WO2021117913A1 - 수술용 인스트루먼트 - Google Patents

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WO2021117913A1
WO2021117913A1 PCT/KR2019/017264 KR2019017264W WO2021117913A1 WO 2021117913 A1 WO2021117913 A1 WO 2021117913A1 KR 2019017264 W KR2019017264 W KR 2019017264W WO 2021117913 A1 WO2021117913 A1 WO 2021117913A1
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pulley
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surgical instrument
actuation
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이정주
김희진
배동환
장동규
권진호
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주식회사 리브스메드
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Definitions

  • the present invention relates to a surgical instrument, and more particularly, to a manually operable surgical instrument for use in laparoscopic surgery or various various surgeries.
  • surgery refers to the treatment of diseases by cutting, slitting, or manipulating skin, mucous membranes, or other tissues using medical devices.
  • open surgery in which the skin of the surgical site is incised and opened to treat, mold, or remove organs, etc., causes problems such as bleeding, side effects, patient pain, and scarring. Therefore, recently, surgery using a robot or surgery performed by inserting only a medical device, for example, a laparoscope, a surgical instrument, a microsurgery microscope, etc. by forming a predetermined hole in the skin, is in the spotlight as an alternative.
  • a surgical instrument is a tool for operating a surgical site by manually manipulating an end tool provided at one end of a shaft that passes through a hole punched in the skin by a doctor using a predetermined driving unit or using a robot arm. .
  • the end tool provided in the surgical instrument performs a rotation operation, a clamping operation, a cutting operation, etc. through a predetermined structure.
  • An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a surgical instrument for intuitively matching the operation of the actual end tool bending or performing a surgical operation, and the operation of the corresponding manipulation unit. do. More specifically, for this purpose, an end tool having several degrees of freedom, a manipulation unit having a structure that allows intuitive manipulation of the end tool operation, and a driving force of the manipulation unit to enable the operation of the end tool according to the manipulation of the manipulation unit are transmitted to the end tool. It provides a power transmission unit.
  • One embodiment of the present invention comprises a first jaw and a second jaw (jaw) formed to be rotatable, respectively, the end tool (end tool) formed to be rotatable in two or more directions, the end tool A manipulation unit for controlling the rotation in the two or more directions, a Article 1 wire connected to the manipulation unit to transmit the rotation of the manipulation unit to the first jaw (jaw), and a wire connected to the manipulation unit to rotate the manipulation unit It is formed extending in the first direction (X-axis) and a power transmission unit including a Article 2 wire to transmit to the second jaw (jaw), the end tool is coupled to one end and the manipulation unit is coupled to the other end, and a connection part connecting the operation part and the end tool, wherein the operation part includes: an actuation operation part for controlling an actuation movement of the end tool; and a hand ring formed at one end of the actuation operation unit, the hand ring including a fixed ring portion and a variable ring portion into which a user's finger can be fitted; provides a surgical
  • FIG. 1a is a conceptual diagram of a pitch motion of a conventional surgical instrument
  • FIG. 1b is a conceptual diagram of a yaw motion.
  • FIG. 1c is a conceptual diagram of a pitch motion of another conventional surgical instrument
  • FIG. 1d is a conceptual diagram of a yaw motion.
  • FIG. 1e is a conceptual diagram of a pitch motion of a surgical instrument according to the present invention
  • FIG. 1f is a conceptual diagram of a yaw motion.
  • Figure 2 is a perspective view showing a surgical instrument according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a side view of the surgical instrument of Figure 2
  • FIG. 4 and 5 are perspective views illustrating the end tool of the surgical instrument of FIG. 2 .
  • Figure 6 is a plan view showing the end tool of the surgical instrument of Figure 2;
  • FIG. 7 and 8 are perspective views illustrating a manipulation unit of the surgical instrument of FIG. 2 .
  • FIG. 9 is plan views showing the hand ring of the surgical instrument of FIG. 2 .
  • FIGS. 12 and 13 are perspective views showing a hand ring of a surgical instrument according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 and 15 are perspective views showing a hand ring of a surgical instrument according to another embodiment of the present invention.
  • each embodiment does not have to be interpreted or practiced independently, and the technical ideas described in each embodiment may be interpreted or implemented in combination with other embodiments described individually. It should be understood that there is
  • the end tool rotates in the same direction as the operation direction of the operation unit intuitively. characterized.
  • FIG. 1a is a conceptual diagram of a pitch motion of a conventional surgical instrument
  • FIG. 1b is a conceptual diagram of a yaw motion.
  • the end tool (120a) is formed in front of the rotation center (121a) of the end tool, the operation unit (110a) is the rotation center of the operation unit (111a) ) in the state formed behind the, when the operation unit 110a is rotated clockwise, the end tool 120a also rotates clockwise, and when the operation unit 120a is rotated counterclockwise, the end tool 120a is also counterclockwise is formed to rotate.
  • the end tool (120a) is formed in front of the rotation center (121a) of the end tool, the operation unit (110a) is the rotation center of the operation unit In a state formed behind (111a), when the operation unit 110a is rotated clockwise, the end tool 120a also rotates clockwise, and when the operation unit 120a is rotated counterclockwise, the end tool 120a is also half It is formed to rotate in a clockwise direction.
  • FIG. 1c is a conceptual diagram of a pitch motion of another conventional surgical instrument
  • FIG. 1d is a conceptual diagram of a yaw motion.
  • some of the conventional surgical instruments are formed in a mirror symmetrical shape, in performing a pitch operation, the end tool 120b is formed in front of the rotation center 121b of the end tool, and the operation unit ( 110b) in a state formed behind the rotation center 111b of the operation unit, when the operation unit 110b is rotated clockwise, the end tool 120b rotates counterclockwise, and the operation unit 110b rotates counterclockwise When the end tool (120b) is formed to rotate in a clockwise direction.
  • the rotation direction in which the user rotates the operation unit 110b and the rotation direction of the end tool 120b accordingly 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 counterclockwise, and when the manipulation unit 110b is rotated counterclockwise, the end tool 120b rotates clockwise. do.
  • the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1e and 1f forms the end tool 120c in front of the rotation center 121c of the end tool, and the operation unit ( 110c) is also formed in front of the rotation center 111c of the operation unit, so that the operation of the operation unit 110c and the end tool 120c intuitively coincides with one another.
  • FIGS. 1A, 1B, 1C and 1D unlike the existing example of a configuration in which the manipulation unit approaches the user with respect to its joint (ie, away from the end tool) as shown in FIGS. 1A, 1B, 1C and 1D, FIGS.
  • the surgical instrument according to an embodiment of the present invention shown in is formed so that at least a portion of the manipulation unit can be closer to the end tool (rather than its own joint) with respect to its own joint at more than one moment of the manipulation process. will be.
  • the surgical instrument according to an embodiment of the present invention moves based on the rotation center formed at the rear of both the end tool and the manipulation unit, it can be said that the operation is intuitively consistent with each other in structure.
  • the moving part of the control unit just as the moving part of the end tool moves based on the center of rotation formed at the rear, the moving part of the control unit also moves based on the center of rotation formed at the back, so it can be said that the movements are intuitively consistent with each other in terms of structure. have. Due to this, the user can intuitively and quickly control the direction of the end tool, and there is an advantage in that the possibility of causing a mistake is significantly reduced.
  • a specific mechanism for enabling such a function will be described.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a surgical instrument according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a side view of the surgical instrument of FIG. 2 .
  • the surgical instrument 100 includes a manipulation unit 110 , an end tool 120 , a power transmission unit 130 , and a connection unit 140 . ) and a hand loop 150 .
  • connection unit 140 is formed in the shape of a hollow shaft, and one or more wires (to be described later) may be accommodated therein, and the manipulation unit 110 is coupled to one end thereof, and the end is at the other end thereof.
  • the tool 120 is coupled, and may serve to connect the manipulation unit 110 and the end tool 120 .
  • the connection part 140 of the surgical instrument 100 according to the first embodiment of the present invention is characterized in that the bending part 141 is formed on the operation part 110 side. As such, the end of the operation unit 110 of the connection unit 140 is bent and formed, so that the pitch operation unit 111, the yaw operation unit 112, and the actuation operation unit 113 are formed on an extension line of the end tool 120 or It is formed adjacent to the extension line.
  • the plane on which the bent portion 141 is formed may be substantially the same as the pitch plane, that is, the XZ plane of FIG. 2 .
  • the bent part 141 is formed on the substantially same plane as the XZ plane, interference between the manipulation parts may be reduced.
  • the end tool and the control unit not only the XZ plane, but also other types of configuration will be possible.
  • the manipulation unit 110 is formed at one end of the connection unit 140 and is provided with an interface that can be directly manipulated by a doctor, for example, a forceps shape, a stick shape, a lever shape, and the like, and when the doctor manipulates it, the corresponding interface
  • the end tool 120 that is connected to and inserted into the body of the surgical patient performs a predetermined operation to perform the surgery.
  • the manipulation unit 110 is formed in a handle shape that can be rotated in a state where a finger is inserted, the spirit of the present invention is not limited thereto, and is connected to the end tool 120 and the end tool ( 120), various types of operation units that can operate are possible.
  • the end tool 120 is formed at the other end of the connection unit 140 and is inserted into a surgical site to perform an operation necessary for surgery.
  • a pair of jaws 121 and 122 for performing a grip operation as shown in FIG. 2 may be used.
  • 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 cantilevered cautery may also be used as an end tool.
  • This end tool 120 is connected by the operation unit 110 and the power transmission unit 130, and by receiving the driving force of the operation unit 110 through the power transmission unit 130, a grip, cutting ( Cutting), suturing, and other necessary operations for surgery are performed.
  • the end tool 120 of the surgical instrument 100 is formed to be rotatable in at least two or more directions, for example, the end tool 120 is the Y axis of FIG.
  • the end tool 120 may be formed to perform a yaw movement and an actuation movement about the Z axis of FIG. 2 .
