KR102657753B1 - 수술 기구의 바디 내에 내장된 압력 시험 포트 - Google Patents
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Abstract
수술 장치는 하우징, 시험 포트 리테이너, 압력 시험 챔버, 및 화상 캡처 조립체를 포함한다. 하우징은 압력 시험 포트를 포함한다. 시험 포트 리테이너는 시험 포트 리테이너 하우징, 프로브 밀봉부, 및 액체 배제 배리어를 포함한다. 하나의 양태에서, 시험 포트 리테이너는 시험 포트 리테이너 하우징 내에 장착된 소수성 멤브레인을 또한 포함한다. 압력 시험 챔버는 매니폴드 및 중앙 튜브를 포함한다. 중앙 튜브의 제1 단부는 화상 캡처 조립체에 부착되어 압력 밀봉부를 형성하고, 중앙 튜브의 제2 단부는 시험 포트 리테이너에 결합되어, 압력 시험 포트가 시험 포트 리테이너를 통해 중앙 튜브의 내부 체적과 연통하게 된다.
Description
관련 출원
본 출원은:
본 명세서에 전체가 참조로서 합체되어 있는 2016년 7월 14일 출원된 발명의 명칭이 "수술 기구의 바디 내에 내장된 압력 시험 포트(A PRESSURE TEST PORT CONTAINED WITHIN A BODY OF SURGICAL INSTRUMENT)"인 미국 가특허 출원 제62/362,188호를 우선권 주장하고 이익을 청구한다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 내시경에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 내시경의 시험 및 조립을 용이하게 하는 특징부에 관한 것이다.
하나 이상의 내시경이 통상적으로 컴퓨터-지원 수술(computer-assisted surgery)에 사용된다. 내시경은 일반적으로 환자의 신체 내로 연장하는, 가요성 또는 강성인 샤프트를 갖는다. 환자의 신체 내의 내시경의 단부에는 수술 부위의 조명을 제공하는 하나 이상의 포트 및 수술 부위의 화상 또는 화상들을 캡처하는데 사용되는 하나 이상의 포트가 있다. 전기 케이블 및 광파이버 케이블이 통상적으로 내시경의 샤프트를 통해 연장한다.
내시경의 적어도 일부는 수술 절차 중에 환자의 신체 내로 도입되기 때문에, 내시경은 각각의 수술 절차 전후에 세척되고 살균되어야 한다. 통상적으로, 내시경은 내시경을 스크러빙하고(scrubbing) 이어서 내시경을 욕(bath) 내에 배치하고 내시경에 초음파를 인가함으로써 세척되고 소독된다. 내시경은 오토클레이브 프로세스(autoclave process)에 의해 살균된다. 오토클레이브 프로세스에서, 내시경은 진공 및 고압 고온 증기가 인가된다. 따라서, 세척 및 살균 프로세스는 내시경에 액체 내의 침지 및 다양한 압력 및 온도를 인가한다. 게다가, 내시경이 공중 배송될 때, 내시경은 또한 다양한 압력 및 온도가 인가된다.
마지막으로, 내시경이 손상되지 않는 것을 보장하기 위해, 내시경은 각각의 사용 전에 압력 시험된다. 예를 들어, ["Are You Properly Leak Testing Your Flexible Endoscope?", Fibertech Medical U.S.A., 2 pgs. (2006)] 참조.
세척, 살균, 및 압력 시험과 연계된 문제들이 공지되어 있고, 다양한 상이한 접근법이 이들 문제들을 다루기 위해 취해져 왔다. 예를 들어, 미국 특허 제5,868,667호는 내시경의 내부 공간과 내시경 외부의 환경 사이의 압력의 평형을 허용하는 디바이스를 개시하고 있다. 이 디바이스는 내시경의 내부 공간 내로의 임의의 액체, 수증기, 및 과산화수소의 유동을 감소시키면서 압력을 평형화하는 통기 캡인 것으로 보고되었다. 통기 캡은 내시경의 내부 공간에 연결된 포트를 수용하도록 설계되었다.
그러나, 몇몇 제조업자들은 통기 캡을 수용할 수 있는 포트를 포함하는 내시경을 제조하였지만, 통기 캡의 사용은 미국 특허 출원 공개 US 2014/0100425 A1호에 따라 사용되는 프로세스에 따라 상이한 캡을 사용하는 것을 요구하였다. 미국 특허 출원 공개 US 2014/0100425 A1호는 내시경의 포트 상에 배치될 수 있는 압력 보상 캡의 또 다른 예를 설명하고 있다.
수술 장치는 실시예에 따르면, 하우징, 압력 시험 챔버, 및 시험 포트 리테이너를 포함한다. 하우징은 압력 시험 포트를 포함한다. 시험 포트 리테이너는 하우징 내에 장착된다. 시험 포트 리테이너는 압력 시험 포트를 압력 시험 챔버에 결합한다. 시험 포트 리테이너는 시험 포트 리테이너 하우징, 프로브 밀봉부, 및 액체 배제 배리어를 포함한다. 프로브 밀봉부 및 액체 배제 배리어는 시험 포트 리테이너 하우징 내에 장착된다.
하나의 양태에서, 시험 포트 리테이너는 시험 포트 리테이너 하우징 내에 장착된 소수성 멤브레인을 또한 포함한다. 이 양태에서, 액체 배제 배리어는 프로브 밀봉부와 소수성 멤브레인 사이에 장착된다. 하나의 양태에서, 소수성 멤브레인은 폴리비닐리덴 디플루오라이드 멤브레인이고, 반면에 액체 배제 배리어는 X-슬릿 밸브를 포함한다.
압력 시험 챔버는 매니폴드를 포함한다. 시험 포트 리테이너는 압력 시험 포트와 매니폴드 사이에 장착되어, 압력 시험 포트가 시험 포트 리테이너를 통해 매니폴드와 연통하게 된다.
수술 장치는 실시예에 따르면, 화상 캡처 조립체를 또한 포함한다. 압력 시험 챔버는 제1 단부, 제2 단부, 및 중앙 루멘을 갖는 중앙 튜브를 포함한다. 중앙 루멘은 제1 단부와 제2 단부 사이로 연장한다. 중앙 튜브의 제1 단부는 화상 캡처 조립체에 부착되어 압력 기밀 밀봉부를 형성한다. 중앙 튜브의 제2 단부는 시험 포트 리테이너에 결합되어, 압력 시험 포트가 시험 포트 리테이너를 통해 중앙 튜브의 중앙 루멘과 연통하게 된다. 더 구체적으로, 중앙 튜브의 제2 단부는 매니폴드에 부착되어, 압력 시험 포트가 매니폴드를 통해 중앙 튜브의 중앙 루멘과 연통하게 된다.
수술 장치는 실시예에 따르면, 압력-밀봉형 전기 케이블을 또한 포함한다. 압력-밀봉형 전기 케이블은 화상 캡처 조립체에 연결되고 중앙 루멘을 통해 매니폴드 내로 연장한다. 매니폴드는 압력 밀봉부를 포함한다. 압력-밀봉형 전기 케이블은 압력 밀봉부를 통해 매니폴드 외부로 연장한다.
압력-밀봉형 전기 케이블은 하나 이상의 전도체, 하나 이상의 전도체를 둘러싸는 제1 절연 자켓, 제1 절연 자켓을 둘러싸는 제1 차폐부, 제1 차폐부를 둘러싸는 제2 절연 자켓, 및 제1 차폐부 주위에 그리고 내에 형성된 제1 압력 밀봉부를 포함한다. 하나의 양태에서, 압력-밀봉형 전기 케이블은 제2 절연 자켓을 둘러싸는 제2 차폐부, 제2 차폐부를 둘러싸는 제3 절연 자켓을 또한 포함하고, 제2 압력 밀봉부가 제2 차폐부 주위에 그리고 내에 형성되고 제2 절연 자켓과 제3 절연 자켓 사이로 연장한다. 압력-밀봉형 전기 케이블은 제1 단부 및 제2 단부를 갖는다. 하나의 양태에서, 제1 압력 밀봉부는 제1 단부 및 제2 단부 중 하나에 인접하고, 제2 압력 밀봉부는 제1 단부 및 제2 단부 중 다른 하나에 인접한다.
내시경은 실시예에 따르면, 화상 캡처 서브조립체 및 중앙 튜브 다발 서브조립체를 포함한다. 화상 캡처 서브조립체(제2 서브조립체)는 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체(제1 서브조립체)를 포함한다. 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체는 전기 케이블 및 화상 캡처 유닛을 포함한다. 전기 케이블은 화상 캡처 유닛에 연결되고 화상 캡처 조립체로부터 근위측으로 연장한다. 중앙 튜브 다발 서브조립체(제3 서브조립체)는 중앙 튜브를 포함한다. 중앙 튜브는 원위 단부를 갖는다. 전기 케이블은 중앙 튜브 다발 서브조립체를 형성하는데 있어서 중앙 튜브의 원위 단부 내로 통과되고, 전기 케이블은 중앙 튜브의 근위 단부로부터 연장한다. 중앙 튜브의 원위 단부는 화상 캡처 서브조립체에 연결된다. 중앙 튜브 다발 서브조립체는 화상 캡처 조립체에 결합되고 중앙 튜브를 통해 연장하는 광파이프를 또한 포함한다. 하나의 양태에서, 전기 케이블은 압력-밀봉형 전기 케이블이다.
하나의 양태에서, 중앙 튜브는 단일의 루멘을 갖는 단일의 연속적인 튜브이다. 단일의 연속적인 튜브는 외부면 및 내부면을 갖는다. 내부면은 단일의 루멘에 접경한다. 또 다른 양태에서, 마찰방지 코팅이 단일의 연속적인 튜브의 외부면 및 내부면의 모두를 코팅한다.
실시예에 따르면, 내시경은 기부 기구 서브조립체(제4 서브조립체)를 또한 포함한다. 기부 기구 서브조립체는 기부, 샤프트, 및 선택적으로 관절 연결식 조립체를 포함한다. 샤프트는 기부와 관절 연결식 조립체 사이에 결합된다. 중앙 튜브는 관절 연결식 조립체와 샤프트를 통해 연장한다. 관절 연결식 조립체는 화상 캡처 조립체에 연결된다.
하나의 양태에서, 관절 연결식 조립체는 제1 디스크, 제2 디스크, 원위 단부를 갖는 작동 케이블, 및 피팅(fitting)을 포함한다. 제1 및 제2 디스크는 정합될 때 관절 연결식 조인트의 부분을 형성한다. 작동 케이블의 원위 단부는 제2 디스크를 통과하고, 다음에 피팅은 작동 케이블의 원위 단부에 부착된다. 피팅은 제2 디스크에 대한 제1 디스크의 정합에 의해 형성된 캐비티 내에 포함된다.
기부 기구 서브조립체는 실시예에 따르면, 매니폴드 및 매니폴드 압력 밀봉부를 또한 포함한다. 압력-밀봉형 전기 케이블 및 광파이프는 매니폴드 압력 밀봉부를 통과하고, 매니폴드 압력 밀봉부는 매니폴드 내에 장착된다. 기부 기구 서브조립체는 매니폴드 상에 장착된 시험 포트 리테이너를 또한 포함한다.
다른 양태에서, 내시경은 제1 서브조립체를 형성하도록 화상 캡처 유닛에 연결된 압력-밀봉형 전기 케이블을 포함한다. 내시경은 원위 단부 및 근위 단부를 갖는 쉘을 더 포함한다. 화상 캡처 유닛은 압력-밀봉형 전기 케이블이 쉘의 근위 단부를 통해 근위측으로 연장하는 상태로 쉘의 원위 단부로부터 쉘 내에 장착된다. 광파이프는 광파이프가 쉘의 근위 단부를 통해 근위측으로 연장하는 상태로 쉘 내에 장착되는 광파이프의 원위 단부를 갖는다. 덮개(lid)가 쉘의 원위 단부에 부착된다. 쉘, 덮개, 광파이프, 및 제1 서브조립체는 제2 서브조립체이다.
내시경은 실시예에 따르면, 플랜지 및 원위 단부를 갖는 중앙 튜브를 더 포함한다. 중앙 튜브의 원위 단부는 플랜지 상에 장착되고, 플랜지는 쉘에 부착된다. 중앙 튜브, 플랜지 및 제2 서브조립체는 중앙 튜브 다발 서브조립체이다.
또 다른 양태에서, 내시경은 실시예에 따르면, 중앙 튜브 다발 서브조립체 및 기부 기구 서브조립체를 포함한다. 중앙 튜브 다발 서브조립체는 화상 캡처 조립체, 화상 캡처 조립체 내에 장착된 원위 단부를 갖는 광파이프, 화상 캡처 조립체에 연결된 원위 단부를 갖는 압력-밀봉형 전기 케이블, 및 원위 단부 및 루멘을 갖는 중앙 튜브를 포함한다. 중앙 튜브의 원위 단부는 화상 캡처 유닛에 연결된다. 광파이프 및 압력-밀봉형 전기 케이블은 중앙 튜브의 루멘을 통과한다. 기부 기구 서브조립체는 기부, 샤프트, 및 관절 연결식 조립체를 포함한다. 샤프트는 기부와 관절 연결식 조립체 사이에 결합된다. 중앙 튜브는 관절 연결식 조립체와 샤프트를 통해 연장한다. 관절 연결식 조립체는 화상 캡처 조립체에 연결된다.
하나의 양태에서, 이 내시경의 중앙 튜브는 단일의 연속적인 튜브이다. 단일의 연속적인 튜브는 외부면 및 내부면을 갖는다. 내부면은 단일의 루멘에 접경한다. 마찰방지 코팅이 단일의 연속적인 튜브의 외부면 및 내부면의 모두를 코팅한다. 압력-밀봉형 전기 케이블은 압력-밀봉형 전기 케이블의 외부면 상에 마찰방지 코팅을 갖는 외부면을 갖는다.
