KR102131668B1 - 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대퇴골두의 중심과 관련하여 공간에 적어도 세 지점의 위치를 식별하고 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치에 관한 것으로, 이 장치는 베이스, 상기 베이스에 병진운동 및 축회전운동 가능하게 부착되는 연장 암 클램프, 상기 연장 암 클램프에 병진운동 및 축회전운동 가능하게 부착되는 연장 암, 상기 연장 암의 원위 단부에 축회전운동 가능하게 부착되며 근위 단부의 외측 로케이터 부재와 원위 단부의 내측 로케이터 부재를 포함하는 회전 암, 상기 회전 암에 축회전운동 가능하게 부착되는 브라켓, 및 상기 브라켓에 제거가능하게 부착되며 중간 로케이터 부재를 포함하는 위치설정 암으로 구성된다.

Description

대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치{INSTRUMENT FOR LOCATING A FEMORAL MECHANICAL AXIS}

관련출원에 대한 상호 참조

본 출원은 "대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치 및 방법"이라는 명칭으로 2013년 2월 8일에 출원된 미국 가출원 제61/762,492호, "대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치 및 방법"이라는 제목으로 2013년 11월 14일에 출원된 미국 가출원 제61/904,083호, "무릎관절 전치환술, 시스템 및 장치"라는 명칭으로 2013년 11월 14일에 출원된 미국 가출원 제61/904,086호, 및 "무릎관절 전치환술, 시스템 및 장치"라는 명칭으로 2013년 11월 14일에 출원된 미국 가출원 제61/904,099에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원들이 참조에 의해 그 전체가 여기에 포함된다.

본 발명은 대퇴골의 역학적 축의 위치설정에 관한 것으로, 이 축은 일반적으로 대퇴골두(femural head)의 중심과 무릎관절의 중심을 연결하는 선으로 정의된다. 특히, 본 발명은 무릎관절 전치환술(total knee arthroplastry) 중에 역학적 축을 위치설정하는데 사용된다.

무릎관절 전치환술의 성공적 결과는 정확한 뼈 절단 및 적절한 인대 균형잡기에 달려있다. 무릎 임플란트가 적절히 기능하려면, 뼈 절단이 대퇴골의 역학적 축과 관련하여 정확하게 이루어져야 한다. 또한, 외측 및/내측 측부인대(collateral ligament)는 경골의 역학적 축(tibial mechanical axis)이 대퇴골의 역학적 축과 정열하도록 이완되어야 한다. 경골의 역학적 축은 경골의 해부학적 축과 동일하기 때문에 상대적으로 식별하기 쉽다. 반면에, 대퇴골의 역학적 축은 대퇴골두의 중심으로부터 무릎관절의 중심으로 연장되나 대퇴골두는 무릎관절 전치환술 중에 볼 수 없기 때문에 더 식별하기 어렵다. 일반적으로, 대퇴골의 역학적 축은 대퇴골의 해부학적 축에 대해 내측으로 약 6도 경사져 있으나 이 경사는 환자간의 해부학적 변이에 따라 다르다.

이 역학적 축을 설정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법은 대퇴골수관(femoral medullary canal)에 위치되는 로드(rod)를 사용하는 것이다. 이때 역학적 축은 로드의 축으로부터 약 6도만큼 내측에 위치되는 것으로 산정된다. 이 방법은 손쉽게 실행할 수 있으나, 대퇴골의 해부학적 변이와, 로드와 이 로드가 위치되는 대퇴골수관 사이의 틈으로 인해 매우 정확하지는 않다. 또한, 이 방법은 시상면(sagittal plane)에서 볼 때 역학적 축의 방향을 결정할 수 없다. 더욱이, 이 발법은 대퇴골수관이 침해될 것을 요하는바, 이는 잠재적으로 더 많은 실혈(失血) 및 합병증을 유발할 수 있다. 역학적 축을 설정하는 또 다른 방법은 역학적 축을 설정하기 위해 뼈의 표식들을 식별하고 이들을 대퇴골의 움직임과 관련시키는 컴퓨터화된 내비게이션 장치를 사용하는 것이다. 그러나 이런 장치는 매우 고가이고, 수술시에 사용하기 번거롭다. 따라서, 대퇴골의 역학적 축을 관상면 및 시상면(coronal and sagittal planes) 양쪽으로 정확하게 설정하는데 컴퓨터화된 내비게이션 장치를 요구하지 않는 시스템 및 장치를 제공할 필요가 있다.

여기에 기술된 본 발명은 환자 대퇴골두의 중심을 설정하는 것에 관한 것으로, 이 정보는 관상면 및 시상면 양쪽으로 대퇴골의 역학적 축을 설정하는데 사용된다.즉, 여기에 기술된 장치 및 방법은 삼차원으로 대퇴골의 역학적 축을 설정하는데 유용하다.

본 발명에 따르면, 대퇴골의 역학적 축을 설정하며 대퇴골두의 중심과 관련하여 공간에 적어도 세 지점의 위치를 식별하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 베이스, 상기 베이스에 병진운동 및 축회전운동 가능하게 부착되는 연장 암 클램프, 상기 연장 암 클램프에 병진운동 및 축회전운동 가능하게 부착되는 연장 암, 상기 연장 암의 원위 단부에 축회전운동 가능하게 부착되는 회전 암, 이 회전 암은 근위 단부의 외측 로케이터 부재와 원위 단부의 내측 로케이터 부재를 포함함, 상기 회전 암에 축회전운동 가능하게 부착되는 브라켓, 및 상기 브라켓에 제거가능하게 부착되는 위치설정 암으로 구성되되 이 위치설정 암은 중간 로케이터 부재를 포함한다.

또한, 본 발명에 따르면, 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 방법이 제공된다. 이 방법은 무릎의 중심으로부터 예정된 거리만큼 이격된 추적지점에서 얻어지며, 그 중심이 대퇴골두의 중심과 일치하는 대표 구를 식별하는 단계, 상기 대표 구 상의 적어도 세 지점을 식별하는 단계, 대표 구 상의 상기 적어도 세 지점에 의해 정의되는 원의 중심을 설정하는 단계, 대표 구 상의 적어도 세 지점에 의해 정의되는 상기 원의 중심을 지나며 상기 원의 평면에 수직한 선을 식별하는 단계, 대표 구 상의 적어도 세 지점에 의해 정의되는 원의 중심을 지나며 이 원의 평면에 수직한 상기 선이 대퇴골두의 중심과 상기 추적지점을 연결하는 선과 일치하도록 대퇴골을 위치시키는 단계, 및 관상면 및 시상면 모두에서 대퇴골의 역학적 축의 위치를 식별하기 위해 대퇴골에 복수의 위치설정장치를 위치시키되, 이 위치설정장치는 무릎의 중심으로부터 추적지점의 예정된 이격을 보상하도록 대퇴골에 위치되어서 대퇴골두의 중심과 추적지점을 연결하는 상기 선이 대퇴골의 역학적 축으로부터 예정된 각도 이격을 갖는 단계로 구성된다.

