KR101664347B1 - 뼈 고정용 네일 몸체, 상기 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법 및 이 방법을 이용한 네일 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뼈 고정용 네일 몸체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정 길이를 갖는 중심축으로부터 일정한 두께를 갖도록 형성된 뼈 고정 네일 몸체에 있어서, 상기 중심축은 고정하고자 하는 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 구하고, 상기 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 얻어진 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 몸체, 상기 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법 및 이 방법을 이용한 네일 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 뼈 고정용 네일 몸체는 환자 개개인의 인체 데이터를 기반으로 하므로 신체 적합성이 우수하며 고정력이 향상되는 효과를 가진다.

Description

뼈 고정용 네일 몸체, 상기 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법 및 이 방법을 이용한 네일 제조방법{NAIL BODY FOR FIXING BONE, CENTRLA AXIS EXTRACTION METHOD OF THE SAME AND PREPARATION METHOD OF THE NAIL BODY}

본 발명은 뼈 고정용 네일 몸체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정하고자 하는 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 구하고, 상기 중심점을 종 방향으로 연결하여 얻어지는 중심축으로부터 일정한 두께를 갖도록 형성함에 따라 신체 적합성이 우수하여 고정력이 향상되는 뼈 고정용 네일 몸체, 상기 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법 및 이 방법으로 이용한 네일 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 인체의 뼈가 골절 및 부러질 경우 이를 고정시키기 위해 붕대 또는 석고 고정을 이용하여 뼈의 골절 및 부러짐을 치료하였다. 그러나 이는 뼈가 잘 고정되지 못하며, 움직이는데 불편함을 초래한다는 문제점을 가진다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 골절 또는 부러진 부위에 금속재료를 사용하여 뼈 부위를 고정시키는 골 접합술이 연구 개발되어 적용되어 왔다. 이때, 사용되는 금속 재료의 경우 이물 반응이 적으면서 강도가 높은 물성이 요구됨에 따라, 각종 스테인레스 스틸 재료 또는 코발트 크롬 합금 등이 주로 사용되고 있다.

일 예로 대한민국 등록특허 10-0623264호 및 대한민국 등록특허 10-1327244호 에서는 골 접합술을 이용하는 골 접합술 방법 및 골 접합술을 이용한 장치를 제시하는데, 이러한 골 접합술의 경우 뼈가 잘 고정되며 조기 운동이 가능하다는 장점을 가진다. 그러나, 고정하고자 하는 뼈 부위에 네일을 이용하여 위치를 맞추는 상태를 유지하고 네일에 스크류를 이용하여 고정시킬 경우, 뼈가 인체마다 각기 다른 크기 및 형태를 가짐에도 불구하고 획일적인 디자인으로 제조된 네일을 적용함에 따라 신체 적합성이 다소 떨어져 스크류를 고정시키는 네일의 고정부가 헐거워지는 문제점이 발생된다.

상기와 같이, 획일적으로 디자인되어 제조된 네일의 경우 고정시키고자 하는 부위에 맞춰 제조됨에 따라 적용 가능한 부위가 한정되며, 신체의 각 부위별로 고정 가능한 네일의 종류가 다양해야 되는 문제점을 가진다.

또한, 고정하고자 하는 동일한 부위라도 아동부터 성인 및 성별에 따라 각기 다른 크기 및 형태를 가지므로 획일되어 제조된 네일을 적용하여 고정할 경우 신체 적합성이 다소 떨어져 뼈의 고정이 효율적으로 이루어지지 못한다는 단점을 가진다.

또한, 현재 국내 정형외과 병원에서 네일로 주로 사용되는 미국 신테스사의 네일은 서양인 체형에 적합하여 한국인과 같은 동양인들을 상대로 네일로 적용하기에 부적합하고, 뼈의 치료뿐만 아니라 뼈의 교정이나 성형에 적용하기에도 적절하지 못하며, 사람뿐만 아니라 애완견 등 반려동물 치료에 적용하기에도 부적합한 문제점들이 있다. 즉 획일화된 네일 규격을 동·서양인, 동물 등을 상대로 치료, 교정 및 성형용으로 적용하기에 분명히 한계점을 가지고 있다는 것에 대하여 의료인들도 인지하고 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 다각적으로 노력한 결과, 동·서양인 또는 동물의 뼈 치료, 교정 또는 성형 목적으로 바람직하게 활용될 수 있는 뼈 고정용 네일 몸체, 상기 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법 및 이 방법을 이용한 네일 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은 일정 길이를 갖는 중심축으로부터 일정한 두께를 갖도록 형성된 뼈 고정 네일 몸체에 있어서, 상기 중심축은 고정하고자 하는 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 구하고, 상기 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 얻어진 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 몸체를 제공한다.

