KR101764518B1 - 의료 공구 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뼈의 관절면 내에 사다리꼴 리세스를 마련하기 위한 의료 공구 시스템(1)에 관한 것이며, 상기 의료 공구 시스템은, 원주 측에서 작용하는 밀링 날(6)들 및 공구 축(7)과 관련한 축 방향 단부 상에서 작용하는 밀링 날(6)들을 구비하여 공구 축(7)을 중심으로 회전 구동될 수 있는 밀링 공구(2)와, 이 밀링 공구(2)를 안내하기 위해 관절면 상에 고정될 수 있는 형판 부재(3)를 포함하고, 밀링 공구(2)의 침투 깊이를 제한하는 정지부(10, 19)가 제공된다. 본 발명에 따른 의료 공구 시스템은, 공간상 좁은 조건에서 사다리꼴 횡단면을 갖는 리세스들이 뼈의 관절면 내에 간단하면서도 신뢰성 있게 제공될 수 있게 하는 방식으로 형성되어야 한다. 상기 과제의 해결을 위해, 본 발명에 따라서, 형판 부재(3)는, 슬라이드 가이드(12)를 구비한 베이스 부재(4)와, 슬라이드 가이드(12) 내에서 2개의 단부 정지부 사이에서 가이드 평면에 위치하는 가이드 경로를 따라서 이동될 수 있는 슬라이드(5)를 포함하며, 슬라이드(5) 내에는, 밀링 공구(2)가 공구 축(7)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있는 방식으로 밀링 공구(2)를 공구 축(7)에 대해 횡방향으로 안내하도록 수용하기 위해 가이드 평면에 대해 비스듬하게 연장되는 가이드 채널(18)이 형성된다.

Description

의료 공구 시스템{MEDICAL TOOL SYSTEM}

본 발명은, 청구항 제1항의 전제부의 특징들을 갖는, 뼈의 관절면(joint surface) 내에 사다리꼴 리세스(trapezoidal recess)를 마련하기 위한 의료 공구 시스템에 관한 것이다.

이미 오래전부터, 정형외과의 분야에서, 마모 또는 경화되었거나, 또는 또 다른 질환을 통해 손상된 관절을 완전하게, 또는 부분적으로 인공삽입 이식물(prosthetic implant)로 치환하는 점은 널리 행해져 오고 있다. 따라서 오늘날 특히 상응하는 이식물들을 통한 무릎 관절들의 치환뿐만 아니라 인공 고관절 또는 고관절 부재들을 안착시키는 점도 정형외과의 표준 수술 레퍼토리에 속한다. 그 외에, 과거에는 관절 결손부의 심각한 정도에 따라서 완전히 상이한 기술들 및 수술 방법들이 발전하였다. 오늘날에는, 예컨대 무릎 관절이 마모된 경우 대퇴골의 부위에서뿐만 아니라 경골의 부위에서도 관절면들 및 인접한 뼈 부위들을 완전하게 인공적으로 형성된 이식물 부재(implant part)들로 치환하는 전치환 인공삽입물(total replacement prosthesis) 외에도, 천연 골질(natural bone substance)을 최대한 넓게 보존하면서 마모된 관절면들의 부분적인 치환만을 실행하는 기술 및 배합(constellation)도 익히 널리 알려져 있다. 따라서, 예컨대, 무릎 관절에서 경골 측 관절면의 두 관절구(condyle) 중 일측 관절구만을 부분 인공삽입물로 치환하고 타측 관절구는 천연 그대로 유지하며, 그리고 인공 이식물(artificial implant)로 마련된 치환된 관절구 표면에 대향하여 위치하는 대퇴골 부위의 면 상에만 관절의 인공 지지면(artificial bearing surface)을 적층하는, 이식 시스템(implant system)이 존재한다.

상기 유형의 부분 인공삽입물들은 보통 스트립 형태 또는 또 다른 형태로 형성된 연장부들로, 예컨대 이른바 핀부(fin)들로 뼈 내에 정착된다. 이 경우, 소정의 오버사이즈로 뼈 물질(osseous matter) 내에 형성되는 상응하는 리세스 또는 브로칭(broaching)된 그루브 내로 압입되는 상기 핀부들은 흔히 사다리꼴 횡단면을 구비하여 형성된다. 이런 유형의 체결 메커니즘은 부분 이식물들에서 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 뼈 상에 고정될 또 다른 이식물들을 위해서도, 그리고 전치환 인공삽입물을 위해서도 이용될 수 있다.

바로 연성의 부분 치환 인공삽입물들이 안착된다면, 수술 조건에서, 관절 부위를 에워싸는 연질 부위들, 특히 인대들을 광범위하게 보존하고 손상 없이 유지하도록 유념해야 한다. 그에 상응하게, 천연 관절의 절개는, 해당 부위에서 하중 재하를 줄이고 재생 및 치유 과정을 촉진하며 가능한 점에 한해 천연 연질 부위들을 통해 제공되는 관절 안정성을 보존하기 위해, 가능한 한 적게 유지된다. 그러므로 손상된 뼈 내에, 인공삽입물 부재들이 그 내부에 고정되는 구조물들을 형성해야만 하는 상응하는 공구 시스템들은, 작은 틈새 공간들 내로도 삽입될 수 있지만, 그러나 이와 동시에 충분히 정밀하게 작용하도록 형성되어야 한다.

