KR100705998B1 - End-effector for bone fusion surgery operation system - Google Patents

End-effector for bone fusion surgery operation system Download PDF

Info

Publication number
KR100705998B1
KR100705998B1 KR1020060045391A KR20060045391A KR100705998B1 KR 100705998 B1 KR100705998 B1 KR 100705998B1 KR 1020060045391 A KR1020060045391 A KR 1020060045391A KR 20060045391 A KR20060045391 A KR 20060045391A KR 100705998 B1 KR100705998 B1 KR 100705998B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drill
screw
lower plate
end effector
bone fusion
Prior art date
Application number
KR1020060045391A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이종원
김기훈
김찬기
정완균
Original Assignee
학교법인 포항공과대학교
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 학교법인 포항공과대학교 filed Critical 학교법인 포항공과대학교
Priority to KR1020060045391A priority Critical patent/KR100705998B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100705998B1 publication Critical patent/KR100705998B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/37—Master-slave robots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1613—Component parts
    • A61B17/1628—Motors; Power supplies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1662—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body
    • A61B17/1671—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans for particular parts of the body for the spine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7074—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling
    • A61B17/7076—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling for driving, positioning or assembling spinal clamps or bone anchors specially adapted for spinal fixation
    • A61B17/7082—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling for driving, positioning or assembling spinal clamps or bone anchors specially adapted for spinal fixation for driving, i.e. rotating, screws or screw parts specially adapted for spinal fixation, e.g. for driving polyaxial or tulip-headed screws
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

본 발명은 뼈 융합 수술 시스템을 위한 엔드 이펙터에 관한 것이다.The present invention relates to an end effector for a bone fusion surgical system.

본 발명의 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터는,End effector for the bone fusion surgical system of the present invention,

상부에 체결하기 위한 구조가 형성된 나사못들을 뼈에 박기 위한 구멍을 천공하는 드릴과, 이 드릴을 구동하기 위한 드릴 구동 모터를 내장하고 있는 드릴 체결부(1)와; 상기 나사못들과 상기 드릴 체결부(1)가 결합되어 있는 하판(4)과; 상기 하판(4)의 중심을 수직으로 관통하고, 상기 하판(4)에 고정 결합되어 있으며, 상기 드릴 체결부(1)가 결합되어 상하로 미끄러지면서 이동하는 중심축(9)과; 상기 중심축(9)을 회전시켜 하판(4)을 회전시키는 하판 회전 모터(8)와; 회전하강하면 상기 드릴 또는 나사못의 상단과 결합되어 상기 드릴 또는 나사못을 회전하강시키고, 회전상승하면 상기 드릴 또는 나사못으로부터 분리되는 스크류축(7)과; 상기 스크류축(7)이 회전 상하 이동을 하도록 회전동력을 회전상하동력으로 변환하는 기어봉(5)과; 상기 기어봉(5)에 회전동력을 제공하는 상하 이동 모터(6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A drill fastening part (1) having a drill for drilling a hole for drilling screws into a bone having a structure for fastening thereon, and a drill driving motor for driving the drill; A lower plate 4 to which the screws and the drill fastening unit 1 are coupled; A central shaft (9) penetrating vertically through the center of the lower plate (4) and fixedly coupled to the lower plate (4), wherein the drill fastening portion (1) is coupled and slides upward and downward; A lower plate rotating motor 8 for rotating the lower plate 4 by rotating the central axis 9; A screw shaft (7) coupled to the upper end of the drill or screw to lower the rotation and rotating the drill or screw to rotate, and to be separated from the drill or screw if the rotation rises; A gear bar 5 for converting rotational power into rotational vertical force so that the screw shaft 7 rotates vertically; It characterized in that it comprises a vertical movement motor (6) for providing rotational power to the gear rod (5).

