KR20180037415A - 보호 튜브를 구비한 최소 침습 수술 기구 - Google Patents

Abstract

최소 침습 수술 기구는 메인 튜브; 메인 튜브의 원위 단부에 연결되며 가요성을 가지는 엔드 이펙터; 및 상기 메인 튜브를 둘러싸며, 상기 메인 튜브의 길이 방향으로 슬라이드 이동 가능한 보호 튜브를 포함하고, 상기 보호 튜브는 상기 엔드 이펙터를 상기 보호 튜브의 내측에 숨기는 제1 위치와, 상기 엔드 이펙터를 상기 보호 튜브의 외측에 노출시키는 제2 위치 간에 슬라이드 이동 가능하다.

Description

보호 튜브를 구비한 최소 침습 수술 기구{SURGICAL APPARATUS FOR MINIMALLY INVASIVE SURGERY HAVING PROTECTIVE TUBE}

본 발명은 최소 침습 수술 기구에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 체내 삽입 시 휘어질 수 있는 엔드 이펙터 부분을 선택적으로 덮거나 노출시켜 엔드 이펙터를 보호할 수 있는 보호 튜브를 구비하는 최소 침습 수술 기구에 관한 것이다.

수술시 환자의 불편을 최소화하기 위해, 최소 침습만으로 수술을 시행할 수 있는 최소 침습 수술 기구가 널리 이용되고 있다.

이러한 최소 침습 수술 기구는 긴 튜브체를 이용해 내시경 형태로 체내로 삽입되는 것이 일반적이다.

일반적인 최소 침습 수술 기구는, 체내로 수술 기구를 유도할 수 있는 메인 튜브와, 상기 메인 튜브의 전단부에서 조향 가능하여 수술 기구의 전단의 방향을 전환시킬 수 있는 엔드 이펙터를 포함한다.

하지만, 엔드 이펙터는 조향을 위해 가요성 재질이나 구조로 형성되므로, 메인 튜브에 비해 강성이 떨어지게 된다.

최소 칩습 수술 기구를 체내에 삽입하는 동안 엔드 이펙터가 파손되어 제대로 동작하지 못하는 일이 빈번히 발생하고 있다.

따라서, 최소 침습 수술 기구가 체내로 삽입되는 동안에 엔드 이펙터를 보호할 수 있는 방안이 요구된다.

한국 특허 등록 공보 제10-1075294호 (2011.10. 19)

