KR20120057121A - Surgical instrument and surgical robotic system including the same - Google Patents

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KR20120057121A
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김원수
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Abstract

PURPOSE: A surgical instrument and a surgical robot system including the same are provided to enhance transfer efficiency by including a transfer means and rapidly transferring a quantity of surgical subsidiary material in the body at the same time. CONSTITUTION: A driving unit(41) is attached to a robotic arm of surgical robot. A shaft(43) is combined with the driving unit and is extended. An effector(47) is driven according to the control of the driving unit. The effector comprises hinged support stands(49, 51). The effector is attached and detached to the shaft. The support stands comprise a plurality of groove units. A surgical subsidiary material is fixed to the plurality of groove units within the hinged support stands.

Description

수술 기구 및 이를 포함하는 수술용 로봇 시스템 {SURGICAL INSTRUMENT AND SURGICAL ROBOTIC SYSTEM INCLUDING THE SAME}Surgical instruments and surgical robotic system including the same {SURGICAL INSTRUMENT AND SURGICAL ROBOTIC SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 수술 기구 및 이를 포함하는 수술용 로봇 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소침습수술(minimal invasive surgery)을 위한 수술 기구 및 수술용 로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a surgical instrument and a surgical robot system comprising the same, and more particularly to a surgical instrument and a surgical robot system for minimal invasive surgery (minimal invasive surgery).

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 수술 기구를 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, and other tissues with surgical instruments. 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 작은 삽입공(孔)을 천공하고, 이를 통해 내시경, 복강경, 수술기구(surgical instrument), 미세수술용 현미경 등의 수술 기구를 삽입하여 체내에서 수술이 이루어지도록 하는 최소침습수술이 각광받고 있다.In contrast, instead of dissecting the skin, a small insertion hole is drilled, and through this, a surgical instrument such as an endoscope, a laparoscope, a surgical instrument, a microsurgical microscope is inserted to allow surgery to be performed in the body. Invasive surgery is in the spotlight.

이러한 최소침습수술은 시술자에 의해 직접 진행될 수도 있으나, 최근에는 시술자가 직접 기구를 조작하는 대신 수술용 로봇을 이용하여 수술 기구를 정교하게 조작하여 수술을 수행하는 로봇 수술이 대안으로서 제시되고 있다. Such minimally invasive surgery may be directly performed by an operator, but recently, a robotic surgery in which an operator performs surgery by precisely manipulating a surgical instrument using a surgical robot instead of directly operating the instrument has been proposed as an alternative.

로봇 수술을 위한 수술용 로봇은, 기구의 조작에 의해 필요한 신호를 생성하여 전송하는 마스터(master) 입력부와, 마스터 입력부로부터 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 robot for robot surgery is composed of a master input unit for generating and transmitting a signal required by the operation of the instrument, and a slave robot that receives a signal from the master input unit and directly performs the operation necessary 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 암(robotic arm)을 구비하게 되며, 로봇 암의 선단부에는 수술 기구가 장착된다. The slave robot is provided with a robotic arm (robotic arm) for the operation for surgery, the surgical instrument is mounted on the tip of the robot arm.

한편, 시술 과정 동안 수술 부위에는 혈액을 포함한 다양한 체액이 모이게 되어 이를 거즈 등으로 제거할 필요성이 있다. 또한, 혈관을 포함한 체내의 관 내에 체액의 이동을 제어하기 위한 수술용 클립 등 다양한 수술용 부자재가 필요할 수 있다. 이때, 이를 외부로부터 체내로 수술용 로봇을 통하여 개별이송하는 경우에는 수술용 부자재의 경우 다량을 필요로 하는 특성상, 전달 속도 및 효율성의 측면에서 문제점이 있을 수 있다.Meanwhile, various body fluids, including blood, are collected at the surgical site during the procedure, and it is necessary to remove them with gauze. In addition, various surgical accessories may be required, such as a surgical clip for controlling the movement of body fluids in the tube in the body including blood vessels. At this time, in the case of transporting them individually from the outside through the surgical robot to the body, in the case of the surgical subsidiary materials that require a large amount, there may be a problem in terms of delivery speed and efficiency.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본원 발명은 수술용 부자재 이송수단을 이용한 수술기구와 이를 이용한 수술용 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a surgical instrument using a surgical subsidiary material transport means and a surgical robot system using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수술용 로봇의 로봇 암(robot arm)에 탈부착 가능하도록 구성되는 구동부, 구동부에 결합되어 연장되는 샤프트, 샤프트의 구동부와 다른 일측에 결합되어 구동부의 제어에 따라 동작하며, 접철식 지지대가 포함된 이펙터를 포함하는 수술 기구를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a drive unit configured to be detachable to a robot arm (robot arm) of the surgical robot, a shaft coupled to the drive unit is extended, coupled to the drive unit of the shaft and the other side to control the drive unit Operating accordingly, there is provided a surgical instrument comprising an effector with a foldable support.