또 다른 양태에서, 내시경은 화상 캡처 조립체 및 화상 캡처 조립체에 연결된 관절 연결식 조립체를 포함한다. 관절 연결식 조립체는 제1 디스크, 제2 디스크, 원위 단부를 갖는 작동 케이블, 및 피팅을 포함한다. 작동 케이블의 원위 단부는 제2 디스크를 통과하고, 다음에 피팅은 작동 케이블의 원위 단부에 부착된다. 피팅은 제2 디스크에 대한 제1 디스크의 정합에 의해 형성된 캐비티 내에 포함된다. 제1 및 제2 디스크의 정합은 관절 연결식 조인트의 부분을 형성한다. 제1 디스크는 화상 캡처 조립체에 연결된다.
내시경을 제조하는 방법은 실시예에 따르면, 화상 캡처 유닛에 연결된 압력-밀봉형 전기 케이블을 포함하는 제1 서브조립체를 조립하는 단계를 포함한다. 전기 전도도 시험이 제1 서브조립체 상에 수행되고, 다음에 제1 서브조립체, 쉘, 광파이프, 및 덮개를 포함하는 제2 서브조립체가 조립된다. 쉘은 원위 단부 및 근위 단부를 갖는다. 제2 서브조립체의 조립시에, 화상 캡처 유닛은 압력-밀봉형 전기 케이블이 쉘의 근위 단부를 통해 근위측으로 연장하는 상태로 쉘의 원위 단부로부터 쉘 내에 장착된다. 광파이프의 원위 단부는 광파이프가 쉘의 근위 단부를 통해 근위측으로 연장하는 상태로 쉘 내에 장착된다. 마지막으로, 덮개는 쉘의 원위 단부에 부착된다.
제2 서브조립체가 조립된 후에, 밀봉 검증 시험이 제2 서브조립체 상에 수행된다. 밀봉 검증 시험의 성공적인 완료시에, 중앙 튜브 조립체가 조립된다. 중앙 튜브 조립체는 제2 서브조립체, 중앙 튜브, 및 플랜지를 포함한다. 중앙 튜브를 조립하는 단계는 플랜지 상에 중앙 튜브를 장착하는 단계, 압력-밀봉형 전기 케이블 및 광파이프를 플랜지 및 중앙 튜브를 통해 나아가게 하는 단계, 및 플랜지를 쉘에 부착하는 단계를 포함한다.
중앙 튜브 조립체의 중앙 튜브는 기부 기구 서브조립체의 샤프트를 통해 나아가고, 다음에 압력-밀봉형 전기 케이블 및 광파이프는 압력 밀봉부를 통과한다. 압력 밀봉부는 매니폴드 내에 장착되고, 중앙 튜브는 매니폴드에 부착된다. 마지막으로, 압력 시험이 매니폴드 내의 포트를 사용하여 수행된다.
따라서, 하나의 양태에서, 내시경은 순차적으로 조립되어 내시경을 제조할 때 시험되는 제1 서브조립체, 제2 서브조립체, 제3 서브조립체, 및 제4 서브조립체를 포함한다. 제1 서브조립체는 화상 캡처 유닛에 연결된 압력-밀봉형 전기 케이블을 포함한다. 제2 서브조립체는 제1 서브조립체, 쉘, 광파이프, 및 덮개를 포함한다. 제3 서브조립체는 제2 서브조립체, 중앙 튜브, 및 플랜지를 포함한다. 제4 서브조립체는 제3 서브조립체, 기부, 샤프트, 및 선택적으로 관절 연결식 조립체를 포함한다.
도 1은 압력 시험 포트, 시험 포트 리테이너, 및 압력 시험 챔버를 갖는 수술 장치를 포함하는 수술 시스템의 양태를 도시하고 있는 개략 측면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 수술 장치의 대안적인 양태를 도시하고 있다.
도 3은 도 1 및 도 2a 내지 도 2d의 수술 장치의 임의의 것과 사용을 위해 적합한 시험 포트 리테이너 및 압력 시험 챔버의 더 상세한 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 압력-밀봉형 전기 케이블의 하나의 양태의 단부도 및 단면도이다.
도 5는 도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3의 수술 장치에 사용을 위해 적합한 광파이프의 도면이다.
도 6은 도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3의 수술 장치에 사용을 위해 적합한 매니폴드 및 시험 포트 리테이너의 단면도이다.
도 7a는 내시경의 중앙 튜브 다발 서브조립체의 도면이다.
도 7b는 도 7a의 내시경의 기부 기구 서브조립체의 도면이다.
도 7c는 도 7b의 기부 기구 서브조립체 내에 설치된 도 7a의 중앙 튜브 조립체 및 조합체에 연결된 내시경 영상 시스템 케이블로의 기구의 도면이다.
도 8은 내시경의 조립시에 서브조립체를 조립하고 시험하기 위한 프로세스 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 프로세스에 사용된 서브조립체를 도시하고 있다.
도 10a 및 도 10b는 가능한 유체 유로를 제거하기 위해 어떻게 관절 연결식 조립체의 디스크를 수정하는지를 도시하고 있다.
도면에서, 한자리수 도면 부호에 대해, 요소의 도면 부호의 첫번째 숫자는 그 요소가 최초로 출현한 도면의 번호이다. 두자리수 도면 부호에 대해, 요소의 도면 부호의 처음 2개의 숫자는 그 요소가 최초로 출현한 도면의 번호이다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1의 수술 장치의 대안적인 양태를 도시하고 있다.
도 3은 도 1 및 도 2a 내지 도 2d의 수술 장치의 임의의 것과 사용을 위해 적합한 시험 포트 리테이너 및 압력 시험 챔버의 더 상세한 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 압력-밀봉형 전기 케이블의 하나의 양태의 단부도 및 단면도이다.
도 5는 도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3의 수술 장치에 사용을 위해 적합한 광파이프의 도면이다.
도 6은 도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3의 수술 장치에 사용을 위해 적합한 매니폴드 및 시험 포트 리테이너의 단면도이다.
도 7a는 내시경의 중앙 튜브 다발 서브조립체의 도면이다.
도 7b는 도 7a의 내시경의 기부 기구 서브조립체의 도면이다.
도 7c는 도 7b의 기부 기구 서브조립체 내에 설치된 도 7a의 중앙 튜브 조립체 및 조합체에 연결된 내시경 영상 시스템 케이블로의 기구의 도면이다.
도 8은 내시경의 조립시에 서브조립체를 조립하고 시험하기 위한 프로세스 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 프로세스에 사용된 서브조립체를 도시하고 있다.
도 10a 및 도 10b는 가능한 유체 유로를 제거하기 위해 어떻게 관절 연결식 조립체의 디스크를 수정하는지를 도시하고 있다.
도면에서, 한자리수 도면 부호에 대해, 요소의 도면 부호의 첫번째 숫자는 그 요소가 최초로 출현한 도면의 번호이다. 두자리수 도면 부호에 대해, 요소의 도면 부호의 처음 2개의 숫자는 그 요소가 최초로 출현한 도면의 번호이다.
신규한 구조 및 방법은 실시예에 따르면, 그 포트를 밀봉하기 위해 소정 유형의 캡을 요구하는 내시경의 포트와 연계된 종래의 단점을 제거한다. 통기 캡은 압력 보상을 제공하고 액체가 내시경의 내부 공간에 진입하는 것을 차단할 수도 있지만, 통기 캡의 사용은 여전히 사용자가 통기 캡을 사용하고 적절하게 설치하는 것을 상기할 것을 요구한다. 사용자가 통기 캡을 설치하는 것을 망각하거나 통기 캡을 부적절하게 설치하면, 내시경은 내시경의 살균 중에 내시경의 내부 공간 내로 액체 침입에 의해 손상될 수 있다. 이하에 더 완전히 설명되는 바와 같이, 이 문제점은 내시경(135-1)의 내부에 있는 시험 포트 리테이너에 결합된 시험 포트(138)에 의해 제거된다. 내시경(135-1)은 영상 기구이고, 따라서 기구(135-1)라 칭할 수도 있다.
더욱이, 압력 하에서 가스를 통과시키지만 액체가 통과하는 것은 방지하는 재료로부터 제조된 필터를 포함하는 통기 캡은 압력 시험 중에 거짓 양성(false positive)을 제공할 수도 있다. 필터가 압력 시험 중에 액체로 커버되거나 습윤되면, 가스가 필터를 통과하는 것이 차단되고, 따라서 압력 시험기가 양의 압력을 확인한다. 그러나, 이 양의 압력은 내시경의 내부 공간이 적절하게 밀봉되어 있는 결과가 아니고, 오히려 멤브레인이 필터 상의 또는 필터를 커버하는 수분에 의해 가스를 통과하는 것이 가능하지 않은 결과이다. 또한, 이하에 더 완전히 설명되는 바와 같이, 통기 캡에 대한 의존성이 제거될 뿐만 아니라, 또한 시험 포트(138)에 결합된 시험 포트 리테이너는 어떠한 수분 또는 액체도 내시경(135-1)의 압력 시험 중에 내시경(135-1)의 내부 공간 내로 가스의 유동을 차단하지 않는 것을 보장한다.
도 1은 모두 유선(전기 또는 광학) 또는 무선 연결부(196)에 의해 상호연결되어 있는 내시경 영상 시스템(192), 의사 콘솔(194)(마스터), 및 환자측 지원 시스템(110)(슬레이브)을 포함하는 컴퓨터-지원 원격 조작식 수술 시스템(100)의 양태를 도시하고 있는 개략 측면도이다. 하나 이상의 전자 데이터 프로세서가 시스템 기능을 제공하기 위해 이들 주 구성요소 내에 다양하게 위치될 수도 있다. 예는 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제9,060,678 B2호에 개시되어 있다.
환자측 지원 시스템(110)은 엔트리 가이드 조작기(130)를 포함한다. 적어도 하나의 수술 디바이스 조립체가 엔트리 가이드 조작기에 결합된다. 각각의 수술 디바이스 조립체는 이어서 수술 기구 또는 화상 캡처 조립체를 포함하는 기구를 포함한다. 예를 들어, 도 1에서, 하나의 수술 디바이스 조립체는 샤프트(137-1)를 갖는 기구(135-1) 및 수술 절차 중에 엔트리 가이드(115)를 통해 연장하는 화상 캡처 조립체를 포함한다. 기구(135-1)는 종종 내시경이라, 또는 대안적으로 영상 시스템 디바이스 또는 카메라 기구로서 칭한다. 기구(135-1)는 이하에 더 완전히 설명되는 바와 같이, 기구(135-1) 내의 압력 시험 챔버 내의 매니폴드에 시험 포트(138)를 연결하는 신규한 시험 포트 리테이너를 포함한다. 통상적으로, 엔트리 가이드(115)는 복수의 루멘을 포함한다.
영상 시스템(192)은, 예를 들어 수술 부위의 캡처된 내시경 영상 데이터 및/또는 환자의 외부의 다른 영상 시스템으로부터의 수술전 또는 실시간 화상 데이터 상에 화상 처리 기능을 수행한다. 영상 시스템(192)은 의사 콘솔(194)에서 의사에게 처리된 화상 데이터(예를 들어, 수술 부위의 화상, 뿐만 아니라 관련 제어 및 환자 정보)를 출력한다. 몇몇 양태에서, 처리된 화상 데이터는 다른 수술실 요원에 또는 수술실로부터 원격의 하나 이상의 장소에서 가시적인 선택적 외부 모니터에 출력된다(예를 들어, 다른 장소에 있는 의사는 비디오를 모니터링할 수도 있고; 라이브 영상 비디오가 훈련을 위해 사용될 수도 있는 등).
의사 콘솔(194)은 슬레이브라 총칭하는 기구, 엔트리 가이드(들), 및 영상 시스템 디바이스를 의사가 조작할 수 있게 하는 다중 자유도(degrees-of-freedom: "DOF") 기계 입력 디바이스("마스터")를 포함한다. 이들 입력 디바이스는 몇몇 양태에서 수술 디바이스 조립체 구성요소로부터 의사로 햅틱 피드백을 제공할 수도 있다. 콘솔(194)은 디스플레이 상의 화상이 디스플레이 스크린 뒤/아래에서 작업하는 의사의 손에 대응하는 거리에 일반적으로 포커싱되도록 위치설정된 입체 비디오 출력 디바이스를 또한 포함한다. 이들 양태는 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제6,671,581호에 더 완전히 설명되어 있다.
기구의 삽입 중의 제어는 예를 들어, 마스터들 중 하나 또는 모두로 화상 내에 제시된 기구 및/또는 화상 캡처 조립체를 이동시키는 의사에 의해 성취될 수도 있고; 의사는 화상 내의 기구를 측방향으로 이동하고 기구를 의사를 향해 잡아당기기 위해 마스터를 사용한다. 마스터의 모션은 출력 디스플레이 상의 고정 중심점을 향해 조향하고 환자 내부에서 전진하도록 영상 시스템 및 연계된 수술 디바이스 조립체에 명령한다.
하나의 양태에서, 카메라 제어부는 마스터가 화상에 고정되어 마스터 핸들이 이동되는 것과 동일한 방향에서 화상이 이동하게 되는 인상을 제공하도록 설계된다. 이 디자인은 의사가 카메라 제어부로부터 빠져나올 때 기구를 제어하기 위해 마스터가 정확한 장소에 있게 하고, 따라서 이 디자인은 기구 제어를 시작하거나 재개하기 전에 마스터를 적소로 재차 클러치 결합(맞물림 해제), 이동, 및 클러치 결합 해제(맞물림)할 필요성을 회피한다.
몇몇 양태에서, 마스터 위치는 대형 마스터 작업공간을 사용하는 것을 회피하기 위해 삽입 속도에 비례하게 될 수도 있다. 대안적으로, 의사는 삽입을 위해 래치결합 작용을 사용하도록 마스터를 클러치 결합 및 클러치 결합 해제할 수도 있다. 몇몇 양태에서, 삽입은 수동으로(예를 들어, 수동 조작식 휠에 의해) 제어될 수도 있고, 자동 삽입(예를 들어, 서보모터 종동 롤러)은 이어서 수술 디바이스 조립체의 원위 단부가 수술 부위 부근에 있을 때 행해진다. 환자의 해부학 구조의 수술전 또는 실시간 화상 데이터(예를 들어, MRI, X-선) 및 삽입 궤적을 위해 이용 가능한 공간이 삽입을 보조하는데 사용될 수도 있다.
