KR102359302B1 - Patient-specific pin guide for total knee arthroplasty including an anatomical theory-based lower extremity alignment check part - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공무릎관절 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인공무릎관절 시술 시 핀 가이드가 대퇴골 또는 경골 부분의 계획된 위치에 정확히 안착되었는지 여부를 손쉽고 간편하게 확인할 수 있는 정렬확인수단이 구비된 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드에 관한 것이다.The present invention relates to a patient-customized pin guide for an artificial knee joint procedure, and more particularly, an alignment confirmation means that can easily and conveniently check whether the pin guide is seated accurately at a planned position of the femur or tibia during the artificial knee joint operation It relates to a patient-customized pin guide for total knee arthroplasty including an anatomical theory-based lower extremity alignment confirmation unit.
인공무릎관절 시술은 1970년대 초부터 본격적으로 시작된 시술로서, 무릎관절이 각종 질환이나 외상 등의 원인으로 인해서 더 이상 정상적인 일상생활을 하지 못하고, 장애가 심하면 약물 요법이나 물리치료 등에 반응하지 않는 경우, 다른 수술 방법으로 해결할 수 없는 환자들에게 특수 합금과 고분자 재료로 만들어진 인공관절을 삽입하여 고통을 경감해주고, 무릎관절 운동이 가능해지면서 동시에 안정성을 얻고 변형을 교정하여 일상적인 생활을 가능하게 해주는 수술이다.Artificial knee joint surgery is a procedure that started in earnest in the early 1970s. If the knee joint is no longer able to lead a normal life due to various diseases or trauma, and if the disorder is severe, it may not respond to drug therapy or physical therapy. It is a surgery that relieves pain by inserting an artificial joint made of a special alloy and polymer material to patients who cannot be solved by surgical methods, and enables movement of the knee joint while gaining stability and correcting deformation to enable daily life.
이러한 인공무릎관절 시술은 무릎관절이 닳아 일상생활이 어려운 환자들에게 적극적으로 시행되고 있는데, 수술시 무릎관절을 형성하는 무릎 윗부분을 구성하는 대퇴골과 무릎 아랫부분을 구성하는 경골 및 무릎 위를 덮고 있는 뼈인 슬개골 부위의 손상된 부분을 제거하고 인공관절을 삽입하여 고정함으로써 정상적으로 무릎관절이 움직여 보행을 가능하게 하여 고통 없이 일상생활을 영위할 수 있게 한다.This artificial knee joint surgery is being actively performed for patients who have difficulty in daily life due to worn out knee joint. By removing the damaged part of the patella, which is a bone, and inserting and fixing an artificial joint, the knee joint can move normally and walk, so that you can lead daily life without pain.
이때, 인공무릎관절은 대퇴골의 하단부와 경골의 상단부에 맞닿을 수 있도록 내부에 여러 면이 형성되어 있는데, 이는 해부학적으로나 역학적으로 체중을 지탱해줄 수 있도록 고안되어 있다. 따라서, 인공무릎관절을 시술하기 위해서는 체중을 지탱해줄 수 있도록 대퇴골의 하단부와 경골의 상단부를 정확하게 절단하는 작업이 무엇보다 중요한데, 이는 대퇴골의 상단부 및 경골 상단부의 절단 방향이 부정확하여 인공무릎관절의 장착위치와 방향이 잘못 설정될 경우 보행에 문제가 발생할 수 있기 때문이다.At this time, the artificial knee joint has several surfaces formed inside so that it can come into contact with the lower end of the femur and the upper end of the tibia, which is designed to support the weight anatomically and mechanically. Therefore, in order to operate the artificial knee joint, it is most important to accurately cut the lower end of the femur and the upper end of the tibia to support the body weight. This is because if the position and direction are set incorrectly, problems with walking may occur.
일반적으로, 대퇴골의 역학적 축(Mechanical axis)은 해부학적 축(Anatomical axis)과 서로 5 내지 10도의 각도를 이루고 있는데, 해부학적 축에 대하여 수직방향으로 절단하면 하지 정렬의 문제가 발생하기 때문에 역학적 축에 대하여 수직방향으로 절단해야 하며, 경골의 경우에는 역학적 축에 대하여 회전(Rotation)시켜 환자 고유의 해부학적 경사각(Slope) 방향으로 절단해야 한다. 이와 같이 인공무릎관절과 대퇴골 및 경골이 정확하게 결합될 수 있도록 역학적 축 및 해부학적 경사각 방향으로 정확히 절단하기 위해서는 대퇴골 및 경골 부분에 별도의 가이드 기구 및 절단 기구를 안착시켜 절단 작업을 수행해야만 한다.In general, the mechanical axis of the femur forms an angle of 5 to 10 degrees with the anatomical axis. In the case of the tibia, it should be cut in the direction of the patient's own anatomical slope (Slope) by rotating it about the mechanical axis. In order to accurately cut the artificial knee joint in the direction of the mechanical axis and anatomical inclination angle so that the artificial knee joint, the femur and the tibia can be accurately combined, a separate guide and cutting mechanism must be seated on the femur and tibia to perform the cutting operation.
그 일 예로서, 대한민국 특허등록 제10-1738109호(2017.05.15)에는 대퇴골 부분에 안착시켜 대퇴골의 정확한 위치에 핀을 안정적으로 고정시킬 수 있도록 하는 인공무릎관절 환자 맞춤형 핀 가이드 구조가 나타나 있다. As an example, Korean Patent Registration No. 10-1738109 (May 15, 2017) discloses a pin guide structure customized for an artificial knee joint patient that can be seated on the femur to stably fix the pin at the correct position of the femur.
대퇴골과 경골의 시술 대상 부위에 인공무릎관절의 정착을 위한 절단면을 형성하기 위해서는 상기 특허문헌에 나타나 있는 것과 유사한 형태를 가지는 핀 가이드를 대퇴골 및 경골의 시술 대상 부위에 안착시킨 후, 핀 가이드의 마련되어 있는 핀 홀 부분에 핀을 삽입하여 고정하게 되며, 핀의 고정이 완료된 후에는 핀 가이드를 핀으로부터 분리한 후 상기 뼈에 고정되어 있는 핀 부분에 절단용 가이드를 장착하고, 절단용 가이드에 형성된 슬롯(slot) 부분에 절단 도구를 삽입하여 골 절삭을 수행하여 절단면을 형성하게 된다.In order to form a cut surface for fixing the artificial knee joint in the treatment target area of the femur and tibia, a pin guide having a shape similar to that shown in the above patent document is seated on the treatment target area of the femur and tibia, and then a pin guide is provided The pin is inserted into the pin hole and fixed. After the pin is fixed, the pin guide is separated from the pin, and the cutting guide is mounted on the pin fixed to the bone, and the slot formed in the cutting guide. A cutting surface is formed by inserting a cutting tool into the (slot) part to perform bone cutting.
이 경우, 핀 가이드가 안착되는 대퇴골이나 경골 부분은 환자별로 뼈의 구조와 형태가 달리 형성되기 때문에 정형화된 형태의 핀 가이드를 사용하는 경우 대퇴골 또는 경골의 시술 대상 부위에 정확한 절단면의 위치를 설정하는 것이 불가능하다. 이 때문에, 종래에는 시술 대상 환자의 대퇴골 또는 경골의 영상을 획득하고 획득된 영상을 3D 이미지로 변환하여 대퇴골 또는 경골의 3D 이미지에 부합하는 핀 가이드의 3D 이미지를 형성하고 상기 핀 가이드의 3D 이미지에 따른 환자 맞춤형 핀 가이드를 제작하여 시술하게 됨으로써 환자의 대퇴골 및 경골의 형태에 적합한 정확한 절단면을 형성시킬 수 있도록 하였다.In this case, since the structure and shape of the bone on which the pin guide is seated is formed differently for each patient, if a standardized pin guide is used, it is necessary to set the exact position of the cut surface at the treatment target area of the femur or tibia. it is impossible For this reason, in the prior art, an image of the femur or tibia of the patient to be treated is acquired and the obtained image is converted into a 3D image to form a 3D image of the pin guide that matches the 3D image of the femur or tibia, and the 3D image of the pin guide By manufacturing and operating a pin guide customized for the patient, it was possible to form an accurate cut surface suitable for the shape of the patient's femur and tibia.
그러나, 상기와 같이 환자의 대퇴골 또는 경골의 3D 이미지를 통해 제작된 핀 가이드를 대퇴골 또는 경골의 시술 대상 부위에 안착시킨 후 핀을 삽입하여 대퇴골 또는 경골 부분에 핀을 결속시키는 과정에서 핀 가이드가 시술 대상 부위의 정확한 위치에 안착되지 못하게 될 경우 핀 가이드에 핀을 삽입하는 과정에서 핀 가이드가 움직일 수 있기 때문에 핀이 정확한 위치에 고정될 수 없다.However, as described above, the pin guide manufactured through the 3D image of the patient's femur or tibia is seated on the target site of the femur or tibia, and then a pin is inserted to bind the pin to the femur or tibia. If it cannot be seated in the correct position on the target site, the pin cannot be fixed in the correct position because the pin guide may move during the process of inserting the pin into the pin guide.
즉, 핀 가이드가 대퇴골 및 경골 표면에 안착되는 과정에서 골 부위의 근막이나 연부 조직 등에 의한 간섭이나 골 표면의 미끄러움 등으로 인해 핀 가이드가 대퇴골 및 경골의 정확한 위치에 정착되는 것이 어렵고, 이와 같이 핀 가이드가 설정된 위치에서 벗어나 틀어지거나 어긋나게 정착된 상태에서 핀을 고정시킨 경우에는 절단 가이드가 계획된 위치에서 틀어지게 되어 결국 대퇴골 또는 경골의 시술 대상 부위에 대한 정확한 절단작업이 수행될 수 없다는 문제점이 있었다.That is, it is difficult for the pin guide to be fixed at the correct position of the femur and tibia due to interference by the fascia or soft tissue in the bone area or the slippage of the bone surface during the process of seating the pin guide on the femur and tibia surfaces. If the pin guide is set out of a set position and the pin is fixed in a misaligned or misaligned state, the cutting guide is misaligned at the planned position, resulting in a problem that accurate cutting of the treatment target area of the femur or tibia cannot be performed. .
