KR20190138732A - 최소 침습 외과수술 시스템을 위한 캐뉼라 고정 어셈블리 - Google Patents

최소 침습 외과수술 시스템을 위한 캐뉼라 고정 어셈블리 Download PDF

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KR20190138732A
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에스에스 이노베이션즈 차이나 컴퍼니 리미티드
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Abstract

외과수술 시스템에서 캐뉼라를 선택적으로 맞물리거나 분리하기 위한 캐뉼라 고정 어셈블리가 제공된다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 캐뉼라의 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하는 하우징 및 상기 하우징의 적어도 하나의 개구부에 수용된 캐뉼라의 일부와 맞물릴 수 있도록 설정된 적어도 하나의 개구부를 포함하는 잠금 플레이트를 포함한다. 상기 잠금플레이트는 일단부에 구비되는 해제수단을 더 포함하고, 상기 해제수단은 상기 하우징의 외부면에 노출되도록 설정된다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 하우징의 내부면 상의 슬롯에 부착되고 상기 잠금 플레이트와 체결되도록 설정되는 더 압축수단을 포함하고, 상기 압축수단은 상기 캐뉼라와 캐뉼라 고정 어셈블리의 맞물림을 용이하게 할 수 있도록 상기 잠금 플레이트를 바어어싱하도록 설정되며, 상기 해제수단은 상기 캐뉼라와 캐뉼라 고정 어셈블리의 분리를 용이하게 할 수 있도록 상기 잠금 플레이트의 바이어싱을 분리하도록 설정된다.

Description

최소 침습 외과수술 시스템을 위한 캐뉼라 고정 어셈블리{A CANNULA SECURING ASSEMBLY FOR A MINIMALLY INVASIVE SURGICAL SYSTEM}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 6월 5일 인도에서 출원된 특허 출원번호 제201811020960호의 우선권을 주장하며, 우선권의 내용들은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 최소 침습 외과수술 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최소 침습 외과수술 시스템에서 선택적으로 캐뉼라를 고정하고 풀기 위한 캐뉼라 고정 어셈블리에 관한 것이다.
이 섹션은 이하에서 기술되는 본 게시물의 다양한 측면과 관련될 수 있는 다양한 측면의 기술에 독자를 소개하고자 한다. 이 게시물은 본 게시물의 다양한 측면을 더욱 잘 이해할 수 있도록 독자에게 배경 정보를 구비하는데 도움이 될 거라 믿어진다. 따라서, 이러한 진술은 선행기술에 대한 시인이 아니라 이러한 관점에서 읽혀져야함을 이해해야 한다.
로봇 보조 외과수술 시스템은 수술 과정 또는 진단 과정에서 손상될 수 있는 외래 조직의 양을 줄일 수 있도록 종래의 외과수술 절차를 대체하기 위하여 전세계적으로 채택됨으로써 환자의 회복 시간, 환자의 불편함, 장기간의 병원 재원 및 특히 유해한 부작용을 줄이고 있다. 로봇 보조 외과수술에서, 의사는 통상적으로 의사가 수술을 수행하기 위하여 수술 도구들을 직접 연결하고 있다는 인식을 의사에 의해 수행되는 복잡한 동작을 원활하게 포착하고 전송할 수 있도록 써전 콘솔(surgeon cosole)의 마스터 컨트롤러를 작동한다. 써전 콘솔에서 수술하는 의사는 수술 위치로부터 좀 떨어져 있거나 환자가 수술되고 있는 수술실 내에 위치할 수 있다.
로봇 보조 수술은 의료 분야에 혁명을 일으켜왔고 의료 기기 산업에서 가장 빠르게 성장하는 분야 중 하나이다. 그러나 로봇 보조 수술에서 주된 과제는 수술 중에 안전성과 정확성을 확보하는 것이다. 로봇 보조 수술의 핵심 영역 중 하나는 최소 침습 외과수술을 위한 수술 로봇의 개발이다. 지난 수 십년 동안 외과수술 로봇은 기하급수적으로 진화해 왔으며, 의료 기기 산업에서 혁신의 주요 영역이 되고 있다.
로봇 보조 외과수술 시스템은 로봇 수술을 수행하는데 도움을 주는 복수 개의 로봇 팔을 포함한다. 대부분의 로봇 보조 외과수술에서, 다양한 수술 도구 및 내시경 장치의 진입 지점을 구비하기 위하여 하나 이상의 작은 절개가 환자의 몸에 만들어진다. 로봇 보조 수술 중에 다양한 수술 도구 및 내시경 장치를 환자의 몸 안으로 안내하기 위하여, 캐뉼라가 작은 절개 지점을 통해 먼저 삽입된다. 캐뉼라는 다양한 수술 과정을 수행할 수 있도록 체강으로의 접근을 구비한다. 통상적으로 캐뉼라는 수술시 환자의 몸 내부에 있는 뾰족한 구조의 일단부를 가지는 길이가 긴 튜브 형상의 구조이다. 캐뉼라의 타단부는 로봇 팔 어셈블리에 부착된다.
캐뉼라를 통해 환자의 체강 내부에서 수술 도구들로 수술을 수행하는 것은 새로운 과제들을 야기한다. 한 가지 과제는 수술시 수술 도구들을 조작하는 동안 캐뉼라의 안정성이다. 다른 과제는 수술 시스템으로부터 캐뉼라를 잠그고 여는 것의 용이성이다.
부가적으로, 수술 과정에서 캐뉼라는 로봇 팔 어셈블리 상의 어셈블리에 도킹된다. 이러한 어셈블리는 수술 과정에서 편리하고 효과적이었으나, 효과적인 캐뉼라 장착, 캐뉼라의 잠금/잠금해제, 수술시 캐뉼라의 안정성 등에 대한 추가 개선이 필요하다.
앞서 언급한 과제들의 관점에서 캐뉼라를 선택적으로 결합 및 분리시키기 위한 캐뉼라 고정 어셈블리를 갖는 로봇 외과수술 시스템이 요구된다.
외과수술 시스템에서 캐뉼라를 선택적으로 결합 및 분리시키기 위한 캐뉼라 고정 어셈블리가 개시된다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 캐뉼라의 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 적어도 하나의 개구부에 수용된 캐뉼라의 일부와 맞물리는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 잠금 플레이트를 포함한다. 상기 잠금 플레이트는 일단부에 구비되는 해제수단(releasing means)을 더 포함하고, 상기 해제수단은 상기 하우징의 외면상에 노출된다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 하우징의 내면 상의 슬롯에 부착되고 상기 잠금 플레이트와 결합되는 압축수단을 더 포함하고, 상기 압축수단은 상기 캐뉼라가 캐뉼라 고정 어셈블리와 용이하게 결합될 수 있도록 잠금 플레이트를 바이어싱(biasing) 하기 위해 설정되고, 상기 해제수단은 상기 캐뉼라가 캐뉼라 고정 어셈블리와 용이하게 분리될 수 있도록 잠금 플레이트의 바이어싱을 분리하도록 설정된다.
