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KR20090038770A - 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드 - Google Patents

수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드 Download PDF

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KR20090038770A
KR20090038770A KR1020070104245A KR20070104245A KR20090038770A KR 20090038770 A KR20090038770 A KR 20090038770A KR 1020070104245 A KR1020070104245 A KR 1020070104245A KR 20070104245 A KR20070104245 A KR 20070104245A KR 20090038770 A KR20090038770 A KR 20090038770A
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Abstract

본 발명은 수술용 항법 장치가 모니터를 통해 뼈의 절단면을 디스플레이하는데 사용되는 뼈 절단 가이드에 있어서, 절단면을 따른 뼈의 절단을 가이드하는 슬릿이 구비된 절단 블록; 뼈에 대해 위치 조절가능하며 절단 블록이 착탈되는 장착부를 구비하며, 뼈에 대해 위치 고정되는 조정 블록; 수술용 항법 장치에 의해 위치 인식되는 감지 수단을 구비하며, 절단면의 위치를 결정하는데 사용되는 위치 결정 도구; 그리고, 장착부에 구비되며, 위치 결정 도구가 결합되는 삽입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 절단 가이드에 관한 것이다.
수술용 항법 장치, 내비게이션, 뼈, 절단, 가이드, 블록, 적외선, 반사구

Description

수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드{BONE CUTTING GUIDE USED IN A MEDICAL NAVIGATION SYSTEM}
본 발명은 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드에 관한 것으로, 특히 절단 블록의 형상에 관계없이 범용적으로 적용될 수 있는 위치 결정 도구를 구비한 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드에 관한 것이다.
도 1은 종래의 수술용 항법 장치를 설명하는 도면으로서, 수술장 내에 환자(101), 수술용 항법 장치(102; Medical Navigation System), 적외선 카메라(103), 환자에 고정되어 있는 기준 프레임(104; Reference Frame)이 도시되어 있다.
수술용 항법 장치(102)는 MRI, CT, PET와 같은 의료용 이미지를 저장하고 있으며, 수술 중에 의사가 보고자하는 환자(101)의 환부에 대응하는 이미지를 (수술용 항법 장치(102)에 마련된) 모니터(105)를 통해 보여주는 역할을 한다. 미설명 부호 130은 적외선 반사구이며, 106은 초기 설정에 사용되는 기준점이다.
도 2는 수술용 항법 장치에 이용되는 프로브의 일 예를 나타내는 도면으로서, 프로브(201;Probe)는 의사가 보고자하는 환자(101)의 환부를 가르키는 도구이 며, 의사가 환자(101)의 환부에 프로브(201)를 가져갈 때, 수술용 항법 장치(103)가 프로브(201)의 위치를, 기준 프레임(104)을 기준으로, 적외선 카메라(103)를 통해 인식하여(프로브(201)에 마련된 적외선 반사구(202)를 적외선 카메라(103)가 인식하여 이 위치 정보를 수술용 항법 장치(102)에 알려주어), 이 위치에 대응하는 이미지를 모니터(105) 상에 나타내게 된다. 여기서, 기준 프레임(104)의 위치 또한 기준 프레임(104)에 마련된 적외선 반사구(130)를 적외선 카메라(103)가 인식함으로써 파악된다.
도 3의 수술용 항법 장치를 이용한 수술의 일 예를 설명하는 도면으로서, 무릎 수술에 수술용 항법 장치(102)가 적용된 것이다. 수술장에 수술용 항법 장치(102), 적외선 카메라(103), 모니터(105)가 구비되어 있으며, 다리 뼈의 양쪽에 적외선 반사구(130)가 구비되어 있다. 의사는 프로프(201)를 이용하여 필요한 이미지를 모니터(105)를 통해 볼 수 있다.
도 4는 종래의 방법에 따라 뼈를 절단하는 방법의 일 예를 설명하는 도면으로서, 뼈(100)에 절단 블록(200)이 나사와 같은 고정 핀(210)에 의해 고정되어 있다. 절단 블록(200)에는 슬릿(220)이 형성되어 있으며, 슬릿(220)은 절단 도구(300)가 소정의 절단면(110)을 절단하도록 가이드한다.
도 5는 도 4의 절단 블록의 위치를 결정하는 방법을 설명하는 도면으로서, 뼈(100)에 긴 로드(410)를 통해 위치 조정 수단(400)이 고정되어 있다. 위치 조정 수단(400)에 절단 블록(200)이 결합되어 있으며, 위치 조정 수단(400)에 의해 절단 블록(200)의 위치가 조정되고, 드릴(500)을 통해 뼈(100)에 구멍을 내어 나사(210) 로 절단 블록(200)을 뼈(100)에 고정한다. 한편 절단 블록(200)의 위치 결정 즉, 절단면(110)에 대응하는 슬릿(220)의 위치 결정에 수술용 항법 장치가 사용될 수 있다.
