KR20020065486A - 골 구조물 안정화용 기구 및 방법 - Google Patents

골 구조물 안정화용 기구 및 방법 Download PDF

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마이클 씨. 셔먼
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Abstract

본 발명은 동물 대상에 고정된 앵커 60에 장착되는 브레이스 설치기구 220에 관한 것이다. 상기 브레이스 설치기구는 앵커 60에 결합되는 앵커연장부 230를 포함한다. 상기 기구(220)는 브레이스를 앵커 60에 보다 근접한 위치에 배치하도록 앵커 60에 대하여 이동가능하다. 상기 브레이스 290는 상기 설치기구 220와 관련하여 선결된 배향으로의 삽입을 위해 인덱스될 수 있다. 상기 설치기구 220를 사용하는 방법 및 기술 또한 제공된다.

Description

골 구조물 안정화용 기구 및 방법{INSTRUMENTS AND METHODS FOR STABILIZATION OF BONY STRUCTURES}
[관련출원에 대한 상호참조]
본원은 2000년 3월 3일자로 출원된 가출원 제 60/186,729호 및 1999년 10월 20일자로 출원된 가출원 제 60/160,489호의 출원일의 혜택을 주장한다. 상기 출원들은 각각 전문 그대로 참고자료로 포함된다.
골 구조물을 안정화하기 위한 다양한 장치 및 방법들이 수년간 사용되어 왔다. 예를 들면, 대퇴골 또는 상완골과 같은 긴 뼈(elongated bone)의 골절은 골절부위를 가로질러 골절된 뼈에 플레이트(plate)를 고정함으로써 안정화될 수 있다. 플레이트는 골절부위를 가로질러 설치되어, 뼈의 골절된 구성요소들을 서로에 대해바람직한 위치로 안정화시킨다. 골절이 완치되면, 사용된 플레이트의 유형에 따라, 플레이트는 제거되거나 또는 그 자리에 남아있게 된다.
다른 종류의 안정화 기술은, 골 구조물의 구성요소들 사이에 걸쳐 골 구조물에 고정되어 구성요소들을 서로에 대해 안정화시키는 하나 이상의 가늘고 긴 봉(rod)을 사용한다. 골 구조물의 구성요소들을 노출시킨 후, 하나 이상의 뼈 고정 파스너(bone engaging fastner)가 각 구성요소 내로 설치된다. 이어서, 골 구조물의 구성요소들을 안정화시키기 위해, 가늘고 긴 봉이 상기 뼈 고정 파스너에 고정된다.
상술한 안정화 장치들과 관련된 한 가지 문제점은, 외과의가 안정화 장치가 설치될 부위에 접근하기 위해서는 교정부위 주위의 피부와 조직이 절단, 제거, 및/또는 재배치되어야 한다는 것이다. 이러한 조직의 재배치는 정신적 외상, 손상, 및 흉터를 초래한다. 아울러, 조직이 감염될 위험 및 수술 후 조직이 치유되는데 오랜 회복기간이 걸릴 위험이 있다.
최소로 침습적인 수술기법은 예를 들면 척추 및 신경외과적인 적용의 경우에 특히 바람직한데, 이는 신체 내부 깊숙한 부위에 접근해야 하는 필요성 및 생명에 중요한 중간조직(vital intervening tissue)이 손상될 위험성 때문이다. 경피적인 최소로 침습적인 척추 치료기법의 개발은, 그러한 방법이 만일의 경우에도 최소의 근육절개를 요하고 국소마취로 이루어질 수 있기 때문에, 회복기간을 단축시키고 수술후 통증을 감소시키는데 있어 중요한 향상을 달성하였다. 최소로 침습적인 기술의 이러한 장점들은 조직파괴를 최소화시키는 것이 바람직한 다른 신체 부위의수술에도 유용하다.
최소로 침습적인 기법으로 수술을 시행하기 위한 기구 및 기술의 예들은 폴리 등(Foley et al.)의 미국특허 제 5,792,044호 및 동특허 제 5,092,231호에서 찾아볼 수 있다. 이러한 기술들이 올바른 방향으로 난 계단이긴 하나, 최소로 침습적인 기술을 사용하여 골 구조물을 안정화시키기 위한 기구 및 방법이 여전히 요구되고 있다. 이러한 요구 및 다른 요구들은 본 발명에 의하여 해결된다.
[발명의 요약]
본 발명은 정형외과용 브레이스(orthopedic brace)를 동물 대상에 고정된 하나 이상의 앵커(anchor)에 삽입하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 최소한 두 개의 뼈 앵커들을 연결요소(connecting element)로 연결하기 위한 기구를 사용하는 방법이 제공된다. 상기 기구는 상기 앵커에 고정되며, 상기 연결요소들을 상기 앵커에 더 근접한 위치로 배치하기 위해 조작된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다음의 단계들을 포함하는 방법이 제공된다: 골 구조물 내에 최소한 두 개의 앵커들을 배치하는 단계로서, 각각의 앵커가 그에 연결된 연장부(extension)를 구비한 것을 특징으로 하는 단계; 상기 연장부에 설치기구(installation instrument)의 브레이스 삽입기(brace inserter)를 부착하는 단계; 및 브레이스를 상기 앵커에 대해 목적 위치로 안내하는 단계.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 브레이스 또는 연결요소를 적어도 두 개의 앵커들에 대해 목적 위치로 배치하기 위한 기구가 제공된다. 상기 장치는 연결요소를 앵커에 근접한 위치로 안내하기 위해서 고정된 기하학적 관계를 이용한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 연결요소를 두 개의 앵커 지점에 근접한 목적 위치로 배치하기 위한 기구가 제공된다. 상기 기구는 적어도 두 개의 앵커에 장착되며, 연결요소를 앵커와의 공간적 관계에 있어서 피봇 포인트 둘레에 유지한다. 상기 기구는 피봇 포인트를 중심으로 회전되어 연결요소를 목적 위치로 안내한다.
본 발명의 부수적인 측면에 있어서, 브레이스가 고정되어 있는 설치기구가 제공된다. 브레이스는 설치기구에 고정될 때 오로지 목적 방향으로만 배향되도록 인덱스되어 있다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 경피 브레이스 배치 장치(percutaneous brace placement device)는 제 1 및 제 2 앵커연장부, 및 피봇축을 중심으로 선회하는, 앵커연장부에 장착된 브레이스 삽입기를 포함한다. 상기 선회하는 브레이스 삽입기(pivoting brace inserter)는 정형외과용 브레이스를 상기 장치에 결합시키기 위한 브레이스 장착 부위를 그의 원위말단에 구비한 팔을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 설치기구는 앵커연장부에 고정된 지지팔을 포함한다. 앵커는 앵커연장부의 원위말단에 고정된다. 바람직하게, 앵커는 앵커연장부의 전방위 회전(universal rotation)을 허용할 수 있는 다축나사의 형태이다. 한 가지 형태에서, 상기 팔은 피봇축으로부터 선결된 반경에 위치하며, 피봇축에 대하여 실질상 일정한 반경의 곡선을 그린다. 다른 형태에서, 브레이스 그립퍼(gripper) 또는 커플러(coupler)는 정형외과용 브레이스를 삽입기에 선택적으로 결합 및 분리하도록 조작가능하다. 또 다른 형태에서, 브레이스는 브레이스 장착 부위에 연결된 한 말단과 동물 신체의 연조직을 천공하는데 적합화된 반대편 말단을 구비한다. 바람직하게, 브레이스와 피봇팔은 피봇축에 중심을 둔 원 안에 일정한 반경으로 누워있다. 브레이스는 한 평면 내에서 피봇축에 대하여 일정한 반경으로 만곡지며, 원 안에 눕도록 배향된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 동물 대상에 정형외과용 브레이스를 설치하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 각각 제 1 및 제 2 앵커연장부에 장착된 제 1 및 제 2 앵커를 신체의 제 1 및 제 2 뼈 부분(bony part)에 경피적으로 배치하는 단계; 상기 앵커에 대한 피봇축을 지닌 브레이스 삽입기를 앵커연장부에 장착하는 단계; 상기 브레이스 삽입기를 상기 앵커연장부에 대하여 피봇축을 중심으로 회전시킴으로써, 피봇축에 중심을 둔 호를 따라 상기 브레이스를 정방향으로 이동시켜, 상기 브레이스의 말단을 상기 앵커 지점에 경피적으로 도입하는 단계. 나아가, 브레이스가 앵커에 고정되고; 삽입기가 브레이스로부터 분리되며; 삽입기가 호를 따라 역방향으로 이동되어 신체로부터 분리된다. 바람직하게는, 브레이스는 상기 호의 피봇축과 일치하는 축을 중심으로 단일 반경으로 만곡진 샤프트(shaft)이며, 상기 방법은 상기 도입 단계 동안에 샤프트를 앵커 내의 리시버를 통해 도입하는 과정을 추가로 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 앵커, 또는 앵커 및 앵커연장부는 동물의 척추의 단일 레벨의 추골의 경(pedicle) 내에서의 앵커의 최적의 배치 및 배향을결정하기 위해서 영상 안내 항법(image guided navigation)을 이용하여 배치된다. 상기 영상 안내 기술은 또한 앵커의 경피 천공 입구(percutaneous puncture entry)가 형성될 동물의 피부 지점을 결정하는데도 사용된다. 한 형태에서, 앵커는 추골 내에 고정된 가이드와이어를 따라 캐뉼레이트되고(cannulated) 삽입된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 동물 척추의 인접한 추골들의 척추융합(spinal fusion) 기술이 제공된다. 상기 방법은 대상의 제 1 및 제 2 추골 사이의 공간으로부터 추골간 디스크 물질(intervertebral disc material)을 제거하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 양수체 융합 장치가 척추 내로 도입된다. 제 1 및 제 2 앵커가 대상에 형성된 제 1 및 제 2 경피 천공을 통해 각각 제 1 및 제 2 추골에 고정된다. 만곡진 브레이스가 상기 대상에 형성된 제 3의 경피 천공을 통해 설치 기구를 사용하여 설치된다. 브레이스는 상기 제 1 및 제 2 천공을 통해 앵커에 조임 공구(fastening tool)를 적용함으로써 앵커에 결합된다.
본 발명의 또 다른 형태에서, 만곡진 브레이스는, 브레이스를 포함하며 브레이스의 만곡의 축(axis of curvature)에 수직인 평면 상의 호를 따라 상기 브레이스를 회전시켜, 브레이스의 일부를 앵커 내의 통로로 통과시킴으로써 설치된다. 브레이스의 피봇축은 상기 통로로부터 브레이스의 곡률반경과 동일한 고정된 거리에 위치한다.
본 발명의 하나의 목적은 최소로 침습적인(minimally invasive), 동물 대상의 골 구조물을 안정화하기 위한 기술 및 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 관련 특징, 측면, 구현예, 목적 및 이점들이 다음의 설명으로부터자명해질 것이다.