본 발명은 슬라이드 이동 가능한 보호 튜브를 구비하여, 체내 삽입 시 보호 튜브가 전진하여 엔드 이펙터를 감싸고, 수술 시 후퇴하여 엔드 이펙터를 작동 가능한 상태로 노출시킬 수 있는 최소 침습 수술 기구를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구는 메인 튜브; 메인 튜브의 원위 단부에 연결되며 가요성을 가지는 엔드 이펙터; 및 상기 메인 튜브를 둘러싸며, 상기 메인 튜브의 길이 방향으로 슬라이드 이동 가능한 보호 튜브를 포함하고, 상기 보호 튜브는 상기 엔드 이펙터를 상기 보호 튜브의 내측에 숨기는 제1 위치와, 상기 엔드 이펙터를 상기 보호 튜브의 외측에 노출시키는 제2 위치 간에 슬라이드 이동 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메인 튜브 및 상기 보호 튜브가 결합되는 작동 모듈을 포함하고, 상기 작동 모듈은, 상기 보호 튜브를 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치로 이동시켜 고정시킬 수 있는 작동 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 작동 장치는, 상기 보호 튜브가 고정되는 이동체, 및 상기 이동체와 나사 결합되며 상기 보호 튜브의 길이 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 리드 스크류를 포함하고, 상기 리드 스크류가 회전함에 따라 상기 이동체가 상기 리드 스크류를 따라 직선 이동하여 상기 보호 튜브가 슬라이드 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 작동 장치는, 상기 보호 튜브가 고정되는 이동체, 및 상기 보호 튜브의 길이 방향과 수직한 방향으로 상기 이동체와 나사 결합되는 노브 나사를 포함하고, 상기 노브 나사가 상기 작동 모듈의 작동 몸체에 형성된 슬릿을 따라 이동함에 따라 상기 이동체가 상기 보호 튜브의 길이 방향으로 이동하여, 상기 보호 튜브가 슬라이드 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노브 나사는, 상기 이동체와 연결되는 소경부, 상기 소경부와 연결되는 대경부를 포함하고, 상기 슬릿의 양단에는 상기 대경부가 삽입될 수 있는 고정홈이 형성되고, 상기 고정홈 사이의 슬릿의 폭은 상기 대경부의 직경보다 작게 형성되며, 상기 노브 나사의 상기 슬릿의 양단으로 이동시킨 뒤 상기 대경부가 상기 고정홈에 삽입되도록 상기 노브 나사를 조여, 상기 이동체의 위치를 고정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 작동 모듈에 결합되며, 상기 엔드 이펙터를 조향하기 위해 동력을 공급하는 구동 모터를 구비하는 조종 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조종 모듈은 사용자가 조작하여 상기 엔드 이펙터를 조향할 수 있는 스위치부를 포함하고, 상기 스위치부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고, 상기 제1 스위치가 작동하면 상기 엔드 이펙터가 제1 방향으로 조향되고, 상기 제2 스위치가 작동하면 상기 엔드 이펙터가 제2 방향으로 조향되며, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 동시 작동하면 상기 엔드 이펙터가 곧게 뻗는 초기 상태로 조향될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조종 모듈은 사용자가 손으로 파지할 수 있는 조종 몸체를 포함하고, 상기 스위치부는 사용자가 손가락으로 조절할 수 있도록 상기 조종 몸체에 배치되며, 상기 스위치부는 상기 제1 스위치 및 제2 스위치를 가로질러 상기 제1 스위치 및 제2 스위치에 동시 결합되는 일체의 스위치 커버를 포함하고, 상기 스위치 커버는, 제1 누름부, 중앙 누름부 및 제2 누름부를 포함하고, 상기 제1 누름부 및 제2 누름부는 상기 중앙 누름부의 양 측에 각각 배치되고, 상기 중앙 누름부는 상기 상향 누름부 및 상기 하향 누름부에 비해 함몰되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가, 상기 재1 누름부를 압지하면 상기 제1 스위치가 작동하고, 상기 제2 누름부를 압지하면 상기 제2 스위치가 작동하며, 상기 제1 누름부와 상기 제2 누름부는 상기 중앙 누름부를 중심으로 서로 대칭으로 형성되어, 사용자가 상기 중앙 누름부를 압지하면 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 동시에 작동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 작동 모듈과 상기 조종 모듈은 서로 분리 가능할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 작동 모듈은 상기 엔드 이펙터의 내부를 관통하여 연장되는 와이어를 감거나 푸는 전달 기어를 포함하고, 상기 조종 모듈은 상기 전달 기어와 치합되는 구동 기어를 포함하며, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 구동 기어에 의해 상기 전달 기어가 회전함에 따라서 가해지는 상기 와이어의 장력에 의해 상기 엔드 이펙터가 조향될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 작동 모듈은, 상기 엔드 이펙터의 일측에서 상기 엔드 이펙터의 길이 방향을 따라 연장되는 제1 와이어에 연결되는 제1 전달 기어, 상기 엔드 이펙터의 타측에서 상기 엔드 이펙터의 길이 방향을 따라 연장되는 제2 와이어에 연결되는 제2 전달 기어를 포함하고, 상기 제1 전달기어와 상기 제2 전달 기어는 서로 치합되어 서로 반대 방향으로 회전하고, 상기 구동 기어는 상기 제1 전달 기어 또는 제2 전달 기어 중 하나의 전달 기어에 치합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조종 모듈의 후단에서부터 상기 작동 모듈, 상기 메인 튜브 및 상기 엔드 이펙터를 관통하여 의료 기기가 삽입될 수 있는 삽입 통로가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는 각각 상기 엔드 이펙터의 일측에 형성된 두 개의 와이어 구멍과 상기 엔드 이펙터의 타측에 형성된 두 개의 와이어 구멍을 통과하여, 상기 엔드 이펙터를 왕복하도록 연장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 최소 침습 수술 기구의 절단 사시도 및 엔드 이펙터의 확대 사시도이다.
도 3은 도 1의 최소 침습 수술 기구의 평단면도 및 부분 확대 사시도이다.
도 4a는 도 1의 최소 침습 수술 기구의 엔드 이펙터의 개략적인 정단면도이다.
도 4b는 도 1의 최소 침습 수술 기구의 엔드 이펙터의 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 1의 최소 침습 수술 기구의 스위치부의 개략적인 측단면도이다.
도 6은 도 1의 최소 침습 수술 기구의 부분 확대 절단 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 삽입 위치(제1 위치) 및 작동 위치(제2 위치)에 위치하는 보호 튜브를 포함하는 도 1의 최소 침습 수술 기구의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구의 부분 확대 절단 사시도이다.
도 9a 내지 도 9c는 서로 상이한 위치에 배치된 보호 튜브를 포함하는 도 8의 최소 침습 수술 기구의 평단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구에 대해 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 수술 기구(100)는 조종 모듈(110)과, 작동 모듈(130)을 포함한다.

조종 모듈(110)은 스위치부(111)와, 구동 모터(112)와, 조종 몸체(113)를 구비한다. 조종 모듈(110)은 사용자에 의해 가해진 입력 신호를 바탕으로 작동 모듈(130)에 동력을 전달한다.

