KR20100078562A - Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot - Google Patents

Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot Download PDF

Info

Publication number
KR20100078562A
KR20100078562A KR1020080136859A KR20080136859A KR20100078562A KR 20100078562 A KR20100078562 A KR 20100078562A KR 1020080136859 A KR1020080136859 A KR 1020080136859A KR 20080136859 A KR20080136859 A KR 20080136859A KR 20100078562 A KR20100078562 A KR 20100078562A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shaft
elbow
robot
wire
surgical
Prior art date
Application number
KR1020080136859A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100995776B1 (en
Inventor
최승욱
원종석
Original Assignee
주식회사 래보
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 래보 filed Critical 주식회사 래보
Priority to KR1020080136859A priority Critical patent/KR100995776B1/en
Priority to US13/129,334 priority patent/US20110264136A1/en
Priority to CN2009801499917A priority patent/CN102264307A/en
Priority to PCT/KR2009/007290 priority patent/WO2010068004A2/en
Publication of KR20100078562A publication Critical patent/KR20100078562A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100995776B1 publication Critical patent/KR100995776B1/en
Priority to US13/156,878 priority patent/US20110238084A1/en
Priority to US13/176,414 priority patent/US20110264113A1/en
Priority to US13/176,446 priority patent/US20110264114A1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B34/35Surgical robots for telesurgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28Surgical forceps
    • A61B17/29Forceps for use in minimally invasive surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B34/37Master-slave robots
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/71Manipulators operated by drive cable mechanisms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/003Steerable
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28Surgical forceps
    • A61B17/29Forceps for use in minimally invasive surgery
    • A61B2017/2901Details of shaft
    • A61B2017/2902Details of shaft characterized by features of the actuating rod
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B2034/301Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B2034/305Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms

Abstract

PURPOSE: An instrument for an operation, a master interface of a robot for the operation for controlling the same, and a driving method for the robot for the operation are provided to grant the particular function of corresponding to a wrist or an elbow to a shaft of the instrument by bending shaft through the manipulation of a driving unit. CONSTITUTION: A shaft(30) is combined in a driving unit(20). The shaft is expanded in a specific direction. An elbow(32) is formed in the middle of shaft. An effector(50) is combined in the end unit of shaft. The effector is operated according to the user operation about the driving unit. The shaft is bent around the elbow. The elbow is composed of the expansion unit formed in the other side of the section feature of the hinge shaft formed in one side of the section feature of the shaft and shaft. The shaft is bent around the hinge shaft to the retracting direction of the expansion unit.

Description

수술용 인스트루먼트, 이를 조작하기 위한 수술용 로봇의 마스터 인터페이스 및 수술용 로봇의 구동방법{Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot}Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot}

본 발명은 수술용 인스트루먼트, 이를 조작하기 위한 수술용 로봇의 마스터 인터페이스 및 수술용 로봇의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surgical instrument, a master interface of a surgical robot for operating the same and a method of driving the surgical robot.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기기를 사용하여 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.Medically, surgery means repairing a disease by cutting, slitting, or manipulating skin, mucous membranes, or other tissues with medical devices. In particular, open surgery to incise and open the skin of the surgical site to treat, shape, or remove the organs therein causes problems such as bleeding, side effects, patient pain, and scars.

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 이른바 '최소 침습 수술'이 각광받고 있다.On the contrary, instead of dissecting the skin, a small insertion hole is drilled, and through this, a medical device such as an endoscope, a laparoscope, a surgical instrument, a microsurgical microscope is inserted to allow surgery to be performed in the body. So-called 'minimally invasive surgery' is in the spotlight.

한편, 이러한 최소 침습 수술은 집도의에 의해 수동으로 진행될 수도 있으나, 최근에는 의사가 직접 인스트루먼트를 조작하는 대신 수술용 로봇을 사용하여 인스트루먼트를 정교하게 조작하여 수술을 수행하는 로봇 수술이 대안으로서 제시되고 있다.On the other hand, such minimally invasive surgery may be performed manually by the chief physician, but recently, a surgeon has been suggested as an alternative to the robot surgery in which the surgeon performs the operation by precisely manipulating the instrument using a surgical robot instead of manipulating the instrument directly. .

로봇 수술을 위한 수술용 로봇은, 인스트루먼트의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터 로봇과, 마스터(master) 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave) 로봇으로 이루어지며, 마스터 로봇과 슬레이브 로봇을 통합하여 구성하거나, 각각 별도의 장치로 구성하여 수술실에 배치하게 된다.Surgical robots for robotic surgery consist of a master robot that generates and transmits the necessary signals by manipulating the instrument, and a slave robot that receives signals from the master robot and directly applies the necessary operations to the patient. The master robot and the slave robot can be integrated or configured as separate devices and placed in the operating room.

슬레이브 로봇에는 수술을 위한 조작을 위해 로봇 암을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 수술용 인스트루먼트가 장착된다. 로봇 암에 장착되는 종래의 인스트루먼트(54)는 도 1에 도시된 것처럼, 복수의 구동휠이 장착된 어탭터(110)를 포함하는 구동부(108)와, 구동부(108)로부터 연장되는 샤프트(102), 그리고 샤프트(102)의 말단(106)에 장착되어 수술 부위에 삽입되는 집게 형태의 이펙터(112)로 이루어진다.The slave robot is provided with a robot arm for operation for surgery, the surgical instrument is mounted on the tip of the robot arm. The conventional instrument 54 mounted to the robot arm includes a drive unit 108 including an adapter 110 mounted with a plurality of drive wheels, and a shaft 102 extending from the drive unit 108, as shown in FIG. And it is made of a forceps 112 of the forceps type mounted on the end 106 of the shaft 102 and inserted into the surgical site.

종래의 인스트루먼트(54)는 어탭터(110)에 장착되며 이펙터(112)의 각 부분과 와이어로 풀리 결합된 복수의 구동휠(미도시)을 회전시켜 이펙터(112)의 각 부분을 움직이게 되며, 수동식 인스트루먼트의 경우에도 집도의가 구동부를 조작하여 이펙터를 움직임으로써, 수술 부위를 집거나 자르게 된다.Conventional instrument 54 is mounted to the adapter 110 and rotates a plurality of driving wheels (not shown) coupled to each part of the effector 112 by wires to move each part of the effector 112, manual In the case of the instrument, the surgeon manipulates the driving unit to move the effector, thereby picking up or cutting the surgical site.

그러나, 종래의 수술용 인스트루먼트는 수술 부위에 하나의 삽입공을 천공하여 수행하는 수술, 예를 들면 싱글 포트 액세스 수술(Single port access surgery)이나 미세 수술(microsurgery) 등의 경우에, 하나의 삽입공을 통해 복강경이나 인 스트루먼트를 모두 삽입하여 수술이 수행되므로, 삽입된 인스트루먼트를 자유롭게 움직이지 못한다는 한계가 있었다.However, the conventional surgical instrument is one insertion hole in the case of surgery performed by drilling one insertion hole in the surgical site, for example, single port access surgery or microsurgery Since the operation is performed by inserting all of the laparoscope or the instrument, there was a limitation that the inserted instrument could not move freely.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The background art described above is technical information possessed by the inventors for the derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and is not necessarily a publicly known technique disclosed to the general public before the application of the present invention.

본 발명은 여러 개를 한꺼번에 사용하더라도 서로 간섭되거나 충돌하지 않고, 집도의가 직접 손을 사용하는 것처럼 직관적으로 조작할 수 있는 수술용 인스트루먼트를 제공하는 것이다. 본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The present invention is to provide a surgical instrument that can be operated intuitively as if the surgeon uses the hand directly, without interfering or colliding with each other even when using several at once. Technical problems other than the present invention will be easily understood through the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동부와, 구동부에 결합되어 일방향으로 연장되며, 그 중간에 엘보우(elbow)가 형성된 샤프트와, 샤프트의 말단부에 결합되며, 구동부에 대한 사용자 조작에 상응하여 작동되는 이펙터(effector)를 포함하되, 샤프트는 엘보우를 중심으로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다.According to an aspect of the present invention, the drive unit, coupled to the drive unit is extended in one direction, the shaft is formed with an elbow (elbow) in the middle, the effector is coupled to the distal end of the shaft and operated in response to a user operation on the drive unit Surgical instruments are provided, including an effector, wherein the shaft is curved about the elbow.