또한, 인공무릎관절 시술 시에는 무릎관절 부위의 피부를 절개한 후 슬개골을 외측 방향으로 외전(eversion)시킨 상태에서 대퇴골 및 경골의 시술 대상 부위에 핀 가이드를 안착시키게 되며, 이 과정에서 외전시킨 상태의 슬개골 건(tendon) 경로 위에 핀 가이드가 올라간 상태로 안착될 수밖에 없었기 때문에 슬개골 건과의 간섭이 발생되어 해당 골 표면에 대한 핀 가이드의 안정적인 장착이 어려운 문제가 있었다.In addition, in the case of artificial knee joint surgery, the pin guide is seated on the treatment target area of the femur and tibia in a state where the patella is abducted in the outward direction after incision of the skin of the knee joint area, and in this process, the pin guide is abducted Since the pin guide had to be seated on the patellar tendon path of the patellar tendon in a raised state, interference with the patellar tendon occurred, making it difficult to stably mount the pin guide on the bone surface.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 인공무릎관절 시술 시 핀 가이드의 일측에 구비된 정렬확인수단을 통해 핀 가이드가 대퇴골 또는 경골 부분의 계획된 위치에 정확하게 정착되었는지 여부를 손쉽고 빠르게 확인할 수 있는 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드를 제공하는 데에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the technical problem to be solved in the present invention is that the pin guide is positioned at the planned position of the femur or tibia through the alignment checking means provided on one side of the pin guide during artificial knee joint surgery. The purpose of this is to provide a patient-specific pin guide for total knee arthroplasty, including an anatomical theory-based lower extremity alignment check unit that can easily and quickly check whether or not it has been correctly settled in the knee joint.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 경골의 정착 대상면에 대한 밀착면 확보가 용이하도록 하여 매끄러운 골 표면에도 핀 가이드를 정확한 위치에 안정적으로 정착시킬 수 있도록 하는 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조를 제공하는 데에 있다.Another technical problem to be solved in the present invention is to check the lower extremity alignment based on anatomical theory that enables the pin guide to be stably fixed in the correct position even on a smooth bone surface by making it easy to secure a contact surface for the fixation target surface of the tibia. The purpose of this is to provide a patient-specific pin guide structure for total knee arthroplasty including buoyancy.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 인공무릎관절 시술시 핀 가이드와 슬개골 건 및 주변 조직과의 시술 간섭을 방지하여 핀 가이드의 안정적인 정착과 함께 원활한 시술을 도모할 수 있는 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조를 제공하는 데에 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is an anatomical theory-based method that can promote smooth operation with stable fixation of the pin guide by preventing the intervention of the pin guide and the patellar tendon and surrounding tissues during artificial knee joint surgery. The purpose of this is to provide a patient-customized pin guide structure for total knee arthroplasty including a lower extremity alignment check unit.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드는, 대퇴골에 고정을 위한 고정핀이 삽입되는 핀 삽입부와; 환자의 대퇴골 3D 이미지를 통해 얻어진 대퇴골의 과상간 축(Transepicondylar axis), 후과간 축(Posterior condylar axis), 외과적 상과 간 축(Surgical Transepicondylar axis) 중 어느 하나의 축과 평행한 라인을 형성하는 제1확인부와; 상기 대퇴골의 전후방 축(Whiteside’s line)과 평행한 라인을 형성하는 제2확인부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A patient-customized pin guide for total knee arthroplasty surgery including an anatomical theory-based lower extremity alignment check unit for solving the above technical problem includes: a pin insertion unit into which a fixing pin for fixing to the femur is inserted; Forming a line parallel to any one of the transepicondylar axis, posterior condylar axis, and surgical transepicondylar axis of the femur obtained through the 3D image of the patient's femur a first confirmation unit; It characterized in that it comprises a; a second confirmation portion forming a line parallel to the front and rear axis of the femur (Whiteside's line).
이때, 상기 제1확인부 및 제2확인부는 핀 가이드의 외면에 함몰 또는 융기된 형태로 형성될 수 있다.In this case, the first confirmation part and the second confirmation part may be formed in a recessed or raised shape on the outer surface of the pin guide.
바람직하게, 상기 핀 가이드는 상기 제1확인부 및 제2확인부가 상기 대퇴골의 외과적 상과 간 축 및 전후방 축과 각각 일치하는 위치에서 상기 고정핀을 통해 대퇴골에 고정될 수 있다.Preferably, the pin guide may be fixed to the femur through the fixing pins at positions in which the first and second confirmation units coincide with the surgical epigastric axis and the anteroposterior axis of the femur, respectively.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예 형태에 따른 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드는, 환자의 경골 3D 이미지를 통해 얻어진 경골의 상단부 표면과 접촉되는 상단 접촉부와; 상기 경골에 고정을 위한 고정핀이 삽입되는 핀 삽입부가 형성되며, 상기 경골의 측면부 표면과 접촉되는 측면 접촉부;를 포함하되, 상기 핀 삽입부의 중심축은 상기 경골의 관상면 또는 축상면에서 바라보았을 때 상기 경골의 회전축을 기준으로 상기 경골의 전후방향 중심선으로부터 상기 경골의 내측 방향으로 소정 각도 치우친 위치상에 배치되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the patient-customized pin guide for total knee arthroplasty surgery including the anatomical theory-based lower extremity alignment confirmation unit according to another embodiment of the present invention is in contact with the upper end surface of the tibia obtained through the patient's tibia 3D image. a top contact; A pin insertion portion into which a fixing pin is inserted for fixing to the tibia is formed, and a side contact portion in contact with the side surface of the tibia is included, wherein the central axis of the pin insertion portion is viewed from the coronal or axial plane of the tibia. It is characterized in that it is disposed on a position biased by a predetermined angle in the inner direction of the tibia from the front-rear center line of the tibia with respect to the rotation axis of the tibia.
여기서, 상기 측면 접촉부의 외면에는 핀 가이드의 정렬 상태를 확인하기 위한 정렬 확인 장치가 착탈 가능하게 결합될 수 있는 정렬확인용 결합구가 형성될 수 있다.Here, the outer surface of the side contact part may be formed with an alignment check coupling hole to which an alignment check device for checking the alignment state of the pin guide can be detachably coupled.
이때, 상기 정렬확인용 결합구의 전후방향 중심선은 상기 경골의 전후방향 중심선과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the front-rear center line of the alignment check coupler is arranged parallel to the front-rear center line of the tibia.
그리고, 상기 정렬 확인 장치는, 상기 정렬확인용 결합구에 착탈 가능하게 결합되는 결합부재와; 상기 결합부재와 결합되어 핀 가이드의 정렬상태를 확인할 수 있는 정렬확인용 로드;를 포함하여 구성될 수 있다.And, the alignment check device, the coupling member detachably coupled to the coupling hole for checking the alignment; It may be configured to include; an alignment check rod that is coupled to the coupling member to check the alignment state of the pin guide.
이 경우, 상기 정렬확인용 로드가 경골 결절 조면(Tibial Tuberosity)의 내측부 끝점과 족관절의 중심 혹은 두 번째 발가락을 지나가는 위치상에 배치될 때 상기 핀 가이드가 제대로 정착된 것으로 판단할 수 있다.In this case, it can be determined that the pin guide is properly fixed when the alignment check rod is disposed on a position passing the medial end point of the tibial tuberosity and the center of the ankle joint or the second toe.
또한, 상기 핀 가이드는 상기 측면 접촉부로부터 상기 경골의 내측 방향을 향해 연장 형성되며 상기 경골의 내측 경골간 표면에 접촉하여 지지되는 측면 지지부를 더 포함할 수 있다.In addition, the pin guide may further include a side support portion extending from the side contact portion toward the inner side of the tibia and supported in contact with the inner intertibial surface of the tibia.
이 경우, 상기 측면 지지부는 상기 경골의 내측 경골간 상측에 위치하는 골극(Osteophyte) 표면과 접촉하여 지지될 수 있다.In this case, the side support portion may be supported in contact with the surface of the osteophyte located on the upper side of the inner tibia of the tibia.
상기한 본 발명의 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조에 따르면, 핀 가이드부의 외부면에 환자의 대퇴골 3D 이미지를 통해 얻어진 대퇴골의 과상간 축(Transepicondylar axis), 후과간 축(Posterior condylar axis), 외과적 상과 간 축(Surgical Transepicondylar axis) 중 어느 하나의 축과 평행한 라인을 형성하는 제1확인부와, 대퇴골의 전후방 축(Whiteside’s line)과 평행한 라인을 형성하는 제2확인부를 형성함으로써, 핀 가이드를 대퇴골의 시술 대상 부위에 안착시킨 상태에서 상기 제1확인부 및 제2확인부와 대퇴골의 해부학적 지표가 일치하는지 여부를 확인하여 핀 가이드가 대퇴골의 계획된 위치에 정확하게 정렬되어 정착되었는지 여부를 손쉽고 빠르게 확인할 수 있다. 이에 따라 환자 개개인에 맞는 골 절삭을 가능케 하는 핀의 정확한 고정 위치를 확보할 수 있게 되어 보다 빠르고 정확한 시술이 가능하다는 장점이 있다.According to the patient-customized pin guide structure for total knee arthroplasty surgery including the lower extremity alignment confirmation unit based on the anatomical theory of the present invention, the intercondylar axis of the femur ( Transepicondylar axis), the posterior condylar axis, the surgical transepicondylar axis (Surgical Transepicondylar axis) and the first confirmation portion forming a line parallel to any one of the axis, the anterior-posterior axis of the femur (Whiteside's line) By forming a second confirmation part that forms a line parallel to It is easy and quick to check whether the pin guide is correctly aligned and anchored in the planned position of the femur. Accordingly, it is possible to secure the precise fixing position of the pin that enables bone cutting for each patient, which has the advantage of enabling faster and more accurate treatment.
