KR101092759B1 - 내시경적 수술장치 및 그 제어방법 - Google Patents

내시경적 수술장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수술도구가 포함된 내시경을 인체의 자연 개구부를 통해 연결된 내장장기에 삽입된 후 환부 근접 위치까지 이동시킬 수 있도록 함과 아울러, 상기 수술도구로 내장장기의 외벽을 뚫고 나가 환자의 복강 등의 체강에 위치한 환부를 수술할 수 있도록 하는 내시경적 수술장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 이를 실현하기 위한 본 발명은 자유 굴곡이 가능한 케이블 하우징부와; 선단부에 수술도구가 구비되는 적어도 두개 이상의 수술노즐부와; 환부를 촬영하는 영상노즐부와; 상기 케이블 하우징부를 길이방향으로 이동 및 상기 케이블 하우징부의 선단부의 방향을 전환시킬 수 있도록 제1 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 제1 조정부와; 상기 수술노즐부를 길이방향으로 이동 및 상기 수술노즐부의 선단부를 방향 전환하고, 상기 수술도구를 작동시킬 수 있도록 제2 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 적어도 하나의 제2 조정부와; 상기 케이블 하우징부와 상기 수술노즐부를 각각 구동하는 구동부; 및 상기 제1 조작정보 신호 및 상기 제2 조작정보 신호를 각각 전달받아 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 내시경적 수술장치에 관한 것이다.
Figure R1020090024734
내시경, 자연 개구부, 제1 조정부, 제2 조정부

Description

내시경적 수술장치 및 그 제어방법 {INSTRUMENT OF ENDOSCOPIC SURGICAL OPERATION AND CONTROL METHODE OF THE SAME}
본 발명은 내시경적 수술장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수술도구가 포함된 내시경을 입 또는 항문 등 인체의 자연 개구부를 통해 연결된 내장장기에 삽입된 후 환부 근접 위치까지 이동시킬 수 있도록 함과 아울러, 상기 수술도구로 내장장기의 외벽을 뚫고 나가 환자의 복강 등의 체강에 위치한 환부를 수술할 수 있도록 하는 내시경적 수술장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 내시경(endoscope)은 수술을 하거나 부검을 하지 않고서는 직접 병변(剖檢)을 볼 수 없는 내장 장기 또는 체강에 대하여 기계를 삽입하여 관찰하기 위한 도구로 고안되었다.
상기 내시경의 종류로는 기관지경, 식도경, 십이지장경, 직장경, 방광경 및 복강경 등이 있고, 그 밖에 특수한 것으로는 흉강경, 종격경, 심장경 등이 있다.
현대 의학의 발전과 함께 기술의 발전으로 서술한 내시경을 이용하여 인체의 자연 개구된 입, 항문, 질 등을 통하여 위장, 기관지, 식도, 방광 등의 병변 여부를 검사하고, 병변을 채취하는 용도에서 벗어나 병변을 제거할 수 있는 수술도구가 포함된 수술용 내시경 등이 개발되고 있다.
상기 수술도구가 포함된 내시경은 복강경을 절개한 후, 내시경과 수술도구를 각각 환부에 삽입하여 수술하는 것으로 사용자가 직접 내시경의 위치를 변경하면서 수술도구로 수술을 수행해야 하는 번거로움과 정밀성이 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 다빈치 수술 로봇이 있는데 상기 다빈치 수술 로봇을 이용하면 수술을 보다 정밀하고, 정확하게 수행할 수 있으며, 전립선 제거 수술과 같이 난이도 있는 수술에서 수술위험(예: 전립선 암의 제거시 남성 기능의 상실)을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
상기 다빈치 수술 로봇은 환부에 수술도구를 위치시키기 위하여 환자의 복부 피부에 작은 직경의 구멍을 3, 4곳 뚫고 수술을 수행하기 때문에 종래의 복강을 절개하여 수술하는 것보다 피부에 외상이 적어 빠른 회복이 가능하다는 장점이 있다.
그러나, 피부 조직에 구멍을 뚫게 되면 수술 후, 완치가 되더라도 흉터가 남기 때문에 특히, 여성들 또는 어린 아이들과 같은 경우 흉터로 인한 스트레스를 받게 되는 문제점이 있었다.
또한, 다빈치 수술 로봇의 경우, 다양한 자유도의 움직임이 가능하지만, 체강(body cavity)이 확보되지 않는 환부를 수술하기란 사실상 어려운 문제점이 있었다.
그래서, 최근에는 피부 조직에 흉터 없이 수술할 수 있는 자연 개구부 내시경 수술(NOTES: Natural Orifice Transluminal Endoscopy Surgery)이 새롭게 제시되고 있다.
