KR20110002151A - 수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법 - Google Patents

Abstract

수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 수술부위와 접촉하는 조작자와, 일단이 조작자와 결합하며 소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트와, 샤프트의 타단에 결합하며, 조작자를 작동하는 구동부와, 조작자, 샤프트 및 구동부 중 어느 하나에 부착되어 수술용 인스트루먼트의 소독 상태를 체크하여 소독 정보를 생성하는 소독 체크부를 포함하는 수술용 인스트루먼트는 소독 상태를 체크하여 식별 가능하게 하는 수단이 구비되어 사용자가 편리하게 사용가능하며, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수와 소독 상태가 서로 연동되어 체크 및 표시되는 효과가 있다.

수술용 인스트루먼트, 소독, 재사용, 사용 횟수.

Description

수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법{Surgical instrument and setting method thereof}

본 발명은 수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법에 관한 것이다.

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. 따라서 최근에는 피부에 소정의 구멍을 형성하여 의료 기기, 예를 들면, 복강경, 수술용 인스트루먼트, 미세수술용 현미경 등만을 삽입하여 수행하는 수술 또는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.

수술용 인스트루먼트는 피부에 천공된 구멍을 통과하는 샤프트의 일단에 구비된 조작자(end effecter)를, 소정의 구동부를 사용하여 의사가 직접 손으로 조작하거나 로봇 암을 사용하여 조작함으로써 수술 부위를 수술하기 위한 도구이다. 수술용 인스트루먼트에 구비된 조작자는 소정의 구조를 통한 회전 동작, 집게 동작(gripping), 절단 동작(cutting) 등을 수행한다.

이러한 수술용 인스트루먼트는 소독 후 재사용 가능하게 형성될 수 있는데. 종래 기술에 따르면, 소독 상태를 체크하여 식별 가능하게 하는 수단이 사용자가 해당 수술용 인스트루먼트를 사용하는데 편리하게 구비되지 않은 단점이 있다. 더욱이 종래 기술에 따르면, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수와 소독 상태가 서로 연동되어 체크 및 표시되지 않는 단점이 있다.

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.

본 발명은 소독 상태를 체크하여 식별 가능하게 하는 수단이 구비되어 사용자가 편리하게 사용가능한 수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수와 소독 상태가 서로 연동되어 체크 및 표시되는 수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수술부위와 접촉하는 조작자와, 일단이 조작자와 결합하며 소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트와, 샤프트의 타단에 결합하며, 조작자를 작동하는 구동부와, 조작자, 샤프트 및 구동부 중 어느 하나에 부착되어 수술용 인스트루먼트의 소독 상태를 체크하여 소독 정보를 생성하는 소독 체크부를 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다.

소독 체크부는, 수술용 인스트루먼트의 온도를 측정하는 온도 센서부와, 수술용 인스트루먼트의 측정 온도를 소정의 기준 온도와 비교하여 소독 상태를 체크한 소독 정보를 생성하는 소독 정보 생성부와, 소독 정보를 저장하는 소독 정보 저장부를 포함할 수 있다.

또한, 소독 정보 생성부는 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 소독 상태를 체크한 소독 정보를 소독된 상태로 소독 정보 저장부에 저장할 수 있다.

또한, 소독 정보가 소독된 상태인 경우에만 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동하며, 기준 온도는 100도 내지 140도일 수 있다.

또한, 소독 체크부는 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 제1 형상을 가지는 형상기억합금으로 형성될 수 있다. 이 경우 수술용 인스트루먼트가 결합하는 로봇 암은 돌출부를 포함하며, 수술용 인스트루먼트가 로봇 암에 결합하는 경우 형상기억합금은 돌출부에 의해 제2 형상을 가질 수 있다.

여기서, 형상기억합금은 막 형태 또는 막대 형태가 될 수 있다.

또한, 본 실시예는 수술용 인스트루먼트의 일측에 부착되어 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장되는 사용 기록부를 더 포함하며, 여기서, 사용 기록부는 RFID 태그일 수 있다.

또한, 사용 기록부는 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동된 이력에 관한 정보를 저장하며, 사용 기록부는 수술용 인스트루먼트가 작동하는 경우 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 일단에 수술부위와 접촉하는 조작자가 결합하고, 타단에 조작자를 작동하는 구동부가 결합하며, 소독 상태를 체크하는 소독 체크부 및 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장되는 사용 기록부가 부착된 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법에 있어서, 수술용 인스트루먼트가 작동하는 경우 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장하는 단계 및 수술용 인스트루먼트를 소독 시 소독 정보를 소독된 상태로 저장하는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법이 제공된다.

