KR100650208B1 - 척추고정장치 - Google Patents

Abstract

척추의 고정을 필요로 하는 환자에게 최소 침습 수술을 통해 삽입되어 척추를 고정하는 척추고정장치에 관한 것으로서, 척추골의 척추경 또는 천골에 소정의 각도와 깊이로 삽입되고, 길이방향으로 연장되어 구성된 로드가이드를 포함하는 척추경나사못과 로드가이드에 의해 가이드되는 척추로드와, 척추로드와 척추경나사못을 연계하여 체결하는 결합체결부를 포함한다.

척추, 척추경, 나사못, 고정장치, 로드

Description

척추고정장치{Apparatus for percutaneous pedicle screw fixation}

도 1 은 종래기술에 따른 척추고정장치의 사시도 이다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추고정장치의 사시도이다.

도 3a 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추경나사못의 정면도이다.

도 3b 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추경나사못의 측면도이다.

도 3c 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추경나사못의 정단면도이다.

도 3d 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추경나사못의 측단면도이다.

도 4a 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합체결부의 평면도이다.

도 4b 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합체결부의 단면도이다.

도 4c 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합체결부의 저면도이다.

도 5a 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 척추경나사못의 정면도이다.

도 5b 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 척추경나사못의 측면도이다.

도 5c 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 척추경나사못의 정단면도이다.

도 5d 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 척추경나사못의 측단면도이다.

도 6a 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합체결부의 평면도이다.

도 6b 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합체결부의 단면도이다.

도 6c 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합체결부의 저면도이다.

도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합도이다.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합도이다.

도 9 는 본 발명의 도 8 의 A부분의 상세확대도이다.

도 10 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 척추경나사못의 정면도이다.

도 11 은 본발명의 실시예에 따른 척추고정장치의 사용설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 나사봉 150: 척추경나사못

200: 헤드부 210: U형홈

220: 절단가능면 230: 로드가이드

240: 연결결합부 250: 나사선a

260': 원형돌기a 280: 관통공

300: 결합체결부 310: 받침

320: 육각홈 330: n형홈

340: 원형결합부 350: 나사선b

360': 원형돌기b 400: 척추로드

401: 민무늬형 척추로드 402':치열형척추로드

500": 구면체결합부

본 발명은 척추고정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 척추의 고정을 필요로 하는 환자에게 최소 침습 수술(Minimal Invasive Surgery)을 통해 삽입되어 척추를 고정하는 척추고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 척추와 관련된 질환의 치료에 있어 일반적으로 물리치료를 통한 간접적인 치료방법과 손상된 척추부에 별도의 고정장치를 장착하여 척추를 교정 및 고정하는 직접적인 치료방식이 시행된다. 즉, 척추질환이 경미한 경우에는 물리치료를 시행하나, 척추를 구성하고 있는 경추, 흉추, 요추, 천골 및 추간원판등에 질환이 심한 경우에는 별도의 척추고정장치를 이용하여 치료를 하고 있다. 통상적으로 시술되는 척추고정장치의 구성은 손상된 척추부를 정상적인 상태로 교정한 후 움직임 없이 고정할 수 있도록, 척추골의 척추경 또는 천골에 소정의 각도와 깊이로 삽입되는 척추경(천골)나사못과 척추부의 일측에 위치되는 척추로드 그리고 상기한 척추로드와 척추경나사못을 연계하여 체결하는 고정용 캡 또는 결합체결부로 구성된다.