과거에는 마모된 관절 부위들의 치환을 위해 관련된 뼈의 관절면들을 자유롭게 수작업으로 마련하는 점은 빈번히 집도의의 재능 및 수작업 능력에 의존했던 반면, 그 사이, 해당 수술에서 집도의에게서 수작업의 부담을 완화하고 요구되는 구조물들의 확실하고 정밀한 배열 및 형성을 보장하기 위해, 점차 공구 기술 측면의 보조 수단이 유행하게 되었다.

따라서, 사전 설정된 형태 및 깊이를 갖는 리세스들을 형성할 수 있도록 하기 위해, 형판(template)들이 밀링 커터들과 상호 작용하는, 뼈 물질을 확공하기 위한 공구 시스템들이 다양하게 공지되었다.

사전 설정된 윤곽을 갖는 리세스들을 밀링하기 위해 이용되는 상기 공기 시스템은 DE 603 20 485 T2에 개시되어 있다. 이 독일 공보에서, 플레이트 유형의 형판 내에는 가이드 슬롯 내에서 안내되는 방식으로 밀링 공구가 삽입되며, 이 밀링 공구는 반경을 갖는 밀링 헤드를 포함하고 정해진 가이드에 근거하여 상자 유형의 자유 공간을 브로칭한다. 유사한 방식으로, 형판 가이드 및 밀링 공구를 포함하는 시스템은 DE 195 01 550 A1에 개시되어 있다.

DE 60 2004 013 383 T2에는, 무릎 인공삽입물의 관절구 표면들을 마련하기 위해 형판과 이 형판 내에서 안내되는 밀링 공구를 포함하는 시스템이 개시되어 있다. 이 독일 공보에서 제시되는 장치에서 밀링 커터의 회전 샤프트는 실질적으로 수직으로 상향 이동하면서 큰 자유 공간을 필요로 하며, 그럼으로써 수술 및 준비 단계 동안 무릎의 대퇴골 부위는 멀리 뒤로 옮겨져야만 하며, 이는 관절의 연질 부위들, 특히 인대들, 여기서는 특히 십자 인대들을 보존하는 목표와 일치하지 않는다.

또한, 시장에서는, 일면에서 치환할 관절구 표면과 마찬가지로 일면에서 대퇴골 상에 부착될 관절면 이식물을 이용하는 무릎의 부분 치환을 위한 이식 시스템도 공지되어 있으며, 이 이식 시스템은 미국 기업인 Stryker Corporation(스트리커 코퍼레이션)에 의해 EIUS^TM의 브랜드로 판매되고 있다. 이런 이식 시스템의 경우, 경골의 제공할 관절구 표면에 사다리꼴 리세스를 형성하는 준비 공구(preparation tool)가 제공된다. 이를 위해, 플레이트 부재를 포함한 형판 부재가 제공되고, 이 형판 부재는 플레이트 부재와 고정 연결되고 장방형 횡단면을 갖는 튜브 섹션을 포함하며, 이 튜브 섹션은 플레이트의 평면에 대해 약 45°로 경사져서 연장되는 공구 터널을 형성한다. 사다리꼴 리세스를 형성하기 위해, 상기 터널 내에서는 우선 드릴 형판이 삽입되고 약화 보어(weakening bore)들이 뼈 물질 내에 구성된다. 이어서 드릴 비트가 제거되고 이렇게 천공된 뼈는 마찬가지로 터널을 통해 삽입되는 드래그 비트(drag bit)를 통해 완전하게 확공(reaming)되면서 리세스를 형성하며 이 리세스 내로 관절구 이식물의 핀부가 삽입된다. 공구 시스템은 한편으로 많은 부재로 구성되며, 그리고 이에 수반되는 리세스 형성 방법은 매우 번거롭다. 그 이유는 여기서는 다양한 공구들로 우선 보어들이 구성되고, 그런 다음 리세스의 최종적인 확공이 실행되어야 하기 때문이다. 이런 접근법은 귀중한 수술 시간을 더 필요로 하며, 그리고 추가로 수술에 이어서 수많은 부재 및 기구를 세척하고 살균하게 한다.

따라서 본 발명의 과제는, 공간상 좁은 조건에서도 뼈의 관절면 내에 간단하면서 신뢰성 있게 사다리꼴 리세스들을 형성할 수 있는 방법을 간소화하고 최적화된 의료 공구 시스템을 제공하는 것에 있다. 특히 본 발명의 과제는, 예컨대 무릎 관절의 경골 부위에서 부분 치환 인공삽입물을 안착시키기 위한 준비를 위해, 무릎 관절의 경골 부위의 관절구 표면에 상기 사다리꼴 리세스를 적용하기에 적합하게 상기 공구 시스템이 제공되도록 하는 것에 있다.

상기 과제는, 본 발명에 따라서, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 의료 공구 시스템을 통해 해결된다. 이런 새로운 유형의 공구 시스템의 바람직한 개선예들은 종속 청구항 제2항 내지 제9항에 자세히 설명되어 있다.

