KR102203975B1 - 비구 컵 추출을 위한 구형 아크 회전 톱 블레이드 전동 기구 - Google Patents

비구 컵 추출을 위한 구형 아크 회전 톱 블레이드 전동 기구 Download PDF

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Abstract

좌골에 부착된 손상된 비구 컵을 제거하기 위하여, 출원인은 만곡된 절단 블레이드의 절단 표면을 비구 컵/좌골 계면에 위치시킨다. 블레이드는 헤드에 장착된다. 모터의 가동되는 구동 샤프트는 블레이드 및 헤드를 회전시킨다. 그 부분이 구동 샤프트 주위에 있을 수 있는 연결구가 외과의 제어 하에서 구동 샤프트에 대해 길이 방향으로 이동한다. 연결구는 헤드를 피봇팅 시키고 블레이드를 계면 내부로 이동시킨다. 전동 기구가 만곡된 블레이드를 회전시키고 연결구가 블레이드를 계면 내부로 피봇팅 시킴으로써, 블레이드는 계면의 반구형 궤적을 따라간다. 구동 샤프트 및 블레이드의 계속되는 전동 회전 및 추가적인 블레이드의 피봇팅은 좌골로부터 컵을 절단한다.

Description

비구 컵 추출을 위한 구형 아크 회전 톱 블레이드 전동 기구{SPHERICAL-ARC ROTATING SAW BLADE POWER TOOL FOR ACETABULAR CUP EXTRACTION}
본 발명은 정형외과도구, 특히, 손상된 인공 비구 컵을 제거하기 위한 정형 외과 도구에 관한 것이다.
본 출원은 2013년 1월 11일 자로 출원된 미국 가출원 번호 61/751,656의 우선권 주장을 수반한다.
고관절이 인공 임플란트에 의해 교체되는 고관절 교체 수술(total hip replacement surgery)은 통상의 정형 외과 절차이다. 이는 보통 관절염의 통증을 완화하거나 또는 고관절 골절 때문에 수행된다. 고관절 교체는 두개의 구성들, 대퇴 스템(femoral stem) 및 비구 소켓이나 컵(acetabular socket or cup)을 사용한다. 대퇴 스템을 삽입하기 위하여, 외과의는 대퇴의 근단부(proximal end)를 제거하며 그 단부를 스템을 수용하도록 형상을 만든다. 스템은 또한 부착되는 볼 또는 대퇴 헤드를 가진다. 티타늄, 코발트 크롬 및 스테인리스 강이 가장 통상적인 스템 재료들이다. 금속 또는 세라믹 재료들이 헤드용으로 통상 사용된다.
외과의는 또한 엉덩이 소켓으로부터 연골과 뼈를 제거하고 이어 인공 비구 컵 또는 소켓을 엉덩이 소켓 내부에 마찰, 시멘트 또는 성장 재료를 사용하여 고정한다. 몇몇 비구 컵들은 단일편(one piece)이고 다른 것들은 모듈형이다. 그 것들은 보통 고밀도 폴리에틸렌 또는 금속이다.
대부분의 고관절 교체는 매우 잘 작동한다. 그러나, 환자가 교체시기를 지나 수술후 특히 여러 해가 지날 때, 문제가 발생할 수 있다. 젊은 성인들이 운동 부상이나 사고에 의해 고관절 교체를 한 때에 이러한 문제들은 보다 일반적으로 일어난다. 그러나, 나이가 들었을 때 고관절 교체를 받은 사람들도 또한 그 고관절 교체시기를 지날 수 있다. 그 후 환자는 두 번째 고관절 교체를 받을 필요가 있을 수 있다. 세 번째 고관절 교체는 몇몇 상황들에서 요구될 수 있다.
외과의가 두 번째 또는 세 번째 고관절 교체를 수행할 때, 외과의는 기존의 비구 컵을 제거해야 한다. 이를 제거하기 위한 모든 방법들은 수동으로 진행된다. 비구 컵을 제거하기 위한 하나의 기기는 Zimmer, Inc에 의해 판매되는 Explant®　acetabular cup removal system이다(2012년 8월 21에 접속된 httpV/www.zimmer.com/content/pdf/en-US/Explant_Acetabular_Cup_Removal_System_Surgical_Technique_%2897-7255-206-00%29%2810_2011%29.pdf를 참조). 이는 원단부에 있는 정렬 헤드를 구비한 솅크(shank)를 포함한다. 헤드는 기존의 비구 컵 내부로 맞춤 결합한다. 비구 컵의 형상을 따르는, 강한, 단단한, 만곡된 블레이드가 솅크 상의 피팅에 장착된다. 블레이드는 비구 컵의 외부와 좌골 사이에 결합하도록 솅크로부터 이격된다. 외과의는 블레이드가 그 최대로 삽입될 때까지 비구 컵 및 좌골 사이에 블레이드를 작용한다. 장치는 또한 솅크에 수직한 핸들 가진다. 블레이드가 비구 컵 내부로 완전히 삽입된 이후에, 외과의는, 비구 컵을 중심으로 하는 블레이드의 이동이 완전히 이루어질 때까지 블레이드가 뼈/비구 컵 계면을 따라 이동하도록 블레이드를 회전시키기 위해 핸들에 힘을 작용한다. 이는 외과의에 의한 제거를 위해 비구 컵을 해방시킨다.
이러한 기술은 시간 소모적이다. 단지 이러한 예비 작업을 위해 통상적으로 한 시간이 소모된다. 특히 수술 마취 시간을 최소화하는 것이 일반적으로 바람직하다. 또한, 비구 컵 뒤의 좌골(hipbone)은 얇다. 특히 골다공증 환자의 경우, 이 기술에 사용되는 힘이 좌골에 손상을 입힐 수 있다.
이 장치는 고관절 교체 수술 동안 이전에 좌골에 부착되었던 손상된 비구 컵을 제거하기 위한 것이다.
이 장치는 전동식이고 전체적으로 반구형인 블레이들 사용한다. 블레이드는 헤드에 장착되고 모터에 연결되는 구동 샤프트는 블레이드 및 헤드를 회전시킨다. 블레이드의 절단 표면은 비구 컵/좌골 계면에 위치된다. 구동 샤프트에 연관된 연결구는 구동 샤프트에 대해 길이 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 이동은 헤드를 피봇팅 시키고, 이는 블레이드를 계면 내부로 이동시킨다. 구동 샤프트 및 블레이드의 지속되는 회전은 컵/뼈 계면을 통해 절단하여 컵을 컵을 해방시킨다.
연결구는 구동 샤프트 주위의 슬리브를 포함하고, 메커니즘은 슬리브르 구동 샤프트에 대해 이동시킬 수 있다. 암들은 슬리브를 헤드에 연결할 수 있다. 암들은 슬리브 및 구동 샤프트의 축에 대하여 각도진다. 그러므로, 슬리브가 암들을 이동시킴으로써 암들은 헤드 및 블레이드를 피봇팅 시킨다.
도 1a은 비구 컵을 탈착시키기 위한 출원인의 기구의 측면 부분 단면도이다.
도 1b는 비구 컵을 탈착시키기 위한 기구에 대한 블레이드의 평면도이다.
도 2도 또한 도 1에 도시된 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 측면 부분 단면도이다. 이 도면에서 블레이드는 도 1a에 도시된 블레이드와 다른 위치로 피봇팅 된다.
도 3도 또한 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 상이한 버전의 측면 부분 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 측면 부분 단면도이다. 이 도면에서 블레이드는 도 3에 도시된 블레이드와 다른 위치로 피봇팅 된다.
도 5는 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 도 3의 버전의 정면, 부분 단면도이다.
도 6은 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 상이한 버전의 측면, 부분 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 측면 부분 단면도이다. 이 도면에서 블레이드는 도 6에 도시된 블레이드와 다른 위치로 피봇팅 된다.
도 8은 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 다른 버전의 측면, 부분 단면도이다
도 9는 도 8에 도시된 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 원단부의 정면, 부분 단면도이다.
도 10은 비구 컵을 탈착시키기 위한 기구에서 사용되는 블레이드의 평면도이다.
도 11은 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 다른 버전의 측면, 부분 단면도이다
도 12는 도 11에 도시된 출원인의 비구 컵 탈착 기구의 원단부의 정면, 부분 단면도이다.
도 13은 블레이드 상에서 사용될 수 있는 치형부의 측면 단면도이다.
상이한 도면들이 유사한 구성들을 도시하는 한, 그 구성들은 모든 도면들에서 부호가 표시되지 않을 수 있다.
사전에 설치되어 손상된 금속 또는 플라스틱 비구 컵(acetabular cup)(10)은 엉덩이(14)(도 1a) 내의 소켓(12) 내에 안착한다. 컵들은 보통 상이한 크기들로 삽입되며, 외과의(surgeon)는 각 환자에 대해 크기를 선택한다. 비구 컵이 최초로 설치될 때, 이는 시멘트(cement) 또는 다공성 증식 재료(porous ingrowth material)로 좌골에 고정된다. 비구 컵을 제거하기 위하여, 기구는 컵/뼈 사이 계면이 파괴해야만 한다.
출원인의 기구는 세 개의 주요 구성들, (1) 블레이드, (2) 블레이드를 회전하기 위한 모터 및 구동 샤프트 및 (3) 비구 컵/뼈 계면을 통해 회전하는 블레이드를 피봇팅(pivot) 시키기 위한 연결구(linkage)를 포함하는 것이 고려될 수 있다.
블레이드 구성은 블레이드(100) 그 자체를 포함한다(도 1b). 도 10에서 또한 블레이드(400)이 참조된다. 블레이드들은 반원구형 비구 컵/뼈 계면에 따르도록 도면 상에서 반원구이다. 상이한 크기의 블레이드들이 상이한 크기의 컵들을 수용하기 위하여 가용할 수 있다. 만일 비구 컵/뼈 계면이 반원구가 아니라면, 블레이드의 만곡된 에지(curvature edge)는 비구 컵/뼈 계면의 곡률을 수용하도록 변경될 수 있다. 추가로, 도 1b 및 도 10에 도시된 블레이드들이 반원구가 되도록 거의 완전히 둥글게 연장하더라도, 블레이드는 블레이드는 좁아질 수 있고 구의 부분 형상에 따를 수 있다. 좁아지는 블레이드는 비구 컵/뼈 계면을 횡단하여 회전할수 있다.
블레이드(100)의 원단부(distal end)는 뾰족하고, 가능한 톱니형인 절단 에지(118)(도 1 a)를 포함한다. 도 10의 에지(418)도 또한 참조된다. 블레이드는 폐기 가능할(disposable) 수 있다. 도 11은 블레이드(500)의 특별한 치형부(teeth)를 도시하고, 이들은 도면에 관한 설명에서 더 상세히 설명된다. 그러한 특별한 치형부들은 다른 도면들의 블레이드에 대하여 사용될 수 있다.
모터는 스핀들(spindle) 또는 구동 샤프트(140)가 회전하는 것을 야기하고, 블레이드(100)(도 1a 및 도 1b)는 샤프트의 길이 방향 축을 중심으로 구동 샤프트와 함께 회전한다. 블레이드는 또한 구동 샤프트의 종축에 수직하는 축(예를 들어, 도 1a에서 수평한 축)을 중심으로 도 1a 및 도 2의 위치들 사이에서 피봇팅(pivoting)하도록 장착된다.
