KR20150000232A - 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터에 관한 것으로, 구체적으로는 로봇을 이용한 중재시술 시 조직, 생검 등을 위한 바늘의 삽입, 회전 및 릴리즈 기능을 갖는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터에 관한 것이다.
본 발명은 중재시술을 수행하기 위한 바늘을 그립, 릴리즈, 삽입 또는 회전시키는 상부그리퍼; 상기 상부그리퍼의 상부에 결합되어 연동되며, 상기 바늘을 가이드하는 하부그리퍼; 상기 상부그리퍼 및 하부그리퍼가 결합되어 지지되되, 상기 하부그리퍼를 가이드하는 가이드 홈이 형성되는 본체; 상기 본체에 결합되되, 상기 상부그리퍼에 구동력을 전달하여 상기 바늘을 상하운동 시키는 제1 구동부; 상기 본체에 결합되되, 상기 상부그리퍼에 구동력을 전달하여 상기 바늘을 릴리즈 시키는 제2 구동부 및 상기 본체에 결합되되, 상기 상부 및 하부그리퍼에 구동력을 전달하여 상기 바늘을 회전운동 시키는 제3 구동부를 포함한다.

Description

중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터{End effector for intervention of inserting needle}
본 발명은 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터에 관한 것으로, 구체적으로는 로봇을 이용한 중재시술 시 조직, 생검 등을 위한 바늘의 삽입, 회전 및 릴리즈 기능을 갖는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터에 관한 것이다.
일반적으로 중재시술은 영상장치를 통하여 인체 내부를 관찰하면서 의료 기구를 체내에 삽입하여 수행하는 것으로, 조직 생검, 확장술, 약물주입 등 내, 외과적 시술 모두에 전반적으로 이용되는 의학 기술을 의미한다. 이러한 중재시술로 바늘을 의료기구로 이용하는 바늘 삽입형 중재시술이 있다.
바늘 삽입형 중재시술은 바늘은 인체 내부에 삽입하여 시술하는 것으로, 흉부, 복부 및 다양한 장기 병소에 대한 조직 생검, 병소 부위의 고주파, 알코올, 냉동, 방사선 국소치료술 등의 분야에서뿐만 아니라, 각종 스텐트(stent) 설치 및 도관 설치 시 병소에 대한 접근 방법으로 이용되는 등 대부분의 중재시술 분야에서 이용되고 있다.
일반적으로 행하여지고 있는 중재시술의 경우 투시장치, CT 등의 방사선 촬영장치를 통해 인체 내부를 보면서 바늘을 인체 내부에 삽입함으로써 중재시술을 수행하였다.
이와 같이 일반적인 중재시술을 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 의료진은 직접 수동으로 인체 내부에 바늘을 삽입하고, 방사선 촬영장치 등과 같은 영상장치로부터 발생하는 방사선 등에 의해 조성되는 유해 환격에 그대로 노출된 상태에서 중재시술을 수행하기 때문에 방사선 피폭 등으로부터 의료진을 보호할 수 없는 문제점이 있었다.
둘째, 상기한 중재시술의 경우 의료진의 경험, 감각 등에 의존하여 수행되기 때문에 바늘의 정확한 삽입이 어려웠다. 예를 들어 중재시술 전 환자는 영상장비가 있는 방에서 시술 부위에 대한 영상을 촬영한 후 수술실로 이동한다.
이후 시술자는 바늘을 삽입할 때 보조자가 시술자 및 환자로부터 멀리 떨어진 위치에서 바늘 삽입 각도, 방향 등이 촬영된 영상과 육안으로 대조하면서 시술자에게 바늘 삽입 각도, 방향 등이 정확한지에 대해 구두로 대략적인 정보를 제공한다.
이후 시술자는 보조자로부터 제공되는 대략적인 정보에 따라 경험, 감각 등에 의존하여 바늘 삽입 각도, 방향 등을 대략적으로 조절하여 바늘의 일부를 인체에 임시로 삽입하게 된다.
이후 환자는 바늘의 일부가 삽입된 상태로 수술실에서 나와 다시 영상장비가 있는 방으로 이동하여 바늘이 정확하게 삽입되었는지 여부를 확인하기 위해 시술 부위에 대한 영상을 재촬영한다.