또한, 환자의 경골 3D 이미지를 통해 얻어진 경골의 상단부 표면과 접촉되는 상단 접촉부와, 고정핀이 삽입되는 핀 삽입부가 형성되어 경골의 측면부 표면과 접촉되는 측면 접촉부를 포함하는 경골용 핀 가이드 구조에 있어서, 상기 핀 삽입부의 중심축이 경골의 관상면 또는 축상면에서 바라보았을 때 경골의 전후방향 중심선으로부터 경골의 내측 방향으로 일정 각도 치우친 위치상에 배치되도록 형성함으로써, 핀 가이드의 정착 과정에서 상기 핀 삽입부가 외전된 상태의 슬개골 건 및 주변 조직 부분과 간섭되지 않기 때문에 기존의 핀 가이드 구조와 비교하여 동일한 수준의 절단면은 확보할 수 있으면서 골 표면에 대한 핀 가이드의 정착이 더 안정적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다.In addition, in a pin guide structure for tibia comprising an upper contact portion in contact with the upper end surface of the tibia obtained through a 3D image of the patient's tibia, and a side contact portion in which a pin insertion portion into which a fixing pin is inserted is formed and is in contact with the side surface of the tibia , By forming the central axis of the pin insertion part to be disposed on a position that is biased at a certain angle in the inner direction of the tibia from the front-rear center line of the tibia when viewed from the coronal or axial plane of the tibia, the pin insertion process in the fixing process of the pin guide Compared to the existing pin guide structure, the same level of cut surface can be secured, and the pin guide can be fixed more stably on the bone surface because it does not interfere with the patellar tendon and surrounding tissue in an abducted state. have.
특히, 일반 시술에 비해 피부를 최소로 절개하여 시술하는 최소 침습 수술법(Minimal-Invasive Surgery)으로 시술을 진행하는 경우에도 핀 가이드가 경골 내측의 경골간과 골극 부분에 안정적으로 안착하면서, 외측부는 절개부와 슬개골 건에 밀려 방해가 되지 않을 정도로 띄워두기 때문에 피부를 더 절개를 하지 않더라도 계획한 대로 핀 가이드를 위치시키는 것이 가능해지기 때문에 최소 침습 수술법에 매우 적합한 핀 가이드 구조를 제공할 수 있고, 최소 침습 수술법에 따른 원활한 수술이 가능하여 환자의 빠른 회복도 가능하다는 장점이 있다.In particular, even when the procedure is performed with Minimal-Invasive Surgery, in which the skin is operated through a minimal incision compared to general procedures, the pin guide is stably seated in the tibia and osteophytes on the inner side of the tibia, and the outer part is the incision. Since the pin guide is placed so that it is not disturbed by the pressure of the patella tendon and the patellar tendon, it is possible to position the pin guide as planned without further incision of the skin. It has the advantage of enabling a smooth operation and allowing the patient to recover quickly.
또한, 핀 가이드의 측면 접촉부 외면에 정렬 확인 장치를 장착시켜 핀 가이드 및 핀의 정렬상태를 확인할 수 있는 정렬확인용 결합구가 형성됨으로써, 상기 정렬확인용 결합구에 정렬 확인 장치를 장착시킨 상태에서 정렬확인용 로드가 경골 결절 조면(Tibial Tuberosity)의 내측부 끝점과 족관절의 중심 혹은 두 번째 발가락을 지나가는 위치에 있는지 여부만을 확인하여 핀 가이드 및 핀의 정렬상태를 직관적으로 빠르고 손쉽게 확인할 수 있는 장점이 있다.In addition, by mounting an alignment check device on the outer surface of the side contact portion of the pin guide to form an alignment check coupling hole that can check the alignment state of the pin guide and the pin, in a state where the alignment check device is mounted on the alignment check coupling hole It has the advantage of intuitively and quickly and easily checking the alignment of the pin guide and pins by only checking whether the alignment check rod is at the position passing the medial end point of the tibial tuberosity and the center of the ankle joint or the second toe. .
또한, 핀 가이드의 측면 지지부가 경골의 골극(Osteophyte) 표면과 그 하부 에 위치한 경골의 내측 경골간 표면 부분과 접촉하여 지지되는 구조로 형성되기 때문에, 3차원 이미지로 재건시 비교적 복원율이 좋은 내측 경골간과 골극 부분을 정착면으로 이용하게 됨으로써 미끄러운 골 표면에도 핀 가이드를 안정적으로 정착시킬 수 있다.In addition, since the side support part of the pin guide is formed in a structure that is supported in contact with the surface of the osteophyte of the tibia and the medial intertibial surface of the tibia located below it, the medial tibia with a relatively good recovery rate when reconstructed as a three-dimensional image By using the liver and osteophyte as the fixation surface, the pin guide can be stably fixed even on the slippery surface of the bone.
아울러, CT 촬영으로 잘 인식되지 않는 주변 조직이나 결손 등이 비교적 적어 실제의 경골 형태와 유사하게 복원될 수 있는 경골의 골극 하부 부분의 내측면에 측면 지지부가 안정적으로 접촉하여 지지력을 발휘할 수 있기 때문에 측면 지지부가 경골의 다른 부위에 접촉할 때보다 우수한 정착력을 가지면서 더욱 안정적으로 정착될 수 있다. 아울러, 핀 가이드가 경골 부분에 고정된 상태에서는 경골의 내측 골극 하부에서 경골의 표면과 추가적인 접촉상태를 유지하고 있는 측면 지지부 구조에 의해 핀 가이드가 내,외측 방향(수평방향)으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.In addition, since there are relatively few peripheral tissues or defects that are not well recognized by CT scan, the side support part can stably contact the inner surface of the lower part of the osteophyte of the tibia, which can be restored similarly to the shape of the actual tibia, thereby exerting support. When the side support part contacts other parts of the tibia, it can be fixed more stably while having superior anchoring force. In addition, in a state in which the pin guide is fixed to the tibia, rotation of the pin guide in the inward and outward directions (horizontal direction) is prevented by the lateral support structure that maintains additional contact with the surface of the tibia under the medial ossicle of the tibia. can do.
도 1은 인체의 대퇴골과 경골이 만나는 무릎관절 부위를 나타낸 3D 이미지.
도 2는 인공무릎관절 시술 시 슬개골을 외전시킨 상태에서 대퇴골 및 경골 부분에 각각 핀 가이드를 안착시키는 모습을 보여주는 사진.
도 3은 대퇴골 및 경골을 각각 관상면의 전방 측에서 바라본 이미지.
도 4는 대퇴골의 원위부에서 축상면 상부 측을 향해 바라본 이미지.
도 5는 본 발명에 따른 대퇴골에 안착되는 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조를 보여주는 사시도.
도 6은 도 5의 핀 가이드를 전방 측에서 바라본 정면 사시도.
도 7은 본 발명의 핀 가이드가 대퇴골에 안착된 모습을 보여주는 이미지.
도 8은 핀 가이드가 대퇴골에 잘못 안착된 모습을 예시한 이미지.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 경골에 안착되는 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조를 보여주는 사시도.
도 12는 핀 가이드가 경골 부분에 안착된 모습을 관상면 전방 측에서 바라본 단면 이미지.
도 13은 핀 가이드가 경골 부분에 안착된 모습을 축상면 상부 측에서 바라본 이미지.
도 14는 핀 가이드가 무릎관절의 절개된 피부 내측으로 삽입되어 경골 부분에 장착된 모습을 보여주는 도면.
도 15는 도 14를 측면에서 바라본 모습을 보여주는 도면.
도 16은 핀 가이드의 내면과 접촉되는 경골의 접촉 표면 부분을 보여주는 도면.
도 17은 기존 핀 가이드를 통해 고정핀을 경골에 고정시킨 이후에 절단 가이드와 정렬 확인 장치를 장착한 모습을 보여주는 도면.
도 18은 본 발명의 핀 가이드를 통해 고정핀을 고정시킨 이후에 절단 가이드와 정렬 확인 장치를 장착한 모습을 보여주는 도면.
도 19 및 도 20은 본 발명의 핀 가이드를 경골 부분에 고정시킨 이후에 정렬 확인 장치를 결합하여 핀 가이드의 정렬상태를 확인하는 모습을 예시하는 도면.1 is a 3D image showing the knee joint area where the femur and tibia of the human body meet.
2 is a photograph showing a state in which the pin guide is seated on the femur and tibia, respectively, in a state in which the patella is abducted during an artificial knee joint operation.
Figure 3 is an image of the femur and the tibia, respectively, viewed from the anterior side of the coronal plane.
Figure 4 is an image viewed from the distal portion of the femur toward the upper side of the axial plane.
5 is a perspective view showing a patient-customized pin guide structure for total knee arthroplasty to be seated on the femur according to the present invention;
Figure 6 is a front perspective view of the pin guide of Figure 5 viewed from the front side.
7 is an image showing a state in which the pin guide of the present invention is seated on the femur.
8 is an image illustrating a state in which the pin guide is incorrectly seated on the femur.
9 to 11 are perspective views showing a patient-specific pin guide structure for total knee arthroplasty to be seated on the tibia according to the present invention.
12 is a cross-sectional image of the pin guide seated on the tibia as viewed from the front side of the coronal plane.
13 is an image of the pin guide seated on the tibia as viewed from the upper side of the axial plane.
14 is a view showing a state in which the pin guide is inserted into the skin incised at the knee joint and mounted on the tibia;
FIG. 15 is a view showing a state in which FIG. 14 is viewed from the side;
16 is a view showing a portion of the contact surface of the tibia in contact with the inner surface of the pin guide.
17 is a view showing a state in which the cutting guide and the alignment check device are mounted after the fixing pin is fixed to the tibia through the existing pin guide.
18 is a view showing a state in which the cutting guide and the alignment check device are mounted after the fixing pin is fixed through the pin guide of the present invention.
19 and 20 are views illustrating a state of confirming the alignment state of the pin guide by combining the alignment check device after fixing the pin guide of the present invention to the tibia.