환자측 지원 시스템(110)은 플로어-장착형 기부(101), 또는 대안적으로 천정 장착형 기부(도시 생략)를 포함한다. 기부(101)는 가동식 또는 고정식(예를 들어, 플로어, 천정, 벽, 또는 수술 테이블과 같은 다른 장비에)일 수도 있다.
기부(101)는 수동 미제어형 셋업 아암 조립체(120) 및 능동 제어형 조작기 아암 조립체(130)를 포함하는 아암 조립체를 지지한다. 능동 제어형 조작기 아암 조립체(130)는 엔트리 가이드 조작기(130)라 칭한다.
캐뉼러(116)가 캐뉼러 장착부에 제거 가능하게 결합된다. 이 설명에서, 캐뉼러는 통상적으로 기구 또는 엔트리 가이드가 환자 조직 상에 마찰하는 것을 방지하는데 사용된다. 캐뉼러는 절개부 및 자연 개구부의 모두를 위해 사용될 수도 있다. 기구 또는 엔트리 가이드가 그 삽입축(종축)에 대해 빈번히 병진하거나 회전하지 않는 상황에서, 캐뉼러는 사용되지 않을 수도 있다. 흡입을 필요로 하는 상황에서, 캐뉼러는 기구 또는 엔트리 가이드를 지나는 과잉의 흡입 가스 누설을 방지하기 위한 밀봉부를 포함할 수도 있다. 흡입을 지원하는 캐뉼러 조립체 및 수술 부위에서 흡입 가스를 필요로 하는 절차의 예는, 그 전체 개시내용이 모든 목적으로 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 제12/705,439호(2010년 2월 1일 출원; 발명의 명칭 "단일 포트 시스템 내의 다수의 기구를 위한 엔트리 가이드(Entry Guide for Multiple Instruments in a Single Port System)")에서 발견될 수도 있다. 흡입을 필요로 하지 않는 흉부 수술에서, 캐뉼러 밀봉부는 생략될 수도 있고, 기구 또는 엔트리 가이드 삽입축 이동이 최소이면, 캐뉼러 자체는 생략될 수도 있다. 강성 엔트리 가이드가 몇몇 구성에서 엔트리 가이드에 대해 삽입되는 기구를 위한 캐뉼러로서 기능할 수도 있다. 캐뉼러 및 엔트리 가이드는 예를 들어, 강 또는 압출 플라스틱일 수도 있다. 강보다 저가인 플라스틱이 1회용을 위해 적합할 수도 있다.
다양한 수동 셋업 조인트/링크 및 능동 조인트/링크는, 환자가 가동 테이블 상의 다양한 위치에 배치될 때, 큰 모션 범위를 갖고 기구를 이동하기 위한 기구 조작기의 위치설정을 허용한다. 몇몇 실시예에서, 캐뉼러 장착부가 제1 조작기 링크에 결합될 수도 있다.
조작기 아암 내의 특정 셋업 및 능동 조인트 및 링크는 수술 시스템의 크기 및 형상을 감소시키도록 생략될 수도 있고, 또는 조인트 또는 링크는 자유도를 증가시키기 위해 추가될 수도 있다. 조작기 아암은 수술을 위한 자세의 필수 범위를 성취하기 위해 링크, 수동 조인트, 및 능동 조인트의 다양한 조합을 포함할 수도 있다는 것(중복 DOF가 제공될 수도 있음)이 이해되어야 한다. 더욱이, 다양한 기구 단독 또는 엔트리 가이드, 다수의 기구, 및/또는 다수의 엔트리 가이드를 포함하는 수술 디바이스 조립체, 및 다양한 구성을 거쳐(예를 들어, 기구 전동 수단 또는 기구 조작기의 근위면 또는 원위면 상에) 기구 조작기(예를 들어, 액추에이터 조립체)에 결합된 기구가 본 개시내용의 양태에서 적용 가능하다.
복수의 수술 디바이스 조립체(180)의 각각은 기구 조작기 조립체 및 수술 기구와 화상 캡처 조립체 중 하나를 포함하는 기구를 포함한다. 도 1에서, 복수의 수술 디바이스 조립체(180) 중 2개가 가시적이고, 2개의 가시적 수술 디바이스 조립체의 각각은 기구 조작기 조립체를 포함하고, 하나는 수술 기구를 갖고, 다른 하나는 화상 캡처 조립체를 갖는다. 각각의 기구 조작기 조립체(140-1, 140-2)는 하나의 양태에서 컴퓨터-지원식이고, 따라서 각각은 종종 컴퓨터-지원 기구 조작기 조립체라 칭한다. 각각의 기구 조작기 조립체(140-1, 140-2)는 상이한 삽입 조립체에 의해 엔트리 가이드 조작기 조립체(133)에 결합되는데, 예를 들어 기구 조작기 조립체(140-1)는 삽입 조립체(136-1)에 의해 엔트리 가이드 조작기 조립체(133)에 결합된다.
하나의 양태에서, 삽입 조립체(136-1)는 엔트리 가이드 조작기 조립체(133)로부터 이격하여 그리고 그를 향해 대응 수술 디바이스 조립체를 이동시키는 신축식 조립체이다. 도 1에서, 삽입 조립체(136-1)는 완전 수축 위치에 있다.
각각의 기구 조작기 조립체(140-1, 140-2)는 기구 조작기 조립체(140-1, 140-2)의 출력 인터페이스 내의 복수의 출력부를 구동하는 복수의 모터를 포함한다. 각각의 기구(135-1, 135-2)는 전동 유닛을 수용하는 본체를 포함한다. 전동 유닛은 복수의 입력부를 포함하는 입력 인터페이스를 포함한다. 각각의 기구(135-1, 135-2)는 본체로부터 원위 방향으로 연장하는 메인 튜브라 종종 칭하는 샤프트(137-1, 137-2)를 또한 포함한다. 엔드 이펙터가 하나의 기구 조립체의 샤프트의 원위 단부에 결합되고, 화상 캡처 조립체, 예를 들어 카메라가 상이한 기구 조립체의 원위 단부 내에 포함된다. 기구 조작기 조립체 및 수술 기구의 하나의 예를 위해, 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 공개 제2016/0184037호를 참조하라.
각각의 기구(135-1, 135-2)는 대응 기구 조작기 조립체(140-1, 140-2)의 기구 장착부 인터페이스에 결합되어, 기구(135-1, 135-2) 내의 전동 유닛의 입력 인터페이스 내의 복수의 입력부가 기구 조작기 조립체(140-1, 140-2)의 기구 장착부 인터페이스 내의 복수의 출력부에 의해 구동되게 된다. 미국 특허 출원 공개 제2016/0184037호를 참조하라.
하나의 양태에서, 하나 이상의 기구 조작기 조립체는 기구(135-1)와 같은 특정 유형의 기구를 지지하고 작동하도록 구성될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 수술 디바이스 조립체(180)의 샤프트는 기구의 본체로부터 원위측으로 연장한다. 샤프트는 환자 내로의 입구 포트에 배치된(예를 들어, 체벽을 통해 또는 자연 개구부에서) 공통 캐뉼러(116)를 통해 연장한다. 하나의 양태에서, 엔트리 가이드(115)가 캐뉼러(116) 내에 위치되고, 각각의 기구 샤프트가 엔트리 가이드(115) 내의 채널을 통해 연장하여, 기구 샤프트를 위한 부가의 지지를 제공한다.
수술 시스템(100)을 사용하여 수행될 수 있는 수술은 신체의 상이한 구역에서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 수술은 환자의 구강을 통해 수행될 수도 있다. 다른 수술은 환자의 늑골들 사이에서 수행될 수도 있다. 다른 수술은 환자의 다른 구멍을 통해 또는 환자 내의 절개부를 통해 수행될 수도 있다. 환자 내로의 각각의 상이한 엔트리는 엔트리 가이드의 상이한 형상 및/또는 상이한 크기를 필요로 할 수도 있다. 따라서, 적절한 엔트리 가이드(115)가 특정 수술을 위해 선택된다.
도 2a 내지 도 2d는 내시경(135-1)의 상이한 양태이다. 도 2a 내지 도 2d에는, 본 발명의 양태를 이해하는데 필요한 내시경(135-1)의 양태만이 도시되어 있다. 이들 양태의 몇몇은 양태들이 내시경 내에 포함되는 것을 지시하기 위해 점선으로 도시되어 있다.
내시경(235A)(도 2a)은 중공 샤프트(237A)가 그로부터 연장하는 하우징(241A)을 포함한다. 이 양태에서, 관절 연결식 조립체의 예인 평행 모션 메커니즘(270A) 및 손목 조인트 조립체(280A)가 샤프트(237A)의 원위 단부에 직렬로 연결되어 있다. 화상 캡처 조립체(242A)가 손목 조인트 조립체(280A)에 의해 평행 모션 메커니즘(270A)에 연결된다.
시험 포트 리테이너(250A)가 하우징(241A) 내의 압력 시험 포트(238A)를 압력 시험 챔버에 연결한다. 압력 시험 챔버는 시험 포트 리테이너(250A), 매니폴드(260A), 및 중앙 튜브(265A)를 포함한다.
시험 포트 리테이너(250A)는 압력 시험 포트(238A)를 매니폴드(260A)에 연결한다. 내시경(235A)이 압력 시험되지 않을 때, 시험 포트 리테이너(250A)는 압력 시험 챔버 내의 임의의 압축 가스가 통기되게 한다. 따라서, 내시경(235A)을 대략 140℃로 가열하는 오토클레이브 프로세스 중에 또는 내시경(235A)의 운송 중에 내시경(235A)의 내부 내에 압력 축적의 가능성이 없다. 내시경(235A)이 수동으로 또는 초음파 욕 내에서 세척될 때, 시험 포트 리테이너(250A)는 임의의 액체 또는 임의의 수분이 시험 포트 리테이너(250A)를 통해 압력 시험 챔버의 내부 내로 통과하는 것을 방지한다.
매니폴드(260A)가 시험 포트 리테이너(250A)와 중앙 튜브(265A) 사이에 연결된다. 중앙 튜브(265A)의 제1 단부가 압력 기밀 밀봉부에 의해 화상 캡처 조립체(242A)에 연결되고, 중앙 튜브(265A)의 제2 단부가 다른 압력 기밀 밀봉부에 의해 매니폴드(260A)에 연결된다. 여기서, 압력 기밀 밀봉부라는 것은 압력 시험 중에 요구되는 최소 압력을 유지하기에 충분한 밀봉부를 의미한다.
따라서, 이 양태에서, 중앙 튜브(265A)는 단일 루멘 또는 채널을 갖는 단일의 연속적인 튜브이고, 다른 양태에서, 단일 루멘을 갖는 성형된 단일의 연속적인 실리콘 튜브이다. 중앙 튜브(256A)는 외부면 및 내부면을 갖는다. 내부면은 단일의 루멘에 접경한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 중앙 튜브(265)는 평행 모션 메커니즘(270A) 및 손목 조인트 조립체(280A)를 통과하기 때문에, 중앙 튜브(265)의 길이방향 축은 샤프트(237A)의 길이방향 축, 평행 모션 메커니즘(270A)의 길이방향 축, 및 손목 조인트 조립체(280A)의 길이방향 축과 일치한다.
통상적으로, 화상 캡처 조립체(242A)는 하나 이상의 카메라 및 하나 이상의 조명 포트를 포함한다. 종종 케이블(261A)이라 칭하는 압력-밀봉형 전기 케이블(261A)이 하나 이상의 카메라에 연결되고 중앙 튜브(265A)의 중앙 루멘을 통해 그리고 매니폴드(260A) 내의 제1 개구를 통해 매니폴드(260A)의 내부 체적 내로 그리고 매니폴드(260A) 외부로 연장한다. 특히, 압력-밀봉형 전기 케이블(261A)은 화상 캡처 조립체(242A)에 연결된 원위 단부를 갖는다. 압력-밀봉형 전기 케이블(261A)은 중앙 튜브(365A) 내의 단일의 루멘을 통해, 매니폴드(260A)를 통해 그 외부로 통과하고, 압력-밀봉형 전기 케이블(261A)의 근위 단부는 리피터 보드(268A)에 연결된다.
압력-밀봉형 전기 케이블(261A)은 하나의 양태에서, 하나 이상의 전도체를 갖는 차폐 케이블이다. 하나 이상의 전도체의 각각은 이어서 하나 이상의 카메라에 연결되는 커넥터에 연결된다. 하나 이상의 전도체는 커넥터 내에 포팅된다(potted). 케이블(261)의 차폐부 또는 차폐부들은 또한 압력-밀봉된다. 여기서, 압력-밀봉이라는 것은, 압력 시험 중에 요구되는 최소 압력을 유지하기 위해 충분한 밀봉부가 차폐부 내에 그리고 주위에 형성되는 것을 의미한다. 따라서, 압력-밀봉형 전기 케이블은, 내시경이 압력 시험 중에 요구된 최소 압력을 유지하는 것을 방해할 것인, 차폐부와 같은 전기 케이블의 부분 내의 가스 유동을 위한 관통 경로 또는 절연 자켓들 사이의 가스 유동을 위한 관통 경로를 갖지 않는 케이블이다.
이 양태에서, 리피터 보드(268A) 상의 발광 다이오드가 레이저가 온 되었는지 여부를 지시하는데 사용된다. 따라서, 내시경(235A)은 화상 캡처 조립체(242A) 내의 조명 포트에 연결된 제1 단부 및 커넥터(269A)에 연결된 금속 페룰(ferrule) 내에 포팅된 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 광파이프(262A)를 포함한다. 광파이프(262A)의 양 단부는 연결부가 압력 밀봉되도록 장착된다. 광파이프(262A)는 또한 중앙 튜브(265A)의 중앙 루멘을 통해 연장한다.
