KR20030015140A - 척주의 안정화를 위한 수술 가이드 시스템 - Google Patents

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KR20030015140A
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Abstract

캐뉼러식 골나사를 사용하는 효과적인 척주 안정화를 위한 기구 시스템 및 이들 기구들을 사용하는 방법이 개시되어 있다. 특히, 이 시스템 및 방법은 적절한 나사 길이의 정확하고 효과적인 측정을 제공하여, 보다 적은 척주 손상으로 환자에게 삽입될 수 있게 한다. 또한, 본 시스템 및 방법은 환자의 신체 외측으로부터 캐뉼러식 골나사의 정확한 배향 또는 배치를 가능하게 한다. 본 방법은 트랜스라미너 패싯, 트랜스패싯 및 일반적인 정형 분야를 위한 캐뉼러식 골나사의 배치를 위한 수술 기술을 설명한다.

Description

척주의 안정화를 위한 수술 가이드 시스템{Surgical guide system for stabilization of the spine}
본 발명은 일반적으로 척주 안정화용 수술 용구 및 그에 부속하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 척주의 트랜스패싯 및 트랜스라미너(transfacet and translaminar) 안정화를 위한 캐뉼러식 골나사에 관한 것이다.
흉요부 손상은 다수의 환자들에게 등 또는 목 통증을 발생시키는 척주의 일반적인 병증이다. 척주의 이 영역에 대한 손상은 일반적으로 퇴행성 디스크 질환, 감염 또는 종양으로부터 초래된다. 이 손상의 치료는 척주의 구조적 연속성을 복구하기 위한 수술적 중재를 필요로하는 경우가 많다. 이런 손상을 치료하기 위한 대부분의 일반적인 수술은 척주 융합이다. 척주 융합은 하나의 척추체를 다른 것에 대해 수술적으로 결합하는 것이다. 이 유형의 치료는 환자의 수술후 간호 및 소정의 비거동상태를 최소화하면서, 기형이나 불안정 없이 효과적인 치료를 용이하게 하도록 척주를 안정화하기 위한 내부적 지지부형성(bracing) 및 기구사용을 수반하는 경우가 많다.
흉부 또는 요부 병증 치료를 위해 마게를(Magerl)에 의해 제안된 방법은 트랜스라미너 스크류를 사용하는 연속적인 척추들의 고착을 수반한다. 종래에, 이들 트랜스라미너 스크류는 가시 돌기(spinous process)를 통해 연장하고, 그후, 면 접합부에서 막을 통해 연속적인 하위 척추들의 기둥(pedicle)내로, 그리고 그를 통해연장한다. 다른 현용의 접근법들은 정형 골절 분야에 일반적으로 사용되는 표준 골절 고착 기술을 활용한다. 이런 고착 기술들은 골편(bone fragment)들을 함께 압축하도록 외피 스크류(lag screw)를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 골판(bone plate)들과 골나사(bone screw)들의 조합도 현용의 골절 고착 기술들에서 일반적으로 사용된다. 이들 골나사들과 판들은 융합이 이루어질 때, 내부적 지지부를 제공한다.
이들 종래의 수술 절차들에서, 나사 길이는 수술 위치내로의 탐침삽입(probing)의 반복 시도(trial and error)에 의해서, 또는, 측정 핀셋에 의해서 이루어진다. 나사 길이를 결정하기 위한 부정확하고 비효율적인 이들 방식들 뿐만 아니라, 결과적인 손상 위치에 대한 과도한 외상 및 수술을 완료하기 위해 필요한 시간에 대한 추가가 발생한다. 또한, 현용의 시스템들 및 방법들은 나사 충돌을 회피하기 위해 의사가 최종 나사 궤적을 충분한 수준으로 식별하는 것이 불가능하다. 따라서, 쉽고 신뢰성있는 방식으로 적절한 나사 길이의 측정을 제공하는 방법 및 시스템이 필요하다. 또한, 이식 동안 나사의 궤적에 걸친 개선된 제어에 대한 필요성도 존재한다. 마지막으로 최종 나사 궤적이 충돌하지 않게 되는 것을 보증하도록 적절한 나사 삽입 위치를 식별하는 것이 바람직하다.
본 발명은 캐뉼러식 골나사를 사용하는 효과적인 척주 안정화를 위한 기구들의 시스템 및 이들 기구들을 사용하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 특히, 이 시스템 및 방법은 척주 안정화 수술을 받는 환자에게 삽입되는 적절한 나사 길이의정확하고 효과적인 측정을 제공한다. 이 시스템 및 방법은 이식 동안 나사의 궤적에 걸친 개선된 제어를 제공한다. 부가적으로, 본 발명의 시스템은 캐뉼러식 골나사의 정확한 배향 또는 배치를 가능하게 함으로써, 이식 프로세스와 함께 형광 투시법을 사용하는 것의 필요성과, 예로서 지나치게 비대한 환자 같은 특정 환자에게 종래의 골나사를 설치할 때 존재하는 가시성 문제 양자 모두를 최소화한다. 또한, 본 발명은 최종 나사 궤적들이 충돌하지 않는 것을 보증하도록 적절한 나사 삽입 위치의 식별을 허용함으로써, 적절한 나사 배치를 용이하게 한다.
본 발명의 기구를 사용하는 한가지 방법은 정형 및 척주 분야에 사용하기 위한 캐뉼러식 골나사의 배치를 위한 개선된 수술 기술을 수반한다. 특히, 본 방법은 트랜스라미너 패싯, 트랜스패싯 및 일반적 정형 분야를 위한 캐뉼러식 골나사의 배치를 위한 수술 기술에 관한 것이다.
본 발명은 추후의 척주의 안정화를 실행하기 위한 캐뉼러식 나사 시스템을 제공한다. 또한, 나사 시스템은 관절 고정을 위해 필요한 시간 간격 동안 내부 고착 디바이스로서 작용한다. 이 나사는 추후의 척주 고착을 위해 막을 통해, 또는, 직접적으로 패싯들을 통해 배치될 수 있다. 골나사들은 융합 또는 치유가 이루어질 때, 내부 지지부를 제공한다.