블레이드(100)는 헤드(112)의 상부 부분(120)(도 1a)에 체결 또는 부착된다. 헤드는 더 상세히 기술된 몇몇 구성들을 통합시키는 허브 조립체 기구(hub assembly fixture)이다. 퀵-릴리즈(quick-release) 또는 다른 체결부들(114)은 블레이드를 헤드에 고정하기 위하여 블레이드의 근단부(proximal end)(116) 내에서 개구들(102)(도 1b)을 통해 연장한다. 도 8 및 12의 기구들, 이들은 그 도면들의 설명과 함께 기술되고, 퀵-릴리즈 체결부들의 더 상세한 내용들을 도시한다.
모터 구성은 전기 모터(130) 또는 다른 구동 기기(motive device)를 포함하고, 이는 구동 샤프트의 종축을 중심으로 드라이브 샤프트(140) 또는 스핀들을 회전시킨다. 이 축은 종종 "제1 축"으로 지칭된다. 모터는 저속의 높은 토크 모터일 수 있다. 모터(130)는 A/C 출력, 교체 가능한 배터리 팩 또는 다른 휴대용 전원에 연결될 수 있다. 공압식 또는 유압식 모터들 또한 사용될 수 있다. 도 1a에서, 모터는 금속 또는 플라스틱 하우징(132) 내에 있다. 하우징의 재료는 부식에 대해 내성을 가져야 하며 살균되는 것이 가능할 수 있다. 하우징의 외부 표면은 곡면, 거칠거나 오돌토돌한 표면들 또는 하우징을 더 쉽게 파지하도록하는 구조물을 가질 수 있다. 도 6, 도 7, 도 8 및 도 11의 권총형 하우징은 파지가 더 쉬운 하우징의 예시이다.
구동 샤프트(140)는 모터로에 고정되거나 모터로부터 제거 가능할 수 있다. 만일, 제거가능할 때, 모터에 대한 구동 샤프트의 부착은 빠른 부착 및 탈착(quick attachment and release)을 위해 설계될 수 있다. 도 1a 및 도 2에 도시된 기구는 모터를 구동 샤프트에 동작가능하게 연결하도록 다른 도면들에 도시된 구조를 사용할 수 있다.
모터(130)가 구동 샤프트(140)를 회전시킴으로써, 블레이드(100)(도 1a 및 도 1b)는 구동 샤프트의 종축(longitudinal axis)을 중심으로 구동 샤프트와 함께 회전한다. 블레이드는 또한 구동 샤프트의 길이방향 축(예를 들어, 도 1a에서 수평한 축)을 중심으로 도 1a 및 도 2의 위치들 사이에서 피봇팅(pivoting)하도록 장착된다.
도 5는 도 3, 도 4 및 도 5의 기구의 정면도이다. 기구는 도 1a 및 2에 도시된 기구와 상이하다. 그러나, 도 5의 정면도와 도 1a 및 2에 대한 비교는 어떻게 블레이드(100)를 헤드(112)에 장착할 수 있는 지를 보여주는 것에 유용할 수 있다. 블레이드는 슬롯(slot)(104)(도 1b)를 포함하고, 이를 통해 구동 샤트프(140)은 연장할 수 있다. 슬롯은 구동 샤프트가 통과하는 헤드의 슬롯 또는 개방 영역에 대응한다.
구동 샤프트(140)의 원단부(142)는 정렬 헤드(160) 내에 안착된다. 정렬 헤드는 비구 컵(10)의 반구형 내부 표면을 따르는 반구형이다. 컵들은 상이한 환자들을 위해 상이한 크기일 수 있고, 외과의는 각 환자들의 비구 컵에 따라 정렬 헤드를 선택한다. 정렬 헤드의 외부 표면을 따라 거친 표면 또는 작은 치형부 또는 스파이크들(spikes)(미도시)이 있어 정렬 헤드가 사용 중에 비구 컵 내에서 피봇팅되는 것이 방지된다. 정렬 헤드 내의 피팅(fitting)(162)은 구동 샤프트의 원단부를 지지한다. 피팅은 피팅 내 구동 샤프트의 회전을 가능케 하도록 하나 이상의 베어링(147)을 포함할 수 있다. 도 1은 제2 베어링(148)을 도시한다. 베어리(147) 하부의 클립은 구동 샤프트의 원단부가 비구 컵에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
블레이드(100)는 헤드(112) 상에 장착되고, 이는 차축(axle)(144) 상에 장착되어 차축을 중심으로 피봇팅된다(도 1a 및 도 2). 차축(144)은 구동 샤프트(140)의 종축에 대해 전반적으로 수직하다(도 1a 및 도2에서 수평함). 차축의 축은 종종 제2 축으로 지칭된다. 헤드의 피봇팅은 블레이드(100)를 헤드와 함께 운반한다. 정렬 헤드(160)가 도 1a 및 도 2에 도시된 바와 같이 비구 컵 내에 위치될 때, 블레이드의 절단 에지(118)는 비구 컵/뼈 계면에 위치된다. 커팅 에지는 또한 초기에 접촉되지 않게 위치될 수 있고 이에 오직 블레이드가 회전을 시작한 이후에만 접촉이 이루어진다.
장치가 "온(on)" 상태이며 모터(130)이 구동 샤프트(140)을 회전시켜 구동 샤프트가 블레이드(100)을 회전시킬 때, 연결구(linkage)는 제2 축, 즉, 차축(144)의 축을 중심으로 헤드(120) 및 블레이드를 피봇팅할 수 있다. 이는 회전하는 블레이드가 비구 컵/뼈 계면 내부로 이동하는 것을 야기한다. 여기서 "연결구"는 일 구성으로부터 다른 구성, 예컨대, 팔 또는 판들, 기어 또는 기어들, 마찰 연굴부, 캠, 또는 다른 힘-전달 구성으로 힘을 전달하는 기기를 의미한다.
도 1a 및 2에서, 연결구는 동심의, 구동 샤프트(140) 주위에서 회전하는 외부 슬리브(sleeve)(180)를 포함한다. 슬리브 및 구동 샤프트는 함께 회전한다. 슬리브(180)의 근단부(182)는 튜브(136)을 통해 연장하고, 이는 하우징(132)의 팁(tip)(134) 내에 장착된다. 베어링들(186, 187)은 슬리브가 튜브 내에서 회전하는 것을 가능케 한다.
튜브(136)는 팁의 내부 표면(138)을 따라 팁(134) 내부로 또는 그 외부로 이동할 수 있다. 도 1a 및 도 2를 비교하라. 클립(146)은 베어링(186) 및 슬리브(180)의 근단부에 부착된다. 대안적으로, 슬리브는 그 근단부에서 디스크를 갖게 형성될 수 있다. 이에, 클립은 슬리브의 회전과 함께 튜브에 대하여 회전할 수 있다. 이하에서 기술되는 메커니즘(mechanism)은 튜브를 전진 및 후퇴시킬 수 있다. 튜브는 회전하지 않으나, 멀어지게 이동하며, 회전하는 클립(146) 및 슬리브(180)는 또한 멀어지게 이동한다. 도 1a 및 2를 비교하라. 모터(130) 또는 하우징(132) 내의 추가적인 베어링들이 회전을 위해 구동 샤프트(140) 또는 슬리브(180)을 지지할 수 있다(도 1a 및 도 2). 베어링들의 개수, 종류 및 위치는 선택적 사항이다.
슬리부(180)의 원단부(184)는 핀(190) 또는 다른 커넥터를 통해 암(arm)(188)(도 1a 및 2)의 일 단부에 연결된다. 핀(191)은 암의 다른 단부를 헤드(122)의 하부 부분(122)에 연결한다. 핀들은 또한 암(188)에 평행한 상보적인, 제2 암(미도시)(도명상에서 암(188)의 뒤에 있음)을 헤드 및 슬리브에 연결할 수 있다. 또한 도 9를 참조하면, 도 8의 기구의 두 암들이 도시된다. 라인 연결 차축(line connecting axle)(144)과 구동 샤프트(140) 사이의 각도는 약 40°일 수 있다. 암들이 슬리브의 종축에 대해 각도지기 때문에, 슬리부 및 암들의 원단 움직임(distal movement), 즉, 비구 컵을 향한 움직임은 헤드(112)가 차축의 축을 중심으로 반시계방향으로(도 1a의 화살표 방향으로) 피봇팅되는 것을 야기한다. 피봇팅은 블레이드(100)의 절단 에지(118)를 비구 컵/좌골 계면 내부로 이동시킨다.
구동부는 튜브(136) 및 슬리브(180)을 기계적인 연결, 모터, 솔레노이드, 공압식 또는 유압식 액츄에이터 또는 다른 장치릍 통해 이동시킬 수 있다. 도 1a 및 도 2는 기계적인 연결을 도시한다. 튜브(136)는 일련의 치형부(teeth)(194)를 가진다. 샤프트(172) 상에 장착되는 휠(wheel)(196)은 튜브의 치형부에 체결되는 외부 치형부(198)을 가진다. 치형부(194) 및 외부 치형부(198)는 개략적으로 도시된다. 이들은 돌출부(spur), 헬리컬 또는 서로에 대하여 결합되도록 형성된 다른 기어 치형부일 수 있다. 휠의 축을 재배열함으로서, 웜 또는 베벨 기어들이 또한 사용될 수 있다. 휠은 또한 마찰 결합, 다른 고정식 구동부 또는 다른 종류의 변속기(transmission)를 통해 튜브에 체결될 수 있다. 만일, 기어들이 사용된다면, 기어의 종류에 따라, 휠(196)의 직경 및 그에 따른 그 치형부의 개수를 튜브(136) 및 슬리브(180)에 대한 휠의 레버리지(leverage)를 조절하기 위하여 선택할 수 있다.
핸들(192)는 휠(196)에 부착된다(도 1a 및 도2). 핸들의 길이는 또한 레버리지에 영향을 준다. 외과의가 핸들을 시계 방향으로 즉, 도 1a의 위치로부터 도 2의 위치로의 화살표 방향으로 피봇팅할 때, 휠은(196)은 또한 샤프트(172) 상에서 시계 방향으로 회전한다. 휠 상의 치형부(198)는 튜브(136) 상의 치형부(194)를 멀어지게(도 1a에서 아래로) 이동시키고, 이는 튜브(136) 및 슬리브(180)을 아래로 구동시킨다. 슬리브는 암(188)을 헤드(122)로 구동시켜 헤드가 반시계 방향으로 피봇팅 되게 한다. 도 1a 및 2를 비교하라. 헤드의 회전은 블레드(100)을 반시계 방향으로 이동시킨다. 그러므로, 블레이드(100)의 절단 에지(118)는 기구 컵/뼈 계면을 따라 이동(travels)한다. 모터(130)가, 헤드(112), 헤드 상의 블레이드(100)를 구동 샤프트의 종축을 중심으로 회전하는 구동 샤프트(140)를 회전시키기 때문에, 블레이드가 헤드 상에서 함께 회전함에 따라, 블레이드의 절단 에지는 계면을 따라 절단한다. 핸들(192)은 또한 구동 샤프트의 회전 속도를 조절하기 위하여 모터(130)에 동작 가능하게 연결되는 제어기(controller)를 포함할 수 있다.
슬리브(180)이 길이 방향으로 이동하며 구동 샤프트(140)과 함께 회전되나, 구동 샤프트는 길이 방향으로 이동하지 않는 것을 유념하라. 이에, 출원인의 기구는, 두 개의 구성들이 함께 회전할 때, 구동 샤프트에 대해 슬리브를 이동시킬 수 있는 수단을 제공한다.
