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KR102240954B1 - 수술도구용 핸들장치 - Google Patents

수술도구용 핸들장치 Download PDF

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KR102240954B1
KR102240954B1 KR1020190028625A KR20190028625A KR102240954B1 KR 102240954 B1 KR102240954 B1 KR 102240954B1 KR 1020190028625 A KR1020190028625 A KR 1020190028625A KR 20190028625 A KR20190028625 A KR 20190028625A KR 102240954 B1 KR102240954 B1 KR 102240954B1
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tool
surgical tool
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surgical
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차용엽
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큐렉소 주식회사
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Abstract

본 발명은 수술도구용 핸들장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마커의 위치를 일정하게 유지하면서 수술도구를 거치하여 자유롭게 조작, 수술할 수 있는 수술도구용 핸들장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치는 수술도구용 핸들장치에 있어서, 수술도구의 삽입을 위한 도구삽입홀이 형성된 핸들본체; 상기 핸들본체에 착탈 가능하게 설치되는 손잡이부재; 및 상기 핸들본체에 설치되는 마커부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수술도구용 핸들장치{HANDLE DEVICE FOR SURGICAL OPERATION APPARATUS}
본 발명은 수술도구용 핸들장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마커의 위치를 일정하게 유지하면서 수술도구를 거치하여 자유롭게 조작, 수술할 수 있는 수술도구용 핸들장치에 관한 것이다.
일반적으로, 척추는 사고 등으로 인한 손상, 퇴행성 또는 잘못된 자세로 인해 손상되거나 틀어질 경우 주변 신경을 압박함으로써 심한 통증을 유발하게 되는데, 통증이 경미한 경우에는 물리치료를 통한 치료방법을 사용하지만 통증이 심한 경우에는 척추경을 고정하는 고정장치를 삽입하여 척추의 위치를 바로잡거나 신경을 압박하는 부분을 압박하지 않도록 수술을 시행한다.
척추경 나사못 삽입수술은 복수의 척추경에 척추경 나사못(Pedicle screw)을 삽입하고, 척추경 나사못과 인접한 척추경 나사못을 로드로 결합하여 척추의 유합을 수행하는 것으로서, 신경을 압박하는 척추경과 인접한 척추경의 사이를 로드에 의해 벌어지도록 척추를 교정하여 척추경이 신경을 압박하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 척추경 나사못 삽입수술은 척추경 나사못을 드라이버라고 호칭되는 체결공구를 이용하여 복수의 척추경에 삽입한 후 척추경 나사못 스크류헤드 간에 로드를 결합하는 방식으로 시행하고 있다.
한편, 척추경 나사못 삽입수술은 의료인에 의존하여 시행하는 것이 일반적이지만 근래에는 수술용 로봇을 부분적으로 도입하여 활용하고자 하는 연구활동이 수행되고 있다. 예컨대, 수술용 로봇의 로봇 암을 수술 위치로 정위치 하도록 하고, 로봇 암의 엔드이펙터에 수술도구를 설치한 후 의료인에 의한 척추경 나사못 삽입수술을 수행할 수 있다.
이러한, 수술용 로봇을 이용한 척추경 나사못 삽입수술과 같은 각종 정형외과 수술은 정확한 수술을 위해 수술도구에 마커(maker)를 설치할 수 있다. 이러한 마커는 광학식 위치 계측장비(OTS:optical tracking system)에 의해 인식될 수 있도록 대향되게 수술도구에 설치함으로써 마커의 위치 변화를 통해 툴 끝단의 위치, 척추경 나사못의 삽입 깊이, 위치 등을 계산, 확인할 수 있다.
하지만, 드라이버 등과 같은 수술도구에 마커를 설치한 상태에서 수술를 위해 회전동작을 수행하거나 움직하게 되면 마커의 위치가 함께 변경되므로 정확한 수술을 수행할 수 없는 단점이 있다. 또한, 수술도구에 마커를 설치할 경우 간섭현상을 유발하거나 안전한 파지동작이 불가능하여 원활한 수술을 진행할 수 없는 단점이 있다. 이에 따라 수술시 수술도구를 움직이게 되더라도 마커의 위치가 변경되지 않아 정확하게 수술을 수행할 수 있고, 수술과정을 편리하게 수행할 수 있도록 한 핸들장치가 요구되고 있는 실정에 있다.