또한, 외과수술 시스템이 개시된다. 상기 외과수술 시스템은 캐뉼라 및 캐뉼라 고정 어셈블리를 포함한다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 캐뉼라의 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 적어도 하나의 개구부에 수용된 캐뉼라의 일부와 맞물리도록 설정된 적어도 하나의 개구부를 포함하는 잠금 플레이트를 포함한다. 상기 잠금 플레이트는 일단부에 구비되는 해제수단을 더 포함하며, 상기 해제수단은 상기 하우징의 외면에 노출되도록 설정된다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 하우징의 내면 상의 슬롯에 부착되고 상기 잠금 플레이트와 결합되도록 설정되는 압축 수단을 더 포함하고, 상기 압축수단은 상기 캐뉼라가 캐뉼라 고정 어셈블리와 용이하게 결합될 수 있도록 잠금 플레이트를 바이어싱(biasing)할 수 있고, 상기 해제수단은 상기 캐뉼라가 캐뉼라 고정 어셈블리와 용이하게 분리될 수 있도록 잠금 플레이트의 바이어싱을 분리할 수 있다.
본 발명에 의하면, 외과수술 시스템에서 캐뉼라를 선택적으로 용이하게 결합 및 분리할 수 있다.
본 발명의 장점 및 특징을 더 명확하게 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시예들을 참조함으로써 본 발명에 대한 보다 구체적인 설명이 구비될 것이다. 이러한 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예를 도시한 것이므로 본 발명의 범위를 이에 제한하는 것은 아니다. 본 발명은 첨부된 도면과 함께 부가적인 특이성 및 세부사항으로 기술되고 설명될 것이다.
도 1(a)는 수술실의 개략도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 외과수술 시스템의 복수 개의 로봇 암을 도시한 도면이다.
도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 외과수술 시스템의 써전 콘솔(surgeon console)의 개략도이다.
도 1(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 외과수술 시스템의 비전카트(vision cart)의 개략도이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 인터페이스 어셈블리(tool interface assembly)의 사시도이다.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 인터페이스 어셈블리의 분해도이다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라에 부착된 캐뉼라 고정 어셈블리 및 캐뉼라 살균 어뎁터의 사시도이다.
도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 고정 어셈블리, 캐뉼라 및 캐뉼라 살균 어뎁터의 분리도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라, 캐뉼라 살균 어뎁터 및 캐뉼라 고정 어셈블리의 분리도이다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 고정 어셈블리의 구성요소들의 측면도이다.
도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 고정 어셈블리의 구성요소들의 평면도이다. 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 고정 어셈블리의 하우징의 저면도이다.
본 발명의 원리에 대한 이해를 촉진하기 위하여, 도면에 도시된 실시예가 참조될 것이며, 특정 용어가 동일한 것을 설명하기 위하여 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니며, 도시된 시스템에서의 변경과 추가 수정 및 여기서 예시된 본 발명의 원리의 추가적인 적용은 본 발명과 관련된 분야의 기술분야에서 통상적으로 생각할 수 있는 것으로 고려되어야 한다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 예시적이고 설명적인 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라는 것이 당업자에 의해 이해되어야 할 것이다. 특허 명세서 전반에 걸쳐서, 채용된 협약은 첨부된 도면에서 동일한 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서, "실시예", "다른 실시예", "구현예", "다른 구현예" 또는 유사한 용어는 실시예와 관련하여 설명된 특정의 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다. 따라서, 명세서 전반에 걸쳐서 "일 실시예에서", "다른 실시예에서", "일 구현예에서", "다른 구현예에서" 및 유사한 용어는 모두 동일한 실시예일 수도 있지만 반드시 그런 것은 아니다.
"포함한다", "포함하는" 또는 그 임의의 다른 변형된 용어들은 단계 목록을 포함하는 프로세스 또는 방법이 그 단계만을 포함할 수도 있고 다른 단계를 포함하 수 있는 비배타적인 포함을 포함한다. 유사하게, "포함한다"에 의해 진행된 하나 이상의 기기들 또는 서브 시스템 또는 요소 또는 구조는 다른 기기 또는 다른 서브 시스템 또는 다른 요소 또는 다른 구조 또는 부가적인 기기 또는 부가적인 서브 시스템 도는 부가적인 요소 또는 부가적인 구조의 존재를 배제하지 않는다.
달리 정의하지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 구비된 장치, 시스템 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한하기 위한 것이 아니다. "본 발명에서 "하나(a)" 및 "일(an)"이란 용어는 양의 제한을 의미하는 것이 아니라 언급된 항목 중 적어도 하나의 존재를 의미한다. 더욱이, 살균 장벽(sterile barrier) 및 살균 어뎁터(sterile adapter)라는 용어는 동일한 의미이며, 상세한 설명 전반에 걸쳐 교환가능하게 사용될 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 최소 침습 외과수술을 위한 로봇 외과수술 시스템에 관한 것이다. 상기 로봇 외과수술 시스템은 일반적으로 복수 개의 로봇 암들을 사용한다. 하나 이상의 로봇 팔들은 종종 관절식인 수술 도구(일례로, 조(jaws), 가위, 그래스프(graspers), 바늘 홀더, 마이크로 절개기, 스태이 플러, 스태커, 흡입/관개 도구, 클립 어플라이어 등) 또는 비관절식인 수술 도구(일례로, 커팅 블레이드, 소작 프로브, 이리게이터(irrigators), 카테터, 흡입 오리피스 등)를 지원한다. 하나 이상의 로봇 팔들은 종종 내시경(복강경, 관절경, 자궁경 등과 같은 다양한 구조 중 어느 하나일 수 있음) 또는 선택적으로 다른 영상기법(일례로, 초음파, 형광 투시법, 자기 공명 영상 등)과 같은 하나 이상의 수술 이미지/비디오 캡처 기기들을 지원하는데 사용된다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 외과수술 시스템의 복수 개의 로봇 암을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 외과수술 시스템(100)은 환자 카트(101) 주위에 장착된 4개의 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 4개의 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)은 설명의 목적을 위한 것이며, 로봇 팔들의 숫자는 수술 유형 또는 로봇 외과수술 시스템에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 상기 4개의 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)은 환자 카트(101)를 따라 장착될 수 있고, 서로 다른 방식으로 정렬될 수 있으나 환자 카트(101)에 장착되는 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)은 이동 수단에 개별적으로 장착될 수도 있고 서로 기계적으로 및/또는 동작적으로 연결될 수 있으며 또는 상기 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)은 중앙 몸체에 연결되어 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)이 상기 중앙 몸체(미도시)로부터 분기될 수도 있다.