또한, 본 발명은 고정하고자 하는 뼈 골강을 측정하기 위해 단층 촬영하는 단계; 상기 촬영된 영상을 바탕으로 입체 영상을 제작하는 단계; 상기 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 복수개의 횡 단면 영상을 얻는 단계; 상기 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점을 구하는 단계; 및 상기 복수의 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 얻어지는 중심축을 형성하는 단계;를 포함하는 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 고정하고자 하는 뼈 골강을 측정하기 위해 단층 촬영하는 단계; 상기 촬영된 영상을 바탕으로 입체 영상을 제작하는 단계; 상기 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 복수개의 횡 단면 영상을 얻는 단계; 상기 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점을 구하는 단계; 상기 복수의 중심점을 서로 연결하여 얻어지는 중심축을 형성하여 뼈 고정용 네일 중심축을 추출하는 단계; 및 추출된 중심축 데이터를 기반으로 3D 프린팅하는 단계;를 포함하는 뼈 고정용 네일 몸체 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 뼈 고정용 네일 몸체는 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 서로 종 방향으로 연결하여 얻어지는 중심축이 환자 개개인의 인체 데이터를 기반으로 하므로 신체 적합성이 우수하며 고정력이 향상되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 뼈 고정용 네일 몸체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 뼈 고정용 네일 중심축을 추출하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 고정하고자 하는 뼈를 단층 촬영한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 입체 모형을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 종 방향으로 절단한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 중심점을 구한 횡 단면이다.
도 6은 일정 간격으로 절단된 횡 단면의 중심점을 구하여 나타낸 입체 모형이다.
도 7은 본 발명의 입체 모형을 일정간격으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 서로 연결하여 형성한 중심축이다.
도 8은 본 발명의 중심축으로부터 일정 두께를 갖도록 형성한 뼈 고정용 네일 몸체의 사시도이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에서는 고정시키고자 하는 뼈 부위의 경우 아동에서부터 성인 및 성별에 따라 각기 다른 크기 및 형태를 가짐에도 불구하고 획일적으로 디자인되어 제작되는 네일 몸체를 삽입하여 고정시킴에 따라, 신체 적합성이 떨어지며 고정력이 낮아지는 종래의 문제점을 개선하기 위해, 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 구하고, 상기 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 중심축을 얻고 그 얻어진 중심축 데이터를 기초로 네일을 제조함으로써, 개별 환자들의 신체 뼈 구조와 완전 일치하는 네일 몸체가 제조되어 신체 적합성이 우수하며 고정력이 향상되는 뼈 고정용 네일 몸체, 상기 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법 및 그 방법을 이용한 네일 제조방법을 제시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정용 네일 몸체는 고정하고자 하는 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 구하고, 상기 중심점을 연결하여 얻어지는 중심축을 뼈 고정용 네일 중심축으로 적용하며, 그 중심축을 토대로 네일을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 시뮬레이션 상에서 구해지는 중심점을 서로 연결하여 얻어지는 중심축은 도 2에 도식되는 순서도에서와 같은 방법으로 얻어질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법은 고정하고자 하는 뼈 골강을 측정하기 위해 단층 촬영하는 단계; 상기 촬영된 영상을 바탕으로 입체 영상을 제작하는 단계; 상기 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 복수 개의 횡 단면 영상을 얻는 단계; 상기 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점을 구하는 단계; 및 상기 복수의 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 얻어지는 중심축을 형성하는 단계;를 포함하여 뼈 고정용 네일 중심축을 추출한다.

먼저, 본 발명은 고정하고자 하는 뼈 골강을 측정하기 위해 단층 촬영을 한다. 이는 유아에서부터 성인 및 성별에 따라 뼈 골강 구조의 크기 및 형태가 서로 상이함에 따라 고정하고자 하는 뼈 부위와 유사한 뼈 네일 몸체를 제조하기 위해 촬영하는 것이다. 뼈 골강을 측정하기 위한 촬영 장치 및 기법은 어느 하나로 제한되지 않으며, 종래에 사용된 장치와 기법이 사용될 수 있다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 단층 촬영된 영상을 바탕으로 입체 영상을 제작한다. 이는 단층 촬영된 뼈 골강의 크기 및 형태를 분석하여 3차원적으로 뼈 구조 모형을 제작하는 것을 말하며, 입체적인 뼈 모형의 영상을 바탕으로 중심축을 추출하기 위해 제작하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 상기 3차원적으로 제조된 입체 영상은 도 4에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하는 것을 특징으로 한다. 이는 고정하고자 하는 뼈 부위의 구조가 횡 방향으로 서로 다른 크기 및 형태를 가짐에 따라 위치되는 중심점이 서로 상이하기 때문에 입체 영상을 일정 간격의 횡 방향으로 절단하는 것을 특징으로 한다. 이는 직접적으로 뼈와 동일한 모형을 제조한 후 횡 방향으로 절단하는 작업을 수행할 경우 뼈 모형을 제작하는 시간 및 비용이 소요되며, 정확한 중심점 분석이 이루어지지 않을 수 있어, 본 발명에서와 같이 시뮬레이션 프로그램을 통하여 일정 간격의 횡 방향으로 절단하는 것이 효율적이고 바람직하다.

