KR20240033269A - 내시경 또는 침습적 적용을 위한 조향 가능한 기구 - Google Patents

Abstract

침습 기구는 스위칭 요소와, 이 스위칭 요소를 동작시키는 작동 요소(608; 826; 934, 962; 2)를 갖는다. 기구는, a. 침습 기구의 가요성 부분의 편향된 상태 또는 편향되지 않은 상태의 움직임을 동결시키거나 제한하기 위한 잠금 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108)로서; 스위칭 요소는 작동 요소에 의해 제어되어 잠금 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108)를 스위칭하는, 잠금 요소, 또는 b. 길이 방향 요소(1214(s); 1316(s)) 또는 조향 와이어(16(i))로서; 조향 와이어는 팁 구획(302)의 일부를 편향시키기 위해 조향 구획(306)으로부터 팁 구획(302)으로 연장되고; 스위칭 요소는 작동 요소에 의해 제어되어 길이 방향 요소(1214(s); 1316(s)) 또는 조향 와이어(16(i))를 스위칭하는, 길이 방향 요소 또는 조향 와이어를 포함하고, 잠금 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108), 길이 방향 요소(1214(s); 1316(s)) 또는 조향 와이어(16(i)), 스위칭 요소 및 작동 요소(608; 826; 934, 962; 2/1034)는 서로 간에 삽입되는 하나 이상의 튜브의 부분이다.

Description

내시경 또는 침습적 적용을 위한 조향 가능한 기구

본 발명은 예를 들어 수술 시에 내시경 및/또는 침습적 유형의 적용을 위한 조향 가능한 기구에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조향 가능한 기구는 의료용 및 비의료용 모두에 사용될 수 있다. 비의료용의 예에는 접근하기 어려운 위치에 있는 기계 및/또는 전자 하드웨어를 검사 및/또는 수리하는 것이 포함된다. 따라서, 내시경 적용 또는 침습 기구와 같이 이하의 설명에서 사용되는 용어는 폭넓게 해석되어야 한다.

표적 영역을 노출시키기 위해 큰 절개를 필요로 하는 수술 개입을 최소 침습적 수술 개입, 즉 표적 영역에 접근을 수립하기 위해 단지 자연적인 구멍이나 작은 절개만을 요구하는 수술 개입으로 전환하는 것은 잘 알려져 있고, 현재도 그 추세가 계속되고 있다. 최소 침습 수술 개입을 수행할 때 의사와 같은 조작자는 침습 기구를 인체나 동물의 몸에 도입하고 위치시키기 위해 배열된 접근 포트를 필요로 한다. 인간 또는 동물 환자에 대한 흉터 조직 형성 및 통증을 감소시키기 위해, 접근 포트는 바람직하게는 피부 및 하부 조직에 단일의 작은 절개에 의해 제공된다. 일부 응용에서 신체의 자연 구멍을 입구로 사용할 수 있다.

수술 침습 기구와 내시경은 이 기술 분야에 잘 알려져 있다. 침습 기구와 내시경은 모두 탐색과 조향 능력을 향상시키는 조향 가능한 튜브를 포함할 수 있다. 이러한 조향 가능한 튜브는 적어도 하나의 가요성 구역을 포함하는 근위 단부 부분, 적어도 하나의 가요성 구역을 포함하는 원위 단부 부분, 및 중간 부분을 포함할 수 있고, 조향 가능한 튜브는 중간 부분에 대한 근위 단부 부분의 적어도 일부의 편향을 원위 단부 부분의 적어도 일부의 관련된 편향으로 변환하도록 적응된 조향 장치를 추가로 포함한다. 대안적으로, 원위 가요성 구역은 조향 가능한 기구의 근위 단부에 배열된 로봇 기구에 의해 조향될 수 있다.

조향 가능한 침습 기구는 튜브를 조향하기 위해 및/또는 조향 가능한 튜브의 원위 단부 부분에 배열된 도구를 조작하기 위해 조향 가능한 튜브의 근위 단부 부분에 배열된 핸들을 포함할 수 있다. 이러한 도구는 예를 들어 카메라, 수동 조작기, 예를 들어, 한 쌍의 가위, 집게, 또는 에너지 소스, 예를 들어, 전기, 초음파 또는 광학 에너지 소스를 사용하는 조작기 등일 수 있다.

나아가, 이러한 조향 가능한 튜브는 단지 튜브의 근위 및 원위 단부 부분의 가요성 구역의 수 및 조향 장치의 조향 부재의 원하는 구현 상태에 따라 외부 원통형 요소, 내부 원통형 요소 및 하나 이상의 중간 원통형 요소를 포함하는 동축으로 배열된 다수의 원통형 요소를 포함할 수 있고, 즉, 모든 조향 부재는 단일 중간 원통형 요소에 배열될 수 있고, 또는 조향 부재는 서로 다른 세트로 분할되고, 각 조향 부재 세트는 적어도 부분적으로 서로 다르거나 동일한 중간 원통형 요소에 배열된다. 대부분의 종래 기술의 디바이스에서, 조향 장치는 조향 부재로서 예를 들어 1 mm 미만의 직경을 갖는 종래의 조향 케이블을 포함하고, 조향 케이블은 튜브의 근위 및 원위 단부 부분에서 관련된 가요성 구역 사이에 배열된다. 볼 형상 조향 유닛 또는 로봇 구동 조향 유닛과 같은 근위 단부의 다른 조향 유닛이 대신 적용될 수 있다.

그러나, 조향 케이블에는 잘 알려진 많은 단점이 있기 때문에 일부 응용에서는 이 단점을 피하고 하나 이상의 중간 원통형 요소의 일체형 부분을 형성하는 하나 이상의 조향 와이어 세트로 조향 부재를 구현하기를 원할 수 있다. 조향 와이어를 포함하는 중간 원통형 요소 각각은 사출 성형이나 도금과 같은 적절한 재료 추가 기술을 사용하여 제조되거나 또는 튜브에서 시작한 후 레이저 절단, 광화학 에칭, 딥 프레싱, 드릴링 또는 밀링과 같은 종래의 치핑 기술 또는 고압 워터젯 절단 시스템과 같은 적절한 재료 제거 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 이 방식으로 제조된 조향 와이어는 그런 다음 튜브 재료로부터 발생하는 길이 방향 스트립으로 구현되고, 당기는/미는 와이어로 사용될 수 있다. 앞서 언급한 재료 제거 기술 중 레이저 절단은 합리적인 경제적 조건 하에서 재료를 매우 정확하고 깨끗하게 제거할 수 있게 하기 때문에 매우 유리하다. 본 발명의 실시예는 이러한 기술을 사용하여 제조될 수 있다.

내부 및 외부 원통형 요소도 또한 튜브로 제조될 수 있다. 이러한 튜브는 기구의 원위 단부와 가능하게는 또한 근위 단부도 구부러질 수 있는 위치에서 가요성이어야 한다. 또한 기구가 가요성이어야 하는 다른 위치에서도 내부 및 외부 원통형 요소는 가요성이어야 한다. 이는 이러한 가요성 위치에 힌지가 있는 내부 및 외부 원통형 요소를 제공함으로써 구현될 수 있다. 이러한 힌지는 튜브에 미리 결정된 패턴을 (레이저로) 절단한 결과일 수 있다. 많은 다른 패턴이 종래 기술에 알려져 있다. 어떤 패턴을 사용할지는 필요한 굽힘 각도, 굽힘 가요성, 길이 방향 강직성 및 반경 방향 강직성을 포함하되 이에 국한되지 않는, 관심 위치에서의 설계 요구 사항에 의존한다.

위에서 언급한 조향 가능한 튜브와 그 조향 장치의 설계와 제조에 관한 추가 세부 사항은 예를 들어 출원인의 WO 2009/112060 A1, WO 2009/127236 A1, US 13/160,949 및 US 13/548,935(이들 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 본 명세서에 포함됨)에 설명되어 있다.

예를 들어 조향 가능한 팁이 있는 가요성 내시경 기구에 알려져 있는 바와 같이 가요성 침습형 조향 가능한 기구는 조향 가능한 팁 제어와 관련하여 성능 결함을 나타낼 수 있다. 이러한 가요성 기구가 내시경 또는 자연 신체 내강과 같은 만곡된 채널을 통해 신체에 삽입될 때 기구가 구부러지면 길이 방향 팁 조향 요소가 변위된다. 종래에 형성된 기구에서 조향 요소, 예를 들어, 와이어는 근위 측에서 핸들과 같은 조향 디바이스에 고정되고, 원위 측에서 조향 가능한 팁에 고정되기 때문에, 조향 와이어의 움직임은 조향 디바이스를 편향시키고/시키거나 조향 가능한 팁을 편향시킨다. 이것은 기구가 좁은 만곡된 채널을 통해 전진할 때 그리고 조향 디바이스를 고정 위치에 유지할 때 팁이 전진 동안 제어 가능하지 않게 편향되어, 예를 들어, 좁은 내시경 작업 채널에 갇히거나, 또는 예를 들어 폐 기관지나 식도와 같은 연조직 자연 신체 내강의 조직을 손상시킬 수 있다는 문제를 야기한다.

또 다른 문제는 기구가 입구 채널을 통과하고 기구 팁이 목표 수술 부위에 도달했을 때 팁 편향이 더 이상 조향 디바이스의 편향과 일치하지 않는다는 것이다. 따라서 조향 디바이스의 중립 위치는 조향 가능한 팁의 중립 위치로 이어지지 않는다. 이러한 불일치는 사용자의 눈과 손의 협응에 부정적인 영향을 미친다.

기구 몸체의 굽힘으로 인한 원치 않는 팁 조향 문제를 해결하는, 이 문제에 대한 부분적인 해결책이 WO2014/011049에 설명되어 있다. 이 해결책은, 기구가 만곡된 입구 경로를 통해 전진할 때 조향 와이어가 조향 디바이스로부터 분리될 수 있고 조향 와이어의 단부와 이에 따라 기구 팁이 자유롭게 이동할 수 있는 기구를 설명한다. 기구 팁이 입구 채널을 통과하여 목표 수술 부위에 도달하면 조향 와이어가 조향 디바이스에 재결합되어 기구 팁이 이제 조향될 수 있다. 이 해결책의 단점은 기구가 기계적으로 보다 복잡하고 형성하는 데 더 많은 부품이 필요하다는 것이다. 또 다른 단점은 만곡된 입구 채널을 통과하기 위해 조작자가 특정 절차를 따라야 하는 데, 여기서 조작자가 실수를 하거나 이 절차를 수행하는 것을 잊어버릴 수 있다는 것이다.

종래 기술의 해결책은 기구가 특수하게 제조된 일반적으로 플라스틱 배관, 일반적으로 금속 코일 및 기계 가공된 부품으로 형성되고, 이러한 기구의 조립이 일반적으로 시간 소모적이고 어려운 공정이라는 공통점이 있다. 또한 개별 부품의 공차가 조립체에 더해져서 예를 들어 기구 성능의 광범위한 확산의 원인이 될 수 있으며, 종종 각 기구를 개별적으로 교정하는 것을 필요로 한다.

US2010/0228191은 카테터와 같은 세장형 기구용 지지 구조물, 특히 제어 가능하고 독립적으로 잠글 수 있고 잠금 해제할 수 있는 결합 인터페이스에 관한 것이다. 기구는 작은 경로를 탐색하고 선택적으로 원하는 형상으로 잠겨 형상을 유지할 수 있다. 기구는 하중의 적용에 따라 인접한 구조물을 개별적으로 또는 세트로서 서로에 대해 공간적으로 잠그거나 잠금 해제할 수 있는 인터페이스를 중간에 갖는 여러 개의 인접한 관형 구조물을 포함할 수 있다. 관형 구조물은 미리 구성된 임계값보다 큰 하중의 적용으로 편향되어 인터페이스의 잠금 상태를 제1 잠금 상태로부터 제2 잠금 상태로 변경할 수 있도록 구성된 하나 이상의 스프링 부재를 포함할 수 있다. 이러한 하중은 인장 하중 및/또는 압축 하중일 수 있는 실시예가 설명된다. 하중 적용 부재의 개시된 예로는 푸시로드, 푸시 케이블, 푸시 코일 또는 코일 튜브가 있다.

US2011/0004157은 기구의 구부러질 수 있는 원위 구역을 편향시키기 위한 조향 와이어가 튜브 그 자체로부터 제조되는 조향 가능한 튜브를 개시한다. 일 실시예에서, 튜브는 외부 튜브 또는 내부 튜브에 대해 조향 와이어에 의한 활주 가능 움직임을 방지하기 위한 제동 메커니즘을 포함한다. 목적은 구부러질 수 있는 원위 구역의 위치를 고정하는 것이다. 이러한 브레이크의 유일하게 개시된 예는 압축 정도에 따라 변하는 내부 직경을 갖는 압축성 환형 링이다. 링이 중심축을 따라 압축될 때 링의 내부 원주는 조향 와이어에 압력을 가한다.

US2015/0107396은 기구의 구부러질 수 있는 원위 구역을 편향시키기 위한 조향 와이어가 튜브로 제조되는 조향 가능한 기구를 개시한다. 기구는, 기구의 축방향으로 이동 가능하도록 구성되고, 기구의 적어도 일부의 만곡을 제한하도록 구성된 만곡 운동 제한 부재를 포함한다. 따라서, 기구는 부분이 만곡되는 것을 방지할 수 있으나 힌지의 만곡된 상태를 잠그거나 잠금 해제할 수 없거나 조향 와이어를 잠그거나 잠금 해제할 수는 없다.

본 발명의 목적은 위에서 언급한 문제 중 적어도 하나를 해결하거나 적어도 감소시키는, 내시경 및/또는 침습 유형의 적용을 위한 조향 가능한 기구를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 독립적인 양태는 독립 청구항에서 한정되는 반면, 종속 청구항은 유리한 실시예에 관한 것이다.

따라서, 본 발명의 모든 관련 요소는 서로 간에 삽입된 여러 튜브에 적절한 슬롯 패턴을 만드는 것에 의해, 예를 들어, 이러한 패턴을 (레이저) 절단하여 만드는 것에 의해 만들어진다. 아래에 추가로 설명된 바와 같이 이러한 패턴을 절단하는 다른 기술이 사용될 수 있다. 이러한 패턴을 절단하는 것은 쉽고 저렴하다. 슬롯 패턴이 만들어진 후 원하는 기능을 얻기 위해 서로 다른 튜브의 절단 요소의 일부는 서로 부착되어야 한다. 이는 (레이저) 용접이나 접착 등을 통해 쉽게 수행될 수 있다. 이것도 또한 저렴한 공정이다. 여러 개의 튜브에 절단된 요소만을 사용함으로써 침습 기구의 단면 치수를 크게 줄일 수 있고 이는 이 기구에 대한 현재 시장 수요를 충족한다. 동시에 이러한 기구는 신뢰할 수 있으며, 조작자에게 예를 들어 몸(인체)에서 원하는 수술 부위로 도구를 조작할 때 높은 정밀도를 제공한다.

본 발명은 여러 가지 다른 응용을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 발명은, 기구에 개별 힌지를 잠그거나 잠금 해제하거나, 기구의 구부러질 수 있는 부분의 굽힘을 제한하거나, 조향 와이어를 다른 조향 와이어에 결합시키거나, 기구를 사용하기 전에 조향 와이어에 사전 하중(preload)을 제공하는 등을 위해 기구가 만곡된 채널에 삽입되면 기구의 가요성 부분이 구부러지는 것으로 인한 조향 와이어의 경로 길이 차이를 보상하는 데 사용될 수 있다.

스위칭 요소는 스위칭 기능, 클램핑 기능, 결합 기능, 마찰 기능, 제동 기능을 위해 구성될 수 있다.

일 양태에서, 기구는 적어도 하나의 스위칭 요소를 구비하고, 이 적어도 하나의 스위칭 요소를 사용하여 조작자 또는 로봇은 조향 유닛으로부터 조향 와이어(들)를 분리할 수 있고, 그런 다음 기구는 만곡된 경로의 형상을 취하는 기구의 몸체로 인해 원위 팁의 방향에 영향을 주지 않고 만곡된 경로를 통해 탐색될 수 있다. 만곡된 경로를 통해 탐색하는 동안 기구의 팁은 자유롭게 이동할 수 있는 데, 이는 조향 와이어(들)가 자유롭게 이동할 수 있고, 가요성 몸체가 구부러질 때 팁이 다른 방향으로 힘을 받지 않고 만곡된 경로의 곡률을 따를 수 있기 때문이다. 수술 부위에 도달하면 예를 들어 조향 와이어(들)를 조향 유닛에 결합시키기 위해 스위칭 요소가 동작된다. 이러한 방식으로 팁의 배향은 항상 직선으로 유지될 수 있다. 더욱이, 기구의 근위 단부에 있는 편향 가능한 조향 유닛에 의해 팁이 편향되는 기구에서, 조작자는 조향 유닛의 위치를 팁의 대응하는 위치로 설정할 수 있다.

종래 기술은 조향 와이어를 기구의 고정된 근위 단부에 결합시키는 결합부에 대해서만 설명하고, 설명된 결합부는 '온-오프' 결합부로만 작용할 수 있다. 또한, 활성화 메커니즘은 여러 개의 개별 부분으로 구성된다.

본 출원에서, "근위" 및 "원위"라는 용어는 조작자, 예를 들어, 기구나 내시경을 동작시키는 로봇이나 의사와 관련하여 정의된다. 예를 들어, 근위 단부 부분은 로봇이나 의사 근처에 위치된 부분으로 해석되어야 하고, 원위 단부 부분은 로봇이나 의사로부터 멀리 위치된, 즉 수술 영역에 위치된 부분으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 조향 가능한 기구를 구성하는 데 필요한 모든 요소는 다수의 튜브로부터 대부분 미리 조립된 상태로 일체로 제조된다. 남은 유일한 조립 단계는 튜브를 서로 활주시켜 필요한 위치에서 튜브를 서로 부착시키는 것으로 구성된다. 미리 조립된 부분은 3D 인쇄이나 도금 기술과 같은 재료 증착 공정을 통해 튜브 벽에 만들어질 수 있다. 바람직하게는 미리 조립된 부분은 단단한 벽의 플라스틱 또는 금속 튜브(스테인리스강, 코발트 크롬 합금, 니티놀과 같은 초탄성 합금 등)로부터 재료 제거 공정에 의해 만들어질 수 있다. 사용될 수 있는 재료 제거 공정은 예를 들어 종래의 치핑 공정, 워터젯 절단, 에칭 및 바람직하게는 레이저 절단 공정이다.

따라서, 본 발명의 실시예는 이러한 기구의 제조 비용 및 이에 따라 이러한 기구를 사용하는 개입 비용을 상당히 감소시킬 수 있게 한다. 이는 심지어 이러한 기구를 한번만 사용하고 버리는 것도 상업적으로 실행 가능하게 한다. 이는 적절하게 세정되지 않거나 재살균되지 않은 사용 전 기구를 통해 환자의 오염 또는 감염으로 인해 시술 후 합병증이 발생할 위험이 10%인 것으로 알려진 사용 전 재살균된 기구 대신 이제 새로운 기구를 사용할 수 있기 때문에 개입 시술의 안전성을 증가시킨다.

이러한 기구의 또 다른 장점은 미리 조립된 상태로 부분을 생산하는 통합 방식을 사용함으로써 부분이 항상 서로 맞아서 부분 간의 최소 유격을 달성할 수 있다는 것이다. 이는 레이저 절단 공정을 사용할 때 특히 그렇다. 두 개의 일체형 부분 사이에서 달성 가능한 최소 유격은 사용된 레이저 빔의 폭만큼 작고, 이는 0.01 mm만큼 작을 수 있다. 일반적으로 0.01 mm 내지 0.05 mm의 유격을 쉽게 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 부분을 일체형으로 제조하는 것은 부분의 맞춤과 부분 간의 유격 면에서 매우 정확하여 기구의 기능적 성능의 향상된 정확성과 반복성을 보장한다.

본 발명의 추가 특징 및 장점은 비제한적이고 비배타적인 실시예를 통해 본 발명의 설명으로부터 명백해질 것이다. 이 실시예는 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 다른 대안 및 균등한 실시예가 고안되고 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예는 유사하거나 동일한 참조 부호가 유사하거나 동일하거나 대응하는 부분을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 하나의 구부러질 수 있는 원위 단부 부분과, 원통형 요소에서 절단된 스트립에 의해 구부러질 수 있는 원위 단부 부분의 굽힘을 제어하는 하나의 근위 단부 부분을 갖는 침습 기구 조립체의 개략 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 기구를 제조할 수 있는 3개의 원통형 요소의 개략적인 개요를 도시한다.
도 3a는 도 1 및 도 2의 기구의 중간 원통형 요소의 일부를 도시한다.
도 3b는 이러한 기구의 중간 원통형 요소의 대안적인 예를 도시한다.
도 4는 예시적인 중간 원통형 요소와, 이 중간 원통형 요소에 삽입된 내부 원통형 요소를 도시한다.
도 5는 두 개의 조향 가능하고 구부러질 수 있는 원위 단부 부분과 두 개의 근위 가요성 제어 부분을 갖는 조향 가능한 침습 기구 조립체의 외부도를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 기구의 원위 팁의 확대도를 도시한다.
도 7은 도 5에 도시된 침습 기구의 단면도를 도시한다.
도 8 및 도 9는 도 5 및 도 7의 침습 기구가 구부러질 수 있는 방식의 예를 도시한다.
도 10은 도 5 내지 도 9에 도시된 침습 기구의 대안적인 실시예로서, 원위 단부와 근위 단부 사이의 중간 구획의 적어도 일부가 또한 가요성을 갖는 것을 도시한다.
도 11 및 도 12는 내시경 수술 기구로서 침습 기구를 사용하는 개략적인 예로서, 침습 기구가 장관 및 식도와 같은 자연적 신체 내강에 삽입될 수 있도록 원위 단부와 근위 단부 사이의 중간 구획이 또한 가요성인 것을 도시한다.
도 13 내지 도 18c는 기구에 추가 기능을 제공하기 위해 조향 와이어 또는 제어 와이어를 기구의 다른 부분으로 스위칭/클램핑할 수 있는 방식을 개략적으로 도시한다.
도 19a, 도 19b는 힌지의 편향을 동결시키는 메커니즘을 도시한다.
도 20은 텔레스코픽 디바이스를 도시한다.
도 21은 힌지를 편향된 배향으로 동결시키는 데 사용될 수 있는 스위칭 요소가 있는 디바이스를 도시한다.
도 22a 내지 도 36은 조향 와이어를 기구의 다른 부분, 예를 들어, 기구 몸체의 다른 조향 와이어 부분 또는 "고정계"에 클램핑할 수 있는 방식에 대한 일부 개략적인 예를 도시한다.
도 37a 내지 도 40은 인접한 힌지 세그먼트를 동결시키는 데 사용될 수 있는 일부 개략적인 메커니즘을 도시한다.
도 41a 내지 도 41c는 조향 와이어가 잠길 수 있는 여러 튜브를 사용한 구현예를 도시한다.
도 42a 내지 도 42c는 조향 와이어에 인장력이 미리 가해질 수 있는 여러 튜브를 사용한 구현예를 도시한다.
도 43a 내지 도 43c는 조향 와이어가 잠길 수 있는 여러 튜브를 사용한 구현예를 도시한다.
도 44a 내지 도 44c 및 도 45a 내지 도 45c는 힌지가 현재의 편향된 배향으로 동결될 수 있는 여러 튜브를 사용한 구현예를 도시한다.
도 46a 내지 도 46e는 조향 와이어의 서로 다른 부분이 단일 조향 와이어로 동작할 수 있도록 서로 연결될 수 있는, 하나 이상의 튜브를 사용한 구현예를 도시한다.
도 47a, 도 47b는 인접한 길이 방향 요소가 스위칭 메커니즘과 결합될 수 있는 방식에 대한 일례를 도시한다.

본 명세서의 목적을 위해, 원통형 요소와 튜브라는 용어는 상호 교환 가능하게 사용될 수 있고, 즉, 원통형 요소라는 용어는 또한 물리적 개체를 의미한다. 본 발명은, 이러한 원통형 요소로부터 절단된 조향 와이어로서, 기구의 근위 단부의 조향 와이어의 움직임을 원위 단부로 전달하여 하나 이상의 가요성 원위 단부 부분의 굽힘을 제어하는 밀고/당기는 조향 와이어로 동작하는 조향 와이어와 관련하여 설명될 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 기구

도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b는 WO2009/112060에 알려져 있다. 본 발명은 이러한 유형의 기구에 적용될 수 있기 때문에 이에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 3개의 동축으로 배열된 원통형 요소, 즉 내부 원통형 요소(2), 중간 원통형 요소(3) 및 외부 원통형 요소(4)를 포함하는 종래 기술의 조향 가능한 기구의 길이 방향 단면을 도시한다. 원통형 요소(2, 3, 및 4)를 만드는 데 사용하기에 적합한 재료에는 스테인리스강, 코발트-크롬, Nitinol®과 같은 형상 기억 합금, 플라스틱, 폴리머, 복합재, 또는 레이저 절단 또는 EDM과 같은 재료 제거 공정으로 성형될 수 있는 기타 재료가 포함된다. 대안적으로, 원통형 요소는 3D 인쇄 공정 또는 기타 알려진 재료 증착 공정에 의해 제조될 수 있다.

내부 원통형 요소(2)는 기구의 원위 단부 부분(13)에 위치된 제1 강성 단부 부분(5), 제1 가요성 부분(6), 기구의 중간 부분(12)에 위치된 중간 강성 부분(7), 제2 가요성 부분(8), 및 기구의 근위 단부 부분(11)에 위치된 제2 강성 단부 부분(9)을 포함한다.

외부 원통형 요소(4)는 또한 제1 강성 단부 부분(17), 제1 가요성 부분(18), 중간 강성 부분(19), 제2 가요성 부분(20) 및 제2 강성 단부 부분(21)을 포함한다. 원통형 요소(2)의 각 부분(5, 6, 7, 8 및 9)과 원통형 요소(4)의 각 부분(17, 18, 19, 20 및 21)의 길이는 바람직하게는 내부 원통형 요소(2)가 외부 원통형 요소(4)에 삽입될 때 이들 여러 부분이 길이 방향으로 서로 정렬되도록 실질적으로 동일하다.

중간 원통형 요소(3)는 또한 조립된 상태에서 두 개의 다른 원통형 요소(2, 4)의 대응하는 각 강성 부분(5, 17 및 9, 21) 사이에 위치되는 제1 강성 단부 부분(10)과 제2 강성 단부 부분(15)을 갖는다. 중간 원통형 요소(3)의 중간 부분(14)은 아래에서 설명된 바와 같이 서로 다른 형태와 형상을 가질 수 있는 하나 이상의 별개의 조향 와이어(16)를 포함한다. 이들은 원통형 요소(3) 자체로 만들어지며 길이 방향 스트립 형태를 갖는다. 도 3a에는 2개의 이러한 조향 와이어(16)가 도시되어 있다. 3개의 원통형 요소(2, 3, 4)를 조립하여 요소(2)를 요소(3)에 삽입하고 두 개의 결합된 요소(2, 3)를 요소(4)에 삽입한 후(임의의 다른 순서도 가능함), 기구의 원위 단부에 있는 적어도 내부 원통형 요소(2)의 제1 강성 단부 부분(5), 중간 원통형 요소(3)의 제1 강성 단부 부분(10), 및 외부 원통형 요소(4)의 제1 강성 단부 부분(17)은 예를 들어 접착제나 하나 이상의 레이저 용접 스폿(welding spot)을 사용하여 서로 부착된다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 또한 기구의 근위 단부에 있는 내부 원통형 요소(2)의 제2 강성 단부 부분(9), 중간 원통형 요소(3)의 제2 강성 단부 부분(15) 및 외부 원통형 요소(4)의 제2 강성 단부 부분(21)은 3개의 원통형 요소(2, 3, 4)가 하나의 일체형 유닛을 형성하도록 예를 들어 접착제 또는 하나 이상의 레이저 용접 스폿을 사용하여 서로 부착된다.

도 2에 도시된 실시예에서 중간 원통형 요소(3)의 중간 부분(14)은 중간 부분(14)이 도 3a의 중간 원통형 요소(3)의 펼쳐진 상태로 도시된 바와 같은 일반적인 형상 및 형태를 갖도록 균일한 단면을 갖는 다수의 조향 와이어(16)를 포함한다. 또한 도 3a로부터 중간 부분(14)은 중간 원통형 부분(3)의 원주에 걸쳐, 가능하게는 동일하게 이격된 평행한 다수의 조향 와이어(16)에 의해 형성되는 것이 분명하다. 유리하게는, 조향 와이어(16)의 개수는 기구가 임의의 방향으로 완전히 제어될 수 있도록 적어도 3개이지만, 임의의 더 많은 개수도 가능하다. 조향 와이어(16)의 수는 예를 들어 6개 또는 8개일 수 있다.

조향 와이어(16)는 전체 길이에 걸쳐 균일한 단면을 가질 필요가 없는 것으로 관찰된다. 조향 와이어는, 가능하게는 조향 와이어(16)에 인접한 하나 이상의 위치에서 원통형 요소(3)를 레이저 절단하여 발생한 작은 슬롯에 의해서만 분리되도록 길이를 따라 다양한 폭을 가질 수 있다. 그러면 조향 와이어의 이러한 더 넓은 부분은 인접한 조향 와이어(16)가 밀린 상태에서 접선 방향으로 좌굴되는 것을 방지하는 스페이서로서 동작한다. 대안적으로 스페이서는 다른 방식으로 구현될 수 있다.

스페이서가 있는 일 실시예가 펼쳐진 상태의 두 개의 인접한 조향 와이어(16)를 도시하는 도 3b에 도시되어 있다. 도 3b에 도시된 실시예에서 각각의 조향 와이어(16)는 제1 가요성 부분(6, 18), 중간 강성 부분(7, 19) 및 제2 가요성 부분(8, 20)과 각각 공존하는 3개의 부분(61, 62 및 63)으로 구성된다. 중간 강성 부분과 일치하는 부분(62)에서 인접한 조향 와이어(16)의 각 쌍은 실제로 각 조향 와이어의 독립적인 움직임을 허용할 만큼 충분한 좁은 슬롯만이 이들 사이에 존재하도록 접선 방향으로 서로 거의 접촉한다. 슬롯은 제조 공정에서 생성되며, 그 폭은 예를 들어 슬롯을 절단하는 레이저 빔의 직경에 따라 결정된다.

다른 두 부분(61 및 63)에서 각 조향 와이어는 인접한 가요성 부분의 각 쌍 사이에 상당한 갭이 있도록 원주 방향에서 볼 때 상대적으로 작고 가요성인 부분(64, 65)으로 구성되고, 각 가요성 부분(64, 65)에는 접선 방향으로 연장되고 인접한 가요성 부분(64, 65)까지의 갭을 거의 완전히 가교하는 다수의 스페이서(66)가 제공된다. 이러한 스페이서(66)로 인해 기구의 가요성 부분에 있는 조향 와이어(16)가 접선 방향으로 이동하는 경향이 억제되고 접선 방향의 제어가 향상된다. 이러한 스페이서(66)의 정확한 형상은 스페이서가 가요성 부분(64 및 65)의 가요성을 손상시키지 않는다면 그다지 중요하지 않다. 스페이서(66)는 가요성 부분(64, 65)과 일체형 부분을 형성할 수 있고, 또한 적절한 레이저 절단 공정을 통해 생성될 수도 있다.

도 3b에 도시된 실시예에서 스페이서(66)는 이 스페이스가 부착되는 가요성 부분(64, 65)에서 볼 때 하나의 접선 방향을 향해 연장된다. 그러나 이러한 스페이서(66)가 하나의 가요성 부분(64, 65)으로부터 시작하여 양쪽 원주 방향으로 연장되는 것도 가능하다. 이를 사용함으로써 접선 방향을 따라 볼 때 교번하는 유형의 가요성 부분(64, 65)을 갖는 것이 가능하며, 여기서 제1 유형은 그 다음 가요성 부분까지 연장되는 스페이서(66)가 양쪽에 제공되고, 가요성 부분(64, 65)의 제2 중간 세트는 스페이서(66) 없이 제공된다. 그렇지 않고 양쪽에 캠이 있는 가요성 부분을 갖는 것이 가능하고, 여기서 기구의 길이 방향을 따라 볼 때 하나의 가요성 부분에서 발생하는 캠은 인접한 가요성 부분에서 발생하는 스페이서와 교대로 나타난다. 수많은 대안이 존재한다는 것은 명백하다.

이러한 중간 부분의 생산은 사출 성형 또는 도금 기술을 통해 가장 편리하게 수행될 수 있고, 또는 원하는 내부 및 외부 직경을 가진 원통형 튜브로부터 시작하여 예를 들어 레이저 또는 워터젯 절단을 통해 필요한 원통형 튜브 벽의 일부를 제거하여 원하는 형상의 중간 원통형 요소(3)를 완성하여 수행된다. 그러나, 대안적으로, 임의의 3D 인쇄 방법을 사용할 수 있다.

