KR20160124793A

KR20160124793A - 기계식 조인트들, 및 관련된 시스템들과 방법들

Info

Publication number: KR20160124793A
Application number: KR1020167024449A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 피 사라리브; 매튜 알 윌리엄
Original assignee: 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-10-28
Also published as: US20200170734A1; CN106028995B; EP3107479A4; US20170215977A1; JP7153630B2; EP3107479A1; JP6664331B2; JP2020022923A; CN111938820A; US10524870B2; JP2017509391A; JP2023111922A; JP2021191424A; CN106028995A; WO2015127231A1; US11272994B2; KR102410823B1

Abstract

수술 기구는 제 1 단부에서 리스트를 구비하는 샤프트, 리스트에 결합되는 엔드 이펙터, 및 샤프트와 리스트를 따라 뻗어있는 작동 요소를 구비할 수 있다. 작동 요소는 리스트의 적어도 일 부분을 따라 꼬여있는 경로를 따라갈 수 있다. 꼬인 경로는 리스트의 전체 길이를 따라 360도 보다 작은 각도 범위를 가질 수 있다. 수술 기구의 작동 요소를 위한 지지 구조뿐만 아니라 수술 기구 리스트를 구성하는 방법도 고려되어 있다. 지지 구조는 지지 구조의 길이방향 축을 중심으로 꼬인 경로를 정의하는 적어도 하나의 통로를 구비할 수 있다. 통로는 통로의 제 1 단부로부터 통로의 제 2 단부까지 360도 보다 작은 각도 범위를 가질 수 있다.

Description

기계식 조인트들, 및 관련된 시스템들과 방법들{MECHANICAL JOINTS, AND RELATED SYSTEMS AND METHODS}

본 출원은 2014년 2월 21일자로 출원된 미국 가출원 61/943,084의 이익을 주장하고, 이는 그 전체로 본 명세서에 참조사항으로 통합되어 있다.

본 명세서는 기계식 조인트 구조들, 및 기계식 조인트들을 관절운동시키기 위해서 작동 요소들을 이용하는 기구들과 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 명세서의 양태들은 작동가능한 기계식 조인트들을 원격으로 이용하는 수술 기구들 및 방법들에 관한 것이다.

원격조작식 수술 기구들을 포함하는 원격으로 제어되는 수술 기구들은 종종 최소 침습 의료 시술에서 사용된다. 의료 시술 동안, 수술 기구들은 하나 이상의 방향으로 관절운동될 수 있다. 예를 들어, 수술 기구는 수술 기구의 원위 단부에 위치되어 있는 엔드 이펙터를 원하는 방향으로 배향하거나 위치결정하기 위해서 수술 기구 샤프트의 근위 단부에 있는 트랜스미션 메커니즘에 의해 작동될 수 있다. 수술 기구는 관절운동가능한 조인트식 구조와 같은 리스트(wrist)를 추가로 포함할 수 있는데, 리스트는 엔드 이펙터가 샤프트에 대하여 위치결정될 수 있도록 엔드 이펙터가 연결된다. 수술 기구는 엔드 이펙터를 작동시키기 위해서 리스트를 포함하는 수술 기구를 통과하는 하나 이상의 엔드 이펙터 작동 요소들을 추가로 포함할 수 있다. 리스트를 관절운동시키는 것(구부리는 것)은 엔드 이펙터 작동 요소(들)의 길이의 변화를 유발할 수 있는 엔드 이펙터 작동 요소(들)의 구부림을 초래할 수 있다. 길이의 이러한 변화는 엔드 이펙터의 의도하지 않은 운동을 초래할 수 있다. 이러한 관점에서, 기구의 리스트가 관절운동되는 경우 작동 요소들의 길이를 실질적으로 유지시키도록 구성된 하나 이상의 엔드 이펙터 작동 요소들을 포함하는 수술 기구를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

본 명세서의 예시적인 실시예들은 하나 이상의 상술된 문제점들을 해결할 수 있고, 그리고/또는 하나 이상의 상술된 바람직한 특징들을 설명할 수 있다. 다른 특징들 및/또는 이점들이 다음에 오는 발명의 상세한 설명으로부터 자명해질 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 수술 기구는 제 1 단부에서 리스트를 구비하는 샤프트, 리스트에 결합되는 엔드 이펙터, 및 샤프트와 리스트를 따라 뻗어있는 작동 요소를 구비할 수 있다. 작동 요소는 리스트의 적어도 일 부분을 따라 꼬인 경로를 따라갈 수 있다. 꼬인 경로는 리스트의 전체 길이를 따라 360도 보다 작은 각도 범위를 가질 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 수술 기구의 작동 요소를 위한 지지 구조는 지지 구조의 길이방향 축을 중심으로 꼬인 경로를 정의하는 적어도 하나의 통로를 구비할 수 있다. 통로는 통로의 제 1 단부로부터 통로의 제 2 단부쪽으로 360도 보다 작은 각도 범위를 가질 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 수술 기구 리스트를 구성하는 방법은 작동 요소가 리스트의 적어도 일 부분을 따라 꼬인 경로를 따라가도록 작동 요소를 리스트를 따라 뻗게 하는 단계를 구비할 수 있다. 꼬인 경로는 360도 보다 작은 각도 범위를 가질 수 있다.

추가적인 목적, 특징 및/또는 이점은 다음에 오는 발명의 상세한 설명에서 부분적으로 설명될 것이고, 발명의 상세한 설명으로부터 부분적으로 자명할 것이며, 또는 본 명세서의 실시 및/또는 청구범위에 의해 알 수 있을 것이다. 이들 목적들 및 이점들 중 적어도 일부는 첨부된 청구범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되거나 달성될 수 있다.

전술한 일반적인 설명과 다음에 오는 발명의 상세한 설명 모두가 예시적인 것이고 단지 설명하기 위한 것이지 청구범위를 제한하는 것은 아니고, 오히려 청구범위가 균등물을 포함하여 본 발명의 전체 범위에 속한다는 것은 이해되어야 한다.

본 명세서는 다음에 오는 발명의 상세한 설명 그 자체로부터 이해되거나 첨부의 도면들과 함께 이해될 수 있다. 도면은 본 명세서의 추가적인 이해를 제공하도록 의도되어 있고, 본 명세서에 통합되거나 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예들이 도시되어 있고, 본 명세서와 함께 특정 원리나 조작을 설명하는데 이용된다.
도 1에는 예시적인 실시예에 따르는 원격조작식 수술 시스템이 나타나 있다.
도 2에는 예시적인 실시예에 따라 직선 구성으로 되어있는 단일의 가요성이면서 구부릴 수 있는 부재의 개략적인 사시도가 나타나 있다.
도 3에는 구부러진 구성으로 되어있는 도 2의 부재가 나타나 있다.
도 4에는 구부러진 구성으로 되어있는 도 2의 부재가 나타나 있다.
도 5는 샤프트를 통해 뻗어있는 구성요소들과 수술 기구 샤프트의 예시적인 실시예에 관한 부분적이면서 개략적인 단면 사시도이다.
도 6은 수술 기구의 리스트에 관한 예시적인 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 7은 수술 기구의 리스트에 관한 예시적인 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 원위부의 측면도이다.
도 9는 수술 기구의 리스트에 관한 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 10a에는 예시적인 실시예에 따르는 리스트의 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 10b에는 예시적인 실시예에 따르는 리스트의 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 11에는 리스트를 따라 작동 요소의 형상이 개략적으로 도시되어 있는 평면도가 나타나 있다.
도 12a에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 12b에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 13에는 리스트를 따라 작동 요소의 형상이 개략적으로 도시되어 있는 평면도가 나타나 있다.
도 14a에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 14b에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 14c에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 14d에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 15에는 리스트를 따르는 작동 요소의 형상이 개략적으로 나타나 있는 평면도가 나타나 있다.
도 16a에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 16b에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 16c에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 16d에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 리스트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 17에는 리스트를 따라 작동 요소의 형상이 개략적으로 도시되어 있는 평면도가 나타나 있다.
도 18에는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구 샤프트의 원위부가 개략적으로 나타나 있다.
도 19에는 예시적인 실시예에 따르는 작동 요소 지지부 및 푸시/풀 작동 요소가 개략적으로 나타나 있는 사시도가 나타나 있다.
도 20은 예시적인 실시예에 따라 다물어진 구성으로 되어있는 엔드 이펙터의 측면도이다.
도 21에는 벌려진 구성으로 되어있는 도 20의 엔드 이펙터가 나타나 있다.
도 22에는 예시적인 실시예에 따르는 작동 요소 지지부의 단부면에 관한 단부가 나타나 있다.
도 23에는 예시적인 실시예에 따르는 작동 요소 지지부의 단부면에 관한 단부가 나타나 있다.
도 24는 예시적인 실시예에 따르는 수술 기구의 원위부의 구성요소들에 관한 사시도이다.
도 25는 도 24의 라인 25-25를 따라 절단된 단면도이다.
도 26은 예시적인 실시예에 따르는 작동 요소 지지부의 분해도이다.
도 27은 예시적인 실시예에 따르는 작동 요소 지지부의 개략적인 사시도이다.
도 28은 강성 구역을 포함하는 작동 요소에 관한 예시적인 실시예의 측면도이다.
도 29는 도 28의 일부에 관한 확대도이다.
도 30은 예시적인 실시예에 따르는 작동 요소 지지부와 작동 요소에 관한 측면 단면도이다.
도 31은 가요성 샤프트의 예시적인 실시예에 관한 부분 사시도이다.
도 32는 예시적인 실시예에 따라 가요성 동축 튜브들을 포함하는 작동 지지 요소와 작동 요소의 단부가 나타나 있는 사시도이다.
도 33은 예시적인 실시예에 따라 꾜여있는 형상 및 꾜여있는 형상의 각도 범위의 투영에 관한 사시도이다.

예시적인 실시예들이 도시되어 있는 첨부의 도면들과 본 상세한 설명이 제한하는 것으로 여겨져서는 안된다. 균등물을 포함하여 본 발명의 상세한 설명과 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지 기계적인 변경, 구성요소적인 변경, 구조적인 변경, 전기적인 변경 및 조작상 변경이 행해질 수 있다. 어떤 경우에는 본 명세서를 불명료하게 하지 않기 위하여 잘 알려진 구조와 기술은 상세하게 나타나 있지 않거나 설명되어 있지 않는다. 2 이상의 숫자로 되어 있는 유사한 부재번호는 동일하거나 유사한 요소들을 나타낸다. 게다가, 일 실시예를 참조하여 상세하게 기술되어 있는 요소들 및 관련 부재들은 실제 필요한 경우라면 특별히 나타나 있거나 기술되어 있지 않은 다른 실시예들에 포함될 수 있다. 예를 들어, 요소가 일 실시예를 참조하여서는 상세하게 기술되어 있지만 제 2 실시예를 참조하여서는 기술되어 있지 않는 경우라도, 요소는 제 2 실시예에 포함되어 있는 것으로 주장될 수 있다.

본 명세서와 첨부된 청구범위를 위하여, 달리 지시되지 않는 한, 수량, 퍼센트 또는 비율을 표현하는 모든 부재번호와 본 명세서와 청구범위에서 사용되는 다른 수치는 모든 경우에 있어서 "약"이라는 용어로 이미 그렇게 수정되지 않은 범위까지 수정되는 바와 같이 이해되어야 한다. 따라서, 이와 반대로 지시되지 않는 한, 다음에 오는 명세서와 첨부의 청구범위에서 설명되는 숫자 파라미터들은 구하고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사값이다. 최소한 본 청구범위의 범위에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도만큼은 아니더라도, 각각의 숫자 파라미터들은 적어도 보고된 유효 자릿수의 숫자의 관점에서 보통의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다.

본 명세서와 첨부의 청구범위에서 사용되는 바와 같이 단수 형태들(영문 명세서 원문상 "a", "an", "the")과 다른 단어의 단수적인 사용은 다른 지시대상으로 분명하면서도 명확하게 제한되지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다는 점을 유의한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "포함한다(include)"라는 용어와 그 문법적인 변형들을 제한하려는 것은 아니므로, 리스트 내의 아이템들의 열거는 대체되거나 나열된 아이템들에 추가될 수 있는 다른 유사한 아이템들을 배제하는 것은 아니다.

나아가, 본 상세한 설명의 용어는 본 명세서나 청구범위를 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, "~밑에", "하부", "~위에", "상부", "근위(방향)", "원위(방향)" 및 이와 유사한 공간적인 상대적인 용어들은 도면에 도시된 바와 같이 다른 요소나 부재에 대한 어느 요소나 부재의 관계를 기술하는데 사용될 수 있다. 이들 공간적인 상대적인 용어들은 도면에 나타나 있는 포지션과 배향에 추가하여 사용중이거나 조작중인 디바이스의 상이한 포지션(즉 위치)과 배향(즉 회전 배치)을 포함하는 것으로 의도되어 있다. 예를 들어, 도면 상의 디바이스가 뒤집히는 경우라면, 다른 요소들이나 부재들 "아래에", 또는 "밑에" 있는 것으로 기술된 요소들은 다른 요소들이나 부재들의 "위쪽에" 또는 "위에" 있을 것이다. 따라서, "~아래에"라는 예시적인 용어는 위쪽이나 아래쪽에 있는 포지션과 배향 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 이와 달리(90도 회전되거나 다른 배향으로) 배향될 수 있고, 공간적인 상대적인 서술어가 적절히 설명되어 본 명세서에서 사용될 수 있다.

여러 가지 예시적인 실시예들에 따르면, 본 명세서에는 작동 요소의 적어도 일 부분이 꼬인 경로를 따라 배열되어 있는 상태로 작동 요소를 이용하는 원격조작식 수술 시스템을 위한 수술 기구가 고려되어 있다. 작동 요소는 리스트를 관절운동시키거나 기구의 다른 구성요소를 작동시키기 위해서 엔드 이펙터를 작동시키는데 사용될 수 있다. 나아가, 예시적인 실시예는 수술 기구의 중심 길이방향 축(중립 축)으로부터 오프셋되어 있는 작동 요소에 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 꼬인 경로는 리스트의 전체 길이를 따라 리스트의 중심선에 대해 360도 보다 작은 각도 범위를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소의 적어도 일 부분은 꼬인 경로를 따라 배열될 수 있어서, 작동 요소의 길이는 리스트가 작동하거나 구부러짐에 따라 리스트의 각각의 조인트에서 유지된다. 작동 요소의 길이를 유지함으로써, 리스트가 구부러지는 동안 이와 달리 일어날 수 있는 작동 요소의 작동 기능과 간섭할 수 있는 작동 요소의 길이의 변화는 최소화되거나 제거될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소는 꼬인 경로를 따라 배열될 수 있어서, 작동 요소의 길이는 리스트의 개별적인 조인트에서는 유지되지만 리스트의 다른 개별적인 조인트에서는 유지되지 않고, 작동 요소의 총 꼬인 경로는 길이가 유지되고 있는 구조이다.