또한, 상기 입체 모형을 횡 방향으로 절단할 경우 일정 간격은 어느 하나로 제한되지 않으나, 뼈 구조 모형 및 크기를 정확하게 분석 가능하도록 1 ~ 10mm의 간격으로 절단하는 것이 바람직하다. 특히 10mm를 초과하는 두께로 절단할 경우 중심점 데이터 수가 적어 생체 적합성이 떨어질 수 있다.

도 4에서와 같이, 본 발명은 시뮬레이션 상에서 입체 영상을 1 ~ 10mm의 간격의 횡 방향으로 절단함에 따라 복수 개의 횡 단면 영상을 얻게 되며, 상기 횡 단면 영상의 가로 및 세로 치수를 측정하여 도 5에 도시된 바와 같이 개별 층단면의 중심점을 구한다.

이는 고정하고자 하는 뼈 마다 횡 단면의 크기 및 형태가 달라지기 때문이며, 본 발명에서와 같이 횡단면으로 절단한 복수개의 영상을 구하는 것을 특징으로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 1 ~ 10mm의 간격으로 절단하여 얻어지는 복수 개의 횡 단면 영상의 가로 및 세로 치수를 각각 분석하여 중심점을 구한 후, 입체 모형과 동일하도록 종 방향으로 나열하여 위치시키면 도 6에 도시된 바와 같다.

일정 간격의 횡 방향으로 절단된 각각의 횡 단면 영상의 중심점을 구한 후 기존 뼈 모형의 입체 영상과 동일하도록 나열한 도 6에서와 같이, 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점은 서로 일직선 상에 위치되지 않는 것을 특징으로 한다. 이는 횡 방향으로 뼈의 크기 및 형태가 상이함에 따라 구해지는 중심점의 위치가 서로 달라지기 때문이다. 횡 단면 영상으로부터 중심점을 구하는 방법은 토목건축 등과 같은 기하학적 형상의 물체로부터 중심점을 구하는 방식을 활용할 수 있으며, 본 발명은 그러한 중심점을 구하는 방식 즉, 다른 기술분야에서 활용된 기술을 생체 적합성이 우수한 네일 제조를 위하여 최초로 응용하였다는 점에 기술적 특징이 있다고 볼 수 있다.

본 발명에서는 뼈 고정용 네일 몸체의 형태를 일괄적으로 제작하여 삽입 후 고정시킴에 따라 생체 적합성 및 고정력이 떨어지는 종래기술의 문제점을 해결하고자, 도 6에 도시된 바와 같이 뼈를 측정하여 제작한 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 그 중심점을 각각 구함에 따라, 고정하고자 하는 뼈 부위와 거의 동일한 뼈 고정용 네일 몸체를 제조할 수 있는 효과를 가진다.

다음으로, 시뮬레이션 상에서 절단되어 구해진 각각의 중심점을 종 방향으로 서로 연결하면 도 7에 도시된 바와 같은 중심축이 추출된다. 이는 서로 일직선 상에 위치되지 않는 중심선을 연결함에 따라 중심축 또한 일직선 상으로 나타나지 않게 되며, 상기와 같은 중심축을 뼈 고정용 네일의 중심축으로 적용하여 일정한 두께를 갖도록 형성함에 따라 신체 적합성이 우수하며 고정력이 향상되는 뼈 고정용 네일 몸체를 제조할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 상기 일정한 두께는 상기 중심축으로부터 1 ~ 10mm의 지름을 갖도록 확장하여 형성시키는 것을 말하며, 상기 형성된 중심축으로부터 일정한 지름을 갖도록 형성시키거나, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 1 ~ 10mm 간격으로 절단되어 구해진 중심점을 중심으로 각각 절단된 면이 1 ~ 10mm의 지름을 갖도록 원통형의 형상으로 형성시킨 후 하나의 관 모형으로 연결하여 뼈 고정용 네일 몸체를 제조할 수 있다.