여기서, 소독 정보가 소독된 상태인 경우에만 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동할 수 있으며, 소독 상태 저장 단계는, 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 소독 정보를 소독된 상태로 저장할 수 있다.

또한, 사용 기록부는 RFID 태그이며, 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동된 이력에 관한 정보를 저장할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 일단에 수술부위와 접촉하는 조작자가 결합하고, 타단에 조작자를 작동하는 구동부가 결합하며, 소독 상태를 체크하는 소독 체크부 및 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장되는 사용 기록부가 부착된 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법에 있어서, 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 미리 저장된 사용 가능 도구 목록에 존재하는지 확인하는 단계, 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 미리 저장된 사용 가능 도구 목록에 존재하는 경우 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트를 작동하는 단계, 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 미리 저장된 사용 가능 도구 목록에 존재하지 않는 경우 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수와 소독 상태를 체크한 소독 정보를 이용하여 수술용 인스트루먼트의 동작 가능 여부를 판단하는 단계 및 수술용 인스트루먼트가 동작 가능 상태인 경우 사용 가능 도구 목록에 수술용 인스트루먼트의 고유 번호를 등록하는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법이 제공된다.

동작 가능 여부 판단 단계는, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 미리 설정된 최대 사용 횟수와 비교하고, 소독 상태를 체크한 소독 정보가 소독된 상태인지 확인하는 단계 및 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수가 최대 사용 횟수 이하이고, 소독 정보가 소독된 상태인 경우 수술용 인스트루먼트를 동작 가능 상태로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예는 수술용 인스트루먼트가 동작 가능 상태인 경우 수술용 인 스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법은 소독 상태를 체크하여 식별 가능하게 하는 수단이 구비되어 사용자가 편리하게 사용가능하며, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수와 소독 상태가 서로 연동되어 체크 및 표시되는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것 으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 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 출원에서, "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 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구조를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 로봇 암(12), RFID 리더(14), 수술용 인스트루먼트(샤프트(20), 구동부(23), 조작자(25)), RFID 태그(22), 소독 체크부(24)가 도시된다.

본 실시예는 소독 체크부(24)가 재사용 가능한(reusable) 수술용 인스트루먼트(20)에 부착되어 수술용 인스트루먼트(20)의 소독 상태를 체크하며, 체크 후 생성한 소독 정보를 이용하여 수술용 인스트루먼트(20)의 작동 가능 여부를 판단할 수 있는 특징이 있다. 또한, 본 실시예는 소독 체크부(24)와 사용 기록부(예를 들면, RFID 태그(22))를 연동시킴으로써 소독 상태와 사용 횟수를 보장하여 안전하게 수술할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 수술부위와 접촉하는 조작자(25), 일단이 조작자(25)와 결합하며 소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트(20), 샤프트(20)의 타단에 결합하며, 조작자(25)를 작동하는 구동부(23), 수술용 인스트루먼트의 일측에 부착되어 수술용 인스트루먼트의 소독 상태를 체크하는 소독 체크부(24)를 포함한다.

본 실시예에 따른 소독 체크부(24)는 온도 센서부를 포함할 수 있다. 소독 체크부(24)는 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 소독 상태를 체크하여 소정의 소독 정보를 생성하며, 이 경우 소독 정보는 '소독된 상태'로 저장될 수 있다. 소독 체크부(24)는 수술용 인스트루먼트가 고온에서 소독되는 경우 수술용 인스트루먼트의 온도(그 자체의 온도 또는 주위의 온도를 포함함)를 측정하여 해당 측정 온도를 이용하여 소독 정보를 변경할 수 있다.

소독 정보는 수술용 인스트루먼트의 소독 상태를 체크한 후 생성한 정보로서, 본 실시예는 이러한 정보를 이용하여 수술용 인스트루먼트의 소독 상태 및 작동 가능 여부를 판단할 수 있다. 소독 정보는 소정의 디지털 정보로 생성될 수 있으며, 이렇게 측정한 온도 데이터를 디지털 정보로 변경하는 기술은 본 실시예의 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.

소독 정보는 '소독된 상태' 또는 '미(未)소독 상태'로 구분될 수 있다. 이러 한 정보는 설정값으로써, 실제 데이터는 0 또는 1, 또는, yes 또는 no로서 저장되어 활용될 수 있다. 예를 들면, 소독 정보가 1 또는 yes인 경우 수술용 인스트루먼트는 정상 동작이 가능하며, 소독 정보가 0 또는 no인 경우 수술용 인스트루먼트는 정상 동작이 불가능할 수 있다.