본 명세서에는 작동 요소 지지부가 추가로 고려되어 있다. 작동 요소 지지부는 작동 요소의 길이를 유지하기 위해서 그리고/또는 작동 요소의 좌굴 강도를 증가시키기 위해서 작동 요소의 적어도 일 부분을 꼬인 경로를 따르는 것과 같이 원하는 형상으로 형상결정하는데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부는 적어도 하나의 루멘을 포함하는 단일 피스 부재일 수 있는데, 여기에서 루멘의 적어도 일 부분은 꼬여있는 형상을 가진다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부는 적어도 하나의 강성 부분을 포함할 수 있다. 작동 요소 지지부는 예시적인 실시예에 따라, 예컨대 복수의 동축 튜브들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부는 지지부에 가요성을 제공하기 위해서 절결된 그루브와 같이 약한 재료로 된 하나 이상의 영역이 있는 튜브를 구비할 수 있다. 작동 요소 지지부는 예시적인 실시예에 따라 푸시 동작(pushing motion)과 풀 동작(pulling motion) 모두에 유용한 가요성 샤프트와 같은 중공 구조를 포함할 수 있다. 가요성 샤프트는, 예컨대 필라멘트들에 연결된 권양된 스프링일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 가요성 샤프트는 함께 연결된 권양된 필라멘트로 된 다중 레이어를 포함할 수 있다.

도 1을 살펴보면, 본 명세서에 기술된 실시예들에 따르는 수술 기구들을 이용할 수 있는 원격조작식 수술 시스템(100)의 일 예시가 나타나 있다. 예컨대 인튜어티브 서지컬 인코포레이티드(Intuitive Surgical, Inc.)로부터 입수가능한 다빈치(da Vinci^®) 수술 시스템일 수 있는 시스템(100)은 아암(110) 상의 도킹 포트에 각각 장착되는 복합 수술 기구(140)들을 가지는 환자 측 카트(102)를 포함한다. 기구(140)는 상호교환가능할 수 있어서, 아암(110) 상에 장착되는 기구(140)는 특정 의료 시술을 위하여 선택될 수 있고 필요로 하는 임상 기능을 제공하기 위해서 의료 시술 동안 바뀔 수 있다. 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 수술 기구(140)는 많은 기능을 실행할 수 있지만, 예컨대 포셉 또는 파지기, 니들 드라이버, 외과용 메스, 가위, 소작용 툴 및 스테이플러로 제한되지 않는다.

각각의 기구(140)는 대체로 트랜스미션 또는 백엔드 메커니즘(150), 트랜스미션 메커니즘(150)으로부터 뻗어있는 메인 샤프트(160), 메인 샤프트(160)의 원위 단부에 있는 선택적 리스트(도 1에는 미도시됨), 및 리스트로부터 뻗어있거나 샤프트(160)로부터 똑바로 뻗어있는 엔드 이펙터(180)를 포함한다. 예를 들어, 도 8에는 다른 것들 중에서도 샤프트(251), 샤프트(251)의 원위 단부에 있는 리스트(250), 및 리스트(250)로부터 뻗어있는 엔드 이펙터(252)를 포함하는 수술 기구의 원위 단부에 관한 예시적인 일 실시예가 도시되어 있다. 예컨대 덴던(tendon) 또는 로드(rod)와 같은 작동 요소(254)는 샤프트(251)를 통해 리스트(250) 및/또는 엔드 이펙터(252) 쪽으로 뻗어있을 수 있다. 당해 기술분야에서의 통상의 기술자들에게 익숙한 바와 같이, 작동 요소들은 풀/풀 또는 풀/푸시 작동 요소들로서 구성될 수 있다. 풀/풀 및 풀/푸시 작동 디바이스들에 관한 예시적인 실시예들은 2013년 10월 1일자로 등록된 미국 특허 제8,545,515호에 기술되어 있고, 이는 그 전체로 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다. 따라서, 작동 요소(254)는 리스트(250) 및/또는 엔드 이펙터(252)를 작동시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 도 1을 참조하면, 작동 요소들은 환자 측 매니퓰레이터(112)에 연결될 수 있는 트랜스미션 메커니즘(150)으로부터 뻗어있을 수 있다. 트랜스미션 메커니즘(150)은 통상적으로 환자 측 카트(102) 내에서 구동 모터들에 대한 작동 요소들의 기계적인 결합을 제공한다. 예를 들어, 트랜스미션 메커니즘(150)은 환자 측 카트(102)의 아암(110)들의 환자 측 매니퓰레이터(112)들에 연결되도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 환자 측 매니퓰레이터(112)들과 트랜스미션 메커니즘(150)들은 리스트(250) 및/또는 엔드 이펙터(252)를 작동시키기 위해서 작동 요소(254)들에 힘을 가하는데 사용될 수 있다. 나아가, 도 8을 참조하면, 전기 전도체(도 8에 미도시됨) 또한 샤프트(251)와 리스트(250)를 통해 엔드 이펙터(252) 쪽으로 뻗어있을 수 있다.

따라서, 시스템(100)은, 리스트를 이동시키거나 위치결정하고 엔드 이펙터(180)를 조작하는데 필요한 만큼 작동 요소들을 따라 움직임과 힘을 제어할 수 있다. 환자 측 카트(102)의 아암(110)은 수술 기구(140)의 단부를 캐뉼라를 통해 의료 시술이 행해지고 있는 환자의 작은 결개부 속으로 삽입해서 환자 내부의 수술부위에서 기구(140)의 리스트 및/또는 엔드 이펙터(180)를 조작하는데 사용될 수 있다.

카메라 기구(104)는 이와 유사하게 카트(102)의 아암 상에 장착될 수 있고, 시스템(100)이 환자 내부의 수술 부위의 관찰 및 수술 기구들의 조작을 위한 카메라 시스템(104)의 원위 단부를 위치결정하도록 조작할 수 있는 리스트도 선택적으로 가질 수 있다. 입체적이거나 3차원일 수 있는 카메라 시스템(104)으로부터의 뷰는 제어 콘솔(미도시)에서 관찰될 수 있고, 영상들은 모니터(106) 상에 디스플레이될 수 있다. 따라서 시스템(100)의 처리 시스템은 의사나 다른 의료진이 카메라 시스템(104)과 기구(140)를 들여다보거나 조종할 수 있게 하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 수술 기구(140)와 관련하여, 아암(110)은 카메라 기구(104)의 단부를 캐뉼라를 통해 의료 시술이 행해지고 있는 환자 내부의 작은 절개부 속으로 삽입해서 환자 내부의 수술 부위에서 리스트 및/또는 엔드 이펙터(180)를 조작하는데 사용될 수 있다.

수술 기구(140)를 위한 메인 샤프트(160), 리스트 및 엔드 이펙터(180)의 직경이나 직경들과 카메라 기구(104)의 직경은 대체로 기구가 사용될 수 있게 하는 캐뉼라의 크기에 따라 선택된다. 예시적인 실시예에서, 카메라 기구(104)의 직경과 리스트와 메인 샤프트(160)의 직경은 약 3 mm 내지 약 13 mm의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 직경은 일부 현존하는 캐뉼라 시스템의 크기에 맞도록 약 4 mm, 약 5 mm, 약 8 mm, 약 10 mm, 또는 약 13 mm 일 수 있다.

도 1의 개략적인 도면에 도시된 바와 같이, 원격조작식 수술 시스템(100)은 의사 콘솔(120)과 보조적인 제어/시각 카트(130)를 추가로 포함할 수 있다. 일반적으로, 의사 콘솔(120)은 파지 메커니즘(122), 풋 페달(124)을 포함하되 이에 제한되지 않는 다양한 입력 디바이스에 의해 의사와 같은 사용자로부터 입력값을 수신하고, 환자 측 카트(102)에 장착되는 기구들이 수술 기구(102)(들)의 원하는 동작을 실행하고 원하는 수술 절차를 적절히 수행하도록 반응하는 마스터 컨트롤러로서 이용된다. 예를 들어, 이에 제한되는 것은 아니지만, 파지 메커니즘(12)들은 아암(110)의 대응하는 "슬레이브(slave)" 디바이스와 같은 역할을 할 수 있는 수술 기구(140)들 및/또는 카메라 기구(104)를 제어할 수 있는 "마스터(master)" 디바이스와 같은 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 파지 메커니즘(122)은 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 바와 같이 수술 기구(140)의 엔드 이펙터(180) 및/또는 리스트를 제어할 수 있다. 나아가, 이에 제한되는 것은 아니지만, 풋 페달(124)은, 예컨대 단극성 또는 쌍극성 전기수술 에너지를 제공하거나 기구(140)의 다른 기능들(예컨대 흡입, 세척 및/또는 다른 다양한 유동물 전달 모드들)을 활성화하도록 눌릴 수 있다. 환언하자면, 예컨대 의사 콘솔(120)에서 입력 디바이스에 제공되는 명령어에 기초하여, 환자 측 카트(102)는 아암(110)에서 환자 측 매니퓰레이터(112)를 통해 원하는 의료 시술을 수행하기 위해서 기구(140, 104)를 위치결정하고 작동시킬 수 있다. 따라서, 환자 측 카트(102)의 기구(140, 104)는 의사 콘솔(120)에서 사용자에 의해 입력되는 명령어에 따라 원격으로 원격조작될 수 있다. 의사 콘솔(120)은, 예컨대 수술 과정 동안, 예컨대 환자 측 카트(102)에서 카메라 기구(104)를 통해 의사가 수술 부위의 3차원 영상을 관찰할 수 있게 하는 디스플레이를 추가로 포함할 수 있다.

원격조작식 수술 시스템의 제한없는 예시적인 실시예들에서, 제어/시각 카트(130)는 코어 프로세서(134)와 같은 "핵심(core)" 처리 설비, 및/또는 제어/시각 카트(130)에 통합되거나 물리적으로 지지될 수 있는 다른 보조 처리 설비를 포함한다. 제어/시각 카트(130)는 또한 수술 시스템을 조작하기 위한 다른 제어수단들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 의사 콘솔(120)로부터 전송되는 신호(들) 또는 입력값(들)은 제어/시각 카트(130)에서 하나 이상의 프로세서로 전송될 수 있는데, 이 프로세서는 입력값(들)을 해석할 수 있고 환자 측 카트(102)에서 수술 기구(140, 104)가 결합되는 하나 이상의 수술 기구(140, 104) 및/또는 아암(110)의 조작을 유발하기 위해서 환자 측 카트(102)로 전송될 명령어(들) 또는 출력값(들)을 발생시킬 수 있다. 환자 측 카트(102)가 환자에 대한 수술에 영향을 미치도록 환자에 대하여 배치되어 있는 상태로 도 1의 시스템 구성요소들이 임의의 특정 포지셔닝으로 나타나 있지 않고 원하는 바와 같이 배열될 수 있다는 점을 유의한다.

수술 기구는 기구가 하나 이상의 방향으로 구부러지는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어, 리스트는 하나 이상의 방향으로, 예컨대 실질적으로 서로에 대해 직교하는 임의의 피칭 방향과 요잉 방향으로의 구부러짐을 가능하게 하는 관절운동을 제공할 수 있다. 기구는 2011년 5월 17일자로 공표된 미국 특허 제7,942,868호와 2008년 3월 13일자로 공표된 미국 출원 공보 US 2008/0065105에 기술된 조글 조인트(joggle joint)와 같이 구부러짐을 가능하게 하는 다른 조인트들을 포함할 수 있는데, 이들 공보 모두는 그 전체로 본 명세서에 참조사항으로 통합되어 있다. 예컨대 리스트나 엔드 이펙터를 관절운동시키기 위한 작동 요소들(예컨대 텐던 또는 로드) 및 전기 케이블들을 포함하여, 기구의 구부러진 부분을 통과하는 요소들도 구부러진다.

작동 요소들이 수술 기구의 구부러진 부분들을 통과하는 경우, 구부러짐은 작동 요소들에 영향을 미칠 수 있다. 도 2를 살펴보면, 조인트와 같이 구부러질 수 있는 단일의 가요성 부재(200)에 관한 개략적인 사시도가 나타나 있다. 제 1 작동 요소(202)와 제 2 작동 요소(204)는 부재(200)를 통해, 예컨대 부재(200)의 길이방향 축(208)을 따라 뻗어있다. 도 2의 예시적인 실시예에서, 부재(200)는 직선(중립) 구성으로 되어있고, 구부림 축(206)은 제 1 작동 요소(202)와 제 2 작동 요소(204) 각각을 통과한다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 부재(200)가 구부림 축(206) 둘레에서 구부러지는 경우, 제 1 작동 요소(202)와 제 2 작동 요소(204)도 마찬가지로 구부러진다. 축(206)이 작동 요소들(202, 204) 모두를 통과하기 때문에, 제 1 작동 요소(202)와 제 2 작동 요소(204) 사이에서는 길이의 상대적인 변화가 없다. 환언하자면, 작동 요소들(202, 204) 중 하나는 다른 하나보다 실질적으로 더 길어지거나 실질적으로 더 짧아지지 않는다.

도 2를 살펴보면, 부재(200)를 위한 제 2 구부림 축(207)은 제 1 작동 요소(202)와 제 2 작동 요소(204) 사이를 지나간다. 결과적으로, 부재(200)가 구부림 축(207)을 중심으로 도 4에 나타나 있는 방식으로 구부러지는 경우, 제 1 작동 요소(202)는 그 중립 포지션에 대하여 뻗어있게 되어 그 길이의 양의 변화를 유발하는 한편, 제 2 작동 요소(204)는 그 중립 포지션에 대하여 압축되어 그 길이의 음의 변화를 유발한다. 따라서, 구부림 부재(200)는 구부림 축(207)에 대하여 작동 요소들(202, 204)의 상대적인 길이의 변화를 유발할 수 있고, 하나의 작동 요소는 다른 것보다 길어지게 된다. 이러한 길이의 상대적인 변화는, 예컨대 엔드 이펙터를 작동시키는 작동 요소들의 기능과 간섭할 수 있다. 예를 들어, 장력이나 압축력을 작동 요소들(202, 204)에 가하여 작동 요소들(202, 204)이 엔드 이펙터를 벌리고 다무는데 사용되는 경우, 작동 요소들(202, 204) 사이에서의 길이의 상대적인 변화는 작동 요소들(202, 204) 중 하나에 늘어짐을 만들어낼 수 있어서, 원하는 장력이나 압축력을 전달하고 엔드 이펙터의 원하는 작동을 유발하는 작동 요소의 성능을 저하시킨다.

이러한 점들을 고려하여 볼 때, 조인트의 구부림 축이 작동 요소를 통해 뻗어있도록 수술 기구의 조인트를 설계하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 단일의 작동 요소가 수술 기구의 중심을 따라 뻗어있는 상태로, 단일의 작동 요소는 엔드 이펙터를 작동시키기 위해서 제공될 수 있다. 이러한 구성으로, 서로에 대해 실질적으로 직교하는 구부림 축들은, 예컨대 수술 기구를 구부리기 위한 2자유도를 제공하기 위해서 작동 요소와 기구의 중심을 통과할 수 있다. 결과적으로, 작동 요소의 길이는 수술 기구가 어느 구부림 축 둘레에서 구부러지는 경우 실질적으로 변하지 않는다. 그러나, 이러한 접근법이 단일의 작동 요소가 엔드 이펙터를 제어하기에 충분한 경우에 유용할 수 있더라도, 수술 기구는, 예컨대 기구의 상이한 구성요소들을 작동시키기 위해서 또는 하나 이상의 작동 요소를 필요로 하는 엔드 이펙터나 리스트를 작동시키기 위해서 다수개의 작동 요소를 포함할 수 있다.

