KR101037126B1 - 척추 고정용 최소침습 시술장치 - Google Patents

척추 고정용 최소침습 시술장치 Download PDF

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안세영
권현화
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메디소스플러스(주)
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Abstract

본 발명에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치는, 척추고정스크류가 삽입되고, 전단부에 로드 관통홈이 형성되는 적어도 하나의 스크류 삽입관; 로드가 결합되는 회전 부재가 전단부에 마련되고 상기 로드를 상기 로드 관통홈을 향해 이동시키는 로드 삽입관; 상기 로드 삽입관이 수용되고 상기 로드 삽입관의 이동을 안내하는 삽입 안내관; 상기 회전 부재에 일단부가 결합되고 상기 로드 삽입관의 후단부 측으로 연장되는 연결 부재; 및 상기 회전 부재를 미리 정해진 범위 내에서 회전시키도록 상기 연결 부재를 구동시키는 구동부를 포함한다.

Description

척추 고정용 최소침습 시술장치{Minimally invasive instrument for spinal fixation}
본 발명은 척추 고정용 시술장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 최소침습수술(Minimally Invasive Surgery)에 사용되는 척추 고정용 시술장치에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 척추는 다수의 척추 뼈와 각각의 척추 뼈 사이에서 완충작용을 하는 디스크 등으로 구성되어 있다. 이러한 척추는 사람이 자세를 유지할 수 있게 도와줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장 기관을 보호하는 중요한 역할을 하고 있다.
그러나 비정상적인 자세가 오랫동안 유지되거나 노화에 따른 퇴행성 질환 또는 외부로부터 충격을 받게 되면 척추 뼈 마디의 디스크가 손상되어 척추 디스크 질환이 발생할 수 있는데, 이러한 척추 디스크 질환은 척추 뼈 마디를 통해 인체의 각 부분에 연결되는 신경이 압박되어 통증을 유발하게 된다.
따라서, 척추 디스크 환자는 척추 뼈의 손상된 부분이 눌리거나 압박되지 않도록 손상된 부위의 디스크를 제거하고, 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진 인공 보조물(케이지)에 뼈 조각을 채워 디스크를 제거한 부위에 삽입한 다음, 도 1에 도시된 바와 같이 손상된 디스크 상하부위의 척추 뼈에 척추고정스크류(1)를 삽입·고정한 후, 척추고정스크류(1)에 로드(2)를 연결하여 척추 뼈 사이의 거리를 확보함으로써 골 융합(fusion)이 정상적으로 이루어지도록 하는 방식이 시술되고 있다. 이때, 로드(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)를 관통한 상태에서 헤드부(1a)와 나사 결합되는 체결마개(3)에 의해 고정될 수 있다.
그런데, 이러한 척추 수술은 척추고정스크류(1)를 척추 뼈에 체결한 다음 로드(2)를 척추고정스크류(1)에 체결하기 위해 먼저 손상된 척추부위의 피부를 일정크기 이상으로 절개하는 작업이 필수적으로 요구되므로, 침습 부위가 커서 환자의 회복을 지연시키고 상처로 인한 수술만족도가 낮다는 문제점이 있다.
이에, 최근에는 척추 수술 시 침습 부위를 최소화할 수 있는 최소침습수술(Minimally Invasive Surgery) 기법들이 개발되어 적용되고 있다.
도 2 및 도 3은 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 일 예를 나타내는 사시도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치(10)는 지지 프레임(11), 척추고정스크류(1)가 삽입되는 두 개의 스크류 삽입관(12) 및 일단부(13a)에 로드(2)가 결합되는 로드 삽입기(13)를 포함한다.
