KR20130031312A

KR20130031312A - Motorized instrument for minimally invasive surgery

Info

Publication number: KR20130031312A
Application number: KR1020130017145A
Authority: KR
Inventors: 정창욱; 신준철; 김성렬; 김형태
Original assignee: 주식회사 모바수
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2013-03-28

Abstract

PURPOSE: A minimally invasive surgical instrument implemented with a motor is provided to improve surgical convenience by being easily combined with a surgical robot system. CONSTITUTION: A minimally invasive surgical instrument includes a shaft(100), an end effecter(200), and a handle part(400). The end effecter is connected to one end of the shaft. The handle part is connected to the other end of the shaft. The handle part includes a guide. The handle part includes a pair of linear motion components, a pair of rotary components, and a driving element. The pair of rotary components allows the pair of linear motion components to move in the opposite directions.

Description

Motorized Instrument for Minimally Invasive Surgery

본 발명은 모터로 구현되는 최소 침습 수술 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a minimally invasive surgical instrument implemented by a motor.

최소 침습 수술은, 적어도 하나의 작은 절개부를 통하여 환자(또는, 수술의 대상이 되는 동물 등)의 신체 내에 수술 도구를 삽입하여 수술을 수행하는, 수술로 인한 절개를 최소화하는 수술 기법이다.Minimally invasive surgery is a surgical technique that minimizes surgical incisions by performing surgery by inserting surgical instruments into the body of a patient (or animal, etc. subject to the surgery) through at least one small incision.

이러한 최소 침습 수술은 수술 후에 일어나는 환자의 대사 과정의 변화를 감소시킬 수 있으므로, 환자의 회복 기간을 단축시키는 데에 도움이 될 수 있다. 즉, 최소 침습 수술을 적용하면, 환자의 수술 후의 입원 기간이 단축될 수 있고, 환자가 수술 후 짧은 시일 내에 정상적인 생활로 복귀할 수 있게 된다. 또한, 최소 침습 수술을 통하여, 환자가 느끼는 통증을 경감하는 한편, 수술 후 환자에게 남는 흉터를 줄일 수도 있다.Such minimally invasive surgery may help to reduce the metabolic process changes in the patient after the surgery, which may help to shorten the patient's recovery period. That is, the application of minimally invasive surgery can shorten the hospital stay after surgery and allow the patient to return to normal life within a short time after surgery. Minimally invasive surgery may also reduce pain the patient feels while reducing scarring in the patient after surgery.

최소 침습 수술의 일반적인 형태는 내시경 수술이다. 그 중에서도, 가장 일반적인 형태의 수술은 복강 내에서 최소 침습 조사와 수술을 하는 복강경 수술이다. 표준 복강경 수술의 경우에는, 환자의 복부에 가스를 채워 넣고, 복강경 수술 도구에 대한 입구를 제공하기 위하여 적어도 하나의 작은 절개부를 만든 후에, 이를 통하여 트로카(trocar)를 삽입하는 과정을 거쳐서, 수술을 수행하게 된다. 이러한 수술의 수행 시에, 사용자는 트로카를 통하여 수술 부위 등에 복강경 수술 도구를 들여 보내고 복강 외부에서 그것을 조작(또는, 조종)하는 것이 일반적이다. 이러한 복강경 수술 도구는 일반적으로 복강경(수술 부위 등의 관찰용)과 이 외의 작업 도구를 포함한다. 여기서, 작업 도구는, 각 도구의 작업 단부(또는, 말단 동작부)가 소정의 샤프트에 의하여 손잡이 등으로부터 이격되어 있다는 점을 제외하고는, 종래의 절개 수술(open surgery)에서 사용되는 것과 유사하다. 즉, 작업 도구는, 예를 들어, 클램프, 그라스퍼, 가위, 스테이플러, 바늘 잡게 등을 포함할 수 있다. 한편, 사용자는 복강경에 의하여 찍히는 수술 부위 등의 영상을 표시하는 모니터에 의하여 수술 진행 상황을 모니터링하게 된다. 이와 유사한 내시경 기술은, 후복막강경, 골반경, 관절경, 뇌수조경, 부비강경, 자궁경, 신장경, 방광경, 요도경, 신우경 등에 두루 사용된다.The most common form of minimally invasive surgery is endoscopic surgery. Among them, the most common type of surgery is laparoscopic surgery with minimally invasive irradiation and surgery in the abdominal cavity. In standard laparoscopic surgery, the patient's abdomen is filled with gas, and at least one small incision is made to provide an entrance to the laparoscopic surgical tool, followed by the insertion of a trocar. Will be performed. In performing such an operation, a user generally enters a laparoscopic surgical tool through a trocar and manipulates (or controls) it outside the abdominal cavity. Such laparoscopic surgical instruments generally include laparoscopic (for observation of surgical sites and the like) and other working tools. Here, the work tool is similar to that used in conventional open surgery, except that the work end (or distal end) of each tool is spaced apart from the handle or the like by a predetermined shaft. . That is, the work tool may include, for example, a clamp, grasper, scissors, stapler, needle holder, and the like. On the other hand, the user monitors the operation progress by a monitor that displays an image of the surgical site taken by the laparoscopic. Similar endoscopic techniques are used throughout laparoscopy, pelvis, arthroscopy, hydrocephalus, paranasal, uterine, kidney, bladder, urethral, renal and so on.

