KR102369534B1

KR102369534B1 - 수술 기기용 경로 제공 기구와, 관련 장치, 시스템, 및 방법

Info

Publication number: KR102369534B1
Application number: KR1020197001888A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 제이 파크; 토마스 지 쿠퍼
Original assignee: 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2022-03-03
Also published as: WO2018013211A1; US20190314098A1; KR20190029603A; CN109640856B; EP3484395A1; CN109640856A; CN114587613A

Abstract

하나의 예시적인 실시례에 따르면, 수술 기기가 샤프트 및 상기 샤프트의 보어를 통하여 뻗어 있으며 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합된 작동 부재를 포함하고 있다. 슬리브가 상기 작동 부재의 둘레에 그리고 상기 샤프트어 보어 내에 배치되어 있다. 수술용 플럭스를 상기 엔드 이펙터로 전달하도록 구성된 플러스 도관이 상기 슬리브의 오목형 형상부 내에 적어도 부분적으로 수용되어 있다. 다른 예시적인 실시례에 따르면, 수술 기기가 샤프트, 엔드 이펙터를 상기 샤프트에 결합시키는 리스트 기구, 그리고 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합된 작동 부재를 포함하고 있다. 슬리브가 상기 작동 부재를 둘러싸고 있으며 직선 통로를 가지고 있다. 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합된 플럭스 도관이 상기 직선 통로 내에 수용되어 있다. 상기 플럭스 도관의 일부분은 상기 슬리브가 뻗어 있지 않은 샤프트의 구역에서 느슨하다.

Description

수술 기기용 경로 제공 기구와, 관련 장치, 시스템, 및 방법

본 출원은, 인용에 의해서 전체 내용이 본 명세서에 포함되어 있는, 2016년 7월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/362,344호와, 2016년 7월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/362,357호를 기초로 하는 우선권주장 출원이다.

본 발명의 실시형태들은 수술 기기, 관련 구성요소, 관련 시스템, 그리고 관련 방법에 관한 것이다.

최소 침습 수술의 잇점은 잘 알려져 있으며, 전통적인 개방 절개 수술(open incision surgery)과 비교할 때 최소 침습 수술의 잇점은 환자의 외상이 작은 점, 혈액 손실이 작은 점, 그리고 회복 시간이 보다 빠른 점을 포함한다. 게다가, 캘리포니아 서니베일에 있는 인튜어티브 서지컬사(Intuitive Surgical, Inc.)에 의해 제조된, 다빈치 서지컬 시스템(da Vinci® Surgical System)과 같은, 원격조종식 컴퓨터 지원 수술 시스템(예를 들면, 원격 현장감(telepresence)을 제공하는 로봇 시스템)의 사용이 알려져 있다. 이러한 원격조종 수술 시스템은 수동 최소 침습 수술과 비교할 때 외과의사가 직관적인 제어와 향상된 정밀도로 수술할 수 있게 해 줄 수 있다.

원격조종 수술 시스템은 하나 이상의 수술 기기 또는 공구를 포함할 수 있다. 이러한 공구는 다양한 종류의 수술을 수행하기 위해 다양한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 수술 기기는 전기적인 유동 에너지(electrical flux energy)의 사용을 통하여 조직을 밀봉하거나, 결합시키거나, 제거하거나, 또는 이와 다른 방식으로 처치하도록 구성된 전기수술 기기일 수 있다.

최소 침습 수술용 기기는 상기한 최소 침습 수술과 관련된 잇점들을 달성하는 것을 가능하게 하기 위해서 실제 크기가 비교적 작을 수 있다. 따라서, 상기 기기와 플럭스 도관(예를 들면, 수술 시스템의 에너지원과 연결되어 있으며 전기수술 기기의 엔드 이펙터로 전류를 전달하도록 구성된 전기 전도체)의 움직임을 원격으로 제어하기 위해서 사용되는 작동 케이블 및/또는 로드와 같은, 상기 기기의 다양한 구성요소를 위한 공간이 제한될 수 있다. 다른 플럭스 도관은 기체 또는 액체 등을 운반하는 관을 포함할 수 있다. 플럭스 도관을 포함하는 다양한 구성요소의 효율적인 경로 제공(routing)과 수용을 용이하게 하는 수술 기기와 수술 기기의 여러 구성요소를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 하나 이상의 조인트(예를 들면, 기기의 원위 단부 부분을 향하는 조인트)를 포함하는 기기에 있어서, 조인트 및/또는 엔드 이펙터의 작동을 제공하기 위해서 상기 기기를 통하여 복수의 케이블을 경로 제공할 필요로 인해 추가적인 공간 문제가 발생한다. 작동, 플럭스 전달(flux delivery), 그리고 다른 기기 기능을 위한 복수의 부재를 제공하면서 작은 직경의 수술 기기를 제공할 필요성이 존재한다.

본 발명의 예시적인 실시례들은 상기한 문제점들 중의 하나 이상을 해결할 수 있거나 및/또는 상기한 바람직한 특징들 중의 하나 이상을 나타낼 수 있다. 다른 특징 및/또는 장점은 아래의 설명에 의해 명확해 질 것이다.

적어도 하나의 예시적인 실시례에 따르면, 수술 기기가 근위 단부, 원위 단부, 그리고 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부까지 뻗어 있는 보어를 가지고 있는 샤프트를 포함하고 있다. 상기 수술 기기는 상기 샤프트의 원위 단부에 결합된 엔드 이펙터와, 상기 샤프트의 보어를 통하여 뻗어 있으며 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합된 작동 부재를 더 포함하고 있다. 슬리브가 상기 작동 부재의 둘레에 그리고 상기 샤프트의 보어 내에 배치되어 있다. 상기 슬리브는 상기 슬리브의 벽 두께 부분에 오목형 형상부를 포함하고 있고, 상기 오목형 형상부는 상기 슬리브의 길이의 적어도 일부분을 따라서 뻗어 있다. 수술용 플럭스(surgical flux)를 상기 엔드 이펙터로 전달하도록 구성된 플럭스 도관이 상기 샤프트의 근위 단부로부터 상기 엔드 이펙터까지 뻗어 있고, 상기 플럭스 도관은 상기 슬리브의 오목형 형상부 내에 적어도 부분적으로 수용되어 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시례에 따르면, 수술 기기를 형성하는 방법이 작동 부재를 기기 샤프트의 중심 보어를 통하여 뻗게 하고 상기 작동 부재를 원위 단부에서 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합시키는 단계를 포함하고 있다. 상기 방법은 슬리브를 상기 보어 내에 위치시키고 상기 작동 부재를 상기 슬리브로 적어도 부분적으로 둘러싸는 단계와 플럭스 도관이 수술용 플럭스를 상기 엔드 이펙터로 전달할 수 있게 하기 위해서 플럭스 도관을 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합시키는 단계를 더 포함하고 있다. 상기 방법은 상기 플럭스 도관의 길이의 적어도 일부분을 상기 슬리브의 벽 두께 부분에 제공된 오목형 형상부 내에 적어도 부분적으로 배치시키는 것에 의해서 상기 플럭스 도관을 상기 기기 샤프트의 보어를 통하여 상기 엔드 이펙터로 뻗게 하는 단계를 더 포함하고 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시례에 따르면, 수술 기기가 근위 단부, 원위 단부, 그리고 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부까지 뻗어 있는 보어를 가지고 있는 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 수술 기기는 엔드 이펙터와 상기 엔드 이펙터를 상기 샤프트의 원위 단부에 결합시키는 리스트 기구를 더 포함할 수 있고, 상기 리스트 기구는 중립 위치에 대하여 상기 샤프트에 대해 관절운동하도록 구성되어 있다. 게다가, 상기 수술 기기는 상기 샤프트의 보어와 상기 리스트 기구를 통하여 뻗어 있는 작동 부재를 포함할 수 있고, 상기 작동 부재는 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합되어 있다. 슬리브가 상기 작동 부재를 적어도 상기 리스트 기구 내에 둘러쌀 수 있고, 상기 슬리브는 상기 작동 부재로부터 반경방향으로 어긋나 있으며 상기 슬리브를 따라서 적어도 상기 리스트 기구 내에 뻗어 있는 직선 통로를 가지고 있다. 플럭스 도관이 상기 샤프트의 보어를 통하여 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부까지 뻗어 있을 수 있고, 상기 플럭스 도관은 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합되어 있고, 상기 플럭스 도관은 상기 슬리브의 직선 통로 내에 수용되어 있고, 상기 플럭스 도관의 일부분은 상기 슬리브가 뻗어 있지 않은 상기 샤프트의 구역에서 느슨하다.

적어도 하나의 예시적인 실시례에 따르면, 수술 기기를 형성하는 방법이 작동 부재를 기기 샤프트의 중심 보어를 통하여 뻗게 하고 상기 작동 부재를 원위 단부에서 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합시키는 단계, 슬리브를 상기 보어 내에 위치시키고 상기 작동 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸는 단계, 그리고 플럭스 도관이 수술용 플럭스를 상기 엔드 이펙터로 전달할 수 있게 하기 위해서 플럭스 도관을 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 플럭스 도관을 상기 기기 샤프트의 보어를 통하여 상기 엔드 이펙터로 뻗게 하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 플럭스 도관을 상기 기기 샤프트의 보어를 통하여 상기 엔드 이펙터로 뻗게 하는 단계가 상기 플럭스 도관의 길이의 적어도 일부분을 상기 슬리브의 벽 두께 부분에 제공된 오목형 형상부 내에 적어도 부분적으로 배치시키는 단계와, 적어도 상기 리스트 기구가 중립 위치에 있을 때 느슨한 부분을 상기 플럭스 도관에 형성하는 단계를 포함하고 있고, 상기 느슨한 부분은 상기 리스트 기구의 관절운동에 대응하여 상기 오목형 형상부의 내외로 이동하도록 구성되어 있다.

추가적인 목적, 특징 및/또는 장점은 부분적으로 아래의 설명에 개시될 것이고, 부분적으로는 아래의 설명에 의해 명확하게 되거나, 본 발명의 실시 및/또는 청구범위에 의해 알 수 있다. 이러한 목적과 장점의 적어도 몇 가지는 첨부된 청구범위에 특정적으로 기재된 여러 요소와 여러 결합형태에 의해 실현되고 달성될 수 있다.