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 뼈 융합 수술에 필요한 다양한 도구를 탑재하여 사용자의 조작에 따라 사용 수술 도구를 용이하게 변경할 수 있고, 변경된 수술 도구를 이용하여, 원격으로 용이하게 뼈 융합 수술을 실행 가능하게 하는 뼈 접합 수술 시스템용 엔드 이펙터를 제공할 수 있게 된다.By using the present invention as described above, it is possible to easily change the surgical tool used according to the user's operation by mounting a variety of tools necessary for bone fusion surgery, using the changed surgical tool, easily perform bone fusion surgery remotely It is possible to provide an end effector for a bone bonding surgical system that makes it possible.

뼈, 융합, 엔드 이펙터, 수술 Bone, fusion, end effector, surgery

Description

뼈 융합 수술 시스템을 위한 엔드 이펙터{End-Effector for Bone Fusion Surgery Operation System} End-Effector for Bone Fusion Surgery Operation System

도1은 본 발명의 엔드 이펙터의 전체적인 구조 도면1 is an overall structural diagram of an end effector of the present invention.

도2는 본 발명의 엔드 이펙터의 하부의 상세 도면Figure 2 is a detailed view of the underside of the end effector of the present invention.

본 발명은 뼈 융합 수술 시스템을 위한 엔드 이펙터에 관한 것이다.The present invention relates to an end effector for a bone fusion surgical system.

뼈 융합 수술 시스템은 디스크와 같은 질환 발생 시 어긋나 있는 척추 뼈를 바로 세워 이웃하는 마디의 척추뼈 끼리 융합하여 어긋남으로 인해 발생하는 통증을 줄일 수 있다. 또한 분쇄 골절과 같이 다양한 뼈를 접합하여 고정하는 경우에도 사용되며, 종래의 접합 수술 방법은 직접 외과의사가 접합 수술을 수행하였다.The bone fusion surgical system can reduce the pain caused by misalignment by aligning the vertebral bones that are misaligned in the event of a disease such as a disc and fusion between neighboring nodes. In addition, it is used in the case of bonding and fixing a variety of bones, such as fracture fractures, the conventional method of splicing surgery was performed by a direct surgeon to perform the splicing surgery.

그런데, 이러한 외과의사에 의한 직접적인 뼈 융합 수술은 아무래도 사람이 직접 수행하다가 보니 손떨림 등으로 인하여 수술 정확도가 떨어지고, 수술과정에서 수술이 잘 이루어지고 있는지를 수시로 X-Ray를 찍어 확인해야 하므로 방사선에 외과의사가 과다 노출될 가능성이 있으며, 직접 수술을 하게 되므로 수술 작업에 과다한 노동이 필요하고, 척추 수술 소요시간은 2-3시간이 걸린다However, the direct bone fusion operation by such a surgeon is performed by a person, so the accuracy of the operation decreases due to hand shaking, and it is necessary to check X-rays frequently to make sure that the surgery is being performed well. There is a possibility of overexposure to the doctor, and since the operation is performed directly, the labor operation requires excessive labor and the spinal surgery takes 2-3 hours.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 로봇을 이용한 뼈 융합 수술 시스템이 필요로 된다. 로봇을 이용할 시 외과의의 조작에 따라 정밀하게 제어가능 하기 때문에 수술 정밀도를 높일 수 있으며, 방사선에 노출되는 공간에서 벗어날 수 있어 인체의 유해문제에서 자유롭게 되며, 로봇을 이용하기 때문에 힘든 노동에서 벗어날 수 있다. In order to solve this problem, a bone fusion surgery system using a robot is required. Since the robot can be precisely controlled according to the surgeon's operation, it can increase the precision of the operation, and it can escape from the space exposed to radiation, freeing it from the harmful problems of the human body, and it can be freed from the hard labor because it uses the robot. .

그런데, 이러한 로봇 수술 시스템을 사용하기 위해서는 로봇 끝단에 부착되어 의사의 기능을 수행하는 엔드 이펙터가 필요하게 된다.However, in order to use the robotic surgical system, an end effector attached to the robot end and performing a doctor's function is required.

