KR100994676B1

KR100994676B1 - 수술용 인스트루먼트 및 그 셋팅방법

Info

Publication number: KR100994676B1
Application number: KR1020090004872A
Authority: KR
Inventors: 원종석; 최승욱; 이제선
Original assignee: 주식회사 이턴
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-11-16
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: KR20100085535A

Abstract

수술용 인스트루먼트 및 그 셋팅방법이 개시된다. 구동부와, 구동부에 결합되며, 일방향으로 연장되는 복수의 로드와, 로드의 말단부에 탈착가능하도록 결합되며, 구동부에 대한 조작에 상응하여 작동되는 이펙터(effector)를 포함하는 수술용 인스트루먼트는, 이펙터를 로드와 탈착가능하도록 구성하고 복수의 로드를 샤프트 대용으로 사용함으로써 인스트루먼트의 관경을 최소화할 수 있다. 또한, 이펙터를 먼저 수술 부위에 삽입한 후 로드를 침습시키고 수술 부위 내에서 이펙터와 로드를 결합시켜 사용함으로써, 봉합이 필요 없을 정도만 수술 부위를 천공하여 수술용 인스트루먼트를 사용할 수 있다는 효과가 있다.

수술, 인스트루먼트

Description

수술용 인스트루먼트 및 그 셋팅방법{Surgical instrument and setting method thereof}

본 발명은 수술용 인스트루먼트 및 그 셋팅방법에 관한 것이다.

의학적으로 수술이란 피부나 점막, 기타 조직을 의료 기계를 사용하여 자르거나 째거나 조작을 가하여 병을 고치는 것을 말한다. 이러한 수술 중 개복수술은 복강이나 안면의 피부(skin)를 갈라서 열고 그 내부에 있는 기관 등을 치료, 성형하거나 제거하는 수술에 해당한다.

이러한 개복수술을 시술할 때에는, 피부를 절개하여 피부와 조직 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한 후, 그 공간을 통해 수술 행위를 수행하게 되므로, 상처가 많이 나고 수술 후 치유가 더디다는 문제가 있어, 최근에는 이에 대한 대안으로서 복강경 수술이 주목받고 있다.

복강경 수술은 환자의 수술 부위에 작은 구멍을 뚫은 후 이 구멍을 통해 복강경을 삽입하여 복강 내 수술부위를 관찰하면서 수술하는 방식으로, 각종 내,외과 수술, 비뇨기과 및 산부인과 영역 등에서 널리 이용되고 있다. 복강경 수술 과정에서, 구동부로부터 연장된 샤프트의 말단에 이펙터가 결합된 구조로 된 수술용 인스 트루먼트의 이펙터 부분이 수술 부위에 삽입되고, 집도의가 구동부를 조작함으로써 이펙터가 가위(scissors)나 포셉(forceps) 등의 수술 도구처럼 수술에 필요한 각종 동작을 수행하게 된다.

이러한 수술용 인스트루먼트는 집도의가 수동으로 조작할 수 있으며, '로봇 수술'의 경우에는 로봇 암의 단부에 인스트루먼트를 장착하고, 로봇 암으로부터 구동력을 전달하여 조작되도록 할 수도 있다.