한편, 척추는 몸통을 이루는 32∼35개의 척추골(vertebrae)과 각 추골 사이의 추간원판(intervertebral disks)으로 이루어졌으며, 체간의 지주를 이루고, 상단의 두개골과 하단의 골반을 연결한다. 척추골은 위로부터 7개의 경추(cervical vertebrae), 12개의 흉추(thoracic vertebrae), 5개의 요추(lumbar vertebrae) 5개의 천추(sacral vertebrae), 3∼5개의 미추(coccygeal vertebrae)라고 한다. 성인에서는 5개의 천추가 유합하여 1개의 천골(sacrum)이 되고, 또 3∼5개의 미추는 1개의 미골(coccyx)이 되어있다. 특징적인 척추골은 한 개의 추체(vertebral body) 와 두 개의 척추경(pedicle), 2개의 추궁판(lamina)으로 구성되며 뒷부분에서 극 돌기(spinous process)가 있고, 양옆으로 두 개의 횡 돌기(transverse process)와 상하 관절 돌기(articular process)가 있다. 손상된 척추부의 치료를 위해 우선 척추경나사못을 추골의 척추경 또는 천골에 적절한 방향과 위치에 삽입 고정한 후, 척추로드를 사용하여 척추부를 정상적인 상태로 교정하고 고정용 캡 또는 결합체결부를 이용하여 척추로드와 고정용 스크류를 고정하여 치료를 완료한다.

상기와 같은 척추고정장치를 사용하는 치료방법에 있어서, 정상적인 배열로 교정된 척추부를 일정기간 동안 움직임 없이 고정시키는 것이 중요하고 고정장치를 장착하여 척추를 교정 및 고정하는 직접적인 치료방식을 이용할 때 환자의 환부절개면을 척추고정장치의 종축길이부 이상을 절개하는 절개 수술법(Open Surgery)의 경우, 환부면이 크게 되고 환부면이 커짐으로 인하여 환부절개면의 봉합시 많은 시간이 소요되고 시술후 환자의 환부에 수술자국이 크다는 문제점이 있다. 근본적으로 척추근육의, 특히 척추 기립근(erector spinae)의 활동은 직접적으로 몸통(trunk)와 골반(pelvis)의 자세와 연관되어 있고, 몸통 근육의 기능과 척추 장애(low back disorder)와 연관이 있다. 특히 시술 후의 인접 마디의 퇴행은 척추수술 후 좋지 않은 결과가 변형되고 왜곡된 자세와 연관되어 있음을 의미한다. 절개수술법의 경우, 이러한 근육에 대한 절개 및 신경조직의 절단/제거가 이루어지게 되므로, 수술 후 몸통 근육 활동의 부재로 인한 부정적인 수술결과를 초래할 수 있으며, 증가된 부하는 추간원판에 부과되는 압력과 전단 응력(shear stress)을 증가시킨다. 이것은 디스크 퇴행으로 이어질 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 최소 침습 수술을 통해 환자의 환부에 삽입시 시술이 용이한 척추고정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 되어질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 척추고정장치는 환자의 척추를 고정하는 척추고정장치에 있어서, 척추골의 척추경 또는 천골에 소정의 각도와 깊이로 삽입되고, 길이방향으로 연장되어 구성된 로드가이드를 포함하는 척추경나사못과 로드가이드에 의해 가이드되는 척추로드와, 척추로드와 척추경나사못을 연계하여 체결하는 결합체결부를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 종래기술에 따른 척추고정장치의 사시도 도면으로 통상적으로 시술되는 척추고정장치의 구성은 손상된 척추부를 정상적인 상태로 교정한 후 움직임 없이 고정할 수 있도록, 척추골의 척추경 또는 천골에 소정의 각도와 깊이로 삽입되는 척추경나사못(20)과 척추경나사못(20)을 연결하는 척추로드(40) 그리고 상기한 척추로드(40)와 척추경나사못(20)을 연계하여 체결하는 결합체결부(30)로 구성된다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추고정장치의 사시도를 나타낸 도면으로서, 로드가이드(230)를 포함한 척추경나사못(150)과 척추로드(400)와 결합체결부(300)로 구성된다.

척추경나사못(150)은 하부측에 척추경에 삽입하여 고정되는 나사봉(100)과 상부측에 형성되어 U형홈과(210) 내측에 나사선a(250)을 포함하는 헤드부(200)와, 헤드부 상단에서 길이방향으로 연장되어 척추로드(400)를 받쳐주는 로드가이드(230)로 구성된다. 상기 나사봉(100)은 헤드부(200)와 고정된 고정형 결합 형태로 구성된다. 다른 실시예로서 상기 나사봉(100)은 도 10에 도시된 바와 같이, 나사봉(100)의 상단부가 헤드부(200)와 회전가능하게 연결되는 구면체결합부로 형성되어 헤드부(200)의 하단부와 연결될 수 있다. 상기 헤드부(200)는 원통형 구조로 하단 부측은 상기 나사봉(100)과 결합되며 상단부측에는 척추로드(400)를 가이드할수 있는 로드가이드(230)와 결합되어 구성된다. 로드가이드(230)는 헤드부(200)와 결합되어 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 헤드부 상단과의 분리를 위한 절단가능면(240)을 원주방향으로 포함하고, 헤드부(200)와 동일한 원통형 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

