KR20190014225A - 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 및 그 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 일반적인 겸자형 생검 모듈 구조에 탄성수단(300)과 슬라이드핀(221, 222)를 더 구비함으로써, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)에 따라 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력의 단조감소 현상을 개선할 뿐만 아니라, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)가 작아질 때 절단력을 향상시킬 수 있으며, 탄성수단(300)의 인장-압축 응력 특성 및 배치 수량 또는 구조, 슬라이드핀(221, 222) 및 겸자레버(110,120)의 형상 및 배치 구조를 다양화 함으로써, 대칭-비대칭 겸자 작동을 가능하게 하여 조직 채취 및 절단 기능을 다양화 할 수 있으며, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2) 변화에 따른 절단력 프로파일을 다양화 할 수 있는 탄성수단을 이용한 탄성수단고정힌지를 구비한 생검 모듈 및 그 작동방법에 관한 것이다.

Description

탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 및 그 작동방법{Biopsy Apparatus having Flexible Fixture type Hinge Using Tension Unit}

본 발명은 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 겸자편 사이의 각도가 작아지면 겸자편에 인가되는 절단력이 감소함으로써, 생체조직을 뜯어내도록 생검 모듈을 조작할 수밖에 없으며, 절개생검 또는 절제생검시 정확한 위치에 필요한 만큼의 시술하는 것이 어려운 종래의 겸자형 생검모듈을 개선할 수 있는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 및 그 작동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 내시경용 처치구의 일종인 내시경용 생검 모듈은 내시경 검사 시 내시경에 별도로 마련된 워킹 채널을 통해 삽입되어서 조직 생검에 사용되는 의료 기구이다.

조직 생검을 위한 처치구는 크게 두 가지로 구분된다.

일반적인 생검 겸자는 내시경의 워킹채널에 삽입되는 튜브의 선단에 집게형상으로 벌어지고 오므라지는 한 쌍의 겸자편이 위치하는 구조이다.

겸자편은 힌지로 결합되는 두 개의 겸자레버에 고정되고, 겸자레버의 후방에는 사용자의 작동력을 인가하는 작동수단이 배치됨으로써, 사용자가 당김작동력을 제공함으로써, 겸자편에 절단력을 제공하게 된다.

생검은 그 목적에 따라서, 종양 또는 그 의증이 되는 부분 전체를 제거하는 절제 생검, 진단을 위한 조직 채취만을 목적으로 하는 절개 생검으로 구분될 수 있다. 그러나 두 경우 모두 인체 조직을 절단하는 기능이 수반됨은 동일하며, 따라서, 정확한 위치에서 깨끗한 절단면을 제공이 필요하다.

그러나 종래의 생검 모듈용 겸자구조는 겸자편이 오므라져서 조직에 절단되는 순간에, 사용자의 당김작동력에 따른 절단력이 오히려 감소하는 문제점이 있다.

따라서 조직을 절단하기보다는 조직을 뜯어내는 상황이 불가피하며, 이러한 이유로 생검시 불필요한 상처가 크고, 생검 조직의 절단을 위한 절단력이 부족하여, 섬유화가 생길 가능성이 존재한다.

도 1a는 강체인 작동수단을 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈의 측면도이고, 도 1b. Y형 와이어를 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈의 측면도이며, 도 1c. 종래의 겸자형 생검 모듈 및 관절구조도의 중첩측면도이다.

도 1a을 참조하면, 겸자레버(P110, P120)의 일측에는 겸자편(P111, P121)이 구비되고, 타측에는 작동수단(P400)이 구비된다. 또한 겸자레버(P110, P120)는 제1힌지핀(P130)로 고정됨으로써 겸자편(P111, P121)이 서로 벌어지거나 오므려질 수 있다.

겸자편(P111, P121)은 케이스(P200)의 선단측으로 돌출되어 위치함으로써, 작동수단(P400)이 선후단측으로 왕복이 동할 때, 겸자편(P111, P121)이 개폐되는데, 이때 두 겸자레버(P110, P120)를 고정하는 제1힌지핀(P130)은 케이스(P200)에 고정됨으로써, 작동수단(P400)의 선후단측 운동을 제1힌지핀(P130)을 중심으로하는 겸자레버(P110, P120)의 회전운동으로 변환될 수 있다.

종래의 겸자형 생검모듈은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 작동수단(P400)은 강체인 작동링크(P421) 및 작동바(P422)로 구성될 수 있으며, 도 1b에 도시된 바와 같이, 작동링크(P421) 및 작동바(P422)가 Y형 와이어(P410) 형태로 구성되어 선단측으로 개방되어 결합될 수도 있다.

도 1c는 종래의 겸자형 생검 모듈의 기계적 상호작용을 벡터분해하기 위한, 겸자레버(P110, P120)와 제1힌지핀(P130) 및 작동수단(P400)의 골격구조도의 중첩구조도이다.

도 1c를 참조하면 제1힌지핀(P130)과 겸자레버(P110, P120)와 작동수단이 결합되는 작동수단 결합부(P112, P122) 및 작동링크(P421)와 작동바(P422)가 결합되는 곳은 회전 가능한 힌지구조를 의미하는 점으로 표시될 수 있으며, 겸자레버(P110, 120) 및 작동수단(P400, P421, P422)은 선으로 표시될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 선단측으로 개방되어 배치되는 Y형 와이어가 작동링크(P421) 및 작동바(P422)를 대체하여 적용될 경우에도 도 1c의 골격 구조도는 동일하다.

도 1d 내지 도 1e에는 Y형 와이어를 작둥수단으로 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도를 도시하였다.

도 1d 내지 도 1e를 참조하면 사용자의 당김작동력(10)은 1차 분력인 제1작동력(11) 및 제2작동력(12)으로 1차분할된다. 또한 제1, 제2작동력(11,12)은 각각 이동작동력(13)과 레버작동력(14, 14')으로 재분할 될 수 있다.

따라서 겸자레버(P110, P120) 후측 단부의 제1, 제2작동수단 결합부(P112, P122)에서, 당김작동력(10)은 2차 분력인 이동작동력(13)과 레버작동력(14, 14')으로 분할 될 수 있다.

