KR20240035932A - 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 로봇 암에 장착되거나 또는 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 있어서, 두 개 이상의 방향으로 회전 가능하며 조작부의 동작과 직관적으로 일치하도록 동작하는 엔드 툴이 구비된 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 로봇 암에 장착되거나 또는 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 있어서, 두 개 이상의 방향으로 회전 가능하며 조작부의 동작과 직관적으로 일치하도록 동작하는 엔드 툴이 구비된 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.
근래에 작은 절개로 수술 후 회복 시간 및 합병증을 감소시킬 수 있는 복강경 수술이 활발히 활용되고 있다. 복강경 수술은 환자의 복부에 작은 구멍을 다수 개 뚫고 이 구멍을 통해 복강의 내부를 관찰하면서 수술하는 방식으로서 일반 외과 수술 등에 널리 이용되고 있다.
이러한 복강경 수술을 수행함에 있어서, 복강 내에서 수술 부위를 봉합하기 위하여 체내로 삽입되는 봉합기구가 이용되는데, 상기한 봉합기구로 의료용 스테이플을 이용해 수술부위를 봉합하는 수술용 스테이플러가 활용된다.
일반적으로, 수술용 스테이플러(Surgical Stapler)는 복부 및 흉부 장기 수술에서 장기의 절단 및 문합에 많이 사용되는 의료용 기구이다. 이러한 수술용 스테이플러로는 개흉 또는 개복한 상태에서 사용되는 오픈(open)용 스테이플러와, 흉강경, 복강경에 사용되는 엔도(endo)용 스테이플러가 있다.
수술용 스테이플러는 수술부위의 절단과 동시에 장기의 문합을 수행할 수 있기 때문에 수술시간의 단축 뿐 아니라, 수술부위의 정확한 봉합을 이룰 수 있는 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 수술용 스테이플러는 조직 절단 및 봉합을 위하여 외과용 봉합사를 사용할 때보다 회복이 빠르고 흉터가 적은 장점으로 인해 현대 외과 수술에서 광범위하게 쓰이고 있다. 특히, 수술용 스테이플러는 암 수술에 있어 암 조직을 절단하고, 절단 부위를 봉합하기 위해 널리 사용되고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 로봇 암에 장착되거나 또는 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 있어서, 두 개 이상의 방향으로 회전 가능하며 조작부의 동작과 직관적으로 일치하도록 동작하는 엔드 툴이 구비된 수술용 인스트루먼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 제1 조; 상기 제1 조와 마주보도록 형성되는 제2 조; 상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리; 상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리와 일정 정도 이격되도록 형성되는 제2 조 풀리; 및 상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리와 인접하게 형성되는 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리를 포함하는 스테이플 구동 어셈블리;를 포함하는 엔드 툴과, 상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결되어 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리가 회전 이동하면 이에 의해 직선 이동하는 왕복 이동 어셈블리; 및 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉하여 상기 왕복 이동 어셈블리가 일 방향으로 이동할 때 상기 왕복 이동 어셈블리에 의해 상기 일 방향으로 이동하는 작업 부재;를 포함하는 카트리지,를 포함하는 수술용 인스트루먼트를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의해서, 수술자에 의한 조작부의 조작 방향과 엔드 툴의 작동 방향이 직관적으로 동일한 방향이기 때문에, 시술자의 편의성이 향상되고 수술의 정확성, 신뢰성 및 신속성 등이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1a는 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1b는 요 동작 개념도이다.
도 1c는 다른 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1d는 요 동작 개념도이다.
도 1e는 본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1f는 요 동작 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다
도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 엔드 툴 허브를 나타내는 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 측면도이다.
도 10 및 도 11은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 분해 사시도이다.
도 12는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 풀리를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조를 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제2 조를 나타내는 평면도이다.
도 15 및 도 16은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 및 스테이플 링크를 나타내는 분해 사시도이다.
도 17 및 도 18은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 측면도이다.
도 19 및 도 20은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
도 21, 도 22, 도 23, 도 24는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 및 제2 조의 개폐 동작을 나타내는 평면도이다.
도 25 및 도 26은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 개폐 동작을 나타내는 사시도이다.
도 27은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조와 카트리지를 나타내는 사시도이다.
도 28은 도 27의 카트리지를 나타내는 분해 사시도이다.
도 29는 도 27의 카트리지를 나타내는 결합 사시도이다.
도 30은 도 27의 카트리지를 나타내는 측면도이다.
도 31은 도 27의 카트리지를 나타내는 사시 단면도이다.
도 32는 도 27의 카트리지를 나타내는 측 단면도이다.
도 33 및 도 34는 도 27의 카트리지의 작업 부재를 나타내는 사시도이다.
도 35는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 관련 구조를 나타내는 측 단면도이다.
도 36 및 도 37은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 구조를 나타내는 사시 단면도이다.
도 38 내지 도 41은 도 30의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 나타내는 사시도이다.
도 42 및 도 43은 도 36의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 나타내는 평면도이다.
도 44는 도 36의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 45 및 도 46은 도 36의 엔드 툴의 스테이플 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 47 및 도 48은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 49는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다.
도 50은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 51 및 도 52는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 53, 도 54 및 도 55는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 스테이플링 및 커팅 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 56은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 57, 도 58 및 도 59는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 60, 도 61, 도 62, 도 63은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 액츄에이션 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 64, 도 65, 도 66, 도 67은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 액츄에이션 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 68 및 도 69는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 스테이플 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 70 및 도 71은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 스테이플 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 72, 도 73, 도 74, 도 75는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 76, 도 77, 도 78, 도 79는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 80, 도 81, 도 82, 도 83은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴이 피치 회전 및 요 회전한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 84 및 도 85는 본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다.
도 86 및 도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 분해 사시도이다.
도 88 및 도 89는 도 84의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 어셈블리 및 스테이플 링크 어셈블리를 나타내는 분해 사시도이다.
도 90 및 도 91은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 측면도이다.
도 92 및 도 93은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1c는 다른 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1d는 요 동작 개념도이다.
도 1e는 본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1f는 요 동작 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다
도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 엔드 툴 허브를 나타내는 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 측면도이다.
도 10 및 도 11은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 분해 사시도이다.
도 12는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 풀리를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조를 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제2 조를 나타내는 평면도이다.
도 15 및 도 16은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 및 스테이플 링크를 나타내는 분해 사시도이다.
도 17 및 도 18은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 측면도이다.
도 19 및 도 20은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
도 21, 도 22, 도 23, 도 24는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 및 제2 조의 개폐 동작을 나타내는 평면도이다.
도 25 및 도 26은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 개폐 동작을 나타내는 사시도이다.
도 27은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조와 카트리지를 나타내는 사시도이다.
도 28은 도 27의 카트리지를 나타내는 분해 사시도이다.
도 29는 도 27의 카트리지를 나타내는 결합 사시도이다.
도 30은 도 27의 카트리지를 나타내는 측면도이다.
도 31은 도 27의 카트리지를 나타내는 사시 단면도이다.
도 32는 도 27의 카트리지를 나타내는 측 단면도이다.
도 33 및 도 34는 도 27의 카트리지의 작업 부재를 나타내는 사시도이다.
도 35는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 관련 구조를 나타내는 측 단면도이다.
도 36 및 도 37은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 구조를 나타내는 사시 단면도이다.
도 38 내지 도 41은 도 30의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 나타내는 사시도이다.
도 42 및 도 43은 도 36의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 나타내는 평면도이다.
도 44는 도 36의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 45 및 도 46은 도 36의 엔드 툴의 스테이플 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 47 및 도 48은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 49는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다.
도 50은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 51 및 도 52는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 53, 도 54 및 도 55는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 스테이플링 및 커팅 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 56은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 57, 도 58 및 도 59는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 60, 도 61, 도 62, 도 63은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 액츄에이션 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 64, 도 65, 도 66, 도 67은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 액츄에이션 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 68 및 도 69는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 스테이플 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 70 및 도 71은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 스테이플 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 72, 도 73, 도 74, 도 75는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 76, 도 77, 도 78, 도 79는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 80, 도 81, 도 82, 도 83은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴이 피치 회전 및 요 회전한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 84 및 도 85는 본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다.
도 86 및 도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 분해 사시도이다.
도 88 및 도 89는 도 84의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 어셈블리 및 스테이플 링크 어셈블리를 나타내는 분해 사시도이다.
도 90 및 도 91은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 측면도이다.
도 92 및 도 93은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측 또는 근위부 측으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전하면, 상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리는 상기 카트리지의 원위부 측과 근위부 측으로 교대로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동하면, 상기 작업 부재는 상기 왕복 이동 어셈블리에 의해 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 구동 어셈블리에 의해, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 작업 부재가 상기 일 방향으로 이동하면서, 상기 작업 부재의 지부가 상기 카트리지 내의 복수 개의 스테이플들을 차례로 밀어 올려서 스테이플링 동작이 수행되는 동시에, 상기 작업 부재의 상기 지부의 일측에 형성된 블레이드가 상기 일 방향으로 이동하면서 커팅 동작이 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 구동 어셈블리는, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 상기 왕복 이동 어셈블리를 연결하는 링크 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 작업 부재는 적어도 일 면 상에 래칫이 형성된 래칫 부재를 포함하고, 상기 래칫 부재의 상기 래칫은 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 작업 부재는, 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 때만 상기 왕복 이동 어셈블리와 함께 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 제1 방향으로 회전하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 제1 방향의 반대 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 링크 부재, 상기 링크 부재와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리, 및 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉된 상기 작업 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 상기 제1 방향의 반대 방향으로 회전하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 상기 제1 방향으로 회전하면, 상기 스테이플 풀리와 연결된 상기 링크 부재 및 상기 링크 부재와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 엔드 툴의 근위부 방향으로 이동하고, 상기 작업 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고, 상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고, 상기 링크 부재에서 상기 제1 스테이플 풀리와 마주보는 면에는 제1 슬롯이 형성되고, 상기 링크 부재에서 상기 제2 스테이플 풀리와 마주보는 일면에는 제2 슬롯이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 돌출 부재 및 상기 제2 돌출 부재는 캠(cam) 형태로 형성되고, 상기 제1 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제1 슬롯을 가압하고, 상기 제2 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제2 슬롯을 가압하여, 상기 링크 부재가 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 돌출 부재의 중심은 상기 제1 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되고, 상기 제2 돌출 부재의 중심은 상기 제2 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 링크 부재가 일 방향으로 이동하고, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 링크 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제1 스테이플 풀리를 회전시키는 제1 스테이플 와이어; 및 상기 제2 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제2 스테이플 풀리를 회전시키는 제2 스테이플 와이어;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리; 상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 엔드 툴은 상기 제1 축을 중심으로 요(yaw) 회전이 가능한 동시에, 상기 제2 축을 중심으로 피치(pitch) 회전이 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리가 차례로 적층 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 구동 어셈블리는 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리 사이에 형성될 수 있다.
다른 측면에 따른 본 발명은, 카트리지가 수용가능한 제1 조; 상기 제1 조와 마주보도록 형성되는 제2 조; 상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리; 상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리와 일정 정도 이격되도록 형성되는 제2 조 풀리; 상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리와 인접하게 형성되는 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리를 포함하는 스테이플 구동 어셈블리; 상기 제1 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제1 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제1 스테이플 풀리로 전달하는 제1 스테이플 와이어; 상기 제2 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제2 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제2 스테이플 풀리로 전달하는 제2 스테이플 와이어;를 포함하고, 상기 스테이플 구동 어셈블리는 상기 카트리지의 왕복 이동 어셈블리와 연결되어, 상기 스테이플 풀리의 회전 운동이 상기 왕복 이동 어셈블리의 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 제공한다.
본 발명에 있어서, 서로 마주보도록 형성되는 제1 조 풀리 결합부 및 제2 조 풀리 결합부와, 상기 제1 조 풀리 결합부 및 상기 제2 조 풀리 결합부를 연결하는 가이드부를 포함하는 엔드 툴 허브를 더 포함하고, 상기 제1 조 풀리는 상기 엔드 툴 허브의 상기 제1 조 풀리 결합부에 인접하게 배치되고, 상기 제2 조 풀리는 상기 엔드 툴 허브의 상기 제2 조 풀리 결합부에 인접하게 배치되어, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리 사이에 상기 스테이플 구동 어셈블리의 적어도 일부가 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 축이 상기 제1 조 풀리 결합부, 상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리 결합부에 차례로 관통 삽입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 엔드 툴 허브 내에 상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리가 차례로 적층 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리는 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 가이드부 사이에 배치되는 제1 스테이플 보조 풀리를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 와이어는 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제1 스테이플 보조 풀리의 공통 내접선상에 위치하며, 상기 제1 스테이플 보조 풀리에 의해 상기 제1 스테이플 풀리의 회전 각도가 확장될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 구동 어셈블리는 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와, 상기 왕복 이동 어셈블리를 연결하는 스테이플 링크 어셈블리를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리는, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 왕복 이동 어셈블리와 각각 결합되는 링크 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고, 상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고, 상기 링크 부재에는 상기 제1 돌출 부재가 결합되는 제1 슬롯(slot) 및 상기 제2 돌출 부재가 결합되는 제2 슬롯이 형성되어, 상기 제1 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 슬롯 내에서 상기 제1 슬롯과 접촉하면서 이동하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 슬롯 내에서 상기 제2 슬롯과 접촉하면서 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 링크 부재 상에서 서로 대칭되게 형성되어, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 링크 부재가 일 방향으로 이동하고, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 링크 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 엔드 툴의 원위부 측과 근위부 측으로 교대로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리에 의해, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 가이드 홈을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조와 상기 제2 조에 관통 삽입되어 상기 제1 조와 상기 제2 조의 회전 중심이 되는 조 회전축을 더 포함하고, 상기 제1 축은, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리에 관통 삽입되어 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리의 회전 중심이 되는 조 풀리 회전축이고, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리가 상기 조 풀리 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 조 회전축은 상기 조 풀리 회전축에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조와 상기 제2 조가 클로즈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 원위부 방향으로 이동하고, 상기 제1 조와 상기 제2 조가 오픈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 근위부 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리; 상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 엔드 툴은 상기 제1 축을 중심으로 요(yaw) 회전이 가능한 동시에, 상기 제2 축을 중심으로 피치(pitch) 회전이 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어; 및 상기 제2 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어;를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 본 발명은, 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw); 상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리; 상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제2 조 풀리; 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리에 인접하게 배치되는 제1 스테이플 풀리; 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제2 조 풀리에 인접하게 배치되는 제2 스테이플 풀리; 및 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리에 각각 연결되고, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전에 따라 왕복 이동하는 스테이플 링크 어셈블리;를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리는, 상기 제1 조 내에 수용되는 카트리지의 왕복 이동 어셈블리와 결합하여, 상기 왕복 이동 어셈블리를 왕복 이동시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리의 회전 방향에 따라 상기 스테이플 링크 어셈블리가 상기 엔드 툴의 원위부 측 또는 근위부 측으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고, 상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고, 상기 스테이플 링크 어셈블리에서 상기 제1 스테이플 풀리와 마주보는 면에는 제1 슬롯이 형성되고, 상기 스테이플 링크 어셈블리에서 상기 제2 스테이플 풀리와 마주보는 일면에는 제2 슬롯이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 슬롯 내에서 상기 제1 슬롯과 접촉하면서 이동하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 슬롯 내에서 상기 제2 슬롯과 접촉하면서 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리는 단일 링크를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 돌출 부재 및 상기 제2 돌출 부재는 캠(cam) 형태로 형성되고, 상기 제1 돌출 부재가 회전하면서 상기 스테이플 링크 어셈블리의 상기 제1 슬롯을 가압하고, 상기 제2 돌출 부재가 회전하면서 상기 스테이플 링크 어셈블리의 상기 제2 슬롯을 가압하여, 상기 스테이플 링크 어셈블리가 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 돌출 부재의 중심은 상기 제1 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되고, 상기 제2 돌출 부재의 중심은 상기 제2 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 스테이플 링크 어셈블리 상에서 서로 상하 대칭되게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 스테이플 링크 어셈블리가 일 방향으로 이동하고, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 가이드 홈을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리; 상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리가 상기 제2 축을 중심으로 같은 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리는 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리와 함께 회전할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 같은 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리는 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리와 함께 회전할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 서로 다른 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리는 상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리 중 어느 하나와 함께 회전할 수 있다.
본 발명에 있어서, 스테이플 와이어에 의해 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 회전하는 동안, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리는 회전하지 아니할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조에는 카트리지가 수용될 수 있는 카트리지 수용부가 형성되고, 상기 제2 조에는 상기 카트리지의 스테이플이 접촉할 수 있는 앤빌(anvil)이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어; 상기 제2 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어; 상기 제1 스테이플 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 스테이플 와이어; 상기 제2 스테이플 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 스테이플 와이어;를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 본 발명은, 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw); 상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리; 상기 제1 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어; 상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제2 조 풀리; 상기 제2 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어; 상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리; 상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리; 상기 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리 사이에 배치되는 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리; 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리에 연결되고, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전에 따라 왕복 이동하는 스테이플 링크 어셈블리; 상기 제1 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제1 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제1 스테이플 풀리로 전달하는 제1 스테이플 와이어; 상기 제2 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제2 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제2 스테이플 풀리로 전달하는 제2 스테이플 와이어;를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리는, 상기 제1 조 내에 수용되는 카트리지의 왕복 이동 어셈블리와 결합하고, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리와 상기 왕복 이동 어셈블리를 거쳐서 상기 카트리지의 작업 부재로 전달될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리에 의해, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조와 상기 제2 조에 관통 삽입되어 상기 제1 조와 상기 제2 조의 회전 중심이 되는 조 회전축을 더 포함하고, 상기 제1 축은, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리에 관통 삽입되어 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리의 회전 중심이 되는 조 풀리 회전축이고, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리가 상기 조 풀리 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 조 회전축은 상기 조 풀리 회전축에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조와 상기 제2 조가 클로즈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 원위부 방향으로 이동하고, 상기 제1 조와 상기 제2 조가 오픈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 근위부 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 또는 상기 제2 조에는 유동 결합 홀이 형성되고, 상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리에는 축 결합부가 형성되어, 상기 축 결합부가 상기 유동 결합 홀에 끼워진 상태에서, 상기 축 결합부가 상기 유동 결합 홀 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 엔드 툴의 원위부 측과 근위부 측으로 교대로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 가이드 홈을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스테이플 링크 어셈블리는, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 각각 결합되는 링크 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고, 상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고, 상기 링크 부재에서 상기 제1 스테이플 풀리와 마주보는 면에는 제1 슬롯이 형성되고, 상기 링크 부재에서 상기 제2 스테이플 풀리와 마주보는 일면에는 제2 슬롯이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 돌출 부재 및 상기 제2 돌출 부재는 캠(cam) 형태로 형성되고, 상기 제1 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제1 슬롯을 가압하고, 상기 제2 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제2 슬롯을 가압하여, 상기 링크 부재가 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 돌출 부재의 중심은 상기 제1 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되고, 상기 제2 돌출 부재의 중심은 상기 제2 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 슬롯의 두께 및 상기 제2 슬롯의 두께는 각각 상기 링크 부재의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 슬롯의 두께와 상기 제2 슬롯의 두께의 합은 상기 링크 부재의 두께와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 슬롯 내에서 상기 제1 슬롯과 접촉하면서 이동하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 슬롯 내에서 상기 제2 슬롯과 접촉하면서 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 링크 부재 상에서 서로 상하 대칭되게 형성되어, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 링크 부재가 일 방향으로 이동하고, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 링크 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 돌출 부재는 핀(pin) 형태로 형성되고, 상기 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크의 상기 슬롯을 가압하여 상기 링크가 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 슬롯은 상기 스테이플 풀리와 동심을 이루지 않고 비스듬하게 형성되고, 상기 핀은 상기 슬롯을 따라 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 링크 부재는 단일 부재로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리; 상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 엔드 툴은 상기 제1 축을 중심으로 요(yaw) 회전이 가능한 동시에, 상기 제2 축을 중심으로 피치(pitch) 회전이 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어; 및 상기 제2 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 제1 스테이플 피치 메인 풀리; 상기 제2 스테이플 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 제2 스테이플 피치 메인 풀리;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제1 스테이플 피치 메인 풀리 사이, 또는 상기 제2 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 피치 메인 풀리 사이에 배치되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되어, 상기 제1 스테이플 와이어 또는 상기 제2 스테이플 와이어의 경로를 가이드하는 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 본 발명은, (a) 스테이플 구동 어셈블리의 제1 스테이플 풀리가 제1 축을 중심으로 제1 방향으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리가 제1 축을 중심으로 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 연결된 스테이플 링크 어셈블리 및 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 카트리지의 왕복 이동 어셈블리는 제2 축을 따라 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 단계; (b) 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면, 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉하고 있는 작업 부재가 상기 왕복 이동 어셈블리와 함께 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 단계; (c) 상기 작업 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면서, 상기 작업 부재가 상기 카트리지 내의 스테이플을 상기 카트리지의 외부로 토출시키는 동시에, 상기 작업 부재의 블레이드가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 단계; (d) 상기 제1 스테이플 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 상기 제2 방향으로 회전하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 상기 제1 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 스테이플 링크 어셈블리 및 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 상기 카트리지의 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 근위부 방향으로 이동하는 단계;를 포함하는, 수술용 인스트루먼트의 구동 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 회전하면, 상기 왕복 이동 어셈블리는 상기 카트리지의 원위부 방향 또는 상기 카트리지의 근위부 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 상기 제1 축을 중심으로 한 양방향 회전 운동이, 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 상기 제2 축을 따른 왕복 직선 운동으로 변환될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동에 의해, 상기 작업 부재는 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 왕복 이동 어셈블리의 일 면 상에는 랙(rack)이 형성되고, 상기 작업 부재는 래칫이 형성된 래칫 부재를 포함하여, 상기 랙이 상기 래칫 부재와 밀착 접촉한 상태에서 상기 래칫 부재를 밀어줌으로써, 상기 래칫 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 작업 부재는, 상기 제2 축 방향에 있어서는 정지해 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 작업 부재는, 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 때만 상기 왕복 이동 어셈블리와 함께 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제1 스테이플 풀리를 회전시키는 제1 스테이플 와이어 및 상기 제2 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제2 스테이플 풀리를 회전시키는 제2 스테이플 와이어를 더 포함하고, 상기 제1 스테이플 와이어 또는 제2 스테이플 와이어에 의한 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제1 스테이플 풀리의 양방향 회전이 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 작업 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면서, 상기 작업 부재의 지부가 상기 카트리지 내의 복수 개의 스테이플들을 차례로 밀어 올려서 스테이플링 동작이 수행되는 동시에, 상기 작업 부재의 상기 지부의 일측에 형성된 블레이드가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면서 커팅 동작이 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (a)에서 (d) 단계가 반복적으로 수행될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
발명의 실시를 위한 형태
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이에 대해 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 각 실시예가 독립적으로 해석되거나 실시되어야 하는 것은 아니며, 각 실시예에서 설명되는 기술적 사상들이 개별적으로 설명되는 다른 실시예에 조합되어 해석되거나 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트는 피치, 요, 액츄에이션 동작 중 적어도 어느 하나 이상의 동작에 대해서, 조작부를 어느 일 방향으로 회전시키면, 엔드 툴이 조작부의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 것을 일 특징으로 한다.
도 1a는 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1b는 요 동작 개념도이다.
도 1a를 참조하면, 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120a)은 엔드 툴의 회전 중심(121a)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110a)는 조작부의 회전 중심(111a)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110a)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 시계 방향으로 회전하고, 조작부(120a)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 반시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 한편, 도 1b를 참조하면, 종래의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120a)은 엔드 툴의 회전 중심(121a)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110a)는 조작부의 회전 중심(111a)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110a)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 시계 방향으로 회전하고, 조작부(120a)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120a) 또한 반시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 이 경우, 사용자의 좌우 방향이라는 관점에서 보았을 때, 사용자가 조작부(110a)를 왼쪽으로 움직이면 엔드 툴(120a)은 오른쪽으로 움직이고, 사용자가 조작부(110a)를 오른쪽으로 움직이면 엔드 툴(120a)은 왼쪽으로 움직이게 된다. 결과적으로, 사용자의 조작 방향과 엔드 툴의 동작 방향이 반대가 됨으로써, 사용자로 하여금 착오를 유발할 수 있고, 사용자의 조작이 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다.
도 1c는 다른 종래의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작 개념도이고, 도 1d는 요 동작 개념도이다.
도 1c를 참조하면, 종래의 수술용 인스트루먼트 중 일부는 미러 대칭 형태로 형성되어, 피치 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120b)은 엔드 툴의 회전 중심(121b)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110b)는 조작부의 회전 중심(111b)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110b)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 반시계 방향으로 회전하고, 조작부(110b)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 이 경우, 조작부와 엔드 툴의 회전 방향이라는 관점에서 보았을 때, 사용자가 조작부(110b)를 회전시키는 회전 방향과 그에 따른 엔드 툴(120b)의 회전 방향은 서로 반대가 된다. 결과적으로 사용자에게 조작 방향의 혼란을 가져올 수 있으며, 관절의 동작이 직관적이지 않으며, 실수를 유발할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 또한, 도 1d를 참조하면, 요 동작을 수행함에 있어, 엔드 툴(120b)은 엔드 툴의 회전 중심(121b)보다 앞쪽에 형성되고, 조작부(110b)는 조작부의 회전 중심(111b)보다 뒤쪽에 형성된 상태에서, 조작부(110b)를 시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 반시계 방향으로 회전하고, 조작부(110b)를 반시계 방향으로 회전시키면 엔드 툴(120b)은 시계 방향으로 회전하도록 형성된다. 이 경우, 조작부와 엔드 툴의 회전 방향이라는 관점에서 보았을 때, 사용자가 조작부(110b)를 회전시키는 회전 방향과 그에 따른 엔드 툴(120b)의 회전 방향은 서로 반대가 된다. 결과적으로 사용자에게 조작 방향의 혼란을 가져올 수 있으며, 관절의 동작이 직관적이지 않으며, 실수를 유발할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 이렇게 종래의 수술용 인스트루먼트의 사용자의 피치 또는 요 조작에 있어서, 사용자의 조작 방향과 엔드 툴의 동작 방향이 회전 방향의 관점 또는 좌우 방향의 관점 중 하나에 있어서는 서로 일치하지 않는다. 이는 종래의 수술용 인스트루먼트의 관절 구성에 있어서 엔드 툴과 조작부의 구성이 서로 다르기 때문이다. 즉, 엔드 툴은 엔드 툴의 회전 중심보다 앞쪽에 형성된 데 반해, 조작부는 조작부의 회전 중심보다 뒤쪽에 형성되기 때문이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 1e 및 도 1f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 엔드 툴(120c)을 엔드 툴의 회전 중심(121c)보다 앞쪽에 형성하고, 조작부(110c) 또한 조작부의 회전 중심(111c)보다 앞쪽에 형성하여, 조작부(110c)와 엔드 툴(120c)의 동작이 직관적으로 일치하도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 이러한 특성을 달리 표현하면, 도 1a, 1b, 1c 및 도 1d와 같이 조작부가 자신의 관절에 대해 사용자 쪽으로 가까워지는(즉, 엔드 툴로부터 멀어지는) 구성의 기존 예와는 달리, 도 1e 및 도 1f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 조작 과정의 어느 한 순간 이상에서는 조작부의 적어도 일부가 자신의 관절을 기준으로 (자신의 관절보다) 엔드 툴에 더 가까워질 수 있도록 형성되는 것이다.
