KR101859702B1

KR101859702B1 - 수술용 인스트루먼트

Info

Publication number: KR101859702B1
Application number: KR1020100047138A
Authority: KR
Inventors: 최승욱; 이제선; 원종석
Original assignee: 주식회사 미래컴퍼니
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2018-05-18
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: KR20110127563A

Abstract

수술용 인스트루먼트가 개시된다. 구동부와, 구동부에 결합되는 플렉서블(flexible)한 샤프트(shaft)와, 샤프트의 말단에 결합되는 이펙터(effector)와, 샤프트를 그 내부에 수용하는 제1 가이드 튜브(guide tube)와, 제1 가이드 튜브로부터 이펙터 측으로 이격되어 위치하며, 샤프트를 그 내부에 수용하는, 구부러진 형상의 제2 가이드 튜브를 포함하는 수술용 인스트루먼트는, 인스트루먼트의 샤프트에 2개의 가이드 튜브를 더 설치하고, 가이드 튜브의 결합, 분리에 따라 인스트루먼트의 삽입, 인출, 가이드 튜브의 길이방향을 축으로 한 회전, 샤프트의 길이방향을 축으로 한 회전이 가능하도록 함으로써, 인스트루먼트의 작동 자유도를 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 싱글포트 수술시 복강 내에서 인스트루먼트의 위치 및 방향을 자유롭게 변경할 수 있다.

Description

수술용 인스트루먼트{Surgical instrument}

본 발명은 수술용 인스트루먼트에 관한 것이다.

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

개복수술 등을 시술할 때에는, 피부를 절개하여 들어 올림으로써 피부와 조직 사이에 소정의 공간이 형성되도록 한 후, 그 공간을 통해 수술 행위를 수행하게 된다. 따라서 개복수술은 상처가 많이 나기 때문에 수술 후 치유가 더디는 문제점이 있어서, 현재 복강경 수술이 주목받고 있다.

일반적으로 미국공개특허공보 US2010-0094312호(발명의 명칭 : FORCE ESTIMATION FOR A MINIMALLY INVASIVE ROBOTIC SURGERY SYSTEM)에 개시된 복강경 수술은 환자의 복부에 작은 구멍을 뚫은 후 이 구멍을 통해 복강의 수술부위를 관찰하면서 수술하는 방식으로, 담낭제거술, 충수돌기 절제술, 위절제술, 대장절제술 등의 외과 수술과 비뇨기과 및 산부인과 영역 등에서도 널리 이용되고 있다. 복강경 수술 중 이른바 '싱글 포트 수술'은 환자의 복부에 하나의 구멍, 즉 '싱글 포트(single port)'를 천공하고 싱글포트를 통해 모든 인스트루먼트를 삽입하여 수행되는 수술로서, 기존 복강경 수술에 비해 흉터가 최소화될 수 있는 장점이 있는 반면, 수술 방법이 쉽지 않다는 단점이 있다.

한편, 최근에는 개복 수술의 단점을 보완하기 위해 복강경 수술뿐만 아니라, 수술용 로봇(robot)을 사용하여 복강경 수술을 수행하는 로봇 수술이 대안으로서 각광받고 있다. 수술용 로봇을 사용하여 싱글포트 수술을 수행할 경우, 종래에는 도 1에 도시된 것처럼 수술 부위에 굴곡된(curved) 형상의 싱글포트 트로카(trocar)를 설치하고 이를 통해 인스트루먼트를 삽입하여 복강 내에서 인스트루먼트가 서로 마주보도록 하여 수술을 수행하였다.

그러나, 종래의 싱글포트 수술용 인스트루먼트는 구부러진 샤프트의 형상으로 인하여 복강 내에서의 인스트루먼트의 위치를 자유롭게 변경하는 것이 곤란하였고, 인스트루먼트의 위치를 변경하기 위해서는 전체 인스트루먼트를 인출한 후 다시 삽입하는 등 번거로운 작업을 수행해야 한다는 문제가 있었다.

