KR101126288B1

KR101126288B1 - 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치

Info

Publication number: KR101126288B1
Application number: KR1020100063748A
Authority: KR
Inventors: 이정주; 김기영
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-03-20
Also published as: KR20120003091A

Abstract

본 발명은 와이어로프를 이용하여 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능하도록 함으로써 수술도구 종단부에 대한 롤링 및 피칭 방향의 자유도를 향상함으로써 수술 작업 능률을 향상할 수 있는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 수술도구의 종단 부재와, 상기 종단부재를 고정하며, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 와이어로프 고정홀이 형성된 종단부 고정부재와, 상기 종단부 고정부재의 일측에 연결된 베어링 부재와, 상기 베어링 부재의 다른 일측에 연결되며 외주면에 상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프를 통과시키고, 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프가 체결되는 다수의 와이어 홀이 구성된 베어링 고정부재가 구성된 수술도구; 상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프를 상기 수술도구의 상기 종단부 고정부재로 안내하고, 상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 상기 수술도구의 상기 베어링 고정부재로 안내하는 안내수단; 및 상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 구동하는 와이어로프 구동수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 제공한다.

Description

수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치{Surgery tools with rolling of end effector for minimally invasive surgery}

본 발명은 수술장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어로프를 이용하여 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능하도록 함으로써 수술도구 종단부에 대한 롤링 및 피칭 방향의 자유도를 향상시키고 수술 작업 능률을 향상할 수 있는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치에 관한 것이다.

복강경 수술은 환자의 뱃속에 3-4개의 작은 침습구멍을 절개하여 그 속으로 가늘고 긴 복강경용 수술 도구를 삽입하여, 복강 내 장기를 절개 봉합 소작 등의 작업을 하는 수술이다. 복강경 수술은 개복 수술과 달리 비교적 작은 부위를 절개하므로 수술 후 고통이 줄어들고, 회복이 빠르고 미용적으로 우수한 측면이 있다. 하지만 복강경 수술 도구를 이용하여 수술을 수행하는 의사는 실제 수술 부위를 볼 수 없고 내시경을 통해 송출되는 모니터 화면을 보면서 수술을 해야 하므로, 작업능률이 떨어지고 장시간 수술을 수행해야 하는 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하고자 동일한 수술장에서 마스터 및 슬레이브 시스템으로 구성된 원격 수술 로봇 시스템이 등장하였다. 의사는 마스터 시스템을 이용하여 편한 자세로 수술 작업을 수행할 수 있으며, 슬레이브 시스템은 환자의 뱃속에 수술 도구를 삽입하여 의사의 조작대로 수술 작업을 대신 수행한다. 미국에서 개발된 다빈치시스템은 침습점으로 인한 움직임 제약을 해결한 6자유도 로봇팔을 이용하여 담낭절제술, 전립선수술, 요도수술, 신장결석, 갑상선수술, 관상동맥 우회술, 비팅 허트 서저리(Beating heart surgery) 등의 다양한 수술을 수행하였다. 이 6자유도 로봇팔은 수술 도구를 탈부착할 수 있으며 환자의 뱃속으로 삽입된 수술 도구는 손목관절을 가지게 되는 데, 이 손목관절은 롤링(Rolling), 피칭(Pitching), 요잉(Yawing) 방향으로 움직일 수 있다. 하지만 환자의 뱃속(복강)내에서 봉합 작업을 할 때는 절제선 방향으로 수술 도구 종단부를 평행하게 맞추고 종단부의 롤링방향회전을 이용하여 봉합 작업을 하는 것이 작업이 간단하고 빠르다. 즉, 뱃속으로 삽입되는 수술 도구의 회전 관절이 롤링, 피칭, 롤링 방향의 운동이 가능하면 수술 작업이 더 쉽고 직관적으로 이루어질 수 있다.

상용화된 다빈치 수술 도구는 수술 도구 종단부 방향으로 롤링 운동을 하지 못하고 와이어가 통과하는 긴 파이프를 축으로 하는 롤링운동을 하게 된다. 따라서 수술 도구의 손목 관절 메커니즘은 수술 도구 종단부에서 기저부로(말단부에서 기저부로) 차례대로 피치-요-롤(pitch-yaw-roll) 도구로 불릴 수 있다. 현재까지 개발된 피치-요-롤(pitch-yaw-roll) 도구는 대부분 공간적인 제약이 있으며, 구조가 매우 복잡하다는 문제들이 있다.