스위치부(111)는 사용자의 입력 동작에 의해 제어 신호를 발생시킨다. 사용자가 손으로 스위치부(111)를 조작함으로써 발생하는 제어 신호에 기초하여 구동 모터(112)가 작동한다. 작동 모듈(130)의 다양한 작동 모드를 위한 스위치부(111)의 구조 및 작동 방식은 상세히 후술된다.

구동 모터(112)는 스위치부(111)에 의한 제어 신호를 바탕으로 동력을 발생시킨다. 구동 모터(112)는 조종 몸체(113)에 내장되며, 조종 몸체(113) 내의 전원 장치(115)로부터 전원을 공급받는다. 구동 모터(112)에 의해 발생한 동력은 구동 기어(114)를 통해 작동 모듈(130)에 전달될 수 있다.

조종 몸체(113)는 사용 시 사용자가 직접 손으로 잡고 사용할 수 있도록 형성된다. 예를 들면, 조종 몸체(113)는 총의 손잡이 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그밖에, 조종 몸체(113)는 사용자가 파지하여 용이하게 수술 동작을 진행할 수 있는 다양한 형상이 채용되어 형성될 수 있다.

조종 몸체(113)의 전방에 스위치부(111)가 장착되어, 한 손으로 조종 몸체(113)를 파지하고 스위치부(111)를 조작할 수 있다. 조종 몸체(113)의 형상과 스위치부(111)가 배치되는 위치는 도시된 바에 한정되지 않으며, 파지의 편의성과 조작의 용이성을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.

작동 모듈(130)은 메인 튜브(136)와 보호 튜브(151)를 고정하는 작동 몸체(137)와, 보호 튜브(151)를 이동시키고 위치 고정할 수 있는 작동 장치를 포함한다.

작동 모듈(130)은 조종 모듈(110)로부터 전달된 동력을 바탕으로 필요한 동작을 수행한다.

한편, 조종 모듈(110)은 작동 모듈(130)과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이로써, 전기적인 연결이 없는 작동 모듈(130) 내의 각각의 구성요소들과 보호 튜브(151)를 고온으로 멸균 처리하고 세척할 수 있다. 또한, 수술을 마치고 오염된 작동 모듈(130)을 재사용하지 않고 교체하는 것도 가능하다.

엔드 이펙터(132)는 가요성 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 엔드 이펙터(132)는 가요성 구조로 이루어질 수 있다. 이로써, 엔드 이펙터(132)는 외력에 의해 휘어짐으로써 요구되는 방향으로 조향될 수 있다.

엔드 이펙터(132)는 메인 튜브(136)의 원위 단부에 고정된다. 의료 기기의 몸체는 메인 튜브(136)에 형성된 연결 통로(138)를 통과하며, 그 원위 단부가 엔드 이펙터(132) 내측에 삽입된다.

와이어(134a, 134b)는 엔드 이펙터(132)로부터 메인 튜브(136)를 통해 전달 기어(135a, 135b)까지 연결된다. 와이어(134a, 134b)는 메인 튜브(136) 내의 연결 통로(138)를 통과하여 엔드 이펙터(132)와 전달 기어(135a, 135b)를 연결시킬 수 있다.

엔드 이펙터(132)는 와이어(134a, 134b)의 장력에 의해 휘어진다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 와이어(134a, 134b)는 엔드 이펙터(132)에 형성된 와이어 구멍(133a, 133b)를 통과한다. 제1 와이어(134a)는 제1 와이어 구멍(133a)을 통과하여 엔드 이펙터(132)의 원위 단부의 일측부에 고정된다. 제2 와이어(134b)는 제1 와이어 구멍(133a)의 반대쪽에 위치하는 제2 와이어 구멍(133b)을 통과하여 엔드 이펙터(132)의 원위 단부의 타측부에 고정된다. 엔드 이펙터(132)의 원위 단부의 양측부에 고정된 와이어들(134a, 134b) 중 하나의 와이어를 당기고 나머지 와이어를 풀어줌으로써 도 4b에 도시된 바와 같이 엔드 이펙터(132)를 일측으로 휘게 할 수 있다. 한편, 각각의 와이어(134a, 134b)가 두 줄로 연결되도록, 제1 와이어 구멍(133a)과 제2 와이어 구멍(133b)은 각각 두 개씩 형성될 수 있다. 즉, 하나의 와이어가 엔드 이펙터(132)를 왕복하며 엔드 이펙터(132)의 일측에 형성된 두 개의 와이어 구멍을 순차적으로 통과하고, 상기 하나의 와이어의 양단부가 하나의 전달 기어에 결합될 수 있다. 이로써, 와이어(134a, 134b)가 엔드 이펙터(132)에 흔들림 없이 요구되는 방향으로 정확하게 장력을 가할 수 있다.

