KR20110095930A - 척추기형 교정용 수술장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 척추기형 교정용 수술장치에 관한 것으로서, 수술 이식형 장치 들중에 독점 배타적으로 사용되는 것은 아니나 특수하게 이용될 수 있는 장치에 관한 것이다. 현재 알려진 임플란트 수술장치로는 척추의 일부와 융합하지 않고 인체활동으로 인한 능동적인 움직임을 통하여 척추기형을 점진적으로 교정하는 것이 불가능하다. 본 수술장치는 공통축을 중심으로 두개의 대체로 인접한 척추가 대체로 서로 다른 회전방향으로만 상대 회전하도록 하는 척추교정수단을 포함한다.

Description

척추기형 교정용 수술장치{SURGICAL DEVICE FOR THE CORRECTION OF SPINAL DEFORMITIES}
본 발명은 일반적으로 척추의 기형을 교정하기 위한 수술장치에 관한 것으로서, 수술적으로 이식될 수 있는 장치분야에서 독점적은 아니지만 특별히 사용될 수 있는 것에 관한 것이다.
현재, 척추기형 교정수술은 척추의 형태를 원하는 형태로 잡아줄 수 있을 정도의 외력을 각 척추에 가함으로써 교정용 임플란트를 삽입하는 단계와 척추의 시술영역의 영구 고정을 위하여 상술한 교정장치를 딱딱한 막대 형상의 부재에 부착하는 단계를 포함하여 이루어진다. 척추의 수술영역과 영구적으로 융합(fusion)될 수 있도록 골이식 수술 역시 추가적으로 수행된다.
기형 교정을 위한 종래의 장치는, 국제특허공개 WO-A2-2007/014119에서 보는 바와 같이, 피봇연결을 통하여 막대기와 연결되는 뼈고정용 스크류를 포함한다. 또한, 척추 임플란트에 라체트 메커니즘(rachet mechanism)을 이용하는 기술이 국제특허공개 WO-A2-2008/057861, WO2007/143709 및 유럽공개특허 EP-A2-1051947 로부터 잘 알려져 있다. 이러한 장치들이 척추교정용 임플란트의 사용을 간편하고 용이하게 하도록 함에도 불구하고, 현재 사용되는 척추기형을 교정하기 위한 임플란트 수술 및 방법에 의하면 시술시 교정대상이 될 수 있는 기형이 종종 제한되기도 한다. 또한, 척추기형 교정 시에 사용되는 현재의 모든 임플란트 및 방법들에 의하면, 시술 중에 모든 교정작업이 완료되고 척추의 시술부위가 완벽히 융화된 이후에 추가적인 교정은 불가능하다. 이러한 결과로서 척추 움직임의 영구 억제를 유발하고, 추후에 인접하여 움직이는 척추 분절에 가해지는 물리적 하중이 증가함으로써 이들 분절의 마모를 발생시킨다.
미국공개특허 US-A1-2005/0261770에서는 융화 및 척추의 움직임 영구상실을 방지하기 위한 시도로서 구성 간에 피봇 및 슬라이딩 이동이 가능한 구성을 포함하여 상호 연결되는 다양한 척추 지지구조물에 대해서 개시하고 있다. 그러나, 이러한 임플란트는 척추 간의 상대적인 위치를 맞추기 위한 구성이 구비되지 않아 척추기형 교정장치로는 사용될 수 없다.
미국공개특허 US-A1-2006/155279, 유럽공개특허 EP-A1-0667127, 미국공개특허 US-A1-2003/191470, 미국등록특허 US5,951,555, 미국등록특허 US5,672,175, 영국특허 GB2412320에서는 다른 장치에 대해서 개시하고 있으며, 이는 스프링, 탄성막대 또는 기억합금과 같은 힘 발생 수단을 포함하고 있으며, 기형이 악화되는 것을 방지하거나 심지어는 척추 기형을 점진적으로 교정하고자 하는 시도를 하였다.
종래의 수술장치는 척추간의 교정력에 대한 발전을 가능하게 하고는 있으나, 대부분이 간접적인 수준으로서 인체의 활동적인 움직임에 도움을 줄 정도로 척추 기형을 적극적으로 교정하는 것을 불가능하다. 본 발명은 이러한 문제점에 대해 초점을 맞춘다.
제1양상에 있어서, 본발명은 공통축을 중심으로 인접한 척추간에 서로 다른 회전방향의 상대 회전을 발생시키는 척추 직선화 수단을 포함하는 척추기형 교정용 수술장치를 제공한다.
본 수술장치는 작동시 두 개의 대체로 인접한 척추의 종판(end plate)의 선단부가 대체로 상호 가까워지거나 혹은 멀어지는 방향으로만 제한적으로 움직이도록 구성된다. 마찬가지로, 두 개의 대체로 인접한 척추의 종판의 후단부는 대체로 상호 멀어지거나 또는 가까워지는 방향으로만 제한적으로 움직일 수 있다.
장치 내에 다소 다른 방향의 움직임을 발생시키는 "작동(play)" 요소가 존재할 수 있음을 고려하여 "대체로 상호 가까워지거나 또는 상호 멀어지는 방향으로만 제한적으로 이동" 이라는 문장에서는 "대체로(substantially)" 라는 용어를 사용하였다.