도 5에는 복수의 작동 요소들을 포함하는 수술 기구(220)의 일 예시가 도시되어 있다. 여러 가지 예시적인 실시예들에서, 수술 기구(220)는 2012년 8월 23일자로 공표된 미국 출원 공보 US 2012/0215220, 2012년 12월 6일자로 공표된 미국 출원 공보 US 2012/0310254, 및 2012년 12월 6일자로 공표된 미국 출원 공보 US 2012/0310221에 기술되어 있는 예시적인 실시예들에 따라 구성된 수술 기구일 수 있는데, 이 공보들은 각각 그 전체로 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다. 도시된 바와 같이, 수술 기구(220)는 수술 기구(220)의 중심선(221)을 따라 뻗어있는 제 1 구성요소 작동 요소(222)를 포함한다. 제 1 작동 요소(222)는, 예컨대 절단용 날을 중심선(221)을 따라 밀거나 당김으로써 절단용 날(227)이나 다른 구성요소를 작동시키도록 구성될 수 있다.

제 1 작동 요소(222)가 중심선(221)을 따라 위치되어 있기 때문에, 기구(220)의 피칭 및 요잉 구부림 축들(228, 229) 모두는 제 1 작동 요소(222)를 통과한다. 결과적으로, 제 1 작동 요소(222)는 수술 기구(220)가 축(228)이나 축(229)에 대하여 구부러지는 경우 실질적으로 길이의 변화를 겪지 않는다. 수술 기구(220)는 또한, 예컨대 기구(220)의 엔드 이펙터(미도시)를 작동시키기는 제 2 및 제 3 엔드 이펙터 요소들(224, 226)과 같은 다른 작동 요소들도 포함한다. 엔드 이펙터는, 예컨대 포셉 또는 파지기, 니들 드라이버, 외과용 메스, 가위, 소작용 툴, 스테이플러, 또는 당해 기술분야에서 사용되는 턱구조의 엔드 이펙터와 같은 다른 타입의 엔드 이펙터일 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(224, 226)은 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 바와 같이, 작동 요소들(224, 226) 중 하나는 풀어주고 작동 요소들(224, 226) 중 다른 하나는 당김으로써 엔드 이펙터를 벌리고 다무는 풀/푸시 작동 요소들일 수 있다. 수술 기구(220)는, 예컨대 추가적인 작동 요소들과 같은 추가적인 루멘들(223, 225), 또는 엔드 이펙터에 제공되는 전기수술 에너지나 다른 유동물을 제공하는 전도체와 같은 유동물 도관을 포함할 수 있다.

제 1 작동 요소(222)가 존재하기 때문에, 작동 요소들(224, 226)은 중심선(221)을 따라 위치될 수 없고 축(228)은 작동 요소들(224, 226)을 통과하지 않는다. 따라서, 수술 기구(220)가 축(228)에 대하여 구부러지는 경우, 길이의 변화는 작동 요소들(224, 226) 사이에서 일어날 수 있다. 구부러지는 동안 작동 요소들(224, 226)의 길이의 이러한 변화 때문에, 엔드 이펙터의 작동을 위하여 작동 요소들을 서로로부터 결합해제시키기 위해서는 더 큰 기계적인 복잡성이 기구(220)에 요구된다.

이러한 점들을 고려하여 볼 때, 본 명세서에는, 심지어 작동 요소 포지션이 구부림 축으로부터 오프셋되어 있는 경우라도 구부러지는 동안에 전체 길이의 변화가 실질적으로 보이지 않는 하나 이상의 작동 요소들을 가지는 수술 기구들이 고려되어 있다. 구부러지는 동안에 작동 요소의 길이의 전체 변화가 최소인 경우, 작동 요소를 포함하는 기구의 기계적인 복잡성은 감소될 수 있다. 추가적으로, 작동 요소를 구부림에 기인하여 그 전체 길이가 실질적으로 변하지 않게 함으로써(환언하자면, 작동 요소의 길이를 유지시킴으로써), 작동 요소는 조인트를 통해 작동 요소가 뻗어있도록 조인트의 동작으로부터 결합해제될 수 있다. 환언하자면, 이러한 조인트(들)의 관절운동에도 불구하고, 작동 요소의 구부림은 엔드 이펙터의 바람직하지 않거나 의도되지 않은 작동을 초래하지 않을 것이다.

구부림에 기인하는 작동 요소의 길이의 전체 변화를 최소화하거나 방지하는 한가지 방법은, 작동 요소가 수술 기구의 구부러지는 부분을 통과함에 따라 작동 요소를 꼬인 경로를 따라 배열하는 것이다. 예를 들어, 작동 요소는 각각의 구부림 축마다 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 배열될 수 있어서, 작동 요소는 작동 요소의 전체 길이의 변화를 실질적으로 최소화하거나 방지하도록 통과한다.

도 6을 살펴보면, 수술 기구의 리스트(230)에 관한 예시적인 실시예 관한 개략적인 도면은 제 1 작동 요소(232)와 제 2 작동 요소(234)를 포함하는 것으로 나타나 있다. 리스트(230)는 구부림 축(236)(도 6의 지면의 속과 밖으로 뻗어있음)을 중심으로 하는 리스트(230)의 구부림을 유발하는 조인트를 포함할 수 있다(도 6의 개략적인 도면에는 나타나 있지 않음). 리스트(230)는 구부림 축(236)을 중심으로 구부러져서, 도 6에서 길이방향 축(238) 위쪽에 있는 작동 요소들(232, 234)의 부분들은 길이의 양의 변화를 겪게 하고 축(238) 아래에 있는 부분들은 길이의 음의 변화를 겪게 한다. 작동 요소들(232, 234)이 리스트(230)에 걸쳐 축(238)을 중심으로 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 배열되어 있기 때문에, 작동 요소들(232, 234)은 축(238)을 중심으로 하는 리스트(230)의 구부림에 기인하여 길이의 변화를 실질적으로 겪지 않는다. 예를 들어, 구간(231) 내의 작동 요소(232)의 일부는 길이의 양의 변화를 겪지만, 구간(233) 내의 작동 요소(232)의 일부는 구간(231)에서의 길이의 양의 변화를 효과적으로 상쇄하는 길이의 음의 변화를 겪는다. 이와 유사하게, 구간(235) 내의 작동 요소(232)의 길이의 음의 변화는 구간(237) 내의 작동 요소(232)의 길이의 양의 변화에 의해 상쇄된다. 구간들(231, 233, 235, 237) 사이에서의 길이의 변화의 유사한 상쇄들은 반대로 작동 요소(234)를 위하여 일어나는데, 이는 작동 요소(234)가 축(238)을 중심으로 작동 요소(232)에 대해 반대편에 위치결정되어 있기 때문이다.

도 7을 살펴보면, 리스트(240)의 다른 예시적인 실시예에 관한 개략적인 도면은 리스트(240)가 구부림 축(246)을 중심으로 구부러진 상태에서 제 1 작동 요소(242)와 제 2 작동 요소(244)를 포함하는 것으로 나타나 있다. 도 6의 예시적인 실시예와 유사하게, 리스트(240)는 구부림 축(246)을 중심으로 하는 리스트(240)의 구부림을 유발하는 조인트(도 7의 예시적인 실시예에는 미도시됨)를 포함할 수 있다. 도 7의 예시적인 실시예에서, 리스트(240)의 구간들(245, 247)의 단부에는 작동 요소들(242, 244)이 도 6의 예시적인 실시예에서와 같이 중립 축으로부터 오프셋되어 있는 대신 중립 축(248)을 따라 위치결정되어 있다. 그러나, 작동 요소들(242, 244)은 꼬인 경로를 따라 배열되어 있고 구간(241, 2473) 내의 길이방향 축(248)으로부터 오프셋되어 있다. 작동 요소들(242, 244)은 리스트(240)를 통과함에 따라 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 배열되어 있기 때문에, 작동 요소들(242, 244)의 전체 길이는 실질적으로 변하지 않는다. 예를 들어, 구간(241) 내의 작동 요소(242)의 일부가 길이의 양의 변화를 겪지만, 구간(243) 내의 작동 요소(242)의 일부는 길이의 양의 변화를 상쇄하는 길이의 음의 변화를 겪는다. 작동 요소(244)는 반대로 길이의 변화에 관한 유사한 상쇄를 겪는다. 구간(245, 247) 내의 작동 요소들(242, 244)의 부분들은 길이방향 축(248)을 따라 서로에 대하여 현저한 길이의 변화를 겪지 않는다.

도 6과 도 7의 예시적인 실시예들과 관련하여 상술된 바와 같이, 수술 기구의 길이방향 축(중립 축)으로부터 오프셋되어 있는 작동 요소들은 수술 기구의 구부림 축을 위하여 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 배열되어 있을 수 있다. 그러나, 수술 기구는 몇몇 구부림 축들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수술 기구의 리스트는 하나 이상의 다자유도(multi-DOF; degree of freedom) 조인트들 및 그 복수의 구부림 축들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 예시적인 실시예의 리스트(230)가 실질적으로 동일한 방향으로 뻗어있는 복수의 구부림 축(236)을 포함하는 경우라면, 작동 요소들(232, 234)은 단 하나의 구부림 축을 대신하여 모든 구부림 축들에 걸쳐서 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 배열될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 리스트는 도 6의 구부림 축(236)의 방향과 같은 한쪽 방향으로 뻗어있는 복수의 제 1 구부림 축, 및 도 6의 구부림 축(236)에 대해 실질적으로 수직하는 것과 같은 다른 방향으로 뻗어있는 복수의 제 2 구부림 축을 포함하는데, 작동 요소들은 복수의 제 1 구부림 축에 걸쳐서 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 그리고 복수의 제 2 구부림 축에 걸쳐서 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 뻗어있을 수 있다. 그러나, 꼬인 경로를 따르는 작동 요소들의 꼬임은 각각의 구부림 축마다 길이의 변화가 없거나 최소화되는 것(예컨대 구부림 축들이 상이한 방향이나 교호하는 방향으로 뻗어있는 경우)을 초래하기 위해서 꼬여있는 작동 요소와, 작동 요소를 꼬여있는 형상으로 지지하고 그리고/또는 안내하는 표면들 사이에 증가된 마찰을 초래할 수 있다. 작동 요소와 그 지지 표면들 사이의 마찰력은 캡스턴 방정식, 즉

으로 표현될 수 있는데, 여기서

는 작동 요소에 가해지는 장력이고,

는 작동 요소와 지지 표면 사이의 마찰 계수이고,

는 작동 요소의 꼬임에 의하여 휙 지나가는 총 각도이고, 그리고

는 작동 요소와 지지 표면 사이의 힘이다. 따라서, 큰 각도(

)에 걸친 작동 요소의 꼬임은 작동 요소와 지지 표면(들) 사이에 큰 힘(

)을 초래한다. 따라서, 각각의 조인트마다 작동 요소의 360도 꼬임은 조인트들이 상이한 방향이나 교호하는 방향으로 뻗어있는 구부림 축들을 가지는 경우 특히 수술 기구의 리스트의 비교적 짧은 길이와 작은 직경에 있어서 제조시 문제점들을 일으킬 수 있다. 이러한 점들을 고려하여 볼 때, 본 명세서에는, 구부러지는 경우 하나 이상의 작동 요소들의 길이를 유지시키는(즉 작동 요소들의 전체 길이가 구부러지는 경우 현저하게 변하지 않음) 하나 이상의 조인트를 포함하면서도 길이 유지를 달성하도록 꼬임의 양을 최소화하는 수술 기구들이 고려되어 있다.

작동 요소들의 길이 유지를 제공하는데 유용한 여러 가지 예시적인 실시예들이 본 명세서에 의해 고려되어 있고, 수술 기구의 조인트식 구조들과 관련하여 아래에서 보다 상세하게 설명된다. 여러 가지 조인트식 구조들은 꼬인 경로를 따라가는 작동 요소 구성들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 조인트식 구조들은, 예컨대 ISRG04480PROV/US라는 관리번호로 출원인이 관리하고 있되 "강화된 범위의 동작을 가지는 기계적 리스트 조인트 및 관련된 디바이스와 방법(Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related Devices and Methods)"이라는 제목으로 2014년 2월 21일자로 출원된 미국 가출원 61/943,068의 예시적인 실시예, 및 동일한 일자에 출원되고 미국 가출원 61/943,068에 대한 우선권을 주장하는 PCT 국제 출원 번호 PCT/US15/xxxxxx (ISRG04480/PCT)의 예시적인 실시예에 따라 구성된 리스트와 같은 리스트들을 위한 것일 수 있는데, 각각의 명세서는 그 전체로 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다. 조인트식 구조들은, 예컨대 2011년 5월 17일자로 공표된 미국 특허 제7,942,868호 및 2008년 3월 13일자로 공표된 미국 출원 공보 US2008/0065105에 기술된 조글 조인트들과 같은 조글 조인트들에서 이용될 수 있다.

본 명세서의 예시적인 실시예들이 함께 이용될 수 있는 다른 타입의 조인트는 도 8의 예시적인 실시예에 나타나 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 도 8에는 엔드 이펙터(252)에 연결되는 리스트(250)가 나타나 있다. 엔드 이펙터(252)는 예시적인 실시예에 따라, 예컨대 클레비스(253) 및 턱구조 부재(255)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 리스트(250)는 엔드 이펙터(252)에 연결되는 제 1 링크(256) 및 제 2 링크(258)를 포함하고, 조인트(270)는 제 1 링크(256)를 엔드 이펙터(252)에 연결하되 조인트(269)는 제 2 링크(258)를 제 1 링크(256)에 연결한다. 본 명세서에 기술된 여러 가지 예시적인 실시예들의 링크들은 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 바와 같이 디스크와 같이 구성될 수 있다. 그러나, 다른 형상들도 본 명세서와 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 이용될 수 있다. 엔드 이펙터(252)가 조인트(270)를 통해 제 1 링크(256)에 직접 조인트결합되는 예시적인 실시예들에서, 엔드 이펙터(252)의 적어도 일 부분은 리스트(250)의 일부이다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 리스트는 2개의 링크 대신 3개의 링크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이 링크(256)와 클레비스(253) 사이에 조인트(270)를 제공하기 위해서 링크(256)를 클레비스(253)에 직접 연결되게 하는 대신, 조인트(270)가 링크(256)와 제 3 링크 그리고 클레비스에 부착되는 링크 사이에 형성되어 있는 상태로 링크(256)와 클레비스(253) 사이에 제 3 링크가 제공될 수 있다.

제 1 링크(256)와 클레비스(253)는 방향(261)으로 축(260)(도 8의 지면의 속과 밖으로 뻗어있음)을 중심으로 서로에 대하여 관절운동될 수 있다. 리스트(250)는 제 1 링크(256)에 연결되는 제 2 링크(258)를 추가로 포함해서, 제 2 링크(258)와 제 1 링크(256)는 방향(263)으로 축(262)을 중심으로 서로에 대하여 관절운동될 수 있다. 축들(260, 262)은 임의로 선택된 피칭 방향과 요잉 방향으로의 동작과 같은 2자유도를 가지는 리스트(250)를 제공하기 위해서 서로에 대해 실질적으로 직교할 수 있다. 리스트(250)가 상이한 방향들로의 동작을 가지는 2자유도를 가지기 때문에, 리스트(250)는 리스트(250)의 조인트들(269, 270)에 의해 제공되는 2개의 상이한 동작들로 지칭되는 "AB" 리스트로서 기술될 수 있다.