스크류 삽입관(12)은 지지 프레임(11)에 의해 지지된다. 구체적으로, 스크류 삽입관(12)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 결합 블록(14), 제1 조정나사(14a) 및 제2 조정나사(14b)를 통해 지지 프레임(11)에 결합된다. 이때 스크류 삽입관(12)은 그 상단부에 형성된 결합봉(12a)이 삽입 결합된 상태에서 제1 조정나사(14a)에 의해 고정되고, 결합 블록(14)은 지지 프레임(11)이 관통한 상태에서 제2 조정나사(14a)에 의해 지지 프레임(11)에 대해 고정된다. 이러한 결합 구조에 의해, 스크류 삽입관(12)은 제1 조정나사(14a)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 일정 범위 내에서 각도 조절이 가능하고, 제2 조정나사(14b)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 지지 프레임(11)의 길이 방향을 따라 위치 조정이 가능해진다. 한편, 스크류 삽입관(12)의 후단부에는 도 3에 도시된 바와 같이 삽입된 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)가 위치하고 로드(2)가 관통하는 로드 관통홈(12b)이 형성된다. 이러한 스크류 삽입관(12)을 통해 시술자는 환자의 피부를 절개하는 대신에 환자의 피부에 최소한의 구멍을 내고 스크류 삽입관(12)을 꽂은 다음, 스크류 삽입관(12)에 척추고정스크류(1)를 삽입하여 전동 드라이버 등의 공구를 사용하여 척추고정스크류(1)를 척추 뼈에 체결할 수 있다. 또한, 로드(2)를 척추고정스크류(1)에 대해 고정시키기 위해 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)에 체결마개(3)를 체결하는 작업도 스크류 삽입관을 통해 이루어질 수 있다.
로드 삽입기(13)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전 아암(15)을 통해 지지 프레임(11)에 연결된다. 즉, 로드 삽입기(13)는 지지 프레임(11)에 대해 소정의 궤적을 따라 회전 이동 가능하게 마련된다. 이러한 로드 삽입기(13)를 통해 시술자는 손으로 직접 힘을 가해서 로드 삽입기(13)를 소정의 궤적을 따라 이동시킴으로써(도 2의 위치에서 도 3의 위치로 이동), 로드 삽입기(13)의 일단부에 결합된 로드(2)를 스크류 삽입관(12)의 로드 관통홈(12b)에 위치시켜 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)와 체결할 수 있다.
그런데, 위와 같은 구성을 갖는 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치(10)에서는 로드(2)가 일정한 곡률을 갖는 궤적을 따라 이동하기 때문에, 로드(2)를 삽입하여 스크류 삽입관(12)의 로드 관통홈(12b)에 위치시키기 위해서는, 로드(2)를 삽입하는 위치가 스크류 삽입관(12) 혹은 척추고정스크류(1)의 위치로부터 일정 거리 이상 떨어져 있어야 한다. 이로 인해, 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치(10)는 척추고정스크류(1)에 인접하여 로드(2)를 삽입해야만 하는 시술 위치상의 제약이 따르는 척추 시술에 대해서는 안전하고 원활한 시술이 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 로드 삽입관을 스크류 삽입관에 매우 가깝게 설치하여 로드를 삽입하는 것이 가능하여 시술 위치에 따른 제약을 극복할 수 있는 척추 고정용 최소침습 시술장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 척추고정스크류가 삽입되고, 전단부에 로드 관통홈이 형성되는 적어도 하나의 스크류 삽입관; 로드가 결합되는 회전 부재가 전단부에 마련되고 상기 로드를 상기 로드 관통홈을 향해 이동시키는 로드 삽입관; 상기 로드 삽입관이 수용되고 상기 로드 삽입관의 이동을 안내하는 삽입 안내관; 상기 회전 부재에 일단부가 결합되고 상기 로드 삽입관의 후단부 측으로 연장되는 연결 부재 및 상기 회전 부재를 미리 정해진 범위 내에서 회전시키도록 상기 연결 부재를 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치에 의해 달성된다.
상기 회전 부재는, 상기 로드 삽입관의 내측에 배치되고 상기 로드 삽입관의 내벽에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
상기 연결 부재는, 상기 로드 삽입관의 내부에 수용되는 적어도 하나의 와이어로 마련될 수 있다.
상기 삽입 안내관에는, 상기 로드를 상기 삽입 안내관의 외부로 노출시키기 위한 개구가 형성될 수 있다.
상기 구동부는, 와이어의 타단부가 결합되는 회전조작핸들; 및 상기 회전조작핸들을 회전 가능하게 지지하는 핸들 지지체를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 와이어는, 일단부가 상기 회전 부재 상의 제1 위치에서 상기 회전 부재에 결합되고, 타단부가 상기 회전조작핸들 상의 제1 위치에 결합되는 제1 와이어; 및 일단부가 상기 회전 부재 상의 제2 위치에 결합되고, 타단부가 상기 회전조작핸들 상의 제2 위치에 결합되는 제2 와이어를 포함할 수 있다.
