KR100573000B1 - Mechanical acetabulum navigations system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인공고관절 수술시 골반에 삽입되는 비구컵의 해당 삽입각도의 편차를 줄일 수 있는 비구 항행장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정부에 고정 부착되어 직선운동을 안내하는 가이드부와, 상기 가이드부에 슬라이딩 운동이 가능하게 결합된 링크부; 상기 링크부의 자유단에 결합된 회전측정기; 및 일측은 상기 회전측정기에 결합되고, 타측은 비구컵 삽입장치에 결합되는 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비구 항행장치가 제공된다. 이와 같은 비구 항행장치에 의해 인공고관절 수술시 정확하게 측정된 좌표값에 따라 골반에 비구컵이 삽입되므로, 삽입각도 에러를 줄일 수 있으며, 기기값이 저렴할 뿐만아니라 설치가 용이하여, 수술 준비단계에서 소요되는 시간을 줄일 수 있고 수술중에도 즉석에서 비구컵의 삽입각도와 방향을 신속하게 보정할 수 있다.The present invention relates to an acetabular navigation device which can reduce the deviation of the corresponding insertion angle of the acetabular cup inserted into the pelvis during hip surgery, and more particularly, a guide part fixedly attached to the fixed part and guiding a linear motion, and the guide. A link unit coupled to the unit to enable sliding movement; A rotation measuring device coupled to the free end of the link unit; And one side is coupled to the rotation measuring instrument, and the other side is provided with an acetabular navigation device comprising a connecting member coupled to the acetabular cup inserting device. The acetabular cup is inserted into the pelvis according to the coordinate values accurately measured during hip surgery by the acetabular navigation device, thereby reducing the insertion angle error, and the device value is inexpensive and easy to install. The time can be reduced and the insertion angle and orientation of the acetabular cup can be quickly corrected during surgery.
링크부, 가이드부, 가이드편, 다관절 링크부재, 힌지부, 연결부재, 회전측정기, 비구컵 삽입장치, 고정부Link part, guide part, guide piece, articulated link member, hinge part, connecting member, rotation measuring instrument, acetabular cup inserting device, fixing part
Description
도 1은 본 발명에 따른 기계식 비구 항행장치의 일 실시예를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing an embodiment of a mechanical acetabular navigation device according to the present invention.
도 2는 도 1의 A부분의 확대도.FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 2의 측면도.3 is a side view of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 기계식 비구 항행장치의 다른 실시예를 도시한 사시도.Figure 4 is a perspective view showing another embodiment of the mechanical acetabular navigation device according to the present invention.
도 5는 도 4의 비구 항행장치가 골반에 직접 설치되는 고정부(400")와의 결합관계를 도시한 분해사시도.Figure 5 is an exploded perspective view showing a coupling relationship with the
도 6은 도 4의 비구 항행장치가 골반에 직접 설치되는 고정부(400")와의 결합관계를 도시한 측면도.Figure 6 is a side view showing a coupling relationship with the
도 7은 도 1의 비구 항행장치의 Y-Z 평면상에서의 사용상태를 나타내는 측면도.7 is a side view showing a state of use on the Y-Z plane of the acetabular navigation device of FIG. 1;
도 8은 도 1의 비구 항행장치의 X-Z 평면상에서의 사용상태를 나타내는 정면도.8 is a front view showing a state of use on the X-Z plane of the acetabular navigation apparatus of FIG.
도 9는 도 1의 비구 항행장치의 회전측정기부 에서의 사용상태도.9 is a state diagram used in the rotation measuring unit of the acetabular navigation device of FIG.