엔드 이펙터는 기존의 의사가 수술 시에 행하게 되는 모든 작업을 수행할 수 있도록 기능을 가져야 하며, 수술에 필요한 다양한 도구(드릴, 나사 등)들을 포함하고 있어야 한다. The end effector should have the ability to perform all the tasks that a traditional doctor would do during surgery and should include a variety of tools (drills, screws, etc.) needed for the surgery.

현재까지 뼈 융합 수술 시스템에 사용되는 엔드 이펙터의 개발은 존재하지 않았고, 뼈 융합 수술용 로봇 시스템을 사용한다면 사용되는 로봇의 종류와 상관없이 로봇 끝단에서 뼈 융합에 필요한 기능을 수행하는 엔드 이펙터는 반드시 필요로 된다. To date, there has been no development of end effectors for bone fusion surgery systems, and if you use a bone fusion surgery robot system, end effectors that perform the necessary functions for bone fusion at the end of the robot must be used regardless of the type of robot used. It is necessary.

본 발명은 이상과 같은 종래기술의 문제점을 감안하여, 뼈 융합 수술에 필요한 다양한 도구를 탑재하여 사용자의 조작에 따라 사용 수술 도구를 용이하게 변경할 수 있고, 변경된 수술 도구를 이용하여, 원격으로 용이하게 뼈 융합 수술을 실행 가능하게 하는 엔드 이펙터를 제공한다.The present invention in view of the problems of the prior art as described above, equipped with a variety of tools required for bone fusion surgery can be easily changed the surgical tool used according to the user's operation, using a changed surgical tool, remotely easily An end effector is provided that makes bone fusion surgery viable.

이제 본 발명의 구성을 디스크 치료를 위해 척추뼈를 접합하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.The configuration of the present invention will now be described by way of example in which the vertebrae are spliced for disc treatment.

기존의 외과의사에 의한 수술 과정은 뼈의 외각의 딱딱한 부분(Cortical bone)을 송곳을 이용한 망치질로 깨어 구멍을 낸 후, 그 안으로 나사못을 박아 고정시킨다. 이때, 4개의 나사못이 척추뼈 상하, 좌우에 박히게 되고 이들을 보철물에 의해 서로 고정하여 디스크가 발생한 2개의 척추뼈가 하나로 융합되게 되어, 외부에서 힘이 가해지더라도 디스크가 탈출하지 않게 되어 신경을 압박하지 않게 된다.The conventional surgical procedure by a surgeon breaks the cortical bone of the bone with an awl and drills it, and then screws it into it. At this time, the four screws are nailed to the upper and lower, left and right of the vertebrae and these are fixed to each other by a prosthesis, so that the two vertebrae generated by the disc are fused together, so that the disc does not escape even if the force is applied from the outside, so as not to press the nerve. Will not.

따라서, 로봇을 이용한 원격 수술 시스템에서 사용되는 본 발명의 엔드 이펙터는 이러한 기존의 외과의사에 의한 수술 과정에 필요한 수술도구를 탑재할 수 있어야 한다. Therefore, the end effector of the present invention used in the robotic remote surgical system should be able to mount the surgical tools necessary for the surgical procedure by such a conventional surgeon.

또한, 기존의 외과의사가 수행했던 송곳을 이용한 딱딱한 부분(cortical bone)의 제거와 나사못 삽입을 할 수 있게 하기 위하여, 송곳을 이용한 망치질의 과정에서 벗어나 본 발명의 엔드 이펙터에서는 딱딱한 부분(cortical bone)을 제거하기 위해서 고속드릴을 사용하여 제거하는 방법을 택한다.In addition, in order to be able to remove the cortical bone and the screw insertion using the auger performed by a conventional surgeon, in the end effector of the present invention, the hard bone (cortical bone) in the end effector of the present invention In order to remove the pressure, use a high speed drill to remove.