상기 제1 와이어와 상기 제2 와이어는, 미리 정해진 간격으로 상호 나란하게 배치될 수 있다.
상기 회전 부재에서 상기 제1 위치와 상기 제2 위치는 상기 회전 부재의 회전 중심에 대해 상호 대칭으로 배치되고, 상기 회전조작핸들에서 상기 제1 위치와 상기 제2 위치는 상기 회전조작핸들의 회전 중심에 대해 상호 대칭으로 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 와이어는, 강체(rigid body)로 이루어질 수 있다.
상기 구동부는, 상기 회전조작핸들을 회전시키기 위한 구동 모터를 더 포함할 수 있다.
상기 로드 삽입관의 적어도 일부 영역에는 치형부가 형성되고, 상기 최소침습 시술장치는, 상기 로드 삽입관의 상기 치형부에 맞물리는 기어 수단과 상기 기어 수단을 구동시키기 위한 구동 수단을 포함하여 상기 로드 삽입관을 이동시키는 로드삽입관 이송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 로드 삽입관의 전단부에 마련된 회전 부재에 로드를 장착시키고 로드 삽입관을 이동시키면서 와이어를 이용하여 회전 부재를 미리 정해진 범위 내에서 회전시켜 로드의 이동 궤적을 조절함으로써, 로드 삽입관을 스크류 삽입관과 인접 배치한 상태에서도 로드를 스크류 삽입관의 로드 관통홈에 위치시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은, 로드 삽입관을 스크류 삽입관에 매우 가깝게 설치하여 로드를 삽입하는 것이 가능하므로, 시술 위치에 따른 제약으로 인해 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서는 시술하기 어려운 척추 부위에 대해서도 안전하고 원활한 시술을 달성할 수 있다.
도 1은 척추고정스크류, 로드 및 체결마개의 결합 관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 최소침습 시술장치에서 로드 삽입기의 이동을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치의 정면도이다.
도 5는 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 스크류 삽입관과 삽입 안내관의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 로드 삽입관 및 구동부의 구성을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 8은 도 6 및 도 7에서 로드 삽입관의 내측에 마련된 회전 부재를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 9는 도 6 및 도 7에서 구동부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치의 정면도이고, 도 5는 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 스크류 삽입관과 삽입 안내관의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 6 및 도 7은 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 로드 삽입관 및 구동부의 구성을 설명하기 위한 개략도들이다.
또한, 도 8은 도 6 및 도 7에서 로드 삽입관의 내측에 마련된 회전 부재를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 9는 도 6 및 도 7에서 구동부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는, 스크류 삽입관(110), 삽입 안내관(120), 회전 부재(135)가 마련되는 로드 삽입관(130), 한 쌍의 와이어(141,142) 및 구동부(150)를 포함할 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 회전 부재(135)와 구동부(150)를 연결하는 '연결 부재'로서 와이어(141,142)를 개시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 이하에서 상세히 설명할 와이어(141,142)의 기능을 발휘할 수 있는 것이라면 다른 구성의 연결 부재로 대체될 수 있음은 물론이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스크류 삽입관(110)은 환자의 피부 바깥쪽에서 피부 안쪽의 척추 뼈와 인접한 위치로 척추고정스크류(1)를 이송하기 위한 관로를 제공한다. 스크류 삽입관(110)은 통상 후단부(도 4에서 상단부)를 통해 척추고정스크류(1)가 삽입된다. 스크류 삽입관(110)의 전단부(도 4에서 하단부)에는 삽입된 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)가 위치하고 로드(2)가 관통하는 로드 관통홈(111)이 형성된다. 이러한 스크류 삽입관(110)을 통해, 시술자는 환자의 피부를 절개하는 대신에 환자의 피부에 최소한의 구멍을 내고 스크류 삽입관(110)을 꽂은 다음, 스크류 삽입관(110)에 척추고정스크류(1)를 삽입하여 전동 드라이버 등의 공구를 사용하여 척추고정스크류(1)를 척추 뼈에 체결할 수 있다. 또한, 로드(2)를 척추고정스크류(1)에 대해 고정시키기 위해 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)에 체결마개(3)를 체결하는 작업도 스크류 삽입관(110)을 통해 이루어질 수 있다. 한편, 스크류 삽입관(110)은 본 실시예에서 두 개로 마련되지만, 스크류 삽입관(110)의 개수는 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