다빈치 수술 도구 특허 중 종단부가 롤링 운동을 하는 수술 도구 특허가 이미 있으나, 이는 케이블 차동 매카니즘(cable differential mechanism)을 이용한 것으로 종단부 롤방향 관절과 이에 수직인 관절의 축의 위치를 변경하기가 매우 어려워 공간적인 제약을 가지고 있고 수술 도구의 구조가 복잡하다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 와이어로프를 이용하여 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능하도록 함으로써 수술도구 종단부에 대한 롤링 및 피칭 방향의 자유도를 향상함으로써 수술 작업 능률을 향상할 수 있는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 제공함에 그 목적이 있다.

다시 말하면, 본 발명은 두 개의 와이어로프를 수술 도구 종단부에서 서로 다른 방향으로 나선형으로 꼬아서 롤링 메커니즘을 구현함으로써, 케이블 차동 메카니즘(cable differential mechanism)을 이용하여 롤링 운동을 구현한 기존 발명보다 구조가 간단하고, 축에 연결된 풀리들이 수직으로 만나야 하는 공간적인 제약을 해결한 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 수술도구의 종단 부재와, 종단부재를 고정하며, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 와이어로프 고정홀이 형성된 종단부 고정부재와, 종단부 고정부재의 일측에 연결된 베어링 부재와, 베어링 부재의 다른 일측에 연결되며 외주면에 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프를 통과시키고, 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프가 체결되는 다수의 와이어 홀이 구성된 베어링 고정부재가 구성된 수술도구; 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프를 수술도구의 종단부 고정부재로 안내하고, 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 수술도구의 베어링 고정부재로 안내하는 안내수단; 및 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 구동하는 와이어로프 구동수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 제공한다.

여기서, 제 1 롤링 구동 와이어로프는 베어링 부재를 180도 감고 베어링 고정부재의 다수의 와이어 홀 중 하나를 통과하여 안내수단을 통해 와이어로프 구동수단에 연결되고, 제 2 롤링 구동 와이어로프 제 1 롤링 구동 와이어로프와 반대방향으로 베어링부재를 180도 감고 베어링 고정부재의 다수의 와이어 홀 중 다른 와이어 홀을 통과하여 와이어로프 구동수단에 연결됨이 바람직하다.

그리고, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프는 종단부 고정부재를 롤링 구동하고, 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프는 베어링 고정부재를 피칭 구동하는 것이 바람직하다.

또한, 수술도구는 집게나 핀셋 또는 메스 중 하나인 것이 바람직하다.

한편, 수술도구가 집게나 핀셋 중 하나인 경우 수술도구에는 그립을 위한 와이어로프를 추가 구성됨이 바람직하다.

여기서, 안내수단은 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 통과시키는 중공의 관부재와, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프 각각이 통과하는 다수의 풀리로 구성되는 제 1, 제 2 아이들러 부재와, 제 1, 제 2 아이들러 부재의 내주면에 결합되며, 관부재에 체결되는 제 1, 제 2 아이들러축으로 구성됨이 바람직하다.

그리고, 와이어로프 구동수단은, 제 1 롤링 구동 와이어로프와 제 2 롤링 와이어로프가 각각 고정되는 제 1 로프 고정부재 및 제 2 로프 고정부재와, 제 1 로프 고정부재와 제 2 로프 고정부재간 연결되어 제 1 롤링 구동 와이어로프와 제 2 롤링 와이어로프간 장력을 조절하는 장력 조절 볼트부재와, 제 1 로프 고정부재 상부에서 제 1 로프 고정부재와 고정볼트부재를 체결하는 볼스크류너트부재; 볼스크류너트부재의 수직한 방향으로 체결되어 제 1 롤링 구동 와이어로프와 제 2 롤링 와이어로프의 상하운동을 조절하는 볼스크류 나사부재와, 제 1 로프 고정부재와 제 2 로프 고정부재의 상하운동 시 가이드 기능을 수행하는 리니어 가이드부재와, 와이어로프 구동 수단의 측면 케이스 일측에서 내측으로 연장되어 형성된 와이어로프 구동수단 축부재와, 와이어로프 구동수단 축부재의 내측면에 결합되는 와이어로프 구동수단 아이들러 부재와, 와이어로프 구동 수단의 하면 케이스에 와이어로프 구동수단 축부재와 수직한 방향으로 형성된 와이어로프 통공 홀을 포함하여 구성됨이 바람직하다.

