KR20080011183A - 뼈 고정 장치 - Google Patents

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KR20080011183A
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토마스 제이. 마우칸
제임스 힐른
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신세스 게엠바하
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Abstract

뼈 고정 요소들을 위한 클램프 조립체는 제1 및 제2 뼈 고정 요소들과 각각 결합하도록 구성된 제1 및 제2 클램프 구조물들 포함한다. 제1 클램프 구조물은 제1 구형 윤곽 베어링 표면을 가질 수 있다. 제2 클램프 구조물은 제1 베어링 표면과 슬라이딩 접촉하도록 안착된 제2 구형 윤곽 베어링을 가질 수 있다. 스프링-부하 메커니즘은 서로에 대한 클램프 구조물들의 회동 운동에 견디도록 베어링 표면들을 미는 스프링 힘을 가할 수 있다. 클램프 조립체는 외부 고정 프레임을 생성하기 위해 고정 요소들의 조립체와 함께 사용될 수 있다.
뼈, 고정, 요소, 클램프, 구조물, 스프링, 베어링, 표면, 구형, 프레임

Description

뼈 고정 장치{bone fixation apparatus}
본 발명은 정형외과 의사에 의해 구성된 뼈 고정 프레임에 관한 것으로서, 특히, 뼈 고정 요소들을 뼈 고정 프레임에 결합하기 위한 장치에 관한 것이다.
정형외과 의사는 골절의 반대편 측면에 뼈를 지지하기 위해 뼈 고정 프레임을 구성할 수 있다. 프레임은 뼈를 파고들거나 관통하여 확장하는 스크류들 및 핀들을 포함할 수 있다. 스크류와 핀은 그들의 위치에서 서로에 대하여 상호 연결하고 유지하는 바아(bar)에 클램핑 될 수 있다. 몇몇 스크류들, 핀들 그리고 바아들은 직각으로 상호 클램프 고정될 수도 있지만, 프레임의 구성은 프레임을 구성하는 동안 외과의사에 의해 확립된 다른 각도가 필요할 수 있다. 따라서, 몇몇 뼈 고정 클램프들은 프레임의 상호 연결된 부품을 위해 각 위치의 범위를 제공하도록 관절로 연결된다.
본 발명은 뼈 고정 프레임에 뼈 고정 요소를 결합하는 장치를 제공한다. 장치는 제1 및 제2 뼈 고정 요소들과 결합하도록 구성될 수 있는 제1 및 제2 클램프 구조물을 구비할 수 있다. 제1 클램프 구조물은 제1 구형(spherical) 윤곽(contour) 베어링 표면을 가질 수 있다. 제2 클램프 구조물은 제1 베어링 표면과 슬라이딩 접촉되게 설치될 수 있는 제2 구형 윤곽 베어링 표면을 가질 수 있다. 또한, 장치는 제2 클램프 구조물에 있는 제4 구형 윤곽 베어링 표면과 슬라이딩 접촉되게 설치될 수 있는 제3 구형 윤곽 베어링 표면을 가진 고정 요소(fastening element)(예, 볼트 또는 컨넥터)를 포함할 수 있다. 장치는 서로에 대한 클램프 구조물들의 회동 운동에 견디도록 베어링 표면을 미는 스프링 힘을 가하도록 작동하는 스프링-부하 메커니즘(spring-loaded mechanism)을 더 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스프링-부하 메커니즘은 가해진 스프링 힘을 변형하도록 작동될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 스프링-부하 메커니즘은 제1 상태에서 베어링 표면들을 함께 미는 스프링 힘만을 가하도록 작동될 수 있으며, 제2 상태에서 베어링 표면들을 함께 밀기 위해 스프링 힘과 추가적인 힘 모두를 가함으로써 서로에 대해 제1 및 제2 클램프 구조물을 고정하도록 작동될 수 있다. 스프링 힘은 바람직한 메커니즘이 제1 상태에서 제2 상태 쪽으로 이동할 때 증가될 수 있다.
또한, 본 발명은 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 뼈 고정 요소들의 조립체를 제공한다. 조립체는 복수의 뼈 고정 요소들과, 서로에 대해 뼈 고정 요소들이 이동할 수 없게 영구적으로 연결할 수 있는 연결 장치를 구비한다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 더 잘 이해될 수 있으며, 유사한 참조부호는 유사한 구조물요소들을 나타낸다. 도면들은 단일적으로 사용될 수 있거나 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있는 특유의 특징들을 단지 설명하는 것이며 본 발명은 도시된 실시예들에 한정되어서는 아니된다.
도 1은 뼈 고정 요소들과 결합된 클램프 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 클램프 조립체의 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 부품의 분리 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 부품의 측면도이다.
도 5는 도 4의 5-5선을 따라 취한 배면도이다.
도 6은 도 4의 6-6선을 따라 취한 정면도이다.
도 7은 도 6의 7-7선을 따라 취한 평면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 부품의 측면도이다.
도 9는 도 8의 9-9선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 다른 부품들을 가진, 도 8에 도시된 부품의 다른 측면도이다.
도 11은 도 2에 도시된 다른 부품의 측면도이다.
도 12는 뼈 고정 요소들을 위한 다른 클램프 조립체의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 클램프 조립체의 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 부품의 확대 측면도이다.
도 15는 도 13에 도시된 부품의 확대 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 부품의 단면도이다.
도 17은 뼈 고정 요소들을 위한 또 다른 클램프 조립체의 사시도이다.
도 18은 도 17의 클램프 조립체의 단면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 부품의 분리 도면이다.
도 20은 도 19의 20-20선을 따라 취한 도면이다.
도 21은 도 18에 도시된 부품의 분리 도면이다.
도 21A는 도 18의 클램프의 대안적 실시예에 사용하기 위한 부품의 분리 도면이다.
도 21B는 도 21A에 도시된 부품의 저면도이다.
도 21C는 도 18의 클램프의 대안적 실시예에 사용하기 위한 부품의 분리 도면이다.
도 22는 도 21의 22-22선을 따른 도면이다.
도 23은 도 18에 도시된 다른 부품의 분리 도면이다.
도 24는 도 23의 24-24선을 따른 도면이다.
도 25는 도 18에 도시된 부품의 분리 도면이다.
도 26은 클램프 조립체의 대안적 부품의 단면도이다.
도 27은 뼈 고정 요소들의 조립체의 사시도이다.
도 28은 도 27의 조립체의 평면도이다.
도 29는 도 28의 29-29선을 따른 끝-도면이다.
도 30은 뼈 고정 요소들의 다른 조립체를 도시하는, 도 27과 유사한 도면이다.
도 1에 도시된 장치(10)는 뼈 고정 프레임에 있는 뼈 고정 요소들(12)(도 1의 가상선으로 도시)을 지지하기 위한 관절이 있는 클램프 조립체이다. 그러한 프레임은 예를 들어, 손목, 손, 발, 턱, 척추, 늑골, 팔, 다리 및/또는 긴 뼈를 포함 하는 뼈 조각을 서로에 대해 고정하는데 사용될 수 있다. 고정 요소들(12)(부분적으로 도시)은 예를 들어, 뼈 스크류, 뼈 핀, 뼈 와이어, 바아, 로드 및/또는 링과 같은 품목으로 알려져 있을 수 있다. 클램프 조립체(10)는 고정 요소들(12)을 상호 연결함으로써 뼈 고정 프레임을 조립하기 위해 외과 의사에 의해 사용될 수 있다. 클램프 조립체(10)의 관절은 고정 요소들(12)이 프레임에 상호 연결될 수 있는 모서리진 구조물들의 넓은 범위를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 클램프 조립체(10)는 고정 요소들(12)과 결합할 수 있는 제1 및 제2 클램프 구조물(20)(22)을 구비할 수 있다. 그러나, 당업자들은 본 발명의 다양한 요소들에 대해 가해질 수 있는 많은 변형물과 대체물을 인식할 수 있음을 이해되어야 한다.