본 발명은 외과용 기구 및 그 기구의 사용방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 골 구조물을 안정화하기 위한 기구 및 방법에 관계하나 그에 한정되지는 않다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 브레이스 및 브레이스 설치기구의 투시도;
도 2는 도 1의 2-2 라인에서 취해진 화살표 방향으로 바라본 확대 부분 단면도;
도 2a는 브레이스 삽입기의 다른 구현예의 측면 입면도;
도 3은 브레이스의 설치기구의 일부에의 결합을 도시한 확대 부분 전개도;
도 3a는 브레이스의 설치기구의 일부에의 결합의 다른 구현예를 도시한 확대 부분 전개도;
도 4는 도 1의 4-4 라인에서 취해진 설치기구의 일부의 확대 단면도;
도 5는 도 4보다 작은, 도 1의 설치기구의 일부를 포함하는 외부 슬리브의 말단도(end view);
도 6은 도 1의 6-6 라인을 따라 취해진 설치기구의 일부의 확대 단면도;
도 7은 도 4 및 도 6보다 훨씬 작은, 도 1의 설치기구의 일부를 포함하는 내부 슬리브의 투시도;
도 8은 본 발명에 따른 브레이스 및 설치기구의 다른 구현예의 투시도;
도 9는 도 8의 설치기구의 일부의 확대 투시도;
도 9a는 도 9의 9a-9a 라인을 따라 취해진 단면도;
도 10은 도 9의 설치기구의 일부의 측면 입면도;
도 11은 도 8의 설치 기구의 브레이스 커플러의 측면 입면도;
도 11a는 도 10의 브레이스 그립퍼의 일부의 확대 상세도;
도 12는 인덱스된 브레이스에 결합된 설치기구의 일부의 확대 상세도;
도 13은 투관침(troca) 및 그에 연결된 설치기구의 일부의 확대도;
도 14는 도 8의 설치기구의 앵커연장부의 일부를 형성하는 내부 슬리브의 확대도;
도 15는 도 14의 오른편 말단도(right hand end view);
도 16은 도 8의 설치기구의 앵커연장부의 일부를 형성하는 제 1 외부 슬리브의 측면 입면도;
도 17은 도 16의 제 1 외부 슬리브와 비교하여 그의 세로축을 중심으로 90도 회전된 도 8의 설치기구의 앵커연장부의 일부를 형성하는 제 2 외부 슬리브의 측면 입면도;
도 18은 가이드와이어의 투시도;
도 19는 본 발명의 설치기구를 이용한 외과수술 기법에 사용가능한 캐뉼러형 송곳(cannulated awl)의 투시도;
도 20a 및 20b는 본 발명의 설치기구를 이용한 외과수술 기법에 사용가능한 드라이버 공구(driver tool)의 투시도;
도 21은 척추 컬럼의 일부, 및 디스크 공간에서 외과수술 과정(surgical procedure)을 수행하기 위한 캐뉼러가 딸린 설치기구의 측면 입면도;
도 22는 피부 레벨에서 바라본 도 21의 기구의 상면도; 및
도 23 및 24는 투 레벨 안정화 과정(two level stabilization procedure)에 사용가능한 본 발명의 설치기구의 또 다른 구현예의 투시도이다.
본 발명의 원리에 대한 이해를 돕기 위해서, 도면에 도시된 구현예들을 참조할 것이며 특정한 용어가 상기 구현예들을 설명하는데 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 그에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않음을 이해할 것이다. 설명된 장치들의 변형과 개조, 및 본원에 기술된 본 발명의 원리의 응용은 본 발명이 속한 기술분야의 숙련가에 의해 통상적으로 이루어질 수 있는 것으로 인정된다.
본 발명은 신체의 뼈 부분에 고정된 앵커(anchor)들과의 결합을 위한 브레이스(brace)를 삽입하기 위한 기구 및 방법에 관계한다. 도 1을 참조하면, 연결요소(connecting element), 즉 브레이스 90은 바람직하게는 가늘고 긴 봉(elongated rod)이거나, 또는 곡률 R의 반경으로 연결말단 91과 삽입말단 92 간에 그 길이를 따라 만곡진 샤프트(curved shaft)이다. 그러나, 본 발명에 따르면 브레이스 90은 삽입기구 20을 사용하여 삽입될 수 있는 한, 공지된 임의의 형태의 봉(rod), 임플란트(implant), 또는 파스너(fastner)일 수 있다. 나아가, 브레이스 90은 얽어맴(tethering) 또는 다른 외과적인 처치에 사용되는 케이블, 밴드, 또는 인공 인대(artificial ligament)의 형태를 띤 탄성 또는 초탄성 부재일 수 있다. 브레이스 90은 골 구조물을 안정화하기 위한 목적으로 삽입기구 20을 이용하여 경피적으로 또는 비경피적으로 동물 대상의 신체 내의 골 구조물에 고정된 앵커들의 통로(passageway) 내로 삽입된다.
도시된 구현예에서, 브레이스 90은 호 A를 따라 반경 R로 만곡진 샤프트이며, 브레이스 90은 호 A와 나란한(co-linear) 축을 가진다. 그러나, 브레이스 90은 호 A와 상이한 곡률(curvature)을 가지거나, 또는 그의 길이를 따라 변화하는 곡률을 가질 수 있다. 브레이스 90의 곡률은, 예를 들면 1차적, 지수적, 대수적, 삼각법적, 기하학적, 포물선, 2차적, 3차 곡선, 쌍곡선, 타원형, 또는 매개변수 상관관계를 포함하는, 수학적 상관관계(mathmatical relationships) 중의 어느 하나 또는 그들의 임의의 조합에 의해 정의될 수 있다. 도 1의 브레이스 90은, 인접한 추골 V1 및 V2를 안정화시키기 위한 목적으로, 본 발명의 삽입기구를 이용하여 앵커 60a 및 60b의 통로 70a 및 70b를 관통하여 삽입된다. 삽입기구는 브레이스 90을 통로 70a 및 70b 내로 삽입하기 위해 임의의 종류의 고정된 기하학적 관계(fixed geometric relationship)를 이용할 수 있다. 이러한 고정된 기하학적 관계는 구멍이 있는 조인트(pinned joint), 캠(cam), 4-바 링키지(4-bar linkage), 브레이스 90의 병진이동 경로를 제공하는 가이드 부재(guide member), 또는 당업계에 출현할 수 있는 기타 기계적 관계(mechanical relationship) 중 어느 하나 또는 그들의 임의의 조합에 의해 지배될 수 있다.
도 1에 도시된 설치기구 20은 제 1 지지팔(support arm) 22a와 제 2 지지팔 22b를 포함한다. 지지팔 22a 및 22b는 브레이스 삽입기 24의 근위말단(proximal end) 32에 피봇식으로(pivotally) 연결되어 있다. 브레이스 삽입기(braceinserter) 24는, 그로부터 브레이스 90이 연장되는 원위말단(distal end) 33을 포함한다. 피봇팔(pivot arm) 31은 근위말단 32로부터 원위말단 33에 있는 브레이스 장착부위 25까지 뻗어있는 만곡부위 31b에 이르는 직선부위 31a를 갖는다. 삽입기 24는 피봇축 P 둘레로 선회가능하여, 곡선 호(curvilinear arc) 또는 축 A를 규정한다. 브레이스 장착부위 25는 원위말단 33에 브레이스 수용개구(brace receiving opening) 35를 구비한다.
바람직하게, 브레이스 90은 수용개구 35 내의 장착부위(mounting portion) 25에 의해 지지되어, 브레이스 90은 브레이스 90을 삽입하는 동안 호의 축(arc axis) A와 일치하게 브레이스 90의 배열을 유지하면서 삽입기 24에 대하여 고정된다. 만곡부위 31b는, 그를 따라 나있으며 그 안에 브레이스 커플러 36을 수용하는 채널 34를 포함한다. 바람직하게, 브레이스 커플러 36은 호의 축 A를 따라 원위말단 33으로부터 피봇팔 31에 인접한 나비나사(thumb screw) 37 까지 뻗어있는 가늘고 긴 핀이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 브레이스 커플러는, 바람직하게는 나삿니가 나있으며 브레이스 연결말단 91에 형성된 암나삿니가 나있는 구멍 93 내에 수용되는 원위말단 36a를 구비한 가늘고 긴 핀을 포함한다. 상기 핀은 와이어 또는 유연한 봉일 수도 있다. 나비나사 36은 브레이스 90을 브레이스 장착부위 25에서 삽입기 24에 연결하기 위해 외과의에 의해 조작된다. 브레이스 90이 삽입된 다음, 외과의는 나비나사 37을 조작하여 브레이스 90을 삽입기 24로부터 분리시킨다.
본 발명은 또한 브레이스 90을 삽입기 24에 연결하기 위한 다른 장치도 포함한다. 예를 들면, 도 3a에서 브레이스 커플러 36은 채널 34 내에 위치가능한 견인막대(draw bar) 140을 포함한다. 막대 140은 원위말단 142를 구비하는데, 이때 한 쌍의 마주보는 턱(opposed jaws) 143이 입(mouth) 145를 형성한다. 각각의 턱 143은 대향하는 턱을 향하여 돌출된 이(tooth) 144를 포함한다. 브레이스 90'는, 연결기둥(connecting post) 94가 연장되어 있는 연결말단 91'를 구비한다는 점을 제외하고는 브레이스 90과 동일하다.
연결기둥 94는 연결말단 91'로부터 첨단 96에 이르기까지 점점 가늘어지며, 턱 143이 연결기둥 94 둘레로 조여질 때 입 145 내의 턱 143과 합치되도록 형상된다. 연결기둥 94는, 연결말단 91'에 인접하여 형성되어 있으며 그 안에 이 144를 수용하도록 형상된 요부(recess) 95를 포함한다. 연결기둥 94를 고정하기 위해서, 견인막대 140의 근위말단은, 커플러 36에 관하여 도 1에 도시된 바와 같이, 삽입기 24로부터 연장되며, 그에 들어맞는 나삿니가 나있는 나비나사를 구비한다. 상기 턱은 나비나사를 막대 140를 채널 34 내로 밀어넣기에 적합한 방향으로 나비나사를 조임으로써 이동되어 연결기둥 94 둘레에 고정된다. 턱 143을 서로를 향하여 누르면, 이 144가 요부 95 내에 수용되어, 브레이스 90'가 삽입기 24에 연결된다. 바람직하게, 연결기둥 94는, 브레이스 90'가 오직 축 A를 따라 연장되게 삽입기 24에 연결될 수 있도록 인덱스(index)된다. 이러한 인덱싱은, 만일 브레이스 90'가 축 A를 따라 배향되는 경우 브레이스 90'가 이 144를 통해서만 결합될 수 있도록, 각자가 이 144를 수용할 수 있는 크기를 가지며 기둥 94 상에 위치하는 두 개의 요부 95를 제공함으로써 달성될 수 있다.
삽입기 24는 바람직하게는 브레이스 90의 매끄러운 경피 삽입을 용이하게 하기 위해서 축 A를 따라 만곡진 바닥면 25a를 구비한다. 나아가, 만곡부위 31b는 장착부위 25에서 바닥면 25a와 윗면 25b 사이의 두께가 t1이다. 상기 두께는 피봇팔 31의 만곡부위 31b의 길이를 따라 부드럽게 증가하여, 직선부위 31a 부근에서는 t2의 두께를 갖는다. 두께 t2는 바람직하게는 t1 보다 커서, 주위조직의 손상 및 정신적 외상을 최소화시키면서 경피삽입 및 만곡부위 31b의 인출(withdrawl)을 용이하게 해준다.
