KR20190041125A

KR20190041125A - 외과용 드릴장치

Info

Publication number: KR20190041125A
Application number: KR1020170132184A
Authority: KR
Inventors: 전종경; 이창수
Original assignee: 주식회사 싸이너스바이오
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-04-22

Abstract

본 발명에 의하면, 하우징; 하우징에 구성되고 수술자에 의해 당겨지거나 릴리즈되는 트리거부; 트리거부의 당김 또는 릴리즈 조작에 따른 당김거리 변화를 판단하는 감지부; 트리거부의 당김거리에 대응된 토크와 회전량을 가지는 구동력을 발생시키는 모터; 모터의 구동력에 의해 회전되는 구동부; 및 트리거부의 조작을 통한 당김거리에 대응되도록 모터의 토크와 회전량을 제어하거나, 트리거부의 조작을 통하여 당김거리의 최대치에 대응된 모터의 토크와 회전량의 최대치의 설정시 트리거부의 당김거리 최대치에 대응된 모터의 토크와 회전량이 설정값을 초과하지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 외과용 드릴장치가 제공된다.

Description

외과용 드릴장치{Drilling apparatus for general surgery}

본 발명은 외과용 드릴장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뼈에 구멍을 천공하거나 뼈에 수술 자재를 고정해야 하는 수술에 사용되는 드릴장치에 있어서 트리거를 통하여 구동모터의 토크와 회전수가 간단히 설정 및 제어되도록 하여 뼈의 밀도와 두께에 대응된 드릴링 작업이 용이하도록 할 수 있는 외과용 드릴장치에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트를 식립하거나 부러진 뼈를 상호 연결하기 위한 와이어 핀을 삽입하는 등의 수술시에는, 등록특허 제10-0549101호와 등록특허 제10-1515529호 등에 개시된 바 있는, 외과용 드릴장치를 이용하여 해당 뼈에 천공이나 수술재료의 식립을 위한 드릴링 작업이 수행된다.

종래의 외과용 드릴장치는, 하나 이상의 레버를 가지는 트리거와, 상기 트리거에 의해 이동 가능하며 단부에 자석이 구비된 센서보디와, 상기 센서보디의 자석과의 거리를 인식하는 감지부와, 상기 감지부로부터 센서보디의 자석과 감지부의 거리를 제공받아 거리가 멀어질 경우 모터의 전도성 코일 전류량을 감소시키고 거리가 가까워질 경우 모터의 전도성 코일 전류량을 증가시키는 제어부와, 상기 모터에 의해 구동되어 회동하는 구동부와, 상기 구성부들이 설치 구성되는 건(Gun) 형상의 하우징 등을 포함한다.

즉, 종래의 외과용 드릴장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 트리거가 당겨질수록 모터의 전도성 코일에 공급되는 전류량이 증가하여 모터의 토크와 회전량이 커지고 상기 트리거가 릴리즈될수록 모터의 전도성 코일에 공급되는 전류량이 감소하여 모터의 토크와 회전량이 작아지는 것을 통하여, 해당 뼈에 드릴링 작업이 수행되도록 하고 있다.

한편, 인간의 뼈는 다양한 밀도와 두께를 가지기 때문에, 상기와 같은 외과용 드릴장치를 이용하여 뼈에 드릴링 작업을 수행하는 경우에는 뼈의 밀도와 두께에 따라 모터의 토크와 회전량이 다르게 제어되어야 한다.

일예로, 치밀골을 관통하여 해면골까지 드릴링 작업이 수행되어야 하는 경우, 치밀골과 해면골이 서로 다른 밀도와 두께를 가짐에 따라 치밀골에서의 모터의 토크와 회전량이 해면골에서의 모터의 토크와 회전량 보다 큰 값을 가지도록 제어되어야 한다.

다시 말해서, 치밀골은 약 5kg.m의 토크에 의해 드릴링이 수행되어야 하고 해면골은 약 2kg.m의 토크에 의해 드릴링이 수행되어야 하는 경우에 있어서, 치밀골에서의 토크가 5kg.m 보다 작은 경우에는 드릴링 작업이 아예 불가능하고 해면골에서의 토크가 2kg.m 보다 큰 경우에는 해면골의 조직이 심각하게 손상되는 문제점이 발생하게 된다.