그러나, 종래의 복강경 수술용 인스트루먼트는 샤프트의 관경을 무한정 작게 할 수 없어, 인스트루먼트를 수술 부위에 삽입하기 위해 그 통로가 되는 트로카(trocar)를 미리 삽입해 놓아야 하며, 트로카를 삽입하기 위해서는 수술 환자의 피부를 어느 정도 천공해야 한다는 한계가 있었다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명은, 수술용 인스트루먼트의 관경을 최소화함으로써, 봉합이 필요 없는 정도만 피부를 천공하여 사용할 수 있는 수술용 인스트루먼트 및 그 셋팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동부와, 구동부에 결합되며, 일방향으로 연장되는 복수의 로드(rod)와, 로드의 말단부에 탈착가능하도록 결합되며, 구동부에 대한 조작에 상응하여 작동되는 이펙터(effector)를 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다. 복수의 로드는 샤프트(shaft)의 역할을 할 수 있도록 하나의 집합체를 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 구동부와, 구동부에 결합되며, 길이방향으로 연장되어 샤프트(shaft)의 역할을 할 수 있도록 하나의 집합체를 구성하는 복수의 로드(rod)와, 로드 집합체의 말단부에 결합되며, 구동부에 대한 조작에 상응하여 작동되는 이펙터(effector)를 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다. 이펙터는 로드 집합체의 말단부에 탈착가능하도록 결합될 수 있다. 복수의 로드는 그 중간의 하나 이상의 지점에서 결속되거나, 또는 서로 꼬아져서 하나의 집합체를 이룰 수 있다. 복수의 로드 중 어느 하나 이상은 구동부와 이펙터를 연결하여, 이펙터가 소정의 위치에 고정되어 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다.

구동부에는 복수의 로드의 일단부와 각각 결합되는 복수의 구동자가 설치되며, 로드는 구동자에 대한 조작에 상응하여 작동될 수 있다. 이펙터에는 복수의 로드의 타단부와 각각 탈착가능하도록 결합되는 복수의 탈착부가 구비되고, 이펙터는 탈착부에 로드가 결합된 상태에서 로드의 작동에 따라 작동될 수 있다.

탈착부는 이펙터가 n(n은 자연수) 자유도로 작동되도록 복수로 구비되고, 구동자는 구동부가 n 자유도로 조작되도록 복수로 구비되며, 복수의 탈착부는 복수 의 로드를 통해 복수의 구동자 각각과 서로 상응하도록 결합될 수 있다.

이 경우, 탈착부 및 로드의 타단부는 서로 대응되는 한 쌍의 결합 기구(機構)의 형상으로 형성될 수 있으며, 복수의 탈착부 및 복수의 로드의 타단부에 각각 형성된 복수의 쌍의 결합 기구는 서로 다른 형상으로 형성되어, 복수의 탈착부 중 어느 하나는 그에 대응하는 로드의 타단부에만 결합될 수 있다.

로드의 타단부에는 침습을 위한 니들(needle)이 장착될 수 있으며, 또한 로드는 도전체와, 도전체를 피복하여 감싸는 절연체로 이루어지며, 니들은 도전체와 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 구동부와 이펙터를 전기적으로 연결하는 전선을 더 포함할 수 있는데, 전선은 도전체와, 도전체를 피복하여 감싸는 절연체로 이루어지며, 도전체는 이펙터의 첨단부와 전기적으로 연결될 수 있다. 이펙터의 첨단부는 전선으로부터 전원을 공급받아, 전기수술기로서 기능할 수 있다.

이펙터는 수술 부위에 삽입된 트로카(trocar)를 통과할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 탈착부가 구비되며, 탈착부에 대한 조작에 따라 작동되는 이펙터를 제공하는 단계, 일단부는 구동부에 결합되고, 구동부에 대한 조작에 상응하여 작동되며, 타단부에는 복수의 탈착부 각각에 대응되는 형상의 결합 기구(機構)가 형성된 로드를 제공하는 단계, 복수의 로드의 타단부를 그에 대응하는 복수의 탈착부 각각에 결합시키는 단계, 및 구동부를 조작하여 이펙터를 작동시키는 단계를 포함하는 수술용 인스트루먼트 설치방법이 제공된다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이펙터를 로드와 탈착가능하도록 구성하고, 복수의 로드를 하나의 집합체로 구성하여 샤프트 대용으로 사용함으로써 인스트루먼트의 관경을 최소화할 수 있다. 또한, 이펙터를 먼저 수술 부위에 삽입한 후 로드를 침습시키고 수술 부위 내에서 이펙터와 로드를 결합시켜 사용함으로써, 봉합이 필요 없을 정도만 수술 부위를 천공하여 수술용 인스트루먼트를 사용할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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 하나 의 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 로드 집합체를 나타낸 횡단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 구동부(10), 로드(20), 이펙터(30)가 도시되어 있다.

