KR102648067B1 - 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치와 이를 포함하는 수술용 인스트루먼트 - Google Patents

수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치와 이를 포함하는 수술용 인스트루먼트 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 근위단에 조(Jaw)가 배치된 샤프트 유닛이 장착된 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치로서, 상기 샤프트 유닛의 원위단이 설치되는 베이스, 및 상기 샤프트 유닛의 원위단과 연결되며, 상기 조로 구동력을 전달하는 제1 커플러 유닛을 포함하고, 상기 제1 커플러 유닛은, 상기 샤프트 유닛과 함께 이동하여, 상기 조의 구동을 조절하는 이동 부재, 및 상기 이동 부재와 연결되어, 상기 이동 부재가 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 이동하도록 상기 이동 부재에 구동력을 전달하는 구동 유닛을 포함하는, 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치를 제공한다.

Description

수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치와 이를 포함하는 수술용 인스트루먼트 {DEVICE TRANSMITTING DRIVING FORCE FOR SURGICAL INSTRUMENTS AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예는 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치와 이를 포함하는 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.
의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 신체 부위를 의료용 기기를 이용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술 부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제를 야기한다.
이에 대해, 피부를 절개하는 대신 약간의 삽입공(孔)을 천공하고, 이를 통해 내시경, 복강경, 수술용 인스트루먼트(instrument), 미세수술용 현미경 등의 의료 기기를 삽입하여 체내에서 수술이 이루어지도록 하는 '복강경 수술' 내지는 '최소 침습 수술'이 각광받고 있다.
이러한, 복강경 수술 등에 사용되는 수술용 인스트루먼트는, 샤프트 유닛의 근위단에 수술 동작에 필요한 동작을 할 수 있는 조작부가 결합되고 샤프트 유닛의 원위부로부터 동력이 전달되는 구조로 이루어진다. 동력은 사용자가 파지하는 손잡이나 제네레이터로부터 발생될 수 있고, 발생된 동력은 샤프트 유닛의 원위부에 제공되는 구동력 전달 장치를 통하여 샤프트 유닛 또는 조작부로 전달 될 수 있으며, 이에 따라 수술에 필요한 각종 동작이 이루어질 수 있다.
종래의 수술용 인스트루먼트는 샤프트 유닛의 원위부에서 구동부로부터 동력을 전달하는 부분의 구조가 복잡하여, 수술용 인스트루먼트의 제작 과정에 소요되는 시간과 비용이 증가되고, 수술용 인스트루먼트의 크기가 커지는 문제점이 있었다.
이에, 수술용 인스트루먼트의 동력 전달 구조를 단순화 하여 수술용 인스트루먼트의 제작 과정에 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 수술용 인스트루먼트를 작은 크기로 제작하는 것이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예는 구동부로부터 샤프트 유닛에 동력을 전달하되 단순한 구조로 구성될 수 있는 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치와 이를 포함하는 수술용 인스트루먼트를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 근위단에 조(Jaw)가 배치된 샤프트 유닛이 장착된 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치로서, 상기 샤프트 유닛의 원위단이 설치되는 베이스, 및 상기 샤프트 유닛의 원위단과 연결되며, 상기 조로 구동력을 전달하는 제1 커플러 유닛을 포함하고, 상기 제1 커플러 유닛은, 상기 샤프트 유닛과 함께 이동하여, 상기 조의 구동을 조절하는 이동 부재, 및 상기 이동 부재와 연결되어, 상기 이동 부재가 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 이동하도록 상기 이동 부재에 구동력을 전달하는 구동 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동 부재는 상기 샤프트 유닛의 일부와 연결되되, 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 유닛은 상기 베이스에 회전가능하게 설치되는 제1 회전축, 및 상기 제1 회전축과 상기 이동 부재의 사이를 연결하는 링크 부재를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트 유닛의 일측에 배치되며, 상기 샤프트 유닛의 롤(roll) 구동을 조정하는 제2 커플러 유닛 을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 커플러 유닛은 상기 샤프트 유닛에 설치되는 1 연결 풀리, 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 제2 연결 풀리, 및 상기 제1 연결 풀리와 상기 제2 연결 풀리를 연결하되, 상기 제2 연결 풀리에서 구동력을 상기 제1 연결 풀리의 롤 운동으로 전달하는 연결 부재를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 배치되어, 상기 이동 부재에 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 샤프트 유닛, 상기 샤프트 유닛의 근위단에 장착되는 조(jaw), 및 베이스에 상기 샤프트 유닛의 원위단이 설치되며, 상기 조로 구동력을 전달하는 제1 커플러 유닛을 구비하는 구동력 전달 장치를 포함하고, 상기 제1 커플러 유닛은, 상기 샤프트 유닛과 함께 이동하여, 상기 조의 구동을 조절하는 이동 부재, 및 상기 이동 부재와 연결되어, 상기 이동 부재가 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 이동하도록 상기 이동 부재에 구동력을 전달하는 구동 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트 유닛은 앤빌 부재, 상기 앤빌 부재의 외측에 배치되며, 원위단에 상기 이동 부재가 배치되는 제1 샤프트, 및 상기 제1 샤프트의 외측에 배치되며, 상기 앤빌 부재 및 상기 제1 샤프트와 함께 롤 운동을 하는 제2 샤프트를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트 유닛은 상기 앤빌 부재, 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트를 관통하는 조인트 부재를 더 구비하고, 상기 제1 샤프트는 상기 조인트 부재가 관통하는 장공을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조는 일측이 상기 제1 샤프트에 회전가능하도록 설치되고, 타측이 상기 제2 샤프트에 회전가능하도록 설치되며, 상기 제1 샤프트가 이동하면, 상기 앤빌 부재와 상기 조가 그립력을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동력 전달 장치는 상기 샤프트 유닛의 일측에 배치되며, 상기 제2 샤프트의 롤(roll) 구동을 조정하는 제2 커플러 유닛을 더 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 유닛은 상기 베이스에 회전가능하게 설치되는 제1 회전축, 및 상기 제1 회전축과 상기 이동 부재의 사이를 연결하는 링크 부재를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 배치되어, 상기 이동 부재에 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치와 이를 포함하는 수술용 인스트루먼트에 의하면, 수술용 인스트루먼트의 동력 전달 구조를 단순화 하여 수술용 인스트루먼트의 제작 과정에 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 수술용 인스트루먼트를 작은 크기로 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 수술용 인스트루먼트와 제너레이터 유닛을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 수술용 인스트루먼트의 근위 부분에 대한 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A'을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 3의 구동력 전달 장치를 일 방향에서 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 구동력 전달 장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 8은 도 3의 수술용 인스트루먼트에서 조의 구동을 도시하는 평면도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 A 영역의 구동을 도시하는 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 8의 B 영역의 구동을 도시하는 도면이다.