본 발명자(들)는 위와 같은 최소 침습 수술에 유용하게 사용될 수 있는 여러 가지 최소 침습 수술 기구를 다년간 개발하여 왔고, 이들의 구성상의 특징과 효과상의 특징을 한국특허출원 제2008-51248호, 제2008-61894호, 제2008-79126호 및 제2008-90560호를 통하여 개시한 바 있다(상기 한국특허출원들의 명세서들은 각각 그 전체로서 본 명세서에 편입된 것으로 간주되어야 한다). 이에 더하여, 본 발명자(들)는 사용자와 환자에게 더 유리하게끔 그 기능이 개선된 최소 침습 수술 기구에 관하여 한국특허출원 제2010-115152호, 제2011-3192호, 제2011-26243호 및 제2011-29771호를 통하여 소개한 바도 있다(상기 한국특허출원들의 명세서들은 각각 그 전체로서 본 명세서에 편입된 것으로 간주되어야 한다).The present inventor (s) have developed various minimally invasive surgical instruments that can be usefully used for the minimally invasive surgery as described above, and their structural features and effects are characterized by Korean Patent Application No. 2008-51248, 2008. It has been disclosed through -61894, 2008-79126 and 2008-90560 (the specifications of the Korean patent applications should each be regarded as incorporated herein in their entirety). In addition, the inventor (s) of the present invention relates to Korean Patent Application Nos. 2010-115152, 2011-3192, 2011-26243, and 2011 with respect to minimally invasive surgical instruments whose functions are improved to be more advantageous to users and patients. It was also introduced through -29771 (the specifications of the Korean patent applications should each be regarded as incorporated herein in their entirety).

본 발명자는 이제, 본 명세서를 통하여, 상기 한국특허출원들을 통하여 소개된 최소 침습 수술 기구나 다른 최소 침습 수술 기구보다 사용자가 잡고 조작하기에 더 편리하면서도 모터를 이용할 수 있는 최소 침습 수술 기구에 관하여 제안하는 바이다.The present inventors now propose, through the present specification, a minimally invasive surgical instrument that can use a motor while being more convenient for the user to hold and operate than the minimally invasive surgical instrument or other minimally invasive surgical instrument introduced through the Korean patent applications. I will.

본 발명은 사용자가 잡고 조작하기에 더 편리하면서도 모터를 이용할 수 있는 최소 침습 수술 기구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a minimally invasive surgical instrument that is more convenient for a user to hold and operate and which can utilize a motor.

본 발명은 별개의 시스템(예를 들면, 수술용 로봇 시스템)과 용이하게 결합될 수 있는 최소 침습 수술 기구를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a minimally invasive surgical instrument that can be easily combined with a separate system (eg, a surgical robot system).

본 발명은 기계적인 불안정성이 최소화되는 최소 침습 수술 기구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a minimally invasive surgical instrument with minimal mechanical instability.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.In order to accomplish the above object, a representative structure of the present invention is as follows.

본 발명의 일 태양에 따르면, 최소 침습 수술 기구로서, 샤프트, 상기 샤프트의 일단 쪽에 연결되는 엔드 이펙터, 및 상기 샤프트의 타단에 연결되는 핸들부를 포함하고, 상기 핸들부는, 한 쌍의 직선 운동 부재, 상기 한 쌍의 직선 운동 부재가 서로 반대 방향으로 운동하도록 하기 위한 한 쌍의 회전 부재, 및 상기 한 쌍의 회전 부재를 구동시키기 위한 구동 요소를 포함하며, 상기 한 쌍의 직선 운동 부재는 상기 엔드 이펙터를 피치 방향이나 요 방향으로 동작시키는 최소 침습 수술 기구가 제공된다.According to one aspect of the invention, the minimally invasive surgical instrument, comprising a shaft, an end effector connected to one end of the shaft, and a handle portion connected to the other end of the shaft, the handle portion, a pair of linear motion member, A pair of rotary members for causing the pair of linear motion members to move in opposite directions, and a drive element for driving the pair of rotary members, wherein the pair of linear motion members includes the end effector There is provided a minimally invasive surgical instrument that operates in the pitch direction or yaw direction.

본 발명에 의하면, 사용자가 잡고 조작하기에 더 편리하면서도 모터를 이용할 수 있는 최소 침습 수술 기구가 제공된다.According to the present invention, there is provided a minimally invasive surgical instrument that can use a motor while being more convenient for the user to hold and operate.

본 발명에 의하면, 별개의 시스템(예를 들면, 수술용 로봇 시스템)과 용이하게 결합될 수 있는 최소 침습 수술 기구가 제공된다.According to the present invention, there is provided a minimally invasive surgical instrument that can be easily combined with a separate system (eg, a surgical robot system).

