技术领域
[0001] 本
发明涉及一种便于操作的微创手术（minimally invasive surgery）器械，更具体地说，涉及一种用户通过操作
手柄部等来使得
末端执行器（end effector）动作，从而能够简便精确地实施微创手术的微创手术器械。
背景技术
[0002] 微创手术是通过至少一个小切口向患者（或作为手术对象的动物等）体内插入手术工具而实施手术的使手术切口最小化的手术技术。
[0003] 这种微创手术能够减轻手术后发生的患者代谢过程的变化，可有助于缩短患者的恢复期。即，采用微创手术，能够缩短患者手术后的住院时间，患者在手术后短时间内能够恢复正常生活。此外，通过微创手术，减轻患者
疼痛的同时，还可以减少患者手术后留下的疤痕。
[0004] 微创手术的常见形式是
内窥镜手术。其中，最常见形式的手术是，在
腹腔内实施微创照射和手术的
腹腔镜手术。标准腹腔镜手术的情况，在患者腹部灌入气体之后，为了提供腹腔镜手术工具的入口，切开至少一个切口部，之后由该切口部插入
套管针（trocar）并实施手术。实施这种手术时，通常，用户通过套管针向手术部位等送入腹腔镜手术工具，在腹腔外部操作这些手术工具。这些腹腔镜手术工具一般包括腹腔镜（用于观察手术部位等）和其它工作工具。在此，工作工具，除了各工具的工作端部（或末端动作部）通过规定轴与把柄等隔开之外，与现有的在开腹手术（open surgery）中使用的类似。即，工作工具可以包括例如
夹钳、抓紧器、
剪刀、缝合器、
持针器等。另外，用户通过显示被腹腔镜拍摄的手术部位等图像的监控器来监控手术进展情况。与此类似的
内窥镜手术，广泛应用于后腹腔镜、骨盆镜、关节镜、脑池镜、副鼻腔镜、子宫镜、肾脏镜、膀胱镜、尿道镜、肾盂镜等。
[0005] 本
发明人已开发多年如上所述的能够在微创手术中有效使用的各种微创手术器械，这些构成及效果上的特征，被韩国特许
申请第2008-51248号、第2008-61894号、第2008-79126号及第2008-90560号公开（应视为所述韩国特许申请的
说明书分别作为整体包含于本说明书中）。此外，本发明人提供更有利于用户和患者的改善其功能的微创手术器械。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于，提供一种用户能够容易固定末端执行器的关节运动状态的微创手术器械。
[0007] 本发明的另一目的在于，提供一种用户能够容易进行末端执行器的转动（rolling）的微创手术器械。
[0008] 本发明的又另一目的在于，提供一种用户固定、保持末端执行器的关节运动状态的情况下能够进行其转动的微创手术器械。
[0009] 本发明的又另一目的在于，提供一种与基于
电动机的系统结合而能够有效使用的微创手术器械。
[0010] 用于实现所述目的的本发明的代表性结构如下。
[0011] 根据本发明的一实施方式，提供一种微创手术器械，其包括轴以及连接于所述轴的末端执行器；随着通过所述轴传送的第一金属丝和第二金属丝以第一方式协同动作，所述末端执行器相对于所述轴向
俯仰（Pitch）方向或偏转（Yaw）方向动作，随着所述第一金属丝和第二金属丝以第二方式协同动作，所述末端执行器相对于所述轴向转动（Roll）方向动作，以所述第一方式和所述第二方式中的一种方式协同动作时，所述第一金属丝和所述第二金属丝向同一方向动作，而以所述第一方式和所述第二方式中的另一种方式协同动作时，所述第一金属丝和所述第二金属丝向相反方向动作。
[0012] 除此之外，也还可以提供用于实现本发明的其它结构。
[0013] 根据本发明，提供一种用户能够容易固定末端执行器的关节运动状态的微创手术器械。
[0014] 根据本发明，提供一种用户能够容易进行末端执行器的转动的微创手术器械。
[0015] 根据本发明，提供一种用户固定、保持末端执行器的关节运动状态的情况下能够进行其转动的微创手术器械。
[0016] 根据本发明，提供一种能够与基于电动机的系统结合而有效使用的微创手术器械。
附图说明
[0017] 图1是示出本发明的第一
实施例涉及的微创手术器械的立体图。
[0018] 图2是有关图1中示出的末端执行器100的放大图。
[0019] 图3是有关图1中示出的手柄部135的放大图。
[0020] 图4是有关图3中示出的转动操作部145的放大图。
