KR101488396B1 - A medical guide device for rotational alignment of femoral components - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 새로운 기준 축 및 이를 수술장 내에서 확인하기 위한 의료용 가이드 장치에 관한 것이다. 본 발명의 가이드 장치를 사용하여 수술장 내에서 손쉽게 인대간 축을 확인할 수 있으며, 이 축을 기준으로 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬이 가능하여 슬관절 전치환술의 성공확률을 높일 수 있다.The present invention relates to a new reference axis for rotational alignment of the femoral component during a total knee arthroplasty and a medical guide device for identifying the same in a surgical field. Using the guide device of the present invention, it is possible to easily identify the inter-ligament axis within the surgical field, and accurate alignment of the femoral component can be performed based on the axis, thereby increasing the probability of success of the total knee arthroplasty.
Description
본 발명은 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 새로운 기준 축 및 이를 수술장 내에서 확인하기 위한 의료용 가이드 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a new reference axis for rotational alignment of the femoral component during a total knee arthroplasty and a medical guide device for identifying the same in a surgical field.
슬관절 전치환술의 성공적인 결과를 얻기 위해서는 정확한 정렬(alignment)을 얻는 것이 가장 중요하다. 실제 임상연구에서도 정렬이 좋은 경우, 아웃라이어(outlier)에 비해 더 나은 기능 예후를 보이는 것으로 보고되고 있다(Longstaff LM, Sloan K, Stamp N, Scaddan M, Beaver R. J Arthroplasty. 2009;24:570-578). 내비게이션 시스템을 이용하였을 경우, 관상면(coronal plane)에서는 정확도가 높은 것으로 알려져 왔으나, 대퇴삽입물(femoral component)의 회전에 있어서는 더 나은 결과를 보이지 못하였다(Hetaimish BM, Khan MM, Simunovic N, Al-Harbi HH, Bhandari M, Zalzal PK. J Arthroplasty. 2012;27:1177-1182).To achieve successful results of total knee arthroplasty, it is most important to have an accurate alignment. In a real clinical study, better alignment was found to be associated with better functional outcome than outliers (Longstaff LM, Sloan K, Stamp N, Scaddan M, Beaver R. J Arthroplasty 2009; 24: 570 -578). In the navigation system, the coronal plane is known to have high accuracy, but the femoral component does not show any better results (Hetaimish BM, Khan MM, Simunovic N, Al- Harbi HH, Bhandari M, Zalzal PK J Arthroplasty, 2012; 27: 1177-1182).
대퇴삽입물의 회전 오정렬(rotational malalignment)시 슬개골 오주행( patellar maltracking), 전방 슬관절 통증, 슬관절 굴곡 불안정성(femoro-tibial flexion instability) 및 폴리에틸렌 삽입물의 조기 마모가 발생할 수 있으며(Barrack RL, Schrader T, Bertot AJ, Wolfe MW, Myers L. Clin Orthop Relat Res. 2001:46-55; Berger RA, Crossett LS, Jacobs JJ, Rubash HE. Clin Orthop Relat Res. 1998:144-153; Hofmann S, Romero J, Roth-Schiffl E, Albrecht T. Orthopade. 2003;32:469-476; Insall JN, Scuderi GR, Komistek RD, Math K, Dennis DA, Anderson DT. Clin Orthop Relat Res. 2002:143-152; Wasielewski RC, Galante JO, Leighty RM, Natarajan RN, Rosenberg AG. Clin Orthop Relat Res. 1994:31-43), 이는 기능손상 및 높은 재치환율을 야기한다(Hofmann S, Romero J, Roth-Schiffl E, Albrecht T. Orthopade. 2003;32:469-476; Incavo SJ, Wild JJ, Coughlin KM, Beynnon BD. Clin Orthop Relat Res. 2007;458:131-136; Romero J, Stahelin T, Binkert C, Pfirrmann C, Hodler J, Kessler O. J Arthroplasty. 2007;22:235-240).In rotational malalignment of the femoral component, patellar maltracking, anterior knee pain, femoro-tibial flexion instability, and premature wear of the polyethylene insert may occur (Barrack RL, Schrader T, Bertot . AJ, Wolfe MW, Myers L. Clin Orthop Relat Res 2001: 46-55; Berger RA, Crossett LS, Jacobs JJ, Rubash HE Clin Orthop Relat Res 1998:.. 144-153; Hofmann S, Romero J, Roth- Schiffl E, Albrecht T. Orthopade 2003; 32:. 469-476; Insall JN, Scuderi GR, Komistek RD, Math K, Dennis DA, Anderson DT Clin Orthop Relat Res 2002:.. 143-152; Wasielewski RC, Galante JO Clinical Orthop Relat Res . 1994: 31-43), which results in impaired function and a high wage rate (Hofmann S, Romero J, Roth-Schiffl E, Albrecht T. Orthopade 2003. Leighty RM, Natarajan RN, Rosenberg AG. ; 32: 469-476; Incavo SJ, Wild JJ, Coughlin KM, Beynnon BD, Clin Orthop Relat Res 2007; 458: 131-136; Romero J, Stahelin T, Binkert C, Pfirrma nn C, Hodler J, Kessler O. J Arthroplasty 2007; 22: 235-240).
