WO2015152679A1 - 뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템 - Google Patents

뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템 Download PDF

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WO2015152679A1
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traction
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fracture
patient
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박일형
정상현
박철우
오창욱
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Industry Academic Cooperation Foundation of KNU
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    • A61B17/8866—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices for gripping or pushing bones, e.g. approximators
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    • A61B90/06—Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064—Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension

Definitions

  • the present invention relates to a bone retraction device and a fracture reduction system including the same, and more particularly to a bone retraction device and a fracture reduction system including the same used to join each fractured bone of a patient.
  • Surgical treatment procedures for arm, leg and pelvic fractures consist largely of the reduction and fixation of the bone fragments. These surgeries usually involve two or three surgeons, and the reason why so many medical staff are needed is that the arm, leg, and pelvic area (hereinafter referred to as fracture side) of the patient for the purpose of fracture reduction are about 200 ⁇ 400N. Because it needs to be towed.
  • a fracture table for surgery is available for traction as described above, but it is difficult to precisely adjust the position of the bone in the form of fixing the toe of the foot, and it is difficult to measure the force required to pull the bone. It may cause towing.
  • the present invention facilitates accurate bone fragmentation because fine adjustment of the towed bone fragments is free even in a state in which traction is applied when directly or indirectly pulling the fracture side portion (arm, leg and pelvic region) of the patient.
  • the purpose of the present invention is to provide a bone retraction device and a bone fracture repair system including the same, which can be manufactured in a compact size.
  • the present invention to achieve the above object;
  • a support disposed perpendicular to the base;
  • a traction shaft installed at right angles to the support and driven in a front-rear direction;
  • a double joint part connected to the traction shaft and bent in multiple stages with respect to the driving direction of the traction shaft.
  • the double joint part includes: a first ball joint pivotally connected to one end of the traction shaft; A second ball joint spaced apart from the first ball joint; A connection member interconnecting the first and second ball joints; And a socket member pivotally connected to the second ball joint and connected to the patient side.
  • connection member may be made of a metal bar or a wire having rigidity.
  • the present invention may further include a gripping member installed on the socket member for gripping the bone fragment of the patient.
  • the holding member may be a C-type clamp.
  • the present invention may further include an air boot wrapping a part of the fracture side portion of the patient in a pressurized state, and the socket member may be connected to one end of the air boot.
  • the traction shaft may further include a dynamic sensor for detecting a traction force, and may further include a display unit electrically connected to the dynamic sensor to display a traction force detected by the dynamic sensor.
  • the traction shaft may of course further comprise a fail-safe part.
  • the support may be driven up and down to set the height of the traction shaft.
  • the present invention in order to achieve the above object, gripping a proximal bone piece; A second bone support for gripping the distal bone; And a bone retraction device for pulling the fracture side of the patient, wherein the bone retraction device is configured to be bent so that the distal end portion can change the position of the distal bone piece by the second bone support part. It is of course also possible to provide a fracture repair system.
  • the bone traction device the base; A traction shaft supported on the base and driven in the front-rear direction; And a first ball joint pivotally connected to one end of the traction shaft, a second ball joint spaced apart from the first ball joint, a connection member interconnecting the first and second ball joints, and the second ball joint.
  • a double joint portion including; a socket member connected to the patient side; may include.
  • Each of the pair of fixing pins may have a stopper protruding from the outer periphery of the tip to define a depth at which each fixing pin is inserted into each bone piece.
  • a remote controller for remotely controlling the driving of the bone retractor.
  • the bone traction device of the present invention can maintain the compact size of the bone traction device according to the role of pulling only the fracture site (arm, leg and pelvic area) of the patient has the advantage that it is easy to install in the operating room .
  • FIG. 1 is a schematic view showing a fracture reduction system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the bone retractor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side view showing a state of pulling the lower bone fragments by the bone retractor shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a pair of fixing pins fixed to the proximal and distal bone fragments shown in FIG. 1, respectively.
  • Figure 5 is a schematic diagram showing a fixed angle of the pair of fixing pins shown in Figure 4 fixed to the bone piece.
  • 6 and 7 are schematic views showing the fixing pin is guided to the sleeve and fixed to the bone piece.
  • Figure 8 is a schematic diagram showing a liver fixation device installed on the bone fragments after the reduction operation.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a fracture reduction system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a fracture reduction system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a fracture reduction system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Sites to be applied to the fracture reduction system according to the first to fourth embodiments of the present invention described below can be applied to both the arm, leg or fracture site, the present embodiment will be described taking the case of leg fracture as an example.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a bone reduction system according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a bone retraction device shown in Figure 1
  • Figure 3 is a bone retraction device shown in Figure 1 This is a side view showing the state of pulling the lower bone fragments.