본 발명의 시스템은 가이드 기구, 폐색체, 및 일련의 캐뉼러를 포함하고, 캐뉼러는 상기 폐색체위로 활주되며, 적절한 나사 길이를 지시하도록 폐색체상의 기준 표식을 인덱싱한다. 본 발명의 일 실시예에서, 가이드와이어의 배치를 위한 캐뉼러식 가이드 핀 폐색체와 함께 사용되는 해부학적 가이드 기구가 제공된다. 해부학적 가이드는 나사 팁의 양호한 위치를 조회하고, 가이드 핀 폐색체를 유지 및 정렬한다. 해부학적 가이드 기구에 조립되었을 때, 폐색체는 나사 헤드의 양호한 위치를 조회한다. 폐색체 위에 수술용 캐뉼러를 배치함으로써, 측정 표지는 골나사의 의도된 궤적에 걸치는 길이를 나타내며, 이 궤적은 가이드 기구의 말단 가지(prong) 및 폐색체의 말단 단부에 의해 표시된다.
부가적으로, 가이드 기구는 나사 궤적을 판정하기 위해서, 골질 해부학적 구조을 참조하거나, 가시적 신호를 제공할 수 있는 중간 가지를 포함한다. 이 배향은 특정 응용 분야, 예로서, 척주 분야에 중요할 수 있으며, 그 이유는 이것이 주변 해부학적 구조와 신경 조직에 대한 손상을 회피하기 위한 안전한 궤적을 설립하기 때문이다. 부가적으로, 가이드 와이어의 사용은 중실형 골질 지지부를 가진 골나사를 위한 안정한 가이드를 제공함으로써, 패싯의 파괴 또는 손상의 위험을 최소화한다.
본 발명의 다른 양태에서, 가이드 기구는 기구가 다수의 기하학적 구성들로 조작되는 것을 가능하게 하는 다중 위치 래칫 메카니즘을 포함하며, 그에 의해, 의사에게 환자의 주변 연성 조직 해부학적 구조와의 간섭을 회피하기에 적합한 기구의 기하학적 형상을 제공한다.
첨부 도면과 이 도면 및 양호한 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 특징, 그 특성 및 다양한 장점들을 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 해부학적 가이드 기구의 분해도.
도 2는 도 1의 해부학적 가이드 기구의 평면도.
도 3은 척추체에 대해 배향된 도 2의 해부학적 가이드 기구를 도시하는 도면.
도 4는 도 2의 해부학적 가이드 기구와, 본 발명의 활주 아암 기구를 도시하는 도면.
도 5는 도 4의 활주 아암 기구의 사시도.
도 6은 본 발명의 해부학적 가이드 기구, 활주 아암 기구 및 가이드와이어를 도시하는 도면.
도 7a는 본 발명의 폐색체의 사시도.
도 7b는 기단부의 상세도를 구비한, 도 7a의 폐색체의 평면도.
도 7c는 말단부의 상세도를 구비한, 도 7a 및 도 7b의 폐색체의 측면도.
도 8은 말단부의 상세도를 구비한, 도 6의 가이드 와이어의 평면도.
도 9a는 본 발명의 캐뉼러의 사시도.
도 9b는 본 발명의 다른 캐뉼러의 사시도.
도 9c는 본 발명의 또 다른 캐뉼러의 사시도.
도 10은 수술 위치로부터의 도 2의 해부학적 가이드 기구의 제거를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 드릴 정지부의 평면도.
도 12는 상세도를 구비한, 본 발명의 드릴 비트의 평면도.
도 13은 본 발명의 와셔의 사시도.
도 14는 본 발명의 부분적으로 나사산이 형성된 캐뉼러식 나사의 사시도.
도 15는 본 발명의 실질적으로 완전히 나사산이 형성된 캐뉼러식 나사의 사시도.
도 16a는 본 발명의 나사 삽입 기구의 평면도.
도 16b는 A-A선을 따른, 도 16a의 나사 삽입 기구의 평면도.
도 17a는 본 발명의 나사드라이버의 분해도.
도 17b는 도 17a의 나사드라이버의 단면도.
도 18a는 완전히 삽입된 도 14 및 도 15의 나사들의 단면도.
도 18b는 완전히 삽입된 도 14 및 도 15의 나사들의 다른 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 해부학적 가이드 기구102 : 삼지(three prong) 조립체
104 : 샤프트106 : 말단 가지
108 : 중간 가지110 : 기단 가지
112 : 선단 팁114 : 가리비형 에지
116 : 폐색체 블록
본 발명의 추후의 척주의 안정화를 위한 캐뉼러식 나사 시스템을 제공한다.나사 시스템은 관절 고정에 필요한 시간 간격 동안 내부적 고착 디바이스로서 기능한다. 이 나사들은 추후의 척주 고착을 위해 막을 통해 또는 직접적으로 패싯을 통해 배치될 수 있다. 골나사들은 융합 및 치유가 이루어질 때, 척추를 위한 내부적 지지부를 제공한다.
본 발명의 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 해부학적 가이드 기구(100)를 포함한다. 가이드 기구는 적절한 나사 궤적을 결정 및 보증하고, 사용되는 골나사의 길이를 결정하는 것을 돕기 위해 사용된다. 가이드 기구(100)는 샤프트(104)에 부착된 삼지 조립체(102; three prong assembly)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트(104)는 손잡이(124)에 분리가능하게 연결될 수 있다. 조립체(102)는 말단 가지(106)와, 중간 가지(108)와 기단 가지(110)를 포함한다. 말단 가지(106)는 도 3에 도시된 바와 같이, 횡단 돌기(12)의 베이스의 등부 표면(dorsal surface)과 접촉하도록 적용되는 선단 팁(112; pointed tip)을 가지며, 수술 절차 동안 척추체(10)에 대해 적절히 배향될 때 가장 말단의 위치에 있다. 중간 가지(108)는 그 말단 단부에 가리비형 에지(114)를 가지며, 이는 막(14)의 등부 하위 1/3 지점과 정합한다. 기단 가지(110)는 기계가 설치될 패싯에 반대쪽으로 가시형 돌기(16)의 측방향 표면에 인접하게 위치되게 되는 폐색체 블록(116)을 포함한다. 세 개의 가지들의 배치는 함께, 나사 자체의 위치 및 궤적을 결정한다.
