JP6935959B2 - 人工股関節用髀臼カップ脱去装置 - Google Patents

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Description

本発明は、人工股関節用髀臼カップ脱去装置に関する。
一般に、人工股関節は、股関節機能に障害が生じた場合にそれを代替できる代替物であり、股関節があった位置に移植されて正常な活動を維持させることができる。
このような人工股関節は、骨盤の髀臼部位に挿入され、軸受の役割を果たすライナーを備えた半球形状の髀臼カップ(acetabular cup)と、大腿骨に嵌められるステム(stem)と、そして大腿骨頭を代替するためにステムの末端に備えられ、前記髀臼カップに挿入される半球形状のヘッド(femoral head)とに区分される。
従って、関節炎や異形成症、外傷または感染後遺症により正常な機能を果たすことができず、股関節に痛みを現す患者は、痛みが現れる股関節を前記の人工股関節に代替することで、関節の運動機能を回復し、痛みをなくすことができる。
一方、このような人工股関節は、長期間使用することで摩耗が発生するようになる。特に、ヘッドと摩擦される髀臼カップは、持続的な関節使用によって、摩耗の発生率が高く、摩耗が持続される場合、厳しくは髀臼カップが挿入された骨盤の髀臼周辺に骨溶解が発生するようになる。従って、既存に挿入された髀臼カップを骨盤の髀臼から脱去するための技術が持続的に開発されている。
これと関連して、本出願人は、大韓民国公開特許公報第10−2017−0015095号に開示された人工股関節用髀臼カップ脱去装置を開発したことがある。図8乃至図10に前記髀臼カップ脱去装置が示されており、これらの図は、前記大韓民国公開特許公報の図2、図3、図4にそれぞれ対応する。便宜上、図面符号は、修正することなくそのまま表示された。
このような既存の髀臼カップ脱去装置は、動力の伝達を受けて回転するボディ部と、髀臼カップの内周面に密着し、ボディ部と共に回転して髀臼カップが取り付けられた髀臼部分を切削するカッティング部とを含む。特に、カッティング部は、ボディ部と共に回転しながら髀臼カップが取り付けられた髀臼部分を切削する回動カッターと、回動カッターが髀臼カップの形態に沿って髀臼部分が切削されるように回動カッターの回転角度を調節する角度調節部とを含む。ここで、角度調節部は、ハウジング部の内側に前方または後方側に回転可能に配置される調整レバーと、調整レバーの回転によって前方側に3段階で移動しながら回動カッターを予め設定された角度で順次に回転させ、3段階移動が全て終了すると元の位置に戻る調整部とを含む。
しかし、このような従来の人工股関節用髀臼カップ脱去装置は、回動カッターが3段階で角度調節される限界を有しており、それぞれの段階別に時間差が発生し、切削された髀臼の面が一様ではない。また、さらに多くの切削が必要な髀臼の部分が段階が変わる区間にある場合、回動カッターをその部分に位置させることができない問題がある。
また、このような従来の人工股関節用髀臼カップ脱去装置は、回動カッターが3段階の角度調節を全て終了してはじめて元の位置に戻る構成を有している。従って、回動カッターの角度を以前の角度にするためには、3段階の角度調節を全て終了した後、元の位置に戻った状態で再び調節しなければならないので、使用が不便で施術時間が多く必要となる問題がある。
本発明の技術的課題は、切削された髀臼部分の面を一様にすることができ、カッターのティルティング角度を以前の角度に直ちに調節でき、髀臼部分のうちさらに多くの切削を要する所にカッターを直ちに位置させることのできる人工股関節用髀臼カップ脱去装置を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明の実施例に係る人工股関節用髀臼カップ脱去装置は、メイン駆動部;前記メイン駆動部の駆動力により回転できるメインシャフト;前記メインシャフトの前端部に備えられ、髀臼カップが移植された髀臼部分に沿ってティルティング可能であり、前記メインシャフトにより回転しながら前記髀臼部分を切削するカッター部;及び、前記メインシャフトに対して相対的に前後方向に連続的に移動しながら前記カッター部のティルティング角度を無段に調節する無段調節部を含む。