연결구의 외관(design)은 블레이드가 그 도 2의 위치를 넘어서 회전하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 튜브(136) 상의 치형 부분의 길이는 튜브 및 슬리브의 길이 방향 이동을 제한한다. 블레이드를 헤드에 대해 지지하는 체결부들(114)은, 헤드(112) 및 블레이드(100)가 도 2의 위치에 도달함에 따라, 또한 멈춤부(stop)로 작용할 수 있다. 피팅(162) 상의 클립은 또한 구동 샤프트의 길이 방향 이동을 막을 수 있다. 추가로, 구동 샤프트는 피팅 내에서 더 작은 직경을 가질 수 있다. 이에, 피팅은 더 넓은 직경 부분이 멀어지게 이동하는 것을 막을 수 있다. 도 11은 또한 헤드의 피봇팅을 제한하기 위한 구조를 가진다. 그 구조는 그 도면에 대한 설명에서 논의된다.
블레이드(100)가 도 2의 위치로 피봇팅된 후에, 비구 컵은 좌골로부터 떨어져 나가야 한다. 다만, 외과의는 비구 컵의 즉각적인 제거를 막는 추가적인 조직을 제거해야만 할 수 있다. 블레이드가 그 절단을 완료한 이후에, 외과의는 핸들(192)을 도 1a의 위치로 복귀시킨다. 외과의가 핸들을 다루지 않을 때, 휠(196) 주위의 코일 또는 다른 스프링(미도시)이 핸들 및 휠을 도 1a의 위치로 움직일 수 있다. 도 5의 스프링(274)가 예시로서 참조된다.
휠 주위에 또는 휠(196)이 그 상에 핸들(192) 및 슬리브(180)를 도 1a의 위치로 복귀시키도록 장착되는 샤프트 주위에 코일 스프링을 사용하는 대신에, 기기는 하나 또는 그 이상의 스프링들 또는 메커니즘 상의 다른 위치에 부착되는 다른 탄성 부재들을 통합할 수 잇다. 게다가, 솔레노이드 또는 모터와 같이 전기적으로 작동되는 기기가 핸들, 슬리브 및 블레이드(100)을 도 1a의 위치로 복귀시킬 수 있다. 그러한 전기적으로 작동되는 기기는 또한 핸들, 슬리브 및 블레이드를 도 2의 위치로 전진시킬 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 5의 연결구는 기어 구동부(gear drive)를 포함하며, 이는 헤드(212) 및 블레이드(200)을 피봇팅한다. 이러한 도면들에서, 블레이드 및 헤드는 도 1a, 도 1b 및 도 2 내의 블레이드 및 헤드와 유사할 수 있다.
하우징(232)(도 3, 도 4 및 도 5) 내의 모터(230) 또는 다른 구동 기기(motive device)는 구동 샤프트(240)을 그 샤프트의 길이 방향 축인 제1 축을 중심으로 회전시킨다. 구동 샤프트(240)는 모터에 고정될 수 있거나, 또는 모터의 일부인 스핀들에 결합될 수 있다. 다른 도면들은 스핀들 및 구동 샤프트 사이의 연결을 도시하며 이는 모든 도면들에서 도시된 도구들이 사용한다.
구동 샤프트(240)의 원단부(242)는 반구형 정렬 헤드(260)(도 3, 도 4 및 도 5) 내에 안착된다. 정렬 헤드의 외부는 비구 컵(210)의 내측 반구형 표면의 형상을 따른다. 외과의가 선택하는 정렬 헤드의 크기는 비구 컵의 크기를 따른다. 정렬 헤드의 외부 표면을 따라 거친 표면, 작은 치형부 또는 스파이크들(spikes)(미도시)은 일 위치 내에서 정렬 헤드를 유지한다. 정렬 헤드 내의 피팅(fitting)(262)은 구동 샤프트의 원단부를 지지한다. 피팅은 구동 샤프트의 단부가 비구 컵 내부로 파고드는 것(projecting)을 방지하기 위한 클립 또는 멈춤부(stop)를 가질 수 있다. 피팅의 단부들에 있는 베어링들(247, 248)은 모터(230)의 회전을 통해 구동 샤프트가 정렬 헤드(260)에 대해 회전하는 것을 가능케 한다. 모터(230) 또는 하우징(232) 내의 추가의 베어링들이 구동 샤프트(240) 및 다른 회전이 필요한 구성들을 지지할 수 있다. 베어링들의 개수, 종류 및 위치는 선택적 사항이다.
차축(244)은 헤드(212)의 부분을 통해 및 구동 샤프트(240)를 통해 구동 샤프트의 원단부(242) 위로 연장한다(도 3, 도 4 및 도 5). 헤드는 도 5에 도시된 것과 유사하게 정렬되어 구동 샤프트에 벌려져 걸쳐진다(straddle). 도 5에 도시된 바와 같이, 차축의 종축(도 5에서 왼쪽으로부터 오른쪽), 즉, "제2 축"은 "제1 축", 즉, 구동 샤프트의 종축에 수직하다. 이에, 모터(230)가 제1 축을 중심으로 구동 샤프트, 블레이드 및 헤드를 회전시킴에 따라 블레이드(200)는 제2 축을 중심으로 피봇팅될 수 있다. 정렬 헤드(260)인 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 비구 컵 내에 위치될 때, 블레이드의 뾰족한 절단 에지(218)는 비구 컵/뼈 계면에 있는다.
도 3, 도 4 및 도 5에 있는 연결구는 회전 슬리브(280)를 포함하며, 이는 구동 샤프트(240)의 둘레에서 동심으로 있는다. 슬리브 및 구동 샤프트는 함께 회전한다. 슬리브의 근단부(282)는 팁(234) 및 하우징(232)의 튜브(236)를 통해 연장한다. 튜브(236)는 팁의 내부 표면을 따라 팁(234) 내부로 또는 팁의 외부로 이동할 수 있다. 베어링들(286, 287)은 슬리브가 튜브 내부에서 회전하는 것을 가능케 한다. 클립(246)은 베어링(286)에 및 슬리브(280)의 근단부에 부착된다. 클립 대신에, 슬리브는 슬리브의 나머지 부분에 합체되는 디스크를 가질 수 있다. 이에, 클립은 슬리브가 회전함에 따라 튜브에 대해 회전할 수 있다. 이하에서 기술되는 메커니즘은 튜브를 전진시킬 수 있고, 클립 및 슬리브는 튜브의 원단 움직임과 함께 멀어지게 이동한다. 그러나, 튜브는 회전하지 않는다.
휠(296) 상의 외부 치형부(298)는 튜브(236) 상의 치형부(294)에 체결된다. 휠 및 핸들이 단일편(single piece)일 수 있음에도, 휠 및 핸들(292)은 샤프트(272)에 부착된다. 외과의가 핸들의 시계방향으로 피봇시킴에 따라 휠은 시계방향으로 회전한다. 휠의 치형부는 튜브의 치형부를 멀어지게 구동시키고, 이는 튜브 및 슬리브(280)을 멀어지게(도 3, 도 4 및 도 5에서 아래로) 비구 컵을 향하여 구동시킨다.
슬리브(280)의 원단부(284)는 치형부(291)을 포함하는 연장부(290)를 포함한다. 휠(288)은 헤드(212)에 부착되거나 일체로 형성된다. 치형이 형성된 연장부 상의 치형부(291)는 휠(288) 상의 치형부(289)에 결합된다. 슬리브(280)의 하방 또는 원단 움직임(도 3, 도 4 및 도 5)은 치형이 형성된 연장부 상의 치형부가 치형이 형성된 휠을 차축(244)을 중심으로 도 3 및 도 4의 위치들 사이에서 반시계방향으로 이동시키는 것을 야기한다. 이러한 이동은 헤드(212)가 차축(244)의 축을 중심으로 반시계방향으로 회전하도록 하며, 이는 차례로 블레이드(200)을 헤드와 함게 이동시킨다. 피봇팅은 블레이드의 절단 에지(217)가 비구 컵/좌골 계면을 따라 이동하도록 한다. 블레이드가 차축(244)을 중심으로 피봇팅함으로써, 블레이드가 구동 샤프트(240)의 종축을 중심으로 회전하기 때문에, 절단 에지는 계면을 따라 절단한다. 도 3 및 도 4에서, 연장부는 슬리브의 더 가까운 부분으로부터의 오프셋(offset)이 될 수 있다. 그러나, 슬리브의 직경 및 휠의 직경은 연장부(290)이 슬리브의 나머지 부분으로부터 오프셋되어 있는 지 여부를 결정한다.
모터가 헤드 및 블레이드를 회전시킴에 따라 헤드(212) 및 블레이드(200)가 도 3의 위치로부터 도 4의 위치로 약 90° 피봇팅 된 이후에, 좌골은 비구 컵으로부터 탈착되어야 한다. 컵이 떨어져 나갈 때, 외과의는 핸들(292)을 도 3의 위치로 복귀시킨다. 휠(296) 주위의 스프링(274)(도 5)은 핸들 및 휠을 도 3의 위치로 이동시킬 수 잇다. 휠(288)도 또한 스프링이 작용하는 것(spring-loaded)일 수 있다. 블레이드가 후퇴된 이후에, 외과의는 기기를 비구 컵으로부터 제거한다.
도 6 및 도 7의 하우징(332)은 핸들(366)을 포함하며, 이는 하우징을 권총형(pistol-shaped)으로 만든다. 외과의들은 권총 형상을 사용에 더 용이하다고 여길 수 있다. 핸들은 표면 요철부(indentation)(355)와 같은 요철들(indentations)을 가질수 있고 이는 핸들을 몇몇 권총형 핸들들에 유사하게 한다.
모터(330) 또는 하우징(332) 내의 다른 구동 기기는 구동 샤프트(340)를 그 종축을 중심으로 회전시킨다. 핸들은 교체가능한 배터리 팩(367)을 구용하기 위한 공동(cavity)를 가질 수 있다. 기구는 다른 전력원을 사용할 수 있거나 또는 도 6 및 도 7의 배터리 전력을 사용하는 공압식 또는 유압식으로 작동될 수 있다.
기구의 다른 단부에서, 체결부(314) 또는 다른 부착부들이 블레이드(300)를 헤드(312)에 고정한다. 도 6 및 도 7의 블레이드 및 헤드는, 블레이드(300)가 그 원단부에서 뾰족하고, 가능한 톱니형인 절단 에지(318)(도 6 및 도 7)를 갖는 다른 도면들 내의 블레이드 및 헤드에 유사할 수 있다. 블레이드는 또한 도 11에 도시된 기구에서 기술되는 특별 치형부를 가질 수 있다.
구동 샤프트(340)는 모터(330)에 고정되거나 그로부터 제거가능할 수 있다. 도 6 및 도 7 내의 구동 샤프트는 짧은 스핀들(350)에 연결된다. 샤프트의 단부들 각각은 서로에 대하여 결합하는 형상을 가질 수 있거나, 또는 그 단분들은 평평할 수 있다. 도 6 및 도 7에서, 스핀들의 원단부 및 구동 샤프트의 근단부는 커플러(coupler)(352)의 중앙 보어(bore) 내부로 연장한다. 스핀들의 부분들 및 커플러의 내부에 장착되는 구동 샤프는 비-원형(non-circular) 단면(예를 들어, 육각형)을 가질 수 있고, 이는 커플러의 보어의 유사한 단면에 짝맞춤(mate)된다. 고정 나사들(setscrew)(미도시) 또는 다른 체결구들이 커플러의 나사산이 형성된 개구들(354, 355) 내로 연장장하여 구동 샤프트 및 스핀들을 각각 체결한다. 도면은 오직 두 개의 나사산이 형성된 개구들을 도시한, 추가의 개구들이 120° 또는 커플러를 중심으로 반경 방향으로 다른 거리만큼 떨어져 이격될 수 있다. 모터가 스핀들을 회전시킴으로써, 커플러도 또한 회전하여 모터의 회전을 구동 샤프트에 전달한다.