도 13은 도 3의 수술용 인스트루먼트에서 샤프트 유닛의 롤 구동을 도시하는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명의 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.
명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하에서, '근위'는 수술용 인스트루먼트가 환부에 삽입되어 수술을 위하여 필요한 동작이 수행되는 부분에서 환부에 가까운 방향으로 정의하며, '원위'는 환부에 멀어지는 방향으로 정의한다.
이하에서, '롤' 방향은 샤프트 유닛이 연장되는 방향을 축으로 하는 회전 방향을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시스템(1)을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 수술 시스템(1)은 수술용 인스트루먼트(10)와 제너레이터 유닛(20)을 포함할 수 있다.
수술 시스템(1)은 의료진에 의해서 수행되는 수술 환경에 적용될 수 있다. 예를 들어, 수술 시스템(1)은 수술용 인스트루먼트(10)가 수술 로봇(미도시)의 로봇 암에 장착되는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 수술 시스템(1)은 의료진이 수술용 인스트루먼트(10)를 손으로 직접 잡거나, 다른 기구장치를 이용하여 핸들링할 수 있는 형태로 구현될 수 있다.
수술용 인스트루먼트(10)는 제네레이터 유닛(20)과 연결될 수 있다. 제네레이터 유닛(20)과 연결되는 수술용 인스트루먼트(10)는 제네레이터 유닛(20)으로부터 동력을 전달 받을 수 있다.
일 실시예로, 제너레이터 유닛(20)은 유선 또는 무선으로 수술용 인스트루먼트(10)와 연결되며, 수술용 인스트루먼트(10)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 제너레이터 유닛(20)은 수술용 인스트루먼트(10)의 조작을 위한 롤, 피치, 요 운동을 위한는 구동력을 수술용 인스트루먼트(10)에 전달할 수 있다. 또한, 제너레이터 유닛(20)은 수술용 인스트루먼트(10)의 단부에 전류를 전달하여, 수술용 인스트루먼트(10)의 소작 기능을 구현할 수 있다.
일 실시예로, 제너레이터 유닛(20)은 유선 또는 무선으로 수술용 인스트루먼트(10)와 연결되며, 수술용 인스트루먼트(10)를 제어하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 수술용 인스트루먼트(10)는 제너레이터 유닛(20)에서 생성된 제어 신호를 기초로, 수술 동작이 구현될 수 있다.
제네레이터 유닛(20)은 사용자가 수동으로 작동 가능하도록 구성되는 장치이거나, 사용자의 조작에 의하여 자동으로 작동 가능하도록 구성되는 장치일 수 있다.
일 실시예로, 제너레이터 유닛(20)이 사용자가 수동으로 작동 가능하도록 구성되는 장치의 경우, 제너레이터 유닛(20)은 사용자가 발생시키는 동력에 의하여 수술용 인스트루먼트(10)가 구동될 수 있다.
일 실시예로, 제너레이터 유닛(20)이 사용자의 조작에 의하여 자동으로 작동 가능하도록 구성되는 장치의 경우, 제네레이터 유닛(20)은 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있고, 사용자는 적어도 하나의 모터를 작동 가능하도록, 제어 신호를 제너레이터 유닛(20)에 입력할 수 있다.
일 실시예로, 사용자의 조작 직관성을 높이기 위해서, 제네레이터 유닛(20)은 사용자의 조작에 따른 모터의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 사용자의 모터에 대한 조작과 이에 대응하는 모터의 작동이 일치하도록 제어 신호의 시간 지연을 제어할 수 있다.
도 2는 도 1의 수술용 인스트루먼트(10)와 제너레이터 유닛(20)을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 수술용 인스트루먼트(10)는 원위에서 제너레이터 유닛(20)과 연결될 수 있다.
수술용 인스트루먼트(10)는 엔드 이펙터(11), 샤프트 유닛(12) 및 구동력 전달 장치(13)를 구비할 수 있다.
엔드 이펙터(11)는 수술용 인스트루먼트(10)의 근위에 배치되며, 수술 동작을 수행할 수 있다. 엔드 이펙터(11)는 수술의 종류에 따라 커터(cutter), 그립퍼(gripper) 등 다양한 동작을 수행하도록 다양한 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예로, 엔드 이펙터(11)는 하나의 조(Jaw)로 구비되며, 샤프트 유닛(12)의 일부와 회동 가능하도록 설치될 수 있다. 샤프트 유닛(12)의 구동에 의해서 조가 움직여서, 엔드 이펙터(11)는 수술 동작을 수행할 수 있다.
다른 실시예로, 엔드 이펙터는 한 쌍의 조(Jaw)로 구비되며, 각 조(jaw)가 샤프트 유닛에 회동가능하도록 설치될 수 있다. 샤프트 유닛의 구동에 의해서 한 쌍의 조가 서로 연동하여, 엔드 이펙터는 수술 동작을 수행할 수 있다.
또 다른 실시예로, 엔드 이펙터는 수술시에 동작되는 의료용 스테이플러, 내시경 등으로 구비될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서, 엔드 이펙터(11)가 하나의 조(jaw)를 구비하여, 하나의 조가 샤프트 유닛에 회동 가능하게 장착되며, 샤프트 유닛에서 전달되는 구동력으로 그립퍼 동작을 수행하는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
샤프트 유닛(12)은 수술용 인스트루먼트(10)의 근위에서 원위로 연장되며, 반경의 외측 방향으로 복수개로 부품들이 커버되도록 배치될 수 있다.
일 예로, 샤프트 유닛(12)은 앤빌(anvil) 부재(12a), 제1 샤프트(12b) 및 제2 샤프트(12c)를 구비할 수 있다.
앤빌 부재(12a)는 샤프트 유닛(12)의 중심축을 따라 연장될 수 있다. 앤빌 부재(12a)의 근위단은 엔드 이펙터(11)의 조(jaw)와 연동하여 그립력을 생성 또는 해제할 수 있다.
일 실시예로, 앤빌 부재(12a)는 제너레이터 유닛(20)과 연결되어, 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 제너레이터 유닛(20)에서 앤빌 부재(12a)에 전기에너지가 공급되어, 수술용 인스트루먼트(10)는 소작 기능을 수행할 수 있다.