본 실시예는 수술용 인스트루먼트의 이펙터(30)와 로드(20)를 탈착가능하도록 구성하고, 별도로 분리된 이펙터(30)를 먼저 복강 내에 삽입한 후 로드(20)를 침습시켜 복강 내에서 이펙터(30)에 로드(20)를 결합함으로써, 흉터가 생기지 않을 정도의 작은 구멍만을 천공하더라도 수술용 인스트루먼트를 조작하여 수술을 수행 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트는 기본적으로 구동부(10)와, 구동부(10)에 결합되는 복수의 로드(20)와, 로드(20)의 말단부에 탈착가능하도록 결합되는 이펙터(30)로 구성된다. 구동부(10)는 수동 조작의 경우 집도의에 의해 수동으로, 로봇 수술의 경우 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 조작되는 부분이다.

복수의 로드(20)는 구동부(10)에 대한 조작에 따라 소정의 길이방향으로 움직이는 구성요소로서, 예를 들어 구동부(10)에 복수의 구동휠을 장착하고, 각 구동휠에 로드(20)를 풀리 결합시킬 경우, 각 로드(20)는 구동휠의 회전에 따라 장력을 전달하는 역할을 한다. 또는, 구동휠 대신 로드(20)의 길이방향으로 왕복운동하는 구동자를 장착하고, 각 구동자에 로드(20)를 결합할 경우, 구동자를 조작함으로써 로드(20)가 그 길이방향으로 힘을 전달할 수 있다.

이펙터(30)는 수술 부위에 직접 삽입되어 집게 동작이나 절단 동작 등을 수행하는 구성요소로서, 본 실시예에 따른 이펙터(30)는 로드(20)의 말단부에 결합되며, 필요에 따라 이펙터(30)를 로드(20)로부터 분리하거나, 분리된 상태의 이펙터(30)를 다시 로드(20)에 결합할 수 있도록 구성된다. 로드(20)와 이펙터(30)의 결합구조에 대해서는 도 5에서 보다 상세히 설명한다.

이처럼, 이펙터(30)가 로드(20)의 말단부에 결합되면, 구동부(10)의 조작에 따라 로드(20)를 통해 힘이 전달되어 이펙터(30)의 각 부분이 작동하게 된다. 이에 따라 이펙터(30)가 집게 동작 또는 절단 동작을 하게 되는 것이다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 별도로 분리된 이펙터(30)를 먼저 수술 부위 내에 삽입하고 로드(20)를 수술 부위에 침습시킨 후, 수술 부위 내에서 이펙터(30)를 로드(20)의 말단부에 결합하여 조작하는 것으로, 별도로 분리된 이펙터(30)는 수술 부위 내에 삽입될 수 있는 크기로, 즉 수술 부위에 삽입되어 있는 트로카(trocar)를 통과하여 수술 부위 내로 삽입될 수 있는 크기로 형성된다.

이처럼, 이펙터(30)는 이미 삽입되어 있는 트로카를 통해 삽입하고, 인스트루먼트는 수술 부위에 직접 침습한 후, 수술 부위 내에서 이펙터(30)를 로드(20)에 결합할 수 있다.