본 발명이 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이며, 도면에서 동일한 구성부는 동일한 참조번호를 사용한다.
도 1은 대퇴골과 관련한 대표 구의 개략적인 다이아그램이다.
도 2는 대퇴골에 대해 위치된 본 발명의 역학적 축 설정장치의 일 실시예의 사사도이다.
도 3은 도 2에 도시된 역학적 축 설정장치의 상세 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 역학적 축 설정장치의 분해사시도이다.
도 5는 대퇴골에 대해 위치된 도 2의 역학적 축 설정장치의 측면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 역학적 축 설정장치로서, 대퇴골이 핀을 통해 외측 로케이터 슬롯에 물려있는 것을 보여주는 사시도이다.
도 7은 외측 로케이터 슬롯을 보여주는, 역학적 측 설정장치의 저면 확대 사시도이다.
도 8은 도 2에 도시된 역학적 축 설정장치로서, 대퇴골이 핀을 통해 내측 로케이터 슬롯에 물려있는 것을 보여주는 사시도이다.
도 9는 복수의 로케이터 슬롯을 보여주는, 도 2에 도시된 역학적 축 설정장의 또 다른 사시도이다.
도 10은 도 2에 도시된 역학적 축 설정장치로서, 대퇴골이 핀을 통해 중간 로케이터 슬롯에 물려있는 것을 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 2에 도시된 역학적 축 설정장치로서, 대퇴골이 핀을 통해 최종 로케이터 슬롯에 물려있는 것을 보여주는 사시도이다.
도 12는 최종 로케이터 슬롯을 보여주는, 역학적 측 설정장치의 저면 확대 사시도이다.
도 13은 브라켓의 상부를 보여주는, 역학적 측 설정장치의 상부 확대 사시도이다.
도 14는 대퇴골의 대표적인 위치에 위치된 가이드 핀의 사시도이다.
도 15는 대퇴골에 대해 위치된 정렬 가이드의 사시도이다.
도 16은 관상면에서 볼 때 정렬 로드가 역학적 축과 일렬로 위치된 것을 보여주는 대퇴골의 상면도이다.
도 17은 시상면에서 볼 때 정렬 로드가 역학적 축과 평행하게 위치된 것을 보여주는 대퇴골의 측면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 역학적 축 설정장치의 일 실시예의 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시된 역학적 축 설정장치의 활주부재의 확대사시도이다.
도 20은 도 18에 도시된 역학적 축 설정장치의 확대사시도이다.
도 21은 역학적 축 설정장치로서, 대퇴골이 외측 로케이터 부재에 물려있는 것을 보여주는 사시도이다.
도 22는 핀이 외측 로케이터 부재와 정렬된 것을 보여주는, 도 20에 도시된 역학적 축 설정장치의 확대사시도이다.
도 23은 도 18에 도시된 역학적 축 설정장치의 저면 사시도이다.
도 24는 대퇴골의 일부에 대한 도 18에 도시된 역학적 축 설정장치의 상부사시도이다.
도 25는 브라켓의 일부가 단면상으로 도시된, 역학적 축 설정장치의 일부 사시도이다.
도 26은 대퇴골에 대해 위치된 해부학적 면의 사시도이다.
도 27은 무릎 중심 로케이터의 사시도이다.
도 28은 대퇴골의 단부에 대해 위치된 도 27의 무릎 중심 로케이터의 사시도이다.

동일한 참조번호는 동일한 구성부를 나타내는 도면을 참조하면, 도 1에 대퇴골(50)과 구(52)의 일부의 개략적이 다이아그램이 도시되어 있다. 구(52)와 대퇴골(50)은 대퇴골두의 중심(54)이 구(52)의 중심(58)과 일치하도록 위치된다. 또한, 무릎의중심(56)은 구(52)의 표면 상에 있다. 따라서, 구(52)는 대퇴골두의 중심(54)으로부터 무릎의 중심(56)까지의 거리와 같은 반경을 갖는다.

본 발명에 따르면, 대퇴골의 역학적 축을 설정하려고 시도할 때 흔히 만나게 되는 문제들이, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 지점(60), 제2 지점(62) 및 제3 지점(64)과 같은 구의 표면 상의 지점들을 사용하여 구(52)의 중심(58)을 관통하는 선을 발견함으로써 해결될 수 있다. 이러한 선을 설정하는 것은 본 발명의 장치와 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 무릎의 물리적 운동은 대퇴골두의 중심에 대해 삼차원으로 축회전하는 것으로 가정된다. 이렇게 하여 무릎의 중심(56)은 무릎이 움직여질 때 구(52)의 표면을 따르게 될 것이며, 이로 인해 무릎은 지점들(60,62,64)을 통과한다.

임의의 구에 있어, 구 상의 적어도 세 지점에 의해 정의된 원의 중심을 통과하며 이 원의 평면에 수직한 선은 구의 중심을 통과한다. 본 발명에 적용하면, 도 1의 지점(60,62,64)은 구(52)의 표면상에 있으며, 중심(68)을 갖는 원을 정의하는데 사용된다. 특정 대퇴골에 대한 역학적 축(70)을 설정하기 위해, 무릎의 중심(56)은 공간의 임의의 지점, 즉 제1 지점(60)에 해당하는 지점으로 이동된다. 다음으로 무릎의 중심(56)은 제2 지점(62)으로 이동되고 마지막으로 제3 지점(64)으로 이동된다. 세 지점(60,62,64)은 원(66)을 정의하는데 사용되며, 지점(68)은 원의 중심으로 식별될 수 있다. 이들 지점 모두가 식별 및/또는 설정된 후, 원(66)을 포함하는 평면에 수직하며 원(66)의 중심(68)을 지나는 축(72)이 식별될 수 있다. 무릎의 중심을 축(72)과 일치하도록 이동함으로써 대퇴골(50)의 역학적 축(70)이 축(72)과 동선이 되어서 위치설정이 되도록 한다. 본 발명의 장치 및 방법은 대퇴골과 관련하여 지점(60,62,64) 및 축(72)을 식별하는데 사용되고 대퇴골의 역학적 축을 설정하는데 사용되며, 이하에 설명된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 역학적 축 발견장치(1)의 실시예는 베이스(2), 연장 암(3), 회전 암(4), 및 위치설정 암(5)을 포함한다. 환자의 대표적인. 즉 예시적인 대퇴골(50) 역시 발견장치(1)에 인접하여 도시되어 있다. 베이스(2)는 작업 테이블의 측부에 고정하거나 다른 부착 구조 또는 발견장치와 테이블 사이의 안전한 맞물림을 제공하는 다른 부착 구조들을 사용하여 테이블에 부착될 수 있다.