광파이프(262A)의 사용은 단지 예시적인 것이고, 한정이 되도록 의도되지 않는다. 조명기가 화상 캡처 조립체(242A) 내에 포함되면, 광파이프(262A)는 사용되지 않을 것이다.
케이블(261A) 및 광파이프(262A)는 제1 개구를 통해 매니폴드(260A)에 진입하고 제2 개구를 통해 진출한다. 하나의 양태에서, 압력 밀봉부가 제1 및 제2 개구 내에서 케이블(261A) 및 광파이프(262A) 주위에 사용된다. 다른 양태에서, 매니폴드(260A)는 단일의 압력 밀봉부가 사용되도록 구성된다.
리피터 보드(268A)는 커넥터(269A)에 연결된다. 내시경 영상 시스템 케이블로의 기구는 커넥터(269A)에 연결되어 내시경(235A)을 내시경 영상 시스템(192)과 같은 내시경 화상 시스템에 결합한다.
시험 포트 리테이너(250A)는 본체, 프로브 밀봉부(251A), 액체 배제 배리어(252A), 및 소수성 멤브레인(253A)을 포함한다. 프로브 밀봉부(251A), 액체 배제 배리어(252A), 및 소수성 멤브레인(253A)의 각각은, 프로브 밀봉부(251A)가 압력 시험 포트(238A)에 가장 가깝게 있고 소수성 멤브레인(253A)이 압력 시험 포트(238A)로부터 가장 멀리 있는 상태로 시험 포트 리테이너(250A)의 본체 내에 장착되는데, 즉 액체 배제 배리어(252A)가 프로브 밀봉부(251A)와 소수성 멤브레인(253A) 사이에 장착된다.
프로브 밀봉부(251A)는 압력 시험 프로브의 팁 주위에 밀봉부를 형성하도록 설계된 개구를 중심에 갖는다. 액체 배제 배리어(252A)는 하나의 양태에서, x-슬릿 밸브이다. x-슬릿 밸브를 가로지르는 압력차가 존재하면, x-슬릿 밸브는 압력이 평형화할 때까지 개방된다. 내시경(235A)이 세척될 때, x-슬릿 밸브 상의 수압은 x-슬릿 밸브가 개방되게 하기에 충분하지 않고, 따라서, x-슬릿 밸브는 매니폴드 및 중앙 튜브의 중앙 루멘을 포함하는 압력 시험 챔버에 액체가 진입하는 것을 방지한다.
하나의 양태에서, 소수성 멤브레인(253A)은 0.22 내지 0.45 마이크로미터 기공 크기를 갖는 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 멤브레인이다. PVDF는 용제에 저항성이 있고, 고도로 비반응성이며, 비닐리덴 디플루오라이드의 중합에 의해 생성된 순 열가소성 플루오로폴리머이다. PVDF는 오토클레이브 프로세스 중에 부닥치는 온도보다 높은 대략 177℃에서 용융한다. 소수성 멤브레인(253A)은 초음파 유체로부터 압력 시험 챔버를 보호하고, 오토클레이브 프로세스 중에 압력 시험 챔버 내부의 임의의 압력 축적을 방지한다.
게다가, 액체 배제 배리어(252A)는 소수성 멤브레인(253A)으로부터 수분 및 액체를 이격 유지하여 멤브레인(253A)이 압력 시험 중에 적절하게 동작하게 한다. 종래의 시스템에서, 소수성 멤브레인이 습윤되어 있으면, 수분이 압력 시험에 사용된 가스가 소수성 멤브레인을 통과하는 것을 방지하기 때문에, 소수성 멤브레인은 거짓 양성 압력 판독을 야기할 수 있다. 시험 포트 리테이너(250A)는 수분 및/또는 액체가 소수성 멤브레인(253A)의 표면에 도달하는 것을 방지함으로써 이러한 거짓 양성 압력 판독의 가능성을 제거한다.
내시경(235A) 외부의 환경으로부터 압력 시험 챔버 내로의 어떠한 누출도 존재하지 않는 것을 보장하기 위해, 압력 시험 프로브가 시험 포트(238A) 내로 삽입되고, 압력 시험 챔버는 미리결정된 압력으로 압축된다. 압력 시험 챔버가 미리결정된 시간 간격 동안 미리결정된 최소 압력 초과로 압력을 유지하면, 수술 절차 중에 중요한 내시경 외부의 환경과 압력 시험 챔버의 내부 사이의 연통을 위한 유체(액체 또는 기체) 경로가 존재하지 않는다. 따라서, 압력 시험 챔버는 내시경(235A)이 흡입 압력에서 사용되는 수술 절차 중에 오염될 수 없다.
다른 양태에서, 내시경(235B)(도 2b)은 샤프트(237B)가 그로부터 연장하는 하우징(241B)을 포함한다. 이 양태에서, 화상 캡처 조립체(242B)는 샤프트(237A)의 원위 단부에 연결된다.
시험 포트 리테이너(250B)가 하우징(241B) 내의 압력 시험 포트(238B)를 압력 시험 챔버에 연결한다. 압력 시험 챔버는 시험 포트 리테이너(250B), 매니폴드(260B), 및 중앙 튜브(265B)를 포함한다. 매니폴드(260B)가 시험 포트 리테이너(250B)와 중앙 튜브(265B) 사이에 연결된다.
리피터 보드(268B)와, 커넥터(269B)와, 프로브 밀봉부(251B), 액체 배제 배리어(252B), 및 소수성 멤브레인(253B)을 포함하는 시험 포트 리테이너(250B)와, 매니폴드(260B)와, 압력-밀봉형 전기 케이블(261B) 및 광파이프(262B)를 포함하는 중앙 튜브(265B)의 구성 및 구조는 리피터 보드(268A)와, 커넥터(269A)와, 프로브 밀봉부(251A), 액체 배제 배리어(252A), 및 소수성 멤브레인(253A)을 포함하는 시험 포트 리테이너(250A)와, 매니폴드(260A)와, 압력-밀봉형 전기 케이블(261A) 및 광파이프(262A)를 포함하는 중앙 튜브(265A)와 동일하다. 따라서, 프로브 밀봉부(251A), 액체 배제 배리어(252A), 및 소수성 멤브레인(253A)을 포함하는 시험 포트 리테이너(250A)와, 매니폴드(260A)와, 케이블(261A) 및 광파이프(262A)를 포함하는 중앙 튜브(265A)의 설명은 여기서 반복되지 않는다.
다른 양태에서, 내시경(235C)(도 2c)은 샤프트(237C)가 그로부터 연장하는 하우징(241C)을 포함한다. 이 양태에서, 평행 모션 메커니즘(270C) 및 손목 조인트 조립체(280C)가 샤프트(237C)의 원위 단부에 직렬로 연결되어 있다. 화상 캡처 조립체(242C)가 손목 조인트 조립체(280C)에 의해 평행 모션 메커니즘(270C)에 연결된다.
시험 포트 리테이너(250C)가 하우징(241C) 내의 압력 시험 포트(238C)를 압력 시험 챔버에 연결한다. 압력 시험 챔버는 시험 포트 리테이너(250C), 매니폴드(260C), 및 중앙 튜브(265C)를 포함한다. 매니폴드(260C)가 시험 포트 리테이너(250C)와 중앙 튜브(265C) 사이에 연결된다.
리피터 보드(268C)와, 커넥터(269C)와, 평행 모션 메커니즘(270C)과, 손목 조인트 조립체(280C)와, 매니폴드(260C)와, 압력-밀봉형 전기 케이블(261C) 및 광파이프(262C)를 포함하는 중앙 튜브(265C)와, 화상 캡처 조립체(242C)의 구성 및 구조는 리피터 보드(268A)와, 커넥터(269A)와, 평행 모션 메커니즘(270A)과, 손목 조인트 조립체(280A)와, 매니폴드(260A)와, 압력-밀봉형 전기 케이블(261A) 및 광파이프(262A)를 포함하는 중앙 튜브(265A)와, 화상 캡처 조립체(242A)와 각각 동일하다. 따라서, 평행 모션 메커니즘(270A), 손목 조인트 조립체(280A), 매니폴드(260A), 및 케이블(261A) 및 광파이프(262A)를 포함하는 중앙 튜브(265A), 및 화상 캡처 조립체(242A)의 설명은 여기서 반복되지 않는다.
시험 포트 리테이너(250C)는 본체, 프로브 밀봉부(251C), 및 액체 배제 배리어(252C)를 포함한다. 프로브 밀봉부(251C) 및 액체 배제 배리어(252C)는, 프로브 밀봉부(251C)가 압력 시험 포트(238C)에 가장 가까이 있고 액체 배제 배리어(252C)가 압력 시험 포트(238C)로부터 가장 멀리 있는 상태로 시험 포트 리테이너(250C)의 본체 내에 장착된다.
다른 양태에서, 내시경(235D)(도 2d)은 샤프트(237D)가 그로부터 연장하는 하우징(241D)을 포함한다. 이 양태에서, 화상 캡처 조립체(242D)는 샤프트(237D)의 원위 단부에 연결된다.
시험 포트 리테이너(250D)가 하우징(241D) 내의 압력 시험 포트(238D)를 압력 시험 챔버에 연결한다. 압력 시험 챔버는 시험 포트 리테이너(250D), 매니폴드(260D), 및 중앙 튜브(265D)를 포함한다. 매니폴드(260D)가 시험 포트 리테이너(250D)와 중앙 튜브(265B) 사이에 연결된다.
리피터 보드(268D)와, 커넥터(269D)와, 프로브 밀봉부(251D) 및 액체 배제 배리어(252D)를 포함하는 시험 포트 리테이너(250D)와, 매니폴드(260D)와, 케이블(261D) 및 광파이프(262D)를 포함하는 중앙 튜브(265D)와, 화상 캡처 조립체(242D)의 구성 및 구조는 리피터 보드(268C)와, 커넥터(269C)와, 프로브 밀봉부(251C) 및 액체 배제 배리어(252C)를 포함하는 시험 포트 리테이너(250C)와, 매니폴드(260C)와, 케이블(261C) 및 광파이프(262C)를 포함하는 중앙 튜브(265C)와, 화상 캡처 조립체(242C)와 각각 동일하다. 따라서, 프로브 밀봉부(251C) 및 액체 배제 배리어(252C)를 포함하는 시험 포트 리테이너(250C)와, 매니폴드(260C)와, 케이블(261C) 및 광파이프(262C)를 포함하는 중앙 튜브(265C)와, 화상 캡처 조립체(242C)의 설명은 여기서 반복되지 않는다.
도 3은 내시경(235A 내지 235D) 중 임의의 하나에 사용을 위해 적합한 시험 포트 리테이너(350) 및 압력 시험 챔버(370)의 더 상세한 개략도이다. 내시경의 하우징 내의 압력 시험 포트(338)는 시험 포트 리테이너(350) 내의 제1 개구이다. 시험 포트 리테이너(350)는 프로브 밀봉부(351) 및 액체 배제 배리어(352), 및 선택적으로 소수성 멤브레인(353)을 포함한다. 압력 시험 챔버(370)는 이 양태에서, 매니폴드(360) 및 중앙 튜브(365)를 포함한다.
시험 포트 리테이너(350)는 시험 포트 리테이너(350)의 내부 체적 내로의 압력 시험 포트(338)인 제1 개구를 포함한다. 시험 포트 리테이너(350)의 내부 체적 내로의 제2 개구가 매니폴드(360) 내의 제2 개구(360-2)와 연통하는데, 즉 시험 포트 리테이너(350)의 제2 개구의 적어도 일부는 매니폴드(360)의 제2 개구(360-2)와 일치한다.
프로브 밀봉부(351)는 압력 시험 포트(338)에 가장 가깝게(프로브 밀봉부(351)의 중심으로부터 압력 시험 포트(338)의 중심까지 시험 포트 리테이너(350)의 길이방향 축(355)을 따라 측정된 바와 같이) 그리고 매니폴드(360) 내의 제2 개구(360-2)로부터 가장 멀리 시험 포트 리테이너(350)의 내부 체적 내에 장착된다. 선택적 소수성 멤브레인(353)은 매니폴드(360) 내의 제2 개구(360-2)에 가장 가깝게(소수성 멤브레인(353)의 중심으로부터 매니폴드(360) 내의 제2 개구(360-2)의 중심까지 시험 포트 리테이너(350)의 길이방향 축(355)을 따라 측정된 바와 같이) 그리고 압력 시험 포트(338)로부터 가장 멀리 시험 포트 리테이너(350)의 내부 체적 내에 장착된다.
선택적 소수성 멤브레인(353)이 시험 포트 리테이너(350) 내에 포함될 때, 액체 배제 배리어(352)는 프로브 밀봉부(351)와 선택적 소수성 멤브레인(353) 사이에서 시험 포트 리테이너(350)의 내부 체적 내에 장착된다. 프로브 밀봉부(351) 및 액체 배제 배리어(352) 및 소수성 멤브레인(353)의 각각의 중심은 이 양태에서, 시험 포트 리테이너(350)의 길이방향 축(355)에 의해 교차한다. 선택적 소수성 멤브레인(353)이 시험 포트 리테이너(350) 내에 포함되지 않을 때, 액체 배제 배리어(352)는 매니폴드(360) 내의 제2 개구(360-2)에 가장 가깝게(액체 배제 배리어(352)의 중심으로부터 매니폴드(360) 내의 제2 개구(360-2)의 중심까지 시험 포트 리테이너(350)의 길이방향 축(355)을 따라 측정된 바와 같이) 그리고 압력 시험 포트(338)로부터 가장 멀리 시험 포트 리테이너(350)의 내부 체적 내에 장착된다.
전술된 프로브 밀봉부와 유사하게, 프로브 밀봉부(351)는 팁이 프로브 밀봉부(351)를 통해 삽입될 때 압력 시험 프로브의 팁 주위에 압력 밀봉부를 형성하는 형상을 갖는 개구를 그 중심에 갖는다. 하나의 양태에서, 개구의 형상은 시험 포트(338) 내로 삽입되는 압력 시험 프로브의 팁의 외부면의 단면 형상과 동일하도록 선택된다.
