KR20240105804A - 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치 - Google Patents

Abstract

초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 융복합형 외과 수술 장치는 핸드피스(20)와, 진동자 유닛(10)과, 케이블(24)을 통해 상기 진동자 유닛(10)과 접속되는 것으로 하나의 초음파 신호선(55)에 의해 상기 진동자(13)와 연결되고, 하나의 고주파 신호선(56)에 의해 상기 고주파 전달용 도전부재(15c)를 통해 상기 조오(23)와 전기적으로 연결되고, 하나의 그라운드선(57)에 의해 상기 진동자(13)와 연결되는 출력발생장치(30)와, 블레이드(21)와, 내부에 상기 블레이드(21)가 관통되게 삽입되는 튜브 형태의 시스(22)와, 상기 시스(22)의 앞쪽 끝부분에 피봇 지지되어 상기 블레이드(21) 선단부와 서로 접합 가능하게 설치되는 조오(jaw)(23), 및 상기 핸드피스(20)의 일측에 구비되어 상기 출력발생장치(30)의 출력을 조작하는 스위치 버튼(24)을 포함하고, 상기 핸드피스는 조오(jaw)와 블레이드(blade) 및 상기 조오와 연결되며, 좌우로 이동하여 상기 조오가 상기 블레이드에 대해 개폐되도록 하는 이너튜브(inner tube)를 포함하고, 하단 조오에는 상측 방향으로 돌출된 테일(tail)과 고정 핀이 관통하는 제1홀이 형성되되, 상기 테일은 중심 부분에 상기 제1홀이 형성된 테일몸체가 형성되고, 상기 테일몸체를 중심으로 좌측에는 제1 테일이 연장되고 우측에는 제2 테일이 연장되고, 상기 제1 테일과 제2 테일은 각각 좌우 방향으로 경사면을 가지고, 상기 상단 조오는 일단이 상기 이너 튜브에 연결되며, 상기 상단조오에는 상기 하단 조오의 테일이 삽입되는 테일 소켓(tail socket)과 상기 고정 핀이 관통하는 제2 홀이 형성되되, 상기 상단 조오의 테일 소켓은 중심 부분에 상기 하단 조오의 테일몸체가 삽입되는 테일몸체홈이 형성되고,상기 테일 몸체홈을 중심으로 좌우에는 상기 제1테일에 대향되는 제1 테일 소켓과 상기 제2 테일에 대향되는 제2 테일 소켓이 연장되고, 상기 제1 테일 소켓과 제2 테일 소켓은 각각 좌우 방향으로 경사면을 가지고, 상기 테일 몸체홈에는 상기 제2홀이 형성되고, 상기 하단조오에 형성된 제1홀은 수직 방향으로 일정 길이를 가져 상기 고정 핀이 수직 방향으로 이동가능하고,상기 상단조오와 상기 하단조오는 결합된 상태에서 상기 제1홀의 길이에 상응하는 유격을 가지되, 상기 상단조오의 일 방향으로의 회전에 의해 상기 하단조오가 상기 블레이드와 접촉되는 시점에서는 상기 고정 핀이 상기 제1홀의 상측에 위치하고,상기 이너튜브가이동되면 상기 하단조오와 상기 블레이드가 접촉된 상태에서 상기 상단조오가 반대 방향으로 회전하여 상기 고정 핀이 상기 제1 홀의 하측 방향으로 이동하면서 하측 방향으로 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치{Hybrid-type surgeory operation device which are ultrasonic wave type and high-frequency wave type combined}

본 발명은 외과 수술 장치에 관한 것으로, 특히 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치에 관한 것이다.

복강경 수술과 흉강경 수술과 치질 수술 등을 포함하는 외과적 목적, 전립선 수술 또는 혹 제거와 같은 비뇨기과적 목적, 및 자궁근종 제거와 같은 부인과 수술적 목적, 두경부 외과, 비만 수술 등에 사용되는 고주파 수술장치 또는 초음파 수술장치는 메인 유닛과, 메인 유닛에 연결되는 고주파 또는 초음파 수술용 핸드피스를 포함한다.

전기 수술기는 고주파 전류를 이용하여 인체조직을 절개하거나 출혈부위를 지혈하는 목적으로 사용되는 수술기로서, 20kHz 이상의 교류를 사용하여 인체에 영향을 덜 미치기 때문에 현대 외과 수술에 필수적인 수술용 기기로 사용되고 있다. 한편, 초음파 수술기는 초음파 진동자로부터의 초음파 진동이 진동 전달 부재를 통해 처치부측의 프로브에 전달됨으로써, 초음파를 이용하여 생체 조직의 절개, 절제, 혹은 응고 등의 처치를 행하도록 되어 있다. 위와 같이 종래의 수술장치용 핸드피스는 초음파 수술기와 전기 수술기 각각의 전용 핸드피스로 이루어져, 수술시 의료진이 수술 부위의 형태 및 중요도 등에 따라 초음파 또는 전기 수술 출력 발생 장치를 각각 사용하여야 한다.

