KR101757010B1 - 드릴 가이드 - Google Patents

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크리스토퍼 알렉산더 도뜨
존 윌리암 굿펠로우
러셀 로이드
데이비드 위클리프 머레이
존 조셉 오 코너
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Abstract

드릴을 가이드 하기 위해 연장된 홀을 포함하는 몸체; 및 정렬 도구를 포함하는 드릴 가이드가 제공되며, 상기 정렬 도구는 몸체를 골수내 막대와 연결하도록 작동되어 몸체의 방향이 전후 방향 평면 및 횡방향 평면에서 골수내 막대에 대해 고정되도록 한다.

Description

드릴 가이드{A Drill Guide}
본 발명은 드릴 가이드에 관한 것으로서 특히, 그러나 배타적이지 않고, 부분 무릎 관절 교체(partial knee replacement )시 사용하기 위한 대퇴골 드릴 가이드(femoral drill guide)에 관한 것이다.
무릎 인공 관절술(knee arthroplasty), 특히 부분 무릎 관절 교체시, 관절은 우선 경골 고평부(tibial plateau)를 절제하여 준비된다. 경골 고평부의 절재 이후, 관절구(condyle)를 절제하기 위한 커팅 가이드(cutting guide)를 수용하기 위해 하나 이상의 홀이 대퇴골 관절구에 천공된다. 종래에는, 홀은 대퇴골의 골수내 관 (intramedullary canal)에 형성되고, 골수내 막대(intramedullary rod)가 이 홀에 삽입된다. 골수내 막대는 이러한 홀 또는 커팅 가이드를 설치하는 홀들의 천공을 위한 참조로 작용한다. 이러한 홀들은 또한 대퇴골 관절구의 절제 이후 보철의 대퇴골 구성요소(femoral component)를 배치하는데 사용될 수 있다.
대퇴골 구성요소는 대퇴골 내의 홀에 수용되는 하나의 고정핀(fixation peg) 또는 두 개의 고정핀을 포함할 수 있다. 또한 또는 대안으로, 대퇴골 구성요소는 하나 이상의 망(web)을 포함할 수 있다. 이러한 망은 핀들 사이에서 연장될 수 있는 물질의 얇은 층일 수 있다.
두 개의 핀 구성요소는 더 큰 범위(즉, 더 큰 회전도)를 제공하고, 환자의 생활 방식이 균형 있게 쪼그리고 앉을 수 있도록 선택될 수 있다.
이전에 설명한 바와 같이, 골수내 막대는 커팅 가이드를 수용하기 위한 홀(들)을 배치하기 위한 참조로 사용된다. 드릴 가이드는 커팅 가이드를 적절하게 배치하기 위해 골수내 막대로부터 참조하도록 사용될 수 있다. 기존의 드릴 가이드는 가이드 홀이 대퇴골 상의 정확한 위치에 배치되도록 외과 의사로 하여금 다양한 평면에서 드릴 가이드를 골수내 막대와 정렬하도록 요구한다.
공지된 기술에서, 경골 템플릿(tibial template)이 절제된 경골 고평부에 배치되고 드릴 가이드는 수술 절개부(operative wound) 내에 삽입된다. 그리고 나서 필러 게이지(feeler gauge)가 경골 템플릿과 드릴 가이드 사이에 삽입된다. 구성요소들의 이러한 레이어링(layering)으로 인해, 각 구성요소의 허용 오차의 축적(stack up)이 있다.
단순화된 정렬 공정을 갖는 드릴 가이드를 제공하는 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 부분 무릎 관절 교체시 사용하기 위한, 단순화된 정렬 공정을 갖는 대퇴골 드릴 가이드를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 드릴을 가이드 하기 위해 연장된 홀을 포함하는 몸체; 및 정렬 도구를 포함하는 드릴 가이드가 제공되며, 상기 정렬 도구는 상기 몸체를 골수내 막대와 연결하도록 작동되어 상기 몸체의 방향이 전후 방향 평면 및 횡방향 평면에서 골수내 막대에 대해 고정되도록 한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 드릴을 가이드 하기 위해 연장된 홀을 포함하는 몸체를 포함하는 드릴 가이드가 제공되며; 상기 몸체는 관절 내에 수용 가능한 고정식 발 및 이동식 발을 포함하고; 상기 이동식 발은 상기 몸체에 해제 가능하게 부착되며, 해제 상태에서, 상기 이동식 발은 상기 고정식 발에 대해 이동 가능함으로써, 상기 고정식 발이 상기 관절의 제 1 뼈에 접촉하고 상기 이동식 발이 상기 관절의 제 2 뼈에 접촉하도록 한다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 몸체; 및 드릴을 가이드 하기 위해 연장된 홀을 갖는 관형 요소를 포함하고, 상기 관형 요소는 상기 몸체에 대한 상기 관형 요소의 각도가 조절 가능하도록 상기 몸체에 대해 회전 가능하게 장착된다.