스크류 삽입관(110)은 지지 프레임(101)에 의해 지지된다. 여기서, 지지 프레임(101)은 길이 방향을 따라 그루브(101a)가 형성된 바(bar) 형상으로 스크류 삽입관(110)과 교차하는 가로 방향으로 길게 배치된다. 구체적으로, 스크류 삽입관(110)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 결합 블록(115), 제1 조정나사(115a) 및 제2 조정나사(115b)를 통해 지지 프레임(101)에 결합될 수 있다. 다시 말해서, 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는 스크류 삽입관(110)을 지지하는 지지 프레임(101)과, 스크류 삽입관(110)을 지지 프레임(101)에 결합시키기 위한 수단으로 결합 블록(115), 제1 조정나사(115a) 및 제2 조정나사(115b)를 더 포함할 수 있다. 이때, 스크류 삽입관(110)은 그 후단부가 결합 블록(115)에 결합된 상태에서 제1 조정나사(115a)에 의해 고정되고, 결합 블록(115)은 지지 프레임(101)이 관통한 상태에서 제2 조정나사(115b)에 의해 지지 프레임(101)에 대해 고정된다. 이러한 결합 구조에 의해, 스크류 삽입관(110)은 제1 조정나사(115a)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 일정 범위 내에서 각도 조절이 가능하고, 제2 조정나사(115b)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 지지 프레임(101)의 길이 방향을 따라 위치 조정이 가능해진다. 다만, 스크류 삽입관(110)과 지지 프레임(101)의 결합 구조는 본 실시예에서 개시된 것에 한정되지 아니하고 다양하게 변경될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 삽입 안내관(120)은 후술할 로드 삽입관(130)이 수용되고 로드 삽입관(130)의 이동을 안내하기 위한 수단이다. 삽입 안내관(120)은 후단부를 통해 로드 삽입관(130)이 삽입 수용되고, 삽입 안내관(120)의 전단부에는 로드(2)를 삽입 안내관(120) 밖으로 노출시키기 위한 개구(121)가 형성될 수 있다. 한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 삽입 안내관(120)과 스크류 삽입관(110, 도 4에서 왼쪽 스크류 삽입관) 사이의 거리는 두 개의 스크류 삽입관(110) 사이의 거리에 비해 상대적으로 매우 짧은 것을 특징으로 한다. 이러한 삽입 안내관(120)은 전술한 스크류 삽입관(110)과 마찬가지로 지지 프레임(101)에 의해 지지될 수 있다. 구체적으로, 삽입 안내관(120)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 결합 블록(125), 제1 조정나사(125a) 및 제2 조정나사(125b)를 통해 지지 프레임(101)에 결합될 수 있다. 이때, 삽입 안내관(120)은 그 후단부가 결합 블록(125)에 결합된 상태에서 제1 조정나사(125a)에 의해 고정되고, 결합 블록(125)은 지지 프레임(101)이 관통한 상태에서 제2 조정나사(125b)에 의해 지지 프레임(101)에 대해 고정된다. 이러한 결합 구조에 의해, 삽입 안내관(120)은 제1 조정나사(125a)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 일정 범위 내에서 각도 조절이 가능하고, 제2 조정나사(125b)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 지지 프레임(101)의 길이 방향을 따라 위치 조정이 가능해진다. 다만, 삽입 안내관(120)과 지지 프레임(101)의 결합 구조는 본 실시예에서 개시된 것에 한정되지 아니하고 다양하게 변경될 수 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 로드 삽입관(130)은 장착된 로드(2)를 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)을 향해 이동시키는 수단으로, 삽입 안내관(120)의 내부에 수용되고 삽입 안내관(120)의 내부에서 전후 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 이때, 로드 삽입관(130)의 전단부에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 로드(2)가 결합되는 회전 부재(135)가 구비된다. 