また、前記無段調節部は、前記メインシャフトの外周面で前後方向に前記メインシャフトに相対的に移動できるスライダー、前端部に前記スライダーの後端部が抜けないように連結され、前記メインシャフトに相対的に移動できる把持部固定クランプ、及び前記スライダーの移動力を伝達することで前記カッター部をティルティングさせる動力伝達部材を含む。
また、前記無段調節部は、前記メインシャフトと前記スライダーが前記把持部固定クランプに相対的に円滑に回転できるようにする軸受部をさらに含む。
また、前記把持部固定クランプの後端部には後方カバーが位置して前記把持部固定クランプが後方に押し出されないように支持し、前記後方カバーは、前記メインシャフトに固定される。
また、前記動力伝達部材は、前記メインシャフトに相対的に摺動可能に前記メインシャフトを囲む動力伝達部材本体部と、一端が前記動力伝達部材本体部に相対的に回動可能に連結され、他端が前記カッター部に回動可能に連結されて前記カッター部をティルティングさせる動力伝達アームを備える。
また、前記動力伝達部材は、前記動力伝達部材本体部を前記メインシャフトに弾性的に支持する弾性支持部をさらに含む。
また、前記弾性支持部は、前記メインシャフトにその長手方向に形成される中空部;前記メインシャフトの側面に貫通されるように形成され、前記中空部と連通される案内溝;前記中空部に挿入される弾性体;及び、前記動力伝達部材本体部と前記弾性体を前記案内溝を通して連結させる連結部材を含む。
また、前記中空部の一端は、閉められた状態で置かれ、前記弾性体の一端は、前記中空部の一端に支持され、前記弾性体の他端は、前記連結部材に支持される。
また、前記カッター部は、カッターと、それをティルティングさせるカッターティルティング部を含み、前記カッターティルティング部は、前記メインシャフトの前端部に連結され、前記メインシャフトの軸方向に直交する方向にヒンジ孔を有する第1ティルティング部材;前記ヒンジ孔に回転可能に挿入され、前記動力伝達アームの他端が回動可能に連結される第2ティルティング部材;及び、一端が前記第2ティルティング部材に連結され、他端が前記カッターに連結されて前記メインシャフトが回転しながら前記カッターがティルティングされる間に前記髀臼部分に対応する切削軌跡を形成させる連結ブラケットを含む。
また、前記軸受部は、前記把持部固定クランプの前方部で、前記把持部固定クランプと前記スライダーとの間に配置される第1軸受と、前記把持部固定クランプと前記メインシャフトとの間に配置される第2軸受を含み、前記把持部固定クランプの後方部で、前記把持部固定クランプと前記メインシャフトとの間に配置される第3軸受を含み、前記把持部固定クランプと前記メインシャフトとの間に配置されるスラスト軸受を含む。
また、前記スライダーと前記動力伝達部材は、一体に形成され得る。
以上のように、本発明の実施例に係る人工股関節用髀臼カップ脱去装置は、下記のような効果を有することができる。
本発明の実施例によれば、無段調節部がメインシャフトに沿って連続的に前後方向に移動しながらカッターのティルティング角度を無段に調節できるので、既存とは異なり段階区分がなく、髀臼部分の面を一様に切削できる。
また、無段調節部を前後方向に移動させて髀臼部分のうちさらに多くの切削を要する所にカッターを直ちに位置させることができ、カッターのティルティング角度を直前の角度に調節でき、使用が便利で施術時間が減り得る。
本発明の一実施例に係る人工股関節用髀臼カップ脱去装置を概略的に示した正面図である。 図1の人工股関節用髀臼カップ脱去装置を概略的に示した要部断面図である。 図1の人工股関節用髀臼カップ脱去装置のカッティング部を概略的に示した分解斜視図である。 図1の人工股関節用髀臼カップ脱去装置のカッティング部を概略的に示したものであり、髀臼カップをさらに付加して髀臼カップの外周面に沿って回転カッターの角度が調節されている状態を概略的に示した組立斜視図である。 図1の人工股関節用髀臼カップ脱去装置をV−V線に切断してみた断面図である。 図2の人工股関節用髀臼カップ脱去装置の回転カッターの角度が調節された状態を概略的に示した断面図である。 図1の人工股関節用髀臼カップ脱去装置の作用状態を示す例示図であって、無段調節部140を前方に移動させてカッターをティルティングさせる状態を順次に示す。 従来の人工股関節用髀臼カップ脱去装置を示す。 図8の人工股関節用髀臼カップ脱去装置の断面を概略的に示す。 図8の人工股関節用髀臼カップ脱去装置の回動カッターが分解された状態を概略的に示す。