와이어(134a, 134b)는 전달 기어(135a, 135b)에 의해 감기거나 풀어진다. 제1 와이어(134a)는 제1 전달 기어(135a)에 연결되며, 제1 전달 기어(135a)가 회전함에 따라 제1 전달 기어(135a)에 감기거나 풀린다. 제2 와이어(134b)는 제2 전달 기어(135b)에 연결되며, 제2 전달 기어(135b)가 회전함에 따라 제2 전달 기어(135b)에 감기거나 풀린다.

제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b)는 서로 반대 방향으로 회전하도록 맞물린다. 다른 추가적인 기어에 의해 연결될 수도 있으나, 제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b)가 서로 직접 맞물림으로써, 그 중 어느 하나의 일방향으로의 회전에 의해 다른 하나는 반대 방향으로 동시에 회전할 수 있다.

제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b)는 구동 기어(114)로부터 동력을 전달 받는다. 구동 기어(114)는 제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b) 중 어느 하나와 맞물릴 수 있다.

구동 기어(114)의 회전에 의해, 서로 맞물려 있는 제1 전달 기어(135a) 및 제2 전달 기어(135b)는 서로 반대 방향으로 회전한다. 따라서, 구동 기어(114)가 회전함에 따라 제1 와이어(134a)가 제1 전달 기어(135a)에 감길 경우, 제2 와이어(134b)는 제2 전달 기어(135b)로부터 풀리며, 엔드 이펙터(132)는 제1 와이어(134a) 측으로 휘게 된다. 또한, 구동 기어(114)가 회전함에 따라 제2 와이어(134b)가 제2 전달 기어(135b)에 감길 경우, 제1 와이어(134a)는 제1 전달 기어(135a)로부터 풀리며, 엔드 이펙터(132)는 제2 와이어(134b) 측으로 휘게 된다.

한편, 제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b)로 동일한 치수의 기어를 사용함으로써 제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b)의 회전수를 동일하게 설정할 수 있다. 즉, 기어비가 1로 설정된 제1 전달 기어(135a)와 제2 전달 기어(135b)가 동시에 서로 반대 방향으로 회전함으로써, 제1 와이어(134a) 및 제2 와이어(134b) 중 어느 하나의 와이어가 감기는 길이만큼 다른 하나의 와이어가 풀려, 엔드 이펙터(132)가 휘는 방향으로 더 휘거나 덜 휘는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상술한 와이어(134a, 134b)와 전달 기어(135a, 135b)의 연결 방식은 예시적인 것으로, 하나의 와이어만을 사용하여 엔드 이펙터(132)를 당길 수도 있다. 또한, 복수의 와이어를 사용하여 다양한 방향으로 엔드 이펙터(132)를 당길 수도 있다. 이와 같이, 와이어와 전달 기어는 사용되는 의료 기기의 특성 및 수술의 종류를 고려하여 적절하게 연결될 수 있다.

구동 기어(114)와 연결된 구동 모터(112)는 스위치부(111)의 다양한 방식의 조작을 통해 전달되는 신호에 의해 구동하여 작동 모듈(130)에 동력을 제공할 수 있다.

스위치부(111)는 제1 스위치(117a), 제2 스위치(117b) 및 제1 스위치와 제2 스위치를 가로질러 제1 스위치(117a)와 제2 스위치(117b)에 동시에 연결되는 스위치 커버(116)를 포함한다.

스위치 커버(116)는 중앙 누름부(116c)의 양측에 제1 누름부(116a)와 제2 누름부(116b)를 구비한다. 본 실시예에 따르면 제1 누름부(116a)와 제2 누름부(116b)는 중앙 누름부(116c)를 중심으로 대칭으로 경사지게 형성되어, 스위치 커버(116)의 일면이 대략 “v” 자 형태를 가진다. 이 밖에도, 스위치 커버(116)는 중앙 누름부(116c)가 제1 누름부(116a)와 제2 누름부(116b)에 비해 함몰된 다양한 형태를 가질 수 있다.

제1 스위치(117a)와 제2 스위치(117b)는 조종 몸체(113)에 대해 회동 가능하도록 조종 몸체(113)에 연결되며, 가압하면 조종 몸체(113)에 내부로 삽입되어 구동 모터를 구동시키기 위한 전기 회로(미도시)를 연결시킬 수 있다.

또한, 제1 스위치(117a)와 제2 스위치(117b)는 가해지는 가압력이 사라지면 탄성력에 의해 원위치로 복귀하도록 형성된다.

제1 스위치(117a)와 제2 스위치(117b)에 동시 연결되는 스위치 커버(116)는 제1 스위치(117a)와 제2 스위치(117b)의 지지력에 의해 중앙 누름부(116c)를 중심축으로 하여 회동 하는 것이 가능하다.