본 장치는, 척추의 후면에 부착되는 것으로서, 두가지의 작동모드 중 어느 하나로 작동하게 된다. 그 첫번째는 인접한 척추들의 전면측의 간격을 늘려주거나 및/또는 후면측의 간격을 줄여줌으로써, 앞쪽으로 휘어진 척추를 교정하는 경우이다. 그 두번째는 인접한 척추들의 전면측의 간격을 줄여주거나 및/또는 후면측의 간격을 늘려줌으로써, 뒤쪽으로 휘어진 척추를 교정하는 경우이다. 또한, 본 장치는 반대 방향으로의 척추간 회전을 대체로 방지해 주므로 본 장치에 의하면 척추의 휘어짐 현상이 악화되는 것을 방지하거나 교정 후에 이전에 휘어졌던 때로 되돌아오는 것을 방지하게 된다. 또한, 상방으로 스트레칭 하여 척추가 일시적으로 교정되는 경우에도, 본 장치는 인접한 척추들 서로 교정되도록 하며 이전의 휘어진 형상으로 되돌아오는 것을 방지하게 된다. 시간이 흐르면, 사람의 휘어진 척추는 "곧게 펴진" 정상 척추의 형상에 근접하도록 교정될 수 있다. 장치 내에 인접한 척추들을 동일 방향으로 회전시키는 "작동"요소가 존재할 수도 있음을 고려하여 "서로 다른 회전방향으로만"이라는 문구와 "대체로"라는 용어를 같이 사용하였다. 그러나, 이러한 동일방향의 회전회동의 정도는 개개인의 일상활동에 따라 영향을 받는 반대방향 회전회동과 비교하면 미미한 것일 수 있다.
본 수술장치는 상술한 두 개의 대체로 인접한 척추간의 상대회전을 허용하는 회전수단을 포함할 수 있다. 이러한 상대회전은 공통의 축을 갖는다. 이러한 점에서, 공통축은 척추 내에 위치할 수 있다. 회전수단은 라체트 수단을 포함할 수 있다. 이러한 라체트 수단은 공통축을 중심으로 대체로 서로 다른 회전방향으로만 두 개의 대체로 인접한 척추가 상대적인 회전을 하도록 할 수 있다. 라체트 수단은 폴(pawl)과 티쓰(teethe)와 같이 구성을 포함할 수 있다.
작동중에 공통축은 대체로 척추의 길이방향에 수직일 수 있다. 이러한 축은 대체로 관상면(coronal plane)과 횡단면(transverse plane)의 교차선과 평행할 수 있다.
수술장치는 작동시에 각각이 상기 척추에 고정되는 두 개의 뼈고정부재 들을 연결하는 연결수단을 포함할 수 있다.
뼈고정부재는 대체로 평행한 길이방향 축을 포함하며, 작동시에 이러한 길이방향 축은 대체로 정중면(median plane)과 횡단면(transverse plane)의 교차선에 평행할 수 있다.
작동시에 공통축은 대체로 상기 길이방향 축 또는 정중면과 횡단면의 교차선과 수직일 수 있다.
본 수술장치는 작동시에 뼈고정부재의 길이방향 축 또는 정중면과 횡단면의 교차선에 대체로 평행한 축을 중심으로 상술한 두 개의 인접한 척추간의 상대 회전을 유도하는 회전수단을 더 포함할 수 있다.
연결수단은 제1수컷부재와 제1암컷부재를 포함할 수 있다.
두 개의 뼈고정부재 중 하나는 제2암컷부재를 포함하고 제1수컷부재는 이러한 제2암컷부재와 연결될 수 있다.
제1수컷부재는 제2암컷부재와 회전 및/또는 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있다.
제1암컷부재는 인접한 척추의 뼈고정부재와 연결될 수 있다.
제1암컷부재는 뼈고정부재와 회전 및/또는 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있다.
제1암컷부재와 제2암컷부재 중 어느 하나 또는 모두는 연결된 제1암컷부재 또는 뼈고정부재의 상대적인 각운동을 허용하거나 제한하는 피벗수단(pivoting means)을 포함할 수 있다.
본 수술장치는 하나 이상의 뼈고정부재를 포함할 수 있다.
본 수술장치는 작동시에는 제1척추에 고정되는 뼈고정부재를 적어도 하나 포함할 수 있다.
본 수술장치는 작동시에는 제2척추에 고정되는 또 다른 뼈고정부재와 연결되는 대체 연결수단을 포함할 수 있다.
대체 연결수단은 제1대체 암컷부재와 제1대체 수컷부재를 포함할 수 있다.
제1대체 암컷부재는 인접한 장치의 제1대체 수컷부재와 회전 및/또는 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있다.
제1대체 암컷부재는 연결된 대체 수컷부재 또는 뼈고정부재와의 상대적인 각운동을 허용 또는 제한하기 위하여 피벗수단을 포함할 수 있다.
제1대체 암컷부재와 제1대체 수컷부재는 라체트 수단의 맞은편에 위치할 수 있다.
