KR102019889B1 - 스마트 인공관절 치환술용 수술기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 인공관절 치환술용 수술기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 수술기기는 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기와, 경골 절삭을 위한 경골 수술기기와, 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체를 포함하고, 상기 대퇴골 수술기기는 레이저 방출방치를 포함하여 대퇴골 절삭을 위한 정렬 시 골수 내 구멍을 뚫을 필요가 없어 합병증을 예방할 수 있으며, 상기 경골 수술기기는 레이저 방출방치를 포함하여 경골 절삭을 위한 정렬 시 골수 외 정렬기기가 필요 없어 간편하고 신속한 수술이 가능하고, 상기 감지체는 회전감지수단, 압력감지수단을 포함하며 트라이얼 사이에 삽입되어 내외측의 균형 및 회전 정도를 수치적으로 확인함으로써 정밀하면서도 용이하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 하는 스마트 인공관절 치환술용 수술기기에 대한 것이다.

Description

스마트 인공관절 치환술용 수술기기{Smart surgical instruments for artificial joint replacement}

본 발명은 스마트 인공관절 치환술용 수술기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 수술기기는 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기와, 경골 절삭을 위한 경골 수술기기와, 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체를 포함하고, 상기 대퇴골 수술기기는 레이저 방출방치를 포함하여 대퇴골 절삭을 위한 정렬 시 골수 내 구멍을 뚫을 필요가 없어 합병증을 예방할 수 있으며, 상기 경골 수술기기는 레이저 방출방치를 포함하여 경골 절삭을 위한 정렬 시 골수 외 정렬기기가 필요 없어 간편하고 신속한 수술이 가능하고, 상기 감지체는 회전감지수단, 압력감지수단을 포함하며 트라이얼 사이에 삽입되어 내외측의 균형 및 회전 정도를 수치적으로 확인함으로써 정밀하면서도 용이하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 하는 스마트 인공관절 치환술용 수술기기에 대한 것이다.

슬관절은 경골과 대퇴골 사이를 연결하는 관절부위로서, 마모, 외상 등에 의해 관절이 제기능을 상실하였을 때 이를 대체할 수 있는 임플란트를 식립하는 슬관절 치환술을 시술하게 된다.

이러한 치환술은 고도의 시술능력이 요구되는 복잡한 과정으로써, 이에 이용되는 임플란트는, 크게 경골(Tibia) 삽입부재와 대퇴골(Femur) 삽입부재, 그리고 양자의 사이에 위치하여 베어링 역할을 수행하는 인서트로 나누어 볼 수 있다.

상기 경골 삽입부재와 대퇴골 삽입부재를 이식하기 위해선 경골의 근위단부와 대퇴골의 원위단부를 일정량 절삭하여야 하는데, 절단면의 기울기 및 절삭량에 따라 인공슬관절의 기능이 좌우되므로 이러한 절삭작업은 고도의 정밀함이 요구되는 중요한 과정이다. 따라서 경골과 대퇴골의 절삭면을 가이드하기 위한 정렬도구가 필요하다.

<특허문헌>

특허 제10-1612332호(2016.04.07. 등록) "무릎 관절성형수술 동안 대퇴골 및 경골로 절단부를 안내하기 위한 조립체"

상기 특허문헌에 도시된 발명은 무릎 관절성형수술에서 대퇴골 원위부 및 경골 근위부를 절단하기 위해 절단부를 안내하는 조립체로써, 대퇴골 및 경골의 절단면을 정렬하기 위해 대퇴골 및 경골의 내부에 깊숙히 구멍을 파서 골수강내 로드(Intramedullary Rod, IM Rod)를 박아 넣어 축을 정렬시키는 방식을 취하고 있다.

그러나 상기 종래기술과 같이 골수강내 로드를 넣기 위해 뼈를 깊이 파게 되면 그 부분의 세포가 죽게 되고, 구멍으로 세균 등이 침투할 수 있으며, 골수가 파괴됨에 따라 지방조직이 혈관에 흘러 들어가 피의 흐름을 막는 지방색전증 등의 부작용이 나타나 환자의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 또한 구멍을 뚫기 위해 과도한 힘이 들어가고, 수술기기가 많아져 시술 과정이 복잡해지고 시간이 지연됨에 따라 시술자에게도 부담이 된다.

이러한 종래기술은 도 1에서도 확인할 수 있는데, 대퇴골(91) 내부에 골수강내 로드(IM)를 삽입하기 위해 드릴(D)로 구멍(H)을 뚫는 모습을 볼 수 있다. 또한 도 2를 참고하면 파인 구멍(H)으로 골수강내 로드(IM)를 박아 넣기 위해 큰 부피의 손잡이(A)가 부착된 수술기구를 확인할 수 있다. 이렇듯 구멍을 뚫어 축을 정렬하는 방식은 작업 과정이 번거롭고 부피가 큰 수술기기들이 많이 사용되어 공간활용성 측면에서 비효율적이다.

경골의 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 경골(93)의 근위부(931)부터 원위부(933)까지 골수강외 정렬부재(J)를 사용하여 축을 정렬하는 방식이 사용되어 왔다. 그러나 정렬부재(J)는 경골(93)보다 큰 부피를 가지고 있어 이를 이용한 수술은 복잡하고 시간이 많이 걸릴 수밖에 없다. 따라서 종래기술은 시술자에게 부담이 되고 수술시간 지연에 따른 환자 건강 회복에도 악영향을 미친다.

도 4를 참고하면, 이렇게 복잡한 과정을 거쳐 대퇴골 원위부(913)와 경골 근위부(931)를 절삭한 뒤엔 균형확인기(5') 등을 이용하여 절삭이 제대로 이루어졌는지 점검하게 된다. 또는 절삭면에 임플란트와 같은 형상의 트라이얼을 위치시킨 뒤 균형확인기(5')를 사용할 수도 있다. 이때 대퇴골(91)을 기준으로 경골(93)을 굴곡 또는 신전시키며 대퇴골(91)과 경골(93)의 간격을 확인하는데, 그 결과에 따라 대퇴골(91)의 원위부(913) 또는 경골(93)의 근위부(931)를 더 절삭하거나, 임플란트의 크기를 바꾸어 대응하게 된다.

그러나 종래기술과 같은 균형확인기(5')는 균형을 시술자의 감각으로만 확인해야 했기에 불확실성이 존재하였고, 시술자의 능력에 크게 의존하는 문제점이 있었다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이 균형확인기(5')의 정렬을 위해 그 일측에 정렬부재(J')를 부착하기도 하였는데, 이러한 정렬부재(J')는 부피가 크고 설치에 시간이 많이 소요되어 시술자에게 부담을 주고, 환자의 건강회복에 악영향을 줄 우려가 있었다.