도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 외과수술 시스템의 써전 콘솔(surgeon console)의 개략도이다. 상기 써전 콘솔(117)은 환자의 몸 주위의 로봇 팔들(103a)(103b)(103c)(103d)을 컨트롤함으로써 의사가 환자 카트(101)에 누워있는 환자를 원격으로 수술할 수 있도록 도와줄 수 있다. 상기 써전 콘솔(117)은 수술 도구들(미도시)이 환자의 몸 안에 있는 동안 상기 수술 도구들의 움직임을 제어할 수 있다. 상기 써전 콘솔(117)은 제한되지는 않지만 2D/3D 모니터, 착용식 뷰잉 수단(미도시) 및 이들이 조합된 것 중 적어도 어느 하나의 조정가능한 뷰잉 수단(107)을 포함할 수 있다. 상기 써전 콘솔(117)은 환자 카트(101)에서 외과수술 사이트의 3D 고선명(HD) 내시경 뷰를 볼 수 있을 뿐만 아니라 로봇 수술 동안 의사가 사용할 수 있는 다양한 의료 기기들로부터의 부가적인 정보를 보여줄 수 있는 다중 디스플레이를 구비할 수 있다. 또한, 상기 뷰잉 수단(107)은 부착된 로봇 팔들의 식별 및 개수, 현재 부착된 수술 도구 타입, 도구 툴 팁의 현재 위치, ECG, 초음파 디스플레이, 형광 투시 이미지, CT, MRI 정보와 같은 의료 데이터와 함께 충돌 정보(collision information)와 같은 로봇 외과수술 시스템(100)의 다양한 모드를 구비할 수 있다. 상기 써전 콘솔(117)은 비제한적으로 하나 이상의 핸드 제어기(109), 하나 이상의 풋 제어기(113), 클러치 매커니즘(미도시) 및 이들의 조합 중 어느 하나로 로봇 팔들을 조정하기 위한 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 상기 써전 콘솔(117)에서 핸드 제어기(109)는 의사가 직접 수술 도구들을 조작하고 있다는 인식을 받을 수 있도록 의사가 수행하는 복잡한 행동들을 원활하게 포착하고 전달할 필요가 있다. 다른 제어기들은 수술과정 동안 다른 목적으로 필요할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 핸드 제어기(109)는 조이스틱, 외골격 장갑, 동력 및 중력 보상 조작기 등과 같은 하나 이상의 수동 조작 입력 기기일 수 있다. 이러한 핸드 제어기(109)는 원격으로 작동되는 모터들을 제어하며, 로봇 팔들에 부착된 수술 도구들의 움직임을 차례차례 제어한다. 의사는 써전 콘솔(117)을 조작하는 동안 도 1(b)에 도시된 의자(111)와 같은 휴식 장치에 앉을 수 있다. 상기 의자(111)는 의사의 편의성을 위해 높이, 팔꿈치 받침대 등을 조정할 수 있는 수단을 가질 수 있고, 다양한 조정수단이 의자(111)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 써전 콘솔(117)은 수술실 내에서 단일의 위치에 있을 수도 있고, 로봇 팔들에 대한 연결성을 유지할 수 있는 병원의 다른 위치에 분포될 수도 있다.
도 1(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 외과수술 시스템의 비전카트(vision cart)의 개략도이다. 상기 비전 카트(119)는 내시경을 통해 캡처된 동작의 2D 및/또는 3D 뷰를 표시하도록 구성될 수 있다. 상기 비전 카트(119)는 뷰의 용이성에 의존하여 다양한 각도 및 높이로 조정될 수 있다. 상기 비전 카트(119)는 다양한 기능을 가질 수 있다. 비제한적인 일례로써, 상기 비전 카트(119)는 터치 스크린 디스플레이, 프리뷰/기록/플레이백 조항, 다양한 입력/출력 수단, 2D를 3D로 변환하는 컨버터 등과 같은 기능을 가질 수 있다. 상기 비전 카트(119)는 검사자 또는 다른 비 수술중인 의사/보조자들이 환자의 몸 외부에서 수술 위치를 볼 수 있도록 하는 비전 시스템 또는 디스플레이(115a)(115b)를 포함할 수 있다. 로봇 암들 중 하나는 통상적으로 상기 비전 카트(119) 상에서 캡처된 화면들을 표시하기 위한 비디오-이미지-캡처 기능(즉, 내시경 카메라)을 갖는 카메라와 결합한다. 일부 로봇 외과수술 시스템 구성에서, 상기 카메라는 카메라 말단부로부터 환자 몸의 외부의 하나 이상의 이미징 센서(일례로, CCD 또는 CMOS 센서)로 이미지를 전달하는 광학부를 포함한다. 대안으로, 상기 이미지 센서는 상기 카메라의 말단부에 위치될 수 있고, 상기 센서에 의해 생성된 신호들은 상기 비전 카트(119) 상에 처리 및 표시하기 위하여 유선 또는 무선으로 전송될 수 있다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 인터페이스 어셈블리(tool interface assembly)의 사시도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 인터페이스 어셈블리의 분해도이다. 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)는 상기 로봇 외과수술 시스템(100)의 로봇 팔들 중 어느 하나에 장착될 수 있다. 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)는 환자에게 로봇 수술을 수행하기 위한 주요 구성요소일 수 있다.
도 2(a) 또는 도 2(b) 중 어느 하나에 도시된 것처럼, 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)는 툴 인터페이스 어셈블리(200)가 사용 중에 로봇 팔(도 1(a) 참조)에 연결되는 것을 가능하게 하는 ATI(Arm and Tool Interface) 커넥터(202)를 포함할 수 있다. 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)는 안내 메커니즘에 장착되고 상기 안내 메커니즘을 따라 선형으로 이동가능한 액츄에이터 어셈블리(204)를 더 포함할 수 있다. 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 안내 메커니즘은 가이드 레일(206)일 수 있다. 상기 가이드 레일(206)을 따라 움직이는 액츄에이터 어셈블리(204)의 움직임은 도 1(b)에 도시된 바와 같이 상기 써전 콘솔(117) 상의 핸드 제어기를 조작하는 의사를 통해 제어될 수 있다. 살균 어뎁터 어셈블리(208)는 상기 로봇 팔의 비살균 부분을 살균 수술 도구 어셈블리(210)로부터 분리할 수 있도록 상기 액츄에이터 어셈블리(204)에 해제가능하게 장착된다. 잠금 메커니즘(미도시)은 상기 살균 어뎁터 어셈블리(208)를 액츄에이터 어셈블리(204)에 락킹하거나 언락킹이 가능하도록 구비될 수 있다. 상기 살균 어뎁터 어셈블리(208)는 살균 분야에서 살균 수술 도구를 구동하고 제어하는 상기 액츄에이터 어셈블리(204)와 착탈가능하게 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 살균 수술 도구 어셈블리(210)는 푸쉬 버튼(212)을 매개로 락/언될 수도 있고 상기 살균 어뎁터 어셈블리(208)와 결합/분리될 수도 있다.