본 발명에 따라서 뼈의 관절면 내에 사다리꼴 리세스를 마련하기 위한 새로운 유형의 의료 공구 시스템은 (우선 이는 공지된 대응하는 공구 시스템들과 일치하는 사항으로) 원주 측에서 작용하는 밀링 날들과 추가로 공구 축과 관련한 축 방향 단부 상에서 작용하는 밀링 날들을 구비하여 공구 축을 중심으로 회전 구동될 수 있는 밀링 공구를 포함한다. 또한, 본원의 의료 공구 시스템은 (이 역시도 종래 공지된 대응하는 공구 시스템들과 일치하는 사항으로) 밀링 공구를 안내하기 위해 관절면 상에 고정될 수 있는 형판 부재도 포함하며, 그리고 밀링 공구의 침투 깊이(penetration depth)를 제한하는 정지부가 제공된다.

본 발명에 따른 공구 시스템의 특징은, 형판 부재가 슬라이드 가이드를 구비한 베이스 부재를 포함하며, 그 밖에 슬라이드 가이드 내에서 2개의 단부 정지부(end stop) 사이에서 가이드 평면에 위치하는 가이드 경로(guide path)를 따라 이동될 수 있는 슬라이드도 포함한다는 점에 있다. 또한, 본 발명에 따라서, 슬라이드 내에는 밀링 공구를 수용하기 위한 가이드 채널이 형성된다. 이런 가이드 채널 내에서는 그 내부에 수용된 밀링 공구가 이후 공구 축에 대해 횡방향으로 안내되며, 다시 말하면 밀링 공구는 가이드 채널에 상대적으로 상기 공구 축에 대해 횡방향인 방향으로 이동될 수 있다. 그렇지만, 가이드 채널 내에서 밀링 공구는 공구 축을 중심으로 자유롭게 회전될 수 있으면서 축 방향으로도 이동될 수 있다.

본 발명에 따른 공구 시스템은 예컨대 무릎 관절의 경골 부위의 관절구 표면 상에 사다리꼴 리세스를 형성하기 위해 이용될 수 있으며, 이를 위해서도 특히 적합하다. 인공삽입 이식물을 안착시키기 위한 관절구 표면의 준비 동안, 관절구 표면은 우선 경골의 종축에 대해 횡방향으로 안내되는 절단 및 이 절단에 대해 횡방향으로 안내되는 분리 절단으로 해당 위치에 평면 고평부(plane plateau)가 생성되는 방식으로 준비된다. 그런 다음, 이런 평면 고평부 내에 사다리꼴 리세스가 구성되고, 이 리세스 내로는 상응하는 이식물의 전형적으로 핀부로서 지칭되는 정착 연장부(anchorage extension)가 압입될 수 있다. 이를 위해, 평면 고평부의 준비 후에, 이후 생성된 표면 상에는, 본 발명에 따른 공구 시스템의 형판 부재의 베이스 부재가 안착되고 특히 고정된다. 베이스 부재 상에서 슬라이드 가이드 내에서 두 단부 정지부 사이에서 왕복 이동될 수 있는 슬라이드는 이제 상기 단부 정지부들 사이에서 왕복 활주할 수 있으며, 상응하는 공간은 최소 침습 수술 기술(minimally invasive operation technique)에서도 이용될 수 있다. 밀링 공구는 슬라이드 내의 가이드 채널을 통해 삽입되어 회전된다. 이 경우, 밀링 공구는 뼈 표면을 절개하며, 이는 가이드 평면에 상대적으로 가이드 채널의 경사 위치의 사전 설정된 각도 하에서 수행된다. 슬라이드를 왕복 이동시키고 가이드 채널 내에서 최대 정지부까지 밀링 공구를 전진 및 후진 이동시키며 이와 동시에 밀링 공구를 회전하는 것을 통해, 상응하는 리세스는 자유롭게 확공된다. 정지부는 밀링 공구가 뼈 안쪽으로 너무 깊게 침투하는 것을 방지하면서 리세스의 깊이를 결정한다. 밀링 공구가 원주방향뿐만 아니라 축 방향 단부의 방향으로도 작용하는 밀링 날들을 포함하는 것을 통해, 밀링 공구는, 밀링 커터의 축 방향 단부를 통해 형성되는 플랭크(flank)이면서, 슬라이드가 밀링 공구의 전진 이동 방향으로 슬라이드 가이드 내에서 최대로 단부 정지부까지 이동하고 밀링 공구는 정지부에 도달할 때까지 가이드 채널 내로 삽입될 때 생성되는 상기 플랭크에서 리세스를 매끄럽고 깔끔하게 브로칭한다. 이 경우, 슬라이드 상에서 가이드 채널의 경사 위치는, 특히 가이드 평면으로부터 이격되는 방향을 가리키는 부분이 슬라이드의 전방 단부, 다시 말하면 수술 동안 근위부에 배치될 상기 단부 상에 배치되도록 제공된다. 그 결과, 슬라이드 상에는 천연 무릎 관절의 말단 단부의 방향으로 상대적으로 더 낮은 높이를 갖는 가이드 채널의 일종의 웨지 형태(wedge form)가 생성되며, 그럼으로써 그 해당 위치에서 수술 동안 전형적으로 그 해당 위치로 변위되는 무릎 관절의 추가 부위들, 요컨대 연질 부위들, 특히 인대들을 포함한 대퇴골이 과정을 방해하지 않으면서 그에 상응하게 물질을 보존하는 방식으로 가공될 수 있게 하는 필요한 가공 높이는 최소가 된다.

