KR101620831B1 - 수술용 인스트루먼트 - Google Patents

Abstract

수술용 인스트루먼트가 개시된다. 구동부와, 구동부에 연결되며, 길이방향으로 연장되는 튜브 형상의 샤프트(shaft)와, 샤프트에 내장되고, 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되며, 샤프트의 말단부에 노출된 렌즈를 통해 영상 정보를 획득하는 내시경과, 샤프트의 길이방향으로 수납 또는 인출되도록 내장되고, 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되며, 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터(effector)를 포함하는 수술용 인스트루먼트는, 하나의 샤프트에 내시경, 광원, 이펙터를 통합하여 내장하고, 각각을 작동시키기 위한 전용 구동부를 결합함으로써, 수술용 인스트루먼트를 로봇 암에 장착하지 않고 자체적으로 사용할 수 있으며, 복수의 인스트루먼트를 한꺼번에 삽입하기 곤란한 수술에도 용이하게 적용할 수 있다.

수술, 인스트루먼트

Description

수술용 인스트루먼트{Surgical instrument}

본 발명은 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.

수술용 로봇에는 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암이 구비되며, 로봇 암의 선단부에는 수술용 인스트루먼트(instrument)가 장착된다. 종래의 인스트루먼트는 하우징과, 하우징으로부터 연장되는 샤프트, 그리고 샤프트의 말단에 장착되어 수술 부위에 삽입되는 집게 형태 등의 엔드 이펙터(end effector)로 이루어지며, 하우징에는 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 회전하는 구동휠이 장착된다.

그러나, 종래의 수술용 인스트루먼트는 그 자체로서 구동되지 못하고, 구동력을 전달받기 위해 반드시 로봇 암에 장착하여 사용해야 하며, 수술 과정에서 내시경을 함께 사용하기 위해서는 또 다른 로봇 암에 내시경을 장착하여 사용해야 한다는 단점이 있었다.

이와 같이, 복수의 로봇 암 각각에 인스트루먼트나 내시경을 장착하여 수행되는 종래의 '로봇 암-인스트루먼트' 방식의 로봇 수술은, TEM(transanal endoscopic microsurgery) 수술, 뇌 수술, 척추 수술 등과 같이 여러 개의 인스트 루먼트를 삽입하기 곤란한 수술에는 적용하지 곤란하다는 한계가 있었다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은, 여러 개의 인스트루먼트를 삽입하기 곤란한 수술에도 쉽게 적용할 수 있는 통합형 수술용 인스트루먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동부와, 구동부에 연결되며, 길이방향으로 연장되는 튜브 형상의 샤프트(shaft)와, 샤프트에 내장되고, 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되며, 샤프트의 말단부에 노출된 렌즈를 통해 영상 정보를 획득하는 내시경과, 샤프트의 길이방향으로 수납 또는 인출되도록 내장되고, 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되며, 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터(effector)를 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다. 렌즈의 주변에는 피사체를 향하여 광을 조사하는 광원이 설치될 수 있다.

샤프트는 제1 부분과 제2 부분으로 분할되고, 렌즈는 제1 부분의 말단부에 설치되며, 이펙터는 제2 부분으로부터 인출되도록 내장될 수 있다. 이 경우, 제1 부분은 구동부로부터 구동력을 전달받아 그 말단부가 제2 부분으로부터 이격되도록 굴곡되고, 렌즈는 이펙터를 향하도록 설치될 수 있다.

수술 과정에서 구동부는 수술용 로봇 암에 장착되며, 로봇 암의 작동에 의해 렌즈 및 이펙터가 수술 부위에 억세스될 수 있다.