상기의 개략적인 설명과 아래의 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며 청구범위를 제한하는 것은 아니고, 오히려 청구범위는 균등물을 포함하여 그 최대 범위로 권리가 부여되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명은 아래의 상세한 설명만으로 또는 첨부된 도면과 함께 이해할 수 있다. 도면은 본 발명의 더욱 깊은 이해를 제공하기 위해서 포함되어 있으며, 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시례를 나타내고 상세한 설명과 함께 특정 원리와 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1a는 원격조종 수술 시스템의 환자측 카트의 예시적인 한 실시례의 정면도이고;
도 1b는 두 개의 전기수술 기기가 설치된 상태에 있으며, 상기 두 개의 전기수술 기기 중의 하나가 플럭스 발생장치와 전기적으로 연결된 상태로 도시되어 있는 환자측 카트의 머니퓰레이터 아암의 예시적인 한 실시례의 부분적인 개략도이고;
도 2는 엔드 이펙터를 포함하는 수술 기기의 예시적인 한 실시례의 사시도이고;
도 3은 예시적인 한 실시례에 따른 기기 및 결합된 엔드 이펙터의 단면도이고;
도 4는 도 3의 예시적인 실시례에 따른 기기와 엔드 이펙터의 상세 부분 내부 사시도이고;
도 5는 예시적인 한 실시례에 따른 기기 작동 케이블, 슬리브, 그리고 전기 전도체의 부분적인 상세 절결도이고;
도 6은 예시적인 한 실시례에 따른 기기 작동 케이블, 슬리브, 그리고 전기 전도체의 부분적인 상세 절결도이고;
도 7은 예시적인 한 실시례에 따른 기기 작동 케이블, 슬리브, 그리고 전기 전도체의 부분적인 상세 절결도이고;
도 8은 예시적인 한 실시례에 따른 기기 샤프트, 엔드 이펙터, 그리고 전기 전도체의 내부 부분의 부분적인 내부 사시도이고;
도 9는 예시적인 한 실시례에 따른 기기 샤프트, 슬리브, 그리고 전기 전도체의 내부 부분의 부분적인 내부 사시도이고;
도 10은 예시적인 한 실시례에 따른 단극 전기수술 기기의 개략도이고;
도 11은 다른 예시적인 실시례에 따른 리스트(wrist)와 엔드 이펙터를 포함하는, 수술 기기의 원위 단부 부분의 단면도이고;
도 12는 도 11의 수술 기기의 내부의 사시도이고;
도 13은 다른 예시적인 실시례에 따른 슬리브의 사시도이고;
도 14는 또 다른 예시적인 실시례에 따른 슬리브의 사시도이고; 그리고
도 15는 또 다른 예시적인 실시례에 따른 슬리브의 단면도이다.

본 발명은 수술 기기의 샤프트의 비교적 작은 직경을 유지하면서 수술 기기의 샤프트 내에 복수의 구성요소를 수용하도록 구성된 수술 기기의 다양한 예시적인 실시례를 구상한다. 예를 들어, 본 발명의 수술 기기는 수술 기기의 샤프트의 비교적 작은 외측 직경을 유지하면서, 하나 이상의 케이블 및/또는 로드, 하나 이상의 전기 전도체, 그리고 슬리브와 같은, 하나 이상의 작동 부재를 수용하여 상기 하나 이상의 작동 부재를 수술 기기의 샤프트의 보어 내에서 지지하고 배향시키도록 구성될 수 있다.

상기한 다양한 구성요소를 수용하도록 구성되어 있으면서 수술 기기 샤프트의 비교적 작은 직경을 유지하기 위해서, 본 발명은 수술 기기의 샤프트의 보어 내에 배치되어 있고 상기 샤프트를 따라서 뻗어 있는 작동 부재를 둘러싸는 슬리브의 오목형 형상부(negative feature)(예를 들면, 오목부)를 통하여 경로가 제공된 하나 이상의 플럭스 도관을 가진 수술 기기의 다양한 예시적인 실시례를 구상한다. 하나의 예시적인 실시례에서, 상기 플럭스 도관은 수술 기기에 전기수술용 에너지를 전달하도록 구성된 전기 전도체일 수 있다. 하나 이상의 플럭스 도관이 상기 슬리브에 형성된 오목형 형상부에 배치될 수 있다. 상기 오목형 형상부는 상기 슬리브에 형성되어 있으며 플럭스 도관을 수용하도록 구성된 릴리프, 오목부, 홈 등을 포함할 수 있다. 상기 오목형 형상부는 상기 슬리브의 길이를 따라서 뻗은 직선 경로, 상기 슬리브의 길이를 따라서 뻗은 나선형 경로, 또는 이들의 결합 형태를 따라서 형성될 수 있고; 다른 기하학적 구조도 고려된다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 내부 표면으로부터 상기 슬리브의 외부 표면까지 상기 슬리브의 벽 두께를 완전히 관통하여 형성될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 내부 표면으로부터 또는 상기 슬리브의 외부 표면으로부터 부분적으로 상기 슬리브의 벽 두께 속으로 형성될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 벽 두께의 중심 부분을 통하여 상기 내부 표면과 상기 외부 표면의 중간에 형성될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 슬리브가 복수의 개별 슬리브 부분을 포함할 수 있고, 상기 슬리브 부분은, 예를 들면, 스페이서에 의해서 상기 샤프트의 길이를 따라서 길이방향으로 이격될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 샤프트의 조인트 구조(예를 들면, 리스트(wrist))에 근접한 부분에서 상기 슬리브의 만곡을 용이하게 하기 위해서 상기 슬리브가 상기 슬리브의 벽 두께를 부분적으로 또는 완전히 관통하여 형성된 릴리프(예를 들면, 절결부, 슬릿 등)를 포함할 수 있다.

몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 전기 전도체가 전기 절연재에 의해서 둘러싸일 수 있고, 상기 전기 전도체와 절연재는 상기 슬리브의 오목형 형상부 내에 배치될 수 있다. 상기 전기 전도체는 전기 절연재에 의해서 상기 슬리브로부터 분리될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 상기 슬리브가 전기 절연재를 포함할 수 있고, 상기 전기 전도체는 상기 오목형 형상부 내에서 상기 슬리브의 표면과 직접 접촉하게 배치될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시례에서는, 상기 전기 전도체가 전기 절연재에 의해서 둘러싸일 수 있고, 상기 전기 전도체와 절연재는 상기 작동 부재의 둘레에 나선형으로 감겨서 상기 슬리브를 형성할 수 있다. 다시 말해서, 상기 슬리브가 전기 전도체를 둘러싸는 전기 절연재로 완전히 형성될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시례는 수술 기기 샤프트의 직경과 같은, 바람직하게 작은 크기를 가지면서 원하는 기능을 유지하는 수술 기기를 제공한다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시례는 제조, 조립의 편이성, 전체적인 비용 절감 등을 위해 구성되어 있으면서 상기의 장점을 제공할 수 있다

상기한 바와 같이, 다양한 예시적인 실시례에 따르면, 본 발명의 수술 기기는 원격조종식 컴퓨터 지원 수술 시스템(종종 로봇 수술 시스템이라고 한다)에 사용되도록 구성되어 있다. 이제 도 1a를 참고하면, 사용을 위해 수술 기기가 장착되도록 구성되어 있는 원격 조종식 컴퓨터 지원 수술 시스템의 환자측 카트(100)의 예시적인 실시례가 도시되어 있다. 이러한 수술 시스템은 환자측 카트(100)의 기기들을 제어하기 위해 사용자로부터 입력을 수신하는 외과의사 콘솔(도시되어 있지 않음)뿐만 아니라, 예를 들면, 2013년 12월 5일자로 공개되고 발명의 명칭이 "멀티 포트 수술 로봇 시스템 아키텍쳐(Multi-Port Surgical Robotic System Architecture)"인 미국 특허출원 공개공보 제US 2013/0325033호, 그리고 2013년 12월 5일자로 공개되고 발명의 명칭이 "하드웨어 제한형 원격 중심 로봇 머니퓰레이터용 여유 축 및 자유도(Redundant Axis and Degree of Freedom for Hardware Constrained Remote Center Robotic Manipulator)"인 미국 특허출원 공개공보 제US 2013/0325031호에 개시되어 있는 것과 같은, 보조 제어/영상 카트(도시되어 있지 않음)를 더 포함할 수 있고, 상기 특허 문헌의 각각은 그 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함되어 있다. 본 발명의 원리가 활용될 수 있는 원격조종 수술 시스템의 비제한적인 예시적인 실시례는 캘리포니아 서니베일에 있는 인튜어티브 서지컬사(Intuitive Surgical, Inc.)로부터 구입할 수 있는, da Vinci® Si(모델 번호 IS3000) 다빈치 에스아이 서지컬 시스템(da Vinci Si® Surgical System), 싱글 사이트 다빈치 서지컬 시스템(Single Site da Vinci® Surgical System), 또는 다빈치 엑스아이 서지컬 시스템(da Vinci Xi® Surgical System)을 포함한다. 하지만, 당업자는 본 발명이 자동 또는 수동(핸드헬드형) 복강경 수술 시스템을 포함하여 다양한 수술 시스템에 적용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 1a의 예시적인 실시례에 도시되어 있는 바와 같이, 환자측 카트(100)는 베이스(102), 메인 칼럼(main column)(104), 그리고 메인 칼럼(104)에 연결된 메인 붐(main boom)(106)을 포함하고 있다. 환자측 카트(100)는 또한 메인 붐(106)에 각각 연결되어 있는 복수의 아암(110, 111, 112, 113)을 포함하고 있다. 복수의 아암(110, 111, 112, 113)은 각각 기기(130)가 장착될 수 있는 기기 장착부 부분(120)을 포함하고 있고, 상기 기기 장착부 부분(120)은 아암(110)에 부착되어 있는 것으로 도시되어 있다. 복수의 아암(110, 111, 112, 113)의 부분들은 수술하는 동안 외과의사 콘솔에 있는 사용자에 의해 제공된 명령에 따라 조종될 수 있다. 하나의 예시적인 실시례에서는, 외과의사 콘솔로부터 전송된 신호 또는 입력이 제어/영상 카트(control/vision cart)로 전송되고, 상기 제어/영상 카트가 상기 입력을 해석하고 환자측 카트(100)로 전송될 명령 또는 출력을 발생시켜서 기기(130)(도 1a에서는 이러한 기기가 단 하나 장착되어 있다) 및/또는 상기 기기(130)가 환자측 카트(100)에 결합되어 있는 아암(110)의 부분들을 조종할 수 있다.