아래에서는 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 국한되지 않는다. 또한, 상세한 설명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미함을 밝혀둔다.However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, it should be noted that parts denoted by the same reference numerals throughout the detailed description mean the same components.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a patient-customized pin guide structure for total knee arthroplasty including an anatomical theory-based lower extremity alignment confirmation unit according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1은 인체의 대퇴골과 경골이 만나는 무릎관절 부위를 보여주는 3D 이미지로서, 무릎관절을 형성하는 무릎 윗부분을 구성하는 대퇴골(10)과, 무릎 아랫부분을 구성하는 경골(20)과, 무릎 위를 덮고 있는 뼈인 슬개골(30)로 구성되고, 슬개골 건(patella tendon; 40)이 슬개골(30)의 하방에서 경골(20)의 상부 결절 조면 부분에 부착된 형상을 갖는다.First, FIG. 1 is a 3D image showing a knee joint region where the femur and tibia meet. The
그리고, 도 2는 인공무릎관절 시술 시 무릎관절 부위의 피부를 절개하여 슬개골(30)을 외전(eversion)시킨 상태에서 환자 맞춤형 핀 가이드(PSI; Patient Specific Instrument)를 대퇴골(10)의 하단부와 경골(20)의 상단부 부분에 각각 부착시킨 모습을 예시한 사진으로, (a)는 대퇴골용 핀 가이드(100)가 대퇴골(10)의 하단부 부분에 정착된 모습이고, (b)는 경골용 핀 가이드(200)가 경골(20)의 상단부에 정착된 후, 결합부재(410)를 통해 정렬 확인 장치(400)를 결합시켜 정렬확인용 로드(420)로 핀 가이드의 정렬상태를 확인하는 모습을 보여주고 있다.And, Figure 2 shows a patient-specific pin guide (PSI; Patient Specific Instrument) in a state in which the
도 2의 사진에서 보는 바와 같이 무릎관절 시술 시에는 무릎관절 부위의 피부를 절개한 후 슬개골(30)을 외측 방향으로 외전시키게 되는데, 이 경우 슬개골(30)은 대퇴골(10) 및 경골(20)의 외측에 얹어진 듯한 모양새를 갖게 된다. 이 상태에서 대퇴골(10)의 하단부와 경골(20)의 상단부에 각각 핀 가이드(100,200)를 안착시킨 후, 핀 가이드(100,200)에 형성된 핀 홀 부분에 핀을 삽입하여 대퇴골(10)과 경골(20) 부분에 각각 고정시키게 된다. 이 경우, 대퇴골(10)과 경골(20)의 시술 대상 부위는 서로 형상이 다르기 때문에 각 시술 부위 형상에 맞는 핀 가이드(100, 200) 구조가 적용될 수 있다.As shown in the photo of FIG. 2 , in the case of knee joint surgery, the
그러나, 상기 핀 가이드(100, 200)를 대퇴골(10) 및 경골(20) 부분에 각각 안착시켜 핀을 고정하게 되는 경우, 기존의 핀 가이드(PSI) 구조에서는 골 표면에 핀가이드(PSI)를 안착시킬 때 다소 미끄러운 골 표면 때문에 핀 가이드를 안정적으로 정착시키는 것이 어렵고, 핀 가이드(PSI)가 안착된 상태에서도 계획된 위치에 정확히 안착이 되었는지 여부를 확인하는 작업이 매우 어렵다. 또한, 핀 가이드(PSI)의 안착시 슬개골 건(40)이 위치한 경로상에 핀 가이드 부분이 접촉하여 간섭이 이루어지게 됨으로써 핀 가이드가 안착 대상 위치의 골 표면에 안정적으로 정착되지 못하여 핀이 계획된 위치에 정확히 고정되지 못하게 됨으로써 시술의 신뢰성을 저하시키게 되는 문제가 있다.However, when the pin guides 100 and 200 are respectively seated on the
이와 같은 기존 기술의 문제점을 개선하고자 본 발명에서는 인공무릎관절 시술 시 대퇴골(10) 및 경골(20) 부분에 안착되는 핀 가이드(PSI) 부분에 환자 개개인이 가지고 있는 해부학적 지표를 근거로 핀 가이드(PSI)가 골 표면의 정확한 위치에 안착되었는지 여부를 직관적으로 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 정렬확인수단이 구비됨으로써, 상기 정렬확인수단을 통해 핀 가이드가 시술대상 골 표면에 정확하게 안착되었는지 여부를 빠르고 간편하게 판단 및 확인할 수 있고, 이를 통해 보다 빠르고 정확한 시술이 이루어지도록 할 수 있는 환자 맞춤형 핀 가이드 구조를 제공한다. 또한, 본 발명은 인공무릎관절 시술 시 외전된 상태의 슬개골 건(40) 및 주변 조직과 핀 가이드(PSI) 간의 간섭이 이루어지지 않으면서 핀 가이드(PSI)가 골 표면의 정확한 목표 위치에 안정적으로 안착될 수 있도록 하는 가이드 핀의 구조를 제공한다.In order to improve the problems of the existing technology, in the present invention, the pin guide (PSI) portion that is seated on the
먼저, 대퇴골(10) 부분에 안착되는 본 발명의 핀 가이드(100) 구조를 구체적으로 설명하면, 일반적인 인공무릎관절 시술 과정에서 대퇴골(10)은 관상면(Coronal plane)에서 볼 때 원위부(Distal), 시상면(Sagittal plane)에서 볼 때 전방부(Anterior)와 후방부(Posterior), 그리고 회전 정렬에 따라 골 절삭이 이루어지며, 회전 정렬을 정할 때에는 해부학적 지표를 근거로 정해진다.First, the structure of the
도 3은 대퇴골(10) 및 경골(20)을 각각 관상면의 전방 측에서 바라보았을 때의 모습을 나타낸 것이고, 도 4는 대퇴골(10)의 원위부에서 축상면(Transverse plane) 방향으로 바라본 모습을 나타낸 것이다.3 shows the
일반적으로, 대퇴골(10)의 역학적 축(Femur mechanical axis)은 해부학적 축(Femur anatomical axis)과 일정 각도 기울어져 있으며, 대퇴골(10)의 관상면(Coronal plane) 방향에서는 대퇴골(10)의 원위부를 역학적 축에 직각으로 절삭하게 되고, 대퇴골(10)의 축상면(Transverse plane) 방향에서는 외회전을 정해 절삭하게 된다. 이 경우 대퇴골(10)에서의 외회전 양은 슬개골의 궤적, 굴곡 시 내외측 균형, 그리고 신전과 굴곡의 축과 연관이 있기 때문에 매우 중요한 요소이다.In general, the mechanical axis of the femur 10 (Femur mechanical axis) is inclined at a certain angle with the anatomical axis, and in the coronal plane direction of the
대퇴골(10)에서 외회전을 정하는 통상적인 방법으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 크게 과상간 축(Transepicondylar axis)으로 정하는 방법, 후과간 축(Posterior condylar axis)으로 정하는 방법, 전후방 축(Whiteside’s line)으로 정하는 방법, 외과적 상과 간 축(Surgical Transepicondylar axis)으로 정하는 방법 등으로 구분될 수 있다.As a conventional method for determining external rotation in the
본 발명에 따른 대퇴골용 맞춤형 핀 가이드(PSI) 구조에서는 상기에 열거한 대퇴골(10)의 해부학적 지표에 근거하여 핀 가이드가 대퇴골(10)의 시술 대상 부위에 정확하게 안착되었는지 여부를 직관적으로 손쉽게 확인할 수 있도록 함으로써,환자 개개인에 맞는 골 절삭이 가능하도록 고정핀의 고정 위치를 정확하게 설정하도록 도와줄 수 있는 정렬확인수단을 구비하고 있다.In the structure of the customized pin guide (PSI) for the femur according to the present invention, it can be intuitively and easily checked whether the pin guide is accurately seated on the treatment target site of the
도 5 및 도 6에는 대퇴골 부분에 적용되는 본 발명에 따른 인공무릎관절 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드 구조가 나타나 있다.5 and 6 show a patient-customized pin guide structure for artificial knee joint surgery according to the present invention applied to the femur.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 다른 대퇴골 안착용 환자 맞춤형 핀 가이드(100)는, 대퇴골(10)의 원위부(distal) 측에 안착되어 대퇴골(10)의 원위부 하면 부분과 접촉되는 하면 접촉부(110)와, 원위부의 전면 부분과 접촉되는 전면 접촉부(120)를 포함한다.5 and 6, the patient-customized
하면 접촉부(110)는 대퇴골(10)의 원위부 하면 측에 위치하여 원위부 하면의 일부분과 맞닿아 접촉되고, 전면 접촉부(120)는 하면 접촉부(110)의 일측으로부터 절곡 연장되어 원위부 전면의 일부분과 맞닿아 접촉된다. 그리고, 하면 접촉부(110) 및 전면 접촉부(120)의 외면에는 각각 고정핀(60)이 삽입될 수 있도록 핀 삽입부(112,122)가 형성된다.The lower
이때, 하면 접촉부(110)의 외면에는 환자 개개인이 가지고 있는 대퇴골(10)의 해부학적 지표에 근거하여 핀 가이드(100)가 대퇴골(10)의 시술 대상 부위에 안착되어 계획된 위치에 정확하게 정렬되어 있는지의 여부를 확인할 수 있도록 정렬확인수단이 구비된다.At this time, on the outer surface of the