예컨대 공급업체 Stryker Corporation의 공지된 시스템의 경우와 달리, 본원에서는 단일의 공구로, 요컨대 밀링 공구로 리세스의 완전한 브로칭이 실현되며, 그리고 뼈 드릴을 이용한 사전 가공 및 이에 후속하는 비트 공구를 이용한 완전한 브로칭은 수행되지 않아도 된다.

바람직하게는, 본 발명의 한 개선예에 따라서 제공되는 것처럼, 베이스 부재는 플레이트 형태로, 그리고 평탄하게 형성된다. 플레이트 형태의 평탄한 형성에 의해, 베이스 부재는 관절구 절단 후에 전형적으로 평탄하게 준비된 표면에 적합하게 매칭된다. 그 밖에도, 플레이트 형태의 베이스 부재에 의해 특히 낮은 전체 높이가 달성되며, 이는 천연 관절 구조에 대한 수술을 최소화한다는 앞서 이미 기술한 목표와 관련하여 바람직하다. 이 경우, 플레이트 형태의 베이스 부재의 두께는 일반적으로, 슬라이드의 충분히 안정되고 정확한 안내가 가능하고 이와 동시에 최대한 얇은 두께가 설정되는 방식으로 선택될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 공구 시스템의 경우, 베이스 부재 내의 슬라이드 가이드는 직선으로 연장되는 길이방향 슬롯을 통해 형성될 수 있으며, 이 길이방향 슬롯 내에는 가이드 슬라이드의 가이드 연장부가 수용된다. 상기 슬라이드 가이드는 한편으로 기술적으로 간단하게 실현되고 용이하게 조작되며, 다른 한편으로는 직선으로 연장되면서 사다리꼴 횡단면을 갖는 리세스의 형성을 위해 이상적인 가이드이다. 이 경우, 리세스의 사다리꼴 형태는, 리세스의 바닥면에 상대적으로, 그리고 관절구 절단 후에 잔존하는 평면 표면에 상대적으로 비스듬하게 경사진 밀링 공구의 축의 위치로 인해 생성된다. 전방 경계면은 상기 축 위치에 따라서 비스듬하게 형성되고 후방 경계면은 축 방향 단부 상에서 작용하는 밀링 날들에 근거하여 비스듬하게 형성되는데, 이는 특히 공구 축과 관련한 축 방향 단부 상에서 작용하는 밀링 날들이 밀링 가공 동안 실질적으로 평면이면서 회전축에 대해 수직인 표면을 밀링할 때의 경우에 해당한다. 밀링 커터는, 가장 단순한 경우, 공구 축에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 자유 축 방향 단부를 구비하며, 그리고 원주를 따라서 전방 단부 상에 제공되는 밀링 날들을 구비하는 원통형 외부 윤곽을 보유할 수 있다.

가이드 채널은 바람직하게는 가이드 평면에 상대적으로 30° 내지 60°의 각도만큼, 특히 40° 내지 50°의 각도로 경사지며, 45°의 각도 안팎의 기울기가 특히 바람직하다. 언급한 각도 범위들은, 밀링 구동장치와 연결되는 긴 밀링 샤프트의 고려하에서도 실질적인 관절 부위에, 다시 말하면 가공할 관절면을 포함하는 뼈의 상대 뼈이면서 수술을 위해 양측에 배치되어 있는 상기 상대 뼈가 위치될 뿐만 아니라 관절의 연질 부위들이 위치하는 부위에 더 이상 방해하고 공간을 소모하는 방식으로 간섭하지 않는 밀링 공구의 경사 위치들을 제공한다. 여기서 본 발명에 따른 해결책은, 해당 위치에서 밀링 커터 샤프트의 수직 가이드로 인해 상당한 공간 소요량을 갖는 DE 60 2004 013 383 T2와 분명하게 구별된다.

여기서 45°의 각도가 특히 바람직한데, 그 이유는, 상기 각도에 의해, 비스듬하게 연장되는 자신의 두 측면 경계면 모두가 45°의 각도 하에 연장되는 사다리꼴 리세스가 제공되기 때문이다. 제1 측면 표면은 가이드 평면에 상대적인 공구 축의 기울기에 따르며, 제2 측면 표면은 그에 상응하게 90°만큼 경동되어 경사지며, 다시 말하면 또 다른 방향으로 가이드 표면에 상대적으로 45°만큼 경사진다. 이런 90°의 차이는, 자신의 축 방향 단부 상에서 공구 축에 대해 수직으로 연장되는 표면 섹션을 만들어 내도록 작용하는 밀링 날들을 포함하는 밀링 공구의 형성을 통해 야기된다.

본 발명의 추가의 바람직한 개선예에 따라서, 가이드 채널은 슬라이드의 관형 섹션 내에 배치되며, 이 관형 섹션은 상부 테두리부를 포함한다. 본 개선예의 경우, 밀링 공구는 회전축에 대해 횡방향으로 돌출된 칼라부를 포함한다. 이 경우, 관형 섹션의 테두리부 및 칼라부는 함께, 결과적으로 사다리꼴 리세스의 깊이를 결정하고 정확하게 엄수하기 위해, 가이드 채널 내로 밀링 공구의 침투 깊이와 그에 따른 뼈 물질 내 가공 깊이를 제한하는 정지부를 형성한다.

