KR101176864B1 - 내시경수술용 수술도구 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어를 이용하여 굴절각을 조절할 수 있는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 내시경수술용 수술도구 구동장치는, 선단에 도구가 위치하는 도구부, 상기 카메라부에 연결되고 적어도 하나 이상의 와이어를 구비하는 굴절부 및 상기 굴절부에 연결된 지지부를 포함하여 구성되는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 구동장치로서, 상기 지지부에 연결된 주입 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 주입 구동부를 구비함으로써 내시경수술용 수술도구가 인체에 주입되는 속도와 양을 정밀하게 조절할 수 있게 하여 인체의 부상을 최소화 할 수 있다. 또한 대칭으로 위치하는 한 쌍의 와이어를 하나의 풀리에 연결한 와이어 구동부를 구비함으로써 모터의 수를 최소화할 수 있다. 그리고 주입 구동부와 와이어 구동부를 함께 구비함으로써 인체에 삽입되는 내시경수술용 수술도구를 정밀하게 자동 제어할 수 있는 효과가 있다.

내시경수술, 와이어, 구동장치, 이비인후과, 수술도구

Description

내시경수술용 수술도구 구동장치{DRIVING APPARATUS FOR ENDOSCOPIC SURGICAL TOOL}

본 발명은 내시경수술용 수술도구 구동장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 굴절각을 조절할 수 있는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 장치에 관한 것이다.

내시경은 내장장기 또는 체강 내부를 직접 볼 수 있게 만든 의료기구로서, 수술을 하거나 부검을 하지 않고서는 직접 병변을 볼 수 없는 장기에 대하여 기계를 삽입하여 관찰하도록 고안된 기구이다. 내시경은 일반적으로 기관지경, 식도경, 위경, 십이지장경, 직장경, 방광경, 복강경, 흉강경, 종격경, 심장경 등이 있다.

이러한 내시경은 통상적으로 인체의 내부의 굴곡에 따라 휘어질 수 있도록 삽입 튜브가 유연성을 가지도록 제작되지만, 그 유연성에는 한계가 있다. 즉, 기존의 내시경은 사용자가 삽입 튜브의 굴절각을 조절하는 것이 아니라, 인체 내부의 굴곡에 따라 삽입 튜브가 자연적으로 굴절되도록 제작되었다. 따라서 기존의 내시경은 환자의 인체 내부에 삽입되더라도 삽입 튜브를 사용자의 의도대로 굴절시킬 수 없으므로, 삽입 튜브의 말단에 구비된 카메라를 사용자가 원하는 방향으로 전환 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위하여 굴절각을 조절할 수 있는 내시경을 개발하였으며, 이는 내시경수술에 사용되는 수술도구에도 적용이 가능하다.

도 5는 본 발명의 발명자들이 개발하였던 내시경의 굴절부를 나타낸다. 이러한 내시경은 와이어(210)를 이용하여 굴절각을 조절할 수 있으며, 실린더(220)의 사이에 위치하는 코일스프링(230)의 특성을 이용하여 180도(또는 이상)까지 굴절이 가능하다. 그리고 짝수의 와이어(210)를 서로 등간격으로 배치함으로써 원하는 각도로 굴절시킬 수 있도록 하였다. 도면에서는 특히 4개를 등간격으로 배치한 경우를 도시하였다.

하지만, 굴절각을 조절할 수 있는 내시경 또는 내시경수술용 수술도구를 사용하여도, 종래와 같이 인체에 삽입하고 굴절각을 조절하는 것을 수동으로 하는 경우에는 섬세한 조절이 어렵다는 문제가 있다. 특히 내시경 또는 내시경 수술도구가 삽입되는 인체의 내부는 그 피부가 매우 약하기 때문에 섬세하게 조절하지 못하면 출혈이 발생하는 등 상당한 문제가 발생한다. 따라서 굴절각의 조절이 가능한 내시경 또는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 장치에 대한 개발이 시급하다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 와이어를 이용하여 굴절각을 조절할 수 있는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 구동부를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 내시경수술용 수술도구 구동장치는, 선단에 도구가 위치하는 도구부, 도구부에 연결되고 적어도 하나의 와이어를 구비하는 굴절부 및 굴절부에 연결된 지지부를 포함하여 구성되는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 구동장치로서, 지지부에 연결된 주입 구동부; 및 와이어에 연결된 와이어 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

주입 구동부는 지지부의 외주면에 접촉되어 회전하는 휠과 휠을 회전시키는 모터를 포함하여 구성되는 것이 좋으며, 지지부를 사이에 두고 휠에 대칭적으로 위치하는 보조휠을 더 포함하는 것이 바람직하다.

