KR20220135956A

KR20220135956A - 자궁 거상기

Info

Publication number: KR20220135956A
Application number: KR1020210042332A
Authority: KR
Inventors: 김병규; 김수영
Original assignee: 주식회사 이지메디봇
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2022-10-07
Also published as: WO2022211280A1; EP4295793A1; KR102613902B1; US20240000483A1

Abstract

본 발명은, 수술자의 입력에 따라 자동으로 자궁의 위치 및 자세를 조절할 수 있는 거상기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자궁 거상기는 사용시 자궁 경부 지점에서 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)의 3자유도 회전과 전후 방향의 1 자유도 직선운동으로 총 4 자유도의 움직임이 가능하며, 협소한 공간에서 팁의 조절이 가능하므로 수술 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 수술자가 직접 입력에 의해 자궁의 조작이 가능하므로 수술 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자궁 거상기{Uterine Manipulator}

본 발명은 자궁 거상기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 사용자의 입력에 따라 자동으로 작동할 수 있는 자궁 거상기에 관한 것이다.

복강경 수술시 성공적인 최소침습술을 위해서는 복강경에 삽입되는 내시경 카메라의 물리적인 조작의 한계를 보조할 수 있는 장치가 필요하다. 특히 부인병적 복강경 수술(laparoscopic gynaecological surgery)의 경우 자궁에 의해 시야가 가려지거나 수술도구의 간섭이 발생하여 수술 도중 필요에 따라 자궁의 자세 및 위치를 조절하고 있다. 그러나 종래의 질내 삽입 방식의 보조기구는 추가적인 수술보조자가 필요하며, 전적으로 주 수술자와의 의사소통을 통해 손으로 직접 기구물에 힘을 가하여 자궁의 자세 및 위치를 조절하고 있었다. 이러한 종래의 방식은 수술 시간을 지연시키고 정확도를 떨어뜨리는 문제가 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 자동화 방식의 자궁 내 조작로봇이 개발되었으나, 로봇의 움직임이 인체공학적이지 않아 사용시 환자의 장기 손상을 유발할 수 있으며, 조작 방식이 직관적이지 않아 수술자가 조작에 능숙해지는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

이와 같은 종래의 자궁 거상기와 관련하여 US5645561 호가 개시되어 있다.

US5645561

본 발명은 종래의 자궁 거상기의 문제점을 해결할 수 있도록 안정성을 확보하고 직관적으로 조작이 가능한 자궁 거상기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 사용시 인체의 외부에 배치되는 하우징, 하우징의 전방측에 구비되며, 전후방향으로 연장되어 형성되며, 적어도 일부가 질관 내에 삽입될 수 있도록 구성되는 연장부 및 자궁 내에 삽입될 수 있도록 구성되며, 연장부의 전방측 단부와 피치(pitch) 및 요(yaw) 동작이 가능하도록 연결되는 팁을 포함하며, 팁은 하우징으로부터 동력을 전달받아 각도가 조절될 수 있도록 구성되는 자궁 거상기가 제공될 수 있다.

한편, 하우징을 전후 방향의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임 및 서브 프레임에 구비되며, 하우징의 일측에 연결되어 하우징을 전후 방향의 중심축을 기준으로 회전시킬 수 있도록 구성되는 롤(roll) 구동부를 더 포함할 수 있다.

한편, 자궁 거상기는 하우징의 내측에 구비되며, 팁의 요(yaw) 동작을 발생시킬 수 있도록 구동력을 전달하는 요 구동부, 하우징의 내측에 구비되며, 팁의 피치(pitch) 동작을 발생시킬 수 있도록 구성되는 피치 구동부, 요 구동부로부터 동력을 전달받아 팁의 요 동작을 발생시킬 수 있도록 적어도 일부가 연장부의 내측에 배치되는 제1 동력 전달부 및 피치 구동부로부터 동력을 전달받아 팁의 피치 동작을 발생시킬 수 있도록 적어도 일부가 연장부의 내측에 배치되는 제2 동력 전달부를 더 포함할 수 있다.

한편, 제1 동력전달부 및 상기 제2 동력전달부와 상기 팁을 연결하는 조인트 어셈블리를 포함하며, 조인트 어셈블리는 팁의 요 동작의 회전 중심축과 피치 동작의 회전 중심축이 교차할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 조인트 어셈블리는, 원거리 중심 모션 메커니즘(remote center of motion mechanism)에 따라 팁의 요 동작의 발생키도록 구성될 수 있다.

