KR101111213B1 - 기어 및 캠 방식의 문합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 문합장치는 제1 죠(jaw); 상기 제1 죠와 마주보는 상태로 대응되도록 배치되며, 상기 제1 죠에 대하여 개방위치 및 폐쇄위치 사이에서 상대적으로 이동할 수 있는 제2 죠; 상기 제1 및 제2 죠 중 어느 하나가 고정설치되며, 상기 제1 및 제2 죠와 함께 회동하는 브래킷; 상기 브래킷의 근위 단부에 회동가능하도록 연결되는 원위 단부를 가지는 지지샤프트; 상기 제1 죠의 내부에 형성된 채널 상에 상기 제1 죠의 길이방향을 따라 설치되는 구동축; 초기에 상기 제1 죠에 배치되는 하나 이상의 문합부재; 상기 문합부재의 아래에 배치되어 상기 구동축 상에 설치되고, 상기 구동축이 회전함에 따라 병진이동하며, 상기 병진운동에 의해 상기 관형조직(tubular tissue)의 일부분을 절단하는 블레이드와 상기 문합부재가 상기 제2 죠를 향해 상기 관형조직을 통과하여 상기 관형조직을 문합하도록 상기 문합부재를 구동하는 경사면을 구비하는 쐐기(wedge); 그리고 상기 구동축 및 상기 브래킷을 구동하는 구동유닛을 포함하되, 상기 구동유닛은 구동력을 제공하는 구동기어; 상기 구동기어에 연결되어 상기 구동력에 의하여 회전가능하며, 상기 브래킷에 연결되어 상기 브래킷과 함께 회전가능한 회동기어; 그리고 상기 구동기어에 연결되어 상기 구동력에 의하여 회전가능하며, 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축과 함께 회전가능한 문합기어를 구비한다.

Description

기어 및 캠 방식의 문합장치{GEAR-CAM TYPE ANASTOMOSIS DEVICE}

본 발명은 기어 방식의 문합장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어를 이용하여 상부죠 및 하부죠의 회동이 가능할 뿐만 아니라 관형조직의 문합이 가능한 문합장치에 관한 것이다.

도구가 접근할 수 있는 대장 내의 어느 위치에 암조직이 있는 경우, 먼저 환자의 복부를 개방하여 내장을 노출시킨다. 이후, 외과의사는 암 조직의 어느 일측에 있는 대장을 절단하고, 이와 동시에 내장의 2개의 개방단부(항문을 향하고 있는 원위 단부(遠位 端部, distal end)와 하측 내장에 가장 가까이 있는 근위 단부(近位 端部, proximal end))를 폐쇄상태로 문합시킨다. 이와 같은 임시폐쇄는 오염을 최소화하기 위해 수행된다.

더욱 구체적으로 설명하면, 이와 같은 임시 폐쇄는 대장이 선형 절단 및 문합 도구의 선단에 있는 복수의 가위식 절단요소 사이에 배치된 후, 외과의사는 장치의 손잡이에 있는 트리거를 눌러서 절단 요소들이 모이도록 만든다. 이후, 다른 트리거(또는 동일한 트리거의 2차 작동)가 조작되어 일련의 스테이플과 절단 블레이드를 구동시켜서 대장의 클램핑된 단부를 통과하며, 이를 통해 단부가 폐쇄 및 횡단 절단된다.

이와 같은 가위식 절단요소는 환자의 복강 내에 삽입된 후 대장의 방향에 따라 회동하여 대장의 길이방향과 수직하도록 배치되며, 이 상태에서 절단 및 문합이 단번에 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 종래의 문합장치는 구동방식에 의해 회동각도가 제한되므로, 대장의 길이방향과 비스듬하게 배치되어 절단 및 문합이 단번에 이루어질 수 없는 문제가 있으며, 이로 인해 2-3회의 반복 작업이 요구되었다.

또한, 종래의 문합장치는 트리거 조작에 의한 절단 및 문합이 이루어졌으나, 동 방식은 시술자의 힘에 의존하는 방식이어서 시술자의 큰 힘을 필요로 한다는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 상부죠 및 하부죠의 회동과 관계없이 절단 및 문합이 가능한 문합장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상부죠 및 하부죠의 충분한 회동변위를 확보할 수 있는 문합장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 구동력을 통해 시술자가 큰 힘을 들이지 않고도 절단 및 문합을 원활하게 할 수 있는 문합장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 문합장치는 제1 죠(jaw); 상기 제1 죠와 마주보는 상태로 대응되도록 배치되며, 상기 제1 죠에 대하여 개방위치 및 폐쇄위치 사이에서 상대적으로 이동할 수 있는 제2 죠; 상기 제1 및 제2 죠 중 어느 하나가 고정설치되며, 상기 제1 및 제2 죠와 함께 회동하는 브래킷; 상기 브래킷의 근위 단부에 회동가능하도록 연결되는 원위 단부를 가지는 지지샤프트; 상기 제1 죠의 내부에 형성된 채널 상에 상기 제1 죠의 길이방향을 따라 설치되는 구동축; 초기에 상기 제1 죠에 배치되는 하나 이상의 문합부재; 상기 문합부재의 아래에 배치되어 상기 구동축 상에 설치되고, 상기 구동축이 회전함에 따라 병진이동하며, 상기 병진운동에 의해 상기 관형조직(tubular tissue)의 일부분을 절단하는 블레이드와 상기 문합부재가 상기 제2 죠를 향해 상기 관형조직을 통과하여 상기 관형조직을 문합하도록 상기 문합부재를 구동하는 경사면을 구비하는 쐐기(wedge); 그리고 상기 구동축 및 상기 브래킷을 구동하는 구동유닛을 포함하되, 상기 구동유닛은 구동력을 제공하는 구동기어; 상기 구동기어에 연결되어 상기 구동력에 의하여 회전가능하며, 상기 브래킷에 연결되어 상기 브래킷과 함께 회전가능한 회동기어; 그리고 상기 구동기어에 연결되어 상기 구동력에 의하여 회전가능하며, 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축과 함께 회전가능한 문합기어를 구비한다.