지지팔 22a 및 22b는 축 P에 인접한 근위 말단부위(proximal end portion)를 구비하는데, 상기 근위 말단부위는 각각 후술하는 바와 같이 앵커 60a 및 60b를 조작하기 위해 그를 관통하여 드라이빙 공구(driving tool)를 수용하기 위한 공구구멍(tool bore) 26a 및 26b를 지닌다. 예시된 구현예에서, 지지팔 22a는 근위 말단부위를 향해 상향으로 뻗어있으며 공구구멍 26a과 통하는 채널 23a를 구비한 상부기둥 28a를 포함한다. 앵커연장부(anchor extension) 30a는, 상부기둥 28a와 앵커연장부 30a를 통해 뚫려 있는 나삿니가 나있는 구멍 29a 내에 나사식으로 수용되는 나비나사 27a를 통해 채널 23a 내에 장착된다. 앵커연장부 30a는 그의 하부, 즉 원위 말단에서 앵커 60a에 장착된다. 마찬가지로, 지지팔 22b는 공구구멍 26b와 통하는 채널 23b를 구비한 상부기둥 28b를 포함한다. 앵커연장부 30b는 상부기둥 28b와 앵커연장부 30b를 통해 뚫려 있는 나삿니가 나있는 구멍(도시되지 않음) 내에 나사식으로 수용되는 나비나사 27b를 통해 채널 29b 내에 장착된다. 앵커 30b는 그의 하부 즉 원위 말단에서 앵커 60b에 장착된다. 본 발명에 따르면, 상부기둥 28a와 앵커연장부 30a, 그리고 마찬가지로 상부기둥 28b와 앵커연장부 30b는 분리된 구성요소들이 아니라, 오히려 그에 브레이스 삽입기 24가 피봇식으로 부착된 일체(unit)로 성형된다.
삽입기 24는 지지팔 22a 및 22b의 상부기둥 28a 및 28b에 피봇식으로 연결된다. 2-2 라인을 따라 취해진 단면도인 도 2에 도시된 바와 같이, 삽입기 24는 지지팔 22a와 22b 사이에 배치된다. 상부기둥 28a는, 그로부터 뻗어나온 제 1 플랜지 부싱(flanged bushing) 47a를 지닌 원통부위 46a를 구비한다. 상부기둥 28b는, 그로부터 뻗어나온 제 2 플랜지 부싱(flanged bushing) 47b를 지닌 원통부위 46b를 구비한다. 부싱 47a 및 47b는 피봇팔 31을 관통하는 관통구멍(through hole) 39 내에 회전가능한 방식으로 수용된다. 부싱 47a 및 47b는 기둥 28a 및 28b를 피봇팔 31에 고정하기 위해서 그안에 핀 49를 수용하기 위한 관통개구(through opening) 48을 규정한다. 바람직하게, 핀 49는 부싱 47a 내의 암나삿니에 맞물리도록 그의 길이의 일부를 따라 나삿니가 나있으며, 핀 49의 머리는 부싱 47b에서 원통부위 46b 내에 형성된 카운터싱크(countersink) 내부에 위치하여 구멍 26b의 여유공간(clearance)을 유지한다.
봉 삽입기 24를 선회시키기 위한 피봇팔 31의 대안 형태가 도 2a에 도시되어 있고, 봉 삽입기 24'로 정의되며, 삽입기 24와 24' 간의 유사 부재들에는 동일한 참조번호가 부여된다. 삽입기 24'는 만곡부위 31b로부터 근위말단 123에 이르는 피봇팔 122를 구비한다. 핸들 128은 외과의에 의한 브레이스 90의 경피 삽입 및 인출을 용이하게 하기 위해 브레이스 장착부위 25에 인접하여 피봇팔 122 상에 배치된다. 근위말단 123에 인접한 한쌍의 팔 124 및 126은 그들 사이에 통로를 형성한다. 상기 통로는 팔 124와 126 사이에 지지팔 22a와 22b를 수용하도록 형성된다. 각각 팔 124와 126을 관통하여 형성된 구멍 125 및 127이 삽입기 24'를 지지팔 22a 및 22b에 피봇식으로 연결하기 위한 연결장치(connection mechanism)에 제공된다.
도 4를 참조하여, 앵커연장부 30a와 30b, 그리고 앵커 60a와 60b(이하 집합적으로 앵커연장부 30 및 앵커 60이라 함)의 세부를 설명한다. 도 4에서, 앵커 60은 뼈나사(bone screw) 61로서 단편적으로 도시되는데, 여기서 상기 뼈나사 61의 머리는 리시버(receiver) 또는 커넥터(connector) 내에 장착된다. 도 1에서, 나사 61a 및 61b 내부에는 각각 중앙통로 85a 및 85b가 나있다; 하지만, 비-통로(non-cannulated) 나사 61 또한 고려된다.
도시된 구현예에서, 리시버 또는 커넥터는, 그를 통해 브레이스 90을 수용하기 위한 통로 70을 규정하는 요크(yoke) 68과 요크 68 내에 브레이스 90을 고정하기 위한 멈춤나사 76이다. 요크 68은 앵커 60을 골 구조물에 경피 배치 및 고정하기 이전에 또는 도중에 앵커연장부 30에 장착가능하다. 엥커연장부 30은 외부 슬리브 40, 및 외부 슬리브 40을 통해 구멍 45 내부에 배치된 내부 슬리부 50을 포함한다. 내부 슬리브 50은, 내부 슬리브 50이 부착되는 상부기둥 28의 채널 및 공구구멍 26과 통하는 그를 관통하는 구멍 51을 규정한다(도 1). 내부 슬리브 50의 원위말단 53은 내부구멍 51 내로 돌출된 그의 주위에 방사상으로 뻗어있는 립 52를 포함한다. 립 52는 내부 슬리브 50 상에 멈춤나사 76을 보유하는데, 이때 멈춤나사 76은 요크 68 내로 적어도 부분적으로 조여넣어짐으로써 앵커 60을 앵커연장부30에 장착한다.
나사 61은 몸대(shank) 62 상에 형성된 뼈와 맞물리는 나삿니(bone engaging thread), 및 드라이빙 공구를 수용하도록 형상된 6각 개구 등과 같은 공구개구(tool opening) 64를 포함하는 머리 63을 구비한다. 바람직한 형태에서, 앵커 60은 나사 61의 머리 63에 피봇식으로 연결된 요크 68을 구비한 다축 나사 어셈블리(multi-axial screw assembly)이다. 하지만, 다축 능력(multi-axial capabilities)이 있는 나사를 포함하지 않는 앵커 60의 사용도 본 발명에 의해 배제되지 않는다. 당업계에 공지된 바와 같이, 나사 61은 축 L1과 L2 간에 다양한 각도를 이루도록 요크 68 내에서 회전될 수 있다. 또한, 나사 61은 축 L1과 L2 간의 어느 한 각도 위치에서 축 L 주위로 360도 회전될 수 있다. 본 발명에 사용가능한 다축 나사의 일례가 미국특허 제 5,797,911호 및 동특허 5,879,350호에 기술되어 있으며, 각각의 특허는 본원에 참고자료로 포함된다.
도시된 구현예에서, 앵커 60은 브레이스 90을 수용하기 위한 그를 관통하는 통로 70을 구비한 대체로 원통형인 요크 68의 형태를 띤 커넥터를 포함한다. 나사 61의 머리 63은 요크 68의 바닥에 형성된 보울(bowl) 69 내에 수용된다. 홈 67이 보울 69 내에 형성되며, 칼라 65가 홈 67을 통해 보울 69 내에 유지된다. 칼라 65는 나사 61을 요크 68 내에 고정시키며, 머리 63과 합치되도록 형상되어 있어 상술한 바와 같이 나사 61의 다축 배향을 허용한다. 캡 66이 머리 63 위에 위치하여, 요크 68 내에서의 나사 61의 상향이동(upward displacement)을 제한한다.
요크 68은 통로 70을 사이에 둔 맞은편에서 각각 보울 69로부터 상향으로 연장된 팔 71을 포함한다. 팔 71은 멈춤나사 76 상의 수나삿니 77과 일치하도록 형성된 암나삿니 72를 구비한다. 멈춤나사 76은 공구치수(tool dimenison) d2를 갖는 상부 공구수용부위(upper tool engaging portion) 78, 및 d2보다 작은 공구치수 d1을 갖는 하부 공구수용부위(lower tool engaging portion) 79를 구비한다. 멈춤나사 76은 립 52에 의해 내부 슬리브 50 상에 지지되는 숄더 80을 구비한다. 멈춤나사 76은 수나삿니 77을 립 52를 지나 조임으로써 립 52 상에 숄더 80이 위치하도록 된다. 도 4에서, 멈춤나사 76은 앵커 60을 앵커연장부 30에 결합시키기 위해서 요크 68의 암나삿니 72 내로 부분적으로 조여넣어진다. 상부 공구수용부위 78은 두께감소부위(reduced thickness portion) 81을 구비하는데, 여기서 그것은 하부 공구수용부위 79와 만난다. 즉, 본 구현예에서, 멈춤나사 76은 선결된 임계 토크(threshold torque)가 상부 공구수용부위 78에 적용될 때 두께감소부위 81에서 절단됨으로써 각각의 멈춤나사 76에 의해 바람직하고 균일한 고정력(securing force)이 브레이스 90에 적용되도록 해주는 브레이크-오프 타입(break-off type) 멈춤나사이다. 또 다른 이점은 멈춤나사 76이 절단될 때 멈춤나사 76이 앵커연장부 30으로부터 이탈될 수 있다는 것이다.
요크 68은 외부 슬리브 40의 원위말단 41에 있는 요부 42 내에 수용된다. 외부 슬리브 40의 말단도(end view)인 도 5에 도시된 바와 같이, 요부 42는 상부말단표면(upper end surface) 73에서 요크 68의 외부둘레에 일치하는 한쌍의 평평한 표면을 가진 대체로 원통형인 벽을 가진다. 팔 71의 상부표면 73은 멈춤나사 76에 의해 움푹패인 표면(recessed surface) 44에 대해 단단하게 고정되는데, 멈춤나사76은 요크 68을 내부 슬리브 50을 통해 요부 42 내로 밀어넣음으로써 요크 68 및 내부 슬리브 50에 탈착가능하게 결합된다. 앵커 60은 앵커연장부 30에 장착되며 앵커연장부 30에 대해 고정된 위치로 유지된다. 앵커연장부 30의 축 L3는, 도 18의 가이드와이어(guidewire) 280과 같은 가이드와이어, 또는 도 20 및 20b의 공구 100 또는 100'와 같은 공구가 나사 61 내로 삽입될 때, 뼈나사 61의 축 L1과 일렬로 정렬되어 앵커 60을 이러한 정렬된 위치로 유지시킨다.
도 6 및 7을 참조하여, 내부 슬리브 50 및 그의 외부 슬리브 40과의 연결부를 보다 상세히 설명한다. 내부 슬리브 50은 하부 원통형 관상 몸통부위(lower cylindrical tubular body portion) 53을 포함한다. 핑거 54가 내부 슬리브 50의 몸통부위 53으로부터 상부말단 55까지 뻗어있다. 핑거 54는 상부말단 55에 인접한 리테이너(retainer) 56을 포함한다. 핀 또는 매듭 58이 각 핑거 54의 외부 표면 상에 돌출되어 있다. 외부 슬리브 40은 한쌍의 상부 구멍 57a 및 한쌍의 하부 구멍 57b를 포함하는데, 이들 구멍은 캐치(catch)로 작용한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 매듭 58은 내부 슬리브 50을 외부 슬리브 40에 대해 유지하도록 외부 슬리브 40 상에 형성된 캐치 57a 또는 57b 내에 위치가능하다. 리테이너 56은 매듭 58이 하부 캐치 57b 내에 위치될 때 외부 슬리브 40의 상부말단과 접하게 된다. 리테이너 56은 내부 슬리브 50이 외부 슬리브 40의 구멍 45 내로 삽입되는 깊이를 제한한다. 리테이너 56은 또한 외과의에게 핑거 54를 잡아 밀어넣을 수 있는 수단을 제공함으로써, 외부 슬리브 40에 대한 내부 슬리브 50의 삽입 및 인출을 용이하게 해준다.