또한 조인트 어셈블리는, 연장부의 타측에 구비되며, 내측에 전방측으로 형성된 일지점을 중심으로 하는 아크 슬롯이 구비되는 조인트 연결부, 아크 슬롯에 삽입되는 제1 팔로워를 포함하여 구성되며, 좌우측의 한 쌍의 홀이 구비되는 제1 조인트, 제1 조인트의 한쌍의 홀에 각각 관통하여 배치될 수 있도록 서로 반대 방향으로 연장되어 구비되는 한 쌍의 연결핀을 포함하며, 제1 조인트와 상대적으로 회전 가능하게 구성되는 제2 조인트를 더 포함할 수 있다.

한편, 제1 동력 전달부는 일측이 요 구동부에 연결되며, 타측이 한 쌍의 연결핀 각각에 연결되는 제2 팔로워 및 제3 팔로워를 포함할 수 있다.

한편, 제2 동력 전달부는, 일측이 피치 구동부와 연결되며, 타측이 제2 조인트의 일측과 연결될 수 있다.

한편, 제1 조인트는 제1 팔로워, 제2 팔로워 및 제3 팔로워의 위치에 따라 원거리 중심 모션 메커니즘(remote center of motion mechanism)에 의해 동작될 수 있다.

한편, 제1 동력 전달부는, 요 구동부로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성되는 베벨 기어 및 베벨 기어의 회전 중심축으로부터 반경방향으로 소정거리 이격된 두 지점에 일측이 각각 회전가능하게 연결되며, 타측에 제1 팔로워 및 제2 팔로워가 구비되는 한 쌍의 피치 구동 링크를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 제2 동력 전달부는, 피치 구동부로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성되는 베벨 기어 및 베벨 기어로부터 일측으로 동력을 전달받으며, 베벨 기어의 회전에 따라 전후방향의 움직임이 발생되도록 구성되고, 타측이 제2 조인트의 일측과 연결되는 피치 구동 링크를 포함할 수 있다.

또한, 피치 구동 링크는 피치 구동 링크의 일측과 피치 구동 링크의 타측이 상대적으로 회전할 수 있도록 회전조인트를 포함할 수 있다.

한편, 메인 프레임을 더 포함하며, 서브 프레임은 메인 프레임 상에서 전후방향으로 직선이동 가능하게 구성될 수 있다.

또한, 메인 프레임의 일측에 구비되며, 일측이 하우징의 일측과 연결되어 전후 방향으로 하우징 및 서브 프레임을 이동시킬 수 있도록 구성되는 직선 구동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자궁 거상기는 사용시 자궁 경부 지점에서 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)의 3자유도 회전과 전후 방향의 1 자유도 직선운동으로 총 4 자유도의 움직임이 가능하며, 협소한 공간에서 팁의 조절이 가능하므로 수술 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한 수술자가 직접 입력에 의해 자궁의 조작이 가능하므로 수술 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자궁 거상기의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자궁 거상기의 분해사시도이다.
도 3은 하우징 및 팁의 조작을 위한 구성을 분해하여 나타낸 부분 분해사시도이다.
도 4는 조인트 어셈블리의 분해사시도이다.
도 5는 제1 동력 전달부를 도시한 분해사시도이다.
도 6은 제2 동력 전달부를 도시한 분해사시도이다.
도 7은 팁의 작동상태도이다.
도 8은 롤 구동부의 작동상태도이다.
도 9는 직선 구동부의 작동상태도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 자궁 거상기의 사용상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 자궁 거상기에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.

이하에서 본 발명에 따른 자궁 거상기는 일부는 사용시 자궁 외측에 배치되며, 단부의 팁이 자궁 내로 삽입되어 외부로부터 동력을 전달받아 자궁의 자세 및 위치를 전환할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 자궁 거상기의 조작은 수술자의 조작 또는 수술 보조자의 입력, 예를 들어 컨트롤 스틱 또는 버튼 입력을 통하여 전기적인 신호를 발생시키고, 이를 기반으로 전기적으로 제어되어 자궁 거상기의 동작이 제어될 수 있다.

한편, 이러한 입력에 대한 구성 및 제어부를 구성하는 구성은 널리 사용되는 구성이 적용될 수 있으므로 그 설명은 생략하고, 입력에 의해 작동하는 자궁 거상기에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

또한, 본 발명에서 하우징에서 팁을 향하는 방향, 즉 팁이 자궁 내로 삽입하기 위해 이동하는 방향을 '전방'으로 하며, 그 반대방향을 '후방' 그리고 전방을 기준으로 양측을 '좌우'방향으로 정하고 설명하도록 한다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 자궁 거상기의 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)는 전방을 향하여 구성되며, 전방측 일부는 인체 내부, 일 예로 질관 및 자궁 내로 삽입될 수 있도록 구성되며, 후방측 일부는 인체에 삽입되지 않고 배치되는 구성으로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 자궁 거상기(1)는 4축 움직임이 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)는 외관상으로 구별되는 메인 프레임(100), 서브 프레임(200), 직선 구동부(300), 롤 구동부(400), 하우징(500), 연장부(600) 및 팁(800)을 포함하여 구성될 수 있다.