본 수술장치는 인접한 유사 장치에 직접 또는 간접적으로 연결되기 위한 수단을 포함할 수 있다. 수컷부재들 중 하나가 암컷부재들 중 하나에 삽입됨으로써 직접적으로 연결될 수 있다. 다른 매개부재가 그들 사이에 개재됨으로써 간접적으로 연결될 수 있다. 이러한 매개부재로는 다른 연결수단이 고려될 수 있으나, 하나 이상의 수컷부재와 하나 이상의 암컷부재가 포함될 수 있다. 매개부재는 막대기가 될 수 있다.
제2양상에서는, 본 발명은 적어도 두 개의 떨어진 척추 상에 부착되도록 구성되는 적어도 두 개의 상호 연결가능한 세그먼트를 포함하는 척추기형 교정용 수술장치를 제공하고, 각 세그먼트는 제1부분과 제2부분을 포함하고, 제1부분은 적어도 하나의 척추와 결합하도록 설정되는 적어도 하나의 뼈고정부재를 구비하고, 제2부분은 상기 제1부분과 축방향 배열 연결을 통하여 연결되어 제1축을 중심으로 제1 및 제2부분 간의 상호 상대적인 회전을 유도하고, 제2부분 역시 사용중에 하중을 수용할 수 있도록 적어도 하나의 스템(stem)을 구비하고, 또한 상기 제2부분은 적어도 하나의 적절히 설계된 연결구멍을 구비함으로써, 첫째로는, 본 명세서에서 개시된 수술장치의 적어도 다른 하나의 세그먼트의 스템이 상기 연결구멍에 삽입되고, 두번째로는, 상기 스템이 상기 연결홀 내에서 피벗(각운동) 및 축방향 슬라이딩하도록 설계되며, 상기 제1 및 제2 부분 사이에서 상술한 축방향 배열 연결의 라체트 구조는 작동시에 상기 제1 및 제2 부분이 상기 제1회전축을 중심으로 미리 정해진 방향을 따라 상대적으로 회전하도록 하되 상기 제1 및 제2부분이 상기 제1회전축을 중심으로 서로 다른 방향을 따라서 회전하는 것을 방지하고, 본 명세 수술장치의 적어도 두 개의 상호 연결되는 세그먼트 들은 사용시에 적어도 두 개의 분리된 척추에 고정되며, 상측의 척추에 결합된 세그먼트의 상기 제2부분의 상기 스템은 하측의 척추에 결합된 세그먼트의 상기 제2부분의 상기 연결구멍 내에 축방향을 따라 삽입됨으로써 상기 두 개의 척추 사이에서 기형을 교정하기 위해 필요한 방향으로의 각운동 발생을 유도하되 상기 필요한 방향과 반대 방향으로의 각운동을 억제하되, 본 명세서에서 기술되는 수술장치의 상호 연결되는 적어도 두개의 세그먼트는 일상적인 생활 또는 척추의 특수한 움직임을 유도하는 활동 또는 상기 척추기형을 교정하기 위하여 필요한 방향의 반대방향으로 척추에 가해지는 어떠한 하중이라도 견디고, 버티며, 억제할 수 있도록 하고, 다른 형태의 하중은 척추 만으로도 극복될 수 있고, 본 명세서에 기재된 수술장치에 의하면 척추와의 안정적인 안정적인 고정에 결함이 발생하거나 결합이 해제되는 것이 방지될 수 있으며, 이를 통하여 장기간에 걸쳐 별도의 추가적인 힘발생수단 없이도 상술한 척추의 기형의 점진적인 교정이 가능해질 수 있다.
상술한 바에 의하면, 척추 일부와의 융합술 없이도 척추의 기형을 점진적으로 교정하는 수술장치가 제공된다. 본 장치는 이격된 척추에 고정되며 상호 결합되는 세그먼트를 포함할 수 있다. 뼈에 고정되는 부분과 지지물 간에 피벗가능한 구성으로서 라체트를 포함할 수 있다. 지지물은 자유로운 상대 회전 및 축방향 움직임이 가능하도록 연결구멍을 가질 수 있으며, 연결구멍은 적어도 하나의 평면에서 상호 연결되는 세그먼트 사이의 상대적인 각운동은 제한할 수 있다. 이러한 수술장치의 구성은 척추의 축방향 하중에 영향을 받는 다른 형태의 움직임은 가능하게 하는 동시에 척추의 상대적인 위치의 각도의 점진적인 교정이 가능하도록 한다. 척추기형의 점진적인 교정은 시술된 수술장치가 일상생활 및 운동으로 인한 척추의 능동 및 수동적인 움직임에 영향을 받아 시간이 흐르면서 진행될 수 있으며, 이와 동시에 척추의 이동성은 유지될 수 있다.
본 명세서에서 기술 및/또는 청구된 뼈고정부재는 척추고정형 나사의 변형일 수 있다.
본 발명에 따라 상술되었거나 그밖의 다른 특징, 형상, 유리한 효과는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 예시로서 도시되는 도면과 동반하여 후술하는 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 명세서의 설명은 예를 위한 것으로서, 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 하기의 인용번호는 첨부된 도면을 참조한다.
