KR102627481B1 - 최소침습 수술용 가이드 장치 - Google Patents

최소침습 수술용 가이드 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최소침습 수술용 가이드 장치에 관한 것으로서, 상하로 개방된 접근 포털을 구비하는 본체; 상기 본체의 외측면에 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 스크루 홀을 구비하는 스크루 가이드; 상기 스크루 가이드의 상단에 탈착 가능하게 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 드릴 가이드 홀을 구비하는 드릴 가이드; 및 상기 스크루 홀을 관통하여 뼈에 체결되는 스크루;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 최소침습 수술용 가이드 장치는 수술 대상 부위에 정확하게 고정하는 것이 가능하여 수술의 안전성과 용이성을 높이는 것이 가능

Description

최소침습 수술용 가이드 장치{Guide for minimally invasive surgery}
본 발명은 최소침습 수술용 가이드 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수술 대상 부위에 정확하게 고정하는 것이 가능하여 수술의 안전성과 용이성을 높이는 것이 가능한 최소침습 수술용 가이드 장치에 관한 것이다.
감압, 유합, 외부 고정 등의 척추 수술을 포함하는 다양한 최소침습 수술시에는 수술 부위로의 안정적인 접근을 위해 접근 포털(access portal)을 형성한다. 접근 포털은 수술 부위를 둘러싸고 뼈에 고정되는 짧은 관 현상의 견인기(가이드)에 의해 형성될 수 있다. 그리고 견인기는 스크루를 이용하여 뼈에 고정할 수 있다.
그런데 견인기는 일정하게 정해진 형상으로 형성되는 것에 비해 뼈는 위치나 사람마다 다르게 형성될 수 있기 때문에 견인기를 뼈에 정확하게 고정하는 것이 쉽지 않다. 그리고 견인기를 정확하게 고정한다고 하더라도 뼈 표면의 굴곡에 의해 뼈와 견인기 사이에 틈이 발생하여, 환자의 움직임이나 수술 도구가 견인기에 가하는 힘에 의해 견인기의 위치나 각도가 변화할 수 있고, 뼈와 견인기 사이의 틈을 통해 수술 과정에서 발생하는 뼈 부스러기 등이 주변 조직으로 퍼질 위험이 있다.
또한, 견인기를 고정하기 위한 스크루의 체결 각도나 깊이를 제어하는 것이 쉽지 않아, 견인기를 고정하는 과정 자체가 어렵고 견인기를 고정하는 과정에서 신체 조직에 손상을 줄 수 있다.
KR 10-2012-0028924 A
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최소침습 수술용 가이드의 고정을 정확하고 용이하게 진행할 수 있도록하는 최소침습 수술용 가이드 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상하로 개방된 접근 포털을 구비하는 본체; 상기 본체의 외측면에 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 스크루 홀을 구비하는 스크루 가이드; 상기 스크루 가이드의 상단에 탈착 가능하게 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 드릴 가이드 홀을 구비하는 드릴 가이드; 및 상기 스크루 홀을 관통하여 뼈에 체결되는 스크루;를 포함하는 최소침습 수술용 가이드 장치에 의해 달성된다.
상기 스크루 가이드의 상단과 상기 드릴 가이드의 하단은 맞물리도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치는, 상기 드릴 가이드의 상단에 탈착 가능하게 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 드릴 통과 홀을 구비하는 드릴 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 드릴 스토퍼의 길이는 상기 스크루의 체결 깊이에 따라 정해질 수 있다.
상기 드릴 가이드의 상단과 상기 드릴 스토퍼의 하단은 맞물리도록 형성될 수 있다.
상기 스크루 가이드는 상기 본체의 둘레 상에서 다수 개가 이격되어 형성될 수 있다.
상기 본체의 하단면은 뼈의 표면 형상에 맞추어 형성될 수 있다.
상기 스크루 가이드의 위치는 배쪽 돌기(ventral process)를 기준으로 하여 정해질 수 있다.
