KR20190101021A - 의료용 레이저 수술기의 핸드피스 - Google Patents

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KR20190101021A KR1020180020898A KR20180020898A KR20190101021A KR 20190101021 A KR20190101021 A KR 20190101021A KR 1020180020898 A KR1020180020898 A KR 1020180020898A KR 20180020898 A KR20180020898 A KR 20180020898A KR 20190101021 A KR20190101021 A KR 20190101021A
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임홍주
이준영
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Abstract

의료용 레이저 수술기의 핸드피스가 개시된다. 이러한 핸드피스는, 광섬유를 통해 본체와 연결되는 핸드피스 바디와, 상기 핸드피스 바디의 일측에 결합되는 헤드 어셈블리를 포함하며, 상기 헤드 어셈블리는, 레이저 빔을 조사하기 위해 일측에 형성된 팁 헤드부와 상기 팁 헤드부의 반대측에 형성된 구형 조인트부재를 갖는 팁 구조물, 및 상기 구형 조인트부재의 일부를 수용하는 조인트부재 수용부를 포함하며, 상기 팁 구조물은 상기 조인트부재 수용부 내에 상기 구형 조인트부재의 일부가 수용된 채로 중심축과 이루는 각도가 증가 또는 감소하는 방향으로 회전가능하되 상기 중심축의 법선 방향으로의 전방향(omni-direction)에 대하여 자유롭게 회전가능하여, 핸드피스 바디 전체의 회전을 최소화함으로써, 핸드피스 바디 전체의 회전에 의한 광섬유의 손상을 최소화할 수 있다.

Description

의료용 레이저 수술기의 핸드피스{HANDPIECE FOR USE IN MEDICAL LASER SURGICAL INSTRUMENT}
본 발명은 의료용 레이저 수술기의 핸드피스에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 치과, 안과, 피부과 등에서 수술용으로 사용되고 있는 레이저 수술기의 핸드피스와 관련되며, 종래의 기술로 제작되는 핸드피스 레이저팁에서 치료나 수술 도중 핸드피스의 과도한 방향전환이나 이동으로 인해 발생하는 문제점들을 해결하는 기술과 관련된다.
레이저 장치는 산업용으로뿐만 아니라 의료용으로도 활발하게 이용되고 있다. 예를 들어, 레이저를 이용하는 레이저 수술기는 치과나 안과 등에서 수술용으로 사용되고 있고, 제모나 피부 질환 치료에도 사용되고 있으며, 그 적용 분야가 점점 확대되고 있다.
일반적으로 레이저 수술기는 레이저 빔을 생성하는 공진기, 공진기에서 생성된 레이저 빔을 적용하고자 하는 부위로 조사하기 위해 사용자가 파지하는 핸드피스를 포함한다. 레이저 빔을 생성하는 공진기는, 전원장치, 컨트롤러 등과 같이 본체를 이룬다. 수술이나 치료시 사용자가 용이하게 조작할 수 있도록, 핸드피스는 본체와 일정한 거리를 두고 연결된다. 핸드피스와 본체 사이의 연결은 광섬유 등의 케이블을 통해 이뤄진다. 더 나아가, 레이저 수술기는 케이블 커넥터와 레이저 모듈을 포함하는 핸드피스 어셈블리 형태로서, 케이블 커넥터를 통해 본체 측의 전력 공급 및 제어 모듈에 착탈식으로 결합되는 형태로도 구현된다.
도 1은 종래의 의료용 레이저 수술기의 레이저팁의 예를 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 핸드피스의 전방에 결합되는 이러한 레이저팁은 소모성 부품이다. 뿐만 아니라, 종래의 레이저팁은 특정 방향으로만 고정되어 있고, 특히, 구부러진 형태로 고정되어 있는 경우, 구부러져 있는 부분이 레이저에 의해 지속적인 열충격을 받게 되어, 레이저의 손실을 초래하고, 구부러져 있는 부분의 발열로 인한 과출력을 유발하거나 불량을 유발하게 되는 문제가 있다. 또한, 한쪽 방향으로만 고정되어 있는 경우(직선 형태이든 구부러져 있는 형태이든 상관없이), 사용시 핸드피스 전체를 수시로 방향 전환해야 하므로, 이러한 과도한 핸드피스의 방향 전환으로 인해 핸드피스 바디 전체의 회전이나 이동이 많아지게 된다. 이와 같이 본체와 연결되는 광섬유가 잦은 회전과 이동으로 인해 광섬유 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 여러 가지 문제들을 해결하기 위한 방안이 당해 기술 분야에서 요구되고 있다.