한편, 볼스크류 나사부재가 회전을 할 경우 볼스크류너트부재는 직진운동을 하도록 구성된 것이 바람직하다.

또한, 볼스크류 나사부재가 회전하면 볼스크류 너트부재와 제 1, 제 2 로프 고정부재는 직진 운동을 하도록 구성된 것이 바람직하다.

여기서, 볼스크류 나사부재는 회전풀리에 연결되고, 회전풀리는 모터에 의해 제어됨이 바람직하다.

그리고, 회전풀리에는 모터의 모터 축과 연결하기 위한 홈이 구성된 것이 바람직하다.

한편, 제 1 로프 고정부재에는 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 제 2 롤링 구동 와이어로프 체결 홈이 구성되고, 제 2 로프 고정부재에는 제 1 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 제 1 롤링 구동 와이어로프 체결 홈이 구성된 것이 바람직하다.

또한, 제 1 롤링 구동 와이어로프는 안내수단을 통과하여 와이어로프 구동수단에 연결되고, 제 2 롤링 구동 와이어로프는 와이어로프 구동수단 축 부재에 고정된 와이어로프 구동수단 아이들러 부재를 180도 감고 다시 수직 방향 아래로 내려와 제 1 로프 고정부재에 고정됨이 바람직하다.

그리고, 제 1 롤링 구동 와이어로프와 제 2 롤링 구동 와이어로프는 각각 제 1 롤링 구동 와이어로프 및 제 2 롤링 구동 와이어로프 체결 홈에 매듭 또는 클램핑 중 하나로 체결됨이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 수술도구 종단 부재와, 수술도구의 종단부재를 고정하며 수술도구의 제 1 방향과 제 1 방향에 대응하는 제 2 방향으로의 롤링을 제어하기 위한 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 와이어로프 고정홀이 형성된 종단부 고정부재와, 종단부 고정부재의 일측에 연결된 베어링 부재와, 베어링 부재의 다른 일측에 연결되며, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프는 통과시키고, 수술도구의 피칭을 제어하기 위한 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프가 체결되는 다수의 와이어 홀이 구성된 베어링 고정부재가 구성된 수술도구; 베어링 부재에 대해 일방향으로 감고 베어링 고정부재의 다수의 와이어 홀 중 하나를 통과하여 종단부 고정부재의 와이어로프 고정홀에 체결되는 제 1 롤링 구동 와이어로프; 제 1 롤링 구동 와이어로프가 감기는 방향과 반대방향으로 베어링부재를 감고 베어링 고정부재의 다수의 와이어 홀 중 제 1 롤링 구동 와이어로프가가 통과한 와이어 홀과는 다른 와이어 홀을 통과하여 종단부 고정부재의 와이어로프 고정홀에 체결되는 제 2 롤링 구동 와이어로프; 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 제 1 제 2 피칭 구동 와이어로프를 구동하는 와이어로프 구동수단; 및 와이어로프 구동수단과, 수술도구 사이에서 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 제 1 제 2 피칭 구동 와이어로프를 안내하는 안내수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 최소침습용 수술 도구의 종단부에 대한 롤링 및 피칭 방향의 자유도를 향상함으로써 복강 내에서의 봉합 작업이 좀더 쉽게 이루어진다.

둘째, 좁은 수술 부위에서 세밀하고 정밀한 작업이 가능하다.

셋째, 다양한 복강경 수술용 의료기구의 탈, 부착이 가능하여 그 용도 변경이 용이하고, 자유로이 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 설명하기 위한 사시도,
도 2는 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 수술도구를 상세히 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1에 나타낸 수술도구의 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 수술도구의 롤링 운동을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 그립 구동, 롤잉 구동 및 피칭 구동용 와이어로프를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 와이어로프 구동 수단 중 하나를 상세히 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 와이어로프 구동 수단 전체를 결합한 상태를 나타낸 도면,
도 7은 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 와이어로프 구동 수단이 케이스에 덮힌 상태를 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