  • the fracture repair system 10 includes a bone retraction device 100 for pulling a fracture side portion of a patient P, and an air boot surrounding the fracture side portion ( 193), the first bone support 200 supporting the proximal bone fragment B1, and the second bone support 300 supporting the distal bone fragment B2.
  • Bone retraction device 100 is to pull the distal bone piece (B2) directly, but grants the freedom to move the distal bone piece (B2) to a predetermined position by the second bone support portion 300 for supporting the distal bone piece (B2) So that the part is pivoted in multiple stages.
  • the bone retraction device 100 is made of a compact size and at the same time, it can provide a sufficient traction force (for example 200 ⁇ 400N) to pull the distal bone fragments (B2) during reduction operation.
  • the bone traction device 100 as described above includes a base 110, the support 130, the traction shaft 150, the double joint portion 170, the socket member 180 and the holding member 190.
  • the base 110 is seated around the surgical bed 1, and a bottom of the base 110 is provided with a plurality of wheels 111 for moving the base 110.
  • the plurality of wheels 111 preferably each have a conventional locking structure (not shown) for selectively locking the rotation of the wheels 111.
  • the support 130 is installed perpendicular to the base 110.
  • the support 130 is made of a conventional hydraulic or pneumatic, electric or manual actuator to be able to drive up and down.
  • the support 130 may include a fixing part 131 having a lower end fixed to an upper surface of the base 110 and a movable part 133 coupled to the fixing part 131.
  • the support 130 is integrally formed with a shaft support 135 for supporting the traction shaft 150 on the top.
  • This shaft support part 135 is arrange
  • the traction shaft 150 is slidably installed on the shaft support part 135 so as to be driven in the front-rear direction.
  • the traction shaft 150 may be driven by receiving power by a conventional hydraulic or pneumatic, electric or manual actuator connected to the rear end 151 of the traction shaft 150.
  • the traction shaft 150 may tow the distal bone piece (B2) with a predetermined traction force, in this case the traction shaft 150 may be provided with a dynamic sensor (not shown) for detecting the traction force, the dynamic sensor For example, it may be made of a mechanical pressure sensor.
  • the fracture reduction system 10 of the first embodiment may be electrically connected to a display unit (not shown) which the medical staff can check by displaying numerically the traction force detected by the mechanical sensor.
  • the traction shaft 150 may have a fail-safe portion (not shown), such a stabilizer according to the traction force provided by the traction shaft 150, nerves, blood vessels, muscles, ligaments, etc. This is to prevent the soft tissue from breaking.
  • the double joint part 170 is connected to the front end of the traction shaft 150 is connected to the multi-stage pivot with respect to the driving direction of the traction shaft 150. Even when the distal bone piece B2 is being pulled through the double joint part 170, the second bone support part 300 has a degree of freedom to move the distal bone piece B2 to some extent.
  • the distal bone piece B2 can be moved to the correct bonding position with the proximal bone piece B1 through the fine adjustment of the second bone piece support 300.
  • the second bone support 300 may be employed as a conventional six-axis robot to be applied conventionally.
  • the double joint part 170 as described above includes a first ball joint 171, a second ball joint 173, and a connection member 175.
  • the first ball joint 171 is pivotally coupled to the coupling groove 155 formed in the tip portion 153 of the traction shaft 150.
  • the coupling groove 155 is a substantially spherical groove corresponding to the shape of the first ball joint 171.
  • the second ball joint 173 is pivotally coupled to the coupling groove 181 formed at the rear end of the socket member 180.
  • the coupling groove 181 of the socket member 180 is also formed as a substantially spherical groove corresponding to the shape of the second ball joint 171.
  • connection member 175 connects the first and second ball joints 171 and 173 to each other and may be formed of a metal bar or a wire having a predetermined rigidity.
  • the socket member 180 pivotally connects the second ball joint 173 to the coupling groove 181 formed at one end thereof.
  • the socket member 180 is fixed to the grip member 190 is installed at the other end.
  • the gripping member 190 may be formed of an approximately C-type clamp for fixing both ends of the distal bone piece B2.
  • the gripping member 190 may be directly connected to the distal bone piece B2 to tow through the traction shaft 153.
  • the air boot 193 wraps up to approximately the knee of the fracture side of the patient P, and pressurizes and fixes the leg through the air pressure provided through the air supply hose 194.
  • the air boots 193 serve to prevent blood clots and serve as a foot rest of the foot.
  • the air boots 193 are supported by an air boots fixing arm 195 having three degrees of freedom, which consists of three links to support the weight of the legs.
  • the air boots fixing arm 195 is fixed to a part of the surgical bed (1).