수술 후 관상면 정렬은 X-ray를 통하여 쉽게 측정할 수 있는 것에 비해, 축 회전 정렬(axial rotational alignment)을 측정하기 위해서는 CT 스캔을 필요로 한다(Berger RA, Rubash HE, Seel MJ, Thompson WH, Crossett LS. Clin Orthop Relat Res. 1993:40-47). 이러한 이유로, 회전 정렬의 중요성이 오랫동안 간과되어 왔다. 최근 내측 상과의 홈(sulcus)과 외측 상과의 융기(prominence)를 연결한 수술적 상과간 축(surgical transepicondylar axis; surgical TEA)이 후 대퇴 과(posterior femoral condyle)의 기능성 굴곡-신전 축(functional flexion-extension axis)임이 밝혀져서(Asano T, Akagi M, Nakamura T. J Arthroplasty. 2005;20:1060-1067), 대부분의 외과의들이 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물이 수술적 TEA에 평행하게 위치하여야 한다고 인식하고 있다. 그러나, 수술장 내에서 수술적 TEA를 재현하는 것은 어려운 일이다.Post-operative coronary alignment requires a CT scan to measure axial rotational alignment (Berger RA, Rubash HE, Seel MJ, Thompson WH, Crossett LS, Clin Orthop Relat Res 1993: 40-47). For this reason, the importance of rotational alignment has long been overlooked. Recently, a surgical transepicondylar axis (TEA), which connects the prominence of the sulcus with the lateral aspect, has been applied to the functional flexion-extension axis of the posterior femoral condyle found to be so (functional flexion-extension axis) ( Asano T, Akagi M, Nakamura T. J arthroplasty 2005; 20:. 1060-1067), most surgeons to total knee arthroplasty when the femoral component parallel to the operative position TEA . However, it is difficult to reproduce surgical TEA within the operative field.
대퇴 삽입물의 회전 정렬을 가장 정확히 반영하는 수술적 TEA을 구현하고, 수술 시 재현성과 정확성을 높일 수 있는 새로운 참고 축이 있다면, 이는 우수한 수술 결과로 연결될 수 있다.
If there is a new reference axis that can improve surgical reproducibility and accuracy during surgery, this can lead to excellent surgical results.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬을 위하여, 수술장 내에서 쉽게 확인 가능한 신뢰성 있는 참고 축 및 이를 확인하기 위한 기구를 개발하기 위하여 연구 노력하였다. 이에, 본 발명자들은 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리와 슬와건 기시부의 하단 가장자리를 이은 선인 인대간 축(transligamental axis)이 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 신뢰성 있는 축임을 확인하고, 이를 수술장 내에서 쉽게 확인할 수 있는 의료용 가이드 장치를 제조함으로써, 본 발명을 완성하였다.Under these circumstances, the present inventors have made efforts to develop a reliable reference axis that can be easily identified in the surgical field and a mechanism for identifying the same, for precise rotational alignment of the femoral component during knee arthroplasty. The present inventors confirmed that the translational fundamental axis, which is the line connecting the lower edge of the superficial medial collateral ligament and the lower edge of the sagittal base, is a reliable axis for rotational alignment of the femoral implant, Thereby completing the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치를 제공하는 데 있다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a medical guide device for rotational alignment of a femoral component during a total knee arthroplasty.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 일면에 슬라이딩부재가 길이방향으로 마련된 직선형 몸체와, 상기 직선형 몸체의 일단에 마련되어 슬와건 기시부(popliteus tendon origin) 또는 표재성 내측 측부인대(superficial medial collateral ligament)의 하단 가장자리에 결착되는 제1걸침부재가 구비된 제1가이드부재; 및 일단이 상기 직선형 몸체의 타단에 삽입되어 슬라이딩부재 상에서 길이방향으로 슬라이딩 운동하는 직선형 플레이트와, 상기 직선형 플레이트의 타단에 마련되어 표재성 내측 측부인대 또는 슬와건 기시부의 하단 가장자리에 결착되는 제2걸침부재를 포함하는 제2가이드부재를 포함하며, 상기 제1걸침부재와 제2걸침부재는 서로 다른 부위에 결착되는 것을 특징으로 하는 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치를 제공한다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a surgical instrument comprising: a linear body having a sliding member in a longitudinal direction on one surface thereof; and a superficial medial collateral ligament provided on one end of the linear body to form a popliteus tendon origin or a superficial medial collateral ligament, A first guide member having a first stretching member which is engaged with a lower edge of the first guide member; And a second stretching member which is provided at the other end of the linear plate and is engaged with the lower edge of the superficial inner side ligament or sow gun base portion, the straight plate having one end inserted into the other end of the straight body and sliding in the longitudinal direction on the sliding member, The first guide member and the second guide member are coupled to each other at a different position. The guiding device for a medical guide for rotational alignment of the femoral component during a total knee arthroplasty is provided.