본 발명에 의하면, 기계적인 불안정성이 최소화되는 최소 침습 수술 기구가 제공된다.According to the present invention, a minimally invasive surgical instrument is provided in which mechanical instability is minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 전체적인 모습을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소에 관한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소에 관한 사시도이고, 도 7은 제2 회전 부재(432)에 관한 사시도이며, 도 8은 하나의 직선 운동 부재(480)에 관한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소 등에 관한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 다기능 조작부(410)에 관하여 자세하게 도시하는 도면이다.1 is a view showing the overall appearance of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a rear view of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 1.
4 is a view showing some components of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of some components of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 4.
FIG. 6 is a perspective view of some components of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 4, FIG. 7 is a perspective view of the second rotating member 432, and FIG. 8 is one linear motion member. 480 is a perspective view.
9 is an exploded perspective view of some components and the like of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing in detail with respect to the multi-function operation unit 410 of the handle unit 400 of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented with changes from one embodiment to another without departing from the spirit and scope of the invention. It is also to be understood that the location or arrangement of the individual components within each embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention should be construed as encompassing the scope of the appended claims and all equivalents thereof. In the drawings, like reference numbers designate the same or similar components throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

한편, 본 명세서에서 "연결"이란 용어는 기계적인 또는 다른 종류의 구성요소 간의 직접적이거나 간접적인(즉, 별개의 구성요소를 개입시킨) 연결을 총칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, 두 개의 회전 구성요소 간의 연결은 해당 기어 구조 등의 맞물림에 의한 직접적인 연결일 수도 있지만, 케이블이나 그루브와 같은 별개의 구성요소의 개입에 따른 간접적인 연결일 수도 있다.On the other hand, the term "connection" is to be understood herein as generically referring to a direct or indirect connection (i.e., through a separate component) between mechanical or other types of components. For example, the connection between two rotating components may be a direct connection by engagement of the corresponding gear structure or the like, but may also be an indirect connection due to the intervention of a separate component such as a cable or groove.

본 발명의 바람직한 Preferred of the present invention 실시예Example

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 전체적인 모습을 도시하는 도면이다.1 is a view showing the overall appearance of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 살펴본다. 최소 침습 수술 기구는, 샤프트(100), 샤프트(100)의 일단 쪽에 연결되고 수술 도구(미도시됨)를 사용하거나 스스로 수술 도구로서 기능하여 수술을 수행할 수 있는 엔드 이펙터(200), 샤프트(100)와 엔드 이펙터(200)를 연결시키고 엔드 이펙터(200)에 관절 기능을 부여하는 관절부(300), 그리고 샤프트(100)의 타단에 연결되고 사용자가 잡고 조작할 수 있는 핸들부(400)를 포함할 수 있다.Will be described with reference to FIG. The minimally invasive surgical instrument includes a shaft 100, an end effector 200, a shaft (connected to one end of the shaft 100 and capable of performing surgery using a surgical tool (not shown) or by functioning as a surgical tool on its own) 100 is connected to the end effector 200 and the joint portion 300 for imparting a joint function to the end effector 200, and the handle portion 400 is connected to the other end of the shaft 100 and the user can hold and operate It may include.

먼저, 샤프트(100)는, 본 출원인의 위와 같은 여러 한국특허출원을 통하여 소개된 최소 침습 수술 기구의 샤프트와 마찬가지로, 그 내부에 중공(中空)을 포함하여 적어도 하나의 와이어나 토크 전달 부재를 지지, 전달할 수 있다(이러한 토크 전달 부재는 주로 엔드 이펙터(200)의 롤링 운동을 위한 것인데, 경우에 따라서는 샤프트(100) 자체가 토크 전달 부재로서 기능할 수도 있다). 이러한 샤프트(100)는 필요에 따라 적어도 하나의 분절을 포함할 수 있다. 또한, 샤프트(100)는 그 적어도 일부에 있어서 곡부를 포함할 수도 있다.First, the shaft 100, like the shaft of the minimally invasive surgical instrument introduced through various Korean patent applications, such as the applicant of the applicant, including a hollow therein to support at least one wire or torque transmission member (The torque transmission member is mainly for the rolling motion of the end effector 200, in which case the shaft 100 itself may function as a torque transmission member). The shaft 100 may include at least one segment as needed. In addition, the shaft 100 may include a curved portion at least in part.