재료의 제거는 레이저 절단, 광화학 에칭, 딥 프레싱, 드릴링이나 밀링과 같은 종래의 치핑 기술, 고압 워터젯 절단 시스템 또는 이용 가능한 임의의 적절한 재료 제거 공정과 같은 다양한 기술을 통해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 레이저 절단을 사용하면 합리적인 경제적 조건 하에서 재료를 매우 정확하고 깨끗하게 제거할 수 있다. 위에 언급된 공정은 종래의 조향 케이블은 일부 방식으로 단부 부분에 연결되어야 종래의 기구에서 요구되는 대로 중간 원통형 요소의 다른 부분을 연결하기 위한 추가 단계를 필요로 하지 않고 원통형 요소(3)를 말하자면 하나의 공정으로 만들 수 있기 때문에 편리한 방식이다. 동일한 유형의 기술이 각각의 가요성 부분(6, 8, 18 및 20)을 갖는 내부 및 외부 원통형 요소(2 및 4)를 생산하는 데 사용될 수 있다. 이러한 가요성 부분(6, 8, 18 및 20)은 예를 들어, 유럽 특허 출원 08 004 373.0(출원일: 2008년 3월 10일)의 5페이지, 15행 내지 26행에 설명된 방법 중 임의의 방법을 사용하여 원통형 요소로부터 임의의 원하는 패턴을 절단하여 생성된 힌지로 제조될 수 있지만 가요성 부분을 만들기 위해 임의의 다른 적절한 공정을 사용할 수 있다.

도 4 내지 도 10에 도시된 기구는 종래 기술 WO2020/214027에 알려져 있는 것으로 관찰된다. 또한 이러한 기구에도 본 발명이 적용될 수 있다.

도 4는 전술한 바와 같이 근위 가요성 구역(14)과 원위 가요성 구역(16)을 상호 연결하는 중간 원통형 요소(3)의 벽에 길이 방향 슬롯(70)을 제공한 후에 획득된 길이 방향 (조향) 요소(16)의 예시적인 실시예를 도시한다. 여기서, 조향 와이어(16)는 기구의 근위 부분에 있는 각각의 조향 요소(16)의 단부 부분이 기구의 원위 부분에 있는 동일한 조향 와이어(16)의 단부 부분보다 길이 방향 축을 중심으로 다른 각도 배향으로 배열되도록 기구의 길이 방향 축을 중심으로 적어도 부분적으로 나선형을 이룬다. 조향 와이어(16)가 선형 배향으로 배열된 경우, 특정 평면의 근위 부분에서 기구가 구부러지면 동일한 평면의 원위 부분에서 기구가 180도 반대 방향으로 구부러지게 된다. 조향 와이어(16)의 이러한 나선형 구조는 특정 평면의 근위 부분에서 기구의 구부러짐이 다른 평면이나 동일한 평면의 동일한 방향으로 원위 부분의 기구의 구부러짐을 야기할 수 있는 효과를 제공한다. 바람직한 나선형 구조는 기구의 근위 부분에 있는 각각의 조향 요소(16)의 단부 부분이 기구의 원위 부분에 있는 동일한 조향 와이어(16)의 단부 부분에 대해 길이 방향 축을 중심으로 180도 각도로 이동된 배향으로 배열되도록 이루어질 수 있다. 그러나, 예를 들어 임의의 다른 각도(예를 들어, 90도)로 이동된 배향은 본 명세서의 범위 내에 있다. 슬롯(70)은 조향 가능한 기구에 제 위치에 제공될 때 조향 와이어의 움직임이 인접한 조향 와이어에 의해 안내되도록 치수가 정해진다. 그러나, 특히 기구의 가요성 구역(13, 14)에서 조향 와이어(16)의 폭은 그 위치에서 기구에 필요한 가요성/굽힘성을 제공하기 위해 더 작을 수 있다.

도 5는 두 개의 구부러질 수 있는 근위 구역(72, 73) 각각에 의해 동작되는 두 개의 조향 가능한 구부러질 수 있는 원위 구역(74, 75)을 갖는 조향 가능한 기구의 세장형 관형 몸체(76)의 일 실시예의 원위 부분의 상세 사시도를 제공한다. 도 5는 세장형 관형 몸체(76)가 원위 단부 부분(13)에서 제1 원위 가요성 영역(74) 후에 종료하는 외부 원통형 요소(104)를 포함하는 다수의 동축으로 배열된 층 또는 원통형 요소를 포함하는 것을 보여준다. 외부 원통형 요소(104)의 원위 단부 부분(13)은 외부 원통형 요소(104)의 내부 및 인접하게 위치된 원통형 요소(103)에 예를 들어 용접 스폿(100)에서 스폿 용접에 의해 고정 부착된다. 그러나, 임의의 기계적 스냅 결합 연결 또는 적절한 접착제를 사용한 접착을 포함하여 임의의 다른 적절한 부착 방법이 사용될 수 있다.

도 6은 원위 단부 부분(13)의 보다 상세한 도면을 제공하고, 이 실시예에서, 이 원위 단부 부분은 3개의 동축으로 배열된 층 또는 원통형 요소, 즉, 내부 원통형 요소(101), 제1 중간 원통형 요소(102) 및 제2 중간 원통형 요소(103)를 포함하는 것을 보여준다. 내부 원통형 요소(101), 제1 중간 원통형 요소(102) 및 제2 중간 원통형 요소(103)의 원위 단부는 3개 모두 서로 고정 부착되어 있다. 이는 용접 스폿(100)에서 스폿 용접에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 임의의 기계적 스냅 결합 연결 또는 적절한 접착제를 사용한 접착을 포함하여 임의의 다른 적절한 부착 방법이 사용될 수 있다. 부착 지점은 이 도면에 도시된 바와 같이 내부 원통형 요소(101), 제1 중간 원통형 요소(102) 및 제2 중간 원통형 요소(103)의 단부 에지에 있을 수 있다. 그러나, 이러한 부착 지점은 또한 이러한 에지로부터 약간 떨어진 곳에 위치될 수 있으며, 바람직하게는 단부 에지와 가요성 구역(75)의 위치 사이에 위치될 수도 있다.

도 5에 도시된 바와 같은 세장형 관형 몸체(76)가 총 4개의 원통형 요소를 포함하는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 도 5에 도시된 실시예에 따른 세장형 관형 몸체(76)는 조향 장치의 조향 부재가 배열되는 두 개의 중간 원통형 요소(102 및 103)를 포함한다. 그러나, 원할 경우 원통형 요소를 추가로 제공하거나 덜 제공할 수도 있다.

도 5에 도시된 바와 같은 세장형 관형 몸체(76)의 예시적인 실시예의 조향 배열은 세장형 관형 몸체(76)의 근위 단부 부분(11)에 두 개의 가요성 구역(72, 73), 세장형 관형 몸체(76)의 원위 단부 부분(13)에 있는 두 개의 가요성 구역(74, 75), 및 근위 단부 부분(11)과 원위 단부 부분(13)의 관련된 가요성 구역 사이에 배열된 조향 부재를 포함한다. 조향 부재의 예시적인 실제 배열은 도 5에 도시된 바와 같은 세장형 관형 몸체(76)의 예시적인 실시예의 개략적인 길이 방향 단면도를 제공하는 도 7에 도시되어 있다.

가요성 구역(72, 73, 74 및 75)은 이 실시예에서 각각의 원통형 요소에 슬릿(72a, 73a, 74a 및 75a)을 각각 제공함으로써 구현된다. 이러한 슬릿(72a, 73a, 74a 및 75a)은 가요성 구역(72, 73, 74 및 75)이 원하는 설계에 따라 길이 방향 및 접선 방향으로 원하는 가요성을 갖도록 임의의 적합한 패턴으로 배열될 수 있다.

도 7은 위에서 언급된 4개의 층 또는 원통형 요소, 즉, 내부 원통형 요소(101), 제1 중간 원통형 요소(102), 제2 중간 원통형 요소(103) 및 외부 원통형 요소(104)의 길이 방향 단면을 도시한다.

내부 원통형 요소(101)는, 기구의 원위 단부로부터 근위 단부로 길이를 따라 볼 때, 조향 가능한 기구(10)의 원위 단부 부분(13)에 배열된 강성 링(111), 제1 가요성 부분(112), 제1 중간 강성 부분(113), 제2 가요성 부분(114), 제2 중간 강성 부분(115), 제3 가요성 부분(116), 제3 중간 강성 부분(117), 제4 가요성 부분(118), 및 조향 가능 기구의 근위 단부 부분(11)에 배열된 강성 단부 부분(119)을 포함한다.

제1 중간 원통형 요소(102)는, 기구의 원위 단부로부터 근위 단부로 길이를 따라 볼 때, 강성 링(121), 제1 가요성 부분(122), 제1 중간 강성 부분(123), 제2 가요성 부분(124), 제2 중간 강성 부분(125), 제3 가요성 부분(126), 제3 중간 강성 부분(127), 제4 가요성 부분(128) 및 강성 단부 부분(129)을 포함한다. 부분(122, 123, 124, 125, 126, 127 및 128)은 와이어처럼 길이 방향으로 이동될 수 있는 조향 와이어(120)를 함께 형성한다. 제1 중간 요소(102)의 강성 링(121), 제1 가요성 부분(122), 제1 중간 강성 부분(123), 제2 가요성 부분(124), 제2 중간 강성 부분(125), 제3 가요성 부분(126), 제3 중간 강성 부분(127), 제4 가요성 부분(128), 및 강성 단부 부분(129)의 길이 방향 치수 각각은, 내부 원통형 요소(101)의 강성 링(111), 제1 가요성 부분(112), 제1 중간 강성 부분(113), 제2 가요성 부분(114), 제2 중간 강성 부분(115), 제3 가요성 부분(116), 제3 중간 강성 부분(117), 제4 가요성 부분(118), 및 강성 단부 부분(119)의 길이 방향 치수 각각과 정렬되고, 바람직하게는 이와 대략 동일하며, 이들 부분과 또한 일치한다. 본 설명에서 "대략 동일"이라는 것은 각각의 동일한 치수가 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만의 오차 범위 내에서 동일함을 의미한다.

유사하게, 제1 중간 원통형 요소(102)는 하나 이상의 다른 조향 와이어(이 중 하나가 참조 부호(120a)로 도시됨)를 포함한다.

제2 중간 원통형 요소(103)는, 기구의 원위 단부로부터 근위 단부로 길이를 따라 볼 때, 제1 강성 링(131), 제1 가요성 부분(132), 제2 강성 링(133), 제2 가요성 부분(134), 제1 중간 강성 부분(135), 제1 중간 가요성 부분(136), 제2 중간 강성 부분(137), 제2 중간 가요성 부분(138), 및 강성 단부 부분(139)을 포함한다. 부분(133, 134, 135 및 136)은 와이어처럼 길이 방향으로 이동될 수 있는 조향 와이어(130)를 함께 형성한다. 제2 중간 원통형 요소(103)의 제1 강성 링(131), 제1 가요성 부분(132)과 함께 제2 강성 링(133) 및 제2 가요성 부분(134), 제1 중간 강성 부분(135), 제1 중간 가요성 부분(136), 제2 중간 강성 부분(137), 제2 중간 가요성 부분(138) 및 강성 단부 부분(139)의 길이 방향 치수 각각은 제1 중간 요소(102)의 강성 링(111), 제1 가요성 부분(112), 제1 중간 강성 부분(113), 제2 가요성 부분(114), 제2 중간 강성 부분(115), 제3 가요성 부분(116), 제3 중간 강성 부분(117), 제4 가요성 부분(118) 및 강성 단부 부분(119)의 길이 방향 치수 각각과 정렬되고 바람직하게는 대략 동일하며, 이들 부분과 또한 일치한다.

유사하게, 제2 중간 원통형 요소(103)는 하나 이상의 다른 조향 와이어(이 중 하나가 참조 부호(130a)로 도시됨)를 포함한다.

외부 원통형 요소(104)는, 기구의 원위 단부로부터 근위 단부로 길이를 따라 볼 때, 제1 강성 링(141), 제1 가요성 부분(142), 제1 중간 강성 부분(143), 제2 가요성 부분(144), 및 제2 강성 링(145)을 포함한다. 외부 원통형 요소(104)의 제1 가요성 부분(142), 제1 중간 강성 부분(143) 및 제2 가요성 부분(144)의 길이 방향 치수 각각은 제2 중간 요소(103)의 제2 가요성 부분(134), 제1 중간 강성 부분(135) 및 제1 중간 가요성 부분(136)의 길이 방향 치수 각각과 정렬되고 바람직하게는 대략 동일하며, 이들 부분과 또한 일치한다. 강성 링(141)은 강성 링(133)과 대략 동일한 길이를 갖고, 예를 들어, 스폿 용접이나 접착을 통해 이에 고정 부착된다. 바람직하게는, 강성 링(145)은 예를 들어 스폿 용접이나 접착에 의해 강성 링(145)과 제2 중간 강성 부분(137) 사이에 각각 적절히 고정된 부착을 만드는 데 필요한 길이에 걸쳐서만 제2 중간 강성 부분(137)과 중첩된다. 강성 링(111, 121 및 131)은 예를 들어 스폿 용접 또는 접착에 의해 서로 부착된다. 이는 단부 에지에서 수행될 수 있지만 또한 이러한 단부 에지에서 떨어져 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 동일한 것이 유사한 방식으로 서로 부착될 수 있는 강성 단부 부분(119, 129 및 139)에도 적용될 수 있다. 그러나, 구조는 근위 부분의 원통형 요소의 직경이 원위 부분의 직경에 비해 더 크거나 더 작도록 이루어질 수 있다. 이러한 실시예에서 근위 부분의 구조는 도 7에 도시된 것과는 다르다. 직경의 증가 또는 감소의 결과 증폭 또는 감쇠가 달성되고, 즉, 원위 부분의 가요성 구역의 굽힘 각도는 근위 부분의 대응하는 가요성 부분의 굽힘 각도보다 크거나 작을 것이다.

원통형 요소(101, 102, 103 및 104)의 내부 및 외부 직경은 서로에 대해 인접한 원통형 요소의 활주 이동이 가능하도록 세장형 관형 몸체(76)를 따라 동일한 위치에서 내부 원통형 요소(101)의 외부 직경이 제1 중간 원통형 요소(102)의 내부 직경보다 약간 작고, 제1 중간 원통형 요소(102)의 외부 직경이 제2 중간 원통형 요소(103)의 내부 직경보다 약간 작고, 제2 중간 원통형 요소(103)의 외부 직경이 외부 원통형 요소(104)의 내부 직경보다 약간 작은 방식으로 선택된다. 치수는 인접한 요소 사이에 활주 이동이 가능하도록 이루어져야 한다. 인접한 요소 사이의 간극은 일반적으로 0.02 mm 내지 0.1 mm 정도일 수 있지만 사용되는 특정 용도와 재료에 따라 다를 수 있다. 간극은 조향 와이어의 벽 두께보다 작아서 조향 와이어가 중첩되는 구성을 방지할 수 있다. 일반적으로 조향 와이어 벽 두께의 약 30% 내지 40%로 간극을 제한하는 것으로 충분하다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 근위 단부 부분(11)의 가요성 구역(72)은 조향 가능한 기구의 조향 장치의 제1 조향 와이어 세트를 형성하는 제2 중간 원통형 요소(103)의 부분(134, 135 및 136)에 의해 원위 단부 부분(13)의 가요성 구역(74)에 연결된다. 나아가, 근위 단부 부분(11)의 가요성 구역(73)은 조향 장치의 제2 조향 와이어 세트를 형성하는 제1 중간 원통형 요소(102)의 부분(122, 123, 124, 125, 126, 127 및 128)에 의해 원위 단부 부분(13)의 가요성 구역(75)에 연결된다. 전술한 바와 같은 구성을 사용하면 조향 가능한 기구(10)가 이중 굽힘을 위해 사용될 수 있다. 이러한 구성의 작용 원리는 도 8 및 도 9에 도시된 예를 참조하여 설명된다.

편의를 위해, 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 원통형 요소(101, 102, 103 및 104)의 서로 다른 부분은 다음과 같이 형성되는 구역(151 내지 160)으로 그룹화되었다. 구역(151)은 강성 링(111, 121 및 131)을 포함한다. 구역(152)은 부분(112, 122 및 132)을 포함한다. 구역(153)은 강성 링(133 및 141)과 부분(113 및 123)을 포함한다. 구역(154)은 부분(114, 124, 134 및 142)을 포함한다. 구역(155)은 부분(115, 125, 135 및 143)을 포함한다. 구역(156)은 부분(116, 126, 136 및 144)을 포함한다. 구역(157)은 강성 링(145) 및 이와 일치하는 부분(117, 127 및 137)의 부분을 포함한다. 구역(158)은 구역(157) 외부의 부분(117, 127, 137)의 부분을 포함한다. 구역(159)은 부분(118, 128 및 138)을 포함한다. 마지막으로, 구역(160)은 강성 단부 부분(119, 129 및 139)을 포함한다.

조향 가능한 기구의 원위 단부 부분(13)의 적어도 일부를 편향시키기 위해, 임의의 반경 방향으로 구역(158)에 굽힘력을 가하는 것이 가능하다. 도 8 및 도 9에 도시된 예에 따르면, 구역(158)은 구역(155)에 대해 하방으로 구부러져 있다. 그 결과, 구역(156)은 하방으로 구부러진다. 제2 중간 강성 부분(137)과 제2 강성 링(133) 사이에 배열되는 제2 중간 원통형 요소(103)의 부분(134, 135 및 136)을 포함하는 조향 와이어의 제1 세트로 인해, 구역(156)의 하방 굽힘은 제1 조향 와이어 세트의 길이 방향 변위에 의해 구역(155)에 대해 구역(154)의 상방 굽힘으로 전달된다. 이는 도 8 및 도 9에 모두 도시되어 있다.

구역(156)의 예시적인 하방 굽힘은 도 8에 도시된 바와 같이 기구의 원위 단부에서 구역(154)의 상방 굽힘만을 초래한다는 점에 유의해야 한다. 구역(156)의 굽힘으로 인한 구역(152)의 굽힘은 구역(152)과 구역(154) 사이에 배열된 구역(153)에 의해 방지된다. 이후 굽힘력이 임의의 반경 방향으로 구역(160)에 가해지면, 구역(159)도 또한 구부러진다. 도 9에 도시된 바와 같이, 구역(160)은 도 8에 도시된 위치에 대해 상방 방향으로 구부러진다. 그 결과, 구역(159)은 상방 방향으로 구부러진다. 강성 링(121)과 강성 단부 부분(129) 사이에 배열된 제1 중간 원통형 요소(102)의 부분(122, 123, 124, 125, 126, 127 및 128)을 포함하는 조향 와이어의 제2 세트로 인해, 구역(159)의 상방 굽힘은 제2 조향 와이어 세트의 길이 방향 변위에 의해 도 8에 도시된 위치에 대해 구역(152)의 하방 굽힘으로 전달된다.

도 9는 도 8에 도시된 기구의 초기 굽힘이 구역(154)에서 유지되는 것을 추가로 보여주며, 이는 이 굽힘은 구역(156)의 굽힘에 의해서만 통제되는 반면, 구역(152)의 굽힘은 위에서 설명된 바와 같이 구역(159)의 굽힘에 의해서만 통제되기 때문이다. 구역(152)과 구역(154)이 서로 독립적으로 구부러질 수 있다는 사실로 인해, 조향 가능한 기구의 원위 단부 부분(13)에 서로 독립적인 길이 방향 축 방향 및 위치를 제공하는 것이 가능하다. 특히 원위 단부 부분(13)은 유리한 S자 형상을 취할 수 있다. 당업자라면 구역(152)과 구역(154)을 서로에 대해 독립적으로 구부릴 수 있는 능력이 원위 단부 부분(13)의 조종 가능성을 크게 향상시켜 전체적으로 조향 가능한 기구의 조종 가능성을 향상시킨다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

명백히, 조향 가능한 기구의 원위 단부 부분(13)과 근위 단부 부분(11)의 굽힘 반경과 총 길이에 관한 특정 요구 사항을 수용하거나 또는 근위 단부 부분(11)의 적어도 일부와 원위 단부 부분(13)의 적어도 일부의 굽힘 사이의 증폭 또는 감쇠 비율을 수용하기 위해 도 7 내지 도 9에 도시된 가요성 부분의 길이를 변경하는 것이 가능하다.

도시된 실시예에서, 조향 와이어는 하나 이상의 중간 원통형 요소(102, 103)의 일체형 부분을 형성하는 하나 이상의 조향 와이어 세트를 포함한다. 바람직하게는, 조향 와이어는 중간 원통형 요소(102, 103)의 벽에 나머지 조향 와이어를 형성하는 길이 방향 슬릿이 제공된 후 중간 원통형 요소(102, 103)의 벽의 나머지 부분을 포함한다.

도 10은 조향 가능한 기구의 일례의 3D를 보여준다. 유사한 참조 부호는 다른 도면에서와 동일한 요소를 나타낸다. 이에 대한 설명은 여기서 반복되지 않는다. 기구는 5개의 동축 원통형 요소(202 내지 210)를 포함한다. 내부 원통형 요소(210)는 최종적으로 외부 원통형 요소(202)로 둘러싸인 중간 원통형 요소(204)로 둘러싸인 중간 원통형 요소(206)로 둘러싸인 중간 원통형 요소(208)로 둘러싸여 있다. 내부 중간 원통형 요소는 가요성 나선형 스프링으로 만들어질 수 있다. 기구의 근위 단부와 원위 단부는 각각 참조 부호(226 및 227)로 표시되어 있다.

도시된 바와 같이, 여기서, 기구(76)는 가요성 구역(72)과 가요성 구역(74) 사이의 중간 부분에 가요성 구역(77)을 포함한다, 즉, 중간 원통형 요소(204)(가요성 구역(77)의 영역의 외부 측에 위치됨)에는 원하는 가요성을 갖는 중간 원통형 요소를 제공하기 위해 슬롯 형성된 구조물이 제공된다. 가요성 구역(77)의 슬롯 형성된 구조물의 길이 방향 길이는 원하는 용도에 따라 달라진다. 이 길이는 가요성 구역(72)과 가요성 구역(74) 사이의 전체 부분만큼 길 수 있다. 중간 원통형 요소(204) 내부의 모든 다른 원통형 요소(206, 208, 210)도 또한 가요성 구역(77)에서 가요성이다. 가요성 구역(77)에 조향 와이어를 갖는 이들 원통형 요소는 정의에 따라 가요성이다. 다른 것에는 바람직하게는 적합한 슬롯 형성된 구조물로 만들어진 적합한 힌지가 제공된다.

신체에서 동작될 일부 위치에는 특별히 설계된 기구가 필요하다. 예를 들어 기구의 중간 부분(12)을 완전히 가요성으로 만듦으로써 기구는 또한 대장, 식도를 통한 위장, 또는 만곡된 혈관을 통한 심장과 같이 만곡된 자연 접근 안내부/채널을 통해서만 접근할 수 있는 신체 영역에도 사용될 수 있다.

기구는 예를 들어 대장 내시경으로 사용되도록 설계될 수 있다. 도 11은 사용 중인 대장 내시경(42)의 개략도를 도시한다. 대장 내시경(42)은 인체의 대장(30)에 삽입된다. 일반적으로, 대장(30)은 거의 정사각형으로 각진 여러 개의 구획(32, 34, 36 및 38)을 갖는다. 외과 의사가 정사각형으로 각진 구획(32)으로부터 상류에 있는 대장(30) 영역을 수술해야 하는 경우 대장 내시경(42)은 최대 1.5 미터의 거리를 따라 대장(30)에 삽입되어야 한다. 더욱이, 대장 내시경(42)은 대장(30)의 내벽을 손상시킬 위험성 없이 항문으로부터 대장(30)의 정사각형으로 각진 구획(32 내지 38) 전체에 걸쳐 쉽게 안내될 수 있도록 매우 가요성이어야 한다.

동작 시, 일반적으로 여러 침습 기구가 원위 단부(44)에서 일부 기능을 위한 하나 이상의 도구를 제공하도록 대장 내시경(42)을 통해 삽입된다. 대장 내시경 검사에서 이러한 도구에는 일반적으로 카메라 렌즈와 조명 요소가 포함된다. 외과 의사가 원하는 위치로 카메라 뷰를 조향하고 대장(30)을 보는 것을 보조하기 위해 일반적으로 원위 단부는 길이 방향 축으로부터 모든 각도 방향으로 편향될 수 있다. 이는 도구(2)가 삽입된 기구에도 적용된다. 이는 도 5 내지 도 10에 도시된 기구의 편향 가능 구역(16, 17)과 같은 하나 이상의 편향 가능 구역을 갖는 기구를 제공함으로써 구현될 수 있다. 이러한 원위 편향 가능 구역은 기구의 근위 단부에 있는 적합한 조향 메커니즘에 연결된 기구에 수용된 적합한 조향 케이블에 의해 제어된다.

도 12는 사용 중인 위장 내시경(56)의 개략도를 도시한다. 위장 내시경(56)은 입, 구강/인후(54) 및 식도(52)를 거쳐 인체의 위장(50)에 삽입된다. 특히 외과 의사가 위장(50)의 하위 부분을 수술해야 하는 경우, 위장 내시경(56)은 여러 만곡된/각진 구획을 통해 안내되어야 한다. 따라서, 위장 내시경(56)은 입/인후(54), 식도(52) 및 위장(50)의 내벽을 손상시킬 위험성이 거의 없도록 가요성이어야 한다.

동작 시, 일반적으로 여러 개의 침습 기구가 원위 단부(59)에서 일부 기능을 위한 하나 이상의 도구를 제공하기 위해 위장 내시경(56)에 삽입된다. 위장 내시경에서 이러한 도구에는 일반적으로 카메라 렌즈와 조명 요소가 포함된다. 외과 의사가 카메라 뷰를 위장(50)의 원하는 위치와 방향으로 조향하는 것을 돕기 위해, 일반적으로 위장 내시경(56)의 원위 단부(59)는 길이 방향 축으로부터 모든 각도 방향으로 편향될 수 있다. 이는 또한 도구가 포함된 삽입된 기구에도 적용된다. 이는 도 5 내지 도 10에 도시된 기구의 편향 가능 구역(16, 17)과 같은 하나 이상의 편향 가능 구역을 이 기구에 제공함으로써 구현될 수 있다. 이러한 원위 편향 가능 구역은 이 기구의 적합한 조향 메커니즘에 연결된 기구에 수용된 적합한 조향 케이블에 의해 제어된다.

본 발명에 따른 기구는 이러한 대장 내시경과 위장 내시경에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 폐 기관지에 들어가기 위해 설계된 기구와 같은 다른 용도에도 사용될 수 있다. 이러한 기구에 대한 요구 사항은 대장 내시경과 위장 내시경 내부에 또는 이들 내시경에 부착된 작업 채널에 맞는 상대적으로 작은 직경을 갖는 기구와 긴 기구(예를 들어, 1m 초과)인 경우에도 높은 회전 강직성, 높은 길이 방향 강직성, 전체 길이에 따른 굽힘 가요성, 및 조향 가능한 팁의 정확하고 반복 가능한 편향 가능성을 보여주는 것일 수 있다.

이후에 설명된 바와 같이, 온/오프, 클램핑, 결합, 제동 또는 이동 제한 기능 또는 이들의 조합을 갖는 스위칭 특징부를 추가함으로써 많은 다른 새롭고 혁신적인 기구 구성이 생성될 수 있다. 본 발명은 언급된 문제에 대해 보편적으로 사용될 수 있는 스위칭 메커니즘을 설명한다.

도 13 내지 도 21은 침습 기구에서 스위칭 메커니즘을 사용할 수 있는 방식을 도시하고, 도 22a 내지 도 40은 튜브에 적절한 패턴을 절단함으로써 구현된 스위칭 요소의 예를 도시하고, 도 41a 내지 도 47b는 이러한 튜브의 하나 이상의 튜브에서 절단된 요소를 포함하는 하나 이상의 스위칭 요소를 포함하는 튜브를 사용하는 것에 기초한 침습 기구의 예를 도시한다. 도 13 내지 도 21은 일 표면(즉, 도면의 표면)에서만 편향될 수 있는 팁 부분을 도시한다. 그러나, 임의의 방향으로 편향될 수 있는 3개 이상의 조향 와이어와 힌지를 적용함으로써 전방향으로 편향 가능한 팁 구획을 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이 만들 수 있다.

많은 종래의 침습 기구는 하나 이상의 편향 가능한 팁 구획 부분을 갖는 팁 구획과, 하나 이상의 편향 가능한 조향 구획 부분을 갖는 조향 구획을 갖는다. 이러한 종래의 기구는 조향 구획 부분과 팁 구획 부분 사이에 고정된 각도 변화 비율을 갖는다. 이러한 기구는 조향 구획 부분의 특정 편향이 관련 팁 구획 부분에 특정 편향을 야기하도록 설계된다. 일반적으로 조향 각도 변화의 증폭이 사용되고, 예를 들어, 조향 구획의 상대적으로 작은 손 움직임은 팁 구획에 큰 편향을 야기한다. 이는 조향 구획을 예를 들어 30도 편향시키거나 조작자에게 편리할 수 있는 임의의 각도로 편향시키는 것을 통해 팁 구획을 최대 270도의 각도로 편향시킬 수 있도록 수행된다. 손 움직임의 이러한 증폭의 강한 단점은 팁 구획 배치의 정밀도에 부정적인 영향을 미친다는 것이다. 또한 조작자의 손의 원치 않는 떨림이나 우발적인 움직임이 팁 구획에 의도치 않은 더 큰 편향을 야기하여 수술 품질에 부정적인 영향을 미치거나 위험을 초래할 수도 있다.

조작자가 선택적으로 조향 와이어를 분리시켜 조향 와이어를 더 낮은 증폭을 갖는 조향 구획 내부의 다른 위치에 결합시킬 수 있게 하는 스위치 기능을 갖는 스위칭 특징부를 사용할 수 있는 경우, 조작자는 먼저 신체 내부의 대략적인 목표 부위를 향해 팁 구획을 대략적으로 움직인 다음, 팁 구획의 조향 가능성의 정밀도를 얻기 위해 더 낮은 증폭 비율로 스위칭할 수 있었다. 이러한 방식으로 또한 떨림이나 의도치 않은 손 움직임이 팁에 의도치 않은 편향을 주는 것을 훨씬 더 줄여서 이 기구를 사용하는 효율성과 안전성을 높인다. 도 13은 구현 예를 보여준다.

도 13은 하나 이상의 스위칭 요소(312(i), i = 1, 2, ..., I)를 포함하는 침습 기구(300)의 개략적인 개요를 보여준다. 기구(300)는 원위 단부에 하나의 편향 가능한 팁 구획(302), 근위 단부에 조향 유닛(306), 및 팁 구획(302)과 조향 구획(306) 사이에 몸체 구획(304)을 갖는다. 참조 부호(308)는 또한 몸체 구획(304)을 이루는 튜브에 절단된 하나 이상의 힌지를 포함하는 임의의 적절한 구조물에 의해 구현될 수 있는, 팁 구획(302) 내부의 구부러질 수 있는 구조물을 나타낸다. 편의상 참조 부호(308)는 힌지(308)라고 지칭된다. 튜브는 중심축(310)을 갖는다.

모든 구획(302, 304, 306)은 하나 초과의 튜브를 사용하여 구현될 수 있다. 즉, 여러 개의 튜브를 서로 간에 삽입하여 기구를 만들 수 있다. 몸체 구획(304)은 강성일 수 있다. 대안적으로, 몸체 구획(304)은 전체 길이를 따라 가요성일 수 있고, 또는 가요성 부분과 강성 부분을 교대로 포함할 수 있다.

기구는, 예를 들어, 힌지(308)의 원위 측의 팁 구획(302) 내부 적절한 부착 위치(307(i))에 각각 부착된 하나 이상의 조향 와이어(16(i))를 갖는다. 근위 단부에서, 즉 몸체 구획(304)과 조향 구획(306) 사이의 전이부에서, 각각의 조향 와이어(16(i))는 스위칭 요소(312(i))의 하나의 측면에 부착된다. 스위칭 요소(312(i))의 다른 측면은 2개 이상의 조향 구획 와이어(313(j), j = 1, 2, ..., J)의 단부 부분(A(i), B(i), ...)에 부착되도록 이동될 수 있다. 조향 구획 와이어(313(j)) 각각은 레버(314)의 미리 결정된 위치에 부착된다. 레버(314)는 중심축(310)의 회전 중심(316)을 중심으로 회전할 수 있도록 기구(300)에 배열된다.