따라서 인공관절 치환시 절삭 가이드 등을 용이하고 신속하게 정렬하고 수술기기의 부피를 줄여 효율적인 시술이 가능하며, 절삭 후 균형을 정밀하고 간단히 확인할 수 있는 구조의 인공관절 치환술용 수술기기에 대한 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 레이저 방출장치를 포함하여 수술기기의 위치를 용이하고 신속하게 정렬시킴으로써 시술자의 부담을 완화하고 환자의 건강회복에 유리한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기를 레이저를 이용하여 정렬시킴으로써 대퇴골 골수 내 구멍을 뚫을 필요가 없어 세포가 죽는 것을 방지하고 세균 감염, 지방색전증 등의 부작용을 방지할 수 있는 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기를 레이저를 이용하여 정렬시킴으로써 큰 부피를 가진 별도의 수술기기가 불필요함에 따라 수술과정이 간단해지고 신속해져 환자의 건강회복에 유리하고 시술자의 부담을 완화시킬 수 있는 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 대퇴골의 정렬 시 레이저 방출장치를 두 개 포함하여 관상면에서의 정렬과 시상면에서의 정렬을 용이하고 신속하게 확인할 수 있어 시술자의 부담을 완화하고 보다 정확한 정렬이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 대퇴골 수술기기에 회전감지수단을 포함하여 고정부의 회전 상태를 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 심적 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 경골 절삭을 위한 경골 수술기기를 레이저를 이용하여 정렬시킴에 따라 별도의 골수 외 고정장치가 불필요하여 공간활용성을 향상시키고 신속한 시술이 가능하여 시술자의 부담을 완화하고 환자의 건강회복에 유리한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 경골 수술기기가 회전감지수단을 포함하여 경골절삭부안내부를 정렬 시 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 심적 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체를 포함하고, 상기 감지체는 회전감지수단을 포함하여 임플란트의 정렬 시 임플란트의 회전 정도를 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 심적 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 감지체는 압력감지수단을 포함하여 내외측의 균형 및 압력 분포를 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 감지체는 파지수단을 포함하여 용이하게 파지할 수 있고 탈착가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 감지체를 수용하는 균형확인기를 포함하고, 상기 균형확인기는 레이저 방출장치를 포함하여 균형 확인 작업시 축 정렬 상태를 레이저를 이용하여 확인함에 따라 신속하고 용이한 시술이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 감지체의 배터리를 무선으로 충전할 수 있어 간편하고 신속한 작업이 가능한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 배터리가 감지체와 탈착가능하게 결합하여 충전 시 편리한 구조의 인공관절 치환술용 수술기기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시 예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 인공관절 치환술용 수술기기에 있어서, 상기 수술기기가 레이저 방출장치를 포함하여 레이저를 이용하여 수술기기의 위치를 정렬시킴으로써 간편하고 용이한 정렬이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 수술기기가 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기를 포함하고, 상기 대퇴골 수술기기는 레이저 방출방치를 포함하여 대퇴골 절삭을 위한 정렬 시 골수 내 구멍을 뚫을 필요가 없어 합병증을 예방할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 대퇴골 수술기기가 대퇴골의 원위부에 결합되는 고정부와, 상기 고정부를 기준으로 정렬되는 절삭안내부와, 상기 고정부의 일측에 결합된 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 레이저 방출장치를 포함하여 레이저를 이용하여 상기 고정부를 정렬시킴으로써 간편하고 용이한 수술이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 연결부가 대퇴골의 전방에서 대퇴골의 근위부를 향해 레이저를 방출하는 ML레이저방출장치와, 대퇴골의 내측 또는 외측에서 대퇴골의 근위부를 향해 레이저를 방출하는 AP레이저방출장치를 포함하여 상기 고정부의 내외측 및 전후방 정렬을 용이하게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 연결부가 내외측으로 전개되는 ML부재와, 전후방으로 전개되는 AP부재를 포함하고, 상기 ML부재와 AP부재는 각각 일측에 상기 ML레이저방출장치와 AP레이저방출장치를 포함하여 상기 고정부의 내외측 및 전후방 정렬을 용이하게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 절삭안내부가 대퇴골 원위부 전방을 절삭하기 위한 전방절삭안내부와, 대퇴골 원위부 중간을 절삭하기 위한 원위절삭안내부를 포함하고, 상기 원위절삭안내부는 상기 전방절삭안내부를 통해 상기 고정부에 연결됨으로써 정렬되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 고정부가 회전감지수단을 포함하여 레이저를 이용한 고정부의 정렬 시 상기 고정부의 회전상태를 수치적으로 확인함으로써 정밀하고 용이하며 신속한 정렬이 가능하고, 정렬 후 틀어지는 감지하여 정확한 시술이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 회전감지수단이 자이로 센서인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 수술기기가 경골 절삭을 위한 경골 수술기기를 포함하고, 상기 경골 수술기기는 레이저 방출방치를 포함하여 경골 절삭을 위한 정렬 시 골수 외 정렬기기가 필요 없어 간편하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 경골 수술기기가 경골의 전방에 결합되는 경골절삭 안내부와, 상기 경골절삭 안내부에 결합되는 연결부를 포함하고, 상기 연결부는 경골 원위부로 레이저를 방출하는 경골 레이저 방출장치를 포함하여 상기 경골절삭 안내부를 간편하고 용이하게 정렬시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 경골절삭 안내부가 회전감지수단을 포함하여 레이저를 이용한 경골절삭 안내부의 정렬작업시 수치적으로 정렬 상태를 확인함으로써 정밀하고 용이하며 신속한 정렬이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 인공관절 치환술에 사용되는 수술기기에 있어서, 상기 수술기기가 회전감지수단을 포함하여 뼈 절삭 위치와 임플란트 삽입 위치를 수치적으로 정밀하게 제어함으로써 정확하고 용이한 수술이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 수술기기가 회전의 기준이 되는 기준회전감지수단과, 상기 기준회전감지수단과의 상대적인 회전 정도를 감지하는 동작회전감지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 수술기기가 경골요소 트라이얼과 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체를 포함하고, 상기 감지체가 동작회전감지수단과 압력감지수단을 포함하며 경골요소 트라이얼과 인서트 트라이얼 사이에 삽입되어 내외측의 균형 및 회전 정도를 수치적으로 확인함으로써 정밀하면서도 용이하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 감지체가 일측에 위치결정홈을 포함하고, 상기 경골요소 트라이얼이 일측에 상기 감지체의 위치를 정하는 위치결정돌기를 포함하며, 상기 감지체가 상기 위치결정돌기에 대응되는 위치에 위치결정홈을 포함하여 상기 감지체가 상기 경골요소 트라이얼에 신속하고 용이하게 위치하며 안착 후 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 수술기기가 대퇴골요소 트라이얼과, 경골과 대퇴골 사이에 삽입되어 내외측의 균형을 확인하는 균형확인기를 포함하고, 상기 균형확인기에는 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체가 위치하며, 상기 감지체는 동작회전감지수단, 압력감지수단을 포함하여 균형확인기를 경골과 대퇴골 사이에 삽입시 내외측의 균형 및 회전 정도를 수치적으로 확인함으로써 정밀하면서도 용이하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 균형확인기가 상기 감지체가 안착되는 안착홈이 형성된 제1삽입부를 포함하고, 상기 감지체는 일측에 파지수단을 포함하며, 상기 안착홈은 상기 파지수단과 대응되는 위치에 외측홈을 포함하여 상기 감지체가 상기 균형확인기에 용이하게 탈착 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 균형확인기가 상기 감지체가 사이에 삽입되도록 상판과 하판이 형성된 제2삽입부를 포함하여 상기 감지체가 균형확인기에 슬라이드 방식으로 삽입 및 해제되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 균형확인기가 일측에 레이저 방출장치를 포함하여 균형확인기의 정렬상태를 용이하게 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 감지체가 상기 동작회전감지수단과 압력감지수단을 구동하기 위한 배터리를 포함하고, 상기 배터리가 무선으로 충전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기는 상기 배터리가 상기 감지체와 탈착가능하게 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시 예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 레이저 방출장치를 포함하여 수술기기의 위치를 용이하고 신속하게 정렬시킴으로써 시술자의 부담을 완화하고 환자의 건강회복에 유리한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기를 레이저를 이용하여 정렬시킴으로써 대퇴골 골수 내 구멍을 뚫을 필요가 없어 세포가 죽는 것을 방지하고 세균 감염, 지방색전증 등의 부작용을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 대퇴골 절삭을 위한 대퇴골 수술기기를 레이저를 이용하여 정렬시킴으로써 큰 부피를 가진 별도의 수술기기가 불필요함에 따라 수술과정이 간단해지고 신속해져 환자의 건강회복에 유리하고 시술자의 부담을 완화시킬 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 대퇴골의 정렬 시 레이저 방출장치를 두 개 포함하여 관상면에서의 정렬과 시상면에서의 정렬을 용이하고 신속하게 확인할 수 있어 시술자의 부담을 완화하고 보다 정확한 정렬이 가능한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 대퇴골 수술기기에 회전감지수단을 포함하여 고정부의 회전 상태를 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 심적 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 경골 절삭을 위한 경골 수술기기를 레이저를 이용하여 정렬시킴에 따라 별도의 골수 외 고정장치가 불필요하여 공간활용성을 향상시키고 신속한 시술이 가능하여 시술자의 부담을 완화하고 환자의 건강회복에 유리한 효과가 존재한다.