본 발명의 임의의 상기 양태는 본 발명의 하나 이상의 또 다른 양태와 결합될 수 있고 및/또는 하나 이상의 선택적 기능이 아래에 명시된다.
상기 정렬 도구는 제 1 팔 및 제 2 팔을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 팔은 상기 정렬 도구를 상기 몸체에 연결하도록 작동되고, 상기 제 2 팔은 상기 정렬 도구를 골수내 막대에 연결하도록 작동된다.
상기 제 1 및 제 2 팔은 상기 제 1 및 제 2 팔 사이의 거리가 변경될 수 있도록 서로에 대해 피봇 회전이 가능하게 연결될 수 있다.
상기 골수내 막대의 적어도 일단부에는 캐뉼러가 삽입되고, 제 2 팔은 상기 캐뉼러를 통해 골수내 막대에 수용된다.
상기 몸체는 상기 정렬 도구를 수용하기 위한 장착 홀을 가질 수 있다.
상기 장착 홀은 상기 몸체의 좌측 또는 우측 측면에 대해 경사질 수 있다.
상기 장착 홀은 상기 몸체의 좌측 또는 우측 측면에 대해 7°로 경사질 수 있다.
상기 장착 홀은 상기 몸체에 대한 수직 평면에서 경사질 수 있다.
상기 장착 홀은 5° 이하로 경사질 수 있다.
상기 정렬 도구는 핸들을 포함할 수 있다.
상기 이동식 발은 상기 몸체 내의 슬롯을 통해 상기 이동식 발로 통과하는 나사에 의해 상기 몸체에 해제 가능하게 부착될 수 있다.
상기 이동식 발은 상기 나사의 머리와 상기 이동식 발 사이에 배치된 상기 몸체의 부분이 그 사이에 유지되도록 상기 나사를 체결함으로써 적절한 위치에 고정될 수 있다.
상기 드릴 가이드는 미리 정의된 위치에 상기 이동식 발을 고정하기 위한 점진적 잠금 수단(incremental locking means)을 더 포함할 수 있다.
상기 이동식 발을 평면에서 바라볼 때, 상기 이동식 발의 선단부는 굽은 형태를 가질 수 있다.
상기 이동식 발의 하부면은 상기 이동식 발의 선단부를 따라 굽은 형태를 가질 수 있다.
상기 홀은 서로 다른 각도에서 상기 몸체를 통해 연장된 제 1 및 제 2 홀을 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 홀은 각각 0° 및 10° 또는 각각 5° 또는 15°로 경사질 수 있다.
상기 몸체는 상기 몸체의 좌측 측면 상의 돌출부와 몸체의 우측 측면 상의 돌출부를 더 포함할 수 있다.
상기 돌출부들 사이의 거리는 대퇴골 구성요소의 폭과 동일할 수 있다.
상기 드릴 가이드는 상기 몸체에 대해 상기 관형 요소의 각도를 고정하기 위한 잠금 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 드릴 가이드는 상기 몸체에 대해 미리 정의된 각도로 상기 관형 요소를 위치시키기 위한 인덱싱 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 관형 요소는 상기 몸체에 대해 이동할 수 있다.
상기 관형 요소는 상기 몸체의 상부 또는 하부를 향해 이동할 수 있다.
본 발명의 더 나은 이해를 위해, 그리고 본 발명이 실시될 수 있는 방법을 더욱 명확하게 도시하기 위해 이제 첨부한 도면에 대한 언급이 예로서 이루어질 것이다, 도면에서:
도 1은 사용 중인 본 발명에 따른 드릴 가이드의 측면도이고;
도 2는 드릴 가이드의 평면도이고;
도 3은 드릴 가이드의 정면도이고; 및
도 4는 천공 중인 도 1의 드릴 가이드의 제 2 측면도이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 드릴 가이드(2)를 도시하며, 상기 드릴 가이드는 경골과 대퇴골 사이의 무릎 관절 내에 위치한다. 드릴 가이드(2)는 몸체(4)를 포함한다. 몸체(4)는 (도 3에 도시된 바와 같이) 몸체(4)를 통해 길이 방향으로 각각 연장된 제 1 드릴링 홀(6) 및 제 2 드릴링 홀(8)을 갖는다. 제 1 및 제 2 드릴링 홀(6, 8)은 하나의 핀 대퇴골 구성요소 또는 두 개의 핀 대퇴골 구성요소를 위한 홀의 필요한 위치에 대응하는 서로 다른 각도로 경사진다. 도면에서, 제 1 및 제 2 드릴링 홀(6, 8)은 각각 0° 및 10°로 경사진 것으로 도시되지만, 각도는 5° 및 15° 또는 사용될 수 있는 대퇴골 구성요소를 위한 적절한 각도로 선택될 수 있다.