엘보우는, 샤프트의 단면상의 일측에 형성되는 힌지축과, 샤프트의 단면상의 타측에 형성되는 신축부로 이루어지며, 샤프트는 힌지축을 중심으로 신축부가 수축되는 방향으로 굴곡될 수 있다. 신축부에는, 샤프트가 곧게 펴지도록 신축부가 신장되는 방향으로, 또는 샤프트가 굴곡되도록 신축부가 수축되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성체가 포함될 수 있다. 이 경우, 구동부는 구동자를 포함하고, 구동자와 엘보우 부근의 소정 지점은 와이어로 연결되며, 구동자를 조작하여 와이어에 장력을 인가함으로써, 샤프트는 엘보우를 중심으로 굴곡될 수 있다.The elbow consists of a hinge shaft formed on one side on the cross section of the shaft and an elastic portion formed on the other side on the cross section of the shaft, and the shaft may be bent in a direction in which the elastic portion contracts about the hinge axis. The expansion and contraction portion may include an elastic body that applies an elastic force in a direction in which the expansion and contraction portion is extended to straighten the shaft or in a direction in which the expansion and contraction portion is contracted so that the shaft is bent. In this case, the driver includes a driver, and the driver and a predetermined point near the elbow are connected by wires, and the shaft can be bent about the elbow by applying tension to the wire by manipulating the driver.

엘보우는 샤프트 상에 복수로 형성될 수 있으며, 복수의 엘보우는 샤프트가 서로 반대 방향으로 굴곡되도록 형성되어, 샤프트가 굴곡됨에 따라 이펙터가 구동부에 근접하도록 이동할 수 있다.The elbow may be formed in plural on the shaft, and the plurality of elbows may be formed such that the shafts are bent in opposite directions to each other so that the effector may move closer to the driving unit as the shaft is bent.

샤프트는 플렉서블한 재질의 심재와, 심재를 감싸며 그 일부에 엘보우가 형성되는 가이드 부재를 포함하며, 심재는 가이드 부재가 굴곡됨에 따라 굴곡될 수 있다. 이 경우, 가이드 부재는 수술용 트로카(trocar)로 사용될 수 있다.The shaft includes a flexible core and a guide member surrounding the core and having an elbow formed thereon, and the core may be bent as the guide member is bent. In this case, the guide member can be used as a surgical trocar.

가이드 부재의 엘보우 부근에는 와이어가 연결되며, 와이어에 장력을 인가함으로써, 가이드 부재는 엘보우를 중심으로 굴곡될 수 있다. 가이드 부재에는 구동휠이 결합되고, 와이어는 구동휠에 연결되며, 구동휠을 조작함으로써 와이어에 장력이 인가될 수 있다. 이 경우, 구동부는 구동자를 포함하고, 구동휠은 구동자에 연결되어 구동자의 조작에 연동하여 조작될 수 있다.A wire is connected near the elbow of the guide member, and by applying tension to the wire, the guide member can be bent around the elbow. The driving member is coupled to the guide member, the wire is connected to the driving wheel, and tension may be applied to the wire by manipulating the driving wheel. In this case, the driving unit includes a driver, and the driving wheel may be connected to the driver to be operated in conjunction with the operation of the driver.

와이어는 샤프트의 표면에 노출되도록 설치되어, 와이어에 장력이 인가되어 샤프트가 굴곡됨에 따라 와이어가 샤프트의 외부로 인출될 수 있다. 이 경우, 샤프트는 원통형으로 형성되고, 와이어는 샤프트의 외주연의 일부를 이루는 형태로 형 성될 수 있다. 또한, 샤프트는, 그 단면에 와이어가 수용되는 통로가 천공된 형태로 형성될 수 있다.The wire is installed to be exposed to the surface of the shaft, and as the tension is applied to the wire, the wire may be drawn out of the shaft as the shaft is bent. In this case, the shaft is formed in a cylindrical shape, the wire may be formed in a form forming a part of the outer periphery of the shaft. In addition, the shaft may be formed in a shape in which a passage through which a wire is accommodated in a cross section thereof is perforated.

구동부는 수술용 로봇 암에 커플링(coupling)되어, 로봇으로부터 구동력을 전달받아 조작되거나, 조작자에 의해 수동으로 조작되는 핸들 형태로 형성될 수 있다.The drive unit is coupled to the surgical robot arm (coupling), it may be formed in the form of a handle that is operated by receiving a driving force from the robot, or manually operated by the operator.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 슬레이브 로봇에 장착되는 수술용 인스트루먼트를 조작하여 로봇 수술을 수행하기 위해, 슬레이브 로봇에 연결되는 마스터 로봇에 장착되는 인터페이스(interface)로서, 인스트루먼트가 작동되도록 소정의 조작 신호를 생성하는 엘보우 핸들을 포함하되, 인스트루먼트의 샤프트에는 엘보우가 형성되고, 샤프트는 엘보우를 중심으로 굴곡되며, 엘보우 핸들은 샤프트가 굴곡되도록 조작 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 인터페이스가 제공된다. 이 경우, 엘보우 핸들은 조작자의 팔꿈치에 장착되어, 팔꿈치의 움직임에 따라 작동될 수 있다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, in order to operate the surgical instrument mounted on the slave robot to perform the robot surgery, as an interface (interface) mounted to the master robot connected to the slave robot, the predetermined operation to operate the instrument Including an elbow handle for generating a manipulation signal, an elbow is formed on the shaft of the instrument, the shaft is bent around the elbow, the elbow handle is a master of the surgical robot, characterized in that for generating the manipulation signal to bend the shaft An interface is provided. In this case, the elbow handle is mounted on the elbow of the operator and can be operated according to the movement of the elbow.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 마스터(master) 로봇에 슬레이브(slave) 로봇을 연결하고, 마스터 로봇을 조작하여 슬레이브 로봇에 장착된 수술용 인스트루먼트를 구동시키는 방법으로서, (a) 조작자의 팔꿈치에 장착되도록 마스터 로봇에 구비된 엘보우 핸들의 움직임에 상응하여 소정의 조작 신호를 생성하는 단계, (b) 조작 신호를 인스트루먼트의 샤프트의 굴곡 작동에 대응하는 구동 신호로 변환하는 단계, 및 (c) 구동 신호를 슬레이브 로봇으로 전송하는 단계를 포함하는 수술용 로봇의 구동방법이 제공된다. 또한, 단계 (c) 이후에, (d) 구동 신호 를 이용하여, 조작자의 팔꿈치의 움직임에 상응하도록 샤프트를 굴곡시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of connecting a slave robot to a master robot and operating a surgical instrument mounted on the slave robot by operating the master robot, the method comprising: (a) an operator Generating a predetermined operation signal corresponding to the movement of the elbow handle provided in the master robot to be mounted on the elbow, (b) converting the operation signal into a drive signal corresponding to the bending operation of the shaft of the instrument, and (c There is provided a driving method of a surgical robot comprising the step of transmitting a drive signal to a slave robot. In addition, after step (c), (d) using the drive signal may further include the step of bending the shaft to correspond to the movement of the elbow of the operator.

이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다. 전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.These general and specific aspects may be practiced using systems, methods, computer programs, or any combination of systems, methods, computer programs. Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수술용 인스트루먼트의 샤프트에 엘보우를 형성하고 구동부를 조작하여 샤프트가 구부러지도록 작동시킴으로써, 인스트루먼트의 샤프트에 손목이나 팔꿈치에 상응하는 관절 기능을 부여할 수 있으며, 이에 따라 마치 집도의가 직접 손으로 수술을 수행하는 것처럼 직관적인 조작이 가능하게 된다.According to a preferred embodiment of the present invention, by forming an elbow on the shaft of the surgical instrument and operating the drive to bend the shaft, it is possible to impart a joint function corresponding to the wrist or elbow to the shaft of the instrument, accordingly Intuitive operation is possible as the surgeon performs the surgery by hand.

또한, 인스트루먼트의 샤프트가 필요에 따라 구부러지므로, 하나의 삽입공을 통해 서로 다른 방향에서 여러 개의 인스트루먼트를 삽입하더라도 각 인스트루먼트의 이펙터가 특정 수술 부위를 향하도록 샤프트를 굴곡시켜 사용할 수 있으며, 따라서 복수의 인스트루먼트를 한꺼번에 사용하더라도 서로 간섭되거나 충돌하지 않아 효과적인 '최소 침습 수술'을 구현할 수 있다.In addition, since the instrument's shaft is bent as needed, even if multiple instruments are inserted in different directions through one insertion hole, the effector of each instrument can be used to bend the shaft toward a specific surgical site, and thus a plurality of instruments can be used. Even when instruments are used together, they do not interfere or collide with each other, enabling effective 'minimally invasive surgery'.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또 는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엘보우 부분을 나타낸 확대도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 인스트루먼트(10), 구동부(20), 샤프트(30), 엘보우(32), 힌지축(34), 신축부(36), 이펙터(50)가 도시되어 있다.2 is a conceptual diagram showing a surgical instrument according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an enlarged view showing the elbow portion of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention. 2 and 3, an instrument 10, a driver 20, a shaft 30, an elbow 32, a hinge shaft 34, an expandable portion 36, and an effector 50 are shown.