상기 자연 개구부 내시경 수술이란, 입, 항문, 질 등의 자연적으로 개구된 부위를 통해 내시경과 수술도구를 삽입하여 수술하는 방법이다.
이러한 자연 개구부를 통해 수술할 수 있는 수술용 내시경 장치의 필요성이 제시되고 있다.
본 발명은 상기와 같이 서술한 문제점을 개선하고, 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인체의 자연 개구부 입, 항문, 질 등을 통해 위벽 또는 대장벽 등을 뚫고 수술도구를 삽입하여 환부를 치료할 수 있도록 하여 인체의 외부 피부 조직에 별도의 흉터를 발생시키지 않도록 하는데 있다.
또한, 자연 개구부로 삽입되는 수술도구가 구비된 내시경을 환부 근접 위치까지 조정하여 이동할 수 있도록 하는데 있다.
또한, 내시경에 포함하는 수술도구를 사용자의 의도에 따라 움직일 수 있 수 있도록 하는데 있다.
본 발명은 내시경적 수술장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 자유 굴곡이 가능하면서 소정의 길이로 구비되되, 내측에 적어도 3개 이상의 이동구가 형성되는 케이블 하우징부와; 상기 이동구로 삽입되고, 삽입되는 선단부에 수술도구가 구비되는 적어도 두개 이상의 수술노즐부와; 상기 적어도 하나의 이동구에 삽입되고, 환부를 촬영하는 영상노즐부와; 상기 케이블 하우징부를 길이방향으로 이동시키거나, 상기 케이블 하우징부의 선단부의 방향을 전환시킬 수 있도록 제1 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 제1 조정부와; 상기 수술노즐부를 길이방향으로 이동시키거나, 상기 수술노즐부의 선단부를 방향 전환하고, 상기 수술도구를 작동시킬 수 있도록 제2 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 적어도 하나의 제2 조정부 와; 상기 케이블 하우징부와 상기 수술노즐부를 각각 구동하는 구동부; 및 상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부에서 상기 제1 조작정보 신호 및 상기 제2 조작정보 신호를 각각 전달받아 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 수술도구는 상기 수술노즐부의 선단에 탈착 가능하게 구비될 수 있다.
바람직하게 집게, 가위, 겸자, 후크, 메스, 전기소작기 중 적어도 하나와, 봉합부재를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 영상노즐부는, 적어도 하나 이상의 내시경카메라를 구비하되, 삽입되는 방향의 선단을 촬영하는 제1 영상촬영기와, 환부를 실시간으로 진단할 수 있는 실시간 진단용 제2영상촬영기를 포함할 수 있다.
바람직하게 제2 조정부는 소정의 길이로 가이드턱이 돌출되어 형성되는 메인프레임과; 상기 가이드턱에 결합되도록 결합편이 형성되고, 결합된 상기 가이드턱을 따라 슬라이딩되되, 슬라이딩되는 거리를 감지하기 위한 제1 센서편이 결합편에 구비되며, 상기 결합편을 기준으로 수직 상향으로 돌출되는 끝단부에 회전축이 구비된 제2 센서편이 설치되는 가이드프레임과; 상기 제2 센서편의 회전축에 연결되고, 수평 방향으로 형성되되, 끝단부에 회전축이 구비된 제3 센서편이 구비되는 제1 회전프레임과; 상기 제3 센서편의 회전축에 연결되고, 수직상향으로 형성되되, 끝단부에 회전축이 구비된 제4 센서편이 구비되는 제2 회전프레임; 및 상기 제4 센서편의 회전축에 연결되고, 조작레버와 손잡이가 구비되는 제3 회전프레임으로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 제2 조정부는 상기 제2 센서편의 회전축과, 제3 센서편의 회전축 및 제4 센서편의 회전축은 한 점을 기준으로 점 접촉에 의해 움직일 수 있다.
바람직하게 상기 제2 조정부에 상기 제1 조정부의 다 방향성 조작키를 일체로 구성할 수 있다.
