KR20150077235A - Artificial Shoulder Joint - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손상된 어깨관절(Shoulder Joint)를 대체하는 인공어깨관절에 관한 것으로, 특히 상박골 헤드의 포스트의 외주면에 오목부를 일정 간격으로 배열하고, 스템의 리세스내에 볼록부를 두어 상기 헤드의 오목부와 상기 스템의 볼록부가 결합하여 상기 헤드의 편심위치를 조절할 수 있도록 하며, 포스트가 리세스내에 정확하게 삽입되어 불완전 결합이 생겨나지 않도록 하는 인공 어깨관절에 관한 것이다. The present invention relates to an artificial shoulder joint replacing a damaged shoulder joint. More particularly, the present invention relates to an artificial shoulder joint replacing a damaged shoulder joint by arranging concave portions at regular intervals on an outer circumferential surface of a post of a head of a humerus and placing a convex portion in the recess of the stem, The present invention relates to an artificial shoulder joint for preventing an imperfect coupling from occurring by inserting a post into a recess precisely so that an eccentric position of the head can be adjusted by engaging a protrusion of the stem.
인공 어깨관절은 인간의 어깨관절을 대체하는 인공보철의 일종으로, 크게 어깨골(scapula)에 결합되는 글레노이드(glenoid), 글레노이드의 관절면에 접촉하여 운동하는 상박골헤드(humeral head), 상박골(humerus)에 매식되고 상기 상박골헤드가 삽입결합되는 스템(humeral stem)으로 구성된다. Artificial shoulder joints are a type of artificial prosthesis that replaces the human shoulder joints. They are largely composed of a glenoid that is attached to the scapula, a humeral head that moves in contact with the joint surface of the glnoid, and a humeral stem which is implanted in a humerus and into which the head of the humerus is inserted.
그런데, 사람마다 어깨골에 상박골의 헤드가 결합되는 위치나 구조가 인체해부학적으로 각각 달라서, 인공어깨관절을 시술할 때는 이와 같은 해부학적 구조를 잘 반영할 수 있도록 하여야 한다. 따라서, 어깨관절 시술이 필요한 환자의 어깨골과 상박골의 해부학적 결합구조를 반영한 인공어깨관절의 시술을 위한 인공어깨관절이 필요한 실정이다. However, the position and structure where the head of the humerus is joined to the shoulder bone of each person are different from each other anatomically, so that when the artificial shoulder joint is performed, it is necessary to reflect such anatomical structure well. Therefore, artificial shoulder joints are needed for the artificial shoulder joint treatment, which reflects the anatomical coupling structure of the shoulder bone and the humerus in patients requiring shoulder joint treatment.
앞서 본 바와 같이, 인공어깨관절은, 글레노이드를 어깨골에 삽입고정하고, 스템을 상박골에 매식한 후 스템의 리세스에 상박골헤드를 고정시킨후, 글레노이드의 관절면과 헤드의 관절면의 곡면 접촉을 유도하여 자연스러운 어깨관절운동을 구현할 수 있도록 시술된다. 따라서, 해당 환자의 인체해부학적 구조를 그대로 반영하지 못하게 되면, 어깨골에 삽입된 글레노이드와 스템에 삽입결합된 상박골헤드 사이의 관절면이 서로 어긋나거나 부자연스러운 곡면접촉을 하게 되어 환자에게 고통과 불편함을 유발하게 된다. 따라서, 수술과정에서 수술의가 수술상황에 맞게 글레노이드와 헤드의 위치관계를 조절할 수 있도록 하는 인공어깨관절을 제공할 필요가 있다.As shown above, the artificial shoulder joint is made by inserting and fixing the glinoid into the shoulder bone, inserting the stem into the upper bone, fixing the head of the upper arm to the recess of the stem, It is practiced to induce curved contact to achieve natural shoulder motion. Therefore, if the human anatomical structure of the patient is not reflected, the joint surfaces between the glnoids inserted in the shoulder bone and the inserted upper and lower humerus heads in the stem are displaced from each other or have an unnatural curved surface contact, Which causes discomfort. Therefore, it is necessary to provide an artificial shoulder joint that allows the surgeon to adjust the positional relationship between the glnoid and the head in accordance with the surgical situation during the surgical procedure.
아래 선행특허문헌은 종래의 인공어깨관절에 관한 것인데, 스템에 대하여 헤드의 위치조절이 어려워 앞서 본 종래기술의 문제점을 가지게 된다. The following prior art documents relate to conventional artificial shoulder joints, but it is difficult to adjust the position of the head with respect to the stem, which leads to the problems of the prior art.
본 발명은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상박골헤드의 포스트 중심축을 상박골헤드의 중심축에 대하여 편심되게 위치하여 상박골헤드를 스템상에서 회전시켜 상박골헤드의 관절면의 위치를 편심되게 조절할 수 있도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for positioning an upper shaft of a head of a humerus by eccentrically positioning a post- The artificial shoulder joint is provided to allow the position of the face to be eccentrically adjusted.
