KR20110138226A

KR20110138226A - 수술 도구

Info

Publication number: KR20110138226A
Application number: KR1020117022750A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 제이 페인; 우진 이
Original assignee: 캠브리지 엔도스코픽 디바이시스 인코퍼레이티드
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-12-26
Also published as: US20100249497A1; EP2413776A2; WO2010117411A2; WO2010117411A3

Abstract

의학 도구로서, 기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트; 의학 시술을 수행하는 공구; 제어 핸들; 상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재; 상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재; 상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단; 상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고, 상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 휘어진 영역을 포함하고, 상기 제어 튜브의 휘어진 영역은 그 회전에 따라 상기 제어 튜브의 휘어진 영역에 의해 규정되는 평면 외부로 상기 공구를 위치시켜 추가적인 자유도를 제공하는 것을 특징으로 하는 의학 도구를 제공할 수 있다.

Description

수술 도구{SURGICAL INSTRUMENT}

본원 출원은 2009년 3월 30일에 출원된 미국 특허 출원 61/211,410 호의 권리를 공통적으로 향유한다. 전술한 출원에 기재된 모든 사항은 그 전체로서 본원 출원에 포함되어 있다.

본 발명은 일반적으로 의학 도구에 관련이 있고, 좀 더 구체적으로 최소 절개 수술 또는 다른 형태의 수술 또는 의학적인 시술 또는 기술에서 사용되는 손으로 작동하는 수술 도구에 관한 것이다. 여기에 기재된 도구는 주로 복강경 수술에 관한 것이지만, 그러나, 본 발명의 도구는 관내 시술을 포함하는 다른 시술 등에서도 널리 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

시장에서 현재 사용되고 있는 내시경 및 복강경 검사 도구는 이들 사용의 탄력성이 부족하여 작동법을 배우거나 사용하기에 매우 어렵다. 예를 들어, 수술시 일반적인 복강경 검사 도구를 사용하는 경우, 도구의 공구 방향이 목표물 및 절개 부위의 위치에 의해서만 정해진다. 이러한 도구는 일반적으로 환자 자신의 절개 부위를 사용하여 지지점으로서 지지 역할을 발휘하게 된다. 그 결과, 봉합, 매듭 및 해부와 같은 공통적인 작업이 의사에게도 힘들게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 최근 다양한 복강경 검사 도구가 개발되어 왔고, 일반적으로 추가 제어를 위해 별도로 배치된 제어 부재를 통해 제어되는 추가적인 구성이 제공되고 있다. 그러나, 여전히 이러한 도구들이 외과 의사들이 봉합, 특히 임의의 선택된 방향에서 공통된 작업을 수행하는데 충분한 탄력성을 제공하지 못하고 있다.

최소 침습 시술 (minimally invasive surgery : MIS) 의 목표는 주위의 건강한 기관에 최소한의 손상을 가하면서도 신체 내에서 조직을 작동하는데 있다. 예를 들어, 내시경은 수술을 수행하는 경우, 매우 작은 피부 절개 부위 (1 ~ 2 ㎝) 를 통해 내시경 카메라와 길고 얇은 도구를 사용한다. 이는 감염과 고통, 입원 기간을 줄이고, 회복 기간을 짧게 할 수 있다는 점에서 종래의 개방 절개 기술보다 환자에게 많은 이점을 제공한다. 이러한 이점은 모든 외과 전공에 있어서, 외과 의사들이 수술시 최소 침습 시술을 적용하는 것이 가능하게 하였다. 1990년대, 최소 침습 시술의 증가율은 크게 증가되었지만, 최근 가시화, 접근성 및 제어의 한계 때문에, 새로운 시술에 대한 적용이 크게 지연되었다. 이는 최소 침습 시술을 이어 새로운 수준에 이를 수 있는 새로운 기술이 필요하다는 외과 의사들의 일반적인 믿음과 관련이 있다. 탄력성이 더해져 기관 주위를 유연하게 돌아다닐 수 있는 좀 더 작은 카메라와 도구가 오늘날 불가능한 수술을 수행할 수 있도록 도와줄 것이다.

종래의 내시경 및 복강경 수술 도구는 개방 절개 수술에 사용되는 단순한 도구를 채택했었다. 이들은 기계적인 구조면에서 손잡이와 작동부 사이에 길고, 2 ~ 10 ㎜ 의 직경 샤프트를 가진다는 점에서 유사하다. 이들은 "지렛대 효과" 때문에 개방 절개 수술에서 탄력성이 부족하였다. 공구가 절개부 주위를 회전하기 때문에, 이들은 일반적으로 5차 자유도 (Degrees-of-Freedom : DOF), 즉, 상/하부 회전, 좌/우 회전, 내/외부 슬라이딩, 샤프트 축 주위로 회전, 조이는 작동으로 제한된다. 반대로, 외과 의사의 손목 때문에, 개방 절개 수술은 완전한 탄력성 (7차 자유도) 이 가능하게 되며, 이는 장애물을 피하고, 조직에의 접근성을 최적화하는데 사용되는 팔꿈치와 어깨부로부터 자유도가 추가된다. 또한, 최소 침습 시술의 복잡성에 더하여, 외과 의사가 살균 영역 외부에 위치하는 모니터를 통해 수술 부위를 보게 된다. 지렛대 효과로부터 야기되는 뒤바뀐 동작이 조합된 눈과 손의 차이 때문에, 이러한 기술을 배우거나 숙달하기에 어려움이 있다. 이는 수술 경험이 많은 숙련자만이 높은 수준의 발전된 최소 침습 시술을 일관성 있게 수행할 수 있다.

현재 실제 모든 수술 훈련에서의 수술은 최소 침습 시술을 좀 더 최소화하는 방향으로 진행되고 있다. 이는 절개 부위를 좀 더 작게 하거나, 또는 이상적으로는, 절개를 하지 않고 사용하는 것을 의미한다. 종래 기술은 이미 개방에서 내시경 수술로의 전환이 이루어지고 있고, 현재의 수술은 신체 내부로 침입하는 지점으로서 환자 자체의 개구부를 사용하는 새로운 기술을 개척하고 있다. 이는 고통과 회복 시간을 줄이고, 많은 경우에 있어서, 눈에 보이는 흉터를 발생시키지 않는다.

상당한 하나의 새로운 기술로서 단일 포트 접근 시술 (또는 SPA) 을 참고할 수 있다. 이는 모든 도구와 복강경이 하나의 절개 부위를 통해 복부 공간으로 들어가는 복강경 검사 유형에 해당한다. 이러한 시술의 대부분은 치유가 빠르고, 그 아래에 중요한 근육 부분이 없고, 위험부를 잘 감출 수 있기 때문에 침입 포트 위치로 배꼽을 사용한다. 도구가 하나의 지점에서 신체에 들어가게 되고, 복부의 동일한 지점에서 시술되기 때문에, 직선형의 샤프트 도구를 제어하는데 제한이 있다. 다중의 도구를 사용하는 경우, 하나의 단일 포트가 사용되기 때문에, 하나의 도구가 다른 도구의 위치에 영향을 끼치기 쉽다.

본 발명의 목적은 공구 제어가 좀 더 용이하게 탄력성이 부여된 개선된 의학 도구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 특히 다중 도구를 사용하는 경우 비간섭 제어가 자유로운 개선된 수술 도구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 미리 선택된 특정 위치에서 도구를 잠글 수 있는 개선된 의학 도구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 소정의 위치에서 외과 의사가 도구를 잠글 수 있도록 도구를 추가적으로 제어할 수 있는 잠금 특성을 제공하는데 있다. 이는 외과 의사가 특정 구부림 구조에서 도구를 잡고 있을 필요 없이, 동시에 수술을 진행하는데 좀 더 용이하다.

전술한 목적을 수행하기 위해, 본 발명은 의학 도구로서, 기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트; 의학 시술을 수행하는 공구; 제어 핸들; 상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재; 상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재; 상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단; 상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고, 상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 휘어진 영역을 포함하고, 상기 제어 튜브의 휘어진 영역은 그 회전에 따라 상기 제어 튜브의 휘어진 영역에 의해 규정되는 평면 외부로 상기 공구를 위치시켜 추가적인 자유도를 제공하는 의학 도구를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 도구 샤프트의 길이 중 적어도 일부분이 유연하여, 상기 도구 샤프트가 상기 제어 튜브의 휘어진 영역을 통해 통과할 수 있으며, 상기 기부 움직임 부재에 대하여 지지되는 볼 부재를 포함하며, 상기 제어 튜브는 말단 단부와 기부 단부를 포함하는데, 상기 기부 단부가 상기 볼 부재에 고정적으로 부착되어 있으며, 상기 제어 튜브는 강성이고, 상기 휘어진 영역에 근접하여 연속하고 있으며, 상기 도구 샤프트는 상기 휘어진 제어 튜브를 통해 연장하여 상기 말단 움직임 부재와 공구가 상기 휘어진 제어 튜브의 말단 단부를 넘어 연장하고 있으며, 상기 제어 핸들 쪽에 종방향 말단축 주위로 도구 샤프트와 단부 작동부를 회전시키 위한 회전 손잡이를 포함하고, 상기 움직임 부재 모두는 굽어지는 부재이며, 상기 기부의 굽어지는 부재 주위에는 볼 부재가 지지되며, 상기 제어 튜브에는 말단 단부와 기부 단부가 있는데, 상기 제어 튜브의 기부 단부는 상기 볼 부재에 고정적으로 부착되어 있으며, 상기 볼 부재 주위에는 잠금 메커니즘이 배치되어 있고, 상기 잠금 메커니즘은 팽창 및 수축될 수 있는 신치 (cinch) 링을 포함하고, 상기 제어 튜브는 강성이고, 상기 휘어진 영역에 근접하여 연속하는 곧은 영역을 포함하며, 상기 곧고 휘어진 영역은 평면을 규정하게 된다.

본 발명의 다른 양태로서, 의학 도구를 제공하게 되는데, 상기 의학 도구는, 기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트; 의학 시술을 수행하는 공구; 제어 핸들; 상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재; 상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재; 상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단; 상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고, 상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 휘어진 영역을 포함하고; 상기 도구 샤프트와 제어 튜브를 수용하는 슬롯이 형성된 가이드 블록을 포함하고, 상기 가이드 블록은 해부 포트의 기부에 위치하게 된다.

본 발명의 다른 양태는 상기 제어 튜브의 상기 휘어진 영역은 그 회전 방향을 따라 상기 제어 튜브의 휘어진 영역에 의해 규정되는 평면 외부로 상기 공구를 위치시켜 추가적인 자유도를 제공할 수 있으며, 상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 위치하는 적어도 세 개의 휘어진 영역을 포함하고, 상기 휘어진 영역의 두 부분은 상기 가이드 블록에 근접하고, 상기 휘어진 영역의 하나는 상기 가이드 블록의 말단에 위치하며, 상기 의학 도구는 도구 쌍을 포함하고, 상기 가이드 블록은 각각의 도구 샤프트를 수용하기 위한 대응 슬롯 쌍을 포함하게 된다.

본 발명의 또 다른 양태는 의학 도구를 제공하는데, 상기 의학 도구는 기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트; 의학 시술을 수행하는 공구; 제어 핸들; 상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재; 상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재; 상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단; 상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고, 상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 적어도 하나의 휘어진 영역을 포함하고; 상기 도구 샤프트와 제어 튜브를 수용하기 위해 그 내부에 통로를 포함하는 오버 튜브를 포함하고, 상기 오버 튜브는 해부 포트에 근접하여 위치하게 된다.

본 발명의 또 다른 양태는 상기 제어 튜브의 길이 방향을 따라 적어도 하나의 유연한 연계 영역을 포함하고, 상기 제어 튜브의 휘어진 영역은 상기 오버 튜브의 말단에 위치하고, 강성이며, 상기 의학 도구는 상기 오버 튜브의 한쪽 측면에 형성된 유연한 연계 영역을 포함하고, 케이블을 통해 이들이 서로 연결되고, 상기 기부 움직임 부재는 케이블 구동 메커니즘을 포함하고, 상기 케이블 구동 메커니즘은 적어도 하나의 모터, 적어도 하나의 케이블 쌍 및 상기 모터에 의해 구동되는 대응 추종기 쌍을 포함하고, 상기 의학 도구는 상기 추종기를 지지하기 위한 나사가 형성된 샤프트를 포함하고, 상기 나사가 형성된 샤프트는 상기 모터에 의해 구동되고, 상기 케이블을 제어함에 있어서 상기 추종기를 반대 방향으로 구동하기 위한 반대의 나사가 형성된 샤프트를 포함하게 되며, 상기 의학 도구는 상기 핸들에 장착되는 네 개의 케이블과 두 개의 모터를 포함한다.