[0021] 图5是示出本发明的第二实施例涉及的微创手术器械的立体图。
[0022] 图6是有关图5中示出的末端执行器100和俯仰动作部160的放大图。
[0023] 图7是有关图6中示出的俯仰动作部160的侧视图，图8是有关图6中示出的俯仰动作部160的俯视图。
[0024] 图9是有关图5中示出的俯仰操作部164和偏转操作部138的立体图，图10是有关图5中示出的俯仰操作部164和偏转操作部138的部分构成要素的分解立体图。
[0025] 图11是示出根据本发明的第三实施例对末端执行器100的偏转方向动作状态进行固定的构成的放大图。
具体实施方式
[0026] 下面，参照附图和能够实施本发明的具体实施例详细说明本发明。为了使本领域的技术人员能够充分实施本发明，详细说明这些实施例。应理解为，本发明的各种实施例彼此不同，但相互并不排斥。例如，本说明书中记载的一实施例的具体形状、具体结构和特性，在不脱离本发明精神和范围的情况下，也可以由其他实施例来实现。另外，应理解为，各实施例中的个别构成要素的
位置或配置，在不脱离本发明精神和范围的情况下也可进行变更。因此，后述的详细说明并无限定之意，本发明的保护范围包括
权利要求书所记载的范围及其均等的所有范围。在附图中，类似的附图标记表示在诸多方面相同或类似的构成要素。
[0027] 下面，为了使本发明所属技术领域的技术人员能够容易实施，参照附图详细说明本发明的优选实施例。
[0028] 〔本发明的优选实施例〕
[0029] 实施例1
[0030] 图1是示出本发明的第一实施例涉及的微创手术器械的立体图。而且，图2是有关图1中示出的末端执行器100的放大图。
[0031] 首先，参照图1说明。本发明的一实施例涉及的微创手术器械，可以包括：末端执行器100，可以使用手术工具或自身作为手术工具而实施手术；轴130，一端配置有能够向偏转（Yaw）方向或转动（roll）方向动作的末端执行器100（或其一部分），另一端配置有手柄部135，用于连接末端执行器100和手柄部135；以及手柄部135，用于进行操作使末端执行器100向偏转方向或转动方向动作（也可以是，根据手柄部135的操作，末端执行器100的一部分开闭）。在此，轴130是为了通过套管针将手术工具送入体内手术部位等而长长地延伸的构成要素，轴130可以配置有根据手柄部135的操作使末端执行器100动作的金属丝。这些金属丝可以互不缠绕地配置在轴130内部。
[0032] 另外，有关图1中示出的其它构成要素，参照下面提及的其它附图和对其的说明，在后面描述。
[0033] 其次，参照图2说明。
[0034] 末端执行器100可以包括能够夹住手术工具的夹具101（也可以称为“抓具”）。该夹具101可以通过开闭金属丝（未图示）来闭合或打开。这种开闭金属丝的一端与夹具101连接，另一端与手柄部135连接，从而能够将来自手柄部135的用于闭合或打开夹具101的
力传递给夹具101。为了控制夹具101的打开或闭合中的一种，也可以使用
弹簧部件等弹性体。
[0035] 另外，末端执行器100可以包括：连接部件105，用于将固定夹具101等连接到后述的转动
齿轮106，以使夹具101等能够向转动方向动作；转动齿轮106，能够使夹具101等和连接部件105向转动方向动作；以及第一
小齿轮111和第二小齿轮112，
啮合在转动齿轮106的与连接部件105相对的一侧，能够使转动齿轮106转动。这些第一小齿轮111和第二小齿轮112上可以分别结合有第一
滑轮121和第二滑轮122。
[0036] 具体为，第一小齿轮111和第二小齿轮112，可以通过分别缠绕在第一滑轮121和第二滑轮122上的第一金属丝125和第二金属丝126，向同一方向或相反方向旋转。即，当第一金属丝125和第二金属丝126分别使第一滑轮121和第二滑轮122、进一步使第一小齿轮111和第二小齿轮112向彼此相反方向旋转时，转动齿轮106随之旋转，从而能够使夹具101等向转动方向动作。然而，当第一金属丝125和第二金属丝126分别使第一小齿轮111和第二小齿轮112向同一方向旋转时，转动齿轮106只作为传递使夹具101等向偏转方向动作的力的部件，而非自身旋转。
[0037] 能够使第一金属丝125和第二金属丝126上述作用的有关操作将在后面详细描述。
[0038] 图3是有关图1中示出的手柄部135的放大图。而且，图4是有关图3中示出的转动操作部145的放大图。