상기 살균 외과 수술 어셈블리(210)는 샤프트(214) 및 엔드 이펙터(end effector)(216)를 포함할 수 있다. 상기 엔드 이펙터(216)는 일체화된 수술 도구를 포함할 수도 있고, 또는 상기 엔드 이펙터(216)는 상기 엔드 이펙터(216)가 플러그 가능한 기기로서 작동할 수 있는 상기 수술 도구(미도시)를 부착하기 위한 부착 수단을 포함하도록 구성될 수도 있다. 상기 수술 도구는 포셉(forcep), 니들 드라이버, 가위, 양극성 소작기(bipolar cauterizer), 조직 안정기(tissue stabilizer) 또는 리트랙터(retractor), 클립 어플라이어(clip applier), 문합 기기(anastomosis device), 이미지 기기(일례로, 내시경 또는 초음파 프로브) 등과 같은 하나 이상의 외과적인 일들과 관련될 수 있다. 일부 수술 도구들은 상기 수술 도구 어셈블리(210)의 위치 및 회전이 도구의 샤프트(214)에 대하여 하나 이상의 자유도로 조작될 수 있도록 살균 수술 도구 어셈블리(210)를 위한 관절식 지지부(종종 손목으로써 언급되는)를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 엔드 이펙터(216)는 열리거나 닫히는 조(jaws), 또는 경로를 따라 이동하는 칼과 같이 기능적인 자유도를 포함할 수 있다. 상기 살균 수술 도구 어셈블리(210)는 또한 영구적일 수도 있고 로봇 외과수술 시스템(100)에 의해 업데이트될 수 있는 저장된(일례로, 도구 내의 메모리 상에) 정보를 포함할 수 있다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라에 부착된 캐뉼라 고정 어셈블리 및 캐뉼라 살균 어뎁터의 사시도이다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 바디에 부착될 수 있으며, 수술을 수행하는 동안 캐뉼라(302)가 안정적일 수 있도록 캐뉼라(302)를 잡거나 고정할 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 볼트(306)를 통해 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)에 부착될 수 있다. 대안으로, 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)에 리봇 결합, 나사 결합 또는 이들이 조합된 방식으로 부착될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 대향면은 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)의 각각의 대향면에 볼트로 고정될 수 있다.
상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 금속 또는 합금과 같은 임의의 적절한 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 재질은 알루미늄, 스틸, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 페인트가 칠해질거나 합금 코팅과 같은 보호 코팅층을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아노다이징 처리공정은 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 표면에 산화 알루미늄의 보호 코팅층을 형성하도록 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)를 코팅하는데 사용될 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 외과 수술의 용이성에 영향을 끼치지 않으면서 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)에 편리하게 부착될 수 있는 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 충분한 강도를 제공하는 적절한 두께를 가질 수 있다.
상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 적절한 형상(상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)와 유사하게)을 가짐으로써 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)를 부착하는 용이성이 유지될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 하부단이 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 상부단 보다 더 큰 대략 사각형상이고, 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 바디는 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 상부단 측으로 테이퍼진다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면으로 구비된다.
이제 캐뉼라에 대해 언급하면, 상기 캐뉼라(302)는 중공의 바디를 포함할 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 상기 샤프트(214)(도 2(b)에 도시된)에 소정의 각도로 고정될 수 있고, 캐뉼라(302)에 의해 수용된 샤프트(214)의 이동, 비틀림 또는 임의의 축방향 운동을 불가능하게 할 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 환자 몸의 개구부를 통해 수술 위치로 삽입될 수 있다. 일례로, 캐뉼라의 제1단부(후술됨)는 절개, 자연적인 오리피스, 또는 포트와 같은 개구부를 통해 수술 위치까지 삽입될 수 있다. 도 2(b)의 예시적인 실시예에서의 수술 도구는 상기 캐뉼라(302)를 통해 수술 위치까지 삽입될 수 있다. 일례로, 도구는 캐뉼라의 제2단부로 삽입되어 중공의 바디 및 캐뉼라(302)의 제1단부를 통해 수술 위치까지 삽입될 수 있다.
상기 캐뉼라(302)는 금속 또는 합금과 같은 적절한 임의의 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 캐뉼라(302)의 재질은 알루미늄, 스틸, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라(302)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 페인트가 칠해질거나 합금 코팅과 같은 보호 코팅층을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아노다이징 처리공정은 상기 캐뉼라(302)의 표면에 산화 알루미늄의 보호 코팅층을 형성하도록 상기 캐뉼라(302)를 코팅하는데 사용될 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 외과 수술의 용이성에 영향을 끼치지 않으면서 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 편리하게 부착될 수 있는 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 충분한 강도를 제공하는 적절한 두께를 가질 수 있다.
상기 캐뉼라(302)는 적절한 형상을 가짐으로써 상기 캐뉼라(302)를 부착하는 용이성이 유지될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라(302)는 바울 섹션(bowl section)에 부착된 길익 긴 중공형의 튜브이다. 상기 캐뉼라(302)에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면으로 구비된다.
캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300) 및 캐뉼라(302) 사이에 장착될 수 있으며, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 드레이프(drape)(미도시)에 연결 또는 밀봉(열적 밀봉일 수 있다.)됨으로써 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(302) 및 드레이프가 살균 영역 및 비살균 영역 사이의 경계를 형성할 수 있다. 보다 나은 이해를 위해, 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 일부는 캐뉼라(302)와 대면하는 드레이프의 측면에 살균 영역을 가지고 캐뉼라 고정 어셈블리(300)와 대면하는 드레이프의 일면에 비살균 영역을 가지는 외과수술용 드레이프(미도시)에 연결 또는 밀봉된다.
상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 상기 캐뉼라(302)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 장착될 때 상기 캐뉼라(302)를 위한 구조적인 지지뿐만 아니라 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 장착될 때 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)를 위한 구조적인 지지를 구비할 수 있도록 비교적 단단한 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 비교적 단단한 재료는 부착부(후술한다)가 쉽게 미끄러질 수 있는 저마찰 표면을 구비함으로써 캐뉼라 살균 어뎁터(308) 측으로 캐뉼라(302)의 정렬 및 삽입을 용이하게 할 수 있도록 부드럽고 저마찰 재료일 수 있다. 또한, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 캐뉼라(302) 및 캐뉼라 고정 어셈블리(300) 사이에 가해지는 외력을 수용하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 외력은 캐뉼라(302)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 장착될 때 조임력(clamping force) 및 바디 벽 힘(body wall force)일 수 있다.