이때, 이펙터는 샤프트로부터 탈부착이 가능할 수 있다.In this case, the effector may be detachable from the shaft.

또한, 지지대는 다수개의 홈부를 포함하는 원형통으로 구성되는 수술 기구를 제공한다.In addition, the support provides a surgical instrument consisting of a circular barrel including a plurality of grooves.

또한, 이펙터는 수술용 부자재의 이송을 위한 이송수단으로, 구동부의 제어에 따라 상기 접철식 지지대를 폴딩하는 수술 기구를 제공한다.In addition, the effector is a transfer means for the transfer of surgical accessories, and provides a surgical instrument for folding the folding support according to the control of the drive unit.

한편, 본 발명은 마스터 입력부, 마스터 입력부의 제어에 의해 동작하는 로봇 암 및 로봇 암에 연결되는 수술 기구를 포함하고, 수술 기구는 로봇 암에 탈부착 가능하도록 구성되는 구동부, 구동부에 결합되어 연장되는 샤프트 및 샤프트의 구동부와 다른 일 측에 결합되어 구동부를 통해 마스터 조작부의 제어에 따라 동작하고, 접철식 지지대가 포함된 이펙터를 포함하는 수술용 로봇 시스템을 제공한다.On the other hand, the present invention includes a master input unit, a robot arm that is operated by the control of the master input unit and a surgical instrument connected to the robot arm, the surgical instrument is a drive unit configured to be detachable to the robot arm, the shaft coupled to the driving unit extending And coupled to the other side of the drive unit of the shaft and operating under the control of the master operation unit through the drive unit, and provides a surgical robot system comprising an effector including a folding support.

이때, 이펙터는 샤프트로부터 탈부착이 가능할 수 있다.In this case, the effector may be detachable from the shaft.

또한, 지지대는 다수개의 홈부를 포함하는 원형통으로 구성되는 수술용 로봇 시스템을 제공한다.In addition, the support provides a surgical robot system consisting of a circular cylinder including a plurality of grooves.

또한, 이펙터는 수술용 부자재의 이송을 위한 이송수단으로, 마스터 조작부의 제어에 따라 접철식 지지대를 폴딩하는 수술용 로봇 시스템을 제공한다.In addition, the effector is a transport means for transporting the surgical subsidiary materials, and provides a surgical robot system for folding the folding support according to the control of the master control unit.

상기와 같이 본 발명에 의한 수술 기구 및 수술용 로봇 시스템은 수술용 부자재의 이송을 위한 이송수단을 제공함으로서 다량의 수술용 부자재를 동시에 체내로 빠르게 이송하여 이송 효율을 높이고, 시술자의 시술을 보다 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the surgical instrument and the surgical robot system according to the present invention provide a transfer means for the transfer of surgical subsidiary materials, thereby rapidly transferring a large amount of surgical subsidiary materials into the body at the same time to increase the transfer efficiency, and to facilitate the procedure of the operator. It has an effect that can be made.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩(folding) 전의 수술 기구를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 후의 수술 기구를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폴딩 전의 수술 기구를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폴딩 후의 수술 기구를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 전의 이펙터를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 후의 이펙터를 도시한 것이다.1 illustrates a surgical robot system according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a surgical instrument before folding according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 illustrates a surgical instrument after folding according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 illustrates a surgical instrument before folding according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 illustrates a surgical instrument after folding according to another embodiment of the present invention.
6 illustrates an effector before folding according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates an effector after folding according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예는 본원 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention. The embodiments described below are provided to explain the technical spirit of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 로봇 시스템(100)을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 수술용 로봇 시스템(100)은 수술 테이블(O)에 누워있는 환자(P)측에서 최소침습수술법이 시행되는 동안 시술자(S)에 의해 사용되는 입력부(10)를 포함한다. 1 illustrates a surgical robot system 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the surgical robot system 100 includes an input unit 10 used by the operator S while the minimally invasive surgery is performed on the patient P side lying on the surgery table O. FIG. .