이를 다르게 설명하면, 도 1a, 1b, 1c 및 도 1d와 같은 종래의 수술용 인스트루먼트의 경우에는 엔드 툴이 자신의 회전 중심보다 앞쪽에 위치하는데 반해 조작부는 자신의 회전 중심보다 뒤쪽에 형성되어, 앞쪽이 고정된 상태에서 뒤쪽을 움직이는 조작부의 동작을 통해 뒤쪽이 고정된 상태에서 앞쪽이 움직이는 엔드 툴을 움직이게 되므로, 구조상 직관적으로 일치하지 않는 구조이다. 이로 인해, 조작부의 조작과 엔드 툴의 동작에 있어서 좌우 방향의 관점 또는 회전 방향의 관점에 있어서 불일치가 발생하고 사용자에게 혼란을 가져올 수 있으며, 조작부의 조작을 직관적으로 신속히 수행하기 힘들게 되고 실수를 유발할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 이에 반해 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 엔드 툴과 조작부 모두 뒤쪽에 형성된 회전 중심을 기준으로 움직이기 때문에 구조상 직관적으로 동작이 서로 일치한다고 할 수 있는 것이다. 다르게 설명하면, 엔드 툴의 움직이는 부분이 뒤쪽에 형성된 회전 중심을 기준으로 움직이는 것과 같이, 조작부의 움직이는 부분도 뒤쪽에 형성된 해당 회전 중심을 기준으로 움직이기 때문에, 구조상 직관적으로 동작이 서로 일치한다고 할 수 있다. 이로 인해 사용자는 엔드 툴 방향의 조종을 직관적으로 신속히 수행할 수 있으며, 실수가 유발될 가능성이 현저히 줄어드는 장점이 있다. 이하에서는 이러한 기능을 가능하게 하는 구체적인 메커니즘에 대해 설명하도록 한다.
<수술용 인스트루먼트의 제1 실시예>
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다. 도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 엔드 툴 허브를 나타내는 사시도이다. 도 7 및 도 8은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 측면도이다. 도 10 및 도 11은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 분해 사시도이다. 도 12는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 풀리를 나타내는 사시도이다. 도 13은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조를 나타내는 평면도이고, 도 14는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제2 조를 나타내는 평면도이다. 도 15 및 도 16은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 및 스테이플 링크를 나타내는 분해 사시도이다. 도 17 및 도 18은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 측면도이다. 도 19 및 도 20은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 사시도이다. 도 21, 도 22, 도 23, 도 24는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 및 제2 조의 개폐 동작을 나타내는 평면도이다. 도 25 및 도 26은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 개폐 동작을 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 엔드 툴(end tool)(2100), 조작부(200), 동력 전달부(300), 연결부(400)를 포함한다.
여기서, 연결부(400)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어 및 전선들이 수용될 수 있다. 연결부(400)의 일 단부에는 조작부(200)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(2100)이 결합되어, 연결부(400)는 조작부(200)와 엔드 툴(end tool)(2100)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 연결부(400)는 직선부(401)와 절곡부(402)를 구비하며, 엔드 툴(2100)과 결합하는 측에 직선부(401)가 형성되고, 조작부(200)가 결합하는 측에 절곡부(402)가 형성되어 있는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이 연결부(400)의 조작부(200) 측 단부가 절곡되어 형성됨으로써, 피치 조작부(201)와 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)가 엔드 툴(2100)의 연장선상에 형성되거나 또는 연장선에 인접하게 형성된다. 이를 다른 측면으로 표현하면, 절곡부(402)가 형성하는 오목부 내에 피치 조작부(201) 및 요 조작부(202)의 적어도 일부가 수용된다고 기술할 수도 있을 것이다. 이와 같은 절곡부(402)의 형상에 의해 조작부(200)와 엔드 툴(2100)의 형상 및 동작이 더욱 직관적으로 일치할 수 있다.
한편, 절곡부(402)가 형성되는 평면은 피치 평면, 즉 도 2의 XZ 평면과 실질적으로 동일한 평면일 수 있다. 이와 같이, 절곡부(402)가 XZ 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 형성됨으로써 조작부 간의 간섭이 감소할 수 있다. 물론, 엔드 툴과 조작부의 직관적인 동작을 위해, XZ 평면 뿐 아니라 다른 형태의 구성도 가능할 것이다.
한편, 절곡부(402)에는 커넥터(410)가 형성될 수 있다. 커넥터(410)는 외부의 전원(미도시)과 연결될 수 있으며, 또한 커넥터(410)는 전선(electric wire)을 통해 엔드 툴(2100)과 연결되어, 외부의 전원(미도시)으로부터 공급되는 전기 에너지를 엔드 툴(2100)로 전달할 수 있다. 그리고 이와 같이 엔드 툴(2100)로 전달된 전기 에너지는 후술할 스테이플 풀리(도 5의 161 참조)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동력을 제공할 수 있다.
조작부(200)는 연결부(400)의 일 단부에 형성되며, 의사가 직접 조종할 수 있는 인터페이스, 예를 들면, 집게 형상, 스틱 형상, 레버 형상 등으로 구비되며, 이를 의사가 조종하면, 해당 인터페이스에 연결되며 수술 환자의 체내로 삽입되는 엔드 툴(2100)이 소정의 작동을 함으로써 수술을 수행하게 된다. 여기서, 도 2에는 조작부(200)가 손가락을 끼운 상태에서 회전시킬 수 있는 손잡이 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 엔드 툴(2100)과 연결되어 엔드 툴(2100)을 조작할 수 있는 다양한 형태의 조작부가 가능하다 할 것이다.
엔드 툴(2100)은 연결부(400)의 타 단부에 형성되며, 수술 부위에 삽입되어 수술에 필요한 동작을 수행한다. 이와 같은 엔드 툴(2100)의 일 예로써, 도 2에 도시된 바와 같이 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw)(2103)가 사용될 수 있다. 다만 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 수술을 위한 다양한 장치들이 엔드 툴(2100)로 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 외팔이 소작기와 같은 구성도 엔드 툴로써 사용될 수 있을 것이다. 이와 같은 엔드 툴(2100)은 조작부(200)와 동력 전달부(300)에 의해 연결되어, 조작부(200)의 구동력을 동력 전달부(300)를 통해 전달받음으로써, 그립(grip), 절단(cutting), 봉합(suturing) 동작 등 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100)은 적어도 하나 이상의 방향으로 회전가능하도록 형성되며, 예를 들어 엔드 툴(2100)은 도 2의 Y축을 중심으로 피치(pitch) 운동을 수행하는 동시에, 도 2의 Z축을 중심으로 요(yaw) 운동 및 액츄에이션(actuation) 운동을 수행하도록 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명에서 사용되는 피치(pitch)와 요(yaw)와 액츄에이션(actuation) 동작 각각에 대해 정의하면 다음과 같다.
먼저, 피치(pitch) 동작은 엔드 툴(2100)이 연결부(400)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)에 대해서 상하 방향으로 회전하는 운동, 즉 도 2의 Y축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 다시 말하면, 연결부(400)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)으로 연결부(400)로부터 연장 형성되어 있는 엔드 툴(2100)이 연결부(400)에 대해 Y축을 중심으로 상하로 회전하는 운동을 의미한다.
다음으로, 요(yaw) 동작은 엔드 툴(2100)이 연결부(400)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)에 대해서 좌우 방향으로 회전하는 동작, 즉 도 2의 Z축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 다시 말하면, 연결부(400)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)으로 연결부(400)로부터 연장 형성되어 있는 엔드 툴(2100)이 연결부(400)에 대해 Z축을 중심으로 좌우로 회전하는 운동을 의미한다. 즉, 엔드 툴(2100)에 형성된 두 개의 조(jaw)(2103)가 Z축을 중심으로 서로 동일한 방향으로 회전하는 운동을 의미한다.
한편, 액츄에이션(actuation) 동작은 엔드 툴(2100)이 요(yaw) 동작과 동일한 회전축을 중심으로 회전하되, 두 개의 조(jaw)(2103)가 서로 반대 방향으로 회전하면서 조(jaw)가 오므라들거나 벌어지는 동작을 의미한다. 즉, 엔드 툴(2100)에 형성된 두 개의 조(jaw)(2103)가 Z축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전하는 운동을 의미한다.
동력 전달부(300)는 조작부(200)와 엔드 툴(2100)을 연결하여, 조작부(200)의 구동력을 엔드 툴(2100)에 전달하는 역할을 수행하며, 다수 개의 와이어, 풀리, 링크, 마디, 기어 등을 포함할 수 있다.
이와 같은 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100), 조작부(200), 동력 전달부(300) 등에 대해서는 이후에 상세히 설명하도록 한다.
(직관적 구동)
이하에서는 본 발명의 수술용 인스트루먼트(2000)의 직관적 구동에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(204)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(204)를 Y축(즉, 도 49의 회전축(246))을 중심으로 회전시켜 피치 동작을 수행하고, 제1 손잡이(204)를 Z축(즉, 도 49의 회전축(243))을 중심으로 회전시켜 요 동작을 수행할 수 있다. 또한, 사용자는 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(203)의 일 단부에 형성되어 있는 손고리 형태의 제1 액츄에이션 연장부(252) 및/또는 제2 액츄에이션 연장부(257)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(203)를 조작하여 액츄에이션 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 조작부(200)를 연결부(400)에 대해 어느 일 방향으로 회전시키면, 엔드 툴(2100)이 조작부(200)의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 조작부(200)의 제1 손잡이(204)를 어느 일 방향으로 회전하면 엔드 툴(2100) 역시 상기 일 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하여 피치 운동 또는 요 운동을 수행하는 것이다. 여기서, 직관적으로 동일한 방향이라 함은, 조작부(200)를 파지하고 있는 사용자의 손가락의 이동 방향과 엔드 툴(2100)의 말단부의 이동 방향이 실질적으로 동일한 방향을 이루는 것이라고 부연 설명할 수 있을 것이다. 물론, 여기서 동일한 방향이라 함은 3차원 좌표 상에서 완벽하게 일치하는 방향은 아닐 수 있으며, 예를 들어 사용자의 손가락이 왼쪽으로 이동하면 엔드 툴(2100)의 말단부도 왼쪽으로 이동하고, 사용자의 손가락이 아래로 이동하면 엔드 툴(2100)의 말단부도 아래로 이동하는 정도의 동일성이라고 이해할 수 있을 것이다.
그리고, 이를 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는, 조작부(200)와 엔드 툴(2100)이 연결부(400)의 연장축(X축)에 수직인 평면을 기준으로 동일한 방향으로 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 즉, 도 2의 YZ 평면을 기준으로 보았을 때, 조작부(200)는 +X축 방향으로 연장 형성되어 있으며, 동시에 엔드 툴(2100) 역시 +X축 방향으로 연장 형성되어 있는 것이다. 이를 다른 말로 표현하면, 연결부(400)의 일 단부에서의 엔드 툴(2100)의 형성 방향과, 연결부(400)의 타 단부에서의 조작부(200)의 형성 방향이, YZ 평면을 기준으로 동일한 방향이라고 할 수도 있을 것이다. 또는 이를 다른 말로 표현하면, 조작부(200)가 이를 파지하는 사용자의 몸통으로부터 멀어지는 방향, 즉 엔드 툴(2100)이 형성된 방향 쪽으로 형성되었다고 할 수도 있을 것이다. 즉, 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 위해 사용자가 파지하여 움직이게 되는 제1 손잡이(204), 제1 액츄에이션 조작부(251) 및 제2 액츄에이션 조작부(256) 등은 각 동작을 수행하기 위해 움직이는 부분이 해당 동작을 위한 각 관절의 회전 중심 보다 +X축 방향으로 연장 형성되어 있다. 이를 통해, 엔드 툴(2100)의 움직이는 부분이 해당 동작을 위한 각 관절의 회전 중심보다 +X축 방향으로 연장 형성되어 있는 것과 동일하게 조작부(200)를 구성할 수 있으며, 도 1을 통해 설명한 것처럼, 사용자의 조작 방향과 엔드 툴의 동작 방향이 회전 방향의 관점과 좌우 방향의 관점 둘 다 일치하게 되어, 결과적으로 직관적으로 동일한 조작이 가능할 수 있다.
상세히, 종래의 수술용 인스트루먼트의 경우, 사용자가 조작부를 조작하는 방향과 엔드 툴의 실제 작동 방향이 서로 상이하고 직관적으로 일치하지 않기 때문에, 수술자의 입장에서 직관적인 작동이 용이하지 않으며, 엔드 툴이 원하는 방향으로 움직이도록 숙련되는데 오랜 시간이 소요되며, 경우에 따라서는 오동작이 발생하여 환자에게 피해를 줄 수 있다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 조작부(200)의 조작 방향과 엔드 툴(2100)의 작동 방향이 직관적으로 동일한 방향이 되도록 하며, 이를 위해 조작부(200)는 엔드 툴(2100)처럼, 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 위해 실제로 움직이게 되는 부분이 각 동작의 해당 관절의 회전 중심보다 +X축 방향으로 연장 형성되는 것을 일 특징으로 한다.
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100), 조작부(200), 동력 전달부(300) 등에 대해서는 보다 상세히 설명하도록 한다.
(동력 전달부)
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 동력 전달부(300)에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 20과, 도 49 등을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 동력 전달부(300)는 와이어(301), 와이어(302), 와이어(303), 와이어(304), 와이어(305), 와이어(306), 와이어(307), 와이어(308), 와이어(309), 와이어(310)를 포함할 수 있다.
여기서, 와이어(301)와 와이어(305)는 한 쌍을 이루어 제1 조 와이어로서 역할을 수행할 수 있다. 와이어(302)와 와이어(306)는 한 쌍을 이루어 제2 조 와이어로서 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 제1 조 와이어인 와이어(301), 와이어(305)와, 제2 조 와이어인 와이어(302), 와이어(306)를 포괄하는 구성요소를 조 와이어(jaw wire)라고 지칭할 수 있다. 그리고, 와이어(303)와 와이어(304)는 한 쌍을 이루어 피치 와이어로서 역할을 수행할 수 있다. 그리고, 와이어(307)와 와이어(308)는 한 쌍을 이루어 스테이플 와이어로서 역할을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 동력 전달부(300)는, 와이어와 풀리를 결합시키기 위해 각 와이어의 각 단부에 결합되는 체결 부재(321), 체결 부재(323), 체결 부재(324), 체결 부재(326), 체결 부재(327), 체결 부재(329), 체결 부재(330)를 포함할 수 있다. 여기서, 각 체결 부재들은 볼(ball) 형태, 튜브(tube) 형태 등 필요에 따라 다양한 형태일 수 있다.
여기서, 엔드 툴(2100) 측에서는, 체결 부재(321)는 피치 와이어-엔드 툴 체결 부재의 역할을 수행하고, 체결 부재(323)는 제1 조 와이어-엔드 툴 체결 부재의 역할을 수행하고, 체결 부재(326)는 제2 조 와이어-엔드 툴 체결 부재의 역할을 수행하고, 체결 부재(329)/체결 부재(330)는 스테이플 와이어-엔드 툴 체결 부재의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 조작부(200) 측에서는, 체결 부재(324)는 제1 조 와이어-조작부 체결 부재의 역할을 수행하고, 체결 부재(327)는 제2 조 와이어-조작부 체결 부재의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 조작부(200) 측에는 피치 와이어-조작부 체결 부재와 스테이플 와이어-조작부 체결 부재가 더 형성될 수 있다.
와이어들과 체결 부재들 및 각 풀리 간의 결합관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 조 와이어인 와이어(301)와 와이어(305)는 하나의 단일 와이어일 수 있다. 단일 와이어인 제1 조 와이어의 중간 지점에 제1 조 와이어-엔드 툴 체결 부재인 체결 부재(323)를 끼우고, 이 체결 부재(323)를 가압(Crimping)하여 고정시킨 후에, 체결 부재(323)를 중심으로 제1 조 와이어의 양 가닥을 각각 와이어(301)와 와이어(305)라고 지칭할 수 있다.
또는 제1 조 와이어인 와이어(301)와 와이어(305)는 각각 별도의 와이어로 형성되고, 체결 부재(323)에 의해 와이어(301)와 와이어(305)가 연결될 수도 있다.
그리고, 이 체결 부재(323)가 풀리(2111)에 결합됨으로써, 와이어(301) 및 와이어(305)가 풀리(2111)와 고정 결합될 수 있다. 이에 의해, 와이어(301) 및 와이어(305)가 당기고 풀림에 따라 풀리(2111)가 회전할 수 있게 되는 것이다.
한편, 와이어(301) 및 와이어(305)에서 체결 부재(323)가 체결된 곳의 반대쪽 단부는 제1 조 와이어-조작부 체결 부재(도 49의 324 참조)가 결합될 수 있다.
그리고, 이와 같이 제1 조 와이어-조작부 체결 부재(도 49의 324 참조)가 풀리(210)에 결합됨으로써, 와이어(301) 및 와이어(305)가 풀리(210)와 고정 결합될 수 있다. 결과적으로, 풀리(210)가 모터 또는 인력(人力)에 의해 회전하면, 와이어(301) 및 와이어(305)가 당기고 풀려지면서 엔드 툴(2100)의 풀리(2111)가 회전할 수 있게 되는 것이다.
이와 동일한 방법으로, 제2 조 와이어인 와이어(302)와 와이어(306)는 각각 제2 조 와이어-엔드 툴 체결 부재인 체결 부재(도 49의 326 참조)와, 제2 조 와이어-조작부 체결 부재(도 49의 327 참조)와 결합된다. 그리고, 체결 부재(도 49의 326 참조)는 풀리(2121)와 결합하고, 제2 조 와이어-조작부 체결 부재(도 49의 327 참조)는 풀리(220)와 결합한다. 결과적으로, 풀리(220)가 모터 또는 인력(人力)에 의해 회전하면, 와이어(302) 및 와이어(306)가 당기고 풀려지면서 엔드 툴(2100)의 풀리(2121)가 회전할 수 있게 되는 것이다.
이와 동일한 방법으로, 피치 와이어인 와이어(303)와 와이어(304)는 각각 피치 와이어-엔드 툴 체결 부재인 체결 부재(321)와 피치 와이어-조작부 체결 부재(미도시)와 결합된다. 그리고, 체결 부재(321)는 풀리(2131)와 결합하고, 피치 와이어-조작부 체결 부재(미도시)는 풀리(231)와 결합한다. 결과적으로, 풀리(231)가 모터 또는 인력(人力)에 의해 회전하면, 와이어(303) 및 와이어(304)가 당기고 풀려지면서 엔드 툴(2100)의 풀리(2131)가 회전할 수 있게 되는 것이다.
이와 동일한 방법으로, 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)와 와이어(308)는 각각 스테이플 와이어-엔드 툴 체결 부재인 체결 부재(도 68의 329 참조)와 스테이플 와이어-조작부 체결 부재(미도시)와 결합된다. 그리고, 체결 부재(도 68의 329 참조)는 제1 스테이플 풀리(2181)와 결합하고, 스테이플 와이어-조작부 체결 부재(미도시)는 풀리(도 53의 269 참조)와 결합한다. 결과적으로, 풀리(269)가 모터 또는 인력(人力)에 의해 회전하면, 와이어(307) 및 와이어(308)가 당기고 풀려지면서 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전할 수 있게 되는 것이다.
이와 동일한 방법으로, 제2 스테이플 와이어인 와이어(309)와 와이어(310)는 각각 스테이플 와이어-엔드 툴 체결 부재인 체결 부재(도 69의 330 참조)와 스테이플 와이어-조작부 체결 부재(미도시)와 결합된다. 그리고, 체결 부재(도 69의 330 참조)는 제2 스테이플 풀리(2191)와 결합하고, 스테이플 와이어-조작부 체결 부재(미도시)는 풀리(도 53의 270 참조)와 결합한다. 결과적으로, 풀리(270)가 모터 또는 인력(人力)에 의해 회전하면, 와이어(309) 및 와이어(310)가 당기고 풀려지면서 엔드 툴(2100)의 제2 스테이플 풀리(2191)가 회전할 수 있게 되는 것이다.
(엔드 툴)
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100)에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 엔드 툴 허브를 나타내는 사시도이고, 도 7 및 도 8은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
여기서 도 4는 엔드 툴 허브(2106) 및 피치 허브(2107)가 결합된 상태를 도시하고, 도 5는 엔드 툴 허브(2106)가 제거된 상태를 도시한다. 한편 도 7은 와이어들을 위주로 도시된 도면이고, 도 8은 풀리들을 위주로 도시된 도면이다.
도 4 내지 도 8 등을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(end tool)(2100)은 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw), 즉 제1 조(2101)와 제2 조(2102)를 구비한다. 여기서, 제1 조(2101)와 제2 조(2102) 각각, 또는 제1 조(2101)와 제2 조(2102)를 포괄하는 구성요소를 조(jaw)(2103)라고 지칭할 수 있다.
또한, 엔드 툴(2100)은 제1 조(jaw)(2101)의 회전 운동과 관련된 풀리(2111), 풀리(2112), 풀리(2113), 풀리(2114), 풀리(2115) 및 풀리(2116)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 조(jaw)(2102)의 회전 운동과 관련된 풀리(2121), 풀리(2122), 풀리(2123), 풀리(2124), 풀리(2125), 풀리(2126)를 포함할 수 있다.
여기서, 도면에는 마주보고 있는 풀리들이 서로 평행하게 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각각의 풀리들이 엔드 툴의 구성에 적합한 위치 및 크기로 다양하게 형성될 수 있다 할 것이다.
또한, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(end tool)(2100)은 엔드 툴 허브(2106)와 피치 허브(2107)를 포함할 수 있다.
엔드 툴 허브(2106)는 후술할 회전축(2141) 및 회전축(2142)이 관통 삽입되며, 또한 회전축(2141)에 축결합된 풀리(2111), 풀리(2121)의 적어도 일부를 내부에 수용할 수 있다. 또한 엔드 툴 허브(2106)는 회전축(2142)에 축결합된 풀리(2112), 풀리(2122)의 적어도 일부를 내부에 수용할 수 있다.
상세히, 도 6을 참조하면, 엔드 툴 허브(2106)는 제1 조 풀리 결합부(2106a), 제2 조 풀리 결합부(2106b), 가이드부(2106c), 피치 풀리 결합부(2106e), 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)를 포함한다.
상세히, 제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b)는 서로 마주보도록 형성되어, 그 내부에 풀리(2111), 풀리(2121), 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191)가 수용된다. 또한, 제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b)에는 각각 관통 홀이 형성되어서, 회전축(2141)이 제1 조 풀리 결합부(2106a), 풀리(2111), 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191), 풀리(2121) 및 제2 조 풀리 결합부(2106b)를 관통하여 이들을 축결합시킨다.
제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b)는 가이드부(2106c)에 의해서 연결된다. 즉, 서로 평행한 제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b)는, 이에 대해 대략 수직인 방향으로 형성되는 가이드부(2106c)에 의해 결합되어, 제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b)와 가이드부(2106c)는 대략 "ㄷ"자 형상을 이루게 되며, 그 내부에 풀리(2111), 풀리(2121), 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191)가 수용되는 것이다.
여기서, 제1 조 풀리인 풀리(2111)는 엔드 툴 허브(2106)의 제1 조 풀리 결합부(2106a)에 인접하게 배치되고, 제2 조 풀리인 풀리(2121)는 엔드 툴 허브(2106)의 제2 조 풀리 결합부(2106b)에 인접하게 배치되어, 제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b) 사이에 스테이플 어셈블리 수용부가 형성될 수 있다. 그리고, 스테이플 어셈블리 수용부 내에는 후술할 스테이플 풀리 어셈블리(도 10의 2160 참조) 및 스테이플 링크 어셈블리(도 10의 2170 참조)의 적어도 일부가 형성될 수 있다. 이를 다른 관점에서 표현하면, 제1 조 풀리 결합부(2106a)와 제2 조 풀리 결합부(2106b) 사이에 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191) 및 링크 부재(2171)의 적어도 일부가 배치된다고 표현할 수도 있다. 이와 같이 제1 조 풀리인 풀리(2111)와 제2 조 풀리인 풀리(2121) 사이에, 스테이플 풀리 어셈블리(도 10의 2160 참조) 및 스테이플 링크 어셈블리(도 10의 2170 참조)의 적어도 일부가 배치됨으로써, 엔드 툴(2100)의 피치 동작 및 요 동작과 함께 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191)를 이용한 스테이플링 동작 및 커팅 동작까지 수행이 가능해지는 것을 본 발명의 일 특징으로 한다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
한편, 엔드 툴 허브(2106)의 일 단부에는 엔드 툴 피치 풀리의 역할을 수행하는 풀리(2131)가 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 풀리(2131)가 엔드 툴 허브(2106)와 일체(one-body)로 형성될 수 있다. 즉, 엔드 툴 허브(2106)의 일 단부에 원판 형상의 풀리가 형성되고, 그 외주면에 와이어가 감길 수 있는 그루브가 형성될 수도 있다. 또는, 풀리(2131)가 엔드 툴 허브(2106)와 별도의 부재로 형성되어 엔드 툴 허브(2106)와 결합할 수도 있다. 상술한 와이어(303) 및 와이어(304)가 엔드 툴 피치 풀리의 역할을 수행하는 풀리(2131)에 결합되고, 이 풀리(2131)가 회전축(2143)을 중심으로 회전하면서 피치 동작을 수행하게 된다.
한편, 풀리(2131)의 일 측에는, 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)가 더 형성될 수 있다. 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)과 평행하게 형성되어, 후술할 풀리(2187), 풀리(2188), 풀리(2197), 풀리(2198)가 결합되도록 형성될 수 있다. 여기서, 풀리(2187)와 풀리(2188)는 제1 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리로서 기능할 수 있고, 풀리(2197)와 풀리(2198)는 제2 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리로서 기능할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
피치 허브(2107)는 후술할 회전축(2143) 및 회전축(2144)이 관통 삽입되며, 회전축(2143)에 의해 피치 허브(2107)와 엔드 툴 허브(2106) 및 풀리(2131)가 축결합 할 수 있다. 따라서 회전축(2143)을 중심으로 엔드 툴 허브(2106) 및 풀리(2131)가 피치 허브(2107)에 대해 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
또한 피치 허브(2107)는 회전축(2143)에 축결합된 풀리(2113), 풀리(2114), 풀리(2123), 풀리(2124)의 적어도 일부를 내부에 수용할 수 있다. 또한 피치 허브(2107)는 회전축(2144)에 축결합된 풀리(2115), 풀리(2116), 풀리(2125), 풀리(2126)의 적어도 일부를 내부에 수용할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(2100)은 회전축(2141), 회전축(2142), 회전축(2143), 회전축(2144)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 회전축(2141)과 회전축(2142)은 엔드 툴 허브(2106)에 관통 삽입되고, 회전축(2143)과 회전축(2144)은 피치 허브(2107)에 관통 삽입될 수 있다.
회전축(2141), 회전축(2142), 회전축(2143), 회전축(2144)은 엔드 툴(2100)의 원위부(distal end)(2104)로부터 근위부(proximal end)(2105) 방향으로 오면서 차례로 배치될 수 있다. 이에 따라, 원위부(2104)부터 차례대로, 회전축(2141)은 1번핀, 회전축(2142)은 2번핀, 회전축(2143)은 3번핀, 회전축(2144)은 4번핀으로 지칭될 수도 있다.
여기서, 회전축(2141)은 엔드 툴 조 풀리 회전축으로서 기능하고, 회전축(2142)은 엔드 툴 조 보조 풀리 회전축으로서 기능하고, 회전축(2143)은 엔드 툴 피치 회전축으로서 기능하고, 회전축(2144)은 엔드 툴(2100)의 엔드 툴 피치 보조 회전축으로서 기능할 수 있다.
이러한 각각의 회전축들(2141)(2142)(2143)(2144)에는 하나 이상의 풀리들이 끼워질 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
한편, 회전축(2141)의 일 측, 상세하게는 회전축(2141)의 원위부(2104) 측에는 회전축(2145)이 더 형성될 수도 있다. 회전축(2145)은 제1 조(2101) 및 제2 조(2102)에 관통 삽입되어, 조 회전축으로서 기능할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
풀리(2111)는 엔드 툴 제1 조 풀리로서 기능하고, 풀리(2121)는 엔드 툴 제2 조 풀리로서 기능한다. 풀리(2111)는 제1 조 풀리라고 지칭할 수도 있고, 풀리(2121)는 제2 조 풀리라고 지칭할 수도 있고, 이 두 구성요소를 통칭하여 엔드 툴 조 풀리 또는 단순히 조 풀리라고 할 수도 있다.
엔드 툴 조 풀리인 풀리(2111) 및 풀리(2121)는 서로 마주보도록 형성되며, 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 이때 풀리(2111)와 풀리(2121)는 일정 정도 이격되도록 형성되어, 그 사이에 스테이플 어셈블리 수용부 형성될 수 있다. 그리고 이 스테이플 어셈블리 수용부에 후술할 스테이플 풀리 어셈블리(2160) 및 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 적어도 일부가 배치될 수 있다.