또한, 본 발명은 경골 수술기기가 회전감지수단을 포함하여 경골절삭부안내부를 정렬 시 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 심적 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체를 포함하고, 상기 감지체는 회전감지수단을 포함하여 임플란트의 정렬 시 임플란트의 회전 정도를 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 심적 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 효과를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 감지체는 압력감지수단을 포함하여 내외측의 균형 및 압력 분포를 구체적인 수치로 정밀하게 확인함에 따라 시술자의 부담을 완화하고 용이한 작업이 가능하며 보다 정확한 정렬이 가능한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 감지체는 파지수단을 포함하여 용이하게 파지할 수 있고 탈착가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 감지체를 수용하는 균형확인기를 포함하고, 상기 균형확인기는 레이저 방출장치를 포함하여 균형 확인 작업시 축 정렬 상태를 레이저를 이용하여 확인함에 따라 신속하고 용이한 시술이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 감지체의 배터리를 무선으로 충전할 수 있어 간편하고 신속한 작업이 가능한 효과가 존재한다.

또한, 본 발명은 상기 배터리가 감지체와 탈착가능하게 결합하여 충전 시 편리한 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따라 대퇴골에 골수 내 로드를 삽입하기 위해 구멍을 뚫는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따라 대퇴골에 골수 내 로드를 삽입한 뒤 절삭을 위한 각종 수술기기를 결합한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 종래기술에 따라 경골을 절삭하기 위해 골수 외 정렬부재를 이용해 절삭가이드를 정렬하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 4는 종래기술에 따른 균형확인기를 이용하여 균형을 확인할 때 별도의 정렬부재를 이용하여 축정렬을 확인하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대퇴골에 고정부를 결합시킨 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부를 고정부에 결합시키는 원리를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부의 레이저를 이용하여 대퇴골의 축을 정렬시키는 과정을 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부의 레이저를 이용하여 대퇴골의 축을 정렬시키는 과정을 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 절삭안내부를 고정부에 결합시키는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경골에 경골 수술기기를 결합시키고 레이저로 축을 정렬시키는 과정을 나타낸 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경골에 경골 수술기기를 결합시키고 레이저로 축을 정렬시키는 과정을 나타낸 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 균형확인기를 삽입하고 슬관절을 굴곡시킨 상태를 나타낸 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 균형확인기를 삽입한 슬관절을 신전시킨 상태를 나타낸 측면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 균형확인기와 감지체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 균형확인기와 감지체를 나타낸 분해사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트라이얼과 감지체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인서트트라이얼과 감지체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트라이얼과 감지체를 나타낸 상태를 밑에서 본 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트라이얼과 감지체를 이용하여 슬관절을 신전시키고 균형을 확인하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트라이얼과 감지체를 이용하여 슬관절을 굴곡시키고 균형을 확인하는 상태를 나타낸 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 인공관절 치환술용 수술기기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

그러면 도면을 참고하여 본 발명의 인공관절 치환술용 수술기기에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6, 11, 12, 17을 참고하면, 본 발명에 의한 수술기기(S)는 대퇴골 수술기기(1)와, 경골 수술기기(3)와, 감지체(8)와, 균형확인기(5)와, 트라이얼(7)을 포함할 수 있다.

도 5, 도 6 및 도 9를 참고하면, 상기 대퇴골 수술기기(1)는 대퇴골(91)의 원위부(913)에 결합되는 고정부(11)와, 상기 고정부(11)에 결합되는 연결부(17)와, 마찬가지로 상기 고정부(11)에 결합되는 전방절삭안내부(13)와, 상기 전방절삭안내부(13)에 결합되는 원위절삭안내부(15)를 포함할 수 있다.

도 5를 참고하면, 상기 고정부(11)는 대퇴골(91)의 절삭을 위해 절삭안내부(13, 15)를 정렬시키기 위한 구성으로 대퇴골(91)의 원위부(913)에 결합되며, 원위부(913)에 결합을 위한 원위부고정공(111)과, 상기 전방절삭안내부(13) 및 연결부(17)와 결합하기 위한 제1연결공(113)과, 상기 제1연결공(113)에 삽입된 부재를 고정하는 제1잠금수단(115)과, 고정부(11)의 회전 정도를 감지하는 고정부회전감지수단(117)을 포함할 수 있다.

상기 원위부고정공(111)은 고정부(11)를 원위부(913)에 고정하기 위한 고정부고정수단(112)을 삽입하는 구멍으로, 중간에 형성된 원위부중앙고정공(1111)과, 측부에 위아래로 길게 형성된 원위부측부장공(1113)과, 반대쪽 측부에 원형으로 형성된 원위부측부고정공(1114)을 포함할 수 있다.

상기 제1연결공(113)은 고정부(11)를 전후방으로 관통하는 구멍으로, 후술할 전방절삭안내부(13)의 제1결합부재(131) 또는 연결부(17)의 연결부재(173)가 선택적으로 삽입될 수 있다. 상기 제1잠금수단(115)은 상기 제1연결공(113)에 삽입된 제1결합부재(131) 또는 연결부재(173)를 해당 위치에 견고히 고정하기 위한 구성으로 나사잠금의 원리로 잠길 수 있다.