기기 장착부 부분(120)은 작동 인터페이스 조립체(122)와 캐뉼라 장착부(124)를 포함하고 있고, 하나의 예시적인 실시례에 따르면, 기기(130)의 힘 전달 기구(134)가 작동 인터페이스 조립체(122)와 연결되어 있다. 캐뉼라 장착부(124)는 캐뉼라(136)를 유지하도록 구성되어 있고, 상기 캐뉼라(136)를 통하여 기기(130)의 샤프트(132)가 수술하는 동안 수술 부위로 뻗을 수 있다. 당업자가 잘 알고 있는 것과 같이, 작동 인터페이스 조립체(122)는 외과의사 콘솔에서의 입력 명령에 대응하여 제어되고 기기(130)를 작동시키기 위해 힘 전달 기구(134)로 힘을 전달하는 다양한 구동 기구와 다른 기구를 포함한다.

비록 도 1a의 예시적인 실시례는 쉽게 볼 수 있도록 아암(110)에만 부착된 기기(130)를 나타내고 있지만, 기기는 복수의 아암(110, 111, 112, 113) 중의 임의의 각각의 아암에 부착될 수 있다. 기기(130)는 본 명세서에 기재되어 있는 엔드 이펙터를 가진 수술 기기일 수 있다. 엔드 이펙터를 가진 수술 기기는 복수의 아암(110, 111, 112, 113) 중의 임의의 아암에 부착될 수 있고 복수의 아암(110, 111, 112, 113) 중의 임의의 아암과 함께 사용될 수 있다. 하지만, 본 명세서에 기술된 실시례는 도 1a의 예시적인 실시례로 제한되는 것이 아니고 다양한 다른 원격조종식 컴퓨터 지원 수술 시스템 구성이 본 명세서에 기술된 예시적인 실시례에 사용될 수 있다.

단일 구멍 수술(single-port surgery)용으로 구성된 수술 시스템과 같은, 수술 시스템의 다른 구성도 고려된다. 예를 들어, 도 1b를 참고하면, 두 개의 수술 기기(1010, 1020)가 설치된 상태의 환자측 카트의 머니퓰레이터 아암(1000)의 예시적인 실시례의 일부분이 도시되어 있다. 머니퓰레이터 아암(1000)을 포함하는 환자측 카트를 포함하는 원격조종 로봇 수술 시스템은, 인용에 의해서 본 명세서에 포함되어 있는, 2013년 11월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/070,184호와 미국 특허출원 공개공보 제US 2014-0128886호("원격조종 수술 시스템용 플럭스 명확화(FLUX DISAMBIGUATION FOR TELEOPERATED SURGICAL SYSTEMS)")에 기술된 예시적인 실시례에 따라 구성될 수 있다. 도 1b의 개략도는 간단하게 나타내기 위해 두 개의 수술 기기만 도시하고 있지만, 당업자가 잘 알고 있는 것과 같이 두 개보다 더 많은 수술 기기가 환자측 카트에 설치된 상태로 수용될 수 있다. 수술 기기(1010, 1020)는 각각 원위 단부에 움직이는 엔드 이펙터(도 2와 관련하여 아래에 설명되어 있음) 또는 카메라 또는 다른 감지 장치를 가지고 있는 기기 샤프트(1100, 1110)를 포함하고 있고, 중립 위치에 대한 관절운동을 통하여 상기 샤프트에 대하여 원위 단부의 움직임을 제어하기 위해서 리스트 기구(wrist mechanism)(도시되어 있지 않음)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.

도 1b의 예시적인 실시례에서는, 수술 기기(1010, 1020)의 원위 단부 부분이 환자 내부로 삽입될 단일 구멍 구조(1200)를 통하여 수용되어 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 환자측 카트의 다른 구성이 수 개의 각각의 머니퓰레이터 아암을 사용할 수 있다. 게다가, 각각의 머니퓰레이터 아암은 단일 기기 또는 복수의 기기를 포함할 수 있다. 게다가, 기기는 엔드 이펙트를 가진 수술 기기이거나 원격 수술 부위의 정보(예를 들면, 시각화, 전기생리적 활동(electrophysiological activity), 압력, 유체 흐름, 및/또는 다른 감지된 데이터)를 제공하기 위해서 수술하는 동안 사용되는 카메라 기기 또는 다른 감지 기기일 수 있다.

힘 전달 기구(1070, 1080)는 각각의 샤프트(1100, 1110)의 근위 단부에 배치되어 있으며 살균 어댑터(1050, 1060)를 통하여 작동 인터페이스 조립체(1030, 1040)와 연결된다. 작동 인터페이스 조립체(1030, 1040)는 수술 기기(1010, 1020)를 작동시키기 위해 힘 전달 기구(1070, 1080)로 힘을 전달하도록 수술 시스템의 외과의사측 콘솔에서의 입력 명령에 응답하기 위해서 컨트롤러(예를 들면, 수술 시스템의 제어 카트에 있는 컨트롤러)에 의해서 제어되는 다양한 내부 기구(도시되어 있지 않음)를 포함하고 있다. 기기 샤프트, 리스트 기구, 그리고 엔드 이펙터의 직경 또는 직경들은 대체로 기기와 함께 사용될 캐뉼라의 크기에 따라 그리고 시행되는 수술에 따라서 선택된다. 다양한 예시적인 실시례에서, 샤프트 및/또는 리스트 기구는, 예를 들어, 몇 가지 기존의 캐뉼라 시스템의 크기에 맞추기 위해서 약 4mm, 5mm, 또는 8mm의 직경을 가지고 있다. 예시적인 한 실시례에 따르면, 수술 기기(1010, 1020)의 하나 이상이 플럭스 전달 도관(1320)을 통하여 플럭스 발생원(1300)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 수술 기기(1010)가 전기수술 기기이면, 플럭스 전달 도관(1320)은 전기 에너지 전달 케이블이고 플럭스 발생원(1300)은 전기 에너지 발생장치이다.

도 2는 수술 기기(200)의 예시적인 한 실시례의 개략도이다. 수술 기기(200)는 힘 전달 기구(210), 수술 기기의 원위 단부(224)에 있는 엔드 이펙터(220), 그리고 힘 전달 기구(210)와 엔드 이펙터(220)를 연결시키는 샤프트(222)를 포함할 수 있다. 수술 기기(200)는 힘 전달 기구(210)와 엔드 이펙터(220) 사이에서 힘을 전달하는 하나 이상의 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부재(226)는 샤프트(222)의 내부(예를 들면, 보어)를 통하여 뻗어 있는 것에 의해 엔드 이펙터(220)에 작동력을 제공하기 위해서 힘 전달 기구(210)를 엔드 이펙터(220)에 연결시킬 수 있다. 상기 하나 이상의 부재(226)를 활용함으로써, 힘 전달 기구(210)는, 예를 들어, 엔드 이펙터(220)의 하나 이상의 조(jaw)와 같은, 움직이는 구성요소를 제어하기 위해서 엔드 이펙터(220)를 작동시킬 수 있다.

수술 기기(200)는 엔드 이펙터를 배향시키는 것을 도와주기 위해서 하나 이상의 관절운동 조인트를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 리스트(228)는 샤프트(222)의 원위 단부(224)에 배치될 수 있고 엔드 이펙터(220)를 샤프트(222)에 결합시킨다. 따라서, 작동 부재(226)는, 리스트(228)가 중립 위치에 대하여 관절운동하는 동안 샤프트에 대하여 편향되도록(예를 들면, 탄성 변형에 의해) 구성될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 한 실시례에서, 작동 부재(226)는 금속 재료, 폴리머 재료 등을 포함할 수 있다. 비-제한적인 예로서, 작동 부재(226)가 텅스텐 케이블을 포함할 수 있고, 그리고 속이 찬 형태(solid), 연선 형태(stranded), 땋은 형태 등으로 될 수 있다. 작동 부재(226)는 푸시/풀(push/pull) 부재로 구성될 수 있다. 다시 말해서, 작동 부재(226)는 엔드 이펙터(220)를 작동시키기 위해(예를 들면, 엔드 이펙터(220)의 조를 개방 또는 폐쇄시키기 위해) 힘 전달 기구(210)에 의해서 작동 부재(226)에 가해진 인장력과 압축력을 엔드 이펙터(220)로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 작동 부재(226)는 엔드 이펙터(220)를 작동시키기 위해(예를 들면, 엔드 이펙터(220)의 조(232, 234)를 개폐시키기 위해) 원위 방향과 근위 방향으로 교대로 이동할 수 있다.

선택적으로, 수술 기기는 도 2에 점선으로 도시되어 있는 바와 같이 추가적인 리스트 기구(229)를 포함할 수 있다. 리스트(229)는 엔드 이펙터(220)에 움직임의 추가 자유도를 제공한다. 예를 들어, 도 2에 파선으로 도시되어 있는 바와 같이, 리스트(228)와 리스트(229)의 일정한 조화운동(coordinated movement)이 엔드 이펙터(220)의 대체로 측면방향의 이동을 가능하게 한다. 각각의 리스트(228, 229), 또는 추가적인 리스트 또는 다른 조인트 구조(도시되어 있지 않음)는 샤프트(222)를 통하여 뻗은 각각의 작동 부재와 결합될 수 있고, 조인트 구조(예를 들면, 리스트(228, 229))의 각각은 엔드 이펙터(220)에 피칭운동 또는 요잉운동과 같은 자유도를 제공하도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시례에서, 하나 이상의 플럭스 도관이, 예를 들면, 힘 전달 기구(210)로부터 엔드 이펙터(220)까지 기기 샤프트(222)를 통하여 뻗을 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시례에서, 엔드 이펙터(220)가 쌍극 전기소작 공구(bipolar electrocautery tool)를 포함하고 있고, 두 개의 전기 전도체(도시되어 있지 않음)가 힘 전달 기구(210)로부터 뻗어 있으며 엔드 이펙터(220)의 각각의 조(232, 234)에 연결되어 있다. 전기 에너지는, 예를 들어, 소작, 전광파괴(fulgurating), 밀봉(sealing), 융합(fusing), 블렌딩(blending), 융제(ablating) 등과 같은 전기수술 작업을 수행하기 위해서 전기 전도체를 통하여 전도되어 엔드 이펙터(220)로 전달될 수 있다.