상기의 방법으로 추출된 중심축 데이터를 기반으로 본 발명의 네일 몸체를 제조하는 방법으로는 사출, 금형 등 특별히 한정되지 않으며, 최근 점진적으로 그 응용이 확대되고 있는 3D 프린팅 기법을 통하여 바람직하게 제조될 수 있다. 본 발명의 네일 몸체 재료로는 스테인레스 등과 같은 금속, 코발트와 크롬, 티타늄 등의 여러 금속들의 합금, 고분자, 세라믹 소재 또는 이들의 복합소재 등 다양한 재료가 이용될 수 있다.

또한 본 발명에서의 네일 몸체는 한국인뿐만 아니라 서양인 체격에도 맞춤형으로 제작이 가능하며, 뼈 치료 뿐만 아니라 휜다리, 오형다리와 같은 기형 다리의 교정이나 미용을 위한 성형을 위하여도 사용이 가능하며, 반려견이라든지 가축이나 동물원 내 여러 동물들을 대상으로도 그 응용이 가능하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

대퇴골 골정상을 입은 환자의 뼈 골강을 단층 촬영하고, 그 영상으로부터 입체 영상을 제조한 다음 5mm 간격의 횡 방향으로 절단하여 복수개의 횡 단면 영상을 얻었다. 그리고 그 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점을 구하고, 얻어진 복수 개의 중심점을 서로 연결하여 중심축 데이터를 얻은 후 얻어진 중심축 데이터를 기반으로 3D 프린팅하여 대퇴골 고정용 네일 몸체을 제조하였다.

[실시예 2]

대퇴골 골정상을 입은 환자 대신 상완골 골절상을 입은 환자를 상대로 네일 몸체를 제조한 점을 제외하고 나머지는 실시예 1과 같다.

Claims (12)

1. 일정 길이를 갖는 중심축으로부터 일정한 두께를 갖도록 형성된 뼈 고정 네일 몸체에 있어서,
   상기 중심축은 고정하고자 하는 뼈를 단층 촬영하여 얻은 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 횡 단면의 중심점을 구하고, 상기 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 얻어지며, 이때 상기 중심점은 서로 일직선 상에 위치되지 않는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 몸체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 일정 간격은 1 ~ 10mm인 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 몸체.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 뼈 고정용 네일 몸체는 1 ~ 10mm의 지름을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 몸체.
5. 제 1항에 있어서, 상기 뼈 고정용 네일 몸체는 동·서양인 또는 동물의 뼈 치료, 교정 또는 성형목적으로 활용되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 몸체.
6. 고정하고자 하는 뼈 골강을 측정하기 위해 단층 촬영하는 단계;
   촬영된 영상을 바탕으로 입체 영상을 제작하는 단계;
   상기 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 복수개의 횡 단면 영상을 얻는 단계;
   상기 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점을 구하는 단계; 및
   상기 복수의 중심점을 종 방향으로 서로 연결하여 얻어지는 중심축을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 중심점은 서로 일직선 상에 위치되지 않는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법.
7. 제 6항에 있어서, 입체 영상은 시뮬레이션 상에서 1 ~ 10mm 간격의 종 방향으로 절단되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법.
8. 삭제
9. 제 6항에 있어서, 뼈 고정용 네일 몸체는 1 ~ 10mm의 지름을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법.
10. 제 6항에 있어서, 뼈 고정용 네일 몸체는 동·서양인 또는 동물의 뼈치료, 교정 또는 성형목적으로 활용되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 네일 중심축 추출방법.
11. 고정하고자 하는 뼈 골강을 측정하기 위해 단층 촬영하는 단계;
    촬영된 영상을 바탕으로 입체 영상을 제작하는 단계;
    상기 입체 영상을 시뮬레이션 상에서 일정 간격의 횡 방향으로 절단하여 복수개의 횡 단면 영상을 얻는 단계;
    상기 복수 개의 횡 단면 영상의 중심점을 구하는 단계;
    상기 복수의 중심점을 서로 연결하여 얻어지는 중심축을 형성하여 뼈 고정용 네일 중심축을 추출하는 단계; 및
    추출된 중심축 데이터를 기반으로 네일 몸체를 제조하는 것을 특징으로 하는 네일 몸체 제조방법.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 네일 몸체 제조방법은 3D 프린팅 방식인 것을 특징으로 하는 네일 몸체 제조방법.

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