제1 샤프트(12b)는 앤빌 부재(12a)의 외측을 커버하며, 앤빌 부재(12a)가 수용되는 내부 공간을 가질 수 있다. 제2 샤프트(12c)는 제1 샤프트(12b)의 외측을 커버하며, 앤빌 부재(12a) 및 제1 샤프트(12b)가 수용되는 내부 공간을 가질 수 있다.
제1 샤프트(12b) 및 제2 샤프트(12c) 중 어느 하나는 제1 커플러 유닛(14)과 연결될 수 있다. 제1 커플러 유닛(14)과 연결되는 어느 하나의 샤프트는 제1 커플러 유닛(14)의 구동에 따라 길이 방향으로 선형 이동 할 수 있다.
제1 샤프트(12b) 및 제2 샤프트(12c) 중 다른 하나는 제2 커플러 유닛(15)과 연결될 수 있다. 제2 커플러 유닛(15)과 연결되는 다른 하나의 샤프트는 제2 커플러 유닛(15)의 구동에 따라 롤 운동을 할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해서, 제1 샤프트(12b)는 제1 커플러 유닛(14)과 연결되고, 제2 샤프트(12c)는 제2 커플러 유닛(15)과 연결된 실시예를 중심으로 설명하기로 한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며 제1 샤프트(12b)가 제2 커플러 유닛(15)과 연결되어 롤 운동을 하거나, 제2 샤프트(12c)가 제1 커플러 유닛(14)과 연결되어 선형 운동을 할 수 있다.
구동력 전달 장치(13)는 제1 커플러 유닛(14)과 제2 커플러 유닛(15)을 구비할 수 있다.
제1 커플러 유닛(14)은 샤프트 유닛(12)을 선형이동시킬 수 있다. 제1 커플러 유닛(14)은 제1 샤프트(12b)와 연결되며, 제1 샤프트(12b)를 길이 방향으로 선형 이동시킬 수 있다.
제1 커플러 유닛(14)은 제1 구동 유닛(14a), 제1 연결 부재(14b) 및 이동 부재(14c)를 구비할 수 있다.
제1 구동 유닛(14a)은 이동 부재(14c)를 이동시키기 위한 구동력을 제1 연결 부재(14b)로 전달할 수 있다.
일 실시예로, 제1 구동 유닛(14a)은 구동력을 생성할 수 있는 부품으로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 구동 유닛(14a)은 모터, 액추에이터, 펌프 등과 같이 구동력을 생성하는 다양한 장치로 설정될 수 있다. 또한, 제1 구동 유닛(14a)은 형상 기억 합금(SMA)을 포함하고, 형상 기억 합금의 온도 변화에 따라 선형 왕복 운동 할 수 있는 장치로 설정될 수 있다.
다른 실시예로, 제1 구동 유닛(14a)은 외부에서 구동력을 전달 받아서, 제1 연결 부재(14b)로 구동력을 전달 할 수 있다.
제1 연결 부재(14b)는 제1 구동 유닛(14a)과 이동 부재(14c) 사이에 배치되어, 제1 구동 유닛(14a)에서 이동 부재(14c)로 구동력을 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 연결 부재(14b)는 와이어, 밴드, 체인, 밸트, 기어 등과 같은 부품으로 설정될 수 있다.
이동 부재(14c)는 제1 연결 부재(14b)와 연결되어, 제1 연결 부재(14b)의 구동에 의해서 제1 샤프트(12b)를 선형 이동시킬 수 있다.
일 실시예로, 이동 부재(14c)는 제1 샤프트(12b)와 연결되며, 이동 부재(14c)의 위치가 변화하여 제1 샤프트(12b)를 선형이동 시킬 수 있다. 즉, 이동 부재(14c)와 제1 샤프트(12b)가 함께 이동할 수 있다.
다른 실시예로, 이동 부재(14c)는 제1 샤프트(12b)와 연결되되, 이동 부재(14c)는 제1 샤프트(12b)에 구동력을 전달하여, 제1 샤프트(12b)의 위치가 조정될 수 있다. 즉, 이동 부재(14c)가 고정된 상태에서, 이동 부재(14c)가 제1 샤프트(12b)에 구동력을 전달하여 제1 샤프트(12b)의 위치가 조정될 수 있다. 예를 들어, 이동 부재(14c)와 제1 샤프트(12b)는 랙 앤 피니언 구조와 같이 설정되어, 이동 부재(14c)의 구동으로 제1 샤프트(12b)의 위치가 변화할 수 있다.
제2 커플러 유닛(15)은 샤프트 유닛(12)을 롤 운동시킬 수 있다. 제2 커플러 유닛(15)은 제2 샤프트(12c)와 연결되며, 제2 샤프트(12c)를 길이 방향을 중심축으로 롤 운동 시킬 수 있다.
제2 커플러 유닛(15)은 제2 구동 유닛(15a), 제2 연결 부재(15b) 및 회전 부재(15c)를 구비할 수 있다.
제2 구동 유닛(15a)은 회전 부재(15c)를 회전시키기 위한 구동력을 제2 연결 부재(15b)로 전달할 수 있다.
일 실시예로, 제2 구동 유닛(15a)은 전술한 제1 구동 유닛(14a)과 같이 구동력을 생성하는 모터, 액추에이터, 펌프 등과 같이 구동력을 생성하는 다양한 장치로 설정될 수 있다.
다른 실시예로, 제2 구동 유닛(15a)은 외부에서 구동력을 전달 받아서, 제2 연결 부재(15b)로 구동력을 전달 할 수 있다.
제2 연결 부재(15b)는 제2 구동 유닛(15a)과 회전 부재(15c) 사이에 배치되어, 제2 구동 유닛(15a)에서 생성된 구동력을 회전 부재(15c)로 전달할 수 있다. 예컨대, 제2 연결 부재(15b)는 와이어, 밴드, 체인, 밸트, 기어 등과 같은 부품으로 설정될 수 있다.
회전 부재(15c)는 제2 연결 부재(15b)와 연결되어, 제2 연결 부재(15b)의 구동에 의해서 제2 샤프트(12c)를 회전시킬 수 있다.
일 실시예로, 회전 부재(15c)는 제2 샤프트(12c)의 외주에 장착되며, 제2 구동 유닛(15a)의 구동에 따라 제2 샤프트(12c)와 함께 회전할 수 있다.
다른 실시예로, 회전 부재(15c)는 제2 샤프트(12c)의 외측에 고정되며, 제2 구동 유닛(15a)의 구동에 따라, 제2 샤프트(12c)에 구동력만 전달할 수 있다.