메인 프레임(100)은 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)가 배치될 수 있는 기반이 된다. 메인 프레임(100)의 상면은 후술할 서브 프레임(200)이 배치될 수 있으며, 하측은 외부의 테이블 등에 배치되어 안착될 수 있도록 구성된다. 메인 프레임(100)의 일측에는 직선 구동부(300)가 구비될 수 있도록 일측이 상하 방향으로 단차를 두어 형성된 직선 구동부 지지부(110)가 구비될 수 있다. 직선 구동부 지지부(110)는 박스 형태로 구성된 예가 도시되어 있으나, 이는 일예일 뿐 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

서브 프레임(200)은 후술할 하우징(500) 및 롤 구동부(400)가 배치될 수 있도록 구성될 수 있다. 서브 프레임(200)은 하측이 메인 프레임(100)에 의해 지지되면서 전후 방향으로 이동될 수 있도록 리니어 가이드를 통하여 메인 프레임(100)과 연결될 수 있다.

서브 프레임(200)은 전후 방향으로 소정거리로 이격된 두 지점에서 상측방향으로 연장되어 형성되는 하우징 고정부(210)를 포함하여 구성될 수 있다. 하우징 고정부(210)는 하우징(500)의 전방 및 후방에서 하우징(500)과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 한편, 서브 프레임(200)의 일측에는 후술할 롤 구동부(400)가 배치될 수 있는 공간이 마련된다.

직선 구동부(300)는 서브 프레임(200)을 메인 프레임(100)상에서 직선 이동시킬 수 있도록 동력을 제공할 수 있다. 직선 구동부(300)는 일측이 전술한 메인 프레임(100)의 직선 구동부 지지부(110)에 고정되며, 타측은 하우징(500)의 후방측에 구비될 수 있다. 직선 구동부(300)의 타측은 후술할 하우징(500)의 롤 움직임시 영향을 최소화 할 수 있도록 전후방향의 축을 중심으로 회전가능하게 연결될 수 있다.

롤 구동부(400)는 하우징(500) 및 하우징(500)과 연결된 연장부(600)와 팁(800)을 함께 회전시킬 수 있도록 구성된다. 롤 구동부(400)는 일 예로 서브 프레임(200)의 후방측에 구비되며, 하우징(500)의 후방과 벨트 풀리로 연결되어 하우징(500)을 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 실제 자궁의 위치 및 자세를 롤 움직임으로 전환할 때 인체의 손상을 방지할 수 있도록 일정한 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 일 예로, 롤 구동부(400)는 연직상방을 기준으로 ㅁ45ㅀ회전반경이 제한될 수 있다.

하우징(500)은 팁(800)을 구동하기 위한 구동요소들이 구비될 수 있는 공간이 마련된다. 하우징(500)의 전방측에는 연장부(600)가 형성되며, 연장부(600)의 전방측에는 팁(800)이 구비될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)에서 하우징(500)은 인체 외부에 배치되어 사용되며, 인체 내부로 삽입하지 않고 사용된다. 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)의 사용시에는 팁(800)부터 질관을 통하여 자궁 내로 삽입시키며, 팁(800)이 완전히 자궁내에 삽입될 때 까지 연장부(600)의 전방 일부가 질관 내부로 삽입된다. 따라서 연장부(600)의 직경은 여성의 질관으로 삽입시 질관을 손상시키지 않는 외경을 갖도록 일정 크기로 제한될 수 있다. 한편, 연장부(600)는 여성의 질관의 길이보다 다소 긴 길이로 구성되어 자궁 거상기(1)의 작동시 연장부(600) 및 팁(800)을 제외한 다른 구성요소가 인체와 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 연장부(600)는 길이방향으로 형성된 관통공이 형성되며, 인체 외부에 배치된 하우징(500) 내에서 발생된 동력이 인체 내부에 삽입된 팁(800)의 각도를 조절할 수 있도록 동력 전달 요소들의 적어도 일부가 관통공 내에 배치될 수 있다.