나아가, 본 실시예에 따른 인스트루먼트는 별도의 샤프트 부재를 사용하지 않고, 도 2에 도시된 것처럼, 복수의 로드(20) 집합체를 샤프트 대용으로 사용할 수 있으므로, 샤프트(즉, 복수의 로드(20) 집합체)의 직경을 최소화할 수 있으며, 예를 들어 로드(20) 집합체의 직경을 주사 바늘처럼 직경 2mm 이하로 할 경우, 로드(20)를 수술 부위의 피부에 침습시키더라도, 수술 후 피부를 봉합할 필요가 없으며 피부에 흉터가 남지 않으므로 보다 안전한 복강경 수술이 가능하게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 복수의 로드(20)는 그 자체로 마치 샤프트(shaft)와 같은 역할을 할 수 있도록 하나의 집합체를 구성할 수 있으며, 이를 위해 로드의 중간 중간에 밴드나 고리(도 2의 'B' 참조)로 복수의 로드를 모아주는 방식으로 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도이다. 도 3을 참조하면, 구동부(10), 로드(20), 이펙터(30)가 도시되어 있다.

본 실시예는 복수의 로드를 하나의 집합체로 구성하여 샤프트 대용으로 사 용하는 수술용 인스트루먼트를 예시한 것으로, 기본적으로 구동부(10)와, 구동부(10)에 결합되는 복수의 로드(20)와, 로드(20)의 말단부에 탈착가능하도록 결합되는 이펙터(30)로 구성됨은 전술한 실시예와 마찬가지이다. 구동부(10)와 이펙터(30)의 기능, 구조, 작동방식 등은 전술한 실시예와 마찬가지이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 복수의 로드(20)는 길이방향으로 연장되는 '샤프트(shaft)'의 역할을 할 수 있도록 하나의 집합체를 구성한다. 즉, 별도의 샤프트 부재를 사용할 필요 없이, 여러 개의 로드(20)를 중첩시키거나, 밴드나 고리 등(도 3의 'B'참조)을 사용하여 로드 다발이 서로 벌어지지 않도록 중간 중간을 결속하여 하나의 집합체를 구성할 수 있으며, 나아가 복수의 로드가 서로 꼬아지도록 함으로써 하나의 집합체를 구성할 수도 있다. 이로 인하여 인스트루먼트의 관경을 최소화할 수 있고, 봉합이 필요 없을 정도만 수술 부위를 천공하여 수술용 인스트루먼트를 사용할 수 있다.

본 실시예에서 이펙터(30)와 로드(20)는 반드시 서로 연결된 형태로 구성되어야 하는 것은 아니며, 전술한 실시예에서와 마찬가지로 로드(20) 집합체의 말단부와 이펙터(30)를 탈착가능한 구조로 구성할 수도 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구동부를 나타낸 개념도이다. 도 4를 참조하면, 구동부(10), 구동자(12), 로드(20)가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 실시예는, 구동부(10)에 휠 형상의 구동자(12)를 복수로 배 치한 경우를 도시한 것으로, 각 구동자(12)에는 한 쌍의 로드(20)가 결합되어 있다. 로드(20)는 전술한 바와 같이 각 구동자(12)에 풀리 결합되거나, 로드(20)의 일단부를 구동자(12)의 각 부분에 결합하는 등 다양한 결합 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.

휠 형상의 구동자(12)를 회전시킴에 따라 구동자(12)에 결합된 로드(20)가 길이방향으로 움직이며, 그에 따라 로드(20)의 타단부에 결합되는 이펙터(30)의 각 부분에 구동력이 전달된다.

다만, 도 4는 일 실시예를 도시한 것으로, 구동자(12)가 반드시 휠 형상으로 형성되어야 하는 것은 아니고, 각 구동자(12)에 반드시 한 쌍의 로드(20)가 결합되어야 하는 것은 아니며, 예를 들어, 로드(20)의 길이방향으로 왕복운동하는 구동자(12)에 하나의 로드(20)만을 결합하는 등 다양한 구조의 구동자(12) 및 로드(20)가 사용될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 이펙터를 나타낸 개념도이다. 도 5를 참조하면, 로드(20), 이펙터(30), 탈착부(32)가 도시되어 있다.

도 5에 예시된 이펙터(30)는 3개의 회동 부분, 즉 소정의 회전축을 중심으로 각각 회전하는 한 쌍의 집게와, 집게 전체의 틸팅(tilting) 동작의 되는 중심이 되는 틸팅축으로 이루어진 경우이며, 이에 따라 본 실시예에 따른 이펙터(30)는 3개 자유도를 가지고 회동하게 된다.