도시된 바와 같이, 각각의 조향 와이어(16(i))는 몸체 구획(304) 내부의 중심축(310)으로부터 특정 반경 방향 거리에 위치된다. 조향 구획 와이어(313(j))가 부착되는 레버(314)의 미리 결정된 위치는 회전 중심(316)까지 미리 결정된 반경 방향 거리를 가지며, 이 거리는 조향 와이어(16(i))와 중심 축(310) 사이의 반경 방향 거리와 다를 수 있다. 예를 들어, 도시된 예에서, 조향 구획 와이어(313(1) 및 313(2))는 중심축(310)으로부터 동일한 제1 반경 방향 거리에서 레버(314)에 부착되는 반면, 조향 구획 와이어(313(3) 및 313(4))는 중심축(310)으로부터 동일한 제2 반경 방향 거리에 있는 레버(314)에 부착된다. 제1 반경 방향 거리와 제2 반경 방향 거리는 다르다. 이들 반경 방향 거리 중 하나는 조향 와이어(16(i))와 몸체 구획(304) 내부의 중심축(310) 사이의 반경 방향 거리와 동일할 수 있다.

제1 및 제2 반경 방향 거리는, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 중심축(310)에 대한 레버(314)의 편향 각도와, 중심축(310)에 대한 팁 구획(304)의 편향 각도 간에 증폭 또는 감쇠 효과가 얻어지도록 선택될 수 있다. 중간 위치에서, 기구가 만곡된 입구 채널을 통해 안내될 때 와이어(16(i))는 조향 디바이스(306)로부터 분리되고 팁(302)은 자유롭게 이동할 수 있다.

여기서는 레버(314)가 도시되어 있다. 그러나, 레버 기능을 유발하는 디스크나 볼을 사용하여 조향 구획(306)에도 동일한 스위칭 요소 구조가 적용될 수 있다.

도 14a는 대안적인 실시예를 도시한다. 도 13의 실시예와의 차이점은 조향 구획 와이어(313(3) 및 313(4))가 근위 단부에서 레버(314)에 연결되지 않고 로봇식 조향 유닛(318)에 연결된다는 점이다. 로봇식 조향 유닛(318)은 이 기술 분야(현재 및 미래)에 알려진 임의의 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 도 14a의 구현예는 수동 제어와 로봇 제어 간에 조향 와이어를 스위칭할 수 있게 한다.

도 14b의 실시예에서, 조향 와이어(313(1) 및 313(2))는 근위 단부에서 레버(314)에 여전히 연결되지만, 조향 구획 와이어(313(3) 및 313(4))는 근위 단부에서 다른 레버(314(2))에 연결된다.

도 14a 및 도 14b의 구성에서 위에서 설명된 침습 기구(300)는 조향 와이어(16(i))를 하나의 증폭 유닛으로부터 다른 증폭 유닛으로 스위칭할 수 있게 하지만, 조향 와이어(16(i))를 하나의 조향 유닛으로부터 다른 조향 유닛으로 스위칭할 수 있게 하는 스위칭 요소 메커니즘을 갖지는 않는다. 이는 도 14b에 도시된 바와 같이 훈련 목적으로 사용될 수 있는 두 개의 수동 제어를 하는 기구에 사용 가능할 수 있다. 트레이너는 침습 기구(300)를 신체에 삽입할 수 있고, 기구를 후퇴시키거나 제어부를 놓지 않고도 언제든지 기구(300)의 제어를 학생에게 스위칭할 수 있는 동작을 수행할 수 있다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 로봇이나 다른 전기 기계, 유압 또는 공압 수단에 의해 원격으로 조향되는 기구(300)를 사용하기를 원하는 경우, 종종 동작 준비 단계에서 문제가 발생한다. 예를 들어, 조향 가능한 세장형 내시경을 인체에 삽입하기를 원하는 경우, 기구가 로봇식 조향 유닛(318)에 후크 연결될 때 이 삽입을 수행하도록 선택할 수 있다. 그런 다음 로봇식 조향 유닛(318)은 만곡될 수 있는 입구 궤적을 따르도록 팁 구획을 연속적으로 조향하면서 기구(300)를 긴 길이에 걸쳐 때로는 전진시킬 수 있어야 한다. 이 경우 로봇식 조향 유닛(318)은 매우 큰 위치 이동을 필요로 하여, 거대하고 복잡한 장비가 될 것이다. 대부분의 경우 인체에 들어가기 위해 로봇식 조향 유닛(318)을 사용할 필요는 없으며 이는 이제 일반적인 관행처럼 손으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 대장 내시경을 내장에 넣는 것은 손으로 할 수 있는 일상적인 절차이다. 따라서 기존에 존재하는 널리 받아들여지는 절차에 따라 손으로 조향하여 인체에 들어갈 수 있는 조향 가능한 대장 내시경을 갖는 것이 바람직할 것이다. 신체에 들어간 후 기구는 로봇식 조향 유닛(318)에 후크 연결될 수 있다. 그러면 로봇 조향 유닛(318)이 기구의 조향을 맡을 수 있다. 이는 도 14a에 도시된 배열로 가능하다. 그렇게 할 때, 로봇식 조향 유닛(318)은 작은 위치 이동만 가능해야 하며, 더 작고 덜 복잡하게 형성될 수 있다. 예를 들어 식도에 들어가는 위장 내시경, 후두에 들어가 폐까지 더 내려가는 기관지 내시경 등을 위해 이 방법을 사용하는 것이 유용한 많은 다른 예가 있다.

전술한 바와 같이, 도 5 내지 도 10은 다수의 편향 가능한 팁 구획 부분을 갖는 침습 기구에 관한 것이다. 일례는 두 개의 편향 가능한 팁 구획 부분에 관한 것이다. 최근위 제1 팁 구획 부분은 소위 '삼각형'을 생성하도록 만곡될 수 있는 반면, 원위 팁 구획 부분은 원하는 작업을 수행하도록 조향될 수 있다. 이와 같은 침습 기구에는 두 개의 조향 디바이스가 필요하고, 하나의 조향 디바이스는 최근위 팁 구획 부분을 위한 것이고, 다른 조향 디바이스는 원위 팁 구획 부분을 위한 것이다. 이것은 기구를 복잡하게 하고, 더 많은 부분이 필요하고, 조립 등이 더 복잡해진다. 또한 이러한 도구를 사용하는 것이 어려울 수도 있고, 즉, 조작자는 두 개의 조향 디바이스를 동시에 조작해야 하고, 또는 조작자는 제2 조향 디바이스를 조작하는 동안 하나의 조향 디바이스를 특정 위치에 유지하기 위해 추가 조작자나 외부 디바이스를 필요로 할 수 있다. 이는 다시 두 개의 조향 가능한 구획을 갖는 조향 가능한 기구의 사용을 더욱 어렵게 하고 비용이 많이 들게 한다. 도 15a, 도 15b는 이러한 문제를 해결한다.

도 15a 및 도 15b는 강성일 수 있는 중간 팁 구획 부분(303)에 의해 분리된 다수의, 여기서는 두 개의 편향 가능한 팁 구획 부분(302(1) 및 302(2))을 갖는 침습 기구(300)에 관한 것이다. 편향 가능한 팁 구획 부분(302(1), 302(2))은 힌지(308(1), 308(2))에 의해 구현될 수 있다. 조향 와이어(16(1), 16(2))는 힌지(308(1))의 원위측에 있는 부착 위치(307(1), 307(2))에 부착되고, 조향 와이어(16(3), 16(4))는 힌지(308(2))의 원위측에 있는 부착 위치(307(3), 307(4))에 부착된다.

도 15a에서, 조향 구획 와이어(313(1))는 스위칭 요소(312(1))에 의해 조향 와이어(16(1))에 부착되는 것 또는 조향 와이어(16(3))에 부착되는 것 간에 스위칭될 수 있다. 조향 구획 와이어(313(2))는 스위칭 요소(312(2))에 의해 조향 와이어(16(2))에 부착되는 것 또는 조향 와이어(16(4))에 부착되는 것 간에 스위칭될 수 있다. 그래서, 레버(314)를 편향시키는 것에 의해 팁 구획 부분(302(1) 또는 302(2)) 중 하나가 편향될 수 있다. 이 기구를 사용하면 조작자는 하나의 조향 디바이스, 예를 들어, 도시된 레버(314) 또는 로봇 디바이스를 포함하는 임의의 다른 조향 유닛을 사용하여 두 팁 구획 부분(302(1) 및 302(2))의 편향을 제어할 수 있다.

도 15b에서, 몸체 구획(304)의 근위 단부에서 스위칭 요소(312(1))는 일 단부가 조향 와이어(16(1))에 부착되는 반면, 타 단부는 조향 구획 와이어(313(1))에 부착되는 것 또는 부착되지 않은 상태 간에 스위칭될 수 있다. 몸체 구획(304)의 근위 단부에서 스위칭 요소(312(3))는 일 단부가 조향 와이어(16(3))에 부착되는 반면, 타 단부는 조향 구획 와이어(313(1))에 부착되는 것 또는 기구(300)의 고정 위치(D(1))에 부착되는 것 간에 스위칭될 수 있다. 더욱이, 몸체 구획(304)의 근위 단부에서 스위칭 요소(312(2))는 일 단부가 조향 와이어(16(2))에 부착되는 반면, 타 단부는 조향 구획 와이어(313(2))에 부착되는 것 또는 부착되지 않은 상태 간에 스위칭될 수 있다. 몸체 구획(304)의 근위 단부에서 스위칭 요소(312(4))는 일 단부가 조향 와이어(16(4))에 부착되는 반면, 타 단부는 조향 구획 와이어(313(2))에 부착되거나 기구(300)의 고정 위치(D(2))에 부착되는 것 간에 스위칭될 수 있다.

도 15b에 따른 기구는 다음과 같은 사용 순서를 허용한다. 조작자는 조향 와이어(16(3) 및 16(4))가 각각 레버(314)에 부착되도록 스위칭 요소(312(3) 및 312(4))를 각각 설정한다. 그런 다음 조향 와이어(16(1), 16(2))가 분리된다. 조작자는 수술 부위(예를 들어, 인체)로 기구를 넣는다. 그런 다음 조향 와이어(16(3) 및 16(4))를 동작시키는 레버(314)를 사용하여 조작자는 팁 구획 부분(302(2))을 원하는 편향 상태로 조향하고, 예를 들어, 원하는 삼각 기하 형상으로 조향한다. 그런 다음, 조작자는 스위칭 요소(312(3) 및 312(4)) 각각을 고정계 위치(D(1) 및 D(2)) 각각으로 스위칭한다. 그래서, 팁 구획 부분(302(2))의 편향, 즉 관절 각도는 원하는 위치에 동결된다. 동시에, 스위칭 요소(312(1) 및 312(2))는 조향 구획 와이어(313(1) 및 313(2))에 각각 부착되도록 스위칭된다. 이제, 조작자는 조향 와이어(16(1), 16(2))를 제어하는 레버(314)를 사용하여 원하는 대로 최원위 팁 구획 부분(302(1))을 조향할 수 있다.

동작 동안 조작자는 조향 와이어(16(1) 또는 16(3))와 조향 와이어(16(2) 또는 16(4)) 각각에 부착될 조향 구획 와이어(313(1) 및 313(2)) 각각을 제어할 수 있다. 조향 구획 와이어(313(1) 및 313(2)) 각각이 조향 와이어(16(1) 및 16(2)) 각각에 부착될 때마다 조향 와이어(16(3) 및 16(4)) 각각은 팁 구획 부분(302(2))의 관절 각도가 동결되도록 고정계에 부착된다.

스위칭 특징부는 전술한 바와 같이 조향 가능한 팁 구획(302)의 선택된 부분을 스위칭하고 동결하기 위한 조향 가능한 침습 기구에만 사용될 수 있는 것이 아니다. 스위칭 특징부는 또한 다른 성능 양태를 향상시키기 위해 조향 가능한 기구에도 사용될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이 조향 가능한 팁 구획의 일 부분의 편향을 '동결'시키는 능력은 조향 가능한 기구의 성능, 사용 용이성 및 사용 안전성을 향상시키는 데 중요한 특징이다. 그러나 기하 형상의 동결은 또한 기구의 다른 부분에 적용되거나 심지어 기구 전체에도 적용될 수 있다. 후자는 예를 들어 (지지) 기구를 사용하여 기구가 삽입된 신체의 특정 위치에서 조직을 잡은 다음 기구의 팁 부분을 조향하여 이 조직을 다른 위치로 이동시킨 후 이를 제자리에 유지하면서 다른 기구를 사용하여 추가로 수술을 수행하는 데 중요하다. 이 경우에, 전체 기구와 기구의 편향을 동결할 수 있는 지지 기구에 스위칭 특징부를 갖는 것이 중요하다. 이러한 방식으로 조작자가 원하는 위치에 지지 기구를 유지하는 디바이스나 제3 손이 필요한 것을 방지할 수 있다. 조향 와이어(조향 와이어 세트)를 '고정계'에 연결하는 스위칭 특징부를 적용하여 전체 기구의 몸체와 조향 가능한 구획을 동결할 수 있고 이 경우에 이러한 조향 와이어(조향 와이어 세트)는 조향 디바이스로부터 맞물림 해제될 수 있지만 반드시 맞물림 해제될 필요는 없다. 이러한 방식으로 조향 디바이스도 또한 원하는 위치에 동결된다. 이의 실시예는 도 16a 내지 도 16c에 도시되어 있다.

도 16a 내지 도 16c는 도 13, 도 14a, 도 14b에 도시된 것과 같은 단일 편향 가능 기구에 관한 것이다. 그러나, 다중 편향 가능 기구에도 동일한 원리가 적용될 수 있다. 도 16a 내지 도 16c의 예에서, 조향 와이어(16(1) 및 16(2))는 레버(314)에 영구적으로 부착된다. 그러나, 팁 구획(302)이 원하는 상태로 편향되면 편향된 상태는 조향 와이어가 길이 방향으로 더 이상 이동할 수 없도록 조향 와이어(16(1) 및 16(2))를 스위칭함으로써 동결될 수 있다.

도 16a에서, 조향 와이어(16(1), 16(2))가 스위칭 요소(312(1), 312(2))에 의해 위치(D(1), D(2))의 고정계에 부착될 수 있는 일례가 도시되어 있다. 도 16c에서, 조향 와이어(16(1), 16(2))에는 예를 들어 몸체 구획(304)과 조향 구획(306) 사이의 전이부에 가까운 위치에 톱니 형성된 구조부(319(1), 319(2))가 제공된다. 더욱이, 조향 와이어(16(1), 16(2))를 향하는 측면에도 톱니 형성된 구조부(319(1), 319(2))를 갖는 스위칭 요소(320(1), 320(2))가 제공된다. 도 16a 및 도 16c의 실시예 모두에서, 조작자가 팁 구획(302)을 원하는 상태로 편향시키면, 이 상태는 조향 와이어(16(1) 및 16(2))를 스위칭함으로써 동결될 수 있다. 도 16a의 실시예에서 이는 고정계 위치(D(1), D(2))에 부착되는 스위칭 요소(312(1), 312(2))를 스위칭함으로써 달성될 수 있다. 도 16c의 실시예에서, 이는 스위칭 요소(320(1), 320(2))의 톱니부를 조향 와이어(16(1), 16(2))의 톱니 형성된 구조부(319(1), 319(2))를 향해 이동시켜 이 톱니부들이 맞물려 조향 와이어(16(1), 16(2))의 길이 방향 움직임이 차단되도록 함으로써 달성될 수 있다.

도 16b의 실시예에서, 조향 와이어(16(1), 16(2))는 하드 또는 온-오프 방식으로 고정계에 부착될 수 없다. 여기서, 조향 와이어를 실제로 잠그지 않고 조향 와이어(16(1), 16(2))에 마찰을 가하도록 구성된 스위칭 요소(318(1), 318(2))가 적용된다. 즉, 스위칭 요소(318(1), 318(2))는 (마찰) 브레이크 또는 래칫 브레이크로 사용될 수 있다. 조작자는, 브레이크가 오프 상태, 즉 클램프(318(1), 318(2))가 동작 가능하지 않는 상태인 올바른 팁 구획 편향이 달성될 때까지 레버(314)를 사용하여 팁 구획(302)의 편향을 조작할 수 있다. 그런 다음 조작자는 스위칭 요소(318(1), 318(2))를 통해 조향 와이어(16(1), 16(2))에 마찰 브레이크를 적용할 수 있다. 동결된 기하 형상을 조금 조정하는 것은 적용된 제동 마찰력 또는 래칫 힘을 통해 레버를 힘을 가하여 레버(314)를 단순히 편향시킴으로써 수행될 수 있다.

도 17에 도시된 다른 구성에서 몸체 구획(304)은 가요성이다. 조향 가능한 기구(300)는 기구(300)의 조향 가능한 팁 구획(302)을 조향하기 위한 조향 와이어(들)(조향 와이어 세트)(16(i))를 갖는다. 더욱이, 기구(300)는 조향 가능한 팁 구획(302) 바로 근위 몸체 구획(304)의 부착 지점(309(k))에 각각 부착되는 하나 이상의 제어 와이어(322(k))(여기서 k = 1, 2, ..., K)를 갖는다.

이러한 와이어(322(k))는 몸체 구획(304)을 통해 기구의 근위 단부로, 예를 들어, 몸체 구획(304)과 조향 구획(306) 사이의 전이 영역으로 이어지고, 여기서 이 와이어는 부착되지 않고 자유롭게 이동할 수 있다. 기구(300)가 만곡된 입구 궤적을 통해, 예를 들어, 인체 내에서 수술 부위를 향해 전달될 때, 기구의 몸체 구획(304)은 구부러질 수 있으며, 이에 따라 제어 와이어(322(k))의 최근위 단부는 특정 길이 방향 위치로 이동하게 된다. 이 특정 위치에서 이 와이어(322(k))를 고정계(여기서는 참조 부호(324(k))로 표시됨)에 부착하도록 구성되거나, 제어 와이어(322(k))에 브레이크를 적용할 수 있는 스위칭 요소(312(k))가 기구의 근위 단부에서 각 제어 와이어(322(k))에 제공된다. 이러한 부착 또는 브레이크 기능을 스위칭온하면 이제 와이어(322(k))의 부착 지점(309(k))까지 가요성 몸체 구획(304)을 동결할 수 있다. 그러나, 몸체 구획(304)의 이러한 동결 위치에서, 조향 와이어(16(i))는 몸체 구획(304) 내에서 길이 방향으로 자유롭게 여전히 이동할 수 있기 때문에 팁 구획(302)은 조향 구획(306)의 조향 디바이스로 여전히 조향 가능하다.

이는 현재의 조향 가능한 가요성 몸체 기구와 비교할 때 큰 장점이 있다. 이 종래 기술의 기구가 만곡된 궤적을 통과하여 그 몸체 구획을 동결할 수 없는 경우, 기계적으로 말하면 가요성 몸체 구획도 '조향 가능한 팁 구획'이기 때문에 조향 디바이스의 조작은 일반적으로 몸체 구획의 곡률도 변화시킨다. 이는 일반적으로 기구 팁의 조향이 또한 부분적으로 기구의 몸체 구획을 조향시켜 몸체 구획의 이 조향이 주변 조직에 원치 않는 움직임이나 힘 생성을 초래할 수 있는 상황을 야기한다. 이는 예를 들어 기구가 폐 기관지나 뇌 조직과 같은 섬세한 조직을 통과할 때 매우 원치 않거나 안전하지 않을 수 있다. 기구 몸체 구획(304)을 동결시키는 능력을 통해 주변 조직의 의도치 않은 조향 및 의도치 않은 움직임 또는 힘 하중을 방지할 수 있다. 또 다른 장점은 기구 몸체가 동결되면, 팁 조향의 결과 기구 몸체의 단부가 예측할 수 없게 움직이는 것이 아니라, 이제 고정된 3D 위치에 있기 때문에 팁 조향이 보다 정확하고 수행되고 보다 예측 가능하다는 점이다.

물론 강성 몸체 또는 가요성 몸체 또는 하이브리드 몸체 기구에 임의의 개수의 능동 조향 와이어(조향 와이어 세트)(16(i)) 및 임의의 개수의 수동 조향 와이어(조향 와이어 세트)(322(k))를 가질 수 있다. 또한 제어 와이어의 부착 지점(309(k))은 기구(300)의 길이를 따라 어느 곳에나 위치될 수 있다.

수동 조향 와이어(조향 와이어 세트)를 적용하는 개념은 조향 가능한 팁이 없는 기구에도 적용될 수 있고, 이 기구는, 입구 궤적의 형상을 취하고 그 형상이 동결될 수 있는 조향 가능한 팁이 있는 기구의 도입기 또는 투관침으로 기능할 수 있다. 이는 도 18a 내지 도 19b를 참조하여 추가로 설명될 것이다.

도 18a는 이러한 투관침(400)의 일례에 대한 개략도를 보여준다. 일 표면만, 즉 도면의 표면만이 구부러질 수 있는 것으로 표시된다. 그러나, 당업자에게는 명백한 바와 같이, 이는 힌지의 적절한 설계에 의해 모든 방향으로 가요성으로 만들어질 수 있다.

투관침(400)은 원위 가요성 구획(402)과 근위 가요성 구획(406)뿐만 아니라 두 가요성 구획(402, 406) 사이의 중간 구획(404)을 포함한다. 구부러질 수 있는 원위 가능 구획(402)은 튜브에 하나 이상의 슬롯의 적절한 패턴을 절단함으로써 만들어질 수 있는 힌지 구조물(408(1))에 의해 구현될 수 있다. 중간 구획(404)은 강성이거나 가요성일 수 있다. 가요성인 경우, 중간 구획(404)은 원위 가요성 구획(402)과 근위 가요성 구획(406)보다 덜 가요성일 수 있다.

구부러질 수 있는 근위 구획(406)은 힌지 구조물(408(2))에 의해 구현될 수 있다.

투관침(400)은 중심축(410)을 갖고, 기구(300)에도 사용될 수 있는 위에서 언급된 재료 중 임의의 재료로 제조될 수 있다. 투관침(400)은 다른 기구, 예를 들어, 기구(300)가 통과할 수 있는 내강을 형성할 수 있다. 도시된 실시예에서, 이 채널은 근위 가요성 구획(406) 내부의 근위 단부를 향해 약간 넓어진다.

투관침(400)에는 제어 와이어 형태를 갖는 하나 이상의 잠금 요소(416(m), m = 1, 2, ..., M)가 제공된다. 각 잠금 요소(416(m))는 스위칭 요소(412(m))에 의해 투관침(400)의 근위 단부에 위치될 수 있는 근위 부착 지점(413(m))에 부착될 수 있다. 투관침(400)이 신체에 삽입되면 원위 가요성 구획(402)과 근위 가요성 구획(406)뿐만 아니라 몸체 구획(404)이 가요성인 경우 몸체 구획은 신체의 내부 환경으로 인해 구부러진 배향을 취할 수 있다. 이 상태는 잠금 요소(416(m))가 부착 지점(413(m))에 부착되어 더 이상 길이 방향으로 이동할 수 없도록 스위칭 요소(412(m))를 활성화함으로써 동결될 수 있다. 고정된 부착 대신에 잠금 요소(416(m))에 약간의 마찰이나 제동을 제공하는 연결이 이루어질 수 있다.

투관침(400)은 대안적으로 투관침의 내강에 배치된 기구(300)와 같은 별도의 조향 가능한 기구에 의해 조향될 수 있다. 초기에, 도 18b에 도시된 바와 같이, 조향 가능 기구의 조향 가능 팁 구획(302)은 투관침(400)의 원위 가요성 구획(402)과 길이 방향으로 정렬될 수 있다. 이 구성에서, 기구(300)의 조향 구획(306)은 조향 가능한 기구(300)의 조향 가능한 팁 구획(302)을 조향하는 데 사용될 수 있고, 이후 기구는 투관침(400)의 팁 구획(406)을 능동적으로 조향할 것이다. 원하는 형상에 도달하면, 위에서 설명된 바와 같이 잠금 요소(416(m))를 잠금 위치에 결합함으로써 투관침(400)의 팁 구획(402)이 동결될 수 있다.

그런 다음, 도 18c에 도시된 바와 같이, 조향 가능한 기구(300)는 이제 (몸체 구획(303)이 가요성이라고 가정하여) 형성된 안내 튜브로서 작용하는 투관침(400)을 통해 더 전진될 수 있다. 더욱이, 조향 가능한 기구(300)는 두 개의 (또는 그 이상의 편향 가능한) 팁 구획(302(1), 302(2))을 가질 수 있다. 도시된 예에서, 최근위 팁 구획(302(2))은 투관침(400)의 원위 가요성 구획(402)과 길이 방향으로 정렬될 때까지 전진될 수 있다. 이러한 방식으로, 그 관절 각도는 투관침(400)의 원위 가요성 구획(402)의 편향이 동결된 것에 의해 형성된다. 도 18c에 도시된 상태에서, 원하는 경우, 스위칭 요소(412(m))는 최원위 팁 구획(302(2))의 관절 각도가 조향 구획(306)에 의해 최원위 팁 구획(302(2))을 조향함으로써 적응될 수 있도록 일시적으로 분리될 수 있다. 이는 도 18b 및 도 18c에 도시된 바와 같이, 스위칭 요소(312(1), 312(2))에 의해 조향 와이어(16(1), 16(2)) 또는 조향 와이어(16(3), 16(4))에 결합될 수 있는 단일 조향 디바이스(314)에 의해 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 조향 가능한 기구 구획의 특정 곡률 또는 조향 불가능한 기구의 가요성 구획은 능동 요소 또는 잠금 요소를 고정된 위치에 잠금으로써 동결될 수 있다. 그러나, 이 동결 방법은 능동 요소 또는 잠금 요소의 길이만이 고정되기 때문에 만곡 자체의 S자형(또는 기타) 변형은 여전히 허용한다. 이 길이 내에서 힌지의 전체 길이와 힌지 사이의 공간이 일정한 한, 다양한 힌지 편향이 여전히 가능하다. 도 19a, 도 19b는 기구의 전체 만곡된 형상을 동결할 수 있는 실시예를 보여준다. 이 도면은 투관침을 보여주지만 조향 가능한 기구(300)에도 동일한 원리가 적용될 수 있다.

도 19a는 힌지(408(1)) 내부에 복수의 개별 힌지 세그먼트를 가질 뿐만 아니라 힌지(408(2)) 내부에 복수의 힌지 세그먼트를 갖는 투관침(400)을 도시한다. 힌지(408(1)) 내부의 연속적인 힌지 세그먼트 사이에는 하나 이상의 스위칭 요소(412(3) 내지 412(8))가 제공된다. 하나 이상의 스위칭 요소(412(9) 및 412(10))가 몸체 세그먼트(404)와 힌지(408(1))의 최근위 힌지 세그먼트 사이에 제공된다. 더욱이, 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 스위칭 요소(412(11), 412(12))가 몸체 구획(404)과 힌지(408(2))의 최원위 힌지 세그먼트 사이에 제공된다. 힌지(408(2)) 내부의 연속적인 힌지 세그먼트 사이에는 하나 이상의 스위칭 요소(412(13) 내지 412(18))가 제공될 수 있다. 모든 스위칭 요소(412(3) 내지 412(18))는 클램핑 또는 클램핑 해제를 위해 하나 이상의 그룹으로 또는 개별적으로 활성화될 수 있다. 원하는 형상이 되면 스위칭 요소(412(3) 내지 412(18))가 활성화되어 인접한 힌지 세그먼트의 현재의 상호 배향을 잠글 수 있으며 이에 따라 투관침(400)을 이 형상으로 동결할 수 있다. 이제 각 개별 힌지가 회전 위치에서 동결되기 때문에 전체 곡률이 동결된다.

도 19b의 실시예에서, 스위칭 요소(412(3) 내지 412(18))는 스위칭 요소(412(19) 내지 412(34))로 대체된다. 즉, 원위 가요성 구획(402)의 하나 이상의 힌지 구획은 이러한 스위칭 요소(412(19), 412(21), 412(23)) 중 하나에 의해 잠금 요소(416(1))에 클램핑되고/되거나, 이러한 스위칭 요소(412(20), 412(22), 412(24)) 중 하나에 의해 잠금 요소(416(2))에 클램핑될 수 있다. 또한 몸체 구획(404)은 스위칭 요소(412(25))에 의해 잠금 요소(416(1))에 클램핑되고/되거나, 스위칭 요소(412(26))에 의해 잠금 요소(416(2))에 클램핑될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 조향 구획(406)의 하나 이상의 힌지 구획은 이러한 스위칭 요소(412(27), 412(29), 412(31), 412(33)) 중 하나에 의해 잠금 요소(416(1))에 클램핑되고/되거나, 이러한 스위칭 요소(412(28), 412(30), 412(32), 412(34)) 중 하나에 의해 잠금 요소(416(2))에 클램핑될 수 있다. 모든 스위칭 요소(412(19) 내지 412(34))는 클램핑 또는 클램핑 해제를 위해 개별적으로 활성화될 수 있다. 원하는 형상이 되면, 스위칭 요소(412(19) 내지 412(34))가 활성화되어 투관침(400)을 이 형상으로 동결할 수 있다. 또한 이제 각 개별 힌지가 회전 위치에서 동결되기 때문에 전체 곡률이 동결된다.

도 18a 내지 도 18c, 및 도 19a, 도 19b와 같은 구성을 사용하여, 하나의 조향 가능한 기구에 의해 순차적으로 조향될 수 있는 두 개 이상의 조향 불가능한 기구 또는 투관침을 포함하는 텔레스코픽 디바이스를 형성할 수도 있다. 이러한 방식으로 임의의 길이 위치에 두 개 이상의 만곡이 있는 만곡된 안내 튜브를 만들 수 있다. 이에 대해서는 도 20을 참조하여 설명한다.

도 20은 조향 가능한 기구(300)를 둘러싸는 제2 투관침(500)을 둘러싸는 제1 투관침(400)을 도시한다. 제2 투관침(500)은 원위 가요성 구획(502)과 근위 가요성 구획(506)뿐만 아니라 이들 가요성 구획 사이의 몸체 구획(504)을 포함한다. 원위 가요성 구획(502)과 근위 가요성 구획(506)은 모두 예를 들어 튜브에 적절한 슬롯 패턴으로 구현된 적합한 힌지 구조물(508(1) 및 508(2))에 의해 만들어질 수 있다. 몸체 구획(504)은 강성이거나 (부분적으로) 가요성일 수 있다. 스위칭 요소(412(1) 및 412(2))는 제1 투관침(400)의 잠금 요소(416(1), 416(2))를 투관침(400)의 근위 가요성 구획(406)에 클램핑할 수 있는 반면, 스위칭 요소(512(1) 및 512(2))는 제2 투관침(500)의 잠금 요소(516(1), 516(2))를 투관침(500)의 근위 가요성 구획(506)에 클램핑할 수 있다. 스위칭 요소(412(3), 412(4))는 제1 투관침(400)의 최근위 세그먼트를 제2 투관침(500)의 최근위 세그먼트에 결합할 수 있다. 스위칭 요소(512(3), 512(4))는 제2 투관침(400)의 최근위 세그먼트를 기구(300), 예를 들어, 몸체 구획(304)에 결합할 수 있다. 스위칭 요소(412(1), 412(2))의 활성화 및 비활성화는 스위칭 요소(412(3), 412(4))의 활성화 및 비활성화와 동기화된다. 더욱이, 스위칭 요소(512(1), 512(2))의 활성화 및 비활성화는 스위칭 요소(512(3), 512(4))의 활성화 및 비활성화와 동기화된다.

도 20은 시작 위치를 보여준다. 이러한 시작 위치에서, 조향 가능 기구(300)의 조향 가능 팁 구획(302)은 투관침(400, 500)의 원위 가요성 구획(402, 502)과 길이 방향으로 정렬된다. 더욱이, 모든 스위칭 요소(412(1), 412(2), 512(1), 512(2))는 비활성화되어 클램핑되지 않는다. 스위칭 요소(512(3) 및 512(4))는 활성화되어 기구(300)를 투관침(500)의 고정된 길이 방향 위치에 유지하고, 스위칭 요소(412(3) 및 412(4))는 활성화되어 투관침(500)을 투관침(400)의 고정된 길이 방향 위치에 유지한다. 조향 가능한 기구(300)와 함께 투관침(400, 500)은 이제 전체가 예를 들어 특정 곡률을 갖는 신체 내강으로 이동될 수 있다. 이 내강의 제1 만곡부에서 조향 가능 기구(300)의 조향 디바이스(314)는 이제 원하는 편향으로 팁 구획(302)을 조향하는 것에 의해 투관침(400, 500)의 원위 가요성 구획(402, 502)을 필요한 곡률로 조향하는 데 사용될 수 있다. 이제 스위칭 요소(412(1), 412(2))가 활성화되고 기구(400)의 잠금 요소(416(1), 416(2))가 제자리에 잠긴다. 동시에 또는 조작자의 재량에 따라 스위칭 요소(412(3), 412(4))의 활성화는 기구(400 및 500) 사이의 연결을 해제하고, 조향 가능한 기구(300)와 조향 불가능한 기구(500)의 조립체는 투관침(400)이 그 위치에 남아 있는 동안 만곡된 궤적으로 더 전진될 수 있다. 궤적의 제2 만곡부에서 동결하기 위해, 스위칭 요소(512(1), 512(2))는 투관침(500)의 잠금 요소(516(1), 516(2))가 제자리에 잠기도록 스위칭된다. 동시에 또는 조작자의 재량에 따라 스위칭 요소(512(3) 및 512(4))가 스위칭되고 투관침(500)과 조향 가능한 기구(300) 사이의 연결을 해제하고, 조향 가능한 기구(300)는 이제 만곡된 궤적을 통해 더 전진될 수 있다. 이는 조향이 불가능한 기구로 구성된 3개 이상의 층/튜브와, 2개 이상의 조향 가능한 구획을 갖는 조향 가능한 기구를 사용하여 수행될 수도 있다. 또한 잠금 요소(416(1), 416(2), 516(1), 516(2))의 개수는 이 도면에 도시된 것과 다를 수 있는 것으로 관찰된다.