이제 도 3을 참고하면, 기기 샤프트(322)의 원위 부분(324)이 단면도로 도시되어 있다. 두 개의 조(도 4에서 조(332)와 조(334))를 포함하는 엔드 이펙터(320)의 한 개의 조(332)가 도 3에 도시되어 있고, 다른 조는 단면도로 도시되어 있기 때문에 생략되어 있다. 리스트 조인트(328)("리스트(328)"라고도 칭함)는 엔드 이펙터(320)를 샤프트(322)에 결합시키고 하나 이상의 자유도(예를 들면, 피칭운동 및/또는 요잉운동)로 엔드 이펙터(320)의 관절운동을 할 수 있게 하도록 구성되어 있다. 작동 부재(326)는 샤프트(322)의 보어(336)를 통하여 중심으로 뻗어 있으며 엔드 이펙터(320)를 작동시키기 위해(예를 들면, 조(332, 334(도 3에 도시되어 있지 않음))를 개폐시키기 위해) 엔드 이펙터(320)와 작동가능하게 연결되어 있다. 도 3의 예시적인 실시례에서, 작동 부재(326)는 푸시/풀 액추에이터이지만; 본 발명은 이런 형태로 제한되지 않으며, 예를 들어, 엔드 이펙터(320)를 작동시키도록 구성된 하나 이상의 풀/풀 액추에이터(pull/pull actuator), 또는 다른 작동 부재 구성을 가진 실시례도 본 발명의 범위 내에 있다. 도 3의 예시적인 실시례에서, 작동 부재(326)는 금속 케이블, 예를 들면, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 코팅과 같은 폴리머 코팅을 가진 텅스텐 케이블일 수 있다. 당업자는 금속 케이블 외에 다양한 다른 푸시/풀 형태의 유연한 작동 부재 구성이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

슬리브(338)는 샤프트(322)의 내부 표면과 작동 부재(326)의 사이의 샤프트(322)의 보어(336)에 배치되어 있다. 슬리브(338)는 작동 부재(326)를 보어(336) 내의 중심에 위치시키는데 도움을 줄 수 있다. 슬리브(338)는 또한 날카롭거나 거친 가장자리 등을 가질 수 있는 리스트 조인트(328)의 구성요소와 같은, 기기 샤프트(322)의 구성요소와의 접촉으로 인한 손상으로부터 작동 부재(326)를 보호할 수도 있다. 게다가, 작동 부재(326)가 푸시/풀 요소인 실시례에서는, 슬리브(338)가, 작동하는 동안, 예를 들면, 작동 부재(326)를 원위 방향으로 이동시키는 힘 전달 기구(예를 들면, 힘 전달 기구(210)(도 2))에 의해서 가해진 압축력하에서 작동 부재(326)의 좌굴(buckling)을 제한하도록 구성되어 있다. 마지막으로, 슬리브(338)는, 작동 부재(326)가 엔드 이펙터(320)를 작동시키기 위해서 근위방향과 원위방향으로 이동할 때 작동 부재(326)가 접촉하는 저마찰면(low-friction surface)을 제공할 수 있다.

전도성 부재(340, 342)("전도체(340, 342)" 또는 "전도성 조립체(340, 342)"라고도 칭한다)는, 소작, 밀봉, 융제, 블렌딩(blending), 융합, 전광파괴 등과 같은 전기수술 작업을 수행하기 위해서, 환자측 카트(예를 들면, 환자측 카트(100)(도 1))와 결합된 전기 에너지원으로부터 엔드 이펙터(320)의 조(332, 334)까지 전류를 전도한다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 전도성 부재(340, 342)는 절연재(343)에 의해 둘러싸인 전도성 물질(341)(예를 들면, 전류를 흐르게 하기 위해서 사용된 구리, 알루미늄, 또는 다른 전기 전도성 물질)의 코어를 포함할 수 있다. 도 3의 실시례에서, 전도성 부재(340, 342)의 코어인 전도성 물질(341)은, 예를 들어, 쌍극 전기 에너지 모드를 이용하여, 전기수술 작업을 수행하기 위해서 원하는 대로 조(332)와 조(334)의 사이의 통전(current flow)을 일으키기 위해서 전압차를 제공하도록 다른 전위로 유지될 수 있다. 본 발명이 구상하고 있는 몇몇 예시적인 실시례에서는, 도 3에 도시된 전도성 부재(340, 342) 중에서 한 개의 전도성 부재만 포함될 수 있고, 예를 들어, 기기 샤프트(322) 또는 작동 부재(326)와 같은 전도성 물질을 포함하는 수술 기기의 다른 부분이 원하는 통전을 일으키기 위해서 다른 전위에 유지될 수 있다.

또 다른 예시적인 실시례에서는, 수술 기기가, 하나의 엔드 이펙터 구성요소가 하나의 전기 전도성 부재로부터 전기 에너지 수용하고, 전기 접지(electrical ground)에 의해 전기 리턴(electrical return)이 제공되는, 단극 전기 에너지 모드를 이용할 수 있다. 이러한 전기 접지는 기기에 대해 "접지(ground)"의 역할을 하는 기준 전위를 제공한다. 다양한 실시례에서, 이러한 전기 접지는 사람 신체의 전위, 전기 에너지 발생장치(2300)의 시스템 접지, 또는 실제 지면(true earth ground)과 관련되어 있다. 단극 기기는 조(jaw) 대신에 단일 엔드 이펙터 부재이거나 단일 엔드 이펙터 부재를 포함할 수 있다. 도 10은 단극 전기수술 기기(2000)의 하나의 예시적인 실시례를 나타내고 있다. 상기 단극 전기수술 기기(2000)는 단극 에너지 모드 엔드 이펙터(2200)를 포함하고 있다. 환자측 카트(예를 들면, 도 1a에 도시된 환자측 카트(100))와 결합된 전기 에너지 발생장치(2300)는 엔드 이펙터(2200) 및 기준 전위에 대해 환자의 신체를 전기적으로 접지하도록 구성된 하나 이상의 구성요소와 작동가능하게 결합되어 있다. 예를 들어, 전기 에너지 발생장치(2300)는 환자와의 전도성 접촉 상태로 환자 리턴 패드(2202)에 연결될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 단극 전기수술 기기(2000)의 샤프트(2220)가 전기 에너지 발생장치(2300)와 작동가능하게 연결된 전도성 물질을 포함하는 캐뉼라(도시되어 있지 않음)를 통하여 뻗을 수 있다. 전기수술 작업을 수행하기 위해서 엔드 이펙터(2200)를 통하여 통전을 일으키기 위해 엔드 이펙터(2200)가 다른(예를 들면, 더 높은) 전위로 되는 동안 전기 에너지 발생장치(2300)는 환자 리턴 패드(2202) 및/또는 캐뉼라의 전도성 부분을 접지 전위(ground potential)(예를 들면, 영 전압 또는 다른 기준 전위)로 유지시킨다.

슬리브(338)는 마찰 특성, 압축 강도, 온도 안정성, 살균 처리(예를 들면, 가압 살균, 산화에틸렌 살균, 감마선 조사 살균, 전자빔 살균(e-beam sterilization) 등)에 대한 저항성, 전기적 절연성(예를 들면, 절연 강도), 제조의 편의성과 비용, 원료 비용, 및/또는 다른 요인을 위한 선택된 재료로 형성될 수 있다. 비-제한적인 예로서, 슬리브(338)가 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE)으로 이루어지고 먼저 압출에 의해 형성되고(예를 들면, 관형상으로), 압출에 의해 형성된 구조는, 릴리프를 형성하기 위해서, 기계가공 또는 절삭과 같은, 제거식 처리(subtractive process)를 받는다. 다른 비-제한적인 예로서, 슬리브(338)가 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)으로 이루어진다. PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 물질이 도 15에 도시된 단면과 같은, 적절한 단면을 가진 상태로 페이스트(paste)로서 압출된다. 그 다음에, 상기 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 물질이 소결되고, 일정 길이로 절단되고, 그리고 가열되고 슬리브(338)의 다른 단면에 적절한 비틀림량(amount of twist)을 제공하기 위해서 비틀린다. 이러한 내부 채널의 형상을 유지하는데 도움을 주기 위해서 가열과 비틀기를 하는 동안 맨드릴(mandrel)이 내강(lumen)과 오목부(예를 들면, 오목부(1551))에 배치될 수 있다. 슬리브(338)의 청소와 유연성을 위한 구멍이 가열과 비틀기를 하기 전이나 후에 천공과 같은 공정에 의해 형성될 수 있다. PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)로 이루어진 슬리브(338)는 살균을 위해 가압 살균될 수 있다. 구체적인 예로서, 슬리브(338)가 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)로 이루어져 있으며 도 15에 도시된 단면을 가지고 있고, 슬리브의 길이를 따라서 가변 비틀림량을 가진다; 리스트 구역에서는 360도 비틀림이 되어 있고, 전도체가 오목부(예를 들면, 오목부(1551))의 직선 부분을 따라서 미끄럼이동하는 조인트와 같은 다른 구역에서는 무비틀림(0도의 비틀림)으로 되어 있다.

다른 비-제한적인 예로서, 슬리브(338)가 폴리에틸렌 또는 폴리에테르 블록 아미드(polyether block amide)(폴리에테르 블록 아미드의 여러 버전(version)은 상표명 VESTAMID E와 PEBAX로 알려져 있다)와 같은 열가소성 수지로 이루어져 있다. 이러한 종류의 슬리브(338)는 압출되는 동안 비틀리거나, 2차 작업에서 (상기 물질이 여전히 가열되고 전성이 있을 때) 압출된 직후에 비틀리거나, 2차 작업에서 재가열되고 비틀리는 것에 의해서 제작될 수 있다. 구체적인 예로서, 슬리브(338)가 도 15에 도시된 단면을 가지는 폴리에틸렌 물질로 이루어져 있고, 직선형 오목부(1550, 1551)를 가진 형태로 압출된다. 압출 후에, 슬리브(338)는 2차 작업에서 비틀린다; 리스트 구역에서는 360도 비틀림이 되고, 전도체가 오목부(1551)의 직선 부분을 따라서 미끄럼이동하는 조인트와 같은 다른 구역에서는 무비틀림(0도의 비틀림)으로 된다.