본 명세서에 기술된 예시적인 실시예들은 "AB" 타입 리스트들 이외의 리스트들에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 리스트들은 리스트의 광범위한 동작을 제공할 수 있는 동일한 구부림 축 타입의 복수의 조인트들을 포함할 수 있다. 도 9를 살펴보면, 리스트(280)의 예시적인 실시예는 링크들(281-285)을 포함하는 것으로 나타나 있다. 링크들(281, 282)은 방향(291)으로 축(290)을 중심으로 서로에 대하여 관절운동할 수 있도록 연결되어 있다. 링크들(284, 285)은 링크들(281, 282)과 같이 실질적으로 동일한 방식으로 서로에 대해 연결되어 있고, 링크들(284, 285)은 방향(297)으로 축(296)을 중심으로 서로에 대하여 관절운동한다. 따라서, 링크들(281, 282) 사이의 조인트(300)와 링크들(284, 285) 사이의 조인트(306)는 동일한 타입이고, "A" 조인트들로서 지칭될 수 있다. 링크들(282, 283)은 방향(293)으로 축(292)(도 9의 지면의 속과 밖으로 뻗어있음)을 중심으로 서로에 대하여 관절운동할 수 있도록 연결되어 있다. 축들(290, 292)은 임의의 피칭 방향과 요잉 방향(또는 A 방향과 B 방향)으로의 동작과 같은 2자유도를 가지는 리스트(280)를 제공하기 위해서 서로에 대해 실질적으로 직교할 수 있다. 나아가, 링크들(283, 284)은 링크들(282, 283)과 같이 실질적으로 동일한 방식으로 서로에 대해 연결되어 있고, 링크들(283, 284)은 방향(295)으로 축(294)(도 9의 지면의 속과 밖으로 뻗어있음)을 중심으로 서로에 대하여 관절운동한다. 링크들(282, 283) 사이의 조인트(302)와 링크들(283, 284) 사이의 조인트(304)는 동일한 타입이고, "B" 조인트들로서 지징될 수 있다. 따라서, 리스트(280)는 리스트(280)를 따라 구부림 축 타입의 조인트들의 순서로 지칭되는 "ABBA" 리스트로서 지칭될 수 있다.

다른 예시에서, 리스트는 "ABAB" 구성을 가질 수 있다. 이러한 구성은, 예컨대 연속하여 도 8의 예시적인 실시예의 링크들(256, 258)과 같은 2개의 "AB" 조인트들을 포함할 수 있어서, 2개의 "AB" 조인트들은 "ABAB" 구성으로 서로에 대해 직접 연결된다.

수술 기구를 위한 작은 크기의 리스트와, 상이한 방향으로 상이한 움직임을 가지는 리스트의 여러 가지 복잡한 구성요소들 때문에, 리스트가 구부러짐에 따라 작동 요소의 길이를 실질적으로 유지시키면서 리스트에 걸쳐서 꼬여있는 형상으로 뻗어있는 작동 요소의 양을 최소화하기 위해서 작동 요소들이 리스트를 통과하는 방법을 결정하는 것을 포함하여 작동 요소들이 리스트를 통과하는 데에는 여러 가지 문제점들이 일어난다. 본 명세서의 여러 가지 예시적인 실시예들에는 수술 기구의 리스트가 고려되어 있는데, 여기서 하나 이상의 작동 요소들은 리스트의 전체 길이를 따라 360°보다 작은 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 뻗어있다. 이러한 디자인들은 다른 것들 중에서, 예컨대 리스트의 전체 길이에 걸쳐 꼬인 경로를 따라 작동 요소에 의해 횡단되는 각도 범위, 개별적인 구부림 축에 걸쳐 꼬인 경로를 따라 작동 요소에 의해 횡단되는 각도 범위, 작동 요소에 의해 횡단되는 각도 범위와 그 결과 생기는 작동 요소와 지지 표면(들) 사이의 마찰력(즉 각도 범위를 최소화하는 것은, 예컨대 캡스턴 방정식으로 극복하는 마찰력의 양을 최소화함), 및 구부림 축에 대한 작동 요소의 초기 각도를 설명한다.

도 10a와 도 10b를 살펴보면, 리스트의 2개의 조인트들(1000A. 1000B)에 관한 개략적인 단면도들이 나타나 있다. 리스트는 예시적인 실시예에 따라 도 8의 예시적인 실시예의 리스트(250)와 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 10a와 도 10b에 있는 조인트들(1000A, 1000B)의 단면도들은 도 8에 있는 AB 리스트에 관한 예시적인 실시예의 A-A 라인과 B-B 라인을 따라 바라본 개략적인 도면일 수 있지만, 작동 요소들이 각각의 조인트(1000A, 1000B)에 걸쳐 뻗어있을 때 작동 요소들(316A, 316B)의 꼬임의 양을 나타내도록 수정될 수 있다. 작동 요소들(316A, 316B)은, 예컨대 엔드 이펙터(도 8의 예시적인 실시예의 엔드 이펙터(252)와 같은 것)를 작동시키거나, 예컨대 리스트와 같은 기구의 다른 구성요소를 작동시키는데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(316A, 316B)은 꼬인 경로를 따라갈 수 있어서, 작동 요소들(316A, 316B)의 작동은 작동 요소들(316A, 316B)이 리스트를 작동시키는데 사용되는 경우와 같이 반전된 동작을 초래하지 않는다.

도 10A와 도 10B의 단면들은 리스트의 2개의 상이한 조인트들(1000A, 1000B)이 각각 나타나 있고, 조인트(1000A)의 단면에는 구부림 축(312)을 가지는 조인트(도 8의 예시적인 실시예에 있는 조인트(269)와 같은 것)가 나타나 있되 조인트(1000B)의 단면에는 구부림 축(322)을 가지는 조인트(도 8의 예시적인 실시예에 있는 조인트(270)와 같은 것)가 나타나 있다.

본 명세서에 기술된 여러 가지 예시적인 실시예들의 작동 요소들은 실질적으로 길이가 유지되고 있을 수 있다. 따라서, 어떤 경우에는 작동 요소가 이를 통해 뻗어있는 조인트(들)가 리스트의 하나 이상의 조인트들과 같이 관절운동되는 경우 작동 요소는 길이 변화가 제로일 수 있고, 어떤 경우에는 작동 요소가 작은 양의 길이의 변화를 겪을 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 실질적으로 길이가 유지되고 있는 작동 요소는, 예컨대 10 파운드 이하의 장력이 작동 요소에 가해지는 경우와 같이 길이에 변화가 없는 경우를 포함하여 약 0.010 인치 보다 작은 길이의 변화를 겪을 것이다.

작동 요소들(316A, 316B)의 꼬임의 각도 범위는 작동 요소들(316A, 316B)을 리스트에 걸쳐 길이가 유지되고 있게 만들도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 각각의 작동 요소(316A, 316B)는 도 10a와 도 10b에 나타나 있는 바와 같이 리스트의 각각의 조인트(1000A, 1000B)마다 90°의 꼬임을 가질 수 있다. 환언하자면, 작동 요소(316A, 316B)는 각각의 조인트(1000A, 1000B)마다 중심선(318)에 대하여 90°의 각도 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 작동 요소(316A)는 초기 포지션(311)으로부터 나중 포지션(313)까지 조인트(1000A)에 걸쳐서 약 90°의 각도의 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 배열될 수 있다. 나아가, 작동 요소(316A)는 초기 포지션(315)(조인트(1000A)의 단면에 있는 나중 포지션(313)에 대응함)으로부터 나중 포지션(317)까지 조인트(1000B)에 걸쳐서 90°꼬여있을 수 있다.

작동 요소의 꼬임의 관찰을 용이하게 하기 위하여, 도 11에는 도 10a도 도 10b에 도시되어 있는 조인트들을 포함하는 리스트(310)의 개략적인 평면도가 나타나 있는데, 리스트(310)의 상이한 조인트들을 따라 작동 요소(316A)의 형상을 도시하기 위해서 작동 요소(316A)만이 리스트(310)의 조인트들(1000A, 1000B)의 길이를 따라 나타나 있다. 도 11에서, 리스트(310)는 각각의 조인트들(1000A, 1000B)을 따라 작동 요소(316A)의 꼬임의 양을 나타내기 위해서 조인트(1000A)와 조인트(1000B)로 개략적으로 구획되어 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 조인트(1000A)는 길이(326)를 가질 수 있고, 조인트(1000B)는 길이(328)를 가질 수 있는데, 이는 조인트들(1000A, 1000B)의 꼬임의 양을 도시하기 위하여 도 8의 예시적인 실시예에 개략적으로 나타나 있다. 도 8의 예시적인 실시예를 참조하면, 조인트(1000A)는, 예컨대 조인트(269)에 대응할 수 있고, 조인트(1000A)의 꼬임은 실질적으로 조인트(269)에 집중되어 있으면서 조인트(269)의 양쪽 측면 상에 실질적으로 동일한 양만큼 뻗어있다.

이와 유사하게, 도 8의 예시적인 실시예를 참조하면, 조인트(1000B)는, 예컨대 조인트(260)에 대응할 수 있고, 조인트(1000B)의 꼬임은 실질적으로 조인트(270)에 집중되어 있으면서 조인트(270)의 양쪽 측면 상에 실질적으로 동일한 양만큼 뻗어있다. 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소(316A)는 초기 포지션(311)으로부터 나중 포지션(313)까지 조인트(1000A)에 걸쳐 꼬여있을 수 있고, 초기 포지션(315)으로부터 나중 포지션(317)까지 조인트(1000B)에 걸쳐 꼬여있을 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소(316A)가 조인트들(1000A, 1000B)에 걸쳐 꼬여있는 바와 같이, 작동 요소의 꼬임은 도 11에 나타나 있는 바와 같이 실질적으로 연속적일 수 있다. 실질적으로 연속적인 꼬임을 이용하는 것은 작동 요소와 지지 구조 사이의 마찰력의 양을 유리하게 최소화할 수 있는데, 이는 꼬임이 리스트의 더 긴 길이방향 길이에 걸쳐 일어날 것이기 때문이다.

그러나, 작동 요소들의 꼬임은 도 11의 예시적인 실시예에 나타나 있는 실질적으로 연속적인 꼬임들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 작동 요소들은 작동 요소들의 길이를 따라 변하는 양의 꼬임을 가지는 구역들 속으로 꼬이게 될 수 있다. 다른 경우에서, 작동 요소들은 그 대신, 작동 요소가 리스트의 중립 축에 대해 실질적으로 평행하면서도 똑바로 뻗어있는 하나 이상의 지역으로 구분된 꼬여있는 부분들을 포함하는 불연속적인 꼬인 경로를 따라갈 수 있다. 이러한 불연속적인 꼬임 실시예들에서, 작동 요소들(316A, 316B)의 하나 이상의 직선형이면서 꼬여있지 않은 부분들이 포함되어 있기 때문에, 작동 요소들(316A, 316B)의 꼬임은 도 10a와 도 10b에 나타나 있는 양(즉 90°)일 수도 있지만 도 11의 조인트들(1000A, 1000B)의 길이들(326, 328) 중 더 짧은 전장을 넘을 수 있다.

도 10a와 도 10b에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소(316A)는 중립 축(318)을 중심으로 각각의 조인트들(1000A, 1000B)마다 90°꼬여있다(즉 각각의 조인트들(1000A, 1000B)마다 중심선(318)에 대하여 90°의 각도 범위를 가지는 꼬여있는 형상을 가짐). 예시적인 실시예에 따르면, 중립 축(318)은 리스트(310)의 길이방향 중심선일 수 있다. 추가적으로, 축(318)은 리스트(310)의 길이방향 중심선일 수 있을 뿐만 아니라, 예시적인 실시예에 따라 작동 요소들(316A, 316B)이 따라가는 꼬인 경로를 위한 중심선일 수 있다. 작동 요소(316A)는 도 10b에 있는 조인트(1000B)의 단면에 나타나 있는 바와 같이 중립 축(318)으로부터 간격(329)만큼 반경방향으로 이격될 수 있다. 작동 요소(316B)는 또한 도 10b에 있는 조인트(1000B)의 단면에 나타나 있는 바와 같이 중립 축으로부터 반경방향 간격(329)만큼 이격되어 있다. 반경방향 간격(329)은 리스트(310)의 직경에 따라 변할 수 있다. 반경방향 간격(329)은, 예컨대 작동 요소가 중립 축(318)을 따라 뻗어있는 경우(예컨대 중립 축(318)으로부터 제로가 아닌 반경방향 간격으로 이격되어 있음) 약 0 mm 내지 약 10 mm 보다 클 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 반경방향 간격(329)은, 예컨대 약 0 mm 내지 약 6 mm 보다 클 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 반경방향 간격(329)은 최대화가 될 수 있어서, 작동 요소들(316A, 316B)은, 에컨대 리스트(310) 내부의 내부 공간을 최대화하기 위해서 조인트들(1000A, 1000B)의 외주나 그 근처에서 이격되어 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 반경방향 간격(329)은 최소화될 수 있어서, 작동 요소들(316A, 316B)은 작동 요소들(316A, 316B) 및/또는 작동 요소들(316A, 316B)을 위한 가이드 루멘들이 구부리기 어려운 경우와 같이 중립 축(318) 근처에서 이격되어 있다.

작동 요소(316A)와 유사하게, 작동 요소(316B)도 도 10A와 도 11에 나타나 있는 바와 같이 단면(1000A)으로 표현된 조인트 내에서 초기 포지션(321)으로부터 나중 포지션(323)까지 90°꼬여있을 수 있다(즉 중심선(318)을 중심으로 꼬인 경로를 따라 90°의 각도 범위를 가짐). 나아가, 작동 요소(316B)는 도 10B와 도 11에 나타나 있는 바와 같이 단면(1000B)으로 표현된 조인트 내에서 초기 포지션(325)(단면(1000B)의 나중 포지션(323)과 일치함)으로부터 나중 포지션(327)까지 90°꼬여있을 수 있다. 따라서, 각각의 작동 요소들(316A, 316B)은 작동 요소들(316A, 316B)을 리스트(310)에 걸쳐 길이가 유지되고 있게 만들기 위해서 리스트(310)의 전체 길이에 걸쳐 총 180°의 꼬임을 가질 수 있다(즉 중심선(318)을 중심으로 꼬인 경로를 따라 180°의 각도 범위를 가짐). 이는 360°꼬임보다 실질적으로 작은 각각의 작동 요소(316A, 316B)의 전체 꼬임을 초래한다.

예를 들어, 중립 축(318)이 극좌표계 내에서 원점인 경우와 같이 중심선(318)을 중심으로 하는 작동 요소(316A)의 꼬임을 고려하는 경우, 작동 요소(316A)는 조인트(1000B) 내에서 초기 포지션(311)으로부터 리스트(310)의 전체 길이에 걸쳐서 180°의 각도 측정을 통해 꼬여있다. 이는 꼬인 경로(900)가 도시되어 있는 도 33의 예시적인 실시예에 추가로 도시되어 있다. 도 33의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 꼬인 경로(900)는 제 1 단부(902)로부터 제 2 단부(906)까지 길이방향 축(908)(즉 중심선(908)) 둘레에 꼬여있는 형상으로 뻗어있다. 꼬인 경로(900)의 각도 범위를 보여주기 위하여, 꼬인 경로(900)는 평면(901) 상에서 곡률 반경(913)을 가지는 원호(910)로서 투영될 수 있는데, 원호(910) 상의 포인트들은 꼬인 경로(900) 상의 위치들에 대응한다. 예를 들어, 원호(910) 상의 포인트(912)는 꼬인 경로(900)의 제 1 단부(902)에 대응할 수 있고, 원호(910) 상의 포인트(914)는 꼬인 경로(900)의 길이를 따라 대략 중간에 있는 포인트(9040에 대응할 수 있다.