다음으로, 엔드 이펙터(200)는, 본 출원인의 위와 같은 여러 한국특허출원을 통하여 소개된 최소 침습 수술 기구의 엔드 이펙터와 마찬가지로, 핸들부(400)로부터 샤프트(100)를 거쳐 관절부(300)나 그에 전달되는 적어도 하나의 와이어나 토크 전달 부재의 작용에 의하여 관절 운동, 롤링 운동, 개폐 운동 등을 할 수 있다. 이러한 엔드 이펙터(200)의 말단은 클램프, 그라스퍼, 가위, 스테이플러, 바늘 잡게, 후크형 전극 등의 형태로 작업도구화되어 있을 수 있다.Next, the end effector 200 is similar to the end effector of the minimally invasive surgical instrument introduced through various Korean patent applications of the applicant, such as the joint portion 300 or the shaft 300 from the handle portion 400. By the action of at least one wire or torque transmitting member transmitted thereto, it is possible to perform joint movement, rolling movement, opening and closing movement, and the like. The end of the end effector 200 may be a work tool in the form of a clamp, grasper, scissors, stapler, needle holder, hook-type electrode and the like.

다음으로, 관절부(300)는, 본 출원인의 위와 같은 여러 한국특허출원을 통하여 소개된 최소 침습 수술 기구의 관절부와 마찬가지로, 적어도 하나의 와이어나 토크 전달 부재와 함께 작용하여 엔드 이펙터(200)가 관절 운동, 롤링 운동 등을 하게끔 할 수 있다.Next, the joint portion 300, like the joint portion of the minimally invasive surgical instrument introduced through the applicant's various Korean patent applications, such that the end effector 200 is jointed with at least one wire or torque transmission member You can do exercises, rolling exercises, and so on.

마지막으로, 핸들부(400)는, 본 출원인의 위와 같은 여러 한국특허출원을 통하여 소개된 최소 침습 수술 기구의 핸들부와 마찬가지로, 사용자의 조작에 따라 엔드 이펙터(200)의 관절 운동, 롤링 운동, 개폐 운동 등을 제어할 수 있다. 이러한 제어를 위하여, 핸들부(400)에는 적어도 하나의 와이어나 토크 전달 부재가 연결되어 있을 수 있다. 그리고, 핸들부(400)는, 후술하는 바와 같이 사용자가 다양한 조작을 행할 수 있게 해 줄 수 있는 다기능 조작부(410)와 트리거(420)를 포함할 수 있다. 또한, 핸들부(400)에는 여기에 포함될 수 있는 적어도 하나의 구동 요소(예를 들면, 전기 모터)를 구동하기 위한 전력을 공급할 수 있는 전선(490)이 연결될 수도 있다.Finally, the handle portion 400, like the handle portion of the minimally invasive surgical instrument introduced through the applicant's various Korean patent applications, such as the joint motion of the end effector 200, rolling motion, Opening and closing movement can be controlled. For this control, at least one wire or torque transmission member may be connected to the handle part 400. In addition, the handle unit 400 may include a multi-function manipulation unit 410 and a trigger 420 which may allow a user to perform various manipulations as described below. In addition, the handle portion 400 may be connected to a wire 490 capable of supplying power for driving at least one driving element (eg, an electric motor) that may be included therein.

도 2는 도 1에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 배면도이다.FIG. 2 is a front view of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a rear view of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 1.

도 2와 도 3을 더 참조하여 살펴본다. 핸들부(400)에서, 다기능 조작부(410)는 사용자가 핸들부(400)를 오른손으로 파지한 채로 하나의 손가락(예를 들면, 엄지 손가락)만을 사용하여 편리하게 조작할 수 있게 되는 위치에 배치될 수 있다. 필요에 따라, 다기능 조작부(410)가 핸들부(400)에서 왼손 파지의 경우에 적합하게끔 배치될 수도 있음은 물론이다. 그러므로, 경우에 따라, 사용자는 오른손 파지용 최소 침습 수술 기구와 왼손 파지용 최소 침습 수술 기구를 한 벌로서 사용할 수 있다.It looks at with reference to FIGS. 2 and 3 further. In the handle part 400, the multi-function control part 410 is disposed at a position where the user can conveniently operate using only one finger (for example, a thumb) while holding the handle part 400 with his right hand. Can be. If necessary, of course, the multi-function operation unit 410 may be arranged to suit the case of the left hand grip in the handle unit 400. Therefore, in some cases, the user may use the right hand gripping minimally invasive surgical instrument and the left hand gripping minimally invasive surgical instrument as a suit.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소를 도시하는 도면이다.4 is a view showing some components of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여 살펴본다. 핸들부(400)는 제1 기어(430), 제2 기어(440), 가이드(450), 제1 회전 부재(460) 및 제1 구동 요소(470)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 기어(430)나 제2 기어(440)의 외주에는, 필요에 따라, 외부 구동 요소(900)가 연결될 수도 있다.It looks at with reference to FIG. The handle portion 400 may include a first gear 430, a second gear 440, a guide 450, a first rotating member 460, and a first driving element 470. In addition, an external driving element 900 may be connected to the outer circumference of the first gear 430 or the second gear 440 as necessary.