상기 고정부회전감지수단(117)은 고정부(11)를 원위부(913)에 고정시키는 과정에서 축 정렬 상태를 수치적으로 감지하는 구성으로, 각속도 또는 각가속도 등을 측정하여 회전 정도를 감지하는 센서이다. 보다 바람직하게는 자이로 센서로 구성될 수 있다. 이렇게 회전감지수단(117)을 이용하여 고정부(11)의 회전 상태를 감지함으로써 후술할 레이저방출장치(1759, 1773, 도 6 참고)를 이용해 고정부(11)를 회전시켜가며 정렬할 때 구체적인 수치로 확인할 수 있다. 이로 인해 보다 정밀한 정렬이 가능하고 시술자에게 심리적 안정감을 줄 수 있다. 또한 고정부(11)의 정렬 후 다음 작업을 실시할 때 고정부(11)가 틀어지는 것을 감지하여 정확한 절삭이 가능하게 한다. 이때 고정부회전감지수단(117)은 대퇴골(91)에 대하여 상대적인 회전 정도를 감지해야 하므로, 대퇴골(91) 측에서 또 다른 회전감지수단이 구비됨이 바람직하다.

또한 상기 감지수단(117)은 소정의 원거리 통신장비를 더 포함하여 외부 디스플레이에서 고정부(11)의 회전 상태를 구체적인 수치로 확인토록 구성할 수도 있다. 상기 고정부(11)는 크기가 작은 장비로써 협소한 수술부위에서 시술할 시 시술자의 시야에 잘 보이지 않을 수도 있다. 따라서 외부에 별도의 디스플레이와 연계하여 큰 화면에서 회전 상태를 확인하게 함으로써 시술자의 부담을 완화하고 용이하면서도 더욱 정밀한 정렬이 가능하다.

도 6을 참고하면, 상기 연결부(17)는 상기 고정부(11)의 신속하고 용이한 정렬을 위한 레이저방출장치를 연결하는 구성으로, 상기 제1연결공(113)에 삽입되는 연결공삽입부재(171)와, 상기 연결공삽입부재(171)의 일측에서 소정의 각도로 연장형성되는 연결부재(173)와, 상기 연결부재(173)의 일측에서 내외측으로 전개되는 ML부재(175)와, 상기 ML부재(175)의 일측에서부터 전후방으로 전개되는 AP부재(177)를 포함할 수 있다.

상기 연결공삽입부재(171)는 상기 고정부(11)의 제1연결공(113)에 삽입되어 일정 위치에 연결부(17)을 견고히 고정하는 구성으로, 바람직하게는 두 개가 형성되어 고정부(11)에 결합된 연결부(17)가 축을 중심으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.

상기 연결부재(173)는 상기 연결공삽입부재(171)와 상기 ML부재(175)를 이어주는 구성으로 대퇴골(91)의 근위-원위 방향으로 전개되는 제1연결부재(1731)와, 상기 제1연결부재(1731)의 일측에서 전후방으로 전개되는 제2연결부재(1733)를 포함할 수 있다. 상기 두 연결부재(1731, 1733) 역시 상기 연결공삽입부재(171)와 마찬가지로 두 쌍으로 형성될 수 있다.

상기 ML부재(175)는 상기 연결부재(173)의 일측에서 내외측(Medial-Lateral)으로 전개되며, 그 일측에 ML부재결합수단(1757)과, 상기 ML부재결합수단(1757)에 결합된 ML레이저방출장치(1759)를 포함할 수 있다.

상기 ML레이저방출장치(1759)는 대퇴골(91)의 원위부(913) 전방(9131)에서 근위부(911) 쪽으로 레이저를 방출하여 고정부(11) 전체가 올바른 위치에 고정될 수 있도록 정렬시키는 기능을 가진다. 이때 상기 레이저는 대퇴골(91)의 전방에서 대퇴골(91)을 따라 방출되는바, 고정부(11)가 대퇴골(91)의 역학적 축에 대하여 내외측으로 틀어져 고정되는 것을 바로 잡을 수 있다. 이러한 정렬의 원리는 도 8에서 더욱 상세하게 확인할 수 있는데, 관상면(coronal plane)에서 레이저와 대퇴골(91)의 역학적 축과의 일치 여부를 용이하게 점검하여 정렬하는 모습을 볼 수 있다.

상기 AP부재(177)는 상기 ML부재(175)의 일측에서 전후방(Anterior-Posterior)으로 전개되며, 그 일측에 AP부재결합수단(1771)과, 상기 AP부재결합수단(1771)에 결합된 AP레이저방출장치(1773)을 포함할 수 있다.

상기 AP레이저방출장치(1773)는 대퇴골(91)의 원위부(913) 측방(9137)에서 근위부(911) 쪽으로 레이저를 방출하여 고정부(11) 전체가 올바른 위치에 고정될 수 있도록 정렬시키는 기능을 가진다. 이때 상기 레이저는 대퇴골(91)의 측방에서 대퇴골(91)을 따라 방출되는바, 고정부(11)가 대퇴골(91)의 축에 대하여 전후방으로 틀어져 고정되는 것을 바로 잡을 수 있다. 이러한 정렬의 원리는 도 7에서 더욱 상세하게 확인할 수 있는데, 레이저가 시상면(sagittal plane)에서 대퇴골(91)을 따라 방출되므로 그 일치 여부를 용이하게 점검하여 정렬하는 모습을 볼 수 있다.

도 9를 참고하면, 상기 전방절삭안내부(13)는 상기 ML레이저 및 AP레이저에 의해 정렬되어 원위부(913)에 결합된 고정부(11)에 고정되어 대퇴골(91) 전방측의 절삭을 안내하는 구성으로, 상기 제1연결공(113)에 삽입고정되는 제1결합부재(131)와, 전방 절삭을 가이드하는 전방절삭안내홈(133)과, 상기 전방절삭안내홈(133)의 위치를 가이드하는 제2결합부재(135)를 포함할 수 있다.

상기 제1결합부재(131)는 상기 제1연결공(113)에 삽입되어 전방절삭안내부(13)를 올바른 위치에 정렬고정된 고정부(11)와 연결시켜 정렬된 상태로 고정하는 기능을 가지며, 회전을 방지하기 위해 두 개의 부재로 구성될 수 있다.

상기 전방절삭안내홈(133)은 대퇴골(91)의 전방을 절삭하는 절삭도구를 삽입하여 전방 절삭을 가이드하는 구성으로 톱 등의 절삭도구가 들어가 일정 방향으로 절삭작업이 될 수 있도록 얇고 긴 홈의 형태로 형성된다.

상기 제2결합부재(135)는 대퇴골(91)의 원위-근위부를 따라 전개되는데, 후술할 원위절삭안내부(15)의 제1연결홈(151)에 삽입되어 상기 원위절삭안내부(15)를 레이저에 의해 정렬된 고정부(11)에 연결함으로써 원위절삭안내부(15)를 정렬시키는 기능을 가진다.