여기서 도면에는 풀리(2111) 및 풀리(2121)가 하나의 회전축(2141)을 중심으로 회전하는 것으로 형성되어 있으나, 각각의 엔드 툴 조 풀리가 별도의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다. 여기서, 풀리(2111)에는 제1 조(jaw)(2101)가 고정 결합되어서 풀리(2111)와 함께 회전하며, 풀리(2121)에는 제2 조(jaw)(2102)가 고정 결합되어서 풀리(2121)와 함께 회전할 수 있다. 풀리(2111) 및 풀리(2121)의 회전에 따라 엔드 툴(end tool)(2100)의 요 동작 및 액츄에이션 동작이 수행된다. 즉, 풀리(2111) 및 풀리(2121)가 회전축(2141)을 중심으로 같은 방향으로 회전하면 요 동작이 수행되는 것이고, 풀리(2111) 및 풀리(2121)가 회전축(2141)을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전하면 액츄에이션 동작이 수행되는 것이다.
여기서, 제1 조(jaw)(2101)와 풀리(2111)는 별도의 부재로 형성되어 서로 결합될 수도 있고, 또는 제1 조(jaw)(2101)와 풀리(2111)가 일체(one-body)로 형성될 수도 있다. 마찬가지로 제2 조(jaw)(2102)와 풀리(2121)는 별도의 부재로 형성되어 서로 결합될 수도 있고, 또는 제2 조(jaw)(2102)와 풀리(2121)가 일체(one-body)로 형성될 수도 있다.
풀리(2112)는 엔드 툴 제1 조 보조 풀리로서 기능하고, 풀리(2122)는 엔드 툴 제2 조 보조 풀리로서 기능하며, 이 두 구성요소를 통칭하여 엔드 툴 조 보조 풀리 또는 단순히 보조 풀리라고 할 수도 있다.
상세히, 엔드 툴 조 보조 풀리인 풀리(2112) 및 풀리(2122)는 풀리(2111) 및 풀리(2121)의 일 측에 추가로 구비될 수 있다, 다시 말하면, 보조 풀리인 풀리(2112)는 풀리(2111)와 풀리(2113)/풀리(2114)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 보조 풀리인 풀리(2122)는 풀리(2121)와 풀리(2123)/풀리(2124)의 사이에 배치될 수 있다. 풀리(2112)와 풀리(2122)는 회전축(2142)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서 도면에는 풀리(2112) 및 풀리(2122)가 하나의 회전축(2142)을 중심으로 회전하는 것으로 형성되어 있으나, 풀리(2112)와 풀리(2122) 각각이 별도의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다. 이와 같은 보조 풀리에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
풀리(2113)와 풀리(2114)는 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리로서 기능하고, 풀리(2123)와 풀리(2124)는 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리로서 기능하며, 이 두 구성요소를 통칭하여 엔드 툴 조 피치 메인 풀리라고 할 수도 있다.
풀리(2115)와 풀리(2116)는 엔드 툴 제1 조 피치 서브 풀리로서 기능하고, 풀리(2125)와 풀리(2126)는 엔드 툴 제2 조 피치 서브 풀리로서 기능하며, 이 두 구성요소를 통칭하여 엔드 툴 조 피치 서브 풀리라고 할 수도 있다.
이하에서는 풀리(2111)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다.
풀리(2113)와 풀리(2114)는 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리로서 기능한다. 즉, 제1 조(2101)의 피치 동작의 메인 회전 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2113)에는 제1 조 와이어인 와이어(301)가 감기고, 풀리(2114)에는 제1 조 와이어인 와이어(305)가 감긴다.
풀리(2115)와 풀리(2116)는 엔드 툴 제1 조 피치 서브 풀리로서 기능한다. 즉, 제1 조(2101)의 피치 동작의 서브 회전 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2115)에는 제1 조 와이어인 와이어(301)가 감기고, 풀리(2116)에는 제1 조 와이어인 와이어(305)가 감긴다.
여기서, 풀리(2111) 및 풀리(2112)의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2113) 및 풀리(2114)가 배치된다. 여기서, 풀리(2113) 및 풀리(2114)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, 풀리(2113) 및 풀리(2114) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2115) 및 풀리(2116)가 배치된다. 여기서, 풀리(2115) 및 풀리(2116)는 엔드 툴 피치 보조 회전축인 회전축(2144)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 풀리(2113), 풀리(2115), 풀리(2114) 및 풀리(2116)가 모두 Y축 방향을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각 풀리의 회전축들은 그 구성에 적절하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
제1 조 와이어인 와이어(301)는 풀리(2115), 풀리(2113), 풀리(2111)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다. 그리고, 체결 부재(323)에 의해 와이어(301)와 연결된 와이어(305)는 풀리(2111), 풀리(2112), 풀리(2114), 풀리(2116)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다.
이를 다른 관점에서 설명하면, 제1 조 와이어인 와이어(301)와 와이어(305)는 풀리(2115), 풀리(2113), 풀리(2111), 풀리(2112), 풀리(2114), 풀리(2116)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 와이어(301)와 와이어(305)는 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 와이어(301)가 도 7의 화살표 301 쪽으로 당겨지면, 와이어(301)가 결합된 체결 부재(323) 및 이와 결합된 풀리(2111)가 도 7의 화살표 L 방향으로 회전하게 된다. 반대로, 와이어(305)가 도 7의 화살표 305 쪽으로 당겨지면, 와이어(305)가 결합된 체결 부재(323) 및 이와 결합된 풀리(2111)가 도 7의 화살표 R 방향으로 회전하게 된다.
다음으로, 풀리(2121)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다.
풀리(2123)와 풀리(2124)는 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리로서 기능한다. 즉, 제2 조(2102)의 피치 동작의 메인 회전 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2123)에는 제2 조 와이어인 와이어(306)가 감기고, 풀리(2124)에는 제2 조 와이어인 와이어(302)가 감긴다.
풀리(2125)와 풀리(2126)는 엔드 툴 제2 조 피치 서브 풀리로서 기능한다. 즉, 제2 조(2102)의 피치 동작의 서브 회전 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2125)에는 제2 조 와이어인 와이어(306)가 감기고, 풀리(2126)에는 제2 조 와이어인 와이어(302)가 감긴다.
풀리(2121)의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2123) 및 풀리(2124)가 배치된다. 여기서, 풀리(2123) 및 풀리(2124)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성된다. 또한, 풀리(2123) 및 풀리(2124) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2125) 및 풀리(2126)가 배치된다. 여기서, 풀리(2125) 및 J15 풀리(2123J25)는 엔드 툴 피치 보조 회전축인 회전축(2144)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 풀리(2123), 풀리(2125), 풀리(2124) 및 풀리(2126)가 모두 Y축 방향을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각 풀리의 회전축들은 그 구성에 적절하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
제2 조 와이어인 와이어(306)는 풀리(2125), 풀리(2123), 풀리(2121)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다. 그리고, 체결 부재(326)에 의해 와이어(306)와 연결된 와이어(302)는 풀리(2121), 풀리(2122), 풀리(2124), 풀리(2126)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다.
이를 다른 관점에서 설명하면, 제2 조 와이어인 와이어(306)와 와이어(302)는 풀리(2125), 풀리(2123), 풀리(2121), 풀리(2122), 풀리(2124), 풀리(2126)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 와이어(306)와 와이어(302)는 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 와이어(306)가 도 7의 화살표 306 쪽으로 당겨지면, 와이어(306)가 결합된 체결 부재(322) 및 이와 결합된 풀리(2121)가 도 7의 화살표 R 방향으로 회전하게 된다. 반대로, 와이어(302)가 도 7의 화살표 302 쪽으로 당겨지면, 와이어(302)가 결합된 체결 부재(326) 및 이와 결합된 풀리(2121)가 도 7의 화살표 L 방향으로 회전하게 된다.
이하에서는 보조 풀리의 역할을 수행하는 풀리(2112)와 풀리(2122)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
풀리(2112)와 풀리(2122)는 제1 조 와이어인 와이어(305) 및 제2 조 와이어인 와이어(302)와 접촉하여 와이어(305) 및 와이어(302)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 제1 조(2101) 및 제2 조(2102) 각각의 회전 각도를 확대시키는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 보조 풀리가 배치되지 않을 경우, 제1 조 및 제2 조 각각은 직각까지만 회전할 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 보조 풀리인 풀리(2112)와 풀리(2122)를 추가로 구비함으로써, 도 8에서 보았을 때 θ만큼 최대 회전 각도가 커지는 효과를 얻을 수 있다. 이는 엔드 툴(2100)의 두 조가 L 방향으로 90° 만큼 함께 요 회전한 상태에서, 액츄에이션 동작을 위해 두 조가 벌어져야 하는 동작을 가능하게 해준다. 이는, 제2 조(2102)가 도 8에서처럼 추가적인 각도(θ)만큼 회전할 수 있기 때문이다. 마찬가지로, 두 조가 L 방향으로 요 회전한 상태에서도 액츄에이션 동작이 가능하다. 다시 말하면, 풀리(2112)와 풀리(2122)를 통해, 액츄에이션 동작이 가능한 요 회전의 범위를 확대할 수 있는 특징을 가진다.
이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
보조 풀리가 배치되지 않을 경우, 제1 조 와이어는 엔드 툴 제1 조 풀리에 고정 결합되어 있고, 제2 조 와이어는 엔드 툴 제2 조 풀리에 고정 결합되어 있기 때문에, 엔드 툴 제1 조 풀리와 엔드 툴 제2 조 풀리 각각은 90°까지만 회전할 수 있다. 이 경우, 제1 조 및 제2 조가 90°라인에 위치한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하게 되면, 제1 조는 벌어질 수 있지만, 제2 조는 90°이상으로는 회전할 수 없다. 따라서 제1 조 및 제2 조가 일정 각도 이상 요 동작을 수행하고 있는 상태에서는, 액츄에이션 동작이 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 수술용 인스트루먼트(2000)의 경우, 풀리(2111) 및 풀리(2121)의 일 측에 보조 풀리인 풀리(2112) 및 풀리(2122)를 추가로 배치한다. 이와 같이 풀리(2112) 및 풀리(2122)를 배치하여, 제1 조 와이어인 와이어(305) 및 제2 조 와이어인 와이어(302)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 와이어(305) 및 와이어(302)의 접선 방향을 변경시키고, 따라서 와이어(301)와 풀리(2111)를 결합시키는 체결 부재(323)가 도 8의 N 라인까지 회전할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 와이어(301)와 풀리(2111)의 결합부인 체결 부재(323)는 풀리(2111)와 풀리(2112)의 공통 내접선 상에 위치할 때까지 회전 가능하게 된다. 마찬가지로, 와이어(302)와 풀리(2121)의 결합부인 체결 부재(326)는 풀리(2121)와 풀리(2122)의 공통 내접선 상에 위치할 때까지 회전 가능하게 되어, L 방향으로 회전 범위가 확대될 수 있다.
다시 말하면, 풀리(2112)에 의해, 풀리(2111)에 감긴 제1 조 와이어의 두 가닥인 와이어(301) 및 와이어(305)는, Y축에 수직이고 X축을 지나는 평면을 기준으로 어느 일 측에 배치된다. 동시에, 풀리(2122)에 의해, 풀리(2121)에 감긴 제2 조 와이어의 두 가닥인 와이어(302) 및 와이어(306)는, Y축에 수직이고 X축을 지나는 평면을 기준으로 다른 일 측에 배치된다.
다시 말하면, 풀리(2113) 및 풀리(2114)는 Y축에 수직이고 X축을 지나는 평면을 기준으로 어느 일 측에 배치되고, 풀리(2123) 및 풀리(2124)는 Y축에 수직이고 X축을 지나는 평면을 기준으로 다른 타 측에 배치된다.
다시 말하면, 와이어(305)는 풀리(2111)와 풀리(2112)의 내접선상에 위치하며, 풀리(2112)에 의해 풀리(2111)의 회전 각도가 확장된다. 또한, 와이어(302)는 풀리(2121)와 풀리(2122)의 내접선상에 위치하며, 풀리(2122)에 의해 풀리(2121)의 회전 각도가 확장된다.
이와 같은 본 발명에 의해서, 조(2101) 및 조(2102)의 회전 반경이 넓어짐으로써, 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 피치 운동에 대해 보다 상세히 설명한다.
한편, 와이어(301)는 도 7의 화살표 301 쪽으로 당겨지고, 동시에 와이어(305)는 도 7의 화살표 305 쪽으로 당겨지면(즉 제1 조 와이어의 양 가닥이 모두 당겨지면), 도 49와 같이 와이어(301) 및 와이어(305)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 회전할 수 있는 풀리(2113)와 풀리(2114)의 아래쪽으로 감겨 있기 때문에, 와이어(301) 및 와이어(305)가 고정 결합되어 있는 풀리(2111) 및 풀리(2111)가 결합된 엔드 툴 허브(2106)가 전체적으로 회전축(2143)을 중심으로 반시계 방향으로 함께 회전하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)이 아래쪽으로 회전하면서 피치 운동을 수행하게 된다. 이 때, 제2 조(2102) 및 이에 고정 결합된 와이어(302)와 와이어(306)는, 회전축(2143)을 중심으로 회전할 수 있는 풀리(2123)와 풀리(2124)의 위쪽으로 감겨 있기 때문에, 와이어(302) 및 와이어(306)는 각각 302, 306의 반대방향으로 풀어지게 된다.
반대로, 와이어(302)는 도 7의 화살표 302 쪽으로 당겨지고, 동시에 와이어(306)는 도 7의 화살표 306 쪽으로 당겨지면, 도 49와 같이 와이어(302) 및 와이어(306)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 회전할 수 있는 풀리(2123)와 풀리(2124)의 위쪽으로 감겨 있기 때문에, 와이어(302) 및 와이어(306)가 고정 결합되어 있는 풀리(2121) 및 풀리(2121)가 결합된 엔드 툴 허브(2106)가 전체적으로 회전축(2143)을 중심으로 시계 방향으로 함께 회전하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)이 위쪽으로 회전하면서 피치 운동을 수행하게 된다. 이 때, 제1 조(2101) 및 이에 고정 결합된 와이어(301)와 와이어(305)는, 회전축(2143)을 중심으로 회전할 수 있는 풀리(2113)와 풀리(2114)의 아래쪽으로 감겨 있기 때문에, 와이어(302) 및 와이어(306)는 각각 301, 305의 반대방향으로 이동하게 된다.
한편, 본 발명의 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100)은 엔드 툴 피치 풀리인 풀리(2131)를 더 구비하고, 조작부(200)는 조작부 피치 풀리인 풀리(231) 및 풀리(232)를 더 구비하며, 동력 전달부(300)는 피치 와이어인 와이어(303) 및 와이어(304)를 더 구비할 수 있다. 상세히, 엔드 툴(2100)의 풀리(2131)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 회전 가능하며, 엔드 툴 허브(2106)와 일체로(또는 엔드 툴 허브(2106)에 고정 결합되도록) 형성될 수 있다. 또한, 와이어(303) 및 와이어(304)는 엔드 툴(2100)의 풀리(2131)와 조작부(200)의 풀리(231) 및 풀리(232)를 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
따라서 조작부(200)의 풀리(231) 및 풀리(232)가 회전하면, 풀리(231) 및 풀리(232)의 회전은 와이어(303) 및 와이어(304)를 통해 엔드 툴(2100)의 풀리(2131)로 전달되어 풀리(2131)도 함께 회전하게 되고, 결과적으로 엔드 툴(2100)이 회전하면서 피치 운동을 수행하게 되는 것이다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 피치 운동을 위한 동력 전달을 위해 엔드 툴(2100)의 풀리(2131), 조작부(200)의 풀리(231) 및 풀리(232), 동력 전달부(300)의 와이어(303) 및 와이어(304)를 구비하여, 조작부(200)의 피치 동작의 구동력이 보다 완벽하게 엔드 툴(2100)에 전달되도록 함으로써, 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 엔드 툴 조 피치 메인 풀리인 풀리(2113), 풀리(2114), 풀리(2123) 및 풀리(2124)의 직경과, 엔드 툴 피치 풀리인 풀리(2131)의 직경은 서로 동일할 수도 있고, 또는 서로 상이할 수도 있다. 이때, 엔드 툴 조 피치 메인 풀리의 직경 대 엔드 툴 피치 풀리의 직경의 비율은, 후술할 조작부(200)의 조작부 피치 풀리의 직경 대 조작부 피치 메인 풀리의 직경의 비율과 동일할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
(스테이플 풀리 관련 구성요소)
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100)의 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 9는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 측면도이고, 도 10 및 도 11은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조를 나타내는 사시도이다. 도 12는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 풀리를 나타내는 사시도이고, 도 13은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조를 나타내는 평면도이고, 도 14는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제2 조를 나타내는 평면도이고, 도 15 및 도 16은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 및 스테이플 링크를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 16 등을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(2100)은 스테이플링 및 커팅을 위한 각 풀리들 및 링크들의 직선/회전 운동과 관련된 제1 스테이플 풀리(2181), 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 풀리(2183), 풀리(2184), 풀리(2185) 및 풀리(2186)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(2100)은 풀리(2187), 풀리(2188)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(2100)은 스테이플링 및 커팅을 위한 각 풀리들 및 링크들의 직선/회전 운동과 관련된 제2 스테이플 풀리(2191), 제2 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2193), 풀리(2194), 풀리(2195) 및 풀리(2196)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(2100)은 풀리(2197), 풀리(2198)를 더 포함할 수 있다.
제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)는 엔드 툴 조 풀리인 풀리(2111) 및 풀리(2121)와 서로 마주보도록 형성되며, 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 풀리(2111)와 풀리(2121)의 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)는 풀리(2111) 또는 풀리(2121)와 인접한 다양한 위치에 배치될 수 있을 것이다.
여기서, 본 발명은 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191), 풀리(2111) 및 풀리(2121)가 실질적으로 동일한 축을 중심으로 회전하도록 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191), 풀리(2111) 및 풀리(2121)가 동일한 축을 중심으로 회전하도록 형성됨으로써, 피치 운동/요 운동/액츄에이션 동작을 수행하는 동시에, 스테이플링 및 커팅 동작까지 가능해지는 것이다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다. 다만, 여기서 도면에는 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191), 풀리(2111) 및 풀리(2121)가 하나의 회전축(2141)을 중심으로 회전하는 것으로 형성되어 있으나, 각각의 풀리가 서로 동심인 별도의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다.
이를 다른 관점에서 설명하면, 제1 조 풀리인 풀리(2111), 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191) 및 제2 조 풀리인 풀리(2121)가 회전축(2141)을 따라 차례로 적층 형성되는 구조라고 표현할 수도 있을 것이다. 또는 서로 마주보는 풀리(2111)와 풀리(2121) 사이에 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 배치되는 구조라고 표현할 수도 있을 것이다. 여기서, 제1 조 풀리인 풀리(2111), 제1 스테이플 풀리(2181), 제2 스테이플 풀리(2191) 및 제2 조 풀리인 풀리(2121)는 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
제1 스테이플 보조 풀리(2182)는 제1 스테이플 풀리(2181)의 일 측에 추가로 구비될 수 있다, 다시 말하면, 제1 스테이플 보조 풀리(2182)는 제1 스테이플 풀리(2181)와 풀리(2183)/풀리(2184)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 스테이플 보조 풀리(2182)는 회전축(2142)을 중심으로 풀리(2112) 및 풀리(2122)와 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
한편, 제1 스테이플 보조 풀리(2182)와 풀리(2183)/풀리(2184)의 사이에는 풀리(2187)와 풀리(2188)가 추가로 배치될 수 있다. 풀리(2187)와 풀리(2188)는 엔드 툴 허브(2106)의 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)를 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)는 풀리(2183) 및 풀리(2184)의 중심축인 회전축(2143)과 평행하도록 형성될 수 있다. 여기서, 풀리(2187)와 풀리(2188)는 제1 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리로서 기능할 수 있다.
한편, 풀리(2183)와 풀리(2184)는 스테이플 피치 메인 풀리로서 기능하고, 풀리(2185)와 풀리(2186)는 스테이플 피치 서브 풀리로서 기능할 수 있다.
제2 스테이플 보조 풀리(2192)는 제2 스테이플 풀리(2191)의 일 측에 추가로 구비될 수 있다, 다시 말하면, 제2 스테이플 보조 풀리(2192)는 제2 스테이플 풀리(2191)와 풀리(2193)/풀리(2194)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 스테이플 보조 풀리(2192)는 회전축(2142)을 중심으로 풀리(2112) 및 풀리(2122)와 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
여기서 도면에는 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 제2 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2112) 및 풀리(2122)가 하나의 회전축(2142)을 중심으로 회전하는 것으로 형성되어 있으나, 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 제2 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2112) 및 풀리(2122) 각각이 별도의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다. 이와 같은 스테이플 보조 풀리에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
한편, 제2 스테이플 보조 풀리(2192)와 풀리(2193)/풀리(2194)의 사이에는 풀리(2197)와 풀리(2198)가 추가로 배치될 수 있다. 풀리(2197)와 풀리(2198)는 엔드 툴 허브(2106)의 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)를 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 이탈 방지 풀리 결합부(2106f)는 풀리(2183) 및 풀리(2184)의 중심축인 회전축(2143)과 평행하도록 형성될 수 있다. 여기서, 풀리(2197)와 풀리(2198)는 제2 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리로서 기능할 수 있다.
한편, 풀리(2193)와 풀리(2194)는 스테이플 피치 메인 풀리로서 기능하고, 풀리(2195)와 풀리(2196)는 스테이플 피치 서브 풀리로서 기능할 수 있다.
이하에서는 제1 스테이플 보조 풀리(2182)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
제1 스테이플 보조 풀리(2182)는 제1 스테이플 와이어인 와이어(308)와 접촉하여 와이어(308)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 제1 스테이플 풀리(2181)의 회전 각도를 확대시키는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 스테이플 보조 풀리가 배치되지 않을 경우, 스테이플 풀리는 직각까지만 회전할 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 보조 풀리인 제1 스테이플 보조 풀리(2182)를 추가로 구비함으로써, θ만큼 최대 회전 각도가 커지는 효과를 얻을 수 있다. 이는 엔드 툴(2100)의 두 조가 90° 만큼 함께 요 회전한 상태에서, 스테이플링 및 커팅 동작을 위해 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전하여, 후술할 작업 부재(540)를 직선 운동시키는 동작을 가능하게 해준다. 다시 말하면, 제1 스테이플 보조 풀리(2182)를 통해, 스테이플링 및 커팅 동작이 가능한 요 회전의 범위를 확대할 수 있는 특징을 가진다.
이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 수술용 인스트루먼트(2000)의 경우, 제1 스테이플 풀리(2181)의 일 측에 제1 스테이플 보조 풀리(2182)를 추가로 배치한다. 이와 같이 제1 스테이플 보조 풀리(2182)를 배치하여, 제1 스테이플 와이어인 와이어(308)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 와이어(308)의 접선 방향을 변경시키고, 따라서 와이어(308)와 제1 스테이플 풀리(2181)를 결합시키는 체결 부재(도 62의 329 참조)의 회전 각도를 증가시키는 것이다. 즉, 와이어(308)와 제1 스테이플 풀리(2181)의 결합부인 체결 부재(도 62의 329 참조)는 제1 스테이플 풀리(2181)와 스테이플 보조 풀리(2122)의 공통 내접선 상에 위치할 때까지 회전 가능하게 된다.
다시 말하면, 와이어(308)는 제1 스테이플 풀리(2181)와 제1 스테이플 보조 풀리(2182)의 내접선상에 위치하며, 제1 스테이플 보조 풀리(2182)에 의해 제1 스테이플 풀리(2181)의 회전 각도가 확장된다.
이와 같은 본 발명에 의해서, 제1 스테이플 풀리(2181)의 회전 반경이 넓어짐으로써, 정상적인 스테이플링 및 커팅 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 제1 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리인 풀리(2187)와 풀리(2188)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(2100)은, 제1 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리인 풀리(2187) 및 풀리(2188)를 추가로 구비하여, 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)와 와이어(308)의 이탈을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 제1 스테이플 보조 풀리(2182)와 풀리(2183)/풀리(2184) 사이에 풀리(2187)/풀리(2188)를 배치하여, 풀리(2183)를 거쳐 제1 스테이플 풀리(2181)로 향하는 와이어(307)의 경로와, 풀리(2184)를 거쳐 제1 스테이플 보조 풀리(2182)로 향하는 와이어(308)의 경로를 일정 정도 변경시킨다. 보다 상세하게는 풀리(2183)를 거쳐 제1 스테이플 풀리(2181)로 향하는 와이어(307)와, 풀리(2184)를 거쳐 제1 스테이플 보조 풀리(2182)로 향하는 와이어(308)가 X축과 평행해지도록, 와이어(307)/와이어(308)의 경로를 일정 정도 변경시킨다.
상세히, 풀리(2183)에 감겨서 나온 와이어(307)의 Z축 방향의 높이와 제1 스테이플 풀리(2181)로 향하는 와이어(307)의 Z축 방향의 높이는 서로 다르다. 마찬가지로, 풀리(2184)에 감겨서 나온 와이어(308)의 Z축 방향의 높이와 제1 스테이플 보조 풀리(2182)로 향하는 와이어(308)의 Z축 방향의 높이는 서로 다르다. 따라서 제1 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리인 풀리(2187)/풀리(2188)가 존재하지 않는다면 와이어(307)/와이어(308)의 경로가 사선이 되며(즉, 풀리에 대한 와이어의 편각(fleet angle)이 커지게 되며), 따라서 와이어(307)/와이어(308)가 풀리로부터 탈거될 위험성이 존재하고, 와이어(307)/와이어(308)가 손상될 위험성 또한 존재한다.
따라서, 본 실시예에서는 제1 스테이플 보조 풀리(2182)와 풀리(2183)/풀리(2184) 사이에 제1 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리인 풀리(2187)/풀리(2188)를 배치하여, 풀리(2183)/풀리(2184)에 감긴 후에 엔드 툴(2100)의 원위부(2104) 쪽으로 향하는 와이어(307)/와이어(308)가 X축과 평행해지도록 와이어(307)/와이어(308)의 경로를 일정 정도 변경시키는 역할을 수행한다.
이와 같은 본 발명에 의해서 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)와 와이어(308)가 풀리로부터 이탈되는 것을 방지함으로써, 커팅 동작이 보다 원활하게 작동되는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 제1 스테이플 풀리(2181)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다.
풀리(2183)와 풀리(2184)는 스테이플 피치 메인 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2183)에는 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)가 감기고, 풀리(2184)에는 제1 스테이플 와이어인 와이어(308)가 감긴다.
풀리(2185)와 풀리(2186)는 스테이플 피치 서브 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2185)에는 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)가 감기고, 풀리(2186)에는 제1 스테이플 와이어인 와이어(308)가 감긴다.
여기서, 제1 스테이플 풀리(2181), 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 풀리(2187)/풀리(2188)의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2183) 및 풀리(2184)가 배치된다. 여기서, 풀리(2183) 및 풀리(2184)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, 풀리(2183) 및 풀리(2184) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2185) 및 풀리(2186)가 배치된다. 여기서, 풀리(2185) 및 풀리(2186)는 엔드 툴 피치 보조 회전축인 회전축(2144)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 풀리(2183), 풀리(2185), 풀리(2184) 및 풀리(2186)가 모두 Y축 방향을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각 풀리의 회전축들은 그 구성에 적절하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 회전축(2141), 회전축(2142), 회전축(2143), 회전축(2144)은 엔드 툴(2100)의 원위부(distal end)(2104)로부터 근위부(proximal end)(2105) 방향으로 오면서 차례로 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 스테이플 풀리(2181), 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 풀리(2187)/풀리(2188), 풀리(2183)/풀리(2184), 풀리(2185)/풀리(2186)가 엔드 툴(2100)의 원위부(2104)로부터 근위부(2105)로 가면서 차례대로 배치될 수 있다.
