KR100433834B1 - 척추용 고정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 상부에 형성된 헤드를 가지며 척추골에 나사 결합되는 페디클 스크류; 상기 헤드의 내측 하부에서 소정 범위내의 원호 운동이 가능하게 설치되는 새들; 상기 새들의 상부에 배치되며 다른 페디클 스크류와 연결되는 로드; 상기 로드를 운동 가능하게 유지하도록 상기 로드에 가압되는 하부의 곡면을 가지는 록커; 상기 록커에 대하여 코킹 결합되는 것으로서 상기 헤드의 내표면에 형성된 나선부에 결합되는 세트 스크류; 및, 상기 헤드의 상부에 결합되는 링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 척추용 고정 장치가 제공된다.

Description

척추용 고정 장치{Fixing system for spine}

본 발명은 척추용 고정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개별의 척추를 연결하는 로드와 척추골에 이식되는 페디클 스크류의 연결 구조가 개선된 척추용 고정 장치에 관한 것이다.

척추용 고정 장치는 어떤 원인에 의해서 척추에 이상이 발생된 환자를 수술에 의해서 치료하기 위한 장치이다. 예를 들면, 척추 골절상을 입은 환자의 경우에, 척추를 이루는 각 척추골을 척추용 고정 장치를 통해서 상호 연결함으로써 척추가 정상의 상태로 회복되는 것을 돕게 된다. 환자는 이식된 척추 고정 장치를 반영구적으로 가지고 생활하게 된다.

도 1 에 도시된 것은 종래 기술에 따른 척추 고정 장치의 일 예로서, 이것은 대한 민국 특허 등록 제 148800 호에 개시되어 있다.

도면을 참조하면, 척추 고정 장치는 상단에 헤드(4)가 형성된 원추형 나사(2), 상기 헤드(4)안에 삽입되는 로드(6)에는 고리(9)가 끼워진다. 상기 고리(9)는 전체적으로 외표면이 구체의 일부로서 형성된다. 상기 고리(9)가 상기 헤드(4)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해서 헤드(4) 안에는 잠금 나사(7)가 결합된다. 잠금 나사(7)의 하단부는 상기 고리(9)의 외주면과 가압 상태로 접촉함으로써 로드(6)가 고리(9)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 또한 로드 상기 헤드(4)의 상부 외주면에 캡(8)이 씌어짐으로써 잠금 나사(7)가 이탈하는 것을 방지한다.

위와 같은 구성을 가진 척추 고정 장치에서 원추형 나사(2)는 환자의 척추골에 대하여 나사 결합됨으로써 이식된다. 하나의 원추형 나사(2)는 다른 척추 골에 결합된 다른 원추형 나사와 상기 로드(6)를 통해 연결된다. 이때 로드(6)는 개별 환자의 척추의 형태에 따라서 적절한 곡률을 가지도록 적합화 되어야 하는데, 이와 같은 로드(6)의 변형은 이식 수술 현장에서 소정의 기구를 이용하여 이루어질 수 있다. 환자는 척추 고정 장치에 의해서 더 이상의 척추의 손상을 막을 수 있고, 척추들의 상태가 개선될 때까지 안정된 상태를 유지할 수 있다.

로드(6)에 끼워진 고리(9)는 로드(6)의 표면과 점 접촉을 하게 되며, 따라서 로드(6)가 상기 헤드(4)에 대하여 소정 범위 안에서 기울기 운동을 할 수 있다. 즉, 척추의 운동에 따라서 척추의 굴곡 상태가 변화하게 되더라도, 로드(6)는 헤드(4)에 대한 각도를 소정 범위 내에서 변화시키는 것이 허용되므로 그러한 척추의 굴곡 상태의 변화를 수용할 수 있는 것이다.

위와 같은 구조를 가지는 척추 고정용 장치는 다음과 같은 문제점을 가진다. 첫째, 로드(6)가 헤드(4)에 대하여 과도하게 경사를 가지고 결합될때는 고리(9)와 잠금 나사(7)의 결합이 불와전하게 이루어질 가능성이 크다. 둘째, 시술시에 캡(8)의 조립이 용이하지 않다. 즉, 캡(8)은 헤드(4)가 갈라진 두 부분이 벌어지는 힘에 의해서 정위치에 유지되는 것이므로, 잠금 나사(7)의 체결로 인해 이미 벌어진 상태인 헤드(4)의 상단에 캡(8)을 씌울때는 마찰 저항이 심하게 된다. 셋째, 시술 도중에 고리(9)와 같은 부품을 분실할 가능성이 상존한다.