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

본 발명은, 싱글포트 수술 과정에서 인스트루먼트의 삽입, 인출, 회전 등의 자유도를 향상시켜 복강 내에서 자유롭게 그 위치 및 방향을 조절할 수 있는 수술용 인스트루먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동부와, 구동부에 결합되는 플렉서블(flexible)한 샤프트(shaft)와, 샤프트의 말단에 결합되는 이펙터(effector)와, 샤프트를 그 내부에 수용하는 제1 가이드 튜브(guide tube)와, 제1 가이드 튜브로부터 이펙터 측으로 이격되어 위치하며, 샤프트를 그 내부에 수용하는, 구부러진 형상의 제2 가이드 튜브를 포함하는 수술용 인스트루먼트가 제공된다.

구동부는 수술용 로봇 암에 장착되고, 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자를 구비할 수 있다. 제1 구동자에 연결되며 상기 제1 구동자의 작동에 의해 장력을 전달하는 동력전달수단을 더 포함하되, 이펙터는 동력전달수단에 연결되어 작동될 수 있다. 샤프트는, 동력전달수단을 그 내부에 수용하며, 제2 구동자의 작동에 의해 그 길이방향을 중심으로 회전할 수 있다.

제1 가이드 튜브는 구동부에 결합되며, 제3 구동자의 작동에 의해 그 길이방향을 중심으로 회전할 수 있다.

이 경우, 제1 가이드 튜브와 제2 가이드 튜브는 서로 착탈가능하도록 결합되며, 제2 가이드 튜브가 제1 가이드 튜브에 결합된 상태일 때, 제3 구동자의 작동에 의해 제2 가이드 튜브는 제1 가이드 튜브와 연동하여 회전할 수 있다. 이를 위해, 제1 가이드 튜브는 그 길이방향으로 신축가능한 구조로 이루어지며, 제1 가이드 튜브의 말단에는 제1 가이드 튜브가 신장된 상태에서 제2 가이드 튜브와 결합되도록 하는 체결장치가 구비될 수 있다. 제1 가이드 튜브는 제4 구동자의 작동에 의해 그 길이방향으로 신축될 수 있다. 또한, 제1 가이드 튜브에는, 제1 가이드 튜브가 그 길이방향을 중심으로 회전하도록 하는 핸들이 구비될 수 있다.

또는, 제1 가이드 튜브의 말단에는, 제1 가이드 튜브를 그 길이방향으로 이동시킴에 따라 제2 가이드 튜브가 제1 가이드 튜브와 연동하여 이동하도록, 제1 가이드 튜브와 제2 가이드 튜브를 서로 연결시키는 고정장치가 구비될 수 있다.

한편, 제2 가이드 튜브는 로봇 암에 의해 지지되며, 샤프트가 제2 가이드 튜브의 내부를 관통하도록 이동함에 따라 샤프트가 구부러지도록 가이드할 수 있다.

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

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 인스트루먼트의 샤프트에 2개의 가이드 튜브를 더 설치하고, 가이드 튜브의 결합, 분리에 따라 인스트루먼트의 삽입, 인출, 가이드 튜브의 길이방향을 축으로 한 회전, 샤프트의 길이방향을 축으로 한 회전이 가능하도록 함으로써, 인스트루먼트의 작동 자유도를 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 싱글포트 수술시 복강 내에서 인스트루먼트의 위치 및 방향을 자유롭게 변경할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 싱글포트 수술 과정을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 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.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트를 나타낸 개념도이다. 도 2를 참조하면, 로봇 암(1), 구동부(10), 구동자(12a, 12b, 12c), 샤프트(20), 동력전달수단(22), 이펙터(30), 제1 가이드 튜브(40), 체결장치(42), 핸들(44), 고정장치(46), 제2 가이드 튜브(50)가 도시되어 있다.