전술된 액체 배제 배리어와 유사하게, 액체 배제 배리어(352)는 하나의 양태에서, x-슬릿 밸브이다. 또한, 소수성 멤브레인에 대해 전술된 바와 같이, 하나의 양태에서, 소수성 멤브레인(353)은 PVDF 멤브레인이다.
이 양태에서, 매니폴드(360)는 3개의 개구(360-1, 360-2, 360-3)를 포함한다. 제1 개구(360-1)는 플랜지 내에 있고 중앙 튜브(365)의 중앙 루멘과 연통한다. 열수축 튜빙의 부분이 중앙 튜브(365)의 제2 단부 위에 끼워지고, 중앙 튜브(365)의 제2 단부가 플랜지 상에 가압된다. 다음에, 열수축 튜빙은 중앙 튜브의 제2 단부 및 플랜지 위로 이동되어 수축된다. 매니폴드 플랜지로의 중앙 튜브의 압력 끼워맞춤과 열수축에 의해 공급된 힘의 조합은 압력 기밀 밀봉부를 제공하기 위해 충분하다. 중앙 튜브(356)의 제1 단부가 종종 화상 캡처 조립체(342)라 칭하는 카메라 모듈(342)에 용접된 플랜지 상에 가압된다.
종종 케이블(361)이라 칭하는 압력-밀봉형 전기 케이블(361), 및 2개의 광파이프(362A, 362B)가 화상 캡처 조립체(342)의 근위 단부로부터 근위 방향으로 연장한다. 2개의 광파이프(362A, 262B)는 제1 개구(360-1)를 통해 매니폴드(360)의 내부 체적 내로 중앙 튜브(365)의 중앙 루멘을 통과하는 단일의 광파이프(362) 내로 병합한다. 2개의 광파이프의 사용은 단지 예시적인, 즉 선택적인 것이고, 한정이 되도록 의도되지 않는다. 다른 양태에서, 단일의 광파이프가 사용될 수 있거나 광파이프가 사용되지 않을 수 있다.
케이블(361) 및 광파이프(362)는 제3 개구(360-3)를 통해 매니폴드(360)의 내부 체적을 나온다. 압력 밀봉부(366)가 제3 개구(360-3) 내에서 케이블(361) 및 광파이프(362)를 둘러싼다. 하나의 양태에서, 압력 밀봉부(366)는 2-부분, 플래티늄-촉매화된, 열-경화된 실리콘 엘라스토머로부터 제조된다. 압력 밀봉부(366)를 제조하는데 사용을 위해 적합한 2-부분, 플래티늄-촉매화된, 열-경화된 실리콘 엘라스토머는 상표명 QP1-20 Liquid Silicone Rubber 하에서 Dow Corning®에 의해 시판된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 하나의 양태의 단부도 및 단면도이다. 화살표(490)가 제1 및 제2 방향을 규정한다. 하나의 양태에서, 제1 방향은 원위 방향이고, 제2 방향은 근위 방향이다.
이 양태에서, 케이블(361)은 이중 차폐형 케이블이다. 케이블(361)의 복수의 전도체(410)의 각각은 그 자신의 절연 자켓(401)에 의해 둘러싸인다. 제1 편조된 차폐부(braided shield)(411)가 복수의 전도체(410)를 둘러싼다. 제2 절연 자켓(402)이 제1 편조된 차폐부(411)를 둘러싼다. 제2 편조된 차폐부(412)가 제2 절연 자켓(402)을 둘러싸고, 제3 절연 자켓(403)이 제2 편조된 차폐부(412)를 둘러싼다. 하나의 양태에서, 제3 절연 자켓(403)은 케이블(361)의 전체 길이로 연장하지 않는다. 하나의 양태에서, 제3 절연 자켓(403)은 실리콘 절연 자켓이다. 제3 절연 자켓(402)의 단부들은 커넥터(426, 425)에 케이블(361)을 연결하는 것을 용이하게 하기 위해 케이블(361)의 단부들로부터 제거된다. 케이블(361)에서, 절연 자켓은 전기 절연 자켓이다.
커넥터(425, 426)를 케이블(361)의 2개의 단부에 연결하기 전에, 외부 절연 자켓(403)의 스트립이 케이블(361)의 제1 단부 부근에서 제거되어 제2 편조된 차폐부(412)의 외주면을 노출한다. (도 4b에서, 케이블(361)의 제1 단부는 화상 캡처 유닛 커넥터인 커넥터(425)에 인접한다.) 열수축 튜빙의 부분이 노출된 편조된 차폐부의 에지에 인접하여 제3 절연 자켓(403)에 부착된다. 실리콘이 제2 편조된 차폐부(412)의 노출된 외주면 주위에서 열수축 튜브 내로 주입되고, 이어서 열수축 튜브는 제3 절연 자켓(403)의 제거된 스트립을 대체하도록 수축된다. 열수축 튜브의 수축은 실리콘을 제2 편조된 차폐부(412) 내의 임의의 개구 내로 가압하여 제2 편조된 차폐부(412) 내에 그리고 주위에 제1 압력 밀봉부(421)를 형성한다.
압력 밀봉부(421)가 형성된 후에, 커넥터(425)는 케이블(361)의 제2 단부에 부착된다. 복수의 전도체(410)의 각각의 제1 단부가 커넥터(425) 내에 포팅된다.
제1 편조된 차폐부(411) 내에 그리고 복수의 전도체(410) 주위에 압력 밀봉부를 형성하기 위해, 제2 편조된 차폐부(412)는 커넥터(426)에 연결되는 케이블(361)의 제2 단부로부터 후방 압박된다. 제2 절연 자켓(402)의 스트립은 제1 편조된 차폐부(411)의 외주부를 노출하도록 제거된다. 열수축 튜빙의 부분은 노출된 제1 편조된 차폐부(411)의 에지에 인접하여 제2 절연 자켓(402)에 부착된다. 실리콘이 제1 편조된 차폐부(441)의 노출된 외주부 주위 및 복수의 전도체(410) 주위에서 열수축 튜브 내로 주입된다. 다음에, 열수축 튜브는 수축되어 제2 절연 자켓(402)의 제거된 스트립을 대체한다. 열수축 튜브의 수축은 실리콘을 제1 편조된 차폐부 내의 임의의 개구 내로 그리고 복수의 전도체(410) 사이의 개구 주위로 가압하고, 실리콘은 복수의 전도체(410) 주위 및 사이로 주입된다. 복수의 전도체(410)는 복수의 와이어를 포함할 수도 있다. 이는 제1 편조된 차폐부(411) 내에 그리고 주위에 그리고 복수의 전도체(410) 주위에 제2 압력 밀봉부(422)를 형성한다. 압력 밀봉부(422)가 형성된 후에, 제2 편조된 차폐부(412)는 그 적절한 위치로 복귀되고 커넥터(426)는 케이블(361)의 제2 단부에 부착된다. 복수의 전도체(410)의 각각은 커넥터(426) 내에 포팅된다.
다른 양태에서, 밀봉부(421, 422)는 케이블의 제조 프로세스 중에 제조된다. 또한, 하나의 양태에서, 모든 절연 자켓의 외부면은 케이블의 제조 중에 마찰방지 코팅으로 코팅된다.
도 5는 도 1, 도 2a 내지 도 2d, 및 도 3의 수술 장치에 사용을 위해 적합한 광파이프(362)의 예이다. 광파이프(362)는 광파이버 다발(501), 보호 외장(502), 및 페룰(503)을 포함한다. 광파이버 다발(501)의 제1 단부, 즉 원위 단부는 2개의 더 소형의 광파이버 다발(501-1, 501-2)로 분할된다. 광파이버 다발(501)의 제2 단부가 페룰(503) 내에 포팅된다.
보호 외장(502)은 도 5에서 모두 개방되어 있는 제1 단부(502-1) 및 제2 단부(502-2), 및 페룰(503)의 외주면에 밀봉되어 있는 제3 단부(502-3)를 갖는다. 광파이버 다발(501)이 화상 캡처 조립체(342)에 연결될 때, 보호 외장(502)의 제1 단부(502-1) 및 제2 단부(502-2)는 화상 캡처 조립체(342) 내에 밀봉되어, 수술 절차 중에 중요한, 광파이버 다발(501)의 외부면과 보호 외장(502)의 내부면 사이에 유체 유동 경로가 존재하지 않게 된다.
도 6은 매니폴드(660) 및 시험 포트 리테이너(650)의 하나의 양태의 단면도이다. 매니폴드(660)는 매니폴드(360) 및 매니폴드(260A 내지 260D)의 하나의 예이다. 시험 포트 리테이너(650)는 시험 포트 리테이너(250A 내지 250D)의 그리고 시험 포트 리테이너(350)의 하나의 예이다.
시험 포트 리테이너(650)는 압력 시험 포트(638)를 매니폴드(660)에 연결한다. 시험 포트 리테이너(650)는 본체(654), 밀봉 리테이너(655), 및 단부 캡(656)을 포함한다. 프로브 밀봉부(651), 액체 배제 배리어(652), 및 소수성 멤브레인(653)은, 프로브 밀봉부(651)가 압력 시험 포트(638)에 가장 가까이 있고 소수성 멤브레인(653)이 압력 시험 포트(638)로부터 가장 멀리 있는 상태로 시험 포트 리테이너(650) 내에 장착된다. 소수성 멤브레인(653)은 선택적이다.
본체(654)는 시험 포트 리테이너(650)와 매니폴드(660) 사이에 양방향성 유체 연통 경로가 존재하도록 매니폴드(660)의 개구(660-2)에 바로 인접한 개구(654-4)를 갖는 내부벽(654-3)을 포함한다. 본체(654) 내에서, O-링(657)은 소수성 멤브레인(653)의 제1 표면의 외주부에 대해 압박하여 벽(654-3)으로부터 본체(654)의 내부 체적 내로 연장하는 단차부(654-5)에 대해 소수성 멤브레인(653)의 제2 표면의 외주부를 안착한다.
밀봉 리테이너(655)의 제2 단부(655-2)는 개구(655-3)를 포함한다. 밀봉 리테이너(655)의 테이퍼진 표면은 소수성 멤브레인(653)의 제1 표면의 외주부에 대해 O-링(657)을 유지한다. 밀봉 리테이너(655)의 제1 단부(655-1)가 본체(654)의 제1 단부(654-1)와 단부 캡(656)의 제2 단부 사이에 위치되어 시험 포트 리테이너(650)의 외부면을 형성한다. 제1 단부(655-1)는 단부 캡(656)의 제2 단부와 홈을 형성한다. 프로브 밀봉부(651) 및 액체 배제 배리어(652)가 이 홈 내에 장착된다.
프로브 밀봉부(651)는 이 양태에서, 중심에 원형 개구를 갖고, 압력 시험 프로브의 팁 주위에 밀봉부를 형성하도록 설계된다. 액체 배제 배리어(652)는 하나의 양태에서, x-슬릿 밸브이다. 소수성 멤브레인(653)은 하나의 양태에서, 전술된 바와 같이, 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 멤브레인이다.
프로브 밀봉부(651)는 프로브 밀봉부(251A 내지 251D) 및 프로브 밀봉부(351)의 예이다. 액체 배제 배리어(652)는 액체 배제 배리어(252A 내지 252D) 및 액체 배제 배리어(352)의 예이다. 소수성 멤브레인(653)은 소수성 멤브레인(253A 내지 253B) 및 소수성 멤브레인(353)의 예이다.
단부 캡(656), 밀봉 리테이너(655), 및 본체(654)는 시험 포트 리테이너(650)를 위한 단일체를 형성하도록 함께 용접된다.
매니폴드(660)는 3개의 개구(660-1, 660-2, 660-3)를 포함한다. 하나의 양태에서, 매니폴드(660)는 폴리페닐설폰(PPSU)을 사출 성형함으로써 형성된 폴리머로 제조된다. 폴리페닐설폰은 내열성 및 내약품성이다. 폴리페닐설폰은 최대 55 MPa(8000 psi)의 인장 강도를 제공한다. 따라서, PPSU는 수분 및 고온으로의 연속적인 노출을 견딜 수 있고 균열 또는 파괴 없이 충격을 흡수할 수 있다. 매니폴드(660)를 형성하기 위해 적합한 폴리페닐설폰의 하나의 예는 의료 등급 Radel® R5500 수지이다. (Radel®은 Solvay Advanced Polymers L.L.C.의 미국 등록 상표명이다.)
매니폴드(660)의 플랜지(661) 내의 제1 개구(660-1)는, 중앙 튜브의 내경이 중앙 튜브가 플랜지 위에 가압 끼워맞춤되어 압력 기밀 밀봉부를 형성할 수 있도록 치수설정되기 때문에, 중앙 튜브의 중앙 루멘과 연통한다. 압력 밀봉부(666)가 제3 개구(660-3)에 인접하여 장착된다. 케이블 및 광파이프(도시 생략)가 압력 밀봉부(666)를 통해 그리고 이어서 제3 개구(660-3)를 통해 통과한다. 압력 밀봉부(666)는 2-부분, 플래티늄-촉매화된, 열-경화된 실리콘 엘라스토머로부터 제조된다. 압력 밀봉부(666)를 제조하는데 사용을 위해 적합한 2-부분, 플래티늄-촉매화된, 열-경화된 실리콘 엘라스토머는 상표명 QP1-20 Liquid Silicone Rubber 하에서 Dow Corning®에 의해 시판된다.
이하에 더 완전히 설명되는 바와 같이, 조립시에, 광파이프(362)와 압력-밀봉형 전기 케이블(361)은 압력 밀봉부(666)를 통과하고 이어서 이 조립체는 매니폴드(660) 내에 장착된다. 다음에, 시험 포트 리테이너(650)가 압력 밀봉부(666)를 포함하는 매니폴드(660)의 단부 상에 장착된다. 이 양태에서, 시험 포트 리테이너(650)와 매니폴드(660) 사이의 인터페이스는 단차 형성된다. 시험 포트 리테이너(650)는 압력 밀봉부(666)를 포함하는 매니폴드의 단부에 고정되어, 매니폴드(660)가 광파이프(362) 및 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 주위에 압력 밀봉부(666)를 압축하여 압력 기밀 밀봉부를 형성하는 반경방향 내향력을 인가하게 된다. 본 명세서에 사용될 때, 압력 기밀 밀봉부는 내시경 내의 압력 챔버가 압력 시험을 통과하는데 요구되는 미리결정된 최소 압력을 유지하게 하는 밀봉부이다.