이펙터는, 샤프트에 길이방향으로 삽입되는 메인 튜브(main tube)와, 메인 튜브 내에 삽입되도록 결합되고, 그 단부가 소정 각도 굴곡되어 있으며, 그 단부가 메인 튜브 내에 삽입됨에 따라 메인 튜브의 길이방향을 향하도록 그 굴곡된 정도가 줄어들고, 그 단부가 메인 튜브로부터 인출됨에 따라 다시 원래의 상태가 되도록 그 굴곡된 정도가 늘어나는 가이드 튜브(guide tube)와, 가이드 튜브 내에 삽입되도록 결합되는 토크 케이블(torque cable)과, 토크 케이블의 단부에 결합되며 소정 간격 벌어져 있는 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하되, 토크 케이블이 가이드 튜브 내에 삽입됨에 따라 한 쌍의 죠 간의 간격이 줄어들어 그립(grip) 동작을 하고, 토크 케이블이 가이드 튜브로부터 인출됨에 따라 한 쌍의 죠는 원래의 상태가 되도록 상호 간의 간격이 벌어질 수 있다.

이 경우, 가이드 튜브가 메인 튜브 내에 삽입 또는 인출되는 정도를 조절함으로써 이펙터가 손목(wrist) 동작을 하도록 조작되고, 토크 케이블이 가이드 튜브 내에 삽입 또는 인출되는 정도를 조절함으로써 이펙터가 그립 동작을 하도록 조작될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하나의 샤프트에 내시경, 광원, 이펙터를 통합하여 내장하고, 각각을 작동시키기 위한 전용 구동부를 결합함으로써, 수술용 인스트루먼트를 로봇 암에 장착하지 않고 자체적으로 사용할 수 있으며, 복수의 인스트루먼트를 한꺼번에 삽입하기 곤란한 수술에도 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 많은 힘이 필요치 않으면서도 국부적인 위치 내에서 정교하게 조작이 이루어져야 하는 미세 수술(microsurgery) 분야에 적용할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나 의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 정면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 구동부(1), 샤프트(3), 내시경(6), 이펙터(8), 렌즈(60), 광원(62)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는, 하나의 샤프트(3)에 내시경(6)과 이펙터(8)를 통합하여 내장함으로써, 여러 개의 인스트루먼트를 삽입하기 곤란한 수술에 쉽게 사용할 수 있고, 샤프트(3)의 기저부에는 전용 구동부(1)를 결합함으로써, 수술용 로봇에 장착하지 않고도 독자적으로 작동될 수 있도록 한 것을 특징 으로 한다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 별도로 구비되는 전용 구동부(1)와, 구동부(1)로부터 소정의 길이방향으로 연장되는 튜브 형상의 샤프트(3)로 이루어진다. 샤프트(3) 내에는 내시경(6) 및 이펙터(8)가 각각 삽입, 내장되는데, 내시경(6) 및/또는 이펙터(8)는 전용 구동부(1)로부터 구동력을 전달받아 작동될 수 있다. 구동력은 내시경(6) 및/또는 이펙터(8)의 작동방식에 따라 전기적, 기계적 동력일 수 있다.

내시경(6)의 렌즈(60)는 샤프트(3)의 말단부에 노출되어 있으며, 이로써 내시경(6)은 렌즈(60)를 통해 피사체의 영상 정보를 획득하게 된다. 본 실시예에 따른 내시경(6)으로는 복강경, 흉강경, 관절경, 비경, 방광경, 직장경, 십이지장경, 종격경, 심장경 등 다양한 용도 및 광학식, 전자식 등 다양한 작동 방식의 내시경(6)이 사용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 내시경(6)으로는 좌안 영상 및 우안 영상을 각각 획득할 수 있는 스테레오 타입의 내시경(6)이 사용될 수 있으며, 이를 위해 샤프트(3)의 말단부에 한 쌍의 렌즈(60)가 설치될 수 있다.

내시경을 단독으로 사용할 경우에는 내시경의 말단부에 한 쌍의 렌즈(60)를 설치해야 하는데, 내시경의 직경의 한계로 인하여 한 쌍의 렌즈 간의 간격을 충분히 확보할 수 없으며, 이로 인하여 충분한 양안시차를 갖는 스테레오 영상을 확보하는 데에 한계가 있었다.

