KR102157796B1 - Ultrasonic Surgical Device Capable of Desorption of Power - Google Patents

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KR102157796B1
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vibration energy
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박덕남
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김승환
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Abstract

Disclosed is an ultrasonic surgical device detachably coupled to a power supply unit to increase ease in maintenance. According to one embodiment of the present invention, the ultrasonic surgical device comprises: a power supply unit; a handpiece receiving power from the power supply unit to generate vibrational energy; an end effector holding tissue and using the vibrational energy to cut or suture the tissue; a shaft assembly transferring the vibrational energy generated from the handpiece to the end effector; and a connector determining electric connection between the handpiece and the power supply unit.

Description

전원의 탈착이 가능한 초음파 수술장치{Ultrasonic Surgical Device Capable of Desorption of Power}Ultrasonic Surgical Device Capable of Desorption of Power}

본 발명은 핸드 피스와 전원장치 간 탈착이 가능한 초음파 수술장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic surgical device that is detachable between a hand piece and a power supply device.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the present embodiment and does not constitute the prior art.

장기(Organ) 또는 조직(Tissue)을 끊거나 절개하기 위해 종래에 외과용 메스를 사용해왔는데, 부정확한 시술에 의해 혈관 손상에 의한 출혈이 동반되고 혈관 손상으로 인한 감염에 노출될 우려가 존재하였다. 또한 별도의 봉합 과정이 필요하여 수술 시간이 증가하게 된다.Conventionally, a surgical scalpel has been used to cut or incise an organ or tissue, but there is a concern that bleeding due to blood vessel damage is accompanied by an incorrect procedure and exposure to infection due to blood vessel damage. In addition, a separate suturing process is required, which increases the operation time.

이러한 문제점들을 해결하기 위해, 에너지를 이용한 수술 장치들이 개발되었다. 사용되는 에너지로 초음파 에너지, Radio Frequency(RF), 레이저, 플라즈마 등을 이용하는 수술 장치가 알려져 있다.In order to solve these problems, surgical devices using energy have been developed. Surgical devices using ultrasonic energy, radio frequency (RF), laser, plasma, etc. as used energy are known.

그 중 초음파 에너지를 이용한 초음파 수술 장치는 일반외과, 정형외과, 안과, 성형외과, 비뇨기과 또는 신경외과 등 다양한 수술분야에서 사용되는 수술 장비로서, 조직의 절개, 분열(Fragmentation), 절제(Ablation) 및 봉합 등의 기능을 수행한다.Among them, ultrasonic surgical devices using ultrasonic energy are surgical equipment used in various surgical fields such as general surgery, orthopedics, ophthalmology, plastic surgery, urology or neurosurgery, and are used in tissue incision, fragmentation, ablation, and Performs functions such as suturing.

초음파 수술 장치는 조직을 절단 및 봉합하기 위해 초음파 주파수에서 진동하는 블레이드(Blade)를 갖는 엔드 이펙터(End Effector)를 포함한다. 초음파 수술 장치는 전력을 초음파 진동으로 변환시키는 압전소자를 포함하고, 초음파 진동은 음향 도파관을 따라 블레이드 요소로 전달된다. 트리거의 동작으로 엔드 이펙터가 조직을 파지하거나 조직으로부터 분리되며, 전달되는 초음파 진동으로 절제 및 봉합을 수행한다.The ultrasonic surgical device includes an end effector having a blade that vibrates at an ultrasonic frequency to cut and seal the tissue. The ultrasonic surgical apparatus includes a piezoelectric element that converts electric power into ultrasonic vibrations, and the ultrasonic vibrations are transmitted to the blade elements along the acoustic waveguide. The end effector grips or separates the tissue by the trigger operation, and performs ablation and suturing with the transmitted ultrasonic vibration.

종래의 초음파 수술장치는 암전소자를 포함하는 핸드 피스는 전원장치에 유선으로 연결되어, 전원장치로부터 전력을 유입받아 진동을 발생시켰다. 이때, 초음파 수술장치가 사용되는 과정에서, 전원장치와 핸드 피스 간을 연결하는 전선이 꼬이며 훼손되는 경우가 종종 있었다. 이와 같은 경우, 종래의 초음파 수술장치는 전원장치와 연결되는 전선과 함께 압전소자까지 모두 교체해야만 하는 불편이 존재하였다. In the conventional ultrasonic surgical device, a handpiece including a female electronic device is connected to a power device by wire, and generates vibration by receiving power from the power device. At this time, in the process of using the ultrasonic surgical device, the wires connecting the power device and the hand piece were often twisted and damaged. In this case, the conventional ultrasonic surgical device has the inconvenience of having to replace all the piezoelectric elements together with the wires connected to the power supply device.

본 발명의 일 실시예는, 핸드 피스와 전원장치 간을 연결하는 전선을 커넥터를 이용하여 탈착할 수 있도록 한 초음파 수술장치를 제공하는데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an ultrasonic surgical device in which an electric wire connecting a handpiece and a power supply device can be detached using a connector.

본 발명의 일 측면에 의하면, 전원장치와 상기 전원장치로부터 전원을 공급받아 진동 에너지를 생성하는 핸드 피스와 조직을 파지하며, 진동 에너지를 이용하여 조직을 절단하고 봉합하는 엔드 이펙터와 상기 핸드 피스로부터 생성된 진동 에너지를 상기 엔드 이펙터로 전달하는 샤프트 조립체 및 상기 핸드 피스와 상기 전원장치와의 전기적 연결을 결정하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 수술 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, from a power supply and an end effector that receives power from the power supply to generate vibration energy and a tissue, and cuts and seals the tissue using vibration energy, and the hand piece. It provides an ultrasonic surgical apparatus comprising a shaft assembly for transmitting the generated vibration energy to the end effector, and a connector for determining electrical connection between the hand piece and the power supply.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 커넥터는 상기 핸드 피스 내에 구현되는 것을 특징으로 한다,According to an aspect of the present invention, the connector is characterized in that it is implemented in the hand piece,

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따르면, 핸드 피스와 전원장치 간을 연결하는 전선을 커넥터를 이용하여 탈착함으로써, 유지 관리의 편이성이 향상되고, 전원장치를 선택적으로 연결하여 사용할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to an aspect of the present invention, by attaching and detaching the wire connecting the handpiece and the power supply device using a connector, the convenience of maintenance is improved, and the power supply device can be selectively connected and used. There is this.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치를 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 피스의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동자의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 진동자의 체결토크를 조정을 완료한 후 압전 단결정 소자의 성질을 측정한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치의 압전 단결정 소자 체결 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치의 압전 단결정 소자를 체결하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체와 진동자를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체와 진동자의 경계의 확대도 및 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선형 초음파 수술기를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 핸드 피스의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 핸드 피스의 구성을 도시한 도면이다.
1 is a view showing an ultrasonic surgical device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of a hand piece according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a cross section of a vibrator according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a measurement of properties of a piezoelectric single crystal element after adjusting the tightening torque of the vibrator according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram of an ultrasonic surgical apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a piezoelectric single crystal element fastening device of the ultrasonic surgical device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of fastening a piezoelectric single crystal element of an ultrasonic surgical device according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a shaft assembly and a vibrator according to another embodiment of the present invention.
9 is an enlarged view and a cross-sectional view of a boundary between a shaft assembly and a vibrator according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing a wireless ultrasonic surgical device according to another embodiment of the present invention.
11 is a view showing the configuration of a hand piece according to another embodiment of the present invention.
12 is a view showing the configuration of the shaft assembly according to the first embodiment of the present invention.
13 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a second embodiment of the present invention.
14 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a third embodiment of the present invention.
15 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a fourth embodiment of the present invention.
16 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a fifth embodiment of the present invention.
17 is a view showing the configuration of a hand piece according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.In the present invention, various changes may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "include" or "have" should be understood as not precluding the possibility of existence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms, including technical or scientific terms, used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range not technically contradicting each other.

일반적인 초음파 수술 장치는 블레이드를 빠른 속도로 움직여서 인체의 일부 조직을 제거하는 수술 도구이다. 일반적으로, 블레이드를 빠르게 움직이는 방법으로는 압전소자에 전기를 인가하여 압전소자가 진동하는 진동력으로 블레이드를 구동시키게 된다. 초음파 수술 장치(100)는 블레이드 구동시 발열이 적어, 일부 조직을 제거시 주변 조직의 단백질 변성을 가져 오지 않고, 이는 환부 염증에 의한 합병증 야기를 줄일 수 있고, 환자의 통증도 완화시킬수 있는 장점이 있다.A typical ultrasonic surgical device is a surgical tool that removes some tissues of the human body by moving a blade at a high speed. In general, as a method of rapidly moving the blade, electricity is applied to the piezoelectric element to drive the blade with a vibrating force that the piezoelectric element vibrates. The ultrasonic surgery apparatus 100 has the advantage of less heat generation when driving the blade, and does not bring about protein denaturation of surrounding tissues when some tissues are removed, which can reduce complications caused by inflammation of the affected area, and can relieve patient pain. have.

종래의 초음파 수술 장치에 사용되는 압전 소자는 유전 상수(ε)가 낮고 기계적 품질 계수(Qm) 높은 세라믹 계열(PZT4 또는 PZT8)을 주로 사용하였다. 기계적 품질 계수(Qm)는 전기 에너지를 기계적인 에너지로 변환시 시편 내부에서 발생되는 기계적 손실의 역수를 나타낸 것으로서 압전 소자의 손실 정도를 나타내며 아래 수식 1과 같이 구할 수 있다. A piezoelectric element used in a conventional ultrasonic surgical device mainly uses a ceramic series (PZT4 or PZT8) having a low dielectric constant (ε) and a high mechanical quality factor (Qm). The mechanical quality factor (Qm) represents the reciprocal of the mechanical loss generated inside the specimen when converting electrical energy into mechanical energy, and represents the degree of loss of a piezoelectric element, and can be calculated as Equation 1 below.

[수식 1][Equation 1]

Figure 112019132505044-pat00001
Figure 112019132505044-pat00001

반공진 주파수(Hz), 공진주파수(Hz), 1khz 에서의 시편의 정전용량, 공진시편의 저항(Ω) Anti-resonant frequency (Hz), resonant frequency (Hz), capacitance of specimen at 1khz, resistance of resonant specimen (Ω)

압전 소자는 기계적 품질 계수를 낮추는 방법을 통해 진동 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. 초음파 수술 장치는 다결정의 PZT4 또는 PZT8 대신 단결정으로 된 압전 소자를 사용할 수 있다. 압전 단결정 소자는 압전 다결정 소자에 비해 진동 효율이 월등히 뛰어 나므로 압전 단결정 소자를 사용한 초음파 수술 장치는 짧은 시간에 조직의 제거가 가능하여, 주변 조직에 주는 영향을 최소화 할 수 있다. The piezoelectric element can increase vibration energy efficiency by lowering the mechanical quality factor. The ultrasonic surgical device may use a single crystal piezoelectric element instead of polycrystalline PZT4 or PZT8. Since the piezoelectric single crystal device has much higher vibration efficiency than the piezoelectric polycrystalline device, the ultrasonic surgical apparatus using the piezoelectric single crystal device can remove the tissue in a short time, thereby minimizing the effect on surrounding tissues.