상기 접근 포털은 상단부로 갈수록 단면이 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 최소침습 수술용 가이드 장치에 의하면, 스크루의 체결을 정확하고 용이하게 하는 것이 가능하여, 장치를 수술 대상 부위에 고정하면서 수술 대상 부위나 그 주변에 손상이 가해지는 것을 최소화할 수 있고, 장치를 의도한 위치에 의도한 각도로 고정할 수 있어 본 발명의 장치를 이용한 수술이 원활하게 진행되도록 할 수 있다.
그리고 드릴 스토퍼를 더 구비하는 경우, 스크루를 정해진 깊이만큼 정확하게 체결할 수 있다.
또한, 장치의 하단면을 뼈의 표면 형상에 맞추어 형성함으로써, 장치의 고정을 보다 정확하고 쉽게 할 수 있으며, 수술 과정에서 발생하는 뼈 부스러기 등의 이물질이 주변 조직으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치의 전체적인 형상을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치의 일부분 형상을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치를 구성하는 스크루 가이드의 위치 설정에 관한 설명도,
도 5는 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치의 사용 상태도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)는, 예를 들어 척추 부위 등에 대한 수술시 접근 포털(11)을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 1과 도 2에는 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)의 전체적인 형상이 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)의 일부분 형상이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3에서는 본 발명에 의한 장치(1)의 형상을 보다 용이하게 이해할 수 있도록 일부 구성을 반투명하게 도시하였다.
본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)는 본체(10), 스크루 가이드(20), 드릴 가이드(30) 및 스크루(40)를 포함하여 이루어진다.
본체(10)는 전체적인 형상이 사각 박스 형상으로 이루어지는 구성으로서, 상하로 개방된 공간인 접근 포털(11)을 구비한다. 접근 포털(11)은 본 발명에 의한 가이드 장치(1)의 설치 후 수술시 수술 부위에 대한 각종 수술 도구의 안정적인 접근과 수술 시야 확보를 위해 이용된다. 본체(10) 단면의 전체적인 형상은 원형 또는 타원형 등으로 형성될 수도 있다.
참고로, 본 발명에 대한 설명시 하부 방향은 수술 대상 부위를 향하는 방향을 가리키고, 상부 방향은 그 반대 방향을 가리킨다. 따라서, 수술 대상의 자세에 따라 상부 방향과 하부 방향은 달라질 수 있다.
스크루 가이드(20)는 본체(10)의 외측면에 고정되는 구성으로서, 전체적인 형상이 짧은 관 형상으로 이루어져 중심부에 상하 방향으로 연장되는 스크루 홀(21)을 구비한다. 스크루(40)는 이러한 스크루 가이드(20)의 스크루 홀(21)을 관통하여 뼈에 체결됨으로써 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)를 뼈에 고정할 수 있다.
스크루 홀(21)의 하단부는 직경이 스크루(40)의 직경에 맞추어 형성되고, 상단부는 직경이 하단부보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 직경이 변하는 부분에서 단차가 형성되고, 스크루(40)의 머리 부분이 단차에 걸림으로써 스크루 가이드(20)에 대해 고정될 수 있다. 그리고 스크루 홀(21)의 하단부의 직경은 스크루(40)의 직경에 맞추어 형성되므로 스크루(40)의 체결시 스크루(40)가 흔들리지 않도록 할 수 있고, 스크루 홀(21)의 상단부는 직경이 하단부보다 크게 형성되므로 스크루(40)를 회전시키는 드릴(D)의 비트가 원활하게 회전하도록 할 수 있다.
드릴 가이드(30)는 스크루 가이드(20)의 상단에 탈착 가능하게 고정되는 구성으로서, 전체적인 형상이 짧은 관 현상으로 이루어져 중심부에 상하 방향으로 연장되는 드릴 가이드(30) 홀을 구비한다. 드릴 가이드(30)는 그 축이 스크루 가이드(20)의 축과 동일한 축 상에 놓이도록 스크루 가이드(20)에 고정될 수 있다.
