KR20110015982A - 외과 수술용 장치의 인스트루먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외과 수술용 장치, 즉, 로봇(robot) 또는 수동(hand-held) 수술 기구 등에 관한 것으로서, 특히 상기 외과 수술용 장치에 장착되고, 인체 조직에 근접 또는 삽입되어 수술을 시행하기 위한 인스트루먼트의 구조에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 하나의 인스트루먼트에 3개 이상의 수술부재를 구성하여, 하나의 인스트루먼트를 이용하여 복수의 수술 도구 적용이 가능하도록 함으로써 다기능 인스트루먼트를 실현하여, 인스트루먼트의 교체 시간 등 수술 시간을 단축하고, 체내에 삽입되어야 할 인스트루먼트의 개수를 줄일 수 있는 등 수술 과정을 단순화함과 아울러, 수술용 로봇의 경우 전체적인 로봇의 필요 구성도 간단히 할 수 있는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 관한 것이다.

수술, 로봇, 도구, 인스트루먼트, 공유

Description

외과 수술용 장치의 인스트루먼트{Instrument structure of surgical apparatus}

본 발명은 외과 수술용 장치, 즉, 로봇(robot) 또는 수동 수술 기구 등에 관한 것으로서, 특히 상기 외과 수술용 장치에 장착되고, 인체 조직에 근접 또는 삽입되어 수술을 시행하기 위한 인스트루먼트의 구조에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 기타 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제로 인하여 최근에는 이러한 부작용을 최소화할 수 있는 복강경 수술이 그 응용 범위를 확대하고 있다.

복강경 수술이란 개복 부위를 최소화하면서 수술 도구를 삽입하여 내시경 등으로 체내를 관찰하면서 진행하는 수술을 말하는데, 이를 위하여 말단부에 각종 수술 도구(가위, 집게, 클립 등)를 탑재하고, 체내에 삽입 가능하여 체외에서 의사의 수동 조작이 가능하도록 되어 있는 수동(hand-held) 수술 기구가 널리 사용되고 있 다.

한편, 더 나아가서 로봇(robot)을 사용한 수술도 대안으로서 각광받고 있는데, 일반적으로, 이러한 수술용 로봇은 의사의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(master) 로봇과, 마스터 로봇으로부터 신호를 받아 직접 환자에 수술에 필요한 조작을 가하는 슬레이브(slave) 로봇으로 이루어지며, 마스터 로봇과 슬레이브 로봇을 통합하여 구성하거나, 각각 별도의 장치로 구성하여 수술실에 배치한 상태에서 수술을 진행하고 있다.

도 1은 미국특허 5,797,900호에 개시된 도면으로서, 슬레이브 로봇의 로봇 암에 장착되어 인체의 피부 점막 또는 피부 내에 삽입되어 조직의 절개 등을 시행하는 인스트루먼트(instrument)(10)를 보여준다.

도 1에 도시된 인스트루먼트(10)는, 관부재(12)의 한쪽 끝단부에 수술을 위한 한 쌍의 수술부재(14)가 구비되고, 도면에 나타나 있지는 않지만 관부재(12)에서 수술부재(14)의 반대쪽에는 로봇 암의 어댑터에 결합되는 인스트루먼트 하우징(미도시)이 구비된다.

수술부재(14)와 인스트루먼트(10) 하우징 사이에는 관부재(12)의 내부를 통하여 연결된 조작 케이블(C1, C2)이 연결된다. 조작 케이블(C1, C2)은 두 개의 케이블이 한 쌍을 이루면서 각 수술부재(14)에 연결되어 수술부재(14)를 움직일 수 있도록 연결된다. 즉, 한 쌍의 조작 케이블(C1)은 제1수술부재(14a)를 움직이게 연결되고, 다른 한 쌍의 조작 케이블(C2)은 제2수술부재(14b)를 움직일 수 있도록 연결되어 구성되는 것이다.

이를 위해, 제1및 제2수술부재(14)는 두 쌍의 조작 케이블(C1, C2)이 연결된 각각의 회전체부(15a, 15b)가 리스트(wrist)체(16)의 앞쪽 부분에 조인트 축(16)을 중심으로 회전 가능하게 연결된다.

리스트체(16)는 상기 관부재(12)에 회전 가능하게 연결되는데, 이 리스트체(16)와 관부재(12)를 연결하는 축에는 두 쌍의 조작 케이블(C1, C2)의 움직임을 안내하고 지지하는 아이들러 풀리(19)들이 구비된다.

이와 같이 구성되는 인스트루먼트(10)는, 슬레이브(slave) 로봇의 로봇암에 연결된 상태에서, 의사가 마스터(master) 로봇을 조작하는 것에 의하여, 인스트루먼트(10)의 구동부를 작동시키게 되고, 구동부에서 상기 두 쌍의 조작 케이블(C1, C2)을 당기거나 밀게 됨으로써 한 쌍의 수술부재(14a, 14b)가 서로 밀착되거나 이격되면서 신체 조직을 절개하는 등의 수술을 시행할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 미국 특허에 개시된 인스트루먼트(10)를 포함하여, 종래의 인스트루먼트들은 수술부재가 2개가 한 쌍을 이루면서 수술을 시행할 수 있도록 구성되기 때문에 절개용, 집게용 등 한 가지 수술 도구로만 이용할 수밖에 없는 한계를 갖는다.

일반적으로 한 번의 수술을 위해서는 각각의 기능을 갖는 의료 도구들이 필요하게 되는데, 수술용 로봇에서도 각기 다른 기능을 갖는 여러 개의 인스트루먼트(10)들을 사용하여야 한다. 하지만, 각각의 독립적인 기능을 갖는 인스트루먼트를 사용하여 수술하게 되면, 여러 인스트루먼트를 신체에 한꺼번에 삽입한 상태에서 각각의 기능에 맞는 인스트루먼트를 작동시켜 사용하거나, 필요에 따라서는 원 하는 기능을 갖는 인스트루먼트를 교체한 후에 다시 신체에 삽입하여 수술해야 되므로, 그만큼 수술 시간이 많이 소요되고, 수술 과정도 복잡해지는 문제점이 발생되고 있다.