두 겸자레버(P110, P120)의 길이가 동일하고 일측 또는 타측으로부터 제1힌지(P130) 사이의 이격 거리가 동일하며, 이때 두 개의 겸자레버(P110, P120) 사이에 각도 θ1과 θ2도 동일하다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이 종래의 겸자형 생검모듈은 제1힌지핀(P130)이 고정되어 있기 때문에, 사용자의 당김작동력(10)에서 최종적으로 분할된 레버작동력(14)은 겸자레버(P110, P120)를 회전시키는 회전력으로 변환될 수 있다.

도 1d 내지 도 1e에서 확인할 수 있듯이, θ1 또는 θ2가 클 경우에는 당김작동력(10)에 의한 레버작동력(14, 14')도 크지만, θ1 또는 θ2가 작아지면 레버작동력(14, 14')도 작아진다.

앞서 설명한 바와 같이, 레버작동력(14, 14')은 이동작동력(13)과 함께 제1 또는 제2 작동력(11, 12)의 구성하는데, θ1 또는 θ2가 크면, 레버작동력(14, 14')과 이동작동력(13)이 유사한 비율로 구성된다. 하지만 θ1 또는 θ2가 작으면 레버작동력(14, 14')이 제1, 제2작동력(11, 12)에서 차지하는 비율이 매우 작아진다.

즉, θ1 또는 θ2가 작아지면, 제1, 2작동력(11, 12)과 이동작동력(13)의 방향이 이루는 각도도 작아지는 반면에, θ1 또는 θ2가 작아질때 제1, 2작동력(11, 12)과 레버작동력(14, 14')이 이루는 각도는 직각에 근접하기 때문에, 제1, 2작동력(11, 12)이 동일하더라도, θ1 또는 θ2가 작이지면서, 제1, 2작동력(11, 12)에서 분할되는 레버작동력(14, 14')의 크기는 작아지게 된다.

따라서, θ1 또는 θ2가 작아짐으로써 레버작동력(14, 14')이 작아지면, 겸자편(P111, P121)에 인가되는 힘도 작아지기 때문에, 생체 조직의 전단 응력이 작은 경우에도 사용자는 큰 당김작동력(10)을 인가해야하는 문제가 있다.

도 1f 내지 도 1g는 강체인 작동수단을 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도를 도시하였다.

작동수단(400)으로서 강체인 작동링크(421)와 작동바(422)를 적용하면, 도 1d 내지 도 1e에 도시된 와이어를 작동수단(400)으로 적용하는 경우와 비교하여, 작동수단결합부(112, 122)에서 힘의 벡터 분해가 달라진다.

도 1f를 참조하면, 작동수단(P400)의 일측 끝단은 작동수단결합부(P112, P122)와 힌지 결합하고 있으며, 제1힌지핀(P130)은 케이스(P200)에 고정되어 있다. 또한 작동링크(P421)와 작동바(P422)는 강체이며, 서로 힌지 결합되어 있다.

작동링크(P421)에 관성력 또는 마찰력과 같은 다른 외력이 인가되고 있지 않다면, 작동바(P422)에 당김작동력(10)이 인가될 때, 작동링크(P421)도 이동작동력(13)의 방향으로 이동한다.

이동작동력(13)은 이동작동력(13')과 레버작동력(14)로 분할될 수 있다. 이때 레버작동력(14)은 작동수단결합부(P112, P122)에서 겸자레버(P110, P120)에 회전력으로 기능하고, 겸자레버(P110, P120)가 오므려지게 된다.

도 1f와 도 1g를 비교하면, 도 1g에서의 각도θ1 및 θ2는 도 1f의 각도θ1 및 θ2보다 작으며, 레버작동력(14)은 이동작동력(13')에 비해서 작다.

그러므로, 도 1d 내지 도 1e와 마찬가지로, 도 1f 내지 도 1g를 참조하면 각도 θ1 및 θ2가 작아질 때, 레버작동력(14)도 작아짐을 알 수 있다.

즉, 종래의 겸자형 생검모듈은 제1힌지핀(130)이 케이스(210)에 고정되어 있으므로, 겸자레버(P110, P120) 사이의 각도가 작아지면 겸자편(P111, P121)의 절단력이 작아지며, 이러한 작동 현상은 그 작동수단(P400)의 종류와 구조에 상관없이 동일하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

따라서 상술한 바와 같이, 겸자편 사이의 각도가 작아지면 겸자편에 인가되는 절단력이 감소하는 종래의 겸자형 생검모듈은, 생체조직을 뜯어내도록 생검 모듈을 조작할 수밖에 없게 되며, 절개생검 또는 절제생검시 정확한 위치에 필요한 만큼의 시술하는 것이 어려운 문제점이 있다.