상기 원위절삭안내부(15)는 대퇴골(91) 원위부(913)의 절삭을 가이드하는 구성으로 상기 전방절삭안내부(13)에 결합되어 정렬되며, 제1연결홈(151)과, 원위절삭안내홈(153)과, 전방고정공(155)을 포함할 수 있다.

상기 제1연결홈(151)은 상기 제2결합부재(135)가 삽입되어 원위절삭안내부(15)의 위치를 정렬시키는 기능을 가진다.

상기 원위절삭안내홈(153)은 상기 전방절삭안내홈(133)과 마찬가지로 대퇴골(91)의 원위부를 절삭하는 절삭도구를 삽입하여 가이드하는 구성으로 톱 등의 절삭도구가 들어가 일정 방향으로 절삭작업이 될 수 있도록 얇고 긴 홈의 형태로 형성된다.

상기 전방고정공(155)은 원위절삭안내부(15)를 경골(93)의 전방에 고정시키기 위한 구성으로 전방중앙고정공(1551)과, 전방경사고정공(1553)을 포함할 수 있다.

상기 전방중앙고정공(1551)은 대퇴골(91) 원위부(913)의 절삭을 위해 상기 결합된 전방절삭안내부(13)를 제거시키기 전, 정렬된 위치에 원위절삭안내부(15)를 고정시키기 위해 핀이 삽입되는 곳이다. 상기 전방경사고정공(1553)은 경골(93)의 특정위치에 고정된 원위절삭안내부(15)를 절삭을 가이드할 수 있도록 더욱 견고하게 고정하는 구성으로 전후방을 기준으로 약간 경사진 상태로 파인 구멍이다. 이때 상기 전방절삭안내부(13)를 제거한 원위절삭안내부(15)를 경골(93)의 전방에 견고히 고정시키기 위해선 상기 전방중앙고정공(1551)과 전방경사고정공(1553)을 합하여 3개 이상의 고정공에 핀 등을 삽입하여 고정함이 바람직하다.

도 10 및 도 11을 참고하면, 상기 경골 수술기기(3)는 경골(93)의 전방에 결합되는 경골절삭안내부(31)와, 상기 경골절삭안내부(31)에 결합되는 연결부(33)를 포함할 수 있다.

상기 경골절삭안내부(31)는 경골(93) 근위부(931)의 절삭을 가이드하는 구성으로 경골(93)에 고정하기 위한 경골고정공(311)과, 경골절삭안내홈(313)과, 안내부회전감지수단(315)을 포함할 수 있다.

상기 경골고정공(311)은 상기 경골절삭안내부(31)를 경골(93)에 고정하기 위한 구성으로 바람직하게는 3개 이상의 구멍으로 형성된다.

상기 경골절삭안내홈(313)은 상기 전방절삭안내홈(133)과 마찬가지로 경골(93)의 근위부(931)를 절삭하는 절삭도구를 삽입하여 가이드하는 구성으로 톱 등의 절삭도구가 들어가 일정 방향으로 절삭작업이 될 수 있도록 얇고 긴 홈의 형태로 형성된다.

상기 안내부회전감지수단(315)은 경골절삭안내부(31)를 근위부(931)에 고정시키는 과정에서 축 정렬 상태를 수치적으로 감지하는 구성으로, 바람직하게는 자이로 센서로 구성된다. 이때 상기 감지수단(315)은 소정의 원거리 통신장비를 더 포함하여 외부 디스플레이에서 경골절삭안내부(31)의 회전 상태를 구체적인 수치로 확인토록 구성할 수도 있다. 슬관절 치환술을 실시할 때 그 수술부위가 협소하여 시술자의 시야에 잘 보이지 않을 수도 있다. 따라서 외부에 별도의 디스플레이와 연계하여 큰 화면에서 회전 상태를 확인하게 함으로써 시술자의 부담을 완화하고 용이하면서도 더욱 정밀한 정렬이 가능하다. 이러한 회전감지수단으로 인해 레이저를 이용하여 경골절삭안내부(31)를 경골(93)의 전방에 고정할 때 수치로 정밀하게 확인이 가능하고, 고정 후 절삭 과정에서 경골절삭안내부(31)가 회전하며 뒤틀리는 것을 감지하여 정확한 절삭이 가능하도록 도와준다. 이때 상기 안내부회전감지수단(315)은 경골(93)에 대하여 상대적인 회전 정도를 감지해야 하므로, 경골(93) 측에 별도의 회전감지수단이 더 구비됨이 바람직하다.

상기 연결부(33)는 상기 경골절삭안내부(31)에 결합되며, 일측에 경골레이저방출장치(3311)를 포함할 수 있다.

상기 경골레이저방출장치(3311)는 경골절삭안내부(31)를 경골(93)에 고정할 때 올바른 위치에 고정되도록 정렬하는 작업을 도와주는 기능을 가지는데, 도 11을 참고하면 경골(93)의 전방에 위치하며, 근위부(931)에서 원위부(933)로 레이저를 방출한다. 이에 의해 경골절삭안내부(31)가 관상면(coronal plane)에서 내외측으로 회전하며 잘못된 위치에 고정되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 정렬의 원리는 도 10에서 더욱 자세하게 확인 가능한데, 전방에서 볼 때 레이져가 경골(93)의 축과 일치하는 방향으로 방출되는지 확인함으로써 경골절삭안내부(31)를 내외측으로 회전시키며 정위치에 정렬시킬 수 있다. 이에 의해 축 정렬 작업을 더욱 용이하고 신속하게 실시할 수 있어 시술자의 부담을 완화하고 시술시간을 단축시켜 환자 건강 회복에 도움이 된다.

도 14를 참고하면, 상기 감지체(8)는 절삭된 대퇴골(91)의 원위부(913)와, 경골(93)의 근위부(931) 사이에 삽입되어 회전, 압력 등을 감지하는 구성이다. 감지체(8)의 형상은 경골(93)의 절삭단면과 유사한 형태를 지니는 얇은 판으로써 일측에 파지수단(81)과, 위치결정홈(83)과, 동작회전감지수단(85)과, 압력감지수단(87), 배터리(88)를 포함할 수 있다.

상기 파지수단(81)은 감지체(8)의 일측에 형성되며 상기 균형확인기(5, 도 16 참고) 또는 경골요소트라이얼(73, 도 17 참고) 등에 탈부착할 때 신속하고 용이하게 파지할 수 있도록 외측으로 돌출된 형태를 지닌다.

상기 위치결정홈(83)은 감지체(8)의 일측에서 일정깊이 함입형성된 홈으로, 바람직하게는 하면의 중앙에 형성되는데, 후술할 경골요소트라이얼(83)의 위치결정돌기(7311)와 결합하여 트라이얼(7) 단계에서 회전, 압력 등을 감지할 때 감지체(8)가 이탈되는 것을 방지하는 기능을 가진다.