  • pitch pitch
  • yaw yaw
  • actuation actuation
  • the pitch operation is a movement in which the end tool 120 rotates in the vertical direction with respect to the extension direction (X-axis direction in FIG. 2) of the connection part 140, that is, the operation to rotate about the Y-axis of FIG. it means.
  • the end tool 120 extending from the connecting portion 140 in the extension direction of the connecting portion 140 rotates up and down about the Y-axis with respect to the connecting portion 140 .
  • the yaw operation is an operation in which the end tool 120 rotates in the left and right direction with respect to the extension direction (X-axis direction of FIG. 2 ) of the connection part 140 , that is, an operation of rotating 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 left and right about the Z-axis with respect to the connecting portion 140 .
  • the end tool 120 rotates about the same rotational axis as the yaw operation, while the two jaws 121 and 122 rotate in opposite directions.
  • the jaw) is retracted or opened. That is, the two jaws 121 and 122 formed on the end tool 120 rotate in opposite directions about 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).
  • the hand ring 150 includes a first hand ring 151 and a second hand ring 152 , and each hand ring 151 , 152 is a fixed ring portion 153 and a variable ring portion 154 .
  • the surgical instrument 1 according to an embodiment of the present invention is provided with a variable ring portion 154 capable of adjusting the size of the hole in the ring portion to fit the thickness of the user's finger, so that the user's finger is attached to the hand ring 150 . It is characterized in that it is tailored or closely coupled to improve user operation convenience. This will be described in more detail later.
  • FIG. 4 and 5 are perspective views illustrating the end tool of the surgical instrument of FIG. 2
  • FIG. 6 is a plan view illustrating the end tool of the surgical instrument of FIG. 2 .
  • 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 article 121 and the second article 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) related to the rotational motion of the first jaw (jaw) 121.
  • 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 be formed to rotate around the end tool pitch axis of rotation (123PA).
  • a connector hub 142 is formed at one end of the connector 140 coupled to the end tool 120 .
  • the above-mentioned 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 connector hub 142 .
  • each pulley may be formed in a variety of 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 jaw rotation shaft (123JA).
  • the first jaw 121 is fixedly coupled to the J11 pulley 123J11 and rotates together with the J11 pulley 123J11
  • the second jaw 122 is fixedly coupled to the J21 pulley 123J21. It can rotate together with the J21 pulley (123J21).
  • a yaw operation and an actuation operation of the end tool 120 are performed according to the rotation of the J11 pulley 123J11 and the J21 pulley 123J21.
  • auxiliary pulleys J16 pulley (123J16) and J26 pulley (123J26) may be additionally provided, and these auxiliary pulleys are auxiliary pulleys (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 chuli axis (123S), but each auxiliary pulley may be formed to be rotatable about a separate axis.
  • auxiliary pulley J16 pulley may be disposed between the J11 pulley (123J11) and the J12 pulley (123J12) / J14 pulley (123J14).
  • auxiliary pulley J26 pulley may be disposed between the J21 pulley (123J21) and the J22 pulley (123J22) / J24 pulley (123J24). Such an auxiliary pulley will be described in more detail later.
  • the J12 pulley (123J12) and the 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.
  • the J13 pulley (123J13) and the J15 pulley (123J15) are formed to be rotatable independently of each other about the Y-axis direction.
  • the J12 pulley (123J12), the J13 pulley (123J13), the J14 pulley (123J14) and the J15 pulley (123J15) are all shown to be rotatable about the Y-axis direction, but the idea of the present invention is It is not limited thereto, and the rotation shafts of each pulley may be formed in various directions to be appropriate for the configuration.
  • Article 1 wire (130J1) J13 pulley (123J13), J12 pulley (123J12), J11 pulley (123J11), J16 pulley (123J16), J14 pulley (123J14), J15 pulley (123J15) and at least a portion in order to contact Winding, Article 1 wire (130J1) is formed to move along the pulleys while rotating the pulleys.
  • Article 1 wire (130J1) is pulled toward the arrow J1R of Figure 6,
  • Article 1 wire (130J1) is J15 pulley (123J15), J14 pulley (123J14), J16 pulley (123J16), J11 pulley (123J11)
  • the J12 pulley (123J12) the J13 pulley (123J13) is rotated, and at this time, the J11 pulley (123J11) rotates in the arrow R direction of FIG. 6 while rotating the first jaw (jaw) 121 together.
  • Article 1 wire (130J1) is pulled toward the arrow J1L of Figure 6,
  • Article 1 wire (130J1) is J13 pulley (123J13), J12 pulley (123J12), J11 pulley (123J11), J16 pulley (123J16) , the J14 pulley (123J14), the J15 pulley (123J15) is rotated, and at this time, the J11 pulley (123J11) rotates in the arrow L direction of FIG. 6 while rotating the first jaw (jaw) 121 together.
  • auxiliary pulleys (123J16, 123J26) will be described in more detail.
  • Auxiliary pulleys (123J16, 123J26) are in contact with Article 1 wire (130J1) and Article 2 wire (130J2) By changing the arrangement path of Article 1 wire (130J1) and Article 2 wire (130J2) to a certain extent, Article 1 121 and Article 2 122 may serve to enlarge the respective rotation radius. That is, in an embodiment of the present invention, by additionally providing the auxiliary pulleys (123J16, 123J26), it is possible to obtain the effect of increasing the maximum rotation angle by ⁇ as seen in FIG. 6 .
  • the auxiliary pulleys J16 pulley 123J16 and J26 pulley 123J26 are additionally disposed on one side of the J11 pulley 123J11 and the J21 pulley 123J21.
  • Article 2 wire (130J2) and the coupling portion of the J21 pulley (123J21) is rotatable until it is located on the common inscribed line of the J21 pulley (123J21) and the J26 pulley (123J26).
  • Article 1 wire (130J1) and the coupling portion of the J11 pulley (123J11) is rotatable until it is located on the common inscribed line of the J11 pulley (123J11) and the J16 pulley (123J16), the rotation range in the R direction is expanded can be
  • the rotation radius of the first set 121 and the second set 122 is widened, it is possible to obtain the effect of widening the yaw operation range in which the normal opening/closing actuation operation can be performed.
  • the J22 pulley (123J22) and the 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 rotation axis (123PA) direction.
  • 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), the J23 pulley (123J23), the J24 pulley (123J24) and the J25 pulley (123J25) are all shown to be rotatable about the Y-axis direction, but the idea of the present invention is It is not limited thereto, and the rotation shafts of each pulley may be formed in various directions to be appropriate for the configuration.
  • Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2R of Figure 6,
  • Article 2 wire (130J2) is J23 pulley (123J23), J22 pulley (123J22), J21 pulley (123J21), J26 pulley (123J26) , the J24 pulley (123J24), the J25 pulley (123J25) is rotated, and at this time, the J21 pulley (123J21) rotates in the arrow R direction of FIG. 6 while rotating the second jaw (jaw) 122 together.
  • Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2L in Figure 6,
  • Article 2 wire (130J2) is J25 pulley (123J25), J24 pulley (123J24), J26 pulley (123J26), J21 pulley (123J21)
  • the J22 pulley (123J22), the J23 pulley (123J23) is rotated, and at this time, the J21 pulley (123J21) rotates in the arrow L direction of FIG. 6 while rotating the second jaw (jaw) 122 together.
  • Article 1 wire (130J1) is pulled toward the arrow J1R of Figure 6a, and at the same time the other end of the Article 1 wire (130J1) is pulled toward the arrow J1L of Figure 6a (ie Article 1 wire 130J1) ) when both ends of the pulley),
  • Article 1 wire (130J1) as shown in Figure 5 is the J12 pulley (123J12) and J14 pulley (123J14) that can be rotated around the end tool pitch rotation axis (123PA) downwards
  • Article 1 wire (130J1) is fixedly coupled to the J11 pulley (123J11), Article 1 (121), the jaw rotation shaft (123JA), the end tool hub (123a) and Article 2 connected thereto (122) The back rotates together in a counterclockwise direction around the end tool pitch rotation axis 123PA as a whole, and as a result, the end tool 120 performs a pitch motion while rotating downward.
  • Article 2 (122) and Article 2 wire (130J2) fixedly coupled thereto is the J22 pulley (123J22) and J24 pulley (123J24) that can be rotated around the end tool pitch rotation axis (123PA) upwards. Because it is wound, both ends of Article 2 wire (130J2) is moved in the opposite direction of J2L, J2R, respectively.
  • Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2R of FIG. 6, and at the same time, the other end of the Article 2 wire (130J2) is pulled toward the arrow J2L of FIG. 6, as shown in FIG. Since the wire (130J2) is wound above the J22 pulley (123J22) and the J24 pulley (123J24) that can be rotated around the end tool pitch rotation axis (123PA), Article 2 wire (130J2) is fixedly coupled to J21 Pulley (123J21), Article 2 (122), jaw rotation shaft (123JA), end tool hub (123a) and Article 1 (121) connected thereto as a whole are together in a clockwise direction around the end tool pitch rotation shaft (123PA).
  • Article 1 121 and Article 1 wire (130J1) fixedly coupled thereto is a J12 pulley (123J12) and J14 pulley (123J14) that can be rotated about the end tool pitch rotation axis (123PA) downwards. Because it is wound, both ends of the Article 1 wire (130J1) is moved in the opposite direction of J1L, J1R, respectively.
  • the end tool 120 of the surgical instrument 100b of the present invention further includes a pitch pulley 123P
  • the manipulation unit 110 further includes a pitch wire end pulley 115P
  • the power transmission unit 130 may further include a pitch wire 130P.
  • 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 manipulation unit may be rotatable about the pitch rotation axis and may be formed to be fixedly coupled to the pitch manipulation 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 manipulation unit.