  • the bone retractor 100 may be remotely operated by a medical staff through a remote controller R.
  • the radiation may be obtained by using a radiation shielding film (not shown) when the remote controller R is operated.
  • Distal bone fragments B2 can be towed while viewing two- or three-dimensional perspective images without exposure.
  • the present invention can improve the reliability of the fracture reduction system.
  • the first bone support 200 supports the proximal bone fragment B1
  • the second bone support 300 supports the distal bone fragment B2.
  • the first and second bone piece support parts 200 and 300 may both be made of a multi-axis robot having multiple degrees of freedom.
  • the first and second bone support parts 200 and 300 may be formed of a six-axis robot having six degrees of freedom.
  • each of the multi-axis robot is provided with a pair of fixing pins (201, 203; 301, 303) and arc-shaped support frame (205; 305) for supporting them, respectively.
  • the pair of fixing pins 301 and 303 are fixed to each bone piece at an angle of about 60 ° or more to increase the fixing force, and to set a distance of about 3 cm or more in parallel to the bone axis C. desirable.
  • a predetermined metal nail (not shown) or a metal plate (not shown) should be used to fix the bone fragments B1 and B2.
  • a conventional pin pin completely penetrates the bone fragments. Since there is a problem when using, it is preferable to penetrate only one cortex of the bone as shown in FIG.
  • the stopper 401b protrudes around the tip portion 401a of the fixing pin 401 to easily control the depth at which the fixing pin 401 is inserted into the bone piece B2. Can be.
  • the sleeve 402 is fixed to the bone piece before inserting the tip 401a of the fixing pin 401 into the bone piece B2, and in this state, the fixing pin 401 is guided to the sleeve 402.
  • the fixing pin 401 is inserted into the sleeve 402.
  • the sleeve 402 is formed with a plurality of circular spikes 402a fixed to the cortex of the bone piece B2 at the tip. Accordingly, the sleeve 402 can firmly support the fixing pin 401. In this case, a flange-shaped locking protrusion 401c protrudes from the rear end of the fixing pin 401 to prevent the sleeve 402 from being separated from the fixing pin 401.
  • the fixing pin 501 and the sleeve 502 are formed in the same manner as the fixing pin 401 and the sleeve 402 illustrated in FIG. 6. However, there is a difference in that the single circular spike 502a formed at the tip end of the sleeve 502 is formed.
  • reference numeral 501b denotes a stopper
  • 501c denotes a locking protrusion
  • the bone pieces B1 and B2 may be fixed.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a fracture reduction system according to a second embodiment of the present invention.
  • the fracture reduction system 20 shown in FIG. 9 is configured in most of the same manner as the fracture reduction system 10 of the first embodiment described above, except that the first bone support 200a is used instead of the multi-axis robot. There is a difference in that the size is made of a small multi-axis passive-arm.
  • the reason why the multi-axis passive-arm is applied is that the movement of the proximal bone fragment (B1) is less than that of the distal bone fragment (B2) during the reduction operation. There is an advantage that the space can be secured.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a fracture reduction system according to a third embodiment of the present invention.
  • the fracture reduction system 30 shown in FIG. 10 has a configuration substantially the same as the fracture reduction system 10 of the first embodiment described above, except that the bone retraction device 100a does not directly hold the distal bone fragment B2. There is a difference in that the socket member 173 is fixed to the air boots 193 to a part thereof.
  • the ligament of the patient P may be damaged or the bone density of the fractured bone fragments may be reduced due to osteoporosis.
  • the bone traction device 100a omits the gripping member 190 and is directly connected to the air boots 193, there is an advantage of ensuring a wider surgical space.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a fracture reduction system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the fracture reduction system 40 shown in FIG. 11 has the same configuration as most of the fracture reduction system 10 of the third embodiment described above, except that the first bone support 200a is used instead of the multi-axis robot. There is a difference in that the size is made of a small multi-axis passive-arm.
  • the fracture repair system (10, 20, 30, 40) according to the present invention according to the state of the fracture side portion (arm, leg or pelvic region) is appropriately multiaxial robot or the first bone support 200 (200a) It can be used as a multi-axis passive arm, or by directly pulling the distal bone piece (B2) through the bone retractor (100,100a) or by inducing the air boots (193) to indirectly pull the distal bone piece (B2). have.
  • the present invention relates to a bone retraction device used to join each fractured bone fragment of a patient and a fracture reduction system comprising the same.

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Abstract

뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템이 개시된다. 개시된 뼈 견인장치는 베이스; 상기 베이스에 수직으로 배치되는 지지대; 상기 지지대에 직각 방향으로 설치되며 전후 방향으로 구동하는 견인축; 및 상기 견인축에 연결되어 상기 견인축의 구동방향에 대하여 다단 절곡되는 이중 조인트부;를 포함한다.