한편, 수동(hand-held) 수술 기구에 있어서도 말단에서의 조작이 로봇이 아닌 의사의 손 등 수동으로 이루어진다는 차이가 있을 뿐, 상술한 인스트루먼트 자체의 구조 및 작동 원리는 상술한 바와 거의 유사하므로 유사한 문제점이 존재한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 인스트루먼트에 3개 이상의 수술부재를 구성하여, 하나의 인스트루먼트를 이용하여 복수의 수술 도구 적용이 가능하도록 함으로써 다기능 인스트루먼트를 실현하여, 인스트루먼트의 교체 시간 등 수술 시간을 단축하고, 체내에 삽입되어야 할 인스트루먼트의 개수를 줄일 수 있는 등 수술 과정을 단순화함과 아울러, 수술용 로봇의 경우 전체적인 로봇의 필요 구성도 간단히 할 수 있는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 적어도 하나의 수술부재는 다른 수술부재들과 각각 공유하도록 하여, 전체 구성을 간단히 하면서도 다기능 인스트루먼트의 실현이 가능하도록 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 사용하지 않은 수술부재는 바디에 접혀질 수 있도록 구성함으로써 수술도구의 사용이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 외과 수술용 장치의 인스트루먼트는, 바디에 구비되어 시술자의 조작에 따라 움직이면서 수술을 시행할 수 있도록 복수의 수술부재가 구비된 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 있어서, 상기 바디에 3개 이상의 수술부재를 갖되, 복수의 수술 작업 쌍을 구성할 수 있도록 적어도 하나의 수술부재(이하 '공유 수술부재'라 함)는 나머지 2 이상의 수술부재들과 쌍을 이루면서 복수의 수술 작업 쌍을 구현할 수 있도록 구성될 수 있다.

여기서 상기 각 수술부재는, 상기 바디에 축을 통해 회전 가능하게 장착된 회전체부와, 이 회전체부에서 돌출되어 인체 조직에 근접 또는 삽입된 상태에서 수술을 시행하는 도구부로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 회전체부는 상기 바디를 통해 연결된 조작 케이블에 의해 회전하도록 구성될 수 있다. 물론, 초소형 모터 또는 기타 동력전달기구를 이용하여 회전할 수 있도록 구성할 수도 있다.

즉, 상기 회전체부는 상기 바디를 통해 연결된 조작 로드의 직선 운동에 의해 회전하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 조작 로드는 상기 회전체부에 크랭크샤프트 구조로 연결되어 수술부재를 360도 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

또, 상기 회전체부는 상기 바디를 통해 연결된 회전 조작축의 회전 운동에 의해 회전하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 회전 조작축과 회전체부는 베벨 기어 또는 웜기어 구조로 연결되어 회전력을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 수술부재는, 각각의 회전체부가 동일 축선 상에 배열되어 구성될 수 있다.

이와는 달리, 상기 복수의 수술부재는, 적어도 하나의 회전체부가 나머지 다른 회전체부와 서로 다른 축선 상에 배치되어 구성될 수도 있다. 이때, 상기 적어도 어느 하나의 회전체부는 자신과 다른 축선상에 배치된 다른 회전체부에 일부가 삽입된 상태로 설치되는 것도 가능하다.

상기에서 수술 작업 쌍은 집게 또는 가위 중 어느 하나일 수 있다.

상기 공유 수술부재는, 서로 다른 수술부재와 수술 작업 쌍을 이룰 수 있도록 하나의 도구부에 상대 수술부재와 대응되는 부분이 모두 형성되게 구성될 수 있다.

이와는 달리 상기 공유 수술부재는, 서로 다른 수술부재와 수술 작업 쌍을 이룰 수 있도록 상대 수술부재와 대응되는 둘 이상의 도구부가 별도로 구성될 수도 있다.

또한 상기 수술부재 중 적어도 어느 하나는 단독 수술부재로 사용될 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기 바디에는 상기 복수의 수술부재 중 적어도 어느 하나를 접어서 보관할 수 있는 수납부를 갖도록 구성할 수도 있다.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 외과 수술용 장치의 인스트루먼트는, 바디에 구비되어 시술자의 조작에 따라 움직이면서 수술을 시행할 수 있도록 복수의 수술부재가 구비된 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 있어서, 상기 바디의 끝단부에 3개 이상의 수술부재를 갖고, 적어도 어느 한 쌍은 서로 결합 또는 협력하여 하나의 수술 작업 쌍을 구현할 수 있도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 외과 수술용 장치의 인스트루먼트는, 바디에 구비되어 시술자의 조작에 따라 움직이면서 수술을 시행할 수 있도록 복수의 수술부재가 구비된 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 있어서, 상기 바디에는 상기 복수의 수술부재 중 적어도 어느 하나를 접어서 보관할 수 있는 수납부를 갖도록 구성될 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 인스트루먼트는 수술용 로봇(robot) 또는 수동(hand-held) 수술 기구에 탑재되어 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명에 따른 외과 수술용 장치의 인스트루먼트는 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명은, 3개 이상의 수술부재가 함께 구성되기 때문에 하나의 인스트루먼트에서 복수의 수술 도구 이용이 가능하여 인스트루먼트를 교체하지 않고도 간편하고 신속하게 수술을 진행할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은, 적어도 하나의 수술부재를 다른 수술부재들과 각각 공유하도록 구성되기 때문에 다기능 인스트루먼트의 실현이 가능하면서도 전체적인 구성 은 간단하게 구성할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은, 복수의 수술부재 중에서 사용하지 않는 수술부재는 바디 쪽에 접어놓을 수 있도록 구성되기 때문에 다른 수술부재에 의한 간섭을 최소화하여 수술도구의 사용이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과도 제공한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

이하 설명되는 본 발명의 실시예에서는, 본 발명의 주요부인 수술부재를 중심으로 설명하고, 이를 조작하기 위한 인스트루먼트의 구동부(조작 구동 메커니즘) 및 조작 케이블과 같은 구동력 전달부재, 인스트루먼트의 구동부가 연결되는 슬레이브 로봇 등은 공지 기술을 적용하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있으므로, 이에 대해서는 도 9 및 도 10 등의 예시 도면을 참조하여 실시 가능한 기본 구조에 대하여 간단히 설명하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 도면에 동일한 참조 번호를 부여하고, 반복 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 주요 실시예에 대하여 그룹별로 나누어 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 제1그룹의 실시예가 도시된 도면들이고, 도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 인스트루먼트를 외과 수술용 로봇에 적용할 경우에, 슬레이브 로봇에 본 발명의 제1실시예의 인스트루먼트가 접속된 상태 및 인스트루먼트의 구동부 구조가 예시된 도면들이다.