바람직하게 상기 조작레버에는 손가락을 고정할 수 있는 고정부재를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 케이블 하우징부에는 세척액을 공급할 수 있는 세척액공급구를 더 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 케이블 하우징부에는 수술시 환부 부위에서 발생되는 다양한 액체를 흡입할 수 있는 흡입구를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내시경적 수술장치 및 그 제어방법은 케이블 하우징부의 내부를 관통하여 삽입된 영상노즐부의 선단에 설치된 카메라에 의해 촬영된 영상정보를 디스플레이부에 표시하는 단계와; 사용자에 의해 조작되는 제1 조정부 및 제2 조정부로부터 발생되는 제1 조작정보 신호 및 제2 조작정보 신호가 제어부에 전달되는 단계와; 상기 제어부는 상기 제1 조작정보 신호 및 상기 제2 조작정보 신호에 각각 대응하는 제어신호를 구동부에 전달하는 단계; 및 상기 구동부에 의해 상기 케이블 하우징부 및 상기 케이블 하우징부의 내부를 관통하여 삽입된 수술노즐부가 구동되는 단계;를 포함하며, 상기 제 2조작정보 신호에 의해 상기 수술노즐부는 상기 케이블 하우징부에 대해 상대적인 슬라이딩 거동이 가능하 며, 또한 상기 제 2조정부에 포함된 조작레버의 조작에 의해 상기 수술노즐부의 선단부에 구비된 수술도구의 거동이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 내시경적 수술장치 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 인체의 자연 개구부 입, 항문, 질 등의 연결된 내장장기를 뚫고 나가 환부를 치료하기 때문에 인체의 외부 피부 조직에 별도의 흉터를 발생시키지 않아 피부 미용에 탁월한 효과를 갖는다.
둘째, 제1 조정부를 이용하여 자연 개구부로 삽입되는 케이블 하우징부를 환부 인접위치까지 이동시켜 환부를 실시간으로 검사하고 확인하면서 수술할 수 있음으로써, 보다 정밀한 수술이 가능한 장점이 있다.
셋째, 선단부에 수술도구가 구비된 수술노즐부를 사용자의 의도에 따라 대응되는 움직임을 갖도록 동일한 형태로 구성함으로써, 사용자의 손 움직임이 직관적으로 수술시 반영되어 보다 정확하고 안전한 수술이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내시경적 수술장치 및 그 제어방법을 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이며, 도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경의 사시도 및 케이블 하우징부의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 조정부의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 조정부를 제2 조정부에 부설한 사시도를 나타낸다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치는 케이블 하우징부(110), 수술노즐부(120), 영상노즐부(130), 제1 조정부(140), 제2 조정부(150), 구동부(160), 제어부(170) 및 디스플레이부(180) 등을 포함하여 구성된다.
케이블 하우징부(110)는 적어도 3개 이상의 이동구(111)가 형성되고, 케이블 하우징부(110)는 인체의 자연 개구된 입, 항문, 질 등으로 삽입된 후, 인체의 자연개구부와 연통된 내장장기에서 이동 가능한 외경과 길이로 형성되며 이때, 자유 굴곡이 가능하도록 이루어진다.
아울러, 케이블 하우징부(110)는 기 공지된 기술로서, 재질 및 외경에 대한 자세한 설명은 생략한다. 이때, 케이블 하우징부(110)는 자유 굴곡이 가능하도록 내측에 다수의 와이어 케이블(미도시)이 내설되어 구성됨은 당업자라면 누구나 알고 있는 사실이다.
더불어, 케이블 하우징부(110)의 선단부에는 이동 후, 이동 및 방향 전환을 단속할 수 있도록 관절 형태의 각도제어관절편(112)이 구비될 수 있다.
여기서, 각도제어관절편(112)은 일 예로써, 사다리꼴 형태의 다수개로 이루어진 각도제어관절편(112)이 구비되되, 다수의 각도제어관절편(112)을 와어어 케이블로 연결하여 와이어 케이블을 잡아당기면 사다리꼴 형태의 각도제어관절편(112)이 내경이 넓은 쪽으로 외경이 작은 쪽이 결합되어 각도를 제어하도록 구성된 것이다.(도 3을 참조)
또한, 케이블 하우징부(110)에는 적어도 하나의 세척액공급구(113)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 세척액공급구(113)로 공급되는 세척액은 멸균 처리된 식염수 등일 수 있다.
더불어, 세척액은 환부의 수술 전, 후 및 수술 시 세척액공급구(113)를 통해 공급되되, 세척액을 공급하기 위한 별도의 공급펌프(미도시)와 세척액이 적층되어 보관되는 보관통(미도시)이 더 포함되어 구비된다.
또한, 케이블 하우징부(110)에 적어도 하나의 흡입구(114)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 흡입구(114)는 환부 수술시 제거된 병변을 흡입하거나, 환부에 공급되는 세척액 등을 흡입하기 위해 구비된다.
수술노즐부(120)는 수술도구(121)를 포함하여 적어도 두개 이상 구비된다.
아울러, 수술노즐부(120)는 적어도 두개의 이동구(111)에 삽입되어 거동 가능하도록 구비된다.
또한, 수술노즐부(120)는 이동구(111)에 삽입되어 케이블 하우징부(110)와 동일하게 자유 굴곡이 가능하도록 자유 굴곡이 가능한 재질 및 케이블 하우징부(110)와 동일 또는 유사한 구조로 이루어진다.
한편, 수술노즐부(120)의 선단부에 구비되는 수술도구(121)는 탈착 가능하게 구비된다.