클램프 구조물들(20)(22)은 예를 들어, 손목 고정 프레임에 사용하기 위한 크기를 가질 수 있으며, 각각의 클램프 구조물(20)은, 예를 들어, 기계 가공 또는 단조에 의해 형상화될 수 있는 단조 금속 주형 금속 재료 또는 바아 스탁(bar stock)의 단일체로 구성될 수 있는, 단일의 부품일 수 있다. 대안적으로, 클램프 구조물(20)(22)은 예를 들어, 용접, 접착, 프레스 접합, 납땜에 의하거나 핀을 사용함에 의해 2개 또는 그 이상의 부품을 결합함으로써 제조될 수 있다. 도 3 내지 도 7에 별도로 도시된 바와 같이, 제1 클램프 구조물(20)은 대체로 평면인 정면(24), 대체로 평면인 후면(26), 및 한 쌍의 대체로 평면인 대향된 측면들(28)(30)을 가진 대체로 직사각형의 본체일 수 있다. 직사각형의 모양은 주변 모서리 및 가장자리에서 라운드질 수 있으며, 대향된 끝면(32)(34)이 전방의 측 면(24)을 향해 수렴하는 곳에서 테이퍼질 수 있다. 그러나, 그 어떤 다른 모양들(정사각, 다른 다각형, 또는 복합 또는 비규칙 모양)도 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 스크류-나사 대향 구경(counterbore)(40)은 제1 클램프 구조물(20) 속으로 확장할 수 있다. 대향 구경(40)은 구조에 있어서 서로 유사 또는 동일할 수 있으며, 후면(26)으로부터 각각의 축(41)을 따라 안쪽으로 각각 연장할 수 있다. 대향 구경(40)의 축(41)은 서로 평행, 수직 또는 서로에 대해 경사질 수 있다. 한 쌍의 보어(44)는 대향된 측면(28)(30) 사이의 제1 클램프 구조물(20)을 통해 확장할 수 있다. 보어(44)는 구조에 있어서 서로 유사하거나 동일할 수 있다. 각각의 보어(44)는 가로지르는 축(45)에 중심이 일치할 수도 있고, 각각의 보어(44)가 대향 구경(40)과 가로질러 연통할 수 있도록 상응하는 대향 구경(40)의 축에 각(예, 수직)이 형성될 수 있다. 보어들(44)의 축(45)은 평행, 수직, 또는 서로에 대해 경사질 수 있다. 또한, 각각의 보어(44)는 축(45)을 따라 제1 클램프 구조물(20)을 관통하여 확장할 수 있는 뼈 고정 요소(12)를 수납하도록 구성될 수 있다. 보어들(44)은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 다른 다각형을 포함하는 그 어떤 모양일 수 있다. 당업자들은 보어들(44)이 고정 요소(12)를 수납할 수 있는 한 그 어떤 모양도 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 보어들(44)이 원형 모양일 수 있는 실시예에 있어서, 보어들(44)은 예를 들어, 약 1 mm 내지 약 8 mm 사이, 보다 바람직하게는 약 1.25 mm 내지 대략 6.5 mm 사이, 가장 바람직하게, 약 3.5 mm 내지 약 5.5 mm 사이의 직경을 가질 수 있다. 각각의 보어(44)는 고 정 요소(12)가 대향 구경(40)에 설치된 한 쌍의 세트 스크류(48)(도 1 및 도 2)의 어느 하나에 의해 위치(예, 축(45)을 따른 축 방향으로 이동이 방지될 수 있는) 단단히 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 스크류(48) 위의 스크류 나사는 세트 스크류(48)가 클램프 구조물(20)로부터 제거되는 것을 방지하기 위해 그들의 내부 끝단(48a)에서 바람직하게 변형된다. 그러한 변형은 스크류들(48)의 내부 끝단(48a)이 보어(44)를 관통하여 접근할 수 있을 때까지 대향 구경(40) 속으로 세트 스크류(48)를 스크류 결합시킴으로써 수행될 수 있다. 클램프 구조물(20)에 연결된 스크류들(48)을 유지시키는 다른 방법들도 사용될 수 있다. 또한, 세트 스크류들(48)은 대향 구경(40)에 있는 세트 스크류들(48)을 느슨하게 및/또는 단단하게 하는데 사용될 수 있는 결합 표면(49)을 가질 수 있다(예, 외과의사는 그의 손 및/또는 세트 스크류(48)를 회전시키기 위한 도구를 이용하여 결합 표면(49)을 파지할 수 있다.). 예를 들어, 결합 표면(49)은 도구와 결합을 위한 표면들을 가진 육변형의 모양을 취할 수 있다. 그러나, 고정 요소(12)를 제1 클램프 구조물(20), 또는 보어(44) 내부에 유지할 수 있는 그 어떤 구성 또는 메커니즘도 상정할 수 있음을 유의해야 한다.
제1 클램프 구조물(20)은 중앙 보어(50)를 더 구비할 수 있다. 중앙 보어(50)는 전면(24)과 후면(26) 사이로 확장할 수 있으며, 대향 구경(40)의 축(41)과 평행하거나 그에 각이 형성될 수 있는 중앙 축(51)을 가질 수 있다. 중앙 보어(50)의 소켓부(socket portion)(54)는 전면(24)으로부터 움푹 파일 수 있으며 축(51)에 중심이 일치하거나 축으로부터 옵셋된 오목한 구형 윤곽을 가진 베어링 표면(56)에 의해 구획된다. 중앙 보어(50)의 후방부(rear portion)(58)는 후면(26)으로부터 내측의 축방향으로 확장할 수 있는 원통형 표면(60)에 의해 부분적으로 구획되고, 원통형 표면(60)의 내부 끝단에 있는 각이 진 숄더(shoulder) 표면(62)에 의해 부분적으로 구획될 수 있다.
도 8 및 도 9에 개별적으로 도시된 바와 같이, 제2 클램프 구조물(22)은 세로방향의 중앙 축(81)을 가진 대체로 가늘고 긴 튜브형 본체일 수 있다. 내면(82)은 그 대향 끝단(86)(88) 사이의 제2 클램프 구조물(22)을 축방향으로 관통하여 확장하는 통로(84)를 구획할 수 있다. 내면(82)의 제1 단부(90)는 제1 끝단(86)으로부터 안쪽으로 축방향으로 확장하는 스크류 나사를 구획할 수 있다. 내면(82)의 주부(major portion)(94)는 통형일 수 있다. 인접부(96)는 실린더부(94)로부터 제2 끝단(88)을 향해 안쪽 방사상으로 테이퍼질 수 있다. 테이퍼진 내면부(96)는 축(81)에 중심이 일치하거나 축으로부터 옵셋될 수 있으며 오목한 구형 윤곽을 가진 베어링 표면으로서 구성될 수 있다. 그러나, 베어링 표면(96)은 베어링 표면(96)이 컨넥터(예, 볼트(128))의 베어링 표면(예, 표면(134))과 결합할 수 있는 한 오목한 모양과 다른 모양으로 구성될 수 있다. 내면(82)의 제2 단부(98)는 베어링 표면(96)으로부터 제2 끝단(88)까지 축방향 및 외측 방사상으로 확장하는 원뿔 윤곽을 가질 수 있다.