제1 누름부(116a)를 가압하면, 스위치 커버(116)는 제1 누름부(116a)가 조종 몸체(113) 측으로 삽입되어 제1 스위치(117a)를 누르게 되고 제2 누름부(116b)가 조종 몸체(113) 외측으로 돌출되도록 회동한다. 반대로, 제2 누름부(116b)를 가압하면, 스위치 커버(116)는 제2 누름부(116b)가 조종 몸체(113) 측으로 삽입되어 제2 스위치(117b)를 누르게 되고 제1 누름부(116a)가 조종 몸체(113) 외측으로 돌출되도록 회동한다.

사용자가 제1 누름부(116a)를 가압하면 제1 스위치(117a)가 눌려져 작동하며, 제1 스위치(117a)의 작동은 작동 모터(112)가 일방향으로 회전하도록 한다. 이에 따라 제1 전달 기어(135a)는 제1 와이어(134a)를 감고 제2 전달 기어(135b)는 제2 와이어(134b)를 푼다. 엔드 이펙터(132)는 제1 와이어(134a)가 고정된 방향으로 휘어진다.

반대로, 사용자가 제2 누름부(116b)를 가압하면 제2 스위치(117b)가 눌려져 작동하며, 제2 스위치(117b)의 작동은 구동 모터(112)가 제1 누름부(116a)를 가압할 때의 반대 방향으로 회전하도록 한다. 이에 따라 제1 전달 기어(135a)는 제1 와이어(134a)를 풀고 제2 전달 기어(135b)는 제2 와이어(134b)를 감는다. 엔드 이펙터(132)는 제2 와이어(134b)가 고정된 방향으로 휘어진다.

구동 기어(114)가 회전함에 따라 전위차계(미도시)에 연결된 전위차계 기어(139)가 회전하게 된다. 또한, 전달 기어(135a, 135b)와 구동 기어(114)의 회전 수와 전위차계 기어(139)의 회전 수 사이의 관계를 미리 확인할 수 있다. 이를 통해, 제어 장치(160)는 전위차계 기어(139)의 회전에 의해 전위차계로부터 전달되는 전류를 통해 구동 기어(114) 등의 회전 수를 파악할 수 있다.

한편, 사용자가 제1 누름부(116a)와 제2 누름부(116b)를 두 손가락을 이용해 동시에 가압하거나, 한 손가락으로 중앙 누름부(116c)를 가압하면, 스위치 커버(116)는 제1 스위치(117a) 및 제2 스위치(117b)를 동시에 가압하여 누르게 된다. 본 실시예에 따르면, 제1 스위치(117a) 및 제2 스위치(117b)를 동시에 작동하게 되면, 엔드 이펙터(132)는 휘어지지 않고 곧게 뻗은 초기 상태로 회복되도록 설정된다. 제1 스위치(117a) 및 제2 스위치(117b)가 동시 작동하는 제어 신호가 입력되면, 제어 장치(160)에 의해 파악된 구동 기어(114)의 회전 수만큼 반대 방향으로 구동 모터(112)를 회전시킴으로써, 엔드 이펙터(132)를 초기 상태로 회복시킬 수 있다.

본 실시예와 같이, 중앙 누름부(116c)를 함몰하여 형성하고, 제1 누름부(116a) 및 제2 누름부(116b)를 대칭으로 형성함에 따라서, 사용자는 한 손가락만으로 엔드 이펙터의 조향을 원하는대로 용이하게 수행할 수 있다.

스위치부(111)의 구조 및 동작 방식은 앞서 예시적으로 설명한 바에 한정되지 않으며, 와이어(134a, 134b)와 전달 기어(135a, 135b)의 연결 및 엔드 이펙터(132)의 동작 특성 등을 고려하여 사용자의 편의를 도모할 수 있도록 다양하게 설계될 수 있다.

메인 튜브(136)의 근위 단부는 작동 몸체(137)에 고정된다. 메인 튜브(136)는 작동 몸체(137)의 내부로부터 외부로 연장되며, 그 안에 연결 통로(138)가 형성되어, 의료 기기를 작동 몸체(137)의 내부로부터 연결 통로(138)를 따라 연결 통로(138)의 원위 단부까지 안내한다. 작동 몸체(137) 내부에는 메인 튜브(136)의 근위 단부로부터 이어지는 연결 통로(138)가 형성될 수 있다. 따라서, 의료 기기는 엔드 이펙터(132)로부터 메인 튜브(136) 내 연결 통로(138)를 통과하고, 작동 몸체(137) 내 연결 통로(138)를 통해 외부와 이어질 수 있다.

의료 기기는 사용 시 엔드 이펙터(132), 메인 튜브(136) 및 작동 몸체(137)에 의해 형성되는 연결 통로(138)에 삽입되고 고정되어 신체에 삽입될 수 있으며, 사용 후 작동 모듈(130)로부터 분리할 수 있다.