수술용 인스트루먼트(10)는 제1 커플러 유닛(14)이 구동하면, 제1 샤프트(12b)가 선형이동하여 엔드 이펙터(11)를 구동시킬 수 있다.
제1 샤프트(12b)가 길이 방향으로 왕복하면, 엔드 이펙터(11)의 조(Jaw)는 회동축을 중심으로 회동할 수 있으며, 조와 앤빌 부재(12a)는 그립력을 형성할 수 있다.
수술용 인스트루먼트(10)는 제2 커플러 유닛(15)이 구동하면, 제2 샤프트(12c)가 회전하여 샤프트 유닛(12)이 롤 운동 할 수 있다.
제2 샤프트(12c)는 앤빌 부재(12a) 및 제1 샤프트(12b)와 함께 롤 운동하도록 배치되므로, 제2 커플러 유닛(15)이 회전하면, 제2 샤프트(12c)가 회전으로 엔드 이펙터(11)도 함께 롤 운동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수술 시스템(1) 및 수술용 인스트루먼트(10)는 구동력 전달 장치(13)의 간단한 구동으로 엔드 이펙터(11)를 구동할 수 있다. 제1 커플러 유닛(14)의 이동 부재(14c)가 제1 샤프트(12b)를 선형 이동시켜서, 엔드 이펙터(11)의 그립 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 수술용 인스트루먼트(100)의 근위 부분에 대한 평면도이며, 도 5는 도 4의 A-A'을 따라 취한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 샤프트 유닛(130)과 샤프트 유닛(130)의 근위단에 장착되는 조(jaw, 110) 및 샤프트 유닛(130)의 원위단에 연결되는 구동력 전달 장치(150)를 포함할 수 있다.
수술 시에, 조(110)와 샤프트 유닛(130)의 근위단은 환부에 삽입되어 수술을 위하여 필요한 동작을 수행할 수 있다.
조(110)는 샤프트 유닛(130)의 근위단에 장착될 수 있다. 샤프트 유닛(130)의 거동에 따라 조(110)가 수술 동작을 수행하도록, 조(110)의 원위단은 샤프트 유닛(130)의 근위단에 결합할 수 있다.
조(110)는 일측이 제1 샤프트(1303)에 설치되고, 타측이 제2 샤프트(1305)에 설치될 수 있다.
조(110)의 일측은 제1 체결부(110a)에 의해서, 제1 샤프트(1303)에 회전가능하도록 설치될 수 있다. 조(110)의 타측은 제2 체결부(110b)에 의해서, 제2 샤프트(1305)에 회전가능하도록 설치될 수 있다.
제1 샤프트(1303)는 제1 커플러 유닛(153)의 구동에 의해서 선형 이동하나, 제2 샤프트(1305)는 제1 커플러 유닛(153)에서 구동력을 전달 받지 않는다. 제1 샤프트(1303)가 이동함에 따라, 조(110)의 일측은 제1 체결부(110a)도 함께 선형이동한다. 이때, 조(110)의 타측은 제2 체결부(110b)를 중심으로 회전한다. 이와 같은 조(110)의 거동에 의하여 앤빌 부재(1301)와 조(110) 사이에 그립력의 변화가 발생할 수 있다.
샤프트 유닛(130)은 근위에서 원위로 연장되는 세장형일 수 있다. 그리고, 샤프트 유닛(130)은 환부 내로 삽입될 때 주위 조직이 손상되는 것을 방지하도록 단면이 원형일 수 있다.
예를 들어, 샤프트 유닛(130)의 외면은 수술부위와 접촉되는 표면에 곡률을 형성될 수 있다. 또한, 샤프트 유닛(130)은 단면이 원형일 수 있다.
샤프트 유닛(130)은 앤빌(anvil) 부재(1301), 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 샤프트 유닛(130)은 앤빌 부재(1301)를 중심으로 방사상으로 제1 샤프트(1303) 및 제2 차례로 배치될 수 있다.
앤빌 부재(1301)는 샤프트 유닛(130)의 길이 방향을 따라 연장된다. 앤빌 부재(1301)는 샤프트 유닛(130)의 중심축으로 정의되며, 앤빌 부재(1301)의 외측에 제1 샤프트(1303)와 제2 샤프트(1305)가 배치될 수 있다.
앤빌 부재(1301)는 근위단이 조(110)와 연동되도록 배치된다. 근위단은 조(110)의 회동에 따라 환부를 그립하거나 해제할 수 있다.
일 실시예로, 앤빌 부재(1301)는 근위단이 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305) 중 적어도 하나보다 더 돌출될 수 있다. 예를 들어, 앤빌 부재(1301)의 근위단은 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305)보다 더 돌출되므로, 조(110)와 중첩 되게 배치될 수 있으며, 조(110)의 구동에 따라 커터, 그립퍼와 같은 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예로, 앤빌 부재(1301)는 단면이 둥글고 긴 막대 형태를 가질 수 있다. 앤빌 부재(1301)는 제1 샤프트(1303)와 제2 샤프트(1305)를 관통하도록 원통형의 샤프트 형태를 가질 수 있다.
앤빌 부재(1301)는 제2 커플러 유닛(155)의 구동에 따라 롤 운동을 할 수 있다. 앤빌 부재(1301)는 제2 커플러 유닛(155)이 구동되면, 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305)와 함께 길이 방향을 중심으로 롤 운동을 할 수 있다.
제1 샤프트(1303)는 앤빌 부재(1301)의 외측에서 앤빌 부재(1301)를 커버할 수 있다. 제1 샤프트(1303)는 내부에 앤빌 부재(1301)가 수용될 수 있는 빈 공간을 가지도록, 앤빌 부재(1301)보다 직경이 확장된 긴 튜브 형태일 수 있다.
제2 샤프트(1305)는 제1 샤프트(1303)의 외측에서 제1 샤프트(1303)를 커버할 수 있다. 제2 샤프트(1305)는 내부에 제1 샤프트(1303)가 수용될 수 있는 빈공간을 가지도록, 제1 샤프트(1303)보다 직경이 확장된 긴 튜브 형태일 수 있다.
샤프트 유닛(130)은, 앤빌 부재(1301), 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305)가 함께 롤 운동 가능하도록 구성될 수 있다.
샤프트 유닛(130)은, 제1 샤프트(1303)가 앤빌 부재(1301) 및 제2 샤프트(1305)에 대하여 길이 방향으로 상대적으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 샤프트 유닛(130)과 조(110)의 이동에 대해서는 아래에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 도 3의 구동력 전달 장치(150)를 일 방향에서 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 구동력 전달 장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 구동력 전달 장치(150)는 샤프트 유닛(130)의 원위단이 설치될 수 있다.