以下、添付の図面を参考にして、本発明の実施例について本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。参考までに、本発明は、本出願人が発明した既存の人工股関節用髀臼カップ脱去装置から、上述した課題を解決するために無段調節部の構成を新たに導出したものである。従って、以下においては、それと関連した構成について詳細に説明し、残りの構成は、本発明の要旨とは関係がないので、その説明を省略または簡略にする。
図1乃至図6に示されたように、本発明の一実施例に係る人工股関節用髀臼カップ脱去装置100は、メイン駆動部110と、メインシャフト120と、カッター部150と、無段調節部140とを含む。
メイン駆動部110は、図1に示されたように、メインシャフト120を回転させる構成要素である。例えば、メイン駆動部110は、回転モータ111と、回転モータ111に電源を供給するバッテリー112とを含む。従って、メイン駆動部110が駆動されると、メインシャフト120の前端部に備えられたカッター部150は、メインシャフト120を中心軸として回転できる。一方、このようなメイン駆動部110は、第1把持部160の内部に備えられ得る。
メインシャフト120は、メイン駆動部110の駆動力をカッター部150に伝達する構成要素であって、施術者が本発明の人工股関節用髀臼カップ脱去装置100を持った状態で髀臼部分までカッター130が当たることができるように所定の長さを有することができる。また、図1に示されたように、メインシャフト120の後端部には、第1把持部160が備えられ、メインシャフト120の中間部には、第2把持部170が備えられる。施術者は、片手では第1把持部160を把持し、もう片手では第2把持部170を把持してメインシャフト120を支持することができる。一方、メインシャフト120の回転時、それを円滑に支持するために、メインシャフト120と無段調節部140との間には、軸受部143が備えられ得るが、これについては後述する。
カッター部150は、カッター1501と、それをティルティングさせるカッターティルティング部1502で構成され、髀臼部分を実質的に切削する構成要素であって、大韓民国公開特許公報第10−2017−0015095号に開示された本出願人の人工股関節用髀臼カップ脱去装置のカッターとその構成が類似している。即ち、図1、図2、図6に示されたように、カッター部150は、メインシャフト120の末端部に備えられ、髀臼カップが移植された髀臼部分に沿ってティルティング(tilting)可能に備えられ得る。従って、カッター部150は、メインシャフト120の回転によってメインシャフト120を中心軸として回転し、髀臼部分に沿ってティルティングされながら髀臼部分を切削できる。
例えば、カッター1501は、カッターティルティング部1502により髀臼部分に沿ってティルティング可能である。具体的に、カッターティルティング部1502は、図3及び図4に示されたように、第1ティルティング部材151、第2ティルティング部材152、連結ブラケット153を含むことができる。
第1ティルティング部材151は、メインシャフト120の前端部に備えられ、メインシャフト120の中心軸に直交する方向にヒンジ孔151aが形成される。第2ティルティング部材152は、ヒンジ孔151aに回動可能に挿入され、後述する動力伝達部材144の動力伝達アーム148の一端部が回動可能にこれに連結される。連結ブラケット153は、メインシャフト120が回転すると同時にカッター1501がティルティングされる間に髀臼部分に対応する切削軌跡(略半球形状の軌跡)を形成させる構成要素であり、「┐」字状を有することができる。ここで、連結ブラケット153の一端部は、第2ティルティング部材152の一端に固定され得、連結ブラケット153の他端部は、カッター1501に固定され得る。参考までに、図3において、図面符号「154」は、カッター1501と連結ブラケット153を結合させるための結合手段を指し、図4において、図面符号「10」は、髀臼カップを、図面符号「20」は、髀臼カップ10に第1ティルティング部材151を支持するための「支持カップ」をそれぞれ指す。
無段調節部140は、図1、図2、図6に示されたように、メインシャフト120に沿って連続的に前後方向(図6を基準に上下方向)に移動しながらカッターティルティング部1502のティルティング角度を無段に調節する構成要素である。このような無段調節部140が提供されるので、既存とは異なり段階区分がなく、髀臼部分の面を一様に切削でき、前後方向の移動を通して髀臼部分のうちさらに多くの切削を要する所にカッター1501を直ちに位置させることができ、カッター1501のティルティング角度を直前の角度に直ちに調節でき、使用が便利で施術時間が減り得る。