기단 가지(110)와 그 폐색체 블록(116)은 유지 블록 및 나사 삽입을 위한 실질적인 조준 메카니즘으로서 기능한다. 블록(116)은 내부에 세장형 기구를 유지 및고정하기 위한 로킹 메카니즘(120)과, 세장형 기구의 신속 해제를 위한 슬롯(118)을 포함한다. 일 실시예에서, 로킹 메카니즘은 고정 나사(set screw)를 포함할 수 있다.
래칫 연결부(122)는 삼지 조립체(102)가 샤프트(104)에 부착하는 위치에 형성된다. 래칫 연결부는 삼지 조립체(102)의 배향이 샤프트(104)에 대해 약 60°까지 변경되는 것을 허용한다. 가이드 기구(100)는 수술 등급 스테인레스강 또는 다른 내부식성 금속으로 이루어지는 것이 적합하다.
절차를 시작하기 위해서, 약 5 내지 6인치의 제 1 절개부(20)가 형성되고, 그후, 가이드 기구(100)가 도 4에 도시된 바와 같이, 환자의 척주(10)의 관련 부분상에 위치된다. 가이드 기구(100)가 적소에 배치되고 나면, 작은, 제 2 절개부(30)가 제 1 절개부(20)에 대해 측방향으로 형성된다. 제 2 절개부(30)의 위치는 도 5에 도시된 활주 아암 기구(130)와 도 8에 도시된 가이드와이어(160)의 도움으로 결정될 수 있다. 활주 아암 기구(130)는 실질적으로 U-형상을 가지며, 기단 아암(132)과 말단 아암(134) 양자 모두를 구비하고, 이들 각각은 아암(132, 134)에 대략 직각으로 측방향으로 연장하는 러그(136)를 가진다. 활주 아암 기구(130)의 말단 아암(134)상의 러그(136)는 해부학적 가이드 기구(100)의 폐색체 블록(116)내로 삽입될 수 있다. 각 러그(136)는 서로 정렬된 채널 또는 개구(138)를 갖는다. 사용시, 활주 아암 기구(130)는 가이드 기구(100)의 기단 가지(110)의 폐색체 블록과 제 2 절개부(30) 사이의 위치 및 정렬 메카니즘을 제공한다. 가이드 기구(100)와 활주 아암 기구(130)는 함께 의사가 환자의 신체 외측으로부터 나사 궤적을 결정할 수 있게 한다.
도 6은 제 2 절개부의 위치가 결정될 수 있는 방식을 예시한다. 활주 아암 기구(130)가 해부학적 가이드 기구에 부착되고나면, 도 8에 도시된 것 같은 가이드와이어가 활주 아암 기구(130)의 기단 아암(132)을 통과할 수 있다. 가이드와이어(160)는 가이드와이어(160)가 자체 천공되는 것을 허용하는 투관침(trocar) 팁(166)을 가지는 말단 단부(164)와 기단 단부(162)를 가진다. 제 2 절개부(30)의 위치를 결정하기 위해서, 가이드와이어(160)는 투관침 팁(166)이, 제 2 절개부(30)의 위치를 나타내는 환자의 피부에 닿을 때까지, 기단 아암(134)상의 러그(136)를 통해 미끄러진다.
제 2 절개부(30)가 형성된 이후에, 활주 아암 기구(130)가 제거되고, 캐뉼러식 폐색체(140)가 폐색체(140)의 말단 단부가 뼈(예로서, 기구삽입될 패싯의 반대쪽의 가시형 돌기의 측방향 측면)에 접촉할 때 까지, 가이드 기구(100)의 기단 가지(110)의 폐색체 블록(116)과, 제 2 절개부(30)를 통과한다. 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 폐색체(140)는 가시형 돌기의 골질표면상에 견인력을 제공하도록 기단 단부(142)와, 테이퍼형 말단 단부(144)와, 도 7c에 세부적으로 도시된 리지형 말단면(146)을 가진다. 또한, 폐색체(140)는 양호한 나사 길이를 결정하는 것을 돕는 폐색체(140)의 벽내의 개구를 대표하는 측정 윈도우(148)를 포함할 수 있다. 도 7b에 상세히 도시된 바와 같이, 나사 길이를 나타내는 마크 또는 표식(150)은 윈도우(148)를 둘러싼다. 폐색체(140)는 가리비형 단부(114)를 통과하고, 말단 가지(110) 까지의 모든 경로에 걸쳐 연장한다.
폐색체가, 폐색체 블록(116)내의 적소에 배치되고 나면, 도 9a에 도시된 것과 유사한 제 1 캐뉼러(170)가 폐색체(140) 위에 배치된다. 폐색체(140)는 보정된 표식(150)을 포함하고, 이 표식은 제 1 캐뉼러(170)의 도움으로, 의사가, 사용될 골나사의 적절한 길이를 결정하는 것을 돕는다. 제 1 캐뉼러(170)는 연성 조직을 통한 터널 형성을 용이하게 하기 위해, 노치형 기단 단부(172)와, 테이퍼형 말단 단부(174)를 가진다. 양호한 나사 길이는 폐색체(140)상에 표식(150)과 제 1 캐뉼러(170)의 기단 단부(172)를 정렬함으로써 결정될 수 있다. 이 배열은 폐색체(140)상에 형성된 표식(150)과 캐뉼러(170)의 기단 단부(172)가 정합하는 곳을 억세스함으로써 적절한 나사 길이가 결정되는 것을 가능하게 한다. 이 판독은 이것이 가이드 기구(100)의 말단 가지(106)(나사 팁의 위치)와, 폐색체의 말단 단부(144)(나사 헤드의 위치) 사이의 거리를 나타내기 때문에, 나사의 길이와 근사하다. 제 1 캐뉼러(170)는 나사 길이가 결정된 이후에 적소에 남겨지거나, 제거될 수 있다.