한국등록특허 등록번호 제10-1631908호 "척추경에 스크류를 고정하기 위한 수술방법 및 상기 방법에 사용되는 스크류의 삽입 도구"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 마커의 위치를 일정하게 유지하면서 수술도구를 거치하여 자유롭게 조작, 수술할 수 있도록 한 수술도구용 핸들장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치는 수술도구용 핸들장치에 있어서, 수술도구의 삽입을 위한 도구삽입홀이 형성된 핸들본체; 상기 핸들본체에 착탈 가능하게 설치되는 손잡이부재; 및 상기 핸들본체에 설치되는 마커부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸들본체는, 상기 수술도구가 삽입되어 정위치하는 도구삽입부; 및 상기 도구삽입부의 둘레를 따라 상기 손잡이부재가 삽입되는 복수의 손잡이결속홀이 형성된 손잡이삽입부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 손잡이부재는 사용자가 파지하는 파지부와, 상기 손잡이결속홀에 삽입되도록 상기 파지부에 돌출되는 결속돌부를 포함하고, 상기 손잡이결속홀에 결속된 상기 손잡이부재가 이탈되지 않도록 결속부위에 형성된 이탈방지수단을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 이탈방지수단은, 상기 결속돌부에 형성되는 스토퍼삽입홀; 상기 스토퍼삽입홀에 삽입되는 볼하우징, 상기 볼하우징에 삽입되는 볼, 및 상기 볼하우징에 삽입되어 상기 볼에 탄성력을 인가하는 탄성부재가 구비된 스토퍼부재; 및 상기 볼이 걸림되도록 상기 손잡이결속홀에 형성되는 걸림홀을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 이탈방지수단은, 상기 손잡이결속홀 및 상기 결속돌부에 중에서 적어도 한 곳 이상에 배치되는 영구자석을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 마커부재는, 상기 손잡이삽입부에 형성된 마커삽입홀에 일단이 삽입, 체결되는 마커로드; 상기 마커로드의 타단에 형성되는 마커설치부재; 및 상기 마커설치부재에 설치되는 복수의 마커를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치는 상기 도구삽입홀 방향으로 출몰 가능하게 상기 핸들본체에 설치되는 도구지지부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 도구지지부재는 조작공구가 삽입되는 공구삽입부, 상기 공구삽입부에 연장되어 상기 핸들본체에 형성된 체결공에 체결되는 나사부, 및 상기 나사부에 연장되고 상기 도구삽입홀 방향으로 출몰되는 수술도구지지부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치에 의하면, 수술도구를 안정적으로 지지할 수 있고 수술도구를 움직이게 되더라도 마커의 위치를 일정하게 유지할 수 있어서 위치변경을 방지할 수 있으므로 광학식 위치 계측장비가 위치정보를 정확하게 획득할 수 있고, 이를 통해 수술도구의 위치 등을 파악하여 안전하고 정확하게 수술을 시행할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치에 의하면, 손잡이부재가 핸들본체에 착탈 가능하게 구성됨에 따라 마커를 광학식 위치 계측장비로 향한 상태에서 여러 변수나 조건에 맞게 손잡이부재의 위치를 자유롭게 변경할 수 있어서 수술도구를 용이하게 파지할 수 있으므로 편리하고 안전하게 수술을 시행할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치를 나타낸 사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치를 나타낸 분리사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 손잡이부재 착탈구조를 설명하기 위한 요부 분리사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 마커부재 착탈구조를 설명하기 위한 요부 분리사시도,
도5 및 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도5는 수술도구용 핸들장치에 수술도구가 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도6은 수술도구가 장착된 수술도구용 핸들장치가 수술용 로봇에 설치된 상태를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도6에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도6에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 수술도구용 핸들장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치를 나타낸 사시도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치를 나타낸 분리사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 손잡이부재 착탈구조를 설명하기 위한 요부 분리사시도이다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치는 수술도구(t)를 움직이게 되더라도 마커 위치의 변경가 변경되지 않도록 구성한 점에 특징이 있는 것으로, 핸들본체(1), 마커부재(2) 및 손잡이부재(3)가 구비되어 있다.