도 11 내지 도 15는 본 발명의 제2그룹의 실시예들이 도시된 도면들이고, 도 16 내지 도 21은 본 발명의 제3그룹의 실시예들 및 인스트루먼트 조작 구동부의 예시가 도시된 도면들이다.

<제1그룹의 실시예>

도 2 내지 도 5는, 본 발명의 제1실시예가 도시된 사시도(도 2), 주요부 분해 사시도(도 3), 가위 이용 및 집게 이용 상태도(도 4 및 도 5)이다.

그리고, 도 6 및 도 7, 도 8은 본 발명의 제1실시예를 변형하여 구성한 변형 실시예들을 보여주는 도면들이다.

도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1실시예를 설명한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 외과 수술용 장치의 인스트루먼트(20A)는, 바디(23)의 끝단부에 3개의 수술부재(31, 32, 33)가 구비된 구성을 보여준다.

상기 바디(23)는, 도 2에서와 같이 인스트루먼트(20A)의 구동부로부터 길게 이어지는 관부재(21)와 이 관부재(21)에 회전 가능하게 연결된 상태에서 상기 수술부재(31, 32, 33)들이 설치되어 있는 리스트체(wrist member)가 포함된 구성일 수 있고, 또는 관부재가 포함되지 않은 리스트체만의 구성일 수도 있다. 이외에도 수 술부재(31, 32, 33)들을 지지하고, 수술부재(31, 32, 33)들에게 조작력을 전달할 수 있는 구조이면 공지의 구성 또는 새로운 구성을 적용하여 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

상기 각 수술부재(31, 32, 33)는, 도 3을 참조하면, 상기 바디(23)에 제1축(30a) 또는 제2축(30b)을 통해 회전 가능하게 장착된 회전체부(31a, 32a, 33a)와, 이 회전체부(31a, 32a, 33a)에서 길게 돌출되어 인체 조직에 접촉 또는 근접된 상태에서 수술이 행해지는 도구부(31b, 32b, 33b)로 이루어진다.

수술부재(31, 32, 33)들의 작동은, 바디(23)를 통해 연결된 각각의 조작 케이블(C1, C2, C3)에 의해 상기 회전체부(31a, 32a, 33a)가 회전하도록 구성될 수 있다. 이러한 케이블을 이용한 수술부재들의 조작 방식은 도 1에 도시된 인스트루먼트(10)를 포함한 공지 기술을 적용하여 용이하게 구성할 수 있다. 또한 도 9 내지 도 10에 예시된 구동 메커니즘을 이용하여 구성할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.

이와는 달리 조작 케이블(C1, C2, C3)을 이용하는 대신에 상기 제1축(30a) 또는 제2축(30b)을 회전시키는 다른 기구, 예를 들면 초소형 모터 등을 이용하여 수술부재(31, 32, 33)들을 작동시키는 구성도 가능하다. 또한, 조작 케이블(C1, C2, C3) 대신에 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이 직선 이동하는 로드를 이용하는 구조, 도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같은 회전 조작축 및 기어를 이용하는 구조 등을 이용하는 것도 가능하다.

본 실시예에서 수술부재(31, 32, 33)들은 어느 1 개의 수술부재가 나머지 2 개의 수술부재들과 쌍을 이루면서 복수의 수술 작업 쌍을 구현할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 상기 수술부재(31, 32, 33)들은 3개 중 제1 및 제2수술부재(31, 32)는 상기 바디(23)에 제1축(30a)을 중심으로 회전할 수 있도록 구성되고, 다른 하나인 제3수술부재(33)는 제1축(30a)과 직교하게 배치된 제2축(30b)을 중심으로 회전할 수 있도록 구성된다. 즉, 제3수술부재(33)의 회전체부(33a)가 제1 및 제2수술부재(31, 32)의 회전체부(31a, 32a)와 서로 다른 축선 상에 배치되어 구성되는 것이다.

특히, 제2수술부재('공유 수술부재'라고도 함)(32)는, 제1축(30a)을 중심으로 회전하는 제1수술부재(31)와 제2축(30b)을 중심으로 회전하는 제3수술부재(33)와 함께 협력 또는 교차되면서 복수의 수술 작업 쌍을 구현할 수 있도록 구성된다.

도면에 예시된 수술부재(31, 32, 33)들은, 제1수술부재(31)와 제2수술부재(32)가 함께 가위 기능을 갖도록 구성되고, 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)가 함께 집게 기능을 갖도록 구성된 상태를 예시하였다.

도 4와 도 5는 본 실시예의 가위 기능 또는 집게 기능을 예시한 도면으로서, 도 4는 제1수술부재(31)와 제2수술부재(32)를 이용한 가위 사용 상태의 도면으로서, 제3수술부재(33)는 뒤쪽으로 접혀진 상태를 보여준다. 그리고 도 5는 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)를 이용한 집게 사용 상태의 도면으로서, 제1수술부재(31)가 뒤쪽으로 접혀진 상태를 보여준다.

특히, 제2수술부재(32)(공유 수술부재)는, 제1수술부재(31) 및 제3수술부 재(33)와 각각 수술작업 쌍을 이루도록 도구부(32b)의 일측과 타측에 각각 상대 수술부재(31 또는 33)와 대응되는 가위부(32c)와 집게부(32d)가 각각 형성되게 구성된다.

이외에도 한 쌍의 수술부재들이 상호 결합 또는 협력하면서 수술에 필요한 하나의 도구를 구성할 수 있으면 다양하게 변경하여 구성할 수 있다. 즉, 제1수술부재(31)와 제2수술부재(32), 또는 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)를 레이저, 초음파, 고주파 등을 이용한 응고기 또는 소작기 등으로 변경하여 적용할 수 있다.

도 6에 도시된 인스트루먼트(20B)는 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)의 끝단을 변형하여, 레이저 또는 전기 주파수 등을 인체 조직의 수술 부위 등에 가할 수 있도록 전극단자와 같은 첨단부(35)가 돌출된 구성을 보여준다.

한편, 상기 제1축(30a)과 제2축(30b)은 서로 직교하는 방향으로 배치되는바, 이러한 두 축(30a, 30b)을 지지하기 위해 도 2를 참조하면, 바디(23)는 그 좌우면(23a, 23b)에 제1축(30a)을 지지하고, 상하면(23c, 23d)에 제2축(30b)을 지지할 수 있는 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 바디(23)에는 상기 수술부재(31, 32, 33)들을 접어서 보관할 수 있는 수납부(26, 27)를 갖도록 구성할 수 있다.