일 실시예로, 구동력 전달 장치(150)는 베이스(151), 제1 커플러 유닛(153) 및 제2 커플러 유닛(155)을 포함할 수 있다.
베이스(151)에는 샤프트 유닛(130)의 원위단, 제1 커플러 유닛(153), 제2 커플러 유닛(155)이 설치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
베이스(151)는 설치된 구성요소를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있도록 강성의 재료로 형성될 수 있다. 베이스(151)는 하나의 부품으로 형성되거나 조립의 편의성을 위하여 상부 및 하부에 배치되는 복수의 부품으로 형성될 수 있다.
베이스(151)는 구동력을 전달 받기 위하여 복수개의 노브가 하부에 배치될 수 있다. 상기 노브는 외부의 구동장치(미도시)와 연결되어, 상기 구동장치로부터 구동력을 전달 받을 수 있다. 예컨대, 돌출된 노브가 구동 장치의 홈에 장착되고, 구동 장치의 구동으로 노브가 회전할 수 있다.
제1 노브(1511)는 제1 커플러 유닛(153)의 구동 유닛(1533)과 연결될 수 있다. 제1 노브(1511)가 회전하면 구동 유닛(1533)으로 구동력이 전달되어, 제1 커플러 유닛(153)이 구동된다.
일 실시예로, 제1 노브(1511)는 한 쌍으로 구비되고, 각각의 제1 커플러 유닛(153)과 연결될 수 있다. 한 쌍의 제1 노브(1511)는 서로 반대방향으로 회동하도록 설정되며, 한 쌍의 제1 노브(1511)가 제1 커플러 유닛(153)을 구동 시킬 수 있다.
다른 실시예로, 도면에는 도시되지 않았으나 제1 노브는 하나로 구비될 수 있다. 제1 커플러 유닛(153)은 하나의 외부 구동장치에 연결되어, 구동 장치의 구동에 의해서 구동 될 수 있다.
제2 노브(1512)는 제2 커플러 유닛(155)의 제2 연결 풀리(1553)와 연결될 수 있다. 제2 노브(1512)가 회전하면, 제2 연결 풀리(1553)로 구동력이 전달되어, 제2 커플러 유닛(155)이 구동된다.
제1 커플러 유닛(153)은 조(110)에 구동력을 전달 가능하도록, 이동 부재(1531) 및 구동 유닛(1533)을 포함할 수 있다.
이동 부재(1531)는 샤프트 유닛(130)과 연결되며, 샤프트 유닛(130)의 일부 구성을 이동시킬 수 있다.
상세히, 이동 부재(1531)는 샤프트 유닛(130)과 함께 이동 가능하도록 샤프트 유닛(130)에 결합될 수 있다. 샤프트 유닛(130)의 연장 방향으로 배치될 수 있다.
이동 부재(1531)는 제1 샤프트(1303)의 원위부(1303D)에 연결될 수 있다. 제1 샤프트(1303)의 원위부(1303D)는 삽입 홈(1303G)을 구비하고, 이동 부재(1531)는 삽입 홈(1303G)에 장착될 수 있다. 이동 부재(1531)의 내주는 삽입 홈(1303G)에 장착되어, 이동 부재(1531)와 제1 샤프트(1303)는 일체로 이동할 수 있다. 따라서 이동 부재(1531)의 이동에 따라, 제1 샤프트(1303)의 원위부(1303D)도 함께 이동할 수 있다.
이동 부재(1531)는 샤프트 유닛(130) 중에서 제1 샤프트(1303)에 결합되는 반면에, 앤빌 부재(1301) 및 제2 샤프트(1305)에는 결합되지 않을 수 있다. 이동 부재(1531)의 선형 이동에 따라, 제1 샤프트(1303)는 이동 부재(1531)와 함께 이동하나, 앤빌 부재(1301) 및 제2 샤프트(1305)는 선형이동하지 않는다.
구동 유닛(1533)은 이동 부재(1531)가 이동 가능하도록, 이동 부재(1531)와 연결된다. 바람직하게 샤프트 유닛(130)의 연장 방향으로 이동 가능하도록, 구동 유닛(1533)은 이동 부재(1531)에 구동력을 전달할 수 있다.
일 실시예로, 구동 유닛(1533)은 이동 부재(1531)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 한 쌍의 구동 유닛(1533)이 각각 외부의 구동 장치(미도시)에서 구동력을 전달 받을 수 있다. 이때, 한 쌍의 구동 유닛(1533)은 이동 부재(1531)를 같은 방향으로 힘을 전달 하기 위해서, 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다.
다른 실시예로, 구동 유닛은 이동 부재의 일측에 배치될 수 있다. 도면에서는 도시되지 않았으나, 구동 유닛은 외부의 구동장치에서 구동력을 전달 받아, 이동 부재를 선형이동 시킬 수 있다. 바람직하게, 구동 유닛(1533)은 이동 부재(1531)의 중앙에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예로, 한 쌍의 구동 유닛은 이동 부재의 양측에 배치되되, 한 쌍의 구동 유닛 중 어느 하나에 구동력이 전달될 수 있다. 한 쌍의 구동 유닛은 연결 부품(미도시)을 통해서 구동력이 전달될 수 있다. 한 쌍의 구동 유닛 중 어느 하나에 구동력이 전달되면, 연결 부품(미도시)을 통해서 다른 하나에도 구동력이 전달 될 수 있다.
구동 유닛(1533)은 구동력을 전달 받는 제1 회전축(1533a)과, 제1 회전축(1533a)과 이동 부재(1531)의 사이를 연결하는 링크 부재(1533b)를 포함할 수 있다.
제1 회전축(1533a)은 제1 노브(1511)와 연결되어, 제1 노브(1511)를 통해서 구동력을 전달 받을 수 있다.
링크 부재(1533b)는 일단이 제1 회전축(1533a)에 연결되고, 타단이 이동 부재(1531)에 연결된다. 링크 부재(1533b)는 제1 회전축(1533a)과 이동 부재(1531)에 회동할 수 있도록 설치되므로, 제1 회전축(1533a)의 회전에 의해서 이동 부재(1531)를 선형이동 시킬 수 있다.
외부의 구동 장치(미도시)에서 구동력이 제1 회전축(1533a)으로 전달되면, 제1 회전축(1533a)이 회전하면서, 링크 부재(1533b)가 거동할 수 있다. 링크 부재(1533b)가 거동하면, 링크 부재(1533b)에 연결되는 이동 부재(1531)가 샤프트 유닛(130)의 연장방향으로 이동하고, 이동 부재(1531)와 연결되는 제1 샤프트(1303)도 이동 부재(1531)와 함께 연장 방향으로 이동할 수 있다.
