KR20210115195A - 다관절 굴곡 기구 - Google Patents

다관절 굴곡 기구 Download PDF

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KR20210115195A
KR20210115195A KR1020200030610A KR20200030610A KR20210115195A KR 20210115195 A KR20210115195 A KR 20210115195A KR 1020200030610 A KR1020200030610 A KR 1020200030610A KR 20200030610 A KR20200030610 A KR 20200030610A KR 20210115195 A KR20210115195 A KR 20210115195A
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Abstract

본 발명은 복수의 세그먼트가 직렬로 연결되어 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구에 관한 것으로서, 복수의 상기 세그먼트에 관통 결합되어 복수의 상기 세그먼트를 직렬로 연결하며, 복수의 상기 세그먼트의 이동을 조향하는 복수의 조향 와이어; 및 복수의 상기 세그먼트에 결합되어, 상기 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키는 복수의 강성증대 와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다관절 굴곡 기구{FLEXIBLE MULTI-JOINT APPARATUS}
본 발명은 복수의 세그먼트가 직렬로 연결되어 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구에 관한 것이다.
통상, 굴곡기구는 뱀과 같은 다중관절을 가지며 강성기구와 달리 다중관절을 이용하여 다양한 곡률로 굽혀질 수 있는 기구를 말한다.
대표적으로, 복수의 세그먼트가 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구가 널리 알려져 있다.
이러한 종래의 다관절 굴곡 기구는 복수의 세그먼트가 복수의 연결 와이어에 의해 일직선의 형태를 이루며 직렬로 연결되어 형성된다.
연결 와이어는 액추에이터와 연결되어, 복수의 세그먼트의 이동을 조향할 뿐만 아니라 복수의 세그먼트들 사이를 다양한 형태로 굴곡지게 변형시킨다.
이에 따라, 종래의 다관절 굴곡 기구는 연결 와이어를 조작함에 따라 생체 조직의 좁은 공간을 비집고 들어갈 수 있으며, 기존의 강성기구로는 해결할 수 없는 다양한 작업을 수행할 수 있게 된다.
특히, 종래의 다관절 굴곡 기구는 생체 조직의 굴곡진 영역을 이동할 때, 연결 와이어는 각 세그먼트들 사이에 굴곡을 형성하며 다관절 굴곡 기구를 이동시킨다.
그런데, 종래의 다관절 굴곡 기구는 각 세그먼트들이 복수의 연결 와이어에 의해 연결되어 있으므로, 각 세그먼트들에 의해 굽혀진 후에 원래의 일직선 형태로 정상적으로 복원되지 않고, 비균일한 불규칙한 형상으로 복원되는 문제점이 있다.
정상적으로 복원되지 않은 다관절 굴곡 기구를 생체 조직에 삽입할 경우, 다관절 굴곡 기구의 삽입 및 이동 과정 중에 생체 조직과의 충돌 등으로 인해 생체 조직의 파열 및 손상 등의 문제점이 발생하게 된다.
이에 따라, 불규칙하게 복원된 다관절 굴곡 기구를 정상적인 형태로 복원하기 위해서는, 굽혀진 세그먼트들에 연결된 연결 와이어를 일일이 재조정해야 하므로 사용하기 번거로운 문제점이 있다.
또한, 종래의 다관절 굴곡 기구는 인접하는 세그먼트들이 면접촉을 하면서 굴곡 동작을 하므로, 각 세그먼트들의 연결부위에서의 마찰력에 따른 강성이 증가하여, 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모가 증대하고, 세그먼트들의 굴곡 제어 또한 용이하지 않은 문제점이 있다.