또한, 이펙터(30)의 각 부분을 회동시키기 위해 하나의 회동 부분마다 2개 의 탈착부(32)를 구비한 것으로서, 예를 들어 하나의 집게의 회전을 위해 구비된 2개의 탈착부(32) 중 어느 하나를 잡아당기면 집게가 열리는 방향으로 회전하고, 다른 하나를 잡아당기면 집게가 닫히는 방향으로 회전하게 된다. 틸팅축의 경우, 그에 상응하는 2개의 탈착부(32) 중 어느 하나를 잡아당기면 집게 전체가 플러스(+) 방향으로, 나머지 하나를 잡아당기면 마이너스(-) 방향으로 틸팅된다.

이처럼, 각 회동 부분마다 2개씩의 탈착부(32)를 구비할 경우, 3개의 자유도를 갖는 본 실시예에 따른 이펙터(30)에는 총 6개의 탈착부(32)가 구비된다. 이러한 각 탈착부(32)마다 전술한 로드(20)의 타단부를 결합시켜, 각 로드(20)를 통해 장력을 전달함으로써, 구동부(10)에 대한 조작에 의해 이펙터(30)의 각 부분을 작동시킬 수 있다.

다만, 도 5는 일 실시예를 도시한 것으로, 이펙터(30)가 반드시 3개의 자유도로 작동되어야 하는 것은 아니고, 이펙터(30)의 각 회동 부분마다 반드시 한 쌍의 탈착부(32)가 구비되어야 하는 것은 아니며, 예를 들어, 각 회동 부분에 하나의 탈착부(32)를 구비하고 각 탈착부(32)를 잡아당기거나 밀어서 그에 상응하는 회동 부분이 작동되도록 하는 등 다양한 방식으로 이펙터(30) 및 탈착부(32)를 구성할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 구동부(10), 구동자(12a, 12b, 12c), 로드(20a, 20b, 20c), 이펙터(30), 탈착부(32a, 32b, 32c)가 도시되어 있다.

도 6은 전술한 구동부(10)와 이펙터(30)를 결합하여 구성한 인스트루먼트를 예시한 것으로, 이하 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 인스트루먼트의 작동에 관하여 설명한다.

본 실시예에 따른 이펙터(30)가 n(n은 자연수) 자유도로 작동되는 구조일 경우, 전술한 바와 같이 이펙터(30)의 각 회동 부분에 상응하여 복수의 탈착부(32a, 32b, 32c)가 구비된다. 도 5의 경우를 예를 들면, 이펙터(30)가 3 자유도로 작동한다고 할 때 탈착부(32a, 32b, 32c)는 그에 상응하여 각 회동 부분에 대해 2개씩, 즉 6개 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 구동부(10) 또한 이펙터(30)의 작동 자유도에 상응하여 복수로 구비되며, 도 5의 경우와 같이 이펙터(30)가 3 자유도로 작동되도록 할 경우, 구동부(10) 또한 그에 상응하여 3개의 구동자(12a, 12b, 12c)를 구비하여 구동부(10)가 3 자유도로 조작되도록 할 수 있다.

이처럼, 복수로 구비된 구동자(12a, 12b, 12c)와 탈착부(32a, 32b, 32c)는 복수의 로드(20a, 20b, 20c)를 통해 각각 서로 상응하도록 결합되며, 구동자(12)에 대한 조작에 의해 발생한(또는 전달된) 구동력이 로드(20)를 통해 이펙터(30)로 전달되어 수술에 필요한 각종 동작을 수행하도록 한다.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 인스트루먼트는 별도의 샤프트 부재 없이 로드(20)의 집합체를 샤프트 대용으로 사용함으로써 인스트루먼트의 관경을 최소화할 수 있다.

