KR102332121B1

KR102332121B1 - 인장 밴드를 갖는 의료 도구

Info

Publication number: KR102332121B1
Application number: KR1020207016623A
Authority: KR
Inventors: 라이언 애벗; 이자벨 헤이
Original assignee: 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2021-12-01
Also published as: CN111343940B; US11452572B2; EP3723652A4; EP3723651A4; KR102330042B1; US20210169597A1; JP7128891B2; JP2021506374A; CN111343939B; KR102408281B1; CN111356413B; JP7005768B2; KR20200071776A; EP3723650A4; JP2021506400A; CN111356413A; US20200383738A1; EP3723650A1; WO2019118337A1; JP7030990B2

Abstract

의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크 및 밴드를 포함한다. 제1 링크의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제1 축을 중심으로 제1 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 링크의 원위 단부는 제1 축에 대해 비평행한 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능한 도구 부재에 커플링된 커넥터를 포함한다. 제1 링크는 제1 가이드 채널을 형성하고 제2 링크는 제2 가이드 채널을 형성한다. 밴드의 원위 단부는 제1 가이드 채널 및 제2 가이드 채널 내에 배치되고, 도구 부재에 커플링된다. 제2 링크는 밴드의 원위 단부가 이동될 때 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다.

Description

인장 밴드를 갖는 의료 도구

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 발명의 명칭이 "인장 밴드를 갖는 의료 도구(Medical Tools Having Tension Bands)"인 미국 가출원 제62/598,620호(2017년 12월 14일 출원), 발명의 명칭이 "인장 밴드를 갖는 의료 도구(Medical Tools Having Tension Bands)"인 미국 가출원 제62/598,626호(2017년 12월 14일 출원), 및 발명의 명칭이 "인장 밴드를 갖는 의료 도구(Medical Tools Having Tension Bands)"인 미국 가출원 제62/598,628호(2017년 12월 14일 출원)의 우선권의 이익을 주장하고, 이들 미국 가출원은 모두 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.

본 명세서에 설명된 실시예는 파지 도구, 더 구체적으로 의료 디바이스, 및 더욱 더 구체적으로 내시경 도구에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 실시예는 예를 들어 수술 용례에 사용될 수 있는 인장 밴드(tension bands)를 포함하는 디바이스에 관한 것이다.

최소 침습성 수술(Minimally Invasive Surgery: MIS)을 위한 공지된 기술은 수동으로 제어되거나 또는 컴퓨터 지원 원격 조작을 통해 제어될 수 있는 조직을 조작하기 위해 기구를 채용한다. 다수의 공지된 MIS 기구는 샤프트의 원위 단부에서 손목 메커니즘에 장착된 치료 또는 진단 엔드 이펙터(end effector)(예를 들어, 겸자, 절단 도구 또는 소작 도구)를 포함한다. MIS 절차 중에, 엔드 이펙터, 손목 메커니즘 및 샤프트의 원위 단부는 환자의 작은 절개부 또는 자연 오리피스 내에 삽입되어 엔드 이펙터를 환자의 신체 내의 작업 부위에 위치설정할 수 있다. 선택적 손목 메커니즘은 작업 부위에서 원하는 절차를 수행하기 위해 샤프트에 대한 엔드 이펙터의 배향을 변경하는 데 사용될 수 있다. 공지된 손목 메커니즘은 일반적으로 엔드 이펙터의 이동을 위해 원하는 자유도(DOF)를 제공한다. 예를 들어, 겸자 또는 다른 파지 도구에 있어서, 공지된 손목 메커니즘은 종종 샤프트를 기준으로 엔드 이펙터의 피치(pitch)와 요(yaw)를 변경하는 것이 가능하다. 손목은 선택적으로 엔드 이펙터를 위한 롤(roll) DOF를 제공할 수 있거나, 또는 롤 DOF는 샤프트를 롤링함으로써 구현될 수도 있다. 엔드 이펙터는 그립 또는 나이프 블레이드 모션과 같은 추가적인 기계적 DOF를 선택적으로 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 손목 및 엔드 이펙터 기계적 DOF는 조합될 수도 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,792,135호(1997년 5월 16일 출원)는 손목 및 엔드 이펙터 그립 DOF가 조합되는 메커니즘을 개시하고 있다.

손목 메커니즘 및 엔드 이펙터의 원하는 이동을 가능하게 하기 위해, 공지된 기구는 기구의 샤프트를 통해 연장되고 손목 메커니즘을 액추에이터(본 명세서에서 또한 백엔드 메커니즘이라고도 칭함)에 연결하는 인장 요소(예를 들어, 케이블)를 포함한다. 액추에이터는 케이블을 이동시켜 손목 메커니즘을 동작시킨다. 로봇식 또는 원격 조작식 시스템에 있어서, 백엔드 메커니즘은 모터 구동식이며 사용자가 기구를 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하도록 처리 시스템에 동작 가능하게 커플링될 수 있다.

환자는 MIS 방법 및 도구의 효용성을 개선하기 위한 지속적인 노력으로부터 이익을 얻는다. 예를 들어, 샤프트 및 손목 메커니즘의 크기 및/또는 동작 푸트프린트를 감소시키는 것은 더 작은 진입 절개부를 허용할 수 있어, 이에 의해 통증, 흉터 발생 및 바람직하지 않은 치유 시간과 같은 수술의 부정적인 영향을 감소시킬 수 있다. 그러나, 최소 침습성 절차를 위해 임상적으로 원하는 기능을 구현하는 작은 직경의 의료 기구를 생산하는 것은 어려울 수 있다. 특히, 구성요소를 "축소(scaling down)"함으로써 공지된 손목 메커니즘의 크기를 간단히 감소시키는 것은, 요구된 구성요소 및 재료 특성을 스케일링(scale)하지 않기 때문에 효과적인 해결책을 야기하지 않을 것이다. 예를 들어, 손목 메커니즘의 모션 범위 전체에 걸쳐 케이블 장력을 유지하고 다른 회전축 상에서의 하나의 회전축의 상호 작용(또는 커플링 효과)을 최소화하기 위해 케이블이 손목 메커니즘을 통해 신중하게 유도되어야 하기 때문에, 손목 메커니즘의 효율적인 구현이 복잡해질 수 있다. 또한, 케이블 마찰을 감소시키기 위해 풀리 및/또는 윤곽면이 일반적으로 요구되는데, 이는 기구 수명을 연장시키고 손목 메커니즘의 케이블 또는 다른 구조체에 과도한 힘을 인가하지 않고 동작을 허용한다. 더 작은 구조체(케이블 및 손목 메커니즘의 다른 구성요소를 포함함)로부터 발생할 수도 있는 증가된 국소 힘은 보관 및 사용 중에 케이블의 바람직하지 않은 연장(예로서, "신장" 또는 "크리프"), 감소된 케이블 수명 등을 야기할 수 있다.

또한, 일부 의료 기구는 건조, 지혈, 절단, 해부, 방전요법, 절개, 조직 파괴, 소작 및 혈관 밀봉과 같은 임상 기능을 위한 전기 에너지를 필요로 하는 엔드 이펙터를 갖는다. 이에 따라, 공지된 기구는 손목 메커니즘을 통해 여기될 엔드 이펙터의 부분으로 유도되는 하나 이상의 전도체를 포함한다. 손목 메커니즘의 모든 구성요소, 구동 케이블 및 전도성 와이어를 작은 직경, 예를 들어 약 10 mm 미만으로 맞추면서 이들 구성요소의 필수 강도 및 기능을 보존하는 것은 어려울 수 있다.

기구의 크기를 감소시키는 것에 추가하여, 효과적으로 폐기 가능한(즉, 경제적인 비용으로 단지 1회용으로만 의도된) 저가의 기구를 개발하는 것이 또한 바람직하다. 이러한 기구에 의해, 각각의 MIS 절차는 새로운 멸균 기구로 수행될 수 있는데, 이는 귀찮은 고가의 기구 재사용 멸균 절차를 제거한다. 그러나, 다수의 현재 기구 디자인은 생산에 고비용이고, 따라서 경제성을 위해 이들 기구는 다중 수술 절차 중에 사용을 위해 멸균 재처리를 경험한다. 부분적으로, 이들 기구의 비용은 동작 부하를 견디기 위한 다중-스트랜드 텅스텐 케이블 및 하이포튜브 부분에 기인할 수도 있다.

따라서, 감소된 크기, 감소된 부품 수, 더 낮은 재료 비용을 갖는 개선된 손목 메커니즘을 포함하고, 증가된 강도를 갖는 인장 부재를 포함하는 개선된 내시경 도구에 대한 요구가 존재한다.

이 요약 설명은 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 명세서에 설명된 실시예의 특정 양태를 소개한다. 본 요약 설명은 본 발명의 주제의 포괄적인 개요가 아니고, 주요 또는 중요한 요소를 식별하거나 본 발명의 주제의 범주를 기술하도록 의도된 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크 및 밴드를 포함한다. 제1 링크 및 제2 링크는 각각 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 제1 링크의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제1 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 링크는 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다. 제2 링크의 원위 단부는 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능한 도구 부재에 커플링된 커넥터를 포함한다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 제1 가이드 채널이 제1 링크 내에 형성되고, 제2 가이드 채널이 제2 링크 내에 형성된다. 밴드의 원위 단부는 제1 가이드 채널 및 제2 가이드 채널 내에 배치되고, 도구 부재에 커플링된다. 제2 링크는 밴드의 원위 단부가 이동될 때 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크, 도구 부재, 및 밴드를 포함한다. 제1 링크는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제2 링크가 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하도록 제1 링크에 커플링된다. 가이드 채널은 제2 링크로 형성된다. 도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성된다. 풀리부는 도구 부재가 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하도록 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 밴드는 제1 밴드부 및 제2 밴드부를 갖는다. 제1 밴드부는 가이드 채널 내에 배치되고, 제2 밴드부는 도구 부재에 커플링된다. 밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 비틀린다. 도구 부재는 밴드가 이동될 때 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하다.

도 1은 수술과 같은 의료 절차를 수행하는 데 사용되는, 실시예에 따른 원격 조작 의료 시스템의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시되어 있는 원격 조작 수술 시스템의 사용자 제어 콘솔의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시되어 있는 원격 조작 수술 시스템의 선택적 보조 유닛의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시되어 있는 원격 조작 수술 시스템의, 기구의 세트를 포함하는 조작기 유닛의 정면도이다.
도 5는 실시예에 따른, 제1 구성에서 수술 시스템의 기구의 부분의 개략 사시도이다.
도 6 및 도 7은 제1 구성(도 6) 및 제2 구성(도 7)에서 도 5에 도시되어 있는 기구의 부분의 개략 평면도이다.
도 8 및 도 9는 제1 구성(도 8) 및 제3 구성(도 9)에서, 도 6에 도시되어 있는 라인 X1-X1을 따라 취한 기구의 부분의 개략 정단면도이다.
도 10은 도 6에 도시되어 있는 라인 X₂-X₂를 따라 취한 기구의 부분의 개략 측단면도이다.
도 11은 실시예에 따른, 제1 구성에서 수술 시스템의 기구의 부분의 개략 사시도이다.
도 12 내지 도 14는 제1 구성(도 12), 제2 구성(도 13) 및 제3 구성(도 14)에서, 도 11에 도시되어 있는 라인 X₁-X₁을 따라 취한 기구의 부분의 개략 평면 단면도이다.
도 15 내지 도 17은 제1 구성(도 15), 제2 구성(도 16) 및 제3 구성(도 17)에서, 도 12에 도시되어 있는 라인 X₂-X₂를 따라 취한 기구의 부분의 개략 측단면도이다.
도 18은 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 부분의 개략적인 정단면도이다.
도 19 내지 도 21은 라인 X₁₉-X₁₉(도 19), X₂₀-X₂₀(도 20) 및 X₂₁-X₂₁(도 21)을 따라 취한, 도 18에 도시되어 있는 기구 내에 포함된 밴드의 개략 측단면도이다.
도 22는 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 부분의 개략도이다.
도 23 및 도 24는 라인 X₂₃-X₂₃(도 23) 및 X₂₄-X₂₄(도 24)를 따라 취한, 도 22에 도시되어 있는 기구 내에 포함된 밴드의 개략 측단면도이다.
도 25는 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 부분의 개략도이다.
도 26은 실시예에 따른, 제1 구성에서 수술 시스템의 기구의 사시도이다.
도 27은 도 26에 도시되어 있는 영역(Z)에 의해 지시된 기구의 원위 단부의 확대 사시도이다.
도 28은 도 27에 도시되어 있는 기구의 원위 단부의 평면도이고, 도 29는 분해 사시도이다.
도 30은 도 27에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제1 링크의 좌측면 사시도이고, 도 31은 우측면 사시도이다.
도 32 및 도 33은 도 27에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 사시도이다.
도 34는 도 27에 도시되어 있는 기구의 엔드 이펙터의 제1 도구 부재의 사시도이다.
도 35는 도 27에 도시되어 있는 기구의 엔드 이펙터의 제2 도구 부재의 사시도이다.
도 36은 기구가 제2 구성에 있는, 도 26에 도시되어 있는 영역(Z)에 의해 지시된 기구의 원위 단부의 확대 사시도이다.
도 37은 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 38은 도 37에 도시되어 있는 기구의 엔드 이펙터 및 밴드의 사시도이다.
도 39는 도 37에 도시되어 있는 기구의 밴드의 부분의 사시도이다.
도 40은 도 37에 도시되어 있는 기구의 밴드의 부분 및 제1 링크의 사시도이다.
도 41은 도 37에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제1 링크의 좌측면 사시도이다.
도 42는 도 37에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 사시도이다.
도 43 및 도 44는 도 37에 도시되어 있는 기구의 엔드 이펙터의 제1 도구 부재 및 제2 도구 부재의 사시도이다.
도 45는 도 37에 도시되어 있는 기구의 밴드의 부분 및 제1 도구 부재의 사시도이다.
도 46은 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 47은 도 46에 도시되어 있는 기구의 원위 단부의 분해 사시도이다.
도 48은 엔드 이펙터, 밴드 및 제1 링크를 나타내기 위해 샤프트 및 제2 링크가 제거된 상태에서, 도 46에 도시되어 있는 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 49는 도 46에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제1 링크의 좌측면 사시도이고, 도 50은 우측면 사시도이다.
도 51은 도 46에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 좌측면 사시도이고, 도 52는 우측면 사시도이다.
도 53은 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 54는 도 53에 도시되어 있는 기구의 구성요소를 나타내기 위해 커버가 제거된 상태에서, 도 53에 도시되어 있는 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 55는 도 54에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제1 링크의 좌측면 사시도이다.
도 56은 도 54에 도시되어 있는 기구의 밴드의 부분 및 제2 링크의 사시도이다.
도 57은 도 54에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 사시도이다.
도 58은 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 사시도이다.
도 59는 도 58에 도시되어 있는 영역(Z)에 의해 지시된 기구의 원위 단부의 확대 사시도이다.
도 60은 도 59에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제1 링크의 사시도이다.
도 61 및 도 62는 도 59에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 사시도이다.
도 63은 도 59에 도시되어 있는 기구의 원위 단부의 분해 사시도이다.
도 64는 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 65는 도 64에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 사시도이다.
도 66은 실시예에 따른, 수술 시스템의 기구의 원위 단부의 사시도이다.
도 67은 도 66에 도시되어 있는 기구의 손목 조립체의 제2 링크의 사시도이다.

본 명세서에 설명된 실시예는 유리하게는 수술과 연관된 광범위한 파지, 절단 및 조작 동작에 사용될 수 있다. 특히, 본 명세서에 설명된 기구는 단지 하나의 절차에 사용되는 것을 용이하게 하는 저가의 일회용 기구일 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 기구는 다수의 자유도로 엔드 이펙터를 작동시키도록 이동될 수 있는 하나 이상의 밴드를 포함한다. 더욱이, 밴드는 증가된 강도를 촉진하기 위해 더 큰 단면적을 갖는 영역을 포함할 수 있고, 또는 소형화 손목 조립체 내에서 효율적인 유도를 허용하도록 비틀릴 수 있다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크 및 밴드를 포함한다. 제1 링크 및 제2 링크는 각각 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 제1 링크의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제1 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 링크는 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다. 제2 링크의 원위 단부는 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능한 도구 부재에 커플링된 커넥터를 포함한다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 제1 가이드 채널이 제1 링크 내에 형성되고, 제2 가이드 채널이 제2 링크 내에 형성된다. 밴드의 원위 단부는 제1 가이드 채널 및 제2 가이드 채널 내에 배치되고, 도구 부재에 커플링된다. 제2 링크는 밴드의 원위 단부가 이동될 때 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크 및 밴드를 포함한다. 제1 링크 및 제2 링크는 각각 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 제1 링크의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제1 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 링크는 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다. 제2 링크의 원위 단부는 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능한 도구 부재에 커플링된 커넥터를 포함한다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 제1 가이드 채널이 제1 링크 내에 형성되고, 제2 가이드 채널이 제2 링크 내에 형성된다. 밴드의 원위 단부는 제1 가이드 채널 및 제2 가이드 채널 내에 배치된다. 밴드의 원위 단부는 도구 부재에 커플링된다. 도구 부재는 밴드의 원위 단부가 이동될 때 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크 및 밴드를 포함한다. 제1 링크 및 제2 링크는 각각 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 제1 링크의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 제1 링크는 제1 가이드 채널을 함께 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면을 포함한다. 제1 가이드 채널의 종방향 중심선에 수직인 단면 평면 내에서 취한 내부 가이드 표면의 부분은 선형이고, 단면 평면 내에서 취한 외부 가이드 표면의 부분은 선형이다. 제2 링크의 근위 단부는 제1 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 링크는 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하다. 제2 링크의 원위 단부는 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능한 도구 부재에 커플링된 커넥터를 포함한다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 밴드의 원위 단부는 제1 가이드 채널 내에 배치된다. 밴드의 원위 단부는 도구 부재에 커플링된다. 도구 부재는 밴드의 원위 단부가 이동될 때 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하다. 밴드의 내부 접촉 표면은 제2 링크가 제1 방향에서 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전할 때 제1 링크의 내부 가이드 표면과 접촉한다. 밴드의 외부 접촉 표면은 제2 링크가 제2 방향에서 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전할 때 제1 링크의 외부 가이드 표면과 접촉한다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 조인트 조립체, 도구 부재 및 밴드를 포함한다. 조인트 조립체는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 조인트 조립체의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 도구 부재는 접촉부 및 커플링부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 커플링부는 조인트 조립체의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 밴드는 제1 밴드부 및 제2 밴드부를 갖는다. 제1 밴드부는 샤프트 내에 있고, 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖는다. 제2 밴드부는 도구 부재에 커플링되고, 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖는다. 제2 단면적은 제1 단면적과 상이하다. 도구 부재는 밴드가 그 종방향 중심선을 따라 이동될 때 회전축을 중심으로 조인트 조립체에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크, 도구 부재, 및 밴드를 포함한다. 제1 링크는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제2 링크가 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하도록 제1 링크에 커플링된다. 도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 풀리부는 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 밴드는 제1 밴드부, 제2 밴드부 및 제3 밴드부를 갖는다. 제2 밴드부는 제1 밴드부와 제3 밴드부 사이에 있다. 제1 밴드부 및 제3 밴드부는 각각 샤프트 내에 있다. 제1 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖는다. 제2 밴드부는 풀리부 주위에 적어도 부분적으로 랩핑된다. 제2 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖는다. 제2 단면적은 제1 단면적과 상이하다. 도구 부재는 밴드가 그 종방향 중심선을 따라 이동될 때 회전축을 중심으로 조인트 조립체에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 조인트 조립체, 도구 부재 및 밴드를 포함한다. 조인트 조립체는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 조인트 조립체의 근위 단부는 샤프트에 커플링된다. 조인트 조립체는 가이드 표면을 포함한다. 도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성된다. 밴드는 제1 밴드부, 제2 밴드부 및 제3 밴드부를 갖는다. 제2 밴드부는 제1 밴드부와 제3 밴드부 사이에 있다. 제1 밴드부는 샤프트 내에 있고, 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖는다. 제2 밴드부는 제2 밴드부가 이동될 때 도구 부재가 회전축을 중심으로 조인트 조립체에 대해 회전 가능하도록 풀리부에 커플링된다. 제2 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖는다. 제3 밴드부는 제1 단면적으로부터 제2 단면적으로 전이된다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크, 도구 부재, 및 밴드를 포함한다. 제1 링크는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제2 링크가 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하도록 제1 링크에 커플링된다. 제2 링크는 가이드 채널을 형성한다. 도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 풀리부는 도구 부재가 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하도록 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 밴드는 제1 밴드부 및 제2 밴드부를 갖는다. 제1 밴드부는 가이드 채널 내에 배치된다. 제2 밴드부는 도구 부재에 커플링된다. 밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 비틀린다. 도구 부재는 밴드가 이동될 때 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크, 도구 부재, 및 밴드를 포함한다. 제1 링크는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제2 링크가 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하도록 제1 링크에 커플링된다. 제2 링크는 제1 가이드 채널 및 제2 가이드 채널을 형성한다. 도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 풀리부는 도구 부재가 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하도록 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 밴드는 제1 밴드부, 제2 밴드부 및 제3 밴드부를 갖는다. 제2 밴드부는 제1 밴드부와 제3 밴드부 사이에 있다. 제1 밴드부는 제1 가이드 채널 내에 배치되고, 제3 밴드부는 제2 가이드 채널 내에 배치된다. 제2 밴드부는 풀리부 주위에 적어도 부분적으로 랩핑된다. 밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 비틀린다. 도구 부재는 밴드가 그 종방향 중심선을 따라 이동될 때 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하다.

몇몇 실시예에서, 의료 디바이스는 제1 링크, 제2 링크, 도구 부재, 및 밴드를 포함한다. 제1 링크는 샤프트에 커플링된다. 제2 링크의 근위 단부는 제2 링크가 제1 축을 중심으로 제1 링크에 대해 회전 가능하도록 제1 링크에 커플링된다. 제2 링크는 가이드 표면을 포함한다. 도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 갖는다. 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 풀리부는 도구 부재가 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하도록 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 축은 제1 축에 대해 비평행하다. 밴드는 접촉 표면을 갖는다. 접촉 표면의 제1 부분은 밴드의 종방향 중심선을 따라 제1 밴드 장소에서 가이드 표면과 활주 접촉하고 있다. 접촉 표면의 제2 부분은 밴드의 종방향 중심선을 따라 제2 밴드 장소에서 풀리부에 커플링된다. 접촉 표면의 제1 부분은 접촉 표면의 제2 부분에 대해 비평행하다. 도구 부재는 밴드가 그 종방향 중심선을 따라 이동될 때 제2 축을 중심으로 제2 링크에 대해 회전 가능하다.

본 명세서에서 사용될 때, 언급된 수치 표시와 관련하여 사용될 때, 용어 "약"은 언급된 수치 표시의 플러스 또는 마이너스 최대 10 퍼센트의 언급된 수치 표시를 의미한다. 예를 들어, 어구 "약 50"은 45 내지 55의 범위를 커버한다. 유사하게, 어구 "약 5"는 4.5 내지 5.5의 범위를 커버한다.

기계적 구조체, 구성요소 또는 구성요소 조립체와 같은 부분과 연관하여 용어 "가요성"은 광범위하게 해석되어야 한다. 본질적으로, 이 용어는 부분에 손상 없이 부분을 반복적으로 굴곡하고 원래 형상으로 복원할 수 있다는 것을 의미한다. 특정 가요성 구성요소는 또한 탄성일 수 있다. 예를 들어, 구성요소(예를 들어, 굴곡부)는 탄성 변형될 때 에너지를 흡수하고 이어서 부하 해제시에 저장된 에너지를 방출하는(즉, 그 원래 상태로 복귀하는) 능력을 갖는 경우 탄성이라고 한다. 다수의 "강성" 물체는, 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이 이러한 물체가 "가요성"인 것으로 고려되지 않더라도, 재료 특성에 기인하는 약간의 고유의 탄성 "굴곡"을 갖는다.

가요성 부분은 무한 자유도(DOF)를 가질 수도 있다. 가요성은 설명되는 물체의 광범위한 특성이고, 따라서 물체가 형성되는 재료 뿐만 아니라 물체의 특정 물리적 특징(예를 들어, 단면 형상, 길이, 경계 조건 등)에 의존한다. 예를 들어, 물체의 가요성은 원하는 탄성 계수, 굴곡 탄성율 및/또는 경도를 갖는 재료를 물체 내에 선택적으로 포함시킴으로써 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 탄성 계수는 구성 재료의 세기 성질(intensive property)이고(즉, 본질적임), 인가된 힘에 응답하여 탄성적으로(즉, 비영구적으로) 변형되는 물체의 경향을 설명한다. 높은 탄성 계수를 갖는 재료는 동등하게 인가된 응력의 존재 하에서 낮은 탄성 계수를 갖는 재료만큼 편향되지 않을 것이다. 따라서, 물체의 가요성은, 예를 들어 비교적 높은 탄성 계수를 갖는 재료를 물체에 도입함으로써 그리고/또는 이러한 재료로 물체를 구성함으로써 감소될 수 있다. 이러한 부분의 예는, 종종 상당한 단면 변형 없이, 다양한 간단한 또는 합성 곡선으로 굴곡될 수 있는 폐쇄된 굴곡 가능한 튜브(예를 들어, NITINOL®, 폴리머, 연성 고무 등으로 제조), 나선형 코일 스프링 등을 포함한다.