그러나, 압전 단결정 소자는 낮은 기계적 품질 계수(Qm)로 인해 공진 주파수에서 구동 시 열이 많이 발생하게 된다. 발열로 인해 압전 단결정 소자의 온도가 상전이 온도(Trt)를 넘어서게 되면 압전 단결정 소자의 특성이 변화하여 성능이 저하되므로 지속적인 구동이 어렵다. 또한 압전 단결정 소자의 온도가 큐리 온도(Qc) 이상이 되면, 자성의 성질이 변하여 구동 회로의 C 값 변화로 공진 회로의 미스매칭이 발생하게 된다. 압전 단결정 소자를 초음파 수술 장치에 적용하기 위해서는 구동시 과도한 발열이 되지 않도록 하는 방법이 필요하다.However, a piezoelectric single crystal device generates a lot of heat when driven at a resonant frequency due to a low mechanical quality factor (Qm). When the temperature of the piezoelectric single crystal element exceeds the phase transition temperature Trt due to heat generation, the characteristics of the piezoelectric single crystal element change and performance is degraded, making it difficult to continuously drive. In addition, when the temperature of the piezoelectric single crystal element exceeds the Curie temperature (Qc), the magnetic properties change, and a change in the C value of the driving circuit causes mismatch in the resonance circuit. In order to apply a piezoelectric single crystal element to an ultrasonic surgical device, a method of preventing excessive heat generation during driving is required.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing an ultrasonic surgical device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치(100)는 전원장치(Generator, 110), 핸드 피스(120), 핸드 인스투르먼트(130), 샤프트 조립체(140), 엔드 이펙터(150) 및 핸들 조립체(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an ultrasonic surgical apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a power supply device (Generator, 110), a hand piece (120), a hand instrument (130), a shaft assembly (140), an end effector ( 150) and a handle assembly 160.

핸드 피스(120)는 전원장치(110)로부터 전원을 공급받아 진동 에너지를 생성한다. 핸드 피스(120)는 전기 에너지를 진동 에너지로, 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자를 포함한다. 압전소자는 전원 장치(110)로부터 공급되는 전원을 인가받아, 진동 에너지로 변환한다. 압전 소자는 단결정 압전 소자로 구성된다.The hand piece 120 receives power from the power supply 110 and generates vibration energy. The hand piece 120 includes a piezoelectric element that converts electrical energy into vibration energy and vibration energy into electrical energy. The piezoelectric element receives power supplied from the power supply 110 and converts it into vibration energy. The piezoelectric element is composed of a single crystal piezoelectric element.

핸드 피스(120)는 생성된 초음파 진동을 샤프트 조립체(140)로 전달한다. 핸드 피스(120)는 핸드 인스투르먼트(130)로 결합되어 샤프트 조립체(140)와 연결된다. 핸드 피스(120)는 생성된 진동 에너지가 엔드 이펙터(150)까지 전달될 수 있도록, 샤프트 조립체(140)로 진동 에너지를 전달한다.The hand piece 120 transmits the generated ultrasonic vibration to the shaft assembly 140. The hand piece 120 is coupled to the hand instrument 130 to be connected to the shaft assembly 140. The hand piece 120 transmits the vibration energy to the shaft assembly 140 so that the generated vibration energy can be transmitted to the end effector 150.

핸드 인스트루먼트(130)는 핸드 피스(120) 및 샤프트 조립체(140)를 고정하며, 초음파 수술 장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어한다.The hand instrument 130 fixes the hand piece 120 and the shaft assembly 140 and controls the operation of each component in the ultrasonic surgery device 100.

핸드 인스투르먼트(130)는 핸드 피스(120) 및 샤프트 조립체(140)를 고정한다. 핸드 인스투르먼트(130)는 핸드 피스(120) 및 샤프트 조립체(140) 각각의 삽입구를 구비하여, 핸드 피스(120) 및 샤프트 조립체(140)가 각각 핸드 인스투르먼트(130) 내부로 삽입될 수 있도록 한다. 핸드 인스투르먼트(130)는 삽입된 핸드 피스(120) 및 샤프트 조립체(140)를 고정시키며, 핸드 피스(120)에서 생성된 진동 에너지를 샤프트 조립체(140)로 전달하여, 진동에너지가 샤프트 조립체(140)를 거쳐 엔드 이펙터(150)까지 전달될 수 있도록 한다.The hand instrument 130 secures the hand piece 120 and the shaft assembly 140. The hand instrument 130 has an insertion hole for each of the hand piece 120 and the shaft assembly 140 so that the hand piece 120 and the shaft assembly 140 can be respectively inserted into the hand instrument 130. The hand instrument 130 fixes the inserted hand piece 120 and the shaft assembly 140, and transmits the vibration energy generated by the hand piece 120 to the shaft assembly 140, so that the vibration energy is transmitted to the shaft assembly 140. ) To be delivered to the end effector 150.

핸드 인스투르먼트(130)는 내부에 제어부(미도시)를 포함하여, 초음파 수술 장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어한다. 핸드 인스투르먼트(130)는 사용자로부터 엔드 이펙터(150)의 동작 방법 등의 입력을 수신하는 입력부(미도시)를 구비하여, 제어부(미도시)는 사용자의 입력에 따라 각 구성의 동작을 제어한다. 예를 들어, 사용자의 입력이 엔드 이펙터(150)를 이용하여 조직을 절개하도록 하는 입력인 경우, 제어부(미도시)는 전원장치(110)의 전원을 증가시켜 핸드 피스(120)에서 생성되는 진동 에너지량을 증가시킬 수 있다.The hand instrument 130 includes a control unit (not shown) therein to control the operation of each component in the ultrasound surgery apparatus 100. The hand instrument 130 includes an input unit (not shown) that receives an input such as an operation method of the end effector 150 from a user, and the control unit (not shown) controls the operation of each component according to the user's input. For example, if the user's input is an input that causes tissue to be cut using the end effector 150, the control unit (not shown) increases the power of the power supply 110 to increase the vibration generated by the handpiece 120. You can increase the amount of energy.

샤프트 조립체(140)는 핸드 인스투르먼트(130)로부터 전달되는 진동 에너지를 엔드 이펙터(150)로 전달한다. 샤프트 조립체(140)의 일 끝단은 엔드 이펙터(150)와 연결되고, 다른 일 끝단은 핸드 인스투르먼트(130)의 삽입구에 삽입되어 고정된다. 샤프트 조립체(140)는 핸드 인스투르먼트(130)에 고정되어, 핸드 인스투르먼트(130)로부터 전달되는 진동 에너지를 인가받으며, 인가받은 진동 에너지를 엔드 이펙터(150)로 전달한다. 이와 함께, 샤프트 조립체(140)는 핸드 인스트루먼트(130)의 삽입구 내에서 회전할 수 있으며, 회전함으로써 엔드 이펙터(150)의 방향을 제어할 수 있다.The shaft assembly 140 transfers vibration energy transmitted from the hand instrument 130 to the end effector 150. One end of the shaft assembly 140 is connected to the end effector 150, and the other end is inserted into the insertion hole of the hand instrument 130 and fixed. The shaft assembly 140 is fixed to the hand instrument 130, receives vibration energy transmitted from the hand instrument 130, and transmits the applied vibration energy to the end effector 150. In addition, the shaft assembly 140 may be rotated within the insertion hole of the hand instrument 130, and the direction of the end effector 150 may be controlled by rotating.

엔드 이펙터(150)는 조직을 파지하며, 전달받은 진동 에너지를 이용하여 조직을 절단하고 봉합한다. 엔드 이펙터(150)는 핸들 조립체(160)의 동작에 따라, 조직을 파지하거나 조직으로부터 멀어진다. 조직을 파지하고 있는 경우, 엔드 이펙터(150)는 전달되는 진동 에너지를 이용해 조직을 절단하고 봉합한다. The end effector 150 grasps the tissue, and cuts and seals the tissue using the transmitted vibration energy. The end effector 150 grips or moves away from the tissue according to the operation of the handle assembly 160. When holding the tissue, the end effector 150 cuts and seals the tissue using the transmitted vibration energy.

핸들 조립체(160)는 사용자가 초음파 수술 장치(100)를 파지하고, 엔드 이펙터(150)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 핸들 조립체(160)는 사용자가 초음파 수술장치(100)를 파지할 수 있도록 하는 핸들부와 엔드 이펙터(150)의 파지 동작을 제어하는 트리거부를 포함한다.The handle assembly 160 allows the user to hold the ultrasonic surgical device 100 and control the operation of the end effector 150. The handle assembly 160 includes a handle unit that enables a user to grip the ultrasonic surgical apparatus 100 and a trigger unit that controls the gripping operation of the end effector 150.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 피스의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동자의 단면을 도시한 도면이다.2 is a view showing a configuration of a handpiece according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a cross-section of a vibrator according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 피스(120)는 하우징(210)과 진동자(220)를 포함한다.2 and 3, the hand piece 120 according to an embodiment of the present invention includes a housing 210 and a vibrator 220.

진동자(220)는 하우징(210) 내부에 배치되어 전원장치로부터 인가되는 전원을 공급받아 진동한다.The vibrator 220 is disposed inside the housing 210 and vibrates by receiving power applied from a power supply device.

진동자(220)는 고정소자(222), 테일 매스(Tail Mass, 224), 압전 단결정 소자(226) 및 헤드 혼(Head Horn, 228)을 포함한다.The vibrator 220 includes a fixed element 222, a tail mass 224, a piezoelectric single crystal element 226, and a head horn 228.

고정소자(222)는 압전 단결정 소자(226)를 거쳐 헤드 혼(228)과 결합되기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이 압전 단결정 소자(226)는 고정소자(222)와 헤드 폰(228)의 사이에서 고정된다. 고정소자(222)로 외부에서 토크가 작용함으로써, 고정소자(222)와 헤드 혼(228)은 결합될 수 있다. 여기서, 고정소자(222)는 일 예로 볼트로 구현될 수 있으며, 고정소자(222)와 헤드 혼(228)이 결합될 수 있도록, 헤드 혼(228)의 밑 끝단에는 나사산이 구현될 수 있다.Since the fixed element 222 is coupled to the head horn 228 via the piezoelectric single crystal element 226, the piezoelectric single crystal element 226 is formed of the fixed element 222 and the head phone 228 as shown in FIG. Is fixed between The fixed element 222 and the head horn 228 may be coupled by an external torque acting on the fixed element 222. Here, the fixing element 222 may be implemented as a bolt, for example, and a screw thread may be implemented at the lower end of the head horn 228 so that the fixing element 222 and the head horn 228 can be coupled.

이때, 고정소자(222)에 작용하는 토크에 의해, 고정소자(222)는 압전 단결정 소자(226) 방향으로 힘을 가하게 되고, 고정소자(222)가 작용하는 힘의 반작용으로 헤드 혼(228)도 압전 단결정 소자(226) 방향으로 같은 크기의 힘을 가한다. 압전 단결정 소자(226)는 고정소자(222)에 의해 고정되나, 그와 동시에 고정소자(222)와 헤드 혼(228)에 의해 스트레스를 받는다. 분극이 완료되어 더 이상 압전 단결정 소자(226)의 성질에 변화가 일어나지 않기 전까지, 압전소자(226)에 작용하는 스트레스는 압전 단결정 소자(226)의 성질 변화를 유발한다. 압전 단결정 소자(226)의 성질에는 압전 단결정 소자(226)의 공진주파수, 반공진 주파수 또는 임피던스를 포함한다. 압전소자가 다결정질이라면 압전소자의 성질변화는 크게 문제가 되지 않는다. 그러나 압전 단결정 소자(226)의 분극은 통상적으로 수일에서 많게는 수십일까지 소모되기 때문에 압전 단결정 소자(226)가 핸드 피스(120) 내 장착되어 동작하면서도 지속적으로 성질이 변화하게 되어, 초음파 수술 장치(100) 내 다른 구성, 특히 전원장치(110)와의 정합에 어려움을 유발하고 있다.At this time, by the torque acting on the fixed element 222, the fixed element 222 applies a force in the direction of the piezoelectric single crystal element 226, and the head horn 228 is a reaction of the force acting by the fixed element 222. Also, a force of the same magnitude is applied toward the piezoelectric single crystal element 226. The piezoelectric single crystal element 226 is fixed by the fixed element 222, but at the same time is stressed by the fixed element 222 and the head horn 228. Until the polarization is completed and the properties of the piezoelectric single crystal element 226 are no longer changed, the stress acting on the piezoelectric element 226 causes a change in the properties of the piezoelectric single crystal element 226. The properties of the piezoelectric single crystal element 226 include a resonance frequency, an anti-resonant frequency, or an impedance of the piezoelectric single crystal element 226. If the piezoelectric element is polycrystalline, the change in the properties of the piezoelectric element is not a big problem. However, since the polarization of the piezoelectric single crystal element 226 is typically consumed from several days to tens of days, the piezoelectric single crystal element 226 is mounted in the hand piece 120 and continues to change its properties while operating. 100), it causes difficulty in matching with the other components, particularly the power supply 110.