본 발명의 수술장치의 구성은 척추의 축방향 하중에 영향을 받는 다른 형태의 움직임은 가능하게 하는 동시에 척추의 상대적인 위치의 각도의 점진적인 교정이 가능하도록 한다. 척추기형의 점진적인 교정은 시술된 수술장치가 일상생활 및 운동으로 인한 척추의 능동 및 수동적인 움직임에 영향을 받아 시간이 흐르면서 진행될 수 있으며, 이와 동시에 척추의 이동성이 유지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 2는 척추에 사용되고 있는 도 1의 장치 두 개의 사시도이고,
도 3은 다수의 인접한 척추에 사용되는 본 발명의 제2실시예에 따른 장치의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 6은 도 5의 장치의 확대 사시도이고,
도 7은 두 개의 척추에 사용되는 도 5의 장치 두 개의 사시도이고,
도 8은 도 7의 장치 두 개의 확대 사시도이고,
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 11은 본 발명의 제7실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 12는 도 11의 장치의 변형례의 사시도이고,
도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 14는 도 13의 장치의 후면도이고,
도 15는 본 발명의 제9실시예에 따른 장치의 사시도이고,
도 16은 본 발명의 제10실시예에 따른 장치의 사시도이다.
본 발명은 도시된 도면을 참조하여 특정 실시예에 관하여 설명되나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 청구항에 의하여만 한정된다. 도시된 도면은 개략적인 것으로서 이에 제한되는 것은 아니다. 도면에서, 몇몇 부재의 크기는 과장되게 도시되었으며 실제 사용시의 비율대로 도시된 것은 아니다. 치수 및 상대적인 치수가 본 발명의 실제 제품을 축소한 것에 대응되는 것은 아니다.
또한, 명세서 내에서 쓰여지는 제1(first), 제2(second), 제3(third) 들과 같은 용어는 유사한 부재간을 구별하기 위하여 사용되는 것이며, 반드시 순서 또는 공간적으로나, 등급별 또는 그 밖의 순위를 설명하기 위하여 사용되는 것은 아니다. 여기서 사용되는 용어는 적절한 상황에서 변경될 수 있으며 설명되는 본발명의 실시예는 설명 또는 도시된 것과 다른 순서로 동작할 수 있음을 인지하여야 한다.
또한, 명세서 내에서 쓰여지는 상부(top), 하부(bottom), 상측(over), 하측(under) 들과 같은 용어는 설명을 위한 목적으로 사용되는 것으로서 반드시 상대적인 위치를 설명하기 위하여 사용되는 것은 아니다. 여기서 사용되는 용어는 적절한 상황에서 변경될 수 있으며 설명되는 본 발명의 실시예는 설명 또는 도시된 것과 다른 순서로 동작할 수 있음을 인지하여야 한다.
청구항 내에서 "포함한다(comprising)"라는 용어가 기재된 구성을 제한하는 것으로 해석되어져서는 안되고, 별도의 다른 구성 또는 단계를 배제하기 위한 용어가 아님을 주목하여야 한다. 따라서, 기술된 특징, 숫자(integers), 단계, 구성의 존재를 명확하게 하기 위한 것으로 해석되어야할 것이고, 하나 이상의 다른 특징, 숫자(integers), 단계 구성 또는 이들의 조합의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다. 그러므로, "A 및 B 수단을 포함하는 장치"의 범위는 A 및 B 만으로 구성되는 장치에 제한되는 것이 아니다. 본 발명에 따르면, 이는 A 와 B 만이 최적의 구성에 해당되는 것임을 의미한다.
또한, 명세서 내에서 "연결되는(connected)"라는 용어는 단순한 직접 연결로 제한하여 해석되지 않아야 한다. "연결되는"은 둘 이상의 부재가 직접 물리적으로 접촉함을 의미할 수 있고, 또는 둘이상의 부재가 서로 직접적으로 접촉하고 있지 않으나 서로 연동하거나 서로 영형을 주는 경우를 의미할 수도 있다.
본 명세서를 통틀어 "1실시예(one embodiment)" 또는 "일실시예(an embodiment)"에 참조된 내용은 그실시예와 관련하여 설명되는 특정 형상, 구조, 특징이 본 발명의 적어도 어느 하나의 실시예 내에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 내에서 다양하게 사용되는 "1실시예에 있어서" 또는 "일실시예에 있어서"라는 문구의 등장은 모두 동일한 실시예를 참조하고 있는 것을 의미하는 것은 아니고, 다른 실시예 들을 참고하는 것일 수도 있다. 또한, 본 기술분야의 당업자에게는 자명한 사실로서, 하나 이상의 실시예에서 설명되는 형상, 구조, 특징 들은 적절한 방법을 통하여 결합될 수도 있다.
또한, 본 발명의 대표적인 실시예에 대한 설명에 있어서, 때때로는 설명을 간소화하고 다양한 진보성의 측면 중 하나 이상을 이해시키는데 도움을 주기 위한 목적으로 본 발명의 다양한 특징들이 단일의 실시예, 특징, 설명 내에서 동시에 기재될 수 있다. 그러나, 이러한 기술방법이 청구된 발명의 범위가 각 청구항에 명확히 기재된 것 이상의 구성을 필요로 하는 의도의 반영으로 해석되지는 않아야 할 것이다. 오히려, 후술하게 될 청구항이 앞으로 설명될 단일 실시예에 기재된 모든 특징보다 적은 수의 특징만으로도 진보성이 인정될 수 있음을 반영한다. 따라서, 상세할 설명 뒤에 기재될 청구항은 본 발명의 각각의 실시예에 기초한 청구항과 함께 본 상세한 설명 내에 명확히 포함된다.