본 실시예는, 수술용 인스트루먼트의 샤프트(30)의 중간에 엘보우(elbow) 구조를 적용하여 샤프트(30)가 중간에서 굴곡되도록 제작함으로써, 수술 과정에서 샤프트(30)의 말단부, 즉 이펙터(effector)(50)를 체내에 삽입시킨 상태에서 마치 수술자의 팔을 직접 체내에 넣어 조작하는 것처럼 수술용 인스트루먼트를 조작할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In this embodiment, by applying an elbow (elbow) structure in the middle of the shaft 30 of the surgical instrument to make the shaft 30 bent in the middle, the end of the shaft 30, that is, the effector (effector) during the surgical procedure In the state in which the 50 is inserted into the body, it is possible to operate the surgical instrument as if the operator's arm is directly put into the body.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)는 구동부(20)와, 구동부(20)로부터 일방향으로 연장되는 샤프트(30), 그리고 샤프트(30)의 말단에 결합된 이펙터(50)로 이루어진다. 로봇 수술용 인스트루먼트의 경우 구동부(20)는 수술용 로봇에 장착되어 수술용 로봇으로부터 구동력을 전달받는 부분이고, 수동 인스트루먼트의 경우 구동 부(20)는 조작자가 손으로 잡아 조작함으로써 사람의 손에 의해 직접 구동력이 전달되는 부분이다.The instrument 10 according to the present exemplary embodiment includes a driver 20, a shaft 30 extending in one direction from the driver 20, and an effector 50 coupled to an end of the shaft 30. In the case of a robot surgical instrument, the driving unit 20 is a part that is mounted on the surgical robot and receives a driving force from the surgical robot. In the case of a manual instrument, the driving unit 20 is operated by a human hand by an operator by hand. This is where the direct driving force is transmitted.

이러한 구동부(20)에는 로봇의 액츄에이터와 맞물리는 구동휠 또는 구동자가 설치되거나, 조작자가 손으로 잡아 움직이는 휠, 레버, 스위치 등이 설치될 수 있다. 로봇으로부터 구동력을 받아, 또는 조작자가 수동으로 구동부(20)를 조작하면 그에 따라 이펙터(50)가 집게 동작, 회전, 틸팅 등의 방식으로 움직여 수술에 필요한 동작을 구현하게 된다.Such a driving unit 20 may be provided with a driving wheel or a driver engaged with the actuator of the robot, or a wheel, a lever, a switch, etc., which the operator moves by hand. Receiving a driving force from the robot, or when the operator manually manipulates the drive unit 20, the effector 50 moves according to the forceps operation, rotation, tilting, etc. to implement the operation required for surgery.

즉, 본 실시예에 따른 구동부(20)는, 로봇 수술용 인스트루먼트의 경우 수술용 로봇 암에 커플링(coupling)되어 로봇으로부터 구동력을 전달받아 조작되는 형태로, 수동 인스트루먼트의 경우 조작자에 의해 수동으로 조작되는 핸들 형태로 구현될 수 있다.That is, the driving unit 20 according to the present embodiment is coupled to the surgical robot arm in the case of a robotic surgical instrument and is operated by receiving a driving force from the robot. In the case of a manual instrument, the operator manually It may be implemented in the form of a handle to be manipulated.

샤프트(30)는 일방향으로 연장된 직선 형상으로 형성되며, 통상 원통형 등 관(管)형 부재를 사용함으로써, 구동부(20)로부터 구동력이 이펙터(50)로 전달되도록 구동부(20)와 이펙터(50)의 각 부분을 연결하는 풀리 와이어가 샤프트(30) 내에 수용되도록 한다. 이에 따라 구동부(20)의 각 부분을 조작하면 그에 연결된 풀리 와이어를 통해 이펙터(50)의 각 부분이 움직이는 것이다.The shaft 30 is formed in a straight line shape extending in one direction, and by using a tubular member such as a cylindrical body, the driving unit 20 and the effector 50 so that the driving force is transmitted from the driving unit 20 to the effector 50. The pulley wires connecting the respective portions of the c) are accommodated in the shaft 30. Accordingly, when manipulating each part of the driving unit 20, each part of the effector 50 is moved through the pulley wire connected thereto.

본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)는 도 2에 도시된 것처럼, 그 중간에 엘보우(32)가 형성되어 샤프트(30)가 엘보우(32)를 중심으로 굴곡되도록 한 것이다. 엘보우(32)는 직선 부재인 샤프트(30)가 소정 각도로 구부러지도록 하는 관절 역할을 하는 부위로서, 샤프트(30) 전체, 또는 엘보우(32) 부분을 주름관 이나 벨로우즈 형상으로 제작함으로써 엘보우(32)의 역할을 하도록 할 수도 있다.As shown in FIG. 2, the shaft 30 of the instrument 10 according to the present exemplary embodiment has an elbow 32 formed therein so that the shaft 30 is bent around the elbow 32. The elbow 32 serves as a joint to allow the shaft 30, which is a straight member, to bend at a predetermined angle. The elbow 32 is manufactured by forming the entire shaft 30 or the elbow 32 into a corrugated pipe or a bellows shape. It can also play a role in.

한편, 본 실시예에 따른 엘보우(32)는 도 3에 도시된 것처럼 샤프트(30)의 단면상에 있어서, 한쪽에는 힌지축(34)을 형성하고 다른 한쪽은 신축가능한 구조로 구성할 수 있다. 이로써 샤프트(30)는 엘보우(32)를 중심으로, 보다 구체적으로는 힌지축(34)을 중심으로 신축부(36)가 수축되는 방향으로 굴곡된다. 이처럼, 본 실시예에 따른 샤프트(30)는 그 중간에 형성되는 엘보우(32)의 구조에 따라 샤프트(30)가 구부러지는 방향 및 구부러지는 정도가 정해질 수 있다.On the other hand, the elbow 32 according to the present embodiment, as shown in Figure 3, on the cross section of the shaft 30, one side may form a hinge axis 34 and the other side can be configured in a flexible structure. As a result, the shaft 30 is bent in the direction in which the elastic portion 36 is contracted about the elbow 32, and more specifically, about the hinge axis 34. As such, according to the structure of the shaft 30 according to the present embodiment, the direction in which the shaft 30 is bent and the degree of bending may be determined according to the structure of the elbow 32 formed therebetween.

신축부(36)는, 샤프트(30)가 구부러지거나 펴지더라도 그 형상이 유지되도록 하기 위한 구성요소로서, 주름관이나 벨로우즈 형상, 또는 신축성 있는 재질로 구성할 수 있다.The elastic part 36 is a component for maintaining the shape even when the shaft 30 is bent or extended, and may be made of a corrugated pipe, a bellows shape, or an elastic material.

나아가, 신축부(36)에는, 신축부가 신장되는 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성체가 포함될 수 있다. 즉, 신축부에는 스프링 등의 탄성체를 더 포함시키고, 힌지축에는 신축부가 과도하게 신장되지 않도록 스토퍼(stopper) 등을 형성하여, 평상시에는 샤프트가 곧게 펴져 있다가, 와이어 등을 이용하여 잡아당김에 따라 신축부가 수축되어 샤프트가 엘보우를 중심으로 꺾이고, 와이어에 의한 장력이 제거되면 탄성체의 복원력에 의해 샤프트가 다시 원래 상태로 곧게 펴지도록 구성할 수도 있다.In addition, the elastic part 36 may include an elastic body that provides an elastic force in a direction in which the elastic part is extended. That is, the expansion and contraction portion further includes an elastic body such as a spring, and the hinge shaft is formed with a stopper or the like so that the expansion and contraction portion is not excessively extended. Accordingly, the elastic portion is contracted, the shaft is bent around the elbow, and when the tension is removed by the wire may be configured to straighten the shaft back to its original state by the restoring force of the elastic body.

또는, 신축부(36)에, 신축부가 수축되는 방향으로 탄성력을 부여하는 스프링 등의 탄성체를 더 포함시켜, 평상시(힘을 가하지 않았을 때)에는 샤프트가 꺾여 있다가, 와이어 등을 이용하여 힘을 가함에 따라 신축부가 신장되어 샤프트가 곧게 펴지도록 하고, 외력이 제거되면 탄성체의 복원력에 의해 샤프트가 다시 원래 상태로 접히도록 구성함으로써, 수술 과정에서의 안전을 제고할 수 있다.Alternatively, the expansion and contraction portion 36 further includes an elastic body such as a spring that imparts an elastic force in the direction in which the expansion and contraction portion contracts, and the shaft is bent at normal times (when no force is applied). By applying the expansion and contraction to expand the shaft to straighten, when the external force is removed by the restoring force of the elastic body by configuring the shaft to be folded back to its original state, it is possible to enhance the safety in the surgical process.

이하, 도 3에 도시된 엘보우 구조를 예로 들어 본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the instrument 10 according to the present embodiment will be described by taking the elbow structure shown in FIG. 3 as an example.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태도이다. 도 4를 참조하면, 구동부(20), 구동자(22), 샤프트(30), 엘보우(32), 힌지축(34), 신축부(36), 와이어(44)가 도시되어 있다.4 is an operational state diagram of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the driver 20, the driver 22, the shaft 30, the elbow 32, the hinge shaft 34, the stretchable part 36, and the wire 44 are illustrated.

