KR20110014533A - 최소 침습 수술 도구 및 그 사용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간편한 조작이 가능한 최소 침습 수술(minimally invasive surgery) 도구와 그 사용 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 태양에 따르면, 최소 침습 수술 도구로서, 주 샤프트, 상기 주 샤프트의 양단으로부터 순차적으로 배치되는 제1 조작 샤프트 및 제2 조작 샤프트와 제1 동작 샤프트 및 제2 동작 샤프트, 상기 제2 조작 샤프트의 일단에 배치되는 조절 손잡이, 상기 제2 동작 샤프트의 일단에 배치되는 엔드 이펙터, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 조작 샤프트의 사이, 상기 제1 조작 샤프트 및 상기 제2 조작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 조작 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이에 배치되고, 상기 조절 손잡이의 피치 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 피치 조작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 조작 샤프트의 사이, 상기 제1 조작 샤프트 및 상기 제2 조작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 조작 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되고, 상기 조절 손잡이의 요 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 제1 요 조작부 및 제2 요 조작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이에 배치되는 피치 동작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되는 제1 요 동작부 및 제2 요 동작부, 상기 피치 조작부, 상기 제1 요 조작부, 및 상기 제2 요 조작부로부터의 동작을 상기 피치 동작부, 상기 제1 요 동작부, 및 상기 제2 요 동작부로 각각 전달하기 위한 제1 피치 케이블 및 제2 피치 케이블, 및 상기 제1 피치 케이블 및 상기 제2 피치 케이블과 함께, 상기 제1 요 조작부로부터의 동작을 상기 제1 요 동작부로 전달하기 위한 요 케이블을 포함하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

Description

최소 침습 수술 도구 및 그 사용 방법{Tool for Minimally Invasive Surgery And Method for Using the Same}

본 발명은 간편한 조작이 가능한 최소 침습 수술(minimally invasive surgery) 도구와 그 사용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조절 손잡이의 조작 등을 통하여 엔드 이펙터(end effector)를 동작시킴으로써 정교하고도 간편하게 최소 침습 수술을 수행할 수 있도록 하는 최소 침습 수술 도구 및 그 사용 방법에 관한 것이다.

최소 침습 수술은 몇 개의 작은 절개부(절개공)를 통해 수술 도구를 삽입하여 수술을 수행함으로써 수술로 인한 절개를 최소화하는 수술 기법이다.

이러한 최소 침습 수술은, 수술 후에 일어나는 환자의 대사 과정의 변화를 상대적으로 감소시킬 수 있으므로, 환자의 회복 기간을 짧게 하는 데에 도움이 된다. 따라서, 최소 침습 수술을 적용하면, 환자의 수술 후의 입원 기간도 단축되며, 환자가 수술 후 짧은 시일 내에 정상적인 생활로 복귀할 수 있게 된다. 또한, 최소 침습 수술을 통해, 환자가 느끼는 통증을 경감하는 한편, 수술 후 환자에게 남는 흉터를 줄일 수도 있게 된다.

최소 침습 수술의 가장 일반적인 형태는 내시경 수술일 것이다. 그 중에서도, 가장 일반적인 형태의 내시경 수술은 복강 내에서 최소 침습 조사와 수술을 하는 복강경 수술이다. 표준 복강경 수술을 수행할 때에는, 환자의 복부에 가스를 채워 넣고, 복강경 수술 도구에 대한 입구를 제공하기 위하여 작은 절개부(약 1/2 인치 이하)를 만든 후에, 이를 통하여 트로카(trocar)를 삽입한다. 복강경 수술 도구는 일반적으로 복강경(수술 부위 관찰용)과 기타 작업 도구를 포함한다.

여기서, 작업 도구는, 각 도구의 작업 단부 또는 말단 동작부가 소정의 샤프트에 의해 그것의 손잡이로부터 이격되어 있다는 점을 제외하고는, 종래의 절개 수술에 사용되는 것과 유사하다. 즉, 작업 도구는, 예를 들어, 클램프, 그라스퍼, 가위, 스테이플러, 바늘 잡게 등을 포함할 수 있다. 수술을 수행하기 위하여, 외과의사 등의 사용자는 트로카를 통해 수술 부위에 작업 도구를 들여 보내고 복강 외부로부터 그것들을 조종한다.

한편, 사용자는 복강경에 의해 찍히는 수술 부위의 영상을 표시하는 모니터에 의해 진행 상황을 모니터링한다. 이와 유사한 내시경 기술은, 후복막강경, 골반경, 관절경, 뇌수조경, 부비강경, 자궁경, 신장경, 방광경, 요도경, 신우경 등에 두루 사용된다.

이러한 최소 침습 수술은 많은 장점을 가지고 있지만, 일반적인 기존의 최소 침습 수술 도구들은 딱딱하고 긴 샤프트에 엔드 이펙터가 연결되어 있어, 수술 부위로의 접근이 어렵고 그 조작이 자유롭지 못한 단점을 지니고 있다. 특히, 기존의 엔드 이펙터에는 관절처럼 꺾이는 부분이 없으므로 수술에 필요한 섬세한 동작을 하기 어렵다는 단점이 있었다. 더군다나, 기존의 최소 침습 수술 도구로는, 수술 부위가 특정 신체 장기의 뒤에 위치한 경우에는 수술 부위에의 접근조차 어렵다는 문제점이 있었다.

한편, 종래에는, 최소 침습 수술 시에도 복수의 수술 도구가 함께 사용되어야만 하는 경우가 많았고, 이로 인해 환자의 몸에 복수의 절개부를 형성하게 되는 경우가 많았다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 절개부를 하나만 형성한 후에 이를 통하여 트로카를 삽입함으로써 수술을 수행하는 것에 관한 아이디어가 도출되어 시도된 바 있으나, 이를 뒷받침하기 위한 적절한 수술 도구가 없다는 문제점이 또한 있었다.

본 발명자는 위와 같은 문제점들이 최소 침습 수술이 널리 이용되는 데에 큰 저해 요소로 작용하고 있다는 점에 주목하였다.