Description

뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템
본 발명은 뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템에 관한 것으로, 특히 환자의 골절된 각 골편을 접합하기 위해 사용되는 뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템에 관한 것이다.
팔, 다리 및 골반 골절의 수술적 치료 절차는 크게 골편의 정복과 고정으로 구성된다. 이러한 수술에는 보통 2~3명의 외과의가 투입되는데, 이와 같이 많은 의료진이 필요한 이유는 골절 정복을 위해 환자의 팔, 다리 및 골반 부위(이하, 골절 측 부위라 함)를 약 200~400N의 큰 힘으로 견인해야 할 필요가 있기 때문이다.
그런데, 환자의 골절 측 부위를 견인 후 장시간 그 견인 위치를 유지해야 하므로 외과의에게 육체적으로 큰 부담을 주는 작업이며, 이러한 힘은 육체적 노동이 필요한 작업만을 위해 다수의 외과의를 투입하는 것은 비효율적인 인력 운영의 형태로 볼 수 있다.
한편, 상기와 같은 견인을 위해서 골절수술 전용 수술대(Fracture table)가 시판되고 있으나, 발 부위를 고정하여 견인하는 형태로 골편의 정확한 위치 조정이 어렵고, 골편 견인에 요구되는 힘을 계측할 수 없어서 과도한 견인의 원인이 될 수 있다.
또한, 수술 항법 장치와 로봇을 이용해서 상기 문제를 해결하고자 하는 시도가 있어 왔으나, 이 경우 로봇에 부하되는 견인력이 매우 크기 때문에 이러한 견인력을 만족시키기 위해서는 로봇의 부피가 증가하게 된다. 이에 따라 상기 로봇은 수술실에서 요구되는 컴팩트한 디자인을 충족시키지 못하는 문제가 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 환자의 골절 측 부위(팔, 다리 및 골반 부위)를 직접 또는 간접적으로 견인 시 견인력이 가해지는 상태에서도 견인되는 골편의 미세 조정이 자유롭기 때문에 정확한 골편 정복이 수월해 지며, 콤팩트한 사이즈로 제작 가능한 뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 베이스; 상기 베이스에 수직으로 배치되는 지지대; 상기 지지대에 직각 방향으로 설치되며 전후 방향으로 구동하는 견인축; 및 상기 견인축에 연결되어 상기 견인축의 구동방향에 대하여 다단 절곡되는 이중 조인트부;를 포함하는 뼈 견인장치를 제공한다.
상기 이중 조인트부는, 상기 견인축의 일단에 피봇 연결되는 제1 볼 조인트; 상기 제1 볼 조인트로부터 이격되는 제2 볼 조인트; 상기 제1 및 제2 볼 조인트를 상호 연결하는 연결부재; 및 상기 제2 볼 조인트가 피봇 연결되며, 환자 측에 연결되는 소켓부재;를 포함할 수 있다.
상기 연결부재는 강성을 가지는 금속 바 또는 와이어로 이루어질 수 있다.
본 발명은 상기 소켓부재에 설치되어 상기 환자의 골편을 파지하는 파지부재를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 파지부재는 C형 클램프일 수 있다.
본 발명은 상기 환자의 골절 측 부위의 일부를 가압상태로 감싸는 에어부츠를 더 포함할 수 있으며, 상기 소켓부재는 상기 에어부츠의 일단에 연결될 수 있다.
상기 견인축은 견인력을 검출하기 위한 역학센서를 더 포함할 수 있고, 상기 역학센서와 전기적으로 연결되어 상기 역학센서에 의해 검출되는 견인력을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
상기 견인축은 페일 세이프(fail-safe)부를 더 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기 지지대는 상기 수직으로 승강 구동하여 상기 견인축의 높이를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 근위 골편을 파지하는 제1 골편지지부; 원위 골편을 파지하는 제2 골편지지부; 및 환자의 골절 측 부위를 견인하는 뼈 견인장치;를 포함하며, 상기 뼈 견인장치는 선단부가 상기 제2 골편지지부에 의해 상기 원위 골편의 위치를 변동할 수 있도록 절곡 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템을 제공하는 것도 물론 가능하다.
상기 뼈 견인장치는, 베이스; 상기 베이스에 지지되며 전후 방향으로 구동하는 견인축; 및 상기 견인축의 일단에 피봇 연결되는 제1 볼 조인트와, 상기 제1 볼 조인트로부터 이격되는 제2 볼 조인트와, 상기 제1 및 제2 볼 조인트를 상호 연결하는 연결부재와, 상기 제2 볼 조인트가 피봇 연결되며, 환자 측에 연결되는 소켓부재;를 포함하는 이중 조인트부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 골편지지부는 각각, 한 쌍의 고정핀; 및 상기 한 쌍의 고정핀을 각각 상기 각 골편에 고정하도록 가이드하며, 선단에 상기 각 골편에 고정되는 적어도 하나의 스파이크가 형성될 수 있다.