핑거 54는, 매듭 58을 캐치 57a 및 57b로부터 이탈시킴으로써 내부 슬리브 50의 외부 슬리브 40 내에서의 회전 및 축 방향의 병진을 허용하기 위해서, 화살표 P에 의해 표시된 바와 같이 서로를 향하여 편향될 수 있다. 외부 슬리브 40은, 한쌍의 캐치 57a 및 한쌍의 캐치 57b 각각의 사이에 각 외부 슬리브 40의 맞은편 상의 상부 말단 46에 형성된 노치(notch) 59를 포함한다. 노치 59는 내부 슬리브 50이 핑거 54를 편항시키지 않고도 캐치 57a 및 57b의 위치에 근접하는 깊이에 매듭 58이 놓이게끔 외부 슬리브 40 내에 위치하도록 해준다. 이어서 핑거 54는 매듭 58을 노치 59로부터 이탈시킴으로써 내부 슬리브 50이 회전되고 매듭 58이 원하는 한쌍의 캐치 57a 또는 한쌍의 캐치 57b 내에 위치하는 것을 허용하도록 함께 압박될 수 있다.
매듭 58이 하부 캐치 57b 내에 위치하는 경우, 멈춤나사 76은 멈춤나사 76을 요크 68 내로 부분적으로 조여넣음으로써 앵커 60이 연장부 30 상에 장착되는 것을 허용하기에 충분한 정도로 외부 슬리브 40의 요부 42 내로 연장된다. 그러면 매듭 58은 상부 캐치 57a 내에 위치하게 되어, 요크 68을 외부 슬리브 40의 요부 42 내로 끌어넣어 앵커 60을 도 4에 도시된 바와 같이 그리고 상술한 바와 같이 제자리에 단단히 고정시키게 된다. 이와 같이 앵커 60은 앵커 60을 골 구조물에 고정하기 전에 미리 앵커연장부 30과 조립될 수 있어서, 조립된 앵커 60과 앵커연장부 30이 함께 경피적으로 최소한도로 침습적으로 골 구조물에 접근하는 것을 허용한다. 그러나, 앵커연장부 30은 미리 골 구조물 상에 고정된 앵커 60 상에 장착될 수도 있다.
이제 도 8과 9를 참조하여, 설치기구(installation instrument)의 다른 구현예를 설명한다. 도 9에서, 앵커연장부 230은 도시되지 않았다. 앵커연장부 230은 앵커연장부 30과 관련하여 상술한 것과 유사한 방식으로 외부 슬리브 250 내에 인접하여 수용되는 내부 슬리브 240을 포함한다. 내부 슬리브 240 및 외부 슬리브 250은 도 14-17에 더 도시되어 있으며, 아래에서 보다 상세히 설명한다.
설치기구 220은 제 1 지지팔 222a 및 제 2 지지팔 222b를 구비한 브레이스 삽입기 224를 포함한다. 지지팔 222a와 222b는 함께 모이며, 피봇팔 231의 근위말단 232에서 고정하여 연결된다. 도 9a 및 10을 참조하면, 피봇팔 231은 그로부터 브레이스 290이 연장되는 원위말단 233을 포함한다. 브레이스 삽입기 224는, 브레이스 290과 같은 브레이스를 고정하기 위한, 원위말단 233에 인접한 브레이스 장착부위 225를 포함한다. 브레이스 290은 브레이스 90과 유사하며, 후술하는 바와 같이 연결부 291을 포함한다. 브레이스 삽입기 224는 피봇축 P 주위로 선회가능하여 곡선호(curvilinear arc) 또는 축 A를 규정한다. 브레이스 삽입기 224의 피봇팔 231은 바람직하게는 만곡부 231b를 따라 휘어져 축 A를 따르며, 피봇팔 231의 원활한 경피 삽입 및 제거를 용이하게 해준다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 브레이스 장착부위 225는 원위말단 233 부근에 브레이스 수용개구 235를 포함한다.
피봇팔 231은 원위말단 233으로부터 그를 따라 근위말단 232까지 연장된 채널 234를 포함한다. 채널 234는 너트 239와 핀 228에 의해 삽입기 224에 고정된 브레이스 커플러 236을 그안에 수용한다. 명확함을 위해, 너트 239 및 브레이스 커플러 236이 원위말단 233에서를 제외하고 채널 234로부터 제거된 것으로 도시된다. 바람직하게, 브레이스 커플러 236은, 호의 축 A를 그리면서 원위말단 233으로부터 너트 239를 지나 근위말단 232에 인접한 멈춤나사 237까지 연장된, 가늘고 긴 유연성이 있는 부재이다. 커플러 236은 브레이스 장착부위 225에서 핀 228에 의해 삽입기 224에 피봇식으로 연결된다. 멈춤나사 237은 너트 239 내에 형성된 나삿니가 나있는 개구 내로 나사방식으로 수용된다. 브레이스 장착부위 225는 또한 브레이스 수용개구 235와 통하여 그를 통해 연장된 스톱핀(stop pin) 229를 포함한다.
도 11-12를 참조하면, 브레이스 290은, 브레이스 290이 브레이스 커플러 236에 의해 삽입기 224에 고정됨으로써 브레이스 290을 삽입하는 동안 브레이스 290이 호의 축 A를 따라 정렬된 채 유지되도록, 브레이스 수용개구 235 내에 위치가능하다. 브레이스 커플러 236은 그의 원위말단에 브레이스 290을 물기 위한 물림부위(gripping portion) 270을 포함한다. 물림부위 270은, 그를 통해 핀 228을 수용하며 물림부위 270을 브레이스 장착부위 225에 회전가능하게 연결하는 관통구멍(through-hole) 272를 구비한다. 물림부위 270은 또한 그의 원위말단 271로부터 연장된 이(tooth) 274를 포함한다. 노치 276은 이 274에 이어 뻗어있다.
브레이스 290은, 그로부터 연장된 연결기둥 294를 지닌 연결말단 291을 구비한다. 바람직하게, 연결기둥 294는 연결말단 291로부터 첨부 296에 이르기까지 점점 좁아지며, 팁 296에 인접한 말단에서는 이 274를 수용하고 연결말단 291에 인접한 말단에서는 스톱핀 229를 수용하도록 형상된 길이와 깊이를 지닌 요부 297을 구비한다. 스톱핀 229는 요부 297 내에서 브레이스 290과 접하여, 브레이스 290이 개구 235 내로 삽입되는 깊이를 제한한다.
본 발명의 한 측면에 있어서, 브레이스 290은 기둥 294 상의 선결된 위치에 단일 요부 297을 제공함으로써 인덱스된다. 기둥 294는 스톱핀 229가 요부 297 내에 수용되지 않으면 채널 235 내로 적절하게 삽입될 수 없으며, 따라서 스톱핀 229에 대한 요부 297의 위치에 의해 결정된, 삽입기 224에 대한 브레이스 290의 배향을 보장한다. 바람직하게, 요부 297의 위치는 브레이스 290의 만곡의 반경이 삽입기 224로부터 호의 축 A를 따라 연장되도록 물림부위 270에 대하여 배치된다. 이것은 브레이스 290을 설치하는 동안 앵커 60에 대한 브레이스 290의 정확한 위치설정 및 배향을 보장해준다.
연결부위 291이 개구 235 내에 놓일 때 브레이스 290을 물기 위해서, 물림부위 270은 멈춤나사 237을 록너트(rock nut) 239에 대한 제 1 방향으로 조임으로써 브레이스 커플러 236을 가까이 잡아당김에 의해 화살표 R의 방향으로 핀 228을 중심으로 하형으로 회전된다. 멈춤나사 237은 반대되는 제 2 방향으로 조여져, 브레이스 커플러 236을 멀리 밀어냄으로써 커플러 236을 구부리며, 이때 이 274를 요부 297 외부의 화살표 R에 반대되는 방향으로 핀 228을 중심으로 회전킴으로써 브레이스 290을 이탈시킨다.
다시 도 8과 9를 참조하면, 지지팔 222a 및 222b는 클램핑 장치(clamping mechanism) 221을 수용하기 위한 관통구멍 223a 및 223b를 구비한다. 클램핑 장치 221은 팔 222a와 222b를 서로를 향해 끌어당겨, 그들 사이에 앵커연장부 230a, 230b를 피봇식으로 고정한다. 피봇 너트 225a와 225b는 각각 구멍 223a와 223b를 통해 위치가능하다. 클램핑 막대 225가 팔 222a와 222b 사이에 뻗어있으며, 막대225가 그에 고정되는 것을 허용하며 나삿니가 나있는 파스너 226과 나삿니가 나있는 스템 227a를 지닌 클램핑 노브(clamping knob) 227을 통해 팔 222a 및 222b를 조이는 나삿니가 나있는 구멍을 각 말단에 구비한다.
도시된 구현예에서, 핀 260a는 팔 222a의 개구 262a 내로 맞춰넣어진다. 앵커연장부 230a는 핀 260a를 통해 지지팔 222a 상에 회전가능하게 장착된다. 마찬가지로, 앵커연장부 230b는 팔 222b의 개구 262b 내로 맞춰넣어지는 핀 260b를 통해 지지팔 222b 상에 회전가능하게 장착된다. 핀 260a 및 260b를 고정하고 거기에 연장부 30a 및 30b를 장착하기 위한 다른 기술 또한 당업자에게 잘 알려져 있는 것으로 간주된다. 팔 222a와 222b 각각에는 그로부터 다른 지지팔 222a, 222b를 향해 연장된 스톱 막대(stop bar) 264a, 264b가 각각 제공될 수 있다. 스톱 막대 264a 및 264b는 해당 연장부 230a, 230b와 접촉시 축 A를 따른 기구 220의 회전을 제한한다.
이제 도 14-17을 참조하여, 삽입기 224에 연결된 앵커연장부 230을 보다 상세히 설명한다. 이들 앵커연장부 230은 도 8에 조립된 상태로 도시되어 있다. 도 17의 제 2 외부 슬리브 240b가, 도 16의 제 1 외부 슬리브 240a의 입면도의 배향과 비교하여, 그의 장축에 대하여 90도 회전된 것으로 도시되어 있음에 주목하여야 한다.
앵커가 도 8에는 도시되어 있지 않을 지라도, 앵커연장부 230a의 하부 또는 원위말단에 상술한 앵커 60a와 같은 제 1 앵커가 장착될 수 있다. 마찬가지로, 앵커 230b의 하부 또는 원위말단에는 상술한 앵커 60b와 같은 제 2 앵커가 장착될 수있다. 앵커연장부 230a, 230b는 집합적으로 앵커연장부 230으로 언급되며, 각각은 외부 슬리브 240, 및 외부 슬리브 240을 통해 구멍 245 내에 배치된 내부 슬리브 250을 포함한다. 내부 슬리브 250은 그를 관통하는 구멍 251을 규정하는데, 구멍 251은 공구가 앵커에 이르는 것을 가능케 해준다. 내부 슬리브 250의 원위말단 253은 내부 구멍 251 내로 돌출된 방사상으로 뻗어있는 립 252를 포함한다. 립 252는 내부 슬리브 250의 원위말단 상에 상술한 멈춤나사 76과 같은 멈춤나사를 지탱한다.
요크 68은 바람직하게는 외부 슬리브 240의 원위말단 241에 있는 말단부위 242 내에 수용된다. 도 16에 도시된 바와 같이, 말단부위 242는, 브레이스 290의 삽입에 적합하도록 통로 70과 정렬가능한 U-자형 개구를 구비한다. 말단부위 242의 팔 244는 요크 68의 팔 71과 정렬가능하여, 팔 71을 그안에 수용함으로써 앵커를 삽입하는 동안 앵커 60을 앵커연장부 230 상에 단단하게 고정해준다.