도 3은 도 2의 발견장치(1)의 일부 확대도이다. 도시된 바와 같이, 베이스(2)는 포스트(7)의 상부에 연장 암 클램프(6)를 포함한다. 일반적으로, 클램프(6)는 연장 암(3)이 비잠금상태에서 포스트(7)에 대해 병진운동 및 회전운동하도록 설계된 나팔꽃 모양 즉 각진 개구를 포함하는 베이스 또는 구조를 포함한다. 그러나 클램프(6)가 잠금상태에 있을 때, 후술되는 것처럼 연장 암(3)은 베이스(2)에 대해 병진운동 또는 회전운동하지 못한다.

도 3의 실시예를 계속 참조하면, 연장 암 클램프(6)는 피벗 페그 또는 부재(pivot peg or member)(8), 슬라이딩 너트(9), 및 잠금나사(10)를 포함한다. 잠금나사(10)는 슬라이딩 너트(9)의 상응하는 나사부와 맞물리도로 나사부가 형성되어 있다. 슬라이딩 너트(9)는 만곡 슬라이드웨이(curved slideway)(11) 내에서 또는 이를 따라 활주하도록 위치된다. 또한, 연장 암(3)은 종방향으로 연장되는 슬롯(12)을 포함하며, 피벗 페그(8)는 구성부들 사이에서 병진운동 및 회전운동을 하도록 슬롯(12)과 맞물릴 수 있다. 이러한 방식으로, 클램프(6)가 비잠금 상태에 있을 때, 연장 암(3)은 (슬롯(12)을 통해) 클램프(6)에 대해 병진운동할 수 있으며 동시에 피벗 페그(8)를 중심으로 회전운동할 수 있다. 잠금나사(10)가 슬롯(12)과 맞물리면 잠금나사는 클램프(6)에 대한 연장 암(3)의 방위에 관계없이 연장 암(3)에 결합된 채로 유지된다. 따라서 클램프(6)의 구성부들은 비잠금 상태에 있을 때 서로에 대해 원하는 위치로 이동할 수 있으며, 다음에 잠금나사(10)를 예를 들면 회전시켜 조임으로써 연장 암(3)을 베이스(2)에 고정할 수 있다. 이렇게 하여, 연장 암(3)은 베이스(2)에 대해 병진운동 및 회전운동 면에서 고정될 것이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 클램프(6)는 작업 케이블에 대한 대퇴골의 서로 다른 높이의 전방 상황을 감안하도록 포스트(7)의 높이를 따라 수직으로 조절 및 고정하기 위한 구성부를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 잠금나사가 아닌 다른 잠금장치가 상호 위치를 조절한 후에 구성부들을 고정하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 연장 암(3)은 회전 암(4)이 핀의 축(15)을 중심으로 연장 암(3)에 대해 축회전하도록 핀(도면들에서는 보이지 않음)을 통해 회전 암(4)의 축회전 클램프(13)에 연결된다. 잠금나사(16)가 축회전 클램프(13)의 만곡 슬롯(14)을 관통하여 연장 암(3)의 대응하는 나사부 형성 구멍(17) 내로 삽입된다. 비잠금 상태에서, 연장 암(3)과 회전 암(4)은 상호에 대해 이동가능하며, 잠금 나사(16)는 조여지면 회전 암(4)을 연장 암(3)에 고정한다. 역시, 잠금 나사가 아닌 다른 장치가 회전 암을 연장 암에 대해 고정하는데 사용될 수 있다.

브라켓(18)이 피벗 핀(19)을 통해 회전 암(4)에 연결되어서 구성부들이 비잠금 상태에 있을 때 브라켓(18)이 피벗 핀(19)의 축(20)을 중심으로 회전 암(4)에 대해 회전하도록 한다. 아치(24)가 브라켓(18)의 일측으로부터 상방으로 연장되되, 아치(24)는 만곡 슬롯(23)을 포함한다. 잠금나사(21) 또는 다른 장치가 회전 암(4)의 나사부 형성 구멍(22)으로 삽입되며, 아치(24)의 만곡 슬롯(23)을 따라 활주할 수 있다. 잠금나사(21)는 조여지면 브라켓(18)을 회전 암(4)에 대해 고정한다.

도 4를 참조하면, 역학적 축 발견장치(1)의 부분확대도가 도시되어 있으며 위치설정 암(5)이 브라켓(18)과 분리되어 있다. 위치설정 암(5)은 각각 브라켓(18)의 구멍(27)과 슬롯(28)과 맞물리는 2개의 위치설정 페그(25)(26)를 포함한다. 잠금나사(29) 또는 다른 장치가 위치설정 암(5)을 브라켓(18)에 고정시키기 위해 사용된다.

본 발명의 역학적 축 발견장치(1)를 사용하는 예시적인 방법으로, 먼저 환자의 무릎관절을 노출하기 위한 절개가 수행된다. 무릎관절이 노출된 후, 수술의는 관상면 및 시상면에서의 무릎의 중심을 식별하며, 예시적인 무릎의 중심(56)이 도 5에 도시되어 있다. 본 명세서에서 언급되는 시상면은 무릎의 중심을 지나며 해부학적인 시상면에 평행한 면이라는 것을 유의해야 할 것이다. 도 26을 참조하면, 무릎의 중심(56)은 해부학적 횡면(161)에 수직한 선(160)을 따르는 지점으로 정의되며, 이 선은 무릎의 원위 단부로부터 볼 때 과간절흔(intercondylar notch)(163)의 가장 깊숙한 부분과 도르래 고랑(trochlear groove)(162) 전방의 가장 깊숙한 부분 사이의 중간 지점을 통과하며, 대퇴과(femoral condyles)(164)의 원위 표면으로부터 약 20mm 내지 50mm 이다.