このような無段調節部140は、スライダー141、把持部固定クランプ142、そして軸受部143、動力伝達部材144を含むことができる。ここで、スライダー141と動力伝達部材144は、一体に形成されてもよい。
スライダー141は、メインシャフト120の外周面で前後方向にメインシャフト120に相対的に移動して、スライダー141の前端部と接触している動力伝達部材144を前方に押すことでカッター部150をティルティング(tilting)させることができる。このように、カッター部150にティルティングを起こす力は、動力伝達部材144の動力伝達アーム1442と、動力伝達アーム1442の一端が連結されたカッターティルティング部150の第2ティルティング部材152と、第2ティルティング部材152の一端に連結された連結ブラケット153によって順次にカッター1501に伝達され得る。参考までに、図2及び図6には、スライダー141がメインシャフト120の周りに配置される位置を示すために、スライダー141の前端部と後端部から点線で延長してスライダー141を髀臼カップ脱去装置から分離した状態が示されている。
把持部固定クランプ142は、第2把持部170が固定される構成要素であって、その前端部には、前方カバー147が設けられている。一方、把持部固定クランプ142の後端部には、後方カバー146が位置するが、後方カバー146は、把持部固定クランプ142が後に押し出されないように支持し、このために、例えば、後方カバー146は、メインシャフト120に固定され得る。
把持部固定クランプ142の前端部には、スライダー141の後端部が連結される。ここで、スライダー141の後端部は、把持部固定クランプ142の前方カバー147から抜けないように結合され(例えば、スライダーの後端部の直径を前方カバーの内径より大きく形成してスライダーの後端部が前方カバーに係止するようにする方式)、メインシャフト120に対しては、相対的に回転可能であるように結合される。
軸受部143;143a、143b、143c、143dは、把持部固定クランプ142に相対的に回転できるメインシャフト120とスライダー141の回転を円滑にするために配置され得る。例えば、把持部固定クランプ142の前端部分には、軸受143aが把持部固定クランプ142とスライダー141との間に、軸受143bが把持部固定クランプ142とメインシャフト120との間に配置され得る。また、把持部固定クランプ142の後端部分には、軸受143cが後方カバー146の手前に配置され得る。そして、無段調節部140が前方に移動するとき、軸方向に荷重が作用しながらスライダー141の後端を押すスラスト軸受(thrust bearing)143dが把持部固定クランプ142とメインシャフト120との間に配置され得る。このような軸受部の配置は、例示的なものに過ぎず、これに限定されず、把持部固定クランプ142にメインシャフト120とスライダー141の相対的回転を円滑にし、無段調節部140の前後方向への移動を円滑にするために多様な方式で軸受を配置できるだろう。
動力伝達部材144は、スライダー141が押す力(移動力)をカッターティルティング部1502の第2ティルティング部材152に伝達する。具体的に、動力伝達部材144は、メインシャフト120に相対的に摺動可能にメインシャフト120を囲んでスライダー141の前端部と接触する動力伝達部材本体部1441と、一端が動力伝達部材の本体部1441に回動可能に連結され、他端がカッターティルティング部1502に回動可能に連結された動力伝達アーム1442を備える。
また、動力伝達部材144は、図2、図5及び図6に示されたように、動力伝達部材144をメインシャフト120に弾性的に支持させる弾性支持部145をさらに含むことができる。従って、スライダー141が前方に移動しながら動力伝達部材144を前方に押すとき、動力伝達部材144が急速に移動せず、弾性支持部145を押しながら徐々に移動でき、カッター1501のティルティング角度をさらに細かく制御できる。また、施術者が無段調節部140を後方に移動させようとするとき、別に後方方向に無段調節部140に力を加えなくても、弾性支持部145によってスライダー141及び無段調節部140が後退でき、施術の便宜性をさらに確保することができる。