구체적으로, 하면 접촉부(110)에 형성되는 정렬확인수단은, 도 4에 도시된 대퇴골(10)의 형상에서 보는 바와 같은 환자 개개인의 대퇴골(10) 3D 이미지를 통해 얻어진 대퇴골(10)의 과상간 축(Transepicondylar axis; TEA), 후과간 축(Posterior condylar axis; PCA), 외과적 상과 간 축(Surgical Transepicondylar axis; sTEA) 중 어느 특정한 하나의 축과 평행한 라인을 형성하며 상기 특정한 하나의 축과 정렬상태가 일치하는지 여부를 확인할 수 있는 제1확인부(114)와, 대퇴골(10)의 전후방 축(Whiteside’s line; WL)과 평행한 라인을 형성하며 상기 전후방 축(WL)과 정렬상태가 일치하는지 여부를 확인할 수 있는 제2확인부(124)를 포함한다.Specifically, the alignment confirmation means formed on the lower
이 경우, 상기 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)는 하면 접촉부(110)의 외면에 함몰 또는 융기되는 직선형 라인(line) 형태로 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)가 직선형 라인 형태로 각인(함몰)된 구조가 그 일 예로서 나타나 있다.In this case, the
그리고, 상기 제1확인부(114)와 상호 간의 정렬상태를 비교하게 되는 대퇴골(10)의 과상간 축(TEA), 후과간 축(PCA), 외과적 상과 간 축(sTEA) 등의 해부학적 지표들은 시술자(의사)에 의해 선택 가능한 지표들로서, 시술자의 시술 성향에 따라 상기 여러 해부학적 지표들 중 어느 하나가 선택될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 핀 가이드(100) 구조에서는 제1확인부(114)를 외과적 상과 간 축(sTEA)과 평행을 이루도록 하면 접촉부(110) 외면에 각인된 형태로 형성한 구조가 일 예로서 나타나 있다.And, the anatomy of the intercondylar axis (TEA), the posterocondylar axis (PCA), and the surgical epicondylar axis (sTEA) of the
이와 같이, 핀 가이드(100)의 하면 접촉부(110) 외면에 외과적 상과 간 축(sTEA)과 평행을 이루는 제1확인부(114)와, 전후방 축(WL)과 평행을 이루는 제2확인부(124)로 구성되는 정렬확인수단을 구비하게 됨으로써, 인공무릎관절 시술 시 핀 가이드(100)를 대퇴골(10)의 원위부 시술 대상 부위에 안착시킨 상태에서 상기하면 접촉부(110) 외면에 형성된 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)가 대퇴골(10)의 외과적 상과 간 축(sTEA) 및 전후방 축(WL)과 각각 일치하는지 여부를 확인하여 핀 가이드(100)가 제대로 정착되었지 여부를 직관적으로 손쉽게 확인할 수 있다.In this way, the
도 7은 본 발명의 핀 가이드(100)가 대퇴골(10) 부분에 제대로 안착되었을 때의 모습을 예시한 것으로서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 핀 가이드(100)가 대퇴골(10) 부분에 제대로 안착된 상태에서는 제1확인부(114)가 대퇴골(10)의 외과적 상과 간 축(sTEA)과, 그리고 제2확인부(124)가 전후방 축(WL)과 각각 일치하게 된다.7 is an illustration of a state when the
이와 같이, 하면 접촉부(110)에 형성된 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)가 외과적 상과 간 축(sTEA) 및 전후방 축(WL)과 각각 일치되어 핀 가이드(100)가 제대로 안착된 것으로 확인된 이후에는 그 안착된 위치에서 각각의 핀 삽입부(112,122)에 고정핀(60)을 삽입하여 대퇴골(10)에 고정핀(60)의 고정 작업을 수행하게 된다.In this way, the
참고로, 도 8에는 본 발명의 핀 가이드(100)가 대퇴골(10) 부분에 제대로 안착되지 못하였을 때의 모습이 나타나 있다. 도 8에서 보는 것과 같이 핀 가이드(100)가 대퇴골(10) 부분의 계획된 위치에 제대로 안착되지 못했을 경우에는 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)가 외과적 상과 간 축(sTEA) 및 전후방 축(WL)과 각각 일치되지 않고 틀어진 상태가 된다. 따라서, 시술자는 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)가 외과적 상과 간 축(sTEA) 및 전후방 축(WL)과 각각 일치하는 위치로 핀 가이드(100)의 위치 조정 작업을 간편하게 수행할 수 있다.For reference, FIG. 8 shows a state when the
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 대퇴골용 핀 가이드(100)는 매끄러운 골 표면으로 인해 핀 가이드의 안정적인 정착이 어려운 상황에서도 환자 개개인의 대퇴골(10) 3D 이미지를 통해 얻어진 대퇴골(10)의 해부학적 지표들을 활용하여 핀 가이드(100) 외면에 구비된 제1확인부(114) 및 제2확인부(124)와 일치하는지 여부를 비교하는 간단한 작업만으로 핀 가이드(100)의 정렬 상태를 손쉽게 확인 및 수정할 수 있기 때문에, 기존의 일반적인 핀 가이드보다 한층 빠르고 정확한 시술이 가능하게 되는 이점이 있다.As described above, the
한편, 도 9 내지 도 11에는 경골(20) 부분에 적용되는 본 발명에 따른 환자 맞춤형 핀 가이드(200) 구조가 도시되어 있다.On the other hand, the structure of the patient-customized
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 경골용 환자 맞춤형 핀 가이드(200) 구조는, 환자의 경골(20) 3D 이미지를 통해 얻어진 경골(20)의 상단부 표면과 접촉되는 상단 접촉부(210)와, 경골(20)에 고정을 위한 고정핀(60)이 삽입되는 핀 삽입부(223)가 형성되어 경골(20)의 측면부 표면과 접촉되는 측면 접촉부(220)를 포함하여 구성된다.9 to 11, the structure of the patient-customized
상단 접촉부(210)는 경골(20)의 고평부(Tibial Plateau) 안착면과 접촉하는 부분으로서, 경골(20)의 내측 상단부 표면과 접촉되는 제1접촉부(212)와, 경골(20)의 외측 상단부 표면과 접촉되는 제2접촉부(214)로 구성되고, 상기 제1접촉부(212)와 제2접촉부(214) 중 어느 한쪽의 접촉면에는 경골(20) 상단부의 소실된 연골을 보상할 수 있는 복수의 돌기부(216)가 형성된 구조를 갖는다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는 제2접촉부(214)의 접촉면(215) 부분에 돌기부(216)가 형성된 구조가 일 예로서 나타나 있다.The
상기 제2접촉부(214)의 접촉면(115) 상에 형성되는 복수의 돌기부(216)는 원통 모양을 가지며 하방으로 돌출된 형태로 형성된다. 이 경우, 연골이 소실된 부위의 상태에 따라 돌기부(216)의 개수, 배열 상태, 돌출 폭 등을 달리하여 형성할 수 있는데, 바람직하게는 상기 돌기부(216)의 돌출 폭을 0.5mm~1mm 범위 내의 돌출 폭을 갖도록 형성할 수 있다.The plurality of
그리고, 돌기부(216)가 형성되지 않은 제1접촉부(212)의 접촉면(213)은 경골(20)의 내측 상단부에 남아있는 연골의 두께만큼 경골(20) 상단부 표면으로부터 이격된 형태를 갖도록 형성될 수 있다.And, the
이와 같이, 경골(20) 고평부 외측부에 0.5~1mm 정도의 돌출 폭을 갖는 원통 모양의 복수의 돌기부(216)가 형성됨에 따라 상기 복수의 돌기부(216)를 통해 소실된 연골 부분을 보상할 수 있고, 내측부에는 0.5~1mm 정도의 소실되지 않고 남아 있는 연골 두께를 고려하여 경골(20) 고평부 내측부에 접촉되는 제1접촉부(212)의 접촉면(213)을 연골의 두께만큼 유격을 줌으로써 보상할 수 있다.In this way, as a plurality of
또한, 측면 접촉부(220)의 안쪽에는 경골(20)에 안착시 경골(20)의 표면으로부터 일정 거리 이격되어 내부에 단차진 형태의 이격 공간(222)을 형성할 수 있는 이격부(221)가 형성된다.In addition, when seated on the
상기 이격부(221)는 경골(20)의 상부측 측면부 표면과 접촉되는 측면 접촉부(220)의 접촉면(225)을 기준으로 경골(20)의 측면부 표면의 바깥쪽 방향을 향하여 일정거리(E) 이격된 위치에 위치하도록 형성됨으로써 측면 접촉부(220)의 접촉면(225)의 일부분에 단차진 형태의 내부 공간(222)이 형성되도록 마련한 것이다.The
이 경우, 상기 이격부(221)는 경골(20) 결절 조면의 내측부에서부터 외측부를 포함하는 부분의 연부조직을 포함하는 슬개골 건(40)의 두께를 고려하여 측면 접촉부(220)의 접촉면(225)을 기준으로 5mm만큼 안쪽으로 이격된 위치에 형성될 수 있다.In this case, in consideration of the thickness of the
이때, 상기 이격부(221)의 이격 치수와 관련된 데이터는 핀 가이드(200)의 제작시 경골(20)의 3D 모델의 표면 데이터를 기반으로 생성될 수 있으며, 예를 들어 경골(20)의 표면과 핀 가이드(200)의 이격부(221) 사이의 간격이 7~10mm 정도 이격되도록 설정할 수 있고, 측면 접촉부(220)에 있어서 외측에 구비된 핀 삽입부(223)를 제외한 이격부(221) 부분의 두께는 14~16mm 정도로 설정될 수 있다.In this case, the data related to the separation dimension of the
이와 같이 측면 접촉부(220)의 접촉면(225) 안쪽에 마련된 이격부(221)에 의해 핀 가이드(200)의 안쪽 부분에는 슬개골 건(40)이 지나갈 수 있는 충분한 크기를 갖는 단차진 형태의 이격된 공간(222)이 형성될 수 있기 때문에, 인공무릎관절 시술시 핀 가이드(200)를 경골(20)의 상부에 안착시켰을 경우 상기 이격부(221)에 의해 형성된 공간(222)에 의해 슬개골 건(40)과 간섭되지 않고서 경골(20) 상부에 안정적으로 정착될 수 있다.In this way, the inner portion of the