상기 한 쌍의 고정핀은 각각 선단부 외주에 각 고정핀이 각 골편에 삽입되는 깊이를 한정하는 스톱퍼가 돌출될 수 있다.
상기 뼈 견인장치의 구동을 원격으로 제어하는 리모트 콘트롤러를 더 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 이중 조인트부를 채용함에 따라 환자의 골절 측 부위(팔, 다리 및 골반 부위)를 직접 또는 간접적으로 견인 시 견인력이 가해지는 상태에서도 견인되는 골편의 미세 조정이 자유롭기 때문에 정확한 골편 접합을 행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 뼈 견인장치는 환자의 골절 측 부위(팔, 다리 및 골반 부위)를 견인하는 역할만을 수행함에 따라 뼈 견인장치의 사이즈를 콤팩트하게 유지할 수 있어 수술실에 설치가 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 뼈 견인장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 뼈 견인장치에 의해 하위 골편을 견인하는 상태를 보여주는 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 근위 골편 및 원위 골편에 각각 한 쌍의 고정핀이 고정된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 한 쌍의 고정핀이 골편에 고정된 고정 각도를 나타내는 개략도이다.
도 6 및 도 7은 슬리브에 가이드되어 골편에 고정되는 고정핀을 나타내는 개략도이다.
도 8은 정복 수술 후 골편에 설치되는 간이고정장치를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
이하 설명하는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 골절정복시스템에 적용되는 부위는 팔, 다리 또는 골절 부위에 모두 적용할 수 있으며, 본 실시예에서는 다리 골절인 경우를 예로 들어 설명한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 뼈 견인장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 뼈 견인장치에 의해 하위 골편을 견인하는 상태를 보여주는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 골절정복시스템(10)은 환자(P)의 골절 측 부위를 견인하기 위한 뼈 견인장치(100)와, 골절 측 부위를 감싸는 에어부츠(193), 근위 골편(B1)을 지지하는 제1 골편지지부(200), 원위 골편(B2)을 지지하는 제2 골편지지부(300)를 포함한다.
뼈 견인장치(100)는 원위 골편(B2)을 직접 견인하되 원위 골편(B2)을 지지하는 제2 골편지지부(300)에 의해 원위 골편(B2)을 소정 위치로 이동시킬 수 있는 자유도를 부여하도록 일부분이 다단 피봇되는 구조를 갖는다. 아울러 뼈 견인장치(100)는 콤팩트한 사이즈로 이루어지면서 동시에, 정복수술 시 원위 골편(B2)을 견인하는 충분한 견인력(예를 들면 200~400N)을 제공할 수 있다.
상기와 같은 뼈 견인장치(100)는 베이스(110), 지지대(130), 견인축(150), 이중 조인트부(170), 소켓부재(180) 및 파지부재(190)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 베이스(110)는 수술베드(1) 주변에 안착되며, 저면에는 베이스(110)를 이동시키기 위한 복수의 휠(111)이 구비된다. 상기 복수의 휠(111)은 각각 휠(111)의 회전을 선택적으로 록킹시키기 위한 통상의 록킹구조(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.
지지대(130)는 상기 베이스(110)에 수직으로 설치된다. 이 경우 지지대(130)는 상하 구동가능하도록 통상의 유압 또는 공압, 전동 또는 수동 작동기로 이루어진다. 예를 들면, 지지대(130)는 하단이 베이스(110) 상면에 고정되는 고정부(131)와 고정부(131)에 결합되는 가동부(133)를 구비할 수 있다.
또한, 지지대(130)는 상단에 견인축(150)을 지지하기 위한 축 지지부(135)가 일체로 형성된다. 이러한 축 지지부(135)는 가동부(133)에 대하여 대략 직각 방향(지면에 대하여 수평 방향)으로 배치된다.
견인축(150)은 상기 축 지지부(135)에 전후 방향으로 구동 가능하도록 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 견인축(150)은 구동력을 견인축(150)의 후단(151)에 연결되는 통상의 유압 또는 공압, 전동 또는 수동 작동기에 의해 동력을 전달받아 구동될 수 있다.
상기 견인축(150)은 소정의 견인력으로 원위 골편(B2)을 견인할 수 있으며, 이 경우 견인축(150)에는 견인력을 검출하기 위한 역학센서(미도시)가 설치될 수 있으며, 역학센서는 예를 들면 기계적 압력센서로 이루어질 수 있다.