입력부(10)는 수술부위(20)의 영상을 시술자에게 보여주는 모니터(12), 하나 이상의 조작 가능한 입력장치(14) 및 프로세서(16)를 포함한다. 입력장치(14)는 조이스틱(joystick), 글러브(glove), 트리거-건(triggergun), 수동식 컨트롤러 등과 같은 다양한 입력 장치들 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(16)는 입력부(10)에 통합되어 있거나 입력부(10) 옆에 위치되어 있는 컴퓨터로 구성될 수 있다. The input unit 10 includes a monitor 12 that shows an image of the surgical site 20 to the operator, one or more operable input devices 14, and a processor 16. Input device 14 may include one or more of a variety of input devices, such as joysticks, glove, trigger-gun, hand controllers, and the like. The processor 16 may be configured as a computer integrated with the input unit 10 or located next to the input unit 10.

시술자는 수술부위(20)를 내시경(30)에 의해 포착되어 입력부(10)의 모니터(12)에 표시되어 있는 영상으로 관찰하면서, 프로세서(16)가 관련된 로봇 암(32, 36)으로 하여금 탈착이 가능하게 결합된 수술기구(38, 40)를 각각 조작시키도록 입력장치(14)를 조종하여 최소침습수술법을 시행한다. The operator observes the surgical site 20 with the image captured by the endoscope 30 and displayed on the monitor 12 of the input unit 10, and causes the associated robot arms 32 and 36 to be detached from the processor 16. Minimally invasive surgery is performed by manipulating the input device 14 to operate the surgical instruments 38 and 40, which are possibly combined.

내시경(30) 및 각각의 수술기구(38, 40)는 캐뉼러(cannula)와 같은 수술기구(38, 40) 가이드를 통하여 환자 속으로 삽입될 수 있다. 각각의 로봇 암(32, 34, 36)은 연동장치와 같은 링크장치로 형성되고, 링크장치는 서로 결합되어 있으며 모터 제어식 관절을 통하여 조작될 수 있다. 각각의 수술기구(38, 40)는 수술용 부자재를 이송할 수 있는 이펙터(48)를 구비할 수 있다. 이와 같은 수술기구(38, 40)의 상세한 구성에 대하여는 후술한다. Endoscope 30 and each surgical instrument 38, 40 may be inserted into the patient through a guide of surgical instrument 38, 40, such as a cannula. Each robot arm 32, 34, 36 is formed of a linkage device such as an interlock device, which linkages are coupled to each other and can be manipulated through a motor controlled joint. Each surgical instrument 38, 40 may have an effector 48 capable of transporting surgical subsidiary materials. The detailed structure of such surgical instruments 38 and 40 is mentioned later.

한 번에 사용되는 수술기구(38, 40)의 개수와 수술용 로봇 시스템(100)에 사용되는 로봇 암(32, 34, 36)의 개수는 여러 가지 요소 중에서 진단법 또는 수술법 그리고 수술실 내의 공간적인 제약에 따라 결정될 수 있다. 수술과정 동안 사용되는 수술기구(38, 40)를 교체할 필요가 있는 경우, 수술기구(38, 40)를 로봇 암으로부터 제거하고 다른 수술기구로 교체할 수 있다. 교체될 수술기구를 확인하는 것을 도와주기 위해서, 로봇 암(32, 34, 36) 각각은 셋업 조인트(setup joint)와 같은 것에 인쇄된 확인 숫자나 칼라 표시부를 가질 수 있다. The number of surgical instruments 38, 40 used at one time and the number of robotic arms 32, 34, 36 used in the surgical robot system 100 may vary, among other things, from diagnostic or surgical methods and spatial constraints within the operating room. It can be determined according to. If it is necessary to replace the surgical instruments 38 and 40 used during the procedure, the surgical instruments 38 and 40 can be removed from the robotic arm and replaced with other surgical instruments. To help identify the surgical instrument to be replaced, each of the robot arms 32, 34, 36 may have a confirmation number or color indicator printed on such as a setup joint.

또한, 시술자가 수술부위(20)를 실제로 직접 내려다 보는 느낌을 가질 수 있도록 영상을 표시하는 모니터(12)는 시술자의 손 근처에 위치될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 수술기구(38, 40)의 영상은 실제로 시술자의 손이 위치되어 있는 곳에 배치되게 보이는 것이 바람직하다. 이를 위해, 프로세서(16)는 내시경(30)에 의해 보여지는 대로 해당 수술기구(38, 40)의 방향을 맞추기 위해서 입력장치(14)의 방향을 바꾸는 것이 바람직하다. In addition, the monitor 12 for displaying an image may be located near the operator's hand so that the operator may have a feeling of actually looking directly down the surgical site 20. For this purpose, it is desirable that the images of the surgical instruments 38, 40 appear to be actually placed where the operator's hand is located. To this end, the processor 16 preferably changes the orientation of the input device 14 to orient the surgical instrument 38, 40 as shown by the endoscope 30.