상기 구동유닛은 상기 회동기어에 연결되어 상기 회동기어와 함께 회전하며, 상기 지지샤프트의 상기 원위 단부 상에 설치되는 회동축; 그리고 이동에 의해 상기 브래킷이 상기 회동축에 구속되는 구속위치 및 상기 브래킷이 상기 회동축으로부터 구속해제되는 구속해제위치로 전환되는 고정부재를 더 구비할 수 있다.

상기 고정부재는 상기 회동축의 중앙에 삽입되어 상기 회동축과 함께 회전하며, 상기 회동축의 길이방향을 따라 이동하여 상기 구속위치 및 상기 구속해제위치로 전환되는 고정바; 상기 고정바의 외주면으로부터 돌출되어 상기 회동축의 외주면에 형성된 고정홈에 삽입되며, 상기 회동축의 회전력을 상기 고정바에 전달하는 고정키; 그리고 상기 고정바의 일단에 설치되며, 상기 구속위치에서 상기 브래킷에 형성된 제1 스토퍼홈에 삽입되고 상기 구속해제위치에서 상기 제1 스토퍼홈으로부터 인출되는 제1 스토퍼를 구비할 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 고정바의 타단과 접하여 상기 고정바를 구속위치로 전환시키는 회동구동면을 가지는 전환캠을 더 구비하며, 상기 전환캠은 회전에 의해 상기 고정바를 전환시킬 수 있다.

상기 문합장치는 상기 지지샤프트의 내부에 설치되며, 상기 구동기어에 원위 단부가 연결되어 상기 구동기어와 함께 회전하는 중공 형상의 외축; 그리고 상기 외축의 내부에 설치되며, 상기 전환캠에 원위 단부가 연결되어 상기 전환캠과 함께 회전하는 내축을 더 포함하며, 상기 구동유닛은 상기 외축의 근위 단부에 설치되어 상기 외축과 함께 회전하는 외축구동기어; 상기 내축의 근위 단부에 설치되어 상기 내축과 함께 회전하는 내축구동기어; 그리고 상기 지지샤프트의 근위 단부에 연결되어 상기 외축구동기어 및 내축구동기어가 설치되는 공간을 제공하는 핸들을 더 구비할 수 있다.

상기 구동기어 및 상기 문합기어는 동일한 제1 회전축을 가지며, 상기 문합기어는 상기 제1 회전축과 수직한 제2 회전축을 가질 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 제2 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 제2 회전축을 따른 이동에 의해 상기 구동기어 및 상기 문합기어와 맞물려 상기 구동기어의 구동력을 상기 문합기어에 전달하는 전달위치 및 상기 구동기어 및 상기 문합기어로부터 이격되는 전달해제위치로 전환되는 단속기어를 더 구비할 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 단속기어에 연결되어 상기 단속기어와 함께 회전 및 이동하며, 상기 지지샤프트의 상기 원위 단부 상에 설치되는 단속축; 그리고 상기 단속축 상에 설치되며, 상기 단속축과 함께 이동하여 상기 브래킷의 회동을 제한하는 회동제한위치 및 상기 브래킷의 회동을 허용하는 회동위치로 전환되는 제2 스토퍼를 더 구비할 수 있다.

상기 문합기어는 회전에 의해 상기 문합기어의 이(tooth)가 상기 회동기어의 이(tooth)로부터 이탈하는 이탈위치 및 상기 문합기어의 이(tooth)가 상기 회동기어의 이(tooth)와 맞물리는 회동위치로 전환될 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 문합기어에 연결되어 상기 문합기어와 함께 회전하는 보조구동축; 그리고 상기 보조구동축에 연결되어 상기 구동축에 연결된 연결기어에 맞물려 회전하는 보조구동기어를 더 구비할 수 있다.

상기 상부죠는 힌지를 통해 상기 브래킷에 연결되어 회동에 의해 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치로 전환되며, 상기 구동유닛은 상기 보조구동축에 연결되며 회전에 의해 상기 상부죠를 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치로 전환시키는 개폐캠을 더 구비할 수 있다.

상기 상부죠는 상기 상부죠의 길이방향을 따라 형성된 가이드그루브를 가지며, 상기 블레이드는 상기 상부죠가 상기 폐쇄위치로 전환될 때 상기 가이드그루브에 진입하여 상기 쐐기와 함께 상기 가이드그루브를 따라 병진이동하는 가이드돌기를 가질 수 있다.

상기 가이드그루브는 상기 상부죠의 원위 단부를 향하여 상향경사지도록 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면 상부죠 및 하부죠의 회동변위가 클 경우에도 절단 및 문합을 원활하게 진행할 수 있다. 또한, 상부죠 및 하부죠가 충분한 회동변위를 확보할 수 있으므로, 좁은 공간에서도 절단 및 문합을 원활하게 진행할 수 있다. 또한, 기어 방식에 의해 구동력이 전달되므로, 구동력을 정확하게 전달하여 정확한 회동 및 문합이 이루어질 수 있다.