[도면의 주요부분의 부호의 설명][Description of Symbols of Major Parts of Drawing]
10: 가이드부 11,21,31: 제 1, 제 2, 및 제 3 가이드바10:
12,22,32: 가이드편 40,40': 링크부 12,22,32:
41: 제 1 다관절 링크부재 42: 제 2 다관절 링크부재41: first articulated link member 42: second articulated link member
41a,41b,42a,42b: 링크편 50: 제 1 힌지부 41a, 41b, 42a, 42b: link piece 50: first hinge part
51: 제 1 힌지판 60,60': 제 2 힌지부51:
61,61': 제 2 힌지판 52,62,62',67: 체결부재61, 61 ':
65: 결합부재 69: 고정지지부 65: coupling member 69: fixed support
70: 연결부재 72: 나비볼트너트70: connecting member 72: butterfly bolt nut
74: 조임쇠 76: 나사74: fastener 76: screw
77: 볼트 78: 탄성부재77: bolt 78: elastic member
80: 회전원판 83: 브라킷 80: rotating disc 83: bracket
84: 회전축 87: 연결편 84: rotating shaft 87: connecting piece
88: 플레이트 100: 연결지지부재 88: plate 100: connecting support member
C: 회전측정기 300: 비구컵 삽입장치 C: rotation measuring device 300: acetabular cup inserting device
310: 비구컵 320: 지지봉 310: acetabular cup 320: support rod
400, 400', 400": 고정부 410: 고정지지판 400, 400 ', 400 ": fixed part 410: fixed support plate
420: 볼 조인트 지지부 421: 돌기 420: ball joint support 421: protrusion
420a, 420b: 볼 조인트 지지부의 상부와 하부420a and 420b: upper and lower ball joint supports
440: 핀고정장치 P: 핀 부재440: pin retainer P: pin member
490: 볼 조인트490: ball joint
본 발명은 정형외과 수술중 인공고관절 수술을 시술할 때 골반에 삽입되는 비구컵의 해당 삽입각도의 편차를 줄일 수 있는 비구 항행장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정부에 고정부착된 가이드부와, 상기 가이드부에 일측이 결합된 링크부, 상기 링크부의 타측에 결합된 회전측정기, 및 일측은 상기 회전측정기에 결합되고 타측은 비구컵 삽입장치에 결합되는 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기계식 비구 항행장치에 관한 것이다.The present invention relates to an acetabular navigation device which can reduce the deviation of the corresponding insertion angle of the acetabular cup inserted into the pelvis during orthopedic surgery during surgery. The link unit is coupled to one side of the guide portion, the rotation measuring instrument is coupled to the other side of the link portion, and one side is coupled to the rotation measuring instrument and the other side is a mechanical member, characterized in that it comprises a coupling member coupled to the acetabular cup inserting device. It relates to an acetabular navigation system.
일반적으로 인공고관절 시술시, 비구컵을 골반에 삽입할 때, 의사들이 경험칙 또는 눈대중에 의하여 삽입하는 경우 10도 이상의 에러가 빈번하게 발생하여 인공관절의 내구성을 현저하게 떨어 뜨리게 되거나 탈구 현상을 초래하게 된다. 최근에 컴퓨터를 이용한 수술 방법이 발달 되면서, 이러한 비구컵의 에러를 줄일 수 있는 비구컵 항행 시스템들이 개발되고 있다. In general, when a hip cup is inserted into the pelvis during an artificial hip procedure, when doctors insert it by empirical rule or eye mass, an error of more than 10 degrees frequently occurs, which significantly reduces the durability of the artificial joint or causes dislocation. . Recently, with the development of computerized surgical methods, acetabular cup navigation systems are being developed to reduce such acetabular cup errors.
그러나 기존의 특허출원된 장치들은 광학식 측정장치를 사용하고, 골반에 핀을 삽입한 후 마커(Marker)를 부착하였거나 또는 광학식 측정장치를 사용하지 않더라도, 골반에 핀으로 고정된 좌표계를 사용하고 전자센서를 이용하여 비구컵을 항행하는 장치들이 대부분이다. 이러한 방법들에 의한 시술은 골반의 특이점 3점을 이용하여 환자 각각의 골반에 존재하는 편차등을 측정함으로써 인공관절의 방향의 정확성을 기할 수 있다. 그러나 전자 센서를 이용함으로써 전선 케이블에 의한 감염, 협소한 장소에서의 컴퓨터의 사용에 따른 수술의 방해, 고가의 장비 비용 및 수술 시간의 증가 등의 문제가 있다. However, existing patented devices use an optical measuring device, a pin is inserted into the pelvis and a marker attached, or even if the optical measuring device is not used. Most devices are used to navigate the cup. The procedure by these methods can determine the accuracy of the direction of the artificial joint by measuring the deviation and the like present in each of the pelvis using the three points of the pelvis. However, the use of electronic sensors has problems such as infection by wire cables, obstruction of surgery due to the use of a computer in a narrow place, expensive equipment cost, and increased operation time.
