KR20240012405A - 강성을 제어할 수 있는 가요성 수술 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관형 외측 샤프트(12)와 세장 형상을 갖는 내측 요소(14)를 포함하고, 외측 샤프트는 원위(30a) 및 근위(30b) 외측 힌지를 포함하는 수술 장치(10)에 관한 것이며, 상기 내측 요소는 내측 힌지(80)를 포함하며, 상기 수술 장치는 원위 외측 힌지에서 고려되는 제1 및 제2 원위 강성과; 근위 외측 힌지에서 고려되는 제1 및 제2 근위 강성을 갖고; 상기 제2 원위 및 근위 강성은 각각 제1 원위 및 근위 강성보다 우수하고; 상기 내측 요소는 제1 구성과 제2 구성들 사이에서 관형 외측 샤프트에서 각도 방향 및/또는 축방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라, 제1 구성에서, 수술 장치는 제2 원위 강성과 제1 근위 강성을 갖는다.

Description

강성을 제어할 수 있는 가요성 수술 장치

본 발명은 관형 외측 샤프트와 내측 요소를 포함하는 수술 장치에 관한 것으로, 상기 외측 샤프트와 상기 내측 요소들의 각각은 근위 단부와 원위 단부들 사이의 세로 축을 따라 연장되는 세장 형상을 갖고, 상기 관형 외측 샤프트는 적어도 원위 외측 힌지들 및 근위 외측 힌지들을 포함하고, 원위 외측 힌지는 근위 외측 힌지보다 원위 단부에 더 가깝고, 각 외측 힌지는 외측 샤프트와 교차하고상기 외측 샤프트의 세로 축에 평행한 제1 길이방향 평면에 대해 서로 대면하는 제1 외측 슬릿 및 제2 외측 슬릿을 포함하고, 상기 내측 요소는 적어도 하나의 내측 힌지를 포함하고, 상기 내측 힌지 또는 각각의 내측 힌지는 내측 요소와 교차하고 상기 내측 요소의 세로 축에 평행한 제2 길이방향 평면에 대해 서로 대면하는 제1 내측 슬릿 및 제2 내측 슬릿을 포함한다.

조직 검사와 같은 수술 또는 진단 행위는 경피적으로 가요성 장치, 특히 가요성 바늘을 사용하여 수행된다.

장치의 효율성은 인체와 같은 생물학적 조직 내측에 삽입하는 동안 제어된 곡선 경로를 따르는 능력에 따라 달라진다. 특히, 바늘이 목표물에 도달하기 전에 중요한 장기 근처에 도달할 수 있으므로 경로의 밀리미터 정확도가 필요하다.

조직 내측에서 가요성 수술 장치의 곡선형 경로를 달성하기 위해, 케이블과 같은 액츄에이터의 도움을 받아 장치를 삽입하는 동안 장치의 휘어짐(굽힘)을 적극적으로 변경하는 것이 알려져 있다. 문서 WO2005/120326은 관절 메커니즘을 갖춘 내시경을 개시하고 있으며, 여기서 굽힘은 수술 장치에 통합된 케이블에 의해 원격으로 제어된다.

"수동적 접근 방식"으로 알려진 다른 접근 방식은, 목표를 향한 경로 동안 수술 장치의 원위 단부와 조직의 상호 작용을 기반으로 한다. 방사선학적 또는 MRI 모니터링의 도움으로 삽입된 장치의 궤적은 원위 단부의 강성을 점진적으로 변경함으로써 제어된다. 가변적인 강성을 통해 부근의 조직/기관에 따라 장치가 구부러지거나 반대로 직선 경로를 추구할 수 있다.

특히, 문서 US8057403은 위에서 설명한 수술 장치, 특히 원위 단부의 국부적 강성을 제어할 수 있는 생검 바늘을 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 강성을 정밀하고 정확하게 제어하여 효율성을 향상시킬 수 있는 수술 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 위해, 본 발명은 전술한 형태의 수술 장치에 관한 것이며, 상기 수술 장치는, 원위 외측 힌지에서 고려되는 제1 및 제2 원위 강성; 및 근위 외측 힌지에서 고려되는 제1 및 제2 근위 강성을 갖고, 상기 제2 원위 및 근위 강성들의 각각은, 각각, 제1 원위 및 근위 강성 보다 우수하고; 상기 내측 요소는, 관형 외측 샤프트와 내측 요소의 서로에 대한 상이한 구성들 사이에서 관형 외측 샤프트에서 각도 방향 및/또는 축방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라, 상기 제1 및 제2 원위 강성은 원위 외측 힌지에 대한 적어도 하나의 내측 힌지의 제1 및 제2 위치에 각각 대응하고, 또한 제1 및 제2 근위 강성은 각각 근위 외측 힌지에 대한 적어도 하나의 내측 힌지의 제1 및 제2 위치에 대응하도록 되고; 상기 수술 장치는, 관형 외측 샤프트와 내측 요소의 구성들 중 적어도 하나에서, 수술 장치가 제2 원위 강성과 제1 근위 강성을 갖도록 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 수술 장치는 단독으로 또는 기술적으로 가능한 조합으로 간주되는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

- 상기 내측 요소의 적어도 하나의 내측 힌지는 원위 내측 힌지이고; 상기 내측 요소는 또한, 적어도 근위 내측 힌지를 포함하고, 상기 원위 내측 힌지는 근위 내측 힌지보다 원위 단부에 더 가까우며;

- 상기 원위 및 근위 외측 힌지의 제1 및 제2 외측 슬릿들은, 외측 샤프트와 교차하는 동일한 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들의 제1 및 제2 내측 슬릿들은 내측 요소와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고, 또는 상기 원위 및 근위 외측 힌지들의 제1 및 제2 외측 슬릿들은 외측 샤프트와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들의 제1 및 제2 내측 슬릿들은 내측 요소와 교차하는 동일한 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고, 또는 상기 원위 및 근위 외측 힌지들의 제1 및 제2 외측 슬릿들은 외측 샤프트와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들의 제1 및 제2 내측 슬릿들도 내측 요소와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하며;

상기 원위 및 근위 외측 힌지들은 연속적이고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들은 연속적이며; 원위 및 근위 외측 힌지들 사이의 거리는 원위 및 근위 내측 힌지들 사이의 거리와 다르고;

- 상기 원위 외측 힌지와 근위 외측 힌지들 사이의 거리는 원위 및 근위 내측 힌지들 사이의 거리의 배수와 같고;

- 상기 외측 샤프트는 추가 외측 힌지(30c)를 더 포함하고, 근위 외측 힌지는 상기 추가 외측 힌지보다 원위 단부에 더 가깝고, 상기 수술 장치는 추가 외측 힌지에서 고려되는 제1 및 제2 추가 강성을 갖고; 제2 추가 강성은 제1 추가 강성보다 우수하고;

- 상기 수술 장치는, 제2 원위 강성과 제1 근위 강성을 갖는 구성에서 ,상기 수술 장치는 제2 추가 강성을 갖도록 구성되고;

- 상기 내측 요소는 추가 내측 힌지를 더 포함하고, 상기 근위 내측 힌지는 추가 내측 힌지보다 원위 단부에 더 가깝고; 원위 및 근위 내측 힌지들은 연속적이고; 상기 근위 및 추가 내측 힌지들은 연속적이며; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들 사이의 거리는 근위 및 추가 내측 힌지들 사이의 거리와 다르며;

- 적어도 하나의 외측 힌지의 제1 및 제2 외측 슬릿들의 각각은, 2개의 단부들 사이에서 연장되는 노치; 두 개의 만곡된 절단부들을 포함하고, 각각의 만곡된 절단부는 노치의 일 단부에 연결되며;

- 외측 샤프트 및/또는 내측 요소의 원위 단부는 뾰족한 팁를 포함하고;

- 내측 요소들은 관형이고; 상기 수술 장치는 또한, 근위 단부와 원위 단부들 사이에서 연장되는 세장 형상을 갖는 코어 요소를 포함하고, 상기 코어 요소는 내측 요소에서 각도 방향 및/또는 축방향으로 이동할 수 있고;

- 코어 요소의 원위 단부는 뾰족한 팁를 포함하고;

- 적어도 하나의 내측 힌지는 외측 힌지의 축방향 길이보다 긴 축방향 길이를 갖고;

- 적어도 하나의 내측 힌지의 축방향 길이는 외측 힌지의 축방향 길이의 배수와 동일하고;

- 상기 내측 요소는 적어도 한 쌍의 연속적 내측 힌지들을 포함하고, 상기 한 쌍의 연속적 내측 힌지들 사이의 거리는 외측 힌지의 축방향 길이의 배수이고;

- 상기 내측 요소는 적어도 제1 및 제2 내측 힌지들을 포함하고, 적어도 상기 제1 내측 힌지는 외측 힌지의 축방향 길이보다 긴 축방향 길이를 갖고; 상기 내측 요소는 제1 구성과 제2 구성들 사이의 관형 외측 샤프트에서 축방향으로 이동할 수 있고; 근위 및 원위 외측 힌지들 중 첫 번째는 상기 제1 및 제2 구성 모두에서 제1 내측 힌지와 축방향으로 동일하며, 이에 따라 상기 제1 외측 힌지에서 고려하여, 상기 수술 장치는 제1 및 제2 구성 모두에서 제1 강성을 갖고; 상기 근위 및 원위 외측 힌지들 중 두 번째는, 제1 구성의 제2 내측 힌지와 축방향으로 동일하고 제2 구성의 제2 내측 힌지로부터 축방향으로 이격되어, 상기 제2 외측 힌지에서 고려하여, 상기 수술용 장치는 제1 구성에서 제1 강성을 갖고, 제2 구성에서 제2 강성을 갖도록 되고;

- 상기 내측 요소는, 서로에 대해 관형 외측 샤프트와 내측 요소의 서로 다른 구성들 사이에서, 관형 외측 샤프트에서, 축방향으로, 바람직하게는 축방향 및 각도 방향으로 이동할 수 있고;

- 상기 수술 장치는, 관형 외측 샤프트(412)에 대해 내측 요소의 축방향 위치를 잠금/해제할 수 있는 잠금 메커니즘을 더 포함한다.