제2 클램프 구조물(22)은 각각의 쌍의 개구(aperture)(102)를 구획할 수 있는 한 쌍의 내면(100)을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 개구(102)가 제2 클램프 구조물(22)을 관통하여 통과하는 채널의 일부를 형성할 수 있도록 개구(102)는 연결될 수 있다. 개구(102)는 스크류 나사(9)로부터 소정 간격 이격될 수 있으며, 세로축(81)에 대해 각(예, 수직으로)이 질 수 있는, 축(103)에 중심이 일치할 수 있다. 개구(102)는 통로(84)와 연통되고 통로를 가로지를 수 있다. 그러한 구성은 도 1의 고정 요소(12)가 제2 클램프 구조물(22)을 통해 확장할 수 있는 통로를 제공할 수 있다. 개구(102)는, 예를 들어, 약 1 mm 내지 약 20mm 사이, 보다 바람직하게는 약 2.5 mm 내지 약 11.5 mm 사이, 가장 바람직하게, 약 3.5 mm 내지 6.5 mm 사이의 크기를 가질 수 있는 고정 요소(12)를 수납하도록 구성될 수 있다.
세트 스크류(110)(도 1 및 도 2)는 고정 요소(12)를 개구(102)에 단단하게 유지하기 위해 세로방향 통로(84)에 수납될 수 있다. 고정 요소(12)가 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 개구(102)보다 작은 크기를 가진 실시예에 있어서, 세트 스크류(110)의 끝단 표면(112)은 개구(102)의 각각의 내면(100)의 표면(예, 모서리부(114))에 대항하여 고정 요소(12)를 압박할 수 있다. 그러한 구성은 축(103)에 대해 원주위에 이격될 수 있는 복수의 지점에서 고정 요소(12)와 클램핑 접촉을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 개구(102)는 고정 요소(12)가 세트 스크류(110)의 2개의 모서리부(114) 및 끝단 표면(112)에 대항하여 3점 접촉을 가질 수 있도록 구성될 수 있다. 세트 스크류(110)의 스크류 나사는 세트 스크류(110)가 클램프 구조물(22)로부터 제거되는 것을 방지하기 위해 그들의 내부 끝단에서 변형되는 것이 바람직하다. 또한, 세트 스크류(110)는 제1 단부(90)에 있는 세트 스크류(110)를 느슨하게 및/또는 단단하게 하는데 사용될 수 있는 결합 표면(111)을 가질 수 있다(예, 외과의사는 자신의 손가락 및/또는 세트 스크 류(110)를 회전시키기 위한 도구를 이용하여 결합 표면(111)을 파지할 수 있다.).
도 8 및 도 9에 더 도시된 바와 같이, 제2 클램프 구조물(22)은 그 제2 끝단(88)에서 방사상으로 확대된 베이스부(120)를 가질 수 있다. 제2 클램프 구조물(22)의 베이스부(120)의 외면(120a)은 제1 클램프 구조물(20)에 있는 소켓(54)(도 3)에서의 회동 운동을 위해 구형 또는 볼 끝단으로서 구성될 수 있다. 이와 같은 방식에 있어서, 구조물들(20)(22)은 3차원 관절 운동을 경험할 수 있고 축(51)(81)에 대해 회전되기 조차도 할 수 있는 볼 및 소켓 조인트로서 구성될 수 있다. 베이스부(120)의 베어링 표면(122)은 원뿔의 내면부(98)로부터 외측 방사상으로 테이퍼질 수 있으며, 세로축(81)에 중심이 일치하는 볼록한 구형 윤곽을 가질 수 있다. 그러한 베어링 표면(122)은 도 2에 도시된 바와 같이, 소켓(54)에 있는 베어링 표면(56)과 슬라이딩 접촉으로 설치될 수 있다. 제1 및 제2 클램프 구조물(20)(22)은 서로에 대해 예를 들어, 약 0도 내지 약 90도 사이, 보다 바람직하게, 약 30도 내지 약 70도 사이, 가장 바람직하게, 약 45도 내지 약 65도 사이의 동작(θ) 범위를 가질 수 있다. 동작(θ) 범위는 예를 들어, 약 30도 내지 약 90도, 보다 바람직하게, 약 40도 내지 약 80도 사이, 가장 바람직하게, 약 50도 내지 약 70도 사이일 수 있는 뿔형 내면부(98)의 각도(α)와 관련된다. 본 발명의 다른 어떤 실시예들은 도 2의 실시예와 동일한 동작(θ) 범위를 가질 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 오목 및/또는 볼록한 베어링 표면(56)(122)은 예를 들어, 약 2 mm 내지 약 15 mm 사이, 보다 바람직하게, 약 5 mm 내지 약 10 mm 사이, 가장 바람직하게, 약 5.5 mm 내지 약 9 mm 사이의 곡률 반경을 가질 수 있다. 베어링 표 면(56)(122)의 곡률 반경은 다르거나 동일할 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서, 베어링 표면(122)의 곡률 반경은 베어링 표면(56)의 곡률 반경과 동일하거나 그보다 클 수 있다. 본 발명의 그 어떤 실시예에 있어서 볼록 또는 오목한 표면들은 표면들(56)(122)과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다.
오목한 베어링 표면(56)은 소켓(54)에 있는 제2 클램프 구조물(22)의 베이스부(120)를 잡을 만큼 충분하게 볼록한 베어링 표면(122)에 대해 원주위로 확장하지 않을 것이다. 대신에, 제2 클램프 구조물(22)의 베이스부(120)는 컨넥터 장치(128)(도 11) 및 조임(tightening) 장치(130)(도 2)에 의해 소켓(54)에 유지될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 조임 장치(130)는 스플라인이 형성된 주변 파지 표면(131)을 가진 너트일 수 있다. 컨넥터 장치는 세로의 중앙 축(135)에 중심이 일치하는 볼록한 구형 베어링 표면(134)을 가진 헤드(132)를 구비할 수 있는 볼트(128)일 수 있다. 볼트(128)는 끝단(139)으로부터 헤드(132) 쪽으로 축방향으로 확장할 수 있는 스크류 나사(138)를 가진 굴대(stem)(136)을 또한 가질 수 있다. 볼트(128)는 나사가 없는 자루부(136a)를 역시 가질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 볼트(128)의 헤드(132)는 헤드(132) 위의 베어링 표면(134)이 통로(84)에 있는 베어링 표면(96)과 슬라이딩 접촉되게 설치될 수 있도록 제2 클램프 구조물(22)에 있는 통로(84)에 수납될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 베어링 표면들(96)(134)의 곡률 반경은 베어링 표면(122)의 곡률 반경 보다 작을 수 있으며, 베어링 표면(96)은 베어링 표면(122)과 동심원일 수 있다. 또한, 베어링 표면(134)은 베어링 표면(122)과 실질적으로 동심원일 수 있다. 볼 트(128) 위의 굴대(136)는 통로(84)의 인접한 개방단을 통해 돌출할 수 있으며, 보어(50)의 축(51)이 볼트(128)의 축(135)과 정렬(즉, 동축적)될 수 있도록 제1 클램프 구조물(20)에 있는 중앙 보어(50)를 관통하여 확장할 수 있다. 너트(130)는 제1 클램프 구조물(20)의 후방에서 굴대(136)에 스크류 결합될 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 볼트(128) 위의 스크류 나사(138)는 너트(130)가 볼트(128)로부터 제거되는 것을 방지하기 위해 외측 끝단(139)에서 변형될 수 있다. 너트(130)를 볼트(128) 위에 유지하는 다른 방법들 역시 사용될 수 있다.