본 발명자들은 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬을 위하여, 수술장 내에서 쉽게 확인 가능한 신뢰성 있는 참고 축 및 이를 확인하기 위한 기구를 개발하기 위하여 연구 노력하였다. 이에, 본 발명자들은 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리와 슬와건 기시부의 하단 가장자리를 이은 선인 인대간 축(transligamental axis)이 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 신뢰성 있는 축임을 확인하고, 이를 수술장 내에서 쉽게 확인할 수 있는 의료용 가이드 장치를 제조하였다.The present inventors have made efforts to develop a reliable reference shaft that can be easily identified in the surgical field and a mechanism for identifying the same, for precise rotational alignment of the femoral component during knee arthroplasty. The present inventors confirmed that the translational fundamental axis, which is the line connecting the lower edge of the superficial medial collateral ligament and the lower edge of the sagittal base, is a reliable axis for rotational alignment of the femoral implant, A medical guide device which can be confirmed was manufactured.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 제2가이드부재의 직선형 플레이트에는 길이방향을 따라 표면에 눈금이 표시될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the linear plate of the second guide member may be marked with a scale along the longitudinal direction.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 제2가이드부재의 직선형 플레이트에는 슬라이딩부재 상에 직선형 플레이트를 고정시키기 위한 고정부재가 마련될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the linear plate of the second guide member may be provided with a fixing member for fixing the linear plate on the sliding member.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 직선형 몸체는 일면에 whiteside 기준선 참고 막대를 더 구비할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the straight body may further include a whitesite reference line reference bar on one side.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 제1 및 제2걸침부재는 85-95도로 구부려진 무릎에서 노출되어진 슬와건 기시부 또는 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리에 결착될 수 있다. 일특정예에서 상기 무릎의 각도는 실질적으로 직각이다.
According to an embodiment of the present invention, the first and second stapling members may be attached to the lower edge of the sagittal base portion or the superficial medial collateral ligament exposed at the 85-95 degree bent knee. In one particular example, the angle of the knee is substantially perpendicular.
한편, 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 신뢰성 있는 기준 축인 상기 인대간 축은 다음과 같은 과정을 통하여 본 발명자들에 의하여 최초로 확인되었다.Meanwhile, the interlabial axis, which is a reliable reference axis for rotational alignment of the femoral component, was first identified by the present inventors through the following procedure.
한국인 신선사체(7구) 및 약품처리된 사체(7구)에서 얻은 총 14예의 슬관절을 대상으로 하였다. 손상된 경력이나 질병이 있었던 기왕력은 없었으며, 평균 연령은 55세(25-73세)였다. 각 사체에서 반은 우측을, 반은 좌측을 박리하였다. 심부 내측 측부인대(Deep medial collateral ligament, Deep MCL)를 분리하고, 표재성 MCL(superficial MCL)은 유지하였다. 모든 슬관절에 대해 인공 슬관절에 사용하는 골수강 내 가이드(intramedullary guide)를 외반(valgus) 6도로 삽입하고, 커팅 지그에 따라 원위 커팅(distal cutting)을 시행하였다. 대퇴골 내측 상과(medial epicondyle)와 외측 상과(lateral epicondyle)를 노출하여 첨점(prominence)을 확인하고, 관절면과 평행하게 금속핀을 삽입하였다. 슬관절을 90도로 굴곡한 상태에서 디지털 캘리퍼스(digital caliper)를 이용하여, 내측에서는, 내측 상과 첨점에 삽입된 금속핀과 표재성 MCL의 하단 가장자리(lower margin)와의 가장 짧은 거리를 측정하고, 외측에서도 외측 상과 첨점에 삽입된 금속핀과 슬와건 기시부의 하단 가장자리와의 가장 짧은 거리를 측정하였다. 다음으로 내측 상과와 외측 상과의 금속핀이 삽입된 첨점 사이의 거리를 디지털 캘리퍼스를 이용하여 측정하였다(상과간 거리, transepicondyle distance).A total of 14 knee joints were obtained from Korean cadavers (7 ku) and drug treated cadavers (7 ku). The average age was 55 years (range 25-73 years). In each carcass, one half was peeled to the right and the other half to the left. Deep medial collateral ligament (Deep MCL) was isolated and superficial MCL was retained. For all knees, an intramedullary guide for artificial knee joints was inserted into the valgus at 6 degrees and distal cutting was performed along the cutting jig. The prominence was confirmed by exposing the medial epicondyle and lateral epicondyle, and the metal pin was inserted parallel to the joint surface. Using a digital caliper with the knee flexed 90 degrees, the shortest distance between the inner margin and the lower margin of the superficial MCL inserted in the medial and apical points was measured, The shortest distance between the metal pin inserted in the upper and the tip and the lower edge of the base of the sled gun was measured. Next, the distance between the tip of the metal pin inserted in the medial and lateral phases was measured using a digital caliper (transepicondyle distance).
상과간 거리를 삼각형의 밑변으로 하고, 내측 상과와 표재성 MCL의 하단 가장자리와의 거리에서 외측 상과와 슬와건 기시부의 하단 가장자리와의 거리를 뺀 값을 높이로 하여 역 탄젠트 식을 이용하여 각도를 구하였다. 여기서 구해진 각도는 해부학적 상과간 축(anatomical TEA)과 인대간 축(transligamental axis, 표재성 MCL의 하단 가장자리 - 슬와건 기시부의 하단 가장자리) 사이의 각도에 해당한다.And the distance between the upper and lower edges of the superficial MCL is taken as the height of the outer edge and the lower edge of the base of the tendon, The angle was obtained. The angle obtained here corresponds to the angle between the anatomical image and the anatomical TEA and the translational axis (the lower edge of the superficial MCL - the lower edge of the sagittal origin).