그러나, 본 실시예에 따른 인스트루먼트는 내시경(6)이 내장된 샤프트(3)의 직경이 내시경(6) 자체의 직경보다 크므로, 한 쌍의 렌즈 간의 간격을 충분히 확보할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 한 쌍의 렌즈를 반드시 샤프트(3)의 말단면에 설치해야 하는 것은 아니며, 도 3 및 도 4에 예시된 것처럼 샤프트(3) 말단부의 외주면에도 설치할 수 있어, 렌즈를 설치할 수 있는 공간을 더욱 충분히 확보할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 것처럼, 내시경(6)의 렌즈(60) 주변에는 보다 선명한 영상을 획득하기 위하여 피사체를 향하여 광을 조사하는 광원(62)이 더 설치될 수 있다. 광원(62) 또한 내시경(6) 및 이펙터(8)와 마찬가지로 전용 구동부(1)로부터 (전기적) 구동력을 전달받아 작동될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 샤프트(3) 내에는 절단, 그립, 봉합 등 수술에 필요한 각종 조작 행위를 수행하는 이펙터(8)가 내장되며, 이펙터(8)는 전용 구동부(1)로부터 구동력을 전달받아 작동될 수 있다. 본 실시예는 이펙터(8)는 도 1에 도시된 것처럼 샤프트(3)의 길이방향으로 수납 또는 인출되도록 내장된다.

즉, 본 실시예는 내시경(6)과 이펙터(8)를 지지, 가이드하기 위해 각각 별도의 샤프트를 구비하는 대신, 하나의 샤프트(3)가 이펙터용 샤프트 및 내시경용 샤프트의 역할을 겸하도록 함으로써, 복수의 수술 도구(내시경(6), 이펙터(8))가 통합된 형태의 인스트루먼트를 구현한 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 수술용 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면이 다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 샤프트(3), 제1 부분(5), 내시경(6), 제2 부분(7), 이펙터(8), 렌즈(60), 광원(62)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 샤프트(3)는 도 1에 도시된 것처럼 막대 형상으로 이루어질 수 있는데, 이와 같이 내시경(6)과 이펙터(8)가 하나의 샤프트(3) 내에 통합될 경우 각각의 기능 및 작용이 제한될 우려를 배제할 수 없다. 이에 대해 본 실시예에 따른 인스트루먼트는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 샤프트(3)를 2 이상의 부분으로 분할하고 각 부분에 내시경(6) 및 이펙터(8)가 각각 내장되도록 함으로써, 전술한 우려를 방지할 수 있다.

즉, 샤프트(3)를 제1 부분(5)과 제2 부분(7)으로 분할하고, 내시경(6)의 렌즈(60)는 제1 부분(5)의 말단부에 설치하며, 이펙터(8)는 제2 부분(7)으로부터 인출되도록 내장될 수 있다. 샤프트(3)는 다양한 방법으로 2개(또는 2개 이상)의 부분으로 분할할 수 있는데, 내시경(6)과 이펙터(8)가 각각 제 기능을 효과적으로 발휘하도록 하기 위해, 도 3에 도시된 것처럼 분할면이 길이방향으로 형성되도록 분할할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 샤프트(3)는 내시경(6)에 대한 샤프트 역할을 하는 제1 부분(5)과, 이펙터(8)에 대한 샤프트 역할을 하는 제2 부분(7)이 통합된 형태로 이루어질 수 있다.

나아가, 제1 부분(5) 및/또는 제2 부분(7)은 서로 이격되도록 굴곡될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 것처럼, 렌즈(60)가 설치되는 제1 부분(5)(의 말단부)이 제2 부분(7)에 대해 이격되는 방향으로 굴곡될 수 있다. 이 경우 내시경용 렌즈(60) 및 광원(62)은 제1 부분(5)의 말단면 뿐만 아니라, 이펙터(8)를 바라보도록 제1 부분(5)의 말단부의 외주면에 설치될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 인스트루먼트를 사용하여 수술을 수행하는 과정을 살펴보면, 제1 부분(5)이 굴곡된 상태에서 제2 부분(7)의 말단부로부터 이펙터(8)가 인출되어 수술을 수행하고, 제1 부분(5)의 말단부에 설치된 광원(62)이 이펙터(8)가 조작되는 지점, 즉 수술 부위(도 4의 'S' 참조)를 향하여 광을 조사하며, 제1 부분(5)의 말단부에 설치된 렌즈(60)는 수술 부위에 대한 영상 정보를 획득하게 된다.