본 발명은 상기 문제점들을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 조절 손잡이의 피치 방향 및 요 방향의 동작 및/또는 개폐 동작에 대응하여 엔드 이펙터가 동작하는 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이에 더하여, 본 발명은 종래 기술을 채용하는 경우보다 더 큰 자유도를 갖고 엔드 이펙터가 동작할 수 있는 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 별다른 구동 요소 없이도 사용자에 의해 자유롭게 조작될 수 있는 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. 이에 더하여, 본 발명은 비교적 간단한 구동 제어 요소에 의해서도 정교하게 동작할 수 있는 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 부피 및 중량이 적고 이동이 편리한 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 다수의 관절부를 포함하여, 특정 신체 장기에 의해 가려진 부위로 접근하여 수술을 수행할 수 있도록 하는 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 환자의 몸에 최소한의 절개부를, 가장 바람직하게는 하나의 절개부만을 형성하고도 정교하고 용이하게 최소 침습 수술을 수행할 수 있도록 하는 수술 도구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 본 발명자가 이전에 출원한 바 있는, 한국특허출원 제2008-51248호 및 제2008-61894호에 기술된 최소 침습 수술 도구보다 더욱 진보된 최소 침습 수술 도구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 최소 침습 수술 도구를 사용하는 신규한 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 최소 침습 수술 도구로서, 주 샤프트, 상기 주 샤프트의 양단으로부터 순차적으로 배치되는 제1 조작 샤프트 및 제2 조작 샤프트와 제1 동작 샤프트 및 제2 동작 샤프트, 상기 제2 조작 샤프트의 일단에 배치되는 조절 손잡이, 상기 제2 동작 샤프트의 일단에 배치되는 엔드 이펙터, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 조작 샤프트의 사이, 상기 제1 조작 샤프트 및 상기 제2 조작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 조작 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이에 배치되고, 상기 조절 손잡이의 피치 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 피치 조작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 조작 샤프트의 사이, 상기 제1 조작 샤프트 및 상기 제2 조작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 조작 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되고, 상기 조절 손잡이의 요 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 제1 요 조작부 및 제2 요 조작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이에 배치되는 피치 동작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되는 제1 요 동작부 및 제2 요 동작부, 상기 피치 조작부, 상기 제1 요 조작부, 및 상기 제2 요 조작부로부터의 동작을 상기 피치 동작부, 상기 제1 요 동작부, 및 상기 제2 요 동작부로 각각 전달하기 위한 제1 피치 케이블 및 제2 피치 케이블, 및 상기 제1 피치 케이블 및 상기 제2 피치 케이블과 함께, 상기 제1 요 조작부로부터의 동작을 상기 제1 요 동작부로 전달하기 위한 요 케이블을 포함하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 최소 침습 수술 도구로서, 주 샤프트, 상기 주 샤프트의 일단에 배치되는 조절 손잡이, 상기 주 샤프트의 타단으로부터 순차적으로 배치되는 제1 동작 샤프트 및 제2 동작 샤프트, 상기 제2 동작 샤프트의 일단에 배치되는 엔드 이펙터, 상기 주 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이에 배치되고, 상기 조절 손잡이의 피치 방향 및 요 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 연결부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이에 배치되는 피치 동작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되는 제1 요 동작부 및 제2 요 동작부, 상기 연결부로부터의 동작을 상기 피치 동작부, 상기 제1 요 동작부, 및 상기 제2 요 동작부로 전달하기 위한 제1 피치 케이블 및 제2 피치 케이블, 및 상기 제1 피치 케이블 및 상기 제2 피치 케이블과 함께, 상기 연결부로부터의 동작을 상기 제1 요 동작부로 전달하기 위한 요 케이블을 포함하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 최소 침습 수술 도구로서, 주 샤프트, 상기 주 샤프트의 양단으로부터 순차적으로 배치되는 제1 조작 샤프트 및 제2 조작 샤프트와 제1 동작 샤프트 및 제2 동작 샤프트, 상기 제2 조작 샤프트의 일단에 배치되는 조절 손잡이, 상기 제2 동작 샤프트의 일단에 배치되는 엔드 이펙터, 상기 제2 조작 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이에 배치되고, 상기 조절 손잡이의 피치 방향 및 요 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 제1 연결부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 조작 샤프트의 사이, 및 상기 제1 조작 샤프트 및 상기 제2 조작 샤프트의 사이에 각각 배치되고, 상기 조절 손잡이의 요 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 제1 요 조작부 및 제2 요 조작부, 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이에 배치되는 제2 연결부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 및 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이에 각각 배치되는 제1 요 동작부 및 제2 요 동작부, 상기 제1 연결부, 상기 제1 요 조작부, 및 상기 제2 요 조작부로부터의 동작을 상기 제2 연결부, 상기 제1 요 동작부, 및 상기 제2 요 동작부로 각각 전달하기 위한 제1 피치 케이블 및 제2 피치 케이블, 상기 제1 피치 케이블 및 상기 제2 피치 케이블과 함께, 상기 제2 요 조작부로부터의 동작을 상기 제2 요 동작부로 전달하기 위한 제1 요 케이블, 및 상기 제1 피치 케이블, 상기 제2 피치 케이블, 및 상기 제1 요 케이블과 함께, 상기 제1 요 조작부로부터의 동작을 상기 제1 요 동작부로 전달하기 위한 제2 요 케이블을 포함하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 최소 침습 수술 도구로서, 주 샤프트, 상기 주 샤프트의 일단으로부터 순차적으로 배치되는 제1 및 제2 동작 샤프트, 상기 주 샤프트의 타단으로부터 배치되는 콘트롤러, 상기 제2 동작 샤프트의 일단에 배치되는 엔드 이펙터, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이에 배치되는 피치 동작부, 상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되는 제1 요 동작부 및 제2 요 동작부, 및 상기 피치 동작부, 상기 제1 요 동작부, 및 상기 제2 요 동작부의 동작 제어를 위한 제1 피치 케이블, 제2 피치 케이블, 및 요 케이블을 포함하고, 상기 콘트롤러는 상기 피치 동작부를 제어하기 위한 피치 조작 모듈, 상기 제1 요 동작부를 제어하기 위한 제1 요 조작 모듈, 및 상기 제2 요 동작부를 제어하기 위한 제2 요 조작 모듈을 포함하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 본 발명에 따른 상기 최소 침습 수술 도구를 사용하는 다양한 방법이 제공된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면 다음과 같은 현저한 효과가 달성된다:

1. 본 발명에 의하면, 조절 손잡이의 피치 방향 및 요 방향의 동작 및/또는 개폐 동작에 대응하여 엔드 이펙터가 동작하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다. 이에 더하여, 본 발명에 의하면, 종래 기술을 채용하는 경우보다 더 큰 자유도를 갖고 엔드 이펙터가 동작할 수 있는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

2. 본 발명에 의하면, 별다른 구동 요소 없이도 사용자에 의해 자유롭게 조작될 수 있는 최소 침습 수술 도구가 제공된다. 이에 더하여, 본 발명에 의하면, 비교적 간단한 구동 제어 요소에 의해서도 정교하게 동작할 수 있는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

3. 본 발명에 의하면, 부피 및 중량이 적고 이동이 편리한 최소 침습 수술 도구기 제공된다.

4. 본 발명에 의하면, 다수의 관절부를 포함하여, 특정 신체 장기에 의해 가려진 부위로 접근하여 수술을 수행할 수 있도록 하는 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

5. 본 발명에 의하면, 환자의 몸에 최소한의 절개부를, 가장 바람직하게는 하나의 절개부만을 형성하고도 정교하고 용이하게 최소 침습 수술을 수행할 수 있도록 하는 수술 도구가 제공된다.

6. 본 발명에 의하면, 본 발명자가 이전에 출원한 바 있는, 한국특허출원 제2008-51248호 및 제2008-61894호에 기술된 최소 침습 수술 도구보다 더욱 진보된 최소 침습 수술 도구가 제공된다.

7. 본 발명에 의하면, 본 발명에 따른 최소 침습 수술 도구를 사용하는 신규한 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제2 조작 샤프트와 조절 손잡이가 연결되어 있는 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 3a는 도 1의 a 부분의 상세 도면.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 조작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 조작부에서 사용하는 제1 조작 본체의 구성을 여러 각도에서 나타내는 도면.
도 4a는 도 1의 b 부분의 상세 도면.
도 4b는 도 4a에 도시된 제2 요 조작부의 구성을　나타내는　분해 사시도.
도 5a는 도 1의 c 부분의 상세 도면.
도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 동작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 6a는 도 1의 d 부분의 상세 도면.
도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 요 동작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 7a는 도 1의 e 부분의 상세 도면.
도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 엔드 이펙터가 제2 동작 샤프트에 연결되는 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 요 조작부와 제1 요 동작부를 각각 구성하는 제1 조작 본체와 제1 동작 본체에서의 요 케이블의 감김 상태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 요 조작부에서의 케이블의 연결 구성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 조작부에서의 케이블의 연결 구성을 나타내는 도면.
*도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 동작부에서의 제1 및 제2 피치 케이블의 연결 상태를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 요 동작부에서의 제1 및 제2 피치 케이블 연결 상태를 나타내는 도면.
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 14a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 조절 손잡이가 제2 조작 샤프트에 연결되어 있는 구성을 나타내는 사시도로서, 제1 로드가 연장된 상태를 나타내는 도면.
도 14b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 조절 손잡이가 제2 조작 샤프트에 연결되어 있는 구성을 나타내는 사시도로서, 제2 로드가 연장된 상태를 나타내는 도면.
도 15a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도.
도 15b는 도 15a의 b 부분의 상세 도면.
도 15c는 도 15a의 a 부분의 상세 도면.
도 16a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도.
도 16b는 도 16a의 a 부분의 상세 도면.
도 16c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤프트와 조절 손잡이 사이의 연결부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 16d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 요 케이블의 연결 상태의 일 예를 나타내는 도면.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도.
도 19a와 도 19b는 도 18의 a 부분의 상세 도면으로서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 요 조작부의 구성을 서로 다른 각도에서 나타내는 도면.
도 19c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 요 조작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 20a와 도 20b는 도 18의 b 부분의 상세 도면으로서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 제2 요 조작부의 구성을 서로 다른 각도에서 나타내는 도면.
도 20c는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제2 요 조작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 21a는 도 18의 c 부분의 상세 도면.
도 21b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 요 동작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 22a는 도 18의 d 부분의 상세 도면.
도 22b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제2 요 동작부의 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 23a와 도 23b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 24는 본 발명의 제1 활용예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도.
도 25와 도 26은 본 발명에 따른 최소 침습 수술 도구를 활용하는 방법을 나타내는 도면.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도이다.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구는 샤프트(100)(즉, 주 샤프트), 조절 손잡이(110), 엔드 이펙터(120), 제1 조작 샤프트(130), 제2 조작 샤프트(140), 제1 동작 샤프트(150), 제2 동작 샤프트(160), 피치 조작부(200), 제1 요 조작부(300), 제2 요 조작부(400), 피치 동작부(600), 제1 요 동작부(700) 및 제2 요 동작부(800)가 연결되어 구성됨을 알 수 있다.