통계학적 처리는 SPSS 프로그램(Ver 18, PASWⓡ Statistics)을 이용하여 스튜던트 t-검정(Student's t-test)하였으며, p값이 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.Statistical analysis was performed using the Student's t-test using the SPSS program (Ver. 18, PASW ⓡ Statistics). A p-value less than 0.05 was considered statistically significant.
실험결과, 내측 상과의 첨점과 표재성 MCL의 하단 가장자리 사이의 최단거리는 평균 13.29 mm이었고, 외측 상과의 첨점과 슬와건 기시부의 하단 가장자리 사이의 최단거리는 평균 12.07 mm로 측정되었다. 양측 거리의 차이는 평균 1.03 mm이었고, 양측 상과의 첨점 사이의 거리인 상과간 거리는 평균 72 mm로 측정되었다. 이 수치를 이용하여 구한 역 탄젠트 값은 평균 0.92도였고, 표준편차는 ±1.68도로 측정되었다. 이러한 결과는, 본 발명의 인대간 축이 해부학적 상과간 축에 대해 0.92도 내회전(internal rotation)되어 있음을 보여준다.
As a result, the shortest distance between the apex of the medial aspect and the lower edge of the superficial MCL was 13.29 mm, and the shortest distance between the apex of the lateral aspect and the lower edge of the sagittal base was 12.07 mm. The mean distance between the two sides was 1.03 mm, and the distance between the points on both sides was 72 mm. The inverse tangent values obtained by using this numerical value were 0.92 degrees and the standard deviation was measured to be 1.68 degrees. These results show that the interlinear axis of the present invention has an internal rotation of 0.92 degrees relative to the anatomical phase and the interaxial axis.
슬관절 전치환술을 시행할 때 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬을 구현하는 것은 매우 중요한 일이다. 대퇴골 원위부(distal femur)의 회전 정렬을 구현하기 위한 참고 축에는 긴장 간격 기법(tension gap technique; Fehring TK. Clin Orthop Relat Res.2000:72-79; Laskin RS. J Arthroplasty.1995;10:657-660), 후과간 축(posterior condylar line; Hungerford DS, Kenna RV. Clin Orthop Relat Res. 1983:95-107; Laskin RS. J Arthroplasty.1995;10:657-660), 해부학적 TEA (Poilvache PL, Insall JN, Scuderi GR, Font-Rodriguez DE. Clin Orthop Relat Res.1996:35-46; Yoshioka Y, Siu D, Cooke TD. J Bone Joint Surg Am.1987;69:873-880), 수술적 TEA (Asano T, Akagi M, Nakamura T. J Arthroplasty. 2005;20:1060-1067; Berger RA, Rubash HE, Seel MJ, Thompson WH, Crossett LS. Clin Orthop Relat Res. 1993:40-47; Griffin FM, Insall JN, Scuderi GR. J Arthroplasty.1998;13:812-815), 활차 AP 축(trochlear AP axis; Arima J, Whiteside LA, McCarthy DS, White SE. J Bone Joint Surg Am. 1995;77:1331-1334; Whiteside LA, Arima J. Clin Orthop Relat Res. 1995:168-172), 및 대퇴부 횡축(femoral transverse axis; Victor J, Van Doninck D, Labey L, Van Glabbeek F, Parizel P, Bellemans J. J Bone Joint Surg Br. 2009;91:683-690) 등이 있다.It is very important to realize accurate rotational alignment of the femoral component when performing total knee arthroplasty. Clinical Orthop Relat Res. 2000: 72-79; Laskin RS. J Arthroplasty . 1995; 10: 657-7, 1998). The reference axis for implementing the rotational alignment of the distal femur is the tension gap technique 660), posterior condylar line (Hungerford DS, Kenna RV, Clin Orthop Relat Res 1983: 95-107, Laskin RS J Arthroplasty 1995, 10: 657-660), anatomical TEA (Poilvache PL, ( Bone Joint Surg Am. 1987; 69: 873-880), and surgical TEA (Insul JN, Scuderi GR, Font-Rodriguez DE. Clin Orthop Relat Res. 1996: 35-46; Yoshioka Y, Siu D, Asano T, Akagi M, Nakamura T. J Arthroplasty 2005; 20:. 1060-1067; Berger RA, Rubash HE, Seel MJ, Thompson WH, Crossett LS Clin Orthop Relat Res 1993:.. 40-47; Griffin FM, Insall JN, Scuderi GR, J Arthroplasty, 13: 812-815), trochlear AP axis (Arima J, Whiteside LA, McCarthy DS, White SE, J Bone Joint Surg Am 1995; 77: 1331-1334 ; Whiteside LA, Arima J. Clin Orthop Relat Res 1995: 168-172), and the femoral transverse axis (fe moral transverse axis; Victor J, Van Doninck D, Labey L, Van Glabbeek F, Parizel P, Bellemans J. J Bone Joint Surg Br . 2009; 91: 683-690).