본 실시예는 싱글포트 수술을 위해 구부러진(curved) 형태의 가이드 튜브를 구비한 수술용 인스트루먼트에 있어서, 가이드 튜브를 2개로 분할하고 서로 분리, 결합함으로써 작동의 자유도를 향상시킨 구조를 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트는, 가이드 튜브가 서로 분리된 상태에서는 원위(distal) 측의 구부러진 형상의 가이드 튜브가 트로카의 역할을 하여, 가이드 튜브를 통해 인스트루먼트를 삽입, 인출함에 따라 샤프트(20)가 가이드 튜브의 형상을 따라 구부러지도록 한 것이다.

또한, 가이드 튜브가 서로 결합되는 경우에는, 근위(proximal) 측의 가이드 튜브를 신축가능한 구조로 하여 원위측의 가이드 튜브와 결합함으로써, 근위측의 가이드 튜브를 회전시킴에 따라 원위측의 가이드 튜브도 함께 회전하고, 원위측의 가이드 튜브(트로카)에 대하여 근위측의 가이드 튜브를 길이방향으로 이동(신축)하도록 할 수 있다.

또한, 근위측의 가이드 튜브와 원위측의 가이드 튜브를 서로 고정적으로 결합함으로써, 근위측의 가이드 튜브를 회전시킴에 따라 원위측의 가이드 튜브도 함께 회전하고, 가이드 튜브를 전체적으로 그 길이방향으로 이동하도록 할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 상세한 구성에 대해 설명한다. 수술용 인스트루먼트는 기본적으로 구동부(10), 구동부(10)에 결합되는 샤프트(shaft)(20), 샤프트(20)의 말단에 결합되는 이펙터(effector)(30)로 이루어진다.

구동부(10)는 인스트루먼트의 작동에 필요한 구동력을 생성, 전달하는 역할을 하는 부분으로서, 수동으로 조작될 수도 있고, 수술용 로봇 암(1)에 장착되어 로봇 암(1)으로부터 구동력을 전달받을 수도 있다.

본 실시예에 따른 구동부(10)에는 로봇 암(1)으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자(12a, 12b, 12c)가 구비될 수 있다. 구동자는 휠 형태, 즉 구동휠로 구현될 수 있는데, 예를 들어 로봇 암(1)에 5개의 액추에이터가 구비되어 있다고 할 때, 구동부(10)에는 각 액추에이터에 정합되는 5개의 휠이 구동자(12a, 12b, 12c)로서 구비될 수 있다.

수동으로, 또는 로봇 암(1)의 작동에 의해 각 구동휠이 회전될 수 있는데, 각 구동휠에는 와이어(wire)나 로드(rod) 등의 동력전달수단(22)을 풀리(pulley) 등으로 결합하여 소정 거리 떨어진 작동체(예를 들면, 후술하는 이펙터(30), 샤프트(20), 가이드 튜브 등)에까지 구동력이 전달되도록 할 수 있다.

이펙터(30)는 수술 부위 내에 삽입되어 그립핑(gripping), 절단(cutting), 봉합(suturing) 등의 동작을 수행하는 포셉(forceps), 가위(scissors), 커터(cutter) 등의 구조로 이루어지는 구성요소로서, 전술한 구동자와 동력전달수단(22)에 의해 연결되어 작동될 수 있다.

전술한 복수의 구동자(12a, 12b, 12c) 중 이펙터(30)의 작동을 담당하는 구동자를 제1 구동자(12a)라 할 때, 이펙터(30)의 각 부분은 동력전달수단(22)에 의해 제1 구동자(12a)와 풀리 결합될 수 있으며, 이 경우 제1 구동자(12a)를 작동시킴에 따라 동력전달수단(22)에 의해 장력이 전달되어 이펙터(30)의 각 부분이 움직여 전술한 다양한 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 이펙터(30)가 3 자유도(집게의 작동, 집게 팔목(wrist)의 상하/좌우 회전)로 움직인다고 할 때, 이펙터(30)의 각 부분은 3개의 구동휠과 각각 풀리 결합되어 움직일 수 있으며, 이 경우 3개의 구동휠이 본 실시예에 따른 제1 구동자(12a)에 해당하게 된다.