다음에, 가이드와이어(160)가 폐색체(140)를 통해 도입된다. 가이드와이어는 자체 천공을 가능하게하는 말단 단부(164)의 투관침 팁(166)을 포함한다. 가이드와이어(160)는 폐색체(140)를 통해, 그리고, 가이드 기구(100)의 중간 가지(108)의 가리비형 에지(114)를 통해, 말단 가지(106)의 선단 팁(112)에 투관침 팁(166)이 놓여질때까지 모든 경로에 걸쳐 연장될 수 있다. 말단 가지(106)의 위치는 삽입대상 나사의 팁의 위치를 나타낸다. 가이드와이어(160)의 축은 가이드 기구(100)의 중간 가지(114)와 말단 가지(112)를 연결하는 축으로부터 약 2-3mm 떨어져 위치된다. 이 편위는 후부 척주의 막의 중심내에 적절히 배향되도록 나사 궤적을 제한한다.
가이드와이어(160)가 폐색체(140)내로 삽입된 이후에, 가이드 기구(100)의 로킹 메카니즘(120)이 언로킹되고, 폐색체(140)가 가이드 기구로부터 분리된다. 가이드 기구(100)는 이 지점에서 제거될 수 있는 것이 적합하다. 가이드 기구(100)의 제거를 실행하기 위해서, 폐색체(140)는 의사를 향해 다소 후퇴될 수 있고, 동시에, 가이드와이어(160)는 적소에 정지되어 있고, 가이드 기구(100)는 도 10에 도시된 바와 같이, 척추체로부터 멀어지는 방향으로 들어올려진다. 가이드와이어(160)의 도입에 이어서, 제 1 캐뉼러(170)(이미 제거된 경우에)가 그 말단 단부(174)가 가이드 기구(100)에 접촉할 때 까지, 폐색체(140) 위로 재위치되고, 동시에, 폐색체(140)는 가시 돌기의 측방향 표면과 접촉상태로 남아있다. 제 1 캐뉼러(170)가 적소에 배치되었을 때, 폐색체(140)는 제거될 수 있고, 가이드와이어(160)와 제 1 캐뉼러(170)가 남겨진다.
이 시점에서, 도 11에 도시된 천공 정지부(200)가 도 12에 도시된 바와 같이, 캐뉼러식 드릴 비트상으로 조립된다. 캐뉼러식 드릴 비트(210)는 수술 드릴에 연결될 수 있는 기단 단부(212)를 갖는다. 말단 단부(214)는 경질 뼈내로의 드릴링을 용이하게 하기 위해, 도 12에 상세히 도시된 바와 같이, 특별한 절삭 플루트(216)를 구비한다. 드릴 비트(210)상의 기단 단부(212) 근방에는 나사 길이에 대응하는 표식(218)이 세부적으로 도시되어 있다. 드릴 비트(210)는 가이드와이어(160) 위에 배치되며, 소정 깊이까지 천공하도록 사용된다. 캐뉼러(170, 180, 190)는 표식(218)에 의해 참조되는 바와 같이 드릴 정지부(200)의 조절에 의해 결정될 때, 드릴링 깊이를 제한하도록 적절한 길이로 크기설정된다. 그후, 드릴 비트(210)가 제거되고, 도 9b에 도시된 제 2 캐뉼러(180)는 테이퍼형 말단 단부(184)와 노치형 기단 단부(182)를 포함한다. 그후, 제 3 캐뉼러(190)가 제 2 캐뉼러 위에 배치되고, 제 2 캐뉼러가 제거된다. 제 3 캐뉼러(190)도 테이퍼형 말단 단부(194)와 노치형 기단 단부(192)를 포함한다. 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(170, 180, 190)는 크기가 등급적이다. 점진적으로 보다큰 직경을 가지는 캐뉼러들은 보다큰 개구 직경으로 조직을 완만하게 변위시킴으로써 연성 조직의 응어리(coring)를 방지하는 것을 돕는다.
제 3 캐뉼러(190)가 적소에 배치되고 나면, 도 13에 도시된 것 같은 선택적 와셔(220)가 가이드와이어(160) 위로 캐뉼러(190)를 통해 뼈(14)에 인접한 적절한 위치까지 삽입될 수 있다. 다축 와셔(220)를 사용하는 것은 뼈와의 접촉 영역을 최적화시킨다. 그러나, 와셔(220)가 바람직하지 못한 경우, 제 3 캐뉼러(190)는 사용될 필요가 없다. 다음에, 나사(230, 240)가 가이드와이어(160) 위로, 캐뉼러(190)와 와셔(220; 존재시)를 통해 척추뼈(10)내의 사전 천공된 구멍내로 삽입된다.
도 14 및 도 15에 예시된 바와 같은, 두가지 유형의 나사(230, 240)가 본 시스템에 사용될 수 있다. 첫 번째 것은, 실질적으로 완전히 나사산이 형성된 나사(240)이고, 두 번째 것은 무나사 래그(lag) 영역을 가지는 부분적으로 나사가 형성된 나사(230)이다. 나사(230, 240)는 15 내지 60mm 사이의 크기가 가용하며(부분적으로 나사산이 형성된 나사(220)는 단지 25 와 60mm 사이의 크기만이 가용함), 따라서, 넓은 해부학적 범위를 수용할 수 있다. 나사(230, 240)는 티타늄 합금으로제조되는 것이 적합하지만, 소정의 적절한 생체친화성 금속 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다.
