WO2016133354A1 - 수술용 인스트루먼트 - Google Patents

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WO2016133354A1
WO2016133354A1 PCT/KR2016/001582 KR2016001582W WO2016133354A1 WO 2016133354 A1 WO2016133354 A1 WO 2016133354A1 KR 2016001582 W KR2016001582 W KR 2016001582W WO 2016133354 A1 WO2016133354 A1 WO 2016133354A1
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pulley
actuation
pitch
yaw
wire
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PCT/KR2016/001582
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English (en)
French (fr)
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이정주
김희진
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주식회사 리브스메드
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    • A61B2017/2944—Translation of jaw members

Definitions

  • the present invention relates to surgical instruments, and more particularly, to surgical instruments that are manually operable for use in laparoscopic surgery or various other surgeries.
  • surgery means repairing a disease by cutting, slitting, or manipulating skin, mucous membranes, or other tissues with medical devices.
  • open surgery to incise and open the skin of the surgical site to treat, shape, or remove the organs therein causes problems such as bleeding, side effects, patient pain, and scars. Therefore, in recent years, surgery or using a robot (robot), which is performed by inserting only a medical device, for example, a laparoscope, a surgical instrument, a microsurgical microscope, etc. by forming a predetermined hole in the skin, has been spotlighted as an alternative.
  • a robot which is performed by inserting only a medical device, for example, a laparoscope, a surgical instrument, a microsurgical microscope, etc. by forming a predetermined hole in the skin
  • a surgical instrument is a tool for operating a surgical site by manipulating an end tool provided at one end of a shaft passing through a hole drilled in the skin by a doctor using a predetermined driving unit by hand or by using a robot arm. .
  • the end tool provided in the surgical instrument performs a rotating operation, a gripping, a cutting operation, and the like through a predetermined structure.
  • the existing surgical instrument has a problem that the end tool portion is not bent, so it is not easy to access the surgical site and perform various surgical operations.
  • surgical instruments have been developed that can bend the end tool, but the operation of the control unit to bend the end tool or perform the surgical operation is intuitively consistent with the operation of the actual end tool to bend or perform the surgical operation. Not so, the intuitive operation is not easy from the operator's point of view, there was a problem that takes a long time to be skilled in the method of use.
  • the background art described above is technical information possessed by the inventors for the derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and is not necessarily a publicly known technique disclosed to the general public before the application of the present invention.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a surgical instrument for intuitively matching the operation of the actual end tool bending or performing the surgical operation, and the operation of the corresponding operation unit. do. More specifically, to this end, an end tool having various degrees of freedom, an operation unit having a structure for intuitively operating the operation of the end tool, and transmitting a driving force of the operation unit to the end tool to enable the operation of the end tool according to the operation of the operation unit. Provide a power transmission.
  • One embodiment of the invention comprises an end tool, each of which comprises a first jaw and a second jaw rotatably formed, the end tool being rotatable in two or more directions;
  • An operation unit for controlling rotation of the end tool in two or more directions, wherein the operation unit is formed to be connected to a first handle and the first handle, and controls yaw movement of the end tool.
  • a pitch manipulation unit for controlling movement, wherein at least some of the yaw manipulation unit, the actuation manipulation unit, and the pitch manipulation unit are formed to be directly connected to the first handle, and connected to the manipulation unit to control rotation of the manipulation unit.
  • a first jaw wire which transmits to a first jaw, and a second jaw wire which is connected to the operation unit and transmits a rotation of the operation unit to the second jaw.
  • Force transmitting portion And extending in a first direction (X-axis), the end tool being coupled to one end and the operation portion being coupled to the other end to connect the operation unit and the end tool, while connecting the end tool and the operation unit.
  • a connection part including a bent part formed to be bent more than once, wherein at least a part of the operation part extends toward the end tool.
  • the operation direction of the operation unit by the operator and the operation direction of the end tool are intuitively the same direction, the convenience of the operator can be improved and the accuracy, reliability, and quickness of the operation can be obtained. .
  • Figure 1a is a conceptual diagram of the pitch operation of a conventional surgical instrument
  • Figure 1b is a conceptual diagram of yaw operation.
  • Figure 1c is a pitch operation conceptual diagram of another conventional surgical instrument
  • Figure 1d is a yaw operation conceptual diagram.
  • Figure 1e is a conceptual diagram of the pitch operation of the surgical instrument according to the present invention
  • Figure 1f is a yaw operation conceptual diagram.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a surgical instrument according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the surgical instrument of FIG.
  • FIG. 4 and 5 are perspective views showing the end tool of the surgical instrument of FIG.
  • 6A is a plan view illustrating an end tool of the surgical instrument of FIG. 2.
  • 6B is a plan view showing an end tool of a conventional surgical instrument.
  • 6C is a view illustrating a modification of the end tool of FIG. 6A.
  • FIG. 6D is a view illustrating a modification of the end tool of FIG. 6A.
  • FIG. 7A and 7B are perspective views illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 2.
  • FIG. 8 is a view schematically illustrating only a configuration of pulleys and wires constituting a joint of a surgical instrument according to an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the pulleys and wires associated with the actuation operation and the yaw operation of the surgical instrument according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 7.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 7.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of pulleys and wires related to the pitch operation of the surgical instrument according to the exemplary embodiment of FIG. 7 for each of the first and second articles.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 7.
  • FIG. 13 is a view showing an example of a direct joint of the yaw joint.
  • FIG. 14 is a view showing an example of an indirect joint of the yaw joint.
  • 15 is a diagram illustrating an example of an indirect joint of a pitch joint.
  • 16 is a diagram illustrating an example of a direct joint of a pitch joint.
  • FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the pulleys and wires related to the operation of Article 1 of the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 9 and modifications thereof.
  • FIG. 18 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 19 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 20 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 21 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 22 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 23 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 24 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 25 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 26 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 27 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 28 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 8.
  • FIG. 29 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 16.
  • FIG. 32 is a perspective view showing a surgical instrument according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is an internal perspective view of the surgical instrument of FIG.
  • FIG. 34 is a side view of the surgical instrument of FIG. 33.
  • 35 and 36 are perspective views illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 33.
  • 37 and 38 are perspective views showing the yaw motion of the surgical instrument of FIG.
  • 39 and 40 are perspective views showing the actuation operation of the surgical instrument of FIG.
  • 41 is a perspective view of a surgical instrument according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a side view of the surgical instrument of FIG. 41.
  • FIG. 43 is a perspective view illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 42.
  • 44 and 45 are perspective views illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 41.
  • 46 and 47 are perspective views showing the actuation operation of the surgical instrument of FIG.
  • FIG. 48 is a perspective view showing the yaw motion of the surgical instrument according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 49 is a view showing the actuation operation of the surgical instrument according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 50 is a perspective view showing a surgical instrument according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 51 is a side view of the surgical instrument of FIG. 50.
  • FIG. 52 and 53 are perspective views illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 51.
  • 54 and 55 are perspective views illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 50.
  • FIG. 56 is a perspective view of a surgical instrument according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 57 is a perspective view illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 56.
  • FIG. 58 is an internal perspective view illustrating a wiring structure of the surgical instrument of FIG. 56.
  • FIG. 59 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 56.
  • FIG. 59 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 56.
  • 60 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 56.
  • 61 is a perspective view of a surgical instrument according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 62 is a side view of the surgical instrument of FIG. 61.
  • 63 and 64 are perspective views illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 61.
  • FIG. 65 is an internal perspective view illustrating the wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of FIG. 61.
  • FIG. 66 is an enlarged view of a portion A of FIG. 65.
  • FIG. 67 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 66.
  • FIG. 68 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 61; FIG.
  • FIG. 69 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 61.
  • 70 is a perspective view showing a surgical instrument according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 71 is a perspective view illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 70.
  • FIG. 72 is an internal perspective view illustrating the wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of FIG. 70.
  • FIG. 73 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 70;
  • 74, 75 and 76 are perspective views showing the pitch operation of the surgical instrument of FIG.
  • 77 is an internal perspective view of a surgical instrument according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 78 is a perspective view illustrating the yaw motion of the surgical instrument of FIG. 77.
  • FIG. 79 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 77.
  • FIG. 80 is a perspective view showing the inside of a surgical instrument according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 81 is an internal perspective view of the actuation gear removed from FIG. 80; FIG.
  • FIG. 82 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 81;
  • FIG. 83 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 81.
  • FIG. 84 is an internal perspective view of a surgical instrument according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 85 is an internal perspective view of the actuation gear removed from FIG. 84;
  • FIG. 86 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 84;
  • FIG. 87 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 84.
  • FIG. 88 is a perspective view of a surgical instrument according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • FIG. 89 is an internal perspective view illustrating a structure of a wire or the like of the surgical instrument of FIG. 88.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • each embodiment should not be interpreted or implemented independently, and the technical spirit described in each embodiment may be interpreted or implemented in combination with other embodiments separately described. It should be understood that there is.
  • the end tool rotates in the same direction intuitively as the operation direction of the operation unit. It features.
  • Figure 1a is a conceptual diagram of the pitch operation of a conventional surgical instrument
  • Figure 1b is a conceptual diagram of yaw operation.
  • the end tool 120a in performing a pitch operation of a conventional surgical instrument, the end tool 120a is formed in front of the rotation center 121a of the end tool, and the operation unit 110a is the rotation center 111a of the operation unit. In the state formed at the rear side, the end tool 120a is also rotated clockwise when the operation unit 110a is rotated clockwise, and the end tool 120a is also counterclockwise when the operation unit 120a is rotated counterclockwise. It is formed to rotate. Meanwhile, referring to FIG. 1B, in performing the yaw motion of a conventional surgical instrument, the end tool 120a is formed in front of the rotation center 121a of the end tool, and the operation unit 110a is the rotation center of the operation unit.
  • Figure 1c is a pitch operation conceptual diagram of another conventional surgical instrument
  • Figure 1d is a yaw operation conceptual diagram.
  • the end tool 120b is formed in front of the center of rotation (121b) of the end tool, 110b is formed behind the rotation center 111b of the operation unit.
  • the operation unit 110b is rotated clockwise, the end tool 120b rotates counterclockwise, and the operation unit 110b rotates counterclockwise.
  • the end tool 120b is then formed to rotate clockwise.
  • the rotational direction in which the user rotates the operation unit 110b and the rotational direction of the end tool 120b corresponding thereto are opposite to each other.
  • the end tool 120b in performing the yaw operation, is formed in front of the rotation center 121b of the end tool, and the operation unit 110b is located behind the rotation center 111b of the operation unit.
  • the end tool 120b rotates in the counterclockwise direction
  • the end tool 120b is formed to rotate in the clockwise direction. do.
  • the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in Figures 1e and 1f forms the end tool 120c in front of the center of rotation (121c) of the end tool, 110c) is also formed in front of the rotation center 111c of the operation unit, it characterized in that the operation of the operation unit 110c and the end tool 120c intuitively coincide.
  • Surgical instrument according to an embodiment of the present invention is shown in at least one moment of the operation process is formed so that at least a portion of the control unit closer to the end tool (than their joints) relative to their joints will be.
  • the surgical instrument according to an embodiment of the present invention can be said to intuitively coincide with each other because the end tool and the operation unit move with respect to the rotation center formed at the rear.
  • the moving parts of the end tool move with respect to the rotational center formed on the rear side
  • the moving parts of the control panel also move with respect to the corresponding rotational center formed on the rear side, so that the movements can be intuitively matched with each other. have.
  • This allows the user to intuitively and quickly perform end tool direction manipulations, which significantly reduces the possibility of mistakes.
  • a detailed mechanism for enabling such a function will be described.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a surgical instrument according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a side view of the surgical instrument of FIG.
  • the surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention, the operation unit 110, the end tool 120, the power transmission unit 130 and the connecting portion 140 ).
  • the connection portion 140 is formed in a hollow shaft (shaft) shape, one or more wires (to be described later) can be accommodated therein, one end of the operation unit 110 is coupled, the other end end The tool 120 may be coupled to serve to connect the operation unit 110 and the end tool 120.
  • the connecting portion 140 of the surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention is characterized in that the bent portion 141 is formed on the operation unit 110 side.
  • the end of the operation part 110 side of the connection part 140 is formed to be bent, such that the pitch operation part 111, the yaw operation part 112, and the actuation operation part 113 are formed on an extension line of the end tool 120, or It is formed adjacent to the extension line.
  • the pitch manipulation unit 111 and the yaw manipulation unit 112 are accommodated in the recess formed by the bent portion 141.
  • the shape and operation of the operation unit 110 and the end tool 120 may be more intuitively matched by the shape of the bent portion 141.
  • the plane where the bent portion 141 is formed may be a pitch plane, that is, a plane substantially the same as the XZ plane of FIG. 2.
  • the bent portion 141 is formed on the substantially same plane as the XZ plane, the interference between the operation portion can be reduced.
  • other configurations as well as the XZ plane may be possible.
  • the operation unit 110 is formed at one end of the connection unit 140, and provided with an interface that can be directly manipulated by a doctor, for example, a tong shape, a stick shape, a lever shape, and the like, when the doctor controls the corresponding interface.
  • the end tool 120 which is connected to and inserted into the body of the surgical patient, performs a surgery by performing a predetermined operation.
  • the operation unit 110 is shown as being formed in the shape of a handle that can be rotated in the state of inserting the finger in FIG. 2, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the end tool 120 is connected to the end tool 120. It will be possible to operate a variety of forms of operation 120).
  • the end tool 120 is formed at the other end of the connecting portion 140, and is inserted into the surgical site to perform the operation required for surgery.
  • a pair of jaws 121 and 122 may be used to perform a grip operation as shown in FIG. 2.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and various devices for surgery may be used as the end tool 120.
  • a configuration such as a one-armed cauterizer could be used as the end tool.
  • the end tool 120 is connected by the operation unit 110 and the power transmission unit 130, by receiving the driving force of the operation unit 110 through the power transmission unit 130, the grip (grip), cutting ( Perform operations necessary for surgery such as cutting and suturing.
  • the end tool 120 of the surgical instrument 100 is formed to be rotatable in at least two directions, for example, the end tool 120 is the Y axis of FIG. It may be configured to perform a pitch movement around the center and to perform a yaw movement and an actuation movement around the Z axis of FIG. 2.
  • the pitch operation is an operation in which the end tool 120 rotates in the vertical direction with respect to the extending direction of the connection portion 140 (the X-axis direction of FIG. 2), that is, the rotation about the Y-axis of FIG. 2. it means.
  • the end tool 120 extending from the connecting portion 140 in the extending direction of the connecting portion 140 may be rotated up and down about the Y axis with respect to the connecting portion 140.
  • the yaw motion is an operation in which the end tool 120 rotates in the left-right direction with respect to the extension direction (the X-axis direction of FIG. 2) of the connection part 140, that is, the operation about the Z-axis of FIG. 2.
  • the end tool 120 extending from the connecting portion 140 in the extending direction of the connecting portion 140 rotates from side to side about the Z axis with respect to the connecting portion 140.
  • the movement means that two jaws 121 and 122 formed in the end tool 120 rotate in the same direction with respect to the Z axis.
  • the actuation (actuation) operation is the end tool 120 is rotated about the same axis of rotation as the yaw (yaw) motion, the two jaws (121) 122 are rotated in opposite directions to each other ( jaw) refers to the action of lifting or unwinding. That is, the movement of the two jaws 121 and 122 formed in the end tool 120 rotates in opposite directions with respect to the Z axis.
  • the power transmission unit 130 connects the operation unit 110 and the end tool 120 to transmit the driving force of the operation unit 110 to the end tool 120, and includes a plurality of wires, pulleys, links, and nodes. , Gears, and the like.
  • the power transmission unit 130 may include a pitch wire (130P), Article 1 wire (130J1), Article 2 wire (130J2).
  • FIG. 4 and 5 are perspective views showing the end tool of the surgical instrument of Figure 2
  • Figure 6a is a plan view showing the end tool of the surgical instrument of FIG.
  • the end tool 120 of the first embodiment of the present invention is a pair of jaws 121 and 122 for performing a grip operation. That is, the first tank 121 and the second tank 122 are provided.
  • the end tool 120 is a J11 pulley (123J11), J12 pulley (123J12), J13 pulley (123J13), J14 pulley (123J14) and J15 pulley (123J15) associated with the rotational movement of the jaw (121) ), J21 pulley 123J21, J22 pulley 123J22, J23 pulley 123J23, J24 pulley 123J24, J25 pulley 123J25 associated with the rotational movement of the jaw 122.
  • Article 1 121, J11 pulley (123J11), J12 pulley (123J12), J14 pulley (123J14), Article 2 122, J21 pulley (123J21), J22 pulley (123J22), J24 pulley (123J24) ) May all be formed to rotate about the end tool pitch axis of rotation (123PA).
  • connection hub 142 is formed at one end of the connection unit 140 that is coupled to the end tool 120.
  • the J12 pulley (123J12), J13 pulley (123J13), J14 pulley (123J14), J15 pulley (123J15), J22 pulley (123J22), J23 pulley (123J23), J24 pulley (123J24), J25 pulley ( 123J25 is connected to the connection hub 142.
  • each pulley may be formed in various positions and sizes suitable for the configuration of the end tool. will be.
  • the J11 pulley 123J11 and the J21 pulley 123J21 are formed to face each other, and are formed to be rotatable independently of each other about the coarse rotation shaft 123JA.
  • the first jaw 121 is fixedly coupled to the J11 pulley 123J11 to rotate together with the J11 pulley 123J11
  • the second jaw 122 is fixedly coupled to the J21 pulley 123J21. It can rotate with J21 pulley 123J21.
  • yaw motion and actuation motion of the end tool 120 are performed.
  • one side of the J11 pulley (123J11) and J21 pulley (123J21) may be further provided with a secondary pulley J16 pulley (123J16) and J26 pulley (123J26), such auxiliary pulleys have a secondary exit pulley (123S) It may be formed to be rotatable about the center.
  • the J16 pulley 123J16 and the J26 pulley 123J26 are formed to rotate about one auxiliary exiting shaft 123S, each auxiliary pulley may be formed to be rotatable about a separate axis.
  • each auxiliary pulley may be formed to be rotatable about a separate axis.
  • the auxiliary pulley J16 pulley 123J16 may be disposed between the J11 pulley 123J11 and the J12 pulley 123J12 / J14 pulley 123J14.
  • the auxiliary pulley J26 pulley 123J26 may be disposed between the J21 pulley 123J21 and the J22 pulley 123J22 / J24 pulley 123J24. This auxiliary pulley will be described in more detail later.
  • a J12 pulley 123J12 and a J14 pulley 123J14 are disposed to face each other.
  • the J12 pulley 123J12 and the J14 pulley 123J14 are formed to be rotatable independently of each other about the end tool pitch rotation axis 123PA.
  • the J13 pulley 123J13 and the J15 pulley 123J15 are disposed to face each other.
  • J13 pulley 123J13 and the J15 pulley 123J15 are formed to be rotatable independently of each other about the Y-axis direction.
  • J12 pulley (123J12), J13 pulley (123J13), J14 pulley (123J14) and J15 pulley (123J15) are all shown to be formed to rotate around the Y-axis direction, the spirit of the present invention is Without being limited to this, the rotational axes of each pulley may be formed in various directions to suit the configuration.
  • Article 1 wire 130J1 is in turn such that at least a portion of J13 pulley (123J13), J12 pulley (123J12), J11 pulley (123J11), J16 pulley (123J16), J14 pulley (123J14), J15 pulley (123J15) Winding, the first wire 130J1 is formed to move along the pulleys while rotating the pulleys.
  • the Article 1 wire 130J1 is pulled toward the arrow J1R of FIG. 6A
  • the Article 1 wire 130J1 is pulled by the J15 pulley 123J15, J14 pulley 123J14, J16 pulley 123J16, J11 pulley 123J11.
  • J12 pulley (123J12), J13 pulley (123J13) is to be rotated, wherein the J11 pulley (123J11) is rotated in the direction of the arrow R of Figure 6a to rotate the first jaw (121) (jaw).
  • the Article 1 wire 130J1 is pulled toward the arrow J1L of FIG. 6A
  • the Article 1 wire 130J1 is pulled by the J13 pulley 123J13, J12 pulley 123J12, J11 pulley 123J11, J16 pulley 123J16.
  • J14 pulley (123J14), J15 pulley (123J15) is to be rotated, wherein the J11 pulley (123J11) is rotated in the direction of the arrow L of FIG. 6A to rotate the first jaw (121).
  • auxiliary pulleys 123J16 and 123J26 will be described in more detail.
  • the auxiliary pulleys 123J16 and 123J26 contact the first wire 130J1 and the second wire 130J2 and change the arrangement paths of the first wire 130J1 and the second wire 130J2 to some extent, It may serve to enlarge the radius of rotation of each of the first tank 121 and second tank 122. That is, when the auxiliary pulley is not disposed as shown in Figure 6b, each of the first tank 121 and the second tank 122 could be rotated only up to a right angle, in the embodiment of the present invention the auxiliary pulley (123J16, 123J26) By further providing, the effect of increasing the maximum rotational angle by ⁇ can be obtained as seen in FIG. 6A.
  • the auxiliary pulley is disposed. If not, each of the J11 pulley (not shown) and the J21 pulley 123J21 may rotate only to the M line of FIG. 6B in the arrow L direction. In other words, the fixed coupling portion of the Article 1 wire 130J1 and the J11 pulley 123J11 and the Article 1 wire 130J1 are rotatable only in a substantially right angle direction in which they are not separated.
  • the first tank 121 may be opened in the R direction, but The two tanks 122 cannot rotate beyond the M line in the L direction. Accordingly, in the state in which the first and second articles 121 and 122 perform yaw motions over a certain angle, there was a problem in that the actuation actions cannot be performed smoothly.
  • J11 pulley (123J11) and J26 pulley (123J16) and J26 pulley (one side of the J11 pulley (123J11) and J21 pulley (123J21) 123J26) is further arranged.
  • the 1st wire 130J1 and the 1st Article The tangential direction of the two pairs of wires 130J2 is changed, so that the fixed coupling portion of the two pairs of wires 130J2 and the J21 pulley 123J21 can rotate to the N line of FIG. 6A. That is, the coupling portion of the Article 2 wire (130J2) and J21 pulley (123J21) is rotatable until it is located on the common internal line of the J21 pulley (123J21) and J26 pulley (123J26).
  • the joint of the Article 1 wire 130J1 and the J11 pulley 123J11 is rotatable until it is positioned on a common internal line between the J11 pulley 123J11 and the J16 pulley 123J16, thereby expanding the rotation range in the R direction. Can be.
  • the present invention by increasing the rotation radius of the first tank 121 and the second tank 122, it is possible to obtain the effect of widening the yaw operating range in which the normal opening and closing actuation operation can be performed.
  • a J22 pulley 123J22 and a J24 pulley 123J24 are disposed to face each other.
  • the J22 pulley 123J22 and the J24 pulley 123J24 are formed to be rotatable independently of each other about the end tool pitch axis of rotation 123PA.
  • the J23 pulley 123J23 and the J25 pulley 123J25 are disposed to face each other.
  • the J23 pulley 123J23 and the J15 pulley 123J25 are formed to be rotatable independently of each other about the Y-axis direction.
  • the J22 pulley 123J22, J23 pulley 123J23, J24 pulley 123J24 and J25 pulley 123J25 are all shown to be rotatable about the Y-axis direction, the spirit of the present invention is Without being limited to this, the rotational axes of each pulley may be formed in various directions to suit the configuration.
  • Article 2 wire 130J2 is in turn such that at least a portion of J23 pulley (123J23), J22 pulley (123J22), J21 pulley (123J21), J26 pulley (123J26), J24 pulley (123J24), J25 pulley (123J25) Winding, the second wire 130J2 is formed to move along the pulleys while rotating the pulleys.
  • one end of the Article 1 wire 130J1 is pulled toward the arrow J1R of FIG. 6A, and at the same time the other end of the Article 1 wire 130J1 is pulled toward the arrow J1L of FIG. 6A (that is, the Article 1 wire 130J1).
  • the first jaw wire 130J1 moves downward from the J12 pulley 123J12 and the J14 pulley 123J14 which can rotate about the end tool pitch axis of rotation 123PA.
  • the second bath as shown in FIG. Since the wire 130J2 is wound upward of the J22 pulley 123J22 and the J24 pulley 123J24 which can rotate about the end tool pitch axis of rotation 123PA, the J21 in which the second article wire 130J2 is fixedly coupled.
  • the pulley 123J21, the second jaw 122, the jaw rotational axis 123JA, the end tool hub 123a and the first jaw 121 connected thereto are generally clockwise around the end tool pitch rotational axis 123PA.
  • the end tool 120 of the surgical instrument 100b of the present invention further includes a pitch pulley 123P
  • the operation unit 110 further includes a pitch wire end pulley 115P, and a power transmission unit 130.
  • the pitch pulley 123P of the end tool 120 may be rotatable about the end tool pitch rotation axis 123PA and may be formed to be fixedly coupled to the end tool hub 123a.
  • the pitch pulley of the operation unit may be rotatable about a pitch rotation axis and may be fixedly coupled to the pitch operation unit (not shown).
  • the pitch wire 130P may serve to connect the pitch pulley 123P of the end tool 120 and the pitch pulley of the operation unit.
  • the pitch coupled with the first handle 114 is achieved.
  • the pulley rotates about the pitch axis of rotation 1111, the rotation of the pitch pulley is transmitted to the pitch pulley 123P of the end tool 120 through the pitch wire 130P, and the pitch pulley 123P also rotates together.
  • the end tool 120 rotates to perform the pitch movement.
  • the surgical instrument 100 is the pitch pulley 123P of the end tool 120, the pitch wire end pulley 115P of the operation unit 110 and the power transmission unit 130.
  • the pitch wire 130P By providing the pitch wire 130P, the driving force of the pitch operation of the pitch operation part 111 can be transmitted to the end tool 120 more completely, and operation
  • 6C is a view showing a modification of the coupling structure of the end tool and the wire.
  • the Article 2 wire 130J2 when the Article 2 wire 130J2 is coupled to the J21 pulley 123J21, the Article 2 wire 130J2 is divided into two wires Article 2 wire R (130J2R) based on the J21 pulley 123J21. ) And the second wire L (130J2L), and then one end of each wire (130J2R) (130J2L) is coupled to the J21 pulley (123J21), respectively. That is, one end of the Article 2 wire R (130J2R) is coupled to the first coupling portion 123J21R of the J21 pulley (123J21), and one end of the Article 2 wire L (130J2L) is made of the J21 pulley (123J21). 2 is coupled to the coupling portion (123J21L).
  • the positions of the coupling portions 123J21R and 123J21L of the J21 pulley 123J21 are positions that allow the wires 130J2R and 130J2L to overlap each other.
  • the rotation radius of the second jaw 122 in FIG. 6B is limited to 90 °, and as a result, the rotation radius of the second jaw 122 can be expanded as shown in FIG. 6A.
  • Article 1 wire (130J1) can also be fixed to the J11 pulley (123J11) in the same manner as the above method, and consequently can extend the radius of rotation of the first Article 121. This may have the effect of widening the yaw operation range in which the normal opening and closing actuation operation can be performed.
  • 6D is a view showing another modification of the coupling structure of the end tool and the wire.
  • the first wire 130J1 when the first wire 130J1 is coupled to the J11 pulley 123J11, the first wire 130J1 may be divided into two wire first wire R (130J1R) based on the J11 pulley 123J11. ) And the first set of wires L (130J1L), one end of each wire strand (130J1R) (130J1L) is coupled to the coupling member (123J11C) of the J11 pulley (123J11), respectively.
  • the coupling member 123J21C is formed on the opposite side of the first tank 121 in the J11 pulley 123J11, one end of the first wire R (130J1R) is coupled to one side of the coupling member 123J21C, the coupling member One end of the first set wire L 130J1L is coupled to the other side of 123J21C.
  • the position of the coupling member 123J21C of the J11 pulley 123J11 is a position for further winding the wires 130J1R and 130J1L by half a turn.
  • the rotation radius of the second jaw 122 in FIG. 6B is limited to 90 °, and as a result, the rotation radius of the second jaw 122 can be expanded as shown in FIG. 6A.
  • Article 2 wire (130J2) can also be fixed to the J21 pulley (123J21) in the same manner as the above method, and consequently can extend the radius of rotation of the second tank (122). This may have the effect of widening the yaw operation range in which the normal opening and closing actuation operation can be performed.
  • Figure 7 (a) is a perspective view showing the operation of the surgical instrument of Figure 2
  • Figure 7 (b) is a perspective view of the rear view of Figure 7 (a).
  • the operation unit 110 of the surgical instrument 100 is the first handle 114 and the end tool 120 that the user can grip And an actuation operation unit 113 for controlling the actuation movement, a yaw operation unit 112 for controlling the yaw movement of the end tool 120, and a pitch operation unit 111 for controlling the pitch movement of the end tool 120. do.
  • the user moves the first handle 114 to the Y axis (ie, the pitch rotation axis 1111) while holding the first handle 114 with the palm. ) To perform the pitch operation, and to rotate the first handle 114 about the Z-axis (that is, yaw rotation axis 1121) to perform the yaw operation.
  • the user may perform the actuation operation by rotating the actuation manipulation unit 113 while the thumb and the index finger are inserted into the actuation manipulation unit 113.
  • the surgical instrument 100 when the surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention rotates the operation unit 110 in one direction with respect to the connecting portion 140, the end tool 120 and the operation direction of the operation unit 110 Intuitively rotates in the same direction.
  • the end tool 120 when the first handle 114 of the operation unit 110 is rotated in one direction, the end tool 120 also intuitively rotates in the same direction as the one direction to perform the pitch movement or the yaw movement.
  • the same direction may be explained by the fact that the movement direction of the finger of the user holding the operation unit 110 and the movement direction of the distal end portion of the end tool 120 form substantially the same direction.
  • the same direction may not be a perfectly matched direction on the three-dimensional coordinates, for example, if the user's finger moves to the left end of the end tool 120 also moves to the left, the user's finger is Moving downward, it will be understood that the distal end of the end tool 120 is the same as moving downward.
  • the surgical instrument 100 is based on a plane perpendicular to the extension axis (X axis) of the connecting portion 140 Characterized in that formed in the same direction. That is, when viewed from the YZ plane of FIG. 2, the operation unit 110 extends in the + X axis direction, and at the same time, the end tool 120 also extends in the + X axis direction.
  • the direction in which the end tool 120 is formed at one end of the connection part 140 and the direction in which the operation part 110 is formed at the other end of the connection part 140 are the same direction with respect to the YZ plane. It might be said.
  • the operation unit 110 is formed in a direction away from the body of the user holding the tooth, that is, the direction in which the end tool 120 is formed. That is, the first handle 114 and the actuation rotation parts 1132a and 1132b, which are gripped and moved by the user for the actuation motion, the yaw motion, the pitch motion, and the like, may be used for the motion to perform each motion. It extends in the direction of + X axis rather than the rotation center of the joint.
  • the moving part of the end tool 120 can configure the operation unit 110 in the same way that is formed extending in the + X-axis direction than the rotation center of each joint for the operation, as described with reference to FIG.
  • the operation direction of the user and the operation direction of the end tool coincide with both the viewpoint of the rotation direction and the viewpoint of the left and right directions, and as a result, the same operation can be intuitively performed.
  • the surgical instrument 100 is such that the operation direction of the operation unit 110 and the operation direction of the end tool 120 is intuitively the same direction, this
  • the operation unit 110 is, like the end tool 120, characterized in that the portion which is actually moved for the actuation motion, yaw motion, pitch motion is extended in the + X axis direction than the rotation center of the corresponding joint of each motion do. This will be described in more detail as follows.
  • the first handle 114 is formed to be gripped by the user by hand, and in particular, the user may be formed to hold and hold the first handle 114 with his palm.
  • An actuation operation unit 113 and a yaw operation unit 112 are formed on the first handle 114, and a pitch operation unit 111 is formed at one side of the yaw operation unit 112. The other end of the pitch manipulation unit 111 is connected to the bent portion 141 of the connection unit 140.
  • the actuation operation unit 113 includes a first actuation operation unit 113a and a second actuation operation unit 113b.
  • the first actuation operating portion 113a includes a first actuation rotation shaft 1131a, a first actuation rotation portion 1132a, a first actuation pulley 113P1, and a first actuation gear 1134a.
  • the second actuation operating portion 113b includes a second actuation rotation shaft 1131b, a second actuation rotation portion 1132b, a second actuation pulley 113P2, and a second actuation gear 1134b.
  • the first actuation rotation part 1132a and the second actuation rotation part 1132b may operate as a second handle.
  • the actuation rotation shafts 1131a and 1131b may be formed to form a predetermined angle with the XY plane in which the connecting portion 140 is formed.
  • the actuation rotation shafts 1131a and 1131b may be formed in a direction parallel to the Z axis, and in this state, when the pitch manipulation unit 111 or the yaw control unit 112 rotates, the actuation manipulation unit 113 The coordinate system of) can be changed relatively.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and the actuation rotation shafts 1131a and 1131b are formed in various directions so as to be suitable for the structure of the user's hand holding the actuation operation unit 113 by an ergonomic design.
  • the actuation rotation shafts 1131a and 1131b are formed in various directions so as to be suitable for the structure of the user's hand holding the actuation operation unit 113 by an ergonomic design.
  • an ergonomic design could be.
  • first actuation rotation part 1132a, the first actuation pulley 113P1, and the first actuation gear 1134a are fixedly coupled to each other so as to be rotatable together around the first actuation rotation shaft 1131a.
  • the first actuation pulley 113P1 may be composed of one pulley or two pulleys fixedly coupled to each other.
  • the second actuation rotation part 1132b, the second actuation pulley 113P2, and the second actuation gear 1134b are fixedly coupled to each other so as to be rotatable together about the second actuation rotation shaft 1131b.
  • the second actuation pulley 113P2 may be composed of one pulley or two pulleys fixedly coupled to each other.
  • first actuation gear 1134a and the second actuation gear 1134b are formed to mesh with each other, and may be formed to rotate together in opposite directions when one side rotates.
  • the yaw control unit 112 may include a yaw rotation shaft 1121, a Article 1 yoke pulley 112P1, a Article 2 yoke pulley 112P2, and a yaw frame 1123.
  • the yaw control unit 112 is a Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) formed on one side of the Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yaw auxiliary pulley (1) formed on one side of the Article 2 yo pulley (112P2) ( 112S2) may be further included.
  • the first auxiliary pulley 112S1 and the second auxiliary pulley 112S2 may be coupled to the pitch frame 1113 to be described later.
  • the yaw control unit 112 includes a Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2), Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2), respectively
  • a Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2) are illustrated as having two pulleys rotatably formed to face each other, the spirit of the present invention is not limited thereto. That is, one or more pulleys having the same diameter or different diameters may be provided according to the configuration of the yaw control unit 112.
  • a yaw rotation shaft 1121 is formed at one side of the actuation operating part 113 on the first handle 114.
  • the first handle 114 is formed to be rotatable about the yaw rotation shaft 1121.
  • the yaw rotation axis 1121 may be formed to form a predetermined angle with the XY plane in which the connecting portion 140 is formed.
  • the yaw rotation axis 1121 may be formed in a direction parallel to the Z axis, and when the pitch manipulation unit 111 rotates in this state, the coordinate system of the yaw rotation axis 1121 may be relatively changed as described above. Can be.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and by the ergonomic design, the yaw rotation shaft 1121 may be formed in various directions so as to be suitable for the structure of the user's hand holding the operation unit 110.
  • Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2) is coupled to the yaw axis of rotation (1121) to be rotatable about the yaw axis of rotation (1121).
  • Article 1 yo pulley (112P1) Article 1 wire 130J1 is wound
  • Article 2 yo pulley (112P2) Article 2 wire 130J2 may be wound.
  • Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2) are formed to face each other may be composed of two pulleys independently rotatable. Therefore, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys so that they can operate without interfering with each other.
  • the yaw frame 1123 connects the first handle 114, the yaw rotational shaft 1121, the first actuation rotational shaft 1131a, and the second actuation rotational shaft 1131b, and the first handle 114 and the yaw control unit ( 112 and the actuation operating portion 113 to be integrally rotated about the yaw rotation axis 1121.
  • the pitch control section 111 includes a pitch rotation shaft 1111, a first set of pitch pulleys-a (111P1a), a set of first pitch pulleys-b (111P1b), a set of second set of pitch pulleys-a (111P2a), A pair of pitch pulley-b (111P2b) and a pitch frame (pitch frame 1113) may be included.
  • the pitch operation part 111 may be formed of a first pitch assist pulley-a (111S1a) formed on one side of the first bath pitch pulley-a (111P1a) and a first bath formed on one side of the first bath pitch pulley-b (111P1b).
  • the pitch manipulation unit 111 is connected to the bent portion 141 of the connecting portion 140 through the pitch rotation axis 1111.
  • the pitch frame 1113 becomes a base frame of the pitch manipulation unit 111, and the yaw rotation shaft 1121 is rotatably coupled to one end thereof. That is, the yaw frame 1123 is formed to be rotatable about the yaw rotation axis 1121 with respect to the pitch frame 1113.
  • the yaw frame 1123 connects the first handle 114, the yaw axis of rotation 1121, the first actuation axis of rotation 1113a, and the second actuation axis of rotation 1113b, and also the yaw frame 1123.
  • the pitch frame 1113 includes a pitch rotating shaft 1111, a first set of pulleys-a (111P1a), a first set of pulleys-b (111P1b), a second set of pulleys-a (111P2a), and a second set of pitches.
  • Jaw pitch pulley-b 111P2b is engaged.
  • the first set pitch pulley-a (111P1a), the first set pitch pulley-b (111P1b), the second set pitch pulley-a (111P2a), and the second set pitch pulley-b (111P2b) It is coupled to the pitch rotation axis 1111 so as to be rotatable about the rotation axis 1111.
  • first jaw pitch pulley-a (111P1a) and the first jaw pitch pulley-b (111P1b) may be formed to face each other to be independently rotatable. Therefore, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys so that they can operate without interfering with each other.
  • second jaw pitch pulley-a (111P2a) and the second jaw pitch pulley-b (111P2b) may also be formed to face each other and be rotatable independently. Therefore, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys so that they can operate without interfering with each other.
  • the pitch wire end pulley 115P is fixedly coupled to the pitch frame 1113 so as to rotate together.
  • the pitch wire 130P is fixedly coupled to the pitch frame 1113 via the pitch wire auxiliary pulley 115S and the pitch wire end pulley 115P.
  • the pitch frame 1113 and the pitch wire end pulley 115P can rotate together about the pitch rotation axis 1111 by pitch rotation.
  • the operation of the pitch wire 130P is as follows.
  • Pitch pulley 123P is formed in the end tool 120 by being fixedly coupled to the end tool hub 123a, and pitch wire end pulley 115P is formed in the operation unit 110, and they are connected to each other by pitch wire 130P.
  • the pitch operation of the end tool may be more easily performed according to the pitch manipulation of the manipulation unit 110.
  • the ends of both sides of the pitch wire 130P are fixedly coupled to the pitch frame 1113 via the corresponding pitch wire auxiliary pulley 115S and the pitch wire end pulley 115P, respectively, and each pitch wire end pulley 115P. It is also fixedly coupled to the pitch frame 1113.
  • the pitch frame 1113 and the pitch wire end pulley 115P rotate together about the pitch rotation axis 1111 by the pitch rotation of the operation unit, and as a result, both sides of the pitch wire 130P move in opposite directions.
  • the power of the additional pitch rotation can be transmitted separately from the pitch operation of the end tool by the first jaw wire 130J1 and the second jaw wire 130J2.
  • the first handle 114, the pitch control unit 111, the yaw control unit 112, the actuation operation unit 113 is summarized as follows.
  • An actuation rotation shaft 1131a and 1131b, a yaw rotation shaft 1121, and a pitch rotation shaft 1111 may be formed on the first handle 114.
  • the actuation rotation shafts 1131a and 1131b are directly formed on the first handle 114, the first handle 114 and the actuation operating unit 113 may be directly connected to each other.
  • the yaw rotation shaft 1121 is directly formed on the first handle 114, the first handle 114 and the yaw control part 112 may be directly connected.
  • pitch control unit 111 is formed to be connected to the yaw control unit 112 on one side of the yaw control unit 112, the pitch control unit 111 is not directly connected to the first handle 114, pitch control unit 111 and the first handle 114 may be formed to be indirectly connected through the yaw control unit (112).
  • the pitch manipulation unit 111 and the end tool 120 are the same or parallel axes (X-axis). It can be formed on. That is, the pitch rotating shaft 1111 of the pitch manipulation unit 111 is formed at one end of the bent portion 141 of the connection unit 140, and an end tool 120 is formed at the other end of the connection unit 140. Will be.
  • one or more intermediary pulleys MP may be disposed in the middle of the connection part 140, in particular, the bent part 141. At least some of the wires are wound around the mediation pulleys MP to guide the path of the wires, so that the wires may be disposed along the bent shape of the bent portion 141.
  • the connecting portion 140 is shown to be formed to be curved to have a predetermined curvature with the bent portion 141, the spirit of the present invention is not limited thereto, the connecting portion 140 is a straight line as necessary Or the bent one or more times, or in this case, the pitch manipulation part 111 and the end tool 120 may be said to be formed on substantially the same or parallel axes. will be.
  • FIG. 3 shows that the pitch manipulation unit 111 and the end tool 120 are each formed on an axis parallel to the X axis, the spirit of the present invention is not limited thereto. 111 and end tool 120 may be formed on different axes from one another.
  • the user inserts the index finger into the first actuation rotation part 1132a and puts the thumb in the second actuation rotation part 1132b, using either one finger or both fingers to actuate the rotation parts 1132a and 1132b. ),
  • the first actuation pulley 113P1 and the first actuation gear 1134a fixedly coupled to the first actuation rotation part 1132a rotate about the first actuation rotation shaft 1131a, and the The second actuation pulley 1133b and the second actuation gear 1134b fixedly coupled to the second actuation rotation part 1132b rotate about the second actuation rotation shaft 1131b.
  • the first actuation pulley (113P1) and the second actuation pulley (113P2) is rotated in the opposite direction to each other, therefore, the first Article wire 130J1 wound by fixedly wound at one end to the first actuation pulley (113P1) ) And the second pair of wires 130J2 wound around one end fixedly coupled to the second actuation pulley 113P2 are also moved in opposite directions.
  • the rotational force is transmitted to the end tool 120 through the power transmission unit 130, so that two jaws 121 and 122 of the end tool 120 perform an actuation operation.
  • the actuation operation means an operation of opening or closing the jaws 121 and 122 while the two jaws 121 and 122 rotate in opposite directions.
  • a second handle is provided with a first actuation rotation part 1132a and a second actuation rotation part 1132b for the above-described actuation operation, and the two fingers can be operated by holding two fingers.
  • the configuration of the actuation operation unit 113 for the actuation operation for opening and closing two jaws of the end tool 120 is different from the above, and the two actuation pulleys (the first actuation) with one actuation rotation part as described above.
  • Other modifications such as a configuration in which the pulley 113P1 and the second actuation pulley 113P2 operate in opposite directions may be sufficiently possible.
  • the actuation operating portion 113 and the yaw control portion 112 rotate the yaw rotation shaft 1121. Yaw rotation around the center. That is, when the first actuation pulley 113P1 of the first actuation operation part 113a to which the article 1 wire 130J1 is fixed is rotated about the yaw rotation shaft 1121, the article 1 yo pulley ( Article 1 wire (130J1) wound on 112P1) is moved.
  • the article 2 yo pulley ( Article 2 wire (130J2) wound on 112P2) is moved.
  • the first article wire 130J1 connected to the first article 121 and the second article wire 130J2 connected to the second article 122 have the first article 121 and the second article ( 122 is wound around Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2) to rotate in the same direction.
  • the rotational force is transmitted to the end tool 120 through the power transmission unit 130, so that two jaws 121 and 122 of the end tool 120 rotate in the same direction. To perform.
  • the yaw frame 1123 connects the first handle 114, the yaw rotational shaft 1121, the first actuation rotational shaft 1131a, and the second actuation rotational shaft 1131b, the yaw frame 1123 and the yaw frame 1123 The operation unit 112 and the actuation operation unit 113 are rotated together about the yaw rotation axis 1121.
  • the actuation operating unit 113 When the user holds the first handle 114 and rotates the first handle 114 about the pitch rotation shaft 1111, the actuation operating unit 113, the yaw operating unit 112, and the pitch operating unit 111 are rotated.