이하에 제공된 도면들에서 동일한 도면부호는 동일 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 문합장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 구동유닛을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 상부죠 및 하부죠와 기어들을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 기어들의 연결상태를 확대한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 전환캠의 동작에 따른 단속기어의 전환을 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4에 도시한 문합기어와 회동기어 및 단속기어의 위치관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4에 도시한 브래킷과 상부지지판 사이에 설치되는 상부스토퍼를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 4에 도시한 브래킷에 삽입되는 하부스토퍼를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 4에 도시한 회동축에 설치되는 고정부재를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 4에 도시한 전환캠의 동작에 따른 상부스토퍼 및 하부스토퍼의 동작을 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 4에 도시한 개폐캠 및 쐐기의 동작에 따른 상부죠의 동작을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 13을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

한편, 이하에서는 대장의 문합 및 절단을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 기재 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형이 가능할 것이다.

또한, 이하에서, "근위(近位, proximal)" 및 "원위(遠位, distal)"는 시술자가 도구의 핸들을 잡는 것을 기준으로 하여 사용된 것이다. 예를 들어, 하부죠(14)는 핸들(32)에 대하여 원위이다. 또한, 이하에서 사용되는 "상부" 및 "하부"는 설명의 편의를 위한 것이며, 발명의 내용을 제한하기 위한 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 문합장치를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시한 구동유닛을 나타내는 사시도이다. 문합장치는 절단문합유닛(10) 및 구동유닛(30), 그리고 절단문합유닛(10)과 구동유닛(30)의 사이에 위치하는 연결유닛(20)을 포함한다.

절단문합유닛(10)은 상부죠(12) 및 하부죠(14)를 구비하며, 가위와 마찬가지로, 상부죠(12) 및 하부죠(14)는 상대적으로 회동하여 상부죠(12)와 하부죠(14)의 사이에 위치한 조직(tissue)(예를 들어, 내장과 같은 관형조직(tubular tissue))을 클램핑한다. 후술하는 바와 같이, 하부죠(14)의 내부에는 문합 및 절단을 위한 쐐기(13)가 설치되며, 쐐기(13)는 이동을 통해 조직을 문합 및 절단한다.

구동유닛(30)은 핸들(32), 상부구동기어(36) 및 하부구동기어(34), 그리고 외축구동기어(35) 및 내축구동기어(37)를 구비한다. 시술자는 권총 손잡이 형상의 핸들(32)을 움켜쥐고 시술하며, 상부구동기어(36) 및 하부구동기어(34)와, 외축구동기어(35) 및 내축구동기어(37)는 핸들(32)의 내부에 형성된 설치공간에 실장된다.

외축구동기어(35)는 중공 형상(hollow)의 지지샤프트(21)의 내부에 설치된 외축(22)의 근위 단부에 연결되며, 지지샤프트(21)는 핸들(32)의 원위 단부에 고정된다. 외축(22)은 외축구동기어(35)와 함께 회전하며, 외축구동기어(35)는 하부구동기어(34)에 맞물려 하부구동기어(34)에 의해 회전한다. 내축구동기어(37)는 중공 형상의 외축(22)의 내부에 설치된 내축(24)의 근위 단부에 연결되며, 내축(24)은 외축(22)과 분리되어 독립적으로 회전가능하다. 내축(24)은 내축구동기어(37)와 함께 회전하며, 내축구동기어(37)는 상부구동기어(36)에 맞물려 상부구동기어(36)에 의해 회전한다. 한편, 상부구동기어(36)는 상부구동모터(36a)에 의해 구동되며, 하부구동기어(34)는 하부구동모터(34a)에 의해 구동된다.

도 3은 도 1에 도시한 상부죠 및 하부죠와 기어들을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3에 도시한 기어들의 연결상태를 확대한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 상부죠(12) 및 하부죠(14)는 상대적으로 회동하여 상부죠(12)와 하부죠(14)의 사이에 위치한 조직(tissue)(예를 들어, 내장과 같은)을 클램핑한다. 하부죠(14)는 ‘I'자 형상을 가지는 브래킷(11)의 하부판에 고정설치되며, 상부죠(12)는 하부죠(14)의 상부에 힌지(h)를 통해 회동가능하도록 고정된다. 상부죠(12)는 힌지(h)를 중심으로 회동하며, 후술하는 바와 같이, 회동에 의해 개방위치 및 폐쇄위치로 전환된다. 개방위치에서 상부죠(12)는 하부죠(14)와 기설정된 각도를 이루며(도 3 참고), 폐쇄위치에서 상부죠(12)는 하부죠(14)의 상부에 놓여져(도 12 참고) 조직을 클램핑할 수 있다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 하부죠(14)는 채널(15)을 가지며, 이들은 하부죠(14)의 길이방향을 따라 형성된다. 트레이(142)는 채널(15)의 상부에 설치되어 하부죠(14)로부터 분리가능하며, 초기에 복수의 스테이플들(152)이 장전된다. 스테이플들(152)은 채널(15)을 따라 이동하는 쐐기(wedge)(13)를 통해 작동하며, 폐쇄위치에 놓여진 상부죠(12)를 향해 이동한다. 이때, 상부죠(12)는 트레이(142) 내의 스테이플(152)에 대응되는 스테이플 가이드(도시안함)를 가질 수 있다. 트레이(142) 내의 스테이플(152)은 스테이플 가이드를 향해 이동한 후 스테이플 가이드에 의해 만곡 변형되어 상부죠(12)와 하부죠(14)의 사이에 놓여진 조직의 개방 단부를 폐쇄한다.

구동축(16)은 트레이(142)의 하부에 설치되며, 구동축(16)은 하부죠(14)의 길이방향과 대체로 나란하게 배치된다. 구동축(16)은 외주면에 형성된 나사산을 가지며, 쐐기(13)는 구동축(16) 상에 설치된다. 이때, 쐐기(13)는 내주면에 나사산이 형성된 보어를 통해 구동축(16) 상에 설치되므로, 구동축(16)이 회전함에 따라 쐐기(13)는 구동축(16) 상에서 채널(15)을 따라 이동한다.