미국 등록 특허 US 6,554,850 B1,

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 종래의 일반적인 겸자형 생검 모듈 구조에 탄성수단(300)과 슬라이드핀(221, 222)을 더 구비함으로써, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)에 따라 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력의 단조감소 현상을 개선할 뿐만 아니라, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)가 작아질 때 절단력을 향상시킬 수 있는 탄성수단을 이용한 탄성수단고정힌지를 구비한 생검 모듈 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 탄성수단(300)의 인장-압축 응력 특성 및 배치 수량 또는 구조, 슬라이드핀(221, 222) 및 겸자레버(110, 120)의 형상 및 배치 구조를 다양화 함으로써, 대칭-비대칭 겸자 작동을 가능하게 하여 조직 채취 및 절단 기능을 다양화 할 수 있으며, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2) 변화에 따른 절단력 프로파일을 다양화 할 수 있는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로, 일측에 제1겸자편이 구비되고 타측에 제1작동수단결합부가 구비되며 측방향으로 제1힌지공이 관통형성되는 제1겸자레버와, 일측에 제2겸자편이 구비되고 타측에 제2작동수단결합부가 구비되며 측방향으로 제2힌지공이 관통형성되는 제2겸자레버 및, 동축으로 배열되는 제1힌지공 및 제2힌지공에 삽입 결합되어 제1힌지결합부를 형성하여 제1겸자레버 및 제2겸자레버가 상호 회전가능함으로써 제1겸자편 및 제2겸자편이 벌어지거나 오므려질 수 있는 제1힌지핀으로 구성되는, 겸자유닛; 관형이며 제1겸자편 및 제2겸자편이 선단부에서 돌출되며 작동수단의 타측이 후단측으로 배치되도록 겸자유닛 및 작동수단이 그 내부에 수용되는 케이스와, 제1겸자레버의 회전 경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제1겸자레버외측면과 접하는 제1슬라이드핀 및 제2겸자레버의 회전경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제2겸자레버외측면과 접하는 제2슬라이드핀으로 구성되어 제1겸자레버 및 제2겸자레버의 최대 벌어짐 각도를 제한하는 슬라이딩핀유닛; 및 탄성수단고정부을 구비하는 케이스유닛; 일측이 제1힌지핀과 결합하고 타측이 탄성수단고정부과 결합하는 탄성수단; 및 일측은 제1작동수단결합부 및 제2작동수단결합부와 각각 결합하고, 타측은 사용자가 후단측으로 당김작동시키는 작동와이어와 결합함으로써, 제1작동수단결합부 및 제2작동수단결합부에 당김작동력을 전달하는 작동수단;을 포함하여 구성되며, 당김작동력은 제1작동수단결합부에 인가되는 제1작동력 및 제2작동수단결합부에 인가되는 제2작동력으로 분할되며, 이때 제1작동력 및 제2작동력의 각각은 이동작동력과 레버작동력의 벡터합으로 구성되되, 이동작동력들의 방향은 당김작동력의 방향과 같고 그 합은 당김작동력과 같으며, 레버작동력은 이동작동력과 직교하며 제1겸자레버 및 제2겸자레버가 오므려지는 방향이고, 제1겸자편과 제2겸자편의 서로 마주보는 내측면이 서로 접할 때, 제1겸자레버외측면과 제2겸자레버외측면 중 적어도 어느 하나는 후단방향으로 향함에 따라서 서로 근접하도록 경사 형성되며, 당김작동력이 탄성수단의 압축 응력 또는 인장 응력보다 클 경우, 겸자유닛이 후단측으로 이동함으로써 제1슬라이딩핀 및 제2슬라이딩핀이 제1겸자레버 및 제2겸자레버에 각각 레버작동력을 인가하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈을 제공한다.

또한, 일 실시예에서 작동수단은 선단측으로 개방된 Y자형 와이어인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 작동수단은, 일측이 제1작동수단결합부와 결합되는 제1작동링크와, 일측이 제2작동수단결합부와 결합되는 제2작동링크 및, 일측이 제1작동링크 및 제2작동링크의 타측과 결합하고 그 타측이 작동와이어와 결합하는 작동바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 가능하다.

또한, 일 실시예에서, 탄성수단고정부가 제1힌지로부터 후단측에 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 탄성수단가 압축코일 스프링인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 바람직하다.

또한, 일 실시예에서, 탄성수단고정부가 당김작동력 벡터 축으로 하여 대칭되는 위치에 각각 배치되는 제1탄성수단고정부와 제2탄성수단고정부로 구성되고, 탄성수단는 제1탄성수단고정부와 제1힌지핀 사이에 고정되는 제1탄성수단와 제2탄성수단고정부와 제1힌지핀 사이에 고정되는 제2탄성수단로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 바람직하다.

또한, 일 실시예에서, 제1탄성수단의 제1압축응력과 제2탄성수단의 제2압축응력이 서로 상이하도록 구성함으로써, 제1겸자레버 및 제2겸자레버의 회전각도를 비대칭이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 더 바람직하다.

또한, 일 실시예에서, 탄성수단고정부가 제1힌지로부터 선단측에 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 가능하다,

또한, 일 실시예에서, 탄성수단가 인장코일스프링인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성수단고정힌지를 구비한 생검 모듈이 바람직하다.

또한, 일 실시예에서, 제1겸자레버외측면과 제2겸자레버외측면은 길이방향으로 직선인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 가능하다.

또한, 일 실시예에서, 제1겸자레버외측면과 제2겸자레버외측면 중 적어도 어느 하나의 경사각도를 다양화 함으로써, 레버작동력을 차별화하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 바람직하다.

또한, 일 실시예에서, 제1겸자레버외측면과 제2겸자레버외측면중 적어도 어느 하나는 길이방향으로 곡선형태인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 가능하다.

또한, 일 실시예에서, 곡선형태는 후단측으로 향함에 따라 내측으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 바람직하다.

또한 일 실시예에서, 제1겸자레버외측면과 제2겸자레버외측면의 경사각도를 상호 다르게 함으로써, 제1겸자편 및 제2겸자편의 회전각도를 상호 다르게 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 바람직하다.

또한, 일 실시예로서 제1겸자레버외측면과 제2겸자레버외측면중 어느 하나는 후단측으로 향함에 따라 내측으로 휘어지는 곡선형태이고, 또 다른 하나는 후단측으로 향함에 따라 외측으로 휘어지는 곡선형태를 형성함으로써, 제1겸자편 및 제2겸자편의 회전각도를 상호 다르게 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 더 바람직하다.

또한, 일 실시예에서, 슬라이드핀은 그 중심축을 중심으로 회전함으로써, 제1겸자레버외측면 및 제2겸자레버외측면과의 마찰력을 최소화한 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈이 가능하다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 수단으로, 사용자가 작동와이어에 당김작동력을 인가하여 작동수단을 케이스의 후단측으로 당기는 단계(S1); 작동수단을 통하여 당김작동력이 제1작동수단결합부에 인가되는 제1작동력 및 제2작동수단결합부에 인가되는 제2작동력으로 분할되는 단계(S2); 동시에 제1작동력 및 제2작동력의 각각은, 그 방향은 당김작동력의 방향과 같고 그 크기의 합은 당김작동력과 같은 이동작동력들과 이동작동력과 직교하며 제1겸자레버 및 제2겸자레버가 오므려지는 방향인 레버작동력의 벡터합으로 구성되는 단계(S3); 당김작동력이 탄성수단의 압축 응력 또는 인장 응력보다 작을 때, 탄성수단은 제1힌지축을 탄성수단고정부로부터 이격되어 고정하고, 제1작동수단결합부 및 제2작동수단결합부에 레버작동력이 인가되여 제1겸자레버 및 제2겸자레버를 오므리는 단계(S4); 이동작동력이 탄성수단의 압축 응력 또는 인장 응력보다 클 때, 겸자유닛이 후단측으로 이동하고 케이스의 후단측으로 이동하고, 제1슬라이딩핀 및 제2슬라이딩핀이 제1겸자레버 및 2겸자레버에 각각 레버작동력을 인가하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법을 제공한다.