제1 스테이플 와이어인 와이어(307)는 풀리(2185), 풀리(2183), 풀리(2187), 제1 스테이플 풀리(2181)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다. 그리고, 체결 부재(도 62의 329 참조)에 의해 와이어(307)와 연결된 와이어(308)는 제1 스테이플 풀리(2181), 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 풀리(2188), 풀리(2184), 풀리(2186)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다.
이를 다른 관점에서 설명하면, 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)와 와이어(308)는 풀리(2185), 풀리(2183), 풀리(2187), 제1 스테이플 풀리(2181), 제1 스테이플 보조 풀리(2182), 풀리(2188), 풀리(2184), 풀리(2186)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 와이어(307)와 와이어(308)는 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 와이어(307)가 당겨지면, 와이어(307)가 결합된 체결 부재(도 62의 329 참조) 및 이와 결합된 제1 스테이플 풀리(2181)가 일 방향으로 회전하게 된다. 반대로, 와이어(308)가 당겨지면, 와이어(308)가 결합된 체결 부재(도 62의 329 참조) 및 이와 결합된 제1 스테이플 풀리(2181)가 반대 방향으로 회전하게 된다.
한편, 제2 스테이플 풀리(2191), 제2 스테이플 보조 풀리(2192) 및 이와 관련된 구성요소들인, 풀리(2193), 풀리(2194), 풀리(2195), 풀리(2196), 풀리(2197), 풀리(2198), 와이어(309), 와이어(310) 등은, 상술한 제1 스테이플 풀리(2181) 관련 구성요소들과 동일 내지는 유사한 구성을 가질 수 있다.
상세히, 풀리(2193)와 풀리(2194)는 스테이플 피치 메인 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2193)에는 제2 스테이플 와이어인 와이어(310)가 감기고, 풀리(2194)에는 제2 스테이플 와이어인 와이어(309)가 감긴다.
풀리(2195)와 풀리(2196)는 스테이플 피치 서브 풀리로서 기능한다. 여기서 풀리(2195)에는 제2 스테이플 와이어인 와이어(310)가 감기고, 풀리(2196)에는 제2 스테이플 와이어인 와이어(309)가 감긴다.
여기서, 제2 스테이플 풀리(2191), 제2 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2197)/풀리(2198)의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2193) 및 풀리(2194)가 배치된다. 여기서, 풀리(2193) 및 풀리(2194)는 엔드 툴 피치 회전축인 회전축(2143)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, 풀리(2193) 및 풀리(2194) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 풀리(2195) 및 풀리(2196)가 배치된다. 여기서, 풀리(2195) 및 풀리(2196)는 엔드 툴 피치 보조 회전축인 회전축(2144)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 풀리(2193), 풀리(2195), 풀리(2194) 및 풀리(2196)가 모두 Y축 방향을 중심으로 회전가능하도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각 풀리의 회전축들은 그 구성에 적절하도록 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 회전축(2141), 회전축(2142), 회전축(2143), 회전축(2144)은 엔드 툴(2100)의 원위부(distal end)(2104)로부터 근위부(proximal end)(2105) 방향으로 오면서 차례로 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 스테이플 풀리(2191), 제2 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2197)/풀리(2198), 풀리(2193)/풀리(2194), 풀리(2195)/풀리(2196)가 엔드 툴(2100)의 원위부(2104)로부터 근위부(2105)로 가면서 차례대로 배치될 수 있다.
제2 스테이플 와이어인 와이어(310)는 풀리(2195), 풀리(2193), 풀리(2197), 제1 스테이플 풀리(2191)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다. 그리고, 체결 부재(도 62의 330 참조)에 의해 와이어(310)와 연결된 와이어(309)는 제1 스테이플 풀리(2191), 제1 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2198), 풀리(2194), 풀리(2196)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감긴다.
이를 다른 관점에서 설명하면, 제2 스테이플 와이어인 와이어(310)와 와이어(309)는 풀리(2195), 풀리(2193), 풀리(2197), 제1 스테이플 풀리(2191), 제1 스테이플 보조 풀리(2192), 풀리(2198), 풀리(2194), 풀리(2196)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 와이어(310)와 와이어(309)는 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 와이어(310)가 당겨지면, 와이어(310)가 결합된 체결 부재(도 62의 330 참조) 및 이와 결합된 제1 스테이플 풀리(2191)가 일 방향으로 회전하게 된다. 반대로, 와이어(309)가 당겨지면, 와이어(309)가 결합된 체결 부재(도 62의 330 참조) 및 이와 결합된 제1 스테이플 풀리(2191)가 반대 방향으로 회전하게 된다.
(스테이플 구동 어셈블리)
이하에서는 스테이플 구동 어셈블리(2150)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 15 내지 도 20 등을 참조하면, 스테이플 구동 어셈블리(2150)는 스테이플 풀리 어셈블리(2160) 및 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 포함할 수 있다. 여기서, 스테이플 구동 어셈블리(2150)는 후술할 카트리지(500)의 왕복 이동 어셈블리(550)와 연결되어, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 회전 운동을 왕복 이동 어셈블리(550)의 직선 운동으로 변환하는 것을 특징으로 한다. 후술할 본 발명의 다른 실시예들에서도 스테이플 구동 어셈블리는 스테이플 풀리 어셈블리와 스테이플 링크 어셈블리를 포함하는 개념으로 이해할 수 있다.
스테이플 풀리 어셈블리(2160)는 하나 이상의 스테이플 풀리를 포함할 수 있다. 스테이플 풀리 어셈블리(2160)는 풀리(2111) 및 풀리(2121) 사이에, 풀리(2111) 및 풀리(2121)와 서로 인접하게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 스테이플 풀리 어셈블리(2160)가 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 두 개의 스테이플 풀리들을 포함하는 경우를 상정한다.
스테이플 링크 어셈블리(2170)는 하나 이상의 링크 부재(2171)를 포함할 수 있다. 그리고, 링크 부재(2171)는 하나 이상의 링크를 포함할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 하나의 링크 부재(2171)를 포함하고, 링크 부재(2171)는 하나의 링크를 포함하는 경우를 상정한다.
본 발명에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(2100)은 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 캠/슬롯 구조를 형성하는 것을 일 특징으로 한다. 그리고 이와 같은 구조에 의해 왕복 이동 어셈블리(550)를 전진시키는 힘이 증폭되는 효과를 얻을 수 있다.
상세히, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)를 포함할 수 있다.
제1 스테이플 풀리(2181)는 본체(2181a), 돌출 부재(2181b), 축 관통부(2181c)를 포함할 수 있다.
본체(2181a)는 원판 형상으로 형성된다.
본체(2181a)의 중심부에는 축 관통부(2181c)가 형성될 수 있다. 축 관통부(2181c)는 홀 형태로 형성되며, 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)이 축 관통부(2181c)에 관통 삽입될 수 있다.
또한, 제1 스테이플 풀리(2181)의 본체부(2181a)에는 돌출 부재(2181b)가 형성될 수 있다. 돌출 부재(2181b)는 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 링크 부재(2171)와 결합될 수 있다. 여기서 돌출 부재(2181b)의 중심은 제1 스테이플 풀리(2181)의 중심과 일치하지 않고, 돌출 부재(2181b)가 제1 스테이플 풀리(2181)에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다. 돌출 부재(2181b)는 후술할 링크 부재(2171)의 제1 슬롯(2171d)에 끼워질 수 있다.
제2 스테이플 풀리(2191)는 본체(2191a), 돌출 부재(2191b), 축 관통부(2191c)를 포함할 수 있다.
본체(2191a)는 원판 형상으로 형성된다.
본체(2191a)의 중심부에는 축 관통부(2191c)가 형성될 수 있다. 축 관통부(2191c)는 홀 형태로 형성되며, 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)이 축 관통부(2191c)에 관통 삽입될 수 있다.
또한, 제2 스테이플 풀리(2191)의 본체부(2191a)에는 돌출 부재(2191b)가 형성될 수 있다. 돌출 부재(2191b)는 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 링크 부재(2171)와 결합될 수 있다. 여기서 돌출 부재(2191b)의 중심은 제2 스테이플 풀리(2191)의 중심과 일치하지 않고, 돌출 부재(2191b)가 제1 스테이플 풀리(2191)에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다. 돌출 부재(2191b)는 후술할 링크 부재(2171)의 제2 슬롯(2171e)에 끼워질 수 있다.
한편, 본 발명의 엔드 툴(2100)은 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 더 포함할 수 있고, 스테이플 링크 어셈블리(2170)는 링크 부재(2171)를 포함할 수 있다. 여기서, 스테이플 링크 어셈블리(2170)는 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와, 후술할 카트리지(2110)의 왕복 이동 어셈블리(2150)를 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
본 실시예는 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 하나의 링크 부재(2171)를 포함하고, 링크 부재(2171)는 하나의 링크만을 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 캠/슬롯 구조에 의해 결합됨으로써, 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 하나의 링크만을 포함하더라도 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 회전 운동이 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 직선 운동으로 변환되는 것이 가능 해졌다.
상세히, 링크 부재(2171)는 단일 링크로 형성될 수 있다.
링크 부재(2171)는 길쭉한 바(bar)와 타원형의 평판이 결합한 형태로 형성되며, 대략 'L'자 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 링크 부재(2171)는 제1 돌출부(2171a), 제2 돌출부(2171b), 체결부(2171c), 제1 슬롯(2171d), 제2 슬롯(2171e)을 포함할 수 있다.
링크 부재(2171)의 중앙부 일 영역에는 제1 돌출부(2171a) 및 제2 돌출부(2171b)가 형성될 수 있다. 제1 돌출부(2171a) 및 제2 돌출부(2171b)는 제1 조(2101)의 가이드 홈(2101b)에 끼워질 수 있다.
이와 같이, 돌기 형상으로 형성되는 링크 부재(2171)의 제1 돌출부(2171a) 및 제2 돌출부(2171b)가 홈 형상의 가이드 홈(2101b)에 끼워진 상태에서, 제1 돌출부(2171a) 및 제2 돌출부(2171b)가 가이드 홈(2101b)을 따라 이동함으로써, 링크 부재(2171)가 제1 조(2101)(및 그 내부의 카트리지(500))에 대해 이동하게 되는 것이다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
한편, 링크 부재(2171)의 일 단부에는 체결부(2171c)가 형성될 수 있다. 이 체결부(2171c)는 카트리지(500)의 왕복 이동 부재(551)의 체결부(551a)와 결합될 수 있다.
한편, 링크 부재(2171)에서 체결부(2171c)가 형성된 일 단부의 반대측 단부에는 제1 슬롯(2171d)과 제2 슬롯(2171e)이 형성될 수 있다.
상세히, 링크 부재(2171)에서 제1 스테이플 풀리(2181)와 마주보는 면에 제1 슬롯(2171d)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 슬롯(2171d)은 길쭉한 홀(hole) 형태로 형성되어, 제1 스테이플 풀리(2181)의 돌출 부재(2181b)가 끼워질 수 있다. 제1 슬롯(2171d)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 대략 타원형으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 슬롯(2171d)은 돌출 부재(2181b) 보다 일정 정도 크게 형성될 수 있다. 따라서 제1 스테이플 풀리(2181)의 돌출 부재(2181b)가 링크 부재(2171)의 제1 슬롯(2171d)에 끼워진 상태에서, 돌출 부재(2181b)가 제1 슬롯(2171d) 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 돌출 부재(2181b)는 제1 스테이플 풀리(2181)의 중심에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다. 따라서 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전하면, 돌출 부재(2181b)가 제1 슬롯(2171d)과 접촉한 상태에서 제1 슬롯(2171d)을 밀어서 링크 부재(2171)를 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전하면, 돌출 부재(2181b)가 제1 슬롯(2171d) 내에서 제1 슬롯(2171d)과 접촉하면서 이동하고, 이에 의해 링크 부재(2171)가 제1 조(2101)의 가이드 홈(2101b)을 따라 직선 이동할 수 있다.
여기서, 제1 슬롯(2171d)은 링크 부재(2171)의 전체 두께를 관통하는 것이 아니라, 링크 부재(2171)의 전체 두께의 대략 절반을 관통하도록 형성될 수 있다. 이를 다른 관점에서 표현하면, 제1 슬롯(2171d)은 제1 스테이플 풀리(2181)의 돌출 부재(2181b)의 두께와 실질적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다.
한편, 링크 부재(2171)에는 제2 슬롯(2171e)이 형성될 수 있다. 상세히, 링크 부재(2171)에서 제2 스테이플 풀리(2191)와 마주보는 면에 제2 슬롯(2171e)이 형성될 수 있다. 여기서, 제2 슬롯(2171e)은 길쭉한 홀(hole) 형태로 형성되어, 제2 스테이플 풀리(2191)의 돌출 부재(2191b)가 끼워질 수 있다. 제2 슬롯(2171e)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 대략 타원형으로 형성될 수 있다. 이때, 제2 슬롯(2171e)은 돌출 부재(2191b) 보다 일정 정도 크게 형성될 수 있다. 따라서 제2 스테이플 풀리(2191)의 돌출 부재(2191b)가 링크 부재(2171)의 제2 슬롯(2171e)에 끼워진 상태에서, 돌출 부재(2191b)가 제2 슬롯(2171e) 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 돌출 부재(2191b)는 제2 스테이플 풀리(2191)의 중심에 대해 일정 정도 편심되도록 형성될 수 있다. 따라서 제2 스테이플 풀리(2191)가 회전하면, 돌출 부재(2191b)가 제2 슬롯(2171e)과 접촉한 상태에서 제2 슬롯(2171e)을 밀어서 링크 부재(2171)를 이동시킬 수 있다. 즉, 제2 스테이플 풀리(2191)가 회전하면, 돌출 부재(2191b)가 제2 슬롯(2171e) 내에서 제2 슬롯(2171e)과 접촉하면서 이동하고, 이에 의해 링크 부재(2171)가 제1 조(2101)의 가이드 홈(2101b)을 따라 직선 이동할 수 있다.
여기서, 제2 슬롯(2171e)은 링크 부재(2171)의 전체 두께를 관통하는 것이 아니라, 링크 부재(2171)의 전체 두께의 대략 절반을 관통하도록 형성될 수 있다. 이를 다른 관점에서 표현하면, 제2 슬롯(2171e)은 제2 스테이플 풀리(2191)의 돌출 부재(2191b)의 두께와 실질적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 슬롯(2171d)과 제2 슬롯(2171e)은 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 슬롯(2171d)과 제2 슬롯(2171e)의 Y축 방향 두께의 합이 링크 부재(2171)의 Y축 방향 두께와 대략 동일하도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 슬롯(2171d)과 제2 슬롯(2171e)은 회전축(2141)에 대해 상하 대칭으로 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 슬롯(2171d)과 제2 슬롯(2171e)은 회전축(2141)에 대해 상하 대칭으로 형성됨으로 인해, 링크 부재(2171)와 결합한 제1 스테이플 풀리(2181)의 돌출 부재(2181b)와 제2 스테이플 풀리(2191)의 돌출 부재(2191b)도 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
(스테이플 풀리의 회전에 따른 스테이플 링크 어셈블리의 변위 및 동작)
이하에서는, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전에 따른 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 변위에 대해 설명한다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 제1 스테이플 풀리(2181)와 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 캠/슬롯 형태로 결합된다. 즉, 제1 스테이플 풀리(2181)에 형성된 캠 형상의 돌출 부재(2181b)가, 링크 부재(2171)에 형성된 제1 슬롯(2171d)에 결합된다. 따라서, 제1 스테이플 풀리(2181)가 화살표 A 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181)의 돌출 부재(2181b)의 X축 방향으로의 변위는 B가 된다. 그리고, 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 X축 방향으로의 변위는 C가 된다.
마찬가지로, 도 18을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 제2 스테이플 풀리(2191)와 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 캠/슬롯 형태로 결합된다. 즉, 제2 스테이플 풀리(2191)에 형성된 캠 형상의 돌출 부재(2191b)가, 링크 부재(2171)에 형성된 제2 슬롯(2171e)에 결합된다. 따라서, 제2 스테이플 풀리(2191)가 화살표 D 방향으로 회전하면, 제2 스테이플 풀리(2191)의 돌출 부재(2191b)의 X축 방향으로의 변위는 E가 된다. 그리고, 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 X축 방향으로의 변위는 F가 된다.
이와 비교하여, 스테이플 풀리와 스테이플 링크 어셈블리가 캠/슬롯 결합이 아니라 링크-축 결합될 경우, 스테이플 링크 어셈블리의 X축 방향으로의 변위는 본 발명의 제1 실시예에 비해 훨씬 길어지게 된다.
다시 말하면, 스테이플 풀리와 스테이플 링크 어셈블리가 축 결합할 때에 비해, 본 실시예와 같이 스테이플 풀리와 스테이플 링크 어셈블리가 캠/슬롯 결합할 경우, 스테이플 풀리가 동일한 만큼 회전한다고 하더라도 스테이플 링크 어셈블리의 X축 방향 변위가 감소하게 된다.
한편, 일(Work)은 힘(Force)과 변위(displacement)의 곱이므로, 스테이플 풀리를 회전시키는 일(Work)이 동일하다고 가정할 때, 변위와 힘은 서로 반비례하게 된다. 따라서 변위가 감소하면, 이에 반비례해서 힘은 증가하게 된다.
결과적으로, 본 발명의 제1 실시예에서는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 각각 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 캠/슬롯 형태로 결합되며, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전에 의한 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 X축 방향으로의 변위가 타 실시예에 비해 상대적으로 감소하기 때문에, 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 X축 방향으로 받는 힘은 단순 링크 구조에 비해 상대적으로 증가하게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 의해서, 스테이플 링크 어셈블리(2170) 및 이와 연결된 왕복 이동 어셈블리(550)를 전진시키는 힘이 증폭되며, 따라서 스테이플링 동작이 보다 강건하게 수행되는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 제1 실시예에서는, 서로 대칭을 이루는 두 개의 스테이플 풀리(즉, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191))를 구비하기 때문에, 하나의 스테이플 풀리 만을 구비할 때에 비해, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)가 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 밀어두는 힘이 대략 두 배 증폭될 수 있다.
또한, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 XZ평면을 기준으로 좌우로 서로 대칭되게 배치되기 때문에, 스테이플링 동작을 수행함에 있어서 좌우 균형이 맞게 되어, 엔드 툴(2100)이 전체적으로 좌우로 흔들림 없이 요 회전축인 회전축(2141)에 대해 안정적으로 동작이 수행되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 피치 회전축인 회전축(2143)에 대해서, 제1 스테이플 와이어인 와이어(307)/와이어(308)와 제2 스테이플 와이어인 와이어(309)/와이어(310)의 감김 방향을 서로 반대로 하면 회전축(2143)에 대한 흔들림도 상호 상쇄가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전 방향에 대해 설명한다.
도 17, 도 18, 도 19 및 도 20 등을 참조하면, 제1 스테이플 풀리(2181)는 도 20의 화살표 A 방향(즉, 시계방향)으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 전진시키고, 제2 스테이플 풀리(2191)는 도 20의 화살표 D 방향(즉, 반시계방향)으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 전진시킨다.
반대로 제1 스테이플 풀리(2181)는 반시계방향으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 후진시키고, 제2 스테이플 풀리(2191)는 시계방향으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 후진시킨다.
결과적으로 제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)가 서로 반대 방향으로 회전할 때, 스테이플 링크 어셈블리(2170)는 이동(전진 또는 후진)을 하게 된다. 반대로, 제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)가 서로 같은 방향으로 회전하면, 두 풀리의 회전이 상쇄되어 스테이플 링크 어셈블리(2170)는 이동하지 아니하게 된다.
결과적으로, 도 19와 같은 상태에서, 제1 스테이플 풀리(2181)가 시계 방향으로 회전하는 동시에 제2 스테이플 풀리(2191)가 반시계 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결된 링크 부재(2171)는 전체적으로 제1 조(2101)의 원위부(도 13의 2101f 참조) 방향으로 이동할 수 있다.
반대로, 제1 스테이플 풀리(2181)가 반시계 방향으로 회전하는 동시에 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결된 링크 부재(2171)는 전체적으로 제1 조(2101)의 근위부(도 13의 101g 참조) 방향으로 이동할 수 있다.
따라서, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 양방향 회전 운동이, 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 통해, 카트리지(500)의 왕복 이동 어셈블리(550)의 왕복 직선 운동을 일으킬 수 있는 것이다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
(제1 조, 제2 조 및 액츄에이션 동작)
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 엔드 툴(2100)의 제1 조(2101)와 제2 조(2102)의 결합 구조에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 13은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조를 나타내는 평면도이고, 도 14는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제2 조를 나타내는 평면도이다. 도 21 및 도 22는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 및 제2 조의 개폐 동작을 나타내는 평면도이다. 도 23 및 도 24는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조 및 제2 조의 개폐 동작을 나타내는 평면도이다. 도 25 및 도 26은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 개폐 동작을 나타내는 사시도이다.
도 9 내지 도 26 등을 참조하면, 제1 조(2101)는 카트리지 수용부(2101a), 가이드 홈(2101b), 유동 결합 홀(2101c), 조 풀리 결합 홀(2101d), 축 관통부(2101e)를 포함한다.
제1 조(2101)는 전체적으로 길쭉한 막대 형상으로 형성되며, 원위부(2101f) 측에는 카트리지(500)가 수용되고, 근위부(2101g)에는 풀리(2111)가 결합하여, 회전축(2141)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. 다시 말하면, 제1 조(2101)는 전체적으로 속이 빈 상자에서 그 일면(상면)이 제거된 형태로 형성되어, 제1 조(2101)의 내부에는 카트리지(500)를 수용할 수 있는 카트리지 수용부(2101a)가 형성될 수 있다. 즉, 제1 조(2101)는 그 단면이 대략 'U'형태로 형성될 수 있다.
제1 조(2101)에서 카트리지 수용부(2101a)의 일 측, 예를 들어 근위부(2101g) 측에는 후술할 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 이동을 가이드하는 가이드 홈(2101b)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(2101b)은 스테이플 링크 어셈블리(2170)의 이동 경로를 따라 형성된 홈(groove) 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 돌기 형상으로 형성되는 링크 부재(2171)의 제1 돌출부(2171a) 및 제2 돌출부(2171b)가 홈 형상의 가이드 홈(2101b)에 끼워진 상태에서, 제1 돌출부(2171a) 및 제2 돌출부(2171b)가 가이드 홈(2101b)을 따라 이동함으로써, 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 제1 조(2101)(및 그 내부의 카트리지(500))에 대해 이동하게 되는 것이다. 즉, 스테이플 링크 어셈블리(2170)는 제1 조(2101)의 가이드 홈(2101b)을 따라 이동할 수 있다.
한편, 제1 조(2101)의 근위부(proximal end) 측에는 유동 결합 홀(2101c), 조 풀리 결합 홀(2101d), 축 관통부(2101e)가 형성될 수 있다.
여기서, 유동 결합 홀(2101c)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 대략 타원형으로 형성될 수 있다. 이 유동 결합 홀(2101c)에는 후술할 풀리(2111)의 축 결합부(2111a)가 끼워질 수 있다. 여기서 유동 결합 홀(2101c)의 단반경은 축 결합부(2111a)의 반경과 실질적으로 동일하거나 약간 크게 형성될 수 있다. 한편, 유동 결합 홀(2101c)의 장반경은 축 결합부(2111a)의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 풀리(2111)의 축 결합부(2111a)가 제1 조(2101)의 유동 결합 홀(2101c)에 끼워진 상태에서, 축 결합부(2111a)가 유동 결합 홀(2101c) 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성된다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명한다.
한편, 조 풀리 결합 홀(2101d)은 원통형의 홀 형태로 형성되며, 이 조 풀리 결합 홀(2101d)에는 후술할 풀리(2111)의 조 결합부(2111b)가 끼워질 수 있다. 여기서 조 풀리 결합 홀(2101d)의 반경은 조 결합부(2111b)의 반경과 실질적으로 동일하거나 조금 크게 형성될 수 있다. 따라서 풀리(2111)의 조 결합부(2111b)가 제1 조(2101)의 조 풀리 결합 홀(2101d)에 회전 가능하게 결합되도록 형성될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명한다.
축 관통부(2101e)는 유동 결합 홀(2101c) 및 조 풀리 결합 홀(2101d)에 비해 상대적으로 제1 조(2101)의 원위부(2101f) 측에 형성될 수 있다. 축 관통부(2101e)는 홀 형태로 형성되며, 조 회전축인 회전축(2145)이 축 관통부(2101e)에 관통 삽입될 수 있다.
제2 조(2102)는 앤빌(anvil)(2102a), 유동 결합 홀(2102c), 조 풀리 결합 홀(2102d), 축 관통부(2102e)를 포함한다.
제2 조(2102)는 전체적으로 길쭉한 막대 형상으로 형성되며, 원위부(2102f) 측에는 앤빌(2102a)이 형성되고, 근위부(2102g)에는 풀리(2112)가 결합하여, 회전축(2141)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
상세히, 앤빌(2102a)은 편평한 평면 형태로 형성되며, 그 일면 상에는 후술할 스테이플(530)의 형상과 대응되는 형상들이 형성될 수 있다. 이와 같은 앤빌(2102a)은 스테이플 동작에서 작업 부재(540)가 스테이플(530)을 밀어 올릴 때, 작업 부재(540)의 반대편을 받쳐주어서, 스테이플(530)이 절곡되도록 하는 받침대 역할을 수행할 수 있다.
한편, 제2 조(2102)의 근위부(proximal end) 측에는 유동 결합 홀(2102c), 조 풀리 결합 홀(2102d), 축 관통부(2102e)가 형성될 수 있다.
여기서, 유동 결합 홀(2102c)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 대략 타원형으로 형성될 수 있다. 이 유동 결합 홀(2102c)에는 후술할 풀리(2121)의 축 결합부(2121a)가 끼워질 수 있다. 여기서 유동 결합 홀(2102c)의 단반경은 축 결합부(2121a)의 반경과 실질적으로 동일하거나 약간 크게 형성될 수 있다. 한편, 유동 결합 홀(2102c)의 장반경은 축 결합부(2121a)의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 풀리(2121)의 축 결합부(2121a)가 제2 조(2102)의 유동 결합 홀(2102c)에 끼워진 상태에서, 축 결합부(2121a)가 유동 결합 홀(2102c) 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성된다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명한다.
한편, 조 풀리 결합 홀(2102d)은 원통형의 홀 형태로 형성되며, 이 조 풀리 결합 홀(2102d)에는 후술할 풀리(2121)의 조 결합부(2121b)가 끼워질 수 있다. 여기서 조 풀리 결합 홀(2102d)의 반경은 조 결합부(2121b)의 반경과 실질적으로 동일하거나 조금 크게 형성될 수 있다. 따라서 풀리(2121)의 조 결합부(2121b)가 제2 조(2102)의 조 풀리 결합 홀(2102d)에 회전 가능하게 결합되도록 형성될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명한다.
한편, 축 관통부(2102e)는 유동 결합 홀(2102c) 및 조 풀리 결합 홀(2102d)에 비해 상대적으로 제2 조(2102)의 원위부(2102g) 측에 형성될 수 있다. 축 관통부(2102e)는 홀 형태로 형성되며, 조 회전축인 회전축(2145)이 축 관통부(2102e)에 관통 삽입될 수 있다.
제1 조 풀리인 풀리(2111)는 축 결합부(2111a)와 조 결합부(2111b)를 포함할 수 있다. 풀리(2111)는 전체적으로 회전 가능한 원판 형태로 형성되며, 그 일면 상에는 축 결합부(2111a)와 조 결합부(2111b)가 일정 정도 돌출되어 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 풀리(2111)의 축 결합부(2111a)는 제1 조(2101)의 유동 결합 홀(2101c)에 끼워질 수 있고, 풀리(2111)의 조 결합부(2111b)는 제1 조(2101)의 조 풀리 결합 홀(2101d)에 끼워질 수 있다. 풀리(2111)는 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)을 중심을 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
한편, 제2 조 풀리인 풀리(2121)도 축 결합부(2121a) 및 조 결합부(2121b)를 포함할 수 있다. 풀리(2121)는 전체적으로 회전 가능한 원판 형태로 형성되며, 그 일면 상에는 축 결합부(2121a)와 조 결합부(2121b)가 일정 정도 돌출되어 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 풀리(2112)의 축 결합부(2112a)는 제2 조(2102)의 유동 결합 홀(2102c)에 끼워질 수 있고, 풀리(2112)의 조 결합부(2112b)는 제2 조(2102)의 조 풀리 결합 홀(2102d)에 끼워질 수 있다. 풀리(2121)는 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)을 중심을 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
위에서 설명한 각 구성요소 간의 결합 관계는 다음과 같다.
엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)은 풀리(2111)의 축 결합부(2111a), 제1 조(2101)의 유동 결합 홀(2101c), 제1 스테이플 풀리(2181)의 축 관통부(2181c), 제2 조(2102)의 유동 결합 홀(2102c), 풀리(2121)의 축 결합부(2121a)에 차례로 관통 삽입된다.
조 회전축인 회전축(2145)은 제1 조(2101)의 축 관통부(2101e), 제2 조(2102)의 축 관통부(2102e)에 차례로 관통 삽입된다.
풀리(2111)의 축 결합부(2111a)는 제1 조(2101)의 유동 결합 홀(2101c)에 끼워지고, 풀리(2111)의 조 결합부(2111b)는 제1 조(2101)의 조 풀리 결합 홀(2101d)에 끼워진다.
이때, 제1 조(2101)의 조 풀리 결합 홀(2101d)과 풀리(2111)의 조 결합부(2111b)는 회전 가능하도록 축 결합되고, 제1 조(2101)의 유동 결합 홀(2101c)와 풀리(2111)의 축 결합부(2111a)는 유동 결합된다.
풀리(2121)의 축 결합부(2121a)는 제2 조(2102)의 유동 결합 홀(2102c)에 끼워지고, 풀리(2121)의 조 결합부(2121b)는 제2 조(2102)의 조 풀리 결합 홀(2102d)에 끼워진다.
이때, 제2 조(2101)의 조 풀리 결합 홀(2102d)과 풀리(2121)의 조 결합부(2121b)는 회전 가능하도록 축 결합되고, 제2 조(2102)의 유동 결합 홀(2102c)와 풀리(2121)의 축 결합부(2121a)는 유동 결합된다.
여기서, 풀리(2111)와 풀리(2121)는 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2141)을 중심으로 회전한다. 제1 조(2101)와 제2 조(2102)는 조 회전축인 회전축(2145)을 중심으로 회전한다. 즉, 풀리(2111)와 제1 조(2101)는 그 회전축이 서로 다르다. 마찬가지로, 풀리(2121)와 제2 조(2102)는 그 회전축이 서로 다르다.
즉, 제1 조(2101)는 유동 결합 홀(2101c)에 의해 그 회전 각도가 일정 정도 제한되기는 하지만, 기본적으로 조 회전축인 회전축(2145)을 중심으로 회전한다. 마찬가지로, 제2 조(2102)는 유동 결합 홀(2102c)에 의해 그 회전 각도가 일정 정도 제한되기는 하지만, 기본적으로 조 회전축인 회전축(2145)을 중심으로 회전한다.
상술한 각 구성요소 간의 결합 관계로 인한 그립력(grip force) 증폭에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 제1 조(2101)와 제2 조(2102)의 결합 구조가 X자 구조를 형성하여, 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 서로 가까워지는 방향으로 회전할 때(즉 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 close 될 때), 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 클로즈(close)되는 방향으로의 그립력(grip force)이 더욱 커지는 것을 일 특징으로 한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이, 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 개폐되는 동작에 있어서, 그 회전 중심이 되는 축은 두 개가 존재한다. 즉, 회전축(2141)과 회전축(2145)의 두 개의 축을 중심으로 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 개폐 동작을 수행한다. 이때 제1 조(2101)와 제2 조(2102)의 회전 중심은 회전축(2145)이 되며, 풀리(2111)와 풀리(2121)의 회전 중심은 회전축(2141)이 된다. 이때, 회전축(2141)은 상대적으로 그 위치가 고정된 축이 되고, 회전축(2145)은 상대적으로 그 위치가 직선 이동하는 축이 된다. 다시 말하면, 회전축(2141)의 위치가 고정된 상태에서, 풀리(2111)과 풀리(2121)가 회전하면, 제1 조(2101)와 제2 조(2102)의 회전축인 회전축(2145)이 전후로 이동하면서 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 오픈(open)/클로즈(close)되는 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 클로즈(close)될 때 그립력(grip force)이 더욱 강해지게 되어, 수술자가 적은 힘으로도 액츄에이션 동작을 강하게 수행하는 효과를 얻을 수 있다.
(카트리지)
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(2000)의 카트리지(500)에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 27은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 제1 조와 카트리지를 나타내는 사시도이다. 도 28은 도 27의 카트리지를 나타내는 분해 사시도이다. 도 29는 도 27의 카트리지를 나타내는 결합 사시도이다. 도 30은 도 27의 카트리지를 나타내는 측면도이다. 도 31은 도 27의 카트리지를 나타내는 사시 단면도이다. 도 32는 도 27의 카트리지를 나타내는 측 단면도이다. 도 33 및 도 34는 도 27의 카트리지의 작업 부재를 나타내는 사시도이다. 도 35는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 관련 구조를 나타내는 측 단면도이다. 도 36 및 도 37은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 구조를 나타내는 사시 단면도이다. 도 38 내지 도 41은 도 30의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 나타내는 사시도이다. 도 42 및 도 43은 도 36의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 나타내는 평면도이다. 도 44는 도 36의 엔드 툴의 래칫 구동 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다. 도 45 및 도 46은 도 36의 엔드 툴의 스테이플 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 27 내지 도 46 등을 참조하면, 카트리지(500)는 제1 조(2101)에 장착 및 분리 가능하도록 형성되며, 내부에 복수 개의 스테이플(530)과 블레이드(542)를 포함하여, 조직의 봉합 및 절단을 수행한다. 여기서, 카트리지(500)는 커버(510), 하우징(520), 스테이플(530), 인출 부재(535), 작업 부재(540), 왕복 이동 어셈블리(550)를 포함할 수 있다.
하우징(520)은 카트리지(500)의 외형을 이루며, 전체적으로 속이 빈 상자에서 그 일면(상면)이 제거된 형태로 형성되어, 그 내부에 왕복 이동 어셈블리(550), 작업 부재(540), 스테이플(530)을 수용하도록 형성될 수 있다. 여기서, 하우징(520)은 그 단면이 대략 'U'형태로 형성될 수 있다.
커버(510)는 하우징(520)의 상부를 덮도록 형성된다. 커버(510)에는 복수 개의 스테이플들(530)이 외부로 토출될 수 있는 스테이플 홀(511)들이 형성될 수 있다. 스테이플링 구동 전에는 하우징(520) 내부에 수용되어 있던 스테이플(530)이, 스테이플링 동작 시에 작업 부재(540)에 의해 밀려서 위로 올라와서, 커버(510)의 스테이플 홀(511)들을 통과하여 카트리지(500)의 외부로 인출되면서 스테이플링이 수행되는 것이다.
한편 커버(510)에는 그 길이 방향을 따라 슬릿(512)이 형성될 수 있다. 작업 부재(540)의 블레이드(542)가 슬릿(512)을 통해 카트리지(500)의 외부로 돌출될 수 있다. 이 슬릿(512)을 따라서 작업 부재(540)의 블레이드(542)가 지나가면서, 스테이플링이 완료된 조직을 절단할 수 있다.
하우징(520) 내부에는 복수 개의 스테이플(530)들이 배치될 수 있다. 후술할 작업 부재(540)가 일 방향으로 직선 운동함에 따라, 복수 개의 스테이플(530)들이 차례로 하우징(520)의 내부에서 외부로 밀려 올라오면서 봉합, 즉 스테이플링이 수행될 수 있다. 여기서, 스테이플(530)들의 재질은 티타늄, 스테인리스 스틸 등을 포함할 수 있다.
한편, 하우징(520)과 스테이플(530) 사이에는 인출 부재(535)가 더 배치될 수 있다. 다시 말하면, 인출 부재(535)의 상부에 스테이플(530)이 배치된다고 표현할 수도 있다. 이 경우에는 작업 부재(540)가 일 방향으로 직선 운동하면서 인출 부재(535)를 밀어 올리고, 이 인출 부재(535)가 스테이플(530)들을 밀어 올릴 수 있다.
이와 같이, 작업 부재(540)가 스테이플(530)들을 직접 밀어 올리는 경우와, 작업 부재(540)가 인출 부재(535)를 밀어 올려서 인출 부재(535)가 스테이플(530)들을 밀어 올리는 경우(즉, 작업 부재(540)가 스테이플(530)들을 간접적으로 밀어 올리는 경우)를 모두 포함하여, 작업 부재(540)가 스테이플(530)들을 밀어 올린다고 기술할 수 있다.
하우징(520) 내부의 아래쪽에는 왕복 이동 어셈블리(550)가 배치될 수 있다. 왕복 이동 어셈블리(550)는 하나 이상의 왕복 이동 부재(551)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 왕복 이동 부재(551)가 한 개 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 후술할 실시예들에서는 왕복 이동 부재(551)가 복수 개 구비될 수도 있다.
본 실시예에서, 왕복 이동 부재(551)는 랙(rack)일 수 있다. 왕복 이동 부재(551)는 요철부(551b)와 체결부(551a)를 포함할 수 있다. 상세히, 왕복 이동 부재(551)는 긴 바(bar) 형태로 형성될 수 있으며, 일면 상에 톱니 형상의 복수 개의 요철부(551b)들이 형성될 수 있다. 이 요철부(551b)는 후술할 작업 부재(540), 특히 작업 부재(540)의 래칫 부재(543)와 접촉 가능하도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 왕복 이동 부재(551)는 래칫 부재(543)의 래칫(543a)들과 치합되는 형상의 복수 개의 요철부(551b)들을 포함할 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 왕복 이동 부재(551)는 랙(rack) 형태 이외에도, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 직간접적으로 연결되어 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 회전 운동에 따라 직선 왕복 운동을 할 수 있는 다양한 형상의 부재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 왕복 이동 부재(551)는 요철부가 존재하지 않는 클러치(clutch) 형태일 수도 있다.
여기서 왕복 이동 부재(551)는 카트리지(500)의 다른 구성요소들과 고정 결합되지 않으며, 카트리지(500)의 다른 구성요소들에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 즉, 하우징(520) 및 하우징(520)과 결합된 커버(510)에 대해서 왕복 이동 부재(551)가 왕복 직선 운동을 수행할 수 있다.
한편, 왕복 이동 부재(551)에서 풀리(2111)와 인접한 근위부(proximal end)(501) 쪽에는 체결부(551a)가 형성될 수 있으며, 이 체결부(551a)는 엔드 툴(2100)의 스테이플 링크 어셈블리(2170)와 체결되어 결합될 수 있다. 따라서 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 연결부(400)의 연장 방향(즉, Y축 방향)을 따라서 왕복 직선 운동을 수행하면, 이와 체결된 왕복 이동 부재(551)도 연결부(400)의 연장 방향(즉, Y축 방향)을 따라서 왕복 직선 운동을 수행할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
하우징(520) 내부에는 작업 부재(540)가 배치될 수 있다. 작업 부재(540)는 왕복 이동 부재(551)와 접촉 가능하도록 형성되어, 왕복 이동 부재(551)의 왕복 직선 운동에 따라 일 방향으로 직선 운동하도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 작업 부재(540)는 왕복 이동 부재(551)와 상호 작용하여, 연결부(400)의 연장 방향을 따라 이동하면서 스테이플링 및 커팅을 수행한다.
작업 부재(540)는 지(wedge)(541), 블레이드(blade)(542), 래칫(ratchet) 부재(543), 탄성 부재(544), 본체(545)를 포함할 수 있다.
본체(545)는 긴 사각기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 작업 부재(540)의 기저부를 이룬다.
지(541)는 본체(545)의 적어도 일 측에 형성되며, 소정의 경사면을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 지(541)는 연결부(400)의 연장 방향에 있어서, 일정 정도 경사지도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 카트리지(500)의 원위부(502) 측보다 근위부(501) 측의 높이가 더 높도록 형성될 수 있다. 도면에는 지(541)가 본체(545)의 좌우로 두 개씩 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 지(541)와 접촉하는 스테이플(530) 또는 인출 부재(535)의 형상에 따라 다양한 개수 및 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같은 지(541)는 인출 부재(535) 또는 복수 개의 스테이플들(530)과 차례로 접촉 가능하도록 형성되어, 스테이플(530)을 차례로 밀어 올리는 역할을 수행할 수 있다. 후술할 도 40 등에 도시된 바와 같이, 작업 부재(540)가 원위부(502) 측으로 이동하면서, 스테이플(530)을 차례로 밀어 올려서 카트리지(500)의 외부로 인출시키는 역할을 수행할 수 있다.
지(541)의 일 측, 보다 상세하게는 지(541)의 근위부(501) 측에는 블레이드(542)가 형성될 수 있다. 블레이드(542)의 일 영역에는, 날카롭게 형성되어 조직을 절단하는 엣지부(542a)가 형성된다. 이 엣지부(542a)의 적어도 일부가 제1 조(2101) 및 카트리지(500)의 외부로 인출되면서 제1 조(2101)와 제2 조(2102) 사이에 배치된 조직이 절단될 수 있다. 블레이드(542)의 엣지부(542a)는 항상 제1 조(2101)의 외부로 인출되어 있을 수도 있다. 또는 블레이드(542)의 엣지부(542a)는 평상시에는 제1 조(2101) 내부 또는 카트리지(500)의 내부에 수용되어 있다가, 작업 부재(540)가 길이 방향을 따라 이동할 때만, 제1 조(2101)의 외부로 인출될 수도 있다.
래칫 부재(543)는 지(541)의 일 측, 보다 상세하게는 지(541)의 하부에 형성되며, 후술할 왕복 이동 부재(551)와 마주보도록 형성될 수 있다. 래칫 부재(543)는 바(bar) 형태로 형성될 수 있으며, 일면 상에 복수 개의 래칫(543a)들을 포함할 수 있다. 래칫 부재(543)에 의해서 작업 부재(540)는 왕복 이동 부재(551)에 대해 일 방향(즉, 원위부 방향)으로만 이동하게 된다. 래칫 부재(543)의 래칫(543a)는 상술한 왕복 이동 부재(551)의 요철부(551b)와 접촉 가능하도록 형성될 수 있다.
탄성 부재(544)는 본체(545) 또는 지(541)의 어느 일 측에 형성되어, 래칫 부재(543)에 소정의 탄성력을 가해주는 역할을 수행한다. 일 예로, 탄성 부재(544)의 일 영역은 지(541) 또는 본체(545)와 연결되고, 탄성 부재(544)의 다른 영역은 래칫 부재(543)와 연결되어, 탄성 부재(544)가 지(541) 또는 본체(545)와 래칫 부재(543)를 연결할 수도 있다. 여기서, 탄성 부재(544)는 래칫 부재(543)가 왕복 이동 부재(551)와 밀착 접촉하는 방향으로 탄성력을 가할 수 있다. 이를 위해 탄성 부재(544)는 판 스프링의 형태로 형성될 수 있으며, 이 외에도 코일 스프링, 접시 스프링 등 래칫 부재(543)에 소정의 탄성력을 제공할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다.
여기서, 래칫 부재(543)의 래칫(543a)은, 제1 면(543a1)(상세하게는 원위부(502) 측 면)은 소정의 각도를 가지며 완만한 경사를 갖도록 형성되고, 제2 면(543a2)(상세하게는 근위부(501) 측 면)은 수직 내지는 수직에 가깝게 형성될 수 있다.
그리고, 래칫 부재(543)의 래칫(543a)과 맞물릴 수 있도록, 왕복 이동 부재(551)의 요철부(551b) 또한, 제1 면(551b1)(상세하게는 근위부(501) 측 면)은 소정의 각도를 가지며 완만한 경사를 갖도록 형성되고, 제2 면(551b2)(상세하게는 원위부(502) 측 면)은 수직 내지는 수직에 가깝게 형성될 수 있다.
왕복 이동 부재(551)와 래칫 부재(543)가 서로 체결된(또는 치합된 또는 밀착 접촉된) 상태에서, 래칫(543a)에서 경사진 제1 면(543a1)과, 요철부(551b)에서 경사진 제1 면(551b1)이 서로 마주보도록(즉, 맞닿도록) 배치될 수 있다. 또한, 래칫(543a)에서 수직인 제2 면(543a2)과, 요철부(551b)에서 수직인 제2 면(551b2)이 서로 마주보도록(즉, 맞닿도록) 배치될 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 래칫(543a)과 요철부(551b)가 서로 체결된(또는 치합된) 상태에서, 일종의 래칫(ratchet)으로 작용하여, 어느 일 방향으로의 이동만이 가능할 수 있다.
일 예로, 왕복 이동 부재(551)가 고정된 상태라고 가정하면, 작업 부재(540)는 수직으로 형성된 제2 면(543a2)과 제2 면(551b2)이 서로 멀어지는 방향으로는 이동이 가능하지만, 제2 면(543a2)과 제2 면(551b2)이 접촉한 상태에서 서로 가까워지는 방향으로는 이동이 불가능하게 된다.
이를 다른 관점에서 표현하면, 왕복 이동 부재(551)와 래칫 부재(543)가 서로 체결된 (또는 치합된 또는 밀착 접촉된) 상태에서, 왕복 이동 부재(551)가 원위부(502) 방향으로 이동하면, 왕복 이동 부재(551)에 의해 래칫 부재(543)가 함께 원위부(502) 방향으로 이동하게 된다. 즉, 왕복 이동 부재(551)의 수직인 제2 면(551b2)이 작업 부재(540)의 수직인 제2 면(543a2)을 밀어서, 왕복 이동 부재(551)에 의해 래칫 부재(543)가 함께 원위부(502) 방향으로 이동하게 된다.
반대로, 왕복 이동 부재(551)와 래칫 부재(543)가 서로 체결된(또는 치합된 또는 밀착 접촉된) 상태에서, 왕복 이동 부재(551)가 근위부(501) 방향으로 이동하면, 래칫 부재(543)는 고정된 상태에서 왕복 이동 부재(551)만 단독으로 근위부(501) 방향으로 이동하게 된다. 즉, 작업 부재(540)가 고정된 상태에서, 왕복 이동 부재(551)의 경사진 제1 면(551b1)이 작업 부재(540)의 경사진 제1 면(543a1)을 따라서 이동하게 되어, 왕복 이동 부재(551)만 단독으로 근위부(501) 방향으로 이동하게 된다.
도 40 내지 도 43을 참조하면, 도 40 및 도 42과 같은 상태에서, 왕복 이동 부재(551)가 근위부(501) 방향으로 이동하면(도 41 및 도 43의 화살표 K1 방향), 왕복 이동 부재(551)의 경사진 제1 면(551b1)이 작업 부재(540)의 경사진 제1 면(543a1)을 따라서 이동하면서, 래칫 부재(543)가 전체적으로 도 41의 화살표 K2 방향으로 가압되면서 밀리게 된다. 그리고 이때, 탄성 부재(544)도 일정 정도 탄성 변형하게 된다.
이 상태에서, 왕복 이동 부재(551)가 근위부(501) 방향으로 더 이동하여 왕복 이동 부재(551)의 경사진 제1 면(551b1)이 작업 부재(540)의 경사진 제1 면(543a1)의 끝단을 넘어가게 되면, 왕복 이동 부재(551)의 요철부(551b)는 래칫 부재(543)의 다음 래칫(543a)와 만나게 된다. 이때, 탄성 부재(544)는 래칫 부재(543)가 왕복 이동 부재(551)와 밀착 접촉하는 방향으로 탄성력을 가하고 있으므로, 왕복 이동 부재(551)와 래칫 부재(543)는 다시 전면이 밀착 접촉하는 상태가 된다.
결과적으로, 카트리지(500)는 제1 조(2101)의 카트리지 수용부(2101a)에 수용되며, 이때 카트리지(500)의 왕복 이동 부재(551)와 엔드 툴(2100)의 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 결합된다. 따라서 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181)의 회전 운동이 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 통해 왕복 이동 부재(551)의 직선 운동으로 변환된다.
이때, 왕복 이동 부재(551)의 체결부(551a)가 스테이플 링크 어셈블리(2170)를 통해 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 연결되어서, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향/반시계 방향으로 교번하여 회전하면, 왕복 이동 부재(551)가 전진과 후진을 반복할 수 있다. 그리고, 왕복 이동 부재(551)가 전진할 때는 왕복 이동 부재(551)와 함께 작업 부재(540)가 전진하고, 왕복 이동 부재(551)가 후진할 때는 왕복 이동 부재(551)만 후진하고 작업 부재(540)가 그 자리에 정지해 있을 수 있다. 이 과정을 반복하면서 작업 부재(540)가 앞으로 전진해 가면서 지(541)에 의해 스테이플(530)이 스테이플링 되는 동시에, 블레이드(542)가 스테이플 된 조직을 커팅할 수 있는 것이다.
이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
(스테이플링 및 커팅 동작)
도 44를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구동 방법은 다음과 같다.
먼저, 제1 스테이플 풀리(2181)가 시계 방향으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)가 반시계 방향으로 회전하면, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170) 및 스테이플 링크 어셈블리(2170)와 연결된 카트리지(500)의 왕복 이동 어셈블리(550)가 카트리지(500)의 원위부(502) 방향으로 이동한다.
그리고, 왕복 이동 어셈블리(550)가 카트리지(500)의 원위부(502) 방향으로 이동하면, 왕복 이동 어셈블리(550)와 접촉하고 있는 작업 부재(540)가 왕복 이동 어셈블리(550)와 함께 카트리지(500)의 원위부(502) 방향으로 이동한다.
그리고, 작업 부재(540)가 카트리지(500)의 원위부(502) 방향으로 이동하면서, 작업 부재(540)가 스테이플(530)을 카트리지(500) 외부로 토출시키는 동시에 작업 부재(540)의 블레이드(542)가 카트리지(500)의 원위부(502) 방향으로 이동한다.
한편, 제1 스테이플 풀리(2181)가 반시계 방향으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향으로 회전하면, 스테이플 풀리 어셈블리(2160)와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170) 및 스테이플 링크 어셈블리(2170)와 연결된 카트리지(500)의 왕복 이동 어셈블리(550)가 카트리지(500)의 근위부(501) 방향으로 이동하고, 이때 작업 부재(540)는 정지해 있다.
그리고, 이와 같은 단계가 반복적으로 수행되면서, 지(541)에 의한 스테이플링 동작 및 블레이드(542)에 의한 커팅 동작이 동시에 수행된다.
이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 44 (a)와 같은 상태에서, 도 44 (b)와 같이 제1 스테이플 풀리(2181)가 화살표 A1 방향(즉, 시계 방향)으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)가 화살표 B1 방향(즉, 반시계 방향)으로 회전하면, 이와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170) 및 스테이플 링크 어셈블리(2170)와 체결된 왕복 이동 부재(551)는 화살표 C1 방향(즉, 원위부 방향)으로 이동한다. 이 상태에서는 탄성 부재(도 43의 544 참조)에 의해 왕복 이동 부재(551)와 작업 부재(540)가 밀착 접촉되어 있기 때문에, 왕복 이동 부재(551)가 화살표 C1 방향으로 이동하면, 왕복 이동 부재(551)와 함께 작업 부재(540)도 화살표 C1 방향으로 이동하게 된다.
한편, 도 44 (c)와 같이 제1 스테이플 풀리(2181)가 화살표 A2 방향(즉, 반시계 방향)으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)가 화살표 B2 방향(즉, 시계 방향)으로 회전하면, 이와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170) 및 스테이플 링크 어셈블리(2170)와 체결된 왕복 이동 부재(551)는 화살표 C2 방향(즉, 근위부 방향)으로 이동한다. 이 상태에서는 래칫 부재(543)와 왕복 이동 부재(551)의 체결 구조에 의해, 왕복 이동 부재(551)가 C2 방향으로 이동하더라도 작업 부재(540)의 전체적인 위치는 그대로 유지된 상태에서, 탄성 부재(544)가 탄성 변형 및 복원을 반복하면서 래칫 부재(543)만 왕복 이동 부재(551)와 일정 정도 이격 및 접촉을 반복한다. (도 41 및 도 43 참조) 즉, 왕복 이동 부재(551)가 화살표 C2 방향으로 이동하더라도, 작업 부재(540)는 X축 방향에서 보았을 때는 그 자리에 정지해 있게 된다.
도 44 (d)와 같이 제1 스테이플 풀리(2181)가 화살표 A3 방향으로 더 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)가 화살표 B3 방향으로 더 회전하면, 이와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170), 왕복 이동 부재(551)만이 화살표 C3 방향으로 더 이동하게 된다.
이 상태에서, 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전을 멈추면, 도 44 (a)와 같이, 스테이플 링크 어셈블리(2170), 왕복 이동 부재(551), 작업 부재(540)도 정지하게 된다.
이와 같은 과정을 반복하면서, 제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향/반시계 방향으로 교번하여 회전하면, 왕복 이동 부재(551)는 전진과 후진을 반복하고, 작업 부재(540)는 전진과 멈춤을 반복하면서, 결과적으로 작업 부재(540)가 원위부(502) 쪽으로 이동하게 되는 것이다. 그리고, 작업 부재(540)가 원위부(502) 쪽으로 이동하면서, 지(541)에 의한 스테이플링 동작 및 블레이드(542)에 의한 커팅 동작이 동시에 수행된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 스테이플링 동작을 설명한다.
도 45는 도 36의 엔드 툴의 스테이플 동작을 구간 별로 나타내는 사시도이고, 도 46은 도 36의 엔드 툴의 스테이플 동작을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 45 및 도 46을 참조하면, 도 45 (a)와 같은 상태에서, 작업 부재(540)가 화살표 도 45 (b)의 화살표 A1 방향으로 이동하면서, 작업 부재(540)의 지(541)가 인출 부재(535)를 밀어 올리고, 인출 부재(535)가 스테이플(530)의 아래쪽 일 측을 밀어 올린다. 그리고, 이에 의해 스테이플(530)이 제1 조(2101) 및 카트리지(500)의 외부로 토출된다.
이 상태에서, 작업 부재(540)가 화살표 도 45 (c)의 화살표 A2 방향으로 더 이동하면, 토출된 스테이플(530)이 제2 조(2102)의 앤빌(2102a)과 접촉한 상태에서 작업 부재(540)에 의해 계속 밀어 올려져서, 스테이플(530)의 양 단부가 절곡되면서 스테이플링이 수행된다.
이와 같은 동작이 연속적으로 수행되면서, 도 46에 도시된 바와 같이, 복수 개의 스테이플(530)들 중 근위부(501) 측 스테이플(530)부터 원위부(502) 측 스테이플(530)까지 차례로 스테이플링이 수행되는 것이다.
(조작부)
도 47 및 도 48은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다. 도 49는 도 2에 도시된 수술용 인스트루먼트의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 49를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 조작부(200)는 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(204)와, 엔드 툴(2100)의 액츄에이션 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(203)와, 엔드 툴(2100)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(202)와, 엔드 툴(2100)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(201)를 포함한다. 여기서, 도 47 및 도 48에는 수술용 인스트루먼트(2000)의 피치/요/액츄에이션 운동과 관련된 구성요소들만 도시되어 있는 것으로 이해할 수 있다.
또한, 수술용 인스트루먼트(2000)의 조작부(200)는 엔드 툴(2100)의 스테이플 풀리 어셈블리(2160)의 운동을 제어하여 스테이플링 및 커팅을 수행하는 스테이플 조작부(260)를 더 포함할 수 있다.
조작부(200)는 제1 조(jaw)(2101)의 회전 운동과 관련된 풀리(210), 풀리(211), 풀리(212), 풀리(213), 풀리(214), 풀리(215), 풀리(218), 풀리(217) 및 풀리(218)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 조(jaw)(2102)의 회전 운동과 관련된 풀리(220), 풀리(221), 풀리(222), 풀리(223), 풀리(224), 풀리(225), 풀리(226), 풀리(227) 및 풀리(228)를 포함할 수 있다. 또한, 조작부(200)는 피치 운동과 관련된 풀리(231), 풀리(232), 풀리(233), 풀리(234)를 포함할 수 있다. 또한, 연결부(400)의 절곡부(402)의 중간 중간에 배치되는 중개 풀리인 풀리(235)를 포함할 수 있다.