다수의 만곡된 안내 튜브 또는 기구 몸체를 만드는 또 다른 방식은 개별적으로 동결될 수도 있는 다수의 개별적으로 조향 가능한 구획을 하나의 기구에 적용하는 것이고, 각 개별 만곡은 도 16 내지 도 20에서와 같이 스위칭 요소 구성을 결합하여 개별 힌지마다 위치에서 또는 단부에서 조향 요소를 잠금으로써 동결될 수 있다.

전술한 바와 같이, 조향 가능한 기구와 조향 불가능한 기구의 곡률을 동결시키거나 개별 힌지를 동결시켜 이 곡률을 동결시키기 위해 능동 조향 와이어와 잠금 요소의 부착을 조작하도록 사용자에 의해 동작되는 스위칭 요소가 제공될 수 있다. 대안적으로, 다른 스위칭 메커니즘을 사용하여 이를 달성할 수 있다. 즉, 회전 지점 자체에서 힌지형 구조물의 회전을 차단함으로써 조향 가능한 기구와 조향 불가능한 기구의 곡률을 동결할 수도 있다. 이는 도 21에 개략적으로 표시되어 있다.

도 21은 조향 가능한 기구(300)를 도시한다. 힌지(308)의 두 개의 연속적인 힌지 구획은 회전 지점에 또는 회전 지점 근처에 위치된 스위칭 요소(312(5), 312(6), 312(7))를 활성화하여 제1 힌지 구획을 제2 힌지 구획에 잠금으로써 원하는 상대 회전 각도로 동결될 수 있다. 더욱이, 스위칭 요소(312(9))는 몸체 구획(304)과 힌지(308)의 최근위 힌지 세그먼트 사이의 회전 지점을 차단하도록 활성화될 수 있다.

위에 설명된 예에서, 원하는 성능은 둘 이상의 이산 스위칭 요소 위치 사이에서 앞뒤로 스위칭 메커니즘을 동작시킴으로써 원하는 만큼 많이 선택될 수 있다. 그러나, 예를 들어 조향 핸들의 새로운 중립 위치를 영구적으로 설정하기 위해 한번만 동작될 수 있는 클램프 특징부를 만들 수도 있다. 또한 위에 설명된 예에서 스위칭 요소는 이산 위치를 갖지만, 예를 들어 키 형성된 또는 고정된 연결 대신 마찰을 생성하는 스위칭 요소에서는 마찰량이 비례적으로 조절되는 가변 위치를 갖는 스위칭 요소를 생성할 수도 있다. 이 다음에, 위에 설명된 예에서는 클램프가 예를 들어 조향 요소를 고정계에 연결하거나 또는 조향 요소를 하나의 연결된 위치로부터 다른 연결된 위치로 스위칭하고, 이 위치는 고정되어 있다고 가정한다. 그러나 하나의 요소가 다른 요소에 대해 여전히 이동할 수 있지만 이 움직임이 특정 범위로 제한되는 방식으로 하나의 요소를 다른 요소에 연결하는 스위칭 요소를 만들 수도 있다. 설명된 성능 특징과 관련 스위칭 요소 기능은 조향 가능한 기구나 조향 불가능한 기구의 임의의 조합과 위치에서 사용될 수 있는 것도 분명하다. 위에 설명된 예는 관련 스위칭 요소 특징부의 위치와 기능 및 성능 측면의 모든 가능한 조합 중 작은 선택만을 설명한다.

그러나, 위에 설명된 모든 예시적인 기구는, 그 기능에 따라,

'온-오프' 기능이 있는 스위칭 요소,

중립 위치가 있거나 없는 스위칭 기능이 있는 스위칭 요소,

이동 제한 기능이 있는 스위칭 요소,

'온-오프' 또는 비례적인 마찰 또는 래칫 제동 기능이 있는 스위칭 요소,

자동 잠금 기능이 있거나 없는 한번만 동작될 수 있는 스위칭 요소,

하나의 사용자 제어 특징부로 활성화되는 하나의 스위칭 요소 메커니즘 또는 다수의 스위칭 요소 메커니즘의 a) 내지 e)의 임의의 조합으로

분류될 수 있는 다소 일반적인 스위칭 요소 특징부로 실현될 수 있다는 공통점이 있다.

이제, 복수의 스위칭 요소 예는 도 22a 내지 도 47d를 참조하여 설명될 것이다. 도 22a 내지 도 40의 표현은 2D 표면에 있지만 실제로는 그 구현이 3D인 것으로 관찰된다. 즉, 이들 도면에 도시된 구성요소는 실제로는 하나 이상의 튜브의 만곡된 벽의 일부이도록 하나 이상의 튜브로 만들어진다. 따라서, "위쪽 방향" 또는 "아래쪽 방향"으로의 요소의 움직임은 실제 물리적 구현에서 접선 방향이다. 이들 도면에서 수평 움직임은 튜브(들)의 길이 방향(또는 축 방향)이다.

도 22a에서, 참조 부호(602, 604)는 "고정계" 부분, 즉 기구(300)의 고정된 부분을 나타낸다. 기구(300)는 길이 방향 요소(606), 예를 들어, 길이 방향으로 연장되는 조향 와이어를 포함한다. 길이 방향 요소(606)는 덜 넓은 부분(634)과, 이 덜 넓은 부분(634)을 향하는 면(632)을 갖는 연장부(630)를 포함한다. 연장부(630)는 고정계 부분(602)과 대향하여 위치된다.

길이 방향 활성화 요소(608)는 덜 넓은 부분(620)의 일 단부를 향하는 면(624)을 갖는 연장부(626)를 갖는다. 타 단부에는 덜 넓은 부분(620)에 추가 연장부(628)가 제공된다. 덜 넓은 부분(620)과 추가 연장부(628) 사이에는 면(622)이 있다. 면(622 및 624)은 모두 작동 요소(608)의 길이 방향 움직임을 잠금 요소의 접선 방향 움직임으로 변환하는 데 사용되는 경사면을 형성하도록 기구의 길이 방향에 대해 각져 있다. 각도는 90도에서 벗어날 수 있지만 일부 실시예에서는 90도이다(예를 들어, 도 29a, 도 29b, 도 30).

비활성화된 상태에서, 덜 넓은 부분(620)은 연장부(630)와 고정계 부분(604) 사이에 위치된다. 활성화 요소(608)가 오른쪽 방향으로 당겨지거나 밀릴 때, 면(624, 632)은 고정계 부분(602)을 향해 연장부(630)를 밀고, 고정계 부분(604)을 향해 연장부(626)를 밀고, 여기서 고정계 부분은 상하 방향으로의 움직임을 제한한다. 그 결과, 길이 방향 요소(606)가 클램핑되어 길이 방향 움직임이 저지된다.

활성화 요소(608)를 왼쪽 방향으로 당기거나 밀면 동일한 클램핑 힘이 생성되는 데, 이는 이 경우 연장부(628)의 면(622)이 연장부(630)를 고정계 부분(602) 쪽으로 밀고, 연장부(628)를 고정계 부분(604) 쪽으로 밀어서 길이 방향 요소(606)가 고정계 부분(602)에 대해 클램핑되어 더 이상 길이 방향으로 움직일 수 없거나 특정 양의 마찰로만 움직일 수 있기 때문이다.

이 클램핑은 클램핑에 사용된 방향과 반대 방향으로 활성화 요소(608)를 이동시킴으로써 해제될 수 있다.

이 예에서, 활성화 요소(608)에 가해지는 길이 방향 힘은 길이 방향 요소(606)로 전달된다. 그래서, 이 힘의 결과로 길이 방향 요소(606)의 길이 방향 움직임은 스위칭 요소 메커니즘의 활성화 동안 길이 방향 요소(606)를 제 위치에 유지하는 기구의 특징부 또는 메커니즘에 의해 저지되어야 한다. 수동으로 생성되거나 적절한 로봇 기구에 의해 생성된 길이 방향 힘은 기구(300)의 근위 단부로부터 가해질 수 있다.

도 22b는 도 22a의 예에 대한 대안을 도시한다. 여기서, 길이 방향 요소(606)는 회전축(636)을 중심으로 회전 가능한 레버로 구현된다. 레버(606)는 클램프로서 기능한다. 회전축 대신 예를 들어 레버(606)를 기구(300)의 하부 부분에 용접하여 만들어진 부착 위치(636)를 사용할 수 있다. 그런 경우, 덜 넓은 부분(634)은 연장부(630)가 고정계 부분(602)을 향해 그리고 고정계 부분으로부터 멀어지게 이동할 수 있도록 바람직하게는 가요성이다.

길이 방향 요소(610)는 레버(606)와 고정계 부분(602) 사이에 위치된다. 길이 방향 요소(610)는 조향 와이어(16(i))일 수 있다.

활성화 요소(608)를 각각 오른쪽 또는 왼쪽 방향으로 밀거나 당김으로써 연장부(630)는 각각의 면(624 또는 622)에 의해 고정계 부분(602)을 향해 이동하게 되고, 그 결과, 길이 방향 요소(610)가 더 이상 길이 방향으로 이동할 수 없도록 고정계 부분(602)에 대해 길이 방향 요소(610)를 클램핑한다. 다시 언급하자면, 클램핑은 도 22b에 도시된 바와 같이 연장부(630)와 고정계 부분(604) 사이 덜 넓은 부분(620)이 있는 위치로 활성화 요소(608)를 이동시킴으로써 해제될 수 있다.

도 22b의 실시예에서, 클램핑 활성화 동안 활성화 요소(608)에 의해 가해지는 길이 방향 힘은 길이 방향 요소(610)에 직접 전달되지 않고 레버(606)로 전달될 것이다.

길이 방향 힘을 흡수하기 위한 레버(606) 대신에, 기구(300)의 길이 방향에 수직인 방향, 즉 접선 방향으로 활주하는 활주 요소가 사용될 수 있다. 이러한 활주 요소는 길이 방향 요소(610)가 고정계 부분(602)에 대해 클램핑될 수 있도록 길이 방향 요소(610)를 향해 이동 가능하도록 구성된다. 그런 다음 활주 요소를 길이 방향 요소(610)로부터 멀어지게 이동시키면 길이 방향 요소(610)가 해제된다. 예는 도 23 내지 도 35를 참조하여 설명된다. 이러한 실시예에서, 스위칭 요소는 활주 요소 또는 레버로서 구현된다.

도 23은 활주 요소(612(4))가 두 개의 다른 요소(612(3) 및 612(5)) 사이에 배열되는 일 실시예를 도시한다. 이 후자의 요소(612(3), 612(5))는 활주 요소(612(4))가 기구(300)의 길이 방향으로 이동할 수 없도록 고정계에 대해 고정되어 있다. 하나 이상의 요소(612(1), 612(2))는 활주 요소(612(4))를 향하는 요소(612(3))의 길이 방향 측면과 대향하는 요소(612(3))의 길이 방향 측면에 존재할 수 있다. 하나 이상의 요소(612(6), 612(7))는 활주 요소(612(4))를 향하는 요소(612(5))의 길이 방향 측면과 대향하는 요소(612(5))의 길이 방향 측면에 존재할 수 있다.

길이 방향 요소(610)는 다시 기구(300)의 길이 방향으로 연장된다. 또한 활성화 요소(608)는 다시, 예를 들어, 요소가 동작되는 기구(300)의 근위 단부를 향해 기구(300)의 길이 방향으로 연장된다. 이 예에서 모든 요소(612(1) 내지 612(7))는 길이 방향 요소(610)와 활성화 요소(608) 사이의 스페이서로 동작하도록 구성된다.

활주 요소(612(4))에는 활성화 요소(608)와 대향하여 연장부(609)가 제공된다. 활성화 요소(608)를 각각 오른쪽 또는 왼쪽 방향으로 밀거나 당김으로써 연장부(609)와 그에 따라 활주 요소(612(4))는 각각의 면(624 또는 622)에 의해 고정계 부분(602)을 향해 이동하게 되고, 그 결과, 길이 방향 요소(610)가 더 이상 길이 방향으로 이동할 수 없거나 특정 양의 마찰로만 이동할 수 있도록 길이 방향 요소(610)를 고정계 부분(602)에 대해 클램핑한다. 다시 언급하자면, 클램핑은 도 23에 도시된 바와 같이 덜 넓은 부분(620)이 연장부(609)와 고정계 부분(604) 사이에 있는 위치로 활성화 요소(608)를 이동시킴으로써 해제될 수 있다.

도 24는 도 23의 실시예에 대한 대안을 도시한다. 여기서, 안내 요소(614)가 위치된 개구가 제공되는 활주 요소(612(8))가 요소(612(3) 및 612(5)) 사이에 있다. 안내 요소(614)는 예를 들어 안내 요소(614)를 기구(300)의 튜브와 같이 하부나 상부에 있는 부분에 (레이저) 용접함으로써 부착 지점(616)에서 기구(300)의 고정계에 부착된다. 활주 요소(612(8))는 안내 요소(614)에 의해 안내되는 대로 고정계 부분(602)을 향해 그리고 고정계 부분으로부터 멀어지게 활주되도록 구성된다. 즉, 활성화 요소(608)를 각각 오른쪽 또는 왼쪽 방향으로 밀거나 당김으로써 활주 요소(612(8))는 각각의 면(624 또는 622)에 의해 고정계 부분(602)을 향해 이동하게 되고, 그 결과, 길이 방향 요소(610)가 더 이상 길이 방향으로 이동할 수 없거나 특정 양의 마찰로만 이동할 수 있도록 길이 방향 요소(610)를 고정계 부분(602)에 대해 클램핑한다. 다시 언급하자면, 클램핑은 도 24에 도시된 바와 같이, 덜 넓은 부분(620)이 활주 요소(612(8))와 고정계 부분(604) 사이에 있는 위치로 활성화 요소(608)를 이동시킴으로써 해제될 수 있다.

위의 모든 스위칭 요소는 요소(606/610) 측면에 수직력을 생성하고 이에 따라 요소(606/610)를 제 위치에 유지하는 마찰력을 생성한다. 이 마찰력은 면(622, 624)의 형상과, 활성화 요소(608)가 얼마나 강하게 밀리고 당겨지는지에 직접적으로 의존한다. 최대 마찰력에 대한 더 나은 제어를 원하고 활성화 요소(608)가 얼마나 강하고 얼마나 멀리 변위되는지에 의존하지 않으려면 도 25에서와 같은 메커니즘을 사용할 수 있다. 이제 활주 요소(612(9))가 고정계로 작용하는 두 요소(612(3), 612(5)) 사이에 제공된다. 활주 요소(612(9))에는 스프링 같이 작용하는 탄성 부분이 장착되어 있다. 요소(608)의 활성화로 생성될 수 있는 최대 수직력은 이제 이 스프링 요소의 형상과 재료 특성 및 압축량에만 의존한다. 이제 활성화 요소(608)의 변위를 사용하여 수직력을 비례적으로 조절할 수도 있다. 활주 요소(612(9))는 스프링과 같은 방식으로 거동하는 한, 임의의 형상을 가질 수 있다.

위의 모든 메커니즘은 마찰력으로 요소(606/610)의 (길이 방향) 움직임을 클램핑하거나 제동한다. 마찰력을 얻으려면 높은 수직력과 이에 따라 상대적으로 높은 활성화 힘이 필요할 수 있다. 이 요소를 제자리에 단단히 유지하는 클램핑을 얻으려면 도 26에서와 같이 '폐쇄된 형태' 또는 키 형성(keyed) 연결을 사용할 수 있다. 도 26의 예에서, 길이 방향 요소(610)에는 삼각형 또는 톱니 치형부 형태를 가질 수 있는 치형부(611)가 제공된다. 또한 활주 요소(612(10))에는 치형부(613)가 제공된다. 활주 요소(612(10))가 길이 방향 요소(610)를 향해 밀리면, 활주 요소(612(10))의 치형부(613)가 길이 방향 요소(610)의 치형부(611)와 맞물려 길이 방향 요소(610)의 임의의 길이 방향 움직임을 방지한다. 도 22a 내지 도 25에 따른 위의 메커니즘에서 길이 방향 요소(610)는 임의의 랜덤 위치에서 클램핑될 수 있지만, 치형부를 사용하면 제한된 수의 이산 위치에서 길이 방향 요소(610)를 스위칭하게 된다. 그러나, 인접한 치형부 사이의 피크 간 거리나 치형부의 크기가 작은 경우에는 충분한 스위칭 위치 정확도를 얻을 수 있다.

도 26에서는 치형부(611, 613)가 삼각형 형태를 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 치형부 형태를 사용할 수도 있다. 도 27a 내지 도 27h는 다른 가능한 톱니부를 보여 주지만 다른 것도 예상할 수 있다.

도 27a는 낮은 활성화 힘과 함께 높은 길이 방향 고정 능력을 갖는, 작동 요소(618)와 길이 방향 요소(610) 모두의 블록 형상 톱니부(615, 631)를 도시한다. 상충점(trade off)은 위치 자유도가 낮다는 점일 수 있고, 즉, 길이 방향 요소(610)는 두 개의 연속 블록 사이의 거리와 동일한 길이를 갖는 이산 단계로만 클램핑될 수 있다. 여기서 참조 부호(618)는 작동 요소(608)와 길이 방향 요소(610) 사이의 중간 요소를 의미할 수도 있다는 점에 유의해야 한다.

도 27b, 도 27c 및 도 27d는 도 27a와 동일하지만 이제 자체 중심 정렬 특성을 갖는 것을 도시한다. 즉, 도 27b에서 길이 방향 요소(610)의 톱니부(617)는 반원형 연장부와 반원형 만입부를 갖는 반복적인 형상을 갖는다. 또한 작동 요소(618)의 톱니부(633)는 반원형 연장부와 반원형 만입부를 갖는 반복적인 형상을 갖는다. 도 27c에서 길이 방향 요소(610)의 톱니부(619)는 만곡된 하부를 갖는 만입부를 포함한다. 작동 요소(618)의 톱니부(635)는, 만곡된 전방 단부를 갖고 길이 방향 요소(610)의 만입부(619)의 프로파일과 일치하는 하나 이상의 연장부를 포함한다. 도 27d에서 길이 방향 요소(610)의 톱니부(621)는 삼각형 형상의 하부를 갖는 만입부를 포함하는 반면, 작동 요소(618)의 톱니부(637)는 톱니부(621)의 프로파일과 일치하는 삼각형 형상의 전방 표면을 갖는 연장부를 포함한다. 도 27b 내지 도 27d의 예에서 길이 방향 요소(610)의 톱니부는 활성화 시 활성화 요소(618)의 톱니부와 정렬될 필요는 없다.

도 27e는 도 27d에서와 동일한 만입부를 갖지만 이제 삼각형 형상의 전방 표면을 갖는 연장부를 또한 갖는 길이 방향 요소(610)의 톱니부(623)를 도시한다. 작동 요소(618)는 동일하게 형성된 톱니부(639)를 갖는다. 따라서, 이 예도 또한 자체 중심 정렬되지만, 길이 방향 요소(610)에 길이 방향으로 힘이 가해질 때(예를 들어 이것이 조향 와이어이기 때문에) 하중에 수직인 반력은 생성되지 않는다. 도 22a 내지 도 26에서와 같은 스위칭 요소에서 이것은 길이 방향 마찰력을 생성할 수 있다. 도 27b 및 도 27f에서와 같은 톱니부가 도 25에 도시된 메커니즘에 적용되면 톱니부의 형상과 스프링 힘을 균형 맞춰 래칫 클램핑을 얻을 수 있다. 이 메커니즘은 길이 방향 요소(610)를 특정 최대 길이 방향 힘으로 클램핑하지만, 이 힘을 넘는 힘으로 밀면 스위칭 블록이 열려 길이 방향 요소(610)가 그 다음 톱니부에 재배치하게 된다.

도 27f는 삼각형 형상(611, 613)을 갖는 톱니부 기하 형상을 보여준다. 도 27g에 도시된 길이 방향 요소(610)의 톱니부(625)는 톱니 치형부 형상을 갖는다. 또한 작동 요소(618)의 톱니부(641)는 톱니 치형부 형상을 갖는다. 톱니 치형부 형상은 하나의 길이 방향으로는 높은 하중을 견딜 수 있지만 다른 길이 방향으로는 낮은 래칫 하중만을 견딜 수 있다.

도 27h는 블록 형상의 만입부를 갖는 길이 방향 요소(610) 내부의 톱니부(627)를 도시한다. 작동 요소(618)의 톱니부(643)는 블록 형상의 만입부(627)의 길이 방향 치수보다 작은 길이 방향 치수를 갖는 블록 형상의 연장부를 갖는다. 따라서, 블록 형상의 연장부(643)가 블록 형상의 만입부(627) 내로 이동될 때 길이 방향 요소(610)의 길이 방향 움직임은 여전히 가능하지만 블록 형상의 만입부(627)의 길이 방향 치수에서 블록 형상의 연장부(643)의 길이 방향 치수를 뺀 것으로 제한된다.

도 28a, 도 28b에 도시된 실시예는 다른 톱니부 형태(645 및 629) 각각을 갖는 활주 요소(612(10))와 길이 방향 요소(610) 각각을 제외하면 도 26에 도시된 것과 동일하다. 즉, 톱니부(629, 645)는 스냅 결합 연결로 구성된다. 도 28b는 이 톱니부(629, 645)의 확대도를 도시한다. 톱니부(629, 645)는 서로 맞물리면 더 이상 분리될 수 없는 스냅 결합 연결을 형성하도록 형성된다. 이러한 유형의 스위칭 요소 및 톱니부는, 예를 들어 조향 핸들의 제로 위치를 설정하거나 특정 성능 특징을 교정하기 위한 절차 시작 시에 기구(300)의 특정 특성 또는 치수를 한번 설정해야 하는 경우 사용될 수 있다. 다양한 유형의 자체 유지 또는 자동 잠금 기하 형상을 구상할 수 있다.

도 22a 내지 도 28b는 길이 방향 움직임을 스위칭 메커니즘의 접선 방향(아마도 전후) 활성화로 변환하는 작동 요소(608/618)에 의해 활성화되는 스위칭 메커니즘을 보여준다. 스위칭 메커니즘을 활성화하기 위한 더 많은 해결책이 물론 존재한다.

도 29a는 예를 들어, 일측이 작동 요소(608)의 연장부(626 및 628) 사이에 형성된 공간 내부에 위치되고, 타측이 활주 요소(612(11)) 내부에 있는 부동 레버(630)를 도시한다. 활주 요소(612(11))에는 치형부(613)가 제공되고, 길이 방향 요소(610)에는 대응하는 치형부(611)가 제공된다. 작동 요소(608)가 오른쪽으로 이동되면 레버(630)는 면(624)에 의해 길이 방향에 수직인 방향으로 그리고 길이 방향 요소(610)를 향해 더 넓은 치수로 회전하도록 힘을 받는다. 그 결과, 활주 요소(612(11))는 길이 방향 요소(610)를 향해 움직일 것이고, 치형부(613)는 길이 방향 요소(610)가 적어도 길이 방향 움직임으로 클램핑되도록 치형부(611)와 맞물릴 것이다. 도 29b는 이 메커니즘의 또 다른 실시예를 도시하지만, 이제 길이 방향 요소(610)는 중간에 활주 요소 없이 레버(630)에 의해 직접 클램핑된다.

도 30은 도 29a에 도시된 것에 대한 변형예를 보여준다. 길이 방향 요소(610)와 작동 요소(608) 사이의 스페이서(612(3)) 내부의 회전 지점 주위에 회전 가능하게 배열된 레버(632)가 제공된다. 레버(632)에는 두 개의 아암이 있다. 하나의 아암은 작동 요소(608)에 의해, 예를 들어, 면(624 및/또는 622)에 의해 동작된다. 다른 아암은 활주 요소(612(14))에 연결되고, 이 활주 요소는 작동 요소(608)에 의해 작동 시 길이 방향 요소(610)를 향해 이동된다. 활주 요소(612(14))에는 치형부(613)를 갖는 톱니가 형성되고, 이 치형부는 길이 방향 요소(610)의 치형부(611)와 맞물려 길이 방향 요소가 임의의 길이 방향으로 움직이는 것을 차단한다.

도 31은 작동 요소(608)에 치형부(636)가 제공되고 요소(612(15))가 길이 방향 요소(610)와 작동 요소(608) 사이에 제공되는 추가 변형예를 도시한다. 요소(612(15))에는 또한 치형부(634)를 갖는 톱니가 형성되고, 이 치형부는 작동 요소(608)가 길이 방향으로 움직이면 요소(612(15))가 회전하도록 한다. 치형부(634)는 또한 활주 요소(612(16))가 길이 방향 요소(610)를 향해 이동되도록 활주 요소(612(16))의 치형부와 맞물린다. 다시 언급하자면, 활주 요소(612(16))의 치형부(613)는 길이 방향 요소(610)의 치형부(611)와 맞물려 길이 방향 요소가 더 이상 길이 방향으로 이동할 수 없게 한다.

도 22a 내지 도 31은 튜브의 하나의 평면이나 하나의 벽에 완전히 만들어질 수 있는 다소간의 2D 메커니즘을 보여준다. 이러한 메커니즘의 요소 중 일부는 하부 또는 상부에 있는 층 또는 튜브 벽에 부착되어야 하지만 메커니즘의 모든 부분은 하나의 튜브 벽으로부터 재료를 제거함으로써 제조된다. 더 많은 설계 자유도를 얻거나, 부분을 위한 더 많은 공간을 확보하거나, 스위칭 요소 메커니즘의 강도나 정확성을 최적화하기 위해, 예를 들어 메커니즘의 일부 부분이 제1 층/튜브에서 제조되고, 일부 부분이 제2 층/튜브에서 제조되는 다층 메커니즘을 사용할 수도 있다. 이러한 층/튜브가 서로 상하로 배치되고, 예를 들어, 레이저 용접을 통해 필요한 위치에 층 간 연결이 이루어지면 다소간의 3D 메커니즘을 만들 수 있다. 일부 3D 예는 아래에서 설명된다.

도 32a에 도시된 배열은 도 29a에 도시된 배열과 매우 유사하다. 차이점은 활주 요소(612(11))가 활주 요소(612(17))의 상부에 위치된 레버(638)에 의해 동작될 수 있는 활주 요소(612(17))로 대체된다는 점이다. 레버(638)는 레버(638)가 축(638a)을 중심으로 회전할 수 있도록 축(638a)을 통해 활주 요소(612(17))에 부착된다. 더욱이, 레버(638)는 레버(638)가 축(638b)을 중심으로 회전할 수 있도록 축(638b)을 통해 작동 요소(608)에 부착된다. 레버(638)는 작동 요소(608)를 길이 방향으로 밀고 당기는 것에 의해 활주 요소(612(17))를 길이 방향 요소(610)의 방향으로 밀 수 있고, 활주 요소(612(17))의 톱니부(613)가 길이 방향 요소(610)의 톱니부(611)와 맞물려, 길이 방향 요소(610)가 더 이상 길이 방향으로 이동할 수 없도록 구성된다. 레버(638)가 작동 요소(608)와 활주 요소(612(17)) 모두에 부착되기 때문에, 작동 요소(608)가 하나의 방향으로 이동하면 활주 요소(612(17))가 길이 방향 요소(610)를 향해 밀지만, 작동 요소(608)가 반대 방향으로 이동하면 활주 요소(612(17))가 길이 방향 요소(610)로부터 멀어지는 방향으로 능동적으로 당겨지게 됨에 유의해야 한다.

도 32b는 왼쪽에 하나의 튜브로 제조된 도 32a에 도시된 모든 구성요소를 보여주고, 오른쪽에 이 튜브 아래 또는 위의 다른 층에 위치된 레버(638)와 회전 축(638a, 638b)을 보여준다. 회전축(638a, 638b)을 갖는 레버(638)는 왼쪽의 구성요소를 이루는 튜브보다 더 작거나 더 큰 직경을 갖는 다른 튜브로 만들어질 수 있다. 회전축(638a, 638b)은 이 튜브에 (레이저) 용접될 수 있다. 도 32a, 도 32b의 메커니즘은 예를 들어 도 29a, 도 29b에 도시된 유사한 메커니즘보다 더 작고 강할 수 있다.

도 33의 배열은 레버 메커니즘을 제외하면 도 32a, 도 32b의 배열과 동일하다. 이 레버 메커니즘은 두 개의 아암이 있는 레버(640)를 갖는다. 하나의 아암은 회전축(640a)을 중심으로 회전할 수 있도록 회전축(640a)을 통해 활주 요소(612(17))에 부착된다. 더욱이, 레버(640)는 레버(638)가 축(640b)을 중심으로 회전할 수 있도록 축(640b)을 통해 작동 요소(608)에 부착된다. 다른 아암은 또한 레버(638)가 축(640b)을 중심으로 회전할 수 있도록 축(640b)을 통해 작동 요소(608)에 부착된다. 마지막으로, 다른 아암은 회전축(640c)을 중심으로 회전할 수 있도록 다른 아암은 회전축(640c)을 통해 고정계(604)에 부착된다.

작동되지 않은 상태에서, 작동 요소(608)는 길이 방향으로 자유롭게 이동할 수 있으며, 활주 요소(612(17))와 길이 방향 요소(610)는 맞물리지 않는다. 더욱이, 그런 다음 레버(640)의 두 아암은 도시된 바와 같이 길이 방향에 대해 90도 미만의 각도로 배향된다. 작동 요소(608)를 길이 방향으로 (여기서는 오른쪽 방향으로) 이동시킴으로써 두 아암은 길이 방향에 대해 90도에 가까운 배향으로 이동되어 두 아암은 활주 요소(612(17))를 길이 방향 요소(610) 쪽으로 밀어낸다. 톱니부(613)는 톱니부(611)와 맞물리고 길이 방향 요소(610)는 임의의 길이 방향의 움직임이 차단된다. 도 33의 레버 메커니즘에 의해 가해질 수 있는 힘은 도 32a, 도 32b의 레버 메커니즘보다 더 높다. 더욱이, 작동 요소(608)는 도 32a, 도 32b에서와 같이 활주 요소(612(17))에 동일한 움직임을 유발하기 위해 더 적은 길이 방향 변위를 필요로 한다.

레버(640)가 작동 요소(608)와 활주 요소(612(17)) 모두에 부착되기 때문에, 작동 요소(608)를 하나의 방향으로 이동시키면 활주 요소(612(17))가 길이 방향 요소(610)를 향해 밀리게 되지만, 작동 요소(608)를 반대 방향으로 이동시키면 활주 요소(612(17))가 길이 방향 요소(610)로부터 멀어지는 방향으로 능동적으로 당겨지게 된다.

회전축(640a, 640b, 640c)을 갖는 두 개의 아암은 이제 다른 구성요소를 이루는 튜브와는 다른 두 개의 다른 층/튜브에 위치된다는 점에 유의해야 한다. 회전축(640b)은, 함께 용접되고 두 개의 다른 튜브로 만들어지는 두 부분으로 만들어질 수 있다.

이러한 다층/다중 튜브 메커니즘 전략(도 32a, 도 32b에서는 2개 그리고 도 33에서는 3개)은 단일 층/튜브 메커니즘보다 제조 비용이 훨씬 더 비싸지 않은 것으로 관찰된다. 모든 부분은 여전히 층/튜브로부터 재료를 제거하여 만들어진다. 필요한 유일한 추가 조립 작업은 바람직하게는 레이저 용접을 통해 부착을 만드는 것이다. 튜브 층을 서로 부착하는 데 이미 동일한 공정이 사용되어서 일부 추가 용접만을 하면 되기 때문에 상당한 비용이나 복잡성이 추가되지 않는다. 부착 공정은 자동화될 수 있으며 일부 부착 지점을 추가하는 것은 매우 간단하다.

도 22a 내지 도 33은 온/오프 또는 클램핑 및 클램핑 해제 메커니즘으로 작용하는 단일 층/튜브 및 다중 층/튜브 메커니즘을 설명한다. 그러나 이제 설명하는 바와 같이 둘 이상의 기능을 갖거나 스위칭 기능을 갖는 메커니즘도 구상할 수 있다.