먼저, 제1 기어(430)와 제2 기어(440)는 핸들부(400)(바람직하게는, 적어도 일부가 원통형일 수 있음)의 외주를 따라 배치되어 회전할 수 있는 기어일 수 있다. 이러한 제1 기어(430)나 제2 기어(440)는 그 내주에 또는 그 내주와 외주에 기어 구조를 가질 수 있다. 한편, 제1 기어(430)와 제2 기어(440)는 서로 실질적으로 평행하게끔 배치될 수 있다.First, the first gear 430 and the second gear 440 may be a gear that can be rotated and disposed along the outer circumference of the handle portion 400 (preferably, at least a portion thereof may be cylindrical). The first gear 430 or the second gear 440 may have a gear structure at its inner circumference or at its inner and outer circumferences. Meanwhile, the first gear 430 and the second gear 440 may be disposed to be substantially parallel to each other.

다음으로, 가이드(450)는 원뿔 형태, 반구 형태, 각뿔 형태 또는 이들 중 하나 이상과 유사한 형태로 구성되어, 후술하는 바와 같은 직선 운동 부재로부터의 피치 와이어(미도시됨)와 요 와이어(미도시됨) 그리고 후술하는 바와 같은 개폐 와이어나 토크 전달 부재를 샤프트(100)의 중공으로 안내할 수 있다. 이와 같은 와이어나 토크 전달 부재가 관절부(300)나 엔드 이펙터(200)에 대하여 작용하여 엔드 이펙터(200)의 관절 운동, 롤링 운동, 개폐 운동 등을 야기할 수 있음은 전술한 바와 같다.Next, the guide 450 is configured in a conical shape, hemispherical shape, pyramidal shape, or similar to one or more of them, so that the pitch wire (not shown) and the yaw wire (not shown) from the linear motion member as described below. And the opening and closing wire or the torque transmission member as described later can be guided to the hollow of the shaft (100). As described above, the wire or the torque transmission member may act on the joint part 300 or the end effector 200 to cause joint motion, rolling motion, opening / closing motion, etc. of the end effector 200.

다음으로, 제1 회전 부재(460)는, 후술하는 바와 같은 제1 구동 요소(470)에 의하여 구동되어, 그 도시되지 않은 단부에 연결될 수 있는 토크 전달 부재를 회전시킬 수 있다. 이를 위하여, 제1 회전 부재(460)는 그 도시된 단부 등에 그것이 제1 구동 요소(470)와 연결될 수 있도록 하는 기어 구조를 가질 수 있다.Next, the first rotating member 460 can be driven by the first drive element 470 as described below to rotate the torque transmitting member, which can be connected to its unillustrated end. To this end, the first rotating member 460 can have a gear structure such that it can be connected to the first drive element 470 at its illustrated end or the like.

마지막으로, 제1 구동 요소(470)는 그 적어도 일부가 전기 모터일 수 있다. 이러한 전기 모터는 전선(490)을 통하여 공급되는 전력에 의하여 구동될 수 있다. 제1 구동 요소(470)는 그 도시된 단부 등에 그것이 제1 회전 부재(460)와 연결될 수 있도록 하는 기어 구조를 가질 수 있다.Finally, at least a portion of the first drive element 470 may be an electric motor. Such an electric motor may be driven by electric power supplied through the wire 490. The first drive element 470 can have a gear structure that allows it to be connected with the first rotating member 460 at its illustrated end or the like.

도 5는 도 4에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소에 관한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of some components of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 4.

도 5를 더 참조하여 살펴본다. 제1 기어(430)의 내주에는 쌍을 이루는 제2 회전 부재(432)와 제3 회전 부재(436)가 연결되어 있을 수 있다. 이를 위하여, 제2 회전 부재(432)와 제3 회전 부재(436)는 도시된 바와 같은 기어 구조를 가질 수 있다. 따라서, 제2 회전 부재(432)와 제3 회전 부재(436)는, 이들 중 적어도 하나가(바람직하게는, 하나만이) 전기 모터와 같은 소정의 구동 요소(미도시되나 "제2 구동 요소"라고 칭할 수 있음)에 의하여 구동됨에 따라, 항상 서로 실질적으로 동일한 각속도로 회전하게 될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 제2 회전 부재(432)와 제3 회전 부재(436)는, 외부 구동 요소(900)와 연결되어 이것에 의하여 구동되는 제1 기어(430)가 회전함에 따라, 함께 회전하게 될 수도 있다. 이를 위하여, 외부 구동 요소(900)는 도시된 바와 같은 기어 구조를 가질 수 있다.With reference to FIG. 5. A pair of second rotating members 432 and a third rotating member 436 may be connected to an inner circumference of the first gear 430. To this end, the second rotating member 432 and the third rotating member 436 may have a gear structure as shown. Accordingly, the second rotating member 432 and the third rotating member 436 have at least one (preferably only one) of a predetermined drive element (not shown but " second drive element ") such as an electric motor. Drive, it can always be rotated at substantially the same angular velocity with each other. In addition, as needed, the second rotation member 432 and the third rotation member 436 rotate together as the first gear 430 connected to and driven by the external drive element 900 rotates. It may be done. For this purpose, the external drive element 900 may have a gear structure as shown.