[0039] 首先，参照图3说明。
[0040] 手柄部135可以包括：偏转操作部138，用于对连接固定于轴130一端的末端执行器100进行操作以能够向偏转方向动作；转动操作部145，用于对末端执行器100进行操作以能够向转动方向动作；以及操作主体159，包括偏转操作部138和转动操作部145，并进行支承。
[0041] 偏转操作部138可以包括偏转操作部主体139、第三滑轮141和第四滑轮142。偏转操作部主体139可以连接固定于轴130的一端。这种偏转操作部主体139上插入有能够使第三滑轮141、第四滑轮142和手柄部135的除了偏转操作部主体139之外的部分一同旋转的旋
转轴（即，对于第三滑轮141、第四滑轮142和手柄部135的除了偏转操作部主体139之外的部分，起到固定轴的作用），该
旋转轴和所述构成要素可相对于偏转操作部主体139旋转。此外，第一金属丝125和第二金属丝126分别缠绕在第三滑轮141和第四滑轮142上，通过操作操作主体159使第三滑轮141和第四滑轮142向同一方向旋转时，能够使末端执行器100进行如上所述的偏转方向动作。
[0042] 下面，还参照图4说明。
[0043] 另外，转动操作部145可以包括：一对上部
齿条（rack）146，连接有第一金属丝125，并能够向其长度方向动作；一对下部齿条147，连接有第二金属丝126，并能够向其长度方向动作；上部小齿轮148，啮合于一对上部齿条146之间；下部小齿轮149，啮合于一对下部齿条147之间；以及转动操作齿轮150，同时与上部小齿轮148和下部小齿轮149啮合。
[0044] 在此，一对上部齿条146是，啮合于上部小齿轮148的两侧，并随着上部小齿轮148的动作向相反方向动作的一对齿条。而且，一对下部齿条147也是，啮合于下部小齿轮149的两侧，并进行与上述同样动作的一对齿条。这些上部齿条146和下部齿条147可以随着
导轨151动作。（作为参考，在图4中，为了便于观察其它构成要素，省略示出用于上部齿条146的导轨151的一部分）。另外，如图3所示，在上部齿条146和下部齿条147的端部分别配置有操作螺丝152，第一金属丝125或第二金属丝126连接于该操作螺丝152。这些操作螺丝152可以起到调节金属丝125、126的拉力的作用。
[0045] 另外，上部小齿轮148和下部小齿轮149可以以配置在操作主体159的相应轴（未图示）为中心进行旋转。转动操作齿轮150连接于图1所示的转动
链轮155（转动链轮155可相对于操作本体159进行旋转），所以可以随着用户旋转转动链轮155而进行旋转，此时，上部小齿轮148和下部小齿轮149可以向相反方向旋转。上部小齿轮148和下部小齿轮149的这种旋转，导致一对上部齿条146和一对下部齿条147移动，从而能够使第一金属丝
125和第二金属丝126向彼此相反方向动作。最终能够导致末端执行器100进行上述的转动方向的动作。
[0046] 进一步，在操作主体159上还可以配置两对支承棒156，该两对支承棒156在偏转操作部138和转动操作部145之间分别支承第一金属丝125和第二金属丝126。在支承棒156和转动操作部145之间可以配置有引导
块157，在该引导块157上形成有用于引导第一金属丝125和第二金属丝126的移动的导孔158。这种引导块157也可以结合于导轨151的端部。
[0047] 另外，有关图3中示出的其它构成要素，参照下面提及的其它附图和对其的说明，在后面描述。
[0048] 实施例2
[0049] 图5是示出本发明的第二实施例涉及的微创手术器械的立体图。而且，图6是有关图5中示出的末端执行器100和俯仰动作部160的放大图。
[0050] 参照图5和图6可知，本发明的第二实施例涉及的微创手术器械，与第一实施例类似地，包括使得末端执行器100向偏转方向或转动方向动作的构成要素。因此，下面，对本发明的第二实施例以其所特有的构成要素为中心进行说明。
[0051] 如图5所示，本发明的第二实施例涉及的微创手术器械还可以包括设在轴130的两端部，使末端执行器100向俯仰方向动作的俯仰动作部160和俯仰操作部164。具体地，俯仰动作部160可以配置在末端执行器100和轴130之间，俯仰操作部164配置在轴130和手柄部135之间。