압전 단결정 소자(226)는 전원장치(110)로부터 전원을 인가받아, 진동 에너지를 생성한다.The piezoelectric single crystal element 226 receives power from the power supply 110 and generates vibration energy.

압전 단결정 소자(226)는 압전 다결정 소자에 비해 압전상수가 수배 높은 장점을 갖는다. 이에 따라, 동일한 전력이 압전 단결정 소자(226)에 가해지더라도, 압전 다결정 소자에 비해, 압전 단결정 소자(226)는 진동변위가 커져 보다 우수한 성능을 가질 수 있다. 다만, 압전 단결정 소자(226)는 압전 다결정 소자에 비해 기계적 품질 계수(Qm)가 낮아 발열량이 상대적으로 많아 공진주파수에서 지속적으로 구동하게 되면 상(相) 변이 온도(Trt) 또는 큐리 온도(Tc)에 도달하게 되어 압전 단결정 소자(226)의 성질변화가 일어나는 문제가 있다.The piezoelectric single crystal element 226 has an advantage of having a piezoelectric constant several times higher than that of the piezoelectric polycrystalline element. Accordingly, even if the same electric power is applied to the piezoelectric single crystal element 226, compared to the piezoelectric polycrystalline element, the piezoelectric single crystal element 226 has a larger vibrational displacement, and thus, can have better performance. However, the piezoelectric single crystal element 226 has a relatively low mechanical quality factor (Qm) compared to the piezoelectric polycrystalline element and thus generates a relatively large amount of heat, so if it is continuously driven at the resonance frequency, the phase transition temperature (Trt) or the Curie temperature (Tc) As a result, there is a problem that the properties of the piezoelectric single crystal element 226 change.

압전 단결정 소자(226)는 구동시 발열을 최소화 하기 위하여 반공진 주파수를 사용 주파수 대역이 되도록 구현할 수 있다. 압전 단결정 소자(226)는 고정소자(222)에 의해 가해지는 스트레스에 의해 압전 단결정 소자(226)의 성질이 변화한다. 따라서 고정소자(222)의 토크를 미세 조정하여 압전 단결정 소자(226)의 반공진 주파수가 실제 사용 주파수가 되도록 할 수 있다. 압전 단결정 소자(226)는 반공진 주파수에서 가장 임피던스가 높아 압전 단결정 소자(226)에 흐르는 전류를 최소화 할 수 있고, 이는 곧 발열이 적게 될 수 있는 조건이 되므로 압전 단결정 소자(226)가 초음파 수술 장치(100) 구동 중 성질변화가 일어나지 않아 지속적으로 구동할 수 있다.The piezoelectric single crystal element 226 may be implemented so that the anti-resonant frequency is used as the frequency band in order to minimize heat generation during driving. In the piezoelectric single crystal element 226, the properties of the piezoelectric single crystal element 226 change due to the stress applied by the fixed element 222. Accordingly, the torque of the fixed element 222 may be finely adjusted so that the anti-resonant frequency of the piezoelectric single crystal element 226 becomes the actual frequency used. The piezoelectric single crystal element 226 has the highest impedance at the anti-resonant frequency, so that the current flowing through the piezoelectric single crystal element 226 can be minimized, and this is a condition in which heat generation can be reduced. The device 100 can be continuously driven because no change in properties occurs during driving.

고정소자(222)는 테일 매스(224)와 압전 단결정 소자(226)를 관통하여 정렬시키고, 헤드 혼(228)과 결합하여 압전 단결정 소자(226)를 고정한다. 압전 단결정 소자(226)는 고정소자(222)의 체결토크에 따라 압전 단결정 소자(226)의 성질은 변화한다. 고정소자(222)는 볼트와 같은 형태일 수 있고, 헤드 혼(228)은 나사산과 같은 형태일 수 있다. 따라서 고정 소자(220)가 헤드 혼(228)에 조여지는 체결 토크 강도가 강해질수록 진동자(220)에 가해지는 압축력이 커져 큰 폭의 진폭 동작이 가능하다.The fixed element 222 passes through the tail mass 224 and the piezoelectric single crystal element 226 and is aligned, and is coupled to the head horn 228 to fix the piezoelectric single crystal element 226. The piezoelectric single crystal element 226 changes the properties of the piezoelectric single crystal element 226 according to the fastening torque of the fixed element 222. The fixing element 222 may have a shape such as a bolt, and the head horn 228 may have a shape such as a screw thread. Accordingly, as the tightening torque strength of the fixing element 220 tightened to the head horn 228 increases, the compression force applied to the vibrator 220 increases, thereby enabling a large amplitude operation.

전술한 대로, 압전 단결정 소자(226)는 고정소자(222)에 의해 고정되는데, 고정되는 체결 토크에 따라 압전 단결정 소자(226)로 스트레스가 달라진다. 이 때문에, 압전 단결정 소자(226)는 고정소자(222)의 체결토크에 따라 반공진 주파수가 달라진다.As described above, the piezoelectric single crystal element 226 is fixed by the fixed element 222, and stress varies with the piezoelectric single crystal element 226 according to the fastening torque to be fixed. For this reason, the piezoelectric single crystal element 226 has a different anti-resonant frequency according to the fastening torque of the fixed element 222.

고정소자(222)가 헤드 혼(228)에 고정되면, 압전 단결정 소자(226)의 진동에 따라 함께 진동하며, 핸드 피스(120)외부로 진동 에너지를 전달한다.When the fixed element 222 is fixed to the head horn 228, it vibrates together with the vibration of the piezoelectric single crystal element 226, and transmits vibration energy to the outside of the hand piece 120.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 진동자의 체결토크를 조정을 완료한 후 압전 단결정 소자의 성질을 측정한 도면이다.4 is a diagram illustrating a measurement of properties of a piezoelectric single crystal element after adjusting the tightening torque of the vibrator according to an embodiment of the present invention.

진동자(220) 조립을 한 후 진동자(220)의 반공진 주파수를 측정하여, 진동자(220)의 반공진 주파수가 사용 주파수 대역 내로 들어올 때까지 고정소자(222)의 체결토크를 조절할 수 있다. 예를 들면, 사용 주파수 대역이 55Hz 에서 57Hz 사이이고, 압전 단결정 소자(226)의 반공진 주파수(615)가 58Hz 이상이라면, 체결토크를 좁혀야 하므로 체결토크를 높이기 위해 고정소자(222)를 더 조일 수 있다. 반대로, 사용주파수 대역보다 압전 단결정 소자(226)의 반공진 주파수(615)가 낮다면, 체결토크를 낮추기 위해 고정소자(222)를 조임을 풀 수 있다. After assembling the vibrator 220, the anti-resonant frequency of the vibrator 220 is measured, and the tightening torque of the fixed element 222 may be adjusted until the anti-resonant frequency of the vibrator 220 enters the frequency band of use. For example, if the frequency band used is between 55 Hz and 57 Hz, and the anti-resonant frequency 615 of the piezoelectric single crystal element 226 is 58 Hz or more, the fastening torque must be narrowed, so that the fixed element 222 is further added to increase the fastening torque. Can be tightened. Conversely, if the anti-resonant frequency 615 of the piezoelectric single crystal element 226 is lower than the use frequency band, the fixed element 222 may be tightened to lower the fastening torque.

그 결과 조립이 끝난 압전 단결정 소자(226)는 도 4와 같이 임피던스(720)는 약 24 Ω 이고, 반공진 주파수(715)는 약 56Hz 정도가 측정된다. 고정소자(222)를 조여 체결토크를 높일수록 공진 주파수(710)와 반공진 주파수(715) 대역이 협대역으로 변하였다. 이에 따라 측정된 임피던스(720)도 가변한 것을 확인할 수 있다.As a result, the assembled piezoelectric single crystal element 226 has an impedance 720 of about 24 Ω and an anti-resonant frequency 715 of about 56 Hz as shown in FIG. 4. As the fastening torque was increased by tightening the fixed element 222, the resonant frequency 710 and the anti-resonant frequency 715 band were changed to a narrower band. Accordingly, it can be seen that the measured impedance 720 is also variable.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치의 회로도이다.5 is a circuit diagram of an ultrasonic surgical apparatus according to an embodiment of the present invention.

초음파 수술 장치의 회로는 전원장치(110), 매칭 회로부(170), 핸드 피스(120), 핸드 인스투르먼트(130)로 구성된다. The circuit of the ultrasonic surgical device is composed of a power supply 110, a matching circuit unit 170, a hand piece 120, and a hand instrument 130.

전원장치(110) 전원을 발생시킬 수 있는 회로를 포함한다. 전원장치(110)는 내부에 절연체(isolation)를 포함할 수도 있고, 전원장치(110) 외부에 절연체를 위치시킬 수도 있다.The power supply 110 includes a circuit capable of generating power. The power supply device 110 may include an insulator inside, or an insulator may be positioned outside the power supply device 110.

매칭 회로부(170)는 병렬 공진 회로를 사용하여 사용주파수에서 핸드 피스(120)로 흐르는 전류를 감소시키기 위해 임피던스를 증가시키도록 매칭한다. 전원장치(110)에서 흐르는 전류는 매칭 회로부(170)와 핸드 피스(120)로 전류가 분배되어 매칭 회로부(170)에서 임피던스의 크기를 증가 시키면 핸드 피스(120)로 흐르는 전류를 낮출 수 있다. 핸드 피스(120)로 흐르는 전류가 감소하게 되면, 핸드 피스(120) 내 발열을 낮출 수 있다. 압전 단결정 소자(226)를 사용할 때, 발열로 인해 발생하는 압전 단결정 소자(226)의 성질 변화를 방지하기 위해 매칭 회로부(170)에 의한 임피던스 증가로 핸드 피스(120)로 흐르는 전류를 감소하여 지속적인 구동에도 핸드 피스(120)의 온도가 상태 전이 온도(Trc) 또는 큐리 온도(Tc)에 도달하지 않도록 할 수 있다. The matching circuit unit 170 matches to increase impedance in order to reduce the current flowing to the hand piece 120 at the frequency of use using a parallel resonance circuit. The current flowing from the power supply unit 110 is distributed to the matching circuit unit 170 and the hand piece 120, and thus increasing the size of the impedance at the matching circuit unit 170 may reduce the current flowing to the hand piece 120. When the current flowing to the hand piece 120 decreases, heat generation in the hand piece 120 may be reduced. When using the piezoelectric single crystal element 226, the current flowing to the handpiece 120 is reduced by increasing the impedance by the matching circuit unit 170 to prevent changes in the properties of the piezoelectric single crystal element 226 caused by heat generation. Even when driving, the temperature of the hand piece 120 may not reach the state transition temperature Trc or the Curie temperature Tc.

매칭 회로부(170)는 전원장치(110) 내 일부 구성으로 구비될 수 있으며, 매칭 회로부(170)는 정전용량값을 변경할 수 있고, 핸드 피스(120) 내 트랜스듀서 회로와 병렬로 연결된다. 따라서 매칭 회로부(170)에 임피던스가 증가하면 핸드 피스(120)로 흐르는 전류는 감소하게 된다.The matching circuit unit 170 may be provided in some configurations within the power supply unit 110, and the matching circuit unit 170 may change a capacitance value and is connected in parallel with the transducer circuit within the hand piece 120. Therefore, when the impedance of the matching circuit unit 170 increases, the current flowing to the hand piece 120 decreases.

