KR101190447B1 - 골접합술용 외부 고정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골접합술용 외부 고정기(1)에 관한 것으로서, 프레임(2)은, 기계적 부하를 수용하고 결합 수단을 통해 골과 결합될 수 있는 적어도 하나의 바(3a, 3b)를 포함한다. 결합 수단은 클램핑 조우(4)를 통해 프레임과 결합된다. 프레임에 장착될 수 있고 두 개의 골편의 상호 상대적인 이동 동작을 형성하는 모듈(5)이 제공된다. 모듈이 적어도 두 개의 부품(6a, 7a)을 포함하고, 이중 제1 부품(6a)이 프레임과 결합할 수 있으며 제2 부품(7a)은 골편과 결합되는 결합 수단의 클램핑 조우 중 적어도 하나와 결합할 수 있다. 또한 모듈은 제1 부품에 대해 제2 부품을 상대적으로 이동시킬 수 있는 수단(8a)을 포함하므로 이 상대적 이동 동작을 통해 클램핑 조우로 제2 부품과 결합된 골편을 이동시킬 수 있다.

Description

골접합술용 외부 고정기{EXTERNAL FIXER FOR OSTEOSYNTHESIS}

본 발명은 청구항 1의 도입부에 설명한 골접합용 외부 고정기에 관한 것이다.

최근 예를 들어 사지 연장술과 같은 정형외과적 수술은 소위 외부 고정기를 사용하여 실시된다. 근위 골단부는 피부를 관통하는 골고정핀을 통해 (신체 외부에 있는) 외부 프레임과 결합하며, 연장 과정에서 이 프레임은 일반적으로 골에 가해지는 기계적 부하를 수용한다. 볼트와 프레임 사이의 결합은 클램핑 조우를 통해 구현된다.

마찬가지로 원위 골단부도 피부를 관통하는 골고정핀을 통해 프레임과 결합한다. 이렇게 고정된 골은 절골술(톱절단)을 통해 근위 볼트와 원위 볼트 사이에서 절단된다. 일반적으로 골에 의해 수용되는 모든 힘은 이제 프레임에 가해진다.

몇 일 후에 골은 인공적으로 형성된 틈새를 메우기 위해 섬유 조직을 형성하기 시작한다. 양측 골편이 섬유 조직을 통해 연결되는 즉시 연장술을 시작할 수 있다. 원위 골편 및 근위 골편은 천천히(1일 당 약 1mm) 서로 멀어지게 당겨지며 조직 및 골이 함께 성장한다. 의도한 연장 길이에 도달하면, 연장이 중단되며 외부 고정기는 골이 굳어질 때까지 그대로 유지되며 모든 힘을 자체적으로 수용할 수 있 다.

예를 들어 종양 제거로 인하여 발생한 틈새를 닫기 위해, 암 연장술에서와 동일한 원리에 따라 골편도 골의 일부분에서 다른 부분으로 이동시킬 수 있다. 그 다음 원위 및 근위 골편은 프레임을 통하여 해부학적으로 정확한 그 위치에 고정된다. 추가적인 골고정핀이 그 사이에 부착되며 골절술이 실시된다. 이렇게 형성된 중앙 골편은 골 전체 길이의 변화 없이 이동된다. 틈새가 닫히면 이동이 중단된다.

문제점은, 힘을 전달할 수 있도록 하기 위해 한편으로는 외부 프레임이 강성이어야 하며, 다른 한편으로는 (연장 방향에 대해 평행한) 해당 축에서 골편의 이동 동작이 가능해야 한다는 것이다. 또한 이 이동 동작은 시간적으로 정의되어야 한다(예를 들어 6시간마다 0.25mm).

종래 기술에서는 텔레스코프 형태로 연장되며 내부 스핀들 드라이브를 통해 특정한 길이의 연장을 가능하게 하는 특수한 프레임이 알려져 있다. 이 장치는 매우 정확하게 장착되어야 하며 과도한 힘이 골절부에 가해지는 것을 방지하기 위해 매우 적은 공차만 갖는다. 일반적으로 복잡한 구조로 인해 제조 비용도 증가한다.