전방측 단부에 구비되는 팁(800)은 자궁 내부에 삽입될 수 있도록 구성되며, 팁(800)의 단부로부터 후방측으로 소정거리 이격된 지점에 콜포토마이징 컵(810)(colpotomizing cup)이 구비될 수 있다. 콜포토마이징 컵(810)은 팁(800)의 외주면으로부터 소정거리 이격된 내주면을 갖는 컵의 형태로 구성될 수 있다. 콜포토마이징 컵(810)은 자궁 거상기(1)가 완전히 삽입된 위치에서 자궁 경부를 감쌀 수 있도록 구성된다. 콜포토마이징 컵(810)은 팁(800)과 함께 방향이 조절되도록 후술할 제2 조인트(730)에 연결될 수 있다. 한편, 콜포토마이징 컵(810)의 측면은 외부에서 질관을 통하여 적절한 위치에 배치되었는지 확인 가능하도록 개구로 형성되는 윈도우(811)가 복수로 구비될 수 있다.

팁(800)은 연장부(600)의 전방측 단부에 구비되며, 요(yaw) 및 피치(pitch) 동작이 가능하도록 구성될 수 있다. 구체적으로 팁(800)과 연장부(600)를 연결하도록 구성되는 조인트 어셈블리(700)의 각도가 조절되어 최종적으로 팁(800)의 각도가 될 수 있다. 조인트 어셈블리(700)는 제1 동력 전달부(520) 및 제2 동력 전달부(540)에 의해 각도가 조절될 수 있다. 결국 복합적으로 2축 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 조인트 어셈블리(700)는 팁의 요 동작의 회전 중심축과 상기 피치 동작의 회전 중심축이 교차될 수 있도록 구성된다. 일 예로서, 조인트 어셈블리는 연장부(600)의 전방측 단부에서 원거리 중심 모션(remote center of motion mechanism)에 의해 요 움직임이 발생될 수 있도록 구성될 수 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여 동력전달구조에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 하우징(500) 및 팁(800)의 조작을 위한 구성을 분해하여 나타낸 부분 분해사시도이다.

도 3을 참조하면, 하우징(500)과 연장부(600)는 내부의 공간에 동력발생요소 및 동력 전달요소가 구비될 수 있다.

하우징(500)은 내부에 공간이 형성되며, 상부 하우징(501) 및 하부 하우징(502)을 포함하여 구성될 수 있다. 하우징(500)의 내부에는 요 구동부(510), 피치 구동부(530), 제1 동력 전달부(520)의 일부 및 제2 동력 전달부(540)의 일부가 구비될 수 있다. 또한 팁(800)과 연장부(600)는 조인트 어셈블리(700)에 의해 연결될 수 있다. 조인트 어셈블리(700)는 조인트 연결부(710), 제1 조인트(720) 및 제2 조인트(730)를 포함할 수 있다. 즉 하우징(500) 내부에서 동력이 발생되어 원거리에 있는 팁(800)을 구동하기 위한 구조들이 하우징(500) 및 연장부(600) 내에 배치될 수 있다.

요 구동부(510)는 제1 동력 전달부(520)에 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성되며, 팁(800)의 요 동작이 이루어지도록 작동된다. 피치 구동부(530)는 제2 동력 전달부(540)에 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성되며, 팁(800)의 피치 동작이 이루어지도록 작동된다. 한편 이에 대하여는 차후 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 조인트 어셈블리의 분해사시도이다.

도 4를 참조하면, 조인트 어셈블리(700)는 요 및 피치 회전이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다. 조인트 어셈블리(700)는 조인트 연결부(710), 제1 조인트(720), 제2 조인트(730) 및 서브 조인트(740)를 포함하여 구성될 수 있다.

조인트 연결부(710)는 연장부(600)의 전방측 단부에 일측이 고정되어 구비되며, 제1 조인트(720)와 함께 작동하여 전방측에 회전 중심이 형성되는 원거리 중심 모션 메커니즘을 발생시킬 수 있다. 조인트 연결부(710)는 조인트 연결부(710)로부터 전방측으로 소정거리 이격된 지점을 중심으로 하는 소정길이의 아크 슬롯(711)이 구비될 수 있다.

제1 조인트(720)에는 후방측에 제1 팔로워(721)가 구비된다. 제1 팔로워(721)는 전술한 아크 슬롯(711) 내에서 아크 경로를 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 소정길이의 핀의 형태로 구성된다. 제1 조인트(720)는 제1 조인트(720)의 중심부분에는 제2 조인트가 배치될 수 있는 공간이 마련된다. 제1 조인트(720)의 좌우측은 전방방향으로 소정길이로 연장되어 형성되며, 좌우측 각각에 각각 좌우 방향으로 관통되는 홀이 형성된다. 한편, 제1 조인트(720)가 아크 슬롯(711)을 따라 원경 중심 모션이 이루어질 수 있도록 요 구동 링크 각각의 단부에서 상하 방향으로 구비되는 핀이 제2 팔로워(722) 및 제3 팔로워(723)로서 기능한다.