이후 의료진은 재활영된 영상으로부터 바늘이 정확하게 삽입되고 있는지 여부를 확인하여 바늘이 원하는 위치에 삽입될 수 있도록 상기한 바와 같은 일련의 과정을 반복하게 된다.
상기한 바와 같은 중재시술의 경우 환자에게 바늘을 원하는 위치에 삽입하기 위하여 바늘을 반복적으로 찔러 넣게 되므로 환자에게 통증과 고통을 야기하는 문제점이 있었다.
이와 같은 반복적인 바늘의 삽입으로 환자 및 의료진이 방사선에 노출되는 시간은 증가하게 되고, 이로 인하여 방사선에 피폭되는 문제가 있었다.
공개특허 10-2008-34664호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 바늘을 인체에 삽입하는 작업을 의료진과 같은 사람이 아닌 기계장치가 수행함으로써 방사선 피폭 등으로부터 의료진을 보호할 수 있는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 바늘을 인체에 정확한 위치에 삽입하기 위해 바늘을 삽입하는 횟수를 줄일 수 있고, 바늘을 삽입하는 작업에 대한 정확성을 향상시켜 의료진 및 환자의 편의성을 제공하는 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 중재시술을 수행하기 위한 바늘을 그립, 릴리즈, 삽입 또는 회전시키는 상부그리퍼; 상기 상부그리퍼의 상부에 결합되어 연동되며, 상기 바늘을 가이드하는 하부그리퍼; 상기 상부그리퍼 및 하부그리퍼가 결합되어 지지되되, 상기 하부그리퍼를 가이드하는 가이드 홈이 형성되는 본체; 상기 본체에 결합되되, 상기 상부그리퍼에 구동력을 전달하여 상기 바늘을 상하운동 시키는 제1 구동부; 상기 본체에 결합되되, 상기 상부그리퍼에 구동력을 전달하여 상기 바늘을 릴리즈 시키는 제2 구동부 및 상기 본체에 결합되되, 상기 상부 및 하부그리퍼에 구동력을 전달하여 상기 바늘을 회전운동 시키는 제3 구동부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부그리퍼는, 한 쌍으로 구성되되, 하나는 상기 본체에 고정되는 하부 제1 그리퍼 및 나머지 하나는 상기 가이드 홈을 타고 좌우로 이동되는 하부 제2 그리퍼를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부그리퍼는, 한 쌍으로 구성되되, 하나는 상기 본체에 고정되며, 중심부 내측에 제1 롤러가 결합되어 회전되는 상부 제1 그리퍼 및 상기 상부 제1 그리퍼와 동일선 상에 위치되며, 중심부 내측에 상기 제1 롤러와 대응되도록 제2 롤러가 결합되어 상기 제1 롤러와 접촉되어 상기 제1 롤러의 회전에 의해 제2 롤러가 서로 반대방향으로 회전되는 상부 제2 그리퍼를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 제2 그리퍼 및 하부 제2 그리퍼는, 상기 상부 제2 그리퍼의 하부에 돌출형성되는 회전롤러 및 상기 회전롤러를 수용하면서 가이드하여 전후방으로 이동될 수 있도록 함몰형성되는 가이드라인을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 구동부는, 상기 제1 롤러의 축과 결합되는 벨트 및 상기 벨트에 구동력을 전달하여 상기 제1 롤러를 회전시켜 상기 제1 롤러와 접하는 제2 롤러를 연동시키도록 하는 모터를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 구동부는, 상기 상부 제2 그리퍼의 일단부에 결합되는 제1 이동체; 상기 제1 이동체의 중간에 관통되어 결합되는 볼스크류; 상기 볼스크류의 일단부에 결합되는 벨트 및 상기 벨트에 구동력을 전달하는 모터를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 구동부는, 상기 본체의 상부면에 결합되되, 한 쌍이 서로 평행하게 구비되는 가이드; 상기 각 가이드를 타고 전후방으로 이동되는 제2 이동체; 상기 각 제2 이동체의 중간에 관통되어 결합되되, 서로 반대반향의 나사산이 형성되는 볼스크류; 상기 각 볼스크류의 단부에 결합되는 벨트 및 상기 벨트에 구동력을 전달하는 모터를 포함한다.