여기서, 도면에는 마주보고 있는 풀리들이 서로 평행하게 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 각각의 풀리들이 조작부의 구성에 적합한 위치 및 크기로 다양하게 형성될 수 있다 할 것이다.
또한, 본 발명의 제1 실시예의 조작부(200)는 회전축(241), 회전축(242), 회전축(243), 회전축(244), 회전축(245) 및 회전축(246)을 포함할 수 있다. 여기서, 회전축(241)은 조작부 제1 조 액츄에이션 회전축으로서 기능하고, 회전축(242)은 조작부 제2 조 액츄에이션 회전축으로서 기능할 수 있다. 그리고, 회전축(243)은 조작부 요 메인 회전축으로서 기능하고, 회전축(244)은 조작부 요 서브 회전축으로서 기능할 수 있다. 그리고, 회전축(245)은 조작부 피치 서브 회전축으로서 기능하고, 회전축(246)은 조작부 피치 메인 회전축으로서 기능할 수 있다.
회전축(241)/회전축(242), 회전축(243), 회전축(244), 회전축(245), 회전축(246)은 조작부(200)의 원위부(distal end)(205)로부터 근위부(proximal end)(206) 방향으로 오면서 차례로 배치될 수 있다.
이러한 각각의 회전축들(241)(242)(243)(244)(245)(246)에는 하나 이상의 풀리들이 끼워질 수 있으며, 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.
풀리(210)는 조작부 제1 조 액츄에이션 풀리로서 기능하고, 풀리(220)는 조작부 제2 조 액츄에이션 풀리로서 기능하며, 이들 구성요소를 통칭하여 조작부 액츄에이션 풀리라고 할 수도 있다.
풀리(211)와 풀리(212)는 조작부 제1 조 요 메인 풀리로서 기능하고, 풀리(221)와 풀리(222)는 조작부 제2 조 요 메인 풀리로서 기능하며, 이들 구성요소를 통칭하여 조작부 요 메인 풀리라고 할 수도 있다.
풀리(213)와 풀리(214)는 조작부 제1 조 요 서브 풀리로서 기능하고, 풀리(223)와 풀리(224)는 조작부 제2 조 요 서브 풀리로서 기능하며, 이들 구성요소를 통칭하여 조작부 요 서브 풀리라고 할 수도 있다.
풀리(215)와 풀리(218)는 조작부 제1 조 피치 서브 풀리로서 기능하고, 풀리(225)와 풀리(226)는 조작부 제2 조 피치 서브 풀리로서 기능하며, 이들 구성요소를 통칭하여 조작부 피치 서브 풀리라고 할 수도 있다.
풀리(217)와 풀리(218)는 조작부 제1 조 피치 메인 풀리로서 기능하고, 풀리(227)와 풀리(228)는 조작부 제2 조 피치 메인 풀리로서 기능하며, 이들 구성요소를 통칭하여 조작부 피치 메인 풀리라고 할 수도 있다.
풀리(231)와 풀리(232)는 조작부 피치 와이어 메인 풀리로서 기능하고, 풀리(233)와 풀리(234)는 조작부 피치 와이어 서브 풀리로서 기능한다.
상기 구성요소들을 각 운동(피치/요/액츄에이션)에 대한 조작부의 관점에서 분류하면 다음과 같다.
엔드 툴(2100)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(201)는 풀리(215), 풀리(218), 풀리(217), 풀리(218), 풀리(225), 풀리(226), 풀리(227), 풀리(228), 풀리(231), 풀리(232), 풀리(234)를 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(201)는 회전축(245), 회전축(246)을 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(201)는 피치 프레임(208)을 더 포함할 수 있다.
엔드 툴(2100)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(202)는 풀리(211), 풀리(212), 풀리(213), 풀리(214), 풀리(221), 풀리(222), 풀리(223), 풀리(224)를 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(202)는 회전축(243), 회전축(244)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(202)는 요 프레임(207)을 더 포함할 수 있다.
엔드 툴(2100)의 액츄에이션 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(203)는 풀리(210), 풀리(220), 회전축(241), 회전축(242)을 포함할 수 있다. 또한, 액츄에이션 조작부(203)는 제1 액츄에이션 조작부(251) 및 제2 액츄에이션 조작부(256)를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 조작부(200)의 각 구성요소에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
제1 손잡이(204)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(204)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(204) 상에는 액츄에이션 조작부(203) 및 요 조작부(202)가 형성되고, 요 조작부(202)의 일 측에는 피치 조작부(201)가 형성된다. 그리고, 피치 조작부(201)의 타 단부는 연결부(400)의 절곡부(402)에 연결된다.
액츄에이션 조작부(203)는 제1 액츄에이션 조작부(251)와 제2 액츄에이션 조작부(256)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(251)는 회전축(241), 풀리(210), 제1 액츄에이션 연장부(252), 제1 액츄에이션 기어(253)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(256)는 회전축(242), 풀리(220), 제2 액츄에이션 연장부(257), 제2 액츄에이션 기어(258)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 연장부(252)와 제2 액츄에이션 연장부(257)의 단부는 손고리 형상으로 형성되어, 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.
여기서 액츄에이션 회전축인 회전축(241) 및 회전축(242)은 연결부(400)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전축(241) 및 회전축(242)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(201) 또는 요 조작부(202)가 회전할 경우, 액츄에이션 조작부(203)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 액츄에이션 조작부(203)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 회전축(241) 및 회전축(242)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 풀리(210), 제1 액츄에이션 연장부(252), 제1 액츄에이션 기어(253)는 서로 고정 결합되어, 회전축(241)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 풀리(210)는 하나의 풀리로 구성될 수도 있고, 서로 고정 결합된 두 개의 풀리로 구성될 수 있다.
마찬가지로, 풀리(220), 제2 액츄에이션 연장부(257), 제2 액츄에이션 기어(258)는 서로 고정 결합되어, 회전축(242)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 풀리(220)는 하나의 풀리로 구성될 수도 있고, 서로 고정 결합된 두 개의 풀리로 구성될 수 있다.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(253)와 제2 액츄에이션 기어(258)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
요 조작부(202)는 회전축(243)과, 조작부 제1 조 요 메인 풀리인 풀리(211) 및 풀리(212)와, 조작부 제2 조 요 메인 풀리인 풀리(221) 및 풀리(222)와, 요 프레임(yaw frame)(207)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(202)는 풀리(211) 및 풀리(212)의 일 측에 형성된 조작부 제1 조 요 서브 풀리인 풀리(213) 및 풀리(214)와, 풀리(221) 및 풀리(222)의 일 측에 형성된 조작부 제2 조 요 서브 풀리인 풀리(223) 및 풀리(224)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 풀리(213) 및 풀리(214)와 풀리(223) 및 풀리(224)는 후술할 피치 프레임(208)에 결합될 수 있다.
여기서, 도면에는 요 조작부(202)가 풀리(211) 및 풀리(212)와 풀리(221) 및 풀리(222)를 포함하고, 풀리(211) 및 풀리(212)와 풀리(221) 및 풀리(222)는 각각 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 서로 직경이 동일하거나 상이한 하나 이상의 풀리가 요 조작부(202)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다.
상세히, 제1 손잡이(204) 상에서 액츄에이션 조작부(203)의 일 측에는 조작부 요 메인 회전축인 회전축(243)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(204)는 회전축(243)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
여기서 회전축(243)은 연결부(400)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전축(243)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(201)가 회전할 경우, 상술한 바와 같이 회전축(243)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 조작부(200)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 회전축(243)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 풀리(211) 및 풀리(212)와 풀리(221) 및 풀리(222)는 회전축(243)을 중심으로 회전 가능하도록 회전축(243)에 결합한다. 그리고, 풀리(211) 및 풀리(212)에는 제1 조 와이어인 와이어(301) 또는 와이어(305)가 감기고, 풀리(221) 및 풀리(222)에는 제2 조 와이어인 와이어(302) 또는 와이어(306)가 감길 수 있다. 이때 풀리(211) 및 풀리(212)와 풀리(221) 및 풀리(222)는 각각 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다.
요 프레임(207)은 제1 손잡이(204), 회전축(241), 회전축(242), 회전축(243)을 강체 연결하여, 제1 손잡이(204)와 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)가 회전축(243)을 중심으로 일체로 요 회전할 수 있도록 한다.
피치 조작부(201)는 회전축(246)과, 조작부 제1 조 피치 메인 풀리인 풀리(217) 및 풀리(218)와, 조작부 제2 조 피치 메인 풀리인 풀리(227) 및 풀리(228)와, 피치 프레임(pitch frame)(208)을 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(201)는 회전축(245)과, 풀리(217) 및 풀리(218)의 일 측에 형성된 조작부 제1 조 피치 서브 풀리인 풀리(215) 및 풀리(218)와, 풀리(227) 및 풀리(228)의 일 측에 형성된 조작부 제2 조 피치 서브 풀리인 풀리(225) 및 풀리(226)를 더 포함할 수 있다. 피치 조작부(201)는 회전축(246)을 통해 연결부(400)의 절곡부(402)에 연결될 수 있다.
상세히, 피치 프레임(208)은 피치 조작부(201)의 베이스 프레임이 되며, 일 단부에 회전축(243)이 회전 가능하도록 결합된다. 즉, 요 프레임(207)은 피치 프레임(208)에 대해 회전축(243)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 요 프레임(207)은 제1 손잡이(204), 회전축(243), 회전축(241), 회전축(242)을 연결하며, 또한 요 프레임(207)은 피치 프레임(208)과 축 결합하기 때문에, 피치 프레임(208)이 회전축(246)을 중심으로 피치 회전하면, 피치 프레임(208)과 연결된 요 프레임(207), 제1 손잡이(204), 회전축(241), 회전축(242), 회전축(243)이 함께 피치 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(201)가 회전축(246)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(203) 및 요 조작부(202)가 피치 조작부(201)와 함께 회전하는 것이다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(204)를 회전축(246)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(203), 요 조작부(202) 및 피치 조작부(201)가 함께 움직이게 된다.
풀리(217) 및 풀리(218)와, 풀리(227) 및 풀리(228)는 피치 프레임(208)의 회전축(246)을 중심으로 회전 가능하도록 회전축(246)에 결합한다.
여기서, 풀리(217) 및 풀리(218)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다. 마찬가지로, 풀리(227) 및 풀리(228)도 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서 감겨 들어가는 와이어와 감겨 나오는 와이어가 분리된 풀리들에 각각 감길 수 있어 서로 간섭을 주지 않고 동작할 수 있다.
다음으로, 피치 와이어인 와이어(303) 및 와이어(304)의 동작은 다음과 같다.
엔드 툴(2100)에는 엔드 툴 피치 풀리인 풀리(2131)가 엔드 툴 허브(2106)에 고정 결합되어 형성되고, 조작부(200)에는 조작부 피치 풀리인 풀리(231) 및 풀리(232)가 피치 프레임(208)에 고정 결합되어 형성된다. 그리고, 이 풀리들은 피치 와이어인 와이어(303) 및 와이어(304)로 서로 연결되어, 조작부(200)의 피치 조작에 따라 엔드 툴(2100)의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다. 여기서, 와이어(303)는 풀리(231) 및 풀리(233)를 거쳐 피치 프레임(208)에 고정 결합되고, 와이어(304)는 풀리(232) 및 풀리(234)를 거쳐 피치 프레임(208)에 고정 결합된다. 즉, 조작부(200)의 피치 회전에 의해 피치 프레임(208)과 풀리(231) 및 풀리(232)가 회전축(246)을 중심으로 함께 회전하게 되고, 결과적으로 와이어(303) 및 와이어(304)도 이동하게 되어, 조 와이어인 와이어(301), 와이어(302), 와이어(305) 및 와이어(306)에 의한 엔드 툴의 피치 동작과는 별도로, 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다.
제1 손잡이(204)와 피치 조작부(201), 요 조작부(202), 액츄에이션 조작부(203) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(204) 상에는 회전축(241) 및 회전축(242)과, 회전축(243), 회전축(244), 회전축(245), 회전축(246)이 형성될 수 있다. 이때, 회전축(241) 및 회전축(242)은 제1 손잡이(204) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(204)와 액츄에이션 조작부(203)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 회전축(243)은 제1 손잡이(204) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(204)와 요 조작부(202)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 피치 조작부(201)는 요 조작부(202)의 일 측에 요 조작부(202)와 연결되도록 형성되기 때문에, 피치 조작부(201)는 제1 손잡이(204)와 바로 연결되지는 않고, 피치 조작부(201)와 제1 손잡이(204)는 요 조작부(202)를 통해서 간접적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
계속해서 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)에서, 피치 조작부(201)와 엔드 툴(end tool)(2100)이 동일하거나 또는 평행한 축(X축) 상에 형성될 수 있다. 즉, 연결부(400)의 절곡부(402)의 일 단부에는 피치 조작부(201)의 회전축(246)이 형성되고, 연결부(400)의 타 단부에는 엔드 툴(end tool)(2100)이 형성되는 것이다.
그리고, 연결부(400)의 중간중간, 특히 절곡부(402) 부분에는 와이어들의 경로를 변경 또는 가이드해주는 하나 이상의 중개 풀리(235)들이 배치될 수 있다. 이와 같은 중개 풀리(235)들에 와이어들의 적어도 일부가 감기도록 형성되어 와이어들의 경로를 가이드해줌으로써, 절곡부(402)의 절곡된 형상을 따라 와이어가 배치될 수 있는 것이다.
여기서, 도면에는 연결부(400)는 절곡부(402)를 구비하여 소정의 곡률을 갖도록 만곡되어 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 연결부(400)가 필요에 따라 직선으로 형성되거나, 또는 1회 이상 절곡되어 형성될 수도 있으며, 이와 같은 경우에도 피치 조작부(201)와 엔드 툴(end tool)(2100)은 실질적으로 동일 또는 평행한 축 상에 형성되는 것이라고 말할 수 있을 것이다. 또한, 도 3에는 피치 조작부(201)와 엔드 툴(end tool)(2100)이 X축과 평행한 축 상에 각각 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 피치 조작부(201)와 엔드 툴(end tool)(2100)이 서로 상이한 축 상에 형성될 수도 있을 것이다.
스테이플 조작부(260)는 제1 스테이플 와이어인 와이어(307) 및 와이어(308)에 의해 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181)와 연결되어, 제1 스테이플 풀리(2181)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교대로 회전시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 스테이플 조작부(260)는 제2 스테이플 와이어인 와이어(309) 및 와이어(310)에 의해 엔드 툴(2100)의 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결되어, 제2 스테이플 풀리(2191)를 반시계 방향 또는 시계 방향으로 교대로 회전시키는 역할을 수행할 수 있다.
이를 위해, 도면에는 도시되지 않았지만, 스테이플 조작부(260)는 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 사용자가 버튼 형태로 형성된 스테이플 조작부(260)를 누르고 있는 동안 모터(미도시)가 구동하여, 조작부 스테이플 풀리(도 53의 269 참조)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교대로 회전시킬 수 있다. 그리고, 이에 의해 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교대로 회전할 수 있다.
(액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작)
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 액츄에이션 연장부(252)에 형성된 손고리에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 연장부(257)에 형성된 손고리에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 연장부(252)(257)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 연장부(252)와 고정 결합된 풀리(210) 및 제1 액츄에이션 기어(253)는 회전축(241)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 연장부(257)와 고정 결합된 풀리(220) 및 제2 액츄에이션 기어(258)가 회전축(242)을 중심으로 회전한다. 이때 풀리(210)와 풀리(220)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 풀리(210)에 일 단부가 고정 결합되어 감긴 와이어(301) 및 와이어(305)와, 풀리(220)에 일 단부가 고정 결합되어 감긴 와이어(302) 및 와이어(306) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(300)를 통해 엔드 툴(2100)로 전달되어, 엔드 툴(2100)의 두 개의 조(jaw)(2103)가 액츄에이션 동작을 수행한다.
여기서 액츄에이션 동작이란 상술한 바와 같이, 두 개의 조(jaw)(2101)(2102)가 서로 반대 방향으로 회전하면서, 조(jaw)(2101)(2102)를 벌리거나 닫는 동작을 의미한다. 즉, 액츄에이션 조작부(203)의 액츄에이션 연장부(252)(257)를 서로 가까워지는 방향으로 회전시키면 제1 조(jaw)(2101)는 반시계 방향으로 회전하고 제2 조(jaw)(2102)는 시계 방향으로 회전하면서 엔드 툴(2100)이 닫힌다. 반대로, 액츄에이션 조작부(203)의 액츄에이션 연장부(252)(257)를 서로 멀어지는 방향으로 회전시키면 제1 조(jaw)(2121)는 시계 방향으로 회전하고 제2 조(jaw)(2122)는 반시계 방향으로 회전하면서 엔드 툴(2100)이 열리게 된다.
본 실시예에서는 상술한 액츄에이션 조작을 위해 제1 액츄에이션 연장부(252)와 제2 액츄에이션 연장부(257)를 구비하여 제2 손잡이를 구성하였으며, 두 개의 손가락을 파지하여 조작할 수 있도록 하였다. 그러나, 엔드 툴(2100)의 두 개의 조를 서로 열고 닫는 액츄에이션 조작을 위한 액츄에이션 조작부(203)의 구성은, 상술한 바와 다르게 하나의 액츄에이션 회전부로 두 개의 액츄에이션 풀리(풀리(210), 풀리(220))가 서로 반대로 동작하도록 하는 구성 등의 다른 변형예도 충분히 가능할 것이다.
다음으로 요 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 손잡이(204)를 잡고 있는 상태에서 회전축(243)을 중심으로 제1 손잡이(204)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(203) 및 요 조작부(202)가 회전축(243)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 와이어(301) 및 와이어(305)가 고정 결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(251)의 풀리(210)가 회전축(243)을 중심으로 회전하게 되면, 풀리(211) 및 풀리(212)에 감겨 있는 와이어(301) 및 와이어(305)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 와이어(302) 및 와이어(306)가 고정 결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(256)의 풀리(220)가 회전축(243)을 중심으로 회전하게 되면, 풀리(221) 및 풀리(222)에 감겨 있는 와이어(302) 및 와이어(306)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(2101)에 연결된 와이어(301) 및 와이어(305)와, 제2 조(2102)에 연결된 와이어(302) 및 와이어(306)는, 요 회전시에 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 같은 방향으로 회전하도록 풀리(211) 및 풀리(212)와 풀리(221) 및 풀리(222)에 감겨 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(300)를 통해 엔드 툴(2100)로 전달되어, 엔드 툴(2100)의 두 개의 조(jaw)(2103)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작을 수행한다.
이때 요 프레임(207)이 제1 손잡이(204), 회전축(241), 회전축(242), 회전축(243)을 연결하기 때문에, 제1 손잡이(204)와 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)는 회전축(243)을 중심으로 함께 회전하게 된다.
다음으로 피치 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 손잡이(204)를 잡고 있는 상태에서 회전축(246)을 중심으로 제1 손잡이(204)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(203), 요 조작부(202) 및 피치 조작부(201)가 회전축(246)을 중심으로 피치 회전을 하게 된다. 즉, 와이어(301) 및 와이어(305)가 고정 결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(251)의 풀리(210)가 회전축(246)을 중심으로 회전하게 되면, 풀리(217) 및 풀리(218)에 감겨 있는 와이어(301) 및 와이어(305)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 와이어(302) 및 와이어(306)가 고정 결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(256)의 풀리(220)가 회전축(246)을 중심으로 회전하게 되면, 풀리(227) 및 풀리(228)에 감겨 있는 와이어(302) 및 와이어(306)가 이동하게 된다. 이때, 도 5를 통해 설명한 것처럼, 제1 조 와이어인 와이어(301) 및 와이어(305)가 서로 같은 방향으로 이동하고, 제2 조 와이어인 와이어(302) 및 와이어(306)가 서로 같은 방향으로 이동하여, 제1 조(2101)와 제2 조(2102)가 피치 회전을 할 수 있도록, 조 와이어인 와이어(301), 와이어(305), 와이어(302) 및 와이어(306)가 각각 조작부 피치 메인 풀리인 풀리(217), 풀리(218), 풀리(227) 및 풀리(228)에 감기게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(300)를 통해 엔드 툴(2100)로 전달되어, 엔드 툴(2100)의 두 개의 조(jaw)(2103)가 피치 동작을 수행한다.
이때 피치 프레임(208)은 요 프레임(207)과 연결되고, 요 프레임(207)은 제1 손잡이(204), 회전축(241), 회전축(242), 회전축(243)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(208)이 회전축(246)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(208)과 연결된 요 프레임(207), 제1 손잡이(204), 회전축(241), 회전축(242), 회전축(243)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(201)가 회전축(246)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(203) 및 요 조작부(202)가 피치 조작부(201)와 함께 회전하는 것이다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨 있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다.
도 49는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다. 도 49에서는 관절 동작과 관계없이 와이어의 경로를 변경하기 위한 중개 풀리들은 생략되었다.
도 49를 참조하면, 조작부(200)는 제1 조(jaw)(2101)의 회전 운동과 관련된 풀리(210), 풀리(211), 풀리(212), 풀리(213), 풀리(214), 풀리(215), 풀리(218), 풀리(217) 및 풀리(218)를 포함할 수 있다.
또한, 조작부(200)는 제2 조(jaw)(2122)의 회전 운동과 관련된 풀리(220), 풀리(221), 풀리(222), 풀리(223), 풀리(224), 풀리(225), 풀리(226), 풀리(227) 및 풀리(228)를 포함할 수 있다. (조작부(200)에서의 각 풀리들의 배치 및 구성은 엔드 툴(2100)에서의 각 풀리들의 배치 및 구성과 원리적으로 동일하므로, 도면상에서의 도면 부호의 구체적인 표기는 일부 생략하도록 한다.)
풀리(211) 및 풀리(212)와 풀리(221) 및 풀리(222)는 동일한 축인 회전축(243)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 풀리(211) 및 풀리(212)와 각각 풀리(221) 및 풀리(222)는 서로 마주 보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두개의 풀리로 형성될 수 있다.
풀리(213) 및 풀리(214)와 풀리(223) 및 풀리(224)는 동일한 축인 회전축(244)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 풀리(213) 및 풀리(214)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두 개의 풀리로 형성될 수 있으며, 이때 두 개의 풀리는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 풀리(223) 및 풀리(224)는 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두 개의 풀리로 형성될 수 있으며, 이때 두 개의 풀리는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
풀리(215) 및 풀리(218)와 풀리(225) 및 풀리(226)는 동일한 축인 회전축(245)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때 풀리(215) 및 풀리(218)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 풀리(225) 및 풀리(226)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
풀리(217) 및 풀리(218)와 풀리(227) 및 풀리(228)는 동일한 축인 회전축(246)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
와이어(301)는 조작부(200)의 풀리(217), 풀리(215), 풀리(213), 풀리(211)를 차례로 지나서 풀리(210)에 감긴 후에, 체결 부재(324)에 의해 풀리(210)에 결합된다. 한편, 와이어(305)는 조작부(200)의 풀리(218), 풀리(218), 풀리(214), 풀리(212)를 차례로 지나서 체결 부재(324)에 의해 풀리(210)에 결합된다. 따라서 풀리(210)가 회전하면 이에 따라 와이어(301) 및 와이어(305)가 풀리(210)에 감기거나 풀리면서 제1 조(2101)가 회전하게 된다.
와이어(306)는 조작부(200)의 풀리(227), 풀리(225), 풀리(223), 풀리(221)를 차례로 지나서 풀리(220)에 감긴 후에, 체결 부재(327)에 의해 풀리(220)에 결합된다. 한편, 와이어(302)는 조작부(200)의 풀리(228), 풀리(226), 풀리(224), 풀리(222)를 차례로 지나서 체결 부재(327)에 의해 풀리(220)에 결합된다. 따라서 풀리(220)가 회전하면 이에 따라 와이어(302) 및 와이어(306)가 풀리(220)에 감기거나 풀리면서 제2 조(2102)가 회전하게 된다.
(풀리 및 와이어 개념도)
도 51, 도 52는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 도 51은 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 52는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 50는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다. 여기서, 도 50에서는 스테이플링 및 커팅 동작과 관련된 구성요소들은 생략되어 있다.
먼저 액츄에이션 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다.
도 52를 참조하면, 제1 액츄에이션 연장부(252)가 회전축(241)을 중심으로 화살표 OPA1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 연장부(252)와 연결된 풀리(210)가 회전하고, 풀리(210)에 감겨 있는 와이어(301)와 와이어(305)는 각각 W1a, W1b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제1 조(2101)가 화살표 EPA1 방향으로 회전하게 된다.
도 51을 참조하면, 제2 액츄에이션 연장부(257)가 회전축(242)을 중심으로 화살표 OPA2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 연장부(257)와 연결된 풀리(220)가 회전하고, 풀리(220)에 감겨 있는 와이어(302)와 와이어(306)의 양 가닥은 각각 W2a, W2b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제2 조(2102)가 화살표 EPA2 방향으로 회전하게 된다. 따라서 사용자가 제1 액츄에이션 연장부(252)와 제2 액츄에이션 연장부(257)를 서로 가까워지는 방향으로 조작하면, 엔드 툴의 제1 조(2101) 및 제2 조(2102)가 서로 가까워지는 동작이 수행된다.
다음으로 요 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다.
먼저 회전축(243)과 회전축(241) 및 회전축(242)은 요 프레임(도 30의 207 참조)에 의해 연결되어 있으므로, 회전축(243)과 회전축(241) 및 회전축(242)은 일체로 함께 회전하게 된다.
도 52를 참조하면, 제1 손잡이(204)를 회전축(243)을 중심으로 화살표 OPY1 방향으로 회전하면, 풀리(210)와 풀리(211) 및 풀리(212)와 여기에 감겨 있는 와이어(301) 및 와이어(305)가 전체적으로 회전축(243)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 풀리(211) 및 풀리(212)에 감겨 있는 와이어(301) 및 와이어(305)는 각각 W1a, W1b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제1 조(2101)가 화살표 EPY1 방향으로 회전하게 된다.
도 51을 참조하면, 제1 손잡이(204)를 회전축(243)을 중심으로 화살표 OPY2 방향으로 회전하면, 풀리(220)와 풀리(221) 및 풀리(222)와 여기에 감겨 있는 와이어(302) 및 와이어(306)가 전체적으로 회전축(243)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 풀리(221) 및 풀리(222)에 감겨 있는 와이어(302) 및 와이어(306)는 각각 W1a의 반대쪽 및 W1b의 반대쪽으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제1 조(2101)가 화살표 EPY2 방향으로 회전하게 된다.
도 53, 도 54 및 도 55는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 스테이플링 및 커팅 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 여기서, 도 53 내지 도 55는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어들을 주로 나타낸 도면이다.
여기서, 도 53에서 도 54는 두 개의 조를 닫는 액츄에이션 동작 과정을 나타내고, 도 54에서 도 55는 두 개의 조 사이에 개재된 조직을 스테이플링 및 커팅하는 동작 과정을 나타낸다.
먼저 액츄에이션 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다.
도 53 및 도 54를 참조하면, 제1 액츄에이션 조작부(251)의 제1 액츄에이션 연장부(252)가 회전축(241)을 중심으로 화살표 OPA1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 연장부(252)와 연결된 풀리(210)가 회전하고, 풀리(210)에 감겨 있는 와이어(도 49의 301 참조)과 와이어(도 49의 305 참조)가 각각 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제1 조(2101)가 화살표 EPA1 방향으로 회전하게 된다.
이때, 스테이플 조작부(260)의 조작부 스테이플 풀리(269)는 제1 액츄에이션 조작부(251)와 함께 회전축(241)을 중심으로 회전 가능하도록 형성되어 있다. 따라서 제1 액츄에이션 연장부(252)가 회전축(241)을 중심으로 회전하면, 스테이플 조작부(260) 또한 제1 액츄에이션 조작부(251)와 함께 회전축(241)을 중심으로 회전하게 된다.