복수의 탈착부(32a, 32b, 32c)에 복수의 로드(20a, 20b, 20c)가 각각 대응되도록 결합된 상태에서, 어느 하나의 로드(20a)를 작동시켜 탈착부(32a)를 움직이 도록 하는 과정에서, 나머지 로드(20b, 20c) 및 그에 결합된 탈착부(32b, 32c)는 이펙터(30) 전체가 움직이지 않고 소정의 위치에 고정되어 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 어느 하나의 로드(20a)를 작동시켜 그에 결합된 탈착부(32a)만 움직이도록 할 수 있다.

또한, 별도의 고정용 로드(미도시)를 중심부에 위치하도록 설치하거나, 복수의 로드(20a, 20b, 20c) 중의 하나 또는 일부를 고정용 로드로 사용하여, 고정용 로드는 이펙터(30) 전체가 움직이지 않고 소정의 위치에 고정되어 있도록 지지하고, 나머지 복수의 로드는 그에 결합된 탈착부를 움직이도록 작동될 수도 있다.

한편, 이펙터(30)에 복수로 구비되는 탈착부(32)에 로드(20)의 타단부를 결합하기 위해, 탈착부(32)와 로드(20)의 타단부에는 각각 서로 대응되는 한 쌍의 결합 기구(機構)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 탈착부(32)는 걸림턱을 구비한 요(凹)홈 형상으로 형성하고 로드(20)의 타단부는 요홈에 삽입되어 걸림턱에 걸리는 후크 형상으로 형성하거나, 로드(20)의 타단부와 탈착부(32)를 텅앤그루브(tongue and groove) 등의 맞춤 조인트 형상으로 형성하거나, 로드(20)의 타단부와 탈착부(32)에 한 쌍의 자석을 부착하는 등, 다양한 결합 기구가 적용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 탈착부(32)와 로드(20)는 서로 상응하도록 결합되는데, 이를 위해 로드(20)의 타단부와 탈착부(32)에 형성되는 한 쌍의 결합 기구의 형상 및/또는 구조를 각 로드(20)별로(각 탈착부(32)별로) 서로 다르게 구성할 수 있다. 예를 들면, 1번 로드(20a)를 1번 탈착부(32a)에 결합하고, 2번 로드(20b)를 2번 탈착부(32b)에 결합한다고 할 때, 1번 로드-탈착부 결합 기구와 2번 로드-탈착 부 결합 기구의 형상 및/또는 구조를 서로 다르게(예를 들어, 1번 결합 기구는 사각형 단면으로, 2번 결합 기구는 원형 단면으로 형성) 함으로써, 각 로드(20)와 각 탈착부(32)가 서로 대응되게, 즉 특정 로드(20)는 그에 상응하는 탈착부(32)에만 결합되도록 할 수 있다.

이처럼, 복수의 탈착부(32a, 32b, 32c)와 로드(20a, 20b, 20c)가 각각 서로 대응하여 결합되도록 하기 위해, 반드시 전술한 것처럼 각 결합 기구의 형상이나 구조를 다르게 해야 하는 것은 아니며, 복수의 탈착부(32a, 32b, 32c)와 로드(20a, 20b, 20c)를 각각 무작위로 결합한 후 어느 탈착부(32)에 어느 로드(20)가 결합되었는지를 인지시킴으로써, 이펙터(30)의 특정 회동 부분을 작동시키기 위해 조작되어야 하는 구동자(12)를 사후적으로 매칭시켜 사용할 수도 있다.