또한, 여기서 설명되는 몇몇의 실시예가 다른 실시예에 포함되는 다른 특징을 포함하고 있지는 않으나, 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 경우라면 다른 실시예의 특징의 조합들은 본 발명의 범위 내에 속하는 것이며, 또 다른 실시예를 구성할 수도 있다. 예를 들면, 후술하는 청구항에서, 청구된 어떠한 실시예라도 조합될 수 있다.
본 명세서에서, 다양한 특정 실시예가 제시된다. 그러나, 이러한 상세한 설명 없이도 본 발명의 실시예가 실시될 수 있음이 인지되어야 한다. 어떤 경우에는, 본 명세서의 이해를 모호하게 하지 않기 위하여 잘 알려진 방법, 구조 및 기술은 상세히 기술되지 않았다.
지금부터, 본 발명이 다양한 실시예를 통하여 설명될 것이다. 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 본 발명에 대한 기술적인 연구없이도 본 기술분야의 당업자가 가진 지식에 따라 달리 구성될 수 있으며, 본 발명은 첨부된 청구항의 용어에 의하여만 제한될 수 있음은 명백하다.
도 1에서, 척추기형 교정용 수술장치(10)는 두 개의 부재간에 회전회동이 발생되도록 하는 회전수단(11)(대체적으로 실린더 형상)을 포함한다; 상기 두개의 부재로는 스템(stem), 또는, 수컷부재(12)와 뼈-고정부재(30)에 연결되는 수단(18)이 된다. 스템(12)은 대체적으로 실린더형이다. 본 실시예에에서, 뼈고정부재(30)를 연결하는 수단(18)은 회전을 유도하는 수단(11)으로부터 연장되는 암 상에 배열되는 소켓(16), 또는 암컷부재이다.
회전수단(11)은 회전수단(11)의 양면을 "A"로 표시된 공통축을 중심으로 서로 다른 방향으로 회전시키는 라체트 메커니즘(20)을 포함한다. 도 1에서, "B"로 표시된 화살표는 뼈고정부재(30)가 회전하도록 설정된 방향을 나타내고, "C"로 표시된 화살표는 스템(12)이 회전하도록 설정된 방향을 나타낸다. 스템(12)의 길이방향 축과 뼈고정부재(30)의 길이방향 축 간의 각도는 "Φ"로 나타낸다. 작동시에, 뼈고정부재(30)와 스템(12)은 오직 반대방향으로만 회전함으로써 각도(Φ)는 감소하지않고 증가하게 된다. 이러한 제한은 라체트(20)에 의하여 설정된다.
뼈고정부재(30)는 일단부에 스크류 스레드(screw thread)(34)가 형성되고 타단부에는 헤드(36)가 구비되는 샤프트(32)를 포함한다. 헤드(36)는 샤프트(32)와 소켓(16) 보다 크게 형성됨으로써 회전수단(11)이 뼈고정부재(30)에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.
뼈고정부재(30)의 샤프트(32)는 소켓(16) 내에 수용되어 회전함으로써, 사용시에, 척추가 양옆(관상면 상에서)으로 확장될 수 있도록 한다.
뼈고정부재(30)는 헤드(38)내에 형성되는 소켓, 또는, 암컷부재를 포함한다. 이에 대해서는 더욱 상세하게 후술한다.
도 2는 두 개의 장치(10)가 두 개의 인접한 척추(40, 42)에 동시에 사용되고 있는 것을 도시한 것이다. 각 뼈고정부재(30)의 헤드(36)에 의하여 각 장치(10)가 고정되도록 뼈고정부재(30)는 각 척추(40, 42)와 나사 결합된다. 상부의 장치(10)의 스템(12)이 하부의 장치(10)를 고정하고 있는 뼈고정부재(30)의 소켓(38) 내로 삽입된다. 스템(12)은 회전하거나 소켓(38) 내에 수용된 채로 축방향을 따라 이동함으로써 라체트(20)에 의하면 제한되는 인접한 척추 간 소정의 움직임을 허용할 수 있다.
상부의 뼈고정부재(30)의 헤드(36) 내의 소켓(38)은 상측의 척추(미도시)에 부착된 또 다른 장치(10)(미도시)의 스템(12)을 수용할 수 있다. 마찬가지로, 하단의 장치(10)의 스템(12)은 더욱 하방에 위치한 척추(미도시)에 부착된 또 다른 장치(10)의 소켓(38) 내에 수용될 수 있다.
다양한 부재[뼈고정샤프트(32) 및 소켓(16); 스템(12) 및 소켓(38)]들이 서로 간에 하나 이상의 방향 및/또는 평면을 따라서 상대적으로 이동할 수 있게 구성되므로, 각 수컷부재와 암컷부재의 공차를 적절히 설정함으로써 실제 척추(40, 42)는 축(A)을 중심으로 회전하지 않게 된다(도 1). 대신, 이러한 부재들은 시상면(sagittal plane), 횡단면(transverse plane), 관상면(coronal plane)을 따라 척추 상에 자연스럽게 형성되는 축을 따라 회전하게 된다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 장치(110)의 연쇄적인 배열(100)이 척추의 일영역을 형성하는 척추 배열(40, 42, 44, 46, 48) 상에 고정될 수 있다. 이러한 장치들(110)은 상술한 장치(10)와는 다소 상이한 구성이나 유사한 방법으로 동작한다. 이들 각각은 뼈고정부재(130)와 스템(112) 간의 회전을 유도하는 회전수단(111)(대체적으로 실린더 형상을 가짐)을 포함한다. 각각의 스템(112)은 하방의 장치(110)에 삽입된다.