또한, 일 실시예에서, 탄성수단은 복수개의 탄성수단으로 구성되고, 복수개의 탄성수단은 당김작동력의 벡터 방향을 축을 기반으로 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법이 가능하다.

또한, 일 실시예에서, 제1슬라이드핀과 제2슬라이드핀의 위치를 다양화 하여 겸자레버의 오므려지는 각도 및 겸자편에 인가되는 절단력을 다양화 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법이 될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제1슬라이드핀과 접하며 제1겸자레버의 회전 경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제1겸자레버외측면과, 제2슬라이드핀과 접하며 제2겸자레버의 회전 경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제2겸자레버외측면의 길이 방향 형상을 다양화 함으로써, 겸자레버의 오므려지는 각도 및 겸자편에 인가되는 절단력을 다양화하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법이 가능하다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 종래의 일반적인 겸자형 생검 모듈 구조에 탄성수단(300)과 슬라이드핀(221, 222)를 더 구비함으로써, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)에 따라 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력의 단조감소 현상을 개선할 뿐만 아니라, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)가 작아질 때 절단력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 탄성수단(300)의 인장-압축 응력 특성 및 배치 수량 또는 구조, 슬라이드핀(221, 222) 및 겸자레버(110,120)의 형상 및 배치구조를 다양화 함으로써, 대칭-비대칭 겸자 작동을 가능하게 하여 조직 채취 및 절단 기능을 다양화 할 수 있으며, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2) 변화에 따른 절단력 프로파일을 다양화 할 수 있는 특징이 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1a. 강체인 작동수단을 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈의 측면도.
도 1b. Y형 와이어를 작동수단으로 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈의 측면도.
도 1c. 종래의 겸자형 생검 모듈의 기계적 상호작용을 벡터분해하기 위한, 겸자레버와 제1힌지핀 및 작동수단의 골격구조도의 중첩구조도
도 1d. Y형 와이어를 작둥수단으로 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도1.
도 1e. Y형 와이어를 작둥수단으로 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도2.
도 1f. 강체인 작동수단을 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도1.
도 1g. 강체인 작동수단을 적용한 종래의 겸자형 생검 모듈에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도2.
도 2a. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도.
도 2b. 도 2a의 생검 모듈의 당김작동력 증가에 따른 작동 원리.
도 3a. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 및 관절구조도의 중첩측면도.
도 3b 내지 도 3d. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도.
도 3e. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 겸자레버 사이 각도에 따른 절단력변화 그래프.
도 4a. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 측단면도.
도 4b. 본 발명의 제 3 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 측단면도.
도 5a. 본 발명의 제 4 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도.
도 5b. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도.
도 5c. 본 발명의 제 6 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

제 1 실시예의 구성

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 생검 모듈은, 제1겸자편(111)과 제2겸자편(121)을 구비하는 제1겸자레버(110) 및 제2겸자레버(120)와 강체의 작동링크(421) 및 작동바(422)로 구성되는 작동수단(400)을 구비하고 있음을 알 수 있다.

또한, 제1겸자레버(110)와 제2겸자레버(120)를 결합하는 제1힌지핀(130)은, 탄성수단(300)을 통하여 케이스(210)에 형성된 탄성수단고정부(230)에 체결됨으로써, 제1힌지핀(130)은 케이스(210)에 완전 고정되지 않고 탄성수단(300)에 의해 반고정상태를 유지하게 된다.

또한, 선단측으로 돌출된 겸자편(111, 121)에 인접한 케이스의 선단부에 제1슬라이딩핀(221) 및 제2슬라이딩핀(222)가 겸자레버(110,120)가 벌어지는 외측에 형성됨으로써, 겸자레버(110, 120)의 벌어짐 각도를 제한할 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 탄성수단(300)는 제1힌지핀(130)과 탄성수단고정부(230) 사이에 탄성력을 제공한다.

도 1에 도시된 종래의 겸자형 생검 모듈은, 제1힌지핀이 케이스에 고정되어있기 때문에, 당김작동력(10)에 의한 겸자레버(110, 120)의 이동이 없다. 따라서 겸자편(111,121)에 인가되는 레버작동력(14, 14')은 오로지 당김작동력(10)에 의해서 발생하는 분력이므로, 동일한 크기의 당김작동력(10)이 작동되는 경우에도 각도 θ1 또는 θ2가 작아짐에 따라 레버작동력(14, 14')의 크기가 작아진다.

그러나 도 2a에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 제1실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검모듈은, 탄성수단(300)이 제1힌지핀(130)을 탄성수단고정부(230)에 탄성고정하고 있다.

즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈은, 탄성수단(300)의 탄성복원력에 따라 제1힌지핀(130)이 케이스(210)에 고정될 수도 있으며, 이동될 수 있다.

도 2b는 도 2a의 생검 모듈의 당김작동력 증가에 따른 작동 원리를 도시하였다.

도 2b를 참조하면, 탄성수단(300)의 압축 상태에 따라, 겸자레버(110, 120)와 작동링크(421)의 연결부위에서 발생하는 레버작동력(14)에 기인하는 F1, F1', 슬라이드핀(221, 222)의 압착에 기인하는 F2, F2' 및 F1 및 F2'에 기인하는 Ff, F1' 및 F2에 기인하는 Ff'의 변화를 확인할 수 있다.