도면이 단지 설명을 위해 제공되고, 개시를 한정하기 위해 사용되는 것이 아님은 충분히 이해될 수 있을 것이다. 하기에서 설명할 실시 형태의 다른 목적과 이점은 첨부되는 도면과 연계하여 상세한 설명에 의해 더욱 분명해질 것이다.
도 1 은 굴곡된 튜브에서 단일 굽힘부가 있는 수술 공구의 제 1 실시 형태의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 2-2 선을 따른 도 1 도구의 부분 단면도를 나타내고, 추가적으로 상기 도구 샤프트와 연계된 손잡이부와 단부 작동 굽힘부를 나타내고 있다.
도 3 은 도 2 의 3-3 선을 따른 도구 말단 단부의 부분 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 4-4 선을 따른 도구 중심 단부의 부분 단면도이다.
도 5 는 도 3 의 5-5 선을 따른 단면도이다.
도 6 은 도 3 의 6-6 선을 따른 단면도이다.
도 7 은 도 4 의 7-7 선을 따른 단면도이다.
도 8 은 도 2 의 8-8 선을 따른 단면도이다.
도 9 는 도 8 의 9-9 화살표를 둘러싸는 영역의 부분 확대 단면도이고, 잠금 수단을 포함하는 변형된 실시 형태를 나타내고 있다.
도 10 은 도 9 에 나타난 것과 유사한 단면도이고, 잠금 수단이 결합된 각도를 나타내고 있다.
도 11 은 도 8 에 나타난 것과 유사한 단면도이고, 변형된 풀림 위치에서 잠금 수단과 신치 링을 사용하는 변형된 실시 형태를 나타낸다.
도 12 는 도 11 의 12-12 선을 따른 단면도이다.
도 12a 내지 도 12e 는 볼 부재의 진동 동작을 나타내는 부분 개략도의 시리즈를 나타낸 것이다.
도 13 은 도 8 에 나타난 단면도와 유사하며, 다만, 제어 튜브 각 잠금 수단의 변형된 실시 형태를 나타낸다.
도 14 는 도 13 의 14-14 선을 따른 단면도를 나타낸다.
도 15 는 도 13 에 나타난 단면도와 유사하며, 다만, 잠금 위치에서 각도 잠금 메커니즘을 나타낸다.
도 16 은 도 15 의 15-15 선을 따른 단면도를 나타낸다.
도 17a 내지 도 17e 는 수술 과정에서 상기 도구의 다른 응용을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 18 은 도구 사용시 변형된 실시 형태의 개략도이다.
도 19 는 도 19 의 19-19 선을 따른 도구 샤프트와 제어 튜브의 부분 단면도이다.
도 20a 내지 도 20c, 도 21a 내지 도 21c, 도 22a 내지 도 22c 는 수술 과정에서 도 18 에 기재된 도구의 다른 응용을 나타내는 대응 개략도를 평면, 후면 및 측면에서 나타낸 것이다.
도 23 은 도구 사용시 변형된 실시 형태의 개략도이다.
도 24 는 도 23 의 24-24 선을 따른 연결 영역 및 제어 튜브 중간부의 단면도이다.
도 25 및 도 26 은 도 24 의 25-25 선, 26-26 선을 따른 단면도이다.
도 27 은 도 24 에 나타난 단면도와 유사하며, 다만, 굽힘 위치에서 연결 영역을 나타낸다.
도 28 은 도 27 의 개략도이다.
도 29 는 도 27 에 기재된 개략도와 유사하며, 다만, 케이블 수단의 변형된 실시 형태를 나타낸다.
도 30 은 단부 작동부용 케이블 구동 메커니즘의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 30a 는 도 30 의 30A-30A 선을 따른 단면도이다.
도 31 내지 도 33 은 케이블 구동 메커니즘의 작동을 나타내는 개략적인 단면 측면도이다.
도 34 는 케이블 구동 메커니즘의 변형된 실시 형태를 나타내는 확대된 부분 단면도이다.
도 34a 는 도 34 의 34A-34A 선을 따른 단면도이다.
도 35 는 도구의 변형된 실시 형태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 35a 는 도 35 의 35A-35A 선을 따른 단면도이다.

본 발명의 도구는 최소 침습 시술에 사용될 수 있다. 여기에서 "최소 침습 시술" 은 작은 절단부 또는 절개부를 통해 수술을 하는 수술 과정을 의미하고, 작은 절개부는 수술 부위에 접근하는데 사용된다. 하나의 실시 형태에 있어서, 절개부의 길이는 직경이 1 ㎜ 내지 20 ㎜ 이고, 바람직하게 직경이 5 ㎜ 내지 10 ㎜ 이다. 이러한 과정은 수술 부위에 접근하게 되는 큰 절단을 필요로 하는 과정과 반대된다. 따라서, 도구는 바람직하게 이러한 소형 절개 및/또는 신체 자체의 내강 또는 복강을 통해 주입하는데 사용되며, 따라서, 특정 수술 또는 의학 시술시 내부 목표 위치에 도구를 위치시키는데 사용된다. 해부학에 수술 도구를 도입하는 것은 내강, 혈관 또는 복강에 경피적으로 또는 수술적으로 접근을 통해 이루어질 수 있고, 또는 해부학에서 신체 자체의 개구부를 통해 도입될 수도 있다.

복강경 과정에서 사용되는 것에 더하여, 본 발명의 도구는 결장경, 상부 위장관, 관절경, 부비강, 흉부, 전립선, 경질, 정형 및 심장 수술 등을 포함하는 다른 의학적 또는 수술 과정에서 사용될 수 있다. 특정 시술에 따라서, 상기 도구 샤프트는 강성, 반강성 또는 유연성의 재료가 될 수 있다.

여기에서 "수술 도구" 라는 표현과 관련하여, 이는 본 발명의 사상이 수술을 필요로 하지 않는 다른 의학적 도구 뿐만 아니라, 진단 및 치료 도구 및 기구 뿐만 아니라, 카테터 (catheter) 와 같은 다른 기구들도 포함한다.

본 발명의 도구에서 발현되는 몇 가지 중요한 특징이 있다. 첫 번째 특징은, 강성의 휘어진 제어 튜브를 통해 통과하는 도구 샤프트가 있는 도구에 다른 자유도를 추가할 수 있다는 점이다. 이러한 추가적인 자유도는 휘어진 튜브에 의해 처음에 규정되는 면의 내외부에서 말단 공구가 궤도에 따라 회전하는 도구 손잡이를 회전시켜 이루어질 수 있다. 도구 자체는 굽어질 수 있는 도구와 회전 손잡이를 통해, 또한, "지렛대 효과" 를 이용하여 추가적인 자유도를 자체적으로 추가할 수 있다.

본 발명의 도구에서 실현되는 추가적인 특징은 볼을 사용하고, 굽어지는 작동을 따르는 근부 움직임 부재 주위에 위치하는 소켓 배열을 사용하도록 구성된 잠금 메커니즘을 제공하는 것과 관련이 있고, 여기에서 신치 링은 상기 볼과 소켓 배열을 고정된 특정 위치에 유지하도록 사용되며, 따라서, 특정 굽힘 조건 또는 다른 표현으로 그 위치에서 잠기는 위치에서 상기 근부 및 말단 굽어지는 부재를 유지한다. 상기 신치 링은 편리하게 상기 도구 손잡이에 인접하여 위치하고, 상기 신치 링과 그 다음에 작동부의 단부 위치를 잠그거나 풀 수 있도록 쉽게 작동시킬 수 있는 잠금 레버를 포함한다. 또한, 상기 신치 링은 바람직하게 잠금 레버가 편리하게 위치될 수 있거나, 왼손잡이 또는 오른손잡이 사용자 사이에서 쉽게 변형 (회전) 될 수 있도록 회전 가능하다. 이러한 잠금 제어는 외과 의사들이 특정 시술을 수행하는 경우에 집중할 수 있는 하나의 자유도를 줄일 수 있게 한다. 특정 위치에서 굽어질 수 있는 영역을 잠금으로써, 외과 의사들은 회전 손잡이의 작동과 같은 도구의 다른 자유도를 제어하는데 손을 쓸 필요가 없으며, 차례로, 단부 작동부의 회전을 제어할 수 있다. 본 발명의 다른 특징은 굽어짐이 수행된다는 점과 관련이 있다. 과거에는, 비교적 작은 직경의 유연한 케이블을 기부 및 말단의 굽어지는 부재 사이에서 굽어짐을 제어하는데 사용되어 왔다. 그러나, 이는 반대편 케이블을 풀어주면서 하나의 케이블을 "잡아당기는" 움직임만이 가능하였기 때문에, 다소 균등한 제어를 제공하지 못하였다. 본 발명의 도구는 좀 더 강성의 케이블 구성을 사용하여, "잡아당기는" 움직임 뿐만 아니라 반대의 "밀어내는" 움직임까지 발생하는 굽어짐이 제공된다. 이를 실현하기 위해, 케이블은 비교적 더 큰 직경과 다소 강성이 될 수 있으며, 또한, 쉽게 굽어질 수 있을 정도로 충분한 유연성을 포함하게 된다. 또한, 케이블은 바람직하게 그 길이에 따라 제한되어 있어, 특히, 케이블을 "밀어내는" 상태에서 케이블 변형 또는 버클링 (buckling) 을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징은 권총형 그립 구성과 제어 레버에 있으며, 이는 작동 레버 및 단부 작동부의 대응 작동을 좀 더 정확하게 제어할 수 있도록 하는 단부 회전 지지틀 구성이 형성되어 있다. 본 발명의 도구에 따른 상기 제어 레버에는 제어 레버의 위치를 제어할 수 있는 수단이 제공되며, 특히 사용자의 손가락 각각의 길이를 보상할 수 있는 등의 손의 다른 구성에 따라 레버를 제어할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 수술 도구 (10) 의 하나의 실시 형태의 사시도이다. 이러한 수술 도구에 있어서, 공구와 핸들 움직임 부재 또는 굽어지는 부재 모두는 어느 방향으로도 굽어질 수 있다. 이들은 케이블 (100) (바람직하게는 4 개의 케이블) 을 통해 서로 연결되어 있으며, 근부 부재에서의 굽어지는 움직임은 말단 부재에서 관련된 굽어짐을 제공할 수 있다. 근부에서의 굽어짐은 도구를 사용하는 사용자에 의한 제어 핸들의 움직임 또는 변이에 의해 제어된다. 즉, 외과 의사들은 핸들을 쥐고, 도구는 일정 움직임 (변위) 위치에 있게 되고, 핸들은 근부의 굽어지는 부재를 즉시 제어하며, 차례로, 케이블은 말단 굽어지는 부재에서 대응 굽어짐 또는 변위를 제어하게 된다. 차례로, 이러한 움직임은 말단 공구의 위치를 제어한다. 이러한 움직임은 전술한 휘어진 튜브 제어와 연계된다.

상기 기부 부재는 바람직하게 일반적으로 말단 부재보다 크며, 그 결과 강화된 인체 공학적 제어가 가능하다. 도시된 실시 형태에 있어서, 말단 굽어지는 부재에 대한 근부의 직경 비율은 약 3 대 1 이다. 본 발명에 따른 시점에서, 상기 말단 굽어지는 부재가 근부 굽어지는 부재와 마찬가지로 동일한 방향에서 굽어지는 곳에 굽힘 움직임이 제공될 수 있다. 변형된 실시 형태에 있어서, 상기 굽어지고, 회전하거나 유연한 부재는 작동 케이블을 180도로 회전하여 반대 방향으로 굽어지도록 구성되거나, 실제로 말단과 근부의 케이블 지지점 사이의 연관 관계에 따라 다른 방향으로 굽히도록 제어될 수도 있다.

나타난 바와 같이, 말단의 굽어지는 부재에서 발생되는 굽어짐의 양은 말단의 굽어지는 부재의 치수에 비교하여 기부의 굽어지는 부재의 크기에 의해 결정된다. 전술한 실시 형태에 있어서, 기부의 굽어지는 부재는 일반적으로 말단의 굽어지는 부재보다 더 크고, 그 결과, 말단의 굽어지는 부재에서 발생되는 움직임의 크기는 기부의 굽어지는 부재에서의 움직임의 크기보다 더 크다. 상기 기부의 굽어지는 부재는 말단의 굽어지는 부재가 동일한 방향 또는 반대 방향으로 굽어질 수 있도록 제어하면서 어떠한 방향 (약 360도) 으로도 굽혀질 수 있으며, 다만 동시에 동일한 평면에 위치한다. 또한, 도 1 에 기재된 바와 같이, 의사는 회전 화살표 (R1) 방향에 대하여 축방향의 회전 손잡이 (24) 를 말아 종축의 방향에 대해서 어떠한 방향으로도 도구 공구를 굽히고 말 수 있다.

이러한 상세한 설명에 있어서, 굽어지는 부재가 참고될 수 있다. 또한, 이러한 부재는 회전하는 부재, 굽어지는 영역 또는 유연한 부재로 참고될 수 있다. 여기에 기재된 설명에 있어서, "굽어지는 영역", "굽어지는 부분", "굽어지는 부재" 또는 "회전하는 부재" 와 같은 용어는 결합부에서 회전되는 부재와 비교하여 제어가능하게 굽어지는 도구 부재를 의미한다. "움직이는 부재" 는 굽어지는 영역과 결합부의 총괄적인 의미로 이해될 수 있다. 본 발명의 굽어지는 부재는 도구의 제작에 있어서 어떠한 특징 없이 어느 방향으로도 굽혀질 수 있으며, 어느 방향으로도 쉽게 굽혀질 수 있으며, 바람직하게 단일의 통합되거나 단일의 몸체 구조일 수 있다. "통합" 또는 "단일의 몸체" 구조의 의미는 단일의 결합된 부재만으로 구성되고, 다수의 조립되거나 결합되는 구성요소로 형성되지 않는 구조를 의미한다.

이러한 굽어지는 부재의 정의는 제어하는 수단 또는 제어되는 수단으로서 형성되는 도구 부재로서, 형상의 파괴 또는 굽힘 없이 곧은 선으로부터 휘어진 구성으로 인장력 또는 압축력으로 변형이 제한되는 것을 의미한다. 굽어지는 부재는 도 2 및 도 3 에 기재된 바와 같이 통합된 구조로 형성될 수 있으며, 결합 가능한 디스크 등과 같은 구성이 될 수 있고, 하기의 구성 또는 움직이는 링 조립체를 포함할 수 있다. 굽어지는 부재의 다른 형태는 2006년 8월 16일에 출원된 미국 특허 출원 11/505,003호 및 2006년 9월 19일에 출원된 미국 특허 출원 11/523,103호 에 기재된 구성을 참고할 수 있으며, 이들 전체로 여기에서는 종합되어 참고될 수 있다.

도 1 은 도구 부분 자체로 2006년 9월 27일에 출원된 미국 특허 출원 11/528,134호 및 2007년 1월 2일에 출원된 미국 특허 출원 11/649,352호에 기재된 유형이 될 수 있으며, 이들 전체로 여기에서는 종합되어 참고될 수 있다.