당업자가 앵커연장부 30과 앵커연장부 230이 여러가지 면에서 유사하다는 것을 인식하고 있을 지라도, 내부 슬리브 250의 외부 슬리브 240 내로의 배치를 보다 상세히 설명한다. 내부 슬리브 250은 하부 물림요소(lower gripping element), 즉 핑거 254를 포함하는데, 이들 사이에는 핑거 254의 구부러짐(flexing)을 허용하는 환형 릴리프 부위(circular relief portion) 277이 포함된다. 내부 슬리브 250은 핑거 254와 상부말단 255 사이에 노치 256 및 노치 256'를 추가로 포함한다. 외부 슬리브 240은, 플런저(plunger) 259로부터 가로질러 연장된 가로막대(cross bar) 258을 구비한, 구멍 245에 인접하여 연장된 플런저-타입 스프링 바이어스드 리테이너(plunger-type spring biased retainer) 257을 포함한다. 가로막대 258은 내부 슬리브 250을 외부 슬리브 240에 대해 유지하기 위해서 노치 256과 256' 중 원하는 어느 하나 내에 선택적으로 위치가능하다. 숄더 261은 내부 슬리브 250의 외부 슬리브 240의 구멍 245 깊숙히로의 이동의 깊이를 제한한다. 가로막대 258이 상부 노치 256 내에 있을 때, 앵커 60의 멈춤나사 76은 원위말단 253에서 핑거 254 상으로 조여넣어지거나 또는 핑거 254 사이로 압박될 수 있으며, 원위말단 253에서 멈춤나사 76은 립 252에 의해 거기에 유지된다.
요크 68이 미리 멈춤나사 76에 고정되어 있지 않은 경우, 요크 68은 멈춤나사 76 상으로 적어도 부분적으로 조여넣어질 수 있다. 내부 슬리브 250의 외부 슬리브 240에 대한 상대적인 이동은 플런저 259를 내리눌러 가로막대 258을 상부 노치 256 밖으로 들어올림으로써 촉진된다. 내부 슬리브 250은 가로막대 258을 하부 노치 256' 내에 위치시키기 위해 가까이로 이동되어, 요크 68을 팔 244 사이로 그리고 말단부위 242를 향하여 끌어당기게 되며, 이때 통로 70은 팔 244 사이의 U-자형 개구와 정렬된다. 앵커연장부 230의 축 L3은, 가이드와이어 또는 도 20 및 20b의 공구 100 또는 100'와 같은 공구가 나사 61 내로 삽입될 때 뼈나사 61의 축 L1과 정렬되어, 앵커 60을 이러한 정렬된 위치로 유지시킨다. 내부 슬리브 250의 정렬핀(alignment pin) 263은 외부 슬리브 240의 슬롯 249 내에 수용되어, 내부 슬리브 250의 외부 슬리브 240 내에서의 적절한 정렬을 보장하고 유지한다.
이하 앵커연장부 230a와 230b의 서로에 대한, 그리고 삽입기 224에 대한 조립을 설명한다. 각 앵커연장부 230은 근위말단 243에 인접한 외부 슬리브 240을관통하는 통로 248을 포함한다. 커플링 핀 249a는 앵커연장부 230a의 앵커연장부 230b 인접면 상에서 통로 248a 내에 고정된다. 그후, 앵커연장부 230a와 230b 및 앵커 60a와 60b는 골 구조물에 고정되고, 앵커연장부 230a와 230b는 핀 249a를 앵커연장부 230a에 인접한 통로 248b 부위 내로 배치시키기 위해 피부와 조직을 통해 조작된다. 삽입기 224는 핀 249a 반대편의 제 1 연장부 230a의 통로 248a 부위에 핀 260a을 위치시키고, 핀 249a 반대편의 제 2 연장부 230b의 통로 248b 부위에 핀 260b를 위치시킴으로써 앵커연장부 230a 및 230b에 고정된다. 핀 260a 및 260b는 각각 통로 248a 및 248b 내에 회전가능하게 수용되며, 앵커연장부 230a 및 230b는 클램핑 장치 221에 의해 지지팔 222a 및 222b에 고정된다. 기구 220의 조립시, 내부 슬리브 250a와 250b의 구멍 251a 및 251b는 실질상 앵커 60a 및 60b에의 접근을 방해하지 않도록 유지된다.
이하 상술한 설치기구 20 및 220을 사용하는 기술을 설명한다. 본 발명에 따르면, 앵커 60의 골 구조물 내로의 설치는 앵커연장부 30 또는 230이 장착되어 있지 않아도 이루어질 수 있으며, 앵커연장부 30 또는 230은 이어서 골 구조물에 고정된 앵커 60에 장착될 수 있다. 다른 기술에 따르면, 앵커 60은 앵커연장부 30 또는 230에 장착되어 있으며, 앵커 60을 도 1에 도시된 추골 V1 및 V2의 경(莖; pedicle)과 같은 골 구조물에 고정하기 위해, 앵커연장부 30 또는 230 및 앵커 60을 개방된 절개부(open incision), 마이크로 절개부(micro-incision), 또는 튜브나 캐뉼러를 통하거나, 또는 동물 대상의 피부 또는 조직을 통해 직접 설치한다.
본 발명의 외과적 기술은 앵커의 골 구조물 내에서의 적절한 배치 및 배향을결정하고 위치를 알아내기 위해, 그리고 필요한 경우 앵커의 경피 천공 입구(percutaneous puncture entry)를 위한 피부 지점의 위치를 선정하기 위해, 임의의 유형의 공지된 영상 시스템을 사용할 수 있다. 본 발명을 수행하고 앵커 60을 배치하는데 유용한 영상 안내 시스템(image guided system)은 당업계에 공지되어 있다. 영상 안내 기술의 예는 미국특허 제 5,772,594호; 동특허 제 5,383,454호; 동특허 제 5,851,183호; 동특허 제 5,871,445호; 동특허 제 5,891,034호; 및 PCT 국제공개 WO 99/15097호에 개시되어 있으며, 이들 각각은 전문 그대로 본원에 참고자료로 포함된다. Medtronic Surgical Navigation Technologies, Inc.에 의해 판매되는 STEALTHSTATION®또는 IONTM시스템을 앵커 배치 및 브레이스 90 설치에 관한 수술전 계획(pre-operative planning)과 영상 안내 항해(image guided navigation)를 위해 본 발명에 사용할 수 있다.
앵커 60을 골 구조물 내로 배치하기 위한 다른 기술 또한 본원에 포함된다. 예를 들어, CT 스캔 또는 x-선이 앵커 배치 및 배향에 대한 수술전 계획에 사용될 수 있다. 앵커 삽입은 임의의 공지된 시각적 기구 또는 장치를 사용하여 모니터될 수 있다. 다른 예로는 앵커 위치로의 작업 채널을 형성하는, 피부를 통해 삽입된 캐뉼러 또는 슬리브를 통해 앵커를 배치하는 기술을 들 수 있다. 골 구조물 내로의 앵커 배치는 캐뉼러를 통한 내시경적 또는 현미경적 방법으로 모니터될 수 있다.
특정한 일구현예에서, 도 18의 가이드와이어 280과 같은 충분한 길이의 가이드와이어가 경피적으로 삽입되어 골 구조물에 고정된다. 상기 가이드와이어는, 컴퓨터 모니터 상에 디스플레이를 생성하는 영상 안내 외과용 시스템(image guided surgical system)을 통해 추적되는 추적가능한 기구에 결합된다. 그러한 기구 및 시스템의 예는 PCT 국제공개 WO 99/15097 및 WO 99/26549에 상세하게 기술되어 있으며, 이들은 전문 그대로 본원에 참고자료로 포함된다. 골 구조물 상의 적절한 위치에 고정된 가이드와이어를 이용하면, 골 구조물 내로 나사를 준비 및 삽입하기 위한 다양한 기구들이 상기 가이드와이어에 의해 안내될 수 있다. 준비 및 삽입은 다양한 준비 및 삽입 기구에 연결된 추적 기구를 통해 모니터될 수 있다.
다양한 기구들이 앵커 삽입을 위한 수술 부위를 준비하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 골 구조물을 나사 삽입에 대비하여 준비하고자 가이드와이어를 따라 삽입되는 캐뉼러형 송곳(cannulated awl; 300)이 도 19에 도시되어 있다. 송곳 300은 송곳 300이 가이드와이어에 의해 삽입될 수 있도록 해주는, 원위말단 303으로부터 근위말단 302에 이르는 구멍 306을 구비한다. 송곳 300의 근위말단 302는 드라이빙 기구와 결합될 수 있도록 형상되어 있는데, 상기 드라이빙 기구에는 삽입깊이를 모니터하기 위한 추적장치도 포함될 수 있다. 송곳 300은 원위말단 303에 이르는 샤프트 304를 구비한다. 원위말단 303의 커팅헤드 307은 골 구조물에 앵커용 구멍을 만든다.
골 구조물 내에서의 가이드와이어 280의 목적 위치 및 배향과 천공 입구가 형성될 피부 지점을 결정하고 나사 구멍을 마련한 다음, 앵커연장부 30 또는 230 상에 장착된 캐뉼러형 앵커(cannulated anchor; 60)를 가이드와이어로 배치한 후,예를 들어 피부 또는 조직을 통해 직접적으로, 또는 절개부를 통해, 또는 캐뉼러를 통해 준비된 구멍으로 전진된다. 도 20a에 도시된 캐뉼러형 드라이빙 공구(cannulated driving tool; 100')와 같은 드라이빙 공구가 앵커 60을 골 구조물에 나사식으로 고정하는데 사용된다. 캐뉼러형 드라이빙 공구 100'는, 근위말단 102'로부터 원위말단 103'에 이르는 구멍 106'를 포함한다. 원위말단 103'는 나사 61의 공구물림요부(tool engagement resess) 64와 합치하는 물림부위(engaging portion) 107'를 포함한다. 공구 100'는 캐뉼러형 나사(cannulated screw) 61을 골 구조물 내로 드라이빙하기 위해, 가이드와이어를 따라 앵커연장부 30 또는 230의 공구 구멍(tool bore)을 통해 배치된다.
한편, 가이드와이어를 사용하지 않는 경우에는 도 20b의 드라이빙 공구 100이 앵커연장부 30 또는 230의 공구 구멍을 통해 나사 61에 삽입될 수 있다. 공구 100은 근위말단 102, 및 원위말단 103에 이르는 샤프트 104를 포함한다. 근위말단 102는 바람직하게는 공구 100을 이용한 구동력(driving force)의 적용을 용이하게 하기 위해 렌치 또는 핸들과 맞물리도록 형성된다. 원위말단 103은 나사 61을 골 구조물 내로 드라이빙하기 위해서 나사 61의 공구맞물림요부 64와 합치하도록 형성된 길이를 가진 하부 맞물림 부위 107을 포함한다.
앵커연장부 30 및 230은 앵커 60이 골 구조물 내에서 드라이빙 공구 100 또는 100'를 이용하여 드라이빙될 때 앵커 60을 좇아 골 구조물을 향하여 진행한다. 이어서, 공구 100은 공구 구멍으로부터 인출되고, 필요한 경우 가이드와이어도 인출된다. 다축나사를 구비한 앵커 60의 구현예에서, 요크 68 및 앵커연장부 30,230은 앵커연장부 30, 230을 피부와 조직 내에서 목적 위치로 조작함으로써 헤드 63 둘레로 선회가능하다.