사용자가 작동와이어(500)를 당김으로써, 작동수단(400)에 당김작동력(10)이 인가되면, 작동링크(421)에 작동력을 인가하게 되어, 탄성수단(300)의 압축응력으로 인해서, 제1힌지핀(130)은 탄성수단고정부(230)와 탄성수단(300)의 길이만큼 이격 되어 고정된다. 따라서 이 상태에서는, 도 1c 내지 도 1f에 도시된 당김작동력(10)에 기인하는 레버작동력(14, 14') 즉 도 2b에 도시된 F1, F1'가 겸자편(111, 112)에 인가되는 Ff', Ff를 발생시킨다.

도 1c 내지 도 1f에 도시된 바와 같이, 당김작동력(10)이 증가함에 따라서, 레버작동력(14, 14')보다 이동작동력(13, 13')이 증가하게 되며, 탄성수단(300)의 압축응력보다 크게 되면, 탄성수단(300)이 압축하게 되며, 제1힌지핀(130) 및 겸자레버(110,120)가 케이스의 후단측으로 이동하게 되며, 겸자레버(110, 120)의 벌어지는 외측면이 슬라이드핀(221, 222)에 접촉하게 된다.

따라서, 이 상태에서는 당김작동력(10)이 증가함에 따라, 슬라이딩 핀(221, 222)은 겸자레버(110, 120)를 오므려지도록, F2 및 F2'가 인가되며, Ff는 F1+F2'로 구성되며 Ff'는 F1'+F2로 구성된다.

당김작동력(10)이 증가함에 따라서 F1 및 F1'의 크기는 수렴하지만, F2 및 F2'는 증가하기 때문에, F2 및 F2'가 Ff' 및 Ff의 주요 구성이 된다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈은 일반적인 종래의 겸자형 생검 모듈에 탄성수단(300)과 슬라이드핀(221, 222)을 더 구비함으로써, 당김작동력(10)에 기인하는 레버작동력(14, 14') 및 이동작동력(13, 13')을 모두 이용할 수 있으며, 종래 겸자형 생검모듈이 겸자편(111, 121)이 오므려짐에 따라 절단력이 감소하는 현상을 개선할 수 있는 장점이 있다.

제 1 실시예의 동작

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 3a에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 및 관절구조도의 중첩측면도를 도시하였다

도 3을 참조하면, 제1힌지핀(130)과 겸자레버(110, 120)와 작동수단이 결합되는 작동수단 결합부(112, 122) 및 작동링크(421)와 작동바(422)가 결합되는 곳은 회전 가능한 힌지구조를 의미하는 점으로 표시될 수 있으며, 겸자레버(110, 120) 및 작동수단(400, 421, 422)은 선으로 표시될 수 있다.

또한 제1힌지핀(130)과 탄성수단고정부(230)사이에 탄성수단(300)이 체결되며, 슬라이드핀(221, 222)은 겸자레버(110, 120)의 벌이지는 외측에 배치됨을 알 수 있다.

도 3b 내지 도 3d. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도를 도시하였다. 도 3b 내지 도 3d에 도시된 벡터 분해도는 도 1d에 도시된 Y형 와이어를 작동 수단으로 적용한 경우에 당김작동력이 작용하는 상태의 벡터 분해도에 적용한 벡터 분해 방법을 적용하였다.

도 3b 내지 도 3d를 참조하면, 겸자레버(110, 120)의 벌어짐 각도 θ1과 θ2가 좁아짐에 따라(도 3b의 θ1 및 θ2>도 3c의 θ1 및 θ2>도 3d의 θ1 및 θ2), 겸자편(111,112)에 인가되는 레버작동력(14, 14')의 구성 성분의 변화를 확인할 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 제1작동력(11)과 제2작동력(12)은 레버작동력(14, 14')과 이동작동력(13)으로 분할될 수 있다. 이때, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1힌지핀(130)과 탄성수단고정부(230)는 탄성수단(300)으로 연결고정되며, 탄성수단(300)의 압축 응력이 이동작동력(13)보다 작으면 제1힌지핀(130)과 탄성수단고정부(230)의 이격거리 L이 일정하게 유지된다. 따라서 당김작동력(10)의 분력중에 하나인 레버작동력(14, 14')이 겸자편(111, 112)에 절단력을 제공하게 된다.

도 3b보다 θ1 및 θ2가 좁은 상태인 도 3c를 참조하면, θ1 및 θ2가 줄어 듦에 따라, 이동작동력(13)이 레버작동력(14, 14')보다 커지게 되어, 탄성수단(300)의 압축응력이 이동작동력(13)에 동등해지는 상태가 되면, 도 3b의 L'는 L보다 작아지기 시작한다.(L>=L')

도 3d에서 확인할 수 있듯이, θ1 및 θ2가 더 좁아지게 되면, 이동작동력(13)이 탄성수단(300)의 압축응력보다 커지게 되어, L"는 L'보다 더 짧아지게 된다.

따라서, 이와 같은 상황에서는, 슬라이딩 핀(221, 222)이 겸자레버(110, 120)의 벌어지는 외측면과 접함으로써 겸자레버(110, 120)의 벌어짐 각도 θ1 및 θ2를 제한하게 된다.

즉, 도 3d를 참조하면, θ1 및 θ2가 작을때, 레버작동력(14, 14')은 제1작동력(11), 및 제2작동력(12)에서 매우 작은 분력이므로, 겸자편(111,121)이 조직을 절단하는데 필요로 하는 충분한 절단력을 제공하지 못한다.

하지만, 이동작동력(13)은 제1, 제2작동력(11, 12)에서 큰 분력이지만, 제1힌지핀(130) 및 겸자레버(110,120)를 이동시킴으로써 L"를 감소시키는 작용만 제공한다.

도 1에 도시된 종래의 겸자형 생검 모듈은 제1힌지핀(P130)이 케이스(P210)에 고정되어 있기 때문에, 이동작동력(13)은 제1힌지핀(P130)와 케이스(P210)의 고정 응력으로 상쇄되어 손실된다.