샤프트(20)는 막대 형상의 부재로서, 그 일단은 전술한 구동부(10)에 결합되고, 그 타단에는 이펙터(30)가 결합된다. 본 실시예에 다른 샤프트(20)는 외력에 의해 휘어질 수 있는, 즉 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어질 수 있다. 이처럼 샤프트(20)를 플렉서블한 재질로 구성함으로써, 후술하는 것처럼 구부러진 형태의 가이드 튜브를 통해 샤프트(20)를 삽입함에 따라 샤프트(20)가 가이드 튜브의 형태와 마찬가지로 휘어지도록 할 수 있다. 예를 들어, 싱글포트 수술을 할 경우 하나의 구멍, 즉 싱글포트를 통해 삽입된 여러 개의 인스트루먼트가 서로 마주보도록 하여 수술을 수행하게 되는데, 본 실시예처럼 샤프트(20)가 싱글포트를 통해 삽입되는 과정에서 휘어지도록 함으로써, 수술 부위 내에서 인스트루먼트가 서로 마주보는 방향을 취하도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 인스트루먼트에는 샤프트(20)를 감싸는, 즉 샤프트(20)를 그 내부에 수용하는 부재로서 2개의 가이드 튜브(guide tube)가 구비될 수 있다. 2개의 가이드 튜브 중 하나(제1 가이드 튜브(40))는 구동부(10) 쪽에 위치하며, 다른 하나의 가이드 튜브(제2 가이드 튜브(50))는 제1 가이드 튜브(40)로부터 이격되어 이펙터(30) 쪽에 위치한다.

제1 가이드 튜브(40)는 구동부(10)로부터 동력을 전달받아 그 길이방향을 중심으로 회전하도록 구동부(10)에 결합될 수 있다. 또한, 제2 가이드 튜브(50)는 도 2에 도시된 것처럼 구부러진 형상으로 형성되어, 싱글포트 수술용 트로카의 역할을 수행할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 샤프트(20) 및 가이드 튜브가 작동되는 방식에 대해 설명한다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수술용 인스트루먼트의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 3 내지 도 7을 참조하면, 구동부(10), 구동자(12b, 12c, 12d), 샤프트(20), 이펙터(30), 제1 가이드 튜브(40), 체결장치(42), 핸들(44), 고정장치(46), 제2 가이드 튜브(50)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 샤프트(20)는 구동자와 이펙터(30)를 연결하는 동력전달수단(22)을 그 내부에 수용하는 관(管) 형상의 부재로서, 전술한 바와 같이 외력에 의해 휘어지는 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 샤프트(20)는, 도 3에 도시된 것처럼, 그 길이방향을 중심으로 회전할 수 있다. 이처럼 샤프트(20)를 회전시킴에 따라 샤프트(20)의 말단에 결합된 이펙터(30)가 회전하게 된다. 이에 따라 본 실시예에 따른 인스트루먼트는 집게의 작동, 집게 팔목의 상하/좌우 회전 및 샤프트(20)의 길이방향을 중심으로 한 회전이라는 4 자유도로 작동될 수 있다.

구동부(10)에 구비되는 복수의 구동자 중 샤프트(20)의 회전을 담당하는 구동자를 제2 구동자(12b)라 할 때, 샤프트(20)는 구동부(10)에 결합되고 제2 구동자(12b)와 풀리 결합(또는 기어 결합)될 수 있으며, 이 경우 제2 구동자(12b)를 작동시킴에 따라 동력전달수단(또는 기어)에 의해 구동력이 전달되어 샤프트(20)가 길이방향을 축으로 회전하게 된다.

본 실시예에 따른 제1 가이드 튜브(40)는, 도 4에 도시된 것처럼, 그 길이방향을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 가이드 튜브(40)는 후술하는 것처럼 제2 가이드 튜브(50)와 결합될 수 있으며, 이 경우 제1 가이드 튜브(40)를 회전시킴에 따라 제2 가이드 튜브(50)도 회전하게 된다. 즉 가이드 튜브가 전체적으로 회전하게 된다. 이에 따라 본 실시예에 따른 인스트루먼트는 집게의 작동, 집게 팔목의 상하/좌우 회전(2 자유도), 샤프트(20)의 길이방향을 중심으로 한 회전 및 제1 가이드 튜브(40)의 길이방향을 중심으로 한 회전이라는 5 자유도로 작동될 수 있다.

