KR20100117883A

KR20100117883A - 내시경수술용 수술도구

Info

Publication number: KR20100117883A
Application number: KR1020090036581A
Authority: KR
Inventors: 이병주; 최영진; 오세민
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2029-04-27
Also published as: KR101116394B1

Abstract

본 발명은 내시경수술에 사용되는 수술도구에 관한 것이다.

본 발명에 의한 내시경수술용 수술도구는, 수술에 사용되는 도구가 형성된 도구부; 서로에 대해 굴절될 수 있도록 연결되는 다수의 실린더를 포함하는 굴절부; 상기 굴절부에 연결되어 굴절부를 지지하는 고정부; 및 상기 고정부에 연결되어 상기 도구부 및 굴절부를 조작하는 작동부; 및 상기 굴절부에서 상기 작동부까지 연결된 적어도 하나 이상의 와이어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 내시경수술용 수술도구에 굴절부를 형성함으로써, 굴절각을 변화시키면서 인체에 삽입할 수 있는 효과가 있다. 또한 굴절부가 굴절되었을 때 굴절부의 실린더에 형성된 경사면이 맞닿아 단단히 고정되는 구조를 구비함으로써, 선단에 설치된 도구를 작동할 때 굴절부에 미치는 힘에도 안정적으로 고정되는 효과가 있다. 나아가 굴절부에 코일스프링을 사용하여 굴절부가 180도(또는 이상)까지 굴절되어 종래의 수술도구가 닿지 않던 부분까지 수술이 가능한 뛰어난 효과가 있다.

내시경수술, 이비인후과, 부비동, 수술도구, 겸자, 분쇄기

Description

내시경수술용 수술도구{ENDOSCOPIC SURGICAL TOOL}

본 발명은 내시경수술에 사용되는 수술도구에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 부비동 내시경수술 등 이비인후과의 내시경수술에 사용되는 수술도구에 관한 것이다.

일반적으로 내시경수술은 인체를 크게 절개하지 않고 작은 구멍을 통해 카메라가 설치된 내시경과 수술도구를 삽입하여, 내시경을 통해 보이는 영상을 통해 환부를 살피면서 수술을 진행하는 것이다. 이러한 내시경수술은 배를 많이 절개하지 않고 수술을 진행하는 복강경수술에서 시작되었으며, 개복수술에 비하여 절개 부위가 작기 때문에 흉터도 작고, 출혈도 적어서 회복시간이 빠르다는 장점이 있다. 따라서 개복수술이 필요한 거의 모든 수술에 대하여 내시경수술이 가능할 정도로 발전되었으며, 다른 의료분야에 내시경수술을 적용하는 경우가 늘고 있다.

한편, 이비인후과는 귀, 코, 인두, 후두의 해부, 생리, 병리 치료를 취급하는 의학의 한 분과이다. 이비인후과에서도 다양한 수술과 치료를 위하여 내시경수술을 적용하고 있으나, 부비동 등 이비인후과에서 내시경수술을 적용하고자 하는 부위는 인체의 구조상 내시경 및 수술도구의 접근이 용이하지 못하다는 문제가 있다.

특히 이비인후과의 내시경수술에 사용되는 수술도구인 겸자(forceps), 분쇄기(shaver), 흡입기(suction) 및 가위 등은 그 선단부에 설치된 도구들을 작동하는 힘을 전달하여야 하기 때문에 단순히 유연한 재질로 제작하지 못한다. 따라서 종래의 이비인후과의 내시경수술용 수술도구는 금속재질의 단단한 몸체로 제작하였으며, 단지 도구가 형성된 선단부가 다양한 각도를 갖도록 제작하였다. 그러나 이러한 종래의 수술도구는 그 각도에 한계가 있기 때문에 수술부위가 크게 제한되고 수술도구의 진입을 위하여 절개하는 부위가 매우 커지는 문제가 있다.

따라서 180도까지 원하는 각도로 굴절되면서도 도구작동을 위한 힘을 견딜 수 있는 수술도구를 개발한다면, 인체에 부담이 적은 내시경수술을 통한 치료방법이 크게 발전할 수 있을 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 이비인후과 등에서 매우 큰 굴절각이 요구되는 내시경수술에 사용이 가능한 수술도구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 내시경수술용 수술도구는, 수술에 사용되는 도구가 형성된 도구부; 서로에 대해 굴절될 수 있도록 연결되는 다수의 실린더를 포함하는 굴절부; 상기 굴절부에 연결되어 굴절부를 지지하는 고정부; 및 상기 고정부에 연결되어 상기 도구부 및 굴절부를 조작하는 작동부; 및 상기 굴절부에서 상기 작동부까지 연결된 적어도 하나 이상의 와이어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

각 실린더는 회전축 역할을 하는 연결부를 포함하고 이 연결부에 의해 실린더가 서로 연결되는 것이 좋다.

그리고 각 실린더의 연결부 주위에 경사면이 형성되는 것이 좋으며, 이 경사면의 각도에 의해 수술도구에 요구되는 굴절각이 결정되는 것이 바람직하다. 이에 따라서, 굴절부를 굴절시킬 때 각 실린더에 형성된 경사면이 인접하는 실린더의 경사면에 맞닿도록 구성되어, 굴절된 수술도구의 안정성이 크게 향상된다.

또한 각 실린더에는 와이어가 삽입될 수 있는 관통구멍이 형성되며, 이 관통구멍은 실린더의 중심으로부터 대향하는 위치에 2개가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 두 개의 관통구멍이 대향되는 위치에 형성된 실린더를 사용함으로써, 복잡한 체결구조가 없이도 와이어를 이용하여 각 실린더가 서로 연결된다.

나아가 실린더의 내부 또는 외부에 위치하는 코일스프링을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이 코일스프링은 다수가 각 실린더의 외면에 형성된 걸림부들 사이에 위치하도록 할 수 있다. 이러한 코일스프링의 특성을 이용하면 수술도구의 굴절각도가 180도(또는 이상)에 이르도록 할 수 있다.

한편, 도구부는 집게를 포함하여 구성되는 겸자이고, 집게가 작동부와 연결된 구조일 수 있다.

다른 구조에서 도구부는 끝부분이 열려있는 개구부와 내부에서 회전하는 회전자를 포함하여 구성되는 분쇄기이고, 회전자가 작동부와 연결된 구조일 수 있고, 이때, 도구부에서 작동부까지 이어지는 흡입튜브가 내부에 설치될 수 있다.

또 다른 구조에서 도구부는 끝부분에 형성된 흡입구와 상기 흡입구로부터 상기 작동부까지 이어지는 흡입튜브를 포함하여 구성되는 흡입기일 수 있다.

본 발명에 따르면, 내시경수술용 수술도구에 굴절부를 형성함으로써, 굴절각을 변화시키면서 인체에 삽입할 수 있는 효과가 있다.

또한 굴절부가 굴절되었을 때 굴절부의 실린더에 형성된 경사면이 맞닿아 단단히 고정되는 구조를 구비함으로써, 선단에 설치된 도구를 작동할 때 굴절부에 미치는 힘에도 안정적으로 고정되는 효과가 있다.

나아가 굴절부에 코일스프링을 사용하여 굴절부가 180도(또는 이상)까지 굴 절되어 종래의 수술도구가 닿지 않던 부분까지 수술이 가능한 뛰어난 효과가 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수술도구의 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 수술도구는 도구부(100), 굴절부(200), 고정부(300) 및 작동부(400)를 포함하여 구성된다.

도구부(100)는 수술에 사용되는 도구가 형성된 수술도구의 끝부분이다. 수술에 사용되는 도구에는 수술용 가위, 겸자, 분쇄기 및 흡입기 등이 있으며, 이러한 도구가 도구부(100)에 형성되고 그 조작은 작동부(400)를 통하여 이루어진다.

굴절부(200)는 도구부(100)에 형성된 도구가 특정의 각도로 휘어지도록 굴절되는 수술도구의 중간부분이다.

도 2는 굴절부의 구성을 나타내는 도면이며, 굴절부(200)는 실린더(220), 코일스프링(240) 및 와이어(260)를 포함하여 구성된다.

실린더(220)는 굴절부(200)의 몸체에 해당하는 부분으로, 복수가 구비된다. 실린더(220)는 연결부(221)를 통하여 서로 연결된다. 그리고 실린더(220)에는 특정한 각으로 경사진 경사면(222)이 형성되며, 와이어(260)가 관통되는 와이어수용부(223)가 길이방향으로 형성된다.

도 3은 실린더의 연결구조를 나타내는 도면이며, 연결부(221)는 서로 연결된 실린더(220)가 회전할 수 있게 하는 회전축의 역할과 실린더(220)를 고정하는 역할을 동시에 수행하는 부분이다. 연결부(221)의 구조는 특별하게 한정되지 않는다. 본 실시예는 연결부의 가장 간단한 구조로서, 실린더(220)에 요(凹)부(221a)와 철(凸)부(221b)를 각각 형성하고 한 실린더의 철부(221b)가 인접한 다른 실린더의 요부(221a)에 삽입되도록 하는 구조이다.

경사면(222)은 와이어(260)를 긴장시켜 굴절부(200)를 굴절시키는 경우에 인접한 실린더들이 서로 맞닿는 면이다. 경사면(222)이 맞닿으면 굴절부(200)는 더 이상 굴절될 수 없으므로, 경사면(222)의 각도에 따라서 굴절부(200)가 굴절될 수 있는 최대각도가 결정된다.

실린더가 맞닿는 경사면을 형성하지 않으면 굴절부의 최대각도가 제한되지 않기 때문에 더 유용할 것으로 보일 수도 있다. 그러나 경사면이 없어 실린더가 맞닿지 않는 경우에 작은 힘에 의해서도 굴절부의 굴절각도가 변하여 수술도구를 원하는 위치에서 고정시킬 수 없는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명의 발명자들은 와이어(260)를 긴장시킨 경우에 경사면(222)이 서로 맞닿게 함으로써, 굴절부(200)가 안정적으로 고정되도록 구성한 것이다. 결국, 본 발명에서 실린더(220)의 경사면(222)에 의하여 결정된 굴절부(200)가 굴절되는 최대각도는 수술도구를 안정적으로 사용할 수 있는 작업각도가 된다. 따라서 실린더(220)에 형성된 경사면(222)의 각도를 다양하게 조절하여 원하는 작업각도를 갖는 수술도구를 제작할 수 있다. 경사면(222)은 실린더(220)의 연결부(221)(회전축)를 중심으로 양쪽에 형성될 수 있으며, 양쪽으로 각기 다른 각도의 경사면(222a, 222b)을 형성할 수도 있다.

도 2에 도시된, 코일스프링(240)은 굴절부(200)의 굴절각도가 커지게 하기 위하여 추가되는 구성이다. 단순히 실린더(220)에 수용된 와이어(260)를 긴장시키는 것만으로는 굴절부(200)의 굴절각도에 한계(약 90도 정도)가 있으나, 이비인후과 등에서 내시경을 이용하여 수술하고자 하는 부분은 그 이상의 각도를 요구하는 경우가 많다. 본 발명의 발명자들은 코일스프링을 이용하여 이러한 굴절각도의 한계를 극복한 것이다. 도 4는 스프링코일의 특성을 나타내는 도면이다. 도면에 나타난 것과 같이 코일스프링(240)의 한쪽 부분에 편향된 압축력(화살표)을 가하면, 압축력을 받는 부분이 압축되는 동시에 반대쪽부분은 인장된다. 따라서 실린더(220)의 외부 또는 내부에 코일스프링(240)을 설치함으로써 굴절부(200)의 굴절각이 180도(또는 이상)까지 향상된다. 다만, 너무 긴 코일스프링(240)을 사용하는 경우 사용과 조립이 어렵기 때문에, 두 개의 인접한 실린더에 걸치는 짧은 코일스프링을 여러 개 사용하는 것이 좋다. 이때, 도 2에 도시된 것과 같이 실린더(220)의 외주면에 걸림돌기(224)를 형성하고, 인접한 실린더의 걸림돌기 사이에 코일스프링을 위치시키는 구조가 제작이 간단하고 효과도 뛰어나다.

도 2에 도시된, 와이어(260)는 실린더(220)에 형성된 관통구멍(223)을 관통하여 위치하면서 긴장과 이완을 통해 굴절부(200)의 굴절각도를 조절하는 역할을 한다. 와이어(260)는 도구부(100)에서 시작하여 작동부(400)까지 연결되어 작동부(400)에서 긴장과 이완을 조절할 수 있다. 와이어(260)가 실린더(220)의 연결부(221)(회전축)를 중심으로 대향하여 형성된 두 개의 관통구멍(223)에 각각 설치되면 굴절부(200)의 조작이 쉬우며, 복잡한 체결구조가 없어도 본 발명의 수술도구 전체를 체결하는 효과가 있다. 특히 굴절부(200)를 구성하는 다수의 실린더들을 쉽게 체결할 수 있다.

고정부(300)는 굴절부(200)에서 이어지는 부분으로, 굴절부(200)를 지지하는 역할을 하므로 단단한 재질로 제작된다. 그리고 고정부(300)는 본 발명에 따른 수술도구가 인체에 삽입되는 양을 조절하는 부분이므로, 충분한 길이를 갖도록 제작된다.

작동부(400)는 고정부(300)에 연결되어 본 발명의 수술도구를 동작시키기 위한 구동력을 제공하고 이를 조작을 하는 부분이다. 와이어(260)를 긴장 및 이완시키는 구동 및 조작을 위한 모터와 풀리 등을 포함하여 구성되며, 도구부(100)의 도구를 작동하기 위한 다양한 구성을 포함할 수 있다.

내시경수술에 사용되는 도구는 앞서 살펴본 것과 같이 가위, 겸자(forceps), 분쇄기(shaver) 및 흡입기(suction) 등이 있다. 도구의 종류에 따른 본 발명의 작용을 살펴본다.

도 5는 본 발명을 적용한 내시경수술용 겸자를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명을 적용한 내시경수술용 겸자가 180도 굴절된 경우를 나타내며, 실린더(220)의 모습을 보이기 위하여 스프링은 생략하였다. 겸자는 그 도구부분(110)이 집게처럼 움직이면서 피부나 혈관 등을 집거나 조직을 채취하는 도구이고, 가위는 같은 방법으로 동작하여 피부 등을 절개하는 도구이다. 따라서 내시경수술에 사용되는 가위와 겸자는 와이어 등을 이용하여 힘을 전달하는 구조를 가지고 있으며, 힘을 전달할 때 와이어 등이 긴장되면서 굴절부(200)에 힘을 가하게 된다. 이때, 굴절부(200)의 고정되는 힘이 약하면 수술도구가 원하는 위치에서 벗어나는 문 제가 발생하지만, 도면에서 보이듯이 본 발명에 따른 수술도구의 굴절부(200)는 경사면(222)이 맞닿아 고정됨으로써 매우 안정적이다.

도 6은 본 발명을 적용한 내시경수술용 분쇄기를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명을 적용한 내시경수술용 분쇄기가 180도 굴절된 경우를 나타내며, 실린더(220)의 모습을 보이기 위하여 스프링은 생략하였다. 분쇄기는 도구의 끝에 개구부(121)를 형성하고 개구부(121)의 내부에서 회전하는 회전자(122)의 회전력을 이용하여 피부 등을 분쇄하는 도구이다. 따라서 내시경수술에 사용되는 분쇄기는 개구부(121)의 바로 밑에 모터를 장치하여 회전자(122)를 회전시키거나, 작동부에 설치된 모터의 회전력을 판스프링 등으로 굴절시켜 회전자(122)에 전달하는 구조를 가지고 있다. 개구부(121) 바로 밑에 설치된 모터가 회전하거나 작동부에 설치된 모터의 회전력을 판스프링 등으로 굴절시키는 경우에 수술도구의 굴절부(200)는 큰 힘을 받게 된다. 이때, 굴절부(200)의 고정되는 힘이 약하면 수술도구가 원하는 위치에서 벗어나는 문제가 발생하지만, 도면에서 보이듯이 본 발명에 따른 수술도구의 굴절부(200)는 경사면(222)이 맞닿아 고정됨으로써 이러한 힘에 대하여 매우 안정적이다. 나아가 본 발명의 수술도구는 그 내부가 비어 있어 회전자(122)의 아래에서 작동부(400)에 이르는 흡입튜브(미도시)를 내부에 설치할 수 있기 때문에, 별도의 흡입도구를 사용하지 않고도 회전자(122)의 회전에 의하여 분쇄된 물질을 흡입하여 외부로 배출할 수 있다.

도 7은 본 발명을 적용한 내시경수술용 분쇄기를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명을 적용한 내시경수술용 분쇄기가 180도 굴절된 경우를 나타내며, 실린 더(220)의 모습을 보이기 위하여 스프링은 생략하였다. 흡입기는 선단에 형성된 흡입구(131)로 고름이나 혈액 등을 흡입하여 이와 연결된 흡입튜브(132)를 통하여 외부로 배출하는 도구이다. 따라서 굽어진 흡입튜브(132)에 흡입력이 가해지면 흡입튜브(132)가 곧게 펴지려 하면서 굴절부(200)에 힘을 가하게 된다. 이때, 굴절부(200)가 고정되지 않으면 굴절부(200)가 굴절각도를 유지하지 못하고 펴지지만, 도면에서 보이듯이 본 발명에 따른 수술도구의 굴절부(200)는 경사면(222)이 맞닿아 고정됨으로써 이러한 힘에 대하여도 굴절각도를 유지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 굴절부의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 실린더의 연결구조를 나타내는 도면이다.

도 4는 스프링코일의 특성을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명을 적용한 내시경수술용 겸자를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명을 적용한 내시경수술용 분쇄기를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명을 적용한 내시경수술용 분쇄기를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 도구부 200: 굴절부

220: 실린더 221: 연결부

222: 경사면 223: 관통구멍

224: 걸림돌기 240: 코일스프링

260: 와이어 300: 고정부

400: 작동부

Claims

수술에 사용되는 도구가 형성된 도구부;

서로에 대해 굴절될 수 있도록 연결되는 다수의 실린더를 포함하는 굴절부;

상기 굴절부에 연결되어 굴절부를 지지하는 고정부; 및

상기 고정부에 연결되어 상기 도구부 및 굴절부를 조작하는 작동부; 및

상기 굴절부에서 상기 작동부까지 연결된 적어도 하나 이상의 와이어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 1에 있어서,

회전축 역할을 하는 연결부를 상기 각 실린더가 포함하며, 이에 의해 상기 실린더가 연결되는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 2에 있어서,

상기 각 실린더의 연결부 주위에 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 3에 있어서,

상기 경사면의 각도에 의해 수술도구에 요구되는 굴절각이 결정되는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 1에 있어서,

상기 각 실린더에는 와이어가 삽입될 수 있는 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 5에 있어서,

상기 관통구멍이 실린더의 중심으로부터 대향하는 위치에 2개 형성되는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 1에 있어서,

상기 실린더의 내부 또는 외부에 위치하는 코일스프링을 더 포함하는 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 7에 있어서,

상기 코일 스프링이 다수이고, 상기 각 실린더 외면에 걸림부가 형성되어, 인접하는 두 실린더의 걸림부들 사이에 상기 코일 스프링이 위치하는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 1에 있어서, 상기 도구부에 위치하는 도구는,

카메라, 겸자, 가위, 분쇄기 및 흡입기 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.
청구항 1에 있어서, 상기 도구부에 위치하는 도구는 분쇄기이고,

상기 도구부에서 상기 작동부까지 이어지는 흡입튜브가 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 내시경수술용 수술도구.