우선, 도시된 바에 따르면, 샤프트(100)가 있고, 샤프트(100)의 일단으로부터 제1 조작 샤프트(130) 및 제2 조작 샤프트(140)가 배치되어 있으며, 샤프트(100)의 타단으로부터 제1 동작 샤프트(150) 및 제2 동작 샤프트(160)가 배치되어 있음을 알 수 있다. 상기 샤프트들 중 적어도 일부는, 필요에 따라, 내부에 하나의 또는 다수의 공간(예를 들면, 관형, 연뿌리형 또는 나선형의 공간)(미도시됨)이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 제2 조작 샤프트(140)의 일단과 제2 동작 샤프트(160)의 일단에는 각각 도시된 바와 같이 조절 손잡이(110)와 엔드 이펙터(120)가 배치되어 있다.

이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 구성을 도면을 참조하여 더 상세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제2 조작 샤프트(140)와 조절 손잡이(110)가 연결되어 있는 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도시된 바에 따르면, 조절 손잡이(110)는 회전축에 의해 일단이 연결된 제1 및 제2 로드(112a, 112b)를 포함하고, 제1 및 제2 로드(112a, 112b)에는 반원형의 울(114)이 서로 대칭되는 형태로 각각 형성되어 있다.

조절 손잡이(110)를 구성하는 제1 및 제2 로드(112a, 112b)가 연결되는 회전축 상에는, 후술하는 바와 같은 피치 조작부(200)에 속하는 것으로 볼 수 있는 제1 피치 케이블 풀리(220)와 제2 피치 케이블 풀리(240)가 도시된 바와 같이 배치되어 있을 수 있다. 이때, 상기 회전축은, 제2 조작 샤프트(140)의 일단의, 한 쌍의 연결단(212)이 형성되어 있는 연결링(210)에 걸쳐질 수 있다. 이와 관련하여, 도 3a를 더 참고하여 보기로 한다.

도 3a는 도 1의 a 부분의 상세 도면으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따라 제2 조작 샤프트(140)와 조절 손잡이(110)가 피치 조작부(200)에 의해 서로 연결되어 있는 구성과 샤프트(100)와 제1 조작 샤프트(130)가 제1 요 조작부(300)에 의해 서로 연결되어 있는 구성을 도시하고 있다.

도시된 바에 따르면, 피치 조작부(200)는 상술한 바와 같은 제1 피치 케이블 풀리(220)와 제2 피치 케이블 풀리(240)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 피치 케이블 풀리(220)와 제2 피치 케이블 풀리(240)는 실질적으로 동일한 지름을 갖도록 형성되고, 각각 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)의 폭과 실질적으로 동일한 수준의 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 제1 피치 케이블 풀리(220)와 제2 피치 케이블 풀리(240)는 조절 손잡이(110)를 구성하는 제1 및 제2 로드(112a, 112b) 각각의 동작과 연동되어 후술하는 바와 같이 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)을 동작시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 조작부(300)의 구성을 도 3a와 제1 요 조작부(300)의 분해 사시도인 도 3b를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 3b를 살펴보면, 제1 요 조작부(300)는 기본적으로 원형의 링 형태로 형성되는 제1 및 제2 연결링(310, 320)을 포함한다(이상의 그리고 이하의 유사한 연결링은 후술하는 바와 같은 케이블의 동작이 원활할 수 있도록 링의 형태를 갖는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 형태에 국한될 필요는 없다). 제1 및 제2 연결링(310, 320)은 각각 샤프트(100) 및 제1 조작 샤프트(130)에 연결될 수 있고, 후술하는 제1 조작 본체(330)의 양단에 인접하여 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 연결링(310, 320)에는 각각 한 쌍의 제1 및 제2 연결단(312, 322)이 도시된 바와 같이 형성될 수 있다. 한 쌍의 제1 및 제2 연결단(312, 322)은 제1 및 제2 연결링(310, 320)의 중심축을 사이에 두고 서로 실질적으로 평행하게 대향하도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한 쌍의 제1 및 제2 연결단(312, 322)의 사이에는 제1 조작 본체(330)가 위치될　수　있다. 제1 조작 본체(330)의 일 단부에는 소정의 회전축이 삽입될 수 있는 연결홀(332)이 형성되어 있어서, 제1 조작 본체(330)가 제1 연결단(312)과 상기 회전축에 의해 연결될 수 있다. 그리고, 제1 조작 본체(330)의 타 단부는 제2 연결링(320)의 내측에 일체로서 형성될 수 있다(물론, 제1 조작 본체(330)의 상기 단부는 다른 고정 요소에 의해 제2 연결링(320)에 결합될 수도 있다. 또한, 후술하는 타 조작 본체 역시 굳이 다른 연결링에 일체 형성될 필요 없이 다른 고정 요소에 의해 연결링에 결합될 수 있다). 이와 관련하여, 제2 연결링(320)과 일체로 형성될 수 있는 제1 조작 본체(330)의 구성을 각각　다른 각도에서 나타내는 도 3c를 더 참고할 수 있다.

그리고, 제1 조작 본체(330)의 각 단부의 회전축 상에는 도시된 바와 같이 두 쌍의 연결 풀리가 배치될 수 있다. 이를 도시된 바에 따라 제1 및 제2 연결 풀리(340, 350)로 총칭할 수 있다. 제1 및 제2 연결 풀리(340, 350)는　각각　제1 및 제2 연결단(312, 322)의　내측으로　배치될 수 있고，서로 독립적으로 회전할 수 있다. 또한, 바람직하게는, 제1 및 제2 연결 풀리(340, 350)는 서로 동일한 지름을 갖도록 형성되고, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)의 폭의 약 2배의 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 제1 연결단(312)의 회전축 상에는 제1 요 케이블 풀리(360)가 더 배치될 수 있다. 제1 요 케이블 풀리(360)는 한 쌍의 고정핀에 의해 제1 조작 본체(330)에 고정되어 있어 제1 조작 본체(330)의 동작에 따라 함께 동작할 수 있다. 제1 요 케이블 풀리(360)는 후술하는 요 케이블의 폭과 동일한 수준의 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

도 4a는 도 1의 b 부분의 상세 도면으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따라 제1 조작 샤프트(130)와 제2 조작 샤프트(140)가 제2 요 조작부(400)에 의해 연결되어 있는 구성을 도시하고 있다. 그리고, 도 4b는 도 4a에 도시된 제2 요 조작부(400)의 구성을　나타내는　분해 사시도이다.　 제2 요 조작부(400)는, 제2 조작 본체(430)에 요 케이블 풀리가 따로 배치되어 있지 않은 것 이외에는 제1 요 조작부(300)와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5a는 도 1의 c 부분의 상세 도면으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 샤프트(100)와 제1 동작 샤프트(150)가 제1 요 동작부(700)에 의해 연결되어 있는 구성을 도시하고 있다. 도 5b는 제1 요 동작부(700)의 구성을 나타내는 분해 사시도로서, 2개의　플레이트가　소정의　간격으로　이격되어　구성되는 제1 동작 본체(730)가 제2 연결링(720)과 일체로 형성되고, 제1 연결링(710)으로부터 형성되는 한 쌍의 연결단(712)의 회전축 상에 배치되는 구성을 도시한다.

여기서, 제1 동작 본체(730)를 구성하는 2개의 플레이트 사이의 공간에는 제2 요 케이블 풀리(760)가　고정 배치될 수 있고, 제1 동작 본체(730)의 양 단부에 인접하여 각각 한 쌍의 연결 풀리(740)가 배치될 수 있다．　이때, 연결 풀리(740)는 각각 독립적으로 회전 가능하게끔 배치될 수 있다.

제2 요 케이블 풀리(760)의 폭은 후술하는 요 케이블(YC)의 폭과 실질적으로 동일한 수준의 폭을 갖도록 형성될 수 있고, 연결 풀리(740)는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)의 폭의 약 2배에 해당하는 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 요 케이블 풀리(360)와 제2 요 케이블 풀리(760)의 지름은 서로 실질적으로 동일한 것이 바람직할 수 있다.