다른 적절한 예시적인 물질은 다른 폴리머, 금속 합금, 복합 재료 등을 포함한다. 다른 적절한 예시적인 성형법은 몰딩(예를 들면, 사출 성형), 기계가공, 부가식 제작법(additive manufacturing process) 등을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시례에서는, 슬리브(338)가 슬리브(338)의 여러 부분을 사출 성형하고 상기 여러 부분을 함께 조립(예를 들면, 열, 용제(solvent), 접착제 등으로 결합)하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 슬리브(338)를 분리된 부분들로 사출 성형한 다음에 상기 분리된 부분들을 연결시키거나 부착시키는 것은, 도 4 내지 도 7에 도시되어 있으며 도 4 내지 도 7과 관련하여 아래에 기술되어 있는 것과 같이, 특히 슬리브(338)가 나선형 오목부를 포함하는 실시례에서, 예를 들면, 사출 성형에 의한 슬리브(338)의 제작을 용이하게 할 수 있다.

이제 도 4를 참고하면, 도 4는 명료성을 기하기 위해서 외부 기기 샤프트가 생략되어 있는 상태로 기기의 원위 부분(324)을 나타내고 있고, 슬리브(338)는 전도성 부재(340, 342)와 같은, 플럭스 도관의 경로를 제공하는 오목형 형상부를 포함하고 있다. 도 4의 예시적인 실시례에서는, 상기 오목형 형상부가 슬리브(338)에 형성되어 있으며 슬리브(338)의 길이의 적어도 일부분을 따라서 뻗어 있는 나선형 슬롯(344)으로 이루어져 있다. 전도성 부재(340, 342)는 슬리브(338)의 나선형 슬롯(344)을 통하여 뻗어 있다. 도 3과 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 나선형 슬롯(344)과 같은 오목형 형상부를 이용하면, 전도성 조립체(340, 342)를 수용하기 위해 기기 샤프트(322)의 보어(336)의 직경(d)(도 3)을 증가시킬 필요없이 기기 샤프트(322)의 보어(336)(도 3)를 통하여 그리고 작동 부재(326)의 둘레로 전도성 부재(340, 342)의 경로 제공(routing)을 할 수 있다.

상기 나선형 슬롯(344)의 나선형 구조는 리스트(328)의 관절운동 동안 전도성 조립체(340, 342)의 길이를 보존하게 한다. 예를 들어, 나선형 슬롯(344)의 피치(p)는, 전도성 부재(340, 342)가 리스트(328)에 대해 근위 위치와 리스트(328)에 대해 원위 위치 사이에서 작동 부재(326)의 둘레로 완전히 1회전 하도록(다시 말해서, 360도로 형성되도록) 선택될 수 있다. 복수의 리스트 또는 조인트 구조를 가진 실시례에서, 나선형 슬롯(344)은, 전도성 부재(340, 342)가 각각의 리스트의 근위 단부와 원위 단부의 사이에서 작동 부재(326)의 둘레로 완전히 1회전 하도록(다시 말해서, 360도로 형성되도록) 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대체 실시형태로서, 나선형 슬롯(344)은 상이한 피치, 가변 피치, 직선형 부분에 의해서 분리된 나선형 부분 등, 또는 임의의 다른 기하학적 구조를 가진 다양한 부분을 포함할 수 있다. 슬리브(338)는, 상기 샤프트가 작동 부재(326)와 샤프트(322)의 내부 사이의 반경방향의 공간 내에 슬리브(338)의 두께와 전도성 조립체(340, 342)의 두께(예를 들면, 직경)의 양자 모두를 수용하기 위해서 필요로 할 수 있는 직경보다 더 작은 외측 직경을 가지는 것을 가능하게 하면서, 기기 샤프트의 대체로 중심선을 따라서 작동 부재(326)의 경로를 제공하고 지지하기 위해서 작동 부재(326)를 둘러싸고 있다.

도 5는 기기 샤프트(322)의 길이방향의 축에 대해 수직인 평면에 도시된 기기 샤프트(322)의 일부분의 상세한 절결 사시도이다. 작동 부재(326)는 직경 d_A를 가지고 있고 외부 직경 d_C를 가진 코팅(327)(예를 들면, 상기한 폴리머 코팅)에 의해 둘러싸여 있다. 작동 부재(326)는 리스트 조인트(328)의 보어(336)를 통하여 중심으로 뻗어 있다. 전도성 부재(340, 342)는 상기 보어(336)의 내부 표면과 작동 부재(326)의 코팅의 외부 직경(d_C) 사이의 환형상의 공간의 일부분을 차지하고 있다. 비-제한적인 예로서, 작동 부재(326)는 대략 1밀리미터(1.0 mm) 이하의 직경(d_A)을 가질 수 있다. 상기 코팅의 외부 직경(d_C)은 2.0mm보다 작거나, 1.0mm보다 작거나, 2.0mm보다 크거나, 이와 유사한 수치 등의 크기를 가질 수 있다. 상기 코팅은 단일층의 물질 또는 복수의 층의 물질을 포함할 수 있고, 압출에 의하거나, 하나 이상의 층의 열수축 튜브(heat-shrinking tubing)에 의하거나, 이와 유사한 방식 등에 의해 작동 부재(326)에 형성될 수 있다. 상기 보어(336)는 약 5.0mm보다 작거나, 4.0mm보다 작거나, 3.0mm보다 작거나, 이와 유사한 수치 등의 직경을 가질 수 있다. 이러한 예시적인 실시례에서, 작동 부재(326)는 약 0.5밀리미터(mm)의 직경(d_A)을 가지며 약 1.0mm의 외부 직경(d_C)을 가진 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 코팅(327)을 포함하고 있다. 약 2.7mm의 직경을 가진 보어(336)가 리스트 조인트(328)를 통하여 뻗어 있다. 작동 부재(326)가 리스트 조인트(328) 내의 중심에 배치되면, 약 0.7mm와 0.8mm 사이의 공간이 상기 보어와 작동 부재(326)의 사이에 존재한다. 전도성 조립체(340, 342)는, 하나의 실시례에서, 이 실시례의 절연재(343)를 포함하는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 절연 재킷을 포함하여, 약 0.7mm보다 작은, 예를 들어, 약 0.5mm보다 작은, 예를 들어, 약 0.4mm 내지 약 0.5mm의 범위에 걸친 외부 직경을 가진다. 상기한 바와 같이, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 이외의 물질, 예를 들면, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)이 사용될 수도 있다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 나선형 슬롯(344)이 슬리브(338)의 벽 두께(t_W)를 완전히 관통하여 형성되어 있다. 다시 말해서, 나선형 슬롯(344)이 슬리브(338)의 내부 표면(s_I)에서 외부 표면(s_O)까지 형성되어 있다. 이러한 "개방된" 구성의 슬리브(338)는 청소, 살균 등을 용이하게 할 수 있고, 이러한 처리는 기기 샤프트(322)의 내부 도체에서의 액체 또는 기체의 유동에 의존한다. 전도성 부재(340, 342)와 나선형 슬롯(344)은, 전도성 부재(340, 342)가 나선형 슬롯(344)에 거의 또는 전혀 간격이 없이 끼워맞추어지도록 하는 크기로 될 수 있다. 이러한 배치형태는 전도성 부재(340, 342)가 슬리브(338)에 대해 기하학적 강도(geometric strength)를 지원하고 부여할 수 있게 해준다.

이제 도 6을 참고하면, 작동 부재(326), 전도성 부재(340, 342), 그리고 슬리브(638)의 예시적인 한 실시례가 도시되어 있다. 도 6의 실시례에서는, 슬리브(638)가 부분적으로만 슬리브(638)를 침투하여 형성되어 있는 나선형 오목부(646)를 포함하고 있다. 다시 말해서, 도 6의 예시적인 실시례에서는, 나선형 오목부(646)가 슬리브(638)의 내부 직경부에 형성되어 있지만, 도 3과 도 4의 나선형 슬롯(344)과는 달리, 상기 나선형 오목부(646)는 부분적으로만 슬리브(638)속으로 침투하여 형성되어 있으며 슬리브(638)의 외부 표면(s_O)을 완전히 관통하고 있지 않다. 따라서, 슬리브(638)의 상대적으로 더 얇은(전체 슬리브 벽 두께(t_W)에 대하여) 부분(648)이 전도성 조립체(340, 342)와 기기 샤프트(322)의 보어(336)(도 3)의 사이에 배치되어 있다. 이러한 구성은, 예를 들어, 전도성 부재(340, 342)가 뻗어 있는 기기 샤프트(322)(도 3)의 리스트(328) 또는 다른 조인트가 관절운동하는 동안, 전도성 조립체(340, 342)를 마모에 대해 추가적으로 보호할 수 있다.