드릴 가이드(2)의 몸체(4)는 몸체(4)의 좌측 및 우측 측면 모두에 돌출부(10, 12)를 구비한다. 하나의 돌출부의 단부로부터 다른 하나까지의 거리는 대퇴골 구성요소의 폭과 동일하고 따라서 대퇴골 관절구의 중심에 드릴 가이드(2)를 정렬하는 수단을 제공한다.
드릴 가이드(2)는, 예를 들어, 대퇴골 구성요소의 폭 및/또는 대퇴골 구성요소의 곡률 반경과 같은 대퇴골 구성요소의 크기에 대응하는 다양한 크기로 제공될 수 있다. 대안적으로, 돌출부(10, 12)는 대퇴골 구성요소의 정확한 폭을 표시하기 위해 다양한 크기의 돌출부로 대체될 수 있다.
몸체(4)는 고정식 발(14)과 이동식 발(16)을 구비한다. 이동식 발(16)은 나사(18) 또는 몸체(4) 내의 슬롯(19)을 통해 이동식 발(16)로 통과하는 그 밖의 수단에 의해 몸체(4)에 해제 가능하게 부착된다. 이동식 발(16)은 나사(18)의 머리와 이동식 발(16) 사이에 배치된 몸체(4)의 부분이 그 사이에 유지되도록 나사(18)를 체결함으로써 적절한 위치에 고정될 수 있다. 이동식 발(16)은 몸체(4)가 더 이상 나사(18)의 머리와 이동식 발(16) 사이에 유지되지 않도록 나사(18)를 충분히 풀어 해제된다. 그리고 나서 이동식 발(16)은 고정식 발(14) 안쪽이나 바깥쪽으로 자유롭게 이동된다.
몸체(4)와 이동식 발(16)은 점진적 잠금 수단(20)을 구비할 수 있다. 점진적 잠금 수단(20)은 이동식 발(16)이 미리 정의된 위치에서 이동되고 고정되도록 한다. 점진적 잠금 수단(20)은 이동식 발(16)의 위치를 결정하기 위한 눈금을 구비할 수 있다.
고정식 발(14)은 대퇴골 골극(femoral osteophytes)의 간섭 없이 후대퇴골 관절구(posterior femoral condyle)를 조회할 수 있도록 좁다.
상기 이동식 발(16)을 평면에서 바라볼 때, 상기 이동식 발(16)의 선단부는 굽은 형태를 가질 수 있다.
이는 따라서 이동식 발(16)과 드릴 가이드(2)가 경골 고평부 상의 수직 절단에 대해 경사지도록 한다.
상기 이동식 발(16)의 하부면은 상기 이동식 발(16)의 선단부를 따라 굽은 형태를 가질 수 있다. 이러한 굽은 형태는 드릴 가이드(2)가 경골 고평부에 대해 전후 방향 평면에서 회전할 수 있게 한다.
드릴 가이드(2)는 몸체(4)를 정렬하기 위한 정렬 도구(22)를 더 포함한다. 정렬 도구(22)는 핸들(23) 및 양분된 단부(bifurcated end)를 가지며, 상기 양분된 단부는 제 1 팔(25)과 제 2 팔(26)을 갖는다. 제 1 팔(25)은 드릴 가이드(2)의 몸체(4)의 상부에 구비된 장착 홀(28) 내로 수용된다. 드릴 가이드(2)는 좌측 또는 우측 무릎 위에서 드릴 가이드(2)의 사용을 위한 두 개의 장착 홀(28)을 구비한다. 골수내 막대(24)는, 드릴 가이드(2)를 위한 참조를 제공하는, 환자의 골수내 관에 삽입된다. 골수내 막대(24)의 적어도 일단부에는 캐뉼러가 삽입되고(cannulated), 제 2 팔(26)은 상기 캐뉼러를 통해 골수내 막대(24)에 수용된다. 대안적으로, 제 2 팔(26)에는 캐뉼러가 삽입되고 골수내 막대(24)가 상기 캐뉼러를 통해 제 2 팔(26) 내에 수용될 수 있다.