도 1 에 있어서, 도구 (10) 는 휘어지거나 굽어진 제어 튜브 (150) 안으로 삽입되어 있다. 상기 제어 튜브 (150) 는 바람직하게 그 전체 길이를 따라 강성이다. 도 1 에 있어서, 종방향 도구 핸들축 (T) 와 근부 샤프트 부분의 종축 (U) 사이의 각도가 0 이고, 말단 샤프트 부분의 종축 (S) 과 말단 팁 공구축 (P) 사의 각도가 결과적으로 0 인 중립 위치로 도구가 나타나 있다. 이러한 위치에서, 두 개의 굽어지는 부재 (18, 20) 는 곧은 형태 또는 굽어지지 않은 위치에 있게 된다. 본 발명의 도구와 미국 특허 출원 11/649,352호에 기재된 도구의 가장 큰 차이점은 볼 (120) 의 목 부분 (206) 에 있는 근부 단부 (152) 에 강성으로 부착되는 굽어지는 또는 휘어진 제어 튜브 (150) 가 추가된다는 점이다. 상기 튜브 (150) 는 근부 단부에서 곧은 영역 (151), 곧게 기재된 말단 단부 영역 (153) 및 도 17a 에 예로 나타난 것과 같은 말단 단부 (156) 에서 약 3/4 거리에 위치하는 굽힘부 (154) 를 포함한다.

도 1 에 있어서, 굽힘부 (154) 는 축 (X) 의 방향 (음의 X 축) 의 공구의 오른쪽 측면에 대하여 "α" 의 각도로 나타나 있다. 또는, 상기 굽힘부는 볼 (120) 과 제어 튜브 (150) 를 180도 회전하여 X 축 의 방향으로 도구의 왼쪽 측면에 대하여 나타날 수도 있다. 복강경 수술에 사용될 수 있는 상기 왼쪽-오른쪽의 두 가지 공구는 도 17a 내지 도 17e 에 나타나 있다. 휘어진 튜브를 포함하는 본 발명의 도구는 충돌을 피하기 위해 수술시 환자의 외부에서 핸들을 준비하는 동안 도구 팁을 적절하게 측정할 수 있다는 점에서 유용하다. 도 17a 내지 도 17e 는 수술 기술을 수행하기 위해 어떻게 도구의 팁 부분을 비교적 기부 가까이에 배치시키는지에 대한 예시를 명확하게 나타내고 있으며, 핸들은 도구 사이에서 어떠한 방해 없이 각 도구를 쉽고 방해 없이 제공할 수 있도록 이격되어 있다.

본 발명의 도구는 복부 벽을 통해 복강경 수술을 하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해 일반적으로 캐뉼라 (cannula) 또는 투관침 (trocar) 이 배치되는 곳에 주입 지점이 제공된다. 상기 도구 (10) 의 샤프트 (114) 및 휘어진 튜브 (150) 는 상기 캐뉼라 및 투관침을 통해 통과될 수 있으며, 이를 통해, 수술 부위에서 도구의 말단 단부가 배치된다. 도 1 에 기재된 단부 작용부 (16) 는 피부의 절개 지점에서 캐뉼라 또는 투관침으로 수술 부위에 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 도 1 에 기재된 도구의 실시 형태는 도구의 말단부가 시스 (sheath) 되어 사용될 수 있으며, 이를 통해, 말단 굽힘 부재 (20) 가 투입되는 것으로부터 체액을 유지할 수 있게 된다.

회전 움직임은 본 발명의 도구를 사용하여 수행될 수 있다. 이는 도 1 을 참고하였을 때, 핸들 (12) 에 대하여 회전 손잡이 (24) 를 축 (T) 주위로 회전시켜 이루어질 수 있다. 이는 도 1 에 회전 화살표 (R1) 로 나타나 있다. 회전 손잡이 (24) 이가 회전하는 경우, 어느 방향에 있어서도, 이는 도구 샤프트 (114) 의 대응 회전을 유발하게 된다. 이는 회전 화살표 (R2) 로 도 1 및 도 2 에 나타나 있다. 이러한 동일한 움직임은 도구 팁에 대응하는 축 주위로 말단의 굽어지는 부재와 단부 작용부 (16) 의 회전을 유발하게 되고, 이는 도 1 및 도 2 에 있어서 종축 팁 또는 공구축 (P) (화살표 (R3)) 으로 나타난다. 이러한 말단 회전은 제어 튜브 (150) 와 관련이 있다.

도구가 잠겨 있는 동안 (또는 풀려져 있는 동안) 회전 손잡이 (24) 의 회전은 동일한 각도 위치에서의 도구 팁을 유지하고, 팁 (공구) 의 방향을 회전시키게 된다. 팁 회전 특성의 좀 더 상세한 설명은 2005년 12월 14일에 출원된 미국 특허 출원 11/302,654호 출원의 도 25 내지 도 28 을 참고할 수 있으며, 여기에 나와 있는 사항들을 전체적으로 참고할 수 있다.

기부의 굽어지는 부재 (18) 를 통해, 핸들 (12) 은 도구 샤프트 종방향 중심축에 대한 일정 각도로 기울어질 수 있다. 이러한 기울임, 굴절 또는 굽어짐은 지면상의 평면에서 발생하는 것으로 이해될 수 있다. 케이블 연결을 통해, 이러한 작동은 말단의 굽어지는 부재 (20) 에서 팁이 축을 따라 정렬되는 위치로 대응되는 굽어짐을 유발할 수 있으며, 도구 샤프트 종방향 중심축에 대하여 굽어질 수 있다. 기부의 굽어지는 부재 (18) 의 굽어짐은 실질적으로 특정 방향에서 핸들을 작동하여 외과 의사가 핸들 (12) 을 통해 제어된다. 이러한 작동은 직접적으로 기부의 굽어지는 부재에서의 굽어짐을 제어한다. 도 2 를 참고하자면, 축 (U) 이 도구 샤프트 종방향 축에 대응하는 모습이 기재되어 있다. 축 (T 및 U) 사이에서 기부가 일정 각도 (B1) 로 굽어지는 것을 참고할 수 있으며, 이에 대응하여 말단부가 축 (S 및 P) 사이에서 일정 각도 (B2) 로 굽어진다.

따라서, 핸들의 제어는 말단 움직임 부재 및 공구의 위치를 제어할 수 있도록 기부 움직임 부재에서 도구를 굽히는데 사용될 수 있다. 상기 공구의 "위치" 는 이러한 굽어짐 또는 움직임에 의해 우선적으로 정해지고, 또한, 말단 움직임 부재의 말단 단부에서 조정 위치로 이해될 수 있다. 실제로, 기부 및 말단 움직임 부재와 도구 팁에서의 조정축으로 이해할 수 있다. 이러한 위치 배열은 3차원으로 나타난다. 물론, 도구 위치 배열은 말단 공구를 옮겨 놓는 휘어진 제어 튜브의 회전 뿐만 아니라, 절개 지점 (포트 (8)) 에서 도구를 회전시키는 의사의 능력에 의해 그 정도가 제어될 수 있다. 반면, 상기 공구의 "방향" 은, 기부 회전 제어 부재 (회전 손잡이 (24)) 와는 별도로, 도면상으로 말단 팁 또는 공구축 (P) 주위로 공구의 회전 위치와 관련이 있다.

도면상에는 조임부가 기재되어 있으며, 다른 공구 또는 장치들도 본 발명의 도구를 사용하는데 쉽게 이용될 수 있다. 여기에 한정되지는 않지만, 이들은 카메라, 측정기, 광학 렌즈, 측정경, 유체 전달 장치, 흡입기 등을 포함한다. 이러한 공구는 다음과 같은 연계 공구를 포함할 수 있다 : 조임부, 가위, 그래스퍼 (grasper), 바늘 유지부, 미세 해부 기구, 스테이플러 작동기, 트래커 (tracker), 흡입 세척 공구 및 클립 작동기. 또한, 상기 공구는 다음과 같은 별도의 공구를 포함할 수 있다 : 절단날, 탐침기, 세척기, 카르테르 또는 흡입 오리피스.

도 1 의 수술 도구는 본 발명에 따라 수술 도구 (10) 사용시의 바람직한 실시 형태를 나타내며, 환자의 피부를 통해 주입 위치에서 캐뉼라를 통해 주입될 수 있으며, 도면상에서 포트 (8) 로 나타나 있다. 도구 샤프트 (114), 단부 작용부 (16), 말단의 굽어지는 부재 (20) 및 기부의 굽어지는 부재 (18) 등과 같은 많은 요소들이 여기에 기재되어 있으며, 이들은 2005년 7월 20일에 출원된 미국 특허 출원 11/185,911호에 기재된 도구 요소들과 유사하거나, 서로 연관이 있으며, 이들을 전체적으로 참고할 수 있다. 특히, 도구의 핸들 단부에 많은 다른 요소들이 기재되어 있으며, 이는 2006년 9월 27일에 출원된 미국 특허 출원 11/528,134호에 기재된 요소들과 유사할 수 있으며, 이들을 전체적으로 참고할 수 있다. 또한, 모두 본 발명자가 소유하는 2004년 4월 12일에 출원된 미국 특허 출원 10/822,081호, 2005년 10월 3일에 출원된 미국 특허 출원 11/242,642호, 2005년 12월 14일에 출원된 미국 특허 출원 11/302,654호에 기재된 사항들을 전체적으로 모두 참고할 수 있다.

도 2 내지 도 4 에 기재된 바와 같이, 기부의 굽어지는 부재 (18) 와 말단의 굽어지는 부재 (20) 사이의 제어는 굽어지는 제어 케이블 (100) 을 통해 이루어진다. 기재된 실시 형태에 있어서, 네 개의 제어 케이블 (100) 이 원하는 모든 방향으로 굽어질 수 있도록 제공된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 형태에서는 더 작은 수의 굽어지는 제어 케이블이 사용될 수도 있다. 상기 굽어지는 제어 케이블 (100) 은 도구 샤프트 (114) 및 기부 및 말단의 굽어지는 부재를 통해 연장한다. 굽어지는 제어 케이블 (100) 은 바람직하게 실질적으로 이들 전체 길이를 따라 제한되어 있으며, 이를 통해, "밀기" 및 "끌기" 를 모두 사용할 수 있다. 또한, 상기 케이블 (100) 은 바람직하게 기부의 굽어지는 부재를 통해 기부의 굽어지는 부재의 원추형 케이블 안내부 (19) 를 통과하도록 제한된다. 예를 들어, 도 4 를 참조할 수 있다.

본 발명의 도구의 잠금 수단은 케이블의 위치를 잠그고 풀 수 있도록 볼과 소켓 구성과 서로 연계하며, 차례로 기부의 굽어지는 부재의 각도와 말단의 굽어지는 부재 및 단부 작동부의 각도를 제어한다. 이러한 잠금 제어는 의사가 특정 시술을 수행하는 경우 집중 할 수 있는 하나의 자유도를 덜어준다. 특정 위치에서 굽어지는 영역을 잠금으로써, 회전 손잡이 (24) 와 차례로 단부 작용부의 방향을 작동시키는 것과 같이 도구의 다른 자유도를 제어할 필요가 없게 된다.

도 1 에 기재된 도구는 권총형 그립형이다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 직선형의 인라인 핸들과 같은 다른 형태의 핸들에도 적용될 수 있다. 도 1 에 있어서, 레버를 제어할 수 있는 단일의 손가락 구멍이 있는 레버 (22) 를 주로 포함하고, 별도의 해제 버튼이 아닌 상기 레버 (22) 를 통해 직접적으로 제어되는 관련된 해제 기능을 포함할 수 있는 조임부 클램프가 기재되어 있다. 이러한 해제 기능은 작동되거나 닫힌 공구를 해제하는데 사용된다.

기재된 도구에 있어서, 도구의 핸들 단부는 기부의 굽어지는 부재가 구성되고 전체 360도 각도롤 굽어질 수 있도록 구성된 것과 같이, 어느 방향으로도 기울어질 수 있다. 상기 도구 샤프트에 대한 이러한 핸들의 움직임은 기부의 굽어지는 부재 (18) 에서 도구를 굽힐 수 있다. 차례로, 이러한 움직임은 굽어지는 제어 케이블 (100) 을 통해, 동일한 방향으로 말단의 굽어지는 부재를 굽힌다. 전술한 바와 같이, 반대 방향으로의 굽힘은 한쪽 단부를 다른쪽 단부로 제어 케이블을 180도로 회전시키거나 비틀어서 사용될 수 있다.

여기에 기재된 실시 형태에 있어서, 핸들 (12) 은 권총형 그립의 형태로 되어 있고, 의사의 손 동작과 도구 사이에서 유용하게 작동될 수 있는 혼 (horn : 13) 부를 포함한다. 상기 공구의 작동 레버 (22) 는 도 1 에서 상기 핸들의 기저에서 회전할 수 있도록 부착되어 있다. 상기 레버 (22) 는 공구 작동 케이블 (38) 을 제어하는 슬라이더를 작동시키고 (도 3 및 도 4 참조), 상기 공구 작동 케이블 (38) 은 상기 슬라이더로부터 도구의 말단 단부로 연장되어 있다. 상기 케이블 (38) 은 조임부의 개폐를 제어하고, 레버의 다른 위치는 조임부에 작용하는 힘을 제어한다.

핸들의 형상은 도 1 에 기재된 도구는 편리하고, 실질적으로 한 손으로 작동할 수 있다. 도 1 에 기재된 바와 같이, 의사는 엄지 손가락과 나머지 네 손가락 사이의 갈고리 쪽에 위치하는 혼 (13) 부를 손바닥과 중지 사이로 쥘 수 있다. 이는 도 1 에 기재된 바와 같이, 회전 손잡이의 외주면에 위치하는 손가락 공백부 (31) 를 사용하여 회전 손잡이 (24) 를 회전시키는 네 개의 손가락과 엄지 손가락을 풀어주면서 위치시킨다. 도 1 및 도 2 의 회전 화살표 (R3) 로 나타난 바와 같이, 도구의 잠금 위치 및 풀림 위치에 있어서, 회전 손잡이는 도구의 팁 부분이 말단 공구 팁축 (P) 주위로 축회전을 제어할 수 있다.