꼬인 경로(900)가 실질적으로 일정한 곡률 반경(913)을 가지는 것과 같이 도 21의 예시적인 실시예에 도시되어 있지만, 꼬인 경로(900)(결과적으로는 원호(910))는 상이한 곡률들을 가지는 구역들을 포함할 수 있고, 그리고/또는 하나 이상의 직선 구역들을 포함할 수도 있다. 따라서, 꼬인 경로가 본 명세서의 예시적인 실시예로 설명되는 경우, 꼬인 경로는 실질적으로 연속적인 곡률 반경으로 꼬여있을 수 있고, 또는 상이한 곡률 반경들을 가지는 곡선 구역 및/또는 직선 구역들을 포함하여 상이한 곡률 반경들을 가지는 구역들을 포함할 수 있다.

도 33에 나타나 있는 바와 같이, 원호(910) 상의 포인트(912)와 포인트(914) 사이의 각도 범위(920)는 중심선(908)(평면(901) 상에 투영될 수도 있음)에 대하여 대략 180°이다. 따라서, 꼬인 경로의 각도 범위가 본 명세서의 예시적인 실시예들로 설명되는 경우, 각도 범위는 도 33에 나타나 있는 바와 같이 중심선(908)에 대하여 각도 범위(920)에 따라 결정될 수 있다. 나아가, 꼬인 경로(900)가 제 1 단부(902)로부터 제 2 단부(906)까지 완전한 360°를 완성하기 때문에, 원호(910) 상의 포인트(912)는 제 1 단부(902)와 제 2 단부(906) 모두에 대응하는데, 제 1 단부(902)와 제 2 단부(906) 사이의 각도 범위(922)는 360°이다. 따라서, 도 33의 예시적인 도면에서, 원호(910)는 완전한 원을 형성한다. 그러나, 꼬인 경로가 360°꼬임을 완성하지 않는 다른 실시예에서는, 꼬인 경로의 각도 범위가 360°보다 작기 때문에 원호(910)는 원을 완성하지 못할 것이다.

도 10A, 도 10B 및 도 11에 나타나 있는 방식으로의 작동 요소들(316A, 316B)의 꼬임은 작동 요소들(316A, 316B)이 리스트(310)를 위하여 길이가 유지되고 있는 것을 가능하게 할 수 있다. 나아가, 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(316A, 316B)의 꼬임의 각도 범위는 작동 요소들(316A, 316B)을 각각의 조인트들(1000A, 1000B)을 위하여 길이가 유지되고 있게 만들도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 조인트(1000A)에 있어서, 도 10A의 예시적인 실시예의 개략적인 도면에 나타나 있는 바와 같이, 각각의 작동 요소들(316A, 316B)의 대략 절반은 구부림 축(312)의 좌측면에 있고, 각각의 작동 요소들(316A, 316B)의 대략 절반은 구부림 축(312)의 우측면에 있다. 결과적으로, 구부림 축(312)의 좌측면에 있는 작동 요소들(316A, 316B)의 일부에 있어서의 길이의 양의 변화 또는 음의 변화는 구부림 축(312)의 우측면에 있는 작동 요소들(316A, 316B)의 일부에 있어서의 길이의 음의 변화 또는 양의 변화에 의해 오프셋되어 있다. 따라서, 작동 요소들(316A, 316B)의 길이의 총 변화는 실질적으로 없고, 각각의 작동 요소들(316A, 316B)을 조인트(1000A)에 걸쳐서 길이가 유지되고 있게 만든다. 이와 유사하게, 조인트(1000B)에 있어서, 도 10b의 예시적인 실시예의 개략적인 도면에 나타나 있는 바와 같이, 각각의 작동 요소들(316A, 316B)의 대략 절반은 구부림 축(322)의 정상면과 바닥면에 있어서, 구부림 축(322)에 대한 작동 요소들(316A, 316B)의 정상면의 길이의 변화는 구부림 축(322)에 대한 작동 요소들(316A, 316B)의 바닥면의 길이의 변화에 의해 실질적으로 오프셋되어 있다. 따라서, 작동 요소들(316A, 316B)의 길이의 총 변화는 실질적으로 없고, 각각의 작동 요소들(316A, 316B)을 조인트(1000B)에 걸쳐서 길이가 유지되고 있게 만든다.

조인트에 걸친 작동 부재의 꼬임의 양은 조인트의 길이에 걸친 작동 부재의 평균 각도 포지션으로 개략적으로 표현될 수도 있다. 예를 들어, 조인트(1000A)의 길이에 걸쳐 중립 축에 대한 작동 요소(316A)의 평균 각도 포지션(314)은 도 10a에 개략적으로 나타나 있다. 환언하자면, 중립 축(318)이 극좌표계의 원점으로 다루어지는 경우와 같이 작동 요소(316A)가 조인트(1000A)의 길이(326)에 걸쳐서 90°로 꼬임에 따라, 작동 요소(316A)의 평균 각도 포지션(314)은 결정될 수 있다. 도 10a에 나타나 있는 바와 같이 조인트(1000A)의 길이(326)에 걸치는 작동 요소(316A)의 평균 각도 포지션(314)이 조인트(1000A)의 구부림 축(312)과 일직선이 되는 경우, 이는 작동 요소(316A)가 조인트(1000A)를 위하여 길이가 유지되고 있다는 것을 지시한다. 작동 요소(316A)는 도 10b에 나타나 있는 바와 같이 구부림 축(322)과도 일직선이 되는 조인트(1000B)의 길이(328)에 걸쳐서 평균 각도 포지션(324)을 가진다. 나아가, 작동 요소(316B)가 작동 요소(316A)의 반대편에 위치결정되어 있고 작동 요소(316A)의 꼬임을 실질적으로 반영하기 때문에, 조인트들(1000A, 1000B)에 걸치는 작동 요소(316B)의 평균 각도 포지션은 작동 요소(316A)의 평균 각도 포지션들(314, 324)과 같이 동일한 것으로 여겨질 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 여러 가지 예시적인 실시예들은 구부림 축에 대한 작동 요소의 초기 각도를 설명한다. 초기 각도는 작동 요소가 조인트에 들어감에 따라 구부림 축에 대한 작동 요소의 초기 각도로 여겨질 수 있다. 도 10a의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소(316A)는 조인트(1000A) 내의 구부림 축(312)에 대해 그 초기 포지션(311)에서 초기 각도(319)를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 특히 작동 요소가 조인트(1000A)의 길이(326)를 따라 90°꼬여있는 경우 초기 각도(319)는 대략 45°일 수 있어서, 실질적으로 동일한 양의 작동 요소는 도 10a의 단면도에 나타나 있는 바와 같이 구부림 축(312)의 양쪽 측면 상에 위치되어 있을 수 있다. 작동 요소(316B)가 중립 축(318)에 걸쳐서 작동 요소(316A)에 대해 반대편에 위치결정될 수 있기 때문에, 조인트(1000A) 내의 작동 요소(316B)의 초기 포지션(323)은 구부림 축(312)에 대하여, 예컨대 대략 45°와 같이 대략 동일한 각도(319)로 있을 수 있다. 조인트(1000B)에서, 작동 요소들(316A, 316B)의 초기 포지션들(315, 325)은 조인트(1000A) 내에서 각도(319)와 같이 대략 동일한 구부림 축(322)에 대한 각도로 있을 수 있다.

그러나, 더 적거나 더 많은 양의 (꼬임의)각도 범위가 주어진 조인트에 걸쳐 이용되는 경우와 같이, 다른 초기 각도들도 이용될 수 있다. 예를 들어, 작동 요소(316A)의 초기 포지션(311)은 구부림 축(312)에 대하여 대략 50°의 각도(319)로 있을 수 있다. 이러한 예시에서, 조인트(1000A)에 걸친 작동 요소(316A)의 꼬임의 양은 대략 100°일 수 있어서, 실질적으로 동일한 양의 작동 요소(316A)는 구부림 축(312)의 양쪽 측면 상에 위치결정될 수 있고 작동 요소(316A)는 조인트(1000A)에 걸쳐서 길이가 유지되고 있다. 초기 각도(319)의 다른 값들은 예시적인 실시예에 따라, 예컨대 약 40°내지 약 60°와 같이 본 명세서의 예시적인 실시예들로 고려되어 있다.

본 명세서에 따르는 여러 가지 예시적인 실시예들에는 도 10a, 도 10b 및 도 11의 예시적인 실시예를 참조하여 설명되어 나타나 있는 다른 초기 포지션 작동 요소 꼬임 구성이 고려되어 있다. 도 12a를 참조하면, 리스트의 예시적인 실시예의 조인트에 관한 개략적인 단면도가 나타나 있다. 도 12a의 예시적인 실시예에 도시되어 있는 조인트(1200A)는, 조인트(1200A) 내의 작동 요소들(330A, 330B)의 초기 포지션들이 구부림 축(332A)과 정렬되어 있는 점을 제외하고 도 10a의 예시적인 실시예와 유사한 A 타입 조인트일 수 있다. 작동 요소들(330A, 330B)은, 예컨대 엔드 이펙터(도 8의 예시적인 실시예의 엔드 이펙터(252)와 같은 것)를 작동시키는데 사용될 수 있고, 또는, 예컨대 리스트와 같은 기구의 다른 구성요소를 작동시키는데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(330A, 330B)은 꼬인 경로를 따라갈 수 있어서, 작동 요소들(330A, 330B)의 작동은 작동 요소들(330A, 330B)이 리스트를 작동시키는데 사용되는 경우와 같이 반전된 동작을 초래하지 않는다.

도 12a와 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 도 13은 도 12a와 도 12b에 도시되어 있는 조인트들을 포함하되 작동 요소(330A)의 꼬임만 나타나 있는 리스트(320)에 관한 개략적인 평면도이고, 작동 요소(330A)는 중립 축(337)에 대하여 조인트(1200A)의 길이(336)를 따라 꼬임을 가지지 않는다. 도 11에 관하여 상술된 바와 같이, 축(337)은 리스트(320)를 위한 중심선일 수 있고, 추가적으로 작동 요소들(330A, 330B)의 꼬인 경로를 위한 중심선일 수 있다. 따라서, 조인트(1200A)의 길이(336)에 걸친 작동 요소들(330A, 330B)의 평균 각도 포지션(334)(도 13에 개략적으로 도시됨)은 구부림 축(332A)과 일직선이 된다(즉 구부림 축(332A)은 작동 요소들(330A, 330B)을 통과함). 결과적으로, 작동 요소들(330A, 330B)은 조인트(1200A) 내에서 이미 길이가 유지되고 있고, 그 조인트 내에서 꼬여있을 필요가 없다. 그러나, 조인트(1200B)에서, 작동 요소들(330A, 330B)의 각각의 초기 포지션들(331A, 331B)은 구부림 축(332B)으로부터 오프셋되어 있다. 예를 들어, 작동 요소들(330A, 330B)의 초기 포지션들(331A, 335A)은 조인트(1200B) 내에서 구부림 축(332B)으로부터 대략 90°만큼 오프셋될 수 있다.

조인트(1200B)에 걸친 작동 요소들(330A, 330B)의 길이가 유지되는 것을 달성하기 위하여, 작동 요소들(330A, 330B)은 각각의 나중 포지션들(331B, 335B)에 대해 180°의 각도 범위로 꼬여있을 수 있다(즉 중심선(337)을 중심으로 180°의 각도 범위에 걸쳐 꼬인 경로를 따라갈 수 있음). 결과적으로, 대략 동일한 양의 각각의 작동 요소들(330A, 330B)은 조인트(1200B) 내에서 구부림 축(332B)의 양쪽 측면(예컨대 도 13b에 있는 조인트(1200B)의 단면 내의 정상면과 바닥면) 상에 있다. 이는 또한 구부림 축(332B)과 정렬되어 있는(즉 구부림 축(332B)은 작동 요소들(330A, 330B)의 평균 각도 포지션(339)을 통과함) 조인트(1200B)의 길이(338)에 걸쳐 작동 요소들(330A, 330B)의 평균 각도 포지션(339)으로 설명되어 있다(도 13에 개략적으로 나타나 있음). 따라서, 작동 요소들(330A, 330B)은 리스트(320)의 길이에 걸쳐 180°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라갈 수 있는데, 이는 하나의 조인트(예컨대 조인트(1200A))의 길이에 걸쳐 꼬임이 일어나지 않되 다른 조인트(예컨대 조인트(1200B))의 길이에 걸쳐 모든 꼬임이 일어나는 점을 제외하고 도 10a, 도 10b 및 도 11의 예시적인 실시예와 유사하다. 나아가, 작동 요소들(330A, 330B)은 작동 요소들(330A, 330B)을 각각의 조인트들(1200A, 1200B)에 걸쳐서 길이가 유지되고 있게 만드는 방식으로 꼬여있을 수 있다.

리스트들은 각각의 조인트 마다 구부림 축들의 방향들이 변하는 수개의 조인트들을 포함하도록 구성될 수 있다. 본 명세서의 범위 내에 있는 것으로 고려되어 있는 일부 제한없는 예시들은 도 10a 내지 도 13의 예시적인 실시예들의 하나 이상의 다수개의 리스트들(310 및/또는 320)을 가지는 리스트를 포함하는데, 작동 요소들의 길이는 리스트의 총 길이에 걸쳐 실질적으로 유지되고 있다. 예를 들어, 리스트는 도 10a 내지 도 13의 예시적인 실시예들 중 어느 하나에 따라 각각 구성된 2개의 연속적인 리스트 디바이스들을 포함할 수 있다. 이러한 리스트는, 예컨대 제 1 A 조인트, 제 1 B 조인트, 제 2 A 조인트 및 제 2 B 조인트를 순차적으로 포함할 수 있다(즉 리스트는 ABAB 타입의 리스트일 수 있음). 리스트의 길이에 걸쳐서 뻗어있는 작동 요소들의 길이가 유지되고 있는 것을 달성하기 위하여, 작동 요소들은 도 10a 내지 도 13의 예시적인 실시예들의 각각의 리스트(310, 320)의 각도 범위의 두배에 해당하는 리스트의 길이에 걸친 360°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라 뻗어있을 수 있다. 이와 반대로, 2개의 연속적인 리스트 디바이스들(예컨대 ABAB 타입의 리스트)을 포함하는 리스트는 도 10a 내지 도 13의 예시적인 실시예의 리스트들(310 및/또는 320)(예컨대 AB 타입의 리스트)과 같은 단일의 리스트를 포함하는 리스트로 단순화될 수 있다. 이와 유사하게, AABB 타입의 리스트도 AB 리스트로 단순화될 수 있다.