제2 커플러 유닛(155)은 구동력 전달 장치(150)를 관통하여 설치되는 샤프트 유닛(130)의 원위단의 일측에 배치되어, 샤프트 유닛(130)의 롤 구동을 조정할 수 있다. 제2 커플러 유닛(155)은 제1 연결 풀리(1551), 제2 연결 풀리(1553) 및 연결 부재(1555)를 포함할 수 있다.
제1 연결 풀리(1551)는 샤프트 유닛(130)의 일측에 배치되어, 샤프트 유닛(130)에 설치될 수 있다. 제1 연결 풀리(1551)는 샤프트 유닛(130)에 장착되어, 샤프트 유닛(130)과 함께 롤 운동 할 수 있다.
상세히, 제1 연결 풀리(1551)는 샤프트 유닛(130)의 원위부에서 제2 샤프트(1305)의 외측에서 외주를 감싸는 상태로 설치될 수 있다. 제1 연결 풀리(1551)는 제2 샤프트(1305)와 일체로 연결되며, 제2 샤프트(1305)와 함께 롤 움직임을 구현할 수 있다.
제1 연결 풀리(1551)는 제1 샤프트(1303)에서 제2 샤프트(1305)의 원위부(1305D)와 토크 억제부(157) 사이의 구간에 배치될 수 있다. 제1 연결 풀리(1551)는 제1 샤프트(1303)에서 이동 부재(1531)와 토크 억제부(157) 사이의 구간에 설치될 수 있다. 이러한 배치로 인해서, 제1 연결 풀리(1551)와 이동 부재(1531)는 공간적으로 이격되며, 제1 연결 풀리(1551)와 이동 부재(1531)는 서로 간섭없이 독립적으로 구동 될 수 있다.
제1 연결 풀리(1551)는 외주면에 연결 부재(1555)가 장착되는 홈을 구비할 수 있다. 연결 부재(1555)는 제1 연결 부재(1555)의 홈에 장착되어, 안정적이고 손실 없이 구동력을 전달 할 수 있다.
일 실시예로, 제1 연결 풀리(1551)는 원위단(1551D)과 근위단(1551P)로 구분될 수 있다. 원위단(1551D)과 근위단(1551P)은 각각 연결 부재(1555)가 장착되는 홈을 가질 수 있다.
제2 연결 풀리(1553)는 베이스(151)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 제2 연결 풀리(1553)는 샤프트 유닛(130)에 결합된 제1 연결 풀리(1551)와 연결되어, 제1 연결 풀리(1551)가 회전 가능하도록 제1 연결 풀리(1551)에 구동력을 전달할 수 있다. 제1 연결 풀리(1551)와 제2 연결 풀리(1553)는 연결 부재(1555)를 통하여 연결될 수 있다.
제2 연결 풀리(1553)는 제2 노브(1512)와 연결되며, 제2 노브(1512)를 통해서 전달된 구동력으로 회전할 수 있다.
일 실시예로, 제2 연결 풀리(1553)는 높이 방향을 따라 제1 파트(1553a)와 제2 파트(1553b)로 구분될 수 있다. 제1 파트(1553a)와 제2 파트(1553b)에는 각각 연결 부재(1555)가 설치되며, 각각의 연결 부재(1555)는 제1 연결 풀리(1551)의 원위단(1551D)과 근위단(1551P)에 장착될 수 있다.
제1 파트(1553a)와 근위단(1551P)은 어느 하나의 연결 부재로 연결되고, 제2 파트(1553b)와 원위단(1551D)은 다른 하나의 연결 부재로 연결될 수 있다. 제1 파트(1553a)와 제2 파트(1553b)에서 각각 동력이 근위단(1551P)과 원위단(1551D)에 전달되므로, 뒤틀림 없이 구동력을 안정적으로 전달 할 수 있다.
상세히, 제1 연결 풀리(1551)는 근위단(1551P)과 원위단(1551D)에 모두 구동력이 전달되므로, 길이 방향을 따라 힘이 비교적 균일하게 분포된다. 따라서, 제1 연결 풀리(1551)는 뒤틀림이 억제되며 내구성을 유지할 수 있다.
제2 연결 풀리(1553)는 제1 파트(1553a)와 제2 파트(1553b)에 모두 구동력이 전달되므로, 높이 방향을 따라 힘이 비교적 균일하게 분포된다. 따라서, 제1 연결 풀리(1551)는 뒤틀림이 억제되며 내구성을 유지할 수 있다.
연결 부재는 제1 연결 풀리(1551)와 제2 연결 풀리(1553)를 연결할 수 있다. 연결 부재는 제1 연결 풀리(1551) 및 제2 연결 풀리(1553) 사이에서 이들을 연결하는 와이어로 마련될 수 있다.
외부의 구동 장치(미도시)에서 구동력이 제2 연결 풀리(1553)로 전달되면, 제2 연결 풀리(1553)가 회전할 수 있다. 그리고, 연결 부재(1555)를 통하여 제2 연결 풀리(1553)와 연결되는 제1 연결 풀리(1551)가 롤 구동하면서 샤프트 유닛(130)이 롤 구동할 수 있다.
일 실시에로, 제2 커플러 유닛은 샤프트 유닛의 롤 방향 회전이 정(+)방향 및 부(-)방향으로 모두 가능하도록, 제2 연결 풀리와 제1 연결 풀리를 연결하는 연결 부재는 서로 반대방향으로 감기는 2개의 와이어로 제공될 수 있다.
선택적인 실시예로, 구동력 전달 장치(150)는 토크 억제부(157)를 더 포함할 수 있다. 토크 억제부(157)는 일측이 구동력 전달 장치(150)와 연결되고 타측이 샤프트 유닛(130)과 연결될 수 있다.
수술 시 샤프트 유닛(130)의 근위단이 환부에 삽입된 상태에서 샤프트 유닛(130)이 과도하게 회전하는 경우에는 환부가 손상될 수 있다. 토크 억제부(157)는 샤프트 유닛(130)의 과도한 롤 구동을 억제할 수 있다.
구동력 전달 장치(150)는 샤프트 유닛(130)의 연장 방향으로 배치되는 탄성 부재(159)를 더 구비할 수 있다. 탄성 부재(159)는 샤프트 유닛(130)의 원위단에 배치되며, 이동 부재(1531)와 인접하게 배치될 수 있다.