앵커 60a 및 60b가 골 구조물에 고정된 상태에서, 통로 70a 및 70b는 브레이스 90을 수용하도록 정렬된다. 기구 20의 경우, 상부 기둥 28a 및 28b는 각각 나비나사 27a 및 27b를 이용하여 앵커연장부 30a 및 30b 상에 장착되어 통로 70a 및 70b를 정렬한다. 앵커 60이 다축나사를 이용하는 경우, 앵커연장부 30a 및 30b는 상부 기둥 28a 및 28b와의 연결을 위해 목적 위치로 조작될 수 있다. 기구 220의 경우, 앵커연장부 230a 및 230b는 핀 249a가 통로 248b 내에 배치되도록 조작되어, 통로 70a 및 70b를 정렬한다. 지지팔 222a 및 222b는 클램핑 장치(clamping mechanism) 220을 이용하여 앵커연장부 230a 및 230b에 고정된다. 만일 앵커 60이 다축능력을 갖고 있지 않다면, 삽입기와의 결합을 위해 요구되는 앵커연장부의 배향은 앵커 60a 및 60b의 골 구조물 내로의 배향 및 배치를 결정하는 동안 해결된다.
브레이스 90, 290은 삽입기 24, 224에 고정되며, 각각 앵커 60a 및 60b의 통로 70a 및 70b 내로의 경피 삽입을 위해 준비된다. 바람직하게, 브레이스 90, 290은 휘어있으며, 통로 70a 및 70b와 피봇축 P 사이의 거리와 동일한 곡률 반경을 갖는다. 삽입기 24, 224는 피봇축 P를 중심으로 회전하여 브레이스 90을 호의 축 A를 따라 정방향으로 이동시킴으로써, 브레이스 90, 290의 뾰족한 끝(pointed end)을 대상의 신체 내로 정렬된 통로 70a 및 70b를 향해 도입한다. 브레이스 90, 290 및 삽입기 24, 224는 더 회전되어 브레이스 90의 일부를 앵커 60a 및 60b의 통로70a 및 70b를 통해 통과시킨다.
상술한 바와 같이, 브레이스는 그것이 선결된 방향으로 설치기구 20, 220에 고정될 있도록 인덱스되는 것이 바람직하다. 이는 브레이스 90, 290이 설치기구의 삽입경로를 따라 앵커 60a 및 60b의 통로를 관통하여 정렬되도록 해준다. 다른 형태에서, 도 13에 도시된 바와 같은 투관침(troca) 390이, 삽입경로를 따라 피부 및 조직을 뚫고 경피 과정(percutaneous procedure)에서 브레이스 90, 290의 삽입을 촉진하는데 사용될 수 있다. 투관침 390은 브레이스 290의 연결말단과 동일한 연결말단 394를 구비한다. 그러나, 투관침 390은 천자팁(puncture tip) 398에 이르는 짧은 샤프트 392를 구비한다. 천자팁 398은 뾰족한 끝 399를 가지고 있어서, 삽입을 용이하게 하고 환자의 피부 및 조직을 통해 통로를 만들어 준다.
브레이스 90, 290은 앵커 60a 및 60b의 통로를 통해 목적 위치에 배치되며, 상기 목적 위치는 방사선법으로 또는 임의의 공지된 영상 기술을 이용하여 확인될 수 있다. 앵커 60a 및 60b 각각의 멈춤나사 76a 및 76b는 브레이스 90, 290과 접하도록 하향으로 조종된다. 드라이빙 공구는 설치기구 20, 220의 공구구멍을 통해 배치되어, 상부 공구맞물림부위 78a, 78b 또는 하부 공구맞물림부위 79a, 79b와 만나서 멈춤나사 76a 및 76b를 하향으로 드라이빙하여 멈춤나사 76a 및 76b가 단단하게 고정될 때까지 그것을 브레이스 90, 290에 대해 조인다. 이어서, 삽입기 24, 224를 브레이스 90, 290으로부터 분리한 다음, 호의 축 A를 따라 뒤로 회전시킴으로써 대상(subject)으로부터 제거된다. 공구가 상부 공구맞물림부위 78a 및 78b에 배치되어 요구되는 토크가 가해지는 순간 멈춤나사 76a 및 76b의 상부 부위를 부러뜨림으로써, 앵커 60a 및 60b로부터 앵커연장부 30a 및 30b를 분리시켜 환자로부터 연장부 30, 230의 제거를 가능케 한다.
외과의는 또한 초기에 공구를 사용하여 상부 공구맞물림부위 78a 및 78b에 멈춤나사 76a 및 76b를 고정한 후, 브레이스 90, 290을 분리하기 이전에 멈춤나사 76a 및 76b의 브레이크-오프 부위(break-off portion)를 부러뜨리기에 충분한 토크를 가하기를 원할 수도 있다. 다른 형태에서, 멈춤나사 76a 및 76b에 적용되는 구동력은 숄더 80a 및 80b를 립 52a 및 52b를 통해 밀어넣어, 립 52a 및 52b를 하향으로 편향시켜 멈춤나사 76a 및 76b를 기구 20의 내부 슬리브 50a 및 50b로부터 분리시키거나, 또는 핑거 154a 및 154b를 외향으로 편향시켜 멈춤나사 76a 및 76b를 기구 220의 내부 슬리브 150a 및 150b로부터 분리시킬 수 있다.
본 발명의 특정한 일응용예에서, 브레이스 90은 도 21에 도시된 바와 같이 디스크 공간 D 내로 하나 이상의 임플란트를 배치한 다음에 제 1 추골 V1 및 제 2 추골 V2를 안정화시키도록 설치된다. 상기 방법은 대상에 형성된 한 경피 천공(percutaneous puncture)을 통해 제 1 추골 및 제 2 추골 사이의 공간으로부터 추골간 디스크를 제거하는 과정을 포함한다. 임플란트 I가 디스크 공간 내로 도입된다. 임플란트 I는 바람직하게는 하나 이상의 양수체 융합 장치(interbody fusion device)이거나 또는 당업계에 공지된 그와 동등한 장치이다. 제 1 및 제 2 앵커 60a와 60b 및 앵커연장부 30a와 30b는 각각 상술한 바와 같이 대상에 형성된 제 2 및 제 3의 경피 천공을 통해 상기 제 1 및 제 2 추골에 고정된다. 원하는 경우, 앵커연장부 30은 브레이스 90을 설치하기 이전에 추골을 압박하거나 또는 비틀기 위한 하중을 적용하기 위한 목적으로 외과의에 의해 조작될 수 있다. 브레이스 90은 설치기구 20을 사용하여 제 4의 경피 천공을 통해 대상에 설치되며, 상술한 바와 같이 앵커 60a 및 60b에 고정된다. 일부 외과수술 과정에 있어서는, 상술한 설치기구 및 기술을 사용하여 골 구조물을 안정화하기 위해서 하나 이상의 추가의 브레이스를 삽입하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 인접한 추골 사이의 디스크 공간 내로 양수체 융합 장치를 배치하기 위한 더욱 최소한도로 침습적이고 노출된 기술(further minimally invasive and open techniques)에 응용될 수 있다. 예를 들어, 구멍을 통하거나(transforaminal), 후배부(posterior) 또는 후배부-중선(posterior-midline)에서 디스크 공간에 접근하는 기술이 디스크 공간 내에 하나 이상의 임플란트 또는 양수체를 배치하는 방법으로서 고려된다. 그러한 기술은 1999년 10월 20일자로 출원된 "Methods and Instruments for Endoscopic Interbody Surgical Techniques"라는 명칭의 가출원(미국 특허 가출원 제 60/160,550호)에 개시되어 있다. 이 가출원은 전문 그대로 본원에 참고자료로 포함된다.
도 21에 도시된 바와 같이, 설치기구 20은 각각 추골 V1 및 V2에 고정된 앵커 60a 및 60b 상에 장착된다. 경피 삽입 이전의 브레이스 90이 도시되어 있다. 캐뉼러 110은 디스크 공간 D1에 인접한 위치로 경피삽입된다. 피부 표면 S에서 취해진 평면도인 도 22에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 연장부 30a와 30b 및 브레이스 90이 척추(spine)의 중선 M의 한쪽 편에 배치된다. 캐뉼러 110은 중선 M을 사이에 두고 그 반대편에 배치된다. 하나 이상의 양수체 융합 장치, 뼈 이식물질(bone graft material), 또는 다른 물질 또는 임플란트가 디스크 공간 내에 배치된다. 그런 다음, 상술한 바와 같이 브레이스 90을 설치함으로써 인접한 추골 V1 및 V2가 안정화된다. 이와 같이, 본 발명의 최소한도로 침습적인 외과수술 과정에 따르면, 양수체 융합 및 인접한 추골의 안정화가 피부 S를 관통하는 4개의 입구(entry hole) 또는 천공을 통해 달성될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 설치기구는 또한 척추 중선의 양쪽에 브레이스를 설치하는데도 사용될 수 있다. 상기 설치기구는 또한 척추의 하나 이상의 레벨(level)에 다수개의 브레이스를 설치하는데도 사용될 수 있다. 본 발명은 당업자에게 공지된, 하나 이상의 양수체 융합 장치를 디스크 공간 내에 설치하기 위한 임의의 최소한도로 침습적이거나 노출되는 외과 기술과 연계하여 인접한 추골들을 안정화시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 양수체 융합 장치 또는 추골간 스페이서(intervertebral spacer)가 복측 접근법(anterior approach)을 통해 디스크 공간 내로 삽입될 수 있다. 복측 접근법의 예들은 PCT 국제공개 WO 97/30666호; 현재 계류중인 미국특허출원 제 09/287,917호; 및 2000년 2월 4일에 출원되어 현재 계류중인 미국특허출원 제 09/498,426에 개시되어 있으며, 이들 각각은 전문 그대로 본원에 참고자료로 포함된다. 나아가, 본 발명은 또한 골 구조물 내에 융합 장치 또는 임플란트를 설치하지 않고도 인접한 추골, 또는 기타 다른 골 구조물을 안정화하는데 사용될 수 있다.
아울러, 브레이스 90은 도 23-24에 도시된 바와 같은 설치기구(320이라 통칭됨)를 사용하여 3개의 추골 각각에 고정된 앵커에 설치 및 고정될 수 있다. 기구320은 이러한 투 레벨 안정화 과정(two level stabilization procedure)에 적합화된 크기 및 형태를 갖는다는 점을 제외하고는 기구 220과 유사하며, 원리상 기구 220과 동일하게 작용한다. 이러한 구현예에서, 앵커 60과 유사한 3개의 앵커들(도시되지 않음)은 상술한 기술들 중 어느 하나를 이용하여 3개의 추골 각각에 또는 다른 골 구조물에 고정가능하다. 3개의 앵커연장부 330a, 330b, 330c 각각은 기구 220의 외부 슬리브 240 및 내부 슬리브 250과 실질상 동일한 외부 슬리브 340a, 340b, 340c 및 내부 슬리브 350a, 350b, 350c를 포함한다. 앵커연장부 330은 각각 3개의 앵커들 중 상응하는 어느 하나에 장착된다. 앵커를 골 구조물에 고정한 후에, 3개의 앵커연장부 330a, 330b, 330c는 피부를 통해 조작되어, 앵커연장부 230a 및 230b와 관련하여 상술한 것과 동일한 방식으로 서로 결합된다. 이어서, 삽입기 324의 지지팔 322a 및 322b가 앵커연장부 330a, 330b, 330c에 회전가능하게 장착된 다음, 클램핑 장치 321에 의해 클램핑된다. 지지팔 322a와 322b 및 클램핑 장치 321은, 각각이 그들 사이에 세개의 앵커연장부 330을 수용할만한 크기로 만들어져 있다는 점을 제외하고는, 설치기구 220의 지지팔 222a와 222b 및 클램핑 장치 221과 유사하다. 인덱스된 브레이스(indexed brace) 490은 브레이스 290과 유사하며, 투 레벨(two level) 안정화 과정에 충분한 길이를 갖는다. 브레이스 490은 피봇팔 331에 고정된 후, 설치기구 220과 관련하여 상술한 바와 같이 앵커의 통로를 통해 삽입된다.