도 34a는 기구(300)의 조향 와이어(16(1), 16(2))일 수 있는 두 개의 평행한 길이 방향 요소(610a, 610b)를 갖는 스위칭 배열의 일례를 도시한다. 도 34a에 도시된 구성요소는 튜브(3)일 수 있는 튜브에 위치된다. 튜브(3)는 튜브(4)로 둘러싸여 있다. 도 34b는 도 34a에서 XXXIV-XXXIV로 표시된 튜브(3, 4)의 단면을 보여준다. 도 34b는 튜브(3)의 내부에서 본 도면이다. 이동 가능 요소(612(18))는 길이 방향 요소(610a, 610b) 사이에 제공된다. 길이 방향 요소(610a)에는 이동 가능 요소(612(18))의 톱니부(613)를 향하는 톱니부(611)가 제공되고, 길이 방향 요소(610b)에는 이동 가능 요소(612(18))의 톱니부(681)를 향하는 톱니부(683)가 제공된다. 이동 가능 요소(612(18))는 도면의 오른쪽 부분에서 볼 수 있듯이 튜브(4) 안으로 연장되는 핀(687)에 부착된다. 이 핀(687)은 튜브(3)의 원형 요소와 튜브(4)의 원형 요소를 절단한 다음 이를 서로 (레이저) 용접하여 만들어질 수 있다는 것에 유의해야 한다. 마지막으로, 고정계 부분(602 및 604) 각각은 톱니부(611 및 683) 각각이 제공된 측면과 대향하는 측면에서 길이 방향 요소(610a 및 610b) 각각에 인접하여 위치된다.

튜브(4)는 접선 방향으로 튜브(3) 주위에 회전 가능하게 배열된다. 튜브(3)를 중심으로 튜브(4)를 회전시키면 이동 가능 요소(612(18))가 접선 방향으로 이동하게 된다. 그래서, 튜브(4)는 톱니부(613)가 톱니부(611)와 맞물려 길이 방향 요소(610a)가 길이 방향 움직임을 차단하도록 하거나, 톱니부(681)가 톱니부(683)와 맞물려 길이 방향 요소(610b)가 길이 방향 움직임을 차단하도록 하는 제어 요소로서 사용될 수 있다. 이동 가능 요소(612(18))의 접선 방향 치수는 두 개의 길이 방향 요소가 길이 방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 길이 방향 요소(610a 및 610b) 사이의 위치로 이동될 수 있도록 선택될 수 있다.

도 34a, 도 34b의 배열에서, 튜브(4)는 링 형상 또는 튜브(4)의 임의의 다른 형상의 부분으로 대체될 수 있다. 더욱이, 이동 가능 요소(612(18))의 접선 방향 움직임을 제어하기 위한 제어 요소는 대안적으로 튜브(3) 내부의 튜브의 적절히 형성된 부분일 수 있다. 하나의 핀(687) 대신에 여러 핀이 적용될 수 있다.

도 35는 도 34a, 도 34b에 대한 대안을 보여준다. 이 도면에서 다른 튜브의 제어 요소에 핀을 연결하는 대신, 핀(693)이 위치되는 슬롯(691)을 갖는 것을 제외하면 이동 가능 요소(612(18))와 동일한 이동 가능 요소(612(19))가 제공된다. 핀(693)은 하부 또는 상부에 있는 튜브의 작동 요소(도시되지 않음)에 부착되며, 작동 요소는 길이 방향으로 이동할 수 있지만 접선 방향으로는 이동할 수 없다. 슬롯(691)은, 작동 요소에 의해 핀(693)을 길이 방향으로 이동시킴으로써, 톱니부(611)가 톱니부(613)와 맞물려 길이 방향 요소(610a)가 길이 방향 움직임이 차단되는 위치와, 톱니부(681)가 톱니부(683)와 맞물려 길이 방향 요소(610b)가 길이 방향 움직임이 차단되는 위치 간에 이동 가능 요소(612(19))가 이동될 수 있도록 형성된다.

도 36은 조향 와이어가 제1 조향 와이어에 부착된 제1 상태로부터 제2 조향 와이어에 부착된 상태로 스위칭될 수 있는 배열을 도시한다. 이는 도 15b의 예의 구현일 수 있다. 이 도면은 길이 방향 움직임이 기구(300)의 근위 단부에 있는 적절한 제어 메커니즘에 의해 제어되는 조향 와이어(16(i))를 보여준다. 원위 단부에서 조향 와이어(16(i))에는 길이 방향 양측에 톱니부(650a 및 650b)가 제공된다. 조향 와이어(16(i))는 예를 들어 인접하여 위치된 고정계 부분(602, 604)에 의해 접선 방향 움직임이 방지된다.

제1 조향 와이어(16(i+1))는 조향 와이어(16(i))에 대해 접선 방향으로 이동되고, 그리고 톱니부(650a)와 대향하는 하나의 길이 방향 측면에 톱니부(652a)를 갖고, 고정계 부분(656)의 톱니부와 대향하는 다른 길이 방향 측면에 톱니부(652b)를 갖는다. 제2 조향 와이어(16(i+2))는 조향 와이어(16(i))에 대해 반대 방향으로 접선 방향으로 이동되고, 그리고 톱니부(650b)와 대향하는 하나의 길이 방향 측면에 톱니부(654a)를 갖고, 고정계 부분(658)의 톱니부와 대향하는 다른 길이 방향 측면에 톱니부(654b)를 갖는다. 제1 조향 와이어(16(i+1))는, 예를 들어 기구(300)의 원위 단부에서 제1 편향 가능한 기구 부분의 편향을 조향하도록 구성될 수 있다. 제2 조향 와이어(16(i+2))는, 예를 들어 또한 기구(300)의 원위 단부에서 제2 다른 편향 가능한 기구 부분의 편향을 조향하도록 구성될 수 있다.

두 조향 와이어(16(i+1) 및 16(i+2))를 동일한 접선 방향으로 동시에 이동시키도록 구성된 스위칭 요소가 제공된다. 여기서, 이 스위칭 요소는 제1 스위칭 요소(660), 제2 스위칭 요소(662) 및 제3 스위칭 요소(664)를 포함한다. 제2 스위칭 요소(662)는 두 조향 와이어(16(i+1), 16(i+2)) 사이에 위치되는 반면, 조향 와이어(16(i+1) 및 16(i+2)) 각각은 제2 스위칭 요소(662)와 제1/제3 스위칭 요소(660 및 664) 각각 사이에 위치된다.

스위칭 요소(660, 662, 664)가 제1 접선 방향(도면에서 위쪽)으로 이동되면 두 가지가 달성된다. 제1 조향 와이어(16(i+1))는 톱니부(652b)를 통해 고정계 부분(656)과 맞물린다. 이는 제1 조향 와이어(16(i+1))의 임의의 추가적인 길이 방향 움직임을 방지하고, 그 결과, 제1 편향 가능한 기구 부분의 곡률을 동결시킨다. 동시에, 제2 조향 와이어(16(i+2))의 톱니부(654a)는 조향 와이어(16(i))의 톱니부(650b)와 맞물려 제2 조향 와이어(16(i+2))가 조향 와이어(16(i))에 결합되도록 한다. 그래서, 조향 와이어(16(i))의 임의의 길이 방향 움직임은 제2 편향 가능한 기구 부분의 편향을 제어하는 제2 조향 와이어(16(i+2))의 길이 방향 움직임으로 전달된다.

스위칭 요소(660, 662, 664)가 반대 접선 방향(도면에서 아래쪽)으로 이동하면 반대 결과가 달성된다. 제1 조향 와이어(16(i+1))의 톱니부(652b)는 고정계 부분(656)과 분리되는 반면, 그 톱니부(652a)는 조향 와이어(16(i))의 톱니부(650a)와 맞물려 제1 조향 와이어(16(i+1))를 조향 와이어(16(i))에 결합시킨다. 동시에, 제2 조향 와이어(16(i+2))의 톱니부(654a)는 조향 와이어(16(i))의 톱니부(650b)와 맞물림 해제되는 반면, 톱니부(654b)는 이제 톱니 형성된 고정계 부분(658)과 맞물린다. 그래서, 조향 와이어(16(i))의 길이 방향 움직임은 이제 제1 편향 가능한 기구 부분의 편향을 제어하는 제1 조향 와이어(16(i+1))의 길이 방향 움직임으로 전달된다. 이제 제2 편향 가능한 기구 부분의 곡률이 동결된다. 따라서 이 스위칭 메커니즘은 다수의 기능을 갖고, 즉, 하나의 편향 가능한 기구 부분의 곡률을 동결하고, 동시에 다른 편향 가능한 기구 부분의 조향과 맞물린다.

예 22a 내지 예 36은 온/오프, 스위칭, 제동(마찰 또는 래칫) 또는 움직임 제한 기능을 가질 수 있는 모든 가능한 메커니즘 중 일부만을 설명한다. 예에서는 또한 단지 접선 방향으로 활성화되고 다양한 요소의 길이 방향 움직임에 영향을 미치는 메커니즘을 보여준다. 그러나, 길이 방향으로 활성화되고 요소의 접선 방향 움직임에 영향을 미치는 메커니즘을 구상할 수 있다. 또한 이들 사이의 방향도 가능하다. 이러한 메커니즘, 활성화 방법, 및 위에서 언급한 특성의 혼합에 대한 더 많은 예를 구상할 수 있다. 이러한 메커니즘을 사용하여 수행할 수 있는 것의 다른 많은 가능성 중 하나가 다음에 설명된다. 도 22a 내지 도 36의 예는 활주 요소의 선형 움직임 또는 고정에 영향을 미치는 메커니즘을 설명하는 반면, 유사한 메커니즘은 회전 요소의 회전 움직임 또는 고정에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 도 37a 내지 도 41을 참조하여 설명될 것이다.

도 19a의 예의 구현으로 볼 수 있는 도 37a는 튜브의 외부 벽을 볼 수 있도록 튜브(720)의 내부에서 볼 때 길이 방향 단면으로 힌지(308)의 3개의 인접한 힌지 부분(700(1), 700(2), 700(3))을 보여준다. 힌지(308)는 예를 들어 팁 구획에 위치된 기구(300)의 편향 가능한 부분의 일부일 수 있다. 힌지 부분(700(1))과 힌지 부분(700(2))은 회전 부분(702(1))을 중심으로 각도(α)만큼 서로에 대해 회전될 수 있다. 힌지 부분(700(2))과 힌지 부분(700(3))은 회전 부분(702(2))을 중심으로 α와 동일할 수 있는 미리 결정된 각도만큼 서로에 대해 회전될 수 있다. 부분(700(1), 700(2), 700(3), 702(1), 702(2))은 예에서 제1 튜브에서 절단된다. 도 37a, 도 37b에 도시된 실시예는 하나의 방향으로만, 즉 도면의 표면으로만 편향된다. 그러나, 모든 방향으로 편향될 수 있는 힌지에도 동일한 원리가 적용된다.

힌지 부분(700(1)) 내부 또는 외부에 위치되어 이 힌지 부분에 부착되는 잠금 요소(704)가 제공된다. 잠금 요소(704)는 톱니 형성된 측면(706)이 힌지 부분(700(2)) 위로 연장된다. 더욱이, 활주 요소(708)로 구현된 스위칭 요소가 제공된다. 활주 요소(708)는 힌지 부분(700(2)) 내부 또는 외부에 위치되고, 기구의 접선 방향으로 이동 가능하다. 활주 요소(708)는 잠금 요소(704)의 톱니부(706)를 향하는 톱니 형성된 측면(710)을 갖는다. 활주 요소(708)에는 구멍이 제공되고, 이 구멍에는 부착 지점(714)에서 하부 또는 상부에 있는 힌지 부분(700(2))에 예를 들어 레이저 용접에 의해 부착되는 안내 요소(712)가 위치된다. 안내 요소(712)는 활주 요소(708)가 잠금 요소(704)를 향하거나 잠금 요소로부터 멀어지게 접선 방향으로만 이동 가능하도록 한다. 활주 요소(708)의 활주는, 예를 들어, 이전 도면 중 임의의 도면에 도시된 예 중 임의의 예를 사용하여 임의의 적절한 방식으로 제어될 수 있다. 모든 요소(704, 708, 714)는 제1 튜브의 하부나 상부에 있는 제2 튜브에 배열된다.

도 37a의 힌지 부분(700(1), 700(2))의 잠금/잠금 해제는 다음과 같이 수행된다. 힌지 부분(700(1), 700(2))이 특정 원하는 각도(α)로 서로에 대해 회전하면, 활주 요소(708)는 톱니부(706 및 710)가 서로 맞물리도록 잠금 요소(704)를 향해 이동된다. 잠금 요소(704)가 힌지 부분(700(1))에 부착되기 때문에, 활주 요소(708)는 힌지 부분(700(1))에 대해 길이 방향으로 동결되고, 따라서 힌지 부분(700(1))과 힌지 부분(700(2)) 사이의 각도(α)가 동결될 것이다.

유사한 잠금 메커니즘이 힌지 부분(700(2))과 힌지 부분(700(3)) 사이의 회전 각도에 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 동일한 원리를 사용하여 많은 인접한 힌지 부분(700(n), 700(n+1), n = 1, ..., N) 사이의 회전 각도를 동결할 수 있다. 여러 개의 이러한 회전 잠금 메커니즘은 동시에 여러 활주 요소에 의해, 예를 들어, 모든 활주 요소를 동시에 작동시킬 수 있는 단일 작동 요소를 사용하는 것에 의해 제어될 수 있다.

도 37b는 대안적인 실시예를 보여준다. 도 37b는 각각의 회전 부분(702(1), 702(2))을 중심으로 서로에 대해 회전할 수 있는 3개의 인접한 힌지 부분(700(1), 700(2), 700(3))을 다시 도시한다. 다시 언급하자면, 도면은 제1 튜브(720)의 내부에서 본 길이 방향 단면이다. 제1 잠금 요소(716)는 모든 힌지 부분(700(1), 700(2), 700(3))을 통해 이어지는 튜브(720) 내부에 제공되며, 위치(724)에서 힌지 부분(700(1))의 튜브(720)의 벽에 부착될 수 있다. 제2 잠금 요소(718)(또는 그 이상)가 모든 힌지 부분(700(1), 700(2), 700(3))을 통해 또한 이어지는 튜브(720) 내부에 제공될 수 있으며, 위치(726)에서 힌지 부분(700(1))의 튜브(720)의 벽에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 잠금 요소(716 및 718)는 모두, 힌지 부분(700(1), 700(2), 700(3))을 갖는 제1 튜브 내부에 위치된 제2 튜브에서 적절한 패턴을 절단한 결과일 수 있다. 여기서, 스위칭 요소는 제2 튜브 내부에 제공된 내부 코어(722)로 구현된다. 내부 코어(722)는 예를 들어 기구(300)의 근위 단부에 위치된, 도시되지 않은 적절한 작동 요소에 의해 반경 방향으로 확장 가능하다. 예를 들어, 내부 코어(722)는 서로에 대해 부분이 회전함으로써 확장될 수 있는 스프링에 의해 구현될 수 있다.

인접한 힌지 부분(700(1), 700(2), 700(3)) 중 하나 이상이 서로에 대해 회전하는 경우, 잠금 요소(716, 718)는 힌지 부분(700(2) 및 700(3))에 대해 길이 방향으로 이동할 것이다. 그런 다음 내부 코어(722)가 확장하면 잠금 요소(716, 718)는 제1 튜브(720)의 벽으로 밀려 힌지(308)의 곡률을 동결시키게 된다.

힌지(308)에는 3개를 초과하는 힌지 부분이 제공될 수 있다. 더욱이, 힌지 부분이 원하는 회전 위치에 있으면 다른 메커니즘을 사용하여 잠금 요소(716, 718)를 튜브 벽(720)으로 반경 방향으로 밀어낼 수 있다.

기구의 힌지 부분을 차단하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 스위칭 요소 메커니즘은 회전 부분의 회전을 차단하는 메커니즘이다. 종래 기술은 힌지 요소를 서로를 향해 밀거나 당기는 것에 의해 힌지 요소가 회전하는 것을 차단할 수 있다는 것(예를 들어 "리더 따르기(follow-the-leader)" 기술)을 보여준다. 그러면 힌지 접촉 표면에 생성된 수직력이 이러한 접촉 표면 사이에 회전을 방지하는 마찰력을 발생시킨다. 여기서, 일단 작동되면 서로 맞물려 임의의 추가 회전을 차단하는 톱니부가 대향 표면에 제공되는 또 다른 메커니즘이 제안된다.

도 38a는 인접한 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))이 각도(α)에 걸쳐 서로에 대해 회전할 수 있는 힌지(308)를 도시한다. 이 도면은 벽을 갖는 제1 튜브(720)를 통한 길이 방향 내부 단면이다. 제1 힌지 부분(700(1))에는 제2 힌지 부분(700(2))의 오목 부분(738) 내부에서 회전하도록 구성된 볼록 부분(732)이 제공된다. 볼록 부분(732)은 외부 볼록 전방 에지를 갖는 T자형 연장부로 구현될 수 있고, 오목 부분(738)은 T자형 연장부(732)가 T자형 개구(738) 내부에서 회전할 수 있도록 구성된, T자형 연장부(732)를 수용하는 T자형 개구로서 구현될 수 있다. 볼록 부분(732)과 오목 부분(738)은 클램프로서 기능한다. 볼록 부분(732)에는 오목 부분(738)의 톱니 형성된 외부 표면(736)을 향하는 톱니 형성된 외부 표면(734)이 제공된다. 톱니 형성된 외부 표면(734)과 톱니 형성된 외부 표면(736)은 잠금 요소로서 기능한다. 하나 이상의 작동 요소(728, 730)는 제1 및 제2 인접한 힌지 부분(700(1), 700(2)) 모두를 통해 이어져 이들 중 하나에 부착된다. 유사한 구조가 도 39, 도 40, 도 45a 내지 도 45d를 참조하여 설명된다.

작동 요소(728, 730)는 도 38a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))을 길이 방향으로 서로 멀어지게 미는 데 사용될 수 있다. 이러한 상태에서, 톱니부(734, 736)는 맞물리지 않고 힌지 부분(700(1), 700(2))은 서로에 대해 자유롭게 회전할 수 있다. 그러나, 도 38b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))이 서로에 대해 원하는 회전 각도(α)를 가지면, 하나 이상의 작동 요소(728, 730)가 당겨져 톱니부(734, 736)를 당겨 상호 맞물리도록 한다. 그러면, 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))은 추가의 상호 회전하는 것이 방지된다.

도 38a, 도 38b는 도 21의 예를 구현한 것으로 볼 수 있다.

도 39는 도 38a, 도 38b에 대한 변형예를 보여준다. 다시, 내부에서 볼 때 힌지(308)를 통한 길이 방향 단면이 도시되어 있다. 여기서, 제1 힌지 부분(700(1))에는 제1 및 제2 볼록 부분(744(1) 및 744(2))이 제공된다. 제1 볼록 부분(744(1))은 톱니 형성된 외부 볼록 에지(746(1))를 갖는다. 제2 볼록 부분(744(2))은 톱니 형성된 외부 볼록 에지(746(2))를 갖는다. 제2 힌지 부분(700(2))은 톱니 형성된 외부 볼록 에지(746(1))를 향하는 제1 톱니 형성된 오목 에지(748(1))와, 톱니 형성된 외부 볼록 에지(746(2))를 향하는 제2 톱니 형성된 오목 에지(748(2))를 갖는 오목 부분(747)을 갖는다. 볼록 부분(744(1), 744(2))과 오목 부분(747)은 클램프로서 기능한다. 톱니 형성된 외부 볼록 에지(746(1), 746(2))와 톱니 형성된 외부 오목 에지(748(1), 748(2))는 잠금 요소로서 기능한다.

제1 및 제2 힌지 부분(700(1) 및 700(2))은 서로 탄성적으로 부착된다. 도시된 예에서, 이는 제2 힌지 부분(700(2))에 고정 부착되고 제1 힌지 부분(700(1))에 탄력적으로 부착되는 길이 방향으로 연장되는 브리지(bridge)(740)에 의해 구현된다. 이를 위해, 브리지(740)는 벽(720)으로부터 절단되고 접선 방향으로 연장되는 가요성 스트립(742)에 부착될 수 있다. 스트립(742)은 스트립(742)과 브리지(740) 사이의 부착 지점이 길이 방향으로 탄력적으로 이동할 수 있도록 하는 슬롯을 길이 방향 양측에 갖는다. 브리지(740)는 제1 및 제2 볼록 부분이 제1 및 제2 오목 에지(748(1), 748(2)) 내에서 미리 결정된 최대 각도(α)만큼 회전할 수 있도록 제1 및 제2 볼록 부분(744(1), 744(2)) 사이에서 연장된다.

도 39에 도시된 배열에는 힌지 부분(700(1), 700(2))을 서로 멀어지게 밀거나 서로를 향해 당기도록 구성된 작동 메커니즘이 제공된다. 이는 도 38a, 도 38b에 도시된 참조 부호(728, 730)와 같은 하나 이상의 작동 요소(미도시)에 의해 구현될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 작동 요소가 작동되지 않을 때, 스트립(742)은 이완 상태에 있고, 여기서 톱니부(746(1))는 톱니부(748(1))와 맞물리지 않고 톱니부(746(2))는 톱니부(748(2))와 맞물리지 않는다. 이에 따라, 그런 다음 제1 및 제2 볼록 부분(744(1), 744(2))은 제2 힌지 부분(700(2))에 대해 자유롭게 회전할 수 있다. 그러나, 제1 힌지 부분(700(1))과 제2 힌지 부분(700(2))이 원하는 각도(α)로 상호 회전되면, 작동 메커니즘은 화살표(750)로 표시된 바와 같이 서로를 향해 제1 및 제2 힌지 부분을 밀거나 당겨, 톱니부(746(1))가 톱니부(748(1))와 맞물리고 톱니부(746(2))가 톱니부(748(2))와 맞물려 제1 및 제2 힌지 부분(700(1) 및 700(2))의 상호 회전 배향을 동결시키도록 작동될 수 있다. 맞물린 상태에서, 스트립(742)은 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))을 맞물림 해제하려고 하는 스프링 힘을 발생시킬 것이다.

작동 메커니즘이 하나 이상의 작동 요소(728, 730)에 의해 구현되는 경우, 작동은 길이 방향으로 당기는 힘에 의해 구현될 수 있다. 그런 다음 탄성 스트립(742)은 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))이 다시 맞물림 해제되어 회전 각도의 동결이 종료되게 하기 때문에 작동을 중지하려면 당기는 힘을 중지해야 한다. 장점은 이러한 구현예에서 맞물림 해제를 위해 작동 요소(728, 730)에 미는 힘을 가할 필요가 없다는 점일 수 있고, 이 미는 힘은 작동 요소(728, 730)의 좌굴 문제를 초래할 수 있다. 기구의 팁을 조향할 때 조향 와이어에 미는 힘이 작용한 결과 부재가 압축되지 않도록 부재(742)의 스프링 힘이 설계될 수 있다.

도 40은 도 39에 도시된 것에 대안적인 힌지 배열을 보여준다. 다시, 힌지(308)를 통한 길이 방향 단면이 도시된다. 이 예에서, 제1 힌지 부분(700(1))에는 오목 에지가 제공된다. 제2 힌지 부분(700(2))에는 오목 부분(757) 내부에서 회전하도록 구성된 볼록 부분(759)이 제공된다. 볼록 부분(759)에는 외부 에지에 톱니부(758)가 제공된다. 더욱이, 스위칭 요소(752)는 제1 힌지 부분(700(1))의 벽(720)으로부터 절단된다. 스위칭 요소(752)는 벽(720)으로부터 절단된 하나 이상의 가요성 스트립(754(1), 754(2))에 부착되고, 이 하나 이상의 가요성 스트립은 스위칭 요소(752)가 탄성 방식으로 앞뒤로 길이 방향으로 이동(참조 부호(750) 참조)될 수 있도록 접선 방향으로 연장된다. 이러한 앞뒤 움직임은 이후 스위칭 요소(752)에 부착되는 도 38a, 도 38b에 도시된 작동 요소(728)와 같은 작동 메커니즘에 의해 제어될 수 있다. 스위칭 요소(752)는 톱니부(758)와 맞물리도록 구성된 잠금 팁(756)을 갖는다. 잠금 팁(756)과 톱니부(758)는 잠금 요소로 기능한다. 맞물린 상태에서, 오목 에지(757)와 볼록 에지(759)는 더 이상 서로에 대해 회전할 수 없고, 그러면 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2)) 사이의 현재의 회전 각도(α)가 동결된다.

도시된 실시예에서, 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))은 제2 힌지 부분(700(2))의 T자형 슬롯(738) 내부에서 연장되는 T자형 요소(732)를 제1 힌지 부분(700(1))에 제공함으로써 길이 방향으로 서로 너무 멀리 이동하는 것이 방지되고, T자형 요소(732)와 T자형 슬롯(738)은 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))이 상호 회전 가능하도록 설계된다. 물론, 실질적인 길이 방향 상대 이동을 방지하지만 제1 및 제2 힌지 부분(700(1), 700(2))이 상대 회전 운동할 수 있도록 하는 다른 형상의 메커니즘이 적용될 수 있다.

예 37A 내지 40은 하나의 힌지 부분이 인접한 힌지 부분에 대하여 회전하는 것을 차단하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 가능한 메커니즘만을 설명한다. 이러한 힌지 부분은 기구(300)의 어느 곳에나 위치될 수 있고, 예를 들어, 조향 가능한 팁 또는 기구 몸체 구획에 위치될 수 있다. 힌지 부분 사이의 갭을 고정하거나 힌지 부분이 회전하는 것을 실제로 차단하는 두 가지 기본 원리에 대해 더 많은 메커니즘을 구상할 수 있다. 다음 도면은, 예를 들어 레이저 절단을 통해 서로를 둘러싸는 튜브의 절단 요소를 통해 완전히 구현된 일부 가능한 실시예를 보여준다.

도 41a 내지 도 41c는 3개의 튜브 실시예에 관한 것이다. 도 41a는 세 개의 튜브(2, 3 및 4)(도 1 및 도 2 참조)의 팁 구획(13)을 보여준다. 도시된 예에서, 팁 구획(13)은 단단한 부분과, 이 단단한 부분에 인접한 편향 가능한 부분을 갖는다. 단단한 부분에서 외부 튜브(4)는 강성 단부 부분(17)을 포함하고, 편향 가능한 부분에서 외부 튜브(4)는 튜브(4)의 슬롯 패턴을 절단한 결과 힌지에 의해 구현된 가요성 부분(18)을 포함한다. 도시된 힌지 패턴은 가능한 구현예의 일례일 뿐이다.

도 41b는 강성 단부 부분(10)을 갖는 중간 튜브(3)를 도시한다. 도 41c는 도 41b의 실시예의 일부 확대도를 도시한다. 이 실시예에서, 중간 튜브(3)는 팁 구획(13)의 가요성 부분에 도 26의 예의 구현예를 갖는다. 이 도면은 인접한 스페이서(612(1) 내지 612(3), 612(5), ...)와 활주 요소(612(10))의 일부 추가 구현 세부 사항을 보여준다. 즉, 활주 요소(612(10))는 탄성 방식으로 제2 단부에서 스페이서(612(3))까지 연장되어 이 스페이서에 부착되는 제1 스트립(666(1))의 제1 단부에 부착된다. 더욱이, 활주 요소(612(10))는 탄성 방식으로 제2 단부에서 스페이서(612(5))까지 연장되어 이 스페이서에 부착되는 제2 스트립(666(2))의 제1 단부에 부착된다. 이러한 방식으로, 활주 요소(612(10))는 스페이서(612(3))와 스페이서(612(5)) 사이에 탄력적으로 걸린다. 걸림은 활주 요소(612(10))가 스페이서(612(3), 612(5))에 대해 길이 방향으로 이동할 수 없거나 거의 이동할 수 없지만 이 스페이서(612(3) 및 612(5))에 대해 접선 방향으로 탄성적으로 이동할 수 있도록 이루어진다. 조향 요소(610)를 향해 접선 방향으로 이동할 때 제1 및 제2 스트립(610(1) 및 666(2))은 역 스프링 힘을 생성한다.

도 26을 참조하여 설명된 작동 요소(608)는 면(62 및 624)에 의해 접선 방향으로 활주 요소(612(10))에 힘을 가하도록 작동될 수 있다. 작동 상태에서, 활주 요소(612(10))의 톱니부(613)는 조향 와이어(610)의 톱니부(611)와 맞물려 예를 들어 조향 와이어(610)의 임의의 추가 길이 방향 움직임을 차단하고 이에 따라 가요성 부분(18)의 편향된 상태를 동결시킨다.

작동 요소(608)의 작동되지 않은 상태에서 제1 및 제2 스트립(666(1), 666(2))은 톱니부(611 및 613)가 맞물리지 않는 중립 접선 위치에 활주 요소(612(10))를 유지하고, 이에 따라, 가요성 부분(18)은 조향 와이어(610)에 의해 편향될 수 있다.

도 41b 및 도 41c에서 볼 수 있는 바와 같이, 도시된 실시예는 서로에 대해 접선 방향으로 등거리에 위치된 4개의 조향 와이어(610)를 포함한다. 각각의 이러한 조향 와이어(610)는 서로 다른 길이 방향 위치에 위치된 하나 이상의 활주 요소에 의해 추가적인 길이 방향 움직임이 잠길 수 있다. 동일한 조향 와이어(610)를 잠그도록 작동될 수 있는 모든 활주 요소는 단일 작동 요소(608)에 의해 작동된다. 단일 작동 요소(608)는 기구(300)의 원위 단부로부터 근위 단부까지 연장되는 길이 방향 스트립의 형태를 갖는다. 작동 요소(608)는 원위 단부에서 자유롭게 이동할 수 있고, 근위 단부로부터 수동으로 또는 로봇식으로 동작되어 작동 상태와 비작동 상태 사이에서 길이 방향으로 이동한다. 이 실시예에는 길이 방향 스트립 형태의 작동 요소(608)가 4개 있다. 이 작동 요소는 마찬가지로 접선 방향으로 등거리에 위치된다.

도시된 바와 같이, 가요성 부분이 처음에 편향되기 전에, 스페이서(612(1), 612(2)), 활주 요소(612(10)), 스페이서(612(6)), ...는 하나 이상의 파단 요소(670)에 의해 인접한 작동 요소(608)에 여전히 부착되어 있다. 이러한 파단 요소는 절단 공정 이후 튜브(3)의 모든 다른 요소를 함께 유지하여 튜브(3)가 별도의 조각으로 떨어져 나가지 않도록 한다.

파단 요소(670)는 다음과 같은 방식으로 설계되어야 한다. 파단되기 전에, 각각의 파단 요소(670)는 튜브(3)에서 절단된 하나 이상의 대향 요소에 부착된다. 이 대향 요소는 파단 요소(670)의 응력이 주변 재료 및/또는 구조물의 응력보다 높도록 하는 기하 형상을 갖는다. 따라서, 파단 요소(670)를 갖는 구조물에 편향력 또는 충분히 높은 힘이 가해지면, 파단 요소(670)의 응력은 튜브 재료의 항복 응력보다 높아져, 파단 요소(670)에 영구적인 편향을 야기한다. 훨씬 더 많은 편향이나 더 큰 힘을 가하면 응력이 최대 인장 응력에 도달하여 파단 요소(670)가 파단된다. 파단 요소를 파괴시키는 또 다른 메커니즘은 파단 요소(670)에 낮은 또는 높은 사이클 피로를 적용함으로써 달성된다. 파단 요소(670)의 응력은 피로 한계를 넘어 상승하여 피로 파단을 유발한다. 모든 경우에, 주변 구조물/재료의 응력은 튜브 재료의 항복 응력보다 적어도 낮게 유지된다.

여기서, 파단 요소(670)는 기구(300)가 완성되고 팁 구획(13)이 처음에 편향된 후에 파단되도록 설계된다.

더욱이, 스페이서(612(2) 및 612(3))는 작동 요소(608)로부터 잘 정해진 거리에서 잘 정해진 접선 위치에 스페이서(612(3))를 유지하기 위해 가요성 브리지에 의해 서로 부착된다. 동일한 방식으로, 스페이서(612(5) 및 612(6))는 작동 요소(608)로부터 잘 정해진 거리에서 잘 정해진 접선 위치에 스페이서(612(5))를 유지하기 위해 가요성 브리지(668)에 의해 서로 부착된다. 이러한 방식으로, 면(622 및 624)은 접촉하지 않아서 스페이서(612(3), 612(5))를 접선 방향으로 이동시킬 수 없다.

도 41a 내지 도 41c에 도시된 잠금 메커니즘은 기구(300)의 어느 곳에나 적용될 수 있는 것으로 관찰된다.