국내등록특허공보 제10-1911810호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은, 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키며 사용할 수 있고, 굴곡 변형된 세그먼트의 배치를 원래의 형태로 복원시킬 수 있는 다관절 굴곡 기구를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 세그먼트에 작용하는 강성을 감소하여 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모를 줄이며, 세그먼트들의 굴곡 제어를 용이하게 할 수 있는 다관절 굴곡 기구를 제공하는 것을 발명의 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 복수의 세그먼트가 직렬로 연결되어 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구에 있어서, 복수의 상기 세그먼트에 관통 결합되어 복수의 상기 세그먼트를 직렬로 연결하며, 복수의 상기 세그먼트의 이동을 조향하는 복수의 조향 와이어; 및 복수의 상기 세그먼트에 결합되어, 상기 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키는 복수의 강성증대 와이어를 포함하는, 다관절 굴곡 기구에 의해 달성된다.
여기서, 상기 세그먼트는, 복수의 상기 조향 와이어가 관통 결합되는 복수의 조향 와이어 결합공; 및 복수의 강성증대 와이어가 선택적으로 결합되는 복수의 강성증대 와이어 결합공을 포함할 수 있다.
복수의 상기 조향 와이어 결합공과 복수의 상기 강성증대 와이어 결합공은 교호적으로 배치될 수 있다.
상기 강성증대 와이어의 외주 일 영역을 둘러싸며, 상기 강성증대 와이어의 강성을 보강하는 보강 튜브를 포함할 수 있다.
복수의 상기 강성증대 와이어 결합공은 동일한 직경 또는 상이한 직경을 가지며, 상기 강성증대 와이어는 복수의 상기 강성증대 와이어 결합공의 직경에 대응하여 결합될 수 있다.
상기 세그먼트는, 세그먼트 본체; 상기 세그먼트 본체의 일단부로부터 돌출 형성된 헤드; 및 상기 세그먼트 본체의 타단부에 함몰 형성되어 인접한 세그먼트의 헤드가 요동가능하게 접촉하는 소켓을 포함할 수 있다.
상기 소켓의 내주 둘레 방향을 따라 간격을 두고, 일정 깊이와 폭으로 함몰 형성된 복수의 리세스 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 헤드의 선단부에 상기 헤드의 둘레 방향을 따라 간격을 두고, 일정 깊이와 폭으로 절취된 복수의 절취홈을 더 포함할 수 있다.
상기 세그먼트 본체는, 상기 소켓과 연통하며 상기 세그먼트 본체의 중심축선을 따라 관통 형성되어, 내시경 및 수술도구가 삽입되는 삽입공을 더 포함할 수 있다.
상기 강성증대 와이어는 초탄성을 가질 수 있다.
상기 보강 튜브는 초탄성을 가질 수 있다.
상기 강성증대 와이어는 상기 세그먼트의 복수의 상기 강성증대 와이어 결합공에 선택적으로 결합되어, 상기 세그먼트에 작용하는 강성을 가변 조절할 수 있다.
본 발명에 따르면, 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키며 사용할 수 있고, 굴곡 변형된 세그먼트의 배치를 원래의 형태로 복원시킬 수 있다.
또한, 세그먼트에 작용하는 강성을 감소하여 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모를 줄이며, 세그먼트들의 굴곡 제어를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구의 구성도,
도 2는 도 1의 한 쌍의 세그먼트의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 한 쌍의 세그먼트의 연결 상태를 도시한 종단면도,
도 4는 도 1의 세그먼트에 조향 와이어와 강성증대 와이어와 보강 튜브가 결합된 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 강성증대 와이어와 보강 튜브를 조립 상태를 도시한 도면,
도 6은 다른 실시예에 따른 세그먼트의 사시도,
도 7은 도 1의 다관절 굴곡 기구가 굴곡 변형된 상태를 도시한 도면이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 굴곡 기구(1)는 복수의 세그먼트(10)가 직렬로 연결되어 다관절을 형성한다.
세그먼트(10)는 세그먼트 본체(11)와, 헤드(21)와, 소켓(31)을 포함한다.