막 통과-면 통과 절차에서, 도 14에 예시된 바와 같은 부분적으로 나사산이 형성된 나사(230)와, 도 15에 도시된 바와 같은, 실질적으로 완전히 나사산이 형성된 나사(240)가 간섭을 회피하도록 조합하여 사용될 수 있다. 양자 모두는 캐뉼러식이며, 가이드와이어(160)둘레로 삽입된다. 부분적으로 나사산이 형성된 나사(230)는 헤드(232)와, 테이퍼 단부(234)와, 관통 구멍(236)을 포함한다. 유사하게, 실질적으로 완전히 나사산이 형성된 나사(240)는 헤드(242)와, 테이퍼 단부(244)와 관통 구멍(246)을 갖는다.
나사(230, 240)는 나사 배치 기구(250)로 가이드와이어(160) 위에 삽입도리 수 있다. 도 16a 및 16b에 도시된 qkh아 같이, 나사 배치 기구(250)는 립(254)을 일 단부에 가지는 샤프트(252)를 포함한다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 샤프트(252)내에는 수용 단부(256)와 헤드(262)를 가지는 플런저(260)와 스프링(254)이 있다. 수용 단부(256)는 나사 배치 기구(250)의 립(254)에 대해 헤드(262)를 누름으로써 해제될 때 까지, 나사(230, 240)를 고정한다.
도 17a에 도시된 바와 같은, 스크류드라이버(270)는 나사(230, 240)를 이식하기 위해 구현될 수 있다. 스크류드라이버(270)는 샤프트(272)와 그에 부착된 육각 헤드(280)를 구비하는 말단 단부(276)를 포함한다. 기단 단부(274)는 손잡이(282)에 결합된다. 샤프트(272)와 손잡이(282) 양자 모두는 도 17b에 도시된 바와 같이 정렬된 관통 구멍들(278, 284)을 가진다. 이와 같이,스크류드라이버(270)는 나사들(230, 240)을 결합하고 죄도록 가이드와이어(160)위로 활주할 수 있다. 나사(230, 240)는 손잡이(282)의 말단 에지가 제 3 캐뉼러(190)의 기단 단부(192)와 접촉할 때, 완전히 삽입된다.
스크류들은 가시 돌기의 측방향 표면들을 통해 삽입되고, 가시 돌기내를 횡단하여, 대측성(contralateral) 막 및 패싯 결합부를 통과하고, 기둥(pedicle)으로의 도입부에서 종결한다. 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 나사가 교차하는 영역에서 나사 간섭을 최소화 하기 위해, 실질적으로 완전히 나사형성된 나사(240) 및 부분적으로 나사형성된 나사(230)가 각 레벨에 사용되는 것이 바람직하다. 적절한 나사 삽입 위치들에 대하여, 최종 나사 궤적이 충돌하지 않도록 보증하는 것을 식별하는 것이 중요하다.
하기의 개요들은 본 발명을 사용하는 트랜스라미너-패싯 및 트랜스패싯 절차들을 위한 예시적인 수술 기술들을 제안한다.
트랜스라미너-패싯 절차
1. 임플란트 패치를 위한 준비시, 양 패싯 조인트(12), 막(14), 가시 돌기(16) 및 횡단 돌기들의 베이스를 포함하는 해부학적 구조의 적절한 가시화를 제공하도록 수술 위치를 준비한다. 필요시, 조인트 캡슐 및 조인트 연골을 패싯 조인트로부터 주의깊게 제거하고, 본 그래프트로 패킹한다. 연골밑 뼈가 제거되는 것을 회피한다.
주변 연성 조직 해부학적 구조와의 간섭을 회피하기 위한 필요에 따라 가이드 조립체(100)의 샤프트(104)의 각도를 조절한다.
2. 가이드 조립체(100)의 말단 가지(106)를 횡단 돌기의 베이스의 등부 표면상에 배치한다. 중간 가지(108)의 조가비형 단부 또는 노치(114)를 도 3에 도시된 바와 같이 막(14)의 등부 하부 1/3에 정합시킨다. 이들 가지의 배치는 가이드와이어(160)의 궤적 및 위치를 한정한다. 가이드와이어(160)의 배치는 그후, 나사 배치를 제어한다.
3. 제 2 절개부(30)가 그를통해, 가이드와이어(160), 폐색체(140), 캐뉼러(170, 180, 190), 와셔(220) 및 나사(230, 240)가 통과되도록 사용된다. 제 2 절개부(30)는 제 1 절개부(20)에 대해 측방향에 존재한다. 활주 아암 기구(130)는 폐색체(140) 및 캐뉼러(170, 180, 190)를 제 1 절개부의 위치로 인도하기 위한 최적의 궤적을 제공하기 위해 제 2 절개부(30)의 위치를 식별하기 위해 사용되어야 한다.
4. 활주 아암 기구(130)의 러그(136)를 해부학적 가이드 기구(100)의 폐색체 블록(116)내로 삽입한다. 고정 나사(120)를 해부학적 가이드 기구(100)상에 결합시킬 필요는 없다. 대향(말단) 러그(136)는 수술 위치의 외측에 있고, 나사 배치를 위한 최종 궤적과 자동으로 정렬된다. 말단 러그(136)를 통해 가이드와이어(160)를 배치함으로써, 제 2 절개부 위치(30)가 식별된다. 그후, 작은 1cm 손상 절개부가 이 위치에 형성된다. 무딘 해부 기구를 사용하여, 이 제 2 절개부(30)와 제 1 절개부(20) 사이에 통로를 형성한다. 이는 피하 연결성 조직들에 대한 붕괴를 최소화하고, 폐색체(140)와 다른 가이드 기구를 위한 공간을 개방한다.