이러한 드릴 가이드(30)는 스크루(40)를 회전시키는 역할을 하는 드릴(D)의 작업 각도를 일정하게 유지하는 역할을 한다. 즉, 드릴 가이드 홀(31)의 직경은 드릴(D)의 몸통 부분(D1) 직경보다 약간 크게 형성되어 스크루(40)의 체결 작업시 드릴(D)의 각도가 변하지 않도록 함으로써 스크루(40)의 체결이 정확하고 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
드릴 가이드(30)는 스크루(40)의 체결 후 스크루 가이드(20)로부터 제거될 수 있다.
스크루(40)는 상기했던 바와 같이, 스크루 홀(21)을 관통하여 뼈에 체결됨으로써 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)가 뼈에 고정되도록 할 수 있다.
이러한 본 발명의 최소침습 수술용 가이드 장치(1)에 의하면, 장치(1)를 수술 대상 부위에 고정하는 과정에서 스크루(40)와 드릴(D)이 일정한 각도를 유지할 수 있기 때문에 스크루(40)의 체결을 정확하고 용이하게 하는 것이 가능하다.
이에 따라, 장치(1)를 수술 대상 부위에 고정하면서 수술 대상 부위나 그 주변에 손상이 가해지는 것을 최소화할 수 있고, 장치(1)를 의도한 위치에 의도한 각도로 고정할 수 있어 본 발명의 장치(1)를 이용한 수술이 원활하게 진행되도록 할 수 있다.
스크루 가이드(20)의 상단과 드릴 가이드(30)의 하단은 서로 맞물리도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 스크루 가이드(20)의 상단의 벽체는 중심을 향해 하향 경사지게 형성되고 드릴 가이드(30)의 하단의 벽체는 중심을 향해 하향 경사지게 형성되어, 드릴 가이드(30)의 하단이 스크루 가이드(20)의 상단에 끼워질 수 있다.
이 경우, 드릴 가이드(30)는 스크루 가이드(20)에 대해 일정한 각도를 가지고 고정될 수 있으면서도, 드릴 가이드(30)를 상부로 잡아당기는 단순한 작업만으로 쉽게 스크루 가이드(20)로부터 제거할 수 있다.
본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)는 드릴 스토퍼(50)를 더 포함할 수 있다.
드릴 스토퍼(50)는 드릴 가이드(30)의 상단에 탈착 가능하게 고정되는 구성으로서, 드릴 가이드(30)와 마찬가지로 전체적인 형상이 짧은 관 형상으로 이루어져 중심부에 상하 방향으로 연장되는 드릴 통과 홀(51)을 구비한다. 드릴 스토퍼(50)는 그 축이 드릴 가이드(30)의 축과 동일한 축 상에 놓이도록 드릴 가이드(30)에 고정될 수 있다.
이러한 드릴 스토퍼(50)는 드릴(D)이 스크루(40)를 체결하는 깊이를 제한하는 역할을 한다. 즉, 드릴 통과 홀(51)은 직경이 드릴(D)의 몸통 부분(D1)의 직경보다는 크고 드릴(D)의 손잡이(D2) 부분의 직경보다는 작게 형성되어, 스크루(40)의 체결 작업시 드릴(D)의 손잡이(D2)가 드릴 스토퍼(50)의 상단에 걸리는 위치까지만 삽입되도록 함으로써 드릴(D)에 의해 체결되는 스크루(40)가 정해진 깊이까지만 체결되도록 할 수 있다.
드릴 스토퍼(50)는 스크루(40)의 체결 후 드릴 가이드(30)와 함께 제거될 수 있다.
드릴 스토퍼(50)의 길이는 스크루(40)의 체결 깊이에 따라 정해질 수 있다. 즉, 스크루(40)의 체결 깊이를 크게 하고자 하는 경우에는 드릴 스토퍼(50)의 길이를 짧게 하여 드릴(D)이 상대적으로 낮은 높이에서 작업 위치가 제한되도록 하고, 스크루(40)의 체결 깊이를 작게 하고자 하는 경우에는 드릴 스토퍼(50)의 길이를 길게 하여 드릴(D)이 상대적으로 높은 높이에서 작업 위치가 제한되도록 할 수 있다.