기재된 실시 형태에 있어서, 공구 닫힘 레버 (22) 에 회전 지지틀 볼 (27) 의 형태로 손가락 팁 결합 오목부 (23) 가 제공된다. 상기 레버 (22) 의 자유 단부는 사용자의 손가락 중 하나를 수용하는 구멍 또는 오목부 (23) 를 관통하는 회전 지지틀 볼 (27) 을 지지한다. 상기 볼 (27) 은 적어도 부분적으로 레버 단부에서 3차원으로 회전할 수 있도록 자유롭다. 의사는 엄지 손가락과 네 개의 손가락 사이에서 갈고리 쪽에 위치하는 혼 (13) 부를 사용하여 손바닥, 넷 째 손가락, 새끼 손가락 사이로 핸들을 쥘 수 있으며, 전술한 바와 같이, 회전 손잡이 (24) 를 작동시킬 수 있다. 의사는 네 개의 손가락 또는 중지를 사용하여 조임 클램프 레버 (22) 를 작동시킬 수 있다.

회전 지지틀 볼 (27) 은 소켓에 볼이 있는 형태로 구성되며, 상기 볼 (27) 은 소켓 내에서 자유롭게 회전될 수 있고, 상기 소켓은 레버의 자유 단부에서 규정된다. 이러한 실시 형태에 있어서, 볼을 통해 구멍 또는 오목부 (23) 가 완전하게 관통하기보단, 바람직하게 볼에 막힌 구멍이 제공될 수 있다. 상기 볼은 레버 단부에서 자유롭게 회전할 수 있으며, 또한, 사용자가 오른손잡이인지 왼손잡이인지에 대응하여 180도 각도와 같은 변형된 위치로 회전될 수도 있다. 상기 막힌 구멍 (관통 구멍과 대비하는 경우) 은 사용자가 레버를 더욱 안정되게 쥘 수 있으며, 레버 작동의 제어를 강화할 수 있다.

또한, 조임 클램프 레버 (22) 는 다른 조절의 범위와 마찬가지로 왼손 사용 및 오른손 사용에 따라 조절될 수 있다. 미국 특허 출원 11/649,352 호를 참조하였을 때, 이러한 제어가 좀 더 상세히 나타나 있다. 이러한 제어는 기본적으로 핸들의 중앙선 또는 중앙면을 따라 클램프 레버 (22) 의 위치를 조절하는 캠 레버 (240) 를 통해 이루어진다. 이러한 조절은 사용자가 오른손 잡이인지 또는 왼손 잡이인지에 따라 결정되며, 또는 손가락의 길이와 같은 사용자의 손의 특성에 따라 좌우될 수 있다.

도구의 잠금 메커니즘 또는 각도 잠금 수단 (140) 은 기본적으로 기부의 굽어지는 부재 위에 위치하는 볼과 소켓의 배열을 포함하하고, 상기 기부의 굽어지는 부재에서의 굽어짐을 수반하게 된다. 상기 잠금 메커니즘은 잠금 위치 및 풀림 위치가 있으며, 기부의 이동 가능하거나 굽어지는 부재 주위에 위치하고, 일반적으로 잠금 위치에서의 핸들에 따라 상기 기부의 이동 가능한 부재의 위치를 결정할 수 있도록 제어된다. 상기 잠금 메커니즘은 볼 부재와 소켓 부재를 규정하는 압축성의 허브를 포함한다. 기재된 실시 형태에 있어서, 상기 허브는 분열 허브이고, 상기 잠금 메커니즘은 추가적으로 상기 분열 허브 주위에 위치하는 신치 링과 상기 구형의 볼에 대하여 상기 허브를 잠글 수 있도록 허브 주위에서 신치 링을 폐쇄하기 위해 신치 링에 위치하는 잠금 레버를 포함하며, 이는 특정 비교 위치에서 상기 굽어지는 부재를 잠그게 된다. 풀림 위치에 있는 경우 신치 링은 허브와 서로 잠기게 되지만 서로 회전하게 된다. 또한, 이러한 특성의 추가적인 설명은 미국 특허 출원 11/649,352호를 참고할 수 있다.

상기 "볼" 부분은 기본적으로 볼 부재 (120) 에 의해 형성되며, "소켓" 부분은 기본적으로 핸들의 연장에 의해, 즉 분열 허브 (202) 에 의해 형성된다. 상기 잠금 메커니즘은 소정의 위치에서 기부의 굽어지는 부재를 잠그게 되고, 이를 통해, 말단의 굽어지는 부재 및 공구의 위치를 잠그게 된다. 볼과 소켓의 배열을 포함하는 상기 기부의 굽어지는 부재 (18) 는 도구 샤프트와 기부의 굽어지는 부재 (18) 가 케이블 (100) 을 따라 자유롭게 회전할 수 있도록 하며, 도구 샤프트의 축이 상기 핸들의 축에 대하여 일정 각도가 유지되도록 하거나, 반대로, 잠금 모드가 될 수 있게 한다.

상기 볼 부재 (120) 는 신치 링 (200) 을 통해 볼 부재 (120) 의 구면 (204) 에 대하여 클램프될 수 있는 네 개의 분체 (202A 내지 202D) 에 포함되는 분열 허브 (202) 에서 회전 지지되어 있다. 도 8 을 참고할 수 있다. 상기 분열 허브 (202) 는 지지부 세트를 이용하여 핸들의 말단 단부에서 지지된다. 상기 볼 부재 (120) 에는 상기 기부의 굽어지는 부재 (18) 의 말단 단부를 지지할 수 있는 목부 (206) 가 형성되어 있다. 이와 관련하여, 도 2 에 기재된 바와 같이, 베어링 표면 (208) 이 상기 목부 (206) 의 기부 단부와 어댑터 (26) 사이에 제공된다. 이를 통해, 상기 어댑터 (26) 를 따라 볼 부재 (120) 에 대하여 기부의 굽어지는 부재가 자유롭게 회전할 수 있다.

도 1 및 도 8 은 신치 링 (200) 을 나타낸다. 상기 신치 링은 분열 허브 (202) 의 외부 표면에 있는 채널 또는 홈과 일치하도록 구성된 내부 리지 또는 스플라인을 포함할 수 있는 환형 부재이다. 이렇게 사용하는 경우, 채널과 리지의 조합은 상기 허브 (202) 에 대한 환형 신치 부재의 회전을 제한한다. 도 8 은 대응 스트럿 통해 도구 핸들과 연결될 수 있는 분열 허브의 각 단부 (200A 내지 200B) 가 나타나 있다. 신치 링 (200) 이 폐쇄되는 경우, 차례로 이는 슬롯 허브를 폐쇄하고, 실질적으로 볼 부재 (120) 의 구면 (204) 에 대하여 상기 소켓 (허브 (202)) 를 가압하게 된다. 따라서, 볼 부재의 잠금은 기부의 굽어지는 부재의 위치를 고정하고, 차례로, 상기 각도 잠금 수단 (140) 을 통해 말단의 굽어지는 부재와 공구의 위치를 고정한다.

상기 핀 (224) 을 통해 신치 링 (200) 의 단부 (200A, 200B) 와 연결되는 과중앙 잠금 레버를 통해 상기 신치 링 (200) 이 작동된다. 상기 잠금 레버 (22) 는 잠금 위치, 해제 또는 풀림 위치에 있을 수 있다. 상기 신치 링 (200) 의 단부 (200A) 는 링이 잠기는 경우 레버 (22) 의 슬롯에 안착하고 핀 (22) 위로 스냅 고정되는 부착 가능한 후크의 형태이다. 상기 신치 링 (200) 의 다른 단부 (200B) 는 레버 (220) 의 측면에 형성된 핀 (224) 위로 스냅 고정되는 두 개의 베일 (bale) 형태가 될 수 있다. 레버 (220) 가 분열 허브 (202) 의 둘레에서 홈에 올라가는 스플라인을 통해 해제되는 경우, 상기 신치 링 (200) 은 상기 분열 허브 (202) 주위로 자유롭게 회전한다. 이는 도구의 오른속 작동 또는 왼손 작동이 가능하게 한다.

상기 잠금 레버 (220) 가 잠금 위치로 이동하는 경우, 이는 상기 볼 부재 (120) 의 구형 외주면 (204) 에 대해 허브를 폐쇄하는 신치 링 (200) 을 가압한다. 이는 잠금이 발생하는 경우 위치에 상관 없이 볼 부재를 유지하는 볼 부재 (120) 에 대하여 핸들을 잠그게 된다. 유사하게, 고정된 위치에서 볼 부재를 유지함으로써, 이는 특정 위치에서 기부의 굽어지는 부재를 유지하고, 그 위치에서 고정시킨다. 차례로, 이는 고정된 위치에서 말단의 굽어지는 부재와 공구를 유지하고, 도구의 방향은 틱 축 (P) 에 대하여 말단의 굽어지는 부재 및 공구를 회전시켜 도구 팁의 방향을 제어하는 회전 손잡이의 제어를 통해 도구의 방향이 제어될 수 있다 (도 3 참조). 또한, 이러한 회전 방향은 잠금 메커니즘이 작동 여부에 따라 가능할 수 있다. 즉, 도구의 팁은 각도 잠금 부재 (140) 의 잠금 상태 및 풀림 상태에서 축 (P) 주위로 회전할 수 있다.

휘어진 제어 튜브 (150) 의 방향을 조절하여, 잠금 수단 (140) 의 해제/잠금 레버 (220) 는 도 8 에 기재된 것과 같이 과중앙 위치로부터 해제할 수 있도록 뒤집힐 수 있다. 이러한 해제 위치에 있어서, 상기 신치 링 (200) 은 팽창되고, 볼 (120) 의 구 표면 (204) 을 팽창시키고 해제할 수 있도록 분열 허브 (202) 의 부분 (202A 내지 202D) 을 해제하게 되며, 그 결과, 제어 튜브 (150) 를 따라, 볼은 왼손 또는 오른손 사용에 따라, 또는 다른 조절에 따라 회전될 수 있다. 상기 혼 (13) 부는 사용자의 손에 대하여 기준 지점으로서 사용될 수 있으며, 볼과 소켓에 의해 허용되는 움직임 범위 내에서 제어 튜브 (150) 의 각도를 실질적으로 정할 수 있다. 하기에서 설명하는 변형된 실시 형태에서는 움직임의 범위가 제한된다.

전술한 바와 같이, 도구의 축 (T) 에 대한 회전 손잡이 (24) 의 회전을 통해, 도구 샤프트 (114) 의 전체 길이에 걸쳐 회전하게 된다. 도 2 에 기재된 바와 같이, 이는 도구 샤프트의 말단 단부 (실제로는 샤프트 축의 모든 방향) 에서의 회전 (R2) 과 축 (S) 주위로 말단의 굽어지는 부재 (20) 의 회전을 포함한다. 이러한 작동은 말단의 팁 종축 (P) 에 대하여 단부 작동부 (16) 의 회전 화살표 (R3) 로 나타나는 회전을 포함한다. 이러한 도구의 팁 방향은 휘어진 제어 튜브의 위치에 관계 없이 발생한다. 그러나, 도구에 더해지는 이제 제어 튜브를 통해, 추가적인 제어 자유도가 가능하다. 상기 볼 부재 (120) 에 고정적으로 부착되는 강성의 굽어진 제어 튜브 (150) 를 통해, 도구의 핸들 (12) 이 축 (T) 주위로 회전하는 경우, 도구 핸들에 대하여 단부 작동부 또는 공구 (16) 의 위치에 따라 궤도 효과가 발생하게 된다. 이는 도 1 및 도 2 에서 회전 화살표 (R5) 로 기재되어 있다. 본질적으로, 회전 (R4) 은 도구의 말단 부분, 특히 공구 (16) 가 도 17b 및 도 17c 에 기재된 것과 같이, 올려지거나 내려지도록 한다. 도 17b 및 도 17c 에 있어서, 화살표 (R4, R5) 와 공구를 회전하는 회전 방향이 나타나 있다. 이러한 "궤도 효과" 는 회전하는 강성의 휘어진 튜브를 사용하여 이루어질 수 있고, 최초 평면 외부의 튜브 말단 부분을 이동시켜 제어 튜브의 말단 단부와 그 안에 설치된 특정 도구를 궤도로 회전시키게 된다.

또한, 핸들을 회전시켜 휘어진 튜브 (150) 를 제어하는 것에 더하여, 굽어진 제어 튜브 (150) 의 위치는 각도 잠금 수단 (140) 을 해제하여 조절될 수 있다. 상기 신치 링 (200) 과 결합이 풀리면서 상기 잠금 수단 (140) 이 해제되는 경우, 상기 볼 부재 (120) 는 도 1 에 기재된 것과 같이 회전 화살표 (R6) 의 방향으로 자유롭게 회전한다. 제어 튜브 (150) 가 상기 볼 부재 (120) 에 고정되어 있기 때문에, 볼 부재 (120) 의 회전은 전술한 궤도 회전 방식으로 제어 튜브의 회전과 동일하게 된다. 상기 제어 튜브 (150) 는 제어 튜브 자체에 의해 규정되는 최초 평면을 한정하는 최초 위치를 갖는 것으로 이해될 수 있다. 제어 튜브의 회전에 따라, 제어 튜브의 말단 단부는 최초 평면을 벗어나도록 움직이고, 회전 방향에 따라 상부 또는 하부로 움직이게 된다.

따라서, 전술한 바와 같이, 핸들은 제어 튜브의 제어를 포함하는 여러가지 방식의 숫자만큼 조절될 수 있으며, 기부 및 단부의 굽어지는 부재 사이의 굽어지는 작동과 의사의 능력에 따라 절개 포트 (8) 에서 규정되는 지렛대에서 도구를 회전할 수 있게 된다. 상기 굽어지는 작동과 관련하여, 전술한 바와 같이, 도구의 핸들 (12) 은 도구 샤프트의 기부 단부의 축 (U) 과 핸들의 축 (T) 사이에서 일정 각도 (B1) 로 굽어지고, 도 1 및 도 2 에 기재된 것과 같이, 말단 작동부 (16) 의 축 (P) 은 제어 튜브 (150) 의 말단 단부 (156) 의 축 (S) 에 대하여 일정 각도 (B2) 로 굽어진다. 제어 튜브의 굽어짐은 바람직하게 15 도 내지 75 도이고, 굽어짐의 반경은 0.5 인치 내지 3.0 인치이다. 도구 샤프트 (114) 가 제어 튜브 (150) 의 굽어지는 부분 (154) 내에서 회전할 수 있도록 하기 위해, 도 2 및 도 3 에 기재된 것과 같이, 유연한 영역 (162) 이 도구 샤프트 (114) 에 추가될 수 있다.

