How should the surgical joints be designed to have enough payload? Surgical joints should be small to be able to enter through smaller incision, yet capable of large payload to tract organs simultaneously. However, as the diameter of the surgical joint decreases, the payload decreases exponentially. For this reason, small surgical joints have been used only in fields where a large payload is not required. In most fields, procedures and surgery are developing in the direction of minimally invasive, and study on payload of surgical joint in this trend are necessary and widely applicable to a variety of surgical fields.
The contents of the paper are as follows. In the beginning, general analysis and design guidelines for the payload of the surgical joints are presented. This provides an overview of the various types of surgical joints and their advantages and disadvantages. In the latter part of the paper, a new flexible endoscopic surgical robot called K-FLEX is developed and verified. In particular, the research is focused primarily on the development of both surgical arms and overtube. This was based on the guidelines and ideas presented earlier.
I hope that this study will help to select variables and get various ideas while designing surgical joints.
수술 관절이 큰 힘을 내기 위해서는 어떻게 설계되어야 할까? 수술 관절은 몸 속으로 진입하기 위해서 소형이면서도, 동시에 장기들을 견인하기 위해서 큰 페이로드를 낼 수 있어야 한다. 하지만 수술 관절의 직경이 줄어들면 페이로드는 기하급수적으로 줄어든다. 이 때문에, 아직까지 소형의 수술 관절은 큰 페이로드가 요구되지 않는 분야에서만 활용되고 있다. 대부분의 분야에서 시술 및 수술은 최소 침습의 방향으로 발전하고 있고, 이러한 추세에서 관절의 페이로드에 관한 연구는 꼭 필요하며, 다양한 수술 분야에 폭넓게 적용될 수 있다.
논문의 내용은 크게 다음과 같이 구성되어 있다. 초반부에는 수술 관절의 페이로드에 관한 일반적인 분석과 설계 가이드라인이 제시되어 있다. 이로부터 다양한 타입의 수술 관절에 대한 전반적인 이해와 장단점을 파악할 수 있다. 후반부에는 K-FLEX라고 하는 새로운 유연 내시경 수술 로봇을 개발하고 검증하는 과정이 나타나있다. 특히, K-FLEX의 양쪽 수술 팔과 오버튜브 관절의 개발에 주요하게 초점이 맞추어져 있다. 이것은 초반부에 제시된 가이드라인과 아이디어를 바탕으로 하였다.
본 연구를 통하여 수술 관절을 설계하면서 변수를 선정하고 다양한 아이디어를 얻는 데 도움이 되기를 기대한다.