본 발명은 또한 다음 단계를 포함하는 수술 방법에 관한 것이다: 전술한 바와 같은 수술 장치의 관형 외측 샤프트의 원위 단부의 생물학적 조직으로 삽입하는 단계; 목표물을 향한 원위 단부의 배향 단계; 해당 방향으로 수술용 장치를 점진적으로 밀고, 원위 단부의 경로를 따라 선택적인 의료 영상 모니터링을 행하는 단계; 경로 동안, 상기 원위 단부가 구부러지도록 하거나 또는 반대로 일직선 경로를 추구하기 위해 수술 장치의 관형 외측 샤프트에 대해 내측 요소를 병진 운동 및/또는 회전시킴으로써 원위 단부의 강성의 점진적이고 국부적인 적응 단계.

본 발명은 단지 예시적으로 제공된 다음 설명과 첨부된 도면을 참조하면 보다 용이하게 이해될 수 있다.

도 1은, 분리된 구성의, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술 장치의 측면도이다.
도 2는, 분리된 구성의, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술 장치의 측면도이다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술 장치의 분리된 구성의 부분 측면도이다.
도 4는, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술 장치의 분리된 구성의 부분 측면도이다.
도 5는, 조립된 구성의, 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술 장치의 부분 단면도이다.
도 6은, 도 5의 수술 장치의 부분 측면도이다.
도 7은, 도 3의 수술 장치의 부분 정면도이다.
도 8은, 조립된 구성의 본 발명에 따른 수술 장치의 부분 측면도이다.
도 9는, 본 발명에 따른 수술 장치의 다양한 상태의 개략도이다.
도 10은, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술 장치의 분리된 구성의 부분 측면도이다.
도 11은, 일 실시예에 따른 수술 장치의 근위 단부에 연결된 제어 핸들의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1-5의 각각은, 본 발명의 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 실시예에 따른 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)를 각각 도시한다.

수술 장치들(10, 110, 210, 310 및 410)은 동시에 설명될 것이며, 공통 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.

상기 수술 장치들(10, 110, 210, 310, 410)은, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412) 및 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)을 포함한다. 도 1, 3, 4및 5의 실시예에서, 수술 장치들(10, 210, 310, 410)은 또한, 도 3 및 도 4에 도시되지 않은 코어 요소(16)를 포함한다.

이제 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)의 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)가 설명한다.

관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 410)는 세장(elongated) 형상을 갖는다. 이하에 개시된 바와 같이, 관형 외측 샤프트는 유연한다. 그러나, 이하의 설명에서는 관형 외측 샤프트가 직선형 구성으로 고려된다.

관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 410)은 근위 단부(22)와 원위 단부(24) 사이에 제1 주축(20)을 따라 연장된다. 바람직하게는, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 410)은 실질적으로 원형의 단면을 가지며, 제1 주축(20)에 중심 설정된다.

일 실시예에서, 도 1, 3, 4 및 5에서와 같이, 관형 외측 샤프트들(12, 212, 312, 412)의 원위 단부(24)는, 뾰족한 팁, 바람직하게는 베벨 팁(26)을 포함한다. 예를 들어, 관형 외측 샤프트(112)의 원위 단부는 제1 주축(20)에 실질적으로 수직인 에지(128)를 포함한다.

관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)은 그의 길이를 따라 분포된 적어도 2개의 외측 힌지(30, 430)를 포함한다.

도 2의 실시예에서, 관형 외측 샤프트(112)는 2개의 외측 힌지(30a, 30b)를 포함한다. 도 1, 도 3 및 도 4의 실시예에서, 관형 외측 샤프트들(12, 212, 312)은 3개의 연속적인 외측 힌지(30a, 30b, 30c)를 포함한다. 각 실시예에서, 외측 힌지(30a)는 원위 단부(24)에 가장 가깝다.

도 6에 도시된 바와 같이, 관형 외측 샤프트(412)는 적어도 3개의 연속적인 외측 힌지(430a, 430b, 430c)를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 동일한 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212)는 동일한 외측 힌지(30)를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 동일한 관형 외측 샤프트(412)는 서로 다른 외측 힌지들(430a,b,c)을 포함한다.

각각의 외측 힌지(30, 430)는, 제1 외측 슬릿(34, 434)과 제2 외측 슬릿(36, 436)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 외측 슬릿은, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)과 교차하는 길이방향 평면(40, 441)에 대해 서로 대면한다. "길이방향 평면"은 제1 주축(20)을 포함하거나 제1 주축(20)에 평행한 평면을 의미한다.

도 1-4와 같은 어떤 실시예에서, 각각의 외측 힌지(30)의 제1 외측 슬릿(34) 및 제2 외측 슬릿(36)은, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312)과 교차하는 동일한 길이방향 평면(40)에 대해 서로 대면한다. 상기 길이방향 평면(40)은 제1 주축(20)을 포함한다. 요컨대, 상기 길이방향 평면(40)은 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312)의 길이방향 중간 평면이다.

도 5-6의 실시예에서, 외측 힌지들(430a, 430b)의 각각은 관형 외측 힌지의 제1 주축(20)을 포함하는 제1 길이방향 평면(40)에 대해 서로 대면하는 한 쌍의 외측 슬릿들(434a, 436a, 434b, 436b)을 포함한다. 외측 힌지(430c)는 제2 길이방향 평면(441)에 대해 서로 대면하는 한 쌍의 외측 슬릿(434c, 436c)을 포함한다. 상기 제2 길이방향 평면은 제1 길이방향 평면(40)과 구별되고 그에 평행하다. 예컨대, 제2 길이방향 평면(441)은 제1 주축(20)으로부터 0이 아닌 거리(d)만큼 이격되어 있다.

어떤 실시예에서, 각각의 외측 힌지(30, 430a)의 제1 외측 슬릿(34, 434a) 및 제2 외측 슬릿(36, 436a)은 관형 외측 샤프트의 길이방향 중간 평면(40)에 대해 대칭이다. 반대로, 외측 힌지들(430b, 430c)의 각각의 외측 슬릿들은 관형 외측 샤프트(412)의 임의의 길이방향 중간 평면에 대해 비대칭이다.

각각의 외측 힌지들(30, 430)의 제1 외측 슬릿(34, 434)과 제2 외측 슬릿(36, 436)의 각각은 폐쇄된 윤곽을 갖는다. 도 1 내지 도 3과 같은 어떤 실시예에서, 제1(34) 및 제2(36) 외측 슬릿들의 각각의 폐쇄 윤곽(44)은 만곡된 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 윤곽(44)은, 제1 주축(20)에 수직이고 그로부터 멀어지는 축(46)을 따라 연장되는 회전 실린더와 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312)의 교차점에 대응한다.

도 4-5와 같은 다른 실시예에서, 각각의 외측 힌지(430a, 430b, 430c)의 제1(434a, 434b, 434c) 및 제2(436a, 436b, 436c) 외측 슬릿들의 각각은 특정 형상을 가지며, 여기서는 앵커 프로파일로서 표시되고 후술된다.

앵커 프로파일은, 노치(50)와 한 쌍의 만곡된 절단부(52)를 포함한다. 노치(50)는 서로 대면하는 두 개의 에지(54, 56)를 포함하며, 각 에지는 평면형이다. 노치(50)의 에지(54, 56)에 대응하는 평면은 제1 각도(α)를 형성한다.

노치(50)는 2개의 단부들(58) 사이에서 연장된다. 각각의 단부는 만곡된 절단부(52)에 연결된다. 만곡된 절단부(52)는 두 개의 폐쇄된 말단부들(60) 사이에서 노치의 대응 단부(58)의 각 측면으로 연장된다. 만곡된 절단부의 오목부는 노치(50)를 향해 배향된다. 노치(50)의 대응 단부(58)에 연결된 절단부(52)는 앵커 형상을 특징으로 한다.

바람직하게는, 동일한 외부 힌지들(430a,b,c)의 제1(434a,b,c) 및 제2 (436a,b,c) 외측 슬릿들의 각각의 노치(50)는 동일한 중간 평면(62a,b,c)을 갖는다. 중간 평면(62a,b,c)은 각 노치(50)의 에지들(54, 56)의 평면에 등거리인 것으로 규정된다.

어떤 실시예에서, 각 외측 힌지(430a,c)의 노치(50)의 중간 평면(62a,c)은 제1 주축(20)에 대해 수직이다. 그러나, 외측 힌지(430c)의 형상으로 인해, 상기 외측 힌지의 두 노치들(50)은 각각의 단부들(58) 사이에 서로 다른 길이를 표시한다.

다른 실시예에서, 외측 힌지(430b)의 노치(50)의 중간 평면(62b)은 제1 주축(20)에 대해 제2 각도(β)만큼 기울어져 있다. 제2 각도(β)는 정확히 90°보다 작다. 예를 들어, 제2 각도(β)는 45°와 75° 사이에 구성된다.

관형 외측 샤프트의 다른 실시예(도시되지 않음)에 따르면, 도 6의 외측 힌지(430b,c)와 같은 비대칭 외측 힌지는 도 1-3과 유사하게 곡선형 폐쇄 윤곽(44)을 갖는다.

본 발명에 따른 관형 외측 샤프트는 위에서 설명된 형상과 다른 형상을 나타내는 외측 힌지를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 동일한 관형 외측 샤프트는 대칭 외측 힌지 및/또는 비대칭 외측 힌지를 포함할 수 있다.

도 1-4의 실시예에서, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312)은 2개 또는 3개의 외측 힌지(30)를 포함한다. 그러나, 본 발명에 따른 관형 외측 샤프트는 더 많은 수의 외측 힌지를 포함할 수 있으며, 예컨대 그의 수는 4 내지 10 사이로 구성되거나, 또는 훨씬 더 많은 수, 예를 들어 20 내지 100 사이로 구성된다.

인접한 외측 힌지들(30, 430)의 각 쌍은, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)의 섹션(32, 432)에 의해 축방향으로 분리되어 있다. 섹션들(32, 432)은 연속적인 원통형 표면을 형성한다. 한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30) 사이의 거리(64)는 상기 외측 힌지의 회전축들 사이에서 제1 주축(20)을 따른 거리로 간주된다.