와이어 구동부는 적어도 하나의 와이어가 등간격으로 배치된 짝수의 와이어로 구현되는 경우, 와이어들 중 대칭되는 위치의 와이어들이 함께 체결되는 적어도 하나의 풀리와 풀리에 각각 체결되어 대응되는 풀리를 회전시키는 적어도 하나의 모터를 포함하는 것이 좋다.

또한 본 발명에 의한 내시경수술용 수술도구 구동장치는, 선단에 도구가 위치하는 도구부, 도구부에 연결되고 등간격으로 배치된 짝수의 와이어가 구비된 굴 절부 및 굴절부에 연결된 지지부를 포함하여 구성되는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 구동장치로서, 와이어들 중 대칭되는 위치의 와이어들이 함께 체결되는 적어도 하나의 풀리와 풀리에 각각 체결되어 대응되는 풀리를 회전시키는 적어도 하나의 모터를 포함하여 이루어지는 와이어 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도구부에 위치하는 도구는 카메라, 겸자, 가위, 분쇄기 및 흡입기 중에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 주입 구동부를 구비함으로써 내시경수술용 수술도구가 인체에 주입되는 속도와 양을 정밀하게 조절할 수 있게 하여 인체의 부상을 최소화 할 수 있다.

또한 대칭으로 위치하는 한 쌍의 와이어를 하나의 풀리에 연결한 와이어 구동부를 구비함으로써 모터의 수를 최소화할 수 있다.

그리고 주입 구동부와 와이어 구동부를 함께 구비함으로써 인체에 삽입되는 내시경수술용 수술도구를 정밀하게 자동 제어할 수 있는 효과가 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예는 내시경수술 또는 검사에 사용되는 내시경을 구동하는 구동장치에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동장치를 포함하는 내시경을 정면에서 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 내시경을 위 에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

일 실시예에 따른 내시경수술용 수술도구 구동장치(1)는 도구부(100)와 굴절부(200) 및 지지부(300)를 포함하여 구성되는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 부분이다.

도구부(100)는 그 끝에 내시경수술에 사용되는 도구가 위치하는 부분이이며, 본 실시예는 수술용 도구로서 영상을 촬영하는 카메라(110)가 위치하는 내시경에 관한 것이다.

굴절부(200)는 와이어(210)의 조절에 따라서 굴절이 가능하여, 도구부(100)를 원하는 각도로 조절할 수 있는 부분이다. 이를 위하여 굴절부(200)는 와이어(210)가 수용되는 실린더(220)와 굴절각을 향상시키기 위하여 결합된 코일스프링(230)을 포함하여 구성된다. 본 실시예는 4개의 와이어(210)가 등간격으로 배치됨으로써 굴절부(200)의 굴절각을 자유롭게 다양한 방향으로 조절할 수 있도록 한 내시경이며, 와이어(210)의 개수가 4개에 한정되는 것은 아니다.

지지부(300)는 굴절부(200)에 연결되어 도구부(100)와 굴절부(200)를 지지하는 부분으로, 내시경이 인체에 삽입되는 양을 조절하는 부분이므로 충분한 길이를 갖도록 제작된다. 지지부(300)의 다른 쪽은 구동장치(1)의 내부까지 이어져 연결된다.

본 실시예에 따른 내시경을 구동하는 내시경 구동장치(1)는 주입 구동부(10)와 와이어 구동부(20)를 포함하여 구성된다.

주입 구동부(10)는 내시경을 인체에 삽입하는 동작을 구동하는 부분이며, 휠(12)과 모터(14)를 포함하여 구성된다.

휠(12a)은 지지부(300)의 외주면에 접촉되어 회전하는 부분으로, 회전 시에 마찰력을 이용하여 지지부(300)를 이동시킨다. 그리고 모터(14)는 휠(12)에 회전력을 부여하며, 양방향으로 회전이 가능한 것을 사용한다. 휠(12)과 모터(14)는 수용공간의 절약을 위하여 교차축기어 등을 이용하여 회전축을 변환하여 연결될 수 있다.