이에, 트리거의 담김거리에 따라 모터의 토크와 회전량 최대치가 간단한 동작에 의해 적절하게 제어되어야 할 필요가 있다.

그러나 종래의 외과용 드릴장치는, 단순히 트리거의 당김거리가 증가하면 할수록 모터의 토크와 회전량이 모터의 최대출력에 대응되도록 증가하는 구성을 가지고 있다.

이에, 일예로, 트리거의 당김거리가 최대일 경우의 모터의 최대토크가 5kg.m인 상태에서 2kg.m의 토크로 드릴링을 실시해야 하는 경우, 상기 트리거를 조작하는 수술자가 모터의 토크 최대치와 트리거의 당김거리 최대치를 사전에 숙지한 상태에서 온전히 감각을 통해서 트리거의 당김거리가 2kg.m의 토크에 대응되도록 조작해야하며, 이에, 수술자가 이러한 상황을 충분히 숙지하지 못하는 경우 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 종래의 외과용 드릴장치는, 감지부의 트리거 조작 판단이 센서보디에 구성된 자석의 근접 유무에 따라 변화되는 전류값에 의해 결정이 되기 때문에, 일예로, 감지부 주변에 자석이 구비된 별도의 수술도구가 함께 사용되는 경우 감지부의 전류값이 변화하게 되며, 이에, 모터의 토크와 회전량이 트리거의 당김거리에 관계없이 설정되어 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업이 불가능한 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 트리거의 조작을 통하여 트리거의 당김거리 최대치에 대한 모터의 토크와 회전량의 최대치가 입력 및 설정되도록 하여 수술자로 하여금 뼈의 밀도와 두께에 따라 모터의 토크와 회전량을 간편히 설정하도록 하고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 용이하게 수행할 수 있는 외과용 드릴장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 트리거의 조작에 따른 당김거리 판단이 자석의 접근에 따라 변화되는 전류량에 의해 이루어지지 않고 슬롯의 이동거리가 측정되는 것을 통해 이루어지도록 하여 주변 환경의 영향을 받지 않고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 용이하게 수행할 수 있는 외과용 드릴장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