본 발명의 다른 목적은 상박골헤드의 포스트에 위치설정부를 부가하고 스템의 리세스 내에 걸림부를 부가하여 상박골헤드의 관절면이 스템에 대하여 소정의 위치에 위치설정이 가능하도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an artificial shoulder joint which allows positioning of the post of the upper arm head and addition of a latching portion in the recess of the stem such that the articular surface of the upper arm head can be positioned at a predetermined position with respect to the stem will be.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 포스트의 위치설정부가 포스트의 외주면상에 원주둘레를 따라 배열된 오목부를 포함하도록 하고 스템의 걸림부가 볼록부를 포함하도록 하여, 상기 위치설정부의 오목부와 걸림부의 볼록부의 걸림에 의해 위치가 고정되도록 하고, 나아가 헤드를 회전시켜 걸림부에 결합되는 오목부를 선택할 수 있도록 하여 헤드의 관절면의 위치를 편심되게 조절할 수 있도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the position of a post such that the positioning portion of the post includes a concave portion arranged along the circumference on the outer circumferential surface of the post and the engaging portion of the stem includes the convex portion, The present invention provides an artificial shoulder joint capable of eccentrically adjusting a position of a joint surface of a head by fixing a position by an engagement and further rotating a head to select a concave portion to be coupled to the engagement portion.
본 발명의 또 다른 목적은 포스트의 오목부의 중심각이 포스트의 볼록부의 중심각보다 크게 하여 포스트의 볼록부가 스템의 볼록부에 정렬되는 가능성을 줄이고 설령 정렬된다 하더라도 좌우로 조금만 회전시키더라도 포스트의 오목부와 스템의 볼록부가 신속하게 정렬상태를 찾을 수 있도록 함으로써 포스트의 오목부가 스템의 볼록부에 용이하게 정렬되어 결합될 수 있도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to reduce the possibility that the central angle of the concave portion of the post is larger than the central angle of the convex portion of the post so that the convex portion of the post is aligned with the convex portion of the stem and even if it is aligned, So that the concave portion of the post can be easily aligned and engaged with the convex portion of the stem by allowing the convex portion of the stem to quickly find the alignment state.
본 발명의 또 다른 목적은 포스트 둘레에 위치되는 오목부를 8개로 구성하고 각각이 균등각도로 배열되도록 하여, 균일하게 헤드의 위치를 조절할 수 있도록 하고 헤드의 회전 후 헤드를 스템에 고정할 때, 오목부와 걸림부의 볼록부사이에 용이하게 결합이 될 수 있도록 함으로서 양자 사이의 불안정적인 결합이 발생하지 않도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the position of the head by uniformly adjusting the position of the head by arranging eight concave portions located around the post and arranging them at an equal angle, And to prevent the unstable coupling between the first and second protrusions by allowing the first protrusions and the protrusions of the protrusions to be easily coupled to each other.
본 발명의 또 다른 목적은 스템의 리세스를 제1리세스와 제2리세스로 구성함으로서 제1리세스에서는 헤드의 위치설정부가 위치하도록 하고 제2리세스는 포스트의 결합부가 위치하도록 하여 헤드의 위치설정과 헤드의 결합고정이 동시에 이루어질 수 있도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a method of forming a recess of a head, wherein the recess of the stem is constituted by a first recess and a second recess such that the positioning portion of the head is positioned at the first recess, The artificial shoulder joint is provided so that the position setting and the coupling of the head can be simultaneously performed.
본 발명의 또 다른 목적은 스템의 제2리세스에는 암 모스테입(female morse taper)를 그리고 헤드의 포스트의 결합부에는 숫 모스테입(male morse taper)를 형성하여 헤드의 포스트가 스템의 제2리세스에 삽입될 때 모스테입 결합이 가능하도록 하여 헤드를 용이하고 견고하게 스템에 결합고정할 수 있도록 하는 인공어깨관절을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a method of forming a male morse taper in a second recess of a stem and a male morse taper in a joining portion of a post of the head, So that the head can be easily and firmly engaged and fixed to the stem.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 실시예에 의해 구현된다. The present invention is embodied by the following embodiments in order to achieve the above object.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 곡면으로 이루어진 관절면을 가지는 상부와 그 배면상에서 위치한 포스트를 가지는 하부로 이루어진 상박골 헤드(humeral head)와, 상기 상박골 헤드가 삽입고정되는 스템을 포함하며, 상기 포스트는 상기 상부의 중심축에서 편심된 중심축을 가지며 상기 스템에 대하여 위치를 설정하는 위치설정부와, 상기 스템에 고정되는 결합부를 포함하고, 상기 스템은 상기 위치설정부와 상호작용하는 상기 상박골 헤드의 위치를 설정하는 걸림부와, 상기 결합부를 수용하여 상기 헤드를 스템에 고정하는 리세스를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the present invention includes a humeral head having an upper portion having a curved surface and a lower portion having a post positioned on a rear surface thereof, and a stem to which the upper arm head is inserted and fixed The post having a central axis eccentric in the central axis of the upper portion and having a positioning portion for establishing a position with respect to the stem and a coupling portion fixed to the stem, A latch for setting the position of the head of the upper arm, and a recess for receiving the engaging portion and fixing the head to the stem.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 포스트의 위치설정부는 포스트의 외주면상에 원주둘레를 따라 배열된 다수의 오목부를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the positioning portion of the post of the present invention includes a plurality of recesses arranged along the circumference on the outer circumferential surface of the post.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 오목부는 포스트의 중심축 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the recess is formed in the center axis direction of the post.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 다수의 오목부는 각각 균등한 각도로 분할되어 배열되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the plurality of recesses are each divided and arranged at an equal angle.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 포스트는 이웃하는 오목부과 오목부 사이에 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the post includes a convex portion between the adjacent concave portion and the concave portion.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 오목부와 볼록부는 동일한 중심축을 가지는 동심원상에 배열되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the concave portion and the convex portion are arranged on a concentric circle having the same central axis.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 오목부의 중심각 θ1은 볼록부의 중심각 θ2보다 큰 것을 특징으로 하는 한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the central angle? 1 of the concave portion is larger than the central angle? 2 of the convex portion.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 결합부는 숫 모스 테입(male Morse taper) 구조를 가지는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the coupling portion has a male morse taper structure.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 걸림부는 리세스를 향해 돌출된 볼록부를 포함하며, 상기 볼록부는 상기 위치설정부의 오목부에 결합되어 상기 상박골 헤드를 상기 스템에 위치설정하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a surgical instrument, wherein the locking part includes a convex part protruding toward the recess, the convex part being coupled to the concave part of the positioning part to position the head of the humeral head on the stem .