이렇게 고속드릴을 이용하면 액추에이터(actuator)가 순간적인 큰 힘이 필요 없이 기존의 목적을 달성할 수 있다. 결국 본 발명의 엔드 이펙터는 고속드릴에 의한 천공 작업에 의해, 뼈의 딱딱한 부분을 제거하고 나사못을 박을 수 있는 구멍을 형성한다. This high-speed drill allows the actuator to achieve its existing purpose without the need for momentary high forces. Eventually, the end effector of the present invention forms a hole for removing the hard portion of the bone and screwing by drilling by a high speed drill.

예를 들어, 척추뼈의 딱딱한 부분(cortical bone)을 제거하는 작업을 수행하기 위해서 본 발명에서 사용되는 고속드릴은 10,000rpm의 고속드릴을 사용하고 드릴의 팁도 바꿀 수 있도록 한다. 나사못 삽입 과정을 위해서 기어비 86:1의 Maxon RE-max 24 (20 watt)를 사용하고, 이 모터의 정지 토크(stall torque)는 20(Nm)이다. For example, the high speed drill used in the present invention to perform the operation of removing the cortical bone of the vertebrae uses a high speed drill of 10,000 rpm and also allows changing the tip of the drill. For the screw insertion process, a Maxon RE-max 24 (20 watt) with a gear ratio of 86: 1 is used, and the stall torque of this motor is 20 (Nm).

이제, 본 발명의 뼈 접합 수술을 위한 엔드 이펙터의 구조를 도1, 2를 참고로 하여 설명하기로 한다.Now, the structure of the end effector for bone bonding surgery of the present invention will be described with reference to FIGS.

본 발명의 척추 접합용 엔드 이펙터는 고속드릴(미도시)을 구동하기 위한 모터가 내장된 고속 드릴 체결부(1)와; 나사못(2)의 상부에 존재하여 스크류축(7)과 나사 결합되는 나사못 체결 구조(3)와; 상기 고속드릴 체결부(1)가 결합되고 나사못(2)이 나사 결합된 원형의 하판(4)과; 기어봉(5)을 상하로 이동시키도록 하기 위해 상기 기어봉(5)과 기어 방식으로 체결되어 동력을 전달하는 상하 이동 모터(6)와; 기어봉(5)의 하단에 설치되어 기어봉(5)의 하방 이동시에 나사못 체결구조(3) 또는 고속드릴 헤더(12)와 나사 구조로 체결되도록 내부에 나사 홈이 존재하는 스크류축(7)와; 스크류축(7)에 나사 결합되는 나사못(2) 또는 고속드릴을 선택하기 위해 하판(4)을 회전시켜 주는 하판 회전 모터(8); 상기 엔드 이펙터의 중심에 해 당하고 상기 고속드릴 쳬결부(1)이 축을 따라 미끄러지면서 이동하는 중심축(9)과, 뼈에 나사못(2)을 박은 후, 보철물을 나사못 체결 구조(3)에 끼우고 너트로 조이기 위한 나사못 헤더 구조(10)를 포함하는 것을 특징으로 한다. End effector for spinal joint of the present invention is a high-speed drill fastening portion (1) with a built-in motor for driving a high-speed drill (not shown); A screw fastening structure 3 present on the top of the screw 2 and screwed with the screw shaft 7; A circular lower plate (4) to which the high speed drill fastening unit (1) is coupled and the screw (2) is screwed; A vertical movement motor 6 which is coupled to the gear rod 5 in a gear manner so as to move the gear rod 5 up and down and transmits power; A screw shaft 7 installed at a lower end of the gear rod 5 and having a screw groove therein so as to be fastened to the screw fastening structure 3 or the high speed drill header 12 when the gear rod 5 moves downward; A lower plate rotating motor 8 which rotates the lower plate 4 to select a screw 2 or a high speed drill screwed to the screw shaft 7; A central shaft (9) corresponding to the center of the end effector and the high speed drill coupling part (1) slides along the axis and the screw (2) is put on the bone, and then the prosthesis is inserted into the screw fastening structure (3). It characterized in that it comprises a screw header structure 10 for tightening with a nut.