프로세서(16)는 수술용 로봇 시스템(100)에서 다양한 기능을 수행한다. 프로세서(16)는 시술자가가 각각의 수술기구(38, 40)를 효과적으로 이동 및/또는 조종할 수 있도록 제어 신호 버스(50)를 통하여 입력장치(14)의 기계적인 움직임을 각각의 로봇 암(32, 34, 36)으로 변형하여(translate) 전달한다. 또한, 프로세서(16)는 수술기구(38, 40)가 모니터(12)에 표시되는 카메라 포착 화면 바깥쪽에 있거나, 모니터(12)에 표시되는 카메라 포착 화면 내에서 차단되어 있는 경우에 수술기구(38, 40)의 위치를 표시한다. The processor 16 performs various functions in the surgical robot system 100. The processor 16 controls the mechanical movement of the input device 14 through the control signal bus 50 so that the operator can effectively move and / or manipulate the respective surgical instruments 38, 40. 32, 34, 36) to translate. In addition, the processor 16 may operate on the surgical instrument 38 when the surgical instruments 38 and 40 are outside the camera capture screen displayed on the monitor 12 or blocked within the camera capture screen displayed on the monitor 12. , 40).

이와 같은 프로세서(16)를 컴퓨터라고 기술하였지만, 실제로 프로세서(16)는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어(firmware)의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서의 기능은 본 명세서에서 기술된 바와 같이 하나의 유닛에 의해 실행될 수 있거나, 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 임의의 조합으로 차례로 실시될 수 있는 상이한 구성요소들로 분할된 것에 의해 실행될 수 있다. Although such a processor 16 has been described as a computer, in practice, the processor 16 may be implemented in any combination of hardware, software and firmware. In addition, the functionality of the processor may be executed by one unit as described herein, or may be executed by being divided into different components, which may in turn be implemented in any combination of hardware, software, and firmware.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 전의 수술기구(21)을 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 수술기구(21)는 수술용 로봇의 로봇 암에 연결되도록 구성되는 구동부(41), 구동부(41)에 결합되어 연장되는 샤프트(43, shaft), 샤프트(43)의 구동부(41)와 다른 일 측에 결합되어 구동부(41)의 제어에 따라 동작하는 이펙터(47, effecter)를 포함한다. 이펙터(47)는 다수개의 접철식 지지대(49,51)을 포함하며, 구동부(41)의 제어에 따라 접철식 지지대(49,51)를 폴딩(folding)할 수 있다. 접철식 지지대(49,51)는 수술용 부자재를 삽입할 수 있도록, 수술용 부자재의 형태에 따른 홈을 가지고 있다. 수술용 부자재는 접철식 지지대(49,51) 내의 홈에 밀착되어 고정될 수 있다. 접철식 지지대(49,51) 내의 홈의 수는 접철식 지지대 내에 수용되는 수술용 부자재의 수에 따라서 변동될 수 있다. Figure 2 illustrates a surgical instrument 21 before folding according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the surgical instrument 21 includes a drive unit 41 configured to be connected to a robot arm of a surgical robot, a shaft 43 coupled to the drive unit 41, and a drive unit of the shaft 43. An effecter 47 coupled to the other side 41 and operated under the control of the driving unit 41 is included. Effector 47 includes a plurality of folding support (49, 51), it is possible to fold the folding support (49, 51) under the control of the drive unit (41). The foldable supports 49 and 51 have grooves according to the shape of the surgical subsidiary material so as to insert the surgical subsidiary material. Surgical accessories can be fixed in close contact with the groove in the folding support (49, 51). The number of grooves in the foldable supports 49 and 51 may vary depending on the number of surgical accessories to be accommodated in the foldable support.