이는 어느 한 쌍의 수술부재를 이용할 때 사용하지 않은 나머지 수술부재가 수술 작업에 지장을 초래하지 않도록 도 4와 도 5에서와 같이 수납부(26 또는 27) 내측으로 회전시켜 보관하면서 수술을 시행하기 위해서이다.

상기 수납부(26, 27)는 도면에 예시된 바와 같이 제1수술부재(31) 및 제2수 술부재(32)가 접혀질 수 있도록 개방된 구조를 갖거나, 제3수술부재(33)가 접혀질 수 있도록 슬릿(slit)형 구조를 갖도록 구성할 수 있다.

도 7 및 도 8은 상기한 바와 같은 제1실시예의 기본 구성에서, 제3수술부재(33)의 일부가 제2수술부재(32)의 안쪽에 위치된 인스트루먼트(20C)의 구성을 보여주는 개략적인 평면도로서, 상기한 제1실시예의 인스트루먼트(20A)보다 전체적으로 인스트루먼트(20C)의 좌우 폭을 줄일 수 있고, 수술부재(31, 32, 33)의 도구부(31b, 32b, 33b)의 상호 결합 관계도 용이해지도록 구성한 것이다.

이러한 구성을 위해, 제2수술부재(32)의 회전체부(32a)는 양측면에 개방된 원통형 구조로 이루어져, 한쪽은 제1수술부재(31)의 회전체부(31a)에서 원통형으로 돌출된 지지부(31c)에 끼워지고, 반대쪽은 바디(23)에서 돌출된 지지부(24)에 끼워져 지지될 수 있도록 구성할 수 있다. 이때 바디(23)에서 돌출된 지지부(24)는 제3수술부재(33)의 움직임에 간섭을 주지 않도록 복수개로 분할된 호형상의 구조로 이루어질 수 있다.

그리고, 제3수술부재(33)는 일부분이 제2수술부재(32)의 안쪽으로 위치된 상태에서 제2축(30b)이 바디(23) 측에 지지되어 회전할 수 있도록 구성된다.

도 7 및 도 8에서도 제1수술부재(31)와 제2수술부재(32)는 가위의 조합을, 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)는 집게의 조합을 예시한 것이다.

도 7 및 도 8에서 각 수술부재(31, 32, 33)의 회전체부(31a, 32a, 33a)에 연결되는 조작 케이블의 구성은 생략한 상태로 도시하였다.

이제, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이 3개 이상의 수술부재(31, 32, 33)를 구비한 본 발명에 따른 인스트루먼트를 구동하기 위한 조작 구동부 구조에 대해 도 9 내지 도 10에 예시된 도면을 참조하여 설명한다.

도 9는 상기에서 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 인스트루먼트(20A)가 로봇 암에 장착된 상태를 나타낸 측면도로서, 인스트루먼트(20A), 로봇 암(100), 가이드(118), 어댑터(120), 하우징(130), 인터페이스부(134), 관부재(21), 수술부재(31, 32, 33) 등이 도시되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같은, 인스트루먼트(20A)에서, 하우징(130)은 태블릿 형상으로 이루어질 수 있고, 두께 부분의 면이 로봇 암(100)에 접하도록 장착될 수 있게 구성될 수 있다.

하우징(130)으로부터 수술 부위까지의 거리에 상응하는 길이의 관부재(21)가 구비되는데, 관부재(21)의 일단은 하우징(130)과 결합되고, 관부재(21)의 타단은 수술 부위에 미리 설치되어 있는 트로카(trocar)에 의해 지지되어, 수술 과정에서 관부재(21)가 흔들거리지 않도록 구성할 수 있다. 또한 관부재(21)의 길이가 길어짐에 따라 관부재(21)를 지지하는 추가적인 구성요소를 더 설치할 수 있는데, 로봇 암(100)의 선단부에 관부재(21)의 중간 부분을 지지하는 가이드(118)를 추가로 형성할 수 있다.

어댑터(120)에 인접하여 가이드(118)를 추가로 형성함으로써, 인스트루먼 트(20A)를 로봇 암(100)에 장착하는 과정에서, 하우징(130)은 어댑터(120)에 장착되어 구동력을 전달받고, 관부재(21)는 가이드(118)에 의해 지지되어 견고하게 로봇 암(100)에 고정될 수 있다.

로봇 암(100) 측에 구비된 액츄에이터로부터 인스트루먼트의 구동자(136)로 전달된 구동력이 수술부재(31, 32, 33; 도 2 등 참조)까지 원활히 전달되도록 하는 구동부 구조 즉, 구동력 전달 메커니즘에 관하여 설명한다.

도 10은 인스트루먼트의 하우징(130)의 내부 구조를 보여주는 여러 실시예의 도면들로서, 상기한 바와 같은 복수의 수술부재(31, 32, 33)들을 조작하기 위한 구동부 또는 구동력 전달 메커니즘의 구성을 보여준다.

도 10의 (a)와 같이 구동자(136)를 휠 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터 또한 휠(도 10의 'A') 형상으로 구현될 수 있으며, 원판형의 구동 휠은 액츄에이터에 클러칭되는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 인스트루먼트(20A)를 로봇 암(100)에 장착함에 따라 구동 휠이 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 구동휠 또한 작동된다. 구동 휠에는 풀리 및 이 풀리에 연결된 조작 케이블(C1, C2, C3)들이 연결되어, 구동 휠의 회전에 따라 풀리 및 조작 케이블(C1, C2, C3)을 통해 이펙터에 구성되는 각각의 수술부재(31, 32, 33)에 조작력이 전달되어, 도 2 등에 도시된 바와 같은 수술부재(31, 32, 33)들을 작동할 수 있게 된다.

도 10의 (b)와 같이 구동자(136)를 스크류 형상으로 형성할 경우, 액츄에이 터는 드라이버(도 10의 'B') 형상으로 구현될 수 있으며, 스크류는 액츄에이터에 치합되어 회전하는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 도 9를 참고하면, 인스트루먼트(20A)를 로봇 암(100)에 장착함에 따라 스크류가 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 스크류 또한 축회전하게 된다. 스크류에는 웜기어(132d)가 연결되어 있어, 스크류의 회전에 연동하여 웜기어(132d)가 작동되며, 웜기어(132d)에 연결된 조작 케이블(C1, C2, C3)을 통해 수술부재(31, 32, 33; 도 2 등 참조)의 각 부분에 조작력이 전달되어, 도 2 등에 도시된 바와 같은 수술부재(31, 32, 33)들을 작동할 수 있게 된다.