세그먼트 본체(11)는 일정 길이의 링 형상을 가진다. 세그먼트 본체(11)의 내부에는 삽입공(15)이 세그먼트 본체(11)의 중심축선을 따라 관통 형성되어 있다. 삽입공(15)은 내시경, 수술도구 등이 삽입되는 통로 역할을 한다.
헤드(21)는 세그먼트 본체(11)의 일단부에 일정 폭으로 돌출 형성되어 있다. 헤드(21)는 삽입공(15)의 둘레를 따라 마련되어, 인접한 세그먼트(10)의 소켓(31)에 요동가능하게 면접촉하며 연결된다.
소켓(31)은 세그먼트 본체(11)의 타단부에 함몰 형성되어 있다. 소켓(31)은 삽입공(15)과 연통하게 마련되어, 인접한 세그먼트(10)의 헤드(21)가 요동가능하게 면접촉하며 연결된다. 이로써, 각 세그먼트(10)의 헤드(21)가 인접한 세그먼트(10)의 소켓(31)에 연결됨에 따라, 복수의 세그먼트(10)는 상호 면접촉하며, 일렬로 정렬 배치된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세그먼트(10)는 복수의 리세스 홈(35)이 마련되어 있다.
복수의 리세스 홈(35)은 소켓(31)의 내주 둘레 방향을 따라 간격을 두고, 일정 깊이와 폭으로 함몰 형성된다.
이와 같이, 세그먼트(10)에 복수의 리세스 홈(35)을 마련함으로써, 인접한 세그먼트(10)의 헤드(21)와 소켓(31)과의 접촉 면적을 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 세그먼트들 사이에 작용하는 마찰력이 감소하여, 세그먼트(10)에 작용하는 강성을 감소시켜 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모를 줄이며, 세그먼트들의 굴곡 제어를 용이하게 할 수 있이 강성을 줄일 수 있게 된다.
한편, 도 6에는 인접한 세그먼트의 헤드와 소켓과의 접촉 면적을 줄이기 위한 세그먼트의 다른 실시예가 도시되어 있다.
다른 실시예에 따른 세그먼트(10')는 전술한 일 실시예의 세그먼트(10)와 달리, 헤드(21)에 복수의 절취홈(25)이 마련되어 있다.
복수의 절취홈(25)은 헤드(21)의 선단부에 헤드(21)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고, 일정 깊이와 폭으로 절취 형성된다.
이로써, 인접한 세그먼트(10')의 헤드(21)와 소켓(31)과의 접촉 면적이 줄게 되어, 세그먼트들 사이에 작용하는 마찰력이 감소되고, 세그먼트(10')에 작용하는 강성을 감소시켜 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모를 줄이며, 세그먼트들의 굴곡 제어를 용이하게 할 수 있게 된다.
그리고, 세그먼트(10)는 복수의 조향 와이어 결합공(41)과, 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)이 관통 형성되어 있다.
복수의 조향 와이어 결합공(41)과, 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)은 세그먼트 본체(11)의 삽입공(15)의 둘레를 따라 세그먼트 본체(11)의 중심축선과 나란하게 관통 형성된다.
복수의 조향 와이어 결합공(41)과 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)은 세그먼트 본체(11)에 교호적으로 배치된다.
복수의 조향 와이어 결합공(41)에는 복수의 조향 와이어(50)가 관통 결합된다.
복수의 조향 와이어(50)는 각 세그먼트(10)의 조향 와이어 결합공(41)에 관통 결합되어, 복수의 세그먼트(10)를 일직선의 형태를 이루며 직렬로 연결한다.
또한, 복수의 조향 와이어(50)는 액추에이터(100)와 연결되어, 복수의 세그먼트(10)의 이동을 조향할 뿐만 아니라 복수의 세그먼트들 사이를 다양한 형태로 굴곡지게 변형시킨다.
복수의 강성증대 와이어 결합공(45)에는 복수의 강성증대 와이어(60)가 선택적으로 관통 결합된다.