거즈 또는 수술용 클립 등의 수술용 부자재를 홈 내에 삽입하고, 체내에 수술기구(21)을 삽입한 후에, 구동부(41)의 제어에 따라 체내에서 접철식 지지대(49,51)을 폴딩하여, 수술용 부자재를 체내에서 이용할 수 있다. 폴딩된 접철식 지지대(49,51)로 인하여, 수술용 부자재의 크기보다 작은 이펙터의 지름에 해당하는 삽입공의 크기만으로 시술이 가능하여, 환부의 절개를 최소화 할 수 있다. 접철식 지지대(49,51)의 크기는 다양하며, 각각의 접철식 지지대마다 크기 및 모양을 달리할 수 있음은 자명하다. 구동부(41)는 로봇 암에 탈부착될 수 있도록 구성되어 시술자의 조작에 의해 입력부에서 생성된 구동신호를 수신하여 이를 이펙터(47)로 전달한다. 샤프트(43)는 구동부(41)로부터 일 방향으로 연장된 관형 부재로 구성되어 이펙터(47)의 각 부분을 연결하는 폴리 와이어(미도시)를 수용한다. 따라서 구동부(41)는 폴리 와이어를 통해 이펙터(47)의 각 부분의 동작을 제어한다. 샤프트(43)는 플렉서블한 재질로 형성될 수 있어 조작 시 구부러지도록 할 수 있다. 이펙터(47)는 샤프트(43)로부터 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서, 수술용 부자재가 삽입된 이펙터(47)를 손쉽고 빠르게 교체함으로서 수술용 부자재의 이송을 신속하게 진행할 수 있다.After inserting a surgical subsidiary material such as a gauze or a surgical clip into the groove, inserting the surgical instrument 21 into the body, and folding the folding support 49, 51 in the body under the control of the drive unit 41, Subsidiary materials can be used in the body. Due to the folded folding support (49, 51), the procedure can be performed only by the size of the insertion hole corresponding to the diameter of the effector smaller than the size of the surgical auxiliary material, it is possible to minimize the incision of the affected area. The size of the folding support (49, 51) is varied, it is obvious that each folding support can be different in size and shape. The driving unit 41 is configured to be detachably attached to the robot arm, and receives the driving signal generated at the input unit by the operator's operation and transfers the driving signal to the effector 47. The shaft 43 is composed of a tubular member extending in one direction from the drive part 41 to receive a poly wire (not shown) connecting each part of the effector 47. Therefore, the driving part 41 controls the operation of each part of the effector 47 through the polywire. The shaft 43 may be formed of a flexible material so that it may be bent during operation. Effector 47 may be configured to be detachable from the shaft (43). Therefore, by easily and quickly replacing the effector 47 into which the surgical subsidiary materials are inserted, the transfer of the surgical subsidiary materials can be quickly performed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 후의 수술 기구(21)를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 전술한 바와 같이 이펙터(47)의 각 부분은 구동부(41)와 폴리 와이어로 연결되어 구동부(41)의 움직임에 따라 이펙터(47)가 수술시 필요한 동작을 수행하게 되는 데, 본 실시예에서는 구동부(41)의 제어에 따라, 이펙터(47) 내의 접철식 지지대(49,51)을 폴딩한다. 폴딩 후의 접철식 지지대(49,51)의 높이는 y1의 값을 가지게 되며, 이펙터(47)의 반경를 고려할 때, y1+x1/2의 크기를 가지게 된다. 따라서, 도 2의 이펙터(47)의 반경 x1와 비교할 때, 폴딩 구조가 아니라면, 폴딩 후의 전체 반경이 폴딩 전의 전체 반경에 비하여 크게 되어, 시술시 천공범위의 증가가 불가피하다. 또한, 접철식 지지대(49,51) 내의 홈에 수술용 부자재가 체결되는 관계상 추가적인 접착수단이 없이도 수술용 부자재를 접철식 지지대(49,51)에 밀착시킬 수 있다. 이는 체내에서 이루어지는 시술의 특성상, 인체에 유해한 물질의 사용이 극히 배제되는 상황에서 기계적 접착방법으로 유리하게 사용될 수 있다.Figure 3 illustrates a surgical instrument 21 after folding according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, as described above, each part of the effector 47 is connected to the driving unit 41 by a poly wire so that the effector 47 performs a necessary operation during surgery according to the movement of the driving unit 41. In this embodiment, the foldable supports 49 and 51 in the effector 47 are folded under the control of the drive unit 41. The height of the folding support (49, 51) after the folding has a value of y1, and considering the radius of the effector 47, it has a size of y1 + x 1/2. Therefore, when compared with the radius x1 of the effector 47 of FIG. 2, if it is not a folding structure, the total radius after the folding is larger than the total radius before the folding, so that an increase in the puncturing range is inevitable during the procedure. In addition, since the surgical subsidiary materials are fastened to the grooves in the folding supports 49 and 51, the surgical subsidiary materials may be in close contact with the folding supports 49 and 51 without additional adhesive means. This can be advantageously used as a mechanical bonding method in a situation where the use of a substance harmful to the human body is extremely excluded due to the nature of the procedure performed in the body.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폴딩 전의 수술기구(40)를 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수술기구(40)는 수술용 로봇의 로봇 암에 연결되도록 구성되는 구동부(42), 구동부(42)에 결합되어 연장되는 샤프트(44, shaft), 샤프트(44)의 구동부(42)와 다른 일 측에 결합되어 구동부(42)의 제어에 따라 동작하는 이펙터(48, effecter)를 포함한다. 이펙터(48)는 접철식 지지대(46)을 포함하며, 구동부(42)의 제어에 따라 접철식 지지대(46)를 폴딩(folding)할 수 있다. 접철식 지지대(46) 내에는 수술용 부자재(52)를 삽입할 수 있는 다수개의 홈부(미도시)가 존재한다. 거즈 또는 수술용 클립 등의 수술용 부자재(52)를 홈부(미도시) 내에 삽입함으로서 기본적인 준비는 완성된다. 한편, 접철식 지지대(46)의 폴딩 전의 폭이 x2의 크기에 해당하고, 수술용 부자재(52)를 포함한 폭이 y2의 크기에 해당한다면, 폴딩 전에 이펙터(48)을 삽입하는 경우에 시술시 천공해야 하는 삽입공 폭은 적어도 y2의 크기를 가져야 한다. 구동부(42)는 로봇 암에 탈부착될 수 있도록 구성되어 시술자의 조작에 의해 입력부에서 생성된 구동신호를 수신하여 이를 이펙터(46)로 전달한다. 샤프트(44)는 구동부(42)로부터 일 방향으로 연장된 관형 부재로 구성되어 이펙터(46)의 각 부분을 연결하는 폴리 와이어(미도시)를 수용한다. 따라서 구동부(42)는 폴리 와이어를 통해 이펙터(46)의 각 부분의 동작을 제어한다. 샤프트(44)는 플렉서블한 재질로 형성될 수 있어 조작 시 구부러지도록 할 수 있다. 이펙터(48)는 샤프트(44)로부터 탈부착이 가능하도록 구성되어 있다. 따라서, 수술용 부자재(52)가 삽입된 이펙터(48)를 손쉽고 빠르게 교체함으로서 수술용 부자재(52)의 이송을 신속하게 진행할 수 있다.Figure 4 illustrates a surgical instrument 40 before folding according to another embodiment of the present invention. Surgical instrument 40 according to an embodiment of the present invention is coupled to the driving unit 42, the driving unit 42 is configured to be connected to the robot arm of the surgical robot, the shaft 44, the shaft 44 It is coupled to the driving unit 42 and the other side of the effector (48) includes an effector operating under the control of the drive unit (42). Effector 48 includes a foldable support 46, it is possible to fold the foldable support 46 under the control of the drive unit (42). There are a plurality of grooves (not shown) in which the foldable support 46 can insert the surgical subsidiary material 52. Basic preparation is completed by inserting a surgical subsidiary material 52 such as a gauze or a surgical clip into a groove (not shown). On the other hand, if the width before folding of the folding support 46 corresponds to the size of x2, and the width including the surgical auxiliary material 52 corresponds to the size of y2, when the effector 48 is inserted before the folding perforation during the procedure The insertion hole width should be at least y2 in size. The driver 42 is configured to be detachably attached to the robot arm to receive the driving signal generated by the input unit by the operator's operation and transfer it to the effector 46. The shaft 44 is composed of a tubular member extending in one direction from the drive part 42 to receive a polywire (not shown) connecting each part of the effector 46. Therefore, the driving unit 42 controls the operation of each part of the effector 46 through the polywire. The shaft 44 may be formed of a flexible material so that it may be bent during operation. The effector 48 is configured to be detachable from the shaft 44. Therefore, by easily and quickly replacing the effector 48 into which the surgical subsidiary material 52 is inserted, the transfer of the surgical subsidiary material 52 can be quickly performed.