이러한 문제를 해결하고자 본 발명에서는 고가의 광학식 삼차원 측정기를 필요로 하지 않고 저렴한 기계식 링크부재를 이용하여 컴퓨터나 전자장비의 사용 없이 간편하고 신속하며 저렴하게 비구컵을 항행할 수 있는 장치를 개발하였다.In order to solve this problem, the present invention has developed a device capable of navigating the acetabular cup simply, quickly and inexpensively without using a computer or electronic equipment by using an inexpensive mechanical link member without using an expensive optical three-dimensional measuring device.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 정형외과 수술중 인공고관절 수술을 시술할 때 골반에 삽입되는 비구컵의 삽입각도 에러를 줄이기 위한 기계식 비구 항행장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, an object of the present invention, mechanical acetabular navigation for reducing the insertion angle error of the acetabular cup inserted into the pelvis during the operation of hip joint surgery during orthopedic surgery To provide a device.
또한, 본 발명의 목적은, 시술중 즉석에서 비구컵의 삽입각도와 방향을 신속하게 보정할 수 있는 기계식 비구 항행장치를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a mechanical acetabular navigation device capable of quickly correcting the insertion angle and direction of an acetabular cup during an operation.
또한, 본 발명의 목적은, 시술시 준비단계에서 소요되는 시간을 줄일 수 있을 뿐만아니라 저렴한 기계식 비구 항행장치를 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention, as well as to reduce the time required in the preparation step during the procedure to provide an inexpensive mechanical acetabular navigation device.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 기계식 비구 항행장치는 인공 고관절 수술에서 골반에 삽입되는 비구컵의 방향을 찾기 위한 항행장치에 있어서, 고정부에 고정부착된 가이드부; 상기 가이드부에 회전없는 평행 운동이 가능하게 결합된 링크부; 상기 링크부의 자유단에 결합된 회전측정기; 및 일측은 상기 회전측정기에 결합되고, 타측은 비구컵 삽입장치에 결합되는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the object of the present invention, the mechanical acetabular navigation device according to the present invention is a navigation device for finding the direction of the acetabular cup inserted into the pelvis in artificial hip surgery, the guide portion fixedly fixed to; A link unit coupled to the guide unit to allow parallel rotation without rotation; A rotation measuring device coupled to the free end of the link unit; And one side is coupled to the rotation measuring instrument, the other side is characterized in that it comprises a connecting member coupled to the acetabular cup inserting device.
또한, 상기 고정부는 상기 가이드부가 고정결합되는 고정지지판; 상기 고정지지판에 끼움 결합되는 볼 조인트 고정부; 상기 볼 조인트 고정부에 회전가능하게 결합된 볼 조인트; 및 골반에 고정되는 핀부재를 고정할 수 있는 핀 고정장치를 포함하며, 상기 볼 조인트는 상기 핀 고정장치의 상부에 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixing part fixed support plate to which the guide portion is fixedly coupled; A ball joint fixing part fitted to the fixed support plate; A ball joint rotatably coupled to the ball joint fixing part; And a pin fixing device capable of fixing the pin member fixed to the pelvis, wherein the ball joint is connected to an upper portion of the pin fixing device.
또한, 상기 가이드부는 제 1 가이드바와 상기 제 1 가이드바에 슬라이딩 결합된 제 1 가이드편으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The guide unit may include a first guide bar and a first guide piece slidingly coupled to the first guide bar.
또한, 상기 링크부는 제 1 힌지부에 의해 연결된 적어도 1개 이상의 다관절 링크부재를 포함하며, 각 다관절 링크부재는 평행하게 이격된 소정길이의 링크편이 일측은 상기 제 1 힌지부에 타측은 제 2 힌지부에 의해 상호 연결되고, 일측의 제 2 힌지부는 상기 제 1 가이드편에 고정결합되는 것을 특징으로 한다.The link unit may include at least one or more articulated link members connected by a first hinge unit, and each of the articulated link members may have a link piece having a predetermined length spaced in parallel with one side thereof, and the other side thereof may have a first link portion. It is connected to each other by two hinge portions, the second hinge portion of one side is characterized in that the fixed to the first guide piece.