본 실시예에 따라 엘보우(32)가 형성된 샤프트(30)는 와이어(44)의 장력에 의해 작동될 수 있다. 즉, 엘보우(32) 근처에 와이어(44)를 연결하여 구동부(20)에 연결하고, 구동부(20)를 조작하여 와이어(44)에 인장력을 가함으로써 샤프트(30)가 엘보우(32)를 중심으로 접혀지도록 할 수 있다.According to the present embodiment, the shaft 30 in which the elbow 32 is formed may be operated by the tension of the wire 44. That is, the wire 30 is connected to the driving unit 20 by connecting the wire 44 near the elbow 32, and the shaft 30 is centered on the elbow 32 by applying a tensile force to the wire 44 by operating the driving unit 20. Can be folded.

구동부(20)에 와이어(44)가 연결되는 부분을 구동자(22)라 할 때, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)는 구동자(22)의 조작에 의해 엘보우(32)를 중심으로 굴곡되는 것이다. 한편, 구동부(20)에는 이펙터(50)를 작동시키기 위한 다른 구동자(22)가 구비될 수 있으며, 그 다른 구동자(22)에는 이펙터(50)와 연결되는 다른 와이어가 연결될 수 있다. 이펙터(50)를 작동시키는 구동자(22) 및 그에 연결된 와이어의 구조, 기능, 작동방식 등에 대한 상세한 설명은 생략하며, 이하 별도의 한정 없이 '구동자' 및 '와이어'로 설명된 구성요소는 샤프트(30)를 굴곡시키는 역할을 하는 구동자(22) 및 와이어(44)를 의미한다.When the part in which the wire 44 is connected to the driver 20 is called the driver 22, the shaft 30 of the instrument 10 according to the present exemplary embodiment has the elbow 32 by the operation of the driver 22. Will be bent around. On the other hand, the driver 20 may be provided with another driver 22 for operating the effector 50, the other driver 22 may be connected to another wire connected to the effector 50. Detailed description of the structure, function, operation method, etc. of the driver 22 and the wires connected to the effector 50 will be omitted. Hereinafter, the components described as 'driver' and 'wire' are not limited. Means the driver 22 and the wire 44 which serves to bend the shaft 30.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 샤프트(30)는 원통형 등의 관(管)형 부 재로 이루어질 수 있으며, 이 경우 와이어(44)는 샤프트(30) 내에 수용되어 샤프트(30)의 길이방향을 따라 연장되어 엘보우(32) 부근의 소정 지점에 연결될 수 있다.As described above, the shaft 30 according to the present embodiment may be formed of a tubular member such as a cylindrical shape, and in this case, the wire 44 is accommodated in the shaft 30 and the longitudinal direction of the shaft 30. It may extend along and be connected to a predetermined point near the elbow (32).

도 4에 도시된 것처럼, 본 실시예에 따른 샤프트(30)에는 복수의 엘보우(32)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예 따른 샤프트(30)를 사람의 팔에 비유해 보면, 도 4에 도시된 엘보우(32)는 각각 팔꿈치와 손목의 관절에 상응하는 것으로 볼 수 있다.As shown in FIG. 4, a plurality of elbows 32 may be formed in the shaft 30 according to the present embodiment. For example, if the shaft 30 according to the present embodiment is compared to the human arm, the elbow 32 shown in FIG. 4 may correspond to the elbow and the wrist joint, respectively.

한편, 샤프트(30)를 굴곡시킴에 따라 그 단부에 결합된 이펙터(50)가 구동부(20)에 근접하거나 이격되도록 작동시킬 경우에는 샤프트(30)가 지그재그 형상으로 접혀지도록, 즉 각 엘보우(32)에서 샤프트(30)가 서로 반대 방향으로 굴곡되도록 엘보우(32) 구조를 형성할 수 도 있다. 이로써, 팔꿈치 관절과 손목 관절의 작동에 따라 사람의 손이 어깨에 근접하거나 이격되는 것처럼, 각 엘보우(32)를 중심으로 샤프트(30)를 구부리거나 폄에 따라 이펙터(50)가 구동부(20)에 근접 또는 이격되도록 이동시킬 수 있다.Meanwhile, when the effector 50 coupled to the end of the shaft 30 is bent, the shaft 30 is folded in a zigzag shape, that is, each elbow 32. The elbow 32 may be formed such that the shaft 30 is bent in opposite directions from each other. As a result, the effector 50 may be driven by bending or squeezing the shaft 30 about each elbow 32 as if the human hand is close to or separated from the shoulder according to the operation of the elbow joint and the wrist joint. Can be moved close to or spaced apart.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태도이다. 도 5를 참조하면, 구동부(20), 구동자(22), 샤프트(30), 엘보우(32), 힌지축(34), 신축부(36), 심재(38), 가이드 부재(40), 구동휠(42), 와이어(44)가 도시되어 있다.5 is an operational state diagram of the surgical instrument according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the driving unit 20, the driver 22, the shaft 30, the elbow 32, the hinge shaft 34, the stretching unit 36, the core member 38, the guide member 40, Drive wheel 42, wire 44 is shown.

본 실시예는 샤프트(30)를 이중 구조, 즉 와이어(44)를 수용하는 통로 역할을 하는 안쪽의 심재(38)와, 심재(38)를 감싸는 가이드 부재(40)로 구성한 경우이 다. 심재(38)는 유연성 있는(flexible) 재질로 구성하여 자유자재로 구부러지도록 하되, 심재(38)의 주변을 강성이 있는 가이드 부재(40)로 감싸고, 가이드 부재(40)의 중간에 전술한 바와 같은 엘보우(32)를 형성하여, 가이드 부재(40)를 굴곡시킴에 따라 심재(38)가 굴곡되도록, 즉 샤프트(30)가 굴곡되도록 할 수 있다.In this embodiment, the shaft 30 is composed of a double structure, that is, the inner core 38 serving as a passage for receiving the wire 44 and the guide member 40 surrounding the core 38. Core material 38 is made of a flexible material (flexible) to be bent freely, but wraps around the core material 38 with a rigid guide member 40, as described above in the middle of the guide member 40 The same elbow 32 may be formed to allow the core member 38 to be bent as the guide member 40 is bent, that is, to allow the shaft 30 to be bent.

이 경우 심재(38)는, 플렉서블하되 외력이 가해지지 않으면 그 형상이 변형되지 않는 주름관 등의 재질 및/또는 구조로 구성하여, 평소에는 정해진 형상(예를 들면, 직선 형상)을 유지하다가 가이드 부재(40)가 엘보우(32)를 중심으로 굴곡될 경우 그에 따라 그 굴곡된 형상으로 변형되어, 그 변형된 형상을 유지하도록 하는 것이 좋다.In this case, the core material 38 is made of a material and / or structure such as a corrugated pipe that is flexible but does not deform its shape when no external force is applied, and maintains a predetermined shape (e.g., a straight line shape) in general. When the 40 is bent around the elbow 32, it is preferable to be deformed into the curved shape accordingly to maintain the deformed shape.

한편, 본 실시예에 따른 가이드 부재(40)는 수술용 트로카(trocar)로도 사용할 수 있으며, 이 경우 가이드 부재(40)(트로카)를 수술 부위에 먼저 삽입하고, 인스트루먼트(10)의 심재(38)를 트로카를 통해 삽입하여, 가이드 부재(40)(트로카)에 삽입된 심재(38)가 전체로서 샤프트(30)의 역할을 하도록 할 수 있다. 샤프트(30)를 소정 각도로 굴곡시키고자 할 경우에는, 가이드 부재(40)에 형성된 엘보우(32)를 중심으로 가이드 부재(40)를 구부림으로써, 심재(38)가 그에 따라 변형되어 최종적으로 샤프트(30)가 굴곡되도록 하는 것이다.On the other hand, the guide member 40 according to the present embodiment can also be used as a surgical trocar (trocar), in this case, the guide member 40 (trocar) is first inserted into the surgical site, the core material of the instrument 10 38 can be inserted through the trocar, such that the core 38 inserted into the guide member 40 (trocar) serves as the shaft 30 as a whole. In order to bend the shaft 30 at a predetermined angle, the core member 38 is deformed accordingly by bending the guide member 40 about the elbow 32 formed in the guide member 40. 30 is to bend.