헤드(312)를 피봇팅하기 위한 및 블레이드(330)을 비구 컵/좌골 계면 내로 이동시키기 위한 도 6 및 도 7의 메커니즘은 차축(344)를 포함한다. 차축은 구동 샤프트(340) 구동 샤프트(340)을 통과하여 헤드를 통해 그 단부(342) 위로 연장한다. 헤드는 도 5에 도시된 바와 유사한 배열로 구동 샤프트에 벌려져 걸쳐질 수 있다(straddle). 차축(344)의 축, 즉, "제2 축"은 구동 샤프트(340)의 종축, 즉 "제 1축"에 전체적으로 수직하다.
구동 샤프트(340)의 원단부(342)는 정렬 헤드(360)(도 6 및 도 7) 내의 피팅(362) 내에 안착된다. 베어링(347) 및 베어링(348)은 모터(330)가 구동 샤프트를 회전 시켜 피팅 내에서 회전하게 한다. 피팅은, 구동 샤프트가 피팅으로부터 비구 컵 내부로 연장하지 않도록 구동 샤프트를 피팅 내에 위치시키기 위한 구조를 가질 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 기구는, 정렬 헤드를 비구 컵 내에서 위치시키고 지지하기 위하여, 앞서 기술된 구조를 사용할 수 있다.
차축(344)(도 6 및 도 7) 상에 장착되는 헤드(312)는 차축의 축을 중심으로, 즉, 제2 축을 중심으로 피봇팅될 수 있다. 헤드가 제2 축을 중심으로 피봇팅되는 것 처럼, 구동 샤프트(340)는 그 종축, 즉, 제1 축을 중심으로 회전할 수 있다. 헤드에 고정되는 블레이드(300)는 헤드와 함께 피봇팅 될 수 있다. 블레이드의 절단 에지(318)는, 헤드(312)가 비구 컵에 또는 그 내에 있을 때, 비구 컵/뼈 계면에 위치된다.
구동 샤프트(340)이 헤드 및 블레이드를 회전시킴으로써, 연결구는 헤드(312) 및 블레이드(300)을 비구 컵/ 뼈 계면 내부로 차축(344)를 중심으로 피봇팅시킨다. 연결구는 구동 샤프트 주변의 동심인, 슬리브(sleeve)(380) 및 슬리브로부터 멀어지게 연장하는 슬리브 연장부(381)를 포함할 수 있다. 슬리브, 슬리브 연장부 및 구동 샤프트는 함께 회전한다. 슬리브 및 슬리브 연장부는, 특히 그들이 개별적으로 제조될 때, 별개의 구성들이었을 수 있지만, 그들은 함께 이동하기 때문에, 하나의 요소로 간주될 수 있다. 이에, 몇몇 예에서, 슬리브가 이동한다라는 표현은 슬리브 및 슬리브 연장부가 이동한다라는 것을 의미할 수 있다.
도 6 및 도 8에서, 슬리브(380)의 원단부는 컵(cup)(378)을 형성하고, 이는 멀어지는 방향으로 개방된다. 슬리브 연장부(381)의 근단부는 컵 내부로 연장한다. 클립(387)에 의해 고정되는 베어링(386)은 슬리브 컵(378)에 대하여 슬리브를 길이 방향으로 안내한다.
도 6 및 도 7은 이동 조립체(346)를 포함하고, 이는 일련의 치형부(394)를 가진다. 방아쇠(trigger)(396)는 이동 조립체의 치형부에 체결하는 맞춤 치형부(398)를 가진다. 이동 조립체의 원단부(399)는 슬리브(380)의 근단부(382)에 맞대어 진다. 외과의가 방아쇠를 당길 때, 방아쇠 상의 치형부(398)는 이동 조립체의 치형부를 멀어지게 (도 6 및 도 7의 왼쪽으로) 구동시킨다. 이동 조립체의 멀어지는 이동은 슬리브(380) 및 슬리브 연장부(381)를 구동 샤프트(340) 에 대하여 길이 방향인 동일한 방향으로 이동시킨다.
도 6 및 도 7에서, 슬리브 연장부(381)의 원단부(392)는 중앙의 개방부를 포함하고 이를 통해 구동 샤프트(340)이 연장한다. 핀(390)은 암(388)을 슬리브 연장부의 원단부에 부착한다. 핀은 또한 제2 암(미도시)을 슬리브 연장부에 부착한다. 핀들은 구동 샤프트에 접촉하지 않고; 그들은 오직 슬리브 연장부에만 부착된다. 따라서, 슬리브 연장부는 구동 샤프트에 길이 방향으로 힘을 가하지 않으면서 길이 방향으로 이동할 수 있다. 핀(391)은 암(388) 및 제2 암의 다른 단부를 헤드(312)에 부착한다.
조립체(346)가 이동할 때, 슬리브(380) 및 슬리브 연장부(381)는, 방아쇠(396)가 반시계방향으로 피봇팅됨으써, 멀어지는 방향으로 이동하고, 슬리브 연장부 상의 핀(390)은 핀(390) 및 암(388)을 멀어지게 이동시킨다. 헤드(312)의 다른 단부에 부착하는 핀(391)이 구동 샤프트의 종축, 슬리브 및 슬리브로부터 이격되기 때문에, 암은 헤드를 차축(344)를 중심으로 반시계방향으로(도 6 및 도 7에서 화살표 방향으로) 피봇팅한다. 구동 샤프트(340)에 작용하는 모터의 회전으로 인해 회전하는 헤드는 블레이드(300)를 헤드와 함께 이동시킨다. 이에, 회전하는 헤드는 블레이드의 절단 에지(318)을 비구 컵/좌골 계면 내부로 이동시킨다.
블레이드(300)가 도 7의 위치에 도달한 이후에, 떨어져 나간 비구 컵은 좌골로부터 제거될 수 있다. 외과의는 방아쇠(396)를 해제하여 스프링(328)로부터의 이동력하에서 도 6 및 7의 위치로 복귀시킬 수 있다. 도 6 및 7의 스프링은 슬리브(380)을 둘러싼다. 스프링의 원단부는 멈춤부(338)를 맞대어 밀어내고, 이는 하우징(332)의 원단부(334) 근처로부터 내부를 향해 연장한다. 스프링은 또는 이동 조립체(346)을 맞대어 밀어낸다. 이에, 스프링은 이동 조립체(346)를 가까워지게(도 6 및 도 7에서 오른쪽으로) 이동시키고, 슬리브 및 슬리브 연장부는 이를 따라온다.
하우징의 단부(도 6 및 도 7의 우측편)로부터 구동 샤프트(좌측편)의 원단부까지의 기구의 길이는 약 14 인치(36cm)일 수 있다.
도 6, 도 7 및 다른 도면들에 도시된 기계적인 연결들 대신에, 전기적 메커니즘, 예컨대 스텝 모터 또는 솔레이노이드 또는 공압식 또는 유압식 액츄에이터가 슬리브를 위치시키거나 헤드 및 블레이드를 직접 구동시킬 수 있다. 따라서, 트리거(398)은 모터, 솔레이노트 도는 다른 액츄에이터를 제어하기 위한 전기적 스위치에 연결될 수 있다. 기구는 또한, 외과의가 방아쇠의 위치와 무관하게 모터(330)를 가동시키는 것을 가능하게 하는 분리된 제어부를 가질 수 있다. 분리된 제어부는 또한, 외과의가 회전 속도를 조정하는 것을 가능케 할 수 있다. 그러한 분리된 제어부를 도시하는 도 8이 또한 참조된다.
도 8에서 하우징(432)은 기구가 권총형이게 하는 핸들(466)을 포함한다. 하우징(432) 내의 모터 또는 다른 구동 기기(430)는 스핀들(450)을 그 종축을 중심으로 회전시킨다. 핸들은 또한 교체 가능한 배터리 팩(467) 또는 다른 전원을 수용한다.
도 8이 도시하는 하우징(432)은 제거가능한 모터 커버(motor cover)(431)를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 개구들(433) 내의 고정 나사(미도시)와 같은 체결부들은 커버를 하우징의 남은 부분에 고정한다. 개구들(434) 내의 고정 나사(미도시)는 모터를 하우징에 고정한다. 구동 샤프트(440)는 모터에 영구적으로 또는 제거가능하게 부착될 수 있다. 도 8에서, 스핀들(450)은 멀어지는 방향으로(왼쪽으로) 샤프트 커플러(452)의 개방된 중앙부 내부로 연장한다. 구동 샤프트는 커플러의 다른 단부로부터 커플러 내부로 연장한다. 구동 샤프트의 각각의 단부들 및 스핀들은 서로에 대하여 체결되는 형상을 가질 수 있다. 반면에, 샤프트 단부들은 평평할 수 있다. 고정 나사(미도시) 또는 다른 체결부들은 커플러 내에서 나사산이 형성된 개구부들(454, 455) 내부로연장하여 구동 샤프트 및 스핀들을 각각 체결한다. 도 8은 오직 두 개의 나사산이 형성된 개구들을 도시하나, 추가적인 반경 방향으로 이격된 (예를 들어, 120° 떨어진) 고정 나사들이 샤프트 커플러 주위에 위치될 수 있다. 커플러가 스핀들 및 구동 샤프트를 함께 고정시키기 때문에, 스핀들의 회전은 구동 샤프트(440)가 회전하게 한다. 다른 도면들에 도시된 기구들에서와 같이, 커플러는 비원형(non-circular) 단면을 가질 수 있고, 커플러 내부로 연장하는 스핀들 및 구동 샤프트의 부분들은 유사한 단면들을 가질 수 있다. 그러므로, 스핀들 및 구동 샤프트는 커플러에 대해 회전하지 않는다. 대신에, 그것들 및 커플러는 함께 회전한다.
기구의 다른 단부에서(도 8의 좌측(또한 도 9에도 도시됨)), 헤드(412)는 차축(444) 상이 장착된다. 차축의 축("제 2축")은 구동 샤프트(440)를 관통해 그 종축("제축")에서 연장한다. 헤드는 몇몇 구성들을 통합시키는 허브 조립체로 작용한다. 퀵-릴리즈 체결부(414) 또는 다른 부착부들은 블레이드(400)를 헤드(412)에 고정한다. 다른 도면들에 있는 블레이드들에 대한 퀵 릴리즈 체결부들은 간략하게 언급되었다.
도 8 내의 체결부들은 스프링-작용식(spring-loaded) 플런지(415)를 포함하고, 이는 체결부의 베이스(416)로부터 외부를 향해 블레이드(400) 내의 개구들(402) 내부로 연장한다. 도 10을 참조하라. 도 8 내의 블레이드(400) 및 헤드(412)는 다른 도면들 내의 블레이드 및 헤드와 유사할 수 있다. 블레이드는 그 원단부에서 뾰족하고, 가능한 톱니형인 절단 에지(418)를 포함한다. 또한, 블레이드는, 잔해들(debris)을 멀리 치우고 수술 부위에 물 또는 다른 유체가 유동하도록, 그루브들(grooves)(406)(도 10), 다른 요철부들 또는 융기 영역들(raised areas)을 포함할 수 있다.
블레이드(400)는 반구형일 수 있고, 구의 일 부분일 수 있다. 모터가 블레이드를 회전시킴으로써 블레이드가 비구 컵/좌골 계면 내부로 삽입되었을 때, 이는 비구 컵의 외부를 따라 완전히 이동되도록 충분히 길어야 한다.
차축(444)은 구동 샤프트(440)에 수직하고 그를 통해 구동 샤프트의 원단부(442) 위로 연장한다. 차축은 또한 헤드(412)를 통해 연장한다. 헤드(412)는 구동 샤프트(440)에 벌려져 걸쳐진다(straddle). 도 9를 참조하라. 블레이드는 개방 영역(404)를 가지고, 헤드는 구동 샤프트를 수용하기 위한 개방 영역(408)(도 9 및 도 10)을 가진다.