여기서, 상기 외과용 드릴장치는, 하우징에 구성되어 트리거부의 조작을 통한 당김거리 최대치에 대응된 모터의 토크와 회전량의 최대치에 대한 입력 및 설정 상태가 디스플레이되도록 하는 확인부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 트리거부는, 하우징에 형성된 설치공에 구성되는 하나 이상의 트리거와; 트리거의 일단이 삽입되고 내부에 구성된 복원스프링을 통해 트리거가 하우징의 내부로 당겨지거나 원위치로 릴리즈 조작되도록 하는 트리거바디를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 감지부는, 트리거의 당김거리 변화에 따라 이동거리가 변화되는 슬롯과; 트리거의 조작에 따라 이동거리가 변화되는 슬롯의 슬릿을 카운팅하여 트리거의 당김거리 변화량을 감지하는 센서)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제어부는, 슬릿의 간격 및 개수에 따라 모터의 토크와 회전량이 조절되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제어부는, 트리거가 한 번씩 입력될 때마다 트리거의 최대 당김거리에 대응된 모터의 토크와 회전량의 최대치가 한 단계씩 상향 조절되고, 트리거가 두 번 연속 입력될 때마다 트리거의 최대 당김거리에 대응된 모터의 토크와 회전량의 최대치가 한 단계씩 하향 조절되도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면, 트리거의 조작을 통하여 트리거의 당김거리 최대치에 대한 모터의 토크와 회전량의 최대치가 입력 및 설정되도록 하여 수술자로 하여금 뼈의 밀도와 두께에 따라 모터의 토크와 회전량을 간편히 설정하도록 하고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 트리거의 조작에 따른 당김거리 판단이 자석의 접근에 따라 변화되는 전류량에 의해 이루어지지 않고 슬롯의 이동거리가 측정되는 것을 통해 이루어지도록 하여 주변 환경의 영향을 받지 않고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 외과용 드릴장치에 있어서 트리거의 당김거리에 따른 모터의 토크 및 회전량을 나타낸 그래프;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외과용 드릴장치를 나타낸 사시도;
도 3은 도 2의 외과용 드릴장치를 나타낸 단면도;
도 4는 도 2의 외과용 드릴장치를 나타낸 분해사시도;
도 5는 도 4의 외과용 드릴장치에 있어서 트리거부와 감지부의 구성을 나타낸 도면;
도 6a와 도 6b는 도 2의 외과용 드릴장치에 있어서 트리거를 통하여 모터의 회전방향이 설정되는 과정을 나타낸 도면;
도 7a 내지 도 7c는 도 2의 외과용 드릴장치에 있어서 트리거를 통하여 트리거의 당김거리 최대치에 대응되는 모터의 토크 최대치가 설정되는 과정을 나타낸 도면; 및
도 8은 도 2의 외과용 드릴장치에 있어서 트리거의 당김거리가 슬롯의 이동거리 측정을 통하여 판단되는 과정을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 8에 도시된 같이, 본 발명에 따른 외과용 드릴장치는, 건(Gun) 형상을 가지는 하우징(110), 하우징(110)의 손잡이 부위에 구성되고 수술자에 의해 당겨지거나 릴리즈되는 트리거부(120), 하우징(110)의 손잡이 부위 내부에 구성되어 트리거부(120)의 당김 또는 릴리즈 조작에 따른 당김거리 변화를 판단하는 감지부(130), 하우징(110)의 총열 부위 내부에 구성되어 소정의 토크와 회전량을 가지는 구동력을 발생시키는 모터(140), 하우징(110)의 총열 부위 내부에 구성되어 모터(140)의 구동력에 의해 회전되는 구동부(150), 하우징(110)의 총열 부위 전단부에 구성되고 구동부(150)의 단부에 별도의 드릴척이 결합되도록 하는 척결합부(160), 하우징(110)의 손잡이 내부에 구성되어 트리거부(120)의 조작을 통한 당김거리에 대응되도록 모터(140)의 토크와 회전량을 제어하거나, 트리거부(120)의 조작을 통하여 당김거리의 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치의 설정시 트리거부(120)의 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량이 설정값을 초과하지 않도록 제어하는 제어부(170) 및 하우징(110)의 총열 부위 후단부 등에 구성되어 트리거부(120)의 조작을 통한 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치의 입력 및 설정 상태가 디스플레이되도록 하는 확인부(180) 등을 포함한다.

여기서, 본 발명의 외과용 드릴장치는, 하우징(110)의 손잡이 부위 하단부에 감지부(130), 모터(140), 제어부(170) 및 확인부(180) 등에 동작전원을 공급하기 위한 배터리 등을 포함하는 전원부(미도시)가 장착되는 구성을 가지는 것이 바람직하다.

하우징(110)은, 건(Gun) 형상을 가지고 상기 구성부들이 구성되는 공간을 제공하는 수단으로서, 공지의 구성을 가질 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

트리거부(120)는, 하우징(110)의 손잡이 부위에 구성되고 수술자에 의해 당겨지거나 릴리즈되어 당김거리에 따라 모터(140)의 토크와 회전량이 발생되도록 하는 수단으로서, 하우징(110)의 손잡이 부위에 형성된 설치공에 구성되는 하나 이상의 트리거(121)와, 트리거(121)의 일단이 삽입되고 내부에 구성된 복원스프링을 통해 트리거(121)가 하우징(110)의 손잡이 내부로 당겨지거나 원위치로 릴리즈 조작되도록 하는 트리거바디(122) 등을 포함한다.

여기서, 제어부(170)는 하나 이상의 트리거(121)를 통하여 모터(140)의 회전이 정회전되거나 역회전되도록 할 수 있다.

즉, 제어부(170)에 의하면, 일예로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1트리거(121a)가 당김 동작되면 당김거리에 대응되는 토크와 회전량을 가지면서 모터(140)가 정회전되도록 하고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1트리거(121a)가 당겨진 상태에서 제2트리거(121b)가 당김 동작되면 순간적으로 모터(140)의 정회전이 멈춰진 상태에서 역회전이 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 상기 제2트리거(121b)의 당김 동작에 따라 모터(140)가 역회전되는 경우, 모터(140)의 토크와 회전량은 제1트리거(121a)의 당김거리에 대응되는 토크와 회전량을 가지는 것이 좋다.