제2 조인트(730)는 제1 조인트(720) 상에서 피치 움직임이 가능하도록 연결될 수 있다. 즉 제1 조인트(720)와 제2 조인트(730)가 정렬된 상태에서 제2 조인트(730)의 좌우측에 구비된 연결핀(731)을 이용하여 제1 조인트(720)와 회전가능하게 연결될 수 있다. 한편 전술한 제2 팔로워(722) 및 제3 팔로워(723)가 한 쌍의 연결핀(731) 각각에 상하 방향으로 연결되며, 상하방향을 중심축으로 연결핀과 상대적으로 회전가능하게 연결된다.

결국 한 쌍의 요 구동 링크가 서로 반대방향으로 직선이동되면 제1 조인트 및 제2 조인트가 함께 원거리 중심 모션 메커니즘에 의해 아크 슬롯(711)의 회전 중심을 기준으로 요 방향의 각도가 조절될 수 있다. 이때 제2 조인트의 전방측에 연결된 팁 또한 제2 조인트와 동일한 중심을 기준으로 요 각도가 조절된다.

서브 조인트(740)는 제2 조인트(730)와 수직방향의 축을 중심으로 하여 회전가능하게 연결되며, 전술한 아크 슬롯(711)의 중심축과 실질적으로 동일한 회전 중심축을 기준으로 회전가능하게 연결될 수 있다.

도 5는 제1 동력 전달부(520)를 도시한 분해사시도이다. 전술한 바와 같이 제1 동력 전달부(520)는 한편, 조인트 연결부(710)는 연장부(600)의 전방측 단부에 일측이 고정되어 구비되며, 제1 조인트(720)와 함께 작동하여 전방측에 회전 중심이 형성되는 원거리 중심 모션 메커니즘을 발생시킬 수 있다. 조인트 연결부(710)는 조인트 연결부(710)로부터 전방측으로 소정거리 이격된 지점을 중심으로 하는 소정길이의 아크 슬롯(711)이 구비될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 동력 전달부(520)는 제1 요 베벨 기어(521), 제2 요 베벨 기어(522), 요 구동 링크 연결부(523) 및 요 구동 링크(524)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 요 베벨 기어(521)는 요 구동부(510)에 연결되어 회전할 수 있도록 구성되며, 제2 요 베벨 기어(522)는 제1 요 베벨 기어(521)와 맞물려 회전할 수 있도록 구성된다. 본 실시예에서는 정밀한 조절을 위해 제2 요 베벨 기어(522)의 크기가 제1 요 베벨 기어(521)보다 크게 구성되어 있으나, 제1 요 베벨 기어(521)와 제2 요 베벨 기어(522)의 기어비는 모터의 회전속도 및 토크에 따라 적절한 값으로 선택될 수 있다.

요 구동 링크 연결부(523)는 제2 요 베벨 기어(522)의 일측에 연결되어 제2 요 베벨 기어(522)와 함께 회전할 수 있도록 구성된다. 요 구동 링크 연결부(523)는 제2 요 베벨 기어(522)의 회전중심축을 기준으로 소정거리 이격된 두 지점에서 후술할 요 구동 링크(524)가 회전가능하게 연결될 수 있다.

한편, 자궁 거상기(1)의 팁(800)의 조절 각도는 인체에 손상을 방지할 수 있도록 좌우 약 45도 정도의 작동 범위를 갖도록 구성될 수 있다. 따라서 한 쌍의 요 구동 링크(524)가 연결되어 요 구동 링크 연결부(523)가 회전하더라도 한 쌍의 요 구동 링크(524)간 서로 간섭이 일어나지 않으면서 작동된다.

한 쌍의 요 구동 링크(524)는 일측이 각각 요 구동 링크 연결부(523)에 연결된다. 한 쌍의 요 구동 링크(524)는 제2 요 베벨 기어(522)의 회전중심을 기준으로 서로 대칭적으로 구비되므로 요 구동 링크 연결부(523)가 회전되면 어느 하나는 후방측으로, 다른 하나는 전방측으로 각각 동일한 거리로 이동된다. 한 쌍의 요 구동 링크(524)의 전방측은 제1 조인트(720)에 연결된다.

결국 제1 동력 전달부(520)에 의해 제1 조인트(720)가 조인트 연결부(710)와 상대적으로 전방측의 일 지점을 회전중심으로 하여 소정각도로 회전이 이루어진다. 이와 같이 구성된 경우 자궁 거상기(1)의 사용시, 이격된 하우징(500)으로부터 전달된 동력에 의해 팁(800)이 강한 토크를 발휘할 수 있게 된다.