본 발명을 도면과 전술한 설명에 상세히 도시하고 기술하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 단지 바람직한 구현예를 도시하고 기술하였을 뿐이며, 본원의 정신 내에 있는 모든 수정 및 변형이 보호되기를 바란다.

Claims (98)

  1. 다음을 포함하는 브레이스 설치기구(brace installation instrument):
    제 1 및 제 2 앵커연장부로서, 각각이 적어도 하나의 근위말단 및 골 구조물에 고정된 대응되는 앵커를 장착하기 위한 적어도 하나의 원위말단을 구비한 앵커연장부; 및
    선회하는(pivoting) 브레이스 삽입기로서, 근위말단 및 원위말단을 구비하고, 상기 앵커연장부의 근위말단에 인접하여 장착된 지지팔 및 상기 삽입기의 원위말단에 있는 브레이스 장착 부위에 이르는 피봇팔을 포함하며, 상기 앵커에 대하여 피봇축을 중심으로 선회가능한 브레이스 삽입기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 앵커연장부 각각이 대응되는 앵커에 피봇식으로 장착되고, 상기 브레이스 삽입기가 상기 지지팔에 피봇식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 기구.
  3. 제 1항에 있어서, 각각의 지지팔이 대응되는 앵커연장부에 피봇식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 기구.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 앵커연장부가 그들의 근위 말단 부근에서 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 기구.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 삽입기가 상기 지지팔 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 기구.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 브레이스 장착 부위가 상기 피봇축으로부터 선결된 반경 내에 위치하고;
    상기 브레이스 장착 부위에 장착된 브레이스가 상기 브레이스 장착 부위로부터 상기 피봇축에 대하여 실질상 일정한 반경으로 곡선을 그리며 연장되는 것을 특징으로 하는 기구.
  7. 제 1항에 있어서, 브레이스를 상기 삽입기에 선택적으로 결합 및 분리하도록 조작가능한 브레이스 커플러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 브레이스가 원형 봉(circular rod)인 것을 특징으로 하는 기구.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 브레이스가 2개의 말단을 가지며, 한 말단은 상기 브레이스 커플러에 연결가능하고, 다른 한 말단은 동물 신체의 연조직을 천공하는데 적합하게 되어 있으며, 상기 브레이스가 상기 피봇축에 대하여 한 반경으로 휘어있는 것을 특징으로 하는 기구.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 브레이스 삽입기가 상기 피봇축에 중심을 두고 상기 반경을 갖는 원을 그리는 만곡부위를 포함하고, 상기 브레이스가 상기 브레이스 커플러에 연결될 때 상기 원에 일치하도록 배향되는 것을 특징으로 하는 기구.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 브레이스가 상기 피봇축에 평행한 방향으로 측정된 최대 치수를 가지고;
    상기 만곡부위가 상기 피봇축에 평행한 방향으로 측정된 상기 브레이스의 최대 치수의 두배 이상인 최대 치수로 점점 가늘어져서, 브레이스 설치 도중 상기 피봇축 둘레의 호를 따라 상기 브레이스를 움직일 때 상기 만곡부위가 연조직을 용이하게 관통하도록 해주는 것을 특징으로 하는 기구.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 브레이스의 원위말단이 동물의 피부 및 연조직을 용이하게 천공할 수 있도록 끝이 뾰족한 것을 특징으로 하는 기구.
  13. 제 1항에 있어서, 각 앵커가 다축나사를 포함하고, 상기 앵커연장부가 피봇식으로 회전가능하게 상기 다축나사에 장착되는 것을 특징으로 하는 기구.
  14. 다음을 포함하는, 동물 대상의 외과수술 과정에 사용하기 위한 장치:
    동물 대상에 고정된 한쌍의 앵커;
    상기 앵커 쌍에 장착된 설치기구로서, 상기 앵커 쌍에 대하여 고정된 기하학적 관계로 이동가능한 설치기구; 및
    상기 설치기구에 결합된 연결요소로서, 상기 설치기구에 의해 상기 앵커쌍에 보다 근접한 위치로 이동되는 연결요소.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 연결요소가 상기 위치로 경피적으로(percutaneously) 이동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 설치기구가 피부 외부에(excutaneously) 장치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 앵커 각각이 동물 대상의 골 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 골 구조물이 추골인 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 14항에 있어서, 상기 설치기구가 한쌍의 앵커연장부를 포함하며, 각각의 앵커연장부는 대응되는 앵커에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 설치기구가 한쌍의 지지팔을 포함하며, 각각의 지지팔은 대응되는 앵커연장부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 지지팔이 상기 앵커연장부에 피봇식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 앵커연장부를 상기 지지팔 사이에 착탈가능한 방식으로 클램핑하는, 상기 지지팔 사이에 가로놓인 클램핑 막대(clamping bar)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 설치기구가 상기 기지팔에 피봇식으로 결합된 선회하는 삽입기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 14항에 있어서, 상기 앵커 각각이 통로를 포함하며, 상기 연결요소가 상기 통로 내로 이동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 앵커 각각이 상기 연결요소를 상기 앵커 내의 통로에 고정하기 위한 멈춤나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 멈춤나사 각각이 상기 설치기구에 착탈가능한 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 14항에 있어서, 상기 앵커가 다축 뼈나사(multi-axial bone screw)인 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 14항에 있어서, 상기 설치기구가 상기 연결요소를 호를 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 호가 상기 설치기구의 피봇축에 의해 규정된 곡률중심을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 다음을 포함하는, 동물 대상의 외과수술 과정에 사용하기 위한 장치:
    동물 대상에 고정된 한쌍의 앵커;
    상기 앵커 쌍에 장착된 설치기구로서, 상기 앵커 쌍에 대하여 고정된 공간적 관계에 있는 피봇축을 갖는 설치기구; 및
    상기 설치기구에 결합된 연결요소로서, 상기 설치기구가 상기 피봇축을 중심으로 회전함에 의해 상기 앵커쌍에 대하여 목적 위치 내로 안내되는 연결요소.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 연결요소가 상기 피봇축에 대하여 실질상 일정한 반경으로 곡선을 그리며 상기 설치기구로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 설치기구가 상기 연결요소를 상기 설치기구에 선택적으로 결합 및 분리하도록 조작가능한 커플러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 연결요소가 인덱스되는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 30항에 있어서, 상기 설치기구가 한쌍의 앵커연장부를 포함하며, 각각의 앵커연장부는 대응되는 앵커에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 설치기구가 한쌍의 지지팔을 포함하며, 각각의 지지팔은 대응되는 앵커연장부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 지지팔이 상기 앵커연장부에 피봇식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제 35항에 있어서, 상기 설치기구가 상기 기지팔에 피봇식으로 결합된 선회하는 삽입기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제 30항에 있어서, 상기 앵커 각각이 통로를 포함하고, 상기 연결요소가 목적 위치에 있는 경우 상기 통로를 관통하는 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 앵커 각각이 커넥터에 피봇식으로 장착된 뼈나사를 포함하고, 상기 통로가 상기 커넥터를 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
  40. 다음을 포함하는 동물 대상의 외과수술 과정에 사용하기 위한 장치:
    브레이스에 결합된 설치기구로서, 상기 브레이스가 상기 브레이스를 상기 설치기구에 대하여 선결된 방향으로 커플링하는 인덱스된 부위(indexed portion)를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 브레이스가 동물 대상에 고정된 적어도 하나의 앵커에 연결가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  42. 제 40항에 있어서, 상기 브레이스가 상기 설치 기구에 결합된 상태에서는 상기 설치기구에 대하여 이동불가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  43. 제 40항에 있어서, 상기 설치기구가 원위말단을 구비한 브레이스 삽입기를 포함하며, 상기 브레이스의 인덱스된 부위가 상기 브레이스 삽입기의 원위말단에서 커플링된 것을 특징으로 하는 장치.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 설치기구가 상기 원위말단으로부터 근위말단에 이르는 만곡부위를 포함하고 상기 만곡부위를 따라 브레이스 커플러를 수용하기 위한 채널이 형성되어 있으며, 상기 브레이스 커플러는 상기 브레이스 삽입기에 고정된 브레이스 반대편에 근위말단을 가지고, 원위말단에 상기 브레이스 삽입기의 만곡부위에 고정된 핀에 의해 상기 채널에 피봇식으로 장착된 브레이스 그립퍼(gripper)를 구비하며, 상기 브레이스를 상기 브레이스 삽입기에 선택적으로 결합 및 분리시키도록 조작가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 브레이스 커플러가 상기 브레이스 그립퍼로부터 사기 만곡부위의 근위말단에 있는 너트를 지나 멈춤나사에 이르는 가늘고 긴 유연성이 있는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 만곡부위가 상기 원위말단에 브레이스를 수용하는 브레이스 수용 개구를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  47. 제 46항에 있어서, 상기 만곡부위가 상기 브레이스 수용 개구를 관통하는 스톱핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 브레이스가 요부가 형성되어 있는 연결말단을 포함하고, 상기 요부는 근위말단 벽 및 원위말단 벽을 구비하며, 상기 원위말단 벽과 접하는 스톱핀이 상기 브레이스의 상기 브레이스 수용 개구 내로의 삽입 깊이를 제한하는 것을 특징으로 하는 장치.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 브레이스 그립퍼가 상기 요부 내에 위치가능하며 상기 요부의 근위말단 벽과 접하는 이(tooth)를 가져서, 상기 브레이스를 상기 피봇팔에 결합시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  50. 제 40항에 있어서, 상기 인덱스된 부위가 상기 브레이스의 제 1 말단에 있고, 상기 브레이스는 경피 삽입에 적합화된 반대편의 제 2 말단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  51. 제 40항에 있어서, 상기 설치기구가 선결된 경로를 따라 이동가능하며, 상기 브레이스가 상기 경로를 따른 배향을 위해 인덱스되는 것을 특징으로 하는 장치.
  52. 제 51항에 있어서, 상기 경로가 상기 설치기구의 피봇축에 의해 결정되는 반경을 갖는 호인 것을 특징으로 하는 장치.
  53. 다음을 포함하는 브레이스 설치기구:
    제 1 및 제 2 앵커연장부로서, 각각이 적어도 하나의 근위말단 및 골 구조물에 고정가능한 앵커를 장착하기 위한 적어도 하나의 원위말단을 구비한 앵커연장부;
    근위말단 및 원위말단을 구비한 브레이스 삽입기로서, 상기 제 1 및 제 2 앵커연장부의 근위말단에 장착되고 피봇축을 중심으로 이동가능한 브레이스 삽입기; 및
    상기 브레이스 삽입기의 원위말단에 착탈가능하게 결합된 브레이스.
  54. 제 53항에 있어서, 상기 브레이스 삽입기가 원위말단에 상기 브레이스를 수용하는 브레이스 장착 부위를 구비한 팔을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  55. 제 53항에 있어서, 상기 브레이스 삽입기가 대응되는 앵커연장부 상에 장착된 한쌍의 지지팔을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  56. 제 55항에 있어서, 상기 지지팔이 상기 앵커연장부에 피봇식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
  57. 제 55항에 있어서, 상기 브레이스 삽입기가 상기 지지팔에 피봇식으로 장착된 피봇팔을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  58. 다음을 포함하는, 동물 대상의 외과수술 과정에 사용하기 위한 장치:
    동물 대상에 고정된 적어도 하나의 앵커로서, 브레이크-오프 부위를 구비한 멈춤나사를 포함하는 앵커; 및
    상기 앵커 상에 장착된, 브레이스를 상기 앵커로 배치하기 위해 이동가능한 기구로서, 상기 브레이크-오프 부위가 상기 멈춤나사로부터 절단될 때 상기 앵커로부터 분리되는 기구.
