KR102445100B1 - 수술 기구용 힘 제한 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

핸들 및 내부 구동 샤프트의 이동을 위해 피봇 지점에서 핸들에 피봇식으로 장착된 레버를 구비하는 수술 기구용 힘 제한 어셈블리. 레버는 레버 내에 위치되는 캔틸레버 스프링에 의해 구동 샤프트에 결합된다. 캔틸레버의 자유 단부는 레버의 피봇 지점으로부터 이격되고 캔틸레버 스프링의 자유 단부의 어느 한 측면 상에서 구동 샤프트 상에 위치된 정지부를 통해 구동 샤프트에 결합된다. 레버가 사용자에 의해 피봇함에 따라, 힘은 구동 샤프트를 이동시키고 캔틸레버 스프링을 편향시키며, 이에 따라 사용자가 레버의 조작을 통해 구동 샤프트에 가할 수 있는 힘의 양을 감소시키고 궁극적으로 제한한다.

Description

수술 기구용 힘 제한 어셈블리
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 2월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/626,854호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 수술 기구(surgical instrument)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 사용자가 수술 장치의 죠(jaws)에 공급할 수 있는 힘의 양을 제한하는 수술 기구용 핸들 어셈블리에 관한 것이다.
전기외과술 혈관 봉합기(electrosurgical vessel sealer)와 같은 수술 기구는 수술 기구의 핸들에 결합된 레버를 조작하는 사용자에 응답하여 조직 위로 폐쇄되는 한 쌍의 죠(jaws)를 구비할 수 있다. 죠로 전달되는 힘의 양을 제어하여 사용자가 사용 중 기구를 손상시키거나 표적 조직을 손상시키는 위험을 감소시키기 위해, 힘 제한 메커니즘은 죠로 전달되는 핸들 힘의 양을 제한하도록 핸들에 포함될 수 있다. 그러나, 이러한 힘 제한 메커니즘은 복잡하므로 제조 비용이 증가한다. 또한 많은 힘 제한 메커니즘은 수술 장치에서 상당한 양의 공간을 차지한다. 따라서, 당 업계에서는 사용자가 작고 제조하기 쉬운 수술 기구의 죠에 적용할 수 있는 힘을 제한할 수 있는 힘 제한 메커니즘이 필요하다.
본 발명은 부품 수 및 복잡성을 감소시켜서 조립 시간 및 제조 비용을 감소시키는 힘 제한 어셈블리이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 수술 기구용 힘 제한 어셈블리는 핸들 및 피봇 지점에서 팬들에 피봇식으로 장착된 레버를 포함한다. 캔틸레버 스프링(cantilever spring)은 레버에 위치되고 레버의 피봇 지점으로부터 이격된 자유 단부를 구비한다. 작은 원호를 통해 캔틸레버 스프링의 자유 단부를 이동시키는 피봇 지점을 중심으로 피봇하는 레버에 응답하여 축 방향 이동을 위해 구동 샤프트는 캔틸레버 스프링의 자유 단부에 결합된다. 일단 죠가 폐쇄 위치에 도달하면 레버가 피봇하기 때문에, 레버에 가해진 힘은 캔틸레버 스프링이 더 완전히 편향되게 하며, 이에 따라 사용자가 레버의 조작을 통해 수술 기구의 구동 샤프트에 가할 수 있는 힘의 양을 감소시킨다. 레버의 제1 단부는 구동 샤프트의 대향 측면에서 연장되는 2개의 이격된 아암을 구비할 수 있다. 캔틸레버 스프링은 구동 샤프트의 어느 한 측면에서 연장되는 2개의 이격된 플레이트를 구비할 수 있고, 2개의 이격된 플레이트 각각은 그 안에 형성된 노치를 포함한다. 핀은 레버의 제1 단부의 2개의 이격된 아암 사이에서 연장되어 캔틸레버 스프링이 부분적으로 편향된 예비 하중 상태로 캔틸레버 스프링을 결합하고 유지한다. 구동 샤프트는 그에 고정되고 캔틸레버 스프링의 2개의 이격된 플레이트에 결합된 제1 단계를 포함할 수 있다. 피봇 핀을 중심으로 피봇하는 레버는 캔틸레버 스프링의 2개의 이격된 플레이트가 제1 정지부를 밀도록 하여 구동 샤프트가 축 방향으로 이동한다. 피봇 핀을 중심으로 피봇하는 레버는 또한 캔틸레버 스프링이 예비 하중 상태보다 더 완전히 편향된 보다 굽어진 상태로 캔틸레버 스프링이 이동하게 하며, 이에 따라 레버로 사용자에 의해 가해진 힘의 일부를 흡수한다.