  • the pitch when the user rotates the first handle 114 about the pitch rotation shaft 1111 in a state in which the user holds the first handle 114 of the manipulation unit 110 by hand, the pitch combined with the first handle 114
  • the pulley rotates around the pitch rotation shaft 1111, and 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, As a result, the end tool 120 rotates while performing a pitch motion.
  • the surgical instrument 100 is the pitch pulley 123P of the end tool 120 , the pitch wire end pulley 115P of the manipulation unit 110 and the power transmission unit 130 of the By providing the pitch wire 130P, the driving force of the pitch operation of the pitch manipulation unit 111 is transmitted to the end tool 120 more perfectly, thereby improving operational reliability.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a manipulation unit of the surgical instrument of FIG. 2
  • FIG. 8 is a perspective view of FIG. 7 viewed from the back.
  • the manipulation unit 110 of the surgical instrument 100 includes a first handle 114 that can be gripped by a user, and an end tool 120 of 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 manipulation unit 110 further includes a hand loop 150 .
  • the user moves the first handle 114 to the Y-axis (that is, the pitch rotation axis 1111) while holding the first handle 114 with the palm of the hand. ) to perform a pitch operation by rotating it around, and the first handle 114 can be rotated about the Z-axis (ie, the yaw rotation axis 1121) to perform the yaw operation.
  • the user can perform the actuation operation by rotating the actuation operation unit 113 in a state where the thumb and index finger are inserted into the hand loop 150 formed at one end of the actuation operation unit 113 . .
  • the end tool 120 is operated with the manipulation direction of the manipulation unit 110 and It is characterized in that it intuitively rotates in the same direction.
  • the end tool 120 also rotates in the same direction intuitively as the one direction to perform a pitch motion or a yaw motion.
  • the intuitively the same direction can be further explained that the movement direction of the user's finger holding the manipulation unit 110 and the movement direction of the distal end of the end tool 120 form substantially the same direction.
  • the same direction here may not be a perfectly coincident direction on three-dimensional coordinates.
  • the distal end of the end tool 120 also moves to the left, and the user's finger moves to the left.
  • moving down it will be understood that the distal end of the end tool 120 is also the same degree of moving down.
  • the surgical instrument 100 is based on a plane in which the manipulation unit 110 and the end tool 120 are perpendicular to the extension axis (X axis) of the connection unit 140 . It is characterized in that it is formed in the same direction. That is, when viewed based on the YZ plane of FIG. 2 , the manipulation unit 110 is formed to extend in the +X-axis direction, and at the same time, the end tool 120 is also formed to extend in the +X-axis direction. In other words, the formation direction of the end tool 120 at one end of the connection unit 140 and the formation direction of the manipulation unit 110 at the other end of the connection unit 140 are in the same direction based on the YZ plane.
  • the manipulation unit 110 is formed in a direction away from the user's body holding it, that is, in the direction in which the end tool 120 is formed. That is, the first handle 114 that is gripped and moved by the user for the actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation, the actuation rotating parts 1132a, 1132b, etc., are the moving parts to perform each operation. It is formed to extend in the +X-axis direction from the rotation center of the joint.
  • the operation unit 110 can be configured in the same way that the moving part of the end tool 120 is formed to extend in the +X-axis direction from the rotation center of each joint for the corresponding operation, as described in FIG. 1 .
  • the user's operation direction and the ent tool's operation direction coincide with both the rotational direction and the left-right direction, and consequently, intuitively the same operation may be possible.
  • the surgical instrument 100 makes the operation direction of the operation unit 110 and the operation direction of the end tool 120 intuitively the same direction,
  • the operation unit 110 like the end tool 120, the part that is actually moved for the actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation is formed to extend in the +X-axis direction rather than the rotation center of the corresponding joint of each operation. do. This will be described in more detail as follows.
  • the first handle 114 may be gripped by the user's hand, and in particular, the user may wrap and hold the first handle 114 with his or her palm. Then, the actuation operation unit 113 and the yaw operation unit 112 are formed on the first handle 114 , and a pitch operation unit 111 is formed on one side of the yaw operation unit 112 . The other end of the pitch manipulation unit 111 is connected to the bent unit 141 of the connecting unit 140 .
  • the actuation manipulation unit 113 includes a first actuation manipulation unit 113a and a second actuation manipulation unit 113b.
  • the first actuation manipulation unit 113a includes a first actuation rotating shaft 1131a, a first actuation rotating unit 1132a, a first actuation pulley 113P1, and a first actuation gear 1134a.
  • the second actuation manipulation unit 113b includes a second actuation rotating shaft 1131b, a second actuation rotating unit 1132b, a second actuation pulley 113P2, and a second actuation gear 1134b.
  • hand rings 151 and 152 are further formed at the ends of the first actuation rotating part 1132a and the second actuating rotating part 1132b, and 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 on which the connection part 140 is formed.
  • the actuation axis of rotation (1131a, 1131b) may be formed in a direction parallel to the Z axis, in this state, when the pitch manipulation unit 111 or the yaw manipulation unit 112 rotates, the actuation manipulation unit 113 ) can be relatively variable.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and by ergonomic design, the actuation axis of rotation (1131a) (1131b) is formed in various directions to suit the structure of the user's hand holding the actuation manipulation unit (113). it could be
  • the first actuation rotating part (1132a), the first actuation pulley (113P1), the first actuation gear (1134a) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the first actuation rotating shaft (1131a).
  • the first actuation pulley (113P1) may be composed of one pulley, it may be composed of two pulleys fixedly coupled to each other.
  • the second actuation rotating part (1132b), the second actuation pulley (113P2), the second actuation gear (1134b) are fixedly coupled to each other, and formed to be rotatable together around the second actuation rotating shaft (1131b).
  • the second actuation pulley (113P2) may be composed of one pulley, it may be composed of two pulleys fixedly coupled to each other.
  • first actuation gear (1134a) and the second actuation gear (1134b) are formed to engage with each other, and when either side rotates, it may be formed to rotate together in opposite directions.
  • the yaw operation unit 112 may include a yaw rotation shaft 1121, Article 1 yaw pulley (112P1), Article 2 yaw pulley (112P2), and a yaw frame (yaw frame) (1123).
  • the yaw manipulation unit 112 is Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) formed on one side of the Article 1 yaw pulley (112P1), Article 2 yaw auxiliary pulley formed on one side of the Article 2 yaw pulley (112P2) ( 112S2) may be further included.
  • Article 1 yaw auxiliary pulley (112S1) and Article 2 yo auxiliary pulley (112S2) may be coupled to the pitch frame 1113 to be described later.
  • the yaw operation unit 112 includes Article 1 yaw pulley (112P1) and Article 2 yaw pulley (112P2), Article 1 yaw pulley (112P1) and Article 2 yaw pulley (112P2) are each Although it is shown as having two pulleys formed to face each other and rotatable independently, the spirit of the present invention is not limited thereto. That is, one or more pulleys having the same or different diameters may be provided according to the configuration of the yaw manipulation unit 112 .
  • a yaw rotation shaft 1121 is formed on one side of the actuation manipulation unit 113 on the first handle 114 .
  • the first handle 114 is formed to be rotatable about the yaw rotation shaft 1121 .
  • the yaw rotation shaft 1121 may be formed to form a predetermined angle with the XY plane on which the connection part 140 is formed.
  • the yaw axis of rotation 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 axis of rotation 1121 may be relatively changed as described above.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and by an ergonomic design, the yaw rotation shaft 1121 may be formed in various directions to suit the structure of the user's hand gripping the manipulation unit 110 .
  • Article 1 yaw pulley (112P1) and Article 2 yaw pulley (112P2) is coupled to the yaw rotation shaft 1121 so as to be rotatable about the yaw rotation shaft 1121.
  • Article 1 yaw pulley (112P1) Article 1 wire (130J1) is wound
  • Article 2 wire (130J2) can be wound.
  • Article 1 yaw pulley (112P1) and Article 2 yaw pulley (112P2) may be formed to face each other, and may be composed of two pulleys that are independently rotatable. Accordingly, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys, respectively, so that they can operate without interfering with each other.
  • the yaw frame 1123 connects the first handle 114, the yaw rotation shaft 1121, the first actuation rotation shaft 1131a, and the second actuation rotation shaft 1131b, the first handle 114 and the yaw control unit ( 112) and the actuation operation unit 113 to be able to rotate integrally around the yaw rotation shaft 1121.
  • the pitch manipulation unit 111 is a pitch rotation shaft 1111, Article 1 pitch pulley -a (111P1a), Article 1 pitch pulley -b (111P1b), Article 2 pitch pulley -a (111P2a) and Article Two pairs of pitch pulley-b (111P2b) and may include a pitch frame (pitch frame) (1113).
  • the pitch manipulation unit 111 Article 1 pitch pulley -a (111P1a) Article 1 pitch secondary pulley -a (111S1a) formed on one side of, Article 1 pitch pulley -b (111P1b) formed on one side of the article 1 pitch pulley Article 1 pitch auxiliary pulley-b (111S1b) and Article 2 pitch pulley-a (111P2a) formed on one side of Article 2 pitch auxiliary pulley-a (111S2a), Article 2 pitch pulley-b (111P2b) Article 2 pitch auxiliary pulley-b (111S2b) formed on one side may be further included.
  • the pitch manipulation unit 111 is connected to the bent unit 141 of the connection unit 140 through the pitch rotation shaft 1111 .
  • the pitch frame 1113 becomes the 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 rotation shaft 1121, the first actuation rotation shaft 1131a, and the second actuation rotation shaft 1131b, and also the yaw frame 1123 ) is connected to the pitch frame 1113, when the pitch frame 1113 rotates around the pitch rotation axis 1111, the yaw frame 1123 connected to the pitch frame 1113, the first handle 114, the yaw rotation axis (1121), the first actuation rotation shaft (1131a), the second actuation rotation shaft (1131b) is rotated together.
  • the pitch frame 1113 has a pitch rotation shaft 1111 and Article 1 pitch pulley-a (111P1a), Article 1 pitch pulley-b (111P1b), Article 2 pitch pulley-a (111P2a), and second The jaw pitch pulley-b (111P2b) is coupled.
