KR20180067632A - 무릎의 관절염을 치료하기 위한 조정 가능한 장치 - Google Patents

무릎의 관절염을 치료하기 위한 조정 가능한 장치 Download PDF

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KR20180067632A
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에덤 쥐 베킷
토마스 비 뷰포드
영삼 배
에드워드 에이치 김
메튜 토바이어스 제이콥스
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누베이시브 스페셜라이즈드 오소페딕스, 인크.
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Abstract

대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템, 및 시스템을 사용하는 방법이 본 개시내용에 의해 제공된다. 하나의 실시예에서, 시스템은 뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트를 포함하고, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍 및 제2 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제2 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제2 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성된다.

Description

무릎의 관절염을 치료하기 위한 조정 가능한 장치
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2015년 10월 16일자로 출원된 계류 중인 미국 가특허 출원 제62/242,931호에 기초하여 우선권을 주장한다.
본 발명의 분야는 대체로 무릎 골관절염을 치료하기 위한 의료 장치에 관한 것이다.
무릎 골관절염은 특히 40세 이상의 많은 환자에게 발병하는 무릎 관절의 퇴행성 질병이다. 이러한 질병의 유병률은 상승하는 인구의 연령 및 비만의 증가에 완전히는 아니지만 부분적으로 기인하여, 지난 수십 년에 걸쳐 현저하게 증가하였다. 증가는 또한 인구 내에서의 고도로 활동적인 사람들의 증가로 인할 수 있다. 무릎 골관절염은 대퇴골 및 경골을 모두 포함하는, 관절 내의 뼈들의 굴절 표면을 덮는 연골을 악화시키는 관절 상의 장기간 응력에 주로 기인한다. 흔히, 문제는 외상 후에 악화되지만, 유전적인 과정일 수도 있다. 증상은 무엇보다도, 통증, 경직, 감소된 운동 범위, 부풀음, 변형, 및 근육 약화를 포함할 수 있다. 골관절염은 무릎의 3개의 구획: 경대퇴 관절의 중앙 구획, 경대퇴 관절의 외측 구획, 및/또는 슬개대퇴 관절 중 하나 이상에 관련될 수 있다. 심각한 경우에, 무릎의 부분적인 또는 전체적인 치환이 병소 부분을 전형적으로 임플란트 등급 플라스틱 또는 금속으로부터 만들어진 새로운 하중 지탱 표면으로 치환하기 위해 수행될 수 있다. 이러한 수술은 현저한 수술후 통증을 수반할 수 있고, 대체로 상당한 물리 치료를 요구할 수 있다. 회복 기간은 수주 또는 수개월 지속될 수 있다. 심부 정맥 혈전증, 운동 소실, 감염, 및 골절을 포함한, 이러한 수술의 여러 잠재적인 합병증이 존재한다. 회복 후에, 부분적인 또는 전체적인 무릎 치환술을 받은 수술 환자는 달리기 및 많은 다른 운동을 포함한 고에너지 활동 및 충격적인 활동을 그들의 생활 방식으로부터 완전히 제거하여, 그들의 활동을 현저하게 감소시켜야 한다.
제1 실시예에서, 본 개시내용은 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은 뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및 내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소를 포함하고, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍 및 제2 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제2 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제2 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 적어도 제1 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 제2 앵커 구멍은 제2 앵커가 적어도 제1 병진 이동 방향으로 병진 이동하게 허용하도록 구성된다.
제2 실시예에서, 본 개시내용은 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은 뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및 내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소를 포함하고, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고, 제1 앵커는 슬롯 내에서 뼈의 제1 부분의 제1 측면에서의 피질골 내로 활주하도록 구성된 제1 단부 부분, 슬롯 내에서 뼈의 제1 부분의 제2 측면에서의 피질골 내로 활주하도록 구성된 제2 단부 부분, 및 제1 앵커 구멍 내에 상주하도록 구성된 개재 부분을 포함한다.
제3 실시예에서, 본 개시내용은 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은 뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및 내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소를 포함하고, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 적어도 제1 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 만곡된 앵커와 회전 가능하게 맞물리도록 구성된 2개의 맞물림 부분을 추가로 포함한다.
제4 실시예에서, 본 개시내용은 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은 뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및 너트에 나사식으로 결합된 스크루를 회전시키도록 구성된 구동 요소를 포함하고, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 적어도 제1 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 내측 샤프트는 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고, 너트는 구동 요소의 원격 작동이 스크루가 회전하여 너트를 종방향으로 변위시키게 하여, 제1 앵커가 제1 회전 방향으로 피벗하게 하도록, 제1 앵커가 제1 앵커 구멍 내에 있을 때 제1 앵커 상의 소정의 위치와 접촉하도록 구성된 극단 부분을 포함한다.