척추로드(400)는 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이 단면은 원통형이고 원주방향으로 민무늬형인 척추로드(401) 또는 원주방향으로 소정간격의 치열을 포함하는 치열형 척추로드(402')로 두가지 형태로 구성될 수 있다.

결합체결부(300)는 척추로드(400)와 척추경나사못(150)을 연계하여 체결하는 장치로 헤드부(200)와 동일한 원통형상으로 헤드부(200)와 결합시 결합체결부의 상단부 받침(310)에 연결되어 위치한 육각형홈(320)을 회전하여 내장형 나사방식으로 결합된다. 본 실시예에서는 육각형홈(320)을 사용된 것을 기초로 설명하고 있지만, 육각형홈 형상 이외에 삼각형, 사각형 등의 다각형으로 구성될 수 있다. 상기 헤드부(200)의 형상이 원통형상이 아닌 다른 형태의 형상으로 구성될 경우 결합체결부(300)는 헤드부(200)의 형상과 동일한 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

도 3a 내지 3d 는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추경나사못(150)의 정면도, 측면도, 정단면도, 및 측단면도를 나타낸 도면이다.

상기 도 3a 내지 도 3d에서 척추경나사못(150)의 정단면도에서 헤드부(200)와 결합된 나사봉(100)은 상단부와 하단부를 관통하는 관통공(280)을 포함한다. 상기 관통공(280)은, 척추경에 척추경나사못(150)을 삽입시 척추경나사못(150)을 관 통하는 가이드와이어부(미도시)의 출입을 허용하기 위해 형성된다. 척추경나사못(150)은 헤드부(200)의 상단 내측부에 나사선a(250)를 포함하고, 나사선a(250)은 결합체결부(300)의 나사선b(350)와 나사결합된다.

도 4a 내지 도 4c 는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결합체결부(300)의 상면도, 단면도, 저면도를 나타낸다.

척추경나사못(150)의 결합체결부(300)는 척추로드(400)와 척추경나사못(150)을 연계하여 체결하는 장치로서, 헤드부(200)와 같이 원통형상을 가지고 하단부에 n형홈(330)을 포함하는 원주부(301), 원주부(301)의 상단과 받침(310)으로 연결되고 내부에 육각형홈(320)을 가지는 원통형상부(340), 원주부(301)와 원통형상부(340) 사이에 형성되어 헤드부(200)의 로드가이드(230)가 관통되는 공간부(370)를 포함한다. 원통형상부(340)의 원주방향 측면부는 나사선b(350)을 포함한다.

도 5a 내지 도 5d 는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 척추경나사못(150)의 정면도, 측면도, 정단면도, 측단면도를 나타낸 도면이다.

도 5a 내지 도 5d 의 척추경나사못(150')은 도 3 의 척추경나사못(150)의 형상과 동일한 구조를 가지며, 헤드부(200')의 U형홈(210')의 중앙부에 원형돌기a(260')를 더 포함한다. 원형돌기a(260')는 도 8 에 도시된 바와 같이 원주방향으로 소정간격의 치열을 포함하는 치열형 척추로드(402')의 치면과 결합되어, 척추경나사못(150')의 헤드부(200')의 나사선a(250')와 결합체결부(300')의 나사선b(350')의 나사 결합이 느슨해 지더라도 원형돌기a(260')가 척추로드(402')에 형성된 치를 벗어나지 않는 한, 척추로드(402')는 척추경나사못(150')의 원형돌기 a(260')에 걸려 분리되지 않게 된다.

도 6a 내지 도 6c 는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 결합체결부(300')의 평면도, 단면도, 저면도를 나타낸 도면이다.