제1 전달 기어(135a), 제2 전달 기어(135b) 및 전위차계 기어(139)는 작동 몸체(137)의 내부에 수용되며 회전 가능하게 고정된다. 각각의 기어들은 작동 몸체(137) 내에서 다양하게 배치될 수 있으나, 의료 기기로부터 이격되어 배치됨으로써, 기어 회전에 의해 의료 기기를 손상시키는 것과 같이 의료 기기의 작동에 영향을 주지 않는 것이 바람직하다.

의료 기기는 작동 몸체(137)에 형성된 연결 통로(138)을 통해 작동 몸체(137)의 외부로부터 내부로 진입하고 메인 튜브(136)에 형성된 연결 통로(138)로 삽입되어 엔드 이펙터(132) 외측으로 돌출될 수 있다.

보호 튜브(151)는 중공의 관 형상을 가지도록 연장되어 메인 튜브(136)를 둘러싼다. 보호 튜브(151)는 근위 단부가 작동 몸체(137) 내부에 고정되며, 메인 튜브(136) 전체를 둘러싸도록 외측으로 연장 형성된다.

보호 튜브(151)는 스테인리스 스틸로 이루어지는 것이, 체내에 반복적으로 삽입되어 변하지 않고 청결을 유지하는데 좋다. 또한, 보호 튜브(151)는 경질의 재질로 이루어짐으로써 신체 삽입 시 의료 기기의 몸체가 휘어지지 않도록 지지할 수 있다.

보호 튜브(151)는 메인 튜브(136)의 길이 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 작동 몸체(137)에 연결된다. 이때, 보호 튜브(151)는 엔드 이펙터(132)가 보호 튜브(151)의 내부에 위치하는 삽입 위치(도 7a)와, 엔드 이펙터(132)가 보호 튜브(151)의 외부에 위치하는 작동 위치(도 7b) 간에 이동한다. 이로써, 의료 기기가 체내에 삽입될 때, 삽입 위치에서의 보호 튜브(151)가 엔드 이펙터(132)를 지지함으로써 엔드 이펙터(132)는 원하는 경로를 따라 체내에 삽입될 수 있다.

도 6, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 보호 튜브(151)는 작동 장치에 의해 슬라 이동 할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 작동 장치는 리드 스크류(152)와 리드 스크류(152)와 나사 결합되어 리드 스크류(152)를 따라 직선 이동할 수 있는 이동체(153)를 포함한다.

보호 튜브(151)의 근위 단부는 이동체(153)과 연결된다. 보호 튜브(151)와 고정된 이동체(153)는 리드 스크류(152)와 나사 결합된다. 리드 스크류(152)는 보호 튜브(151)의 연장 방향과 평행한 회전축을 중심으로 도 6에 원형 화살표로 도시된 바와 같이 회전한다. 리드 스크류(152)가 회전함에 따라 이동체(153)는 도 6의 선형 화살표로 도시된 바와 같이 전후로 이동한다. 이로써, 리드 스크류(152)를 회전시킴으로써, 보호 튜브(151)를 슬라이드 이동시킬 수 있다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 리드 스크류(152)를 일방향으로 회전시켜 이동체(153)을 리드 스크류(152)의 머리쪽으로 완전히 이동시키면, 보호 튜브(151)는 삽입 위치에 배치되어 엔드 이펙터(132)를 둘러싼다. 또한, 리드 스크류(152)를 반대 방향으로 회전시켜 이동체(153)를 리드 스크류(152)의 꼬리쪽으로 완전히 이동시키면, 보호 튜브(151)는 작동 위치에 배치되어 엔드 이펙터(132)가 보호 튜브(151) 외측으로 돌출될 수 있다.

리드 스크류(152)와 이동체(153)의 나살 결합에 따른 마찰력으로, 이동체(153)는 리드 스크류(152)가 회전하지 않는 이상 고정되어 보호 튜브(151)를 위치 고정시킬 수 있다.

한편, 리드 스크류(152)와 전달편(153)에 의한 보호 튜브(151)의 직선 운동은 상술한 바와 도시된 방식에 제한되지 않으며, 나사 결합을 통해 회전 운동을 직선 운동으로 전환시킬 수 있는 공지의 방식을 통해 구현될 수도 있다.

도 8 및 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 작동 장치가 제공된다. 본 실시예에 따른 작동 장치는 이동체(253)와 이동체(253)에 연결되는 노브 나사(252)를 포함한다.

보호 튜브(251)의 근위 단부는 이동체(253)에 연결된다. 보호 튜브(251)와 고정된 이동체(253)에는 노브 나사(252)가 나사 결합된다. 노브 나사(252)는 보호 튜브(251)의 연장 방향과 수직한 방향으로 이동체(253)와 나사 결합된다.

작동 모듈(230)의 작동 몸체에는 보호 튜브의 길이 방향과 평행하게 슬릿(255)이 형성되어 있으며, 슬릿(255)의 양단에는 슬릿(255)의 폭 보다 큰 직경을 가지는 고정홈(254)이 형성되어 있다.