국제공개특허 WO 2014/066489(2014.05.01. 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 핸드피스의 레이저팁(팁 구조물)의 방향을 자유롭게 회전할 수 있도록 하여 레이저 손실이나 발열을 억제할 수 있는 개선된 의료용 레이저 수술기의 핸드피스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 부가적인 소모성 레이저팁 부품을 제거하여 비용을 절감할 수 있는 개선된 의료용 레이저 수술기의 핸드피스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 핸드피스의 레이저팁의 방향을 자유롭게 회전할 수 있도록 하여 편의성을 제공할 뿐만 아니라 핸드피스 바디 전체의 회전과 이동을 최소화함으로써, 핸드피스 바디 전체의 회전에 의한 광섬유의 손상을 최소화할 수 있다는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상(aspect)에 따른 의료용 레이저 수술기의 핸드피스는, 광 케이블을 통해 본체와 연결되는 핸드피스 바디와, 상기 핸드피스 바디의 일측에 결합되는 헤드 어셈블리를 포함하며, 상기 헤드 어셈블리는, 레이저 빔을 조사하기 위해 일측에 형성된 팁 헤드부와 상기 팁 헤드부의 반대측에 형성된 구형 조인트부재를 갖는 팁 구조물, 및 상기 구형 조인트부재를 수용하는 조인트부재 수용부를 포함하며, 상기 팁 구조물은 상기 조인트부재 수용부 내에 상기 구형 조인트부재의 일부가 수용된 채로 중심축과 이루는 각도가 증가 또는 감소하는 방향으로 회전가능하되 상기 중심축의 법선 방향으로의 전방향(omni-direction)에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따라, 상기 헤드 어셈블리는, 상기 핸드피스 바디의 커플러에서 연장된 내부 고정축의 외측에 결합되는 제1 탄성부재와, 상기 내부 고정축의 외측에 상기 제1 탄성부재가 결합된 채로 상기 내부 고정축과 상기 제1 탄성부재를 내측에 수용하는 실린더부재와, 일측은 상기 실린더부재에 결합되고, 타측은 상기 조인트부재 수용부에 결합되어 압축된 상태를 유지하는 제2 탄성부재를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 헤드 어셈블리는, 상기 제1 탄성부재, 상기 실린더부재, 상기 제2 탄성부재, 및 상기 조인트부재 수용부를 수용하고, 상기 구형 조인트부재의 일부를 수용하는, 헤드 캡을 더 포함하며, 상기 헤드 캡의 일단에는 상기 구형 조인트부재의 직경보다 작은 직경을 갖도록 스토퍼부재가 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 조인트부재 수용부는, 상기 구형 조인트부재가 상기 조인트부재 수용부 내에 수용된 채로 상기 팁 구조물이 상기 중심축과 이루는 각도가 증가 또는 감소하는 방향으로 회전가능하되 상기 중심축의 법선 방향으로의 전방향(omni-direction)에 대하여 회전가능하도록, 상기 구형 조인트부재의 직경과 동일한 직경을 갖도록 반구형 홈이 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 팁 구조물이 상기 중심축과 이루는 각도가 제1 각도로 회전하도록 외력이 가해지는 경우 팁 구조물 및 상기 조인트부재 수용부가 상기 핸드피스 바디 측으로 후퇴하여 상기 제2 탄성부재가 압축되고, 상기 팁 구조물이 상기 제1 각도로 회전한 후 외력이 제거되는 경우, 상기 제2 탄성부재의 팽창에 의해 상기 팁 구조물 및 상기 조인트부재가 전진한 후 상기 스토퍼부재에 의해 상기 조인트부재가 정지하여, 상기 팁 구조물이 상기 제1 각도로 유지된다.
일 실시예에 따라, 그립감을 향상시키도록 상기 핸드피스 바디의 측면에 유선형으로 함몰된 부분이 더 형성될 수 있다.