  • the pitch is rotated about the pitch axis of rotation 1111. That is, when the first actuation pulley 113P1 of the first actuation operation part 113a to which the first jaw wire 130J1 is fixedly coupled rotates about the pitch rotation axis 1111, the first jaw pitch pulley ⁇
  • the first group wire 130J1 wound around a (111P1a) and the first group pitch pulley-b (111P1b) moves.
  • both strands of the first article wire 130J1 move in the same direction
  • both strands of the second article wire 130J2 move in the same direction
  • the first article The first and second wires 130J1 and 130J2 are formed of the first and second jaw pitch pulleys 111P1a and 111P1b and the second and second jaw pitch pulleys so that the 121 and the second jaw 122 can pitch rotate. 111P2a, 111P2b).
  • the rotational force is transmitted to the end tool 120 through the power transmission unit 130, so that two jaws 121 and 122 of the end tool 120 perform a pitch operation.
  • the pitch frame 1113 is connected to the yaw frame 1123, the yaw frame 1123 is the first handle 114, the yaw axis of rotation 1121, the first actuation axis of rotation (1131a), the second actuation axis of rotation ( 1131b), when the pitch frame 1113 rotates about the pitch rotation axis 1111, the yaw frame 1123, the first handle 114, the yaw rotation shaft 1121, and the first frame connected to the pitch frame 1113 are formed.
  • the first actuation rotation shaft 1131 a and the second actuation rotation shaft 1131 b rotate together. That is, when the pitch operation unit 111 rotates about the pitch rotation axis 11111, the actuation operation unit 113 and the yaw operation unit 112 rotate together with the pitch operation unit 111.
  • the surgical instrument 100 is formed with a pulley at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), the pulley wire (Article 1 wire or second) Jaw wire) is wound, and the rotation operation (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) of the operation portion causes movement of each wire, and as a result, it is characterized by inducing a desired motion of the end tool 120.
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and the wires may not be wound several times on one pulley by these auxiliary pulleys.
  • FIG. 8 is a view schematically illustrating only the configuration of pulleys and wires constituting a joint of the surgical instrument 100 according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7.
  • intermediate pulleys for changing the path of the wire are omitted regardless of the joint motion.
  • the operation unit 110 may include a first actuation pulley 113P1, a Article 1 yo pulley 112P1, and a Article 1 yaw auxiliary pulley associated with a rotational movement of the first jaw 121. 112S1), Article 1 pitch pulley-a (111P1a), Article 1 pitch pulley-b (111P1b), Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a), Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b) can do.
  • the operation unit 110 is a second actuation pulley (113P2), Article 2 yo pulley (112P2), Article 2 yo auxiliary pulley (112S2), Article 2 associated with the rotational movement of the jaw (122)
  • the pair of pitch pulley-a (111P2a), the second set of pitch pulley-b (111P2b), the second set of pitch auxiliary pulley-a (111S2a), the second set of pitch auxiliary pulley-b (111S2b) may be included.
  • the arrangement and configuration of each pulley in the operation unit 100 is the same in principle as the arrangement and configuration of each pulley in the end tool 120, so the specific notation of reference numerals in the drawings will be omitted.
  • Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2) may be formed to be rotatable independently of each other about the yaw rotation axis 1121, which is the same axis.
  • Article 1 yo pulley (112P1) and Article 2 yo pulley (112P2) may be formed of two pulleys are formed to face each other to be independently rotatable.
  • the first auxiliary pulley 112S1 and the second auxiliary pulley 112S2 may be formed to be rotatable independently of each other about the same axis.
  • the first auxiliary pulley 112S1 may be formed to face each other and formed of two pulleys are formed to be independently rotatable, wherein the two pulleys may be formed to have different diameters.
  • Article 2 yo auxiliary pulley (112S2) may be formed of two pulleys are formed to face each other to be independently rotatable, wherein the two pulleys may be formed to have a different diameter.
  • Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a), Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b), Article 2 pitch auxiliary pulley-a (111S2a), Article 2 pitch auxiliary pulley-b (111S2b) have the same axis. It may be formed to be rotatable independently of each other to the center. In this case, the first jaw pitch auxiliary pulley-a 111S1a and the first jaw pitch auxiliary pulley-b 111S1b may be formed to have different diameters. Also, the second jaw pitch auxiliary pulley-a (111S2a) and the second jaw pitch auxiliary pulley-b (111S2b) may be formed to have different diameters.
  • the first article pitch pulley-a (111P1a), the first article pitch pulley-b (111P1b), the second article pitch pulley-a (111P2a), and the second article pitch pulley-b (111P2b) are the same axis of rotation. It can be formed to be rotatable independently of each other with respect to).
  • Article 1 wire 130J1 is Article 1 pitch pulley-a (111P1a), Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a), Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) of the operation unit 110, Article 1 After passing through the pulley (112P1) in turn to the first actuation pulley (113P1), and then again Article 1 yo pulley (112P1), Article 1 yo pulley (112S1), Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b)
  • the first set of driving wires 130J1 are formed to move along the pulleys while rotating the pulleys.
  • the first set wire 130J1 may be fixedly coupled to one point of the first actuation pulley 113P1.
  • Article 2 wire 130J2 is Article 2 pitch pulley-a (111P2a), Article 2 pitch auxiliary pulley-a (111S2a), Article 2 yaw auxiliary pulley (112S2), Article 2 After passing through the pulley (112P2) in turn to the second actuation pulley (113P2), and then again Article 2 yo pulley (112P2), Article 2 yo pulley (112S2), Article 2 pitch auxiliary pulley-b (111S2b) , And formed so as to pass through the second pair of pitch pulley-b (111P2b), so that the second pair of wires 130J2 can move along the pulleys while rotating the pulleys. At this time, the second pair of wires 130J2 may be fixedly coupled to one point of the second actuation pulley 113P2.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the pulleys and wires associated with the actuation operation and the yaw operation of the surgical instrument 100 according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. to be.
  • FIG. 9 (a) shows only the pulleys and wires associated with article 2
  • FIG. 9 (b) shows only the pulleys and wires associated with article 1.
  • Figure 10 is a perspective view showing the yaw motion of the surgical instrument of FIG.
  • the first actuation rotating unit 1132a when the first actuation rotating unit 1132a is rotated about the first actuation rotating shaft 1131a in the direction of the arrow OPA1, the first actuation rotating unit 1132a is connected to the first actuation rotating unit 1132a.
  • the pulley 113P1 rotates, and both strands of the first set wire 130J1 wound on the first actuation pulley 113P1 move in the directions W1a and W1b, respectively. Will rotate in the direction of the arrow EPA1.
  • the second actuation rotating part 1132b rotates about the second actuation rotating shaft 1131b in the direction of the arrow OPA2
  • the second actuation rotating part 1132b is connected to the second actuation rotating part 1132b.
  • the pulley 113P2 rotates, and both strands of the second set wire 130J2 wound on the second actuation pulley 113P2 move in the W2a and W2b directions, respectively, and as a result, the second set 122 of the operation unit Will rotate in the direction of the arrow EPA2. Therefore, when the user manipulates the first actuation rotating part 1132a and the second actuation rotating part 1132b in a direction closer to each other, the first jaw 121 and the second jaw 122 of the end tool come closer to each other. This is done.
  • the yaw axis of rotation 1121, the first actuation axis of rotation 1113a and the second actuation axis of rotation 1113b are connected by a yaw frame (see 1123 in FIG. 7), the yaw axis of rotation 1121 and the first actuation are The rotating shaft 1131a and the second actuation rotating shaft 1131b are integrally rotated together.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the pulleys and wires associated with the pitch operation of the surgical instrument 100 according to the exemplary embodiment of FIG.
  • Figure 11 (a) is a view showing only the pulleys and wires associated with Article 2
  • Figure 11 (b) is a view showing only the pulleys and wires associated with Article 1.
  • FIG. 8 there are two pulleys associated with the pitch operation, and both strands of each wire are wound in the same path, and thus, this is represented by one line in FIG. 11.
  • 12 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 7.
  • FIG. 7 showing the first embodiment can explain the principle of operation through FIGS. 8, 9, 10, 11, and 12, and the actuation operation, yaw operation, and pitch operation can be operated independently of each other.
  • the actuation operation unit 113, the yaw operation unit 112, and the pitch operation unit 111 are configured in the same manner as the joint configuration of the end tool by having their own rotation axis located at the rear of each operation unit. It is possible to perform the matching operation intuitively.
  • the surgical instrument 100 is a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), the pulley wire (Article 1 wire or Article 2) Wire), and the rotational operation (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) of the operation portion causes movement of each wire, and as a result, induces a desired operation of the end tool 120.
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and the wires wound on the pulleys may not be wound several times by the auxiliary pulleys, and thus the wires wound on the pulleys are wound on the pulleys.
  • the paths of the thin wires and the wound wires are also formed safely, thereby improving the safety and efficiency of power transmission of the wires.
  • the yaw control unit 112 and the actuation operation unit 113 are directly formed on the first handle 114. Therefore, when the first handle 114 rotates about the pitch rotation shaft 1111, the yaw control unit 112 and the actuation operation unit 113 also rotate together with the first handle 114. For this reason, the coordinate system of the yaw control part 112 and the actuation operation part 113 is not fixed, but changes continuously with the rotation of the 1st handle 114.
  • the yaw control unit 112 and the actuation operation unit 113 is not parallel to the Z axis. That is, the coordinate systems of the yaw control unit 112 and the actuation operation unit 113 are changed according to the rotation of the first handle 114.
  • the coordinate system of the yaw control unit 112 and the actuation operation unit 113 is the first handle 114 with respect to the connection unit 140 as shown in FIG. 2. The description is based on the vertical position.
  • the joint structure which consists of a main joint pulley and an additional auxiliary pulley for yaw rotation or pulley rotation, can be divided into direct and indirect joints according to the two configurations.
  • FIG. 13 is a view showing an example of a direct joint of the yaw joint
  • Figure 14 is a view showing an example of the indirect joint of the yaw joint.
  • Figures 13 (a) and 14 (a) show only pulleys and wires associated with article 2
  • Figures 13 (b) and 14 (b) show only pulleys and wires associated with article 1;
  • the direct type joint in the configuration having two pulleys adjacent to each other for one joint movement in the relationship between the pulley corresponding to the joint position and the auxiliary pulley, when the joint portion rotates with respect to the axis of rotation of the joint portion,
  • the auxiliary pulley does not rotate based on the rotation axis of the corresponding joint part, but refers to a case in which only the pulley corresponding to the joint position rotates based on the rotation axis of the corresponding joint part.
  • the indirect joint refers to a case in which the auxiliary pulley rotates based on the rotation axis of the joint part as well as the pulley corresponding to the joint position when the joint part rotates with respect to the rotation axis of the joint part.
  • Figure 13 showing a direct joint has a Article 1 yaw pulley (112P1) and Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) formed adjacent to each other for yaw movement of Article 1 121, yaw rotation axis
  • the pulley located on the left side in the drawing, positioned on the 1112 and rotating about the yaw axis of rotation 1121 during yaw rotation, becomes the Article 1 yaw pulley 112P1.
  • Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) is located on the right side in the drawing, does not rotate about the yaw rotation axis 1121 during yaw rotation.
  • Figure 14 showing an indirect joint has a Article 1 yaw pulley (112P1) and Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) formed adjacent to each other for yaw movement of Article 1 121, yaw rotation axis
  • Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) is located on the left side in the drawing, rotates about the yaw rotation axis 1121 during yaw rotation.
  • Such direct joints and indirect joints have a difference in the direction of movement of the wire when the joints are rotated in the same direction. That is, when the yaw rotation axis 1121 is rotated in the OPY direction in FIG. 13 showing the direct joint, one side of the first wire 130J1 and the second wire 130J2 moves in the direction of the arrow D1, while the indirect type is rotated. In FIG. 14, when the yaw rotation shaft 1121 is rotated in the OPY direction, one side of the first wire 130J1 and the second wire 130J2 moves in the direction of arrow D2 opposite to D1.
  • the movement direction of the wire can be obtained in the opposite direction to the yaw rotation in the same direction.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an indirect joint of a pitch joint
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a direct joint of a pitch joint.
  • 15 (a) and 16 (a) are views showing only pulleys and wires related to Article 2, and
  • FIGS. 15 (b) and 16 (b) show only pulleys and wires associated with Article 1;
  • FIG. 15 (b) showing the indirect joint shows the first jaw pitch pulley-a (111P1a) and the first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) formed adjacent to each other for the pitch motion of the first jaw 121.
  • FIG. 15 (b) showing the indirect joint shows the first jaw pitch pulley-a (111P1a) and the first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) formed adjacent to each other for the pitch motion of the first jaw 121.
  • the pulley located on the right side of the drawing becomes the first set of pulleys -a (111P1a).
  • FIG. 16 (b) showing the direct joint shows the first jaw pitch pulley-a (111P1a) and the first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) formed adjacent to each other for the pitch motion of the first jaw 121.
  • the pulley located on the left side of the drawing becomes the first set of pulleys -a (111P1a).
  • the direction of movement of the wires can be configured to be reversed with respect to the pitch rotation in the same direction depending on whether the joint structure is configured by the direct joint or the indirect joint, and through this, the pitch pulley wire The winding direction may be different.
  • Pulley and wire configuration associated with the actuation operation and yaw motion of the surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention shown in Figure 9 is the path of the wire, the size and placement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration It may have a variety of modifications through the modification of the. Hereinafter, various modifications of the assumed pulley and wire configurations will be described.
  • FIG 17 is a diagram showing the configuration of the pulleys and wires related to the operation of the first article 121 of the surgical instrument 100 according to an embodiment of the present invention shown in Figure 9 and variations thereof.
  • the surgical instrument 100 basically does not cross the wire in the connection portion 140. That is, in the connecting portion 140 connecting the end tool 120 and the operation unit 110, both strands of the first article wire 130J1 is formed without crossing each other, the second article wire 130J2 also Both strands are formed without crossing each other.
  • the surgical instrument 100 according to an embodiment of the present invention shown in Figure 17 (a) is formed so that each wire spreads in the connection portion 140. That is, because of the size and spacing of the intermediary pulleys, since the spacing between both strands of the first article wire 130J1 in the end tool 120 is formed smaller than the spacing between the two strands formed connected to the intermediary pulley (MP) As the distance from the end tool 120 toward the intermediary pulley is increased, the distance between both strands of the first wire 130J1 is gradually increased, and the first wire 130J1 is formed to spread out as a whole.
  • MP intermediary pulley
  • the surgical instrument 100 is a yaw joint of the operation unit 110 is formed directly. That is, the surgical instrument 100 is provided with Article 1 yo pulley 112P1 and Article 1 yo pulley 112S1 formed adjacent to each other for the yaw movement of Article 1 121, the left side in the drawing
  • the pulley located in the Article 1 yo pulley (112P1) becomes, the rotation axis of Article 1 yo pulley (112P1) becomes the yaw rotation axis.
  • the first auxiliary pulley 112S1 may be formed to face each other and formed of two pulleys are formed to be independently rotatable, wherein the two pulleys may be formed to have different diameters.
  • the Article 1 yo pulley (112P1) and Article 1 yo pulley (112S1) so that the wires that cross the cross so that they do not overlap each other in the Article 1 yo pulley (112P1) and Article 1 yo pulley (112S1) Each has two pulleys, so that both strands of the first article wire 130J1 can have a height difference.
  • the pitch auxiliary pulley also has two pulleys having different diameters (first article pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and article article pitch auxiliary pulley-b (111S1b)), and pulleys having a height difference
  • first article wire 130J1 is wound around the field naturally.
  • the first actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig. 17 (a), and the actuation operation and the yaw operation of the operation unit 110 are performed.
  • Article 1 yo pulley (112P1) and Article 1 wire 130J1 connecting the first actuation pulley (113P1) cross each other. It can be configured to.
  • the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 are configured differently, and the first jaw 121 is formed in a direction different from that of FIG. 17 (a).
  • the rotation direction of the first jaw 121 for yaw motion is the same as that of FIG. 17 (a), but the rotation directions of the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 for the actuation motion are shown in FIG. Is reversed.
  • the first set wire 130J1 for connecting may be configured to cross each other.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a variation of the wire path and the like in FIG. 17.
  • both strands of the first steel wire 130J1 configured to wind the first steel 121 pass through two adjacent connection intermediate pulleys MP. It is a modified example configured to, and the configuration, such as Article 1, the auxiliary pulley 112S1 is modified to enable the same operation as the configuration according to the first embodiment.
  • pitch auxiliary pulleys of different sizes through which Article 1 wire 130J1 passes (Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b)) side by side adjacent to each other Article 1 wire 130J1 formed and passed through Article 1 Pitch Auxiliary Pulley-a (111S1a) is configured to be wound around Article 1 Plural Auxiliary Pulley 112S1, and Article 1 Pitch Auxiliary Pulley-b (111S1b).
  • Article 1 wire 130J1 passing through the) is formed to be wound directly on Article 1 yo pulley (112P1) without winding to the yaw auxiliary pulley, through which the modification described in Figure 18 (a) through the first embodiment
  • the same operation as in the example is possible.
  • the configuration according to FIG. 18A may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the configuration of the operation unit and the end tool, and the like.
  • the size of the pitch auxiliary pulley connected to the yaw auxiliary pulley is different from that of Fig. 18 (a), so that the first pair of pitch auxiliary pulleys-a ( The height of the wire wound on 111S1a) and the wire wound on the Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b) may be arranged to be opposite, and as a result, the diameter of the Article 1 wire 130J1 is lower than that of FIG. The relationship between the two strands can be configured to be reversed.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig.
  • the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 are different in configuration, and the first jaw 121 is formed in a direction different from that of Fig. 18 (a).
  • the rotation direction of the first jaw 121 for yaw motion is the same as that of FIG. 18 (a), but the rotation directions of the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 for the actuation motion are shown in FIG. Is reversed.
  • the first set wire 130J1 for connecting may be configured to cross each other.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a modified example of a wire path and the like in FIG. 17.
  • connection intermediary pulleys MP adjacent to each other by crossing both strands of the first steel wire 130J1 configured to wind the first steel 121. It is a modified example configured to pass through, and the configuration of the first Article pulley auxiliary pulley (112S1) and the like is modified to enable the same operation as the configuration according to the first embodiment.
  • the wires intersect at least once in the connection part 140. That is, in the connecting portion 140 connecting the end tool 120 and the operation unit 110, both strands of the first article wire 130J1 are formed to cross each other, the second article wire 130J2 is also both strands. Are formed to cross each other. However, when viewed from a two-dimensional plane in the drawing, both strands of each wire appear to cross each other, but through the three-dimensional proper position configuration of the intermediary pulleys to which the actual wires are connected, it is easy to prevent the wires from actually being physically contacted. Can be configured.
  • the first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and the first jaw pitch auxiliary pulley-b (111S1b) are formed to have the same diameter, and the first jaw wire wound around the first jaw pitch auxiliary pulley-b (111S1b).
  • 130J1 was wound around the Article 1 yo pulley (112S1) and Article 1 yo pulley (112P1).
  • the Article 1 wire (130J1) wound on Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) it can be formed to be wound directly on Article 1 yo pulley (112P1) without the auxiliary auxiliary pulley, through which, FIG.
  • the modification described in 19 (a) can be performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the configuration according to FIG. 19 (a) may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig. 19 (a), and the end tool by the actuation operation and the yaw operation in the operation unit 110 is shown.
  • the operation of 120 to be performed in the same manner as in FIG. 19 (a)
  • the Article 1 wire pulley 112P1 and the Article 1 wire 130J1 connecting the first actuation pulley 113P1 cross each other. can do.
  • the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 are configured differently, and the first jaw 121 is formed in a direction different from that of FIG. 19 (a).
  • the rotation direction of the first jaw 121 for yaw motion is the same as that of FIG. 19 (a), but the rotation direction of the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 for the actuation motion is shown in FIG. 19 (a). Is reversed.
  • the first set wire 130J1 for connecting may be configured to cross each other.
  • one or two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys can be formed, and the wires that cross in the drawing are actually located on different paths, There is no physical contact, which improves the safety and efficiency of wire and power transmission.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a modification of the wire path and the like in FIG. 17.
  • connection intermediary pulleys in which both strands of the first wire 130J1 configured to wind the first steel 121 cross each other and are not adjacent to each other It is a modified example configured to pass through (MP), and the structure of the Article 1 auxiliary pulley 112S1 etc. is modified so that the same operation
  • the wires intersect at least once in the connection part 140. That is, in the connecting portion 140 connecting the end tool 120 and the operation unit 110, both strands of the first article wire 130J1 are formed to cross each other, the second article wire 130J2 is also both strands. Are formed to cross each other. However, when viewed from a two-dimensional plane in the drawing, both strands of each wire appear to cross each other, but through the three-dimensional proper configuration of the intermediary pulleys to which the actual wires are connected, the wires are not easily physically configured in practice. can do.
  • pitch auxiliary pulleys of different sizes (a first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and a first jaw pitch auxiliary pulley-b (111S1b)) were formed, and a first jaw pitch auxiliary pulley which is an outer pitch auxiliary pulley.
  • -a (111S1a) is configured to be larger, so that the wire wound to the outer pitch auxiliary pulley is wound to the Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) located in the lower side.
  • the surgical instrument 100 is formed in the yaw joint of the operation unit 110 indirect. That is, the surgical instrument 100 has Article 1 yo pulley (112P1) and Article 1 yo pulley (112S1) formed adjacent to each other for the yaw movement of Article 1 121, the right side in the drawing
  • the pulley located in the Article 1 yo pulley (112P1) becomes, the rotation axis of Article 1 yo pulley (112P1) becomes the yaw rotation axis.
  • Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) and the first actuation pulley Article 1 wire 130J1 connecting the 113P1 can be configured to cross each other.
  • the configuration according to FIG. 20 (a) may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig. 20 (a), and the end tool by the actuation operation and the yaw operation in the operation unit 110 is shown.
  • the operation of 120 to be performed in the same manner as in FIG. 20 (a)
  • the first Article wires 130S1 and the Article 1 wire 130J1 connecting the first actuation pulley 113P1 do not cross each other.
  • the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 have different configurations, and the first jaw 121 is formed in a direction different from that of FIG.
  • the rotation direction of the first jaw 121 for yaw motion is the same as that of FIG. 20 (a), but the rotation direction of the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 for the actuation motion is shown in FIG. Is reversed.
  • the first actuation pulley 112S1 and the first actuation pulley 113P1 in order for the operation of the first actuation operation unit 113a to move the Article 1 wire 130J1 to the contrary to FIG. 20 (a).
  • Article 1 wire for connecting the 130J1 can be configured not to cross each other.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a modification of the wire path and the like in FIG. 17.
  • connection intermediary pulleys MP adjacent to each other by crossing both strands of the first steel wire 130J1 configured to wind the first steel 121.
  • Article 2 wire 130J2
  • the first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and the first jaw pitch auxiliary pulley-b (111S1b) are formed to have the same diameter, and the first jaw wire wound around the first jaw pitch auxiliary pulley-b (111S1b).
  • 130J1 was wound around the Article 1 yo pulley (112S1) and Article 1 yo pulley (112P1).
  • the Article 1 wire (130J1) wound on Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) it can be formed to be wound directly on Article 1 yo pulley (112P1) without the auxiliary auxiliary pulley, through which, FIG.
  • the modification described in 21 (a) can be performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the yaw pulley and the actuation pulley are not separately formed, but a common yaw pulley is used.
  • the yaw pulley and the actuation operation part may be connected by a gear or the like. (See the second embodiment)
  • the configuration according to FIG. 21 (a) may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig. 21 (a), and the configurations of the first set 121 and the J11 pulley 123J11 are different. It is a case where the 1st tank 121 is formed in the direction different from FIG. 21 (a).
  • the pitch auxiliary pulley (Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and Article 1 pitch auxiliary pulley) connected to the Article 1 yaw auxiliary pulley 112S1 as compared to Fig. 21 (b).
  • the size and arrangement of b (111S1b)
  • the heights of the wires wound on the first set pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and the wires wound on the first set pitch auxiliary pulley-b (111S1b) are reversed.
  • it can be configured so that the vertical relationship between both strands of Article 1 wire 130J1 is reversed.
  • one or two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys can be formed, and the wires that cross in the drawing are actually located on different paths, There is no physical contact, which improves the safety and efficiency of wire and power transmission.
  • the pitch pulley instead of the pitch auxiliary pulley shown in the figure.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a modification of the wire path and the like in FIG. 17.
  • both strands of the first steel wire 130J1 configured to wind the first steel 121 pass through two adjacent connection intermediate pulleys MP. It is a modified example configured to, and the configuration, such as Article 1, the auxiliary pulley 112S1 is modified to enable the same operation as the configuration according to the first embodiment.
  • pitch auxiliary pulleys of different sizes through which Article 1 wire 130J1 passes (Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b)) side by side adjacent to each other Article 1 wire 130J1 formed and passed through Article 1 Pitch Auxiliary Pulley-a (111S1a) is configured to be wound around Article 1 Plural Auxiliary Pulley 112S1, and Article 1 Pitch Auxiliary Pulley-b (111S1b).
  • Article 1 wire (130J1) passing through the) is formed to be wound on the first Article pulley auxiliary pulley (112S1) via the auxiliary pulley (SP), through which the modification described in Figure 22 (a) is a first embodiment
  • SP auxiliary pulley
  • FIG. 22 shows that the first jaw pitch auxiliary pulley-b (111S1b) is formed adjacent to the first jaw pitch auxiliary pulley-a (111S1a) in comparison with FIG. 17, and the pitch assist pulley and the first article yaw auxiliary pulley ( Auxiliary pulley SP is added between 112S1 so that Article 1 wire 130J1 passing through Article 1 pitch auxiliary pulley-b 111S1b passes through Article 2 auxiliary pulley 112S1 via the auxiliary pulley SP. ) Can be easily wound.
  • both strands of the Article 1 wire 130J1 are adjacent to each other two connection intermediate pulley (MP) can pass side by side, and the pitch-assisted pulley through which the Article 1 wire 130J1 passes can also be configured adjacent to each other.
  • the yaw auxiliary pulley (112S1) is composed of two pulleys, the diameter of each pulley can be configured to be the same as each other.
  • the configuration according to FIG. 22A may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • the size and arrangement of the pitch auxiliary pulleys connected to the yaw auxiliary pulleys are different from those of Fig. 22 (a), so that the wires and the first coils are wound around the first pair of auxiliary pitching pulleys-a (111S1a). It can be arranged so that the height of the wire wound on a pair of pitch auxiliary pulley-b (111S1b) is reversed, and as a result, the upper and lower relations of both strands of the Article 1 wire 130J1 are reversed as compared to FIG. 22 (a). It can be configured to.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig. 22 (a), and the end tool by the actuation operation and the yaw operation in the operation unit 110 is shown.
  • the operation of 120 to be performed in the same manner as in FIG. 22A, the Article 1 yo pulley 112P1 and the Article 1 wire 130J1 connecting the first actuation pulley 113P1 cross each other. can do.
  • the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 have different configurations, and the first jaw 121 is formed in a direction different from that of FIG. 22 (a).
  • the rotation direction of the first jaw 121 for yaw motion is the same as that of FIG. 22 (a), but the rotation direction of the first jaw 121 and the J11 pulley 123J11 for the actuation motion is shown in FIG. Is reversed.
  • the first set wire 130J1 for connecting may be configured to cross each other.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 22, and the wire paths and the like of FIG. 22 are modified.
  • the pulley located on the left side of the drawing is Article 1
  • the pulley located on the right side of the figure becomes the first pulley pulley 112P1
  • the pulley located on the left side becomes the first pulley auxiliary pulley 112S1. That is, in the case of FIG. 22, the yaw joint is a direct joint. In the case of FIG. 23, the yaw joint may be referred to as an indirect joint.
  • both strands of the first set wire 130J1 due to yaw rotation of the operation unit 110 is opposite to that of FIG. 22 (a) in the case of FIG.
  • the end tool 110 and the operation unit 110 are connected to each other so that the actuation operation of the operation unit 120 and the operation of the end tool 110 by the yaw operation are performed in the same manner as in FIG. 22 (a).
  • both strands of the first set wire 130J1 may be configured to intersect with each other and pass through two connecting intermediary pulleys MP adjacent to each other.
  • the configuration according to FIG. 23 (a) may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • the size and arrangement of the pitch auxiliary pulley connected to the yaw auxiliary pulley is different from that of Fig. 23 (a), so that the wire and the article wound around the Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) It can be arranged so that the height of the wire wound on the pair of pitch auxiliary pulley-b (111S1b) is reversed, and as a result, the upper and lower relations of both strands of the first set of wires 130J1 are reversed compared to those of FIG. It can be configured to.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is configured differently from the case of Fig. 23 (a), and the end tool by actuation operation and yaw operation on the operation unit 110 is performed.
  • the Article 1 wire pulley 112P1 and the Article 1 wire 130J1 connecting the first actuation pulley 113P1 do not cross each other. Can be configured.
  • the first article wire 130J1 to connect may be configured not to cross each other.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating another modification of the embodiment disclosed in FIG. 21, and is a modification of the wire path and the like in FIG. 21.
  • the yaw pulley and the actuation pulley are not separately formed, and unlike the case of using a common yaw pulley, in the case of FIG. 24 (a), an additional actuation pulley 113P1 is provided in addition to the yaw pulley 112P1. It is formed separately. To this end, both strands of the Article 1 wire 130J1 passed through Article 1 Pitch Auxiliary Pulley-a (111S1a) and Article 1 Pitch Auxiliary Pulley-b (111S1b) are wound on the yaw pulley 112P1, and then cross each other. It is wound around the actuation pulley 113P1.
  • the configuration according to FIG. 24 (a) may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • the actuation operation unit 113a for driving the first set is different from the case of Fig. 24 (a), and the configurations of the first set 121 and the J11 pulley 123J11 are different. It is a case where the 1st tank 121 is formed in the direction different from FIG.
  • the pitch auxiliary pulley (Article 1 pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and Article 1 pitch auxiliary pulley) connected to the Article 1 yaw auxiliary pulley 112S1 as compared to Fig. 24 (b).
  • the size and arrangement of b (111S1b)
  • the heights of the wires wound on the first set pitch auxiliary pulley-a (111S1a) and the wires wound on the first set pitch auxiliary pulley-b (111S1b) are reversed.
  • it can be configured so that the vertical relationship between both strands of Article 1 wire 130J1 is reversed.
  • one or two actuation pulleys, one or two yaw pulleys, one yaw auxiliary pulley, two pitch pulleys, and two pitch auxiliary pulleys can be formed in common,
  • the wires are not actually physically in contact with each other on the other paths, which can improve the safety and efficiency of the wires and power transmission.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating another modification of the embodiment disclosed in FIG. 17, and is a modification of the wire path and the like in FIG. 17.
  • the present modification is different from the embodiment of FIG. 17 in that the ends of both strands of the first set wire 130J1 are not coupled to the same actuation pulley, but are coupled to different actuation pulleys. That is, one end of the first jaw wire 130J1 is coupled to the first actuation pulley 113P1, and the other end of the first jaw wire 130J1 is coupled to the second actuation pulley 113P2.
  • the rotation of the two actuation pulleys must be synchronized by components such as gears. In other words, when one actuation pulley is rotated, the two actuation pulleys should be connected to rotate the other actuation pulley accordingly.
  • both strands of Article 1 wire 130J1 are not necessarily wound on one actuation pulley, but are wound on different actuation pulleys. You can implement the effect.
  • the first wire 130J1 virtually constitutes a closed loop as shown by a dotted line in FIG. 25 (a), and thus can be expressed as a kind of virtual loop.
  • the configuration according to FIG. 25A may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • FIG. 25 (b) illustrates a case in which an actuating pulley coupled to both ends of the first set wire 130J1 is configured differently from FIG. 25 (a). That is, one end of the first set wire 130J1 coupled to the first actuation pulley 113P1 in FIG. 25 (a) is coupled to the second actuation pulley 113P2. Similarly, the other end of the first set wire 130J1 coupled to the second actuation pulley 113P2 in FIG. 25 (a) is coupled to the first actuation pulley 113P1.
  • the wire wound around the yaw pulley and connected to the actuation pulley may be connected to either of the two actuation pulleys.
  • the two actuation pulleys are synchronized with each other by gears and the like.
  • the winding direction should be appropriately wound according to the direction in which the actuation pulley is rotated so that the actuation operation can finally coincide with the actuation action of the end tool.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating another modification of the embodiment disclosed in FIG. 25, and is a modification of the position of the actuation pulley and the like in FIG. 25.
  • the modified example is different from the embodiment of FIG. 25 in that two actuation pulleys are not formed to be adjacent to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides of the first pulley 112P1. Even in this case, when the two actuation pulleys are synchronized with each other by a gear or the like, the same operation as in the example described in FIG. 25 is possible.
  • the actuation pulley can be arranged behind other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, by the lever principle, the longer the handle is, the lesser the force can be performed.
  • Fig. 26 (a) is for explaining the actuation and yaw operation of Article 1
  • Fig. 26 (b) is for explaining the actuation and yaw operation of Article 2.
  • 26 (a) and 26 (b) may have various modifications through modifications such as a wire path, a size and arrangement of a joint pulley, a control panel, and an end tool configuration.
  • FIG. 27 is a view illustrating another modified example of the embodiment disclosed in FIG. 17.
  • FIG. 25 is a modified example of the position of the actuation pulley and the like.
  • both strands of the first wire 130J1 configured to wind the first bath 121 pass through two adjacent connection intermediate pulleys MP.
  • Article 1 yo pulley (112P1) and Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) formed so as to be adjacent to each other for the yaw movement, wherein the pulley located on the right in the drawing is Article 1 yo pulley (112P1) Article 1, the rotation axis of the yaw pulley (112P1) becomes the yaw rotation axis.
  • the present modification is different from the embodiment of FIG. 17 in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides with respect to the yaw pulley.
  • Article 1 wire passing through the pitch auxiliary pulley-a (111S1a) is fixed to the first actuation pulley (113P1) after passing the Article 1 yo pulley (112S1) after the Article 1 yo pulley (112S1).
  • the Article 1 wire passing the Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b) passes directly through the Article 1 yo pulley 112P1 without passing the Article 1 yaw auxiliary pulley 112S1 and the first actuation pulley 113P1. Fixed)
  • Such a configuration enables the yaw rotation axis to be arranged closer to the pitch rotation axis than other embodiments, resulting in a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation.
  • the actuation pulley can be disposed behind the other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, by the lever principle, the longer the handle is, the lesser the force can be performed.
  • Fig. 27 (a) is for the explanation of the actuation and yaw operation of Article 1
  • Fig. 27 (b) is for the explanation of the actuation and yaw operation of Article 2.
  • 27 (a) and 27 (b) may have various modifications through modification of the path of the wire, the size and arrangement of the joint pulley, the operation unit and the end tool configuration, and the like.
  • FIG. 28 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 8.
  • the surgical instrument according to the present modification is the actuation pulley 113P of the operation unit 110 of the surgical instrument as compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 8) according to the first embodiment of the present invention described above
  • the configuration differs characteristically. That is, in the surgical instrument 100 of FIG. 8, an actuation pulley is formed on each of the two actuation rotation shafts, and each jaw wire is wound around each actuation pulley.
  • the first actuation pulley 113P1 is formed on the first actuation rotation shaft 1131a, and the first wire 130J1 is formed on the first actuation pulley 113P1. It was formed to be cold.
  • a second actuation pulley 113P2 is formed on the second actuation rotation shaft 1131b, and the second wire 130J2 is formed to be wound around the second actuation pulley 113P2.
  • the characteristic is different in that both wires are formed to be wound around one actuation axis of rotation. That is, the actuation pulley 113P is formed on the actuation rotation shaft 1131, the first wire 130J1 is wound below the actuation pulley 113P, and the second wire 130J2 is the actuation pulley (P). 113P) to be wound up.
  • the Article 2 wire 130J2 is formed to cross once between the actuation pulley 113P and the Article 2 yo pulley 112P2.
  • the configuration of the remaining actuation operation portions that is, the first actuation rotation portion (not shown), the first actuation gear 1134a, the second actuation rotation portion (not shown), and the second actuation gear 1134b is identically present.
  • the gears allow the movement of the two actuation rotations to be connected to each other, so that of the two fingers holding the two actuation rotations, one movement causes the other movement, as well as the amount of each rotation It can play a role of matching.
  • gears allow the movement of the two actuation rotations to be connected to each other, so that of the two fingers holding the two actuation rotations, one movement causes the other movement, as well as the amount of each rotation It can play a role of matching.
  • gears not only gears, but also links, etc., may be possible.
  • FIG. 29 is a view showing another modification of the embodiment disclosed in FIG. 16.
  • FIG. 29A is a side view
  • FIG. 29B is a plan view.
  • the surgical instrument according to the present modification is characterized by the configuration of the pitch pulleys of the operation unit 110 and the end tool 120 of the surgical instrument as compared to the surgical instrument of the present invention (see 100 of FIG. 16) described above.
  • the J12 pulley 123J12 and the J14 pulley 123J14 formed to face each other are formed to have different diameters, and the first set of pulleys pitch-a (111P1a) formed to face each other also in the operation unit 110. ) And Article 1 pitch pulley-b (111P1b) is formed to have a different diameter.
  • the diameter ratio of the different pitch pulleys of the end tool 120 that is, the diameter ratio of the J12 pulley 123J12 and the J14 pulley 123J14
  • the diameter ratio of the different pitch pulleys of the operation unit 110 first
  • the ratio of the diameters of the jaw pitch pulley-a (111P1a) and the first jaw pitch pulley-b (111P1b) is the same, and the amount of movement and the pitch rotation of both strands of the jaw wire by the pitch rotation of the operation unit 110 are adjusted.
  • the direct pitch joint can be configured using a pitch pulley of different diameters.
  • the surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention is a surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention through various modifications of the yaw joint, the pitch joint, the actuation joint Modifications are possible in various embodiments to perform the same function. Combination of each of the examples of deformation of each joint will be able to form a variety of various modifications.
  • the surgical instrument according to the present modification further includes an insulation assembly for insulation of each wire, compared to the surgical instrument of the present invention (see 100 in FIG. 2) described above. It features one. That is, even if the end tool and the operation unit to be electrically insulated, even if an additional wire is connected to the tank to use the jaw of the end tool by the electrical action, the operation section is to be electrically insulated safely.
  • an insulating assembly is provided in the middle of each wire which physically connects the end tool and the control panel, to insulate between the end tool and the control panel.
  • the first insulation assembly 135, the second insulation assembly 136, and the third insulation assembly 137 are sequentially provided in the middle of the bent portion 141 of the connecting portion 140. Insulate each of the two wires in turn.
  • the drawing shows that the first insulation assembly 135, the second insulation assembly 136, and the third insulation assembly 137 are sequentially disposed from the side closer to the end tool 120, but the spirit of the present invention is limited thereto.
  • the configuration and arrangement of each insulation assembly may be variously modified as necessary.
  • the Article 2 R wire (130J2R) represents the right wire of both strands of the Article 2 wire (130J2)
  • Article 2 R wire (130J2R) is divided into two again, entering the first insulating assembly 135 Article 2 R wire-in (130J2Rin) and Article 2 R wire-out (130J2Rout) coming out of the first insulating assembly 135.
  • the first set L wire 130J1L represents the left wire of both strands of the first set wire 130J1, and the first set L wire 130J1L is further divided into two parts to enter the first insulation assembly 135. It is divided into Article 1 L wire-in 130J1Lin and Article 1 L wire-out 130J1Lout coming out of the first insulation assembly 135.
  • the first insulation assembly 135 includes a second R wire in pulley 1352Rin, a second R wire out pulley 1352Rout, and a second R wire insulation pulley 1352Ris related to the insulation of the second R wire. It includes.
  • Article 2 R wire in pulley (1352Rin) Article 2 R wire-in (130J2Rin) is coupled
  • Article 2 R wire out pulley (1352Rout) Article 2 R wire-out (130J2Rout) is coupled do.
  • a second R wire insulated pulley 1352Ris is interposed between the second R wire in pulley 1352Rin and the second R wire out pulley 1352Rout, and the second R wire in pulley 1352Rin and the second R wire in pulley 1352Rin are formed.
  • the two R wire-out pulleys 1352Rout are insulated, and therefore, the second R wire-in 130J2Rin and the second R wire-out 130J2Rout are also insulated from each other.
  • a groove is formed on one side of the Article 2 R wire in pulley (1352Rin) and the Article 2 R wire insulation pulley (1352 Ris), and a protrusion is formed on the other side to be coupled to each other.
  • a groove is formed on one side of the Article 2 R wire out pulley 1352Rout and the Article 2 R wire insulation pulley 1352Ris, and a protrusion is formed on the other side to be coupled to each other.
  • the projection (or groove) on the side of the Article 2 R wire-in pulley 1352Rin and the projection (or groove) on the side of the Article 2R wire-out pulley 1352Rout are formed to be isolated from each other, and the Article 2 R wire-in The 130J2Rin and the second R wire-out 130J2Rout are insulated from each other.
  • Article 2 R wire-in (130J2Rin), Article 2 R wire in pulley (1352Rin), Article 2 R wire-out (130J2Rout) and Article 2 R wire out pulley (1352Rout) ) Is formed of a conductor such as a metal, so that Article 2 R wire insulation pulley (1352 Ris) is formed as a non-conductor so that Article 2 R wire-in (130J2Rin) and Article 2 R wire-out (130J2Rout) are insulated from each other. Can be.
  • the Article 2 R wire-in 130J2Rin entering the first insulation assembly 135 and the Article 2 R wire-out 130J2Rout coming out of the first insulation assembly 135 are electrically connected to each other. It is insulated and can allow power transfer between the operation of the control panel and the operation of the end tool as if it were connected with one unbroken wire.
  • the first insulation assembly 135 may include: Article 1 R-wire mediation pulley (1351Rme), Article 2 L-wire mediation pulley (1352Lme), one or more pitch wire mediation pulleys (135Pme), and one or more non-conductive insulation auxiliary pulleys. (135IsAs).
  • the wires connected from the end tool 120 to the first insulation assembly 135 and the pulleys of the first insulation assembly 135 on which the wires are wound are pulleys of the first insulation assembly 135. Can be separated from and electrically insulated from the rotating shaft of the wire.
  • the pulleys of the wire and the first insulating assembly are metal
  • the pulleys disposed between the metal pulleys may be made of an electrically insulating material to electrically separate the end tool and the operation unit as described above.
  • the elements constituting the first insulation assembly may be made of an electrically insulating material to electrically separate the end tool and the operation unit as described above.
  • the second insulation assembly 136 separates and insulates each of the first R wire and the second L wire, and the amount of the pitch wire in the third insulation assembly 137. Isolate and insulate each strand.
  • each wire connecting the end tool and the operation part is completely insulated, and thus, the operation part can be configured to be electrically safer by electrically insulating the end tool and the operation part.
  • the above-described insulation assembly is characterized in that it electrically insulates the middle point of the wire from the end tool to the operation unit to electrically insulate the end tool and the operation unit.
  • the pulleys of the wire and the insulation assembly have been described in the case of metal, but if the pulleys (Article 1 L-Wire In Pulley 1135Lin, Article 1 L-Wire-Out Pulley 1135Lout, etc.) are insulated Article 1 L wire in pulley (1351Lin), Article 1 L wire out pulley (1351Lout), Article 1 L wire insulated pulley (1351Lis) can be composed of one insulator pulley without being separated from each other. There will be. Description of these modifications can be sufficiently inferred by the present description, description thereof will be omitted.
  • the surgical instrument 200 according to the second embodiment of the present invention is compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 2) according to the first embodiment of the present invention described above the operation portion of the surgical instrument 200
  • the configuration of 210 is characteristically different.
  • the surgical instrument 200 according to the second embodiment of the present invention is an embodiment in which the modification illustrated in FIG. 21 is specifically implemented.
  • the configuration changed compared to the first embodiment will be described in detail later.
  • FIG. 32 is a perspective view showing a surgical instrument according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 33 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 32
  • Figure 34 is a side view of the surgical instrument of Figure 33
  • 35 and 36 are perspective views illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 33.
  • the operation unit 210 of the surgical instrument 200 is a pitch operation unit 211 for controlling the pitch movement of the end tool 220, and the end tool A yaw control unit 212 for controlling the yaw motion of 220, an actuation operator 213 for controlling the actuation motion of the end tool 220, and a user that can be gripped by the user. 1 handle 214.