또한, 수술 장비의 교체 또는 수술 핸드 피스의 교체가 필요하여, 사용 상황별, 사용 부위별 최적의 수술기를 선택하는 부분에 있어서 두가지의 기기가 별도로 필요하게 되어 의료비의 증가를 가져올 뿐만 아니라 수술 시간을 줄이는데 한계가 있는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 블레이드 구조와 관련하여 초음파 핸드피스는 조오(Jaw), 블레이드(Blade), 및 튜브(Tube)로 구성되고, 조오는 조오 상단, 조오 하단, 및 조오 테프론으로 구분되며 튜브는 메인 튜브(main tube)와 이너 튜브(inner tube)로 구성되며, 초음파 에너지 출력은 블레이드와 조오 테프론과 접촉되게 되고 블레이드의 수평방향 진동으로인한 마찰열 발생과 초음파 가진에 의하여 혈관 또는 조직의 절삭 혹은 지혈을 수행하고, 고주파 에너지 출력은 블레이드가 하나의 극(+)특성을 갖고, 조오 하단의 수직방향으로 형성된 톱날 구조의 금속 부품이 하나의 극(-)성을 갖게 되며 이때 발생된 고주파 열에 의하여 혈관 또는 조직의 절삭 혹은 지혈하는 것이 가능하도록 설계된 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치를 제공하는 것이다,

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치는 핸드피스(20)와, 상기 핸드피스(20)에 착탈 가능하게 장착되는 진동자 유닛(10)과, 케이블(24)을 통해 상기 진동자 유닛(10)과 접속되는 것으로 하나의 초음파 신호선(55)에 의해 상기 진동자(13)와 연결되고, 하나의 고주파 신호선(56)에 의해 상기 고주파 전달용 도전부재(15c)를 통해 상기 조오(23)와 전기적으로 연결되고, 하나의 그라운드선(57)에 의해 상기 진동자(13)와 연결되는 출력발생장치(30)와, 상기 진동자 유닛(10)에 결합되는 블레이드(21)와, 내부에 상기 블레이드(21)가 관통되게 삽입되는 튜브 형태의 시스(22)와, 상기 시스(22)의 앞쪽 끝부분에 피봇 지지되어 상기 블레이드(21) 선단부와 서로 접합 가능하게 설치되는 조오(jaw)(23), 및 상기 핸드피스(20)의 일측에 구비되어 상기 출력발생장치(30)의 출력을 조작하는 스위치 버튼(24)을 포함하는 외과 수술 장치로서,

상기 핸드피스는 조오(jaw)와 블레이드(blade) 및 상기 조오와 연결되며, 좌우로 이동하여 상기 조오가 상기 블레이드에 대해 개폐되도록 하는 이너튜브(inner tube)를 포함하고, 상기 조오는 도브테일(dovetail) 구조로 결합된 상단조오와 하단조오를 구비하며,

상기 하단 조오에는 상측 방향으로 돌출된 테일(tail)과 고정 핀이 관통하는 제1홀이 형성되되, 상기 테일은 중심 부분에 상기 제1홀이 형성된 테일몸체가 형성되고, 상기 테일몸체를 중심으로 좌측에는 제1 테일이 연장되고 우측에는 제2 테일이 연장되고, 상기 제1 테일과 제2 테일은 각각 좌우 방향으로 경사면을 가지고,

상기 상단 조오는일단이 상기 이너 튜브에 연결되며, 상기 상단조오에는 상기 하단 조오의 테일이 삽입되는 테일 소켓(tail socket)과 상기 고정 핀이 관통하는 제2 홀이 형성되되, 상기 상단 조오의 테일 소켓은 중심 부분에 상기 하단 조오의 테일몸체가 삽입되는 테일몸체홈이 형성되고,상기 테일 몸체홈을 중심으로 좌우에는 상기 제1테일에 대향되는 제1 테일 소켓과 상기 제2 테일에 대향되는 제2 테일 소켓이 연장되고, 상기 제1 테일 소켓과 제2 테일 소켓은 각각 좌우 방향으로 경사면을 가지고, 상기 테일 몸체홈에는 상기 제2홀이 형성되고,

상기 하단조오에 형성된 제1홀은 수직 방향으로 일정 길이를 가져 상기 고정 핀이 수직 방향으로 이동가능하고,상기 상단조오와 상기 하단조오는 결합된 상태에서 상기 제1홀의 길이에 상응하는 유격을 가지되, 상기 상단조오의 일 방향으로의 회전에 의해 상기 하단조오가 상기 블레이드와 접촉되는 시점에서는 상기 고정 핀이 상기 제1홀의 상측에 위치하고,상기 이너튜브가이동되면 상기 하단조오와 상기 블레이드가 접촉된 상태에서 상기 상단조오가 반대 방향으로 회전하여 상기 고정 핀이 상기 제1 홀의 하측 방향으로 이동하면서 하측 방향으로 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위치 회로부(40)는 상기 제1 스위치 버튼(24a)과 전기적으로 연결되는 제1 다이오드(41a), 제1 콘덴서(41b), 제1 광트랜지스터(41c) 및 제1 연산 증폭기(41d)로 이루어져 최고 세기의 출력 신호를 처리하는 최고 출력 신호처리부(41)와, 상기 제2 스위치 버튼(24b)과 전기적으로 연결되는 제2 다이오드(42a), 제2 콘덴서(42b), 제2 광트랜지스터(42c) 및 제2 연산 증폭기(42d)로 이루어져 현재 설정된 단계의 출력 신호를 처리하는 현재 출력 신호처리부(42)로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 출력발생장치(40) 내부에는 고주파 출력발생부(41)와 저주파 출력발생부(41b)가 하나의 기판에 일체로 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하단조오의 적어도 일부분이 상기 블레이드에 접촉된 상태에서, 상기 이너튜브의 좌우 이동에 의해 상기 상단조오가 하측 방향으로 이동하여 압력을 가하도록 이루어지고, 상기 하단조오와 상기 블레이드는 서로 다른 극성을 가지는 전극 구조로 이루어지며, 상기 조오는 상기 블레이드와 접촉되어 상기 블레이드의 진동에 따른 마찰에 의해 초음파를 발생시키기 위한 패드부;를 더 구비하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 블레이드는 상기 이너튜브의 내부를 관통하며,

상기 이너튜브와 상기 블레이드 사이에, 절연을 위한 절연튜브가 배치되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 하단조오의 적어도 일부분이 상기 블레이드에 접촉된 상태에서, 상기 이너튜브의 좌우 이동에 의해 상기 상단조오가 하측 방향으로 이동하여 압력을 가하는 것도 가능하다.