핸들본체(1)는 수술도구(t)가 장착되는 몸체의 기능을 수행하는 구성으로서, 봉상몸체의 내부에 길이방향을 따라 수술도구의 삽입을 위한 도구삽입홀(11a)이 형성되어 있다.
그리고, 핸들본체(1)는 수술도구가 삽입되어 정위치하는 도구삽입부(11)와, 손잡이부재(3)가 삽입되도록 도구삽입구(11)에 형성되는 손잡이삽입부(12)로 구성되어 있다.
도구삽입부(11)는 복수의 요철부가 형성된 봉상몸체의 내부에 도구삽입홀(11a)이 형성된 구조로 되어 있지만, 그 형상은 이에 제한되는 것은 아니며 수술도구의 형태 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
손잡이삽입부(12)는 도구삽입부(11)의 외면에 형성되는 삽입부몸체(121)와, 이 삽입부몸체(121)의 둘레를 따라 손잡이부재(3)가 삽입되도록 형성된 복수의 손잡이결속홀(122)로 구성되어 있다.
삽입부몸체(121)는 형상에 특별한 제한은 없지만 손잡이부재(3)의 원활한 착탈을 위해 원형판 형태로 돌출되는 것이 바람직하고, 그 형성 위치는 핸들본체(1)의 상단에서 소정 거리만큼 하방으로 이격된 위치에 돌출되도록 함으로써 수술도구의 착탈시 간섭현상이 유발되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 손잡이결속홀(122)은 형성 수량 및 형성 방향에 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 광학식 위치계측장비를 향해 마커부재(2)를 배치한 상태에서 사용자의 파지방향을 3방향에서 자유롭게 변경, 사용할 수 있도록 삽입부몸체에 90°의 등각도를 갖도록 3개가 형성되어 있다.
손잡이부재(3)는 핸들본체(1)에 착탈 가능하게 설치되는 구성요소로서, 사용자가 파지하는 파지부(31)와, 손잡이결속홀(122)에 삽입되도록 파지부(31)에 돌출되는 결속돌부(32)로 구성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치는 손잡이부재(3)를 핸들본체(1)에 압입방식에 의해 설치하고 당겨서 분리하는 착탈구조로도 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 원활하고 안정된 착탈동작을 위해 이탈방지수단(4)이 구성되어 있다.
이탈방지수단(4)은 손잡이결속홀(122)에 결속된 손잡이부재(3)가 쉽게 이탈되지 않도록 하는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 손잡이부재(3)의 결속부위에 형성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 이탈방지수단(4)은 도3에 도시된 바와 같이 결속돌부(32)에 형성되는 스토퍼삽입홀(41), 이 스토퍼삽입홀(41)에 설치되는 스토퍼부재(42), 및 스토퍼부재(42)가 걸림되도록 손잡이결속홀(122)에 형성되는 걸림홀(43)로 구성되어 있다.
스토퍼부재(42)는 스토퍼삽입홀(41)에 삽입되는 볼하우징(421), 볼하우징(421)에 삽입되고 손잡이부재(3)의 체결동작시에 걸림홀(43)에 삽입되는 볼(422), 볼하우징(421)에 삽입되어 볼(422)에 탄성력을 인가하는 탄성부재(미도시), 및 볼하우징(421)에 체결되는 이탈방지부재(424)로 구성되어 있다.
그리고, 이탈방지수단(4)은 전술한 볼(422)에 의한 스토핑 방식 외에도 손잡이결속홀(122)에 결속된 손잡이부재(3)가 이탈되지 않도록 하는 기능을 수행할 수 있다면 특별한 제한 없이 다양하게 변경하여 구성할 수 있다.