본 발명은 개선된 의료용 레이저 수술기의 핸드피스를 제공함으로써, 핸드피스의 레이저팁(팁 구조물)의 방향을 자유롭게 회전할 수 있도록 하여 레이저 손실이나 발열을 억제할 수 있으며, 부가적인 소모성 레이저팁 부품을 제거하여 비용을 절감할 수 있고, 또한 핸드피스의 레이저팁의 방향을 자유롭게 회전할 수 있도록 구성하여 핸드피스 바디 전체의 회전과 이동을 최소화함으로써, 핸드피스 바디 전체의 회전에 의한 광섬유의 손상을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 의료용 레이저 수술기의 레이저팁의 예를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 레이저 수술기의 핸드피스(100)의 외관을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 의료용 레이저 수술기의 핸드피스(100)에서 헤드 어셈블리(110)의 내부를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 분해도이고,
도 5는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 도 2의 헤드 어셈블리(110)에서, 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112)의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 도 6에서 팁 구조물(111)이 중심축 방향으로 향하도록 조인트부재 수용부(112)에 결합된 상태를 나타낸 도면이고,
도 8은 도 7에서 팁 구조물(111)에 대하여 사용자에 의한 외력이 가해져 팁 구조물(111)이 제1 상태로 회전한 경우, 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112) 간의 결합 상태를 나타낸 도면이고,
도 9는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 동작 설명을 위해, 중심축(Y1) 및 팁 구조물(111)의 회전 방향들을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면들 및 이들을 참조하여 설명되는 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 예시되고 간략화된 것임에 유의하여야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 레이저 수술기의 핸드피스(100)의 외관을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 의료용 레이저 수술기의 핸드피스(100)에서 헤드 어셈블리(110)의 내부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 분해도이고, 도 5는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 2의 헤드 어셈블리(110)에서, 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112)의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6에서 팁 구조물(111)이 중심축 방향으로 향하도록 조인트부재 수용부(112)에 결합된 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에서 팁 구조물(111)에 대하여 사용자에 의한 외력이 가해져 팁 구조물(111)이 제1 상태로 회전한 경우, 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112) 간의 결합 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 동작 설명을 위해, 중심축(Y1) 및 팁 구조물(111)의 회전 방향들을 설명하기 위한 도면이다.
우선 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 레이저 수술기의 핸드피스(100)는, 헤드 어셈블리(head assembly)(110)와 핸드피스 바디(120)를 포함한다.
앞서 언급한 바와 같이, 의료용 레이저 수술기의 전체 구성은 본체(미도시)와 핸드피스(100)로 구성되며, 본체와 핸드피스(100) 간의 연결은 광 케이블(140)을 통해 이뤄진다. 따라서, 핸드피스(100)는 광 케이블(140)과의 연결을 위한 케이블 커넥터(130)를 포함한다.
핸드피스 바디(120)는 케이블 커넥터(130)를 통해 광 케이블(140)과 연결되며, 광 케이블(140)을 통해 본체(미도시)로부터 제어된다.
헤드 어셈블리(110)는, 핸드피스 바디(120)의 일측, 즉, 케이블 커넥터(130)를 통해 광 케이블(140)이 연결된 부분과 반대편에 결합되는 구성요소이다. 헤드 어셈블리(110)는 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112)를 포함한다. 또한, 헤드 어셈블리(110)는, 제1 탄성부재(115), 실린더 부재(114), 제2 탄성부재(113) 및 헤드 캡(117)을 더 포함한다.
팁 구조물(111)은, 레이저 빔을 조사하기 위해 일측으로 기다랗게 형성된 팁 헤드부(1111)와, 팁 헤드부(1111)의 반대측에 형성된 구형 조인트부재(1112)를 포함한다. 구형 조인트부재(1112)는 레이저 빔의 진행을 위해 일부 구간이 절단된 구로서, 이에 관하여는 이후 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
조인트부재 수용부(112)는, 상기 팁 구조물(111)의 일측에 형성된 구형 조인트부재를 수용하여, 팁 구조물(111)의 회전운동을 위한 공간을 제공하기 위한 부분이다.
팁 구조물(111)은 이와 같이 조인트부재 수용부(112) 내에 구형 조인트부재(1112)의 일부가 수용된 채로 중심축(도 9의 Y1 참조)으로부터 멀어지는 방향으로 또는 가까워지는 방향으로 회전가능하도록 형성된다. 바꿔 말하면, 팁 구조물(111)은 조인트부재 수용부(112) 내에 구형 조인트부재(1112)의 일부가 수용된 채로 중심축(Y1)과 이루는 각이 증가 또는 감소하는 방향으로 회전가능하게 형성된다. 회전은 전방향성(omni-directional)이다. 즉, 중심축(도 9의 Y1)의 법선방향으로의 전방향에 대하여 회전가능하다(법선방향에 대하여는 이후 도 9를 참조하여 더 상세히 설명한다).