회전 손잡이 (24) 및 허브 (25) 는 e-링 (65) 에 의해 한정되는 중앙 와이어 도관 (64) 주위를 자유롭게 회전할 수 있다. 기부의 굽어지는 부재 (18) 은 회전 손잡이 (24) 에 안착하고 있으며, 원추형 단부 부분 (19) 은 베어링 계면 표면 (208) 에서 볼 부재 (120) 의 목부 (206) 내부에서 자유롭게 회전할 수 있는 어댑터 (26) 에 안착하고 있다. 도 2 및 도 4 에 기재된 것과 같이, 도구 샤프트 (114) 의 짧은 강성 영역 (158) 은 상기 어댑터 (26) 에 부착하고 있으며, 제어 튜브 (150) 의 기부의 곧은 영역 (151) 내에서 자유롭게 회전한다. 상기 강성 영역 (158) 은 내부 샤프트 튜브 (34) 와 케이블 (38), 내강부 (36A) 와 함께 외부 샤프트 튜브 (32) 와 샤프트 충진재 (36) 로 구성되며, 케이블 (100) 과 결합될 수 있는 네 개의 홈 (36B) 을 포함하게 된다 (도 7 참조). 강성 영역 (158) 은 도 4 에 기재된 바와 같이, 유연한 플라스틱 튜브 (162) 에 강하게 결합되거나 또는 다르게 결합되는 약 2 인치 길이의 스테인레스 강편인 커넥터 (160) 를 통해 상기 유연한 영역 (162) 에 부착될 수 있다. 상기 유연한 튜브 (162) 는 속이 비어있기 때문에, 피크 (PEEK) 튜브 (168, 170) 는 각각 푸쉬-풀 (push-pull) 케이블 (100, 38) 을 강화시키는데 사용될 수 있다. 또는, 상기 유연한 영역 (162) 은 피크 튜브를 사용할 필요 없이, 케이블을 지지할 수 있는 내부 내강부로 사출된 플라스틱일 수 있다. 말단 단부에 있어서, 상기 유연한 영역 (162) 은 케이블 (100) 에 의해 연계되는 말단의 굽어지는 부재 (20) 의 좁아지는 목부 (161) 에 실린더형 커넥터 (160) 를 통해 연결된다. 도 3 의 단면도를 참조하면, 공구 제어 케이블 (38) 과 케이블의 말단 단부에서 말단의 굽어지는 부재 내부로 케이블 (100) 이 연장되어 있고, 종료되는 모습이 나타나 있다. 시스 (98) 는 도 1 에 기재된 바와 같이 굽어진 제어 케이블 (100) 을 수용하는 개구부와 도구의 말단 단부에서 유입되는 체액을 방지하도록 사용될 수 있다.

도 8 은 도 2 의 8-8 선을 따른 각도 잠금 부재 (140) 의 단면도를 나타내며, 해제/잠금 레버 (220) 가 해제 위치에 있는 모습을 나타낸다. 이러한 위치에서, 상기 신치 링 (200) 은 분열 허브의 분체 (202A 내지 202D) 이 볼 (120) 의 표면 (204) 을 해제할 수 있도록 충분하게 팽창된다. 따라서, 상기 제어 튜브 (150) 및 볼 (120) 은 자유롭게 회전할 수 있다. 도 8 의 계면이 비교적 부드럽기 때문에, 특히 자주 사용하는 경우 다소 약화되기 쉬우며, 변형된 실시 형태가 도 9 에 기재되어 있다. 도 9 에 기재된 실시 형태는 볼 (120) 의 구형 외주면 (204) 에 요철부 (205) 를 연속적으로 사용하고 있다. 이러한 요철부 (205) 는 분열 허브의 분체 (202A 내지 202D) 의 부분 구표면 (212) 에 형성된 오목홈 (213) 과 맞춰져 있다. 도 9 에 있어서, 상기 신치 링 (200) 은 충분하게 해제되고, 분체 (202A 내지 202D) 는 표면 (212) 을 치울 수 있도록 충분하게 팽창되어, 제어 튜브 (150) 와 볼 (120) 은 쉽게 서로 회전할 수 있게 된다. 한편, 도 10 은 "잠금" 위치이며, 요철부 (205) 가 상기 오목홈 (213) 과 맞춰져 있는 모습이 나타나 있다. 도 10 의 위치에 있어서, 상기 신치 링 (200) 은 볼 (120) 에 대하여 상기 허브 분체 (202A 내지 202D) 를 걸고 있다. 이를 통해 매우 양호한 걸림과 조절의 범위를 넓게하는 것이 가능하다.

도 11 은 도 8 에 나타난 것과 유사한 단면도인데, 신치 링 (200) 이 변형된 풀림 위치에 있는 잠금 수단의 변형된 실시 형태를 나타낸다. 도 12 는 도 11 의 12-12 선을 따른 단면도를 나타낸다. 도 12a 내지 도 12e 는 볼 부재의 진동과 관련된 부분의 개략적인 사시도 연속을 나타낸다. 도 12a 는 X-Z 평면 상에 위치하는 제어 튜브 (150) 와 함께 중립 위치를 나타낸다. 도 12b 는 X 방향으로의 진동을 나타내고, 도 12c 는 반대편 X 방향으로의 움직임을 나타낸다. 도 12d 는 Y 방향으로의 진동을 나타내고, 도 12e 는 반대편 Y 방향으로의 움직임을 나타낸다. 도 11 및 도 12 의 변형된 실시 형태에 있어서, 제어 튜브 (150) 의 방향은 X 방향으로 서로 분리되어 180도인 각도의 두 위치로 한정된다. 도 11 및 도 12 에 기재된 도구의 실시 형태는 필수적으로 고정된 제어 튜브 (150) 의 평면을 유지하고, 소켓 내에 있는 볼 부재 (120) 와 도구의 말단 부분을 통해 제어 튜브 (150) 를 진동하게끔 한다. 도 12a 내지 도 12e 에 기재된 것과 같이, 진동으로 표현되는 이러한 움직임은 X 및 Y 방향에서 이루어진다. "진동" 이라는 표현과 관련하여, 이는 도 12a 의 중립 위치에서 도 12b 내지 도 12e 에 기재된 실질적으로 3 차원 및 4 개의 위치로 소켓 내의 볼이 상호 작용을 하는 것을 의미한다.

도 12 에 대응하여, 대향 슬롯 (207) 내의 대향 핀 (214) 의 조합은 X 및 Y 방향 모두에서 볼과 휘어진 제어 튜브 (150) 의 움직임 (진동) 이 가능하도록 하는 회전 지지틀을 형성한다. 그러나, 이러한 구성은 도 1 에 기재된 방향 (R6) 에서와 같은 볼의 회전을 방지한다. 따라서, 이를 통해, 의사는 도구의 자유도 하나를 고정할 수 있게 되며, 그 결과, 도구의 다른 제어 작동에 좀 더 집중할 수 있게 된다. 이는 휘어진 튜브 평면을 필수적으로 고정한다.

상기 도구는 신치 링 (200) 의 팽창을 제어함으로써, 왼손 사용 또는 오른손 사용 모두에 맞출 수 있다. 도 11 및 도 12 에 기재된 실시 형태에 있어서, 제어 튜브의 평면은 필수적으로 공정된 위치에 유지되어야 하며, 동시에, 소켓 (허브 (202)) 내의 볼 (120) 이 X 및 Y 방향으로 진동될 수 있어야 한다. 이는 도구의 말단 부분의 제어된 재위치 설정이 가능하게끔 한다. 상기 잠금 해제 레버 (220) 는 스냅 고정부 또는 다른 수단을 통해 단부 (200A) 로부터 신치 링 단부 (200B) 를 해제할 수 있는 확대된 머리부가 있는 핀 (224) 이 형성된 것으로 도시되어 있다. 이는 신치 링 (200) 과 적어도 허브 분체 (202A 내지 202C) 가 충분하게 팽창되어, 허브 분체 (202A, 202C) 에 부착된 제어 핀 (214) 이 볼 (120) 의 표면 상에서 대응 슬롯 (207) 으로부터 떨어질 수 있도록 한다. 차례로, 이는 볼 (120) 의 반대 측면에 다시 슬롯 (207) 과 핀 (214) 이 결합할 때까지 180도의 각도로 볼 (120) 이 회전할 수 있다. 상기 핀 (214) 은 바람직하게 원형의 머리부로 되어 있으며, 허브 (202) 와 전혀 반대로 되어 있다. 상기 핀 (214) 은 볼 (120) 의 표면 (204) 상에서 대응되는 전혀 반대의 슬롯 (207) 을 결합한다.

볼 (120) 이 180도로 회전된 후에, 상기 신치 링 (200) 의 단부는 다시 부착될 수 있으며, 상기 도구는 사용될 준비가 된다. 이론적으로 전혀 반대되는 핀 (214) 과 슬롯 (207) 의 X 및 Y 방향은 소켓 내의 볼 (120) 의 회전을 방지하고, 허브 내의 소켓에서 볼이 진동할 수 있는 동안 굽어진 튜브의 평면 방향을 유지하는 회전 지지틀로서 역할을 학 된다. 도 1 에 기재된 신치 링 (200) 이 부분적으로 해제된 위치에 있어서, 상기 신치 링은 휘어진 제어 튜브 (150) 의 방향을 일치하도록 왼손 사용 또는 오른손 사용에 따라 스스로 회전될 수 있다. 부분적으로 해제된 위치에 있어서, 상기 볼은 말단 작용부의 소정 굽어짐 각도 (B2) 에 각도 (B1) 를 맞추도록 느슨하게 충분히 진동할 수 있다. 상기 신치 링 (200) 은 조여지고, 상기 각도는 잠금 상태가 된다.

전술한 바와 같이, 휘어진 제어 튜브를 따라 볼 뿐만 아니라, 볼의 목부는 X 및 Y 방향 모두로 자유롭게 진동될 수 있다. 핀들이 볼의 중심을 지나 전혀 반대로 위치하고, 또한, 슬롯 내에서 자유롭게 미끄러질 수 있기 때문에, 상기 핀이 X 축에 있는지 또는 X 및Y 축 방향에 대하여 어느 정도로 위치하는지는 중요하지 않다. 도 1 에 기재된 대향하는 핀은 45도 위치에 있다. 이는 기본적으로 허브의 분체 사이에서 결정되는 간극과 연계하지 않기 때문이다. 반면, 허브 내의 갭과 지지 스트럿은 휘어진 제어 튜브의 중립 위치가 X-Z 평면에 수직하도록 위치할 수 있다 (도 1 참조). 이러한 경우, 도 11 에 있어서, 상기 핀 (214) 은 수평하게 대향한다. 볼이 180 도의 각도로 회전하는 경우라도, 휘어진 제어 튜브의 평면은 여전히 X-Z 평면에 위치하고, 다만 반대 방향을 향할 뿐이다. 굽어진 제어 튜브에 의해 형성된 평면은 슬롯과 핀이 없는 것처럼 동일한 진동 (굽어짐) 움직임을 보인다. 상기 슬롯과 핀은 단지 회전으로 볼을 유지할 뿐이다.

지금부터 도 13 내지 도 16 에 기재된 본 발명의 다른 실시 형태를 설명하기로 한다. 도 13 은 도 8 에 기재된 것과 유사한 단면도이지만, 제어 튜브와 각도 잠금 수단이 잠금 해제된 변형된 실시 형태를 나타낸다. 도 14 는 도 13 의 14-14 선을 따른 단면도이다. 도 15 는 도 13 에 기재된 것과 유사한 단면도이지만, 각도 잠금 메커니즘이 잠금 위치에 있는 것을 나타낸다. 도 16 은 도 15 의 16-16 선을 따른 단면도이다. 도 13 은 제어 튜브와 잠금 메커니즘을 나타내는데, 제어 튜브 (150) 의 회전은 30 도의 간격 각도로 미리 설정되어 제한된다. 물론, 다른 회전 간격이 사용될 수도 있다. 원뿔대 형상의 두 개의 전혀 대향하는 핀 (264) 이 분열 허브 분체 (202A, 202C) 의 표면에 형성되어 있으며, 볼 (120) 의 표면 (204) 에서 12 개의 홈 (266) 중 어느 두 개의 홈 (266) 과 결합한다. 이러한 실시 형태는 도 8 내지 도 12 에 기재된 실시 형태와 일부 유사하지만, 볼의 회전이 관계되는 만큼 좀 더 많은 선택을 포함할 수 있다. 조절을 좀 더 쉽게 하기 위해, 홈의 측면은 상기 핀의 가늘어지는 부분과 맞도록 가늘어지고, 신치 링이 해제되고, 회전력이 볼의 목 부분 (206) 상에서 울퉁불퉁한 그립에 가해지는 경우, 핀을 홈 외부로 올라가게 되는 캠 표면을 제공한다.

이러한 실시 형태에 있어서, 잠금/해제 레버 (260) 는 신치 링이 해제되는 경우 상기 신치 링 (200) 내에서 좀 더 느슨할 수 있도록 도 11 에 기재된 것과 다르게 변형된다. 도 13 에 기재된 것과 같이, 레버 (260) 가 그 잠금 위치에 대하여 회전하는 경우, 상기 신치 링의 단부 (200A, 200B) 는 홈 (266) 에서 핀 (264) 이 나올 수 있도록 충분하게 이격되고, 볼 (120) 의 표면 (204) 을 지나 미끄러질 수 있다. 레버 (260) 의 고정부 (262) 는 신치 링 (200) 이 분열 허브 (202) 의 그 자리에서 떨어져 나갈 수 있을 정도로의 개방을 방지한다. 상기 잠금/해제 레버 (260) 는 신치 링 (200) 의 단부 (200A, 220B) 를 떼어낼 필요 없이 볼의 180도 조정이 가능하도록 도 8 내지 도 12 의 실시 형태와 사용될 수 있다. 도 13 및 도 14 는 제어 튜브 (150) 와 회전하는 볼 (120) 을 나타내며, 도 15 및 도 16 은 튜브와 잠금 위치에 있는 볼을 나타낸다. 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 핀 (264) 는 회전 지지틀 역할을 하며, 소켓 내에서 볼을 회전시키지 않고 진동시킬 수 있다. 이러한 실시 형태의 작동 및 제어 방식의 좀 더 상세한 설명은 도 8 내지 도 12 와 관련된 전술한 상세한 설명을 참고하기 바란다.