본 명세서에 따르는 여러 가지 예시적인 실시예들에는 리스트의 여러 가지 구부림 축 패턴들과 작동 요소들의 꼬임 구성들이 고려되어 있다. 리스트 구성들이 도 8과 도 10a 내지 도 13에 나타나 있는 바와 같이 2개의 구부림 축들이 있는 조인트들만 포함할 수 있지만, 도 9의 예시적인 실시예의 ABBA 리스트와 같은 다른 리스트 구성들도 이용될 수 있다.

도 14a 내지 도 14d를 살펴보면, 예시적인 실시예에 따라 4개의 조인트들(1400A1, 1400B1, 1400B2, 1400A2)을 포함하는 리스트의 조인트들에 관한 단면도들이 나타나 있다. 예를 들어, 리스트는 도 9의 ABBA 리스트의 예시적인 실시예에 따라 구성결정될 수 있고, 도 14a 내지 도 14d에 있는 조인트들(A1, B1, B2, A2)의 각각의 단면도들은 도 9에 있는 라인 A1-A1, 라인 B1-B1, 라인 B2-B2, 라인 A2-A2을 따라 절단된 도면일 수 있다. 따라서, 도 14a 내지 도 14d에 있는 조인트들의 단면도들(1400A1, 1400B1, 1400B2, 1400A2)에는 도 15의 예시적인 실시예에 개략적으로 나타나 있는 리스트(340)의 4개의 상이한 조인트들이 각각 표현되어 있는데, 조인트(1400A1)는 구부림 축(344)과 길이(364)를 가지고(도 15에 개략적으로 도시됨), 조인트(1400B1)는 구부림 축(346)과 길이(365)를 가지고(도 15에 개략적으로 도시됨), 조인트(1400B2)는 구부림 축(352)과 길이(366)를 가지고(도 15에 개략적으로 도시됨), 그리고 조인트(1400A2)는 구부림 축(354)과 길이(367)을 가진다(도 15에 개략적으로 도시됨). 나아가, 리스트(340)는 도 14a 내지 도 14d와 도 15에 나타나 있는 바와 같이 길이방향 중립 축(348)을 가진다. 축(348)은 리스트(340)를 위한 중심선일 수 있고, 작동 요소들(342, 350)의 꼬인 경로를 위한 중심선일 수도 있다. 작동 요소들(342, 350)은, 예컨대 엔드 이펙터를 작동시키는데 사용될 수 있고, 또는, 예컨대 리스트와 같은 기구의 다른 구성요소를 작동시키는데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(342, 350)은 꼬인 경로를 따라갈 수 있어서, 작동 요소들(342, 350)의 작동은 작동 요소들(342, 350)이 리스트를 작동시키는데 사용되는 경우와 같이 반전된 동작을 초래하지 않는다(예컨대 도 9의 조인트들(300, 306)은 축들(290, 296)을 중심으로 상이한 방향으로 구부러지지 않고, 조인트들(302, 304)은 축들(292, 294)을 중심으로 상이한 방향으로 구부러지지 않음). 예시적인 실시예에 따르면, 각각의 조인트들(1400A, 1400B1, 1400B2, 1400A2)을 위한 작동 요소들(342, 350)의 꼬임은 각각의 구부림 축들(344, 346, 352, 354)을 중심으로 집중되어 있을 수 있는데, 꼬인 경로는 각각의 구부림 축들(344, 346, 352, 354)의 양쪽 측면 상에 실질적으로 동일한 양으로 뻗어있다.

리스트(340)에 걸쳐서 뻗어있는 작동 요소들(342, 350)의 꼬임의 각도 범위는 작동 요소들(342, 350)이 리스트(340)의 길이에 걸쳐서 길이가 유지되고 있는 정도이다. 조인트(1400A1)에서, 작동 요소들(342, 350) 모두는 구부림 축(344)과 정렬되어 있으므로(즉 구부림 축(344)은 작동 요소들(342, 350)을 통과함), 구부림 축(344)과 정렬되어 있는 조인트(1400A1)의 길이(354)에 걸쳐서 평균 각도 포지션(356)을 가진다. 따라서, 작동 요소들(342, 350) 모두는 조인트(1400A1) 내에서 실질적으로 길이가 변하지 않고, 그 조인트 내에서 꼬여있지 않는다. 조인트(1400B1)에서, 작동 요소(342)는 또한 구부림 축(346)에 대해 대략 90°의 각도로 있는 조인트(A1)로부터 들어감에 따라 초기 포지션(351)을 가진다.

도 14b의 예시적인 실시예에서, 작동 요소들(342, 350)은 각각의 나중 포지션들(343, 353)에 대해 조인트(1400B1) 내에서 90°꼬여있을 수 있고, 작동 요소들(342, 350)에는 조인트(1400B1)의 길이(365)에 걸친 평균 각도 포지션(358)이 제공되어 있다. 도 14b의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 평균 각도 포지션(358)은 구부림 축(346)과 정렬되지 않고, 조인트(1400B1) 내의 작동 요소들(342, 350)의 길이에 양의 변화 또는 음의 변화를 초래한다. 조인트(1400B2)에서, 도 14c에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소(342)는 구부림 축(352)에 대하여 90°의 각도(359)로 조인트(1400B1)로부터 들어간 후에 초기 포지션(345)을 가지고, 작동 요소(350)는 구부림 축(352)에 대해 90°로 초기 포지션(355)을 가진다. 작동 요소들(342, 350)은 조인트(1400B2)의 길이(366)에 걸쳐서 평균 각도 포지션(360)을 제공하기 위해서 조인트(1400B2) 내에서 90°꼬여있고(즉 중심선(348)을 중심으로 90°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라감), 조인트(1400B2) 내의 각각의 작동 요소들(342, 350)의 길이에 양의 변화 또는 음의 변화를 초래한다.

그러나, 조인트들(1400B1, 1400B2) 내에서의 작동 요소들(342, 350)의 꼬임들은 조인트들(1400B1, 1400B2)의 각각의 길이들(365, 366)에 걸쳐서 평균 각도 포지션들(358, 360)에 의해 지시된 바와 같이 구부림 축들(346, 352)의 반대쪽 측면들 상에 있고, 작동 요소들(342, 350)의 길이의 변화들은 실질적으로 서로 상쇄한다. 나아가, 작동 요소들(342, 350)은 조인트(1400A2)의 길이(367)에 걸쳐서 작동 요소들(342, 350)의 평균 각도 포지션(362)에 의해 지시된 바와 같이 조인트(1400A2) 내에서 구부림 축(354)과 정렬되어 있다(즉 구부림 축(354)은 작동 요소들(342, 350)을 통과함). 결과적으로, 작동 요소들(342, 350)은 리스트(340)의 전체 길이에 걸쳐(즉 각각의 조인트들(1400B1, 1400B2)에 걸쳐 90°) 180°꼬여있다(즉 꼬인 경로는 중심선(348)을 중심으로 180°의 각도 범위를 가짐). 나아가, 조인트들(1400B1, 1400B2)의 구부림 축들(346, 352)에 대한 작동 요소들(342, 350)의 꼬임이 구부림 축들(346, 352)의 반대쪽 측면들 상에 있기 때문에, 작동 요소들(342, 350)은 조인트들(1400A1, 1400A2)의 길이의 실질적인 변화를 겪지 않고, 조인트(B1) 내의 작동 요소들(342, 350)의 길이의 양의 변화 또는 음의 변화는 조인트(1400B2) 내의 작동 요소들(342, 350)의 길이의 대응하는 양의 변화 또는 음의 변화에 의해 오프셋되어 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 따라서, 각각의 작동 요소들(342, 350)은 리스트(340)의 전체 길이에 걸쳐 길이가 유지되고 있다.

본 명세서에는 2개 이상의 조인트를 가지는 리스트들의 다른 구성들이 고려되어 있다. 도 16a 내지 도 16d를 살펴보면, 리스트의 조인트들(1600A1, 1600B1, 1600B2, 1600A2)에 관한 단면도들이 나타나 있다. 리스트(370)는, 예컨대 도 9에 나타나 있는 예시적인 실시예에 따라 구성결정될 수 있고, 도 16a 내지 도 16d의 조인트들(1600A1, 1600B1, 1600B2, 1600A2)의 단면도들은 도 9의 ABBA 리스트에 관한 예시적인 실시예의 라인 A1-A1, 라인 B1-B1, 라인 B2-B2 및 라인 A2-A2을 따라 절단된 도면들일 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 조인트(1600A1)는 구부림 축(391)과 길이(400)를 가지고(전체 리스트(370)가 나타나 있고 도 16a 내지 도 16d에 도시되어 있는 조인트들을 포함하는 도 17의 예시적인 실시예에 개략적으로 나타나 있음), 조인트(1600B1)는 구부림 축(392)과 길이(402)를 가지고(도 17에 개략적으로 나타나 있음), 조인트(1600B2)는 구부림 축(393)과 길이(404)를 가지고(도 17에 개략적으로 나타나 있음), 그리고 조인트(1600A2)는 구부림 축(394)과 길이(406)을 가진다(도 17에 개략적으로 나타나 있음). 나아가, 리스트(370)는 도 16a 내지 도 16d와 도 17에 나타나 있는 바와 같이 조인트들((1600A1, 1600B1, 1600B2, 1600A2)을 통해 뻗어있는 길이방향 중립 축(390)을 포함할 수 있다. 축(390)은 리스트(370)를 위한 중심선일 수 있고, 작동 요소들(372, 380)의 꼬인 경로를 위한 중심선일 수도 있다. 작동 요소들(372, 380)은, 예컨대 엔드 이펙터를 작동시키는데 사용될 수 있고, 또는, 예컨대 리스트와 같은 기구의 다른 구성요소를 작동시키는데 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(372, 380)은 꼬인 경로를 따라갈 수 있어서, 작동 요소들(372, 380)의 작동은 작동 요소들(372, 380)이 리스트를 작동시키는데 사용되는 경우와 같이 반전된 동작을 초래하지 않는다(예컨대 도 9의 조인트들(300, 306)은 축들(290, 296)을 중심으로 상이한 방향들로 구부러지지 않고, 조인트들(302, 304)은 축들(292, 294)을 중심으로 상이한 방향들로 구부러지지 않음).

도 16a 내지 도 16d와 도 17의 예시적인 실시예에서, 작동 요소들(372, 380)은 처음에는 오프셋되어 있어서 조인트(1600A1) 내에서 구부림 축(391)으로부터 정렬되지 않을 수 있다. 예를 들어, 작동 요소들(372, 380)은 처음에는 구부림 축(391)에 대해 대략 30°의 각도(395)로 있을 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 작동 요소들(372, 380)은 각각의 초기 포지션들(371, 381)로부터 나중 포지션들(373, 383)까지 조인트(1600A1)의 길이(400)를 따라 60°꼬여있을 수 있어서(즉 중심선(390)을 중심으로 60°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라감), 작동 요소들(372, 380)은 조인트(1600A1) 내에서 길이가 유지되고 있다. 따라서, 조인트(1600A1)의 길이(400)에 걸친 작동 요소들(372, 380)의 평균 각도 포지션(396)은 구부림 축(391)과 정렬한다(구부림 축(391)은 작동 요소들(372, 380)의 평균 각도 포지션(396)을 통과함).

이와 유사하게, 작동 요소들(372, 380)은 각각의 초기 포지션들(374, 384)로부터 나중 포지션들(375, 385)까지 조인트(1600B1) 내에서 60°꼬여있을 수 있고(즉 중심선(390)을 중심으로 60°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라감), 각각의 초기 포지션들(376, 386)로부터 나중 포지션들(377, 387)까지 조인트(1600B2) 내에서 60°꼬여있을 수 있고(즉 중심선(390)을 중심으로 60°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라감), 그리고 각각의 초기 포지션들(378, 388)로부터 나중 포지션들(379, 389)까지 조인트(1600A2) 내에서 60°꼬여있을 수 있다(즉 중심선(390)을 중심으로 60°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 따라감). 조인트(A1)와 유사하게, 조인트(1600A2)의 길이(406)에 걸친 작동 요소들(372, 380)의 평균 각도 포지션(399)은 구부림 축(394)과 정렬해서, 작동 요소들(372, 380)은 조인트(1600A2)에 걸쳐 길이가 유지되고 있다. 작동 요소들(372, 380)은 각각의 조인트들(1600B1, 1600B2)의 길이들(402, 404)에 걸쳐 길이가 유지되고 있지 않다. 그러나, 조인트들(1600B1, 1600B2)의 조합된 길이들(402, 404)에 걸쳐 전체적으로 살펴보면, 작동 요소들(372, 380)은 조인트들(1600B1, 1600B2)의 조합에 걸쳐 실질적으로 길이가 유지되고 있다. 이는 조인트(1600B1)의 길이(402)에 걸친 작동 요소들(372, 380)의 평균 각도 포지션(397), 및 조인트(1600B2)의 길이(404)에 걸친 작동 요소들(372, 380)의 평균 각도 포지션(398)에 의해 지시되어 있는데, 이 포지션들은 각각의 구부림 축들(392, 393)의 반대쪽 측면들 상에 있다. 따라서, 작동 요소들(372, 380)은 리스트(370)의 전체 길이에 걸쳐(즉 조인트들(1600A1, 1600B1, 1600B2, 1600A2)의 각각의 길이들에 걸쳐 60°꼬여있음) 총 240°꼬여있을 수 있다(즉 중심선(390)을 중심으로 240°의 각도 범위를 가지는 꼬인 경로를 가짐).

위의 예시적인 실시예에 기술된 바와 같이 작동 요소를 꼬인 경로를 따라 뻗게 하기 위하여, 여러 가지 예시적인 실시예들에는 하나 이상의 작동 요소들을 꼬인 경로를 따라 안내하는 하나 이상의 구조들이 고려되어 있다. 작동 요소가 도 10a 내지 도 17의 예시적인 실시예들과 같이 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예들에 따라 꼬인 경로를 따라 뻗어있을 때, 하나 이상의 구조들은 작동 요소의 좌굴을 최소화하거나 줄이기 위해서 그 길이를 따라 작동 요소에 대한 지지를 제공할 수 있다.

도 18을 살펴보면, 도 8의 예시적인 실시예의 샤프트(251)와 같은 기구 샤프트의 원위 단부에 위치되어 있는 작동 요소 지지부(410)를 포함하여 수술 기구의 원위부가 나타나 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부(410)의 제 1 부분(411)은 제 1 부분(411)의 통로들(415, 416)을 통해 뻗어있는 작동 요소들(426, 428)을 위한 꼬인 경로를 제공하는 꼬여있는 통로들(415, 416)을 포함할 수 있다. 도 18의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소들(426, 428)은 지지부(410)의 근위 단부(423) 밖으로 뻗어있을 수 있고 작동 요소 지지부(410)의 제 2 부분(413) 속으로 뻗어있을 수 있는데, 이 작동 요소 지지부는 직선 통로(438, 439)를 통해 작동 요소들(426, 428)이 뻗어있을 수 있도록 실질적으로 직선 통로들(438, 439)을 포함한다. 용이하게 도시하기 위하여 2개의 통로들(438, 43.9)만이 도 18의 예시적인 실시예에 도시되어 있지만, 작동 요소 지지부(410)의 제 2 부분(413)은 제 1 부분(411)과 같이 동일한 개수의 통로들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 부분(413)의 통로들은 제 1 부분(411)의 통로들에 접합될 수 있어서, 제 2 부분(413)의 통로들을 통해 뻗어있는 작동 요소들은 제 1 부분(411) 내의 대응하는 통로들을 통해 뻗어있다.