참조부호 116은 핸드피스 바디(120)의 커플러(도 5의 123 참조)에 연장되는 내부 고정축이고, 참조부호 121은 조작 버튼이며, 참조부호 122는 핸드피스를 사용할 경우 그립감을 향상시키기 위해 유선형으로 오목하게 패인 부분이다.
제1 탄성부재(115)는 핸드피스 바디(120)의 커플러에서 연장된 내부 고정축(116)에 결합되어, 실린더부재(114)가 내부 고정축(116)에서 이탈하지 않도록 유지하여 준다.
실린더부재(114)는 내부 고정축(116)의 외측에 제1 탄성부재(115)가 결합된 채로 내부 고정축(116)과 제1 탄성부재(115)를 수용한다. 따라서, 실린더부재(114)는 제1 탄성부재(115) 및 내부 고정축(116)을 수용하기 위한 내부 공간이 형성되며, 제1 탄성부재(115)에 의해 내부 고정축(116)에서 이탈되지 않고 유지된다. 뿐만 아니라, 중심축 방향(도 9의 Y1 참조)으로의 외력이 작용하는 경우, 제1 탄성부재(115)의 탄성력(압축 및 복원)에 의해 중심축 방향으로의 움직임이 가능하다. 이러한 점에서, 상기 제1 탄성부재(115)는, 팁 구조물(111)의 회전시 주된 역할을 하는 제2 탄성부재(113)의 보조 역할을 하게 된다.
제2 탄성부재(113)는 일측이 실린더부재(114)에 결합되고 타측은 조인트부재 수용부(112)에 결합되어 압축된 상태를 유지하는 구성요소이다. 중심축 방향(도 9의 Y1 참조)으로의 외력이 작용하는 경우, 제2 탄성부재(113)는 탄성력(압축 및 복원)에 의해 중심축 방향으로의 움직임이 가능하다. 팁 구조물(111)의 회전시, 제2 탄성부재(113)는 조인트부재 수용부(112)이 후퇴함에 따라 압축된 후, 외력이 제거되는 경우 전진하여 팁 구조물(111)의 위치가 유지되도록 고정시키는 형태로 동작하게 되며, 팁 구조물(111)의 회전시 주된 역할을 하게 된다.
헤드 캡(117)은 제1 탄성부재(115), 실린더부재(114), 제2 탄성부재(113) 및 조인트부재 수용부(112)를 수용하고, 구형 조인트부재(1112)의 일부를 수용한다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 레이저 수술기의 핸드피스의 헤드 어셈블리(110)를 이루는 주요 구성요소들을 다시 한번 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 헤드 어셈블리(110)를 이루는 제1 탄성부재(115)는, 핸드피스 바디(120)의 커플러에서 연장된 내부 고정축(116)에 결합되어, 실린더부재(114)가 내부 고정축(116)에서 이탈하지 않도록 유지하여 준다. 실린더부재(114)의 내부에 형성된 공간 내에 삽입되어, 실린더부재(114)를 포함한 앞단의 구조물들이 핸드피스 바디(120)에 고정될 수 있도록 홀딩해주는 역할을 하며, 앞서 언급한 바와 같이, 팁 구조물(111)의 회전시 주된 역할을 하는 제2 탄성부재(113)의 보조 역할을 하게 된다.
실린더부재(114)는 내부 고정축(116)의 외측에 제1 탄성부재(115)가 결합된 채로 내부 고정축(116)과 제1 탄성부재(115)를 수용하며, 전단에 제2 탄성부재(113)가 결합된다. 실린더부재(114)는 제2 탄성부재(113)의 결합을 위한 세부 구성요소들을 더 갖는다. 따라서, 실린더부재(114)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 탄성부재(113)와의 결합을 위한 제1 결합 부분(1141)과, 내부에 제1 탄성부재(115)가 결합된 채로 내부 고정축(116)과 제1 탄성부재(115)를 수용하는 제2 결합 부분(1142)으로 구분되는 세부 구성요소들을 포함할 수 있다.