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 스템의 리세스는 상기 위치설정부가 위치되는 제1리세스와 상기 결합부가 위치되는 제2리세스를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the recess of the stem includes a first recess in which the positioning portion is located and a second recess in which the coupling portion is located.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 포스트는 상기 위치설정부와 상기 결합부 사이에 안내부를 추가로 포함하며, 상기 안내부는 위치설정부의 하단에서 경사져 상기 결합부의 상단으로 이어져 상기 상박골 헤드가 상기 스템의 리세스에 용이하게 삽입결합될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the post further includes a guide portion between the positioning portion and the engaging portion, and the guide portion is inclined at the lower end of the positioning portion to lead to the upper end of the engaging portion, Is easily inserted into the recess of the stem.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 오목부는 상기 안내부까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the concave portion is formed to extend to the guide portion.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 제1리세스는 상기 볼록부의 양측으로 외측으로 움푹 패인 오목부를 가지며, 상기 제1리세스의 볼록부와 오목부는 곡면으로 연결되어 제1리세스의 내면을 구성하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the present invention, the first recess has a concave portion recessed outward on both sides of the convex portion, and the convex portion and the concave portion of the first recess are connected to each other by a curved surface, As shown in Fig.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 제2리세스는 암 모스 테입(female Morse taper) 구조를 가져, 상기 포스트의 결합부의 숫 모스 테입과 결합하여 상기 상박골 헤드를 스템의 리세스에 결합시키는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, the second recess has a female Morse taper structure, which engages with the male thread of the engagement part of the post, .
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 스템의 리세스 중심축에서 스템의 볼록부의 정점 p3까지의 거리 r3는 상기 헤드의 포스트의 중심축에서 포스트의 볼록부의 정점 p2까지의 거리 r2보다 작지만 포스트의 중심축에서 포스트의 오목부의 정점 p1까지의 거리 r1보다는 큰 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, the distance r3 from the recess central axis of the stem to the apex p3 of the convex portion of the stem is greater than the distance r2 from the central axis of the post's head to the apex p2 of the convex portion of the post But is larger than the distance r1 from the central axis of the post to the vertex p1 of the concave portion of the post.
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다. The present invention has the following effects.
본 발명은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상박골헤드의 포스트 중심축을 상박골헤드의 중심축에 대하여 편심되게 위치하여 상박골헤드를 스템상에서 회전시켜 상박골헤드의 관절면의 위치를 편심되게 조절할 수 있도록 하는 효과를 가진다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for positioning an upper shaft of a head of a humerus by eccentrically positioning a post- So that the position of the surface can be eccentrically adjusted.
본 발명은 상박골헤드의 포스트에 위치설정부를 부가하고 스템의 리세스 내에 걸림부를 부가하여 상박골헤드의 관절면이 스템에 대하여 소정의 위치에 위치설정이 가능하도록 하는 효과를 도모할 수 있다. The present invention can provide an effect that the position setting unit is added to the post of the upper arm bone head and the latching part is inserted in the recess of the stem so that the joint plane of the upper arm bone head can be positioned at a predetermined position with respect to the stem.
본 발명은 상기 포스트의 위치설정부가 포스트의 외주면상에 원주둘레를 따라 배열된 오목부를 포함하도록 하고 스템의 걸림부가 볼록부를 포함하도록 하여, 상기 위치설정부의 오목부와 걸림부의 볼록부의 걸림에 의해 위치가 고정되도록 하고, 나아가 헤드를 회전시켜 걸림부에 결합되는 오목부를 선택할 수 있도록 하여 헤드의 관절면의 위치를 편심되게 조절할 수 있도록 하는 효과를 가진다. The present invention is characterized in that the positioning portion of the post includes a concave portion arranged on the outer circumferential surface of the post along the circumference of the post and the engaging portion of the stem includes the convex portion so that the concave portion of the positioning portion and the convex portion of the engaging portion are engaged So that the position of the joint surface of the head can be eccentrically adjusted by making it possible to select the concave portion coupled to the engaging portion by rotating the head.