상기 정렬 도구(22)에서, 제 1 및 제 2 팔(25, 26)은 핸들(23) 상에 서로에 대해 피봇 회전이 가능하게 장착되며, 상기 제 1 및 제 2 팔(25, 26) 사이의 거리는 변경될 수 있다.
장착 홀(28)은, 골수내 막대(24)에 대해 드릴 가이드(2)에 바람직하게는 7°의 정확한 정렬을 제공하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 몸체(4)의 좌측 또는 우측 측면으로 몸체(4)에 대해 경사진다. 또한 장착 홀(28)은 몸체(4)에 대해 수직 평면에서 경사질 수 있으며, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 5° 이하로 경사진다.
사용시, 경골 고평부의 절제 이후, 드릴 가이드(2)는 고정식 발(14)에 대해 정렬된 이동식 발(16)을 가지고 환자의 수술 절개부 내로 삽입된다. 그리고 나서 이동식 발(16)은 수직으로 이동되어 고정식 발(14)이 후대퇴골 관절구에 접촉하고 이동식 발(16)이 경골 고평부에 접촉하도록 한다.
이동식 발(16)의 위치는 경골 고평부로부터 절제된 뼈의 양에 의해 결정된다. 점진적 잠금 수단(20) 상의 눈금은 이전에 사용된 절제 가이드 상의 세팅(setting)에 대응할 수 있다. 이는 드릴 홀이 원위 대퇴골 관절구 상에 정확하게 정렬되도록, 외사 의사가 이동식 발(16)을 경골 고평부로부터 절제된 뼈의 양에 대한 정확한 위치로 용이하게 조절할 수 있게 한다.
제 1 팔(25)을 정확한 장착 홀로 삽입하고 제 2 팔(26)을 골수내 막대(24)의 캐뉼러가 삽입된 단부에 삽입함으로써 정렬 도구(22)는 몸체(4)와 골수내 막대(24) 모두에 연결된다.
그리고 나서 대퇴골 관절구의 중심에 드릴 가이드(2)를 정렬하기 위해 몸체(4) 상의 돌출부(10, 12)가 사용된다. 피봇 회전이 가능하게 장착된 제 1 및 제 2 팔(25, 26)은 제 1 및 제 2 팔(25, 26) 사이의 거리가 변경될 수 있다. 이는 전후 방향 및 횡방향 평면에서 골수내 막대(24)와의 정확한 정렬을 유지하면서 드릴 가이드(2)가 횡방향으로 이동될 수 있게 한다.
이미 언급된 바와 같이, 이동식 발(16)의 하부면의 굽은 형태는 드릴 가이드가 전후 방향 평면에서 경골 고평부에 대해 회전될 수 있도록 한다. 이는 따라서 드릴 가이드(2)가 무릎을 90°로 완벽하게 구부리지 않아도 드릴링 홀(6, 8)을 정확하게 정렬할 수 있게 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일단 드릴 가이드(2)가 정확하게 정렬되면, 드릴(30)이 제 1 및 제 2 드릴링 홀(6, 8) 중 어느 하나를 통과하여 원위 대퇴골 관절구 내로 천공된다. 드릴(30)은 드릴(30) 상의 스톱(32)이 몸체(4)에 인접할 때까지 그리고 드릴(3)이 더 이상 깊게 천공하는 것을 방지할 때까지 원위 대퇴골 관절구 내로 천공된다. 제 1 및 제 2 드릴링 홀(6, 8)의 길이와 드릴(30)의 길이는 따라서 홀의 깊이를 제어한다.
드릴링 이후, 홀은 대퇴골 구성요소에 대한 원하는 형상으로의 대퇴골 관절구의 절제를 위한 커팅 가이드 및/또는 밀링 스피것(milling spigot)을 장착하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 대안적인 실시형태에서, 고정식 발은 경골 고평부에 접촉할 수 있고 이동식 발은 후대퇴골 관절구에 접촉할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 1 및 제 2 드릴링 홀(6, 8)은 몸체(4)에 회전 가능하게 장착된 하나의 드릴링 홀로 대체될 수 있다. 이러한 회전 가능한 장착에 의해, 하나의 드릴링 홀의 각도가 대퇴골 구성요소에 대응되도록 조절될 수 있고 잠금 장치에 의해 적절한 위치에 고정될 수 있다. 잠금 장치 및 하나의 드릴링 홀은 하나의 드릴링 홀에 대한 별개의 각도를 제공하는 인덱싱 장치를 구비할 수 있다.