본 명세서에 개시되어 있다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 완전하게 이해되고 인식될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 구비하는 핸들 어셈블리의 등각 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 구비하는 핸들 어셈블리의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘의 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 위한 조립된 레버의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 핀 삽입을 도시하는 비 조립 및 예비 하중 구성의 레버 어셈블리 및 캔틸레버 스프링의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 예비 하중 구성의 힘 제한 메커니즘을 위한 레버 어셈블리 및 캔틸레버 스프링의 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 구비하는 핸들 어셈블리에 포함된 레버 어셈블리의 분해도이다.
도 8은 개방 위치의 대응하는 죠를 갖는 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 구비하는 핸들 어셈블리의 측면도이다.
도 9는 대응하는 죠가 폐쇄 위치에 있는 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 구비하는 핸들 어셈블리의 측면도이다.
도 10은 대응하는 죠가 폐쇄 위치에 있고 폐쇄 위치의 죠를 이동시키는데 필요한 것 이상으로 레버에 추가 힘이 가해지는 본 발명에 따른 힘 제한 메커니즘을 구비하는 핸들 어셈블리의 측면도이다.
유사한 번호는 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분을 지칭하는 도면을 참조하면, 도 1 및 도 2에는 죠(16)를 폐쇄하도록 핸들(12)의 레버(18)를 조작할 때 사용자가 기구(10)의 죠(16)에 가할 수 있는 힘의 양을 감소시키는 힘 제한 메커니즘(14)을 갖는 핸들(12)을 구비하는 수술 기구(10)가 도시되어 있다. 레버(18)는 핸들(12) 내의 일 단부(20)에 피봇식으로 장착되고 레버(18)가 핸들(12)에 대해 피봇될 때 종 방향으로 이동되는 구동 샤프트(22)에 결합된다. 구동 샤프트(22)의 종 방향 이동은 기구(10)의 죠(16)의 개방 및 폐쇄를 제어한다. 제2 레버(24)는 죠(16) 사이에서 연장되어 그 사이에 포획된 임의의 조직을 절단할 수 있는 절단 나이프와 같은 죠(16)와 관련된 기구를 조작하기 위해 다른 구동 샤프트에 결합될 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하여, 레버(18)는 함께 결합되어서 제2 단부(34a, 34b)가 사용자에 의한 수동 맞물림을 위해 핸들(12)로부터 연장되는 트리거(36)를 형성하도록 결합되는 2개의 반부(30a, 30b)를 포함한다. 2개의 반부(30a, 30b)는 핸들(12)의 구동 샤프트(22)를 중심으로 피봇식 장착을 위한 포크(38)를 함께 정의하는 2개의 이격된 아암(38a, 38b)를 사용하는 레버(18)의 제2 단부(20)를 형성한다. 이를 위해, 이격된 아암(38a, 38b)은 핸들(12) 내에 레버(18)를 피봇 장착하기 위한 피봇 홀(40a, 40b)을 구비한다. 캔틸레버 스프링(42)은 레버(18)의 2개의 반부(30a, 30b) 사이에 위치되고 그 안에 결합된다. 캔틸레버 스프링(42)은 일 단부(44)에서 레버(18)의 트리거(36) 내에 고정되고 포크형 자유 단부(46)를 형성하는 2개의 이격된 플레이트(46a, 46b)를 정의하도록 연장된다. 포크형 자유 단부(46)는 핸들(12) 내에 피봇식으로 장착되는 레버(18)의 포크(38)로부터 미리 정해진 거리만큼 오프셋된다. 포크(46)의 플레이트(46a, 46b)는 사용자에 의해 유지될 때 핸들(12)에 대해 근접하게 마주하는 그 안에 형성된 대응 베어링 표면(50a, 50b)을 구비한다. 도 5를 참조하면, 레버(18)의 트리거(36) 내에 캔틸레버 스프링(42)의 고정 단부(44)가 유지되는 동안 2개의 이격된 아암(38a, 38b) 사이에 위치될 때 스프링(42)의 캔틸레버 자유 단부(48)가 원위로 구부려지도록 캔틸레버 스프링(42)의 자유 단부(48)는 레버(18)의 2개의 반부(30a, 30b) 사이에서 연장되고 캔틸레버 스프링(42)과 맞물리는 결합하는 예비하중 핀(54)에 의해 부분적으로 편향된 위치에 유지된다.