지금부터 도 17a 내지 도 17e 에 기재된 개략적인 도면의 설명을 하기로 한다. 도 17a 내지 도 17e 는 두 개의 도구를 동시에 사용하는 것을 개략적으로 나타내었으며, 복강경 수술에 사용될 수 있다. 이러한 도면은 각각 도구의 팁이 각 도구의 말단 작동부 또는 말단 부분을 올리거나 내리도록 작동될 수 있으며, 도구의 팁을 좀 더 강화하여 제어할 수 있는 모습을 나타낸다. 제어 가능한 휘어진 제어 튜브의 구성은 특히 도구적으로 도구의 강화된 측량이 가능하도록 하고, 그 결과, 각 도구의 기부 및 말단 부분 모두에서 서로 충돌될 가능성이 현저하게 줄어든다. 도 17a 내지 도 17e 각각에 있어서, 도시된 포트 (8) 를 통해 해부 구조로 두 개의 도구 (10A, 10B) 가 삽입되는 모습이 나타나 있다. 또한, 각각의 휘어진 제어 튜브 (150A, 150B) 와 말단 작용부 (16A, 16B) 가 나타나 있다. 도 17a 내지 도 17e 에 기재된 도구는 도 1 내지 도 10 에서의 제 1 실시 형태에 나타난 도구 중 하나로 생각할 수 있다.

도 17a 에 있어서, 도구 (10A) 는 오른쪽으로 향하고 있는 것으로 생각되는 말단 작용부 (16A) 가 형성된 제어 튜브 (150A) 가 있으며, 다른 도구 (10B) 는 왼쪽으로 향하고 있는 것으로 생각되는 말단 작용부 (16B) 가 형성된 제어 튜브 (150B) 가 있다. 설명을 위해, 휘어진 제어 튜브 모두는 동일한 평면, 특히 X-Z 평면 상에 있는 것으로 가정한다. 도 17a 는 도구 샤프트의 가능한 선형 움직임을 화살표 (S) 로 나타내었다. 회전은 포트 (8) 에서 의사에 의해 제어될 수 있다. 샤프트 모두는 입구 또는 캐뉼라의 단일 포트 (8) 를 통과하게 되며, 도시된 것과 같이, 서로 교차한다. 이러한 구성은 도구 사이의 상호 작동 또는 충돌을 피하기 위해 도구 핸들을 이격시키는 반면, 도구 측량을 위해 말단 작용부 (16A, 16B) 의 팁을 매우 가깝게 위치시킨다. 또한, 도구는 입구 포트 내외부로 사용자의 제어 (화살표 (S)) 에 따라 특정 양만큼 자유롭게 미끄러질 수 있다.

지금부터 도 17b 내지 도 17e 에 기재된 도구 (10A, 10B) 의 추가적인 제어를 설명하기로 한다. 도 17b 에 있어서, 도구 (10A) 의 핸들은 축 (Z) 에 대하여 회전 화살표 (R4) 방향의 시계 방향으로 궤도 회전을 한다. 이러한 결과, 왼쪽 측면이 도구 (10A) 의 방향 아래로 기울어진다. 이러한 말단 작용부가 아래로 기울어지는 것은 도 17b 의 회전 화살표 (R5) 로 도시되었다. 도 17b 에 있어서, 도구 (10B) 는 도구 (10B) 는 도 17a 에 기재된 것과 동일한 위치를 유지한다. 이러한 방향 (R5) 으로의 회전은 핸들에 대하여 볼 (120) 을 회전시켜 이루어질 수 있다. 도 17c 는 어떻게 도구 (10A) 가 축 (Z) 에 대하여 반시계 방향으로 궤도 회전을 하는지 나타내며, 그 결과 말단 작용부 (16A) 의 왼쪽 측면이 올라가게 기울어진다. 도 17c 는 도 17b 에 기재된 것과 반대 방향인 화살표 (R4) 방향으로 핸들이 회전하는 것을 나타내며, 회전 화살표 (R5) 로 나타난 것과 같이, 도구 (10A) 의 회전이 위로 향하게 기울어진다. 이러한 방향 (R5) 으로의 회전은 핸들에 대하여 볼 (120) 을 회전시켜 이루어질 수 있다. 도 17c 에 있어서, 도구 (10B) 는 도 17a 에 기재된 것과 동일한 위치를 유지한다. 다른 도면에서도 도구 (10B) 가 회전될 수 있으며, 두 개의 도구가 동시에 회전하여 도구 팁의 위치가 재설정될 수 있다. 도 17d 는 어떻게 도구가 (10A) 위로, 즉, 축 (Y) 을 따라 화살표 (M1) 의 방향으로 회전하는지 나타내며, 그 결과 왼쪽 측면이 아래 방향을 향하게 기울어진다. 도 17e 는 어떻게 도구 (10A) 가 아래로, 즉, 축 (Y) 을 따라 화살표 (M2) 의 방향으로 회전하는지 나타내며, 그 결과 왼쪽 측면이 위 방향을 향하게 기울어진다. 이러한 움직임 모두는 X-Z 평면 외부로 도구 (10A) 의 팁을 움직인다. 도구 (10B) 가 위로 또는 아래로 기울어질 수 있으며, 두 개의 도구가 동시에 회전하여 도구 팁의 위치가 재설정될 수 있다. 또한, 각각의 도구의 핸들 또는 볼은 다른 도구의 위치 재설정을 제어하도록 회전될 수 있다.

도 18 은 사용시 도구의 변형된 실시 형태의 사시도이다. 도 19 는 도 18 의 19-19 선을 따른 도구 샤프트와 제어 튜브의 부분 단면도이다. 도 20a 내지 도 20c, 도 21a 내지 도 21c 및 도 22a 내지 도 22c 는 수술 과정 동안 도 18 에 기재된 도구를 다른 방식으로 작동하는 각각의 평면도, 후면도 및 측면도를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 18 에는 각각의 제어 튜브 (350A, 350B) 에서 세 개의 휘어짐이 있는 도구 (310A, 310B) 의 쌍을 나타내고 있다. 이러한 특별한 도구는 가이드 블록 (300) 을 통해 지지되도록 기재되어 있다. 도구 (310A, 310B) 를 지지하기 위해, 가이드 블록 (300) 에는 평행하게 분리된 상하부 슬롯 (302, 304) 이 형성되어 있다. 가이드 블록 (300) 은 절개 포트 (8) 의 외부에서 위치를 고정하기 위한 수단이다. 도구 (310A) 는 하부 슬롯 (304) 를 통해 지지되고, 다른 도구 (310B) 는 상부 슬롯 (302) 을 통해 지지된다. 상기 도구는 슬롯을 바꿔 지지될 수도 있다. 이러한 실시 형태에 있어서, 각 도구의 세 개의 굽어짐 중 두 개는 가이드 블록을 기준으로 기부에 위치하고, 하나의 굽어짐은 가이드 블록을 중심으로 말단에 위치한다. 도 18 에 기재된 각각의 도구는 실질적으로 도 1 내지 도 10 의 제 1 실시 형태에 기재된 것 중 하나와 동일한 것으로 생각될 수 있다. 도 18 은 각각의 도구 (310A, 310B) 와 대응하여 연계된 말단 작용부 (16A, 16B) 를 나타낸다.

도구 (310A) 의 가능한 예시 방법을 고려하자면, 여러 가지 화살표가 제어될 수 있는 다른 움직임을 나타낸다. 화살표 (R1) 는 회전 손잡이 (24) 의 회전을 나타낸다. 이는 샤프트 축의 말단 단부에서 화살표 (R2) 로 나타난 것과 같이 내부 도구 샤프트가 회전하도록 하고, 차례로, 말단 작용부 (16A) 의 바로 그 말단 끝부분에서 화살표 (R3) 방향으로 말단의 굽어지는 부재 (20) 를 회전시키게 된다. 도구의 핸들 단부에서의 화살표 (R4) 는 도구의 사용자에 의한 핸들 회전을 나타낸다. 이는 휘어진 제어 튜브 (350) 의 회전을 화살표 (R5) 로 나타낸 것이다. 양방향 화살표 (S) 는 절개 포트에 대하여 내외부 방향으로 의사가 도구를 작동시킬 때 가능한 움직임을 나타낸다.

최말단의 휘어짐 (354A) 은 전술한 실시 형태에 있어서 도구 팁을 측량하는데 도움이 되고, 두 개의 기부 휘어짐 (354B, 354C) 은 절개 포트에서 위아래로 회전시키지 않고 도구 팁을 위/아래로 변형할 수 있다. 이러한 위/아래 움직임은 각 도구의 핸들 또는 볼을 회전시켜 가능하다. 상기 가이드 블록 (300) 은 도구 샤프트 또는 제어 튜브 사이의 충돌 가능성을 최대한으로 줄이는 두 개의 평행한 평면에서 도구 샤프트를 유지한다. 상기 가이드 블록 (300) 은 캐뉼라 포트 (8) 의 바로 기부에 위치하며, 각 도구 샤프트 (314) 와 이에 위치하는 제어 튜브 (350) 는 슬롯 (302, 304) 내에서 통과되고 화살표 (S) 방향으로 미끄러질 수 있다. 도구 (301A) 는 오른쪽 방향의 휘어짐 (354A) 이 형성되어 있고, 다른 도구 (310B) 는 왼쪽 방향의 휘어짐 (354B) 이 형성된 것으로 이해될 수 있다. 또한, 방향 화살표 (R1 내지 R5) 는 도 1 내지 도 8 의 실시 형태와 같이 유사한 움직임을 나타낸다.

도 19 는 도 18 의 19-19 선을 따르는 도구 샤프트와 제어 튜브의 부분 평면도이다. 이러한 구성은 실질적으로 전술한 도 2 에서 기재되고 설명되었던 구성과 동일하다. 도구 샤프트 (314) 가 제어 튜브 (350) 의 강성의 굽어진 부분 (354A 내지 354B) 내에서 회전될 수 있도록, 도 2 및 도 3 에 기재된 것과 유사하게 유연한 영역 (362) 이 도구 샤프트 (314) 에 더해진다. 도구 샤프트 (314) 의 짧은 강성 영역 (358) 은 상기 어댑터에 부착되어 있고, 제어 튜브 (350) 의 기부 영역 (352) 내에서 자유롭게 회전한다. 상기 강성 영역 (358) 은 내부 샤프트 튜브를 수용하는 내강과 함께 샤프트 충진재를 포함할 수 있으며, 굽어지는 제어 케이블과 대응되는 홈을 포함할 수 있다. 상기 강성 영역 (358) 은 커넥터 (360) 를 통해 상기 유연한 영역 (362) 와 부착될 수 있으며, 상기 커넥터 (360) 은 바람직하게 상기 유연한 플라스틱 튜브 (362) 와 강하게 결합되거나 또는 다른 방식으로 부착되는 약 2 인치 길이의 단편의 스테인리스 강 튜브가 될 수 있다. 말단 단부 (356) 에 있어서, 상기 유연한 영역 (362) 은 다른 실린더형 커넥터를 통해 상기 굽어지는 제어 케이블과 연계되는 말단의 굽어지는 부재 (20) 와 연결된다. 또한, 상기 도구 샤프트는 가이드 블록 (300) 을 통과하는 제어 튜브의 길이 방향으로 곧게 연장하는 강성의 중앙 영역 (366) 을 포함한다. 상기 유연한 영역 (362) 의 말단 단부는 상기 말단의 굽어지는 부재와 연결된다. 만일, 강성의 튜브가 처음에 굽어진 상태로 형성된다면, 실제로 도구 샤프트의 모든 영역은 도구 샤프트가 상기 제어 튜브 (350) 를 통과할 수 있도록 유연하게 될 것이다. 반면, 도구 샤프트는 도 18 에 기재된 바와 같이 후에 그 형상으로 굽어지는 제어 튜브와 함께 최초의 곧은 제어 튜브에 삽입될 수 있다.

도 20a 내지 도 20c, 도 21a 내지 도 21c 및 도 22a 내지 도 22c 는 각각 수술 과정에서 도 18 에 기재된 도구를 작동하기 위한 각각의 다른 방식을 나타내는 평면도, 후면도 및 측면도이다. 도 20a 내지 도 20c 는 어떻게 도구 팁의 측방향 변형이 절개 포트 (8) 에서 도구 (310A, 310B) 를 회전시켜 발생되는지를 평면도로 개략적으로 나타내었다. 도 20a 는 중립 위치에서의 도구 (310A, 310B) 를 나타내며, 기본적으로 가이드 블록 (300) 에 대하여 대칭이다. 도 20b 는 도구 핸들 모두를 오른쪽으로 회전시켜 대응하는 단부 작용부의 움직임이 왼쪽으로 움직이는 것을 나타낸다. 도 20c 는 도구 핸들 모두를 왼쪽으로 회전시켜 대응하는 단부 작용부의 움직임이 오른쪽으로 움직이는 것을 나타낸다. 이러한 회전은 가이드 블록의 각각의 슬롯에서 각 도구의 가이드 블록 (300) 의 측방향을 통해 통과하는 제어 튜브의 곧은 영역을 움직여 발생된다.