이러한 방법으로 각도(Φ)는 본질적으로 감소하지 않고 증가하게 된다. 이는 인접 척추의 선단부 간 수직방향의 공간(D)은 근본적으로 감소는 하지 않고 증가하게 된다.
도 4에서 장치(210)의 제3실시예가 도시되었다. 이는 회전가능한 라체트(220)의 일측(214)에 부착되는 스템(212)과 스크류 스레드(234)와 라체트(220)의 타측(218)에 직접 부착되는 샤프트(232)를 구비한 뼈고정부재(230)을 포함하여 구성된다. 양측(214, 218)은 회전수단(211)(대체로 실린더 형으로 구성됨)을 구성한다. 라체트(220)는 상술한 것과 유사한 방법을 통하여 양측의 상대적인 회전 움직임을 제한하게 된다.
본 실시예에서는, 소켓(238)은 회전수단(211)의 바디 내에 형성된다. 이러한 소켓은 상술한 것과 유사한 방법을 통하여 인접한 장치(210)의 스템(212)을 수용함으로써 장치(210)의 배열이 상호 연결될 수 있다. 스템(212)이 회전회동하고 스템 내에서 축방향 및 각운동방향(angularly)으로 이동함으로써 라체트(20)에 의하여 제한되는 인접 척추간의 소정의 자유로운 움직임이 허용될 수 있도록 소켓(238)이 배열된다.
제4실시예에 따른 장치(310)가 도 5에 도시된다. 본 장치(310)는 뼈고정부재(330)의 샤프트(332)가 대체로 실린더형인 회전수단(311)에 직접적으로 부착되지 않는다는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 장치(210)와 유사하다. 대신, 인접한 장치(310)의 스템(312)을 수용하기 위한 소켓(338)과 인접한 위치의 회전수단(311)의 바디 내에 소켓(316)이 마련된다. 이러한 소켓(316)은 뼈고정부재(330)의 샤프트(332)을 수용할 수 있다. 스템(312)이 회전회동하고 스템 내에서 축방향 및 각운동방향(angularly)으로 이동함으로써 라체트(20)에 의하여 제한되는 인접 척추간의 소정의 자유로운 움직임이 허용될 수 있도록 소켓(316)이 배열된다. 이는 도 6에서 더욱 명확히 나타난다. 축방향 움직임이 "F"로 표시되고, 회전회동이 "E"로 표시되며, 각운동(angular movement)은 "G"로 표시된다. 모든 다른 특징은 도 5에 도시된 내용과 동일하다.
도 7은 두 개의 장치(310)가 동시에 배열되어, 인접한 척추(40, 42)에 상호 연결 또는 결합되며, 상측장치(310)의 스템(312)이 하측장치(310)의 소켓(238) 내에 삽입되는 장면을 보여준다. "H"로 표시된 화살표는 회전축 "A"을 중심으로 상부 척추(40)가 회전하는 방향을 나타낸다.
도 8은 상부 스템(312)이 하부 소켓(338)에 대하여 상대적으로 만들어 낼 수 있는 회전방향 "I", 축방향 "J" 및 각방향 "K"의 움직임을 나타낸다. 그 사이에서는 다른 회전회동(미도시)이 발생할 수도 있다
도 9에서는 장치의 다른 실시예가 도시되었다. 이러한 장치(410)는 회전수단(411)(대체로 실린더 형상을 가짐)을 구비하되, 회전수단(411)은 회전수단(411)을 세 부분으로 분할하는 두개의 라체트(420a, 420b)를 포함한다. 회전수단(411) 각각의 단부에서부터 스템(412a, 412b)이 레이디얼 방향을 따라 외측으로 돌출된다. 소켓(416), 또는 암컷부재는 회전수단(411)의 중간부분을 관통하여 레이디얼 방향을 따라 마련된다. 이러한 소켓(416)은 척추에 고정되는 뼈고정부재(430)의 샤프트(432)를 수용할 수 있다.(도 10 참조) 각 스템(412a, 412b)은 뼈고정부재(430)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 그 예가 도 10에서 도시되고 있다. 장치(450)는 두 개의 소켓(438, 456), 또는 암컷부재를 구비하는 대체로 실린더형 부재를 포함하며, 두 개의 소켓(438, 456), 또는 암컷부재는 실린더형 부재를 일측에서부터 타측까지 레이디얼 방향을 따라 관통한다. 이러한 두 개의 소켓(438, 456)은 각각의 구멍이 대체로 상호 수직을 이루도록 배열된다. 뼈고정부재의 샤프트(432)는 소켓 중 하나(456)에 삽입된다. 다른 소켓(438)은 상술한 스템(412a, 412b) 중 어느 하나를 수용할 수 있다. 두 개의 장치(450)가 각각의 스템(412a, 412b) 상에 배열될 수 있다. 라체트(420a)에 의하여 장치(450) 내의 상측의 뼈고정부재와 회전수단(411)의 뼈고정부재는 서로 오직 반대방향을 따라서 상대적으로 회전한다. 또한, 라체트(420b)에 의하여 또 다른 장치(450) 내의 하측의 뼈고정부재와 회전수단(411)의 뼈고정부재는 서로 반대방향으로만 서로 오직 반대방향을 따라서 상대적으로 회전한다.