도 7을 참조하여, 핸들(12)은 그 사이에 공동(62)을 정의하도록 함께 결합된 2개의 반부를 구비할 수 있는 하우징(60)을 포함한다. 공동(62)은 구동 샤프트(22) 및 힘 제한 메커니즘(14)을 수용하며, 핸들(12) 내에서 구동 샤프트(22)의 중간 섹션을 중심으로 결합될 수 있도록 레버(18)를 수용하도록 치수가 조정된다. 레버(18)는, 하우징(60)에 고정되고 레버(18)의 포크형 단부(40)의 피봇 핀 홀(40a, 40b)을 통해 공동(62)을 가로질러 연장되는 피봇 핀(64)에 의해 공동 내의 단부(20)에 피봇식으로 장착된다. 구동 샤프트(22)는 캔틸레버 스프링(42)의 포크형 단부(46) 및 레버의 포크형 단부(38) 사이에서 연장된다. 구동 샤프트(22)는 그에 고정되고 캔틸레버 스프링(42)에 근접하게 위치된 제1 정지부(66) 및 그에 고정되고 캔틸레버 스프링(42)의 원위로 위치된 제2 정지부(68)를 포함하여 캔틸레버 스프링(42)은 제2 정지부(66) 및 제2 정지부(68) 모두와 맞물리고 베어링 표면(50a, 50b)은 제1 정지부(66)를 밀어서 축 방향으로 구동 샤프트(22)를 이동시킬 수 있다.
도 8을 참조하여, 캔틸레버 스프링(42)이 예비 하중 상태에 있고 레버(18)가 미작동 위치에 있을 때, 죠(16)는 개방 위치에 있다. 레버 반부(34a)는 본 발명의 가시성을 위해 숨겨져 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 레버(18)는 사용자가 피봇 핀(64)을 중심으로 피봇 레버(18)에 어떠한 힘도 가하지 않은 해제 위치에 있다. 해제 위치에서, 캔틸레버 스프링(42)은 예비 하중되어 있지만, 캔틸레버 스프링(42)의 베어링 표면(50a, 50b)은 제1 정지부(66)에 어떠한 힘도 가하지 않았으므로, 구동 샤프트(22)는 죠(16)를 폐쇄시키는 방식으로 축 방향으로 이동하지 않았다.
도 9를 참조하여, 레버(18)가 피봇 핀(64)을 중심으로 부분적으로 피봇하고 구동 샤프트(22)를 구동하여 죠(16)를 폐쇄하도록 사용자는 레버(18)에 수동으로 힘을 가했다. 레버(18)가 피봇됨에 따라, 죠(16)가 폐쇄 위치로 구동 샤프트(22)에 의해 구동되도록 캔틸레버 스프링(42)의 자유 단부(46)는 제1 정지부(66)에 맞물려 밀어서 구동 샤프트(22)를 근접하게 이동시킨다. 전술한 바와 같이, 포크형 자유 단부(46)는 핸들(12) 내에서 레버(18)의 포크(38)의 피봇 지점으로부터 미리 결정된 거리만큼 오프셋된다. 결과적으로, 피봇 핀(64)을 중심으로 레버(18)가 피봇하는 것은 핸들(12) 내에서 작은 원호를 통해 캔틸레버 스프링(42)의 포크형 자유 단부(46)를 이동시킬 것이다. 따라서 레버(18)가 피봇하는 것은 캔틸레버 스프링(42)의 자유 단부(46)가 구동 샤프트(22)의 제1 정지부(66)를 근접하게 편향시켜서 구동 샤프트(22)가 그 종 방향 축을 따라 원위로 변환된다. 구동 샤프트(22)의 대향 단부가 죠(16)에 상호연결되어 구동 샤프트(22)의 근위 이동이 죠(16)의 각각의 죠 부재를 폐쇄 위치로 피봇하도록 강제하기 때문에, 이러한 구동 샤프트(22)의 근위 이동은 죠(16)의 폐쇄로 변환된다. 예를 들어, 구동 샤프트(22)는 죠(16)의 피봇 지점의 근접하게 위치된 슬롯을 통해 연장되는 핀을 통해 각각의 죠(16)에 결합될 수 있다. 다른 기계적 접근법이 힘 제한 메커니즘(14)의 설계에 영향을 주지 않으면서 구동 샤프트(22)의 축 방향 이동을 죠(16)의 폐쇄로 변환하는데 사용될 수 있음이 인식되어야 한다.
도 10을 참조하여, 캔틸레버 스프링(42)이 도 8의 초기 예비 하중을 넘어 고정되도록, 죠(16)가 완전히 폐쇄된 지점을 넘어 레버(18)가 피봇하는 것은 추가적인 수동 힘이 캔틸레버 스프링(42)의 추가적인 굽힘으로 변환되게 할 것이다. 캔틸레버 스프링(42)의 추가적인 굽힘은 죠(16)에 가해지는 힘에 관한 사용자 피드백을 제공하고, 보다 중요하게는 구동 샤프트(22)의 추가적인 이동보다는 캔틸레버 스프링(42)의 굽힘으로 변환되는 레버(18)에 가해지는 힘의 양을 제한한다. 따라서, 죠(16)를 폐쇄하는데 필요한 것 이상으로 연장되는 레버(18)에 가해지는 임의의 힘은 캔틸레버 스프링(42)의 추가적인 굽힘으로 흡수될 수 있으며, 이에 따라 죠(16)에 가해진 힘의 양을 제한하고 기구(10)를 손상시킬 수 있는 수동 힘의 과도한 적용을 방지할 수 있다.