상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 플라스틱 재질, 일례로 폴리카보네이트(polycarbonate), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트/ABS, 폴리우레탄(polyurethane) 및 당업자에게 친숙한 다른 플라스틱과 같은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 저마찰 표면은 래칭시 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 의해 구비되는 조임력이 캐뉼라(302)를 장착 위치로 당길 때 캐뉼라(302)의 슬라이딩을 용이하게 함으로써 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 캐뉼라(302)를 잠그는데 도움을 줄 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 캐뉼라(302)의 삽입 및/또는 제거를 용이하게 할 수 있도록 윤활제로 처리될 수 있다. 일례로, 상기 윤활제는 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 표면에 적용될 수 있는 PTFE(polytetrafluoroethylene) 또는 당업자에게 친숙한 다른 윤활제의 건조 코팅일 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 상단부를 둘러싸거나 앉는 모자형 구조일 수 있다. 도 3(b)는 캐뉼라 고정 어셈블리(300), 캐뉼라(302) 및 캐뉼라 살균 어뎁터(308)를 분산 방식으로 도시한 분리도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라, 캐뉼라 살균 어뎁터 및 캐뉼라 고정 어셈블리의 분리도이다. 상기 캐뉼라(302)는 중공의 바디를 포함할 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 샤프트(도 2(b)에 도시된)(214)에 소정의 각도로 고정될 수 있고, 캐뉼라(302)에 의해 수용된 샤프트(214)의 이동, 비틀림 또는 임의의 축방향 운동을 불가능하게 할 수 있다. 상기 캐뉼라(302)는 환자 몸의 개구부를 통해 수술 위치로 삽입될 수 있다.
상기 캐뉼라(302)는 상기 캐뉼라(302)의 근심단(proximal end)(404)을 형성하는 바울 섹션(bowl section)(402) 및 상기 바울 섹션(402)으로부터 상기 캐뉼라(302)의 말단(distal end)(408)까지 연장되는 튜브(406)를 포함할 수 있다. 상기 도 4의 방향에 대하여 근심 방향 및 말단 방향이 표시된다. 도 4에 도시된 특정 실시예에 따르면, 상기 튜브(406)는 길이 L을 가질 수 있고, 말단(408) 및 근심단(404)은 직경 D,Di를 가질 수 있으며, 상기 바울 섹션(402)은 원주 C를 가질 수 있다. 그러나, 상기 튜브, 말단 및 근심단의 직경 및 바울 섹션의 원주를 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 캐뉼라(302)의 적용시 요구되는 스펙에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 또한, 도 4의 특정 실시예에 도시된 바와 같이, 상기 튜브(406)는 직선형 튜브일 수 있으나, 본 발명의 튜브가 이에 제한되는 것은 아니다. 일례로, 상기 튜브(406)는 실질적으로 휘어진 종축을 갖는 곡선형 튜브로 대체될 수 있다. 또한, 상기 캐뉼라(302)는 상기 바울 섹션(402)을 둘러싸면서 돌출 단부를 가지는 부착부(attachment portion)(410)를 포함할 수 있다. 상기 부착부(410)의 돌출 단부는 상기 부착부(410)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)와 체결되거나 해제될 때 도움을 주는 잠금 프롱(locking prong)으로 구비될 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 한 쌍의 부착부(410)(420)가 도 4에 도시되어 있다.
상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 홀딩부(holding portion)(412)(422)를 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 개구부(414)(424)로 삽입함으로써 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 연결될 수 있다. 도 4에 도시된 특정 실시예에 따르면, 한 쌍의 홀딩부(412)(422) 및 한 쌍의 리세스(414)(424)가 구비된다. 본 발명은 하나의 홀딩부 및 하나의 리세스를 통해 동일한 기능을 구현할 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 홀딩부(412)(422)의 형상은 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 용이하게 장착될 수 있도록 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 리세스(414)(424) 형상과 대응될 수 있다.
상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)는 전술한 살균 영역 및 비살균 영역 사이의 경계를 형성하는 것을 용이하게 할 수 있다. 일례로, 외과수술용 드레이프(미도시)는 살균면을 상기 드레이프의 비살균면으로부터 분리할 수 있도록 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)에 부착될 수 있다.
상기 캐뉼라(302)의 부착부(410)(420)는 상기 캐뉼라(302)가 상기 드레이프의 살균면 상에 유지될 수 있도록 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 개구부(416)(426) 내부에 고정되는 구조일 수 있다. 또한, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 연결되고 상기 부착부(410)(420)가 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 개구부(416)(426) 측으로 삽입될 때, 상기 캐뉼라(302)는 수술 중에 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 의해 유지될 수 있도록 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 연결될 수 있다. 본 발명은 하나의 부착부 및 하나의 개구부를 통해 동일한 기능을 구현할 수 있다.
대안으로, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)가 수술 중에 사용되지 않는 경우, 상기 캐뉼라(302)의 부착부(410)(420)는 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 리세스(414)(424) 내부에 고정되는 구조일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)에 상기 캐뉼라(302)의 장착을 용이하게 할 수 있도록 상기 부착부(410)(420)의 형상은 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 개구부(414)(424)의 형상과 대응될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 상기 부착부(410)(420)는 상기 캐뉼라(302)를 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 장착하는데 도움을 줄 수 있도록 일례로 부착부(410)(420)의 일면에 구비되는 잠금 프롱(locking prong)(418)을 포함할 수 있다(도 4 참조). 잠금 프롱(418)은 상기 캐뉼라(302)를 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308) 및 캐뉼라 고정 어셈블리(300)에 장착하는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 일례로, 상기 잠금 프롱(418)의 각도는 캐뉼라(302)의 장착 및 부착부(410)(420)의 해제시 상기 부착부(410)(420), 캐뉼라 살균 어뎁터(308) 및 캐뉼라 고정 어셈블리(300) 사이에서 많은 양의 힘을 용이하게 가할 수 있도록 선택될 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 상기 잠금 프롱(418)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 부착부(410)(420)에 대하여 실질적으로 직각인 돌출 프로파일을 가질 수 있다.
도 5(a), 도 5(b) 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐뉼라 고정 어셈블리의 구성요소들을 도시한 도면이다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 하우징(502)(도 6에 도시됨), 잠금 플레이트(locking plage)(504), 리테이너 플레이트(retainer plate)(506), 압축수단(508) 및 하나 이상의 센서들(510)을 포함할 수 있다.
도 6을 참고하면, 상기 하우징(502)은 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 일부를 둘러싸기 위한 쉘일 수 있다. 또한, 상기 하우징은 상기 캐뉼라(302)의 부착부(410)를 수용하는 부분을 갖는 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 홀딩부(412)를 수용할 수 있도록 개구부(602)(도 6에 도시됨)(414,424와 같은 개구부)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 특정 실시예에 따르면, 한 쌍의 개구부(602)(604)는 한 쌍의 홀딩부(412)(422)를 수용할 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 리세스 및 하나의 홀딩부를 가지고 동일한 기능을 구현할 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 캐뉼라(302)를 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 하우징(502)에 장착하는 것을 용이하게 할 수 있도록 상기 개구부(602)(604)의 형상은 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 홀딩부(412)(422)의 형상과 대응될 수 있다.