상기 동작회전감지수단(85)은 상기 감지체(8)의 일측 또는 내부에 형성되며, 트라이얼(7) 등이 회전하는 정도를 수치적으로 감지하는 기능을 가진다. 바람직하게는 자이로 센서 등으로 구성되며, 소정의 원거리 통신장비를 더 포함하여 외부 디스플레이에서 트라이얼(7) 등의 회전 상태를 구체적인 수치로 확인토록 구성할 수도 있다. 실제 슬관절 치환술의 수술부위는 협소하여 시술 시 시술자의 시야에 잘 보이지 않을 수도 있다. 따라서 외부에 별도의 디스플레이와 연계하여 큰 화면에서 회전 상태를 확인하게 함으로써 시술자의 부담을 완화하고 용이하면서도 더욱 정밀한 정렬이 가능하다.

또한 상기 동작회전감지수단(85)은 경골(93)이나 대퇴골(91)에 대한 상대적인 회전 정도를 감지해야 하므로, 상기 경골(93) 또는 경골요소 트라이얼(73)에는 기준이 될 수 있는 기준회전감지수단이 구비되어야 한다. 또는 상대 대퇴골(91)이나 대퇴골요소 트라이얼(71)에 구비될 수도 있다. 혹은 양측에 모두 구비될 수도 있다. 자세한 것은 후술한다.

상기 압력감지수단(87)은 감지체(8)가 대퇴골(91)과 경골(93) 사이에 삽입될 때 대퇴골(91)과 경골(93)에서 전달되는 단위면적당 힘을 감지하고, 이를 이용해 내외측의 균형을 맞추는 기능을 가지는데, 압전효과를 이용한 압전소자, 스트레인게이지(strain gauge), 로드셀 등이 될 수 있다. 이때 바람직하게는 소정의 원거리 통신장비를 더 포함하여 외부 디스플레이에서 압력 분포 상태를 구체적인 수치로 확인토록 구성할 수도 있다. 이에 의해 종래 시술자의 감각에 의존하던 균형 확인을 디스플레이에 표시되는 구체적 구치를 통해 확인함으로써 더욱 용이하고 신속하면서도 정밀한 작업이 가능하며, 시술자의 부담을 완화할 수 있다.

상기 배터리(88)는 상기 압력감지수단(87), 회전감지수단(85) 및 통신장비에 전력을 공급하는 구성으로, 도 14에서 확인할 수 있듯이 감지체(8)의 전면에 위치한다. 이때 상기 배터리(88)는 탈착식으로 감지체(8)로부터 분리될 수도 있고, 혹은 일체형으로 내장될 수도 있다. 탈착식으로 분리되는 경우에는 충전할 경우 배터리(88)만 충전하면 되므로 간편하다는 이점이 있는데, 자세한 것은 후술한다.

도 12 내지 도 16을 참고하면, 상기 균형확인기(5)는 절삭된 대퇴골(91)의 원위부(913)와 경골(93)의 근위부(931) 사이 균형을 확인하는 구성으로, 그 사이에 삽입되는 삽입부(51)와, 상기 삽입부(51) 일측에 연장형성된 연장부(53)를 포함할 수 있다.

상기 삽입부(51)는 두 가지 타입이 존재할 수 있는데, 각각 제1삽입부(511) 및 제2삽입부(513)라 한다.

상기 제1삽입부(511)는 상기 감지체(8)와 마찬가지로 경골(93) 절삭단면과 유사한 형상을 가지는 판의 형태로, 감지체(8)보다는 다소 크며, 상기 연장부(53)의 양측에 하나씩, 총 두 개가 구비될 수 있다. 또한 도 14를 참고하면 그 상면에 안착홈(5111)을 포함할 수 있다.

도 14를 참고하면, 상기 안착홈(5111)은 상기 감지체(8)가 위치하는 곳으로 감지체(8)의 형상을 따라 밑으로 일정깊이 함입형성된다. 또한 일측에 상기 파지수단(81)을 수용할 수 있도록 외측홈(5111a)을 포함할 수 있다.

도 15를 참고하면, 상기 제2삽입부(513)는 경골(93)의 절삭단면과 유사한 형상을 가지는 상판(5131)과 하판(5133)을 포함하며, 그 사이에 삽입홈(5135)이 형성되어 있다. 상기 삽입홈(5135)에는 상기 감지체(8)가 삽입되어 압력과 회전 정도를 감지하게 되는데, 이때 감지체(8)는 삽입홈(5135)으로 슬라이드 방식으로 삽입된다. 이러한 삽입 방식에 의해 처음부터 감지체(8)를 결합시켜 놓지 않더라도, 상기 균형확인기(5)를 대퇴골요소 트라이얼(71)과 경골(93) 사이에 먼저 삽입한 뒤에 감지체(8)를 나중에 결합시킬 수 있다. 또한 상기 감지체(8)의 파지수단(81)에 의해 용이하게 탈착할 수 있다. 이를 위해 상기 삽입홈(5135)은 파지수단(81)이 위치하는 측으로 깊게 파여 형성된다. 감지체(8)를 상기 상판(5131)과 하판(5133) 사이에 삽입한 뒤 압력을 감지하기 위해서는 상기 상판(5131) 및 하판(5133)은 하중에 의한 변형이 어느 정도 허용되는 유연한 재질로 구성함이 바람직하다.

상기 연장부(53)는 상기 두 삽입부(51)를 연결하는 구성으로 그 중간에 확인기레이저방출장치(531)를 포함할 수 있다.

상기 확인기레이저방출방치(531)는 삽입부(51)가 대퇴골(91)과 경골(93) 사이에 삽입될 때 경골(93)의 전방에 위치하며, 근위부(931)에서부터 원위부(933)로 레이저를 방출하여 삽입부(51)를 포함한 균형확인기(5)가 제대로 정렬된 상태로 유지되는지 확인하는 기능을 가진다. 이와 같은 정렬 확인 작업은 도 13에서 더욱 자세히 확인할 수 있다. 이렇게 정렬된 상태로 슬관절을 신전(도 16 참고) 또는 굴곡(도 12 참고)시키며 양측의 균형 등을 점검한다.

도 17 내지 도 20를 참고하면, 상기 트라이얼(7)은 대퇴골요소트라이얼(71)와, 경골요소트라이얼(73)과, 인서트트라이얼(75)을 포함할 수 있다.

상기 대퇴골요소트라이얼(71)은 대퇴골(91)의 절단면에 결합되며, 연골을 대신하는 대퇴골요소와 같은 형상을 가진다. 또한 전술한 바와 같이 기준회전감지수단(77)을 포함할 수 있다.

상기 경골요소트라이얼(73)은 경골(93) 근위부(931)의 절단면에 결합되며, 연골을 대신하는 경골요소와 같은 형상을 가진다. 이때 상기 경골요소트라이얼(73)은 상면(731)에 위치결정돌기(7311)를 포함할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 기준회전감지수단(77)을 포함할 수 있다.

상기 위치결정돌기(7311)는 상기 감지체(8)의 위치결정홈(83, 도 18 참고)과 결합하여 트라이얼 단계에서 감지체(8)를 이용해 압력과 회전여부를 감지할 때 감지체(8)가 트라이얼(7) 밖으로 이탈되지 않고 정위치에 고정될 수 있도록 한다.

상기 인서트트라이얼(75)은 상기 대퇴골요소트라이얼(71)과 경골요소트라이얼(73) 사이에서 베어링의 역할을 수행하는 구성으로, 그 하면에 인서트트라이얼안착홈(751)을 포함할 수 있다.