본 발명은 포스트의 오목부의 중심각이 포스트의 볼록부의 중심각보다 크게 하여 포스트의 볼록부가 스템의 볼록부에 정렬되는 가능성을 줄이고 설령 정렬된다 하더라도 좌우로 조금만 회전시키더라도 포스트의 오목부와 스템의 볼록부가 신속하게 정렬상태를 찾을 수 있도록 함으로써 포스트의 오목부가 스템의 볼록부에 용이하게 정렬되어 결합될 수 있도록 하는 효과를 가진다.The present invention reduces the possibility that the convex portion of the post is larger than the central angle of the convex portion of the post so that the convex portion of the post is aligned with the convex portion of the stem, So that the concave portion of the post can be easily aligned and engaged with the convex portion of the stem.
본 발명은 포스트 둘레에 위치되는 오목부를 8개로 구성하고 각각이 균등각도로 배열되도록 하여, 균일하게 헤드의 위치를 조절할 수 있도록 하고 헤드의 회전 후 헤드를 스템에 고정할 때, 오목부와 걸림부의 볼록부사이에 용이하게 결합이 될 수 있도록 함으로서 양자 사이의 불안정적인 결합이 발생하지 않도록 하는 효과를 도모할 수 있다.In the present invention, eight concave portions located on the periphery of the post are arranged at equal angles so that the position of the head can be uniformly adjusted. When the head is fixed to the stem after rotation of the head, It is possible to easily combine the convex part and the convex part so that the unstable coupling between them can be prevented.
본 발명은 스템의 리세스를 제1리세스와 제2리세스로 구성함으로서 제1리세스에서는 헤드의 위치설정부가 위치하도록 하고 제2리세스는 포스트의 결합부가 위치하도록 하여 헤드의 위치설정과 헤드의 결합고정이 동시에 이루어질 수 있도록 하는 효과를 가진다. The present invention is characterized in that the recess of the stem is constituted by the first recess and the second recess so that the positioning portion of the head is positioned at the first recess and the engagement portion of the post is positioned at the second recess, So that it is possible to simultaneously perform an engagement and an engagement of the link member.
본 발명은 스템의 제2리세스에는 암 모스테입(female morse taper)를 그리고 헤드의 포스트의 결합부에는 숫 모스테입(male morse taper)를 형성하여 헤드의 포스트가 스템의 제2리세스에 삽입될 때 모스테입 결합이 가능하도록 하여 헤드를 용이하고 견고하게 스템에 결합고정할 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다. In the present invention, a female morse taper is formed in the second recess of the stem, and a male morse taper is formed in the joining portion of the head post, so that the post of the head is inserted into the second recess of the stem So that the head can be easily and firmly engaged with and fixed to the stem.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공어깨관절의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 인공어깨관절을 시술한 상태를 나타내는 참고도.
도 3은 도 1에 도시된 인공어깨관절의 분해 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 인공어깨관절의 상박골 헤드의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 상박골 헤드의 측면도.
도 6은 도 4에 도시된 상박골 헤드의 저면도.
도 7은 도 1에 도시된 인공어깨관절의 스템의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 스템의 리세스를 확대도시한 사시도.
도 9는 상박골 헤드가 스템에 결합된 상태인 도 2에서 A-A선을 따라 자른 단면도.
도 10은 도 2의 B 부분의 확대도로서 도 9에서 x-x선을 따라 자른 단면도.
도 11은 스템방향에서 헤드를 바라본 관점에서 상박골 헤드를 회전시켜 스템에 대하여 위치를 조절해 가능하는 과정을 도시하는 사용상태도. 1 is a perspective view of an artificial shoulder joint according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a reference view showing the artificial shoulder joint shown in FIG. 1; FIG.
3 is an exploded perspective view of the artificial shoulder joint shown in Fig.
FIG. 4 is a perspective view of an upper arm head of the artificial shoulder joint shown in FIG. 1; FIG.
5 is a side view of the upper arm bone head shown in Fig.
FIG. 6 is a bottom view of the upper arm bone head shown in FIG. 4;
7 is a perspective view of the stem of artificial shoulder joint shown in Fig.
8 is an enlarged perspective view of the recess of the stem shown in Fig.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 with the upper arm head coupled to the stem;
Fig. 10 is an enlarged view of a portion B in Fig. 2, taken along the line xx in Fig. 9. Fig.
FIG. 11 is a view showing a state in which the position of the stem is adjusted by rotating the head of the upper arm in view of the head viewed from the stem direction.