구동부(10)에 구비되는 복수의 구동자 중 제1 가이드 튜브(40)의 회전을 담당하는 구동자를 제3 구동자(12c)라 할 때, 제1 가이드 튜브(40)는 구동부(10)에 결합되고 제3 구동자(12c)와 풀리 결합(또는 기어 결합)될 수 있으며, 이 경우 제3 구동자(12c)를 작동시킴에 따라 동력전달수단(또는 기어)에 의해 구동력이 전달되어 제1 가이드 튜브(40)가 길이방향을 축으로 회전하게 된다.

본 실시예에 따른 제1 가이드 튜브(40)와 제2 가이드 튜브(50)는 서로 착탈가능하도록 결합될 수 있다. 가이드 튜브가 서로 결합된 상태일 때에는 전술한 것처럼 제3 구동자(12c)를 작동시켜 제1 가이드 튜브(40)가 회전하도록 할 수 있으며, 이에 따라 제2 가이드 튜브(50) 또한 제1 가이드 튜브(40)와 연동하여 회전하게 된다.

제1 가이드 튜브(40)는 그 길이방향으로 '신축가능한' 상태로 제2 가이드 튜브(50)와 결합되거나, '고정적으로' 제2 가이드 튜브(50)와 결합될 수 있다. 도 4는 제1 가이드 튜브(40)가 신축가능하도록 제2 가이드 튜브(50)에 결합되는 경우를 예시한 것으로, 제1 가이드 튜브(40)는 그 길이방향으로 이동가능한 상태로 제2 가이드 튜브(50)에 결합된다.

이를 위해, 제1 가이드 튜브(40)는 그 길이방향으로 신축가능한 구조, 예를 들면 주름관(bellows) 구조나 텔레스코프(telescope) 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라 제2 가이드 튜브(50)와 인접하도록 제1 가이드 튜브(40)를 신장시켜 제1 가이드 튜브(40)의 말단을 제2 가이드 튜브(50)에 결합할 수 있다.

이 경우, 제2 가이드 튜브(50)는 제1 가이드 튜브(40)의 회전에는 연동되나, 제1 가이드 튜브(40)의 이동에는 연동되지 않도록, 즉 회전만 가능하도록 소정 위치에 설치될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 것처럼 제2 가이드 튜브(50)는 회전만 가능하도록 로봇 암(1)에 클립핑(clipping)될 수 있다.

제1 가이드 튜브(40)를 신장시켜 제2 가이드 튜브(50)에 결합하기 위해, 제1 가이드 튜브(40)의 말단에는 제2 가이드 튜브(50)와의 결합을 위한 체결장치(42)가 구비될 수 있다. 도 4에는 구체적으로 도시되지 않았으나, 본 실시예에 따른 체결장치(42)로는 후크, 클립 등 2개의 가이드 튜브가 서로 결합된 상태로 연동하여 회전하도록 할 수 있는 다양한 결합 수단이 적용될 수 있다.

한편, 제1 가이드 튜브(40)의 신축은 사람이 수동으로 수행할 수도 있으며, 도 5에 도시된 것처럼 구동부(10)에 구비되는 복수의 구동자 중 제1 가이드 튜브(40)의 신축을 담당하는 구동자(제4 구동자(12d))를 추가로 구비하여, 제4 구동자(12d)를 작동시킴에 따라 제1 가이드 튜브(40)가 길이방향으로 신축되도록 할 수도 있다.

이 경우, 제4 구동자(40)의 작동에 의해 제1 가이드 튜브(40)가 신축되어 자동으로 제2 가이드 튜브(50)에 착탈되도록 할 수 있으며, 이에 따라 전술한 5 자유도 동작에 제1 가이드 튜브(40)의 신축 동작까지 더하여 총 6 자유도의 동작이 구현되도록 할 수 있다.