반면에, 도 3d에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검모듈은, θ1 및 θ2가 작을 때 제1, 제2작동력의 주요한 분력인 이동작동력(13)을 제1힌지핀(130) 및 겸자레버(110,120)를 당김작동력(10)의 방향으로 이동시키고, 그 이동거리 L"에 따라 슬라이드핀(221, 222)이 겸자레버(110,120)의 오므려지는 방향으로 가압하여, 겸자편(111, 121)에 절단력을 제공하게 된다.

도 3e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 겸자레버 사이 각도(θ1 또는 θ2)에 따른 절단력변화 그래프이다.

도 3e를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈은, 각도(θ1 또는 θ2)에 따라서 세 가지 작동 상태로 구분될 수 있음을 알 수 있다.

즉, 겸자레버(110, 120)의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)가 큰 상태에서 탄성수단(300)의 압축응력이 당김작동력에 따른 이동작동력(13)보다 큰 힌지고정상태(A), 각도(θ1 또는 θ2)가 작아짐에 따라 탄성수단(300)의 압축응력이 당김작동력에 따른 이동작동력(13)에 근접하는 힌지반고정상태(B) 및 각도(θ1 또는 θ2)가 더 작아짐에 따라서 탄성수단(300)의 압축응력이 당김작동력에 따른 이동작동력(13)보다 작아지는 힌지이동상태(C)로 구분될 수 있다.

힌지고정상태(A)는 당김작동력(10)의 2차 분력인 레버작동력(14, 14')이 겸자편(111, 121)에 절단력을 제공하는 상태로서, 도 1 내지 도2에 도시된 바와 같이 레버작동력(14, 14')은 제1, 제2 작동력(11, 12) 힘분해에 다른 분력으로서, 각도(θ1 또는 θ2)가 작아지면 레버작동력(14, 14')도 작아진다.

따라서, 힌지고정상태(A)에서는 각도(θ1 또는 θ2)가 작아짐에 따라서 레버작동력(14, 14')도 감소하게 된다. 즉, 힌지고정상태(A)에서는 겸자편(111,121)에 작동하는 절단력을 구성하는 힘은, 당김작동력(10)의 2차 분력인 레버작동력(14, 14')에 의해 결정되는 상태로서, 종래의 일반적인 겸자형 생검 모듈의 작동 방법과 동일한다.

힌지반고정상태(B)는 당김작동력의 또 다른 2차 분력인 이동작동력(13)이 탄성수단(300)의 압축 응력보다 커지기 시작하는 상태로서, 도 3c에 도시된 바와 같이, L'가 L보다 작아짐으로써 슬라이드핀(221,222)이 겸자레버(110,120)의 외측면과 이격된 상태에서 접촉하는 상태 및 L'변화량에 따라 겸자레버(110, 120)를 가압하는 일련의 상태 변환 단계이다.

즉, 힌지반고정상태(B)에서는 당김자동력(10)의 2차 분력인 레버작동력(14, 14')과 당김작동력(10)의 또 다른 2차 분력인 이동작동력(13)이 모두 겸자편(111, 121)에 작동하는 절단력을 구성하는 상태이다.

힌지이동상태(C)는 각도(θ1 또는 θ2)가 작아짐에 따라, 이동작동력(13)은 제1, 제2 작동력(11, 12)에 근사하며, 도 3d에 도시된 바와 같이 각도(θ1 또는 θ2)가 작아짐에 따라서 L"의 위치 변이가 커짐으로써, 슬라이드핀(221, 222)의 겸자레버(110, 120)를 가압함으로써 발생하는, 겸자편(111, 121)의 절단력은 상승하게 된다.

즉, 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력의 구성에서, 이동작동력(13)이 지배적으로 작용하는 상태로서, 당김작동력(10)의 작동 방향과 동일한 방향으로 작동하는 이동작동력(13)을, 탄성수단(300)을 이용하여 겸자레버(110,120)가 오므려지는 방향으로 슬라이딩 핀(221, 222)이 겸자레버(110, 120)를 가압한다. 이로써, 각도(θ1 또는 θ2) 작아짐에 따라 겸자편의 절단력이 감소하는 현상을 현저히 개선할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈은, 겸자편의 오므려지는 각도에 상관없이, 당김작동력(10)의 2차 분력인 이동작동력(13)과 레버작동력(14, 14')을 모두 겸자편의 절단력으로 전환한다. 이로써, 겸자의 오므려지는 각도(θ1 또는 θ2)가 작을 경우에도 겸자편의 절단력 감소없이 조직을 절단할 수 있는 장점이 있다.

또한, 슬라이딩 핀(221, 222)과 겸자레버(110, 120)의 벌어지는 외측면의 형상, 및 탄성수단(300)의 위치 또는 압축, 탄성 응력을 다양화하여, 힌지고정상태(A), 힌지반고정상태(B) 및 힌지이동상태(C)를 제어한다. 이로써, 다양한 형태 및 물리적 상태에 있는 조직을 효과적으로 절제할 수 있는, 겸자각도(θ1 또는 θ2) 에 따른 절단력(Cutting force) 프로파일(profile)을 구성할 수 있다.

변형 실시예의 동작

상기와 같은 바람직한 실시예의 변형 실시예로서, 탄성수단(300) 및 탄성수단고정부(230)의 구조는, 탄성부재고정부의 선단측 배치 구조 또는 복수의 탄성수단등으로 변경할 수 있으며, 슬라이딩 핀 및 겸자레버의 비대칭성, 겸자레버의 외측면에 곡선 구조 및 겸자레버의 외측면에 비대칭 구조등을 적용할 수 있다.

도 4a는 탄성수단고정부의 선단측 배치 구조를 적용한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 측단면도이며, 도 4b는 복수의 탄성수단을 적용한 본 발명의 제 3 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈 측단면도이다.

도 4a를 참조하면, 탄성수단(300)이 제1힌지핀(130)과 탄성수단고정부(230) 사이에 체결되되, 탄성수단고정부(230)가 제1힌지핀(130)보다 선단측에 배치됨을 확인할 수 있다. 따라서 도 4a의 구조에서는 탄성수단(300)으로서 코일 또는 판 형상의 인장스프링이 적용될 수 있다.