5. 폐색체(140)를 해부학적 가이드 기구(100)내로 도입시키고, 기구삽입될패싯에 대해 대측적으로, 그 팁이 가시 돌기(16)의 측방향 표면에 접촉할때까지 폐색체(140)를 전진시킨다. 삽입은 폐색체 블록(116)내에 위치될 때, 폐색체(140)를 회전시킴으로써 용이해진다. 폐색체 팁(144)은 가시 돌기와 막의 교차부에 대해 등을 돌리고 있어야 한다. 이 도입 지점은 중요한 지점이며, 때때로 중간 가지(108)가 등을돌리고, 이동하여 더 이상 어떠한 막과도 접촉하지 않는다. 그러나, 말단 가지(108)는 횡단 돌기(12)의 베이스의 등부 표면상에 남아있는다. 고정 나사(120)를 해부학적 가이드 기구(100)상에 죄어서 폐색체(140)를 적소에 로킹한다.
6. 폐색체(140) 위에 제 1 캐뉼러(170)을 배치한다. 캐뉼러(170)가 폐색체 블록(116)에서 해부팍적 가이드 기구(100)와 접촉하는 것을 확인하고, 나사 길이 측정값을 판독할 때, 폐색체(140)가 가시 돌기(12)의 측방향 표면과 접촉하는 것을 확인한다. 양호한 나사 길이는 캐뉼러의 단부(172)가 폐색체(140)상의 인덱스 마크(150)와 정합하는 위치를 결정할 수 있다. 이 거리는 해부학적 가이드 기구(100; 나사 팁 234, 244에 위치된)의 말단 가지(106)와 폐색체 팁(144; 나사 헤드 232, 242에 위치된) 사이의 길이의 척도이다.
해부학적 가이드 기구(100)의 말단 가지(106)의 위치를 초과하여 부가적인 나사 길이를 결합시키는 것이 바람직한 경우에, 캐뉼러(170)와 폐색체(140)를 사용하여 측정된 것에 증분적 길이를 추가한다.
7. 제 1 캐뉼러(170)를 폐색체(140) 위로 다시 활주시킴으로써 제거한다.
8. 폐색체(140)를 통해 가이드와이어(160)를 삽입한다.
9. 해부학적 가이드 기구(100)상의 고정 나사(120)를 언로킹함으로써, 해부학적 가이드 기구(100)로부터 폐색체(140)를 분리한다. 폐색체를 가이드 기구(100)로부터 완전히 분리될 때까지 뒤로 활주시킨다. 폐색체(140)와 가이드 와이어(160)가 적소에 남겨진 상태로, 해부학적 가이드 기구(100)를 제거한다(해부학적 가이드 기구(100)의 폐색체 블록(116)상의 슬롯(118)은 가이드와이어(160)로부터의 해체를 허용한다). 폐색체(140)를 가이드와이어(160) 위로 뒤로 후퇴 활주시켜 다시 한펀 가시 돌기(12)와 접촉시킨다.
10. 폐색체(140) 위에 제 1 캐뉼러(170)를 재삽입한다.
11. 폐색체(140)를 제거한다.
12. 캐뉼러식 드릴 정지부(200)를 캐뉼러식 드릴상에 조립한다. 드릴 정지부(200)를 드릴 비트(210)상에 소정 나사 길이로 고정한다. 드릴 비트(210)상의 인덱스 표지(218)는 드릴 깊이를 나타낸다. 주 : 드릴 비트 정지부(200)를 드릴 비트(210)에 로킹하기 위해 부유 링(floating ring)이 콜레트(collet) 위로 결합될 때, 드릴 정지부(200)는 견고히 로킹된다. 이 단계를 적절히 수행하는 것에 실패하면 과천공(overdrilling)을 초래할 수 있다. 캐뉼러식 시스템이기 때문에, 캐뉼러식 드릴 시스템을 사용한다.
13. 제 1 캐뉼러(170)를 통해, 가이드와이어(160) 위에 드릴 비트(210)를 배치한다. 드릴 정지부(200)가 캐뉼러(172)의 단부와 접촉할 때까지 천공한다.
14. 드릴을 제거한다. 때때로, 가이드와이어(160)가 드릴과 함께 빠져나오게 된다. 이 경우에는 캐뉼러식 나사 삽입을 위해 준비된 구멍내로 가이드 와이어를 재삽입한다. 제 1 캐뉼러(170) 위로 제 2 캐뉼러(180)를 활주시킨다. 제 1캐뉼러(170)를 제거하고, 제 2 캐뉼러(180)를 적소에 남겨 둔다. 유사한 방식으로, 제 2 캐뉼러(180)를 제 3 캐뉼러(190)와 교체한다.
이 방식으로 캐뉼러들(170, 180, 190)을 등급형성하는 것은 점진적으로 보다 큰 캐뉼러가 삽입될 때, 연성 조직의 "코어링(coring)" 또는 짖무름을 방지하는 것을 돕는다. 이때, 드릴이 제거될 때, 가이드 와이어(160)가 느슨해질 수 있다. 이 경우에, 가이드와이어(160)를 이미 천공된 구멍내로 재삽입한다.
15. 가이드와이어(160) 위에 와셔(220)를 삽입한다. 나사 배치 기구(250)를 사용하여 나사 트레이로부터 양호한 나사(230, 240)를 집고, 나사(230, 240)를 가이드와이어(160) 위로 활주시킨다. 그후, 가이드와이어(160) 위로 나사 드라이버(270)를 활주시키고, 나사 헤드의 욱각 개구와 결합시키고, 나사(230, 240)를 삽입시킨다. 나사(230, 240)는 나사드라이버(270)의 핸들(282)이 캐뉼러의 단부와 접촉할때, 완전히 삽입되게 된다. 가이드와이어(160)를 드릴(210)과 함께 전진시키지 않도록 주의한다.
16. 가이드와이어(160)를 제거한다. 나사 배치가 x-레이 또는 형광투시법으로 관 및 시상 평면들(coronal and sagittal planes)내에서 검증되는 것이 바람직하다.