여기서, 수술도구(121)와 수술노즐부(120)의 연결방법은 기 공지된 다양한 방법으로 탈착 가능하게 연결할 수 있다.
또한, 수술도중 수술도구(121)와 수술노즐부(120)가 분리되지 않도록 함은 당업자라면 누구나 알고 있을 것이다.
이때, 수술도구(121)는 집게, 가위, 겸자, 후크, 메스, 전기소작기 중 어느 하나를 포함하고, 클립 등의 봉합부재를 포함한다.
여기서, 봉합부재는 케이블 하우징부(110)를 환부 근접부위로 이동하기 위해 절개한 내장장기의 절개된 부분 및 환부의 병변이 제거된 부분을 봉합하기 위한 것으로, 기 공지된 다양한 봉합부재를 사용할 수 있다.
더불어, 수술도구(121)는 수술 방법 및 수술 부위에 따라 선택적으로 교체하여 수술을 하게 된다.
이때, 수술도구(121)를 교체하기 위해서는 수술노즐부(120)를 케이블 하우징(110)에 완전히 이탈시켜 수술노즐부(120)의 선단에 장착된 수술도구(121)를 선택적으로 교체하여 케이블 하우징부(110)의 이동구(111)로 재삽입하여 수술을 수행하게 된다.
아울러, 수술도구(121)의 동작은 전기적으로 조작 가능하게 연결될 수도 있고, 기계적으로 예를 들어, 수술노즐부(120)의 내측에 내설되는 와이어 케이블(미도시)과 연결되어 와이어 케이블의 당김과 풀림에 의해 작동될 수도 있다. 이와 같은 기계적인 수술도구(121)의 동작은 기 공지된 기술이 제시되어 있기 때문에 자세한 설명은 생략한다.
영상노즐부(130)는 적어도 하나의 이동구(111)에 삽입되고, 삽입되는 케이블 하우징부(110)의 선단 방향을 촬영하는 적어도 하나의 내시경카메라가 구비되되, 바람직하게 케이블 하우징부(110)가 내장장기를 이동시 방향 탐지를 위한 제1 영상촬영기(131) 및 환부를 실시간으로 진단할 수 있는 실시간 진단용 제2 영상촬영기(132)를 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 제1 영상촬영기(131) 및 제2 영상촬영기(132)를 각각 구비하여 구성할 수도 있다.
아울러, 영상노즐부(130)에 적용되는 내시경카메라는 기 공지된 기술로서 자세한 설명은 생략한다.
제1 조정부(140)는 다 방향성 조작키(141)를 포함하되, 다 방향성 조작키(141)를 조작하면 제1 조작정보 신호를 기초하여 케이블 하우징부(110)를 길이 방향으로 이동, 후퇴 및 선단부를 방향 전환시킬 수 있도록 구비된다.
여기서, 제1 조작정보 신호는 케이블 하우징부(110)의 이동에 따른 제1 이동거리정보 신호 및 방향 전환에 따른 방향정보 신호를 포함한다.
한편, 제1 조정부(140)의 다 방향성 조작키(141)는 기 공지된 조이스틱 장치 등이 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 조정부(150)는 메인프레임(151), 가이드프레임(152), 제1 회전프레임(153), 제2 회전프레임(154) 및 제3 회전프레임(155) 등을 포함하여 구성된다.
한편, 제2 조정부(150)는 적어도 두개 이상의 수술노즐부(120)를 길이 방향으로 이동 및 선단부를 방향 전환시킬 수 있도록 구성됨과 더불어, 수술노즐부(120)의 선단부에 구비되는 수술도구(121)의 동작을 조작하기 위해 구비된다.
메인프레임(151)은 바닥면에 안착되어 수술노즐부(120)를 길이 방향으로 이동시킬 수 있는 길이로 형성되고, 상측면에 길이 방향으로 가이드턱(151a)이 돌출되어 형성된다.
이때, 가이드턱(151a)은 후술할 가이드프레임(152)의 결합편(152a)을 결합한 후, 가이드턱(151a)을 따라 가이드프레임(152)이 슬라이딩 가능하도록 형성된다.
가이드프레임(152)은 결합편(152a), 제1 센서편(152b) 및 제2 센서편(152c)을 포함하여 구성된다.
아울러, 가이드프레임(152)의 하단부에 결합편(152a)이 형성되되, 결합편(152a)은 가이드턱(151a)에 결합할 수 있도록 대응되는 형상으로 형성된다.
아울러, 결합편(152a)에는 제1 센서편(152b)이 설치되어 가이드턱(151a)에서 가이드프레임(152)의 슬라이딩 운동시 거리를 측정하여 수술노즐부(120)를 대응되는 거리만큼 이동 또는 후퇴시킬 수 있도록 수술노즐부(120)의 제2 이동거리정보 신호를 제공한다.