복수의 강성증대 와이어(60)는 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)에 선택적으로 결합되어, 세그먼트(10)에 작용하는 강성을 향상 즉, 강성증대 와이어(60)의 직경에 대응하는 강성을 증가시킬 수 있게 된다.
이러한 강성증대 와이어(60)는 초탄성(superelasticity)을 가질 수 있다. 일 예로서, 강성증대 와이어(60)는 초탄성의 니티놀(nitinol)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 강성증대 와이어(60)의 초탄성으로 인해 다관절 굴곡 기구(1)가 굽혀진 후에 원래상태로 복원하려는 복원력이 증가하게 된다.
또한, 다관절 굴곡 기구(1)가 굽혀질 때, 해당 세그먼트(10)에 관통 결합된 복수의 강성증대 와이어(60)가 다관절 굴곡 기구(1)의 굽힘 강성을 균일하게 하여, 굽힘 모양이 더 균일해질 수 있게 된다.
여기서, 강성증대 와이어 결합공(45)은 도시된 것에 한정되지 않고, 강성증대 와이어 결합공(45)의 직경, 수량 및 배치를 다양하게 변형 실시함으로써, 본 발명에 따른 다관절 굴곡 기구(1)는 식도, 장, 항문 등의 의료시술에 적합한 내시경로봇용 굴곡기구 등으로도 제작할 수 있다.
이러한 강성증대 와이어(60)는 세그먼트(10)의 강성증대 와이어 결합공(45)으로의 인출입 제어에 의해, 해당 세그먼트(10)에 작용하는 강성의 조절 범위를 가변 설정할 수 있게 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 강성증대 와이어(60)의 외주 일 영역에는 보강 튜브(70)가 마련될 수 있다.
보강 튜브(70)는 강성증대 와이어(60)의 외주 일 영역을 둘러싸며, 강성증대 와이어(60)의 강성을 보강한다,
이러한 보강 튜브(70)는 초탄성을 가질 수 있다. 일 예로, 보강 튜브(70)는 초탄성의 니티놀(nitinol)을 포함할 수 있다.
이로써, 보강 튜브(70) 내에 강성증대 와이어(60)를 삽입하고, 강성증대 와이어(60)의 삽입 깊이를 조절함에 따라, 실시간으로 세그먼트(10)에 작용하는 강성을 변화시킬 수 있게 된다.
에컨대, 보강 튜브(70)는 강성증대 와이어(60)의 둘레를 따라 이동시켜 원하는 부분에 위치한 세그먼트(10)의 강성증대 와이어 결합공(45)에 삽입하여, 강성증대 와이어(60)를 보강할 수 있다. 일 예로서, 굴곡 변형이 요구되지 않는 세그먼트들에는 보강 튜브(70)를 마련하고, 굴곡 변형이 요구되지 않는 세그먼트들에는 보강 튜브(70)를 마련하지 않는다. 즉, 조향 와이어(50)를 구동시키는 액추에이터(100)와 인접하게 배치되는 세그먼트들에는 보강 튜브(70)를 마련하여 쉽게 변형하지 않도록 하고, 액추에이터(100)로부터 멀리 떨어진 세그멘트들에는 보강 튜브(70)를 마련하지 않아 굽히는 동작이 용이하게 되어, 다관절 굴곡 기구(1)를 생체 조직으로 용이하게 삽입 이동시킬 수 있다.
여기서, 본 실시예에서는 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)이 동일한 직경을 갖는 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되지 않고, 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)은 상이한 직경을 가질 수 있으며, 이 경우 강성증대 와이어(60)는 강성증대 와이어 결합공(45)의 직경에 대응하는 직경을 가지며 결합될 수 있다. 이에 따라, 세그먼트(10)에 요구되는 강성에 따라 직경이 다른 강성증대 와이어(60)를 강성증대 와이어 결합공(45)에 결합하여, 세그먼트(10)에 작용하는 강성을 증대시킬 수 있게 된다.