도 21a 내지 도 21c 는 어떻게 도구의 상/하부 변형이 발생하는지를 개략적으로 나타낸다. 이러한 구성의 이점은 핸들의 상부 움직임을 통해 도구의 팁이 상부로 변형되고, 핸들의 하부 움직임을 통해 도구의 팁이 하부로 변형된다. 이는 도 19 에 기재된 바와 같이, 제어 튜브 (350) 에서 바람직하게 두 개의 기부 굽어짐이 발생하고, 또한, 전체 굽어짐의 숫자가 짝수로 존재하기 때문이다. 도 21a 에 있어서, 도구는 각각의 도구의 핸들이 최초에 대칭되고 동일한 높이로 위치하는 평면과 동일하게 위치하는 것으로 이해될 수 있다. 도 21b 에 있어서, 도구 (310A) 는 말단 작용부 (16A) 가 하부로 움직이도록 하부로 움직인다. 도 21b 에 있어서, 도구 (310B) 는 말단 작용부 (16B) 가 상부로 움직이도록 상부로 움직인다. 반대되는 움직임이 도 21c 에 나타나 있고, 상기 도구 (310A) 는 말단 작용부 (16A) 가 상부로 움직이도록 상부로 움직여지고, 도구 (310B) 는 말단 작용부 (16B) 가 하부로 움직이도록 하부로 움직여진다. 이러한 회전 움직임은 예를 들어, 도구 (310A) 의 핸들이 하부로 움직임에 따라 차례로 굽어짐부 (354B) 에서 상부로 움직이도록 하는 굽어짐부 (354C) 에서의 하부 회전이 이루어지는 것을 통해 이루어진다. 강성의 제어 튜브 (350) 을 통한 이러한 움직임은 제 3 의 굽어짐부 (354A) 가 도구의 팁을 아래로 회전하도록 한다. 따라서, 핸들에서의 하부 움직임은 대응되는 도구 팁의 하부 움직임을 야기한다. 이는 의사가 핸들에서의 방향 움직임이 동일하게 말단 작용부의 방향 움직임으로 전환된다고 느낄 수 있다는 점에서 중요하다. 도 22a 내지 도 22c 에서의 효과는 도 21a 내지 도 21c 에 기재된 위치와 각각 대응한다. 도 22a 내지 도 22c 는 각각의 도 21a 내지 도 21c 에 기재된 움직임의 상/하부 변환을 개략적인 측면도로 나타낸다.

지금부터 도 23 내지 도 29 에 기재된 본 발명의 변형된 실시 형태를 설명하기로 한다. 도 23 은 도구를 사용시 변형된 실시 형태를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 24 는 도 23 의 24-24 선을 따른 연계 영역과 제어 튜브의 중앙 부분의 단면도이다. 도 25 및 도 26 은 도 24 의 25-25선 및 26-26 선을 따른 단면도이다. 도 27 은 도 24 에 기재된 것과 유사한 단면도이지만, 연계 영역이 굽어진 상태로 나타나 있다. 도 28 은 도 27 의 개략도이다. 도 29 는 도 27 에 기재된 것과 유사한 개략도이지만, 케이블 수단의 변형된 구성을 나타낸다.

도 23 내지 도 29 에 기재된 실시 형태에 있어서, 각 도구의 휘어진 제어 튜브 (450) 는 오버 튜브 (400) 에 의해 제한되며, 이는 도 23 에서 화살표 (R4, R5) 로 나타나는 축방향 회전 및/또는 화살표 (S) 방향으로의 제어 튜브의 미끄럼 움직임을 제한한다. 이전의 실시 형태와 비교하여 이러한 실시 형태의 이점은 왼쪽 핸들이 왼쪽에 있는 공구를 작동시키고, 오른쪽 핸들이 오른쪽에 있는 공구를 작동시킨다는 점이다. 상기 가이드 샤프트 (450) 은 상기 오버 튜브 (400) 의 각각의 가이드 경로 (402, 404) 를 통과하게 되고, 평행하게 각각의 튜브의 강성 영역 (484) 을 배치하게 된다. 이러한 실시 형태에 있어서, 도구는 이전의 실시 형태처럼 서로 교차하지는 않는다. 또한, 이러한 도구 시스템은 도구의 위치 및 구성에 따른 충돌을 피할 수 있다는 점에서 특징이 있다. 각 제어 튜브 (450) 은 제어 튜브 (450) 의 강성 영역 (484) 의 각 단부에서 연계 영역 (472, 474) 을 포함한다. 이러한 연계 영역 (굽어지는 부재) 은 도구 팁을 유지하는 동안 추가적인 자유도를 제공하고, 도구 자체는 서로 충돌을 피할 수 있도록 서로 이격되어 있다. 상기 연계 영역 (472, 474) 은 케이블 또는 다른 케이블 구동 시스템을 통해 서로 연결되며, 자세한 설명은 이하에서 설명하기로 한다.

강성의 굽어진 부분 (454) 은 각각 연계 영역 (474) 에서 도구 팁으로 연장되고, 말단 작용부 (416A, 416B) 의 변형이 발생하도록 사용된다. 이러한 실시 형태에서, 혼부 (413) 은 예를 들어 도 1 에 기재된 실시 형태와 비교하여 더 짧고, 기부의 굽어지는 부재는 도 23 에 가장 잘 나타난 도구 (410A) 의 핸들 하우징 상에서 로커 스위치 (486, 488) 에 의해 작동되는 푸쉬-풀 케이블 구동 메커니즘 (490) (도 30 내지 도 34 참조) 에 의해 교체된다. 마찬가지로, 도구 (410B) 의 핸들 하우징 상에 스위치가 제공될 수 있다. 양 화살표 (D1) 의 방향으로의 스위치 (486) 의 작동은 도 23 의 양 화살표 (D2) 에 나타난 바와 같이 단부 작용부 (416A) 의 나란한 움직임을 제어한다. 양 화살표 (D3) 의 방향으로의 스위치 (488) 의 작동은 양 화살표 (D4) 의 방향으로 단부 작동부 (416A) 의 상하부 움직임을 제어한다. 말단의 굽어지는 부재 (420) 의 굽어짐은 하기에서 좀 더 상세히 설명할 케이블 (500A 내지 500D) 과 함께 제어된다. 도면상에는 4 개의 자유도가 나타나 있지만, 의사가 도구의 핸들을 회전시키거나, 또는 도구의 회전 손잡이를 회전시켜 단부 작용부를 회전시킬 수도 있기 때문에 2 개의 자유도만으로도 충분한 변형된 상태를 고려할 수도 있다. 4 개의 자유도는 도 34 에 기재된 것과 같은 구성을 사용하는 경우 가능하고, 이 때, 두 개의 제어 모터가 사용되며, 상세한 설명은 이하에서 하기로 한다.

도시된 도구 시스템으로 작동될 수 있는 다른 제어 방식이 존재한다. 예를 들어, 화살표 (D2) 방향인 왼쪽으로 단부 작동부 (416A) 를움직이도록 스위치 (486) 를 사용할 수도 있고, 화살표 (D4) 방향인 단부 작동부를 올리도록 (또는 궤도 회전시키도록) 회전 손잡이 (424) 를 사용할 수도 있다. 화살표 (D4) 방향으로 회전 손잡이 (424) 에 의해 제어되는 이러한 움직임은 말단의 굽어지는 부재가 도 31 내지 도 33 에 나타난 것과 같은 굽어진 상태인 경우 가능하다. 도 35 에 기재된 것과 같이, 모터를 제어하기 위해 스위치 (486, 488) 로부터의 신호를 변환하는데 CPU 제어기가 사용될 수도 있다. 또한, 말단의 굽어지는 부재를 굽히기 위해 단지 두 개의 케이블이 있는 케이블 구동 메커니즘을 사용할 수도 있으며, 회전 손잡이 (424) 와는 별도로 단부 작동부를 X 및 Y 축에 배치시키기 위한 대응되는 회전 구동 메커니즘이 사용될 수도 있다.

다른 변형된 실시 형태는 케이블 연결을 위해 전기적인 제어를 사용하고 있다. 이는 특히 4 개의 케이블을 제어하기 위해 두 개의 모터 구성이 사용되는 경우 유리하다. 말단의 굽어지는 부재가 굽어지는 경우 전술한 바와 같이 기부 영역에서 모터를 사용하는 실시 형태의 제어는 궤도 회전 효과를 발생한다. 그러나, 두 개의 모터 구성이 축 (S) 에 대한 궤도 회전보다는 축 (P) 에 대한 도구 팁의 회전을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 기부의 굽어지는 부재가 단일로 슬롯에 끼워지는 구성이 축 (P) 또는 축 (S) 이외의 축으로 회전하는 단부 작동부를 유지하도록 회전 손잡이가 회전하는 것처럼 케이블 연결 (500A 내지500D) 를 제어하는데 사용되는 이하의 CPU 또는 다른 유사한 구성의 모터 및 케이블 구동 구성으로 대체될 수 있다.

도 24 는 도 23 의 24-24 선을 따른 제어 튜브와 샤프트의 다소 개략적인 부분 단면도이다. 간단하게 두 개의 케이블 (478, 480) 만을 나타내었다. 그러나, 연계 영역 (472, 474) 사이에 전체 360도로 제어하도록 하기 위해 90도 간격으로 4 개의 케이블이 배치되는 것이 바람직하다. 상기 제어 튜브 (450) 에는 도 30 에 기재된 바와 같이, 핸들 (412) 의 말단 단부에서 허브 (502) 에 부착된 튜브 (452) 의 짧은 강성 영역이 형성되어 있다. 상기 튜브 (452) 는 그 말단 단부에서 제 1 연계 영역 (472) 과 연결되고, 상기 연계 영역은 벨로우 (476) 와 상기 벨로우 내부의 간극 홀에서 전혀 반대로 마주하여 통과하는 케이블 (478, 480) 으로 구성된다. 도시되지 않은 시스는 상기 연계 영역의 길이 방향에 걸쳐 사용될 수 있으며, 이는 케이블 개구부로부터 체액이 유입되는 것을 방지하고, 체액으로부터 시일링 역할을 할 수 있다. 상기 케이블 (478, 480) 은 상기 연계 영역 (472) 의 기부 단부와 상기 연계 영역 (474) 의 말단 단부에서 앵커 (478A, 480A) 에 각각 고정된다. 상기 케이블 (478, 480) 은 케이블 가이드 (482) 들을 통해 지지된다. 상기 케이블은 튜브 영역 (452) 의 말단 단부에서 가이드 (482) 를 통해 연장되며, 중앙의 강성 영역 (484) 의 내부 주위로 180도로 회전하는 경로를 따라 가이드 (482) 를 통과하게 된다. 상기 케이블은 제 2 연계 영역 (474) 를 통과하게 되고, 다른 가이드 (482) 세트는 휘어진 영역 (454) 의 기부 단부에 부착되고, 그 후, 앵커 (478A, 480A) 에 부착된다. 상기 앵커는 다른 형태로도 구성될 수 있다.

제어 튜브를 통과하는 도구 샤프트 (414) 는 도 30 에 기재된 것과 같이, 기부 단부에서 출발하여, 회전 손잡이 (424) 에 위치하는 짧은 강성 영역 (458) 으로 구성될 수 있다. 상기 영역 (458) 은 커넥터 튜브 (460) 를 통해 제 1 유연한 영역 (462) 과 합류되고, 이러한 제 1 유연한 영역 (462) 는 상기 제 1 연계 영역 (472) 의 벨로우 (476) 와 같은 공간을 차지하게 된다. 상기 튜브 (460) 영역은 강성 부분 (466) 과 추가적인 말단의 유연한 영역 (4620 을 추가로 연결하고, 추가적인 말단의 유연한 영역은 제 2 연계 영역 (474) 의 벨로우 (476) 와 같은 공간을 차지하게 된다. 후자의 튜브 (462) 는 여기에서 설명한 이전의 실시 형태에서와 같이, 강성의 휘어진 영역 (454) 과 단부 작동부 (416) 를 커넥터 튜브 (460) 를 통해 연결하게 된다.

도 27 은 화살표 (B1, B2) 방향으로 휘어지는 제어 튜브 연계 영역 (472, 474) 을 나타내는 도 24 와 유사한 단면도이다. 도 28 은 개략적으로 케이블 (478, 480) 이 뒤바껴 굽어지는 방식을 나타낸다. 도 29 는 케이블이 평행하게 배열되고, 부재번호 (474) 위치에서의 굽어짐이 부재번호 (472) 에서의 굽어짐과 같이 동일한 방향으로 이루어지는 변형된 구성을 나타낸다. 상기 연계 영역 9472, 474) 사이에서 전체적으로 360도 제어를 하기 위해, 도 23 에 기재된 바와 같이, 다른 세트의 케이블과 도시되지 않은 가이드가 직각 방향 (B3, B4) 의 움직임을 제어하는데 사용된다.

도 30 은 중립 위치에서 케이블 구동 메커니즘 (490) 의 하나의 실시 형태를 다소 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다. 간단하게, 하나의 모터만 나나타는 2 차의 자유도 움직임이 기재되어 있으며, 다만, 휘어진 튜브의 도시는 생략하였다. 도 30 에 기재된 실시 형태는 도 23 의 시스템에 사용될 수 있으며, 또는, 제어될 단일의 도구용으로 사용될 수 있다. 도 30 의 실시 형태에 있어서, 도구 샤프트 (414) 는 회전 손잡이 (424) 의 기부 단부에서 지지되는 것으로 나타나 있으며, 제어 튜브 (450) 를 통해 연장하며, 말단 단부는 말단의 굽어지는 부재 (420) 를 통해 단부 작용부 (416) 와 연결된다. 도 30 에는 오직 제어 튜브 (450) 의 짧은 영역이 도시되어 있다. 상기 모터 (524) 는 전에 사용되었던 허브 (25) 대신 회전 손잡이 (424) 의 기부 측면에 부착된 하우징 (508) 에 설치된다. 상기 하우징 (508) 과 손잡이 (424) 는 중앙의 와이어 도관 (464) 에 회전 가능하게 설치되며, e-링 (465) 과 허브 (502) 내에 있는 베어링 슬리브 (506) 을 통해 종방향으로 고정된다.