상기 하우징(502)은 금속 또는 합금과 같은 적절한 임의의 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(502)의 재질은 알루미늄, 스틸, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 하우징(502)은 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(502)은 페인트가 칠해질거나 합금 코팅과 같은 보호 코팅층을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아노다이징 처리공정은 상기 하우징(502)의 표면에 산화 알루미늄의 보호 코팅층을 형성하도록 상기 하우징(502)을 코팅하는데 사용될 수 있다. 상기 하우징(502)은 외과 수술의 용이성에 영향을 끼치지 않으면서 상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)에 편리하게 부착될 수 있는 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 충분한 강도를 제공하는 적절한 두께를 가질 수 있다. 상기 하우징(502)은 적절한 형상(상기 툴 인터페이스 어셈블리(200)의 마운트(304)와 유사하게)을 가짐으로써 전술한 부착의 용이성이 유지될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징(502)은 상기 하우징(502)의 하부단이 상기 하우징(502)의 상부단보다 더 큰 대략 사각형상이고, 상기 하우징(502)의 바디는 상기 하우징(502)의 상부단 측으로 테이퍼진다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 상기 잠금 플레이트(504)는 상기 하우징(502)의 개구부(602)에 의해 수용된 부분을 수용하면서 맞물릴 수 있도록 적어도 하나의 개구부(514)를 포함하는 평평한 플레이트일 수 있다. 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 특정 실시예에 따르면, 한 쌍의 개구부(514)(516)가 상기 잠금 플레이트(504)에 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 개구부(514)(516)는 상기 캐뉼라(302)의 부착부(410)(420)를 수용하는 부분을 갖는 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 홀딩부(412)를 수용할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 특정 실시예에 따르면, 한 쌍의 개구부(602)(604)는 상기 캐뉼라(302)의 부착부(410)(420)의 잠금 프롱(418)과 맞물릴 수 있도록 구비될 수 있다. 또한, 본 발명은 하나의 개구부 및 하나의 홀딩부로 동일한 기능을 구현할 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 개구부(514)(516)의 형상은 상기 캐뉼라(302)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 하우징(502)에 용이하게 장착될 수 있도록 상기 캐뉼라 살균 어뎁터(308)의 홀딩부(412)(422) 및 상기 캐뉼라(302)의 부착부(410)(420)의 형상과 대응될 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 잠금 플레이트(504)의 개구부(514)(516) 직경은 상기 개구부(602)(604)의 직경과 대응될 수 있다. 상기 잠금 플레이트(504)는 상기 하우징(502) 내에서 병진 이동이 가능할 수 있다.
상기 잠금 플레이트(504)는 금속 또는 합금과 같은 임의의 적절한 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 잠금 플레이트(504)의 재질은 알루미늄, 스틸, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 잠금 플레이트(504)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 잠금 플레이트(504)는 페인트가 칠해질거나 합금 코팅과 같은 보호 코팅층을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아노다이징 처리공정은 상기 잠금 플레이트(504)의 표면에 산화 알루미늄의 보호 코팅층을 형성하도록 상기 잠금 플레이트(504)를 코팅하는데 사용될 수 있다. 상기 잠금 플레이트(504)는 외과 수술의 용이성에 영향을 끼치지 않으면서 상기 하우징(502)에 편리하게 부착될 수 있는 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 잠금 플레이트(504)는 충분한 강도를 제공하는 적절한 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 잠금 플레이트(504)는 일단부에 해제수단(releasing means)(512)을 포함할 수 있고, 상기 해제수단은 상기 하우징(502)의 외부면에 노출되도록 구성될 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 해제수단은 버튼 형상일 수 있고, 눌려지거나 가압될 때 상기 캐뉼라(302)가 상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)와 분리되도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 상기 해제수단(512)은 셔터-릴리스 버튼(shutter-release button)일 수 있다.
도 6을 참고하면, 상기 하우징(502)은 상기 잠금 플레이트(504)의 해제수단(512)을 수용하기 위한 개구부(606)를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 개구부(606)는 원형일 수 있고, 상기 개구부(606)의 직경은 상기 해제수단(512)이 상기 개구부(606) 내에 잘 끼워질 수 있도록 상기 잠금 플레이트(504)의 해제수단(512)의 직경보다 실질적으로 더 클 수 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참고하면, 상기 리테이너 플레이트(506)는 상기 잠금 플레이트(504)의 왕복 이동을 용이하게 하기 위하여 상기 잠금 플레이트(504)의 위에 상기 리테이너 플레이트(506)가 고정될 수 있도록 상기 하우징(502)의 내부면에 부착될 수 있다. 상기 리테이너 플레이트(506)는 잠금 플레이트(504)를 하우징(502) 내에서 고정하도록 한 위치에서 잠금 플레이트(504)를 고정하도록 구성될 수 있다. 상기 리테이너 플레이트(506)는 하우징(502)에 볼팅될 수 있다. 대안으로, 상기 리테이너 플레이트(506)는 리봇, 나사결합 또는 이들이 조합된 결합 방식으로 하우징(502)에 고정될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슬롯들((608)(610)은 상기 리테이너 플레이트(506)를 볼트로 고정하기 위하여 하우징(502) 내의 내부면 상에 구비될 수 있다.
상기 리테이너 플레이트(506)는 금속 또는 합금과 같은 임의의 적절한 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 리테이너 플레이트(506)의 재질은 알루미늄, 스틸, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 리테이너 플레이트(506)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 리테이너 플레이트(506)는 페인트가 칠해질거나 합금 코팅과 같은 보호 코팅층을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아노다이징 처리공정은 상기 리테이너 플레이트(506)의 표면에 산화 알루미늄의 보호 코팅층을 형성하도록 상기 리테이너 플레이트(506)를 코팅하는데 사용될 수 있다. 상기 리테이너 플레이트(506)는 외과 수술의 용이성에 영향을 끼치지 않으면서 상기 하우징(502)에 편리하게 부착될 수 있는 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 리테이너 플레이트(506)는 충분한 강도를 제공하는 적절한 두께를 가질 수 있다.
상기 캐뉼라 고정 어셈블리(300)는 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이 일단부로부터 하우징을 폐쇄하도록 구성된 백커버(518)를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 백커버(518)는 평평한 플레이트일 수 있다. 상기 백커버(518)는 하우징(502)에 볼팅될 수 있다. 대안으로, 상기 백커버(518)는 리봇, 나사결합 또는 이들이 조합된 결합 방식으로 하우징(502)에 고정될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슬롯들((612)(614)은 상기 백커버(518)를 볼트로 고정하기 위하여 하우징(502) 내의 내부면 상에 구비될 수 있다.