가이드 부재(40)가 굴곡되도록 하기 위해, 전술한 실시예에서와 마찬가지로 가이드 부재(40)의 엘보우(32) 부근에 와이어(44)를 연결하고, 와이어(44)에 장력을 인가하여 가이드 부재(40)가 엘보우(32)를 중심으로 굴곡되도록 할 수 있다. 나아가, 구동부(20)에 구동자(22)를 구비하고 구동자(22)에 와이어(44)를 연결하여, 구동자(22)를 조작함으로써 와이어(44)의 장력에 의해 가이드 부재(40)가 엘보우(32)를 중심으로 굴곡되도록 할 수 있다.In order to bend the guide member 40, the wire 44 is connected to the elbow 32 of the guide member 40, as in the above-described embodiment, and the tension is applied to the wire 44 to guide member ( 40 may be curved about the elbow 32. Furthermore, the driver 22 is provided in the driver 20, the wire 44 is connected to the driver 22, and the driver 22 is operated to control the guide member 40 by the tension of the wire 44. May be bent around the elbow 32.

한편, 가이드 부재(40)에 별도의 구동휠(42)을 결합시키고, 구동휠(42)에 와이어(44)를 연결함으로써, 구동휠(42)의 조작에 의해 와이어(44)에 장력을 인가시켜 가이드 부재(40)가 굴곡되도록 할 수도 있다. 전술한 바와 같이 가이드 부재(40)가 트로카로 사용될 경우, 인스트루먼트(10)를 가이드 부재(40)에 삽입시킨 후 가이드 부재(40)에 결합된 구동휠(42)을 조작하여 트로카, 즉 가이드 부재(40)가 소정 각도만큼 구부러지도록 할 수 있는 것이다.On the other hand, by coupling a separate drive wheel 42 to the guide member 40, and connecting the wire 44 to the drive wheel 42, the tension is applied to the wire 44 by the operation of the drive wheel 42. The guide member 40 may be curved. When the guide member 40 is used as a trocar as described above, the instrument 10 is inserted into the guide member 40 and then the trolley, that is, the guide, is operated by operating the driving wheel 42 coupled to the guide member 40. The member 40 can be bent by a predetermined angle.

별도의 구동휠(42)을 결합하여 가이드 부재(40)를 구부리는 조작은 수동으로 할 수도 있고, 구동휠(42)을 구동부(20)에 구비된 구동자(22)에 연결함으로써, 구동자(22)에 대한 조작에 연동하여 구동휠(42)이 조작되도록 구성할 수도 있다. 구동휠(42)이 구동자(22)에 연동하여 작동되도록 하기 위해 풀리 와이어나 링크 등 다양한 기구적 연결 방식을 적용하여 구동휠(42)을 구동자(22)에 연동시킬 수 있음은 물론이다.The operation of bending the guide member 40 by combining the separate driving wheels 42 may be performed manually, or by connecting the driving wheels 42 to the driver 22 provided in the driving unit 20. It is also possible to configure the driving wheel 42 to operate in conjunction with the operation for (22). Of course, the driving wheel 42 may be linked to the driver 22 by applying various mechanical connection methods such as a pulley wire or a link so that the driving wheel 42 operates in conjunction with the driver 22. .

이처럼, 가이드 부재(40)에 구동휠(42)을 결합하고, 구동부(20)에 구동자(22)를 구비할 경우, 인스트루먼트(10)의 심재(38)를 가이드 부재(40)에 삽입하는 과정에서 또는 삽입한 후, 구동휠(42)을 구동자(22)에 연결함으로써 구동자(22)의 조작에 연동하여 구동휠(42)이 작동되도록 할 수 있다.As such, when the driving wheel 42 is coupled to the guide member 40 and the driver 22 is provided in the driving unit 20, the core 38 of the instrument 10 is inserted into the guide member 40. In the process or after insertion, the drive wheel 42 may be operated in conjunction with the operation of the driver 22 by connecting the drive wheel 42 to the driver 22.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태도이다. 도 6을 참조하면, 구동부(20), 구동자(22), 샤프트(30), 엘보우(32), 힌지 축(34), 신축부(36), 와이어(44)가 도시되어 있다.6 is an operational state diagram of the surgical instrument according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the driver 20, the driver 22, the shaft 30, the elbow 32, the hinge shaft 34, the stretchable part 36, and the wire 44 are shown.

샤프트(30)가 엘보우(32)를 중심으로 굴곡되도록 장력을 인가하기 위해 사용되는 와이어(44)는 전술한 바와 같이 샤프트(30) 내에 수용될 수도 있으나, 본 실시예에서처럼 샤프트(30)의 표면에 노출되거나, 샤프트(30) 밖으로 인출되도록 설치될 수도 있다.The wire 44 used to tension the shaft 30 to bend about the elbow 32 may be received within the shaft 30 as described above, but as in the present embodiment the surface of the shaft 30 Or may be installed to be drawn out of the shaft 30.

즉, 구동자(22)와 엘보우(32)를 연결하는 와이어(44)가 샤프트(30) 내에 수용될 경우, 와이어(44)에 장력을 가하여 샤프트(30)가 굴곡되는 과정에서 와이어(44)가 샤프트(30) 내의 꺾여진 부분에 마찰을 일으켜 와이어(44) 및/또는 샤프트(30)가 손상되거나, 굴곡 작동이 제대로 이루어지지 않을 가능성을 배제할 수 없다.That is, when the wire 44 connecting the driver 22 and the elbow 32 is accommodated in the shaft 30, the wire 44 in the process of bending the shaft 30 by applying tension to the wire 44. May not rule out the possibility that the wire 44 and / or the shaft 30 are damaged or the bending operation is not performed properly by rubbing on the bent portion in the shaft 30.

이 경우, 와이어(44)와 샤프트(30)의 꺾여지는 부분 사이에 마찰이 최소화되도록 샤프트(30)의 재질을 달리하거나, 별도의 베어링 부재 등을 사용할 수도 있으며, 도 6에 도시된 것처럼, 와이어(44)에 장력이 가해짐에 따라 와이어(44)가 샤프트(30)의 밖으로 인출되도록 샤프트(30)의 일부를 개방시킨 형태로 구성할 수도 있다.In this case, the material of the shaft 30 may be changed or a separate bearing member may be used so as to minimize friction between the wire 44 and the bent portion of the shaft 30. As shown in FIG. As the tension is applied to the 44, a portion of the shaft 30 may be opened so that the wire 44 is drawn out of the shaft 30.

예를 들면, 샤프트(30)의 일부에 슬릿(slit)을 천공하고, 와이어(44)가 슬릿을 통해 샤프트(30)의 표면으로 노출될 수 있도록 설치함으로써, 샤프트(30)가 굴곡됨에 따라 와이어(44)가 엘보우(32)와 구동부(20) 간의 최단 거리에 상응하여 샤프트(30) 밖으로 인출되도록 할 수 있으며, 이에 따라 와이어(44)와 샤프트(30) 간에 불필요한 마찰을 최소화하고, 와이어(44)를 통해 효과적으로 장력이 인가되도록 할 수 있다.For example, by drilling a slit in a portion of the shaft 30 and installing the wire 44 so that it can be exposed to the surface of the shaft 30 through the slit, the wire as the shaft 30 is bent. The 44 may be drawn out of the shaft 30 in correspondence with the shortest distance between the elbow 32 and the drive unit 20, thereby minimizing unnecessary friction between the wire 44 and the shaft 30, 44) it is possible to effectively apply the tension.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 샤프트를 나타낸 단면도이다. 도 7을 참조하면, 샤프트(30), 와이어(44)가 도시되어 있다.7 is a cross-sectional view showing a shaft of a surgical instrument according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, a shaft 30, wire 44 is shown.

본 실시예는 전술한 실시예에서 언급한 바와 같이, 와이어(44)가 샤프트(30) 내에 수용되거나 샤프트(30)의 표면으로 노출되도록 구성한 경우, 각 경우에 대한 샤프트(30)의 단면 형상의 실시예에 관한 것이다.The present embodiment, as mentioned in the above-described embodiment, has a cross-sectional shape of the shaft 30 for each case when the wire 44 is configured to be received within the shaft 30 or exposed to the surface of the shaft 30. It relates to an embodiment.

도 7의 (a)는 원형의 단면의 샤프트(30)로서, 복수의 와이어가 수용되는 통로를 별도로 천공한 형태의 샤프트(30)의 단면을 나타낸 것이다. 각 천공된 통로에는 본 실시예에 따른 와이어(44) 뿐만 아니라, 이펙터(50)를 작동시키기 위해 사용되는 복수의 와이어들도 수용된다. 이 경우 각 와이어가 샤프트(30) 내에서 서로 간섭되거나 마찰되지 않고 구동부(20)의 조작에 따라 발생하는 장력을 효과적으로 전달할 수 있다.FIG. 7A illustrates a cross section of the shaft 30 having a circular cross section, in which a passage through which a plurality of wires are accommodated is separately drilled. Each perforated passage accommodates the wire 44 according to the present embodiment, as well as a plurality of wires used to operate the effector 50. In this case, the wires may effectively transmit the tension generated by the manipulation of the driving unit 20 without interfering with each other or rubbing in the shaft 30.