본 실시예에 따른 소독 방법에는 증기멸균기(autoclave)를 사용하여 멸균하는 방법이 적용될 수 있다. 일반적으로 증기멸균은 135도, 2기압에서 약 20분간 삶아서 멸균하는 방식이다. 본 실시예는 이러한 소독 방법을 수행시 변화하는 온도를 측정하여 수술용 인스트루먼트가 소독되는지 측정하기 때문에 해당 소독 방법에 적용되는 온도를 상술한 기준 온도로 설정할 수 있다. 즉, 소독 체크부(24)는 수술용 인스트루먼트의 소독 시 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 소독 정보를 '소독된 상태'로 저장할 수 있다. 여기서 소정의 기준 온도는 100도 내지 140도가 될 수 있다.

또한, 소독 정보가 '소독된 상태'인 경우에만 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동하게 할 수 있다. 여기서, 수술용 인스트루먼트의 작동 여부는 구동부(23), 조작자(25) 또는 그 결합 관계를 제어함으로써 결정될 수 있다. 예를 들면, 소독 정보가 '미소독 상태'인 경우 소정의 걸림쇠가 구동부(23)의 구동휠의 회전을 방해하도록 하고, 소독 정보가 '소독된 상태'인 경우에 걸림쇠를 해제하여 구동휠의 회전을 원활히 할 수 있다. 걸림쇠의 동작 여부는 소독 정보에 상응하여 걸림쇠의 움직임을 제어하는 수술 로봇의 제어기에 의해 정해질 수 있다. 이 외에도 소독 정보가 '소독된 상태'인 경우에만 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루 먼트가 작동하도록 제어하기 위해서 조작자(25) 또는 구동부(23) 및 조작자(25)를 연결하는 와이어의 움직임을 제어하는 방식, 수술 로봇의 동작을 제어하는 수술 로봇의 제어기에서 소프트웨어에 의해 전자적으로 처리하는 방식 등 기타 다른 방식이 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다.

상술한 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 로봇 수술 또는 수동식 수술에 사용될 수 있다. 전자의 경우 수술용 인스트루먼트는 액추에이터가 구비된 수술용 로봇 암의 선단부에 장착되고, 액추에이터로부터 구동력을 전달받아 구동부(23)에 구비되는 구동휠이 작동하며, 구동휠과 연결되고 수술 환자의 체내로 삽입되는 조작자(25)가 소정의 작동을 함으로써, 수술을 하게 된다. 구동휠은 원판형으로 형성되며, 액추에이터에 클러칭되어 구동력을 전달받을 수 있다. 또한, 구동휠의 개수는 제어 대상의 개수에 상응하여 결정될 수 있으며, 이러한 구동휠에 대한 기술은 수술용 인스트루먼트와 관련된 기술자에게 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 후자의 경우 구동부는 의사가 직접 조종할 수 있는 인터페이스, 예를 들면, 스틱 형상, 버튼 형상, 집게 형상, 레버 형상 등이 구비되며, 이를 의사가 조종하면, 해당 인터페이스에 연결되며 수술 환자의 체내로 삽입되는 조작자(25)가 소정의 작동을 함으로써, 수술을 하게 된다. 본 명세서에서는 전자를 중심으로 설명한다.

본 실시예에 따른 수술 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(master) 로봇과 마스터 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수 술에 필요한 조작을 가하는 로봇 암(12)으로 이루어지며, 로봇 암(12)은 마스터 로봇과 유, 무선 방식으로 연결되어 원격으로 수술을 진행하게 된다.

또한, 본 실시예는 상술한 바와 같이 사용 기록부가 구비되어 사용 횟수 등 수술용 인스트루먼트와 관한 다양한 정보가 기록될 수 있다. 사용 기록부는 소정의 메모리 용량을 가지는 RFID 태그(22) 또는 칩이 될 수 있다. 사용 기록부가 RFID 태그(22)인 경우 소정의 위치에 결합된 RFID 리더(14)에 의해 해당 정보가 독취되거나 또는 필요한 정보가 RFID 태그(22)에 저장될 수 있다. RFID 리더(14)는 수술용 인스트루먼트에 직접 결합하거나 또는 이와 근접하게 위치할 수 있다.

또한, 사용 기록부가 칩으로 구현되는 경우 수술용 인스트루먼트가 로봇 암(12)에 결합할 때 소정의 전기적 접점을 이용하여 수술용 인스트루먼트에 구비되는 칩의 메모리에서 정보를 독취하거나 또는 작업에 따라 변경된 정보를 갱신하는 별도의 마이컴과 같은 제어 장치가 구비될 수 있다. 이하에서는 전자를 중심으로 설명한다.

RFID 태그(22)는 수술용 인스트루먼트의 일측에 부착되어 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장된다. 여기서, 수술용 인스트루먼트에 관한 정보는, 예를 들면, 고유번호(serial number), 사용 횟수, 사용병원, 장착된 수술용 로봇의 고유번호 등이 될 수 있다.