또한, 상기 백커버(518)는 내면에 구비되는 돌출 슬롯(520)을 포함할 수 있으며, 상기 돌출 슬롯(520)은 하우징(502)이 백커버(518)를 통해 폐쇄되면 하우징(502) 내에서 유지될 수 있다.
상기 백커버(518)는 금속 또는 합금과 같은 임의의 적절한 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 백커버(518)의 재질은 알루미늄, 스틸, 철, 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 백커버(518)는 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 상기 백커버(518)는 페인트가 칠해질거나 합금 코팅과 같은 보호 코팅층을 가질 수 있다. 상기 백커버(518)는 외과 수술의 용이성에 영향을 끼치지 않으면서 상기 하우징(502)에 편리하게 부착될 수 있는 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 상기 백커버(518)는 충분한 강도를 제공하는 적절한 두께를 가질 수 있다.
상기 압축수단(508)은 상기 캐뉼라(302)를 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 하우징(502)에 용이하게 체결할 수 있도록 잠금 플레이트(504)를 바이어싱(biasing) 하기 위하여 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 상기 압축수단(508)은 판 스프링일 수 있다.
상기 압축수단(508)의 제1단부(522)는 상기 백커버(518)의 돌출 슬롯(520)에 볼팅됨으로써 상기 압축수단(508)이 하우징(502) 내에 고정될 수 있다. 대안으로, 상기 압축수단(508)은 리봇, 나사결합 또는 이들이 조합된 결합 방식으로 백커버(518)의 돌출 슬롯(520)에 고정될 수 있다. 상기 압축수단(508)의 제2단부(524)는 잠금 플레이트(504)와 결합됨으로써 상기 압축수단(508)이 잠금 플레이트(504)에 텐션(tension)을 가할 수 있으며, 상기 잠금 플레이트(504)는 잠긴 위치(locked position)에 머물 수 있다. 상기 잠금 플레이트(504)가 잠긴 위치에 있을 때, 상기 캐뉼라(302)는 잠금 플레이트(504)의 한 쌍의 개구부(514)(516) 내에서 맞물릴 수 있다.
여기서, 잠금 플레이트(504)를 바이어싱(biasing)하는 것은 상기 캐뉼라(302)가 캐뉼라 고정 어셈블리(300)의 하우징(502) 내에서 결합될 수 있도록 잠금 플레이트(504)를 위하여 항상 잠금 플레이트(504)에 바이어싱 포스(biasing force)를 가하는 탄성으로 언급될 수 있다. 또한, 탄성은 상기 캐뉼라(302) 부착부(410)(420)의 잠금 프롱(418)이 상기 잠금 플레이트(504)의 한 쌍의 개구부(514)(516) 내에서 항상 맞물릴 수 있도록 잠금 플레이트(504)에 바이어싱 포스를 가할 수 있다.
반면, 상기 해제수단(512)이 눌러지면, 압축수단(508)에 의해 가해지는 텐션이 해제되거나 차단되어 잠금 플레이트(504)의 한 쌍의 개구부(514)(516)로부터 캐뉼라(302)가 용이하게 해제될 수 있다. 여기서, 상기 바이어싱 포스는 침체되거나 해제됨으로써 캐뉼라(302) 부착부(410)(420)의 잠금 프롱(418)이 한 쌍의 개구부(514)(516)로부터 해제될 수 있고 캐뉼라(302)는 해제의 결과로써 튀어오를 수 있다. 이러한 단계는 잠금 플레이트(504)가 해제 위치(unlocked position)에 있는 것으로 언급될 수 있다.
또한, 하나 이상의 센서들(510)은 상기 하우징(502)의 상단부 측에 위치할 수 있고, 상기 캐뉼라(302)에 가해지는 힘을 측정하고 하우징(502) 내에서 캐뉼라(302)의 존재를 감지하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 힘센서(force sensor)가 사용될 수 있다. 하나 이상의 센서들(510)은 하우징(502) 내의 내면에 볼팅될 수 있는 PCB(인쇄 회로 기판)(526)상에 배치될 수 있다. 대안으로, 상기 PCB(526)는 리봇, 나사결합 또는 이들이 조합된 결합 방식으로 하우징(502)에 고정될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슬롯들(616)(618)은 상기 PCB(526)를 볼트로 고정하기 위하여 하우징(502) 내의 내부면 상에 구비될 수 있다.
상기 PCB(526)는 커넥터(528)의 도움으로 잠금 플레이트(504)에 고정될 수 있다. 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이 힘센서는 캐뉼라(302)에 가해지는 힘을 측정할 수 있도록 PCB(526)에 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 하나 이상의 센서들(510)은 의사에 의해 캐뉼라(302)에 가해지는 힘을 측정할 수 있고 수술 중에 캐뉼라(302) 주위의 환자의 몸 벽 조직에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 수술 중에 의사에 의해 캐뉼라(302)에 가해지는 힘은 캐뉼라(302)의 근심단(404)에 연결된 샤프트(214)를 매개로 하나 이상의 센서들(510)에 전달될 수 있다. 상기 샤프트(214)는 하나 이상의 센서들(510)을 가압하고, 힘은 하나 이상의 센서들(510)에 의해 측정될 수 있으며, 신호가 비전 카트(119)(도 1(c)에 도시됨)의 디스플레이(115a) 측으로 전송될 수 있다. 또한, 상기 신호는 써전 콘솔(도 1(b)에 도시됨)에서의 뷰잉 수단(107)에 표시될 수 있다. 더욱이, 임계점이 설정될 수 있고, 캐뉼라(302)에 가해지는 힘이 임계치를 초과하여 증가할 때마다 알람 또는 메시지 방식의 경보가 의사 또는 의사 근처의 보조자에게 표시될 수 있다. 한 예로써, 상기 센서(510)는 캐뉼라(302) 주위의 환자 몸 벽의 조직 변형을 측정하여 전기적인 신호로 측정하고 변형이 임계치를 초과하면 의사에게 경보를 보내는 하중 센서일 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 상기 부착부(410)(420)는 상기 하우징(502)에 의해 수용되는 캐뉼라(302)의 일부일 수 있다.