한편, 위에서는 주로 제1 기어(430)와 이와 연관된 구성요소에 관하여 설명하였지만, 당업자라면 제2 기어(440)와 이와 연관된 구성요소(미도시되나, 편의상, "제4 회전 부재", "제5 회전 부재", "제3 구동 요소" 등으로 칭할 수 있음) 역시 마찬가지의 구성을 가질 수 있음을 이해할 것이다. 제1 기어(430)와 제2 기어(440)는(더불어, 제2 회전 부재(432)와 제3 회전 부재(436)의 쌍과 제4 회전 부재와 제5 회전 부재의 쌍은) 서로에 대하여 독립적으로 회전할 수 있으므로, 후술하는 바와 같은 본 발명의 특유의 원리에 따라 각각 피치 와이어와 요 와이어(또는, 요 와이어와 피치 와이어)의 상호 독립적인 동작을 야기할 수 있다.Meanwhile, although the first gear 430 and components related thereto are described above, those skilled in the art will appreciate that the second gear 440 and components associated therewith (not shown, for convenience, may be referred to as “fourth rotating member” or “first”). 5 rotating member "," third drive element ", etc.) may also have the same configuration. The first gear 430 and the second gear 440 (in addition, the pair of the second rotating member 432 and the third rotating member 436 and the pair of the fourth rotating member and the fifth rotating member) Since it can rotate independently with respect to each other, according to the peculiar principle of the present invention as described below, each of the pitch wire and the yaw wire (or yaw wire and the pitch wire) can cause mutually independent operation.

도 6은 도 4에 도시된 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소에 관한 사시도이고, 도 7은 제2 회전 부재(432)에 관한 사시도이며, 도 8은 하나의 직선 운동 부재(480)에 관한 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view of some components of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument shown in FIG. 4, FIG. 7 is a perspective view of the second rotating member 432, and FIG. 8 is one linear motion member. 480 is a perspective view.

도 6, 도 7 및 도 8을 더 참조하여 살펴본다. 도 6에 도시된 상황에서, 제2 회전 부재(432)와 제3 회전 부재(436)는 후술하는 바와 같은 나선형 부속을 개입시켜 한 쌍의 직선 운동 부재(480)의 각각이 전후진 운동을 하게끔 할 수 있다. 이 경우에, 한 쌍의 직선 운동 부재(480)의 각각은 피치 와이어(또는, 요 와이어)를 물고(또는, 피치 와이어(또는, 요 와이어)를 전달하면서) 서로 반대 방향으로 그리고 서로 실질적으로 동일한 거리만큼 전후진 운동을 할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 직선 운동 부재(480)는 관절부(300)를 제어하여 엔드 이펙터(200)의 피치 방향 동작(또는, 요 방향 동작)을 야기할 수 있다. 이러한 원리에 관하여는, 위와 같은 여러 한국특허출원, 특히, 한국특허출원 제2010-115152호를 통하여 소개된 원리를 더 참조할 수 있다.This will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8. In the situation shown in FIG. 6, the second rotating member 432 and the third rotating member 436 allow each of the pair of linear moving members 480 to move forward and backward through a spiral fitting as described below. can do. In this case, each of the pair of linear motion members 480 bites the pitch wire (or yaw wire) (or transfers the pitch wire (or yaw wire)) in opposite directions and substantially the same as each other. You can move forward and backward by distance. Therefore, the pair of linear motion members 480 may control the joint part 300 to cause pitch direction motion (or yaw direction motion) of the end effector 200. Regarding this principle, reference can be made to the principles introduced through various Korean patent applications, in particular, Korean Patent Application No. 2010-115152.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 회전 부재(432)에는 나선형 부속(433)이 연결되거나 결합될 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 회전 부재(432)에 대응되는 하나의 직선 운동 부재(480)는 와이어 고정 부속(482)과 나선형 부속(483)을 포함할 수 있다. 이 경우, 나선형 부속(433)과 이에 대응되는 나선형 부속(483)은 각각, 나선형 부속(433)의 회전에 따라 나선형 부속(483)이 나선형 부속(433)에 대하여 가까워지거나 멀어지도록 하는 형태의 나선 구조를 가질 수 있다. 또한, 제3 회전 부재(436)에도 마찬가지로 해당 나선형 부속이 연결되거나 결합될 수 있고, 이에 대응되는 다른 하나의 직선 운동 부재(480)는 해당 와이어 고정 부속(482)과 해당 나선형 부속(483)을 포함할 수 있다. 단, 제2 회전 부재(432)의 나선형 부속(433)과 제3 회전 부재(436)의 해당 나선형 부속의 나선의 방향은 서로 반대가 되고, 이러한 점은 한 쌍의 직선 운동 부재(480)의 한 쌍의 나선형 부속(483) 사이에도 마찬가지이다. 따라서, 핸들부(400)에서 고정될 수 있는 제2 회전 부재(432)와 해당 직선 운동 부재(480) 사이의 거리가 가까워지는 경우에는(즉, 해당 직선 운동 부재(480)가 엔드 이펙터(200)로부터 멀어지는 방향으로 후진 운동을 하는 경우에는) 제3 회전 부재(436)와 해당 직선 운동 부재(480) 사이의 거리가 멀어지게 되고(즉, 해당 직선 운동 부재(480)가 엔드 이펙터(200)에 가까워지는 방향으로 전진 운동을 하게 되고), 그 역도 성립하게 된다. 그러므로, 한 쌍의 직선 운동 부재(480)의 한 쌍의 와이어 고정 부속(482)이 물고 있거나 최소한 전달하고 있는 피치 와이어(또는, 요 와이어)는 전술한 바와 같은 관절 운동을 야기할 수 있게 된다.As illustrated in FIG. 7, a spiral accessory 433 may be connected to or coupled to the second rotating member 432. In addition, as illustrated in FIG. 8, one linear motion member 480 corresponding to the second rotating member 432 may include a wire fixing part 482 and a spiral part 483. In this case, the spiral part 433 and the corresponding spiral part 483 each have a spiral shape that causes the spiral part 483 to move closer or away from the spiral part 433 as the spiral part 433 rotates. It may have a structure. In addition, the helical part may be connected or coupled to the third rotating member 436 as well, and the other linear motion member 480 corresponding thereto connects the wire fixing part 482 and the helical part 483. It may include. However, the directions of the spirals of the spiral part 433 of the second rotating member 432 and the spiral part of the third rotating member 436 are opposite to each other, and this is the point of the pair of linear motion members 480. The same is true between the pair of spiral fittings 483. Therefore, when the distance between the second rotary member 432 that can be fixed in the handle part 400 and the linear motion member 480 becomes close (that is, the linear motion member 480 is the end effector 200. When the backward movement in the direction away from the ()) the distance between the third rotary member 436 and the linear motion member 480 becomes far (that is, the linear motion member 480 is the end effector 200 Move forward in the direction of approaching, and vice versa. Therefore, the pitch wires (or yaw wires) that the pair of wire anchoring parts 482 of the pair of linear motion members 480 bite or at least transmit are capable of causing joint motion as described above.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 일부 구성요소 등에 관한 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view of some components and the like of the handle portion 400 of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 살펴본다. 제1 회전 부재(460)는 제1 구동 요소(470)에 의하여 구동되어 토크 전달 부재(700)를 잡고 회전하게 될 수 있다. 토크 전달 부재(700)의 구체적인 구성에 관하여는 위와 같은 여러 한국특허출원, 특히, 한국특허출원 제2011-29771호를 통하여 소개된 구성을 더 참조할 수 있다.It looks at with reference to FIG. The first rotating member 460 can be driven by the first driving element 470 to hold and rotate the torque transmitting member 700. Regarding the specific configuration of the torque transmission member 700 may refer to the configuration introduced through various Korean patent applications, in particular, Korean Patent Application No. 2011-29771 as described above.