또한, 상기 핸드피스는,

상기 이너튜브의 외부를 감싸는 메인튜브(main tube); 및

상기 이너튜브와 상기 블레이드 사이에 절연을 위해 배치되는 절연튜브;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치는 초음파 수술기와 복합 수술기에 모두 호환 가능하게 적용할 수 있는 공용화된 외과 수술용 진동자 유닛을 제공함으로써 재고 관리가 용이하고, 제품의 단가를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 복합 수술기의 작동을 위한 전기 입력 신호와 출력 신호를 단순화시킨 수술기를 제공함으로써 수술기의 제조가 매우 용이하고 초음파 및 고주파 에너지 출력을 효과적으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치는 복합 초음파 출력 발생부와 고주파 출력 발생부를 하나로 통합함으로써 시술자의 사용의 편의성이 향상되고, 제조사 입장에서는 전체 부품수와 공정 시간을 대폭 줄여 제품의 단가를 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파수술기 또는 복합수술기 전체를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파수술기 또는 복합수술기의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치에 구비되는 핸드피스의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 핸드피스의 상단조오와 하단조오의 구성 및 동작에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 및 도 9는 외과 수술 장치용 핸드피스의 내부 구성에 대한 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 핸드피스의 상단조오와 하단조오의 구성에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 복합수술기에 적용되는 진동자 유닛을 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 진동자 유닛에서 진동자 하우징과 진동자 헤드를 분리한 분해 사시도이다.
도 13은 초음파 시술기에 사용되는 진동자 유닛을 도시한 사시도이다.
도 14는 도 11에 도시된 진동자 유닛에서 진동자 하우징과 진동자 헤드를 분리한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 시술기의 입력 및 출력 전기신호를 도시한 개념도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 시술기의 입력 및 출력 전기신호를 도시한 개념도이다.
도 17은 스위치 회로부의 세부적인 구성을 도시한 블록도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파수술기 또는 복합수술기 전체를 나타내었고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파수술기 또는 복합수술기를 분해사시도로써 나타내었다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 수술기 또는 초음파 및 고주파 복합수술기는 크게 핸드피스(20), 진동자 유닛(10), 블레이드(21), 시스(22), 조오(jaw)(23) 및 출력발생장치(30)를 포함하여 구성된다. 본 발명에서의 출력발생장치(30)에서는 초음파 시술 시에 약 555 kHz의 주파수를 발생시킨다.

상기 핸드피스(20)는 시술 시에 사용자가 손으로 파지하는 부분으로서, 아래쪽에 손잡이(26)가 구비되고, 전면에 수술자가 초음파 에너지 및 고주파 에너지의 출력을 제어기하기 위한 스위치 버튼(24)이 구비되어 있다. 본 발명에 따른 스위치 버튼(24)을 통해 초음파 및 고주파 출력을 제어하기 위한 전기 신호 흐름과 배선 구선에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

이러한 핸드피스(20)에는 출력발생장치(30)로부터 공급되는 전류를 이용해 초음파 진동 및 고주파 에너지를 발생시켜 혈관 등의 인체 조직을 절개하거나 출혈 부위를 지혈할 수 있으며, 이를 위해 블레이드(21)의 초음파 진동을 발생시키기 위한 진동자 유닛(10)을 구비할 수 있다. 진동자 유닛(10)은 케이블(25)을 통해 출력발생장치(30)와 연결되어 있다. 또한, 핸드피스(20)는 서로 일정 간격을 두고 개폐가능하며 대전되는 서로 반대 극성을 가지는 조오(jaw)와 블레이드(blade)를 구비할 수 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치에 구비되는 핸드피스의 내부 구성을 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 3을 참조하여 조오(110)의 세부 구성 및 동작에 대해 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 조오(110)는, 튜브(130)와 연결되어, 조작유닛을 통한 사용자의 조작에 따라 개폐되어 조오(110)와 블레이드(120) 사이에 혈관 등의 인체 조직이 고정되고, 인체 조직이 고정된 상태에서 조오(110)와 블레이드(120) 사이에 발생하는 고주파 또는 진동유닛에 의해 발생하는 블레이드(120)의 초음파 진동에 의해 절개 또는 지혈될 수 있다. 조오(110)는 도브테일 구조로 결합된 상단조오와 하단조오를 구비하며, 상단조오와 하단조오는 수직 방향 또는 수평 방향의 도브테일 구동 방식으로 동작하여 조오(110)가 블레이드(120)에 대해 개폐될 수 있다.

바람직하게는 조오(110)는 도브테일 구조로 결합된 상단조오(111)와 하단조오(115)를 구비하며, 상단조오(111)의 일단 부분(A)이 이너튜브(inner tube, 131)에 연결될 수 있다. 이너튜브(131)는 도 2에 도시된 최외곽의 메인튜브(130) 내부에 배치되는 튜브로서, 메인튜브(130)에 의해 외부가 감싸지도록 구성될 수 있다.