감지부(130)는, 하우징(110)의 손잡이 부위 내부에 구성되어 하나 이상의 트리거(121)가 당겨지거나 릴리즈 조작시 트리거(121)의 당김거리 변화를 판단하는 수단으로서, 트리거(121)의 일단에 구성되어 트리거(121)의 당김거리 변화에 따라 이동거리가 변화되는 슬롯(131)과, 트리거(121)의 조작에 따라 이동거리가 변화되는 슬롯(131)의 슬릿(132)을 카운팅하여 트리거(121)의 당김거리 변화량을 감지하는 센서(133) 등을 포함한다.

센서(133)는 슬롯(131)의 슬릿(132) 양측에서 광신호를 송수신하는 포토인터럽터인 것이 바람직하다.

여기서, 제어부(170)는, 일정한 간격으로 복수개의 슬릿(132)들이 연속적으로 형성되어 슬릿(132)의 간격 및 개수에 따라 모터(140)의 토크와 회전량이 조절되도록 한다.

일예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 포토인터럽트의 광로를 차단하는 슬릿(132)의 폭이 0.15mm이고 슬릿(132)과 슬릿(132)의 간격이 0.4mm라고 할 때 슬롯(131)의 이동거리가 0.4mm일 때마다 40rpm에 대응되는 속도를 가지도록 할 수 있으며, 이를 통하여, 슬릿(132)의 개수가 총 25개인 경우 슬롯(131)의 이동거리가 최대 10mm일 때 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 1,000rpm에 대응되는 값을 가지도록 할 수 있다.

이때, 감지부(130)는, 슬롯(131)의 슬릿(132)들 사이의 간격이 좁을수록 트리거(121)의 당김거리에 대한 분해능이 세밀하게 이루어질 수 있으며, 이를 통하여, 트리거(121)의 당김거리에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량이 더욱 미세한 값으로 조절될 수 있다.

따라서 감지부(130)에 의하면, 종래와 같이 자석의 접근에 따라 변화되는 전류량에 의해 이루어지지 않고 트리거(121)의 당김거리가 슬롯(131)의 슬릿(132) 개수를 카운팅하는 광센싱 방식에 의해 판단됨으로써, 자석을 가지는 별도의 수술도구의 영향을 받지 않고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 가능하게 할 수 있다.

한편, 감지부(130)는, 트리거(121)의 당김 또는 릴리즈에 따라 슬롯(131)이 이동되는 경우 슬릿(132)이 라체트 방식의 구성요소에 의해 간섭되도록 하여 수술자로 하여금 센서(133)에 의해 카운팅되는 슬릿(132)의 개수가 물리적인 감각으로 인지되도록 하거나, 확인부(180)에 트리거(121)의 당김거리가 표시되도록 하여 수술자가 이를 인지하도록 할 수 있다.

모터(140)는, 하우징(110)의 총열 부위 내부에 구성되어 소정의 토크와 회전량을 가지는 구동력을 발생시키는 수단으로서, 둘레방향으로 복수개의 마그넷이 배치되는 소정 길이의 샤프트와, 상기 샤프트의 둘레에 이격되어 전류량에 대응되도록 샤프트를 회전시키는 전도성코일과, 공지의 위상제어센서 등을 포함한다.

상기 샤프트는 둘레에 4개의 평면이 존재하는 사각 기둥 형상을 가질 수 있고 4개의 표면에 각각 마그넷이 배치되며, 상기 마그넷은 극성이 교호된 상태로 배치된다.

구동부(150)는, 하우징(110)의 총열 부위 내부에 구성되어 모터(140)의 구동력에 의해 회전되는 수단으로서, 상기 샤프트의 일단에 고정되는 제1기어와, 상기 제1기어의 외면에 맞물려 회전하는 복수개의 제2기어와, 상기 제2기어들의 회전에 연동 회전하는 제3기어와, 상기 제3기어에 맞물려 회전하는 복수개의 제4기어와, 복수개의 제2기어 및 복수개의 제4기어와 내면에서 맞물리는 제5기어와, 복수개의 제4기어의 회동에 의해 회전하는 제1캐리어와, 상기 제3기어의 일단이 끼워지는 제2캐리어와, 상기 제2기어와 제3기어의 연동을 위하여 제2캐리어에 원주방향으로 배치되고 제2기어가 회동 가능하게 끼워지는 복수개의 제2캐리어핀과, 상기 제3기어와 제4기어의 연동을 위하여 제1캐리어에 원주방향으로 배치되고 제4기어가 회동 가능하게 끼워지는 제1캐리어핀 등을 포함한다.