RFID 기술은 라디오파(Radio waves)를 이용하여 사물에 부착된 태그로부터 정보를 수집하여 저장함으로써 대상물체를 인식하는 기술로서, 최근에는 RFID 칩 가격이 하락함에 따라 유통, 물류 분야를 비롯한 다양한 산업분야에서 활발하게 보 급되고 있으며, 본 실시예는 이러한 RFID 기술을 채용할 수 있다.

본 실시예에 따른 RFID 태그(22)는 수술용 인스트루먼트가 사용된 병원, 수술용 인스트루먼트를 장착했던 수술용 로봇의 고유번호, 사용 횟수 등 수술용 인스트루먼트의 사용 이력에 관한 데이터를 저장함으로써, 수술용 인스트루먼트를 로봇 암(12)에 장착함에 따라 어느 병원에서 어느 로봇에 장착되어 몇 번 사용되었는지를 알 수 있다.

본 실시예는 이러한 사용 횟수를 소독 정보와 연동하여 관리할 수 있다. 즉, RFID 태그(22)는 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동하는 경우 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 상술한 바와 같이 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장할 수 있다. 이러한 사용 횟수와 소독 정보는 RFID 태그(22)에 저장되어 RFID 리더(14)에 의해 독취됨으로써 수술용 인스트루먼트 이용에 활용될 수 있다. 즉, 미리 설정된 최대 사용 횟수, 예를 들면, 10회 이상 사용되는 수술용 인스트루먼트 또는 미소독 상태인 수술용 인스트루먼트는 그 사용을 제한함으로써 위생적이고 안전한 수술을 도모할 수 있다.

여기서, 최대 사용 횟수 이상 사용되거나 미소독 상태인 수술용 인스트루먼트의 사용을 제한하는 기능은 소프트웨어적으로 수술 로봇의 제어기에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 수술용 인스트루먼트의 작동 여부는 구동부(23), 조작자(25) 또는 그 결합 관계를 제어함으로써 결정될 수 있는 바, 해당 사용 횟수 정보 및 소독 정보를 이용하여 그 작동 여부를 결정할 수 있다. 이외에도 사용 횟수 정보 및 소독 정보를 이용하여 수술용 인스트루먼트의 작동 여부를 판단하는 다양한 방법이 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다.

조작자(25)는 샤프트(20)의 일단에 결합하며, 수술 환자의 체내로 삽입된다. 조작자(25)는 실제 수술시 수술 부위와 접촉하는 부재이다. 수술용 인스트루먼트의 조작자(25)는 회전부(140)의 말단에 결합되어, 집게 동작(gripping)이나 절단 동작(cutting) 등을 수행하는 한 쌍의 죠(jaw)를 포함할 수 있다.

이 경우, 상술한 구동부(23)의 구동휠은 한 쌍의 죠와 풀리 결합될 수 있다. 구동휠과 한 쌍의 죠가 서로 결합하는 방식은 다양할 수 있으며, 예를 들면, 한 벌의 와이어가 각 죠에 결합하는 방식, 한 벌의 와이어가 한 쌍의 죠에 결합하는 방식 등이 있을 수 있다. 후자의 경우를 중심으로 설명하면, 구동휠이 회전함에 따라 와이어를 통해 구동력이 전달되어 한 쌍의 죠가 집게 동작 또는 절단 동작을 하게 된다. 한 벌의 풀리 와이어를 통해 한 쌍의 죠를 움직이기 위해서는, 한 쌍의 죠를 서로 기어 등으로 연결하고 한 쌍의 죠 중 어느 하나 또는 한 쌍의 죠가 결합된 부분에 풀리 와이어를 결합하여 구동력을 전달할 수 있다. 이 외에도 한 벌의 풀리를 사용하여 한 쌍의 죠가 집게 동작을 하도록 할 수 있는 다양한 메커니즘이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트에 결합하는 소독 체크부의 블록 구성도이다. 도 1b를 참조하면, 소독 체크부(24), 온도 센서부(241), 소독 정보 생성부(242), 소독 정보 저장부(243), 소독 정보 추출부(26), 작동 여부 판단부(27)가 도시된다.

소독 체크부(24)는 온도 센서부(241), 소독 정보 생성부(242), 소독 정보 저 장부(243)를 포함할 수 있다. 온도 센서부(241)는 수술용 인스트루먼트의 온도를 측정하며, 소독 정보 생성부(242)는 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 상술한 소독 정보를 '소독된 상태'로 생성 또는 변경하여, 소독 정보 저장부(243)에 저장할 수 있다. 즉, 온도 센서부(241)는 주위 온도를 측정하고, 소독 정보 생성부(242)는 측정된 온도를 기준 온도와 비교 연산함으로써 연산 결과에 상응하여 상술한 바와 같이 '소독된 상태' 또는 '미소독 상태'의 소독 정보를 생성하고, 소독 정보 저장부(243)는 소정의 메모리로서 소독 정보를 저장할 수 있다.