쐐기(13)는 경사면(13a) 및 블레이드(13b)를 구비한다. 경사면(13a)은 하부죠(14)의 근위 단부를 향하여 상향경사지도록 형성되며, 블레이드(13b)는 경사면(13a)의 상단으로부터 상부죠(12)를 향해 연장된다. 스테이플(152)은 트레이(142) 아래로 돌출된 기부와 트레이(142)의 상부를 향해 뻗어 있는 갈래를 구비한다. 쐐기(13)가 채널(15)을 따라 이동함에 따라, 블레이드(13b)는 조직을 절단하며, 쐐기(13)의 경사면(13a)은 스테이플(152)의 기부를 가압한다. 스테이플(152)의 갈래는 조직의 개방 단부를 통과하여 스테이플 가이드에 접촉하며, 스테이플 가이드는 스테이플(152)을 만곡 성형하여 개방 단부를 폐쇄한다. 따라서, 조직의 개방 단부는 절단과 함께 폐쇄되며, 쐐기(13)가 채널(15)의 끝까지 이동한 경우, 스테이플들(152)은 모두 밀려서 트레이(142)를 통과하여 폐쇄 상태로 되며, 이를 통해 개방 단부가 문합된다. 이후, 쐐기(13)는 원래의 위치로 복귀한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 지지샤프트(21)는 원위 단부에 형성된 상부지지판(23) 및 하부지지판(25)을 구비하며, 브래킷(11)의 근위 단부는 상부지지판(23) 및 하부지지판(25)에 회동가능하도록 연결된다. 이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 상부지지판(23)과 하부지지판(25) 사이에는 구동기어(42), 회동기어(44), 단속기어(46), 그리고 문합기어(48)가 설치되며, 단속기어(46)와 문합기어(48)의 사이에는 전환캠(45)이 설치된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 구동기어(42)는 상술한 외축(22)의 원위 단부에 설치되며, 구동기어(42)는 상술한 외축구동기어(35)의 회전시 외축(22)과 함께 회전한다. 전환캠(45)은 외축(22)의 내부에 설치된 내축(24)의 원위 단부에 설치되며, 전환캠(45)은 상술한 내축구동기어(37)의 회전시 내축(24)과 함께 회전한다.

회동기어(44)는 하부지지판(25)의 상부에 설치되어 구동기어(42)에 맞물린 상태를 유지하며, 구동기어(42)의 회전축과 대체로 수직한 회전축을 가진다. 회동기어(44)는 하부지지판(25)을 통해 브래킷(11)에 연결되며, 회동기어(44)의 회전시 브래킷(11)은 하부지지판(25)에 대해 회동하여 브래킷(11)에 연결된 상부죠(12) 및 하부죠(14)를 회동시킨다.

단속기어(46)는 상부지지판(23)의 하부에 설치되며, 회동기어(44)와 동일한 회전축을 가진다. 단속기어(46)는 전환캠(45)의 동작에 따라 구동기어(42)의 구동력을 단속할 수 있다.

도 5는 도 4에 도시한 전환캠의 동작에 따른 단속기어의 전환을 나타내는 도면이다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)은 회동기어(44)의 상부 및 단속기어(46)의 하부에 위치하며, 외주면에 형성된 문합해제면(452) 및 문합구동면(453)과 내부에 형성된 회동구동면(454)을 가진다.

단속기어(46)는 전환캠(45)에 의해 전달위치 및 전달해제위치로 전환된다. 단속기어(46)는 전환캠(45)에 의해 지지되며, 전환캠(45)이 회전함에 따라 단속기어(46)는 전환캠(45)의 외주면을 따라 이동한다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 단속기어(46)가 전환캠(45)의 문합해제면(452)과 접촉할 때 단속기어(46)는 전달해제위치에 위치하며, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 단속기어(46)가 전환캠(45)의 문합구동면(453)과 접촉할 때 단속기어(46)는 전달위치에 위치한다.

이때, 문합해제면(452)은 전환캠(45)의 회전중심으로부터 제1 거리(r1)를 가지고, 문합구동면(453)은 전환캠(45)의 회전중심으로부터 제2 거리(r2)를 가지며, 제1 거리(r1)는 제2 거리(r2) 보다 크다. 따라서, 전달해제위치에서 단속기어(46)는 상승하여 구동기어(42) 및 문합기어(48)로부터 이격되며, 전달위치에서 단속기어(46)는 하강하여 구동기어(42) 및 문합기어(48)와 맞물린다. 전달위치에서 구동기어(42)의 구동력은 단속기어(46)를 통해 문합기어(48)에 전달된다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)의 하부에는 고정바(492)가 설치되며, 고정바(492)의 하단에는 하부스토퍼(496)(도 10 참고)가 연결된다. 하부스토퍼(496)의 하부에는 탄성체(116)가 설치되며, 탄성체(116)는 고정바(492)가 상승하는 방향으로 탄성력을 제공한다.

고정바(492)의 상단은 전환캠(45)의 내부에 위치한다. 전환캠(45)은 고정바(492)의 상단과 대응되는 회동구동면(454) 및 측면에 형성된 개방부를 가지며, 전환캠(45)의 동작에 따라 고정바(492)는 승강할 수 있다.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)의 회동구동면(454)이 고정바(492)의 상부에 위치하면, 고정바(492)의 상승은 제한되며, 후술하는 하부스토퍼(496)는 하부스토퍼홈(114)에 삽입되어(‘구속위치’) 고정바(492)는 브래킷(11)에 구속된다. 따라서, 회동기어(44)의 회전력은 고정바(492) 및 하부스토퍼(496)를 통해 브래킷(11)에 전달되며, 브래킷(11)은 고정바(492)와 함께 회동한다.