어느 탈착부(32)에 어느 로드(20)가 결합되었는지를 인지시키는 방법으로는, 이펙터(30)를 결합한 후 조작자가 수동으로 설정하는 방법, 각 탈착부(32)에 전기접점을 형성하고 탈착부(32)에 결합되는 로드(20)를 통해 전기신호가 전달되도록 함으로써 각 탈착부(32)의 ID를 구동부(10)에서 확인할 수 있도록 하는 방법 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 인스트루먼트를 수술용 로봇에 장착하여 사용하는 경우에는, 전술한 이펙터(30)와 구동자(12) 간의 매칭을 수술용 로봇을 구동하는 시스템 내에서 소프트웨어적으로 구현할 수 있으며, 이 경우 조작자의 필요에 따라서는 매칭된 설정을 다시 변경하여, 어느 구동자(12)의 조작을 통해 이펙터(30)의 어느 부분을 작동시킬 것인지를 재설정할 수도 있다.

본 실시예에 따른 로드(20)는 침습을 위해 그 끝단을 바늘(needle)과 같은 구조로 구성할 수 있다. 즉, 로드(20)의 타단부에 침습을 위한 니들(미도시)을 장착할 수 있는 것이다. 이 경우, 전술한 바와 같이 로드를 통해 전기신호가 전달되도록 하거나, 후술하는 것처럼 전기 수술용으로 로드를 사용하기 위해, 본 실시예에 따른 로드(20)는 도전체의 둘레를 절연체로 피복한 구조로 제작하고, 도전체의 끝단을 니들에 전기적으로 연결하는 구조로 구성할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 전기 수술(Electric Surgery)용으로도 사용할 수 있다. 즉, 전술한 복수의 로드(20) 외에 하나 또는 복수의 전선(미도시)을 추가하여, 전선으로 구동부(10)와 이펙터(30)를 전기적으로 연결함으로써, 이펙터(30)의 첨단부가 전기수술기(Electrosurgery)처럼 기능하도록 할 수 있다.

전기수술기는, 금속 캡이나 철사를 장착한 프로브(probe)를 전기를 이용하여 고온으로 달구어 혈관의 지혈이나 조직의 절단, 또는 작은 용종(polyp)의 제거 등에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 방식의 RF 파형을 통해 조직을 자르거나(cut) 응고시키는(coag) 기능 등도 수행할 수 있다.

예를 들어, 도전체의 둘레를 절연체로 피복한 구조의 전선을 더 추가하고, 전선의 도전체를 이펙터(30)의 첨단부에 전기적으로 연결함으로써, 이펙터(30)의 첨단부가 전선으로부터 전원을 공급받아 전기수술기처럼 기능하도록 할 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트 셋팅방법을 나타 낸 순서도이다. 본 실시예는 전술한 인스트루먼트를 수술 부위에 사용하기 위해 셋팅하는 방법에 관한 것이다.

먼저, 별도로 분리된 이펙터(30) 모듈을 제공한다(S10). 본 실시예에 따른 이펙터(30)에는 전술한 바와 같이 복수의 탈착부(32)가 구비되며, 탈착부(32)에 대한 조작에 의해 이펙터(30)의 각 부분이 작동되는 구조로 이루어진다.

다음으로, 구동부(10)에 복수의 로드(20)가 결합된 인스트루먼트 본체를 제공한다(S20). 복수의 로드(20)는 그 일단부가 복수의 구동자(12)에 결합되며, 각 구동자(12)에 대한 조작에 따라 복수의 로드(20)가 작동됨은 전술한 바와 같다.

다음으로, 복수의 로드(20)의 타단부를 각각 복수의 탈착부(32)에 결합시킨다(S30). 복수의 로드(20)와 복수의 탈착부(32)는 각각 서로 대응하도록 결합되며, 이를 위해 로드(20)-탈착부(32) 결합 기구는 각각 서로 다른 형상 및/또는 구조로 형성할 수 있으며, 또는 로드(20)와 탈착부(32)를 무작위로 결합하고 사후적으로 서로 대응되도록 매칭시킬 수도 있음은 전술한 바와 같다.

이처럼, 이펙터(30) 모듈과 인스트루먼트 본체를 각각 별도로 제공하여 결합시킨 후, 구동부(10)의 각 구동자(12)를 조작하여 이펙터(30)의 각 부분이 작동되도록 한다(S40). 이로써, 수술용 인스트루먼트를 조작하여 수술에 필요한 동작을 수행하기 위한 셋팅이 완료된다.