형판 부재의 간편한 세척 및 살균을 위해, 바람직하게는 슬라이드 부재와 베이스 부재는 상호 간에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 이는 특히 이동 가능한 연결부의 영역에서 그 외에 경우에 따라 존재하는 틈새들의 세척 내지 살균 요구를 방지한다.

가공할 뼈 상에 형판 부재를 고정하고, 그에 따라 형판 부재 및 이 형판 부재와 상호 작용하는 밀링 공구에 의해 뼈 내에 구성될 리세스의 위치를 엄수하기 위해, 형판 부재의 베이스 부재는 바람직하게는 핀홀(pinhole)들을 포함할 수 있다. 이런 핀홀들은, 체결 핀(fastening pin)들 또는 나사들, 이른바 삽입 핀(insertion pin)들 또는 나사 핀들이 앞서 뼈 내에 구성된 드릴 구멍들 내로 삽입될 수 있게 하는 관통 개구부들이다. 이런 유형의 핀들은 충분히 공지되었으며 정형외과학에서 광범위하게 보조 장치들 및 공구 가이드들을 고정하기 위해 이용되고 있다.

형판 부재를 정확하게 안착시킬 때 간단한 포지셔닝을 위해, 베이스 부재 상에는 손잡이 섹션이 형성될 수 있다.

전술한 기술내용으로부터, 본 발명에 따른 공구 시스템에 의해 간단한 방식으로 매우 정확하면서도 신속하게 사다리꼴 리세스가 뼈의 관절면 내에 구성될 수 있으면서도, 이를 위해 다양한 공구들의 사용도 혹시라도 필요로 하지 않는다는 점을 명확하게 알 수 있다. 이는, 가이드 평면에 상대적인 가이드 채널의 경사 위치에 근거하여 공간상 제한되는 조건들 하에서도, 특히 수술이 실질적으로 물질을 보존하는 방식으로, 특히 관절의 연질 부위들, 예컨대 제공할 무릎 관절의 십자 인대들의 보존하에 수행되어야 할 때 널리 행해지고 있는 것처럼 실행될 수 있다.

본 발명의 추가 장점들 및 특징들은 첨부한 도면들에 따른 일 실시예의 하기 기술내용으로부터 제시된다.
도 1은 일 실시예에서 뼈의 관절면 내에 사다리꼴 횡단면을 갖는 리세스를 마련하기 위한 본 발명에 따른 의료 공구 시스템을 도시한 3차원 분해도이다.
도 2는 도 1의 의료 공구 시스템을 조립된 상태로 도시한 도면이다.
도 3은 슬라이드가 후방 단부 위치에 위치한 상태에서 도 2의 공구 시스템을 도시한 측면도이다.
도 4는, 도 3과 유사하지만, 슬라이드가 전방 단부 위치에 위치한 상태에서 도 1의 공구 시스템을 도시한 측면도이다.
도 5는, 도 1의 의료 공구 시스템, 및 이와 비교하여 사다리꼴 횡단면을 갖는 정착 핀부(anchorage fin)를 포함한 의료 이식물 부재의 하면을 하부에서 보고 도시한 하부도이다.
도 6은 도 1의 의료 공구 시스템과 그 뒤에 이식물 부재의 사다리꼴 횡단면을 갖는 핀부를 겹쳐 배치하여 비교 도시한 측면도이며, 이 도 6에서 슬라이드는 자신의 후방 정지 위치에 위치되어 있다.
도 7은, 도 6과 유사하지만, 슬라이드가 전방 정지 위치에 위치해 있으면서 여기서도 재차 핀부와 겹쳐져 있는 의료 공구 시스템을 도시한 측면도이다.
도 8은 앞서 바깥쪽에 마련된 무릎 관절의 경골 고평부 상에 사다리꼴 횡단면을 갖는 리세스를 마련하기 위해 이용 중인 의료 공구 시스템을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 상황 및 배치 상태를 또 다른 시야 각도에서 도시한 것이지만, 여기서는 측면도이다.

도면들에는 본 발명에 따른 공구 시스템의 가능한 실시예가 도시되어 있으며 하기에서 상기 도면들에 따라서 더 상세하게 기술된다.

본 발명에 따른 공구 시스템은 도면들에 전반적으로 1로 표시되어 있고, 회전 구동 가능한 밀링 공구(2)와 형판 부재(3)를 포함한다. 형판 부재(3)는, 자체적으로 베이스 부재(4)와, 이 베이스 부재(4) 상에 고정될 수 있으면서 2개의 정지 지점 사이에서 이동 방향으로 이동될 수 있는 슬라이드(5)를 포함하여 2개의 부재로 형성된다.