도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)이 회전하여 개방부가 고정바(492)의 상부에 위치하면, 고정바(492)는 상승하며, 후술하는 하부스토퍼(496)는 하부스토퍼홈(114)으로부터 인출되어(‘구속해제위치’) 고정바(492)는 브래킷(11)으로부터 구속해제된다. 따라서, 회동기어(44)의 회전시 고정바(492)는 회동기어(44)와 함께 회전하나, 브래킷(11)은 회전하지 않는다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 문합기어(48)는 브래킷(11)의 측벽에 설치되어 외축(22)과 동일한 회전축을 가지는 전방축(482)의 근위 단부에 설치되며, 전방축(482)은 브래킷(11)의 측벽 상에서 자유롭게 회전할 수 있다. 도 6a 내지 도 6c는 도 4에 도시한 문합기어와 회동기어 및 단속기어의 위치관계를 나타내는 도면이다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 문합기어(48)는 이(tooth)들이 열을 이루어 서로 이격되도록 배치되며, 열들은 문합기어(48)의 중심을 기준으로 등각을 이루도록 배치된다. 문합기어(48)의 초기위치는 회동기어(44)가 열들 사이에 위치하도록 배치되며, 회동기어(44)가 열들 사이에 배치되므로 회동기어(44)의 이(tooth)들은 문합기어(48)의 이(tooth)들과 서로 맞물리지 않는다. 다시 말해, 문합기어(48)의 열들 사이에 회동기어(44)가 위치하여, 문합기어(48)와 대응되는 회동기어(44)의 이(tooth)가 문합기어(48)의 열들 사이에 위치하므로, 회동기어(44)는 문합기어(48)와 맞물리지 않은 상태에 놓인다. 따라서, 상술한 바와 같이, 회동기어(44)의 회전에 의해 브래킷(11)이 회동할 경우, 문합기어(48)는 회동기어(44)에 의해 회전될 수 없다.

도 6b에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)의 회전에 의해 단속기어(46)가 전달위치로 전환되면, 문합기어(48)의 이(tooth)들로 이루어진 열들은 단속기어(46)에 대응되도록 배치되므로, 문합기어(48)와 단속기어(46)는 서로 맞물리며, 구동기어(42)의 구동력은 단속기어(46)를 통해 문합기어(48)에 전달된다. 따라서, 문합기어(48)는 회전할 수 있다.

도 6c에 도시한 바와 같이, 문합기어(48)가 회전하여 단속기어(46)가 문합기어(48)의 이(tooth)들로 이루어진 열들 사이에 위치할 경우, 도 6a에서 설명한 바와 같이 단속기어(46)는 문합기어(48)를 더 이상 구동할 수 없다. 그러나, 반대로, 문합기어(48)의 이(tooth)들로 이루어진 열들은 회동기어(44)에 대응되도록 배치되므로, 문합기어(48)는 회동기어(44)에 서로 맞물리며, 구동기어(42)의 구동력은 회동기어(44)를 통해 문합기어(48)에 전달된다. 따라서, 문합기어(48)는 회전할 수 있다.

상술한 바와 같이, 문합기어(48)는 단속기어(46)와 회동기어(44)에 교대로 맞물리며, 구동기어(42)의 구동력은 단속기어(46) 또는 회동기어(44)를 통해 교대로 문합기어(48)에 전달되므로, 문합기어(48)는 연속적으로 회전할 수 있다.

도 7은 도 4에 도시한 브래킷과 상부지지판 사이에 설치되는 상부스토퍼를 나타내는 도면이며, 도 8은 도 4에 도시한 브래킷에 삽입되는 하부스토퍼를 나타내는 도면이다. 도 9는 도 4에 도시한 회동축에 설치되는 고정부재를 나타내는 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 전환캠(45)의 회전에 의해 단속기어(46)는 승강하여 전달위치 및 전달해제위치로 전환되며, 전환캠(45)의 회전에 의해 고정바(492)는 승강하여 하부스토퍼(496)는 구속위치 및 구속해제위치로 전환된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 단속기어(46)는 단속축(47)의 하단에 연결되며, 단속축(47)은 상부지지판(23)에 형성된 관통홀(234) 상에 설치된다. 이때, 단속축(47) 상에 상부스토퍼(472)가 설치되며, 단속축(47)은 상부스토퍼(472)를 관통하도록 배치되어 단속축(47) 상에서 자유롭게 회전할 수 있다.

상부스토퍼(472)는 링 형상의 원통(472a) 및 원통(472a)의 외주면으로부터 돌출된 상부돌기(472b), 그리고 상부지지판(23)과 대응되는 일면에 형성된 상부돌기면(472c)을 가진다. 또한, 브래킷(11)은 상부스토퍼(472)와 대응되는 형상의 상부스토퍼홈(112)을 가진다. 상부스토퍼홈(112)은 원통(472a)과 대응되는 원통홈(112a) 및 상부돌기(472b)와 대응되는 돌기홈(112b)을 가진다. 상부지지판(23)은 상부돌기면(472c)과 대응되는 일면에 형성된 하부돌기면(232)을 가지며, 하부돌기면(232)은 관통홀(234)의 둘레에 배치된다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 회동기어(44)는 회동축(49)의 상단에 설치되며, 회동축(49)은 외주면(49a)에 하단으로부터 상부를 향해 연장되어 서로 이격된 고정홈들(49a)을 가진다. 고정바(492)는 회동축(49)과 대체로 나란하며, 회동축(49) 및 회동기어(44)의 중심을 관통하도록 설치된다. 고정키(494)는 고정바(492)의 외주면으로부터 돌출된 고정키들(494)을 가지며, 고정키들(494)은 고정홈(49a)에 삽입되어 고정바(492)를 회동축(49)에 구속시킨다. 따라서, 회동기어(44)의 회전시 회동축(49)은 고정바(492)와 함께 회전한다. 하부스토퍼(496)는 고정바(492)의 하단에 연결되며, 중심의 둘레에 이격배치된 복수의 첨단부들(496a)을 가진다. 도 8에 도시한 바와 같이, 래킷(11)은 하부스토퍼(496)와 대응되는 하부스토퍼홈(114)을 가지며, 하부스토퍼홈(114)은 첨단부들(496a)에 대응되는 첨단홈(114a)을 가진다.