구동 샤프트(440)의 원단부(442)는 반구형 정렬 헤드(460)(도 8 및 도 9)의 피팅(441) 내에 안착된다. 정렬 헤드 내의 베어링(443)은 구동 샤프트를 수용하여 정렬 헤드 내 구동 샤프트의 회전을 용이하게 한다. 구동 샤프트의 원단부는 도 9에 도시된 바와 같이 구동 샤프트의 나머지 부분 비해 더 좁은 직경을 가질 수 있다. 피팅 및 베어링은 더 작은 직경을 수용한다. 구동 샤프트의 더 넓은 직경 부분은 피팅 및 베어링들을 관통해 지날 수 없다. 이러한 배열은 구동 샤프트가 비구 컵에 직접 접촉하는 것을 방지한다. 다른 배열들이 구동 샤프트의 원단부를 피팅 내에 및 비구 컵에 접촉하지 않게 위치시킨다.
정렬 헤드(460)는 비구 컵(10)의 내부 표면 형상을 따르는 반구형이다. 정렬 헤드는, 외과의가 정렬 헤드를 컵 내부에 위치시킨 이후에, 그 위치를 비구 컵 내에서 유지하기 위하여 둥근 표면, 치형 또는 스파크들과 같은 구조를 가질 수 있다. 상이한 직경인 정렬 헤드들이 기구를 상이한 직경인 비구 컵들과 상호작용하도록 한다.
도 8 및 도 9에서 헤드(412)가 차축(444) 상에 장착되고, 차축은 또한 구동 샤프트(440) 을 통해 연장하기 때문에, 구동 샤프트(440)가 그 종축을 중심으로 회전함으로써 헤드는 차축의 축을 중심으로 피봇팅될 수 있다. 헤드에 고정된 블레이드(400)는 헤드가 피봇됨으로써 피봇팅된다. 블레이드는 또한, 모터가 구동 샤프틀 회점시킴으로써 구동 샤프트의 종축을 중심으로 회전한다. 헤드를 피봇팅하는 메커니즘은 이하에서 기술된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 헤드(412) 및 정렬 헤드(460)가 비구 컵 내에 있을 때, 블레이드의 절단 에지(418)은 비구컵/뼈 계면에 위치된다.
기구의 작동 동안, 연결구는 헤드(412) 및 블레이드(400)을 차축을 중심으로 비구 컵/뼈 계면 내부로 피봇팅시킨다. 연결구는 슬리브(480)을 포함하며, 이는 모터로 구동되는 구동 샤프트(400)과 함께 회전한다.
구동 샤프트의 주위에 또한 있는 슬리브 연장부(481)가 슬리브로부터 멀어지는 방향으로 연장한다. 슬리브 및 슬리브 연장부는 분리된 구성들일 수 있거나, 그 것들은 하나의 구성으로 형성될 수 있다. 슬리브, 슬리브 연장부 및 구동 샤프트는 함께 회전한다. 보호 덮개(protective shroud)(483)가 슬리브 연장부를 덮을 수 있다. 도 8에서, 보호 덮개는 또한 슬리브의 원단부를 덮는다. 보호 덮개는 개구(435)내의 고정 나사를 통해 하우징(432)의 원단부에 연결될 수 있다. 복수의 고정 나사들이 사용될 수 있다. 고정 나사는 보호 덮개가 슬리브 연장부로의 접근을 위해 제거가능하게 할 수 있다. 보호 덮개 및 하우징의 원단부는 하나의 구성일 수 있다.
모터로 구동되는 구동 샤프트(440)의 회전을 용이하게 하기 위하여, 베어링들, 예컨데, 하우징 내의 피팅(484)에 장착되는 베어링(486), 및 이동 조립체(446) 내에 장착되는 베어링(487)이 구동 샤프트를 지지한다.
도 8은 슬리브(480)을 제1 축, 즉, 구동 샤프트(440)의 종축을 따라 이동시키는 기계적인 연결을 도시한다. 모터 또는 다른 기기는 기계적인 연결을 교체하거나 추가할 수 있다. 도 8에서, 기계적인 연결은 이동 조립체(446)을 포함하고, 이는 일련의 치형부(494)를 포함한다. 이동 조립체는, 하우징 커버(432)의 내부를 따라 회전되지 않으면서 미끄러지게 장착된다. 이동 조립체(미도시) 및 하우징 상의 협동 가이드들(cooperative guides)은, 이동 조립체가 미끄러질 시, 이동 조립체가 정확한 방향으로 있게 유지할 수 있다. 샤프트(495) 상에서 피봇팅하는 방아쇠(496)는 이동 조립체의 치형부에 체결되는 맞춤 치형부(498)를 가니다. 이에, 방아쇠를 당기는 것은, 즉, 이를 반시계방향으로 회전시키는 것은, 방아쇠 상의 치형부가 이동 조립체 상의 치형부를 멀어지게(도 8의 왼쪽으로) 이동시키게 한다. 따라서, 이종 조립체는 멀어지는 방향으로 이동한다.
링 클립(485)은 이동 조립체(446)의 원단부(447)의 인근에 안착된다. 클립은 슬리브(480)의 근단부(482)에 접촉한다. 이에, 링 클립은 길이 방향 이동을 하면서 회전하지 않도록 이동 조립체를 슬리브에 결합시킨다. 베어링들(492, 493)은 이동 조립체에 대한 슬리브의 회전을 지지한다. 슬리브의 원단부는 슬리브 연장부의 근단부에 접촉한다. 이에, 외과의가 방아쇠(496)을 당길 때, 방아쇠 상의 치형부(498)이 이동 조립체의 치형부를 멀어지게(도 8의 왼쪽으로) 이동시킨다. 따라서, 슬리브 및 슬리브 연장부(481)은 멀어지는 방향으로 이동한다.
핀(490)이 암들(488, 489)을 슬리브 연장부(481)에 부착하고, 핀(491)은 암들을 헤드(412)에 부착한다. 도 9를 참조하면, 두 개의 암들이 도시되나, 도 8 내에서 오직 하나의 핀(488)이 보여진다. 슬리브(480) 및 슬리브 연장부(481)는 슬리브, 슬리브 연장부 및 구동 샤프트의 공통의 회전 축을 따라 구동 샤프트(440)에 대해 길이 방향으로 이동할 수 있다. 구동 샤프트는 두 개의 슬롯들(slots)로, 가까운 슬롯(470) 및 먼 슬롯(471)(도 8)을 가진다. 슬리브 상의 핀(472)은 구동 샤프트 내에서 가까운 슬롯(470)을 통해 연장한다. 이 슬롯은 또한 그 슬롯을 통해 연장하는 핀이 슬리브 연장부(481) 내에 있을 수 있도록 위치될 수 있다. 암들(488, 489)을 슬리브 연장부(481)에서 연결하는 핀(490)은 먼 슬롯(471)을 통해 및 슬리브 연장부가 체결되는 구동 샤프트를 통해 연장한다. 도 9를 참조하라.
외과의가 방아쇠(496)을 당길 때, 이동 조립체(446)은 슬리브(480) 및 슬리브 연장부(481)을 멀어지는 방향으로 이동시키나, 구동 샤프트(440)는 회전되기만 할 수 있다. 이는 길이 방향으로 이동하지 않는다. 암들(488, 489)이 헤드에 헤드가 슬리브들의 종축으로부터 멀어지게 연결되기 때문에, 암들의 원단 움직임(distal movement)은 헤드가 차축(444)의 축을 중심으로 도 8 내의 화살표 방향인 반시계방향으로 피봇팅 되게 한다. 헤드는 블레이드(400)를 그와 함게 회전시키고 이로서 헤드의 피봇팅은 블레이드의 절단 에지(418)를 비구 컵/좌골 계면 내부로 이동시킨다. 블레이드가 계면 내부로 피봇팅 하는 동안, 구동 샤프트의 종축을 중심으로 하는, 모터로 구동되는 블레이드의 회전은 블레이드의 절단 에지가 계면을 따라 절단하도록 한다.
도 8에 도시된 기구는 또한, 외과의의 두 번째 손을 위한 가이드(497)를 포함할 수 있다. 그러한 가이드는 외과의가 기구를 안정화하는 것을 돕는다. 속도 조절 버튼(495) 또는 다른 제어부는 외과의가 구동 샤프트의 회전에 대한 가동되는 구동 샤프트(440), 헤드(412) 및 블레이드(400)의 회전 속도를 제어하는 것을 가능케 한다. 속도 제어부 버튼(495) 대신에, 가이드의 일 단부에 있는 볼(499)이 속도 제어부로 사용하기 위해 가이드 상에서 회전할 수 있다.
도 8 내의 블레이드가 약 90°로 피봇팅된 이후에, 비구 컵은 좌골로부터 떨어져 나가야 한다. 외과의는 방아쇠(496)를 해제시키고, 이로써, 이는 코일 스프링(428)로 인해 힘이 작용한 상태에서 도 8의 위치로 복귀된다. 스프링의 원단부는 베어링(492)를 맞대어 누르고, 스프링의 근단부는 이동 조립체(446)에 있는 베어링(493)을 맞대어 누른다. 외과의가 방아쇠를 완전히 또는 부분적으로 해제할 때, 스프링의 근단부는 이동 조립체를 가까워지게(도 8 내의 오른쪽으로)이동 시킨다. 그 결과, 슬리브(480)는 또한, 가까워지게 이동하고, 이는 암들(488, 489)가 헤드(412)를 도 8 내의 시계방향으로 이동시키게 한다. 이러한 헤드의 이동은 블레이드를 도 8의 위치로 회귀 시킨다.
도 11에 도시된 하우징(532)도 또한 권총형 핸들(536)을 포함한다. 하우징의 근 단부(도 11의 우측편)에 있는 모터 또는 다른 구동 기기(530)는 스핀들(550)을 그 종축 또는 제1 축(도 11에서 수평함)을 중심으로 회전시킨다. 핸들 내의 개구(568)는 배터리 팩(567) 도는 다른 전력원을 수용한다. 배터리 팩은, 방전된 배터리를 충전된 배터리로 교체 가능하도록, 쉽게 핸들의 개구로부터 제거되고 삽입되도록 설계된다.
하우징(532)은 제거가능한 커버(531)를 포함할 수 있다. 고정 나사들(537, 538)은 커버를 피팅(548) 및 보호 덮개(583)에 고정한다. 후자의 부분들은, 기기가 사용 중일 때, 고정된 상태를 유지한다. 커버 및 보호 덮개를 제거하여 기구 내부 부품들에 접근할 수 있다.
구동 샤프트(540)는 모터에 부착될 수 있거나, 또는 이는 긴 스핀들의 연속체(continuation)일 수 있다. 도 11에서, 스핀들(550) 및 구동 샤프트(540)은 분리된다. 스핀들은 샤프트 커플러(552)의 중앙 보어(center bore) 내부로 멀어지게(도 11에서 왼쪽으로) 연장한다. 구동 샤프트는 커플러의 다른 단부로부터 커플러 내부로 연장한다. 구동 샤프트 및 스핀들의 각각의 단부들은 하거나 서로에 대하여 체결되는 형상들을 가질 수 있다. 고정 나사들(554, 555) 또는 다른 체결부들이 커플러 내의 나사산이 형성된 개구들 내부로 연장하여 구동 샤프트 및 스핀들을 각각 체결한다. 도 11은 오직 두 개의 고정 나사들을 도시하나, 기구는 반경 방향으로, 샤프트 커플러 주위에서 이격된 고정 나사들을 추가할 수 있다. 피팅(546)은 또한 커플러 및 그 고정 나사들에 접근하기 위한 개구들을 포함할 수 있다. 커플러 내부로 연장하는 스핀들 및 구동 샤프트의 단부들은 커플러 내부의 상응하는 형상에 짝맞춤(mate) 되는 형상일 수 있어, 스핀들 및 구동 샤프트가 커플러 내부에서 회전하는 것을 방지한다. 이에, 스핀들 및 구동 샤프트는, 그 것들이 커플러에 부착되기 때문에 모터가 회전함으로써, 함께 회전한다.