뼈고정부재(430)의 두 세트의 상대적인 회전은 대체로 실린더 형상의 회전수단(411)의 길이방향의 중심축을 통과하며 "L"로 표시된 공통축을 중심으로 이루어진다.
도 11은 장치(510)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 이 장치(510)는 회전수단(511)의 일측에 회전 가능하게 연결되는 뼈고정부재(530)를 포함한다. 회전수단(511)의 타측에는 스템(512), 또는 수컷부재가 마련된다. 스템(512) 및 뼈고정부재(530)는 라체트 수단(미도시)과 같은 방법에 의하여 서로 구속된 채로 회전하며, 이들이 상호 멀어지는 방향으로 회전함으로써 각도(Φ)는 증가하되 감소하지는 않게 된다.
도 12에 도시된 회전수단(511)에는 인접한 장치(510)의 스템(512)을 수용하기 위한 소켓(538), 또는 암컷부재가 마련된다. 소켓(538)의 위치는 대체로 뼈고정부재(530)의 길이방향과 동일한 축 상에 마련된다. 다만, 소캣(538)의 구멍의 세로축/방향은 대체로 뼈고정부재(530)의 길이방향 축과 수직을 이룬다.
이러한 특징은 [명확함을 목적으로 뼈고정부재(530)는 생략] 도 11에서 도시된 장치(510)의 다양한 변형례를 포함할 수 있으며, 변형례로서 소켓(539)으 볼소켓(ball socket)으로 구성된다. 이는 장치(510)와 인접한 장치(510)의 스템(512) 간의 축방향 및 회전운동 뿐만 아니라 각운동 또한 가능하게 한다.
또 다른 실시예가 도 13 및 도 14에서 도시되었다. 본 장치(610)는 회전수단(611) 및 뼈고정부재(634)를 구비하는 것으로서, 상술한 장치(510)와 유사하다. 그러나, 인접한 장치(610)의 스템(612)을 수용하기 위한 소켓(638)이 뼈고정부재(634)의 일측에 마련되며, 도 14에서 명확하게 도시된다. 이는 장치(610)의 "후방"에서 뼈고정부재(634)를 길이방향을 따라서 바라보는 시각이다. 소켓(638)은 라체트 수단(620)의 뼈고정부재(634) 반대편에 위치하고 대체적으로 뼈고정부재(634)의 길이방향에 수직인 구멍을 갖는다.
도 15에서는 제9실시예를 도시하고 있다. 본 실시예(710)는 스레드(712), 샤프트(732) 및 헤드(736)를 포함하는 뼈고정부재(730)로 구성된다. 헤드는 인접 장치(710)의 스템(712)을 수용하기 위한 소켓(736)을 포함한다. 스템(712)은 회전수단(711)의 절반(717)과 부착되거나 일체로 형성된다. 이러한 회전수단은 스템(712)과 뼈고정부재(730)의 사이에서 횐단면과 관상면의 교차선을 따라 길게 배치되는 축을 중심으로 상대적인 회전이 발생되도록 한다. 회전수단(711)은 바닥면 상에서 스템(712)과 연결되며 상단부에는 두개의 암(718, 719)이 장착되는 바디(717)를 포함한다. 회전수단(711)의 나머지 절반은 바디(721)로 구성되며, 바디(721)는 암(718, 719)이 마련된 주위에 배치되는 액슬(axle) 또는 핀(715)을 구비함으로써 양분되는 구성(717, 721) 간의 상대적인 회전운동이 발생할 수 있도록 한다. 바디(721)는 뼈고정부재(730)의 샤프트(732)가 수용되도록 관통되는 암컷 소켓(716)을 포함함으로써 뼈고정부재(730)의 길이방향 축을 중심으로 뼈고정부재(730)와 스템(712)간에 상대적인 회전운동이 발생할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 회전수단(711)은 양분되는 구성(717, 721) 중 어느 하나에 마련되는 일련의 티쓰(teeth)와 다른 어느 하나에 마련되는 폴(pawl)로 구성되는 라체트(720)를 포함한다. 폴(pawl)은 티쓰(teeth)와 짝을 이루고, 일련의 티쓰가 일방향으로는 슬라이딩 이동되도록 하나 다른 방향으로는 슬라이딩 이동을 방지하도록 정렬되고 마련될 수 있다.