도 27은 무릎의 중심을 설정하기 위해 사용될 수 있는 무릎 중심 로케이터(165)를 예시하고 있으나, 다른 장치들이 이러한 목적을 달성하기 위해 부가적으로 또는 대체적으로 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 무릎 중심 로케이터(165)는 전방-후방(AP) 가이드 바(166), 근위-원위(PD) 가이드 바(167), 전방-후방(AP) 가이드 슬리브(168,169), 근위-원위(PD) 가이드 슬리브(170), 연결 바(171,172), 전방 위치설정 조(jaw)(173), 후방 위치설정 조(174), 위치설정 패들(175) 및 핀 가이드(176)로 구성된다. 전방 위치설정 조(173) 및 후방 위치설정 조(174)는 각각 AP 가이드 슬리브(168,169)에 분리가능하게 연결되어서 서로 다른 크기의 위치설정 조가 무릎 크기에 따라 사용될 수 있다. AP 가이드 슬립(168,169)은 AP 가이드 바(166)를 따라 활주할 수 있으며 PD 가이드 슬리브(170)는 PD 가이드 바(167)를 따라 활주할 수 있다. AP 가이드 슬리브(168,169)와 PD 가이드 슬리브(170)는 연결 바(171,172)를 통해 핀-연결된다. 연결 바(171,172)는 PD 가이드 바(167)와 전방 위치설정 조(173) 사이의 거리와 PD 가이드 바(167)와 후방 위치설정 조(174) 사이의 거리가 거의 같도록 거의 동일한 길이를 갖는다. 따라서, PD 가이드 바(167)는 전방 위치설정 조(173)와 후방 위치설정 조(174) 사이의 거리에 관계없이 전방 위치설정 조(173)와 후방 위치설정 조(174) 사이의 중간에 설정된다.

무릎이 노출된 후, 다리는 굽혀지며 무릎 중심 로케이터(165)는 도 28에 도시된 바와 같이 위치된다. 전방 위치설정 조(173)는 도르래 고랑(162)의 가장 깊숙한 부분, 대략 도르래 고랑(162)의 중간에 위치되며 후방 위치설정 조(174)는 과간절흔(163)의 가장 깊숙한 부분, 대략 과간절흔(163)이 중간에 위치된다. 전방 위치설정 조(173)과 후방 위치설정 조(174)는 서로를 향해 압박되어 이들 사이의 원위 대퇴골을 고정한다. 다음으로 위치설정 패들(175)이 관절구(condyle)들의 원위 표면에 대해 압박된다. 무릎의 중심은 PD 가이드 바(167)의 축을 따라, 위치설정 패들(175)에 대해 20mm 내지 50mm 사이에 설정될 것이다. 핀 가이드(176)는 PD 가이드 바(167)의 축에 수직하며 위치설정 패들(175)로부터 20mm 내지 50mm 사이에 위치된다. 다음으로 핀이 무릎의 중심 위치를 표시하기 위해 핀 가이드(176)의 축을 따라 원위 대퇴골 내로 천공된다.

도 5를 참조하면, 일단 무릎의 중심(56)이 설정되면 핀(30)과 구형 비드(31)를 포함하는 핀 장치가 대략적으로 대퇴골의 해부학적 축에 수직하며 무릎의 중심(56)을 통과하는 시상면을 따라, 원위의 대퇴골의 전방영역 내로 삽입된다. 구형 비드(31)가 무릎의 중심(56)으로부터 예정된 거리(참조번호 80으로 표시됨)에 있도록 핀(30)이 삽입된다. 비드(31)의 이 위치와 대퇴골두(54)의 중심은 대퇴골두의 중심(54)으로부터 비드(31)의 중심까지 연장되는 축(70')(여기서는 "대략적인 역학적 축"이라 칭함)을 정의하는데 사용된 2지점으로, 이러한 축(70')을 정의하는 장점은 후술된다.

본 발명의 방법과 장치들은 대략적인 역학적 축(70')을 설정하는데 사용되며, 이 축은 특정 수술에 있어서 대퇴골의 "진정한" 역학적 축을 사용하는 대신에 사용될 수 있다. 그 이유는 무릎의 중심의 위치가 원위의 대퇴골 내에 있으며 통상적인 물리적 수단에 의해 직접적으로 접근될 수 없기 때문이다. 비드(31)를 무릎에 대해 원위의 관상면에 위치시켜서 핀(30)이 대략적으로 해부학적 축과 정렬하도록 하는 것 역시 가능하나 이러한 위치는 무릎이 펴질 때 근위의 정강이 뼈와 간섭할 수 있음을 주의해야 한다. 또한, 역학적 축을 설정하는 전과정 동안 무릎을 굽힌 상태로 유지하는 것은 불편할 수 있다. 여기서 언급된 대략적인 방법은 관상면에서 볼 때 진정한 역학적 축을 설정하는데 오류를 만들지 않는다는 것을 유의해야 한다. 시상면에서, 개략적인 역학적 축(70')과 진정한 역학적 축(70) 사이의 각은 구형 비드(31)와 무릎의 중심(56) 사이의 거리(80), 및 대퇴골의 길이사용에 대하여 보상될 수 있다. 대퇴골의 길이는 환자에 따라 다르며 평균적인 길이는 가정될 수 있다. 오류는 예를 들면, 330mm 내지 470mm의 대퇴골 길이에 대해 약 ±1도일 수 있다고 예측된다.

핀(30)과 비드(31)가 무릎의 중심(56)에 대해 원하는 위치에 설정된 후, 역학적 축 발견장치(1)는 연장 암(3), 회전 암(4) 및 위치설정 암(5)이 도 2와 5에 도시된 바와 같이 되어서 베이스(2)는 대퇴골의 측부에 위치된다. 일단 구성부들이 이렇게 위치되면, 잠금 나사(10,16,21)가 죄어진다. 다음으로, 무릎은 외측으로 회전되고 비드(31)가 회전 암(4)으로부터 하방으로 연장되는 외측 로케이터 슬롯(42) 내에 포획되도록 조작되며, 슬롯(32)은 도 7에 가장 잘 도시되어 있고 슬롯(32)과비드(31) 사이의 맞물림은 도 6에 가장 잘 도시되어 있다. 무릎이 다른 위치로 이동될 때, 대퇴골은 대퇴골두의 중심에 대해 축회전될 것임을 유의해야 할 것이다. 비드(31)를 외측 로케이터 슬롯(32) 내로 포획하기 위해, 잠금나사(10)가 풀려지고 연장 암(3)은 무릎이 조작되는 동안 병진운동으로 및 축회전운동으로 조절된다. 비드(31)가 외측 로케이터 슬롯(32) 내에 포획되면, 잠금나사(10)가 조여져서 연장 암(3)을 고정한다. 외측 로케이터 슬롯(32)의 이 위치는 도 1에 제1 지점(60)으로 표시되어 있다.

도 7을 참조하면, 역학적 축 발견장치(1)의 부분확대도가 도시되어 있으며, 외측 로케이터 슬롯(32)의 저면 사시도를 포함한다. 외측 로케이터 슬롯(32)은 비드(31)를 포획할 수 있는 오목부(32')와 비드(31)를 지나 연장되는 핀(30)의 원통부에 대한 공간을 제공할 수 있는 슬롯 부(32'')를 포함한다.