  • the user moves the first handle 214 to the Y axis (ie, the pitch rotation axis 2111) while holding the first handle 214 with a palm. )
  • the first handle 214 rotates the first handle 214 about the Z axis (ie, yaw rotation axis 2121) to perform yaw movement, and the thumb and index finger to actuate the operation unit.
  • Actuation movement can be performed by rotating the actuation operation unit 213 in the state of being inserted into the (213).
  • the surgical instrument 200 according to the second embodiment of the present invention is the same intuitively It has the same characteristic of rotating in the direction.
  • the operation unit 210 such as the end tool 220, the portion that is actually moved for the actuation motion, yaw motion, pitch motion is formed to extend in the + X axis direction than the rotation center of the corresponding joint of each motion It features.
  • the first handle 214 may be formed to be gripped by the user by hand, and in particular, the first handle 214 may be formed to wrap and hold the first handle 214 with the palm of the user.
  • An actuation operation unit 213 and a yaw operation unit 212 are formed on the first handle 214, and a pitch operation unit 211 is formed at one side of the yaw operation unit 212. The other end of the pitch manipulation unit 211 is connected to the bent portion 241 of the connection unit 240.
  • the actuation operation part 213 includes a first actuation operation part 213a and a second actuation operation part 213b.
  • the first actuation operating portion 213a includes a first actuation rotation shaft 2131a, a first actuation rotation portion 2132a, and a first actuation gear 2134a.
  • the second actuation operating portion 213b includes a second actuation rotating shaft 2131b, a second actuation rotating portion 2132b, and a second actuation gear 2134b.
  • the first actuation rotation part 2132a and the second actuation rotation part 2132b may operate as a second handle.
  • the actuation rotation shafts 2131a and 2131b may be formed to have a predetermined angle with the XY plane where the connection part 240 is formed.
  • the actuation rotation shafts 2131a and 2131b may be formed in a direction parallel to the Z axis, and in this state, when the pitch manipulation unit 211 or the yaw control unit 212 rotates, the actuation manipulation unit 213 The coordinate system of) can be changed relatively.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and the actuation rotation shafts 2131a and 2131b are formed in various directions so as to be suitable for the structure of the user's hand holding the actuation operation unit 213 by an ergonomic design.
  • the actuation rotation shafts 2131a and 2131b are formed in various directions so as to be suitable for the structure of the user's hand holding the actuation operation unit 213 by an ergonomic design.
  • an ergonomic design could be.
  • first actuation rotation part 2132a and the first actuation gear 2134a may be fixedly coupled to each other so as to be rotatable together around the first actuation rotation shaft 2131a.
  • the second actuation rotation part 2132b and the second actuation gear 2134b may be fixedly coupled to each other and may be rotatable together about the second actuation rotation shaft 2131b.
  • first actuation gear 2134a and the second actuation gear 2134b are formed to mesh with each other, and may be formed to rotate together in opposite directions when either side rotates.
  • the yaw control unit 212 may include a yaw rotation shaft 2121, a Article 1 yaw pulley 212P1, a Article 2 yo pulley 212P2, and a yaw frame 2123.
  • the yaw control unit 212 is shown as having two pulleys, Article 1 yo pulley (212P1) and Article 2 yo pulley (212P2), the spirit of the present invention is not limited thereto. That is, one or more pulleys having the same diameter or different diameters may be provided according to the configuration of the yaw control unit 212.
  • a yaw rotation shaft 2121 is formed at one side of the actuation manipulation unit 213 on the first handle 214.
  • the first handle 214 is formed to be rotatable about the yaw rotation shaft 2121.
  • the yaw rotation shaft 2121 may be formed to have a predetermined angle with the XY plane in which the connection portion 240 is formed.
  • the yaw axis of rotation 2121 may be formed in a direction parallel to the Z axis, and when the pitch manipulation unit 211 rotates in this state, the coordinate system of the yaw axis of rotation 2121 may be relatively changed as described above. Can be.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and by the ergonomic design, the yaw rotation shaft 2121 may be formed in various directions so as to be suitable for the structure of the user's hand holding the operation unit 210.
  • Article 1 yo pulley (212P1) and Article 2 yo pulley (212P2) is coupled to the yaw rotation shaft 2121 to be rotatable about the yaw rotation axis (2121).
  • Article 1 yo pulley (212P1) Article 1 wire 230J1 is wound
  • Article 2 yo pulley (212P2) Article 2 wire (230J2) may be wound.
  • the yaw frame 2123 connects the first handle 214, the yaw rotational shaft 2121, the first actuation rotational shaft 2131a, and the second actuation rotational shaft 2131b to form a first handle 214 and the yaw control unit ( 212 and the actuation operation unit 213 to rotate integrally around the yaw axis of rotation (2121).
  • the yaw control unit 212 may further include a first yaw gear 2124a and a second yaw gear 2124b that are rotatable independently of each other about the yaw rotation shaft 2121.
  • the first yaw gear 2124a may be fixedly coupled to the first yo yo pulley 212P1 and rotate together with the first yo yo pulley 212P1
  • the second yaw gear 2124b may have a second yo yo pulley ( 212P2) can be fixed and rotated together with Article 2 yo pulley (212P2).
  • first actuation gear 2134a and the second actuation gear 2134b are formed to mesh with each other, so that when one side rotates, the first actuation gear 2134a and the second actuation gear 2134b are rotated together in opposite directions.
  • first actuation gear (2134a) and the first yaw gear (2124a) is formed to be engaged with each other, if any one side is formed to rotate together in the opposite direction to each other.
  • the second actuation gear (2134b) and the second yaw gear (2124b) is formed to be engaged with each other, if any one side is formed to rotate together in the opposite direction to each other.
  • Figure 21 (a) is a picture of the actuation and yaw operation of Article 1 121, the handle is located on the upper side in the drawing on the operation unit 110,
  • the first actuation operation part 213a located at the lower side of the drawing includes a first article wire for operating the first article 221.
  • 230J1 is a handle for the movement. This is because the first yaw gear 2124a and the first actuation gear 2134a are engaged with each other, and in FIG. 31, the first actuation rotation part 2132a must be rotated in a clockwise direction for one actuation operation.
  • the upper handle is rotated counterclockwise.
  • both are for the operation of closing the two pairs (221, 222) of the end tool 220 to each other, the same operation, in addition to the configuration of the pulley and the wire is substantially the same, the present invention Surgical instrument 200 according to the second embodiment can be said to be substantially the same as the example described in Figure 21 (a).
  • the pitch operation unit 211 may include a pitch rotation shaft 2111, a pitch pulley 211P, a pitch auxiliary pulley 211S, and a pitch frame 2113.
  • the pitch manipulation unit 211 is connected to the bent portion 241 of the connection portion 240 through the pitch rotation axis 2111.
  • the pitch frame 2113 becomes a base frame of the pitch manipulation unit 211, and the yaw rotation shaft 2121 is rotatably coupled to one end thereof. That is, the yaw frame 2123 is formed to be rotatable about the yaw rotation axis 2121 with respect to the pitch frame 2113.
  • the yaw frame 2123 connects the first handle 214, the yaw axis of rotation 2121, the first actuation axis of rotation 2131a, and the second actuation axis of rotation 2131b, and also the yaw frame 2123. ) Is connected to the pitch frame 2113, so that when the pitch frame 2113 rotates about the pitch rotation axis 2111, the yaw frame 2123, the first handle 214, and the yaw rotation axis connected to the pitch frame 2113 2121, the first actuation rotation shaft 2131a and the second actuation rotation shaft 2131b rotate together.
  • the pitch operation unit 211 rotates about the pitch rotation axis 2111
  • the actuation operation unit 213 and the yaw operation unit 212 rotate together with the pitch operation unit 211.
  • the actuation manipulation unit 213, the yaw manipulation unit 212, and the pitch manipulation unit 211 move together.
  • the pitch rotation shaft 2111 and the pitch pulley 211P are coupled to the pitch frame 2113. At this time, the pitch pulley 211P is coupled to the pitch rotation shaft 2111 to be rotatable about the pitch rotation shaft 2111. Pitch auxiliary pulley 211S is formed at one side of the pitch pulley 211P.
  • the first handle 214 and the pitch operation unit 211, yaw operation unit 212, the actuation operation unit 213 are summarized as follows.
  • An actuation rotation shaft 2131a and 2131b, a yaw rotation shaft 2121, and a pitch rotation shaft 2111 may be formed on the first handle 214.
  • the actuation rotation shafts 2131a and 2131b are directly formed on the first handle 214, the first handle 214 and the actuation operation unit 213 may be directly connected to each other.
  • the yaw rotation shaft 2121 is directly formed on the first handle 214, the first handle 214 and the yaw control unit 212 may be directly connected.
  • the pitch operation unit 211 is formed to be connected to the yaw operation unit 212 on one side of the yaw operation unit 212, the pitch operation unit 211 is not directly connected to the first handle 214, the pitch operation unit 211 and the first handle 214 may be formed to be indirectly connected through the yaw control unit 212.
  • Article 1 wire 230J1 controlling the operation of Article 1 221 of the end tool 220 is fixedly coupled to a point of Article 1 yo pulley 212P1 of the operation unit 210 and Article 1 yo pulley It is wound around (212P1).
  • the Article 2 wire 230J2 which controls the operation of the Article 2 222 of the end tool 220 is fixedly coupled to one point of the Article 2 yo pulley 212P2 of the operation unit 210 and the Article 2 It is wound around the yaw pulley 212P2.
  • the yaw operation and the actuation operation of the end tool 220 are controlled through the rotation of the Article 1 yo-yo pulley 212P1 and the Article 2 yo-yo pulley 212P2. That is, Article 1 yaw pulley (212P1) and Article 2 yo pulley (212P2) is rotated in the same direction, as a result, the first Article 221 and the second Article 222 yaw rotation in the same direction, As a result, the first jaw 221 and the second jaw 222 is actuated to rotate in different directions.
  • Article 1 yo pulley (212P1) and Article 2 yo pulley (212P2) is configured to rotate about the same yaw axis of rotation (2121), Article 1 yo pulley (212P1) by one or more gears And Article 2 yo pulley (212P2) is to be connected to each other.
  • the first yaw gear 2124a which is fixedly coupled to the first yaw pulley 212P1 and which can rotate together about the yaw rotation shaft 2121, is engaged with the first actuation gear 2134a and is engaged with each other.
  • the first actuation gear 2134a may be fixedly coupled to the first actuation operation unit 213a to rotate together about the first actuation rotation shaft 2131a.
  • the first actuation gear 2134a is connected to be engaged with the second actuation gear 2134b, where the second actuation gear 2134b is fixedly coupled to the second actuation operating portion 213b and the second actuation It can rotate together about the rotation axis 2131b.
  • the second actuation gear 2134b is meshed with the second yaw gear 2124b, where the second yaw gear 2124b is fixedly coupled to the Article 2 yaw pulley 212P2 to center the yaw axis 2121. Can rotate together.
  • the first handle 214 is directly coupled to the yaw frame 2123, and the first actuation operating portion 213a and the second actuation operating portion 213b are also connected to the yaw frame 2123. That is, when the first handle 214 is rotated about the yaw rotation shaft 2121, the yaw frame 2123, the first actuation operating part 213a, the second actuation operating part 213b, and the first actuation are performed.
  • the gear 2134a and the second actuation gear 2134b rotate together about the yaw axis of rotation 2121, and as a result, the first yaw gear 2124a, the second yaw gear 2124b, and the first yaw pulley (212P1), Article 2 yaw pulley (212P2) is rotated in the same direction about the yaw axis of rotation (2121).
  • the first jaw 221 and the second jaw 222 of the end tool 220 is yaw rotation in the same direction.
  • first actuation operating portion 213a and the second actuation operating portion 213b are rotated in opposite directions by the same amount of rotation with each other through the configuration of one or more gears, and consequently, the first article pulley 212P1.
  • Article 2 yo pulley (212P2) can be rotated in opposite directions.
  • the yaw rotation of the operation unit 210 it is possible to cause the Article 1 yo pulley (212P1) and Article 2 yo pulley (212P2) to rotate in the same direction.
  • the Article 1 yaw pulley (212P1) and the Article 2 yo pulley (212P2) can be rotated by both actuation and yaw operation, and in particular, the Article 1 yo pulley ( 212P1) and Article 2 yoke pulley (212P2) to allow the structure to rotate in different ways, in addition to the use of gears, a variety of methods, such as link structure may be possible.
  • first actuation gear 2134a rotating together with the first actuation operating part 213a and the second actuation gear 2134b rotating together with the second actuation operating part 213b are formed to mesh with each other, When one of the first actuation operation unit 213a or the second actuation operation unit 213b is rotated, the other side also rotates together.
  • the first yaw gear 2124a formed to engage the first actuation gear 2134a rotates in the counterclockwise direction. Done.
  • the second actuation gear 2134b formed to engage the first actuation gear 2134a is counterclockwise.
  • the second yaw gear 2124b formed to engage the second actuation gear 2134b rotates in the clockwise direction.
  • the Article 1 yaw pulley 212P1 connected to the first yaw gear 2124a and the Article 2 yo pulley 212P2 connected to the second yaw gear 2124b rotate in opposite directions.
  • Article 1 (221) connected to Article 1 yo pulley (212P1) and Article 2 (222) connected to Article 2 yo pulley (212P2) is to rotate in the opposite direction, the actuation movement is performed.
  • the actuation operation part 213 formed at one end of the first handle 214 also has the first handle 214. Together with the yaw rotation axis 2121 is to rotate.
  • the first handle 214, the actuation operation unit 213, the first actuation gear 2134a, the second actuation gear 2134b, the first yaw gear 2124a and the second yaw gear 2124b It is to rotate about the yaw rotation axis 2121 at the same time as one rigid body. Therefore, Article 1 yaw pulley 212P1 connected to the first yaw gear 2124a and Article 2 yo pulley 212P2 connected to the second yaw gear 2124b rotate together in one direction. The yaw operation in which the 221 and the second tank 222 rotate in the same direction is performed.
  • the actuation operating portion 213, the yaw operating portion 212, and the pitch operating portion 211 are rotated.
  • the pitch is rotated about the pitch axis of rotation 2111. That is, when the Article 1 yaw pulley 212P1 of the yaw control unit 212 to which the Article 1 wire 230J1 is fixedly rotated about the pitch rotation shaft 2111, the article wound on the pitch pulley 211P is used.
  • the pair of wires 230J1 are moved.
  • the pitch frame 2113 is connected to the yaw frame 2123, the yaw frame 2123 is the first handle 214, the yaw axis of rotation 2121, the first actuation axis of rotation (2131a), the second actuation axis of rotation ( 2131b), when the pitch frame 2113 rotates about the pitch axis of rotation 2111, the yaw frame 2123, the first handle 214, the yaw axis of rotation 2121, and the first frame connected to the pitch frame 2113 are formed.
  • the first actuation rotation shaft 2131a and the second actuation rotation shaft 2131b are rotated together. That is, when the pitch operation unit 211 rotates about the pitch rotation shaft 21111, the actuation operation unit 213 and the yaw operation unit 212 rotate together with the pitch operation unit 211.
  • the surgical instrument 200 is a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), the pulley is a wire (Article 1 wire or second) Jaw wire) is wound, and the rotation operation (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) of the operation portion causes movement of each wire, and as a result, it is characterized by inducing a desired motion of the end tool 220.
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and the wires may not be wound several times on one pulley by these auxiliary pulleys.
  • a surgical instrument 300 according to a third embodiment of the present invention will be described.
  • the surgical instrument 300 according to the third embodiment of the present invention is compared to the surgical instrument (see 200 of FIG. 32) according to the second embodiment of the present invention described above, the operation unit of the surgical instrument 300
  • the configuration of the 310 is characteristically different. As described above, the configuration changed in comparison with the second embodiment will be described in detail.
  • FIG. 41 is a perspective view illustrating a surgical instrument according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 42 is a plan view of the surgical instrument of FIG. 41
  • FIG. 43 is a perspective view illustrating an operation unit of the surgical instrument of FIG. 42.
  • the surgical instrument 300 according to the third embodiment of the present invention is the first yaw gear, the second yaw gear, the first actuation gear and the second of the second embodiment.
  • the actuation operation part and the yaw operation part which consist of actuation gear etc. were changed, the resulting operation mechanism is the same.
  • the actuation operation part 313 includes a first actuation operation part 313a and a second actuation operation part 313b.
  • the first actuation operation part 313a includes a first actuation rotation part 3132a and a first actuation gear 3134a.
  • the second actuation operation part 313b includes a second actuation rotation part 3132b and a second actuation gear 3134b.
  • the first actuation rotation part 3132a and the second actuation rotation part 3132b may operate as a second handle.
  • the actuation operating portion 313 further includes a third actuation gear 3134c.
  • first actuation rotation part 3132a and the first actuation gear 3134a may be fixedly coupled to each other to be rotatable with respect to the yaw rotation shaft 3121.
  • second actuation rotation part 3132b and the second actuation gear 3134b may be fixedly coupled to each other and may be rotatable together around the yaw rotation axis 3121.
  • first actuation gear (3134a) and the second actuation gear (3134b) is formed to be engaged with each other by the third actuation gear (3134c), if any one side is formed to rotate together in the opposite direction to each other Can be.
  • the yaw control unit 312 may include a yaw rotation shaft 3121, a Article 1 yaw pulley 312P1, and a Article 2 yaw pulley 312P2.
  • Article 1 yaw pulley (312P1) and Article 2 yo pulley (312P2) is connected to the yaw axis of rotation (3121) to be rotatable about the yaw axis of rotation (3121).
  • Article 1 yo pulley (312P1) is fixedly coupled to the first actuation gear (3134a) can be rotated together
  • Article 2 yo pulley (312P2) is fixedly engaged with the second actuation gear (3134b) to rotate together can do.
  • Article 1 yo pulley (312P1) is wound Article 1 wire (330J1)
  • Article 2 wire (330J2) may be wound.
  • Article 1 yo pulley (312P1) and Article 2 yo pulley (312P2) may be formed of two pulleys that are formed to face each other and independently rotatable.
  • the rotation axis of the third actuation gear 3134c is connected to the first handle 314, and when the first handle 314 rotates, the third actuation gear 3134c may also rotate together.
  • 46 and 47 are views showing the actuation operation of the surgical instrument of FIG.
  • a second actuation gear 3134b rotating together with the first actuation gear 3134a and the second actuation rotating part 3132b that rotates together with the first actuation rotating part 3132a. Since is formed to mesh with each other through the third actuation gear (3134c), when either one of the first actuation rotation part 3132a or the second actuation rotation part 3132b rotates, the other side also rotates together. .
  • a third actuation gear 3 formed to engage the first actuation gear 3134a when the first actuation rotation part 3132a and the first actuation gear 3134a rotate about the yaw rotation axis 3121 in the direction of the arrow A1.
  • the second actuation gear 3134b formed to engage the third actuation gear 3134c is in the direction of A2 about the yaw axis 3121. Will rotate.
  • the Article 1 yo pulley 312P1 connected to the first actuation gear 3134a and the Article 2 yo pulley 312P2 connected to the second actuation gear 3134b rotate in opposite directions. Accordingly, Article 1 321 connected to Article 1 yo pulley 312P1 and Article 2 322 connected to Article 2 yo pulley 312P2 are rotated in opposite directions, and the actuation motion is performed.
  • 44 and 45 are diagrams illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 41.
  • the third actuation gear central axis 3134c1 connected to the first knob 314 is the yaw axis of rotation 3121.
  • the third actuation gear 3134c formed on the third actuation gear central axis 3134c1 revolves about the yaw rotation axis 3121. Therefore, the first actuation gear 3134a and the second actuation gear 3134b connected to the third actuation gear 3134c rotate in the direction of arrow Y simultaneously.
  • Article 1 yo pulley 312P1 connected to the first actuation gear 3134a and the Article 2 yo pulley 312P2 connected to the second actuation gear 3134b rotate in the same direction.
  • Article 1 321 connected to Article 1 yo pulley (312P1) and Article 2 (322) connected to Article 2 yo pulley (312P2) is to rotate in the same direction, yaw motion is performed.
  • a surgical instrument 400 according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
  • the surgical instrument 400 according to the fourth embodiment of the present invention is compared to the surgical instrument (see 300 of FIG. 41) according to the third embodiment of the present invention described above, the operation unit of the surgical instrument 400
  • the configuration of 410 is characteristically different.
  • the configuration changed compared with the third embodiment will be described in detail.
  • FIG. 48 is a perspective view showing the yaw operation of the surgical instrument according to a fourth embodiment of the present invention
  • Figure 49 is a view showing the actuation operation of the surgical instrument according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Surgical instrument 400 is the first actuation gear 4124a, the second actuation gear (4124b) and the third actuation gear (4134) and the like compared to the third embodiment
  • the configured actuation operation part 413 and the yaw operation part 412 are different.
  • the first actuation rotation part 3132a is fixedly coupled to the first actuation gear 3134a
  • the second actuation rotation part 3132b is fixedly coupled to the second actuation gear 3134b
  • the first actuation rotation part 4132 is fixedly coupled to the third actuation gear 4134.
  • the fourth embodiment has a difference in that the actuation operation is performed only by the rotation of the first actuation rotation part 4132.
  • the first actuation gear, the second actuation gear, the third actuation gear and the first actuation rotation part of the third embodiment are respectively the first yaw gear, the second yaw gear, It is indicated by the actuation gear and the actuation rotation part.
  • FIG. 49 is a view showing the actuation operation of the surgical instrument of FIG.
  • the Article 1 yaw pulley 412P1 fixedly coupled to the first yaw gear 4124a and the Article 2 yo pulley 412P2 fixedly coupled to the second yaw gear 4124b rotate in opposite directions. Therefore, Article 1 (421) connected to Article 1 yo pulley (412P1) and Article 2 (422) connected to Article 2 yo pulley (412P2) is rotated in the opposite direction, the actuation exercise is performed will be.
  • the actuation gear center shaft 4134A connected to the first handle 414 rotates around the yaw rotation shaft 4121, and the actuation gear center is rotated.
  • An actuation gear 4134 formed on the shaft 4134A revolves about the yaw axis of rotation 4121. Accordingly, the first yaw gear 4124a and the second yaw gear 4124b connected to the actuation gear 4134 simultaneously rotate in the same direction as the arrow Y direction.
  • a surgical instrument 500 according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
  • the surgical instrument 500 according to the fifth embodiment of the present invention is compared to the surgical instrument (see 200 of FIG. 32) according to the second embodiment of the present invention described above, the operation unit of the surgical instrument 500
  • the configuration of 510 is characteristically different. As described above, the configuration changed in comparison with the second embodiment will be described in detail.
  • the surgical instrument 500 according to the fifth embodiment of the present invention is an embodiment in which the modified example shown in FIG. 24 is specifically implemented. That is, the Article 1 yaw auxiliary pulley 112S1 of FIG. 24 (a) corresponds to the Article 1 yaw auxiliary pulley 512S1 of FIG. 53, and the Article 1 yo pulley 112P1 of FIG. 53 corresponds to Article 1 yo pulley 512P1, and the first actuation pulley 113P1 of FIG. 24 (a) corresponds to the first actuation pulley (not shown) of FIG.
  • FIG. 50 is a perspective view showing a surgical instrument according to a fifth embodiment of the present invention
  • Figure 51 is a plan view of the surgical instrument of Figure 50
  • Figure 52 is a perspective view showing the operation of the surgical instrument of Figure 51.
  • the actuation operation part 513 includes an actuation rotation shaft 5131, a first actuation operation part 513a and a second actuation operation part 513b.
  • the first actuation operating portion 513a includes a first actuation rotation shaft 5131a, a first actuation rotation portion 5152a, and a first actuation gear 5134a.
  • the second actuation operating portion 513b includes a second actuation rotation shaft 5131b, a second actuation rotation portion 5152b, and a second actuation gear 5134b.
  • the first actuation rotation part 5152a and the second actuation rotation part 5152b may operate as a second handle.
  • first actuation rotation part 5152a and the first actuation gear 5134a may be fixedly coupled to each other to be rotatable with respect to the first actuation rotation shaft 5131a.
  • second actuation rotation part 5152b and the second actuation gear 5134b may be fixedly coupled to each other so as to be rotatable together about the second actuation rotation shaft 5131b.
  • first actuation gear 5134a and the second actuation gear 5134b are formed to mesh with each other, and may be formed to rotate together in opposite directions when either side rotates.
  • the actuation rotation shaft 5131 includes a third actuation gear 5134c and a fourth actuation gear 5134d which are formed to be independently rotatable about the actuation rotation shaft 5131.
  • one side of the third actuation gear (5134c) is formed with a third actuation pulley (not shown) fixedly coupled to the third actuation gear (5134c) and rotated together, the fourth actuation gear (5134d)
  • One side may be formed with a fourth actuation pulley (5133d) is fixedly coupled to the fourth actuation gear (5134d) to rotate together.
  • the first actuation gear 5134a and the third actuation gear 5134c are formed to mesh with each other, so that when one side rotates, the first actuation gear 5134a and the third actuation gear 5134c are rotated together in opposite directions.
  • the second actuation gear (5134b) and the fourth actuation gear (5134d) is formed to mesh with each other, if any one side is formed to rotate together in the opposite direction to each other.
  • Article 1 yo pulley 512P1 is formed on one side of the third actuation gear 5134c and the third actuation pulley (not shown), and the third actuation pulley (not shown) and Article 1 yo
  • the pulley 512P1 is connected through the first set wire 530J1, so that when the third actuation gear 5134c rotates, the first set yoke pulley 512P1 can rotate together.
  • the Article 1 wire 530J1 is wound to be fixedly coupled to one point of the third actuation pulley (not shown), and cross wound around the Article 1 yo pulley (512P1), Article 1 yo pulley (512P1) May rotate in the opposite direction in which the third actuation pulley (not shown) rotates.
  • Article 2 yo pulley (512P2) is formed on one side of the fourth actuation gear (5134d) and the fourth actuation pulley (5133d), the fourth actuation pulley (5133d) and Article 2 yo pulley ( 512P2 is connected via a second set of wires 530J2, and when the fourth actuation gear 5134d rotates, the second set of yo-yo pulleys 512P2 can be rotated together.
  • the Article 2 wire 530J2 is wound to be fixed to the one contact of the fourth actuation pulley (5133d), and cross wound to Article 2 yo pulley (512P2), Article 2 yo pulley (512P2)
  • the fourth actuation pulley 5133d may rotate in the opposite direction of rotation.
  • Article 1 yo pulley (512P1) and Article 2 yo pulley (512P2) is formed to be independently rotatable around the yaw rotation axis (5121).
  • Yaw control unit 512 may include a yaw axis of rotation (5121), Article 1 yaw pulley (512P1), Article 2 yaw pulley (512P2).
  • the pitch operation unit 511 may include a pitch rotation shaft 5111, a pitch pulley 511P, a pitch auxiliary pulley 211S, and a pitch frame 5113.
  • the pitch manipulation unit 511 is connected to the bent portion 541 of the connecting portion 540 through the pitch rotation shaft 5111.
  • a first actuation gear 5134a rotating together with the first actuation operation part 513a and a second actuation gear 5134b rotating together with the second actuation operation part 513b. Since is formed so as to mesh with each other, when either one of the first actuation operation unit 513a or the second actuation operation unit 513b rotates, the other side also rotates together.
  • first actuation operating portion 513a and the first actuation gear 5134a rotate about the first actuation rotation shaft 5131a in the direction of the arrow A1
  • first actuation operation portion 513a and the first actuation gear 5134a are formed to engage with the first actuation gear 5134a.
  • the three actuation gears 5134c are to rotate in the opposite direction to A1.
  • the third actuation pulley (not shown) fixedly coupled to the third actuation gear 5134c and the fourth actuation pulley 5133d fixedly coupled to the fourth actuation gear 5134d are opposite to each other.
  • the first jaw 521 connected to the third actuation pulley (not shown) and the second jaw 522 connected to the fourth actuation pulley 5133d rotate in opposite directions, thereby actuating the actuation. The exercise is performed.
  • the present embodiment is characterized in that the yaw rotation shaft 5121 and the actuation rotation shaft (5131) are provided separately. And Article 1 yo pulley (512P1) and Article 2 yo pulley (512P2) is formed to be independently rotatable around the yaw axis of rotation (5121).
  • the first yaw gear 2124a, the second yaw gear 2124b, the first yaw pulley 212P1 and the second yaw pulley 212P2 are all formed on the yaw rotation shaft 2121.
  • the third actuation gear 5134c and the fourth actuation gear 5134d are formed on the actuation rotation shaft 5131, and the Article 1 yaw pulley 512P1 and the Article 2 yo pulley ( 512P2 is formed on the yaw axis of rotation 5121.
  • the Article 1 wire 530J1 must cross once between the third actuation pulley (not shown) and the Article 1 yo pulley 512P1.
  • Article 2 wire 530J2 should be crossed once between the fourth actuation pulley (5133d) and Article 2 yo pulley (512P2).
  • 54 and 55 are views illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 50.
  • the actuation operation unit 513 formed at one end of the first handle 514 may also have the first handle ( 514 and rotates about the yaw axis of rotation (5121).
  • the first actuation gear 5134a and the second actuation gear 5134b do not rotate with respect to each other, and thus the first actuation
  • the third actuation gear 5134c and the fourth actuation gear 5134d respectively engaged with the actuation gear 5134a and the second actuation gear 5134b also do not rotate relative to each other.
  • Article 1 yo pulley (512P1) and Article 2 yo pulley (512P2) will be rotated about the yaw axis of rotation (5121) at the same time as a rigid body.
  • the Article 1 yaw pulley 512P1 and the Article 2 yo pulley 512P2 rotate together in one direction, so that the Article 1 521 and Article 2 522 rotate in the same direction.
  • the action is performed.
  • the surgical instrument 600 according to the sixth embodiment of the present invention is a control unit of the surgical instrument 600 compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 2) according to the first embodiment of the present invention described above
  • the configuration of 610 is characteristically different.
  • the configuration changed compared to the first embodiment will be described in detail later.
  • FIG. 56 is a perspective view showing a surgical instrument according to a sixth embodiment of the present invention
  • Figure 57 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 56
  • Figure 58 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 56 wiring structure It is an internal perspective view showing.
  • FIG. 59 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 56
  • FIG. 60 is a perspective view illustrating a pitch motion of the surgical instrument of FIG. 56.
  • connection portion 640 is formed in a hollow shaft (shaft) shape, one or more wires (to be described later) can be accommodated therein, one end of the operation unit 610 is coupled, the other end end end
  • the tool 620 may be coupled to serve to connect the operation unit 610 and the end tool 620.
  • the connection part 640 may be formed with a bent part 641 on the operation unit 610 side.
  • the operation unit 610 of the surgical instrument 600 is a pitch operation unit 611 for controlling the pitch movement of the end tool 620, and the yaw movement of the end tool 620
  • the user is holding the first handle 614 with the palm of the first handle 614 Y-axis (that is, the pitch axis of rotation (6111)) )
  • the palm of the first handle 614 Y-axis that is, the pitch axis of rotation (6111)
  • the thumb and index finger to actuate the operation unit
  • the actuation operation unit 613 can be rotated to perform the actuation movement.
  • the surgical instrument 600 is formed such that the yaw control unit 612 is substantially spaced apart from the first handle 614 compared to the first embodiment. That is, the actuation operation part 613 and the pitch operation part 611 are formed on the first handle 614 and formed relatively close to the first handle 614, whereas the yaw operation part 612 is the pitch operation part 611.
  • the yaw manipulation part 612 is formed to be spaced apart from the first handle 614 by the length of the yaw frame 6223 in the Z-axis direction.
  • the yaw rotation shaft 6121 is formed above in the Z-axis direction instead of the side of the actuation operating portion 613, and a plurality of pulleys are disposed between the yaw rotation shaft 6121 and the actuation operating portion 613.
  • the joint configuration of the operation unit for manipulating the motion of the end tool is connected in the order of pitch joint, yaw joint.
  • the wire connected for power transmission of the end tool is first connected to the pitch joint part of the manipulation part via the connecting part and the bent part, and then to the yaw joint part.
  • the joint configuration order of the operation portion is different from the first embodiment, and is connected in the order of the yaw joint and the pitch joint. That is, in view of the connection configuration with the end tool, the yaw operation part is first formed, and then the pitch operation part and the actuation operation part are formed on the yaw operation part.
  • the sixth embodiment also has the same feature that the end tool rotates in the same direction intuitively as the operation direction of the operation portion, similarly to the first embodiment. That is, as described in Figure 1, when the user moves the knob for the actuation rotation, pitch rotation and yaw rotation, the axis of rotation of the corresponding control unit for the rotation is located in the rear (user side) like the end tool Is the same.
  • the first handle 614 may be formed to be gripped by the user by hand, and in particular, the first handle 614 may be formed to surround and hold the first handle 614 with the palm of the user.
  • An actuation operation part 613 is formed on the first handle 614, and a pitch operation part 611 is formed on one side of the actuation operation part 613.
  • the pitch manipulation unit 611 is connected to the yaw control unit 612 through the yaw frame 6223, one side of the yaw frame 6123 is connected to the pitch rotation shaft 6111, and the other side is connected to the yaw rotation shaft 6121. .
  • the actuation operation part 613 includes a first actuation operation part 613a and a second actuation operation part 613b.
  • the first actuation operation part 613a includes a first actuation rotation shaft 6131a, a first actuation rotation part 6132a, a first actuation pulley 613P1, and a first actuation gear 6132a.
  • the second actuation operating part 613b includes a second actuation rotation shaft 6131b, a second actuation rotation part 6132b, a second actuation pulley 613P2, and a second actuation gear 6132b.
  • the first actuation rotation part 6132a and the second actuation rotation part 6132b may operate as the second handle.
  • first actuation rotation part 6132a, the first actuation pulley 613P1, and the first actuation gear 6132a are fixedly coupled to each other so as to be rotatable together around the first actuation rotation shaft 6131a. Can be.
  • the second actuation rotation part 6132b, the second actuation pulley 613P2, and the second actuation gear 6132b are fixedly coupled to each other so as to be rotatable about the second actuation rotational axis 6131b. Can be.
  • first actuation gear (6134a) and the second actuation gear (6134b) is formed to be engaged with each other, it can be formed to rotate together in the opposite direction when one side rotates.
  • the pitch operation unit 611 may include a pitch rotation shaft 6111, a plurality of pitch pulleys 611P, a plurality of pitch auxiliary pulleys 611S, and a pitch frame 6113.
  • the pitch operation unit 611 may further include a plurality of pitch wire pitch pulleys 611PP, a pitch wire pitch auxiliary pulley 611PS, a pitch wire pitch return pulley 611PR, and the like.
  • the pitch rotation shaft 6111 and the pitch pulley 611P are coupled to the pitch frame 6113. At this time, the pitch pulley 611P is connected to the pitch rotation shaft 6111 so as to be rotatable about the pitch rotation shaft 6111.
  • the pitch frame 6113 becomes a base frame of the pitch manipulation unit 611, and connects the pitch rotation shaft 6111, the first actuation rotation shaft 6311 a, and the second actuation rotation shaft 6131 b, and the first handle 614.
  • the actuation operation part 613 and the pitch operation part 611 are rotatable about the pitch rotation axis 6111. That is, when the first handle 614 rotates about the pitch rotation shaft 6111, the first actuation rotation shaft 6131a and the second actuation rotation shaft 6131b connected to the first handle 614 rotate together. In other words, when the user pitch rotates the first handle 614 about the pitch rotation axis 6111, the actuation manipulation unit 613 moves together with the first handle 614.
  • the yaw control unit 612 may include a yaw rotation shaft 6121, a Article 1 yaw pulley 612P1, a Article 2 yo pulley 612P2, and a yaw frame 6223.
  • the yaw control unit 612 is a Article 1 yaw auxiliary pulley 612S1 formed on one side of the Article 1 yo pulley 612P1, and Article 2 yaw auxiliary pulley formed on one side of the Article 2 yo pulley 612P2 ( 612S2) may be further included.
  • the yaw frame 6123 becomes a base frame of the yaw manipulation part 612 and may be formed as an I-shaped frame.
  • One side of the yaw frame (6123) is connected to the pitch axis of rotation (6111), the other side is connected to the yaw axis of rotation (6121).
  • the bent portion 641 of the yaw frame 6223 and the extension part 640 are formed to be rotatable with respect to each other about the yaw rotation shaft 6121.
  • a pitch wire 630P is wound around one side of each of Article 1 yo pulley 612P1, Article 1 yo pulley 612S1, Article 2 yo pulley 612P2, and Article 2 yo pulley 612S2.
  • the first pitch wire yaw pulley 612PP1, the first pitch wire yaw auxiliary pulley 612PS1, the second pitch wire yaw auxiliary pulley 612PP2, and the second pitch wire yaw auxiliary pulley 612PS2 may be further formed.
  • the pitch wire yaw pulley 612PP1, the first pitch wire yaw auxiliary pulley 612PS1, the second pitch wire yaw auxiliary pulley 612PP2, and the second pitch wire yaw auxiliary pulley 612PS2 are each shown with two pulleys.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto. That is, one or more pulleys having the same diameter or different diameters may be provided according to the configuration of the yaw control unit 612.
  • the yaw rotation shaft 6121 is inserted through the bent portion 641, the yaw frame 6223, the Article 1 yo pulley 612P1, and the Article 2 yo pulley 612P2. Therefore, the yaw frame 6223 is formed to be rotatable with respect to the bent portion 641 about the yaw rotation axis 6121.
  • the pitch frame 6113 is coupled to the actuation manipulation unit 613, and the actuation manipulation unit 613 is coupled to the first handle 614.
  • Article 1 yo pulley (612P1) and Article 2 yo pulley (612P2) is connected to the yaw axis of rotation (6121) to be rotatable about the yaw axis of rotation (6121).
  • Article 1 yo pulley (612P1) is wound Article 1 wire (630J1)
  • Article 2 yo pulley (612P2) Article 2 wire (630J2) may be wound.
  • Article 1 yo pulley (612P1) and Article 2 yo pulley (612P2) may be formed of two pulleys that are formed to face each other and independently rotatable. Therefore, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys so that they can operate without interfering with each other.
  • Article 1 of the auxiliary pulley 612S1 and Article 2 of the auxiliary pulley 612S2, respectively, may be formed of two pulleys rotatably formed to face each other. Therefore, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys so that they can operate without interfering with each other.
  • each of the 1st knob 614, the pitch operation part 611, the yaw operation part 612, and the actuation operation part 613 is summarized as follows.
  • An actuation rotation shaft 6131a and 6131b, a yaw rotation shaft 6121, and a pitch rotation shaft 6111 may be formed on the first handle 614.
  • the actuation rotation shaft (6131a) (6131b) is formed directly on the first handle 614, the first handle 614 and the actuation operation unit 613 may be directly connected.
  • the pitch rotation shaft 6111 is directly formed on the first handle 614, the first handle 614 and the pitch manipulation unit 611 may be directly connected to each other.
  • the yaw control unit 612 is formed to be connected through the pitch operation unit 611 and the yaw frame 6223, the yaw control unit 612 is not directly connected to the first handle 614, yaw operation unit 612 ) May be formed to be indirectly connected to the first handle 614 through the pitch manipulation unit 611.
  • the user inserts the index finger into the first actuation rotation part 6132a, and puts his or her thumb in the second actuation rotation part 6132b, using either one finger or both fingers to actuate the rotation part 6132a and 6132b. ),
  • the first actuation pulley 613P1 and the first actuation gear 6132a fixedly coupled to the first actuation rotation part 6132a rotate about the first actuation rotation shaft 6131a, and the The second actuation pulley 6133b and the second actuation gear 6132b fixedly coupled to the second actuation rotation part 6132b rotate about the second actuation rotation shaft 6131b.
  • the first actuation pulley 613P1 and the second actuation pulley 613P2 are rotated in opposite directions, and thus, the first article wire 630J1 having one end fixedly coupled to the first actuation pulley 613P1. And the second wire 630J2 having one end fixedly coupled to the second actuation pulley 613P2, are also moved in opposite directions.
  • the rotational force is transmitted to the end tool 620 through the power transmission unit 630, the two jaws (621) 622 of the end tool 620 performs the actuation operation.
  • the actuation operating unit 613 may rotate the pitch rotation shaft ( 6111) to rotate the pitch together. That is, when the first actuation pulley 613P1 of the first actuation operation part 613a to which the first set wire 630J1 is fixed is rotated about the pitch rotation shaft 6111, the pitch pulley 611P is applied to the first actuation pulley 611P. Both strands 630J1R and 630J1L of the wound first wire 630J1 move in the same direction.
  • the pitch pulley 623P and the pitch wire 630P are formed in the end tool 620 to facilitate the pitch operation of the end tool 620 according to the pitch manipulation of the operation unit 610. Can be.
  • Both strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P are wound around each pitch wire pitch return pulley 611PR via the yaw control unit 612 and the pitch control unit 611, and then the pitch control unit 611 and the yaw control unit ( Each of the bent portions is fixedly coupled to each other via 612.
  • both strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P are formed to be wound in opposite directions to the corresponding pitch wire pitch pulley 611PP formed so as to rotate about the pitch rotation axis 611. Therefore, both strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P close to the end tool 620 are moved in opposite directions to each other, so that the end tool is formed by the first and second wires 630J1 and 630J2. Apart from the pitch operation of 620, it is possible to transmit additional pitch rotational power.
  • the actuation operation unit 613 and the pitch operation unit ( 611 and the yaw control unit 612 is yaw rotation about the yaw axis of rotation (6121). That is, when the first actuation pulley 613P1 of the first actuation operation part 613a to which the article 1 wire 630J1 is fixed is rotated about the yaw rotation shaft 6121, the article 1 yo pulley ( The first wire 630J1 wound on the 612P1 is moved.
  • the pitch wire 630P formed to facilitate the pitch operation should not affect the operation of the end tool 620 during yaw operation of the operation unit 610. That is, both strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P should not move toward the end tool 620 during yaw manipulation of the manipulation unit 620.
  • Each of the strands 630PL and 630PR of the pitch wire 630P disclosed in the sixth embodiment extends from the end tool 620 so that the corresponding pitch wire yaw pulleys 612PP1 and 612PP2 and the corresponding pitch wire yaw auxiliary pulleys are formed.
  • (612PS1) and (612PS2) are wound and crossed, and again, the pitch wire yaw auxiliary pulley (612PS1) and the corresponding pitch wire yaw pulley (612PP1) (612PP2) through the pitch operating part 611 and the actuation operating part 613 again. Winding across, finally fixed to one point of the bent portion (641).
  • the direction in which the respective 630PL and 630PR of the pitch wire 630P wraps around the pitch wire yaw pulleys 612PP1 and 612PP2 is opposite to each other.
  • the pitch wire 630P wound around the pitch wire yaw pulleys 612PP1 and 612PP2 moves toward the pitch operating portion 611 to move.
  • the pitch wire 630P wound on the pitch wire yaw pulleys 612PP1 and 612PP2 and formed toward the end tool 620 is wound up to the pitch wire yaw pulley 612PP1 and 612PP2 on the end tool 620 side.
  • the portion of the inlet and the pitch wire yaw pulleys 612PP1 and 612PP2 that are wound to the one fixed point of the bend 641 do not move and consequently do not affect the operation of the end tool 620.
  • the surgical instrument 600 is a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), the pulley is a wire (Article 1 wire or second) Jaw wire) is wound, and the rotation operation (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) of the operation portion causes movement of each wire, resulting in inducing a desired motion of the end tool 620.
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and the wires may not be wound several times on one pulley by these auxiliary pulleys.
  • the surgical instrument 700 according to the seventh embodiment of the present invention is a control unit of the surgical instrument 700 compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 2) according to the first embodiment of the present invention described above
  • the configuration of 710 is characteristically different.
  • the configuration changed compared to the first embodiment will be described in detail later.
  • FIG. 61 is a perspective view illustrating a surgical instrument according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 62 is a side view of the surgical instrument of FIG. 61
  • FIG. 63 is an internal perspective view of the surgical instrument of FIG. 61
  • FIG. 65 is 61 is an internal perspective view showing the wiring structure as an internal perspective view of the surgical instrument of FIG.
  • FIG. 66 is an enlarged view of a portion A of FIG. 65
  • FIG. 67 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 66.