한편, 측면 접촉부(220)의 외면에는 핀 가이드(200)가 경골(20) 상부의 정착 대상 위치에 완전히 정착된 상태에서 고정핀(60)을 삽입할 수 있는 한 쌍의 핀 삽입부(223)가 형성된다.On the other hand, on the outer surface of the
이 경우, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조에서는 기존의 핀 가이드 구조와 달리 인공무릎관절 시술 시 경골(20)의 외측 방향으로 슬개골(30)이 외전된 상태로 시술이 이루어지는 것을 고려하여 외전된 상태의 슬개골 건(40) 및 주변 조직과의 간섭을 회피할 수 있도록 핀 삽입부(223)가 경골(20)의 내측 방향으로 일정 각도 치우친 위치상에 배치된다.In this case, in the structure of the
즉, 기존의 핀 가이드 구조는 경골(20)에 안착된 상태에서 핀 삽입부가 경골(20)의 회전축을 기준으로 상기 경골(20)의 전후방향 중심선(C1)과 평행을 이루도록 형성되었지만, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조는 도 11 및 도 13에서 보는 것과 같이 경골(20)에 안착된 핀 가이드(200)를 경골(20)의 관상면(Coronal plane) 또는 축상면(Transverse plane)에서 바라보았을 때 핀 삽입부(223)의 중심축(C2)이 경골(20)의 전후방향 중심선(C1)으로부터 경골(20)의 내측 방향으로 일정 각도 치우친 위치상에 배치된다.That is, in the conventional pin guide structure, the pin insertion part is formed to be parallel to the anteroposterior center line C1 of the
이와 같이 핀 가이드(200)의 측면 접촉부(220) 외면에 형성되는 핀 삽입부(223)가 경골(20)의 내측 방향을 향해 일정 각도 틀어진 형태로 배치됨에 따라, 경골(20) 상부에 핀 가이드(200)의 안착이 완료된 후 고정핀(60)을 삽입할 때, 도 13에 나타낸 바와 같이 고정핀(60)이 경골(20)의 내측 방향에서 경골(20)의 중심부 방향을 향해 삽입되어 고정될 수 있고, 경골(20) 상부의 절단면은 기존의 핀 가이드를 적용했을 때와 동일하게 유지되면서 핀 삽입부(223)가 외전된 상태의 슬개골 건 및 주변 조직 부분과 간섭되지 않아 경골(20) 부분에 핀 가이드(200)의 정착이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.As described above, as the
또한, 일반적인 인공무릎관절 시술에서는 피부를 약 12-15cm 정도 절개하여 시술하게 되는데, 최근에 많이 적용하고 있는 최소 침습 수술법(Minimal -Invasive Surgery)의 경우 피부를 7-9cm 정도의 최소 크기로 절개하여 시술하게 된다. 이와 같이, 최소 침습 수술법을 적용하여 인공무릎관절 시술을 진행하는 경우에는 피부의 절개가 적기 때문에 핀 삽입부의 중심축이 경골의 전후방향 중심선과 평행한 구조를 가지고 있는 기존의 핀 가이드 구조로는 핀 가이드의 원활한 안착 작업이 어렵다는 단점이 있다.In addition, in general artificial knee joint surgery, the skin is incised by about 12-15 cm. In the case of Minimal-Invasive Surgery, which has been widely applied recently, the skin is incised to a minimum size of about 7-9 cm. will be treated As such, in the case of performing a knee arthroplasty by applying the minimally invasive surgical method, since the incision of the skin is small, the pin guide structure has a structure in which the central axis of the pin insertion part is parallel to the anteroposterior center line of the tibia. There is a disadvantage in that it is difficult to smoothly seat the guide.
그러나, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조에서는 핀 삽입부(223)가 경골의 내측 방향을 향해 일정각도(θ) 틀어진 형태로 배치되기 때문에, 일반 시술에 비해 무릎관절 피부를 최소로 절개하는 최소 침습 수술법(Minimal-Invasive Surgery)으로 시술을 진행하는 경우에도 핀 가이드(200)의 안착이 한층 용이하게 이루어질 수 있다. However, in the structure of the
즉, 최소 침습 수술법으로 시술을 진행하는 경우, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이 핀 가이드(200)의 단차진 형태의 이격 공간(222) 내부로 슬개골 건(40)이 지나가기 때문에 슬개골 건(40) 및 주변조직에 핀 가이드(200)가 간섭받지 않고 경골(20)의 시술 대상 부위에 안정적으로 안착될 수 있고, 내측 방향으로 틀어져 있는 핀 삽입부(223)가 절개부와 외전된 상태의 슬개골 건(40)에 밀려 방해가 되지 않을 정도로 내측 방향으로 이격되어 있기 때문에 피부를 더 절개를 하지 않더라도 계획한 대로 핀 가이드(200)를 위치시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 본 발명은 최소 침습 수술법에 매우 적합한 핀 가이드(200) 구조를 제공할 수 있고, 최소 침습 수술법을 적용한 원활한 시술이 가능하여 환자의 빠른 회복도 가능하다는 장점이 있다.That is, in the case of a minimally invasive surgical procedure, as shown in FIGS. 14 and 15, the
한편, 본 발명의 핀 가이드(200)를 이용하여 인공무릎관절을 시술하는 경우에는 핀 가이드(200)와의 밀착면 확보가 용이한 경골(20)의 특정 부분에 핀 가이드(200)가 접촉하여 안착될 수 있도록 하는 것이 무엇보다 중요하다.On the other hand, when the artificial knee joint is operated using the
기존기술에 따른 경골용 핀 가이드 구조의 경우에는 가장 큰 문제점으로 작용하는 것이 경골 부분에 핀 가이드의 안착이 불안정하게 이루어지는 것이었으며, 그 주된 원인으로서 CT 촬영 영상에 의한 경골 고평부 쪽의 3D 복원이 부정확하다는 점과, 핀 가이드와 경골 표면과의 접촉 면적이 제한적인 점에 있다.In the case of the pin guide structure for tibia according to the existing technology, the biggest problem was the unstable seating of the pin guide on the tibia. It is inaccurate and the contact area between the pin guide and the tibia surface is limited.
기존의 경골용 핀 가이드는 경골의 고평부 상단의 내측 및 외측에 핀이 위치할 수 있도록 핀 삽입부가 형성되어 경골 조면의 상부에 접할 수 있도록 구성되어 있었다. 그러나, 핀 가이드가 안착되는 경골의 외형적 특징이 미미하고 안착 부위에 존재하는 얇은 근막이나 연부 조직 등에 의해 핀 가이드 안착시 간섭이 많이 발생할 뿐 아니라, 뼈 표면 특유의 미끄러움 때문에 시술자들이 핀 가이드를 정확한 위치에 안착시키는 데에 많은 어려움이 있었다. In the conventional pin guide for tibia, the pin insert is formed so that the pin can be positioned inside and outside the upper end of the high flat part of the tibia, so that it can be in contact with the upper part of the tibial rough surface. However, the external characteristics of the tibia on which the pin guide is seated are insignificant, and a lot of interference occurs when the pin guide is seated due to the thin fascia or soft tissue that exists in the seated area. There was a lot of difficulty in getting it seated in the correct position.
아울러, 인공무릎관절 시술시 슬개골의 외전(eversion)으로 인한 슬개골 건과 핀 가이드와의 간섭을 회피하기 위하여 핀 가이드의 전면부 외측의 접촉면적을 절반 이하로 줄여 제작된 것을 사용하여 시술하는 경우도 있었으나, 이 경우 핀 가이드가 매끄러운 경골 표면에 안정적으로 정착되지 못하여 핀 가이드가 흔들리거나 돌아가 틀어지는 경우가 많이 발생하였다.In addition, in order to avoid interference between the patella tendon and the pin guide due to abduction of the patella during artificial knee joint surgery, the contact area on the outside of the front part of the pin guide is reduced by half or less. However, in this case, the pin guide was not stably settled on the smooth tibia surface, so that the pin guide was shaken or twisted in many cases.