  • Article 1 pitch pulley-a (111P1a), Article 1 pitch pulley-b (111P1b), Article 2 pitch pulley-a (111P2a), Article 2 pitch pulley-b (111P2b) is pitch It is coupled to the pitch rotation shaft 1111 so as to be rotatable about the rotation shaft 1111 .
  • Article 1 pitch pulley -a (111P1a) and Article 1 pitch pulley -b (111P1b) are formed to face each other and may be formed to be independently rotatable. Accordingly, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys, respectively, so that they can operate without interfering with each other.
  • Article 2 pitch pulley -a (111P2a) and Article 2 pitch pulley -b (111P2b) are also formed to face each other and may be formed to be rotatable independently. Accordingly, the wound wire and the wound wire can be wound on separate pulleys, respectively, so that they can operate without interfering with each other.
  • the pitch wire end pulley (115P) is fixedly coupled to the pitch frame (1113) is formed to rotate together. Then, 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. As a result, the pitch frame 1113, the pitch wire end pulley 115P by the pitch rotation may rotate together about the pitch rotation axis 1111.
  • the operation of the pitch wire 130P is as follows.
  • the end tool 120 has a pitch pulley 123P is fixedly coupled to the end tool hub 123a, and the control unit 110 has a pitch wire end pulley 115P formed, which are connected to each other by a 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 .
  • both ends 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 .
  • Actuation rotation shafts 1131a and 1131b, the yaw rotation shaft 1121 and the pitch rotation shaft 1111 may be formed on the first handle 114 .
  • the first handle 114 and the actuation manipulation 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 manipulation unit 112 may be directly connected to each other.
  • the pitch manipulation unit 111 is formed to be connected to the yaw manipulation unit 112 on one side of the yaw manipulation unit 112 , the pitch manipulation unit 111 is not directly connected to the first handle 114 , but the pitch manipulation 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 (end tool) 120 are the same or parallel axis (X axis) may be formed on the That is, the pitch rotation shaft 1111 of the pitch manipulation unit 111 is formed at one end of the bent portion 141 of the connecting unit 140 , and the end tool 120 is formed at the other end of the connecting unit 140 .
  • one or more intermediate pulleys (MP) for changing or guiding the path of the wires may be disposed in the middle of the connecting portion 140 , in particular, the bent portion 141 portion. At least a portion of the wires are wound on the intermediate pulleys (MP) such as to guide the paths of the wires, so that the wires can be arranged along the bent shape of the bent portion 141 .
  • the connecting portion 140 is shown to be curved to have a predetermined curvature provided with the bent portion 141 , but the spirit of the present invention is not limited thereto, and the connecting portion 140 is a straight line as needed. It may be formed as a , or may be formed by bending one or more times, and even in this case, it can be said that the pitch manipulation unit 111 and the end tool 120 are substantially formed on the same or parallel axis. will be. In addition, although it is shown in FIG. 3 that the pitch manipulation unit 111 and the end tool 120 are respectively formed on an axis parallel to the X axis, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the pitch manipulation unit ( 111 and the end tool 120 may be formed on different axes.
  • FIG. 9 is a plan view showing the hand loop of the surgical instrument of Figure 2
  • Figure 9 is a state before the first end (154a) and the second end (154b) of the variable ring portion 154 is bound
  • 10 is a view showing a state in which the first end 154a and the second end 154b of the variable ring part 154 are fastened to form a relatively large size finger seat hole 154c
  • 11 is a view showing a state in which the finger seating hole 154c of the variable ring part 154 is formed relatively small compared to FIG. 10 .
  • the hand ring 150 of the surgical instrument 1 may include a first hand ring 151 and a second hand ring 152 as a pair. And each of the hand rings 151 and 152 may include a fixed ring portion 153 and a variable ring portion 154, respectively.
  • first hand ring 151 into which the user's thumb is fitted
  • second hand ring 152 through which the user's index finger is fitted is formed to be symmetrical with the first hand ring 151 .
  • the first hand loop 151 may include a fixed ring portion 153 and a variable ring portion 154 .
  • the fixing ring portion 153 has a hollow portion 153c formed therein so that a user's finger can be inserted therein.
  • the fixed ring portion 153 is connected to the base (153a) and the base (153a) and includes a ring frame (153b) in which a hollow portion (153c) is formed. And one or more through-holes (153d, 153e) may be formed in the ring frame (153b).
  • One end of the base 153a is coupled to the actuation rotating part (1132b in FIG. 8), and the first hand ring 151 may be formed to rotate together with the actuation rotating part (1132b in FIG. 8).
  • the first hand ring 151 and the actuation rotating part 1132b in FIG. 8 are formed as separate members, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the first hand ring 151 and the actuator It will be possible that the rotation part (1132b in FIG. 8) is integrally formed.
  • a ring frame (153b) is formed at the other end of the base (153a).
  • the ring frame (153b) is literally formed in the shape of a ring (ring), the hollow portion (153c) therein may be formed.
  • One or more through-holes 153d and 153e may be formed in the ring frame 153b.
  • the through-holes 153d and 153e may be formed to correspond to the shape and thickness of the variable ring portion 154 so that the variable ring portion 154 can pass therethrough.
  • two through-holes are formed, the spirit of the present invention is not limited thereto, and various numbers and It may be formed in a shape.
  • variable ring portion 154 may be formed in the form of a band having a predetermined width, and at least a portion is disposed within the fixed ring portion 153 so that its shape can be changed within the fixed ring portion 153 . can be formed.
  • variable ring portion 154 is formed to be able to adjust the shape to fit the shape of the user's finger.
  • variable ring portion 154 may be Velcro, in particular double-sided Velcro. That is, by forming the variable ring portion 154 using Velcro, which is relatively easy to attach and detach, and adjust the attachment position of the Velcro while the user puts his or her finger on the hand ring 150, the user's finger can be attached to the hand ring. It is to be fitted or closely coupled to (150).
  • the first end 154a of the variable ring portion 154 may be fixedly coupled to the base 153a of the fixed ring portion 153 .
  • the second end 154b of the variable ring portion 154 may form an approximately circular finger seating hole 154c while passing through the two through holes 153e and 153d in turn.
  • the second end 154b of the variable ring portion 154 passing through the through hole 153d is attached to a predetermined region of one end 154b of the variable ring portion 154, and the variable ring portion 154 is attached to a predetermined area.
  • the overall position and shape of the can be approximately fixed.
  • a finger seat hole 154c formed in the variable ring portion 154 may be changed in size and shape.
  • the second end 154b is pushed or pulled while the finger seating hole 154c ) can be freely changed.
  • the first end 154a and the second end 154b of the variable ring part 154 are coupled to form a relatively large finger seat hole 154c.
  • variable ring portion 154 a double-sided Velcro having a predetermined width is exemplified, but the spirit of the present invention is not limited thereto, and various configurations that can appropriately adjust the size of the ring according to the user are available. It will be said that it can be applied as a variable ring part. For example, when a protrusion is formed on one side, such as a wrist watch, and a plurality of holes into which the protrusion can be fitted are formed on the other side to adjust the size of the variable ring portion by adjusting which hole the protrusion is fitted into can also be assumed.
  • variable ring portion is adjusted while repeating the peeling and pasting at an appropriate location a plurality of times.
  • various detachable configurations may be applied.
  • the surgical instrument 1 is provided with a variable ring portion 154 that can adjust the size of the hole in the ring portion to fit the thickness of the user's finger, so that the user's finger is a hand ring ( 150), it is possible to obtain the effect of improving the user's operation convenience by making it fit or closely coupled.
  • the first actuation pulley (113P1) and the second actuation pulley (113P2) rotate in opposite directions, and thus one end is fixedly coupled to the first actuation pulley (113P1) and wound Article 1 wire (130J1) ) and the second actuation pulley (113P2) one end is fixedly coupled to the wound Article 2 wire (130J2) also moves in opposite directions to each other. And, this rotational force is transmitted to the end tool 120 through the power transmission unit 130, the two jaws (jaw) 121, 122 of the end tool 120 performs the actuation operation.
  • the actuation operation refers to an operation of opening or closing the jaws 121 and 122 while the two jaws 121 and 122 rotate in opposite directions as described above. That is, when the actuation rotating parts 1132a, 1132b of the actuation manipulation unit 113 are rotated in a direction closer to each other, the first jaw (jaw) 121 rotates counterclockwise and the second jaw (jaw) 122 ) is rotated in a clockwise direction while the end tool 120 is closed, and when the actuation rotating parts 1132a and 1132b of the actuation manipulation unit 113 are rotated in a direction away from each other, Article 1 (jaw) 121 is clockwise and the second jaw (jaw) 122 is rotated counterclockwise while the end tool 120 is opened.
  • the first actuation rotating unit 1132a and the second actuation rotating unit 1132b are provided for the above-described actuation operation to constitute a second handle, and two fingers can be gripped to enable manipulation.
  • the configuration of the actuation manipulation unit 113 for actuation manipulation to open and close the two jaws of the end tool 120 to each other is different from the above-described configuration of the two actuation pulleys (first actuation) with one actuation rotating unit.
  • the pulley (113P1), the second actuation pulley (113P2) other modifications such as a configuration to operate opposite to each other will be sufficiently possible.
  • the actuation operation unit 113 and the yaw operation unit 112 rotate the yaw rotation shaft 1121. yaw rotation around the center. That is, when the first actuation pulley (113P1) of the first actuation manipulation unit (113a) to which the Article 1 wire (130J1) is fixedly coupled is rotated around the yaw rotation shaft 1121, the Article 1 yaw pulley ( Article 1 wire (130J1) wound on 112P1) is moved.
  • the yaw frame 1123 connects the first handle 114, the yaw rotating shaft 1121, the first actuated rotating shaft 1131a, and the second actuated rotating shaft 1131b, the first handle 114 and the yaw
  • the manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 rotate together around the yaw rotation shaft 1121 .