본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터에 의하면, 첫째, 중재시술이 수행될 때 의료진이 원격으로 중재시술을 함으로서 방사선 촬영 장치로부터 발생되는 방사선에 노출되지 않아 방사선 피폭으로부터 의료진을 보호할 수 있고, 그로 인해 방사선 피폭에 의한 피해를 방지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 중재시술을 위해 바늘을 인체에 삽입하는 작업을 보다 정확하게 할 수 있어 정확성이 향상되고, 동시에 바늘을 정확한 위치에 삽입할 수 있어 중재시술이 수행되는 과정에서 환자에게 가해지는 통증과 고통을 줄일 수 있는 효과가 있다.
셋째, 바늘이 인체에 삽입되는 과정에서 휘어지는 것을 방지할 수 있어 의료사고가 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 바늘의 소모량을 줄여 중재시술의 비용을 절감하여 경제성이 높아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 구동부 및 상부 제1 그리퍼 간의 결합관계를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 상부 제2 그리퍼와 하부 제2 그리퍼 간의 결합관계를 나타낸 종 및 횡단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터의 작동상태를 나타낸 도면으로서, 도 5는 엔드이펙터에 의해 바늘이 인체에 삽입될 때의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 6은 엔드이펙터에 의해 바늘이 회전될 때의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 제3 구동부의 모습을 보충하기 위하여 상부그리퍼를 제거한 상태의 사시도이며, 도 8은 엔드이펙터에 의해 바늘이 릴리즈 되었을 때의 모습을 나타낸 사시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 제1 구동부 및 상부 제1 그리퍼 간의 결합관계를 나타낸 사시도이며, 도 3 및 도 4는 도 1의 상부 제2 그리퍼와 하부 제2 그리퍼 간의 결합관계를 나타낸 종 및 횡단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터는, 중재시술을 수행하기 위해 바늘(100)을 이동시키기 위한 상부그리퍼(10)와, 하부그리퍼(20)가 구비되며, 상기 상부그리퍼(10) 및 하부그리퍼(20)를 전후좌우로 이동시키는 제1 내지 제3 구동부(40, 50, 60)로 구성된다.
상기한 구성들에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 중재시술을 수행하기 위한 바늘(100)을 가이드하는 하부그리퍼(20)가 구비된다.
상기 하부그리퍼(20)는, 한 쌍으로 구성되되, 하나는 상기 본체(30)에 고정되는 하부 제1 그리퍼(21) 및 나머지 하나는 상기 가이드 홈(31)을 타고 좌우로 이동되는 하부 제2 그리퍼(22)로 구성된다.
한편, 상기 하부그리퍼(20)의 상부에 결합되어 연동되며, 상기 바늘(100)을 그립, 릴리즈, 삽입 또는 회전시키는 상부그리퍼(10)가 구비된다.
상기 상부그리퍼(10)는, 한 쌍으로 구성되되, 하나는 상기 본체(30)에 고정되며, 중심부 내측에 제1 롤러(13)가 결합되어 회전되는 상부 제1 그리퍼(11) 및 상기 상부 제1 그리퍼(12)와 동일선 상에 위치되며, 중심부 내측에 상기 제1 롤러(13)와 대응되도록 제2 롤러(13)가 결합되어 상기 제1 롤러(14)와 접촉되어 상기 제1 롤러(13)의 회전에 의해 제2 롤러(14)가 서로 반대방향으로 회전되는 상부 제2 그리퍼(12)로 구성된다.
상기한 상, 하부그리퍼(10, 20)는 CT 등과 같은 의료장비와 호환되기 위해 고무 또는 합성수지재로 구성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 이는 상기한 의료장비로부터 양질의 영상을 획득하며, 방사선 및 자기장 등에 영향을 미치지 않도록 하기 위한 것이다.
한편, 상기 상부그리퍼(10) 및 하부그리퍼(20)가 결합되어 지지되되, 상기 하부그리퍼(20)를 가이드하는 가이드 홈(31)이 형성되는 본체(30)가 구비된다. 상기 본체(30)는 장방형으로 형성되며, 전면부 하부에는 상기 가이드 홈(31)이 형성되어 상기 하부그리퍼(20)의 하부 제2 그리퍼(22)의 하단부 일부가 삽입되어 가이드 하게 된다. 따라서 하부 제2 그리퍼(22)와 결합된 상부 제2 그리퍼(12)도 연동되게 된다.