여기서 스크류축(7)도 내부에 나사 구조로 되어 있고 나사못 체결 구조(3) 나사 구조로 되어 있으므로 기어봉(5)이 회전하면서 하방으로 이동을 하면 스크류축(7)과 나사못 체결구조(3)가 나사 결합되기 시작하여 스크류축(7)이 걸림구조(11)에 걸리기 시작하면 본격적으로 나사못(2)이 회전하면서 하방으로 내려가기 시작한다.Here, the screw shaft (7) also has a screw structure inside the screw fastening structure (3) Since the screw structure of the gear bar (5) when moving downward while rotating the screw shaft (7) and screw fastening structure (3) When the screw shaft 7 begins to be engaged by the screw shaft 7 and the hook structure 11 is engaged, the screw 2 starts to descend downward in earnest.

이제, 척추 접합 수술을 하기 위해 상기의 엔드 이펙터를 작동시키는 방법을 설명하기로 한다.Now, a method of operating the end effector for spinal conjugation surgery will be described.

먼저, 엔드 이팩터를 이동시켜 고속드릴 체결부(1)의 고속드릴의 끝이 척추 뼈를 천공하고자 하는 위치(나사못(2)을 박을 위치)에 놓이도록 한다. 그 후, 고속드릴로 뼈를 천공한다.First, the end effector is moved so that the end of the high speed drill of the high speed drill fastening part 1 is placed at a position (a position where the screw nail 2 is to be drilled) to puncture the vertebral bone. The bone is then drilled with a high speed drill.

이러한 과정을 반복하여 4개의 나사못(2)이 박힐 부분에 대한 천공을 한다.Repeat this process to drill the four screws (2) will be stuck.

이렇게 하면 나사못(2)이 박힐 4개의 부분에 구멍이 생기게 된다. This will create a hole in the four parts where the screw 2 will be stuck.

다음으로, 하판 회전 모터(8)를 회전시켜 나사못 체결 구조(3)가 스크류축(7)의 바로 아래에 놓이도록 하여 특정의 나사못(2)을 선택하고, 상하 이동 모터(6)를 구동하여 기어봉(5)이 하단으로 내려가게 하여 스크류축(7)이 나사못 체결 구조(3)에 나사 결합되기 시작되게 한다. Next, the lower plate rotating motor 8 is rotated so that the screw fastening structure 3 is placed directly under the screw shaft 7, so that the specific screw 2 is selected, and the vertical movement motor 6 is driven. The gear rod 5 is lowered to the bottom so that the screw shaft 7 begins to screw into the screw fastening structure 3.

이제, 계속해서 상하 이동 모터(6)를 구동하면 스큐류축(7)의 하단이 걸림구조(11)에 걸리기 시작하여, 이때부터는 본격적으로 나사못(2)이 나선형으로 하강하여 상기 고속드릴에 의해 천공된 구멍에 나사못(2)이 박히게 된다. Now, when the vertical movement motor 6 is continuously driven, the lower end of the skew flow shaft 7 begins to be caught by the locking structure 11, and from this time on, the screw 2 is spirally lowered and drilled by the high speed drill. The screw (2) will be stuck in the hole.

다음으로, 상하 이동 모터(6)를 반대방향으로 구동을 시키면 스크류축(7)이 반대방향으로 나선형 회전을 하면서 상부로 이동하여 나사못 체결 구조(3)에서 풀려서 분리되게 된다.Next, when the up and down motor 6 is driven in the opposite direction, the screw shaft 7 moves upward while spirally rotating in the opposite direction, and is released from the screw fastening structure 3 to be separated.