본 실시예에 따라 수술용 인스트루먼트를 셋팅하여 사용하게 되면, 별도로 분리된 이펙터(30) 모듈을 수술 부위에 삽입하고, 로드(20)를 수술 부위에 침습시킨 후, 수술 부위 내에서 이펙터(30)와 로드(20)를 결합시켜 사용할 수 있어, 봉합 이 필요 없을 정도만 수술 부위를 천공하고 인스트루먼트를 삽입하여 수술을 진행할 수 있어, 수술 부위에 흉터가 남지 않고 보다 안전한 복강경 수술이 가능하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 로드 집합체를 나타낸 횡단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 구동부를 나타낸 개념도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 이펙터를 나타낸 개념도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트 셋팅방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 구동부 12 : 구동자

20 : 로드 30 : 이펙터

32 : 탈착부

Claims

사용자 조작에 의해 작동되는 구동부와;

상기 구동부가 n(n은 자연수) 자유도로 조작되도록 상기 구동부에 복수로 구비되는 구동자와;

길이방향으로 연장되어 샤프트(shaft)의 역할을 할 수 있도록 하나의 집합체를 구성하고, 상기 복수의 구동자 각각에 그 일단부가 결합되어 상기 복수의 구동자의 작동에 상응하여 각각 길이방향으로 움직이며, 그 타단부는 수술 부위로 침습되는 복수의 로드(rod)와;

수술 부위 내로 삽입되는 크기로 형성되고, 수술 부위 내에서 상기 복수의 로드의 타단부와 각각 탈착가능하게 결합될 수 있도록 복수의 탈착부가 구비되며, 상기 탈착부에 상기 로드가 결합된 상태에서 상기 로드의 길이방향으로의 움직임에 따라 작동되는 이펙터(effector)를 포함하되,

상기 복수의 탈착부는 상기 복수의 로드를 통해 상기 복수의 구동자 각각과 서로 상응하도록 결합되고, 상기 복수의 탈착부 및 상기 복수의 로드의 타단부에는 각각 서로 대응되는 복수의 쌍의 결합 기구가 형성되어 상기 복수의 탈착부 각각은 그에 대응되는 로드의 타단부에만 결합되며, 수술 부위 내에서 상기 이펙터를 상기 로드의 타단부에 결합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
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제1항에 있어서,

상기 복수의 로드는 그 중간의 하나 이상의 지점에서 결속되어 하나의 집합체를 이루는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,

상기 복수의 로드는 서로 꼬아져서 하나의 집합체를 이루는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,

상기 복수의 로드 중 어느 하나 이상은 상기 구동부와 상기 이펙터를 연결하여, 상기 이펙터가 소정의 위치에 고정되어 있도록 지지하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
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제1항에 있어서,

상기 복수의 탈착부 및 상기 복수의 로드의 타단부에 각각 형성된 복수의 쌍의 결합 기구는 서로 다른 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,

상기 로드의 타단부에는 침습을 위한 니들(needle)이 장착되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제13항에 있어서,

상기 로드는, 전기신호가 전달되도록 하는 도전체와 상기 도전체를 피복하여 감싸는 절연체로 이루어지며, 상기 니들은 상기 도전체와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,

상기 구동부와 상기 이펙터를 전기적으로 연결하는 전선을 더 포함하는 수술용 인스트루먼트.
제15항에 있어서,

상기 전선은 도전체와, 상기 도전체를 피복하여 감싸는 절연체로 이루어지며, 상기 도전체는 상기 이펙터의 첨단부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제15항에 있어서,

상기 이펙터의 첨단부는 상기 전선으로부터 전원을 공급받아, 전기수술기로서 기능하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,

상기 이펙터는 수술 부위에 삽입된 트로카(trocar)를 통과할 수 있는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
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