도 9a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 노브 나사(252)는 이동체(253)와 연결되는 소경부(257)와, 소경부(257)와 연결되는 대경부(256) 및 대경부(256)와 연결되는 다이얼을 포함한다. 다이얼은 작동 몸체의 외부로 노출되어 있어 사용자가 파지할 수 있다.

대경부(256)의 직경은 고정홈(254)에 대응하여 고정홈(254)에 삽입될 수 있도록 형성되며, 또한 고정홈(254) 사이의 슬릿(255)의 폭에 비해서는 크다.

도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 노브 나사(252)의 소경부(257)가 슬릿(255) 안에 위치하도록 한 상태에서, 노브 나사(252)를 슬릿(255)의 경로를 따라 전후 이동시키면 이동체(253)가 전후 이동하게 되고, 그에 연결된 보호튜브(251)가 전후로 슬라이드 이동하게 된다.

노브 나사(252)가 최전방까지 이동하게 되면, 대경부(256)가 전방의 고정홈(254)의 위치까지 이동하게 되며, 이때 보호 튜브(251)는 엔드 이펙터를 완전히 숨기는 제1 위치에 위치하게 된다.

노브 나사(254)를 돌려 대경부(256)가 전방의 고정홈(254)에 삽입되도록 하며(도 9a 참조), 이에 따라 보호 튜브(251)가 제1 위치에 위치 고정된다.

반대로, 노브 나사(252)가 최후방까지 이동하게 되면, 대경부(256)가 후방의 고정홈(254)의 위치까지 이동하게 되며, 이때 보호 튜브(251)는 엔드 이펙터를 완전히 노출시키는 제2 위치에 위치하게 된다.

노브 나사(254)를 돌려 대경부(256)가 후방의 고정홈(254)에 삽입되도록 하며(도 9c 참조), 이에 따라 보호 튜브(251)가 제2 위치에 위치 고정된다.

본 실시예에 따르면, 수술 장치의 체내 삽입시 보호 튜브가 전진하여 엔드 이펙터를 감싸 보호함으로써, 엔드 이펙터의 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

수술시에는 보호 튜브가 후퇴하여 엔드 이펙터를 조향 가능한 상태로 노출시키게 되지만, 필요에 따라 체내에서 쉽게 보호 튜브를 제1 위치로 이동시켜 수술 장치의 단부에 강성을 부여할 수 있다. 즉, 강성을 가진 보호 튜브의 단부가 수술 기구의 전단부에 위치하도록 하여 조직을 젖히거나 돌파 하는 등의 작업을 하도록 할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 조종 모듈 111 : 스위치부
112 : 구동 모터 113 : 조종 몸체
114 : 구동 기어 115 : 전원 장치
116 : 스위치 커버 116a : 제1 누름부
116b : 제2 누름부 116c : 중앙 누름부
117a : 제1 접점 117b : 제2 접점
130, 230 : 작동 모듈 132, 232 : 엔드 이펙터
133a : 제1 와이어 구멍 133b : 제2 와이어 구멍
134a : 제1 와이어 134b : 제2 와이어
135a : 제1 전달 기어 135b : 제2 전달 기어
136 : 메인 튜브 137 : 작동 몸체
138 : 연결 통로 139 : 전위차계 기어
151, 251 : 보호 튜브 152 : 리드 스크류
153 : 전달편 252 : 노브 나사
253 : 고정편 254 : 고정홈
255 : 슬릿 256 : 대경부
257 : 소경부 160 : 제어 장치
100 : 최소 침습 수술 기구

Claims (14)