아울러, 제1 실시예의 골절정복시스템(10)은 상기 역학센서에서 검출된 견인력을 수치로 디스플레이하여 의료진이 확인할 수 있는 디스플레이부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 견인축(150)은 페일 세이프(fail-safe)부(미도시)를 구비할 수 있으며, 이러한 안정장치는 견인축(150)에 의해 제공되는 견인력에 따라 신경, 혈관, 근육, 인대 등의 연부조직이 파손되는 것을 방지하기 위함이다.
이중 조인트부(170)는 견인축(150)의 선단에 연결되어 견인축(150)의 구동방향에 대하여 다단 피봇 연결된다. 이와 같은 이중 조인트부(170)를 통해 원위 골편(B2)을 견인중이더라도, 제2 골편지지부(300)가 원위 골편(B2)을 어느 정도 이동할 수 있는 자유도가 부여된다.
이에 따라 제2 골편지지부(300)의 미세 조정을 통해 원위 골편(B2)을 근위 골편(B1)과의 정확한 접합위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 제2 골편지지부(300)의 구동을 위해 큰 견인력이 요구되지 않으므로 제2 골편지지부(300)는 기존에 적용하는 통상의 6축 로봇으로 채용하는 것도 가능하다.
상기와 같은 이중 조인트부(170)는 제1 볼 조인트(171), 제2 볼 조인트(173), 연결부재(175)를 포함한다.
제1 볼 조인트(171)는 견인축(150)의 선단부(153)에 형성된 결합홈(155)에 피봇 가능하게 결합된다. 상기 결합홈(155)은 제1 볼 조인트(171)의 형상에 대응하는 대략 구형상의 홈이다.
제2 볼 조인트(173)는 소켓부재(180)의 후단에 형성된 결합홈(181)에 피봇 가능하게 결합된다. 상기 소켓부재(180)의 결합홈(181) 역시 제2 볼 조인트(171)의 형상에 대응하는 대략 구형상의 홈으로 형성된다.
연결부재(175)는 상기 제1 및 제2 볼 조인트(171,173)를 상호 연결하는 연결하며, 소정의 강성을 가지는 금속 바(bar) 또는 와이어로 이루어질 수 있다.
소켓부재(180)는 상술한 바와 같이 일단에 형성된 결합홈(181)에 제2 볼 조인트(173)가 피봇 연결된다. 또한, 소켓부재(180)는 타단에 파지부재(190)가 고정 설치된다.
파지부재(190)는 원위 골편(B2)의 단부 양측을 고정하는 대략 C형 클램프로 이루어질 수 있다. 한편, 골절 측 부위의 정복을 위해서 경우에 따라 강한 견인력이 필요하지만, 환자(P)의 인대에 손상이 있는 경우에는 관절을 통한 견인이 불가능하다. 이 경우 상기 파지부재(190)를 직접 원위 골편(B2)에 연결하여 견인축(153)을 통해 견인을 할 수 있다.
에어부츠(193)는 환자(P)의 골절 측 부위의 대략 무릎까지 감싸며, 에어공급호스(194)를 통해 제공되는 공기압을 통해 다리를 가압 고정한다. 이러한 에어부츠(193)는 혈전을 막는 역할과 발의 부위의 레스트(foot rest) 역할을 병행한다.
상기 에어부츠(193)는 다리의 자중을 지지하기 위해 3개의 링크로 이루어져 3 자유도를 갖는 에어부츠 고정암(195)에 의해 지지된다. 이 경우, 에어부츠 고정암(195)은 수술베드(1)의 일부에 고정된다.
다시, 도 1을 참조하면, 뼈 견인장치(100)는 리모트 콘트롤러(R)를 통해 의료진이 원격으로 조작할 수 있으며, 이와 같이 리모트 콘트롤러(R) 조작 시 방사선 차폐막(미도시)을 이용해서 방사선 피폭 없이 2차원 또는 3차원 투시 영상을 확인해 가면서 원위 골편(B2)을 견인할 수 있다.