회전 암(4)은 내부 로케이터 슬롯(53)(예를 들면 도 3과 8을 보라)을 더욱 포함하며 위치설정 암(5)은 중간 로케이터 슬롯(34)을 더욱 포함하며, 이들 슬롯의 구성은 로케이터 슬롯(32)의 구성과 기능적으로 및 물리적으로 유사하다. 로케이터 슬롯(32,33,34)의 목적은 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 과정에서 공간상의 비드(31) 중심의 위치를 특정 지점들에 식별하는 것이다. 따라서, 본 발명의 명세서에서 로케이터 슬롯(32,33,34)의 위치가 언급될 때, 각 로케이터 슬롯의 오목부의 중심에 대한 언급이 행해짐을 이해해야 할 것이다.

제1 지점(60)이 외측 로케이터 슬롯(32)의 오목부 내에 비드(31)를 포획하고 잠금나사(10)를 조임으로써 연장 암(3)을 위치에 고정하는 과정에 의해 식별된 후, 비드(31)는 외측 로케이터 슬롯(32)으로부터 제거된다. 다음에는 무릎이 내측으로 회전되며 비드(31)가 도 8에 도시된 것처럼 회전 암(4)의 내측 로케이터 슬롯(33) 내에 포획되도록 조작된다. 이를 달성하기 위해, 잠금 나사(16)를 풀고 연장 암(3)에 대한 회전 암(4)의 위치를 축회전운동으로 조절한다. 일단 비드(31)가 내측 로케이터 슬롯(33) 내에 포획되면 잠금나사(16)를 조인다. 내측 로케이터 슬롯(33)의 이 위치는 도 1의 제2 지점(62)의 위치를 표시한다. 회전 암(4)이 비드(31)를 포획하기 위해 회전될 때 연장 암(3)은 베이스(2)에 고정되기 때문에 외측 로케이터 슬롯(32)의 위치는 변하지 않으며, 회전 암(4)은 로케이터 슬롯(32)을 통과하는 축(15)을 따라 축회전됨을 볼 수 있을 것이다.

도 9에 예시된 것처럼, 지점(68')이 외측 로케이터 슬롯(32)과 내측 로케이터 슬롯(33)을 연결하는 선을 따라 정의될 수 있다. 지점(68')은 두 위치 사이의 중간에 위치되며, 원(66)의 중심으로 식별된 도 1의 지점(68)에 해당한다.

비드(31)가 내측 로케이터 슬롯(33)의 오목부 내에 포획되고 회전 암(4)이 회전운동으로 연장 암(3)에 대해 고정된 후, 비드(31)가 내측 로케이터 슬롯(33)으로부터 제거된다. 다음에는 무릎이 후방, 외측 방향으로 회전되며, 도 10에 도시된 바와 같이, 비드(31)가 위치설정 암(5)의 중간 로케이터 슬롯(34) 내에 포획될 수 있도록 조작된다. 이를 달성하기 위해, 잠금 나사(21)를 풀고 위치설정 암(5)이 부착된 브라켓(18)의 방위를 조절한다. 일단 비드(31)가 중간 로케이터 슬롯(34) 내에 포획되면 잠금나사(21)를 조인다. 중간 로케이터 슬롯(34)의 이 위치는 도 1의 제3 지점(64)의 위치를 표시한다. 브라켓(18)이 회전될 때, 외측 로케이터 슬롯(32), 내측 로케이터 슬롯(33) 및 지점(68')의 위치는 변하지 않음을 볼 수 있을 것이다. 위치설정 암(5)이 중간 로케이터 슬롯(34) 내에 비드(31)를 포획하기 위해 조절될 때, 외측 로케이터 슬롯(32), 지점(68') 및 내측 로케이터 슬롯(33)을 통과하는 축(20)에 대해 회전한다. 외측 로케이터 슬롯(32)으로부터 지점(68')까지의 거리는 내측 로케이터 슬롯(33)으로부터 지점(68')까지의 거리와 같으며, 또한 중간 로케이터 슬롯(34)으로부터 지점(68')까지의 거리와 같다. 따라서, 외측 로케이터 슬롯(32), 내측 로케이터 슬롯(33) 및 중간 로케이터 슬롯(34)은 중심(68')을 갖는 원 상의 지점들을 나타내며, 중간 로케이터 슬롯(34)으로부터 지점(68')을 잇는 선은 외측 로케이터 슬롯(32)으로부터 내측 로케이터 슬롯(33)을 잇는 선에 수직하다. 또한, 중간 로케이터 슬롯(34)으로부터 지점(68')을 잇는 선은 도 1의 축(72)에 수직하다.

다음에는 위치설정 암(5)이 브라켓(18)으로부터 제거되며, 도 11과 12에 도시된 바와 같이 비드(31)는 브라켓(18)의 최종 로케이터 슬롯(35) 내에 위치된다. 최종 로케이터 슬롯(35)은 도 12에 도시된 바와 같이 쇼울더(35')를 갖는다. 비드(31)가 슬롯(35) 내에 위치될 때, 비드는 지점(68')으로부터 비드(31)를 잇는 선이 중간 로케이터 슬롯(34)으로부터 지점(68')을 잇는 선에 수직하도록 쇼울더(35')에 기대게 된다. 따라서 비드(31)가 최종 로케이터 슬롯(35) 내에 위치될 때, 비드(31)는 도 1의 축(72)과 정렬되게 된다.

도 13은 대퇴골(50)에 대해 위치된 브라켓(18)을 포함하는 상면 사시도를 도시한다. 비드(31)가 최종 로케이터 슬롯(35) 내에 위치될 때, 핀(30)의 상부 원통부는 가이드 슬롯(36) 내에 포획된다. 이는 무릎의 중심이 가이드 슬롯(36)의 중간면과 동일평면이 되도록 대퇴골이 위치할 것을 강제한다. 이렇게 하여 가이드 핀(37)이 가이드 슬롯(36)으로부터 이격된 가이드 구멍(38)을 통해 대퇴골(50) 내로 천공되는 동안 대퇴골이 이 위치에 고정된다. 가이드 구멍(38)은 진정한 역학적 축(70)과 개략적인 역학적 축(70') 사이의 각을 보상하도록 지점(68')과 비드(31)를 연결하는 선으로부터 경사진다. 따라서, 핀(37)이 대퇴골(50) 내로 천공될 때 도 1의 축(70)에 수직하다.