例えば、弾性支持部145は、図5に示されたように、中空部145a、案内溝145b、弾性体145c、そして連結部材145dを含むことができる。
中空部145aは、弾性体145cが置かれる所であり、メインシャフト120にその長手方向に形成され得る。案内溝145bは、連結部材145dの移動を案内する所であり、メインシャフト120の側面に貫通されるように形成され、中空部145aと連結されて通ることができる。弾性体145cは、中空部145aに挿入され、連結部材145dは、バー(bar)形態を有して動力伝達部材144と弾性体145cを案内溝145bを通して連結させることができる。ここで、弾性体145cとしては、コイルばね等が使用され得る。
特に、図5及び図6に示されたように、中空部145aの一端は、第1ティルティング部材151との連結を通して閉められた(塞がった)状態で置かれ得る。そして、弾性体145cの一端は、中空部145aの閉められた一端に支持され得、弾性体145cの他端は、連結部材145dに支持され得る。そして、案内溝145bは、動力伝達部材144の前後方向への移動範囲に合うように連結部材145dの移動を案内するようにその長さが定められ得る。
一方、本実施例においては、スライダー141が動力伝達部材144と別途の分離された構成要素として説明したが、スライダー141と動力伝達部材144が一体に形成されてもよい。
以下においては、上述したような構成を有する本発明の作用について説明する。図7には、無段調節部140を前方に移動させてカッター1501を順次に前方(反時計回り)にティルティングさせる様子が示されている。ここで、図7の(a)は図2に、図7の(c)は図6にそれぞれ対応し得る。
図1及び図2に示された状態で、メイン駆動部110を作動させるとメインシャフト120が回転し、メインシャフト120に連結されたカッターティルティング部1502も回転する。そして、カッターティルティング部1502に連結された動力伝達アーム1442により動力伝達部材144も回転する。このとき、動力伝達部材144の後端部と接触しているスライダー141も回転できる。スライダー141は、軸受143aにより把持部固定クランプ142に相対的に回転できる。
次に、図6に示されたように、カッター1501を希望するだけティルティングさせるために、第2把持部170を前方に押して把持部固定クランプ142を前方に移動させる。すると、スライダー141の後端部と接触している無段調節部140のスラスト軸受143dが把持部固定クランプ142に抜けないように連結されたスライダー141を押すようになり、その後、スライダー141が動力伝達部材144を押すようになり、その後、動力伝達アーム1442がカッターティルティング部1502をティルティングさせながらカッター1501も共にティルティングされる。一方、動力伝達部材144が前方に移動するとき、連結部材145dも連動して前方に移動しながら弾性体145cを圧縮させるようになるが、図7の(b)のような状態で使用者がカッター1501をティルティングさせようとする場合、第2把持部170を前方に押す力を減らすと、弾性体145cの弾性力により自動的にカッター1501を所定の角度だけ後方にティルティングさせることができる。
このように、本発明によれば、無段調節部がメインシャフトに沿って連続的に前後方向に移動しながらカッターのティルティング角度を無段に調節できるので、既存とは異なり段階区分がなく、髀臼部分の面を一様に切削できる。
また、無段調節部を前後方向に移動させて髀臼部分のうちさらに多くの切削を要する所にカッターを直ちに位置させることができ、カッターのティルティング角度を直前の角度に調節でき、使用が便利で施術時間が減り得て、患者の回復時間短縮にも肯定的な効果を期待することができる。
以上において、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、下記の請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
本発明は、人工股関節用髀臼カップを脱去するのに使用され得る。

Claims (9)

  1. メイン駆動部;
    前記メイン駆動部の駆動力により回転できるメインシャフト;
    前記メインシャフトの前端部に備えられ、髀臼カップが移植された髀臼部分に沿ってティルティング可能であり、前記メインシャフトにより回転しながら前記髀臼部分を切削するカッター部;及び