구체적으로, 회전 부재(135)는 디스크 형상으로 로드 삽입관(130)의 내측에 배치되고, 도 8에 도시된 바와 같이 로드 삽입관(130)의 내벽에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 이를 위해, 회전 부재(135)의 양 측면에는 회전축(136)이 형성되고, 이러한 회전축(136)은 로드 삽입관(130)의 내벽에 형성된 회전축홈(131)에 결합될 수 있다. 이때, 회전 부재(135)의 회전축(136)은 로드 삽입관(130)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 회전 부재(135)에는 로드(2)가 탈착 가능하게 결합되는데, 이를 위해 회전 부재(135)의 내부에는 삽입된 로드(2)의 헤드를 클램핑하기 위한 수단(미도시)이 더 구비될 수 있다. 이러한 클램핑 수단은 공지의 다양한 구조 중 어느 하나로 구현될 수 있는데, 예컨대 압축 스프링 등에 의한 탄성력을 이용하는 구조로 구현될 수 있다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 한 쌍의 와이어(141,142) 각각은 그 일단부가 회전 부재(135)에 결합되고 로드 삽입관(130)의 후단부 측으로 연장되어 그 타단부가 구동부(150)를 구성하는 회전조작핸들(155)에 결합될 수 있다. 그리고 한 쌍의 와이어(141,142)는 로드 삽입관(130)의 내부에 수용될 수 있다. 이러한 한 쌍의 와이어(141,142)는 구동부(150)에서 발생하는 회전 구동력을 로드 삽입관(130)의 전단부에 마련된 회전 부재(135)에 전달하는 기능을 한다. 이하 설명의 편의를 위해, 도 6 및 도 7에 도시된 한 쌍의 와이어(141,142) 중 좌측에 배치된 와이어(141)를 '제1 와이어'라 하고, 우측에 배치된 와이어(142)를 '제2 와이어'라 한다. 여기서, 제1 와이어(141)와 제2 와이어(142)는 회전 부재(135)의 회전시키기 위한 조작시 상호 간섭 등이 발생하지 않도록, 미리 정해진 간격으로 상호 나란하게 혹은 실질적으로 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 실시예에서는 구동부(150)의 구동력이 상호 나란하게 배치되는 한 쌍의 와이어(141,142)에 의해 회전 부재(135)에 전달되기 때문에, 회전 부재(135)의 회전 동작이 안정적이고 정확하게 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명에서 구동부(150)의 구동력을 회전 부재(135)에 전달하는 와이어는, 본 실시예에서 개시된 와이어(141,142)의 구성에 한정되지 아니하고 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 와이어의 개수는 1개 또는 3개 이상으로 변경될 수 있다.
한편, 와이어(141,142)는 강체(rigid body)로 이루어짐이 바람직한데, 이는 와이어(141,142)가 회전 부재(135)를 견고히 지지할 수 있도록 하여, 로드(2)를 환자의 연부 조직에 삽입하는 시술 과정에서 연부 조직에 의한 저항 등에 의해 회전 부재(135)에 시술자가 의도하지 않은 움직임 발생하지 않도록 하기 위함이다.
구체적으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제1 와이어(141)의 일단부는 회전 부재(135) 상의 제1 위치(P1)에서 회전 부재(135)에 결합되고, 제1 와이어(141)의 타단부는 구동부(150)의 회전조작핸들(155) 상의 제1 위치(P3)에서 회전조작핸들(155)에 결합될 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 와이어(142)의 일단부는 회전 부재(135) 상의 제2 위치(P2)에서 회전 부재(135)에 결합되고, 제2 와이어의 타단부는 회전조작핸들(155) 상의 제2 위치(P4)에서 회전조작핸들(155)에 결합될 수 있다. 이를 위해, 회전 부재(135)에는 제1 위치(P1) 및 제2 위치(P2)에 도 8에 도시된 바와 같이 제1 결합 돌기부(137) 및 제2 결합 돌기부(138)가 각각 구비되고, 제1 와이어(141) 및 제2 와이어(142)의 일단부는 도 8에 도시된 바와 같이 고리 형상으로 형성되어 제1 결합 돌기부(137) 및 제2 결합 돌기부(138)에 각각 결합될 수 있다. 이와 마찬가지로, 회전조작핸들(155)에는 제1 위치(P3) 및 제2 위치(P3)에 도 9에 도시된 바와 같이 제1 결합 돌기부(157) 및 제2 결합 돌기부(158)가 각각 구비되고, 제1 와이어(141) 및 제2 와이어(142)의 타단부는 도 9에 도시된 바와 같이 고리 형상으로 형성되어 제1 결합 돌기부(157) 및 제2 결합 돌기부(158)에 각각 결합될 수 있다. 다만, 본 발명에서 와이어(141,142)와 회전 부재(135)의 결합 구조 및 와이어(141,142)와 회전조작핸들(155)의 결합 구조는 본 실시예에서 개시된 것에 한정되지 아니하고 다양한 공지의 결합 구조로 변경될 수 있음은 물론이다.