스프링(150)은 제1 클램프 구조물(20)에 있는 중앙 보어(50)의 후방부(58)에 수납될 수 있다. 스프링(150)은 너트(130)와 내부 숄더 표면(62) 사이에서 축방향으로 압축될 수 있다. 이러한 배치에 있어서, 스프링(150)은 너트(130)에 대해 축방향으로 힘을 가할 수 있다. 볼트(128)는 인접하는 두 쌍의 베어링 표면들(96)(134)(56)(122)을 결합시키고, 서로에 대한 2개의 클램프 구조물(20)(22)의 회동 운동에 저항하기 위해 축방향으로 향하는 스프링 힘을 제2 클램프 구조물(22)에 전달할 수 있다. 스프링 힘은 클램프 구조물(20)(22)이 중력하에서 회동하는 것을 방지할 만큼 충분히 클 수 있다. 스프링 힘은 너트(130)가 볼트(128)의 회전을 방지하는 키 구조(key structure) 없이 볼트(128)에 대해 회전할 수 있도록 볼트(128)의 회전을 제지할 만큼 단단하게 볼트 헤드(132)와 클램프 구조물(20)22)을 결속할 수 있다.
외과의사는 도 2에 도시된 위치로부터 제1 방향으로 볼트(128)를 따라 너트(130)를 회전시킴으로써(즉, 후방으로 또는 제1 클램프 구조물(20)로부터 멀어지 도록) 클램프 조립체(10)의 부품들에 가해지는 스프링 힘을 감소시킬 수 있다. 외과의사는 너트(130)가 제1 클램프 구조물(20) 쪽으로 전진하는, 제1 방향과 반대되는, 제2 방향으로 너트(130)를 회전시킴으로써 클램프 조립체(10)의 부품들에 가해지는 스프링 힘을 증가시킬 수 있다. 너트(130)가 제1 클램프 구조물(20)로부터 분리될 때, 외과의사는 클램프 구조물들(20)(22)을 서로에 대한 다양한 임의의 위치로 회동시킬 수 있는 한편, 동시에, 스프링 힘의 영향 하에 클램프 구조물(20)(22)이 서로 접촉한 상태로 유지시킬 수 있다. 그러한 구성은 제1 및 제1 클램프 구조물들(20)(22)이 너트(130)를 조이기 전에 다양한 위치에 유지되도록 오목한 베어링 표면(56)과 볼록한 베어링 표면(122)이 서로에 대해 미끄러지는 것을 허용할 수 있다. 그 후, 후면(26)에 대해 너트(130)를 조임으로써 조이는 힘이 스프링 힘에 부가될 수 있다. 너트(130)를 제1 클램프 구조물(20)에 조이게 되면, 클램프 구조물들(20)(22)은 서로에 대해 고정될 수 있다.
도 12에 도시된 장치(200)는 전술한 클램프 조립체(10)와 유사한 관절 클램프 조립체이다. 클램프 조립체(10)와 유사하게, 클램프 조립체(200)는 제1 및 제2 클램프 구조물들(202)(204)을 구비할 수 있다. 클램프 구조물(202)(204)은 클램프 구조물(20)(22)과 동일한 방식으로 서로에 대한 관절 또는 회동 운동을 위해 상호 연결될 수 있으며, 유사하게 고정 요소들(12)과 결합하도록 구성될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 클램프 조립체(200)는 도구(예, 렌치)에 의한 결합을 위한 리세스(209)를 가진 세트 스크류(206)(208)를 구비할 수 있다. 리세스(209)는 육변형 모양 또는 세트 스크류(206)(208)에 토크를 가할 수 있는 도구를 수납하기 위한 다른 모양으로서 구성될 수 있다. 세트 스크류(206)는 스크류(206)의 표면(206a)이 표면(202a) 아래에 위치될 수 있도록 대향 구경(241) 속으로 삽입될 수 있다. 도구는 표면(202a) 근처의 대향 구경(241)의 나사를 변형시키기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 스크류(206)가 대향 구경(241)으로부터 제거되는 것을 방지하게 된다. 클램프 조립체(200)가 컨넥터 장치(210), 조임 장치(212) 및 전술한 바와 같은 가변 스프링 힘들을 가하기 위한 스프링(214)을 구비할 수 있지만, 클램프 조립체(200)에 있는 컨넥터 장치(210)와 조임 장치(212)는 그와 대응되는 클램프 조립체(10)와 구조적으로 그리고 기능적으로 다를 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 컨넥터 장치(210)는 스크류 나사(224)와 헤드(228) 위의 베어링 표면(226) 사이에 위치된 플렌지(220)를 가진 볼트일 수 있다. 캠 표면(230)은 플렌지(220)의 일측에 위치될 수 있다. 또한, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 조임 장치(212)는 내측에 나사가 형성된 노브일 수 있다. 노브(212)는, 예를 들어, 돌기(ridge)를 가질 수 있는 파지면(232)을 가진 원통형 헤드(230)를 구비할 수 있다. 리세스(recess)(234)는 헤드(230) 내측에 위치될 수 있고 조임 장치(212)를 회전시키는 도구를 수납할 수 있다. 리세스(234)는 조임 장치(212)에 토크를 인가할 수 있는 도구를 수납하기 위해 육변형 또는 다른 모양으로서 구성될 수 있다. 리세스(235) 역시 컨넥터 장치(210)의 일단(237)에 위치될 수 있으며, 조임 장치(212)가 컨넥터(210)에 스크류 결합되어 제1 클램프 구조물(202) 쪽으로 향할 때, 예를 들어 컨넥터(210)를 위치에 고정하기(예, 저항을 제공하기) 위한 도구를 수납할 수 있다. 노브(212)의 굴대부(236)는 헤드(230)로부터 돌출할 수 있다. 또한, 내부 스크류 나사(238)는 노브(212) 내부에 위치될 수 있고, 일 실시예에 있어서, 헤드(230)의 내부에 부분적으로 굴대(236) 내부에 부분적으로 위치될 수 있다.