제1 가이드 튜브(40)를 회전시키기 위해서는 전술한 것처럼 구동자를 작동시킬 수 있으나, 경우에 따라서는 수동으로 제1 가이드 튜브(40)를 회전시킬 필요가 있을 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 제1 가이드 튜브(40)에는 수동 조작용 핸들(44)이 설치될 수 있다. 예를 들어, 싱글포트 수술을 위해 수술용 로봇을 초기 세팅하는 과정에서 사람이 직접 손으로 핸들(44)을 잡고 제1 가이드 튜브(40)를 (그 길이방향을 중심으로) 회전시켜 인스트루먼트가 적절한 방향으로 세팅되도록 할 수 있다.

도 6은 제1 가이드 튜브(40)가 고정적으로 제2 가이드 튜브(50)에 결합되는 경우를 예시한 것으로, 제1 가이드 튜브(40)의 길이방향으로 이동에 따라 제2 가이드 튜브(50) 또한 길이방향으로 이동하도록 서로 결합된다.

이 경우, 제2 가이드 튜브(50)는 제1 가이드 튜브(40)의 회전 및 이동에 연동되도록, 즉 회전 및 이동이 모두 가능하도록 소정 위치에 설치될 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 것처럼 제2 가이드 튜브(50)는 회전 및 이동이 모두 가능하도록 로봇 암(1)에 클립핑될 수 있다.

제1 가이드 튜브(40)를 제2 가이드 튜브(50)와 고정적으로 결합하기 위해, 제1 가이드 튜브(40)의 말단에는 제2 가이드 튜브(50)와의 결합을 위한 고정장치(46)가 구비될 수 있다. 본 실시예 따른 고정장치(46)는, 제1 가이드 튜브(40)를 그 길이방향으로 이동시킴에 따라 이에 연동하여 제2 가이드 튜브(50)가 이동하도록, 2개의 가이드 튜브를 서로 연결시키는 역할을 한다.

본 실시예에 따른 고정장치(46)로는 다양한 결합 수단이 적용될 수 있으며, 도 4에 도시된 것처럼 체결장치(42)를 사용하여 2개의 가이드 튜브를 서로 결합시킨 상태인 경우에는, 체결장치(42)에 부가하여 제1 가이드 튜브(40)의 신축을 방지하는 수단이 고정장치(46)로서 적용될 수 있다.

예를 들어, 제1 가이드 튜브(40)를 텔레스코프 구조로 구성하고, 제1 가이드 튜브(40)의 말단에 후크(체결장치(42))를 설치하여 제2 가이드 튜브(50)와 결합한 경우, 텔레스코프 구조의 각 부재가 서로 슬라이딩되지 못하도록 하는 락(lock) 장치를 본 실시예에 따른 고정장치(46)로서 설치할 수 있다.

도 7은 제1 가이드 튜브(40)가 제2 가이드 튜브(50)와 결합되지 않은 상태에서 본 실시예에 따른 인스트루먼트를 그 길이방향으로 삽입, 인출하는 과정을 예시한 것으로, 샤프트(20)가 그 길이방향으로 이동함에 따라, 즉 샤프트(20)를 제2 가이드 튜브(50)를 통해 삽입함에 따라 샤프트(20)가 가이드 튜브의 형태와 마찬가지로 구부러지게 된다.

이 경우, 제2 가이드 튜브(50)는 샤프트(20)의 슬라이드 이동을 안내하도록 소정 위치에 설치될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 것처럼 제2 가이드 튜브(50)는 샤프트(20)의 삽입 통로인 트로카의 역할을 하도록 로봇 암(1)에 클립핑될 수 있다. 즉, 제2 가이드 튜브(50)는 샤프트(20)가 그 내부를 관통하도록 이동함에 따라 샤프트(20)가 구부러지도록 하는 가이드의 역할을 하게 된다.