도 6a 내지 도 6d 의 결합체결부(300')는 도 4 의 결합체결부(300)의 형상과 동일한 구조를 가지며, 하부의 밑면 중앙에 원형돌기b(360')를 더 포함한다.

원형돌기a(260')와 마찬가지로, 원형돌기b(360')는 도 8 에 도시된 바와 같이 원주방향으로 소정간격의 치열을 포함하는 치열형 척추로드(402')의 치면과 결합되어, 척추경나사못(150')의 헤드부(200')의 나사선a(250')와 결합체결부(300')의 나사선b(350')의 나사 결합이 느슨해 지더라도 원형돌기b(360')가 척추로드(402')에 형성된 치를 벗어나지 않는 한, 척추로드(402')는 결합체결부(300')의 원형돌기b(360')에 걸려 분리되지 않게 된다. 원형돌기a(260')와 원형돌기b(360')는 선택적으로 하나만 형성될 수도 있으며, 동시에 척추경나사못(150')과 결합체결부(300')에 형성될 수도 있다.

도 7 은 도 3 의 척추경나사못(150)과 도 4 의 결합체결부(300)와 민무늬형 척추로드(401)의 결합도이다.

도 8 은 도 5 의 척추경나사못(150')과 도 6 의 결합체결부(200')와 치열형 척추로드(402')의 결합도이며, 도 9 는 도 8 의 A부분의 상세단면도이다.

결합체결부(200')의 원형돌기a(260')와 척추로드(402')에 형성된 치의 오목부는, 척추경나사못(150')이 뼈판에 대해 경사지게 위치할지라도 척추의 운동에 의해 발생되는 힘이 효과적으로 전달될 수 있는 광범위한 각도에 걸쳐 척추로드 (402')와 결합체결부(200')의 원형돌기a(260')가 접촉할 수 있도록 한다.

이런 접촉으로 인해 뼈판 자체의 각도와 뼈 결합 스크류 사이의 각도의 조정이 다소간 이루어질 수 있다. 이 경우, 결합체결부의 원형돌기의 직경과 척추로드의 오목부의 직경은 거의 동일한 것이 바람직하다.

원형돌기a(260')와 원형돌기b(360')는 척추경나사못(150')과 결합체결부(300')에 각각 형성되어 있으며, 치열형 척추로드(402')의 치면은 헤드부(200')의 U형홈(210')의 중앙부에 형성된 원형돌기a(260')와, 결합체결부(300')하부의 밑면중앙에 형성된 원형돌기b(360')와 맞닿아 있다.

따라서, 원형돌기a(260')와 원형돌기b(360')가 모두 척추로드(402')에 형성된 치를 벗어나지 않는 한, 척추로드(402')는 척추경나사못(150')의 원형돌기a(260') 또는 결합체결부(300')의 원형돌기b(360')에 걸려 분리되지 않는다.

도 10 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 척추경나사못(150")의 정면도이다.

도 10 의 척추경나사못(150")은 헤드부(200")를 가지고, 로드가이드(230")는 도 3 의 헤드부(200)와 로드가이드(230)와 동일한 구조를 가진다. 나사봉(100")의 상단부는 헤드부(200")와 회전가능하게 연결되는 구면체결합부(500")로 형성되어 헤드부(200")의 하단부와 연결된다. 이에 따라 나사봉(100")과 헤드부(200")는 서로 다른 축 방향으로 정렬될 수 있다.

한편, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 척추경나사못(150") 또한 전술한 실시예들의 구성들이 선택적으로 부가될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제 1 실시예의 n형홈(330) 또는 원형돌기a(260') 등이 선택적으로 부가될 수 있다. 또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 척추경나사못(150")의 원형돌기a(260')와 척추경나사못(150")에 결합되는 결합체결부의 원형돌기b(360')가 선택적으로 하나만 형성되거나, 척추경나사못(150")과 결합체결부(300')에 원형돌기a(260')와 원형돌기b(360')가 동시에 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 척추경나사못(150")과 결합되는 척추로드는 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이 단면은 원통형이고 원주방향으로 민무늬형인 척추로드(401) 또는 원주방향으로 소정간격의 치열을 포함하는 치열형 척추로드(402') 등으로 구성될 수 있다.