상기 모터 (524) 는 전기적으로 회전 커넥터 (520) 와 연결되며, 도시되지 않은 CPU 와 스위치 (486) 및/또는 스위치 (488) 과 닿아 있다. 상기 모터 구동 장치는 이중 스크류의 나사가 형성된 샤프트 (510) 와 모터가 작동되는 경우 서로 반대 방향으로 구동되는 두 개의 추종기 (512, 514) 를 포함한다. 따라서, 각각의 나사가 형성된 샤프트는, 예를 들어, 왼쪽과 오른쪽의 방향으로 나사가 형성될 수 있다. 상기 추종기는 나사가 형성된 샤프트 (510) 에 의해 구동되는 경우 회전하는 것을 방지하기 위해 중앙의 와이어 도관 (464) 이 통과하는 것을 통해 간극 홀에 의해 인도된다. 상기 케이블 (500A, 500B) 는 부재번호 (518) 지점에서 추종기와 걸리게 되고, 도구 샤프트 영역 (458) 에 샤프트 충진재 (36) 의 제 1 영역이 들어가기 전에 피크 튜브 (516) 에 의해 지지된다. 상기 짧은 강성 영역 (458) 은 외부 샤프트 튜브 (432), 내부 샤프트 튜브 (434) 및 상기 튜브 (432, 434) 사이에 위치하는 샤프트 충진재 (36) 로 구성된다. 상기 제어 튜브 (450) 는 허브 (502) 의 시트 (504) 에 고정적으로 연결되며, 기부의 굽어지는 부재 또는 볼 및 목부가 없기 때문에 조정도 불가능하다. 제어 튜브의 전체 길이의 대부분이 도구 샤프트 (414) 의 다른 영역을 따라 제어 튜브에 대하여 충분한 간극이 형성되어 있고, 다만, 말단 단부 (456) 에서 체액을 배출하기 위해 안쪽으로 가늘어질 수 있으며, 사용시 말단 작용부를 안정시키기 위해 베어링 표면이 제공될 수 있다.

도 31 은 도 30 에 기재된 것과 유사한 개략도이지만, 구동 메커니즘이 상기 추종기 (512, 514) 를 서로 구동하고 있으며, 말단의 굽어지는 부재 (420) 에서 케이블의 움직임 상부의 굽어짐 (B4) 으로 변환되고 있는 모습이 나타나 있다. 도 32 는 추종기 (512, 514) 가 서로 이격되어 움직이는 모습이 나타나 있고, 그 결과 말단의 굽어지는 부재 (420) 가 아래로 굽어지고 있다 (B5). 도 33 은 어떻게 화살표 (R1) 방향에서 회전 손잡이 (424) 의 회전이 화살표 (R2) 방향으로 말단의 굽어지는 부재를 회전 또는 궤도 회전하게 하는지를 나타낸다. 즉, 도 33 을 참고하였을 때, 회전 손잡이가 회전되는 경우, 회전 커넥터 (520) 과 접촉하여 모터 (524) 가 유지되면서 하우징 (508) 이 회전하게 된다. 이러한 손잡이 (424) 의 회전은 축 (P) 주위로 단부 작동부를 회전시키지 않으며, 대신, 도 33 에 있어서 화살표 (R2) 로 나타나는 단부 작동부를 궤도 회전시키게 되며, 말단의 굽어지는 부재가 굽어지는 상태로 유지되면서, 도 33 에 있어서, 지면 안쪽 또는 바깥쪽으로 회전 방향이 유지된다. 전술한 바와 같이, 이러한 궤도 회전 움직임은 CPU 또는 회전 손잡이의 회전과는 별도로 케이블 연결되는 다른 전기적 제어를 사용하여 극복될 수 있다.

도 30 내지 도 33 에 있어서, 하나의 제어 모터만을 사용하면서 팁 제어는 3 차원으로 이루어지지 않고, 대신 2 차원으로 이루어진다. 그러나, 도 34 는 4 차의 자유도를 갖는 케이블 구동 메커니즘을 나타내고 있다. 이러한 추가적인 모터 구동 및 추가적인 추종기를 설치하기 위해 2 개 이상의 케이블이 추가될 수 있다. 모터 (524A) 는 나사가 형성된 샤프트 (510), 추종기 (512, 514), 및 케이블 (500A, 500B) 을 구동한다. 반면, 다른 모터 (524B) 는 나사가 형성된 샤프트 (530), 추종기 (532, 534) 및 케이블 (500C, 500D) 을 구동한다. 도 34a 에 나타난 바와 같이, 추종기 (532, 534) 는 중아에 위치하고, 나사가 형성된 샤프트 (530) 을 따라 이들이 회전하지 않도록 하우징 (508) 에 있는 리브 (538) 를 따라 슬롯 (536) 에 의해 인도된다. 이는 기부의 굽어지는 부재에 의해 자동적인 케이블 조절이 이전에 이루어질 수 있도록 하는 하나의 방법이다. 회전 손잡이가 회전되기 때문에, 그의 축 (P) 주위로 단부 작동부의 회전이 유지된다. 동시에 모터 (524A, 524B) 를 구동하는 CPU 는 동일한 작동을 수행할 수 있다.

도 35 는 연계 영역 (472, 474) 용 모터 구동 케이블 시스템 (540) 의 개략도이다. 도 35a 는 도 35 의 35A-35A 선을 따른 단면도이다. 간단하게 2 차의 자유도 시스템만이 기재되어 있다. 그러나, 네 개의 케이블 시스템이 사용될 수 있음을 이해할 수 있다. 다른 모터 구동 및 케이블의 세트가 4 차의 자유도 시스템을 이루기 위해 사용될 수도 있다. 핸들 내에서 가용한 공간이 한정되어 있기 때문에, 주변 유닛 (542) 가 전기적 케이블을 통해 도구 핸들 (412) 의 말단 단부에 연결되는 것으로 고려될 수 있다. 모터 (524C) 는 CPU (544) 에 연결된다. 추종기 (546, 548) 는 푸쉬 풀 연결의 형태로 두 개의 케이블에 각각 연결된다. 도 35 에 기재된 바와 같이, 케이블 (580, 584) 는 추종기 (546) 에 연결되고, 케이블 (578, 582) 는 추종기 (548) 에 연결된다. 이러한 푸쉬/풀 구성을 통해, 도시된 바와 같이, 연계 영역의 적절한 부분이 반대로 굽어지는 효과를 발휘할 수 있게 된다. 반대로, 케이블이 동일한 방향을 굽힐 수 있도록 준비될 수 있다. 케이블 (578, 580, 582, 584) 은 포트 (586) 에서 가이드 샤프트로부터 빠져나갈 수 있으며, 스트레인 게이지로부터 전기적 와이어를 통해 스트레인 경감 하우징 (588) 으로 둘러싸여, 핸들의 움직임을 방해하지 않고, 주변 유닛 (542) 에 연결된다.

본 발명의 한정된 실시 형태를 설명함에 있어서, 당업자라면 첨부되는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 변경하지 않고, 다양한 형태로 실시 형태를 변경하여 적용할 수 있음은 분명하다.

Claims

의학 도구로서,
기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트;
의학 시술을 수행하는 공구;
제어 핸들;
상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재;
상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재;
상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단;
상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고,
상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 휘어진 영역을 포함하고, 상기 제어 튜브의 휘어진 영역은 그 회전에 따라 상기 제어 튜브의 휘어진 영역에 의해 규정되는 평면 외부로 상기 공구를 위치시켜 추가적인 자유도를 제공하는 의학 도구.
제 1 항에 있어서, 상기 도구 샤프트의 길이 중 적어도 일부분이 유연하여, 상기 도구 샤프트가 상기 제어 튜브의 휘어진 영역을 통해 통과할 수 있는 의학 도구.
제 2 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 기부 움직임 부재 주위에서 지지되는 볼 부재를 포함하고, 상기 제어 튜브는 말단 단부와 기부 단부를 포함하고, 상기 제어 튜브의 기부 단부는 상기 볼 부재에 고정적으로 부착되는 있는 의학 도구.
제 3 항에 있어서, 상기 제어 튜브는 강성이고, 상기 휘어진 영역에 근접하고 연속하는 곧은 영역을 포함하는 의학 도구.
제 4 항에 있어서, 상기 도구 샤프트는 상기 휘어진 제어 튜브를 통해 연장하고, 상기 말단 움직임 부재 및 공구는 상기 휘어진 제어 튜브의 말단 단부를 넘어 연장하는 의학 도구.
제 1 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 도구 샤프트와 단부 작용부를 종방향 말단의 축 주위로 회전시키기 위해, 상기 제어 핸들에 회전 손잡이를 포함하는 의학 도구.
제 1 항에 있어서, 상기 움직임 부재 모두는 굽어지는 부재인 의학 도구.
제 7 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 기부의 굽어지는 부재 주위에 지지되는 볼 부재를 포함하고, 상기 제어 튜브는 말단 단부와 기부 단부를 포함하고, 상기 제어 튜브의 기부 단부는 상기 볼 부재에 고정적으로 부착되어 있고, 상기 볼 부재의 주위에 잠금 메커니즘이 배치되는 의학 도구.
제 8 항에 있어서, 상기 잠금 메커니즘은 팽창 및 수축될 수 있는 신치 링을 포함하는 의학 도구.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 튜브는 강성이고, 상기 휘어진 영역에 근접하고 연속하는 곧은 영역을 포함하고, 상기 곧은 영역과 휘어진 영역은 평면을 규정하는 의학 도구.
제 1 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 기부의 굽어지는 부재 주위에 지지되는 볼 부재를 포함하고, 상기 제어 튜브는 말단 단부와 기부 단부를 포함하고, 상기 제어 튜브의 기부 단부는 상기 볼 부재에 고정적으로 부착되어 있고, 상기 볼 부재의 주위에 잠금 링이 배치되고, 상기 볼 부재와 상기 잠금 링 사이의 핀과 슬롯 구성이 상기 볼 부재의 회전을 방지하면서 상기 볼 부재의 진동을 허용하는 의학 도구.
의학 도구로서,
기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트;
의학 시술을 수행하는 공구;
제어 핸들;
상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재;
상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재;
상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단;
상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고,
상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 휘어진 영역을 포함하고;
상기 도구 샤프트와 제어 튜브를 수용하는 슬롯이 형성된 가이드 블록을 포함하고, 상기 가이드 블록은 해부 포트의 기부에 위치하는 의학 도구.
제 12 항에 있어서, 상기 제어 튜브의 상기 휘어진 영역은 그 회전 방향을 따라 상기 제어 튜브의 휘어진 영역에 의해 규정되는 평면 외부로 상기 공구를 위치시켜 추가적인 자유도를 제공하는 의학 도구.
제 12 항에 있어서, 상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 위치하는 적어도 세 개의 휘어진 영역을 포함하는 의학 도구.
제 14 항에 있어서, 상기 휘어진 영역의 두 부분은 상기 가이드 블록에 근접하고, 상기 휘어진 영역의 하나는 상기 가이드 블록의 말단에 위치하는 의학 도구.
제 12 항에 있어서, 상기 의학 도구는 도구 쌍을 포함하고, 상기 가이드 블록은 각각의 도구 샤프트를 수용하기 위한 대응 슬롯 쌍을 포함하는 의학 도구.
의학 도구로서,
기부와 말단 단부를 포함하는 도구 샤프트;
의학 시술을 수행하는 공구;
제어 핸들;
상기 도구 샤프트의 말단 단부를 상기 공구와 연결하기 위한 말단 움직임 부재;
상기 도구 샤프트의 기부 단부를 상기 제어 핸들과 연결하기 위한 기부 움직임 부재;
상기 말단 및 기부 움직임 부재 사이에 연장되고, 상기 공구의 위치를 제어하기 위해 상기 기부 움직임 부재의 움직임을 말단 움직임 부재에 연결하기 위한 연계 수단;
상기 도구 샤프트와 공구가 연장하는 제어 튜브를 포함하고,
상기 제어 튜브는 그 길이 방향을 따라 적어도 하나의 휘어진 영역을 포함하고;
상기 도구 샤프트와 제어 튜브를 수용하기 위해 그 내부에 통로를 포함하는 오버 튜브를 포함하고, 상기 오버 튜브는 해부 포트에 근접하여 위치하는 의학 도구.
제 17 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 제어 튜브의 길이 방향을 따라 적어도 하나의 유연한 연계 영역을 포함하는 의학 도구.
제 18 항에 있어서, 상기 제어 튜브의 휘어진 영역은 상기 오버 튜브의 말단에 위치하고 강성인 의학 도구.
제 19 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 오버 튜브의 한쪽 측면에 형성된 유연한 연계 영역을 포함하고, 케이블을 통해 이들이 서로 연결되는 의학 도구.
제 17 항에 있어서, 상기 기부 움직임 부재는 케이블 구동 메커니즘을 포함하는 의학 도구.
제 21 항에 있어서, 상기 케이블 구동 메커니즘은 적어도 하나의 모터, 적어도 하나의 케이블 쌍 및 상기 모터에 의해 구동되는 대응 추종기 쌍을 포함하는 의학 도구.
제 22 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 추종기를 지지하기 위한 나사가 형성된 샤프트를 포함하고, 상기 나사가 형성된 샤프트는 상기 모터에 의해 구동되고, 상기 케이블을 제어함에 있어서 상기 추종기를 반대 방향으로 구동하기 위한 반대의 나사가 형성된 샤프트를 포함하는 의학 도구.
제 23 항에 있어서, 상기 의학 도구는 상기 핸들에 장착되는 네 개의 케이블과 두 개의 모터를 포함하는 의학 도구.
말단 공구를 제어하기 위한 수술 도구의 핸들에 지지되는 케이블 구동 메커니즘으로서,
상기 말단 공구는 상기 공구에 연결되는 말단의 굽어지는 부재의 굽힘을 제어하여 제어되고,
상기 케이블 구동 메커니즘은 적어도 하나의 모터, 추종기 쌍, 상기 추종기 쌍을 지지하기 위한 나사가 형성된 샤프트 및 제어 케이블 쌍을 포함하고,
상기 제어 케이블 쌍 각각은 상기 추종기의 한쪽 단부와 말단의 굽어지는 부재를 서로 연결하고 있으며,
상기 모터는 상기 나사가 형성된 샤프트를 구동하고, 상기 공구를 제어할 수 있도록 상기 추종기를 동일한 또는 반대 방향으로 움직이는 케이블 구동 메커니즘.
제 25 항에 있어서, 상기 케이블 구동 메커니즘은 각각의 추종기 쌍을 지지하기 위한 대응의 나사가 형성된 샤프트 쌍 및 모터 쌍을 포함하는 케이블 구동 메커니즘.
제 25 항에 있어서, 상기 모터를 제어하기 위한 전기적 제어 유닛을 더 포함하는 케이블 구동 메커니즘.