제1 부분(5) 및/또는 제2 부분(7)은 조작자에 의해 수동으로 굴곡될 수도 있으나, 본 실시예에 따른 전용 구동부(1)로부터 구동력을 전달받아 자동으로 굴곡될 수도 있다. 이를 위해 샤프트(3)의 굴곡 지점에는 회전축 및 그에 연결되는 풀리 와이어 등 제1 부분(5) 및/또는 제2 부분(7)의 굴곡을 위한 기구(機構)적 구조물이 설치될 수 있다.

이상으로 설명한 내시경-이펙터 통합형 인스트루먼트는 독자적으로 수술에 사용될 수도 있으며, 수술용 로봇의 로봇 암에 장착되어 사용될 수도 있다. 본 실시예에 따른 인스트루먼트는 전용 구동부(1)를 구비하므로, 로봇 암에 장착되어 사용되더라도 로봇 암으로부터 별도의 구동력을 전달받을 필요는 없으며, 다만 로봇 암의 작동에 의해 인스트루먼트의 위치나 방향이 조작될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 내시경용 렌즈(60) 및 이펙터(8)의 단부가 수술 부위에 억세스되도록, 로봇 암을 구동시켜 인스트루먼트의 위치나 방향을 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이펙터를 나타낸 개념도이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이펙터의 작동 방식을 나타낸 개념도이다. 도 5 내지 도 10을 참조하면, 샤프트(3), 이펙터(8), 메인 튜브(10), 가이드 튜브(20), 토크 케이블(32), 죠(34)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 이펙터는, 이펙터의 각 부분에 풀리 와이어를 권취하고 와이어를 통해 장력이 인가되도록 함으로써 해당 부분이 작동되도록 할 수 있으나, 샤프트(3) 내에 내장시키기 위해 보다 슬림하고 간단한 구조의 이펙터가 사용될 수도 있다.

즉, 본 실시예에 따른 이펙터(8)는, 복수의 와이어를 사용하는 대신, 가이드 튜브(20)를 메인 튜브(10)에 삽입, 인출시킴으로써 그 팁(tip) 부분의 손목(wrist) 동작을 구현할 수 있다. 나아가, 단부에 한 쌍의 죠(34)가 장착된 토크 케이블(32)을 가이드 튜브(20)에 삽입, 인출시킴으로써 한 쌍의 죠(34)의 그립(grip) 조작을 구현할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 이펙터(8)는, 도 5에 도시된 것처럼, 메인 튜브(10) 내에 가이드 튜브(20)가 삽입 또는 인출되도록 결합되고, 가이드 튜브(20) 내에 토크 케이블(32)이 삽입 또는 인출되도록 결합되는 구조를 기본으로 한다.

본 실시예에 따른 메인 튜브(10)는 튜브 형상, 즉 관(管) 형상으로 형성되며, 그 내부에는 가이드 튜브(20)가 삽입된다. 가이드 튜브(20)의 단부는 소정 각도, 예를 들면 90도로 굴곡된 상태로 제작될 수 있다.

이처럼, 90도로 꺾여진 상태로 제작된 가이드 튜브(20)를 메인 튜브(10)에 삽입 또는 인출시킴에 따라 가이드 튜브(20)의 단부의 꺾여진 각도가 펴지거나 구부러질 수 있는데, 이러한 특성을 이용하여 인스트루먼트의 팁의 손목 동작을 구현할 수 있다.

이펙터(8)는, 그 길이방향을 축으로 한 회전, 공간상에서 죠(34)가 향하는 방향의 변경(손목 동작), 한 쌍의 죠(34)의 그립 동작이 가능하도록 제작될 수 있으며, 이러한 각 움직임을 조합하여 수술에 필요한 각종 동작이 수행될 수 있다.