  • the actuation operation unit 113, the yaw operation unit 112 and the pitch operation unit 111 are The pitch rotation is performed around the pitch rotation shaft 1111 . That is, when the first actuation pulley (113P1) of the first actuation manipulation unit (113a) to which the Article 1 wire (130J1) is fixedly coupled rotates around the pitch rotation shaft 1111, Article 1 pitch pulley- Article 1 wire (130J1) wound on a (111P1a) and Article 1 pitch pulley-b (111P1b) is moved.
  • both strands of the Article 1 wire (130J1) move in the same direction, and both strands of the Article 2 wire (130J2) move in the same direction, so that Article 1 ( 121) and Article 2 (122) so that the pitch rotation, Article 1 wire (130J1) and Article 2 wire (130J2) Article 1 pitch pulley (111P1a, 111P1b) and Article 2 pitch pulley ( 111P2a, 111P2b).
  • this rotational force is transmitted to the end tool 120 through the power transmission unit 130, the two jaws (jaw) (121, 122) of the end tool 120 performs a pitch operation.
  • the pitch frame 1113 is connected to the yaw frame 1123, and the yaw frame 1123 is a first handle 114, a yaw rotation shaft 1121, a first actuation rotation shaft 1131a, a second actuation rotation shaft ( 1131b), when the pitch frame 1113 rotates about the pitch rotation axis 1111, the yaw frame 1123 connected to the pitch frame 1113, the first handle 114, the yaw rotation axis 1121, the first The first actuation axis of rotation 1131a and the second actuation axis of rotation 1131b rotate together. That is, when the pitch manipulation unit 111 rotates around the pitch rotation shaft 11111 , the actuation manipulation unit 113 and the yaw manipulation unit 112 rotate together with the pitch manipulation unit 111 .
  • a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), and a wire (Article 1 wire or second article) is formed in this pulley.
  • wire is wound, and the rotation operation (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) of the operation unit causes movement of each wire, resulting in inducing the desired operation of the end tool 120 .
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and the wire may not be wound several times on one pulley by these auxiliary pulleys.
  • the actuation operation, the yaw operation, and the pitch operation can be operated independently of each other.
  • the actuation manipulation unit 113, the yaw manipulation unit 112, and the pitch manipulation unit 111 have their rotation axes located behind each manipulation unit, so that the joint configuration of the end tool is the same, and the user It is possible to perform an intuitively matching operation.
  • a pulley is formed at each joint point (actuation joint, yaw joint, pitch joint), and the pulley is wire (Article 1 wire or Article 2) Wire) is formed so as to be wound, and the rotation operation of the operation unit (actuation rotation, yaw rotation, pitch rotation) causes movement of each wire, as a result, it is characterized in that it induces the desired operation of the end tool 120 .
  • auxiliary pulleys may be formed on one side of each pulley, and by these auxiliary pulleys, a wire cannot be wound on one pulley several times, so that the wires wound on the pulley do not contact each other and are wound around the pulley.
  • the path of the thin wire and the winding wire is also formed safely, so that the safety and efficiency of power transmission of the wire can be improved.
  • the yaw manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 are directly formed on the first handle 114 . Accordingly, when the first handle 114 rotates about the pitch rotation shaft 1111 , the yaw operation 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 manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 is not fixed, but continues to change relatively according to the rotation of the first handle 114 . That is, in FIG. 2 and the like, the yaw manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 are illustrated as being parallel to the Z-axis.
  • the yaw manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 are not parallel to the Z-axis. That is, the coordinate system of the yaw manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 is changed according to the rotation of the first handle 114 .
  • the coordinate system of the yaw manipulation unit 112 and the actuation manipulation unit 113 is the first handle 114 with respect to the connection unit 140 as shown in FIG. 2 . It has been described based on the vertical position.
  • FIGS. 12 and 13 are perspective views showing a hand ring of a surgical instrument according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing a state in which the second end 254b of the variable ring portion 254 is coupled to the fixed ring portion 253 to form a finger seating hole 254c of a relatively small size
  • FIG. 13 is a view showing a state in which the finger seating hole 254c of the variable ring part 254 is relatively large compared to FIG. 12 .
  • the hand ring of a surgical instrument may include a first hand ring 251 and a second hand ring (not shown) as a pair. And each of the hand rings 251 may include a fixed ring portion 253 and a variable ring portion 254, respectively.
  • first hand ring 251 into which the user's thumb is fitted
  • second hand ring through which the user's index finger is inserted is formed so as to be symmetrical with the first hand ring 251 .
  • the first hand ring 251 may include a fixed ring portion 253 and a variable ring portion (254).
  • the fixed ring portion (see 153 in FIG. 9) and the variable ring portion (154 in FIG. 9) form an independent ring
  • another embodiment of the present invention The first hand ring 251 of the surgical instrument according to the method is characteristically different in that the fixed ring portion 253 and the variable ring portion 254 are combined with each other to form a single ring.
  • the fixed ring portion 253 includes a ring frame 253b connected to the base 253a and the base 253a.
  • the ring frame 253b is not formed in a closed loop shape as in FIG. 9 , but is formed so that one side is opened, and thus the end 253c is present.
  • one or more through-holes (253d) may be formed in the ring frame (253b).
  • a fastening portion 253e to which the variable ring portion 254 can be bound may be formed on the base 253a side of the fixed ring portion 253 .
  • One end of the base 253a is coupled to the actuation rotating part (1132b in FIG. 8), and the first hand ring 251 may be formed to rotate together with the actuation rotating part (1132b in FIG. 8).
  • the figure shows that the first hand loop 251 and the actuation rotating part 1132b in FIG. 8 are formed as separate members, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the first hand ring 251 and the actuator It will be possible that the rotation part (1132b in FIG. 8) is integrally formed.
  • a ring frame 253b is formed at the other end of the base 253a. As described above, the ring frame 253b is not formed in a closed loop form as in FIG. 9 , but is formed so that one side is open, and thus the end 253c is present.
  • One or more through-holes 253d may be formed in the ring frame 253b.
  • the through hole 253d may be formed to correspond to the shape and thickness of the variable ring portion 254 so that the variable ring portion 254 can pass therethrough.
  • one through-hole is formed, the spirit of the present invention is not limited thereto, and various numbers and shapes according to the shape, length, requirements, etc. of the fixed ring portion 253 and the variable ring portion 254 . can be formed with
  • variable ring portion 254 may be formed in the form of a band having a predetermined width.
  • the variable ring portion 254 is formed to be able to adjust the shape to fit the shape of the user's finger.
  • variable ring portion 254 may be Velcro. That is, by forming the variable ring portion 254 using Velcro, which is relatively easy to attach and detach, and adjust the attachment position of the Velcro while the user puts his or her finger on the hand ring 250, the user's finger is connected to the hand ring. It is to be fitted or closely coupled to 250 .
  • the first end 254a of the variable ring portion 254 may be coupled to the end 253c of the fixed ring portion 253 .
  • the first end 254a of the variable ring portion 254 and the end portion 253c of the fixed ring portion 253 are coupled by axial coupling, etc., and may be formed to be rotatable with respect to each other.
  • the first end 254a of the variable ring portion 254 may be combined with the end 253c of the fixed ring portion 253 to form a complete ring shape.
  • the second end 254b of the variable ring portion 254 may form an approximately circular finger seating hole 254c while passing through the through hole 253d.
  • the second end 254b of the variable ring portion 254 passing through the through hole 253d in this way is attached to the binding portion 253e formed in a predetermined area of the base 253a of the fixed ring portion 253,
  • the overall position and shape of the variable ring portion 254 may be approximately fixed.
  • the size and shape of the finger seating hole 254c formed by combining may be changed.
  • the second end 254b of the variable ring part 254 was attached to the binding part 253e in a slightly pulled state to form a finger seating hole 254c of a relatively small size.
  • variable ring portion 254 a band-shaped Velcro having a predetermined width is exemplified, but the spirit of the present invention is not limited thereto, and various configurations that can appropriately adjust the size of the ring according to the user are variable. It will be said that it can be applied as a ring part. For example, when a protrusion is formed on one side, such as a wrist watch, and a plurality of holes into which the protrusion can be fitted are formed on the other side to adjust the size of the variable ring portion by adjusting which hole the protrusion is fitted into can also be assumed.
  • variable ring portion is adjusted while repeating the peeling and pasting at an appropriate location a plurality of times.
  • various detachable configurations may be applied.
  • the surgical instrument 2 is provided with a variable ring portion 254 that can adjust the size of the hole in the ring portion to fit the thickness of the user's finger, so that the user's finger is the hand ring ( 250), it is possible to obtain the effect of improving user operation convenience by making it fit or closely coupled.
  • FIG. 14 and 15 are perspective views illustrating a hand ring of a surgical instrument according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 and 15 is a plan view showing a hand ring of a surgical instrument according to another embodiment of the present invention
  • Figure 14 is a projection (353f) of the fixed ring portion 353 is a groove of the variable ring portion 354
  • 354d is a view showing a state in which a relatively large finger seating hole 354c is formed
  • FIG. 15 is a finger seating hole 354c of the variable ring part 354 compared to FIG. 14 formed relatively small. It is a diagram showing the state.
  • the hand ring of a surgical instrument may include a first hand ring 351 and a second hand ring (not shown) as a pair. And each of the hand rings 351 may include a fixed ring portion 353 and a variable ring portion 354, respectively.
  • the first hand ring 351 into which the user's thumb is fitted will be described as a reference
  • the second hand ring (not shown) through which the user's index finger is fitted is formed so as to be symmetrical with the first hand ring 351 .
  • variable ring part (154 in FIG. 9) is formed of Velcro
  • first hand loop 351 of the surgical instrument is The fixed ring portion 353 * and the combination of the variable ring portion 354 is characteristically different in that it is made in the form of a groove / protrusion.