한편, 상단조오(111)의 또 다른 일단 부분(B)은 메인튜브(130)와 연결되어, 이너튜브(131)의 좌우 이동에 의해 상단조오(111)가 메인튜브(130)와의 연결 부분(B)을 회전축으로 회전하며, 그에 따라 도브테일 구조로 결합된 상단조오(111)와 하단조오(115)가 함께 회전하여 조오(110)가 블레이드(120)에 대해 개폐될 수 있다. 블레이드(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이너튜브(131)의 내부를 관통하도록 구성되어, 이너튜브(131)에 의해 외부가 감싸지는 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 하단조오(115)에는 상측 방향으로 돌출된 하나 이상 테일(tail)과 고정 핀이 관통하는 제1 홀이 형성되고, 상단조오(111)에는 하단조오(155)의 테일이 삽입되는 하나 이상의 테일 소켓(tail socket)과 고정 핀이 관통하는 제2 홀이 형성될 수 있다.

도 4 내지 도 7에는 핸드피스의 상단조오와 하단조오의 구성 및 동작에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들을 나타내었다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 하단조오(115)에는 상측 방향으로 돌출된 하나 이상 테일(tail)과 고정 핀이 관통하는 제1 홀이 형성되고, 상단조오(111)에는 하단조오(155)의 테일이 삽입되는 하나 이상의 테일 소켓(tail socket)과 고정 핀이 관통하는 제2 홀이 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 하단조오(115)는 상측 방향으로 돌출된 테일(116)을 구비하며, 테일(116)은 중심 부분에 테일몸체(116a)가 형성되고, 테일몸체(116a)를 중심으로 좌우로 각각 제1 테일(116b)과 제2 테일(116c)이 연장된 구조를 가질 수 있다.

한편, 하단조오(115)의 테일몸체(116a)에는 상단조오(111)와의 결합을 위한 고정 핀(미도시)이 관통하는 제1 홀(117)이 형성되며, 두개의 테일들(116b, 116c)은 각각 도 4에 도시된 바와 같이 좌우 방향으로 경사면을 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 핸드피스(100)의 조오에 상단조오와 하단조오가 도브테일(dovetail) 구조로 결합되고, 상단조오와 하단조오를 관통하는 고정 핀이 수직 방향으로 이동 가능하도록 홀을 일정 길이로 형성하여 그에 상응하는 유격이 상단조오와 하단조오 사이에 발생하도록 할 수 있다.

그에 따라, 하단조오가 블레이드에 접촉된 상태에서 상단조오가 하측 방향으로 이동해 조오와 블레이드 사이의 혈관이나 조직 등에 추가적인 압력을 가하여 견고하게 고정되도록 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상단조오(111)는 상측 방향으로 함몰된 테일소켓(112)을 구비하며, 테일소켓(112)은 중심 부분에 상단조오(111)의 테일몸체(116a)가 삽입되는 테일몸체홈(112a)가 형성되고, 테일몸체홈(112a)을 중심으로 좌우로 각각 제1 테일소켓(112b)과 제2 테일소켓(112c)이 연장된 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 하단조오(115)와 상단조오(111)에 각각 형성된 제1, 2 홀들(117, 113) 중 적어도 하나는 관통된 고정 핀이 수직 방향으로 이동 가능하도록 일정 길이를 가져, 상단조오(111)와 하단조오(115)는 결합된 상태에서 홀의 길이에 상응하는 유격을 가질 수 있다.

그에 따라, 하단조오(115)의 적어도 일부분이 블레이드(120)에 접촉된 상태에서, 이너튜브(131)의 좌우 이동에 의해 상단조오(111)가 하측 방향으로 이동하여 압력을 가하도록 하여, 조오(110)와 블레이드(120) 사이에 위치한 혈관 등의 인체 조직을 보다 견고하게 고정할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 조오와 블레이드 사이 고주파를 발생시키기 위한 고주파 발생부와 블레이드의 진동에 의한 초음파를 발생시키기 위한 초음파 발생부를 하나의 출력발생장치(30)에 구비시켜, 외과 수술 장치(10)의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 6의 (a)를 참조하면, 상단조오(111)에 형성된 제2 홀(113)은 단면이 원형의 형상을 가지며, 관통되는 고정 핀의 외경과 상응하는 크기를 가질 수 있다. 한편, 도 6의 (b)를 참조하면, 하단조오(115)에 형성된 제1 홀(117)은 수직 방향으로 일정 길이(L)를 가져, 관통된 고정 핀이 상황에 따라 수직 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 상단조오(111)의 회전에 의해 하단조오(115)가 블레이드(120)와 접촉되는 시점에서는, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 고정 핀이 제1 홀(117)의 상측에 위치할 수 있다. 그 후, 사용자가 조작유닛을 통해 이너튜브(131)를 좌측 방향으로 계속 이동시키면, 하단조오(115)와 블레이드(120)가 접촉된 상태에서 상단조오(111)가 시계 반대 방향으로 계속 회전하면서, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정 핀이 제1 홀(117)의 하측 방향으로 이동하면서 하측 방향으로 힘이 가해질 수 있다.

상기한 바와 같은 상단조오(111)와 하단조오(115)의 동작에 의해, 하단조오(115)와 블레이드(120) 사이에 위치한 혈관 등의 인체 조직에 수직방향의 추가적인 힘이 가해지며, 그로 인해 절개 또는 지혈하고자 하는 인체 조직이 하단조오(115)와 블레이드(120) 사이에서 견고하게 고정될 수 있다.

도 8 및 도 9에는 외과 수술 장치용 핸드피스의 내부 구성에 대한 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면들을 나타내었다.