다시 말해, 드릴 스토퍼(50)의 길이를 조절함으로써 스크루(40)의 체결 깊이를 원하는대로 정확하게 조절해주는 것이 가능하다.
예를 들어, 드릴 스토퍼(50)의 길이는 스크루(40)가 피질골 내에 0.5mm 깊이로 삽입되도록 형성될 수 있다.
드릴 가이드(30)의 상단과 드릴 스토퍼(50)의 하단은 서로 맞물리도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 드릴 가이드(30)의 상단의 벽체는 중심을 향해 하향 경사지게 형성되고 드릴 스토퍼(50)의 하단의 벽체는 중심을 향해 하향 경사지게 형성되어, 드릴 스토퍼(50)의 하단이 드릴 가이드(30)의 상단에 끼우질 수 있다.
이 경우, 드릴 스토퍼(50)는 드릴 가이드(30)에 대해 일정한 각도를 가지고 고정될 수 있으면서도, 드릴 스토퍼(50)를 상부로 잡아당기는 단순한 작업만으로 쉽게 드릴 가이드(30)로부터 제거할 수 있다.
이와는 달리, 드릴 가이드(30)의 상단과 드릴 스토퍼(50)의 하단은 평평하게 형성되는 것도 가능하다. 드릴 가이드(30)의 드릴 가이드 홀(31)의 상단부 직경은 드릴(D)의 몸통 부분(D1) 직경보다 약간 크게 형성되고, 마찬가지로 드릴 스토퍼(50)의 드릴 통과 홀(51)의 직경은 드릴(D)의 몸통 부분(D1) 직경보다 약간 크게 형성되므로, 드릴 스토퍼(50)를 드릴(D)의 몸통 부분(D1)에 끼운 상태에서 드릴(D)을 드릴 가이드(30)에 삽입하여 스크루(40)의 체결 작업을 하는 것도 가능하다. 즉, 드릴(D)의 몸통 부분(D1)이 드릴 가이드(30)와 드릴 스토퍼(50)가 동일 선상에 위치하도록 하는 역할을 할 수 있다.
스크루 가이드(20)는 본체(10)의 둘레 상에서 다수 개가 이격되어 형성될 수 있다. 도 1에서는 예시적으로 스크루 가이드(20)가 2개 구비된 것을 볼 수 있다.
스크루 가이드(20)가 다수 개 구비되어 스크루(40)가 다수 개소에서 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)를 수술 대상 부위에 고정하는 경우, 본 발명에 의한 장치(1)가 안정적으로 고정될 수 있다. 이에 따라, 수술시 수술 도구 등이 본체(10)에 가하는 하중에 의해 본 발명에 의한 장치(1)의 위치나 각도가 변화될 가능성이 거의 없다.
본체(10)의 하단면은 뼈의 표면 형상에 맞추어 형성될 수 있다.
뼈의 형상은 위치나 사람에 따라 다르게 형성될 수 있는데, 본체(10) 하단면을 개개인의 수술 대상 부위의 형상에 맞추어 형성하면 뼈의 하단면과 뼈의 표면이 정합하여, 본 발명에 의한 장치(1)를 고정하기 위해 스크루(40)를 체결하는 과정에서 장치(1)의 위치나 각도가 변화되는 것을 방지할 수 있다. 이뿐만 아니라, 본체(10)의 하단면과 뼈의 표면 사이에 틈이 발생하지 않기 때문에 수술 과정에서 발생하는 뼈 부스러기 등의 이물질이 주변 조직으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
본체(10)의 하단면을 뼈의 표면 형상에 맞추어주는 것은 아래와 같은 방법으로 가능할 수 있다.
먼저, CT 촬영을 통해 뼈 형상의 3차원 영상을 획득하고, 획득한 뼈의 3차원 영상을 기반으로 뼈의 표면 형상에 맞는 하단면을 가지는 최소침습 수술용 가이드 장치(1)를 설계한다. 그리고 설계한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)를 3D 프린터를 이용하여 제작한다.