도 6은 미국특허 제6,551,325호에 개시된 종래의 슬릿 위치 결정 도구의 일 예를 나타내는 도면으로서, 슬릿 위치 결정 도구(600)는 세개의 적외선 반사구(611,612,613), 몸체(621,622) 그리고 슬릿(220)에 삽입되는 두께가 다른 두개의 플레이트(641,642)를 구비한다. 슬릿(220)에 플레이트(641)를 끼운 다음, 위치 조정 수단(400)을 이용해 절단 블록(200)의 위치를 조정할 수 있으며, 이 때, 슬릿 위치 결정 도구(600)는 수술용 항법 장치에 의해 위치 인식 가능하므로, 슬릿(220)의 위치가 수술용 항법 장치에 의해 인식될 수 있고, 이 인식된 슬릿(220)의 위치를 수술용 항법 장치가 미리 저장하고 있던 이미지에 겹쳐서 또는 슬릿(220)이 위치하는 절단면을 모니터를 통해 디스플레이할 수 있게 된다.
그러나 종래의 슬릿 위치 결정 도구(600)는 절단 블록(200)의 슬릿(220)에 삽입되므로, 여러 종류의 절단 블록(200)이 사용되는 경우에, 이 절단 블록(200) 마다 별도의 슬릿 위치 결정 도구(600)가 사용되어야 하는 문제점을 가진다. 이러한 점을 일부 해소하기 위해, 두께가 다른 두개의 플레이트(641,642)가 사용되지만 이러한 구성으로 범용성을 가지기는 어렵다.
또한 종래의 슬릿 위치 결정 도구(600)는 절단 블록(200)의 슬릿(220)에 삽입되므로, 의사가 모니터를 통해서 절단면을 확인할 수는 있지만, 실제 슬릿(220)과 절단면(110)의 관계를 파악하는데는 슬릿 위치 결정 도구(600)가 방해 요인으로 작용하는 문제점을 가진다.
본 발명은 절단 블록에 관계없이 범용적으로 적용될 수 있는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 의사가 육안으로 뼈의 절단면을 용이하게 확인하면서 절단면의 위치를 결정할 수 있는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 뼈에 대한 고정이 신속하고 간단한 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 수술용 항법 장치가 모니터를 통해 뼈의 절단면을 디스플레이하는데 사용되는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드에 있어서, 절단면을 따른 뼈의 절단을 가이드하는 슬릿이 구비된 절단 블록; 뼈에 대해 위치 조절가능하며 절단 블록이 착탈되는 장착부를 구비하며, 뼈에 대해 위치 고정되는 조정 블록; 수술용 항법 장치에 의해 위치 인식되는 감지 수단을 구비하며, 절단면의 위치를 결정하는데 사용되는 위치 결정 도구; 그리고, 장착부에 구비되며, 위치 결정 도구가 결합되는 삽입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공한다. 예를 들어, 감지 수단은 적외선 반사구로 구성되거나, 적외선 에미터(emitter)로 구성될 수 있다.
또한 본 발명은 절단면, 슬릿 및 삽입구 각각이 형성하는 면이 평행한 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공한다. 장착부는 절단 블록이 슬라이드 결합되는 슬라이드 가이드인 것이 바람직하다. 이러한 구성을 통해, 절단면, 슬릿 및 삽입구의 평행 관계가 유지될 수 있다.
또한 본 발명은 위치 결정 도구가 삽입구에 결합되며, 적어도 두개의 둥근 날개로 된 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공한다.
또한 본 발명은 수술용 항법 장치가 모니터를 통해 뼈의 절단면을 디스플레이하는데 사용되는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드에 있어서, 절단면을 따른 뼈의 절단을 가이드하는 슬릿이 구비된 절단 블록; 뼈에 대해 위치 조절가능하며 절단 블록이 착탈되는 슬라이드 가이드를 구비하며, 뼈에 대해 위치 고정되는 조정 블록; 수술용 항법 장치에 의해 위치 인식되는 적어도 3개의 적외선 반사구를 구비하며, 절단면의 위치를 결정하는데 사용되는 위치 결정 도구; 슬라이드 가이드에 구비되며, 위치 결정 도구가 결합되는 삽입구; 그리고, 뼈에 박힘되며, 조정 블록과 결합되는 고정 블록;을 포함하며, 절단면, 슬릿 및 삽입구는 각각이 형성하는 면을 평행하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드를 제공한다.
본 발명에 따른 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드는 절단 블록에 관계없이 범용적으로 적용될 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명에 따른 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드는 의사가 육안으로 뼈의 절단면을 용이하게 확인하면서 절단면의 위치를 결정할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명에 따른 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드는 뼈에 대한 고정이 신속하고 간단하다는 이점을 가진다.
이하 도면을 참고로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 뼈 절단 가이드의 일 예를 나타내는 도면