  • the fixing ring portion 353 has a hollow portion 353c formed therein so that a user's finger can be inserted therein.
  • the fixed ring portion 353 is connected to the base 353a and the base 353a and includes a ring frame 353b having a hollow portion 353c therein. And one or more through-holes 353d may be formed in the ring frame 353b.
  • the first hand ring 351 may be formed to rotate together with the actuation rotating part (1132b in FIG. 8).
  • the first hand ring 351 and the actuation rotating part 1132b in FIG. 8 are formed as separate members, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the first hand ring 351 and the actuator It will be possible that the rotation part (1132b in FIG. 8) is integrally formed.
  • a ring frame 353b is formed at the other end of the base 353a.
  • the ring frame (353b) is literally formed in a ring (ring) shape may have a hollow portion (353c) formed therein.
  • One or more through-holes 353d may be formed in the ring frame 353b.
  • the through hole 353d may be formed to correspond to the shape and thickness of the variable ring portion 354 so that the variable ring portion 354 can pass therethrough.
  • one through-hole is formed, the spirit of the present invention is not limited thereto, and various numbers and shapes according to the shape, length, requirements, etc. of the fixed ring portion 353 and the variable ring portion 354 . can be formed with
  • the base (353a) side of the fixed ring portion 353 may be formed with a protrusion (353f) to which the variable ring portion 354 can be coupled.
  • variable ring portion 354 may be formed in the form of a band having a predetermined width, and at least a portion is disposed within the fixed ring portion 353 so that its shape can be changed within the fixed ring portion 353 . can be formed.
  • variable ring portion 354 is formed to be able to adjust the shape to fit the shape of the user's finger.
  • one or more grooves 354d may be formed in the variable ring portion 354 .
  • the projections 353f of the fixing ring portion 353 are fitted into these grooves 354d, and the user inserts the projections 353f into the appropriate grooves 354d while the user puts his or her finger on the hand ring 351.
  • the user's finger is to be fitted or closely coupled to the hand loop 351 .
  • the first end 354a of the variable ring portion 354 may be fixedly coupled to either side of the base 353a or the ring frame 353b of the fixed ring portion 353 .
  • the figure shows that the first end 354a of the variable ring portion 354 is coupled to the inside of the ring frame 353b, the spirit of the present invention is not limited thereto, and as in the embodiment of FIG. 9 , the variable ring After the first end 354a of the portion 354 is fixedly coupled to the base 353a of the fixed ring portion 353, it will be possible to be inserted into the ring frame 353b through the through hole.
  • the second end 354b of the variable ring portion 354 may form an approximately circular finger seating hole 354c while passing through the through hole 353d.
  • the second end 354b of the variable ring portion 354 passing through the through hole 353d in this way is attached to the protrusion 353f formed in a predetermined area of the base 353a of the fixed ring portion 353, and is variable
  • the overall position and shape of the ring portion 354 may be approximately fixed.
  • the fixed ring portion 353 and the variable ring portion 354 are combined to form
  • the size and shape of the finger seating hole 354c may be changed.
  • the protrusion 353f of the fixed ring portion 353 is fitted into the second end 354b of the variable ring portion 354 to form a finger seating hole 354c of a relatively large size.
  • FIG. 15 in a state in which the second end 354b of the variable ring portion 354 is pulled further, the protrusion 353f of the fixed ring portion 353 is attached to the second end 354b of the variable ring portion 354 .
  • the finger seating hole 354c of the variable ring portion 354 was formed to be relatively small compared to FIG. 14 .
  • the projection 353f is formed on the fixed ring portion 353 and one or more grooves 354d are formed on the variable ring portion 354, but the spirit of the present invention is not limited thereto. A variety of configurations may be applied, such as oppositely formed and protrusions.
  • the surgical instrument according to an embodiment of the present invention is provided with a variable ring portion 354 capable of adjusting the size of the hole in the ring portion to fit the thickness of the user's finger, so that the user's finger is attached to the hand ring 350 . It is possible to obtain the effect of improving the user's manipulation convenience by making it fit or closely coupled.
  • the present invention relates to a surgical instrument, and in particular, may be used for a manually operable surgical instrument for use in laparoscopic surgery or various various 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 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, 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 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 조작부는, 상기 엔드 툴의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부; 및 상기 액츄에이션 조작부의 일 단부에 형성되며, 사용자의 손가락이 끼워질 수 있는 고정 고리부 및 가변 고리부를 포함하는 손고리;를 포함하는 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 6은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이다.
도 9, 10 및 11은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 평면도이다.
도 12 및 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 사시도이다.
도 14 및 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 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), 연결부(140) 및 손고리(150)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.
손고리(150)는 제1 손고리(151)와 제2 손고리(152)를 포함하며, 각각의 손고리들(151)(152)은 고정 고리부(153)와 가변 고리부(154)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1)는 사용자의 손가락 굵기에 맞게 고리부 내의 홀의 크기를 조절할 수 있는 가변 고리부(154)를 구비하여, 사용자의 손가락이 손고리(150)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하여 사용자 조작 편의성을 향상시키는 것을 일 특징으로 한다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명한다.
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 6은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 엔드 툴을 나타내는 평면도이다.
도 4, 5 및 도 6을 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 6의 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 6의 화살표 R 방향으로 회전하면서 제1 조(jaw)(121)를 함께 회전시킨다.
반대로, 제1 조 와이어(130J1)가 도 6의 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 6의 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, 본 발명의 일 실시예에서는 보조 풀리(123J16, 123J26)를 추가로 구비함으로써, 도 6에서 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 6에서처럼 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.
상세히, 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 6의 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 6의 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 6의 화살표 R 방향으로 회전하면서 제2 조(jaw)(122)를 함께 회전시킨다.
반대로, 제2 조 와이어(130J2)가 도 6의 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 6의 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 6의 화살표 J2R 쪽으로 당겨지고, 동시에 제2 조 와이어(130J2)의 타 단부는 도 6의 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.
(조작부)
도 7은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 조작부를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7을 뒤쪽에서 바라본 사시도이다.
도 2 내지 도 8을 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. 또한, 조작부(110)는 손고리(150)를 더 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)의 일 단부에 형성되어 있는 손고리(150)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)의 단부에는 손고리(151)(152)가 더 형성되어, 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.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1)의 손고리(150)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 9, 10 및 11은 도 2의 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 평면도로써, 도 9는 가변 고리부(154)의 제1 단부(154a)와 제2 단부(154b)가 결착되기 전의 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 가변 고리부(154)의 제1 단부(154a)와 제2 단부(154b)가 결착되어서 상대적으로 큰 크기의 손가락 안착 홀(154c)을 형성한 상태를 나타내는 도면이고, 도 11은 도 10에 비해 가변 고리부(154)의 손가락 안착 홀(154c)이 상대적으로 작게 형성된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1)의 손고리(150)는 제1 손고리(151)와 제2 손고리(152)를 한쌍으로 구비할 수 있다. 그리고 각각의 손고리들(151)(152)는 각각 고정 고리부(153)과 가변 고리부(154)를 포함할 수 있다. 이하에서는 사용자의 엄지 손가락이 끼워지는 제1 손고리(151)를 기준으로 설명하며, 사용자의 검지 손가락이 끼워지는 제2 손고리(152)는 제1 손고리(151)와 좌우 대칭되도록 형성될 수 있다.
도 9, 10 및 11을 참조하면, 제1 손고리(151)는 고정 고리부(153)과 가변 고리부(154)를 포함할 수 있다.
고정 고리부(153)는 사용자의 손가락이 끼워질 수 있도록 내부에 중공부(153c)가 형성된다. 상세히, 고정 고리부(153)는 베이스(153a) 및 베이스(153a)와 연결되며 내부에 중공부(153c)가 형성되는 고리 프레임(153b)을 포함한다. 그리고 고리 프레임(153b)에는 하나 이상의 관통홀(153d)(153e)들이 형성될 수 있다.
베이스(153a)의 일 단부는 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)와 결합되어, 제1 손고리(151)가 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)와 함께 회전하도록 형성될 수 있다. 도면에는 제1 손고리(151)와 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)가 별도의 부재로 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제1 손고리(151)와 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)가 일체로 형성되는 것도 가능하다 할 것이다.
베이스(153a)의 타 단부에는 고리 프레임(153b)이 형성된다. 고리 프레임(153b)은 말 그대로 고리(ring) 형상으로 형성되어 내부에 중공부(153c)가 형성될 수 있다.
고리 프레임(153b)에는 하나 이상의 관통홀(153d)(153e)들이 형성될 수 있다. 이 관통홀(153d)(153e)은 가변 고리부(154)가 관통할 수 있도록 가변 고리부(154)의 형상 및 두께에 대응하여 형성될 수 있다. 도면에는 관통홀이 두 개 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 고정 고리부)(153) 및 가변 고리부(154)의 형태, 길이, 요구 사항 등에 따라 다양한 개수와 형상으로 형성될 수 있다.
가변 고리부(154)는 소정의 폭을 갖는 밴드(band) 형태로 형성될 수 있으며, 고정 고리부(153) 내에 적어도 일부가 배치되어, 고정 고리부(153) 내에서 그 형상이 변경 가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 가변 고리부(154)는 사용자 손가락의 형상에 맞게 그 형상을 조절할 수 있도록 형성된다.
이를 위해, 가변 고리부(154)는 벨크로, 특히 양면 벨크로일 수 있다. 즉, 탈부착과 결착이 비교적 용이한 벨크로를 이용하여 가변 고리부(154)를 형성하여, 사용자가 손고리(150)에 손가락을 낀 상태에서 벨크로의 부착 위치를 조절함으로써, 사용자의 손가락이 손고리(150)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하는 것이다.