또한, 가이드프레임(152)은 가이드턱(151a)을 기준으로 수직 상향으로 돌출되어 형성되되, 끝단부가 수평 방향으로 절곡되어 형성되고, 절곡되어 형성된 끝단부에 회전축이 구비된 제2 센서편(152c)이 구비된다.
제1 회전프레임(153)은 제2 센서편(152c)의 회전축에 일측이 연결되고, 제2 센서편(152c)을 기준으로 수직 하향으로 돌출되어 형성되되, 끝단부가 제2 센서편(152c)의 회전축 방향으로 절곡되어 형성되며, 절곡된 끝단부에는 회전축이 구비된 제3 센서편(153a)이 구비된다.
이때, 제1 회전프레임(153)은 제2 센서편(152c)의 회전축을 기준으로 수직 방향으로 회전운동을 수행하고 이때, 제1 회전프레임(153)의 제1 방향정보 신호는 제2 센서편(152c)에서 감지한다.
감지된 제1 방향정보 신호를 기초하여 수술노즐부(120)는 수직 방향으로 자유도를 갖는다.
제2 회전프레임(154)은 제3 센서편(153a)의 회전축에 일측이 연결되고, 제3 센서편(153a)을 기준으로 수직 하향으로 돌출되어 형성되되, 끝단부에 회전축이 구비된 제4 센서편(154a)이 구비된다.
이때, 제2 회전프레임(154)은 제3 센서편(153a)의 회전축을 기준으로 수평 방향으로 회전운동을 수행하고 이때, 제2 회전프레임(154)의 제2 방향정보 신호는 제3 센서편(153a)에서 감지한다.
감지된 제2 방향정보 신호를 기초하여 수술노즐부(120)는 수평 방향으로 자유도를 갖는다.
제3 회전프레임(155)은 제4 센서편(154a)의 회전축에 일측이 연결되고, 제4 센서편(154a)을 기준으로 돌출되어 형성되되, 끝단부에 수술노즐부(120)에 구비된 수술도구(121)를 작동할 수 있는 조작레버(155a)가 구비되고, 조작레버(155a)의 측 방향으로 손을 파지할 수 있도록 손잡이편(155b)이 구비된다.
아울러, 조작레버(155a)의 작동을 감지할 수 있는 별도의 센서편(미도시)이 더 포함될 수 있다. 이는 수술도구(155a)의 움직임을 제어하기 위해 구비되는 것으로, 조작레버(155a)를 사용자가 조작하면 동작신호 정보가 제공되어 제공된 동작신호 정보를 기초하여 수술도구(121)를 작동시킨다.
제3 회전프레임(155)은 제4 센서편(154a)의 회전축을 기준으로 회전운동을 수행하되, 제3 회전프레임(155)의 회전정보 신호는 제4 센서편(154a)에서 감지한다.
감지된 회전정보 신호를 기초하여 수술노즐부(120)는 길이 방향을 기준으로 회전운동을 하되, 일반적으로 비틀림 운동을 수행할 수 있는 자유도를 갖는다.
아울러, 조작레버(155a)에는 사용자의 손가락이 파지되는데 이때, 파지되는 손가락을 고정하기 위한 고정부재(155c)가 일체로 구비될 수 있다.
여기서, 제2 센서편(152c)의 회전축과, 제3 센서편(153a)의 회전축 및 제4 센서편(154a)의 회전축은 각 회전축 방향이 한 지점에서 점 접촉에 의해 움직인다. 즉, 제1 회전프레임(153), 제2 회전프레임(154) 및 제3 회전프레임(155)은 볼 조인트 구조의 형태로 움직임이 구현되는 것이다.
또한, 제2 조정부(150)는 사용자의 의도에 따라 대응되는 조건으로 수술노즐부(120)를 움직일 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다.
아울러, 제1 조정부(140)의 다 방향성 조작키(141)를 제2 조정부(150)의 조작레버(155a)에 적용할 수 있도록 구성할 수도 있다.(도 5를 참조)
또한, 제2 조정부(150)의 손잡이편(155b)에 다 방향성 조작키(141)를 부설하여 구성할 수도 있음은 물론이다.
구동부(160)는 구동모터(미도시) 및 와이어 케이블연결편(미도시)이 포함되어 구성된다.
아울러, 구동부(160)는 기 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 구동부(160)는 제1 조정부(140) 및 제2 조정부(150) 각각의 제1 조작정보 신호 및 제2 조작정보 신호를 기초하여 케이블 하우징부(110) 및 수술노즐부(120)에 내설된 와이어 케이블을 감거나 풀어주어 케이블 하우징부(110) 및 수술노즐부(120) 각각을 이동시키거나 방향 전환시키는 역할을 수행한다.