  • FIG. 68 is a perspective view illustrating the yaw motion of the surgical instrument of FIG. 61
  • FIG. 69 is a perspective view illustrating the pitch motion of the surgical instrument of FIG. 61.
  • the surgical instrument 700 includes an operation unit 710, an end tool 720, a power transmission unit 730, and a connection unit 740.
  • the connection portion 740 is formed in a hollow shaft (shaft) shape, one or more wires (to be described later) can be accommodated therein, one end of the operation portion 710 is coupled, the other end end end
  • the tool 720 may be coupled to serve to connect the operation unit 710 and the end tool 720.
  • the connection part 740 may be formed with a bent part 741 on the operation unit 710 side.
  • the operation unit 710 of the surgical instrument 700 is a pitch operation unit 711 for controlling the pitch movement of the end tool 720 and the yaw movement of the end tool 720
  • the user moves the first handle 714 to the Y axis (ie, the pitch rotation axis 7111) while holding the first handle 714 with the palm.
  • the thumb and index finger to actuate the operation Actuation motion can be performed by rotating the actuation operation part 713 in a state of being inserted into the 713.
  • the surgical instrument 700 according to the seventh embodiment of the present invention is formed in a roughly ' ⁇ ' shape so that the bent portion 741 is branched from the middle to the left and right compared to the first embodiment, the pitch frame to correspond thereto 7113 is also formed in a substantially ' ⁇ ' shape to branch to the left and right, and pitch rotation shafts 7111 are formed at both ends of the pitch frame 7113 to the left and right, respectively, as a result, the pitch rotation shaft 7111 is a yaw rotation axis ( 7121 is formed to be significantly spaced apart.
  • the actuation rotation shafts 7171a and 7131b and the yaw rotation shaft 7121 are formed at or near the first handle 714, and are formed relatively close to the first handle 714, whereas the pitch rotation shaft 7111 is It is formed at both ends branched to the left and right of the pitch frame 7113. Accordingly, the pitch rotation shaft 7111 may be formed below the actuation rotation shafts 7141a and 7141b and the yaw rotation shaft 7121 to a certain extent in the Z-axis direction, so that a part of the user's hand is in a ' ⁇ ' shaped pitch frame. It can be accommodated in part 7113.
  • the rotation axis of the yaw joint and the rotation axis of the pitch joint intersect each other, as well as to be disposed close together. It can be matched to the wrist joint of the user performing the. Therefore, as a result, there is an effect that can provide a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation.
  • the first handle 714 may be formed to be gripped by the user by hand, and in particular, the first handle 714 may be formed to surround and hold the first handle 714 with the palm of the user.
  • An actuation operation part 713 is formed on the first handle 714, and a yaw operation part 712 is formed on one side of the actuation operation part 713, and a pitch operation part 711 on one side of the yaw operation part 712. Is formed, and the yaw control unit 712 and the pitch control unit 711 is connected by a pitch frame (7113) of the ' ⁇ ' shape.
  • the other end of the pitch manipulation unit 711 is connected to the bent portion 741 of the connection portion 740.
  • the actuation operation part 713 includes a first actuation operation part 713a and a second actuation operation part 713b.
  • the first actuation operation part 713a includes a first actuation rotation shaft 7171a, a first actuation rotation part 7122a, a first actuation pulley 713P1, and a first actuation gear 7134a.
  • the second actuation operating portion 713b includes a second actuation rotation shaft 7171b, a second actuation rotation portion 7122b, a second actuation pulley 713P2, and a second actuation gear 7134b.
  • the first actuation rotation part 7122a and the second actuation rotation part 7122b may operate as a second handle.
  • first actuation rotation part 7122a, the first actuation pulley 713P1, and the first actuation gear 7134a are fixedly coupled to each other so as to be rotatable together around the first actuation rotation shaft 7131a.
  • second actuation rotation part 7122b, the second actuation pulley 713P2, and the second actuation gear 7134b are fixedly coupled to each other so as to be rotatable about the second actuation rotation shaft 7131b.
  • the first actuation gear 7134a and the second actuation gear 7134b are formed to mesh with each other, and may be formed to rotate together in opposite directions when either side rotates.
  • the yaw manipulation part 712 may include a yaw rotation shaft 7121, a Article 1 yaw pulley 712P1, a Article 2 yo pulley 712P2, and a yaw frame 7123.
  • the yaw control unit 712 is a Article 1 yaw auxiliary pulley 712S1 formed on one side of the Article 1 yo pulley 712P1, and Article 2 yaw auxiliary pulley formed on one side of the Article 2 yo pulley 712P2 ( 712S2) may be further included.
  • Article 1 yo pulley 712P1, Article 2 yo pulley 712P2, Article 1 yo pulley 712S1 and Article 2 yo pulley 712S2 are provided in pitch frame 7113 to be described later. Can be connected.
  • a yaw rotation shaft 7121 is formed at one side of the actuation operation part 713 on the first handle 714.
  • the first handle 714 is formed to be rotatable about the yaw rotation shaft (7121).
  • Article 1 yaw pulley 712P1 and Article 2 yo pulley 712P2 are connected to yaw rotation shaft 7121 so as to be rotatable about yaw rotation shaft 7121.
  • Article 1 yo pulley 712P1 may be wound around the Article 1 wire 730J1
  • Article 2 yo pulley 712P2 may be wound around Article 2 wire (730J2).
  • Article 1 yo pulley (712P1) and Article 2 yo pulley (712P2) may be formed of two pulleys that are formed to face each other and independently rotatable. Therefore, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys so that they can operate without interfering with each other.
  • the yaw frame 7123 connects the first handle 714, the yaw rotational shaft 7121, the first actuation rotational shaft 7171a, and the second actuation rotational shaft 7171b, and the first handle 714 and the yaw control unit ( The 712 and the actuation operation part 713 may rotate together about the yaw rotation shaft 7121.
  • the pitch manipulation unit 711 may include a pitch frame 7113, a J1R mediation pulley 715J1R, a J1L mediation pulley 715J1L, a J2R mediation pulley (not shown), and a J2L mediation pulley (not shown).
  • the J1R mediation pulley (715J1R) and J2R mediation pulley (not shown) may be formed at each end branched to the left and right of the pitch frame (7113), J1L mediation pulley (715J1L) and J2L mediation pulley (not shown) It may be formed at both ends branched to the left and right of the pitch frame 7113.
  • the J1R mediation pulley (715J1R), J1L mediation pulley (715J1L), J2R mediation pulley (715J2R), J2L mediation pulley (715J2L) serves as the pitch pulley in the above-described embodiments, the pitch rotation axis (7111) Can rotate around the center.
  • Article 1 R wire 730J1R represents the right wire of both strands of Article 1 wire 730J1
  • Article 1 R wire 730J1R is divided into two again, the first to enter the pitch control unit 711 It is divided into a group R wire-in 730J1Rin and a first group R wire-out 730J1Rout which is released from the pitch operation unit 711 and connected to the actuation operation unit 713.
  • Article 1 L-wire 730J1L represents the left wire of both strands of Article 1 wire 730J1
  • Article 1 L-wire 730J1L is divided into two again, the first to enter the pitch control unit 711 It is divided into a pair of L wires-in 730J1Lin and a first set of L wire-outs 730J1Lout which are separated from the pitch control unit 711 and connected to the actuation operation unit 713.
  • the J1R mediation pulley 715J1R is formed to face each other and includes two pulleys that rotate together integrally. And, one pulley of the J1R mediation pulley 715J1R is coupled to the first article R wire-in 730J1Rin, and the other one pulley is coupled to the first article R wire-out 730J1Rout.
  • the direction in which Article 1 R wire-in 730J1Rin is wound around the J1R mediation pulley 715J1R (counterclockwise when viewed in FIG. 66), and Article 1 R wire-out 730J1Rout Is wound in the direction from the J1R mediation pulley 715J1R (counterclockwise when viewed in FIG. 66) is the same.
  • the J1L mediation pulley 715J1L is formed to face each other and includes two pulleys that rotate together integrally. And, a pulley of one Article L wire-in (730J1Lin) is coupled to one pulley of the J1L mediation pulley (715J1L), the first Article L wire-out (730J1Lout) is coupled to the other pulley.
  • a pulley of one Article L wire-in (730J1Lin) is coupled to one pulley of the J1L mediation pulley (715J1L)
  • the first Article L wire-out (730J1Lout) is coupled to the other pulley.
  • Article 1 R wire-in 730J1Rin moves from the J1R mediation pulley 715J1R toward the end tool 720
  • Article 1 R wire-out 730J1Rout moves from the yaw control unit 712 to the J1R mediation pulley ( 715J1R).
  • the J1R mediation pulley 715J1R and the J1L mediation pulley 715J1L may rotate independently about the pitch rotation axis 7111.
  • Article 2 wire can also be formed to connect the end tool and the control panel in the same manner.
  • the pitch wire end pulley 715P is fixedly coupled to the pitch rotation shaft 7111 so as to rotate together, and the pitch rotation shaft 7111 is fixedly coupled to the pitch frame 7113, resulting in a pitch frame ( 7113, the pitch rotation shaft 7111, and the pitch wire end pulley 715P may rotate together.
  • the J1R mediation pulley (715J1R), J1L mediation pulley (715J1L), J2R mediation pulley (715J2R), J2L mediation pulley (715J2L) are each formed to be independently rotated about the pitch rotation axis (7111).
  • the user inserts the index finger into the first actuation rotation part 7122a, and the actuation rotation part 7122a (7132b) using either finger or both fingers while the thumb is inserted into the second actuation rotation part 7122b.
  • Rotates the first actuation pulley 713P1 and the first actuation gear 7134a fixedly coupled to the first actuation rotation part 7122a rotate about the first actuation rotation shaft 7131a, and the The second actuation pulley 7133b and the second actuation gear 7134b fixedly coupled to the second actuation rotation part 7122b rotate about the second actuation rotation shaft 7131b.
  • the first actuation pulley 713P1 and the second actuation pulley 713P2 are rotated in opposite directions, and thus, the first article wire 730J1 having one end fixedly coupled to the first actuation pulley 713P1. And the second wire 730J2 having one end fixedly coupled to the second actuation pulley 713P2, are also moved in opposite directions. Then, such rotational force is transmitted to the end tool 720 through the power transmission unit 730, the two jaws (721) 722 of the end tool 720 performs the actuation operation.
  • the actuation manipulation unit 713 and the yaw control unit ( 712 rotates the yaw around the yaw axis of rotation (7121). That is, when the first actuation pulley 713P1 of the first actuation operation part 713a to which the article 1 wire 730J1 is fixed is rotated about the yaw rotation shaft 7121, the Article 1 yaw pulley ( The first wire 730J1 wound on the 712P1 is moved.
  • the actuation operation unit 713 and the yaw operation unit ( 712 and the pitch operation unit 711 is to rotate the pitch with respect to the pitch axis of rotation (7111). That is, when the first actuation pulley 713P1 of the first actuation operation part 713a to which the first set wire 730J1 is fixed is rotated about the pitch rotation shaft 7111, the J1R mediation pulley 715J1R And both strands 730J1R and 730J1L of the first set wire 730J1 coupled to the J1L mediation pulley 715J1L are moved in the same direction.
  • the pitch frame 7113 is connected to the yaw frame 7123, the yaw frame 7123 is the first handle 714, the yaw axis of rotation (7121), the first actuation axis of rotation (7131a), the second actuation axis of rotation ( 7131b), when the pitch frame 7113 rotates about the pitch rotation axis 7111, the yaw frame 7123, the first handle 714, the yaw rotation shaft 7121, and the first frame connected to the pitch frame 7113
  • the first actuation rotation shaft 7131a and the second actuation rotation shaft 7311b rotate together. That is, when the pitch operation unit 711 rotates about the pitch rotation axis 7111, the actuation operation unit 713 and the yaw operation unit 712 rotate together with the pitch operation unit 711.
  • a pitch pulley 723P is formed in the end tool
  • a pitch wire end pulley 715P is formed in the operation portion, and is connected to each other with a pitch wire 730P, so that the pitch operation of the end tool is more in accordance with the pitch operation of the operation portion. It can be done easily.
  • the ends of both strands of the pitch wire 730P are each fixedly coupled to the corresponding pitch wire end pulley 715P, and each pitch wire end pulley 715P is fixedly coupled to the pitch frame 7113.
  • the pitch frame 7113 and the pitch wire end pulley 715P are also rotated about the pitch rotation axis 7111 by the pitch rotation of the operation unit, and as a result, both strands of the pitch wire 730P are opposite to each other.
  • the power of the additional pitch rotation can be transmitted separately from the pitch motion of the end tool by the first jaw wire 730J1 and the second jaw wire 730J2.
  • the surgical instrument 700 is a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), the pulley is a wire (Article 1 wire or second) Jaw wire) is wound, and rotational operation (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) of the operation portion causes movement of each wire, and as a result, it is characterized by inducing a desired motion of the end tool 720.
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and the wires may not be wound several times on one pulley by these auxiliary pulleys.
  • the bent portion 741 and the operation unit 710 are branched to both sides, as shown in Figure 64, the rotational axis of the yaw joint and the rotational axis of the pitch joint can be as close as possible to each other, and at the same time the intersection or proximity position
  • the components (pulley, wire, etc.) of the operation unit 710 are divided into two and arranged in two branches.
  • the configuration for the above features may be variously modified. That is, the components (pulleys, wires, etc.) of the operation unit 710 may be disposed only on one of both branches.
  • the osteotomy 741 and the operation unit 710 may be configured to be folded only to one side without branching to both sides.
  • the structure branched to both sides in the embodiment it may be configured in the form omitted.
  • the surgical instrument 800 according to the eighth embodiment of the present invention is characterized in that the configuration of the operation unit 810 of the surgical instrument 800 is different than the sixth embodiment of the present invention described above.
  • the joint configuration of the operation unit 810 for manipulating the operation of the end tool 820 will be described with reference to a wire connected from the end tool 820 to the operation unit 810. ) Is formed first, and then the pitch operation unit 811 and the actuation operation unit 813 are formed on the yaw operation unit 812.
  • the difference between the eighth embodiment and the sixth embodiment is, as in the seventh embodiment, that the bent portion 841 is formed in a substantially ' ⁇ ' shape such that the bent portion 841 branches from side to side in the middle, and the pitch frame 8313 is also branched from side to side. It is formed in a substantially ' ⁇ ' shape, and both ends branched to the left and right of the pitch frame 8131 and both ends branched to the left and right of the bent portion 841 are connected to each other through the pitch rotation shaft 8111.
  • the rotation axis of the yaw joint and the rotation axis of the pitch joint of the manipulation unit 810 can be matched with the wrist joint of the user who holds the handle and performs the yaw operation and the pitch operation.
  • FIG. 70 is a perspective view showing a surgical instrument according to an eighth embodiment of the present invention
  • Figure 71 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 70
  • Figure 72 is an internal perspective view of the surgical instrument of Figure 70 wiring structure It is an internal perspective view showing.
  • 73 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 70
  • FIGS. 74, 75, and 76 are perspective views illustrating a pitch motion of the surgical instrument of FIG. 70.
  • the configuration of the eighth embodiment is different from that of the sixth embodiment in the same way as the configuration of the seventh embodiment is different from that in the first embodiment. That is, the configuration of the seventh embodiment is characterized in that the configuration of the first embodiment is divided into both strands of the path and the pulleys for the same, and similarly, the configuration of the eighth embodiment is the configuration of the sixth embodiment. It is characterized by the path of and the pulleys for this branched into both strands. Therefore, the configuration of the eighth embodiment can be sufficiently understood as the description of the sixth and seventh embodiments, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the bent portion 841 and the operation unit 810 are branched to both sides, and as shown in FIG. 64, the rotational axis of the yaw joint and the rotational axis of the pitch joint cross each other as close as possible. It is one of the important features that a space in which a user's hand or wrist is accommodated in a proximal position is formed.
  • the components (pulley, wire, etc.) of the operation unit 810 are divided into two and arranged in two branches.
  • the configuration for the above features may be variously modified. That is, the components (pulleys, wires, etc.) of the operation unit 810 may be disposed only on one of both branches.
  • the bent portion 841 and the manipulation unit 810 may be configured to be folded only on one side without branching to both sides. That is, in the structure branched to both sides in the present embodiment, one side may be configured to be omitted. Such modifications and the like can be sufficiently inferred as a description of the present embodiment and a detailed description thereof will be omitted.
  • a surgical instrument 900 according to a ninth embodiment of the present invention will be described.
  • the surgical instrument 900 according to the ninth embodiment of the present invention is compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 2) according to the first embodiment of the present invention described above, the operation unit of the surgical instrument 900
  • the configuration of 910 is characteristically different. As described above, the configuration changed in comparison with the first embodiment will be described in detail.
  • FIG. 77 is a perspective view illustrating an internal operation of the surgical instrument according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 78 is a perspective view illustrating yaw motion of the surgical instrument of FIG. 77
  • FIG. 79 illustrates a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 77. It is a perspective view showing.
  • the surgical instrument 900 is an embodiment in which the modified example shown in Figure 25 (a) is specifically implemented. That is, the Article 1 yaw auxiliary pulley 112S1 of FIG. 25 (a) corresponds to the Article 1 yo auxiliary pulley 912S1 of FIG. 77, and the Article 1 yo pulley 112P1 of FIG. 25 (a) is shown in FIG. 77 corresponds to Article 1 yo pulley 912P1, and the first actuation pulley 113P1 and the second actuation pulley 113P2 of FIG. 25 (a) are the first actuation pulley 913P1 of FIG. Corresponds to the second actuation pulley 913P2.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the ends of both strands of a pair of wires are not coupled to the same actuation pulley, but are coupled to different actuation pulleys. That is, the end of one strand of the first article wire 930J1 is coupled to the first actuation pulley 913P1, and the other end of the first strand of the article 1 wire 930J1 is connected to the second actuation pulley 913P2. Combined.
  • the first actuation pulley 913P1 is fixedly coupled to the first actuation gear 9134a and rotates together
  • the second actuation pulley 913P2 is fixedly coupled to the second actuation gear 9134b and rotates together.
  • the first actuation gear (9134a) and the second actuation gear (9134b) is formed to mesh with each other so that the rotation of the two actuation pulleys are synchronized. Therefore, when either actuation pulley rotates, the other actuation pulley rotates accordingly.
  • the surgical instrument 1000 according to the tenth embodiment of the present invention is a control unit of the surgical instrument 1000 compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 2) according to the first embodiment of the present invention described above
  • the configuration of 1010 is characteristically different. As described above, the configuration changed in comparison with the first embodiment will be described in detail.
  • FIG. 80 is an internal perspective view of the surgical instrument according to the tenth embodiment of the present invention
  • FIG. 81 is an internal perspective view of removing the actuation gear from FIG. 80
  • FIG. 82 is a perspective view showing yaw motion of the surgical instrument of FIG. 81
  • 83 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 81.
  • the surgical instrument 1000 is an embodiment in which the modified example shown in FIG. 26 is specifically implemented. That is, the first yo yo auxiliary pulley 112S1 of FIG. 26 corresponds to the first yo yo auxiliary pulley 1012S1 of FIG. 81, and the first yo yo pulley 112P1 of FIG. 26 corresponds to the first yo yo of FIG. Corresponding to the pulley 1012P1, the first actuation pulley 113P1 and the second actuation pulley 113P2 of FIG. 26 are coupled to the first actuation pulley 1013P1 and the second actuation pulley 1013P2 of FIG. 81. Corresponds.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the ends of both strands of a pair of wires are not coupled to the same actuation pulley, but are coupled to different actuation pulleys. That is, the end of one strand of the Article 1 wire 1030J1 is coupled to the first actuation pulley 1013P1, and the end of the other strand of the Article 1 wire 1030J1 is coupled to the second actuation pulley 1013P2. do.
  • the first actuation pulley 1013P1 is fixedly coupled to the first actuation gear 10134a and rotates together
  • the second actuation pulley 1013P2 is fixedly coupled to the second actuation gear 10134b and rotates together.
  • the first actuation gear 10134a and the second actuation gear 10134b are formed to mesh with each other so that the rotation of the two actuation pulleys is synchronized. Therefore, when either actuation pulley rotates, the other actuation pulley rotates accordingly.
  • the present embodiment is different from the embodiment of FIG. 2 in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides of the first pulley 112P1.
  • first actuation gear 10134a and the second actuation gear 10134b have a diameter so that the first actuation gear 10134a and the second actuation gear 10134b which are far apart from each other engage with each other. It may be formed to a certain extent compared to the previous embodiments.
  • the actuation pulley can be arranged behind other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, by the lever principle, the longer the handle is, the lesser the force can be performed.
  • the surgical instrument 1100 according to the eleventh embodiment of the present invention is a control unit of the surgical instrument 1100 compared to the surgical instrument (see 100 of FIG. 2) according to the first embodiment of the present invention described above
  • the configuration of 1110 is characteristically different. As described above, the configuration changed in comparison with the first embodiment will be described in detail.
  • FIG. 84 is an internal perspective view of a surgical instrument according to an eleventh embodiment of the present invention
  • FIG. 85 is an internal perspective view of an actuating gear removed from FIG. 84
  • FIG. 86 is a perspective view showing yaw motion of the surgical instrument of FIG. 84
  • 87 is a perspective view illustrating a pitch operation of the surgical instrument of FIG. 84.
  • the surgical instrument 1100 is an embodiment in which the modified example shown in FIG. 27 is specifically implemented. That is, the Article 1 yaw auxiliary pulley 112S1 of FIG. 27 corresponds to the Article 1 yo auxiliary pulley 1112S1 of FIG. 84, and the Article 1 yo pulley 112P1 of FIG. Corresponding to the pulley 1112P1, the first actuation pulley 113P1 and the second actuation pulley 113P2 of FIG. 27 are coupled to the first actuation pulley 1113P1 and the second actuation pulley 1113P2 of FIG. 84. Corresponds.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the two actuation pulleys are not formed to be close to each other, but are spaced apart from each other and formed on opposite sides with respect to the yaw pulley.
  • the first actuation pulley 1113P1 is fixedly coupled to the first actuation gear 11134a and rotated together
  • the second actuation pulley 1113P2 is fixedly coupled to the second actuation gear 11134b.
  • the first actuation gear 11134a and the second actuation gear 11134b are formed to mesh with each other so that the rotation of the two actuation pulleys is synchronized. Therefore, when either actuation pulley rotates, the other actuation pulley rotates accordingly.
  • first actuation gear 11134a and the second actuation gear 11134b have a diameter so that the first actuation gear 11134a and the second actuation gear 11134b that are far apart from each other engage with each other. It may be formed to a certain extent compared to the previous embodiments.
  • the positional relationship (post-relationship) between the yaw pulley and the yaw auxiliary pulley is different from that in the first embodiment and the like. That is, in spite of being a direct joint, the pulley located on the right side of the drawing becomes the Article 1 pulley 1112P1, and the rotation axis of the Article 1 yo pulley 1112P1 becomes the yaw rotation axis. And in order to implement this, the Article 1 wire passing the Article 1 pitch auxiliary pulley-a (1111S1a) after winding the Article 1 auxiliary pulley (1112S1) after the Article 1 yo pulley (1112P1) the first actuation It is fixedly coupled to the pulley 1113P1.
  • the Article 1 wire passing the Article 1 pitch auxiliary pulley-b passes directly through the Article 1 yo pulley 1112P1 without passing the Article 1 yo auxiliary pulley 1112S1 and the first actuation pulley ( 1113P1).
  • Such a configuration enables the yaw rotation axis to be arranged closer to the pitch rotation axis than other embodiments, resulting in a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation.
  • the actuation pulley can be disposed behind the other embodiments, that is, the actuation handle can be lengthened, so that the actuation operation can be performed more easily. This is because, by the lever principle, the longer the handle is, the lesser the force can be performed.
  • the surgical instrument 1200 according to the twelfth embodiment of the present invention is a configuration of the operation unit 1210 of the surgical instrument 1200 compared to the first embodiment of the present invention (see 100 of FIG. 2) described above. This is characteristically different.
  • FIG. 88 is a perspective view illustrating a surgical instrument according to a twelfth embodiment of the present invention
  • FIG. 89 is an internal perspective view illustrating a structure of a wire or the like of the surgical instrument of FIG. 88.
  • the joint configuration of the operation unit 1210 for manipulating the operation of the end tool will be described based on the wires connected from the end tool (not shown) to the operation unit 1210. 1211, the yaw control part 1212, and the actuation operation part 1213 are formed in order.
  • the configuration of the twelfth embodiment differs from the configuration of the first embodiment in that the pitch rotation axis 12111 is formed to be spaced apart from the yaw rotation axis 12121 in a similar manner to the feature of the seventh embodiment.
  • the yaw rotation axis 12121 of the yaw joint and the pitch rotation axis 12111 of the pitch joint may be close to each other, and at the same time, the user's hand or wrist may be accommodated at the crossing or proximity position. A space is formed.
  • the configuration of the twelfth embodiment and the configuration of the seventh embodiment are characteristically different in the configuration of the operation portion.
  • the bent portion 741 and the pitch frame 7113 are formed in a substantially ' ⁇ ' shape so as to branch left and right, and the left and right ends of the bent portion 741 branched to the left and right of the pitch frame 7113. Both branched ends are connected to each other through the pitch rotation shaft 7111.
  • the bent portion 1241 and the operation portion 1210 are configured to be bent in only one side as shown in FIG. 88 without branching to both sides.
  • a jaw wire (not shown) can be connected.
  • the yaw rotation axis 12121 of the yaw joint of the manipulation unit 1210 and the pitch rotation axis 12111 of the pitch joint may be matched with the wrist joint of the user who holds the handle and performs the yaw operation and the pitch operation. That is, it is possible to provide a more natural and intuitive operation feeling in the user's operation.
  • the operation part 1210 of the twelfth embodiment has the structure of the surgical instrument 100 according to the first embodiment, the yaw pulley, the pitch pulley, etc., except that the bent part 1241 and the pitch frame 12113 are bent. Is the same, and similar to the configuration of the surgical instrument 700 according to the seventh embodiment. Therefore, the configuration according to the twelfth embodiment can be sufficiently inferred through the configuration of the first embodiment and the configuration of the seventh embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the present invention relates to surgical instruments, and in particular, can be used in surgical instruments that are manually operable for use in laparoscopic surgery or various other surgeries.

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Abstract

본 발명은 수술용 인스트루먼트에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.

Description

수술용 인스트루먼트
본 발명은 수술용 인스트루먼트에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.
의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기기를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 특히, 수술 부위의 피부를 절개하여 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 개복 수술 등은 출혈, 부작용, 환자의 고통, 흉터 등의 문제를 야기한다. 따라서 최근에는 피부에 소정의 구멍을 형성하여 의료 기기, 예를 들면, 복강경, 수술용 인스트루먼트, 미세수술용 현미경 등만을 삽입하여 수행하는 수술 또는 로봇(robot)을 사용한 수술이 대안으로서 각광받고 있다.
수술용 인스트루먼트는 피부에 천공된 구멍을 통과하는 샤프트의 일단에 구비된 엔드 툴을, 소정의 구동부를 사용하여 의사가 직접 손으로 조작하거나 로봇 암을 사용하여 조작함으로써 수술 부위를 수술하기 위한 도구이다. 수술용 인스트루먼트에 구비된 엔드 툴 소정의 구조를 통한 회전 동작, 집게 동작(gripping), 절단 동작(cutting) 등을 수행한다.
그런데, 기존의 수술용 인스트루먼트는 엔드 툴 부분이 굴곡되지 않아 수술 부위에의 접근 및 여러 수술 동작의 수행에 있어서 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다. 이를 보완하기 위해 엔드 툴 부분이 휠 수 있는 수술용 인스트루먼트들이 개발되었으나, 엔드 툴을 굴곡시키거나 수술 동작을 수행하기 위한 조작부의 작동이 실제 엔드 툴이 굴곡되거나 수술 동작을 수행하는 동작과 직관적으로 일치하지 않아, 수술자의 입장에서 직관적인 작동이 용이하지 않고, 사용 방법의 숙련에 오랜 시간이 소요된다는 문제점이 존재하였다.
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 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실제 엔드 툴이 굴곡하거나 수술 동작을 수행하는 동작과, 이에 대응하는 조작부의 작동이 직관적으로 일치하도록 하기 위한 수술용 인스트루먼트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는 이를 위해, 여러 자유도를 가지는 엔드 툴, 엔드 툴의 동작을 직관적으로 조작할 수 있도록 하는 구조를 가지는 조작부, 조작부의 조작대로 엔드 툴의 동작이 가능하도록 조작부의 구동력을 엔드 툴로 전달하는 동력 전달부를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 각각 회전가능하도록 형성되는 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw)를 포함하고, 두 개 이상의 방향으로 회전가능하도록 형성되는 엔드 툴(end tool); 상기 엔드 툴의 상기 두 개 이상의 방향으로의 회전을 제어하는 조작부;로서, 상기 조작부는, 제1 손잡이와, 상기 제1 손잡이와 연결되도록 형성되며, 상기 엔드 툴의 요(yaw) 운동을 제어하는 요 조작부와, 상기 요 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부와, 상기 요 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 피치(pitch) 운동을 제어하는 피치 조작부를 포함하며, 여기서, 상기 요 조작부, 상기 액츄에이션 조작부 및 상기 피치 조작부 중 적어도 일부는 상기 제1 손잡이와 직접 연결되도록 형성되고, 상기 조작부와 연결되어 상기 조작부의 회전을 상기 제1 조(jaw)로 전달하는 제1 조 와이어와, 상기 조작부와 연결되어 상기 조작부의 회전을 상기 제2 조(jaw)로 전달하는 제2 조 와이어를 포함하는 동력 전달부; 및 제1 방향(X축)으로 연장 형성되며, 일 단부에는 상기 엔드 툴이 결합되고 타 단부에는 상기 조작부가 결합되어 상기 조작부와 상기 엔드 툴을 연결하며, 상기 엔드 툴과 상기 조작부를 연결하면서 한 번 이상 절곡되도록 형성되는 절곡부를 포함하는 연결부;를 포함하고, 상기 조작부의 적어도 일부는 상기 엔드 툴 쪽으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트를 제공한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
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 6a는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 6b는 종래의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 6c는 도 6a의 엔드 툴의 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6d는 도 6a의 엔드 툴의 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 10은 도 7의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다.
도 12는 도 7의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 13은 요 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 요 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 피치 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 피치 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 제1 조의 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성과 그 변형예들을 도시한 그림이다.
도 18은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 19는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 22는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 23은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 24는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 25는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 26은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 27은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 28은 도 8에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 29는 도 16에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 30 및 도 31은 절연과 관련된 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 33은 도 32의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 34는 도 33의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 35 및 도 36은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 37 및 도 38은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 39 및 도 40은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 사시도이다.
도 41은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 42는 도 41의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 43은 도 42의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 44 및 도 45는 도 41의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 46 및 도 47은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 사시도이다.
도 48은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 49는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다.
도 50은 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 51은 도 50의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 52 및 도 53은 도 51의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 54 및 도 55는 도 50의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 56는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 57은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 58은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
도 59는 도 56의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 60은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 61은 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 62는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 63 및 도 64는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 65는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
도 66은 도 65의 A 부분의 확대도이다.
도 67는 도 66의 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 68은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 69는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 70는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 71은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 72는 도 70의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
도 73은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 74, 75 및 76은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 77은 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 78은 도 77의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 79는 도 77의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 80은 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 81은 도 80에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이다.
도 82는 도 81의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 83은 도 81의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 84는 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이다.
도 85는 도 84에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이다.
도 86은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 88은 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이다.
도 89는 도 88의 수술용 인스트루먼트의 와이어 등의 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 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.
<수술용 인스트루먼트의 제1 실시예 >
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 뒤 쪽에 형성된 회전 중심을 기준으로 움직이는 것과 같이, 조작부의 움직이는 부분도 뒤 쪽에 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.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110), 엔드 툴(end tool)(120), 동력 전달부(130) 및 연결부(140)를 포함한다. 여기서, 연결부(140)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어(후술함) 들이 수용될 수 있으며, 그 일 단부에는 조작부(110)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(120)이 결합되어, 조작부(110)와 엔드 툴(end tool)(120)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 연결부(140)는 조작부(110) 측에 절곡부(141)가 형성되어 있는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이 연결부(140)의 조작부(110) 측 단부가 절곡되어 형성됨으로써, 피치 조작부(111)와 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)가 엔드 툴(120)의 연장선상에 형성되거나 또는 연장선에 인접하게 형성된다. 이를 다른 측면으로 표현하면, 절곡부(141)가 형성하는 오목부 내에 피치 조작부(111) 및 요 조작부(112)의 적어도 일부가 수용된다고 기술할 수도 있을 것이다. 이와 같은 절곡부(141)의 형상에 의해 조작부(110)와 엔드 툴(120)의 형상 및 동작이 더욱 직관적으로 일치할 수 있다.
한편, 절곡부(141)가 형성되는 평면은 피치 평면, 즉 도 2의 XZ 평면과 실질적으로 동일한 평면일 수 있다. 이와 같이, 절곡부(141)가 XZ 평면과 실질적으로 동일한 평면 상에 형성됨으로써 조작부 간의 간섭이 감소할 수 있다. 물론, 엔드 툴과 조작부의 직관적인 동작을 위해, XZ 평면 뿐만 아니라 다른 형태의 구성도 가능할 것이다.
조작부(110)는 연결부(140)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(120)이 소정의 작동을 함으로써 수술을 수행하게 된다. 여기서, 도 2에는 조작부(110)가 손가락을 끼운 상태에서 회전시킬 수 있는 손잡이 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 엔드 툴(120)과 연결되어 엔드 툴(120)을 조작할 수 있는 다양한 형태의 조작부가 가능하다 할 것이다.
엔드 툴(120)은 연결부(140)의 타 단부에 형성되며, 수술 부위에 삽입되어 수술에 필요한 동작을 수행한다. 이와 같은 엔드 툴(120)의 일 예로써, 도 2에 도시된 바와 같이 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw)(121)(122)가 사용될 수 있다. 다만 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 수술을 위한 다양한 장치들이 엔드 툴(120)로 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 외팔이 소작기와 같은 구성도 엔드 툴로써 사용될 수 있을 것이다. 이와 같은 엔드 툴(120)은 조작부(110)와 동력 전달부(130)에 의해 연결되어, 조작부(110)의 구동력을 동력 전달부(130)를 통해 전달받음으로써, 그립(grip), 절단(cutting), 봉합(suturing) 동작 등 수술에 필요한 동작을 수행하게 된다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 엔드 툴(120)은 적어도 두 개 이상의 방향으로 회전가능하도록 형성되며, 예를 들어 엔드 툴(120)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(120)이 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)에 대해서 상하 방향으로 회전하는 운동, 즉 도 2의 Y축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 다시 말하면, 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)으로 연결부(140)로부터 연장형성되어 있는 엔드 툴(120)이 연결부(140)에 대해 Y축을 중심으로 상하로 회전하는 운동을 의미한다. 다음으로, 요(yaw) 동작은 엔드 툴(120)이 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)에 대해서 좌우 방향으로 회전하는 동작, 즉 도 2의 Z축을 중심으로 회전하는 동작을 의미한다. 다시 말하면, 연결부(140)의 연장 방향(도 2의 X축 방향)으로 연결부(140)로부터 연장형성되어 있는 엔드 툴(120)이 연결부(140)에 대해 Z축을 중심으로 좌우로 회전하는 운동을 의미한다. 즉, 엔드 툴(120)에 형성된 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 Z축을 중심으로 서로 동일한 방향으로 회전하는 운동을 의미한다. 한편, 액츄에이션(actuation) 동작은 엔드 툴(120)이 요(yaw) 동작과 동일한 회전축을 중심으로 회전하되, 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 서로 반대 방향으로 회전하면서 조(jaw)가 오므라들거나 벌어지는 동작을 의미한다. 즉, 엔드 툴(120)에 형성된 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 Z축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전하는 운동을 의미한다.
동력 전달부(130)는 조작부(110)와 엔드 툴(120)을 연결하여, 조작부(110)의 구동력을 엔드 툴(120)에 전달하는 역할을 수행하며, 다수 개의 와이어, 풀리, 링크, 마디, 기어 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)에서, 동력 전달부(130)는 피치 와이어(130P), 제1 조 와이어(130J1), 제2 조 와이어(130J2) 를 포함할 수 있다.
이하에서는 도 2의 수술용 인스트루먼트(100)의 조작부(110), 엔드 툴(120), 동력 전달부(130) 등에 대해 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 사시도이고, 도 6a는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 4, 5 및 도 6a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 엔드 툴(end tool)(120)은 그립(grip) 동작을 수행하기 위한 한 쌍의 조(jaw)(121)(122), 즉 제1 조(121)와 제2 조(122)를 구비한다. 또한, 엔드 툴(120)은 제1 조(jaw)(121)의 회전 운동과 관련된 J11 풀리(123J11), J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13), J14 풀리(123J14) 및 J15 풀리(123J15)와, 제2 조(jaw)(122)의 회전 운동과 관련된 J21 풀리(123J21), J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)를 포함한다. 여기서, 제1 조(121), J11 풀리(123J11), J12 풀리(123J12), J14 풀리(123J14), 제2 조(122), J21 풀리(123J21), J22 풀리(123J22), J24 풀리(123J24)는 모두 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전하도록 형성될 수 있다.
한편, 엔드 툴(120)과 결합하는 연결부(140)의 일 단부에는 연결부 허브(142)가 형성된다. 그리고, 상술한 J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13), J14 풀리(123J14), J15 풀리(123J15)와, J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)는 연결부 허브(142)에 연결된다.
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.
J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)는 서로 마주보도록 형성되며, 조 회전축(123JA)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, J11 풀리(123J11)에는 제1 조(jaw)(121)가 고정결합되어서 J11 풀리(123J11)와 함께 회전하며, J21 풀리(123J21)에는 제2 조(jaw)(122)가 고정결합되어서 J21 풀리(123J21)와 함께 회전할 수 있다. J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 회전에 따라 엔드 툴(end tool)(120)의 요 동작 및 액츄에이션 동작이 수행된다. 즉, J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)가 같은 방향으로 회전하면 요 동작이 수행되는 것이고, J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)가 서로 반대 방향으로 회전하면 액츄에이션 동작이 수행되는 것이다.
한편, J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 일 측에는 보조 풀리인 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)가 추가로 구비될 수 있으며, 이와 같은 보조 풀리들은 보조 출리 축(123S)을 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서 도면에는 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)가 하나의 보조 출리 축(123S)을 중심으로 회전하는 것으로 형성되어 있으나, 각각의 보조 풀리가 별도의 축을 중심으로 회전가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다. 다시 말하면, 보조 풀리인 J16 풀리(123J16)는 J11 풀리(123J11)와 J12 풀리(123J12)/J14 풀리(123J14)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 보조 풀리인 J26 풀리(123J26)는 J21 풀리(123J21)와 J22 풀리(123J22)/J24 풀리(123J24)의 사이에 배치될 수 있다. 이와 같은 보조 풀리에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
이하에서는 J11 풀리(123J11)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다.
J11 풀리(123J11)의 일 측에는, 서로 마주보도록 J12 풀리(123J12) 및 J14 풀리(123J14)가 배치된다. 여기서, J12 풀리(123J12) 및 J14 풀리(123J14)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, J12 풀리(123J12) 및 J14 풀리(123J14) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 J13 풀리(123J13) 및 J15 풀리(123J15)가 배치된다. 여기서, J13 풀리(123J13) 및 J15 풀리(123J15)는 Y축 방향을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13), J14 풀리(123J14) 및 J15 풀리(123J15)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 와이어(130J1)는 J13 풀리(123J13), J12 풀리(123J12), J11 풀리(123J11), J16 풀리(123J16), J14 풀리(123J14), J15 풀리(123J15)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 제1 조 와이어(130J1)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 제1 조 와이어(130J1)가 도 6a의 화살표 J1R 쪽으로 당겨지면, 제1 조 와이어(130J1)가 J15 풀리(123J15), J14 풀리(123J14), J16 풀리(123J16), J11 풀리(123J11), J12 풀리(123J12), J13 풀리(123J13)를 회전시키게 되며, 이때 J11 풀리(123J11)가 도 6a의 화살표 R 방향으로 회전하면서 제1 조(jaw)(121)를 함께 회전시킨다.
반대로, 제1 조 와이어(130J1)가 도 6a의 화살표 J1L 쪽으로 당겨지면, 제1 조 와이어(130J1)가 J13 풀리(123J13), J12 풀리(123J12), J11 풀리(123J11), J16 풀리(123J16), J14 풀리(123J14), J15 풀리(123J15)를 회전시키게 되며, 이때 J11 풀리(123J11)가 도 6a의 화살표 L 방향으로 회전하면서 제1 조(jaw)(121)를 함께 회전시킨다.
이하에서는 보조 풀리(123J16, 123J26)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
보조 풀리(123J16, 123J26)는 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)와 접촉하여 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 제1 조(121) 및 제2 조(122) 각각의 회전 반경을 확대시키는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 도 6b와 같이 보조 풀리가 배치되지 않을 경우, 제1 조(121) 및 제2 조(122) 각각은 직각까지만 회전할 수 있었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 보조 풀리(123J16, 123J26)를 추가로 구비함으로써, 도 6a에서 보았을 때 θ만큼 최대 회전 각도가 커지는 효과를 얻을 수 있다. 이는 엔드 툴(120)의 두 조가 L 방향으로 90° 만큼 함께 요 회전한 상태에서, 액츄에이션 동작을 위해 두 조가 벌어져야 하는 동작을 가능하게 해준다. 즉, 제2 조(122)가 도 6a에서처럼 추가적인 각도(θ)만큼 회전할 수 있기 때문이다. 마찬가지로, 두 조가 R 방향으로 요 회전한 상태에서도 액츄에이션 동작이 가능하다. 다시 말하면, 보조 풀리(123J16, 123J26)의 구성을 통해, 액츄에이션 동작이 가능한 요 회전의 범위를 확대할 수 있는 특징을 가진다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6b를 참조하면, 제1 조 와이어(130J1)는 J11 풀리(미도시)에 고정 결합되어 있고, 제2 조 와이어(130J2)는 J21 풀리(123J21)에 고정 결합되어 있기 때문에, 보조 풀리가 배치되지 않을 경우, J11 풀리(미도시) 및 J21 풀리(123J21) 각각은 화살표 L 방향으로는 도 6b의 M 라인까지만 회전할 수 있다. 다시 말하면, 제1 조 와이어(130J1)와 J11 풀리(123J11)의 고정 결합부와 제1 조 와이어(130J1)가 분리되지 않는 대략 직각 방향까지만 회전 가능하게 된다. 이 경우, 제1 조(121) 및 제2 조(122)가 도 6b의 M 라인에 위치한 상태에서 액츄에이션 동작을 수행하게 되면, 제1 조(121)는 R 방향으로 벌어질 수 있지만, 제2 조(122)는 L 방향으로 M 라인 이상으로는 회전할 수 없다. 따라서 제1 조(121) 및 제2 조(122)가 일정 각도 이상 요 동작을 수행하고 있는 상태에서는, 액츄에이션 동작이 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)에서는 J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 일 측에 보조 풀리인 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)를 추가로 배치하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 J16 풀리(123J16) 및 J26 풀리(123J26)를 배치하여, 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 배치 경로를 일정 정도 변경해줌으로써, 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 접선 방향을 변경시키고, 따라서 제2 조 와이어(130J2)와 J21 풀리(123J21)의 고정결합부가 도 6a의 N 라인까지 회전할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 제2 조 와이어(130J2)와 J21 풀리(123J21)의 결합부는 J21 풀리(123J21)와 J26 풀리(123J26)의 공통 내접선 상에 위치할때까지 회전 가능하게 된다. 마찬가지로, 제1 조 와이어(130J1)와 J11 풀리(123J11)의 결합부는 J11 풀리(123J11)와 J16 풀리(123J16)의 공통 내접선 상에 위치할때까지 회전 가능하게 되어, R 방향으로 회전 범위가 확대될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의해서, 제1 조(121) 및 제2 조(122)의 회전 반경이 넓어짐으로써, 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, J21 풀리(123J21)의 회전과 관련된 구성 요소들을 설명한다.