죠(16)의 폐쇄에 필요한 힘의 양, 즉 제한될 힘의 양, 그뿐만 아니라 구동 샤프트(22)의 모션의 거리, 및 흡수될 수 있는 제한 양 이상의 힘의 양은 피봇 핀(64)으로부터 캔틸레버 스프링(42)의 오프셋, 캔틸레버 스프링(42)을 위해 사용되는 설계 및 재료, 등을 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 따라서, 힘 제한 메커니즘(14)은 수술 기구(10)에 요구되는 임의의 조건에 적합하도록 조정될 수 있다. 또한, 본 발명은 전기외과술 혈관 봉합기와 조합하여 설명되었지만, 힘 제한 어셈블리는 또한 힘을 제공하는데 사용되는 레버 및 사용자 핸들을 구비하는 임의의 다른 수술 기구와 조합하여 유용할 것이다. 예를 들어, 클립 인가기(clip appliers), 그라스퍼(graspers), 디섹터(dissectors), 및 다른 핸들 및 레버 작동식 기구는 또한 본 발명에 따른 힘 제한 어셈블리로부터 이익을 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 핸들;
    제1 단부에서의 피봇 지점에서 상기 핸들에 피봇식으로 장착되고 대향 단부에서 트리거를 정의하도록 상기 핸들로부터 연장되는 레버;
    상기 레버 내에 위치되고 상기 피봇 지점으로부터 이격된 자유 단부를 구비하는 캔틸레버 스프링; 및
    상기 피봇 지점을 중심으로 피봇하는 레버에 응답하여 축 방향 이동을 위해 상기 캔틸레버 스프링의 상기 자유 단부에 결합된 구동 샤프트;
    를 포함하는, 수술 기구용 힘 제한 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레버의 상기 제1 단부는 2개의 이격된 아암을 구비하는, 힘 제한 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레버의 상기 제1 단부의 2개의 이격된 아암은 상기 구동 샤프트의 대향 측면에서 연장되는, 힘 제한 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캔틸레버 스프링은 2개의 이격된 플레이트를 구비하는, 힘 제한 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2개의 이격된 플레이트는 상기 구동 샤프트의 어느 한 측면에서 연장되는, 힘 제한 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    피봇 핀은 상기 레버의 상기 제1 단부의 상기 2개의 이격된 아암 및 상기 캔틸레버 스프링 사이에서 연장되어, 상기 캔틸레버 스프링이 부분적으로 편향된 위치인 예비 하중 상태로 캔틸레버 스프링을 유지하는, 힘 제한 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 샤프트는 고정되어 상기 캔틸레버 스프링의 2개의 이격된 플레이트와 결합된 제1 정지부를 포함하는, 힘 제한 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 피봇 핀을 중심으로 피봇하는 상기 레버는 상기 캔틸레버 스프링의 상기 2개의 이격된 플레이트가 상기 제1 정지부를 밀도록 하여 상기 구동 샤프트가 축 방향으로 이동하는, 힘 제한 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피봇 핀을 중심으로 피봇하는 상기 레버는 상기 캔틸레버 스프링이 상기 예비 하중 상태보다 더 편향된 굽어진 상태로 상기 캔틸레버 스프링이 이동하게 하는, 힘 제한 어셈블리.
  10. 핸들 및 상기 핸들에 피봇식으로 장착된 레버를 구비하는 수술 기구에 가해지는 힘의 양을 제한하는 방법에 있어서,
    캔틸레버 스프링이 상기 핸들에 대해 상기 레버의 피봇 지점으로부터 이격된 자유 단부를 구비하도록 캔틸레버 스프링을 상기 레버와 연관시키는 단계 -상기 캔틸레버 스프링은 상기 레버 내에 위치됨-; 및
    상기 캔틸레버 스프링의 상기 자유 단부를 상기 수술 기구의 구동 샤프트와 결합시켜 상기 피봇 지점을 중심으로 피봇하는 상기 레버가 상기 구동 샤프트를 축 방향으로 이동시키기 위해 상기 캔틸레버 스프링이 상기 구동 샤프트에 힘을 부여하게 하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 캔틸레버 스프링은 상기 핸들에 대한 상기 레버의 이동 전에 부분적으로 편향되는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캔틸레버 스프링은 상기 레버의 이동이 상기 구동 샤프트의 원하는 이동의 미리 결정된 양을 초과할 때 더 편향되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 캔틸레버 스프링은 상기 구동 샤프트에 고정된 2개의 정지부 사이에 위치되는, 방법.
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