다음에는 역학적 축 발견장치(1)가 도 14에 도시된 바와 같이 가이드 핀(30,37)을 대퇴골(50)의 각 위치에 위치시킨 채로 환자로부터 제거된다. 다음에는 봉 정열 가이드(39)가 도 15에 도시된 바와 같이 핀(30,37) 위에 위치된다. 특히, 봉 정렬 가이드(39)는 가이드 구멍(40)과 가이드 슬롯(41)을 포함하며, 가이드 구멍(40)은 핀(37) 위로 활주할 수 있고 가이드 슬롯(41)은 핀(30)의 비드(31) 위로 활주할 수 있다. 끝으로, 정렬 봉(42)이 봉 정렬 가이드(39)의 가이드 구멍(43) 내로 위치된다. 정렬 봉(42)은 도 16과 17에 도시된 바와 같이 관상면에서 보면 역학적 축(70)과 동선이며 시상면에서 보면 역학적 축(70)에 평행할 것이다. 가이드 핀(37)은 시상면에서 보면 역학적 축(70)에 수직할 것이다. 비드(31)의 중심과 가이드 핀(37)의 축을 연결하는 선은 관상면에서 보면 역학적 축과 동선이 될 것이다.

도 18-20을 참조하면, 본 발명의 역학적 축 발견장치(101)의 일 실시예가 도시되어 있으며, 이 장치는 베이스(102), 연장 암(103), 회전 암(104), 및 위치설정 부착구(105)를 포함한다. 베이스(102)는 포스트(107)와, 스플릿 단부(107')에 부착되는 체결 클램프(107'')를 포함한다. 연장 튜브(106')는 암 클램프(106)로부터 연장되며 포스트(107)에 대해 축회전 및 수직으로 활주할 수 있다. 체결 클램프(107'')가 체결되면, 스플릿 단부(107')는 압축되어 연장 암 클램프(106)를 포스트(107)에 고정한다. 일반적으로 클램프(106)는 비잠금상태에서 연장 암(103)이 병진운동 및 회전운동하도록 하는 베이스 또는 구조를 포함한다. 그러나, 클램프(107'')와 클램프(106)가 모드 잠금상태에 있을 때, 연장 암(103)은 베이스(102)에 대해 병진운동하거나 회전운동할 수 없다.

암 클램프(106)는 활주 부재(108)와 잠금 너트(109)를 포함한다. 활주 부재(108)는 피벗 페그(110)와 나사부를 갖는 스터드(111)를 더욱 포함한다. 활주 부재(108)는 연장 암(103)의 종방향 슬롯(112) 내에서 활주하도록 설계된다. 피벗 페그(110)는 클램프(106)의 구멍(113) 내에서 축회전하며 스터드(111)는 만곡 슬롯(114) 내로 활주하여 잠금너트(109)와 결합한다. 이렇게 하여, 클램프(106)가 비잠금 상태일 때, 연장 암(103)은 (슬롯(112)을 통해) 클램프(106)에 대해 병진운동할 수 있으며 동시에 피벗 페그(110)를 중심으로 회전운동할 수 있다. 따라서 클램프(106)의 구성부들은 비잠금 상태에서 서로에 대해 원하는 위치로 이동할 수 있으며, 잠금너트(109)는 회전시켜 조임으로써 연장 암(103)을 클램프(106)에 고정할 수 있다. 클램프(107'')가 고정되면, 연장 암(103)은 베이스(102)에 대해 병진운동 및 회전운동면에서 고정될 것이다.

또한, 연장 암(103)은 회전 암(104)이 축(116)을 따라 연장 암(103)에 대해 회전하도록 핀(도면들에서는 보이지 않음)을 통해 회전 암(104)의 축회전 클램프(115)에 연결된다. 잠금나사(117)는 축회전 클램프(115)의 만곡 슬롯(118)을 통해 연장 암(103)의 나사부가 형성된 구멍 내로 삽입된다. 비잠금 상태에서, 연장 암(103)과 회전 암(104)은 서로에 대해 이동가능하며, 잠금나사(117)는 조여지면 회전 암(104)을 연장 암(103)에 고정한다.

브라켓(119)이 회전 암(104)에 대해 회전할 수 있도록 회전 암(104)에 연결된다. 브라켓(119)은 활주 부재(120)와, 브라켓(119)의 일측으로부터 상방으로 연장되는 아치(121)를 포함하며, 아치(121)는 만곡 슬롯(122)을 포함한다. 잠금 나사(123)는 회전 암(104)의 나사부가 형성된 구멍 내로 삽입되며 아치(121)의 만곡 슬롯(122)을 따라 활주할 수 있다. 잠금나사(123)는 조여지면 브라켓(119)을 회전암(104)에 대해 위치고정시킨다. 위치설정 암(105) 역시 브라켓(119)에 분리가능하게 고정되며, 위치설정 암(105)은 잠금 나사(124)를 통해 고정될 수 있다.

역학적 축 발견장치(101)는 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 과정 중에 특정 지점들을 설정하기 위한 다수의 장치를 더욱 포함한다. 특히, 회전 암(104)은 외측 로케이터 부재(132)와 내측 로케이터 부재(133)를 포함하며, 위치설정 부착구(105)는 중간 로케이터 부재(134)를 포함한다. 각 로케이터 부재(132,133,134)는 각각 연장 핑거(152,153,154)를 포함하며, 이들 핑거는 각 로케이터 부재에 대해 거의 수직각도로 연장될 수 있고 각 로테이터 부재에 대해 고정되거나 이동될 수 있다.

역학적 축 발견장치(101)를 사용하는 예시적인 방법으로, 먼저 환자의 무릎 관절을 노출하기 위한 절개가 행해진다. 무릎관절이 노출되면, 수술의는 관상면 및 시상면 상의 무릎의 중심을 식별한다. 무릎의 중심은 여기서 기술된 것과 유사한 무릎 중심 로케이터 시스템 또는 장치를 사용하여 또는 또 다른 방법 및/또는 장치를 사용하여 발견될 수 있다. 본 발명의 일 양상에 따라, (예를 들면 도 22에 도시된) 마킹 또는 밴드(131)를 갖는 핀(130)이 시상면을 따라 그리고 무릎의 중심을 통과하여 원위의 대퇴골 전방부 내로 삽입된다. 핀(130)은 밴드(131)가 무릎의 중심으로부터 예정된 거리에 있도록 삽입된다. 밴드(131)의 이 위치는 대퇴골두의 중심으로부터 밴드(131)의 중심까지 연장되는 축(여기서는 "개략적인 역학적 축"으로 언급된다)을 정의한다.