또한, 외과수술 시스템이 개시된다. 상기 외과수술 시스템은 캐뉼라 및 캐뉼라 고정 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 캐뉼라의 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하는 하우징 및 상기 하우징의 적어도 하나의 개구부에 수용된 캐뉼라의 일부와 맞물리도록 설정된 적어도 하나의 개구부를 포함하는 잠금 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 잠금 플레이트는 일단부에 해제수단을 더 포함할 수 있고, 상기 해제수단은 하우징의 외부면 상에 노출될 수 있다. 상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 하우징의 내부면 상에 구비된 슬롯에 부착되고 상기 잠금 플레이트와 맞물리도록 설정된 압축수단을 더 포함할 수 있고, 상기 압축수단은 캐뉼라가 캐뉼라 고정 어셈블리와 용이하게 맞물릴 수 있도록 잠금 플레이트를 바이어싱할 수 있으며, 상기 해제수단은 캐뉼라가 캐뉼라 고정 어셈블리와 용이하게 분리될 수 있도록 잠금 플레이트의 바이어싱을 분리할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공된다. 이들은 하나도 빠뜨리는 것 없이 설명하거나 게시된 정확한 형태로 본 발명을 한정하려는 것이 아니며, 상기 교리의 관점에서 명백하게 많은 수정 및 변형이 가능함을 밝혀둔다. 예시적인 실시예는 본 발명의 원리 및 그것의 실제적인 응용을 가장 잘 설명하기 위하여 선택되고 기술되었고, 이를 통해 당업자가 본 발명 및 의도된 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 갖는 다양한 실시예를 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 청구 범위의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 응용 또는 구현을 포괄하고자 하는 의도로 상황에 따라 고려되는 등가물의 다양한 생략, 치환이 제시되거나 렌더링되거나 고려될 수 있음을 이해해야 할 것이다.
이점들, 다른 장점들 및 문제들에 대한 해결책들이 특정 실시예와 관련하여 상술되었다. 그러나, 이점들, 장점들 문제들에 대한 해결책 및 이점, 장점 또는 해결책을 발생시키거나 더 두드러지게 만들 수 있는 구성요소들은 일부 또는 전체 청구항들의 핵심요소, 필수요소 또는 필수 불가결한 요소들로 해석되어서는 안된다.
특정 용어가 본 게시물을 설명하기 위하여 사용되었지만, 동일한 내용으로 인해 발생할 수 있는 어떠한 제한 사항도 의도하지 않았다. 당업자에게 명백한 것처럼, 여기에 교시된 바와 같이 본 발명을 구현하기 위하여 장치에 다양한 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (13)

  1. 외과수술 시스템에서 캐뉼라를 선택적으로 체결하고 분리하기 위한 캐뉼라 고정 어셈블리로서,
    캐뉼라의 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 적어도 하나의 개구부에 수용된 캐뉼라의 일부와 맞물릴 수 있도록 설정된 적어도 하나의 개구부 및 일단부에 구비되는 해제수단(releasing means)을 포함하는 잠금 플레이트(locking plate); 및
    상기 하우징의 내부면 상의 슬롯에 부착되고 상기 잠금 플레이트와 결합되도록 설정되는 압축수단(compression means);을 포함하고,
    상기 해제수단은 상기 하우징의 외부면에 노출되도록 설정되고,
    상기 압축수단은 상기 캐뉼라와 캐뉼라 고정 어셈블리의 맞물림을 용이하게 할 수 있도록 상기 잠금 플레이트를 바어어싱(biasing)하도록 설정되며, 상기 해제수단은 상기 캐뉼라와 캐뉼라 고정 어셈블리의 분리를 용이하게 할 수 있도록 상기 잠금 플레이트의 바이어싱을 분리하도록 설정되는 캐뉼라 고정 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 센서들을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 센서들은 상기 캐뉼라에 가해지는 힘을 측정하고 상기 캐뉼라 고정 어셈블리에서 상기 캐뉼라의 존재를 감지하는 캐뉼라 고정 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서들은 PCB 상에 배치되고, 상기 PCB는 상기 하우징의 내부면에 부착되는 캐뉼라 고정 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부면에 부착되는 리테이너 플레이트를 더 포함하고,
    상기 리테이너 플레이트는 상기 잠금 플레이트의 왕복 이동을 용이하게 하기 위하여 상기 잠금 플레이트의 위에 고정되는 캐뉼라 고정 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압축수단은 판형 스프링인 캐뉼라 고정 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 알루미늄 재질로 이루어진 캐뉼라 고정 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 캐뉼라 살균 어뎁터(cannula sterile adaptor)를 수용하도록 설정되고, 상기 캐뉼라 살균 어뎁터는 상기 캐뉼라 고정 어셈블리 및 캐뉼라 사이에 배치되는 캐뉼라 고정 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 캐뉼라 살균 어뎁터는 드레이프(drape)에 연결되어 상기 캐뉼라 살균 어뎁터 및 드레이프가 살균 영역 및 비살균 영역 사이의 경계를 형성하는 캐뉼라 고정 어셈블리.
  9. 캐뉼라 및
    캐뉼라 고정 어셈블리;를 포함하고,
    상기 캐뉼라 고정 어셈블리는,
    캐뉼라의 일부를 수용하기 위한 적어도 하나의 개구부를 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 적어도 하나의 개구부에 수용된 캐뉼라의 일부와 맞물릴 수 있도록 설정된 적어도 하나의 개구부 및 일단부에 구비되는 해제수단(releasing means)을 포함하는 잠금 플레이트(locking plate); 및
    상기 하우징의 내부면 상의 슬롯에 부착되고 상기 잠금 플레이트와 결합되도록 설정되는 압축수단(compression means);을 포함하고,
    상기 해제수단은 상기 하우징의 외부면에 노출되도록 설정되고,
    상기 압축수단은 상기 캐뉼라와 캐뉼라 고정 어셈블리의 맞물림을 용이하게 할 수 있도록 상기 잠금 플레이트를 바어어싱(biasing)하도록 설정되며, 상기 해제수단은 상기 캐뉼라와 캐뉼라 고정 어셈블리의 분리를 용이하게 할 수 있도록 상기 잠금 플레이트의 바이어싱을 분리하도록 설정되는 외과수술 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캐뉼라 및 캐뉼라 고정 어셈블리 사이에 배치되는 캐뉼라 살균 어뎁터(cannula sterile adaptor)를 더 포함하고,
    상기 캐뉼라 살균 어뎁터는 드레이프(drape)에 연결되어 상기 캐뉼라 살균 어뎁터 및 드레이프가 살균 영역 및 비살균 영역 사이의 경계를 형성하는 외과수술 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 캐뉼라는 상기 캐뉼라의 근심단(proximal end)을 형성하는 바울 섹션(bowl section) 및 상기 바울 섹션으로부터 상기 캐뉼라의 말단(distal end)까지 연장되는 튜브를 포함하는 외과수술 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 캐뉼라는 잠금 프롱(locking prong)을 갖는 부착부를 더 포함하고,
    상기 잠금 프롱은 상기 캐뉼라 고정 어셈블리로부터 캐뉼라를 맞물리거나 분리할 수 있도록 설정되는 외과수술 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 캐뉼라 고정 어셈블리는 상기 하우징의 내부면에 부착된 리테이너 플레이트를 포함하고, 상기 리테이너 플레이트는 상기 잠금 플레이트의 왕복 이동을 용이하게 하기 위하여 상기 잠금 플레이트의 위에 고정되는 외과수술 시스템.
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