도 10 및 도 11은 도 4에 도시한 전환캠의 동작에 따른 상부스토퍼 및 하부스토퍼의 동작을 나타내는 도면이다. 이하, 도 10 및 도 11을 참고하여 전환캠의 동작에 따른 상부스토퍼 및 하부스토퍼의 동작을 설명한다.

먼저, 도 10에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)의 문합해제면(452)이 단속기어(46)를 지지할 경우, 상부스토퍼(472)는 단속축(47)에 구속되므로, 하부돌기면(232)으로부터 인출되어 브래킷(11)의 상부스토퍼홈(112) 내에 위치(회동위치)한다. 따라서, 브래킷(11)의 회동은 상부스토퍼(472)에 의해 제한되지 않는다.

또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 회동구동면(454)이 고정바(492)를 지지할 경우, 하부스토퍼(496)는 하부스토퍼홈(114)에 삽입된 상태를 유지(구속위치)하며, 브래킷(11)은 하부스토퍼(496)에 의해 구속된다. 따라서, 회동기어(44)가 회전할 경우, 하부스토퍼(496)는 브래킷(11)을 회동시키며, 브래킷(11)에 고정설치된 상부죠(12) 및 하부죠(14)를 원하는 방향으로 회동시킬 수 있다.

다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)의 문합구동면(453)이 단속기어(46)를 지지할 경우, 상부스토퍼(472)는 단속축(47)과 함께 하강하며, 상부스토퍼(472)는 상부스토퍼홈(112) 및 하부돌기면(232) 상에 위치(회동제한위치)한다. 이때, 상부스토퍼(472)의 상부돌기(472b)가 상부스토퍼홈(112)의 돌기홈(112b)에 삽입된 상태이므로, 상부스토퍼(472)는 브래킷(11)에 구속된 상태이다. 또한, 상부스토퍼(472)의 상부돌기면(472c)은 하부돌기면(232)에 삽입된 상태이므로, 상부스토퍼(472)는 상부지지판(23)을 구속한다. 따라서, 상부지지판(23)은 상부스토퍼(472)를 통해 브래킷(11)에 구속된 상태를 유지하며, 이로 인해 브래킷(11)은 회동할 수 없다.

또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 전환캠(45)의 회전에 의해 회동구동면(454)이 고정바(492)의 상부로부터 이탈할 경우, 고정바(492)는 하부스토퍼(496)의 하부에 위치한 탄성체(116)의 탄성력으로 인하여 상승하며, 하부스토퍼(496)는 하부스토퍼홈(114)으로부터 인출(구속해제위치)된다. 따라서, 브래킷(11)은 하부스토퍼(496)에 의해 구속되지 않으며, 회동기어(44)가 회전할 경우 브래킷(11)은 회동하지 않는다.

도 12 및 도 13은 도 4에 도시한 개폐캠 및 쐐기의 동작에 따른 상부죠의 동작을 나타내는 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이, 단속기어(46)가 단속위치로 전환되면, 구동기어(42)의 회전시 문합기어(48)는 전방축(482)과 함께 회전한다.

보조구동기어(18) 및 개폐캠(19)은 전방축(482)의 원위 단부에 설치되며, 문합기어(48)의 회전시 보조구동기어(18) 및 개폐캠(19)은 전방축(482)과 함께 회전한다. 개폐캠(19)은 회전축으로부터 제3 거리(r3)를 가지는 개방구동면(19a)과 제4 거리(r4, r4>r3)를 가지는 폐쇄구동면(19b)을 가진다. 개폐캠(19)은 상부죠(12)의 근위 단부(12a)를 지지하며, 탄성체(S)는 근위 단부(12a)와 브래킷(11) 사이에 설치되어 상부죠(12)가 개방되도록 탄성력을 제공한다.

전방축(482)의 회전에 의해 상부죠(12)의 근위 단부(12a)가 개폐캠(19)의 개방구동면(19a)에 의해 지지되면, 상부죠(12)는 개방위치에 놓인다. 도 12에 도시한 바와 같이, 전방축(482)의 회전에 의해 상부죠(12)의 근위 단부(12a)가 개폐캠(19)의 폐쇄구동면(19b)에 의해 지지되면, 근위 단부(12a)가 상승하면서 탄성체(S)는 압축되며 상부죠(12)는 폐쇄위치에 놓인다.