도 10의 (c)와 같이 구동자(136)를 리드 스크류 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터는 드라이버(도 10의 'C') 형상으로 구현될 수 있으며, 리드 스크류는 액츄에이터에 치합되어 회전하는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 인스트루먼트(20A)를 로봇 암(100)에 장착함에 따라 리드 스크류가 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 리드 스크류 또한 작동된다.

리드 스크류에는 왼나사와 오른나사가 각각 절반씩 형성되어 있고, 각 부분에 결합된 너트에 와이어 또는 조작 케이블(C1, C2, C3)을 연결함으로써, 리드 스크류를 어느 한 방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전시키면 한 쌍의 너트가 서로 근접하게 되고, 리드 스크류를 반대 방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전시키면 한 쌍의 너트가 서로 이격되는 구조로 제작될 수 있다.

한 쌍의 너트 각각에 와이어를 연결하고, 아이들러(idler) 풀리 등을 사용하여 와이어가 리드 스크류의 축과 평행하게 배치되도록 함으로써, 리드 스크류의 회 전에 따라 너트가 서로 근접/이격되며, 이에 따라 와이어가 풀어지거나 당겨지게 된다.

즉, 리드 스크류에는 한 쌍의 너트(132c)가 치합되어 있고, 리드 스크류의 회전에 연동하여 한 쌍의 너트(132c)가 근접/이격되며, 각 너트(132c)에 연결된 와이어 또는 조작 케이블(C1, C2, C3)을 통해 각각의 수술부재(31, 32, 33)에 조작력이 전달되어, 수술부재(31, 32, 33)가 작동할 수 있도록 구성된다. 한편, 각 너트에 연결된 와이어가 샤프트를 통해 각 수술부재에 연결되도록 하기 위해 하우징 내에는 하나 이상의 롤러(도 10의 (c)의 'R' 참조)가 설치될 수 있다.

한편, 도 10의 (a), (b), (c)의 도면에서, 구동자(136)들을 포함한 조작 케이블의 개수가 5개로 된 구성을 예시하였으나, 이는 실시 조건에 따라 그 개수를 달리하여 구성할 수 있다. 즉, 앞서 설명한 3개의 수술부재(31, 32, 33)만을 조작하기 위해 3개의 구동자(136) 및 3개의 조작 케이블 쌍으로 구성할 수 있다. 또한 3개 외에 추가로 수술부재가 더 포함되거나, 도 9에서 수술부재(31, 32, 33)들이 장착된 바디(23)를 관부재(21)에 대하여 'K' 축을 중심으로 회전시키기 위해서 구동자 및 조작 케이블 쌍이 추가로 더 구성할 수 있다. 이와 같은 수술부재의 개수 또는 이펙터의 작동 구성에 따라 구동자(136)들을 포함한 조작 케이블의 개수를 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 10의 (d)와 같이 구동자(136)를 슬라이더 형상으로 형성할 경우, 액츄에이터 또한 슬라이더(도 10의 'D') 형상으로 구현될 수 있으며, 구동 슬라이더는 액 츄에이터에 결합되어 소정 구간 내를 왕복 운동하는 방식으로 구동력을 전달받을 수 있다. 인스트루먼트(20A)를 로봇 암(100)에 장착함에 따라 구동 슬라이더가 액츄에이터에 결합되며, 액츄에이터의 작동에 따라 구동 슬라이더 또한 작동된다. 슬라이더에는 링크부(132b)가 연결되어 있어, 슬라이더의 왕복 운동에 따라 링크부(132b)가 작동하며, 링크부(132b)에 연결된 와이어 또는 조작 케이블을 통해 수술부재(31, 32, 33)의 각 부분에 조작력이 전달되어, 수술부재(31, 32, 33)가 작동하게 된다.

한편, 도 10의 (d)는 단선의 와이어 또는 조작 케이블이 각각의 수술부재(31, 32, 33)에 연결되게 구성된 실시예들로서, 2개의 조작 케이블(C)이 쌍을 이루며 하나의 수술부재에 연결되게 구성될 수 있다. 이와는 달리 하나의 조작 케이블(C)이 하나의 수술부재에 연결되게 구성되고, 각 수술부재에는 탄성수단이 구비되어 조작 케이블(C)이 당기는 힘에 대향하는 방향으로 수술 부재를 회전시키도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 도 10의 (d)는 단선의 와이어 또는 조작 케이블을 이용할 경우에, 와이어 또는 케이블을 강성을 갖는 소재로 제작하여 도 16에 도시된 바와 같은 구조로 각각의 수술부재(31, 32, 33)에 연결하여 조작력을 전달하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같은 액츄에이터와 구동자(136) 간의 커플링 방식 및 구동자(136)와 하우징(130) 내에 수용된 구동력 전달 메커니즘은, 도 10에 도시된 여러 실시예를 상호 조합하거나 공지의 다른 동력 전달메커니즘을 이용 또는 조합하여 구성할 수도 있다.

또한, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 인스투르먼트 조작 구동부의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 미국특허 5,792,135호 등 공지의 구동 조작 구조를 적용하여 다양하게 구성할 수 있고, 상기에서는 로봇 수술기구에 적용할 경우를 예시하여 설명하였으나, 수동(hand-held) 수술 기구에 적용할 경우에도 공지의 조작 구동부의 구성을 적용하여 구성할 수도 있음은 물론이다.

<제2그룹의 실시예>

도 11 내지 도 14는 본 발명의 제2실시예가 도시된 사시도(도 11), 주요부 분해 사시도(도 12), 가위 이용 및 집게 이용 상태도(도 13 및 도 14)이다.

그리고, 도 15는 본 발명의 제2실시예를 변형하여 구성한 변형 실시예를 보여주는 도면이다.

이들 도면에 예시된 바와 같이, 제2그룹의 실시예들은 위에서 설명한 제1그룹의 실시예와 달리, 3개의 수술부재(31, 32, 33)들이 동일 축(30a) 선상에 배열되어 구성된 실시예들을 보여준다.