[0052] 如图6所示，俯仰动作部160可以配置在末端执行器100和轴130之间，使得末端执行器100向俯仰方向动作。在此，如图所示，还可以包括多个滑轮161、162。有关这些滑轮的作用，在下面进行说明。
[0053] 另外，有关图5中示出的其它构成要素，参照下面提及的其它附图和对其的说明，在后面描述。
[0054] 图7是有关图6中示出的俯仰动作部160的侧视图，图8是有关图6中示出的俯仰动作部160的俯视图。
[0055] 参照图6至图8说明，在俯仰动作部160内可以具有第一俯仰滑轮161和第二俯仰滑轮162，该第一俯仰滑轮161和第二俯仰滑轮162能够用于架设并支承第一金属丝125和第二金属丝126。这些俯仰滑轮161、162的（虚拟）旋转平面，可以与第一滑轮121和第二滑轮122的旋转平面实质
正交。
[0056] 来自手柄部135和轴130的第一金属丝125，如图7所示，可以架设在第二俯仰滑轮162的上部后，架设于第一俯仰滑轮161的下部，之后缠绕于第一滑轮121。因此，当从俯仰动作部160的侧面观看时，架设在第一俯仰滑轮161和第二俯仰滑轮162的第一金属丝125的一部分，可以与第二金属丝126的一部分形成X形（作为参考，这样的结构可有利于保持第一金属丝125和第二金属丝126的拉力），该第二金属丝126以与相同的原理如图所示地架设并缠绕。
[0057] 另外，如图8所示，第一金属丝125可以架设在多个第二俯仰滑轮162中的第一个滑轮和第三个滑轮，并架设在多个第一俯仰滑轮161中的第一个滑轮和第三个滑轮之后，缠绕于第一滑轮121。而且，如图8所示，第二金属丝126可以架设在多个第二俯仰滑轮162中的第二个滑轮和第四个滑轮，并架设在多个第一俯仰滑轮161中的第二个滑轮和第四个滑轮之后，缠绕于第二滑轮122。由此，如图8所示，第一金属丝125和第二金属丝126可以互不缠绕地配置在俯仰动作部160内。
[0058] 另外，如图7所示，在俯仰动作部160的末端执行器100侧部分，连接固定有第一俯仰金属丝163，以便使末端执行器100向俯仰方向动作。而且，在相同部分的未图示的一侧，与第一俯仰金属丝163相同的原理，连接固定有第二俯仰金属丝（未图示）（但优选将第二俯仰金属丝连接固定为，使通过第二俯仰金属丝动作的末端执行器100的方向（例如，在图7中逆
时针方向）与通过第一俯仰金属丝163动作的末端执行器100的方向（例如，在图7中顺时针方向）彼此相反）。用于使末端执行器100进行俯仰方向动作的第二俯仰滑轮162可以是固定滑轮（即，被固定在轴上的滑轮）。
[0059] 图9是有关图5中示出的俯仰操作部164和偏转操作部138的立体图，图10是有关图5中示出的俯仰操作部164和偏转操作部138的部分构成要素的分解立体图。
[0060] 参照图9和图10说明如下。
[0061] 如上所述，一端被连接固定于俯仰动作部160的第一俯仰金属丝163的另一端，如图10所示，经由轴130和俯仰操作部164而连接固定于偏转操作部138。对此，如图9所示，俯仰操作部164以结合于偏转操作部138的状态配置。
[0062] 更详细地说，来自轴130的第一俯仰金属丝163架设在包含于俯仰操作部164的第三俯仰滑轮166和第四俯仰滑轮167之后，被连接固定于偏转操作部138的一部分，例如，如图10所示的部分。因此，当用户向俯仰方向下侧（即，在图9和图10中顺时针方向）操作手柄部135时，第一俯仰金属丝163被牵拉，从而引起如上所述的末端执行器100向俯仰方向的动作。当然，也可以与第一俯仰金属丝163相同的原理，连接固定第二俯仰金属丝（但是，当用户向俯仰方向上侧（即，在图9和图10中逆时针方向）操作手柄部135时，第二俯仰金属丝被牵拉，从而引起如上所述的末端执行器100向俯仰方向的动作）。在此，第三俯仰滑轮166可以是帮助移送第一俯仰金属丝163和第二俯仰金属丝的旋转滑轮，第四俯仰滑轮167可以是固定滑轮，在手柄部135以能够插入到轴孔169的旋转轴（未图示）为中心向俯仰方向动作的期间，处于实质固定状态。
[0063] 另外，以上例示说明了第二实施例，但对于本领域的技术人员来说，显然可将第二实施例变更为，使末端执行器100通过其转动齿轮106等向俯仰方向动作/或通过单独的偏转动作部（未图示）等向偏转方向动作。
[0064] 实施例3
[0065] 在此，进一步说明能够用于本发明的第一实施例或第二实施例涉及的微创手术器械上的手柄部135的实施例。