도 1은 본 발명에 따른 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치를 설명하기 위한 사시도이다. 본 발명에 다른 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 수술도구(100), 안내 수단(200) 및 와이어로프 구동수단(300)으로 구성된다. 여기서, 수술도구(100)는 수술 시에 사용되는 핀셋이나 가위 등의 각종 수술도구의 종단부를 구성하는 것으로 후술하는 다수의 와이어로프(401, 402, 403, 404, 405, 406)에 의해 롤링, 피칭 및 요잉 구동된다. 그리고, 안내 수단(200)은 환자의 뱃속에 침습구멍 형성 후 수술도구(100)를 수술부위까지 안내한다. 또한, 안내수단(200)은 중공(中空)의 홀을 갖도록 구성되어 내부 홀을 통해 와이어로프 구동수단(300)으로부터의 와이어로프를 수술도구(100)까지 연장시킨다. 이러한 안내 수단(200)은 수술의 편의를 위해 가요성의 플렉시블 샤프트로 구성될 수 있다. 와이어로프 구동수단(300)은 수술도구(100)의 롤링 및 피칭을 위한 와이어로프(401, 402, 405, 406)와 그립을 위한 와이어로프(403, 404)를 구동한다.

도 2는 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 수술도구를 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1에 나타낸 수술도구의 롤링 운동을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 수술도구(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 종단 부재(101), 제 2 종단부재(102), 종단부 고정부재(103), 베어링 고정부재(104), 베어링 부재(105), 와이어로프 고정홀(106), 다수의 와이어 홀(107), 제 1 종단부 조절부재(108) 및 제 2 종단부 조절부재(109)로 구성된다.

여기서, 제 1 종단부재(101)와 제 2 종단부재(102)는 종단부 고정부재(103)의 일측에 고정되고, 종단부 고정부재(103)의 다른 일측은 베어링 부재(105)의 외측을 감싸며 고정된다. 한편, 베어링 부재(105)의 다른 일측은 베어링 고정부재(104)에 의해 외측 둘레가 감싸지면서 고정된다. 본 발명에서는 이러한, 제 1 종단부재(101)와 제 2 종단부재(102)로써 봉합사를 집거나, 내부 장기를 들어올리는데 이용되는 집게수술도구를 도시하고 있다. 그러나, 이와 같은 집게수술도구 이외에도 수술용 메스, 수술용 가위 등이 종단부재로 구성될 수 있다.

한편, 종단부 고정부재(103)의 일측 외주면에는 종단부 고정부재(103)를 롤링하기 위한 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프(401)(402)를 고정하는 와이어로프 고정홀(106)이 형성된다. 또한, 베어링 고정부재(104)는 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프(401)(402)를 통과시키는 다수의 와이어 홀(107)이 구성되어 있다. 이때, 롤링 메커니즘 구동을 위하여 종단부 고정부재(103)의 와이어로프 고정홀(106)에 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프(401)(402)를 고정한다.

또한, 제 1 종단부 조절부재(108)와 제 2 종단부 조절부재(109)는 제 1 종단부재(101)와 제 2 종단부재(102)가 도면에서와 같이 집게인 경우 해당 집게의 벌림이나 오므림을 위한 것이다.

여기서, 미설명부호 201은 안내수단(200)의 관부재이고, 202와 203은 각각 제 1, 제 2 아이들러축이다. 이와 같은, 제 1, 제 2 아이들러축(202)(203)의 외주면은 각각은 중공의 제 1, 제 2 아이들러 부재(204)(205)의 내주면과 각각 결합되어 관부재(201) 내부에 형성되며, 제 1, 제 2 아이들러축(202)(203)은 관부재(201)의 외주면을 관통하여 관부재(201)에 고정된다. 또한, 제 1, 제 2 아이들러 부재(204)(205) 각각은 다수의 와이어로프 각각이 통과하는 다수의 풀리로 구성된다.

한편, 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)는 베어링 부재(105)를 일방향(제1방향)으로 180도 감고 베어링 고정부재(104)의 와이어 홀(107)을 통과하여 제 1 아이들러축(202)에 결합된 제 1 아이들러부재(204)를 통해 와이어로프 구동수단(300)에 연결된다. 그리고, 제 2 와이어로프(402)는 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)와 반대방향(제2방향)으로 베어링부재(105)를 180도 감고 베어링 고정부재(104)의 와이어 홀(107)을 통과하여 제 1 아이들러축(202)에 결합된 제 1 아이들러 부재(204)를 통해 와이어로프 구동수단(300)에 연결된다. 이때, 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)와 제 2 와이어로프(402)는 각각 제 2 아이들러축(203)에 부착된 제 2 아이들러 부재(205)와 관부재(201)를 통해 와이어로프 구동수단(300)에 연결된다. 이와 같은 구성에 따라 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)를 당기는 경우와, 제 2 와이어로프(402)를 당기는 경우 종단부 고정부재(103)는 시계방향 또는 반시계방향 중 한 방향으로 롤링한다. 다시 말하면, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프(401)(402)를 이용하면 제 1, 제 2 종단부재(101)(102)는 종단부재의 축방향으로 롤링 운동한다.