제2 탄성부재(113)의 일측은 실린더부재(114)에 결합되고 타측은 조인트부재 수용부(112)에 결합되어 압축된 상태를 유지하는 구성요소이다. 앞서 언급한 바와 같이, 중심축 방향(도 9의 Y1 참조)으로의 외력이 작용하는 경우, 제2 탄성부재(113)는 탄성력(압축 및 복원)에 의해 중심축 방향으로의 움직임이 가능하도록 구성된다. 제2 탄성부재(113)와 조인트부재 수용부(112) 간의 결합 관계를 살펴보면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 탄성부재(113)의 일단이 조인트부재 수용부(112)의 일단의 외부에 결합되어, 제2 탄성부재(113)에 조인트부재 수용부(112)가 연결된 형태이다.
또한, 상기 헤드 어셈블리(110)는 헤드 캡(117)을 더 포함한다. 헤드 캡(117)은, 제1 탄성부재(115), 실린더부재(114), 제2 탄성부재(113), 및 조인트부재 수용부(112)를 내부에 수용하고, 구형 조인트부재(1112)의 일부를 수용한다. 즉, 헤드 캡(117)은 헤드 어셈블리(110)를 이루는 다른 구성요소들 중에서, 팁 헤드부(1111)와 구형 조인트부재(1112)의 일부분을 제외한 나머지 구성요소들을 모두 수용하는 역할을 한다. 따라서, 헤드 캡(117)의 내측에는 실린더부재(114), 제2 탄성부재(113), 및 조인트부재 수용부(112)를 수용하기 위한 내부 공간이 형성되어 있고, 헤드 캡(117)의 내부 공간 중에서, 커플러를 통한 핸드피스 바디(120) 측과의 결합을 위한 내부 공간(1171)은 다른 부분(1172)에 비해 직경이 더 크도록 형성된다. 헤드 캡(117)의 양단(1173, 1174)은 개방되어 있다. 뿐만 아니라, 헤드 캡(117)은, 그 일단에 구형 조인트부재(1112)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 스토퍼부재(1175)가 형성된다. 즉, 조인트부재 수용부(112)와 조인트부재 수용부(112)에 수용된 채로 조인트부재 수용부(112)와 함께 제2 탄성부재(113)로부터 복원력을 받고 있는 팁 구조물(111)이 전방(도 5에서 좌측 방향)으로 이탈하지 않도록 하기 위해, 구형 조인트부재(1112)의 직경보다 작은 직경을 갖도록, 스토퍼부재(1175)가 헤드 캡(117)에 더 형성된다.
다음으로, 도 6을 참조하여 조인트부재 수용부(112)와 구형 조인트부재(1112)의 구체적인 결합 관계를 살펴본다. 조인트부재 수용부(112) 내부에 형성된 반구형 홈(1121)의 형상은 명명된 바와 같이, 반구형상의 홈으로서, 구형 조인트부재(1112)를 수용하여, 구형 조인트부재(1112)가 회전운동할 수 있도록 하기 위한 부분이다. 반구형 홈(1121)의 직경은 구형 조인트부재(1112)의 직경과 대체로 동일하게 형성된다. 따라서, 반구형 홈(1121) 내에 구형 조인트부재(1112)가 삽입되는 경우, 헐거운 결합 상태가 아니라 타이트하게 결합된 상태를 유지하게 된다.
팁 구조물(111)에서 구형 조인트부재(1112)는 구형으로서, 레이저 빔 경로(1122)를 통해 진행되는 레이저 빔의 경로를 확보하여 원활하게 진행하도록 하기 위해 그 일부 구간이 절단되어 있다. 이러한 구형 조인트부재(1112)가 소정의 각도로 회전할 수 있도록 회전운동의 공간을 제공하는 부분이 반구형 홈(1121)이다. 따라서, 구형 조인트부재(1112)의 최대 회전 범위는, 레이저 빔 경로(1122)의 내부 직경과 관련성이 있다. 구형 조인트부재(1112)는 X1을 기준으로 반구형 부분(1112a)와 절단된 부분(1112b)으로 구분될 수 있으며, 이러한 구형 조인트부재(1112)의 최대 회전 범위는 레이저 빔 경로(1122)의 내부 직경뿐만 아니라, 절단된 부분(1112b)의 크기와도 관련성이 있다. 즉, 절단된 부분(1112)이 조인트부재 수용부(112) 내에서 이탈되지 않는 범위 내에서 구형 조인트부재(1112)의 회전이 가능하다.