으로서, 뼈 절단 가이드(10)는 고정 블록(20), 조정 블록(30), 절단 블록(40) 및 후술할 위치 결정 도구(60)를 구비한다. 고정 블록(20)은 뼈(50)에 고정되며, 고정된 고정 블록(20)에 조정 블록(30)이 탈착가능하게 결합되고, 조정 블록(30)에 절단 블록(40)이 슬라이딩 결합되어 있다. 조정 블록(30)은 조절 나사(31,32,33)를 구비하며, 조절 나사(31,32,33)를 이용해 뼈(50)에 대한 절단 블록(40)의 위치를 조정한다. 예를 들어, 조절 나사(31,32,33)에 연결된 스크류와 이와 연동하는 치차가 이용될 수 있다. 절단?블록(40)은 절단 도구(도시 생략)가 삽입 안내되는 슬릿(41)을 구비한다. 고정 블록(20)은 뼈(50)에 박힘되는 복수개의 돌기(21)가 형성된 일면(22) 구비하며, 복수개의 돌기(21)가 뼈(50)에 박힘될 수 있도록 망치(도시 생략)와 같은 수단에 의해 적용되는 외력을 수용하도록 일면(22)에 대향하는 타면(23)을 구비한다. 또한 고정 블록(20)은 뼈(50)에 고정된 상태에서, 조정 블록(30)이 다양한 위치에 결합될 수 있도록 복수개의 홀(24)이 형성된 측면(25)을 구비한다. 조정 블록(30)은 복수개의 홀(24)에 삽입 결합되는 로드(31) 를 구비하며, 로드(31)의 반대측에 절단 블록(40)이 슬라이딩 결합되는 슬라이드 가이드(34)를 구비한다. 슬라이드 가이드(34)에 대한 절단 블록(40)의 고정은 억지 끼워 맞춤에 의해서도 가능하며, 별도의 나사(도시 생략)를 이용하여도 좋으며, 슬라이드 가이드(34) 및 절단 블록(40)이 결합되는 부분에 홈과 돌기(도시 생략)를 형성하여 고정하여도 좋다. 바람직하게는 조정 블록(30)은 위치 고정 홈(36)을 구비하며, 이는 복수개의 홀(24) 내부에 형성된 돌기(도시 생략)와 연동하여 조정 블록(30)을 고정 블록(20)에 보다 확실하게 위치 고정시킨다. 절단 블록(40)은 슬라이드 가이드(34)에 슬라이딩 끼움되며, 조정 블록(30)에 의해 뼈(50)에 대해 슬릿(41)의 위치가 결정된 후에, 뼈(50)에 고정될 수 있도록 나사가 관통되는 홀(42)을 구비한다. 한편 조정 블록(30)의 슬라이드 가이드(34)에는 후술할 위치 결정 도구(60)가 삽입되는 삽입구(35)가 형성되어 있다. 바람직하게는 삽입구(35)는 슬릿(41)이 형성하는 면과 평행한 면을 가지도록 형성된다. 이를 통해, 슬릿(42), 절단면(110; 도 4 참조) 및 삽입구(35)가 평행한 면을 가지게 되며, 따라서 슬릿(42)과 삽입구(35)의 관계는 양자 간의 거리만으로 표시될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 위치 결정 도구의 일 예를 나타내는 도면으로서, 위치 결정 도구(60)가 조정 블록(30)에 결합되어 있다. 위치 결정 도구(60)는 수술용 항법 장치가 인식할 수 있도록 적외선 반사구(61,62,63)와 조정 블록(30)에 결합되는 블레이드(64)를 구비한다. 위치 결정 도구(60)가 절단 블록(40)의 슬릿(41)이 아니라 조정 블록(30)의 삽입구(35)에 결합됨으로써, 절단 블록(40)의 종류에 관계없이 절단면(110; 도 4 참조)을 모니터를 통해 표시할 수 있게 되며, 또한 절단 블 록(40)을 슬라이드 가이드(34)에 장착하지 않은 상태에서 절단될 뼈의 부분을 의사가 육안으로 보면서 조절 나사(31,32,33)를 이용해 조정 블록(30)의 위치를 조절할 수 있게 된다. 다만, 절단 블록(40)의 슬릿(41)에 위치 결정 도구(60)가 결합되는 경우에 적외선 카메라로 인식되는 블레이드(64)의 위치가 직접적으로 슬릿(41) 즉, 절단면(110; 도 4 참조)의 위치를 표시하게 되지만, 본 발명의 경우에는 위치 결정 도구(60)가 조정 블록(30)의 삽입구(35)에 위치하므로, 슬릿(41)과 삽입구(35) 간의 위치 관계를 수술용 항법 장치가 인식하고 있어야 하며, 이는 양자의 거리를 수술용 항법 장치에 입력함으로써 간단히 해소될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 위치 결정 도구의 일 예를 나타내는 도면으로서, 위치 결정 도구(60)는 적외선 반사구(61,62,63)와 블레이드(64)를 구비하며, 블레이드(64)는 세개의 날개(64a,64b,64b; wing)를 가진다. 세개의 날개(64a,64b,64b)를 구비함으로써, 조정 블록(30)에 대한 위치 결정 도구(60)의 결합이 다양해지게 되고, 따라서 적외선 카메라의 위치에 따른 위치 결정 도구(60)의 명확한 인식의 가능성을 높일 수 있게 된다. 바람직하게는 세개의 날개(64a,64b,64b; wing) 각각이 라운드되어, 삽입구(35)에 결합된 상태에서 방향 변경이 가능하여 간편하고 명확하게 인식의 가능성을 높일 수 있게 된다.
도 12는 본 발명에 따른 위치 결정 도구의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 위치 결정 도구(60)는 도 11에 도시된 위치 결정 도구와 달리 사각형의 블레이드(64)를 가진다. 이외도 블레이드(64)는 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 1은 종래의 수술용 항법 장치를 설명하는 도면,
도 2는 수술용 항법 장치에 이용되는 프로브의 일 예를 나타내는 도면,
도 3의 수술용 항법 장치를 이용한 수술의 일 예를 설명하는 도면,
도 4는 종래의 방법에 따라 뼈를 절단하는 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 5는 도 4의 절단 블록의 위치를 결정하는 방법을 설명하는 도면,
도 6은 미국특허 제6,551,325호에 개시된 종래의 슬릿 위치 결정 도구의 일 예를 나타내는 도면,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 뼈 절단 가이드의 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 위치 결정 도구의 일 예를 나타내는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 위치 결정 도구의 일 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 발명에 따른 위치 결정 도구의 다른 예를 나타내는 도면.