  59. 제 58항에 있어서, 상기 기구가 상기 멈춤나사 브레이크-오프 부위에의 접근을 허용하는 공구구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  60. 제 58항에 있어서, 상기 적어도 하나의 앵커가 커넥터에 피봇식으로 장착된 동물대상에 고정된 뼈나사를 포함하고, 상기 멈춤나사가 상기 커넥터 내에 나사식으로 수용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  61. 제 60항에 있어서, 상기 앵커가 상기 뼈나사와 상기 멈춤나사 사이의 상기 커넥터를 관통하는 통로를 포함하고, 상기 기구가 상기 통로에 상기 브레이스를 배치하도록 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  62. 제 61항에 있어서, 상기 멈춤나사가 상기 브레이크-오프 부위가 절단될 때까지 상기 커넥터 통로 내로 조여져 상기 브레이스를 상기 앵커에 고정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  63. 제 61항에 있어서, 상기 기구가 피봇축을 중심으로 회전되어 상기 브레이스를 상기 통로 내에 배치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  64. 제 58항에 있어서, 다음을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치:
    동물 대상에 고정된 제 2 앵커로서, 브레이크-오프 부위를 구비한 제 2 멈춤나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커; 및
    상기 제 2 앵커에 장착되고 상기 브레이스를 상기 앵커 및 상기 제 2 앵커에 대해 배치하기 위해 이동가능한 기구로서, 상기 브레이크-오프 부위가 상기 제 2 멈춤나사로부터 절단될 때 상기 제 2 앵커로부터 분리되는 기구.
  65. 제 64항에 있어서, 상기 앵커 및 상기 제 2 앵커 각각이 커넥터에 피봇식으로 장착된 동물 대상에 고정된 뼈나사를 포함하며, 상기 앵커의 멈춤나사가 상기 커넥터 내에 나사식으로 수용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  66. 제 65항에 있어서, 상기 앵커 및 상기 제 2 앵커 각각이 상기 뼈나사와 상기 멈춤나사 사이의 상기 커넥터를 관통하는 통로를 포함하며, 상기 기구가 상기 브레이스를 상기 커넥터의 통로 내에 배치하기 위해 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  67. 제 66항에 있어서, 상기 기구가 피봇축을 중심으로 회전되어 상기 브레이스를 상기 앵커 및 상기 제 2 앵커의 통로 내에 배치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  68. 제 67항에 있어서, 상기 멈춤나사가 상기 브레이크-오프 부위가 절단될 때까지 상기 커넥터의 통로 내로 조여져 상기 브레이스를 상기 앵커에 고정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  69. 다음의 단계들을 포함하는, 동물 대상에 정형외과용 브레이스를 설치하는 방법:
    각각 제 1 및 제 2 앵커연장부에 장착된 제 1 및 제 2 앵커를 신체의 제 1 및 제 2 뼈 부분(bony part)에 배치하는 단계;
    상기 앵커에 대한 피봇축을 지닌 설치기구의 브레이스 삽입기를 상기 제 1 및 제 2 앵커연장부에 장착하는 단계;
    상기 브레이스 삽입기를 상기 앵커에 대하여 피봇축을 중심으로 회전시킴으로써, 상기 기구의 피봇축에 중심을 둔 호를 따라 상기 브레이스를 이동시키는 단계; 및
    상기 브레이스의 말단을 상기 앵커 지점으로 도입하는 단계.
  70. 제 69항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 앵커를 배치하는 단계가 상기 제 1 및 제 2 앵커를 경피적으로(percutaneously) 배치하는 과정을 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  71. 제 70항에 있어서, 상기 브레이스의 말단을 도입하는 단계가 상기 브레이스의 말단을 경피적으로(percutaneously) 도입하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 제 69항에 있어서, 다음의 단계들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    상기 브레이스를 상기 앵커에 고정하는 단계;
    상기 삽입기를 상기 브레이스로부터 분리하는 단계; 및
    상기 삽입기를 상기 호를 따라 역방향으로 이동시킴으로써 신체로부터 제거하는 단계.
  73. 제 72항에 있어서, 상기 설치기구를 신체로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제 69항에 있어서, 상기 브레이스가 상기 호의 피봇축과 나란한 축을 중심으로 하는 단일 반경으로 만곡진 샤프트이고, 상기 방법이 브레이스를 도입한 후에 샤프트를 앵커 내의 리시버를 통해 도입하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 제 69항에 있어서, 상기 앵커를 배치하는 단계가 영상 안내 항법(image guided navigation)을 이용하여, 동물의 척추의 단일 레벨의 추골의 경(pedicle) 내에서의 앵커의 최적의 배치 및 배향을 결정하고, 앵커의 경피 천공 입구를 위한 동물의 피부 지점의 위치를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제 75항에 있어서, 상기 앵커가 뼈 고정 파스너(bone engaging fastner)이고, 상기 앵커를 배치하는 단계가 상기 뼈 고정 파스너 및 지지팔을 미리조립된 유닛으로서 동물 피부의 두 군데 지점에 있는 천공을 통해 경피적으로 도입하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 제 69항의 척추융합술(spinal fusion) 방법에 있어서, 상기 뼈 부분이 동물 척추의 추골이고, 상기 방법이 다음의 단계들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    추골간 디스크(intervertebral disc)를 대상에 형성된 제 1 경피 천공을 통해 제 1 및 제 2 추골 사이의 공간으로부터 제거하는 단계;
    하나 이상의 양수체 융합 장치(interbody fusion device)를 상기 공간 내로 도입하는 단계;
    제 1 및 제 2 앵커를 상기 대상에 형성된 제 2 및 제 3의 경피 천공을 통해 각각 상기 제 1 및 제 2 추골에 고정하는 단계; 및
    브레이스를 상기 대상에 형성된 제 4의 경피 천공을 통해 설치한 다음, 제 1 및 제 2 앵커연장부 각각에 있는 구멍을 통해 상기 앵커에 조임 공구(fastening tool)를 적용함으로써 상기 브레이스를 상기 앵커에 결합시키는 단계.
  78. 제 77항에 있어서, 상기 하나 이상의 양수체 융합 장치를 도입하는 단계가 상기 디스크 공간으로의 복측 접근(anterior approach)을 통해 하나 이상의 양수체 융합 장치를 도입하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  79. 제 78항에 있어서, 상기 브레이스 설치 단계가 다음의 과정들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    브레이스를 상기 브레이스를 포함하며 상기 브레이스의 만곡의 축과 직각을 이루는 평면 상의 호를 따라 회전시키는 과정; 및
    상기 브레이스를 앵커 내의 통로로 통과시키는 과정.
  80. 제 76항에 있어서, 상기 통로로부터 상기 브레이스의 만곡의 반경과 동일한 고정된 거리에 피봇축을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  81. 제 80항에 있어서, 상기 피봇축을 설정하는 단계가 앵커연장부에 지지팔을 장착하여 브레이스 삽입기를 상기 앵커연장부에 결합시키는 과정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  82. 제 81항에 있어서, 다음의 단계들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    브레이스를 브레이스 삽입기에 결합시키는 단계; 및
    상기 브레이스 삽입기를 상기 브레이스로부터 분리하는 단계.
  83. 다음의 단계들을 포함하는, 동물 대상에 연결요소(connecting element)를 설치하는 방법:
    제 1 및 제 2 앵커를 신체의 제 1 및 제 2 뼈 부분에 배치하는 단계;
    연결요소가 고정되어 있는 설치기구를 상기 제 1 및 제 2 앵커에 장착하는 단계; 및
    상기 설치기구를 이동시켜 상기 연결요소를 상기 제 1 및 제 2 앵커에 더욱 근접하게 위치시키는 단계.
  84. 제 83항에 있어서, 상기 연결요소가 상기 설치기구에 탈착가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  85. 제 83항에 있어서, 상기 설치기구를 이동시킨 다음 상기 연결요소를 제 1 및 제 2 앵커에 고정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  86. 다음의 단계들을 포함하는, 동물 대상에 브레이스를 설치하는 방법:
    각각 제 1 및 제 2 앵커연장부에 장착된 제 1 및 제 2 앵커를 신체의 제 1 및 제 2 뼈 부분에 배치하는 단계;
    브레이스 삽입기를 상기 제 1 및 제 2 앵커연장부에 장착하는 단계; 및
    상기 브레이스 삽입기를 이용하여 브레이스를 상기 앵커에 대하여 목적 위치로 안내하는 단계.
  87. 제 86항에 있어서, 상기 브레이스가 만곡지고, 상기 브레이스 삽입기가 피봇축을 가지며, 상기 브레이스를 안내하는 단계가 상기 브레이스를 포함하며 상기 브레이스의 만곡의 축과 직각을 이루는 평면 상의 호를 따라 상기 브레이스를 회전시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  88. 제 87항에 있어서, 상기 브레이스를 안내하는 단계가 상기 브레이스의 일부분을 상기 앵커 내의 통로로 통과시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  89. 제 88항에 있어서, 상기 브레이스 삽입기의 피봇축이 상기 통로로부터 상기 브레이스의 만곡의 반경과 동일한 고정된 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  90. 제 86항에 있어서, 상기 방법이 영상 안내 항법(image guided navigation)을 이용하여 상기 앵커를 뼈 부분에 대하여 배향시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 앵커와 앵커연장부들을 배치하는 단계가 앵커 및 앵커연장부를 경피적으로 배치하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  91. 제 86항에 있어서, 상기 뼈 부분이 한 추골 레벨(vertebral level)의 제 1 및 제 2 추골인 것을 특징으로 하는 방법.
  92. 제 91항에 있어서, 다음의 단계들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    영상 안내 항법(image guided navigation)을 이용하여 각 추골 내에 가이드와이어를 배향 및 배치하는 단계;
    앵커 및 앵커연장부를 대응되는 가이드와이어로 안내하는 단계; 및
    상기 앵커를 상기 제 1 및 제 2 추골에 배치한 다음 상기 가이드와이어를 제거하는 단계.
  93. 다음의 단계들을 포함하는, 동물 대상의 적어도 하나의 추골 레벨(vertebral level)을 안정화하는 방법:
    적어도 하나의 양수체 융합 장치를 추골 사이의 디스크 공간 내에 삽입하는단계;
    대상에 형성된 제 1 및 제 2 경피 천공을 통해 제 1 및 제 2 앵커를 대응되는 추골에 고정하는 단계;
    설치기구를 상기 제 1 및 제 2 앵커에 장착하는 단계; 및
    대상에 형성된 제 3 경피 천공을 통해 상기 설치기구를 이용하여 브레이스를 상기 제 1 및 제 2 앵커에 근접하게 배치하는 단계.
  94. 제 93항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 앵커를 고정하는 단계가 상기 앵커를 상기 제 1 및 제 2 경피 천공을 통해 고정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  95. 제 94항에 있어서, 상기 브레이스를 배치하는 단계가 상기 브레이스를 상기 제 3 경피 천공을 통해 배치하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  96. 제 95항에 있어서, 상기 적어도 하나의 양수체 융합 장치가 상기 대상에 형성된 제 4의 경피 천공을 통해 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  97. 제 96항에 있어서, 추골간 디스크 물질을 상기 대상에 형성된 제 4의 경피 천공을 통해 제 1 및 제 2 추골 사이의 디스크 공간으로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  98. 제 93항에 있어서, 상기 설치기구의 공구 구멍(tool bore)을 통해 상기 앵커에 조임 공구(fastening tool)를 적용함으로써 상기 브레이스를 상기 앵커에 고정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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