도 5은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 폴딩 후의 수술 기구를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 전술한 바와 같이 이펙터(48)의 각 부분은 구동부(42)와 폴리 와이어로 연결되어 구동부(42)의 움직임에 따라 이펙터(46)가 수술 시 필요한 동작을 수행하게 되는 데, 본 실시예에서는 구동부(42)의 제어에 따라, 이펙터(48) 내의 접철식 지지대(46)을 폴딩한다. 폴딩 후의 접철식 지지대(46)의 폭은 k1의 값을 가지게 되며, 수술용 부자재(52)를 포함하는 경우에 z1의 크기를 가지게 된다. 따라서, 도 4의 접철식 지지대(46)의 폭인 x2와 수술용 부자재를 포함한 폭 y2와 비교할 때, 그 크기를 최소화 할 수 있어 시술시 천공범위를 최소화 할 수 있다. 또한, 폴딩으로 인하여 홈부(미도시) 내에 삽입된 수술용 부자재(52)가 홈부(미도시)와 밀착되어 추가적인 접착수단이 없이도 수술용 부자재(52)를 접철식 지지대(46)에 밀착시킬 수 있는 효과가 있다. 이는 체내에서 이루어지는 시술의 특성상, 인체에 유해한 물질의 사용이 극히 배제되는 상황에서 기계적 접착방법으로 유리하게 사용될 수 있다.Figure 5 illustrates a surgical instrument after folding according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, as described above, each part of the effector 48 is connected to the driving unit 42 by a poly wire so that the effector 46 performs the operation required during the operation according to the movement of the driving unit 42. In this embodiment, the folding support 46 in the effector 48 is folded under the control of the drive unit 42. The width of the foldable support 46 after the folding has a value of k1 and has a size of z1 when the surgical auxiliary material 52 is included. Therefore, when compared with x2, the width of the folding support 46 of Figure 4 and the width y2 including the surgical subsidiary materials, the size can be minimized to minimize the perforation range during the procedure. In addition, the surgical subsidiary material 52 inserted into the groove part (not shown) due to the folding can be in close contact with the groove part (not shown), thereby allowing the surgical subsidiary material 52 to be in close contact with the folding support 46 without additional adhesive means. It works. This can be advantageously used as a mechanical bonding method in a situation where the use of a substance harmful to the human body is extremely excluded due to the nature of the procedure performed in the body.