예시적인 실시예에 따르면, 지지부(410)는 중심 통로를 통해 작동 요소(414)가 뻗어있을 수 있도록 중심 통로(419)를 추가로 포함할 수 있다. 중심 통로(419)는 기구의 길이방향 중심선(421)을 따라 뻗어있을 수 있어서, 작동 요소(414)나 유동물 도관과 같은 중심 통로(419)를 통해 뻗어있는 임의의 부재는 지지부(410)가 구부러지는 경우 길이의 실질적인 변화를 겪지 않는다. 중심선(421)은 또한 예시적인 실시예에 따라 지지부(410)의 중심선일 수 있다. 작동 요소(414)는, 예컨대 절단용 날과 같은 엔드 이펙터를 작동시키는데 사용될 수 있다. 중립 축이나 중심선으로부터 반경방향으로 오프셋되어 있는 본 명세서에 기술된 여러 가지 예시적인 실시예의 작동 요소들은 엔드 이펙터나 리스트를 작동시키는 것으로 제한되지 않지만, 다른 기구 구성요소들을 작동시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 중립 축이나 중심선으로부터 반경방향으로 오프셋되어 있는 본 명세서에 기술된 여러 가지 예시적인 실시예들의 작동 요소들은 작동 요소 지지부(410)에 대해 원위에 있는 제 2 리스트 또는 다른 기구 구성요소를 작동시킬 수 있다. 다른 예시에서, 작동 요소(414)는 엔드 이펙터를 작동시키는데 사용될 수 있는 한편, 작동 요소들(426, 428)은 엔드 이펙터가 연결되는 리스트를 작동시키는데 사용된다. 다른 예시에 따르면, 유동물 도관은 작동 요소(414)를 대신하여 중심 통로(419)를 통해 뻗어있을 수 있다.

하나 이상의 작동 요소들은 작동 요소 지지부(410)로부터 뻗어있을 수 있고, 기구 구성요소를 작동시키는데 사용되는 디바이스에 연결될 수 있다. 도 19의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소 지지부(440)는 유동물 도관이나 작동 요소(414)와 같은 중심 루멘(442)(커넥터(420)의 루멘(424)을 통해 더욱 뻗어있을 수 있음), 작동 요소들(426, 428)을 위한 루멘(446), 및 다른 작동 요소들이나 유동물 도관들을 위하여 사용될 수 있는 2개의 추가적인 루멘(444)들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들(426, 428)과 커넥터(420)는 작동 요소들(426, 428)과 커넥터가 방향(435)을 따라 밀리거나 당겨지는 경우와 같이 엔드 이펙터를 작동시키는 푸시/풀 작동 요소를 형성할 수 있다. 도 20을 참조하면, 엔드 이펙터(434)의 측면도는 다물어진 구성으로 나타나 있고, 커넥터(420)의 돌출부는 엔드 이펙터(404)의 슬롯(437)을 통해 뻗어있는 상태이다. 도 20과 도 21에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소들(426, 428), 커넥터(420) 및 돌출부(422)가 방향(425)으로 밀리는 경우, 돌출부(422)는 슬롯(437)을 통해 움직이고 벌려진 구성이 되도록 엔드 이펙터(434)에 힘을 가한다.

작동 요소들(426, 428)이 푸시/풀 작동 요소들로서 사용될 수 있지만, 작동 요소들(426, 428)은 그 대신 풀/풀 작동 요소로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 작동 요소들(426, 428)은 커넥터(420)를 사용하지 않으면서 엔드 이펙터(404)의 근위 단부(409)에 부착될 수 있어서, 엔드 이펙터(404)는 작동 요소들(426, 428) 중 하나를 당김으로써 벌려질 수 있고 작동 요소들(426, 428) 중 다른 하나를 당김으로써 다물어질 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부는 수술 기구 내에 위치결정될 수 있어서, 지지부의 위치는 리스트의 위치에 대응하는데, 이는 리스트를 통해 뻗어있는 작동 요소들의 길이를 변화시킬 수 있도록 리스트가 구부러질 수 있기 때문이다. 중심 통로(419)가 기구의 길이방향 중심선(421)을 따라 위치되어 있기 때문에, 작동 요소들(426, 428)과 그 각각의 통로들(415, 416)은 중심선(421)으로부터 반경방향으로 오프셋되어 있다. 따라서, 리스트(430)가, 예컨대 엔드 이펙터(434)를 원하는 위치로 위치결정하기 위해서 기구를 구부리도록 작동되는 경우, 작동 요소들(426, 428)은 길이의 변화를 겪을 수 있다. 그러나, 지지부(440)는, 예컨대 도 10a 내지 도 17의 예시적인 실시예들에 따라 작동 요소들(426, 428)에 꼬인 경로를 부여해서, 작동 요소들(426, 428)은 리스트(430)의 길이에 걸쳐 길이의 실질적인 변화를 겪지 않는다.

통로들(415, 416)은 도 18의 예시적인 실시예에서는 180°꼬여있지만, 도 10a 내지 도 17의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이 꼬임의 다른 구성이 사용될 수 있다. 작동 요소 지지부(410)는 하나 이상의 작동 요소들을 위한 꼬인 경로를 제공하는 여러 가지 많은 통로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동 요소 지지부(410)는 하나의 통로 또는 2개의 통로 또는 3개의 통로 또는 4개 이상의 통로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동 요소 지지부(410)는 전기 에너지를 엔드 이펙터에 제공하는 전기 전도체(미도시)와 같은 추가적인 작동 요소들이나 유동물 도관들(427, 428)을 위하여 사용될 수 있는 제 3 통로(417)와 제 4 통로(418)를 포함할 수 있다.

도 18의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소 지지부(410)는 지지부(410)의 길이에 걸쳐 형성되어 있는 통로들(415-418)이 있는 고체 단일 피스 구성체를 가질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부(410)는, 예컨대 고분자 재료(polymer material)를 실질적인 실린더 형상으로 압출함으로써 제조될 수 있는데, 꼬여있는 통로들(415-418)이 고분자 재료로 된 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 그러나, 다른 제조 방법은, 지지부(410)의 중심선(421)을 중심으로 꼬여있고 이로부터 반경방향으로 오프셋되어 있는 하나 이상의 꼬여있는 통로들을 가지는 지지부(410)를 제공하는데 이용될 수 있다. 따라서, 지지부(410)는 하나 이상의 작동 요소들을 꼬인 경로를 따라 안내할 수 있고, 작동 요소의 좌굴을 최소화하거나 제거하기 위해서 작동 요소들에 지지를 제공할 수 있다. 예를 들어, 작동 요소가 푸시/풀 작동 요소로서 이용되고 작동 요소가 밀리는 경우, 지지부(410)는 작동 요소의 좌굴을 줄이거나 제거할 수 있다.

여러 가지 예시적인 실시예들에서, 지지부(410)는, 지지부(410)가 리스트를 통해 뻗어있어서 리스트가 작동되는 경우 지지부(410)의 구부림을 촉진하도록 가요성일 수 있다. 지지부(410)는, 예컨대 비교적 작은 마찰 계수를 제공하는 고분자 재료로부터 만들어질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 지지부(410)는, 예컨대 폴리에테르 블록 아미드(polyether block amide; PEBAX), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene; FEP), 및 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 비교적 작은 마찰 계수를 가지는 다른 고분자 재료로 만들어질 수 있다. 추가적으로, 지지부(410)를 통해 뻗어있는 작동 요소들은 작동 요소들과 지지부(410) 사이의 마찰을 최소화하는 재료로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 작동 요소들은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 또는 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 다른 윤활성 재료로 코팅될 수 있다.

도 19의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소 지지부(440)는 5개의 루멘들(442, 444, 446)을 포함할 수 있다. 그러나, 작동 요소 지지부를 포함하는 수술 기구는 5개의 부재들로만 제한되지 않고, 더 많거나 더 적은 개수의 루멘들이 기구에 사용될 수 있다. 예를 들어, 작동 요소 지지부(450)는 도 22의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이 7개의 루멘(452)들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 작동 요소 지지부의 루멘들은 도 22에 나타나 있는 바와 같이 중심 루멘 둘레에 루멘들로 된 단일의 링으로서 배열될 필요가 없다. 그 대신, 지지부(460)의 루멘(462)들은 도 23에 나타나 있는 바와 같이 중심 루멘 둘레에 복수의 동심 링들로 배열될 수 있다.

도 18의 예시적인 실시예에 관하여 상술된 바와 같이, 작동 요소 지지부는 단일 피스 구성체를 가질 수 있다. 예를 들어, 지지부는 압출되어 있는 단일 피스일 수 있다. 이러한 압출부는 그루브가 없는 실질적으로 연속적인 고체 외측 표면을 가질 수 있다. 그러나, 다른 구성들이나 구성체들도 작동 요소 지지부를 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 작동 요소 지지부는 지지부의 가요성을 강화하기 위해서 약한 재료로 된 하나 이상의 영역을 포함할 수 있다. 도 24를 살펴보면, 작동 요소 지지부(710)의 예시적인 실시예가 나타나 있는데, 작동 요소들(724, 726)이 지지부(710)를 통해 뻗어있다. 지지부(710)가 리스트에 의해 구부러지는 경우와 같이 지지부(710)의 가요성을 강화하기 위하여, 지지부(710)는 도 24의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이 그루브(712)와 같이 약한 재료로 된 하나 이상의 영역을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 지지부(710)는 도 19의 예시적인 실시예와 유사하게 지지부(710)를 통해 형성된 루멘들이 있는 압출부로서 형성될 수 있고, 그루브(712)들로 구분된 척추형상부(714)를 제공하기 위해서 압출부 속에 새겨진 그루브(712)들을 가진다. 도 24의 라인 25-25를 따라 절단된 단면도인 도 25에 나타나 있는 바와 같이, 지지부(710)는 도 19의 예시적인 실시예와 유사하게 5개의 루멘들(711, 713, 715, 717, 719)을 포함할 수 있다. 그러나, 지지부(710)는 다른 개수의 루멘을 포함할 수 있고, 도 22와 도 23의 예시적인 실시예의 루멘 구성들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 지지부(710)는 그루브 이외에 다른 약한 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지부(710)는 추가적인 약한 영역들 및 지지부(710)에 강화된 가요성을 제공하기 위해서 척추형상부(714) 내에 형성될 수 있는 구멍(730)들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소들은 도 18, 도 24 및 도 25의 단일 피스 구성체 이외의 구성요소들에 의해 지지되어 꼬인 경로 속에서 형상결정될 수 있다. 도 26을 살펴보면, 예시적인 실시예에 따라 복수의 별개의 링크들(802-805)에 의해 형성된 작동 지지부(800)에 관한 분해도가 나타나 있다. 링크들(802-805)은 작동 요소들(미도시)을 위한 하나 이상의 통로들(810, 812)을 포함할 수 있다. 도 26의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 링크들(802-805)은 통로들(810, 812)을 통과하는 작동 요소들에게 꼬임을 부여하기 위해서 방향(818)으로 지지부(800)의 길이방향 축(816)(즉 중심선)을 중심으로 회전될 수 있다. 따라서, 링크들(802-805)의 통로들(810, 812)은 하나의 링크로부터 다른 링크까지 중심선(816)에 대하여 상이한 각도 포지션을 가질 수 있다. 링크들(802-805)은 도 10a 내지 도 17의 예시적인 실시예에서 설명된 양의 꼬임과 같은 다른 양의 꼬임을 부여할 수 있다. 추가적으로, 링크들(802-805)은 다른 개수의 루멘들을 포함할 수 있고, 도 22와 도 23의 예시적인 실시예의 루멘 구성들을 포함할 수 있다.

도 18의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소 지지부(410)의 루멘들(415-418)은 지지부(410)의 한쪽 단부로부터 다른쪽으로 한 방향으로 꼬여있을 수 있다. 그러나, 작동 요소 지지부들은 이러한 꼬여있는 구성으로 제한되지 않고, 그 대신 하나 이상의 방향으로 꼬여있는 루멘들을 포함할 수 있다. 도 27을 살펴보면, 작동 요소 지지부(470)의 예시적인 실시예는 방향(471)으로 지지부(470)를 따라 제 1 방향(476)으로 꼬여있으면서 방향(478)을 따라 꼬이도록 반대로 되어 있는 루멘들(472, 474)을 포함하는 것으로 나타나 있다. 나아가, 꼬임의 양은 지지부의 길이를 따라 일정할 수 있고, 또는 지지부의 길이를 따라 증가하거나 감소하여 달라질 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 작동 요소 지지부는 작동 요소를 꼬인 경로를 따라 안내하는 기능 및 작동 요소의 좌굴을 최소화하거나 방지하기 위해서 작동 요소를 지지하는 기능 모두를 가질 수 있다. 작동 요소의 지지 및 그 좌굴 강도를 강화하기 위해서 작동 요소 지지부와 사용될 수 있는 다른 구조들이 제공될 수 있다. 도 28을 살펴보면, 작동 요소(500)의 예시적인 실시예는 작동 요소(500)의 지지되지 않는 구역(502)의 원위 단부에 강성 구역(510)을 포함하는 것으로 나타나 있다. 도 28에 있는 부분(504)의 확대도인 도 29에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소(500)는 강성 구역(510) 속으로 뻗어있는 와이어나 케이블(506)을 포함할 수 있다. 와이어나 케이블(506)은, 예컨대 도 18의 예시적인 실시예의 작동 요소들(426, 428) 중 하나일 수 있다. 강성 구역(510)은 와이어나 케이블(506) 위에 들어맞는 강성 실린더(512)를 포함할 수 있다. 강성 실린더(512)느, 예컨대 스테인리스 스틸과 같은 강철로 만들어질 수 있다. 강성 실린더(512)는, 예컨대 실린더(512)를 와이어나 케이블(506)에 권축하여(crimping) 와이어나 케이블(506)에 연결될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 와이어나 케이블(506)의 지지되지 않은 구역(502)은 코팅(508)을 포함할 수 있다. 코팅(508)은, 예컨대 와이어나 케이블(506)보다 더 작은 마찰 계수를 가지는 매끄러운 표면을 와이어나 케이블(506)에 제공하는데 사용될 수 있다. 코팅(508)은 열가소성 물질과 같은 고분자 물질로 만들어질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 코팅(508)은, 예컨대 PTFE, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ethylene tetrafluoroethylene; ETFE), 실리콘, 또는 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 다른 코팅 재료로 만들어질 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 코팅(508)은 도 29에 나타나 있는 바와 같이 실린더(512)의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다.