압전 단결정 소자(226)는 1Kv 내지 2Kv만이 인가되어도 초음파 수술 장치 구동이 가능하나, 압전 다결정 소자는 3Kv 내지 4Kv가 인가되어야 동일한 성능으로 구동 가능하여 요구되는 전압은 2배 내지 3배 가량 차이가 난다. 다르게 설명하자면, 동일한 전압을 인가할 때 압전 다결정 소자에 비해 압전 단결정 소자(226)의 구동 효율은 2배 내지 3배가 되므로 반공진 주파수를 사용하더라도 압전 다결정 소자에 보다 진동 에너지가 크게 된다.The piezoelectric single crystal element 226 is capable of driving the ultrasonic surgery device even when only 1Kv to 2Kv is applied, but the piezoelectric polycrystalline element can be driven with the same performance only when 3Kv to 4Kv is applied, so the required voltage varies by about 2 to 3 times. . In other words, when the same voltage is applied, the driving efficiency of the piezoelectric single crystal element 226 is two to three times higher than that of the piezoelectric polycrystalline element, and thus vibration energy is greater than that of the piezoelectric polycrystalline element even when the anti-resonant frequency is used.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치의 압전 단결정 소자 체결 장치를 도시한 도면이다.6 is a view showing a piezoelectric single crystal element fastening device of the ultrasonic surgical device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 단결정 소자 체결 장치(700)는 고정소자 체결부(710), 분석부(720) 및 제어부(730)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a piezoelectric single crystal element fastening apparatus 700 according to an embodiment of the present invention includes a fixed element fastening unit 710, an analysis unit 720, and a control unit 730.

고정소자 체결부(710)는 진동자(220)내 압전소자에 체결되었거나, 압전소자에 체결될 고정소자에 토크를 인가한다. 고정소자 체결부(710)는 제어부(730)의 제어에 따라 일정한 크기의 토크를 고정소자에 인가하거나, 토크의 인가를 중단한다. 고정소자 체결부(710)는 고정소자에 토크를 인가함으로써, 고정소자가 진동자 내 헤드 혼과 결합되어 압전소자를 고정할 수 있도록 한다.The fixed element fastening part 710 is fastened to the piezoelectric element in the vibrator 220 or applies torque to the fixed element to be fastened to the piezoelectric element. The fixed element fastening part 710 applies a certain amount of torque to the fixed element or stops applying the torque under the control of the controller 730. The fixed element fastening part 710 applies a torque to the fixed element so that the fixed element is coupled with the head horn in the vibrator to fix the piezoelectric element.

분석부(720)는 고정소자 체결부(710)에 의해 고정소자가 체결되는 진동자(220) 내 압전소자의 성질을 분석한다. 분석부(720)는 진동자(220) 내 압전 소자의 공진 주파수, 반공진 주파수 또는 임피던스 등의 성질을 분석하고, 분석한 내용을 제어부(730)로 전달한다.The analysis unit 720 analyzes the properties of the piezoelectric element in the vibrator 220 to which the fixed element is fastened by the fixed element fastening unit 710. The analysis unit 720 analyzes properties such as resonance frequency, anti-resonance frequency, or impedance of the piezoelectric element in the vibrator 220 and transmits the analyzed content to the control unit 730.

제어부(730)는 압전소자의 성질의 분석결과에 따라, 고정소자 체결부(710)의 동작을 제어한다.The controller 730 controls the operation of the fixed element fastening unit 710 according to the analysis result of the properties of the piezoelectric element.

제어부(730)는 분석부(720)로부터 압전소자의 성질의 분석결과를 수신한다. 제어부(730)는 수신한 분석결과를 토대로, 현재 압전소자의 공진 주파수, 반공진 주파수 또는 임피던스 값은 어떠한지 확인한다.The controller 730 receives the analysis result of the properties of the piezoelectric element from the analysis unit 720. Based on the received analysis result, the controller 730 checks what is the current resonant frequency, anti-resonant frequency, or impedance value of the piezoelectric element.

제어부(730)는 목표 압전소자의 성질과 분석된 진동자(220)의 성질을 비교하여, 고정소자 체결부(710)를 제어한다. 제어부(730)는 별도의 압력장치(미도시)나 별도의 통신 등을 이용하여 외부로부터 진동자(220)가 갖기를 원하는 성질의 목표치를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 제어부(730)는 사용 주파수 대역을 수신하여, 진동자(220)의 반공진 주파수가 사용 주파수 대역에 매칭될 때까지 고정소자 체결부(710)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(730)는 목표하는 진동자(220)의 반공진 주파수와 분석부(720)에 의해 분석된 진동자(220)의 반공진 주파수를 비교한다. 제어부(730)는 양 성질을 비교하여, 현재 진동자(220)의 성질이 목표 진동자의 성질과 일치하거나 양 성질의 오차범위가 일정 범위 내로 진입하였는지를 판단한다. 양 성질이 일치하거나 양 성질의 오차범위가 일정 범위 내로 진입하였는지를 판단한다. 양 성질이 일치하거나 양 성질의 차이의 오차범위가 일정 범위 내로 진입한 경우, 제어부(730)는 더 이상 고정소자 체결부(710)가 동작하지 않도록 고정소자 체결부(710)를 제어한다. 반면, 양 성질이 일치하지 않거나 양 성질의 차이가 오차범위가 일정 범위 내로 진입하지 못한 경우, 제어부(730)는 고정소자 체결부(710)가 고정소자에 추가적인 토크를 인가하도록 하거나 고정소자 체결부(710)가 고정소자에 토크를 감소하도록 인가할 수 있도록 제어한다.The controller 730 controls the fixed element fastening part 710 by comparing the properties of the target piezoelectric element with the analyzed properties of the vibrator 220. The controller 730 may receive a target value of a property desired by the vibrator 220 from the outside by using a separate pressure device (not shown) or a separate communication. To be more specific, the controller 730 may receive a used frequency band and control the fixed element fastening unit 710 until the anti-resonant frequency of the vibrator 220 matches the used frequency band. For example, the controller 730 compares the anti-resonant frequency of the target vibrator 220 with the anti-resonant frequency of the vibrator 220 analyzed by the analysis unit 720. The controller 730 compares both properties and determines whether the property of the current vibrator 220 matches the property of the target vibrator or whether the error ranges of both properties have entered a certain range. It is determined whether both properties coincide or whether the error range of both properties has entered a certain range. When both properties match or the error range of the difference between both properties enters within a certain range, the controller 730 controls the fixed element fastening part 710 so that the fixed device fastening part 710 no longer operates. On the other hand, when the two properties do not match or the difference between the two properties does not enter the error range within a certain range, the control unit 730 causes the fixed element fastening unit 710 to apply additional torque to the fixed element or the fixed element fastening unit. Control so that 710 can be applied to reduce the torque to the fixed element.

이처럼, 압전 단결정 소자 체결 장치(700)는 고정소자가 진동자(220)에 체결되어 진동자를 고정함에 있어, 진동자의 성질이 목표치와 일치하도록 체결할 수 있다. 전술한 대로, 진동자의 성질은 스트레스로 인해 가변하기 때문에, 고정 소자가 아무렇게나 체결될 경우, 진동자의 성질은 목표치와 일치하기 어려워진다. 이러한 점을 고려하여, 압전 단결정 소자 체결 장치(710)는 고정소자를 체결할 때, 진동자의 성질을 바로바로 분석함으로써, 고정자의 성질이 목표치에 도달한 수준으로 고정소자가 진동자 내에 체결될 수 있도록 제어할 수 있다. 또한, 압전 단결정 소자는 압전 다결정 소자에 비해 상대적으로 외부의 충격에 취약한 특성을 갖는다. d에 따라, 고정소자에 인가되는 토크가 정확히 조절되지 않을 경우, 단결정의 진동자가 파손될 우려가 존재한다. 압전 단결정 소자 체결 장치(710)는 진동자(220)의 성질을 분석하고, 분석 결과에 따라 적절한 토크를 고정소자에 인가하기 때문에 상대적으로 외부의 충격에 취약한 압전 단결정 소자라 하더라도 고정소자를 무리없이 체결할 수 있다.In this way, in the piezoelectric single crystal element fastening device 700, when the fixed element is fastened to the vibrator 220 to fix the vibrator, the properties of the vibrator may be fastened to match the target value. As described above, since the properties of the vibrator are variable due to stress, when the fixed element is arbitrarily fastened, the properties of the vibrator become difficult to match the target value. In consideration of this, the piezoelectric single crystal element fastening device 710 directly analyzes the properties of the vibrator when fastening the fixed element, so that the fixed element can be fastened in the vibrator at a level where the properties of the stator reach the target value. Can be controlled. In addition, the piezoelectric single crystal device has characteristics that are relatively vulnerable to external impacts compared to the piezoelectric polycrystalline device. According to d, if the torque applied to the fixed element is not accurately adjusted, there is a possibility that the single crystal vibrator may be damaged. The piezoelectric single crystal element fastening device 710 analyzes the properties of the vibrator 220 and applies an appropriate torque to the fixed element according to the analysis result, so even if it is a piezoelectric single crystal element that is relatively vulnerable to external shocks, the fixed element is fastened without difficulty. can do.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술 장치의 압전 단결정 소자를 체결하는 방법을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of fastening a piezoelectric single crystal element of an ultrasonic surgical device according to an embodiment of the present invention.

제어부(730)는 진동자 성질의 목표 반공진 주파수를 수신한다(S810). 제어부(730)는 외부로부터 진동자(220)가 갖기를 원하는 반공진 주파수를 수신한다. 이는 초음파 수술 장치 구동시 사용 주파수 대역일 수 있다.The control unit 730 receives the target anti-resonant frequency of the vibrator property (S810). The control unit 730 receives an anti-resonant frequency desired for the vibrator 220 from the outside. This may be a frequency band used when driving the ultrasonic surgical device.

제어부(730)는 고정소자에 초기 체결토크를 인가하도록 고정소자 체결부(710)를 제어한다(S820).The controller 730 controls the fixed element fastening part 710 to apply an initial fastening torque to the fixed element (S820).

제어부(730)는 고정소자에 단계별 체결토크(1~3kgf?cm)를 인가한다(S830).The control unit 730 applies a step-by-step fastening torque (1~3kgf?cm) to the fixed element (S830).

분석부(720)는 진동자(220)의 성질을 분석하여 진동자(220)의 반공진 주파수를 측정한다(S840).The analysis unit 720 analyzes the properties of the vibrator 220 and measures the anti-resonant frequency of the vibrator 220 (S840).

제어부(730)는 분석된 진동자(220)의 반공진 주파수가 사용주파수에 해당하는지 여부를 판단한다(S850). 분석된 진동자의 반공진 주파수가 사용주파수와 일치(양 주파수 차이의 오차범위가 일정 범위 내로 진입)하지 않는 경우, 제어부(730)는 고정소자 체결부(710)를 제어하여 고정소자에 단계별 체결토크를 인가하도록 한다. The control unit 730 determines whether the analyzed anti-resonant frequency of the vibrator 220 corresponds to the use frequency (S850). When the analyzed anti-resonant frequency of the vibrator does not coincide with the used frequency (the error range of the difference between the two frequencies enters within a certain range), the control unit 730 controls the fixed element fastening part 710 to provide a step-by-step fastening torque to the fixed element. Should be applied.

분석된 진동자의 반공진 주파수가 사용주파수와 일치(양 주파수 차이의 오차범위가 일정 범위 내로 진입) 하는 경우, 제어부(730)는 더 이상 고정소자 체결부(710)가 동작하지 않도록 고정소자 체결부(710)를 제어한다(S860).When the analyzed anti-resonant frequency of the vibrator coincides with the used frequency (the error range of the difference between the two frequencies enters within a certain range), the control unit 730 stops the fixed element connection unit so that the fixed element connection unit 710 does not operate. Control (710) (S860).