또한 초기 장력을 발생하고 있는 인장스프링을 사용함으로써, 힌지고정상태(A)-힌지반고정상태(B)-힌지이동상태(C)의 다양한 프로파일을 제공할 수 있다.

도 4b를 참조하면, 복수개의 탄성수단고정부(230)와 복수개의 탄성수단(300)이 구비되어 있음을 확인할 수 있다.

복수개의 탄성수단(300)을 적용함으로써, 힌지이동상태(C)에서 제1힌지핀(130)의 후단측 이동을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 복수개의 탄성수단(300)의 압축 응력을 차별화 함으로써, 겸자편(111, 121)의 오므려지는 각도를 비대칭으로 구현할 수 있다.

겸자편(111, 121)의 오므려짐 작동시, 두 겸자편(111, 121)의 오므려지는 각도가 동일하면, 조직의 절단 대상이 되는 정확한 위치를 제어하기 어렵다.

즉, 겸자편이 서로 맞물리는 위치와 절단 필요 지점을 일치시켜야 하기 때문에, 인체 조직과 겸자편(111, 121)의 상대적 위치가 고정되어있지 않은 상태에서는, 겸자편(111, 121)의 오므려지는 작동 자체에 의해서도, 조직 채취의 정확한 위치 제어가 어렵게 된다.

도 4b와 같이 겸자편의 오므려지는 각도를 비대칭화 함으로써, 두 개의 겸자편(111, 121)중, 오므려지는 각도가 작아지는 어느 하나의 겸자편을, 조직 채취 또는 절단 대상 위치에 근접하여 위치시키고, 당김작동력을 작용하여 다른 하나의 겸자편을 이용하여 조직을 절단함으로써, 더 정확하고 정교한 생검시술을 가능하게 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈은 슬라이드핀(221, 222)과 겸자레버의 벌어지는 외측면의 접촉에 의해 겸자레버(110, 120)가 이루는 각도(θ1 또는 θ2)가 작을 때도 큰 절단력을 겸자편에 인가할 수 있다.

따라서, 슬라이드핀(221, 222)과 겸자레버(110, 120) 외측면 형상을 다양화 함으로써, 각도(θ1 또는 θ2)에 따른 다양한 절단 프로파일을 제공할 수 있다.

도 5a은 슬라이딩 핀 및 겸자레버의 비대칭성을 적용한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도이며, 도 5b는 겸자레버의 외측면에 곡선 구조를 적용한 본 발명의 제 5 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도이고, 도 5c는 겸자레버의 외측면에 비대칭 구조를 적용한 본 발명의 제 6 실시예에 따른 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 측단면도이다.

도 5a를 참조하면, 슬라이딩 핀(221, 222) 및 겸자레버(110, 120)의 상대적인 위치를 비대칭 구조로 형성함으로써, 겸자편(111, 121)의 오므려지는 각도 및 오므려지는 시점을 비대칭으로 구현할 수 있다. 즉, 제1겸자레버(110)는 제1슬라이드핀(221)과 접촉한 상태이며, 제2겸자레버(120)는 제2슬라이드핀(222)과 이격된 상태이므로, 힌지고정상태(A)에서 힌지반고정상태(B)-힌지이동상태(C)로 전환될때, 제1겸자레버(110)가 제2겸자레버(120)보다 먼저 오므려지게 되기 때문에, 제2겸자편(121)를 절단 및 채취 대상 위치에 위치시킬 수 있다.

도 5b를 참조하면, 겸자레버(110, 120)의 외측면에 곡선 구조를 적용함으로써, 각도(θ1 또는 θ2)가 작아짐에 따라 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력을 급격히 증가시킬 수 있다.

또한 도 5b와 같이 각도(θ1 또는 θ2)가 작아짐에 따라 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력을 인가할 필요가 있을 경우에는, 압축 응력이 작은 탄성수단(300)을 적용함으로써, 각도(θ1 또는 θ2) 변화에 따른 힌지고정상태(A) 범위를 최소화할 수 있으며, 경직되어 큰 절단력이 필요로 하는 인체 조직의 절단 또는 채취를 보다 용이하게 할 수 있다.

도 5c를 참조하면, 겸자레버(110, 120)의 외측면을 곡선과 직선의 비대칭 구조를 적용함으로써, 제1겸자편(111)과 제2겸자편(121)의 오므려짐 각도를 차별화 할 수 있음을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈은, 종래의 일반적인 겸자형 생검 모듈 구조에 탄성수단(300)과 슬라이드핀(221, 222)를 더 구비함으로써, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)에 따라 겸자편(111, 121)에 인가되는 절단력의 단조감소 현상을 개선한다. 그리고 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2)가 작아질 때 절단력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 탄성수단(300)의 인장-압축 응력 특성 및 배치 수량 또는 구조, 슬라이드핀(221, 222) 및 겸자레버(110,120)의 형상 및 배치 구조를 다양화 함으로써, 대칭-비대칭 겸자 작동을 가능하게 하여 조직 채취 및 절단 기능을 다양화 할 수 있으며, 겸자의 벌어짐 각도(θ1 또는 θ2) 변화에 따른 절단력 프로파일을 다양화 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10. 당김작동력
11. 제1작동력
12. 제2작동력
13. 13'. 이동작동력
14, 14'. 레버작동력.
100. 겸자유닛.
110. 제1겸자레버.
111. 제1겸자편 112. 제1작동수단결합부 113 제1힌지공
120. 제2겸자레버
121. 제1겸자편 122. 제1작동수단결합부 123 제1힌지공
130. 제1힌지핀.
200. 케이스 유닛
210. 케이스
221. 제1슬라이딩 핀 222 제2슬라이딩 핀
230. 탄성수단고정부
300. 탄성수단
400. 작동수단.
410. Y자형 와이어 421. 작동링크 422. 작동바
500. 작동와이어.