도 42a 내지 도 42c는 조향 와이어를 미리 로딩할 수 있는 추가 실시예를 보여준다. 하나의 조향 와이어(16(1))에 대한 메커니즘이 도시된다. 그러나, 둘 이상의 (예를 들어 4개의) 조향 와이어가 적용될 수 있다. 도 42a는 외부 튜브(4)를 보여주고, 도 42b는 중간 튜브(3)를 보여주고, 도 42C는 내부 튜브(2)를 보여준다. 기구(300)를 완성한 후, 튜브(2)를 튜브(3)에 삽입하고 튜브(3)를 튜브(4)에 삽입한다. 도 42a 내지 도 42b 모두는 기구(300)의 근위 단부의 일례를 도시하지만 도시된 기술은 기구의 어느 곳에나 있을 수 있다. 기구(300)의 강성 부분은 참조 부호(304)로 표시되어 있고, 가요성 부분은 참조 부호(302)로 표시되어 있다. 가요성 부분(302)은 가요성 부분(302)을 구부림으로써 예를 들어 기구(300)의 팁 구획 내 편향 가능한 부분의 조향을 제어하도록 구성된다. 이를 위해, 가요성 부분(302)에 있는 외부 튜브(4)의 부분은 임의의 적합한 힌지 패턴을 가질 수 있다. 도 42a에 도시된 것은 하나의 예일 뿐이다. 강성 부분(304)은 가요성 부분(302)보다 낮은 가요성을 갖는 가요성 부분으로 대체될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

강성 부분(304)에서, 외부 튜브(4)는 외부 튜브(4)로 만들어진 슬리브(805)를 갖고, 이 슬리브는 슬리브(805)가 접선 방향으로 회전할 수 있도록 두 개의 원주 슬롯(801, 803)에 의해 외부 튜브(4)의 나머지 부분으로부터 분리되어 있다. 두 개의 작동 요소(802 및 804) 각각은 접선 슬롯(806 및 808) 각각 내부에 위치된다. 작동 요소(802, 804)는 원형 형상을 가질 수 있으며, 이후에 설명된 바와 같이, 예를 들어 (레이저) 용접에 의해 중간 튜브(2)의 요소에 부착된다.

슬리브(805)의 근위측에서 외부 튜브(4)는 강성 링(807)을 포함하고, 원위측에서 외부 튜브(4)는 강성 슬리브(809)를 포함한다.

도 42b는 중간 튜브(3)의 일례를 보여준다. 이 중간 튜브는 기구(300)의 가요성 부분(302)에 적합한 가요성 구조를 갖는다. 기구(300)의 강성 부분(304)에서, 중간 튜브(3)는 서로에 대해 길이 방향으로 이동 가능한 두 부분, 즉 근위 단부의 강성 링(815)과, 이 강성 링(815)으로부터 원위에 위치된 슬리브(813)로 분리된다. 하나 이상의 부착 지점(810(1), 810(2), ...) 각각에서 외부 튜브(4)의 강성 링(807)은 예를 들어 (레이저) 용접에 의해 중간 튜브(3)의 강성 링(815)에 부착된다.

슬리브(813)와 강성 링(815)은 미리 결정된 정도로 서로에 대해 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 여기서, 이것은 강성 링(815)의 각 T자형 슬롯(838)에 각각 위치된 하나 이상의 T자형 연장부(836)를 갖는 슬리브(813)에 의해 구현된다.

슬리브(813)에는 슬라이더(816)가 제공되고, 이 슬라이더는 슬리브(813)의 슬롯(818)에서 길이 방향으로 활주할 수 있도록 구성된다. 슬라이더(816)는 예를 들어 (레이저) 용접에 의해 외부 튜브(4)의 작동 요소(802)에 부착된다. 슬리브(813)는 예를 들어 (레이저) 용접에 의해 외부 튜브(4)의 작동 요소(804)에 부착된다. 각각의 슬롯 내부에 배열된 하나 이상의 안내 요소(822(1), 822(2), ...)가 슬리브(813)에 제공된다. 이 하나 이상의 안내 요소(822(1), ...)는 이후 설명되는 바와 같이 모두 내부 튜브(2)에 부착된다. 이 안내 요소는 각각의 슬롯 내부에서 미리 결정된 길이 방향 거리를 따라 활주할 수 있고 이 슬롯에서 임의의 접선 방향으로 움직이는 것을 허용하지 않도록 형성된다.

슬리브(813)는 원위측에서 조향 와이어(16(1))의 근위 단부를 수용하는 하나 이상의 길이 방향 슬롯(824)이 제공된다. 길이 방향 슬롯(824)에는 조향 와이어(16(1))의 톱니 형성된 부분(830)을 향하는 톱니 형성된 부분(832)이 제공된다. 길이 방향 슬롯(824)은 또한 길이 방향 작동 요소(826)를 수용한다. 길이 방향 작동 요소(826)는 길이 방향 슬롯(824)의 근위 단부 부분(835) 내부에 위치된 근위 단부 부분(834)을 갖는다. 근위 단부 부분(834)과 근위 단부 부분(835)은 근위 단부 부분(834)과 이에 따라 전체 작동 요소(826)가 특정 미리 결정된 범위까지만 슬리브(813)에 대해 길이 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 더욱이, 일부 제조 공차를 제외하면, 근위 단부 부분(834)은 이 예에서 슬리브(813)에 대해 접선 방향으로 이동할 수 없도록 설계된다. 작동 요소(826)의 원위 단부는 톱니 형성된 부분(830)과 대향하는 조향 와이어(16(1))의 길이 방향 측면을 향하는 하나의 길이 방향 측면을 갖는다. 더욱이, 작동 요소(826)의 원위 단부에는 조향 와이어(16(1))와 대향하는 길이 방향 측에서 슬리브(813)의 하나 이상의 면을 향하는 하나 이상의 면이 제공되어, 작동 요소(826)가 슬리브(813)에 대해 길이 방향으로 기구(300)의 근위 단부를 향해 이동할 때, 톱니부(830 및 832)가 맞물려 조향 와이어(16(1))가 슬리브(813)에 대해 임의의 길이 방향 움직임이 차단되도록 원위 단부가 조향 와이어(16(1))를 향해 접선 방향으로 이동하도록 강제되도록 한다.

도 42c는 내부 튜브(2)의 추가 세부사항을 보여준다. 이 내부 튜브는 기구(300)의 가요성 부분(302)에 적합한 가요성 구조물을 갖는다. 기구(300)의 강성 부분(304)에서 내부 튜브(2)는 세 부분(850, 852, 854)으로 분리된다. 참조 부호(854)는 근위 단부의 강성 링을 나타낸다. 슬리브(852)는 강성 링(854)으로부터 원위측에 위치되고, 추가 슬리브(850)는 슬리브(852)로부터 원위측에 위치된다. 슬리브(852)는 강성 링(854)과 슬리브(850) 사이에서 미리 결정된 거리를 따라 길이 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 도시된 예에서, 이는 슬리브(852)에 강성 링(854)의 T자형 개구(849) 내부에 위치된 하나 이상의 T자형 연장부(846)가 제공되고, 그리고 강성 링(854)에 슬리브(852)의 T자형 개구(847) 내부에 위치된 하나 이상의 T자형 연장부(848)가 제공되는 것에 의해 구현된다. 더욱이, 슬리브(852)에는 슬리브(850)의 T자형 개구(845) 내부에 위치된 하나 이상의 T자형 연장부(844)가 제공되고, 슬리브(850)에는 슬리브(852)의 T자형 개구(843) 내부에 위치된 하나 이상의 T자형 연장부(842)가 제공된다.

중간 튜브(3)의 슬라이더(816)는 외부 튜브(4)의 작동 요소(802)뿐만 아니라 내부 튜브(2)의 슬리브(852)에도 부착된다. 중간 튜브(3)의 모든 안내 요소(822(1), ..., 822(4))는 내부 튜브(2)의 슬리브(850)에 부착된다. 중간 튜브(3)의 강성 링(815)은, 부착 위치(820(1), 820(2), ...)에 표시된 바와 같이 외부 튜브(4)의 강성 링(807)에 부착될 뿐만 아니라 내부 튜브(2)의 강성 링(854)에도 부착된다. 마지막으로, 작동 요소(826)의 각 근위 단부 부분(834)은 내부 튜브(2)의 슬리브(852), 예를 들어, T자형 연장부(844)에 부착된다. 이것은 근위 단부 부분(834)의 부착 위치(840)로 표시된다. 부착은 (레이저) 용접으로 수행될 수 있다.

도 42a 내지 도 42c에 도시된 기구(300)의 실시예는 다음과 같이 동작한다. 하나 이상의 조향 와이어(16(1))에 사전 하중을 제공하면 외부 튜브(4)의 나머지 부분에 대해 외부 튜브(4)의 슬리브(805)가 회전하는 것으로 시작된다. 이러한 회전으로 인해 작동 요소(802, 804)는 슬롯(806 및 808)에 의해 형성된 각각의 경로를 따르도록 강제된다. 이 슬롯(806, 808)은 회전의 제1 부분에서 슬롯(806)의 형상으로 인해 작동 요소(802)만이 기구(300)의 근위 단부를 향해 길이 방향으로 이동하는 반면, 작동 요소(804)는 슬롯(808)에 의해 고정된 길이 방향 위치에 유지되도록 설계된다. 작동 요소(802)가 중간 튜브(3)의 슬라이더(816)에 부착되고, 이 슬라이더는 다시 내부 튜브(2)의 슬리브(852)에 부착되기 때문에, 슬리브(852)는 기구(300)의 근위 단부를 향해 길이 방향으로 활주할 것이다. 슬리브(852)가 작동 요소(826)의 근위 단부 부분(834)에 부착되기 때문에, 작동 요소(826)도 또한 기구(300)의 근위 단부를 향해 길이 방향으로 이동하도록 강제된다.

이것은 작동 요소(826)의 원위 단부의 면이 슬리브(813)의 대향 면을 "상방으로" 이동시켜 작동 요소(826)의 원위 단부가 접선 방향으로 이동하도록 하고 이 원위 단부는 톱니부(830)가 슬리브(813)의 톱니부(832)와 맞물리도록 접선 방향으로 조향 와이어(16(1))의 근위 단부를 밀도록 한다. 이제, 조향 와이어(16(1))의 근위 단부는 슬리브(813)에 잠긴다. 슬리브(813)는 안내 요소(822(1), ..., 822(4))에 의해 접선 방향으로 잠긴다는 점에 유의해야 한다. 그런 다음 외부 튜브(4)의 슬리브(805)를 추가로 회전시킴으로써 사전 하중 단계가 작동된다. 즉, 그런 다음, 슬롯(806, 808)의 형상으로 인해 작동 요소(802 및 804)는 동시에 기구(300)의 근위 단부를 향해 길이 방향으로 이동되고, 작동 요소는 부착된 조향 와이어(들)(16(1))와 함께 양쪽 슬리브(813 및 852)를 동일한 방향으로, 즉 기구(300)의 근위 단부를 향해 당긴다. 이는 조향 요소(들)(16(1))에 사전 하중을 가한다. 이러한 미리 로드된 상태는 작동 요소(802 및 804)가 슬롯의 만입된 부분 내에 있고 외부 개입 없이는 슬롯의 만입된 부분으로부터 돌아올 수 없도록 슬롯(806 및 808)을 설계함으로써 안정된 상태가 될 수 있다.

미리 로드된 조향 와이어(들)(16(1))는 근위 단부에서 조향 와이어의 움직임에 대한 팁 구획의 더 좋은 반응을 기구(300)에 제공한다는 점에 유의해야 한다. 더욱이, 도시된 배열은 외부 튜브(4)의 슬리브(805)를 단순히 다시 뒤로 회전시킴으로써 사전 하중 상태를 해제하는 데 적합하다.

도 43a 내지 도 43c는 서로 간을 둘러싸는 4개의 튜브에서 적절한 패턴을 절단함으로써 구현된 스위치(900)의 일례를 도시한다. 그러나, 본 발명은 이러한 개수로 제한되지 않는다. 스위치 요소는 기구(300)의 임의의 원하는 위치에 위치될 수 있다. 도 43a는 슬리브(908)로 둘러싸인 외부 튜브(906)를 보여준다. 도 43b는 슬리브(908)가 제거되었을 때 외부 튜브(906)를 보여준다. 도 43c는 중간 튜브(904)를 보여준다. 내부 튜브(또는 코어)(902)는 도 43c에도 표시되어 있지만 현재 예에 대한 관련 세부사항이 없기 때문에 별도로 그려져 있지는 않다. 도시된 스위치는 스위치에 중립 위치가 필요한지 여부에 따라 3개의 위치 또는 2개의 위치를 가질 수 있다.

외부 튜브(906)는 복수의 작동 요소를 갖고, 이 중 2개는 참조 부호(934, 962)로 표시되어 있다. 작동 요소(934 및 962) 각각은 슬롯(940 및 968) 각각에서 길이 방향으로 이동 가능하다. 프레임(948)은 이러한 작동 요소(934, 962) 사이에 제공되며, 이 작동 요소는 외부 튜브(906)의 두 개의 대향 부분(942, 944) 사이에서 스위치(900)의 접선 방향으로 이동 가능하다. 프레임(948)은 슬라이더(956)가 제공되는 직사각형 슬롯(954)을 갖고, 슬라이더는 길이 방향으로 이 슬롯(954)에서 활주할 수 있고 프레임(948)의 접선 방향 움직임과 함께 접선 방향으로 이동할 수 있다. 작동 요소(934)는 프레임(948)을 향하는 하나 이상의 면(936 및 938)을 갖는다. 작동 요소(962)는 프레임(948)을 향하는 하나 이상의 면(964 및 966)을 갖는다. 프레임(948)은 작동 요소(934)를 향하는 하나 이상의 면(950 및 952)을 갖는다. 프레임(948)은 작동 요소(962)를 향하는 하나 이상의 면(958 및 960)을 갖는다. 면(958 및 960)의 형상은 프레임(948)의 2개 또는 3개 이상의 이산 접선 위치를 생성하도록 설계될 수 있다. 슬리브(908)는 작동 요소(934)의 하나 이상의 부착 지점(970(1), 972(1))에 부착된 하나 이상의 부착 지점(976(1), 978(1)), 및 작동 요소(962)의 하나 이상의 부착 지점(970(2), 972(2))에 부착된 하나 이상의 부착 지점(976(2), 978(2))을 갖는다. 슬리브(908)는 이중 화살표(974)로 표시된 바와 같이 양방향으로 길이 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 작동 요소(934 및 962)는 슬리브(908)에 의해 길이 방향으로 이동될 수 있다. 슬리브(908)는 하나 이상의 제어 와이어에 부착될 수 있으며, 이 하나 이상의 제어 와이어는 예를 들어 슬리브(908)의 길이 방향 움직임이 근위 단부로부터 제어될 수 있도록 동일한 튜브로부터 절단되어 기구(300)의 근위 단부까지 이어진다.

도 43c는 중간 튜브(904)를 보다 상세히 보여준다. 중간 튜브(904)는 여러 개의 조향 와이어를 갖고, 이 중 두 개의 조향 와이어(16(1), 16(2))가 도시되어 있다. 구현예는 조향 와이어(16(1))에 대해 설명되지만 다른 조향 와이어에도 동일하게 적용 가능하다. 조향 와이어(16(1))는 슬롯(932)에서 길이 방향으로 이동될 수 있다. 조향 와이어(16(1))에는 원위 단부에서 길이의 일부를 따라 톱니부(910)가 제공된다.

스위칭 요소는 조향 와이어(16(1))의 톱니 형성된 부분(910)에 인접하여 스위치 요소(920)의 형태로 제공된다. 스위치 요소(920)에는 조향 와이어(16(1))의 톱니부(910)와 맞물릴 수 있는 톱니부(924)가 하나의 길이 방향 측면에 제공된다. 스위치(920)에는 반대쪽 길이 방향 측면에 톱니부(926)가 제공된다. 이 톱니부(926)는 중간 튜브(904)의 고정 부분(930)에 톱니부(927)와 대향하여 배열된다. 스위치 요소(920)는 길이 방향 슬롯(929) 내부에 배열되고, 이 길이 방향 슬롯은 스위치 요소(920)가 길이 방향으로 뿐만 아니라 접선 방향으로도 어느 정도 이동 가능하게 한다. 하나 이상의 부착 지점(982)에서, 스위치 요소(920)는 슬라이더(956)가 스위치 요소(920)에 대해 안내 요소로서 동작하도록 외부 튜브(906)의 슬라이더(956)에 부착된다. 그 원위 단부에서 스위치 요소(920)는 요소(914)에 연결되어, 스위치 요소(920)는 접선 방향으로 이동할 수 있지만 요소(914)에 대해 길이 방향으로는 이동할 수 없다. 요소(914)는 원위 방향으로 이어지는 조향 와이어 자체이거나, 중간 튜브(904) 내부 또는 외부의 튜브의 조향 와이어에 부착되거나, 또는 중간 튜브(904) 내부 및/또는 외부의 튜브의 고정 부분에 부착될 수 있다. 후자의 경우, 요소(914)는 기구(300)의 편향 가능한 부분의 원위 단부에 부착된다.

도 43a 내지 도 43c의 배열은 다음과 같은 방식으로 동작한다. 슬리브(908)를 하나의 길이 방향으로, 예를 들어, 도시된 근위 방향으로 이동시키면 작동 요소(934 및 962)가 모두 제1 길이 방향 위치로 이동하여, 면(964, 966, 958 및 964)이 슬라이더(956)와 함께 프레임(948)을 제1 접선 방향으로 힘을 가하게 된다. 스위치 요소(920)가 슬라이더(956)에 부착되기 때문에, 스위치 요소(920)는 이제 그 톱니부(926)가 고정 부분(930)의 톱니부(927)와 맞물리는 위치로 이동되어, 스위치(920)가 임의의 추가 길이 방향 움직임이 차단되도록 한다. 따라서, 요소(914)도 길이 방향 위치에 잠긴다. 따라서, 이 요소(914)에 부착된 임의의 편향 가능한 부분은 현재의 편향된 배향으로 잠긴다.

이제 슬리브(908)를 반대 길이 방향, 예를 들어, 원위 방향으로 이동시키면 작동 요소(934 및 962)가 모두 제2 길이 방향 위치로 이동하여, 톱니부(924)가 톱니부(910)와 맞물릴 때까지 면(936, 938, 950, 952)이 제1 접선 방향과 반대 방향인 제2 접선 방향으로 슬라이더(956)와 함께 프레임(948)에 힘을 가하게 한다. 그런 다음, 스위치 요소(920)는 조향 와이어(16(1))를 길이 방향으로 이동시킴으로써 길이 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 조향 와이어(16(1))의 임의의 길이 방향 힘은 요소(914)로 전달되고, 요소는 기구(300)의 편향 가능한 부분을 편향시킬 수 있게 한다.

도 44a 내지 도 44d는 외부 튜브(4)의 편향 가능한 부분(18)에서 인접한 힌지 세그먼트(18(p), p = 1, 2, ..., P) 사이의 회전 각도를 동결할 수 있는 실시예를 도시한다. 도 44a는 서로 간에 삽입된 세 개의 튜브, 즉 내부 튜브(2), 중간 튜브(3) 및 외부 튜브(4)의 팁 구획(13)을 보여준다. 더 많은 튜브가 제공될 수 있으며, 기구(300)의 임의의 구부러질 수 있는 부분에 동일한 메커니즘이 적용될 수 있다. 외부 튜브(4)는 또한 중간 튜브(3)의 일부를 볼 수 있도록 상세히 도시되어 있다.

힌지 세그먼트(18(p))의 하나 이상의 T자형 부분(1006)은 인접한 힌지 부분(18(p+1) 및/또는 18(p-1))의 각각의 T자형 슬롯(1008)에 수용된다. 도시된 실시예에서 접선 방향으로 약 180도 이동된 두 개의 인접한 힌지 세그먼트(18(p), 18(p+1)) 사이에 두 개의 T자형 부분(1006)이 있다. 인접한 힌지 세그먼트(18(p+1), 18(p+2)) 사이에는 다시 두 개의 T자형 부분(1006)이 적용되지만 그런 다음 도시된 바와 같이 90도 이동되어 부분(18)이 모든 방향으로 편향될 수 있게 한다. 더욱이, 인접한 힌지 세그먼트의 상호 접선 방향 회전을 방지하도록 구성된, 인접한 힌지 세그먼트의 슬롯(1012) 내로 연장되는 힌지 세그먼트의 핀(1010) 세트가 T자형 부분(1006)과 T자형 슬롯(1008)의 세트에 대해 90도 이동된 상태로 적용될 수 있다. 슬롯(1012)은 슬롯(1016)으로 연장되는 두 개의 핀(1013) 사이에 형성될 수 있다. 인접한 힌지 세그먼트(18(p) 및 18(p+1))는 접선 슬롯(1018)에 의해 분리되고, 이 접선 슬롯은 이 인접한 힌지 세그먼트(18(p), 18(p+1))가 회전 지점(1010)을 중심으로 서로에 대해 힌지가 편향할 만큼 미리 결정된 각도로 회전할 수 있도록 구성된다.

도 44b는 중간 튜브(3)의 일 실시예의 세부사항을 도시한다. 도 44b에서 직사각형 XLV^D-XLV^D로 표시된 필수 세부사항의 확대도가 도 44d에 도시되어 있다. 중간 튜브(3)에는 4개의 조향 와이어가 있고, 이 중 2개(16(1), 16(2))가 도시되어 있다. 도시된 편향 가능한 팁 구획에서 인접한 조향 와이어(16(1), 16(2))는 일련의 스페이서(1002(q), q = 1, 2, ..., Q)에 의해 분리된다. 도시된 예에서, 스페이서(1002(q))의 개수는 힌지 세그먼트(18(p))의 개수의 절반이라는 점에 유의해야 한다. 각각의 스페이서(1002(q))는, 그 부착 지점(1020(q))이 힌지 세그먼트(18(p))의 부착 지점(1004(p))에 부착되면, 인접한 스페이서(1002(q+1))의 부착 지점(1020(q+1))이 힌지 세그먼트(18(p+2))의 부착 지점(1004(p+2))에 부착되도록 힌지 세그먼트에 부착된다. 스위칭 요소는 인접한 스페이서(1002(q), 1002(q+1))가 길이 방향으로 서로에 대해 이동할 수 있도록 인접한 스페이서(1002(q)) 내부의 스페이서(1002(q+1))로부터 연장되는 가요성 레버(1026(q))로 구현된다.

각각의 스페이서(1002(q))는 슬롯(1038(q))을 갖고, 이 슬롯에는 슬라이더(1034(q))가 슬롯(1038(q)) 내부에서 길이 방향으로 이동할 수 있도록 슬라이더(1034(q))가 위치된다. 슬라이더(1034(q))는 스프링 요소(1032(q))에 의해 스페이서(1002(q))의 몸체에 탄력적으로 부착될 수 있고, 부착 지점(1036(q))에서 내부 튜브(2)에 부착된다. 슬라이더(1034(q))는 레버(1028(q))의 면(1040(q))과 접촉하는 면(1042(q))을 갖는다. 레버(1028(q))는 가요성 아암(1030(q))에 의해 스페이서(1002(q))의 몸체에 탄력적으로 부착된다. 레버(1028(q))는 각진 면(1040(q) 및 1042(q))이 서로에 대해 이동하는 경우 슬라이더(1034(q))에 의해 접선 방향으로 탄력적으로 이동할 수 있다. 면(1040(q))과 대향하는 길이 방향 측면에서 레버(1028(q))는 제2 길이 방향 측면에 톱니부(1023(q))가 제공된 가요성 레버(1026(q))의 단부 부분(1024(q))의 제1 길이 방향 측면과 접촉한다. 이 톱니부(1023(q))는 스페이서(1002(q))의 톱니부(1022(q))와 대향하여 배열된다. 톱니부(1022(q))가 있는 스페이서(1002(q))는 잠금 요소로 기능한다.

도 44c는 내부 튜브(2)의 일례를 보여준다. 가요성 부분(6)에서 내부 튜브(2)에는 부착 지점(1044(q))을 갖는 힌지 구조물이 제공된다. 부착 지점(1044(q))은 슬라이더(1034(q))의 부착 지점(1036(q))에 부착된다. 내부 튜브(2)는, 기구(300)의 가요성 부분(18)에서 적어도 가요성이고 길이 방향으로 강성인 한, 다른 구현예를 가질 수 있다.

도 44a 내지 도 44d에 도시된 배열은 다음과 같이 동작한다. 도시된 상태에서 톱니부(1023(q))는 톱니부(1022(q))와 맞물리지 않고, 따라서, 인접한 스페이서(1002(q), 1002(q+1))는 길이 방향으로 서로에 대해 이동할 수 있는 동시에 팁 구획(13)이 조향 와이어(16(i))에 의해 임의의 방향에서 임의의 원하는 각도로 편향될 수 있게 한다. 원하는 편향 각도(0도일 수 있음)가 얻어지면, 내부 튜브(2)는 근위 단부를 향해 당겨져 모든 슬라이더(1034(q))가 각각의 스페이서(1002(q))의 몸체에 대해 길이 방향으로 이동하게 한다. 이는 면(1042(q))이 면(1040(q))에 대해 이동하게 하여 레버(1028(q))가 레버 부분(1024(q))을 향해 접선 방향으로 멀어지게 밀리게 하고 톱니부(1023(q))가 톱니부(1022(q))와 맞물려 인접한 스페이서(1002(q), 1002(q+1)) 사이의 임의의 추가 상호 길이 방향 움직임을 차단하고 이에 따라 팁 구획(13)의 편향된 상태를 동결시킨다. 따라서, 여기서는 내부 튜브(2)와 이 내부 튜브(2)에 부착된 슬라이더(1034(q))가 작동 요소로서 동작한다.

내부 튜브(2)를 기구(300)의 원위 단부 쪽으로 이동시킴으로써, 모든 슬라이더(1034(q))는 레버(1028(q))에 더 이상 접선 방향 힘을 가하지 않고 톱니부(1023(q))가 더 이상 톱니부(1022(q))와 맞물리지 않는 도 44d에 도시된 위치로 다시 이동된다. 그러면 인접한 힌지 세그먼트(18(p))는 더 이상 잠기지 않는다.

도 45a 내지 도 45c는 편향된 상태 또는 편향되지 않은 상태에서 힌지가 어떻게 동결될 수 있는지에 대한 구현예를 보여준다. 도 45a는 두 개의 튜브(1102, 1103)를 보여준다. 튜브(1102)는 튜브(1103) 내에 삽입된다. 도시된 배열은 팁 구획의 일부일 수 있지만 기구(300)의 어느 곳에나 구현될 수 있다. 배열은 적절한 조향 와이어(도 45a 내지 도 45c에는 도시되지 않음)에 의해 조향될 수 있다. 튜브(1102 및 1103)는 그 단부에서, 예를 들어, 단부 에지에서 또는 힌지와 단부 에지 사이의 어딘가에서 서로 부착된다. 부착은 예를 들어 (레이저) 용접, 접착 등에 의해 하나 이상의 위치(1101)에서 수행된다. 원하는 경우 두 개를 초과하는 튜브가 사용될 수 있다.

도 38a, 도 38b에 도시된 예와 같이 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)는 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)의 T자형 슬롯(1106)에 수용된 하나의 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)에 있는 하나 이상의 T자형 연장부(1110)를 통해 함께 뜨개질(crocheted)된다. T자형 연장부(1110)와 T자형 슬롯(1106)은 함께 클램프를 형성한다. 바람직하게는 T자형 연장부(1110)와 T자형 슬롯(1106)의 두 세트는 접선 방향으로 180도 회전된 두 위치에 적용된다. T자형 연장부(1110)와 T자형 슬롯(1106)은 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)가 서로에 대해 길이 방향으로 이동할 수 없거나 거의 이동할 수 없지만 T자형 슬롯(1106)에서 T자형 연장부(1110)를 이동시킴으로써 서로에 대해 회전할 수 있도록 구성된다. 슬롯(1112)은 T자형 연장부(1110)와 T자형 슬롯(1106)의 두 세트 사이에 제공된다. 이 슬롯(1112)의 형상은 두 개의 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...) 사이의 최대 편향 각도를 결정한다. T자형 연장부(1110)는 상부 측에 T자형 슬롯(1106)의 톱니 형성된 부분(1108)을 향하는 톱니 형성된 부분(1107)을 갖는다. 톱니 형성된 부분(1107)과 톱니 형성된 부분(1108)은 함께 잠금 요소를 형성한다.

T자형 연장부(1110)와 T자형 슬롯(1106)의 두 세트에 대해 접선 방향으로 90도 이동된 위치에서, 핀(1118)/슬롯(1116) 세트는 두 개의 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)의 접선 방향 회전을 방지하도록 구성된 두 개의 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)의 대향 측에 적용될 수 있다.

도 45c에 도시된 바와 같이, 튜브(1102)는 예를 들어 적어도 튜브(1103)의 힌지 구조물이 위치되는 길이 방향 영역에서 튜브(1102)가 임의의 방향으로 편향될 수 있도록 서로 인접한 여러 개의 힌지 세그먼트에 의해 구현된 가요성 구조물을 갖는다. 동시에, 튜브(1102)는 튜브(1102)에 가해진 길이 방향으로 당기는 힘이 하나 이상의 부착점(1101)(도 45a 참조)을 통해 튜브(1103)에 대한 압축력으로 전달되도록 설계되어야 한다. 이러한 부착은 레이저 용접, 접착 등을 통해 이루어질 수 있다. 여기서, 튜브(1102)는 인접한 힌지 세그먼트(1120(r), r = 1, 2, ..., R)를 갖는 힌지 구조물에 의해 구현되고, 이 인접한 힌지 세그먼트는 두 개의 대향하는 길이 방향 슬롯(1124)에 의해 형성된 브리지(1125)에 의해 중단된 슬롯(1122)에 의해 서로 분리된다. 바람직하게는, 접선 방향으로 180도 이동된 위치에 위치된 두 개의 인접한 힌지 세그먼트(1120(r)) 사이에 두 개의 이러한 브리지(1125)가 있다.

튜브(1102 및 1103)는, 길이 방향으로 당기는 힘이 튜브(1102)에 가해지지 않는 한, 톱니부(1107 및 1108)가 맞물리지 않고 T자형 연장부(1110)가 마찰 없이 T자형 슬롯(1106) 내에서 이동할 수 있도록 구성된다. 그러나, 부착된 단부로부터 멀어지게 길이 방향으로 튜브(1102)에 당기는 힘이 가해지면, 튜브(1103)의 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...)에 압축력이 발생하여 톱니부(1107)가 톱니부(1108)와 맞물리게 되고 이에 따라 모든 인접한 힌지 세그먼트(1104(1), 1104(2), 1104(3), ...) 사이의 현재의 편향 상태가 동결된다. 이 당기는 힘을 이완시킴으로써 동결 상태를 해제할 수 있다.

도 45a 내지 도 45d의 실시예에서, 튜브(1102)는 작동 요소로서 사용된다. 그러나, 튜브(1102) 대신에, 예를 들어, 튜브로부터 절단하여 만들어진 하나 이상의 작동 와이어가 사용될 수 있다. 그런 다음 더 많은 이러한 작동 와이어 세트는 동일한 튜브로부터 절단될 수 있으며, 이 작동 와이어는 기구(300)의 근위 단부로부터 기구(300)의 다른 가요성 부분으로 연장될 수 있고, 이러한 다른 가요성 부분의 편향된 상태를 잠금-잠금 해제하도록 구성된다.

도 46a 내지 도 46e는 조향 와이어 또는 다른 요소를 하나의 위치에서 서로 잠그는 잠금 시스템을 보여준다. 이것은 단일 튜브로부터 절단될 수 있지만 종종 내부 및 외부 지지 튜브 사이에 배치된다.

도 46a는 결합되지 않은 상태의 두 개의 조향 와이어 부분(16(1,a) 및 16(1,b))을 도시한다. 두 개의 조향 와이어 부분(16(1,a) 및 16(1,b)) 각각은 조향 와이어 부분(16(1,a) 및 16(1,b))과 동일한 방식으로 서로 결합될 수 있는 조향 와이어 부분(16(2,a)/16(3,a) 및 16(2,b)/16(3,b)) 각각으로 구성될 수 있는 인접한 조향 와이어 사이에 위치될 수 있다.

조향 와이어 부분(16(1,a))에는 팁 부분에 슬롯(1208)을 갖는 스위칭 요소(1212)가 제공되고, 가능하게는 슬롯(1208)으로부터 길이 방향으로 스위칭 요소(1212)로 연장되는 절단부(1210)가 제공된다. 조향 와이어(16(1,b))에는 팁 부분(1206)이 있는 연장부(1214)가 제공된다. 슬라이더(1204(1) 및 1204(2))는 모두 도 46a에 도시된 상태에서 스위칭 요소(1212)와 연장부(1214)와 접촉하여 스위칭 요소(1212)와 연장부(1214)가 기구(300)의 접선 방향으로 이동할 수 없도록 제공된다. 슬라이더(1204(1) 및 1204(2)) 각각은 슬롯(1216 및 1218) 각각에서 길이 방향으로 이동할 수 있다. 슬라이더(1204(1), 1204(2))는 적절한 작동 요소에 부착된다. 이러한 작동 요소는 도 46a 내지 도 46e에 도시된 것과 동일한 튜브에서 절단된 작동 와이어에 의해 구현되거나 이 튜브 내부 또는 외부에 배열될 수 있다. 추가 대안으로서, 작동 튜브 또는 슬리브가 도 46a 내지 도 46e에 도시된 튜브 내부 또는 외부에 배열되게 제공될 수 있고, 슬라이더(1204(1), 1204(2))에 부착되어 길이 방향으로 슬라이더를 이동시키도록 구성된다.