베어링부재(105)는 사람의 신체에 삽입이 되므로 유해한 물질이 포함되지 않아야 한다. 보통 베어링볼은 윤활유가 발라져 있지만 본 발명에서 사용된 베어링 부재(105)는 윤활유가 없고 소독이 가능하여 인체에 무해한 재료로 이루어진 베어링을 사용함이 바람직하다. 또한, 베어링을 사용하지 않을 경우, 베어링 고정부재(104)와 이 베어링 고정부재(104)에 고정되어 마찰이 거의 없이 회전할 수 있는 물질로 구성됨이 바람직하다. 참고로, 베어링 고정부재(104)는 제 1 아이들러축(202)을 축으로 하여 피칭방향 회전운동한다.

한편, 이러한 와이어로프는 도 3에 나타낸 바와 같은 롤링 구동 와이어로프 외에 그립 구동 와이어로프 및 피칭 구동 와이어로프가 더 구성된다. 이와 같은 그립 구동 와이어로프 및 피칭 구동 와이어로프에 대하여는 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 그립 구동, 롤링 구동 및 피칭 구동용 와이어로프를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 수술도구의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 그립 구동, 롤잉 구동 및 피칭 구동용 와이어로프는 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프(401)(402), 제 1, 제 2 그립 구동 와이어로프(403)(404) 및 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프(405)(406)로 구성된다. 여기서, 제 1, 제 2 그립 구동 와이어로프(403)(404)는 제 1 종단부재(101)와 제 2 종단부재(102)의 구성에 따라 동작이 달라질 수 있다. 다시 말하면 제 1 종단부재(101)와 제 2 종단부재(102)가 집게이거나 가위인 경우 오므림 동작과 벌림 동작을 할 수 있고, 메스인 경우 커팅 동작을 하도록 할 수 있다.

제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프(401)(402)는 종단부 고정부재(103)의 롤링을 구동한다.

그리고, 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프(405)(406)는 베어링 고정부재(104)의 대응되는 방향의 서로 다른 와이어 홀(107)에 각각 매듭 또는 클램핑 중 하나의 방식으로 결합(부착)된다.

여기서, 제 1 피칭 구동 와이어로프(405)를 구동하는 경우 제 1 피칭 방향(예로써, 도면의 정면)으로 구동하고, 제 2 피칭 구동 와이어로프(406)를 구동하는 경우 제 1 피칭 방향과 반대되는 제 2 피칭 방향(예로써, 도면의 후면)으로 구동된다. 따라서, 베어링 고정부재(104)를 전후로 피칭할 수 있다. 이때, 베어링 고정부재(104)는 제 1 아이들러축(202)을 회전축으로 하여 회전한다.

도 5는 도 1에 나타낸 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 와이어로프 구동 수단 중 하나를 상세히 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치의 와이어로프 구동 수단은 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 로프 고정부재(301) 및 제 2 로프 고정부재(302), 장력조절볼트부재(303), 볼스크류너트부재(304), 볼스크류 나사부재(305), 리니어 가이드부재(306), 와이어로프 구동수단 축 부재(307), 와이어로프 구동수단 아이들러 부재(308) 및 케이스부재(309)(310)로 구성된다.