이상과 같은 과정을 반복하여 4개의 천공된 구멍에 4개의 나사못(2)을 박은 후, 나사못 체결구조(3)에 끼우지는 홈을 가진 일자형 보철물 또는 사각형 보철물을 4개의 나사못 체결구조(3)에 끼워서 나선 구조의 나사못 헤더(10)에 너트를 끼워 조이면 뼈에 박힌 나사못(2)이 보철물에 의해 단단히 고정되게 되므로, 결국 결합시키고자 하는 척추뼈가 단단하게 고정되게 된다.After repeating the above process to put four screws (2) in the four perforated holes, straight prosthesis or square prosthesis having a groove to be fitted in the screw fastening structure (3) to the four screw fastening structure (3) When the nut is screwed into the screw header 10 of the spiral structure to be inserted into the screw screw (2) is firmly fixed by the prosthesis, so that the vertebrae to be joined are firmly fixed.

한편, 고속드릴 체결부(1)에 고정된 고속드릴은 수술 과정 시에 반복적으로 사용되기 때문에 사용하고 나서 다시 제자리에 위치시킨다. On the other hand, the high speed drill fixed to the high speed drill fastening portion (1) is used again because it is used repeatedly during the surgical procedure and then put it back into place.

또한, 고속드릴 체결부(1)는 중심축(9)과 부싱(10)을 통해 연결되어 고속드릴 체결부(1)가 이 중심축을 따라 상하로 이동가능하게 되어 있다.In addition, the high speed drill fastening part 1 is connected through the central axis 9 and the bushing 10, and the high speed drill fastening part 1 is movable up and down along this central axis.

따라서, 뼈에 천공을 하기 위해서는, 하판 회전 모터(8)를 구동시켜 스크류축(7)을 고속드릴 헤더(12)의 바로 아래에 놓고 기어봉(5)이 나선형으로 하강 이동을 하면, 스크류축(7)이 나선형으로 하강 이동을 하여 스크류축(7)이 고속드릴 헤더(12)와 나사 결합되기 시작하고, 계속 진행하여 스크류축(7)이 걸림구조(13)에 걸리기 시작하면 본격적으로 고속드릴이 미끄러지면서 하강을 하게 되어 천공이 시작된다. Therefore, in order to drill the bone, the lower shaft rotating motor 8 is driven to place the screw shaft 7 directly under the high speed drill header 12, and the gear rod 5 moves downward in a spiral manner. 7) when the screw shaft 7 begins to screw with the high speed drill header 12, and the screw shaft 7 starts to be caught by the catching structure 13, the high speed drill is performed in earnest. As the skid slides and descends, the drilling starts.

또한 천공이 완료되면 기어봉(5)을 나선형으로 상승시켜서 고속드릴 체결부(1)가 상승하게 하여 고속드릴 체결부(1)가 완전히 상승하면, 하판(4)과의 마찰이 시작되어, 계속 나선형으로 기어봉(5)를 상승시키면 스크류축(7)이 고속드릴 헤더(12)에서 분리되게 된다.In addition, when the drilling is completed, the gear rod 5 is spirally raised to cause the high speed drill fastening portion 1 to rise, and when the high speed drill fastening portion 1 is completely raised, friction with the lower plate 4 starts, and the spiral is continued. When the gear rod 5 is raised, the screw shaft 7 is separated from the high speed drill header 12.

이때, 고속드릴 연결 부위에 베어링(미도시)을 사용하여 스크류축(7)의 회전운동과 상하 운동시에 고속드릴이 상하 운동만 받아들이고, 회전 운동은 고속드릴 체결부(1)에 내장된 모터에 의해 수행되게 한다. At this time, the high speed drill receives only the vertical movement during the rotational movement and the vertical movement of the screw shaft 7 by using a bearing (not shown) at the high speed drill connection portion, and the rotational movement is a motor built in the high speed drill fastening portion 1. To be performed by

이상과 같은 본 발명을 이용하면, 뼈 융합 수술에 필요한 다양한 도구를 탑재하여 사용자의 조작에 따라 사용 수술 도구를 용이하게 변경할 수 있고, 변경된 수술 도구를 이용하여, 원격으로 용이하게 뼈 융합 수술을 실행 가능하게 하는 뼈 접합 수술 시스템용 엔드 이펙터를 제공할 수 있게 된다.By using the present invention as described above, it is possible to easily change the surgical tool used according to the user's operation by mounting a variety of tools necessary for bone fusion surgery, using the changed surgical tool, easily perform bone fusion surgery remotely It is possible to provide an end effector for a bone bonding surgical system that makes it possible.