한편, 상부죠(12)는 상부죠(12)의 길이방향을 따라 형성된 가이드그루브(122)를 가지며, 블레이드(13b)의 상단에 형성된 가이드돌기(13c)는 쐐기(13)의 이동시 가이드그루브(122)를 따라 이동한다. 이때, 도 12에 도시한 바와 같이, 가이드그루브(122)의 근위 단부는 상부죠(12)의 하면으로부터 제1 이격거리(d1)를 가지고, 가이드그루브(122)의 원위 단부는 상부죠(12)의 하면으로부터 제2 이격거리(d2, d2<d1)를 가진다. 즉, 가이드그루브(122)는 상부죠(12)의 하면을 기준으로 상향경사지도록 형성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 전방축(482)의 회전에 의해 상부죠(12)의 근위 단부(12a)가 개폐캠(19)의 폐쇄구동면(19b)에 의해 지지되면, 상부죠(12)가 폐쇄위치로 전환되면서 가이드돌기(13c)는 가이드그루브(122)의 근위 단부에 형성된 입구(122a)를 통해 가이드그루브(122) 내로 진입한다. 이후, 전방축(482)이 계속적으로 회전하면, 보조구동기어(18)는 구동축(16)의 근위 단부에 고정설치된 종동기어(17)에 맞물려 회전하며, 이로 인해 쐐기(13)는 전진한다. 쐐기(13)가 전진함에 따라 가이드돌기(13c)는 가이드 그루브(122)를 따라 이동한다.

이때, 도 13에 도시한 바와 같이, 전방축(482)의 회전에 의해 개폐캠(19)의 개방구동면(19a)이 상부죠(12)의 근위 단부(12a)에 대향되도록 위치할 수 있으나, 상부죠(12)는 가이드그루브(122)를 따라 이동하는 가이드돌기(13c)에 구속되므로 개폐위치로 전환될 수 없다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 가이드그루브(122)는 상부죠(12)의 하면을 기준으로 상향경사지도록 형성되는 반면에, 블레이드(13b)의 길이는 일정하므로, 쐐기(13)가 하부죠(14)의 원위 단부를 향해 이동함에 따라 상부죠(12)는 하부죠(14)를 향해 접근하며, 상부죠(12)와 하부죠(14) 사이에 위치한 조직은 큰 힘으로 클램핑될 수 있다.

앞서 설명한 내용을 다시 한번 정리하면, 시술자는 하부구동모터(34a)를 구동하여 외축구동기어(35)를 구동하며, 외축구동기어(35)의 회전시 외축(22)의 회전에 의해 구동기어(42)는 회전한다. 이때, 전환캠(45)의 문합해제면(452)은 단속기어(46)를 지지하며, 회동구동면(454)은 고정바(492)를 지지한다. 이 상태에서, 구동기어(42)의 회전에 의해 회동기어(44)는 회전하며, 하부스토퍼(496)가 하부스토퍼홈(114)에 삽입되어 브래킷(11)은 회동할 수 있다. 이때, 회동기어(44)의 회전에도 불구하고 문합기어(48)는 회전하지 않는다.

회동이 완료되면, 시술자는 상부구동모터(36a)를 구동하여 내축기어(37)를 구동하며, 내축기어(37)의 회전시 전환캠(45)이 회전할 수 있다. 전환캠(45)의 회전에 의해 전환캠(45)의 문합구동면(453)이 단속기어(46)를 지지하며, 단속기어(46)는 구동기어(42) 및 문합기어(48)에 맞물린다. 이때, 상부스토퍼(472)는 브래킷(11)의 회동을 제한한다. 또한, 회동구동면(454)이 고정바(492)의 상부로부터 이탈하므로, 하부스토퍼(496)가 하부스토퍼홈(114)으로부터 인출되어 회동기어(44)의 회전에도 불구하고 브래킷(11)은 회동하지 않는다.

이후, 구동기어(42)를 다시 구동하면, 단속기어(46) 및 회동기어(44)에 의해 문합기어(48)가 회전하며, 전방축(482)의 회전에 의해 개폐캠(19)은 상부죠(12)를 폐쇄위치로 전환한다. 이 과정에서 조직은 상부죠(12) 및 하부죠(14)의 사이에 클램핑될 수 있다. 이때, 블레이드(13b)의 상단에 위치하는 가이드돌기(13c)가 가이드그루브(122)의 입구(122a)를 통해 진입한다. 전방축(482)이 계속하여 회전하면, 보조구동기어(18)는 종동기어(17)를 구동하여 구동축(16)을 회전시키며, 이로 인해, 쐐기(13)는 하부죠(14)의 원위 단부를 향해 이동한다.

본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.

10 : 절단문합유닛 11 : 브래킷
12 : 상부죠 14 : 하부죠
16 : 구동축 18 : 보조구동기어
19 : 개폐캠 20 : 연결유닛
21 : 지지샤프트 22 : 외축
24 : 내축 30 : 구동유닛
32 : 핸들 34 : 하부구동기어
34a : 하부구동모터 36a : 상부구동모터
35 : 외축구동기어 36 : 상부구동기어
37 : 내축구동기어 42 : 구동기어
44 : 회동기어 45 : 전환캠
452 : 문합해제면 453 : 문합구동면
454 : 회동구동면 46 : 단속기어
48 : 문합기어 49 : 회동축
49a : 고정홈 492 : 고정바
494 : 고정키 496 : 하부스토퍼

Claims (14)