또한 텔레스코프 형태의 구조에서는, 이러한 구조로 인해 프레임의 안정성이 약화되므로, 지지력의 안정적인 수용을 보장하기 위해서는 일반적으로 텔레스코프 형태의 구조가 비교적 무겁게 실시되어야 한다는 단점이 존재한다.

또한 종래 기술에서는 텔레스코프 형태의 구조와 다른 구조의 서포트 레일이 알려져 있다. 독일 특허 DE 32 29 313에서는 장치가 공개되어 있는데, 이 장치의 각 서포트 레일은 각각 골편의 골고정핀과 결합된 두 개의 강성 지지부를 포함하므 로, 골편의 상대적 이동 동작이 가능하다. 제2 지지부는 보조 레일로 형성된다. 보조 레일은 메인 레일에서 이동할 수 있으며, 이로서 골편의 상대적 이동 동작이 달성된다. 또한 골편을 서로 멀어지게 당길 때 전달해야 하는 강한 힘이 발생하므로, 이 장치도 비교적 무거운 큰 치수로 형성되어야 한다.

독일 특허 DE 36 11 319에서는 텔레스코프 형태의 레일을 사용하지 않기 위해 다른 방법을 제시한다. 이 장치에서는 두 개의 바가 서로 평행하게 배치되며 외부 서포트 프레임을 형성한다. 이 프레임도 볼트 또는 골고정핀을 통해 골과 결합된다. 두 개의 골편의 상대적 이동 동작이 볼트 또는 골고정핀의 가이드에서 공차를 통해 가능하므로, 골고정핀은 골의 이동을 통해 바 및 이로써 프레임에 대한 그 상대적 각도를 변경할 수 있다. 이로서 바의 상호 위치는 변하지 않는다. 골편 이동 동작의 조절은 골고정핀의 벤딩을 통해 달성된다. 이 장치에서는 정밀한 안내 및 정확한 길이 변경이 불가능하다.

따라서 본 발명의 목적은 전술한 단점을 극복하는 골접합술용 외부 고정기를 제공하는 것이다. 외부 고정기는 견고해야 하며 전달되는 힘을 안정적으로 수용해야 할 뿐만 아니라 경량이어야 하고 길이 조절이 용이해야 한다. 또한 비교적 간단한 구조가 지향된다.

본 발명에서 이 목적은 청구항 1에 따른 골접합술용 외부 고정기를 통해 달성된다. 본 발명의 형태 및 변형은 종속항에 명시된다.

본 발명에 따른 고정기는 적어도 하나의 바를 구비하며 기계적 부하를 수용하는 프레임을 포함한다. 프레임과 골은 알려진 결합 수단, 특히 골고정핀을 통해 결합된다. 이 결합 수단은 소위 클램핑 조우를 통해 다시 프레임과 결합된다. 이 클램핑 조우는 프레임에서의 탈착식 고정 및 임의의 배치 및 그룹 배치를 가능하게 한다. 본 발명에서는 프레임에 장착 가능한 모듈이 제공된다. 이 모듈을 통해 두 개의 골편의 상대적 이동 동작이 이루어진다. 이 모듈은 적어도 두 개의 부품을 포함한다. 적어도 두 개의 부품들 중 제1 부품은 프레임과 결합이 가능하다. 두 개의 부품들 중 제2 부품은 골편과 결합된 결합 수단의 적어도 하나의 클램핑 조우와 결합이 가능하다. 다르게 설명하자면 제2 부품은 클램핑 조우에 고정할 수 있다.

또한 모듈은 제1 부품에 대해 상대적으로 제2 부품을 이동시킬 수 있는 수단을 포함한다. 이로서 상대적 이동 동작이 달성된다. 이로써 제2 부품이 결합된 클램핑 조우를 통해 클램핑 조우 및 이로써 제2 부품과 결합된 골편의 이동 동작이 가능하게 된다.

이로써 본 발명은 비텔레스코프 형태의 간단한 부재가 포함된 전형적인 프레임을 기초로 구현된다. 이 간단한 바는 매우 폭넓게 사용되고 있으며 다양한 프레임의 모듈식 구조를 가능하게 한다. 바람직한 구조에서는 이중 레일이 형성되도록 두 개의 바가 평행하게 배치된다.

