29可以端部彼此合拢的方式进行枢转。

如上所述，在本发明的一实施例中，第一操纵杆93只通过简单的方向转换就可以操纵钳子27的合拢和张开的第一自由度动作，从而使操纵者能够毫无困难地容易操纵钳子27。

另一方面，如图10及图11所示，利用第二操纵杆94来使第一夹具28和第二夹具29沿相同的方向进行枢转，从而能够实现使钳子27整体以第二旋转轴R2为中心进行枢转的第二自由度动作。这种由第二操纵杆94进行的第一夹具28和第二夹具29的旋转可以使钳子27的可动范围整体移动。

此时，第二控制杆94的枢转方向与钳子27的枢转方向可以设定为彼此相同。由此，操纵者可以直观地使钳子27进行枢转。

另一方面，再次参照图8至图11，对第一夹具28及第二夹具29为中心的第一操纵杆93及第二操纵杆94的旋转进行如下说明。

第一夹具28可以以与第一操纵杆93和第二操纵杆94的枢转方向相同的方向进行枢转。另外，第二夹具29可以以与第一操纵杆93的枢转方向相反的方向进行枢转，并且以与第二操纵杆94的枢转方向相同的方向进行枢转。

由此，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100不仅可以通过两个简单的操纵杆92容易地实现钳子的把持动作，甚至还可以容易地实现以第二旋转轴为中心的可动范围的扩大。

另一方面，参照图12和图13，可以利用第三控制杆95来实现第三自由度操作。即，可以使臂部23以第一旋转轴R1为基准沿着与枢转方向相同的方向进行枢转。此时，为了操纵者的直观的操纵，第三操纵杆95的旋转方向也可以与第二操纵杆94同样地设定为与臂部23的枢转方向相同。

另外，在本发明的一实施例中，操纵模块90除了包括操纵杆92之外还可以包括操纵手柄96，该操纵手柄96配置在主体91的上部或下部，以垂直于地面的旋转轴为中心进行轴转。

更具体地，参照图14和图15，操纵手柄96可以具有圆形的外周面。通过旋转这种操纵手柄96，可以实现卡盒模块10的第一旋转单元22在内窥镜210的外侧沿着与操纵手柄96的轴转方向相同的方向进行轴转的第四自由度操作。

如上所述，与操纵杆92不同，操纵手柄96构成为进行轴转而不是进行枢转，使得对应于沿着内窥镜210的外周面旋转的第一旋转部22的轴转，从而使得操纵者能够更直观地操纵基座单元。

如图8所示，操纵杆92和操纵手柄96的位置可以从操纵模块的上侧到下侧按照第一操纵杆93-第二操纵杆94-第三操纵杆95-操纵手柄96的顺序配置。

这种配置对应于基座单元20的各个结构以基座单元20相对于地面的高度方向为基准而按照钳子27-臂部23-第一旋转部22的顺序配置的情况，由此，即使操纵者不知道操纵模块90的各个结构与基座单元20的各个结构之间的对应关系，也可以直观且迅速地掌握哪个操纵杆或操纵手柄对应于基座单元20的一部分。

此外，操纵模块90还可包括在被外力压缩时生成操纵命令的操纵按钮99。此时，操纵按钮99可以由公知的物理按钮形成。

另一方面，在根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置中，图7所示的基座单元20只不过是根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100所采用的基座单元20的具体例。即，能够适用于本发明的一实施例的手术部件驱动装置100的基座单元不限于本实施例，各种结构的基座单元可以适用于本发明的手术部件驱动装置。

与此相关地，以下，通过不同的附图，对可适用于根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100的其他形态的基座单元20'、20"进行说明。此时，在基座部21、第一旋转部22及臂部23等重复的结构的情况下，为了省略重复的说明，由上述说明进行替换。

图16及图17是将根据本发明的另一实施例的手术部件驱动装置的卡盒模块放大示出的示意图。

首先，参照图16，在本发明的一实施例中，基座单元20’可以形成为从具备上述的钳子27的基座单元20除去第一夹具28和第二夹具29的形态。即，上述基座单元20’可以形成为，包括基座部21、第一旋转部22及臂部23、且如图16所示在臂部23的另一端侧结合另外的第二旋转部27’来替代第一夹具28和第二夹具29的形态。