도 7의 (b)는 샤프트(30)를 원통형으로 형성하여 그 내부에는 이펙터(50)를 작동시키기 위해 사용되는 복수의 와이어를 수용시키고, 본 실시예에 따른 와이어(44)는 샤프트(30)의 표면에 노출되도록 설치한 단면을 나타낸 것이다. 와이어(44)가 샤프트(30)의 표면으로부터 돌출되지 않고 전체적으로 샤프트(30)의 표면이 매끄럽게 되도록 하기 위해, 도 7의 (b)에 도시된 것처럼, 샤프트(30)의 외부연의 일부를 함입시켜 요(凹)홈을 형성하고, 요홈에 상응하는 단면 형상을 갖는 와이어(44)를 설치할 수 있다.7 (b) forms a shaft 30 in a cylindrical shape to accommodate a plurality of wires used to operate the effector 50 therein, and the wire 44 according to the present embodiment includes the shaft 30. It shows the cross section installed to be exposed to the surface of the. In order to ensure that the wire 44 does not protrude from the surface of the shaft 30 and the surface of the shaft 30 is smooth as a whole, a portion of the outer edge of the shaft 30 is embedded, as shown in FIG. It is possible to form a groove, and to install a wire 44 having a cross-sectional shape corresponding to the groove.

도 7의 (c)는 샤프트(30)를 그 일부가 개방된 원통형으로 형성하여 내부에는 이펙터(50)를 작동시키기 위해 사용되는 복수의 와이어를 수용시키고, 본 실시예에 따른 와이어(44)는 샤프트(30)의 개방된 부분을 커버하는 형태로 설치한 단면을 나타낸 것이다. 즉, 와이어(44)가 샤프트(30)의 외주연의 일부를 이루도록 하여 평상시에는 와이어(44)에 의해 샤프트(30) 내의 공간이 폐쇄된 상태가 되도록 하는 것이다.7 (c) forms the shaft 30 in a cylindrical shape with a portion thereof open to accommodate a plurality of wires used to operate the effector 50 therein, and the wire 44 according to the present embodiment is The cross section shown in the form of covering the open part of the shaft 30 is shown. That is, the wire 44 forms a part of the outer circumference of the shaft 30 so that the space in the shaft 30 is normally closed by the wire 44.

도 7의 (b)와 (c)의 경우에는, 도 6에서 설명한 바와 같이, 와이어(44)에 장력을 가하여 샤프트(30)가 굴곡됨에 따라 와이어(44)가 샤프트(30) 밖으로 인출되어 와이어(44)와 샤프트(30) 간에 불필요한 마찰이 최소화되고, 효과적으로 장력이 인가되도록 할 수 있다.In the case of FIGS. 7B and 7C, as described in FIG. 6, as the shaft 30 is bent by applying tension to the wire 44, the wire 44 is drawn out of the shaft 30 and the wire is pulled out. Unnecessary friction between 44 and shaft 30 can be minimized and tension can be effectively applied.

한편, 도시되지는 않았으나, 관(管)형상이 샤프트(30)를 사용하지 않고, 본 실시예에 따른 와이어(44)와 이펙터(50)를 작동시키기 위해 사용되는 복수의 와이어가 합쳐져서 하나의 샤프트(30)의 단면을 이루도록 각 와이어를 구성할 수도 있으며, 이 경우 본 실시예에 따른 와이어(44)는 샤프트(30)의 표면으로 노출되어 있다가 샤프트(30)가 굴곡됨에 따라 자연스럽게 샤프트(30)로부터 인출되는 방식으로 작동될 수 있다.On the other hand, although not shown, a tubular shape does not use the shaft 30, but a plurality of wires used to operate the wire 44 and the effector 50 according to the present embodiment are combined to form a single shaft. Each wire may be configured to form a cross section of the 30, in which case the wire 44 according to the present embodiment is exposed to the surface of the shaft 30 and naturally the shaft 30 is bent as the shaft 30 is bent. Can be operated in such a way that it is withdrawn.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇을 나타낸 구성도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 인터페이스를 나타낸 사시도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 마스터 로봇(1), 인터페이스(3), 엘보우 핸들(5), 슬레이브 로봇(7), 로봇 암(9), 인스트루먼트(10), 샤프트(30), 엘보우(32)가 도시되어 있다.8 is a block diagram showing a surgical robot according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a perspective view showing a master interface of the surgical robot according to an embodiment of the present invention. 8 and 9, the master robot 1, the interface 3, the elbow handle 5, the slave robot 7, the robot arm 9, the instrument 10, the shaft 30, and the elbow ( 32 is shown.

본 실시예는 전술한 인스트루먼트(10)를 장착하여 구동되는 수술용 로봇 및 그 마스터 인터페이스에 관한 것이다. 즉, 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)를 굴곡시키는 조작을 하기 위해 마스터 인터페이스(3)에 그 조작을 위한 전용 핸들을 구비한 경우로서, 전용 핸들의 조작에 따라 생성된 소정의 신호를 슬레이브 로봇(7)으로 전달시켜 샤프트(30)의 굴곡 작동에 대응되도록 한 것이다. 이하, 상기 전용 핸들을 '엘보우 핸들'로 명명하여 설명한다.The present embodiment relates to a surgical robot driven by mounting the above-described instrument 10 and a master interface thereof. That is, when the master interface 3 is provided with a dedicated handle for its operation in order to bend the shaft 30 of the instrument 10, the slave robot receives a predetermined signal generated according to the operation of the dedicated handle. Transfer to (7) is to correspond to the bending operation of the shaft (30). Hereinafter, the dedicated handle will be described as 'elbow handle'.

본 실시예에 따른 수술용 로봇은 마스터 로봇(1)과 슬레이브 로봇(7)으로 구성되며, 마스터 로봇(1)에는 사용자가 조작하는 부분인 인터페이스(interface)(3)가 설치되어 인터페이스(3)에 구비된 각종 핸들, 레버, 버튼, 클러치 등을 조작함에 따라 각각의 조작에 상응하는 신호가 슬레이브 로봇(7)으로 전송되어 슬레이브 로봇(7)이 작동되는 구조로 이루어진다.Surgical robot according to the present embodiment is composed of a master robot (1) and a slave robot (7), the master robot (1) is provided with an interface (interface 3) that is a part that the user manipulates the interface (3) By operating various handles, levers, buttons, clutches, and the like, a signal corresponding to each operation is transmitted to the slave robot 7, so that the slave robot 7 is operated.

슬레이브 로봇(7)에는 하나 또는 복수의 로봇 암(9)이 구비되고, 로봇 암(9)에는 수술용 인스트루먼트(10)가 장착되어, 마스터 로봇(1)으로부터 전송되는 신호에 따라 각 로봇 암(9) 및 로봇 암(9)에 장착된 인스트루먼트(10)가 구동됨으로써 로봇 수술이 수행된다.The slave robot 7 is provided with one or a plurality of robot arms 9, and the robot arm 9 is equipped with a surgical instrument 10 and according to a signal transmitted from the master robot 1, each robot arm ( 9) and the instrument 10 mounted on the robot arm 9 are driven to perform robot surgery.

본 실시예에 따른 마스터 인터페이스(3)에는 소정의 조작 신호를 생성하는 별도의 엘보우 핸들(5)이 설치된다. 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)에는 엘보우(32)가 형성되고, 샤프트(30)는 엘보우(32)를 중심으로 굴곡되므로, 엘보우 핸들(5)의 조작에 따라 생성되는 조작 신호는 슬레이브 로봇(7)으로 전송되어 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)를 굴곡시키는 동작에 사용된 다.The master interface 3 according to the present embodiment is provided with a separate elbow handle 5 for generating a predetermined operation signal. As described above, since the elbow 32 is formed on the shaft 30 of the instrument 10 according to the present embodiment, and the shaft 30 is bent around the elbow 32, the elbow handle 5 is operated. The operation signal generated accordingly is transmitted to the slave robot 7 and used for the operation of bending the shaft 30 of the instrument 10.

전술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)는 마치 팔꿈치 관절이 접혀지는 것처럼 샤프트(30)가 굴곡되는 것을 특징으로 하므로, 엘보우 핸들(5)을 조작자의 팔꿈치에 장착되는 형상 및 구조로 설치함으로써, 조작자가 엘보우 핸들(5)을 팔꿈치에 장착하고 움직임에 따라 샤프트(30)가 조작자의 팔꿈치의 움직임에 상응하여 작동될 수 있는 것이다.As described in the above embodiment, the instrument 10 according to the present embodiment is characterized in that the shaft 30 is bent as if the elbow joint is folded, so that the elbow handle 5 is mounted on the elbow of the operator. By installing in shape and structure, the operator mounts the elbow handle 5 to the elbow and, as the shaft moves, the shaft 30 can be operated corresponding to the movement of the operator's elbow.