도 6a는 도 1의 d 부분의 상세 도면으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 동작 샤프트(150)와 제2 동작 샤프트(160)가 제2 요 동작부(800)에 의해 연결되어 있는 구성을 도시하고 있다. 그리고, 도 6b는 제2 요 동작부(800)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도시된 바에 따르면, 제2 요 동작부(800)는, 제1 동작 샤프트(150)와 제2 동작 샤프트(160)의 서로 간의 동작 범위가 90도 이상의 넓은 범위가 될 수 있도록 하기 위해, 제1 연결링(810)에 형성되는 제1 연결단(812)과 제2 연결링(820)에 일체로 형성될 수 있는 제2 동작 본체(830)의 길이가 상대적으로 더 길게 형성될 수 있다는 점과, 요 케이블 풀리를 포함하지 않는다는 점을 제외하면 제1 요 동작부(700)의 구성과 유사한 구성을 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

부가적으로, 제2 동작 본체(830)의 회전 범위를 넓힐 수 있도록 하기 위한 확장홈(814)을 제1 연결링(810)의 일부에 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 제2 연결링(820)의 일부에도 도시된 바와 같은 소정의 면취부(824)가 포함될 수 있다.

도 7a는 도 1의 e 부분의 상세 도면으로서, 제2 동작 샤프트(160)와 엔드 이펙터(120)가 피치 동작부(600)에 의해 연결되어 있는 구성을 도시하고 있다. 또한, 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 엔드 이펙터(120)가 제2 동작 샤프트(160)에 연결되는 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 상기 도면들을 참조하면, 긴 직각 삼각형의 형태로 형성되는 제1 및 제2 로드(122a, 122b)의 단부가 회전축으로 연결되어 이루어지는 엔드 이펙터(120)는, 제1 및 제2 로드(122a, 122b)의 상기 단부에 각각 배치되는, 피치 동작부(600)에 속하는 것으로 볼 수 있는 제1 피치 케이블 풀리(620)와 제2 피치 케이블 풀리(640)에 의해 제2 동작 샤프트(160)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 회전축은, 제2 동작 샤프트(160)의 일단의, 한 쌍의 연결단(612)이 형성되어 있는 연결링(610)에 걸쳐질 수 있다.

제1 피치 케이블 풀리(620)와 제2 피치 케이블 풀리(640)는 후술하는 바와 같이 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)에 의해 연결되어 피치 조작부(200)의 동작에 따라 동작할 수 있다. 이러한 동작에 따라, 엔드 이펙터(120)를 구성하는 제1 및 제2 로드(122a, 122b)가 각각 독립적으로 동작할 수 있게 된다.

한편, 제1 피치 케이블 풀리(620)와 제2 피치 케이블 풀리(640)는 실질적으로 동일한 지름을 갖도록 형성되고, 각각 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)의 폭과 실질적으로 동일한 수준의 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 피치 동작부(600)를 구성하는 제1 및 제2 피치 케이블 풀리(620, 640)의 지름은 피치 조작부(200)를 구성하는 제1 및 제2 피치 케이블 풀리(220, 240)의 지름과 실질적으로 동일하게끔 하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 엔드 이펙터(120)는 이를 구성하는 제1 및 제2 로드(122a, 122b)가 각각 독립적으로 동작할 수 있게 됨에 따라 개폐 가능하게 된다. 따라서, 엔드 이펙터(120)는 인체 내부에서의 수술에 사용되는 도구, 즉, 클램프, 그라스퍼, 가위, 스테이플러, 바늘 잡게 등으로서 사용될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 도시된 바와는 달리, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔드 이펙터(120)는 후크형 전극(hook electrode)과 같이 개폐 동작이 굳이 요구되지 않는 구성요소일 수도 있다. 이에 관하여는 다시 상술하기로 한다.

이하에서는, 이전의 도면들을 함께 참조하여, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)과 요 케이블(YC)의 연결 상태에 관하여 자세하게 살펴보기로 한다.

먼저, 요 케이블(YC)의 연결 상태에 관하여 살펴본다.

도 8에 도시된 바와 같이, 샤프트(100)의 양단에 연결되어 있는, 제1 요 조작부(300)와 제1 요 동작부(700)를 각각 구성하는 제1 조작 본체(330)와 제1 동작 본체(730)에 각각 배치되어 있는 제1 요 케이블 풀리(360)와 제2 요 케이블 풀리(760)에는 요 케이블(YC)이 감겨 있어서, 제1 조작 샤프트(130)의 요 방향 동작이 제1 동작 샤프트(150)로 전달될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 요 케이블 풀리(360)와 제2 요 케이블 풀리(760)가 동일한 방향으로 회전하도록 요 케이블(YC)이 감겨 있을 수 있지만, 사용자의 필요에 따라 제1 요 케이블 풀리(360)와 제2 요 케이블 풀리(760)의 회전 방향이 서로 반대가 되도록 하기 위해 요 케이블(YC)을 긴 8자형이 되도록 감을 수도 있다(이와 같은 응용은 다른 케이블을 감는 경우에도 마찬가지로 행해질 수 있다). 어느 경우에나, 요 케이블(YC)은 내부에 공간이 형성되어 있는 샤프트(100)를 통하여 감겨진다. 그리고, 바람직하게 제1 요 케이블 풀리(360)와 제2 요 케이블 풀리(760)의 지름이 서로 실질적으로 동일한 경우에는, 제1 조작 샤프트(130)의 동작량과 제1 동작 샤프트(150)의 동작량이 서로 실질적으로 동일하게 될 수 있다.

먼저, 도 3a를 다시 살펴보면, 제2 조작 샤프트(140)와 조절 손잡이(110)를 연결하는 피치 조작부(200)를 구성하는 제1 피치 케이블 풀리(220)와 제2 피치 케이블 풀리(240)에는 각각 제1 피치 케이블(PC1)과 제2 피치 케이블(PC2)이 감겨 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 요 조작부(400)에서의 케이블 연결 구성을 나타내는 도 9를 살펴보면, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 제2 요 조작부(400)에 포함되어 있는 제1 및 제2 연결 풀리(440, 450)에 감기게 됨을 알 수 있다. 구체적으로는, 제2 요 조작부(400)의 제2 조작 본체(430)의 양 단부 측에 각각 두 쌍씩 배치되는 제1 및 제2 연결 풀리(440, 450)에는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)이 연결되는데, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 도시된 바와 같이 각각 제2 조작 본체(430)를 사이에 두고 제1 및 제2 연결 풀리(440, 450)에 감기게 된다. 이때, 도시된 바와 같이, 제1 피치 케이블(PC1)은 제1 연결 풀리(440)에는 실질적으로 감겨져 있지만, 제2 연결 풀리(450)에서는 그렇지 않을 수 있다. 반면, 제2 피치 케이블(PC2)은 제1 및 제2 연결 풀리(440, 450) 모두에 실질적으로 감겨져 있을 수 있다. 이상의 예시와 마찬가지로, 이하에서, 케이블은, 전체 동작 범위 내에서 풀리에서 풀어져 버리거나 꼬이는 등 동작에 방해가 되지 않는 상태라면, 어떠한 형태로든 풀리에 감겨질 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 조작부(300)에서의 케이블 연결 구성을 나타내는 도면이다.

그리고, 도 8과 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 제1 요 조작부(300)에서 샤프트(100)를 거쳐 제1 요 동작부(700)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 제1 요 동작부(700)의 연결 풀리(740)에 감겨지고, 다시, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 요 동작부(800)의 연결 풀리(840)에 감겨질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 피치 동작부(600)의 제1 및 제2 피치 케이블 풀리(620, 640)에 감겨질 수 있다. 이러한 구성은 이미 살펴본 도 7a에 도시되어 있다.

이제 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 사용자는 최소 침습 수술 도구를 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 정렬할 수 있다. 그 다음에, 사용자는 최소 침습 수술 도구의 일단에 배치되어 있는 조절 손잡이(110)의 손잡이 울(112)에 손을 넣어 조절 손잡이(110)를 파지할 수 있다.

이하에서는, 조절 손잡이(110)의 피치 방향 동작의 설명을 용이하게 하기 위해 피치 방향의 + 와 - 동작을 사용자를 기준으로 상측과 하측 동작으로 정하여 설명하기로 한다. 또한, 조절 손잡이(110)의 요 방향 동작의 설명을 용이하게 하기 위해 요 방향의 + 와 - 동작을 사용자를 기준으로 하여 각각 우측과 좌측 동작으로 정하여 설명하기로 한다.