도 6는 제2 동력 전달부(540)를 도시한 분해사시도이다.

도 6을 참조하면, 제2 동력 전달부(540)는 피치 구동부(530)로부터 동력을 전달받아 제2 조인트(730)의 각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 2 동력 전달부도 제1 동력 전달부(520)와 유사하게 회전력을 직선방향의 움직임으로 전환한 뒤 다시 회전력으로 전달할 수 있는 동력 전달 메커니즘으로 구현될 수 있다.

제2 동력 전달부(540)는 제1 피치 베벨 기어(541), 제2 피지 베벨 기어 및 피치 구동 링크(545)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 피치 베벨 기어(541)는 피치 구동부(530)와 연결되어 회전할 수 있도록 구성된다. 제2 피치 베벨 기어(542)는 제1 피치 베벨 기어(541)와 맞물려있으며, 회전방향 및 회전비를 전환할 수 있도록 구성될 수 있다.

제2 피치 베벨 기어(542)의 일측에는 회전 중심샤프트(543)가 연장되어 하우징(500)과 회전 가능하게 연결된다. 이해 중심샤프트(543)에는 피치 캠(544)이 구비되며, 피 챔은 피치 구동 링크(545)의 후방측과 연결되어 피치 구동 링크(545)에 전후방향의 직선 움직임을 발생시키게 된다.

피치 구동 링크(545)는 전술한 바와 같이 일 측이 피치 캠(544)에 연결되며, 타측은 연장부(600)의 전방측에 배치된 제2 조인트(730)의 일측과 연결될 수 있다. 이때 피치 구동 링크(545)의 타측은 서브 조인트(740)와 연결되며, 서브 조인트(740)와 피치 동작이 가능한 방향으로 회전가능하게 연결될 수 있다.

피치 구동 링크(545)는 전후 방향으로 이동하여 제2 조인트(730)를 회전시킬 때 제1 조인트(720) 및 제2 조인트(730)의 피치 움직임에 의해 발생되는 비틀림을 제거할 수 있도록 회전 조인트(547)를 포함하여 구성될 수 있다. 피치 구동 링크(545)는 회전 조인트(547)를 기준으로 후방측의 제1 피치 구동 링크(545)와 전방측의 제2 피치 구동 링크(548)로 구별될 수 있다. 제1 피치 구동 링크(545) 및 제2 피치 구동 링크(548)는 협소한 연장부(600)의 중공을 통과하고 동력을 전달할 수 있도록 소정각도로 휘어진 형상으로 구성될 수 있다. 다만, 이러한 만곡된 부분은 연결되는 지점, 베벨 기어의 크기, 회전중심과의 거리 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

결국 피치와 요에 대한 각도가 복합적으로 조절되어 팁(800)의 각도를 조절할 수 있게 된다. 한편, 팁(800)은 제2 조인트(730)의 팁(800) 연결부와 연결될 수 있다.

이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)의 작동에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 7은 팁(800)의 작동상태도이다. 설명의 편의를 위하여, 본 도면에서는 연장부(600)와 콜포토마이징 컵(810)을 제거한 상태를 도시하였다.

도 7(a)를 참조하면, 요 구동부(510)에 의해 요 구동 링크(524)가 이동되고, 원거리 중심 모션 메커니즘에 따라 서브 조인트(740)의 위치가 고정된 채로 요 각도가 조절된 상태가 도시되어 있다.

또한 도 7(b)를 참조하면, 도 7(a)에서 요 각도가 조절된 이후 피치 구동부(530)에 의해 피치 구동 링크(545)가 이동되어 피치가 조절된 상태가 도시되어 있다.

한편, 도시되지는 않았으나, 요 각도와 피치 각도는 사용자의 입력에 따라 자유롭게 각도가 조절될 수 있으며, 각각의 회전 방향에 대한 각도 조절은 사용자의 입력에 따라 자유롭고 독립적으로 이루어질 수 있다. 이때 인체에 손상을 방지할 수 있도록 일정 범위로 작동의 범위가 제한되는 것이 바람직하다.

도 8은 롤 구동부(400)의 작동상태도이다.

도 8을 참조하면, 사용자의 입력에 따라 롤 구동부(400)가 작동하는 경우 하우징(500)을 전체적으로 회전시킬 수 있다. 하우징(500)의 롤 회전에 의해 연장부(600) 및 팁(800) 또한 전후방향의 회전 중심축을 중심으로 한 롤 방향 회전된다. 한편, 팁(800)이 요 및 피치 각도가 조절되어 있는 상태에서 롤 방향의 회전이 이루어지는 경우 피치 및 요 각도가 유지되면서 롤 회전이 이루어질 수 있다. 이러한 동작은 복강경 수술에서 다른 장기에 영향을 최소화하면서 좌우 방향으로 자궁의 자세를 변화시킬 때 수행될 수 있다.