굴대(236)는 축방향으로 확장하는 아암들(242)의 상응하는 배열 사이에 위치될 수 있는 복수의 축방향으로 확장하는 슬롯(240)을 가질 수 있다. 굴대(236)의 각각의 아암(242)은 방사상으로 내측으로 확장하는 쐐기-모양의 잠금 탭(244)을 가질 수 있다. 아암들(242)은 유연할 수 있기 때문에, 탭들(244)은 캠 표면(230)에 대항하여 밀릴 때 외측 방사상으로 움직일 수 있으며 노브(212)가 볼트(210)에 스크류 결합할 때 플렌지(220) 뒤쪽에서 안쪽으로 다시 스냅 결합될 수 있다. 캡(244)과 플렌지(220)의 결합은 노브(230)가 볼트(210)로부터 해체되는 것을 방지할 수 있다. 그러한 구성은 제1 및 제2 클램프 구조물(202)(204)이 서로에 대해 움직임(예, 미끄러짐)을 가능하게 하는 한편, 동시에 구조물들(202)(204)이 서로에 부착되어 서로에 대해 다양한 방향으로 일시적으로 고정되는 것을 가능하게 할 수 있다. 노브(212)를 조이게 되면(즉, 노브(212)를 제1 클램프 구조물(202) 쪽으로 움직이면), 제1 및 제2 클램프 구조물(202)(204)이 서로에 대해 특정의 방향에서 단단하게 고정될 때까지 제1 및 제2 구조물(202)(204)은 서로에 대항하여 보다 단단하게 유지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 도 17에 도시되어 있다. 클램프 조립체(300)는 고정 요소들(306)(도 17에서 은선으로 도시됨)을 결합하기 위한 제1 및 제2 구조물(302)(304)을 구비할 수 있다. 클램프 조립체(300)는 관절 구조일 수 있으므로, 클램프 구조물들(302)(304)은 클램프 조립체(300) 내부의 스프링-부하 메커니즘의 다양한 저항에 대항하여 서로에 대해 회동되게 움직이거나 꼬여질 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 클램프 구조물(302)의 2개의 대향된 조각(310)(312)은 한 쌍의 고정 요소들(306)을 수납하기 위한 채널(314)을 구획한다. 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 조각(310)은 축(321)에 중심이 일치된 원형의 주변 표면(320)을 가진 플레이트로서 대체적으로 모양을 형성할 수 있다. 원형의 표면(320)은 축(321)에 중심이 일치할 수 있는, 원형 구멍(325)을 구획할 수 있다.
제1 조각(310)에 있는 소켓(328)은 축(321) 위의 또는 축으로부터 옵셋되어 중심이 일치할 수 있는, 오목한 구형 윤곽을 가진 움푹 파여진 표면(330)에 의해 구획될 수 있다. 제1 조각(310)은 윤곽들(예, 각진 윤곽)을 가진 한 쌍의 움푹 파여진 표면(334)을 역시 가질 수 있다. 움푹 파여진 표면들(334)은 2개의 채널(324)의 관통-모양의 측벽을 구획할 수 있다. 제1 조각(310)의 중간부(338)는 제1 조각(310)을 정반대로 가로질러 확장할 수 있다. 중간부(338)는 중앙 구멍(325)의 대향된 측면에서 하나 또는 그 이상의 포켓(pocket)(339)을 구비할 수 있다.
제2 조각(312)(도 21 및 도 22) 역시 중앙 축(349), 원형의 중앙 구멍(350), 및 2개의 채널(314)의 관통-모양의 측벽을 구획할 수 있는 한 쌍의 움푹 파여진 표면(352)을 가진 대체로 원형의 플레이트로서 모양이 형성될 수 있다. 제2 조각(312) 부근의 중간부(354)는 2개의 조각들(310)(312)이 동축적으로 결합할 수 있도록 제1 조각(310) 위의 포켓(339) 내부에 가깝게 결합하는 하나 또는 그 이상 의 축방향 돌기들(356)을 가질 수 있다. 그러한 구성은 조각들(310)(312)이 축들(321)(349)을 기준으로 서로에 대해 회전하는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제1 클램프 구조물(302)은 대안적인 제1 조각(310a)(도 21A 및 도 21B), 제2 조각(312), 및 제1 조각(310a)과 제2 클램프 구조물(304) 사이에 위치될 수 있는 제3 조각(313)을 구비할 수 있다. 제1 조각(310a)은 결합부(311)를 가질 수 있고 대안적으로 또는 추가적으로 소켓을 구비하지 않는 것을 제외하고 제1 조각(310)과 유사한 구성을 가질 수 있다. 도 21A 및 도 21B에 도시된 바와 같이, 결합부(311)는 톱니가 형성될 수 있다. 결합부(311)는 제3 조각(313) 위의 상응하는 결합부(315)(예, 톱니들)과 결합할 수 있다. 제1 및 제2 조각들(310A)(313)이 서로에 대해 회전할 수 있도록 결합부들(311)(315)을 분리시키기 위해, 스프링(미도시)이 제1 조각(310a)과 제3 조각(313) 사이에 위치될 수 있다. 스프링은 스프링(426)(도 18) 대신에 또는 그에 추가하여 사용될 수 있다. 조임 장치(예, 너트(412), 도 18)를 제2 클램프 구조물(304) 쪽으로 움직이게 되면, 스프링은 압착될 수 있으며 결합부들(311)(315)이 서로 접촉할 수 있다. 결합부들(311)(315)이 서로 접촉하게 되면, 제1 및 제3 조각(310a)(313)은 서로에 대해 회전하는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제3 조각(313)은 오목한 구형 윤곽을 가진 움푹 파여진 표면(319)에 의해 구획될 수 있는 소켓(317)을 구비할 수 있다. 움푹 파여진 표면(319)은 제1 조각(310)의 움푹 파여진 표면(330)이 표면(378)과 결합하는 방식과 유사하게 외측 베어링 표면(378)(도 18)과 결합할 수 있다. 제1 조각(310a)과 제3 조각(313) 및/또는 스프링(426) 사이에 위치된 스프링은 볼록한 베 어링 표면(378)을 제3 조각(313)의 소켓(317)에 있는 오목한 베어링 표면(319)에 대항하여 유지하기에 충분할 수 있는 스프링 힘을 제공할 수 있다. 그러한 구성은 오목한 베어링 표면(319)과 볼록한 베어링 표면(378)이 서로에 대해 슬라이딩하는 것을 가능하게 할 수 있다.
제2 클램프 구조물(304)은 2개의 조작들(360)(362)을 역시 가질 수 있다. 제1 조각(360)(도 23 및 도 24)은 축(365)에 중심이 일치할 수 있는 원통형 구조를 가질 수 있다. 2개의 내부 표면들(366)(368)은 제1 조각(360)을 통해 확장할 수 있는 통로(370)를 구획할 수 있다. 내부 표면들(366)(368)의 어느 하나는 원뿔일 수 있다. 다른 하나는 오목한 구형의 윤곽을 가진 베어링 표면으로서 모양을 가진 부분(372)을 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 조각(360)의 확대된 단부(376)는 볼록한 구형의 윤곽을 가진 외부 베어링 표면(378)을 가질 수 있다. 제1 조각(360)은 단부(376)로부터 축방향으로 확장할 수 있는 외부 스크류 나사(380), 및 예를 들어, 단부(376)의 대향된 측면을 가로질러, 스크류드라이버와 같은 도구를 수납할 수 있는 한 쌍의 노치들(382)을 더 구비할 수 있다. 노치들(382)은 제1 조각(360)이 제2 조각(362) 속으로 단단히 스크류 결합되는 것을 가능하게 한다.
도 25는 제2 클램프 구조물(304)의 제2 조각(362)을 도시한다. 제2 클램프 구조물은 세로축(390)을 가진 대체로 원통형 구조를 구비할 수 있다. 제2 조각(362)의 일단에 있는 스크류 나사 대향 구경(390)은 도 18에 도시된 바와 같은 제1 조각(360)을 수납할 수 있다. 개구(393)는 2개의 조각들(360)(362)을 고정하기 위해 제1 조각(360) 위에서 스크류 나사(380)를 변형하기 위한 나사(380)로의 접근 을 제공할 수 있다. 당업자는 컨넥터(예, 볼트(410))가 제2 클램프 구조물(304) 내부에 고정될 수 있는 한 제1 및 제2 조각들(360)(362)의 그 어떤 구성들도 상정될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 구멍(394)이 컨넥터(예, 볼트(410))를 통로(370) 속으로 삽입하기에 충분히 큰 경우의 실시예에 있어서, 제1 및 제2 조각들(360)(362)은 단일 조각의 물질로 제작될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1 조각(360)과 제2 조각(362)은 상응하는 나사를 구비하지 않을 수 있지만 예를 들어, 용접, 접착제, 프레스 접합, 납땜, 핀 결합과 같은 다른 방법에 의해 부착될 수 있다.