한편, 회전 부재(135) 상에서 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 회전 부재(135)의 회전 중심에 대해 상호 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 회전조작핸들(155) 상에서 제1 위치(P3)와 제2 위치는 회전조작핸들(155)의 회전 중심에 대해 상호 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 회전 부재(135)의 최초 위치(도 6의 위치, 즉 로드(2)가 실질적으로 수직으로 배치되는 위치)에서, 회전 부재(135) 상의 제1 위치(P1) 및 제2 위치(P2)는 회전 부재(135)의 회전 중심을 원점으로 하는 좌표 상에서 각각 제2 사분면(또는 제1 사분면) 및 제4 사분면(또는 제3 사분면)에 배치되고, 회전조작핸들(155) 상의 제1 위치(P3) 및 제2 위치(P4)는 회전조작핸들(155)의 회전 중심을 원점으로 하는 좌표 상에서 각각 제2 사분면(또는 제1 사분면) 및 제4 사분면(또는 제3 사분면)에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 회전 부재(135)는 회전조작핸들(155)의 회전 각도와 동기화될 수 있고, 한 쌍의 와이어(141,142)가 상호 간섭되지 않으면서도 대략 0°내지 90°범위(도 6의 위치에서 도 7의 위치까지)의 충분한 회전 동작을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
도 4 내지 도 9를 참조하면, 구동부(150)는 회전조작핸들(155) 및 핸들 지지체(151)를 포함할 수 있다.
회전조작핸들(155)은 디스크 형상을 가지며, 앞서 설명한 바와 같이 로드 삽입관(130) 내부에 수용되는 와이어(141,142)를 통해 회전 부재(135)와 연결될 수 있다. 회전조작핸들(155)은 도 4에 도시된 바와 같이 로드 삽입관(130)의 외부에 배치될 수 있다. 다만, 회전조작핸들(155)은 로드 삽입관(130)의 후단부에서 로드 삽입관(130)의 내부에 적어도 일 부분이 배치될 수도 있다. 한편, 회전조작핸들(155)의 일 측면 중앙에는 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 육각 형상의 공구홈(155a)이 함몰 형성될 수 있다. 이에 따라, 시술자는 회전조작핸들(155)의 공구홈(155a)에 적합한 공구(미도시)를 사용하여 큰 힘을 들이지 않고 회전조작핸들(155)을 회전 조작하는 것이 가능하다.
핸들 지지체(151)는 회전조작핸들(155)을 회전 가능하게 지지하는 수단이다. 이를 위해, 핸들 지지체(151)에는 도 9에 도시된 바와 같이 회전조작핸들(155)의 회전축(156)과 맞물리는 회전축홈(152)이 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 회전조작핸들(155)과 회전 부재(135)를 연결하는 와이어(141,142)의 길이가 일정하므로, 핸들 지지체(151)는 로드 삽입관(130)이 전후 방향으로 이동함에 따라 로드 삽입관(130)과 함께 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 핸들 지지체(151)는 로드 삽입관(130)과 연결되어 일체로 움직이거나, 가이드레일 등을 통해 로드 삽입관(130)의 움직임에 종속되도록 구성될 수 있다.