소독 정보 추출부(26)는 본 실시예의 수술용 인스트루먼트의 작동 개시 시점에 소독 정보 저장부(243)로부터 상술한 소독 정보를 추출하며, 작동 여부 판단부(27)는 추출된 소독 정보를 기준으로 수술용 인스트루먼트의 작동 가능 여부를 판단한다. 즉, 작동 여부 판단부(27)는 소독 정보가 '소독된 상태'인 경우 정상 작동이 가능하다고 판단하며, 소독 정보가 '미소독 상태'인 경우 정상 작동이 불가능하다고 판단한다. 이러한 판단 결과는 본 실시예의 수술 로봇의 제어기에 전달되며, 상술한 로봇 암(12)에 수술용 인스트루먼트가 장착된 경우 그 작동 가능 여부를 결정할 수 있다.

소독 정보 추출부(26)와 작동 여부 판단부(27)는 도 1b에 도시된 바와 같이 소독 체크부(24)에 포함되지 않을 수도 있지만, 다른 실시예에 따르면, 소독 정보 추출부(26)와 작동 여부 판단부(27)도 소독 체크부(24)에 포함되고, 작동 여부 판단부(27)는 상술한 수술 로봇의 제어기와 연동하여 본 실시예의 수술용 인스트루먼 트의 동작 여부를 결정할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구조를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 2를 참조하면, 로봇 암(12), RFID 리더(14), 돌출부(16), 형상기억합금(17), 수술용 인스트루먼트(샤프트(20), 구동부(23), 조작자(25)), RFID 태그(22)가 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

본 실시예는 상술한 소독 체크부로서 형상기억합금을 이용하여 수술용 인스트루먼트의 소독 여부를 체크할 수 있는 특징이 있다. 즉, 본 실시예는 수술 시 소정의 수단에 의해 그 형상이 변형되고 소독 시 소정의 온도 이상에서 복원되는 형상기억합금(17)을 이용하여 사용자가 편리하게 수술용 인스트루먼트의 소독 여부를 판단할 수 있도록 하는 특징이 있다.

수술용 인스트루먼트가 결합하는 로봇 암(12)은 그 선단부에 돌출부(16)를 포함한다. 돌출부(16)는 수술용 인스트루먼트에 구비된 형상기억합금(17)이 위치한 소정의 홀에 삽입이 가능하다. 형상기억합금(17)이 막 형태인 경우 수술용 인스트루먼트가 로봇 암(12)에 결합할 때 형상기억합금(17)은 홀 내부로 찌그러져서 함몰되는 형상(제2 형상)이 된다. 즉, 형상기억합금(17)은 수술용 인스트루먼트에 천공된 홀을 가로 막는 막 형태로 형성될 수 있다.

이후 수술용 인스트루먼트가 소정의 기준 온도 이상의 환경에서 소독되는 경우 형상기억합금(17)은 다시 막 형상(제1 형상)로 펴지며, 사용자는 이를 확인하여 수술용 인스트루먼트가 소독되었음을 확인할 수 있다.

이상에서는 형상기억합금(17)이 막 형태인 경우를 설명하였으나, 이외의 형 태, 예를 들면, 직선 또는 곡선으로 연장되며 소독 시 제1 형상으로 펴지고(또는 구부러지고), 수술용 인스트루먼트와 로봇 암(12)의 결합시 제2 형상으로 구부러질(또는 펴질) 수 있는 막대 형태 등으로도 구현될 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 세팅방법을 나타낸 순서도이다.

본 실시예에 따른 순서도는 수술용 인스트루먼트의 작동시 사용 횟수 및 소독 정보를 업데이트하는 방법을 중심으로 서술된다. 이러한 방법은 상술한 실시예 중 온도 센서를 이용한 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법이 될 수 있다.

단계 S310에서, 최초 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)를 0, 상술한 소독 정보를 '소독된 상태(YES)'로 설정한다. 상술한 바와 같이 '0'과 '소독된 상태'라는 정보는 별도의 매개 변수로 치환되어 상술한 사용 기록부에 관리 및 저장될 수 있으므로, 다른 표현에 따른 정보도 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 이러한 최초 소독 정보는 수술용 인스트루먼트의 제조 시 초기 설정값으로 저장될 수 있다.