출원인은 이하에서 첨부도면을 참조하여 앞서 본 실시예들을 설명하도록 한다. Applicants will now describe the embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 인공 어깨관절(1)은 크게 글레노이드(glenoid, 6), 상박골헤드(humeral head,2, 이하 '헤드'라 혼용하기도 함), 상박골 스템(humeral stem, 4, 이하 '스템'으로 혼용하기도 함)을 포함한다. The
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 글레노이드(6)는 통상 플리에틸렌(PE) 바람직하게는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)로 만들어지며, 도 3에 도시된 바와 같이 일면에는 관절면(61)을 가지고 타면에는 어깨골(scapula)와 결합되는 결합부(63)을 포함한다. 상기 결합부(63)는 도시된 바와 같이 나사산이 형성된 형태로 가공되거나 도시되지는 않지만 다른 여러 형태로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 글레노이드는 미국등록특허 제6406495호 등에 상세히 기술되어 있으므로 추가적인 설명은 생략하도록 한다. As shown in FIG. 2, the
상기 상박골헤드(2)는, 도 4를 참조하면, 상부(22)와 하부(24)를 포함하고, 통상 금속재질 바람직하게는 코발트 크롬으로 제작된다. Referring to FIG. 4, the upper
상기 상부(22)는 전체적으로 반구 형상을 하고 있으며 전방에는 글레노이드(6)의 관절면과 접촉운동할 수 있도록 곡면으로 된 관절면(221)으로 이루어지며 관절면(221)의 원주 둘레에는 플랜지(225)가 형성되고 내측으로 일정 깊이 함입되어 평평한 배면(223)이 형성되어 있다. 여기서, 반구 형상이라 함은 정확하게 반구에 국한되는 것은 아니며 관절면이 곡면을 이루고 있는 형태를 의미한다고 보아야 한다. The
상기 하부(24)는 상기 상부(22)의 배면(223)에서 후방으로 돌출된 포스트를 포함하며, 상기 포스트는 상기 헤드의 중심축 cx1과 거리 d만큼 이격된 위치에 중심축 cx2를 가진다(도 4 및 도 6 참조). 즉, 포스트는 헤드의 중심에서 거리 d만큼 편심되어 위치되게 된다. 상기 포스트가 편심되는 것은 환자마자 다른 인체해부학적 구조에 적합하도록 헤드를 스템에 대하여 회전시켜 적절한 위치에 고정할 수 있도록 하기 위함인데, 이는 후술하도록 한다. The
상기 포스트는 상기 상부(22)의 배면(223)에서 일정 길이 후방으로 돌출되어 형성되며 그 단면이 원을 가지게 되는데, 배면에 연해서 형성되는 위치설정부(241)와 상기 위치설정부의 하측에서 형성되는 결합부(243)을 포함한다. The post is protruded backward by a predetermined length from the
상기 위치설정부(241)는 배면(223)에서 수직으로 돌출되어 형성되며 원주둘레를 따라 다수의 오목부(241a)와 볼록부(241b)를 포함한다. The
상기 오목부(241a)는 길이방향으로 내측으로 함입된 홈으로 형성되며, 홈의 내측면은 곡면을 이루며 이웃하는 볼록부(243)로 이어지게 된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 오목부(241a)는 중심축 cx2에서 오목부의 지점p1까지의 동일한 반지름이 r1을 가지며, 동일한 형상으로 형성된다. The
상기 볼록부(241b)는 상기 오목부가 끝나는 지점에서 연이어 형성되며 반지름 r2를 가지고, 중심축 cx2를 공유하는 동심원상에 원주둘레를 따라 형성된다. The
상기 오목부와 볼록부의 개수는 헤드와 스템의 시술성과 시술 결과에 영향을 주게 된다. 상기 오목부는 중심축 cx2을 중심으로 균일한 각도 θ1 그리고 볼록부는 각도 θ2로 배열되는데, 하나의 오목부와 볼록부가 이루는 각도(θ1+θ2)가 헤드의 1 회전단위가 된다. 예컨대, 오목부와 볼록부를 합한 각도가 15도이면, 중심축 cx2를 중심으로 각 24개의 오목부와 볼록부가 형성되고, 헤드의 1회전단위는 15도가 되므로, 헤드는 스템에 대하여 총 24번에 걸쳐 회전각도 즉 회전위치가 조절될 수 있게 된다. 또한, 각도가 30도이면, 각 12개의 오목부와 볼록부가 형성되고, 헤드의 1회전단위는 30도가 되므로, 헤드는 스템에 대하여 12번에 걸쳐 회전각도 즉 회전위치가 조절된다. 각도가 45도라면, 각 8개의 오목부와 볼록부가 형성되고, 헤드의 1회전단위는 45도가 되므로, 헤드는 스템에 대하여 8번에 걸쳐 회전각도가 조절될 수 있게 된다. 위와 같이, 1회전 단위를 작게 하면 할 수록, 오목부와 볼록부의 개수가 증가하며 반대로 크게 하면 오목부와 볼록부의 개수가 감소하게 된다. 정밀한 위치설정의 측면에서 살펴보면, 개수가 증가하면 1회전단위의 각도가 작아지게 되므로, 스템(4)에 대해 보다 정밀한 헤드의 위치설정이 가능한 반면 개수가 감소하면 1회전단위의 각도가 커지게 되어, 위치조절의 정밀성이 떨어지게 된다. The number of concave and convex portions affects the procedure and the result of the operation of the head and the stem. The concave portion is arranged at a uniform angle? 1 and a convex portion at an angle? 2 with the center axis cx2 as a center. An angle? 1 +? 