한편, 체내는 최소침습수술법에 따라 천공된 삽입공의 폭 크기보다는 상대적으로 공간 확보가 가능할 수 있다. 따라서, 이펙터(46) 또는 수술 기구(40)를 체내의 삽입한 후에 폴딩 상태를 원상태로 해제할 수 있다. 이 경우, 수술용 부자재(52)의 착탈에 유리한 효과가 있다. 다만, 삽입공의 크기를 접철식 지지대(46)의 폭 k1만큼의 천공은 불가피 할 수 있다.On the other hand, the body may be able to secure a relatively space than the width of the perforated insertion hole according to the minimally invasive surgery. Therefore, after the effector 46 or the surgical instrument 40 is inserted into the body, the folding state can be released. In this case, there is an advantageous effect to the removal of the surgical subsidiary material (52). However, the drilling of the insertion hole by the width k1 of the folding support 46 may be inevitable.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 전의 이펙터를 도시한 것이다. 본 실시예에서는 원통형의 접철식 지지대(46)를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 도 6을 참조하면, 샤프트(44)를 통하여 다수개의 홈부(54)와 접철식 지지대(46)를 포함하는 이펙터(48)을 도시하고 있다. 구동부(42)의 제어에 따라 접철식 지지대의 좌측 또는 우측의 와이어를 작동하면, 좌측 또는 우측으로 접철식 지지대(46)의 폴딩이 가능하다. 본 실시예에서는 좌측 또는 우측으로 접철식 지지대(46)가 폴딩되는 것이 도시되어 있으나, 상측 또는 하측으로 폴딩될 수 있음은 자명하다.6 illustrates an effector before folding according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the cylindrical folding support 46 is shown, but is not limited thereto. Referring to FIG. 6, there is shown an effector 48 comprising a plurality of grooves 54 and a foldable support 46 through the shaft 44. When the wire on the left or right side of the foldable support is operated under the control of the driving unit 42, the folding support 46 can be folded to the left or right side. In this embodiment, it is shown that the folding support 46 is folded to the left or right, it is obvious that it can be folded to the upper or lower side.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 후의 이펙터를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 원통형의 접철식 지지대(46)이 폴딩으로 인하여 홈부(54)의 기계적 압착이 가해진 것을 볼 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이 기계적 접착방식은 체내에서 사용되는 접착방법으로 필수적이다. 또한, 폴딩 전에는 최소 절개범위의 크기가 반경 x2라면, 폴딩 후에는 최소 절개범위의 크기를 k1으로 줄일 수 있어 시술시 천공범위를 최소화할 수 있다.7 illustrates an effector after folding according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, it can be seen that the mechanical folding of the groove 54 is applied due to folding of the cylindrical folding support 46. As mentioned above, mechanical bonding is an essential method of adhesion used in the body. In addition, if the size of the minimum incision range before the folding radius x2, after folding the size of the minimum incision range can be reduced to k1 to minimize the puncture range during the procedure.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