적어도 3개의 외측 힌지(30)를 포함하는 동일한 관형 외측 샤프트들(12, 212, 312)에서, 거리(64)는 동일하거나 다를 수 있다. 도 1-7에 도시된 실시예에서, 동일한 관형 외측 샤프트의 거리들(64)은 동일하다.

관형 외측 샤프트들(12, 212, 312)가 뾰족한 팁(26)을 포함하는 도 1, 3 및 4의 실시예에서, 단부 섹션(66)은 상기 팁과 이 팁에 가장 가까운 외측 힌지(30a) 사이에 포함된다. 단부 섹션(66)은 축방향 길이(67)를 갖는 연속적인 원통형 표면을 형성한다.

일 실시예에서, 관형 외측 샤프트(412)는 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 잠금 기관(468)을 포함한다. 각각의 제1 잠금 기관은 관형 외측 샤프트(412)의 내측 벽(469)에 파인 홈(468)을 포함한다. 홈(468)은 제1 주축(20)에 수직인 평면에서 연장된다. 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 홈(468)은 비원형 형상, 예를 들어 타원형 형상을 갖는다.

관형 외측 샤프트(412)는 바람직하게는 여러 개의 제1 잠금 기관(468)을 포함한다. 예를 들어, 관형 외측 샤프트(412)의 각 섹션(432)은 두 개의 인접한 외측 힌지들(430) 사이에 제1 잠금 기관(468)을 포함한다.

이제 수술 장치들(10, 110, 210, 310, 410)의 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)을 설명한다.

내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 세장 형상을 갖는다. 이하에 개시된 바와 같이, 어떤 실시예에서 내측 요소는 가요성이다. 그러나, 이하의 설명에서는 내측 요소가 직선적 구성으로 고려된다.

내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 근위 단부(72)와 원위 단부(74) 사이의 제2 주축(70)을 따라 연장된다. 바람직하게는, 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 실질적으로 원형 단면을 가지며, 제2 주축(70)에 중심 설정된다.

내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은, 도 5에 도시된 바와 같이 조립된 구성에 따라 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)의 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)에 삽입될 수 있다. 조립된 구성에서, 제1 주축(20) 및 제2 주축(70)이 병합된다.

이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)의 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)에서 각도 방형 및/또는 축방향으로 이동할 수 있다.

도 2와 같은 실시예에서, 내측 요소(114)는 관형이 아니며 완전한 코어를 갖는다. 도 1 및 도 3-5와 같은 다른 실시예에서, 내측 요소들(14, 214, 314, 414)은관형이다.

도 2와 같은 실시예에서, 내측 요소(14)의 원위 단부(74)는 뾰족한 원추형 팁(176)을 포함한다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 내측 요소의 원위 단부는 베벨 팁을 포함한다.

도 1 및 도 3-5와 같은 다른 실시예에서, 관형 내측 요소의 원위 단부(74)는 평평한 에지(78)를 포함한다.

내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 적어도 하나의 내측 힌지(80)를 포함한다. 바람직하게는, 내측 요소는 적어도 2개, 더욱 바람직하게는 그 길이를 따라 분포된 복수의 내측 힌지들(80)을 포함한다.

도 1의 실시예에서, 내측 요소(14)는 단일 내측 힌지(80)를 포함한다. 도 2의 실시예에서, 내측 요소(114)는 2개의 내측 힌지(80a, 80b)를 포함한다. 도 3의 실시예에서, 내측 요소(214)는 7개의 내측 힌지(80a-g)를 포함한다. 유사하게, 도 4의 실시예에서, 내측 요소(314)는 9개의 내측 힌지(80)를 포함한다. 도 2 및 3의 실시예에서, 내측 힌지(80a)는 원위 단부(74)에 가장 가깝다.

본 발명에 따른 내측 요소는 3개 내지 10개로 구성된 내측 힌지의 수, 또는 예를 들어 20개 내지 100개로 구성된 훨씬 더 많은 수를 포함할 수 있다. 또한, 내측 힌지의 수, 위치 및/또는 방향은 동일한 수술 장치의 외측 힌지의 수, 위치 및/또는 방향과 다를 수 있다.

각각의 내측 힌지(80)는 제1 내측 슬릿(82) 및 제2 내측 슬릿(84)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 내측 슬릿은 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)과 교차하는 길이방향 평면(85)에 대해 서로 대면한다. "길이방향 평면"은 제2 주축(70)을 포함하거나 제2 주축(70)에 평행한 평면을 의미한다.

바람직하게는, 상기 길이방향 평면(85)은 제2 주축(70)을 포함하고; 요컨대, 상기 길이방향 평면(85)은 내측 요소(14)의 길이방향 중간 평면이다.

내측 요소가 적어도 2개의 내측 힌지(80)를 포함하는 실시예(미도시)에서, 각 내측 힌지의 제1 내측 슬릿(82)과 제2 내측 슬릿(84)은 내측 요소와 교차하는 동일한 길이방향 평면에 대해 서로 대면한다.

도 2, 3 및 4와 같은 다른 실시예에서, 내측 힌지(80)의 길이방향 평면은 적어도 2개의 서로 다른 배향을 갖는다.

보다 구체적으로, 도 2의 실시예에서, 내측 힌지(80a, 80b)의 길이방향 평면은 서로 수직이다. 내측 힌지(80a)의 길이방향 평면(85a)은 도 2에 도시되어 있다.

유사하게, 도 4의 실시예에서, 내측 요소(314)의 내측 힌지(80)는 2개의 그룹(80x 및 80y)을 형성하고, 동일한 그룹의 내측 힌지는 동일한 길이방향 평면을 가지며, 두 그룹의 길이방향 평면은 서로 수직이다. 내측 힌지(80x)의 길이방향 평면(85x)은 도 4에 도시되어 있다.

도 3의 실시예에서, 내측 힌지(80a-80g)의 길이방향 평면은 2개 이상의 서로 다른 배향을 갖는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 연속적인 내측 힌지(80b, 80c, 80d)의 길이방향 평면(85b, 85c, 85d)은 제2 주축(70)을 따라 교차하고 서로에 대해 제3 각도(γ)만큼 기울어져 나선형 패턴을 형성한다. 제3 각도는 0보다 크다.

바람직하게는, 2개의 인접한 길이방향 평면(85b, 85c 및 85c, 85d)에 의해 형성된 제3 각도(γ)는 10°와 60° 사이에 포함된다. 도 3 및 도 7의 실시예에서, 제3 각도(γ)는 45°와 같다. 길이방향 평면들(85b 및 85d)은 서로 수직이다.

도 3의 실시예에서, 내측 힌지(80a)의 길이방향 평면(85a)은 길이방향 평면(85d)과 합쳐진다; 내측 힌지(80e,f,g)의 각각의 길이방향 평면(85e, 85f, 85g)은 길이방향 평면(85b)과 합쳐진다.

다양한 각도 배향들을 갖는 힌지의 배치는 위에서 설명한 관형 외측 샤프트의 외측 힌지를 위해 사용될 수도 있다.

도 1 내지 도 4의 실시예에서, 각각의 내측 힌지(80)의 제1(82) 및 제2(84) 내측 슬릿은 대응 길이방향 평면(85)에 대해 대칭이다. 다른 실시예(미도시)에 따르면, 내측 요소는, 전술한 관형 외측 샤프트(412)의 비대칭 외측 힌지들(430b 및 430c)과 유사하게, 비대칭 내측 슬릿을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 각각의 내측 힌지(80)의 제1(82) 및 제2(84) 내측 슬릿들의 각각은 폐쇄된 윤곽(86)을 갖는다. 도 1-4의 실시예에서, 폐쇄된 윤곽(86)은 위에서 설명한 외측 힌지(30)와 유사하게 만곡된(곡선) 형상을 갖는다. 다른 실시예(도시되지 않음)에 따르면, 내측 힌지는 관형 외측 샤프트(412)의 외측 힌지(430)에 대해 위에서 설명한 앵커 프로파일과 같이 다른 형상을 가질 수 있다.

도 2(미도시)의 대안적인 실시예에서, 비관형 내측 요소는 한 쌍의 반대쪽 내측 슬릿 대신에 원형 홈 형태의 내측 힌지를 포함한다. 각각의 원형 홈은 제2 주축(70)에 수직인 평면에서 연장된다. 원형 홈은 제2 주축(70)을 따라 연장되는 내측 코어를 둘러싼다.

바람직하게는, 적어도 하나의 내측 힌지(80)를 제외하고, 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 연속적인 원통형 표면(87)을 형성한다. 하나 이상의 내측 힌지(80)를 포함하는 실시예에서, 한 쌍의 인접한 내측 힌지들(80) 사이의 거리(거리(88, 89, 90)는, 상기 내측 힌지들의 회전축들 사이의 제2 주축(70)을 따른 거리로서 간주된다.

도 2 및 도 3과 같은 실시예에서, 적어도 한 쌍의 인접한 내측 힌지(80) 사이의 거리(88)는, 한 쌍의 인접한 외측 힌지(30) 사이의 거리(64)와 동일하다. 요컨대, 후술된 바와 같이, 하나의 외측 힌지(30)와 축방향 레벨에 상기 인접한 내측 힌지들(80)의 각각을 위치시킬 수 있다.

적어도 3개의 외측 힌지(80a-g, 80x-y)를 포함하는 동일한 내측 요소(214, 314)에서, 거리들(88, 89, 90)은 동일하거나 다를 수 있다. 도 3의 실시예에서, 인접한 내측 힌지들(80f 및 80g) 사이의 거리(89)는 서로 인접한 내측 힌지 쌍들 사이의 거리(88)보다 더 크다. 보다 구체적으로, 상기 거리(89)는 거리(88)의 두 배와 동일하다. 도 4의 실시예에서, 인접한 내측 힌지(80x,y)는 동일한 거리(90)만큼 분리된다.

도 4와 같은 실시예에서, 한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30) 사이의 거리(64)는 한 쌍의 인접한 내측 힌지들(80) 사이의 거리(90)의 배수와 동일하다. 요컨대, 두 개의 인접한 외측 힌지들(30)의 각각이 하나의 내측 힌지(80)와 축방향 레벨에 있을 때, 하나 이상의 내측 힌지들은 상기 인접한 외측 힌지들(30) 사이에 위치된다. "~의 배수"에 의하면, 64는 k90과 동일하며, 이때 k는 0이 아닌 자연수이고, 바람직하게는 2 이상의 자연수인 것에 유의한다.