이하의 설명은 내시경(135-1, 235A, 235B, 235C, 235D)의 각각에 적용된다. 특히, 내시경(135-1, 235A, 235B, 235C, 235D)의 요소의 명칭과 동일한 명칭을 갖는 도 7a 내지 도 7c, 도 8, 및 도 9a 내지 도 9c에 관한 요소의 설명은 그 명칭을 갖는 내시경(135-1, 235A, 235B, 235C, 235D)의 요소에 적용된다. 유사하게, 도 7a 내지 도 7c, 도 8, 및 도 9a 내지 도 9c의 요소의 명칭과 동일한 명칭을 갖는 내시경(135-1, 235A, 235B, 235C, 235D)에 관한 요소의 설명은 그 명칭을 갖는 도 7a 내지 도 7c, 도 8, 및 도 9a 내지 도 9c의 요소에 적용된다. 따라서, 다양한 도면에서 요소들 사이의 대응성은 본 발명의 양태를 혼란시키는 것을 회피하기 위해 이하의 설명에서 명시적으로 소환되지 않는다.
통상적으로, 컴퓨터-지원 원격 조작식 시스템에 사용된 종래의 내시경은 단일의 연속적인 전기 및 조명 다발을 포함하였다. 다발 내의 전기 및 조명 구성요소는 별개였다. 이 다발은 내시경 영상 시스템으로부터 내시경의 하우징으로, 내시경의 하우징을 통해, 그리고 내시경의 샤프트로부터 샤프트의 원위 단부로 아래로 연장하였다. 전기 및 조명 구성요소는 샤프트의 원위 단부로 샤프트를 통한 상이한 경로를 따랐다. 이 내시경은 근위 대 원위 방향으로 조립되었다.
대조적으로, 내시경으로부터 원격의 내시경 영상 시스템으로부터 내시경을 통해 나아가는 하나의 단일의 연속적인 전기 및 조명 다발 대신에, 내시경은 내시경을 조립할 때 함께 통합되는 다수의 시험 가능한 서브조립체로 분할된다. 도 7a 내지 도 7c는 3개의 서브조립체(701, 702, 703)의 예를 도시하고 있다.
하나의 서브조립체는 종종 중앙 튜브 다발(701) 및 제3 서브조립체라 칭하는 중앙 튜브 다발 서브조립체(701)(도 7a)이다. 중앙 튜브 다발(701)은 중앙 튜브(765), 화상 캡처 서브조립체(742)(종종 제2 서브조립체라 칭함), 압력-밀봉형 전기 케이블(361), 및 광파이프(362)를 포함한다. 하나의 양태에서, 중앙 튜브(765)는 단일의 중앙 루멘을 갖는 단일의 연속적인 튜브이다. 다른 양태에서, 중앙 튜브(765)는 단일의 중앙 루멘을 갖는 성형된 단일의 연속적인 실리콘 튜브이다. 단일의 연속적인 튜브는 잠재적인 누설 경로를 제거한다. 화상 캡처 서브조립체(742)는 전술된 화상 캡처 조립체에 등가이다.
중앙 튜브(765)는 압력 기밀 밀봉부가 중앙 튜브(765)와 화상 캡처 서브조립체(742) 사이에 형성되도록 화상 캡처 서브조립체(742)에 연결된다. 압력-밀봉형 전기 케이블(361)은 화상 캡처 서브조립체(742) 내의 화상 캡처 유닛에 전기적으로 연결된다. 광파이버 다발(501)의 단부(501-1, 501-2)는 화상 캡처 서브조립체(742)의 원위 단부를 통해 광을 출력하도록 화상 캡처 서브조립체(742) 내에서 종료된다. 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362)는 중앙 튜브(762)의 중앙 루멘을 통해 유도된다.
이하에 더 완전히 설명되는 바와 같이, 하나의 양태에서, 케이블(361) 및 화상 캡처 유닛은 서브조립체로서 조립된다. 이 서브조립체의 화상 캡처 유닛은 케이블(361)이 근위 방향에서 쉘의 근위 단부를 통해 연장하는 상태로 쉘 내에 삽입된다. 광파이프(362)의 원위 단부는 광파이프(362)가 근위 방향에서 쉘의 근위 단부를 통해 또한 연장하는 상태로 쉘 내에 장착된다. 덮개가 쉘의 원위 단부에 부착되고, 이 서브조립체는 밀봉 검증 시험을 받게 된다. 케이블(361) 및 광파이프(362)는 이어서 중앙 튜브(765)의 루멘을 통해 나아가고, 중앙 튜브는 쉘에 부착되어 중앙 튜브 다발 서브조립체(701)를 형성한다. 중앙 튜브 다발 서브조립체(701)는 화상 캡처 유닛 내의 카메라 또는 카메라들이 적절하게 동작하는지 여부 및 광파이프가 적절한 조명을 제공하는지 여부를 판정하도록 시험될 수 있다.
다른 서브조립체는 종종 제4 서브조립체라 칭하는 기부 기구 서브조립체(702)(도 7b)이다. 기부 기구 서브조립체(702)는 이 양태에서, 기부, 샤프트, 평행 모션 메커니즘(770), 및 손목 조인트 조립체(780)를 포함한다. 평행 모션 메커니즘(770) 및 손목 조인트 조립체(780)는 각각 관절 연결식 조립체의 예이다. 다른 관절 연결식 조립체가 기부 기구 서브조립체(702) 내에 사용될 수 있고, 또는 대안적으로 기부 기구 서브조립체(702)는 관절 연결식 조립체(도 2b 및 도 2d 참조)를 포함하지 않을 수도 있고, 또는 단지 하나의 관절 연결식 조립체, 예를 들어 손목 조인트 조립체(780)를 포함할 수도 있다.
기부 기구 서브조립체(702)는 리피터 보드, 매니폴드(660)와 같은 매니폴드, 및 시험 포트 리테이너(350)와 같은 시험 포트 리테이너, 및 케이블 서브조립체 커넥터(705)를 포함한다. 기부 기구 서브조립체(702)는 샤프트(757)의 근위 단부에 연결된다. 리피터 보드는 지시기 상의 레이저, 예를 들어 하나 이상의 발광 다이오드, 전압 조절기, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 근위 단부에 연결하도록 구성된 제1 커넥터 및 기구-대-내시경 영상 시스템 케이블 서브조립체(703)에 전기적으로 연결하도록 구성된 제2 커넥터를 포함한다. 리피터 보드는 기구-대-내시경 영상 시스템 케이블 서브조립체(703)(도 7c)로부터 전력 및 제어 신호를 수신하고, 이들을 화상 캡처 서브조립체(742)에 제공한다. 리피터 보드는 화상 캡처 서브조립체(742)로부터 비디오 신호를 수신하고, 이들 비디오 신호를 기구-대-내시경 영상 시스템 케이블 서브조립체(703)에 제공한다.
샤프트(757)의 원위 단부가 평행 모션 메커니즘(770)의 근위 단부에 연결된다. 평행 모션 메커니즘(770)의 원위 단부는 손목 조립체(780)의 근위 단부에 연결된다.
손목 조인트 조립체(780)로서 사용을 위해 적합한 손목 조인트 조립체는 예를 들어, 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 US 2003/0036748 A1호(2002년 6월 28일 출원, 발명의 명칭 "포지티브 위치설정 가능한 건-활성화 멀티-디스크 손목 조인트를 갖는 수술 도구(Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Activated Multi-Disk Wrist Joint)")에 설명되어 있다. 평행 모션 메커니즘(770)으로서 사용을 위해 적합한 평행 모션 메커니즘은 예를 들어, 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 US 7,942,868 B2호(2007년 6월 13일 출원, 발명의 명칭 "평행 모션 메커니즘을 갖는 수술 기구(Surgical Instrument With Parallel Motion Mechanism)")에 설명되어 있다. 평행 모션 메커니즘(770) 및 손목 조인트 조립체(780)가 구성되고, 케이블은 도 10b에 관하여 이하에 설명되는 바와 같이, 하나의 양태에서, 손목 조인트 조립체(780)의 최원위측 디스크를 제외하고는, 종래 기술과 동일한 방식으로 인장된다.
하나의 양태에서, 평행 모션 메커니즘(770) 및 손목 조인트 조립체(780)의 모션의 범위가 시험된다. 또한, 샤프트(737)를 통한 케이블 마찰 및 평행 모션 메커니즘(770) 및 손목 조인트 조립체(780) 내의 마찰이 시험된다.
서브조립체(701, 702)의 시험 후에, 중앙 튜브 다발(701)은 샤프트(737)의 원위 단부로부터 샤프트(737)의 근위 단부로 유도된다. 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362)는 매니폴드(660)를 통해 유도되고, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)은 리피터 보드에 연결된다. 중앙 튜브(765)의 원위 단부는 매니폴드(660)에 부착되고, 화상 캡처 서브조립체(742)는 손목 조인트 조립체(780)에 부착된다. 서브조립체(701, 702)의 조합 후에, 전기, 조명, 및 카메라 시험이 반복되어 조립 프로세스 중에 아무것도 손상되지 않았다는 것을 보장할 수 있다.
시험을 위한 조립을 완성하기 위해, 또 다른 서브조립체, 즉 제5 서브조립체의 예인 기구-대-내시경 영상 시스템 케이블 서브조립체(703)(도 7c)가 기부 기구 서브조립체(702)에 연결된다. 시험은 이제 시스템이 적절하게 기능하는지 여부를 판정하기 위해 기구-대-내시경 영상 시스템 케이블 서브조립체(703)를 사용하여 반복될 수 있다.
도 8은 내시경의 조립 중에 내시경의 서브조립체를 조립하고 시험하기 위한 프로세스 흐름도이다. 케이블-카메라 연결 프로세스(801)에서, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 원위 단부 내의 복수의 전도체(410)의 각각은 화상 캡처 유닛(943)(도 9a) 내의 대응 전도체에 연결된다. 이 양태에서, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 원위 단부 상의 커넥터(425)는 화상 캡처 유닛(943) 상의 커넥터에 연결된다. 본 예에서, 화상 캡처 유닛(943)은 입체 화상 캡처 유닛이고, 따라서 2개의 입체 카메라(944, 945)를 포함한다. 조립 및 시험 프로세스는 단지 단일의 카메라가 사용되면 동일하기 때문에, 입체 카메라의 사용은 선택적이다. 단일의 카메라에 있어서, 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 내의 복수의 전도체(410) 내에 상이한 수의 전도체가 존재할 수도 있다.
접지 와이어가 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 외부 편조된 차폐부(412) 내로 직조되고, 다음에 외부 편조된 차폐부(412)는 화상 캡처 유닛(943)의 본체에 전기적으로 연결된다. 접지 와이어가 입체 카메라(944, 945)를 접지하는 접지 크림프에 전기적으로 부착된다. 완성된 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체(901), 즉 제1 서브조립체의 예가 도 9a에 도시되어 있다.
케이블-카메라 연결 프로세스(801)의 완료시에, 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체(901)는 종종 프로세스(802)라 칭하는 전기 전도도 시험 프로세스(802)에서 시험된다. 프로세스(802)에서, 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체(901)의 전기 전도도가 입체 카메라(944, 945)에 전력 공급하고 입체 카메라(944, 945)로부터 비디오 영상을 관찰하고 점검함으로써 점검된다.
전기 전도도 시험 프로세스(802)의 성공적인 완료시에, 화상 캡처 서브조립체(742)는 종종 프로세스(803)라 칭하는 카메라 쉘 장착 프로세스(803)에서 조립된다. 프로세스(803)에서, 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체(901)를 쉘(946) 내에 장착하기 전에, 광파이프(562-1, 562-2)의 원위 단부는 쉘(946)의 내부 내의 봉입체 내로 직접 포팅된다. 다음에, 전기-케이블 및 화상-캡처-유닛 서브조립체(901)는 쉘(946)의 원위 단부로부터 로딩되고 도 9b에 도시된 바와 같이, 광파이프(562-1, 562-2)가 화상 캡처 유닛(943)의 양측에 있도록 배열된다. 압력-밀봉형 전기 케이블(361)은 광파이프(562-1, 562-2)에서와 같이 쉘(946)의 근위 단부로부터 근위 방향으로 연장한다. 도 9b에서, 쉘(946)의 측면은 광파이프(562-1, 562-2) 및 화상 캡처 유닛(943)이 가시화되도록 제거된다. 마지막으로, 덮개(947)가 쉘(946)의 원위 단부에 용접되어, 종종 2차 서브조립체라 칭하는 밀봉형 화상 캡처 서브조립체(742)를 형성한다. 덮개(947)는 각각의 카메라 및 각각의 광파이프를 위한 윈도우를 포함한다.
카메라 쉘 장착 프로세스(803)의 완료시에, 밀봉 검증 시험 프로세스(804)에서 덮개(947)와 쉘(946) 사이의 용접부가 수밀성인 것을 압력 강하(pressure decay)를 통해 검증하기 위해 압력 시험이 수행된다. 하나의 양태에서, 압력 시험은 쉘의 내부와 외부(화상 캡처 유닛(943) 및 광파이프 단부(562-1, 562-2)를 포함함) 사이의 압력차를 생성하고, 압력의 강하를 측정함으로써 성취된다. 압력차의 배향은 문제가 되지 않는다.