블레이드(500)는 기구의 원단부(도 11의 좌측편) 인근에서 헤드(512) 상에 부착된다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 기구는, 샤프트의 종축을 중심으로 가동되는 구동 샤프트(540)의 회전으로 인해 블레이드가 회전함으로써, 비구 컵/좌골 계면을 따라 블레이드를 피봇팅시키기 위한 메커니즘을 가진다. 블레이드는 표준 크기일 수 있거나, 또는 상이한 직경인 비구 컵들을 위해 맞춤될 수 있다. 그러나, 비구 컵의 내부는 그 직경에 무관하게 반구형이다.
퀵-릴리즈 체결부들(514) 또는 다른 부착물들이 기구의 원 단부 인근에서 블레이드(500)를 헤드(512)에 고정한다. 체결부들은 스프링-작용식(spring-loaded) 플런저(515)를 포함하며, 이는 체결부의 베이스(516)로부터 외부를 향해 블레이드(500) 내의 개구들(502) 내부로 연장한다. 도 12를 참조하라. 도 11 내의 블레이드(500) 및 헤드(512)는 다른 도면들 내의 블레이드 및 헤드와 유사할 수 있다. 블레이드는 그 원단부에서 뾰족하고, 톱니형인 절단 에지(518)를 포함한다. 또한, 블레이드는, 잔해들(debris)을 멀리 치우고 수술 부위에 물 또는 다른 유체가 유동하도록, 그루브들(506)(도 10) 또는 다른 요철들 또는 융기 영역들을 가질 수 있다.
블레이드(500)는 또한 치형부(504)를 가질 수 있다. 도 13을 참조하라. 치형부들의 팁들(506)은 바깥쪽으로 각도진다. 치형부들은 또한 둥근 하부 에지들(508)을 가진다. 이러한 외관은 화잔의 금속 비구 컵 표면 내부로의 절단이 잘 일어나지 않게 한다. 비구 컵 내부로의 절단을 피하는 것은 환자 내의 금속 부스러기들이 생성하는 것을 피하기 위함이다.
블레이드(500)를 비구 컵/좌골 계면 내부로 피봇팅시키는 도 11 내의 메커니즘은 차축(544)를 중심으로 또는 그와 함께 피봇팅시킨다. 차축의 축은 구동 샤프트의 축에 수직하고 구동 샤프트를 통해 그 말단부(542) 위로 및 부분적으로 또는 전부가 헤드(512)를 통해 연장한다. 헤드는 구동 샤프트(540)에 벌려져 걸쳐진다. 도 10 내의 블레이드는 개방된 영역을 가지고, 도 10 내의 헤드와 유사한 도 11의 헤드는 구동 샤프트를 수용하기 위한 개방 영역(도 9 내의 영역(408) 참조)를 가진다.
반구형 정렬 헤드(560)은 비구 컵의 내부 반구형 표면 형상을 따른다. 도 11 및 12를 참조하라. 정렬 헤드들은 표준 크기를 가질 수 있거나 또는 상이한 직경인 비구 컵들에 맞춰진 크기를 가질 수 있다. 그것들은 또한 폐기될 수 있다. 구동 샤프트(540)의 원단부(542)는 정렬 헤드(도 8 및 도 9) 내의 피팅(541) 내에 안착된다. 정렬 헤드의 피팅 내의 베어링(543)은 구동 샤프트를 수용하며 정렬 헤드 내의 구동 샤프트의 회전을 용이하게 한다. C-클립(539) 또는 피팅 내의 다른 부착부는 구동 샤프트가 피팅 밖으로 및 비구 컵 내부로 연장하는 것을 방지한다. 대안적으로, 구동 샤프트의 원단부는 피팅 내에서 더 작은 직경을 가질 수 있다. 피팅 또는 베어링은 구동 샤프트의 더 큰 직경 부분이 피팅을 통과해 지나는 것을 막을 수 있다.
정렬 헤드(560)의 외부 표면은, 정렬 헤드가 비구 컵 내에서 피봇팅하는 것을 방지하기 위해, 거친 표면 또는 작은 치형부 똔느 스파이크들(미도시)을 가질 수 있다. 정렬 헤드를 비구 컵 내에 위치시킨 이후에, 외과의는, 압착 결합(press fit)을 달성하기 위하여 도구를 압착한다. 거친 표면 또는 치형부는 정렬 헤드를 비구 컵의 중앙부에서 구동 샤프트에 대한 일 위치에서 지지한다.
헤드(512)가 그 중심으로 회전할 수 있는 차축(544)은 구동 샤프트(540)를 통해 연장할 수 있다. 이에, 모터로 구동되는 구동 샤프트가 그 종축(도 11에서 수평함)을 중심으로 회전함으로써, 헤드는 그 축을 중심으로 회전할 수 있다. 헤드에 고정되는 블레이드(500)는, 구동 샤프트가 회전함으로써 헤드가 피봇팅 및 회전하는 것과 같이 피봇팅된다. 헤드를 피봇팅하는 메커니즘은 이하에서 기술된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 헤드(512) 및 정렬 헤드(560)이 비구 컵 내에 있을 때, 블레이드의 절단 에지(518)은 비구 컵/뼈 계면에 위치된다.
도 11에서, 헤드(512)를 피봇팅하는 연결구는 구동 샤프트(540)과 동축으로 회전하는 슬리브(580) 및 슬리브로부터 멀어지는 방향으로 연장하는 구동 샤프트 주위의 슬리브 연장부(581)을 포함한다. 슬리브 및 슬리브 연장부는 도 11에서 통합된 것이나, 그것들은 분리된 구성들일 수 있다. 슬리브, 슬리브 연장부 및 구동 샤프트는 함께 회전한다.
보호 덮개(583)는 도 11에 도시된 바와 같이 슬리브(580)를 덮을 수 있다. 보호 덮개는 도 11에서 슬리브 연장부(518) 위로 연자하지 않으나, 이는 그렇게 설계될 수도 있다. 고정 나사들(537)은 보호 덮개를 커버(531)에 고정한다. 고정 나사들은 기구의 내부 부분들에 접근 가능하도록 누군가 보호 덮개를 제거하는 것을 가능케 한다. 또한, 보호부(578)(도 11 및 도 12)가 보호 덮개의 원단부 상으로 미끄럼 이동될 수 있다. 보호부는 만곡된 쉴드(shield)(579)를 포함할 수 있다. 보호부 및 그 쉴드는, 부스러기들이 기구의 내부 메커니즘으로 도달하는 것을 방지하며 일부 부스러기들이 외과의 또는 외과 스테프(surgical staff)에 접촉하는 것을 방지한다.
기계적인 연결은 슬리브(580)를 구동 샤프트(540)에 대하여 길이 방향으로(도 11에서 수평 방향으로) 이동시킨다. 모터 또는 다른 기기는 기계적인 연결을 추가 또는 교체한다. 하우징 커버(531)의 내부를 따라 회전함이 없이 미끄러지게 장착되는 이동 조립체(546)는 일련의 치형부(594)를 포함한다. 이동 조립체 및 하우징 커버 상의 협동 가이드들(미도시)은 이동 조립체를 이동 조립체가 미끄러질 때 정확한 방향으로 이동 조립체를 유지할 수 있다. 샤프트(595) 상에서 피봇팅되는 방아쇠(596)는 이동 조립체의 치형부에 체결하는 맞춤 치형부(598)을 가진다. 이에, 외과의가 플런저(593)를 누를 때, 방아쇠는 샤프트(595)를 중심으로 반시계방향으로 회전한다. 방아쇠 상의 치형부는 이동 조립체 상의 치형부 멀어지는 방향으로(도 11에서 왼쪽으로) 이동시키고, 이에, 이동 조립체는 멀어지는 방향으로 이동한다. 이동 조립체의 원단 움직임(도 11 내의 왼쪽으로)은 슬리브(580) 및 슬리브 연장부(581)를 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 이에, 방아쇠는 슬리브 및 슬리브 연장부를 멀어지게 구동시키는 액츄에이터이다.
하우징 내의 피팅(548) 내의 베어링(586) 및 이동 조립체(546) 내의 베어링(587)은 구동 샤프트(540) 및 슬리브(580)이 회전하는데 따른 마찰을 줄인다. 이동 조립체(546)의 원단부(547)은 슬리브(580)의 근단부(582)에 체결한다. 도 11을 참조하라. 유지 클립들(retainer clips)(551)이 베어링(592)을 슬리브(580) 내의 제 위치(in place)에서 유지한다. 베어링은 이동 조립체에 대한 슬립의 회전을 가능케 한다. 클립(577)에 의해 유지되는 베어링(576)은 회전을 위해 슬리브의 원단부를 지지한다.
핀(590)은 암들(588, 589)(후자가 도 12에 도시됨)을 슬리브 연장부(581)에 부착한다. 핀(591)은 암들을 헤드(512)에 부착한다. 슬리브(580)는 슬리브 및 구동 샤프트의 공통의 회전축을 따라 구동 샤프트(540)에 대해 길이 방향으로 이동할 수 있다. 두 개의 슬롯들, 즉, 가까운 슬롯(570) 및 먼 슬롯(571)(도 11)은 구동 샤프트를 통해 연장한다. 슬리브의 반대 측면에 고정된 핀(572)은 구동 샤프트를 통과해 가까운 슬롯(570)을 통해 연장한다. 암들(588, 589)에 접촉하는 핀(590)은 구동 샤프트의 먼 슬롯(571)을 통해 연장한다. 핀(590)의 단부들은 슬리브 연장부에 접촉하지 않는다. 도 12를 참조하라. 도 9에서 슬리브 연장부(481) 에 의해 체결되는 핀(490)과 비교하라.
외과의가 방아쇠(596)를 당길 때, 치형부(598)는 이동 조립체를 멀어지게 이동시키고, 이는 차례로 슬리브(580) 및 슬리브 연장부(581)을 구동 샤프트에 대하여 멀어지게 이동시킨다. 슬리브 연장부의 원단 움직임은 슬리브 연장부가 핀(590)에 접촉하여 핀을 슬롯(571)을 통해 멀어지는 방향으로 이동시키게 한다. 따라서, 핀은 암들(588, 589)을 이동시킨다. 도 11 및 12를 참조하라. 암들이 슬리브의 종축으로으로부터 이격된 헤드에 연결되기 때문에, 암들의 원단 움직임은 헤드가 차축(544)를 중심으로 피봇팅(도 11의 화살표 방향인 반시계 방향으로) 시키게 한다. 헤드는 블레이드(500)과 함께 이동하고 이로써 헤드의 피봇팅은 블레이드의 절단 에지(518)를 비구 컵/좌골 계면 내부로 이동시킨다. 헤드 및 블레이드가 차축의 축(제2 축)을 중심으로 계면 내부로 피봇팅될 때, 구동 샤프트(540)의 종축(제1 축)을 중심으로 하는 헤드 및 블레이드의 회전은 블레이드가 계면을 따라 절단하게 한다.