此时，在第二旋转部27’的一侧可以固定有能够对人体组织施加外力的另外的手术部件300来替代钳子27。与此相关地，固定于上述第二旋转部27’的另外的手术部件300是能够与现有的内窥镜系统200一体化而使用的手术部件，作为非限制性的一例，可以是手术镊(forceps)、电手术用电极(ESD knife)、手术用圈套器(snare)、手术用网篮(basket)、手术网(net)、手术夹(clip)或手术用微型剪刀(scissors)等。但是，列出的另外的手术部件300只不过是一例，除此之外，也可以将各种形态的手术部件固定于第二旋转部。

此时，上述手术部件300通过线缆而与本发明的一实施例的手术部件驱动装置100的驱动模块60连接，从而能够从上述驱动模块60接收驱动力。此时，通过线缆接收驱动力的原理与第一旋转部22、臂部23通过线缆接收驱动力的原理相同或类似，因此省略对其的重复说明。

与此不同，上述手术部件300也可以通过与本发明的一实施例的手术部件驱动装置100机械分离的另外的驱动模块而单独地接收驱动力。

此时，为了操纵方便，用于操纵上述手术部件300的驱动的操纵单元可以与内窥镜操纵装置220同样地以可拆装的方式固定于本发明一实施例的手术部件驱动装置100的操纵模块90。

另一方面，上述另外的手术部件300可以通过形成在第二旋转部27’的一侧的固定部件27a来进行固定。作为具体的一例，如图15所示，固定部件27a可以以围绕另外的手术部件300的外周一侧的方式形成为环形状。另外，固定部件27a由具有弹性的材料形成，以使上述手术部件300不易分离，从而可以围绕手术部件300的外周面并施加压力。但是，附图所示的固定部件27a只不过是一例，只要是能够容易地支撑手术部件300的结构，固定部件27a就可以是任何形态。

另一方面，上述第二旋转部27’与第一夹具28及第二夹具29类似，可以以第二旋转轴R2为中心进行枢转。由此，上述手术部件300的端部向目标方向旋转，因此医疗人员能够更有效地执行手术。

如此，在基座单元20’形成为支撑并固定另外的手术部件300的的情况下，由于医疗人员除了现有内窥镜系统200所具备的手术部件240之外还可以追加另外的手术部件300，因此可以在单一的内窥镜手术内执行更加复杂且立体的手术。

特别是，在追加的另外的手术部件300的情况下，与现有内窥镜系统200所具备的手术部件240相比，具有通过第一旋转部22、臂部23及第二旋转部27’的操作而能够自由地改变位置的优点。

另外，在利用根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100的情况下，由于医疗人员可以根据目的来选择多种形态的手术部件300，因此具有可以扩展现有内窥镜系统200的功能的优点。

另一方面，参照图17，作为与基座单元相关的另一例，基座单元20"可以形成为省略上述第二旋转部27'的形态。

即，基座单元20”可以在上述的基座单元20的结构中包括基座部21和臂部23，并且如图17所示，可以在臂部23的一侧包括能够固定单独的手术部件300的固定部件27a。

此时，与上述的基座单元20’相比，由于不存在第二旋转部27’，因此手术部件300的端部侧的枢转可能会被部分地限制，但是通过省略第二旋转部27’可以省略线缆，从而具有整体上能够简化装置的优点。

另外，即使省略了第二旋转部27'，通过第一旋转部22的轴转和臂部23以第一旋转轴R1为中心的枢转仍然可以旋转，因此能够充分确保手术部件300的运动范围。

图18是将利用根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的手术执行方法逐步示出的流程图。

参照图18，对利用根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置的手术执行方法(S10)进行如下说明。

首先，为了使用根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100，操纵者将将基底单元20结合于内窥镜210的一端(S11)。此外，操纵者将卡盒50插入于驱动模块60的收容部，而将驱动模块60与卡盒结合(S12)。相关地，将基座单元与内窥镜结合的步骤(S11)和将卡盒与收容部结合的步骤(S12)不分先后关系，并且可以根据操纵者的偏好来先执行一个步骤。

并且，操纵者将操纵模块90结合于内窥镜操纵装置220之后，将设置有基座单元20的内窥镜210的一端插入于要手术的患者的体内(S13)。

然而，与上述示例不同，操纵者也可以先将设置有基座单元20的内窥镜210的一端插入于患者的体内之后(S13)，将卡盒与驱动模块结合(S12)。在这种情况下，可以在卡盒与驱动模块彼此分离的状态下将内窥镜插入于体内，因此具有可以使基座单元20中包含的线缆的外力对内窥镜的插入的影响最小化的优点。