구멍(394)은 도 17에 도시된 바와 같이, 고정 요소(306)를 수납하기 위해 대향단으로부터 안쪽으로 축방향으로 확장할 수 있다. 세로축에 대해 각(예, 수직)일 수 있는 보어(396)는 축(397)을 따라 제2 조각(362)을 통해 확장할 수 있으며 보어(394)를 가로지를 수 있다. 도한, 세로축에 대해 역시 각(예, 수직)이 질 수 있는 스크류-나사부(398)는 축(397)을 따라 제2 조각(362)을 통해 확장할 수 있고 보어(394)를 가로지를 수 있다. 영역(398)은 고정 요소(306)를 구멍(394) 안에 유지할 수 있는 세트 스크류(400)를 수납하도록 구성될 수 있다. 보어(396)는 스크류(400)가 제2 조각(362)으로부터 제거되는 것을 방지할 수 있도록 영역(398) 내부에 위치된 스크류(400)의 나사를 변형시키는 데 사용될 수 있는 도구를 수납하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 고정 요소(306)는 영역(398) 속으로 나사를 형성하기 위한 나사 끝단을 가질 수 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서, 구멍(394)은 나사가 형성될 수 있고 고정 요소(306)가 위치될 수 있고 스크류(400)에 의해 보어(396)에 유지될 수 있도록 세트 스크류(400)를 수납할 수 있다.
클램프 조립체(300)는 볼트(410) 형태의 컨넥터 장치와 볼트(410)에 스크류 결합될 수 있는 너트(412) 형태의 조임 장치를 또한 가질 수 있다. 볼트(410)의 헤드(416)는 제2 클램프 구조물(304)의 제1 조각(360)에 있는 통로(370)에 수납될 수 있다. 헤드(416) 위의 볼록한 구형 베어링 표면(418)은 통로(370)에 있는 오목한 내부 베어링 표면(372)과 슬라이딩 접촉되게 설치될 수 있다. 볼트 굴대(420)는 통로(370)로부터 제1 클램프 구조물(302)에 있는 구멍들(325)(350)을 통해, 제1 클램프 구조물(302)로부터 외측 축방향으로 확장할 수 있다. 볼트 굴대(420) 위의 스크류 나사(422)는 너트(412)가 볼트(410)로부터 제거되는 것을 방지하기 위해 변형될 수 있다.
링(424)은 제1 클램프 구조물(312)과 너트(412) 사이에 삽입될 수 있다. 스프링(426)은 각각 링(424)에 있는 대향된 포켓들(428)(430)과 너트(412) 사이에서 붙잡힐 수 있다. 이러한 배치에 있어서, 스프링(426)은 제1 클램프 구조물(312)과 너트(412) 사이에서 축방향으로 압착될 수 있다. 이것은 볼록한 베어링 표면(378)을 소켓(328)에 있는 오목한 베어링 표면(330)에 대항하여 유지시키기에 충분할 수 있는 스프링 힘을 제공한다. 따라서, 클램프 조립체(300)는 클램프 조립체들(10)(200)을 참조하여 전술한 것과 동일한 방식으로 서로에 대해 제1 및 제2 클램프 구조물들(302)(304)의 회동 운동에 견디는 가변 스프링 힘을 가하도록 작동될 수 있는 스프링-부하 메커니즘이 설비될 수 있다. 그러한 구성은 너트(412)가 제1 클램프 조립체(302) 및/또는 스프링(424)으로부터 떨어져서 위치될 때 제1 및 제2 클램프 조립체들(302)(304)이 서로에 대해 다양한 고정된 방위에 일시적으로 유지되는 것을 가능하게 한다. 너트(412)가 제1 클램프 구조물(302)에 가깝게 당겨질 때, 제1 및 제2 클램프 구조물들(302)(304)은 서로에 대해 한 방향에서 단단하게 고정될 수 있다.
도 26은 본 명세서에서 설명된 클램프, 특히, 볼트(128) 또는 컨넥터(210)에 대한 대안으로서, 그 어떤 클램프와 함께 사용될 수 있는 컨넥터 볼트(440)의 대안적 실시예를 나타낸다. 컨넥터 볼트(440)는 볼록한 구형 베어링 표면(444)을 가진 헤드(442), 및 상응하는 조임 장치(458) 위의 오른손 스크류 나사와 결합할 수 있는 오른손 스크류 나사(454)를 가진 굴대(452)를 구비할 수 있다. 굴대(452)의 돌기부(460)는 그 끝단에서 추가적인 스크류 나사(462)를 가질 수 있다. 스크류 나사(462)는 스크류 나사(454)와 다른 방향인 것이 바람직하다. 본 예에서 가늘고 긴 노브인 조임 장치(458)는 스크류 나사(462)와 상응할 수 있는 추가적인 스크류 나사(464)를 가질 수 있다. 추가적인 스크류 나사들(462)(464)은 오른손 나사들(454)(456)의 지름들보다 작은 지름을 가질 수 있는 왼손 나사일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 나사들(454)(456)은 왼손 스크류 나사일 수 있으며, 나사들(462)(464)은 오른손 스크류 나사일 수 있다.
사용 시, 노브(458)는 노브(458) 위의 왼손 나사(464)를 볼트(440) 위의 왼손 나사(462)와 축방향으로 결합하도록 돌림으로써, 그리고 노브(458)가 볼트(440)에 축방향으로 전진하도록 시계 반대 방향(도 26에서 보여지는 바와 같이 우측에서 좌측 방향)으로 노브(458)를 회전시킴으로써 볼트(440) 위에 장착될 수 있다. 노 브(458)의 추가적인 시계 반대 방향의 회전은 노브(458) 위의 왼손 나사(464)를 볼트(440) 위의 왼손 나사(462)를 축방향으로 지나가도록 움직일 것이다. 이러한 방식에 있어서, 조임 장치 즉 노브(458)는 컨넥터 볼트(440)에 유지될 수 있다. 또한, 노브(458)는 조임 장치(212)와 유사하다. 스프링은 클램프 구조물들 사이에 텐션을 제공하기 위해 컨넥터 볼트(440)와 노브(458) 주위에 제공될 수 있다.
노브(458)가 볼트(440) 위에 설치된 후에, 노브(458)는 볼트(440) 위에서 앞뒤로 축방향으로 움직일 수 있다. 만약 노브(458)가 볼트(440)의 축을 따라 축방향으로 움직이면, 노브(458) 위의 오른손 나사(456)는 볼트(440) 위의 오른손 나사(454)와 결합할 것이다. 그 후, 노브(458)의 회전은, 예를 들어, 너트(130)와 노브(212)를 참조하여 전술한 바와 같은 방식으로 다양한 스프링 힘을 인가하도록 볼트(440)를 따라 노브(458)의 추가적인 축방향 운동을 제공할 것이다. 왼손 나사들(462)(464)은 볼트(440)로부터 노브(458)가 부주의하게 제거되는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. 왜냐하면, 그들은 그것이 볼트(440)로부터 느슨하게 될 때 시계 반대 방향보다는 시계 방향으로 회전되는 것이 필요하기 때문이다.