구형 조인트부재(1112)의 회전은, 팁 헤드부(1111)의 방향이 중심축(도 9의 Y1)과 일치한 상태에서의 시계 방향 또는 반시계 방향으로의 회전이 아니라, 중심축과 팁 헤드부(1111)가 이루는 각도가 증가하는 방향 또는 감소하는 방향으로의 회전을 의미한다. 회전 방향은 전방향성(omni-diretcional)이다. 중심축(Y1)의 법선 방향을 고려할 때, 전방향으로 회전가능하다. 중심축(Y1)의 법선 방향은, 중심축(Y1)과 구형 조인트부재(1112)의 중심이 만나는 점(O)에서 외측으로 향하는 방향을 의미한다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 의료용 레이저 수술기의 핸드피스를 사용할 경우, 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112) 간의 관계를 설명한다.
도 7은 팁 구조물(111)의 팁 헤드부(1111)가 중심축(도 9의 Y1)의 방향일 일치하는 경우, 즉 팁 헤드부(1111)가 핸드피스 바디(120)에 일렬로 정렬된 상태의 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112) 간의 결합 상태를 나타낸 것이고, 도 8은, 팁 구조물(111)이 사용자에 의한 외력으로 인해 중심축의 법선 방향으로 회전하여 고정된 경우의 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112) 간의 결합 상태를 나타낸 것이다. 편의상, 도 8과 같은 상태에서, 중심축과 팁 헤드부(1111)가 이루는 각을 제1 각도라 하고, 이 상태를 제1 상태라고 정의한다.
도 8과 같이, 팁 구조물(111)이 회전하는 경우, 팁 헤드부(1111)가 제1 각도로 회전하게 되고(화살표 A1), 이 때 구형 조인트부재(1112)도 조인트부재 수용부(112)의 내부에서 회전하게 된다(화살표 A2). 앞서 언급한 바와 같이, 구형 조인트부재(1112)의 절단된 부분(1112b)이 조인트부재 수용부(112)의 반구형 홈(1121) 내에서 이탈되지 않아야 하므로, 반구형 홈(1121) 내에 구형 조인트부재(1112)의 절단된 부분(1112b)이 위치하도록 제한되어야 한다. 뿐만 아니라, 레이저 빔 경로와의 간섭이 생기지 않도록, 절단된 부분(1112b)의 크기도 적절히 제한된다.
본 발명의 의료용 레이저 수술기의 핸드피스를 사용하는 상황을 가정하여 보면, 사용자가 팁 구조물(111)을 제1 각도(중심축과 이루는 각도)로 회전시키고자 소정의 외력을 가하게 되면, 팁 구조물(111) 및 조인트부재 수용부(112)가 핸드피스 바디(120) 측으로 후퇴하게 되고, 이 때 제2 탄성부재(113)이 압축된다. 이후, 상기 제1 각도로 회전한 후, 사용자에 의한 외력이 제거되는 경우, 압축된 제2 탄성부재(113)는 다시 복원(팽창)하게 되고, 이러한 복원력에 의해 팁 구조물(111)과 조인트부재 수용부(112)가 전진한 후, 헤드 캡(117)의 스토퍼부재(1175)에 의해 구형 조인트부재(1112)가 정지되어, 팁 구조물(111)이 제1 각도를 유지하게 된다. 사용자가 팁 헤드부(1111)의 방향을 다른 각도로 바꾸고자 회전시키는 경우, 이러한 과정이 반복된다.
도 9는 도 2의 헤드 어셈블리(110)의 동작 설명을 위해, 중심축(Y1) 및 팁 구조물(111)의 회전 방향들을 설명하기 위한 도면이다. 참조부호 e1은 중심축(Y1)에 수직인 방향(법선 방향)으로의 구형 조인트부재(1112)의 단면을 취할 때 구형 조인트부재(1112)의 외곽선으로서, 구형 조인트부재(1112)의 중심을 O로 나타내었다. Y1은 중심축이고, L0, L1, L2, L3, L4, L5는 레이저 빔의 방향을 상징적으로 나타낸 것이며, 1111a ~ 1111e는 팁 헤드부(1111)의 중심선을 나타낸 것이며, 참조부호 e2는 팁 헤드부(1111)의 회전 방향을 설명하기 위한 것이다. 이와 같이, 팁 헤드부(11111), 전체적으로는 팁 구조물(111)의 회전은 회전축(Y1)의 법선방향으로의 전방향에 대하여 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 의료용 레이저 수술기의 핸드피스는 팁 헤드부(1111)의 방향을 전 방향(중심축의 법선 방향에 대하여)으로 자유롭게 조절할 수 있으므로, 사용자의 편의를 도모할 수 있다. 특히, 팁 헤드부의 방향을 자유롭게 조절할 수 있도록 하여, 핸드피스 바디 전체의 이동을 최소화함으로써, 핸드피스 바디 전체의 회전에 의한 광섬유 케이블의 손상을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 종래의 소모성 팁 구조물을 제거하고 이러한 기능을 수행할 수 있는 팁 구조물을 구비함으로써, 이로 인한 비용을 절감할 수 있게 된다.