프레임은 그가 이동 방향을 향하도록 정렬된다. 이러한 프레임은 골고정핀이 고정되는 클램핑 조우를 포함한다. 힘은 기계적 이동 장치가 포함되지 않은 고정된 프레임으로 전달된다. 본래 발명은 여기에서 모듈로 지칭되는 보조 기기에 관한 것으로, 이 모듈은 점진적 연장을 구현하기 위해 바람직하게도 단지 일시적으로만 부착되며, 고정기 전체를 탈거할 필요 없이 상황에 따라서 원하는 시점에 다시 제거할 수 있다.

이러한 연장 과정의 시간 주기는 짧은 연장 주기(약 2분) 및 긴 정적 연장 주기(약 6시간)로 이루어진다. 정적 연장 주기에서는 고정기의 모든 클램핑 조우가 당겨지며 모듈이 작용하지 않게 되고 기계적으로 부하되지 않는다. 견고성은 간단한 구조의 프레임으로 인해 안정적으로 보장된다. 짧은 연장 주기에서는 골이 부하가 경감된 위치에 있게 된다.

긴 연장 주기에서는 이동시키고자 하는 골편을 고정하는 모든 클램핑 조우가 약간 풀리게 되어, 프레임에서 클램핑 조우의 이동이 가능하다.

본 발명에 따라 부착된 모듈은 프레임에서 클램핑 조우의 조절식 이동을 가능하게 한다. 이는 핸드휠의 회전을 통해 구현될 수 있다.

이때 이송은 특히 나사봉에서 이루어진다. 실시예에서 설명한 변형에서는 나사봉이 핸드휠을 통해서가 아니라 직접 육각 너트를 통해도 회전될 수 있다.

특정한 치수(예를 들어 0.25mm)만큼 클램핑 조우를 이동시킨 후에 클램핑 조우가 다시 조여지며 힘은 모듈과2무관하게 직접 프레임으로 가해진다. 정적 연장 주기에서는 모듈이 사용되지 않는다.

연장을 완료한 후, 즉 골이 해부학적으로 올바른 길이에 도달한 후 또는 틈새가 닫힌 후에, 모듈을 떼어 낼 수 있으며 골이 경화될 때까지 단지 프레임만 골이 부착된 상태로 유지된다.

모듈의 상대적으로 약한 기계적 부하로 인해, 이 모듈은 종래 방식의 연장 기기보다 현저히 얇게 형성될 수 있다. 이로써 모듈을 예를 들어 알루미늄 재질의 매우 가벼운 구조로 형성할 수 있으므로, 정적 연장 주기에서도 프레임에 그대로 둘 수 있다.

바람직하게도 프레임은 평행하게 배치된 적어도 두 개의 바로 형성될 수 있다. 하지만 다른 구조도 가능하며 원칙적으로 프레임의 실시는 단 하나의 바로도 가능하다.

도면부호의 설명 및 도면은 청구항에 설명된 또는 보호된 대상들과 함께 본 특허 출원의 구성 요소이다. 도면은 한정적이 아니며 단지 실시예를 나타난다. 도면은 요약적 및 포괄적으로 설명된다. 동일한 부하는 동일한 부품을 나타내며 서로 다른 문자를 포함하는 부호는 기능적으로 동일한 부품을 나타낸다.

도면은 다음과 같다:

도 1은 본 발명에 따른 외부 고정기의 사시도이다.

도 2는 고정기의 본 발명에 따른 모듈에 대한 개략적 사시도이다.

도 1은 본 발명에 따른 고정기(1)의 사시도를 나타낸다. 고정기(1)는 프레임(2)을 포함하며, 도 1에 도시한 바와 같이 이 프레임에는 두 개의 바(bar)(3a, 3b)가 제공된다. 프레임(2), 더욱 정확하게는 바(3a, 3b)에는 복수의 클램핑 조우(clamping jaw)(4)가 제공된다. 도 1의 실시예에서는 4개의 클램핑 조우(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h)가 각각 하나의 그룹으로 배치된다. 각 클램핑 조우는 결합 수단 또는 골고정핀과 결합되어 있다. 골고정핀은 골에 삽입된다. 클램핑 조우는 골과 바(3a, 3b)의 결합, 이로써 프레임(2)과의 결합을 가능하게 한다. 이로써 골이 절단된 경우에는 부하가 결합 수단을 통해 프레임에 전달된다. 골고정핀은 도 1에 도시되어 있지 않다. 예를 들어 클램핑 조우(4b)에서 부호(14)로 표시한 고정핀용 보어만 도시되어 있다.