상기한 상기 상부 제2 그리퍼(12) 및 하부 제2 그리퍼(22)는, 상기 상부 제2 그리퍼(12)의 하부에 돌출형성되는 회전롤러(15) 및 상기 회전롤러(15)를 수용하면서 가이드하여 전후방으로 이동될 수 있도록 함몰형성되는 가이드라인(25)에 의해 양자간이 결합된다. 상기 회전롤러(15) 대신에 돌기가 결합될 수 있으나, 원활한 슬라이딩을 위해 롤러형태의 회전롤러(15)가 구비되는 것이다.
한편, 상기 본체(30)에 결합되되, 상기 상부그리퍼(10)에 구동력을 전달하여 상기 바늘(100)을 상하운동 시키는 제1 구동부(40)가 구비된다. 상기 제1 구동부(40)는, 상기 제1 롤러(13)의 축과 결합되는 벨트(42) 및 상기 벨트(42)에 구동력을 전달하여 상기 제1 롤러(13)를 회전시켜 상기 제1 롤러(13)와 접하는 제2 롤러(14)를 연동시키도록 하는 모터(41)로 구성된다.
한편, 상기 본체(30)에 결합되어 상기 상부그리퍼(10)에 구동력을 전달하여 상기 바늘(100)을 릴리즈 시키는 제2 구동부(50)가 구비된다. 상기 제2 구동부(50)는, 상기 상부 제2 그리퍼(12)의 일단부에 결합되는 제1 이동체(54)와, 상기 제1 이동체(54)의 중간에 관통되어 결합되는 볼스크류(53)와, 상기 볼스크류(53)의 일단부에 결합되는 벨트(52) 및 상기 벨트(52)에 구동력을 전달하는 모터(51)로 구성된다. 또한, 상기 제1 이동체(54)의 하부에는 상기 제1 이동체(54)의 원활한 가이딩을 위한 가이드(55)가 본체(30)의 상부에 구비된다.
한편, 상기 본체(30)에 결합되어 상기 상부 및 하부그리퍼(10, 20)에 구동력을 전달하여 상기 바늘(100)을 회전운동 시키는 제3 구동부(60)가 구비된다. 상기 제3 구동부(60)는, 상기 본체(30)의 상부면에 결합되되, 한 쌍이 서로 평행하게 구비되는 가이드(65, 65a)와, 상기 각 가이드(65)를 타고 전후방으로 이동되는 제2 이동체(64, 64a)와, 상기 각 제2 이동체(64, 64a)의 내측에 구비되되, 서로 반대반향의 나사산이 형성되는 볼스크류(63, 63a)와, 상기 각 볼스크류(63, 63a)의 단부에 결합되는 벨트(62) 및 상기 벨트(62)에 구동력을 전달하는 모터로 구성된다. 도면에 상기 제3 구동부(60)의 모터는 구체적으로 도시되진 않았지만, 상기 상부그리퍼(10)의 후면 일측인 본체(30)에 결합된다. 상기한 한 쌍의 볼스크튜(63, 63a)의 경우 예를 들어 일측이 오른 방향의 나사산이 형성될 경우 타측은 왼 방향 나사산이 형성되어 상기 밸트(62)의 회전에 의해 상기 각 제2 이동체(64, 64a)는 서로 반대방향(전후방향)으로 서로 교번되게 이동된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터의 작동상태에 대하여 살펴보기로 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터의 작동상태를 나타낸 도면으로서, 도 5는 엔드이펙터에 의해 바늘이 인체에 삽입될 때의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 6은 엔드이펙터에 의해 바늘이 회전될 때의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 제3 구동부의 모습을 보충하기 위하여 상부그리퍼를 제거한 상태의 사시도이며, 도 8은 엔드이펙터에 의해 바늘이 릴리즈 되었을 때의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터는, 수술용 로봇의 끝단에 결합되어 원격으로 바늘(100)의 삽입, 회전, 릴리즈 작동을 통하여 시술의 원활함을 제공하게 된다.