J21 풀리(123J21)의 일 측에는, 서로 마주보도록 J22 풀리(123J22) 및 J24 풀리(123J24)가 배치된다. 여기서, J22 풀리(123J22) 및 J24 풀리(123J24)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA) 방향을중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 또한, J22 풀리(123J22) 및 J24 풀리(123J24) 각각의 일 측에는, 서로 마주보도록 J23 풀리(123J23) 및 J25 풀리(123J25)가 배치된다. 여기서, J23 풀리(123J23) 및 J15 풀리(123J25)는 Y축 방향을 중심으로 서로 독립적으로 회전가능하도록 형성된다. 여기서, 도면에는 J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23), J24 풀리(123J24) 및 J25 풀리(123J25)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 와이어(130J2)는 J23 풀리(123J23), J22 풀리(123J22), J21 풀리(123J21), J26 풀리(123J26), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)와 적어도 일부가 접촉하도록 차례로 감기며, 제2 조 와이어(130J2)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다.
따라서, 제2 조 와이어(130J2)가 도 6a의 화살표 J2R 쪽으로 당겨지면, 제2 조 와이어(130J2)가 J23 풀리(123J23), J22 풀리(123J22), J21 풀리(123J21), J26 풀리(123J26), J24 풀리(123J24), J25 풀리(123J25)를 회전시키게 되며, 이때 J21 풀리(123J21)가 도 6a의 화살표 R 방향으로 회전하면서 제2 조(jaw)(122)를 함께 회전시킨다.
반대로, 제2 조 와이어(130J2)가 도 6a의 화살표 J2L 쪽으로 당겨지면, 제2 조 와이어(130J2)가 J25 풀리(123J25), J24 풀리(123J24), J26 풀리(123J26), J21 풀리(123J21), J22 풀리(123J22), J23 풀리(123J23)를 회전시키게 되며, 이때 J21 풀리(123J21)가 도 6a의 화살표 L 방향으로 회전하면서 제2 조(jaw)(122)를 함께 회전시킨다.
한편, 제1 조 와이어(130J1)의 일 단부는 도 6a의 화살표 J1R 쪽으로 당겨지고, 동시에 제1 조 와이어(130J1)의 타 단부는 도 6a의 화살표 J1L 쪽으로 당겨지면(즉 제1 조 와이어(130J1)의 양 단부가 모두 당겨지면), 도 5와 같이 제1 조 와이어(130J1)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)의 아래쪽으로 감겨있기 때문에, 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합되어 있는 J11 풀리(123J11), 제1 조(121), 조 회전축(123JA), 엔드 툴 허브(123a) 및 이와 연결된 제2 조(122) 등은 전체적으로 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 반시계 방향으로 함께 회전하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)이 아래쪽으로 회전하면서 피치 운동을 수행하게 된다. 이 때, 제2 조(122) 및 이에 고정결합된 제2 조 와이어(130J2)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J22 풀리(123J22)와 J24 풀리(123J24)의 위쪽으로 감겨있기 때문에, 제2 조 와이어(130J2)의 양단부는 각각 J2L, J2R의 반대방향으로 이동하게 된다.
반대로, 제2 조 와이어(130J2)의 일 단부는 도 6a의 화살표 J2R 쪽으로 당겨지고, 동시에 제2 조 와이어(130J2)의 타 단부는 도 6a의 화살표 J2L 쪽으로 당겨지면, 도 5와 같이 제2 조 와이어(130J2)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J22 풀리(123J22)와 J24 풀리(123J24)의 위쪽으로 감겨있기 때문에, 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합되어 있는 J21 풀리(123J21), 제2 조(122), 조 회전축(123JA), 엔드 툴 허브(123a) 및 이와 연결된 제1 조(121) 등은 전체적으로 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 시계 방향으로 함께 회전하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)이 위쪽으로 회전하면서 피치 운동을 수행하게 된다. 이 때, 제1 조(121) 및 이에 고정결합된 제1 조 와이어(130J1)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전할 수 있는 J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)의 아래쪽으로 감겨있기 때문에, 제1 조 와이어(130J1)의 양단부는 각각 J1L, J1R의 반대방향으로 이동하게 된다.
한편, 본 발명의 수술용 인스트루먼트(100b)의 엔드 툴(120)은 피치 풀리(123P)를 더 구비하고, 조작부(110)는 피치 와이어 엔드 풀리(115P)를 더 구비하며, 동력 전달부(130)는 피치 와이어(130P)를 더 구비할 수 있다. 상세히, 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P)는 엔드 툴 피치 회전축(123PA)을 중심으로 회전 가능하며 엔드 툴 허브(123a)에 고정결합되도록 형성될 수 있다. 한편, 조작부의 피치 풀리는 피치 회전축을 중심으로 회전 가능하며 피치 조작부(미도시)에 고정결합되도록 형성될 수 있다. 또한, 피치 와이어(130P)는 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P)와 조작부의 피치 풀리를 연결하는 역할을 수행할 수 있다.
따라서 사용자가 조작부(110)의 제1 손잡이(114)를 손으로 쥐고 있는 상태에서, 피치 회전축(1111)을 중심으로 제1 손잡이(114)를 회전시키면, 제1 손잡이(114)와 결합된 피치 풀리가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하며, 피치 풀리의 회전은 피치 와이어(130P)를 통해 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P)로 전달되어 피치 풀리(123P)도 함께 회전하게 되고, 결과적으로 엔드 툴(end tool)(120)이 회전하면서 피치 운동을 수행하게 되는 것이다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 엔드 툴(120)의 피치 풀리(123P), 조작부(110)의 피치 와이어 엔드 풀리(115P) 및 동력 전달부(130)의 피치 와이어(130P)를 구비하여, 피치 조작부(111)의 피치 동작의 구동력이 보다 완벽하게 엔드 툴(120)에 전달되도록 함으로써, 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 6c는 엔드 툴과 와이어의 결합 구조의 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6c를 참조하면, J21 풀리(123J21)에 제2 조 와이어(130J2)가 결합됨에 있어서, J21 풀리(123J21)를 기준으로 제2 조 와이어(130J2)를 두 개의 와이어 제2 조 와이어R(130J2R)과 제2 조 와이어L(130J2L)로 분할한 후, 각 와이어(130J2R)(130J2L)의 한쪽 끝을 각각 J21 풀리(123J21)에 결합한다. 즉, 제2 조 와이어R(130J2R)의 일 단부는 J21 풀리(123J21)의 제1 결합부(123J21R)에 결합하고, 제2 조 와이어L(130J2L)의 일 단부는 J21 풀리(123J21)의 제2 결합부(123J21L)에 결합하게 된다.
이때, J21 풀리(123J21)의 각 결합부(123J21R, 123J21L)의 위치는 각 와이어(130J2R, 130J2L)가 서로 겹칠 수 있도록 하는 위치이다. 이를 통해, 도 6b 에서 제2 조(122)의 회전 반경이 90°로 제한되는 것을 확장시켜, 결과적으로 도 6a 와 같이 제2 조(122)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다.
제1 조 와이어(130J1)도 상기 방법과 동일하게 J11 풀리(123J11)에 고정결합되게 할 수 있으며, 결과적으로 제1 조(121)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다. 이를 통해 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 가질 수 있다.
도 6d는 엔드 툴과 와이어의 결합 구조의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6d를 참조하면, J11 풀리(123J11)에 제1 조 와이어(130J1)가 결합됨에 있어서, J11 풀리(123J11)를 기준으로 제1 조 와이어(130J1)를 두 개의 와이어 제1 조 와이어R(130J1R)과 제1 조 와이어L(130J1L)로 분할한 후, 각 와이어 가닥(130J1R)(130J1L)의 한쪽 끝을 각각 J11 풀리(123J11)의 결합 부재(123J11C)에 결합한다. 이때 결합 부재(123J21C)는 J11 풀리(123J11)에서 제1 조(121)의 반대 쪽에 형성되며, 결합 부재(123J21C)의 일 측에는 제1 조 와이어R(130J1R)의 일 단부가 결합되고, 결합 부재(123J21C)의 타 측에는 제1 조 와이어L(130J1L)의 일 단부가 결합된다.
이때, J11 풀리(123J11)의 결합 부재(123J21C)의 위치는 각 와이어(130J1R, 130J1L)를 반바퀴 더 감기도록 하는 위치이다. 이를 통해, 도 6b 에서 제2 조(122)의 회전 반경이 90°로 제한되는 것을 확장시켜, 결과적으로 도 6a 와 같이 제2 조(122)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다.
제2 조 와이어(130J2)도 상기 방법과 동일하게 J21 풀리(123J21)에 고정결합되게 할 수 있으며, 결과적으로 제2 조(122)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다. 이를 통해 정상적인 개폐 액츄에이션 동작이 수행될 수 있는 요 동작 범위가 넓어지는 효과를 가질 수 있다.
(조작부)
도 7(a)는 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이고, 도 7(b)는 도 7(a)를 뒤쪽에서 바라본 사시도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 조작부(110)는 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(114)와, 엔드 툴(120)의 액츄에이션 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(113)와, 엔드 툴(120)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(112)와, 엔드 툴(120)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(111)를 포함한다.
먼저, 도 2의 수술용 인스트루먼트(100)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(114)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(114)를 Y축(즉, 피치 회전축(1111))을 중심으로 회전시켜 피치 동작을 수행하고, 제1 손잡이(114)를 Z축(즉, 요 회전축(1121))을 중심으로 회전시켜 요 동작을 수행할 수 있다. 또한, 사용자는 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(113)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(113)를 회전하여 액츄에이션 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)를 연결부(140)에 대해 어느 일 방향으로 회전시키면, 엔드 툴(120)이 조작부(110)의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 조작부(110)의 제1 손잡이(114)를 어느 일 방향으로 회전하면 엔드 툴(120) 역시 상기 일 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하여 피치 운동 또는 요 운동을 수행하는 것이다. 여기서, 직관적으로 동일한 방향이라 함은, 조작부(110)를 파지하고 있는 사용자의 손가락의 이동 방향과 엔드 툴(120)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(120)의 말단부도 왼쪽으로 이동하고, 사용자의 손가락이 아래로 이동하면 엔드 툴(120)의 말단부도 아래로 이동하는 정도의 동일성이라고 이해할 수 있을 것이다.
그리고, 이를 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는, 조작부(110)와 엔드 툴(120)이 연결부(140)의 연장축(X축)에 수직인 평면을 기준으로 동일한 방향으로 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 즉, 도 2의 YZ 평면을 기준으로 보았을 때, 조작부(110)는 +X축 방향으로 연장 형성되어 있으며, 동시에 엔드 툴(120) 역시 +X축 방향으로 연장 형성되어 있는 것이다. 이를 다른 말로 표현하면, 연결부(140)의 일 단부에서의 엔드 툴(120)의 형성 방향과, 연결부(140)의 타 단부에서의 조작부(110)의 형성 방향이, YZ 평면을 기준으로 동일한 방향이라고 할 수도 있을 것이다. 또는 이를 다른 말로 표현하면, 조작부(110)가 이를 파지하는 사용자의 몸통으로부터 멀어지는 방향, 즉 엔드 툴(120)이 형성된 방향 쪽으로 형성되었다고 할 수도 있을 것이다. 즉, 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 위해 사용자가 파지하여 움직이게 되는 제1 손잡이(114), 액츄에이션 회전부(1132a, 1132b) 등은 각 동작을 수행하기 위해 움직이는 부분이 해당 동작을 위한 각 관절의 회전 중심 보다 +X축 방향으로 연장 형성되어 있다. 이를 통해, 엔드 툴(120)의 움직이는 부분이 해당 동작을 위한 각 관절의 회전 중심보다 +X축 방향으로 연장 형성되어 있는 것과 동일하게 조작부(110)를 구성할 수 있으며, 도 1을 통해 설명한 것 처럼, 사용자의 조작 방향과 엔트 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(100)는 조작부(110)의 조작 방향과 엔드 툴(120)의 작동 방향이 직관적으로 동일한 방향이 되도록 하며, 이를 위해 조작부(110)는 엔드 툴(120) 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. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 손잡이(114)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(114)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(114) 상에는 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 형성되고, 요 조작부(112)의 일 측에는 피치 조작부(111)가 형성된다. 그리고, 피치 조작부(111)의 타 단부는 연결부(140)의 절곡부(141)에 연결된다.
액츄에이션 조작부(113)는 제1 액츄에이션 조작부(113a)와 제2 액츄에이션 조작부(113b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(113a)는 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제1 액츄에이션 회전부(1132a), 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 액츄에이션 기어(1134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(113b)는 제2 액츄에이션 회전축(1131b), 제2 액츄에이션 회전부(1132b), 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 액츄에이션 기어(1134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 제2 액츄에이션 회전부(1132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.
여기서 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 연결부(140)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(111) 또는 요 조작부(112)가 회전할 경우, 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 액츄에이션 조작부(113)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 제1 액츄에이션 회전부(1132a), 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 액츄에이션 기어(1134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(1131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)는 하나의 풀리로 구성될 수도 있고, 서로 고정결합된 두 개의 풀리로 구성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(1132b), 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 액츄에이션 기어(1134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 하나의 풀리로 구성될 수도 있고, 서로 고정결합된 두 개의 풀리로 구성될 수 있다.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(1134a)와 제2 액츄에이션 기어(1134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
요 조작부(112)는 요 회전축(1121)과, 제1 조 요 풀리(112P1)와, 제2 조 요 풀리(112P2)와, 요 프레임(yaw frame)(1123)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(112)는 제1 조 요 풀리(112P1)의 일측에 형성된 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와, 제2 조 요 풀리(112P2)의 일측에 형성된 제2 조 요 보조 풀리(112S2)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제2 조 요 보조 풀리(112S2)는 후술할 피치 프레임(1113)에 결합될 수 있다.
여기서, 도면에는 요 조작부(112)가 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)를 포함하고, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)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(112)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다.
상세히, 제1 손잡이(114) 상에서 액츄에이션 조작부(113)의 일 측에는 요 회전축(1121)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(114)는 요 회전축(1121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
여기서 요 회전축(1121)은 연결부(140)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 요 회전축(1121)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(111)가 회전할 경우, 상술한 바와 같이 요 회전축(1121)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 조작부(110)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 요 회전축(1121)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)는 요 회전축(1121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(1121)에 결합한다. 그리고, 제1 조 요 풀리(112P1)에는 제1 조 와이어(130J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(112P2)에는 제2 조 와이어(130J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)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(1123)은 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하여, 제1 손잡이(114)와 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)가 요 회전축(1121)을 중심으로 일체로 회전할 수 있도록 한다.
피치 조작부(111)는 피치 회전축(1111)과, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)와, 피치 프레임(pitch frame)(1113)을 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(111)는 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)의 일측에 형성된 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)의 일측에 형성된 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)의 일측에 형성된 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)의 일측에 형성된 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)를 더 포함할 수 있다. 피치 조작부(111)는 피치 회전축(1111)을 통해 연결부(140)의 절곡부(141)에 연결된다.
상세히, 피치 프레임(1113)은 피치 조작부(111)의 베이스 프레임이 되며, 일 단부에 요 회전축(1121)이 회전 가능하도록 결합된다. 즉, 요 프레임(1123)은 피치 프레임(1113)에 대해 요 회전축(1121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 요 프레임(1123)은 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하며, 또한 요 프레임(1123)은 피치 프레임(1113)과 연결되기 때문에, 피치 프레임(1113)이 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(1113)과 연결된 요 프레임(1123), 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(111)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 피치 조작부(111)와 함께 회전하는 것이다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(114)를 피치 회전축(1111)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(113), 요 조작부(112) 및 피치 조작부(111)가 함께 움직이게 된다.
피치 프레임(1113)에는 피치 회전축(1111)과 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)가 결합한다. 이때, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와, 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)와, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와, 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)는 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전 가능하도록 피치 회전축(1111)에 결합한다.
여기서, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)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, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)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.
도 7(b)를 참고하면, 피치 와이어 엔드 풀리(115P)는 피치 프레임(1113)과 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성된다. 그리고, 피치 와이어(130P)는 피치 와이어 보조 풀리(115S), 피치 와이어 엔드 풀리(115P)를 거쳐 피치 프레임(1113)에 고정결합된다. 결과적으로 피치 회전에 의해 피치 프레임(1113), 피치 와이어 엔드 풀리(115P)는 피치 회전축(1111)을 중심으로 함께 회전할 수 있다.
피치 와이어(130P)의 동작은 다음과 같다.
엔드 툴(120)에는 피치 풀리(123P)가 엔드 툴 허브(123a)에 고정결합되어 형성되고, 조작부(110)에는 피치 와이어 엔드 풀리(115P)가 형성되며, 이들은 피치 와이어(130P)로 서로 연결되어, 조작부(110)의 피치 조작에 따라 엔드 툴의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다. 여기서, 피치 와이어(130P)의 양쪽의 끝부분은 각각 해당 피치 와이어 보조 풀리(115S)와 피치 와이어 엔드 풀리(115P)를 거쳐 피치 프레임(1113)에 고정결합되고, 각 피치 와이어 엔드 풀리(115P)도 피치 프레임(1113)에 고정결합된다. 즉, 조작부의 피치 회전에 의해 피치 프레임(1113)과 피치 와이어 엔드 풀리(115P)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 함께 회전하게 되고, 결과적으로 피치 와이어(130P)의 양쪽도 서로 반대 방향으로 이동하게 되어, 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)에 의한 엔드 툴의 피치 동작과는 별도로 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다.
제1 손잡이(114)와 피치 조작부(111), 요 조작부(112), 액츄에이션 조작부(113) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(114) 상에는 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)과 요 회전축(1121)과 피치 회전축(1111)이 형성될 수 있다. 이때, 액츄에이션 회전축(1131a)(1131b)은 제1 손잡이(114) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(114)와 액츄에이션 조작부(113)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 요 회전축(1121)은 제1 손잡이(114) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(114)와 요 조작부(112)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 피치 조작부(111)는 요 조작부(112)의 일 측에 요 조작부(112)와 연결되도록 형성되기 때문에, 피치 조작부(111)는 제1 손잡이(114)와 바로 연결되지는 않고, 피치 조작부(111)와 제1 손잡이(114)는 요 조작부(112)를 통해서 간접적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
계속해서 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)에서, 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)이 동일하거나 또는 평행한 축(X축) 상에 형성될 수 있다. 즉, 연결부(140)의 절곡부(141)의 일 단부에는 피치 조작부(111)의 피치 회전축(1111)이 형성되고, 연결부(140)의 타 단부에는 엔드 툴(end tool)(120)이 형성되는 것이다.
그리고, 연결부(140)의 중간중간, 특히 절곡부(141) 부분에는 와이어들의 경로를 변경 또는 가이드해주는 하나 이상의 중개 풀리(MP)들이 배치될 수 있다. 이와 같은 중개 풀리(MP)들에 와이어들의 적어도 일부가 감기도록 형성되어 와이어들의 경로를 가이드해줌으로써, 절곡부(141)의 절곡된 형상을 따라 와이어가 배치될 수 있는 것이다.
여기서, 도면에는 연결부(140)는 절곡부(141)를 구비하여 소정의 곡률을 갖도록 만곡되어 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 연결부(140)가 필요에 따라 직선으로 형성되거나, 또는 1회 이상 절곡되어 형성될 수도 있으며, 이와 같은 경우에도 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)은 실질적으로 동일 또는 평행한 축 상에 형성되는 것이라고 말할 수 있을 것이다. 또한, 도 3에는 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)이 X축과 평행한 축 상에 각각 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 피치 조작부(111)와 엔드 툴(end tool)(120)이 서로 상이한 축 상에 형성될 수도 있을 것이다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(1132a)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 회전부(1132a)(1132b)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 고정결합된 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제1 액츄에이션 기어(1134a)는 제1 액츄에이션 회전축(1131a)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)와 고정결합된 제2 액츄에이션 풀리(1133b) 및 제2 액츄에이션 기어(1134b)가 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 중심으로 회전한다. 이때 제1 액츄에이션 풀리(113P1)와 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 일 단부가 고정결합되어 감긴 제1 조 와이어(130J1)와 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 일 단부가 고정결합되어 감긴 제2 조 와이어(130J2) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(130)를 통해 엔드 툴(120)로 전달되어, 엔드 툴(120)의 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 액츄에이션 동작을 수행한다. 여기서 액츄에이션 동작이란 상술한 바와 같이, 두 개의 조(jaw)(121, 122)가 서로 반대 방향으로 회전하면서, 조(jaw)(121, 122)를 벌리거나 닫는 동작을 의미한다. 즉, 액츄에이션 조작부(113)의 액츄에이션 회전부(1132a)(1132b)를 서로 가까워지는 방향으로 회전시키면 제1 조(jaw)(121)는 반시계 방향으로 회전하고 제2 조(jaw)(122)는 시계 방향으로 회전하면서 엔드 툴(120)이 닫히고, 액츄에이션 조작부(113)의 액츄에이션 회전부(1132a)(1132b)를 서로 멀어지는 방향으로 회전시키면 제1 조(jaw)(121)는 시계 방향으로 회전하고 제2 조(jaw)(122)는 반시계 방향으로 회전하면서 엔드 툴(120)이 열리게 되는 것이다. 본 실시예에서는 상술한 액츄에이션 조작을 위해 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 제2 액츄에이션 회전부(1132b)를 구비하여 제2 손잡이를 구성하였으며, 두 개의 손가락을 파지하여 조작할 수 있도록 하였다. 그러나, 엔드 툴(120)의 두 개의 조를 서로 열고 닫는 액츄에이션 조작을 위한 액츄에이션 조작부(113)의 구성은, 상술한 바와 다르게 하나의 액츄에이션 회전부로 두 개의 액츄에이션 풀리(제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제2 액츄에이션 풀리(113P2))가 서로 반대로 동작하도록 하는 구성 등의 다른 변형예도 충분히 가능할 것이다.
다음으로 요 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 손잡이(114)를 잡고 있는 상태에서 요 회전축(1121)을 중심으로 제1 손잡이(114)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 요 회전축(1121)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 요 풀리(112P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(113b)의 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 요 풀리(112P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(121)에 연결된 제1 조 와이어(130J1)와 제2 조(122)에 연결된 제2 조 와이어(130J2)는, 요 회전시에 제1 조(121)와 제2 조(122)가 같은 방향으로 회전하도록 제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)에 감겨 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(130)를 통해 엔드 툴(120)로 전달되어, 엔드 툴(120)의 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작을 수행한다.
이때 요 프레임(1123)이 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하기 때문에, 제1 손잡이(114)와 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)는 요 회전축(1121)을 중심으로 함께 회전하게 된다.
다음으로 피치 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 손잡이(114)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(1111)을 중심으로 제1 손잡이(114)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(113), 요 조작부(112) 및 피치 조작부(111)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)에 감겨 있는 제1 조 와이어(130J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(113b)의 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 피치 풀리-a(111P2a)와 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 이동하게 된다. 이때, 도 5를 통해 설명한 것 처럼, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 같은 방향으로 이동하고, 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥이 서로 같은 방향으로 이동하여, 제1 조(121)와 제2 조(122)가 피치 회전을 할 수 있도록, 제1 조 와이어(130J1)와 제2 조 와이어(130J2)는 제1 조 피치 풀리(111P1a, 111P1b)와 제2 조 피치 풀리(111P2a, 111P2b)에 감기게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(130)를 통해 엔드 툴(120)로 전달되어, 엔드 툴(120)의 두 개의 조(jaw)(121)(122)가 피치 동작을 수행한다.
이때 피치 프레임(1113)은 요 프레임(1123)과 연결되고, 요 프레임(1123)은 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(1113)이 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(1113)과 연결된 요 프레임(1123), 제1 손잡이(114), 요 회전축(1121), 제1 액츄에이션 회전축(1131a), 제2 액츄에이션 회전축(1131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(111)가 피치 회전축(11111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(113) 및 요 조작부(112)가 피치 조작부(111)와 함께 회전하는 것이다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(120)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 8은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 관절을 구성하는 풀리 및 와이어의 구성만을 간략하게 도시한 도면이다. 도 8에서는 관절 동작과 관계없이 와이어의 경로를 변경하기 위한 중개 풀리들은 생략되었다.
도 8을 참조하면, 조작부(110)는 제1 조(jaw)(121)의 회전 운동과 관련된 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 조 요 풀리(112P1), 제1 조 요 보조 풀리(112S1), 제1 조 피치 풀리-a(111P1a), 제1 조 피치 풀리-b(111P1b), 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a), 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 포함할 수 있다.
또한, 조작부(110)는 제2 조(jaw)(122)의 회전 운동과 관련된 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 조 요 풀리(112P2), 제2 조 요 보조 풀리(112S2), 제2 조 피치 풀리-a(111P2a), 제2 조 피치 풀리-b(111P2b), 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a), 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)를 포함할 수 있다. (조작부(100)에서의 각 풀리들의 배치 및 구성은 엔드 툴(120)에서의 각 풀리들의 배치 및 구성과 원리적으로 동일하므로, 도면상에서의 도면 부호의 구체적인 표기는 일부 생략하도록 한다.)
제1 조 요 풀리(112P1)와 제2 조 요 풀리(112P2)는 동일한 축인 요 회전축(1121)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 조 요 풀리(112P1)와 각각 제2 조 요 풀리(112P2)는 서로 마주 보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 두개의 풀리로 형성될 수 있다.
제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제2 조 요 보조 풀리(112S2)는 동일한 축을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)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, 제2 조 요 보조 풀리(112S2)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.
제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a), 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b), 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a), 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)는 동일한 축을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이때 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a)와 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
제1 조 피치 풀리-a(111P1a), 제1 조 피치 풀리-b(111P1b), 제2 조 피치 풀리-a(111P2a), 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)는 동일한 축인 피치 회전축(1111)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
제1 조 와이어(130J1)는 조작부(110)의 제1 조 피치 풀리-a(111P1a), 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a), 제1 조 요 보조 풀리(112S1), 제1 조 요 풀리(112P1)를 차례로 지나서 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 감긴 후, 다시 제1 조 요 풀리(112P1), 제1 조 요 보조 풀리(112S1), 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b), 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)를 차례로 지나도록 형성되어, 제1 조 구동 와이어(130J1)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다. 이때, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)의 일 지점에 제1 조 와이어(130J1)가 고정결합될 수 있다.
제2 조 와이어(130J2)는 조작부(110)의 제2 조 피치 풀리-a(111P2a), 제2 조 피치 보조 풀리-a(111S2a), 제2 조 요 보조 풀리(112S2), 제2 조 요 풀리(112P2)를 차례로 지나서 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 감긴 후, 다시 제2 조 요 풀리(112P2), 제2 조 요 보조 풀리(112S2), 제2 조 피치 보조 풀리-b(111S2b), 제2 조 피치 풀리-b(111P2b)를 차례로 지나도록 형성되어, 제2 조 와이어(130J2)가 상기 풀리들을 회전시키면서 상기 풀리들을 따라서 이동할 수 있도록 형성된다. 이때, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)의 일 지점에 제2 조 와이어(130J2)가 고정결합될 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 도 9(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 9(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 10은 도 7의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이다.
먼저 액츄에이션 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다.
도 9(b)를 참조하면, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)가 제1 액츄에이션 회전축(1131a)을 중심으로 화살표 OPA1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 연결된 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 회전하고, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 각각 W1a, W1b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 조작부의 제1 조(121)가 화살표 EPA1 방향으로 회전하게 된다.
도 9(a)를 참조하면, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)가 제2 액츄에이션 회전축(1131b)을 중심으로 화살표 OPA2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)와 연결된 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥은 각각 W2a, W2b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 조작부의 제2 조(122)가 화살표 EPA2 방향으로 회전하게 된다. 따라서 사용자가 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 제2 액츄에이션 회전부(1132b)를 서로 가까워지는 방향으로 조작하면, 엔드 툴의 제1 조(121) 및 제2 조(122)가 서로 가까워지는 동작이 수행된다.
다음으로 요 동작의 와이어 동작에 대해 설명한다.
먼저 요 회전축(1121)과 제1 액츄에이션 회전축(1131a) 및 제2 액츄에이션 회전축(1131b)은 요 프레임(도 7의 1123 참조)에 의해 연결되어 있으므로, 요 회전축(1121)과 제1 액츄에이션 회전축(1131a)과 제2 액츄에이션 회전축(1131b)은 일체로 함께 회전하게 된다.
도 9(b)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 요 회전축(1121)을 중심으로 화살표 OPY1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 풀리(113P1)와 제1 조 요 풀리(112P1)와 여기에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)가 전체적으로 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 각각 W1a, W1b 방향으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)의 제1 조(121)가 화살표 EPY1 방향으로 회전하게 된다.
도 9(a)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 요 회전축(1121)을 중심으로 화살표 OPY2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 풀리(113P2)와 제2 조 요 풀리(112P2)와 여기에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 전체적으로 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하여, 결과적으로 제2 조 요 풀리(112P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥은 각각 W1a의 반대쪽 및 W1b의 반대쪽으로 이동하게 되어, 결과적으로 엔드 툴(120)의 제1 조(121)가 화살표 EPY2 방향으로 회전하게 된다.
도 11은 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 피치 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성을 제1 조와 제2 조 각각에 대해 풀어서 도시한 그림이다. 도 11(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 11(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 피치 동작과 관련된 풀리는 각각 2개이며, 각 와이어의 양 가닥이 같은 경로로 감겨져 있어서, 도 11에서는 이를 하나의 선으로 표현하였다. 그리고, 도 12는 도 7의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 11(b)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 피치 회전축(1111)을 중심으로 화살표 OPP1 방향으로 회전하면, 제1 액츄에이션 풀리(113P1), 제1 조 피치 보조 풀리(111S1a, 111S1b), 제1 조 피치 풀리(111P1a, 111P1b) 등과 여기에 감겨있는 제1 조 와이어(130J1)가 전체적으로 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전한다. 이 때, 도 8과 같이 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 제1 조 피치 풀리(111P1a, 111P1b)의 위쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W1 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것 처럼, 엔드 툴(120)의 제1 조(121)가 화살표 EPP1 방향으로 회전하게 된다.
도 11(a)를 참조하면, 제1 손잡이(114)를 피치 회전축(1111)을 중심으로 화살표 OPP2 방향으로 회전하면, 제2 액츄에이션 풀리(113P2), 제2 조 피치 보조 풀리(111S2a, 111S2b), 제2 조 피치 풀리(111P2a, 111P2b) 등과 여기에 감겨있는 제2 조 와이어(130J2)가 전체적으로 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전한다. 이때, 도 8과 같이 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥은 제2 조 피치 풀리(111P2a, 111P2b)의 아래쪽에 감겨 있기 때문에 화살표 W2 쪽으로 이동하게 된다. 결과적으로 도 5를 통해 설명한 것 처럼, 엔드 툴(120)의 제2 조(122)가 화살표 EPP2 방향으로 회전하게 된다.
따라서, 제1 실시예를 나타내는 도 7은 도 8, 9, 10, 11, 12를 통해 동작원리를 설명할 수 있으며, 액츄에이션 조작, 요 조작, 피치 조작은 서로에 독립적으로 조작이 가능하다.
도 1을 통해 설명한 것처럼, 액츄에이션 조작부(113), 요 조작부(112), 피치 조작부(111)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(100)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(120)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 감겨들어 가는 와이어와 감겨나오는 와이어의 경로도 안전하게 형성되어, 와이어의 동력전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)는 제1 손잡이(114) 상에 직접 형성되어 있다. 따라서, 제1 손잡이(114)가 피치 회전축(1111)을 중심으로 회전하게 되면, 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113) 역시 제1 손잡이(114)와 함께 회전하게 된다. 이로 인해, 요 조작부(112)와 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계는 고정된 것이 아니라, 제1 손잡이(114)의 회전에 따라 상대적으로 계속 변화하게 된다. 즉, 도 2 등에는 요 조작부(112) 및 액츄에이션 조작부(113)는 Z축과 평행한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제1 손잡이(114)가 회전하게 되면, 요 조작부(112)과 액츄에이션 조작부(113)가 Z축과 평행하지 않게 된다. 즉, 요 조작부(112)과 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계가 제1 손잡이(114)의 회전에 따라 변화된 것이다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 별도의 설명이 없는 이상, 요 조작부(112)과 액츄에이션 조작부(113)의 좌표계는 도 2와 같이 제1 손잡이(114)가 연결부(140)에 대해서 수직으로 위치한 상태를 기준으로 하여 설명하였다.
<관절의 다양한 변형예 >
요 회전 또는 풀리 회전을 위해 주 관절 풀리와 추가적인 보조 풀리로 구성된 관절 구조는 둘의 구성에 따라 다른 변형 예가 가능하여 직접형 관절과 간접형 관절로 나뉠 수 있다.
(직접형 관절과 간접형 관절 -요 관절)
도 13은 요 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 14는 요 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 13(a) 및 도 14(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 13(b) 및 도 14(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다.
여기서, 직접형 관절이란 하나의 관절 운동을 위해 서로 인접한 두 개의 풀리를 구비하는 구성에서 관절 위치에 해당하는 풀리와 보조 풀리와의 관계에 있어서, 해당 관절부의 회전축에 대해 해당 관절부가 회전할 때, 보조 풀리는 해당 관절부의 회전축을 기준으로 회전하지 않고, 관절 위치에 해당하는 풀리만 해당 관절부의 회전축을 기준으로 회전하는 경우를 의미한다. 한편, 간접형 관절이란 해당 관절부의 회전축에 대해 해당 관절부가 회전할 때, 관절 위치에 해당하는 풀리 뿐만 아니라, 보조 풀리도 해당 관절부의 회전축을 기준으로 회전하는 경우를 의미한다.
한편, 직접형 관절을 도시한 도 13은 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 요 회전축(1121) 상에 위치하여 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하는, 도면 상 왼쪽에 위치하는, 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 된다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도면상 오른쪽에 위치하여, 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하지 않는다.
한편, 간접형 관절을 도시한 도 14는 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 요 회전축(1121) 상에 위치하여 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전하는, 도면 상 오른쪽에 위치하는, 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 된다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도면상 왼쪽에 위치하여, 요 회전 시 요 회전축(1121)을 중심으로 회전한다.
이와 같은 직접형 관절과 간접형 관절은, 관절을 동일한 방향으로 회전하였을 때 와이어의 이동방향에 있어서 차이점이 있다. 즉, 직접형 관절을 도시한 도 13에서 요 회전축(1121)을 OPY 방향으로 회전시키면 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 일 측은 화살표 D1 방향으로 이동하는 반면, 간접형 관절을 도시한 도 14에서 요 회전축(1121)을 OPY 방향으로 회전시키면 제1 조 와이어(130J1) 및 제2 조 와이어(130J2)의 일 측은 D1과 반대 방향인 화살표 D2 방향으로 이동하게 된다.
이와 같이 직접형 관절과 간접형 관절 중 어느 방식으로 관절 구조를 구성하느냐에 따라 동일한 방향의 요 회전에 대해, 와이어의 이동 방향을 서로 반대로 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
(직접형 관절과 간접형 관절 - 피치 관절)
도 15는 피치 관절의 간접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 16은 피치 관절의 직접형 관절의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 15(a) 및 도 16(a)는 제2 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이고, 도 15(b) 및 도 16(b)는 제1 조와 관련된 풀리 및 와이어만을 나타낸 도면이다.
간접형 관절을 도시한 도 15(b)는 제1 조(121)의 피치 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 구비하며, 이때 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)가 된다.
직접형 관절을 도시한 도 16(b)는 제1 조(121)의 피치 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 구비하며, 이때 도면상 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)가 된다.
이와 같이 직접형 관절과 간접형 관절 중 어느 방식으로 관절 구조를 구성하느냐에 따라 동일한 방향의 피치 회전에 대해, 와이어의 이동 방향을 서로 반대로 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 이를 통해 피치 풀리에 와이어가 감기는 방향을 달리할 수도 있다.
(풀리 및 와이어 구성의 다양한 변형예 )
도 9에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 액츄에이션 동작 및 요 동작과 관련된 풀리 및 와이어 구성은 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다. 이하에서는 상정할 수 있는 풀리 및 와이어 구성의 다양한 변형예에 관하여 설명하도록 한다.
도 17은 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)의 제1 조(121)의 동작과 관련된 풀리 및 와이어의 구성과 그 변형예들을 도시한 그림이다.
도 17(a)을 참조하면, 도 17(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 기본적으로 연결부(140) 내에서 와이어가 교차되지 아니한다. 즉, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 교차하지 않은 상태로 형성되며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥은 서로 교차하지 않은 상태로 형성된다.
한편, 도 17(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 연결부(140) 내에서 각 와이어가 퍼져나가도록 형성된다. 즉, 중개 풀리들의 크기 및 간격에 의해, 엔드 툴(120)에서의 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥간의 간격은 중개 풀리(MP)로 연결되며 형성되는 양 가닥간의 간격보다 작게 형성되기 때문에, 엔드 툴(120)에서 중개 풀리 쪽으로 갈수록 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥간의 간격이 점점 멀어져서, 전체적으로 제1 조 와이어(130J1)가 퍼져나가도록 형성되는 것이다.
한편, 도 17(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)의 요 관절이 직접형으로 형성된다. 즉, 수술용 인스트루먼트(100)는 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 이때 도면상 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. 이때, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)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. 이때, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 교차하여 감기는 와이어가 경로상 서로 겹치지 않도록, 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 각각은 두 개의 풀리를 구비하여, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 높이차를 가지도록 할 수 있다. 그리고, 이를 위해 피치 보조 풀리도 서로 다른 직경을 갖는 두 개의 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))를 가지도록 하여, 높이차가 나는 풀리들에 자연스럽게 제1 조 와이어(130J1)가 감기도록 구성한다.
도 17(b)의 경우, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 도 17(a)의 경우와 달리함으로써, 도 17(b)의 아래 그림과 같이 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 17(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.
도 17(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 제1 액츄에이션 조작부(113a)를 도 17(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 17(a)과 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
도 17(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 17(a)와 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 17(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 17(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 17(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 18은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
도 18(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다.
이를 위해, 제1 조 와이어(130J1)가 통과하는 서로 다른 크기의 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))가 서로 인접하게 나란히 형성되었으며, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 통과한 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 구성하고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 통과하는 제1 조 와이어(130J1)는 요 보조 풀리에 감기지 않고 바로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감기도록 형성되며, 이를 통해 도 18(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능해진다.도 18(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 18(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기를 도 18(a)의 경우와 달리함으로써, 도 18(b)의 아래 그림과 같이 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 18(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다. 도 18(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 18(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 18(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
도 18(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 18(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 18(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 18(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 18(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 19은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
도 19(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다.
또한, 도 19(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 연결부(140) 내에서 와이어가 적어도 1회 교차된다. 즉, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 교차하도록 형성되며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥이 서로 교차하도록 형성된다. 다만, 도면상의 2차원 평면에서 보았을 때는 각 와이어의 양 가닥이 서로 교차하는 것으로 보이나, 실제 와이어가 연결되는 중개 풀리들의 3차원상의 적절한 위치 구성을 통해, 실제로는 와이어가 물리적으로 접촉하지 않도록 용이하게 구성할 수 있다.
한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)는 동일한 직경을 갖도록 형성되며, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 거쳐 제1 조 요 풀리(112P1)에 감길 수 있도록 하였다. 한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)의 경우, 요 보조 풀리 없이 바로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감기도록 형성될 수 있으며, 이를 통해, 도 19(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능하다.
도 19(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 19(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기를 도 19(a)의 경우와 달리하여, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)의 직경을 상이하게 형성함으로써, 도 19(b)의 아래 그림과 같이 제1 조 요 풀리(112P1)의 두 개의 풀리가 서로 다른 높이에 위치하도록 할 수 있다. 이는 후술할 도 19(c)와 같이 제1 액츄에이션 풀리(113P1)와 제1 조 요 풀리(112P1) 사이에서 제1 조 와이어(130J1)가 교차되는 구성에 적용이 용이하여, 제1 조 와이어(130J1)의 양측이 실제로는 물리적인 접촉이 없도록 할 수 있다.
도 19(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 19(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 19(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
도 19(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 19(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 19(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 19(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 19(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 1개 또는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 도면상에 표시된 피치 보조 풀리 대신 피치 풀리를 배치하는 구성도 가능하다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 20은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
도 20(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접하지 않는 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다.
또한, 도 20(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 연결부(140) 내에서 와이어가 적어도 1회 교차된다. 즉, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 교차하도록 형성되며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥이 서로 교차하도록 형성된다. 다만, 도면상의 2차원 평면에서 보았을때는 각 와이어의 양 가닥이 서로 교차하는 것으로 보이나, 실제 와이어가 연결되는 중개 풀리들의 3차원상의 적절한 구성을 통해, 실제로는 와이어가 물리적으로 접촉하지 않도록 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 서로 다른 크기의 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))가 형성되었으며, 바깥쪽 피치 보조 풀리인 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)가 보다 크게 구성되어 바깥쪽 피치 보조 풀리에 감기는 와이어가 더 낮은 쪽에 위치하는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 구성하였다.
한편, 도 20(a)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 조작부(110)의 요 관절이 간접형으로 형성된다. 즉, 수술용 인스트루먼트(100)는 제1 조(121)의 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 이때 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. 이 경우, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴의 동작이 도 17(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
도 20(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 20(b)의 경우, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 도 20(a)의 경우와 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 20(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.
도 20(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 20(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 20(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.
도 20(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 20(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 20(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 20(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 20(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 21는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
도 21(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접한 두개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제2 조 와이어(130J2) 또한 그 양 가닥이 서로 교차하도록 형성된다.
한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)는 동일한 직경을 갖도록 형성되며, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 거쳐 제1 조 요 풀리(112P1)에 감길 수 있도록 하였다. 한편, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감긴 제1 조 와이어(130J1)의 경우, 요 보조 풀리 없이 바로 제1 조 요 풀리(112P1)에 감기도록 형성될 수 있으며, 이를 통해, 도 21(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능하다.
여기서, 도 21(a)의 경우 요 풀리와 액츄에이션 풀리가 별도로 형성되는 것이 아니라, 공통의 요 풀리를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이때 액츄에이션 동작을 구현하기 위해 요 풀리와 액츄에이션 조작부는 기어 등으로 연결되어 있을 수 있다. (제2 실시예 참조)
도 21(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 21(b)의 경우, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 도 21(a)의 경우와 달리하여, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 제1 조 요 풀리(112P1)보다 크게 할 수 있으며, 이를 통해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하는 효과를 가지게 할 수 있다. 따라서, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하지 않고 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성할 수 있다.
도 21(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 21(a)의 경우와 다르게 하는 동시에, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리하여 도 21(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이다.
도 21(d)의 경우, 도 21(b)에 비해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 21(b)에 비해 제1 조 와이어(130J1) 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 1개 또는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 도면상에 표시된 피치 보조 풀리 대신 피치 풀리를 배치하는 구성도 가능하다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 22은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
도 22(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성된 변형예이며, 제1 실시예에 따른 구성과 동일한 동작이 가능하도록, 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 등의 구성이 변형된 예이다.
이를 위해, 제1 조 와이어(130J1)가 통과하는 서로 다른 크기의 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))가 서로 인접하게 나란히 형성되었으며, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 통과한 제1 조 와이어(130J1)는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 구성하고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 통과하는 제1 조 와이어(130J1)는 보조 풀리(SP)를 거쳐서 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 감기도록 형성되며, 이를 통해 도 22(a)에서 설명하는 변형예는 제1 실시예와 동일한 동작이 가능해진다.
여기서, 도 22는 도 17과 비교하여 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)가 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 인접하게 형성되며, 피치 보조 풀리와 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 사이에 보조 풀리(SP)가 추가되어, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 통과하는 제1 조 와이어(130J1)가 보조 풀리(SP)를 거쳐서 제1 조 요 보조 풀리(112S1)에 용이하게 감길 수 있다. 즉, 보조 풀리(SP)를 추가 형성함으로써, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 나란히 통과할 수 있으며, 이와 함께 제1 조 와이어(130J1)가 통과하는 피치 보조 풀리도 서로 인접하게 구성할 수 있다. 이와 함께, 요 보조 풀리(112S1)가 두 개의 풀리로 구성될 때, 각 풀리의 직경을 서로 동일하게 구성할 수 있다.
도 22(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 22(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기 및 배치를 도 22(a)의 경우와 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 22(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.
도 22(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 22(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 22(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
도 22(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 22(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 22(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 22(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 22(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 1개의 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 23은 도 22에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 22에서 와이어 경로 등을 변형한 예이다.