한편, 바람직하게는, 토크 전달 부재(700)의 내부를 통하여 개폐 와이어(800)가 전달될 수 있다. 이러한 개폐 와이어(800)가 당겨지거나 당김 해제됨에 따라, 엔드 이펙터(200)가 개폐 운동을 할 수도 있음은 위와 같은 여러 한국특허출원에서 두루 소개된 바와 같다.On the other hand, preferably, the opening and closing wire 800 may be transmitted through the interior of the torque transmission member 700. As the opening and closing wire 800 is pulled or pulled off, the end effector 200 may be opened and closed as described above in various Korean patent applications.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 핸들부(400)의 다기능 조작부(410)에 관하여 자세하게 도시하는 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 다기능 조작부(410)는 관절 조작부(412), 롤링 조작부(414) 및 고정 부속(416)을 포함할 수 있다.10 is a view showing in detail with respect to the multi-function operation unit 410 of the handle unit 400 of the minimally invasive surgical instrument according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the multifunction manipulation unit 410 may include a joint manipulation unit 412, a rolling manipulation unit 414, and a fixing part 416.

먼저, 관절 조작부(412)는 적어도 네 방향으로(또는, 적어도 여덟 방향으로) 조이스틱과 유사한 방식으로 조작되어 엔드 이펙터(200)의 피치 방향 동작, 요 방향 동작 또는 양 방향 동작을 제어할 수 있다. 또한, 관절 조작부(412)는 버튼처럼 눌러지거나 눌림 해제되어 엔드 이펙터(200)의 관절 운동 상태를 고정시키거나 고정 해제시킬 수도 있다. 이를 위하여, 핸들부(400)는 관절 조작부(412)가 조작되는 방향이나 눌려 있는지 여부를 전자적으로 감지하여 전술한 바와 같은 제2 구동 요소나 제3 구동 요소를 구동시키거나 고정시키기 위한 전자 회로 기판(예를 들면, PCB)(미도시됨)을 더 포함할 수 있다. 이러한 전자 회로 기판은 공지의 기술로써 용이하게 구현될 수 있는 성질의 것임이 분명하다.First, the joint manipulation unit 412 may be operated in a manner similar to a joystick in at least four directions (or at least eight directions) to control pitch direction motion, yaw direction motion, or bidirectional motion of the end effector 200. In addition, the joint manipulation unit 412 may be pressed or released like a button to fix or release the joint motion state of the end effector 200. To this end, the handle part 400 electronically detects the direction in which the joint manipulation part 412 is operated or whether it is pressed, thereby driving or fixing the second drive element or the third drive element as described above. (Eg, PCB) (not shown) may be further included. It is clear that such an electronic circuit board is of a property that can be easily implemented by known techniques.