다른 가요성 부분은 사행형 "척추"와 같은 짧은 연결된 링크의 직렬 배열과 유사한 일련의 밀접하게 이격된 구성요소를 사용하여 이러한 무한-DOF 부분을 근사시킬 수도 있다. 이러한 척추 배열에서, 각각의 구성요소는 운동학적 체인 내의 짧은 링크이며, 각각의 링크 사이의 이동 가능한 기계적 구속(예를 들어, 핀 힌지, 컵 앤 볼, 라이브 힌지 등)은 링크들 사이의 1개(예를 들어, 피치) 또는 2개(예를 들어, 피치 및 요)의 DOF를 허용할 수도 있다. 짧은 가요성 부분은 운동학적 체인 내의 2개의 링크 사이에 하나 이상의 DOF를 제공하는 단일의 기계적 구속(조인트)으로 역할하고 모델링될 수 있지만, 가요성 부분 자체가 다수의 DOF, 또는 무한-DOF 링크를 갖는 다수의 커플링된 링크로 구성된 운동학적 체인일 수도 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 단어 "원위"는 작업 부위를 향한 방향을 칭하고, 단어 "근위"는 작업 부위로부터 이격하는 방향을 칭한다. 따라서, 예를 들어, 타겟 조직에 가장 가까운 도구의 단부는 도구의 원위 단부일 것이고, 원위 단부에 대향하는 단부(즉, 사용자 또는 액추에이터에 의해 조작되는 단부)는 도구의 근위 단부일 것이다.

또한, 하나 이상의 실시예 및 선택적 요소 또는 특징을 설명하기 위해 선택된 특정 단어는 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다. 예를 들어, 공간적 상대 용어 - "밑", "아래", "하부", "위", "상부", "근위", "원위" 등과 같은 - 는 도면에 도시된 바와 같은 다른 요소 또는 특징부에 대한 하나의 요소 또는 특징부의 관계를 설명하는 데 사용될 수도 있다. 이들 공간적 상대 용어는 도면에 도시된 위치 및 배향에 추가하여 사용 또는 동작시에 디바이스의 상이한 위치(즉, 병진 배치) 및 배향(즉, 회전 배치)을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도면의 디바이스가 전복되면, 다른 요소 또는 특징부 "아래" 또는 "밑에" 있는 것으로서 설명되는 요소는 이어서 다른 요소 또는 특징부 "위" 또는 "위에" 있을 것이다. 따라서, 용어 "아래"는 위 및 아래의 양 위치 및 배향의 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 다른 방식으로 배향될 수도 있고(예를 들어, 90도 회전되거나 다른 배향에 있음), 본 명세서에 사용된 공간적 상대 기술자는 이에 따라 해석된다. 마찬가지로, 다양한 축을 따른(병진) 그리고 주위의(회전) 이동의 설명은 다양한 공간 디바이스 위치 및 배향을 포함한다. 신체의 위치와 배향의 조합은 신체의 자세를 규정한다.

유사하게, "평행", "수직", "둥근" 또는 "정사각형"과 같은 기하학적 용어는, 문맥상 달리 지시되지 않으면, 절대적인 수학적 정확도를 필요로 하지 않도록 의도된다. 대신에, 이러한 기하학적 용어는 제조 또는 등가의 기능으로 인한 변동을 허용한다. 예를 들어, 요소가 "둥근" 또는 "일반적으로 둥근"으로 설명되면, 정확하게 원형이 아닌 구성요소(예를 들어, 약간 장방형 또는 다면 다각형)가 본 설명에 여전히 포함된다.

게다가, 단수 형태의 용어는 문맥상 달리 지시되지 않으면, 복수 형태를 마찬가지로 포함하도록 의도된다. 용어 "포함한다", "구비한다", "갖는다" 등은 언급된 특징들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들 등의 존재를 상술하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들, 또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다.

달리 지시되지 않으면, 용어 장치, 의료 디바이스, 기구 및 이들의 변형은 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.

본 발명의 양태는 미국 캘리포니아주 서니베일 소재의 Intuitive Surgical, Inc.에 의해 상용화된 da Vinci® 수술 시스템을 사용하는 구현예의 견지에서 주로 설명된다. 이러한 수술 시스템의 예는 da Vinci Xi® 수술 시스템(모델 IS4000) 및 da Vinci Si® 수술 시스템(모델 IS3000)이다. 그러나, 통상의 기술자는 본 명세서에 개시된 본 발명의 양태가 수동 및 컴퓨터 지원 실시예 및 구현예의 컴퓨터 지원, 컴퓨터 비지원 및 혼성 조합을 포함하는 다양한 방법으로 실시되고 구현될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. da Vinci® 수술 시스템(예를 들어, 모델 IS4000, 모델 IS3000, 모델 IS2000, 모델 IS1200)에서의 구현예는 단지 예로서만 제시된 것이고, 본 명세서에 개시된 발명적 양태의 범주를 한정하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 적용 가능한 경우, 본 발명의 양태는 비교적 더 소형의, 핸드헬드, 수동 조작식 디바이스 및 부가의 기계적 지지를 갖는 비교적 더 대형의 시스템 모두에서 실시되고 구현될 수도 있다.

도 1은 컴퓨터 지원 원격 조작 시스템의 평면도이다. 수술 테이블(1010) 위에 누워있는 환자(P)에 최소 침습성 진단 또는 수술 절차를 수행하기 위해 사용되는 최소 침습성 로봇 수술(MIRS) 시스템(1000)(본 명세서에서 또한 최소 침습성 원격 조작 수술 시스템이라 칭함)인 의료 디바이스가 도시되어 있다. 시스템은 절차 중에 외과의사 또는 다른 숙련된 임상의(S)에 의해 사용을 위한 사용자 제어 유닛(1100)과 같은 임의의 수의 구성요소를 가질 수 있다. MIRS 시스템(1000)은 조작기 유닛(1200)(수술 로봇이라 널리 칭함) 및 선택적 보조 유닛(1150)을 더 포함할 수 있다. 조작기 유닛(1200)은, 외과의사(S)가 수술 부위를 뷰잉하고 사용자 제어 유닛(1100)을 통해 도구(1400)의 이동을 제어하는 동안, 환자(P)의 신체 또는 자연 오리피스 내의 최소 침습성 절개부를 통해 적어도 하나의 제거 가능하게 커플링된 도구 조립체(1400)(본 명세서에서 또한 "도구"라 칭함)를 조작할 수 있다. 수술 부위의 이미지는 내시경(1170)을 배향하기 위해 조작기 유닛(1200)에 의해 조작될 수 있는 입체 내시경과 같은 내시경(1170)에 의해 얻어진다. 보조 유닛(1150)은 제어 유닛(1100)을 통해 외과의사(S)로의 후속의 디스플레이를 위해 수술 부위의 이미지를 처리하는 데 사용될 수 있다. 1회에 사용되는 도구(1400)의 수는 일반적으로 다른 인자들 중에서도 진단 또는 수술 절차 및 수술실 내의 공간 제약에 의존할 것이다. 절차 중에 사용되는 기구(1400) 중 하나 이상을 교체해야 할 필요가 있으면, 어시스턴트는 조작기 유닛(1200)으로부터 도구(1400)를 제거하고 수술실의 트레이(1020)로부터 다른 도구(1400)로 이를 교체한다. 기구(1400)와 함께 사용되는 것으로 도시되어 있지만, 본 명세서에 설명된 임의의 기구는 MIRS(1000)와 함께 사용될 수 있다.

도 2는 제어 유닛(1100)의 사시도이다. 제어 유닛(1100)은 깊이 지각을 가능하게 하는 수술 부위의 조정된 입체 뷰를 외과의사(S)에게 제시하기 위한 좌안 디스플레이(1112) 및 우안 디스플레이(1114)를 포함한다. 제어 유닛(1100)은, 이후에 조작기 유닛(1200)(도 1에 도시됨)이 하나 이상의 도구를 조작하게 하는 하나 이상의 입력 제어 디바이스(1116)를 더 포함한다. 입력 제어 디바이스(1116)는 외과의사(S)에게 텔레프레즌스(telepresence), 또는 입력 제어 디바이스(1116)가 기구(1400)와 일체화되거나(또는 직접 연결되어 있는) 지각을 제공하기 위해 이들이 연관되는 기구(1400)와 적어도 동일한 자유도를 제공한다. 이 방식으로, 제어 유닛(1100)은 외과의사(S)에게 도구(1400)를 직접 제어하는 강한 감각을 제공한다. 이를 위해, 위치, 힘 및 촉각 피드백 센서(도시되어 있지 않음)가 입력 제어 디바이스(1116)를 통해 도구(1400)로부터 외과의사의 손으로 위치, 힘 및 촉각 감각을 다시 전송하기 위해 채용될 수도 있다.

제어 유닛(1100)은 외과의사(S)가 절차를 직접 모니터링할 수 있고, 필요하면 물리적으로 존재하고, 전화 또는 다른 통신 매체를 통해서보다는 직접 어시스턴트와 대화할 수 있도록 환자와 동일한 룸에 있는 것으로서 도 1에 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 제어 유닛(1100) 및 외과의사(S)는 원격 수술 절차를 허용하는 환자와는 다른 방, 완전히 다른 건물, 또는 다른 원격 장소에 있을 수 있다.

도 3은 보조 유닛(1150)의 사시도이다. 보조 유닛(1150)은 내시경(1170)과 커플링될 수 있고, 제어 유닛(1100)을 통해 또는 로컬 및/또는 원격으로 위치된 다른 적합한 디스플레이 상에서와 같은, 후속 디스플레이를 위해 캡처된 이미지를 처리하기 위한 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입체 내시경이 사용되는 경우, 보조 유닛(1150)은 좌안 디스플레이(1112) 및 우안 디스플레이(1114)를 통해 수술 부위의 조정된 입체 이미지를 외과의사(S)에게 제시하기 위해 캡처된 이미지를 처리할 수 있다. 이러한 조정은 대향 이미지들 사이의 정렬을 포함할 수 있고 입체 내시경의 입체 작동 거리를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 이미지 처리는 광학 수차와 같은 이미지 캡처 디바이스의 이미징 에러를 보상하기 위해 미리 결정된 카메라 캘리브레이션 파라미터의 사용을 포함할 수 있다.

도 4는 조작기 유닛(1200)의 정면 사시도를 도시하고 있다. 조작기 유닛(1200)은 도구(1400) 및 절차의 부위의 이미지의 캡처를 위해 사용된 입체 내시경과 같은 이미징 디바이스(1170)의 조작을 제공하기 위한 구성요소(예를 들어, 아암, 링크 장치, 모터, 센서 등)를 포함한다. 구체적으로, 도구(1400) 및 이미징 디바이스(1170)는 다수의 조인트를 갖는 원격 조작 메커니즘에 의해 조작될 수 있다. 더욱이, 도구(1400) 및 이미징 디바이스(1170)는 운동학적 원격 중심이 절개부 또는 오리피스에서 유지되도록 하는 방식으로 환자(P)의 절개부 또는 자연 오리피스를 통해 위치되고 조작된다. 이 방식으로, 절개부 크기가 최소화될 수 있다.

도 5 내지 도 10은 실시예에 따른, 기구(2400)의 다양한 부분의 개략도이다. 몇몇 실시예에서, 기구(2400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(2400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 도시되고 전술된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(2400)는 손목 조립체(2500), 밴드(2420)(인장 부재로서 작용함) 및 도구 부재(2462)를 포함한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 기구(2400)는 밴드(2420)의 이동이 손목 조립체(2500)의 이동(도 7에 도시되어 있는 바와 같이), 도구 부재(2462)의 이동(도 9에 도시되어 있는 바와 같이), 또는 손목 조립체(2500)의 이동 및 도구 부재(2462)의 이동의 모두를 생성하도록 구성된다.

손목 조립체(2500)는 근위측 제1 링크(2510) 및 원위측 제2 링크(2610)를 포함한다. 제1 링크(2510)는 근위 단부(2511) 및 원위 단부(2512)를 갖는다. 근위 단부(2511)는 샤프트(도시되어 있지 않음)에 커플링된다. 샤프트는 도 5 내지 도 10에는 도시되어 있지 않지만, 근위 단부(2511)는 본 명세서에 도시되고 설명된 샤프트(5410) 또는 샤프트(7410)와 같은 임의의 적합한 샤프트에 커플링될 수 있다. 더욱이, 제1 링크(2510)의 근위 단부(2511)는 용접, 간섭 끼워맞춤, 접착제 등과 같은 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트에 커플링될 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 원위 단부(2512)는 회전 조인트에서 제2 링크(2610)에 커플링된다. 이 방식으로, 제1 링크(2510) 및 제2 링크(2610)는 제2 링크가 그를 중심으로 제1 링크에 대해 회전할 수 있는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(2500)를 형성한다.

도 6 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(2510)는 제1 회전축(A₁)과 교차하는 종방향 중심선(CL₁)을 규정한다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 제1 가이드 채널(2515)이 제1 링크(2510)에 형성된다. 밴드(2420)의 원위 단부(2422)는 제1 가이드 채널(2515) 내에서 이동한다. 더 구체적으로, 제1 링크(2510)는 제1 가이드 채널(2515)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면(2516) 및 외부 가이드 표면(2517)을 포함한다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(2510)의 종방향 중심선(CL₁)(또는 제1 가이드 채널(2515)의 종방향 중심선)에 수직인 단면 평면 내에서 취한 내부 가이드 표면(2516)의 부분은 선형이다. 유사하게, 제1 링크(2510)의 종방향 중심선(CL₁)(또는 제1 가이드 채널(2515)의 종방향 중심선)에 수직인 단면 평면 내에서 취한 외부 가이드 표면(2517)의 부분은 선형이다. 후술되는 바와 같이, 이 배열은 제2 링크(2610)가 제1 방향으로 제1 링크(2510)에 대해 회전할 때, 내부 가이드 표면(2516)이 선형 단면 접촉 표면을 따라(단면 내의 단일 지점에서만에 대조적으로) 밴드(2420)의 대응 내부 접촉 표면(2425)과 접촉할 수 있게 한다. 이 배열은 또한 제2 링크(2610)가 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 제1 링크(2510)에 대해 회전할 때, 외부 가이드 표면(2517)이 선형 단면 접촉 표면을 따라 밴드(2420)의 대응 외부 접촉 표면(2426)과 접촉하게 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 가이드 채널(2515)(및 따라서 그 내의 밴드(2420)의 부분)은 거리(d₁)만큼 제1 링크(2510)의 종방향 중심선(CL₁) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(2420) 상의 장력의 인가(도 7에서 근위 방향 화살표(AA)에 의해 지시되어 있음)는 제1 회전축(A₁) 주위에 토크를 생성하는데, 이는 도 7에 화살표(BB)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(2510)에 대한 제2 링크(2610)의 회전을 야기한다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 가이드 채널(2515)(및 따라서 그 내의 밴드(2420)의 부분)은 거리(d₂)만큼 제2 회전축(A₂)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(2420) 상의 장력의 인가(도 9에서 근위 방향 화살표(CC)에 의해 지시되어 있음)는 제2 회전축(A₂) 주위에서 도구 부재(2462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 도 9에 화살표(DD)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제2 링크(2610)에 대한 도구 부재(2462)의 회전을 야기한다.

제2 링크(2610)는 근위 단부(2611) 및 원위 단부(2612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(2611)는 제1 링크(2510)의 원위 단부(2512)에 회전 가능하게 커플링되어 손목 조인트를 형성한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 근위 단부(2611)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "중실 표면 케이블 채널을 갖는 4-케이블 손목(Four-Cable Wrist with Solid Surface Cable Channels)"인 미국 특허 제8,821,480 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 근위 클레비스(220)와 원위 클레비스(230) 사이의 핀고정 조인트와 같은, 핀고정 조인트를 통해 원위 단부(2512)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 근위 단부(2611)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "향상된 모션 범위를 갖는 기계적 손목 조인트, 및 관련 디바이스 및 방법(Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related Devices and Methods)"인 미국 특허 출원 공개 제2017/0120457 A1호(2015년 2월 20월 출원)에 도시되고 설명된 유형과 같은, 정합 디스크 표면을 통해 원위 단부(2512)에 커플링될 수 있다.

제2 링크(2610)의 원위 단부(2612)는 도구 부재(2462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(2500)에 대해 회전하도록 도구 부재(2462)에 커플링된 커넥터(2680)를 포함한다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)(또한 요축 또는 그립축이라고도 칭함)은 제1 회전축(A₁)에 대해 비평행하다. 따라서, 기구(2400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 제2 회전축(A₂)이 제1 회전축(A₁)에 수직인 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제2 회전축(A₂)은 임의의 적합한 각도로 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋될 수 있다. 커넥터(2680)는 도구 부재(2462)를 제2 링크(2610)에 회전 가능하게 커플링하여 도구 조인트를 형성하기 위한 임의의 적합한 커넥터일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 커넥터(2680)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 핀고정 조인트와 같은, 클레비스 및 핀을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 커넥터(2680)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "롤링-접촉 조인트 메커니즘 및 방법(Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods)"인 국제 특허 공개 WO 2016/123139 A2호(2016년 1월 26일 출원)에 도시되고 설명된 유연성 메커니즘과 같은 유연성 메커니즘을 포함할 수 있다.

도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 링크(2610)는 제1 회전축(A₁)과 교차하는 종방향 중심선(CL₂)을 규정한다. 손목 조립체(2500)가 제1 구성(도 5 및 도 6)에 있을 때, 제1 링크(2510)의 종방향 중심선(CL₁) 및 제2 링크(2610)의 종방향 중심선(CL₂)은 동일 선상에 있다(그리고 도 6에서 CL로 집합적으로 식별됨). 제2 링크(2610)가 제1 링크(2510)에 대해 회전할 때(즉, 피치로 회전할 때), 종방향 중심선(CL₁) 및 종방향 중심선(CL₂)은 피치각을 형성한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 가이드 채널(2615)이 제2 링크(2610)에 형성된다. 밴드(2420)의 원위 단부(2422)는 제2 가이드 채널(2615) 내에서 이동한다. 도 10에는 도시되어 있지 않지만, 제2 링크(2610)는 제2 가이드 채널(2615)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면(내부 가이드 표면(2516) 및 외부 가이드 표면(2517)과 각각 유사함)을 포함한다. 제1 링크(2515)의 가이드 표면을 참조하여 전술된 바와 같이, 제2 링크(2610)가 제2 링크(2610)에 대해 회전할 때, 제2 링크(2610)의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 밴드(2420)의 대응 표면에 접촉한다. 도 6을 참조하면, 제2 가이드 채널(2615)(및 따라서 그 내의 밴드(2420)의 부분)은 거리(d₁)만큼 제2 링크(2610)의 종방향 중심선(CL₁) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(2420) 상의 장력의 인가(도 7에서 근위 방향 화살표(AA)에 의해 지시되어 있음)는 제1 회전축(A₁) 주위에 토크를 생성하는데, 이는 도 7에 화살표(BB)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(2510)에 대한 제2 링크(2610)의 회전을 야기한다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 가이드 채널(2615)(및 따라서 그 내의 밴드(2420)의 부분)은 거리(d₂)만큼 제2 회전축(A₂)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(2420) 상의 장력의 인가(도 9에서 근위 방향 화살표(CC)에 의해 지시되어 있음)는 제2 회전축(A₂) 주위에서 도구 부재(2462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 도 9에 화살표(DD)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제2 링크(2610)에 대한 도구 부재(2462)의 회전을 야기한다.

도구 부재(2462)는 손목 조립체(2500)에 커플링되고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체에 대해 회전한다. 이 방식으로, 도구 부재(2462)의 원위부(예를 들어, 결합부)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작할 수 있다. 도구 부재(2462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 임의의 적합한 의료 도구 부재일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 도구 부재(2462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 그리퍼, 절단기, 조직 조작기 등으로서 기능하는 결합 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 도구 부재(2462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 소작 절차에 사용되는 여기된 도구 부재일 수 있다. 단지 하나의 도구 부재(2462)만이 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 기구(2400)는 그립핑 또는 전단 기능을 협력적으로 수행하는 2개의 이동 도구 부재를 포함한다. 이 방식으로, 도구 부재(2462)는 기구(2400)용 엔드 이펙터의 부분을 형성할 수 있다.

밴드(2420)는 근위 단부(2421) 및 원위 단부(2422)를 갖는다. 근위 단부(2421)는 샤프트(도시되어 있지 않음)를 통해 손목 조립체(2500)의 외부로 연장되고 액추에이터(도시되어 있지 않음)에 커플링된다. 액추에이터는 밴드의 원위 단부(2422)에서 결과적인 이동(또는 힘)을 생성하기 위해 임의의 적합한 메커니즘에 의해 밴드의 근위 단부(2421)를 이동시킬 수 있다(도 7의 화살표(AA) 및 도 9의 화살표(CC)에 의해 도시된 바와 같이). 몇몇 실시예에서, 기구(2400)의 백엔드는 모터 구동식이고, 따라서 원격 조작 수술 시스템에 적합하다. 밴드(2420)의 원위 단부(2422)는 제1 가이드 채널(2515) 및 제2 가이드 채널(2615) 내에 있고, 도구 부재(2462)에 커플링된다. 이 방식으로, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 밴드(2420)의 이동(또는 밴드에 인가된 힘)은 도구 부재(2462)의 회전, 제2 링크(2610)의 회전, 또는 도구 부재(2462) 및 제2 링크(2610)의 모두의 회전을 생성한다. 밴드(2420)의 원위 단부(2422)는 임의의 적합한 메커니즘에 의해 도구 부재(2462)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 원위 단부(2422)는 도구 부재(2462)의 연결부와 결합하는(또는 내부에 수용되는) 핀 또는 돌기에 의해 도구 부재(2462)에 커플링된다. 다른 실시예에서, 원위 단부(2422)는 접착제를 통해 도구 부재(2462)에 커플링된다. 또 다른 실시예에서, 밴드의 원위 단부(2422)는 도구 부재(2462)의 풀리부 주위에 랩핑된다.

밴드(2420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10은 직사각형 단면 형상(밴드(2420)의 종방향 중심선에 수직인 단면 평면 내에서 취함)을 갖는 것으로서 밴드(2420)를 도시하고 있지만, 다른 실시예에서, 밴드(2420)는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밴드(2420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 밴드(2420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 약간 만곡된 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 접촉 표면(2425) 및 외부 접촉 표면(2426)은 선형인 것으로서 도시되어 있지만(밴드(2420)의 종방향 중심선에 수직인 단면 평면 내에서), 다른 실시예에서, 내부 접촉 표면(2425), 외부 접촉 표면(2426) 중 어느 하나, 또는 모두는 만곡되거나 "크라운"된다. 더욱이, 밴드(2420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밴드(2420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 함께 접합된(예를 들어, 접착제를 통해) 일련의 라미네이트로부터 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 라미네이트는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 결합될 수 있다. 라미네이트는 텅스텐, 강 또는 임의의 적합한 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다.

밴드(2420)의 사용은 수술 절차(최소 침습성 절차를 포함함)에 적합한 저가의 일회용 기구를 제공할 수 있다. 사용시, 기구(2400)의 원위 단부는 최대 3개의 자유도를 제공하고, 다양한 수술 동작을 수행하기 위해 다수의 상이한 구성 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 상황에서, 도 7에 근위 방향 화살표(AA)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 밴드(2420)의 원위 단부(2422)의 이동은 피치축(A₁)을 중심으로 제2 링크(2610)의 회전을 생성한다(도 7에 화살표(BB)로 도시된 바와 같이). 밴드(2420)의 회전량, 원하는 회전을 생성하기 위해 요구되는 힘, 및 이동량은, 무엇보다도, 밴드(2420)와 피치축(A₁) 사이의 오프셋 거리(d₁)와 제1 가이드 채널(2515) 및 제2 가이드 채널(2615) 내의 밴드(2420)의 원위 단부(2422)의 곡률(또는 라우팅)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 오프셋 거리(d₁)는 더 큰 모멘트 아암을 생성할 것이지만, 이어서 손목 조립체(2500)의 전체 크기를 증가시킬 것이다. 다른 상황에서, 도 9에 근위 방향 화살표(CC)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 밴드(2420)의 원위 단부(2422)의 이동은 요축(A₂)을 중심으로 도구 부재(2462)의 회전을 생성한다(도 9에 화살표(DD)로 도시된 바와 같이). 이는 그립핑 모션(예를 들어, 2개의 도구 부재가 존재하는 경우) 또는 요 모션을 생성한다. 밴드(2420)의 회전량, 원하는 회전을 생성하기 위해 요구되는 힘, 및 이동량은, 무엇보다도, 밴드(2420)와 요축(A₂) 사이의 오프셋 거리(d₂)와 제1 가이드 채널(2515) 및 제2 가이드 채널(2615) 내의 밴드(2420)의 원위 단부(2422)의 곡률(또는 라우팅)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 오프셋 거리(d₂)는 더 큰 모멘트 아암을 생성할 것이지만, 이어서 손목 조립체(2500)의 전체 크기를 증가시킬 것이다.

제1 링크(2510) 및 제2 링크(2610)는 직사각형 단면 형상을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제1 링크(2510), 제2 링크(2610) 중 어느 하나, 또는 제1 링크(2510) 및 제2 링크(2610)의 모두는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제1 링크(2510), 제2 링크(2610) 중 어느 하나, 또는 제1 링크(2510) 및 제2 링크(2610)의 모두는 실질적으로 원형 단면 형상을 가질 수 있다(즉, 손목 조립체(2500)는 실질적으로 원통형일 수 있음).

제1 가이드 채널(2515) 및 제2 가이드 채널(2615)은 각각 제1 링크(2510)의 종방향 중심선(CL₁) 및 제2 링크(2610)의 종방향 중심선(CL₂)을 따라 실질적으로 선형인 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제1 가이드 채널(2515), 제2 가이드 채널(2615), 또는 제1 가이드 채널(2515) 및 제2 가이드 채널(2615)의 모두는, 제2 링크(2610) 및 도구 부재(2462)의 전체 모션 범위 중에 원하는 장력 및 길이의 보존을 유지하기 위해 밴드(2420)가 손목 조립체(2500)를 통해 유도되는 것을 보장하기 위해 임의의 적합한 종방향 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 11 내지 도 17은 실시예에 따른, 기구(3400)의 다양한 부분의 개략도이다. 기구(3400)는 손목 조립체(3500), 밴드(3420)(인장 부재로서 작용함) 및 도구 부재(3462)를 포함한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 기구(3400)는 밴드(3420)의 이동이 손목 조립체(3500)의 이동(도 13 및 도 14에 도시되어 있는 바와 같이), 도구 부재(3462)의 이동(도시되어 있지 않았지만, 도 9를 참조하여 설명된 이동과 유사함), 또는 손목 조립체(3500)의 이동 및 도구 부재(3462)의 이동의 모두를 생성하도록 구성된다.