또한, 상기 링크부는 상기 가이드부의 제 1 가이드바에 직각으로 결합하는 제 2 가이드바와 상기 제 2 가이드바에 직각으로 결합하되 상기 제 1 가이드바와도 직각을 형성하는 제 3 가이드바를 포함하며, 상기 각 가이드바는 상호 슬라이딩 결합하는 것을 특징으로 한다.The link unit may include a second guide bar coupled to the first guide bar at right angles to the guide unit, and a third guide bar coupled to the second guide bar at right angles to form a right angle with the first guide bar. Is characterized in that the mutual sliding coupling.
또한, 상기 각 가이드바는 상호 회전없는 평행운동 결합이 가능하도록 각각 가이드편을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the guide bar is characterized in that it further comprises a guide piece so as to enable parallel movement coupling without mutual rotation.
또한, 상기 링크부는 적어도 3 이상의 자유도를 가지며, 상기 링크부와 상기 가이드바는 순서에 관계없이 상호 조합할 수 있는 것을 특징으로 한다.The link unit may have at least three degrees of freedom, and the link unit and the guide bar may be combined with each other in any order.
또한, 상기 회전측정기(C)는 상기 링크부의 타측 단부에 고정결합되는 연결핀이 부착되어 있으며, 중심에는 회전축이 관통하는 소정직경의 구멍을 구비한 회전원판과; 상기 구멍을 통해 상기 회전원판과 결합되며, 일측에는 고정링을 구비하 고, 타측에는 브라킷이 형성된 회전축과; 상기 연결부재의 일측에 고정결합되는 연결편을 구비한 플레이트; 및 상기 플레이트와 상기 브라킷 간의 상대적인 회전각을 측정할 수 있도록 구비된 각도측정수단을 포함하며, 상기 플레이트와 상기 브라킷은 연결지지부재를 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotation measuring device (C) has a connecting pin is fixedly coupled to the other end of the link portion, the rotation disk having a hole of a predetermined diameter through which the rotating shaft passes; A rotating shaft coupled to the rotating disc through the hole and having a fixing ring at one side and a bracket formed at the other side; A plate having a connection piece fixedly coupled to one side of the connection member; And angle measuring means provided to measure a relative rotation angle between the plate and the bracket, wherein the plate and the bracket are connected to each other through a connection supporting member.
또한, 상기 각도측정수단은 상기 브라킷의 외측면에 고정부착된 각도기와 상기 연결지지부재에 고정되고 상기 각도기의 대응되는 위치에 구비된 바늘부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The angle measuring means may include a protractor fixed to an outer surface of the bracket and a needle member fixed to the connection support member and provided at a corresponding position of the protractor.
또한, 상기 연결부재는 일측은 상기 연결편에 고정결합되고, 타측은 상기 비구컵 삽입장치의 지지봉의 소정위치에 끼움 결합하는 것을 특징으로 한다.In addition, the connection member is characterized in that one side is fixedly coupled to the connection piece, the other side is fitted into a predetermined position of the support rod of the acetabular cup inserting device.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
이하에서는 본 발명의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 기계식 비구 항행장치의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분의 확대도이며, 도 3은 도 2의 측면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기계식 비구 항행장치는 인공 고관절 수술에서 골반에 삽입되는 비구컵의 방향을 찾기 위한 측정장치에 있어서, 고정부(미도시)에 고정부착된 가이드부(10), 링크부(40), 회전측정기(C), 및 비구컵 삽입장치(300)에 결합되는 연결부 재(70)로 이루어진다.1 is a perspective view showing an embodiment of a mechanical acetabular navigation device according to the present invention, Figure 2 is an enlarged view of the portion A of Figure 1, Figure 3 is a side view of FIG. As shown in Figure 1, the mechanical acetabular navigation device is a measuring device for finding the direction of the acetabular cup inserted into the pelvis in artificial hip surgery, the
여기서, 상기 고정부(미도시)는 수술 침대나 골반 고정대, 또는 골반에 직접 연결되는 고정대가 될 수 있다.Here, the fixing part (not shown) may be a fixing bed directly connected to the operating bed or pelvic guide, or pelvis.