[0066] 再次参照图1和图5，首先，手柄部135的操作主体159上可以配置有用于开闭末端执行器100的夹具101的开闭把手170。因此，若用户向下拽拉开闭把手170（即，向顺时针方向旋转开闭把手170），则通过连接管179、轴130等而连接开闭把手170和夹具101的开闭金属丝被牵拉，从而使夹具101能够闭合而夹住手术工具。另外，当用户释放开闭把手170（即，向逆时针方向旋转开闭把手170），则开闭金属丝松弛，从而能够打开夹具101。另外，为了保持夹具101的打开或闭合状态（特别是为了保持夹具101夹住手术工具的状态），需要固定开闭把手170，为此，操作主体159还可以包括能够固定开闭把手170位置的固定把手171。这种固定把手171可以包括用于固定与开闭把手170联动的固定齿轮172的部件173（例如，嵌入到固定齿轮172的锯齿部分而进行固定的部件173）。另外，可以如图所示的配置固定把手171，以便于用户同开闭把手170一起把持。
[0067] 另外，对于本领域的技术人员来说，能够进行各种结构上的
变形，如向下拽拉开闭把手170时，夹具101被打开而非闭合的结构。
[0068] 其次，进一步参照图11说明。图11是示出根据本发明的第三实施例固定末端执行器100的偏转方向动作状态的构成的放大图。如图1和图5所示，在偏转操作部138的下部可以配置有固定齿轮176，该固定齿轮176可以与所述旋转轴结合并与其一同旋转，如图11所示，在操作主体159上可以配置有闩
锁触发器175，用于固定固定齿轮176的旋转。闩锁触发器175可以连接于固定部件177上，该固定部件177的端部嵌入到固定齿轮176的锯齿部分，从而能够固定固定齿轮176。固定部件177可以配置在操作主体159内，并随着用户操作闩锁触发器175，沿其长度方向动作。这种闩锁触发器175可以由其它止动部件
178来固定，止动部件178包含弹簧部件等的弹性体。
[0069] 另外，虽然在本说明书中未明示，也还可以采用能够固定末端执行器100的俯仰方向动作状态的结构（例如，包括结合于插入到轴孔169的所述旋转轴的规定固定齿轮（未图示）和用于固定它的部件（未图示）的结构）。
[0070] 实施例4
[0071] 根据本发明的第四实施例，将微创手术器械的手柄部135的至少一部分变更或变形为，适合由手术
机器人等基于电动机的系统（未图示）驱动的构成要素，从而使微创手术器械根据系统的自动（或半自动）操作进行控制，而非用户的手动操作。
[0072] 例如，手术机器人中所包含的电动机（未图示）可以进行直接牵拉第一俯仰金属丝163和/或第二俯仰金属丝的驱动，从而使末端执行器100向俯仰方向动作。当然，也可以直接向俯仰方向操作由电动机驱动的手柄部135，从而使末端执行器100向俯仰方向动作。
[0073] 举另一个例子，电动机可以进行直接推拉第一金属丝125和/或第二金属丝126的驱动，从而使末端执行器100向偏转方向或转动方向动作。当然，也可以直接向偏转方向操作由电动机驱动的手柄部135（作为代替方案，直接向同一方向旋转第三滑轮141和第四滑轮142），或直接旋转转动链轮155（作为代替方案，直接旋转转动操作齿轮150），从而使末端执行器100向偏转方向或转动方向动作。
[0074] 又举另一个例子，电动机也可以进行直接牵拉开闭金属丝的驱动，从而控制夹具101的打开或闭合中的一种。
[0076] 用户可以将本发明的微创手术器械的末端执行器100送入手术部位附近之后，操作手柄部135使得末端执行器100向俯仰方向及/或偏转方向动作（即关节运动）。末端执行器100执行用户所需的关节动作之后，用户可以固定其状态。之后，用户向所需方向旋转转动链轮155，则保持所述状态的情况下，末端执行器100可以向转动方向动作。这种末端执行器100的动作，特别有利于使用圆针（未图示）的缝合等。
[0077] 在上面本发明通过具体构成要素等特定事项和有限的实施例及附图进行了说明，但这仅是为了更有助于全面理解本发明而提供的，本发明并不限定于所述实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员可以根据这些记载进行各种
修改和变更。
[0078] 因此，本发明的思想并不限定于如上所述的实施例，本发明的保护范围不仅包括后述的权利要求书，与该权利要求书均等或由其等价变形的所有范围都属于本发明的思想范围内。