본체(10)의 하단면을 뼈의 표면 형상에 맞추어 형성하는 경우, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 스크루 가이드(20)의 위치는 배쪽 돌기(ventral process)(V)를 기준으로 하여 정해질 수 있다.
배쪽 돌기(V)는 경추의 중심선 상에 위치하는 것으로서, 이를 기준으로 스크루 가이드(20)의 위치를 정하는 경우 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)의 중심선과 경추의 중심선 위치를 정확하게 맞추어 설치하는 것이 가능하다.
이를 위해, 스크루 가이드(20)가 본체(10)의 중심선 상에 위치하여야 하는 것은 당연하다.
본체(10)의 접근 포털(11)은 상단부로 갈수록 단면이 크게 형성될 수 있다. 즉, 본체(10)의 벽체는 상단부가 외측으로 기울어지게 형성될 수 있다.
이러한 본체(10)는 접근 포털(11)을 통한 수술 시야를 쉽게 확보할 수 있도록 하고, 수술 도구의 작업 각도를 보다 자유롭게 하여, 수술의 용이성을 높여준다.
이하에서는 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)의 사용 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명에 의한 최소침습 수술용 가이드 장치(1)의 각 구성을 준비한다. CT 및 3D 프린터를 이용함으로써 본체(10)는 하단면이 뼈의 표면 형상에 맞추어 형성될 수 있다. 드릴 스토퍼(50)의 길이는 스크루(40)가 체결될 깊이에 맞추어 3D 프린터를 이용하여 제작할 수 있다.
그리고 본체(10)를 수술 대상 부위에 안착시킨 후, 본체(10)에 고정된 스크루 가이드(20)의 스크루 홀(21) 내에 스크루(40)를 삽입하며, 스크루 가이드(20)에 드릴 가이드(30)를 고정하고, 드릴 스토퍼(50)를 드릴(D)의 몸통 부분(D1)에 끼운 상태에서 드릴(D)의 비트 부분을 스크루 가이드(20)의 스크루 홀(21) 내에 삽입하여 스크루(40)를 체결한다.
스크루(40)의 체결이 완료되면 드릴(D), 드릴 스토퍼(50) 및 드릴 가이드(30)를 제거한다. 이에 따라, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본체(10)가 수술 대상 부위에 고정된 상태가 될 수 있고, 이러한 상태로 수술을 진행하게 된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1 : 최소침습 수술용 가이드 장치
10 : 본체 11 : 접근 포털
20 : 스크루 가이드 21 : 스크루 홀
30 : 드릴 가이드 31 : 드릴 가이드 홀
40 : 스크루 50 : 드릴 스토퍼
51 : 드릴 통과 홀

Claims (9)

  1. 상하로 개방된 접근 포털을 구비하는 본체;
    상기 본체의 외측면에 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 스크루 홀을 구비하는 스크루 가이드;
    상기 스크루 가이드의 상단에 탈착 가능하게 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 드릴 가이드 홀을 구비하는 드릴 가이드; 및
    상기 스크루 홀을 관통하여 뼈에 체결되는 스크루;를 포함하며,
    상기 접근 포털은 상단부로 갈수록 단면이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크루 가이드의 상단과 상기 드릴 가이드의 하단은 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드릴 가이드의 상단에 탈착 가능하게 고정되며, 상하 방향으로 연장되는 드릴 통과 홀을 구비하는 드릴 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 드릴 스토퍼의 길이는 상기 스크루의 체결 깊이에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 드릴 가이드의 상단과 상기 드릴 스토퍼의 하단은 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스크루 가이드는 상기 본체의 둘레 상에서 다수 개가 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 하단면은 뼈의 표면 형상에 맞추어 형성되는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스크루 가이드의 위치는 배쪽 돌기(ventral process)를 기준으로 하여 정해지는 것을 특징으로 하는 최소침습 수술용 가이드 장치.
  9. 삭제
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