또한, 보강 튜브(70)는 강성증대 와이어(60)의 외주 일 영역에 마련되지 않고, 강성증대 와이어(60)가 인출입하는 세그먼트(10)의 강성증대 와이어 결합공(45)에 마련되어, 해당 세그먼트(10)에 작용하는 강성의 조절 범위를 가변 설정할 수 있게 된다.
이러한 보강 튜브(70)는 선택적으로 마련될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 복수의 세그먼트(10)를 일렬로 배치한 상태에서, 복수의 조향 와이어(50)를 각 세그먼트(10)의 복수의 조향 와이어 결합공(41)에 관통 결합하여, 복수의 세그먼트(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일직선의 형태를 이루며 직렬로 연결되어, 다관절을 이루는 단일체의 다관절 굴곡 기구(1)를 형성한다.
그리고, 생체 조직의 형상에 대응하여, 하나 이상의 강성증대 와이어(60)를 각 세그먼트(10)의 복수의 강성증대 와이어 결합공(45)에 선택적으로 관통 결합한다. 일 예로, 세그먼트(10)가 굽혀지는 안쪽 또는 바깥쪽에 형성된 강성증대 와이어 결합공(45)에 강성증대 와이어(60)를 결합할 수 있다.
또한, 보강 튜브(70)를 강성증대 와이어(60)의 둘레에 마련하거나, 강성 증대가 요구되는 세그먼트(10)의 강성증대 와이어 결합공(45)에 위치시켜 세그먼트(10)에 작용하는 강성을 더 증가시킬 수도 있다.
그리고, 일직선의 형태를 이루며 직렬로 연결된 다관절 굴곡 기구(1)를 생체 조직에 삽입하여 타겟 부위를 향해 이동시킨다.
이 때, 복수의 조향 와이어(50)는 액추에이터(100)를 구동 조작에 의해 조향되어, 복수의 세그먼트(10)의 이동을 조향하며, 생체 조직의 타겟 부위를 향해 이동한다.
다관절 굴곡 기구(1)가 생체 조직의 굴곡 영역에 통과할 때, 해당 부위를 통과하는 세그먼트들의 연결부위는 굽혀지면서 굴곡 영역을 통과하며, 다관절 굴곡 기구(1)는 타겟 부위에 도달하게 된다. 이 때, 각 세그먼트들의 연결부위인 헤드(21)와 소켓(31) 사이의 접촉 면적이 줄어들어, 각 세그먼트들의 연결부위에서의 마찰력이 감소하고, 각 세그먼트들의 연결부위에서의 마찰력에 따른 강성이 감소하여, 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모를 줄이며, 세그먼트들의 굴곡 제어를 용이하게 할 수 있게 된다.
도 7에는 일 예로서 도 1의 다관절 굴곡 기구가 부분적으로 굽혀진 상태가 도시되어 있다.
그리고, 다관절 굴곡 기구(1)가 타겟 부위에 도달하면, 각 세그먼트(10)의 삽입공(15)을 통해 삽입되는 내시경 및 수술도구를 이용하여 타겟 부위의 시술을 행한다. 이 때, 다관절 굴곡 기구(1)는 강성증대 와이어(60) 및 보강 튜브(70)에 의해 높은 강성을 갖게 된다.
시술이 완료되면, 생체 조직에 삽입된 다관절 굴곡 기구(1)를 인출한다.
생체 조직으로부터 인출된 다관절 굴곡 기구(1)는 강성증대 와이어(60) 및 보강 튜브(70)의 탄성 복원력에 의해 도 1에 도시된 바와 같이, 원래의 일직선 형태로 정상적으로 복원된다.
이와 같이, 시술 전에 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키는 복수의 강성증대 와이어를 복수의 세그먼트에 결합함으로써, 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키며 사용할 수 있고, 굴곡 변형된 세그먼트의 배치를 원래의 형태로 복원시킬 수 있게 된다.