제어부(170)는 제1 조정부(140) 및 제2 조정부(150) 각각에서 발생되는 제1 조작정보 신호 및 제2 조작정보 신호를 기초하여 구동부(160)를 단속하여 제어하는 역할을 수행한다.
여기서, 제1 조작정보 신호는 제1 조정부(140)에서 조작된 제1 이동거리정보 신호 및 방향정보 신호를 포함하고, 제2 조작정보 신호는 제2 조정부(150)에서 조작된 제2 이동거리정보 신호, 제1 방향정보 신호, 제2 방향정보 신호, 회전정보 신호 및 동작신호 정보를 포함한다.
디스플레이부(180)는 영상노즐부(130)의 제1 영상촬영기(131) 및 제2 영상촬영기(132)에서 제공되는 영상을 표시하되, 제어부(170)에 의해 제공되는 각각의 영상이 제어되어 표시될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치의 제어방법의 플로우차트이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 케이블 하우징부(110)를 인체의 자연 개구부로 삽입하면, 케이블 하우징부(110)의 선단부에 노출된 영상노즐부(130)의 카메라가 촬영된 영상정보를 전기적으로 연결된 디스플레이부(180)에 내장장기에 대한 영상정보를 제공하여 표시한다.(S110)
디스플레이부(180)에 표시된 영상정보를 기초로 케이블 하우징부(110)를 이동시키기 위해 제1 조정부(140)의 다 방향성 조작키(141)를 조작하면, 제1 조정부(140)는 제1 조작정보 신호를 생성하고, 생성된 제1 조작정보 신호는 제어부(170)에 제공된다.
여기서, 제1 조작정보 신호는 케이블 하우징부(110)의 이동 및 방향 전환에 따른 신호로, 제1 이동거리정보 및 방향정보 신호를 포함할 수 있다.
제어부(170)로 제공된 제1 조작정보 신호를 기초하여 제어부(170)는 제어신호를 구동부(160)에 전달하면, 구동부(160)는 제어신호를 기초하여 상기 케이블 하우징부(110)를 환부 근접 위치의 내장장기까지 이동할 수 있도록 구동력을 제공한다.(120)
이때, 케이블 하우징부(110)를 이동하기 위해 사용자는 디스플레이부(180)를 주시하면서 이동 및 방향을 전환하여야 함은 누구나 알고 있을 것이다.
제공된 구동력에 의해 케이블 하우징부(110)를 도달 위치로 이동시킨 후, 제2 조정부(150)를 조작하면, 제2 조정부(150)는 제2 조작정보 신호를 생성하고, 생성된 제2 조작정보 신호는 제어부(170)에 제공된다.
제어부(170)로 제공된 제2 조작정보 신호를 기초하여 제어부(170)는 제어신호를 구동부(160)에 전달하면, 구동부(160)는 제어신호를 기초하여 수술노즐부(120)를 내장장기에 인접시킬 때까지 이동할 수 있도록 구동력을 제공한다.(S130)
여기서, 제2 조작정보 신호는 수술노즐부(120)의 이동을 위한 제2 이동거리정보 신호와 제1 방향정보 신호, 제2 방향정보 신호 및 회전정보 신호를 포함할 수 있다.
제공된 구동력에 의해 수술노즐부(120)는 내장장기의 외벽과 인접되어 위치되고, 이때, 조작레버를(155a)를 조작하면, 조작레버(155a)는 동작정보 신호를 생 성하고, 생성된 동작정보 신호는 제어부(170)에 제공된다.
제어부(170)로 제공된 동작정보 신호를 기초하여 제어부(170)는 제어신호를 구동부(160)에 전달하면, 구동부(160)는 제어신호를 기초하여 수술도구(121)가 작동되도록 구동력을 제공한다.(S140)
제공된 구동력으로 내장장기 외벽을 수술도구(121)로 절개한 후, 제1 조정부(140)를 조작하면, 제1 조정부(140)는 제1 조작정보 신호를 생성하고, 생성된 제1 조작정보 신호는 제어부(170)에 제공된다.
이때, 내장장기의 외벽을 절개하기 위한 수술도구(121)는 가위 일수 있고, 상황에 따라 메스가 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상황에 따라 즉, 체강이 충분히 확보되는 곳에서의 수술시 수술도구(121)를 케이블 하우징부(110) 내측으로 인입시키지 않고 케이블 하우징부(110)를 이동시킬 수 있고, 체강을 확보하기 어려운 곳에서의 수술시 수술도구(121)로 인하여 내장장기 등이 손상될 수 있기 때문에 수술도구(121)와 수술노즐부(120)를 케이블 하우징부(110)의 이동구(111) 내측으로 사용자의 선택에 따라 인입할 수도 있음은 물론이다.