다음으로, 롤링 조작부(414)는, 바람직하게는 휠 타입으로 구현되어, 엔드 이펙터(200)의 롤링 운동을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 핸들부(400)는 롤링 조작부(414)의 회전을 전자적으로 감지하여 전술한 바와 같은 제1 구동 요소(470)를 구동시키기 위한 전자 회로 기판(예를 들면, PCB)(미도시됨)을 더 포함할 수 있다. 이러한 전자 회로 기판 역시 공지의 기술로써 용이하게 구현될 수 있는 성질의 것임이 분명하다.Next, the rolling manipulation unit 414 may be implemented in a wheel type, and control the rolling motion of the end effector 200. To this end, the handle unit 400 electronically detects the rotation of the rolling manipulation unit 414 to drive the first drive element 470 as described above (eg, a PCB) (not shown) ) May be further included. It is clear that such an electronic circuit board is also of a property that can be easily implemented by known techniques.

마지막으로, 고정 부속(416)은 전술한 바와 같은 전자적인 구성에 필요한 전기적인 연결을 제공하고, 다기능 조작부(410) 자체를 핸들부(400)에 대하여 기계적으로 고정시킬 수 있다.Finally, the fixing part 416 may provide the electrical connection necessary for the electronic configuration as described above, and may mechanically fix the multifunction manipulation part 410 itself to the handle part 400.

한편, 도 1과 도 2에 도시되었지만 자세하게 설명되지는 않은 트리거(420)에 관하여 살펴본다. 트리거(420)는 개폐 와이어(800)의 당김이나 당김 해제를 제어할 수 있다. 예를 들면, 트리거(420)가 눌러진 경우, 개폐 와이어(800)가 당겨진 상태로 고정될 수 있고(따라서, 예를 들면, 엔드 이펙터(200)가 폐쇄되어 그 상태가 유지될 수 있고), 그렇지 않은 경우, 개폐 와이어(800)의 당김이 해제될 수 있다(따라서, 예를 들면, 엔드 이펙터(200)가 개방될 수 있다).Meanwhile, the trigger 420 illustrated in FIGS. 1 and 2 but not described in detail will be described. The trigger 420 may control pulling or releasing of the opening / closing wire 800. For example, when the trigger 420 is pressed, the opening and closing wire 800 may be fixed in a pulled state (thus, for example, the end effector 200 may be closed and maintained in that state), Otherwise, the pull of the opening and closing wire 800 may be released (thus, for example, the end effector 200 may be opened).

본 발명의 The 활용예Application example

본 발명의 활용예에 따르면, 최소 침습 수술 기구는 필요에 따라 수술용 로봇 등과 같은 다른 모터 기반 시스템(미도시됨)의 구동 요소(예를 들면, 외부 구동 요소(900))와 연결되어 굳이 내부 구동 요소의 작용을 요하지 않고도 그 엔드 이펙터(200)가 관절 운동을 수행하도록 할 수 있다. 이를 위하여, 핸들부(400)는 다른 모터 기반 시스템에 연결되기에 적합하도록 그 형태 등이 일부 변경될 수 있다. 또한, 핸들부(400)는, 필요에 따라, 다른 모터 기반 시스템에 의하여 엔드 이펙터(200)가 롤링 운동이나 개폐 운동을 할 수 있도록 하기 위하여 그 형태 등이 일부 변경될 수도 있다.According to an application of the present invention, the minimally invasive surgical instrument is connected to a drive element (eg, an external drive element 900) of another motor-based system (not shown), such as a surgical robot, if necessary, to be internal. It is possible for the end effector 200 to perform joint motion without requiring the action of the drive element. To this end, the handle portion 400 may be partially changed in shape and the like to be connected to other motor-based systems. In addition, the handle part 400 may be partially changed in shape so as to allow the end effector 200 to perform a rolling motion or an opening / closing motion by another motor-based system, if necessary.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변경을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all ranges that are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention as well as the claims .

100: 샤프트
200: 엔드 이펙터
300: 관절부
400: 핸들부100: shaft
200: end effector
300: the joint
400: handle portion

Claims

As a minimally invasive surgical instrument,
shaft,
An end effector connected to one end of the shaft, and
Handle portion connected to the other end of the shaft
Including,
The handle portion includes a guide
Minimally invasive surgical instruments.