밀링 공구(2)는 축 방향으로 연장되어 형성되고 확공 단부(reaming end) 상에는 밀링 날(6)들을 포함하며, 이 밀링 날들은 한편으로 원주 측에서 작용하고 다른 한편으로는 자신의 최전방 단부 상에서도 밀링 공구(2)의 종축(7)에 대해 실질적으로 수직을 이루는 확공 표면(reaming surface)을 따라서 표면 확공 작용을 발휘한다. 밀링 공구(2)는 밀링 날(6)들을 포함한 확공 단부에 대향하여 위치하는 자신의 단부 상에 회전 구동장치와의 연결을 위한 커플링 연결부(8)를 포함한다. 원통 섹션(9)은, 밀링 날(6)들을 구비한 확공 단부로부터 출발하여 커플링 연결부(8)를 포함하는 단부의 방향으로 환형으로 원주방향으로 연장되는 비대부(10)(thickening)에까지 연장되며, 이 비대부는 자신의 지름과 관련하여 원통 섹션(9)의 지름보다 더 크다.

형판 부재(3)는, 이미 상술한 것처럼, 2개의 부재로 형성되며, 그리고 베이스 부재(4)와, 이 베이스 부재(4) 상에 분리 가능하게 고정될 수 있으면서 고정된 상태에서는 슬라이드 가이드 내에서 안내되는 슬라이드(5)를 포함한다. 베이스 부재(4)는 손잡이 섹션(11)을 구비하여 플레이트 형태로 형성되며, 사용자는 사용 중에 손잡이 섹션을 움켜쥐어 베이스 부재를 파지할 수 있다. 또한, 베이스 부재는 길이방향 슬롯(12)을 포함하고, 이 길이방향 슬롯은 슬롯 폭에 비해 확대된 지름을 갖는 원형 보어(13)를 통해 한 위치에서 개방된다. 대략 반원형으로 형성된 지지 섹션(14)에는 공구 관통 리세스(15)가 형성된다. 또한, 베이스 부재(4) 상에는 총 4개의 핀홀(16)이 배치된다.

슬라이드(5)는 자신의 하면 상에 가이드 핀(guide pin)을 포함하며, 이 가이드 핀은 원형의 리테이닝 디스크(17)(retaining disc)로 종결된다. 상기 원형의 리테이닝 디스크(17)의 지름은 대략 원형 보어(13)의 지름에 상응하며, 그럼으로써 리테이닝 디스크(17)는, 슬라이드(5)의 길이방향 안내를 위해 길이방향 슬롯(12) 내로 슬라이드의 가이드 핀을 삽입하여 그 해당 부분에서 리테이닝 디스크(17)와 원형 보어(13)가 정확하게 동일 평면에 놓이는 위치를 제외하고 모든 위치에서 잠금 고정하기 위해, 원형 보어(13)를 통해 안내될 수 있다.

슬라이드(5) 상에는 가이드 채널(18)이 형성되고, 이 가이드 채널은 원주방향으로 연장되는 테두리부(19)를 포함하는 가이드 개구부와 이 가이드 개구부에 연결되고 원주방향으로 연장되는 원통형 벽부를 포함하는 채널을 통해 형성된다. 가이드 채널(18)의 지름은 실질적으로 원통 섹션(9)의 지름에 상응하며, 그럼으로써 밀링 공구(2)는 밀링 날(6)들을 장착한 자신의 확공 단부로 사전에 가이드 채널(18) 내로 삽입되며 그 위치에서 측면으로 확실하게 안내되면서 회전할 수 있게 된다. 이 경우, 가이드 채널(18)은, 길이방향 슬롯(12)의 길이방향 프로파일을 통해 형성되는 슬라이드 가이드 축에 대해 비스듬하게, 특히 약 45°의 각도만큼 비스듬하게 위치하는 방식으로 정렬된다. 손잡이 섹션(11)의 반대 방향으로 향해 있는 슬라이드(5)의 전방부(front side)에서 가이드 채널(18)의 연장부 내에는 차폐 섹션(20)이 배치되며, 이 차폐 섹션은 공구 시스템(1)의 사용 중에 그 해당 영역에서 밀링 날(6)들을 덮으면서 특히 밀링 공구(2)가 자신의 확공 단부로 앞서 가이드 채널(18) 내로 삽입될 때 보존할 주변 조직 또는 뼈 부위들의 의도하지 않은 상해를 방지하기 위해 이용된다.

도 2에는, 도 1에 분해도로 도시된 공구 시스템이 조립된 상태에서 유사한 사시도로 도시되어 있다. 여기서는, 가이드 채널(18) 내로의 가이드 개구부 상에서 원주방향으로 연장되는 테두리부(19)가, 밀링 공구(2) 상의 환형 비대부(10)와 함께, 밀링 공구(2)의 밀링 날(6)들을 장착한 확공 단부의 침투 깊이를 제한하는 정지부를 형성하는 점이 잘 확인된다.

도 3에는, 길이방향 슬롯(12)의 후방 단부를 통해 제한되는 정지 위치에 위치하는 슬라이드(5)에 의해, 그리고 밀링 공구(2)가 가이드 채널 내로 가장 깊게 잠긴 상태에서, 밀링 날(6)들을 포함한 밀링 공구의 확공 단부가 플레이트로서 형성된 베이스 부재(4)의 평면을 넘어 가공 깊이까지 어떻게 돌출되어 있는지 그 상태가 측면도로 도시되어 있다. 여기서는 플레이트 평면과 밀링 공구(2)의 종축(7) 사이에 형성되고 여기서는 바람직하게는 45°에 달하는 각도(α)도 확인된다.