헤드(512)는 그 피봇팅을 약 90°로 제한하는 구조를 가질 수 있다. 도 11에서, 헤드는 숄더들(shoulders)(517, 519)에 의해 경계 지어지는 침강 영역(recessed region)(513)을 가진다. 숄더(517)는 피팅(541)로부터 반경 방향으로 약 90° 각을 이루고, 숄더는 헤드가 90° 회전할 때 피팅에 체결된다. 유사하게, 숄더(519)는 헤드가 도 11의 위치에 있을 때 피팅(514)의 다른 측면에 체결된다. 그러므로, 헤드는 그 위치를 넘어서 과도 회전(over-rotate)될 수 없다.
하우징(532)은 제2 플런저(535)를 가질 수 있고, 이는 다른 기구 기능들, 예컨대 모터(530)의 속도를 제어할 수 있다. 플런저들(593 및 535)을 서로에 대하여 가까이 위치시키는 것은 외과의가 블레이드의 피봇팅 및 모터의 속도를 두 개의 손가락들로 제어하는 것을 가능케 한다.
기구는 또한 외과의의 두 번째 손을 안정시키며 그 손이 기구를 비구 컵을 향해 이동시키는 것을 가능케 하기 위해 조정 핸들(562)를 포함할 수 있다. 핸들은 피봇(564)에 대해 조정가능한다. 피봇은 핸들의 위치를 유지하기 위한 잠금부(lock)을 가질 수 있다. 볼(565) 또는 다른 형상의 단부가 제 위치에 있는(in place of) 모터 속도 제어부 또는 추가적인 플런저(535)에 연관된 속도 제어부를 가질 수 있다. 슬리브 그립(556)은 핸들을 보호 덮개(583)에 부착한다. 핸들 잠금이 해제될 떼, 핸들은 외과의 핸들을 위치시킬 수 있도록 길이 방향으로 미끄럼 이동될 수 있다. 핸들 및 보호 덮개는 보호 덮개 및 슬리브 그립을 정렬하기 위한 가이드들을 가질 수 있다.
블레이드가 비구 컵/좌골 계면을 통과해 절단한 이후에, 컵은 떨어져 나간다. 외과의는 방아쇠(596)을 해제하여 이를 코일 복귀 스프링(528)로 인해 힘이 가해지는 상태에서 도 11의 위치로 복귀시킨다. 스프링은 보호 덮개(583)의 근단부 및 이동 조립체(546)의 원단부를 맞대어 밀어낸다. 스프링은 이동 조립체를 가까워지는 방향으로(도 11의 오른쪽으로) 이동시킨다. 그 결과, 슬리브(580)은 또한, 가까워지는 방향으로 이동하고, 이는 암들(588)이 헤드(512)를 (도 11내의) 시계방향으로 당기게 한다. 복귀 스프링은 다른 구성들에 작용할 수 있다. 예를 들어, 이는 방아쇠(596)를 시계 방향으로 이동시키고, 이는 이동 조립체 및 방아쇠 상의 치형부가 이동 조립체를 가까워지는 방향으로 이동시키게 할 수 있다.
다른 도면들에 도시된 기구들에서와 같이, 도 11 내의 기구는 하나 또는 그 이상의 기계적인 연결들을 스탭 모터 또는 솔레노이드와 같은 전기적인 메커니즘으로 교체할 수 있다. 공압식 또는 유압식 액츄에이터도 또한, 슬리브(580)를 위치시키거나 헤드 및 블레이드를 직접 구동시킬 수 있다. 따라서, 방아쇠(598)는 모터, 솔레노이드 또는 다른 액츄에이터를 제어하기 위하여 전기적인 스위치에 연결될 수 있다.
도 11(및 다른 도면들) 내의 기구는 모터로부터 구동 샤프트(540) 및 슬리브(570)로의 기어식 동력 전달 회전(gears transfer powered rotation)을 사용하지 않는다. 기어들은 진동, 소음 및 더한 복잡성 및 비용을 유발할 수 있기 때문에, 기어들을 제거하는 것은 장점이 될 수 있다.
기술된 내용은 예시적이며, 제한을 위한 것이 아니라 오직 예로 든 것이다. 비록 본 출원이 예시를 도시하며 설명하나, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 명백하게 그 변경들, 변형들 또는 조정들이 이루어질 수 있다고 여길 것이다.
"복수"는 두 개 또는 그 초과를 의미한다. "일련"의 항목들은 하나 또는 그 초과의 그러한 항목들을 포함한다. 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위의 용어들 "포함하는", "가진", "보유한" 등은 개방형 표현이며, 즉, 각각은 "포함하나 이에 제한되지 않는 것"을 의미한다. 오직 전이 문구(transitional phrase) "~로 구성된" 및 "필수적으로 구성된"만이 청구항에 대하여 폐쇄형 또는 부분 폐쇄형 전이 문구들이다. 청구항들 내에서 클레임 요소를 변강하기 위한 "제1", "제2", "제3" 등의 서수 용어는 그 자체로, 방법의 작용들이 수행되는 다른 또는 임시적인 순서를 넘어서 하나의 클레임 요소의 어떠한 우선성, 선행성, 또는 순서를 함축하지는 않는다. 대신에, 그 것들은 특정 명칭을 가진 하나의 클레임 요소를 동일한 명칭을 가진(다만 서수 용어를 사용함) 다른 요소로부터 구별하기 위한 표식(labels)으로 단지 사용된다. "또는"과 같은 선택 어구는 나열된 항목들의 임의의 조합을 포함한다.

Claims (38)

  1. 좌골에 부착되는 인공 비구 컵을 탈착시키기 위한 전동 장치에 있어서,
    원단부 및 근단부를 갖는 반구형의 블레이드(generally hemispherical blade)로서, 상기 원단부는 절단 표면을 갖고, 상기 블레이드는 상기 원단부로부터 연장되고 상기 블레이드의 근단부를 향하여 상기 원단부를 관통하는 슬롯을 갖는, 블레이드;
    원단부 및 근단부를 갖는 구동 샤프트로서, 상기 구동 샤프트의 길이 방향인 제1 축을 가지며, 상기 근단부가 상기 구동 샤프트를 상기 제1 축을 중심으로 회전시키기 위해 모터에 동작 가능하게 연결되고, 상기 블레이드가 상기 제1 축에 전체적으로 수직한 제2 축을 중심으로 피봇팅하기 위하여 상기 구동 샤프트의 원단부에 인접하게 장착되는, 구동 샤프트; 및
    상기 블레이드의 슬롯을 통하여 상기 블레이드에 동작 가능하게 연결되는 연결구로서, 상기 구동 샤프트가 상기 블레이드를 회전시킴으로써 상기 블레이드가 상기 비구 컵 및 상기 좌골 사이에서 연장하도록 상기 블레이드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅(pivoting) 시키는, 연결구를 포함하되,
    상기 연결구는 상기 구동 샤프트의 적어도 일부와 동축이고, 상기 구동 샤프트의 주변에서 연장된 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하고, 상기 슬리브는 상기 블레이드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 슬리브의 이동은 상기 블레이드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅시키는,
    장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    헤드를 더 포함하고, 상기 블레이드는 상기 헤드 상에 장착되고, 상기 슬리브 및 상기 블레이드 사이의 동작가능한 연결은 상기 슬리브로부터 상기 헤드로 연장하는 하나 이상의 암을 포함하고, 상기 하나 이상의 암은 상기 제1 축에 대해 각도진,
    장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    헤드를 더 포함하고, 상기 블레이드는 상기 헤드 상에 장착되고, 상기 슬리브 및 상기 블레이드 사이의 동작가능한 연결은 상기 슬리브로부터 상기 헤드로 연장하는 연장부를 포함하고, 상기 연장부는 상기 헤드 상의 휠에 체결되고, 상기 제1 축을 따른 상기 슬리브 및 상기 연장부의 이동은 상기 휠 및 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 회전시키는,
    장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    하우징을 더 포함하고, 상기 구동 샤프트는 상기 하우징 내부로 연장하고, 상기 슬리브의 적어도 일부는 상기 하우징 내의 이동을 위해 상기 하우징 내에 장착되고, 상기 슬리브는 상기 블레이드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 슬리브의 일부의 외면 상에서, 전체적으로 상기 하우징의 일부 내에 있는 제1 위치 및 상기 제1 위치에 대해 멀어진 제2 위치를 갖는 튜브, 및 상기 튜브에 연결가능한 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부의 이동은 상기 튜브를 그 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동시키는,
    장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 슬리브를 상기 구동 샤프트에 대하여 상기 제1 축을 따라 이동시키기 위해 상기 슬리브에 동작 가능하게 연결되는 이동 수단을 더 포함하는,
    장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 이동 수단은 상기 구동 샤프트를 관통하는 슬롯을 포함하고, 상기 슬리브는 상기 슬롯에 대해 미끄럼 이동하도록 상기 슬롯을 통해 연장하는 핀을 포함하는,
    장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 샤프트를 관통하는 하나 이상의 슬롯을 더 포함하고, 상기 슬리브 상의 핀이 상기 슬롯 통해 연장하고, 상기 슬리브가 상기 구동 샤프트에 대하여 이동함으로써 상기 핀이 상기 슬롯을 따라 이동하는,
    장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 연결구는 상기 구동 샤프트의 적어도 일부와 동축인 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하고, 헤드를 더 포함하되, 상기 블레이드는 상기 헤드에 장착되고, 상기 슬리브와 상기 블레이드 사이의 동작 가능한 연결은 상기 슬리브에 부착되는 제1 위치 및 상기 헤드에 연결되는 제2 위치를 갖는 하나 이상의 암을 포함하고, 각각의 암은 상기 제1 축에 각도지고, 상기 슬리브는 상기 블레이드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 슬리브의 이동은 상기 제2 축을 중심으로 상기 블레이드를 피봇팅 시키고, 상기 장치는 상기 구동 샤프트를 관통하는 하나 이상의 가까운 슬롯 및 상기 구동 샤프트를 관통하는 먼 슬롯을 더 포함하고, 상기 슬리브 상의 제1 핀은 상기 가까운 슬롯을 통해 연장하고, 상기 슬리브가 상기 구동 샤프트에 대해 이동함으로써 상기 슬리브 상의 제1 핀이 상기 가까운 슬롯을 따라 이동하고, 상기 슬리브 상의 제2 핀이 상기 먼 슬롯을 통해 연장하고, 상기 슬리브가 상기 구동 샤프트에 대해 이동함으로써 상기 제2 핀이 상기 먼 슬롯을 따라 이동하고, 상기 암의 제1 단부는 상기 제2 핀 상에 장착되는,
    장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 핀은, 상기 슬리브가 상기 제1 축을 따라 이동하는 바에 따른 상기 슬리브의 경로 내에 위치되는,
    장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 비구 컵 내에 위치 가능한 정렬 헤드를 더 포함하고, 상기 정렬 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부를 수용하기 위한 개구, 및 상기 정렬 헤드가 상기 비구 컵 내에 위치될 때 상기 구동 샤프트의 원단부가 상기 비구 컵에 도달하는 것을 방지하기 위한 상기 정렬 헤드 내의 멈춤부를 포함하는,
    장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 제2 축에 대면하는 내부 표면 및 상기 내부 표면에 반대면인 외부 표면을 가지고, 하나 이상의 치형부가 상기 블레이드의 외부 표면으로부터 연장하고, 상기 치형부는 상기 블레이드의 외부 표면으로부터 멀어지게 각도진 절단 표면을 갖는,
    장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 비구 컵 내에 위치가능한 정렬 헤드를 더 포함하고, 상기 정렬 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부를 수용하기 위한 개구를 포함하고, 상기 연결구는 상기 정렬 헤드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 연결구는 상기 구동 샤프트가 상기 블레이드를 회전시킴으로써 상기 비구 컵 및 상기 좌골의 사이에서 상기 블레이드의 절단 에지가 연장하도록 상기 블레이드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅시키는,
    장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 정렬 헤드의 개구 및 상기 블레이드의 슬롯은 서로 정렬되는,
    장치.