Claims (16)

1. 일측에 제1겸자편이 구비되고 타측에 제1작동수단결합부가 구비되며 측방향으로 제1힌지공이 관통형성되는 제1겸자레버와, 일측에 제2겸자편이 구비되고 타측에 제2작동수단결합부가 구비되며 측방향으로 제2힌지공이 관통형성되는 제2겸자레버 및, 동축으로 배열되는 상기 제1힌지공 및 상기 제2힌지공에 삽입 결합되어 제1힌지결합부를 형성하는 제1힌지핀으로 구성되는, 겸자유닛;
   관형이며 상기 제1겸자편 및 상기 제2겸자편이 선단부에서 돌출되며 상기 작동수단의 타측이 후단측으로 배치되도록 상기 겸자유닛 및 상기 작동수단이 그 내부에 수용되는 케이스와, 상기 제1겸자레버의 회전 경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제1겸자레버외측면과 접하는 제1슬라이드핀 및 상기 제2겸자레버의 회전경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제2겸자레버외측면과 접하는 제2슬라이드핀으로 구성되어 상기 제1겸자레버 및 상기 제2겸자레버의 최대 벌어짐 각도를 제한하는 슬라이딩핀유닛 및 탄성수단고정부을 구비하는 케이스유닛;
   일측이 상기 제1힌지핀과 결합하고 타측이 상기 탄성수단고정부과 결합하는 탄성수단; 및
   일측은 상기 제1작동수단결합부 및 상기 제2작동수단결합부와 각각 결합하고, 타측은 사용자가 상기 후단측으로 당김작동시키는 작동와이어와 결합하는 작동수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 작동수단은 상기 선단측으로 개방된 Y자형 와이어인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
3. 제 1항 에 있어서,
   상기 작동수단은,
   일측이 제1작동수단결합부와 결합되는 제1작동링크와, 일측이 제2작동수단결합부와 결합되는 제2작동링크와, 일측이 상기 제1작동링크 및 상기 제2작동링크의 타측과 결합하고 그 타측이 상기 작동와이어와 결합하는 작동바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성수단고정부가 상기 제1힌지로부터 후단측에 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 탄성수단고정부가 상기 당김작동력 벡터 축으로 하여 대칭되는 위치에 각각 배치되는 제1탄성수단고정부와 제2탄성수단고정부로 구성되고,
   상기 탄성수단는 상기 제1탄성수단고정부와 상기 제1힌지핀 사이에 고정되는 제1탄성수단와 상기 제2탄성수단고정부와 상기 제1힌지핀 사이에 고정되는 제2탄성수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1탄성수단의 제1압축응력과 상기 제2탄성수단의 제2압축응력이 서로 상이하도록 구성함으로써,
   상기 제1겸자레버 및 상기 제2겸자레버의 회전각도를 비대칭이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성수단고정부가 상기 제1힌지로부터 선단측에 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1겸자레버외측면과 상기 제2겸자레버외측면은 길이 방향으로 직선 또는 곡선인 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 곡선은 상기 후단측으로 향함에 따라 내측으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1겸자레버외측면과 상기 제2겸자레버외측면의 경사각도를 상호 다르게 함으로써, 상기 제1겸자편 및 상기 제2겸자편의 회전각도를 상호 다르게 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1겸자레버외측면과 상기 제2겸자레버외측면중 어느 하나는 상기 후단측으로 향함에 따라 내측으로 휘어지는 곡선형태이고,
    또 다른 하나는 상기 후단측으로 향함에 따라 외측으로 휘어지는 곡선형태를 형성함으로써,
    상기 제1겸자편 및 상기 제2겸자편의 회전각도를 상호 다르게 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이드핀은 그 중심축을 중심으로 회전함으로써, 상기 제1겸자레버외측면 및 상기 제2겸자레버외측면과의 마찰력을 최소화한 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈.
    
13. 제 1 항에 따른 탄성수단을 이용한 탄성수단고정힌지를 구비한 생검 모듈의 작동방법에 있어서,
    사용자가 작동와이어에 당김작동력을 인가하여 작동수단을 케이스의 후단측으로 당기는 단계(S1);
    상기 작동수단을 통하여 상기 당김작동력이 제1작동수단결합부에 인가되는 제1작동력 및 제2작동수단결합부에 인가되는 제2작동력으로 분할되는 단계(S2);
    동시에 상기 제1작동력 및 상기 제2작동력의 각각은, 그 방향은 상기 당김작동력의 방향과 같고 그 크기의 합은 상기 당김작동력과 같은 이동작동력들과 상기 이동작동력과 직교하며 상기 제1겸자레버 및 상기 제2겸자레버가 오므려지는 방향인 레버작동력의 벡터합으로 구성되는 단계(S3);
    상기 당김작동력이 탄성수단의 압축 응력 또는 인장 응력보다 작을 때, 상기 탄성수단은 제1힌지축을 탄성수단고정부로부터 이격되어 고정하고, 상기 제1작동수단결합부 및 상기 제2작동수단결합부에 상기 레버작동력이 인가되여 상기 제1겸자레버 및 상기 제2겸자레버를 오므리는 단계(S4); 또는
    상기 이동작동력이 탄성수단의 압축 응력 또는 인장 응력보다 클 때, 겸자유닛이 후단측으로 이동하고 상기 케이스의 후단측으로 이동하고, 제1슬라이딩핀 및 제2슬라이딩핀이 제1겸자레버 및 2겸자레버에 각각 상기 레버작동력을 인가하는 단계(S5):를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 탄성수단은 복수개의 탄성수단으로 구성되고,
    상기 복수개의 탄성수단은 상기 당김작동력의 벡터 방향을 축을 기반으로 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1슬라이드핀과 상기 제2슬라이드핀의 위치를 다양화하여 상기 겸자레버의 오므려지는 각도 및 상기 겸자편에 인가되는 절단력를 다양화 하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1슬라이드핀과 접하며 상기 제1겸자레버의 회전 경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제1겸자레버외측면과,
    상기 제2슬라이드핀과 접하며 상기 제2겸자레버의 회전 경로상에 위치하며 그 벌어지는 외측면인 제2겸자레버외측면의 길이 방향 형상을 다양화 함으로써,
    상기 겸자레버의 오므려지는 각도 및 상기 겸자편에 인가되는 절단력을 다양화하는 것을 특징으로 하는 탄성수단을 이용한 탄성고정 힌지를 구비한 생검 모듈의 작동 방법.

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