밀봉 검증 시험 프로세스(804)의 성공적인 완료 후에, 종종 프로세스(805)라 칭하는 중앙 루멘 조립 프로세스(805)가 수행된다. 프로세스(805)를 고려하기 전에, 중앙 튜브(765)가 더 설명된다. 전술된 바와 같이, 하나의 양태에서, 중앙 튜브(765)는 단일의 중앙 루멘을 갖는 성형된 단일의 연속적인 실리콘 튜브이다. 하나의 양태에서, 중앙 튜브(765)는 이어서 테이퍼진 난형 형상 튜브에 사출 성형되는 사출 성형된 중공 원통형 튜브로 제조된다.
하나의 양태에서, 중앙 튜브(765)는 의료 등급 실리콘 엘라스토머로부터 제조된다. 초기에, 근위측 원통형 튜브부 중앙 튜브(765)는 디메틸 및 메틸비닐 실록산 코폴리머 및 보강 실리카로 이루어진 2성분, 향상된 내인열성(enhanced-tear-resistant: ETR) 실리콘 엘라스토머를 사용하여 형성된다. 2개의 성분의 동일한 부분(중량부)이 사출 성형에 앞서 완전히 함께 블렌딩된다. 엘라스토머는 부가-경화(addition-cure)(플래티늄-경화) 화학을 거쳐 열적으로 경화된다. 2성분, 향상된 내인열성 실리콘 엘라스토머는 상표명 SILASTIC® BioMedical Grade ETR Elastomer Q7-4780 하에서 Dow Corning에 의해 제공된다. (SILASTIC은 Dow Corning Corporation의 미국 등록 상표명이다.)
다음에, 중앙 튜브(765)의 근위측 원통형 튜브부가 중앙 튜브(765)의 원위부에 성형된다. 중앙 튜브(765)의 원위부는 화상 캡처 조립체 플랜지(966) 주위에 끼워지는 원위 단부와 중앙 튜브(765)의 근위측 원통형 튜브부 사이의 성형된 전이부이다. 중앙 튜브(765)의 원위부는 2-부분 플래티늄-촉매화된 실리콘 엘라스토머를 사용하여 제조된다. 동일한 부분의 2개의 부분(중량부)이 사출 성형에 앞서 완전히 함께 블렌딩된다. 엘라스토머는 부가-경화(플래티늄-촉매화) 반응을 거쳐 열적으로 경화된다. 블렌딩되고 경화될 때, 최종 엘라스토머는 가교결합된 디메틸 및 메틸-비닐 실록산 코폴리머 및 보강 실리카로 이루어진다. 엘라스토머는 최대 204℃(400℉)에서 열안정성이고, 오토클레이브될 수 있다. 2-부분 플래티늄-촉매화된 실리콘 엘라스토머는 상표명 SILASTIC® BioMedical Grade Liquid Silicone Rubber Q7-4850 하에서 Dow Corning에 의해 제공된다.
하나의 양태에서, 중앙 튜브(765)의 내부벽 및 외부벽의 모두는 마찰방지 코팅으로 코팅된다. 하나의 적합한 마찰방지 코팅은 파릴렌-N 코팅이다. 이 양태에서, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 외부 절연 자켓(403)은 파릴렌-N 코팅과 같은 마찰방지 코팅으로 코팅된 실리콘 자켓이다. 하나의 양태에서, 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 내의 모든 절연 자켓은 마찰방지 코팅으로 코팅된다. 유사하게, 광파이프(362)의 제1 단부(562-1)의 보호 외장(502-1) 및 광파이프(362)의 제2 단부(562-2)의 보호 외장(502-2)을 포함하는 보호 외장(502)의 외부면은 파릴렌-N 코팅과 같은 마찰방지 코팅으로 코팅된 실리콘 외장이다.
초기에, 화상 캡처 조립체 플랜지(966)(도 9c)는 프로세스(805)에서 중앙 튜브(765)의 원위 단부 내에 장착된다. 전술된 바와 같이, 중앙 루멘의 원위 단부의 주계(perimeter)는 플랜지(966)의 외부 주계보다 약간 더 작아, 중앙 튜브(765)가 플랜지(966) 상에 가압될 때 압력 기밀 밀봉부가 형성되게 된다. 하나의 양태에서, 열수축 튜빙의 부분은 중앙 튜브(765)와 플랜지(966) 사이에 압력 기밀 밀봉부가 형성되는 것을 더 보장하기 위해 중앙 튜브(765)의 원위 단부의 외부 주계 주위에서 수축된다.
다음에, 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362)는 플랜지(966) 및 중앙 튜브(765)를 통해 나아가서 도 9c에 도시된 구조체를 얻는다. 중앙 튜브(765)의 중앙 루멘의 벽 상의, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 외부 절연 자켓(403) 상의, 그리고 광파이프(362)의 외장(502)의 외부면 상의 마찰방지 코팅은 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362) 중 하나 또는 모두를 손상시킬 수도 있는 힘의 사용 없이 중앙 튜브(765)를 통한 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362)의 일렬배치(stringing)를 용이하게 한다. 플랜지(966)는 종종 제3 서브조립체라 칭하는 중앙 튜브 다발 서브조립체(701)를 얻기 위해 화상 캡처 서브조립체(742)의 근위 단부에 용접된다.
중앙 루멘 조립 프로세스(805)의 완료 후에, 종종 프로세스(806)라 칭하는 메인 튜브 공급 프로세스(806)가 수행된다. 프로세스(806)에서, 중앙 튜브 다발(701)은 손목 조인트 조립체(780), 평행 모션 메커니즘(770), 및 샤프트(737)를 통해 공급되어 중앙 튜브 다발(701)의 근위 단부가 샤프트(737)의 근위 단부로부터 나오게 된다. 중앙 튜브(765)의 외부면 상의 마찰방지 코팅은 기부 기구 서브조립체(702)의 원위 단부로부터 기부 기구 서브조립체(702) 내로 중앙 튜브 다발의 공급을 용이하게 한다. 중앙 튜브(765)의 길이방향 축은 본 예에서, 샤프트(737), 평행 모션 메커니즘(770), 및 손목 조인트 조립체(780)의 길이방향 축과 일치한다.
메인 튜브 공급 프로세스(806)의 완료 후에, 종종 프로세스(807)라 칭하는 매니폴드 조립 프로세스(807)가 수행된다. 프로세스(807)에서, 열수축 튜빙의 부분은 중앙 튜브(765)의 근위 단부 위로 활주하고, 이어서 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362)의 근위 단부는 매니폴드(660)의 플랜지(661) 내의 개구(660-1)를 통해 나아간다. 다음에, 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 및 광파이프(362)의 근위 단부는 압력 밀봉부(666) 내의 대응 채널을 통해 나아가고, 압력 밀봉부(666)는 플랜지(661)에 대향하는 매니폴드(660)의 단부 내에 장착된다. 시험 포트 리테이너(650)는 매니폴드(660) 상에 장착되고, 나사는 매니폴드(660)가 압력-밀봉형 전기 케이블(361) 주위에 그리고 광파이프(362) 주위에 압력 밀봉부(666)를 압축하여 압력 기밀 밀봉부를 형성하게 되도록 매니폴드(660) 주위에 시험 포트 리테이너를 조이는데 사용된다.
중앙 루멘의 근위 단부의 원주는 플랜지(661)의 외주보다 약간 더 작아, 근위 단부 중앙 튜브(765)가 플랜지(661) 상에 가압될 때, 압력 기밀 밀봉부가 형성되게 된다. 하나의 양태에서, 열수축 튜빙의 부분은 중앙 튜브(765)와 플랜지(661) 사이에 압력 기밀 밀봉부가 형성되는 것을 더 보장하기 위해 중앙 튜브(765)의 근위 단부의 외주 주위에서 수축된다.
마지막으로, 프로세스(807)를 완료하기 위해, 압력-밀봉형 전기 케이블(361)의 근위 단부는 기부 기구 서브조립체(702) 내의 리피터 보드에 연결된다. 종종 프로세스(807)라 칭하는 매니폴드 조립 프로세스(807)의 완료 후에, 중앙 루멘 압력 시험 및 원위 조명 시험 프로세스(808)가 수행된다.
중앙 루멘 압력 시험 및 원위 조명 시험 프로세스(808)를 고려하기 전에, 압력 시험을 위한 논리적 근거가 고려된다. 흡입 압력, 대략 15 mmHg에서 압축될 때 내시경의 압력 챔버 내로 혈액을 통과시키기 위해 충분히 큰 틈의 검출은 환자 안전을 위해 요구된다. 표면 장력에 기인하여, 그 미만에서 흡입 압력이 틈을 통해 혈액을 가압하는 것이 가능하지 않은 몇몇 최소 구멍 크기가 존재할 것이다. 그러나, 틈을 통한 공기 유동은 구멍 크기에 무관하게 몇몇 레벨에서 발생한다. 따라서, 흡입 압력으로서 혈액을 통과시키기 위해 충분히 큰 틈이 존재하지 않는 것을 보장하는 방법은 150 mmHg와 같은 미리결정된 압력으로 내시경 내의 압력 챔버를 압축하고, 미리결정된 시간 간격 동안에 미리규정된 최소 압력 미만으로 압력이 강하하는지 여부를 관찰하는 것이다. 압력이 미리결정된 시간 간격의 종료시에 미리규정된 최소 압력 미만으로 강하하지 않으면, 내시경은 흡입 압력으로 압축될 때 압력 챔버 체적 내로 혈액을 통과시킬 것인 틈을 갖는 것으로 간주되지 않는다. 이는 압력 시험이 혈액이 통과하는 것을 허용하기 위해 너무 작은 것들을 포함하여, 모든 틈을 인터로게이팅하기 때문에, 최악의 경우 평가이다. 압력 시험의 상세는 상이한 틈의 누설 유량 및 이들의 대응 혈액 유동 특성을 평가함으로써 실험적으로 결정된다.
중앙 루멘 압력 시험 및 원위 조명 시험 프로세스(808)에서, 시험 프로브는 내시경의 압력 시험 포트 내에 삽입되고, 압력 시험 챔버는 상기에 규정된 바와 같이, 미리결정된 압력, 예를 들어 150 mmHg로 압축된다. 압력 시험 챔버가 미리결정된 시간 간격, 예를 들어 30초 동안 미리결정된 최소 압력, 예를 들어 40 mmHg 초과로 압력을 유지하면, 수술 절차 중에 중요한 내시경 외부의 환경과 압력 시험 챔버의 내부 사이의 연통을 위한 흡입 압력에서 유체 경로가 존재하지 않는다. 따라서, 압력 시험 챔버는 내시경이 흡입 압력에서 사용되는 수술 절차 중에 오염될 수 없다. 조명 시험에 있어서, 광파이프의 광투과율 및 비파괴 조명 파이버의 수와 같은 특성이 측정된다.
하나의 양태에서, 손목 조인트 조립체(780)의 원위 디스크(1081)(도 10a)는 메인 튜브 공급 프로세스(806) 후에 화상 캡처 서브조립체(742)의 근위 단부에 용접된다. 복수의 손목 작동 케이블이 원위 디스크(1081)에 연결된다. 복수의 손목 작동 케이블의 하나의 작동 케이블(1082)이 도 10a의 절결도에 도시되어 있다. 작동 케이블(1082)은 원위 디스크(1081)의 근위 단부면 내의 관통 구멍으로부터 원위 디스크(1081)에 진입하고 슬롯(1081A) 내로 연장한다. 작동 케이블(1082)의 원위 단부 상의 케이블 단부 피팅의 예인 크림프 피팅(1083)은 손목 조인트 조립체(780)의 원위 디스크(1081) 내의 슬롯(1081A) 내에 위치된다. (케이블 단부 피팅은 종종 피팅이라 칭한다.) 슬롯(1081A)은 원위 디스크(1081)의 원위 단부면으로부터 원위 디스크(1081) 내로 근위 방향으로 연장한다. 슬롯(1081A)의 원위 단부로부터 크림프 피팅(1083) 주위로 근위측으로 그리고 케이블(1082) 주위로 외부 환경으로의 잠재적인 누설 경로를 차단하기 위해, 이 양태에서, 슬롯(1081A)은 크림프 피팅(1083)을 캡슐화하고 슬롯(1081A)의 개방 체적을 충전하기 위해 실온 가황 실리콘으로 원위 단부로부터 충전된다.
다른 양태에서, 슬롯(1081A)을 충전하고 크림프 피팅(1083)을 캡슐화하기 위한 요구가 제거된다. 이 양태에서, 원위 디스크(1081)는 손목 조인트 조립체(780)의 2개의 원위 디스크(1081-1, 1081-2)로 분할된다. 디스크(1081-2)는 이것이 손목 조인트 조립체(780)의 원위 단부로부터의 제2 디스크이기 때문에 제2 원위 디스크(1081-2)라 칭한다. 디스크(1081-1)는 이것이 손목 조인트 조립체(780)의 원위 단부에서의 제1 디스크이기 때문에 제1 원위 디스크(1081-1)라 칭한다.
손목 조인트 조립체(780)를 위한 복수의 손목 작동 케이블이 제1 원위 디스크(1081-1) 및 제2 원위 디스크(1081-2)의 정합된 조합체에 연결된다. 복수의 손목 작동 케이블의 하나의 작동 케이블(1082)이 도 10b의 절결도에 도시되어 있다.
작동 케이블(1082)은 제2 원위 디스크(1081-2)의 근위 단부면으로부터 제2 원위 디스크(1081-2)의 원위면으로 연장하는 관통 구멍을 통과한다. 작동 케이블(1082)은 제1 원위 디스크(1081-1) 내의 슬롯(1081B) 내로 연장한다. 작동 케이블(1082)의 원위 단부 상의 크림프 피팅(1083)은 손목 조인트 조립체(780)의 제1 원위 디스크(1081-1) 내의 슬롯(1081B) 내에 위치된다. 슬롯(1081A)은 제1 원위 디스크(1081)의 근위 단부면으로부터 제1 원위 디스크(1081-1) 내로 원위 방향으로 연장한다.