  14. 좌골에 부착되는 인공 비구 컵을 탈착시키기 위한 장치에 있어서,
    하우징 및 상기 하우징에 장착되는 모터;
    상기 모터에 동작 가능하게 연결되는 근단부 및 상기 근단부로부터 이격된 원단부를 갖는 구동 샤프트로서, 상기 모터가 상기 구동 샤프트를 상기 구동 샤프트의 길이 방향 축에 있는 제1 축을 중심으로 회전시키는, 구동 샤프트;
    상기 구동 샤프트의 원단부에 인접하게 장착되는 헤드로서, 상기 헤드는 블레이드에 연결 가능하며 상기 제1 축에 전체적으로 수직한 제2 축을 중심으로 회전하도록 상기 구동 샤프트에 피봇팅 가능하게 장착되는, 헤드; 및
    상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키기 위하여 상기 구동 샤프트에 연관되는 연결 수단을 포함하되,
    상기 블레이드는 반구형의 형상을 갖고, 원단부 및 근단부를 갖고, 상기 원단부는 상기 블레이드에 대한 절단 표면을 갖고, 상기 블레이드는 상기 원단부로부터 연장되고 상기 블레이드의 근단부를 향하여 상기 원단부를 관통하는 슬롯을 갖는,
    장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 구동 샤프트의 적어도 일부에 대해 연장하며 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되는 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하고, 상기 제1 축을 따른 상기 슬리브의 이동은 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키는,
    장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 구동 샤프트의 적어도 일부와 동축인 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하고, 상기 슬리브는 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 슬리브의 이동은 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키는,
    장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 슬리브로부터 상기 헤드로 연장하는 하나 이상의 암을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 암은 상기 제1 축에 대해 각도진,
    장치.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 구동 샤프트의 적어도 일부에 주위에서 연장하며 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되는 슬리브를 포함하고, 상기 헤드는 슬롯을 더 포함하고, 상기 구동 샤프트는 상기 슬롯을 통해 연장하는,
    장치.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 구동 샤프트는 상기 하우징 내부로 연장하고, 상기 연결 수단은 상기 구동 샤프트의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동하기 위해 상기 하우징 내에 장착되고, 상기 슬리브는 상기 헤드 상의 일 위치에서 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 슬리브의 이동은 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키는,
    장치.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 구동 샤프트의 적어도 일부와 동축인 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하며 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 연결 수단은 상기 슬리브와 상기 헤드 사이에서 연장하며 상기 제1 축에 대해 각도진 하나 이상의 암을 더 포함하고, 상기 슬리브의 이동은 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키도록 상기 암을 이동시키는,
    장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 구동 샤프트를 관통하는 하나 이상의 먼 슬롯을 더 포함하고, 상기 슬리브 상의 핀은 상기 먼 슬롯을 통해 연장하고, 상기 슬리브가 상기 구동 샤프트에 대해 이동함으로써 상기 핀은 상기 먼 슬롯을 따라 이동하고, 상기 암의 제1 단부는 상기 핀 상에 장착되는,
    장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 핀은 상기 슬리브가 상기 제1 축을 따라 이동하는 바에 따른 상기 슬리브 상의 경로 내에 위치되는,
    장치.
  23. 제14 항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 원단부를 포함하고, 상기 블레이드의 절단 표면은 상기 헤드의 원단부에 정렬되는,
    장치.
  24. 제14 항에 있어서,
    상기 구동 샤프트는 상기 하우징 내부로 연장하고, 상기 장치는 상기 구동 샤프트의 적어도 일부의 주변에서 연장하는 슬리브를 더 포함하되, 상기 슬리브의 일부는 상기 하우징 내의 이동을 위하여 상기 하우징에 장착되고, 상기 슬리브는 동작 가능하도록 상기 블레이드에 연결되고, 상기 장치는 상기 슬리브의 일부의 외면 상에서, 전체적으로 상기 하우징의 일부 내에 있는 제1 위치 및 상기 제1 위치에 대해 멀어진 제2 위치를 갖는 튜브, 및 상기 튜브에 연결가능한 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부의 이동은 상기 튜브를 그 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동시키는,
    장치.
  25. 제14 항에 있어서,
    상기 연결 수단은 상기 구동 샤프트의 적어도 일부와 동축이고, 상기 구동 샤프트의 적어도 일부에 주위에서 연장하는 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하고, 상기 슬리브는 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 연결 수단은 상기 슬리브와 상기 헤드 사이에서 연장하며 상기 제1 축에 대해 각도진 하나 이상의 암을 더 포함하고, 상기 슬리브의 이동은 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키도록 상기 암을 이동시키는
  26. 제14 항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부를 수용하기 위한 개구를 포함하고, 상기 장치는 상기 비구 컵 내에 위치 가능한 정렬 헤드를 더 포함하고, 상기 정렬 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부를 수용하기 위한 개구, 및 상기 정렬 헤드가 상기 비구 컵 내에 위치될 때 상기 구동 샤프트의 원단부가 상기 비구 컵에 도달하는 것을 방지하기 위한 상기 정렬 헤드 내의 멈춤부를 포함하는,
    장치.
  27. 제14 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 제2 축에 대면하는 내부 표면 및 상기 내부 표면에 반대면인 외부 표면을 가지고, 하나 이상의 치형부가 상기 블레이드의 외부 표면으로부터 연장하고, 상기 치형부는 상기 블레이드의 외부 표면으로부터 멀어지게 각도진 절단 표면을 갖는,
    장치.
  28. 제26 항에 있어서,
    상기 헤드의 개구 및 상기 블레이드의 슬롯은 서로 정렬되는,
    장치.
  29. 좌골에 부착되는 인공 비구 컵을 탈착시키기 위한 전동 장치에 있어서,
    하우징 및 상기 하우징에 장착되는 모터;
    상기 모터에 동작 가능하게 연결되는 근단부 및 상기 근단부로부터 이격되는 원단부를 갖는 구동 샤프트로서, 상기 모터가 상기 구동 샤프트를 상기 구동 샤프트의 종축에 상응하는 제1 축을 중심으로 회전시키고, 상기 구동 샤프트는 상기 하우징 내에서 길이 방향으로 고정되는, 구동 샤프트;
    상기 구동 샤프트의 원단부에 인접하게 장착되는 근단부 및 상기 근단부의 반대측인 원단부, 반구형의 블레이드를 갖는 헤드로서, 상기 원단부는 상기 블레이드에 대하여 연장된 절단 표면을 갖고, 상기 블레이드는 상기 원단부로부터 연장되고 상기 블레이드의 근단부를 향하여 상기 원단부를 관통하는 슬롯을 갖고, 상기 블레이드에 연결 가능하며, 상기 제1 축에 전체적으로 수직한 제2 축을 중심으로 회전하기 위하여 상기 구동 샤프트에 피봇팅 가능하게 장착되는, 헤드;
    상기 구동 샤프트과 동축이며 상기 구동 샤프트와 함께 회전하는 슬리브; 및
    상기 헤드를 상기 제1 축에 수직한 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅하기 위하여 상기 헤드 및 상기 슬리브에 연관된 연결 수단을 포함하는,
    장치.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 연결 수단은, 상기 구동 샤프트를 관통하는 하나 이상의 슬롯, 상기 슬롯을 통해 연장하는 상기 슬리브 상의 핀, 상기 핀에 부착되는 제1 단부와 상기 헤드에 부착되는 제2 단부를 갖는 하나 이상의 암을 포함하고, 상기 슬리브는 상기 핀에 체결되고 이에 상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동하고, 상기 암의 제2 단부는 상기 제1 축으로부터 이격되는,
    장치.
  31. 제23 항에 있어서,
    상기 헤드의 원단부는 반구형이고, 상기 블레이드는 상기 헤드의 원단부의 형상을 따르는,
    장치
  32. 제29 항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 원단부를 포함하고, 상기 블레이드는 상기 헤드의 원단부에 정렬되는 절단 표면을 갖는,
    장치.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 헤드의 원단부는 반구형이고, 상기 블레이드는 상기 헤드의 원단부의 형상을 따르는,
    장치
  34. 제29 항에 있어서,
    상기 구동 샤프트는 상기 하우징 내부로 연장하고, 상기 슬리브의 일부는 상기 하우징 내의 이동을 위하여 상기 하우징에 장착되고, 상기 슬리브는 동작 가능하도록 상기 블레이드에 연결되고, 상기 장치는 상기 슬리브의 일부의 외면 상에서, 전체적으로 상기 하우징의 일부 내에 있는 제1 위치 및 상기 제1 위치에 대해 멀어진 제2 위치를 갖는 튜브, 및 상기 튜브에 연결가능한 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부의 이동은 상기 튜브를 그 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동시키는,
    장치.
  35. 제29 항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 제1 축을 따라 이동 가능하며 상기 헤드에 동작 가능하게 연결되고, 상기 연결 수단은 상기 슬리브와 상기 헤드 사이에서 연장하며 상기 제1 축에 대해 각도진 하나 이상의 암을 더 포함하고, 상기 슬리브의 이동은 상기 헤드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅 시키도록 상기 암을 이동시키는,
    장치.
  36. 제29 항에 있어서,
    상기 비구 컵 내에 위치가능한 정렬 헤드를 더 포함하고, 상기 정렬 헤드는 상기 구동 샤프트의 원단부를 수용하기 위한 개구, 및 상기 정렬 헤드가 상기 비구 컵 내에 위치될 때 상기 구동 샤프트의 원단부가 상기 비구 컵에 도달하는 것을 방지하기 위한 상기 정렬 헤드 내의 멈춤부를 포함하는,
    장치.
  37. 제29 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 제2 축에 대면하는 내부 표면 및 상기 내부 표면에 반대면인 외부 표면을 가지고, 하나 이상의 치형부가 상기 블레이드의 외부 표면으로부터 연장하고, 상기 치형부는 상기 블레이드의 외부 표면으로부터 멀어지게 각도진 절단 표면을 갖는,
    장치.
  38. 좌골에 부착되는 인공 비구 컵을 탈착시키기 위한 장치에 있어서,
    근단부 및 원단부를 갖는 헤드;
    반구형의 형상을 갖는 블레이드로서, 상기 반구형의 블레이드의 원단부는 절단 에지 및 상기 근단부를 향하여 상기 원단부로부터 연장되는 슬롯을 포함하는, 블레이드;
    원단부 및 근단부를 갖는 구동 샤프트로서, 상기 구동 샤프트의 길이 방향인 제1 축을 가지며, 상기 근단부가 상기 구동 샤프트를 상기 제1 축을 중심으로 회전시키기 위해 모터에 동작 가능하게 연결되고, 상기 구동 샤프트는 상기 슬롯을 통해 연장되고, 상기 헤드는 상기 제1 축에 전체적으로 수직한 제2 축을 중심으로 피봇팅하기 위하여 상기 구동 샤프트의 원단부에 인접하게 장착되는, 구동 샤프트; 및
    상기 헤드에 동작 가능하게 연결되는 연결구로서, 상기 구동 샤프트가 상기 블레이드를 회전시킴으로써 상기 블레이드의 절단 에지가 상기 비구 컵 및 상기 좌골 사이에서 연장하도록 상기 블레이드를 상기 제2 축을 중심으로 피봇팅(pivoting) 시키는, 연결구를 포함하는,
    장치.
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