도 2 에 도시된 것은 종래 기술에 따른 다른 척추 고정 장치에 대한 개략적인 단면도이며, 이것은 대한 민국 특허 공개 2000-6777 호에 개시되어 있다.

도면을 참조하면, 나사부(11)의 상부에는 헤드(12)가 형성되어 있으며, 상기 헤드(12)내에는 하부에 걸림링(13)이 설치되어 있다. 걸림링(13)의 내주면은 구형의 일부로서 형성되어 있으며, 그러한 구형 내표면에 하부 회동부(14)가 회동 가능한 상태로 결합된다. 하부 회동부(14)는 도면에서 보는 바와 같이 하부는 구체로 형성되어 있으므로 걸림링(13)의 내주면상에서 회동 가능하며, 상부 표면은 로드(15)의 곡면과 면 접촉을 할 수 있는 대응면으로 형성되어 있다.

한편, 헤드(12)의 상부에는 고정 캡(16)이 설치되며, 상기 고정 캡(16)의 내측에 상부 누름부(17)가 설치된다. 상부 누름부(17)의 내주면은 구체의 외표면에 대응할 수 있는 곡면으로 형성되어 있으며, 상기 상부 누름부(17)내에는 상부 회동부(18)가 설치된다. 상부 회동부(18)는 도면에서 알 수 있는 바와 같이 상부 누름부(17)내에서 회동할 수 있도록 전체적으로 구체 형상인 외표면을 가지고 있으며, 하부 표면은 상기 로드(15)에 면접촉할 수 있는 곡면을 가지고 있다.

위와 같은 구성을 가진 척추 고정 장치에서는 나사(11)가 척추골에 나사 결합되고, 로드(15)는 상부 회동부(18)와 하부 회동부(14) 사이에서 가압된 상태로 고정된다. 위에서 설명된 바와 같이, 상부 회동부(18)는 상부 누름부(17)내에서 회동될 수 있고, 하부 회동부(14)는 걸림링(13)내에서 회동 가능하므로, 로드(15)는 소정 범위내에서 헤드(12)에 대하여 기울여질 수 있다.

도 2 를 참고하여 설명된 척추 고정 장치는 상대적으로 많은 부품을 필요로 하고, 부품의 제작과 부품 상호간의 결합이 용이하지 않으며, 시술 현장에서의 적용에서도 무리가 따른다는 단점이 있다. 예를 들면, 상부 회동부(18)와 상부 누름부(17)의 상호 결합 및, 하부 회동부(14)와 걸림링(13)의 상호 결합은 억지 끼워 맞춤 방식으로 이루어져야 하는데, 이는 용이하지 않다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 척추 고정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 제작 및, 조립이 용이하고, 시술 현장에서의 적용이 용이한 척추 고정 장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 척추용 고정 장치의 일 예에 대한 개략적인 분해 사시도.

도 2 는 종래 기술에 따른 척추용 고정 장치의 다른 예에 대한 개략적인 단면도.

도 3 은 본 발명에 따른 척추용 고정 장치에 대한 개략적인 분해 사시도.

도 4a 는 본 발명에 따른 척추용 고정 장치의 페디클 스크류의 헤드에 새들이 결합된 상태를 도시하는 일부 단면도.

도 4b 는 도 4a 의 측면도.

도 5a 및, 도 5b 는 록커와 세트 스크류가 조립된 상태로 도시된 로드에 접촉한 것을 도시하는 정면도 및, 측면도.

도 6 은 록커의 저면을 도시하는 사시도.

도 7a, 도 7b 및, 도 7c 는 본 발명에 따른 척추용 고정 장치의 정면도, 측면도 및, 평면도.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