결과적으로 액츄에이션 동작 시, 엔드 툴(2100)에서 풀리(2111)가 회전하면 제1 스테이플 풀리(2181)도 풀리(2111)와 함께 회전하게 된다.
다음으로 스테이플링 및 커팅 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다.
도 55 (a)를 참조하면, 스테이플 조작부(260)를 조작부 커팅 회전축인 회전축(247)을 중심으로 화살표 OPC1 방향으로 회전시키면, 조작부 스테이플 풀리(269)와 여기에 감겨 있는 제1 스테이플 와이어인 와이어(307) 및 와이어(308)가 회전축(247)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 조작부 스테이플 풀리(269)에 감겨 있는 와이어(307) 및 와이어(308)가 각각 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181)가 화살표 EPC1 방향으로 회전하게 된다.
도 55 (b)를 참조하면, 스테이플 조작부(260)를 조작부 커팅 회전축인 회전축(247)을 중심으로 화살표 OPC1 방향으로 회전시키면, 조작부 스테이플 풀리(269)와 여기에 감겨 있는 제2 스테이플 와이어인 와이어(309) 및 와이어(310)가 회전축(247)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 조작부 스테이플 풀리(269)에 감겨 있는 와이어(309) 및 와이어(310)가 각각 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 제2 스테이플 풀리(2191)가 화살표 EPC1 방향으로 회전하게 된다.
한편, 스테이플 조작부(260)가 회전하면 조작부 스테이플 풀리(269)는 회전축(247)을 중심으로 회전하며, 이때 스테이플 조작부(260)의 회전은 제1 액츄에이션 조작부(251)에 영향을 미치지 않는다.
결과적으로 조작부 스테이플 풀리(269)가 회전하면, 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 제1 조(2101)와 무관하게 독립적으로 회전하게 된다. 그리고, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향/반시계 방향으로 교대로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2170) 및 이와 연결된 카트리지(500)의 왕복 이동 어셈블리(550)가 왕복 직선 운동을 하게 되고, 이에 의해 카트리지(500)의 작업 부재(540)가 원위부(502) 방향으로 이동하면서, 스테이플링 및 커팅 동작이 수행되는 것이다.
이때, 상술한 바와 같이, 제1 스테이플 풀리(2181)와 제2 스테이플 풀리(2191)는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 스테이플 조작부(260)가 어느 일 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181)는 시계 방향으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)는 반시계 방향으로 회전하면서, 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 엔드 툴(2100)의 원위부(2104) 방향으로 이동할 수 있다. 한편, 스테이플 조작부(260)가 반대 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181)는 반시계 방향으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리(2191)는 시계 방향으로 회전하면서, 스테이플 링크 어셈블리(2170)가 엔드 툴(2100)의 근위부(2105) 방향으로 이동할 수 있다.
여기서, 도면에는 스테이플 조작부(260)가 바(bar) 형태로 형성되어, 사용자가 수동으로 스테이플 조작부(260)를 회전시키는 것처럼 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 상술한 바와 같이 스테이플 조작부(260)는 모터(미도시)를 포함할 수 있고, 사용자가 버튼 형태로 형성된 스테이플 조작부(260)를 누르고 있는 동안 모터(미도시)가 구동하여, 조작부 스테이플 풀리(269)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교대로 회전시킬 수 있다. 그리고, 이에 의해 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교대로 회전할 수 있다.
도 57, 도 58, 도 59는 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 도 57은 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 58은 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 도 59는 스테이플 풀리와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 도 9 등에 도시된 바와 같이, 피치 동작과 관련된 풀리는 각각 2개이며, 각 와이어의 양 가닥이 같은 경로로 감겨져 있어서, 도 51 및 53에서는 이를 하나의 선으로 표현하였다. 그리고, 도 56은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다. 여기서, 도 56에서는 스테이플링 및 커팅 동작과 관련된 구성요소들은 생략되어 있다.
도 57을 참조하면, 제1 손잡이(204)를 회전축(246)을 중심으로 화살표 OPP1 방향으로 회전하면, 풀리(210), 풀리(215), 풀리(217) 등과 여기에 감겨 있는 와이어(301) 등이 전체적으로 회전축(246)을 중심으로 회전한다. 이 때, 도 57과 같이 제1 조 와이어인 와이어(301) 및 와이어(305)는 풀리(217) 및 풀리(218)의 위쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W1 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것처럼, 엔드 툴(2100)의 제1 조(2101)가 화살표 EPP1 방향으로 회전하게 된다.
도 58을 참조하면, 제1 손잡이(204)를 회전축(246)을 중심으로 화살표 OPP2 방향으로 회전하면, 풀리(220), 풀리(225), 풀리(227) 등과 여기에 감겨 있는 와이어(302) 등이 전체적으로 회전축(246)을 중심으로 회전한다. 이때, 도 58과 같이 제2 조 와이어인 와이어(302) 및 와이어(306)는 풀리(227) 및 풀리(228)의 아래쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W2 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것처럼, 엔드 툴(2100)의 제2 조(2102)가 화살표 EPP2 방향으로 회전하게 된다.
도 59를 참조하면, 제1 손잡이(204)를 회전축(246)을 중심으로 화살표 OPC1 방향으로 회전하면, 조작부 스테이플 풀리(269), 풀리(265), 풀리(267) 등과 여기에 감겨 있는 와이어(307) 및 와이어(308) 등이 전체적으로 회전축(246)을 중심으로 회전한다. 이때, 제1 스테이플 와이어인 와이어(307) 및 와이어(308)는 풀리(267) 및 풀리(268)의 아래쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W3 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것처럼, 엔드 툴(2100)의 제1 스테이플 풀리(2181)가 화살표 EPC1 방향으로 회전하게 된다.
결과적으로 피치 동작 시, 엔드 툴(2100)에서 풀리(2111)가 회전축(2143)을 중심으로 회전하면 제1 스테이플 풀리(2181)도 풀리(2111)와 함께 회전축(2143)을 중심으로 회전하게 된다.
따라서, 액츄에이션 조작, 요 조작, 피치 조작은 서로에 독립적으로 조작이 가능하다.
도 1을 통해 설명한 것처럼, 액츄에이션 조작부(203), 요 조작부(202), 피치 조작부(201)는 자신의 회전축이 각 조작부의 뒤쪽에 위치함으로써, 엔드 툴의 관절 구성과 동일하게 구성되어, 사용자가 직관적으로 일치하는 조작을 수행하는 것이 가능하다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2000)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리를 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감도록 형성되어 있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(2100)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 되어, 풀리에 감기는 와이어가 서로 접촉하지 않으며, 풀리에 감겨 들어 가는 와이어와 감겨 나오는 와이어의 경로도 안전하게 형성되어, 와이어의 동력전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)는 제1 손잡이(204) 상에 직접 형성되어 있다. 따라서, 제1 손잡이(204)가 회전축(246)을 중심으로 회전하게 되면, 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203) 역시 제1 손잡이(204)와 함께 회전하게 된다. 이로 인해, 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)의 좌표계는 고정된 것이 아니라, 제1 손잡이(204)의 회전에 따라 상대적으로 계속 변화하게 된다. 즉, 도 2 등에는 요 조작부(202) 및 액츄에이션 조작부(203)는 Z축과 평행한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제1 손잡이(204)가 회전하게 되면, 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)가 Z축과 평행하지 않게 된다. 즉, 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)의 좌표계가 제1 손잡이(204)의 회전에 따라 변화된 것이다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 별도의 설명이 없는 이상, 요 조작부(202)와 액츄에이션 조작부(203)의 좌표계는 도 2와 같이 제1 손잡이(204)가 연결부(400)에 대해서 수직으로 위치한 상태를 기준으로 하여 설명하였다.
(스테이플링 및 커팅 동작과 다른 동작 간의 상관 관계)
이하에서는 스테이플링 및 커팅 동작과 다른 동작(피치, 요 및 액츄에이션 동작) 간의 상관 관계에 대해 설명한다.
먼저, 엔드 툴(2100)의 피치 동작 시에는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)도 피치 동작을 수행한다. 즉, 풀리(2111)와 풀리(2121)가 회전축(2143)을 중심으로 같은 방향으로 회전하는 피치 운동을 수행할 경우, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)도 풀리(2111) 및 풀리(2121)와 함께 같은 방향으로 회전하여야 한다. 만약, 풀리(2111)와 풀리(2121)가 회전축(2143)을 중심으로 회전할 때 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 이와 함께 회전하지 않으면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결된 카트리지(500)가 제1 조(2101)에 대해 상대적으로 이동하여 제1 조(2101)로부터 분리될 위험이 있다. 또한, 풀리(2111)와 동기화되지 않은 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전은 왕복 이동 부재(551)의 의도하지 않은 전진을 야기할 수 있으며, 이는 결과적으로 의도치 않은 스테이플링 동작을 일으킬 수 있다.
다음으로, 엔드 툴(2100)의 요 동작 시에는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)도 요 동작을 수행한다. 즉, 풀리(2111)와 풀리(2121)가 회전축(2141)을 중심으로 같은 방향으로 회전하는 요 운동을 수행할 경우, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)도 풀리(2111) 및 풀리(2121)와 함께 같은 방향으로 회전하여야 한다. 만약, 풀리(2111)와 풀리(2121)가 회전축(2141)을 중심으로 회전할 때 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 이와 함께 회전하지 않으면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결된 카트리지(500)가 제1 조(2101)에 대해 상대적으로 이동하여 제1 조(2101)로부터 분리될 위험이 있다. 또한, 풀리(2111)와 동기화되지 않은 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전은 왕복 이동 부재(551)의 의도하지 않은 전진을 야기할 수 있으며, 이는 결과적으로 의도치 않은 스테이플링 동작을 일으킬 수 있다.
다음으로, 엔드 툴(2100)의 액츄에이션 동작 시에는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)는 풀리(2111)와 함께 회전한다. 즉, 풀리(2111)와 풀리(2121)가 회전축(2141)을 중심으로 반대 방향으로 회전하는 액츄에이션 운동을 수행할 경우, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)는 풀리(2111)와 함께 회전하여야 한다. 만약, 풀리(2111)가 회전축(2143)을 중심으로 회전할 때 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 이와 함께 회전하지 않으면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)와 연결된 카트리지(500)가 제1 조(2101)에 대해 상대적으로 이동하여 제1 조(2101)로부터 분리될 위험이 있다. 또한, 풀리(2111)와 동기화되지 않은 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전은 왕복 이동 부재(551)의 의도하지 않은 전진을 야기할 수 있으며, 이는 결과적으로 의도치 않은 스테이플링 동작을 일으킬 수 있다.
한편, 엔드 툴(2100)의 스테이플링 및 커팅 동작 시에는 풀리(2111)와 풀리(2121)는 회전을 하지 않는다. 즉, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 회전축(2141)을 중심으로 회전하면서 링크 부재(2171) 및 이와 연결된 카트리지(500)의 왕복 이동 부재(551)가 직선 왕복 운동할 때, 풀리(2111)와 풀리(2121)는 회전을 하지 않아야 한다. 그렇지 않으면 스테이플링 및 커팅 동작 중에 제1 조(2101) 또는 제2 조(2102)가 회전을 하게 되어, 스테이플링 및 커팅 동작이 정상적으로 수행될 수 없기 때문이다.
결과적으로 제1 조 풀리인 풀리(2111)가 회전하면, 제1 조(2101) 내부에 수용된 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)도 풀리(2111)와 함께 회전하여야 한다. 반면, 스테이플링 및 커팅을 위해 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 회전하면, 풀리(2111)와 풀리(2121)는 회전을 하지 않고 그 위치를 유지하도록 형성되어야 한다. 이와 같은 스테이플링 및 커팅 동작과 다른 동작(요 동작 및 액츄에이션 동작) 간의 상관 관계에 대해서는 앞에서 상술한 바와 같다.
이를 다른 관점에서 표현하면, 풀리(2111)와 풀리(2121)는 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)의 회전에 대해 독립적(independent)이라고 표현할 수 있다. 즉, 스테이플 와이어에 의해 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)가 회전하더라도 풀리(2111)와 풀리(2121)는 회전하지 아니할 수 있다. 반대로 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)는 풀리(2111)의 회전에 종속적(dependent)이라고 표현할 수 있다. 즉, 조 와이어에 의해 풀리(2111)가 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2181) 및 제2 스테이플 풀리(2191)도 풀리(2111)와 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
도 60 및 도 62는 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 61 및 도 63은 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 여기서, 도 60 및 도 61은 풀리(2111)가 도시된 도면이고, 도 62 및 도 63은 풀리(2111)가 생략된 도면이다.
도 64 및 도 66은 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 65 및 도 67은 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 여기서, 도 64 및 도 65는 풀리(2111)가 도시된 도면이고, 도 66 및 도 67은 풀리(2111)가 생략된 도면이다.
도 60 내지 도 67에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴은, 조(jaw) 들이 +90°또는 -90°만큼 요 회전한 상태에서도 정상적으로 액츄에이션 동작을 수행할 수 있도록 형성된다.
도 68 및 도 69는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 및 커팅 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 스테이플링 및 커팅 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 도 68에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴은, 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서도 정상적으로 스테이플링 및 커팅 동작을 수행할 수 있도록 형성된다.
상세히, 풀리(2111), 풀리(2121) 및 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전축(2141)을 중심으로 +90도 회전한 상태에서, 제1 스테이플 풀리(2181)가 시계 방향/반시계 방향으로 교번하여 회전하면, 링크 부재(2171) 및 이와 연결된 왕복 이동 부재(551)가 전진과 후진을 반복한다. 그리고, 왕복 이동 부재(551)가 전진할 때는 왕복 이동 부재(551)와 함께 작업 부재(540)가 전진하고, 왕복 이동 부재(551)가 후진할 때는, 왕복 이동 부재(551)만 후진하고 작업 부재(540)는 그 자리에 정지해 있다. 이와 같은 과정을 반복하면서 작업 부재(540)가 원위부(502) 쪽으로 이동하면서 스테이플링 및 커팅 동작이 수행되는 것이다.
도 70 및 도 71은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 스테이플링 및 커팅 동작을 나타내는 평면도로서, 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 스테이플링 및 커팅 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 도 70에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴은, 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서도 정상적으로 스테이플링 및 커팅 동작을 수행할 수 있도록 형성된다.
상세히, 풀리(2111), 풀리(2121) 및 제1 스테이플 풀리(2181)가 회전축(2141)을 중심으로 -90도 회전한 상태에서, 제1 스테이플 풀리(2181)가 시계 방향/반시계 방향으로 교번하여 회전하면, 링크 부재(2171) 및 이와 연결된 왕복 이동 부재(551)가 전진과 후진을 반복한다. 그리고, 왕복 이동 부재(551)가 전진할 때는 왕복 이동 부재(551)와 함께 작업 부재(540)가 전진하고, 왕복 이동 부재(551)가 후진할 때는, 왕복 이동 부재(551)만 후진하고 작업 부재(540)는 그 자리에 정지해 있다. 이와 같은 과정을 반복하면서 작업 부재(540)가 원위부(502) 쪽으로 이동하면서 스테이플링 및 커팅 동작이 수행되는 것이다.
도 72는 조(jaw) 들이 -90°만큼 피치 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 73은 조(jaw) 들이 -90°만큼 피치 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 도 74는 조(jaw) 들이 +90°만큼 피치 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 75는 조(jaw) 들이 +90°만큼 피치 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 72 내지 도 75을 참조하면, 피치 동작을 수행함에 있어서, 조작부(200)와 엔드 툴(2100)의 동작이 직관적으로 일치하는 것을 알 수 있다. 즉, 조작부(200)가 피치 회전축(Y축)을 기준으로 + 방향으로 회전하면, 엔드 툴(2100)도 피치 회전축(Y축)을 기준으로 + 방향으로 회전한다. 또한, 조작부(200)가 피치 회전축(Y축)을 기준으로 - 방향으로 회전하면, 엔드 툴(2100)도 피치 회전축(Y축)을 기준으로 - 방향으로 회전한다. 여기서, 조작부(200)의 회전 각도와 엔드 툴(2100)의 회전 각도는 풀리의 비율에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
도 76은 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 77은 조(jaw) 들이 +90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 도 78은 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 79는 조(jaw) 들이 -90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 76 내지 도 79를 참조하면, 요 동작을 수행함에 있어서, 조작부(200)와 엔드 툴(2100)의 동작이 직관적으로 일치하는 것을 알 수 있다. 즉, 조작부(200)가 요 회전축(Z축)을 기준으로 + 방향으로 회전하면, 엔드 툴(2100)도 요 회전축(Z축)을 기준으로 + 방향으로 회전한다. 또한, 조작부(200)가 요 회전축(Z축)을 기준으로 - 방향으로 회전하면, 엔드 툴(2100)도 요 회전축(Z축)을 기준으로 - 방향으로 회전한다. 여기서, 조작부(200)의 회전 각도와 엔드 툴(2100)의 회전 각도는 풀리의 비율에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
도 80은 조(jaw) 들이 -90°만큼 피치 회전한 동시에 +90°만큼 요 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 81은 조(jaw) 들이 -90°만큼 피치 회전한 동시에 +90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 도 82는 조(jaw) 들이 +90°만큼 피치 회전한 동시에 -90°만큼 요 회전한 상태를 도시한 도면이고, 도 83은 조(jaw) 들이 +90°만큼 피치 회전한 동시에 -90°만큼 요 회전한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 80 내지 도 83을 참조하면, 피치 동작과 요 동작을 동시에 수행함에 있어서도, 조작부(200)와 엔드 툴(2100)의 동작이 직관적으로 일치하는 것을 알 수 있다.
<일 변형예 - 핀/슬롯형>
이하에서는 본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(2200)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(2200)은 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(도 2 등의 100 참조)에 비해, 스테이플 풀리 어셈블리(2260) 및 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이하에서는 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 84 및 도 85는 본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이다. 도 86 및 도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴의 분해 사시도이다. 도 88 및 도 89는 도 84의 수술용 인스트루먼트의 스테이플 풀리 어셈블리 및 스테이플 링크 어셈블리를 나타내는 분해 사시도이다. 도 90 및 도 91은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 측면도이다. 도 92 및 도 93은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에서 스테이플 풀리의 동작 상태를 나타내는 사시도이다. 여기서, 도 85는 엔드 툴 허브가 제거된 상태를 도시한다.
도 84 내지 도 93을 참조하면, 본 발명의 일 변형예의 엔드 툴(end tool)(2200)은 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw)(2203), 즉 제1 조(2201)와 제2 조(2202)를 포함한다. 여기서 제1 조(2201)와 제2 조(2202) 각각, 또는 제1 조(2201)와 제2 조(2202)를 포괄하는 구성요소를 조(jaw) 라고 지칭할 수 있다.
한편, 엔드 툴(2200)은 제1 조(jaw)(2201)의 회전 운동과 관련된 풀리(2211), 풀리(2212)를 포함하는 복수 개의 풀리들을 포함한다. 본 실시예에서 제1 조(jaw)(2201)의 회전 운동과 관련된 풀리들은, 제1 실시예의 도 8 등에서 설명한 풀리(111), 풀리(112), 풀리(113), 풀리(114), 풀리(115) 및 풀리(116)와 실질적으로 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 엔드 툴(2200)은 제2 조(jaw)(2202)의 회전 운동과 관련된 풀리(2221), 풀리(2222)를 포함하는 복수 개의 풀리들을 포함한다. 본 실시예에서 제2 조(jaw)(2202)의 회전 운동과 관련된 풀리들은, 제1 실시예의 도 8 등에서 설명한 풀리(121), 풀리(122), 풀리(123), 풀리(124), 풀리(125) 및 풀리(126)와 실질적으로 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 본 발명의 일 변형예의 엔드 툴(2200)은 회전축(2241), 회전축(2242), 회전축(2243), 회전축(2244)을 포함할 수 있다. 여기서, 회전축(2241)과 회전축(2242)은 엔드 툴 허브(2206)에 관통 삽입되고, 회전축(2243)과 회전축(2244)은 피치 허브(2207)에 관통 삽입될 수 있다. 회전축(2241), 회전축(2242), 회전축(2243), 회전축(2244)은 엔드 툴(2200)의 원위부(distal end)(2204)로부터 근위부(proximal end)(2205) 방향으로 오면서 차례로 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 변형예의 엔드 툴(2200)은 엔드 툴 허브(22802206와 피치 허브(2207)를 포함할 수 있다.
엔드 툴 허브(2280)에는 회전축(2241), 회전축(2242)이 관통 삽입되며, 또한 회전축(2241)에 축결합된 풀리(2211) 및 풀리(2221)와, 이와 결합된 제1 조(2201) 및 제2 조(2202)의 적어도 일부가 엔드 툴 허브(2280) 내부에 수용될 수 있다.
피치 허브(2207)에는 회전축(2243) 및 회전축(2244)이 관통 삽입되며, 회전축(2243)에 의해 피치 허브(2207)가 엔드 툴 허브(2280)와 축결합 할 수 있다. 따라서 회전축(2243)을 중심으로 엔드 툴 허브(2280)가 피치 허브(2207)에 대해 피치 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 변형예의 엔드 툴(2200)은 스테이플링(stapling) 및 커팅(cutting) 동작을 수행하기 위해, 스테이플 풀리 어셈블리(2260), 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 포함하는 스테이플 구동 어셈블리(도 15의 150 참조) 등의 구성요소를 더 포함할 수 있다.
스테이플 풀리 어셈블리(2260)는 풀리(2211) 및 풀리(2221) 사이에, 풀리(2211) 및 풀리(2221)와 서로 인접하게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 스테이플 풀리 어셈블리(2260)가 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291_를 포함하는 경우를 상정한다.
본 발명의 일 변형예는, 제1 조 풀리인 풀리(2211)와 제2 조 풀리인 풀리(2221) 사이에, 스테이플 풀리 어셈블리(2260)가 배치됨으로써, 엔드 툴(2200)의 피치 동작 및 요 동작과 함께 카트리지(2210)를 이용한 스테이플링 및 커팅 동작까지 수행이 가능해진다.
이하에서는 본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(2200)의 스테이플 풀리 어셈블리(2260), 스테이플 링크 어셈블리(2270) 및 왕복 이동 어셈블리(2250)에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴(2200)은 스테이플 풀리 어셈블리(2260)와 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 핀/슬롯 구조를 형성하는 것을 일 특징으로 한다. 그리고 이와 같은 구조에 의해 왕복 이동 어셈블리(550)를 전진시키는 힘이 증폭되는 효과를 얻을 수 있다.
도 84 내지 도 93 등을 참조하면, 스테이플 풀리 어셈블리(2260)는 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)를 포함할 수 있다.
제1 스테이플 풀리(2281)는 본체(2281a), 돌출 부재(2281b), 축 관통부(2281c)를 포함할 수 있다.
본체(2281a)는 원판 형상으로 형성된다.
본체(2281a)의 중심부에는 축 관통부(2281c)가 형성될 수 있다. 축 관통부(2281c)는 홀 형태로 형성되며, 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2241)이 축 관통부(2281c)에 관통 삽입될 수 있다.
또한, 제1 스테이플 풀리(2281)의 본체부(2281a)에는 돌출 부재(2281b)가 형성될 수 있다. 돌출 부재(2281b)는 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 링크 부재(2271)와 결합될 수 있다. 여기서 돌출 부재(2261b)는 핀(pin) 형태로 형성되어, 후술할 링크 부재(2271)의 제1 슬롯(2272d)에 끼워질 수 있다.
한편, 제2 스테이플 풀리(2291)는 본체(2291a), 돌출 부재(2291b), 축 관통부(2291c)를 포함할 수 있다.
본체(2291a)는 원판 형상으로 형성된다.
본체(2291a)의 중심부에는 축 관통부(2291c)가 형성될 수 있다. 축 관통부(2291c)는 홀 형태로 형성되며, 엔드 툴 조 풀리 회전축인 회전축(2241)이 축 관통부(2291c)에 관통 삽입될 수 있다.
또한, 제2 스테이플 풀리(2291)의 본체부(2291a)에는 돌출 부재(2291b)가 형성될 수 있다. 돌출 부재(2291b)는 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 링크 부재(2271)와 결합될 수 있다. 여기서 돌출 부재(2261b)는 핀(pin) 형태로 형성되어, 후술할 링크 부재(2271)의 제2 슬롯(2272e)에 끼워질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 변형예의 엔드 툴(2200)은 스테이플 풀리 어셈블리(2260)와 연결된 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 더 포함할 수 있고, 스테이플 링크 어셈블리(2270)는 링크 부재(2271)를 포함할 수 있다. 여기서, 스테이플 링크 어셈블리(2270)는 스테이플 풀리 어셈블리(2260)와, 카트리지(도 28의 500 참조)의 왕복 이동 어셈블리(도 28의 550 참조)를 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
본 실시예는 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 하나의 링크 부재(2271)를 포함하고, 링크 부재(2271)는 하나의 링크만을 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 스테이플 풀리 어셈블리(2260)와 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 핀/슬롯 구조에 의해 결합됨으로써, 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 하나의 링크만을 포함하더라도 스테이플 풀리 어셈블리(2260)의 회전 운동이 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 직선 운동으로 변환되는 것이 가능 해졌다.
상세히, 링크 부재(2271)는 단일 링크로 형성될 수 있다.
링크 부재(2271)는 길쭉한 바(bar)와 타원형의 평판이 결합한 형태로 형성되며, 대략 'L'자 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 링크 부재(2271)는 제1 돌출부(2272a), 제2 돌출부(2272b), 체결부(2272c), 제1 슬롯(2272d), 제2 슬롯(2272e)을 포함할 수 있다.
링크 부재(2271)의 중앙부 일 영역에는 제1 돌출부(2272a) 및 제2 돌출부(2272b)가 형성될 수 있다. 제1 돌출부(2272a) 및 제2 돌출부(2272b)는 제1 조(2201)의 가이드 홈(2201b)에 끼워질 수 있다.
이와 같이, 돌기 형상으로 형성되는 링크 부재(2271)의 제1 돌출부(2272a) 및 제2 돌출부(2272b)가 홈 형상의 가이드 홈(2201b)에 끼워진 상태에서, 제1 돌출부(2272a) 및 제2 돌출부(2272b)가 가이드 홈(2201b)을 따라 이동함으로써, 링크 부재(2271)가 제1 조(2201)(및 그 내부의 카트리지(500))에 대해 이동하게 되는 것이다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
한편, 링크 부재(2271)의 일 단부에는 체결부(2272c)가 형성될 수 있다. 이 체결부(2272c)는 카트리지(도 28의 500 참조)의 왕복 이동 부재(도 28의 551 참조)의 체결부(도 28의 551a 참조)와 결합될 수 있다.
한편, 링크 부재(2171)에서 체결부(2171c)가 형성된 일 단부의 반대측 단부에는 제1 슬롯(2171d)과 제2 슬롯(2171e)이 형성될 수 있다.
상세히, 링크 부재(2171)에서 제1 스테이플 풀리(2181)와 마주보는 면에 제1 슬롯(2171d)이 형성될 수 있다. 여기서, 제1 슬롯(2171d)은 길쭉한 홀(hole) 형태로 형성되어, 제1 스테이플 풀리(2181)의 돌출 부재(2181b)가 끼워질 수 있다. 제1 슬롯(2171d)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 대략 타원형으로 형성될 수 있다. 여기서 제1 슬롯(2272d)의 단반경은 돌출 부재(2281b)의 반경과 실질적으로 동일하거나 약간 크게 형성될 수 있다. 한편, 제1 슬롯(2272d)의 장반경은 돌출 부재(2281b)의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 제1 스테이플 풀리(2281)의 돌출 부재(2281b)가 링크 부재(2271)의 제1 슬롯(2272d)에 끼워진 상태에서, 돌출 부재(2281b)가 제1 슬롯(2272d) 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성된다.
여기서, 제1 슬롯(2272d)은 동심을 이루지 아니하고 비스듬하게 형성될 수 있다. 따라서 제1 스테이플 풀리(2281)가 회전하면, 돌출 부재(2281b)가 제1 슬롯(2272d)과 접촉한 상태에서 제1 슬롯(2272d)을 밀어서 링크 부재(2271)를 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 스테이플 풀리(2281)가 회전하면, 돌출 부재(2281b)가 제1 슬롯(2272d) 내에서 제1 슬롯(2272d)과 접촉하면서 이동하고, 이에 의해 링크 부재(2271)가 제1 조(2201)의 가이드 홈(2201b)을 따라 직선 이동할 수 있다.