이 중에서 상과간 축이 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 신뢰성 있는 축으로서 가장 활발하게 연구되어 왔으며, 슬관절 전치환술 시 상과간 축에 평행하게 대퇴삽입물을 위치시키는 것이 대퇴경골(tibiofemoral) 및 슬개골 대퇴골 관절(patellar femoral articulation)에 가장 적합하다는 연구결과가 있었다(Miller MC, Berger RA, Petrella AJ, Karmas A, Rubash HE. Clin Orthop Relat Res. 2001:38-45).Among these, the phase-to-shaft axis has been actively studied as a reliable axis for rotational alignment of the femoral component during total knee arthroplasty, and it has been reported that positioning the femoral component parallel to the axis of the upper and lower tibial joints during tibiofemoral ) And patellar femoral articulation (Miller MC, Berger RA, Petrella AJ, Karmas A, Rubash HE, Clin Orthop Relat Res 2001: 38-45).
상과간 축은 내측 상과의 홈(sulcus)과 첨점(prominence)에 따라 2개로 나눠지며, 이 중에서 수술적 TEA가 회전 정렬을 재현하는데 있어 해부학적 TEA 보다 더 신뢰성 및 재현할 수 있는 참고 축이다(Berger RA, Rubash HE, Seel MJ, Thompson WH, Crossett LS. Clin Orthop Relat Res. 1993:40-47).The anatomical axis is divided into two parts according to the sulcus and prominence of the medial aspect. Of these, the surgical TEA is more reliable and reproducible than the anatomical TEA in reproducing the rotational alignment Berger RA, Rubash HE, Seel MJ, Thompson WH, Crossett LS, Clin Orthop Relat Res 1993: 40-47).
현재 수술적 TEA가 대퇴골 원위부 회전 정렬의 바람직한 축인 것으로 인정되고 있으나, 수술장 내에서 수술적 TEA를 재현하는 것은 어려운 일이며, 퇴화가 심할수록 내측 상과의 홈을 확인하는 것은 더욱 어려운 일이다(Yoshino N, Takai S, Ohtsuki Y, Hirasawa Y. J Arthroplasty. 2001;16:493-497). 이로 인하여 신뢰성 있는 축과 일정한 각 관계(angular relation)를 가지고(작은 범위), 표준편차가 작은 수술장 내에서 확인하기 쉬운 가이드가 될 만한 이차 축(secondary axis)을 찾기 위한 많은 연구가 진행 중이다.Although surgical TEA is considered to be the preferred axis of distal femoral rotation, it is difficult to reproduce the operative TEA within the operative field and it is more difficult to identify the groove with the medial femur Yoshino N, Takai S, Ohtsuki Y, Hirasawa Y J Arthroplasty 2001; 16: 493-497). Therefore, much research is under way to find a secondary axis that has a reliable axis, a constant angular relation (small range), and a guide that is easy to identify in the operating room with a small standard deviation.
긴장 간격 기법은 자연적인 측부 이완(natural lateral laxity)과 경골 오절개 등의 원인으로 인해 참고 축으로는 적절하지 않고, 활차 AP 축은 큰 가변성으로 인해 참고 축으로는 적합하지 않았으며, 해부학적 TEA는 수술적 TEA와 마찬가지로 수술장 내에서 정확한 위치를 찾기 어려운 단점이 있다(Arima J, Whiteside LA, McCarthy DS, White SE. J Bone Joint Surg Am. 1995;77:1331-1334; Fehring TK. Clin Orthop Relat Res. 2000:72-79; Laskin RS. J Arthroplasty. 1995;10:657-660; Whiteside LA, Arima J. Clin Orthop Relat Res. 1995:168-172).The tension spacing technique is not appropriate for the reference axis due to natural lateral laxity and tibial incision, and the apical axis of the pulley is not suitable for the reference axis due to the large variability. Anatomical TEA as with the surgical TEA find the exact position within the chapter surgery is difficult (Arima J, Whiteside LA, McCarthy DS, White SE J Bone Joint Surg Am 1995; 77:... 1331-1334; Fehring TK Clin Orthop Relat Res . 2000: 72-79; Laskin RS J Arthroplasty 1995; 10: 657-660; Whiteside LA, Arima J. Clin Orthop Relat Res 1995: 168-172).
또한, 후과간 축은 수술장 내에서 가장 확인하기 쉽고 단단한 뼈 표지는 장점으로 현재 가장 많이 사용되고 있다. 그러나, 후과간 축 역시 수술적 TEA와의 범위 및 표준편차가 너무 크고, 대퇴골 외과에 발육부전(hypoplasia)이나 내과의 심한 골결손 또는 해부학적 변형이 있는 경우 오차가 발생할 가능성이 높다(Hungerford DS, Kenna RV. Clin Orthop Relat Res. 1983:95-107).In addition, the post-traumatic axis is the most commonly used in the surgical field and is the most commonly used because of the advantage of hard bone markers. However, there is a high likelihood of error in the posterior intercostal axis when the range and standard deviation from the surgical TEA is too large, hypoplasia of the femur, severe bone defect of the internal medicine, or anatomical deformity (Hungerford DS, Kenna RV. Clin Orthop Relat Res . 1983: 95-107).