10: 입력부 12: 모니터
14: 입력장치 16: 프로세서
20: 수술부위 30: 내시경
32,34,36: 로봇 암 21,38,40: 수술기구
41,42: 구동부 43,44: 샤프트
46,49,51: 접철식 지지대 47,48: 이펙터
50: 제어신호버스 52: 수술용 부자재
54: 홈부 100: 수술용 로봇 시스템10: input 12: monitor
14: Input Device 16: Processor
20: surgical site 30: endoscope
32, 34, 36: Robot arm 21, 38, 40: Surgical instruments
41, 42: drive unit 43, 44: shaft
46,49,51: Folding support 47,48: Effector
50: control signal bus 52: surgical accessories
54: groove 100: surgical robot system

Claims (8)

수술용 로봇의 로봇 암(robot arm)에 탈부착 가능하도록 구성되는 구동부;
상기 구동부에 결합되어 연장되는 샤프트;
상기 샤프트의 상기 구동부와 다른 일측에 결합되어 상기 구동부의 제어에 따라 동작하는 이펙터를 포함하며,
상기 이펙터는 접철식의 지지대를 포함하는 수술 기구.A drive unit configured to be detachable from a robot arm of a surgical robot;
A shaft coupled to the driving unit and extending;
It is coupled to the other side of the drive unit of the shaft and includes an effector operating under the control of the drive unit,
The effector is a surgical instrument comprising a folding support. 제 1 항에 있어서,
상기 이펙터는 상기 샤프트로부터 탈부착이 가능한 수술 기구.The method of claim 1,
The effector is a surgical instrument detachable from the shaft. 제 1 항에 있어서,
상기 지지대는 다수개의 홈부를 포함하는 원형통으로 구성되는 수술 기구.The method of claim 1,
The support is a surgical instrument consisting of a circular cylinder including a plurality of grooves. 제 1 항에 있어서,
상기 이펙터는 수술용 부자재의 이송을 위한 이송수단으로, 상기 구동부의 제어에 따라 상기 접철식 지지대를 폴딩하는 수술 기구.The method of claim 1,
The effector is a transport means for transporting the surgical auxiliary material, the surgical instrument for folding the folding support according to the control of the drive unit. 마스터 입력부;
상기 마스터 입력부의 제어에 의해 동작하는 로봇 암; 및
상기 로봇 암에 연결되는 수술 기구를 포함하고,
상기 수술 기구는 상기 로봇 암에 탈부착 가능하도록 구성되는 구동부;
상기 구동부에 결합되어 연장되는 샤프트; 및
상기 샤프트의 상기 구동부와 다른 일 측에 결합되어 상기 구동부를 통해 상기 마스터 조작부의 제어에 따라 동작하는 이펙터를 포함하며,
상기 이펙터는 접철식의 지지대를 포함하는 수술용 로봇 시스템.A master input unit;
A robot arm operated by the control of the master input unit; And
A surgical instrument connected to the robot arm,
The surgical instrument is a drive unit configured to be detachable to the robot arm;
A shaft coupled to the driving unit and extending; And
It is coupled to the other side of the drive and the drive unit of the shaft includes an effector operating under the control of the master operation unit,
The effector is a surgical robot system comprising a folding support. 제 5 항에 있어서,
상기 이펙터는 상기 샤프트로부터 탈부착이 가능한 수술용 로봇 시스템.The method of claim 5, wherein
The effector is a surgical robot system that can be removable from the shaft. 제 5 항에 있어서,
상기 지지대는 다수개의 홈부를 포함하는 원형통으로 구성되는 수술용 로봇 시스템.The method of claim 5, wherein
The support is a surgical robot system consisting of a circular cylinder including a plurality of grooves. 제 5 항에 있어서,
상기 이펙터는 수술용 부자재의 이송을 위한 이송수단으로, 상기 마스터 조작부의 제어에 따라 상기 접철식 지지대를 폴딩하는 수술용 로봇 시스템.The method of claim 5, wherein
The effector is a transfer means for the transfer of surgical accessories, the surgical robot system for folding the folding support under the control of the master control unit.
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