2 formed by one concave portion and convex portion becomes a unit of one rotation of the head. For example, if the angle of the concave portion and the convex portion is 15 degrees, 24 concave portions and convex portions are formed centering on the central axis cx2, and the unit of one rotation of the head is 15 degrees. The rotational angle, that is, the rotational position, can be adjusted. If the angle is 30 degrees, 12 concave portions and convex portions are formed, and the unit of one rotation of the head is 30 degrees, so that the rotational angle, that is, the rotational position, of the head is adjusted 12 times with respect to the stem. When the angle is 45 degrees, eight recesses and convex portions are formed, and the unit of one rotation of the head is 45 degrees, so that the rotation angle of the head can be adjusted eight times with respect to the stem. As described above, the smaller the unit of rotation, the greater the number of concave and convex portions. On the contrary, the larger the number of concave and convex portions, the smaller the number of concave and convex portions. In terms of precise positioning, the angle of the unit of rotation becomes smaller as the number increases, so that the position of the head can be set more precisely with respect to the
상기 결합부(243)는 위치설정부의 하측에 형성되며 그 외면이 숫 모스테입(male morse taper) 구조를 가진다. 모스테입 구조에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 따라서, 결합부는 하측으로 내려갈수록 좁아지는 원뿔형 구조를 가지게 된다. 상기 결합부는 후술하는 스템의 리세스에 모스테입 결합을 하여 용이하게 헤드가 스템에 결합고정될 수 있도록 하여 시술의 편리함과 신속성을 제공하게 된다. The
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위치설정부와 결합부 사이에 안내부(245)를 추가로 포함할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, a
상기 안내부(245)는 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 위치설정부의 일정 부분을 경사지게 면취하여 형성되는 부분으로 일정 각도로 경사지게 된다. 상기 안내부(245)는 상기 헤드를 스템(4)에 삽입할 때 포트트가 스템의 리세스 내에 용이하게 삽입될 수 있도록 안내하는 역할을 하게 된다. 따라서, 상기 오목부(241a)와 볼록부(241b)가 형성된 상태에서 위치설정부의 하단부를 면취하여 형성되는 부분이므로, 오목부와 볼록부의 일 부분도 함께 면취되어 도 5에 도시된 형상을 가지게 된다. As shown in FIGS. 4 and 5, the
도 7은 스템의 사시도이다. 도7을 참조하면, 상기 스템(4)은 도 2에 도시된 바와 같이 상박골 내에 매식되는 부분으로서 근단부(proximal end)에 원추형으로 형성된 상부(42)와 원단부(distal end)에서 원통형으로 형성된 하부(44)를 포함한다. 7 is a perspective view of the stem. Referring to FIG. 7, the
상기 상부(42)는 중심축 cx3에 대해 수직으로 형성된 전면(421)을 가지며, 상기 전면(421)은 평평한 평면으로 이루어진다. 또한, 상기 상부(42)는 전면(421)에서 중심축을 따라 함입된 리세스(423,425)를 포함한다. 도 8을 참조하면, 상기 리세스(423,425)는 전면(421)에서 일정 깊이 함입된 제1리세스(423)과 상기 제1리세스의 끝단에서 단턱(426)을 거쳐 축경되어 형성되는 제2리세스(425)를 포함한다. The
상기 제1리세스(423)은 전면(421)에서 내측으로 함입되어 패인 공간으로서 상기 헤드의 포스트의 위치설정부가 위치하는 공간이며, 중심축cx3를 향해 반경방향으로 돌출된 볼록부(424)를 가진 잠금리세스(423a)와 반지름 r5를 가지는 삽입리세스(323b)를 포함한다(도 9 참조). The first recess 423 is a space in which the positioning part of the post of the head is positioned as a recessed space embedded in the
상기 잠금리세스(423a)는 정점 p3에서의 거리 r3를 가지는 볼록부(424)와 정점 p4까지의 거리 r4를 가지는 오목부(427)에 의해 규정되는 공간이다. 상기 볼록부(424)는 제1리세스에서 중심축 cx3방향으로 돌출된 부분으로서 중심축cx3에서 정점 p3까지의 수직거리 r3를 가지며, 그 내면(424a)이 곡면을 가진다. 상기 오목부(427)는 상기 볼록부의 양 단부에서 이어져 중심축cx3의 반대방향으로 함입된 부분으로서 중심축 cx3에서 정점 p4까지의 수직거리 r4를 가지고, 그 내면(427a)이 볼록부의 내면(424a)에 연속해서 곡면으로 형성된다. The