도 4에는, 도 3과 유사하지만, 슬라이드(5)가 길이방향 슬롯(12)의 전방 단부를 통해 결정되는 전방 정지 위치에 위치되어 있는 위치에서 의료 공구 시스템(1)이 도시되어 있다.

도 5에서 상부의 도면에는, 공구 시스템(1)이 하부로부터 바라본 하부도로 도시되어 있다. 그 외에, 여기서는, 밀링 공구(2)가 밀링 날(6)들을 장착한 확공 단부로 어떻게 베이스 부재(4)의 지지 섹션(14) 내의 공구 관통 리세스(15)를 통과하여 돌출되어 있는지 그 상태가 잘 확인된다. 또한, 길이방향 슬롯(12) 내에 리테이닝 디스크(17)로 파지된 핀의 상호 작용을 통해 슬라이드(5)를 안내하는 점도 잘 확인된다. 도 5에서 하부의 도면에는, (마찬가지로 하부로부터 바라본 하부도로) 사다리꼴 횡단면을 구비하여 형성되어 뼈 상에 이식물 부재를 고정하기 위한, 이식물 부재(I)용 정착 부재를 형성하는 핀부(F)를 포함하는 이식물 부재(I)가 도시되어 있다. 의료 공구 시스템(1)은 핀부(F)의 형태에 실질적으로 상응하는 리세스를 뼈 내에 마련하고 뼈 물질에서 브로칭하기 위해 이용된다.

이와 관련하여, 도 6과 도 7에는, 상기 과정이 실제로 어떻게 수행되는지 그 방법이 한 번 더 매우 잘 도시되어 있다. 따라서, 도 6과 도 7에는, 도 3 및 도 4에 따라 보이는 부분에 대향하여 위치하는 측면으로부터 바라본 측면도, 다시 말하면 여기서는 측면으로 개방된 공구 관통 리세스(15)를 향해 바라본 측면도로, 공구 시스템(1)이 핀부(F)를 포함하는 이식물 부재(I)의 앞쪽에 부분적으로 도시되어 있다. 도 6에는, 슬라이드(5)가 최대한 뒤로 당겨진 상태로 시스템이 도시되어 있다. 여기서는, 밀링 공구(2)의 밀링 날(6)들을 장착한 확공 단부의 원주방향 프로파일이면서 도면에서 하부 우측에 도시된 상기 원주방향 프로파일이 그 해당 영역에서 핀부(F)의 프로파일에 따라서 실질적으로 어떻게 이동하는지 그 상태가 확인된다. 도 7에 도시된 위치에서는, 밀링 공구(2)의 종축에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 확공 단부의 전면부가 핀부(F)의 플랭크에 중첩되어 있는데, 상기 전면부 상에서는 밀링 날(6)들이 마찬가지로 연마 작용한다. 따라서, 슬라이드가 최대한 뒤로 당겨져 위치되는 위치에서 가이드 채널을 통해 밀링 공구를 삽입하는 것을 통해, 핀부(F)의 하부 가장자리에 상응하는 적용할 리세스의 바닥부에까지 도달하는 절개부(cut-in)가 생성된다는 점을 매우 잘 이해할 수 있을 것이다. 이제 슬라이드(5)를 왕복하여 밀고 당기는 것을 통해, 사다리꼴 횡단면을 보유하면서 핀부(F)의 외부 윤곽에 상응하는 리세스가 확공된다.

그에 따른 사용 실례는 도 8 및 도 9에 2개의 상이한 방향에서 바라본 모습으로 각각 도시되어 있다. 도 8 및 도 9에는, 여기서 무릎 부분 치환 인공삽입물을 위한 이식물 부재의 정착을 위한 상응하는 리세스를 형성하기 위해 제공되는 공구 시스템(1)이 어떻게 이용되는지 그 모습이 도시되어 있다. 여기서는 대퇴골(Fe)의 말단 단부 및 경골(Ti)의 근위 단부가 확인된다. 경골(Ti)의 근위 단부 상에는 한편으로 앞서 수평 절단을 통해 고평부가 제공되어 있으며, 이 고평부 상에는 공구 시스템(1)의 베이스 부재(4)가 자신의 지지 섹션(14)으로 안착된다. 이 경우, 우선 확실하게 베이스 부재(4)는 구성할 함몰부의 위치에 상응하게 정렬되며, 그리고 (여기서는 도시되지 않은 방식으로) 뼈 내에까지 핀홀(16)들 중 하나 또는 복수의 핀홀을 통해 하나 또는 복수의 파지 핀(holding pin)을 삽입하는 것을 통해 상기 위치에 고정된다. 바로 후속하여, 슬라이드(5)가 끼워져 베이스 부재(4) 상에서 길이방향 안내를 위한 길이방향 슬롯 내에 고정되며, 그리고 밀링 공구(2)는 슬라이드(5) 내의 가이드 채널을 통해 안내되며, 슬라이드(5)의 왕복 이동을 통해, 정지부에까지 삽입된 밀링 공구(2)에 의해, 사다리꼴 횡단면을 갖는 리세스가 정밀하게 제공된다. 도 8 및 도 9에서는, 특히 가이드 채널의 각이 진 위치에 근거하여 밀링 공구(2)가, 자신의 축으로, 경골(Ti)과 대퇴골(Fe) 사이에 특히 작은 틈새가 유지되는 부위로부터 확실하게 돌출되어 있는 점도 매우 잘 확인된다. 그 결과, 수술을 위해, 대퇴골(Fe)은 여타의 경우 통상적인 것처럼 경골(Ti)로부터 그렇게 멀리 분리되지 않아도 되며, 그럼으로써 특히 천연 인대들, 특히 십자 인대들을 보존하면서 연질 부위를 보호하는 수술이 가능해진다. 여기서는 지지 섹션(14)으로 향해 있는 슬라이드의 영역에서 슬라이드의 웨지 형태를 통해 공간 소요량은 특히 작다. 또한, 차폐 섹션(20)이 여기서 밀링 공구(2)를 이용한 가공 동안 실수로 대퇴골(Fe) 또는 인접한 연질 부위들이 손상되는 점을 방지하는 점도 확인되는데, 그 이유는 차폐 섹션(20)이 그 해당 위치에서 밀링 날들을 포함한 밀링 공구(2)의 확공 단부를 확실하게 차폐하기 때문이다.