보다 구체적으로, 도 4의 실시예에서, 내측 요소(314)의 한 쌍의 인접한 내측 힌지들(80) 사이의 거리(90)는, 한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30a, 30b 및 30b, 30c) 사이의 거리(64)의 1/3과 동일하다.

동일한 방식으로, 도 3의 실시예에서, 인접한 내측 힌지들(80f, 80g) 사이의 거리(89)는, 인접한 한 쌍의 외측 힌지들(30) 사이의 거리(64)와 다르며, 보다 구체적으로는 거리(64)의 두 배이다.

단부 섹션(91)은 내측 요소의 원위 단부(74)와 상기 원위 단부에 가장 가까운 내측 힌지(80, 80a) 사이에 구성된다. 단부 섹션(91)은 축방향 길이(92)를 갖는 연속적인 원통형 표면을 형성한다.

도 5의 내측 요소(414)는 적어도 하나의 내측 힌지(미도시)를 포함하고, 예를 들어 도 1의 내측 요소(14)와 유사하다.

일 실시예에서, 내측 요소(414)는 또한 도 5에 도시된 바와 같이 제2 잠금 기관(493)을 포함한다. 제2 잠금 기관은 내측 요소(414)의 원위 단부(74)로부터 각지게 연장되는 크라운(493)을 포함한다. 크라운(493)은 제2 주축(70)에 수직인 평면으로 연장된다. 크라운(493)은 제1 잠금 기관의 홈(468)의 형상에 상보적인 비원형 형상, 예를 들어 타원형 형상을 갖는다.

관형 외측 샤프트(412)의 제1 잠금 기관(468)과 내측 요소(414)의 제2 잠금 기관(493)은 잠금 메커니즘을 형성하며, 이에 대해서는 추가로 후술한다.

이제 수술 장치들(10, 210, 310, 410)의 코어 요소(16)을 설명한다.

코어 요소(16)는 세장 형상을 갖는다. 아래 설명과 같이 핵심 요소는 가요성을 갖는다. 다만, 이하의 설명에서는 핵심 요소를 직선적 구성으로 고려한다.

코어 요소(16)는 근위 단부(96)와 원위 단부(97) 사이에서 제3 주축(95)을 따라 연장되는 본체(94)를 포함한다. 본체(94)는 원통형 형상, 바람직하게는 원형 단면을 갖는다.

코어 요소(16)는 또한, 본체의 원위 단부(97)에 인접한 헤드(98)를 포함한다. 바람직하게는, 헤드(98)는 베벨 팁(99) 또는 원추형 팁과 같은 원위 단부을 포함한다.

코어 요소(16)의 본체(94)는 도 4에 도시된 바와 같은 조립된 구성에 따라 수술 장치(10, 210, 310)의 관형 내측 요소들(14, 214, 314)에 삽입될 수 있다. 조립된 구성에서, 제2 주축(70) 및 제3 주축(95)이 병합된다.

도 1 및 도 3-5의 실시예에서, 헤드(98)는 조립된 구성에서 관형 내측 요소들(14, 214, 314, 414)로부터 원위측으로 돌출되도록 설계된다. 그러나, 헤드(98)는 상기 조립된 구성에서 관형 외측 샤프트들(12, 212, 312, 412) 내측에 수용될 수 있다.

이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 코어 요소(16)의 본체(94)는 수술 장치들(10, 210, 310, 410)의 관형 내측 요소들(14, 214, 314, 414)에서 각도방향 및/또는 축방향으로 이동할 수 있다.

이제 조립된 구성의 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)가 고려된다. 상기 조립된 구성에서, 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)은 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)에 수용된다. 도 1, 3, 4 및 5의 실시예에서, 코어 요소(16)는 또한, 수술 장치의 조립된 구성에서 관형 내측 요소들(14, 214, 314, 414)에 수용된다.

수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)는, 상기 수술 장치의 국부적 강성이 제어된 방식으로 변경될 수 있도록 설계된다. "국부적 강성"이란 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 410)의 특정 외측 힌지(30, 430)에서 고려되는 강성을 의미한다.

보다 구체적으로, 국부 강성은 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)의 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)를 각도 방향 및/또는 축 방향으로 이동시킴으로써 제어된 방식으로 변경된다. 관형 외측 샤프트에 대한 내측 요소의 제2 위치는 수술 장치의 제1 및 제2 국부 강성에 각각 대응하고, 제2 국부 강성은 제1 국부 강성보다 크다.

예를 들어, 도 1-4의 실시예에서, 내측 요소들(14, 114, 214, 314)의 내측 힌지(80) 또는 내측 힌지(80) 중 하나의 위치는, 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312)의 외측 힌지들(30i) 중 하나에 대해 고려된다. 서로 다른 위치들 A, B, C가 도 8에 도시되어 있다.

위치 A는 고려되는 외측 힌지(30i)와 동일한 축 위치에 있는 내측 힌지(80)에 대응하고, 각각의 내측 슬릿(82, 84)은 상기 외측 힌지의 대응 외측 슬릿들(34, 36) 중 하나와 기울어져 대면한다. 즉, 위치 A에서는 내측 힌지(80)의 길이방향 중간 평면(85)과 외측 힌지(30i)의 길이방향 중간 평면(40)이 병합된다.

위치 B는 고려되는 외측 힌지(30i)와 동일한 축 위치에 있는 내측 힌지(80)에 대응하고 내측 힌지(80)의 길이방향 중간 평면(85)은 외측 힌지(30i)의 길이방향 중간 평면(40)에 대해 0이 아닌 각도만큼 기울어져 있다.

위치 C는 고려되는 외측 힌지(30i)와 다른 축 위치에 있는 내측 힌지(80)에 대응하고, 상기 고려되는 외측 힌지(30i)는 내측 요소의 연속적인 원통형 표면(87)에 대면한다.

내측 힌지(80)의 위치 A에서, 수술 장치의 최소 강성은 관형 외측 샤프트의 고려되는 외측 힌지(30i)에서 획득된다. 요컨대, 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)는 고려되는 외측 힌지(30i)의 길이방향 중간 평면(40)의 각 측면에서 최대 진폭으로 구부러질 수 있다.

내측 힌지(80)의 위치 B에서, 관형 외측 샤프트의 고려되는 외측 힌지(30i)에서 수술 장치의 더 높은 강성이 획득된다. 굽힘 진폭은 위치 A보다 낮다.

도 8의 예에서, 위치 B에서, 내측 힌지(80)의 길이방향 중간 평면(85)은 외측 힌지(30i)의 길이방향 중간 평면(40)에 수직이다. 그러나, 대안적인 위치 B에서, 내측 힌지(80)의 길이방향 중간 평면(85)은 외측 힌지(30i)의 길이방향 중간 평면(40)에 대해, 임의의 각도만큼, 엄밀히 말하면 0도 보다 크게 기울어질 수 있다. 위치 B에서 얻어진 강성은, 평면 40과 85 사이의 경사각의 함수에 따라 연속적으로 변할 수 있다.

내측 힌지(80)의 위치 C에서, 수술 장치의 최대 강성은 관형 외측 샤프트의 고려되는 외측 힌지(30i)에서 획득된다. 굽힘 진폭은 위치 A와 B보다 낮다.

위치 A, B 및 C는 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)에 대해 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)을 축 방향으로 병진 이동 및/또는 회전시킴으로써 동일한 외측 힌지(30i)에서 연속적으로 획득될 수 있다.

수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)의 이러한 특성은 예를 들어 환자 신체의 표적을 향한 상기 장치의 경로 동안 강성의 국부적 적응을 허용한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410)는 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)의 외측 힌지(30i)의 강성 조절의 조합적 접근을 허용한다.

이러한 조합적 접근 방식을 설명하기 위해, 각각의 외측 힌지(30i)의 제1 및 제2 상태가 각각 제1 및 제2 강성에 대응하여 고려된다. 제2 강성은 제1 강성보다 크다.

다른 실시예에 따르면, 제1 상태와 제2 상태는 각각 위치 A와 B, 위치 A와 C, 또는 위치 B와 C에 대응할 수 있다.

외측 힌지(30i)가 첫 번째로 보다 낮은 강성에 대응하는 제1 상태에 있을 때, 힌지는 "활성화된" 것으로 간주된다. 외측 힌지(30i)가 두 번째로 보다 높은 강성에 대응하는 제2 상태에 있을 때, 힌지는 "차단된" 것으로 간주된다.

다음 내용을 더 잘 이해하기 위해, 이진 코드가 지정된다. 첫 번째 활성화된 상태는 "1"이고 두 번째 차단된 상태는 "0"이다.

n≥2개의 외측 힌지(30)를 포함하는 관형 외측 샤프트를 갖는 본 발명의 수술 장치가 고려된다. 외측 힌지 각각이 제1 활성화 상태 또는 제2 차단 상태일 수 있는 경우, 2ⁿ 구성의 수술 장치의 사용이 가능하다.

바람직한 실시예에서, 수술 장치의 관형 외측 샤프트는 적어도 2개의 외측 힌지를 포함하고, 외측 힌지들의 각각은 제1 활성화 상태 또는 제2 차단 상태에 있을 수 있다. 따라서, 수술 장치의 적어도 두 가지 구성이 가능하다.

다른 바람직한 실시예에서, 수술 장치의 관형 외측 샤프트는 적어도 3개의 외측 힌지를 포함하고, 상기 외측 힌지 중 적어도 2개는 독립적으로 제1 활성화 상태 또는 제2 차단 상태에 있을 수 있다. 보다 바람직하게는, 각각의 외측 힌지는 제1 활성화 상태 또는 제2 차단 상태일 수 있다. 따라서, 수술 장치의 적어도 4가지 구성이 가능하다.