도 13a에 도시된 바와 같이, 사용자가 조절 손잡이(110)를 파지한 상태에서 조절 손잡이(110)가 좌측 방향을 향하도록 조작하면 제1 및 제2 조작 샤프트(130, 140)가 제1 요 조작부(300)의 제1 요 케이블 풀리(360)의 회전축을 중심으로 하여 회전하게 된다. 이때, 제1 요 케이블 풀리(360)는 제1 요 조작부(300)의 제1 조작 본체(330)에 고정되어 있기 때문에 제1 및 제2 조작 샤프트(130, 140)가 회전하면 이와 함께 회전하게 되고, 이러한 회전 동작은 제1 요 케이블 풀리(360)에 연결되어 있는 요 케이블(YC)에 의해 제1 요 동작부(700)의 제2 요 케이블 풀리(760)로 전달될 수 있다.

이때, 제1 요 동작부(700)의 제2 요 케이블 풀리(760)도 제1 동작 본체(730)에 고정되어 있으므로, 제1 동작 샤프트(150)도 제1 및 제2 조작 샤프트(130, 140)의 동작 방향과 동일한 방향으로 실질적으로 동일한 각도만큼 동작하게 된다. 이때, 제2 동작 샤프트(160)는 제1 동작 샤프트(150)와 함께 도시된 바와 같이 회전한다.

그 다음에, 도 13b에 도시된 바와 같이, 조절 손잡이(110)를 우측으로 조작하면 제2 조작 샤프트(140)가 제2 요 조작부(400)의 제1 연결 풀리(440)의 회전축을 중심으로 하여 회전하게 될 수 있다. 이때, 제2 요 조작부(400)의 제2 연결 풀리(450)는 실질적으로는 회전하지 않게 되므로, 제2 조작 본체(430)도 제2 조작 샤프트(140)와 마찬가지로 제1 연결 풀리(440)의 회전축을 중심으로 하여 회전할 수 있게 된다. 이 과정에서, 도시된 경우에는, 제1 피치 케이블(PC1)은 조절 손잡이(110)로부터 제1 조작 샤프트(130)로의 방향으로 밀리게 되고, 제2 피치 케이블(PC2)은 제1 조작 샤프트(130)로부터 조절 손잡이(110)로의 방향으로 당겨지게 된다.

이후, 조절 손잡이(110)의 계속적인 동작에 의해 제2 조작 샤프트(140)와 제2 동작 샤프트(160)는 도 13c에 도시된 바와 같이 동작할 수 있다. 이 경우, 도시된 각도 a2는 각도 a1과 실질적으로 동일하게 되고 각도 b2는 각도 b1과 실질적으로 동일하게 될 수 있으므로, 본 실시예에 따라 최소 침습 수술 도구를 사용하는 사용자는 조절 손잡이(110)의 조작에 의해 엔드 이펙터(120)가 자신이 원하는 위치를 향하게 할 수 있게 된다.

한편, 도 13c에 도시된 바와 같이, 조절 손잡이(110)의 조작에 의해 엔드 이펙터(120)가 피치 방향으로 동작하거나 개폐될 수도 있다. 앞서 언급한 도면들을 다시 참조하여 살펴보면, 제1 피치 케이블(PC1)은 조절 손잡이(110)의 제1 피치 케이블 풀리(220)의 동작을 제1 및 제2 연결 풀리(440, 450), 제1 및 제2 연결 풀리(340, 350), 연결 풀리(740), 연결 풀리(840)를 거쳐 제1 피치 케이블 풀리(620)에 전달함으로써 엔드 이펙터(120)의 제1 로드(122a)를 구동하게 되고, 제2 피치 케이블(PC2)은 조절 손잡이(110)의 제2 피치 케이블 풀리(240)의 동작을 제1 및 제2 연결 풀리(440, 450), 제1 및 제2 연결 풀리(340, 350), 연결 풀리(740), 연결 풀리(840)를 거쳐 제2 피치 케이블 풀리(640)에 전달함으로써 엔드 이펙터(120)의 제2 로드(122b)를 구동하게 되므로, 결국 제1 피치 케이블 풀리(220)에 연결되어 있는 제1 로드(112a)와 제2 피치 케이블 풀리(240)에 연결되어 있는 제2 로드(112b)가 함께 상측으로 조작되는 경우에는 엔드 이펙터(120)가 하측으로 동작하게 되고, 제1 및 제2 로드(112a, 112b) 간의 피치 방향 각거리가 늘어나거나 줄어들도록 조절 손잡이(110)가 조작되면 이에 대응하여 엔드 이펙터(120)의 제1 및 제2 로드(122a, 122b) 간의 피치 방향 각거리가 늘어나거나 줄어들게 되어 엔드 이펙터(120)의 개폐 동작이 가능하게 된다.

이상에서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 동작 설명은 본 명세서를 읽는 자의 이해를 돕기 위해 요 방향 동작, 피치 방향 동작, 개방 동작의 순서로 행해졌으나, 위와 같은 동작의 순서가 다르게 되거나 심지어 각 동작 중 적어도 두 가지가 동시에 행해지는 경우에도 위에서 설명된 바와 같은 동작 원리에 따라 동일한 동작 결과를 얻을 수 있게 된다(본 실시예에서와 같이 동작 순서와 상관 없이 동일하게 동작 결과가 나타날 수 있다는 점은 하기의 다른 실시예에 있어서도 마찬가지이다).

한편, 본 실시예에서, 각각의 조작부와 동작부에서 사용되는 풀리의 크기가 모두 동일하게 정해진다면, 조절 손잡이(110)의 동작량과 엔드 이펙터(120)의 동작량도 동일하게 된다. 즉, 조절 손잡이(110)의 동작량과 엔드 이펙터(120)의 동작량이 서로 다르게 되도록 하기 위해서는 조작부와 동작부에서 사용되는 풀리의 크기를 필요에 따라 다르게 설정하면 될 것이다. 예를 들면, 제1 요 케이블 풀리(360)의 지름이 제2 요 케이블 풀리(760)의 지름보다 큰 경우에는 사용자의 요 방향 조작에 의해 제1 요 케이블 풀리(360)의 회전 각도보다 더 큰 각도로 제2 요 케이블 풀리(760)가 회전하게 되므로, 결국 제1 동작 샤프트(150)가 제1 조작 샤프트(130)보다 더 많이 회전하게 될 수 있다.

제2 실시예

도 14a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 조절 손잡이(110)가 제2 조작 샤프트(140)에 연결되어 있는 구성을 나타내는 사시도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 조절 손잡이(110)는 제2 조작 샤프트(140)에 피치 조작부(200a)에 의해 연결되어 있음을 알 수 있다.

이에 관하여 아래에서 자세히 살펴본다.

피치 조작부(200a)는 제1 피치 케이블 풀리(220a), 제2 피치 케이블 풀리(240a) 및 제3 피치 케이블 풀리(260a)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 조절 손잡이(110)를 구성하는 제1 및 제2 로드(112a, 112b) 중에서 제1 로드(112a)의 연장된 단부의 양측으로는 제1 피치 케이블 풀리(220a)가 단부에 고정된 상태로 제2 피치 케이블 풀리(240a)가 독립적으로 회전 가능하도록 동일 회전축 상에 배치되어 제2 동작 샤프트(140) 단부의 연결링(210)에 형성된 연결단(212)의 내측에서 회전할 수 있게 된다. 그리고, 제1 및 제2 로드(112a, 112b)가 연결되는 회전축 상에는 제3 피치 케이블 풀리(260a)가 배치될 수 있다. 여기서, 제3 피치 케이블 풀리(260a)는 도시된 바와 같이 배치되어 제2 로드(112b)에 연동하게 된다.

그 다음에, 제1 피치 케이블 풀리(220a)에는 제1 피치 케이블(PC1)이 연결되고, 제3 피치 케이블 풀리(260a)에는 제2 피치 케이블 풀리(240a)에 연결되는 제2 피치 케이블(PC2)이 연장되어 연결될 수 있다. 이때, 제2 피치 케이블 풀리(240a)의 폭은 제2 피치 케이블(PC2)의 폭의 약 3배 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 제1 피치 케이블 풀리(220a), 제2 피치 케이블 풀리(240a) 및 제3 피치 케이블 풀리(260a)의 폭은 서로 실질적으로 동일할 수 있다.

이상과 같은 구성에 따르면, 사용자는 조절 손잡이(110)의 조작에 의해 엔드 이펙터(120)의 피치 방향 동작을 제어하거나, 제3 피치 케이블 풀리(260a)에 연결되는 제2 로드(112b)만을 동작시킴으로써 제2 피치 케이블(PC2)만을 구동하고 이에 따라 엔드 이펙터(120)가 개폐되도록 할 수도 있다.