도 22의 경우, 제1 조(121)의 요 조작을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1) 중에, 도면상 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되는데 반해, 도 23의 경우, 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되고 왼쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 보조 풀리(112S1)가 된다. 즉, 도 22의 경우 요 관절은 직접형 관절이라면, 도 23의 경우 요 관절은 간접형 관절이라 할 수 있다.
이러한 차이로 인해 조작부(110)의 요 회전에 의한 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 이동 방향은 도 23(a)의 경우는 도 22(a)의 경우와 반대가 된다. 이 경우, 조작부(120)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(110)의 동작이 도 22(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하여 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성할 수 있다.
도 23(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 23(b)의 경우, 요 보조 풀리와 연결되는 피치 보조 풀리의 크기 및 배치를 도 23(a)의 경우와 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 23(a)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.
도 23(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 23(a)의 경우와 다르게 한 구성이며, 조작부(110)에서의 액츄에이션 동작과 요 동작에 의한 엔드 툴(120)의 동작이 도 23(a)와 동일하게 수행되도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.
도 23(d)의 경우, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리한 경우로써, 도 23(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이며, 이 때 요 동작을 위한 제1 조(121)의 회전 방향은 도 23(a)와 동일하나, 액츄에이션 동작을 위한 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 회전 방향은 도 23(a)와 반대로 된다. 이를 위해 제1 액츄에이션 조작부(113a)의 동작이 도 23(a)와 반대로 제1 조 와이어(130J1)가 이동하도록 하기 위해 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 액츄에이션 풀리(113P1)를 연결하는 제1 조 와이어(130J1)가 서로 교차되지 않도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 2개의 요 풀리, 2개의 요 보조 풀리, 1개의 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 24는 도 21에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 21에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
도 21의 경우, 요 풀리와 액츄에이션 풀리가 별도로 형성되지 않고, 공통의 요 풀리를 사용하는 것과는 달리, 도 24(a)의 경우는 요 풀리(112P1) 외에 추가의 액츄에이션 풀리(113P1)가 별도로 형성된다. 이를 위해 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 거친 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥은 요 풀리(112P1)에 감긴 뒤, 서로 교차하여 액츄에이션 풀리(113P1)에 감기게 된다. 이 때, 도 24(a)에서 설명하는 변형예가 도 21에서 설명하는 예와 동일한 동작이 가능하기 위해, 도 24(a)의 경우, 액츄에이션 조작부(113a)의 위치와 회전 방향이 도 21의 경우와 반대가 되도록 구성한다.
도 24(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 24(a)의 경우와 달리하여, 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 제1 조 요 풀리(112P1)보다 크게 할 수 있으며, 이를 통해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하는 효과를 가지게 할 수 있다. 따라서, 엔드 툴(120)과 조작부(110)를 연결하는 연결부(140) 내에서, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 교차하지 않고 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 구성할 수 있다.
도 24(c)의 경우, 제1 조의 구동을 위한 액츄에이션 조작부(113a)를 도 24(a)의 경우와 다르게 하는 동시에, 제1 조(121) 및 J11 풀리(123J11)의 구성을 달리하여 도 24(a)과 다른 방향에 제1 조(121)가 형성되도록 한 경우이다.
도 24(d)의 경우, 도 24(b)에 비해 제1 조 요 보조 풀리(112S1)와 연결되는 피치 보조 풀리(제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a) 및 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b))의 크기 및 배치를 달리함으로써, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)에 감기는 와이어와 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)에 감기는 와이어의 높이가 반대가 되도록 배치할 수 있으며, 결과적으로 도 24(b)에 비해 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 상하 관계가 반대가 되도록 구성할 수 있다.
본 구성에서는 공통적으로 1개 또는 2개의 액츄에이션 풀리, 1개 또는 2개의 요 풀리, 1개의 요 보조 풀리, 2개의 피치 풀리, 2개의 피치 보조 풀리가 형성될 수 있으며, 도면 상으로 교차되어 보이는 와이어는 실제로는 다른 경로상에 위치하여, 물리적으로 접촉하지 않으며, 이를 통해 와이어와 동력 전달의 안전성 및 효율 등을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 도면상에 표시된 피치 보조 풀리 대신 피치 풀리를 배치하는 구성도 가능하다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 25는 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 17에서 와이어 경로 등을 변형한 변형예이다.
여기서, 본 변형예는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥의 끝이 같은 액츄에이션 풀리에 결합되는 것이 아니라, 서로 다른 액츄에이션 풀리에 결합된다는 점에서 도 17의 실시예와 상이하다. 즉, 제1 조 와이어(130J1)의 한쪽 끝은 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 결합되고, 제1 조 와이어(130J1)의 다른 한쪽 끝은 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 결합된다. 이 경우, 필수적으로 두 액츄에이션 풀리의 회전은 기어 등의 구성요소에 의해 동기화되어 있어야 한다. 즉, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하도록 두 액츄에이션 풀리가 연결되어 있어야 한다.
이와 같이 두 액츄에이션 풀리의 회전은 기어 등으로 인해 서로 동기화되어 있기 때문에, 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 반드시 하나의 액츄에이션 풀리에 감기지 않고, 각각 다른 액츄에이션 풀리에 감겨도 똑같은 효과를 구현할 수 있다.
이와 같은 구조는 도 25(a)의 점선과 같이 제1 조 와이어(130J1)가 가상적으로 하나의 폐회로를 구성한다고 볼 수 있으며, 따라서 일종의 가상 폐곡선(virtual loop)라고 표현할 수 있을 것이다.
도 25(a)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 25(b)는 제1 조 와이어(130J1)의 양 단부가 결합하는 액츄에이션 풀리를 도 25(a)와 다르게 구성한 경우이다. 즉, 도 25(a)에서 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 결합되었던 제1 조 와이어(130J1)의 일 단부를 이번에는 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 결합한다. 마찬가지로, 도 25(a)에서 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 결합되었던 제1 조 와이어(130J1)의 타 단부를 이번에는 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 결합한다.
이와 같이, 요 풀리를 감고 액츄에이션 풀리에 연결되는 와이어는 두 개의 액츄에이션 풀리 중 어느 것에 연결되더라도 상관없다. 왜냐하면, 두 액츄에이션 풀리는 기어 등으로 서로 동기화가 되어 있기 때문이다. 단, 어느 액츄에이션 풀리에 감기든지, 감기는 방향은 액츄에이션 조작이 최종적으로 엔드 툴의 액츄에이션 동작과 일치할 수 있도록, 액츄에이션 풀리가 회전하는 방향에 따라 적절하게 감겨야 한다.
상기 설명은 제1 조의 액츄에이션, 요 동작에 대한 것이며, 도면 역시 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리에 대한 설명이 없어도 충분히 이해가 가능한 바, 본 도면에서는 중개 풀리 및 피치 동작에 관련된 풀리는 생략되어 있다. 뿐만 아니라, 제2 조의 경우도 제1 조에 대한 도면과 설명을 통해 충분히 이해될 수 있는바, 제2 조의 동작에 대한 도면 및 설명은 생략하도록 한다.
도 26은 도 25에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 25에서 액츄에이션 풀리의 위치 등을 변형한 변형예이다.
여기서, 본 변형예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 제1 조 요 풀리(112P1)를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 도 25의 실시예와 상이하다. 이러한 경우에도 두 액츄에이션 풀리가 기어 등으로 서로 동기화되면, 도 25에서 설명하는 예와 동일한 동작이 가능하다.
이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다.
도 26(a)는 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 도 26(b)는 제2 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이다.
도 26(a), 도 26(b)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
도 27은 도 17에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면으로, 도 25에서 액츄에이션 풀리의 위치 등을 변형한 변형예이다.
도 27(a)의 경우 제1 실시예에 따른 구성과 달리, 제1 조(121)를 감도록 구성된 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥이 서로 인접한 두 개의 연결부 중개 풀리(MP)를 통과하도록 형성되고, 요 운동을 위하여 서로 이웃하게 형성된 제1 조 요 풀리(112P1)와 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 구비하며, 이때 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다.
여기서, 본 변형예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 요 풀리를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 도 17의 실시예와 상이하다.
또한, 요 풀리와 요 보조 풀리의 위치 관계(선후 관계)가 변경되었다는 점에서 도 17, 도 25, 도 26 등의 실시예와 상이하다. 즉, 직접형 관절임에도 불구하고 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(112P1)의 회전축이 요 회전축이 되며, 이를 구현하기 위해, 제1 조 피치 보조 풀리-a(111S1a)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 감은 후에 제1 조 요 풀리(112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 고정결합된다. 그리고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(111S1b)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(112S1)를 거치지 않고 바로 제1 조 요 풀리(112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 고정결합된다.
이와 같은 구성에 의해 다른 실시예보다 요 회전축을 피치 회전축에 보다 가까이 배치할 수 있어서, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다.
도 27(a)는 제1 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이며, 도 27(b)는 제2 조의 액츄에이션, 요 동작의 설명을 위한 것이다.
도 27(a), 도 27(b)에 따른 구성은, 와이어의 경로, 관절 풀리의 크기 및 배치, 조작부 및 엔드툴 구성 등의 변형을 통한 다양한 변형예를 가질 수 있다.
* 액츄에이션 조작부의 일 변형예
도 28은 도 8에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다.
여기서, 본 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 8의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트의 조작부(110)의 액츄에이션 풀리(113P)의 구성이 특징적으로 달라진다. 즉, 도 8의 수술용 인스트루먼트(100)에서는 두 개의 액츄에이션 회전축 각각에 액츄에이션 풀리가 형성되고, 각 조 와이어는 각각의 액츄에이션 풀리에 감기는 형태였다.
상세히, 도 8의 수술용 인스트루먼트(100)에서는 제1 액츄에이션 회전축(1131a)에 제1 액츄에이션 풀리(113P1)가 형성되고, 제1 조 와이어(130J1)는 제1 액츄에이션 풀리(113P1)에 감기도록 형성되었다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전축(1131b)에 제2 액츄에이션 풀리(113P2)가 형성되고, 제2 조 와이어(130J2)는 제2 액츄에이션 풀리(113P2)에 감기도록 형성되었다.
이에 반해 도 28에 도시된 일 변형예에서는, 하나의 액츄에이션 회전축에 두 개의 와이어가 모두 감기도록 형성된다는 점에서 특징적으로 달라진다. 즉, 액츄에이션 회전축(1131)에 액츄에이션 풀리(113P)가 형성되고, 제1 조 와이어(130J1)는 액츄에이션 풀리(113P)의 아래쪽에 감기고, 제2 조 와이어(130J2)는 액츄에이션 풀리(113P)의 위쪽에 감기도록 형성된다. 단, 하나의 액츄에이션 회전축(1131)의 회전에 의해 두 와이어(130J1)(130J2)가 서로 반대방향으로 이동하여야 하므로, 두 와이어 중 하나는 교차되도록 형성되어야 한다. 도 28에는 제2 조 와이어(130J2)가 액츄에이션 풀리(113P)와 제2 조 요 풀리(112P2) 사이에서 한번 교차되도록 형성되어 있다.
액츄에이션 회전축과 액츄에이션 풀리 이외에 나머지 액츄에이션 조작부의 구성, 즉 제1 액츄에이션 회전부(미도시), 제1 액츄에이션 기어(1134a), 제2 액츄에이션 회전부(미도시), 제2 액츄에이션 기어(1134b)는 동일하게 존재한다. 여기서, 기어는 두 개의 액츄에이션 회전부의 동작이 서로 연결되도로 해주어, 결과적으로 두 개의 액츄에이션 회전부를 파지하는 두 손가락 중, 하나의 동작이 다른 하나의 동작을 일으키며, 뿐만 아니라 각각의 회전량이 서로 일치하도록 해주는 역할을 할 수 있다. 이러한 효과를 위해 기어 뿐만 아니라, 링크 등의 구조도 가능할 것이다.
* 피치 조작부의 일 변형예
도 29는 도 16에 개시된 실시예의 다른 일 변형예를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 29(a)는 측면도이고, 도 29(b)는 평면도이다.
여기서, 본 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트는 앞서 기술한 본 발명의 수술용 인스트루먼트(도 16의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트의 조작부(110)와 엔드 툴(120)의 피치 풀리들의 구성이 특징적으로 달라진다. 즉, 도 16의 수술용 인스트루먼트(100)에서는 피치 풀리들의 직경이 동일하도록 구성되었으나, 도 29에서는 피치 풀리들이 서로 다른 직경을 갖도록 구성되어 있다.
즉, 엔드 툴(120)에서는 서로 마주보도록 형성된 J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)가 서로 다른 직경을 갖도록 형성되며, 조작부(110)에서도 서로 마주보도록 형성된 제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)가 서로 다른 직경을 갖도록 형성된다.
이때, 엔드 툴(120) 쪽의 서로 다른 피치 풀리들의 직경 비율(즉, J12 풀리(123J12)와 J14 풀리(123J14)의 직경 비율)과 조작부(110)의 서로 다른 피치 풀리들의 직경 비율(제1 조 피치 풀리-a(111P1a)와 제1 조 피치 풀리-b(111P1b)의 직경 비율)을 동일하게 구성하여, 조작부(110)의 피치 회전에 의한 조 와이어의 양 가닥의 각 이동량과 피치 회전을 위한 엔드 툴(120) 쪽의 조 와이어의 양 가닥의 각 이동량을 같게 함으로써, 피치 동작이 정상적으로 수행될 수 있게 된다. 이를 통해, 직접형 피치 관절의 경우에도 서로 다른 직경의 피치 풀리를 사용해서 구성할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 요 관절의 경우에도 적용 가능하다. 즉, 조작부(110)의 요 풀리들의 직경을 달리하는 동시에 엔드 툴(120)의 J11 풀리(123J11) 및 J21 풀리(123J21)의 직경을 달리하여, 직접형 요 관절에 서로 다른 직경의 요 풀리를 사용하여 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)는 요 관절, 피치 관절, 액츄에이션 관절의 다양한 변형을 통하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)와 같은 기능을 수행하는 다양한 실시예로 변형이 가능하다. 각 관절의 변형 예로 든 각 변형예들의 조합으로 여러가지 다양한 변형예들을 구성할 수 있을 것이다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)와 같은 기능을 수행할 수 있도록 다양한 와이어, 풀리 및 이들로 구성된 관절들의 결합이 가능하다 할 것이다.
<절연 관련 변형예 >
도 30 및 도 31은 절연과 관련된 일 변형예를 나타내는 도면이다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 본 변형예에 따른 수술용 인스트루먼트는 앞서 기술한 본 발명의 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해, 각 와이어의 절연을 위한 절연 어셈블리를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 즉, 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 절연이 되도록 분리하여, 엔드 툴의 조를 전기 소작용으로 사용하기 위해 추가적인 전선을 조에 연결하여 사용하는 경우에도, 조작부는 안전하게 전기적으로 절연이 되도록 하기 위함이다. 이를 위해, 물리적으로 엔드툴과 조작부를 연결하고 있는 각각의 와이어의 중간에 절연 어셈블리를 구비하여, 엔드 툴과 조작부 사이를 절연시키는 것이다. 이를 위해, 연결부(140)의 절곡부(141)의 중간중간에 제1 절연 어셈블리(135), 제2 절연 어셈블리(136), 제3 절연 어셈블리(137)가 차례로 구비되어, 각각의 절연 어셈블리가 각각 2개의 와이어를 차례로 절연시킨다.
도면에는 엔드 툴(120)에 가까운 쪽부터 제1 절연 어셈블리(135), 제2 절연 어셈블리(136), 제3 절연 어셈블리(137)가 차례로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 필요에 따라 각 절연 어셈블리의 구성 및 배치는 다양하게 변형 가능하다 할 것이다.
이하, 제1 절연 어셈블리(135)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
여기서, 제2 조 R와이어(130J2R)는 제2 조 와이어(130J2)의 양 가닥 중 오른쪽 와이어를 나타내며, 제2 조 R와이어(130J2R)는 다시 둘로 분할되어, 제1 절연 어셈블리(135)로 들어가는 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과, 제1 절연 어셈블리(135)로부터 나오는 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)으로 나누어진다.
한편, 제1 조 L와이어(130J1L)는 제1 조 와이어(130J1)의 양 가닥 중 왼쪽 와이어를 나타내며, 제1 조 L와이어(130J1L)는 다시 둘로 분할되어, 제1 절연 어셈블리(135)로 들어가는 제1 조 L와이어-in(130J1Lin)과, 제1 절연 어셈블리(135)로부터 나오는 제1 조 L와이어-out(130J1Lout)으로 나누어진다.
제1 절연 어셈블리(135)는, 제2 조 R와이어의 절연과 관련된 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin), 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout), 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris)를 포함한다. 여기서, 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)에는 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)이 결합되고, 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)에는 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)이 결합된다. 그리고, 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)와 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout) 사이에는 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris)가 개재되어 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)와 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)를 절연시키며, 따라서 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)도 서로 절연된다.
이때, 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin)와 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris) 중 어느 일측에는 홈이 형성되고 타측에는 돌기가 형성되어 서로 결합한다. 그리고, 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)와 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris) 중 어느 일측에는 홈이 형성되고 타측에는 돌기가 형성되어 서로 결합한다. 이때 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin) 측의 돌기(또는 홈)와 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout) 측의 돌기(또는 홈)는 서로 격리되도록 형성되어, 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)가 서로 절연되도록 한다.
즉, 위와 같은 구성을 통해, 제2 조 R와이어-in(130J2Rin), 제2 조 R와이어 인 풀리(1352Rin), 제2 조 R와이어-out(130J2Rout) 및 제2 조 R와이어 아웃 풀리(1352Rout)가 금속 등 도체로 형성되더라도, 제2 조 R와이어 절연 풀리(1352Ris)를 부도체로 형성하여 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)이 서로 절연되도록 할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 제1 절연 어셈블리(135)로 들어가는 제2 조 R와이어-in(130J2Rin)과, 제1 절연 어셈블리(135)로부터 나오는 제2 조 R와이어-out(130J2Rout)이 서로 전기적으로 절연되며, 조작부의 조작과 엔드 툴의 동작 간의 동력 전달이 마치 하나의 끊기지 않은 와이어로 연결되는 것처럼 가능하도록 할 수 있다.
한편, 제1 절연 어셈블리(135)는, 제1 조 L와이어의 절연과 관련된 제1 조 L와이어 인 풀리(1351Lin), 제1 조 L와이어 아웃 풀리(1351Lout), 제1 조 L와이어 절연 풀리(1351Lis)를 포함한다. 이 구성은 상술한 제1 조 R와이어의 절연과 관련된 구성 요소들과 원리적으로 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 제1 절연 어셈블리(135)는, 제1 조 R와이어 중개 풀리(1351Rme), 제2 조 L와이어 중개 풀리(1352Lme), 하나 이상의 피치 와이어 중개 풀리(135Pme), 하나 이상의 부도체인 절연 보조 풀리(135IsAs)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2조 R와이어 중개 풀리(1352Rme), 제2 조 L와이어 중개 풀리(1352Lme), 피치 와이어 중개 풀리(135Pme) 및 다른 피치 와이어 중개 풀리(미도시) 각각의 내부에는 절연 보조 풀리(135IsAs)가 끼워지고, 제1 조 R와이어 중개 풀리(1351Rme)는 제1 조 R와이어(미도시)가 감기면서 통과하고, 제2 조 L와이어 중개 풀리(1352Lme)는 제2 조 L와이어(미도시)가 감기면서 통과하고, 두 개의 피치 와이어 중개 풀리(135Pme)는 피치 와이어(미도시)의 양 가닥이 감기면서 통과한다.
이와 같은 구성에 의하여, 엔드 툴(120)로부터 제1 절연 어셈블리(135)에 연결되는 와이어 및 상기 와이어가 감겨있는 제1 절연 어셈블리(135)의 각 풀리들은, 제1 절연 어셈블리(135)의 풀리들의 회전축과 와이어와 전기적으로 절연되어 분리될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 와이어 및 제1 절연 어셈블리의 풀리가 금속일 경우, 금속 풀리들 사이에 배치되는 풀리들을 전기적 절연 재질로 구성하여 상기한 바와 같이 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 분리할 수 있으며, 와이어만 금속일 경우, 제1 절연 어셈블리를 구성하는 요소들을 전기적 절연 재질로 구성하여 상기한 바와 같이 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 분리할 수 있다.
제1 절연 어셈블리(135)와 동일한 구조로, 제2 절연 어셈블리(136)에서는 제1 조 R와이어와 제2 조 L와이어 각각을 분리하여 절연시키고, 제3 절연 어셈블리(137)에서는 피치 와이어의 양 가닥 각각을 분리하여 절연시키는 것이다.
이와 같은 구성에 의하여, 엔드 툴과 조작부를 연결하는 각 와이어가 완전히 절연되게 되며, 따라서 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 절연 분리하여조작부를 전기적으로 보다 안전하게 구성할 수 있다. 상술한 절연 어셈블리는 엔드 툴로부터 조작부로 연결되는 와이어의 중간 일 지점을 전기적으로 단절하여 엔드 툴과 조작부를 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 한다. 상기 설명에서는 와이어 및 절연 어셈블리의 풀리가 금속일 경우에 대해 설명하였으나, 만약 풀리(제1 조 L와이어 인 풀리(1351Lin), 제1 조 L와이어 아웃 풀리(1351Lout) 등)들이 전기가 통하지 않는 부도체로 구성될 경우, 제1 조 L와이어 인 풀리(1351Lin), 제1 조 L와이어 아웃 풀리(1351Lout), 제1 조 L와이어 절연 풀리(1351Lis)는 서로 분리되지 않고 하나의 부도체 풀리로 구성할 수 있을 것이다. 이러한 변형예에 대한 설명은 본 설명으로 충분히 유추될 수 있는 바 이에 대한 설명은 생략한다.
<수술용 인스트루먼트의 제2 실시예>
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(200)의 조작부(210)의 구성이 특징적으로 달라진다. 다시 말하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 도 21에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.
도 32은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 33는 도 32의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 34은 도 33의 수술용 인스트루먼트의 측면도이다. 그리고, 도 35 및 도 36는 도 33의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 32 내지 도 40을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)의 조작부(210)는 엔드 툴(220)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(211)와, 엔드 툴(220)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(212)와, 엔드 툴 (220)의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(actuation operator)(213)와, 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(214)를 포함한다.
먼저, 도 32의 수술용 인스트루먼트(200)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(214)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(214)를 Y축(즉, 피치 회전축(2111))을 중심으로 회전시켜 피치 운동을 수행하고, 제1 손잡이(214)를 Z축(즉, 요 회전축(2121))을 중심으로 회전시켜 요 운동을 수행하고, 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(213)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(213)를 회전하여 액츄에이션 운동을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)가 가지는, 엔드 툴(120)과 조작부(110)가 직관적으로 동일한 방향으로 회전한다는 특성을 동일하게 가진다.
이를 위해, 조작부(210)는 엔드 툴(220) 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.
상세히, 제1 손잡이(214)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(214)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(214) 상에는 액츄에이션 조작부(213) 및 요 조작부(212)가 형성되고, 요 조작부(212)의 일 측에는 피치 조작부(211)가 형성된다. 그리고, 피치 조작부(211)의 타 단부는 연결부(240)의 절곡부(241)에 연결된다.
액츄에이션 조작부(213)는 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(213a)는 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제1 액츄에이션 회전부(2132a), 제1 액츄에이션 기어(2134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(213b)는 제2 액츄에이션 회전축(2131b), 제2 액츄에이션 회전부(2132b), 제2 액츄에이션 기어(2134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(2132a)와 제2 액츄에이션 회전부(2132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.
여기서 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 연결부(240)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(211) 또는 요 조작부(212)가 회전할 경우, 액츄에이션 조작부(213)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 액츄에이션 조작부(213)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 제1 액츄에이션 회전부(2132a)와 제1 액츄에이션 기어(2134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(2131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(2132b)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
요 조작부(212)는 요 회전축(2121)과, 제1 조 요 풀리(212P1)와, 제2 조 요 풀리(212P2)와, 요 프레임(yaw frame)(2123)을 포함할 수 있다. 여기서, 도면에는 요 조작부(212)가 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)의 두 개의 풀리를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 서로 직경이 동일하거나 상이한 하나 이상의 풀리가 요 조작부(212)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다.
상세히, 제1 손잡이(214) 상에서 액츄에이션 조작부(213)의 일 측에는 요 회전축(2121)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(214)는 요 회전축(2121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
여기서 요 회전축(2121)은 연결부(240)가 형성되어 있는 XY 평면과 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 요 회전축(2121)은 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있으며, 이 상태에서 피치 조작부(211)가 회전할 경우, 상술한 바와 같이 요 회전축(2121)의 좌표계는 상대적으로 변할 수 있다. 물론 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 인체 공학적(ergonomic) 설계에 의하여, 조작부(210)를 파지하는 사용자의 손 구조에 적합하도록 요 회전축(2121)은 다양한 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
한편, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)는 요 회전축(2121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(2121)에 결합한다. 그리고, 제1 조 요 풀리(212P1)에는 제1 조 와이어(230J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(212P2)에는 제2 조 와이어(230J2)가 감길 수 있다.
요 프레임(2123)은 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 연결하여, 제1 손잡이(214)와 요 조작부(212)와 액츄에이션 조작부(213)가 요 회전축(2121)을 중심으로 일체로 회전할 수 있도록 한다.
한편, 요 조작부(212)는 요 회전축(2121)을 중심으로 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 요 기어(2124a)와 제2 요 기어(2124b)를 더 포함할 수 있다. 이때 제1 요 기어(2124a)는 제1 조 요 풀리(212P1)와 고정결합되어 제1 조 요 풀리(212P1)와 함께 회전할 수 있고, 제2 요 기어(2124b)는 제2 조 요 풀리(212P2)와 고정결합되어 제2 조 요 풀리(212P2)와 함께 회전할 수 있다.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. 한편, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제1 요 기어(2124a)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. 한편, 제2 액츄에이션 기어(2134b)와 제2 요 기어(2124b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다.
이 때, 도 21(a)에서 설명한 예는 제1 조(121)의 액츄에이션 및 요 동작에 대한 그림으로서, 조작부(110)에서 도면상 위쪽에 손잡이가 위치하는 것으로 되어 있으나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)의 조작부(210)는 도 31과 같이 도면상 아래쪽에 위치한 제1 액츄에이션 조작부(213a)가 제1 조(221)의 동작을 위한 제1 조 와이어(230J1)의 이동을 위한 손잡이가 된다. 이는, 제1 요 기어(2124a)와 제1 액츄에이션 기어(2134a)가 서로 맞물려 있기 때문이며, 도 31에서는 일 액츄에이션 동작을 위해서 제1 액츄에이션 회전부(2132a)를 시계 방향으로 회전시켜야 하나, 도 21(a)에서는 도면상 위쪽의 손잡이를 반시계 방향으로 회전시키게 된다. 그러나, 둘 다 엔드 툴(220)의 두 조(221, 222)를 서로 다물게 하는 동작을 위한 것으로서, 동일한 동작이라 할 수 있고, 이 외에 실질적인 풀리 및 와이어의 구성은 동일한 바, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 도 21(a)에서 설명한 예와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.
피치 조작부(211)는 피치 회전축(2111)과, 피치 풀리(211P)와, 피치 보조 풀리(211S)와, 피치 프레임(pitch frame)(2113)을 포함할 수 있다. 피치 조작부(211)는 피치 회전축(2111)을 통해 연결부(240)의 절곡부(241)에 연결된다.
상세히, 피치 프레임(2113)은 피치 조작부(211)의 베이스 프레임이 되며, 일 단부에 요 회전축(2121)이 회전 가능하도록 결합된다. 즉, 요 프레임(2123)은 피치 프레임(2113)에 대해 요 회전축(2121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 요 프레임(2123)은 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 연결하며, 또한 요 프레임(2123)은 피치 프레임(2113)과 연결되기 때문에, 피치 프레임(2113)이 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(2113)과 연결된 요 프레임(2123), 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(211)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(213) 및 요 조작부(212)가 피치 조작부(211)와 함께 회전하는 것이다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(214)를 피치 회전축(2111)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(213), 요 조작부(212) 및 피치 조작부(211)가 함께 움직이게 된다.
피치 프레임(2113)에는 피치 회전축(2111)과 피치 풀리(211P)가 결합한다. 이때, 피치 풀리(211P)는 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전 가능하도록 피치 회전축(2111)에 결합한다. 피치 풀리(211P)의 일측에는 피치 보조 풀리(211S)가 형성된다.
제1 손잡이(214)와 피치 조작부(211), 요 조작부(212), 액츄에이션 조작부(213) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(214) 상에는 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)과 요 회전축(2121)과 피치 회전축(2111)이 형성될 수 있다. 이때, 액츄에이션 회전축(2131a)(2131b)은 제1 손잡이(214) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(214)와 액츄에이션 조작부(213)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 요 회전축(2121)은 제1 손잡이(214) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(214)와 요 조작부(212)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 피치 조작부(211)는 요 조작부(212)의 일 측에 요 조작부(212)와 연결되도록 형성되기 때문에, 피치 조작부(211)는 제1 손잡이(214)와 바로 연결되지는 않고, 피치 조작부(211)와 제1 손잡이(214)는 요 조작부(212)를 통해서 간접적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
이하에서는 조작부(210)의 동작을 엔드 툴(220)로 전달하기 위한 구성 요소들에 대해 보다 구체적으로 기술하도록 한다.
엔드 툴(220)의 제1 조(221)의 동작을 제어하는 제1 조 와이어(230J1)는 조작부(210)의 제1 조 요 풀리(212P1)의 한 지점에 고정 결합되며 제1 조 요 풀리(212P1)에 감긴다. 마찬가지로, 엔드 툴(220)의 제2 조(222)의 동작을 제어하는 제2 조 와이어(230J2)는 조작부(210)의 제2 조 요 풀리(212P2)의 한 지점에 고정 결합되며 제2 조 요 풀리(212P2)에 감긴다.
도 21에서 설명한 바와 같이, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)의 회전을 통해, 엔드 툴(220)의 요 동작 및 액츄에이션 동작을 제어한다. 즉, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 같은 방향으로 회전하여, 결과적으로 제1 조(221)와 제2 조(222)가 같은 방향으로 요 회전하도록 하여, 결과적으로 제1 조(221)와 제2 조(222)가 서로 다른 방향으로 액츄에이션 회전하도록 한다.
이를 위해, 사용자의 요 조작과 액츄에이션 조작에 따라 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 서로 같은 방향으로 회전하거나 서로 다른 방향으로 회전할 수 있도록 하는 구조가 필요하다.
이를 위해, 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)는 동일한 요 회전축(2121)을 중심으로 회전할 수 있도록 구성되며, 하나 이상의 기어에 의해 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)는 서로 연결되도록 한다.
상세히, 제1 조 요 풀리(212P1)와 고정 결합되어 요 회전축(2121)을 중심으로 함께 회전할 수 있는 제1 요 기어(2124a)는 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 서로 맞물리게 연결되며, 이때 제1 액츄에이션 기어(2134a)는 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 고정 결합되어 제1 액츄에이션 회전축(2131a)을 중심으로 함께 회전할 수 있다. 제1 액츄에이션 기어(2134a)는 제2 액츄에이션 기어(2134b)와 서로 맞물리도록 연결되며, 이때 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 제2 액츄에이션 조작부(213b)와 고정 결합되어 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 중심으로 함께 회전할 수 있다. 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 제2 요 기어(2124b)와 서로 맞물리게 연결되며, 이때 제2 요 기어(2124b)는 제2 조 요 풀리(212P2)와 고정 결합되어 요 회전축(2121)을 중심으로 함께 회전할 수 있다.
이러한 구성을 통하여, 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)를 서로 반대 방향으로 회전하는 액츄에이션 조작은 결과적으로 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)를 서로 반대 방향으로 회전하게 하여, 엔드 툴(220)의 제1 조(221)와 제2 조(222)를 서로 반대 방향으로 회전하게 한다.
제1 손잡이(214)는 요 프레임(2123)에 직접 결합되어 있으며, 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)도 요 프레임(2123)에 연결되어 있다. 즉, 제1 손잡이(214)를 요 회전축(2121)을 중심으로 요 회전을 하면, 요 프레임(2123), 제1 액츄에이션 조작부(213a), 제2 액츄에이션 조작부(213b), 제1 액츄에이션 기어(2134a), 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 요 회전축(2121)을 중심으로 함께 회전하게 되고, 결과적으로 제1 요 기어(2124a), 제2 요 기어(2124b), 제1 조 요 풀리(212P1), 제2 조 요 풀리(212P2)를 요 회전축(2121)을 중심으로 같은 방향으로 회전시킨다. 이를 통해, 엔드 툴(220)의 제1 조(221)와 제2 조(222)는 같은 방향으로 요 회전을 하게 된다.
즉, 하나 이상의 기어의 구성을 통해 제1 액츄에이션 조작부(213a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)가 서로 동일한 회전량만큼 서로 반대 방향으로 회전하게 하는 동시에, 결과적으로 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)를 서로 반대 방향으로 회전하게 할 수 있다. 뿐만 아니라, 조작부(210)의 요 회전에 의해서도 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)를 서로 같은 방향으로 회전하게 할 수 있다.
이렇게 액츄에이션 조작과 요 조작 둘 다에 의해 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 회전할 수 있도록 하며, 특히 액츄에이션 조작과 요 조작에 의해 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 조 요 풀리(212P2)가 서로 다른 방식으로 회전할 수 있도록 하는 구조는 기어를 사용하는 방법 외에도 링크 구조 등 다양한 방법이 가능할 것이다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
제1 액츄에이션 조작부(213a)와 함께 회전하는 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 조작부(213b)와 함께 회전하는 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 있기 때문에, 제1 액츄에이션 조작부(213a) 또는 제2 액츄에이션 조작부(213b) 중 어느 한쪽이 회전하게 되면 다른 한쪽도 함께 회전하게 된다.
제1 액츄에이션 조작부(213a) 및 제1 액츄에이션 기어(2134a)가 시계 방향으로 회전하게 되면, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 맞물리도록 형성된 제1 요 기어(2124a)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 또한, 제1 액츄에이션 조작부(213a) 및 제1 액츄에이션 기어(2134a)가 시계 방향으로 회전하게 되면, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 맞물리도록 형성된 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 반시계 방향으로 회전하게 되고, 제2 액츄에이션 기어(2134b)와 맞물리도록 형성된 제2 요 기어(2124b)는 시계 방향으로 회전하게 된다.
결과적으로, 제1 요 기어(2124a)와 연결된 제1 조 요 풀리(212P1)와, 제2 요 기어(2124b)와 연결된 제2 조 요 풀리(212P2)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(212P1)와 연결된 제1 조(221)와 제2 조 요 풀리(212P2)와 연결된 제2 조(222)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.
다음으로 요 동작은 다음과 같다.
한편, 요 동작을 위해 제1 손잡이(214)를 요 회전축(2121)을 중심으로 일 방향으로 회전시키면 제1 손잡이(214)의 일단에 형성된 액츄에이션 조작부(213) 역시 제1 손잡이(214)와 함께 요 회전축(2121)을 중심으로 회전하게 된다.
이때, 액츄에이션 조작부(213) 전체가 요 회전축(2121)을 중심으로 회전하므로, 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)는 서로에 대하여 회전하지 않고, 따라서 제1 액츄에이션 기어(2134a)와 제2 액츄에이션 기어(2134b)에 각각 맞물린 제1 요 기어(2124a)와 제2 요 기어(2124b) 역시 서로에 대하여 회전하지 않는다.
즉, 제1 손잡이(214), 액츄에이션 조작부(213), 제1 액츄에이션 기어(2134a), 제2 액츄에이션 기어(2134b), 제1 요 기어(2124a) 및 제2 요 기어(2124b)가 하나의 강체와 같이 동시에 요 회전축(2121)을 중심으로 회전하게 되는 것이다. 따라서 제1 요 기어(2124a)에 연결된 제1 조 요 풀리(212P1)와 제2 요 기어(2124b)에 연결된 제2 조 요 풀리(212P2)가 일 방향으로 같이 회전하게 되고, 따라서 제1 조(221)와 제2 조(222)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작이 수행되는 것이다.
다음으로 피치 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 손잡이(214)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(2111)을 중심으로 제1 손잡이(214)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(213), 요 조작부(212) 및 피치 조작부(211)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(230J1)가 고정결합되어 있는 요 조작부(212)의 제1 조 요 풀리(212P1)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치 풀리(211P)에 감겨 있는 제1 조 와이어(230J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(230J2)가 고정결합되어 있는 요 조작부(212)의 제2 조 요 풀리(212P2)가 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치 풀리(211P)에 감겨있는 제2 조 와이어(230J2)가 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(230)를 통해 엔드 툴(220)로 전달되어, 엔드 툴(220)의 두 개의 조(jaw)(221)(222)가 피치 동작을 수행한다.
이때 피치 프레임(2113)은 요 프레임(2123)과 연결되고, 요 프레임(2123)은 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(2113)이 피치 회전축(2111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(2113)과 연결된 요 프레임(2123), 제1 손잡이(214), 요 회전축(2121), 제1 액츄에이션 회전축(2131a), 제2 액츄에이션 회전축(2131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(211)가 피치 회전축(21111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(213) 및 요 조작부(212)가 피치 조작부(211)와 함께 회전하는 것이다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(200)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(220)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리들에 의하여 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다.
<수술용 인스트루먼트의 제3 실시예>
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(300)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(300)는 앞서 기술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 32의 200 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(300)의 조작부(310)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제2 실시예에 비해 달라진 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 41은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 42은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 평면도이고, 도 43는 도 42의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 41, 도 42 및 도 43를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(300)는 제2 실시예의 제1 요 기어, 제2 요 기어, 제1 액츄에이션 기어 및 제2 액츄에이션 기어 등으로 구성된 액츄에이션 조작부와 요 조작부가 달라졌으나, 결과적인 동작 메커니즘은 동일하다.
액츄에이션 조작부(313)는 제1 액츄에이션 조작부(313a)와 제2 액츄에이션 조작부(313b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(313a)는 제1 액츄에이션 회전부(3132a), 제1 액츄에이션 기어(3134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(313b)는 제2 액츄에이션 회전부(3132b), 제2 액츄에이션 기어(3134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(3132a)와 제2 액츄에이션 회전부(3132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다. 또한, 액츄에이션 조작부(313)는 제3 액츄에이션 기어(3134c)를 더 포함한다.
한편, 제1 액츄에이션 회전부(3132a)와 제1 액츄에이션 기어(3134a)는 서로 고정결합되어, 요 회전축(3121)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(3132b)와 제2 액츄에이션 기어(3134b)는 서로 고정결합되어, 요 회전축(3121)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 제2 액츄에이션 기어(3134b)는 제3 액츄에이션 기어(3134c)에 의해 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
요 조작부(312)는 요 회전축(3121)과, 제1 조 요 풀리(312P1)와, 제2 조 요 풀리(312P2)를 포함할 수 있다. 제1 조 요 풀리(312P1)와 제2 조 요 풀리(312P2)는 요 회전축(3121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(3121)에 연결된다. 제1 조 요 풀리(312P1)는 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 고정결합되어 함께 회전할 수 있으며, 제2 조 요 풀리(312P2)는 제2 액츄에이션 기어(3134b)와 고정결합되어 함께 회전할 수 있다. 그리고, 제1 조 요 풀리(312P1)에는 제1 조 와이어(330J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(312P2)에는 제2 조 와이어(330J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(312P1)와 제2 조 요 풀리(312P2)는 각각, 서로 마주보도록 형성되어 독립적으로 회전 가능한 두 개의 풀리로 구성될 수 있다. 제3 액츄에이션 기어(3134c)의 회전축은 제1 손잡이(314)에 연결되어, 제1 손잡이(314)가 회전하면 제3 액츄에이션 기어(3134c)도 함께 회전할 수 있다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션(actuation) 동작에 대해 설명한다. 도 46및 도 47은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다.
도 46 및 도 47을 참조하면, 제1 액츄에이션 회전부(3132a)와 함께 회전하는 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 제2 액츄에이션 회전부(3132b)와 함께 회전하는 제2 액츄에이션 기어(3134b)는 제3 액츄에이션 기어(3134c)를 통해 서로 맞물리도록 형성되어 있기 때문에, 제1 액츄에이션 회전부(3132a) 또는 제2 액츄에이션 회전부(3132b) 중 어느 한쪽이 회전하게 되면 다른 한쪽도 함께 회전하게 된다. 제1 액츄에이션 회전부(3132a) 및 제1 액츄에이션 기어(3134a)가 요 회전축(3121)을 중심으로 화살표 A1 방향으로 회전하면 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 맞물리도록 형성된 제3 액츄에이션 기어(3134c)가 자전하고, 제3 액츄에이션 기어(3134c)가 자전하면 제3 액츄에이션 기어(3134c)와 맞물리도록 형성된 제2 액츄에이션 기어(3134b)가 요 회전축(3121)을 중심으로 A2의 방향으로 회전하게 된다.
결과적으로, 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 연결된 제1 조 요 풀리(312P1)와, 제2 액츄에이션 기어(3134b)와 연결된 제2 조 요 풀리(312P2)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(312P1)와 연결된 제1 조(321)와 제2 조 요 풀리(312P2)와 연결된 제2 조(322)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.
다음으로, 요(yaw) 동작에 대해 설명한다. 도 44 및 도 45은 도 41의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 도면이다.
도 44 및 도 45을 참조하면, 요 회전축(3121)을 중심으로 제1 손잡이(314)를 회전시키면, 제1 손잡이(314)와 연결된 제3 액츄에이션 기어 중심축(3134c1)이 요 회전축(3121)을 중심으로 회전하고, 제3 액츄에이션 기어 중심축(3134c1) 상에 형성된 제3 액츄에이션 기어(3134c)가 요 회전축(3121)을 중심으로 공전한다. 따라서 제3 액츄에이션 기어(3134c)와 연결된 제1 액츄에이션 기어(3134a) 및 제2 액츄에이션 기어(3134b)가 동시에 화살표 Y 방향으로 회전하게 된다.
그러면, 제1 액츄에이션 기어(3134a)와 연결된 제1 조 요 풀리(312P1)와, 제2 액츄에이션 기어(3134b)와 연결된 제2 조 요 풀리(312P2)가 서로 동일한 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(312P1)와 연결된 제1 조(321)와 제2 조 요 풀리(312P2)와 연결된 제2 조(322)가 동일한 방향으로 회전하게 되어, 요 운동이 수행되는 것이다.
다른 부분의 구성과 동작 특정은 제2 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
<수술용 인스트루먼트의 제4 실시예>
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(400)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(400)는 앞서 기술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 41의 300 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(400)의 조작부(410)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제3 실시예에 비해 달라진 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 48는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 49는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(400)는 제3 실시예에 비해 제1 액츄에이션 기어(4124a), 제2 액츄에이션 기어(4124b) 및 제3 액츄에이션 기어(4134) 등으로 구성된 액츄에이션 조작부(413)와 요 조작부(412)가 달라졌다. 제3 실시예에서는 제1 액츄에이션 기어(3134a)에 제1 액츄에이션 회전부(3132a)가 고정결합되고, 제2 액츄에이션 기어(3134b)에 제2 액츄에이션 회전부(3132b)가 고정결합된다. 반면 제4 실시예에서는 제1 액츄에이션 회전부(4132)가 제3 액츄에이션 기어(4134)에 고정결합되는 것이 차이점이다. 뿐만 아니라, 제4 실시예에서는 제1 액츄에이션 회전부(4132)의 회전만으로 액츄에이션 조작을 수행한다는 차이점을 가지고 있다. 설명의 편의를 위하여, 제3 실시예의 제1 액츄에이션 기어, 제2 액츄에이션 기어, 제3 액츄에이션 기어 및 제1 액츄에이션 회전부는 제4 실시예에서는 각각 제1 요 기어, 제2 요 기어, 액츄에이션 기어 및 액츄에이션 회전부로 표기한다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션(actuation) 동작에 대해 설명한다. 도 49는 도 48의 수술용 인스트루먼트의 액츄에이션 동작을 나타내는 도면이다.
액츄에이션 회전부(4132) 및 이와 연결된 액츄에이션 기어(4134)가 도 49의 화살표 A 방향으로 회전하면, 액츄에이션 기어(4134)와 각각 맞물리도록 형성된 제1 요 기어(4124a) 및 제2 요 기어(4124b)가 요 회전축(4121)을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.