도 9의 예는, 원위 단부(24)로부터 정렬된 3개의 외측 힌지(30a, 30b, 30c)를 포함하는 관형 외측 샤프트(512)를 갖는, 조립된 구성으로 개략적으로 나타낸 수술 장치(510)의 가능한 구성을 도시한다. 관형 외측 샤프트(512)는 도 1, 3, 4의 관형 외측 샤프트들(12, 212, 312)과 유사하다.

각각의 외측 힌지(30i)에 대해, 제1의 활성화 상태 "1"은 흰색 원으로 표시되고 제2의 차단 상태 "0"은 어두운 원으로 표시된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 각 외측 힌지(30i)의 활성화된 "1" 상태 또는 차단된 "0" 상태에 따라 수술 장치(510)에 대해 8개의 구성이 얻어지도록 한다.

도 1의 실시예에서, 관형 외측 샤프트(12)에 대한 내측 요소(14)의 순수 병진 변위는 위에서 언급한 8가지 구성들 중 몇 가지를 얻을 수 있도록 한다.

완전히 차단된 구성 "0.0.0"은 외측 힌지(30a)와 관형 외측 샤프트(12)의 원위 단부(24) 사이에 내측 요소(14)의 내측 힌지(80)를 위치시킴으로써 획득된다. 단부 섹션(66, 90)의 축방향 길이(67, 91)는 관형 외측 샤프트(12)에 수용된 내측 요소(14)의 원위 단부(74)로 이러한 위치 설정을 가능하도록 한다.

보다 구체적으로, 완전 차단 구성 "0.0.0"에서, 각각의 외측 힌지(30i)에 대한 내측 요소(14)의 위치는 도 8의 위치 C에 대응한다.

관형 외측 샤프트의 근위 단부(22)를 향해 내측 요소(14)의 내측 힌지(80)를 이동시킴으로써, 구성 "1.0.0", "0.1.0" 및 "0.0.1"이 연속적으로 획득된다. 각각의 외측 힌지(30i)의 활성화된 상태 "1"에서, 고려되는 외측 힌지(30i)에 대한 내측 요소(14)의 위치는 최소한의 강성을 위해 도 8의 위치 A에 대응하거나, 대안적으로 위치 B에 대응한다.

내측 요소(14)의 원위 단부(74)가 외측 힌지(30i)와 관형 외측 샤프트(12)의 근위 단부(22) 사이에 위치될 때, 상기 외측 힌지는 또한 활성화된 상태 "1"에 있는 것으로 간주된다. 이러한 방식으로, 근위 단부(22)를 향해 내측 요소(14)의 내측 힌지(80)의 병진 운동을 추구하면 구성 "1.0.0"(위에서 이미 획득), "1.1.0" 및 "1.1.1"을 연속적으로 얻을 수 있다.

따라서, 도 1의 실시예는 도 9에 나열된 8개의 구성들 중 6개를 얻을 수 있도록 한다.

도 2의 실시예에서, 내측 요소(114)의 내측 힌지들(80a, 80b)의 각각은 관형 외측 샤프트(112)의 외측 힌지(30a, 30b)를 향하도록 배치하는 것이 가능하다. 따라서, 내측 요소(114)의 순수한 회전 변위는 관형 외측 샤프트(112)에 비해 두 가지 구성 "1.0"과 "0.1"을 얻을 수 있다. 상기 구성에서, 각각의 외측 힌지(30a, 30b)의 활성화된 상태 "1" 및 차단된 상태 "0"은 각각 도 8의 위치 A 및 B에 대응한다.

완전히 차단된 구성 "0.0"은 또한, 내측 힌지(80a)를 외측 힌지들(30a 및 30b) 사이에 위치시키기 위해 관형 외측 샤프트(112)에 대해 내측 요소(114)를 이동시킴으로써 얻어질 수 있으며, 이는 각각의 외측 힌지들(80a)의 위치 C에 대응한다.

도 3의 실시예에서, 다수의 내측 힌지들(80a-g)은 도 9의 여러 구성들을 포함하여 수술 장치(210)의 많은 구성을 얻을 수 있도록 한다.

보다 구체적으로, 인접한 내측 힌지들(80f 및 80g) 사이의 거리(89)는 한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30) 사이의 거리(64)의 두 배와 동일하므로, 구성 "1.0.1"은 각각 외측 힌지(30a, 30c)와 함께 내측 힌지(80f 및 80g)를 축방향 같은 레벨로 위치시킴으로써 획득된다. 동일한 방식으로, 내측 힌지(80e, 80f)를 각각 외측 힌지(30a, 30b)와 축방향 동일 레벨로 위치시킴으로써 구성 "1.1.0"이 얻어진다.

구성 "0.1.1"은, 위치 B는 외측 힌지(30a, 30c)에 그리고 위치 A는 외측 힌지(30b)에 있는 상태에서, 내측 힌지(80d, 80e, 80f)를 각각 외측 힌지(30a, 30b, 30c)와 축방향으로 동일 레벨로 위치시킴으로써 얻어진다.

이제 도 3의 수술 장치(210)는 나선형으로 배치된 내측 힌지(80b, 80c, 80d)가 각각 외측 힌지(30a, 30b, 30c)와 축방향으로 같은 레벨에 있는 것으로 고려된다.

관형 외측 샤프트(212)에 대해 내측 요소(214)를 회전시킴으로써, 각각의 외측 힌지(30a,b,c)에서의 강성은 사인파 방식으로 연속적으로 변할 수 있으며, 인접한 외측 힌지들의 각 쌍의 강성들 사이에서 45°시프트된다. 예를 들어, 내측 요소(214)가 중간 외측 힌지(30b)에 대해 위치 A에 있을 때, 내측 힌지(80b, 80d)의 길이방향 평면들(85b, 85d)의 각각은 샤프트 관형 외측 샤프트(212)의 길이방향 평면(40)과 45°의 각도를 형성한다.

외측 힌지(30a, 30b)의 강성들 간에 90°시프트하는 유사한 구성은, 내측 힌지(80a, 80b, 80c)를 각각 외측 힌지(30a, 30b, 30c)와 축방향으로 동일 레벨로 위치시킴으로써 달성된다.

도 4의 실시예에서, 내측 힌지(80x 및 80y)는 내측 요소(314)를 따라 비주기적인 패턴으로 교번한다. 도 9의 여러 구성들은 90° 회전과 1회의 길이 병진을 결합함으로써 연속적으로 얻어질 수 있다. 2개의 인접한 내측 힌지들(80) 사이의 거리(90)의 2배 또는 3배이다. 따라서, 이 실시예는 내측 요소(314)의 제한된 병진 길이를 통해 많은 수의 조합에 대한 접근을 제공한다.

상기 구성에서, 각각의 외측 힌지(30)의 활성화된 상태 "1" 및 차단된 상태 "0"은 각각 도 8의 위치 A 및 B에 대응한다.

관형 외측 샤프트 및 내측 요소의 적절한 설계를 갖는 본 발명의 수술 장치는 외측 힌지의 수 n에 따라 2ⁿ개의 가능한 강성 구성들 중 임의의 것을 얻을 수 있도록 한다.

특히, 본 발명의 수술 장치는 종래 기술의 장치에 의해 허용되지 않는 구성을 얻을 수 있도록 한다.

예를 들어, 원위에 배치된 외측 힌지를 두 번째 차단 상태 "0"에 위치시키고 더 근위에 배치된 외측 힌지를 첫 번째 활성화 상태 "1"에 배치하는 것이 가능하다. 상기한 "0.1.1", "0.1.0" 및 "0.0.1"의 조합은 이러한 가능성을 예시한다.

도 10(a,b)는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술 장치(610)를 도시한다.

수술 장치(610)는 관형 외측 샤프트(612); 내측 요소(614, 615, 616, 617); 및 코어 요소(16)를 포함한다. 도시되지 않은 상기 코어 요소(16)는 위에서 설명되었다. 내측 요소의 여러 실시예(614, 615, 616 및 617)가 도 10에 도시되어 있다.

관형 외측 샤프트(612)는 위에서 설명된 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312, 412)와 유사하다. 특히, 관형 외측 샤프트(612)는 제1 주축(20)을 따라 연장되는 세장 형상을 갖고, 상기 제1 주축을 중심으로 하는 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 관형 외측 샤프트(612)는 길이를 따라 분포된 적어도 2개의 외측 힌지(30), 바람직하게는 적어도 3개의 외측 힌지(30)를 포함한다.

상기 실시예에서, 관형 외측 샤프트는 위에서 설명된 실시예들에서의 관형 외측 샤프트들(12, 112, 212, 312)의 외측 힌지(30)와 유사한, 3개의 외측 힌지들(30)을 포함한다. 대안적인 실시예(미도시)에서, 관형 외측 샤프트(612)의 외측 힌지는 도 5-6에 도시된 앵커 프로파일을 갖는다.

관형 외측 샤프트(612)의 외측 힌지들(30)의 각각은 전술한 바와 같이 한 쌍의 외측 슬릿을 포함한다. 외측 슬릿들은 관형 외측 샤프트의 길이방향 중간 평면(40)에 대해 대칭이다.

관형 외측 샤프트(612)의 외측 힌지(30)는 동일하다. 전술한 바와 같이, 각각의 외측 슬릿의 윤곽(44)은, 관형 외측 샤프트(612)와 제1 주축(20)에 수직이고 그로부터 이격된 축을 따라 연장되는 회전 실린더의 교차점에 대응한다. 상기 회전 실린더는 직경 D를 갖는다. 각 내측 힌지(30)의 외측 슬릿은 D와 동일한 축방향 길이를 갖는다.

인접한 외측 힌지(30)의 각 쌍은, 관형 외측 샤프트(612)의 섹션(632)에 의해 축방향으로 분리된다. 섹션(632)은 연속적인 원통형 표면을 형성한다.

한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30) 사이의 거리(664)는, 상기 외측 힌지의 회전축들 사이에서 제1 주축(20)을 따른 거리로 간주된다. 본 실시예에서, 거리(664)는 축방향 길이(D)의 배수이다. 보다 정확하게는, 도 10의 실시예에서, 거리(664)는 6D와 동일하다.

도 10의 실시예에서, 관형 외측 샤프트(612)의 원위 단부는 뽀족한 팁(626), 특히 베벨 팁을 포함한다. 단부 섹션(666)은 상기 팁과 상기 팁에 가장 가까운 외측 힌지(30) 사이에 구성된다. 단부 섹션(666)은 축방향 길이(667)를 갖는 연속적인 원통형 표면을 형성한다.