도 46b는 도 46a의 측면도를 보여준다.

도 46c는 두 슬라이더(1204(1), 1204(2))가 슬롯(1216, 1218)에서 이동하여 더 이상 스위칭 요소(1212)의 슬롯(1208)이 있는 팁 부분과 접촉하지 않는 상태를 도시한다. 그런 다음 연장부(1214)의 팁 부분(1206)은 도 46c에 도시된 바와 같이 스위칭 요소(1212)의 슬롯(1208)에 삽입되고 슬롯은 접선 방향으로 넓어질 수 있다.

도 46d에 도시된 바와 같이, 연장부(1214)의 팁 부분(1206)과 스위칭 요소(1212)의 슬롯(1208)이 있는 팁 부분은 상호 이동되어 팁 부분(1206)이 스위칭 요소(1212)의 슬롯(1208) 내부에 완전히 수용되고 스냅 결합 연결을 형성하도록 한다. 그런 다음, 도 46e에 도시된 바와 같이, 슬라이더(1204(1), 1204(2))는 둘 다 스위칭 요소(1212)와 연장부(1214) 모두와 접촉하는 위치로 다시 이동하여 슬롯(1208)은 접선 방향으로 넓어질 수 없고, 조향 와이어(16(1,a))의 스위칭 요소(1212)는 조향 와이어 부분(16(1,b))을 고정 클램핑하여 이들 중 하나가 길이 방향으로 움직이면 다른 것이 또한 같은 정도로 길이 방향으로 움직이도록 한다.

도 47a, 도 47b는 도 46a 내지 도 46c의 예에 대한 대안을 도시한다. 도 47a는 일련의 스위칭 요소(1302(s), s = 1, 2, ..., S) 중 두 개의 인접한 스위칭 요소를 보여준다. 이 예에서 이들 스위칭 요소는 동일하게 형성된다. 스위칭 요소(1302(s))는 두 개의 스위칭 요소 부분(1304(s), 1306(s))을 갖는다. 이 스위칭 요소 부분은 하나의 길이 방향 측면의 부착 지점에서 서로 부착된다. 이러한 부착 지점과 대향하는 측면에서, 즉 다른 길이 방향 측면에서 스위칭 요소(1302(s))는 두 개의 슬롯 부분(1304(s), 1306(s))을 분리하는 슬롯(1322(s))을 갖는다. 도시된 실시예에서, 슬롯(1322(s))의 상호 측면에서, 두 슬롯 부분(1304(s), 1306(s))은 서로 마주보는 톱니 형성된 길이 방향 에지를 갖는다. 두 개의 슬롯 부분(1304(s), 1306(s))은 부착 지점을 중심으로 서로에 대해 힌지 결합을 이루도록 구성된다. 힌지 결합을 이루는 것을 용이하게 하기 위해 추가 슬롯(1318(s) 및 1320(s))이 두 개의 스위칭 요소 부분(1304(s) 및 1306(s)) 내부에 존재할 수 있다. 따라서, 슬롯(1322)은 더 넓고 더 작게 만들어질 수 있다. 스위칭 요소(1302(s+1))는, 스위칭 요소(1302(s))를 향하여 가능하게는 톱니 형성된 단부 부분이 제공된 길이 방향 연장부(1316(s+1))를 갖는다.

스위칭 요소 부분(1304(s) 및 1306(s)) 각각에는 슬롯(1312(1) 및 1314(s)) 각각이 제공될 수 있다. 핀(1308(s) 및 1310(s)) 각각은 슬롯(1312(s) 및 1314(s)) 각각 내부에 제공된다. 이 핀(1308(s) 및 1310(s))은 스위칭 요소(1302(s))를 이루는 튜브 내부 또는 외부의 튜브에 있는 하나 이상의 작동 요소(도시되지 않음)에 부착된다. 슬롯(1312(s) 및 1314(s))은 핀(1308(s) 및 1310(s))이 이들 하나 이상의 작동 요소에 의해 길이 방향으로 이동할 때 스위칭 요소 부분(1304(s) 및 1306(s))이 슬롯(1308(s))을 개방하거나 폐쇄하기 위해 서로에 대해 힌지 결합을 이루도록 형성된다. 개방 상태에서 길이 방향 연장부(1316(s+1))는 슬롯(1322(s))에 삽입될 수 있다. 슬롯(1322(s)) 내에 있으면 스위칭 요소 부분(1304(s) 및 1306(s))은 스위칭 요소 부분(1304(s), 1306(s))의 톱니 형성된 에지가 길이 방향 연장부(1316(s+1))의 톱니 형성된 단부 부분 및 이에 따라 스위칭 요소 길이 방향 연장부(1316(s+1))와 맞물리도록 서로를 향해 이동될 수 있다.

톱니부는 도 27a 내지 도 27h를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 임의의 형태를 가질 수 있다. 더욱이, 도시된 스위칭 요소(1302(s))는 조향 와이어 또는 임의의 다른 길이 방향 요소의 단부 부분을 클램핑하는 데에도 사용될 수 있다. 하나 이상의 작동 요소는 기구의 근위 단부를 향해 이어지는 길이 방향 스트립으로 구현될 수 있다.

도 47b는 스위칭 요소(1330(s))에 고정된 치수를 갖는 슬롯(1332(s))이 제공되는 추가 대안을 도시한다. 다른 요소의 톱니 형성된 길이 방향 연장부(1334(s))가 슬롯(1332(s))에 삽입될 수 있다. 스위칭 요소(1330(s))는 슬롯(2340(s)) 내부에서 핀(1338(s))을 길이 방향으로 이동시킴으로써 접선 방향으로 이동될 수 있는 탄성 스위칭 요소(1336(s))를 갖는다. 핀(1338(s))은 스위칭 요소(1330(s))를 이루는 튜브의 내부 또는 외부의 튜브에 있는 작동 요소(도시되지 않음)에 부착된다. 길이 방향 연장부(1334(s))가 개구(1332(s))에 삽입되면 스위칭 요소(1336(s))는 톱니 형성된 부분을 클램핑하고 길이 방향 움직임을 차단하기 위해 작동 요소에 의해 핀(1338(s))을 길이 방향으로 이동시킴으로써 길이 방향 연장부(1334(s))를 향해 이동된다.

다시 언급하자면, 톱니부는 도 27a 내지 도 27h를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 임의의 형태를 가질 수 있다. 더욱이, 도시된 스위칭 요소(1330(s))는 조향 와이어 또는 임의의 다른 길이 방향 요소의 단부 부분을 클램핑하는 데에도 사용될 수 있다. 하나 이상의 작동 요소는 기구의 근위 단부를 향해 이어지는 길이 방향 스트립으로 구현될 수 있다.

도 48의 실시예는 도 22a, 도 22b 및 도 26과 같은 다른 도면의 특징을 포함한다. 동일한 참조 부호는 이들 도면에서와 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다. 도시된 실시예에서, 모든 요소는 이 도면의 왼쪽에 있는 튜브의 원형 단면으로 표시된 바와 같이 튜브 벽의 일부이다.

이 실시예는 두 개의 길이 방향 요소, 즉 모두 길이 방향으로 활주 가능한 길이 방향 작동 요소(606)와 길이 방향 작동 요소(608)를 갖는다. 길이 방향 작동 요소(608)는 고정계 부분(604)에 의해 안내된다.

길이 방향 작동 요소(608)에는 두 면(622 및 624)이 제공되고 이 두 면 사이에는 예를 들어 만입된 부분이 길이 방향 작동 요소(608)에 제공되어 길이 방향 작동 요소(608)의 외부를 향해 넓어져 있다. 길이 방향 작동 요소(606)에는 두 개의 면(603 및 632)이 제공되고 이 두 면 사이에는 예를 들어 연장 부분이 길이 방향 작동 요소(606)에 제공되어 길이 방향 작동 요소(606)의 외부를 향해 테이퍼져 있다. 길이 방향 작동 요소(606)의 연장 부분은 길이 방향 작동 요소(608)의 만입된 부분 내에 위치되고, 길이 방향 작동 요소(608)의 만입된 부분의 길이보다 짧은 길이를 갖는다. 따라서, 길이 방향 작동 요소(606)의 연장 부분은 길이 방향 작동 요소(608)의 만입된 부분 내에서 길이 방향으로 이동할 수 있다.

더욱이, 이 실시예는 복수의 스페이서 요소(612(1), 612(2), 612(3), 612(5), 612(6) 및 612(7))를 갖고, 활주 요소(612(8))는 여기서 스페이서 요소(612(3) 및 612(5)) 사이에 위치된다. 모든 스페이서 요소(612(1), 612(2), 612(3), 612(5), 612(6) 및 612(7)) 각각에는 길이 방향 작동 요소(606)와 탄성적으로 접촉하는 탄성 연장부(607(1), 607(2), 607(3), 607(5), 607(6) 및 607(7)) 각각에 제공된다. 활주 요소(612(8))는 부착 지점(616)에서 아래 또는 위에 있는 튜브에 예를 들어 용접에 의해 다시 부착된 안내 요소(614)에 의해 안내되면서 접선 방향으로 활주 가능하다.

활주 요소(612(8))는 조향 와이어일 수 있는 길이 방향 요소(610)를 향해 그리고 길이 방향 요소로부터 멀어지게 활주 가능하다. 길이 방향 요소(610)를 향하는 측면에서 활주 요소(612(8))에는 여기서 치형부를 갖는 것으로 도시된 톱니 형성된 부분(613)이 제공되지만 임의의 다른 톱니 형성된 형태, 예를 들어, 도 27a 내지 도 27h에 도시된 형태 중 하나가 적용될 수 있다. 활주 요소(612(8))를 향하는 측면에서 길이 방향 요소(610)에는 또한 치형부를 갖는 것으로 도시된 톱니 형성된 부분(611)이 제공되지만 임의의 다른 톱니 형성된 형태, 예를 들어, 도 27a 내지 도 27h에 도시된 형태 중 하나가 적용될 수 있다. 대신에 톱니 부분(611 및 613)은 서로 접촉할 때 약간의 마찰을 나타내도록 거칠거나 매끄럽지 않은 표면을 가질 수 있다.

도 48의 실시예에서, 길이 방향 요소(610)와 고정계 부분(604)은 서로에 대해 고정된 접선 방향 위치를 갖는다. 따라서, 길이 방향 작동 요소(608)가 특정 시점에 길이 방향 작동 요소(606)에 대해 길이 방향으로 이동하면, 면(603)이 면(622)을 따라 활주하거나 면(632)이 면(624)을 따라 활주하기 때문에 길이 방향 작동 요소(606)는 활주 요소(612(8))를 향해 접선 방향으로 이동하도록 강제될 것이다. 이는 톱니 형성된 부분(613)이 길이 방향 요소(610)의 톱니 형성된 부분(611)과 맞물려 길이 방향 요소(610)를 잠글 때까지 활주 요소(612(8))가 길이 방향 요소(610)를 향해 접선 방향으로 이동하도록 강제한다.

도 48의 실시예의 주요 이점은 특정 경로 길이를 따라 더 많은 양의 잠금이 이루어질 수 있다는 것이다. 두 개의 길이 방향 작동 요소(606 및 608)가 서로에 가까운 중립 (굽힘) 축을 갖기 때문에 서로에 대해 이 작동 요소의 변위는 구불구불한 경로로 제한된다. 따라서, 면(624)은 면(632)에 아주 가깝게 유지되고, 면(603)은 면(622)에 아주 가깝게 유지될 수 있다. 이는 잠금을 생성하기 위해 길이 방향 작동 요소 중 적어도 하나의 길이 방향 작동 요소에 작은 작동 움직임을 초래한다. 다시 말해, 이 실시예는 제한된 히스테리시스만을 갖는다.

이 실시예는 또한 두 길이 방향 작동 요소(606, 608)가 동일한 길이 방향으로 이동하는 경우 기구의 팁을 조향하는 데 사용될 수 있고, 그 움직임이 반대인 경우 기구는 잠길 수 있다. 물론, 그런 다음, 길이 방향 작동 요소 중 하나는 기구의 원위 단부(팁)에 연결되어야 한다. 일례에서, 그런 다음, 길이 방향 요소(610)는 길이 방향 작동 요소(606 및 608)로 대체된다. 길이 방향 작동 요소(608)는 예를 들어 이러한 예에서 스페이서(612(1), 612(2), 612(3), 612(5), ...)에 인접하여 위치되고, 그리고 길이 방향 요소(610)의 톱니 형성된 측면(611)과 같은 톱니 형성된 측면이 제공된다. 그런 다음, 이 스페이서의 반대쪽은 튜브의 일부와 접촉하여 스페이서가 탄성 방식으로 접선 방향으로 이동할 수 있도록 한다. 활주 요소(612(8))는 동일하게 유지된다.

도 49a, 도 49b는 두 개의 길이 방향 작동 요소(606 및 608)를 사용하는 개념의 적용을 보여준다. 도 49a는 완전히 가요성이어서 만곡된 장관에 삽입되는 동안 만곡된 형상을 취할 수 있는 튜브의 구획(4900)을 보여준다. 전체 가요성 구획(4900)은 만곡된 상태(또는 만곡되지 않은 상태)로 동결되거나 잠길 수 있다. 도시된 요소는 다시 튜브의 벽에서 절단되고, 이 도면에서는 모든 요소를 편평한 뷰로 보여준다. 이 도면은 튜브의 접선 방향 전체 360도를 포괄한다.

길이 방향 작동 요소(606 및 608)에는 다시 도 48에서와 같이 면(603, 622, 624, 632)이 제공된다. 이 4개의 면의 참조 부호는 도 49a에 한번만 도시되어 있지만, 도 49a에서 볼 수 있듯이 이러한 4개의 면(603, 622, 624, 632)은 가요성 구획(4900)의 전체 길이를 따라 일정한 간격으로 존재한다. 도시된 실시예에서, 면(624 및 632)은 모두 축 방향에 대해 90도 각도로 배향된다. 따라서 이들 면은 서로를 따라 활주할 수 없다. 길이 방향 작동 요소(606, 608)가 (도 49a, 도 49b에 도시된 바와 같이) 잠금 해제 위치에 있으면, 길이 방향 작동 요소(608)가 원위 단부(즉, 왼쪽 방향)로 이동해도 면(632)이 면(624)에 대해 차단되어 길이 방향 작동 요소(606, 608)가 잘 정해진 길이 방향 관계로 종결된다.

가요성 구획(4900)은 복수의 인접한 가요성 구획 부분(4902(1), 4902(2), 4902(t), ... 4902(T))을 갖는다. 여기서, 16개의 이러한 가요성 구획 부분(4902(t))이 도시되어 있다. 그러나, 이 개념은 또한 임의의 개수의 2개 이상의 가요성 구획 부분(4902(t))에도 적용된다. 인접한 가요성 구획 부분(4902(t), 4902(t+1))은, 이 실시예에서, 접선 방향으로 서로 180도 거리에 위치된 두 개의 작은 길이 방향 브리지(4904(t), 4905(t))에 의해 서로 부착된다. 작은 브리지(4905(t))의 일측은 도 49a의 상위 부분에 도시되고 작은 브리지(4905(t))의 타측은 도 49a의 하위측에 도시된다는 점에 유의해야 한다. 실제로 이들 측에는 도 49a에서는 볼 수 없는 미리 설계된 특정 접선 방향 거리가 있다. 두 개의 브리지(4904(t), 4905(t)) 사이에 인접한 가요성 구획 부분(4902(t), 4902(t+1))은 브리지(4904(t), 4905(t))에 가까운 것보다 중간 부분에서 더 넓을 수 있는 슬롯(4906(t), 4907(t))에 의해 분리된다.

가요성 구획 부분(4902(t+1))은 또한 두 개의 작은 브리지(4904(t+1) 및 4905(t+1))에 의해 가요성 구획 부분(4902(t+2))에 부착된다. 이러한 작은 브리지(4904(t+1) 및 4905(t+1)) 각각은 작은 브리지(4904(t) 및 4905(t)) 각각의 위치에 대해 접선 방향으로 90도 이동된 위치에 존재한다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 교번하는 접선 방향 위치는 튜브 형상의 가요성 구획(4900)이 모든 방향으로 가요성이도록 한다. 대안적으로, 작은 브리지(4904(t+1) 및 4905(t+1)) 각각은 작은 브리지(4904(t) 및 4905(t)) 각각의 위치에 대해 접선 방향으로 0도 이동된 위치에 존재할 수 있는 것으로 관찰된다. 그러면, 가요성 구획(4900)은 하나의 평면에서만 구부러질 수 있다. 추가 대안적인 배열도 가능하다.

특정 가요성 구획이 도시되어 있지만, 튜브는 튜브에서 절단된 많은 다른 슬롯 패턴에 의해 가요성으로 만들어질 수 있음은 당업자에게는 명백할 것이다. 다양한 예가 종래 기술에 알려져 있으므로 대신 적용될 수 있다. 다양한 슬롯 패턴의 조합도 적용될 수 있다.

길이 방향 작동 요소(606)에는 여기서 가요성 구획 부분(4902(t))을 향하는 톱니 형성된 측면(4909)이 제공되고, 이 톱니 형성된 측면(4909)은 위에서 논의한 바와 같이 임의의 형태를 가질 수 있다. 대안적으로, 이 측면(4909)은 거친 표면을 가질 수 있다. 가요성 구획 부분(4902(t)) 중 일부에는 t=t1의 특정 값에 대해 길이 방향 작동 요소(606)의 톱니 형성된 측면(4909)을 향하는 길이 방향 측면에 톱니 형성된 부분(4911(t))이 제공된다. 다른 가요성 구획 부분(4902(t))에는 이러한 톱니 형성된 부분(4911(t))이 제공되지 않지만 t=t2(여기서 t≠t2)의 값에 대해 길이 방향 작동 요소(606)의 톱니 형성된 측면(4909)을 향하는 길이 방향 측면에 스프링 같은 부분(4913(t))이 제공된다. 여기에는 톱니 형성된 부분(4911(t1))이 스프링 같은 부분(4913(t2))과 교대로 나타나는 실시예가 도시되어 있다. 그러나, 특정 요구 사항에 따라 다른 배열이 설계될 수 있다.

중요한 것은, 일정한 간격으로, 길이 방향 작동 요소(606)가 가요성 구획(4900)의 미리 결정된 잠금 가능 길이를 따라 여러 가요성 구획 부분(4902(t1))에 맞물려 잠길 수 있고, 잠금 해제 상태에서, 스프링 같은 부분(4913(t2))은 길이 방향 작동 요소(606)의 톱니 형성된 측면(4909)을 톱니 형성된 부분(4911(t1))으로부터 멀어지게 밀어낼 수 있다는 점이다.

도 49b는 근위 구획(4901)과 가요성 구획(4900)을 보여준다. 도시된 예에서, 가요성 구획(4900)은 근위 구획(4901)에서 끝나지만, 이것이 반드시 필요한 것은 아니다. 이들 사이에 하나 이상의 다른 구획이 있을 수 있다. 여기서, 근위 단부(4901)는 대부분 단단한 재료(4915)를 갖는 튜브의 일부이다. 두 길이 방향 작동 요소(606, 608) 모두는 근위 구획(4901)의 슬롯(4917) 내부에 단부 부분을 갖는다. 길이 방향 작동 요소(606)의 톱니 형성된 측면(4909)은 근위 구획(4901)의 이 슬롯(4917) 내로 연장된다. 이 톱니 형성된 측면(4909) 반대쪽에, 근위 구획(4901)은 추가 톱니 형성된 부분(4911(T+1))과 추가 스프링 같은 부분(4913(T+2))을 갖고, 이 추가 스프링 같은 부분은 튜브의 잠금 해제 상태에서 톱니 형성된 부분(4911(T+1))으로부터 멀어지게 톱니 형성된 측면(4909)을 밀어내도록 구성된다. 이러한 잠금 해제 상태에서, 두 길이 방향 작동 요소(606 및 608)는 슬롯(4917) 내부에서 길이 방향으로 이동할 수 있다.

사용 시, 가요성 구획(4900)이 예를 들어 만곡된 (또는 조향된) 장관에 삽입되는 것으로 인해 구부러지는 경우 길이 방향 작동 요소(606, 608)도 만곡된 장관에 따라 만곡된다. 그러나, 여러 위치에서 이들 작동 요소는 만곡된 튜브의 동일한 접선 위치에 위치되지 않는다는 사실로 인해 서로에 대해 길이 방향으로 이동될 수 있다. 이는 길이 방향 작동 요소(606)의 톱니 형성된 측면(4909), 및 가요성 구획 부분(4902(t))의 톱니 형성된 부분(4911(t))에 대해서도 적용된다. 가요성 구획(4900)이 만곡될 때, 예를 들어, 가요성 구획(4900)의 직선, 비만곡된 상태에서보다 두 개의 인접한 톱니 형성된 부분(4911(t)) 사이에 톱니 형성된 측면(4909)의 "치형부"가 더 적거나 더 많을 수 있다. 더욱이, 톱니부(4911(t))의 인접한 "치형부" 사이의 상호 거리는 길이 방향 작동 요소(606)의 곡률로 인해 약간 변할 수 있다. 톱니 형성된 부분(4911(t))의 "치형부"와 이러한 "치형부"의 불일치를 방지하기 위해, 가요성 구획 부분(4902(t))의 길이 방향 측면에는 이러한 길이 방향 측면의 전체 길이를 덮지 않는 소수의 "치형부"만이 제공될 수 있다.

만곡된 장관에 가요성 구획(4900)을 삽입하는 동안, 스프링 같은 부분(4913(t))은 톱니 형성된 부분(4911(t))을 톱니 형성된 측면(4909)으로부터 멀어지게 밀어내고, 두 개의 길이 방향 작동 요소(606, 608)는 둘 다 어느 정도 서로 독립적으로 길이 방향으로 이동할 수 있다. 가요성 구획(4900)이 장관의 원하는 위치에 위치되면 다른 길이 방향 기구가 내강을 통해 목표 위치로 쉽게 이동될 수 있도록 획득된 만곡된 상태에서 가요성 구획(4900)을 잠그기를 (또는 동결하기를) 원할 수 있다. 이러한 잠금은 이제 길이 방향 작동 요소(606, 608) 사이의 상대적인 길이 방향 움직임에 의해 쉽게 이루어질 수 있다. 도 48을 참조하여 설명된 바와 같이, 예를 들어 길이 방향 작동 요소(608)가 길이 방향 요소(606)에 대해 오른쪽 방향으로 이동하는 경우, 면(603)이 접촉하여 면(622)에 의해 안내되면, 길이 방향 작동 요소(606)는 스프링 같은 부분(4913(t))의 스프링 작용에 대항하여 접선 방향으로 밀려나서 톱니 형성된 측면(4909)이 톱니 형성된 부분(4911(t))과 맞물리게 한다. 일정한 간격으로 이렇게 맞물리면 길이 방향 작동 요소(606)가 만곡된 상태로 잠겨 전체 가요성 구획(4900)을 만곡된 상태로 유지하게 한다.

가요성 구획(4900)의 이러한 잠금 상태에서 톱니 형성된 측면(4909)이 또한 근위 구획(4901) 내부의 톱니 형성된 부분(4911(T+1))과 맞물리게 된다는 점에 유의해야 한다. 이는 엄격히 필요한 특징은 아니지만 적용되는 경우 가요성 구획(4900)이 잠금 상태에서 근위 구획(4901)에 대해 구부러지는 것을 방지한다.

근위 구획(4901) 내부의 길이 방향 작동 요소(608)의 근위 단부는 임의의 적절한 수단에 의해 길이 방향으로 이동될 수 있다. 이 작동 요소는 예를 들어 도 49a, 도 49b에 도시된 튜브를 둘러싸는 튜브의 제어 메커니즘에 부착될 수 있다. 이러한 제어 메커니즘은 예를 들어 수동으로 또는 적절한 로봇 장비에 의해 조작될 수 있다.

도 49a, 도 49b는 길이 방향 작동 요소(606, 608)의 하나의 세트를 도시하지만, 두 개 이상의 이러한 세트도 적용될 수 있으며, 바람직하게는 상호 동일한 접선 거리에 위치된다.

도 50a 내지 도 50f는 소위 "리더 따르기"(FTL) 기구에 사용될 수 있는 도 48, 도 49a, 도 49b에 도시된 실시예의 추가 개선예를 보여준다. 종래 기술에서 이러한 FTL 기구는 내부 코어와 외부 코어, 예를 들어, 외부 코어로 작용하는 제2 튜브(조립체) 내부에 위치된 내부 코어로 작용하는 제1 튜브(조립체)에 의해 구현된다. 본 명세서의 목적을 위해, 이러한 종래 기술의 기구는 당업자에게 알려져 있는 것으로 가정된다. 여기서는, 예를 들어 레이저 절단에 의해 튜브에 적합한 슬롯 패턴을 제공함으로써 제조된 단일 튜브 내부에 모든 주요 요소가 구현되는 실시예가 제시된다. 모든 요소가 단일 튜브 내부에 위치되더라도, 종래 기술의 대응하는 단어를 사용하기 위해 종래 기술의 "내부 코어"와 "외부 코어"라는 용어가 사용된다. "내부 코어"의 일부 요소는 아래 첨자 "ic"로 표시되는 반면, "외부 코어"의 일부 요소는 아래 첨자 "oc"로 표시된다. 도 50a 내지 도 50f는 평탄화된 형태의 튜브 요소를 다시 보여준다. 실제로는 이는 튜브의 전체 360도 원주를 덮는다.

도 50a는 단지 FTL 튜브(5000)의 개요를 도시한다. 모든 세부 사항은 일부 확대도를 보여주는 다른 도 50b 내지 도 50f 중 하나 이상에 도시되어 있다. 도 50a는 완전한 FTL 튜브(5000)의 예를 보여준다. 실제로, FTL 튜브(5000) 내부 및/또는 외부에 하나 이상의 다른 튜브가 있을 수 있다. 요소의 크기는 축척에 맞지 않을 수 있고, 예를 들어, 수직 및 수평 방향의 축척이 다를 수 있다.

도시된 실시예에서, FTL 튜브(5000)는 8개의 평행한 구획, 즉 "내부 코어"와 관련된 4개의 내부 코어 구획(5002(u), u = 1, 2, 3, 4) 및 "외부 코어"와 관련된 4개의 외부 코어 구획(5004(4))을 포함한다. 다른 실시예에서, u는 4와는 다른 최대값을 가질 수 있다. 근위 단부 구획은 참조 부호(5001)로 표시되고, 가요성 나머지 구획은 참조 부호(5003)로 표시된다.

도 50b에 잘 도시된 바와 같이, 외부 코어 구획(5004(u))의 근위 단부는 여러 위치(5008)에서 FTL 튜브(5000) 내부 또는 외부의 하나 이상의 구성요소에 부착되어 외부 코어 구획(5004(u))이 FTL 튜브(5000)의 "고정계" 부분을 형성한다. 이러한 부착은 레이저 용접이나 다른 튜브의 적절한 개구로 구부러진 작은 핀을 포함하는 임의의 적절한 수단을 통해 이루어질 수 있다. 모든 내부 코어 구획(5002(u))에는 길이 방향 슬롯(5005(u))이 제공되고, 모든 외부 코어 구획(5004(u))에는 길이 방향 슬롯(5007(u))이 제공된다.

각각의 길이 방향 슬롯(5005(u)) 내부에 내부 코어 구획(5002(u))은 3개의 평행한 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))를 포함한다. 도시된 예에서, 길이 방향 작동 요소(5006_ic(u))는 길이 방향 작동 요소(606_ic(u) 및 608_ic(u)) 사이에 위치된다.

근위 단부 구획(5001)의 일부 확대도를 보여주는 도 50d에서 잘 볼 수 있는 바와 같이, 길이 방향 작동 요소(606_ic(u) 및 608_ic(u))는 도 49a, 도 49b의 실시예에서 길이 방향 작동 요소(606, 608)와 동일하게 형성된다. 일정한 간격으로 이 길이 방향 작동 요소에는 면(603_ic(u), 622_ic(u), 624_ic(u), 632_ic(u))이 제공되고, 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))에는 길이 방향 작동 요소(608_ic(u))와는 반대쪽을 향하는 톱니 형성된 길이 방향 측면(4909_ic(u))이 제공된다. 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))를 향하는 길이 방향 측에 길이 방향 작동 요소(5006_ic(u))에는 스프링 같은 부분(5026_ic(u))뿐만 아니라 톱니 형성된 부분(5028_ic(u))이 제공된다. 스프링 같은 부분(5026_ic(u))은 톱니 형성된 측면(5030_ic(u))을 밀어서 튜브의 잠금 해제 상태에서 톱니 형성된 부분(5028_ic(u))이 톱니 형성된 측면(5030_ic(u))과 맞물리는 것을 방지하도록 설계된다.

튜브의 근위 단부 내부에서, 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))와는 반대쪽을 향하는 길이 방향 측면에서 길이 방향 작동 요소(5006_ic(u))에는 내부 코어 구획(5002(u))의 근위 단부의 톱니 형성된 길이 방향 측면(5022(u))과 대향하여 위치된 톱니 형성된 부분(5024_ic(u))이 제공된다.

길이 방향 작동 요소(606_ic(u))와는 반대쪽을 향하는 길이 방향 측면에서 길이 방향 작동 요소(608_ic(u))에는 각진 면(5034(u))이 제공된다. 이 각진 면(5034(u))에 대향하여 내부 코어 구획(5002(u))의 근위 단부에는 각진 면(5032(u))이 제공된다. 따라서 길이 방향 작동 요소(608_ic(u))가 내부 코어 구획(5002(u))의 이 근위 단부에 대해 길이 방향으로 이동되어 각진 면(5032(u), 5034(u))이 서로를 따라 활주하면, 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))의 방향으로 길이 방향 작동 요소(608_ic(u))에 접선 방향 힘이 발생할 것이다.

각각의 길이 방향 슬롯(5007(u)) 내부에 외부 코어 구획(5004(u))은 두 개의 평행한 길이 방향 작동 요소(606_oc(u), 608_oc(u))를 포함하고, 이 두 개의 평행한 길이 방향 작동 요소는 이 실시예에서 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u))와 동일하게 형성된다. 외부 코어 구획(5004(u))의 근위 단부는 톱니 형성된 부분(5038_oc(u))과 스프링 같은 부분(5036_oc(u))이 제공되는 톱니 형성된 측면(4909_oc(u))을 향하는 길이 방향 측면을 갖는다. 스프링 같은 부분(5036_oc(u))은 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))를 멀어지게 밀어내어 톱니 형성된 부분(5038_oc(u))이 튜브의 잠금 해제 상태에서 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))의 톱니 형성된 측면(4909_oc(u))과 맞물리지 않도록 한다.

가요성 구획(5003) 내부에서 모든 길이 방향 작동 요소(5006_ic(u))는 임의의 적절한 형태를 가질 수 있는 스페이서(5010, 5012)에 의해 인접한 길이 방향 작동 요소(608_oc(u))로부터 분리된다. 여기서 이는 사각형 요소로 표시되고 여기서 일부 인접한 요소들은 작고 가요성인 브리지(5012)에 의해 서로 부착되어 있다.

더욱이, 가요성 구획(5003) 내부에서 모든 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))는 스페이서(5014, 5016)에 의해 인접한 길이 방향 작동 요소(608_ic(u+1))로부터 분리된다. 스페이서(5014)에는 톱니 형성된 측면(4909_oc(u))을 향하는 톱니 형성된 부분이 제공되고, 스페이서(5016)는 스프링 같아서, 튜브의 잠금 해제 상태에서, 톱니 형성된 스페이서(5014)가 톱니 형성된 측면(4909_oc(u))에 잠기는 것을 방지하기 위해 스페이서가 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))를 접선 방향으로 멀어지게 밀어낸다.

도 50c는 튜브의 원위 단부에 있는 팁 구획을 보여주는 반면, 도 50e는 도 50c의 일부 확대도를 보여준다. 이들 도면은 이 실시예에서 팁 구획이 링 형상의 원위 단부(5018)에 의해 구현되는 것을 보여준다. 도시된 바와 같이, 내부 코어 구획(5002(u))의 3개의 평행한 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))는 튜브의 원위 단부에서 자유롭게 부동하는 상태이고, 외부 코어 구획(5004(u))의 길이 방향 작동 요소(608_oc(u))도 그러하다. 이 실시예에서 자유로운 부동 상태가 아닌 유일한 길이 방향 작동 요소는 횡방향 슬롯(5040_oc(u)) 내부에서 이동할 수 있도록 횡방향 슬롯(5040_oc(u)) 내부에 배열된 횡방향 부분(5020_oc(u))이 제공되는 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))이다.