한편, 본 실시예에서는, 사용자가 보다 용이하게 엔드 이펙터(120)의 개폐 동작을 이해할 수 있도록 하기 위해, 제2 피치 케이블 풀리(240a)와 제3 피치 케이블 풀리(260a) 사이에서 제2 피치 케이블(PC2)이 긴 8자형으로 감겨지도록 하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 도 14b에 도시된 바와 같이, 조절 손잡이(110)를 구성하는 제2 로드(112b)의 단부를 연장하고, 연장된 단부의 양측에 인접하도록 제1 피치 케이블 풀리(220b) 및 제2 피치 케이블 풀리(240b)를 배치할 수도 있다. 도시된 경우에는, 사용자가 조절 손잡이(110)를 조작하여 제1 및 제2 로드(112a, 112b)가 함께 피치 방향으로 동작하도록 함으로써 엔드 이펙터(120)의 피치 방향 동작을 제어할 수도 있고, 제1 로드(112a)의 제2 로드(112b)에 대한 각거리가 변경되도록 함으로써 엔드 이펙터(120)의 개폐 동작을 제어할 수도 있다.

이상에서 설명된 것 외의, 본 발명의 제2 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 구성과 동작은 본 발명의 제1 실시예에 관하여 설명된 바와 마찬가지일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구성은 후술하는 제4 및 제5 실시예에 대하여도 적용될 수 있음은 자명하다.

제3 실시예

도 15a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 15b는 도 15a의 b 부분의 상세 도면이고, 도 15c는 도 15a의 a 부분의 상세 도면이다.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 바람직하게는 후크형 전극인 엔드 이펙터(120a)의 동작을 제어하기 위한 조절 손잡이(110a)는 피치 조작부(200)에 의해 제2 조작 샤프트(140)에 연결되어 있고, 엔드 이펙터(120a)는 피치 동작부(600)에 의해 제2 동작 샤프트(160)에 연결되어 있을 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 함께 구동되어 조절 손잡이(110a)의 피치 방향 및 요 방향 동작을 엔드 이펙터(120a)로 전달할 수 있게 된다.

그리고, 엔드 이펙터(120a)는 제1 실시예에서와 달리 구부러진 막대 형태일 수 있다(한편, 본 실시예에서는 엔드 이펙터(120a)가 막대 형태인 경우를 예로 들고 있지만, 사용자의 필요에 따라 엔드 이펙터(120a)는 그것이 개폐 동작을 수반하지 않는 것인 이상 다양한 형태(예를 들면, 고리 형태)로 이루어질 수 있다).

본 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 구성은 엔드 이펙터의 개폐를 위한 구성이 존재할 필요가 없다는 점을 제외하면, 제1 실시예에 따른 구성과 기본적으로 동일하므로, 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 본 실시예의 기술적 사상은 후술하는 다른 실시예에서도 적용될 수 있다.

제4 실시예

도 16a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 16b는 도 16a의 a 부분의 상세 도면이고, 도 16c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 샤프트(100)와 조절 손잡이(110) 사이의 연결부(500)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 조절 손잡이(110)는 샤프트(100)에 바로 연결될 수 있고, 샤프트(100)와 조절 손잡이(110)의 사이에는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)과 요 케이블(YC)이 모두 걸쳐지는 연결부(500)가 포함될 수 있다. 이 외에는, 도 16a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구는 기본적으로 본 발명의 제1 실시예에서와 유사한 구성을 가질 수 있다.

연결부(500)의 구성에 대해 살펴보기로 한다.

도 16c에 도시된 바와 같이, 연결부(500)는 원형으로 형성된 플레이트가 소정의 간격으로 이격되어 형성된 한 쌍의 피치 연결단(520a)과 마찬가지로 플레이트가 소정의 간격으로 이격되어 형성된 한 쌍의 요 연결단(540a)이 서로 직교하는 방향으로 결합되어 이루어질 수 있다. 피치 연결단(520a)의 내측으로는 조절 손잡이(110)를 구성하는 제1 및 제2 로드(112a, 112b)가 연결되는 회전축을 축으로 하여 제1 피치 케이블 풀리(220) 및 제2 피치 케이블 풀리(240)가 회전 가능하게끔 배치되고, 요 연결단(540a)의 내측으로는 요 케이블 풀리(560)가 고정 배치된다. 제1 피치 케이블 풀리(220) 및 제2 피치 케이블 풀리(240)는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)의 폭과 동일한 수준의 폭을 가질 수 있고, 요 케이블 풀리(560)는 요 케이블(YC)의 폭과 동일한 수준의 폭을 가질 수 있다.

그리고, 요 연결단(540a)의 외부 양측으로는 각각 한 쌍의 연결 풀리(550)가 회전 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 요 케이블 풀리(560)와 연결 풀리(550)는 동축 상에 배치되지만, 서로 독립적으로 회전할 수 있다. 각각의 연결 풀리(550)는 후술하는 피치 케이블(PC1, PC2)의 폭의 약 2배의 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 연결부(500)의 연결 풀리(550)와 제1 요 동작부(700)의 제2 요 케이블 풀리(760)는 요 케이블(YC)에 의해 연결된다. 이때, 요 케이블의 연결 상태는 도 16d에 도시된 바와 같이 긴 8자 형태로 이루어질 수 있다.

이상 설명된 바와 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구를 사용하면, 도 17a에 도시된 바와 같이 조절 손잡이(110)를 조작함으로써 엔드 이펙터(120)의 피치 방향 및/또는 요 방향 동작을 제어하고/하거나 조절 손잡이(110)를 이루는 두 개의 로드 간의 각거리가 증감되도록 함으로써 엔드 이펙터(120)가 개폐되도록 할 수 있다.

즉, 도 16d에 도시된 바와 같이, 요 케이블(YC)이 8자 형태로 연결되어 있기 때문에, 조절 손잡이(110)를 조작하면 요 케이블(YC)의 일측은 당겨지고 타측은 밀려서 제1 동작 샤프트(150)는 제1 요 동작부(700)에서 도 17b에 도시된 바와 같은 회전 동작을 하게 된다. 이때, 도시된 각도 a2는 요 케이블(YC)에 의한 조절 손잡이(110)의 회전 각도 a1과 실질적으로 동일하다.

또한, 조절 손잡이(110)의 요 방향 동작은 요 케이블(YC) 외에도 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)에 의해서도 전달된다. 그러나, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)에 의한 요 방향 동작은 제2 요 동작부(800)로 전달되고, 그 방향도 요 케이블(YC)에 의한 동작의 방향과 반대이므로, 결국 조절 손잡이(110)를 각도 a1만큼 회전시키면, 제2 동작 샤프트(800) 및 엔드 이펙터(120)는 도시된 각도 a3만큼 회전하게 된다. 이상적으로는 각도 a3은 각도 a1의 두 배가 될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따르는 경우에는, 제1 실시예에서와는 달리 별도의 조작 샤프트가 필요하지 않게 될 수 있다.

제5 실시예

도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도이다. 도 18을 살펴보면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구는, 제1 실시예의 경우와 유사하게, 기본적으로는 샤프트(100), 조절 손잡이(110), 엔드 이펙터(120), 제1 조작 샤프트(130), 제2 조작 샤프트(140), 제1 동작 샤프트(150), 제2 동작 샤프트(160), 제1 조작부(300a), 제2 요 조작부(400a), 제1 요 동작부(700a) 및 제2 요 동작부(800a)로 구성될 수 있다. 한편, 이에 더하여, 후술하는 바와 같은 제1 연결부(500a) 및 제2 연결부(900)가 더 포함될 수 있다. 아래에서 자세히 살펴보기로 한다.