도 8을 참조하면, 블레이드(120)와 이너튜브(131) 사이에는 절연튜브(132)가 배치되어, 조오(110)와 연결된 이너튜브(131)와 블레이드(120) 사이의 절연을 통해 고주파를 이용한 전기 수술기로 동작시 양자 간의 단락을 방지할 수 있다.

또한, 도 9를 참조하면, 조오(110)는 블레이드(120)와 접촉되어 블레이드(120)의 진동에 따른 마찰에 의해 초음파를 발생시키기 위한 패드부(119)를 더 구비할 수 있다.

패드부(119)는 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 등과 같은 수지로 구성되며, 조오(110)가 닫힌 상태가 되었을 때 블레이드(120)와 접촉될 수 있도록 그와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

도 10에는 핸드피스의 상단조오와 하단조오의 구성에 대한 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면을 나타내었다. 도 10을 참조하면, 상단조오(111)와 하단조오(115)는 수평 방향의 도브테일 구동을 위한 구조로 결합되어, 이너튜브(131)의 좌우 이동에 의해 조오(110)가 블레이드(120)에 대해 개폐되도록 구성될 수 있다.

상단조오(111)와 하단조오(115)에는 각각 수평 방향으로 연장된 테일소켓(112')과 테일(116')이 형성되어, 이너튜브(131)의 좌우 이동에 의해 상단조오(111)가 키-홈 구조의 캠 구조를 따라 이동하여, 도브테일 구조의 면 대 면 슬라이딩에 의해 조오(110)가 개폐될 수 있다.

도 11은 복합수술기에 적용되는 진동자 유닛을 도시한 사시도이다. 도 12는은 도 11에 도시된 진동자 유닛에서 진동자 하우징과 진동자 헤드를 분리한 분해 사시도이다. 도 13은 초음파 시술기에 사용되는 진동자 유닛을 도시한 사시도이다. 도 14는 도 13에 도시된 진동자 유닛에서 진동자 하우징과 진동자 헤드를 분리한 분해 사시도이다.

도 11 내지 도 14를 참조하면, 본 발명은 초음파 수술기 또는 초음파 및 고주파 복합 수술기에 장착되어 초음파 진동을 발생시키는 진동자 유닛을 공용화 가능하도록 모듈화하고 초음파 전용 헤드와 복합 에너지 전용 헤드를 진동자 유닛에 필요에 따라 결합하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

또한, 핸드피스(20)에는 출력발생장치(30)로부터 공급되는 에너지를 이용해 고주파를 발생시켜 혈관 등의 인체 조직을 절개하거나 출혈 부위를 지혈하며, 이를 위해 서로 일정 간격을 두고 개폐가능하며 대전되는 서로 반대 극성을 가지는 조오(23)와 블레이드(21)를 구비할 수 있다. 조오(23)는, 시스(22)의 앞쪽 끝부분에 연결되어, 손잡이(26)에 구비된 조작유닛을 통한 사용자의 조작에 따라 개폐되어 조오(23)와 블레이드(21) 사이에 혈관 등의 인체 조직이 고정되고, 인체 조직이 고정된 상태에서 조오(23)와 블레이드(21) 사이에 발생하는 바이폴라(bipolar) 고주파 또는 진동유닛에 의해 발생하는 블레이드(21)의 초음파 진동에 의해 절개 또는 지혈될 수 있다.

여기서, 시스(22)는 내부가 비어 있고 길이가 긴 관 형태로 뒤쪽 끝부분은 핸드피스(21)에 장착되고 앞쪽 끝부분에는 조오(23)가 피봇 가능하게 연결되어 있고 내부에는 블레이드(21)가 관통되게 삽입된다. 이러한 시스(22)는 후술하는 진동자 헤드(12)의 고주파 전달용 도전부재(도 3a의 15c)와 전기적으로 연계되어 있어 조오(23)로 고주파 전류를 전달하는 고주파 전기 경로를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동자 유닛(10)은 초음파 진동을 발생시키는 진동자(13)가 내장설치되는 진동자 하우징(11)과, 진동자 하우징(11)의 앞쪽 끝부분에 결합되어 수술기의 동작을 제어 하기위한 전기신호를 전달하는 도전부재(15)가 구비되는 진동자 헤드(12)가 결합된다. 여기서, 진동자 하우징(11)은 동일한 형태 및 구조로 이루어지고, 진동자 헤드(12)는 초음파 전용 헤드와 복합 에너지 전용 헤드로 구별하여 제작된다. 이에 따라 제조사에서는 수요자의 요구에 맞게 공용화된 진동자 하우징(11)에 초음파 전용 헤드 또는 복합 에너지 전용 헤드를 선택적으로 결합함으로써 다양한 모델 라인의 수술 장치를 보다 쉽게 제작할 수 있게 된다.

상기 진동자 헤드(12)는 전체적으로 내부가 비어 있는 중공의 관 형태로 이루어지고 뒤쪽은 진동자 하우징(11)과 결합되고 앞쪽은 핸드피스(20)의 삽입부에 결합된다. 앞서 언급한 바와 같이 이러한 진동자 헤드(12)는 초음파 수술기 또는 복합 수술기에 따라 서로 다르게 제작된다.

먼저, 복합 에너지 전용 진동자 헤드(12)는 진동자 하우징(11)과 결합되는 결합부에 비해 핸드피스(20)에 삽입되는 삽입부의 직경이 상대적으로 작게 형성된다. 진동자 헤드(12)의 삽입부에는 스위치 버튼(24)과 출력발생장치(30)와 전기적으로 연계되는 도전부재(15)가 장착된다.