또한, 각 세그먼트의 연결부위의 접촉 면적을 감소시켜, 각 세그먼트에 작용하는 강성을 감소하여 세그먼트들의 굴곡 제어를 위한 동력의 소모를 줄이며, 세그먼트들의 굴곡 제어를 용이하게 할 수 있게 된다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 다관절 굴곡 기구
10,10': 세그먼트
11: 세그먼트 본체
15: 삽입공
21: 헤드
25: 절취홈
31: 소켓
35: 리세스 홈
41: 조향 와이어 결합공
45: 강성증대 와이어 결합공
50: 조향 와이어
60: 강성증대 와이어
70: 보강 튜브
100: 액추에이터

Claims (12)

  1. 복수의 세그먼트가 직렬로 연결되어 다관절을 형성하는 다관절 굴곡 기구에 있어서,
    복수의 상기 세그먼트에 관통 결합되어 복수의 상기 세그먼트를 직렬로 연결하며, 복수의 상기 세그먼트의 이동을 조향하는 복수의 조향 와이어; 및
    복수의 상기 세그먼트에 결합되어, 상기 세그먼트에 작용하는 강성을 향상시키는 복수의 강성증대 와이어를 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세그먼트는,
    복수의 상기 조향 와이어가 관통 결합되는 복수의 조향 와이어 결합공; 및
    복수의 강성증대 와이어가 선택적으로 결합되는 복수의 강성증대 와이어 결합공을 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 조향 와이어 결합공과 복수의 상기 강성증대 와이어 결합공은 교호적으로 배치되는, 다관절 굴곡 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강성증대 와이어의 외주 일 영역을 둘러싸며, 상기 강성증대 와이어의 강성을 보강하는 보강 튜브를 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  5. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 강성증대 와이어 결합공은 동일한 직경 또는 상이한 직경을 가지며, 상기 강성증대 와이어는 복수의 상기 강성증대 와이어 결합공의 직경에 대응하여 결합되는, 다관절 굴곡 기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세그먼트는,
    세그먼트 본체;
    상기 세그먼트 본체의 일단부로부터 돌출 형성된 헤드; 및
    상기 세그먼트 본체의 타단부에 함몰 형성되어 인접한 세그먼트의 헤드가 요동가능하게 접촉하는 소켓을 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소켓의 내주 둘레 방향을 따라 간격을 두고, 일정 깊이와 폭으로 함몰 형성된 복수의 리세스 홈을 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 헤드의 선단부에 상기 헤드의 둘레 방향을 따라 간격을 두고, 일정 깊이와 폭으로 절취된 복수의 절취홈을 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 세그먼트 본체는,
    상기 소켓과 연통하며 상기 세그먼트 본체의 중심축선을 따라 관통 형성되어, 내시경 및 수술도구가 삽입되는 삽입공을 더 포함하는, 다관절 굴곡 기구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 강성증대 와이어는 초탄성을 갖는, 다관절 굴곡 기구.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 보강 튜브는 초탄성을 갖는, 다관절 굴곡 기구.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 강성증대 와이어는 상기 세그먼트의 복수의 상기 강성증대 와이어 결합공에 선택적으로 결합되어, 상기 세그먼트에 작용하는 강성을 가변 조절하는, 다관절 굴곡 기구.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008183420A (ja) * 2003-06-02 2008-08-14 Karl Storz Endovision 可撓性内視鏡用ワイヤスプリングガイド
KR100867656B1 (ko) * 2007-07-03 2008-11-10 주식회사 케어텍 내시경용 구부림 장치
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008183420A (ja) * 2003-06-02 2008-08-14 Karl Storz Endovision 可撓性内視鏡用ワイヤスプリングガイド
KR100867656B1 (ko) * 2007-07-03 2008-11-10 주식회사 케어텍 내시경용 구부림 장치
KR101911810B1 (ko) 2011-12-23 2018-10-26 삼성전자주식회사 내시경 장비에 구비되는 벤딩모듈 및 그 제조 방법

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