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체와 진동자를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체와 진동자의 경계의 확대도 및 단면도이다.FIG. 8 is a view showing a shaft assembly and a vibrator according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an enlarged view and a cross-sectional view of a boundary between the shaft assembly and the vibrator according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체(140)와 진동자(220)는 도 1 내지 7을 참조하여 설명한 샤프트 조립체(140)와 진동자(220)와 동일하게 동작하되, 양 구성(140, 220)은 일체형으로 제조된다. 특히, 도 9를 참조하면, 샤프트 조립체(140)와 진동자(220)의 경계에서 별도의 커넥터가 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다. 즉, 샤프트 조립체(140)와 핸드 피스 내 진동자(220)가 일체로 제조될 수 있다. 이처럼, 각 구성(140 및 220)이 일체형으로 제조됨에 따라, 다음과 같은 효과가 도출된다. 양 구성이 일체형으로 제조됨으로써, 제조과정에 있어 편의성이 증대될 수 있다. 양 구성이 서로 상이한 공정으로 제조될 경우, 상호간에 양자가 연결되는 부위의 크기 등이 부합되도록 제조되어야 한다. 이에 따라, 양 구성은 세밀한 제조공정을 요구한다. 반면, 양 구성이 일체형으로 제조될 경우, 양 구성이 연결되는 부분이 존재하지 않아 제조의 편이성이 증가된다. 또한, 양 구성이 일체형으로 구현되기에, 진동자(220)에서 발생한 진동이 샤프트 조립체(140)로 온전히 전달될 수 있다. 종래에는 양 구성을 연결하기 위해 커넥터가 이용되는데, 아무리 정밀한 커넥터라 하더라도 커넥터와 양 구성간 공극 등이 발생할 수밖에 없다, 이와 같은 공극에 의해, 진동의 전달과정에서 손실이 발생하게 된다. 진동의 손실에 의해, 샤프트 조립체(140)를 거쳐 블레이드나 엔드 이펙터로 의도된 진동량이 모두 전달될 수 없어, 블레이드나 엔드 이펙터가 온전히 동작하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 조립체(140)와 진동자(220)는 진동의 손실을 방지하여 블레이드나 엔드 이펙터가 온전히 동작할 수 있도록 한다.The shaft assembly 140 and the vibrator 220 according to another embodiment of the present invention operate in the same manner as the shaft assembly 140 and the vibrator 220 described with reference to FIGS. 1 to 7, but both configurations 140 and 220 Is manufactured in one piece. In particular, referring to FIG. 9, it can be seen that there is no separate connector at the boundary between the shaft assembly 140 and the vibrator 220. That is, the shaft assembly 140 and the vibrator 220 in the hand piece may be integrally manufactured. As such, as each of the components 140 and 220 is manufactured as an integral type, the following effects are derived. Since both configurations are manufactured as an integral type, convenience in the manufacturing process can be increased. When both configurations are manufactured by different processes, they must be manufactured so that the sizes of the portions to which both are connected to each other match. Accordingly, both configurations require a detailed manufacturing process. On the other hand, when both components are manufactured integrally, there is no part to which both components are connected, thereby increasing the convenience of manufacturing. In addition, since both components are implemented integrally, the vibration generated from the vibrator 220 can be completely transmitted to the shaft assembly 140. Conventionally, a connector is used to connect both components, and no matter how precise a connector is, a gap between the connector and both components is inevitably generated. Due to this gap, loss occurs in the transmission process of vibration. Due to the loss of vibration, all of the intended vibration amount cannot be transmitted to the blade or the end effector through the shaft assembly 140, and thus the blade or the end effector may not operate completely. The shaft assembly 140 and the vibrator 220 according to another embodiment of the present invention prevent loss of vibration so that the blade or the end effector can operate completely.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선형 초음파 수술기를 도시한 도면이다.10 is a view showing a wireless ultrasonic surgical device according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선형 초음파 수술기(1000)는 배터리(1110), 핸드 피스(1120), 핸드 인스투르먼트(1130), 샤프트 조립체(1140), 앤드 이펙터(1150), 핸들 조립체(1160) 및 어댑터(1170)를 포함한다.Referring to FIG. 10, a wireless ultrasonic surgical device 1000 according to another embodiment of the present invention includes a battery 1110, a hand piece 1120, a hand instrument 1130, a shaft assembly 1140, and an end effector 1150. , Handle assembly 1160 and adapter 1170.

배터리(1110)는 핸드 피스(1120)가 진동할 수 있도록 전원을 공급한다.The battery 1110 supplies power so that the hand piece 1120 can vibrate.

배터리(1110)는 샤프트 조립체(1140)에서 수집한 에너지를 공급받아 충전할 수 있고, 외부 전원에 의해 충전될 수 있다. 배터리(1110)는 핸들 조립체(1160) 내 탈부착이 가능하도록 구성되고, 핸드 피스(1120)로 전원을 공급하도록 전기적 연결이 가능한 전원 공급 접지부와 샤프트 조립체(1140)에서 수집한 전기 에너지를 공급받아 충전이 가능하도록 하는 충전 접지부를 포함한다. 배터리(1110)는 연결회로(1180)와 직접적으로 전기적 연결이 되어 연결회로(1180)에 의해 샤프트 조립체(1140)에서 수집한 전기 에너지를 전달받는다.The battery 1110 may be charged by receiving energy collected by the shaft assembly 1140 and may be charged by an external power source. The battery 1110 is configured to be detachable in the handle assembly 1160, and receives electric energy collected from the shaft assembly 1140 and a power supply ground that can be electrically connected to supply power to the hand piece 1120. It includes a charging ground to enable charging. The battery 1110 is directly electrically connected to the connection circuit 1180 and receives the electric energy collected by the shaft assembly 1140 by the connection circuit 1180.

핸드 피스(1120)는 배터리(1110)로부터 전원을 공급받아 진동 에너지를 생성하며, 초음파 진동을 샤프트 조립체(1140)로 전달한다.The hand piece 1120 receives power from the battery 1110 to generate vibration energy, and transmits ultrasonic vibration to the shaft assembly 1140.

핸드 피스(1120)는 전원장치(1110)로부터 전원을 공급받아 진동 에너지를 생성한다. 핸드 피스(1120)는 전기 에너지를 진동 에너지로, 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 압전 소자를 포함한다. 압전소자는 배터리(1110)로부터 공급되는 전원을 인가받아, 진동 에너지로 변환한다.The hand piece 1120 receives power from the power supply 1110 and generates vibration energy. The hand piece 1120 includes a piezoelectric element that converts electrical energy into vibration energy and vibration energy into electrical energy. The piezoelectric element receives power supplied from the battery 1110 and converts it into vibration energy.

핸드 피스(1120)는 생성된 초음파 진동을 샤프트 조립체(1140)로 전달한다. 핸드 피스(1120)는 핸드 인스투르먼트(1130)로 결합되어 샤프트 조립체(1140)와 연결된다. 핸드 피스(1120)는 생성된 진동 에너지가 엔드 이펙터(1150)까지 전달될 수 있도록, 샤프트 조립체(1140)로 진동 에너지를 전달한다.The hand piece 1120 transmits the generated ultrasonic vibration to the shaft assembly 1140. The hand piece 1120 is coupled to the hand instrument 1130 and connected to the shaft assembly 1140. The hand piece 1120 transmits the vibration energy to the shaft assembly 1140 so that the generated vibration energy can be transmitted to the end effector 1150.

핸드 인스투르먼트(1130)는 핸드 피스(1120) 및 샤프트 조립체(1140)를 고정하며, 무선형 초음파 수술기(1000) 내 각 구성의 동작을 제어한다.The hand instrument 1130 fixes the hand piece 1120 and the shaft assembly 1140, and controls the operation of each component in the wireless ultrasonic surgical device 1000.

핸드 인스투르먼트(1130)는 핸드 피스(1120) 및 샤프트 조립체(1140)를 고정한다. 핸드 인스투르먼트(1130)는 핸드 피스(1120) 및 샤프트 조립체(1140)의 삽입구를 구비하여, 핸드 피스(1120) 및 샤프트 조립체(1140)가 핸드 인스투르먼트(1130) 내부로 삽입될 수 있도록 한다. 핸드 인스투르먼트(1130)는 삽입된 핸드 피스(1120) 및 샤프트 조립체(1140)를 고정시키며, 핸드 피스(1120)에서 생성된 진동 에너지를 샤프트 조립체(1140)로 전달하여, 진동에너지가 샤프트 조립체(1140)를 거쳐 엔드 이팩터(1150)까지 전달될 수 있도록 한다.Hand instrument 1130 secures hand piece 1120 and shaft assembly 1140. The hand instrument 1130 has an insertion hole for the hand piece 1120 and the shaft assembly 1140, so that the hand piece 1120 and the shaft assembly 1140 can be inserted into the hand instrument 1130. The hand instrument 1130 fixes the inserted hand piece 1120 and the shaft assembly 1140, and transmits the vibration energy generated by the hand piece 1120 to the shaft assembly 1140, so that the vibration energy is transferred to the shaft assembly 1140. ) To be delivered to the end effector 1150.

핸드 인스투르먼트(1130)는 내부에 제어부(미도시)를 포함하여, 무선형 초음파 수술기(1000) 내 각 구성의 동작을 제어한다. 핸드 인스투르먼트(1130)는 사용자로부터 엔드 이펙터(1150)의 동작 방법 등의 입력을 수신하는 입력부(131)를 구비하여, 제어부(132)는 사용자의 입력에 따라 각 구성의 동작을 제어한다. 예를 들어, 사용자의 입력이 엔드 이펙터를 이용하여 조직을 절개하도록 하는 입력인 경우, 제어부(132)는 배터리(1110)의 전원을 증가시켜 핸드 피스(1120)에서 생성되는 진동 에너지량을 증가시킬 수 있다. 제어부(132)는 배터리(1110)의 충전이 완충된 상태가 아닌 경우 핸드 피스(1120)에서 생성되는 진동에너지로부터 샤프트 조립체(1140)가 얻은 전기적 에너지를 배터리(1110)로 공급하여 배터리(1110)가 충전될 수 있도록 할 수 있다.The hand instrument 1130 includes a control unit (not shown) therein to control the operation of each component in the wireless ultrasonic surgical device 1000. The hand instrument 1130 includes an input unit 131 that receives input from a user such as an operation method of the end effector 1150, and the control unit 132 controls the operation of each component according to the user's input. For example, if the user's input is an input for cutting a tissue using an end effector, the controller 132 increases the amount of vibration energy generated by the handpiece 1120 by increasing the power of the battery 1110. I can. When the battery 1110 is not in a fully charged state, the controller 132 supplies electrical energy obtained by the shaft assembly 1140 from the vibration energy generated by the handpiece 1120 to the battery 1110 to the battery 1110. Can be made to be charged.

샤프트 조립체(1140)는 핸드 인스투르먼트(1130)로부터 전달되는 진동 에너지를 엔드 이펙터(1150)로 전달하는 튜브형의 전파 로드와 튜브형의 전파 로드가 움직이면서 부딪혀 발생하는 압력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 충전 패치를 포함한다. The shaft assembly 1140 includes a tubular radio wave rod that transmits vibration energy transmitted from the hand instrument 1130 to the end effector 1150 and a charging patch that converts pressure energy generated by bumping the tubular radio rod into electrical energy. Include.