Victor는 여러 참고 축들에 대한 분석을 통하여 평균을 구하여, 후과간 축은 수술적 TEA에 대하여 3°내회전, 해부학적 TEA에 대해서는 5°내회전, 활차 AP 축의 수직인 선에 대해서는 4°내회전되어 있다고 보고하였다(Victor J. Orthop Traumatol Surg Res.2009;95:365-372).Victor was analyzed by analyzing several reference axes and reported that the posterior axis was 3 ° inward rotation for surgical TEA, 5 ° inner rotation for anatomical TEA, and 4 ° inner rotation for vertical line of pulley AP axis (Victor J. Orthop Traumatol Surg Res . 2007; 95: 365-372).
이를 토대로 봤을 때, 본 발명자들이 확인한 인대간 축은 해부학적 TEA에 대해 0.92°내회전, 수술적 TEA에 대해 1.08°외회전, 후과간 축에 대해서는 4.08°외회전되어 있었다. 또한, 표준편차는 ±1.68°였다. 이러한 결과는 본 발명의 인대간 축이 후과간 축에 비해 더 신뢰성 있는 축임을 보여주며, 새로운 회전 정렬 참고 축으로서의 의미를 가진다고 볼 수 있다. 따라서, 상기 인대간 축을 확인하기 위한 본 발명의 의료용 가이드 장치는 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위하여 유용하게 활용될 수 있다.
Based on this, the ligament axis identified by the present inventors was 0.92 ° inward rotation for anatomical TEA, 1.08 ° external rotation for surgical TEA, and 4.08 ° external rotation for posterior interaxial axis. In addition, the standard deviation was ± 1.68 °. These results show that the interlinear axis of the present invention is a more reliable axis than the interlineal axis and has meaning as a new rotational alignment reference axis. Therefore, the medical guide device of the present invention for confirming the inter-ligament axis can be usefully used for rotational alignment of the femoral component in the case of total knee arthroplasty.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:
(i) 본 발명은 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치를 제공한다.(i) The present invention provides a medical guide device for rotational alignment of a femoral component during a total knee arthroplasty.
(ii) 본 발명에서 확인한 인대간 축은 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 신뢰성 있는 축인 수술적 TEA를 수술장 내에서 손쉽게 확인할 수 있는 참고 축이다.(ii) The inter-ligament shaft identified in the present invention is a reference axis for easily confirming surgical TEA, which is a reliable shaft for rotational alignment of the femoral component, in the surgical field.
(iii) 본 발명의 가이드 장치를 사용하여 수술장 내에서 손쉽게 인대간 축을 확인할 수 있으며, 이 축을 기준으로 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬이 가능하여 슬관절 전치환술의 성공확률을 높일 수 있다.
(iii) By using the guide device of the present invention, it is possible to easily identify the inter-ligament axis within the surgical field, and accurate alignment of the femoral component can be performed based on this axis, thereby increasing the probability of success of the total knee arthroplasty.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치의 외측에서 바라본 사시도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치의 내측에서 바라본 사시도를 보여준다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치의 실물 사진을 보여준다.
도 4는 슬와건 기시부의 하단(popliteus tendon)과 표재성 내측 측부인대의 하단(MCL)의 위치 및 이 두 점을 이은 인대간 축(파란색 점선)을 보여주는 실제 사진이다. 인공 슬관절 전치환술 시 대퇴골의 원위부 절제 후 슬관절을 90도 굴곡시킨 후 정면에서 바라본 사진으로, MCL과 popliteus tendon을 화살표로 표시하였고, 이 두 점을 이은 가상의 선을 인대간 축이라고 정의하였다.
도 5는 활차 AP 축(trochlear AP axis), 해부학적 TEA, 수술적 TEA 및 후과간 축을 보여주는 사진이다. 대퇴골 원위부를 삼차원 CT 촬영 후 대퇴부 하단에서 위쪽으로 바라본 그림이다(도 4의 사진과 동일한 각도임).FIG. 1 is a perspective view of a medical guiding device for rotational alignment of a femoral component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view from the inside of the medical guide device for rotational alignment of the femoral component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of a medical guide device for rotational alignment of a femoral implant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a photograph showing the position of the lower end (MCL) of the popliteus tendon and the superficial medial collateral ligament and the inter-ligament axis (blue dotted line) connecting the two points. In total knee arthroplasty, MCL and popliteus tendons were marked with an arrow, and the hypothetical line between these two points was defined as the ligamentous axis, after the knee was bent 90 degrees after distal femoral resection of the femur.
Figure 5 is a photograph showing the trochlear AP axis, anatomical TEA, surgical TEA, and posterior interaxial axis. The distal portion of the femur was viewed from the bottom of the thigh after the three-dimensional CT scan (the same angle as the photograph of FIG. 4).
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
Exemplary embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.
도 1 및 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치의 구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대퇴삽입물의 회전 정렬을 위한 의료용 가이드 장치의 실물 모습을 보여주는 사진이다.FIGS. 1 and 2 are exploded perspective views for explaining the structure of a medical guide device for rotational alignment of a femoral component according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view illustrating a rotational alignment of a femoral component according to an embodiment of the present invention. This is a photograph showing a real appearance of a medical guide device for a medical device.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 의료용 가이드 장치(10)는 제1가이드부재(100) 및 제2가이드부재(200)를 포함한다.As shown in these drawings, the
상기 제1가이드부재(100)는 일면에 슬라이딩부재(S)가 길이방향으로 마련된 직선형 몸체(110) 및 상기 직선형 몸체(110)의 일단에 마련된 제1걸침부재(120)를 포함한다.The
상기 슬라이딩부재(S)는 제2가이드부재(200)가 길이방향으로 슬라이딩 운동을 할 수 있도록 직선형 몸체(110)의 일측면을 따라 길이방향으로 마련된다. 이와 같은 슬라이딩부재(S)는, 제2가이드부재(200)가 삽입되어 슬라이딩 운동을 할 수 있도록 공지의 다양한 수단 및 구조로 형성될 수 있다.The sliding member S is longitudinally provided along one side of the
일예로, 제조상의 편의를 위하여 슬라이딩부재(S)는 간단한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들면 도면에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.For example, for convenience of manufacture, the sliding member S may have a simple structure, and may have a structure as shown in the drawings, for example.