도시된 실시예는, 제한하는 것으로 간주되는 것이 아니라, 본 발명에 따른 의료 공구 시스템의 다양하게 가능한 구현예들 중 하나의 구현예를 나타낸 것일 뿐이다.

1 : 의료 공구 시스템 2 : 밀링 공구
3 : 형판 부재 4 : 베이스 부재
5 : 슬라이드 6 : 밀링 날
7 : 종축 8 : 커플링 연결부
9 : 원통 섹션 10 : 환형 비대부
11 : 손잡이 섹션 12 : 길이방향 슬롯
13 : 원형 보어 14 : 지지 섹션
15 : 공구 관통 리세스 16 : 핀홀
17 : 리테이닝 디스크 18 : 가이드 채널
19 : 원주방향을 따라 연장되는 테두리부 20 : 차폐 섹션
α : 각도 F : 핀부
Fe : 대퇴골 I : 이식물 부재
Ti : 경골

Claims (11)

1. 뼈(Ti)의 관절면 내에 사다리꼴 리세스를 마련하기 위한 의료 공구 시스템으로서, 이 의료 공구 시스템은, 원주 측에서 작용하는 밀링 날(6)들과 공구 축(7)과 관련한 축 방향 단부 상에서 작용하는 밀링 날(6)들을 구비하여 공구 축(7)을 중심으로 회전 구동될 수 있는 밀링 공구(2)와, 이 밀링 공구(2)를 안내하기 위해 관절면 상에 고정될 수 있는 형판 부재(3)를 포함하며, 밀링 공구(2)의 침투 깊이를 제한하는 정지부(10, 19)가 제공되는, 상기 의료 공구 시스템에 있어서, 상기 형판 부재(3)는, 슬라이드 가이드(12)를 구비한 베이스 부재(4)와, 슬라이드 가이드(12) 내에서 2개의 단부 정지부 사이에서 가이드 평면에 위치하는 가이드 경로를 따라서 이동될 수 있는 슬라이드(5)를 포함하며, 상기 슬라이드(5) 내에는, 상기 밀링 공구(2)가 상기 공구 축(7)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있는 방식으로 상기 밀링 공구(2)를 상기 공구 축(7)과 동일한 방향으로 안내하도록 수용하기 위해 가이드 평면에 대해 비스듬하게 연장되는 가이드 채널(18)이 형성되고,
   상기 가이드 채널(18)은 가이드 평면에 상대적으로 30° 내지 60°의 각도만큼 경사지는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부재(4)는 플레이트 형태로, 그리고 평탄하게 형성되는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스 부재(4) 내의 슬라이드 가이드(12)는 직선으로 연장되는 길이방향 슬롯을 통해 형성되며, 이 길이방향 슬롯 내에는 상기 슬라이드(5)의 가이드 연장부가 수용되는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공구 축(7)과 관련한 축 방향 단부 상에서 작용하는 상기 밀링 날(6)들은 밀링 가공 동안 평면이면서 상기 공구 축(7)에 대해 수직인 표면을 밀링하는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가이드 채널(18)은, 상부 테두리부(19)를 포함하는 슬라이드(5)의 환형 섹션 내에 배치되고, 상기 밀링 공구(2)는 공구 축에 대해 횡방향으로 돌출된 칼라부(10)를 포함하며, 상기 테두리부(19) 및 상기 칼라부(10)는 함께 정지부(10, 19)를 형성하는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬라이드(5)와 상기 형판 부재(3)의 베이스 부재(4)는 상호 간에 분리 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 핀홀(16)들이 상기 베이스 부재(4) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 손잡이 섹션(11)이 상기 베이스 부재(4) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 가이드 채널(18)은 가이드 평면에 상대적으로 40° 내지 50°의 각도만큼 경사지는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 가이드 채널(18)은 가이드 평면에 상대적으로 45°의 각도만큼 경사지는 것을 특징으로 하는 의료 공구 시스템.

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