탄성 부재(159)는 탄성력 및 복원력을 생성하는 부재이며, 특정 부재에 한정되지 않는다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 탄성 부재(159)가 스프링인 예를 중심으로 설명하기로 한다.
탄성 부재(159)는 일단이 이동 부재(1531)와 접촉하게 배치될 수 있다. 또한, 탄성 부재(159)는 제2 샤프트(1305)의 원위단과 접촉하게 배치될 수 있다. 탄성 부재(159)는 이동 부재(1531)나 제1 샤프트(1303)가 선형이동시에 완충력을 생성하므로, 댐핑 기능을 수행할 수 있다. 또한, 탄성 부재(159)는 탄성력을 조(110)에 추가하여, 그립력을 강화할 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시예로 탄성 부재(159)는 이동 부재(1531)의 근위부에 접촉하도록 배치될 수 있다. 탄성 부재(159)는 이동 부재(153)의 선형이동시에 압축 또는 팽창하면서 복원력을 생성할 수 있으며, 조(110)의 그립력을 부드럽게 할 수 있다.
다른 실시예로, 도면에는 도시되지 않았으나 탄성 부재(159)는 이동 부재(1531)의 원위부에 접촉하도록 배치될 수 있다. 또 다른 실시예로, 탄성 부재(159)는 제1 샤프트(1303)의 원위부(1303D)에 접촉하도록 배치될 수 있다.
도 8은 도 3의 수술용 인스트루먼트에서 조의 구동을 도시하는 평면도이고, 도 9 및 도 10은 도 8의 A 영역의 구동을 도시하는 도면이며, 도 11 및 도 12는 도 8의 B 영역의 구동을 도시하는 도면이다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 제1 커플러 유닛(153)에 의해서 조(110)의 위치가 조정될 수 있다.
제1 커플러 유닛(153)은 구동력 전달 장치(150)의 외부에서 전달되는 구동력에 의해 구동될 수 있다.
제1 회전축(1533a)으로 구동력이 전달되면, 제1 회전축(1533a)이 회전하고 링크 부재(1533b)가 거동하면서 이동 부재(1531)를 샤프트 유닛(130)의 연장 방향에 대하여 근위부 또는 원위부로 이동시킬 수 있다.
제1 커플러 유닛(153)의 이동 부재(1531)는 샤프트 유닛(130)과 연결되어, 샤프트 유닛(130)을 선형이동 시킬 수 있다. 이동 부재(1531)는 제1 샤프트(1303)의 원위부(1303D)에 연결되므로, 이동 부재(1531)의 선형이동은 제1 샤프트(1303)를 선형이동 시킬 수 있다.
도 9를 보면, 이동 부재(1531)는 제1 구동 풀리(1551)에 인접하게 배치된다.
이후 외부 구동 장치(미도시)의 구동에 의해서 제1 커플러 유닛(153)이 구동되면, 도 10과 같이 제1 회전축(1533a)은 회전하게 된다. 제1 회전축(1533a)과 링크 부재(1533b)가 이동 부재(1531)를 원위로 이동시킬 수 있다.
한 쌍의 제1 회전축(1533a)은 서로 반대 방향으로 회전하여, 이동 부재(1531)를 원위로 이동시킬 수 있다. 이때, 탄성 부재(159)가 이동 부재(1531) 및 제2 샤프트(1305)의 원위부(1305D) 중 어느 하나와 접촉하고 있으며, 탄성 부재(159)가 압축 또는 팽창되면서 제1 샤프트(1303)의 이동을 부드럽게 완충시킬 수 있다.
이동 부재(1531)는 제1 샤프트(1303)를 선형 왕복 시키면, 조(110)는 샤프트 유닛(130)에서 회동하여 그립력을 형성 또는 해제할 수 있다.
조(110)의 일측이 제1 체결부(110a)에 의해서, 제1 샤프트(1303)에 회전 가능하도록 연결되고, 조(110)의 타측이 제2 체결부(110b)에 의해서 제2 샤프트(1305)에 회전가능하도록 연결된다. 제1 샤프트(1303)가 근위부로 이동하면 제1 체결부(110a)도 함께 근위로 이동하므로, 조(110)는 제2 체결부(110b)를 중심으로 회전하게 된다.
조(110)의 회동은 엔드 이펙터에 그립력을 생성할 수 있다. 조(110)와 앤빌 부재(1301)의 근위단은 그립된 상태와 이격된 상태로 변화할 수 있으며, 그에 따라 조(110)와 앤빌 부재(1301)의 근위단은 그립력을 생성하거나 해제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 샤프트 유닛(130)에 구비되는 앤빌 부재(1301), 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305)가 함께 롤 구동가능할 수 있다. 그러나, 수술용 인스트루먼트(100)는 제1 샤프트(1303)가 앤빌 부재(1301) 및 제2 샤프트(1305)와 별개로 구동가능하도록 결합될 수 있다.
샤프트 유닛(130)은 앤빌 부재(1301), 앤빌 부재(1301)의 외측에 배치되는 제1 샤프트(1303) 및 제1 샤프트(1303)의 외측에 배치되는 제2 샤프트(1305)를 포함할 수 있다.
앤빌 부재(1301)는 앤빌 부재(1301)를 관통하는 제1 체결공(1301a)을 구비할 수 있다. 제1 샤프트(1303)는 제1 샤프트(1303)를 관통하는 제2 체결공(1303a)을 구비할 수 있다. 제2 샤프트(1305)는 제2 샤프트(1305)를 관통하는 제3 체결공(1305a)을 구비할 수 있다.
제1 체결공(1301a), 제2 체결공(1303a) 및 제3 체결공(1305a)은 서로 중첩되도록 정렬되며, 이들을 관통하는 조인트 부재(131)를 통하여 조립될 수 있다.
앤빌 부재(1301), 제1 샤프트(1303) 및 제2 샤프트(1305)는 조인트 부재(131)에 의해서 조립되므로, 제2 커플러 유닛(155)의 구동에 의해서 제2 샤프트(1305)가 롤 회전하면 앤빌 부재(1301)와 제1 샤프트(1303)도 함께 롤 운동 가능하다.
이동 부재(1531)는 제1 샤프트(1303)의 원위부(1303D)에 배치될 수 있다. 이동 부재(1531)는 제1 샤프트(1303)에 연결되는 반면에, 앤빌 부재(1301) 및 제2 샤프트(1305)에는 연결되지 않을 수 있다.