샤프트 조립체(1140)의 일 끝단은 엔드 이펙터(1150)와 연결되고, 다른 일 끝단은 핸드 인스투르먼트(1130)의 삽입구에 삽입되어 고정된다. 샤프트 조립체(1140)는 핸드 인스투르먼트(1130)에 고정되어, 핸드 인스트루먼트(1130)로부터 전달되는 진동 에너지를 인가받으며, 인가받은 진동 에너지를 엔드 이펙터(1150)로 전달한다. 이와 함께, 샤프트 조립체(1140)는 핸드 인스투르먼트(1130)의 삽입구 내에서 회전할 수 있으며, 회전함으로써 엔드 이펙터의 방향을 제어할 수 있다.One end of the shaft assembly 1140 is connected to the end effector 1150, and the other end is inserted into and fixed to the insertion hole of the hand instrument 1130. The shaft assembly 1140 is fixed to the hand instrument 1130, receives vibration energy transmitted from the hand instrument 1130, and transmits the applied vibration energy to the end effector 1150. In addition, the shaft assembly 1140 may rotate within the insertion hole of the hand instrument 1130, and by rotating, the direction of the end effector may be controlled.

샤프트 조립체(1140)는 진동 에너지를 엔드 이펙터(1150)로 전달하는 동안 회전하면서 발생하는 일부 기계적 충격 에너지 일부를 전기적 에너지로 수집하여 이를 배터리(1110)로 공급할 수 있다. 샤프트 조립체(1140) 내에는 충전 패치가 있어 샤프트 조립체(1140)가 핸드 인스투르먼트(1130)의 삽입구 내에서 회전하는 동안 충전 패치에 가해지는 충격 에너지 일부를 전기적 에너지로 수집하고, 이를 핸드 인스투르먼트(1130)를 거쳐 배터리(1110)로 공급한다.The shaft assembly 1140 may collect some mechanical shock energy generated while rotating while transmitting vibration energy to the end effector 1150 as electrical energy and supply it to the battery 1110. There is a charging patch in the shaft assembly 1140 to collect a part of the impact energy applied to the charging patch as electrical energy while the shaft assembly 1140 rotates within the insertion hole of the hand instrument 1130, and this is the hand instrument 1130. It is supplied to the battery 1110 through.

엔드 이펙터(1150)는 조직을 파지하여, 전달받은 진동 에너지를 이용하여 조직을 절단하고 봉합한다. 엔드 이펙터(1150)는 핸들 조립체(1160)의 동작에 따라 조직을 파지하거나 조직으로부터 멀어진다. 조직을 파지하고 있는 경우, 엔드 이펙터(1150)는 전달되는 진동 에너지를 이용해 조직을 절단하고 봉합한다.The end effector 1150 grasps the tissue, cuts and seals the tissue using the transmitted vibration energy. The end effector 1150 grips or moves away from the tissue according to the operation of the handle assembly 1160. When holding the tissue, the end effector 1150 cuts and sutures the tissue using the transmitted vibrational energy.

핸들 조립체(1160)는 사용자가 무선형 초음파 수술기(1000)를 파지하고, 엔드 이펙터(1150)의 동작을 제어할 수 있도록 한다. 핸들 조립체(1160)는 사용자가 무선형 초음파 수술기(1000)를 파지할 수 있도록 하는 핸들부와 엔드 이펙터(1150)의 파지 동작을 제어하는 트리거부를 포함한다.The handle assembly 1160 allows the user to hold the wireless ultrasonic surgical device 1000 and control the operation of the end effector 1150. The handle assembly 1160 includes a handle unit that enables a user to grip the wireless ultrasonic surgical device 1000 and a trigger unit that controls the gripping operation of the end effector 1150.

어댑터(1170)는 샤프트 조립체(1140)와 핸드 인스투르먼트(1130)를 연결하고, 샤프트 조립체(1140) 회전시에도 샤프트 조립체(1140)의 끝단을 핸드 인스투르먼트(1130)에 고정시키도록 한다. 어댑터(1170)는 핸드 피스(1120)의 진동 에너지를 샤프트 조립체(1140)에 잘 전달할 수 있는 소재로 구성되며, 샤프트 조립체(1140)에서 수집한 에너지를 배터리(1110)에 전달하는 경로를 구성하는 회로를 포함하고 있다.The adapter 1170 connects the shaft assembly 1140 and the hand instrument 1130, and fixes the end of the shaft assembly 1140 to the hand instrument 1130 even when the shaft assembly 1140 rotates. The adapter 1170 is made of a material that can transfer the vibration energy of the hand piece 1120 to the shaft assembly 1140 well, and constitutes a path for transferring the energy collected by the shaft assembly 1140 to the battery 1110. It contains the circuit.

연결회로(1180)는 배터리(1110)와 샤프트 조립체(1140)를 연결할 수 있다. 연결회로(180)는 샤프트 조립체(1140)에 의해 전류가 흐를때마다 이를 배터리(1110)로 전달하여 배터리(1110)가 샤프트 조립체(1140)에서 수집한 전기적 에너지를 이용해 충전할 수 있도록 한다 The connection circuit 1180 may connect the battery 1110 and the shaft assembly 1140. The connection circuit 180 transfers current to the battery 1110 whenever current flows by the shaft assembly 1140 so that the battery 1110 can be charged using the electrical energy collected by the shaft assembly 1140

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 피스의 구성을 도시한 도면이다.11 is a view showing the configuration of a hand piece according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 피스(1120)는 하우징(1210)과 진동자(1220)를 포함한다.Referring to FIG. 11, a hand piece 1120 according to an embodiment of the present invention includes a housing 1210 and a vibrator 1220.

진동자(1220)는 하우징(1210) 내부에 배치되어 전원장치로부터 인가되는 전원을 공급받아 진동한다.The vibrator 1220 is disposed inside the housing 1210 and vibrates by receiving power applied from a power supply device.

진동자(1220)는 고정소자(1222), 테일 매스(Tail Mass, 11224), 압전 소자(1226) 및 헤드 혼(Head Horn, 1228)을 포함한다.The vibrator 1220 includes a fixed element 1222, a tail mass 11224, a piezoelectric element 1226, and a head horn 1228.

고정소자(1222)는 압전 소자(1226)를 거쳐 헤드 혼(1228)과 결합되기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이 압전 소자(1226)는 고정소자(1222)와 헤드 혼(1228)의 사이에서 고정된다. 고정소자(1222)로 외부에서 토크가 작용함으로써, 고정소자(1222)와 헤드 혼(1228)은 결합될 수 있다. 여기서, 고정소자(1222)는 일 예로 볼트로 구현될 수 있으며, 고정소자(1222)와 헤드 혼(1228)이 결합될 수 있도록, 헤드 혼(1228)의 밑 끝단에는 나사산이 구현될 수 있다.Since the fixed element 1222 is coupled to the head horn 1228 via the piezoelectric element 1226, the piezoelectric element 1226 is between the fixed element 1222 and the head horn 1228 as shown in FIG. It is fixed. The fixed element 1222 and the head horn 1228 may be coupled by an external torque acting on the fixed element 1222. Here, the fixing element 1222 may be implemented as a bolt, for example, and a screw thread may be implemented at the lower end of the head horn 1228 so that the fixing element 1222 and the head horn 1228 may be coupled.

이때, 고정소자(1222)에 작용하는 토크에 의해, 고정소자(1222)는 압전 소자(1226) 방향으로 힘을 가하게 되고, 고정소자(1222)가 작용하는 힘의 반작용으로 헤드 혼(1228)도 압전 소자(1226) 방향으로 같은 크기의 힘을 가한다. 압전 소자(1226)는 고정소자(1222)와 헤드 혼(1228) 사이의 결합에 의해 고정된다.At this time, by the torque acting on the fixed element 1222, the fixed element 1222 applies a force in the direction of the piezoelectric element 1226, and the head horn 1228 is also a reaction of the force acting by the fixed element 1222. The same amount of force is applied in the direction of the piezoelectric element 1226. The piezoelectric element 1226 is fixed by a coupling between the fixed element 1222 and the head horn 1228.

압전 소자(1226)는 배터리(1110)로부터 전원을 인가 받아, 진동 에너지를 생성한다. 압전 소자(1226)는 압전 소자로 제공되는 주파수에 따라 생성하는 진동 에너지가 변화한다. 압전 소자(1226)는 고유 주파수에서 가장 큰 진동 에너지를 발하고, 압전 소자(1226)가 고정소자(1222)에 의한 체결 토크에 의해 고유 주파수 등 성질이 변화할 수 있다.The piezoelectric element 1226 receives power from the battery 1110 and generates vibration energy. The vibration energy generated in the piezoelectric element 1226 varies according to the frequency provided to the piezoelectric element. The piezoelectric element 1226 emits the largest vibration energy at a natural frequency, and the piezoelectric element 1226 may have properties such as a natural frequency changed due to a fastening torque by the fixed element 1222.

도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.12 is a view showing the configuration of the shaft assembly according to the first embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 샤프트 조립체(1140)는 메탈 튜브(1310), 절연부재(1320), 충전 패치(1330), 캐비티(1340), 충격 전달 매질(1350), 전파 로드(1360)를 포함한다.Referring to FIG. 12, the shaft assembly 1140 according to the first embodiment of the present invention includes a metal tube 1310, an insulating member 1320, a filling patch 1330, a cavity 1340, and an impact transmission medium 1350. , And a radio wave rod 1360.

메탈 튜브(1310)는 절연부재(1320), 충전 패치(1330), 전파로드(1360)를 수용하고, 내부가 절연부재(1320)로 코팅되어 있다. 메탈 튜브(1310)는 일단이 어댑터(1170)에 연결되고, 다른 일단은 엔드 이펙터(1150)에 연결되어 있다. 메탈 튜브(1310)는 금속 소재로 구성되어 있어 누설 전류가 외부로 전달될 수 있다. 따라서 메탈 튜브(1310) 내부를 절연부재(1320)로 코팅하여 무선형 초음파 수술기(1000)를 사용할 때, 환자가 감전 되지 않도록 한다.The metal tube 1310 accommodates the insulating member 1320, the charging patch 1330, and the radio wave rod 1360, and the inside of the metal tube 1310 is coated with the insulating member 1320. The metal tube 1310 has one end connected to the adapter 1170 and the other end connected to the end effector 1150. Since the metal tube 1310 is made of a metal material, a leakage current may be transmitted to the outside. Therefore, when using the wireless ultrasonic surgical device 1000 by coating the inside of the metal tube 1310 with the insulating member 1320, the patient is prevented from electric shock.

절연부재(1320)는 메탈 튜브(1310)와 충전 패치(1330) 사이에 개재될 수 있다. 절연부재(1320)는 실리콘과 같은 재질로 구성되어, 외부로 전기적 흐름을 차단한다.The insulating member 1320 may be interposed between the metal tube 1310 and the filling patch 1330. The insulating member 1320 is made of a material such as silicon, and blocks electrical flow to the outside.

충전 패치(1330)는 전파 로드(1360)의 진동 에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 충격 패치(1330)는 충격 전달 매질(1350) 속에 위치한 전파 로드(1360)가 진동함에 따라 충격 전달 매질(1350)이 이동하는 과정에서 충전 패치(1330)에 충격을 가하게 되고, 그때 발생한 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환한다.The charging patch 1330 converts vibrational energy of the radio wave rod 1360 into electrical energy. The shock patch 1330 applies an impact to the charging patch 1330 in the process of moving the shock transmission medium 1350 as the radio wave rod 1360 located in the shock transmission medium 1350 vibrates, and the mechanical energy generated at that time is applied. Converts into electrical energy.

충격 패치(1330)는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride)와 같은 압전 폴리머로 구성될 수 있다. 충전 패치(1330)는 충격 전달 매질(1350)이 충전 패치(330)에 충격을 가할 때, 충전 패치(1330)에 가해지는 압력으로 전압이 발생할 수 있다. 충격 패치(1330)는 메탈 튜브(1310) 내부 전체를 감싸고, 복수개의 충격 부위로부터 동시에 전기 에너지 수집이 가능하다. 충격 패치(1330)는 충격 패치(1330)에 가해지는 압력이 셀수록 더 많은 전기 에너지 수집이 가능하다.The impact patch 1330 may be made of a piezoelectric polymer such as PVDF (Polyvinylidene Fluoride). The charging patch 1330 may generate a voltage due to a pressure applied to the charging patch 1330 when the shock delivery medium 1350 applies an impact to the charging patch 330. The impact patch 1330 covers the entire interior of the metal tube 1310, and electric energy can be simultaneously collected from a plurality of impact areas. The impact patch 1330 may collect more electrical energy as the pressure applied to the impact patch 1330 increases.