본 실시예에서, 축방향 길이(667)는 축방향 길이 D의 배수이다. 보다 정확하게는, 도 10의 실시예에서, 축방향 길이(667)는 거리(664)로서 6D와 동일하다.

내측 요소들(614, 615, 616, 617)은 위에서 설명한 내측 요소들(14, 114, 214, 314, 414)과 유사하다. 특히, 내측 요소(614, 615, 616, 617)는 제2 주축(70)을 따라 연장되는 세장 형상을 갖고, 상기 제2 주축을 중심으로 하는 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 내측 요소(614, 615, 616, 617)는 적어도 하나의 내측 힌지(680, 681, 682, 683, 684, 685)를 포함하며, 바람직하게는 그의 길이를 따라 분포된 적어도 2개 또는 3개의 내측 힌지(680, 681, 682, 683, 684, 685)를 포함한다.

위에서 설명한 내측 힌지(80)와 유사하게, 내측 요소(614, 615, 616, 617)의 내측 힌지들(680, 681, 682, 683, 684)의 각각은, 내측 요소의 길이방향 중간 평면(85)에 대해 대칭인 한 쌍의 내측 슬릿들을 포함한다. 내측 힌지들(680, 681, 682, 683, 684, 685)의 내측 슬릿들의 각각은 폐쇄된 윤곽을 갖는다.

도 10의 실시예에서, 내측 요소들(614, 615, 616, 617)의 내측 힌지들(680, 681) 중 적어도 하나는 축방향으로 세장 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 내측 힌지(680, 681, 683, 684, 685)의 내측 슬릿들의 각각은, 제2 주축(70)을 따라 연장되는 직사각형 형상을 갖는다. 상기 내측 슬릿의 축방향 길이는 관형 외측 샤프트(612)의 외측 힌지(30)의 축방향 길이 D보다 크다.

내측 요소의 제1 (614), 제2 (615) 및 제3 (616) 실시예에서, 내측 힌지들(680, 681, 683)의 내측 슬릿들의 각각은 제2 주축(70)에 수직인 평면을 따라 실질적으로 대칭이다.

내측 요소의 제4 실시예(617)에서, 내측 힌지(684, 685)의 내측 슬릿들의 각각은 제2 주축(70)을 따라 가변 깊이를 가지며, 상기 깊이는 제2 길이방향 평면(85)에 수직으로 고려된다.

바람직하게는, 내측 슬릿의 깊이는 제2 주축(70)을 따라 규칙적으로 변한다. 내측 힌지(684)에서, 내측 슬릿의 깊이는 내측 요소(617)의 원위 단부로부터 근위 단부로, 가장 얕은 단부로부터 가장 깊은 단부로 증가한다. 다른 내측 힌지(685)에서, 내측 슬릿의 깊이는 내측 요소(617)의 원위 단부로부터 근위 단부로, 가장 깊은 단부로부터 가장 얕은 단부로 감소한다.

바람직하게는는, 내측 요소의 제1 (614) 및 제2 (615) 실시예에서와 같이, 내측 힌지(680, 681, 682)의 각각의 축방향 길이는 축방향 길이 D의 배수와 실질적으로 동일하다.

예를 들어, 제1 내측 힌지(680) 와 제2 내측 힌지(681)의 축방향 길이는 각각 3D 및 2D와 동일하다. 제3 내측 힌지(682)의 축방향 길이는 실질적으로 D와 동일하고, 상기 제3 내측 힌지는 위에서 설명한 내측 힌지(80)와 실질적으로 동일하다.

제1 실시예에서, 내측 요소(614)는 3개의 동일한 내측 힌지(680)를 포함한다. 제2 실시예에서, 내측 요소(615)는 서로 다른 제1 내측 힌지(680), 제2 내측 힌지(681) 및 제3 내측 힌지(682)를 포함한다.

대안적으로, 내측 요소의 제3 실시예(616)에서, 내측 힌지(683)의 축방향 길이는 외측 샤프트(612)의 한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30) 사이의 거리(664)보다 크며, 이에 따라, 수술 장치의 구성에 따라, 상기 인접한 외측 힌지들(30) 모두 동시에 내측 힌지(683)에 대면하도록 한다.

인접한 내측 힌지들(680, 681, 682, 683, 684, 685)의 각 쌍은 내측 요소들(614, 615, 616, 617)의 섹션(687)에 의해 축방향으로 분리된다. 상기 섹션(687)은 연속적인 원통형 표면을 형성하고 거리(688, 689, 690)로 연장된다.

도 10의 실시예에서, 한 쌍의 인접한 내측 힌지들(680, 681, 682) 사이의 거리(688, 689, 690)는 축방향 길이 D의 배수이다. 대안적으로(도시되지 않음), 한 쌍의 인접한 내측 힌지들 사이의 거리는, 외측 샤프트(612)의 한 쌍의 인접한 외측 힌지들(30) 사이의 거리(664)보다 크며, 이에 따라, 수술 장치의 구성에 따라, 상기 인접한 외측 힌지들(30) 모두가 동시에 섹션(687)에 대면하도록 된다.

내측 요소의 제1 실시예(614)에서, 인접한 내측 힌지들(680)의 각 쌍은 동일한 거리(688)만큼 분리되어 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 상기 거리는 2D와 동일하다. 대안적인 실시예에서, 상기 거리는 4D와 동일하다.

내측 요소의 제2 실시예(615)에서, 인접한 내측 힌지들(680, 681, 682)의 각 쌍은 서로 다른 거리(689, 690)만큼 분리되어 있다. 제1 내측 힌지(680)와 제2 내측 힌지(681) 사이의 제1 거리(689)는 3D와 동일하며 제2 내측 힌지(681)와 제3 내측 힌지(682) 사이의 제2 거리(690)는 4D와 동일하다. 제1 거리의 경우 4D, 제2 거리의 경우 5D와 같은, 다른 값들도 가능하다.

도 10의 실시예에서, 내측 요소(614, 615, 616, 617)의 원위 단부는 편평한 에지(678)를 포함한다. 단부 섹션(691)은 상기 편평한 에지와 가장 가까운 내측 힌지(680) 사이에 구성된다. 단부 섹션(691)은 축방향 길이(692)를 갖는 연속적인 원통형 표면을 형성한다.

본 실시예에서, 축방향 길이(692)는 축방향 길이 D의 배수이다. 보다 정확하게는, 도 10의 실시예에서, 축방향 길이(692)는 3D와 동일하다. 대안적인 실시예(미도시)에서, 축방향 길이(692)는 D와 동일하다.

내측 요소(614, 615, 616, 617)는 본 발명의 다른 실시예에 대해 위에서 설명된 바와 같이 조립된 구성으로 관형 외측 샤프트(612)에 삽입될 수 있다. 조립된 구성에서, 제1(20) 및 제2 (70) 주축이 병합된다.

전술한 다른 실시예와 유사하게, 특정 외측 힌지(30)에서 고려되는, 형성된 수술 장치(610)의 국부적 강성은, 관형 외측 샤프트(612)에서 내측 요소(614, 615, 616 또는 617)를 축방향으로 이동시키고 또한 선택적으로 회전시킴으로써 제어되는 방식으로 변경될 수 있다.

전술한 바와 같이, 각각 낮은 강성에 해당하는 활성화된 상태 "1"과 높은 강성에 해당하는 차단된 상태 "0"을 고려하였다. 외측 힌지(30)의 차단 상태 "0"은 내측 요소(614, 615)의 섹션(687) 또는 단부 섹션(691)을 축방향으로 대향하는 상기 외측 힌지에 대응한다.

외측 힌지(30)의 활성화된 상태 "1"은 내측 힌지(680, 681, 682, 683, 684, 685)를 축방향으로 대향하는 상기 외측 힌지에 대응한다. 그러나, 내측 힌지들(680, 681) 중 일부의 세장 형상으로 인해, 도 683에 도시된 바와 같이, 활성화된 상태 "1"은 내측 힌지(680, 681)의 근위 단부 또는 원위 단부를 축방향으로 향하거나 상기 근위 단부 및 원위 단부에 대해 동일한 거리에 위치되는 외측 힌지(30)에 대응할 수 있다. 가변 깊이를 갖는 내측 힌지(684, 685)의 경우, 활성화된 상태 "1"은 대응하는 내측 힌지의 가장 깊은 단부와 가장 얕은 단부들 사이의 외측 힌지(30)의 다양한 축방향 위치에 대응한다. 따라서 결과적인 강성은 점진적으로 달라질 수 있다.

도 10의 실시예에 대응하는 내측 요소(614, 615, 616, 617)를 사용하면, 관형 외측 샤프트(612)의 내측 요소를 병진운동시킴으로써 수술 장치(610)의 강성 구성을 변경하는 것이 가능하다. 강성 전이는, 예컨대, 외측 힌지 중 적어도 하나가 수술 장치의 2개의 서로 다른 구성들 사이의 전환 동안 활성화 상태 "1"로 유지되는, 강성 전이 없이 발생한다.

더욱 바람직하게는, 두 개의 부분적으로 활성화된 구성은 위에서 설명한 완전히 차단된 구성 "0.0.0"을 통과하지 않고 서로 연속된다.

"부분적으로 활성화된 구성"은 활성화된 상태 "1"에서 적어도 외측 힌지가 있는 구성을 의미한다.

예를 들어, 관형 외측 샤프트(612)와 내측 요소의 제1 실시예(614)는 조립된 구성에서 고려되며, 상기 내측 요소(614)의 원위 단부는 상기 관형 외측 샤프트의 뽀족한 팁(626)에 가장 가깝다. 수술 장치는 위에서 설명한 완전히 차단된 구성 "0.0.0"에 있다.

내측 요소(614)를 관형 외측 샤프트(612)의 근위 단부를 향해 축방향으로 이동시킴으로써, 위에서 설명한 부분적으로 활성화된 구성 "1.0.0", "1.1.0", "1.1.1", "0.1.1", "0.0.1", "0.0.0”은, 두 개의 부분적으로 활성화된 구성들 사이에서 완전히 차단된 구성 “0.0.0"을 얻지 못하고, 연속적으로 획득된다.