이를 위해, 본 실시예에 따른 엘보우 핸들(5)은 조작자의 팔꿈치 부분이 삽입될 수 있는 U자 형상의 거치대 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 엘보우 핸들(5)에 조작자의 팔꿈치 부분을 삽입하여 조작함으로써, 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)를 마치 조작자의 팔처럼 조작할 수 있어, 보다 직관적인 로봇 조작이 가능하게 된다.To this end, the elbow handle 5 according to the present embodiment may be configured in the form of a U-shaped cradle in which the elbow portion of the operator can be inserted, and the elbow portion of the operator is inserted into the elbow handle 5 to be manipulated. By doing so, the shaft 30 of the instrument 10 can be operated like an operator's arm, thereby enabling more intuitive robot operation.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 구동방법을 나타낸 순서도이다. 본 실시예는 전술한 마스터 인터페이스(3)를 조작하여 슬레이브 로봇(7)에 장착된 인스트루먼트(10)를 구동시키는 방법에 관한 것이다.10 is a flowchart showing a method of driving a surgical robot according to an embodiment of the present invention. The present embodiment relates to a method of driving the instrument 10 mounted on the slave robot 7 by manipulating the master interface 3 described above.

즉, 본 실시예는 마스터 로봇(1)을 조작하여 그에 연결된 슬레이브 로봇(7)에 장착된, 샤프트(30)가 굴곡되는 인스트루먼트(10)를 구동시키는 방법으로서, 먼저 마스터 인터페이스(3)에 설치된 별도의 엘보우 핸들(5)을 조작한다. 엘보우 핸들(5)은 조작자의 팔꿈치에 장착되도록 마스터 인터페이스(3)에 구비된 전용 핸들로서, 엘보우 핸들(5)의 움직임에 상응하여 소정의 조작 신호가 생성된다(S10).That is, the present embodiment is a method for driving the instrument 10, the shaft 30 is bent, mounted on the slave robot 7 connected thereto by operating the master robot 1, which is first installed in the master interface 3 Manipulate a separate elbow handle (5). The elbow handle 5 is a dedicated handle provided in the master interface 3 to be mounted on the elbow of the operator, and a predetermined manipulation signal is generated in response to the movement of the elbow handle 5 (S10).

생성된 조작 신호는 샤프트(30)의 굴곡 작동에 대응될 수 있는 소정의 구동 신호로 변환되며(S20), 변환된 구동 신호는 슬레이브 로봇(7)으로 전송되어(S30), 인스트루먼트(10)의 샤프트(30)가 엘보우 핸들(5)의 조작에 상응하여 작동된다. 즉, 본 실시예에 따른 인스트루먼트(10)는 마스터 인터페이스(3)를 조작하는 조작자의 팔꿈치의 움직임에 따라 그 샤프트(30)가 굴곡되는 동작을 하는 것이다(S40). 이로써, 본 실시예에 따른 수술용 로봇은 인스트루먼트(10)를 마치 조작자의 팔처럼 직관적으로 조작할 수 있게 된다.The generated operation signal is converted into a predetermined drive signal that can correspond to the bending operation of the shaft 30 (S20), and the converted drive signal is transmitted to the slave robot 7 (S30), the instrument 10 of the The shaft 30 is operated corresponding to the manipulation of the elbow handle 5. That is, the instrument 10 according to the present embodiment is to bend the shaft 30 in accordance with the movement of the elbow of the operator operating the master interface 3 (S40). As a result, the surgical robot according to the present exemplary embodiment may intuitively operate the instrument 10 as if it is an operator's arm.

한편, 전술한 수술용 로봇의 구동방법은 로봇 자체에 내장된, 또는 로봇의 외부에 설치되어 로봇과 연결되는 마이크로프로세서 등의 디지털 처리 장치에 의해 판독되어 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.On the other hand, the driving method of the above-described surgical robot may be implemented in the form of a computer program that can be read and executed by a digital processing device such as a microprocessor embedded in the robot itself or installed outside the robot and connected to the robot. have.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

도 1은 종래 기술에 따른 로봇 수술용 인스트루먼트를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a robot surgical instrument according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도.2 is a conceptual diagram showing a surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엘보우 부분을 나타낸 확대도.Figure 3 is an enlarged view showing the elbow portion of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태도.4 is an operational state diagram of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태도.5 is an operational state diagram of the surgical instrument according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태도.6 is an operational state diagram of the surgical instrument according to another embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 샤프트를 나타낸 단면도.7 is a cross-sectional view showing a shaft of a surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇을 나타낸 구성도.8 is a block diagram showing a surgical robot according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 마스터 인터페이스를 나타낸 사시도.9 is a perspective view showing a master interface of the surgical robot according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 로봇의 구동방법을 나타낸 순서도.10 is a flow chart showing a method of driving a surgical robot according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 마스터 로봇 3 : 인터페이스1: master robot 3: interface

5 : 엘보우 핸들 7 : 슬레이브 로봇5: elbow handle 7: slave robot

9 : 로봇 암 10 : 인스트루먼트9: robot arm 10: instrument

20 : 구동부 22 : 구동자20: drive unit 22: driver

30 : 샤프트 32 : 엘보우30: shaft 32: elbow

34 : 힌지축 36 : 신축부34: hinge axis 36: expansion and contraction

38 : 심재 40 : 가이드 부재38: core 40: guide member

42 : 구동휠 44 : 와이어42: drive wheel 44: wire

50 : 이펙터50: Effector

Claims (21)