충전 패치(1330)는 연결회로(180)에 의해 직접 배터리(1110)를 충전시킬 수 있다. 충전 패치(1330)는 연결회로(180)와 도선 등에 의해 직접적으로 연결되어, 충전 패치(1330)에 전기적 에너지가 발생할 때 마다 연결회로(180)에 전류가 흘러 배터리(1110)까지 연결되어 배터리(1110)가 충전될 수 있다. 연결회로(180)는 배터리(1110)가 핸드 피스(1120)에 가해지는 회로와 별도의 회로로 구성된다.The charging patch 1330 may directly charge the battery 1110 by the connection circuit 180. The charging patch 1330 is directly connected to the connection circuit 180 and a conductor, and whenever electrical energy is generated in the charging patch 1330, a current flows through the connection circuit 180 and is connected to the battery 1110. 1110) can be charged. The connection circuit 180 is composed of a circuit separate from the circuit in which the battery 1110 is applied to the hand piece 1120.

캐비티(1340)는 메탈 튜브(1310) 내 빈 공간이다. 캐비티(1340)는 충격 전달 매질(1350)을 수용하고, 충격 전달 매질(1350)의 이동 경로를 제공한다. The cavity 1340 is an empty space within the metal tube 1310. The cavity 1340 accommodates the impact delivery medium 1350 and provides a path for movement of the impact delivery medium 1350.

충격 전달 매질(1350)은 유동 가능한 물질로 충격 전달 매질(1350) 속에서 움직이는 전파로드(1360)의 진동 방향에 따라 캐비티(1340) 내에서 이동한다. 충격 전달 매질(1350)은 전파 로드(1360)의 진동 폭이 크면, 충전 패치(1330)에 가하는 충격이 크고, 반대로 전파 로드(1360)의 진동 폭이 작으면, 충전 패치(1330)에 가하는 충격은 약하다. 따라서 충격 전달 매질(1350)은 전파 로드(1360)의 진동 에너지에 따라 충격 패치(1330)에 가하는 압력의 세기가 다르게 된다.The impact transfer medium 1350 is a flowable material and moves within the cavity 1340 according to the vibration direction of the propagation rod 1360 moving in the impact transfer medium 1350. When the vibration width of the electric wave rod 1360 is large, the shock transmission medium 1350 has a large impact applied to the charging patch 1330, and if the vibration width of the electric wave rod 1360 is small, the shock applied to the charging patch 1330 Is weak. Accordingly, the impact transmission medium 1350 has a different intensity of pressure applied to the impact patch 1330 according to the vibration energy of the radio wave rod 1360.

전파 로드(1360)는 긴 튜브 형태의 막대 형태로, 가벼우며, 충격에 유연하게 반응할 수 있는 탄성 계수가 높은 물질로 구성될 수 있다. The radio wave rod 1360 may be formed of a material having a high modulus of elasticity that is light in the form of a rod in the form of a long tube and can flexibly respond to an impact.

전파 로드(1360)는 압전 소자(1226)로부터 전달받은 진동 에너지에 의해 회전하며, 회전력이 운동에너지로 변환되어 병진운동 방식으로 엔드 이펙터(1150)까지 전달한다. 전파 로드(1360)는 무선형 초음파 수술기(1000)의 구동 중 충격 전달 매질(1350) 속에서 움직이며, 충격 전달 매질(1350)에 파동을 형성하게 된다.The radio wave rod 1360 rotates by vibration energy transmitted from the piezoelectric element 1226, and the rotational force is converted into kinetic energy and transmitted to the end effector 1150 in a translation manner. The radio wave rod 1360 moves in the shock transmission medium 1350 while the wireless ultrasonic surgical device 1000 is being driven, and forms a wave in the shock transmission medium 1350.

도 13운 본 발명의 제2 실시예에 따른 샤프트 조립체(141)의 구성을 도시한 도면이다.13 is a diagram showing the configuration of a shaft assembly 141 according to a second embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 샤프트 조립체(141)는 메탈 튜브(1310), 절연부재(1320), 충전 패치(1330), 가압 링(1351), 전파 로드(1360)를 포함한다.13, the shaft assembly 141 according to the second embodiment of the present invention includes a metal tube 1310, an insulating member 1320, a filling patch 1330, a pressure ring 1351, and a radio wave rod 1360. Includes.

본 발명의 제2 실시예에 따른 샤프트 조립체(141)는 가압 링(1351)이 전파 로드(1360)에 부착되어 있어, 전파 로드(1360)가 이동 시, 가압 링(1351)도 함께 움직인다. In the shaft assembly 141 according to the second embodiment of the present invention, since the pressure ring 1351 is attached to the radio wave rod 1360, when the radio wave rod 1360 moves, the pressure ring 1351 also moves.

가압 링(1351)은 전파 로드(1360)에 끼워져서 전파 로드(1360)에 부착된 형태로 배치되기 때문에, 전파 로드(1360)가 이동하는 위치에 따라 충격 패치(1330)에 압력을 가하는 부위도 달라지게 된다. 가압 링(1351)은 마찰에 의해 쉽게 마모되지 않은 내구성이 우수한 소재로 구성될 수 있으며, 충격 패치(1330)와의 마찰로 인한 전파 로드(1360)의 이동을 방해하지 않도록 낮은 마찰 계수를 가진 물질로 구성될 수 있다. 특히, 가압 링(1351)은 실리콘과 같은 재질로 구성될 수 있다.Since the pressure ring 1351 is fitted in the radio wave rod 1360 and is attached to the radio wave rod 1360, a portion that applies pressure to the impact patch 1330 according to the position where the radio wave rod 1360 moves is also It will be different. The pressure ring 1351 may be made of a material having excellent durability that is not easily worn by friction, and is made of a material having a low coefficient of friction so as not to interfere with the movement of the radio wave rod 1360 due to friction with the impact patch 1330. Can be configured. In particular, the pressure ring 1351 may be made of a material such as silicon.

충격 패치(1330)는 가압 링(1351)이 전파 로드(1360)를 따라 이동하게 되면서 충격 패치(1330)에 압력을 가하는 부위가 이동하면서, 압전에 따른 전위 변화가 발생하게 된다. 충격 패치(1330)는 압전에 따른 전위 변화를 전기적 에너지로 수집하여, 이를 배터리(1110)로 전달할 수 있다.In the impact patch 1330, as the pressure ring 1351 moves along the radio wave rod 1360, a portion applying pressure to the impact patch 1330 moves, resulting in a potential change according to the piezoelectricity. The impact patch 1330 may collect a change in potential according to the piezoelectric as electrical energy, and transmit it to the battery 1110.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.14 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a third embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 샤프트 조립체(142)는 메탈 튜브(1310), 절연부재(1320), 충전 패치(1330), 가압 엠보 링(1352), 전파 로드(1360)를 포함한다.Referring to FIG. 14, the shaft assembly 142 according to the third embodiment of the present invention includes a metal tube 1310, an insulating member 1320, a filling patch 1330, a pressure embossing ring 1352, and a radio wave rod 1360. ).

본 발명의 제3 실시예에 따른 샤프트 조립체(142)는 가압 엠보 링(1352)이 전파 로드(1360)에 끼워져 있어, 전파 로드(1360)가 이동 시, 가압 엠보 링(1352)도 함께 움직인다.In the shaft assembly 142 according to the third embodiment of the present invention, the pressure embossing ring 1352 is fitted to the radio wave rod 1360, so that when the radio wave rod 1360 moves, the pressure embossing ring 1352 also moves.

압전 엠보 링(1352)은 홈조를 이루는 다수열의 엠보를 돌출하는 형상을 지니고 있으며, 다수열의 엠보가 충전 패치(1330)를 향하도록 돌출되어 있을 수 있다. 가압 엠보 링(1352)은 홈조를 이루고 있어 가압 링(1351)과 달리 돌출되는 일부분만 충전 패치(1330)에 닿아 충전 패치(1330)를 가압할 수 있다. 따라서 가압 엠보 링(1352)은 가압 링(1351)에 비해 충전 패치(1330)와의 마찰로 인한 전파 로드(1360)의 진동 에너지 손실을 줄일 수 있다.The piezoelectric embossing ring 1352 has a shape protruding a plurality of rows of embosses forming a groove, and may protrude so that the plurality of rows of embosses face the filling patch 1330. Since the pressure embossing ring 1352 has a groove shape, unlike the pressure ring 1351, only a portion that protrudes may contact the filling patch 1330 to press the filling patch 1330. Accordingly, the pressure embossing ring 1352 can reduce vibration energy loss of the radio wave rod 1360 due to friction with the charging patch 1330 compared to the pressure ring 1351.

도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.15 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a fourth embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤프트 조립체(144)는 메탈 튜브(1310), 절연부재(1320), 충전 패치(1331), 전파 로드(1360)를 포함한다.Referring to FIG. 15, a shaft assembly 144 according to a fourth embodiment of the present invention includes a metal tube 1310, an insulating member 1320, a charging patch 1331, and a radio wave rod 1360.

본 발명의 제4 실시예에 따른 샤프트 조립체(144)는 전파 로드(1360) 상에 위치한 충전 패치(1331)를 포함한다. 따라서 전파 로드(1360) 이동 경로를 따라 충전 패치(1331)는 전파 로드(1360)와 함께 움직인다. 충전 패치(1331)는 전파 로드(1360) 진동에 따라 절연부재(1320)와 맞닿는 부위가 달라진다. 따라서 충전 패치(1331)는 절연부재(1320)와 맞닿았다가 떨어지는 순간 발생하는 압전 에너지를 수집하여 배터리(1110)를 충전할 수 있다.The shaft assembly 144 according to the fourth embodiment of the present invention includes a charging patch 1331 located on the radio wave rod 1360. Accordingly, the charging patch 1331 moves together with the radio wave rod 1360 along the movement path of the radio wave rod 1360. The filling patch 1331 has a different portion in contact with the insulating member 1320 according to the vibration of the radio wave rod 1360. Accordingly, the charging patch 1331 may charge the battery 1110 by collecting piezoelectric energy generated when it comes into contact with the insulating member 1320 and then falls.

도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 샤프트 조립체의 구성을 도시한 도면이다.16 is a view showing the configuration of a shaft assembly according to a fifth embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 샤프트 조립체(145)는 메탈 튜브(1310), 절연부재(1320), 충전 패치(1332), 전파 로드(1360), 가압 돌기(1370)를 포함한다.Referring to FIG. 16, the shaft assembly 145 according to the fifth embodiment of the present invention includes a metal tube 1310, an insulating member 1320, a charging patch 1332, a radio wave rod 1360, and a pressure protrusion 1370. Includes.

가압 돌기(1370)는 절연 부재(1320) 상에 형성되며, 절연 부재(1320)가 일부 연장되어 전파 로드(1360)를 향하여 돌출된 돌기일 수 있다. 가압 돌기(1370)는 복수개의 돌기로 충전 패치(1332)가 압전 효과를 발생하도록 충전 패치(1332)를 가압한다.The pressing protrusion 1370 is formed on the insulating member 1320, and may be a protrusion protruding toward the electric wave rod 1360 by partially extending the insulating member 1320. The pressing protrusion 1370 presses the charging patch 1332 so that the charging patch 1332 generates a piezoelectric effect with a plurality of protrusions.