본 발명의 핀 가이드(200) 구조에서는 상기한 기존기술의 문제점을 보완하여, 핀 가이드의 안정적인 정착에 따른 신뢰도가 높으면서, 다른 안착 부위보다 외형적인 특징(예를 들어, 표면 굴곡)이 비교적 두드러지면서 3차원으로 재건 시 비교적 복원율이 우수한 경골(20)의 내측 경골간(21) 부분(도 16 참조)을 추가적인 접촉면으로 확보함으로써 핀 가이드(200)를 흔들리거나 틀어짐 없이 보다 안정적으로 경골(20) 부위에 정착시킬 수 있다.In the structure of the
이를 위해, 본 발명의 핀 가이드(200)에는 측면 접촉부(220)의 일측으로부터 경골(20)의 내측 방향(서있을 때 다리의 안쪽 방향)을 향해 연장 형성되어 경골(20)의 내측 경골간(21) 표면과 대응하는 내면 형상을 가지며 상기 경골(20)의 내측 경골간(21) 표면과 접촉하여 지지되는 측면 지지부(230) 구조가 추가적으로 구비된다. 이 경우, 상기 측면 지지부(230)는 도 16에서 보는 것과 같이 경골(20)의 내측 경골간(21)의 상측에 위치하는 융기된 형상의 골극(Osteophyte;22) 표면과 동시에 접촉하여 지지될 수 있다. 여기서, 도 16의 경골(20) 부분에 색상으로 표시된 부분이 핀 가이드(200)와 직접적으로 접촉이 이루어지는 부분들이다. To this end, the
한편, 일반적으로 인공무릎관절 수술을 받게 되는 환자 다리의 정렬은 내반슬(Varus) 또는 외반슬(Valgus) 형태로 구분되며, 경골(20)의 외측 부근에는 경골(20)과 평행을 이루는 가늘고 긴 형태의 비골(fibula; 50)이 위치하게 된다. 이 때문에 측면 지지부(230)를 비골(50)이 위치한 경골(20)의 외측 표면에 접촉면(232)을 통해 접촉하여 지지되도록 만들게 될 경우 수술시 슬개골의 외전(eversion)으로 인해 실제 핀 가이드(200)를 안착함에 있어 슬개골 건(40) 부위와 간섭이 일어날 수 있다. On the other hand, in general, the alignment of the patient's leg to be subjected to artificial knee joint surgery is divided into a varus or valgus type, and in the vicinity of the outer side of the
이 때문에, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조에서는 측면 지지부(230)를 환자의 내반슬 또는 외반슬과 무관하게 경골(20)의 내측 경골간 표면에만 접촉면(232)을 통해 접촉되어 지지력을 발휘할 수 있도록 설계되어 있다.For this reason, in the structure of the
여기서, 경골(20)의 골극(22) 하부에 위치하게 되는 내측 경골간(21)은 CT 촬영 영상을 통해 경골 3D 모델을 구현하는 경우 CT 촬영으로 잘 인식되지 않는 주변 조직이나 결손 등이 적어 실제 경골(20) 형태와 유사하게 복원될 수 있기 때문에 경골 3D 모델의 복원율도 우수하다. Here, the medial tibial stem 21 positioned under the
따라서, 핀 가이드(200)의 측면 접촉부(220)의 일측에 경골(20)의 골극(22) 하부에 위치하는 내측 경골간(21) 표면과 접촉을 이루면서 핀 가이드(200)의 추가적인 지지력을 확보할 수 있는 측면 지지부(230)를 형성함으로써 핀 가이드(200)가 경골(20)의 다른 부위에 접촉할 때보다 우수한 정착력을 가지면서 더 안정적으로 정착될 수 있게 된다.Therefore, while making contact with the surface of the
그리고, 본 발명의 경골용 핀 가이드(200)를 이용하여 인공무릎관절 수술을 하는 경우 무릎관절 부근의 피부를 절개하여 경골(20)의 고평부와 조면 상단부만 외부에 노출시킨 상태에서 핀 가이드(200)를 노출된 경골(20) 상부에 안착시켜 수술을 하게 되는데, 핀 가이드(200)의 측면 지지부(230)를 경골(20)의 내측 경골간 부분에 안착시키기 위해 추가적인 피부 절개를 할 필요가 없다.And, when performing artificial knee joint surgery using the
즉, 본 발명의 핀 가이드(200)는 측면 지지부(230) 부분을 경골(20) 뼈와 절개된 피부(Skin) 조직의 틈 사이로 끼워 넣듯이 안착을 시켜 경골(20)의 내측 측면부 부분에 측면 지지부(230)가 안정적으로 접촉을 이루며 지지력을 확보할 수 있도록 설계되어 있다. 이 때문에, 일반 시술에 비해 무릎관절 피부를 최소로 절개하는 최소 침습 수술법(Minimal-Invasive Surgery)으로 시술을 진행하는 경우에도 핀 가이드(200)의 안착이 한층 용이하게 이루어질 수 있다.That is, in the
아울러, 핀 가이드(200)가 경골(20) 상부에 안착된 상태에서는 경골(20)의 내측 골극(22) 하부에서 경골(20)의 내측 경골간 표면과 추가적인 접촉상태를 유지하고 있는 측면 지지부(230) 구조를 통해 핀 가이드(200)가 내,외측 방향(수평방향)으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the state in which the
이와 함께, 본 발명의 핀 가이드(200)는 측면 지지부(230)를 수직방향으로 절개하여 측면 방향에서 바라본 두께가 경골(20)의 하방으로 갈수록 점차 얇아지는 형태로 형성된다.At the same time, the
이와 같이 형성하게 되면, 인공무릎관절 시술시 무릎 주변의 피부(skin)를 절개한 상태에서 핀 가이드(200)를 경골(20) 부분에 정착시키는 경우 상대적으로 얇은 두께를 가지는 측면 지지부(230) 부분이 뼈와 피부의 조직 사이의 틈새로 손쉽게 끼워 넣어져 경골(20)의 내측 측면부 표면에 용이하게 안착될 수 있다. 이때, 측면 지지부(230)의 상단 두께 폭은 6mm~8mm, 하단 두께 폭은 4mm~6mm 구간 범위 내에서 설정될 수 있다.When formed in this way, when the
마찬가지로, 상기 측면 지지부(230)는 상부에서 바라본 수평방향 단면(횡단면)의 두께 폭이 경골(20)의 외측 방향에서 내측 방향으로 갈수록 점차 얇아지는 형태를 갖도록 구성됨으로써 얇은 두께를 가지는 측면 지지부(230) 내측방향 끝단 부분이 뼈와 피부 조직 사이의 틈새로 손쉽게 끼워져 경골(20)의 내측 표면에 용이하게 안착될 수 있다. Similarly, the
한편, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조에 있어서 측면 지지부(230)의 수평방향 폭 치수 설계시 언더컷(Undercut)이 없으면서 최대한 수평방향으로 길게 뼈와의 접촉면적을 갖도록 하는 것이 핀 가이드(200)의 안정적인 정착에 매우 중요하다.On the other hand, in the structure of the
다만, 핀 가이드(200)의 측면 지지부(230)가 경골(20) 표면에서 곡률이 크게 바뀌는 지점(F, 도 13 참조)을 넘어서 뼈를 감싸는 형태로 안착하게 되면, 이후 핀 가이드(200)를 제거할 때 측면 지지부(230)가 상기 곡률 변곡점(F) 부분에 걸리게 되어 핀 가이드(200)의 제거 작업이 어려질 수 있고, 또한 상기 곡률 변곡점(F) 부분의 간섭에 의해 핀 가이드(200)의 위치가 변동됨으로써 고정핀(60)의 고정위치가 틀어지게 되는 현상이 발생될 수 있다.However, when the
이를 방지하기 위하여 핀 가이드(200)의 측면 지지부(230) 가로 폭은 경골(20) 내측 표면의 곡률 변곡점(F) 부분과 간섭이 이루어지지 않도록 F 지점을 넘기지 않게 설계되어야 한다. 이 때문에, 본 발명의 핀 가이드(200)에서는 경골(20)의 내측 방향으로 향하는 측면 지지부(230)의 끝단이 경골(20)의 외면 곡률이 최대로 바뀌는 곡률 변곡점(F) 지점을 넘지 않도록 형성되어 있다.In order to prevent this, the horizontal width of the
한편, 인공무릎관절 시술을 위해 경골(20) 상부를 절삭하는 경우 관상면(Coronal plane)에서 보았을 때 역학적 축(MA)에 직각으로 골 절삭을 수행하게 되며, 이때, 정확한 골 절삭이 이루어지는지 확인하기 위해서는 별도의 정렬 확인 장치를 사용하여 해부학적 지표와 비교하는 검증절차를 거치는데 이 정렬 확인 장치는 일반적으로 경골의 절단 가이드에 함께 고정된다On the other hand, when cutting the upper part of the
도 17은 기존기술의 핀 가이드를 통해 고정핀을 경골에 고정시킨 이후에 절단 가이드 및 정렬 확인 장치를 장착한 모습을 보여주는 것으로서, 도 17에서 보는 바와 같이, 기존의 핀 가이드 구조를 사용하여 고정핀(60)을 경골(20) 부분에 고정시킨 후, 핀 가이드를 고정핀(60)에서 제거한 다음, 상기 경골(20)에 고정된 고정핀(60) 부분에 절단 가이드(300)를 장착하고, 상기 절단 가이드(300)에 구비된 슬롯(320)에 절단 기구를 삽입하여 골 절삭 작업을 수행한다.17 is a view showing a state in which the cutting guide and the alignment confirmation device are mounted after fixing the fixing pin to the tibia through the pin guide of the prior art. As shown in FIG. 17, the fixing pin using the conventional pin guide structure After fixing the 60 to the
이 과정에서, 절단 가이드(300)에 정렬 확인 장치(400)를 장착하여 절단 가이드(300)가 계획된 위치에 제대로 정렬되었는지 여부를 확인하게 되는데, 정렬 확인 장치(400)의 결합부재(410)를 절단 가이드(300)에 끼우고 결합부재(410)에 연결된 정렬확인용 로드(420)의 하단부가 발목관절이나 두 번째 발가락 부분에 위치하는지 여부를 확인하여 정렬상태를 확인할 수 있다.In this process, by mounting the
그런데, 본 발명의 핀 가이드(200)는 도 11에서와 같이 핀 삽입부(223)가 경골(20)의 내측 방향을 향해 일정각도(θ) 틀어진 구조로 되어 있기 때문에 본 발명의 핀 가이드(200)를 사용하여 고정핀(60)을 경골(20) 부분에 고정시킨 경우, 도 18에 도시된 형태와 같이 고정핀(60)이 경골(20)의 내측으로부터 중심으로 비스듬하게 들어간 모양의 고정구조를 가지게 된다. 이에 따라, 상기 고정핀(60)에 장착되는 절단 가이드(300) 또한 경골(20)의 내측 방향으로 비스듬하게 틀어진 형태를 갖게 되고, 상기 절단 가이드(300)에 장착되는 정렬확인용 로드(420) 또한 경골(20)의 관상면(Coronal plane)에서 보았을 때 경골(20)의 내측 방향으로 치우쳐진 구조를 갖게 되기 때문에, 정렬확인용 로드(420)를 해부학적 지표를 참고하여 확인하기가 어려워서 경골(20)이 역학적 축(MA)에 직각으로 절삭이 되는지 여부를 쉽게 확인하기가 어려운 문제가 발생될 수 있다.However, since the
이와 같은 문제점을 보완하고자, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조에는 측면 접촉부(220)의 외면에 정렬 확인 장치(400)를 장착하여 핀 가이드(200) 및 고정핀(60)이 경골 부분의 계획된 위치에 정확하게 장착되었는지의 여부를 직관적으로 확인할 수 있는 정렬확인수단이 구비되어 있다.In order to compensate for such a problem, the
도 19 및 도 20은 본 발명의 핀 가이드(200)를 경골(20)의 시술 대상 부위에 안착시킨 후 정렬 확인 장치(400)를 결합하여 핀 가이드(200) 및 고정핀(60)의 정렬상태를 확인하는 모습이 예시되어 있다.19 and 20 show the alignment state of the
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 핀 가이드(200)에 있어서, 측면 접촉부(220)의 외면에는 정렬 확인 장치(400)를 장착시켜 핀 가이드(200) 및 고정핀(60)이 계획된 위치상에 정확히 정착되었는지 여부를 확인할 수 있도록 정렬 확인 장치(400)가 장착될 수 있는 정렬확인용 결합구(250)가 돌출 형성된다.19 and 20 , in the
여기서, 정렬 확인 장치(400)는 정렬확인용 결합구(250)에 착탈 가능하게 결합되는 결합부재(410)와, 상기 결합부재(410)와 결합되어 해부학적 지표와 일치하는지 여부를 파악하여 경골(20)의 시술부위 절단면이 역학적 축(MA)과 직각을 이루는지 여부를 확인할 수 있는 정렬확인용 로드(420)를 포함하여 구성된다.Here, the
정렬확인용 결합구(250)는 직육면체 모양의 외관 구조를 형성하며, 결합부재(410)와의 결합시 절개된 상태의 피부 조직에 간섭받지 않고 결합부재(410)를 정렬확인용 결합구(250) 부분에 용이하게 결합시킬 수 있도록 경골(20)의 전방 측으로 일정 폭만큼 돌출하여 형성된 구조를 갖게 된다.The alignment
그리고, 정렬확인용 결합구(250)의 내부에는 결합부재(410)의 일측에 마련된 'U'자 형상의 연결부(412)가 삽입될 수 있는 직육면체 형상의 내부공간(251)이 형성되고, 상기 내부공간(251)의 안쪽에는 벽(252)이 형성된 막혀있는 구조로 형성되며, 상기 막혀 있는 안쪽 벽(252) 부분에는 연결부(412)의 양쪽 끝단이 끼워져 결합될 수 있는 한 쌍의 결합공(253)이 형성된다.In addition, the
이와 같은 구조를 가지는 정렬확인용 결합구(250)는 핀 삽입부(223)로부터 일정거리 이격된 상부 측에 형성되면서, 상기 핀 삽입부(223)로부터 경골(20)의 외측 방향으로 일정각도 틀어진 형태로 배치된다. The