여기서, 제 1 로프 고정부재(301) 및 제 2 로프 고정부재(302)에는 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)와 제 2 롤링 구동 와이어로프(402)가 각각 고정된다. 그리고, 장력 조절 볼트부재(303)는 제 1 로프 고정부재(301)와 제 2 로프 고정부재(302)간 연결되어 볼트부재를 조절하는 것에 따라 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)와 제 2 롤링 와이어로프(402)간 장력을 조절한다. 그리고, 볼스크류너트부재(304)는 제 1 로프 고정부재(301) 상부에서 제 1 로프 고정부재(301)와 다수의 고정볼트부재(311)를 통해 체결된다. 한편, 볼스크류 나사부재(305)는 볼스크류너트부재(304)의 수직한 방향으로 체결되어 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)와 제 2 롤링 와이어로프(402)의 상하운동을 조절한다. 또한, 리니어 가이드부재(306)는 제 1 로프 고정부재(301)와 볼트결합되어 있으며, 제 1 로프 고정부재(301)와 제 2 로프 고정부재(302)의 상하운동 시 가이드 기능을 수행한다. 그리고, 와이어로프 구동수단 아이들러 부재(308)는 와이어로프 구동 수단의 측면 케이스(309) 일측에서 구동수단 내부로 연장되어 형성된다. 또한, 와이어로프 구동 수단의 하면 케이스(310)에는 와이어로프 구동수단 축부재(307)와 수직한 방향으로 형성된 와이어로프 통공 홀(312)이 구성된다. 이와 같은 와이어로프 통공 홀(312)을 통해 수술도구(100)까지 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)와 제 2 롤링 구동 와이어로프(402)가 연장된다.

이와 같은 방식으로, 제 1, 제 2 그립 구동 와이어로프(403)(404) 및 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프(405)(406) 역시 각각의 로프 고정부재, 장력조절볼트부재, 볼스크류너트부재, 볼스크류 나사부재, 리니어 가이드부재, 와이어로프 구동수단 축 부재, 와이어로프 구동수단 아이들러 부재와 연동되고, 케이스부재에 결합된다. 이러한 제 1, 제 2 그립 구동 와이어로프(403)(404) 및 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프(405)(406)가 와이어로프 구동수단에 결합된 상태를 도 6에 나타내고 있다. 그리고, 도 5에서의 볼스크류 나사부재(305)는 도 6에서와 같은 회전풀리(313)에 연결되고, 각각의 회전풀리(313)는 각각의 제 1 내지 제 3 모터(M1, M2, M3)에 의해 제어된다. 이를 위하여 각각의 회전풀리(313)에는 모터축과 연결하기 위한 홈이 구성됨이 바람직하다. 이러한 회전풀리(313)는 볼스크류 나사부재(305)에 고정되어 볼스크류 나사부재(305)를 회전시키고 그에 따라 종단부 고정부재(103)를 롤링구동 할 수 있다. 한편, 수술도구의 종단부재가 수술용 메스인 경우에는 제 1, 제 2 그립 구동 와이어로프(403)(404)의 구성이 불필요할 수 있으므로, 그와 같은 경우 제 2 모터의 구성 역시 생략될 수 있다. 이와 같은 회전풀리(313)가 결합된 후 와이어로프 구동수단은 케이스(314)에 의해 덮힌다. 이러한, 케이스(314)는 방수처리되어 소독이나 살균처리 시에도 내부의 와이어로프 구동수단을 구성하는 각각의 부재를 안전하게 보호하도록 한다.

이와 같은 와이어로프 구동수단은 도 5에 나타낸 볼스크류너트부재(304)는 볼스크류 나사부재(305)에 연결이 되어 있으며, 볼스크류 나사부재(305)가 회전을 할 경우 볼스크류너트부재(304)는 직진운동을 하게 된다. 한편, 볼스크류 나사부재(305)가 회전을 하게 되면, 볼스크류 너트부재(304)와 제 1, 제 2 로프 고정부재(301)(302)는 직진 운동을 하게 된다. 이와 같은 리니어 가이드부재(306)에 의해서 양방향 직진 운동 외에 다른 공간상의 운동은 제한된다.

제 1 롤링 구동 와이어로프(401)는 안내수단(200)을 통과하여 와아어로프 구동수단(300)에 연결되며, 제 2 롤링 구동 와이어로프(402)는 와이어로프 구동수단 축 부재(307)에 고정된 와이어로프 구동수단 아이들러 부재(308)를 180도 감고 다시 수직 방향 아래로 내려와 제 1 로프 고정부재(301)에 고정이 된다. 그리고, 제 1 로프 고정부재(301)에는 제 2 롤링 구동 와이어로프 체결 홈(301a)이 구성되어 제 2 롤링 구동 와이어로프(402)가 해당 체결 홈(301a)으로 삽입이 되어 매듭 또는 클램핑 중 하나의 방식으로 체결된다. 또한, 제 1 롤링 구동 와이어로프(401)는 제 2 로프고정부재(302)의 제 1 롤링 구동 와이어로프 체결 홈(302a)으로 삽입이 된다. 체결 방식은 제 2 롤링 구동 와이어로프(402)와 매듭을 지어서 체결 홈(302a)에 걸리게 하거나, 별동의 볼트를 와이어로프와 함께 체결홈(302a)에 체결하고, 볼트를 조여 압착력에 의해 고정되도록 할 수 있다.