도 16은 도 15와 함께 설명된 제9실시예와 유사한 실시예(810)를 도시한 것이다. 유일한 차이점은 장치(810)가 횡방향으로 연장되는 스템(813)을 뼈고정부재(830)의 헤드(836)에 부착하기 위한 수단을 포함한다는 점이다. 또는, 횡방향 스템이 헤드(836)와 일체로 구성될 수도 있다. 또 다른 뼈고정부재(830)가 동일한 척추(40)에 연결되고 어느 하나의 측면에 나란히 배열된다. 횡방향 스템(813)은 두개의 뼈고정부재(830)의 헤드(836)와 연결된다. 이러한 경우에는 구조물과 척추에 향상된 안정성의 확보가 가능하다. 추가 뼈고정부재(830) 구성의 개념과 동일 척추 내에서 두 개의 뼈고정부재(830) 간의 상호연결은 상술한 다른 실시예에서도 적용될 수 있음이 이해되어야 한다.
다양한 실시예를 통하여 상술한 설명에 있어서, 각도(Φ)가 증가하되 감소하지 않는 방법에 대해서 설명하였다. 반대의 효과, 즉, 각도(Φ)가 감소하되 증가하지 않는 효과도 가능함이 이해되어야 한다. 이러한 효과는 필요에 따라 적절한 라체트의 배치에 따라 발생될 수 있을 것이다.
설명된 다양한 소켓(38, 238, 316, 338, 416, 456, 438, 538, 539, 638), 또는 암컷부재들이 스템 또는 샤프트의 상대적인 회전, 축방향 및 각운동을 허용하기 위하여 마련된 것으로 설명되었음에도, 몇몇 실시예에서는 이들 운동이 제한 또는 금지될 수 있음이 인지되어야 한다. 스템 및/또는 샤프트 및 소켓 간에 하나 이상의 방향(축방향, 회전방향, 각운동방향) 및/또는 면(시상면, 횡단면, 관상면)을 따라서 오직 상대운동만이 허용될 수 있도록 굴곡면과 같은 수단을 포함하는 것도 가능하다. 예를 들면 시상면과 같이 하나 이상의 면에서 각운동이 발생하는 것을 제한할 수도 있다.
상술한 어떠한 실시예의 어떠한 암컷 소켓에라도 볼조인트(ball joint)가 구비될 수 있다.
또한, 모든 뼈고정부재(30, 330, 430)의 헤드가 그들이 삽입되는 소켓보다 크기가 큰 것으로 묘사되었으나, 헤드는 이에 상응하는 장치 및/또는 회전수단과 체결해제를 방지할 수 있는 것으로 구성될 수 있음이 이해되어야만 한다.
10 : 척추기형 교정용 수술장치 11 : 회전수단
12 : 스템 16 : 소켓
20 : 라체트 30 : 뼈고정부재
36 : 헤드 38 : 소켓
40, 42: 척추

Claims (24)

  1. 두 개의 대체로 인접한 척추가 공통축을 중심으로 대체로 서로 다른 회전 방향을 따라서 상대 회전하도록 하는 척추교정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용시에 두 개의 대체로 인접한 척추의 종판(end plate)의 전단 모서리는 대체로 서로 가까워지거나 멀어지는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 두 개의 대체로 인접한 척추 간의 상대 회전을 허용하는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전수단은 라체트 수단(rachet means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공통축은 사용 중에 척추의 길이방향에 대해 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용시에 상기 인접한 척추에 각각 고정되는 두개의 뼈고정부재를 연결하기 위한 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 뼈고정부재는 사용시에 대체로 평행한 종방향 축을 포함하고, 상기 공통축은 사용시에 상기 종방향 축에 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  8. 제7항에 있어서,
    사용시에 상기 뼈고정부재의 상기 종방향 축에 대체로 평행한 축을 중심으로 상기 두 개의 인접한 척추간의 상대회전을 허용하는 회전수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결수단은 제1수컷부재와 제1암컷부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 두 개의 뼈고정부재 중 하나는 제2암컷부재를 포함하고, 상기 제1수컷부재는 상기 제2암컷부재와 연결가능한 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1수컷부재는 상기 제2암컷부재와 회전 및/또는 슬라이딩 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1암컷부재는 인접한 척추의 뼈고정부재와 연결가능한 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1암컷부재는 상기 뼈고정부재와 회전 및/또는 슬라이딩 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1암컷부재 또는 제2암컷부재 중 적어도 하나는 연결되는 제1수컷부재 또는 뼈고정부재의 상대적인 각운동(angular movement)을 허용하거나 제한하기 위한 피벗수단(pivoting means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 뼈고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  16. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용시에 제1척추에 고정되는 적어도 하나의 뼈고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  17. 제16항에 있어서,
    사용시에 제2인접척추에 고정되는 또 다른 뼈고정부재를 연결하기 위한 대체 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 대체 연결수단은 제1대체 암컷부재와 제1대체 수컷부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1대체 암컷부재는 인접한 장치의 상기 제1대체 수컷부재와 연결가능한 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1대체 암컷부재는 인접한 장치의 상기 제1대체 수컷부재에 회전 및/또는 슬라이딩 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1대체 암컷부재는 연결되는 암컷부재 또는 뼈고정부재의 상대적인 각운동을 허용하거나 제한하는 피벗수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    제4항의 직접적인 또는 간접적인 종속항인 경우에, 상기 제1대체 암컷부재와 제1대체 수컷부재는 상기 라체트 수단의 반대편에 위치하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 유사 장치에 직접 또는 간접적으로 연결되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추기형 교정용 수술장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    도시된 도면을 참고하여 설명된 것과 실질적으로 같은 척추기형 교정용 수술장치.
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