도 11 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 참고로 전술한 제1그룹의 실시예들과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 반복 설명을 생략한다. 또한, 도 9 내지 도 10에 예시된 바와 같은 인스트루먼트 구동 조작부를 비롯 하여 공지의 인스트루먼트 구동장치를 이용할 수 있으므로, 구동 조작부에 대한 도면 예시 및 그에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 제2실시예의 인스트루먼트(20D)는, 바디(23)의 끝단부에 동일 축선 상에 배치된 3개의 수술부재(31, 32, 33)가 구비된다.

제1수술부재(31)와 제2수술부재(32)가 상호 조합되어 하나의 수술 작업 쌍을 구성하고, 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)가 상호 조합되어 다른 수술 작업 쌍을 구성한다.

도면에서는 제1수술부재(31)와 제2수술부재(32)가 가위로 이용되고, 제2수술부재(32)와 제3수술부재(33)가 집게로 이용된 상태를 보여주고 있다. 도 13은 가위 사용 상태를 보여주고, 도 14는 집게 사용 상태를 보여준다.

이러한 이용 상태는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명의 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 두 개의 수술부재가 하나의 쌍을 이루면서 이용될 수 있는 수술 작업 쌍이면 각 수술부재(31, 32, 33)의 도구부(31b, 32b, 33b)의 구성을 달리하여 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 각각의 수술부재(31, 32, 33)들을 작동하는 조작 케이블(C1, C2, C3)의 구성도 실시 조건에 따라 공지의 조작 구성 및 새로운 조작 구성을 적용하여 적절하게 변경하여 구성할 수 있다.

한편, 도 15에서는 하나의 수술부재(32)에 2개의 도구부(32A, 32B)가 함께 구비된 구성을 예시한 것이다. 즉, 위에서 설명한 여러 실시예들에서는 제2수술부재(32)에 하나의 도구부(32b)를 구성하고, 이 도구부(32b)에 가위부 또는 집게부를 함께 구비한 구성을 예시하였으나, 도 15의 인스트루먼트(20E)에서는 제2수술부재(32)에 두 개의 도구부(32A, 32B)를 구성하여, 하나는 가위 도구부(32B)로 이용하고, 다른 하나는 집게 도구부(32A)로 이용할 수 있는 구성을 보여준다.

이때, 바디(23)의 수납부(26)는 제2수술부재(32)에서 어느 하나 도구부(32A 또는 32B)를 이용할 때, 수납부(26)의 내측에서 다른 구조물들과 간섭되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 동일한 방법으로 제2수술부재(32) 즉, 공유 수술부재가 아닌, 제1수술부재(31) 또는 제3수술부재(33)에 상기한 바와 같은 복수개의 도구부를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.

<제3그룹의 실시예>

도 16 내지 도 21은, 본 발명의 제3실시예가 도시된 주요부 분해 사시도(도 16), 본 발명의 제4실시예가 도시된 주요부 분해 사시도(도 17), 이들 제3실시예 및 제4실시예의 인스트루먼트를 구동하기 위한 구동부의 일 실시예의 도면(도 18), 본 발명에 따른 제5실시예가 도시된 주요부 분해 사시도(도 19), 본 발명에 따른 제6실시예가 도시된 주요부 분해 사시도(도 20), 이들 제5실시예 및 제6실시예의 인스트루먼트를 구동하기 위한 구동부의 일 실시예의 도면(도 21)이다.

이들 도면에 예시된 바와 같이, 제3그룹의 실시예들은 위에서 설명한 제1그룹 및 제2그룹의 실시예와 달리, 조작 케이블 대신에 조작 로드(와이어) 또는 조작 회전 조작축을 이용하여 수술부재(31, 32, 33)들을 회전 작동시키는 실시예들을 보여준다. 제3그룹의 실시예들을 설명하기 위해 예시한 도면들은, 본 발명의 제1실시예의 구조에 적용하여 설명하지만, 위에서 설명한 다른 여러 실시예들에도 조작 케이블 대신에 본 실시예의 그룹에서 설명될 조작 로드 또는 회전 조작축 구조를 동일하게 적용하여 용이하게 실시할 수 있음은 물론이다. 이에 대한 도면 예시 및 설명은 생략한다.

도 16을 참조하여, 본 발명의 제3실시예를 설명한다.

본 발명의 제3실시예의 인스트루먼트(20F)는, 각각의 조작 로드(R1, R2, R3)를 이용하여 각 수술부재(31, 32, 33)를 회전시키도록 구성된다.

즉, 각 수술부재(31, 32, 33)는 바디에 제1축(30a) 또는 제2축(30b)을 통해 회전 가능하게 장착된 회전체부(310, 320, 330)가 각각 구비되고, 각 회전체부(310, 320, 330)에는 각 피봇조인트(P)를 통해 조작 로드(R1, R2, R3)가 각각 연결된다. 각 조작 로드(R1, R2, R3)는 도 18에 예시된 바와 같은 조작 구동부에 의해 직선 이동함으로써 상기 각각의 수술부재(31, 32, 33)를 회전시킬 수 있도록 구성된다.

각 수술부재(31, 32, 33)의 회전체부(310, 320, 330)에는 인체 조직에 접촉 또는 근접된 상태에서 수술이 행해지는 도구부(31b, 32b, 33b)가 전술한 실시예들 과 동일 또는 유사하게 구성된다. 이외의 구성은 전술한 제1실시예의 구성과 동일 유사하게 구성될 수 있으므로 반복 설명은 생략한다.

이와 같은 제3실시예의 각 조작 로드(R1, R2, R3)는 일자형 구조로 형성되므로 어느 정도 탄성을 갖는 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 또 각 조작 로드(R1, R2, R3)의 어느 중간 부분(바람직하게는 수술부재에서 가까운 부분)에 회동 가능한 조인트 구조로 연결하여 구성하는 것도 가능하다.

도 17은 도 16에 예시된 바와 같은 조작 로드를 이용하되, 각 수술부재(31, 32, 33)의 회전 범위가 제한되지 않도록 하는 구조를 예시한다.

도 17에 도시된 바와 같은 본 발명의 제4실시예의 인스트루먼트(20G)는, 크랭크 샤프트형 조작 로드(CR1, CR2, CR3)들을 이용하여 각 수술부재(31, 32, 33)를 회전시키도록 구성된다.