이제 도 7을 참고하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시례가 도시되어 있다. 도 7의 예시적인 실시례는 도 6의 예시적인 실시례와 유사하지만, 나선형 오목부(746)가 슬리브(738)의 외부 표면(s_O)에 형성되어 있다. 다시 말해서, 나선형 오목부(746)가 슬리브(738)의 외부 표면(s_O)으로부터 형성되어 있지만, 슬리브(738)의 내부 표면(s_I)까지 전체 벽 두께(t_W)를 관통하고 있지는 않다. 이러한 배치형태는 전도성 부재(340, 342)와 작동 부재(326)의 사이에 배치된 슬리브의 상대적으로 더 얇은(내부 표면과 외부 표면 사이의 슬리브의 전체 벽 두께(t_W)에 대하여) 부분(748)을 만든다. 도 6의 실시례와 같이, 오목부가 상기 슬리브의 내부 표면 속으로 부분적으로 침투해 있는 실시례와 비교하여, 도 7과 같이, 오목부가 상기 슬리브의 외부 표면 속으로 부분적으로 침투해 있는 실시례는, 전도성 부재(340, 342)가 슬리브의 외측 표면 둘레로 그리고 오목부 속으로 쉽게 감길 수 있기 때문에, 기기의 조립과 제작을 용이하게 할 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 5의 예시적인 실시례에 비하여, 도 6 및 도 7에 도시된 예시적인 실시례의 슬리브(638) 또는 슬리브(738)의 상대적으로 더 얇은 부분(648) 또는 상대적으로 더 얇은 부분(748)의 존재가 슬리브(638, 738)에 추가적인 강성과 기하학적 강도를 제공할 수 있다. 이러한 실시례에서는, 수술 기기의 청소를 용이하게 하기 위하여, 예를 들면, 액체 세제가 기기 샤프트(322)(도 3)의 내부를 순환할 수 있게 하기 위하여 슬리브(638, 738)를 관통하는 개구(예를 들면, 구멍)를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

이제 도 8을 참고하면, 본 발명의 다른 예시적인 실시례의 수술 기기(800)가 도시되어 있다. 도 8의 실시례에서는, 전도성 부재(340, 342)가 인접한 나선형 고리(helical turn)들이 서로 아주 가까이 있거나 서로 접촉하도록(다시 말해서, 전도성 부재(340, 342)의 나선형 고리들 사이에 공간이 없도록) 작동 부재(326)의 둘레로 나선형으로 감겨 있다. 다시 말해서, 전도성 부재(340, 342)의 나선형 고리들이 전도성 부재(340, 342)의 각각의 단면 크기(예를 들면, 직경, 폭, 또는 다른 단면 크기)의 약 두 배와 동일한 피치를 가질 수 있다. 도 8의 실시례 또는 본 명세서에 기술된 임의의 다른 실시례에서 전도성 부재(340, 342)의 단면 형상은 원형, 직사각형, 정사각형, 타원형, 또는 다른 형상 또는 상기 형상들의 결합 형상일 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 전도성 부재가 단일의 압출된 절연 재킷(single extruded insulating jacket) 내에 그리고 상기 절연 재킷에 의해 분리된 복수의 전도성 코어를 포함할 수 있다. 수술 기기(800)가 단 하나의 전도성 부재를 포함하고 있는 예시적인 실시례에서는, 나선형 고리들이 상기 전도성 부재의 단면 크기(예를 들면, 직경)와 동일한 피치를 가질 수 있다. 이러한 배치형태에서는, 전도성 부재의 전도성 코어를 둘러싸는 절연재(343)(도 3)가 작동 부재(326)와 기기 샤프트(322)(도 3)의 보어(도시되어 있지 않음)의 사이에 슬리브(838)를 형성한다. 상기 전도성 부재의 절연재(343)를 포함하는 슬리브(838)는 도 3과 관련하여 기술한 슬리브(338)와 동일한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 부재의 절연재(343)를 포함하는 슬리브(838)는 작동 부재(326)가 이동하는 비교적 마찰성이 낮은 저마찰면을 제공하고 작동 부재(326)가 기기 샤프트(322)(도 3)의 보어 내에서 리스트 구성요소의 날카롭거나 거친 가장자리와 접촉하는 것으로부터 보호를 제공할 수 있다. 슬리브(838)는, 작동 부재(326)가 엔드 이펙터(320)를 작동시키기 위해서 근위 방향과 원위 방향으로 이동할 때 마찬가지로 좌굴에 대비하여 지지부를 제공할 수 있다. 전도성 부재의 절연재(343)는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)와 같은 폴리머 물질, 또는 다른 예시적인 실시례에서 슬리브에 대하여 상기한 것과 같은 충분한 강도와 적절한 마찰 특성을 가지는 다른 전기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 도 8의 예시적인 실시례에서, 전도성 부재의 절연재(343)는 절연 재킷 또는 슬리브라고 할 수 있고, 전도체가 통과하는 절연재(343)의 중심에 있는 개구는 오목형 형상부라고 할 수 있다. 따라서, 상기 오목형 형상부는 전도성 부재를 둘러싸는 절연재(343)를 통하여 뻗어 있는 통로를 통하여 슬리브의 전체 두께 내에 제공되어 있다. 이제 도 9를 참고하면, 명료성을 기하기 위해서 외부 기기 샤프트가 생략되어 있는 상태로, 다른 예시적인 실시례의 수술 기기(900)의 일부분이 도시되어 있다. 이 실시례에서는, 슬리브(938)가 작동 부재(326)의 둘레에 배치되어 있다. 슬리브(938)는 전도성 조립체(340, 342)의 경로를 제공하는 오목부(950)를 포함하고 있다. 도 9의 예시적인 실시례에서는, 오목부(950)가 슬리브(938)의 길이를 따라서 직선으로 뻗어 있다. 상기 오목부(950)는, 도 3 및 도 4와 관련하여 상기한 바와 같이, 상기 슬리브(938)의 벽 두께를 완전히 관통하여 형성될 수 있다. 대체 실시형태로서, 상기 오목부(950)는, 도 6 및 도 7과 관련하여 상기한 바와 같이, 상기 슬리브(938)의 벽 두께를 부분적으로만 침투하여 형성될 수 있다. 오목부(950)가 상기 슬리브(938)의 벽 두께를 완전히 관통하여 형성되어 있지 않은 실시례에서는, 상기 슬리브(938)가 수술 기기(900)의 살균과 청소를 용이하게 하기 위하여 수술 기기의 샤프트의 내부의 도처에 액체 및/또는 기체의 유동을 가능하게 하게 하기 위해서 개구(예를 들면, 구멍, 도시되어 있지 않음)를 구비할 수 있다.

전도성 조립체(340, 342)가 기기 샤프트의 중립 만곡축(neutral bending axis)으로부터 벗어나 있기 때문에(그리고, 예를 들면, 샤프트의 보어를 통하여 뻗어 있는 작동 부재로부터 반경방향으로도 벗어나 있기 때문에), 몇몇 상황하에서는 도 9에 도시된 직선형 케이블 경로는, 리스트가 관절운동할 때 전도성 조립체(340, 342)가 인장 및/또는 압축하에 놓이는 것으로 인해 임의의 리스트의 최대 관절운동(full articulation)를 방해할 수 있다. 다시 말해서, 직선형 오목부(950)의 유효 길이는 리스트의 관절운동에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 따라서, 몇몇 예시적인 실시례에서는, 본 발명의 슬리브가 슬리브의 길이를 따라서 직선으로 형성되어 있는 하나 이상의 오목부를 가지는 형태로 구성되어 있으며 기기 샤프트의 하나 이상의 조인트 구조(예를 들면, 리스트)가 관절운동할 때 상기 길이방향의 오목부를 통하여 하나 이상의 플럭스 도관(예를 들면, 전도성 조립체(340, 342))의 길이방향의 움직임을 용이하게 하도록 추가적으로 구성되어 있다. 예를 들어, 몇몇 예시적인 실시례에서는, 하나 이상의 플럭스 도관이 기기 샤프트를 따라서 뻗을 때 약간의 느슨한 부분을 구비할 수 있다. 하나 이상의 플럭스 도관의 느슨한 부분은 조인트 구조가 관절운동할 때 플럭스 도관을 하나 이상의 슬리브 부분의 직선형 오목부를 통하여 길이방향으로 이동할 수 있게 해준다.

예를 들어, 도 11을 참고하면, 기기(1224)의 원위 부분의 단면도가 도시되어 있다. 상기 기기(1224)는 대향하는 양쪽 조(도 11은 단면도이기 때문에 도 11에는 한 개의 조(1232)만 도시되어 있다)를 포함하는 엔드 이펙터와 같은, 엔드 이펙터(1220)를 포함하고 있다. 상기 기기(1224)의 샤프트(1222)는 샤프트(1222)에 대하여 엔드 이펙터(1220)의 적어도 하나의 자유도(예를 들면, 피칭운동 및/또는 요잉운동)로 운동을 부여하도록 구성된 적어도 하나의 조인트 구조(1228)를 포함하고 있다. 상기 기기(1224)는 샤프트(1222) 내에 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254)을 포함하고 있다. 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254)는 거리 L만큼 길이방향으로 분리되어 있다. 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254) 사이의 거리 L의 간격을 둔 공간 내에는, 전도성 조립체(340, 342)에 느슨한 부분(1256)을 형성하기 위해 전도성 조립체(340, 342)가 작동 부재(1226)의 둘레로 느슨하게 감겨 있다. 느슨한 부분(1256)은 기기(1224)의 모든 조인트 구조(1228)에 근접하게 위치될 수 있거나, 조인트 구조(1228)들의 사이의 샤프트(1222)의 뻣뻣한 부분을 따라서 위치될 수 있다. 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 느슨한 부분(1256)은 샤프트(1222)의 뻣뻣한 부분(1223)에서 적어도 하나의 조인트 구조(1228)에 근접하게 배치되어 있다. 예를 들어, 샤프트(1222)의 뻣뻣한 부분(1223)은, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 리스트(228)와 리스트(229) 사이의 샤프트(222)의 일부분과 같은, 두 개의 조인트 구조의 사이에 배치된 샤프트의 일부분일 수 있다. 추가적으로 또는 대체 실시형태로서, 하나 이상의 느슨한 부분이 기기 샤프트(1222)의 모든 조인트 구조에 근접하게 배치될 수 있다(도시되어 있지 않음).

도 11의 예시적인 실시례에서, 느슨한 부분(1256)의 전도성 조립체는 느슨한 부분(1256)을 형성하기 위해서 작동 부재(1226)의 둘레로 느슨하게 감겨 있다. 다른 예시적인 실시례에서는, 느슨한 부분(1256)을 형성하기 위해서 전도성 조립체(340, 342)가 나선형 경로가 아닌 비-직선 경로를 따라서 뻗어 있다. 예를 들어, 상기 전도성 조립체는 느슨한 부분(1256)을 형성하기 위해서 대체로 S자 형상, U자 형상, 또는 다른 형태로 배치될 수 있다.