도 9는 직선 구동부(300)의 작동상태도이다.

도 9를 참조하면, 직선 구동부(300)는 메인 프레임(100) 상에서 직선 구동부(300)가 전후 방향으로 하우징(500)을 이동시키는 동작시 도시되어 있다. 이러한 동작을 통하여 팁(800)을 자궁 내로 삽입시키거나, 자궁으로부터 빼낼 수 있고, 또한 복강경 수술시 자궁을 밀거나 잡아당기는 동작을 수행할 수 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 자궁 거상기(1)의 사용상태도이다. 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위하여 측면에서 바라본 사용상태도를 예를 들어 설명하도록 한다. 또한 설명의 편의를 위해 콜포토마이징 컵을 생략하고 도시하였다. 따라서 본 도면에 의해 작동이 한정되는 것은 아니며, 도면에 도시되지 않는 요 방향의 작동도 독립적으로 가능하다.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 자궁 거상기의 팁은 자궁(2) 강으로 삽입되며, 연장부의 전방측은 질관(3)내에 삽입된 위치에서 자궁의 자세 및 위치를 조절할 수 있다. 이때 팁의 피치 각도가 수평과 다소 큰 각도로 조절되어 자궁을 들어올려진 상태가 나타나 있다.

도 11을 참조하면, 자궁 거상기(1)의 의해 팁이 각도를 낮추는 피치 회전을 함에 따라 자궁(2)이 내부로부터 지지되어 복강 내에서 자세가 낮아지게 된다.

도 12를 참조하면, 도 11에 나타난 자궁상태(쇄선)과 비교하여 볼 때 자궁 내에 팁(800)이 배치된 상태에서 직선 구동부(300)에 의해 하우징(500)이 소정거리로 전진한 상태가 도시되어 있다. 팁(800)이 전진함에 따라 자궁도 지지되어 일정 거리 전진할 수 있다.

한편, 도 10 내지 도 12에서 설명한 자궁의 예는 조직의 특성상 외력에 의해 변화될 때의 모습을 도시한 것이다. 이때 자궁 거상기(1)의 작동 각도는 자궁 또는 인접한 조직이 눌리거나 찢어지는 등의 손상을 방지할 수 있도록 팁(800)의 작동 각도가 소정각도로 제한되며, 롤 각도의 제한이 이루어지고, 또한 직선상의 이동거리가 제한될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자궁 거상기에 따라 요, 피치의 2 방향으로 팁의 회전이 가능하고, 전후진과 롤 회전을 통하여 다양한 자세로 자궁을 지지하고 위치와 자세를 변화시킬 수 있게 된다.

1: 자궁 거상기
100: 메인 프레임 110: 직선 구동부 지지부
200: 서브 프레임 210: 하우징 고정부
300: 직선 구동부 400: 롤 구동부
500: 하우징
501: 상부 하우징 502: 하부 하우징
510: 요 구동부
520: 제1 동력 전달부
521: 제1 요 베벨 기어 522: 제2 요 베벨 기어
523: 요 구동링크 연결부 524: 요 구동링크
530: 피치 구동부
540: 제2 동력 전달부
541: 제1 피치 베벨 기어 542: 제2 피치 베벨 기어
543: 중심샤프트 544: 피치 캠
545: 피치 구동 링크 546: 제1 피치 구동 링크
547: 회전 조인트 548: 제2 피치 구동 링크
600: 연장부
700: 조인트 어셈블리
710: 조인트 연결부 711: 아크 슬롯
720: 제1 조인트
721: 제1 팔로워 722: 제2 팔로워
723: 제3 팔로워 730: 제2 조인트
731: 연결핀 740: 서브 조인트
800: 팁
810: 콜포토마이징 컵 811: 윈도우