제1 실시예의 내측 요소(614)를 제2 실시예의 내측 요소(615)로 대체함으로써 유사한 결과가 얻어진다. 그러나, 위에서 언급한 부분적으로 활성화된 구성의 순서는 내측 요소(615)를 관형 외측 샤프트(612)의 원위 단부를 향해 이동시킴으로써 획득된다.

보다 정확하게는, 내측 요소의 제2 실시예(615)는 관형 외측 샤프트(612)에서 축방향으로 이동할 수 있다. 제1 구성 "1.1.1"에서, 내측 힌지들(680, 681, 682)의 각각은 외측 힌지들(30)의 하나와 축방향으로 수평을 이루고 있다.

제2 구성은, 축방향 길이 D에 해당하는 거리에서 뽀족한 팁(626)를 향한 관형 외측 샤프트의 내측 요소(615)의 축방향 변위에 대응한다. 제2 구성 "1.1.0"에서, 내측 힌지(682)는 대응하는 외측 힌지로부터 축방향으로 이격되고 내측 힌지들(680, 681)의 각각은 대응 외측 힌지에 축방향으로 대향하고 있다.

위에서 언급한 다른 구성도 비슷한 방식으로 얻어진다.

도 10의 실시예는 부분적으로 활성화된 구성의 특정한 연속을 위해 관형 외측 샤프트와 내측 요소 사이의 병진 방향을 선택할 수 있도록 한다.

위에 제시된 수술 장치들(10, 110, 210, 310, 410, 610)의 예시적인 예는 제한된 수의 외측 힌지 및 내측 힌지를 포함한다. 더 많은 수의 외측 및 내측 힌지를 포함하는 유사한 실시예에 따르면, 원위 단부에 가까운 상당한 길이를 따라 수술 장치의 강성을 정밀하게 제어하는 것이 가능하다. 따라서 환자 신체의 복잡한 3D 경로를 따라 장치의 변위를 보조하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 상기 제어는 관형 외측 샤프트의 내측 요소의 병진 운동과 회전의 결합 운동에 의해 수행된다.

일 실시예에서, 수술 장치는, 이 수술 장치의 근위 단부에 연결된 제어 핸들을 포함한다. 위에 제시된 수술 장치들(10, 110, 210, 310, 410, 610)과 유사한, 수술 장치(710)의 근위 단부에 연결된 제어 핸들(700)의 예가 도 1에 도시되어 있다.

제어 핸들(700)은, 이동 축으로서 설계된 축(702)을 따라 연장되는 중공 본체(701); 및 중공 본체(701) 내에 수용된 스트립(703)을 포함한다. 스트립(703)은 이동 축(702)을 따라 본체(701)에 대해 이동 가능하다.

본체(701)는 길이방향 슬롯(704) 및 상기 본체의 내측 표면에 형성된 복수의 홈(705)을 포함한다. 홈들(705)은 이동 축(702)에 수직으로 연장된다.

스트립(703)은, 본체의 길이방향 슬롯(704)에서 미끄러질 수 있는 측면 연장부(706); 및 탄성 부재(707)를 포함한다. 탄성 부재(707)는 본체의 홈들(705)의 각각에 탄성적으로 클립될 수 있다.

측면 연장부(706)의 단부는 활성화 버튼(708)을 형성한다. 활성화 버튼(708)에 작용함으로써, 조작자는 신체에 대해 스트립(703)을 축방향으로 이동할 수 있다. 상기 이동은 탄성 부재(707)가 인접한 홈들(705)에 연속적으로 클립되도록 한다.

특정 홈(705)에 클립된 탄성 부재(707)는 본체(701)에 대한, 스트립(703) 및 활성화 버튼(708)의 특정 축방향 위치에 대응한다. 바람직하게는, 본체(701)의 외측 표면은 길이방향 슬롯(704)을 따른 시각적 표시부를 포함하며, 이는 활성화 버튼(708)의 축방향 위치를 특정 홈(705)에 대한 탄성 부재(707)의 결합과 관련시키도록 한다.

도 1에 도시된 구성에서, 수술 장치(710)의 외측 샤프트(12) 및 내측 요소(14)의 근위 단부(22 및 72)는 각각 본체(701) 및 스트립(703)에 연결된다. 이동 축(702)을 따라 활성화 버튼(708)을 미는 것에 의해, 조작자는 외측 샤프트(12)에 대해 내측 요소(14)를 축방향으로 이동시킬 수 있다. 바람직하게는, 홈(705) 및 탄성 부재(707)는, 특정 홈(705)에 대한 탄성 부재(707)의 결합이, 외측 샤프트(12)의 외측 힌지들(30)의 각각에 대해 특정 강성을 얻도록 하는 내측 요소의 축방향 위치에 대응하도록 구성된다.

핸들(700)은 외측 샤프트(12)에 대한 내측 요소(14)의 순전한 축방향 이동을 위해 설계된다. 다른 실시예(미도시)에서, 핸들은 외측 샤프트(12)에 대한 내측 요소(14)의 조합된 축방향 및 각도 방향 이동을 위해 설계된다.

도 5의 실시예에서, 잠금 메커니즘은 관형 외측 샤프트(412)에 대한 내측 요소(414)의 축방향 위치를 잠금/잠금 해제할 수 있도록 한다.

보다 정확하게는, 내측 요소(414)의 크라운(493)이 관형 외측 샤프트(412)의 홈(들)(468) 또는 그 중 하나와 축방향으로 대면하기 때문에, 내측 요소(414)의 제1 각도 구성은 상기 크라운(493)과 홈(468)이 그에 끼워져서, 관형 외측 샤프트(412)에서 내측 요소의 코스를 축방향으로 차단하도록 한다. 예를 들어, 크라운(493)과 홈(468)은 상보적인 타원형 형상을 갖고 제1 각도 구성은 수직인 주축들에 대응한다.

또한, 내측 요소(414)의 제2 각도 구성은 크라운(493)이 홈(468)에서 분리되도록 하여, 관형 외측 샤프트(412)에서 병진 운동을 위해 내측 요소를 해제하도록 한다. 예를 들어, 제2 각도 구성은 수직으로 되는 타원들의 주축들에 대응한다.

활성화되면, 잠금 메커니즘은 관형 외측 샤프트(412)로부터 내측 요소(414)로 압축 축방향 하중의 전달을 허용한다. 이러한 하중 전달은 생물학적 조직에 수술 장치(410)를 삽입하는 동안 외측 힌지(430)의 원하지 않는 좌굴을 방지할 수 있다.

이러한 잠금 메커니즘은 본 발명의 다른 실시예에서 사용될 수 있으며, 여기서 내측 요소는 관형 외측 샤프트에서 병진운동할 수 있다.

도 5의 실시예와 유사한 다른 실시예(미도시)에서, 관형 외측 샤프트(412)에 대한 내측 요소(414)의 축방향 위치를 잠금/잠금 해제할 수 있도록 하는 잠금 메커니즘은, 관형 외측 샤프트(412)에 위치된 제1 나사부 및 내측 요소(414)에 위치된 제2 나사 부분을 포함하며, 상기 제1 나사 부분과 제2 나사 부분은 서로 상보적이고 서로 역으로 조립될 수 있다.

본 발명의 수술용 장치의 관형 외측 샤프트, 내측 요소 및 선택적인 코어 요소는 수술용에 적합한 재료로 제조된다. 일 실시예에 따르면, 관형 외측 샤프트 및/또는 내측 요소 및/또는 코어 요소는, 니티놀 또는 티타늄과 같은 금속 재료로 제조된다. 다른 실시예에 따르면, 관형 외측 샤프트 및/또는 내측 요소 및/또는 코어 요소는, 폴리옥시메틸렌(POM) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)과 같은 중합체 재료로 제조된다.

다른 실시예에 따르면, 관형 외측 샤프트 및/또는 내측 요소 및/또는 코어 요소는 유리, 보다 구체적으로는 용융 실리카로 제조된다. 이러한 제조는 예를 들어, "M. Zanaty et. al., Proceeding of the Design of Medical Devices Conference, p.1, ASME, Eindhoven, Netherlands, 2017"에 개시된, 3D-펨토 레이저 프린팅으로도 알려진, 유리 수술용 도구의 마이크로스케일 제조와 유사하다.

용융 실리카의 3D-펨토 레이저 프린팅을 사용하면 레이저 노출과 후속 HF 또는 유사한 산을 사용한 재료 제거의 두 단계로 복잡한 3D 장치를 얻을 수 있다. 조립을 필요로 하지 않거나 거의 필요로 하지 않는 모노블록 장치가 얻어질 수 있다. 이 프로세스는 매우 작은 크기의 장치에 적용된다. 획득된 장치는 멸균될 수 있으며 생체 적합성이다.

도 1 또는 도 3-4의 실시예와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 수술 장치(10, 210, 310)는 이전에 인용된 문헌 US8057403의 바늘과 유사한 생검 바늘이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수술 장치는 주사 바늘, 약물 전달 바늘, 마취 바늘, 화학적 마커 바늘, 가이드, 채널 또는 광학 도구/내시경이다. 대안적으로, 수술 장치는 개재적 기계적 도구 또는 전기 요법, 냉동 요법, 시멘트 주입 또는 액체 제거를 위한 도구를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수술 장치는 에탄올 주입, 마이크로웨이브 절제(MWA), 고주파 절제(RFA), 비가역적 전기천공(IRE) 및 냉동 절제를 포함하는 방법에 의해 경피 절제를 위해 설계된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수술 장치는 고용량 치료법 및 세포 기반 치료법을 위해 설계된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수술 장치는 MIS(최소 침습 수술) 가요성 주문형 도구이다.

본 발명에 따른 수술 장치를 포함하는 수술 방법을 설명한다.

MRI 모니터링과 같은 선택적 의료 영상 모니터링 하에, 수술 장치의 원위 단부가 환자의 신체와 같은 생물학적 조직에 삽입된다. 상기 원위 단부는 신체 기관, 예를 들어 간과 같은 표적을 향해 배향된다. 다음, 수술 장치는 외과 의사에 의해 해당 방향으로 점진적으로 밀린다.