도 10 내지 도 12는 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 10은 구동부(150)의 회전조작핸들(155)을 회전시키기 전의 상태를 나타내며, 도 11은 도 10의 최초 위치에서 로드 삽입관(130)을 전방으로 이동시키면서 회전조작핸들(155)을 대략 45°회전시킨 상태를 도시하며, 도 12는 도 11의 위치에서 로드 삽입관(130)을 전방으로 더 이동시키면서 회전조작핸들(155)을 대략 45°더 회전시킨 상태(도 10의 최초 위치에서는 대략 90° 회전시킨 상태)를 도시한다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a, 도 5 참조)에 로드(2)를 체결하기 위해, 삽입 안내관(120)에 수용된 로드 삽입관(130)을 전방으로 이동시키면서 회전조작핸들(155)을 적절히 회전시킴으로써, 회전 부재(135)에 장착된 로드(2)가 환자의 연부 조직을 뚫고 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 위치시킬 수 있다. 이때, 로드(2)의 이동 궤적은 일정한 곡률을 따르는 것이 아니라 회전 부재(135)의 회전에 따라 점진적으로 변화하는 곡률에 의해 형성된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 척추 고정용 시술장치(100)는 로드 삽입관(130) 혹은 안내 삽입관(120)과 스크류 삽입관(110) 사이의 거리가 종래의 시술장치에 비해 상대적으로 매우 가깝게 배치되더라도, 로드(2)를 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 위치시킬 수 있는 것이다. 한편, 로드 삽입관(130)의 이동 동작과 회전조작핸들(155)의 회전 동작은 동시에 이루어지거나 교번하여 이루어질 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는, 로드 삽입관(130)의 전단부에 마련된 회전 부재(135)에 로드(2)를 장착시키고 로드 삽입관(130)을 이동시키면서 와이어(141,142)를 이용하여 회전 부재(135)를 미리 정해진 범위 내에서 회전시켜 로드(2)의 이동 궤적을 조절함으로써, 로드 삽입관(130)을 스크류 삽입관(110)과 인접 배치한 상태에서도 로드(2)를 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 위치시킬 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는 로드 삽입관(130)을 스크류 삽입관(110)에 매우 가깝게 설치하여 로드(2)를 삽입하는 것이 가능하므로, 시술 위치에 따른 제약으로 인해 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서는 시술하기 어려운 척추에 대해서도 안전하고 원활한 시술을 달성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 구성도이다. 이하, 도 13을 참조하며 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치를 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(200)는 스크류 삽입관(110), 삽입 안내관(120), 로드 삽입관(230), 로드삽입관 이송부(240), 한 쌍의 와이어(141,142) 및 구동부(250)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(200)는, 로드 삽입관(230)에 치형부(230a)가 형성된다는 점, 로드삽입관 이송부(240)가 추가된다 점 및 구동부(250)의 회전조작핸들(255)이 구동 모터(257)에 의해 회전된다는 점을 제외하고, 전술한 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)의 구성과 실질적으로 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 설명은 전술한 실시예를 준용하기로 한다.
로드 삽입관(230)은 도 13에 도시된 바와 같이 적어도 일부 영역에 치형부(230a)가 형성될 수 있다. 이때, 치형부(230a)는 로드 삽입관(230)의 길이 방향을 따라 로드 삽입관(230)의 외면에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 치형부(230a)는 후술할 로드삽입관 이송부(240)의 기어 수단(245)과 맞물리는 것으로, 로드 삽입관(230)이 로드삽입관 이송부(240)에 의해 전후 방향으로 이동할 수 있도록 한다.
로드삽입관 이송부(240)는 전술한 바와 같은 로드 삽입관(230)을 전후 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 도 13에 도시된 바와 같이 기어 수단(245) 및 구동 수단(241)을 포함할 수 있다. 기어 수단(245)은 로드 삽입관(230)과 인접 배치되어 로드 삽입관(230)에 형성된 치형부(230a)와 맞물리도록 구성된다. 본 실시예에서 기어 수단(245)은 하나의 평기어로 마련되지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 기어 수단(245)을 구성하는 기어의 개수 및 종류는 로드 삽입관(230)의 이동에 대한 제어 정밀도 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다. 구동 수단(241)은 전술한 기어 수단(245)을 구동시키기 위한 것으로, 본 실시예에서 구동 수단(241)은 도 13에 도시된 바와 같이 기어 수단(245)을 회전시키기 위한 구동 모터(241)로 마련된다. 구동 모터(241)는 그 회전축이 기어 수단(245)에 연결되어 기어 수단(245)을 회전시킨다. 이때, 구동 모터(241)는 일 방향으로만 회전하는 것이 아니라 정역 방향으로 회전하도록 구성된다. 이에 따라, 로드삽입관 이송부(240)는 로드 삽입관(230)을 전후 방향으로 이동시킬 수 있다. 한편, 로드 삽입관(230)에 장착된 로드(2)는 척추 뼈 주변의 근육을 포함한 연부 조직을 뚫고 이동해야 하므로, 구동 모터(241)는 연부 조직에 의한 저항을 극복할 수 있도록 충분한 토크 성능을 발휘하는 모델을 선택하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서 로드삽입관 이송부(240)는 본 실시예에서 개시된 기어를 회전시키기 위한 구동 모터 방식에 한정되지 아니하고 로드 삽입관(230)을 전후 방향으로 이동시키기 위한 다른 다양한 방식으로 구현될 수 있음은 물론이다.