본 발명에서는 모듈(5)이 제공된다. 이해를 돕기 위해 모듈이 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에서 모듈(5a)은 프레임(2)과 결합되어 있다. 모듈(5)은 제1 부품(6) 제2 부품(7)을 포함한다. 본 발명에서 제1 부품(6)은 프레임과 결합이 가능하다. 이 결합은 특히 고정적이다. 이와 달리 제2 부품은 이동 가능한 형태로 프레임에 결합되어 있다. 이 부품은 클램핑 조우(4)에서 지지되며, 이 클램핑 조우는 골고정핀 또는 다른 결합 수단을 통하여 이동되는 골편과 결합한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 바람직하게도 제1 부품(6a)도 클램핑 조우(4e, 4g)와 결합된다. 바람직하게도 모듈(5a)의 제1 부품(6a) 및 제2 부품(7a)과 해당 클램핑 조우 사이의 결합은 바(3a, 3b)에서 클램핑 조우(4)를 고정시키는 동일한 볼트 및 너트(9)로 이루어진다.

이제 골편을 이동시키려고 하는 경우에는, 반 바퀴 내지 한 바퀴를 회전시켜 너트(9a, 9b, 9c,9d)를 약간 풀어야 한다. 이렇게 함으로써 바(3a, 3b)에서 클램핑 조우(4a, 4b, 4c, 4d)의 이동이 가능하게 된다.

하지만 모듈(5a)의 나사봉(8a)에 의해 이런 이동이 방지된다는 점에 유의해야 한다. 이 나사봉은 어느 정도의 고정 기능을 하는데, 이런 고정 기능은 이동 단계에서 매우 바람직한 것으로 입증되었다.

골편의 이동을 위해 이제 핸드휠(15a)의 회전을 통해 나사봉(8a)이 회전된다. 또한 육각 너트(16a, 16b)가 제공될 수 있으므로, 회전 동작은 핸드휠이 아니라 적합한 공구를 통해 이루어진다. 나사봉(8a)의 회전으로 인해 부호(10)로 표시한 상대적 동작이 발생한다. 나사봉의 리드(lead)를 통해 이동의 길이를 정의할 수 있다. 예를 들어 완전한 한 바퀴는 1mm의 거리에 해당할 수 있으며, 이는 골 연장을 위한 일반적인 1일당 거리이다. 연장 과정에서 너트(9e, 9f, 9g, 9h)가 풀리지 않는다는 점에 주의해야 한다. 너트는 고정된 상태로 유지된다.

도 2는 모듈(5b)의 구조에 대한 상세도를 나타낸다. 제1 부품 뿐 아니라 제2 부품도 각각 하나의 클램핑 조우(4)와 맞물릴 수 있도록 홈(12a, 12b, 12c)을 갖는다. 이 두 개의 부품(6b, 7b)은 클램핑 조우(4)에 장착된다. 또한 클램핑 조우(4)의 볼트를 삽입할 수 있는 보어(11a, 11b, 11c)가 제공된다. 예시로서 도 1에 도시한 바와 같이, 이러한 형상을 통하여 클램핑 조우(4)에서 제1 부품(6b) 및 제2 부품(7b)의 정확한 안착이 달성된다. 도 1 및 도 2의 도시에서 제1 부품은 단지 각각 두 개의 클램핑 조우(4e, 4g)에 맞물리며, 이와 달리 제2 부품(7)은 네 개의 클램핑 조우(4a, 4b, 4c, 4d)와 맞물린다는 점에 유의해야 한다.

전문가라면 쉽게 알 수 있듯이, 이러한 형상은 본 발명에 따른 원리에서 임 의로 적용할 수 있다.