도 19a는 도 18의 a 부분의 상세 도면이다. 도 19a에 도시된 제1 요 조작부(300a)의 구성을 좀 더 상세히 나타내기 위해 도 19b에서는 제1 요 조작부(300a)가 다른 각도에서 도시되어 있다. 또한, 도 19c는 본 실시예에 따른 제1 요 조작부(300a)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

제1 요 조작부(300a)의 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 요 조작부(300)의 구성과 유사하지만, 제1 조작 본체(330a) 양단에 인접하여 배치되는 제1 및 제2 연결 풀리(340a, 350a)가 각각 3쌍씩인 것이 상이하다. 도 19a 및 도 19b로부터 제1 요 조작부(300a)의 제1 및 제2 연결 풀리(340a, 350a)에서의 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2) 및 제1 및 제2 요 케이블(YC1, YC2)의 감김에 관하여 예시적으로 알 수 있다. 여기서, 각각의 제1 및 제2 연결 풀리(340a, 350a)는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2), 및 제2 요 케이블(YC2)의 폭의 약 2배에 해당하는 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

도 20a는 도 18의 b 부분의 상세 도면이다. 도 20a에 도시된 제2 요 조작부(400a)의 구성을 좀 더 상세히 나타내기 위해 도 20b에서는 제2 요 조작부(400a)가 다른 각도에서 도시되어 있다. 또한, 도 20c는 제2 요 조작부(400a)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

제2 요 조작부(400a)의 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 요 조작부(400)의 구성과 유사하지만, 제2 조작 본체(430a) 일 단부에 고정 배치되는 제3 연결 풀리(460a)가 더 포함되어 있는 것이 상이하다. 도 20b로부터 제2 요 조작부(400a)의 제1, 제2 및 제3 연결 풀리(440a, 450a, 460a)에서의 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2), 및 제2 요 케이블(YC2)의 감김에 관하여 예시적으로 알 수 있다. 여기서, 각각의 제1, 제2 및 제3 연결 풀리(440a, 450a, 460a)는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2) 및 제2 요 케이블(YC2)의 폭의 약 2배에 해당하는 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

도 21a는 도 18의 c 부분의 상세 도면이고, 도 21b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제1 요 동작부(700a)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

제1 요 동작부(700a)의 구성은, 제1 동작 본체(730a)의 양측에 각각 3개의 연결 풀리(740a)가 배치되고 3개의 연결 풀리(740a) 중 가장 내측의 연결 풀리(740a)에 제2 요 케이블(YC2)이 연결되는 것을 제외하고는, 제1 실시예의 제1 요 동작부(700)의 구성과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 22a는 도 18의 d 부분의 상세 도면이고, 도 22b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 제2 요 동작부(800a)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

제2 요 동작부(800a)에서도 제2 동작 본체(830a)의 양측에 각각 2개의 제1 연결 풀리(840a)가 배치되고, 제1 연결 풀리(840a)와 제2 동작 본체(830a)의 사이에는 제2 요 케이블(YC2)이 연결되는 제2 연결 풀리(860a)가 배치된다. 이때, 제2 요 케이블(YC2)이 연결되는 제2 연결 풀리(860a)는 제2 동작 본체(830a)에 대하여 고정된다. 한편, 도시된 바와 같이, 제2 요 케이블(YC2)은 제2 동작 본체(830a)에 대하여 연결 고정된다.

제1 실시예에서는 발견되지 않는, 본 실시예에 따른 제2 요 케이블(YC2)의 연결 상태에 대하여 이하에서 좀 더 상세하게 설명하여 보기로 한다. 도 20b에 도시된 바와 같이, 제2 요 케이블(YC2)의 일단은 제2 조작 본체(430a)에 연결 고정될 수 있다. 그리고, 제2 요 케이블(YC2)은 제2 요 조작부(400a)의 제3 연결 풀리(460a)에 감겨지고, 다시 도 19b에 도시된 바와 같이 제1 요 조작부(300a)에 포함되어 있는 제1 및 제2 연결 풀리(340a, 350a) 중 가장 내측에 배치되어 있는 풀리를 거쳐, 제1 및 제2 요 동작부(700a, 800a)에 차례로 연결될 수 있다. 제2 요 케이블(YC2)의 타단은 도 22a에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 동작 본체(830a)에 연결 고정된다.

이하에서는, 본 실시예에 따른 최소 침습 수술 도구의 동작에 관하여 설명하기로 한다.

본 실시예에 따르면, 제1 요 케이블(YC1)은, 제1 실시예에 따른 요 케이블(YC)과 마찬가지로, 제1 요 조작부(300a)와 제1 요 동작부(700a)를 연결하도록 배치되어 제1 요 조작부(300a)의 요 방향 동작을 제1 요 동작부(700a)로 전달할 수 있으므로 도 23a에 도시된 바와 같이 제1 조작 샤프트(130)의 동작에 따라 제1 동작 샤프트(150)가 동작하게 되고, 이때 얻어지는 각도 a1과 각도 a2는 서로 실질적으로 동일하게 된다. 이 경우에, 제1 요 케이블(YC1)만이 아니라 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)과 제2 요 케이블(YC2) 역시 제1 요 조작부(300a)와 제1 요 동작부(700a)의 요 방향 동작에 영향을 미치게 된다. 그러나, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)과 제2 요 케이블(YC2)에 의한 요 방향 동작이 제1 요 조작부(300a)의 동작에 의해 발생된 것이 아닌 경우에는, 제1 요 케이블(YC1)의 작용에 의해 제1 요 동작부(700a)의 동작에는 거의 영향이 미치지 않게 된다.

그리고, 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)과 제2 요 케이블(YC2)은 제2 요 조작부(400a)에 배치되어 제2 요 조작부(400a)의 요 방향 동작을 제2 요 동작부(800a)로 전달할 수 있다. 이때, 도 23a에 도시된 바와 같이, 제1 동작 샤프트(150)와 제2 동작 샤프트(160)가 이루는 각도 b2는 제1 조작 샤프트(130)와 제2 조작 샤프트(140)가 이루는 각도 b1과 실질적으로 동일하게 될 수 있다. 이 경우에, 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)은 제1 실시예에서의 제2 요 조작부(400)와 제2 요 동작부(800)에서의 동작 원리와 동일한 동작 원리에 따라 동작하게 되고, 제2 요 케이블(YC2)은 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)과 함께 제2 요 조작부(400a)의 요 방향 동작을 제2 요 동작부(800a)로 전달할 수 있게 된다. 또한, 제2 요 케이블(YC2)은 후술하는 제1 연결부(500a)에서의 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)에 의한 요 방향 동작에 의해 제2 요 조작부(400a)와 제2 요 동작부(800a)에서의 요 방향 동작이 영향을 받게 되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.

도 19a에 도시된 바와 같이 그리고 제4 실시예에서의 연결부(500)와 마찬가지로, 본 실시예에서의 제1 연결부(500a)는 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)에 의한 피치 방향 및 요 방향 동작이 모두 가능하도록 구성되어 있을 수 있다. 이러한 제1 연결부(500a)의 구성은 그것에 요 케이블(YC)이 연결되지 않는다는 점을 제외하면 도 16b에 도시된 것과 마찬가지일 수 있다. 따라서, 사용자가 조절 손잡이(110)를 조작하여 제1 연결부(500a)를 동작시키면, 이로 인한 피치 방향 및 요 방향의 동작은 제1 및 제2 피치 케이블(PC1, PC2)을 통해 제2 연결부(900)로 전달되어, 엔드 이펙터(120)의 동작 방향이 결정될 수 있다(제2 연결부(900)의 구성은 제1 연결부(500a)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다). 이 경우에, 조절 손잡이(110)는 제2 조작 샤프트(140)에 대하여 도 23b에 도시된 바와 같이 넓은 범위로 조작될 수 있고, 이러한 조작에 의한 제1 연결부(500a)의 동작은 제2 연결부(900)로 전달되어 엔드 이펙터(120)도 마찬가지로 넓은 범위로 동작할 수 있게 된다. 도 23b에 도시된 바에 따르면, 조절 손잡이(110)가 좌측으로 회전 조작되면, 엔드 이펙터(120)는 우측으로 회전하게 됨을 알 수 있다. 따라서, 엔드 이펙터(120)와 제2 동작 샤프트(160)가 이루는 각도 c2는 조절 손잡이(110)의 좌측 회전에 의해 이루어지는 각도 c1과 동일하게 될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 상기 실시예들 중 어느 하나 이상을 채용하거나 본 발명의 상기 실시예들 중 어느 하나 이상에 대하여 적용함으로써 달성될 수 있는, 본 발명의 구체적인 활용예에 관하여 알아보기로 한다.

제1 활용예

도 24는 본 발명에 따른 최소 침습 수술 도구의 외형을 나타내는 사시도로서, 도 24는 본 발명의 여러 실시예에서의 조절 손잡이(110), 제1 조작 샤프트(130) 및 제2 조작 샤프트(140)의 역할을 수행하는 콘트롤러(1000)가 샤프트(100)의 일단에 연결될 수 있음을 도시하고 있다.

여기서, 콘트롤러(1000)는 모터와 같은 전동 수단을 이용하여 이전의 실시예에서 조절 손잡이(110)에 의해 수행되던 피치 방향 조작, 요 방향 조작 및 개방 조작을 수행하도록 전기적으로 제어될 수 있다.