1. 메인 튜브;
   메인 튜브의 원위 단부에 연결되며 가요성을 가지는 엔드 이펙터; 및
   상기 메인 튜브를 둘러싸며, 상기 메인 튜브의 길이 방향으로 슬라이드 이동 가능한 보호 튜브를 포함하고,
   상기 보호 튜브는 상기 엔드 이펙터를 상기 보호 튜브의 내측에 숨기는 제1 위치와, 상기 엔드 이펙터를 상기 보호 튜브의 외측에 노출시키는 제2 위치 간에 슬라이드 이동 가능한 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 튜브 및 상기 보호 튜브가 결합되는 작동 모듈을 포함하고,
   상기 작동 모듈은, 상기 보호 튜브를 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치로 이동시켜 고정시킬 수 있는 작동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 작동 장치는,
   상기 보호 튜브가 고정되는 이동체, 및 상기 이동체와 나사 결합되며 상기 보호 튜브의 길이 방향과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 리드 스크류를 포함하고,
   상기 리드 스크류가 회전함에 따라 상기 이동체가 상기 리드 스크류를 따라 직선 이동하여 상기 보호 튜브가 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 작동 장치는,
   상기 보호 튜브가 고정되는 이동체, 및 상기 보호 튜브의 길이 방향과 수직한 방향으로 상기 이동체와 나사 결합되는 노브 나사를 포함하고,
   상기 노브 나사가 상기 작동 모듈의 작동 몸체에 형성된 슬릿을 따라 이동함에 따라 상기 이동체가 상기 보호 튜브의 길이 방향으로 이동하여, 상기 보호 튜브가 슬라이드 이동 하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 노브 나사는, 상기 이동체와 연결되는 소경부, 상기 소경부와 연결되는 대경부를 포함하고,
   상기 슬릿의 양단에는 상기 대경부가 삽입될 수 있는 고정홈이 형성되고,
   상기 고정홈 사이의 슬릿의 폭은 상기 대경부의 직경보다 작게 형성되며,
   상기 노브 나사의 상기 슬릿의 양단으로 이동시킨 뒤 상기 대경부가 상기 고정홈에 삽입되도록 상기 노브 나사를 조여, 상기 이동체의 위치를 고정하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 작동 모듈에 결합되며, 상기 엔드 이펙터를 조향하기 위해 동력을 공급하는 구동 모터를 구비하는 조종 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 조종 모듈은 사용자가 조작하여 상기 엔드 이펙터를 조향할 수 있는 스위치부를 포함하고,
   상기 스위치부는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하고,
   상기 제1 스위치가 작동하면 상기 엔드 이펙터가 제1 방향으로 조향되고,
   상기 제2 스위치가 작동하면 상기 엔드 이펙터가 제2 방향으로 조향되며,
   상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 동시 작동하면 상기 엔드 이펙터가 곧게 뻗는 초기 상태로 조향되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 조종 모듈은 사용자가 손으로 파지할 수 있는 조종 몸체를 포함하고,
   상기 스위치부는 사용자가 손가락으로 조절할 수 있도록 상기 조종 몸체에 배치되며,
   상기 스위치부는 상기 제1 스위치 및 제2 스위치를 가로질러 상기 제1 스위치 및 제2 스위치에 동시 결합되는 일체의 스위치 커버를 포함하고,
   상기 스위치 커버는, 제1 누름부, 중앙 누름부 및 제2 누름부를 포함하고,
   상기 제1 누름부 및 제2 누름부는 상기 중앙 누름부의 양 측에 각각 배치되고, 상기 중앙 누름부는 상기 상향 누름부 및 상기 하향 누름부에 비해 함몰되어 형성된 것을 특징으로 하는 최초 침습 수술 기구.
9. 제8 항에 있어서,
   사용자가, 상기 재1 누름부를 압지하면 상기 제1 스위치가 작동하고, 상기 제2 누름부를 압지하면 상기 제2 스위치가 작동하며,
   상기 제1 누름부와 상기 제2 누름부는 상기 중앙 누름부를 중심으로 서로 대칭으로 형성되어, 사용자가 상기 중앙 누름부를 압지하면 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 동시에 작동하는 것을 특징으로 하는 최초 침습 수술 기구.
10. 제6 항에 있어서,
    상기 작동 모듈과 상기 조종 모듈은 서로 분리 가능한 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
11. 제6 항에 있어서,
    상기 작동 모듈은 상기 엔드 이펙터의 내부를 관통하여 연장되는 와이어를 감거나 푸는 전달 기어를 포함하고,
    상기 조종 모듈은 상기 전달 기어와 치합되는 구동 기어를 포함하며,
    상기 구동 모터에 의해 회전하는 구동 기어에 의해 상기 전달 기어가 회전함에 따라서 가해지는 상기 와이어의 장력에 의해 상기 엔드 이펙터가 조향되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 작동 모듈은,
    상기 엔드 이펙터의 일측에서 상기 엔드 이펙터의 길이 방향을 따라 연장되는 제1 와이어에 연결되는 제1 전달 기어,
    상기 엔드 이펙터의 타측에서 상기 엔드 이펙터의 길이 방향을 따라 연장되는 제2 와이어에 연결되는 제2 전달 기어를 포함하고,
    상기 제1 전달기어와 상기 제2 전달 기어는 서로 치합되어 서로 반대 방향으로 회전하고,
    상기 구동 기어는 상기 제1 전달 기어 또는 제2 전달 기어 중 하나의 전달 기어에 치합되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 조종 모듈의 후단에서부터 상기 작동 모듈, 상기 메인 튜브 및 상기 엔드 이펙터를 관통하여 의료 기기가 삽입될 수 있는 삽입 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어는 각각 상기 엔드 이펙터의 일측에 형성된 두 개의 와이어 구멍과 상기 엔드 이펙터의 타측에 형성된 두 개의 와이어 구멍을 통과하여, 상기 엔드 이펙터를 왕복하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 수술 기구.

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