    前記メインシャフトに対して相対的に前後方向に連続的に移動しながら前記カッター部のティルティング角度を無段に調節する無段調節部
    を含
    前記無段調節部は、
    前記メインシャフトの外周面で前後方向に前記メインシャフトに相対的に移動できるスライダー、
    前端部に前記スライダーの後端部が抜けないように連結され、前記メインシャフトに相対的に移動できる把持部固定クランプ、及び
    前記スライダーの移動力を伝達することで前記カッター部をティルティングさせる動力伝達部材
    を含む、
    人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  2. 前記無段調節部は、
    前記メインシャフトと前記スライダーが前記把持部固定クランプに相対的に円滑に回転できるようにする軸受部をさらに含む、
    請求項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  3. 前記把持部固定クランプの後端部には後方カバーが位置して前記把持部固定クランプが後方に押し出されないように支持し、前記後方カバーは、前記メインシャフトに固定される、請求項1又は2に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  4. 前記動力伝達部材は、
    前記メインシャフトに相対的に摺動可能に前記メインシャフトを囲む動力伝達部材本体部と、一端が前記動力伝達部材本体部に相対的に回動可能に連結され、他端が前記カッター部に回動可能に連結されて前記カッター部をティルティングさせる動力伝達アーム
    を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  5. 前記動力伝達部材は、
    前記動力伝達部材本体部を前記メインシャフトに弾性的に支持する弾性支持部をさらに含む、
    請求項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  6. 前記弾性支持部は、
    前記メインシャフトにその長手方向に形成される中空部;
    前記メインシャフトの側面に貫通されるように形成され、前記中空部と連通される案内溝;
    前記中空部に挿入される弾性体;及び
    前記動力伝達部材本体部と前記弾性体を前記案内溝を通して連結させる連結部材
    を含む、
    請求項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  7. 前記中空部の一端は、閉められた状態で置かれ、前記弾性体の一端は、前記中空部の一端に支持され、前記弾性体の他端は、前記連結部材に支持される、請求項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  8. 前記カッター部は、カッターと、それをティルティングさせるカッターティルティング部を含み、
    前記カッターティルティング部は、
    前記メインシャフトの前端部に連結され、前記メインシャフトの軸方向に直交する方向にヒンジ孔を有する第1ティルティング部材;
    前記ヒンジ孔に回転可能に挿入され、前記動力伝達アームの他端が回動可能に連結される第2ティルティング部材;及び
    一端が前記第2ティルティング部材に連結され、他端が前記カッターに連結されて前記メインシャフトが回転しながら前記カッターがティルティングされる間に前記髀臼部分に対応する切削軌跡を形成させる連結ブラケット
    を含む、
    請求項4〜7のいずれか1項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
  9. 前記軸受部は、
    前記把持部固定クランプの前方部で、前記把持部固定クランプと前記スライダーとの間に配置される第1軸受と、前記把持部固定クランプと前記メインシャフトとの間に配置される第2軸受を含み、
    前記把持部固定クランプの後方部で、前記把持部固定クランプと前記メインシャフトとの間に配置される第3軸受を含み、
    前記把持部固定クランプと前記メインシャフトとの間に配置されるスラスト軸受を含む、
    請求項に記載の人工股関節用髀臼カップ脱去装置。
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