의사는 MRI나 스캐너와 같은 영상 장치를 통해 체내 말단의 경로를 추적한다. 상기 경로에서 발생하는 조직 및/또는 기관에 따라, 상기 원위 단부가 구부러지거나 반대로 직선 경로를 추구하도록 외과의사가 원위 단부의 강성을 점진적으로 조정한다. 전술한 바와 같이, 원위 단부의 강성은 수술 장치의 관형 외측 샤프트에 대해 내측 요소를 병진운동 및/또는 회전시킴으로써 국부적으로 조정된다. 전술한 바와 같이, 강성의 적응은 핸들(700)과 같은 수술 장치의 제어 핸들에 의해 수행될 수 있다.

원위 및 근위 외측 힌지들의 제1 및 제2 외측 슬릿들이 외측 샤프트와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고, 상기 길이방향 평면은 서로 다른 각도 배향을 갖는 실시예에서, 수술 장치를 하나보다 많은 평면에서 구부리는 것이 가능하다.

본 발명의 수술 장치는 생물학적 조직의 경로 환경에 적응하기 위해 강성을 미세하고 정확하게 제어할 수 있다. 따라서, 다른 장기에 손상을 주지 않고 목표물에 도달할 수 있도록 수술 장치의 궤적을 정밀하게 제어한다.

Claims (18)

1. 관형 외측 샤프트들(12, 112, 312, 412, 512, 612) 및 내측 요소들(14, 114, 314, 414, 614, 615)을 포함하는 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610)로서, 상기 외측 샤프트와 상기 내측 요소들의 각각은 근위 단부와 원위 단부들 사이의 세로 축을 따라 연장되는 세장 형상을 갖고,
   상기 관형 외측 샤프트는 적어도 원위 외측 힌지들(30, 30a, 430) 및 근위 외측 힌지들(30, 30b, 430)을 포함하고, 원위 외측 힌지는 근위 외측 힌지보다 원위 단부(74)에 더 가깝고, 각 외측 힌지는 외측 샤프트와 교차하고상기 외측 샤프트의 세로 축에 평행한 제1 길이방향 평면(40)에 대해 서로 대면하는 제1 외측 슬릿(34, 434) 및 제2 외측 슬릿(36, 436)을 포함하고,
   상기 내측 요소는 적어도 하나의 내측 힌지(80, 680)를 포함하고, 상기 내측 힌지 또는 각각의 내측 힌지는 내측 요소와 교차하고상기 내측 요소의 세로 축에 평행한 제2 길이방향 평면(85)에 대해 서로 대면하는 제1 내측 슬릿(82) 및 제2 내측 슬릿(84)을 포함하고,
   상기 수술 장치는, 원위 외측 힌지(30a)에서 고려되는 제1("1") 및 제2("0") 원위 강성; 및 근위 외측 힌지(30b)에서 고려되는 제1("1") 및 제2("0") 근위 강성을 갖고, 상기 제2 원위 및 근위 강성들의 각각은, 각각, 제1 원위 및 근위 강성 보다 우수하고;
   상기 내측 요소는, 관형 외측 샤프트와 내측 요소의 서로에 대한 상이한 구성들 사이에서 관형 외측 샤프트에서 각도 방향 및/또는 축방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라,
   상기 제1 및 제2 원위 강성은 원위 외측 힌지에 대한 적어도 하나의 내측 힌지의 제1 및 제2 위치에 각각 대응하고, 또한 제1 및 제2 근위 강성은 각각 근위 외측 힌지에 대한 적어도 하나의 내측 힌지의 제1 및 제2 위치에 대응하도록 되고;
   상기 수술 장치는, 관형 외측 샤프트와 내측 요소의 구성들 중 적어도 하나에서, 수술 장치가 제2 원위 강성("0")과 제1 근위 강성("1")을 갖도록 구성되는, 수술 장치(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610).
2. 제1항에 있어서,
   상기 내측 요소의 적어도 하나의 내측 힌지는 원위 내측 힌지(80a)이고;
   상기 내측 요소는 또한, 적어도 근위 내측 힌지(80b)를 포함하며, 상기 원위 내측 힌지는 근위 내측 힌지보다 원위 단부에 더 가까운, 수술 장치(110, 210, 310, 410, 610).
3. 제2항에 있어서,
   상기 원위 및 근위 외측 힌지의 제1 및 제2 외측 슬릿들(34, 36)은, 외측 샤프트와 교차하는 동일한 길이방향 평면(40)에 대해 서로 대면하고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들의 제1 및 제2 내측 슬릿들은 내측 요소와 교차하는 별개의 길이방향 평면(85a, 85b)에 대해 서로 대면하고, 또는
   상기 원위 및 근위 외측 힌지들의 제1 및 제2 외측 슬릿들은 외측 샤프트와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들의 제1 및 제2 내측 슬릿들은 내측 요소와 교차하는 동일한 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고, 또는
   상기 원위 및 근위 외측 힌지들의 제1 및 제2 외측 슬릿들은 외측 샤프트와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들의 제1 및 제2 내측 슬릿들도 내측 요소와 교차하는 별개의 길이방향 평면에 대해 서로 대면하는, 수술 장치(110, 210, 310, 610).
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 원위 및 근위 외측 힌지들은 연속적이고; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들은 연속적이며; 원위 및 근위 외측 힌지들 사이의 거리(64, 664)는 원위 및 근위 내측 힌지들 사이의 거리(89, 90, 688, 689, 690)와 다른, 수술 장치(210, 310, 610).
5. 제4항에 있어서, 상기 원위 외측 힌지와 근위 외측 힌지들 사이의 거리(64, 664)는 원위 및 근위 내측 힌지들 사이의 거리(90, 688, 689, 690)의 배수와 동일한, 수술 장치(310, 610) .
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 샤프트는 추가 외측 힌지(30c)를 더 포함하고, 근위 외측 힌지(30b)는 상기 추가 외측 힌지(30c)보다 원위 단부에 더 가깝고, 상기 수술 장치는 추가 외측 힌지에서 고려되는 제1("1") 및 제2("0") 추가 강성을 갖고; 제2 추가 강성은 제1 추가 강성보다 우수한, 수술 장치(10, 210, 310, 410, 610).
7. 제6항에 있어서, 제2 원위 강성과 제1 근위 강성을 갖는 구성에서 ,상기 수술 장치는 제2 추가 강성을 갖도록 구성되는, 수술 장치(10, 210, 310).
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측 요소는 추가 내측 힌지(80g)를 더 포함하고, 상기 근위 내측 힌지(80f)는 추가 내측 힌지보다 원위 단부에 더 가깝고; 원위(80e) 및 근위 내측 힌지들은 연속적이고; 상기 근위 및 추가 내측 힌지들은 연속적이며; 상기 원위 및 근위 내측 힌지들 사이의 거리(88)는 근위 및 추가 내측 힌지들 사이의 거리(89)와 다른, 수술 장치(210).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 외측 힌지(430)의 제1 및 제2 외측 슬릿들의 각각은, 2개의 단부들 사이에서 연장되는 노치; 두 개의 만곡된 절단부들을 포함하고, 각각의 만곡된 절단부는 노치의 일 단부에 연결되는, 수술 장치(410).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 샤프트 및/또는 내측 요소의 원위 단부는 뾰족한 팁(26, 176)를 포함하는, 수술 장치.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    내측 요소들(14, 214, 314, 414)는 관형이고;
    상기 수술 장치는 또한, 근위 단부와 원위 단부들 사이에서 연장되는 세장 형상을 갖는 코어 요소(16)를 포함하고,
    상기 코어 요소는 내측 요소에서 각도 방향 및/또는 축방향으로 이동할 수 있는, 수술 장치(10, 210, 310, 410, 610).
12. 제11항에 있어서, 코어 요소의 원위 단부는 뾰족한 팁(99)을 포함하는, 수술 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 내측 힌지(680, 681)는 외측 힌지의 축방향 길이(D)보다 긴 축방향 길이를 갖는, 수술 장치(610).
14. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 내측 힌지(680, 681)의 축방향 길이는 외측 힌지의 축방향 길이(D)의 배수와 동일한, 수술 장치(610).
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 내측 요소는 적어도 한 쌍의 연속적 내측 힌지들(680, 681, 682)을 포함하고, 상기 한 쌍의 연속적 내측 힌지들 사이의 거리(688, 689, 690)는 외측 힌지의 축방향 길이(D)의 배수인, 수술 장치(610).
16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 내측 요소(614, 615)는 적어도 제1 및 제2 내측 힌지들(680, 681, 682)을 포함하고, 적어도 상기 제1 내측 힌지(680, 681)는 외측 힌지의 축방향 길이(D)보다 긴 축방향 길이를 갖고,
    상기 내측 요소는 제1 구성과 제2 구성들 사이의 관형 외측 샤프트(612)에서 축방향으로 이동할 수 있고,
    근위 및 원위 외측 힌지들(30a, 30b) 중 첫 번째는 상기 제1 및 제2 구성 모두에서 제1 내측 힌지와 축방향으로 동일하며, 이에 따라 상기 제1 외측 힌지에서 고려하여, 상기 수술 장치는 제1 및 제2 구성 모두에서 제1("1”) 강성을 갖고;
    상기 근위 및 원위 외측 힌지들(30a, 30b) 중 두 번째는, 제1 구성의 제2 내측 힌지와 축방향으로 동일하고 제2 구성의 제2 내측 힌지로부터 축방향으로 이격되어, 상기 제2 외측 힌지에서 고려하여, 상기 수술용 장치는 제1 구성에서 제1("1") 강성을 갖고, 제2 구성에서 제2("0") 강성을 갖되록 되는, 수술 장치(610).
17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측 요소는, 서로에 대해 관형 외측 샤프트와 내측 요소의 서로 다른 구성들 사이에서, 관형 외측 샤프트에서, 축방향으로, 바람직하게는 축방향 및 각도 방향으로 이동할 수 있는, 수술 장치.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 관형 외측 샤프트(412)에 대해 내측 요소(414)의 축방향 위치를 잠금/해제할 수 있는 잠금 메커니즘(468, 493)을 더 포함하는, 수술 장치.