이러한 도전부재(15)는 스위치 버튼의 전기 신호선과 연계되는 신호전달용 도전부재(15a)와 스위치 버튼의 그라운드선과 연계되는 그라운드 전달용 도전부재(15b)와, 출력발생장치(30)의 고주파 신호를 전달하는 고주파 전달용 도전부재(15c)가 일정 간격을 두고 순차 배치되어 있다.

상기 도전부재(15a)(15b)(15c)는 모두 링 형상으로 전후 일정 간격으로 진동자 헤드(12)에서 삽입부의 외주면을 감싸도록 순차 배치되어 있다. 이때 고주파 신호 전달부재(15c)는 진동자 헤드(12)의 맨 앞쪽에 배치되어 핸드피스(20)에 결합된 시스(22)와 전기적으로 연계되어 시스(22)로 고주파 전류를 전달할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 복합 에너지 전용 진동자 헤드(12)는 핸드피스(20)에서 스위치 버튼(24)과 시스(22)에 근접 배치되는 헤드(12)의 삽입부에 도전부재(15a)(15b)(15c)를 순차 배치하면서, 고주파 신호 전달부재(15c)를 시스(22)와 가장 가까이 위치한 헤드(12)의 맨 앞쪽에 배치함으로써 종래에 비해 고주파 전달 구조와 신호선 배선을 보다 간단하게 구현할 수 있게 된다.

다음으로, 초음파 전용 진동자 헤드(12) 역시 체적으로 내부가 비어있는 중공의 관 형태로 이루어진다. 여기서 핸드피스 측에 결합되는 진동자 헤드(12) 앞부분에는 신호 전달용 도전부재(15a)와 그라운드 전달용 도전부재(15b)가 장착된 성형물이 순차적으로 결합되어 진동자 헤드(12)와 일체를 이루게 된다. 이들 도전부재(15a)(15b)는 스위치 버튼(24a)(24b)의 전기 신호선(51)과 그라운드 신호선(53)과 연계되어 있다.

본 발명에 따른 진동자 유닛(10)은 초음파 수술기 또는 복합 수술기에 장착하여 사용할 때 스위치 버튼(12)에 의한 입력 신호와 출력발생장치(30)에서의 출력 신호가 간단한 배선 구조로 구현될 수 있다. 이를 위해, 스위치 버튼(12), 스위치 회로부(40), 진동자 헤드(12)의 각 도전부재(15a)(15b)(15c)는 케이블(25)의 전기 신호선을 통해 출력발생장치(30)까지 독립적인 전기 신호 회로 구성한다.

특히 본 발명은 2개의 스위치 버튼에 의해 출력되는 서로 다른 출력신호를 하나의 신호선으로 전송할 수 있도록 구현함으로써 진동자 헤드(12)의 각 도전부재(15a)(15b)(15c)를 효과적으로 배치할 수 있게 되었다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 시술기의 입력 및 출력 전기신호를 도시한 개념도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 시술기의 입력 및 출력 전기신호를 도시한 개념도이다. 도 17은 스위치 회로부의 세부적인 구성을 도시한 블록도이다.

도 15를 참조하여 복합 에너지 전용 진동자 유닛(10)이 장착된 복합 시술기의 전기 신호라인을 설명하기로 한다. 도 15를 참조하면, 스위치 버튼(24)은 크게 2개로 이루어져 있다. 하나는 항상 최고의 세기로 초음파 또는 고주파 출력을 발생시키는 제1 스위치 버튼(24a)이고, 다른 하나는 현재 설정된 단계의 세기로 초음파 또는 고주파 출력을 발생시키는 제2 스위치 버튼(24b)이다.

먼저, 스위치 버튼(12)을 통한 입력 신호가 출력발생장치(30)로 전달되는 경로를 설명한다. 제1 스위치 버튼(24a)은 제1 신호선(51)에 의해 스위치 회로부(40)에 연결되어 있고, 제2 스위치 버튼(24b)은 제2 신호선(52)에 의해 스위치 회로부(40)에 연결되어 있다. 스위치 회로부(40)는 하나의 신호선인 제3 신호선(54)에 의해 진동자 헤드(12)의 신호 전달용 도전부재(15a)와 연결된다. 그리고 신호 전달용 도전부재(15a)은 케이블(25)에 구비되어 있는 신호선을 통해 출력발생장치(30)와 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 제1 및 제2 스위치 버튼(24a)(24b)에 연결된 그라운드선(53)은 진동자 헤드(12)의 그라운드 전달용 도전부재(15c)와 전기적으로 연결된다.

초음파 출력 신호 경로는 (+)전류가 흐르는 초음파 신호선(56)이 출력발생장치(30)와 진동자 유닛의 진동자(13)에 전기적으로 연결되고, 그라운드선(57)도 출력발생장치(30)와 진동자 유닛의 진동자(13)에 전기적으로 연결되어 이루어진다. 고주파 출력 신호 경로는 (+)전류가 흐르는 고주파 신호선(55)이 출력발생장치(30)와 진동자 유닛의 고주파 전달용 도전부재(15c)에 전기적으로 연결되고, 그라운드선(57)은 출력발생장치(30)와 진동자 유닛의 진동자(13)에 전기적으로 연결되어 이루어진다.