휠(12)은 마찰력을 높이기 위하여 표면이 고무재질이다. 그리고 지지부(300)를 안정적으로 움직이기 위하여 지지부(300)를 사이에 두고 대칭되게 위치하는 보조휠(16)을 설치한다. 보조휠(16)은 지지부(300)의 안정감을 높이는 역할을 한다. 보조휠(16)에는 모터가 설치되지 않고, 보조휠(16)은 지지부(300)의 움직임에 따라서 자유롭게 회전한다.

그리고 주입 구동부(10)는 두 개 이상으로 구성하여 이송의 안정감을 높일 수 있다.

와이어 구동부(20)는 굴절부(200)의 굴절각도를 조절하기 위하여 와이어(210)를 긴장 또는 이완시키는 동작을 구동하는 부분이며, 풀리(22)와 모터(24)를 포함하여 구성된다.

풀리(22)는 와이어(210)가 연결되어 회전하는 부분으로, 회전에 따라서 연결된 와이어(210)가 긴장 또는 이완되도록 한다. 그리고 모터(24)는 풀리(22)에 회전력을 부여한다. 모터(24) 양방향으로 회전이 가능한 것을 사용한다. 수용공간의 절약을 위하여, 풀리(22)와 모터(24)를 연결할 때 교차축기어 등을 이용하여 회 전축을 변환하여 연결하거나, 와이어(210)의 각도를 바꾸어 풀리(22)에 연결할 수 있다.

풀리(22)에는 위치가 서로 대칭되는 두 개의 와이어가 동시에 체결된다. 따라서 풀리(22)의 개수는 와이어(210)의 개수에 따라서 결정되며, 본 실시예와 같이 4개의 와이어(210a, 210b, 210c, 210d)를 갖는 경우에는 2개의 풀리(22a, 22b)를 구비한다. 이때, 모터(24)는 풀리(22) 하나 당 하나씩 체결되어야 하므로 2개의 모터(24a, 24b)를 구비한다.

위치가 서로 대칭되는 와이어(210)는 하나의 와이어(210)가 긴장될 때 반대쪽의 와이어(210)는 이완되기 때문에, 이 둘을 하나의 풀리에 연결하면 풀리의 회전에 따라서 긴장과 이완을 동시에 실시할 수 있다. 이때, 풀리(22)의 크기는 굴절부(200)의 크기, 즉 굴절부(200)의 굴절곡률에 따라서 결정된다.

본 실시예에 따른 내시경 구동장치(1)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 1의 내시경이 굴절된 모습을 나타내는 도면이다. 본 실시예의 내시경수술용 수술도구 구동장치(1)는 주입 구동부(10)를 작동하여 내시경이 인체에 삽입되는 길이와 삽입속도를 조절할 수 있으며, 와이어 구동부(20)를 작동하여 굴절부(200)의 굴절각도를 조절할 수 있다.

주입 구동부(10)의 작동방법은 양방향으로 회전 가능한 모터(14)를 통해 휠(12)을 회전시킴으로써 휠의 마찰력에 의하여 지지부(300)가 이동하도록 하는 것이다. 이때, 보조휠(16)이 지지부(300)를 사이에 두고 대향하여 위치하기 때문에 모터에 의하여 회전하는 휠(12)의 마찰력이 완전히 지지부(300)에 미치며, 이동하 는 지지부(300)의 안정감도 향상된다.

주입 구동부(10)는 휠(12)의 회전 양을 조절하여 지지부(300)의 이동거리를 조절함으로써 인체에 삽입되는 내시경의 길이를 조절할 수 있으며, 휠(12)의 회전속도를 조절하여 내시경이 인체에 삽입되는 속도를 조절할 수 있다.

와이어 구동부(20)의 작동방법은 양방향으로 회전 가능한 모터(24a)를 통해 풀리(22a)를 회전시켜 풀리(22a)에 체결된 대칭된 와이어(210a, 210b)들 중 하나의 와이어(210a)는 긴장되고 다른 하나의 와이어(210b)는 이완되게 함으로써 긴장된 와이어(210a)가 설치된 방향으로 굴절부(200)가 굴절되도록 하는 것이다. 이때, 두 개의 모터(24a, 24b)를 동시에 회전시키면, 굴절부(200)를 다양한 방향으로 굴절시킬 수 있다.