作为一例，为了执行切取患者的患部的治疗，操纵者可以利用操纵模块90来控制在内窥镜210的端部设置的基座单元20的钳子或手术部件300的动作(S14)。

此时，操纵者可以通过由内窥镜获取的图像来实时确认基座单元20的动作的同时进行手术。即，操纵者可以在查看内窥镜画面的同时，掌握机械臂(基座单元)和手术部件的位置，并对操纵模块进行操纵，由此可以实现与操纵的精确度有关的即时反馈。

在完成手术之后，操纵者从患者的体内取出内窥镜210(S15)。

然后，操纵者可以将卡盒50从驱动模块60的收容部取出(S16)，并将基座单元20从内窥镜的端部分离(S17)。在这种情况下也同样地，将卡盒从驱动模块中取出(S16)或者将基座单元与内窥镜分离的步骤(S17)之间的先后关系不固定。

另一方面，与上述说明不同，操纵者也可以在从患者的体内取出内窥镜210(S15)之前，先将卡盒50从驱动模块60分离(S16)。如此先将卡盒50从驱动模块60分离时，可以使由基座单元20的线缆产生的外力对内窥镜的取出操作的影响最小化。

此时，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置100的卡盒模块10可以在使用一次之后废弃。之后，当操纵者利用手术部件驱动装置100进行另一手术时，可以将新的手术部件驱动装置模块10设置于内窥镜210之后进行相应的手术。

与此不同地，卡盒模块10也可以在使用超过一次后废弃。此时，可以通过单独的清洗液对执行一次手术后的卡盒模块10执行清洗工艺。另外，在使用多次的情况下，在卡盒内部设置用于计测使用次数的另外的计测部件(未图示)，从而能够强制地切断使用超过规定次数以上。

如上所述，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置通过引入能够容易地与内窥镜结合的卡盒模块和具有直观的界面的操纵模块，能够利用内窥镜的功能来引入经济且不具有异质感的手术用机器人。

根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置，具备相对于驱动模块可拆装的卡盒，而容易更换具有消耗品特性的卡盒模块。

更具体地，，卡盒模块根据卫生或耐久性因素而需要在使用一次或多次后进行更换。根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置在需要更换卡盒模块时，只需分别从内窥镜和驱动模块简单地分离基座单元和卡盒，然后结合新的基座单元和卡盒即可，因此具有更换过程非常迅速且简单、不需要专家帮助的优点。

另外，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置通过模拟基座单元的动作而引入能够直观操纵的特有的操纵模块，从而使操纵者能够方便地操纵手术部件驱动装置。

另外，根据本发明的一实施例的手术部件驱动装置通过在操纵模块中引入用于固定内窥镜操作装置的结合部，从而可以提供能够由一个操纵者同时控制内窥镜和基座单元的控制环境。

以上对本发明的一实施例进行了说明，但本发明的思想并不限于本说明书中所提出的实施例，理解本发明的思想的本领域的技术人员可以在相同的思想范围内通过结构要素的附加、变更、删除、追加等而容易地提出其他实施例，但这也属于本发明的思想范围内。

Claims (20)

1.一种手术部件驱动装置，用于操作以可拆装的方式设置于内窥镜的手术部件，其特征在于，包括：

卡盒模块，包括：基座单元，固定于所述内窥镜的一端侧，所述手术部件与所述基座单元的一侧结合；线缆，所述线缆的一端与所述基座单元结合，而向所述基座单元传递驱动力；及卡盒，具备与所述线缆的另一端结合的动力传递部；以及

驱动模块，包括以可拆装的方式与所述卡盒结合的收容部，向结合于所述收容部的所述卡盒模块的所述线缆提供所述驱动力。

2.根据权利要求1所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述基座单元包括：

基座部，能够固定于所述内窥镜的一端侧；以及

第一旋转部，以能够以所述内窥镜的延伸方向为中心进行旋转的方式结合于所述基座部。

3.根据权利要求2所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述线缆形成为一对，

一对所述线缆包括第一线缆及第二线缆，所述第一线缆及第二线缆使所述第一旋转部以所述内窥镜的延伸方向为中心沿顺时针方向或逆时针方向旋转。

4.根据权利要求2所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述手术部件驱动装置还包括：

臂部，沿所述内窥镜的延伸方向延伸，以将垂直于所述内窥镜的延伸方向的第一旋转轴为中心能够进行枢转的方式结合于所述第一旋转部；以及

第三线缆及第四线缆，使所述臂部以所述第一旋转轴为中心进行枢转。

5.根据权利要求4所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

在所述臂部具备固定部件，以将所述手术部件固定于所述臂部的一侧。

6.根据权利要求4所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

在所述臂部的端部具备以将垂直于所述臂部的延伸方向的第二旋转轴为中心能够进行枢转的方式结合的第二旋转部。

7.根据权利要求6所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述手术部件是包括第一夹具和第二夹具的钳子，所述第一夹具和第二夹具以将所述第二旋转轴为中心能够进行枢转的方式设置于所述第二旋转部。