제어부(170)로 제공된 제1 조작정보 신호를 기초하여 제어부(170)는 제어신호를 구동부(160)에 전달하면, 구동부(160)는 제어신호를 기초하여 케이블 하우징부(110)에 구동력을 제공한다.(S150)
제공된 구동력에 의해 케이블 하우징부(110)는 절개된 외벽을 관통하여 체강으로 이동되어 환부 근접 위치에서 고정된 후, 제2 조정부(150)를 조작하면, 제2 조정부(150)는 제2 조작정보 신호를 생성하고, 생성된 제2 조작정보 신호는 제어부(170)에 제공된다.
제어부(170)로 제공된 제2 조작정보 신호를 기초하여 제어부(170)는 제어신호를 구동부(160)에 전달하면, 구동부(160)는 제어신호를 기초하여 수술노즐부(120)에 제공한다.(S160)
제공된 구동력에 의해 수술노즐부(120)는 환부 인접 위치까지 이동되고, 이때, 조작레버(155a)를 조작하면, 조작레버(155a)는 동작정보 신호를 생성하고, 생성된 동작정보 신호는 제어부(170)에 제공된다.
제어부(170)로 제공된 동작정보 신호를 기초하여 제어부(170)는 제어신호를 구동부(160)에 전달하면, 구동부(160)는 제어신호를 기초하여 수술도구에 구동력을 제공한다.(S170)
제공된 구동력에 의해 수술도구(121)를 이동 및 작동시켜 환부의 병변을 제거한다.
환부의 병변을 제거한 이후, 수술노즐부(120)를 케이블 하우징부(110)에서 이탈시켜 환부를 봉합할 수 있는 봉합부재의 수술도구(121)를 수술노즐부(120) 선단에 연결하고, 다시 케이블 하우징부(110)의 이동구(111)를 통해 환부에 위치시켜 수술부위를 봉합한다.
더불어, 절개된 내장장기를 통해 케이블 하우징(110)를 내장장기 내측으로 이동시킨 후, 내장장기의 절개된 부위를 봉합해야 함은 물론이다. 즉, 절개된 내장장기로 내장의 이물질이 복강(체강)으로 유입되지 않도록 하기 위함이다.
비록 상기의 본 발명의 실시예에 대한 설명은 입, 항문 등의 자연 개구부에 삽입된 내시경 수술장치가 내장장기를 통해 환부의 인접 위치까지 도달한 후 내장장기의 외벽을 뚫고 복강 등의 체강에 위치하는 환부의 수술을 위한 방법을 기술하였으나, 자연 개구부와 연결된 내장장기의 내부에 위치하는 환부의 수술에도 사용 가능하다 할 것이며, 본 발명에서 이를 배제하지 않는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경의 사시도 및 케이블 하우징부의 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 조정부의 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 조정부를 제2 조정부에 부설한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경적 수술장치의 제어방법의 플로우차트.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
110 : 케이블 하우징부 111 : 이동구
112 : 각도제어관절편 113 : 세척액공급구
114 : 흡입구 120 : 수술노즐부
121 : 수술도구 130 : 영상노즐부
131 : 제1 영상촬영기 132 : 제2 영상촬영기
140 : 제1 조정부 141 : 다 방향성 조작키
150 : 제2 조정부 151 : 메인프레임
151a : 가이드턱 152 : 가이드프레임
152a : 결합편 152b : 제1 센서편
152c : 제2 센서편 153 : 제1 회전프레임
153a : 제3 센서편 154 : 제2 회전프레임
154a : 제4 센서편 155 : 제3 회전프레임
155a : 조작레버 155b : 손잡이편
155c : 고정부재 160 : 구동부
170 : 제어부 180 : 디스플레이부

Claims (11)

  1. 자유 굴곡이 가능하면서 소정의 길이로 구비되되, 내측에 적어도 3개의 이동구가 형성되는 케이블 하우징부;
    상기 이동구로 삽입되고, 삽입되는 선단부에 수술도구가 구비되는 적어도 두 개의 수술노즐부;
    상기 적어도 하나의 이동구에 삽입되고, 환부를 촬영하는 영상노즐부;
    상기 케이블 하우징부를 길이방향으로 이동시키거나, 상기 케이블 하우징부의 선단부의 방향을 전환시킬 수 있도록 제1 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 제1 조정부;
    상기 수술노즐부를 길이방향으로 이동시키거나, 상기 수술노즐부의 선단부를 방향 전환하고, 상기 수술도구를 작동시킬 수 있도록 제2 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 적어도 하나의 제2 조정부;
    상기 케이블 하우징부와 상기 수술노즐부를 각각 구동하는 구동부; 및
    상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부에서 상기 제1 조작정보 신호 및 상기 제2 조작정보 신호를 각각 전달받아 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 영상노즐부는,
    적어도 하나의 내시경카메라를 구비하되, 삽입되는 방향의 선단을 촬영하는 제1 영상촬영기와, 환부를 실시간으로 진단할 수 있는 실시간 진단용 제2영상촬영기를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경적 수술장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수술도구는,
    상기 수술노즐부의 선단에 탈착 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 내시 경적 수술장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수술도구는,
    집게, 가위, 겸자, 후크, 메스, 전기소작기 중 적어도 하나와, 봉합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경적 수술장치.