우선, 바늘(100)의 상하운동에 의하여 인체에 삽입될 시에는 상기 제2 구동부(50)의 작동으로 인하여 제1 이동체(54)가 상기 볼스크류(53)를 타고 슬라이딩 되어 상기 하부 제2 그리퍼(22)가 하부 제1 그리퍼(21) 측으로 이동된다. 이때 하부 제2 그리퍼(22)의 상부에 결합된 상부 제2 그리퍼(12)도 동시에 상부 제1 그리퍼(11) 측으로 이동하게 된다. 그러면 도 5에 도시된 바와 같이 상부그리퍼(10)와 하부그리퍼(20)에 의해 바늘(100)이 파지된다. 앞서 설명되었지만, 하부그리퍼(20)는 상기 바늘(100)을 파지하여 삽입 및 회전 시 바늘(100)이 이탈하는 것을 방지하도록 가이드하는 역할을 하며, 상부그리퍼(10)는 바늘(100)의 회전 및 삽입 등과 같은 작업을 동력에 의해 하게 된다.
상기와 같이 상부그리퍼(10) 및 하부그리퍼(20)에 의해 파지된 바늘(100)은, 기 제1 구동부(40)의 동작에 의해 제1 롤러(13)가 회전되고, 그에 따라 상기 제1 롤러(14)와 접하여 연동하되 서로 반대로 회전되는 제2 롤러(14) 사이에 삽입된 바늘(100)은 인체로 삽입하게 된다.
한편, 상기 인체에 삽입 중에 바늘(10)은 회전 작동을 필요로 하게 되는데 이때 상기 도 5에 도시된 바와 같이 바늘(100)이 하부 제1 그리퍼(21)와 하부 제2 그리퍼(22)에 의해 파지된 상태에서 상기 제1 구동부(40)의 작동은 멈춘 채 상기 제3 구동부(60)가 작동하게 된다.
그러면 상기 제3 구동부(60)의 제2 이동체(64, 64a)는 제3 구동부(60) 모터의 동력에 의해 한 쌍의 볼스크류(63, 63a)가 회전하게 되고, 상기 각 제2 이동체(64, 64a)는 가이드(65, 65a)를 타고 전후방향으로 이동하게 된다. 이때 상기 제3 구동부(60)의 모터의 작동을 정역방향으로 제어하게 되면, 상기 제2 이동체(64, 64a)는 볼스크류(63, 63a)를 타고 전후 방향으로 이동하게 되며, 상기 제1 이동체(54)와 결합된 상부 제2 그리퍼(12)도 전후방향으로 이동하게 된다. 즉, 상기 제2 이동체(64, 64a)는 상기 볼스크류(63, 63a) 상을 서로 엇갈리게(전후방향으로) 이동하게 된다. 이는 상기 한 쌍의 볼스크류(63, 63a)의 나사산이 서로 반대방향으로 형성되어 있기 때문이다. 따라서 상기 밸트(62)의 회전에 이해 상기 각 제2 이동체(64, 64a)는 서로 반대방향으로 연동하게 되어 바늘(100)이 회전하게 되는 것이다.
여기서 상부 제2 그리퍼(12)의 경우 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 하부에 회전롤러(15)가 결합되어 있어 하부 제2 그리퍼(12)는 바늘(100)을 파지한 채 제자리에 멈춘 상태를 유지하고, 상기 회전롤러(15)가 가이드라인(25)의 구간을 이동하면서 제2 롤러(14)가 제1 롤러(13)의 표면에 슬라이딩 되므로 상기 바늘(100)도 회전을 하게 된다.
한편, 응급상황이 발생하여 바늘(100)의 파지를 해제할 경우가 발생할 수 있다. 그러면 도 7에 도시된 바와 같이 제2 구동부(50)의 모터(51)가 작동하게 되면 구동력에 의해 벨트(52)가 회전하게 되며, 상기 벨트(52)의 구동력을 전달받은 볼스크류(53)도 회전하여 제1 이동체(54)를 좌우방향으로 이동시키게 된다. 이때 상기 제1 이동체(54)와 결합된 상부 제2 그리퍼(12)도 동시에 이동하게 된다. 여기서 상기 상부 제2 그리퍼(12)의 하부에 결합된 회전롤러(15)에 의해 하부 제2 그리퍼(22)도 동시에 이동하게 된다. 상기 가이드라인(25)의 경우 그 폭이 상기 회전롤러(15)의 직경과 대응되도록 형성되기 때문에 상기 상부 제2 그리퍼(12)와 하부 제2 그리퍼(22)가 동시에 이동될 수 있게 된다.