Claims

사용시 인체의 외부에 배치되는 하우징;
상기 하우징의 전방측에 구비되며, 전후방향으로 연장되어 형성되며, 적어도 일부가 질관 내에 삽입될 수 있도록 구성되는 연장부; 및
자궁 내에 삽입될 수 있도록 구성되며, 상기 연장부의 전방측 단부와 피치(pitch) 및 요(yaw) 동작이 가능하도록 연결되는 팁을 포함하며,
상기 팁은 상기 하우징으로부터 동력을 전달받아 각도가 조절될 수 있도록 구성되는 자궁 거상기.
제1 항에 있어서,
상기 하우징을 전후 방향의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 지지하는 서브 프레임; 및
상기 서브 프레임에 구비되며, 상기 하우징의 일측에 연결되어 상기 하우징을 상기 전후 방향의 중심축을 기준으로 회전시킬 수 있도록 구성되는 롤(roll) 구동부를 더 포함하는 자궁 거상기.
제1 항에 있어서,
상기 하우징의 내측에 구비되며, 상기 팁의 요(yaw) 동작을 발생시킬 수 있도록 구동력을 전달하는 요 구동부;
상기 하우징의 내측에 구비되며, 상기 팁의 피치(pitch) 동작을 발생시킬 수 있도록 구성되는 피치 구동부;
상기 요 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 팁의 요 동작을 발생시킬 수 있도록 적어도 일부가 상기 연장부의 내측에 배치되는 제1 동력 전달부; 및
상기 피치 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 팁의 피치 동작을 발생시킬 수 있도록 적어도 일부가 상기 연장부의 내측에 배치되는 제2 동력 전달부를 더 포함하는 자궁 거상기.
제3 항에 있어서,
상기 제1 동력전달부 및 상기 제2 동력전달부와 상기 팁을 연결하는 상기 조인트 어셈블리를 포함하며,
상기 조인트 어셈블리는,
상기 팁의 요 동작의 회전 중심축과 상기 피치 동작의 회전 중심축이 교차할 수 있도록 구성되는 자궁 거상기.
제4 항에 있어서,
상기 조인트 어셈블리는,
원거리 중심 모션 메커니즘(remote center of motion mechanism)에 따라 상기 팁의 요 동작의 발생시키도록 구성되는 자궁 거상기.
제5 항에 있어서,
상기 조인트 어셈블리는,
상기 연장부의 타측에 구비되며, 내측에 전방측으로 형성된 일지점을 중심으로 하는 아크 슬롯이 구비되는 조인트 연결부;
상기 아크 슬롯에 삽입되는 제1 팔로워를 포함하여 구성되며, 좌우측의 한쌍의 홀이 구비되는 제1 조인트;
상기 제1 조인트의 한쌍의 홀에 각각 관통하여 배치될 수 있도록 서로 반대 방향으로 연장되어 구비되는 한 쌍의 연결핀을 포함하며, 상기 제1 조인트와 상대적으로 회전 가능하게 구성되는 제2 조인트를 더 포함하는 자궁 거상기.
제6 항에 있어서,
상기 제1 동력 전달부는 일측이 상기 요 구동부에 연결되며, 타측이 상기 한 쌍의 연결핀 각각에 연결되는 제2 팔로워 및 제3 팔로워를 포함하는 자궁 거상기.
제7 항에 있어서,
상기 제2 동력 전달부는,
일측이 상기 피치 구동부와 연결되며, 타측이 상기 제2 조인트의 일측과 연결되는 자궁 거상기.
제8 항에 있어서,
상기 제1 조인트는 상기 제1 팔로워, 상기 제2 팔로워 및 상기 제3 팔로워의 위치에 따라 원거리 중심 모션 메커니즘(remote center of motion mechanism)에 의해 동작하는 자궁 거상기.
제9 항에 있어서,
상기 제1 동력 전달부는,
상기 요 구동부로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성되는 베벨 기어; 및
상기 베벨 기어의 회전 중심축으로부터 반경방향으로 소정거리 이격된 두 지점에 일측이 각각 회전가능하게 연결되며, 타측 단부에 상기 제1 팔로워 및 상기 제2 팔로워가 구비되는 한 쌍의 피치 구동 링크를 포함하여 구성되는 자궁 거상기.
제9 항에 있어서,
상기 제2 동력 전달부는,
상기 피치 구동부로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성되는 베벨 기어; 및
상기 베벨 기어로부터 일측으로 동력을 전달받으며, 상기 베벨 기어의 회전에 따라 전후방향의 움직임이 발생되도록 구성되고, 타측이 상기 제2 조인트의 일측과 연결되는 피치 구동 링크를 포함하는 자궁 거상기.
제11 항에 있어서,
상기 피치 구동 링크는 상기 피치 구동 링크의 일측과 상기 피치 구동 링크의 타측이 상대적으로 회전할 수 있도록 회전조인트를 포함하는 자궁 거상기.
제12 항에 있어서,
메인 프레임을 더 포함하며,
상기 서브 프레임은 상기 메인 프레임 상에서 전후방향으로 직선이동 가능하게 구성되는 자궁 거상기.
제13 항에 있어서,
상기 메인 프레임의 일측에 구비되며, 일측이 상기 하우징의 일측과 연결되어 전후 방향으로 상기 하우징 및 상기 서브 프레임을 이동시킬 수 있도록 구성되는 직선 구동부를 더 포함하는 자궁 거상기.