가이드부(10)는 소정 폭을 가지고 일 방향으로 길게 연장형성되며, 양 측면에 길이방향으로 요홈이 형성된 제 1 가이드바(11)와 상기 요홈에 형상적으로 대응되어 슬라이딩이 가능하도록 탑재된 제 1 가이드편(12)으로 구성될 수 있다.The
제 1 가이드바(11)의 일 단부는 클램프(미도시)등의 고정수단에 의해 수술 침대나 골반 고정대에 부착되며, 또는 골반연결부(미도시)에 고정부착되며, 제 1 가이드편(12)은 제 1 가이드바(11)의 길이방향을 따라 전후이동을 할 수 있다.One end of the
또한, 링크부(40)는 제 1 힌지부(50)로 연결된 2개의 다관절 링크부재(41,42)로 구성될 수 있다. In addition, the
여기서, 제 1 다관절 링크부재(41)는 평행하게 이격된 소정길이의 한 쌍의 링크편(41a, 41b)으로 이루어진다. 각 링크편(41a, 41b)의 일측은 제 1 힌지판(51) 사이에 제 1 체결부재(52)를 통해 각각 결합되고, 타측은 제 2 힌지부(60)의 제 2 힌지판(61) 사이에 제 2 체결부재(62)를 통해 각각 결합되어 각 링크편(41a, 41b)이 상호간에 연계되어 제 1 체결부재(52) 또는 제 2 체결부재(62)를 축으로 하여 동반회전될 수 있도록 한다. 마찬가지로, 제 2 다관절 링크부재(42)도 평행하게 이격된 소정길이의 한 쌍의 링크편(42a, 42b)으로 이루어지며, 각 링크편(42a, 42b)의 일측은 제 1 힌지부(50)에 또한 타측은 제 2 힌지부(60')에 각각 결합되어 각 링크편(42a, 42b)은 상호간에 연계되어 제 1 체결부재(52) 또는 제 2 체결부재(62) 를 축으로 하여 동반회전될 수 있다.Here, the first articulated
또한, 제 1 힌지부(50)는 사다리꼴 형상의 제 1 힌지판(51) 2장과 4개의 제 1 체결부재(52)로 이루어지며, 제 2 힌지부(60)(60')는 각각 직각 사다리꼴 브라킷 형상의 제 2 힌지판(61)(61')과 2개의 제 2 체결부재(62)(62')로 이루어진다. 제 1 체결부재(52)와 제 2 체결부재(62)(62')는 나비볼트너트로 구성되었으나, 이외에도 다양한 방법으로 체결될 수 있다.In addition, the
또한, 제 1 다관절 링크부재(41)의 제 2 힌지판(61)은 결합부재(65)를 통해 브라킷 형상의 고정지지부(69) 일측에 제 3 체결부재(67)로 고정부착되고, 고정브라킷(69)은 제 1 가이드편(12)에 고정 탑재된다. 제 3 체결부재(67)는 통상의 볼트너트로 구성되었으나, 이외에도 나사산 결합, 용접등 다양한 방법으로 고정부착될 수 있다.In addition, the
또한, 제 2 다관절 링크부재(42)의 제 2 힌지판(61')의 일 외측면에는 회전측정기(C)가 부착되며, 비구컵 삽입장치(300)가 연결부재(70)에 의해 회전측정기에 연결되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전측정기(C)는 회전원판(80)과 브라킷(83)이 형성된 회전축(84)과 플레이트(88) 및 각도측정수단으로 구성될 수 있다.In addition, a rotation measuring device C is attached to one outer surface of the
여기서, 회전원판(80)은 일측면에는 연결핀(81)이 부착되고 타측면에는 회전각을 측정할 수 있도록 각도눈금이 표시되어 있으며, 중심에는 소정직경의 구멍(미도시)을 구비한 소정 두께의 원판으로서, 연결핀(81)을 통해 제 2 다관절 링크부재(42)의 제 2 힌지판(61')의 일 외측면에 부착된다. Here, the
회전축(84)은 일측 단부에는 고정링(85)이 결합할 수 있는 소정직경의 원통형으로서, 타측 단부에는 브라킷(83)이 일체로 형성되어 있다. 회전축(84)은 회전원판(80)의 중심에 구비된 구멍을 관통한 일측 단부에 고정링을 끼움으로서 회전원판(80)에 결합된다. The rotating