본 발명은 무릎 관절 교체에 관하여 설명되었지만, 본 발명은 다른 관절에서 사용되도록 구성될 수 있다.
본 발명은 필러 게이지의 사용을 필요로 하지 않고 드릴 가이드의 정렬을 단순화하도록 골수내 막대로 직접 연결되는 드릴 가이드를 제공한다.
2: 드릴 가이드 4: 몸체
6: 제 1 드릴링 홀 8: 제 2 드릴링 홀
10, 12: 돌출부 14: 고정식 발
16: 이동식 발 18: 나사
19: 슬롯 20: 잠금 수단
22: 정렬 도구 23: 핸들
24: 골수내 막대 25: 제 1 팔
26: 제 2 팔 28: 장착 홀
30: 드릴 32: 스톱

Claims (32)

  1. 드릴을 가이드 하기 위해 연장된 홀을 포함하는 몸체;
    골수내 막대(intramedullary rod); 및
    상기 몸체를 상기 골수내 막대와 연결하도록 작동되어 상기 몸체의 방향이 전후 방향 평면 및 횡방향 평면에서 상기 골수내 막대에 대해 고정되도록 하는 정렬 도구를 포함하고,
    상기 몸체는 관절 내에 수용 가능한 고정식 발 및 이동식 발을 포함하고,
    상기 이동식 발은 상기 몸체에 해제 가능하게 부착되며, 해제 상태에서, 상기 이동식 발은 상기 고정식 발에 대해 이동 가능함으로써, 상기 고정식 발이 상기 관절의 제 1 뼈에 접촉하고 상기 이동식 발이 상기 관절의 제 2 뼈에 접촉하도록 하되,
    미리 정의된 위치에 상기 이동식 발을 고정하기 위한 점진적 잠금 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  2. 삭제
  3. 드릴 가이드에 있어서,
    드릴을 가이드 하기 위해 연장된 홀을 포함하는 몸체를 포함하고,
    상기 몸체는 관절 내에 수용 가능한 고정식 발 및 이동식 발을 포함하고,
    상기 이동식 발은 상기 몸체에 해제 가능하게 부착되며, 해제 상태에서, 상기 이동식 발은 상기 고정식 발에 대해 이동 가능함으로써, 상기 고정식 발이 상기 관절의 제 1 뼈에 접촉하고 상기 이동식 발이 상기 관절의 제 2 뼈에 접촉하도록 하고,
    상기 드릴 가이드는 미리 정의된 위치에 상기 이동식 발을 고정하기 위한 점진적 잠금 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 이동식 발은 상기 몸체 내의 슬롯을 통해 상기 이동식 발로 통과하는 나사에 의해 상기 몸체에 해제 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동식 발은 상기 나사의 머리와 상기 이동식 발 사이에 배치된 상기 몸체의 부분이 그 사이에 유지되도록 상기 나사를 체결함으로써 적절한 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 이동식 발을 평면에서 바라볼 때, 상기 이동식 발의 선단부는 굽은 형태를 가지며, 상기 이동식 발의 하부면은 상기 이동식 발의 선단부를 따라 굽은 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정렬 도구는 제 1 팔 및 제 2 팔을 포함하며, 상기 제 1 팔은 상기 정렬 도구를 상기 몸체에 연결하도록 작동되고, 상기 제 2 팔은 상기 정렬 도구를 상기 골수내 막대에 연결하도록 작동되며,
    상기 제 1 및 제 2 팔은 서로에 대해 피봇 회전이 가능하게 연결되며 상기 제 1 및 제 2 팔 사이의 거리는 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 골수내 막대의 적어도 일단부에는 캐뉼러가 삽입되고, 제 2 팔은 상기 캐뉼러를 통해 골수내 막대에 수용되는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  9. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 정렬 도구를 수용하기 위한 장착 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  10. 제 9 항에 있어서
    상기 장착 홀은 상기 몸체의 좌측 또는 우측 측면에 대해 7°경사진 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 장착 홀은 상기 몸체에 대한 수직 평면에서 5°아래로 경사지는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  12. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 정렬 도구는 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  13. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 몸체에 대한 관형 요소(tubular element)의 각도가 조절될 수 있도록 상기 몸체에 대해 회전 가능하게 장착된 상기 관형 요소에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  14. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 홀은 서로 다른 각도로 상기 몸체를 통해 연장된 제 1 및 제 2 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
  15. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 몸체의 좌측 측면 상의 돌출부와 상기 몸체의 우측 측면 상의 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부들 사이의 거리는 대퇴골 구성 요소(femoral component)의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 드릴 가이드.
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