상기 제1걸침부재(120)는 슬관절 전치환술 시 절개된 무릎(슬관절)에 노출되어진 슬와건 기시부 및 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리(이하, "연조직 표지"라 한다) 중 한 곳에 결착되는 기능을 한다. 이를 위하여, 제1걸침부재(120)의 구조는 연조직 표지에 결착될 수 있는 구조이면 충분하다.The first strapping
상기 슬와건 기시부와 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리의 위치 및 이들을 이은 인대간 축은 도 4에 나타나 있다.The position of the lower edge of the sagittal base portion and the superficial medial collateral ligament and the ligament between them are shown in Fig.
일예로, 제1걸침부재(120)는 막대 형상을 가질 수 있다.For example, the first strapping
다른 예로, 제1걸침부재(120)는 끝이 소정의 각도로 구부려진(혹은 끝이 소정의 각도로 구부려질 수 있는) 막대 형상을 가질 수 있으며, 구부려진 부위(혹은 제1걸침부재를 결착시킨 다음 소정의 각도로 끝을 구부리는 것)를 통하여 연조직 표지에 보다 단단하게 고정될 수 있다.As another example, the
상기 직선형 몸체(110)의 일면(상면 또는 하면)에는 whiteside 기준선 참고 막대(130)가 더 구비될 수 있다. 도 5를 참조하면, 활차 AP 축은 활차절흔(trochlear notch, 위쪽 기준점)과 과간절흔(intercondylar notch, 아래쪽 기준점)을 이은 선으로, 통상적으로 whiteside 선(Whiteside's line)이라고 한다. 상기 whiteside 선은 대퇴삽입물의 회전 정렬과 90도의 각도를 이룬다고 알려져 있다. 따라서, 본 발명의 기구를 인대간 축에 적용하는 경우 whiteside 기준선 참고 막대(130)와 whiteside 선과의 관계를 참고할 수 있다.A whitesite reference
일예로, 상기 whiteside 기준선 참고 막대(130)와 직선형 몸체(110)와의 각도는 실질적으로 직각이다.For example, the angle between the whitesite reference
상기 제2가이드부재(200)는 직선형 플레이트(210) 및 상기 직선형 플레이트(210)의 타단에 마련되어 연조직 표지 중 한 곳에 결착되는 제2걸침부재(220)를 포함한다.The
상기 직선형 플레이트(210)는 제1가이드부재(100)에 마련된 슬라이딩부재(S)에 일단이 삽입되어 길이방향으로 슬라이딩 운동을 한다. 이러한 직선형 플레이트(210)의 슬라이딩 운동을 통하여, 본 발명의 의료용 가이드 장치(10)의 전체 길이를 자유로이 조절할 수 있으며, 이에 따라 환자마다 연조직 표지 사이의 거리가 상이하더라도 문제없이 본 발명의 의료용 가이드 장치(10)를 이용하여 인대간 축을 확인할 수 있다.One end of the
상기 직선형 플레이트(210)에는 길이방향을 따라 표면에 눈금이 표시될 수 있다. 이러한 눈금은 필요에 따라 소정의 간격(예컨대, mm)으로 마련될 수 있으며, 눈금을 통하여 연조직 표지 사이의 거리를 용이하게 파악할 수 있다.The
상기 직선형 플레이트(210)는 슬라이딩부재(S) 상에 이를 고정시키기 위한 고정부재(230)를 더 구비할 수 있다. 상기 고정부재(230)는 직선형 플레이트(210)의 슬라이딩 운동을 저지 및 고정할 수 있는 공지의 모든 스토퍼 수단을 제한 없이 사용할 수 있으며, 직선형 플레이트(210)의 외측에 위치하는 것이 바람직하다.The
일예로, 상기 고정부재(230)로서 스크류를 사용할 수 있다.For example, a screw may be used as the fixing
상기 제2걸침부재(220)는 제1걸침부재(120)와 마찬가지로 슬관절 전치환술 시 절개된 무릎(슬관절)에 노출되어진 연조직 표지 중 한 곳에 결착되는 기능을 한다. 이를 위하여, 제2걸침부재(220)의 구조는 제1걸침부재(120)와 마찬가지로 연조직 표지에 결착될 수 있는 구조이면 충분하다.The second
상기 제2걸침부재(220)는 제1걸침부재(120)와 동일한 재질 및 형상을 가질 수 있으나, 경우에 따라서는 제1 및 제2걸침부재가 서로 다른 재질 및/또는 형상을 갖도록 구성될 수도 있다.The
상기 제1가이드부재(100) 및 제2가이드부재(200)는 의료용으로서 이용 가능한 금속(예컨대, 철, 알루미늄 등), 플라스틱 또는 합금 등을 이용하여 제조될 수 있다.