여기서, 제1 슬롯(2271d)은 링크 부재(2271)의 전체 두께를 관통하는 것이 아니라, 링크 부재(2271)의 전체 두께의 대략 절반을 관통하도록 형성될 수 있다. 이를 다른 관점에서 표현하면, 제1 슬롯(2271d)은 제1 스테이플 풀리(2281)의 돌출 부재(2281b)의 두께와 실질적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다.
한편, 링크 부재(2271)에는 제2 슬롯(2271e)이 형성될 수 있다. 상세히, 링크 부재(2271)에서 제2 스테이플 풀리(2291)와 마주보는 면에 제2 슬롯(2271e)이 형성될 수 있다. 여기서, 제2 슬롯(2271e)은 길쭉한 홀(hole) 형태로 형성되어, 제2 스테이플 풀리(2291)의 돌출 부재(2291b)가 끼워질 수 있다. 제2 슬롯(2271e)은 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 대략 타원형으로 형성될 수 있다.
여기서 제2 슬롯(2272e)의 단반경은 돌출 부재(2291b)의 반경과 실질적으로 동일하거나 약간 크게 형성될 수 있다. 한편, 제2 슬롯(2272e)의 장반경은 돌출 부재(2291b)의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 제2 스테이플 풀리(2291)의 돌출 부재(2291b)가 링크 부재(2271)의 제2 슬롯(2272e)에 끼워진 상태에서, 돌출 부재(2291b)가 제2 슬롯(2272e) 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 제2 슬롯(2272e)은 동심을 이루지 아니하고 비스듬하게 형성될 수 있다. 따라서 제2 스테이플 풀리(2291)가 회전하면, 돌출 부재(2291b)가 제2 슬롯(2272e)과 접촉한 상태에서 제2 슬롯(2272e)을 밀어서 링크 부재(2271)를 이동시킬 수 있다. 즉, 제2 스테이플 풀리(2291)가 회전하면, 돌출 부재(2291b)가 제2 슬롯(2272e) 내에서 제2 슬롯(2272e)과 접촉하면서 이동하고, 이에 의해 링크 부재(2271)가 제1 조(2201)의 가이드 홈(2201b)을 따라 직선 이동할 수 있다.
여기서, 제2 슬롯(2271e)은 링크 부재(2271)의 전체 두께를 관통하는 것이 아니라, 링크 부재(2271)의 전체 두께의 대략 절반을 관통하도록 형성될 수 있다. 이를 다른 관점에서 표현하면, 제2 슬롯(2271e)은 제2 스테이플 풀리(2291)의 돌출 부재(2291b)의 두께와 실질적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 슬롯(2271d)과 제2 슬롯(2271e)은 적어도 일부가 중첩되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 슬롯(2271d)과 제2 슬롯(2271e)의 Y축 방향 두께의 합이 링크 부재(2271)의 Y축 방향 두께와 대략 동일하도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 슬롯(2271d)과 제2 슬롯(2271e)은 회전축(2241)에 대해 상하 대칭으로 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 슬롯(2271d)과 제2 슬롯(2271e)은 회전축(2241)에 대해 상하 대칭으로 형성됨으로 인해, 링크 부재(2271)와 결합한 제1 스테이플 풀리(2281)의 돌출 부재(2281b)와 제2 스테이플 풀리(2291)의 돌출 부재(2291b)도 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
(스테이플 풀리의 회전에 따른 스테이플 링크 어셈블리의 변위 및 동작)
이하에서는, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)의 회전에 따른 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 변위에 대해 설명한다.
도 88을 참조하면, 본 발명의 일 변형예에서는 제1 스테이플 풀리(2281)와 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 핀/슬롯 형태로 결합된다. 즉, 제1 스테이플 풀리(2281)에 형성된 핀 형상의 돌출 부재(2281b)가, 링크 부재(2271)에 형성된 제1 슬롯(2271d)에 결합된다. 따라서, 제1 스테이플 풀리(2281)가 화살표 A 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2281)의 돌출 부재(2281b)의 X축 방향으로의 변위는 B가 된다. 그리고, 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 X축 방향으로의 변위는 C가 된다.
마찬가지로, 도 89를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 제2 스테이플 풀리(2291)와 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 핀/슬롯 형태로 결합된다. 즉, 제2 스테이플 풀리(2291)에 형성된 핀 형상의 돌출 부재(2291b)가, 링크 부재(2271)에 형성된 제2 슬롯(2271e)에 결합된다. 따라서, 제2 스테이플 풀리(2291)가 화살표 D 방향으로 회전하면, 제2 스테이플 풀리(2291)의 돌출 부재(2291b)의 X축 방향으로의 변위는 E가 된다. 그리고, 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 X축 방향으로의 변위는 F가 된다.
이와 비교하여, 스테이플 풀리와 스테이플 링크 어셈블리가 핀/슬롯 결합이 아니라 링크-축 결합될 경우, 스테이플 링크 어셈블리의 X축 방향으로의 변위는 본 발명의 일 변형예에 비해 훨씬 길어지게 된다.
다시 말하면, 스테이플 풀리와 스테이플 링크 어셈블리가 축 결합할 때에 비해, 본 실시예와 같이 스테이플 풀리와 스테이플 링크 어셈블리가 핀/슬롯 결합할 경우, 스테이플 풀리가 동일한 만큼 회전한다고 하더라도 스테이플 링크 어셈블리의 X축 방향 변위가 감소하게 된다.
한편, 일(Work)은 힘(Force)과 변위(displacement)의 곱이므로, 스테이플 풀리를 회전시키는 일(Work)이 동일하다고 가정할 때, 변위와 힘은 서로 반비례하게 된다. 따라서 변위가 감소하면, 이에 반비례해서 힘은 증가하게 된다.
결과적으로, 본 발명의 일 변형예에서는 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)가 각각 스테이플 링크 어셈블리(2270)와 핀/슬롯 형태로 결합되며, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)의 회전에 의한 스테이플 링크 어셈블리(2270)의 X축 방향으로의 변위가 타 실시예에 비해 상대적으로 감소하기 때문에, 스테이플 링크 어셈블리(2270)가 X축 방향으로 받는 힘은 단순 링크 구조에 비해 상대적으로 증가하게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 변형예에 의해서, 스테이플 링크 어셈블리(2270) 및 이와 연결된 왕복 이동 어셈블리(550)를 전진시키는 힘이 증폭되며, 따라서 스테이플링 동작이 보다 강건하게 수행되는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 일 변형예에서는, 서로 대칭을 이루는 두 개의 스테이플 풀리(즉, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291))를 구비하기 때문에, 하나의 스테이플 풀리 만을 구비할 때에 비해, 스테이플 풀리 어셈블리(2260)가 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 밀어주는 힘이 대략 두 배 증폭될 수 있다. 또한, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)가 XZ평면을 기준으로 좌우로 서로 대칭되게 배치되기 때문에, 스테이플링 동작을 수행함에 있어서 좌우 균형이 맞게 되어, 엔드 툴(2200)이 전체적으로 좌우로 흔들림 없이 안정적으로 동작이 수행되는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)의 회전 방향에 대해 설명한다.
도 90, 도 91, 도 92 및 도 93 등을 참조하면, 제1 스테이플 풀리(2281)는 도 93의 화살표 A 방향(즉, 시계방향)으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 전진시키고, 제2 스테이플 풀리(2291)는 도 93의 화살표 D 방향(즉, 반시계방향)으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 전진시킨다.
반대로 제1 스테이플 풀리(2281)는 반시계방향으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 후진시키고, 제2 스테이플 풀리(2291)는 시계방향으로 회전할 때 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 후진시킨다.
결과적으로 제1 스테이플 풀리(2281)와 제2 스테이플 풀리(2291)가 서로 반대 방향으로 회전할 때, 스테이플 링크 어셈블리(2270)는 이동(전진 또는 후진)을 하게 된다. 반대로, 제1 스테이플 풀리(2281)와 제2 스테이플 풀리(2291)가 서로 같은 방향으로 회전하면, 두 풀리의 회전이 상쇄되어 스테이플 링크 어셈블리(2270)는 이동하지 아니하게 된다.
결과적으로, 도 92와 같은 상태에서, 제1 스테이플 풀리(2281)가 시계 방향으로 회전하는 동시에 제2 스테이플 풀리(2291)가 반시계 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)와 연결된 링크 부재(2271)는 전체적으로 제1 조(2201)의 원위부(도 13의 2101f 참조) 방향으로 이동할 수 있다.
반대로, 제1 스테이플 풀리(2281)가 반시계 방향으로 회전하는 동시에 제2 스테이플 풀리(2291)가 시계 방향으로 회전하면, 제1 스테이플 풀리(2281) 및 제2 스테이플 풀리(2291)와 연결된 링크 부재(2271)는 전체적으로 제1 조(2201)의 근위부(도 13의 2101g 참조) 방향으로 이동할 수 있다.
따라서, 스테이플 풀리 어셈블리(2260)의 양방향 회전 운동이, 스테이플 링크 어셈블리(2270)를 통해, 카트리지(도 28의 500 참조)의 왕복 이동 어셈블리(도 28의 550 참조)의 왕복 직선 운동을 일으킬 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명은 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 로봇 암에 장착되거나 또는 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 있어서, 두 개 이상의 방향으로 회전 가능하며 조작부의 동작과 직관적으로 일치하도록 동작하는 엔드 툴이 구비된 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴 및 이를 구비한 수술용 인스트루먼트에 이용할 수 있다.
Claims (92)
- 제1 조;
상기 제1 조와 마주보도록 형성되는 제2 조;
상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리;
상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리와 일정 정도 이격되도록 형성되는 제2 조 풀리; 및
상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리와 인접하게 형성되는 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리를 포함하는 스테이플 구동 어셈블리;를 포함하는 엔드 툴과,
상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결되어 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리가 회전 이동하면 이에 의해 직선 이동하는 왕복 이동 어셈블리; 및
상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉하여 상기 왕복 이동 어셈블리가 일 방향으로 이동할 때 상기 왕복 이동 어셈블리에 의해 상기 일 방향으로 이동하는 작업 부재;를 포함하는 카트리지,
를 포함하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측 또는 근위부 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전하면,
상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리는 상기 카트리지의 원위부 측과 근위부 측으로 교대로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 3 항에 있어서,
상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동하면, 상기 작업 부재는 상기 왕복 이동 어셈블리에 의해 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 스테이플 구동 어셈블리에 의해, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 구동 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 작업 부재가 상기 일 방향으로 이동하면서,
상기 작업 부재의 지부가 상기 카트리지 내의 복수 개의 스테이플들을 차례로 밀어 올려서 스테이플링 동작이 수행되는 동시에,
상기 작업 부재의 상기 지부의 일측에 형성된 블레이드가 상기 일 방향으로 이동하면서 커팅 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 스테이플 구동 어셈블리는, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 상기 왕복 이동 어셈블리를 연결하는 링크 부재를 포함하는 수술용 인스트루먼트. - 제 7 항에 있어서,
상기 작업 부재는 적어도 일 면 상에 래칫이 형성된 래칫 부재를 포함하고,
상기 래칫 부재의 상기 래칫은 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 8 항에 있어서,
상기 작업 부재는, 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 때만 상기 왕복 이동 어셈블리와 함께 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 제1 방향으로 회전하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 제1 방향의 반대 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 링크 부재, 상기 링크 부재와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리, 및 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉된 상기 작업 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 10 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 상기 제1 방향의 반대 방향으로 회전하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향 중 상기 제1 방향으로 회전하면, 상기 스테이플 풀리와 연결된 상기 링크 부재 및 상기 링크 부재와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 엔드 툴의 근위부 방향으로 이동하고, 상기 작업 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고,
상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고,
상기 링크 부재에서 상기 제1 스테이플 풀리와 마주보는 면에는 제1 슬롯이 형성되고, 상기 링크 부재에서 상기 제2 스테이플 풀리와 마주보는 일면에는 제2 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 12 항에 있어서,
상기 제1 돌출 부재 및 상기 제2 돌출 부재는 캠(cam) 형태로 형성되고,
상기 제1 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제1 슬롯을 가압하고, 상기 제2 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제2 슬롯을 가압하여, 상기 링크 부재가 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 12 항에 있어서,
상기 제1 돌출 부재의 중심은 상기 제1 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되고,
상기 제2 돌출 부재의 중심은 상기 제2 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 12 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 링크 부재가 일 방향으로 이동하고,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 링크 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제1 스테이플 풀리를 회전시키는 제1 스테이플 와이어; 및
상기 제2 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제2 스테이플 풀리를 회전시키는 제2 스테이플 와이어;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리;
상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트. - 제 17 항에 있어서,
상기 엔드 툴은 상기 제1 축을 중심으로 요(yaw) 회전이 가능한 동시에, 상기 제2 축을 중심으로 피치(pitch) 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리가 차례로 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 스테이플 구동 어셈블리는 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트. - 카트리지가 수용가능한 제1 조;
상기 제1 조와 마주보도록 형성되는 제2 조;
상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리;
상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리와 일정 정도 이격되도록 형성되는 제2 조 풀리;
상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리와 인접하게 형성되는 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리를 포함하는 스테이플 구동 어셈블리;
상기 제1 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제1 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제1 스테이플 풀리로 전달하는 제1 스테이플 와이어;
상기 제2 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제2 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제2 스테이플 풀리로 전달하는 제2 스테이플 와이어;를 포함하고,
상기 스테이플 구동 어셈블리는 상기 카트리지의 왕복 이동 어셈블리와 연결되어, 상기 스테이플 풀리의 회전 운동이 상기 왕복 이동 어셈블리의 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 21 항에 있어서,
서로 마주보도록 형성되는 제1 조 풀리 결합부 및 제2 조 풀리 결합부와, 상기 제1 조 풀리 결합부 및 상기 제2 조 풀리 결합부를 연결하는 가이드부를 포함하는 엔드 툴 허브를 더 포함하고,
상기 제1 조 풀리는 상기 엔드 툴 허브의 상기 제1 조 풀리 결합부에 인접하게 배치되고,
상기 제2 조 풀리는 상기 엔드 툴 허브의 상기 제2 조 풀리 결합부에 인접하게 배치되어,
상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리 사이에 상기 스테이플 구동 어셈블리의 적어도 일부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 22 항에 있어서,
상기 제1 축이 상기 제1 조 풀리 결합부, 상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리 결합부에 차례로 관통 삽입되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 22 항에 있어서,
상기 엔드 툴 허브 내에 상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리가 차례로 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 22 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리, 상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 제2 조 풀리는 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 22 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 가이드부 사이에 배치되는 제1 스테이플 보조 풀리를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 26 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 와이어는 상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제1 스테이플 보조 풀리의 공통 내접선상에 위치하며, 상기 제1 스테이플 보조 풀리에 의해 상기 제1 스테이플 풀리의 회전 각도가 확장되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 21 항에 있어서,
상기 스테이플 구동 어셈블리는 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와, 상기 왕복 이동 어셈블리를 연결하는 스테이플 링크 어셈블리를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 28 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리는,
상기 제1 스테이플 풀리, 상기 제2 스테이플 풀리, 상기 왕복 이동 어셈블리와 각각 결합되는 링크 부재를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 29 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고,
상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고,
상기 링크 부재에는 상기 제1 돌출 부재가 결합되는 제1 슬롯(slot) 및 상기 제2 돌출 부재가 결합되는 제2 슬롯이 형성되어,
상기 제1 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 슬롯 내에서 상기 제1 슬롯과 접촉하면서 이동하고,
상기 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 슬롯 내에서 상기 제2 슬롯과 접촉하면서 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 30 항에 있어서,
상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 링크 부재 상에서 서로 대칭되게 형성되어,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 링크 부재가 일 방향으로 이동하고,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 링크 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 28 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전하면,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 엔드 툴의 원위부 측과 근위부 측으로 교대로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 28 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리에 의해, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 28 항에 있어서,
상기 제1 조에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고,
상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 가이드 홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 21 항에 있어서,
상기 제1 조와 상기 제2 조에 관통 삽입되어 상기 제1 조와 상기 제2 조의 회전 중심이 되는 조 회전축을 더 포함하고,
상기 제1 축은, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리에 관통 삽입되어 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리의 회전 중심이 되는 조 풀리 회전축이고,
상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리가 상기 조 풀리 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 조 회전축은 상기 조 풀리 회전축에 대해 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 35 항에 있어서,
상기 제1 조와 상기 제2 조가 클로즈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 원위부 방향으로 이동하고,
상기 제1 조와 상기 제2 조가 오픈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 근위부 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 21 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리;
상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 37 항에 있어서,
상기 엔드 툴은 상기 제1 축을 중심으로 요(yaw) 회전이 가능한 동시에, 상기 제2 축을 중심으로 피치(pitch) 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 37 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어; 및
상기 제2 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw);
상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리;
상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제2 조 풀리;
상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리에 인접하게 배치되는 제1 스테이플 풀리;
상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제2 조 풀리에 인접하게 배치되는 제2 스테이플 풀리; 및
상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리에 각각 연결되고, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전에 따라 왕복 이동하는 스테이플 링크 어셈블리;를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리는, 상기 제1 조 내에 수용되는 카트리지의 왕복 이동 어셈블리와 결합하여, 상기 왕복 이동 어셈블리를 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 상기 제2 스테이플 풀리의 회전 방향에 따라 상기 스테이플 링크 어셈블리가 상기 엔드 툴의 원위부 측 또는 근위부 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고,
상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고,
상기 스테이플 링크 어셈블리에서 상기 제1 스테이플 풀리와 마주보는 면에는 제1 슬롯이 형성되고, 상기 스테이플 링크 어셈블리에서 상기 제2 스테이플 풀리와 마주보는 일면에는 제2 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 43 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 슬롯 내에서 상기 제1 슬롯과 접촉하면서 이동하고,
상기 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 슬롯 내에서 상기 제2 슬롯과 접촉하면서 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 43 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리는 단일 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 43 항에 있어서,
상기 제1 돌출 부재 및 상기 제2 돌출 부재는 캠(cam) 형태로 형성되고,
상기 제1 돌출 부재가 회전하면서 상기 스테이플 링크 어셈블리의 상기 제1 슬롯을 가압하고, 상기 제2 돌출 부재가 회전하면서 상기 스테이플 링크 어셈블리의 상기 제2 슬롯을 가압하여, 상기 스테이플 링크 어셈블리가 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 43 항에 있어서,
상기 제1 돌출 부재의 중심은 상기 제1 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되고,
상기 제2 돌출 부재의 중심은 상기 제2 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 43 항에 있어서,
상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 스테이플 링크 어셈블리 상에서 서로 상하 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 43 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 스테이플 링크 어셈블리가 일 방향으로 이동하고,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 조에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고,
상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 가이드 홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리;
상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 51 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리가 상기 제2 축을 중심으로 같은 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리는 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 같은 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리는 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 서로 다른 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리는 상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리 중 어느 하나와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
스테이플 와이어에 의해 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 회전하는 동안, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리는 회전하지 아니할 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 조에는 카트리지가 수용될 수 있는 카트리지 수용부가 형성되고,
상기 제2 조에는 상기 카트리지의 스테이플이 접촉할 수 있는 앤빌(anvil)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 40 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어;
상기 제2 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어;
상기 제1 스테이플 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 스테이플 와이어;
상기 제2 스테이플 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 스테이플 와이어;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw);
상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1 조 풀리;
상기 제1 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어;
상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제2 조 풀리;
상기 제2 조 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어;
상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리;
상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;
상기 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 상기 제1 조 풀리 및 상기 제2 조 풀리 사이에 배치되는 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리;
상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리에 연결되고, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전에 따라 왕복 이동하는 스테이플 링크 어셈블리;
상기 제1 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제1 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제1 스테이플 풀리로 전달하는 제1 스테이플 와이어;
상기 제2 스테이플 풀리와 적어도 일부가 접촉되어 상기 제2 스테이플 풀리의 회전에 필요한 구동력을 상기 제2 스테이플 풀리로 전달하는 제2 스테이플 와이어;를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리는, 상기 제1 조 내에 수용되는 카트리지의 왕복 이동 어셈블리와 결합하고,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리와 상기 왕복 이동 어셈블리를 거쳐서 상기 카트리지의 작업 부재로 전달되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 60 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리에 의해, 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 양방향 회전 운동이, 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 제1 조와 상기 제2 조에 관통 삽입되어 상기 제1 조와 상기 제2 조의 회전 중심이 되는 조 회전축을 더 포함하고,
상기 제1 축은, 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리에 관통 삽입되어 상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리의 회전 중심이 되는 조 풀리 회전축이고,
상기 제1 조 풀리와 상기 제2 조 풀리가 상기 조 풀리 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 조 회전축은 상기 조 풀리 회전축에 대해 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 62 항에 있어서,
상기 제1 조와 상기 제2 조가 클로즈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 원위부 방향으로 이동하고,
상기 제1 조와 상기 제2 조가 오픈 되면, 상기 조 회전축이 상기 엔드 툴의 근위부 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 62 항에 있어서,
상기 제1 조 또는 상기 제2 조에는 유동 결합 홀이 형성되고,
상기 제1 조 풀리 또는 상기 제2 조 풀리에는 축 결합부가 형성되어,
상기 축 결합부가 상기 유동 결합 홀에 끼워진 상태에서, 상기 축 결합부가 상기 유동 결합 홀 내에서 일정 정도 이동할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전하면,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 엔드 툴의 원위부 측과 근위부 측으로 교대로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 제1 조에는 그 길이 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고,
상기 스테이플 링크 어셈블리는 상기 가이드 홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 스테이플 링크 어셈블리는,
상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 각각 결합되는 링크 부재를 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 67 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리에는 제1 돌출 부재가 형성되고,
상기 제2 스테이플 풀리에는 제2 돌출 부재가 형성되고,
상기 링크 부재에서 상기 제1 스테이플 풀리와 마주보는 면에는 제1 슬롯이 형성되고, 상기 링크 부재에서 상기 제2 스테이플 풀리와 마주보는 일면에는 제2 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 제1 돌출 부재 및 상기 제2 돌출 부재는 캠(cam) 형태로 형성되고,
상기 제1 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제1 슬롯을 가압하고, 상기 제2 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크 부재의 상기 제2 슬롯을 가압하여, 상기 링크 부재가 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 제1 돌출 부재의 중심은 상기 제1 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되고,
상기 제2 돌출 부재의 중심은 상기 제2 스테이플 풀리의 중심과 일치하지 않고, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 스테이플 풀리에 대해 일정 정도 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 제1 슬롯의 두께 및 상기 제2 슬롯의 두께는 각각 상기 링크 부재의 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 제1 슬롯의 두께와 상기 제2 슬롯의 두께의 합은 상기 링크 부재의 두께와 실질적으로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제1 돌출 부재가 상기 제1 슬롯 내에서 상기 제1 슬롯과 접촉하면서 이동하고,
상기 제2 스테이플 풀리가 회전하면, 상기 제2 돌출 부재가 상기 제2 슬롯 내에서 상기 제2 슬롯과 접촉하면서 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 제1 슬롯과 상기 제2 슬롯은 상기 링크 부재 상에서 서로 상하 대칭되게 형성되어,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하면 상기 링크 부재가 일 방향으로 이동하고,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 풀리가 서로 동일한 방향으로 회전하면 상기 링크 부재는 상기 일 방향에 있어서 정지해 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 68 항에 있어서,
상기 돌출 부재는 핀(pin) 형태로 형성되고,
상기 돌출 부재가 회전하면서 상기 링크의 상기 슬롯을 가압하여 상기 링크가 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 75 항에 있어서,
상기 슬롯은 상기 스테이플 풀리와 동심을 이루지 않고 비스듬하게 형성되고, 상기 핀은 상기 슬롯을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 67 항에 있어서,
상기 링크 부재는 단일 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리;
상기 제2 조 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 78 항에 있어서,
상기 엔드 툴은 상기 제1 축을 중심으로 요(yaw) 회전이 가능한 동시에, 상기 제2 축을 중심으로 피치(pitch) 회전이 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 78 항에 있어서,
상기 제1 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제1 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제1 조 와이어; 및
상기 제2 조 풀리 및 상기 한 쌍의 엔드 툴 제2 조 피치 메인 풀리에 적어도 일부가 감기는 제2 조 와이어;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 58 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 제1 스테이플 피치 메인 풀리;
상기 제2 스테이플 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 한 쌍의 제2 스테이플 피치 메인 풀리;를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - 제 81 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리와 상기 제1 스테이플 피치 메인 풀리 사이, 또는 상기 제2 스테이플 풀리와 상기 제2 스테이플 피치 메인 풀리 사이에 배치되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되어, 상기 제1 스테이플 와이어 또는 상기 제2 스테이플 와이어의 경로를 가이드하는 스테이플 와이어 이탈 방지 풀리를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴. - (a) 스테이플 구동 어셈블리의 제1 스테이플 풀리가 제1 축을 중심으로 제1 방향으로 회전하고, 제2 스테이플 풀리가 제1 축을 중심으로 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 연결된 스테이플 링크 어셈블리 및 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 카트리지의 왕복 이동 어셈블리는 제2 축을 따라 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 단계;
(b) 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면, 상기 왕복 이동 어셈블리와 접촉하고 있는 작업 부재가 상기 왕복 이동 어셈블리와 함께 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 단계;
(c) 상기 작업 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면서, 상기 작업 부재가 상기 카트리지 내의 스테이플을 상기 카트리지의 외부로 토출시키는 동시에, 상기 작업 부재의 블레이드가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 단계;
(d) 상기 제1 스테이플 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 상기 제2 방향으로 회전하고, 상기 제2 스테이플 풀리가 상기 제1 축을 중심으로 상기 제1 방향으로 회전하면, 상기 제1 스테이플 풀리 및 상기 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 스테이플 링크 어셈블리 및 상기 스테이플 링크 어셈블리와 연결된 상기 카트리지의 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 근위부 방향으로 이동하는 단계;를 포함하는, 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리가 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 회전하면, 상기 왕복 이동 어셈블리는 상기 카트리지의 원위부 방향 또는 상기 카트리지의 근위부 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리 또는 제2 스테이플 풀리의 상기 제1 축을 중심으로 한 양방향 회전 운동이, 상기 제1 스테이플 풀리 및 제2 스테이플 풀리와 연결된 상기 왕복 이동 어셈블리의 상기 제2 축을 따른 왕복 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 85 항에 있어서,
상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동에 의해, 상기 작업 부재는 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 왕복 이동 어셈블리의 일 면 상에는 랙(rack)이 형성되고,
상기 작업 부재는 래칫이 형성된 래칫 부재를 포함하여,
상기 랙이 상기 래칫 부재와 밀착 접촉한 상태에서 상기 래칫 부재를 밀어줌으로써, 상기 래칫 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 작업 부재는, 상기 제2 축 방향에 있어서는 정지해 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 작업 부재는, 상기 왕복 이동 어셈블리가 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동할 때만 상기 왕복 이동 어셈블리와 함께 상기 카트리지의 원위부 측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 제1 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제1 스테이플 풀리를 회전시키는 제1 스테이플 와이어 및 상기 제2 스테이플 풀리와 결합하여 상기 제2 스테이플 풀리를 회전시키는 제2 스테이플 와이어를 더 포함하고,
상기 제1 스테이플 와이어 또는 제2 스테이플 와이어에 의한 상기 제1 스테이플 풀리 또는 제1 스테이플 풀리의 양방향 회전이 상기 왕복 이동 어셈블리의 왕복 직선 운동으로 변환되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트를 이용한 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 작업 부재가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면서,
상기 작업 부재의 지부가 상기 카트리지 내의 복수 개의 스테이플들을 차례로 밀어 올려서 스테이플링 동작이 수행되는 동시에,
상기 작업 부재의 상기 지부의 일측에 형성된 블레이드가 상기 카트리지의 원위부 방향으로 이동하면서 커팅 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트의 구동 방법. - 제 83 항에 있어서,
상기 (a)에서 (d) 단계가 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 수술용 인스트루먼트의 구동 방법.
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