즉, 정렬확인용 결합구(250)는 그의 전후방향 중심선(C3)이 경골(20)의 전후방향 중심선(C1)과 평행하게 배치되어 경골(20)의 축상면(Transverse plane) 상부에서 바라보았을 때 상기 정렬확인용 결합구(250)가 경골(20)의 전방 측을 향하도록 배치되는 반면, 핀 삽입부(223)는 그 중심축(C2)이 경골(20)의 전후방향 중심선(C1)에 대해 경골(20)의 내측 방향으로 일정각도(θ) 틀어진 상태로 배치되기 때문에 상기 정렬확인용 결합구(250)는 상기 핀 삽입부(223)에 대하여 외측 방향으로 일정각도 틀어진 형태의 배치구조를 갖게 된다.That is, the
따라서, 정렬 확인 장치(400)가 핀 가이드(200)의 정렬확인용 결합구(250) 부분에 장착된 상태에서는 도 20에서 보는 것과 같이 정렬확인용 로드(420)가 기존과 같이 경골(20)의 해부학적 지표를 통해 정렬상태 파악이 용이한 위치까지 놓이도록 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 핀 가이드(200) 구조에서는 도 20과 같이 핀 가이드(200)의 정렬확인용 결합구(250) 부분에 정렬 확인 장치(400)가 장착된 상태에서 정렬확인용 로드(420)가 경골(20)에서 상부 전방측으로 융기된 부분인 경골 결절 조면(Tibial Tuberosity)의 내측부 끝점과 족관절의 중심 혹은 두 번째 발가락을 지나가는 위치에 배치될 경우에 핀 가이드(200) 및 고정핀(60)이 설계위치상에 제대로 정착된 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, 핀 가이드(200)의 정렬확인용 결합구(250) 부분에 정렬 확인 장치(400)를 장착하여 역학적 축(MA)에 직각으로 골 절삭이 이루어질 수 있는 정확한 위치상에 핀 가이드(200) 및 고정핀(60)이 제대로 안착되었는지 여부를 시술자가 빠르고 간편하게 직관적으로 확인할 수 있는 장점이 있다.Therefore, in the state in which the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and those skilled in the art will appropriately change within the scope described in the claims of the present invention. this will be possible
10 : 대퇴골 20 : 경골
30 : 슬개골 40 : 슬개골 건
50 : 비골 60 : 고정핀
100 : (경골용)핀 가이드 110 : 하면 접촉부
114 : 제1확인부 124 : 제2확인부
120 : 전면 접촉부 210 : 상단 접촉부
212 : 제1접촉부 214 : 제2접촉부
216 : 돌기부 220 : 측면 접촉부
221 : 이격부 112,122,223 : 핀 삽입부
230 : 측면 지지부 250 : 정렬확인용 결합구
251 : 내부공간 252 : 벽
253 : 결합공 300 : 절단 가이드
400 : 정렬 확인 장치 410 : 결합부재
412 : 연결부 420 : 정렬확인용 로드10: femur 20: tibia
30: patella 40: patella tendon
50: fibula 60: fixing pin
100: (for tibia) pin guide 110: lower surface contact part
114: first confirmation unit 124: second confirmation unit
120: front contact 210: top contact
212: first contact 214: second contact
216: protrusion 220: side contact
221: spaced
230: side support 250: coupling for alignment check
251: interior space 252: wall
253: coupling hole 300: cutting guide
400: alignment check device 410: coupling member
412: connection part 420: rod for checking alignment
Claims (10)
대퇴골에 고정을 위한 고정핀이 삽입되는 핀 삽입부;
환자의 대퇴골 3D 이미지를 통해 얻어진 대퇴골의 과상간 축(Transepicondylar axis), 후과간 축(Posterior condylar axis), 외과적 상과 간 축(Surgical Transepicondylar axis) 중 어느 하나의 축과 평행한 라인을 형성하는 제1확인부;
상기 대퇴골의 전후방 축(Whiteside’s line)과 평행한 라인을 형성하는 제2확인부;를 포함하며,
상기 제1확인부와 제2확인부는 상기 핀 가이드의 외면에 함몰 또는 융기된 직선형 라인(line) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드.
In the patient-customized pin guide for total knee arthroplasty that is seated on the patient's femur,
a pin insertion unit into which a fixing pin for fixing to the femur is inserted;
Forming a line parallel to any one of the transepicondylar axis, posterior condylar axis, and surgical transepicondylar axis of the femur obtained through the 3D image of the patient's femur first confirmation unit;
Including; a second confirmation unit forming a line parallel to the anterior and posterior axis of the femur (Whiteside's line);
The first confirmation part and the second confirmation part for total knee arthroplasty including an anatomical theory-based lower extremity alignment confirmation part, characterized in that it is formed in the form of a receding or raised straight line on the outer surface of the pin guide. Patient-specific pin guides.
According to claim 1, wherein the pin guide is fixed to the femur through the fixing pins at positions that coincide with the surgical phase and liver axis and the anterior-posterior axis of the first and second confirmation parts of the femur, respectively. Patient-specific pin guide for total knee arthroplasty including lower extremity alignment confirmation unit based on anatomical theory.
상기 경골에 고정을 위한 고정핀이 삽입되는 핀 삽입부가 형성되며, 상기 경골의 측면부 표면과 접촉되는 측면 접촉부;를 포함하되,
상기 핀 삽입부의 중심축은 상기 경골의 관상면 또는 축상면에서 바라보았을 때 상기 경골의 회전축을 기준으로 상기 경골의 전후방향 중심선으로부터 상기 경골의 내측 방향으로 소정 각도 치우친 위치상에 배치되고,
상기 측면 접촉부의 외면에는 핀 가이드의 정렬 상태를 확인하기 위한 정렬 확인 장치가 착탈 가능하게 결합될 수 있는 정렬확인용 결합구가 형성되되,
상기 정렬 확인 장치는,
상기 정렬확인용 결합구에 착탈 가능하게 결합되는 결합부재; 및
상기 결합부재와 결합되어 핀 가이드의 정렬상태를 확인할 수 있는 정렬확인용 로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해부학적 이론 기반의 하지정렬 확인부를 포함한 인공무릎관절 전치환술 시술용 환자 맞춤형 핀 가이드.
an upper contact portion in contact with the upper end surface of the tibia obtained through a 3D image of the patient's tibia;
Including a; a pin insertion portion is formed in which a fixing pin for fixing to the tibia is inserted, and a side contact portion in contact with the surface of the side portion of the tibia;
The central axis of the pin insertion part is disposed on a position that is biased by a predetermined angle in the inner direction of the tibia from the front-rear center line of the tibia with respect to the rotation axis of the tibia when viewed from the coronal or axial plane of the tibia;
On the outer surface of the side contact part, an alignment check coupling hole that can be detachably coupled to an alignment check device for checking the alignment state of the pin guide is formed,
The alignment check device,
a coupling member detachably coupled to the coupling hole for checking alignment; and
A patient-customized pin guide for total knee arthroplasty including an anatomical theory-based lower extremity alignment confirmation unit, characterized in that it includes; a rod for checking alignment that is coupled with the coupling member to check the alignment of the pin guide.
According to claim 4, wherein the anteroposterior center line of the alignment check coupler is arranged in parallel with the anteroposterior center line of the tibia. pin guide.
[Claim 5] The method of claim 4, wherein when the alignment check rod is disposed on a position passing the medial end point of the tibial tuberosity and the center of the ankle joint or the second toe, it is determined that the pin guide is properly fixed. A patient-customized pin guide for total knee arthroplasty including a lower extremity alignment confirmation unit based on anatomical theory of
[Claim 5] The lower extremity alignment check based on anatomical theory according to claim 4, further comprising a side support part extending from the side contact part toward the medial direction of the tibia and supported in contact with the medial intertibialis surface of the tibia. Patient-specific pin guides for total knee arthroplasty including bu.
10. The total knee arthroplasty procedure according to claim 9, wherein the lateral support part is supported in contact with the surface of the osteophyte located above the medial tibia of the tibia and is supported by an anatomical theory-based lower extremity alignment confirmation part. For patient-specific pin guides.
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KR101738109B1 (en) | 2016-01-21 | 2017-05-22 | 주식회사 티제이씨라이프 | Pin Insert Guide Module Having Movement Preventing Structure For Total Knee Arthroplasty, and Manufacturing Method Thereof |
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-
2021
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