대퇴골의 "진정한" 역학적 축을 사용하는 대신, 본 발명은 개략적인 역학적 축을 설정하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 그 이유는 무릎의 중심 위치는 원위의 대퇴골 내에 있으며 통상적인 물리적 접근수단에 의해 직접 접근될 수 없기 때문이다. 밴드(131)를 무릎에 대해 원위의 관상면에 위치시켜서 핀(130)이 대략적으로 해부학적 축과 정렬하도록 하는 것 역시 가능하나, 이러한 위치는 무릎이 펴질 때 근위의 정강이 뼈와 간섭할 수 있음을 주의해야 한다. 역학적 축을 설정하는 전과정 동안 무릎을 굽힌 상태로 유지하는 것은 불편할 수 있다. 여기서 언급된 대략적인 방법은 관상면에서 볼 때 진정한 역학적 축을 설정하는데 오류를 만들지 않는다는 것을 유의해야 한다. 시상면에서, 개략적인 역학적 축과 진정한 역학적 축 사이의 각은 밴드(131)와 무릎의 중심 사이의 거리, 및 대퇴골의 주어진 길이에 대하여 보상될 수 있다. 대퇴골의 길이는 환자에 따라 다르며 평균적인 길이는 가정될 수 있다. 오류는 예를 들면, 330mm 내지 470mm의 대퇴골 길이에 대해 약 ±1도일 수 있다고 예측된다.

먼저, 연장 암(103), 회전 암(104) 및 위치설정 암(105)이 서로 정렬하도록 역학적 축 발견장치(101)가 조절된다. 연장 암 클램프(106)의 수직 위치 역시 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 과정 중에 무릎이 움직일 수 있는 공간을 제공하도록 조절될 수 있다. 일단 구성부들이 이러한 방식으로 위치되면, 클램프(107''), 잠금 너트(109) 및 잠금나사(117,123)는 조여진다. 다음에는 무릎이 외측으로 회전되며 밴드(131)가 도 21과 22에 도시된 바와 같이 로케이터 부재(132)의 핑거(152)와 정렬되며 핑거(152)의 선단과 접하도록 조작된다. 무릎이 회전될 때 대퇴골은 대퇴골두의 중심에 대해 축회전 될 것임을 유의해야 한다. 밴드(131)를 이러한 방식으로 위치시키기 위해, 잠금 너트(109)를 풀고 무릎이 조작되는 동안 연장 암(103)을 병진운동으로 및 회전운동으로 조절한다. 밴드(131)가 정렬되며 핑거(152)와 접하게 되면 잠금 너트(109)를 조여서 연장 암(103)을 위치에 고정한다. 밴드(131)의 이 위치는 도 1의 제1 지점(60)에 의해 나타낸 지점이다.

로케이터 부재(132,133,134)의 목적은 대퇴골의 축을 설정하는 과정에서 공간 상의 밴드(131)의 위치를 특정 지점으로 결정하는 것이다. 따라서, 여기서 로케이터 부재(132,133,134)의 위치가 언급될 때 언급되는 것은 핑거 축을 따라 핑거 선단으로부터의 이격된 지점으로서, 밴드(131)가 핑거와 정열되며 핑거의 선단과 접할 때 상기 지점은 밴드(131)의 중심과 일치한다.

밴드(131)가 핑거(152)와 정렬되며 접하도록 위치되며 연장 암(103)이 잠금너트(109)를 조여 위치에 고정된 후, 무릎은 내측으로 회전되며 밴드(131)가 내측 로케이터 부재(133)의 핑거(153)와 정렬되며 접하도록 조작된다. 이를 달성하기 위해, 잠금 나사(117)를 풀고 회전 암(104)을 연장 암(103)에 대해 회전하여 위치를 조절한다. 일단 밴드(131)가 내측 로케이터 부재(133)에 대해 전술한 바와 같이 위치되면 잠금나사(117)를 조인다. 내측 로케이터 부재(133)의 이 위치는 도 1의 제2 지점(62)의 위치를 나타낸다. 회전 암(104)이 밴드(131)에 상대적인 위치로 회전될 때 외측 로케이터 부재(132)의 위치는 연장 암(103)이 베이스(102)에 고정되기 때문에 변하지 않음을 볼 수 있다. 지점(168)은 로케이터 부재(132)와 로케이터 부재(133)를 연결하는 선을 따라 정의될 수 있다. 지점(168)은 두 로케이터 부재 사이의 중간에 위치되며 도 1의 지점(68)에 해당한다.

밴드(131)가 핑거(153)와 정렬되며 접하도록 위치되며 회전 암(104)이 연장 암(103)에 대해 회전되어 고정된 후, 무릎은 전방 및 외측 방향으로 회전되며 밴드(131)가 중간 로케이터 부재(134)의 핑거(154)와 정렬되며 접하도록 조작된다. 이를 달성하기 위해, 잠금나사(123)를 풀고 위치설정 암(105)이 부착된 브라켓(119)의 방향을 조절한다. 일단 밴드(131)가 증간 로케이터 부재(134)에 대해 적절히 위치되면 잠금나사(123)를 조인다. 중간 로케이터 부재(134)의 이 위치는 도 1의 제3 지점(64)의 위치를 나타낸다. 브라켓(119)이 회전될 때 외측 로케이터 부재(132), 내측 로케이터 부재(133) 및 도 23의 지점(168)의 위치들은 변하지 않음을 볼 수 있을 것이다. 위치설정 암(105)이 밴드(131)를 중간 로케이터 부재(134)에 대해 위치시키기 위해 조절될 때 외측 로케이터 부재(132), 지점(168) 및 내측 로케이터 부재(133)를 통과하여 연장되는 축(169)을 중심으로 회전한다. 외측 로케이터 부재(132)로부터 지점(168)까지의 거리는 내측 로케이터 부재(133)로부터 지점(168)까지의 거리와 같으며, 또한 중간 로케이터 부재(134)로부터 지점(168)까지의 거리와 같다. 따라서, 외측 로케이터 부재(132), 내측 로케이터 부재(133) 및 중간 로케이터 부재(134)는 중심(168)을 갖는 원 상의 지점들을 표시하며, 중간 로케이터 부재(134)로부터 지점(168)을 잇는 선은 외측 로케이터 부재(132)로부터 내측 로케이터 부재(133)를 잇는 선에 수직하다.

다음에는 위치설정 암(105)이 브라켓(119)으로부터 제거되며, 도 24에 도시된 바와 같이 핀(130)이 브라켓(119)의 활주부재(120)의 최종 로케이터 슬롯(135) 내에 위치된다. 도 25는 브라켓(119)의 단면도를 포함하며, 스토퍼 단부(136)를 갖는 최종 로케이터 슬롯(135)을 보여준다. 스토퍼 단부(136)는 핀(130)의 상단부가 스토퍼 단부에 기대어 위치될 때 지점(168)으로부터 밴드(131)까지의 선이 중간 로케이터 슬롯(134)으로부터 지점(168)까지의 선에 수직하도록 설계된다. 따라서, 핀(130)이 최종 로케이터 슬롯(135) 내에 위치될 때, 밴드(131)는 (도 1에 도시된 )축(72)과 정렬되게 된다.