작동 요소(500)에 강성 구역(510)을 제공함으로써, 작동 요소(500)의 좌굴 강도는 강화될 수 있다. 예를 들어, 작동 요소(500)가 작동 요소 지지부(530)(예컨대 도 18의 예시적인 실시예의 작동 요소 지지부(410))를 통해 삽입되는 경우, 도 30의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이 작동 요소(500)는 방향(534)을 따라 밀릴 수 있고, 작동 요소(500)의 원위 단부를 작동 요소 지지부(530)의 원위 단부(532)를 넘어 뻗어있게 한다. 작동 요소(500)가 강성 구역(510)을 포함하기 때문에, 작동 요소 지지부(530)의 원위 단부(532)를 넘어서 뻗어있는 작동 요소(500)의 부분은 강화된 좌굴 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 수술 기구는, 작동 요소(500)의 지지되지 않는 구역(502)이 작동 요소 지지부(530) 내부에 남아있는 상태로 도 30에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소(500)가 방향(534)을 따라 밀리는 경우 작동 요소(500)의 강성 구역(510)만이 작동 요소 지지부(530)의 원위 단부(532)를 넘어서 뻗어있도록 구성될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 다른 예시적인 실시예들은 작동 요소의 근위 단부에 강성 구역이 결여되어 있지만, 작동 요소(500)의 근위 단부는 도 28에 나타나 있는 바와 같이 강성 구역(520)을 포함할 수도 있다. 근위 단부의 강성 구역(520)은 도 29의 예시적인 실시예의 강성 구역(510)에 따라 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 강성 구역(520)은 도 30의 예시적인 실시예와 유사하게 작동 요소가 당겨지는 경우와 같이 작동 요소 지지부의 근위 단부를 지나서 뻗어있을 수 있다.

작동 요소를 지지하는데 사용될 수 있는 다른 구조는 가요성 샤프트이다. 도 31을 살펴보면, 가요성 샤프트(600)의 예시적인 실시예는 압축 부재(610)와 인장 부재(614)를 포함하는 것으로 나타나 있다. 가요성 샤프트(600)는 도 30의 예시적인 실시예와 유사하게 가요성 샤프트(600)가 작동 요소 지지부의 적어도 일부를 통해 뻗어있는 상태로 작동 요소를 지지하는데 사용될 수 있다. 압축 부재(610)는 작동 요소가 통과하는 중심 루멘(612)을 가질 수 있다. 압축 부재(610)는, 예컨대 압축력이 가요성 샤프트(600)의 길이방향 축(616)을 따라 가해지는 경우 서로에 대하여 압축하는 권양수단(winding)을 포함하는 스프링일 수 있다. 인장 부재(614)는 축(616)을 따라 가해지는 장력이나 가요성 축(600)에 가해지는 구부림 힘을 견디는 압축 부재(610)의 외부 상에 부착되는 것과 같이 압축 부재(610)에 부착되는 와이어나 케이블일 수 있다. 환언하자면, 가요성 축(600)은, 압축 부재(610)가 존재하지 않는 경우라면 다른 방법으로 인장 부재(614)를 압축할 수 있는 압축력을 견디는 압축 부재(610), 및 다른 방법으로 압축 부재(610)를 떨어트려 당길 수 있는 구부림과 장력을 견디는 인장 부재(614)의 조합일 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부는 복수의 가요성 샤프트 레이어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작동 요소 지지부는, 예컨대 서로의 위에 도 31의 예시적인 실시예의 가요성 축(600)으로 된 다수개의 레이어들을 제공함으로써 서로의 위에 적층되는 다수개의 가요성 샤프트들을 포함할 수 있다. 가요성 샤프트들로 된 여러 가지 레이어들은 서로에 대해 동축적일 수 있다. 예를 들어, 도 32의 예시적인 실시예에 나타나 있는 바와 같이, 작동 요소 지지부(1000)는 하나 이상의 작동 요소(1010)들이 지지부(1000)를 통해 뻗어있는 상태로 서로에 대해 동축적인 제 1 가요성 튜브(1002)와 제 2 가요성 튜브(1004)를 포함할 수 있다. 2개의 동축 튜브들(1002, 1004)만이 도 36의 예시적인 실시예에 도시되어 있지만, 지지부(1000)는, 예컨대 3개, 4개 또는 그 이상의 가요성 동축 튜브들과 같은 다른 개수의 동축 튜브들을 포함할 수 있다. 가요성 튜브들(1002, 1004)은 가요성일 수 있는데, 이는 튜브들(1002, 1004)이 예시적인 실시예에 따라 구부러지는 것을 가능하게 하도록 약한 영역을 제공하기 위해서, 예컨대 튜브들(1002, 1004) 내에 그루브들이나 슬릿들을 새김으로써 튜브들(1002, 1004)로부터의 재료의 제거 때문이다. 예시적인 실시예에 따르면, 튜브들(1002, 1004)은 인장 하중에 유용한 권양된 필라멘트가 있는, 압축 하중에 유용한 권양된 고체 스프링일 수 있다.

다른 예시적인 실시예에 따르면, 작동 부재를 지지하기 위한 가요성 샤프트는 함께 연결되는 권양된 팔라멘트들로 된 다수개의 레이어들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 31의 예시적인 실시예의 압축 부재(610)를 포함하는 대신, 가요성 샤프트는, 예컨대 인장 부재(614)들을 함께 엮음으로써 함께 연결되는 복수의 인장 부재(614)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 작동 요소 지지부는 튜브의 가요성을 강화하기 위해서, 예컨대 튜브를 하나 이상의 방향으로 절단함으로써 부분들이 제거되어 있는 튜브에 의해 형성되는 가요성 샤프트일 수 있다. 튜브는, 예컨대 스테인리스 스틸, 열가소성 물질, 또는 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 익숙한 다른 재료로 만들어질 수 있다.

본 명세서에 기술되어 있는 예시적인 실시예들과 방법들은 원격조작식 수술 시스템을 위한 수술 기구들과 함께 이용되는 것으로 기술되어 있다. 그러나, 본 명세서에 기술되어 있는 예시적인 실시예들과 방법들은 복강경 기구나 손으로 파지되는 다른 기구들과 같은 다른 수술 디바이스들과 함께 사용될 수 있다. 나아가, 예시적인 실시예들과 방법들은, 예컨대 리스트나 조인트 구조들에 부착되는 대상을 원격으로 위치결정하기 위해서 작동가능한 리스트나 복합 조인트 구조들을 원격으로 사용하는 다른 적용처에서 이용될 수 있다.

수술 기구가 구부러지는 경우 실질적으로 그 길이를 유지하도록 구성된 작동 요소가 있는 수술 기구들을 제공함으로써, 작동 요소는 길이의 변화로부터의 실질적인 간섭이 없이 기구의 구성요소를 작동시키는 것이 가능하게 되어 있을 수 있고, 수술 기구는 비교적 제조가 용이하도록 단순화된 디자인을 가질 수 있다.

추가적인 수정과 대체 실시예는 본 명세서에 개시되어 있는 것에 비추어 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 시스템과 방법은 조작을 명료하게 하기 위하여 도면이나 발명의 상세한 설명으로부터 생략되어 있는 추가적인 구성요소들과 단계들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명은 설명을 위한 것으로 이해되어야 하고, 본 발명을 수행하는 일반적인 방법으로 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 교시하기 위한 것이다. 본 명세서에 기술되어 나타나 있는 여러 가지 실시예들이 예시적인 것으로 여겨져야 한다는 점을 이해할 수 있다. 요소들과 재료들 및 이러한 요소들과 재료들의 배열은 본 명세서에 기술되어 도시되어 있는 것으로 대체될 수 있고, 부분들과 과정들은 반대로 될 수 있으며, 본 발명의 특정 특징들은 본 명세서의 발명의 상세한 설명의 이점을 가지기 때문에 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 수 있는 모든 것과 같이 독립적으로 이용될 수 있다. 본 발명의 사상과 다음에 오는 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 기술된 요소들에 변경이 행해질 수 있다.

본 명세서에 설명된 특정 예시들과 실시예들이 제한되지 않고 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 구조, 치수, 재료 및 방법에 대한 수정이 행해질 수 있다는 점을 이해할 수 있다.

본 발명에 따르는 다른 실시예들은 본 명세서에 개시된 본 발명의 상세한 설명과 실시형태를 고려하여 당해 기술분야에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 발명의 상세한 설명과 예시들이 다음에 오는 청구범위에 의해 지시되는 진정한 범위와 사상에 관한 단지 예시적인 것으로 여겨져야 한다는 것이 의도되어 있다.

Claims

제 1 단부에서 리스트를 구비하는 샤프트;
리스트에 결합되는 엔드 이펙터; 및
샤프트와 리스트를 따라 뻗어있는 작동 요소;
를 구비하는 수술 기구로서,
작동 요소는 리스트의 적어도 일 부분을 따라 꼬인 경로를 따라가고,
꼬인 경로는 리스트의 전체 길이를 따라 360도 보다 작은 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
샤프트의 제 2 단부에 배치되어 있는 트랜스미션 메커니즘을 더 구비하고, 트랜스미션 메커니즘은 작동 요소를 따라 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 2 항에 있어서,
트랜스미션 메커니즘은 엔드 이펙터를 작동시키기 위해서 작동 요소를 따라 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 2 항에 있어서,
트랜스미션 메커니즘은 리스트를 작동시키기 위해서 작동 요소를 따라 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
꼬인 경로가 중심으로 삼아 꼬이는 축은 리스트의 길이방향 중심선인 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
꼬인 경로가 중심으로 삼아 꼬이는 축은 리스트의 길이방향 중심선으로부터 반경방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 상이한 방향들의 구부림 축들이 있는 2개의 조인트들을 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 7 항에 있어서,
구부림 축들은 서로에 대해 직교하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 7 항에 있어서,
작동 요소의 꼬인 경로는 리스트의 각각의 조인트에 걸쳐서 대략 90도의 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
작동 요소는 리스트의 각각의 개별적인 조인트를 위하여 구부러지는 동안 실질적으로 길이가 유지되고 있는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 2개 이상의 조인트들을 구비하고, 그리고 적어도 하나의 조인트에 걸쳐서 꼬인 경로의 각도 범위는 적어도 하나의 다른 조인트와 상이한 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 제 1 조인트와 제 2 조인트를 구비하고, 작동 요소는 리스트의 제 1 조인트와 리스트의 제 2 조인트의 조합에 걸쳐서 실질적으로 길이가 유지되고 있지만, 각각의 제 1 조인트나 제 2 조인트에 걸쳐서 길이가 유지되고 있지 않는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 12 항에 있어서,
제 1 조인트와 제 2 조인트는 동일한 방향의 구부림 축들을 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 제 1 조인트, 제 2 조인트 및 제 3 조인트를 구비하고,
작동 요소는 리스트의 제 1 조인트에 걸쳐서 실질적으로 길이가 유지되고 있고, 작동 요소는 리스트의 제 2 조인트와 리스트의 제 3 조인트의 조합에 걸쳐서 실질적으로 길이가 유지되고 있지만, 각각의 제 2 조인트와 제 3 조인트에 걸쳐서 길이가 유지되고 있지 않는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 2개 이상의 조인트들을 구비하고,
작동 요소는 리스트의 제 1 조인트를 따라 꼬인 경로를 따라가지 않으면서 리스트의 제 1 조인트에 걸쳐서 실질적으로 길이가 유지되고 있고,
작동 요소는 리스트의 제 2 조인트와 리스트의 제 3 조인트의 조합에 걸쳐서 실질적으로 길이가 유지되고 있지만, 개별적인 제 2 조인트나 개별적인 제 3 조인트에 걸쳐 길이가 유지되고 있지 않는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 15 항에 있어서,
작동 요소는 제 1 조인트에 걸쳐서 직선 경로를 따라가고, 제 1 조인트의 구부림 축과 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 15 항에 있어서,
작동 요소는 제 2 조인트와 제 3 조인트에 걸쳐서 꼬인 경로를 따라가고, 제 2 조인트와 제 3 조인트에 걸쳐서 꼬인 경로는 대략 180도의 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 2개 이상의 조인트들을 구비하고,
작동 요소는 리스트의 각각의 조인트에 걸쳐서 꼬인 경로를 따라가고,
작동 요소는 리스트의 각각의 조인트에 걸쳐서 실질적으로 길이가 유지되고 있는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 18 항에 있어서,
꼬인 경로는 리스트의 전체 길이를 따라 리스트의 길이방향 중심선을 중심으로 대략 240도의 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 제 1 조인트, 제 1 조인트에 인접한 제 2 조인트, 제 2 조인트에 인접한 제 3 조인트, 및 제 3 조인트에 인접한 제 4 조인트를 구비하고,
제 1 조인트는 제 1 방향을 따라 구부림 축을 가지고, 제 2 조인트와 제 3 조인트는 제 1 방향과 상이한 제 2 방향을 각각 따라 제 2 구부림 축과 제 3 구부림 축을 각각 가지고, 그리고 제 4 조인트는 제 1 방향을 따라 구부림 축을 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
샤프트와 리스트를 따라 뻗어있는 제 2 작동 요소를 더 구비하고, 제 2 작동 요소는 리스트의 적어도 일 부분을 따라 제 2 꼬인 경로를 따라가고,
작동 요소의 꼬인 경로와 제 2 작동 요소의 제 2 꼬인 경로는 실질적으로 서로에 대해 평행한 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
꼬인 경로를 정의하는 적어도 하나의 루멘을 구비하는 작동 요소 지지 구조를 더 구비하고,
작동 요소는 작동 요소 지지부의 루멘을 통해 뻗어있는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 22 항에 있어서,
작동 요소 지지 구조는 단일 피스 구성체를 가지는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 22 항에 있어서,
작동 요소 지지부는 약한 재료로 된 하나 이상의 영역이 결여되어 있는 작동 요소 지지부의 다른 영역에 비해 약한 재료로 된 하나 이상의 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 22 항에 있어서,
작동 요소 지지부는 별도의 링크들을 구비하되, 각각의 링크는 작동 요소를 수용하는 통로를 구비하고, 링크들의 각각의 통로들은 리스트의 길이방향 중심선을 중심으로 상이한 각도 포지션들로 위치결정되어 있는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 22 항에 있어서,
작동 요소 지지부는 압축력을 견디는 압축 부재, 및 장력을 견디는 인장 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 22 항에 있어서,
작동 요소 지지부는 복수의 가요성 동축 튜브들을 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
작동 요소는 강성 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 28 항에 있어서,
강성 구조는 금속 실린더인 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 28 항에 있어서,
작동 요소는 강성 구조에 인접하여 배치된 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
제 1 항에 있어서,
리스트는 복수의 연결되는 링크들을 구비하는 것을 특징으로 하는 수술 기구.
수술 기구의 작동 요소를 위한 지지 구조로서,
지지 구조의 길이방향 축을 중심으로 꼬인 경로를 정의하는 적어도 하나의 통로를 구비하고,
통로는 통로의 제 1 단부로부터 통로의 제 2 단부까지 360도 보다 작은 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 지지 구조.
제 32 항에 있어서,
지지 구조는 통로들의 제 1 단부로부터 통로들의 제 2 단부까지 꼬인 경로를 각각 정의하는 복수의 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지 구조.
제 32 항에 있어서,
작동 요소 지지부는 약한 재료로 된 하나 이상의 영역이 결여되어 있는 작동 요소 지지부의 다른 영역들에 비해 약한 재료로 된 하나 이상의 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지 구조.
제 32 항에 있어서,
지지 구조는 단일 피스 구성체를 가지는 것을 특징으로 하는 지지 구조.
제 32 항에 있어서,
통로는 지지부의 길이방향 중심선으로부터 반경방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 지지 구조.
수술 기구 리스트를 구성하는 방법으로서,
작동 요소가 리스트의 적어도 일 부분을 따라 꼬인 경로를 따라가도록 작동 요소를 리스트를 따라 뻗게 하는 단계를 구비하고,
꼬인 경로는 360도 보다 작은 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.