Claims (7)

  1. 수술용 항법 장치가 모니터를 통해 뼈의 절단면을 디스플레이하는데 사용되는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드에 있어서,
    절단면을 따른 뼈의 절단을 가이드하는 슬릿이 구비된 절단 블록;
    뼈에 대해 위치 조절가능하며 절단 블록이 착탈되는 장착부를 구비하며, 뼈에 대해 위치 고정되는 조정 블록;
    수술용 항법 장치에 의해 위치 인식되는 감지 수단을 구비하며, 절단면의 위치를 결정하는데 사용되는 위치 결정 도구; 그리고,
    장착부에 구비되며, 위치 결정 도구가 결합되는 삽입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    감지 수단은 적어도 3개의 적외선 반사구를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    절단면, 슬릿 및 삽입구 각각이 형성하는 면은 평행한 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    장착부는 절단 블록이 슬라이드 결합되는 슬라이드 가이드인 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
  5. 제 3 항에 있어서,
    위치 결정 도구는 삽입구에 결합되며, 적어도 두개의 둥근 날개로 된 블레이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    뼈에 박힘되며, 조정 블록과 결합되는 고정 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
  7. 수술용 항법 장치가 모니터를 통해 뼈의 절단면을 디스플레이하는데 사용되는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드에 있어서,
    절단면을 따른 뼈의 절단을 가이드하는 슬릿이 구비된 절단 블록;
    뼈에 대해 위치 조절가능하며 절단 블록이 착탈되는 슬라이드 가이드를 구비하며, 뼈에 대해 위치 고정되는 조정 블록;
    수술용 항법 장치에 의해 위치 인식되는 적어도 3개의 적외선 반사구를 구비하며, 절단면의 위치를 결정하는데 사용되는 위치 결정 도구;
    슬라이드 가이드에 구비되며, 위치 결정 도구가 결합되는 삽입구; 그리고,
    뼈에 박힘되며, 조정 블록과 결합되는 고정 블록;을 포함하며,
    절단면, 슬릿 및 삽입구 각각이 형성하는 면은 평행한 것을 특징으로 하는 수술용 항법 장치용 뼈 절단 가이드.
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