예컨대, 이탈방지수단(4)은 핸들본체(1) 및 손잡이부재(3)를 자성체로 형성한 경우 손잡이결속홀 및 결속돌부에 중에서 적어도 한 곳 이상에 영구자석을 설치하는 등의 방식으로 구성할 수 있다.
첨부도면, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 마커부재 착탈구조를 설명하기 위한 요부 분리사시도이다.
도4를 참조하면, 마커부재(2)는 핸들본체(1)에 설치되는 구성요소로서, 손잡이삽입부(121)에 형성된 마커삽입홀(123)에 일단이 삽입, 체결되는 마커로드(21), 마커로드(21)의 타단에 형성되는 마커설치부재(22), 및 마커설치부재(22)에 설치되는 복수의 마커(23)로 구성되어 있다. 여기서, 마커삽입홀(123)는 대략 단면 형상이 대략 'D'자 형상으로 홈으로 형성되어 있다. 그리고 마커(23)는 반사광을 광학식 위치 계측장비(OTS)에 제공함으로써 계산과정을 통해 위치정보를 획득되도록 하기 위한 것으로서, 공지된 통상의 마커를 적용하여 구성한다.
마커로드(21)는 마커삽입홀(123)에 삽입되는 부위에 'D'컷 가공되어 회전방지면이 형성된 로드결속부(211)가 형성되어 있다. 그리고, 로드결속부(211)에는 체결시 체결볼트(25)가 삽입되는 체결공(211b)이 형성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치는 도구삽입홀(11a) 방향으로 삽입되는 수술도구를 지지하기 위한 핸들본체(1)에 설치되는 도구지지부재(5)가 구비되어 있다.
예컨대, 도구지지부재(5)는 삽입부몸체(121)에 형성되는 체결공(124)에 출몰 가능하게 설치되는 것으로서, 육각렌치와 같은 조작공구가 삽입되는 공구삽입부(51), 공구삽입부(51)에 연장되어 삽입부몸체(121)에 형성된 체결공(124)에 체결되는 나사부(52), 및 나사부(52)에 연장되고 도구삽입홀(11a) 방향으로 출몰되는 수술도구지지부(53)로 구성되어 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 작용을 간략하게 설명한다.
도5 및 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도5는 수술도구용 핸들장치에 수술도구가 장착된 상태를 나타낸 사시도이고, 도6은 수술도구가 장착된 수술도구용 핸들장치를 수술용 로봇에 설치한 상태를 나타낸 것이다.
도5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수술도구용 핸들장치에는 의료용스크류 수술장치(t1)와 조작공구(t2)가 조립된 상태에서 수술용 로봇의 로봇 암(a)에 구비된 엔드 이펙터(e)에 설치되어 있다. 여기서, 엔드 이펙터(e)는 경사지게 막대형으로 형성된 가이드부재의 말단에 삽입되는 대략 부싱 형상을 갖는 수술장치고정부재(e1)가 구비된 것으로, 이 수술장치고정부재(e1)에 수술도구용 핸들장치가 삽입, 거치된다.
그리고, 수술도구용 핸들장치에 설치되는 수술도구(t)는 종류나 형상에 특별한 제한이 없지만, 본 실시예에서는 척추경 나사못 삽입수술시에 척추경의 확공과정, 탭핑과정 및 척추경 나사못(Pedicle screw)을 삽입하는 과정을 수행하는 의료용스크류 수술장치(t1) 및 이를 조작하기 위한 조작공구(t2)가 설치된 예를 도시하고 있다.