또한 도 2에 도시한 바와 같이, 부품(6b, 7b)의 상호간의 상대적 동작은 화살표(13)로 표시한 양측 방향으로 이루어질 수 있다. 도 1의 실시예에서는 제1 부품(6a)이 고정되고, 이와 달리 제2 부품(7a)은 예를 들어 핸드휠(15b)을 통한 나사봉(8a)의 회전 동작으로 상대적 동작을 하게 된다. 하지만 부품(7)이 고정되게 배치되고 부품(6)이 동작하는 것도 가능하다. 또한 부품(6)이 고정되는 경우에는 골편도 양 방향으로 이동할 수 있다. 나사봉에서 회전 방향은 이동 방향을 결정한다. 그 결과로 본 발명에 따른 모듈(5)은 골편의 원하는 이동 방향에 무관하게 장착될 수 있다. 이로써 이 모듈은 범용성을 특징으로 한다.

Claims (12)

1. 기계적 부하를 수용하기 위한 적어도 하나의 바(3)를 구비한 프레임(2)을 포함하며, 클램핑 조우(4a,4c;4b,4d;4e,4g;4f,4h)를 통해 프레임과 결합할 수 있는 결합 수단을 통해 프레임(2)이 골과 결합할 수 있는 골접합술용 외부 고정기(1)에 있어서,

   선택적으로 프레임에 장착될 수 있고 두 개의 골편의 상호 상대적인 이동 동작을 형성하기 위해 사용되는 모듈(5)이 제공되며;

   상기 모듈(5)은 임시로 상기 클램핑 조우(4a,4c;4,4d;43,4g;4f,4h)에 설치되어 프레임(2)에서의 클램핑 조우의 움직임을 조절할 수 있으며;

   상기 모듈(5)이 적어도 두 개의 부품(6, 7)을 포함하고, 이중 제1 부품(6)은 골편에 결합된 결합 수단의 제1 클램핑 조우(4e,4g)와의 정확한 결합에 의해 프레임(2)과 결합할 수 있으며 제2 부품(7)은 골편에 결합된 결합 수단의 제2 클램핑 조우(4a,4c;4b,4d)와의 정확한 결합에 의해 프레임(2)과 결합할 수 있고;

   상기 모듈(5)이 제1 부품(6)에 대해 제2 부품(7)을 상대적으로 이동시킬 수 있는 수단(8)을 포함하고, 이런 상대적 이동 동작의 결과 제1 클램핑 조우(4e,4g) 또는 제2 클램핑 조우(4a,4c;4b,4d)를 거쳐 제1 부품(6) 또는 제2 부품(7)에 결합된 골편이 이동 및 고정이 가능한 것을 특징으로 하는 고정기.
2. 제1항에 있어서, 평행하게 배치된 적어도 두 개의 바(3)가 프레임(2)으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 고정기.
3. 제2항에 있어서, 제1 부품(6)이 클램핑 조우의 고정부를 통해 프레임(2)과 결합 가능한 것을 특징으로 하는 고정기.
4. 제3항에 있어서, 상기 수단이 나사봉(8)이며, 이 나사봉은 수동으로나 공구를 이용해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 고정기.
5. 제4항에 있어서, 상기 나사봉(8)이 핸드휠(15)을 통해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 고정기.
6. 제4항에 있어서, 제1 부품(6) 및/또는 제2 부품(7)이 각각 하나의 클램핑 조우(4)에 장착될 수 있는 적어도 하나의 홈(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정기.
7. 제6항에 있어서, 제1 부품(6) 및/또는 제2 부품(7)이 고정 수단을 관통시키고 이로써 클램핑 조우에 고정하기 위한 보어(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정기.
8. 제7항에 있어서, 모듈이 경금속으로 이루어지는 것을 특징으로하는 고정기.
9. 제8항에 있어서, 모듈이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 특징으로하는 고정기.
10. 제8항에 있어서, 상기 수단이 전동 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정기.
11. 제10항에 있어서, 상기 전동 구동장치가 타이머 및 증분형 리미터를 포함하므로, 이동 동작이 자동으로 제어식으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 고정기.
12. 제11항에 있어서, 상기 수단이 이동 동작에 대한 판독가능한 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정기.

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