단계 S320에서, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)를 최대 사용 회수와 비교하고, 소독 정보가 '소독된 상태(YES)'인지 확인한 결과 사용 횟수(count)가 최대 사용 회수 미만이거나 또는 소독 정보가 '미소독 상태(NO)'인 경우 단계 S330에서, 수술용 인스트루먼트의 상태는 동작 불능 상태로 설정된다. 즉, 소독 정보가 소독된 상태인 경우에만 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동된다. 여기서 수술용 인스트루먼트의 작동 가능 여부는 상술한 바와 같이 소독 정보 를 이용하여 구동부(23), 조작자(25) 또는 그 결합 관계를 제어함으로써 결정될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 사용 횟수가 소정의 최대 사용 횟수 이상인 경우에도 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 그 작동이 제한될 수 있다.

단계 S340에서, 사용 횟수(count)가 최대 사용 회수 이하이고 소독 정보가 '소독된 상태(YES)'인 경우 수술용 인스트루먼트의 상태는 동작 가능 상태로 설정된다.

이후 수술 개시 전 또는 수술 중인 단계 S350에서, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)를 1만큼 증가시키고, 소독 상태를 체크한 소독 정보를 '미소독 상태(NO)'로 변경하여 저장한다.

단계 S360에서, 작동이 가능한 수술용 인스트루먼트를 이용하여 수술이 수행되고, 단계 S370에서, 본 실시예의 재사용 가능한 수술용 인스트루먼트는 상술한 바와 같이 증기멸균기(autoclave) 등 다양한 기기 및 방식에 의해 소독된다.

단계 S380에서, 소독된 수술용 인스트루먼트는 소독 체크부에 의해 다시 소독 정보가 '소독된 상태(YES)'로 변경되며, 다시 단계 S320에서 사용 대기 상태에 놓인다. 따라서 본 실시예의 수술용 인스트루먼트는 소독 정복 '소독된 상태'이며, 사용 횟수가 최대 사용 횟수 미만인 경우 그 동작이 가능하도록 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 세팅방법을 나타낸 순서도이다.

본 실시예에 따른 순서도는 수술용 인스트루먼트의 작동시 사용 횟수 및 소독 정보를 업데이트하는 방법을 중심으로 서술되며, 특히, 한 번의 수술에 수술용 인스트루먼트를 여러 번 탈착할 수 있는 방법을 제시한다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.

단계 S410에서, 최초 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)를 0, 상술한 소독 정보를 '소독된 상태(YES)'로 설정한다. 상술한 바와 같이 '0'과 '소독된 상태'라는 정보는 별도의 매개 변수로 치환되어 상술한 사용 기록부에 관리 및 저장될 수 있으므로, 다른 표현에 따른 정보도 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 이러한 최초 소독 정보는 수술용 인스트루먼트의 제조 시 초기 설정값으로 저장될 수 있다.

단계 S415에서, 수술 시작 및 수술에 사용가능한 수술용 인스트루먼트의 리스트인 사용 가능 도구 목록을 초기화한다. 사용 가능 도구 목록은 수술시 사용될 수 있는 도구의 목록으로서, 한 번의 수술에 수술용 인스트루먼트를 여러 번 탈착할 수 있도록 한다. 사용 가능 도구 목록은 상술한 수술 로봇의 동작을 제어하는 수술 로봇의 제어기가 접근가능하며, 수술 로봇에 구비되는 저장부(미도시)에 저장될 수 있다. 사용 가능 도구 목록은 최초에 초기화되며, 반복 사용되는 수술용 인스트루먼트는 사용 가능 도구 목록에 등록됨으로써 바로 수술에 사용될 수 있다.

단계 S420에서, 로봇 암에 수술용 인스트루먼트를 장착하고, 단계 S425에서, 수술 로봇은 장착된 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 사용 가능 도구 목록에 존재하는지 확인한다. 수술용 인스트루먼트의 고유 번호는 수술용 인스트루먼트를 구별하기 위한 식별자로서 수술용 인스트루먼트는 서로 다른 고유 번호를 가질 수 있다. 장착된 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 사용 가능 도구 목록에 존재하지 않는 경우 후술할 바와 같이 수술 로봇은 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)와 소독 여부를 판단하여 그 동작 가능 여부를 판단한다.

단계 S430에서, 장착된 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 사용 가능 도구 목록에 존재하지 않는 경우 수술 로봇은 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)를 최대 사용 횟수와 비교하며, 만약 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수가 최대 사용 횟수를 초과하는 경우, 단계 S435에서, 사용 횟수 초과 경고를 알리며 더 이상 진행을 하지 않고, 본 수술용 인스트루먼트의 사용은 종료된다. 사용 횟수 초과 경고는 소리 신호, 광 출력 신호, 진동 신호 등과 같이 사용자가 알 수 있도록 송출하는 경고 신호가 될 수 있으며, 송출 주체는 수술용 인스트루먼트 및/또는 수술 로봇이 될 수 있다.