Claims (7)

뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터에 있어서,In the end effector for a bone fusion surgical system, 상부에 체결하기 위한 구조가 형성된 나사못들을 뼈에 박기 위한 구멍을 천공하는 드릴과, 이 드릴을 구동하기 위한 드릴 구동 모터를 내장하고 있는 드릴 체결부(1)와;A drill fastening part (1) having a drill for drilling a hole for drilling screws into a bone having a structure for fastening thereon, and a drill driving motor for driving the drill; 상기 나사못들과 상기 드릴 체결부(1)가 결합되어 있는 하판(4)과;A lower plate 4 to which the screws and the drill fastening unit 1 are coupled; 상기 하판(4)의 중심을 수직으로 관통하고, 상기 하판(4)에 고정 결합되어 있으며, 상기 드릴 체결부(1)가 결합되어 상하로 미끄러지면서 이동하는 중심축(9)과;A central shaft (9) penetrating vertically through the center of the lower plate (4) and fixedly coupled to the lower plate (4), wherein the drill fastening portion (1) is coupled and slides upward and downward; 상기 중심축(9)을 회전시켜 하판(4)을 회전시키는 하판 회전 모터(8)와;A lower plate rotating motor 8 for rotating the lower plate 4 by rotating the central axis 9; 상기 하판 회전 모터(8)에 의해 하판(4)을 회전시켜 원하는 상기 드릴 또는 나사못의 상부에 위치하도록 하고, 회전하강하면 상기 드릴 또는 나사못의 상단과 결합되어 상기 드릴 또는 나사못을 회전하강시키고, 회전상승하면 상기 드릴 또는 나사못으로부터 분리되는 스크류축(7)과;The lower plate 4 is rotated by the lower plate rotating motor 8 so as to be positioned at the upper portion of the desired drill or screw, and when the lower plate is rotated, the lower plate 4 is combined with the upper end of the drill or screw to rotate and lower the drill or screw. A screw shaft (7) separated from the drill or screw when raised; 상기 스크류축(7)이 회전 상하 이동을 하도록 회전동력을 회전상하동력으로 변환하는 기어봉(5)과;A gear bar 5 for converting rotational power into rotational vertical force so that the screw shaft 7 rotates vertically; 상기 기어봉(5)에 회전동력을 제공하는 상하 이동 모터(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터.End effector for a bone fusion surgical system, characterized in that it comprises a vertical movement motor (6) for providing rotational power to the gear rod (5). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 나사못의 상부와 상기 스크류축(7)의 내부는 나사 구조로 되어 있어 결합시에는 나사결합이 되는 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터.The upper end of the screw and the inside of the screw shaft (7) is a screw structure end effector for bone fusion surgery system, characterized in that the screwing when combined. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나사못의 상부에는 걸림 구조(11)가 존재하여, 상기 스크류축(7)이 나사못의 상부와 나사결합되기 시작하여 계속진행하면 이 걸림 구조(11)에 걸리게 되어 본격적으로 스크류축(7)의 회전하강력이 나사못에 전달되게 하는 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터.The upper part of the screw has a locking structure 11, the screw shaft 7 begins to be screwed with the upper portion of the screw and proceeds to be caught by the locking structure 11 and the screw shaft 7 in earnest End effector for a bone fusion surgical system, characterized in that the rotational force is transmitted to the screw. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 나사못의 상부에는 보철물이 끼워진 후 너트가 끼워져는 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터. An end effector for a bone fusion surgical system, characterized in that the nut is inserted after the prosthesis is inserted into the upper portion of the screw. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 드릴 연결 부위에는 베어링이 사용되어 상기 스크류축(7)의 회전상하운동을 상하운동으로만 받아들이는 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터.An end effector for a bone fusion surgical system, characterized in that a bearing is used at the drill connection portion to receive the rotational vertical movement of the screw shaft 7 only as the vertical movement. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 드릴 체결부(1)와 중심축(9)은 부싱구조(10)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터.End drill for the bone fusion surgical system, characterized in that the drill fastening portion (1) and the central axis (9) is coupled by a bushing structure (10). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 뼈 융합 수술용 시스템이 척추뼈 융합 수술용 시스템인 것을 특징으로 하는 뼈 융합 수술용 시스템을 위한 엔드 이펙터.End effector for a bone fusion surgery system, characterized in that the bone fusion surgery system is a vertebral fusion surgery system.
KR1020060045391A 2006-05-20 2006-05-20 End-effector for bone fusion surgery operation system KR100705998B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060045391A KR100705998B1 (en) 2006-05-20 2006-05-20 End-effector for bone fusion surgery operation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060045391A KR100705998B1 (en) 2006-05-20 2006-05-20 End-effector for bone fusion surgery operation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100705998B1 true KR100705998B1 (en) 2007-04-13