이처럼 리모트 콘트롤러(R)의 조작하는 경우, 수술에 필요로 하는 인원을 최소화할 수 있으며, 만약 리모트 콘트롤러(R)를 통한 뼈 견인장치(100)의 무선 조작에 이상이 발행하는 경우 뼈 견인장치(100)를 수동으로도 조작하는 직접 교시도 가능하다. 이에 따라 본 발명은 골절정복시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제1 골편지지부(200)는 근위 골편(B1)을 지지하고, 제2 골편지지부(300)는 원위 골편(B2)을 지지한다. 상기 제1 및 제2 골편지지부(200,300)은 모두 다(多)자유도를 가지는 다축 로봇으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 골편지지부(200,300)은 6자유도를 가지는 6축 로봇으로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 각 다축 로봇의 단부에는 각각 한 쌍의 고정핀(201,203;301,303)과 이들을 지지하는 호 형상의 지지프레임(205;305)이 구비된다. 이 경우, 도 5와 같이, 한 쌍의 고정핀(301,303)은 고정력을 높이기 위해 대략 60°이상의 각도로 각 골편에 고정되며, 또한 골축(C) 평행하게 대략 3㎝ 이상의 거리를 두도록 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 골절 정복 후에는 소정의 금속정(미도시)을 삽입하거나 금속판(미도시)을 이용하여 골편(B1,B2) 간을 고정해야 하는데, 이를 위해서 고정핀이 골편을 완전히 관통하는 기존의 방법을 사용하는 경우 문제가 있으므로, 도 5와 같이 뼈의 한쪽 피질만 관통하는 것이 바람직하다.
도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이 고정핀(401)의 선단부(401a) 둘레에 스톱퍼(401b)를 돌출 형성함으로써, 고정핀(401)이 골편(B2)에 삽입되는 깊이를 용이하게 제어할 수 있다.
이 경우, 고정핀(401)의 선단부(401a)를 골편(B2)에 삽입하기 전에 미리 슬리브(402)를 골편에 고정하고, 이 상태에서, 고정핀(401)이 슬리브(402)에 가이드되도록 슬리브(402)의 내측으로 고정핀(401)을 삽입한다.
상기 슬리브(402)는 선단에 골편(B2)의 피질에 고정되는 복수의 원형 스파이크(402a)가 형성된다. 이에 따라 슬리브(402)는 고정핀(401)을 견고하게 지지할 수 있다. 이때 슬리브(402)가 고정핀(401)으로부터 이탈하지 못하도록 고정핀(401)의 후단부에 대략 플랜지 형상의 걸림돌기(401c)가 돌출 형성된다.
도 7을 참조하면, 고정핀(501) 및 슬리브(502)는 도 6에 도시한 고정핀(401) 및 슬리브(402)와 각각 동일하게 형성된다. 다만, 슬리브(502)의 선단부에 형성된 원형 스파이크(502a)가 단일로 이루어지는 것에 차이가 있다.
도 7에서 미설명부호 501b는 스톱퍼이고, 501c는 걸림돌기를 각각 나타낸다.
한편, 본 실시예에 따른 골절정복시스템(10)에 의해 골절 정복이 완료된 이후에는, 필요에 따라서 도 8과 같이 간이고정장치(500)를 이용해서 골편(B1,B2) 간을 고정하고, 제1 및 제2 골편지지부(200,300)과의 연결을 해제한 후에 골편(B1,B2)을 고정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다. 도 9에 도시된 골절정복시스템(20)은 상술한 제1 실시예의 골절정복시스템(10)과 대부분 동일한 구성으로 이루어지며, 다만, 제1 골편지지부(200a)를 다축 로봇 대신에 다축 로봇보다 사이즈가 작은 다축 패시브 암(passive-arm)으로 이루어지는 점에 차이가 있다.
이는 다축 패시브 암(passive-arm)을 적용하는 이유는 정복 수술 중 근위 골편(B1)의 움직임이 원위 골편(B2)의 움직임에 비해서 적다는 점을 감안한 것으로, 전체적인 골절정복시스템의 가격을 낮추고 수술 공간을 넓게 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다. 도 10에 도시된 골절정복시스템(30)은 상술한 제1 실시예의 골절정복시스템(10)과 대부분 동일한 구성으로 이루어지며, 다만, 뼈 견인장치(100a)가 원위 골편(B2)을 직접 파지하지 않고 소켓부재(173)가 에어부츠(193)이 일부분에 고정된다는 점에 차이가 있다.
이와 같이 에어부츠(193)를 통해 간접적으로 원위 골편(B2)을 견인하는 경우, 환자(P)의 인대에 손상이 없거나 또는 골절된 골편에 골다공증으로 인해 골밀도가 감소한 경우에 적용할 수 있다. 이와 같이 뼈 견인장치(100a)가 파지부재(190)를 생략하고 직접 에어부츠(193)에 연결되면 보다 넓은 수술 공간을 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 골절정복시스템을 나타내는 개략도이다. 도 11에 도시된 골절정복시스템(40)은 상술한 제3 실시예의 골절정복시스템(10)과 대부분 동일한 구성으로 이루어지며, 다만, 제1 골편지지부(200a)를 다축 로봇 대신에 다축 로봇보다 사이즈가 작은 다축 패시브 암(passive-arm)으로 이루어지는 점에 차이가 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 골절정복시스템(10,20,30,40)은 골절 측 부위(팔, 다리 또는 골반 부위)의 상태에 따라 적절하게 제1 골편지지부(200,200a)를 다축 로봇 또는 다축 패시브 암으로 교체하거나, 뼈 견인장치(100,100a)를 통해 원위 골편(B2)을 직접 견인하거나 또는 에어부츠(193)를 견인하여 간접적으로 원위 골편(B2)을 견인할 수 있도록 변형하여 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
본 발명은 환자의 골절된 각 골편을 접합하기 위해 사용되는 뼈 견인장치 및 이를 포함하는 골절정복시스템에 관한 것이다.