도 12는 명료성을 기하기 위해서 샤프트(1222)가 생략된 상태로 도 11의 기기(1224)를 나타내고 있다. 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254)은 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254)의 각각을 따라서 길이방향으로 형성되어 있는 직선형 오목부(1250)를 포함하고 있다. 하나 이상의 조인트 구조(1228)(도 11)가 관절운동할 때, 전도성 조립체(340, 342)에서 발생된 인장력 및/또는 압축력은 전도성 조립체(340, 342)를 오목부(1250) 내에서 이동하게 하여, 느슨한 부분(1256) 내의 전도성 조립체(340, 342)의 부분으로부터 길이를 늘이거나 느슨한 부분(1256) 내의 전도성 조립체(340, 342)의 부분의 길이를 증가시킨다. 예를 들어, 조인트 구조(1228)가, 예를 들면, 방향 1260을 따라서, 엔드 이펙터(1220)를 요잉운동으로 이동시키기 위해서 관절운동하면, 전도성 조립체(340, 342)의 일부분이 느슨한 부분(1256)으로부터 제1 슬리브 부분(1252)의 오목부(1250)속으로 당겨져 들어간다. 엔드 이펙터(1220)를 도 12에 도시된 곧은 자세로 복귀시키기 위해서 조인트 구조(1228)가 관절운동하면, 느슨한 부분(1256)으로부터 제1 슬리브 부분(1252)의 오목부(1250)속으로 당겨져 들어간 전도성 조립체(340, 342)의 추가적인 길이는 오목부(1250)의 밖으로 끌려 나와서 느슨한 부분(1256)으로 복귀된다. 마찬가지로, 엔드 이펙터(1220)를 방향 1258(예를 들면, 피칭운동) 및/또는 방향 1260(예를 들면, 요잉운동)으로 다르게 관절운동시키면, 전도성 조립체(340, 342)의 길이의 일부분이 느슨한 부분(1256)으로부터 직선형 오목부(1250)속으로 당겨져 들어가는 결과를 초래하거나 및/또는 전도성 조립체(340, 342)의 길이의 일부분이 직선형 오목부(1250)로부터 끌려 나와서 느슨한 부분(1256)으로 복귀되는 결과를 초래한다.

직선형 오목부(1250)의 회전 방향(중심선 둘레로의 각도)은 직선형 오목부(1250)를 통하여 전도체의 필요한 움직임을 감소시키기 위해 조인트 구조(1228)의 움직임의 방향에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 12를 참고하면, 조인트 구조(1228)의 운동이 주로 방향 1258(예를 들면, 피칭운동)으로 이루어지면, 직선형 오목부(1250)와 전도성 조립체(340, 342)가 방향 1258에 수직으로 배향된 평면에 놓이도록 직선형 오목부(1250)와 전도성 조립체(340, 342)가 뻗어 있게 될 수 있고, 상기 평면은 샤프트(1222)의 중심을 통과한다. 따라서, 조인트 구조(1228)가 엔드 이펙터(1220)를 방향 1258로(예를 들면, 피칭운동으로) 이동시킬 때, 전도성 조립체(340, 342)는 샤프트의 중립축과 정렬된 상태로 유지되고, 전도성 조립체(340, 342)는 조인트 구조(1228)의 움직임을 보상하기 위해 크게 움직일 필요가 없다. 마찬가지로, 조인트 구조(1228)의 대부분의 운동이 방향 1260(예를 들면, 요잉운동)으로 이루어지면, 전도성 조립체(340, 342)의 경로가, 예를 들면, 제2 슬리브 부분(1254)이 도 12에 도시되어 있는 방향으로, 90도 회전될 수 있다. 엔드 이펙터(1220)의 운동이 피칭운동과 요잉운동이 중요할 것으로 예상되는 실시례에서는, 직선형 오목부(1250)의 배치방향이, 예를 들면, 조립의 편의성이나 다른 요인에 기초할 수 있다.

느슨한 부분(1256)이 샤프트(1222)의 길이를 따라서 조인트 구조(1228)와 일치하지 않기 때문에, 제1 슬리브 부분(1252)은 작동 부재(1226)를 최대로 완전히 지지하고 작동 부재(1226)를 조인트 구조(1228) 내의 중심에 배치시킨다. 느슨한 부분(1256)의 위치는 샤프트(1222)에서 조인트 구조(1228)를 전혀 포함하지 않는 부분과 일치하도록 선택될 수 있으므로, 슬리브 부분(예를 들면, 제1 슬리브 부분과 제2 슬리브 부분(1252, 1254))은 임의의 조인트 구조(1228)를 통하여 작동 부재(1226)의 좌굴을 떠받치고 방지하기 위해서 제공된다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 기기(1224)가 복수의 슬리브 부분들 사이에 위치된 복수의 느슨한 부분(1256)을 포함할 수 있다.

도 12의 예시적인 실시례에서는, 강성 스페이서(1257)가 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254) 사이에서 작동 부재(1226)를 둘러싼다. 강성 스페이서(1257)는 제1 슬리브 부분(1252)과 제2 슬리브 부분(1254) 사이의 길이방향의 거리 L을 유지시키고 작동 부재(1226)가 상기 거리 L을 따라서 좌굴되는 것을 막는다. 강성 스페이서(1257)는 강성 스페이서(1257)의 외부 표면과 샤프트(1222)의 뻣뻣한 부분(1223)의 내부 표면 사이에서 길이 L을 따라서 전도성 부재(340, 342)의 경로 제공을 할 수 있게 할 정도로 충분히 작은 반경방향의 벽 두께를 가지고 있다. 추가적으로 또는 대체 실시형태로서, 작동 부재(1226)는 느슨한 부분(1256)의 위치에 상응하게 뻣뻣한 부분을 포함하여 상기 위치에서 강성 스페이서(1257)에 의한 작동 부재(1226)의 측면 방향의 지지에 대한 필요성을 완화(예를 들면, 배제)시킬 수 있다.

제1 슬리브 부분과 제2 슬리브 부분(1252, 1254)은, 오목부(1250)를 형성하기 위해서 추가적인 절삭이나 기계가공 단계가 필요하지 않게, 압출에 의해서 형성될 수 있다. 제1 슬리브 부분과 제2 슬리브 부분(1252, 1254)은 오목부(1250)를 통하여 전도성 부재(340, 342)가 움직이는 것을 용이하게 하기 위해서 비교적 낮은 마찰계수를 가진 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시례에서, 제1 슬리브 부분과 제2 슬리브 부분(1252, 1254)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 또는 본 발명의 다른 예시적인 실시례와 관련하여 상기한 물질들 중의 임의의 물질로 형성될 수 있다.

몇몇 예시적인 실시례에서, 본 발명의 슬리브는 조인트 구조, 예를 들면, 리스트(328)(도 4)와 조인트 구조(1228)(도 11)에 인접한 슬리브의 휨 강도(bending stiffness)를 줄이기 위해서 슬리브의 길이를 따라 존재하는 위치에 형성되어 있고 배치되어 있는 나선형 슬롯, 슬릿, 및/또는 절결부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참고하면, 슬리브(1338)의 한 실시례가 도시되어 있다. 상기 슬리브(1338)는 슬리브(1338)가 기기에 조립될 때 조인트 구조(예를 들면, 리스트(328))에 인접하여 위치되어 있는 슬리브(1338)의 부분에 형성되어 있는 나선형 릴리프(1362)를 포함하고 있다. 도 13의 실시례에서, 전도성 조립체(340, 342)(도 4)는 나선형 릴리프(1362)를 통하여 뻗어 있지 않고; 오히려, 전도성 조립체(340, 342)는 직선형 오목부(1350)를 통하여 뻗어 있으며, 슬리브(1338)는 기기의 임의의 조인트 구조가 관절운동할 때 직선형 오목부(1350)를 통하여 전도성 조립체(340, 342)의 움직임을 가능하게 하기 위해 도 11 및 도 12와 관련하여 상기한 것과 같이 느슨한 부분을 가진 기기와 결합될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기술된 슬리브들 중의 임의의 슬리브, 예를 들면, 슬리브(338)(도 4), 슬리브(638)(도 6), 슬리브(738)(도 7), 슬리브(938)(도 9), 그리고 슬리브(1252) 및 슬리브(1254)(도 11, 12)는 슬리브의 휨 강도를 줄이기 위해서 상기와 같은 릴리프를 포함할 수 있다.

나선형 릴리프(1362)는, 예를 들면, 절삭 공정에 의해서 슬리브(1338)에 형성될 수 있는 반면에, 직선형 오목부(1350)는, 예를 들면, 압출에 의해서 형성될 수 있다. 나선형 릴리프(1362)는 조인트 구조의 관절운동을 용이하게 하기 위해서 슬리브(1338)의 휨 강도을 줄일 수 있다. 상기 나선형 릴리프는, 예를 들어, 약 0.01인치(0.254mm) 내지 약 0.05인치(1.27mm)의 폭(w)을 가질 수 있다. 슬리브(1338)는 세정액이 슬리브(1338)의 외부와 슬리브(1338)의 내부 사이에서 유동할 수 있게 함으로써 청소를 용이하게 하기 위해 개구(예를 들면, 구멍(1364))를 포함하고 있다. 나선형 릴리프(1362)는 슬리브(1338)의 벽 두께를 부분적으로 또는 완전히 침투하여 형성될 수 있다. 도 13의 실시례는 나선형 릴리프(1362)를 가지고 있는 것으로 도시되어 있지만, 릴리프(1362)가 반드시 나선형으로 될 필요는 없다. 예를 들어, 슬리브(1338)는 슬리브(1338)의 둘레의 적어도 일부분에 형성되어 있거나, 슬리브(1338)를 따라서 길이방향으로 배향될 수 있거나, 슬리브(1338)의 휨 강도를 줄이는 임의의 다른 기하학적 구조나 구성을 가질 수 있는 릴리프를 포함할 수 있다.

이제 도 14를 참고하면, 본 발명에 따른 다른 실시례의 슬리브(1438)가 도시되어 있다. 상기 슬리브(1438)는 대부분의 점에서 슬리브(1338)와 유사할 수 있지만, 나선형 릴리프(1462)가 도 13에 도시된 슬리브(1338)의 나선형 릴리프(1362)의 폭보다 작은 폭(w)을 가지고 있다. 예를 들어, 나선형 릴리프(1462)는 0.01인치(0.254mm)보다 작은 폭(w)을 가질 수 있고, 상기 폭(w)은 나선형 릴리프를 형성하기 위해서 사용된 절삭 공구의 절삭 폭(다시 말해서, 커프(kerf))과 실질적으로 동일할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 나선형 릴리프(1462)가 실질적으로 제로 폭(w)을 가질 수 있고, 면도날, 칼 등과 같은, 작거나 무시해도 될 정도의 커프(kerf)를 가진 절삭 공구에 의해서 형성될 수 있다. 나선형 릴리프(1462)는 슬리브(1438)의 벽 두께를 부분적으로 또는 완전히 침투하여 형성될 수 있다. 도 13과 관련하여 상기한 것과 같이, 상기 릴리프는 반드시 나선형일 필요는 없으며, 본 발명의 범위 내에서 슬리브(1438)의 휨 강도를 줄이는데 기여하는 임의의 형상 및/또는 구성이 고려된다.