크랭크 샤프트형 조작 로드(CR1, CR2, CR3)는 각 수술부재(31, 32, 33)의 회전체부(311, 321, 331)에 연결되어 조작력을 전달하게 되는데, 조작 로드(CR1, CR2, CR3)들의 연결방식은 모두 동일하게 구성될 수 있으므로, 제2수술부재(32)에 연결된 부분을 중심으로 설명한다. 제2수술부재(32)의 회전체부(321)와 연결된 부분 a는 상대회전이 불가능하도록 연결되고, 로드의 b와 c의 연결 부분은 서로 상대 회전이 가능하도록 연결된다. 따라서 가이드(25)에 의해 안내되는 조작 로드가 직선 이동할 때 a와 b 사이의 로드가 a 부분을 중심으로 회전하면서 제2수술부재(32)를 360도 회전시킬 수 있도록 구성되는 것이다. 제1수술부재(31)와 제3수술부 재(33)도 동일한 방법으로 회전 작동되도록 구성된다.

가이드(25)는 이펙터의 바디 측에 조작 로드(CR1, CR2, CR3)의 직선 이동을 안내하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 크랭크 샤프트형 조작 로드(CR1, CR2, CR3)를 이용함으로써 각 수술부재(31, 32, 33)를 360도 회전시키는 것이 가능하여 수술부재들의 사용 각도를 다양하게 변화시킬 수 있음은 물론 비사용 수술부재를 접어둔 상태에서 사용 수술부재들을 보다 용이하게 이용할 수 있게 된다.

이외의 구성은 전술한 제1실시예 및 제3실시예의 구성과 동일 유사하게 구성될 수 있으므로 반복 설명은 생략한다.

도 18은 상기한 바와 같은 제3실시예 및 제4실시예의 인스트루먼트를 구동하기 위한 조작 구동부의 일 실시예를 보여주는 도면으로서, 모터 등 구동 드라이버(E)에 의해 하우징(130) 내의 구동자(136)가 회전하게 되면, 각 수술부재(31, 32, 33; 도 16 및 도 17 참조)에 연결된 조작 로드(R1, R2, R3 또는 CR1, CR2, CR3)가 직선 이동하면서 조작력을 전달하게 된다. 이때 구동자(136)와 조작 로드 사이의 동력 전달은 도면에 예시된 바와 같이 랙(142)과 피니언(141) 방식을 이용하여 가능하게 할 수 있다.

이외에도 조작 로드(R1, R2, R3 또는 CR1, CR2, CR3)를 직선 이동시켜 각 수술부재(31, 32, 33)에 조작력을 전달할 수 있는 구조이면, 공지의 다양한 리니어 운동 기구들을 적용하여 구성할 수 있다.

이제, 도 19 내지 도 21을 참조하여, 회전 조작축을 이용하여 각 수술부재를 작동하는 구조에 대하여 설명한다.

도 19 및 도 20을 참조하여, 본 발명의 제5실시예 및 제6실시예를 설명한다.

본 발명의 제5실시예의 인스트루먼트(20H)는, 각각의 회전 조작축(S1, S2, S3)을 이용하여 각 수술부재(31, 32, 33)를 회전시키도록 구성된다.

각 수술부재(31, 32, 33)는 바디에 제1축(30a) 또는 제2축(30b)을 통해 회전 가능하게 장착된 회전체부(312, 322, 332)가 각각 구비되고, 각 회전체부(312, 322, 332)와 회전 조작축(S1, S2, S3)은 베벨 기어(314, 324, 334)를 통해 회전력을 전달할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 제6실시예의 인스트루먼트(20I)도, 각각의 회전 조작축(S1', S2', S3')을 이용하여 각 수술부재(31, 32, 33)를 회전시키도록 구성되는데, 회전 조작축(S1', S2', S3')과 각 회전체부(313, 323, 333)는 웜기어(315, 325, 335) 방식으로 회전 조작력을 전달할 수 있도록 구성된다.

도 21은 상기한 바와 같은 제5실시예 및 제6실시예의 인스트루먼트를 구동하기 위한 구동부의 일 실시예를 보여주는 도면으로서, 모터 등 구동 드라이버(F)에 의해 하우징(130) 내의 구동자(136)가 회전하게 되면, 각 수술부재(31, 32, 33; 도 19 및 도 20 참조)에 연결된 회전 조작축(S1, S2, S3)이 회전하면서 각 수술부재에 구동력을 전달하게 된다. 이때 구동자(136)와 회전 조작축(S1, S2, S3) 사이의 동력 전달은 도면에 예시된 바와 같이 베벨기어(150) 방식을 적용하여 가능하게 할 수 있다.

물론, 각각의 회전 조작축(S1, S2, S3)을 소형 모터 등을 이용하여 직접 회전시키는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 제3실시예 내지 제6실시예들은, 조작 로드 또는 회전 조작축을 이용하여 각각의 수술부재들을 회전 구동시키도록 구성된 실시예들을 설명하였으나, 로드 방식과 회전 조작축 방식을 혼합 적용하거나, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에서 설명한 조작 케이블 방식도 함께 조합하여 구성할 수 있다.

<기타 다른 실시예>

상기한 바와 같은 제1그룹의 실시예 및 제2그룹의 실시예, 제3그룹의 실시예외에도, 본 발명의 기술 사상을 적용하여 다양한 실시예의 구성이 가능하다. 이하 설명될 기타 다른 실시예들은 도면을 예시하여 설명하지 않더라도 상기한 여러 실시예의 도면 또는 상세한 설명들을 통해서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시가 가능하므로 도면의 예시는 생략하고 각 실시예의 구성에 대하여 간단히 설명한다.

상기에서 설명한 본 발명의 여러 실시예들은, 3개의 수술부재(31, 32, 33)를 이용한 구성을 예시하였으나, 4개 이상의 수술부재를 상호 조합하여 구성하는 것도 가능하다.