여기서, 상기 샤프트, 제1기어, 제3기어 및 제1캐리어에는 소정 직경의 관통공이 형성되고 상기 관통구멍을 통하여 부러진 뼈를 상호간 연결시키는 와이어 핀이 관통 삽입되는 통로가 제공되도록 하는 것이 좋다.

또한, 제1캐리어와 척결합부(160)의 사이에는 상기 와이어 핀을 홀딩하는 와이어핀홀딩기구나 드릴 비트가 설치되는 드릴척 등이 장착되는 것이 바람직하다.

척결합부(160)는, 구동부(150)의 단부에 구성되어 와이어핀홀딩기구나 드릴척이 결합되도록 하는 수단으로서, 공지의 구성이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제어부(170)는, 하우징(110)의 손잡이 내부에 케이싱(171)을 통하여 제어모듈(172)이 감지부(120)에 전기적으로 결속된 상태로 구성되며, 트리거부(120)의 당김거리에 대응되도록 모터(140)의 토크와 회전량을 제어하거나, 트리거부(120)의 조작을 통하여 당김거리의 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치의 입력시 이에 대응된 설정을 가능하게 하는 수단으로서, 크게 트리거(121)의 당김거리 변화량에 대응되는 모터(140)의 rpm이 출력되도록 하는 rpm제어모드와, 트리거(121)의 당김 조작 횟수에 따라 트리거(121)의 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 설정되도록 하는 토크(또는 회전량)제어모드를 포함한다.

여기서, 케이싱(171)에는 감지부(130)의 센서(133)가 설치되는 센싱모듈(134)이 구성되고, 센싱모듈(134)은 제어모듈(172)과 전기적으로 연결된다.

상기 rpm제어모드는, 뼈의 밀도와 두께에 관계없이 트리거(121)가 당겨질수록 모터(140)의 전도성 코일에 공급되는 전류량이 증가하여 모터(140)의 토크와 회전량이 커지도록 하고, 트리거(121)가 릴리즈될수록 모터(140)의 전도성 코일에 공급되는 전류량이 감소하여 모터(140)의 토크와 회전량이 작아지는 제어를 가능하게 할 수 있다.

여기서, 상기 rpm제어모드는, 트리거(121)의 당김거리에 따라 이동거리가 변화되는 감지부(130)가 복수개의 슬릿(132)을 가지는 슬롯(131)과 센서(133)로 구성되는 경우, 슬릿(132)의 간격 및 개수에 따라 모터(140)의 토크와 회전량이 조절되도록 할 수 있으며, 일예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 포토인터럽트의 광로를 차단하는 슬릿(132)의 폭이 0.15mm이고 슬릿(132)과 슬릿(132)의 간격이 0.4mm라고 할 때 슬롯(131)의 이동거리가 0.4mm일 때마다 40rpm에 대응되는 속도를 가지도록 할 수 있으며, 이를 통하여, 슬릿(132)의 개수가 총 25개인 경우 슬롯(131)의 이동거리가 최대 10mm일 때 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 1,000rpm에 대응되는 값을 가지도록 할 수 있다.

상기 토크제어모드는, 트리거(121)의 당김 조작 횟수에 따라 트리거(121)의 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 선택적으로 가변 설정되도록 하여 트리거(121)가 최대한 당겨질 때의 모터(140)의 토크와 회전량이 상기 설정값을 초과하지 않도록 하는 제어를 가능하게 할 수 있다.

여기서, 상기 토크제어모드는, 일예로, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 트리거(121) 중 제1트리거(121a)가 당김 동작되는 횟수에 따라 트리거(121)가 최대한 당겨질 때의 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 가변 설정되도록 하고 이를 확인부(180)에 디스플레이하여 수술자가 이 과정을 인지하도록 한다.