31. 페디클 스크류 32. 헤드

33. 나선부 34. 새들

36. 로드 37. 록커

39. 세트 스크류 41. 링

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 상부에 형성된 헤드를 가지며 척추골에 나사 결합되는 페디클 스크류; 상기 헤드의 내측 하부에서 소정 범위내의 원호 운동이 가능하게 설치되는 새들; 상기 새들의 상부에 배치되며 다른 페디클 스크류와 연결되는 로드; 상기 로드를 운동 가능하게 유지하도록 상기 로드에 가압되는 하부의 곡면을 가지는 록커; 상기 록커에 대하여 코킹 결합되는 것으로서 상기 헤드의 내표면에 형성된 나선부에 결합되는 세트 스크류; 및, 상기 헤드의 상부에 결합되는 링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 척추용 고정 장치가 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 새들의 측면에는 곡선 형태로 연장된 홈이 형성되고, 상기 헤드의 외주면으로부터 삽입된 핀의 단부가 상기 홈에 삽입됨으로써 상기 새들의 운동이 제한된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 로드에 대한 상기 록커의 마찰력을 증가시키도록 상기 록커의 저면에는 다수의 홈이 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 로드에 대한 상기 록커의 마찰력을 증가시키도록 상기 록커의 저면에는 다수의 엠보싱이 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 세트 스크류의 상부에는 공구 삽입홈이 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 새들에는 상기 로드의 외주면에 대응하는 곡면이 형성되어 상기 로드를 그 곡면내에 수용한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3 에 도시된 것은 본 발명에 따른 척추 고정 장치의 일 실시예에 대한 개략적인 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 척추 고정 장치는 상부에 헤드(32)가 형성된 페디클 스크류(31)와, 상기 헤드(32)의 내측 하부에 수용되는 새들(34)과, 상기 새들(34)의 상부에 배치되는 로드(36)와, 상기 로드(36)에 점 접촉 상태로 배치되는 인터페이스 록커(37)와, 상기 록커(37)에 대하여 코킹 결합되는 것으로서 상기 헤드(32)의 내표면에 형성된 나선부(33)에 결합되는 세트 스크류(38) 및, 상기 헤드(32)의 상부에 결합되는 링(41)을 구비한다.

헤드(32)는 도면에 도시된 바와 같이 두개의 분기부(32a,32b)로 형성된다. 분기부(32a,32b)의 내표면에는 나선부(33)가 형성되어 있다. 또한 분기부(32a,32b)의 외표면에는 원주 방향으로 연장된 돌기(32c)가 형성되어 있는데, 상기 돌기(32c)는 이후에 보다 상세하게 설명되는 바로서, 링(41)의 이탈을 방지하는 역할을 하게 된다. 분기부(32a,32b)에는 통공(32d)이 각각 형성되어 있으며, 이러한 통공(32d)을 통해서 핀(42)이 삽입될 수 있다.

새들(34)은 도면에 도시된 바와 같이 상부 표면이 곡면부(34a)로 형성되어 있으며, 이러한 곡면부(34a)는 로드(36)의 외주면과 대응한다. 또한 새들(34)의 하부 표면도 곡면부로 형성되며, 이러한 곡면은 헤드(32)의 내표면 하부에 형성된 곡면에 대응한다. 새들(34)의 양 측면에는 핀 삽입홈(35)이 형성되어 있는데, 핀(42)은 헤드(32)에 형성된 통공을 통해서 외측으로부터 억지 끼워맞춤으로 삽입되어 그 단부가 상기 새들(34)의 핀 삽입홈(35) 안에 삽입된다.

새들(34)은 헤드(32)의 내부에서 소정 범위의 운동이 허용된다. 즉, 헤드(32)의 내표면을 따라서 슬라이딩하는 운동을 하게 되는데, 이러한 새들(34)의 운동은 핀 삽입홈(35)에 삽입된 핀(42)에 의해서 제한된다. 상기 핀 삽입홈(35)은 도면에 도시된 바와 같이 곡선으로 연장된다. 새들(34)의 운동에 대해서는 이후에 보다 상세하게 설명될 것이다.

로드(36)는 도면에서 보는 바와 같이 직선의 형태를 가지거나, 또는 수술 현장에서 적절한 곡률을 가지도록 변형될 수 있다. 로드(36)는 새들(34)의 상부 표면에 형성된 곡면부(34a)내에 안착된 상태에서, 록커(37)의 하부 표면에 의해 가압을 받음으로써 일 위치에 고정 상태를 유지하게 된다.