제1 원위 디스크(1081-1)의 외주 원위 단부면(1081-1DS)은 화상 캡처 서브조립체(742)의 쉘에 용접된다. 제2 원위 디스크(1081-2)의 외주 에지 원위 에지면(1081-2DS)은 제1 원위 디스크(1081-1)의 외주 근위 에지면(1081-1PS)에 용접된다. 제1 원위 디스크(1081-1)는 압력 챔버 내부의 체적으로의 임의의 누설 경로를 차단하기 때문에, 외부 환경으로의 크림프 피팅(1083) 주위 및 케이블(1082) 주위의 누설 경로가 더 이상 존재하지 않는다. 크림프 피팅(1083)은 제2 원위 디스크(1081-2)에 대한 제1 원위 디스크(1081-1)의 정합에 의해 생성된 체적을 캡슐화하고, 제2 원위 디스크(1081-2)에 대한 제1 원위 디스크(1081-1)의 정합에 의해 생성된 체적과 압력 시험 챔버 사이에 수술 절차 중에 중요한 경로가 존재하지 않는다.
따라서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 관절 연결식 조립체는 제1 디스크(1081-1), 제2 디스크(1081-2), 원위 단부를 갖는 작동 케이블(1082), 및 크림프 피팅(1083)을 포함한다. 작동 케이블(1082)은 제2 디스크(1081-2)를 통과하고, 크림프 피팅(1083)은 작동 케이블(1082)의 원위 단부에 부착된다. 크림프 피팅(1083)은 제2 디스크(1081-2)에 대한 제1 디스크(1081-1)의 정합에 의해 형성된 캐비티 내에 포함된다.
본 명세서에 사용될 때, "제1", "제2", "제3", "제4" 등은 상이한 구성요소 또는 요소들 사이를 구별하는데 사용된 형용사이다. 따라서, "제1", "제2", "제3", "제4" 등은 구성요소 또는 요소의 임의의 순서화 또는 구성요소 또는 요소의 임의의 특정 수를 암시하도록 의도되지 않는다.
본 발명의 양태 및 실시예를 예시하는 상기 설명 및 첨부 도면은 한정으로서 취해져서는 안되고 - 청구범위가 보호된 발명을 규정한다. 다양한 기계적, 구성적, 구조적, 전기적, 및 동작적 변경이 본 설명 및 청구범위의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수도 있다. 몇몇 경우에, 공지의 회로, 구조체, 및 기술은 본 발명을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되어 있지 않다.
또한, 본 설명의 용어는 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 공간적 상대 용어 - "밑", "아래", "하부", "위", "상부", "근위", "원위" 등과 같은 - 는 도면에 도시된 바와 같은 다른 요소 또는 특징부에 대한 하나의 요소 또는 특징부의 관계를 설명하는데 사용될 수도 있다. 이들 공간적 상대 용어는 도면에 도시된 위치 및 배향에 추가하여 사용 또는 동작시에 디바이스의 상이한 위치(즉, 장소) 및 배향(즉, 회전 배치)을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도면의 디바이스가 전복되면, 다른 요소 또는 특징부 "아래" 또는 "밑에" 있는 것으로서 설명되는 요소는 이어서 다른 요소 또는 특징부 "위" 또는 "위에" 있을 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 양 위치 및 배향의 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 다른 방식으로 배향될 수도 있고(90도 회전되거나 다른 배향에 있음), 본 명세서에 사용된 공간적 상대 기술자는 이에 따라 해석된다. 마찬가지로, 다양한 축을 따른 그리고 주위의 이동을 설명은 다양한 특정 디바이스 위치 및 배향을 포함한다.
단수 형태의 표현은 문맥상 달리 지시되지 않으면, 복수 형태를 마찬가지로 포함하도록 의도된다. 용어 "포함한다", "포함하는", "구비한다" 등은 언급된 특징들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 구성요소들의 존재를 상술하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들, 및/또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다. 결합된 것으로서 설명된 구성요소는 전기적으로 또는 기계적으로 직접 결합될 수도 있고, 또는 이들 구성요소는 하나 이상의 중간 구성요소를 거쳐 간접적으로 결합될 수도 있다.
모든 예 및 예시적인 참조는 비한정적인 것이고, 청구범위를 본 명세서에 설명된 특정 구현예 및 실시예 및 이들의 등가물에 한정하는데 사용되어서는 안된다. 임의의 표제는 단지 형식을 위한 것이고, 하나의 표제 하의 본문이 하나 이상의 표제 하의 본문을 상호 참조하거나 적용될 수도 있기 때문에, 본 발명의 주제를 임의의 방식으로 한정하는데 사용되어서는 안된다. 마지막으로, 본 개시내용의 견지에서, 하나의 양태 또는 실시예에 관련하여 설명된 특정 특징은, 도면에 구체적으로 도시되거나 명세서에 설명되지 않더라도, 본 발명의 다른 개시된 양태 또는 실시예에 적용될 수도 있다.
Claims (23)
- 화상 캡처 유닛과, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 압력-밀봉형 전기 케이블을 포함하는 내시경이며,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 상기 제1 단부에서 상기 화상 캡처 유닛에 연결되고 상기 화상 캡처 유닛으로부터 근위 방향으로 연장되며,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은
각각 절연 자켓을 갖는 하나 이상의 전도체;
상기 하나 이상의 전도체 모두를 둘러싸는 제1 차폐부;
상기 제1 차폐부를 둘러싸는 제2 절연 자켓;
상기 제2 절연 자켓을 둘러싸는 제2 차폐부; 및
상기 제2 차폐부를 둘러싸는 제3 절연 자켓을 포함하고,
제1 밀봉부가 상기 제1 차폐부의 둘레 방향으로 형성되며 상기 하나 이상의 전도체와 상기 제2 절연 자켓 사이에서 연장되고,
제2 밀봉부가 상기 제2 차폐부의 둘레 방향으로 형성되며 상기 제2 절연 자켓과 상기 제3 절연 자켓 사이에서 연장되고,
상기 제1 밀봉부 및 상기 제2 밀봉부는 내시경의 압력 시험 중에 요구되는 최소 압력을 유지하고 상기 압력-밀봉형 전기 케이블 내의 가스 유동을 위한 관통 경로를 갖지 않도록 조정되고,
상기 제1 밀봉부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 하나에 인접하고, 상기 제2 밀봉부는 상기 제 1 밀봉부와 대향하여 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 다른 하나에 인접하며,
중앙 튜브는 원위 단부를 갖고, 상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 상기 중앙 튜브의 상기 원위 단부 내로 통과하여 중앙 튜브 다발 서브조립체를 형성하고, 상기 중앙 튜브는 상기 화상 캡처 유닛에 연결되는 원위 단부를 갖는, 내시경. - 제1항에 있어서,
상기 중앙 튜브 다발 서브조립체는 상기 화상 캡처 유닛에 결합되고 상기 중앙 튜브를 통해 연장하는 광파이프를 더 포함하는, 내시경. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중앙 튜브는 단일의 루멘을 갖는 단일의 연속적인 튜브를 포함하고, 상기 단일의 연속적인 튜브는 외부면 및 내부면을 갖고, 상기 내부면은 상기 단일의 루멘에 접경하는, 내시경. - 제3항에 있어서,
상기 단일의 연속적인 튜브의 내부면 및 외부면 상의 마찰방지 코팅을 더 포함하는, 내시경. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
기부, 샤프트 및 관절 연결식 조립체를 포함하는 기부 기구 서브조립체를 더 포함하고, 상기 샤프트는 상기 기부와 관절 연결식 조립체 사이에 결합되며, 상기 중앙 튜브는 상기 관절 연결식 조립체 및 상기 샤프트를 통해 연장하고, 상기 관절 연결식 조립체는 상기 화상 캡처 유닛에 연결되는, 내시경. - 제5항에 있어서,
상기 관절 연결식 조립체는 제1 디스크, 제2 디스크, 원위 단부를 갖는 작동 케이블 및 피팅(fitting)을 포함하고, 상기 작동 케이블의 원위 단부는 제2 디스크를 통과하며, 상기 피팅은 상기 제2 디스크를 통과하는 상기 작동 케이블의 원위 단부에 부착되고, 상기 피팅은 제2 디스크에 대한 상기 제1 디스크의 정합에 의해 형성되는 캐비티(cavity) 내에 포함되는, 내시경. - 제5항에 있어서,
상기 기부 기구 서브조립체는 매니폴드 및 매니폴드 압력 밀봉부를 더 포함하고, 상기 전기 케이블 및 광파이프는 상기 매니폴드 압력 밀봉부를 통과하며, 상기 매니폴드 압력 밀봉부는 상기 매니폴드 내에 장착되는, 내시경. - 제7항에 있어서,
상기 기부 기구 서브조립체는 상기 매니폴드 상에 장착된 시험 포트 리테이너를 더 포함하는, 내시경. - 화상 캡처 유닛과, 상기 화상 캡처 유닛에 연결되어 제1 서브조립체를 형성하는 압력-밀봉형 전기 케이블을 포함하는 내시경이며,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은
각각 절연 자켓을 갖는 하나 이상의 전도체;
상기 하나 이상의 전도체 모두를 둘러싸는 제1 차폐부;
상기 제1 차폐부를 둘러싸는 제2 절연 자켓;
상기 제2 절연 자켓을 둘러싸는 제2 차폐부; 및
상기 제2 차폐부를 둘러싸는 제3 절연 자켓을 포함하고,
제1 밀봉부가 상기 제1 차폐부의 둘레 방향으로 형성되며 상기 하나 이상의 전도체와 상기 제2 절연 자켓 사이에서 연장되고,
제2 밀봉부가 상기 제2 차폐부의 둘레 방향으로 형성되며 상기 제2 절연 자켓과 상기 제3 절연 자켓 사이에서 연장되고,
상기 제1 밀봉부 및 상기 제2 밀봉부는 내시경의 압력 시험 중에 요구되는 최소 압력을 유지하고 상기 압력-밀봉형 전기 케이블 내의 가스 유동을 위한 관통 경로를 갖지 않도록 조정되고,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 상기 제1 밀봉부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 하나에 인접하고, 상기 제2 밀봉부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 다른 하나에 인접하는, 내시경. - 제9항에 있어서,
원위 단부 및 근위 단부를 갖는 쉘, 원위 단부를 갖는 광파이프 및 쉘의 원위 단부에 부착되는 덮개를 더 포함하며,
상기 화상 캡처 유닛은 쉘의 원위 단부로부터 쉘 내에 장착되고, 상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 상기 쉘의 근위 단부를 통해 근위측으로 연장하고,
상기 광파이프의 원위 단부는 상기 쉘 내에 장착되고, 상기 광파이프는 상기 쉘의 근위 단부를 통해 근위측으로 연장하며,
상기 쉘, 상기 덮개, 상기 광파이프 및 상기 제1 서브조립체는 제2 서브조립체인, 내시경. - 제10항에 있어서,
원위 단부를 갖는 중앙 튜브 및 상기 중앙 튜브의 원위 단부가 장착되는 플랜지를 포함하고,
상기 플랜지는 상기 쉘에 부착되고, 상기 중앙 튜브, 상기 플랜지 및 제2 조립체는 중앙 튜브 다발 서브조립체인, 내시경. - 중앙 튜브 다발 서브조립체 및 기부 기구 서브조립체를 포함하는 내시경이며,
상기 중앙 튜브 다발 서브조립체는,
화상 캡처 조립체;
상기 화상 캡처 조립체 내에 장착된 원위 단부를 갖는 광파이프;
상기 화상 캡처 조립체에 연결된 원위 단부를 갖는 압력-밀봉형 전기 케이블;
원위 단부 및 루멘을 갖는 중앙 튜브를 포함하고,
상기 기부 기구 서브조립체는,
기부;
샤프트; 및
관절 연결식 조립체를 포함하고,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은
각각 절연 자켓을 갖는 하나 이상의 전도체;
상기 하나 이상의 전도체 모두를 둘러싸는 제1 차폐부;
상기 제1 차폐부를 둘러싸는 제2 절연 자켓;
상기 제2 절연 자켓을 둘러싸는 제2 차폐부; 및
상기 제2 차폐부를 둘러싸는 제3 절연 자켓을 포함하고,
제1 밀봉부가 상기 제1 차폐부의 둘레 방향으로 형성되며 상기 하나 이상의 전도체와 상기 제2 절연 자켓 사이에서 연장되고,
제2 밀봉부가 상기 제2 차폐부의 둘레 방향으로 형성되며 상기 제2 절연 자켓과 상기 제3 절연 자켓 사이에서 연장되고,
상기 제1 밀봉부 및 상기 제2 밀봉부는 내시경의 압력 시험 중에 요구되는 최소 압력을 유지하고 상기 압력-밀봉형 전기 케이블 내의 가스 유동을 위한 관통 경로를 갖지 않도록 조정되고,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 상기 제1 밀봉부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 하나에 인접하고, 상기 제2 밀봉부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 중 다른 하나에 인접하며,
상기 중앙 튜브의 원위 단부는 상기 화상 캡처 조립체에 연결되고, 상기 광파이프 및 상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 상기 중앙 튜브의 루멘을 통과하며,
상기 샤프트는 상기 기부와 관절 연결식 조립체 사이에 결합되고, 상기 중앙 튜브는 상기 관절 연결식 조립체와 샤프트를 통해 연장되며, 상기 관절 연결식 조립체는 상기 화상 캡처 조립체에 연결되는, 내시경. - 제12항에 있어서,
상기 중앙 튜브는 단일의 연속적인 튜브를 더 포함하고, 상기 단일의 연속적인 튜브는 외부면 및 내부면을 갖고, 상기 내부면은 상기 루멘에 접경하는, 내시경. - 제13항에 있어서,
상기 단일의 연속적인 튜브의 외부면 및 내부면 상의 마찰방지 코팅을 더 포함하는, 내시경. - 제14항에 있어서,
상기 압력-밀봉형 전기 케이블은 외부면을 갖고, 상기 내시경은 상기 압력-밀봉형 전기 케이블의 외부면 상의 마찰방지 코팅을 더 포함하는, 내시경. - 제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 광파이프는 외부면을 갖고, 상기 내시경은 상기 광파이프의 외부면 상의 마찰방지 코팅을 더 포함하는, 내시경. - 삭제
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