손목 조립체(3500)는 근위측 제1 링크(3510) 및 원위측 제2 링크(3610)를 포함한다. 제1 링크(3510)는 근위 단부(3511) 및 원위 단부(3512)를 갖는다. 근위 단부(3511)는 샤프트(도시되어 있지 않음)에 커플링된다. 샤프트는 도 11 내지 도 17에는 도시되어 있지 않지만, 근위 단부(3511)는 본 명세서에 도시되고 설명된 샤프트(5410) 또는 샤프트(7410)와 같은 임의의 적합한 샤프트에 커플링될 수 있다. 더욱이, 제1 링크(3510)의 근위 단부(3511)는 용접, 간섭 끼워맞춤, 접착제 등과 같은 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트에 커플링될 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 원위 단부(3512)는 회전 조인트에서 제2 링크(3610)에 커플링된다. 이 방식으로, 제1 링크(3510) 및 제2 링크(3610)는 제2 링크(3610)가 그를 중심으로 제1 링크에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(3500)를 형성한다.

도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(3510)는 제1 회전축(A₁)과 교차하는 종방향 중심선(CL₁)을 규정한다. 제1 가이드 채널(3515)이 제1 링크(3510)에 형성되고, 밴드(3420)의 원위 단부(3422)는 제1 가이드 채널(3515) 내에 있고 그를 따라 이동한다. 더 구체적으로, 도 15 내지 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(3510)는 제1 가이드 채널(3515)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면(3516) 및 외부 가이드 표면(3517)을 포함한다. 도 12 내지 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 가이드 채널(3515)은 제1 링크(3510)의 종방향 중심선(CL₁)을 따라 만곡된다. 구체적으로, 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 내부 가이드 표면(3516)은 곡률 반경(R_INNER)에 의해 종방향 중심선(CL₁)을 따라 만곡되고, 외부 가이드 표면(3517)은 곡률 반경(R_OUTER)에 의해 종방향 중심선(CL₁)을 따라 만곡된다. 이 방식으로, 제2 링크(3610)가 제1 회전축(A₁)을 중심으로 제1 링크(3510)에 대해 회전할 때(즉, 피치 모션), 밴드(3420)는 기구(3400)의 작동 중에, 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하기 위해 내부 가이드 표면(3516) 및 외부 가이드 표면(3517)의 만곡부에 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 곡률 반경(R_INNER)은 곡률 반경(R_OUTER)과 상이하다. 더욱이, 내부 가이드 표면(3516) 및 외부 가이드 표면(3517)의 곡률은 단일 곡률 반경(각각 R_INNER 및 R_OUTER)에 의해 규정되는 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제1 가이드 채널(또는 본 명세서에 설명된 임의의 가이드 채널)의 곡률은 다수의 상이한 곡률 반경에 의해 규정될 수 있다.

도 15 내지 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(3510)의 종방향 중심선(CL₁)(또는 제1 가이드 채널(3515)의 종방향 중심선)에 수직인 단면 평면 내에서 취한 내부 가이드 표면(3516)의 부분은 선형이다. 유사하게, 제1 링크(3510)의 종방향 중심선(CL₁)(또는 제1 가이드 채널(3515)의 종방향 중심선)에 수직인 단면 평면 내에서 취한 외부 가이드 표면(3517)의 부분은 선형이다. 후술되는 바와 같이, 이 배열은 제2 링크(3610)가 제1 방향으로 제1 링크(3510)에 대해 회전할 때, 내부 가이드 표면(3516)이 선형 단면 접촉 표면을 따라(단면 내의 단일 지점에서만에 대조적으로) 밴드(3420)의 대응 내부 접촉 표면(3425)과 접촉할 수 있게 한다. 이 배열은 또한 제2 링크(3610)가 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 제1 링크(3510)에 대해 회전할 때, 외부 가이드 표면(3517)이 선형 단면 접촉 표면을 따라 밴드(3420)의 대응 외부 접촉 표면(3426)과 접촉하게 한다.

제1 가이드 채널(3515)(및 따라서 그 내의 밴드(3420)의 부분)은 제1 링크(3510)의 종방향 중심선(CL₁) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(3420) 상의 장력의 인가(도 13에 화살표(EE) 그리고 도 14에 화살표(GG)에 의해 지시되어 있음)는 제1 회전축(A₁) 주위에 토크를 생성하는데, 이는 도 13에 화살표(FF) 및 도 14에 화살표(HH)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(3510)에 대한 제2 링크(3610)의 회전을 야기한다. 제1 가이드 채널(3515)(및 따라서 그 내의 밴드(3420)의 부분)은 또한 제2 회전축(A₂)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(3420) 상의 장력의 인가는 또한 제2 회전축(A₂) 주위에서 도구 부재(3462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제2 링크(3610)에 대한 도구 부재(3462)의 회전을 야기한다.

제2 링크(3610)는 근위 단부(3611) 및 원위 단부(3612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(3611)는 제1 링크(3510)의 원위 단부(3512)에 회전 가능하게 커플링되어 손목 조인트를 형성한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 근위 단부(3611)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "중실 표면 케이블 채널을 갖는 4-케이블 손목(Four-Cable Wrist with Solid Surface Cable Channels)"인 미국 특허 제8,821,480 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 근위 클레비스(220)와 원위 클레비스(230) 사이의 핀고정 조인트와 같은, 핀고정 조인트를 통해 원위 단부(3512)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 근위 단부(3611)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "향상된 모션 범위를 갖는 기계적 손목 조인트, 및 관련 디바이스 및 방법(Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related Devices and Methods)"인 미국 특허 출원 공개 제2017/0120457 A1호(2015년 2월 20월 출원)에 도시되고 설명된 유형과 같은, 정합 디스크 표면을 통해 원위 단부(3512)에 커플링될 수 있다.

제2 링크(3610)의 원위 단부(3612)는 도구 부재(3462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(3500)에 대해 회전하도록 도구 부재(3462)에 커플링된 커넥터(3680)를 포함한다. 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 제1 회전축(A₁)에 대해 비평행하다. 축(A₂)은 도구 부재들이 함께 회전할 때 요축(용어 요는 임의적임)으로서 그리고 도구 부재들이 서로 대향하여 회전할 때 그립축으로서 기능한다. 따라서, 기구(3400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 회전, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 커넥터(3680)는 도구 부재(3462)를 제2 링크(3610)에 회전 가능하게 커플링하여 도구 조인트를 형성하기 위한 임의의 적합한 커넥터일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 커넥터(3680)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 핀고정 조인트와 같은, 클레비스 및 핀을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 커넥터(3680)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "롤링-접촉 조인트 메커니즘 및 방법(Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods)"인 국제 특허 공개 WO 2016/123139 A2호(2016년 1월 26일 출원)에 도시되고 설명된 유연성 메커니즘과 같은 유연성 메커니즘을 포함할 수 있다. 도구 부재(3462)의 부착을 위한 유연성 메커니즘의 사용은, 핀고정 조인트에 의해 이용 가능한 것과 비교하여, 도구 부재가 더 적은 부품으로 향상된 모션 범위를 가질 수 있게 한다.

도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 링크(3610)는 제1 회전축(A₁)과 교차하는 종방향 중심선(CL₂)을 규정한다. 손목 조립체(3500)가 제1 구성(도 11 및 도 12)에 있을 때, 제1 링크(3510)의 종방향 중심선(CL₁) 및 제2 링크(3610)의 종방향 중심선(CL₂)은 동일 선상에 있다. 제2 링크(3610)가 제1 링크(3510)에 대해 회전할 때(즉, 피치 모션), 종방향 중심선(CL₁) 및 종방향 중심선(CL₂)은 피치각을 형성한다(도 13 및 도 14에 도시되어 있는 바와 같이).

도 12 내지 도 14를 참조하면, 제2 가이드 채널(3615)이 제2 링크(3610)에 형성된다. 밴드(3420)의 원위 단부(3422)는 제2 가이드 채널(3615) 내에서 이동한다. 식별되어 있지 않지만, 제2 링크(3610)는 제2 가이드 채널(3615)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면(내부 가이드 표면(3516) 및 외부 가이드 표면(3517)과 각각 유사함)을 포함한다. 제2 가이드 채널(3615)은 제2 링크(3610)의 종방향 중심선(CL₂)을 따라 만곡된다. 구체적으로, 식별되어 있지 않지만, 내부 가이드 표면은 곡률 반경에 의해 종방향 중심선(CL₂)을 따라 만곡되고, 외부 가이드 표면은 곡률 반경에 의해 종방향 중심선(CL₂)을 따라 만곡된다. 이 방식으로, 제2 링크(3610)가 제1 회전축(A₁)을 중심으로 제1 링크(3510)에 대해 회전할 때(즉, 피치 모션), 밴드(3420)는 기구(3400)의 작동 중에, 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하기 위해 제2 링크(3610)의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부에 접촉할 수 있다.

제1 링크(3515)의 가이드 표면을 참조하여 전술된 바와 같이, 제2 링크(3610)가 제2 링크(3610)에 대해 회전할 때, 제2 링크(3610)의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 밴드(3420)의 대응 표면에 접촉한다. 더욱이, 제2 가이드 채널(3615)(및 따라서 그 내의 밴드(3420)의 부분)은 제2 링크(3610)의 종방향 중심선(CL₂) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(3420) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁) 주위에 토크를 생성하는데, 이는 제1 링크(3510)에 대한 제2 링크(3610)의 회전을 야기한다. 제2 가이드 채널(3615)(및 따라서 그 내의 밴드(3420)의 부분)은 또한 제2 회전축(A₂)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 밴드(3420) 상의 장력의 인가는 또한 제2 회전축(A₂) 주위에서 도구 부재(3462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제2 링크(3610)에 대한 도구 부재(3462)의 회전을 야기한다.

도구 부재(3462)는 손목 조립체(3500)에 커플링되고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체에 대해 회전한다. 이 방식으로, 도구 부재(3462)의 원위부(예를 들어, 결합부)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작할 수 있다. 도구 부재(3462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 임의의 적합한 의료 도구 부재일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 도구 부재(3462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 그리퍼, 절단기, 조직 조작기 등으로서 기능하는 결합 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 도구 부재(3462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 소작 절차에 사용되는 여기된 도구 부재일 수 있다. 단지 하나의 도구 부재(3462)만이 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 기구(3400)는 그립핑 또는 전단 기능을 협력적으로 수행하는 2개의 이동 도구 부재를 포함한다. 이 방식으로, 도구 부재(3462)는 기구(3400)용 엔드 이펙터의 부분을 형성할 수 있다.

밴드(3420)는 근위 단부(3421) 및 원위 단부(3422)를 갖는다. 근위 단부(3421)는 샤프트(도시되어 있지 않음)를 통해 손목 조립체(3500)의 외부로 연장되고 액추에이터(도시되어 있지 않음)에 커플링된다. 액추에이터는 밴드의 원위 단부(3422)에서 결과적인 이동(또는 힘)을 생성하기 위해 임의의 적합한 메커니즘에 의해 밴드의 근위 단부(3421)를 이동시킬 수 있다(도 13의 화살표(EE) 및 도 14의 화살표(GG)에 의해 도시된 바와 같이). 밴드(3420)의 원위 단부(3422)는 제1 가이드 채널(3515) 및 제2 가이드 채널(3615) 내에 있고, 도구 부재(3462)에 커플링된다. 이 방식으로, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 밴드(3420)의 이동(또는 밴드에 인가된 힘)은 도구 부재(3462)의 회전, 제2 링크(3610)의 회전, 또는 도구 부재(3462) 및 제2 링크(3610)의 모두의 회전을 생성한다. 밴드(3420)의 원위 단부(3422)는 임의의 적합한 메커니즘에 의해 도구 부재(3462)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 원위 단부(3422)는 도구 부재(3462)의 연결부와 결합하는(또는 내부에 수용되는) 핀 또는 돌기에 의해 도구 부재(3462)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 원위 단부(3422)는 접착제를 통해 도구 부재(3462)에 커플링될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 밴드의 원위 단부(3422)는 도구 부재(3462)의 풀리부 주위에 랩핑될 수 있다.

밴드(3420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 밴드(3420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밴드(3420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 함께 접합된(예를 들어, 접착제를 통해) 일련의 라미네이트로부터 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 라미네이트는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 결합될 수 있다. 라미네이트는 텅스텐, 강 또는 임의의 적합한 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다.

밴드(3420)의 사용은 수술 절차에 적합한 저가의 일회용 기구를 제공할 수 있다. 사용시, 기구(3400)의 원위 단부는 최대 3개의 자유도를 제공하고, 다양한 수술 동작을 수행하기 위해 다수의 상이한 구성 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 상황에서, 제2 링크(3610)는 제1 방향에서 피치축(A₁)을 중심으로 회전될 수 있다. 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 화살표(EE)에 의해 도시되어 있는 바와 같은 밴드(3420)의 이동(또는 밴드로의 힘의 인가)은 화살표(FF)에 의해 도시되어 있는 제1 방향에서 제1 링크(3510)에 대한 제2 링크(3610)의 회전을 생성한다. 도 16을 참조하면, 회전 중에, 밴드(3420)의 내부 접촉 표면(3425)은 제1 링크(3510)의 내부 가이드 표면(3516)과 접촉한다. 구체적으로, 내부 접촉 표면(3425)은, 원하는 장력이 밴드(3420) 내에서 유지되고 원위 단부(3422)와 근위 단부(3421) 사이의(즉, 액추에이터에 커플링된) 모션이 제2 링크(3610) 및 도구 부재(3462)의 전체 모션 범위 중에 보존되는 것을 보장하기 위해 만곡된 내부 가이드 표면(3516) 주위에 랩핑될 수 있다(즉, 내부 접촉 표면(3425)과 내부 가이드 표면(3516) 사이의 접촉이 유지될 수 있음). 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 화살표(GG)에 의해 도시되어 있는 바와 같은 밴드(3420)의 이동(또는 밴드로의 힘의 인가)은 화살표(HH)에 의해 도시되어 있는 제1 방향에서 제1 링크(3510)에 대한 제2 링크(3610)의 회전을 생성한다. 도 17을 참조하면, 밴드(3420)의 외부 접촉 표면(3426)은 제1 링크(3510)의 외부 가이드 표면(3517)과 접촉한다. 구체적으로, 외부 접촉 표면(3417)은, 원하는 장력이 밴드(3420) 내에서 유지되고 원위 단부(3422)와 근위 단부(3421) 사이의(즉, 액추에이터에 커플링된) 모션이 제2 링크(3610) 및 도구 부재(3462)의 전체 모션 범위 중에 보존되는 것을 보장하기 위해 만곡된 외부 가이드 표면(3517) 주위에 랩핑될 수 있다(즉, 외부 접촉 표면(3426)과 외부 가이드 표면(3517) 사이의 접촉이 유지될 수 있음).

사용시, 몇몇 실시예에서, 밴드(예를 들어, 밴드(3420))의 제1 부분은 손목 조립체의 하나 이상의 가이드 표면(예를 들어, 내부 가이드 표면(3516)) 주위에 랩핑되고 밴드의 제2 부분은 도구 부재(예를 들어, 도구 부재(3462))의 부분(예를 들어, 풀리부) 주위에 랩핑된다. 이러한 실시예에서, 밴드는 손목 조립체 또는 도구 부재에 원하는 토크 또는 힘을 인가하기에 충분한 강도를 가지면서, 또한 기구 내의 다양한 구조체에 합치(또는 랩핑)하기에 충분한 가요성을 갖도록 구성된다. 본 명세서에 설명된 밴드의 가요성(또는 강성)은 밴드의 크기 성질(extensive property)이고, 따라서 밴드가 형성되는 재료 및 밴드의 특정 물리적 특징(예를 들어, 단면 형상, 길이, 경계 조건 등)의 모두에 의존한다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드의 가요성은 원하는 탄성 계수, 굴곡 탄성율 및/또는 경도를 갖는 재료로부터 밴드를 선택적으로 구성함으로써 증가 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 밴드의 가요성은 예를 들어 비교적 낮은 탄성 계수를 갖는 재료의 밴드를 구성함으로써 증가될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 밴드의 가요성은 예를 들어, 더 얇은 라미네이트의 밴드를 구성함으로써 증가될 수 있다. 본 명세서에 설명된 임의의 밴드의 가요성은 또한 물체의 형상 또는 단면적과 같은 물체의 물리적 특징을 변경함으로써 증가 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 길이 및 단면적을 갖는 밴드는 동일한 길이이지만 더 작은 단면적을 갖는 다른 밴드보다 큰 강성을 가질 수도 있다. 따라서, 밴드의 가요성은, 밴드의 크기를 감소시키고 그리고/또는 밴드의 형상 또는 배향을 변경함으로써 증가될 수 있다. 또한, 밴드 강성은 사용된 라미네이트의 수를 변경함으로써 변경될 수 있다.

본 명세서에 설명된 임의의 밴드와 같은 세장형 물체의 강성(또는 역으로 가요성)은 그 굴곡 강성에 의해 특징화될 수 있다. 밴드의 굴곡 강성은 주어진 힘 하에서 밴드가 편향되는 용이성(예를 들어, 본 명세서에 설명된 기구 내에서 사행형 경로를 따라 랩핑되거나 이동될 때 밴드가 편향되는 용이성)을 특징화하기 위해 사용될 수 있다. 굴곡 강성은 이하에 나타낸 바와 같이 수학적으로 표현될 수 있다:

(1)

여기서, k는 밴드의 굴곡 강성이고, E는 밴드가 구성되는 재료의 탄성 계수이고, I는 밴드의 면적 관성 모멘트(이하에 정의됨)이고, L은 밴드의 길이이다. 따라서, 주어진 밴드 길이에 대해, 강성은 탄성 계수 및 밴드의 면적 관성 모멘트를 감소시킴으로써 감소될 수 있다(즉, 가요성이 증가될 수 있음). 직사각형 단면 형상에 대한 면적 관성 모멘트는 이하와 같이 표현된다.

(2)

여기서, x는 밴드가 굴곡되는 축이고, b는 x-축에 평행한 정사각형 변(즉, 정사각형의 "밑변")의 길이이고, h는 x-축에 수직인 직사각형의 변의 길이(즉, 직사각형의 "높이")이다. 이 식으로부터 명백한 바와 같이, 정사각형에 대한 면적 관성 모멘트는 밑변이 2개의 변 중 더 긴 변일 때 최저이다. 달리 말하면, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드의 가요성은 단면 형상이 원하는 굴곡 축 주위에 최저 가능한 면적 관성 모멘트를 생성하도록 배향되는 것을 보장함으로써 최대화될 수 있다. 또한, 밴드의 가요성은 부가의 더 얇은 라미네이트로 이를 구성함으로써, 강도를 감소시키지 않고 증가될 수 있다.

이에 따라, 몇몇 실시예에서, 기구는, 단면 형상(종방향 중심선을 따른 다양한 위치에서)이 제1 축에 대해 낮은 면적 관성 모멘트를 생성하도록 제1 배향에 있고 제2 축에 대해 낮은 면적 관성 모멘트를 생성하도록 제2 배향에 있도록, 종방향 중심선을 따라 비틀린 밴드를 포함할 수 있다. 이 배열은 2개 이상의 상이한 축(예를 들어, 피치축 및 요축)에 대해 원하는 가요성을 유지하도록 단일 밴드가 변형될 수 있게 한다. 예를 들어, 도 18은 실시예에 따른 기구(4400)의 부분의 단면도를 도시하고 있다. 기구(4400)는 손목 조립체(4500), 밴드(4420) 및 도구 부재(4462)를 포함한다. 도 19 내지 도 21은 밴드(4420)의 종방향 중심선(CL)에 수직인 평면 내에서 취한 밴드(4420)의 다양한 부분의 단면도이다. 기구(4400)는, 밴드(4420)의 이동이 피치축(A₁)에 대한 손목 조립체(4500)의 이동, 요축(A₂)에 대한 도구 부재(4462)의 이동, 또는 손목 조립체(4500)의 이동 및 도구 부재(4462)의 이동의 모두를 생성하도록 구성된다.

손목 조립체(4500)는 근위측 제1 링크(4510) 및 원위측 제2 링크(4610)를 포함한다. 제1 링크(4510)는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 제1 링크(4510)의 근위 단부는, 손목 조립체(2500) 및 손목 조립체(3500)를 참조하여 전술된 것과 유사한 방식으로, 샤프트(도시되어 있지 않지만, 본 명세서에 설명된 임의의 샤프트와 유사함)에 커플링된다. 원위 단부는 회전 조인트에서 제2 링크(4610)에 커플링된다. 이 방식으로, 제1 링크(4510) 및 제2 링크(4610)는 제2 링크(4610)가 그를 중심으로 제1 링크에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(4500)를 형성한다.

제2 링크(4610)는 근위 단부(4611) 및 원위 단부(4612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(4611)는 제1 링크(4510)에 회전 가능하게 커플링된다. 제2 링크(4610)의 근위 단부(4611) 및 제1 링크(4510)의 원위 단부는 함께 커플링되어 임의의 적합한 손목 조인트를 형성할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 링크(4610)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 핀고정 조인트를 통해 제1 링크(4510)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 링크(4610)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 정합 디스크 표면을 통해 제1 링크(4510)에 커플링될 수 있다. 제2 링크(4610)의 원위 단부(4612)는 도구 부재(4462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(4500)에 대해 회전하도록 도구 부재(4462)의 풀리부(4467)에 커플링된다. 도 18에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 제1 회전축(A₁)에 대해 비평행하다. 축(A₂)은 도구 부재들이 함께 회전할 때 요축(용어 요는 임의적임)으로서 그리고 도구 부재들이 서로 대향하여 회전할 때 그립축으로서 기능한다. 따라서, 기구(4400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 도구 부재(4462)는 임의의 적합한 조인트를 통해 제2 링크(4610)에 회전 가능하게 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 링크(4610)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 핀고정 조인트와 같은, 클레비스 및 핀을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 링크(4610)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "롤링-접촉 조인트 메커니즘 및 방법(Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods)"인 국제 특허 공개 WO 2016/123139 A2호(2016년 1월 26일 출원)에 도시되고 설명된 유연성 메커니즘과 같은 유연성 메커니즘을 포함할 수 있다.

도시되어 있는 바와 같이, 제2 링크(4610)는 밴드(4420)의 부분(4422)이 그 내에 이동 가능하게 배치되는 가이드 채널(4615)을 형성한다. 몇몇 실시예에서, 제2 링크(4610)는 가이드 채널(4615)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면(내부 가이드 표면(3516) 및 외부 가이드 표면(3517)과 각각 유사함)을 포함한다. 더욱이, 몇몇 실시예에서, 가이드 채널(4615)은 제2 링크(4610)의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 이 방식으로, 제2 링크(4610)가 제1 회전축(A₁)을 중심으로 제1 링크(4510)에 대해 회전할 때(즉, 피치 모션), 밴드(4420)는 기구(4400)의 작동 중에, 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하기 위해 제2 링크(4610)의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부에 접촉할 수 있다.

도구 부재(4462)는 손목 조립체(4500)에 커플링되고 접촉부(4464) 및 풀리부(4467)를 포함한다. 접촉부(4464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 구성된다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 접촉부(4464)는 그리퍼, 절단기, 조직 조작기 등으로서 기능하는 결합 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 접촉부(4464)는 소작 절차에 사용되는 여기된 도구 부재일 수 있다. 전술된 바와 같이, 풀리부(4467)는 화살표(JJ)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 도구 부재(4462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(4500)에 대해 회전하도록 제2 링크(4610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 도구 부재(4462)의 접촉부(4464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작할 수 있다. 도구 부재(4462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 임의의 적합한 의료 도구 부재일 수 있다. 더욱이, 단지 하나의 도구 부재(4462)만이 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 기구(4400)는 그립핑 또는 전단 기능을 협력적으로 수행하는 2개의 이동 도구 부재를 포함한다. 이 방식으로, 도구 부재(4462)는 기구(4400)용 엔드 이펙터의 부분을 형성할 수 있다.

밴드(4420)(인장 부재로서 작용함)는 종방향 중심선(CL)을 규정하고, 제1 밴드부(4421), 제2 밴드부(4422) 및 제3 밴드부(4423)를 갖는다. 제3 밴드부(4423)는 제2 밴드부(4422)와 제1 밴드부(4421) 사이에 있다. 제1 밴드부(4421)는 가이드 채널(4615) 내에 있고, 제1 링크 부재(4510) 내로 연장된다. 몇몇 실시예에서, 밴드(4420)는 샤프트(도시되어 있지 않음)를 통해 손목 조립체(4500)의 외부로 연장되고 액추에이터(도시되어 있지 않음)에 커플링되는 제4 밴드부(즉, 근위 단부)를 포함할 수 있다. 액추에이터는 제1 밴드부(4421)에 결과적인 이동(또는 힘)을 생성하기 위해(도 18에 화살표(II)에 의해 도시되어 있는 바와 같이) 임의의 적합한 메커니즘에 의해 밴드(4420)를 이동시킬 수 있다. 제2 밴드부(4422)는 도구 부재(4462)에 커플링된다. 구체적으로, 제2 밴드부(4422)는 도구 부재(4462)의 풀리부(4467)에 커플링된다(또는 그 일부 주위에 랩핑됨). 이 방식으로, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 밴드(4420)의 이동(또는 밴드에 인가된 힘)은 도구 부재(4462)의 회전(화살표(JJ)에 의해 도시되어 있는 바와 같이), 제2 링크(4610)의 회전, 또는 도구 부재(4462) 및 제2 링크(4610)의 모두의 회전을 생성한다. 밴드(4420)의 제2 밴드부(4422)는 임의의 적합한 메커니즘에 의해 도구 부재(4462)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 밴드부(4422)는 풀리부(4467)의 연결부와 결합하는(또는 내부에 수용되는) 핀 또는 돌기에 의해 도구 부재(4462)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 밴드부(4422)는 접착제를 통해 풀리부(4467)에 커플링될 수 있다.