한편, 장력조절볼트(303)를 사용하여 제 1, 제 2 로프 고정부재(301)(302)와의 거리를 조절하는 것에 따라 리니어 가이드부재(306)에서 적절하게 장력이 평형을 이루게 할 수 있다.

그리고, 볼스크류 나사부재(305)를 회전하는 경우 제 1 로프 고정부재(301)와 제 2 로프 고정부재(302)가 이동함에 따라 제 1, 제2 롤링 구동 와이어로프(401)(402)도 이동하여 종단부 고정부재(103)를 롤링구동한다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 수술도구 101 : 제 1 종단부재
102 : 제 2 종단부재 103 : 종단부 고정부재
104 : 베어링 고정부재 105 : 베어링 부재
106 : 와이어로프 고정홀 107 : 와이어 홀
108 : 제 1 종단부 조절부재 109 : 제 2 종단부 조절부재
200 : 안내 수단 201 : 안내수단
202, 203 : 제 1, 제 2 아이들러축 204 : 제 1, 제 2 아이들러 부재
300 : 와이어로프 구동수단 301, 302 : 제 1, 제 2 로프 고정부재
303 : 장력조절볼트부재 304 : 볼스크류너트부재
305 : 볼스크류 나사부재 306 : 리니어 가이드부재
307 : 와이어로프 구동수단 축 부재
308 : 와이어로프 구동수단 아이들러 부재
309, 310 : 케이스부재 311 : 고정볼트부재
312 : 와이어로프 통공 홀
401, 402 : 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프
403, 404 : 제 1, 제 2 그립 구동 와이어로프
405, 406 : 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프