결과적으로, 제1 요 기어(4124a)와 고정결합된 제1 조 요 풀리(412P1)와, 제2 요 기어(4124b)와 고정결합된 제2 조 요 풀리(412P2)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(412P1)와 연결된 제1 조(421)와 제2 조 요 풀리(412P2)와 연결된 제2 조(422)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.
다음으로, 요(yaw) 동작에 대해 설명한다.
요 회전축(4121)을 중심으로 제1 손잡이(414)를 회전시키면, 제1 손잡이(414)와 연결된 액츄에이션 기어 중심축(4134A)이 요 회전축(4121)을 중심으로 회전하고, 액츄에이션 기어 중심축(4134A) 상에 형성된 액츄에이션 기어(4134)가 요 회전축(4121)을 중심으로 공전한다. 따라서 액츄에이션 기어(4134)와 연결된 제1 요 기어(4124a) 및 제2 요 기어(4124b)가 동시에 같은 방향으로 화살표 Y 방향으로 회전하게 된다.
그러면, 제1 요 기어(4124a)와 고정결합된 제1 조 요 풀리(412P1)와, 제2 기어(335G2)와 고정결합된 제2 조 요 풀리(412P2)가 서로 동일한 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 조 요 풀리(412P1)와 연결된 제1 조(421)와 제2 조 요 풀리(412P2)와 연결된 제2 조(422)가 동일한 방향으로 회전하게 되어, 요 운동이 수행되는 것이다.
다른 부분의 구성과 동작 특성은 제3 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
<수술용 인스트루먼트의 제5 실시예>
이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(500)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(500)는 앞서 기술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 32의 200 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(500)의 조작부(510)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제2 실시예에 비해 달라진 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(500)는 도 24에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 24(a)의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 53의 제1 조 요 보조 풀리(512S1)과 대응하고, 도 24(a)의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 53의 제1 조 요 풀리(512P1)과 대응하고, 도 24(a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1)는 도 53의 제1 액츄에이션 풀리(미도시)와 대응한다.
도 50은 본 발명의 제5 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 51은 도 50의 수술용 인스트루먼트의 평면도이고, 도 52은 도 51의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
액츄에이션 조작부(513)는 액츄에이션 회전축(5131), 제1 액츄에이션 조작부(513a)와 제2 액츄에이션 조작부(513b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(513a)는 제1 액츄에이션 회전축(5131a), 제1 액츄에이션 회전부(5132a), 제1 액츄에이션 기어(5134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(513b)는 제2 액츄에이션 회전축(5131b), 제2 액츄에이션 회전부(5132b), 제2 액츄에이션 기어(5134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(5132a)와 제2 액츄에이션 회전부(5132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.
이때 제1 액츄에이션 회전부(5132a)와 제1 액츄에이션 기어(5134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(5131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(5132b)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(5131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
한편, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
액츄에이션 회전축(5131)에는 액츄에이션 회전축(5131)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능하도록 형성되는 제3 액츄에이션 기어(5134c) 및 제4 액츄에이션 기어(5134d)를 포함한다.
또한, 제3 액츄에이션 기어(5134c)의 일 측에는 제3 액츄에이션 기어(5134c)와 고정결합되어 함께 회전하는 제3 액츄에이션 풀리(미도시)가 형성되고, 제4 액츄에이션 기어(5134d)의 일 측에는 제4 액츄에이션 기어(5134d)와 고정결합되어 함께 회전하는 제4 액츄에이션 풀리(5133d)가 형성될 수 있다.
제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제3 액츄에이션 기어(5134c)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다. 한편, 제2 액츄에이션 기어(5134b)와 제4 액츄에이션 기어(5134d)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성된다.
한편, 제3 액츄에이션 기어(5134c) 및 제3 액츄에이션 풀리(미도시)의 일 측에는 제1 조 요 풀리(512P1)가 형성되어 있고, 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 제1 조 요 풀리(512P1)는 제1 조 와이어(530J1)를 통해 연결되어 있어, 제3 액츄에이션 기어(5134c)가 회전하면 제1 조 요 풀리(512P1)가 함께 회전할 수 있도록 형성된다. 이때 제1 조 와이어(530J1)는 제3 액츄에이션 풀리(미도시)의 일 지점에 고정결합되도록 감기며, 제1 조 요 풀리(512P1)에는 교차되어 감기어, 제1 조 요 풀리(512P1)는 제3 액츄에이션 풀리(미도시)가 회전하는 반대 방향으로 회전할 수 있다.
또한, 제4 액츄에이션 기어(5134d) 및 제4 액츄에이션 풀리(5133d)의 일 측에는 제2 조 요 풀리(512P2)가 형성되어 있고, 제4 액츄에이션 풀리(5133d)와 제2 조 요 풀리(512P2)는 제2 조 와이어(530J2)를 통해 연결되어 있어, 제4 액츄에이션 기어(5134d)가 회전하면 제2 조 요 풀리(512P2)가 함께 회전할 수 있도록 형성된다. 이때 제2 조 와이어(530J2)는 제4 액츄에이션 풀리(5133d)의 일 지접에 고정결합 되도록 감기며, 제2 조 요 풀리(512P2)에는 교차되어 감기어, 제2 조 요 풀리(512P2)는 제4 액츄에이션 풀리(5133d)가 회전하는 반대 방향으로 회전할 수 있다.
이때, 제1 조 요 풀리(512P1)와 제2 조 요 풀리(512P2)는 요 회전축(5121)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능하도록 형성된다.
요 조작부(512)는 요 회전축(5121)과, 제1 조 요 풀리(512P1)와, 제2 조 요 풀리(512P2)를 포함할 수 있다. 피치 조작부(511)는 피치 회전축(5111)과, 피치 풀리(511P)와, 피치 보조 풀리(211S)와, 피치 프레임(pitch frame)(5113)을 포함할 수 있다. 피치 조작부(511)는 피치 회전축(5111)을 통해 연결부(540)의 절곡부(541)에 연결된다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
도 50 내지 도 55을 참조하면, 제1 액츄에이션 조작부(513a)와 함께 회전하는 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 조작부(513b)와 함께 회전하는 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 있기 때문에, 제1 액츄에이션 조작부(513a) 또는 제2 액츄에이션 조작부(513b) 중 어느 한쪽이 회전하게 되면 다른 한쪽도 함께 회전하게 된다.
제1 액츄에이션 조작부(513a) 및 제1 액츄에이션 기어(5134a)가 제1 액츄에이션 회전축(5131a)을 중심으로 화살표 A1 방향으로 회전하게 되면, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 맞물리도록 형성된 제3 액츄에이션 기어(5134c)는 A1의 반대 방향으로 회전하게 된다.
마찬가지로, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 맞물리도록 형성된 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 화살표 A2 방향으로 회전하게 되고, 제2 액츄에이션 기어(5134b)와 맞물리도록 형성된 제4 액츄에이션 기어(5134d)는 A2의 반대 방향으로 회전하게 된다.
결과적으로, 제3 액츄에이션 기어(5134c)와 고정결합된 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 제4 액츄에이션 기어(5134d)와 고정결합된 제4 액츄에이션 풀리(5133d) 가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 결과적으로 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 연결된 제1 조(521)와 제4 액츄에이션 풀리(5133d)와 연결된 제2 조(522)가 반대 방향으로 회전하게 되어, 액츄에이션 운동이 수행되는 것이다.
여기서, 본 실시예는 요 회전축(5121)과 액츄에이션 회전축(5131)을 별도로 구비하는 것을 특징으로 한다. 그리고 제1 조 요 풀리(512P1)와 제2 조 요 풀리(512P2)는 요 회전축(5121)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 가능하도록 형성된다.
즉, 제2 실시예에서는 제1 요 기어(2124a), 제2 요 기어(2124b), 제1 조 요 풀리(212P1) 및 제2 조 요 풀리(212P2)가 모두 요 회전축(2121) 상에 형성되었으나, 본 실시예에서는 제3 액츄에이션 기어(5134c), 제4 액츄에이션 기어(5134d)는 액츄에이션 회전축(5131) 상에 형성되고, 제1 조 요 풀리(512P1) 및 제2 조 요 풀리(512P2)는 요 회전축(5121) 상에 형성된다.
따라서, 본 실시예에서 제2 실시예와 동일한 동작 특성을 가지기 위해서는 제1 조 와이어(530J1)가 제3 액츄에이션 풀리(미도시)와 제1 조 요 풀리(512P1) 사이에서 1회 교차되어 있어야 하고, 제2 조 와이어(530J2)가 제4 액츄에이션 풀리(5133d)와 제2 조 요 풀리(512P2) 사이에서 1회 교차되어 있어야 한다. 이와 같이 제1 조 와이어(530J1)와 제2 조 와이어(530J2)가 1회 교차되어 있어야만, 조작부(510)의 동작과 엔드 툴(520)의 동작이 직관적으로 일치하게 된다.
다음으로, 요(yaw) 동작에 대해 설명한다. 도 54 및 도 55은 도 50의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 도면이다.
도 50 내지 도 55을 참조하면, 요 회전축(5121)을 중심으로 제1 손잡이(514)를 일 방향으로 회전시키면 제1 손잡이(514)의 일단에 형성된 액츄에이션 조작부(513) 역시 제1 손잡이(514)와 함께 요 회전축(5121)을 중심으로 회전하게 된다. 이때, 액츄에이션 조작부(513) 전체가 요 회전축(5121)을 중심으로 회전하므로, 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)는 서로에 대하여 회전하지 않고, 따라서 제1 액츄에이션 기어(5134a)와 제2 액츄에이션 기어(5134b)에 각각 맞물린 제3 액츄에이션 기어(5134c)와 제4 액츄에이션 기어(5134d) 역시 서로에 대하여 회전하지 않는다.
즉, 제1 손잡이(514), 액츄에이션 조작부(513), 제1 액츄에이션 기어(5134a), 제2 액츄에이션 기어(5134b), 제3 액츄에이션 기어(5134c), 제4 액츄에이션 기어(5134d), 제1 조 요 풀리(512P1) 및 제2 조 요 풀리(512P2)가 하나의 강체와 같이 동시에 요 회전축(5121)을 중심으로 회전하게 되는 것이다. 그리고, 이와 같이 제1 조 요 풀리(512P1) 및 제2 조 요 풀리(512P2)가 일 방향으로 같이 회전하게 되어, 제1 조(521)와 제2 조(522)가 같은 방향으로 회전하는 요 동작이 수행되는 것이다.
다른 부분의 구성과 동작 특성은 제2 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
<수술용 인스트루먼트의 제6 실시예>
이하에서는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(600)의 조작부(610)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.
도 56는 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 57은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 58는 도 56의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 도 59는 도 56의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 60은 도 56의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 56 내지 도 60을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 조작부(610), 엔드 툴(end tool)(620), 동력 전달부(630) 및 연결부(640)를 포함한다. 여기서, 연결부(640)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어(후술함) 들이 수용될 수 있으며, 그 일 단부에는 조작부(610)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(620)이 결합되어, 조작부(610)와 엔드 툴(620)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 연결부(640)는 조작부(610) 측에 절곡부(641)가 형성될 수 있다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)의 조작부(610)는 엔드 툴(620)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(611)와, 엔드 툴(620)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(612)와, 엔드 툴 (620)의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(actuation operator)(613)와, 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(614)를 포함한다.
먼저, 도 56의 수술용 인스트루먼트(600)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(614)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(614)를 Y축(즉, 피치 회전축(6111))을 중심으로 회전시켜 피치 운동을 수행하고, 제1 손잡이(614)를 Z축(즉, 요 회전축(6121))을 중심으로 회전시켜 요 운동을 수행하고, 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(613)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(613)를 회전하여 액츄에이션 운동을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 제1 실시예에 비해 요 조작부(612)가 제1 손잡이(614)로부터 상당 정도 이격되도록 형성된다. 즉, 액츄에이션 조작부(613)와 피치 조작부(611)는 제1 손잡이(614) 상에 형성되어 제1 손잡이(614)와 비교적 가까운 곳에 형성되는데 반하여, 요 조작부(612)는 피치 조작부(611)의 피치 회전축(6111)과 I자형의 요 프레임(6123)을 통해 연결되며, 절곡부(641)의 일측에 요 회전축(6121)에 의해 요 조작부(612)와 절곡부(641)가 연결되도록 형성되며, 따라서 요 조작부(612)가 제1 손잡이(614)로부터 Z축 방향으로 요 프레임(6123)의 길이만큼 이격되도록 형성된다. 다시 말하면, 요 회전축(6121)이 액츄에이션 조작부(613)의 측면이 아니라 Z축 방향으로 상측에 형성되며, 요 회전축(6121)과 액츄에이션 조작부(613) 사이에 복수 개의 풀리들이 배치되어, 사용자가 제1 손잡이(614)를 요 회전시키면 제1 손잡이(614), 액츄에이션 조작부(613) 및 피치 조작부(611)가 전체적으로 요 회전축(6121)을 중심으로 회전할 수 있게 된다.
제1 실시예의 경우, 엔드 툴의 동작을 조작하기 위한 조작부의 관절 구성은 피치 관절, 요 관절 순서로 연결된다. 즉, 엔드 툴의 동력 전달을 위해 연결되는 와이어는 연결부와 절곡부를 거쳐 조작부의 피치 관절부에 먼저 연결되고, 그 이후에 요 관절부에 연결된다.
그러나, 제6 실시예의 경우, 조작부의 관절 구성 순서가 제1 실시예와 달라지는데, 요 관절과 피치 관절의 순서로 연결된다. 즉, 엔드 툴과의 연결 구성 측면에서 보면, 요 조작부가 먼저 형성되고, 그 다음에 요 조작부 상에 피치 조작부 및 액츄에시션 조작부가 형성되는 것이 큰 차이점이다.
그러나, 제6 실시예도 제1 실시예와 마찬가지로 엔드 툴이 조작부의 조작 방향과 직관적으로 동일한 방향으로 회전하는 특징은 동일하다. 즉, 도 1에서 설명한 바와 같이, 액츄에이션 회전, 피치 회전 및 요 회전을 위해 사용자가 해당 손잡이를 움직일 때, 해당 회전을 위한 해당 조작부의 회전 축은 엔드 툴과 마찬가지로 뒤쪽(사용자 쪽)에 위치하는 특징은 동일하다. 상세히, 제1 손잡이(614)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(614)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(614) 상에는 액츄에이션 조작부(613)가 형성되고, 액츄에이션 조작부(613)의 일 측에는 피치 조작부(611)가 형성된다. 또한 피치 조작부(611)는 요 프레임(6123)을 통해 요 조작부(612)와 연결되며, 요 프레임(6123)의 일 측은 피치 회전축(6111)과 연결되고, 타 측은 요 회전축(6121)과 연결된다.
액츄에이션 조작부(613)는 제1 액츄에이션 조작부(613a)와 제2 액츄에이션 조작부(613b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(613a)는 제1 액츄에이션 회전축(6131a), 제1 액츄에이션 회전부(6132a), 제1 액츄에이션 풀리(613P1), 제1 액츄에이션 기어(6134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(613b)는 제2 액츄에이션 회전축(6131b), 제2 액츄에이션 회전부(6132b), 제2 액츄에이션 풀리(613P2), 제2 액츄에이션 기어(6134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(6132a)와 제2 액츄에이션 회전부(6132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.
한편, 제1 액츄에이션 회전부(6132a), 제1 액츄에이션 풀리(613P1), 제1 액츄에이션 기어(6134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(6131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(6132b), 제2 액츄에이션 풀리(613P2), 제2 액츄에이션 기어(6134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(6131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 액츄에이션 기어(6134a)와 제2 액츄에이션 기어(6134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
피치 조작부(611)는 피치 회전축(6111)과, 복수 개의 피치 풀리(611P)와, 복수 개의 피치 보조 풀리(611S)와, 피치 프레임(pitch frame)(6113)을 포함할 수 있다. 또한, 피치 조작부(611)는 복수 개의 피치 와이어 피치 풀리(611PP), 피치 와이어 피치 보조 풀리(611PS), 피치 와이어 피치 리턴 풀리(611PR), 더 포함할 수 있다.
피치 프레임(6113)에는 피치 회전축(6111)과 피치 풀리(611P)가 결합한다. 이때, 피치 풀리(611P)는 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전 가능하도록 피치 회전축(6111)에 연결된다.
피치 프레임(6113)은 피치 조작부(611)의 베이스 프레임이 되며, 피치 회전축(6111), 제1 액츄에이션 회전축(6131a), 제2 액츄에이션 회전축(6131b)을 연결하며, 제1 손잡이(614)와 액츄에이션 조작부(613)와 피치 조작부(611)가 함께 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전 가능하도록 한다. 즉, 제1 손잡이(614)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전하면 제1 손잡이(614)와 연결된 제1 액츄에이션 회전축(6131a), 제2 액츄에이션 회전축(6131b)이 함께 회전하게 된다. 다시 말하면, 사용자가 제1 손잡이(614)를 피치 회전축(6111)을 중심으로 피치 회전시키면 액츄에이션 조작부(613)가 제1 손잡이(614)와 함께 움직이게 된다.
요 조작부(612)는 요 회전축(6121)과, 제1 조 요 풀리(612P1)와, 제2 조 요 풀리(612P2)와, 요 프레임(yaw frame)(6123)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(612)는 제1 조 요 풀리(612P1)의 일측에 형성된 제1 조 요 보조 풀리(612S1)와, 제2 조 요 풀리(612P2)의 일측에 형성된 제2 조 요 보조 풀리(612S2)를 더 포함할 수 있다.
상세히, 요 프레임(6123)은 요 조작부(612)의 베이스 프레임이 되며, I자형의 프레임으로 형성될 수 있다. 요 프레임(6123)의 일 측은 피치 회전축(6111)과 연결되고, 타 측은 요 회전축(6121)과 연결된다. 그리고, 요 프레임(6123)과 연장부(640)의 절곡부(641)는 요 회전축(6121)을 중심으로 서로에 대해 회전 가능하도록 형성된다.
또한, 제1 조 요 풀리(612P1), 제1 조 요 보조 풀리(612S1), 제2 조 요 풀리(612P2), 제2 조 요 보조 풀리(612S2) 각각의 일 측에는 피치 와이어(630P)가 감기는 제1 피치 와이어 요 풀리(612PP1), 제1 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1), 제2 피치 와이어 요 풀리(612PP2), 제2 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS2)가 더 형성될 수 있다.
여기서, 도면에는 요 조작부(612)의 제1 조 요 풀리(612P1)와 제2 조 요 풀리(612P2), 제1 조 요 보조 풀리(612S1), 제2 조 요 보조 풀리(612S2), 제1 피치 와이어 요 풀리(612PP1), 제1 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1), 제2 피치 와이어 요 풀리(612PP2), 제2 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS2)는 각각 두 개의 풀리를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 서로 직경이 동일하거나 상이한 하나 이상의 풀리가 요 조작부(612)의 구성에 따라 구비될 수 있는 것이다.
상세히, 절곡부(641), 요 프레임(6123), 제1 조 요 풀리(612P1), 제2 조 요 풀리(612P2)를 관통하여 요 회전축(6121)이 관통 삽입된다. 따라서 요 회전축(6121)을 중심으로 요 프레임(6123)이 절곡부(641)에 대해 회전 가능하도록 형성된다. 피치 프레임(6113)은 액츄에이션 조작부(613)와 결합되고, 액츄에이션 조작부(613)는 제1 손잡이(614)와 결합된다. 따라서 결과적으로 제1 손잡이(614)를 요 회전축(6121)을 중심으로 회전시키면, 제1 손잡이(614), 액츄에이션 조작부(613), 피치 프레임(6113), 요 프레임(6123)이 함께 절곡부(641)에 대해 회전하게 된다.
이러한 구성을 통해, 도 57과 같이 조작부의 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 교차하는 등, 가까이 배치될 수 있으며, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
한편, 제1 조 요 풀리(612P1)와 제2 조 요 풀리(612P2)는 요 회전축(6121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(6121)에 연결된다. 그리고, 제1 조 요 풀리(612P1)에는 제1 조 와이어(630J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(612P2)에는 제2 조 와이어(630J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(612P1)와 제2 조 요 풀리(612P2)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.
마찬가지로, 제1 조 요 보조 풀리(612S1)와 제2 조 요 보조 풀리(612S2)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.
제1 손잡이(614)와 피치 조작부(611), 요 조작부(612), 액츄에이션 조작부(613) 각각의 연결 관계를 정리하면 다음과 같다. 제1 손잡이(614) 상에는 액츄에이션 회전축(6131a)(6131b)과 요 회전축(6121)과 피치 회전축(6111)이 형성될 수 있다. 이때, 액츄에이션 회전축(6131a)(6131b)은 제1 손잡이(614) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(614)와 액츄에이션 조작부(613)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 한편, 피치 회전축(6111)은 제1 손잡이(614) 상에 직접 형성되므로, 제1 손잡이(614)와 피치 조작부(611)는 직접 연결되어 있을 수 있다. 반면, 요 조작부(612)는 피치 조작부(611)와 요 프레임(6123)을 통해 연결되도록 형성되기 때문에, 요 조작부(612)는 제1 손잡이(614)와 바로 연결되지는 않고, 요 조작부(612)는 피치 조작부(611)를 통해서 간접적으로 제1 손잡이(614)와 연결되도록 형성될 수 있다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(6132a)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(6132b)에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 회전부(6132a)(6132b)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 회전부(6132a)와 고정결합된 제1 액츄에이션 풀리(613P1) 및 제1 액츄에이션 기어(6134a)는 제1 액츄에이션 회전축(6131a)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 회전부(6132b)와 고정결합된 제2 액츄에이션 풀리(6133b) 및 제2 액츄에이션 기어(6134b)가 제2 액츄에이션 회전축(6131b)을 중심으로 회전한다. 이때 제1 액츄에이션 풀리(613P1)와 제2 액츄에이션 풀리(613P2)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 액츄에이션 풀리(613P1)에 일 단부가 고정결합된 제1 조 와이어(630J1)와 제2 액츄에이션 풀리(613P2)에 일 단부가 고정결합된 제2 조 와이어(630J2) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(630)를 통해 엔드 툴(620)로 전달되어, 엔드 툴(620)의 두 개의 조(jaw)(621)(622)가 액츄에이션 동작을 수행한다.
다음으로 피치 동작은 다음과 같다.
도 57 및 도 60을 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(614)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(6111)을 중심으로 제1 손잡이(614)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(613)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 함께 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(630J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(613a)의 제1 액츄에이션 풀리(613P1)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치 풀리(611P)에 감겨있는 제1 조 와이어(630J1)의 양 가닥(630J1R, 630J1L)은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(630J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(613b)의 제2 액츄에이션 풀리(613P2)가 피치 회전축(6111)을 중심으로 회전하게 되면, 피치풀리(611P)에 감겨있는 제2 조 와이어(630J2)의 양 가닥(630J2R, 630J2L)은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(630)를 통해 엔드 툴(620)로 전달되어, 엔드 툴(620)의 두 개의 조(jaw)(621)(622)가 피치 동작을 수행한다.
한편, 도 58와 같이 엔드 툴(620)에는 피치 풀리(623P), 피치 와이어(630P)가 형성되어 조작부(610)의 피치 조작에 따라 엔드 툴(620)의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다.
피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 요 조작부(612), 피치 조작부(611)를 거쳐 각 피치 와이어 피치 리턴 풀리(611PR)에 감기고, 다시 피치 조작부(611), 요 조작부(612)를 거쳐서 각각 절곡부의 일 지점에 고정 결합된다.
사용자가 제1 손잡이(614)를 피치 회전축(6111)을 중심으로 피치 회전하면, 피치 와이어 피치 리턴 풀리(611PR)도 함께 피치 회전축(611)을 중심으로 회전하게 된다. 이때, 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 피치 회전축(611)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된 해당 피치 와이어 피치 풀리(611PP)에 서로 반대 방향으로 감기도록 형성되어 있어서, 결과적으로 엔드 툴(620)에 근접한 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 서로 반대 방향으로 이동하게 되어, 제1 조 와이어(630J1) 및 제2 조 와이어(630J2)에 의한 엔드 툴(620)의 피치 동작과는 별도로 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다.
다음으로 요 동작은 다음과 같다.
도 57 및 도 59를 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(614)를 잡고 있는 상태에서 요 회전축(6121)을 중심으로 제1 손잡이(614)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(613), 피치 조작부(611) 및 요 조작부(612)가 요 회전축(6121)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(630J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(613a)의 제1 액츄에이션 풀리(613P1)가 요 회전축(6121)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 요 풀리(612P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(630J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(630J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(613b)의 제2 액츄에이션 풀리(613P2)가 요 회전축(6121)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 요 풀리(612P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(630J2)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(621)에 연결된 제1 조 와이어(630J1)와 제2 조(622)에 연결된 제2 조 와이어(630J2)가, 요 회전시에는 제1 조(621)와 제2 조(622)가 같은 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(630)를 통해 엔드 툴(620)로 전달되어, 엔드 툴(620)의 두 개의 조(jaw)(621)(622)가 요 동작을 수행한다.
한편, 피치 동작을 용이하게 하기 위해 형성된 피치 와이어(630P)는 조작부(610)의 요 조작시에 엔드 툴(620)의 동작에 영향을 미치지 않을 수 있어야 한다. 즉, 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR)은 조작부(620)의 요 조작시에 엔드 툴(620) 쪽으로 이동하지 않아야 한다.
제6 실시예에 개시된 피치 와이어(630P)의 양 가닥(630PL)(630PR) 각각은 엔드 툴(620)로부터 연장형성되어, 해당 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)와 해당 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1)(612PS2)를 교차하여 감기고, 피치 조작부(611)와 액츄에이션 조작부(613)를 거쳐서 다시 해당 피치 와이어 요 보조 풀리(612PS1)(612PS2)와 해당 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)를 교차하여 감기고, 최종적으로 절곡부(641)의 일 지점에 고정결합된다. 이때 피치 와이어(630P)의 각각 (630PL)(630PR)이 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)를 감겨 들어가는 방향과 감겨 나오는 방향은 서로 반대이다.
따라서, 사용자가 제1 손잡이(614)를 요 회전축(6121)을 중심으로 요 회전하면, 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)에 감겨서 피치 조작부(611) 쪽으로 형성된 피치 와이어(630P)는 이동을 하게 되지만, 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)에 감겨서 엔드 툴(620) 쪽으로 형성된 피치 와이어(630P)는, 즉 엔드 툴(620) 쪽에서 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)로 감겨 들어가는 부분과 피치 와이어 요 풀리(612PP1)(612PP2)에서 절곡부(641)의 상기 일 고정 지점으로 감겨 나오는 부분은, 이동하지 않으며, 결과적으로 엔드 툴(620)의 동작에 영향을 미치지 않게 된다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(600)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(620)의 원하는 동작을 유도하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 각 풀리들의 일 측에는 보조 풀리들이 형성될 수 있으며, 이들 보조 풀리에 의해 하나의 풀리에 와이어가 여러 번 감기지 않을 수 있게 된다.
<수술용 인스트루먼트의 제7 실시예>
이하에서는 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(700)의 조작부(710)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성은 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.
도 61은 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 62은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 측면도이며, 도 63는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 65은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 도 66은 도 65의 A 부분의 확대도이고, 도 67는 도 66의 C-C' 선을 따라 절개한 단면도이다. 도 68은 도 61의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 69는 도 61의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
도 61 내지 도 69를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 조작부(710), 엔드 툴(end tool)(720), 동력 전달부(730) 및 연결부(740)를 포함한다. 여기서, 연결부(740)는 속이 빈 샤프트(shaft) 형상으로 형성되어, 그 내부에 하나 이상의 와이어(후술함) 들이 수용될 수 있으며, 그 일 단부에는 조작부(710)가 결합되고, 타 단부에는 엔드 툴(720)이 결합되어, 조작부(710)와 엔드 툴(720)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 연결부(740)는 조작부(710) 측에 절곡부(741)가 형성될 수 있다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)의 조작부(710)는 엔드 툴(720)의 피치 운동을 제어하는 피치 조작부(711)와, 엔드 툴(720)의 요 운동을 제어하는 요 조작부(712)와, 엔드 툴 (720)의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부(actuation operator)(713)와, 사용자가 파지할 수 있는 제1 손잡이(714)를 포함한다.
먼저, 도 61의 수술용 인스트루먼트(700)의 사용 상태를 예시하면, 사용자는 손바닥으로 제1 손잡이(714)를 잡고 있는 상태에서 제1 손잡이(714)를 Y축(즉, 피치 회전축(7111))을 중심으로 회전시켜 피치 운동을 수행하고, 제1 손잡이(714)를 Z축(즉, 요 회전축(7121))을 중심으로 회전시켜 요 운동을 수행하고, 엄지 손가락과 검지 손가락을 액츄에이션 조작부(713)에 끼워 넣은 상태에서 액츄에이션 조작부(713)를 회전하여 액츄에이션 운동을 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 제1 실시예에 비해 절곡부(741)가 중간에서 좌우로 분기되도록 대략 '∩' 형태로 형성되며, 이에 대응하도록 피치 프레임(7113) 역시 좌우로 분기되도록 대략 '∩' 형태로 형성되며, 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 양단부에 각각 피치 회전축(7111)이 형성되어, 결과적으로 피치 회전축(7111)이 요 회전축(7121)으로부터 상당 정도 이격되도록 형성된다. 즉, 액츄에이션 회전축(7131a)(7131b)과 요 회전축(7121)은 제1 손잡이(714) 또는 그 인근에 형성되어 제1 손잡이(714)와 비교적 가까운 곳에 형성되는데 반하여, 피치 회전축(7111)은 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 양단부에 형성된다. 따라서 피치 회전축(7111)이 액츄에이션 회전축(7131a)(7131b) 및 요 회전축(7121)보다 Z축 방향으로 일정 정도 아래쪽에 형성될 수 있으며, 따라서 사용자의 손의 일부분이 '∩' 형태의 피치 프레임(7113) 내에 일정 부분 수용될 수 있다.
이러한 구성을 통해 도 64와 같이 조작부의 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 교차하는 등, 가까이 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 손잡이를 잡고 요 조작과 피치 조작을 수행하는 사용자의 손목 관절과 일치되도록 할 수 있다. 따라서, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
상세히, 제1 손잡이(714)는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 형성되며, 특히 사용자가 자신의 손바닥으로 제1 손잡이(714)를 감싸서 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 손잡이(714) 상에는 액츄에이션 조작부(713)가 형성되고, 액츄에이션 조작부(713)의 일 측에는 요 조작부(712)가 형성되고, 요 조작부(712)의 일 측에는 피치 조작부(711)가 형성되며, 요 조작부(712)와 피치 조작부(711)는 '∩' 형태의 피치 프레임(7113)에 의해 연결된다. 그리고, 피치 조작부(711)의 타 단부는 연결부(740)의 절곡부(741)에 연결된다.
액츄에이션 조작부(713)는 제1 액츄에이션 조작부(713a)와 제2 액츄에이션 조작부(713b)를 포함한다. 제1 액츄에이션 조작부(713a)는 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제1 액츄에이션 회전부(7132a), 제1 액츄에이션 풀리(713P1), 제1 액츄에이션 기어(7134a)를 포함한다. 제2 액츄에이션 조작부(713b)는 제2 액츄에이션 회전축(7131b), 제2 액츄에이션 회전부(7132b), 제2 액츄에이션 풀리(713P2), 제2 액츄에이션 기어(7134b)를 포함한다. 여기서, 제1 액츄에이션 회전부(7132a)와 제2 액츄에이션 회전부(7132b)는 제2 손잡이로써 동작할 수 있다.
한편, 제1 액츄에이션 회전부(7132a), 제1 액츄에이션 풀리(713P1), 제1 액츄에이션 기어(7134a)는 서로 고정결합되어, 제1 액츄에이션 회전축(7131a)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 액츄에이션 회전부(7132b), 제2 액츄에이션 풀리(713P2), 제2 액츄에이션 기어(7134b)는 서로 고정결합되어, 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 중심으로 함께 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 액츄에이션 기어(7134a)와 제2 액츄에이션 기어(7134b)는 서로 맞물리도록 형성되어, 어느 일 측이 회전하면 서로 반대 방향으로 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
요 조작부(712)는 요 회전축(7121)과, 제1 조 요 풀리(712P1)와, 제2 조 요 풀리(712P2)와, 요 프레임(yaw frame)(7123)을 포함할 수 있다. 또한, 요 조작부(712)는 제1 조 요 풀리(712P1)의 일측에 형성된 제1 조 요 보조 풀리(712S1)와, 제2 조 요 풀리(712P2)의 일측에 형성된 제2 조 요 보조 풀리(712S2)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 조 요 풀리(712P1)와, 제2 조 요 풀리(712P2)와, 제1 조 요 보조 풀리(712S1)와 제2 조 요 보조 풀리(712S2)는 후술할 피치 프레임(7113)에 연결될 수 있다.
상세히, 제1 손잡이(714) 상에서 액츄에이션 조작부(713)의 일 측에는 요 회전축(7121)이 형성된다. 이때 제1 손잡이(714)는 요 회전축(7121)을 중심으로 회전 가능하도록 형성된다. 한편, 제1 조 요 풀리(712P1)와 제2 조 요 풀리(712P2)는 요 회전축(7121)을 중심으로 회전 가능하도록 요 회전축(7121)에 연결된다. 그리고, 제1 조 요 풀리(712P1)에는 제1 조 와이어(730J1)가 감기고, 제2 조 요 풀리(712P2)에는 제2 조 와이어(730J2)가 감길 수 있다. 이때 제1 조 요 풀리(712P1)와 제2 조 요 풀리(712P2)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(7123)은 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 연결하여, 제1 손잡이(714)와 요 조작부(712)와 액츄에이션 조작부(713)가 요 회전축(7121)을 중심으로 함께 회전할 수 있도록 한다.
피치 조작부(711)는 피치 프레임(7113)과, J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L), J2R 중개 풀리(미도시), J2L 중개 풀리(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, J1R 중개 풀리(715J1R)와 J2R 중개 풀리(미도시)는 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 각 양단부에 형성될 수 있고, J1L 중개 풀리(715J1L)와 J2L 중개 풀리(미도시)는 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 각 양단부에 형성될 수 있다.
이때 J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L), J2R 중개 풀리(715J2R), J2L 중개 풀리(715J2L)는 앞에서 설명한 실시예들에서의 피치 풀리의 역할을 수행하며, 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전할 수 있다.
한편, 제1조 R와이어(730J1R)는 제1 조 와이어(730J1)의 양 가닥 중 오른쪽 와이어를 나타내며, 제1조 R와이어(730J1R)는 다시 둘로 분할되어, 피치 조작부(711)로 들어가는 제1조 R와이어-in(730J1Rin)과, 피치 조작부(711)로부터 나와 액츄에이션 조작부(713)로 연결되는 제1조 R와이어-out(730J1Rout)으로 나누어진다.
마찬가지로, 제1조 L와이어(730J1L)는 제1 조 와이어(730J1)의 양 가닥 중 왼쪽 와이어를 나타내며, 제1조 L와이어(730J1L)는 다시 둘로 분할되어, 피치 조작부(711)로 들어가는 제1조 L와이어-in(730J1Lin)과, 피치 조작부(711)로부터 나와 액츄에이션 조작부(713)로 연결되는 제1조 L와이어-out(730J1Lout)으로 나누어진다.
J1R 중개 풀리(715J1R)는 서로 마주보도록 형성되며 일체로 함께 회전하는 두 개의 풀리를 포함한다. 그리고, J1R 중개 풀리(715J1R)의 어느 일 풀리에는 제1조 R와이어-in(730J1Rin)가 결합되고, 다른 일 풀리에는 제1조 R와이어-out(730J1Rout)이 결합된다. 이때, 도 66과 같이, 제1조 R와이어-in(730J1Rin)가 J1R 중개 풀리(715J1R)에 감겨 들어가는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)과, 제1조 R와이어-out(730J1Rout)가 J1R 중개 풀리(715J1R)로부터 감겨 나오는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)은 동일하다.
J1L 중개 풀리(715J1L)는 서로 마주보도록 형성되며 일체로 함께 회전하는 두 개의 풀리를 포함한다. 그리고, J1L 중개 풀리(715J1L)의 어느 일 풀리에는 제1조 L와이어-in(730J1Lin)가 결합되고, 다른 일 풀리에는 제1조 L와이어-out(730J1Lout)이 결합된다. 이때, 도 66과 같이, 제1조 L와이어-in(730J1Lin)가 J1L 중개 풀리(715J1L)에 감겨 들어가는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)과, 제1조 L와이어-out(730J1Lout)가 J1L 중개 풀리(715J1L)로부터 감겨 나오는 방향(도 66에서 보았을 때 반시계 방향)은 동일하다.
예를 들어, 제1조 R와이어-in(730J1Rin)가 밀거나 당겨지게 되면, J1R 중개 풀리(715J1R)가 회전하게 되며, 따라서 J1R 중개 풀리(715J1R)를 통해 연결된 제1조 R와이어-out(730J1Rout)이 J1R 중개 풀리(715J1R)를 따라 제1조 R와이어-in(730J1Rin)와 동일한 J1R 중개 풀리(715J1R)의 회전 방향으로 밀거나 당겨지게 된다. 즉, 제1 조 R와이어-in(730J1Rin)가 J1R 중개 풀리(715J1R)로부터 엔드 툴(720) 쪽으로 이동한다면, 제1 조 R와이어-out(730J1Rout)는 요 조작부(712) 쪽에서 J1R 중개 풀리(715J1R) 쪽으로 이동할 수 있게 된다. 이는 제1 조 L와이어(730J1L)도 마찬가지이다. 이때, J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L)는 피치 회전축(7111)을 중심으로 서로 독립적으로 회전할 수 있다. 제2 조 와이어도 이와 동일한 방식으로 엔드 툴과 조작부를 연결하도록 형성될 수 있다.
피치 와이어 엔드 풀리(715P)는 피치 회전축(7111)과 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되며, 피치 회전축(7111)은 피치 프레임(7113)에 고정결합되어, 결과적으로 피치 회전에 의해 피치 프레임(7113), 피치 회전축(7111), 피치 와이어 엔드 풀리(715P)는 함께 회전할 수 있다. 이때, J1R 중개 풀리(715J1R), J1L 중개 풀리(715J1L), J2R 중개 풀리(715J2R), J2L 중개 풀리(715J2L)는 각각 피치 회전축(7111)을 중심으로 독립적으로 회전할 수 있도록 형성된다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(7132a)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(7132b)에 엄지 손가락을 끼운 상태에서 어느 한 손가락 또는 양 손가락을 모두 이용하여 액츄에이션 회전부(7132a)(7132b)를 회전시키면, 제1 액츄에이션 회전부(7132a)와 고정결합된 제1 액츄에이션 풀리(713P1) 및 제1 액츄에이션 기어(7134a)는 제1 액츄에이션 회전축(7131a)을 중심으로 회전하고, 제2 액츄에이션 회전부(7132b)와 고정결합된 제2 액츄에이션 풀리(7133b) 및 제2 액츄에이션 기어(7134b)가 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 중심으로 회전한다. 이때 제1 액츄에이션 풀리(713P1)와 제2 액츄에이션 풀리(713P2)는 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 따라서 제1 액츄에이션 풀리(713P1)에 일 단부가 고정결합된 제1 조 와이어(730J1)와 제2 액츄에이션 풀리(713P2)에 일 단부가 고정결합된 제2 조 와이어(730J2) 역시 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(730)를 통해 엔드 툴(720)로 전달되어, 엔드 툴(720)의 두 개의 조(jaw)(721)(722)가 액츄에이션 동작을 수행한다.
다음으로 요 동작은 다음과 같다.
도 65 및 도 68을 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(714)를 잡고 있는 상태에서 요 회전축(7121)을 중심으로 제1 손잡이(714)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(713) 및 요 조작부(712)가 요 회전축(7121)을 중심으로 요 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(730J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(713a)의 제1 액츄에이션 풀리(713P1)가 요 회전축(7121)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 조 요 풀리(712P1)에 감겨있는 제1 조 와이어(730J1)가 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(730J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(713b)의 제2 액츄에이션 풀리(713P2)가 요 회전축(7121)을 중심으로 회전하게 되면, 제2 조 요 풀리(712P2)에 감겨있는 제2 조 와이어(730J2)가 이동하게 된다. 이때, 제1 조(721)에 연결된 제1 조 와이어(730J1)와 제2 조(722)에 연결된 제2 조 와이어(730J2)가, 요 회전시에는 제1 조(721)와 제2 조(722)가 같은 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(730)를 통해 엔드 툴(720)로 전달되어, 엔드 툴(720)의 두 개의 조(jaw)(721)(722)가 요 동작을 수행한다.
이때 요 프레임(7123)이 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 연결하기 때문에, 제1 손잡이(714)와 요 조작부(712)와 액츄에이션 조작부(713)는 요 회전축(7121)을 중심으로 함께 회전하게 된다.
다음으로 피치 동작은 다음과 같다.
도 65 및 도 69를 참조하면, 사용자가 제1 손잡이(714)를 잡고 있는 상태에서 피치 회전축(7111)을 중심으로 제1 손잡이(714)를 회전시키면, 액츄에이션 조작부(713), 요 조작부(712) 및 피치 조작부(711)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 함께 피치 회전을 하게 된다. 즉, 제1 조 와이어(730J1)가 고정결합되어 있는 제1 액츄에이션 조작부(713a)의 제1 액츄에이션 풀리(713P1)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하게 되면, J1R 중개 풀리(715J1R)와 J1L 중개 풀리(715J1L)에 결합되어 있는 제1 조 와이어(730J1)의 양 가닥(730J1R, 730J1L)은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 마찬가지로, 제2 조 와이어(730J2)가 고정결합되어 있는 제2 액츄에이션 조작부(713b)의 제2 액츄에이션 풀리(713P2)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하게 되면, J2R 중개 풀리(715J2R), J2L 중개 풀리(715J2L)에 결합되어 있는 제2 조 와이어(730J2)의 양 가닥은 동일한 방향으로 이동하게 된다. 이때, 제1 조 와이어(730J1)와 제2 조 와이어(730J2)는 서로 반대 방향으로 움직인다. 그리고, 이와 같은 회전력이 동력 전달부(730)를 통해 엔드 툴(720)로 전달되어, 엔드 툴(720)의 두 개의 조(jaw)(721)(722)가 피치 동작을 수행한다.
이때 피치 프레임(7113)은 요 프레임(7123)과 연결되고, 요 프레임(7123)은 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)을 연결하기 때문에, 피치 프레임(7113)이 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하면 피치 프레임(7113)과 연결된 요 프레임(7123), 제1 손잡이(714), 요 회전축(7121), 제1 액츄에이션 회전축(7131a), 제2 액츄에이션 회전축(7131b)이 함께 회전하게 된다. 즉, 피치 조작부(711)가 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하면 액츄에이션 조작부(713) 및 요 조작부(712)가 피치 조작부(711)와 함께 회전하는 것이다.
한편, 엔드 툴에는 피치 풀리(723P)가 형성되고, 조작부에는 피치 와이어 엔드 풀리(715P)가 형성되고, 피치 와이어(730P)로 서로 연결되어, 조작부의 피치 조작에 따라 엔드 툴의 피치 동작이 보다 용이하게 수행되게 할 수 있다. 피치 와이어(730P)의 양 가닥의 끝부분은 각각 해당 피치 와이어 엔드 풀리(715P)에 고정결합되고, 각 피치 와이어 엔드 풀리(715P)는 피치 프레임(7113)에 고정결합된다. 즉, 조작부의 피치 회전에 의해 피치 프레임(7113)과 피치 와이어 엔드 풀리(715P)도 함께 피치 회전축(7111)을 중심으로 회전하게 되고, 결과적으로 피치 와이어(730P)의 양 가닥도 서로 반대 방향으로 이동하게 되어, 제1 조 와이어(730J1) 및 제2 조 와이어(730J2)에 의한 엔드 툴의 피치 동작과는 별도로 추가의 피치 회전의 동력을 전달할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)는 각 관절 지점(액츄에이션 관절, 요 관절, 피치 관절)에 풀리가 형성되며, 이 풀리에는 와이어(제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어)가 감겨있고, 조작부의 회전 조작(액츄에이션 회전, 요 회전, 피치 회전)이 각 와이어의 이동을 일으켜, 결과적으로 엔드 툴(720)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.