플레이트(88)는 중심에 결합구멍이 있고 측면에 연결편(87)이 있는 소정두께의 원판으로서, 회전축(84)의 브라킷(83) 사이에 끼움되어 연결지지부재(100)를 통해 상호 연결된다. The
또한, 연결부재(70)는 일 단부가 'U'자인 포크형상으로서, 일측은 나비볼트너트(72)에 의해 연결편(87)에 고정결합되고, 타측의 'U'자 단부는 통상적인 비구컵 삽입장치(300)의 지지봉(320)의 소정위치에 끼움되어 조임쇠(74)로 고정된다. 상기 연결부재의 일 단부의 형상은 'U'자형에 제한되지 않고 착탈이 용이한 다양한 형상으로 될 수 있다.In addition, the connecting
각도측정수단은 각도기(200)와 바늘부재(210)로 구성될 수 있다. 각도기(200)는 브라킷(83)의 외측면에 고정부착되고, 연결지지부재(100)에 고정된 바늘부재(210)는 플레이트(88)와 브라킷(83)의 상대적인 회전각을 측정할 수 있도록 각도기(220)의 대응되는 위치에 구비된다.Angle measuring means may be composed of a protractor 200 and the needle member (210). Protractor 200 is fixed to the outer surface of the
상술한 구조를 갖는 회전측정기는 2개의 회전각도, 즉 플레이트(88)와 브라킷(83)간의 상대적인 회전각도와, 회전원판(80)과 브라킷(83)간의 상대적인 회전각도를 측정할 수 있다. 회전측정기는 이외에도 다양한 형상으로 만들어질 수 있다.The rotation measuring device having the above-described structure can measure the two rotation angles, that is, the relative rotation angle between the
통상의 비구컵 삽입장치(300)는 얇은 반구 형태의 비구컵(310)과 비구컵 (310)에 수직 고정된 소정길이의 지지봉(320)으로 구성되며, 지지봉(320)은 위치 조절이 가능하고 착탈이 용이하도록 소정위치에서 연결부재(70)의 'U'자 단부에 끼움결합된다. 통상적으로, 비구컵 삽입장치(300)는 고온 소독이 가능한 재료로 만들어지며, 일반 수술 도구와 동일하게 취급된다. The conventional acetabular
도 4는 본 발명에 따른 기계식 비구 항행장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이며, 도 5 및 도 6은 도 4의 비구 항행장치가 골반에 직접 설치되는 고정부(400")와의 결합관계를 도시한 분해사시도와 측면도이다. 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기계식 비구 항행장치는 골반 고정대(400'), 또는 골반 연결 고정부(400")에 고정부착된 가이드부(10); 링크부(40'); 회전측정기(C); 및 비구컵 삽입장치(300)에 결합되는 연결부재(70)로 이루어진다.Figure 4 is a perspective view showing another embodiment of the mechanical acetabular navigation device according to the present invention, Figures 5 and 6 show a coupling relationship with the fixing
여기서, 골반 고정대(400')는 수술 침대등과 같이 다른 임의의 지지대가 될 수 있으며, 제 1 가이드부(11)가 클램프(미도시)등에 의해 고정부착될 수 있다.Here, the pelvic guide 400 'may be any other support, such as a surgical bed, the