상기 인서트트라이얼안착홈(751)은 상기 감지체(8)가 안착되는 곳으로 감지체(8)의 외관에 상응하는 형상을 갖도록 내측으로 함입형성된다. 이때 상기 인서트트라이얼안착홈(751)은 상기 감지체(8)의 파지수단(81)이 위치할 수 있도록 그와 대응되는 위치에 외측홈(751a)을 더 포함할 수 있다.

상기 서술한 구성을 바탕으로, 본 발명에 의한 수술기기(S)를 이용하여 인공슬관절 치환술 중 뼈 절삭을 위해 수술기기를 정렬시키는 과정을 서술하겠다.

도 5 내지 도 9를 참고하면, 대퇴골(91)의 절삭을 위해 우선 고정부(11)를 원위부(93)에 안착시킨다. 다음으로 원위부중앙고정공(1111)에 고정부고정수단(112)을 삽입하여 해당 위치에 임시로 결합시킨다.

그 다음 연결부(17)의 연결공삽입부재(171)를 상기 고정부(11)의 제1연결공(113)에 삽입하여 연결부(17)를 고정한다. 상기 연결부(17)에 결합된 ML레이저방출장치(1759)는 도 7에 도시된 바와 마찬가지로 관상면에서 내외측 정렬을 가이드하고, AP레이저방출장치(1773)는 도 8에 도시된 바와 마찬가지로 시상면에서 전후방 정렬을 가이드한다. 이때 고정부회전감지수단(117)이 대퇴골(91)에 대한 고정부(11)의 상대적인 회전 정도를 감지하여 외부 디스플레이에 표시해주므로, 시술자는 이를 확인해가며 고정부(11)의 회전 정도를 제어한다. 이에 의해 정밀한 시술이 가능하고 시술자의 부담을 완화시켜 준다.

이렇게 두 레이저에 의해 고정부(11)를 회전시켜가며 그 위치를 정하고, 고정부(11)의 위치가 대략적으로 정렬되면 원위부측부장공(1113)에도 고정부고정수단(112)을 삽입한다. 상기 원위부측부장공(1113)은 위아래로 길게 뻗은 장공이기에, 원위부중앙고정공(1111)과 원위부측부장공(1113)에 각각 하나씩 고정부고정수단(112)이 삽입되어도 어느 정도 회전이 가능하다. 이렇게 고정부(11)을 조금씩 돌려가며 그 위치가 완전히 정해지면, 원위부측부고정공(1114)에도 고정부고정수단(112)을 마저 삽입하여 해당위치에 완전히 고정 시킨다. 이렇게 세 개의 고정부고정수단(112)에 의해 3축으로 압박함에 따라 견고한 위치고정이 가능하다. 이 같은 작업의 완성상태는 도 9에서도 확인할 수 있다.

다음으로 도 9와 같이 상기 연결부(17)를 제거하고 전방절삭안내부(13)의 제1결합부재(131)를 상기 제1연결공(113)에 결합시킨다. 상기 전방절삭안내홈(133)에 톱 등의 절삭도구를 삽입하여 전방의 뼈를 절삭한다. 이때 상기 고정부회전감지수단(117)이 고정부(11)와 이에 결합된 전방절삭안내부(13)의 회전 여부를 감지하므로, 절삭도구 등의 힘에 의해 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 제2결합부재(135)를 원위절삭안내부(15)의 제1연결홈(151)에 삽입하여 원위절삭안내부(15)의 위치를 특정한다. 그 다음 전방중앙고정공(1551)과 전방경사고정공(1553)에 핀 등의 고정수단을 삽입하여 원위절삭안내부(15)를 대퇴골(91) 전방에 고정한 뒤 전방절삭안내부(13)는 제거한다. 마지막으로 원위절삭안내홈(153)에 톱 등의 절삭도구를 넣어 대퇴골(91)의 원위부(913)를 절삭한다.

상기 서술에서는 전방을 먼저 절삭하는 것으로 하였지만, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과할 뿐, 원위부(913)를 먼저 절삭하고 전방을 나중에 절삭할 수도 있다.

도 10 내지 11을 참고하면, 경골(93)을 절삭하기 위하여 경골절삭안내부(31)를 경골(93)의 전방에 결합한다. 이때 경골중앙고정공(3111)에 고정핀 등을 삽입하여 임시 고정하고, 연결부(33)를 결합하여 경골레이저방출장치(3311)에서 방출되는 레이저로 도 10과 같이 관상면에서 내외측으로 축 정렬을 한다. 이렇게 레이저와 경골(93) 축의 일치 여부를 확인하며 경골절삭안내부(31)를 회전시킬 때, 안내부회전감지수단(315)이 경골(93)에 대한 상대적인 회전 정도를 외부 디스플레이 등에 표시해주므로 시술자는 이를 확인해가며 경골절삭안내부(31)를 회전시킨다. 이에 의해 보다 정밀한 시술이 가능하고, 시술자의 부담을 완화시켜준다.

이렇게 정렬된 다음 경골경사고정공(3113)에 고정핀 등을 삽입해 완전히 고정하는데, 바람직하게는 3개 이상의 고정핀이 사용될 수 있다. 그 다음 경골절삭안내홈(313)에 톱 등의 절삭도구를 삽입하여 경골(93)의 근위부(931)를 절삭한다. 이때 동작회전감지수단(315)이 회전 정도를 외부 디스플레이 등에 표시해주므로 절삭도구 등의 힘에 의해 경골절삭안내부(31)의 정렬이 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

도 12 내지 도 16을 참고하면, 절삭된 대퇴골(91)에 대퇴골요소트라이얼(71)을 결합하고, 경골(93)과의 사이에 감지체(8)가 안착된 균형확인기(5)의 삽입부(51)를 삽입한다. 이때 상기 균형확인기(5)에 제2삽입부(513)가 포함된 경우라면 감지체(8)를 슬라이드 방식으로 삽입할 수 있다.

또한 확인기레이저방출장치(531)가 경골(93)의 전방에서 원위부를 향해 레이저를 방출하는바, 상기 레이저에 의해 균형확인기(5)가 축에 정렬되었는지 용이하게 확인할 수 있다.

다음으로 슬관절을 신전(도 16 참고)-굴곡(도 12 참고) 시키며 균형을 확인하는데, 상기 감지체(8)에 포함된 동작회전감지수단(85)이 대퇴골요소 트라이얼(71) 등에 대한 균형확인기(5)의 상대적인 회전 상태를 감지하므로 수치를 이용해 정밀한 조정이 가능하고 안정적인 균형 확인이 가능하다.

또한 상기 압력감지수단(87)을 이용하여 회전 상태와 대퇴골(91)-경골(93) 간 균형을 용이하게 확인할 수 있다. 이때 상기 균형은 슬관절 내측(medial)-외측(lateral) 간 힘의 분포 차이를 의미할 수도 있고, 신전-굴곡 시 힘의 분포 차이를 의미할 수도 있다. 힘의 분포에 차이가 많이 나면 내외측의 절삭량이나 대퇴골(91) 원위부(913) 또는 후방부의 절삭량을 조절하여 균형을 맞춘다.