구동부(250)는 도 13에 도시된 바와 같이 외주면에 치형부(255a)가 형성된 회전조작핸들(255) 및 회전조작핸들(255)을 회전시키기 위한 구동 모터(257)를 포함할 수 있다. 이때, 구동 모터(257)는 회전조작핸들(255)의 치형부(255a)와 맞물리는 기어(259)를 통해 회전조작핸들(255)을 회전시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 다만, 이와 다르게 구동 모터(257)의 회전축은 기어(259)를 거치지 않고 회전조작핸들(255)의 회전 중심에 직접 연결될 수도 있다. 이에 따라, 회전조작핸들(255)의 회전 동작은, 시술자가 공구를 사용하여 직접 힘을 가하는 전술한 실시예와 다르게, 구동 모터(257)에 의해 자동으로 이루어질 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(200)는 전술한 실시예가 갖는 이점을 모두 포함하면서도, 시술자가 직접 힘을 가해 로드가 장착된 로드 삽입관을 이동시키는 방식에 비해 로드를 삽입하는 과정에서 발생하는 연부 조직에 의한 저항을 용이하게 극복하여 시술자의 편의성을 향상시키고 연부 조직의 손상을 방지하는 한편, 로드 삽입관(230)의 이동 동작 및 회전조작핸들(255)의 회전 동작을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 척추고정스크류
2 : 로드
3 : 체결마개
100, 200 : 척추 고정용 최소침습 시술장치
110 : 스크류 삽입관
111 : 로드 관통홈
120 : 삽입 안내관
130, 230 : 로드 삽입관
135 : 회전 부재
141,142 : 와이어
150 : 구동부
155 : 회전조작핸들

Claims (11)

  1. 척추고정스크류가 삽입되고, 전단부에 로드 관통홈이 형성되는 적어도 하나의 스크류 삽입관;
    로드가 결합되는 회전 부재가 전단부에 마련되고 상기 로드를 상기 로드 관통홈을 향해 이동시키는 로드 삽입관;
    상기 로드 삽입관이 수용되고 상기 로드 삽입관의 이동을 안내하는 삽입 안내관;
    상기 회전 부재에 일단부가 결합되고 상기 로드 삽입관의 후단부 측으로 연장되는 연결 부재; 및
    상기 회전 부재를 미리 정해진 범위 내에서 회전시키도록 상기 연결 부재를 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 부재는,
    상기 로드 삽입관의 내측에 배치되고 상기 로드 삽입관의 내벽에 의해 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    상기 로드 삽입관의 내부에 수용되는 적어도 하나의 와이어로 마련되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 안내관에는,
    상기 로드를 상기 삽입 안내관의 외부로 노출시키기 위한 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 와이어가 결합되는 회전조작핸들; 및
    상기 회전조작핸들을 회전 가능하게 지지하는 핸들 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 와이어는,
    일단부가 상기 회전 부재 상의 제1 위치에서 상기 회전 부재에 결합되고, 타단부가 상기 회전조작핸들 상의 제1 위치에 결합되는 제1 와이어; 및
    일단부가 상기 회전 부재 상의 제2 위치에 결합되고, 타단부가 상기 회전조작핸들 상의 제2 위치에 결합되는 제2 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 와이어와 상기 제2 와이어는,
    미리 정해진 간격으로 상호 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전 부재에서 상기 제1 위치와 상기 제2 위치는 상기 회전 부재의 회전 중심에 대해 상호 대칭으로 배치되고,
    상기 회전조작핸들에서 상기 제1 위치와 상기 제2 위치는 상기 회전조작핸들의 회전 중심에 대해 상호 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 와이어는,
    강체(rigid body)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 회전조작핸들을 회전시키기 위한 구동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 로드 삽입관의 적어도 일부 영역에는 치형부가 형성되고,
    상기 최소침습 시술장치는, 상기 로드 삽입관의 상기 치형부에 맞물리는 기어 수단과 상기 기어 수단을 구동시키기 위한 구동 수단을 포함하여 상기 로드 삽입관을 이동시키는 로드삽입관 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
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