또한, 고정부(400")는 고정지지판(410)과, 볼 조인트 고정부(420)와, 볼 조인트(490)와, 핀부재(P), 및 핀 고정장치(440)로 구성될 수 있다.In addition, the fixing
고정지지판(410)은 "U"자형 탄성부재(78)가 끼움 결합될 수 있는 가이드홈이 일 방향으로 길게 형성되어 있으며, 2개의 삽입구멍(H)이 형성되어 있다.The fixed
볼 조인트 고정부(420)는 상부(420a)와 하부(420b)로 나뉘어져 있고, 중심에는 소정 직경의 공간이 형성되어 있다. 상부(420a)의 상면에는 2개의 삽입구멍(H)에 대응하여 끼움 결합할 수 있는 돌기(421)가 형성되어 있으며, 상부(420a)와 하부(420b)는 나사(76)를 이용하여 고정결합된다.The ball joint fixing
볼 조인트(490)는 소정직경의 구형으로서 연결축을 구비하며, 볼 조인트 고정부(420)에 끼움되어 자유롭게 회전이 가능하게 결합된다.The ball joint 490 has a spherical shaft having a predetermined diameter and is fitted to the ball joint fixing
핀 고정장치(440)는 골반에 고정되는 핀부재(P)를 고정할 수 있도록 핀 삽입구멍이 형성되어 있으며, 일측면에는 볼트(77)가 구비되어 있다. 상부면은 볼 조인트(490)의 연결축과 결합된다. 이와 같은 고정부(400")를 이용함으로써, 비구 항행장치의 링크부(40')의 자유도를 높일 수 있다. Pin fixing
가이드부(10)는 상술한 바와 같이, 소정 폭을 가지고 일 방향(X축)으로 길게 연장형성되며, 양 측면에 길이방향으로 요홈이 형성된 제 1 가이드바(11)와, 상기 요홈에 형상적으로 대응되어 슬라이딩 운동이 가능하도록 탑재된 제 1 가이드편(11)이 구비되어 길이방향(X축)을 따라 전후이동을 한다.As described above, the
또한, 링크부(40')는 상기 제 1 가이드바(11)에 직각(Y축)으로 결합된 제 2 가이드바(21)와 제 2 가이드바(21)에 직각으로 결합하되 제 1 가이드바(11)와도 직각(Z축)을 형성하는 제 3 가이드바(31)로 구성될 수 있다. 제 2 가이드바(21)와 제 3 가이드바(31)는 제 1 가이드바(11)와 동일한 형상으로 이루어진다. 또한, 제 2 가이드바(21)는 양 측면에 길이방향(Y축)으로 형성된 요홈에 형상적으로 대응되어 Y축을 따라 슬라이딩이 가능하도록 결합된 제 2 가이드편(22)을 구비하며, 제 1 가이드편(11)과 제 2 가이드편(22)은 상호 대응되게 고정부착된다. 도시된 바와 같이, 제 1 가이드편(11)과 제 2 가이드편(22)은 별개로 만들어진 후 고정부착될 수도 있고 또는 일체로 형성될 수도 있다.In addition, the
제 3 가이드바(31)는 양 측면에 형성된 요홈에 형상적으로 대응되어 길이방 향인 Z축을 따라 슬라이딩이 가능하도록 탑재된 제 3 가이드편(33)을 구비하며, 제 3 가이드편(33)의 상부에는 제 2 가이드바(21)의 일 단부가 고정결합된다. 이에 따라 링크부(40')는 골반 고정대(400') 또는 골반 연결 고정부(400")에 대해 3자유도를 가질 수 있다.The
또한, 각 가이드편(12,22,32)의 형상은 각 가이드바(11,21,31)가 상호 슬라이딩 결합할 수 있도록 하는 다양한 구조로의 변형이 가능하다.In addition, the shape of each guide piece (12, 22, 32) can be modified into a variety of structures that allow each guide bar (11, 21, 31) to be slidingly coupled to each other.