Claims

수술도구의 종단 부재와, 상기 종단부재를 고정하며 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 와이어로프 고정홀이 형성된 종단부 고정부재와, 상기 종단부 고정부재의 일측에 연결된 베어링 부재와, 상기 베어링 부재의 다른 일측에 연결되며 외주면에 상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프를 통과시키고, 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프가 체결되는 다수의 와이어 홀이 구성된 베어링 고정부재가 구성된 수술도구;
상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프를 상기 수술도구의 상기 종단부 고정부재로 안내하고, 상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 상기 수술도구의 상기 베어링 고정부재로 안내하는 안내수단; 및
상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 구동하는 와이어로프 구동수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 롤링 구동 와이어로프는 상기 베어링 부재를 180도 감고 상기 베어링 고정부재의 상기 다수의 와이어 홀 중 하나를 통과하여 상기 안내수단을 통해 상기 와이어로프 구동수단에 연결되고,
상기 제 2 롤링 구동 와이어로프 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프와 반대방향으로 상기 베어링부재를 180도 감고 상기 베어링 고정부재의 상기 다수의 와이어 홀 중 다른 와이어 홀을 통과하여 상기 와이어로프 구동수단에 연결됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프는 상기 종단부 고정부재를 롤링 구동하고,
상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프는 상기 베어링 고정부재를 피칭 구동하는 것을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수술도구는,
집게나 핀셋 또는 메스 중 하나인 것을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 4 항에 있어서,
상기 수술도구가 집게나 핀셋 중 하나인 경우 상기 수술도구에는 그립을 위한 와이어로프를 추가 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 1 항에 있어서,
상기 안내수단은,
상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프를 통과시키는 중공의 관부재와,
상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프 각각이 통과하는 다수의 풀리로 구성되는 제 1, 제 2 아이들러 부재와,
상기 제 1, 제 2 아이들러 부재의 내주면에 결합되며, 상기 관부재에 체결되는 제 1, 제 2 아이들러축으로 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 1 항에 있어서,
상기 와이어로프 구동수단은,
상기 제 1 롤링 구동 와이어로프와 제 2 롤링 와이어로프가 각각 고정되는 제 1 로프 고정부재 및 제 2 로프 고정부재와,
상기 제 1 로프 고정부재와 제 2 로프 고정부재간 연결되어 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프와 제 2 롤링 와이어로프간 장력을 조절하는 장력 조절 볼트부재와,
상기 제 1 로프 고정부재 상부에서 상기 제 1 로프 고정부재와 고정볼트부재를 체결하는 볼스크류너트부재와;
상기 볼스크류너트부재의 수직한 방향으로 체결되어 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 2 롤링 와이어로프의 상하운동을 조절하는 볼스크류 나사부재와,
상기 제 1 로프 고정부재와 상기 제 2 로프 고정부재의 상하운동 시 가이드 기능을 수행하는 리니어 가이드부재와,
상기 와이어로프 구동 수단의 측면 케이스 일측에서 내측으로 연장되어 형성된 와이어로프 구동수단 축부재와,
상기 와이어로프 구동수단 축부재의 내측면에 결합되는 와이어로프 구동수단 아이들러 부재와,
상기 와이어로프 구동 수단의 하면 케이스에 상기 와이어로프 구동수단 축부재와 수직한 방향으로 형성된 와이어로프 통공 홀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 7 항에 있어서,
상기 볼스크류 나사부재가 회전을 할 경우 상기 볼스크류너트부재는 직진운동을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 7 항에 있어서,
상기 볼스크류 나사부재가 회전하면 상기 볼스크류 너트부재와 상기 제 1, 제 2 로프 고정부재는 직진 운동을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 7 항에 있어서,
상기 볼스크류 나사부재는 회전풀리에 연결되고, 상기 회전풀리는 모터에 의해 제어됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 10 항에 있어서,
상기 회전풀리에는 상기 모터의 모터 축과 연결하기 위한 홈이 구성된 것을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 로프 고정부재에는 상기 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 제 2 롤링 구동 와이어로프 체결 홈이 구성되고,
상기 제 2 로프 고정부재에는 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 제 1 롤링 구동 와이어로프 체결 홈이 구성된 것을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 롤링 구동 와이어로프는 상기 안내수단을 통과하여 상기 와이어로프 구동수단에 연결되고,
상기 제 2 롤링 구동 와이어로프는 상기 와이어로프 구동수단 축 부재에 고정된 상기 와이어로프 구동수단 아이들러 부재를 180도 감고 다시 수직 방향 아래로 내려와 상기 제 1 로프 고정부재에 고정됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 2 롤링 구동 와이어로프는 각각 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프 및 제 2 롤링 구동 와이어로프 체결 홈에 매듭 또는 클램핑 중 하나로 체결됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.
수술도구 종단 부재와, 상기 수술도구의 종단부재를 고정하며 상기 수술도구의 제 1 방향과 상기 제 1 방향에 대응하는 제 2 방향으로의 롤링을 제어하기 위한 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프가 체결되는 와이어로프 고정홀이 형성된 종단부 고정부재와, 상기 종단부 고정부재의 일측에 연결된 베어링 부재와, 상기 베어링 부재의 다른 일측에 연결되며, 상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프는 통과시키고, 상기 수술도구의 피칭을 제어하기 위한 제 1, 제 2 피칭 구동 와이어로프가 체결되는 다수의 와이어 홀이 구성된 베어링 고정부재가 구성된 수술도구;
상기 베어링 부재에 대해 일방향으로 감고 상기 베어링 고정부재의 상기 다수의 와이어 홀 중 하나를 통과하여 상기 종단부 고정부재의 상기 와이어로프 고정홀에 체결되는 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프;
상기 제 1 롤링 구동 와이어로프가 감기는 방향과 반대방향으로 상기 베어링부재를 감고 상기 베어링 고정부재의 상기 다수의 와이어 홀 중 상기 제 1 롤링 구동 와이어로프가가 통과한 와이어 홀과는 다른 와이어 홀을 통과하여 상기 종단부 고정부재의 상기 와이어로프 고정홀에 체결되는 상기 제 2 롤링 구동 와이어로프;
상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 1 제 2 피칭 구동 와이어로프를 구동하는 와이어로프 구동수단; 및
상기 와이어로프 구동수단과, 상기 수술도구 사이에서 상기 제 1, 제 2 롤링 구동 와이어로프와 상기 제 1 제 2 피칭 구동 와이어로프를 안내하는 안내수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수술도구 종단부의 롤링 운동이 가능한 최소침습수술용 수술장치.