구동부와;A drive unit; 상기 구동부에 결합되어 일방향으로 연장되며, 그 중간에 엘보우(elbow)가 형성된 샤프트와;A shaft coupled to the driving unit and extending in one direction and having an elbow formed therein; 상기 샤프트의 말단부에 결합되며, 상기 구동부에 대한 사용자 조작에 상응하여 작동되는 이펙터(effector)를 포함하되,An effector coupled to the distal end of the shaft, the effector actuating in response to user manipulation to the drive, 상기 샤프트는 상기 엘보우를 중심으로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.And the shaft is curved about the elbow. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엘보우는, 상기 샤프트의 단면상의 일측에 형성되는 힌지축과, 상기 샤프트의 단면상의 타측에 형성되는 신축부로 이루어지며, 상기 샤프트는 상기 힌지축을 중심으로 상기 신축부가 수축되는 방향으로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The elbow is composed of a hinge shaft formed on one side on the cross-section of the shaft and the elastic portion formed on the other side on the cross-section of the shaft, the shaft is bent in the direction in which the elastic portion is contracted around the hinge axis. Surgical instruments. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 신축부에는, 상기 신축부가 신장 또는 수축되는 방향으로 탄성력을 인 가하는 탄성체가 포함되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The stretchable part, the surgical instrument, characterized in that it includes an elastic body for applying an elastic force in the direction in which the stretched or contracted. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 구동부는 구동자를 포함하고, 상기 구동자와 상기 엘보우 부근의 소정 지점은 와이어로 연결되며, 상기 구동자를 조작하여 상기 와이어에 장력을 인가함으로써, 상기 샤프트는 상기 엘보우를 중심으로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The driver includes a driver, wherein the driver and a predetermined point near the elbow is connected by a wire, and the shaft is bent around the elbow by applying tension to the wire by manipulating the driver. Surgical instruments. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엘보우는 상기 샤프트 상에 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The elbow is a surgical instrument, characterized in that formed in plurality on the shaft. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 복수의 엘보우는 상기 샤프트가 서로 반대 방향으로 굴곡되도록 형성되어, 상기 샤프트가 굴곡됨에 따라 상기 이펙터가 상기 구동부에 근접하도록 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.And the plurality of elbows are formed such that the shafts are bent in opposite directions to each other, such that the effector moves closer to the driving unit as the shafts are bent. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 샤프트는 플렉서블한 재질의 심재와, 상기 심재를 감싸며 그 일부에 상기 엘보우가 형성되는 가이드 부재를 포함하며, 상기 심재는 상기 가이드 부재가 굴곡됨에 따라 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The shaft includes a flexible core material and a guide member surrounding the core material and having an elbow formed therein, wherein the core material is bent as the guide member is bent. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 가이드 부재는 수술용 트로카(trocar)로 사용되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The guide member is a surgical instrument, characterized in that used as a surgical trocar (trocar). 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 가이드 부재의 상기 엘보우 부근에는 와이어가 연결되며, 상기 와이어에 장력을 인가함으로써, 상기 가이드 부재는 상기 엘보우를 중심으로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.A wire is connected near the elbow of the guide member, and the guide member is bent around the elbow by applying tension to the wire. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 가이드 부재에는 구동휠이 결합되고, 상기 와이어는 상기 구동휠에 연 결되며, 상기 구동휠을 조작함으로써 상기 와이어에 장력이 인가되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The drive member is coupled to the guide member, the wire is connected to the drive wheel, the surgical instrument, characterized in that the tension is applied to the wire by operating the drive wheel. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 구동부는 구동자를 포함하고, 상기 구동휠은 상기 구동자에 연결되어 상기 구동자의 조작에 연동하여 조작되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The driving unit includes a driver, the driving wheel is surgical instruments, characterized in that operated in conjunction with the operation of the driver connected to the driver. 제4항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 4 or 9, 상기 와이어는 상기 샤프트의 표면에 노출되도록 설치되어, 상기 와이어에 장력이 인가되어 상기 샤프트가 굴곡됨에 따라 상기 와이어가 상기 샤프트의 외부로 인출되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The wire is installed so as to be exposed to the surface of the shaft, the surgical instrument, characterized in that the wire is drawn out of the shaft as the shaft is bent and the wire is bent. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 샤프트는 원통형으로 형성되고, 상기 와이어는 상기 샤프트의 외주연의 일부를 이루는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The shaft is formed in a cylindrical shape, the wire is a surgical instrument, characterized in that it is formed in a form forming a part of the outer periphery of the shaft. 제4항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 4 or 9, 상기 샤프트는, 그 단면에 상기 와이어가 수용되는 통로가 천공된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The shaft is a surgical instrument, characterized in that the passage is formed in the shape of the perforated passage of the wire. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동부는 수술용 로봇 암에 커플링(coupling)되어, 상기 로봇으로부터 구동력을 전달받아 조작되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The driving unit is coupled to the surgical robot arm (coupling), the surgical instrument, characterized in that the operation is received by receiving a driving force from the robot. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동부는 조작자에 의해 수동으로 조작되는 핸들 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.The drive unit is a surgical instrument, characterized in that formed in the form of a handle that is manually operated by the operator. 슬레이브 로봇에 장착되는 수술용 인스트루먼트를 조작하여 로봇 수술을 수행하기 위해, 상기 슬레이브 로봇에 연결되는 마스터 로봇에 장착되는 인터페이스(interface)로서,As an interface mounted to a master robot connected to the slave robot, to perform a robot surgery by operating a surgical instrument mounted on the slave robot, 상기 인스트루먼트가 작동되도록 소정의 조작 신호를 생성하는 엘보우 핸들 을 포함하되,An elbow handle for generating a predetermined operation signal to operate the instrument, 상기 인스트루먼트의 샤프트에는 엘보우가 형성되고, 상기 샤프트는 상기 엘보우를 중심으로 굴곡되며,Elbows are formed in the shaft of the instrument, the shaft is bent around the elbow, 상기 엘보우 핸들은 상기 샤프트가 굴곡되도록 상기 조작 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 인터페이스.And the elbow handle generates the manipulation signal such that the shaft is bent. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 엘보우 핸들은 조작자의 팔꿈치에 장착되어, 팔꿈치의 움직임에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 수술용 로봇의 마스터 인터페이스.The elbow handle is mounted to the elbow of the operator, the master interface of the surgical robot, characterized in that operated according to the movement of the elbow. 마스터(master) 로봇에 슬레이브(slave) 로봇을 연결하고, 상기 마스터 로봇을 조작하여 상기 슬레이브 로봇에 장착된 수술용 인스트루먼트를 구동시키는 방법으로서,A method of connecting a slave robot to a master robot and manipulating the master robot to drive a surgical instrument mounted to the slave robot, (a) 조작자의 팔꿈치에 장착되도록 상기 마스터 로봇에 구비된 엘보우 핸들의 움직임에 상응하여 소정의 조작 신호를 생성하는 단계;(a) generating a predetermined manipulation signal corresponding to the movement of the elbow handle provided in the master robot to be mounted on the elbow of the operator; (b) 상기 조작 신호를 상기 인스트루먼트의 샤프트의 굴곡 작동에 대응하는 구동 신호로 변환하는 단계; 및(b) converting the operation signal into a drive signal corresponding to the bending operation of the shaft of the instrument; And (c) 상기 구동 신호를 상기 슬레이브 로봇으로 전송하는 단계를 포함하는 수 술용 로봇의 구동방법.(c) transmitting the driving signal to the slave robot. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 단계 (c) 이후에,After step (c), (d) 상기 구동 신호를 이용하여, 조작자의 팔꿈치의 움직임에 상응하도록 상기 샤프트를 굴곡시키는 단계를 더 포함하는 수술용 로봇의 구동방법.and (d) bending the shaft to correspond to the movement of the elbow of the operator using the driving signal. 마스터(master) 로봇에 슬레이브(slave) 로봇이 연결되고, 상기 마스터 로봇을 조작하여 상기 슬레이브 로봇에 장착된 수술용 인스트루먼트를 구동시키는, 수술용 로봇에서 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 수술용 로봇에 판독될 수 있는 기록 매체로서,A slave robot is connected to a master robot, and a program of instructions that can be executed in the surgical robot that operates the surgical instrument mounted on the slave robot by operating the master robot is tangibly implemented. As a recording medium that can be read by the surgical robot, (a) 조작자의 팔꿈치에 장착되도록 상기 마스터 로봇에 구비된 엘보우 핸들의 움직임에 상응하여 소정의 조작 신호를 생성하는 단계;(a) generating a predetermined manipulation signal corresponding to the movement of the elbow handle provided in the master robot to be mounted on the elbow of the operator; (b) 상기 조작 신호를 상기 인스트루먼트의 샤프트의 굴곡 작동에 대응하는 구동 신호로 변환하는 단계; 및(b) converting the operation signal into a drive signal corresponding to the bending operation of the shaft of the instrument; And (c) 상기 구동 신호를 상기 슬레이브 로봇으로 전송하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.(c) a recording medium having recorded thereon a program for executing the step of transmitting the drive signal to the slave robot.
KR1020080136859A 2008-12-12 2008-12-30 Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot KR100995776B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080136859A KR100995776B1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot
US13/129,334 US20110264136A1 (en) 2008-12-12 2009-12-08 Surgical instrument
CN2009801499917A CN102264307A (en) 2008-12-12 2009-12-08 Surgical instrument
PCT/KR2009/007290 WO2010068004A2 (en) 2008-12-12 2009-12-08 Surgical instrument
US13/156,878 US20110238084A1 (en) 2008-12-12 2011-06-09 Surgical instrument
US13/176,414 US20110264113A1 (en) 2008-12-12 2011-07-05 Surgical instrument
US13/176,446 US20110264114A1 (en) 2008-12-12 2011-07-05 Surgical instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080136859A KR100995776B1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100078562A true KR20100078562A (en) 2010-07-08
KR100995776B1 KR100995776B1 (en) 2010-11-22

Family

ID=42639769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080136859A KR100995776B1 (en) 2008-12-12 2008-12-30 Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100995776B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9408670B2 (en) 2012-11-06 2016-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Surgical instrument, support equipment, and surgical robot system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102372305B1 (en) * 2020-01-20 2022-03-10 신승준 Apparatus for operation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7699835B2 (en) * 2001-02-15 2010-04-20 Hansen Medical, Inc. Robotically controlled surgical instruments
US7753901B2 (en) * 2004-07-21 2010-07-13 Tyco Healthcare Group Lp Laparoscopic instrument and cannula assembly and related surgical method
US7670334B2 (en) * 2006-01-10 2010-03-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instrument having an articulating end effector
KR100778387B1 (en) 2006-12-26 2007-11-28 한국과학기술원 Surgery robot for laparoscope with multi-degree of freedoms and force measurement method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9408670B2 (en) 2012-11-06 2016-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Surgical instrument, support equipment, and surgical robot system

Also Published As

Publication number Publication date
KR100995776B1 (en) 2010-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110264113A1 (en) Surgical instrument
JP4148763B2 (en) Endoscopic surgery robot
US10335176B2 (en) Rotary input for lever actuation
JP2020044376A (en) Flexible wrist for surgical tool
US7608083B2 (en) Robotically controlled medical instrument with a flexible section
KR101337270B1 (en) Sterile surgical adaptor
CA2630061A1 (en) An active cannula for bio-sensing and surgical intervention
JP2012000487A (en) Cardiac tissue ablation instrument with flexible wrist
US20110238108A1 (en) Surgical instrument
US20120004648A1 (en) Surgical instrument
KR20170070117A (en) Electromechanical surgical system
US11832911B2 (en) Surgical platform supported by multiple arms
JP2023517928A (en) Medical device handle assembly and method of use
KR101063281B1 (en) Single Port Surgical Adapter
KR100956761B1 (en) Flexible surgical instrument
US20100331879A1 (en) Articulating Surgical Hand Tool
KR100995776B1 (en) Surgical instrument, master interface of surgical robot for manipulating the same and operation method of surgical robot
KR20110100990A (en) Surgical instrument
JP4145464B2 (en) Remote microsurgery system and slave manipulator insertion method.
JP2018538012A (en) Control assembly for medical devices and related methods of use
KR20100078551A (en) Flexible surgical instrument
KR101241809B1 (en) Surgical robot
KR20120028804A (en) Wrist device for surgical tool
JP2023512975A (en) Steerable rotating hemostatic clip
KR20120028100A (en) Wrist device for surgical tool

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131118

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141030

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181031

Year of fee payment: 9