제2 가이드 튜브(50)를 로봇 암(1)이 잡고 있는 상태에서 인스트루먼트를 삽입하면 플렉서블한 샤프트(20)가 제2 가이드 튜브(50)의 형태에 따라 구부러지면서 수술 부위 내로 삽입된다. 본 실시예에 따른 복수의 인스트루먼트를 싱글포트를 통해 삽입하고, 삽입 과정에서 제2 가이드 튜브(50)의 형태에 따라 샤프트(20)가 구부러지도록 함으로써, 싱글포트 수술을 위한 초기 세팅, 즉 복강 내에서 인스트루먼트가 서로 마주보는 상태를 구현할 수 있다.

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

1 : 로봇 암 10 : 구동부
12a, 12b, 12c, 12d : 구동자 20 : 샤프트
22 : 동력전달수단 30 : 이펙터
40 : 제1 가이드 튜브 42 :체결장치
44 : 핸들 46 : 고정장치
50 : 제2 가이드 튜브

Claims

구동부와;
상기 구동부에 결합되는 플렉서블(flexible)한 샤프트(shaft)와;
상기 샤프트의 말단에 결합되는 이펙터(effector)와;
상기 샤프트를 그 내부에 수용하는 제1 가이드 튜브(guide tube)와;
상기 제1 가이드 튜브로부터 상기 이펙터 측으로 이격가능하도록 위치하며, 상기 샤프트를 그 내부에 수용하는, 구부러진 형상의 제2 가이드 튜브를 포함하며,
상기 제2 가이드튜브가 상기 제1 가이드튜브로부터 이격되는 경우, 상기 샤프트의 일부는 상기 제1 가이드튜브와 상기 제2 가이드튜브 사이에서 노출되는 수술용 인스트루먼트.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 수술용 로봇 암에 장착되고, 상기 로봇 암으로부터 구동력을 전달받아 작동되는 복수의 구동자를 구비하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서,
제1 구동자에 연결되며 상기 제1 구동자의 작동에 의해 장력을 전달하는 동력전달수단을 더 포함하되, 상기 이펙터는 상기 동력전달수단에 연결되어 작동되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제3항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 동력전달수단을 그 내부에 수용하며, 제2 구동자의 작동에 의해 그 길이방향을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서,
상기 제1 가이드 튜브는 상기 구동부에 결합되며, 제3 구동자의 작동에 의해 그 길이방향을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제5항에 있어서,
상기 제1 가이드 튜브와 상기 제2 가이드 튜브는 서로 착탈가능하도록 결합되며, 상기 제2 가이드 튜브가 상기 제1 가이드 튜브에 결합된 상태일 때, 상기 제3 구동자의 작동에 의해 상기 제2 가이드 튜브는 상기 제1 가이드 튜브와 연동하여 회전하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제6항에 있어서,
상기 제1 가이드 튜브는 그 길이방향으로 신축가능한 구조로 이루어지며, 상기 제1 가이드 튜브의 말단에는 상기 제1 가이드 튜브가 신장된 상태에서 상기 제2 가이드 튜브와 결합되도록 하는 체결장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제7항에 있어서,
상기 제1 가이드 튜브는 제4 구동자의 작동에 의해 그 길이방향으로 신축되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제6항에 있어서,
상기 제1 가이드 튜브에는, 상기 제1 가이드 튜브가 그 길이방향을 중심으로 회전하도록 하는 핸들이 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제6항에 있어서,
상기 제1 가이드 튜브의 말단에는, 상기 제1 가이드 튜브를 그 길이방향으로 이동시킴에 따라 상기 제2 가이드 튜브가 상기 제1 가이드 튜브와 연동하여 이동하도록, 상기 제1 가이드 튜브와 상기 제2 가이드 튜브를 서로 연결시키는 고정장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.
제2항에 있어서,
상기 제2 가이드 튜브는 상기 로봇 암에 의해 지지되며, 상기 샤프트가 상기 제2 가이드 튜브의 내부를 관통하도록 이동함에 따라 상기 샤프트가 구부러지도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 수술용 인스트루먼트.