이를 위해, 도 6에 도시된 것처럼, 메인 튜브(10)를 그 길이방향을 축으로 하여 회전시킬 수 있다. 메인 튜브(10)의 회전에 따라 그에 삽입, 결합된 가이드 튜브(20) 또한 회전하게 되며, 이에 따라 죠(34)가 향하는 방향이 변경될 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 것처럼, 가이드 튜브(20)가 메인 튜브(10) 내에 삽입 또는 인출되는 정도를 조절함으로써 인스트루먼트의 팁의 손목 동작을 구현할 수 있다. 본 실시예에 따른 가이드 튜브(20)는 그 단부가 소정 각도 구부러져 있되, 가이드 튜브(20)가 메인 튜브(10) 내에 삽입됨에 따라 그 단부는 메인 튜브(10)의 길이방향을 향하도록 펴지고(굴곡된 정도가 줄어들고), 가이드 튜브(20)가 메인 튜브(10)로부터 인출됨에 따라 그 단부는 다시 원래의 상태로 구부러지는(굴곡된 정도가 늘어나는) 속성을 가지도록 제작될 수 있다.

예를 들어, 가이드 튜브(20)를 초탄성(superelasticity) 재질이나 형상기억 합금 등으로 제작할 경우, 가이드 튜브(20)는 전술한 속성을 가질 수 있는데, 이러한 가이드 튜브(20)의 속성을 이용함으로써, 가이드 튜브(20)가 메인 튜브(10)로부 터 삽입 또는 인출됨에 따라 그 굴곡된 정도가 줄어들거나 늘어나도록 할 수 있으며, 이에 따라 인스트루먼트의 팁이 손목 동작을 하도록 할 수 있다.

한편, 가이드 튜브(20) 내에는 토크 케이블(32)이 삽입되도록 결합되고, 토크 케이블(32)의 단부에는 한 쌍의 죠(34)가 결합될 수 있다. 토크 케이블(32)은 가이드 튜브(20)의 형상에 상응하도록 굴곡된 상태로 가이드 튜브(20) 내에 삽입될 수 있고, 굴곡된 상태에서 그 길이방향으로의 장력 및 그 길이방향을 축으로 한 회전력(torque)이 손실 없이 그대로 전달되도록 하는 역할을 할 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 것처럼, 토크 케이블(32)의 길이방향을 축으로 한 회전에 의해 토크 케이블(32)의 단부에 장착되는 한 쌍의 죠(34)가 회전하도록 할 수 있다.

토크 케이블(32)과 한 쌍의 죠(34)는 일체화된 구조 또는 기구적 조립식 구조 등 다양한 방식으로 제작될 수 있으며, 조립식 구조로 제작할 경우 각 구성 부품을 필요에 따라 다양한 재질과 형상으로 제작할 수 있다.

토크 케이블(32)을 가이드 튜브(20)에 삽입시킴에 따라 그 단부에 결합된 한 쌍의 죠(34)가 가이드 튜브(20)의 입구에 걸리게 되는데, 이러한 특성을 이용하여 한 쌍의 죠(34)의 그립 동작을 구현할 수 있다.

도 8에 도시된 것처럼, 한 쌍의 죠(34)가 소정 간격 벌여져 있는 상태에서, 토크 케이블(32)이 가이드 튜브(20) 내에 삽입됨으로써 한 쌍의 죠(34)는 가이드 튜브(20)의 입구에 걸려 그 간격이 줄어들고(grip), 토크 케이블(32)이 가이드 튜브(20)로부터 인출됨에 따라 한 쌍의 죠(34)는 다시 원래의 상태로 벌어지도록(release) 할 수 있다.

즉, 토크 케이블(32)이 가이드 튜브(20) 내에 삽입 또는 인출되도록 함으로써, 한 쌍의 죠(34)의 벌어진 정도가 줄어들거나(grip) 늘어나도록(release) 할 수 있으며, 이에 따라 한 쌍의 죠(34)가 그립 동작을 하도록 할 수 있다.