Claims (22)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 수직으로 배치되는 지지대;
    상기 지지대에 직각 방향으로 설치되며 전후 방향으로 구동하는 견인축; 및
    상기 견인축에 연결되어 상기 견인축의 구동방향에 대하여 다단 절곡되는 이중 조인트부;를 포함하는 뼈 견인장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이중 조인트부는,
    상기 견인축의 일단에 피봇 연결되는 제1 볼 조인트;
    상기 제1 볼 조인트로부터 이격되는 제2 볼 조인트;
    상기 제1 및 제2 볼 조인트를 상호 연결하는 연결부재; 및
    상기 제2 볼 조인트가 피봇 연결되며, 환자 측에 연결되는 소켓부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부재는 강성을 가지는 금속 바 또는 와이어인 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 소켓부재에 설치되어 상기 환자의 골편을 파지하는 파지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파지부재는 C형 클램프인 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 환자의 골절 측 부위의 일부를 가압상태로 감싸는 에어부츠를 더 포함하며,
    상기 소켓부재는 상기 에어부츠의 일단에 연결되는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 견인축은 견인력을 검출하기 위한 역학센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 역학센서와 전기적으로 연결되어 상기 역학센서에 의해 검출되는 견인력을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 견인축은 페일 세이프(fail-safe)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 수직으로 승강 구동하여 상기 견인축의 높이를 설정하는 것을 특징으로 하는 뼈 견인장치.
  11. 근위 골편을 파지하는 제1 골편지지부;
    원위 골편을 파지하는 제2 골편지지부; 및
    환자의 골절 측 부위를 견인하는 뼈 견인장치;를 포함하며,
    상기 뼈 견인장치는 선단부가 상기 제2 골편지지부에 의해 상기 원위 골편의 위치를 변동할 수 있도록 절곡 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 뼈 견인장치는,
    베이스;
    상기 베이스에 지지되며 전후 방향으로 구동하는 견인축; 및
    상기 견인축의 일단에 피봇 연결되는 제1 볼 조인트와, 상기 제1 볼 조인트로부터 이격되는 제2 볼 조인트와, 상기 제1 및 제2 볼 조인트를 상호 연결하는 연결부재와, 상기 제2 볼 조인트가 피봇 연결되며, 환자 측에 연결되는 소켓부재;를 포함하는 이중 조인트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소켓부재에 설치되어 상기 환자의 골편을 파지하는 파지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 환자의 골절 측 부위의 일부를 가압상태로 감싸는 에어부츠를 더 포함하며,
    상기 소켓부재는 상기 에어부츠의 일단에 연결되는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 골편지지부는 근위 골편에 다자유도를 갖는 다축 로봇이고,
    상기 제2 골편지지부는 원위 골편에 다자유도를 갖는 다축 로봇인 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 골편지지부는 6자유도를 갖는 6축 로봇이고,
    상기 제2 골편지지부는 6자유도를 갖는 6축 로봇인 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 골편지지부는 수술베드에 고정되고, 근위 골편에 다자유도를 갖는 다축 패시브 암(passive arm)이고,
    상기 제2 골편지지부는 원위 골편에 다자유도를 갖는 다축 로봇인 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 골편지지부는 각각, 한 쌍의 고정핀을 구비하며,
    상기 한 쌍의 고정핀은 서로 미리 설정된 각도를 유지한 상태로 상기 각 골편에 삽입되는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 한 쌍이 고정핀은 서로 60°이상 각도로 유지되는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 골편지지부는 각각,
    한 쌍의 고정핀; 및
    상기 한 쌍의 고정핀을 각각 상기 각 골편에 고정하도록 가이드하며, 선단에 상기 각 골편에 고정되는 적어도 하나의 스파이크가 형성되는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 한 쌍의 고정핀은 각각 선단부 외주에 각 고정핀이 각 골편에 삽입되는 깊이를 한정하는 스톱퍼가 돌출되는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 뼈 견인장치의 구동을 원격으로 제어하는 리모트 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골절정복시스템.
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