이상에서 설명된 본 발명의 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 상부그리퍼 11 : 상부 제1 그리퍼
12 : 상부 제2 그리퍼 13 : 제1 롤러
14 : 제2 롤러 15 : 회전롤러
20 : 하부그리퍼 21 : 하부 제1 그리퍼
22 : 하부 제2 그리퍼 25 : 가이드 라인
30 : 본체 31 : 가이드 홈
40 : 제1 구동부 41 : 모터
42 : 벨트 50 : 제2 구동부
51 : 모터 52 : 벨트
53 : 볼스크류 54 : 제1 이동체
60 : 제3 구동부 62 : 벨트
63, 63a : 볼스크류 64, 64a : 제2 이동체
65, 65a : 가이드 100 : 바늘

Claims (7)

  1. 중재시술을 수행하기 위한 바늘(100)을 그립, 릴리즈, 삽입 또는 회전시키는 상부그리퍼(10);
    상기 상부그리퍼(10)의 상부에 결합되어 연동되며, 상기 바늘(100)을 가이드하는 하부그리퍼(20);
    상기 상부그리퍼(10) 및 하부그리퍼(20)가 결합되어 지지되되, 상기 하부그리퍼(20)를 가이드하는 가이드 홈(31)이 형성되는 본체(30);
    상기 본체(30)에 결합되되, 상기 상부그리퍼(10)에 구동력을 전달하여 상기 바늘(100)을 상하운동 시키는 제1 구동부(40);
    상기 본체(30)에 결합되되, 상기 상부그리퍼(10)에 구동력을 전달하여 상기 바늘(100)을 릴리즈 시키는 제2 구동부(50) 및
    상기 본체(30)에 결합되되, 상기 상부 및 하부그리퍼(10, 20)에 구동력을 전달하여 상기 바늘(100)을 회전운동 시키는 제3 구동부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부그리퍼(10)는,
    한 쌍으로 구성되되, 하나는 중심부 내측에 제1 롤러(13)가 결합되어 회전되는 상부 제1 그리퍼(11)이고,
    나머지 하나는 상기 상부 제1 그리퍼(11)와 동일선 상에 위치되며, 중심부 내측에 상기 제1 롤러(13)와 대응되도록 제2 롤러(13)가 결합되어 상기 제1 롤러(13)와 접촉되고, 상기 제1 롤러(13)의 회전에 의해 제2 롤러(14)가 서로 반대방향으로 회전되는 상부 제2 그리퍼(12)인 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하부그리퍼(20)는,
    한 쌍으로 구성되되, 하나는 상기 본체(30)에 결합되는 하부 제1 그리퍼(21)이고, 나머지 하나는 상기 가이드 홈(31)을 타고 좌우로 이동되는 하부 제2 그리퍼(22)인 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 상부 제2 그리퍼(12) 및 하부 제2 그리퍼(22)는,
    상기 상부 제2 그리퍼(12)의 하부에 돌출형성되는 회전롤러(15) 및
    상기 회전롤러(15)를 수용하면서 가이드하여 전후방으로 이동될 수 있도록 함몰형성되는 가이드라인(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구동부(40)는,
    상기 제1 롤러(13)의 축과 결합되는 벨트(42) 및
    상기 벨트(42)에 구동력을 전달하여 상기 제1 롤러(13)를 회전시킴으로써 상기 제1 롤러(13)와 접하는 제2 롤러(14)를 연동시키도록 하는 모터(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 구동부(50)는,
    상기 상부 제2 그리퍼(12)의 일단부에 결합되는 제1 이동체(54);
    상기 제1 이동체(54)의 중간에 관통되어 결합되는 볼스크류(53);
    상기 볼스크류(53)의 일단부에 결합되는 벨트(52) 및
    상기 벨트(52)에 구동력을 전달하는 모터(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 구동부(60)는,
    상기 본체(30)의 상부면에 결합되되, 한 쌍이 서로 평행하게 구비되는 가이드(65, 65a);
    상기 각 가이드(65)를 타고 전후방으로 이동되는 제2 이동체(64, 64a);
    상기 각 제2 이동체(64, 64a)의 내측에 구비되되, 서로 반대반향의 나사산이 형성되는 볼스크류(63, 63a);
    상기 각 볼스크류(63, 63a)의 단부에 결합되는 벨트(62) 및
    상기 벨트(62)에 구동력을 전달하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술용 바늘 삽입 엔드이펙터.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160051043A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 현대중공업 주식회사 중재시술 로봇시스템용 수동형 바늘 가이드