제 3 가이드바(31)의 일면 단부에는 상술한 회전측정기(C)가 부착되고, 회전측정기(C)에는 연결부재(70)를 통해 비구컵 삽입장치(300)가 연결된다.The above-described rotation measuring device C is attached to one end of the
상술한 바와 같이, 가이드부(10)에 결합된 링크부(40')는 환자 골반이 놓여진 평면상의 위치와 골반의 높이에 대한 정확한 위치 측정을 위해, 환자의 골반 고정대 또는 골반 연결 고정부에 대해 적어도 3 이상의 자유도를 가지는 것이 바람직하다. As described above, the
예시된 구조 이외에도 링크부는 다양하게 구성 될 수 있다. 즉, 상술한 링크부(40)(40')의 일부를 상호 결합하여 또 다른 링크부를 만들 수 있으며, 결합순서를 바꿈으로써 또 다른 형상의 링크부를 만들 수 있다. 또한, 각 회전 관절마다 회전측정기를 연결하여 각 관절에서의 회전각을 측정할 수도 있다. 그러나, 비구컵의 방향은 두 개의 각도(내외전각과 전경각)에 의하여 결정되므로 최소한 2개의 회전측정기가 필요하다.In addition to the illustrated structure, the link unit may be configured in various ways. That is, a part of the above-described
이하에서, 도 7 내지 도 9을 참조하여 본 발명에 따른 기계식 비구 항행장치의 사용방법을 설명한다. Hereinafter, a method of using the mechanical acetabular navigation device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
도 7 내지 도 9는 도 1의 비구 항행장치의 사용상태를 나타내는 도면이다. 우선 환자의 해당 골반전방도면(미도시)을 기준으로 비구컵 방향벡터를 해부학적 정렬기준에 맞추어 방향을 결정한다. 이러한 정보에 따라, 시술자(의사)는 도시된 바와 같이 비구 항행장치의 제 1 가이드편(12)을 X축 상의 소정위치에 고정시키고, 우선 링크부(40)를 Y-Z 평면 상에서 조정하여 비구컵이 삽입되는 골반위치 좌표를 보정한 다음, X-Z 평면 상에서 좌표를 보정한다. 이후 회전측정기(C)의 2자유도와 비구컵 삽입장치(300)의 끼움결합 위치를 조정하여 계획된 방향에 맞추어 비구컵(310)을 정확하게 삽입시킨다. 7 to 9 are views showing the state of use of the acetabular navigation device of FIG. First, the acetabular cup direction vector is determined based on the anatomical alignment criteria based on the patient's pelvic anterior drawing (not shown). According to this information, the practitioner (doctor) fixes the
이러한 기계식 비구 항행장치는 수동으로도 작동이 가능하다. 또한, 회전관절 마다 회전측정기를 설치하고 컴퓨터와 연결하면, 비구컵 삽입장치의 방향을 실시간으로 컴퓨터 화면에 제시하여 시술자(의사)로 하여금 비구컵 삽입장치의 각도를 실시간 모니터링 할 수도 있도록 한다. 그럼으로써 시술자가 원하는 각도에 비구컵을 설치할 수 있게 한다. 이 때, 회전측정기는 비구컵의 회전을 실시간으로 컴퓨터에 알려주기 위하여 전자식 측정기로 구성될 수 있다. These mechanical acetabular navigation devices can also be operated manually. In addition, by installing a rotation measuring device for each rotational joint and connected to a computer, the direction of the acetabular cup inserting device is presented on a computer screen in real time to allow the operator (doctor) to monitor the angle of the acetabular cup inserting device in real time. This allows the operator to install the acetabular cup at the desired angle. At this time, the rotation measuring device may be configured as an electronic measuring device to inform the computer of the rotation of the acetabular cup in real time.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 기계식 비구 항행장치에 의하면, 인공고관절 수술을 시술할 때 정확하게 측정된 좌표값에 따라 골반에 비구컵이 삽입되므로, 삽입각도 에러를 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the mechanical acetabular navigation device according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration, the acetabular cup is inserted into the pelvis according to the coordinate value accurately measured when performing an artificial hip surgery, thereby reducing the insertion angle error. have.
또한, 기기값이 저렴할 뿐만아니라 설치가 용이하여, 인공고관절 수술시 준비단계에서 소요되는 시간을 줄일 수 있을 뿐만아니라 수술중에도 즉석에서 비구컵 의 삽입각도와 방향을 신속하게 보정할 수 있는 효과가 있다. In addition, the device is not only inexpensive, but also easy to install, which can reduce the time required for the preparation stage of the hip joint surgery, as well as quickly correct the insertion angle and orientation of the acetabular cup during the operation.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함한다.
Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, various other modifications and variations may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims include those modifications and variations that fall within the true scope of the invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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KR1020040103212A KR100573000B1 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Mechanical acetabulum navigations system |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020040103212A KR100573000B1 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Mechanical acetabulum navigations system |
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ID=37180770
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101030427B1 (en) | 2009-04-28 | 2011-04-20 | 국립암센터 | Endoscope manipulator for minimal invasive surgery |
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-
2004
- 2004-12-08 KR KR1020040103212A patent/KR100573000B1/en not_active IP Right Cessation
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