상기 볼록부(424)는 상기 포스트의 오목부(241a)에 결합되어 헤드의 회전을 방지하는 역할을 하게 되며, 상기 스템의 오목부(427)는 헤드의 포스트 삽입시 포스트의 볼록부(241b)가 스템에 걸리지 않고 여유롭게 제1리세스 내로 삽입될 수 있도록 하는 역할을 하게 된다. The
상기 삽입리세스(423b)는 중심축 cx3에서 반지름 r5를 가지는 원에 의해 형성되는 공간으로서 상기 잠금리세스의 내면(424a)에 연속하여 형성되는 내면(423b-1)을 가지며, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 포스트의 위치설정부가 삽입되어 위치되는 공간이다. 거리 r5는 포스트의 볼록부의 반지름 r2와 동일하거나 크다. The
여기서, 반지름 r1,r2, 거리 r3, r4, r5 사이의 관계를 살펴보면, r4>r5≥r2>r3>r1의 관계를 가지게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 포스트의 볼록부의 반지름 r2는 제1리세스의 거리 r5보다 작거나 같긴 하지만 시술과정에서는 각종 이물질(체액, 조직 등)으로 인해 삽입이 용이하지 않을 수 있으므로, 헤드(2)를 스템(4)의 오목부(427)쪽으로 당겨서 삽입하면 용이하게 위치를 조정하거나 삽입할 수 있게 된다. 상기 오목부(427)는 위와 같은 기능을 수행하게 된다. Here, the relation between the radii r1 and r2 and the distances r3, r4 and r5 is r4> r5? R2> r3> r1. 9, although the radius r2 of the convex portion of the post is smaller than or equal to the distance r5 of the first recess, the insertion may not be easy due to various foreign substances (body fluids, tissues, etc.) 2 is pulled toward the
상기 제2리세스(425)는 제1리세스의 하측에 형성된 단턱(426)에 의해 축경되어 형성되는 공간으로 그 내면이 암 모스 테입(female morse taper) 구조를 가지며, 상기 포스트의 결합부와 결합하는 공간이다. 따라서, 헤드의 위치설정부와 스템의 제1리세스간의 위치설정이 이루어지게 되면, 헤드를 스템에 더욱 깊이 삽입하여, 헤드의 결합부가 스템의 제2리세스에 삽입되어 모스테입 결합을 할 수 있게 된다. The
출원인은 이하에서 본 발명의 작용관계를 살펴보도록 한다. The Applicant will now look at the working relationship of the present invention.
본 발명의 헤드가 스템에 대하여 위치설정되는 과정을 도시하는 도 10을 참조하면, Referring to FIG. 10, which illustrates the process of positioning the head of the present invention relative to the stem,
도 11는 스템의 포스트에 12개의 오목부와 볼록부가 형성되며 1회전단위 즉 1회전각도 θ가 30도인 예를 나타내며, 도시된 바와 같이, 관절면(221)상에 가상의 점 p5를 설정하고, 헤드의 회전에 따른 점p5의 이동 위치 변화를 살펴본다. 먼저 도 11의 (1)에서 보는 바와 같이, 헤드(2)의 하부인 포스트의 중심축 cx2를 스템의 리세스의 중심축 cx 3에 일치하도록 헤드를 스템에 정렬한다. 그 다음, 헤드를 원하는 각도만큼 회전시켜 위치를 잡은 다음 헤드의 포스트의 오목부(241a)가 스템의 제1리세스의 볼록부(424)에 정렬되도록 배치시키고 헤드를 스템방향으로 가압하여 헤드의 결합부(243)가 스템(4)의 제2리세스(425)에 삽입되어 상호 모스테입결합을 하도록 함으로써 헤드가 스템에 결합고정된다. 도 11의 (2)는 (1)에서 반시계방향으로 헤드(2)를 1회전단위(회전각도 30도)만큼 회전시킨 상태를 나타내는데, 가상의 점 p5의 위치가 변경되었음을 확인할 수 있다. 도 11의 (3)은 (2)에서 반시계방향으로 1회전단위 더 회전시킨 상태를 나타내는데, 가정의 점 p5가 (2)의 위치에서 변경되었음을 확인할 수 있다. 도 11의 (4)는 6 회전단위(즉 180도 회전) 만큼 회전시켰을 때 헤드의 위치를 나타내는데, 가상의 점 p5가 도 11의 (1) 위치보다 정 반대에 위치해 있음을 확인할 수 있다. 이 처럼, 헤드의 포스트의 오목부와 스템의 볼록부와의 결합과정을 통해 헤드의 회전위치를 조절할 수 있게 있다. 11 shows an example in which twelve concave portions and convex portions are formed on the post of the stem, and one rotation unit, that is, one rotation angle? Is 30 degrees. As shown in the figure, a virtual point p5 is set on the articulating
한편, 도 12는 헤드와 스템사이의 불완전 결합이 차단되고 완전 결합이 유도되는 과정을 나타낸다. 12 shows a process in which incomplete coupling between the head and the stem is blocked and complete coupling is induced.