록커(37)는 도면에 도시된 바와 같이 상부에 코킹부(38)가 형성되며, 하부에는 전체적으로 볼록한 곡면부(37a)가 형성된다. 곡면부(37a)는 로드(36)의 외주면에 형성된 곡면과 실질적으로 점 접촉을 하게 된다. 헤드(32)에 대한 로드(36)의 경사 각도가 변화할 경우에, 로드(36)는 록커(37)의 곡면부(37a) 상에서 구름 운동을 하게 된다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

록커(37)는 세트 스크류(39)에 대해서 코킹(caulking)을 통해서 결합된다. 세트 스크류(39)의 외주면에는 나선부가 형성되어 있으며, 따라서 세트 스크류(39)는 헤드(32)의 내표면에 형성된 나선부(33)에 대해서 결합될 수 있다. 세트 스크류(39)의 내측에는 공구 삽입홈(40)이 형성되어 있는데, 도면에 도시된 예에서는 육각형의 홈이 형성된 것을 알 수 있다. 이러한 공구 삽입홈(40)에 공구를 삽입하여 세트 스크류(39)를 헤드(32)의 나선부(33)에 대하여 죌 수 있다.

링(41)은 헤드(32)의 상단부가 그 안으로 삽입되도록 형성된다. 즉, 도면에서 보는 바와 같이 두개의 평행한 직선부(41a)와, 상기 직선부(41a)를 연결하는 곡선부(41b)를 구비한다. 상기 곡선부(41b)의 내주면 곡률은 상기 헤드(32)의 외주면 곡률과 대응한다. 실제에 있어서 링(41)은 상기에서 설명된 돌기(32c)의 하부에 결합됨으로써, 돌기(32c)에 의해 링(41)이 헤드(32)로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다.

도 4a 에 도시된 것은 새들이 헤드에 결합된 상태를 도시한 일부 단면도이고, 도 4b 는 도 4a 의 우측면도이다.

도 4a 를 참조하면, 핀(42)의 헤드(32)의 통공을 통해서 삽입되는 것과, 새들(34)이 핀(42)에 의해서 제한되는 것을 알 수 있다. 또한 도 4b 를 참조하면, 새들(34)이 헤드(32)의 내부에 형성된 곡면(32e)을 따라서 화살표(A) 방향으로 소정 범위내에서 곡면 운동 한다는 것을 알 수 있다. 실제 있어서, 이러한 새들(34)의 운동은 그 위에 배치된 로드(36, 도 3)가 약 10 °의 범위내에서 기울어지는 것을 허용하는 결과를 가져온다.

도 5a 및, 도 5b 는 록커와 세트 스크류가 결합된 상태를 도시하는 정면도 및, 측면도이다.

도면을 참조하면, 세트 스크류(39)의 하부에는 록커(37)가 콕킹을 통해서 결합되어 있다. 세트 스크류(39)와 록커(37)는 실제에 있어서 수술 현장에 상호 결합된 상태로 제공된다. 록커(37)의 하부 표면은 로드(36)에 대하여 점 접촉을 통해서 가압됨으로써, 새들(34)과 함께 로드(36)를 가압 고정하는 역할을 한다. 세트 스크류(39)의 외표면에 형성된 나선부는 헤드(32)의 내부에 형성된 나선부에 결합되는데, 이러한 결합은 공구(미도시)를 세트 스크류(39)의 내부에 형성된 공구 삽입홈(40)에 삽입함으로써 이루어진다.

도 6 에 도시된 것은 록커의 하부 표면을 나타내기 위한 사시도이다.

도면을 참조하면, 록커(37)의 하부 표면은 도면에 도시된 바와 같이 다수의 홈(61)이 형성되는 것이 바람직스럽다. 이러한 홈(61)이 형성됨으로써 로드(36)에 대한 접지력이 향상될 수 있다. 즉, 실질적으로 점 접촉을 이루는 록커(37)의 하부 표면과 로드(36)의 표면 사이에 다수의 홈(61)을 형성함으로써 마찰력을 증대시킬수 있으며, 그에 의해서 접지력이 향상될 수 있는 것이다. 도면에 도시되지 않은 다른 예에서는 홈(61) 대신에 엠보싱(embossing)을 형성함으로써 접지력을 향상시킬 수 있을 것이다.

도 7a 내지 7 c 에 도시된 것은 위에서 도 3 내지 도 6 을 통하여 설명된 각 부품을 상호 결합된 상태로 도시한 정면도, 측면도 및, 평면도이다.

도면을 참조하면, 로드(36)는 헤드(32)에 대하여 가상선으로 도시된 바와 같이 소정 각도 범위내에서 기울어지는 운동을 할 수 있으며, 그러한 각도 범위는 최대 10°정도이다. 또한 위에서 설명된 바와 같이 로드(36)는 적용되는 척추의 부위에 따라서 수술 현장에서 굽힘 가공됨으로써 적용될 수도 있다.

이하, 본 발명에 따른 척추용 고정 장치의 조립 순서에 대해서 간단하게 설명하기로 한다.