이렇듯 압력감지수단(87)은 압력 분포를 감지하여 외부 디스플레이 등에 표시하는바, 시술자는 이를 확인해가며 균형을 확인할 수 있으므로 보다 정밀하면서도 신속하고 용이한 시술이 가능하다.

도 17 내지 도 20을 참고하면, 대퇴골(91)의 절삭면에 대퇴골요소트라이얼(71)을, 경골(93)의 절삭면에 경골요소트라이얼(73)을 각각 결합시킨 뒤, 안착홈(751)에 감지체(8)를 안착시킨 인서트트라이얼(75)을 사이에 삽입한다. 그리고 슬관절을 신전-굴곡 시키며 균형을 확인하는데, 이때 감지체(8)에 포함된 동작회전감지수단(85)이 대퇴골요소트라이얼(71) 등에 대한 인서트트라이얼(75)의 상대적인 회전 상태를 감지하므로 수치를 이용해 정밀한 조정이 가능하고 보다 안정적인 균형확인이 가능하다.

또한 상기 압력감지수단(87)에 의해 회전 정도의 압력 분포를 구체적인 수치로 용이하게 확인할 수 있다. 이때 상기 균형은 슬관절 내측(medial)-외측(lateral) 간 힘의 분포 차이를 의미할 수도 있고, 신전-굴곡 시 힘의 분포 차이를 의미할 수도 있다. 힘의 분포에 차이가 많이 나면 트라이얼(7)의 크기를 다른 것을 사용하거나 삽입 각도를 틀어보며 균형을 맞춘다.

이렇게 압력감지수단(87)은 압력 분포를 감지하여 외부 디스플레이 등에 표시하는바, 시술자는 이를 확인해가며 균형을 확인할 수 있으므로 보다 정밀하면서도 신속하고 용이한 시술이 가능하다.

도 21 내지 도 22를 참고하면, 상기 배터리(88)는 별도의 충전수단(2)에 의해 전력이 충전된다. 이때 상기 충전수단(2)과 배터리(88)은 무선으로 전력을 전달하며 충전이 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 충전수단(2) 위에 올려놓으면 무선 주파수(Radio Frequency, RF)에 의해 에너지가 충전된다.

이때 상기 배터리(88)가 감지체(8)로부터 탈착가능한 경우라면 도 22와 같이 배터리(88)만을 충전수단(2) 위에 올려놓아 충전할 수 있고, 배터리(88)와 감지체(8)가 일체로 구성된 내장형의 경우에는 도 21과 같이 배터리(88)를 포함한 감지체(8) 전체를 충전수단(2) 위에 올려놓아 충전할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

S: 수술기기
IM: 골수 내 로드
J: 정렬부재
1: 대퇴골 수술기기
11: 고정부 111: 원위부고정공
1111: 원위부중앙고정공 1113: 원위부측부장공 1114: 원위부측부고정공
112: 고정부고정수단
113: 제1연결공 115: 제1잠금수단 117: 고정부회전감지수단
13: 전방적삭안내부 131: 제1결합부재 133: 전방절삭안내홈
135: 제2결합부재
15: 원위절삭안내부 151: 제1연결홈 153: 원위절삭안내홈
155: 전방고정공
17: 연결부 171: 연결공삽입부재 173: 연결부재
175: ML부재 1759: ML레이저방출장치
177: AP부재
1773: AP레이저방출장치
2: 충전수단
21: 충전수단상면
3: 경골수술기기
31: 경골절삭안내부 311: 경골고정공 313: 경골절삭안내홈
315: 안내부회전감지수단
33: 연결부 3311: 경골레이저방출장치
5: 균형확인기
51: 삽입부 5111: 제1안착홈 5111a: 제1외측홈
53: 연장부 531: 확인기레이저방출장치
7: 트라이얼
71: 대퇴골요소트라이얼
73: 경골요소트라이얼 7311: 위치결정돌기
75: 인서트트라이얼
751: 인서트트라이얼안착홈
751a: 외측홈
77: 기준회전감지수단
8: 감지체
81: 파지수단 83: 위치결정홈
85: 동작회전감지수단
87: 내장용압력감지수단
9: 뼈
91: 대퇴골 913: 대퇴골원위부
93: 경골 931: 경골근위부

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12. 인공관절 치환술에 사용되는 수술기기에 있어서,
    상기 수술기기는 경골요소 트라이얼과 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체 및 회전의 기준이 되는 기준회전감지수단을 포함하고,
    상기 감지체는 상기 기준회전감지수단과의 상대적인 회전 정도를 감지하는 동작회전감지수단과 압력감지수단을 포함하며 경골요소 트라이얼과 인서트 트라이얼 사이에 삽입되어 내외측의 균형 및 회전 정도를 수치적으로 확인함으로써 정밀하면서도 용이하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
    
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15. 제12항에 있어서,
    상기 감지체는 일측에 위치결정홈을 포함하고,
    상기 경골요소 트라이얼은 일측에 상기 감지체의 위치를 정하는 위치결정돌기를 포함하고,
    상기 감지체는 상기 위치결정돌기에 대응되는 위치에 위치결정홈을 포함하여 상기 감지체가 상기 경골요소 트라이얼에 신속하고 용이하게 위치하며 안착 후 미끄러지는 것을 방지할 수 있는
    인공관절 치환술용 수술기기.
16. 인공관절 치환술에 사용되는 수술기기에 있어서,
    상기 수술기기는 대퇴골요소 트라이얼과, 경골과 대퇴골 사이에 삽입되어 내외측의 균형을 확인하는 균형확인기를 포함하고,
    상기 균형확인기에는 경골 절단면에 대응되는 형상의 감지체가 위치하며,
    상기 감지체는 동작회전감지수단, 압력감지수단을 포함하여 균형확인기를 경골과 대퇴골 사이에 삽입시 내외측의 균형 및 회전 정도를 수치적으로 확인함으로써 정밀하면서도 용이하고 신속한 수술이 가능한 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 균형확인기는 상기 감지체가 안착되는 안착홈이 형성된 제1삽입부를 포함하고,
    상기 감지체는 일측에 파지수단을 포함하며,
    상기 안착홈은 상기 파지수단과 대응되는 위치에 외측홈을 포함하여 상기 감지체가 상기 균형확인기에 용이하게 탈착 가능한 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
18. 제16항에 있어서,
    상기 균형확인기는 상기 감지체가 사이에 삽입되도록 상판과 하판이 형성된 제2삽입부를 포함하여 상기 감지체가 균형확인기에 슬라이드 방식으로 삽입 및 해제되는 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
19. 제16항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균형확인기는 일측에 레이저 방출장치를 포함하여 균형확인기의 정렬상태를 용이하게 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
20. 제12항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감지체는 상기 동작회전감지수단과 압력감지수단을 구동하기 위한 배터리를 포함하고,
    상기 배터리는 무선으로 충전되는 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
21. 제20항에 있어서,
    상기 배터리는 상기 감지체와 탈착가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는
    인공관절 치환술용 수술기기.
    

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