본 발명에서의 그라운드선(57)은 초음파와 고주파의 출력 신호를 전달하는 공통 신호선의 역할을 한다. 구체적으로 초음파 시술 시에 그라운드선(57)은 (-)전류가 흐르는 초음파 신호선의 역할을 하고, 고주파 시술 시에 그라운드선(57)은 (-)전류가 흐르는 고주파 신호선의 역할을 한다. 이러한 그라운드선(57)은 진동자(13), 부스터(14)와 블레이드(21)가 일체로 이루어진 전체 경로를 통해 블레이드(21)의 선단부에 초음파 진동과 바이폴라(bipolar) 고주파 전극을 부여할 수 있다.

도 11을 참조하면, 초음파발생부(31a)는 초음파 전기 에너지를 기계적 진동 에너지로 전환하는 진동유닛을 매개로하여 핸드피스의 선단부인 블레이드로 전달되며, 고주파발생부(31b)는 조오와 블레이드 사이에 고주파를 발생시키기 위한 전류를 핸드피스로 공급할 수 있다. 예를 들어, 출력발생장치(30)에 의해 초음파 및 고주파 각각의 에너지원이 출력되며, 초음파 에너지는 케이블을 통해 핸드피스의 진동유닛으로 전달되어 블레이드에 진동이 발생하도록 할 수 있다.

한편, 출력발생장치(30)로부터 출력되는 고주파 에너지는 케이블(250)을 통해 핸드피스(100)의 진동유닛 외부 케이스로 전달되어 서로 다른 극성의 전극으로 동작하는 조오(110)와 블레이드(120) 사이에 고주파가 발생하도록 할 수 있다.

초음파 수술기의 전기 신호 배선 구조는 도 16에 개시되어 있다, 도 16을 참조하면, 초음파 수술기의 전기 신호 배선은 복합 수술기의 전기 신호 배선에서 고주파 신호선(55)이 생략되어 있다는 것을 제외하고는 나머지 신호 전달 구조는 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 복합 수술기의 출력 신호 라인에서 진동자(13)에 연결된 공통의 그라운드선(57)을 통해 초음파 출력과 고주파 출력을 전송하고 또한 2개의 스위치 버튼에 의해 출력되는 서로 다른 출력 신호를 하나의 신호선으로 출력발생장치(30)로 전송할 수 있어 신호 배선 레이아웃을 보다 효과적으로 설계할 수 있다.

2 개의 스위치 버튼을 통한 입력 신호 전달 구조를 도 17을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 17은 도 15 및 도 16에 도시된 스위치 회로부의 세부적인 구성을 도시한 블록도이다. 도 17을 참조하면, 스위치 회로부(40)는 제1 스위치 버튼(24a)으로부터 항상 최고의 세기로 초음파 또는 고주파 출력을 발생시키는 신호와 제2 스위치 버튼(24b)으로부터 현재 설정된 단계의 세기로 초음파 또는 고주파 출력을 발생시키는 신호를 각각 받고 이들을 연산 처리한 후에 출력발생장치(30)로 하나의 신호라인으로 보내준다.

이를 위한 스위치 회로부(40)는 크게 최고 출력 신호를 처리하는 최고 출력 신호처리부(41)와 현재 설정된 단계의 출력 신호를 처리하는 현재 출력 신호처리부(42)로 이루어진다.

최고 출력 신호처리부(41)는 제1 스위치 버튼(24a)과 제1 신호선(51)에 연결되며 제1 다이오드(41a), 제1 콘덴서(41b), 제1 광트랜지스터(41c) 및 제1 연산 증폭기(41d)로 구성된다. 그리고 현재 출력 신호처리부(42)는 제2 스위치 버튼(24b)과 제2 신호선(52)에 연결되며 2 다이오드(42a), 제2 콘덴서(42b), 제2 광트랜지스터(42c) 및 제2 연산 증폭기(42d)로 이루어진다.

이에 따라, 작업자가 핸드피스(20)의 일단에 부착된 제1 및 제2 스위치 버튼(24a)(24b)을 누르게 되면 최고 출력 또는 현재 설정 출력 입력에 따라 방향으로 흐르게 되고 다이오드(41a)(41b)와 일체화된 광트랜지스터(41c)((42c)에서 광 신호를 주게되어 교류 성분 중 양(+) 방향 또는 음(-) 방향 성분으로 분리 되어지며, 이를 연속적인 신호로 평활화하기 위해 컨덴서(41b)(42b)와 연동함으로서 평활한 양(+) 또는 음(-) 신호를 획득하게 된다. 이후 각각의 신호처리부(41)(42)에 배속되어 있는 연산 증폭기(41d)(42d)에서의 정해진 연산 로직(예를 들어, 0/0, 5V/5V, 0/5V-High, 5V/0-Low)에 의해 High(+), Low(-)의 신호 또는 신호 없음 처리로 구분하여 출력발생장치(30) 측에 전달함으로써 제1 및 제2 스위치 버튼(24a)((24b)과 연계하여 초음파 또는 융복합 에너지를 출력하게 된다. 여기서, 0/0 과 5V/5V 신호는 신호 없음으로 처리되고, 0/5V-High, 5V/0-Low는 High(+), Low(-)의 신호로 처리되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 복합 시술기에 있어서 조오(23)와 블레이드(21) 사이에 고주파를 발생시키기 위한 고주파 발생부(31a)와 블레이드(21)의 진동에 의한 초음파를 발생시키기 위한 초음파 발생부(31b)를 하나의 출력발생장치(30)에 구비시킨다. 즉, 고주파 발생부(31a)와 초음파 발생부(31b)의 출력을 제어하기 위한 제어부를 하나의 PCB 기판에 통합하여 제어함으로써 구성 부품을 최소화할 수 있다(도 15의 30 참조)

이상에서는 본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

또한 본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시는 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (7)