전술한 바와 같이 로봇 암(a)에 수술도구(t)를 포함하는 수술도구용 핸들장치를 장착한 상태에서 마커부재(2)를 광학식 위치 계측장비(미도시;OTS,optical tracking system)에 의해 인식될 수 있도록 대향되게 정위치한 다음 수술도구(t)를 조작하여 수술을 시행하게 된다. 이때, 사용자는 한 손으로 손잡이부재(3)에 파지하고 다른 한 손으로 조작공구(t2)를 회전시키게 되면 수술도구용 핸들장치는 회전되지 않으면서 조작공구(t2)만을 원활하게 회전시킬 수 있다. 이에 따라 핸들본체(1)에 고정된 마커부재(2)는 회전하지 않고 광학식 위치 계측장비와의 대향된 상태를 유지하게 되므로 광학식 위치 계측장비(OTS)는 마커(23)로부터 반사광을 안정적으로 제공받아 계산과정을 통해 위치정보를 지속적으로 획득할 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이 수술과정에서 환자나 사용자의 수술 위치 등 조건변화에 따라 수술도구용 핸들장치의 파지 위치를 변경하고자 할 경우 손잡이부재(3)를 당기게 되면 손잡이삽입부(12)로부터 이탈되므로 수술에 편리한 위치의 손잡이결속홀(122)에 다시 삽입하는 방식으로 파지 위치를 변경한 후 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치에 의하면 수술도구(t)가 수술도구용 핸들장치에 회전 가능하게 설치되어 있으므로 수술도구를 회전시키더라도 마커의 위치를 일정하게 유지할 수 있고, 필요에 따라 손잡이부재(3)의 위치를 변경하면서 편리하고 안전하게 수술을 시행할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 수술도구용 핸들장치의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:핸들본체 11:도구삽입부
12:손잡이삽입부 121:삽입부몸체
122:손잡이결속홀 2:마커부재
21:마커로드 22:마커설치부재
23:마커 3:손잡이부재
31:파지부 32:결속돌부
4:이탈방지수단 41:스토퍼삽입홀
42:스토퍼부재 421:볼하우징
422:볼 424:이탈방지부재
43:걸림홀 5:도구지지부재
t:수술도구 t1:의료용스크류 수술장치
t2:조작공구

Claims (8)

  1. 수술도구용 핸들장치에 있어서,
    수술도구의 삽입을 위한 도구삽입홀이 형성된 핸들본체; 상기 핸들본체에 착탈 가능하게 설치되는 손잡이부재; 및 상기 핸들본체에 설치되는 마커부재;를 포함하고,
    상기 핸들본체는, 상기 수술도구가 삽입되어 정위치하는 도구삽입부; 및 상기 도구삽입부의 둘레를 따라 상기 손잡이부재가 삽입되는 복수의 손잡이결속홀이 형성된 손잡이삽입부를 포함하고,
    상기 손잡이부재는 사용자가 파지하는 파지부와, 상기 손잡이결속홀에 삽입되도록 상기 파지부에 돌출되는 결속돌부를 포함하고,
    상기 손잡이결속홀에 결속된 상기 손잡이부재가 이탈되지 않도록 결속부위에 형성된 이탈방지수단을 포함하되,
    상기 이탈방지수단은,
    상기 결속돌부에 형성되는 스토퍼삽입홀; 상기 스토퍼삽입홀에 삽입되는 볼하우징, 상기 볼하우징에 삽입되는 볼, 및 상기 볼하우징에 삽입되어 상기 볼에 탄성력을 인가하는 탄성부재가 구비된 스토퍼부재; 및 상기 볼이 걸림되도록 상기 손잡이결속홀에 형성되는 걸림홀;을 포함하는 구조, 또는
    상기 손잡이결속홀 및 상기 결속돌부에 중에서 적어도 한 곳 이상에 배치되는 영구자석을 포함하는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 수술도구용 핸들장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마커부재는,
    상기 손잡이삽입부에 형성된 마커삽입홀에 일단이 삽입, 체결되는 마커로드;
    상기 마커로드의 타단에 형성되는 마커설치부재; 및
    상기 마커설치부재에 설치되는 복수의 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술도구용 핸들장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도구삽입홀 방향으로 출몰 가능하게 상기 핸들본체에 설치되는 도구지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술도구용 핸들장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도구지지부재는 조작공구가 삽입되는 공구삽입부, 상기 공구삽입부에 연장되어 상기 핸들본체에 형성된 체결공에 체결되는 나사부, 및 상기 나사부에 연장되고 상기 도구삽입홀 방향으로 출몰되는 수술도구지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술도구용 핸들장치.
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