도 27 내지 도 29는 고정 요소들의 조립체일 수 있고 예를 들어, 전술한 클램프 조립체들(10)(200)(300)의 그 어떤 하나 또는 그 이상과 함께 사용될 수 있는 장치(500)를 도시한다. 당업자들이라면 그 어떤 다른 클램프도 외부 고정 시스템을 형성하기 위해 장치(500)와 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 본 장치(500)는 컨넥터 블록(502)과 고정 요소들(504)(506)(508)을 구비할 수 있다. 그러나, 컨넥터 블록(502)은 2개 또는 그 이상의 고정 요소들과 결합하도록 구성될 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 컨넥터 블록(502)은 예를 들어, 요소(504)(506), 요소(506)(508), 요소(504)(508) 또는 4개, 5개, 또는 6개의 고정 요소들을 연결하도록 구성될 수 있다. 고정 요소들(504)(506)(508)은 곧거나 굽어진 봉(rod) 또는 바아(bar)일 수 있다. 도 27 내지 도 29에 있어서 컨넥터 블록(502)과 고정 요소(504)(506)(508)는 실 예가 되도록 T-형상 배열로 도시되어 있으며, 제1 봉(504)은 가장 긴 길이를 가지며, 제2 및 제3 봉(506)(508)은 서로에 대해 동일한 길이를 가질 수 있지만 제1 봉(504)보다는 작은 길이를 가진다. 다른 실시예에 있어서, 제1 봉(504)은 제2 봉(506) 및/또는 제3 봉(508)의 어느 하나 또는 모두보다 작은 길이를 가질 수 있음을 이해할 것이다. 다른 실시예들에 있어서, 모든 봉들(504)(506)(508)은 다른 길이를 가질 수 있다.
도 28에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 봉들(506)(508)의 축(511)(513)은 각각 T-형상 배열에 있어서 제1 봉(504)의 축(515)과 각(예, 수직)이 형성될 수 있다. 또한, 도 29에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 봉들(506)(508)의 축(511)(513)은 각각 서로에 대해 각(A)이 형성될 수 있다. 각(A)은 예를 들어, 약 90도 내지 약 180도 사이, 가장 바람직하게는, 약 140도 내지 약 160도 사이의 둔각일 수 있다. 그러한 구성은 팔목-고정 프레임에 설치될 수 있는 장치(500)를 위한 선택적인 배치일 수 있다. 팔목-고정 프레임에 있어서, 제1 봉(504)은 팔뚝의 길이와 실질적으로 평행하게 위로 확장할 수 있으며, 제2 및 제3 봉들(506)(508)은 팔뚝 방향으로 아래 방향으로 팔뚝의 길이에 대해 각지게(예, 표면(502a)이 팔뚝으로부터 떨어져 면하도록 한 상태로) 확장할 수 있다. 장치(500)는 예를 들어, 팔목, 손, 발, 턱, 팔, 다리 및/또는 긴 뼈를 포함하는 신체의 어떤 부위에도 외부 고정 프레임을 생성하기 위해 클램프 조립체들(10)(200)(300)과 함께 사용될 수 있음을 알아야 한다.
장치(500)의 부품들은 동일하거나 다른 재질로 제작될 수 있으며, 예를 들어, 금속(예, 스테인리스 스틸, 티타늄, 알루미늄), 플라스틱, 고무 및 2개 또는 그 이상의 재질의 합금, 또는 복합재(2개 또는 그 이상의 물질로 제작)로 제작될 수 있다. 또한, 장치(500)의 부품들은 방사선 투과성 또는 방사선 불투과성(예, 카본 섬유)일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 장치(500)의 부품들은 방사선 불투과성 마커(marker)를 가진 방사선 투과성 물질로 제작될 수 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 제1 봉(504)은 컨넥터 블록(502)에 있는 대향 구경(520)으로부터 길이 방향으로 외측으로 돌출할 수 있다. 제1 봉(504)의 종단부는 대향 구경(520) 안에 수납될 수 있고 예를 들어, 용접, 플레스 접합 및/또는 접착제 결합에 의해 위치 고정될 수 있다. 제2 및 제3 봉들(506)(508)은 모든 3개의 봉들(504)(506)(508)이 영구적으로 상호 연결되어 서로에 대해 움직이지 않도록 동일한 방식으로 컨넥터 블록(502)에 고정될 수 있다. 관절이 있는 클램프 조립체(10)(200)(300)는 3개의 봉들(504)(506)(508) 중 어느 하나를 조립된 외부 고정 프레임에서 봉들(504)(506)(508)에 대해 각지게 방위를 잡을 수 있는 하나 또는 그 이상의 고정 요소에 연결하는데 사용될 수 있다.
도 30은 장치(500)과 유사한 장치(600)를 도시한다. 장치(600)는 직선이라기 보다는 굽혀질 수 있는 제2 및 제3 봉들(602)(604)을 가질 수 있다. 굴곡 봉 들(602)(604)은 동일하고 동심의 곡률 반경을 가질 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 곡률 반경은 다를 수 있다.
전술한 설명들과 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내지만, 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에서 다양한 부가, 변형 및 대체들이 가능함을 이해할 것이다. 특히, 본 발명은 그 정신 또는 필수적인 특징을 벗어나지 않으면서, 다른 특정의 형태, 구조, 배열, 속성, 및 다른 구성요소들, 물질, 및 부품들에 구현될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있다. 본 발명의 원칙을 벗어남이 없이 특정의 환경 및 작동 조건에 특별히 개조될 수 있는 본 발명의 실행을 위해 사용되는 구조, 배열, 비율, 물질, 부품들 및 기타 많은 변형물과 함께 본 발명이 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 현재 개시된 실시예들은 모든 면에 있어서 예시적인 것이지 첨부된 청구범위에 의해 나타내지는 본 발명의 범위를 제한해서는 아니되고 그 상세한 설명에 한정되어서도 아니된다.