이제 도 15를 참고하면, 슬리브(1538)의 단면도가 도시되어 있다. 슬리브(1538)는 외부 직선형 오목부(1550)와 내부 직선형 오목부(1551)를 포함하고 있고, 상기 외부 직선형 오목부(1550)와 내부 직선형 오목부(1551)를 통하여 플럭스 도관(예를 들면, 전도성 조립체(340, 342))이 뻗어 있다. 도 15에는 두 개의 외부 오목부(1550)와 두 개의 내부 오목부(1551)가 도시되어 있지만, 몇몇 실시례는 내부 오목부만 포함하거나, 외부 오목부만 포함하거나, 한 개의 내부 오목부 및/또는 한 개의 외부 오목부 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 슬리브(1538)가, 도 13 및 도 14와 관련하여 상기한 나선형 릴리프(1362)와 나선형 릴리프(1462)와 같은, 나선형 릴리프를 포함하고 있다. 몇몇 예시적인 실시례에서는, 나선형 릴리프(1362, 1462)가 슬리브(1538)의 벽 두께를 부분적으로 침투하여 형성될 수 있고 내부 오목부(1551)와 교차할 수 있다. 이러한 구성은 나선형 릴리프(1362) 및/또는 나선형 릴리프(1462)를 통하여 슬리브(1538)의 내부와 슬리브(1538)의 외부 사이에 유체 경로를 제공한다. 슬리브(1338)는 다른 슬리브 실시례와 관련하여 상기한 물질들 중의 임의의 물질로 만들어질 수 있고, 예를 들면, 압출, 사출 성형, 그리고 다른 방법에 의해서 형성될 수 있다.

본 명세서에 기술되어 있고 도시되어 있는 다양한 예시적인 실시례에서, 플럭스 도관은 전기 전도체로 이루어져 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 광(light), 기체, 액체, 진공, 그리고 다른 종류의 플럭스를 전달하는 관과 같은 다른 플럭스 도관을 고려한다. 게다가, 본 명세서에 기술되어 있고 도시되어 있는 다양한 예시적인 실시례는 두 개의 전기 전도성 부재를 포함하고 있지만, 본 발명은 슬리브를 통하여 뻗어 있는 한 개의 도관, 또는 두 개보다 많은 도관과 같은, 다른 갯수의 플럭스 도관을 고려한다.

예시적인 여러 실시례를 설명하는 이 설명과 첨부된 도면은 제한적인 것으로 받아들여져서는 안된다. 이 설명과 균등물을 포함하여 청구항에 기재된 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다양한 기계적 변화, 구성적 변화, 구조적 변화, 전기적 변화, 그리고 작동적 변화가 만들어질 수 있다. 본 발명을 모호하지 않게 하기 위해서, 일부 예에서는, 잘 알려진 구조와 기술을 상세하게 도시하거나 기술하지 않았다. 두 개 이상의 도면에서 유사한 참고번호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다. 또한, 하나의 실시례와 관련하여 상세하게 설명되어 있는 요소 및 이와 관련된 특징은, 실현가능할 때는 언제나, 이러한 내용이 구체적으로 도시되거나 설명되어 있지 않은 다른 실시례에 포함될 수 있다. 예를 들어, 하나의 요소가 하나의 실시례와 관련하여서는 상세하게 설명되어 있고 제2 실시례와 관련하여서는 설명되어 있지 않은 경우, 상기 요소는 그럼에도 불구하고 제2 실시례에 포함되어 있는 것으로 주장할 수 있다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위를 위해서, 달리 표시되어 있지 않으면, 양, 백분율, 또는 비율을 나타내는 모든 숫자와, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 다른 수치값은 "약" 이라는 표현에 의해 모든 예에서 어느 정도 수정되는 것으로 이해할 수 있다. 따라서, 이에 반하는 것으로 표시되어 있지 않으면, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 한도는 본 발명이 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 대략적인 값이다. 적어도, 본 청구범위에 대해 균등론의 적용을 제한하려는 의도는 아니며, 각각의 수치 한도는 적어도 유효 숫자의 갯수를 고려하고 통상적인 반올림법을 적용하는 것에 의해 해석되어야 한다.

본 명세서와 첨부된 청구범위에 사용되어 있는 것과 같이, "하나의", "한 개의", "상기 하나의" 와 같은 단수 형태와 임의의 용어의 단수적인 사용은 명확하게 그리고 명백히 하나의 지시대상으로 제한되지 않으면, 복수의 지시대상도 포함하는 것이다. 본 명세서에 사용되어 있는 것과 같이, "... 을 포함한다"는 표현과 이 표현 문법적인 변형형태는 비제한적인 것으로 해석되므로, 여러 항목을 열거하는 것은 열거된 항목을 대체하거나 열거된 항목에 추가될 수 있는 다른 유사한 항목을 배제하는 것은 아니다.

또한, 본 설명의 용어는 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 예를 들면, "...의 밑", "... 보다 아래", "하부", "...보다 위", "상부", "근위", "원위" 등과 같은, 공간적으로 상대적인 표현은 도면에 도시되어 있는 것과 같이 한 요소나 부분의 다른 요소나 부분에 대한 관계를 설명하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 공간적으로 상대적인 표현은 도면에 도시된 위치와 방향 외에 사용시나 작동시에 있어서 장치의 상이한 위치(다시 말해서, 장소)와 방향(다시 말해서, 회전 배치형태)를 포함하는 것이다. 예를 들어, 도면에 도시된 장치가 뒤집어지면, 다른 요소나 부분의 "아래" 또는 "밑"에 있는 것으로 기술된 요소가 다른 요소나 부분의 "상부" 또는 "위"에 있는 것으로 될 수 있다. 따라서, 상기 예시적인 표현 "... 보다 아래"는 위와 아래의 위치와 방향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 다르게 배향(90도 또는 다른 방향으로 회전)될 수 있고 본 명세서에 사용된 공간적으로 상대적인 설명어는 이에 상응하게 해석될 수 있다.

본 개시 내용을 고려하면 다른 수정사항 및 대체 실시례는 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람에게 자명한 사항이 될 것이다. 예를 들면, 상기 시스템과 방법은 작동의 명료성을 기하기 위해 도면과 상기 설명에서 생략되었던 부가적인 구성요소 또는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 설명은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하며 당해 기술 분야의 전문가에게 본 발명을 수행하는 일반적인 방법을 개시하는 것이 상기 설명의 목적이다. 본 명세서에 도시되고 기술된 다양한 실시례는 예시적인 것으로 받아들여져야 한다. 여러가지 요소와 재료, 그리고 이러한 요소와 재료의 배치는 본 명세서에 도시되고 기술된 것과 교체될 수 있으며, 부품과 공정은 뒤바뀔 수 있으며, 본 발명의 특정 구조는 독립적으로 이용될 수 있고, 상기 설명의 장점을 이해하고 나면 당해 기술 분야의 전문가에게는 모든 것이 명확하게 될 것이다. 본 발명의 범위와 첨부된 청구범위를 벗어나지 않고서 본 명세서에 기술된 여러가지 요소에 대해 여러가지 변경이 가해질 수 있다.

본 명세서에 개시된 특정 예와 실시례는 비제한적인 것이며, 구조, 치수, 물질 및 방법론에 대한 여러 변경은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 만들어질 수 있다는 것을 알아야 한다.

본 발명에 따른 다른 실시례는 본 명세서와 본 명세서에 개시된 발명의 실시를 고려하면 당업자에게 자명한 사항이 될 것이다. 본 명세서와 여러가지 예는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 아래의 청구범위는, 준거법에 따라, 균등물을 포함하여 그 최대 범위로 권리가 부여되어야 한다.

Claims

수술 기기로서,
근위 단부, 원위 단부, 그리고 상기 근위 단부로부터 상기 원위 단부까지 뻗어 있는 보어를 가지고 있는 샤프트;
상기 샤프트의 원위 단부에 결합된 엔드 이펙터;
상기 샤프트의 보어를 통하여 뻗어 있으며 상기 엔드 이펙터에 작동가능하게 결합된 작동 부재;
상기 작동 부재의 둘레에 그리고 상기 샤프트의 보어 내에 배치된 슬리브; 그리고
수술용 플럭스를 상기 엔드 이펙터로 전달하도록 구성된 플럭스 도관;
을 포함하고 있고,
상기 슬리브가 상기 슬리브의 측면 벽에 오목형 형상부를 포함하고 있고, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 길이의 적어도 일부분을 따라서 뻗어 있고,
상기 플럭스 도관이 상기 샤프트의 근위 단부로부터 상기 엔드 이펙터까지 뻗어 있고, 상기 플럭스 도관이 상기 슬리브의 오목형 형상부 내에 적어도 부분적으로 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항에 있어서, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 벽 두께를 완전히 통과하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항에 있어서, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 벽 두께를 부분적으로 통과하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제3항에 있어서, 상기 측면 벽이 상기 슬리브의 내부 표면에 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제3항에 있어서, 상기 측면 벽이 상기 슬리브의 외부 표면에 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목형 형상부가 상기 슬리브의 길이의 적어도 일부분을 따라서 나선형 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제6항에 있어서,
상기 엔드 이펙터를 상기 샤프트에 결합시키는 리스트를 더 포함하고 있고, 상기 오목형 형상부가 상기 리스트의 길이에 걸쳐서 적어도 360도 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 도관이 전기 전도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제8항에 있어서, 상기 플럭스 도관이 상기 전기 전도체의 둘레에 절연재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔드 이펙터가 전기수술용 엔드 이펙터이고, 상기 플럭스 도관이 전기수술용 에너지를 상기 엔드 이펙터로 전달하는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동 부재가 상기 샤프트의 보어를 통하여 중심으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔드 이펙터를 상기 샤프트의 원위 단부에 결합시키는 조인트 구조와, 상기 조인트 구조를 관절운동시키도록 구성된 적어도 하나의 다른 작동 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 도관이 전기 절연재에 의해 둘러싸인 전기 전도성 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 도관이 상기 엔드 이펙터의 일부분과 작동가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트가 상기 엔드 이펙터와 상기 샤프트의 근위 단부의 사이에 배치된 하나 이상의 조인트 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 기기.
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