17. 1 내지 14 단계들을 반복하여 가시 돌기(12)의 대향 측면상에 제 2 나사(230)를 배치시킨다. 제 1 나사와의 소정의 간섭을 회피하도록 제 2 나사의 도입 위치를 신중히 선택한다. 일반적으로, 도입 위치는 제 1 나사의 중앙선의 죄초 5mm 세팔라드(cephalad)가 되어야 한다. 제 2 나사는 완전히 나사가 형성된나사(240)인 것이 바람직하다.
18. 표준 형태로 폐쇄한다.
트랜스패싯 절차
1. 임플란트 배치의 준비시, 해부학적 구조의 가시화를 최적화하기 위해서, 골질돌기의 표면을 매끄럽고 깨끗하게 한다. 수술 위치에 대한 명확한 억세스를 용이하게 하기 위해, 가이드 기구(100)상의 샤프트(104)의 각도를 조절한다.
2. 보다 우월한 패싯의 접합부에서, 횡단 돌기(12)의 베이스상에 가이드 기구(100)의 말단 가지(106)를 배치한다.
3. 패싯 조인트가 기구삽입될 수 있도록 나사 도입 지점을 결정한다.
폐색체(140)의 팁이 결정된 도입 지점에서 패싯과 접촉하는 상태로 폐색체(140)를 가이드 기구(100)내로 조립한다. 고정 나사(120)를 죄어 폐색체(140)를 적소에 로킹한다.
4. 폐색체(140) 위에 제 1 캐뉼러(170)를 배치한다. 폐색체(140)상의 깊이 인덱스 표지(150)에 대한 캐뉼러(170)의 단부(172)의 위치는 2 단계에서 결정된 바와 같은 패싯상의 도입 지점으로부터 말단 가지(106)에 대한 나사 길이를 나타낸다.
5. 제 1 캐뉼러(170)를 제거한다.
6. 폐색체(140)를 통해 가이드와이어(160)를 배치한다.
7. 폐색체(140)를 통해 가이드와이어(160)를 삽입한다. 가이드와이어(160)가 폐색체(140)상에 표시된 바와 같은 양호한 나사 길이와 인덱스할때까지 가이드와이어(160)를 전진시킨다.
8. 폐색체(140)가 가이드와이어(160)상에 잔류하지만, 해부학적 가이드 기구(100)로부터 가이드와이어(160)가 분리시킨 상태로 고정 나사(120)를 언로킹한다.
9. 가이드와이어(160)와 폐색체(140)를 적소에 남겨두고, 해부학적 가이드 기구(100)를 제거한다.
10. 폐색체(1400위로 제 1 캐뉼러(170)를 재삽입한다.
11. 폐색체(140)를 제거한다.
12. 드릴을 조립한다. 드릴 정지부(200)를 양호한 나사 결합 깊이에 고정한다. 드릴 정지부(200)는 부유 링이 드릴 비트(210)상에 표지된 바와 같이 양호한 깊이로 팽창 콜레트 위로 이동될 때, 견고히 로킹된다.
13. 드릴 정지부(200)가 캐뉼러(170)의 말단 단부와 접촉할때까지 제 1 캐뉼러(170)를 통해 천공한다. 드릴과 함께 가이드와이어(160)가 전진하지 않도록 주의한다.
14. 나사(230, 240)와 와셔(220)가 제 3 캐뉼러(190)를 통해 삽입될 수 있다.
하기의 시퀀스를 사용한다.
a. 드릴을 제거하고, 제 1 캐뉼러(170) 위로 제 2 캐뉼러를 활주시킨다.
b. 다음에, 제 1 캐뉼러(170)와 제 2 캐뉼러(180)를 교체한다.
c. 제 2 캐뉼러(180)를 제 3 캐뉼러(190)와 교체한다.
d. 이 방식으로 캐뉼러를 등급화하는 것은 연성 조직들이 "코어링"되는 것을 방지하는 것으 fehq는다.
e. 제 1 및 제 2 캐뉼러(170, 180)를 제거한다.
15. 가이드와이어(160)위로 와셔(220)를 삽입한다. 양호한 나사(230, 240)를 선택하고, 이를 결합된 가이드와이어(160) 위로 활주시킨다. 다음에, 나사드라이버(270)를 가이드와이어(160)위로 활주시키고, 나사의 육각과 결합시킨다. 나사를 삽입한다. 나사(230, 240)는 나사 드라이버(270)의 핸들(282)이 캐뉼러(190)의 말단 단부(194)와 접촉할 때, 완전히 삽입된다. 가이드와이어가 드릴 또는 나사들과 함께 비의도적으로 전진되지 않도록 한다.
16. 가이드와이어(160)를 제거한다. x-레이 또는 형광투시법으로 나사 배치를 확인하는 것이 바람직하다.
17. 반대측면상에서 반복한다.
18. 표준 형태와 유사하다.
상술한 바들은 본 발명의 원리들을 단지 예시하는 것이며, 본 기술 분야의 숙련자들에 의해 본 발명의 개념과 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변형들이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 여기에 인용된 모든 참조 문헌들은 그 전체를 참조하고 있다.
본 발명에 따라서 캐뉼러식 골나사를 사용하는 효과적인 척주 안정화를 위한 기구들의 시스템 및 이들 기구들을 사용하기 위한 방법을 제공된다. 특히, 이 시스템 및 방법은 척주 안정화 수술을 받는 환자에게 삽입되는 적절한 나사 길이의 정확하고 효과적인 측정을 제공한다. 이 시스템 및 방법은 이식 동안 나사의 궤적에 걸친 개선된 제어를 제공한다. 부가적으로, 본 발명의 시스템은 캐뉼러식 골나사의 정확한 배향 또는 배치를 가능하게 함으로써, 이식 프로세스와 함께 형광 투시법을 사용하는 것의 필요성과, 예로서 지나치게 비대한 환자 같은 특정 환자에게 종래의 골나사를 설치할 때 존재하는 가시성 문제 양자 모두를 최소화한다. 또한, 본 발명은 최종 나사 궤적들이 충돌하지 않는 것을 보증하도록 적절한 나사 삽입 위치의 식별을 허용함으로써, 적절한 나사 배치를 용이하게 한다.