Claims (52)

  1. 제1 뼈 고정 요소(fixation element)와 결합하도록 구성되고, 제1 구형(spherical) 윤곽(counter) 베어링 표면을 가진 제1 클램프 구조물(structure);
    제2 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성되고, 상기 제1 베어링 표면과 슬라이딩 접촉되게 설치된 제2 구형 윤곽 베어링을 가진 제2 클램프 구조물; 및
    서로에 대한 클램프 구조물들의 회동 운동에 견디도록 베어링 표면들을 미는 스프링 힘을 가하도록 작동하는 스프링-부하 메커니즘(spring-loaded mechanism);을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스프링-부하 메커니즘은 가해지는 스프링 힘을 변형시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프링-부하 메커니즘은 제1 상태에서 베어링 표면들을 함께 미는 스프링 힘만을 가하도록 작동될 수 있으며, 제2 상태에서 베어링 표면들을 함께 밀기 위해 스프링 힘과 추가적인 힘 모두를 가함으로써 서로에 대해 상기 제1 및 제2 클 램프 구조물을 고정하도록 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스프링-부하 메카니즘은 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태 쪽으로 이동할 때 인가된 스프링 힘이 증가시키도록 작동되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물로부터 상기 제1 클램프 구조물로 확장하는 컨넥터 장치를 더 구비하고,
    상기 제2 클램프 구조물은 제3 구형 윤곽 베어링 표면을 구비하며,
    상기 컨넥터 장치는 상기 제3 베어링 표면과 슬라이딩 접촉되게 설치된 제4 구형 윤곽 베어링 표면을 구비하며,
    상기 스프링-부하 메커니즘은 상기 제1 및 제2 베어링 표면들을 함께 밀고 상기 제3 및 제4 베어링 표면들을 함께 미는 단일의 스프링 힘을 인가하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컨넥터 장치는 상기 제4 베어링 표면을 구비하는 헤드를 가진 스크류-나사가 형성된 볼트인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클램프 구조물들 중 어느 하나 위의 상기 베어링 표면은 오목하고 또 다른 클램프 구조물을 붙들기에 불충분할 정도로 다른 베어링 표면과 주변적으로(circumferentially) 결합하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베어링 표면은 오목하고 상기 제2 베어링 표면은 볼록한 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 클램프 구조물은 단일 본체 재질로 구성된 단일품(unitary part)인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 클램프 구조물은 2개의 대향된 조각들 사이의 상기 제1 뼈 고정 요소를 수납하도록 구성된 채널을 함께 구획하는 2개의 대향된 조각들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물은 단일 본체 재질로 구성된 단일품(unitary part)인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물은 상기 제2 베어링 표면을 구획하는 볼 끝단을 가진 가늘고 긴 본체를 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물은 상기 제2 베어링 표면을 가진 부분과 상기 제2 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성된 다른 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 클램프 구조물은 하나 이상의 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성되고, 상기 제2 클램프 구조물은 오직 하나의 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 상기 제1 및 제2 클램프 조립체에 각각 고정하도록 구성된 제1 및 제2 파스너(fastener)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 파스너들은 세트 스크류인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  17. 제1 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성되고, 제1 구형(spherical) 윤곽 베어링 표면을 가진 제1 클램프 구조물;
    제2 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성되고, 상기 제1 베어링 표면과 슬라이딩 접촉하도록 안착된 제2 구형 윤곽 베어링을 가진 제2 클램프 구조물;
    상기 제2 클램프 구조물과 결합하는 헤드 및 상기 제1 클램프 구조물로 확장 하는 스크류-나사 굴대를 가진 컨넥터 볼트;
    상기 컨넥터 볼트의 상기 굴대와 스크류-나사 결합하는 조임 장치; 및
    상기 제1 클램프 구조물과 상기 조임 장치 사이에서 압착됨으로써, 상기 베어링 표면들의 접촉을 단단하게 하기 위해 상기 조임 장치가 상기 컨넥터 볼트에 스프링 힘을 가할 수 있는 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조임 장치는 상기 스프링과 상기 제1 클램프 구조물에 대해 상기 컨넥터 볼트를 따라 움직임으로써 상기 스프링의 압축을 변형시키기 위해 상기 컨넥터 볼트에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 컨넥터 볼트와 상기 제1 클램프 구조물은 상기 제1 클램프 구조물에 대한 상기 컨넥터 볼트의 회전을 방해하는 키가 없는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 컨넥터 볼트와 상기 조임 장치는 상기 조임 장치가 상기 컨넥터 볼트로 부터 이탈되는 것을 방지하도록 함께 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 조임 장치는 상기 컨넥터 볼트를 따라 움직일 때 상기 컨넥터 볼트와 스냅에 의해 맞물림 결합되도록 구성된 유연한 잠금부(flexible locking portion)를 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 컨넥터 볼트의 상기 굴대는 오른손 스크류 나사와 왼손 스크류 나사를 가지며,
    상기 조임 장치는 상응하는 오른손 스크류 나사와 상응하는 왼손 스크류 나사를 가진 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 클램프 구조물들 중 어느 하나 위의 상기 베어링 표면은 오목하고 또 다른 클램프 구조물을 붙들기에 불충분할 정도로 다른 베어링 표면과 주변적으로(circumferentially) 결합하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제1 베어링 표면은 오목하고 상기 제2 베어링 표면은 볼록한 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 제1 클램프 구조물은 단일 본체 재질로 구성된 단일품(unitary part)인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물은 단일 본체 재질로 구성된 단일품(unitary part)인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물은 상기 제2 베어링 표면을 구획하는 볼 끝단을 가진 가늘고 긴 본체를 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  28. 제17항에 있어서,
    상기 제2 클램프 구조물은 상기 제2 베어링 표면을 가진 부분과 상기 제2 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성된 다른 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 제1 클램프 구조물은 하나 이상의 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성되고, 상기 제2 클램프 구조물은 오직 하나의 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  30. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 상기 제1 및 제2 클램프 조립체에 각각 고정하도록 구성된 제1 및 제2 파스너(fastener)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 파스너들은 세트 스크류인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  32. 제17에 있어서,
    상기 제1 클램프 구조물은 단일 본체 재질로 구성된 단일품인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 제1 및 제2 뼈 고정 요소들을 결합하기 위한 장치.
  33. 복수의 방사선 투과성 뼈 고정 요소들;
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들을 서로에 대해 움직이지 않도록 영구적으로 상호 연결하는 방사선 투과성 컨넥터 장치;
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들 중 어느 하나와 결합하도록 구성되고, 제1 구형(spherical) 윤곽 베어링 표면을 가진 제1 클램프 구조물;
    분리된 뼈 고정 요소와 결합하도록 구성되고, 상기 제1 베어링 표면과 슬라이딩 접촉하도록 안착된 제2 구형 윤곽 베어링을 가진 제2 클램프 구조물; 및
    서로에 대한 클램프 구조물들의 회동 운동에 견디도록 베어링 표면들을 미는 스프링 힘을 가하도록 작동하는 스프링-부하 메커니즘(spring-loaded mechanism);을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들과 컨넥터 장치는 카본 섬유 복합재로 형성되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들은 T-형상으로 배열된 3개의 요소들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 컨넥터 장치는 상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들의 말단부들(terminal end portion)이 수납되어 머물게 되는 보어들(bores)을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들은 직선 봉들(rods)을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 직선 봉들은 서로에 대해 둔각으로 경사진 2개의 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 둔각은 약 155도인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  40. 제33항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들은 굴곡된 봉들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 굴곡된 봉들은 동일한 곡률 반경을 가진 2개의 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 굴곡된 봉들은 동심적으로 굴곡된 2개의 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  43. 복수의 방사선 투과성 뼈 고정 요소들; 및
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들을 서로에 대해 움직이지 않도록 영구적으로 상호 연결하는 방사선 투과성 컨넥터 장치;를 을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들과 상기 컨넥터 장치는 카본 섬유 복합재 로 형성되는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들은 T-형상으로 배열된 3개의 요소들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  46. 제43항에 있어서,
    상기 컨넥터 장치는 상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들의 말단부들(terminal end portions)이 수납되어 머물게 되는 보어들(bores)을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  47. 제43항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들은 직선 봉들(rods)을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 직선 봉들은 서로에 대해 둔각으로 경사진 2개의 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 둔각은 약 155도인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  50. 제43항에 있어서,
    상기 방사선 투과성 뼈 고정 요소들은 굴곡된 봉들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  51. 제40항에 있어서,
    상기 굴곡된 봉들은 동일한 곡률 반경을 가진 2개의 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
  52. 제50항에 있어서,
    상기 굴곡된 봉들은 동심적으로 굴곡된 2개의 봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 고정 프레임에 사용하기 위한 장치.
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