110 : 헤드 어셈블리
120 : 핸드피스 바디
130 : 케이블 커넥터
140 : 광섬유 케이블
111 : 팁 구조물 112 : 조인트부재 수용부
1111 : 팁 헤드부 1112 : 구형 조인트부재
115 : 제1 탄성부재 114 : 조인트부재 수용부
113 : 제2 탄성부재

Claims (5)

  1. 의료용 레이저 수술기의 핸드피스로서,
    광 케이블을 통해 본체와 연결되는 핸드피스 바디; 및
    상기 핸드피스 바디의 일측에 결합되는 헤드 어셈블리;를 포함하며,
    상기 헤드 어셈블리는, 레이저 빔을 조사하기 위해 일측에 형성된 팁 헤드부와 상기 팁 헤드부의 반대측에 형성된 구형 조인트부재를 갖는 팁 구조물, 및 상기 구형 조인트부재의 일부를 수용하는 조인트부재 수용부를 포함하며,
    상기 팁 구조물은 상기 조인트부재 수용부 내에 상기 구형 조인트부재의 일부가 수용된 채로 중심축과 이루는 각도가 증가 또는 감소하는 방향으로 회전가능하되 상기 중심축의 법선 방향으로의 전방향(omni-direction)에 대하여 회전가능한 것을 특징으로 하는, 의료용 레이저 수술기의 핸드피스.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 헤드 어셈블리는,
    상기 핸드피스 바디의 커플러에서 연장된 내부 고정축의 외측에 결합되는 제1 탄성부재와,
    상기 내부 고정축의 외측에 상기 제1 탄성부재가 결합된 채로 상기 내부 고정축과 상기 제1 탄성부재를 내측에 수용하는 실린더부재와,
    일측은 상기 실린더부재에 결합되고, 타측은 상기 조인트부재 수용부에 결합되어 압축된 상태를 유지하는 제2 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 의료용 레이저 수술기의 핸드피스.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 헤드 어셈블리는,
    상기 제1 탄성부재, 상기 실린더부재, 상기 제2 탄성부재, 및 상기 조인트부재 수용부를 수용하고, 상기 구형 조인트부재의 일부를 수용하는, 헤드 캡을 더 포함하며,
    상기 헤드 캡의 일단에는 상기 구형 조인트부재의 직경보다 작은 직경을 갖도록 스토퍼부재가 형성된 것을 특징으로 하는, 의료용 레이저 수술기의 핸드피스.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 조인트부재 수용부는,
    상기 구형 조인트부재가 상기 조인트부재 수용부 내에 수용된 채로 상기 팁 구조물이 상기 중심축과 이루는 각도가 증가 또는 감소하는 방향으로 회전가능하되 상기 중심축의 법선 방향으로의 전방향(omni-direction)에 대하여 회전가능하도록, 상기 구형 조인트부재의 직경과 동일한 직경을 갖도록 반구형 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 의료용 레이저 수술기의 핸드피스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 팁 구조물이 상기 중심축과 이루는 각도가 제1 각도로 회전하도록 외력이 가해지는 경우 팁 구조물 및 상기 조인트부재 수용부가 상기 핸드피스 바디 측으로 후퇴하여 상기 제2 탄성부재가 압축되고, 상기 팁 구조물이 상기 제1 각도로 회전한 후 외력이 제거되는 경우, 상기 제2 탄성부재의 팽창에 의해 상기 팁 구조물 및 상기 조인트부재가 전진한 후 상기 스토퍼부재에 의해 상기 조인트부재가 정지하여, 상기 팁 구조물이 상기 제1 각도로 유지되는 것을 특징으로 하는, 의료용 레이저 수술기의 핸드피스.
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