Claims (26)

  1. 척추체내로의 삽입을 위한 나사의 나사길이 및 나사 궤적을 결정하기 위한 시스템에서,
    제 1 가지, 제 2 가지 및 유지블록을 포함하는 제 3 가지를 구비하는 삼지 조립체가 그 말단 단부에 형성되어있는 샤프트를 구비하고, 나사가 삽입되는 척추체에 대해 배치되도록 적용되는 해부학적 가이드 기구와,
    상기 유지 블록을 통해 삽입될 수 있으며, 최적의 나사 길이를 타나내는 윈도우 및 표지들을 가지고 있는 캐뉼러식 폐색체와,
    상기 캐뉼러식 폐색체 위에 배치되는 캐뉼러를 포함하고,
    상기 폐색체와 캐뉼러는 함께 나사 길이를 지시할 수 있는 나사 길이 결정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가지들은 척추체에 대하여 배치되도록 적용되고, 제 3 가지는 삽입대상 나사의 궤적을 한정하도록 적용되는 나사 길이 결정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 가지는 최 말단 단부에 가리비형 에지를 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가지는 최 말단 단부에 선단 팁을 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유지 블록은 로킹 메카니즘을 추가로 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 로킹 메카니즘은 고정 나사를 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 유지 블록내로의 삽입을 위한 슬라이딩 아암 기구를 추가로 포함하고, 슬라이딩 아암 기구는 실질적으로 U-형상이며, 말단 아암과 기단 아암을 구비하고, 각 아암은 그로부터 연장하는 러그를 구비하며,
    각 러그는 환자의 신체 외측으로부터 상기 유지 블록내로 폐색체를 안내하기 위한 개구를 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 가이드와이어를 추가로 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 가이드 와이어는 최 말단 단부에 투관침 팁을 포함하는 나사 길이 결정 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 캐뉼러는 척추체 둘레의 조직을 부드럽게 변위시키기 위해 상기 가이드와이어 위에 순차 배치되도록 적용되는 캐뉼러들의 세트 중 하나인 나사 길이 결정 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 삼지 조립체에 대해 선회될 수 있는 나사 길이 결정 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 샤프트는 래칫 메카니즘에 의해 선회하는 나사 길이 결정 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 샤프트는 삼지 조립체에 대해 약 60。까지 선회할 수 있는 나사 길이 결정 시스템.
  14. 척추체내로의 삽입을 위한 나사의 나사 길이 및 나사 궤적을 결정하기 위한 해부학적 가이드 기구에 있어서,
    제 1 가지, 제 2 가지 및 유지 블록을 포함하는 제 3 가지를 포함하는 삼지 조립체가 그 말단 단부에 형성되어 있는 핸들을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 가지는 나사가 삽입될 척추체에 대하여 배치되도록 적용되고, 제 3 가지는 나사의 궤적을 한정하도록 적용되는 해부학적 가이드 기구.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 가지는 최 말단 단부에 가리비형 에지를 포함하는 해부학적 가이드 기구.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 가지는 최말단 단부에 선단 팁을 포함하는 해부학적 가이드 기구.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 유지 블록은 로킹 메카니즘을 추가로 포함하는 해부학적 가이드 기구.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 로킹 메카니즘은 고정 나사를 포함하는 해부학적 가이드 기구.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 삼지 조립체에 대해 선회할 수 있는 해부학적 가이드 기구.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 샤프트는 래칫 메카니즘에 의해 선회할 수 있는 해부학적 가이드 기구.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 삼지 조립체에 대해 약 60°까지 선회할 수 있는 해부학적 가이드 기구.
  22. 척추체내로의 삽입을 위한 나사의 나사 길이 및 나사 궤적을 결정하는 방법에 있어서,
    제 1 가지, 제 2 가지 및 유지 블록을 포함하는 제 3 가지를 포함하는 삼지 조립체가 그 말단 단부에 형성되어 있는 핸들을 포함하면서, 나사가 삽입되는 척추체에 대하여 배치되도록 적용되는 해부학적 가이드 기구를 제공하고, 상기 해부학적 가이드 기구를, 상기 제 1 및 제 2 가지가 상기 척추체의 형상부에 접촉하도록, 제 1 절개부를 통해 그리고, 척추체에 대해 배치하는 단계와,
    최적의 나사 길이를 나타내는 윈도우 및 표지를 가지는 캐뉼러식 폐색체를 상기 유지 블록을 통해 삽입하는 단계와,
    상기 캐뉼러식 폐색체 위에, 기단 단부와 말단 단부를 가지는 캐뉼러를 배치하는 단계와,
    캐뉼러의 말단 단부가 상기 캐뉼러식 폐색체의 표지와 정렬하는 위치를 판독함으로써 최적의 나사 길이를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 유지 블록내로 활주 아암 기구를 삽입하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 활주 아암 기구는 실질적으로 U자 형상이며, 말단 아암과 기단 아암을 가지고,
    상기 각 아암은 각각 내부에 개구가 형성되어 있는 러그가 그로부터 연장하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 가이드와이어의 최 말단 단부가 환자의 피부에 접촉할때까지, 활주 아암 기구의 기단 아암의 개구를 통해 가이드와이어를 삽입하는 것을 포함하는 제 2 절개부를 위한 위치를 식별하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 절개부를 통해 캐뉼러의 세트, 나사드라이버, 와셔 및 스크류를 주 수술 위치로 도입하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 캐뉼러의 세트를 도입하는 단계는 척추체 둘레의 조직을 부드럽게 변위시키기 위해 각 캐뉼러를 가이드 와이어 위로 순차 배치하는 단계를 포함하는 방법.
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