1. 핸드피스(20)와, 상기 핸드피스(20)에 착탈 가능하게 장착되는 진동자 유닛(10)과, 케이블(24)을 통해 상기 진동자 유닛(10)과 접속되는 것으로 하나의 초음파 신호선(55)에 의해 상기 진동자(13)와 연결되고, 하나의 고주파 신호선(56)에 의해 상기 고주파 전달용 도전부재(15c)를 통해 상기 조오(23)와 전기적으로 연결되고, 하나의 그라운드선(57)에 의해 상기 진동자(13)와 연결되는 출력발생장치(30)와, 상기 진동자 유닛(10)에 결합되는 블레이드(21)와, 내부에 상기 블레이드(21)가 관통되게 삽입되는 튜브 형태의 시스(22)와, 상기 시스(22)의 앞쪽 끝부분에 피봇 지지되어 상기 블레이드(21) 선단부와 서로 접합 가능하게 설치되는 조오(jaw)(23), 및 상기 핸드피스(20)의 일측에 구비되어 상기 출력발생장치(30)의 출력을 조작하는 스위치 버튼(24)을 포함하는 외과 수술 장치에 있어서,
   상기 핸드피스는 조오(jaw)와 블레이드(blade) 및 상기 조오와 연결되며, 좌우로 이동하여 상기 조오가 상기 블레이드에 대해 개폐되도록 하는 이너튜브(inner tube)를 포함하고, 상기 조오는 도브테일(dovetail) 구조로 결합된 상단조오와 하단조오를 구비하며,
   상기 하단 조오에는 상측 방향으로 돌출된 테일(tail)과 고정 핀이 관통하는 제1홀이 형성되되, 상기 테일은 중심 부분에 상기 제1홀이 형성된 테일몸체가 형성되고, 상기 테일몸체를 중심으로 좌측에는 제1 테일이 연장되고 우측에는 제2 테일이 연장되고, 상기 제1 테일과 제2 테일은 각각 좌우 방향으로 경사면을 가지고,
   상기 상단 조오는일단이 상기 이너 튜브에 연결되며, 상기 상단조오에는 상기 하단 조오의 테일이 삽입되는 테일 소켓(tail socket)과 상기 고정 핀이 관통하는 제2 홀이 형성되되, 상기 상단 조오의 테일 소켓은 중심 부분에 상기 하단 조오의 테일몸체가 삽입되는 테일몸체홈이 형성되고,상기 테일 몸체홈을 중심으로 좌우에는 상기 제1테일에 대향되는 제1 테일 소켓과 상기 제2 테일에 대향되는 제2 테일 소켓이 연장되고, 상기 제1 테일 소켓과 제2 테일 소켓은 각각 좌우 방향으로 경사면을 가지고, 상기 테일 몸체홈에는 상기 제2홀이 형성되고,
   상기 하단조오에 형성된 제1홀은 수직 방향으로 일정 길이를 가져 상기 고정 핀이 수직 방향으로 이동가능하고,상기 상단조오와 상기 하단조오는 결합된 상태에서 상기 제1홀의 길이에 상응하는 유격을 가지되, 상기 상단조오의 일 방향으로의 회전에 의해 상기 하단조오가 상기 블레이드와 접촉되는 시점에서는 상기 고정 핀이 상기 제1홀의 상측에 위치하고,상기 이너튜브가이동되면 상기 하단조오와 상기 블레이드가 접촉된 상태에서 상기 상단조오가 반대 방향으로 회전하여 상기 고정 핀이 상기 제1 홀의 하측 방향으로 이동하면서 하측 방향으로 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스위치 회로부(40)는 상기 제1 스위치 버튼(24a)과 전기적으로 연결되는 제1 다이오드(41a), 제1 콘덴서(41b), 제1 광트랜지스터(41c) 및 제1 연산 증폭기(41d)로 이루어져 최고 세기의 출력 신호를 처리하는 최고 출력 신호처리부(41)와, 상기 제2 스위치 버튼(24b)과 전기적으로 연결되는 제2 다이오드(42a), 제2 콘덴서(42b), 제2 광트랜지스터(42c) 및 제2 연산 증폭기(42d)로 이루어져 현재 설정된 단계의 출력 신호를 처리하는 현재 출력 신호처리부(42)로 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 출력발생장치(40) 내부에는 고주파 출력발생부(41)와 저주파 출력발생부(41b)가 하나의 기판에 일체로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하단조오의 적어도 일부분이 상기 블레이드에 접촉된 상태에서, 상기 이너튜브의 좌우 이동에 의해 상기 상단조오가 하측 방향으로 이동하여 압력을 가하도록 이루어지고,
   상기 하단조오와 상기 블레이드는 서로 다른 극성을 가지는 전극 구조로 이루어지며,
   상기 조오는 상기 블레이드와 접촉되어 상기 블레이드의 진동에 따른 마찰에 의해 초음파를 발생시키기 위한 패드부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드는 상기 이너튜브의 내부를 관통하며,
   상기 이너튜브와 상기 블레이드 사이에, 절연을 위한 절연튜브가 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 하단조오의 적어도 일부분이 상기 블레이드에 접촉된 상태에서, 상기 이너튜브의 좌우 이동에 의해 상기 상단조오가 하측 방향으로 이동하여 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 핸드피스는,
   상기 이너튜브의 외부를 감싸는 메인튜브(main tube); 및
   상기 이너튜브와 상기 블레이드 사이에 절연을 위해 배치되는 절연튜브;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식과 고주파 방식이 결합된 융복합형 외과 수술 장치.