도 24에 도시된 바와 같이, 핀(130)이 최종 로케이터 슬롯(135) 내에 위치될 때, 대퇴골은 무릎의 중심이 최종 로케이터 슬롯(135)의 중간 면과 동일 평면에 위치하도록 강제된다. 가이드 핀(137)이 최종 로케이터 슬롯(135)으로부터 이격된 가이드 구멍(138)을 통해 대퇴골(50) 내로 천공되는 동안 대퇴골은 이 위치에 고정된다. 가이드 구멍(138)은 진정한 역학적 축(70)과 대략적인 역학적 축(70') 사이의 각을 보상하도록 지점(168)과 밴드(131)를 연결하는 선에 대해 경사진다. 이렇게 하여 핀(137)은 대퇴골(50) 내로 천공될 때 축(70)에 수직하다.

다음에는 역학적 축 발견장치(101)가 가이드 핀(130,137)이, 가이드 핀(30,37)과 관련하여 도 14에 도시된 것과 마찬가지로, 대퇴골 내의 각각의 위치에 위치된 채로 제거된다. 다음에는 봉 정렬 가이드가 핀(130,137) 위에 위치될 수 있다. 특히, 봉 정렬 가이드는 핀(137) 위로 활주할 수 있는 가이드 구멍과, 핀(130) 위로 활주할 수 있는 가이드 슬롯을 포함할 수 있다. 최종적으로 정렬 봉이 봉 정렬 가이드의 또 다른 가이드 구멍 내에 위치될 수 있다. 정렬 봉은 관상면에서 보면 역학적 축과 동일 선상에 있고 시상면에서 보면 역학적 축과 평행할 것이다. 가이드 핀(137)은 시상면에서 보면 역학적 축에 수직할 것이다. 밴드(131)의 중심과 가이드 핀(137)의 축을 연결하는 선은 관상면에서 보면 역학적 축과 동일선상에 있을 것이다.

본 발명이 몇몇 실시예를 참조하여 기술되었다. 여기에 언급된 특허 또는 특허출원의 전 내용이 참조에 의해 여기에 포함된다. 상기 상세한 설명 및 예들은 단지 이해를 명료하게 하기 위한 것으로, 불필요한 제한은 요구되지 않는다. 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 기술된 실시예의 다양한 변형이 가능함을 통상의 기술자는 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에 기술된 구조에 한정되어서는 않되며 청구범위의 문언에 의해 기술된 구보 및 그 균등물에 의해 한정되어야 할 것이다.

Claims (20)

1. 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치에 있어서, 이 장치가
   베이스,
   상기 베이스에 병진운동 및 축회전운동 가능하게 부착되는 연장 암 클램프,
   상기 연장 암 클램프에 병진운동 및 축회전운동 가능하게 부착되는 연장 암,
   상기 연장 암의 원위 단부에 축회전운동 가능하게 부착되는 회전 암, 이 회전 암은 근위 단부의 외측 로케이터 부재와 원위 단부의 내측 로케이터 부재를 포함함,
   상기 회전 암에 축회전운동 가능하게 부착되는 브라켓, 및
   상기 브라켓에 제거가능하게 부착되는 위치설정 암으로 구성되며, 상기 위치설정 암은 중간 로케이터 부재를 포함함으로써 대퇴골두의 중심과 관련하여 공간에 적어도 세 지점의 위치를 식별하되, 상기 세 지점은 원주상에 있으며 이 원주는 중심이 대퇴골두의 중심과 일치하고 대퇴골두의 중심으로부터 무릎의 중심까지의 거리를 반지름으로 하는 구 표면에 있고 원주의 평면은 대퇴골 머리 부분의 중심과 일치하지 않는, 대퇴골의 역학적 축을 설정하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외측 로케이터 부재는 적어도 세 지점 중 제1 지점을 식별하도록 위치될 수 있으며, 상기 내측 로케이터 부재는 적어도 세 지점 중 제2 지점을 식별하도록 위치될 수 있으며, 상기 중간 로케이터 부재는 적어도 세 지점 중 제3 지점을 식별하도록 위치될 수 있는 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 지점들이 하나의 구와, 하나의 중심을 갖는 하나의 원을 정의하는 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 회전 암이, 연장 암이 베이스에 대해 축회전할 수 있는 방향에 평행한 방향으로, 연장 암에 대해 축회전할 수 있는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 브라켓이, 회전 암이 연장 암에 대해 축회전하는 방향에 수직한 방향으로, 회전 암에 대해 축회전할 수 있는 장치.
6. 제 1항에 있어서, 연장 암 클램프, 연장 암, 회전 암 및 브라켓이 각각 베이스, 연장 암 클램프, 연장 암 및 회전 암에 대해 고정 및 비고정될 수 있는 장치.
7. 제 1항에 있어서, 브라켓이 아치부가 연장되는 베이스부를 포함하며, 상기 아치부는 만곡 슬롯을 포함하되 회전 암의 잠금나사가 이 만곡 슬롯을 따라 활주할 수 있는 장치
8. 제 1항의 장치와, 무릎의 중심과 예정된 관계로 대퇴골 내에 위치될 수 있는 적어도 하나의 위치설정 핀의 조합.
9. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀이 원위 대퇴골의 전방에서,대퇴골의 해부학적 축에 수직한 시상면을 따라, 무릎의 중심 내로 위치될 수 있는 조합.
10. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀이 외측 로케이터 부재, 내측 로케이터 부재, 및 중간 로케이터 부재의 적어도 하나와 맞물리는 비드 부재를 포함하는 조합.
11. 제 10항에 있어서, 상기 외측 로케이터 부재, 내측 로케이터 부재, 및 중간 로케이터 부재의 적어도 하나가 내측 슬롯을 갖는 구조를 포함하는 조합.
12. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위치설정 핀이 외측 로케이터 부재, 내측 로케이터 부재, 및 중간 로케이터 부재의 적어도 하나와 맞물리는 밴드를 포함하는 조합.
13. 제 12항에 있어서, 상기 외측 로케이터 부재, 내측 로케이터 부재, 및 중간 로케이터 부재의 적어도 하나가 선단을 갖는 세장형 부재를 포함하는 조합.
14. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위치설정 핀 위에 위치할 수 있는 정렬 가이드를 다욱 포함하는 조합.
15. 제 14항에 있어서, 대퇴골의 역학적 축의 위치와 방향을 식별하도록 상기 정렬 가이드의 구멍과 맞물릴 수 있는 정렬 봉을 더욱 포함하는 조합.
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