토크 케이블(32)의 삽입, 인출에 의한 죠(34)의 그립 동작을 구현하기 위해 한 쌍의 죠(34)를 반드시 도 8에 도시된 것과 같은 구조로 제작해야 하는 것은 아니며, 도 10에 도시된 것처럼 링크에 의해 그립 동작이 구현되는 죠(34) 구조 등 다양한 죠 구조가 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 이펙터(8)의 팁 부분은 다양한 방식으로 조작될 수 있으며, 각 동작, 즉 길이방향을 중심으로 한 회전, 손목 동작, 그립 동작은 개별적으로 구현될 수도 있으나, 수술 과정에서의 필요에 따라 각 동작을 조합함으로써 이펙터(8)가 수술 부위에 접근하여 수술에 필요한 다양한 동작을 하도록 할 수도 있음은 물론이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 측면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 정면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 측면도.

도 4는 도 3에 도시된 수술용 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이펙터를 나타낸 개념도.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이펙터의 작동 방식을 나타낸 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 구동부 3 : 샤프트

5 : 제1 부분 6 : 내시경

7 : 제2 부분 8 : 이펙터

10 : 메인 튜브 20 : 가이드 튜브

32 : 토크 케이블 34 : 죠

60 : 렌즈 62 : 광원

Claims (7)

1. 구동부와;

   상기 구동부에 연결되며, 길이방향으로 연장되는 튜브 형상의 샤프트(shaft)와;

   상기 샤프트에 내장되고, 상기 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되며, 상기 샤프트의 말단부에 노출된 렌즈를 통해 영상 정보를 획득하는 내시경과;

   상기 샤프트의 길이방향으로 수납 또는 인출되도록 내장되고, 상기 구동부로부터 구동력을 전달받아 작동되며, 수술에 필요한 동작을 수행하는 이펙터(effector)를 포함하되,

   상기 이펙터는,

   상기 샤프트에 길이방향으로 삽입되는 메인 튜브(main tube)와;

   상기 메인 튜브 내에 삽입되도록 결합되고, 그 단부가 소정 각도 굴곡되어 있으며, 그 단부가 상기 메인 튜브 내에 삽입됨에 따라 상기 메인 튜브의 길이방향을 향하도록 그 굴곡된 정도가 줄어들고, 그 단부가 상기 메인 튜브로부터 인출됨에 따라 다시 원래의 상태가 되도록 그 굴곡된 정도가 늘어나는 가이드 튜브(guide tube)와;

   상기 가이드 튜브 내에 삽입되도록 결합되는 토크 케이블(torque cable)과;

   상기 토크 케이블의 단부에 결합되며 소정 간격 벌어져 있는 한 쌍의 죠(jaw)를 포함하되,

   상기 토크 케이블이 상기 가이드 튜브 내에 삽입됨에 따라 상기 한 쌍의 죠 간의 간격이 줄어들어 그립(grip) 동작을 하고, 상기 토크 케이블이 상기 가이드 튜브로부터 인출됨에 따라 상기 한 쌍의 죠는 원래의 상태가 되도록 상호 간의 간격이 벌어지는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈의 주변에는 피사체를 향하여 광을 조사하는 광원이 설치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 샤프트는 제1 부분과 제2 부분으로 분할되고, 상기 렌즈는 상기 제1 부분의 말단부에 설치되며, 상기 이펙터는 상기 제2 부분으로부터 인출되도록 내장 되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 부분은 상기 구동부로부터 구동력을 전달받아 그 말단부가 상기 제2 부분으로부터 이격되도록 굴곡되고, 상기 렌즈는 상기 이펙터를 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
5. 제1항에 있어서,

   수술 과정에서 상기 구동부는 수술용 로봇 암에 장착되며, 상기 로봇 암의 작동에 의해 상기 렌즈 및 상기 이펙터가 수술 부위에 억세스되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 가이드 튜브가 상기 메인 튜브 내에 삽입 또는 인출되는 정도를 조절함으로써 상기 이펙터가 손목(wrist) 동작을 하도록 조작되고, 상기 토크 케이블이 상기 가이드 튜브 내에 삽입 또는 인출되는 정도를 조절함으로써 상기 이펙터가 그립 동작을 하도록 조작되는 것을 특징으로 수술용 인스트루먼트.

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