도시되어 있는 바와 같이, 밴드(4420)는 제1 밴드부(4421)와 제2 밴드부(4422) 사이의 종방향 중심선(CL)을 따라 비틀린다. 유사하게, 도 19 내지 도 21을 참조하면, 밴드(4420)는 제1 밴드부(4421)에서의 접촉 표면(4425)의 배향이 제2 밴드부(4422)에서의 접촉 표면(4425)의 배향과 상이하도록 종방향 중심선(CL)을 따라 각도를 이루어 변형된다. 도 20에 도시되어 있는 바와 같이, 접촉 표면(4425)의 배향 및 형상은 제3 밴드부(4423)에서 제1 밴드부(4421) 또는 제2 밴드부(4422)에서와는 상이하다. 밴드(4420)의 비틀림을 설명하는 또 다른 방법으로서, 종방향 중심선(CL)에 수직인 평면 내에서 밴드(4420)의 단면 형상은 장축에 의해 특징화된다. 용어 장축은 종종 타원 형상의 맥락에서 사용되지만, 직사각형(또는 사다리꼴) 형상의 맥락에서 본 명세서에 사용될 때, 용어 "장축"은 대향하는 변의 중심점을 통과하는 단면 형상의 더 긴 축이다. 도 19 내지 도 21을 참조하면, 제1 밴드부(4421) 내의 장축(AM1)은 제2 밴드부(4422) 내의 장축(AM2)과 상이한 각도 배향에 있다. 이 방식으로, 제1 밴드부(4421)에서의 접촉 표면(4425)은 가이드 표면과 접촉할 수 있거나 또는 제1 회전축(A₁)을 중심으로 만곡될 수 있고, 제2 밴드부(4422)의 접촉 표면(4425)은 풀리부(4467) 주위에서 랩핑되거나 또는 제2 회전축(A₂) 주위에서 만곡될 수 있다. 비틀림됨으로써, 원하는 변형축에 대한 밴드(4420)의 면적 관성 모멘트가 최소화된다. 따라서, 밴드(4420)의 가요성은 제1 밴드부(4421)(피치축(A₁)에 대한 제2 링크 부재(4610)의 회전을 용이하게 하기 위해) 및 제2 밴드부(4422)(요축(A₂)에 대한 도구 부재(4462)의 회전을 용이하게 하기 위해)의 모두에서 최대화된다.

도 21을 참조하면, 밴드(4420)는 제1 밴드부(4421)와 제2 밴드부(4422) 사이의 그 종방향 중심선(CL)을 따라 임의의 적합한 비틀림각(θ)만큼 비틀릴 수 있다. 몇몇 실시예에서, 비틀림각(θ)은 제1 회전축(A₁)과 제2 회전축(A₂) 사이에서 규정된 각도("회전 오프셋각"이라 칭함)와 동일할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 비틀림각(θ)은 대략 90도일 수 있다.

밴드(4420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 밴드(4420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밴드(4420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 함께 접합된(예를 들어, 접착제를 통해) 일련의 라미네이트로부터 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 라미네이트는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 결합될 수 있다. 라미네이트는 텅스텐, 강 또는 임의의 적합한 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다.

밴드(4420)의 사용은 수술 절차에 적합한 저가의 일회용 기구를 제공할 수 있다. 사용시, 기구(4400)의 원위 단부는 최대 3개의 자유도를 제공하고, 다양한 수술 동작을 수행하기 위해 다수의 상이한 구성 사이에서 이동될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 상황에서, 제2 링크(4610)는 피치축(A₁)을 중심으로 회전될 수 있어, 이에 의해 제1 밴드부(4421) 내에서 장축(AM1)에 평행한 축에 대해 밴드(4420)를 굴곡하거나 만곡할 수 있다. 다른 상황에서, 도구 부재(4462)는 요축(A₂)을 중심으로 회전될 수 있어, 이에 의해 제2 밴드부(4422) 내에서 장축(AM2)에 평행한 축에 대해 밴드(4420)를 굴곡하거나 만곡할 수 있다.

전술된 밴드(예를 들어, 밴드(4420))는 밴드의 종방향 중심선을 따라 일정한 단면적을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 본 명세서에 도시되고 설명된 임의의 밴드는 다양한 단면적, 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 기구는 손목 내의 영역에서(또는 밴드가 엔드 이펙터에 커플링되는 장소에서) 더 작은 단면적 및 샤프트 내에(또는 액추에이터에서) 더 큰 단면적을 갖는 하나 이상의 밴드를 포함할 수 있다. 이 방식으로, 더 큰 단면적을 갖는 밴드의 부분은 더 큰 강도를 가질 수 있는데, 이는 이어서 사용 중에 밴드 신장(변형)의 양을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도 22는 실시예에 따른 기구(5400)의 부분의 개략도이다. 기구(5400)는 손목 조립체(5500), 밴드(5420) 및 도구 부재(5462)를 포함한다. 도 23 및 도 24는 밴드(5420)의 종방향 중심선(CL)에 수직인 평면 내에서 취한 밴드(5420)의 단면도이다. 기구(5400)는, 밴드(5420)의 이동이 피치축(A₁)에 대한 손목 조립체(5500)의 이동, 요축(A₂)에 대한 도구 부재(5462)의 이동, 또는 손목 조립체(5500)의 이동 및 도구 부재(5462)의 이동의 모두를 생성하도록 구성된다.

손목 조립체(5500)(또한 조인트 조립체라 칭함)는 근위측 제1 링크(5510) 및 원위측 제2 링크(5610)를 포함한다. 제1 링크(5510)는 샤프트(5410)에 커플링된 근위 단부(5511)를 갖는다. 샤프트(5410)는 손목 조립체(5500)를 액추에이터(5700)에 커플링하는 임의의 적합한 세장형 샤프트일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 샤프트(5410)는 액추에이터(5700)로부터 손목 조립체(5500)로 유도되는 밴드(5420) 및 다른 구성요소가 그 내에 배치되는 원통형 샤프트일 수 있다(예를 들어, 전기 와이어, 접지 와이어 등). 근위 단부(5511)는 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트(5410)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 근위 단부(5511)는 샤프트(5410)의 부분 내에 정합하여 배치될 수 있다(예를 들어, 간섭 끼워맞춤을 통해). 몇몇 실시예에서, 근위 단부(5511)는 근위 단부(5511)를 샤프트(5410)에 커플링하는 하나 이상의 돌기, 리세스, 개구 또는 커넥터를 포함할 수 있다.

제2 링크(5610)는 근위 단부 및 원위 단부(5612)를 갖는다. 근위 단부는 제1 링크(5510)에 회전 가능하게 커플링되어 제2 링크(5610)가 그를 중심으로 제1 링크에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(5500)를 형성한다. 손목 조립체(5500)는 임의의 적합한 커플링 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 링크(5610)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 핀고정 조인트를 통해 제1 링크(5510)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 링크(5610)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 정합 디스크 표면을 통해 제1 링크(5510)에 커플링될 수 있다.

제2 링크(5610)의 원위 단부(5612)는 도구 부재(5462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(5500)에 대해 회전하도록 도구 부재(5462)의 풀리부(5467)에 커플링된 커넥터(5680)를 포함한다. 제2 회전축(A₂)은 제1 회전축(A₁)에 대해 비평행하다. 축(A₂)은 도구 부재들이 함께 회전할 때 요축(용어 요는 임의적임)으로서 그리고 도구 부재들이 서로 대향하여 회전할 때 그립축으로서 기능한다. 따라서, 기구(5400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 커넥터(5680)는 도구 부재(5462)를 손목 조립체(5500)에 회전 가능하게 커플링하기 위한 임의의 적합한 커넥터일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 링크(5610)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 핀고정 조인트와 같은, 클레비스 및 핀을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 링크(5610)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "롤링-접촉 조인트 메커니즘 및 방법(Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods)"인 국제 특허 공개 WO 2016/123139 A2호(2016년 1월 26일 출원)에 도시되고 설명된 유연성 메커니즘과 같은 유연성 메커니즘을 포함할 수 있다.

도구 부재(5462)는 손목 조립체(5500)에 커플링되고 접촉부(5464) 및 풀리부(5467)를 포함한다. 접촉부(5464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 구성된다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 접촉부(5464)는 그리퍼, 절단기, 조직 조작기 등으로서 기능하는 결합 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 접촉부(5464)는 소작 절차에 사용되는 여기된 도구 부재일 수 있다. 전술된 바와 같이, 풀리부(5467)는 화살표(KK)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 도구 부재(5462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(5500)에 대해 회전하도록 제2 링크(5610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 도구 부재(5462)의 접촉부(5464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작할 수 있다. 도구 부재(5462)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 임의의 적합한 의료 도구 부재일 수 있다. 더욱이, 단지 하나의 도구 부재(5462)만이 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 기구(5400)는 그립핑 또는 전단 기능을 협력적으로 수행하는 2개의 이동 도구 부재를 포함한다. 이 방식으로, 도구 부재(5462)는 기구(5400)용 엔드 이펙터의 부분을 형성할 수 있다.

밴드(5420)(인장 부재로서 작용함)는 종방향 중심선(CL)을 규정하고, 제1 밴드부(5421), 제2 밴드부(5422), 제3 밴드부(5423), 제4 밴드부(5431) 및 제5(또는 최근위) 밴드부(5427)를 갖는다. 제1 밴드부(5421)는 샤프트(5410) 내에 배치되고, 도 24에 도시되어 있는 바와 같이, 종방향 중심선(CL)에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖는다. 제2 밴드부(5422)는 도구 부재(5462)에 커플링된다. 도 23에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 밴드부(5422)는 종방향 중심선(CL)에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖는다. 구체적으로, 제2 단면적은 제1 단면적보다 작다. 이 방식으로, 밴드(5420)는 샤프트(5410) 내에 더 큰(따라서 더 높은 강도) 부분 및 손목 조립체(2500) 내에(그리고 도구 부재(5462)에 커플링된) 더 작은 더 가요성 부분을 가질 수 있다. 제3 밴드부(5423)는 제2 밴드부(5422)와 제1 밴드부(5421) 사이에 있고, 더 작은 제2 밴드부(5422)와 더 큰 제1 밴드부(5421) 사이의 전이부이다. 제3 밴드부(5423)는 종방향 중심선(CL)에 대해 대칭으로 제1 밴드부(5421)와 제2 밴드부(5422) 사이에서 전이하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제3 밴드부(5423)는 종방향 중심선(CL)을 따라 비대칭으로 전이(또는 테이퍼)될 수 있다. 더욱이, 제3 밴드부(5423)는 제1 밴드부(5421)와 제2 밴드부(5422) 사이에서 연속적이고 선형으로 전이하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제3 밴드부(5423)는 종방향 중심선(CL)을 따라 불연속적이고 또는 비선형으로 전이(또는 테이퍼)될 수 있다.

도시되어 있는 바와 같이, 제2 밴드부(5422)는 도구 부재(5462)의 풀리부(5467) 주위에 랩핑된다. 이 방식으로, 제4 밴드부(5431)는 샤프트(5410) 내로 연장되고 제1 밴드부(5421)에 대향한다. 몇몇 실시예에서, 밴드는 모놀리식으로 구성되어, 제1 밴드부(5421), 제2 밴드부(5422), 제3 밴드부(5423) 및 제4 밴드부(5431)가 모두 단일 요소 내에 있게 된다. 그러나, 다른 실시예에서, 제4 밴드부(5431)는 제1 밴드부(5421)와 별도로 구성될 수 있다(또는 상이한 요소일 수 있음). 제2 밴드부(5422)는 임의의 적합한 메커니즘에 의해 도구 부재(5462)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 밴드부(5422)는 풀리부(5467)의 연결부와 결합하는(또는 내부에 수용되는) 핀 또는 돌기에 의해 도구 부재(5462)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 밴드부(5422)는 접착제를 통해 풀리부(5467)에 커플링될 수 있다.

제5(또는 최근위) 밴드부(5427)는 액추에이터(5700)에 커플링된다. 액추에이터는 화살표(KK)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제5 밴드부(5427)의 이동을 생성하는 모터 구동식 액추에이터일 수 있다. 제5 밴드부(5427)에서 밴드 이동은 도구 부재(5462)의 회전(화살표(KK)에 의해 도시되어 있는 바와 같이), 제2 링크(5610)의 회전, 또는 도구 부재(5462) 및 제2 링크(5610)의 모두의 회전을 생성한다. 제1 밴드부(5421)의 단면적을 증가시킴으로써, 샤프트(5410) 내의 밴드(5420)의 강성 또는 강성도가 증가되어, 이에 의해 최근위 밴드부(5427)와 최원위(또는 제2) 밴드부(5422) 사이의 밴드(5420)의 모션의 보존을 증가시킨다.

도시되어 있는 바와 같이, 액추에이터(5700)는 샤프트(5410)에 대해 병진하여 제5 밴드부(5427)를 이동시키는 선형 액추에이터를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 액추에이터(5700)는 이동을 생성하기 위해 제5 밴드부(5427)를 회전시키거나 "권취하는" 캡스턴 또는 다른 모터 구동식 롤러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 액추에이터(5700)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 설명된 임의의 백엔드 조립체 또는 구성요소를 포함할 수 있다.

밴드(5420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제1 밴드부(5421)의 형상은 사다리꼴일 수 있고(도 24 참조), 제2 밴드부(5422)의 형상은 직사각형일 수 있다. 더욱이, 밴드(5420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 밴드(5420)(및 본 명세서에 설명된 임의의 밴드)는 함께 접합된(예를 들어, 접착제를 통해) 일련의 라미네이트로부터 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 라미네이트는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 결합될 수 있다. 라미네이트는 텅스텐, 강 또는 임의의 적합한 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다.

상기에 나타낸 기구(예를 들어, 기구(4400) 및 기구(5400))는 단일 도구 부재를 포함하지만, 다른 실시예에서, 기구는 임의의 적합한 수의 도구 부재를 포함할 수 있다(예를 들어, 원하는 엔드 이펙터를 형성하기 위해). 더욱이, 기구는 도구 부재(예를 들어, 기구(2400))에 대한 단일 연결점을 갖거나 다른 실시예에서 도구 부재(예를 들어, 기구(5400))의 풀리부 주위를 랩핑하는 단일 밴드를 포함하는 것으로 상기에 나타내고 있지만, 기구는 손목 조립체 및 엔드 이펙터를 작동시키기 위해 임의의 적합한 수의 밴드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 25는 실시예에 따른 기구(6400)의 부분의 개략도이다. 기구(6400)는 손목 조립체(6500), 제1 밴드(6420), 제2 밴드(6440) 및 엔드 이펙터(6460)를 포함한다. 기구(6400)는, 제1 밴드(6420) 및 제2 밴드(6440)의 다양한 부분의 이동이 피치축(A₁)에 대한 손목 조립체(6500)의 이동, 요축(A₂)에 대한 엔드 이펙터(6460)의 이동, 엔드 이펙터(6460)의 그립핑 모션, 또는 이들 모션의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다.

손목 조립체(6500)는 근위측 제1 링크(6510) 및 원위측 제2 링크(6610)를 포함한다. 제1 링크(6510)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 샤프트(도시되어 있지 않음)에 커플링된다. 제2 링크(6610)는 근위 단부 및 원위 단부를 갖는다. 근위 단부는 제1 링크(6510)에 회전 가능하게 커플링되어 제2 링크(6610)가 그를 중심으로 제1 링크(6510)에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(6500)를 형성한다. 손목 조립체(6500)는 임의의 적합한 커플링 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 제2 링크(6610)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 핀고정 조인트를 통해 제1 링크(6510)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 링크(6610)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 정합 디스크 표면을 통해 제1 링크(6510)에 커플링될 수 있다.

제2 링크(6610)의 원위 단부는 엔드 이펙터(6460)에 커플링된다. 더 구체적으로, 제2 링크(6610)의 원위 단부는 제1 도구 부재(6462)의 풀리부(6467) 및 제2 도구 부재(6482)의 풀리부(6487)에 커플링된다. 이 배열은 각각의 도구 부재(6462) 및 도구 부재(6482)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(6500)에 대해 회전할 수 있게 한다. 제2 회전축(A₂)은 제1 회전축(A₁)에 대해 비평행하고, 도구 부재들이 함께 회전할 때 요축(용어 요는 임의적임)으로서 그리고 도구 부재들이 서로 대향하여 회전할 때 그립축으로서 기능한다. 따라서, 기구(6400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 엔드 이펙터(6460)는 핀 커넥터를 통해 제2 링크(6610)에 커플링되는 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서 엔드 이펙터(6460)는 임의의 적합한 메커니즘에 의해 손목 조립체(6500)에 커플링될 수 있다.

엔드 이펙터는 제1 도구 부재(6462) 및 제2 도구 부재(6482)를 포함한다. 제1 도구 부재(6462)는 접촉부(6464) 및 풀리부(6467)를 포함하고, 제2 도구 부재(6482)는 접촉부(6484) 및 풀리부(6487)를 포함한다. 접촉부(6464) 및 접촉부(6484)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 각각 구성된다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 접촉부는 그리퍼, 절단기, 조직 조작기 등으로서 기능하는 결합 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 접촉부는 소작 절차에 사용되는 여기된 도구 부재일 수 있다. 전술된 바와 같이, 풀리부(6467) 및 풀리부(6487)는, 도구 부재(6462)가 제2 회전축(A₂)을 중심으로 손목 조립체(6500)에 대해 회전하도록 제2 링크(6610)에 각각 회전 가능하게 커플링된다. 풀리부들은 대응 밴드(즉, 제1 밴드(6420) 및 제2 밴드(6440))가 랩핑되는 접촉 표면을 포함할 수 있다. 제1 도구 부재(6462) 및 제2 도구 부재(6482)(또는 본 명세서에 설명된 임의의 도구 부재)는 임의의 적합한 의료 도구 부재일 수 있다.

제1 밴드(6420)(인장 부재로서 작용함)는 제1 근위 단부(6421), 제2 근위 단부(6431) 및 원위 단부(6422)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(6422)는 제1 도구 부재(6462)의 풀리부(6467) 주위에 랩핑된다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(6421) 및 제2 근위 단부(6431)는 각각 제1 링크(6510)를 통해 샤프트(도시되어 있지 않음) 내로 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(6421) 및 제2 근위 단부(6431)는 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는(피치, 요 및 그립으로서 표기된 일련의 화살표에 의해 도시되어 있는 바와 같이) 액추에이터(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(5700)와 유사함)에 각각 커플링된다. 제2 밴드(6440)(인장 부재로서 또한 작용함)는 제3 근위 단부(6441), 제4 근위 단부(6451) 및 원위 단부(6442)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(6442)는 제2 도구 부재(6482)의 풀리부(6487) 주위에 랩핑된다. 이 방식으로, 제3 근위 단부(6441) 및 제4 근위 단부(6451)는 각각 제1 링크(6510)를 통해 샤프트(도시되어 있지 않음) 내로 연장된다. 부가적으로, 제3 근위 단부(6441) 및 제4 근위 단부(6451)는 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는(피치, 요 및 그립으로서 표기된 일련의 화살표에 의해 도시되어 있는 바와 같이) 액추에이터(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(5700)와 유사함)에 각각 커플링된다.

몇몇 실시예에서, 제1 밴드(6420) 또는 제2 밴드(6440)(또는 모두)는, 제1 근위 단부, 제2 근위 단부 및 원위 단부가 모두 단일 요소 내에 있도록 모놀리식으로 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 제1 밴드(6420) 또는 제2 밴드(6440)(또는 모두)는 다수의 개별적으로 구성된 구성요소를 포함할 수 있다(예를 들어, 제1 근위 단부(6421)는 제2 근위 단부(6431)로부터 개별적으로 구성될 수 있음). 더욱이, 제1 밴드(6420) 또는 제2 밴드(6440)(또는 모두)는 본 명세서에 설명된 바와 같은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 밴드(6420) 또는 제2 밴드(6440)(또는 모두)는 다양한 단면적(밴드(5420)를 참조하여 전술된 바와 같이)을 가질 수 있거나 또는 그 종방향 중심선을 따라 비틀릴 수 있다(밴드(4420)를 참조하여 전술된 바와 같이). 몇몇 실시예에서, 제1 밴드(6420) 또는 제2 밴드(6440)(또는 모두)는 함께 접합된(예를 들어, 접착제를 통해) 일련의 라미네이트로부터 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 라미네이트는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 결합될 수 있다. 라미네이트는 텅스텐, 강 또는 임의의 적합한 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다.

기구(6400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 일반적으로 4개의 근위 단부(제1 근위 단부(6421), 제2 근위 단부, 제3 근위 단부(6441), 및 제4 근위 단부(6451))의 각각에 각각 인가된 이동 또는 작용을 필요로 한다. 밴드부의 이동은 일반적으로 기구(6400)의 피치, 요 및 그립을 변경하기 위해 임의의 원하는 조합으로 한 번에 하나씩 또는 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 피치축 회전은 화살표(MM)에 의해 도시되어 있는 바와 같이 제1 회전축(A₁)(피치축)을 중심으로 제2 링크(6610)를 회전시킨다. 피치축(A₁)을 중심으로 시계방향 회전을 위해, 액추에이터(도시되어 있지 않음)는 제3 근위 단부(6441) 및 제4 근위 단부(6451)의 동일한 길이를 해제하면서(즉, 원위측으로 이동하게 하면서) 제1 근위 단부(6421)와 제2 근위 단부(6431)의 동일한 길이를 인입한다(즉, 근위측으로 이동시킴). 이는 피치로서 표기된 화살표에 의해 예시되어 있다. 제1 근위 단부(6421) 및 제2 근위 단부(6431)는 손목 조립체(6500)를 통해 가이드 채널에 의해 형성된 모멘트 아암에서 제2 링크(6610)에 힘을 인가한다. 유사하게, 제1 링크(6510) 및 제2 링크(6610)는 피치축(A₁)에 대해 토크를 생성하기 위해 피치축(A₁)으로부터 오프셋되는 하나 이상의 가이드 채널을 형성할 수 있다. 가이드 채널은 본 명세서에 설명된 임의의 가이드 채널(예를 들어, 손목 조립체(2500) 또는 손목 조립체(3500)와 관련하여 도시되고 설명된 가이드 채널)일 수 있다. 유사하게, 피치축(A₁)을 중심으로 제2 링크(6610)의 반시계방향 회전을 위해, 액추에이터는 제1 근위 단부(6421) 및 제2 근위 단부(6431)의 동일한 길이를 해제하면서(즉, 원위측으로 이동하게 하면서) 제3 근위 단부(6441)와 제4 근위 단부(6451)의 동일한 길이를 인입한다(즉, 근위측으로 이동시킴).

요 회전은 동일한 방향으로 그리고 동일한 각도를 통한 제2 회전축(A₂)(요축)을 중심으로 제1 도구 부재(6462) 및 제2 도구 부재(6482)의 회전이다. 특히, 액추에이터가 제1 근위 단부(6421)의 길이를 인입하고(즉, 근위측으로 이동시킴) 제2 근위 단부(6431)의 동일한 길이를 해제(즉, 원위측으로 이동하게 함)할 때, 제1 도구 부재(6462)는 요축(A₂)을 중심으로 시계방향으로 회전할 것이다(화살표(NN) 참조). 이 회전을 위해, 풀리부(6467)의 가이드 채널 또는 풀리 표면은 제1 밴드(6420)를 통해 전달된 힘이 인가되는 모멘트 아암을 규정한다. 결과적인 토크는 제1 도구 부재(6462)가 시계방향으로 회전하게 한다. 이 이동 중에, 제1 근위 단부(6421) 및 제2 근위 단부(6431)는 각각 제2 링크(6610)의 가이드 채널 내에서 활주한다. 동시에, 액추에이터가 제4 근위 단부(6451)의 길이를 인입하고 제3 근위 단부(6441)의 동일한 길이를 해제하면, 제2 도구 부재(6482)는 제1 도구 부재(6462)가 회전하는 각도와 동일한 각도를 통해 시계방향으로 회전할 것이다. 이에 따라, 제1 도구 부재(6462)와 제2 도구 부재(6482)는 서로에 대한 이들의 위치를 유지하고 요 각도를 통해 유닛으로서 회전한다. 엔드 이펙터(6460)의 반시계방향 회전은, 액추에이터가 제1 근위 단부(6421)와 제4 근위 단부(6451)의 동일한 길이를 해제하면서 제2 근위 단부(6431)와 제3 근위 단부(6441)의 동일한 길이를 인입할 때 유사하게 달성된다. 이는 요로서 표기된 화살표에 의해 예시되어 있다.

그립 회전은 대향 방향으로 동일한 각도를 통한 요축(A₂)을 중심으로 제1 도구 부재(6462) 및 제2 도구 부재(6482)의 회전이다. 엔드 이펙터(6460)의 그립을 개방하기 위해, 액추에이터는 제2 근위 단부(6431)와 제4 근위 단부(6451)의 동일한 길이를 해제하면서 제1 근위 단부(6421)와 제3 근위 단부(6441)의 동일한 길이를 인입한다. 이는 제1 도구 부재(6562)가 제2 도구 부재(6482)와 대향 방향으로 회전하게 한다. 엔드 이펙터의 그립을 폐쇄하기 위해, 액추에이터는 제1 근위 단부(6421)와 제3 근위 단부(6441)의 동일한 길이를 해제하면서 제2 근위 단부(6431)와 제4 근위 단부(6451)의 동일한 길이를 인입한다. 이는 제1 도구 부재(6562)가 제2 도구 부재(6482)를 향해 회전하게 한다. 도구 부재들의 접촉부가 접촉하게 될 때, 제2 근위 단부(6431) 및 제4 근위 단부(6451)에서의 장력은 원하는 그립핑력을 유지하기 위해 제1 근위 단부(6421) 및 제3 근위 단부(6441)에서의 장력보다 더 크게 유지될 수 있다.