본 실시예는 절곡부(741)와 조작부(710)가 양쪽으로 분기되어, 도 64와 같이 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 서로 교차하는 등 최대한 근접할 수 있으며, 이와 동시에 교차 또는 근접 위치에 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 것이 중요한 특징 중 하나다. 이를 위해 본 실시예에서는 조작부(710)의 구성 요소(풀리, 와이어 등)를 둘로 나누어 분기된 양쪽에 나누어 배치하였다. 그러나, 상기 특징을 위한 구성은 다양하게 변형 가능할 수 있다. 즉, 조작부(710)의 구성요소(풀리, 와이어 등)를 분기된 양쪽 중 한쪽에만 다 배치할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라, 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간 형성을 위해, 절골부(741)와 조작부(710)를 양쪽으로 분기하지 않고, 한쪽으로만 꺾는 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 실시예에서 양쪽으로 분기된 구조에서 한쪽은 생략된 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 변형예 등은 본 실시예에 대한 설명으로 충분히 유추될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
<수술용 인스트루먼트의 제8 실시예>
이하에서는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(800)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(800)는 앞서 기술한 본 발명의 제6 실시예에 비해 수술용 인스트루먼트(800)의 조작부(810)의 구성이 특징적으로 달라진다. 제6 실시예처럼, 엔드 툴(820)의 동작을 조작하기 위한 조작부(810)의 관절 구성은, 엔드 툴(820)로부터 조작부(810)로 연결되는 와이어를 기준으로 설명하면, 요 조작부(812)가 먼저 형성되고, 그 다음에 요 조작부(812) 상에 피치 조작부(811) 및 액츄에이션 조작부(813)가 형성된다. 그러나, 제8 실시예와 제6 실시예의 차이점은, 제7 실시예에서처럼 절곡부(841)가 중간에서 좌우로 분기되도록 대략 '∩'자형으로 형성되며, 피치 프레임(8113) 역시 좌우로 분기되도록 대략 '∩'자형으로 형성되며, 피치 프레임(8113)의 좌우로 분기된 양단부와 절곡부(841)의 좌우로 분기된 양단부를 피치 회전축(8111)을 통해 서로 연결된다. 이러한 구성을 통해, 제7 실시예에서의 설명처럼, 조작부(810)의 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 손잡이를 잡고 요 조작과 피치 조작을 수행하는 사용자의 손목 관절과 일치하도록 할 수 있어, 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 70는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 71은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 72은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도로써 와이어링 구조를 나타내는 내부 사시도이다. 도 73은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 74, 75 및 76은 도 70의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
제8 실시예의 구성이 제6 실시예와 달리진 점은, 제7 실시예의 구성이 제1 실시예에서와 달라진 점과 동일하다. 즉, 제7 실시예의 구성은 제1 실시예의 구성이 각 조 와이어의 경로 및 이를 위한 풀리들이 양 가닥으로 분기된 것이 그 특징이며, 마찬가지로 제8 실시예의 구성도 제6 실시예의 구성이 각 조 와이어의 경로 및 이를 위한 풀리들이 양 가닥으로 분기된 것이 그 특징이다. 따라서, 제8 실시예의 구성은 제6 실시예와 제7 실시예에 대한 설명으로 충분히 이해될 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예는 절곡부(841)와 조작부(810)가 양쪽으로 분기되어, 도 64의 경우와 같이 요 관절의 회전축과 피치 관절의 회전축이 서로 교차하는 등 최대한 근접할 수 있으며, 이와 동시에 교차 또는 근접 위치에 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 것이 중요한 특징 중 하나다. 이를 위해 본 실시예에서는 조작부(810)의 구성 요소(풀리, 와이어 등)를 둘로 나누어 분기된 양쪽에 나누어 배치하였다. 그러나, 상기 특징을 위한 구성은 다양하게 변형 가능할 수 있다. 즉, 조작부(810)의 구성요소(풀리, 와이어 등)를 분기된 양쪽 중 한쪽에만 다 배치할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라, 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간 형성을 위해, 절곡부(841)와 조작부(810)를 양쪽으로 분기하지 않고, 한쪽으로만 꺾는 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 본 실시예에서 양쪽으로 분기된 구조에서 한쪽은 생략된 형태로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 변형예 등은 본 실시예에 대한 설명으로 충분히 유추될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
<수술용 인스트루먼트의 제9 실시예>
이하에서는 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(900)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(900)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(900)의 조작부(910)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 77은 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 78은 도 77의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 79는 도 77의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
여기서, 본 발명의 제9 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(900)는 도 25(a)에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 25(a)의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 77의 제1 조 요 보조 풀리(912S1)과 대응하고, 도 25(a)의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 77의 제1 조 요 풀리(912P1)과 대응하고, 도 25(a)의 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 도 77의 제1 액츄에이션 풀리(913P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(913P2)와 대응한다.
여기서, 본 실시예는 한 조 와이어의 양 가닥의 끝이 같은 액츄에이션 풀리에 결합되는 것이 아니라, 서로 다른 액츄에이션 풀리에 결합된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 즉, 제1 조 와이어(930J1)의 한 가닥의 끝은 제1 액츄에이션 풀리(913P1)에 결합되고, 제1 조 와이어(930J1)의 다른 한 가닥의 끝은 제2 액츄에이션 풀리(913P2)에 결합된다.
그리고, 제1 액츄에이션 풀리(913P1)는 제1 액츄에이션 기어(9134a)와 고정 결합되어 함께 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(913P2)는 제2 액츄에이션 기어(9134b)와 고정 결합되어 함께 회전하며, 제1 액츄에이션 기어(9134a)와 제2 액츄에이션 기어(9134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 두 액츄에이션 풀리의 회전은 동기화되어 있다. 따라서, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하게 된다.
이와 같이 두 액츄에이션 풀리의 회전이 기어 등으로 인해 서로 동기화되어 있기 때문에, 제1 조 와이어(930J1)의 양 가닥이 반드시 하나의 액츄에이션 풀리에 감기지 않고, 각각 다른 액츄에이션 풀리에 감겨도 똑같은 효과를 구현할 수 있다. 따라서, 도 25(b)와 같이 제1 조 와이어(930J1)의 양 가닥이 각 액츄에이션 풀리에 감기는 구성 등도 가능하고 충분히 유추할 수 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
<수술용 인스트루먼트의 제10 실시예>
이하에서는 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1000)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1000)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(1000)의 조작부(1010)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 80은 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 81은 도 80에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이며, 도 82는 도 81의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 83은 도 81의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
여기서, 본 발명의 제10 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1000)는 도 26에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 26의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 81의 제1 조 요 보조 풀리(1012S1)과 대응하고, 도 26의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 81의 제1 조 요 풀리(1012P1)과 대응하고, 도 26의 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 도 81의 제1 액츄에이션 풀리(1013P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(1013P2)와 대응한다.
여기서, 본 실시예는 한 조 와이어의 양 가닥의 끝이 같은 액츄에이션 풀리에 결합되는 것이 아니라, 서로 다른 액츄에이션 풀리에 결합된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 즉, 제1 조 와이어(1030J1)의 한 가닥의 끝은 제1 액츄에이션 풀리(1013P1)에 결합되고, 제1 조 와이어(1030J1)의 다른 가닥의 끝은 제2 액츄에이션 풀리(1013P2)에 결합된다.
그리고, 제1 액츄에이션 풀리(1013P1)는 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 고정 결합되어 함께 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(1013P2)는 제2 액츄에이션 기어(10134b)와 고정 결합되어 함께 회전하며, 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 제2 액츄에이션 기어(10134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 두 액츄에이션 풀리의 회전은 동기화되어 있다. 따라서, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하게 된다.
또한, 본 실시예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 제1 조 요 풀리(112P1)를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 도 2의 실시예와 상이하다.
그리고, 서로 멀리 떨어진 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 제2 액츄에이션 기어(10134b)가 서로 맞물려 돌아가도록 하기 위해, 제1 액츄에이션 기어(10134a)와 제2 액츄에이션 기어(10134b)는 그 직경이 앞선 실시예들에 비해 일정정도 크게 형성될 수 있다.
이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다.
<수술용 인스트루먼트의 제11 실시예>
이하에서는 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1100)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1100)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(1100)의 조작부(1110)의 구성이 특징적으로 달라진다. 이와 같이 제1 실시예에 비해 달라진 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 84는 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 내부 사시도이며, 도 85는 도 84에서 액츄에이션 기어를 제거한 내부 사시도이며, 도 86은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 요 동작을 나타내는 사시도이고, 도 87은 도 84의 수술용 인스트루먼트의 피치 동작을 나타내는 사시도이다.
여기서, 본 발명의 제11 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1100)는 도 27에 도시된 변형예가 구체적으로 구현된 실시예이다. 즉, 도 27의 제1 조 요 보조 풀리(112S1)는 도 84의 제1 조 요 보조 풀리(1112S1)과 대응하고, 도 27의 제1 조 요 풀리(112P1)는 도 84의 제1 조 요 풀리(1112P1)과 대응하고, 도 27의 제1 액츄에이션 풀리(113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(113P2)는 도 84의 제1 액츄에이션 풀리(1113P1) 및 제2 액츄에이션 풀리(1113P2)와 대응한다.
여기서, 본 실시예는 두 개의 액츄에이션 풀리가 서로 근접하도록 형성된 것이 아니라, 서로 이격되어 요 풀리를 중심으로 서로 반대편에 형성된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 그리고, 이를 위해 제1 액츄에이션 풀리(1113P1)는 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 고정 결합되어 함께 회전하고, 제2 액츄에이션 풀리(1113P2)는 제2 액츄에이션 기어(11134b)와 고정 결합되어 함께 회전하며, 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 제2 액츄에이션 기어(11134b)는 서로 맞물리도록 형성되어 두 액츄에이션 풀리의 회전은 동기화되어 있다. 따라서, 어느 한쪽 액츄에이션 풀리가 회전하면 이에 맞추어 다른 쪽의 액츄에이션 풀리도 회전하게 된다.
그리고, 서로 멀리 떨어진 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 제2 액츄에이션 기어(11134b)가 서로 맞물려 돌아가도록 하기 위해, 제1 액츄에이션 기어(11134a)와 제2 액츄에이션 기어(11134b)는 그 직경이 앞선 실시예들에 비해 일정정도 크게 형성될 수 있다.
또한, 요 풀리와 요 보조 풀리의 위치 관계(선후 관계)가 변경되었다는 점에서도 제1 실시예 등과 상이하다. 즉, 직접형 관절임에도 불구하고 도면상 오른쪽에 위치한 풀리가 제1 조 요 풀리(1112P1)가 되며, 제1 조 요 풀리(1112P1)의 회전축이 요 회전축이 된다. 그리고 이를 구현하기 위해, 제1 조 피치 보조 풀리-a(1111S1a)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(1112S1)를 감은 후에 제1 조 요 풀리(1112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(1113P1)에 고정결합된다. 그리고, 제1 조 피치 보조 풀리-b(미도시)를 지난 제1 조 와이어는 제1 조 요 보조 풀리(1112S1)를 거치지 않고 바로 제1 조 요 풀리(1112P1)를 지나 제1 액츄에이션 풀리(1113P1)에 고정결합된다.
이와 같은 구성에 의해 다른 실시예보다 요 회전축을 피치 회전축에 보다 가까이 배치할 수 있어서, 결과적으로 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 이와 같은 구성에 의해 액츄에이션 풀리를 다른 실시예보다 뒤쪽에 배치할 수 있어, 즉 액츄에이션 손잡이를 길게 할 수 있어서, 액츄에이션 동작을 보다 수월하게 수행할 수 있다. 왜냐하면, 지렛대 원리에 의해서 손잡이가 길수록 적은 힘으로 액츄에이션 동작의 수행이 가능하기 때문이다.
<수술용 인스트루먼트의 제12 실시예>
이하에서는 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1200)에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1200)는 앞서 기술한 본 발명의 제1 실시예(도 2의 100 참조)에 비해 수술용 인스트루먼트(1200)의 조작부(1210)의 구성이 특징적으로 달라진다.
도 88은 본 발명의 제12 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타내는 사시도이고, 도 89는 도 88의 수술용 인스트루먼트의 와이어 등의 구조를 나타내는 내부 사시도이다.
제1 실시예에서처럼, 엔드 툴(미도시)의 동작을 조작하기 위한 조작부(1210)의 관절 구성은, 엔드 툴(미도시)로부터 조작부(1210)로 연결되는 와이어를 기준으로 설명하면, 피치 조작부(1211), 요 조작부(1212), 액츄에이션 조작부(1213)가 차례로 형성된다.
제12 실시예의 구성이 제1 실시예의 구성과 특징적으로 다른 점은, 제7 실시예에서의 특징과 마찬가지로 피치 회전축(12111)이 요 회전축(12121)과 상당 정도 이격되도록 형성된다는 것이다. 이를 통해 도 88과 같이 요 관절의 요 회전축(12121)과 피치 관절의 피치 회전축(12111)이 서로 교차하는 등 근접할 수 있으며, 이와 동시에 교차 또는 근접 위치에 사용자의 손 또는 손목 등이 수용될 수 있는 공간이 형성된다.
그러나 제12 실시예의 구성과 제7 실시예의 구성은 조작부의 구성에 있어서 특징적으로 달라진다. 제7 실시예에서는 절곡부(741)와 피치 프레임(7113)이 좌우로 분기되도록 대략 '∩'자형으로 형성되며, 피치 프레임(7113)의 좌우로 분기된 양단부와 절곡부(741)의 좌우로 분기된 양단부가 피치 회전축(7111)을 통해 서로 연결된다. 이와 달리 제12 실시예에서는 도 88과 같이 절곡부(1241)와 조작부(1210)를 양쪽으로 분기하지 않고 한 쪽으로만 꺾는 형태로 구성하였다.
이러한 구성을 통해, 제7 실시예에서와 같은 별도의 중개 풀리(715J1R, 715J1L 등)를 구비하지 않고도, 엔드 툴(미도시)로부터 조작부(1210)로 제1 조 와이어(미도시) 및 제2 조 와이어(미도시)를 연결할 수 있다.
이를 통해, 조작부(1210)의 요 관절의 요 회전축(12121)과 피치 관절의 피치 회전축(12111)이 손잡이를 잡고 요 조작과 피치 조작을 수행하는 사용자의 손목 관절과 일치하도록 할 수 있다. 즉, 사용자의 조작에 있어서 보다 자연스럽고 직관적인 조작감을 제공할 수 있는 것이다.
제12 실시예의 조작부(1210) 구성은 절곡부(1241)와 피치 프레임(12113)이 꺾여있는 점을 제외하면, 제1 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(100)와 요 풀리, 피치 풀리 등의 구조가 동일하고, 제7 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(700)의 구성과도 유사하다. 따라서 제12 실시예에 따른 구성은 제1 실시예의 구성과 제7 실시예의 구성을 통해 충분히 유추할 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.
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 인스트루먼트에 관한 것으로, 상세하게는 복강경 수술 또는 여러 다양한 수술에 사용하기 위해 수동으로 작동 가능한 수술용 인스트루먼트에 이용 가능하다.

Claims (91)

  1. 각각 회전가능 하도록 형성되는 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw)를 포함하고, 두 개 이상의 방향으로 회전가능하도록 형성되는 엔드 툴(end tool);
    상기 엔드 툴의 상기 두 개 이상의 방향으로의 회전을 제어하는 조작부;로서, 상기 조작부는,
    제1 손잡이와,
    상기 제1 손잡이와 연결되도록 형성되며, 상기 엔드 툴의 요(yaw) 운동을 제어하는 요 조작부와,
    상기 요 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부와,
    상기 요 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 피치(pitch) 운동을 제어하는 피치 조작부를 포함하며,
    여기서, 상기 요 조작부, 상기 액츄에이션 조작부 및 상기 피치 조작부 중 적어도 일부는 상기 제1 손잡이와 직접 연결되도록 형성되고,
    상기 조작부와 연결되어 상기 조작부의 회전을 상기 제1 조(jaw)로 전달하는 제1 조 와이어와, 상기 조작부와 연결되어 상기 조작부의 회전을 상기 제2 조(jaw)로 전달하는 제2 조 와이어를 포함하는 동력 전달부; 및
    제1 방향(X축)으로 연장 형성되며, 일 단부에는 상기 엔드 툴이 결합되고 타 단부에는 상기 조작부가 결합되어 상기 조작부와 상기 엔드 툴을 연결하며, 상기 엔드 툴과 상기 조작부를 연결하면서 한 번 이상 절곡되도록 형성되는 절곡부를 포함하는 연결부;를 포함하고,
    상기 조작부의 적어도 일부는 상기 엔드 툴 쪽으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 손잡이의 요 회전을 위한 상기 요 조작부의 회전축 또는 상기 제1 손잡이의 피치 회전을 위한 상기 피치 조작부의 회전축보다, 상기 제1 손잡이가 상기 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴에 더 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 조작부는, 상기 엔드 툴의 동작을 제어하기 위해 하나 이상의 회전축 및 상기 회전축을 중심으로 회전하는 하나 이상의 회전부를 구비하며, 상기 회전부는 상기 회전축보다 상기 엔드 툴에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작부의 끝단부는, 상기 조작부를 파지하는 사용자의 손가락의 끝단부가 상기 엔드 툴을 향하도록, 상기 엔드 툴 쪽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작부를 상기 두 개 이상의 방향으로 각각 회전시키면, 상기 엔드 툴이 상기 조작부의 조작 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 손잡이는 사용자가 손바닥으로 파지하여 이동 또는 회전할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부는 하나 이상의 제2 손잡이를 구비하고,
    상기 제2 손잡이는 사용자가 손가락을 사용하여 이동 또는 회전할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 툴은 하나 이상의 회전 가능한 관절을 포함하고,
    상기 각각의 관절은 적어도 하나의 회전축과 적어도 하나의 풀리를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 관절은,
    상기 풀리의 일 측에 형성되어 상기 풀리에 감긴 와이어의 경로를 변경하는 하나 이상의 보조 풀리를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작부는 하나 이상의 회전 가능한 관절을 포함하고,
    상기 각각의 관절은 적어도 하나의 회전축과 적어도 하나의 풀리를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 관절은,
    상기 풀리의 일 측에 형성되어 상기 풀리에 감긴 와이어의 경로를 변경하는 하나 이상의 보조 풀리를 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 툴 또는 상기 조작부는 하나 이상의 풀리를 포함하고,
    상기 제1 조 와이어 또는 제2 조 와이어는 상기 풀리에 한바퀴 이하로 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 절곡부에는 와이어들의 경로를 가이드하는 하나 이상의 중개 풀리가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 툴의 상기 제1 조(jaw) 또는 제2 조(jaw)는 각각 180°이상 회전 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 절곡부는 상기 피치 조작부의 피치 회전축에 수직인 평면 상에서 절곡되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 요 조작부는,
    하나 이상의 요 풀리와, 하나 이상의 요 보조 풀리를 구비하고,
    요 운동을 위해 상기 요 풀리가 회전할 때, 상기 요 보조 풀리는 상기 요 풀리의 회전축을 중심으로 회전하지 아니하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 요 조작부는,
    하나 이상의 요 풀리와, 하나 이상의 요 보조 풀리를 구비하고,
    요 운동을 위해 상기 요 풀리가 회전할 때, 상기 요 보조 풀리가 상기 요 풀리의 회전축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는,
    하나 이상의 피치 풀리와, 하나 이상의 피치 보조 풀리를 구비하고,
    피치 운동을 위해 상기 피치 풀리가 회전할 때, 상기 피치 보조 풀리는 상기 피치 풀리의 회전축을 중심으로 회전하지 아니하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는,
    하나 이상의 피치 풀리와, 하나 이상의 피치 보조 풀리를 구비하고,
    피치 운동을 위해 상기 피치 풀리가 회전할 때, 상기 피치 보조 풀리는 상기 피치 풀리의 회전축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는,
    하나 이상의 피치 풀리를 구비하고,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥은 상기 피치 풀리의 같은 쪽으로 감기며,
    상기 제2 조 와이어의 양 가닥은 상기 피치 풀리의 같은 쪽으로 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어와 상기 제2 조 와이어는 상기 제1 손잡이가 피치 방향으로 회전하면 상기 제1 조와 상기 제2 조가 상기 제1 손잡이의 회전 방향과 동일하게 회전하도록 상기 조작부에 포함되는 풀리들에 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 요 조작부는,
    하나 이상의 요 풀리를 구비하고,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥은 각각 상기 요 풀리의 서로 다른 쪽으로 감기며,
    상기 제2 조 와이어의 양 가닥은 각각 상기 요 풀리의 서로 다른 쪽으로 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어와 상기 제2 조 와이어는 상기 제1 손잡이가 요 방향으로 회전하면 상기 제1 조와 상기 제2 조가 상기 제1 손잡이의 회전 방향과 동일하게 회전하도록 상기 조작부에 포함되는 풀리들에 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향(Y축)을 중심으로 회전 가능한 피치 회전축과 하나 이상의 피치 풀리와 하나 이상의 피치 보조 풀리와 피치 프레임을 구비하고,
    상기 피치 회전축은 상기 피치 프레임에 형성되고,
    상기 요 조작부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 상이한 제3 방향(Z축)을 중심으로 회전 가능한 요 회전축과 하나 이상의 요 풀리와 하나 이상의 요 보조 풀리와 요 프레임을 구비하고,
    상기 요 회전축은 상기 요 프레임에 형성되고,
    상기 액츄에이션 조작부는 제1 액츄에이션 회전축 및 제2 액츄에이션 회전축과 제1 액츄에이션 및 제2 액츄에이션 풀리를 구비하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 요 조작부는 상기 제1 손잡이 상에 직접 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어와 상기 제2 조 와이어는 상기 엔드툴로부터 상기 연결부, 상기 피치 조작부, 상기 요 조작부를 차례로 거쳐서 상기 액츄에이션 조작부로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 피치 프레임과 상기 피치 회전축을 통해 연결되고,
    상기 피치 프레임은 상기 요 프레임과 상기 요 회전축을 통해 연결되고,
    상기 요 프레임에는 하나 이상의 상기 액츄에이션 회전축이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 요 조작부는 상기 액츄에이션 조작부와 연결되어, 상기 제1 손잡이가 상기 요 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 제1 손잡이, 상기 요 조작부 및 상기 액츄에이션 조작부가 함께 회전하고,
    상기 피치 조작부는 상기 요 조작부와 연결되어, 상기 제1 손잡이가 상기 피치 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 제1 손잡이, 상기 요 조작부, 상기 액츄에이션 조작부 및 상기 피치 조작부가 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어는 상기 제1 액츄에이션 풀리에 연결되고,
    상기 제2 조 와이어는 상기 제2 액츄에이션 풀리에 연결되어,
    상기 액츄에이션 조작부가 회전하면 상기 제1 액츄에이션 풀리와 상기 제2 액츄에이션 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하여 상기 제1 조와 상기 제2 조가 서로 반대 방향으로 회전하도록 상기 액츄에이션 조작부의 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제1 액츄에이션 풀리와 상기 제2 액츄에이션 풀리가 서로 동기화되어 반대방향으로 회전하도록 하는 동기화 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 액츄에이션 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 제1 액츄에이션 풀리가 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 풀리와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 제1 액츄에이션 기어가 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 제2 액츄에이션 풀리가 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 풀리와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 제2 액츄에이션 기어가 형성되며,
    상기 제1 액츄에이션 기어와 상기 제2 액츄에이션 기어는 서로 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 조작부에는,
    제1 액츄에이션 회전부가 상기 제1 액츄에이션 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    제2 액츄에이션 회전부가 상기 제2 액츄에이션 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 조작부에는,
    하나의 액츄에이션 회전부가 구비되고,
    상기 액츄에이션 회전부는 상기 제1 액츄에이션 기어 및 상기 제2 액츄에이션 기어에 연결되어,
    상기 액츄에이션 회전부가 회전하면 상기 제1 액츄에이션 기어와 상기 제2 액츄에이션 기어가 서로 반대 방향으로 회전하도록, 상기 액츄에이션 회전부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  34. 제 31 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어의 일 단부는 상기 제1 액츄에이션 풀리에 고정결합되고,
    상기 제1 조 와이어의 타 단부는 상기 제2 액츄에이션 풀리에 고정결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥이 상기 제1 조 액츄에이션 풀리로부터 상기 요 풀리 또는 상기 요 보조 풀리에 연결될 때,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥은 각각 상기 요 풀리 또는 상기 요 보조 풀리에 반 바퀴 이상 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어 또는 상기 제2 조 와이어가 상기 액츄에이션 풀리, 상기 요 풀리, 상기 요 보조 풀리, 상기 피치 보조 풀리, 상기 피치 풀리를 차례로 감고 엔드 툴에 연결되도록 상기 풀리들이 배치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 요 보조 풀리의 회전축은 상기 피치 프레임에 형성되고,
    상기 피치 보조 풀리의 회전축은 상기 피치 프레임에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  38. 제 25 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부에는,
    상기 요 조작부와 상기 제1 액츄에이션 회전축 및 상기 제2 액츄에이션 회전축 사이에 제3 액츄에이션 회전축, 제3 액츄에이션 기어, 제4 액츄에이션 기어가 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 풀리는 상기 제3 액츄에이션 기어와 고정결합되어 상기 제3 액츄에이션 회전축을 중심으로 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 풀리는 상기 제4 액츄에이션 기어와 고정결합되어 상기 제3 액츄에이션 회전축을 중심으로 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 기어와 상기 제3 액츄에이션 기어는 서로 맞물리도록 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 기어와 상기 제4 액츄에이션 기어는 서로 맞물리도록 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 기어와 상기 제2 액츄에이션 기어는 서로 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  39. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥 중 일 가닥은 상기 제1 액츄에이션 풀리로부터 상기 요 풀리를 거쳐서 상기 피치 조작부로 연결되며,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥 중 다른 가닥은 상기 제1 액츄에이션 풀리로부터 상기 요 풀리와 상기 요 보조 풀리를 차례로 거쳐서 상기 피치 조작부로 연결되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 요 보조 풀리가 상기 요 풀리보다 상기 엔드 툴에 더 가까운 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  41. 제 25 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는 피치 와이어를 포함하고,
    상기 엔드 툴은 엔드 툴 피치 풀리를 포함하고,
    상기 조작부는 피치 와이어 엔드 풀리를 포함하고,
    상기 피치 와이어 엔드 풀리는 상기 피치 프레임에 고정결합되어 상기 피치 프레임과 함께 상기 피치 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성되며,
    상기 피치 와이어는 상기 엔드 툴 피치 풀리와 상기 피치 와이어 엔드 풀리를 연결하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  42. 제 25 항에 있어서,
    상기 절곡부의 상기 조작부 측은 양측으로 분기되도록 형성되고,
    상기 피치 프레임은 상기 절곡부와 대응되는 형상으로 양측으로 분기되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 절곡부의 분기된 양측은 -Z축 방향으로 연장 형성되고,
    상기 절곡부의 -Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 형성되고,
    상기 피치 프레임의 분기된 양측은 ?Z축 방향으로 연장 형성되고,
    상기 피치 프레임의 ?Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 연결될 수 있도록 형성되고,
    상기 피치 프레임의 +Z축 방향 측에 상기 요 조작부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 피치 프레임의 상기 요 조작부와 상기 피치 회전축 사이에 사용자의 손 또는 손목이 위치할 수 있도록 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  45. 제 42 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어는 상기 절곡부의 분기된 양측 중 일측에 배치되고,
    상기 제2 조 와이어는 상기 절곡부의 분기된 양측 중 타측에 배치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  46. 제 42 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는 상기 피치 프레임의 단부에 형성되는 J1R 중개 풀리, J1L 중개 풀리, J2R 중개 풀리, J2L 중개 풀리를 포함할 수 있고,
    상기 제1 조 와이어는 제1 조 R와이어와 제1 조 L와이어의 양 가닥으로 분할되고, 상기 제2 조 와이어는 제2 조 R와이어와 제2 조 L와이어의 양 가닥으로 분할되며,
    상기 J1R 중개 풀리는 제1 조 R와이어-in과 제1 조 R와이어-out로 분할된 상기 제1 조 R와이어를 연결하고,
    상기 J1L 중개 풀리는 제1 조 L와이어-in과 제1 조 L와이어-out로 분할된 상기 제1 조 L와이어를 연결하고,
    상기 J2R 중개 풀리는 제2 조 R와이어-in과 제2 조 R와이어-out로 분할된 상기 제2 조 R와이어를 연결하고,
    상기 J2L 중개 풀리는 제2 조 L와이어-in과 제2 조 L와이어-out로 분할된 상기 제2 조 L와이어를 연결하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  47. 제 25 항에 있어서,
    상기 절곡부의 상기 조작부 측은 Y축 방향으로 꺽인 뒤 ?Z축 방향으로 꺽인 형상으로 형성될 수 있고,
    상기 피치 프레임은 상기 절곡부와 대응되는 형상으로 Y축 방향으로 꺽인 뒤 ?Z축 방향으로 꺽인 형상으로 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 절곡부의 ?Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 형성되고,
    상기 피치 프레임의 ?Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 연결될 수 있도록 형성되고,
    상기 피치 프레임의 +Z축 방향 측에 상기 요 조작부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  49. 제 24 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는 상기 제1 손잡이 상에 직접 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어와 상기 제2 조 와이어는 상기 엔드툴로부터 상기 연결부, 상기 요 조작부, 상기 피치 조작부를 차례로 거쳐서 상기 액츄에이션 조작부로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 요 프레임과 상기 요 회전축을 통해 연결되고,
    상기 요 프레임은 상기 피치 프레임과 상기 피치 회전축을 통해 연결되고,
    상기 피치 프레임에는 하나 이상의 상기 액츄에이션 회전축이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  52. 제 49 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는 상기 액츄에이션 조작부와 연결되어, 상기 제1 손잡이가 상기 피치 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 제1 손잡이, 상기 피치 조작부 및 상기 액츄에이션 조작부가 함께 회전하고,
    상기 요 조작부는 상기 피치 조작부와 연결되어, 상기 제1 손잡이가 상기 요 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 제1 손잡이, 상기 피치 조작부, 상기 액츄에이션 조작부 및 상기 요 조작부가 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  53. 제 49 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어는 상기 제1 액츄에이션 풀리에 연결되고,
    상기 제2 조 와이어는 상기 제2 액츄에이션 풀리에 연결되어,
    상기 액츄에이션 조작부가 회전하면 상기 제1 액츄에이션 풀리와 상기 제2 액츄에이션 풀리가 서로 반대 방향으로 회전하여 상기 제1 조와 상기 제2 조가 서로 반대 방향으로 회전하도록 상기 액츄에이션 조작부의 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 제1 액츄에이션 풀리와 상기 제2 액츄에이션 풀리가 서로 동기화되어 반대방향으로 회전하도록 하는 동기화 부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  55. 제 49 항에 있어서,
    상기 제1 액츄에이션 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 제1 액츄에이션 풀리가 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 풀리와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 제1 액츄에이션 기어가 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 제2 액츄에이션 풀리가 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 풀리와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 제2 액츄에이션 기어가 형성되며,
    상기 제1 액츄에이션 기어와 상기 제2 액츄에이션 기어는 서로 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 조작부에는,
    제1 액츄에이션 회전부가 상기 제1 액츄에이션 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    제2 액츄에이션 회전부가 상기 제2 액츄에이션 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  57. 제 55 항에 있어서,
    상기 조작부에는,
    하나의 액츄에이션 회전부가 구비되고,
    상기 액츄에이션 회전부는 상기 제1 액츄에이션 기어 및 상기 제2 액츄에이션 기어에 연결되어,
    상기 액츄에이션 회전부가 회전하면 상기 제1 액츄에이션 기어와 상기 제2 액츄에이션 기어가 서로 반대 방향으로 회전하도록, 상기 액츄에이션 회전부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  58. 제 55 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어의 일 단부는 상기 제1 액츄에이션 풀리에 고정결합되고,
    상기 제1 조 와이어의 타 단부는 상기 제2 액츄에이션 풀리에 고정결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥이 상기 제1 조 액츄에이션 풀리로부터 상기 요 풀리 또는 상기 요 보조 풀리에 연결될 때,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥은 각각 상기 요 풀리 또는 상기 요 보조 풀리에 반 바퀴 이상 감기는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  60. 제 49 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어 또는 상기 제2 조 와이어가 상기 액츄에이션 풀리, 상기 피치 풀리, 상기 피치 보조 풀리, 상기 요 보조 풀리, 상기 요 풀리를 차례로 감고 엔드 툴에 연결되도록 상기 풀리들이 배치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 피치 보조 풀리의 회전축은 상기 요 프레임에 형성되고,
    상기 요 보조 풀리의 회전축은 상기 요 프레임에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  62. 제 49 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는 피치 와이어를 포함하고,
    상기 엔드 툴은 엔드 툴 피치 풀리를 포함하고,
    상기 조작부는 피치 와이어 피치 리턴 풀리를 포함하고,
    상기 피치 와이어 피치 리턴 풀리는 상기 피치 프레임에 고정결합되어 상기 피치 프레임과 함께 상기 피치 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성되며,
    상기 피치 와이어의 양가닥 중 각각은 상기 엔드 툴 피치 풀리에서 상기 요 조작부, 상기 피치 조작부를 차례로 거쳐 상기 피치 와이어 피치 리턴 풀리에 감기고, 다시 상기 피치 조작부, 상기 요 조작부를 차례로 거쳐 절곡부의 일 지점에 고정결합되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  63. 제 49 항에 있어서,
    상기 요 프레임의 상기 피치 조작부 측은 양측으로 분기되도록 형성되고,
    상기 피치 프레임은 상기 요 프레임과 대응되는 형상으로 양측으로 분기되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  64. 제 63 항에 있어서,
    상기 요 프레임의 분기된 양측은 -Z축 방향으로 연장 형성되고,
    상기 요 프레임의 -Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 형성되고,
    상기 피치 프레임의 분기된 양측은 ?Z축 방향으로 연장 형성되고,
    상기 피치 프레임의 ?Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 연결될 수 있도록 형성되고,
    상기 피치 프레임의 +Z축 방향 측에 상기 액츄에이션 조작부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 피치 프레임의 상기 액츄에이션 조작부와 상기 피치 회전축 사이에 사용자의 손 또는 손목이 위치할 수 있도록 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  66. 제 63 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어는 상기 요 프레임의 분기된 양측 중 일측에 배치되고,
    상기 제2 조 와이어는 상기 요 프레임의 분기된 양측 중 타측에 배치되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  67. 제 63 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는 상기 피치 프레임의 단부에 형성되는 J1R 중개 풀리, J1L 중개 풀리, J2R 중개 풀리, J2L 중개 풀리를 포함할 수 있고,
    상기 제1 조 와이어는 제1 조 R와이어와 제1 조 L와이어의 양 가닥으로 분할되고, 상기 제2 조 와이어는 제2 조 R와이어와 제2 조 L와이어의 양 가닥으로 분할되며,
    상기 J1R 중개 풀리는 제1 조 R와이어-in과 제1 조 R와이어-out로 분할된 상기 제1 조 R와이어를 연결하고,
    상기 J1L 중개 풀리는 제1 조 L와이어-in과 제1 조 L와이어-out로 분할된 상기 제1 조 L와이어를 연결하고,
    상기 J2R 중개 풀리는 제2 조 R와이어-in과 제2 조 R와이어-out로 분할된 상기 제2 조 R와이어를 연결하고,
    상기 J2L 중개 풀리는 제2 조 L와이어-in과 제2 조 L와이어-out로 분할된 상기 제2 조 L와이어를 연결하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  68. 제 49 항에 있어서,
    상기 요 프레임의 상기 피치 조작부 측은 Y축 방향으로 꺽인 뒤 ?Z축 방향으로 꺽인 형상으로 형성될 수 있고,
    상기 피치 프레임은 상기 요 프레임과 대응되는 형상으로 Y축 방향으로 꺽인 뒤 ?Z축 방향으로 꺽인 형상으로 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  69. 제 68 항에 있어서,
    상기 요 프레임의 ?Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 형성되고,
    상기 피치 프레임의 ?Z축 방향으로 연장 형성된 단부에 상기 피치 회전축이 연결될 수 있도록 형성되고,
    상기 피치 프레임의 +Z축 방향 측에 상기 액츄에이션 조작부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  70. 제 1 항에 있어서,
    상기 피치 조작부는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향(Y축)을 중심으로 회전 가능한 피치 회전축과 하나 이상의 피치 풀리와 하나 이상의 피치 보조 풀리와 피치 프레임을 구비하고,
    상기 피치 회전축은 상기 피치 프레임에 형성되고,
    상기 요 조작부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 상이한 제3 방향(Z축)을 중심으로 회전 가능한 요 회전축과 하나 이상의 요 풀리와 하나 이상의 요 보조 풀리와 요 프레임을 구비하고,
    상기 요 회전축은 상기 요 프레임에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 요 조작부는 상기 제1 손잡이 상에 직접 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어와 상기 제2 조 와이어는 상기 엔드툴로부터 상기 연결부, 상기 피치 조작부를 차례로 거쳐서 상기 요 조작부로 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  73. 제 71 항에 있어서,
    상기 요 조작부는 상기 액츄에이션 조작부와 연결되어, 상기 제1 손잡이가 상기 요 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 제1 손잡이, 상기 요 조작부 및 상기 액츄에이션 조작부가 함께 회전하고,
    상기 피치 조작부는 상기 요 조작부와 연결되어, 상기 제1 손잡이가 상기 피치 회전축을 중심으로 회전하면, 상기 제1 손잡이, 상기 요 조작부, 상기 액츄에이션 조작부 및 상기 피치 조작부가 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  74. 제 71 항에 있어서,
    상기 요 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 제1 요 풀리가 형성되고,
    상기 제1 요 풀리와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 제1 기어가 형성되고,
    상기 요 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 제2 요 풀리가 형성되고,
    상기 제2 요 풀리와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 제2 기어가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  75. 제 74 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부에는,
    제1 액츄에이션 회전부와 제2 액츄에이션 회전부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부에는 제3 기어와 제4 기어가 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 회전부가 상기 제3 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 회전부가 상기 제4 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    상기 제3 기어와 상기 제4 기어는 서로 맞물리도록 형성되고,
    상기 제1 기어와 상기 제3 기어는 서로 맞물리도록 형성되고,
    상기 제2 기어와 상기 제4 기어는 서로 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  77. 제 75 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부에는 제3 기어가 형성되고,
    상기 제1 액츄에이션 회전부가 상기 제1 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    상기 제2 액츄에이션 회전부가 상기 제2 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 형성되고,
    상기 제3 기어와 상기 제1 기어는 서로 맞물리도록 형성되고,
    상기 제3 기어와 상기 제2 기어는 서로 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  78. 제 74 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부에는 제3 기어가 형성되고,
    상기 제3 기어와 고정결합되어 함께 회전할 수 있도록 하나의 액츄에이션 회전부가 형성되고,
    상기 제3 기어와 상기 제1 기어는 서로 맞물리도록 형성되고,
    상기 제3 기어와 상기 제2 기어는 서로 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  79. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부에는 상기 엔드 툴과 상기 조작부를 절연시키기 위한 하나 이상의 절연 어셈블리가 형성되고,
    상기 절연 어셈블리는,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥 또는 상기 제2 조 와이어의 양 가닥 중 일 가닥을 둘로 분할한 일 분할 와이어와 타 분할 와이어와 각각 결합할 수 있는 와이어 인 풀리와 와이어 아웃 풀리를 포함하고,
    상기 와이어 인 풀리와 상기 와이어 아웃 풀리 사이에 개재되어 상기 와이어 인 풀리와 상기 와이어 아웃 풀리를 절연시키는 절연 풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  80. 제 79 항에 있어서,
    상기 와이어 인 풀리와 상기 절연 풀리의 일측에는 홈이 형성되고 타측에는 돌기가 형성되어 서로 결합하고,
    상기 와이어 아웃 풀리와 상기 절연 풀리의 일측에는 홈이 형성되고 타측에는 돌기가 형성되어 서로 결합하며,
    여기서, 상기 와이어 인 풀리 측의 돌기 또는 홈과 상기 와이어 아웃 풀리 측의 돌기 또는 홈은 서로 격리되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  81. 제 79 항에 있어서,
    상기 절연 어셈블리는,
    상기 절연 어셈블리에 의해 절연되는 와이어 외의 타 와이어가 통과하는 하나 이상의 중개 풀리와,
    상기 중개 풀리의 내주면에 결합되어 상기 중개 풀리와 상기 중개 풀리의 회전축 사이를 절연시키는 절연 보조 풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  82. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부에는 상기 엔드 툴과 상기 조작부를 절연시키기 위한 하나 이상의 절연 어셈블리가 형성되고,
    상기 절연 어셈블리는,
    상기 제1 조 와이어의 양 가닥 또는 상기 제2 조 와이어의 양 가닥 중 일 가닥을 둘로 분할한 일 분할 와이어와 타 분할 와이어가 각각 분리되어 결합할 수 있는 절연 재질의 절연 풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  83. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향에 있어서,
    상기 엔드 툴의 끝단부로부터 요 회전축과 피치 회전축이 차례로 형성되고,
    상기 조작부의 끝단부로부터 요 회전축과 피치 회전축이 차례로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  84. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향에 있어서,
    상기 엔드 툴의 끝단부로부터 요 회전축과 피치 회전축이 차례로 형성되고,
    상기 조작부의 끝단부로부터 피치 회전축과 요 회전축이 차례로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  85. 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw);
    상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 제1 조 와이어의 일 단부가 결합하는 제1 조 와이어 제1 결합부와 제1 조 와이어의 타 단부가 결합하는 제1 조 와이어 제2 결합부가 형성되는 J11 풀리;
    상기 J11 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루도록 형성되는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J12 풀리 및 J14 풀리;
    상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 제2 조 와이어의 일 단부가 결합하는 제2 조 와이어 제1 결합부와 제2 조 와이어의 타 단부가 결합하는 제2 조 와이어 제2 결합부가 형성되는 J21 풀리;
    상기 J21 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J22 풀리 및 J24 풀리;를 포함하고,
    제1 조 와이어는 상기 J12 풀리, J11 풀리, J14 풀리와 적어도 일부가 접촉하도록 형성되고,
    제2 조 와이어는 상기 J22 풀리, J21 풀리, J24 풀리와 적어도 일부가 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔드 툴.
  86. 제 85 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어 제1 결합부와 상기 제1 조 와이어 제2 결합부는 상기 제1 조 와이어의 양단부가 서로 겹칠 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔드 툴.
  87. 제 85 항 및 제 86 항 중 어느 한 항의 엔드 툴을 구비하는 수술용 인스트루먼트.
  88. 서로 독립적으로 회전 가능한 제1 조(jaw) 및 제2 조(jaw);
    상기 제1 조와 결합하며, 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 제1 조 와이어의 양 단부가 각각 결합하는 제1 조 와이어 결합 부재가 형성되는 J11 풀리;
    상기 J11 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제1 축과 소정의 각도를 이루도록 형성되는 제2 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J12 풀리 및 J14 풀리;
    상기 제2 조와 결합하며, 상기 제1 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되고, 제2 조 와이어의 양 단부가 각각 결합하는 제2 조 와이어 결합 부재가 형성되는 J21 풀리;
    상기 J21 풀리의 일 측에 형성되고, 상기 제2 축과 실질적으로 동일 또는 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 J22 풀리 및 J24 풀리;를 포함하고,
    제1 조 와이어는 상기 J12 풀리, J11 풀리, J14 풀리와 적어도 일부가 접촉하도록 형성되고,
    제2 조 와이어는 상기 J22 풀리, J21 풀리, J24 풀리와 적어도 일부가 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엔드 툴.
  89. 제 88 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어 결합 부재의 일 측에는 상기 제1 조 와이어의 일 단부가 결합하고, 상기 제1 조 와이어 결합 부재의 타 측에는 상기 제1 조 와이어의 타 단부가 결합하고,
    상기 제2 조 와이어 결합 부재의 일 측에는 상기 제2 조 와이어의 일 단부가 결합하고, 상기 제2 조 와이어 결합 부재의 타 측에는 상기 제2 조 와이어의 타 단부가 결합하는 것을 특징으로 하는 엔드 툴.
  90. 제 88 항에 있어서,
    상기 제1 조 와이어 결합 부재는 상기 제1 조 및 상기 제2 조의 반대편에 형성되고,
    상기 제2 조 와이어 결합 부재는 상기 제1 조 및 상기 제2 조의 반대편에 형성되는 것을 특징으로 하는 엔드 툴.
  91. 제 88 항, 제 89 항 및 제 90 항 중 어느 한 항의 엔드 툴을 구비하는 수술용 인스트루먼트.
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