  4. 삭제
  5. 자유 굴곡이 가능하면서 소정의 길이로 구비되되, 내측에 적어도 3개의 이동구가 형성되는 케이블 하우징부;
    상기 이동구로 삽입되고, 삽입되는 선단부에 수술도구가 구비되는 적어도 두 개의 수술노즐부;
    상기 적어도 하나의 이동구에 삽입되고, 환부를 촬영하는 영상노즐부;
    상기 케이블 하우징부를 길이방향으로 이동시키거나, 상기 케이블 하우징부의 선단부의 방향을 전환시킬 수 있도록 제1 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 제1 조정부;
    상기 수술노즐부를 길이방향으로 이동시키거나, 상기 수술노즐부의 선단부를 방향 전환하고, 상기 수술도구를 작동시킬 수 있도록 제2 조작정보 신호를 제공하기 위해 구비되는 적어도 하나의 제2 조정부;
    상기 케이블 하우징부와 상기 수술노즐부를 각각 구동하는 구동부; 및
    상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부에서 상기 제1 조작정보 신호 및 상기 제2 조작정보 신호를 각각 전달받아 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제2 조정부는,
    소정의 길이로 가이드턱이 돌출되어 형성되는 메인프레임;
    상기 가이드턱에 결합되도록 결합편이 형성되고, 결합된 상기 가이드턱을 따라 슬라이딩되되, 슬라이딩되는 거리를 감지하기 위한 제1 센서편이 결합편에 구비되며, 상기 결합편을 기준으로 수직 상향으로 돌출되는 끝단부에 회전축이 구비된 제2 센서편이 설치되는 가이드프레임;
    상기 제2 센서편의 회전축에 연결되고, 수평 방향으로 형성되되, 끝단부에 회전축이 구비된 제3 센서편이 구비되는 제1 회전프레임;
    상기 제3 센서편의 회전축에 연결되고, 수직상향으로 형성되되, 끝단부에 회전축이 구비된 제4 센서편이 구비되는 제2 회전프레임; 및
    상기 제4 센서편의 회전축에 연결되고, 조작레버와 손잡이가 구비되는 제3 회전프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 내시경적 수술장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 조정부는,
    상기 제2 센서편의 회전축과, 제3 센서편의 회전축 및 제4 센서편의 회전축은 한 점을 기준으로 점 접촉에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 내시경적 수술장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 조정부에 상기 제1 조정부의 다 방향성 조작키를 일체로 구성하는 것을 특징으로 하는 내시경적 수술장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 조작레버에는,
    손가락을 고정할 수 있는 고정부재를 더 포함하는 내시경적 수술장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 하우징부에는,
    세척액을 공급할 수 있는 세척액공급구를 더 포함하는 내시경적 수술장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 하우징부에는,
    수술시 환부 부위에서 발생되는 다양한 액체를 흡입할 수 있는 흡입구를 더 포함하는 내시경적 수술장치.
  11. 케이블 하우징부의 내부를 관통하여 삽입된 영상노즐부의 선단에 설치된 카메라에 의해 촬영된 영상정보를 디스플레이부에 표시하는 단계;
    사용자에 의해 조작되는 제1 조정부 및 제2 조정부로부터 발생되는 제1 조작정보 신호 및 제2 조작정보 신호가 제어부에 전달되는 단계;
    상기 제어부는 상기 제1 조작정보 신호 및 상기 제2 조작정보 신호에 각각 대응하는 제어신호를 구동부에 전달하는 단계; 및
    상기 구동부에 의해 상기 케이블 하우징부 및 상기 케이블 하우징부의 내부를 관통하여 삽입된 수술노즐부가 구동되는 단계;를 포함하며,
    상기 제 2조작정보 신호에 의해 상기 수술노즐부는 상기 케이블 하우징부에 대해 상대적인 슬라이딩 거동이 가능하며, 또한 상기 제 2조정부에 포함된 조작레버의 조작에 의해 상기 수술노즐부의 선단부에 구비된 수술도구의 거동이 가능한 것을 특징으로 하는 내시경적 수술장치의 제어방법.
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