1. 제1 죠(jaw);
   상기 제1 죠와 마주보는 상태로 대응되도록 배치되며, 상기 제1 죠에 대하여 개방위치 및 폐쇄위치 사이에서 상대적으로 이동할 수 있는 제2 죠;
   상기 제1 및 제2 죠 중 어느 하나가 고정설치되며, 상기 제1 및 제2 죠와 함께 회동하는 브래킷;
   상기 브래킷의 근위 단부에 회동가능하도록 연결되는 원위 단부를 가지는 지지샤프트;
   상기 제1 죠의 내부에 형성된 채널 상에 상기 제1 죠의 길이방향을 따라 설치되는 구동축;
   초기에 상기 제1 죠에 배치되는 하나 이상의 문합부재;
   상기 문합부재의 아래에 배치되어 상기 구동축 상에 설치되고, 상기 구동축이 회전함에 따라 병진이동하며, 상기 병진이동에 의해 상기 제1 죠와 상기 제2 죠 사이에 위치한 조직(tissue)의 일부분을 절단하는 블레이드와 상기 문합부재가 상기 제2 죠를 향해 상기 조직을 통과하여 상기 조직을 문합하도록 상기 문합부재를 구동하는 경사면을 구비하는 쐐기(wedge); 및
   상기 구동축 및 상기 브래킷을 구동하는 구동유닛을 포함하되,
   상기 구동유닛은,
   구동력을 제공하는 구동기어;
   상기 구동기어에 연결되어 상기 구동력에 의하여 회전가능하며, 상기 브래킷에 연결되어 상기 브래킷과 함께 회전가능한 회동기어; 및
   상기 구동기어에 연결되어 상기 구동력에 의하여 회전가능하며, 상기 구동축에 연결되어 상기 구동축과 함께 회전가능한 문합기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동유닛은,
   상기 회동기어에 연결되어 상기 회동기어와 함께 회전하며, 상기 지지샤프트의 상기 원위 단부 상에 설치되는 회동축; 및
   이동에 의해 상기 브래킷이 상기 회동축에 구속되는 구속위치 및 상기 브래킷이 상기 회동축으로부터 구속해제되는 구속해제위치로 전환되는 고정부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정부재는,
   상기 회동축의 중앙에 삽입되어 상기 회동축과 함께 회전하며, 상기 회동축의 길이방향을 따라 이동하여 상기 구속위치 및 상기 구속해제위치로 전환되는 고정바;
   상기 고정바의 외주면으로부터 돌출되어 상기 회동축의 외주면에 형성된 고정홈에 삽입되며, 상기 회동축의 회전력을 상기 고정바에 전달하는 고정키; 및
   상기 고정바의 일단에 설치되며, 상기 구속위치에서 상기 브래킷에 형성된 제1 스토퍼홈에 삽입되고 상기 구속해제위치에서 상기 제1 스토퍼홈으로부터 인출되는 제1 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 구동유닛은 상기 고정바의 타단과 접하여 상기 고정바를 구속위치로 전환시키는 회동구동면을 가지는 전환캠을 더 구비하며,
   상기 전환캠은 회전에 의해 상기 고정바를 전환시키는 것을 특징으로 하는 문합장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 문합장치는,
   상기 지지샤프트의 내부에 설치되며, 상기 구동기어에 원위 단부가 연결되어 상기 구동기어와 함께 회전하는 중공 형상의 외축; 및
   상기 외축의 내부에 설치되며, 상기 전환캠에 원위 단부가 연결되어 상기 전환캠과 함께 회전하는 내축을 더 포함하며,
   상기 구동유닛은,
   상기 외축의 근위 단부에 설치되어 상기 외축과 함께 회전하는 외축구동기어;
   상기 내축의 근위 단부에 설치되어 상기 내축과 함께 회전하는 내축구동기어; 및
   상기 지지샤프트의 근위 단부에 연결되어 상기 외축구동기어 및 내축구동기어가 설치되는 공간을 제공하는 핸들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 구동기어 및 상기 문합기어는 동일한 제1 회전축을 가지며,
   상기 문합기어는 상기 제1 회전축과 수직한 제2 회전축을 가지는 것을 특징으로 하는 문합장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 구동유닛은 상기 제2 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 제2 회전축을 따른 이동에 의해 상기 구동기어 및 상기 문합기어와 맞물려 상기 구동기어의 구동력을 상기 문합기어에 전달하는 전달위치 및 상기 구동기어 및 상기 문합기어로부터 이격되는 전달해제위치로 전환되는 단속기어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 구동유닛은 회전에 의해 상기 단속기어를 상기 전달위치 및 상기 전달해제위치로 전환하는 전환캠을 더 구비하며,
   상기 전환캠은 상기 단속기어를 지지하는 문합구동면 및 문합해제면을 가지는 것을 특징으로 하는 문합장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 구동유닛은,
   상기 단속기어에 연결되어 상기 단속기어와 함께 회전 및 이동하며, 상기 지지샤프트의 상기 원위 단부 상에 설치되는 단속축; 및
   상기 단속축 상에 설치되며, 상기 단속축과 함께 이동하여 상기 브래킷의 회동을 제한하는 회동제한위치 및 상기 브래킷의 회동을 허용하는 회동위치로 전환되는 제2 스토퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 문합기어는 회전에 의해 상기 문합기어의 이(tooth)가 상기 회동기어의 이(tooth)로부터 이탈하는 이탈위치 및 상기 문합기어의 이(tooth)가 상기 회동기어의 이(tooth)와 맞물리는 회동위치로 전환되는 것을 특징으로 하는 문합장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 구동유닛은,
    상기 문합기어에 연결되어 상기 문합기어와 함께 회전하는 보조구동축; 및
    상기 보조구동축에 연결되어 상기 구동축에 연결된 연결기어에 맞물려 회전하는 보조구동기어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 죠는 힌지를 통해 상기 브래킷에 연결되어 회동에 의해 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치로 전환되며,
    상기 구동유닛은 상기 보조구동축에 연결되며 회전에 의해 상기 제2 죠를 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치로 전환시키는 개폐캠을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 문합장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 죠는 상기 제2 죠의 길이방향을 따라 형성된 가이드그루브를 가지며,
    상기 블레이드는 상기 제2 죠가 상기 폐쇄위치로 전환될 때 상기 가이드그루브에 진입하여 상기 쐐기와 함께 상기 가이드그루브를 따라 병진이동하는 가이드돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 문합장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드그루브는 상기 제2 죠의 원위 단부를 향하여 상향경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 문합장치.

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