즉, 도 7a에 도시된 바와 같이 제1트리거(121a)가 한 번씩 입력될 때마다 트리거(121)의 최대 당김거리에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 한 단계씩 상향 조절되고 이때의 과정이 확인부(180)에 디스플레이되고, 도 7b에 도시된 바와 같이 제1트리거(121a)가 두 번 연속 입력될 때마다 트리거(121)의 최대 당김거리에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 한 단계씩 하향 조절되고 이때의 과정이 확인부(180)에 디스플레이되어, 도 7c에 도시된 바와 같이, 트리거(121)의 최대 당김거리에 대응된 모터(140)의 토크 최대치가 '5'인 경우 트리거(121)가 최대한 당겨지더라도 모터(140)의 토크가 '5 kg.m'을 초과하지 못하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 rpm제어모드와 토크제어모드는 별도의 선택 스위치나 트리거(121)의 당김 조작 횟수에 따라 선택되는 것이 바람직하다.

확인부(180)는, 하우징(110)의 총열 부위 후단부 등에 구성되어 트리거부(120)의 조작을 통한 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치의 입력 및 설정 상태가 디스플레이되도록 하는 수단으로서, 공지의 디스플레이 장치이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전원부(미도시)는, 하우징(110)의 손잡이 부위 하단부에 감지부(130), 모터(140), 제어부(170) 및 확인부(180) 등에 동작전원을 공급하기 위한 배터리 등을 포함하는 수단으로서, 공지의 전원공급수단이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 외과용 드릴장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기와 같은 구성을 가지는 외과용 드릴장치를 이용한 토크제어모드의 동작에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 트리거(121)의 당김 조작 횟수에 따라 트리거(121)의 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 선택적으로 가변 설정된다.

일예로, 드릴링이 수행되어야 할 뼈에 대한 드릴링 최대 토크 스펙이 일예로 '5kg.m'라면, 제1트리거(121a)가 한 번씩 연속하여 '5회' 당김 동작되는 것을 통하여, 트리거(121)가 최대한 당겨지더라도 모터(140)의 토크가 최대 '5kg.m'의 값을 초과하지 못하도록 하는 제어가 설정되고, 수술자가 이를 인지하도록 확인부(180)에 상기 토크값에 대응된 숫자 '5'가 디스플레이 된다.

상기와 같은 상태에서, 드릴링이 수행되어야 할 뼈의 드릴링 최대 토크 스펙이 일예로, '3kg.m'라면, 제1트리거(121a)가 두 번씩 연속하여 '2회' 당김 동작되는 것을 통하여 트리거(121)가 최대한 당겨지더라도 모터(140)의 토크가 최대 '3kg.m'의 값을 초과하지 못하도록 하는 제어가 설정되며, 수술자가 이를 인지하도록 확인부(180)에 상기 토크값에 대응된 숫자 '3'이 디스플레이 된다.

이후, 제1트리거(121a)가 당김 동작되면 당김거리에 대응되는 토크와 회전량을 가지면서 모터(140)가 정회전되고, 제1트리거(121a)가 당겨진 상태에서 제2트리거(121b)가 당김 동작되면 순간적으로 모터(140)의 정회전이 멈춰진 상태에서 역회전이 이루어진다.

여기서, 제1트리거(121a)를 포함하는 트리거(121)의 당김거리는 감지부(130)에 의해서 감지되고, 제어부(170)에 의해 상기 당김거리에 대응된 전류량이 모터(140)에 공급된다.

일예로, 상기와 같이, 제1트리거(121a)의 당김거리에 대한 모터(140)의 최대 토크값이 '5kg.m'로 설정된 경우에는 제1트리거(121a)의 당김거리가 '0'일 때부터 최대치가 될 때까지 모터(140)의 최대 토크는 '0'에서부터 '5kg.m'가 될 때까지 정비례하면서 증가하게 되고, 제1트리거(121a)의 당김거리에 대한 모터(140)의 최대 토크값이 '3kg.m'로 설정된 경우에는 제1트리거(121a)의 당김거리가 '0'일 때부터 최대치가 될 때까지 모터(140)의 최대 토크는 '0'에서부터 '3kg.m'가 될 때까지 정비례하면서 증가하게 된다.