The
이하에서는, 슬관절 전치환술(오른쪽 슬관절)에서 상술한 본 발명의 의료용 가이드 장치(10)가 어떠한 방식으로 사용되는지를 설명한다.Hereinafter, how the
슬관전 전치환술 시 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬을 위하여, 수술장 내에서는 회전 정렬의 기준이 되는 축을 확인하는 과정이 필요하다. 이러한 기준 축으로서 본 발명자들은 상기 연조직 표지 두 곳을 이은 신뢰성 있는 축(인대간 축)을 새로이 탐색 및 규명하였다.In order to accurately align the rotational alignment of the femoral component in a total knee arthroplasty, it is necessary to identify the axis as the reference for the rotational alignment in the operative field. As such a reference axis, the present inventors newly discovered and identified a reliable axis (inter-ligament axis) connecting the two soft tissue markers.
상기 인대간 축을 확인하기 위하여, 먼저 환자의 무릎을 절개하고 대퇴골의 원위부 커팅을 시행한 후, 무릎을 90도 정도로 구부린다. 이후, 상기 제1가이드부재(100)의 일단에 마련된 제1걸침부재(120)를 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리에 결착시킨 다음, 제2가이드부재(200)의 직선형 플레이트(210)의 슬라이딩 운동을 이용하여 제2걸침부재(220)를 슬와건 기시부 하단 가장자리에 결착시킨다.In order to confirm the axis between the ligaments, the patient's knee is first incised, the distal femur is cut, and the knee is bent to about 90 degrees. The first engaging
상기 제2걸침부재(220)의 결착이 완료되면 직선형 플레이트(210)가 더 이상 움직이지 않도록 고정부재(230)를 이용하여 직선형 플레이트(210)를 슬라이딩부재(S) 상에 고정시킨다. 이때. 필요한 경우 직선형 플레이트(210)에 표시된 눈금으로부터 인대간 축의 거리(연조직 표지 사이의 거리)를 손쉽게 파악할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 인대간 축을 얻음으로써, 수술적 TEA와 평행한 회전 정렬을 얻을 수 있으며, 이는 대퇴삽입물의 정확한 회전 정렬을 반영할 수 있다.
The fixing
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
10 : 의료용 가이드 장치 100 : 제1가이드부재
110 : 직선형 몸체 S : 슬라이딩부재
120 : 제1걸침부재 130 : whiteside 기준선 참고 막대
200 : 제2가이드부재 210 : 직선형 플레이트
220 : 제2걸침부재 230 : 고정부재10: medical guide device 100: first guide member
110: straight body S: sliding member
120: first spacer member 130: whiteside reference line reference bar
200: second guide member 210: straight plate
220: second stretching member 230: fixing member
Claims (5)
상기 직선형 몸체의 일단에 마련되어 슬와건 기시부(popliteus tendon origin) 또는 표재성 내측 측부인대(superficial medial collateral ligament)의 하단 가장자리에 결착되는 제1걸침부재가 구비된 제1가이드부재; 및
일단이 상기 직선형 몸체의 타단에 삽입되어 슬라이딩부재 상에서 길이방향으로 슬라이딩 운동하는 직선형 플레이트와,
상기 직선형 플레이트의 타단에 마련되어 슬와건 기시부 또는 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리에 결착되는 제2걸침부재를 포함하는 제2가이드부재를 포함하며,
상기 제1걸침부재가 슬와건 기시부의 하단 가장자리에 결착되면, 상기 제2걸침부재는 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리에 결착되고, 상기 제1걸침부재가 표재성 내측 측부인대의 하단 가장자리에 결착되면, 상기 제2걸침부재는 슬와건 기시부의 하단 가장자리에 결착되는 것을 특징으로 하는 슬관절 전치환술 시 대퇴삽입물의 회전 정렬을 가이드 하기 위한 의료용 가이드 장치.
A straight body having a sliding member provided on its one surface in the longitudinal direction,
A first guide member provided at one end of the rectilinear body and having a first strapping member which is fastened to a lower edge of a popliteus tendon origin or a superficial medial collateral ligament; And
A straight plate having one end inserted into the other end of the straight body and sliding in the longitudinal direction on the sliding member,
And a second guide member provided at the other end of the linear plate and including a second engaging member which is engaged with a lower edge of the tendon base or superficial inner side ligament,
When the first stretch member is fastened to the lower edge of the sagittal base portion, the second stretch member is fastened to the lower edge of the superficial internal collateral ligament. When the first stretcher member is fastened to the lower edge of the superficial internal collateral ligament, Wherein the second transverse member is engaged with the lower edge of the base of the slat and the base of the slat, and guiding the rotational alignment of the femoral implant in the case of total knee arthroplasty.
2. The medical guide device according to claim 1, wherein the linear plate of the second guide member is marked with a scale on its surface along the longitudinal direction.
The medical guide apparatus according to claim 1, wherein the linear plate of the second guide member is provided with a fixing member for fixing the linear plate on the sliding member.
The medical guide device according to claim 1, wherein the straight body further comprises a whitesite reference line reference bar on one side.
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