여기서, 가변 고리부(154)의 제1 단부(154a)는 고정 고리부(153)의 베이스(153a)에 고정 결합될 수 있다. 한편, 가변 고리부(154)의 제2 단부(154b)는 두 개의 관통홀(153e)(153d)을 차례로 지나면서 대략 원형의 손가락 안착 홀(154c)을 형성할 수 있다. 이렇게 관통홀(153d)을 통과한 가변 고리부(154)의 제2 단부(154b)는, 가변 고리부(154)의 일 단부(154b)의 소정의 영역에 부착되어, 가변 고리부(154)의 전체적인 위치 및 형상이 대략적으로 고정되도록 할 수 있다.
이때, 가변 고리부(154)의 제2 단부(154b)가 가변 고리부(154)의 제1 단부(154a)와 결착되는 위치에 따라, 가변 고리부(154)에 형성되는 손가락 안착 홀(154c)의 크기 및 형상 등이 변경될 수 있는 것이다.
예를 들어, 도 9와 같이 가변 고리부(154)의 제1 단부(154a)와 제2 단부(154b)가 결착되지 않은 상태에서는 제2 단부(154b)를 밀거나 당기면서 손가락 안착 홀(154c)의 크기를 자유롭게 바꿀수 있다.
한편, 도 10에서는 가변 고리부(154)의 제1 단부(154a)와 제2 단부(154b)가 결착되어서 상대적으로 큰 크기의 손가락 안착 홀(154c)를 형성하였다.
한편, 도 11에서는 제2 단부(154b)를 좀 더 당긴 상태에서 벨크로의 양단부를 붙임으로써, 가변 고리부(154)의 손가락 안착 홀(154c)이 도 10에 비해 상대적으로 작게 형성되었다.
여기서는 가변 고리부(154)로써 소정의 폭을 갖는 밴드(band) 형태의 양면 벨크로를 예시하고 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 사용자에 맞추어 고리의 크기를 적절히 조절할 수 있는 다양한 구성이 가변 고리부로써 적용될 수 있다고 할 것이다. 예를 들어, 손목 시계와 같이 한쪽에는 돌기가 형성되고, 다른 쪽에는 상기 돌기가 끼워질 수 있는 복수 개의 홀이 형성되어, 돌기가 어느 홀에 끼워지는지를 조절하여 가변 고리부의 크기를 조절하는 경우도 상정할 수 있을 것이다. 또는 소정의 점착성을 가진 재질을 포함하여, 적절한 위치에 복수 회 떼었다 붙였다를 반복하면서 가변 고리부의 크기를 조절하는 경우도 상정할 수 있을 것이다. 이 외에도 탈부착이 가능한 다양한 구성이 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(1)는 사용자의 손가락 굵기에 맞게 고리부 내의 홀의 크기를 조절할 수 있는 가변 고리부(154)를 구비하여, 사용자의 손가락이 손고리(150)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하여 사용자 조작 편의성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에서의 액츄에이션 동작, 요 동작, 피치 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저 액츄에이션 동작은 다음과 같다.
사용자가 제1 액츄에이션 회전부(1132a)와 연결된 제2 손고리(152)에 검지 손가락을 끼우고, 제2 액츄에이션 회전부(1132b)와 연결된 제1 손고리(151)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.
따라서, 제1 실시예를 나타내는 도 7에 도시된 바와 같이, 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.
도 12 및 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 사시도이다.
여기서, 도 12는 가변 고리부(254)의 제2 단부(254b)가 고정 고리부(253)에 결착되어서 상대적으로 작은 크기의 손가락 안착 홀(254c)를 형성한 상태를 나타내는 도면이고, 도 13은 도 12에 비해 가변 고리부(254)의 손가락 안착 홀(254c)이 상대적으로 크게 형성된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리는 제1 손고리(251)와 제2 손고리(미도시)를 한쌍으로 구비할 수 있다. 그리고 각각의 손고리들(251)은 각각 고정 고리부(253)과 가변 고리부(254)를 포함할 수 있다. 이하에서는 사용자의 엄지 손가락이 끼워지는 제1 손고리(251)를 기준으로 설명하며, 사용자의 검지 손가락이 끼워지는 제2 손고리(미도시)는 제1 손고리(251)와 좌우 대칭되도록 형성될 수 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 제1 손고리(251)는 고정 고리부(253)과 가변 고리부(254)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 9에서 설명했던 본 발명의 일 실시예는 고정 고리부(도 9의 153 참조)와 가변 고리부(도 9의 154)가 각각 독자적인 고리를 형성하는데 반하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 제1 손고리(251)는 고정 고리부(253)와 가변 고리부(254)가 서로 결합하여 하나의 고리를 형성한다는 점에서 특징적으로 달라진다.
상세히, 고정 고리부(253)는 베이스(253a) 및 베이스(253a)와 연결되는 고리 프레임(253b)을 포함한다. 이때 고리 프레임(253b)은 도 9와 같은 폐루프(closed loop) 형태가 아니라, 일 측이 개방되도록 형성되며, 이에 따라 단부(253c)가 존재하게 된다. 그리고 고리 프레임(253b)에는 하나 이상의 관통홀(253d)들이 형성될 수 있다. 또한 고정 고리부(253)의 베이스(253a) 측에는 가변 고리부(254)가 결착될 수 있는 결착부(253e)가 형성될 수 있다.
베이스(253a)의 일 단부는 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)와 결합되어, 제1 손고리(251)가 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)와 함께 회전하도록 형성될 수 있다. 도면에는 제1 손고리(251)와 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)가 별도의 부재로 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제1 손고리(251)와 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)가 일체로 형성되는 것도 가능하다 할 것이다.
베이스(253a)의 타 단부에는 고리 프레임(253b)이 형성된다. 상술한 바와 같이 고리 프레임(253b)은 도 9와 같은 폐루프(closed loop) 형태가 아니라, 일 측이 개방되도록 형성되며, 이에 따라 단부(253c)가 존재하게 된다.
고리 프레임(253b)에는 하나 이상의 관통홀(253d)들이 형성될 수 있다. 이 관통홀(253d)은 가변 고리부(254)가 관통할 수 있도록 가변 고리부(254)의 형상 및 두께에 대응하여 형성될 수 있다. 도면에는 관통홀이 한 개 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 고정 고리부(253) 및 가변 고리부(254)의 형태, 길이, 요구 사항 등에 따라 다양한 개수와 형상으로 형성될 수 있다.
가변 고리부(254)는 소정의 폭을 갖는 밴드(band) 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 가변 고리부(254)는 사용자 손가락의 형상에 맞게 그 형상을 조절할 수 있도록 형성된다.
이를 위해, 가변 고리부(254)는 벨크로일 수 있다. 즉, 탈부착과 결착이 비교적 용이한 벨크로를 이용하여 가변 고리부(254)를 형성하여, 사용자가 손고리(250)에 손가락을 낀 상태에서 벨크로의 부착 위치를 조절함으로써, 사용자의 손가락이 손고리(250)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하는 것이다.
여기서, 가변 고리부(254)의 제1 단부(254a)는 고정 고리부(253)의 단부(253c)에 결합될 수 있다. 이때 가변 고리부(254)의 제1 단부(254a)와 고정 고리부(253)의 단부(253c)는 축 결합 등으로 결합되어, 서로에 대해 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 가변 고리부(254)의 제1 단부(254a)가 고정 고리부(253)의 단부(253c)와 결합하여 하나의 완성된 고리 형태를 형성할 수 있다.
한편, 가변 고리부(254)의 제2 단부(254b)는 관통홀(253d)을 지나면서 대략 원형의 손가락 안착 홀(254c)을 형성할 수 있다. 이렇게 관통홀(253d)을 통과한 가변 고리부(254)의 제2 단부(254b)는, 고정 고리부(253)의 베이스(253a)의 소정의 영역에 형성된 결착부(253e)에 부착되어, 가변 고리부(254)의 전체적인 위치 및 형상이 대략적으로 고정되도록 할 수 있다.
이때, 가변 고리부(254)의 제2 단부(254b)의 어느 부분이 고정 고리부(253)의 결착부(253e)에 부착되는지에 따라, 고정 고리부(253)와 가변 고리부(254)가 결합하여 형성되는 손가락 안착 홀(254c)의 크기 및 형상 등이 변경될 수 있는 것이다.
예를 들어, 도 12에서는 가변 고리부(254)의 제2 단부(254b)를 다소 당긴 상태에서 결착부(253e)에 부착하여 상대적으로 작은 크기의 손가락 안착 홀(254c)를 형성하였다.
한편, 도 13에서는 제2 단부(254b)를 좀 더 느슨하게 한 상태에서 결착부(253e)에 부착함으로써, 가변 고리부(254)의 손가락 안착 홀(254c)이 도 12에 비해 상대적으로 크게 형성되었다.
여기서는 가변 고리부(254)로써 소정의 폭을 갖는 밴드(band) 형태의 벨크로를 예시하고 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 사용자에 맞추어 고리의 크기를 적절히 조절할 수 있는 다양한 구성이 가변 고리부로써 적용될 수 있다고 할 것이다. 예를 들어, 손목 시계와 같이 한쪽에는 돌기가 형성되고, 다른 쪽에는 상기 돌기가 끼워질 수 있는 복수 개의 홀이 형성되어, 돌기가 어느 홀에 끼워지는지를 조절하여 가변 고리부의 크기를 조절하는 경우도 상정할 수 있을 것이다. 또는 소정의 점착성을 가진 재질을 포함하여, 적절한 위치에 복수 회 떼었다 붙였다를 반복하면서 가변 고리부의 크기를 조절하는 경우도 상정할 수 있을 것이다. 이 외에도 탈부착이 가능한 다양한 구성이 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트(2)는 사용자의 손가락 굵기에 맞게 고리부 내의 홀의 크기를 조절할 수 있는 가변 고리부(254)를 구비하여, 사용자의 손가락이 손고리(250)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하여 사용자 조작 편의성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 사시도이다.