8.根据权利要求6所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

在所述第二旋转部具备固定部件，以将所述手术部件固定于所述第二旋转部。

9.根据权利要求1所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述手术部件是手术镊、电手术用电极、手术用圈套器、手术用网篮、手术用网、手术夹及手术用微型剪刀中的一个。

10.根据权利要求1所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述驱动模块具备保持单元，所述保持单元将安装于所述收容部的所述卡盒与所述收容部机械地结合。

11.根据权利要求1所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述手术部件驱动装置还包括操纵模块，向所述操纵模块输入用于通过所述驱动模块控制所述手术部件或所述基座单元的动作的操纵命令。

12.根据权利要求11所述的手术部件驱动装置，其特征在于，

所述操纵模块包括：

主体；及

操纵杆或操纵按钮，以可枢转的方式设置在所述主体上，

所述线缆根据所述操纵杆的枢转或所述操纵按钮的按压而被驱动。

13.一种套索驱动装置，用于驱动柔索-护套，其特征在于，包括：

支撑部件，固定所述护套的至少一侧；

操作部件，以使所述柔索相对于所述护套进行相对移动的方式与所述柔索的一侧结合；以及

驱动模块，与所述操作部件机械地结合，而使所述操作部件移动或旋转，

所述操作部件以可拆装的方式与所述驱动模块结合。

14.根据权利要求13所述的套索驱动装置，其特征在于，

所述驱动模块包括与所述操作部件结合而使所述操作部件进行直线运动的线性致动器，

所述柔索通过所述操作部件的所述直线运动而相对于所述护套进行相对移动。

15.根据权利要求13所述的套索驱动装置，其特征在于，

所述支撑部件和所述操作部件以在使用一次以上后能够更换及废弃的方式形成为一体。

16.根据权利要求13所述的套索驱动装置，其特征在于，

所述柔索包括多个柔索，

所述支撑部件和所述操作部件以与所述多个柔索对应的方式分别包括多个支撑部件和多个操作部件，

所述多个操作部件设置于箱体形状的卡盒而一体地结合于所述驱动模块。

17.根据权利要求16所述的套索驱动装置，其特征在于，

在所述卡盒的一侧形成有以所述操作部件沿所述柔索的延伸方向进行前进后退的方式进行引导的引导部。

18.一种手术部件驱动装置的操作方法，所述手术部件驱动装置包括：卡盒模块和驱动模块，所述卡盒模块包括：手术部件，以可拆装的方式设置于内窥镜；基座单元，所述手术部件与所述基座单元的一侧结合；线缆，向所述基座单元传递驱动力；以及卡盒，具备与所述线缆的另一端结合的动力传递部，所述驱动模块以可拆装的方式与所述卡盒结合，并向所述线缆提供驱动力，其特征在于，

所述手术部件驱动装置的操作方法包括如下步骤：

将所述基座单元固定于所述内窥镜的一端；

将所述卡盒结合于所述驱动模块；

将所述内窥镜的一端插入于患者的体内；

向所述线缆提供驱动力来控制所述基座单元的动作；

在完成所述患者的手术之后，从所述患者的体内取出所述内窥镜；

将所述卡盒从所述驱动模块分离；以及

将所述基座单元从所述内窥镜分离，

在将所述内窥镜的一端插入于患者的体内的步骤之前或之后，执行将所述卡盒结合于所述驱动模块的步骤，

在从所述患者的体内取出所述内窥镜的步骤之前或之后，执行将所述卡盒从所述驱动模块分离的步骤。

19.根据权利要求18所述的手术部件驱动装置的操作方法，其特征在于，

所述方法还包括清洗从所述内窥镜分离的所述卡盒的步骤。

20.根据权利要求18所述的手术部件驱动装置的操作方法，其特征在于，

所述方法还包括废弃从所述内窥镜分离的所述卡盒的步骤。

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