이상과 같은 콘트롤러(1000)의 구성은 당업자가 공지의 전기 구동 제어 기술을 응용함으로써 자유롭게 취해질 수 있다. 본 발명자는 이와 같은 콘트롤러(1000)를 구성하는 데에 도움이 될 수 있는 종래 기술에 관하여, 발명의 명칭을 "Master-slave Manipulators with Scaling"으로 하는 미국등록특허 제4,853,874호와, 발명의 명칭을 "Positioner for Medical Instruments"로 하는 미국등록특허 제5,779,623호와, 발명의 명칭을 "Medical Robotic System"으로 하는 미국등록특허 제6,102,850호를 참조할 수 있음을 밝히는 바이다.

다만, 이러한 종래 기술에 대한 언급은 본 발명의 콘트롤러(1000)가 반드시 상기 종래 기술을 응용함으로써 구성되어야 한다는 의미로 행해진 것은 아님이 또한 이해되어야 한다.

제2 활용예

본 발명에 따르는 경우, 특히, 본 발명의 제5 실시예에 따르는 경우에는, 요 방향의 자유도가 지나치게 커져서 오히려 수술의 수행에 어려움이 있게 될 수 있다. 따라서, 본 출원인의 연관 특허출원인 한국특허출원 제2008-79126호에 개시된 바와 같이 제1 조작 샤프트(130)의 외측의 볼트에 고정될 수 있는 나비 너트를 배치하고 일단은 샤프트(100)에 고정되고 다른 일부분은 볼트에 걸리게 되는 곡선형의 가이드를 배치한 후, 이를 이용하여 제1 요 조작부(300)의 동작된 형태를 적절하게 고정함으로써 제1 요 동작부(700)의 동작된 형태를 고정시키고, 나머지 요 조작부를 이용해 추가적인 요 방향 조작을 행할 수도 있다.

본 활용예와 관련하여, 샤프트(100)와 제1 조작 샤프트(130)에 배치될 수 있는 위와 같은 구성요소가 제1 조작 샤프트(130)와 제2 조작 샤프트(140)에도 배치될 수 있다는 점과, 소정 샤프트의 동작을 제한할 수 있는 구성요소라면 상기 구성요소 외의 다른 구성요소가 채용될 수도 있다는 점도 함께 이해되어야 할 것이다.

제3 활용예

이하에서는, 상기 실시예들을 통하여 보다 양호하게 이해될 수 있는 본 발명의 최소 침습 수술 도구를 활용하는 방법에 관하여 살펴보기로 한다. 도 25를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 발명의 일 활용예에 따르면, 환자의 몸에 도 25의 (a)에 도시된 바와 같이 다수의 절개부를 형성할 필요 없이 단 하나의 절개부만을 형성하고도 수술을 수행할 수 있게 된다. 즉, 도 25의 (b)에 도시된 경우에는, 본 발명에 따른 최소 침습 수술 도구를 2개 마련하여 이를 나란히 삽입함으로써 하나의 절개부만으로도 수술을 수행할 수 있게 된다. 이 경우에, 상기 2개의 최소 침습 수술 도구는, 도시된 바와 같이, 서로 대칭되는 동작을 수행할 수 있는 것으로 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우, 사용자는 수술 수행 시에 한 손에 하나씩의 수술 도구를 잡고 조작할 수 있게 된다. 이때, 도시된 바와 같이 하나의 절개부를 통해 내시경이 추가로 삽입될 수도 있다(이 경우, 내시경과 수술 도구 간의 평행성이 확보되기가 용이하므로, 사용자는 자신이 행하는 동작을 보다 직관적으로 이해할 수도 있다는 부가적인 장점도 있다).

물론, 본 발명에 따른 최소 침습 수술 도구 활용 방법이 위에서 설명한 방법만을 포함하지는 않는다. 예를 들면, 내시경을 본 발명에 따른 하나의 최소 침습 수술 도구와 나란히 위치하도록 하나의 절개부를 통하여 삽입하여 수술하는 것도 가능하고, 내시경을 본 발명에 따른 하나의 최소 침습 수술 도구와 나란히 위치하도록 하나의 절개부를 통하여 삽입하되, 해당 절개부에 종래 기술에 따른 다른 수술 도구를 더 삽입하여 수술을 수행할 수도 있다.

상기와 같이 2개 이상의 최소 침습 수술 도구가 병렬로 배치된 후 대칭되는 동작을 수행할 수 있는 것은, 본 발명에 따른 제1 요 조작부(300) 및 제2 조작부(400)를 구성하는 제1 및 제2 조작 본체(330, 430)가 제1 및 제2 조작 샤프트(130, 140)에 대하여 직교하게끔 형성되어 있어, 기구 간의 충돌 없이 최소 침습 수술 도구를 조작하는 것이 가능하기 때문이다.

또한, 하나의 절개부를 통하여 삽입되는 수술 도구의 수에는 굳이 제한이 있을 필요가 없으며, 수술 도구의 경량화, 소형화, 미세화 등에 따라 얼마든지 자유롭게 다양한 수술 도구가 이용될 수 있을 것이다.

제4 활용예

도 26을 참조하여, 본 발명이 활용되기 유리한 경우에 대하여 직관적으로 이해해 보기로 한다. 도 26은 본 발명을 활용하여 환자의 장기 중의 하나인 콩팥을 비켜 부신에 비교적 용이하게 접근하여 수술할 수 있음을 나타내는 예시도이다. 즉, 본 발명을 활용하면, 최소 침습 수술 도구가 자유도 높게 동작할 수 있으므로, 굳이 절개부의 위치 등에 구애 받지 않고도 장애가 되는 장기 등을 회피하여 필요한 수술을 행할 수 있음을 알 수 있다.

100: 샤프트
110: 조절 손잡이
120, 120a: 엔드 이펙터
130: 제1 조작 샤프트
140: 제2 조작 샤프트
150: 제1 동작 샤프트
160: 제2 동작 샤프트
200: 피치 조작부
300, 300a: 제1 요 조작부
400, 400a: 제2 요 조작부
500: 연결부
500a: 제1 연결부
600: 피치 동작부
700, 700a: 제1 요 동작부
800, 800a: 제2 요 동작부
900: 제2 연결부
PC1, PC2: 제1 및 제2 피치 케이블
YC: 요 케이블
YC1, YC2: 제1 및 제2 요 케이블

Claims (3)

1. 최소 침습 수술 도구로서,
   주 샤프트,
   상기 주 샤프트의 일단에 배치되는 조절 손잡이,
   상기 주 샤프트의 타단으로부터 순차적으로 배치되는 제1 동작 샤프트 및 제2 동작 샤프트,
   상기 제2 동작 샤프트의 일단에 배치되는 엔드 이펙터,
   상기 주 샤프트 및 상기 조절 손잡이의 사이에 배치되고, 상기 조절 손잡이의 피치 방향 및 요 방향의 동작을 상기 엔드 이펙터로 전달하기 위한 연결부,
   상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 또는 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이에 배치되는 피치 동작부,
   상기 주 샤프트 및 상기 제1 동작 샤프트의 사이, 상기 제1 동작 샤프트 및 상기 제2 동작 샤프트의 사이, 및 상기 제2 동작 샤프트 및 상기 엔드 이펙터의 사이 중 남은 두 위치에 각각 배치되는 제1 요 동작부 및 제2 요 동작부,
   상기 연결부로부터의 동작을 상기 피치 동작부, 상기 제1 요 동작부, 및 상기 제2 요 동작부로 전달하기 위한 제1 피치 케이블 및 제2 피치 케이블, 및
   상기 제1 피치 케이블 및 상기 제2 피치 케이블과 함께, 상기 연결부로부터의 동작을 상기 제1 요 동작부로 전달하기 위한 요 케이블
   을 포함하는 최소 침습 수술 도구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부는,
   한 쌍의 피치 연결단,
   상기 한 쌍의 피치 연결단에 대하여 실질적으로 직교하여 결합되는 한 쌍의 요 연결단,
   상기 한 쌍의 피치 연결단에 인접하여 형성되는 제1 피치 케이블 풀리 및 제2 피치 케이블 풀리, 및
   상기 한 쌍의 요 연결단에 인접하여 형성되는 요 케이블 풀리
   를 포함하고,
   상기 제1 피치 케이블 풀리는 상기 제1 피치 케이블에 연결되고, 상기 제2 피치 케이블 풀리는 상기 제2 피치 케이블에 연결되며, 상기 요 케이블 풀리는 상기 요 케이블에 연결되는 최소 침습 수술 도구.
3. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 요 연결단에 인접하여 배치되는 다수의 연결 풀리를 더 포함하는 최소 침습 수술 도구.

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