제2 체결공(1303a)은 제1 체결공(1301a) 및 제3 체결공(1305a)보다 길이 "?향으?* 더 길게 형성된 장공으로 마련될 수 있다. 제2 체결공(1303a)의 개방면적은 제1 체결공(1301a)의 개방면적이나 제3 체결공(1305a)의 개방면적보다 크게 설정될 수 있다.
제2 체결공(1303a)은 제1 샤프트(1303)의 선형이동을 허용할 수 있다. 조인트 부재(131)는 길이 방향으로 연장된 제2 체결공(1303a)을 따라 상대 운동할 수 있다.
이동 부재(1531)가 샤프트 유닛(130)의 길이 방향으로 이동하면, 이동 부재(1531)와 연결된 제1 샤프트(1303)는 제1 샤프트(1303)의 제2 체결공(1303a)의 길이(d)만큼 이동할 수 있다. 이때, 앤빌 부재(1301) 및 제2 샤프트(1305)는 조인트 부재(131)에 고정되므로 제1 샤프트(1303)의 이동에 영향을 받지 않는다.
도 13은 도 3의 수술용 인스트루먼트(1000)에서 샤프트 유닛(130)의 롤 구동을 도시하는 평면도이다.
도 9 및 도 13을 참조하면, 제2 커플러 유닛(155)은 외부 구동장치(미도시)에서 구동력을 전달 받아, 샤프트 유닛(130)을 롤 구동할 수 있다. 제1 연결 풀리(1551) 및 제2 연결 풀리(1553)는 구동력 전달 장치(150) 외부에서 전달되는 구동력에 의해 구동되며, 제2 샤프트(1305)를 롤 구동시킬 수 있다.
제2 연결 풀리(1553)로 구동력이 전달되면 제2 연결 풀리(1553)가 회전하면서, 연결 부재(1555)를 통하여 제1 연결 풀리(1551)로 구동력을 전달할 수 있다. 그리고, 연결 부재(1555)를 통하여 전달되는 구동력에 의하여 제1 연결 풀리(1551)는 롤 구동할 수 있다.
샤프트 유닛(130)의 앤빌 부재(1301), 제1 샤프트(1303), 제2 샤프트(1305)는 조인트 부재(131)에 의해서 연결될 수 있다. 제1 연결 풀리(1551)는 제2 샤프트(1305)의 외측에 고정되므로, 제1 연결 풀리(1551)가 회전하면, 조인트 부재(131)를 통하여 샤프트 유닛(130)은 전체가 롤 운동할 수 있다.
샤프트 유닛(130)이 롤 구동하면, 엔드 이펙터인 조(110)의 위치를 조정할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 인스트루먼트
20: 제너레이터 유닛
100: 수술용 인스트루먼트
110: 조(jaw)
130: 샤프트 유닛
150: 구동력 전달 장치

Claims (13)

  1. 근위단에 조(Jaw)가 배치된 샤프트 유닛이 장착된 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치로서,
    상기 샤프트 유닛의 원위단이 설치되는 베이스; 및
    상기 샤프트 유닛의 원위단과 연결되며, 상기 조로 구동력을 전달하는 제1 커플러 유닛;을 포함하고,
    상기 제1 커플러 유닛은,
    상기 샤프트 유닛의 일부와 연결되되, 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 배치되며, 상기 샤프트 유닛과 함께 이동하여, 상기 조의 구동을 조절하는 이동 부재; 및
    상기 이동 부재의 양측에 배치되며, 상기 이동 부재가 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 이동하도록 상기 이동 부재에 구동력을 전달하는 구동 유닛;을 포함하며,
    상기 구동 유닛은
    상기 베이스에 서로 다른 방향으로 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 제1 회전축; 및
    상기 제1 회전축과 상기 이동 부재의 사이를 연결하는 링크 부재;를 구비하는, 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 샤프트 유닛의 일측에 배치되며, 상기 샤프트 유닛의 롤(roll) 구동을 조정하는 제2 커플러 유닛;을 더 포함하는, 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 커플러 유닛은
    상기 샤프트 유닛에 설치되는 제1 연결 풀리;
    상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 제2 연결 풀리; 및
    상기 제1 연결 풀리와 상기 제2 연결 풀리를 연결하되, 상기 제2 연결 풀리에서 구동력을 상기 제1 연결 풀리의 롤 운동으로 전달하는 연결 부재;를 구비하는, 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 배치되어, 상기 이동 부재에 탄성력을 제공하는 탄성 부재;를 더 포함하는, 수술용 인스트루먼트의 구동력 전달 장치.
  7. 샤프트 유닛;
    상기 샤프트 유닛의 근위단에 장착되는 조(jaw); 및
    베이스에 상기 샤프트 유닛의 원위단이 설치되며, 상기 조로 구동력을 전달하는 제1 커플러 유닛을 구비하는 구동력 전달 장치;를 포함하고,
    상기 제1 커플러 유닛은,
    상기 샤프트 유닛과 함께 이동하여, 상기 조의 구동을 조절하는 이동 부재; 및
    상기 이동 부재와 연결되어, 상기 이동 부재가 상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 이동하도록 상기 이동 부재에 구동력을 전달하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 샤프트 유닛은
    앤빌 부재;
    상기 앤빌 부재의 외측에 배치되며, 원위단에 상기 이동 부재가 배치되는 제1 샤프트;
    상기 제1 샤프트의 외측에 배치되며, 상기 앤빌 부재 및 상기 제1 샤프트와 함께 롤 운동을 하는 제2 샤프트; 및
    상기 앤빌 부재, 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트를 관통하는 조인트 부재;를 구비하고,
    상기 제1 샤프트는 상기 조인트 부재가 관통하는 장공을 가지는, 수술용 인스트루먼트.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 조는
    일측이 상기 제1 샤프트에 회전가능하도록 설치되고, 타측이 상기 제2 샤프트에 회전가능하도록 설치되며,
    상기 제1 샤프트가 이동하면, 상기 앤빌 부재와 상기 조가 그립력을 생성하는, 수술용 인스트루먼트.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 구동력 전달 장치는
    상기 샤프트 유닛의 일측에 배치되며, 상기 제2 샤프트의 롤(roll) 구동을 조정하는 제2 커플러 유닛;을 더 구비하는, 수술용 인스트루먼트.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은
    상기 베이스에 회전가능하게 설치되는 제1 회전축; 및
    상기 제1 회전축과 상기 이동 부재의 사이를 연결하는 링크 부재;를 구비하는, 수술용 인스트루먼트.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 샤프트 유닛의 연장 방향으로 배치되어, 상기 이동 부재에 탄성력을 제공하는 탄성 부재;를 더 포함하는, 수술용 인스트루먼트.
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