도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 실시예들에 따른 척추고정장치의 사용 설명도이다. 도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 척추고정장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 척추고정장치에게도 동일하게 적용된다.

척추경과 결합된 척추경나사못(150)들을 연결하는 척추로드(400)는 절개부를 최소화하는 최소 침습법을 통해 척추에 고정된 척추경나사못(150)과 소정의 각도 예를 들어 45도의 각도방향으로 척추경나사못(150)의 헤드부(200)상단의 로드가이드(230)부를 통하여 삽입된다(도11a). 삽입이 진행되면서 척추로드(400)는 초기 삽입 각도보다 작은 각도를 유지하면서 삽입이 진행된다(도11b). 척추로드(400)는 두 척추경나사못(150)을 연결하여 피부에 삽입된다(도11c). 그 다음 척추로드(400)의 고정을 위하여 결합체결부(300)를 헤드부(200)의 로드가이드(230)부를 관통하여 절단가능면(220)까지 삽입시킨다 (도11d). 삽입된 결합체결부(300)의 상단 육각형홈(320)을 회전시킴으로써, 헤드부(200)내측의 나사선a(250)과 결합체결부(300)의 나사선b(350)가 나사결합되고 척추로드(400)가 고정된다(도11e). 삽입고정된 척추 고정장치에서 척추로드(400)를 가이드해주던 헤드부(200)의 로드가이드(230)는 절단가능면(220)에 임의의 힘을 가함으로써 쉽게 절단되고, 최소 절개된 수술부를 봉합하여 척추고정장치의 장착이 완료된다(도11f).

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정하는 것은 아니다.

상기한 바와 같은 본 발명의 척추고정장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 최소 침습 수술만으로도 척추로드의 삽입이 가능하여 수술이 용이하고, 수술상처를 줄일 수 있으며 척추로드의 삽입을 위한 별도의 기구(instrument)를 사용하지 않는 장점이 있다.

둘째, 치열형 척추로드의 사용으로, 척추고정장치의 고정이 느슨해지더라도 척추로드의 이탈이 방지되며 척추경나사못이 뼈판에 대해 경사지게 위치할지라도 하중이 효과적으로 전달될 수 있는 광범위한 각도에 걸쳐 척추로드와 접촉이 유지되는 장점이 있다.

Claims (11)

1. 환자의 척추를 고정하는 척추고정장치에 있어서, 척추골의 척추경 또는 천골에 소정의 각도와 깊이로 삽입되고, 길이방향으로 연장되어 구성된 로드가이드를 포함하는 척추경나사못;

   상기 로드가이드에 의해 가이드되는 척추로드; 및

   상기한 척추로드와 척추경나사못을 연계하여 체결하는 결합체결부를 포함하는 척추고정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 척추경나사못은 척추경에 삽입하여 고정되는 나사봉과, 상기 나사봉의 상부에 형성되어 내측에 U형홈 및 나사부를 포함하는 헤드부와, 상기 헤드부 상단에서 길이 방향으로 연장되어 상기 척추로드를 받쳐주는 로드가이드를 포함하는 척추고정장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 나사봉은 상단부와 하단부를 관통하는 관통공을 포함하는 척추고정장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 로드가이드는 상기 헤드부와 결합되어 일체로 형성되며 절단가능면을 포함하는 척추고정장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 척추경나사못의 나사봉은 상기 헤드부와 회전가능하게 연결되는 척추고정장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 나사봉의 상단부는 상기 헤드부 내측과 회전가능하게 연결되도록 구면체결합부를 포함하는 척추고정장치.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 헤드부는 U형홈 상부에 나사산이 형성된 척추고정장치.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 헤드부의 U형홈의 중앙부에 원형의 돌기를 포함하는 척추고정장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 결합체결부는 상부에 로드가이드가 관통하는 공간부가 형성되고 외측하단부에 n형홈을 포함하는 척추고정장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 결합체결부는 하부의 밑면 중앙에 원형돌기를 더 포함하는 척추고정장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 척추로드의 단면은 원통형이고 원주방향으로 소정간격의 치열을 포함하는 척추고정장치.

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