도 12의 (1)을 참조하면, 헤드의 포스트의 오목부(241a)가 스템(4)의 제1리세스(423)의 볼록부(424)와 정렬된 상태에서는 해당 오목부(241a)의 양측으로 볼록부(241b)가 위치하므로 스템의 볼록부(424)는 양측의 볼록부(241b)에 의해 둘러싸이게 되며, 이 상태에서는 제1리세스의 볼록부(424)의 정점 p3까지의 거리 r3는 오목부(241a)의 정점 p1까지의 거리 r1보다 크고 포스트의 볼록부(241b)의 정점까지의 거리 r2보다는 작으므로, 이 상태에서 헤드를 스템방향으로 가압하게 되면, 헤드의 포스트의 위치설정부(241)는 제1리세스(423)로 그리고 포스트의 결합부(243)는 제2리세스(425)로 각각 진입할 수 있게 되어, 헤드가 스템에 위치설정됨과 동시에 모스테입방식으로 결합고정되게 된다. 12 (1), when the
도 12의 (2)를 참조하면, 헤드를 회전시키는 과정에서 헤드의 포스트의 오목부(241a)가 스템(4)의 제1리세스(423)의 볼록부(424)와 정렬되지 않고 포스트의 볼록부(241b)가 스템(4)의 제1리세스(423)의 볼록부(424)와 정렬되게 되면, 포스트의 블록부의 거리 r2가 제1리세스의 블록부(424)의 거리 r3보다 크기 때문에, 이 상태에서 헤드를 스템방향으로 가압하더라도, 헤드(2)의 포스트는 스템(4)의 리세스 내부로 진입하지 못하므로, 헤드는 스템에 결합하지 못하게 된다. 이 처럼, 헤드의 오목부와 스템의 볼록부가 정렬되지 아니할 경우에는 결합이 이루어지지 않게 되므로, 수술과정에서 헤드가 스템에 결합되지 않은 상태에서 수술을 마무리하는 의료사고를 방지하게 된다. 12 (2), in the course of rotating the head, the
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 또한, 상기 각각의 오목부가 이루는 각도 θ1은 각각의 볼록부가 이루는 각도 θ2에 비하여 크게 할 수도 있다. 이는 θ1이 θ2보다 크게 되면, 이에 상응하는 원주길이가 오목부가 볼록부보다 크기 때문에, 헤드(2)를 스템(4)에 대하여 회전시키는 과정에서 헤드의 오목부(241a)가 스템의 볼록부(424)와 정렬될 가능성을 더욱 높이게 되고 설령 헤드의 볼록부가 스템의 볼록부에 정렬된다 하더라도 좌우로 조금만 회전시키더라도 포스트의 오목부와 스템의 볼록부가 신속하게 정렬상태를 찾을 수 있도록 함으로써 헤드의 볼록부(241b)가 스템의 볼록부(424)에 정렬되어 삽입결합되지 않게 되어 다시 정렬하는 과정을 되풀이함으로서 불필요하게 수술시간이 길어지거나수술과정이 어려워지 문제점을 해결할 수 있다. 나아가, 불완전 결합상태임에도 불구하고 수술을 마무리하는 의료사고의 위험성도 보다 효과적으로 방지할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, as shown in Fig. 6, the angle? 1 formed by each concave portion may be larger than the angle? 2 formed by each convex portion. This is because when the
출원인은 이상에서 본 발명의 실시예를 살펴보았는데, 본 발명은 위 실시예에 국한되지 아니하고 다양한 변경예와 수정예에 그 권리범위가 미친다고 하겠다. The applicant of the present invention has been described above with reference to the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and modifications may be made.
1: 어깨관절보철
2:상박골 헤드,
22:상부, 221: 관절면, 223: 배면, 225: 플랜지
24: 하부, 241:위치설정부, 241a: 오목부, 241b:볼록부
243:결합부, r1: 홈반경, r2: 돌기반경
4:스템, 42: 상부, 44:하부
421: 평면, 423:제1리세스, 423a:잠금리세스, 423b:삽입리세스, 423b-1:내면 425:제2리세스, 425a: 제3내면, 426:단턱, 424:볼록부, 424a:내면 427:오목부, 427a:내면 6:글레노이드1: shoulder joint prosthesis
2: Upper head,
22: upper portion, 221: joint surface, 223: back surface, 225: flange
24: Lower part, 241: Position setting part, 241a: Concave part, 241b:
243: coupling portion, r1: groove radius, r2: projection radius
4: stem, 42: upper portion, 44: lower portion
423b-1: inner surface 425: second recess 425a: third inner surface 426: step 424: convex portion 423:
Claims (15)
상기 포스트는 상기 상부의 중심축에서 편심된 중심축을 가지며 상기 스템에 대하여 위치를 설정하는 위치설정부와, 상기 스템에 고정되는 결합부를 포함하고,
상기 스템은 상기 위치설정부와 상호작용하는 상기 상박골 헤드의 위치를 설정하는 걸림부와, 상기 결합부를 수용하여 상기 헤드를 스템에 고정하는 리세스를 포함하는 인공 어깨 관절. A humeral head having an upper portion having a curved surface and a lower portion having a post positioned on a rear surface thereof, and a stem to which the upper head is inserted and fixed,
The post having a central axis eccentric to the central axis of the upper portion and configured to position with respect to the stem, and a coupling portion fixed to the stem,
Wherein the stem includes a latch portion for setting a position of the upper arm bone head that interacts with the position setting portion, and a recess for receiving the coupling portion and fixing the head to the stem.
14. The method of claim 13, wherein the distance r3 from the recess central axis of the stem to the apex p3 of the convex portion of the stem is less than the distance r2 from the central axis of the post's post to apex p2 of the convex portion of the post, Is greater than the distance (r1) to the apex (p1) of the concave portion of the post.
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