도 50f는 또한 튜브의 원위 단부를 도시하지만, 도 50f의 도면에서, 외부 코어 구획(5004(u))은 내부 코어 구획(5002(u))의 3개의 평행한 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))에 대해 튜브의 원위 방향으로 이동된다. 따라서, 도 50e 및 도 50f는 튜브가 FTL 방법에 사용되는 동안 튜브의 두 가지 다른 상태를 도시하며, 이제 추가로 설명될 것이다.

시작 위치에서 튜브는 직선일 수 있으며, 모든 요소의 위치는 도 50a 내지 도 50e에 도시된 것과 같을 수 있다. 사용 시, 튜브는 만곡된 장관에 삽입되어 튜브의 가요성 구획(5003)이 장관의 만곡된 형상을 취하게 할 수 있다. 팁을 삽입하는 동안, 여기서 링(5018)은 횡방향 부분(5020_oc(u))에 의해 팁에 연결되는 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))로 인해 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))에 의해 조향될 수 있다. 여기서 모든 방향으로 팁의 굽힘을 제어하기 위해 튜브의 접선 방향으로 등거리로 분포된 4개의 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))가 있다. 따라서, 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))는 또한 이 실시예에서 조향 와이어로 작용한다. 팁의 굽힘은 팁에 배열된 카메라의 도움을 받을 수 있다.

이러한 장관에 삽입하는 제1 단계 동안 다른 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u), 5006_ic(u) 및 608_oc(u))의 길이 방향 위치는 당업자라면 이해하는 바와 같이 가요성 구획(5003)의 굽힘으로 인해 변할 수 있다. 튜브는 도 50a 내지 도 50f에서 볼 수 있는 바와 같이 이러한 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u), 5006_ic(u) 및 608_oc(u))가 튜브의 잠금 해제 상태에서 자유롭게 이동할 수 있도록 길이 방향으로 약간의 공간을 갖도록 설계된다. 또한, 가요성 구획(5003)의 굽힘으로 인해, 내부 코어 구획의 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))는 이들 도면에 도시된 것과는 다른 상호 상대적인 길이 방향 위치를 가질 수 있다.

장관에 특정 깊이까지 삽입되면 만곡된 튜브를 현재 상태로 동결하기로 결정할 수 있다. 이는 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))를 동작시킴으로써 수행된다. 즉, 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u))는 길이 방향으로 서로에 대해 이동되어 면(603_ic(u), 622_ic(u))의 세트가 서로를 따라 활주하면서 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))가 스프링 같은 요소(5026_ic(u))의 스프링 힘에 대항하여 길이 방향 작동 요소(5006_ic(u))를 향해 접선 방향으로 이동하도록 한다. 이것은 톱니 형성된 측면(4909_ic(u))이 톱니 형성된 부분(5028_ic(u))과 맞물리게 하여 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))를 현재의 만곡된 상태로 잠기게 한다. 접선 방향으로 등거리로 분포된 내부 코어 구획(5002(u))의 이제 잠긴 4개의 길이 방향 작동 요소(606_ic(u))가 있기 때문에 전체 가요성 구획(5003)은 이제 만곡된 상태로 잠길 것이다.

도시된 실시예에서, 또한 톱니 형성된 부분(5024_ic(u))도 톱니 형성된 측면(5022(u))에 잠겨서 내부 코어 구획(5002(u))의 근위 단부에 대해 길이 방향 움직임을 방지한다는 점에 유의해야 한다.

그러나, 외부 코어 구획(5004(u))의 모든 요소(여기서는 모든 스페이서(5014, 5016)와 함께)는 여전히 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))를 따라 원위 방향으로 이동될 수 있다. 그래서, 제2 단계로서, 외부 코어 구획(5004(u))은 원위 방향으로 특정 거리를 따라 전진하는 반면, 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))는 그 위치를 유지하고 이들 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))의 축 방향 위치에서 만곡된 상태로 가요성 구획(5003)을 유지한다. 이 전진 동안, 팁은 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))에 의해 제어되고 예를 들어 팁에 배열된 카메라의 도움을 받아 다시 조향될 수 있다.

그런 다음, 제3 단계로서, 길이 방향 작동 요소(608_oc(u))는 길이 방향으로 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))에 대해 이동되어, 면(603_oc(u), 622_oc(u))의 세트가 서로를 따라 활주하여 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))가 스프링 같은 스페이서(5016)의 스프링 힘에 대항하여 스페이서(5014)를 향해 접선 방향으로 이동하도록 한다. 이는 톱니 형성된 측면(4909_oc(u))이 스페이서(5014)의 톱니 형성된 부분과 맞물리게 하여 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))를 현재의 만곡된 상태로 잠기게 한다. 접선 방향으로 등거리로 분포된 외부 구획(5004(u))의 이제 잠긴 4개의 길이 방향 작동 요소(606_oc(u))가 있기 때문에, 전체 가요성 구획(5003)은 이제 외부 코어 구획(5004(u))의 요소에 의해 만곡된 상태로 잠긴다.

그런 다음, 제4 단계에서 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u))는 다시 길이 방향으로 서로에 대해 이동되어 면(603_ic(u), 622_ic(u))의 세트가 서로를 따라 활주하지만 이제 잠금 해제 상태로 돌아가는 방향으로 활주하여 톱니 형성된 측면(4909_ic(u))이 더 이상 톱니 형성된 부분(5028_ic(u))에 잠기지 않게 한다.

제5 단계에서, 모든 길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u) 및 5006_ic(u))는 원하는 새로운 축 방향 위치까지 원위 방향으로 전진되는 반면, 다른 모든 요소는 제자리에 유지된다.

단계 1 내지 단계 5는 원하는 만큼 그리고 가능한 선에서 반복된다.

길이 방향 작동 요소(606_ic(u), 608_ic(u))와 길이 방향 작동 요소(606_oc(u), 608_oc(u)) 사이의 상호 상대적인 이동을 수행하기 위해, 길이 방향 작동 요소(608_oc(u) 및 608_ic(u))는 모두 수동 또는 로봇 제어를 위해 구성될 수 있는 튜브 외부의 구성요소에 부착될 수 있음을 유의해야 한다.

본 발명의 다양한 양태는 다음과 같이 요약될 수 있다.

제1 양태는 침습 기구로서, 원위 단부에 팁 구획(302), 근위 단부에 조향 구획(306), 및 팁 구획(302)과 조향 구획(306) 사이에 몸체 구획(304)을 포함하고, 침습 기구는 하나 이상의 이동 가능 요소, 하나 이상의 고정 요소, 하나 이상의 기계적 스위치, 및 하나 이상의 작동 요소(608; 826; 934, 962; 2)를 포함하고, 하나 이상의 작동 요소는, 이하의 기능, 즉

a. 침습 기구의 가요성 부분의 편향된 상태 또는 편향되지 않은 상태를 동결시키거나 침습 기구의 가요성 부분의 편향을 제한하기 위해 하나 이상의 이동 가능 요소가 잠금 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108)로서 동작하도록 하나 이상의 이동 가능 요소를 잠그는 기능,

b. 조향 구획(306)으로부터 팁 구획(302)으로 연장되는 조향 와이어(16(i))로서 구현된 하나 이상의 이동 가능 요소를 스위칭하는 기능으로서, 조향 와이어는 하나 이상의 조향 와이어(16(i))의 길이 방향 움직임에 의해 팁 구획(302)의 적어도 제1 부분을 편향시켜 하나 이상의 조향 와이어(16(i))를 고정 요소에 고정하거나, 다른 이동 가능 요소에 결합하거나, 움직임을 제한하거나, 마찰 하에서만 이동할 수 있게 하거나, 조향 구획(302)의 다른 조향 유닛 중 하나에 결합하거나, 조향 구획(302)의 조향 유닛으로부터 분리하거나, 자유 부동 상태로 해제하도록 구성된, 기능, 또는

c. 함께 이동할 수 있도록 두 개의 인접한 이동 가능 요소(1214(s); 1316(s))를 결합시키는 기능

중 적어도 하나를 수행할 수 있도록 근위 단부로부터 하나 이상의 기계적 스위치를 동작시키도록 구성되고,

하나 이상의 이동 가능 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108; 16(i); 1214(s); 1316(s)), 하나 이상의 기계적 스위치 및 하나 이상의 작동 요소(608; 826; 934, 962; 2)는 서로 간에 삽입되는 하나 이상의 튜브의 부분인, 침습 기구에 관한 것이다.

특징(a)이 적용되는 경우, 몸체 구획(304)은 가요성일 수 있고, 하나 이상의 잠금 요소는 몸체 구획(304)의 구부러진 부분 또는 구부러지지 않은 부분을 동결하거나 몸체 구획(304)의 굽힘을 제한하도록 구성될 수 있다.

기구는 적어도 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1)) 및 또 다른 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))를 포함하는 적어도 하나의 힌지(18; 308; 408(1); 408(2); 508(1); 508(2))를 포함할 수 있고, 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1))와 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))는 서로에 대해 편향 가능하고, 그리고 다음 특징, 즉

d. 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1))를 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))에 잠그도록 구성된 하나 이상의 잠금 요소(704; 1002);

e. 제1 힌지 세그먼트(700(1))와 제2 힌지 세그먼트(700(2))를 통해 이어지고 제1 힌지 세그먼트(700(1))와 제2 힌지 세그먼트(700(2)) 중 하나에 부착되는 하나 이상의 제어 와이어(416(1), 416(2); 516(1), 516(2); 716, 718)로서 구현되는 하나 이상의 잠금 요소(하나 이상의 스위칭 요소는 하나 이상의 제어 와이어(416(1), 416(2); 516(1), 516(2); 716, 718)를 클램핑하도록 구성됨); 또는

f. 제1 힌지 세그먼트(700(1))와 제2 힌지 세그먼트(700(2)) 중 하나에서 볼록 부분(732; 744; 759; 1110)으로 구현되고, 제1 힌지 세그먼트와 제2 힌지 세그먼트 중 다른 하나에서 오목 부분으로 구현되는 스위칭 요소(잠금 요소는 볼록 부분의 톱니 형성된 볼록 부분 에지(734; 746; 758; 1107)와 톱니 형성된 볼록 부분 에지(734; 746; 758; 1107)를 향하는 오목 부분의 톱니 형성된 오목 부분 에지(736; 748; 756; 1108)로서 구현되고, 스위칭 요소는 톱니 형성된 볼록 부분 에지(734; 746; 758; 1107)와 톱니 형성된 오목 부분 에지(736; 748; 756; 1108)를 서로를 향해 이동시켜 톱니 형성된 볼록 부분 에지(734; 746; 758; 1107)가 톱니 형성된 오목 부분 에지(736; 748; 756; 1108)와 맞물리게 하도록 구성됨)

중 하나에 의해 편향된 상태에서 잠길 수 있다.

특징(d)이 적용되는 경우, 하나 이상의 잠금 요소는 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 762; 1022)를 갖는 잠금 부분(704; 1002)을 포함할 수 있고, 하나 이상의 스위치 요소(708; 764; 1026)는 톱니 형성된 스위치 요소 부분(710; 768; 1023)을 가질 수 있고, 하나 이상의 작동 요소는 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 762; 1022)와 톱니 형성된 스위칭 요소 부분(710; 768; 1023)을 서로를 향해 이동시켜 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 762; 1022)가 톱니 형성된 스위칭 요소 부분(710; 768; 1023)과 맞물리게 하도록 구성된다.

제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1))와 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))는 제1 튜브의 부분일 수 있고, 하나 이상의 잠금 요소는 제1 튜브 내부 또는 외부에 배열된 제2 튜브의 부분일 수 있다.

잠금 부분(704; 1002)은 제1 힌지 세그먼트에 부착될 수 있고, 하나 이상의 스위칭 요소(708; 1026)는 제2 힌지 세그먼트에 대해 길이 방향 움직임이 고정되지만 잠금 부분(704; 1002)을 향해 그리고 잠금 부분으로부터 멀어지게 이동 가능하도록 구성될 수 있다.

하나 이상의 스위칭 요소(708)에는 제1 튜브에 부착된 안내 요소(712)를 수용하는 구멍이 제공될 수 있다.

잠금 부분은 적어도 하나의 조향 와이어(16(1)/16(2))에 인접하여 배열된 제1 스페이서(1002(q))일 수 있고, 적어도 하나의 스위칭 요소는 제1 스페이서(1002(q))에 인접하여 위치된 제2 스페이서(1002(q+1))로부터 연장되는 가요성 레버(1026(q))일 수 있다.

하나 이상의 작동 요소(608; 2/1034)에는 하나 이상의 작동 요소(608; 2/1034)가 길이 방향으로 이동할 때 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 1022)와 톱니 형성된 스위칭 요소 부분(710; 1023)을 서로를 향해 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 면이 제공될 수 있다.

특징(f)이 적용되는 경우 다음 특징 중 적어도 하나가 적용될 수 있다:

g. 두 개의 인접한 힌지 세그먼트(700(1), 700(2))에 부착된 가요성 브리지(740), 및

h. 하나 이상의 스위칭 요소는 제1 힌지 세그먼트(700(1))와 제2 힌지 세그먼트(700(2))를 이루는 동일한 튜브의 스위칭 요소 부분(752)에 의해 구현되고, 클램핑 부분(752)은 길이 방향으로 가요성으로 배열된다.

특징(b)이 적용되는 경우, 하나 이상의 스위칭 요소(312)는 조향 유닛으로부터 조향 와이어의 제1 세트를 분리하고 조향 유닛에 조향 와이어의 제2 세트를 결합하도록 구성될 수 있고, 조향 와이어의 제1 및 제2 세트는 기구의 서로 다른 가요성 구획의 편향을 제어하도록 구성된다.

특징(b)이 적용되는 경우, 서로 다른 조향 유닛 세트는 서로 다른 증폭 인자를 갖는 조향 유닛, 하나 이상의 수동으로 조작 가능한 조향 유닛 및 하나 이상의 로봇식 조향 유닛을 포함할 수 있다.

특징(b)이 적용되는 경우, 하나 이상의 스위칭 요소는 기구의 접선 방향으로 하나 이상의 작동 요소(608; 934, 962, 974)에 의해 이동 가능하도록 구성된 활주 요소(612; 920)에 의해 구현될 수 있다.

활주 요소는 안내 요소(614)가 있는 구멍을 갖는 활주 요소(612(8); 612(10)), 접선 방향으로 탄성을 갖는 활주 요소(612(9)), 레버(630; 632; 638; 640)로 동작 가능한 활주 요소(612(11); 612(14); 612(17)), 및 하나 이상의 작동 요소(608) 중 하나에 연결된 레버(638, 640)로 동작 가능한 활주 요소(612(17)) 중 하나로 구현될 수 있다.

특징(b)이 적용되는 경우 하나 이상의 스위칭 요소는 두 개의 인접한 조향 와이어(610a, 610b) 사이에서 기구의 접선 방향으로 하나 이상의 작동 요소(608)에 의해 이동 가능하도록 구성된 활주 요소(612(18); 612(19))에 의해 구현될 수 있고, 활주 요소(612(10))에는 두 개의 대향하는 길이 방향 측면에 톱니 형성된 길이 방향 에지(613, 681)가 제공되고, 톱니 형성된 길이 방향 에지(613, 681) 각각은 두 개의 조향 와이어 중 하나의 조향 와이어의 톱니 형성된 길이 방향 에지(611, 683)를 향하고, 적어도 하나의 작동 요소는, 활주 요소(612(18), 612(19))의 제1 톱니 형성된 에지(613)가 두 개의 조향 와이어 중 하나의 조향 와이어(610a)의 톱니 형성된 길이 방향 에지(611)와 맞물리는 제1 상태와, 활주 요소(612(18), 612(19))의 제2 톱니 형성된 에지(681)가 두 개의 조향 와이어 중 다른 조향 와이어(610b)의 톱니 형성된 길이 방향 에지(683)와 맞물리는 제2 상태 사이에서 활주 요소(612(18); 612(19))를 접선 방향으로 이동시키도록 구성된다.

하나 이상의 작동 요소는 활주 요소(612(18))를 이루는 튜브 내부 또는 외부에 배열된 작동 튜브 또는 튜브의 작동 부분을 포함할 수 있고, 작동 튜브 또는 튜브의 작동 부분은 활주 요소(612(18))에 부착된다.

활주 요소(612(19))는 슬롯(691)을 포함할 수 있고, 슬롯(691) 내부에는 핀(693)이 제공되고, 핀(693)은 하나 이상의 작동 요소에 부착되고, 슬롯(691)은 핀(693)이 하나 이상의 작동 요소에 의해 길이 방향으로 이동될 때 활주 요소(612(19))가 접선 방향으로 이동되도록 형성된다.

특징(f)이 적용되는 경우 블록 형상, 자체 중심 정렬 형상 또는 스냅 결합 톱니 형상이 적용될 수 있다.

특징(b)이 적용되는 경우, 하나 이상의 스위칭 요소(826)는 하나 이상의 조향 와이어에 사전 하중 장력을 제공하도록 구성된 사전 하중 구조물에 적어도 하나 이상의 조향 와이어를 결합시키도록 구성될 수 있다.

침습 기구는 사전 하중 구조물이 제1 단계와 제2 단계에서 동작될 수 있도록 구성될 수 있으며, 제1 단계에서 적어도 하나 이상의 조향 와이어는 하나 이상의 스위칭 요소(826)에 의해 슬리브(813)에 결합되고, 제2 단계에서 하나 이상의 조향 와이어(16(1))는 슬리브(813)를 길이 방향으로 이동시킴으로써 사전 하중이 가해진다.

침습 기구는 투관침, 수술 도구를 안내하기 위해 포함된 수술 기구, 또는 0개 이상의 수술 기구를 안내하도록 구성된 내시경일 수 있다.

이제 몇 가지 최종 언급이 이루어진다.

재료 제거 수단은 재료를 용융시키고 증발시키는 레이저 빔, 또는 워터젯 절단 빔일 수 있으며, 이 빔은 0.01 mm 내지 2.00 mm의 폭을 가질 수 있고, 보다 일반적으로 본 출원에서는 0.015 mm 내지 0.04 mm이다.

튜브의 벽 두께는 용도에 따라 다르다. 의료용의 경우 벽 두께는 0.03 mm 내지 2.0 mm, 바람직하게는 0.03 mm 내지 1.0 mm, 보다 바람직하게는 0.05 mm 내지 0.5 mm, 가장 바람직하게는 0.08 mm 내지 0.4 mm 범위일 수 있다. 튜브의 직경은 용도에 따라 다르다. 의료용의 경우 직경은 0.5 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 0.5 mm 내지 10 mm, 보다 바람직하게는 0.5 mm 내지 6 mm 범위일 수 있다. 인접한 튜브 사이의 반경 방향 유격은 0.01 mm 내지 0.3 mm 범위일 수 있다.

하나의 튜브에 있는 조향 와이어는 인접한 튜브의 길이 방향 요소 및 다른 요소에 부착되어, 기구의 근위 단부에 있는 조향 와이어로부터 기구의 원위 단부에 있는 기구의 구부러질 수 있는 부분으로 길이 방향 움직임을 전달하여 구부러질 수 있는 부분이 구부러지도록 함께 동작 가능하도록 할 수 있다. 이는 본 출원인의 WO2017/213491(예를 들어, 이 PCT 출원의 도 12, 도 13a 및 도 13b 참조)에 상세히 설명되어 있다.

본 발명의 범위는 전술한 예로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위에 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자에게는 명백할 것이다. 본 발명은 도면과 설명에 상세하게 예시되고 설명되어 있지만, 이러한 예시와 설명은 단지 예시적이거나 설명을 위한 것으로 간주되어야 하며 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니다. 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않으며, 장점을 얻을 수 있는 개시된 실시예의 임의의 조합을 포함한다.

당업자라면 도면, 설명 및 첨부된 청구범위를 연구하여 청구된 발명을 실시할 때 개시된 실시예에 대한 변형을 이해하고 구현할 수 있을 것이다. 본 설명 및 청구범위에 있어서, "포함하는"이라는 단어는 다른 요소를 배제하지 않고, 단수형 요소는 복수의 요소의 존재를 배제하지 않는다. 실제로 이는 "적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 특정 특징이 서로 다른 종속 청구항에 언급되어 있다는 단순한 사실만으로는 이러한 특징의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 의미하는 것은 아니다. 청구범위의 모든 참조 부호는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 전술한 실시예 및 양태의 특징은 이들의 결합이 명백한 기술적 충돌을 야기하지 않는 한, 결합될 수 있다.

Claims (21)

1. 길이 방향으로 연장되는 침습 기구로서, 원위 단부에 팁 구획(302), 근위 단부에 조향 구획(306), 및 상기 팁 구획(302)과 상기 조향 구획(306) 사이에 몸체 구획(304)을 포함하고, 상기 침습 기구는, 상기 조향 구획(306)으로부터 상기 팁 구획(302)으로 연장되는 조향 와이어(16(i))로서, 하나 이상의 조향 와이어(16(i))의 길이 방향 움직임에 의해 상기 팁 구획(302)의 적어도 제1 부분을 편향시키도록 구성된 조향 와이어(16(i)), 및 적어도 하나의 구성요소(622; 624; 636; 638; 640; 687; 693; 936, 938, 964, 966; 1042; 1204; 1308, 1310; 1338)가 제공된 하나 이상의 길이 방향 작동 요소(608; 826; 934, 962; 2; 5006)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 구성요소는, 상기 하나 이상의 길이 방향 작동 요소(606; 608; 826; 934, 962; 2; 5006)의 길이 방향 움직임을,
   a. 상기 하나 이상의 길이 방향 작동 요소가 상기 침습 기구의 가요성 부분의 편향된 상태 또는 편향되지 않은 상태를 동결하거나 상기 침습 기구의 가요성 부분의 편향을 제한하기 위해 잠금 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108)로서 동작하도록 하는 하나 이상의 이동 가능 요소,
   b. 상기 하나 이상의 조향 와이어(16(i))를 고정 요소에 고정하거나, 다른 이동 가능 요소에 결합하거나, 그 움직임을 제한하거나, 마찰 하에서만 이동할 수 있게 하거나, 상기 조향 구획(302)의 다른 조향 유닛 중 하나에 결합하거나, 상기 조향 구획(302)의 조향 유닛으로부터 분리하거나, 자유 부동 상태로 해제하는, 하나 이상의 기계적 스위치와 상기 하나 이상의 조향 와이어(16(i)) 중 적어도 하나, 또는
   c. 함께 이동할 수 있도록 두 개의 인접한 이동 가능 요소(1214(s); 1316(s))를 결합시키도록 구성된 하나 이상의 스위칭 요소(1201/1208; 1304; 1306; 1336)
   중 적어도 하나의 요소의 접선 방향 움직임으로 변환하도록 구성되고,
   상기 하나 이상의 이동 가능 요소(416(m); 516, 704; 716; 718; 734/736; 746/748; 756/758; 1002; 1107/1108; 16(i); 1214(s); 1316(s)), 상기 하나 이상의 조향 와이어(16(i)), 상기 하나 이상의 스위칭 요소 및 하나 이상의 길이 방향 작동 요소(608; 826; 934, 962; 2)는 서로 간에 삽입되는 하나 이상의 튜브의 모든 부분인, 침습 기구.
2. 제1항에 있어서, 제1항의 특징(a)이 적용되는 경우, 상기 몸체 구획(304)은 가요성이고, 상기 하나 이상의 잠금 요소는 상기 몸체 구획(304)의 구부러진 부분 또는 구부러지지 않은 부분을 동결시키거나 상기 몸체 구획(304)의 굽힘을 제한하도록 구성된, 침습 기구.
3. 제2항에 있어서, 상기 기구는 적어도 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1)) 및 또 다른 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))를 포함하는 적어도 하나의 힌지(18; 308; 408(1); 408(2); 508(1); 508(2))를 포함하고, 상기 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1))와 상기 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))는 서로에 대해 편향 가능하고, 그리고 다음 특징, 즉
   d. 상기 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1))를 상기 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))에 잠그도록 구성된 하나 이상의 잠금 요소(704; 1002);
   e. 상기 제1 힌지 세그먼트(700(1))와 상기 제2 힌지 세그먼트(700(2))를 통해 이어지고 다른 길이 방향 작동 요소(608)에 의해 상기 편향된 상태에서 잠기도록 구성된 하나 이상의 길이 방향 작동 요소(610; 606; 606_ic/5006_ic, 606_oc)에 의해 구현되는 하나 이상의 잠금 요소
   중 하나에 의해 편향된 상태에서 잠길 수 있는, 침습 기구.
4. 제3항에 있어서, 제3항의 특징(d)이 적용되는 경우, 상기 하나 이상의 잠금 요소는 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 1022)를 갖는 잠금 부분(704; 1002), 및 톱니 형성된 스위치 요소 부분(710; 1023)을 갖는 하나 이상의 스위치 요소(708; 1026)를 포함하고, 상기 하나 이상의 작동 요소는 상기 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 1022)가 상기 톱니 형성된 스위칭 요소 부분(710; 1023)과 맞물리도록 상기 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 1022)와 상기 톱니 형성된 스위칭 요소 부분(710; 1023)을 서로를 향해 이동시키도록 구성된, 침습 기구.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 힌지 세그먼트(18(p); 700(1))와 상기 제2 힌지 세그먼트(18(p); 700(2))는 제1 튜브의 부분이고, 상기 하나 이상의 잠금 요소는 상기 제1 튜브의 내부 또는 외부에 배열된 제2 튜브의 부분인, 침습 기구.
6. 제5항에 있어서, 상기 잠금 부분(704; 1002)은 상기 제1 힌지 세그먼트에 부착되고, 상기 하나 이상의 스위칭 요소(708; 1026)는 상기 제2 힌지 세그먼트에 대해 길이 방향 움직임이 고정되지만 상기 잠금 부분(704; 1002)을 향해 그리고 상기 잠금 부분으로부터 멀어지게 이동 가능하도록 구성된, 침습 기구.
7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 스위칭 요소(708)에는 상기 제1 튜브에 부착된 안내 요소(712)를 수용하는 구멍이 제공되는, 침습 기구.
8. 제6항에 있어서, 상기 잠금 부분은 적어도 하나의 조향 와이어(16(1)/16(2))에 인접하여 배열된 제1 스페이서(1002(q))이고, 상기 적어도 하나의 스위칭 요소는 상기 제1 스페이서(1002(q))에 인접하여 위치된 제2 스페이서(1002(q+1))로부터 연장되는 가요성 레버(1026(q))인, 침습 기구.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 길이 방향 작동 요소(608; 2/1034)에는 상기 하나 이상의 작동 요소(608; 2/1034)가 길이 방향으로 이동할 때 상기 톱니 형성된 잠금 부분 에지(706; 1022)와 상기 톱니 형성된 스위칭 요소 부분(710; 1023)을 서로를 향해 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 면(622; 1042)이 제공되는, 침습 기구.
10. 제3항에 있어서, 제3항의 특징(e)이 적용되는 경우, 상기 침습 기구는 하나 이상의 내부 코어 구획(5002)과 하나 이상의 외부 코어 구획(5004)을 갖는 튜브를 포함하고, 상기 하나 이상의 내부 코어 구획(5002)은 제1 길이 방향 작동 요소(608_ic), 제2 길이 방향 작동 요소(606_ic) 및 제3 길이 방향 작동 요소(5006_ic)를 포함하고, 상기 제1 길이 방향 작동 요소(608_ic)와 제2 길이 방향 작동 요소(606_ic)는 상호 길이 방향 움직임에 의해 상기 제2 길이 방향 작동 요소(606_ic)를 상기 제3 길이 방향 작동 요소(5006_ic)에 잠그고, 상기 제2 길이 방향 작동 요소(606_ic)와 제3 길이 방향 작동 요소(5006_ic)를 현재의 만곡된 상태 또는 만곡되지 않은 상태로 유지하도록 구성된, 침습 기구.
11. 제1항에 있어서, 제1항의 특징(b)이 적용되고, 상기 하나 이상의 스위칭 요소(312)는 조향 유닛으로부터 조향 와이어의 제1 세트를 분리하고, 조향 와이어의 제2 세트를 상기 조향 유닛에 결합하도록 구성되고, 상기 조향 와이어의 제1 및 제2 세트는 상기 기구의 서로 다른 가요성 구획의 편향을 제어하도록 구성된, 침습 기구.
12. 제1항에 있어서, 제1항의 특징(b)이 적용되고, 상기 서로 다른 조향 유닛의 세트는 서로 다른 증폭 인자를 갖는 조향 유닛, 하나 이상의 수동으로 조작 가능한 조향 유닛 및 하나 이상의 로봇식 조향 유닛을 포함하는, 침습 기구.
13. 제1항에 있어서, 제1항의 특징(b)이 적용되고, 상기 하나 이상의 스위칭 요소는 상기 하나 이상의 작동 요소(608; 934, 962, 974)에 의해 상기 기구의 접선 방향으로 이동 가능하도록 구성된 활주 요소(612; 920)에 의해 구현되는, 침습 기구.
14. 제13항에 있어서, 상기 활주 요소는, 안내 요소(614)가 있는 구멍을 갖는 활주 요소(612(8); 612(10)), 접선 방향으로 탄성을 갖는 활주 요소(612(9)), 레버(630; 632; 638; 640)로 동작 가능한 활주 요소(612(11); 612(14); 612(17)), 및 상기 하나 이상의 작동 요소(608) 중 하나에 연결된 레버(638, 640)로 동작 가능한 활주 요소(612(17)) 중 하나로 구현되는, 침습 기구.
15. 제1항에 있어서, 제1항의 특징(b)이 적용되고, 상기 하나 이상의 스위칭 요소는 두 개의 인접한 조향 와이어(610a, 610b) 사이의 상기 기구의 접선 방향으로 상기 하나 이상의 작동 요소(608)에 의해 이동 가능하도록 구성된 활주 요소(612(18); 612(19))에 의해 구현되고, 상기 활주 요소(612(10))에는 두 개의 대향하는 길이 방향 측면에 톱니 형성된 길이 방향 에지(613, 681)가 제공되고, 상기 톱니 형성된 길이 방향 에지(613, 681) 각각은 상기 두 개의 조향 와이어 중 하나의 조향 와이어의 톱니 형성된 길이 방향 에지(611, 683)를 향하고, 상기 적어도 하나의 작동 요소는, 상기 활주 요소(612(18); 612(19))의 제1 톱니 형성된 에지(613)가 상기 두 개의 조향 와이어 중 하나의 조향 와이어(610a)의 톱니 형성된 길이 방향 에지(611)와 맞물리는 제1 상태와, 상기 활주 요소(612(18); 612(19))의 제2 톱니 형성된 에지(681)가 상기 두 개의 조향 와이어 중 다른 조향 와이어(610b)의 톱니 형성된 길이 방향 에지(683)와 맞물리는 제2 상태 간에 상기 활주 요소(612(18); 612(19))를 접선 방향으로 이동시키도록 구성된, 침습 기구.
16. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 요소는 상기 활주 요소(612(18))를 이루는 튜브의 내부 또는 외부에 배열된 작동 튜브 또는 튜브의 작동 부분을 포함하고, 상기 작동 튜브 또는 튜브의 작동 부분은 상기 활주 요소(612(18))에 부착되는, 침습 기구.
17. 제15항에 있어서, 상기 활주 요소(612(19))는 슬롯(691)을 포함하고, 상기 슬롯(691) 내부에는 핀(693)이 제공되고, 상기 핀(693)은 상기 하나 이상의 작동 요소에 부착되고, 상기 슬롯(691)은 상기 핀(693)이 상기 하나 이상의 작동 요소에 의해 길이 방향으로 이동될 때 상기 활주 요소(612(19))가 상기 접선 방향으로 이동하도록 형성된, 침습 기구.
18. 제4항 내지 제10항 또는 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 블록 형상, 자체 중심 정렬 형상 또는 스냅 결합 톱니 형상이 적용되는, 침습 기구.
19. 제1항에 있어서, 제1항의 특징(b)이 적용되고, 상기 하나 이상의 스위칭 요소(826)는 상기 하나 이상의 조향 와이어에 사전 하중 장력을 제공하도록 구성된 사전 하중 구조물에 상기 적어도 하나 이상의 조향 와이어를 결합시키도록 구성된, 침습 기구.
20. 제19항에 있어서, 상기 침습 기구는 상기 사전 하중 구조물이 제1 단계와 제2 단계로 동작될 수 있도록 구성되고, 상기 제1 단계에서 상기 적어도 하나 이상의 조향 와이어는 상기 하나 이상의 스위칭 요소(826)에 의해 슬리브(813)에 결합되고, 상기 제2 단계에서 상기 하나 이상의 조향 와이어(16(1))는 상기 슬리브(813)를 길이 방향으로 이동시킴으로써 사전 하중이 가해지는, 침습 기구.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 침습 기구는 투관침, 수술 도구를 안내하기 위한 투관침을 포함하는 수술 기구, 또는 0개 이상의 수술 기구를 안내하도록 구성된 내시경인, 침습 기구.