또한, 하나의 수술부재에 두 개 이상의 기능을 갖도록 하는 공유 수술부재(예를 들면 32)를 생략하고, 4개 이상의 수술부재를 이용하여 2쌍 이상의 독립적인 수술 작업 쌍을 구현하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 복수의 수술부재들 중에서 적어도 하나의 수술부재는 다른 수술부재와 쌍을 이루지 않고 단독 사용이 가능하도록 구성할 수도 있다. 즉, 3개의 조작 부재로 구성될 경우에, 하나의 수술부재는 커터 또는 송곳 등으로 이용할 수 있고, 나머지 두 개의 조작 부재는 가위 또는 집게 등 하나의 수술 작업 쌍을 이루도록 구성할 수 있다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 여러 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 미국특허 5,797,900호에 개시된 인스트루먼트를 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 제1실시예의 인스트루먼트가 도시된 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 제1실시예의 인스트루먼트의 주요부 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 제1실시예의 인스트루먼트를 가위로 이용한 상태를 보인 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 제1실시예의 인스트루먼트를 집게로 이용한 상태를 보인 사시도이다.

도 6은 본 발명의 제1실시예를 변형하여 구성한 변형 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제1실시예를 변형하여 구성한 다른 변형 실시예를 보여주는 평면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 실시예를 보여주는 분해 사시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 인스트루먼트를 외과 수술용 로봇에 적용할 경우 연결 상태를 보여주는 개략도이다.

도 10은 도 9의 하우징 내부 구조를 보여주는 도면들로서, 본 발명의 인스트루먼트에 적용 가능한 구동부 구조의 다양한 실시예들을 보여주는 예시 도면들이다.

도 11은 본 발명에 따른 제2실시예의 인스트루먼트가 도시된 사시도이다.

도 12는 본 발명에 따른 제2실시예의 인스트루먼트의 주요부 분해 사시도이다.

도 13은 본 발명에 따른 제2실시예의 인스트루먼트를 가위로 이용한 상태를 보인 사시도이다.

도 14는 본 발명에 따른 제2실시예의 인스트루먼트를 집게로 이용한 상태를 보인 사시도이다.

도 15는 본 발명의 제2실시예를 변형하여 구성한 변형 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 16은 본 발명에 따른 제3실시예의 인스트루먼트의 주요부 분해 사시도이다.

도 17은 본 발명에 따른 제4실시예의 인스트루먼트의 주요부 분해 사시도이다.

도 18은 본 발명에 따른 제3실시예 및 제4실시예의 인스트루먼트를 구동하기 위한 구동부의 일 실시예를 보여주는 구성도이다.

도 19는 본 발명에 따른 제5실시예의 인스트루먼트의 주요부 분해 사시도이다.

도 20은 본 발명에 따른 제6실시예의 인스트루먼트의 주요부 분해 사시도이다.

도 21은 본 발명에 따른 제5실시예 및 제6실시예의 인스트루먼트를 구동하기 위한 구동부의 일 실시예를 보여주는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20A, 20B, 20C, 20D, 20E : 각 실시예의 인스트루먼트

21 : 관부재 23 : 바디

26, 27 : 수납부

30a, 30b : 제1축, 제2축

31, 32, 33 : 제1, 제2, 제3 수술부재

31a, 32a, 33a : 회전체부

31b, 32b, 33b : 도구부

C1, C2, C3 : 조작 케이블

R1, R2, R3, CR1, CR2, CR3 : 조작 로드

S1, S2, S3 : 회전 조작축

Claims (18)

1. 바디에 구비되어 시술자의 조작에 따라 움직이면서 수술을 시행할 수 있도록 복수의 수술부재가 구비된 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 있어서,

   상기 바디에 3개 이상의 수술부재를 갖되, 복수의 수술 작업 쌍을 구성할 수 있도록 적어도 하나의 수술부재(이하 '공유 수술부재'라 함)는 나머지 2 이상의 수술부재들과 쌍을 이루면서 복수의 수술 작업 쌍을 구현할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
2. 바디에 구비되어 시술자의 조작에 따라 움직이면서 수술을 시행할 수 있도록 복수의 수술부재가 구비된 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 있어서,

   상기 바디의 끝단부에 3개 이상의 수술부재를 갖고, 적어도 어느 한 쌍은 서로 결합 또는 협력하여 하나의 수술 작업 쌍을 구현할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
3. 바디에 구비되어 시술자의 조작에 따라 움직이면서 수술을 시행할 수 있도록 복수의 수술부재가 구비된 외과 수술용 장치의 인스트루먼트에 있어서,

   상기 바디에는 상기 복수의 수술부재 중 적어도 어느 하나를 접어서 보관할 수 있는 수납부를 갖는 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 수술부재는,

   상기 바디에 축을 통해 회전 가능하게 장착된 회전체부와, 이 회전체부에서 돌출되어 인체 조직에 근접 또는 삽입된 상태에서 수술을 시행하는 도구부로 이루어진 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전체부는 상기 바디를 통해 연결된 조작 케이블에 의해 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전체부는 상기 바디를 통해 연결된 조작 로드의 직선 운동에 의해 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 조작 로드는 상기 회전체부에 크랭크샤프트 구조로 연결되어 수술부재를 360도 회전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 회전체부는 상기 바디를 통해 연결된 회전 조작축의 회전 운동에 의해 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 회전 조작축과 회전체부는 베벨 기어 또는 웜기어 구조로 연결되어 회전력을 전달할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
10. 청구항 4에 있어서,

    상기 복수의 수술부재는, 각각의 회전체부가 동일 축선 상에 배열되어 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
11. 청구항 4에 있어서,

    상기 복수의 수술부재는, 적어도 하나의 회전체부가 나머지 다른 회전체부와 서로 다른 축선 상에 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 적어도 어느 하나의 회전체부는 자신과 다른 축선상에 배치된 다른 회전체부에 일부가 삽입된 상태로 설치된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 수술 작업 쌍은 집게 또는 가위 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
14. 청구항 1에 있어서,

    상기 공유 수술부재는, 서로 다른 수술부재와 수술 작업 쌍을 이룰 수 있도록 하나의 도구부에 상대 수술부재의 도구부와 대응되는 부분이 모두 형성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
15. 청구항 1에 있어서,

    상기 공유 수술부재는, 서로 다른 수술부재와 수술 작업 쌍을 이룰 수 있도록 상대 수술부재의 도구부에 각각 대응되는 도구부가 별도로 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
16. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 수술부재 중 적어도 어느 하나는 단독 수술부재로 사용될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
17. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 바디에는 상기 복수의 수술부재 중 적어도 어느 하나를 접어서 보관할 수 있는 수납부를 갖는 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.
18. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 인스트루먼트는 수술용 로봇(robot) 또는 수동(hand-held) 수술 기구에 탑재되는 것을 특징으로 하는 외과 수술용 장치의 인스트루먼트.

Images