충전 패치(1332)는 전파 로드(1360)를 감싸도록 구성될 수 있다. 충전 패치(1332)는 전파 로드(1360) 움직임에 따라 맞닿는 가압 돌기(1370)와 맞닿는 부위가 달라질 수 있고, 가압 돌기(1370)와 맞닿았다가 떨어지는 순간 발생하는 압전 을 수집하여 배터리(1110)를 충전시킬 수 있다.The charging patch 1332 may be configured to surround the radio wave rod 1360. The charging patch 1332 may have a different area in contact with the pressing protrusion 1370 in contact with the movement of the radio wave rod 1360, and collect the piezoelectric power generated when it comes into contact with the pressing protrusion 1370 and then fall, thereby collecting the battery 1110. Can be charged.

도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 핸드 피스의 구성을 도시한 도면이다.17 is a view showing the configuration of a hand piece according to another embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 핸드 피스(120)는 커넥터(1700)를 더 포함한다.Referring to FIG. 17, the hand piece 120 according to another embodiment of the present invention further includes a connector 1700.

본 발명의 일 실시예에 따른 핸드 피스(120)는 전원장치로부터 전원을 공급받아 동작하는데, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 핸드 피스(120)는 핸드 피스와 전원장치(110)를 연결하는 전선에 커넥터(1700)를 포함한다.The hand piece 120 according to an embodiment of the present invention operates by receiving power from a power supply device, and the hand piece 120 according to another embodiment of the present invention connects the hand piece and the power supply device 110 The connector 1700 is included in the wire.

커넥터(1700)는 핸드 피스(120), 보다 구체적으로는 진동자(220)와 (전원장치(110)를 연결하는) 전선간의 전기적 연결을 결정한다. 커넥터(1700)가 핸드 피스(120) 내 존재함으로써 다음과 같은 이점이 존재한다.The connector 1700 determines the electrical connection between the hand piece 120, more specifically the vibrator 220 and the electric wire (connecting the power supply 110). Since the connector 1700 is present in the hand piece 120, the following advantages exist.

발명의 배경이 되는 기술 부분에서 언급한 대로, 전선이 존재하는 경우, 초음파 치료장치가 사용되는 과정에서 전선이 꼬이는 등 다양한 원인에 의해 파손되는 경우가 발생한다. 문제는 전선은 핸드 피스(120)에 연결되어 있어, 종래에는 핸드 피스(120)의 고장이 아님에도 불구하고 전선의 교체를 위해 핸드 피스(120)까지 모두 교체되는 비효율이 존재하였다. 특히, 이러한 비효율은 도 8 및 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 진동자(220)와 샤프트 조립체(140)가 일체형으로 제조된 경우에 두드러질 수 있다. 진동자(220)와 샤프트 조립체(140)가 일체형으로 제조된 상황에서 전선이 고장난 경우라면, 전선의 교체를 위해 핸드 피스(120) 뿐만 아니라 샤프트 조립체까지 교체되는 상황이 발생하게 된다. 이러한 비효율을 해소하고자, 핸드 피스(120) 내에 커넥터(1700)가 포함되어, 전선과 핸드 피스(120) 간의 전기적 연결을 헤제시킴으로써 전선만의 분리가 가능하도록 한다. As mentioned in the technical background of the invention, when an electric wire is present, it may be damaged due to various causes such as twisting of the electric wire in the process of using the ultrasonic treatment apparatus. The problem is that the electric wire is connected to the hand piece 120, and thus there is an inefficiency of replacing all of the hand piece 120 to replace the electric wire even though it is not a failure of the hand piece 120 in the related art. In particular, this inefficiency may be noticeable when the vibrator 220 and the shaft assembly 140 are integrally manufactured as described with reference to FIGS. 8 and 9. If the wire is broken in a situation in which the vibrator 220 and the shaft assembly 140 are integrally manufactured, a situation in which not only the hand piece 120 but also the shaft assembly is replaced for replacement of the wire occurs. In order to solve this inefficiency, the connector 1700 is included in the hand piece 120, and the electrical connection between the electric wire and the hand piece 120 is disconnected so that only the electric wire can be separated.

커넥터(1700)는 핸드 피스(120) 내에 구현된다. 커넥터(1700)가 외부로 드러나 있으면, 상대적으로 전선과 핸드 피스(120) 간의 분리는 보다 용이해질 수 있다. 그러나 분리가 보다 용이해짐으로써, 초음파 수술장치의 사용자의 의도와 무관하게 다른 구성과의 마찰 등으로 커넥터(1700)의 전기적 연결이 헤제되는 경우가 발생할 수 있다. 초음파 수술장치가 도 10 내지 도 16에서와 같이 무선형이라면 문제가 없겠으나, 도 1 내지 9에서와 같이 유선형이라면 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 이에, 커넥터(1700)는 외부의 다른 구성과의 마찰 등으로 인해, 사용자의 의도와 무관하게 전기적 연결이 해제되는 것을 방지한다.The connector 1700 is implemented within the hand piece 120. When the connector 1700 is exposed to the outside, separation between the electric wire and the hand piece 120 may be relatively easier. However, since the separation becomes easier, the electrical connection of the connector 1700 may be disconnected due to friction with other components regardless of the user's intention of the ultrasonic surgical device. If the ultrasonic surgical device is a wireless type as shown in FIGS. 10 to 16, there will be no problem, but a streamlined type as in FIGS. Thus, the connector 1700 prevents the electrical connection from being disconnected regardless of the user's intention due to friction with other external components.

초음파 수술장치가 도 1 내지 9에서와 같이 유선형으로 구현됨과 동시에, 도 10 내지 도 16에서와 같이 무선형으로 동작할 수 있도록 배터리를 포함하고 있는 경우라면, 커넥터(1700)는 핸드 피스(120)와 전원장치(110) 간의 전기적 연결을 관리함으로써, 초음파 수술장치가 유선형 또는 무선형으로서의 동작을 결정할 수 있다. 사용자는 커넥터(1700)를 이용해 핸드 피스(120)와 전원장치(110) 간의 전기적 연결을 해제함으로써 편의에 따라 무선형으로 사용할 수도 있고, 다시 연결시킴으로써 유선형으로 사용할 수도 있다.If the ultrasonic surgical device is implemented in a streamlined manner as in FIGS. 1 to 9 and includes a battery so as to be operated in a wireless manner as in FIGS. 10 to 16, the connector 1700 is a hand piece 120 By managing the electrical connection between the and the power supply 110, the ultrasonic surgical device can determine the operation as a streamlined or wireless type. The user may use the connector 1700 as a wireless type for convenience by releasing the electrical connection between the handpiece 120 and the power supply 110 using the connector 1700, or may use it as a streamlined type by reconnecting.

도 7에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용가능할 것이므로 도 7은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 7, each process is described as sequentially executing, but this is merely illustrative of the technical idea of an embodiment of the present invention. In other words, a person of ordinary skill in the art to which an embodiment of the present invention pertains may change the order shown in FIG. 7 and perform one or more processes of each process without departing from the essential characteristics of the embodiment of the present invention. Since it is executed in parallel and may be applied by various modifications and variations, FIG. 7 is not limited to a time series order.

한편, 도 7에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)과 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. Meanwhile, the processes shown in FIG. 7 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. That is, computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical reading media (eg, CD-ROM, DVD, etc.). In addition, the computer-readable recording medium can be distributed over a computer system connected through a network to store and execute computer-readable codes in a distributed manner.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those of ordinary skill in the technical field to which the present embodiment belongs will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present exemplary embodiments are not intended to limit the technical idea of the present exemplary embodiment, but are illustrative, and the scope of the technical idea of the present exemplary embodiment is not limited by these exemplary embodiments. The scope of protection of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

100 : 초음파 수술 장치
110: 전원장치
120: 핸드 피스
130: 핸드 인스투르먼트
140: 샤프트 조립체
150: 엔드 이펙터
160: 핸들 조립체
210: 하우징
220: 진동자
222: 고정소자
224: 테일 매스
226: 압전소자
228: 헤드 혼
700: 압전 단결정 소자 체결 장치
710: 고정소자 체결부
720: 분석부
730: 제어부
100: ultrasonic surgery device
110: power supply
120: handpiece
130: Hand Instruments
140: shaft assembly
150: end effector
160: handle assembly
210: housing
220: oscillator
222: fixed element
224: tail mass
226: piezoelectric element
228: head horn
700: piezoelectric single crystal element fastening device
710: fixed element fastening part
720: analysis unit
730: control unit

Claims (2)

전원장치;
상기 전원장치로부터 전원을 공급받아 진동 에너지를 생성하는 핸드 피스;
조직을 파지하며, 진동 에너지를 이용하여 조직을 절단하고 봉합하는 엔드 이펙터;
상기 엔드 이펙터와 결합하며, 상기 핸드피스로부터 진동에너지를 받아 회전하고, 회전에 의한 진동에너지의 일부를 전기적 에너지로 변환하여 수집하는 샤프트 조립체; 및
상기 핸드 피스와 상기 전원장치와의 전기적 연결을 결정하는 커넥터를 포함하며,
상기 샤프트 조립체는 상기 핸드피스로부터 전달받은 진동에너지에 의해 회전하는 전파로드, 상기 전파로드 움직임에 따라 발생하는 진동에너지의 일부를 전기적 에너지로 변환하여 전기적 에너지를 수집하는 충전 패치 및 상기 충전 패치와 상기 전파로드 사이에 위치하여 상기 충전 패치를 가압하여 전기적 에너지 발생을 촉진하는 가압 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 수술 장치.
Power supply;
A hand piece receiving power from the power supply and generating vibration energy;
An end effector that grips the tissue and cuts and sutures the tissue using vibration energy;
A shaft assembly that is coupled to the end effector, receives vibration energy from the handpiece, rotates, converts part of the vibration energy generated by the rotation into electrical energy, and collects it; And
And a connector for determining electrical connection between the hand piece and the power supply,
The shaft assembly includes a radio wave rod rotating by vibration energy transmitted from the handpiece, a charging patch for collecting electrical energy by converting a part of vibration energy generated according to the movement of the radio wave rod into electrical energy, and the charging patch and the Ultrasound surgical apparatus comprising a pressure ring positioned between the radio wave rods to pressurize the charging patch to promote electrical energy generation.
전원장치;
상기 전원장치로부터 전원을 공급받아 진동 에너지를 생성하는 핸드 피스;
조직을 파지하며, 진동 에너지를 이용하여 조직을 절단하고 봉합하는 엔드 이펙터;
상기 엔드 이펙터와 결합하며, 상기 핸드피스로부터 진동에너지를 받아 회전하고, 회전에 의한 진동에너지의 일부를 전기적 에너지로 변환하여 수집하는 샤프트 조립체; 및
상기 핸드 피스와 상기 전원장치와의 전기적 연결을 결정하는 커넥터를 포함하며,
상기 샤프트 조립체는 상기 핸드피스로부터 전달받은 진동에너지에 의해 회전하는 전파로드, 상기 전파로드 움직임에 따라 발생하는 진동에너지의 일부를 전기적 에너지로 변환하여 전기적 에너지를 수집하는 충전 패치 및 상기 충전 패치와 상기 전파로드 사이에 위치하여 상기 충전 패치를 가압하도록 홈조를 이루는 다수열의 엠보를 돌출하는 형상을 지니는 가압 엠보링을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 수술 장치.
Power supply;
A hand piece receiving power from the power supply and generating vibration energy;
An end effector that grips the tissue and cuts and sutures the tissue using vibration energy;
A shaft assembly that is coupled to the end effector, receives vibration energy from the handpiece, rotates, converts part of the vibration energy generated by the rotation into electrical energy, and collects it; And
And a connector for determining electrical connection between the hand piece and the power supply,
The shaft assembly includes a radio wave rod rotating by vibration energy transmitted from the handpiece, a charging patch for collecting electrical energy by converting a part of vibration energy generated according to the movement of the radio wave rod into electrical energy, and the charging patch and the Ultrasonic surgical apparatus comprising a pressure embossing having a shape protruding a plurality of rows of embosses forming a groove so as to be positioned between the radio wave rods to pressurize the filling patch.
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