KR20160112543A (ko) 2015-03-19 2016-09-28 현대중공업 주식회사 엔드이펙터의 바늘 그리퍼의 그립력 보정방법 및 그립력 보정방법에 사용되는 센서키트
KR20170143397A (ko) * 2016-06-21 2017-12-29 큐렉소 주식회사 라인레이저가 장착된 엔드이펙터
WO2018074715A1 (ko) * 2016-10-18 2018-04-26 한국기계연구원 중재시술용 손잡이유닛, 이를 이용한 중재시술용 마스터장치 및 이를 이용한 원격중재시술시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06261911A (ja) * 1992-10-30 1994-09-20 Internatl Business Mach Corp <Ibm> マニピュレータ装置
US6665554B1 (en) * 1998-11-18 2003-12-16 Steve T. Charles Medical manipulator for use with an imaging device
KR20080034664A (ko) 2006-10-17 2008-04-22 주식회사 메디슨 초음파 영상과 외부 의료영상의 합성 영상 상에 의료용바늘을 디스플레이하기 위한 초음파 시스템
WO2011143022A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical system instrument manipulator
KR20120019961A (ko) * 2010-08-27 2012-03-07 이동하 식모장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06261911A (ja) * 1992-10-30 1994-09-20 Internatl Business Mach Corp <Ibm> マニピュレータ装置
US6665554B1 (en) * 1998-11-18 2003-12-16 Steve T. Charles Medical manipulator for use with an imaging device
KR20080034664A (ko) 2006-10-17 2008-04-22 주식회사 메디슨 초음파 영상과 외부 의료영상의 합성 영상 상에 의료용바늘을 디스플레이하기 위한 초음파 시스템
WO2011143022A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Intuitive Surgical Operations, Inc. Surgical system instrument manipulator
KR20120019961A (ko) * 2010-08-27 2012-03-07 이동하 식모장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160051043A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 현대중공업 주식회사 중재시술 로봇시스템용 수동형 바늘 가이드
KR20160112543A (ko) 2015-03-19 2016-09-28 현대중공업 주식회사 엔드이펙터의 바늘 그리퍼의 그립력 보정방법 및 그립력 보정방법에 사용되는 센서키트
KR20170143397A (ko) * 2016-06-21 2017-12-29 큐렉소 주식회사 라인레이저가 장착된 엔드이펙터
WO2017222274A3 (ko) * 2016-06-21 2018-02-15 큐렉소 주식회사 라인레이저가 장착된 엔드이펙터
CN109310482A (zh) * 2016-06-21 2019-02-05 克瑞肖株式会社 其中配备有线激光器的末端执行器
JP2019520140A (ja) * 2016-06-21 2019-07-18 キュレクソ インコーポレイテッドCurexo, Inc. ラインレーザーを搭載したエンドエフェクタ
US10893916B2 (en) 2016-06-21 2021-01-19 Curexo, Inc. End effector having line laser mounted therein
CN109310482B (zh) * 2016-06-21 2021-05-18 克瑞肖株式会社 其中配备有线激光器的末端执行器
WO2018074715A1 (ko) * 2016-10-18 2018-04-26 한국기계연구원 중재시술용 손잡이유닛, 이를 이용한 중재시술용 마스터장치 및 이를 이용한 원격중재시술시스템
US11534253B2 (en) 2016-10-18 2022-12-27 Korea Institute Of Machinery & Materials Interventional procedure handle unit, interventional procedure master device using same, and remote interventional procedure system using same

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