반면, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수가 최대 사용 횟수 이하인 경우, 단계 S440에서, 소독 정보가 '소독된 상태(YES)'인지 확인한 결과 소독 정보가 '미소독 상태(NO)'인 경우, 단계 S445에서, 미소독 경고를 알리며 더 이상 진행을 하지 않고, 본 수술용 인스트루먼트의 사용은 종료된다. 즉, 소독 정보가 소독된 상태인 경우에만 사용자의 조작에 따라 수술용 인스트루먼트가 작동된다. 여기서 수술용 인스트루먼트의 작동 가능 여부는 상술한 바와 같이 소독 정보를 이용하여 구동부(23), 조작자(25) 또는 그 결합 관계를 제어함으로써 결정될 수 있다.

소독 정보가 '소독된 상태(YES)'인 경우, 단계 S450에서, 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수(count)를 1만큼 증가시키고, 소독 상태를 체크한 소독 정보를 '미소독 상태(NO)'로 변경하여 저장한다. 또한, 사용 가능 도구 목록에 상술한 수술용 인스트루먼트의 고유 번호를 등록함으로써, 계속 진행되는 수술에서 한 번의 정보 변경으로 수술용 인스트루먼트가 여러 번 탈부착될 수 있도록 한다.

수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 사용 가능 도구 목록에 존재하는 경우, 단계 S455에서, 장착된 수술용 인스트루먼트를 이용하여 수술을 수행하며, 단계 S460에서, 수술용 인스트루먼트를 로봇 암에서 탈착한다.

단계 S465에서, 수술용 인스트루먼트를 재사용하는 경우 다시 단계 S420에서 수술용 인스트루먼트를 로봇 암에 장착한다. 단계 S470에서, 수술이 종료된 후 단계 S475에서, 본 실시예의 재사용 가능한 수술용 인스트루먼트는 상술한 바와 같이 증기멸균기(autoclave) 등 다양한 기기 및 방식에 의해 소독된다.

단계 S480에서, 소독된 수술용 인스트루먼트는 소독 체크부에 의해 다시 소독 정보가 '소독된 상태(YES)'로 변경된다. 따라서 본 실시예의 수술용 인스트루먼트는 소독 정보가 '소독된 상태'이며, 사용 횟수가 최대 사용 횟수 미만인 경우 그 동작이 가능하도록 설정될 수 있다.

그 외 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트에 대한 구체적인 크기, 형태 및 수술 로봇의 임베디드 시스템, O/S 등의 공통 플랫폼 기술과 통신 프로토콜, I/O 인터페이스 등 인터페이스 표준화 기술 등에 대한 구체적인 설명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 즉, 기록 매체는 컴퓨터에 상술한 각 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 될 수 있다.

상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

상기한 바에서, 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트 및 그 세팅방법은 소독 체크부 및 사용 기록부의 구성을 일 실시예에 따라 기술하였으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 상기 소독 체크부 및/또는 사용 기록부의 결합 위치, 구현 방식 등이 달라지더라도 전체적인 작용 및 효과에는 차이가 없다면 이러한 다른 구성은 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 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.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구조를 개략적으로 나타낸 개념도.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트에 결합하는 소독 체크부의 블록 구성도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구조를 개략적으로 나타낸 개념도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 세팅방법을 나타낸 순서도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 세팅방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 로봇 암 14 : RFID 리더

16 : 돌출부 17 : 형상기억합금

20 : 샤프트 22 : RFID 태그

23 : 구동부 24 : 소독 체크부

241 : 온도 센서부 242 : 소독 정보 생성부

243 : 소독 정보 저장부 25 : 조작자

26 : 소독 정보 추출부 27 : 작동 여부 판단부

Claims (20)

1. 수술부위와 접촉하는 조작자와;

   일단이 상기 조작자와 결합하며 소정의 길이방향으로 연장되는 샤프트와;

   상기 샤프트의 타단에 결합하며, 상기 조작자를 작동하는 구동부와;

   상기 조작자, 샤프트 및 구동부 중 어느 하나에 부착되어 수술용 인스트루먼트의 소독 상태를 체크하여 소독 정보를 생성하는 소독 체크부를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소독 체크부는,

   상기 수술용 인스트루먼트의 온도를 측정하는 온도 센서부와;

   상기 수술용 인스트루먼트의 측정 온도를 소정의 기준 온도와 비교하여 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보를 생성하는 소독 정보 생성부와;