Family

ID=38161461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060045391A KR100705998B1 (en) 2006-05-20 2006-05-20 End-effector for bone fusion surgery operation system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100705998B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200109502A (en) 2019-03-13 2020-09-23 큐렉소 주식회사 End effector for surgical robot

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003210479A (en) 2002-01-17 2003-07-29 Woo Shin Cho Intramedullary nail, and screw inserting device and screw inserting method for intramedullary nail
KR20060035762A (en) * 2003-07-16 2006-04-26 신세스 게엠바하 Plating system with multiple function drill guide

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003210479A (en) 2002-01-17 2003-07-29 Woo Shin Cho Intramedullary nail, and screw inserting device and screw inserting method for intramedullary nail
KR20060035762A (en) * 2003-07-16 2006-04-26 신세스 게엠바하 Plating system with multiple function drill guide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200109502A (en) 2019-03-13 2020-09-23 큐렉소 주식회사 End effector for surgical robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11980404B2 (en) Implantable compression screws
AU2017216552B2 (en) Bone graft fixation systems and methods
US9522023B2 (en) Orthopedic plate, orthopedic device, method of coupling bone segments, and method of assembling an orthopedic plate
US20090198289A1 (en) Fortified cannulated screw
US20130253595A1 (en) System and method for securing an implant to a bone containing bone cement
US20090118771A1 (en) Curved assembly for reattachment of fragmented bone segments
EP3730079B1 (en) Bone screws and instrumentation
CN101404944A (en) Assemblies for the reduction of a fracture
CN105011997B (en) Bone uptake device and method
US11278335B2 (en) Implantable compression screws
US20130253518A1 (en) System and method for creating a bore and implanting a bone screw in a vertebra
US20130253517A1 (en) System and method for creating a bore and implanting a bone screw in a vertebra
JP7507275B2 (en) Preparing the tibia to receive a tibial implant component of a replacement ankle
KR100705998B1 (en) End-effector for bone fusion surgery operation system
US20080033441A1 (en) Ligament graft-fixing apparatus
CN109276306B (en) A kind of withdrawing device of depth fracture bone nail
WO2022009219A1 (en) System for varying distance between bone segments
CN108577950B (en) Dynamic adjustable single-side external fixator
CN213552137U (en) Intelligent drilling medical robot
US11844557B2 (en) Locking variable length compression screw
KR20220043110A (en) Automated Anchor Insertion System
CN112120757A (en) Intelligent drilling medical robot and operation method thereof
RU2575313C2 (en) Device and method for bone augmentation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120330

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee