KR100859827B1 - 동적 척추 안정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 척추를 안정시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 동적 안정장치는 척추의 움직임에 따라 운동하여, 중심 영역(central zone) 내에서 증가된 기계적 지지력(mechanical support)을 제공하며, 상기 중심 영역은 실질적으로 손상된 척추의 중립 영역에 대응한다. 상기 동적 안정장치는, 지지력 어셈블리(support assembly); 및 상기 지지력 어셈블리와 결합되어 있는 저항력 어셈블리(resistance assembly)를 포함한다. 상기 지지력 어셈블리는, 상기 동적 안정장치가 상기 중심 영역 내에서 움직이는 동안에는 저항력을 많이 발생시키고, 상기 동적 안정장치가 상기 중심 영역을 벗어나 움직이는 동안에는 저항력을 적게 발생시킨다. 또한, 본 발명은 상기 동적 안정장치를 사용하는 방법도 개시하고 있다.
척추, 척주, 척추뼈, 요통, 안정장치, 중립 영역, 지지력, 저항력

Description

동적 척추 안정장치{DYNAMIC SPINE STABILIZER}
본 발명은 척추를 안정시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 척추(spine)가 중립 영역(neutral zone)에서 이동할 때 점진적으로 증가하는 기계적 저항력을 가하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
요통(low back pain)은 산업 사회를 괴롭히는 고비용 질병의 하나이다. 흔한 감기를 제외하면, 질병으로 인해 의사를 찾게되는 가장 큰 이유는 요통에 의한 것이다. 요통은 극심한 급성 통증을 유발했다가 사라지는 경우부터 다양한 등급의 만성 통증을 일으키는 경우까지 그 양상이 다양하다. 통상적인 요통 치료법에는 냉찜질, 물리 치료, 마취, 스테로이드 및 척추 지압 요법(chiropractic maneuvers) 등이 있다. 이러한 모든 통상적 치료법을 거친 뒤, 환자는 미세 수핵제거술(micro discectomy)로부터 융합술(fusion)에 이르는 외과적인 방법을 선택하게 된다. 여기서, 미세 수핵제거술은 신경뿌리(nerve root) 및 척수(spinal cord)에 가해지는 압력을 완화시키는 비교적 간단한 수술이며, 융합술은 통증의 정도에 따라 척추의 움직임을 제한하는 수술이다.
미국에서는 매년 20만 명 이상의 환자들이 요추 융합 수술(lumbar fusion surgery)을 받고 있다. 융합술은 현재 70퍼센트 이상의 환자들에게 효과를 보이고 있지만, 이러한 성공적인 결과의 이면에는 척추의 움직임이 제한되고, 인접한 척추뼈에 가해지는 하중을 증가시켜 그 척추뼈의 퇴행(degeneration)을 가속화시키는 문제점이 있다. 또한, 미국 내에서 700만 명 이상으로 추산되는 요통 환자들은, 수술로도 증상이 완화되지 않을 수 있다는 위험부담을 감수하는 대신, 그저 만성 요통의 고통을 견디고 있다.
이러한 문제점을 해소하고자, 운동 보존 장치(motion preservation devices)로 총칭되는 새로운 형태의 치료법이 현재 개발되고 있다. 그 중 일부 유망한 치료법은 핵(nucleus), 디스크(disc) 또는 패싯(facet) 대체술(replacements)의 형태를 띠고 있다. 또 다른 형태의 운동 보존 장치는 척추 조직을 제거하지 않고, 손상 및/또는 퇴행된 척추를 동적으로 내부 안정화시킨다. 이러한 개념은 척추를 안정화시킴으로써 척추의 정상적인 기능은 유지하면서 통증을 방지하는데 그 주목적이 있다. 상기 두 가지 형태의 운동 보존 장치의 주된 차이점은 다음과 같다. 즉, 전자의 경우 퇴행된 해부 조직을 대체하여 운동성을 향상시키기 위한 목적으로 대체 장치(replacement devices)가 사용되는 반면, 후자의 경우 비정상적인 척추의 움직임을 제어하고 안정화시키기 위한 목적으로 동적 내부 안정장치(dynamic internal stabilization devices)가 사용된다.
10여 년 전 요통에 대한 가설이 하나 등장하였는데, 이 가설에 의하면 척추계(spinal system)는 척주(spinal column)(척추뼈(vertebrae), 디스크, 및 인대), 척주를 둘러싼 근육, 및 다양한 일상 활동 중에 척추의 안정화를 돕는 신경근육 제어 단위(neuromuscular control unit)로 구성되는 것으로 개념화된다(Panjabi MM. "The stabilizing system of the spine. Part I. Function, dysfunction, adaptation, and enhancement." J Spinal Disord 5 (4):383-389, 1992a). 이러한 가설로부터 척추의 손상 또는 퇴행시 강한 척추 근육이 필요하다는 추론이 얻어졌으며, 중립 자세(neutral posture)로 서 있는 경우에는 더더욱 그러하였다(Panjabi MM. "The stabilizing system of the spine. Part II. Neutral zone and instability hypothesis." J Spinal Disord 5 (4):390-397, 1992b). 즉, 요통 환자는 충분한 정도의 잘 조화된 근력이 필요하며, 필요한 곳의 근육을 강화 및 훈련시켜 중립 자세로 서 있는 동안 척추를 최대한 보호하도록 할 필요가 있다.
요통 환자들의 손상된(손상 또는 퇴행과 함께 역학적으로 원래 상태가 훼손된) 척추를 보조하기 위해, 동적 (비융합식)안정화 장치(dynamic stabilization(non-fusion) devices)는 특정한 기능을 갖춰야 한다. 구체적으로, 이 장치는 손상된 척추에 대해, 특히 이 장치를 가장 필요로 하는 곳인 중립 영역에서 기계적으로 척추를 보조해야 한다. 여기서 "중립 영역"이란 척추의 강성이 낮은 영역, 즉, 척추부(spinal segment)의 모멘트-회전 곡선에서 앞쪽 부분을 일컫는다(도 1 참조)(Panjabi MM, Goel VK, Takata K. 1981 Volvo Award in Biomechanics. "Physiological Strains in Lumbar Spinal Ligaments, an in vitro Biomechanical Study." Spine 7 (3):192-203, 1982). 일반적으로 중립 영역은 대략 중립 자세를 취할 때의 운동 범위의 중심 영역으로 정의되며, 이 자세에서 후관절(facet joint) 및 척추 조직이 척추의 움직임에 가장 무리를 주지 않는다. 이러한 개념은 도 1에 도시된 바와 같은 비손상 및 손상 척추의 하중-변위 또는 모멘트 -회전 곡선 상에 잘 구체화되어 있다. 이 곡선은 비선형 곡선이며, 이는 척추의 기계적 특성이 각도 변화량 및/또는 회전량에 따라 변한다는 것을 뜻한다. 척추의 움직임을 굴곡(flexion) 및 신장(extension)으로 나타내기 위해 상기 곡선을 각각 양(positive) 및 음(negative)의 방향으로 따라갈 때, 곡선 상의 각 점에서의 경사는 척추의 강성(stiffness)을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중립 영역은 운동 범위에서 강성이 낮은 영역이다.
실험에 의하면, 척주의 손상이나 퇴행으로 운동 범위뿐만 아니라 중립 영역도 증가함을 알 수 있다(도 1 참조). 그러나, 비손상 상태에 대한 퍼센트 값으로 나타내면, 중립 영역이 운동 범위보다 더 크게 증가한다. 이는 척추 손상에 대한 지표로서, 운동 범위보다 중립 영역이 더 우수함을 의미한다. 또한 임상 시험에서 밝혀진 바에 따르면, 운동 증가 범위와 요통의 상관관계가 그다지 높지 않다. 따라서, 불안정한 척추는 특히 중립 영역에서 안정화될 필요가 있다. 동적 내부 안정화 장치는 척추와 함께 운동할 수 있도록 가요성을 갖고 있어야 하며, 이로써 디스크, 후관절 및 인대가 영양상의 건강을 유지하는데 필요한 정상적인 생리적 움직임과 하중을 갖게 된다. 또한, 이 장치는 각각의 환자에 따라 적절한 자세를 얻을 수 있도록, 개별 환자의 서로 다른 물리적, 해부학적 특징에 따라 조절이 가능해야 한다.
이상과 같은 점을 숙지한 당업자라면, 종래의 장치가 가진 단점을 극복한 척추 안정 장치의 필요성을 통감할 것이다. 본 발명은 그와 같은 척추 안정 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 척추 안정 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 동적 안정장치를 척추의 척추뼈에 결합하는 단계; 및 상기 동적 안정장치가 부착된 상기 척추 영역에 저항력(resistance) 형태의 힘을 가함으로써, 기계적 조력(mechanical assistance)을 제공하는 단계에 의해 달성된다. 상기 척추가 상기 척추의 중립 영역 부근에 있는 동안에는 기계적 조력이 많이 제공되고, 상기 척추가 상기 척추의 상기 중립 영역을 벗어나 있는 동안에는 기계적 조력을 적게 제공하도록, 상기 저항력이 가해진다.
본 발명의 다른 목적은, 동적 안정장치에 있어서, 상기 동적 안정장치는 척추의 움직임에 따라 운동하여, 중심 영역 내에서 증가된 기계적 지지력(mechanical support)을 제공하며, 상기 중심 영역은 실질적으로 손상된 척추의 중립 영역에 대응하는, 동적 안정장치를 제공하는 것이다. 상기 동적 안정장치는, 지지력 어셈블리(support assembly); 및 상기 지지력 어셈블리와 결합되어 있는 저항력 어셈블리(resistance assembly)를 포함한다. 상기 지지력 어셈블리는, 상기 동적 안정장치가 상기 중심 영역 내에서 움직이는 동안에는 저항력을 많이 발생시키고, 상기 동적 안정장치가 상기 중심 영역을 벗어나 움직이는 동안에는 저항력을 적게 발생시킨다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동적 안정장치에 있어서, 피스톤 어셈블리(piston assembly); 및 상기 피스톤 어셈블리 결합되어 있는 저항력 어셈블리를 포함하는, 동적 안정장치를 제공하는 것이다. 상기 저항력 어셈블리는 제1 스프링 및 제2 스프링으로 구성되어 있으며, 상기 피스톤 어셈블리는 상기 저항력 어셈블리를 신체(body member)에 연결할 수 있는 형상 및 치수를 가지고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 발명의 상세한 설명을 통해 본 발명의 목적 및 장점이 명백해질 것이며, 본 발명에 관한 실시예도 개시된다.
도 1은 척추부(손상 및 비손상 척추)에 대한 모멘트-회전 곡선으로서, 중립 영역 내에서 척추의 강성이 낮음을 보여주고 있다.
도 2는 척추부에 대한 모멘트-회전 곡선 및 척추부의 개략도로서, 중립 영역 내에서 척추의 강성이 낮음을 보여주고 있다.
도 3a는 본 발명의 개략도 및 힘-변위 곡선으로서, 본 발명에 의한 동적 척추 안정장치의 중심 영역 내에서 증가된 저항력이 제공됨을 보여주고 있다.
도 3b는 힘-변위 곡선으로서, 스프링을 대체함으로써 곡선 형태가 변화함을 보여주고 있다.
도 3c는 척추 및 척추에 결합된 한 쌍의 안정장치를 등 쪽에서 바라본 도면이다.
도 3d는 장력을 받고 있는 안정장치의 측면도이다.
도 3e는 압축력을 받고 있는 안정장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 동적 척추 안정장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 있어서 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 6은 모멘트-회전 곡선으로서, 본 발명에 의한 안정장치가 척추의 안정화를 도와주는 방법을 보여주고 있다.
도 7a는 본 발명에 의한 안정장치의 자유물체도이며, 도 7b는 본 발명에 의한 안정장치의 중심 영역에서의 자유물체도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 110: 안정장치
12, 14: 척추뼈
16, 18: 척추경 나사
20, 120: 하우징
22, 24, 122, 124: 하우징 부재
30, 32, 130, 132: 스프링
34: 피스톤 어셈블리
36, 38, 136, 138: 볼 조인트
40, 64: 결합 부재
50, 150: 피스톤 로드
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기재한다. 그러나 기재된 실시예는 단지 본 발명의 일례에 불과한 것으로, 본 발명은 여러 가지 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 내용은 한정적인 것으로 해석되어서는 안되며, 특허청구범위를 뒷받침하는 기초로만 해석되어야 한다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분 야에 속한 자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하는 기초로 해석되어야 한다.
도 2, 3a-e, 및 4를 참조하여, 척추의 안정화를 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 내부 동적 척추 안정장치(10)를 인접한 두 척추뼈(12, 14) 사이에 결합하고, 이 동적 척추 안정장치(10)가 부착된 척추 영역에 탄성 저항력(elastic resistance) 형태로 기계적 조력을 가함으로서, 척추의 안정화 방법이 달성된다. 탄성 저항력은 변위에 대한 함수로 인가되는데, 척추가 중립 영역에 있는 동안에는 더 큰 기계적 조력이 제공되고, 척추가 그 중립 영역을 벗어나 구부려지는 동안에는 더 작은 기계적 조력이 제공되도록, 저항력이 가해진다. 본 명세서에서는 전반적으로 탄성 저항력이라는 용어가 사용되지만, 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서는 다른 형태의 저항력도 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 또한 당업자라면 충분히 알 수 있다시피, "중립 영역"은 척추의 강성이 낮은 영역, 즉, 척추부의 모멘트-회전 곡선에서 앞쪽 부분을 일컫는다(도 2 참조). 즉, 중립 영역은 척추부가 중립적인 휴지 위치(resting position) 부근에서 이완되어 있는 영역을 일컫는 용어로서, 여기에서 척추간 운동(intervertebral motion)에 대한 저항력이 최소가 된다. 중립 영역의 범위는 척추의 안정성을 결정하는데 있어 가장 중요한 요소로 여겨진다(Panjabi MM. "The stabilizing system of the spine. Part II. Neutral zone and instability hypothesis." J Spinal Disord 5 (4):390-397, 1992b).
실제로 본 발명자는 예전에 "사발 속의 공(ball in a bowl)"모형을 이용한 상사법(analogy)을 써서, 척추의 안정성과 함께 하중 변위 곡선을 기술한 적이 있다. 이 상사법에 의하면 사발의 형상은 척추의 안정성을 나타낸다. 사발이 깊을수록 척추의 안정성이 더 커지며, 반대로 사발이 얕으면 척추의 안정성이 낮아지는 것을 뜻한다. 또, 척추 손상이 없는 사람에게 있어서, 정상적인 운동 범위를 지닌, 즉 척추 통증이 없는 정상적 중립 영역(척추간 운동에 대한 저항력이 최소가 되는 운동 범위 부분)이 존재한다는 가설을 세웠다. 이 경우 사발은 깊지도, 그렇다고 얕지도 않다. 그러나, 해부학적 구조에 있어 손상이 발생하면, 척주의 중립 영역은 증가하고, 공은 더 넓은 범위에 걸쳐 자유롭게 움직이게 된다. 이러한 상사법을 통해 보면, 사발이 더 얕아져서 공의 안정성은 더 낮아지고, 결국 이처럼 더 넓어진 중립 영역으로부터 통증이 발생하게 된다.
일반적으로, 당업자에게 잘 알려져 있는 저통증 외과 수술법을 이용하여, 척추경 나사(pedicle screws)(16, 18)를 써서 동적 척추 안정장치(10)를 척추뼈(12, 14)에 부착한다. 바람직한 실시예에 따르면, 또한 당업자라면 충분히 알 수 있다시피, 일반적으로 서로 대향하는 한 쌍의 안정장치를 사용해서 척추에 가해지는 하중의 균형을 잡는다(도 3c 참조). 동적 척추 안정장치(10)는 요통 환자의 손상된(부상 및/또는 퇴행된) 척추를 보조하며, 환자가 일상 생활을 영위하는데 도움을 준다. 동적 척추 안정장치(10)의 이러한 기능은, 특히 중립 영역에서의 중립 자세 근방에서 척추 운동에 대해 제어되는 저항력을 제공함으로써 수행된다. 척추가 몸의 앞쪽으로 구부려지면(굴곡) 안정장치(10)는 장력(tension)을 받고(도 3d), 척추가 몸의 뒤쪽으로 구부려지면(신장) 안정장치(10)는 압축력(compression)을 받는다 (도 3e).
이러한 변위에 대한 동적 척추 안정장치(10)의 저항력은 비선형적이며, 각각의 환자의 중립 영역에 상응하도록 중심 영역에서 가장 큰 값을 나타낸다. 즉, 안정장치(10)의 중심 영역은 척추를 지지함에 있어 높은 기계적 조력을 제공한다. 환자가 중립 영역을 벗어나 움직이면, 저항력의 증분은 더 완화된 수준으로 감소한다. 그 결과, 환자가 중립 영역 내에서 움직이는 동안에는, 운동에 대해 더 큰 저항력(즉, 더 큰 저항력 증분량)을 보이게 된다.
동적 척추 안정장치(10)의 중심 영역, 즉 척추 안정장치(10)가 척추 운동에 대해 최대 저항력을 제공하는 운동 범위는, 개별 환자의 중립 영역에 맞추어 수술시 조정가능하다. 동적 척추 안정장치(10)가 제공하는 운동 저항력은 수술 전에 조정가능하며, 또한 수술 후에 조정가능하다. 이는 개별 환자의 손상된 척추에 적합하도록, 동적 척추 안정장치(10)의 기계적 성질을 맞춤 설계하는 것에 도움이 된다. 또한, 동적 척추 안정장치(10)의 길이도 조정가능하며, 이로써 각 환자의 해부학적 구조에 맞출 수 있고, 원하는 척추의 자세를 취할 수 있다. 환자의 변화된 필요에 맞추어, 동적 척추 안정장치(10)는 외과 수술 중에는 물론이고 수술 후에도 재조정될 수 있다.
볼 조인트(20, 22)는 동적 척추 안정장치(10)를 척추경 나사(16, 18)에 연결시킨다. 척추경 나사(16, 18) 및 동적 척추 안정장치(10)의 접합점은 자유 운동이 가능하며, 구속 조건 없이 회전가능하다. 이로써, 첫째, 척추에 있어서 굽힘 및 비틀림에 대한 모든 생리적인 운동이 가능하며, 둘째, 동적 척추 안정장치(10) 및 척추경 나사(16, 18)가 유해한 굽힘/비틀림 힘 또는 모멘트로부터 보호된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 관련하여 볼 조인트가 개시되어 있지만, 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 연결 구조가 사용될 수도 있다.
안정장치(10)의 매 끝단에 볼 조인트(20, 22)가 위치하므로, 척추로부터 안정장치(10)로 굽힘 모멘트가 전달될 수 없다. 또한, 안정장치(10)에 인가되는 힘은 안정장치(10) 내의 스프링(30, 32)력에 의한 힘뿐이다. 이 힘은 척추 운동에 의해 결정되어지는 안정장치(10)의 장력 및 압축력에만 종속된다. 요약하자면, 안정장치(10)에는 스프링력만 작용한다는 것이다. 사람이 무거운 물건을 옮기거나 들 때 척추에 작용하는 하중이 큼에도 불구하고, 안정장치(10) 내에서 발생한 힘만이 안정장치(10)에 하중으로 작용하는데, 이는 척추 운동에 의한 결과이지 척추 하중에 의한 것이 아니다. 따라서, 안정장치(10)는 높은 척추 하중을 받지 않은 채로 척추를 보조할 수 있으며, 이로써 넓은 범위의 설계 옵션이 가능하다.
본 발명에 의한 안정장치(10)에 있어서 척추경 나사(16, 18)의 하중 특성도 종래의 척추경 나사 고정 장치(pedicle screw fixation devices)와는 크게 다르다. 안정장치의 척추경 나사(16, 18)에 나타나는 하중은 안정장치(10)로부터의 힘뿐이다. 이 힘은 볼 조인트와 나사 사이의 접촉면에서 순전히 축방향 힘(axial force)으로 변환된다. 이러한 메커니즘에 의하여 종래의 척추경 나사 융합 시스템에 비해 척추경 나사(16, 18)에 가해지는 굽힘 모멘트가 현저히 감소한다. 볼 조인트(20, 22) 덕분에 척추경 나사(16, 18) 내에서의 굽힘 모멘트는 영(zero)이 되며, 이 굽힘 모멘트는 척추경 나사(16, 18)의 단부로 갈수록 증가한다. 척추경 나사와 뼈 사이의 접촉면 영역은 응력이 최소가 되는 곳이며 따라서 여간해서는 고장이 생기지 않게 되는데, 이 영역은 종래 기술에 의한 척추경 나사 고정 장치를 사용할 경우 종종 문제가 되었던 곳이다. 정리하면, 본 발명에 의한 안정장치와 함께 척추경 나사(16, 18)를 사용할 경우, 종래의 척추경 나사에 비해 현저히 낮은 하중을 전달하며, 또한 현저히 낮은 응력 하에 놓이게 된다.
도 2에는 본 발명에 의한 안정장치(10)의 구성과 함께, 건강한 척추에 대한 모멘트-회전 곡선이 도시되어 있다. 이 곡선에 의하면, 건강한 척추의 중립 영역에서는 움직임에 대한 저항력이 낮다. 그러나 척추가 손상되면 중립 영역의 확장에 의하여 상기 곡선의 형태가 변하며, 척추는 불안정하게 된다(도 1 참조).
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 척추 손상으로 고통받는 환자들에게 중립 영역에서의 기계적 조력을 증가시키는 시술을 할 경우 최고의 치료 효과를 보인다. 척추가 중립 영역을 벗어나 움직일수록, 필요한 기계적 조력은 감소하고 점점 완화된다. 특히 도 3a를 참조하면, 본 발명에 의하여 기대되는 지지력 곡선(support profile)이 개시되어 있다.
도 3a에는 서로 상이한 세 가지 곡선이 도시되어 있다. 개시된 곡선은 일례에 불과하며, 중립 영역 내에서 나타날 수 있는 가능한 지지력 요구 조건을 예증하는 것이다. 곡선 1은 중립 영역에서 큰 조력이 요구되는 환자의 경우로, 그에 따라 안정장치의 중심 영역이 증가하여, 넓은 변위에 걸쳐 높은 수준의 저항력을 제공한다. 곡선 2는 중립 영역에서 낮은 조력이 요구되는 환자의 경우로서, 따라서 안정장치의 중심 영역이 다소 축소되었으며, 더 제한된 범위의 변위에 대해서 증가 된 저항력을 제공한다. 곡선 3은 중립 영역에서 더욱 작은 조력이 요구되는 경우로서, 이에 따라 안정장치의 중심 영역은 매우 작은 범위의 변위에 대해 증가된 저항력을 제공할 정도로 축소된다.
당업자라면 알 수 있다시피, 필요한 기계적 조력 및 중립 영역의 범위는 개인에 따라 다양할 것이다. 그러나, 본 발명의 기초 개념은 동일하다. 즉, 척추의 불안정으로 고통받는 환자에 대해, 각 환자의 중립 영역 내에서 더 큰 기계적 조력이 필요하다는 것이다. 이러한 조력은, 각 환자의 중립 영역 및 동적 척추 안정장치(10)의 중심 영역 내에서 더욱 큰 운동 저항력을 제공하는 형태로 이루어진다.
본 발명에 따라 개발된 동적 척추 안정장치(10)는 개시된 지지력 곡선에 따라 기계적 조력을 제공한다. 또한, 본 안정장치(10)는 동심 스프링(concentric spring) 설계를 통해 조정이 가능하다.
보다 구체적으로는, 동적 척추 안정장치(10)는 척추가 중립 자세로부터 움직임에 따라, 어떠한 생리적 방향에서든 (본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스프링에 의해) 증가된 운동 저항력 형태로 손상된 척추에 대해 조력을 제공한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 동적 척추 안정장치(10)에 의한 힘-변위 관계는 비선형적으로서, 척추가 중립 영역 근처에 있거나 안정장치(10)가 중심 영역에 있을 때는 더욱 큰 저항력 증분을 나타내고, 환자가 중립 영역을 벗어나서 움직일 때는 동적 척추 안정장치(10)의 중심 영역을 벗어나 감소된 저항력 증분을 나타낸다.
신장 및 압축시 인가되는 힘과 본 안정장치(10)와의 관계는 도 3a에 더 도시되어 있다. 전술한 바와 같이 본 안정장치(10)의 거동은 비선형적이다. 하중-변 위 곡선은 신장 구간, 중심 구간, 및 압축 구간의 세 가지 구역을 가진다. K1과 K2를 각각 신장 구간에서의 강성값과 압축 구간에서의 강성값으로 정의하면, 본 안정장치는 중심 구간에서의 강성이 "K1 + K2"가 되도록 설계된다. 안정장치(10)의 선하중(preload)에 따라(이에 대해서는 이하에서 상술함), 중심 영역의 폭이 조정가능하며, 따라서 높은 강성 영역도 조정가능하다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 동적 척추 안정장치(10)가 개시되어 있다. 동적 척추 안정장치(10)는 지지력 어셈블리를 포함하며, 이 지지력 어셈블리는 제1 하우징 부재(22) 및 제2 하우징 부재(24)로 구성되어 있는 하우징(20)의 형태를 갖고 있다. 제1 하우징 부재(22)와 제2 하우징 부재(24)는, 제1 하우징 부재(22)의 개방 단부(26)에 형성된 외측 나사산(threads)과 제2 하우징 부재(24)의 개방 단부(28)에 형성된 내측 나사산을 통해, 신축가능하게 연결되어 있다. 이 경우 제1 하우징 부재(22)와 제2 하우징 부재(24)를 나사결합함으로써, 하우징(20)이 완성된다. 그에 따라 제1 하우징 부재(22)와 제2 하우징 부재(24) 사이의 상대 거리는, 하우징(20) 내에 포함된 제1 스프링(30)과 제2 스프링(32)의 압축력을 조절하기 위해, 용이하게 조정가능하다. 이에 대해서는 이하에서 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 스프링을 사용하였지만, 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 탄성 부재가 채택될 수도 있다. 피스톤 어셈블리(34)는 제1 스프링(30) 및 제2 스프링(32)을 제1 및 제2 볼 조인트(36, 38)로 연결시킨다. 제1 및 제2 볼 조인트(36, 38)는 각각의 척추뼈(12, 14)로부터 연장 되어 있는 척추경 나사(16, 18)에 선택적으로 부착하기 위한 형상 및 설계를 가진다.
제1 볼 조인트(36)는 나사산이 있는 결합 부재(40)를 통해 제1 하우징 부재(20)의 폐쇄 단부(38)와 결합된다. 이 결합 부재(40)의 형상 및 치수는 연결(coupling)에 적합하도록 되어 있으며, 나사산은 제1 하우징 부재(22)의 폐쇄 단부(38)에 형성되어 있는 개구(42) 내에 형성되어 있다. 이러한 방식으로, 제1 볼 조인트(36)는 제1 하우징 부재(22)의 폐쇄 단부(38)를 실질적으로 폐쇄시킨다. 제1 볼 조인트(36)를 회전시켜 제1 하우징 부재(22)와 제1 볼 조인트(36)의 결합 부재(40)가 서로 겹쳐지는 부분을 조정함으로써, 동적 척추 안정장치(10)의 길이는 용이하게 조정가능하다. 당업자라면 알 수 있다시피, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1 하우징 부재(22)와 제1 볼 조인트(36)의 결합 부재(40) 사이에 나사 결합이 개시되어 있지만, 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 연결 구조가 사용될 수도 있다.
제2 하우징 부재(24)의 폐쇄 단부(44)에는, 그 내부에 개구(48)를 가진 덮개부(cap)(46)가 구비되어 있다. 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 개구(48)는 피스톤 어셈블리(34)의 피스톤 로드(50)가 통과할 수 있는 형상 및 치수를 가진다.
피스톤 어셈블리(34)는 피스톤 로드(50), 제1 및 제2 스프링(30, 32), 및 지지 로드(52)를 포함한다. 피스톤 로드(50)는 멈춤 나사(stop nut)(54)를 포함하며, 피스톤 로드(50)의 제1 단부(58)에서 확대 상단부(enlarged head)(56)를 포함한다. 확대 상단부(56)는 피스톤 로드(50)에 단단히 연결되어 있으며, 가이드 홀 (60)을 포함하는데, 본 동적 척추 안정장치(10)가 작동하는 동안에 이 가이드 홀(60)을 통해 지지 로드(52)가 연장된다. 따라서, 제2 볼 조인트(38)가 제1 볼 조인트(36)와 가까워지는 또는 멀어지는 방향으로 움직일 때, 확대 상단부(56)는 지지 로드(52)를 따라 안내된다. 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 동적 척추 안정장치(10)가 신장되고 척추가 굴곡 운동하는 동안, 확대 상단부(56)는 제1 스프링(30)과 상호작용하여 저항력을 만들어낸다.
멈춤 나사(54)는 피스톤 로드(50)에 대한 상대 운동이 자유롭도록 피스톤 로드(50)에 결합되어 있다. 그러나, 제1 볼 조인트(36) 측을 향한 멈춤 나사(54)의 운동은 멈춤 나사(54)를 지지하는 지지 로드(52)에 의해 제한되며, 멈춤 나사(54)가 제1 볼 조인트(36) 측으로 이동하는 것을 억제한다. 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 동적 척추 안정장치(10)가 압축되고 척추가 신장 운동하는 동안, 멈춤 나사(54)는 제2 스프링(32)과 상호작용하여 저항력을 만들어낸다.
피스톤 로드(50)의 제2 단부(62)는 제2 하우징 부재(24)의 폐쇄 단부(44)에서 개구(48)로부터 연장되며, 제2 볼 조인트(38)의 결합 부재(64)에 부착되어 있다. 피스톤 로드(50)의 제2 단부(62)는 나사산 결합을 통해 제2 볼 조인트(38)의 결합 부재(64)와 연결된다. 당업자라면 알 수 있다시피, 피스톤 로드(50)의 제2 단부(62)와 제2 볼 조인트(38)의 결합 부재(64) 사이에 나사 결합이 개시되어 있지만, 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 연결 구조가 사용될 수도 있다.
앞에서 간략히 언급한 바와 같이, 제1 및 제2 스프링(30, 32)은 하우징(20) 내에 수용되어 있다. 특히, 제1 스프링(30)은 피스톤 로드(50)의 확대 상단부(56)와 제2 하우징 부재(24)의 덮개부(46) 사이에 위치한다. 제2 스프링(32)은 제2 볼 조인트(38)의 결합 부재(64)의 말단부와 피스톤 로드(50)의 멈춤 나사(54) 사이에 위치한다. 제1 및 제2 스프링(30, 32)의 선하중에 의한 힘으로 인해, 피스톤 로드는 하우징(20) 내에서 정지 상태를 유지하며, 따라서 척추가 신장하거나 굴곡하는 동안, 피스톤 로드는 운동 가능하다.
실제에 있어 척추뼈(12, 14)가 굴곡 운동을 하면, 제1 볼 조인트(36)는 제2 볼 조인트(38)로부터 멀어지게 되고, 피스톤 로드(50)는 제1 스프링(30)에 의해 인가되는 힘에 대항하여 하우징(24)으로부터 끌어당겨지게 된다. 특히, 피스톤 로드(50)의 확대 상단부(56)는 제2 하우징 부재(24)의 폐쇄 단부(44) 측으로 움직인다. 이러한 운동은 제1 스프링(30)의 압축을 유발하고, 척추의 움직임에 대한 저항력을 발생시킨다. 제2 스프링(32)을 살펴보면, 제2 스프링(32)은 피스톤 로드(50)가 제2 볼 조인트(38)로부터 멀어지는 방향으로 움직인다. 척추뼈가 중립 영역 내에서 굴곡 운동하면, 제2 스프링(32)의 높이가 증가하여 스프링력이 감소되고, 따라서 안정장치의 움직임에 대한 저항이 커진다. 이러한 메커니즘을 통해, 척추가 초기 위치에서 굴곡 운동을 하게 되면, 스프링(즉, 제1 스프링(30)) 내에서의 하중을 증가시키거나, 또는 움직임을 돕는 하중을 감소시킴으로써(즉, 제2 스프링(32)), 양 스프링(30, 32) 모두는 안정장치가 직접적으로 운동하는 것에 대해 저항한다.
반면, 척추가 신장 운동을 하면, 제2 볼 조인트(38)는 제1 볼 조인트(36) 측으로 움직이고, 제2 볼 조인트(38)의 결합 부재(64)는 멈춤 나사(54) 측으로 움직 인다. 여기서, 멈춤 나사(54)는 피스톤 로드(50)가 제1 볼 조인트(36) 측으로 움직일 때 지지 로드(52)에 의해 위치가 고정된다. 이러한 운동은 제2 볼 조인트(38)의 결합 부재(64)와 멈춤 나사(54) 사이에 수용되어 있는 제2 스프링(32)에 압축력을 유발하고, 이는 동적 척추 안정장치(10)의 움직임에 대해 저항력을 발생시킨다. 제1 스프링(30)을 살펴보면, 제1 스프링(30)은 덮개부(46)와 확대 상단부(56) 사이에서 지지된다. 척추뼈가 중립 영역 내에서 신장 운동하면, 제2 스프링(32)의 높이가 증가하여 압축력이 감소되고, 따라서 안정장치의 움직임에 대한 저항이 커진다. 이러한 메커니즘을 통해, 척추가 초기 위치에서 신장 운동을 하게 되면, 스프링(즉, 제2 스프링(32)) 내에서의 하중을 증가시키거나, 또는 움직임을 돕는 하중을 감소시킴으로써(즉, 제1 스프링(30)), 양 스프링(30, 32) 모두는 안정장치가 직접적으로 압축되는 것에 대해 저항한다.
본 발명에 대해 개시된 바와 같이, 두 개의 동심 탄성 스프링(30, 32)을 이용한 방법에 기초하여, 본 동적 척추 안정장치(10)는 도 2에 도시된 조력(힘) 곡선과 같은 동작을 보인다. 즉, 동적 척추 안정장치(10)가 안정장치의 중심 영역 내에 위치하는 동안, 제1 및 제2 스프링(30, 32)은 함께 작용하여 큰 탄성력을 제공하게 된다. 그러나, 일단 제1 볼 조인트(36)와 제2 볼 조인트(38) 사이의 변위가 안정장치(10)의 중심 영역 및 척추 운동에 대한 중립 영역을 벗어나게 되면, 중립 영역 내에서 필요한 것과 같은 실질적 조력이 더 이상 필요치 않게 되므로, 운동에 대한 저항력 증분은 실질적으로 감소한다. 이는 본 명세서에 개시된 안정장치의 중심 영역을 세팅함으로써 달성된다. 힘-변위 곡선의 중심 영역은, 양 스프링이 안정장치 내에서 전술한 바와 같이 작용할 때를 나타내는 곡선 구간이다. 척추 운동이 중립 영역을 벗어나고, 그에 관련된 안정장치의 신장량 또는 압축량이 세팅된 중심 영역을 벗어나면, 스프링은 신장되어 자유 길이(free length)에 이르게 된다. 당업자라면 아는 바와 같이, 자유 길이란 스프링에 어떠한 힘도 작용하지 않을 때의 길이이다. 이러한 메커니즘에서는, 중심 영역을 벗어난 상태에서 안정장치의 운동에 대한 저항은 하나의 스프링(굴곡 운동시 스프링(30), 신장 운동시 스프링(32))의 저항력에만 좌우된다.
앞에서 간략히 언급한 바와 같이, 동적 척추 안정장치(10)는 제1 하우징 부재(22)를 제2 하우징 부재(24)에 대해 회전시킴으로써 조정된다. 이러한 회전에 의해 제1 하우징 부재(22)와 제2 하우징 부재(24) 사이의 거리가 변하고, 결국 제1 및 제2 스프링(30, 32)에 나타나는 선하중이 변하게 된다. 이에 따라, 도 3a의 곡선 2에 도시된 것과 같은 본 동적 척추 안정장치(10)의 저항력 곡선은 선하중이 증가한 도 3a의 곡선 1로 변하게 된다. 이 같은 선하중의 증가는 제1 및 제2 스프링(30, 32)이 함께 작용하는 유효 범위를 확대시킨다. 안정장치(10)의 중심 영역의 폭이 확대되는 것은, 척추의 더 넓어진 운동 범위에 대해 강성이 높아지는 것과 관련된다. 이 효과는 도 3a의 곡선 3에서 알 수 있는 바와 같이 그 역의 경우에는 반대가 된다.
본 동적 척추 안정장치(10)는 지지력을 필요로 하는 척추뼈 구간으로부터 연장되어 있는 척추경 나사(16, 18)에 부착된다. 동적 척추 안정장치(10)를 부착하는 시술 중에, 의사의 판단 및/또는 불안정성 측정 장치(instability measurement device)의 측정량에 따라 각 개별 환자에 맞게끔 안정장치의 중심 영역이 조정될 수 있다. 이와 같은 동적 척추 안정장치(10)의 특성은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 만들어진 세 가지 곡선에 잘 나타나 있다(도 2 참조; 안정장치의 중심 영역의 폭에 주의할 것).
척추의 불안정성 범위가 더 넓어지면, 그에 맞게 동적 척추 안정장치(10)의 제1 및 제2 탄성 스프링(30, 32)을 수술 전에 다른 세트로 대체하는 것도 가능하다. 도 3b에 표현된 바에 따르면, 곡선 2b는 곡선 2a에 비해 강성이 더 높은 스프링 세트를 이용한 경우의 힘-변위 곡선을 나타낸다.
환자마다 해부학적 구조 및 바람직한 척추의 자세가 다르므로, 그에 맞추기 위해 동적 척추 안정장치(10)의 길이를 수술 중에 조정하는 것도 가능하다. 이러한 조정은 제1 볼 조인트(36)의 결합 부재(40)를 회전시켜 안정장치(10)의 길이를 늘림으로써 이루어진다. 해부학적 변이가 더 넓은 범위에서 존재하는 경우에 대처하기 위해, 수술 전에 피스톤 로드(50)를 대체할 수 있다.
본 동적 척추 안정장치(10)는 그 하중-변위 관계에 대해서만 실험이 이루어졌다. 장력을 가하면, 동적 척추 안정장치(10)의 저항력은 미리 설정한 변위에 이르기까지 증가하는 모습을 보였으며, 안정장치가 가장 신장된 위치에 이를 때까지 저항력의 증가율은 감소하였다. 따라서, 동적 척추 안정장치(10)는 중립 영역 근처에서 변위에 대해 가장 큰 저항력을 가지는 비선형성을 나타낸다.
도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예를 살펴본다. 안정장치(110)는 스프링이 일직선으로 배치된 구성을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 하우징 (120)은 조정이 가능하도록 나사결합된 제1 및 제2 하우징 부재(122, 124)로 구성된다. 제1 볼 조인트(136)는 제1 하우징 부재(122)로부터 연장되어 있다. 제2 하우징 부재(124)에는 개구(148)가 구비되어 있으며, 이 개구(148)를 통해 피스톤 로드(150)의 제2 단부(162)가 연장되어 있다. 피스톤 로드(150)의 제2 단부(162)는 제2 볼 조인트(138)에 부착되어 있다. 제2 볼 조인트(138)는 피스톤 로드(150)와 나사결합되어 있다.
피스톤 로드(150)는 피스톤 로드(150)의 제1 단부(158)에 확대 상단부(156)를 포함한다. 제1 및 제2 스프링(130, 132)은 각각 제1 및 제2 하우징 부재(122, 124)의 폐쇄 단부(138, 144)와 확대 상단부(156) 사이에 위치한다. 이러한 방식으로, 전술한 실시예에서 설명한 것과 동일한 역학적 원리를 사용하여, 신장 및 압축의 두 경우 모두에 있어 안정장치(110)는 저항력을 제공하게 된다.
이 같은 대안적인 실시예에 있어서, 저항력 곡선은 제1 하우징 부재(122)를 제2 하우징 부재(124)에 대해 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 이러한 회전은 안정장치(110)가 높은 저항력을 제공하는 중심 영역을 변경한다. 전술한 바와 같이, 각각 두 구역 혹은 세 구역에서 힘-변위 곡선의 기울기를 변화시키기 위해, 하나의 스프링 또는 양 스프링 모두가 다른 스프링으로 교체될 수 있다.
안정장치(10, 110)가 손상된 척추(즉, 중립 영역이 증대된 척추)를 어떻게 보조하는지를 설명하기 위해, 모멘트-회전 곡선을 살펴본다(도 6). 네 개의 곡선이 도시되어 있는데, 곡선 1은 비손상, 곡선 2는 손상, 곡선 3은 안정장치, 그리고 곡선 4는 손상+안정장치를 나타낸다. 이들 각각은 비손상된 척추, 손상된 척추, 안정장치 단독, 그리고 손상된 척추에 안정장치를 결합한 경우의 모멘트-회전 곡선을 나타낸다. 여기서 곡선 4의 형태는 곡선 1(비손상된 척추)과 유사하다. 즉, 중립 자세 부근의 운동에 대해 큰 저항력을 제공하는 안정장치는, 척추의 불안정성을 상쇄하는데 있어 더할 나위 없이 적절하다.
전술한 동적 척추 안정장치와 더불어, 다른 보충적인 장치도 고안되었다. 예컨대, 좌측 및 우측 안정장치 유닛을 결합하기 위한 링크 장치가 구비될 수 있는데, 이는 축방향 회전 및 측면 굽힘에 있어 안정성을 증대시키는데 일조한다. 이러한 링크 장치는 동적 척추 안정장치에 추가될 수 있으며, 각 환자의 기초상태에 따라 필요할 경우 적용될 것이다. 또한, 척추 안정성 측정 장치가 사용될 수 있다. 측정 장치는 수술시 각 척추 레벨(level)에서의 안정성을 계량화한다. 이 장치는 수술 전에 손상된 척추 레벨과 비손상된 척추 레벨에서 한 쌍의 인접한 척추 요소에 부착되어, 각 레벨에서의 안정성을 측정할 수 있다. 손상된 척추 레벨에 대하여 그와 인접한 비손상된 척추 레벨에서 측정한 안정성은, 안정장치를 적절히 조정하는데 사용될 수 있다. 또한, 손상된 척추 레벨에서 측정한 안정성은, 표준 비손상 척추 안정성(normal uninjured spinal stabilities) 데이터베이스를 참조하여 안정장치를 조정하는 데에 사용될 수 있다. 수술 조건 하에서 의사가 간단한 방법으로 정보를 얻을 수 있도록, 이 측정 장치는 간단하고 튼튼해야 한다.
원하는 힘 곡선을 얻기 위해 본 발명에 사용되는 스프링을 선택하는 것은, 스프링에 의해 발생하는 힘을 지배하는 기초 물리 법칙에 좌우된다. 특히, 도 3a에 도시되어 있는 전술한 힘 곡선은 본 안정장치를 특별하게 설계해야 얻어진다.
첫째, 안정장치 내의 두 스프링이 모두 압축 형태를 가지더라도, 안정장치는 압축 및 신장의 두 경우 모두에 대해 기능을 다한다. 둘째, 중심 영역 내에서 안정장치의 강성(K1 + K2)이 높은 것은 선하중이 존재하기 때문이다. 선하중이 있을 때, 두 스프링은 함께 작용하도록 제작된다. 안정장치가 장력을 받거나 또는 압축력을 받으면, 한 스프링에서는 힘이 감소하고, 다른 스프링에서는 증가한다. 감소한 힘이 영에 이르면, 이 힘을 받는 스프링을 기능을 멈추게 되고, 따라서 안정장치의 기능이 감소한다. 이하, 도 7a 및 7b에 도시된 도해와 함께 공학적 분석을 하기로 한다(이 분석은 특히 도 5에 도시된 실시예와 관련된 것이며, 당업자라면 본 발명에 따라 개시된 다른 모든 실시예도 같은 방식으로 분석할 수 있을 것이다).
F0 : 안정장치 내의 선하중. 전술한 바와 같이 하우징의 본체 길이를 줄임으로써 발생함.
K1, K2 : 압축 스프링의 강성 계수(stiffness coefficients). 안정장치가 각각 신장 및 압축되는 동안 작용함.
F, D : 안정장치 본체에 대한 안정장치 디스크의 힘과 변위를 각각 나타냄.
디스크에 작용하는 힘의 총합은 영이 되어야 하므로,
F + (F0 - D × K2) - (F0 + D × K1) = 0
즉, F = D × (K1 + K2)
중심 영역(CZ)의 폭을 고려하면(도 3a 참조),
신장 측(CZT)에서, CZT = F0 / K2
압축 측(CZC)에서, CZC = F0 / K1
당업자라면 알 수 있다시피, 본 발명의 기초가 되는 개념은 다른 의학적 방법에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서, 척추 치료법 이외의 분야에서도 본 발명의 개념이 이용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도시 및 기재되어 있지만, 그처럼 개시된 범위로 본 발명이 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 본 발명은 첨부한 특허청구범위에서 정해진 기술적 범위 내에서 이루어진 모든 변화 및 치환에 의한 구성을 포함하는 것이다.
이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 척추 안정화 방법을 사용함으로써, 정상적인 생리적 움직임과 하중을 갖도록 손상된 척추를 보조할 수 있다. 이 방법은 개별 환자마다 서로 다른 물리적, 해부학적 특징에 따라 적절히 조정할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 척추 안정장치를 사용함으로써 상기 안정화 방법을 구현할 수 있다.

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  9. 동적 안정장치에 있어서,
    상기 동적 안정장치는 척추의 움직임에 따라 운동하여, 중심 영역 내에서 증가된 기계적 지지력(mechanical support)을 제공하며,
    상기 중심 영역은 손상된 척추의 중립 영역에 대응하며,
    상기 동적 안정장치는,
    지지력 어셈블리(support assembly); 및
    상기 지지력 어셈블리와 결합되어 있는 저항력 어셈블리(resistance assembly)를 포함하며,
    상기 동적 안정장치가 상기 중심 영역 내에서 움직이는 동안에는 저항력이 많이 인가되고, 상기 동적 안정장치가 상기 중심 영역을 벗어나 움직이는 동안에는 저항력이 적게 인가되도록, 상기 저항력 어셈블리가 저항력을 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저항력 어셈블리는 피스톤 어셈블리(piston assembly)를 더 포함하며,
    상기 피스톤 어셈블리는 척추의 인접한 척추뼈에 상기 저항력 어셈블리를 연결할 수 있는 형상 및 치수를 가지는 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피스톤 어셈블리에 결합되어 있는 볼 조인트를 더 포함하며,
    상기 볼 조인트는 각각의 척추뼈로부터 연장되어 있는 척추경 나사에 선택적으로 부착될 수 있는 형상 및 치수를 가지는 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 저항력 어셈블리는 제1 스프링 및 제2 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은 동심(concentric) 스프링인 것을 특 징으로 하는,
    동적 안정장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은 선형(linear) 스프링인 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 지지력 어셈블리는 하우징, 제1 하우징 부재, 및 제2 하우징 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 하우징 부재 및 상기 제2 하우징 부재는 신축가능하게(telescopically) 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 저항력 어셈블리에 가해지는 선하중(preload)을 조정하기 위해, 상기 제1 하우징 부재와 상기 제2 하우징 부재 사이의 상대적 거리가 조정가능한 것을 특징으로 하는,
    동적 안정장치.
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