   상기 소독 정보를 저장하는 소독 정보 저장부를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 소독 정보 생성부는 상기 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보를 소독된 상태로 상기 소독 정보 저장부에 저장하는 수술용 인스트루먼트.
4. 제1항에 있어서,

   상기 소독 정보가 소독된 상태인 경우에만 사용자의 조작에 따라 상기 수술용 인스트루먼트가 작동하는 수술용 인스트루먼트.
5. 제2항에 있어서,

   상기 기준 온도는 100도 내지 140도인 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
6. 제1항에 있어서,

   상기 소독 체크부는 상기 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 제1 형상을 가지는 형상기억합금으로 형성되는 수술용 인스트루먼트.
7. 제6항에 있어서,

   상기 수술용 인스트루먼트가 결합하는 로봇 암은 돌출부를 포함하며,

   상기 수술용 인스트루먼트가 상기 로봇 암에 결합하는 경우 상기 형상기억합금은 상기 돌출부에 의해 제2 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
8. 제6항에 있어서,

   상기 형상기억합금은 막 형태 또는 막대 형태인 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
9. 제1항에 있어서,

   상기 수술용 인스트루먼트의 일측에 부착되어 상기 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장되는 사용 기록부를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
10. 제9항에 있어서,

    상기 사용 기록부는 RFID 태그인 수술용 인스트루먼트.
11. 제9항에 있어서,

    상기 사용 기록부는 사용자의 조작에 따라 상기 수술용 인스트루먼트가 작동된 이력에 관한 정보를 저장하는 수술용 인스트루먼트.
12. 제11항에 있어서,

    상기 사용 기록부는 상기 수술용 인스트루먼트가 작동하는 경우 상기 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장하는 수술용 인스트루먼트.
13. 일단에 수술부위와 접촉하는 조작자가 결합하고, 타단에 상기 조작자를 작동하는 구동부가 결합하며, 소독 상태를 체크하는 소독 체크부 및 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장되는 사용 기록부가 부착된 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법에 있어서,

    상기 수술용 인스트루먼트가 작동하는 경우 상기 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장하는 단계; 및

    상기 수술용 인스트루먼트를 소독 시 상기 소독 정보를 소독된 상태로 저장하는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 소독 정보가 소독된 상태인 경우에만 사용자의 조작에 따라 상기 수술용 인스트루먼트가 작동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 소독 상태 저장 단계는,

    상기 수술용 인스트루먼트의 측정 온도가 소정의 기준 온도보다 높은 경우 상기 소독 정보를 소독된 상태로 저장하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
16. 제13항에 있어서,

    상기 사용 기록부는 RFID 태그이며, 사용자의 조작에 따라 상기 수술용 인스트루먼트가 작동된 이력에 관한 정보를 저장하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
17. 일단에 수술부위와 접촉하는 조작자가 결합하고, 타단에 상기 조작자를 작동하는 구동부가 결합하며, 소독 상태를 체크하는 소독 체크부 및 수술용 인스트루먼트에 관한 정보가 저장되는 사용 기록부가 부착된 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법에 있어서,

    상기 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 미리 저장된 사용 가능 도구 목록에 존재하는지 확인하는 단계;

    상기 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 미리 저장된 사용 가능 도구 목록에 존재하는 경우 사용자의 조작에 따라 상기 수술용 인스트루먼트를 작동하는 단계;

    상기 수술용 인스트루먼트의 고유 번호가 미리 저장된 사용 가능 도구 목록에 존재하지 않는 경우 상기 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수와 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보를 이용하여 상기 수술용 인스트루먼트의 동작 가능 여부를 판단하는 단계; 및

    상기 수술용 인스트루먼트가 동작 가능 상태인 경우 상기 사용 가능 도구 목록에 상기 수술용 인스트루먼트의 고유 번호를 등록하는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
18. 제17항에 있어서,

    상기 동작 가능 여부 판단 단계는,

    상기 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 미리 설정된 최대 사용 횟수와 비교하고, 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보가 소독된 상태인지 확인하는 단계; 및

    상기 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수가 상기 최대 사용 횟수 이하이고, 상기 소독 정보가 소독된 상태인 경우 상기 수술용 인스트루먼트를 동작 가능 상태로 판단하는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
19. 제17항에 있어서,

    상기 수술용 인스트루먼트가 동작 가능 상태인 경우 상기 수술용 인스트루먼트의 사용 횟수를 1만큼 증가시키고, 상기 소독 상태를 체크한 소독 정보를 미(未)소독 상태로 저장하는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법.
20. 제13항 내지 제19항 중 어느 하나에 기재된 수술용 인스트루먼트의 세팅 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체.

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