도 26 내지 도 36은 실시예에 따른, 기구(7400)의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(7400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(7400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(7400)는 액추에이터 조립체(7700), 샤프트(7410), 손목 조립체(7500) 및 엔드 이펙터(7460)를 포함한다. 도 29를 참조하면, 기구(7400)는 백엔드 메커니즘(7700)을 손목 조립체(7500)에 커플링하는 일련의 밴드(구체적으로, 제1 밴드(7420), 제2 밴드(7430), 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450))를 또한 포함한다. 기구(7400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 27 참조, 피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)에 대한 손목 조립체(7500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 27 및 도 28 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(7460)의 요 회전, 제2 회전축(A₂)에 대한 엔드 이펙터(7460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(7400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 4개의 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 원하는 모션을 달성하기 위한 4개의 밴드의 각각의 특정 이동은 이하에는 설명되지 않는다.

백엔드 메커니즘(7700)은 손목 조립체(7500)에서 원하는 이동(피치, 요 또는 그립)을 생성하기 위해 제1 밴드(7420), 제2 밴드(7430), 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450)의 각각의 이동을 생성한다. 구체적으로, 백엔드 메커니즘(7700)은 동일한 길이의 다른 밴드의 원위 이동(즉, 해제 또는 "배출")을 동시에 허용하면서 밴드의 일부를 근위 방향으로 이동시키는(즉, 특정 밴드를 인입하는) 구성요소 및 제어부를 포함한다. 이 방식으로, 백엔드 메커니즘(7700)은 밴드 내에 원하는 장력을 유지할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 밴드의 길이가 손목 조립체(7500)의 전체 모션 범위 중에 보존되는(즉, 동일한 양으로 이동됨) 것을 보장할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 밴드의 길이의 보존은 요구되지 않는다.

몇몇 실시예에서, 백엔드 메커니즘(7700)은 밴드의 부분의 병진(선형 모션)을 생성하는 하나 이상의 선형 액추에이터를 포함할 수 있다. 이러한 백엔드 메커니즘은 예를 들어 짐벌, 레버, 또는 임의의 밴드의 단부를 직접 당기기(또는 해제하기) 위한 임의의 다른 적합한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 백엔드 메커니즘(7700)은, 그 각각이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 발명의 명칭이 "레버 작동식 짐벌 플레이트(Lever Actuated Gimbal Plate)"인 미국 특허 출원 공개 제20157/0047454 A1호(2014년 8월 15일 출원), 또는 발명의 명칭이 "포지티브하게 위치 설정 가능한 텐던-작동식 멀티-디스크 손목 조인트를 갖는 수술 도구(Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Actuated Multi-Disk Wrist Joint)"인 미국 특허 제6,817,974 B2호(2001년 6월 28일 출원)에 설명된 임의의 백엔드 조립체 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 백엔드 메커니즘(7700)은 원하는 밴드 이동을 생성하기 위해 임의의 밴드의 부분을 회전시키거나 "권취하는" 캡스턴 또는 다른 모터 구동식 롤러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 백엔드 메커니즘(7700)은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 설명된 임의의 백엔드 조립체 또는 구성요소를 포함할 수 있다.

샤프트(7410)는 손목 조립체(7500)를 백엔드 메커니즘(7700)에 커플링하는 임의의 적합한 세장형 샤프트일 수 있다. 구체적으로, 샤프트(7410)는 백엔드 메커니즘(7700)의 하우징에 커플링된 근위 단부(7411) 및 손목 조립체(7500)에 커플링된 원위 단부(7412)를 포함한다. 샤프트(7410)는 밴드 및 다른 구성요소(예를 들어, 전기 와이어, 접지 와이어 등)가 백엔드 메커니즘(7700)으로부터 손목 조립체(7500)로 유도될 수 있는 통로 또는 일련의 통로를 형성한다. 원통형인 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 샤프트(7410)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.

도 27 및 도 28을 참조하면, 손목 조립체(7500)는 근위측 제1 링크(7510) 및 원위측 제2 링크(7610)를 포함한다. 제1 링크(7510)는 근위 단부(7511) 및 원위 단부(7512)를 갖는다. 근위 단부(7511)는 샤프트(7410)의 원위 단부(7412)에 커플링된다. 근위 단부(7511)는 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트(7410)에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 근위 단부(7511)는 샤프트의 부분 내에 정합하여 배치될 수 있다(예를 들어, 간섭 끼워맞춤을 통해). 도시되어 있는 바와 같이, 근위 단부(7511)는 근위 단부(7511)를 샤프트에 커플링하는 하나 이상의 돌기, 리세스, 개구 또는 커넥터를 포함할 수 있다. 근위 단부(7511)는 접착제 접합, 용접 또는 임의의 다른 영구 커플링 메커니즘(즉, 정상 사용 중에 제거되도록 의도되지 않은 커플링 메커니즘)을 통해 샤프트(7410)에 견고하게 커플링될 수 있다.

원위 단부(7512)는 제2 링크(7610)의 정합 조인트부(7640)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(7540)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 링크(7510) 및 제2 링크(7610)는 제2 링크(7610)가 그를 중심으로 제1 링크(7510)에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(7500)를 형성한다. 구체적으로, 조인트부(7540)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(7544)를 포함한다. 손목 조인트는 핀고정 조인트가 아니기 때문에, 피치축(A₁)은 제2 링크(7610)의 회전 중에 제1 링크(7510)에 대해 이동할 것이다. 일련의 치형부(7544) 및 리세스는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "향상된 모션 범위를 갖는 기계적 손목 조인트, 및 관련 디바이스 및 방법(Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related Devices and Methods)"인 미국 특허 출원 공개 제2017/0120457 A1호(2015년 2월 20월 출원)에 도시되고 설명된 것들과 유사할 수 있다.

도 30 및 도 31을 참조하면, 제1 가이드 채널(7515), 제2 가이드 채널(7525) 및 중앙 보어(7535)가 제1 링크(7510)에 형성된다. 중앙 보어(7535)는 예를 들어 전기 와이어와 같은 손목 조립체의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다(또는 그 통과를 허용함). 제1 링크(7510)는, 제1 가이드 채널(7515)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면(7516) 및 외부 가이드 표면(7517), 및 제2 가이드 채널(7525)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면(7526) 및 외부 가이드 표면(7527)을 포함한다. 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430)는 제1 가이드 채널(7515) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450)는 제2 가이드 채널(7525) 내에 이동 가능하게 배치된다. 따라서, 제1 가이드 채널(7515) 및 제2 가이드 채널(7525)의 각각은 2개의 밴드를 포함한다.

도 28에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(7510) 및 제2 링크(7610)는 기구가 초기(또는 "직선" 구성)에 있을 때 피치축(A₁)과 교차하는 종방향 중심선(CL)을 규정한다. 전술된 바와 같이, 제2 링크(7610)가 피치축(A₁)을 중심으로 회전할 때, 조인트부(7540)와 조인트부(7640) 사이의 롤링 계면은 피치축(A₁)이 약간 이동하고 더 이상 종방향 중심선(CL)과 정렬되지 않도록 한다. 도 30 및 도 31에 도시되어 있는 바와 같이, 내부 가이드 표면(7516)의 적어도 일부 및 외부 가이드 표면(7517)의 적어도 일부는 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡된다. 유사하게, 내부 가이드 표면(7526)의 적어도 일부 및 외부 가이드 표면(7527)의 적어도 일부는 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡된다. 내부 가이드 표면(7516, 7526) 및 외부 가이드 표면(7517, 7527)은 임의의 적합한 곡률 반경을 규정할 수 있고, 기구(3400)와 관련하여 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(7610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때(도 27의 화살표(OO) 참조), 제1 밴드(7420)는 내부 가이드 표면(7516) 및 외부 가이드 표면(7517)의 만곡부들과 접촉하여 기구(7400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 유사하게, 제2 링크(7610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때, 제2 밴드(7440)는 내부 가이드 표면(7526) 및 외부 가이드 표면(7527)의 만곡부들과 접촉하여 기구(7400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다.

제1 가이드 채널(7515) 및 제2 가이드 채널(7525)은 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡되지만, 종방향 중심선(CL)에 수직인 단면 평면 내에서 취한 각각의 내부 가이드 표면(7516, 7526) 및 외부 가이드 표면(7517, 7527)의 일부는 선형이다. 기구(3400)의 작동을 참조하여 전술된 바와 같이, 이 배열은 제2 링크(7610)가 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때, 내부 가이드 표면(7516) 및 외부 가이드 표면(7517)이 선형 단면 접촉 표면을 따라(단면 내의 단일 지점에서만에 대조적으로) 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430) 각각의 대응 내부 접촉 표면 및 외부 접촉 표면과 접촉할 수 있게 한다. 이 배열은 또한 제2 링크(7610)가 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때, 내부 가이드 표면(7526) 및 외부 가이드 표면(7527)이 선형 단면 접촉 표면을 따라 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450) 각각의 대응 내부 접촉 표면 및 외부 접촉 표면과 각각 접촉할 수 있게 한다.

제1 가이드 채널(7515)(및 따라서 그 내의 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430)의 부분)은 종방향 중심선(CL) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 제1 밴드(7420) 또는 제2 밴드(7430)를 통한 제2 링크(7610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다. 이는 도 27에 화살표(OO)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(7510)에 대한 제2 링크(7610)의 회전을 야기할 수 있다. 제2 가이드 채널(7525)(및 따라서 그 내의 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450)의 부분)은 종방향 중심선(CL) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 제3 밴드(7440) 또는 제4 밴드(7450)를 통한 제2 링크(7610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다. 이는 도 27에 화살표(OO)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(7510)에 대한 제2 링크(7610)의 회전을 야기할 수 있다.

제2 링크(7610)는 근위 단부(7611) 및 원위 단부(7612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(7611)는 제1 링크(7510)의 조인트부(7540)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(7640)를 포함한다. 구체적으로, 조인트부(7640)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(7644)를 포함한다. 일련의 치형부(7644)는 제1 링크(7510)의 일련의 치형부(7544)(또는 핀)와 맞물린다. 일련의 치형부(7644) 및 리세스는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "향상된 모션 범위를 갖는 기계적 손목 조인트, 및 관련 디바이스 및 방법(Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related Devices and Methods)"인 미국 특허 출원 공개 제2017/0120457 A1호(2015년 2월 20월 출원)에 도시되고 설명된 것들과 유사할 수 있다.

제2 링크(7610)의 원위 단부(7612)는 엔드 이펙터(7460)에 커플링된 커넥터(7680)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(7462) 및 제2 도구 부재(7482)는 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(7610)에 대해 회전한다. 커넥터(7680)는 핀형 커넥터이고, 핀 개구(7682)에 의해 지지되는(그 내에 배치되는) 핀(7683)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 커넥터(7680)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 핀고정 조인트의 임의의 구조 및 특징을 포함할 수 있다. 도 27에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 피치축(A₁)에 대해 비평행하다. 따라서, 기구(7400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 예를 들어, 도 36은 도 27에 도시되어 있는 것과 비교할 때 제2 요 구성으로 전이된 엔드 이펙터(7460)를 도시하고 있다.

도 32 및 도 33을 참조하면, 제1 가이드 채널(7615), 제2 가이드 채널(7625) 및 중앙 보어(7635)가 제2 링크(7610)에 형성된다. 중앙 보어(7635)는 중앙 보어(7535)와 정렬되고, 예를 들어 전기 와이어와 같은 손목 조립체의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다(또는 그 통과를 허용함). 이 방식으로, 백엔드 조립체(7700)로부터의 전류는 중앙 보어(7535, 7635)를 통해 유도되는 구성요소를 통해 엔드 이펙터(7460)로 공급될 수 있다. 제2 링크(7610)는, 제1 가이드 채널(7615)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면(7616) 및 외부 가이드 표면(7617), 및 제2 가이드 채널(7625)의 경계의 일부를 각각 형성하는 내부 가이드 표면(7626) 및 외부 가이드 표면(7627)을 포함한다. 제1 가이드 채널(7615)은 제1 가이드 채널(7515)(제1 링크(7510)의)과 정렬되고, 제2 가이드 채널(7625)은 제2 가이드 채널(7525)(제1 링크(7510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430)는 샤프트(7410)로부터 제1 가이드 채널(7515) 및 제1 가이드 채널(7615)을 통해 유도되어 제1 도구 부재(7462)에 커플링될 수 있다. 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450)는 샤프트(7410)로부터 제2 가이드 채널(7525) 및 제2 가이드 채널(7625)을 통해 유도되어 제2 도구 부재(7482)에 커플링될 수 있다.

도 32 및 도 33에 도시되어 있는 바와 같이, 내부 가이드 표면(7616)의 적어도 일부 및 외부 가이드 표면(7617)의 적어도 일부는 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡된다. 유사하게, 내부 가이드 표면(7626)의 적어도 일부 및 외부 가이드 표면(7627)의 적어도 일부는 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡된다. 내부 가이드 표면(7616, 7626) 및 외부 가이드 표면(7617, 7627)은 임의의 적합한 곡률 반경을 규정할 수 있고, 기구(3400)와 관련하여 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(7610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때(도 27의 화살표(OO) 참조), 제1 밴드(7420)는 내부 가이드 표면(7616) 및 외부 가이드 표면(7617)의 만곡부들과 접촉하여 기구(7400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 유사하게, 제2 링크(7610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때, 제2 밴드(7440)는 내부 가이드 표면(7626) 및 외부 가이드 표면(7627)의 만곡부들과 접촉하여 기구(7400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다.

제1 가이드 채널(7615) 및 제2 가이드 채널(7625)은 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡되지만, 종방향 중심선(CL)에 수직인 단면 평면 내에서 취한 각각의 내부 가이드 표면(7616, 7626) 및 외부 가이드 표면(7617, 7627)의 일부는 선형이다. 기구(3400)의 작동을 참조하여 전술된 바와 같이, 이 배열은 제2 링크(7610)가 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때, 내부 가이드 표면(7616) 및 외부 가이드 표면(7617)이 선형 단면 접촉 표면을 따라(단면 내의 단일 지점에서만에 대조적으로) 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430) 각각의 대응 내부 접촉 표면 및 외부 접촉 표면과 접촉할 수 있게 한다. 이 배열은 또한 제2 링크(7610)가 제1 링크(7510)에 대해 회전할 때, 내부 가이드 표면(7626) 및 외부 가이드 표면(7627)이 선형 단면 접촉 표면을 따라 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450) 각각의 대응 내부 접촉 표면 및 외부 접촉 표면과 각각 접촉할 수 있게 한다.

제1 가이드 채널(7615)(및 따라서 그 내의 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430)의 부분)은 종방향 중심선(CL) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 제1 밴드(7420) 또는 제2 밴드(7430)를 통한 제2 링크(7610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다. 이는 도 27에 화살표(OO)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(7510)에 대한 제2 링크(7610)의 회전을 야기한다. 제2 가이드 채널(7625)(및 따라서 그 내의 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450)의 부분)은 종방향 중심선(CL) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된다. 이 방식으로, 제3 밴드(7440) 또는 제4 밴드(7450)를 통한 제2 링크(7610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다. 이는 도 27에 화살표(OO)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(7510)에 대한 제2 링크(7610)의 회전을 야기한다.

도 29, 도 34 및 도 35에 도시되어 있는 바와 같이, 엔드 이펙터(7460)는 제1 도구 부재(7462), 제2 도구 부재(7482) 및 절연체(7495)를 포함한다. 제1 도구 부재(7462)는 접촉부(7464) 및 풀리부(7467)를 포함한다. 접촉부(7464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 구성된다. 그립핑 표면인 것으로서 도시되었지만, 다른 실시예에서, 접촉부(7464)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 임의의 적합한 표면(예를 들어, 절단기, 조직 조작기, 소작 표면 등)일 수 있다. 풀리부(7467)는 가이드 채널(7470), 중앙 개구(7468), 한 쌍의 커플링 개구(7472) 및 가이드 슬롯(도시되어 있지 않지만 가이드 슬롯(7491)과 유사함)을 형성한다. 가이드 채널(7470)은 제1 밴드(7420)의 원위 단부(7422) 및 제2 밴드(7430)의 원위 단부(7432)를 수용한다. 도 29에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 밴드(7420)의 원위 단부(7422)는 커플링 개구(7472) 중 하나 내에 커플링되는 핀을 포함한다. 제2 밴드(7430)의 원위 단부(7432)는 커플링 개구(7472) 중 제2 커플링 개구 내에 커플링되는 핀을 포함한다. 가이드 슬롯(도시되어 있지 않음)은 제1 도구 부재(7462)가 그를 통해 제2 도구 부재(7482)에 대해 회전하는 각도를 제한하기 위해 절연체(7495)의 돌기를 수용한다. 풀리부(7467)는 중앙 개구(7468) 내에 배치된 핀(7683)을 통해 제2 링크(7610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(7462)는 도 27 및 도 28에 화살표(PP)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(7683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(7610)에 대해 회전한다. 더욱이, 커플링 개구(7472)는 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 풀리부(7467) 상에 제1 밴드(7420) 또는 제2 밴드(7430)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제1 도구 부재(7462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제1 도구 부재(7462)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제2 도구 부재(7482)는 접촉부(7484) 및 풀리부(7487)를 포함한다. 접촉부(7484)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 구성된다. 그립핑 표면인 것으로서 도시되었지만, 다른 실시예에서, 접촉부(7484)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 임의의 적합한 표면(예를 들어, 절단기, 조직 조작기, 소작 표면 등)일 수 있다. 풀리부(7487)는 가이드 채널(7490), 중앙 개구(7488), 한 쌍의 커플링 개구(7492) 및 가이드 슬롯(7491)을 형성한다. 가이드 채널(7490)은 제3 밴드(7440)의 원위 단부(7442) 및 제4 밴드(7450)의 원위 단부(7452)를 수용한다. 도 29에 도시되어 있는 바와 같이, 제3 밴드(7440)의 원위 단부(7442)는 커플링 개구(7492) 중 하나 내에 커플링되는 핀을 포함한다. 제4 밴드(7450)의 원위 단부(7452)는 커플링 개구(7492) 중 제2 커플링 개구 내에 커플링되는 핀을 포함한다. 가이드 슬롯(7491)은 제1 도구 부재(7462)가 그를 통해 제2 도구 부재(7482)에 대해 회전하는 각도를 제한하기 위해 절연체(7495)의 돌기를 수용한다. 풀리부(7487)는 중앙 개구(7488) 내에 배치된 핀(7683)을 통해 제2 링크(7610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제2 도구 부재(4482)는 도 27 및 도 28에 화살표(PP)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(7683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(7610)에 대해 회전한다. 더욱이, 커플링 개구(7492)는 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 풀리부(7487) 상에 제3 밴드(7440) 또는 제4 밴드(7450)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제2 도구 부재(7482) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제2 도구 부재(7482)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제1 밴드(7420)는 근위 단부(7421), 중앙부(7423) 및 원위 단부(7422)를 갖는다. 제2 밴드(7430)는 근위 단부(7431), 중앙부(7433) 및 원위 단부(7432)를 갖는다. 제3 밴드(7440)는 근위 단부(7441), 중앙부(7443) 및 원위 단부(7442)를 갖는다. 제4 밴드(7450)는 근위 단부(7451), 중앙부(7453) 및 원위 단부(7452)를 갖는다. 근위 단부(7421, 7431, 7441, 7451)는 손목 조립체(7500)의 외부로, 샤프트(7410)를 통해, 백엔드 메커니즘(7700) 내로 각각 연장된다. 전술된 바와 같이, 백엔드 메커니즘(7700)은 근위 단부(7421, 7431, 7441, 7451)를 이동시켜 밴드의 각각의 원위 단부(7422, 7432, 7442, 7452)에서 결과적인 이동(또는 힘)을 생성할 수 있다. 제1 밴드(7420)의 중앙부(7423) 및 제2 밴드(7430)의 중앙부(7433)는 전술된 바와 같이, 제1 가이드 채널(7515, 7615) 내에 있다. 제1 가이드 채널(7515, 7615)의 형상은, 기구(7400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하는 방식으로 제1 밴드(7420) 및 제2 밴드(7430)가 손목 조립체(7500)를 통해 유도되도록 이루어진다. 유사하게, 제3 밴드(7440)의 중앙부(7443) 및 제4 밴드(7450)의 중앙부(7453)는 전술된 바와 같이, 제2 가이드 채널(7525, 7625) 내에 있다. 제2 가이드 채널(7525, 7625)의 형상은, 기구(7400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하는 방식으로 제3 밴드(7440) 및 제4 밴드(7450)가 손목 조립체(7500)를 통해 유도되도록 이루어진다. 전술된 바와 같이, 원위 단부(7422, 7432, 7442, 7452)는 핀 커플링을 통해 그 각각의 도구 부재에 각각 커플링된다. 이 방식으로, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 밴드의 이동(또는 그에 인가되는 힘)은 피치, 요, 그립 또는 이들 모션의 임의의 조합을 생성한다.

밴드(7420, 7430, 7440, 7450)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 밴드는 직사각형 단면 형상(종방향 중심선(CL)에 수직인 단면 평면 내에서 취함)을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 임의의 밴드는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 각각의 밴드는 종방향 중심선(CL)을 따라 다양한 크기를 갖는다. 구체적으로, 제1 밴드(7420)를 예로서 참조하면, 제1 밴드(7420)의 근위 단부(7421)는 종방향 중심선(CL)에 수직인 제1 평면에서 취한 제1 단면적을 갖는다. 원위 단부(7422)는 종방향 중심선(CL)에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖는다. 구체적으로, 제2 단면적은 제1 단면적보다 작다. 이 방식으로, 제1 밴드(7420)는 샤프트(7410) 내에 더 큰(따라서 더 높은 강도) 부분 및 손목 조립체(7500) 내에(그리고 제1 도구 부재(7462)에 커플링된) 더 작은 더 가요성 부분을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 제1 밴드(7420)는 종방향 중심선(CL)에 대해 비대칭적으로 상이한 크기의 부분 사이에서 전이한다.

밴드의 사용은 수술 절차(최소 침습성 절차를 포함함)에 적합한 저가의 일회용 기구를 제공할 수 있다. 사용시, 기구(7400)의 원위 단부는 최대 3개의 자유도를 제공하고, 다양한 수술 동작을 수행하기 위해 다수의 상이한 구성 사이에서 이동될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 기구는, 단면 형상(종방향 중심선을 따른 다양한 위치에서)이 제1 축에 대해 낮은 면적 관성 모멘트를 생성하도록 제1 배향에 있고 제2 축에 대해 낮은 면적 관성 모멘트를 생성하도록 제2 배향에 있도록, 종방향 중심선을 따라 비틀린 밴드를 포함할 수 있다. 이 배열은 2개 이상의 상이한 축(예를 들어, 피치축 및 요축)에 대해 원하는 가요성을 유지하도록 단일 밴드가 변형될 수 있게 한다. 예를 들어, 도 37 내지 도 45는 실시예에 따른, 기구(8400)의 부분의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(8400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(8400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(8400)는 액추에이터 조립체(도시되어 있지는 않지만, 액추에이터 조립체(7700)와 유사함), 샤프트(8410), 손목 조립체(8500) 및 엔드 이펙터(8460)를 포함한다. 도 37을 참조하면, 기구(8400)는 백엔드 메커니즘을 손목 조립체(8500)에 커플링하는 제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)를 또한 포함한다. 기구(8400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 37 참조, 피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)에 대한 손목 조립체(8500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 37 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(8460)의 요 회전, 요축에 대한 엔드 이펙터(8460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(8400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 원하는 모션을 달성하기 위한 제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)의 다양한 부분의 특정 이동은 이하에는 설명되지 않는다.

손목 조립체(8500)는 근위측 제1 링크(8510) 및 원위측 제2 링크(8610)를 포함한다. 도 37, 도 40 및 도 41에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(8510)는 근위 단부(8511) 및 원위 단부(8512)를 갖는다. 근위 단부(8511)는 샤프트(8410)의 원위 단부에 커플링된다. 근위 단부(8511)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트(8410)에 커플링될 수 있다. 원위 단부(8512)는 제2 링크(8610)의 정합 조인트부(8640)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(8540)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 링크(8510) 및 제2 링크(8610)는 제2 링크(8610)가 그를 중심으로 제1 링크(8510)에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(8500)를 형성한다. 구체적으로, 조인트부(8540)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(8544) 및 2개의 만곡된 접촉 표면(8545)을 포함한다. 일련의 치형부(8544)는 제2 링크(8610)의 일련의 치형부(8644)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(8545)은 제2 링크(8610)의 대응 접촉 표면(8645)과 롤링 접촉하고 있다.

도 41을 참조하면, 제1 가이드 채널(8515), 제2 가이드 채널(8520), 제3 가이드 채널(8525), 제4 가이드 채널(8530) 및 중앙 보어(8535)가 제1 링크(8510)에 형성된다. 중앙 보어(8535)는 예를 들어 전기 와이어와 같은 손목 조립체의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다(또는 그 통과를 허용함). 제1 가이드 채널(8515)은 내부 가이드 표면(8516) 및 외부 가이드 표면(8517)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제1 밴드(8420)의 제1 근위 단부(8421)는 제1 가이드 채널(8515) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 가이드 채널(8520)은 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면(식별되어 있지 않음)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제1 밴드(8420)의 제2 근위 단부(8431)는 제2 가이드 채널(8520) 내에 이동 가능하게 배치된다. 이 방식으로, 제1 링크(8510)는 제1 도구 부재(8462)에 커플링된 밴드 부재(또는 부분)가 분리된 가이드 채널 내에 있다는 점에서 제1 링크(7510)와는 상이하다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 제1 가이드 채널(8515)은 제2 가이드 채널(8520)과 조합되어 제1 근위 단부(8421) 및 제2 근위 단부(8431)가 그 내에 배치되는 단일 채널을 형성할 수 있다. 제3 가이드 채널(8525)은 내부 가이드 표면(8526) 및 외부 가이드 표면(8527)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제2 밴드(8440)의 제1 근위 단부(8441)는 제3 가이드 채널(8525) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제4 가이드 채널(8530)은 내부 가이드 표면(8531) 및 외부 가이드 표면(식별되어 있지 않음)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제2 밴드(8440)의 제2 근위 단부(8451)는 제4 가이드 채널(8530) 내에 이동 가능하게 배치된다. 몇몇 실시예에서, 제3 가이드 채널(8525)은 제4 가이드 채널(8530)과 조합되어 제1 근위 단부(8441) 및 제2 근위 단부(8451)가 그 내에 배치되는 단일 채널을 형성할 수 있다.

도 37에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(8510) 및 제2 링크(8610)는 기구(8400)가 초기(또는 "직선" 구성)에 있을 때 피치축(A₁)과 교차하는 종방향 중심선(CL)을 규정한다. 제1 링크(7510)와 관련하여 전술된 바와 유사하게, 제1 링크(8510)의 가이드 채널은 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡된다. 구체적으로, 내부 가이드 표면(예를 들어, 내부 가이드 표면(8516, 8526, 8531)) 및 외부 가이드 표면(예를 들어, 외부 가이드 표면(8517, 8527))은 임의의 적합한 곡률 반경을 규정할 수 있고, 기구(3400)와 관련하여 전술된 형상과 유사하게, 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(8610)가 피치축(A₁)(도 37의 화살표(QQ) 참조)을 중심으로 제1 링크(8510)에 대해 회전할 때, 제1 밴드(8420)의 제1 근위 단부(8421) 및 제2 근위 단부(8431) 및 제2 밴드(8440)의 제1 근위 단부(8441) 및 제2 근위 단부(8451)는 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(8400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(8515, 8520, 8525, 8530)은 종방향 중심선(CL) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(8420) 또는 제2 밴드(8440)를 통한 제2 링크(8610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다. 이는 도 37에 화살표(QQ)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(8510)에 대한 제2 링크(8610)의 회전을 야기한다.

제2 링크(8610)는 근위 단부(8611) 및 원위 단부(8612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(8611)는 제1 링크(8510)의 조인트부(8540)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(8640)를 포함한다. 구체적으로, 조인트부(8640)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(8644) 및 2개의 만곡된 접촉 표면(8645)을 포함한다. 일련의 치형부(8644)는 제1 링크(8510)의 일련의 치형부(8544)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(8645)은 제1 링크(8510)의 대응 접촉 표면(8545)과 롤링 접촉하고 있다. 제2 링크(8610)의 원위 단부(8612)는 엔드 이펙터(8460)에 커플링된 커넥터(8680)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(8462) 및 제2 도구 부재(8482)는 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(8610)에 대해 회전한다. 커넥터(8680)는 핀형 커넥터이고, 핀 개구(8682)에 의해 지지되는(그 내에 배치되는) 핀(8683)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 커넥터(8680)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 도시되고 설명된 핀고정 조인트의 임의의 구조 및 특징을 포함할 수 있다. 도 37에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 피치축(A₁)에 대해 비평행하다. 따라서, 기구(8400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다.

도 42를 참조하면, 제1 가이드 채널(8615), 제2 가이드 채널(8620), 제3 가이드 채널(8625), 제4 가이드 채널(8630) 및 중앙 보어(8635)가 제2 링크(8610)에 형성된다. 중앙 보어(8635)는 중앙 보어(8535)와 정렬되고, 예를 들어 전기 와이어와 같은 손목 조립체의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다(또는 그 통과를 허용함). 이 방식으로, 백엔드 조립체로부터의 전류는 중앙 보어(8535, 8635)를 통해 유도되는 구성요소를 통해 엔드 이펙터(8460)로 공급될 수 있다. 제1 가이드 채널(8615)은 내부 가이드 표면(8616) 및 외부 가이드 표면(8617)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제2 가이드 채널(8620)은 내부 가이드 표면(8621) 및 외부 가이드 표면(식별되어 있지 않음)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제1 가이드 채널(8615)은 제1 가이드 채널(8515)(제1 링크(8510)의)과 정렬되고, 제2 가이드 채널(8620)은 제2 가이드 채널(8520)(제1 링크(8510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제1 밴드(8420)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(8421))은 샤프트(8410)로부터 그리고 제1 가이드 채널(8515) 및 제1 가이드 채널(8615)을 통해 유도되어 제1 도구 부재(8462)에 커플링된다. 제1 밴드(8420)의 부분(예를 들어, 제2 부분(8431))은 제1 도구 부재(8462)로부터 제2 가이드 채널(8520) 및 제2 가이드 채널(8620)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해). 유사하게, 제3 가이드 채널(8625)은 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면(식별되어 있지 않음)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제2 가이드 채널(8620)은 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면(식별되어 있지 않음)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 제3 가이드 채널(8625)은 제3 가이드 채널(8525)(제1 링크(8510)의)과 정렬되고, 제4 가이드 채널(8630)은 제4 가이드 채널(8530)(제1 링크(8510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제2 밴드(8440)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(8441))은 샤프트(8410)로부터 그리고 제3 가이드 채널(8525) 및 제3 가이드 채널(8625)을 통해 유도되어 제2 도구 부재(8482)에 커플링된다. 제2 밴드(8440)의 부분(예를 들어, 제2 부분(8451))은 제2 도구 부재(8482)로부터 제4 가이드 채널(8530) 및 제4 가이드 채널(8630)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해).

몇몇 실시예에서, 제1 가이드 채널(8615)은 제2 가이드 채널(8620)과 조합되어 제1 근위 단부(8421) 및 제2 근위 단부(8431)가 그 내에 배치되는 단일 채널을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 가이드 채널(8625)은 제4 가이드 채널(8630)과 조합되어 제1 근위 단부(8441) 및 제2 근위 단부(8451)가 그 내에 배치되는 단일 채널을 형성할 수 있다.

제2 링크(7610)와 관련하여 전술된 바와 유사하게, 제2 링크(8610)의 가이드 채널은 종방향 중심선(CL)을 따라 만곡된다. 구체적으로, 내부 가이드 표면(예를 들어, 내부 가이드 표면(8616, 8621)) 및 외부 가이드 표면(예를 들어, 외부 가이드 표면(8617))은 임의의 적합한 곡률 반경을 규정할 수 있고, 기구(3400)와 관련하여 전술된 형상과 유사하게, 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(8610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(8510)에 대해 회전할 때(도 37의 화살표(QQ) 참조), 제1 밴드(8420)의 부분 및 제2 밴드(8440)의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(8400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(8615, 8620, 8625, 8630)은 종방향 중심선(CL) 및 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(8420) 또는 제2 밴드(8440)를 통한 제2 링크(8610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다. 이는 도 37에 화살표(QQ)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(8510)에 대한 제2 링크(8610)의 회전을 야기한다.

도 37, 도 38, 도 43 및 도 44에 도시되어 있는 바와 같이, 엔드 이펙터(8460)는 제1 도구 부재(8462) 및 제2 도구 부재(8482)를 포함한다. 제1 도구 부재(8462)는 접촉부(8464) 및 풀리부(8467)를 포함한다. 접촉부(8464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 구성된다. 그립핑 표면인 것으로서 도시되었지만, 다른 실시예에서, 접촉부(8464)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 임의의 적합한 표면(예를 들어, 절단기, 조직 조작기, 소작 표면 등)일 수 있다. 풀리부(8467)는 가이드 표면(8470), 중앙 개구(8468) 및 한 쌍의 연결 슬롯(8469)을 포함한다(슬롯 중 단지 하나만이 도 44에 식별되어 있음). 몇몇 실시예에서, 풀리부(8467)는 가이드 슬롯(도시되어 있지 않지만, 가이드 슬롯(8491)과 유사함) 또는 가이드 핀(도시되어 있지 않음)을 포함할 수 있다. 가이드 표면(8470)은 채널 내에 있고 제1 밴드(8420)의 원위 단부(8422)가 그 주위에 랩핑되는 표면이다. 도 45에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 밴드(8420)의 원위 단부(8422)는 대응 연결 슬롯(8469) 내에 커플링되는 한 쌍의 연결 탭(8424)을 포함한다. 풀리부(8467)는 중앙 개구(8468) 내에 배치된 핀(8683)을 통해 제2 링크(8610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(8462)는 도 37에 화살표(RR)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(8683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(8610)에 대해 회전한다. 더욱이, 가이드 표면(8470)은 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다(즉, 가이드 표면(8470)의 반경만큼). 이 방식으로, 풀리부(8467) 상에 제1 밴드(8420)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제1 도구 부재(8462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제1 도구 부재(8462)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제2 도구 부재(8482)는 접촉부(8484) 및 풀리부(8487)를 포함한다. 접촉부(8484)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하도록 구성된다. 그립핑 표면인 것으로서 도시되었지만, 다른 실시예에서, 접촉부(8484)는 본 명세서에 도시되고 설명된 유형의 임의의 적합한 표면(예를 들어, 절단기, 조직 조작기, 소작 표면 등)일 수 있다. 풀리부(8487)는 가이드 표면(8490), 중앙 개구(8488), 한 쌍의 연결 슬롯(식별되어 있지 않았지만, 연결 슬롯(8469)과 유사함) 및 가이드 슬롯(8491)을 포함한다. 가이드 표면(8490)은 채널 내에 있고 제2 밴드(8440)의 원위 단부(8442)가 그 주위에 랩핑되는 표면이다. 제2 밴드(8440)는 대응 연결 슬롯 내에 커플링된 한 쌍의 연결 탭(탭(8424)과 유사함)에 의해 가이드 표면(8490)에 커플링된다. 가이드 슬롯(8491)은 제1 도구 부재(8462)(도시되어 있지 않음)의 돌기 또는 중간 구성요소(예를 들어, 절연체, 도시되어 있지 않음)의 돌기를 수용하여, 제1 도구 부재(8462)가 그를 통해 제2 도구 부재(8482)에 대해 회전하는 각도를 제한한다.

풀리부(8487)는 중앙 개구(8488) 내에 배치된 핀(8683)을 통해 제2 링크(8610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제2 도구 부재(8482)는 도 37에 화살표(RR)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(8683)을 중심으로 그리고 요축(A₂)을 통해 제2 링크(8610)에 대해 회전한다. 더욱이, 가이드 표면(8490)은 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다(즉, 가이드 표면(8490)의 반경만큼). 이 방식으로, 풀리부(8487) 상에 제2 밴드(8440)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제2 도구 부재(8482) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제2 도구 부재(8482)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제1 밴드(8420)(인장 부재로서 작용함)는 제1 근위 단부(8421), 제2 근위 단부(8431), 원위 단부(8422), 제1 중앙부(8423) 및 제2 중앙부(8433)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(8422)는 제1 도구 부재(8462)의 풀리부(8467) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(8421) 및 제2 근위 단부(8431)는 제1 링크(8510)(즉, 제1 가이드 채널(8515) 및 제2 가이드 채널(8520) 각각)를 통해 그리고 샤프트(8410) 내로 각각 연장된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 가이드 채널의 형상은, 기구(8400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하는 방식으로 제1 밴드(8420)가 손목 조립체(8500)를 통해 유도되도록 이루어진다. 부가적으로, 제1 근위 단부(8421) 및 제2 근위 단부(8431)는 샤프트(8410)를 통해 각각 연장되고, 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(7700)와 유사함)에 커플링되어 손목 조립체(8500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성한다.

제1 중앙부(8423)는 제1 근위 단부(8421)와 원위 단부(8422) 사이에 있고, 제2 중앙부(8433)는 제2 근위 단부(8431)와 원위 단부(8422) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제1 밴드(8420)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(8423)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부(8433)를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(8421) 및 제2 근위 단부(8431)에서 제1 밴드(8420)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(8422)에서 제1 밴드(8420)의 접촉 표면(즉, 접촉 표면(8470) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

제2 밴드(8440)(또한 인장 부재로서 작용함)는 제1 근위 단부(8441), 제2 근위 단부(8451), 원위 단부(8442), 제1 중앙부(8443) 및 제2 중앙부(식별되어 있지 않음)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(8442)는 제2 도구 부재(8482)의 풀리부(8487) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(8441) 및 제2 근위 단부(8451)는 제1 링크(8510)(즉, 제3 가이드 채널(8525) 및 제4 가이드 채널(8530) 각각)를 통해 그리고 샤프트(8410) 내로 각각 연장된다. 가이드 채널의 형상은, 기구(8400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지하는 방식으로 제2 밴드(8440)가 손목 조립체(8500)를 통해 유도되도록 이루어진다. 부가적으로, 제1 근위 단부(8441) 및 제2 근위 단부(8451)는 샤프트(8410)를 통해 각각 연장되고, 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(7700)와 유사함)에 커플링되어 손목 조립체(8500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성한다.

제1 중앙부(8443)는 제1 근위 단부(8421)와 원위 단부(8442) 사이에 있고, 제2 중앙부(도시되어 있지 않음)는 제2 근위 단부(8451)와 원위 단부(8442) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제2 밴드(8440)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(8443)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(8441) 및 제2 근위 단부(8451)에서 제2 밴드(8440)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(8442)에서 제2 밴드(8440)의 접촉 표면(즉, 접촉 표면(8490) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

기구(4400)를 참조하여 전술된 바와 같이, 비틀린 배열은 원하는 변형축 주위의 제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)의 면적 관성 모멘트가 최소화될 수 있게 한다. 따라서, 제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)의 가요성은 근위 단부(피치축(A₁)에 대한 제2 링크 부재(8610)의 회전을 용이하게 하기 위해) 및 원위 단부(요축(A₂)에 대한 제1 도구 부재(8462) 및 제2 도구 부재(8482)의 회전을 용이하게 하기 위해)의 모두에서 최대화된다. 제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)는 90도의 비틀림각(즉, 제1 회전축(A₁)과 제2 회전축(A₂) 사이에 규정된 각도와 동일함)만큼 비틀리는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)는 임의의 적합한 비틀림각만큼 비틀릴 수 있다.

제1 밴드(8420) 및 제2 밴드(8440)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 밴드는 직사각형 단면 형상(종방향 중심선(CL)에 수직인 단면 평면 내에서 취함)을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 임의의 밴드는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 몇몇 실시예에서, 각각의 밴드는 종방향 중심선(CL)을 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 밴드(8420)를 예로서 참조하면, 제1 근위 단부(8421)는 제1 밴드(7420)에 대해 설명된 것과 유사한 더 큰 단면적을 갖도록 전이될 수 있다(예를 들어, 샤프트(8410) 내에서). 이 방식으로, 제1 밴드(8420)는 샤프트(8410) 내에 더 큰(따라서 더 높은 강도) 부분 및 손목 조립체(8500) 내에(그리고 제1 도구 부재(8462)에 커플링된) 더 작은 더 가요성 부분을 가질 수 있다.

제1 링크(8510) 및 제2 링크(8610)의 가이드 채널은 각각의 가이드 채널 내로 측면 개구를 포함하는 것으로 상기에 도시되고 설명되었다. 이 방식으로, 밴드의 부분은 조립 중에 원하는 가이드 채널 내로 용이하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 가이드 채널(8515) 내로의 측면 개구는 밴드의 제1 근위 단부(8421)가 가이드 채널(8515) 내로 배치될 수 있게 한다. 기구(8400)에는 도시되어 있지 않지만, 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 기구는 측면 개구를 커버하는 하나 이상의 커버 또는 잠금 링을 포함할 수 있다. 이러한 커버 또는 잠금 링의 사용은 밴드를 그 가이드 채널 내에서 유지하고, 또한 밴드의 좁은 측면 에지가 신체 조직에 부주의하게 접촉할 가능성을 제한한다. 예를 들어, 도 46 내지 도 52는 실시예에 따른, 기구(9400)의 부분의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(9400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(9400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(9400)는 액추에이터 조립체(도시되어 있지는 않지만, 액추에이터(7700)와 유사함), 샤프트(9410), 손목 조립체(9500) 및 엔드 이펙터(9460)를 포함한다. 도 47을 참조하면, 기구(9400)는 백엔드 메커니즘을 손목 조립체(9500)에 커플링하는 제1 밴드(9420) 및 제2 밴드(9440)를 또한 포함한다. 기구(9400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 46 참조, 피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)에 대한 손목 조립체(9500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 46 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(9460)의 요 회전, 요축에 대한 엔드 이펙터(9460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(9400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 원하는 모션을 달성하기 위한 제1 밴드(9420) 및 제2 밴드(9440)의 다양한 부분의 특정 이동은 이하에는 설명되지 않는다.

손목 조립체(9500)는 제1 링크(9510), 제2 링크(9610), 제1 잠금 링(9580) 및 제2 잠금 링(9690)을 포함한다. 도 49 및 도 50에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(9510)는 근위 단부(9511) 및 원위 단부(9512)를 갖는다. 근위 단부(9511)는 샤프트(9410)의 원위 단부에 커플링된다. 근위 단부(9511)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트(9410)에 커플링될 수 있다. 원위 단부(9512)는 제2 링크(9610)의 정합 조인트부(9640)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(9540)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 링크(9510) 및 제2 링크(9610)는 제2 링크(9610)가 그를 중심으로 제1 링크(9510)에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)(피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)을 갖는 손목 조립체(9500)를 형성한다. 구체적으로, 조인트부(9540)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(9544) 및 2개의 만곡된 접촉 표면(9545)을 포함한다. 일련의 치형부(9544)는 제2 링크(9610)의 일련의 치형부(9644)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(9545)은 제2 링크(9610)의 대응 접촉 표면(9645)과 롤링 접촉하고 있다.

제1 가이드 채널(9515), 제2 가이드 채널(9520), 제3 가이드 채널(9525), 제4 가이드 채널(9530) 및 중앙 보어(9535)가 제1 링크(9510)에 형성된다. 중앙 보어(9535)는 예를 들어 전기 와이어와 같은 손목 조립체의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다(또는 그 통과를 허용함). 제1 밴드(9420)의 제1 근위 단부(9421)는 제1 가이드 채널(9515) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제1 밴드(9420)의 제2 근위 단부(9431)는 제2 가이드 채널(9520) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 밴드(9440)의 제1 근위 단부(9441)는 제3 가이드 채널(9525) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 밴드(9440)의 제2 근위 단부(9451)는 제4 가이드 채널(9530) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제1 링크(8510)에 대해(및 기구(3400)에 대해) 전술된 가이드 채널과 유사하게, 가이드 채널(9515, 9520, 9525, 9530)은 제1 링크(9510)(또는 손목 조립체(9500))의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 구체적으로, 가이드 채널(9515, 9520, 9525, 9530)을 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 임의의 적합한 곡률 반경을 가질 수 있고, 기구(3400)에 대해 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(9610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(9510)에 대해 회전할 때(도 46의 화살표(SS) 참조), 제1 밴드(9420) 및 제2 밴드(9440)의 각각의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(9400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(9515, 9520, 9525, 9530)은 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(9420) 또는 제2 밴드(9440)를 통한 제2 링크(9610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다.

제1 잠금 링(9580)은 제1 링크(9510) 주위에 배치되고 측면 개구를 가이드 채널(9515, 9520, 9525, 9530) 내로 커버한다. 제1 잠금 링(9580)은, 제1 밴드(9420) 및 제2 밴드(9440)의 부분이 이들의 각각의 가이드 채널 내에 배치된 후에 제1 링크(9510) 주위에 커플링될 수 있다. 제1 잠금 링(9580)은 임의의 적합한 메커니즘에 의해(예를 들어, 접착제, 간섭 끼워맞춤, 용접 등을 통해) 제1 링크(9510)에 커플링될 수 있다.

제2 링크(9610)는 근위 단부(9611) 및 원위 단부(9612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(9611)는 제1 링크(9510)의 조인트부(9540)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(9640)를 포함한다. 구체적으로, 조인트부(9640)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(9644) 및 2개의 만곡된 접촉 표면(9645)을 포함한다. 일련의 치형부(9644)는 제1 링크(9510)의 일련의 치형부(9544)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(9645)은 제1 링크(9510)의 대응 접촉 표면(9545)과 롤링 접촉하고 있다. 제2 링크(9610)의 원위 단부(9612)는 엔드 이펙터(9460)에 커플링된 커넥터를 포함한다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(9462) 및 제2 도구 부재(9482)는 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(9610)에 대해 회전한다. 커넥터는 핀형 커넥터이고, 핀 개구(9682)에 의해 지지되는(그 내에 배치되는) 핀(9683)을 포함한다. 도 46에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 피치축(A₁)에 대해 비평행하다. 따라서, 기구(9400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다. 도 47에 도시되어 있는 바와 같이, 핀(9596)은 제1 도구 부재(9462) 및 제2 도구 부재(9482)의 대응 가이드 슬롯 내에 있어 제1 도구 부재(9462)가 그를 통해 제2 도구 부재(9482)에 대해 회전하는 각도를 제한한다.

도 51 및 도 52를 참조하면, 제1 가이드 채널(9615), 제2 가이드 채널(9620), 제3 가이드 채널(9625), 제4 가이드 채널(9630) 및 중앙 보어(9635)가 제2 링크(9610)에 형성된다. 중앙 보어(9635)는 중앙 보어(9535)와 정렬되고, 예를 들어 전기 와이어와 같은 손목 조립체의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다(또는 그 통과를 허용함). 이 방식으로, 백엔드 조립체로부터의 전류는 중앙 보어(9535, 9635)를 통해 유도되는 구성요소를 통해 엔드 이펙터(9460)로 공급될 수 있다. 제1 가이드 채널(9615)은 제1 가이드 채널(9515)(제1 링크(9510)의)과 정렬되고, 제2 가이드 채널(9620)은 제2 가이드 채널(9520)(제1 링크(9510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제1 밴드(9420)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(9421))은 샤프트(9410)로부터 그리고 제1 가이드 채널(9515) 및 제1 가이드 채널(9615)을 통해 유도되어 제1 도구 부재(9462)에 커플링된다. 제1 밴드(9420)의 부분(예를 들어, 제2 부분(9431))은 제1 도구 부재(9462)로부터 제2 가이드 채널(9520) 및 제2 가이드 채널(9620)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해). 제3 가이드 채널(9625)은 제3 가이드 채널(9525)(제1 링크(9510)의)과 정렬되고, 제4 가이드 채널(9630)은 제4 가이드 채널(9530)(제1 링크(9510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제2 밴드(9440)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(9441))은 샤프트(9410)로부터 그리고 제3 가이드 채널(9525) 및 제3 가이드 채널(9625)을 통해 유도되어 제2 도구 부재(9482)에 커플링된다. 제2 밴드(9440)의 부분(예를 들어, 제2 부분(9451))은 제2 도구 부재(9482)로부터 제4 가이드 채널(9530) 및 제4 가이드 채널(9630)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해).

제2 링크(8610)에 대해(및 기구(3400)에 대해) 전술된 가이드 채널과 유사하게, 가이드 채널(9615, 9620, 9625, 9630)은 제2 링크(9610)(또는 손목 조립체(9500))의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 구체적으로, 가이드 채널(9615, 9620, 9625, 9630)을 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 임의의 적합한 곡률 반경을 가질 수 있고, 기구(3400)에 대해 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(9610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(9510)에 대해 회전할 때(도 46의 화살표(SS) 참조), 제1 밴드(9420) 및 제2 밴드(9440)의 각각의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(9400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(9615, 9620, 9625, 9630)은 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(9420) 또는 제2 밴드(9440)를 통한 제2 링크(9610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다.

제2 잠금 링(9690)은 제2 링크(9610) 주위에 배치되고 측면 개구를 가이드 채널(9615, 9620, 9625, 9630) 내로 커버한다. 제2 잠금 링(9690)은, 제1 밴드(9420) 및 제2 밴드(9440)의 부분이 이들의 각각의 가이드 채널 내에 배치된 후에 제2 링크(9610) 주위에 커플링될 수 있다. 제2 잠금 링(9690)은 임의의 적합한 메커니즘에 의해(예를 들어, 접착제, 간섭 끼워맞춤, 용접 등을 통해) 제2 링크(9610)에 커플링될 수 있다.

엔드 이펙터(9460)는 제1 도구 부재(9462), 제2 도구 부재(9482) 및 절연체(9495)를 포함한다. 제1 도구 부재(9462)는 접촉부(9464) 및 풀리부(9467)를 포함한다. 접촉부(9464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하거나 절단하도록 구성된다. 풀리부(9467)는 가이드 표면(9470), 중앙 개구(9468) 및 연결 슬롯(연결 슬롯(8469) 중 하나와 유사함)을 포함한다. 가이드 표면(9470)은 채널 내에 있고 제1 밴드(9420)의 원위 단부(9422)가 그 주위에 랩핑되는 표면이다. 제1 밴드(9420)의 원위 단부(9422)는 풀리부(9487)의 대응 연결 슬롯 내에 커플링되는 연결 탭(연결 탭(8424) 중 하나와 유사함)을 포함한다. 풀리부(9467)는 중앙 개구(9468) 내에 배치된 핀(9683)을 통해 제2 링크(9610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(9462)는 도 46에 화살표(TT)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(9683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 통해 제2 링크(9610)에 대해 회전한다. 더욱이, 가이드 표면(9470)은 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다(즉, 가이드 표면(9470)의 반경만큼). 이 방식으로, 풀리부(9467) 상에 제1 밴드(9420)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제1 도구 부재(9462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제1 도구 부재(9462)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제2 도구 부재(9482)는 접촉부(9484) 및 풀리부(9487)를 포함한다. 접촉부(9484)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하거나 절단하도록 구성된다. 풀리부(9487)는 가이드 표면(9490), 중앙 개구(9488) 및 연결 슬롯(식별되어 있지 않지만, 연결 슬롯(8469) 중 하나와 유사함)을 포함한다. 가이드 표면(9490)은 채널 내에 있고 제2 밴드(9440)의 원위 단부(9442)가 그 주위에 랩핑되는 표면이다. 제2 밴드(9440)는 대응 연결 슬롯 내에 커플링된 연결 탭(탭(8424)과 유사함)에 의해 가이드 표면(9490)에 커플링된다. 풀리부(9487)는 중앙 개구(9488) 내에 배치된 핀(9683)을 통해 제2 링크(9610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제2 도구 부재(9482)는 도 46에 화살표(TT)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(9683)을 중심으로 그리고 요(A₂)를 통해 제2 링크(9610)에 대해 회전한다. 더욱이, 가이드 표면(9490)은 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다(즉, 가이드 표면(9490)의 반경만큼). 이 방식으로, 풀리부(9487) 상에 제2 밴드(9440)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제2 도구 부재(9482) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제2 도구 부재(9482)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제1 밴드(9420)는 제1 근위 단부(9421), 제2 근위 단부(9431), 원위 단부(9422), 제1 중앙부(9423) 및 제2 중앙부(9433)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(9422)는 제1 도구 부재(9462)의 풀리부(9467) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(9421) 및 제2 근위 단부(9431)는 제1 링크(9510)(즉, 제1 가이드 채널(9515) 및 제2 가이드 채널(9520) 각각)를 통해 그리고 샤프트(9410) 내로 각각 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(9421) 및 제2 근위 단부(9431)는 샤프트(9410)를 통해 각각 연장되고, 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(7700)와 유사함)에 커플링되어 손목 조립체(9500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성한다. 제1 중앙부(9423)는 제1 근위 단부(9421)와 원위 단부(9422) 사이에 있고, 제2 중앙부(9433)는 제2 근위 단부(9431)와 원위 단부(9422) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제1 밴드(9420)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(9423)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부(9433)를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(9421) 및 제2 근위 단부(9431)에서 제1 밴드(9420)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(9422)에서 제1 밴드(9420)의 접촉 표면(즉, 접촉 표면(9470) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

제2 밴드(9440)는 제1 근위 단부(9441), 제2 근위 단부(9451), 원위 단부(9442), 제1 중앙부(9443) 및 제2 중앙부(식별되어 있지 않음)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(9442)는 제2 도구 부재(9482)의 풀리부(9487) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(9441) 및 제2 근위 단부(9451)는 제1 링크(9510)(즉, 제3 가이드 채널(9525) 및 제4 가이드 채널(9530) 각각)를 통해 그리고 샤프트(9410) 내로 각각 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(9441) 및 제2 근위 단부(9451)는 샤프트(9410)를 통해 각각 연장되고, 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(7700)와 유사함)에 커플링되어 손목 조립체(9500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성한다. 제1 중앙부(9443)는 제1 근위 단부(9441)와 원위 단부(9442) 사이에 있고, 제2 중앙부(도시되어 있지 않음)는 제2 근위 단부(9451)와 원위 단부(9442) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제2 밴드(9440)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(9443)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(9441) 및 제2 근위 단부(9451)에서 제2 밴드(9440)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(9442)에서 제2 밴드(9440)의 접촉 표면(즉, 접촉 표면(9490) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

도 53 내지 도 57은 실시예에 따른, 기구(10400)의 부분의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(10400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(10400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(10400)는 액추에이터 조립체(도시되어 있지는 않지만, 액추에이터(7700)와 유사함), 샤프트(도시되어 있지 않음), 손목 조립체(10500), 커버(10590) 및 엔드 이펙터(10460)를 포함한다. 도 54 및 도 56을 참조하면, 기구(10400)는 백엔드 메커니즘을 손목 조립체(10500)에 커플링하는 제1 밴드(10420) 및 제2 밴드(10440)를 또한 포함한다. 기구(10400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 54 참조, 피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)에 대한 손목 조립체(10500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 54 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(10460)의 요 회전, 요축에 대한 엔드 이펙터(10460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(10400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 원하는 모션을 달성하기 위한 제1 밴드(10420) 및 제2 밴드(10440)의 다양한 부분의 특정 이동은 이하에는 설명되지 않는다.

손목 조립체(10500)는 제1 링크(10510), 제2 링크(10610) 및 제1 잠금 링(10580)을 포함한다. 도 54 및 도 55에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(10510)는 근위 단부(10511) 및 원위 단부(10512)를 갖는다. 근위 단부(10511)는 샤프트의 원위 단부에 커플링된다. 근위 단부(10511)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트에 커플링될 수 있다. 원위 단부(10512)는 제2 링크(10610)의 정합 조인트부(10640)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(10540)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 링크(10510) 및 제2 링크(10610)는 제2 링크(10610)가 그를 중심으로 제1 링크(10510)에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)을 갖는 손목 조립체(10500)를 형성한다. 구체적으로, 조인트부(10540)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(10544) 및 만곡된 접촉 표면(10545)을 포함한다. 일련의 치형부(10544)는 제2 링크(10610)의 일련의 치형부(10644)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(10545)은 제2 링크(10610)의 대응 접촉 표면(10645)과 롤링 접촉하고 있다.

제1 가이드 채널(10515), 제2 가이드 채널(10520), 제3 가이드 채널(10525) 및 제4 가이드 채널(10530)이 제1 링크(10510)에 형성된다. 제1 링크(9510)와 달리, 제1 링크(10510)는 중앙 보어를 형성하지 않는다. 제1 밴드(10420)의 제1 근위 단부(10421)는 제1 가이드 채널(10515) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제1 밴드(10420)의 제2 근위 단부(10431)는 제2 가이드 채널(10520) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 밴드(10440)의 제1 근위 단부(10441)는 제3 가이드 채널(10525) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 밴드(10440)의 제2 근위 단부(10451)는 제4 가이드 채널(10530) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제1 링크(8510)에 대해(및 기구(3400)에 대해) 전술된 가이드 채널과 유사하게, 가이드 채널(10515, 10520, 10525, 10530)은 제1 링크(10510)(또는 손목 조립체(10500))의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 구체적으로, 가이드 채널(10515, 10520, 10525, 10530)을 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 임의의 적합한 곡률 반경을 가질 수 있고, 기구(3400)에 대해 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(10610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(10510)에 대해 회전할 때(도 54의 화살표(UU) 참조), 제1 밴드(10420) 및 제2 밴드(10440)의 각각의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(10400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 특히, 제1 링크(10510)의 내부 가이드 표면은 제1 링크(9510)의 대응 내부 가이드 표면보다 더 작은 곡률 반경을 갖는다(즉, 더 급격하게 만곡됨). 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(10515, 10520, 10525, 10530)은 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(10420) 또는 제2 밴드(10440)를 통한 제2 링크(10610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다.

제1 잠금 링(10580)은 제1 링크(10510) 주위에 배치되고 측면 개구를 가이드 채널(10515, 10520, 10525, 10530) 내로 커버한다. 제1 잠금 링(10580)은, 제1 밴드(10420) 및 제2 밴드(10440)의 부분이 이들의 각각의 가이드 채널 내에 배치된 후에 제1 링크(10510) 주위에 커플링될 수 있다. 제1 잠금 링(10580)은 임의의 적합한 메커니즘에 의해(예를 들어, 접착제, 간섭 끼워맞춤, 용접 등을 통해) 제1 링크(10510)에 커플링될 수 있다.

도 57을 참조하면, 제2 링크(10610)는 근위 단부(10611) 및 원위 단부(10612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(10611)는 제1 링크(10510)의 조인트부(10540)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(10640)를 포함한다. 구체적으로, 조인트부(10640)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(10644) 및 만곡된 접촉 표면(10645)을 포함한다. 일련의 치형부(10644)는 제1 링크(10510)의 일련의 치형부(10544)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(10645)은 제1 링크(10510)의 대응 접촉 표면(10545)과 롤링 접촉하고 있다. 제2 링크(10610)의 원위 단부(10612)는 엔드 이펙터(10460)에 커플링된 커넥터를 포함한다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(10462) 및 제2 도구 부재(10482)는 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(10610)에 대해 회전한다. 커넥터는 핀형 커넥터이고, 핀 개구(10682)에 의해 지지되는(그 내에 배치되는) 핀(10683)을 포함한다. 도 54에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 피치축(A₁)에 대해 비평행하다. 따라서, 기구(10400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다.

제1 가이드 채널(10615), 제2 가이드 채널(10620), 제3 가이드 채널(10625) 및 제4 가이드 채널(10630)이 제2 링크(10610)에 형성된다. 제2 링크(9610)와 달리, 제2 링크(10610)는 중앙 보어를 형성하지 않는다. 제1 가이드 채널(10615)은 제1 가이드 채널(10515)(제1 링크(10510)의)과 정렬되고, 제2 가이드 채널(10620)은 제2 가이드 채널(10520)(제1 링크(10510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제1 밴드(10420)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(10421))은 샤프트로부터 그리고 제1 가이드 채널(10515) 및 제1 가이드 채널(10615)을 통해 유도되어 제1 도구 부재(10462)에 커플링된다. 제1 밴드(10420)의 부분(예를 들어, 제2 부분(10431))은 제1 도구 부재(10462)로부터 제2 가이드 채널(10520) 및 제2 가이드 채널(10620)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해). 제3 가이드 채널(10625)은 제3 가이드 채널(10525)(제1 링크(10510)의)과 정렬되고, 제4 가이드 채널(10630)은 제4 가이드 채널(10530)(제1 링크(10510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제2 밴드(10440)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(10441))은 샤프트로부터 그리고 제3 가이드 채널(10525) 및 제3 가이드 채널(10625)을 통해 유도되어 제2 도구 부재(10482)에 커플링된다. 제2 밴드(10440)의 부분(예를 들어, 제2 부분(10451))은 제2 도구 부재(10482)로부터 제4 가이드 채널(10530) 및 제4 가이드 채널(10630)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해).

제2 링크(8610)에 대해(및 기구(3400)에 대해) 전술된 가이드 채널과 유사하게, 가이드 채널(10615, 10620, 10625, 10630)은 제2 링크(10610)(또는 손목 조립체(10500))의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 구체적으로, 가이드 채널(10615, 10620, 10625, 10630)을 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 임의의 적합한 곡률 반경을 가질 수 있고, 기구(3400)에 대해 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(10610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(10510)에 대해 회전할 때(도 46의 화살표(SS) 참조), 제1 밴드(10420) 및 제2 밴드(10440)의 각각의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(10400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 특히, 제2 링크(10610)의 외부 가이드 표면은 제2 링크(9610)의 대응 외부 가이드 표면보다 더 작은 곡률 반경을 갖는다(즉, 더 급격하게 만곡됨). 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(10615, 10620, 10625, 10630)은 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(10420) 또는 제2 밴드(10440)를 통한 제2 링크(10610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다.

엔드 이펙터(10460)는 제1 도구 부재(10462) 및 제2 도구 부재(10482)를 포함한다. 제1 도구 부재(10462)는 접촉부(식별되어 있지 않음) 및 풀리부(10467)를 포함한다. 접촉부 및 풀리부(10467)는 접촉부(9464) 및 풀리부(9467)와 각각 유사하고, 따라서 여기서는 상세히 설명되지 않는다. 제2 도구 부재(10482)는 접촉부(식별되어 있지 않음) 및 풀리부(10487)를 포함한다. 접촉부 및 풀리부(10487)는 접촉부(9484) 및 풀리부(9487)와 각각 유사하고, 따라서 여기서는 상세히 설명되지 않는다. 풀리부(10467, 10487)는 각각 핀(10683)을 통해 제2 링크(10610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(10462) 및 제2 도구 부재(10482)는 도 54에 화살표(VV)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(10683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(10610)에 대해 각각 회전할 수 있다.

제1 밴드(10420)는 제1 근위 단부(10421), 제2 근위 단부(10431), 원위 단부(10422), 제1 중앙부(10423) 및 제2 중앙부(도시되어 있지 않음)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(10422)는 탭(10424)을 통해 제1 도구 부재(10462)의 풀리부(10467) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(10421) 및 제2 근위 단부(10431)는 제1 링크(10510)(즉, 제1 가이드 채널(10515) 및 제2 가이드 채널(10520) 각각)를 통해 그리고 샤프트 내로 각각 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(10421) 및 제2 근위 단부(10431)는 샤프트를 통해 각각 연장되고, 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(7700)와 유사함)에 커플링되어 손목 조립체(10500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성한다. 제1 중앙부(10423)는 제1 근위 단부(10421)와 원위 단부(10422) 사이에 있고, 제2 중앙부는 제2 근위 단부(10431)와 원위 단부(10422) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제1 밴드(10420)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(10423)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부(도시되어 있지 않지만, 제1 중앙부(10423)에 대향함)를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(10421) 및 제2 근위 단부(10431)에서 제1 밴드(10420)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(10422)에서 제1 밴드(10420)의 접촉 표면(즉, 풀리부(10467) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

제2 밴드(10440)는 제1 근위 단부(10441), 제2 근위 단부(10451), 원위 단부(10442), 제1 중앙부(10443) 및 제2 중앙부(10453)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(10442)는 탭(10444)에 의해 제2 도구 부재(10482)의 풀리부(10487) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(10441) 및 제2 근위 단부(10451)는 제1 링크(10510)(즉, 제1 가이드 채널(10525) 및 제2 가이드 채널(10530) 각각)를 통해 그리고 샤프트 내로 각각 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(10441) 및 제2 근위 단부(10451)는 샤프트를 통해 각각 연장되고, 각각의 근위 단부를 이동시킬 수 있는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않지만, 전술된 액추에이터(7700)와 유사함)에 커플링되어 손목 조립체(10500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성한다. 제1 중앙부(10443)는 제1 근위 단부(10421)와 원위 단부(10442) 사이에 있고, 제2 중앙부(10453)는 제2 근위 단부(10451)와 원위 단부(10442) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제2 밴드(10440)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(10443)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(10441) 및 제2 근위 단부(10451)에서 제2 밴드(10440)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(10442)에서 제2 밴드(10440)의 접촉 표면(즉, 풀리부(10487) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 엔드 이펙터는 조직을 조작 또는 절단하고, 이어서 소작할 수 있는 소작 도구일 수 있다. 이에 따라, 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 기구는 임의의 수의 와이어, 절연체 등을 포함할 수 있고, 이들 전기 구성요소를 수용하기 위한 임의의 적합한 채널을 형성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 케이블보다 폭 치수가 더 얇을 수 있는 밴드의 사용은 손목 구성요소(예를 들어, 제1 링크 또는 제2 링크)의 크기가 최소화될 수 있게 한다. 예를 들어, 도 58 내지 도 63은 실시예에 따른, 기구(11400)의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(11400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(11400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(11400)는 액추에이터 조립체(11700), 샤프트(11410), 손목 조립체(11500) 및 엔드 이펙터(11460)를 포함한다. 도 63을 참조하면, 기구(11400)는 백엔드 메커니즘(11700)을 손목 조립체(11500)에 커플링하는 제1 밴드(11420) 및 제2 밴드(11440)를 또한 포함한다. 기구(11400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 59 참조, 피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)에 대한 손목 조립체(11500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 59 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(11460)의 요 회전, 요축에 대한 엔드 이펙터(11460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(11400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 원하는 모션을 달성하기 위한 제1 밴드(11420) 및 제2 밴드(11440)의 다양한 부분의 특정 이동은 이하에는 설명되지 않는다.

몇몇 실시예에서, 백엔드 메커니즘(11700)은 밴드의 부분의 병진(선형 모션)을 생성하는 하나 이상의 선형 액추에이터를 포함할 수 있다. 이러한 백엔드 메커니즘은 예를 들어 짐벌, 레버, 또는 임의의 밴드의 단부를 직접 당기기(또는 해제하기) 위한 임의의 다른 적합한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 백엔드 메커니즘(11700)은, 그 각각이 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 발명의 명칭이 "레버 작동식 짐벌 플레이트(Lever Actuated Gimbal Plate)"인 미국 특허 출원 공개 제20157/0047454 A1호(2014년 8월 15일 출원), 또는 발명의 명칭이 "포지티브하게 위치 설정 가능한 텐던-작동식 멀티-디스크 손목 조인트를 갖는 수술 도구(Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Actuated Multi-Disk Wrist Joint)"인 미국 특허 제6,817,974 B2호(2001년 6월 28일 출원)에 설명된 임의의 백엔드 조립체 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 백엔드 메커니즘(11700)은 원하는 밴드 이동을 생성하기 위해 임의의 밴드의 부분을 회전시키거나 "권취하는" 캡스턴 또는 다른 모터 구동식 롤러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 백엔드 메커니즘(11700)은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 발명의 명칭이 "구동 케이블을 사용하여 전자식으로 여기되는 의료 기구(Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables)"인 미국 특허 제9,204,923 B2호(2008년 7월 16일 출원)에 설명된 임의의 백엔드 조립체 또는 구성요소를 포함할 수 있다.

샤프트(11410)는 손목 조립체(11500)를 백엔드 메커니즘(11700)에 커플링하는 임의의 적합한 세장형 샤프트일 수 있다. 구체적으로, 샤프트(11410)는 백엔드 메커니즘(11700)의 하우징에 커플링된 근위 단부(11411) 및 손목 조립체(11500)에 커플링된 원위 단부(11412)를 포함한다. 샤프트(11410)는 밴드 및 다른 구성요소(예를 들어, 전기 와이어(11401, 11405), 접지 와이어 등)가 백엔드 메커니즘(11700)으로부터 손목 조립체(11500)로 유도될 수 있는 통로 또는 일련의 통로를 형성한다. 원통형인 것으로서 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 샤프트(11410)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.

손목 조립체(11500)는 제1 링크(11510) 및 제2 링크(11610)를 포함한다. 도 60에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 링크(11510)는 근위 단부(11511) 및 원위 단부(11512)를 갖는다. 근위 단부(11511)는 샤프트(11410)의 원위 단부에 커플링된다. 근위 단부(11511)는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 임의의 적합한 메커니즘을 통해 샤프트(11410)에 커플링될 수 있다. 원위 단부(11512)는 제2 링크(11610)의 정합 조인트부(11640)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(11540)를 포함한다. 이 방식으로, 제1 링크(11510) 및 제2 링크(11610)는 제2 링크(11610)가 그를 중심으로 제1 링크(11510)에 대해 회전하는 제1 회전축(A₁)을 갖는 손목 조립체(11500)를 형성한다. 구체적으로, 조인트부(11540)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(11544) 및 2개의 만곡된 접촉 표면(11545)을 포함한다. 일련의 치형부(11544)는 제2 링크(11610)의 일련의 치형부(11644)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(11545)은 제2 링크(11610)의 대응 접촉 표면(11645)과 롤링 접촉하고 있다.

제1 링크(11510)는 2개의 중앙 보어(11535) 및 중앙 슬롯(11536)을 형성한다. 중앙 보어(11535)는 전기 와이어(11401, 11405)를 포함한다(또는 그 통과를 허용함). 중앙 슬롯(11536)은 절연체(11495)에 커플링된 보유 스트립(도시되어 있지 않음)의 부분을 포함한다. 보유 스트립은 밴드 내의 장력이 감소될 때, 또는 밴드가 고정되기 전에 조립 중에 제2 링크(11610)를 제1 링크(11510)에 보유한다. 제1 링크(11510)는 또한 제1 가이드 채널(11515), 제2 가이드 채널(11520), 제3 가이드 채널(11525) 및 제4 가이드 채널(11535)을 형성한다. 제1 밴드(11420)의 제1 근위 단부(11421)는 제1 가이드 채널(11515) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제1 밴드(11420)의 제2 근위 단부(11431)는 제2 가이드 채널(11520) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 밴드(11440)의 제1 근위 단부(11441)는 제3 가이드 채널(11525) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 밴드(11440)의 제2 근위 단부(11451)는 제4 가이드 채널(11530) 내에 이동 가능하게 배치된다. 제1 링크(8510)에 대해(및 기구(3400)에 대해) 전술된 가이드 채널과 유사하게, 가이드 채널(11515, 11520, 11525, 11530)은 제1 링크(11510)(또는 손목 조립체(11500))의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 구체적으로, 가이드 채널(11515, 11520, 11525, 11530)을 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 임의의 적합한 곡률 반경을 가질 수 있고, 기구(3400)에 대해 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(11610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(11510)에 대해 회전할 때(도 59의 화살표(WW) 참조), 제1 밴드(11420) 및 제2 밴드(11440)의 각각의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(11400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(11515, 11520, 11525, 11530)은 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(11420) 또는 제2 밴드(11440)를 통한 제2 링크(11610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다.

도 61 및 도 62를 참조하면, 제2 링크(11610)는 근위 단부(11611) 및 원위 단부(11612)를 갖는다. 전술된 바와 같이, 근위 단부(11611)는 제1 링크(11510)의 조인트부(11540)에 회전 가능하게 커플링되는 조인트부(11640)를 포함한다. 구체적으로, 조인트부(11640)는 리세스에 의해 이격된 일련의 치형부(11644) 및 2개의 만곡된 접촉 표면(11645)을 포함한다. 일련의 치형부(11644)는 제1 링크(11510)의 일련의 치형부(11544)(또는 핀)와 맞물리고, 만곡된 접촉 표면(11645)은 제1 링크(11510)의 대응 접촉 표면(11545)과 롤링 접촉하고 있다. 제2 링크(11610)의 원위 단부(11612)는 엔드 이펙터(11460)에 커플링된 커넥터를 포함한다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(11462) 및 제2 도구 부재(11482)는 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(11610)에 대해 회전한다. 커넥터는 핀형 커넥터이고, 핀 개구(11682)에 의해 지지되는(그 내에 배치되는) 핀(11683)을 포함한다. 도 59에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 회전축(A₂)은 피치축(A₁)에 대해 비평행하다. 따라서, 기구(11400)는 최대 3개의 자유도(즉, 제1 회전축(A₁)에 대한 피치 모션, 제2 회전축(A₂)에 대한 요 회전 및 제2 회전축(A₂)에 대한 그립 모션)를 제공한다.

제2 링크(11610)는 2개의 중앙 보어(11635) 및 중앙 슬롯(11636)을 형성한다. 중앙 보어(11635)는 중앙 보어(11535)와 정렬되고 전기 와이어(11401, 11405)를 포함한다(또는 그 통과를 허용함). 중앙 슬롯(11636)은 중앙 슬롯(11536)과 정렬되고 절연체(11495)에 커플링된 접지 스트립(도시되어 있지 않음)을 포함한다(또는 그 통과를 허용함). 제2 링크(11610)는 또한 제1 가이드 채널(11615), 제2 가이드 채널(11620), 제3 가이드 채널(11625) 및 제4 가이드 채널(11635)을 형성한다. 제1 가이드 채널(11615)은 제1 가이드 채널(11515)(제1 링크(11510)의)과 정렬되고, 제2 가이드 채널(11620)은 제2 가이드 채널(11520)(제1 링크(11510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제1 밴드(11420)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(11421))은 샤프트(11410)로부터 그리고 제1 가이드 채널(11515) 및 제1 가이드 채널(11615)을 통해 유도되어 제1 도구 부재(11462)에 커플링된다. 제1 밴드(11420)의 부분(예를 들어, 제2 부분(11431))은 제1 도구 부재(11462)로부터 제2 가이드 채널(11520) 및 제2 가이드 채널(11620)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘(11700)으로 복귀된다(샤프트를 통해). 제3 가이드 채널(11625)은 제3 가이드 채널(11525)(제1 링크(11510)의)과 정렬되고, 제4 가이드 채널(11630)은 제4 가이드 채널(11530)(제1 링크(11510)의)과 정렬된다. 이 방식으로, 제2 밴드(11440)의 부분(예를 들어, 제1 근위부(11441))은 샤프트(11410)로부터 그리고 제3 가이드 채널(11525) 및 제3 가이드 채널(11625)을 통해 유도되어 제2 도구 부재(11482)에 커플링된다. 제2 밴드(11440)의 부분(예를 들어, 제2 부분(11451))은 제2 도구 부재(11482)로부터 제4 가이드 채널(11530) 및 제4 가이드 채널(11630)을 통해 다시 유도되어 백엔드 메커니즘으로 복귀된다(샤프트를 통해).

제2 링크(8610)에 대해(및 기구(3400)에 대해) 전술된 가이드 채널과 유사하게, 가이드 채널(11615, 11620, 11625, 11630)은 제2 링크(11610)(또는 손목 조립체(11500))의 종방향 중심선을 따라 만곡된다. 구체적으로, 가이드 채널(11615, 11620, 11625, 11630)을 형성하는 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면은 임의의 적합한 곡률 반경을 가질 수 있고, 기구(3400)에 대해 전술된 형상과 유사한 상이한 곡선 형상을 가질 수 있다. 이 방식으로, 제2 링크(11610)가 피치축(A₁)을 중심으로 제1 링크(11510)에 대해 회전할 때(도 46의 화살표(SS) 참조), 제1 밴드(11420) 및 제2 밴드(11440)의 각각의 부분은 이들의 각각의 내부 가이드 표면 및 외부 가이드 표면의 만곡부들과 접촉하여 기구(11400)의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등을 유지할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이, 가이드 채널(11615, 11620, 11625, 11630)은 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋되어 있다. 이 방식으로, 제1 밴드(11420) 또는 제2 밴드(11440)를 통한 제2 링크(11610) 상의 힘의 인가는 제1 회전축(A₁)에 대한 토크를 생성한다.

엔드 이펙터(11460)는 제1 도구 부재(11462) 및 제2 도구 부재(11482)를 포함한다. 제1 도구 부재(11462)는 접촉 부재(11464) 및 풀리 부재(11467)를 포함한다. 제1 도구 부재(10462)와 달리, 접촉 부재(11464)와 풀리 부재(11467)는 함께 커플링되어 제1 도구 부재(11462)를 형성하는 개별 구성요소이다. 접촉 부재(11464)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하거나 절단하도록 구성된다. 접촉 부재(11464)는 풀리 부재(11467)에 커플링되고 핀(11483) 주위에 배치되는 커플링부(11465)를 포함한다. 접촉 부재(11464)는 와이어(11401)가 커플링되는 커넥터를 또한 포함한다. 이 방식으로, 백엔드 메커니즘(11700)으로부터의 전류는 소작 또는 다른 절차를 수행하기 위해 접촉 부재(11462)로 반송될 수 있다. 풀리 부재(11467)는 가이드 표면(11470), 중앙 개구(11468) 및 연결 슬롯(11469)을 포함한다. 가이드 표면(11470)은 채널 내에 있고 제1 밴드(11420)의 원위 단부(11422)가 그 주위에 랩핑되는 표면이다. 제1 밴드(11420)의 원위 단부(11422)는 풀리 부재(11487)의 연결 슬롯(11469) 내에 커플링되는 연결 탭(11424)을 포함한다. 풀리 부재(11467)는 중앙 개구(11468) 내에 배치된 핀(11683)을 통해 제2 링크(11610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제1 도구 부재(11462)(접촉 부재(11464) 및 풀리 부재(11467) 모두)는 도 59에 화살표(XX)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(11683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(11610)에 대해 회전한다. 더욱이, 가이드 표면(11470)은 요축(A₂)으로부터 오프셋되어 있다(즉, 가이드 표면(11470)의 반경만큼). 이 방식으로, 풀리 부재(11467) 상에 제1 밴드(11420)에 의한 힘의 인가는 요축(A₂)에 대해 제1 도구 부재(11462) 상에 토크를 생성하는데, 이는 제1 도구 부재(11462)의 회전 또는 그립핑력의 인가를 야기한다.

제2 도구 부재(11482)는 접촉 부재(11484) 및 풀리 부재(11487)를 포함한다. 제1 도구 부재(11462)와 달리, 접촉 부재(11484)와 풀리 부재(11487)는 함께 커플링되어 제2 도구 부재(11482)를 형성하는 개별 구성요소이다. 접촉 부재(11484)는 수술 절차 중에 타겟 조직과 결합하거나 조작하거나 절단하도록 구성된다. 접촉 부재(11484)는 풀리 부재(11487)에 커플링되고 핀(11483) 주위에 배치되는 커플링부(11485)를 포함한다. 접촉 부재(11484)는 와이어(11405)가 커플링되는 커넥터(11486)를 또한 포함한다. 이 방식으로, 백엔드 메커니즘(11700)으로부터의 전류는 소작 또는 다른 절차를 수행하기 위해 접촉 부재(11482)로 반송될 수 있다. 풀리 부재(11487)는 가이드 표면(11490), 중앙 개구(11488) 및 연결 슬롯(도시되어 있지 않지만, 연결 슬롯(11469)과 유사함)을 포함한다. 가이드 표면(11490)은 채널 내에 있고 제2 밴드(11440)의 원위 단부(11442)가 그 주위에 랩핑되는 표면이다. 제2 밴드(11440)의 원위 단부(11442)는 풀리 부재(11487)의 연결 슬롯 내에 커플링되는 연결 탭(11444)을 포함한다. 풀리 부재(11487)는 중앙 개구(11488) 내에 배치된 핀(11683)을 통해 제2 링크(11610)에 회전 가능하게 커플링된다. 이 방식으로, 제2 도구 부재(11482)(접촉 부재(11484) 및 풀리 부재(11487) 모두)는 도 59에 화살표(XX)에 의해 도시되어 있는 바와 같이, 핀(11683)을 중심으로 그리고 제2 회전축(A₂)을 중심으로 제2 링크(11610)에 대해 회전한다.

제1 밴드(11420)는 제1 근위 단부(11421), 제2 근위 단부(11431), 원위 단부(11422), 제1 중앙부(11423) 및 제2 중앙부(도시되어 있지 않음)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(11422)는 탭(11424)을 통해 제1 도구 부재(11462)의 풀리부(11467) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(11421) 및 제2 근위 단부(11431)는 제1 링크(11510)(즉, 제1 가이드 채널(11515) 및 제2 가이드 채널(11520) 각각)를 통해 그리고 샤프트(11410) 내로 각각 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(11421) 및 제2 근위 단부(11431)는 샤프트(11410)를 통해 각각 연장되고 백엔드 메커니즘(11700)에 커플링된다. 백엔드 메커니즘(11700)은 각각의 근위 단부를 이동시켜 손목 조립체(11500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성할 수 있다. 제1 중앙부(11423)는 제1 근위 단부(11421)와 원위 단부(11422) 사이에 있고, 제2 중앙부는 제2 근위 단부(11431)와 원위 단부(11422) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제1 밴드(11420)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(11423)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부(도시되어 있지 않지만, 제1 중앙부(11423)에 대향함)를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(11421) 및 제2 근위 단부(11431)에서 제1 밴드(11420)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(11422)에서 제1 밴드(11420)의 접촉 표면(즉, 풀리부(11467) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

제2 밴드(11440)는 제1 근위 단부(11441), 제2 근위 단부(11451), 원위 단부(11442), 제1 중앙부(11443) 및 제2 중앙부(11453)를 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 원위 단부(11442)는 탭(11444)에 의해 제2 도구 부재(11482)의 풀리부(11487) 주위에 랩핑되고 커플링된다. 제1 근위 단부(11441) 및 제2 근위 단부(11451)는 제1 링크(11510)(즉, 제1 가이드 채널(11525) 및 제2 가이드 채널(11530) 각각)를 통해 그리고 샤프트(11410) 내로 각각 연장된다. 부가적으로, 제1 근위 단부(11441) 및 제2 근위 단부(11451)는 샤프트(11410)를 통해 각각 연장되고 백엔드 메커니즘(11700)에 커플링된다. 백엔드 메커니즘(11700)은 각각의 근위 단부를 이동시켜 손목 조립체(11500)의 피치, 요 및 그립핑 이동을 생성할 수 있다. 제1 중앙부(11443)는 제1 근위 단부(11421)와 원위 단부(11442) 사이에 있고, 제2 중앙부(11453)는 제2 근위 단부(11451)와 원위 단부(11442) 사이에 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제2 밴드(11440)는 그 종방향 중심선을 따라 2개의 장소에서 비틀리는데: 제1 비틀림 영역은 제1 중앙부(11443)를 따르고 제2 비틀림 영역은 제2 중앙부를 따른다. 이 방식으로, 제1 근위 단부(11441) 및 제2 근위 단부(11451)에서 제2 밴드(11440)의 접촉 표면(즉, 내부 및 외부 가이드 표면에 접촉하거나 랩핑되는 밴드 표면)의 배향은 원위 단부(11442)에서 제2 밴드(11440)의 접촉 표면(즉, 풀리부(11487) 주위에 랩핑되는 밴드 표면)의 배향과는 상이하다.

본 명세서에 설명된 임의의 기구는 그 내부의 밴드가 기구의 작동 중에 원하는 굴곡 기하학 형상, 밴드 장력 등에서 유지되는 것을 보장하기 위해 임의의 적합한 제1 링크 디자인 또는 제2 링크 디자인을 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 임의의 제1 링크는 임의의 적합한 기하학 형상(예를 들어, 곡률 반경, 하나 이상의 축으로부터의 오프셋 거리 등)을 갖는 임의의 수의 가이드 채널을 포함할 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 설명된 임의의 제2 링크는 임의의 적합한 기하학 형상(예를 들어, 곡률 반경, 하나 이상의 축으로부터의 오프셋 거리 등)을 갖는 임의의 수의 가이드 채널을 포함할 수 있다. 도 64 및 도 65는 실시예에 따른, 기구(12400)의 부분의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(12400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(12400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(12400)는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않음), 샤프트(12410), 손목 조립체(12500) 및 엔드 이펙터(12460)를 포함한다. 도 63을 참조하면, 기구(12400)는 백엔드 메커니즘을 손목 조립체(12500)에 커플링하는 제1 밴드(12420) 및 제2 밴드(12440)를 또한 포함한다. 기구(12400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 64 참조, 피치축으로서 기능하며, 용어 피치는 임의적임)에 대한 손목 조립체(12500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 64 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(12460)의 요 회전, 요축에 대한 엔드 이펙터(12460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(12400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 도 65는 제2 링크(12610)의 사시도를 도시하고 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 제2 링크(12610)는 본 명세서에 설명된 제2 링크의 일부에 존재하지 않는 부가의 가이드 표면(12617) 및 커버링 표면(12613)을 포함한다.

도 66 및 도 67은 실시예에 따른, 기구(13400)의 부분의 다양한 도면이다. 몇몇 실시예에서, 기구(13400) 또는 그 내부의 임의의 구성요소는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 기구(13400)(및 본 명세서에 설명된 임의의 기구)는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 기구(13400)는 백엔드 메커니즘(도시되어 있지 않음), 샤프트(도시되어 있지 않음), 손목 조립체(13500) 및 엔드 이펙터(13460)를 포함한다. 도 63을 참조하면, 기구(13400)는 백엔드 메커니즘을 손목 조립체(13500)에 커플링하는 제1 밴드(13420) 및 제2 밴드(13440)를 또한 포함한다. 기구(13400)는 밴드의 이동이 제1 회전축(A₁)(도 66 참조, 피치축으로서 기능함)에 대한 손목 조립체(13500)의 회전(즉, 피치 회전), 제2 회전축(A₂)(도 66 참조, 요축으로서 기능함)에 대한 엔드 이펙터(13460)의 요 회전, 요축에 대한 엔드 이펙터(13460)의 도구 부재의 그립 회전, 또는 이들 이동의 임의의 조합을 생성하도록 구성된다. 기구(13400)의 피치, 요 또는 그립을 변경하는 것은 기구(6400)에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 밴드를 조작함으로써 수행될 수 있다. 도 67은 제2 링크(13610)의 사시도를 도시하고 있다.

다양한 실시예가 전술되었지만, 이들은 한정이 아니라, 단지 예로서 제시된 것이라는 것이 이해되어야 한다. 전술된 방법 및/또는 도면이 특정 순서로 발생하는 특정 이벤트 및/또는 흐름 패턴을 지시하는 경우, 특정 이벤트 및/또는 동작의 순서는 수정될 수도 있다. 실시예가 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 형태 및 상세의 다양한 변경이 이루어질 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

예를 들어, 본 명세서에 설명된 임의의 기구(및 그 내부의 구성요소)는 선택적으로, 수술 절차를 수행하고 조작기 유닛, 일련의 운동학적 링크 장치, 일련의 캐뉼러 등을 포함할 수 있는 수술 시스템의 부분이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 임의의 기구는 상기에 도시되고 설명된 MIRS 시스템(1000)과 같은 임의의 적합한 수술 시스템에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 도시되고 설명된 임의의 기구는 수술 절차 중에 타겟 조직을 조작하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 타겟 조직은 암세포, 종양 세포, 병변, 혈관 폐색, 혈전증, 결석, 자궁 섬유종, 골 전이, 선종 또는 임의의 다른 신체 조직일 수 있다. 제시된 타겟 조직의 예는 철저한 리스트는 아니다. 또한, 타겟 구조는 예를 들어 스텐트, 인공 튜브의 부분, 신체 내의 체결구 등과 같은 신체 내부 또는 신체와 연관된 인공 물질(또는 비조직)을 또한 포함할 수 있다.

예를 들어, 임의의 도구 부재는 의료 등급 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금 등과 같은 임의의 재료로부터 구성될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 임의의 링크, 도구 부재, 밴드 또는 구성요소는 이후에 함께 결합되는 다수의 단편으로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 링크는 개별적으로 구성된 구성요소를 함께 결합함으로써 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 링크, 도구 부재, 밴드 또는 구성요소는 모놀리식으로 구성될 수 있다.

본 명세서에 설명된 임의의 밴드는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10은 직사각형 단면 형상(밴드(2420)의 종방향 중심선에 수직인 단면 평면 내에서 취함)을 갖는 것으로서 밴드(2420)를 도시하고 있지만, 다른 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드는 임의의 적합한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 설명된 임의의 밴드는 사다리꼴 형상(예를 들어, 도 24 참조)을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드는 약간 만곡된 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 접촉 표면(2425) 및 외부 접촉 표면(2426)은 선형인 것으로서 도시되어 있지만(밴드(2420)의 종방향 중심선에 수직인 단면 평면 내에서), 다른 실시예에서, 내부 접촉 표면 또는 외부 접촉 표면 중 임의의 하나는 만곡되거나 "크라운"될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드는 함께 접합된(예를 들어, 접착제를 통해) 일련의 라미네이트로부터 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 라미네이트는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 결합될 수 있다. 라미네이트는 텅스텐, 강 또는 임의의 적합한 폴리머를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 구성될 수 있다.

기구는 일반적으로 제1 회전축(A₁)에 수직인 제2 회전축(A₂)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 기구는 임의의 적합한 각도만큼 제1 회전축(A₁)으로부터 오프셋된 제2 회전축(A₂)을 포함할 수 있다.

기구는 일반적으로 일회용인 것으로 설명되지만, 다른 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 기구는 재사용 가능할 수 있다.

밴드는 대응 슬롯 내에 배치된 탭에 의해 도구 부재에 커플링되는 것으로 본 명세서에서 설명되지만, 다른 실시예에서, 본 명세서에 설명된 임의의 밴드는 용접, 접착제 또는 기계적 체결구와 같은 임의의 적합한 메커니즘에 의해 임의의 도구 부재에 커플링될 수 있다.

다양한 실시예가 특정 특징 및/또는 구성요소의 조합을 갖는 것으로서 설명되었지만, 전술된 바와 같은 임의의 실시예로부터 임의의 특징 및/또는 구성요소의 조합을 갖는 다른 실시예들이 가능하다. 양태는 의료 디바이스, 더 구체적으로 수술 기구의 일반적인 맥락에서 설명되었지만, 본 발명의 양태는 반드시 의료 디바이스에서의 사용에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 몇몇 실시예에서, 기구는 기구(4400)를 참조하여 전술된 바와 같이 비틀리고 기구(3400)를 참조하여 전술된 바와 같은 내부 가이드 표면 또는 외부 가이드 표면을 포함하는 하나 이상의 링크(예를 들어, 제1 링크 또는 제2 링크)를 또한 갖는 밴드를 포함할 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 기구는 종방향 중심선을 따라 만곡될 수 있고 종방향 중심선에 수직인 단면을 따라 선형 표면을 가질 수 있는 가이드 표면을 형성하는 손목 조립체를 포함할 수 있다.

Claims

의료 디바이스이며,
샤프트, 조인트 조립체, 밴드, 및 도구 부재를 포함하고;
조인트 조립체는 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고, 조인트 조립체의 근위 단부는 샤프트에 커플링되고;
도구 부재는 접촉부 및 커플링부를 포함하고, 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 커플링부는 조인트 조립체의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링되고;
밴드는 제1 밴드부 및 제2 밴드부를 포함하고, 밴드의 종방향 중심선이 밴드를 따라 규정되고, 제1 밴드부는 샤프트 내에 있고, 제2 밴드부는 도구 부재에 커플링되고, 제1 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖고, 제2 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖고, 제2 단면적은 제1 단면적과 상이하고;
도구 부재는 밴드가 밴드의 종방향 중심선을 따라 이동될 때 조인트 조립체에 대해 회전축을 중심으로 회전하는, 의료 디바이스.
제1항에 있어서,
밴드는 복수의 라미네이트로부터 구성되고;
제1 단면적 및 제2 단면적 중 적어도 하나는 사변형 형상을 갖는, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 단면적 및 제2 단면적 중 적어도 하나는 직사각형인, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이의 제3 밴드부를 포함하고;
제3 밴드부는 제1 단면적으로부터 제2 단면적으로 전이하는, 의료 디바이스.
제4항에 있어서,
제3 밴드부는 밴드의 종방향 중심선을 기준으로 비대칭으로 전이하는, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
의료 디바이스는 샤프트 내에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 밴드를 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함하고;
밴드는 제3 밴드부를 포함하고;
제2 밴드부는 제1 밴드부와 제3 밴드부 사이에 있고;
제3 밴드부는 액추에이터에 커플링되는, 의료 디바이스.
제6항에 있어서,
액추에이터는 샤프트 내에서 밴드를 이동시키기 위해 샤프트에 대해 병진하는, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
도구 부재의 커플링부는 풀리 표면을 포함하고;
제2 밴드부는 접촉 표면 및 잠금 돌기를 포함하고;
잠금 돌기는 도구 부재의 커플링부와 결합되어 접촉 표면이 도구 부재의 풀리 표면에 견고하게 커플링되게 되는, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 비틀리는, 의료 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
밴드는 제1 밴드이고;
의료 디바이스는 제2 밴드를 더 포함하고;
제2 밴드는 제3 밴드부 및 제4 밴드부를 포함하고;
제2 밴드의 종방향 중심선이 제2 밴드를 따라 규정되고;
제3 밴드부는 샤프트 내에 있고;
제4 밴드부는 도구 부재에 커플링되고;
제3 밴드부는 제2 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제3 평면에서 제3 단면적을 갖고;
제4 밴드부는 제2 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제4 평면에서 제4 단면적을 갖고;
제4 단면적은 제3 단면적과 상이하고;
도구 부재는 제1 밴드가 근위 방향으로 이동되고 제2 밴드가 원위 방향으로 이동될 때 제2 링크에 대해 회전축을 중심으로 회전하는, 의료 디바이스.
제10항에 있어서,
제1 밴드 및 제2 밴드는 모놀리식으로 구성되는, 의료 디바이스.
제11항에 있어서,
밴드의 제2 밴드부 및 제2 밴드의 제4 밴드부는 도구 부재의 커플링부 주위에 랩핑되는, 의료 디바이스.
의료 디바이스이며,
샤프트, 제1 링크, 제2 링크, 도구 부재, 및 밴드를 포함하고;
제1 링크는 샤프트에 커플링되고;
제2 링크는 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고, 제2 링크의 근위 단부는 제1 링크에 커플링되고, 제2 링크는 제1 링크에 대해 제1 축을 중심으로 회전 가능하고;
도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 포함하고, 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 풀리부는 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링되고, 도구 부재는 제2 링크를 기준으로 제2 축을 중심으로 회전 가능하고;
밴드는 제1 밴드부, 제2 밴드부 및 제3 밴드부를 포함하고, 제2 밴드부는 제1 밴드부와 제3 밴드부 사이에 있고, 제1 밴드부 및 제3 밴드부는 각각 샤프트 내에 있고, 제2 밴드부는 풀리부 주위에 적어도 부분적으로 랩핑되고, 밴드의 종방향 중심선은 밴드를 따라 규정되고, 제1 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖고, 제2 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖고, 제2 단면적은 제1 단면적과 상이하고;
도구 부재는 밴드가 밴드의 종방향 중심선을 따라 이동될 때 제2 링크를 기준으로 제2 축을 중심으로 회전하는, 의료 디바이스.
제13항에 있어서,
밴드는 복수의 라미네이트로부터 구성되고;
제1 단면적 및 제2 단면적 중 적어도 하나는 직사각형 형상을 갖는, 의료 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이의 전이 밴드부를 포함하고;
전이 밴드부는 제1 단면적으로부터 제2 단면적으로 전이하는, 의료 디바이스.
제15항에 있어서,
전이 밴드부는 종방향 중심선을 기준으로 비대칭으로 전이하는, 의료 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
제3 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제3 평면에서 제3 단면적을 갖고;
제3 단면적은 제2 단면적과 상이한, 의료 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
밴드는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 비틀리는, 의료 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
밴드는 제3 밴드부와 제2 밴드부 사이에서 밴드의 종방향 중심선을 따라 비틀리는, 의료 디바이스.
제13항 또는 제14항에 있어서,
도구 부재는 제1 도구 부재이고 밴드는 제1 밴드이고;
의료 디바이스는 제2 도구 부재 및 제2 밴드를 더 포함하고;
제2 도구 부재는 제2 링크의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링된 풀리부를 포함하고;
제2 도구 부재는 제2 링크를 기준으로 제2 축을 중심으로 회전 가능하고;
제2 밴드는 제4 밴드부, 제5 밴드부 및 제6 밴드부를 포함하고;
제5 밴드부는 제4 밴드부와 제6 밴드부 사이에 있고;
제4 밴드부 및 제6 밴드부는 각각 샤프트 내에 있고;
제5 밴드부는 제2 도구 부재의 풀리부 주위에 적어도 부분적으로 랩핑되고;
제2 밴드의 종방향 중심선은 제2 밴드를 따라 규정되고;
제4 밴드부는 제2 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제4 평면에서 제4 단면적을 갖고;
제5 밴드부는 제2 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제5 평면에서 제5 단면적을 갖고;
제5 단면적은 제4 단면적과 상이하고;
제2 도구 부재는 제2 밴드가 제2 밴드의 종방향 중심선을 따라 이동될 때 제2 링크를 기준으로 제2 축을 중심으로 회전하는, 의료 디바이스.
의료 디바이스이며,
샤프트, 조인트 조립체, 도구 부재, 및 밴드를 포함하고;
조인트 조립체는 근위 단부 및 원위 단부를 포함하고, 조인트 조립체의 근위 단부는 샤프트에 커플링되고, 조인트 조립체는 가이드 표면을 포함하고;
도구 부재는 접촉부 및 풀리부를 포함하고, 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 풀리부는 조인트 조립체의 원위 단부에 회전 가능하게 커플링되고, 도구 부재는 조인트 조립체를 기준으로 회전축을 중심으로 회전 가능하고;
밴드는 제1 밴드부, 제2 밴드부 및 제3 밴드부를 포함하고, 제3 밴드부는 제1 밴드부와 제2 밴드부 사이에 있고, 제1 밴드부는 샤프트 내에 있고, 제2 밴드부는 도구 부재의 풀리부에 커플링되고, 밴드의 종방향 중심선은 밴드를 따라 규정되고, 제1 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖고, 제2 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖고, 제3 밴드부는 제1 단면적으로부터 제2 단면적으로 전이하고;
도구 부재는 밴드가 밴드의 종방향 중심선을 따라 이동될 때 조인트 조립체를 기준으로 회전축을 중심으로 회전하는, 의료 디바이스.
제21항에 있어서,
제2 단면적은 제1 단면적보다 작은, 의료 디바이스.
제21항 또는 제22항에 있어서,
제3 밴드부는 밴드의 종방향 중심선을 기준으로 비대칭으로 전이하는, 의료 디바이스.
제21항 또는 제22항에 있어서,
제3 밴드부는 에지 표면을 포함하고;
에지 표면은 제1 단면적으로부터 제2 단면적으로 연속적으로 전이하는, 의료 디바이스.
제21항 또는 제22항에 있어서,
제2 밴드부는 폭을 갖고;
제3 밴드부는 길이를 갖고;
제3 밴드부의 길이는 제2 밴드부의 폭의 적어도 2배인, 의료 디바이스.
제21항 또는 제22항에 있어서,
밴드는 복수의 라미네이트로부터 구성되고;
제1 단면적 및 제2 단면적 중 적어도 하나는 직사각형 형상을 갖는, 의료 디바이스.
의료 디바이스이며,
도구 부재, 샤프트, 도구 부재를 샤프트에 회전 가능하게 고정하기 위한 수단, 및 밴드를 포함하고;
도구 부재는 접촉부 및 커플링부를 포함하고, 접촉부는 타겟 조직과 접촉하도록 구성되고, 커플링부는 도구 부재를 샤프트에 고정하기 위한 수단에 회전 가능하게 커플링되고, 도구 부재는 도구 부재를 샤프트에 고정하기 위한 수단을 기준으로 회전축을 중심으로 회전 가능하고;
밴드는 제1 밴드부 및 제2 밴드부를 포함하고, 제1 밴드부는 샤프트 내에 있고, 제2 밴드부는 도구 부재에 커플링되고, 밴드의 종방향 중심선은 밴드를 따라 규정되고, 제1 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제1 평면에서 제1 단면적을 갖고, 제2 밴드부는 밴드의 종방향 중심선에 수직인 제2 평면에서 제2 단면적을 갖고, 제2 단면적은 제1 단면적과 상이하고;
도구 부재는 밴드가 밴드의 종방향 중심선을 따라 이동될 때 도구 부재를 샤프트에 고정하기 위한 수단을 기준으로 회전축을 중심으로 회전하는, 의료 디바이스.
의료 디바이스이며,
샤프트;
샤프트에 커플링된 클레비스;
클레비스에 회전 가능하게 커플링된 도구 부재; 및
밴드를 포함하고;
밴드는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 밴드의 제1 부분은 샤프트 내에 있고, 밴드의 제2 부분은 도구 부재에 커플링되고, 밴드의 제1 부분은 제1 단면적을 갖고, 밴드의 제2 부분은 제1 단면적보다 작은 제2 단면적을 갖고;
밴드의 종방향 중심선이 규정되고, 밴드의 종방향 중심선을 따른 밴드의 이동은 클레비스를 기준으로 축을 중심으로 도구 부재를 회전시키는, 의료 디바이스.
제28항에 있어서,
밴드는 샤프트와 도구 부재 사이에서 비틀리는, 의료 디바이스.
제28항에 있어서,
밴드는 샤프트와 도구 부재 사이에서 평면형인, 의료 디바이스.
제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
밴드는 복수의 라미네이트를 포함하는, 의료 디바이스.
제28항 또는 제29항에 있어서,
의료 디바이스는 제2 클레비스를 포함하고;
제2 클레비스는 샤프트에 커플링되고;
클레비스는 제2 클레비스에 회전식으로 커플링되고;
밴드의 종방향 중심선을 따른 밴드의 이동은 제2 클레비스를 기준으로 제2 축을 중심으로 클레비스를 회전시키는, 의료 디바이스.
제28항에 있어서,
밴드는 제3 부분을 포함하고;
밴드의 제2 부분은 밴드의 제1 부분과 밴드의 제3 부분 사이에 있고;
밴드의 제3 부분은 샤프트 내에 있고;
밴드의 제3 부분은 제2 단면적보다 큰 제3 단면적을 갖는, 의료 디바이스.