척추용 고정 장치를 환자의 몸에 이식하기 위해서 척추 고정 장치가 제공되는데, 이때 헤드(32)에는 새들(34)이 핀(42)에 의해서 제한된 상태로 조립되어 있고, 세트 스크류(39)와 록커(37)는 콕킹에 의해서 상호 결합된 상태로 제공된다. 시술자는 우선 환자의 척추골에 페디클 스크류(31)를 나사 결합한다. 다음에 로드(36)를 새들(34)의 상부에 배치하고, 링(41)을 결합한다. 링(41)을 결합할때, 링(41)은 헤드(32)의 상부에 형성된 돌기(32c)를 지나서 하부로 진행하여야 하므로, 수술자는 링 결합용 푸셔(pusher)를 사용하여 링(41)을 결합하면서 손가락의 감각으로써 링(41)이 정위치에 정확하게 결합되었다는 점을 용이하게 인식할 수 있다.

다음에 록커(37)와 세트 스크류(39)의 조립체를 링(41)을 통과하여 상기 헤드(32)의 안으로 삽입하고, 상기 헤드(32)의 나선부(33)에 세트 스크류(39)를 결합한다. 공구(미도시)를 공구 삽입홈(40)에 삽입하여 회전시킴으로써 헤드(32)에 대한 결합이 이루어진다. 세트 스크류(39)를 회전시킬때 록커(37)는 회전하지 않으며, 이는 콕킹 결합에 의해서 세트 스크류(39)와 록커(37)의 상대 회전이 가능하기 때문이다.

이와 같은 세트 스크류(39)의 결합에 의해서 록커(37)는 로드(36)의 상부를 가압하게 되며, 동시에 헤드(32)의 분기부(32a,32b)들이 약간 벌어지게 된다. 이러한 분기부(32a,32b)의 벌어짐은 결과적으로 링(41)이 돌기(32c)를 지나서 상부로 이탈될 수 없게 한다.

본 발명에 따른 척추용 고정 장치는 다음과 같은 장점을 가진다.

첫째, 고정 장치의 제작 및, 시술이 용이하다. 종래 장치에 비해서 감소된 갯수의 부품에 의해서 구성되는 척추용 고정 장치는 제작이 용이할뿐만 아니라 시술도 용이하고 정확하게 이루어질 수 있다. 예를 들면, 위에서 설명된 바와 같이 시술자는 링(41)의 결합이 정확하게 이루어졌는지의 여부를 링 푸셔를 조작하는 손가락의 감각으로써 인식할 수 있으며, 단지 세트 스크류(39)의 결합에 의해서 전체적인 장치의 완성된 결합이 이루어진다.

둘째, 링(41)이 결합된 이후에 진행된 전체적인 장치의 결합 상태를 육안으로 확인해볼 수 있다. 이는 링(41)이 슬림화되었기 때문인데, 전체적인 메카니즘이슬림화된 링(41)에 의해서도 안정된 결합을 이룰 수 있다.

셋째, 록커(37)와 새들(34)에 의한 로드(36)의 고정은 매우 안정적으로 이루어지며, 특히 록커(37)의 저면에 형성된 홈이나 엠보싱은 환자의 움직임에 의한 로드의 미세한 슬립을 방지하는 역할을 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이로부터 다양한 변형 및, 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 상부에 형성된 헤드를 가지며 척추골에 나사 결합되는 페디클 스크류;

   상기 헤드의 내측 하부에서 소정 범위내의 원호 운동이 가능하게 설치되는 새들;

   상기 새들의 상부에 배치되며 다른 페디클 스크류와 연결되는 로드;

   상기 로드를 운동 가능하게 유지하도록 상기 로드에 가압되는 하부의 곡면을 가지는 록커;

   상기 록커에 대하여 회전 가능하게 결합되는 것으로서 상기 헤드의 내표면에 형성된 나선부에 맞물리는 세트 스크류;

   상기 헤드의 외주면으로부터 삽입되는 핀으로서, 상기 핀의 단부가 상기 새들의 측면에 곡선 형태로 연장된 홈에 삽입됨으로써 상기 새들의 운동을 제한하는 핀; 및,

   상기 헤드의 상부에 결합되는 링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 척추용 고정 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 로드에 대한 상기 록커의 마찰력을 증가시키도록 상기 록커의 저면에는 다수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 척추용 고정 장치.
4. 삭제
5. 삭제