와이어 구동부(20)는 풀리(22)의 회전각도를 조절하여 굴절부(200)의 굴절각도를 조절할 수 있으며, 풀리(22)의 회전속도를 조절하여 굴절부(200)가 굴절되는 속도를 조절할 수 있다.

특히, 본 실시예의 내시경수술용 수술도구 구동장치는 주입 구동부(10)의 모터(14)와 와이어 구동부(20)의 모터(24)를 전기적으로 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 통하여 내시경의 삽입과 굴절을 동시에 제어할 수 있다.

도 4는 도 1의 내시경을 사용하는 모습을 나타내는 도면이다. 도시된 것과 같이 본 발명의 내시경 구동장치(1)를 사용하면 내시경의 삽입동작과 굴절동작을 동시에 조작할 수 있다. 따라서 모터의 회전을 전기적으로 미세하게 조절할 수 있는 제어부를 이용하면, 내시경이 인체의 굴곡에 맞게 삽입되도록 제어할 수 있다. 예를 들면, X선 촬영, CT 촬영 또는 MRI 촬영을 통해서 파악된 삽입부위의 모양을 기준으로 내시경의 최적 움직임을 설정하고, 이를 제어부에 입력함으로써 내시경이 최적 움직임을 따라서 인체에 삽입되도록 자동제어되는 것이다. 이러한 자동제어를 통해서 내시경을 인체에 삽입함으로써 내시경을 삽입할 때 발생하는 문제가 크게 감소한다.

본 발명의 다른 실시예는 내시경수술에 사용되는 겸자, 가위, 분쇄기 또는 흡입기 등의 수술도구를 구동하는 구동장치이다. 이러한 실시예에 따른 수술도구는 도구부에 카메라가 아닌 도구가 위치하며, 굴절부의 실린더 형상 등에서 차이가 있을 수 있다. 그러나 와이어를 이용하여 굴절부의 굴절각도를 조절하는 점에서 앞서 설명한 내시경의 경우와 유사하여, 구동장치의 구성과 작동방법 또한 앞에서 설명한 내시경의 경우와 거의 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동장치를 포함하는 내시경을 정면에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1의 내시경을 위에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 3은 도 1의 내시경이 굴절된 모습을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 1의 내시경을 사용하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 발명자들이 종래에 개발한 내시경의 굴절부를 나타낸다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 구동장치 10: 주입 구동부

12: 휠 16: 보조휠

14, 24: 모터 20: 와이어 구동부

22: 풀리 100: 도구부

110: 카메라 200: 굴절부

210: 와이어 220: 실린더

230: 코일스프링 300: 지지부

Claims (6)

1. 선단에 도구가 위치하는 도구부, 상기 도구부에 연결되고 적어도 하나의 와이어를 구비하는 굴절부 및 상기 굴절부에 연결된 지지부를 포함하여 구성되는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 구동장치로서,

   상기 지지부에 연결된 주입 구동부; 및

   상기 와이어에 연결된 와이어 구동부; 를 포함하고,

   상기 주입 구동부는,

   상기 지지부의 외주면에 접촉되어 회전하는 휠과 상기 휠을 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구 구동장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 주입 구동부는,

   상기 지지부를 사이에 두고 상기 휠에 대칭적으로 위치하는 보조휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구 구동장치.
4. 삭제
5. 선단에 도구가 위치하는 도구부, 상기 도구부에 연결되고 등간격으로 배치된 짝수의 와이어가 구비된 굴절부 및 상기 굴절부에 연결된 지지부를 포함하여 구성되는 내시경수술용 수술도구를 구동하는 구동장치로서,

   상기 와이어들 중 대칭되는 위치의 와이어들이 함께 체결되는 적어도 하나의 풀리와 상기 적어도 하나의 풀리에 각각 체결되어 대응되는 풀리를 회전시키는 적어도 하나의 모터를 포함하여 이루어지는 와이어 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구 구동장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 도구부에 위치하는 도구는,

   카메라, 겸자, 가위, 분쇄기 및 흡입기 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구 구동장치.

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