한편, 상기와 같은 구성을 가지는 외과용 드릴장치를 이용한 rpm제어모드의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

제1트리거(121a)가 당김 동작되면 당김거리에 대응되는 토크와 회전량을 가지면서 모터(140)가 정회전되고, 제1트리거(121a)가 당겨진 상태에서 제2트리거(121b)가 당김 동작되면 순간적으로 모터(140)의 정회전이 멈춰진 상태에서 역회전이 이루어진다.

일예로, 상기와 같이, 트리거(121)의 당김거리에 따라 이동거리가 변화되는 감지부(130)가 복수개의 슬릿(132)을 가지는 슬롯(131)과 센서(133)로 구성되는 경우, 슬릿(132)의 간격 및 개수에 따라 모터(140)의 토크와 회전량이 조절되는데, 센서(133)인 포토인터럽트의 광로를 차단하는 슬릿(132)의 폭이 0.15mm이고 슬릿(132)과 슬릿(132)의 간격이 0.4mm라고 할 때 슬롯(131)의 이동거리가 0.4mm일 때마다 40rpm에 대응되는 속도를 가지도록 할 수 있으며, 슬릿(132)의 개수가 총 25개인 경우 슬롯(131)의 이동거리가 최대 10mm일 때 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 1,000rpm에 대응되는 값을 가지도록 할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 트리거(121)의 조작을 통하여 트리거(121)의 당김거리 최대치에 대한 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 입력 및 설정되도록 하여 수술자로 하여금 뼈의 밀도와 두께에 따른 모터(140)의 토크와 회전량을 간편히 설정하도록 하고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 트리거(121)의 조작에 따른 당김거리 판단이 자석의 접근에 따라 변화되는 전류량에 의해 이루어지지 않고 슬롯(131)의 이동거리가 측정되는 것을 통해 이루어지도록 하여 주변 환경의 영향을 받지 않고 정확한 스펙을 요구하는 드릴링 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims

하우징(110);
하우징(110)에 구성되고 수술자에 의해 당겨지거나 릴리즈되는 트리거부(120);
트리거부(120)의 당김 또는 릴리즈 조작에 따른 당김거리 변화를 판단하는 감지부(130);
트리거부(120)의 당김거리에 대응된 토크와 회전량을 가지는 구동력을 발생시키는 모터(140);
모터(140)의 구동력에 의해 회전되는 구동부(150); 및
트리거부(120)의 조작을 통한 당김거리에 대응되도록 모터(140)의 토크와 회전량을 제어하거나, 트리거부(120)의 조작을 통하여 당김거리의 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치의 설정시 트리거부(120)의 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량이 설정값을 초과하지 않도록 제어하는 제어부(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 드릴장치.
제1항에 있어서,
하우징(110)에 구성되어 트리거부(120)의 조작을 통한 당김거리 최대치에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치에 대한 입력 및 설정 상태가 디스플레이되도록 하는 확인부(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 드릴장치.
제1항에 있어서, 트리거부(120)는,
하우징(110)에 형성된 설치공에 구성되는 하나 이상의 트리거(121)와;
트리거(121)의 일단이 삽입되고 내부에 구성된 복원스프링을 통해 트리거(121)가 하우징(110)의 내부로 당겨지거나 원위치로 릴리즈 조작되도록 하는 트리거바디(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 드릴장치.
제3항에 있어서, 감지부(130)는,
트리거(121)의 당김거리 변화에 따라 이동거리가 변화되는 슬롯(131)과;
트리거(121)의 조작에 따라 이동거리가 변화되는 슬롯(131)의 슬릿(132)을 카운팅하여 트리거(121)의 당김거리 변화량을 감지하는 센서(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 드릴장치.
제4항에 있어서, 제어부(170)는,
슬릿(132)의 간격 및 개수에 따라 모터(140)의 토크와 회전량이 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 외과용 드릴장치.
제3항에 있어서, 제어부(170)는,
트리거(121)가 한 번씩 입력될 때마다 트리거(121)의 최대 당김거리에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 한 단계씩 상향 조절되고,
트리거(121)가 두 번 연속 입력될 때마다 트리거(121)의 최대 당김거리에 대응된 모터(140)의 토크와 회전량의 최대치가 한 단계씩 하향 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 외과용 드릴장치.