도 14 및 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리를 나타내는 평면도로써, 도 14는 고정 고리부(353)의 돌기(353f)가 가변 고리부(354)의 홈(354d)에 끼워져서 상대적으로 큰 크기의 손가락 안착 홀(354c)을 형성한 상태를 나타내는 도면이고, 도 15는 도 14에 비해 가변 고리부(354)의 손가락 안착 홀(354c)이 상대적으로 작게 형성된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 손고리는 제1 손고리(351)와 제2 손고리(미도시)를 한쌍으로 구비할 수 있다. 그리고 각각의 손고리들(351)은 각각 고정 고리부(353)과 가변 고리부(354)를 포함할 수 있다. 이하에서는 사용자의 엄지 손가락이 끼워지는 제1 손고리(351)를 기준으로 설명하며, 사용자의 검지 손가락이 끼워지는 제2 손고리(미도시)는 제1 손고리(351)와 좌우 대칭되도록 형성될 수 있다.
여기서, 도 9 등에서 설명했던 본 발명의 실시예는 가변 고리부(도 9의 154)가 벨크로로 형성되는데 반하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 제1 손고리(351)는 고정 고리부(353)*와 가변 고리부(354)의 결합이 홈/돌기 형태로 이루어진다는 점에서 특징적으로 달라진다.
고정 고리부(353)는 사용자의 손가락이 끼워질 수 있도록 내부에 중공부(353c)가 형성된다. 상세히, 고정 고리부(353)는 베이스(353a) 및 베이스(353a)와 연결되며 내부에 중공부(353c)가 형성되는 고리 프레임(353b)을 포함한다. 그리고 고리 프레임(353b)에는 하나 이상의 관통홀(353d)들이 형성될 수 있다.
베이스(353a)의 일 단부는 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)와 결합되어, 제1 손고리(351)가 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)와 함께 회전하도록 형성될 수 있다. 도면에는 제1 손고리(351)와 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)가 별도의 부재로 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제1 손고리(351)와 액츄에이션 회전부(도 8의 1132b)가 일체로 형성되는 것도 가능하다 할 것이다.
베이스(353a)의 타 단부에는 고리 프레임(353b)이 형성된다. 고리 프레임(353b)은 말 그대로 고리(ring) 형상으로 형성되어 내부에 중공부(353c)가 형성될 수 있다.
고리 프레임(353b)에는 하나 이상의 관통홀(353d)들이 형성될 수 있다. 이 관통홀(353d)은 가변 고리부(354)가 관통할 수 있도록 가변 고리부(354)의 형상 및 두께에 대응하여 형성될 수 있다. 도면에는 관통홀이 한 개 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 고정 고리부(353) 및 가변 고리부(354)의 형태, 길이, 요구 사항 등에 따라 다양한 개수와 형상으로 형성될 수 있다.
또한 고정 고리부(353)의 베이스(353a) 측에는 가변 고리부(354)가 결합될 수 있는 돌기(353f)가 형성될 수 있다.
가변 고리부(354)는 소정의 폭을 갖는 밴드(band) 형태로 형성될 수 있으며, 고정 고리부(353) 내에 적어도 일부가 배치되어, 고정 고리부(353) 내에서 그 형상이 변경 가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 가변 고리부(354)는 사용자 손가락의 형상에 맞게 그 형상을 조절할 수 있도록 형성된다.
이를 위해, 가변 고리부(354)에는 하나 이상의 홈(354d)들이 형성될 수 있다. 그리고 이 홈(354d)들에 고정 고리부(353)의 돌기(353f)가 끼워지도록 형성되어, 사용자가 손고리(351)에 손가락을 낀 상태에서 적절한 홈(354d)에 돌기(353f)를 끼움으로써, 사용자의 손가락이 손고리(351)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하는 것이다.
여기서, 가변 고리부(354)의 제1 단부(354a)는 고정 고리부(353)의 베이스(353a) 또는 고리 프레임(353b) 중 어느 일 측에 고정 결합될 수 있다. 도면에는 가변 고리부(354)의 제1 단부(354a)가 고리 프레임(353b)의 내측에 결합되는 것을 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 도 9의 실시예와 같이 가변 고리부(354)의 제1 단부(354a)가 고정 고리부(353)의 베이스(353a)에 고정 결합된 후, 관통홀을 통해 고리 프레임(353b) 내측으로 삽입되어 들어오는 것도 가능하다 할 것이다.
한편, 가변 고리부(354)의 제2 단부(354b)는 관통홀(353d)을 지나면서 대략 원형의 손가락 안착 홀(354c)을 형성할 수 있다. 이렇게 관통홀(353d)을 통과한 가변 고리부(354)의 제2 단부(354b)는, 고정 고리부(353)의 베이스(353a)의 소정의 영역에 형성된 돌기(353f)에 부착되어, 가변 고리부(354)의 전체적인 위치 및 형상이 대략적으로 고정되도록 할 수 있다.
이때, 가변 고리부(354)의 어느 홈(354d)에 고정 고리부(353)의 돌기(353f)가 끼워지는지에 따라, 고정 고리부(353)와 가변 고리부(354)가 결합하여 형성되는 손가락 안착 홀(354c)의 크기 및 형상 등이 변경될 수 있는 것이다.
예를 들어, 도 14에서는 고정 고리부(353)의 돌기(353f)가 가변 고리부(354)의 제2 단부(354b)에 끼워져서 상대적으로 큰 크기의 손가락 안착 홀(354c)를 형성하였다.
한편, 도 15에서는 가변 고리부(354)의 제2 단부(354b)를 좀 더 당긴 상태에서 고정 고리부(353)의 돌기(353f)를 가변 고리부(354)의 제2 단부(354b)에 끼움으로써, 가변 고리부(354)의 손가락 안착 홀(354c)이 도 14에 비해 상대적으로 작게 형성되었다.
여기서는 고정 고리부(353)에 돌기(353f)가 형성되고 가변 고리부(354)에 하나 이상의 홈(354d)가 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명으 사상은 이에 제한되지 아니하며, 필요에 따라 홈과 돌기가 반대로 형성되는 등 다양한 구성이 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는 사용자의 손가락 굵기에 맞게 고리부 내의 홀의 크기를 조절할 수 있는 가변 고리부(354)를 구비하여, 사용자의 손가락이 손고리(350)에 맞춤 내지는 밀착 결합되도록 하여 사용자 조작 편의성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
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 이용될 수 있다.

Claims (17)

  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;
    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 연결하는 연결부;를 포함하고,
    상기 조작부는,
    상기 엔드 툴의 액츄에이션(actuation) 운동을 제어하는 액츄에이션 조작부; 및
    상기 액츄에이션 조작부의 일 단부에 형성되며, 사용자의 손가락이 끼워질 수 있는 고정 고리부 및 가변 고리부를 포함하는 손고리;를 포함하는 수술용 인스트루먼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 고리부는 사용자 손가락의 형상에 맞게 그 부착 위치를 조절할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 고리부는 사용자의 손가락이 끼워질 수 있도록 내부에 중공부가 형성되고,
    상기 가변 고리부는 소정의 폭을 갖는 밴드(band) 형태로 형성되며, 상기 고정 고리부 내에 적어도 일부가 배치되어, 상기 고정 고리부 내에서 그 형상이 변경 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 고리부는,
    베이스;
    상기 베이스와 연결되며 내부에 상기 중공부가 형성되는 고리 프레임; 및
    상기 고리 프레임에 형성되는 하나 이상의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가변 고리부의 제1 단부는 상기 베이스에 고정 결합되고,
    상기 가변 고리부의 제2 단부는 상기 하나 이상의 관통홀을 지나면서 손가락 안착 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가변 고리부의 제2 단부가 상기 가변 고리부의 제1 단부와 결착되는 위치에 따라 상기 가변 고리부의 형상이 변경되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가변 고리부의 제1 단부는 상기 고리 프레임에 고정 결합되고,
    상기 가변 고리부의 제2 단부는 상기 하나 이상의 관통홀을 지나면서 손가락 안착 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가변 고리부의 제2 단부가 상기 고정 고리부에 형성되는 돌기와 결합하는 위치에 따라 상기 가변 고리부의 형상이 변경되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 고리부는 일 측이 개방되어 단부를 형성하고,
    상기 가변 고리부의 제1 단부는 상기 고정 고리부의 상기 단부와 결합하고, 상기 가변 고리부의 제2 단부는 상기 고정 고리부에서 상기 단부와 상이한 영역에 결합하여, 사용자의 손가락이 끼워질 수 있는 손가락 안착 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정 고리부는,
    베이스;
    상기 베이스와 연결되며 일 측이 개방되도록 형성되어 상기 단부가 형성되는 고리 프레임; 및
    상기 고리 프레임에 형성되는 하나 이상의 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가변 고리부의 제1 단부는 상기 고정 고리부의 상기 단부에 결합되고,
    상기 가변 고리부의 제2 단부는 상기 하나 이상의 관통홀을 지나면서 손가락 안착 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 고리부의 상기 제2 단부가 상기 고정 고리부의 결착부에 결착되는 위치에 따라 상기 가변 고리부의 형상이 변경되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이션 조작부와 상기 손고리는 각각 두 개씩 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 두 개의 손고리를 서로 가까워지는 방향으로 함께 회전시키면, 상기 엔드 툴의 두 개의 조(jaw)가 서로 가까워지는 방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 고리부는 벨크로를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 고리부는 돌기 또는 홈을 포함하고,
    상기 고정 고리부 또는 상기 가변 고리부 중 어느 한쪽에는, 상기 가변 고리부의 돌기/홈과 대응되는 형상의 홈/돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작부는,
    제1 손잡이;
    상기 제1 손잡이와 연결되도록 형성되며, 상기 엔드 툴의 요(yaw) 운동을 제어하는 요 조작부; 및
    상기 요 조작부의 일 측에 형성되고, 상기 엔드 툴의 피치(pitch) 운동을 제어하는 피치 조작부;를 더 포함하고,
    상기 액츄에이션 조작부는 상기 요 조작부의 타 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
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