제5 실시예에서, 본 개시내용은 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은 뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및 내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소를 포함하고, 비침습적인 조정 가능한 임플란트의 적어도 하나의 단부는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고, 비침습적인 조정 가능한 임플란트의 적어도 하나의 단부는 외측 하우징 또는 내측 샤프트 중 적어도 하나에 회전 가능하게 결합된다.
도 1은 무릎 관절의 바람직한 정렬을 도시한다.
도 2는 오정렬된 무릎 관절을 도시한다.
도 3은 경골 내에서의 개방 쐐기 기술을 도시한다.
도 4는 골 이식편이 삽입되고 플레이트가 부착된 개방 쐐기 기술을 도시한다.
도 5는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 6은 선 6-6을 따라 취한 도 5의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 단면도를 도시한다.
도 7은 도 5의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 분해도를 도시한다.
도 8은 외부 조정 장치를 도시한다.
도 9는 도 8의 외부 조정 장치의 자성 핸드피스의 분해도를 도시한다.
도 10 - 도 12는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 다른 실시예의 다양한 도면들을 도시한다.
도 13은 도 10 - 도 12의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 일 단부를 도시한다.
도 14는 선 14-14를 따라 취한 도 13의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 단면도를 도시한다.
도 15는 경골 내에서 제 위치에 있는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 정면도를 도시한다.
도 16은 경골 내에서 제 위치에 있는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 측면도를 도시한다.
도 17은 경골 내에서 제 위치에 있는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 평면도를 도시한다.
도 18은 실질적인 비조정 상태의 경골 내의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 19는 제1 조정 상태의 경골 내의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 20은 제2 조정 상태의 경골 내의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 21은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 제거 후의 고화된 경골을 도시한다.
도 22는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 슬롯형 횡방향 구멍 내의 뼈 스크루를 도시한다.
도 23 - 도 25는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 다른 실시예의 다양한 도면들을 도시한다.
도 26은 실질적인 비조정 상태의 경골 내의 도 23의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 27 - 도 29는 다양한 조정 상태의 경골 내의 도 23의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 30은 무릎 관절의 정렬을 위한 표준 교정을 도시한다.
도 31은 무릎 관절의 정렬을 위한 계획된 과교정을 도시한다.
도 32는 표준 교정 축 및 계획된 과교정 축에 관련된 경골 내의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 33 - 도 34는 다양한 위치의 앵커를 구비한 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 테이퍼지거나 모레시계 형상의 앵커 구멍을 도시한다.
도 35 - 도 37은 다양한 위치의 편심 베어링을 갖는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 도시한다.
도 38 - 도 39는 다양한 신연 상태의 경골 내에 이식된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 구비한 무릎 관절을 도시한다.
도 40은 도 38의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 일 실시예의 내부 나사산 앵커 구멍을 도시한다.
도 41은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 일 실시예가 이식된 경골의 정면도를 도시한다.
도 42는 도 41의 경골의 평면도를 도시한다.
도 43 - 도 44는 다양한 신연 상태의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 다른 실시예가 이식된 경골의 정면도를 도시한다.
도 45 - 도 46은 다양한 신연 상태의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 다른 실시예가 이식된 경골의 정면도를 도시한다.
도 47 - 도 50은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 구동 요소의 다양한 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 51은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 하나의 실시예의 측면도를 도시한다.
도 52는 도 51의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 단면도를 도시한다.
도 53은 도 51 및 도 52의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 또 다른 도면을 도시한다.
부분적인 및/또는 전체적인 무릎 치환 수술의 영향에 비추어, 환자의 관절염의 진행의 초기에 개입하는 것이 유리할 수 있다. 그러한 경우에, 무릎 치환 수술은 지연되거나 심지어 불가능할 수 있다. 절골 수술은 대퇴골과 경골 사이의 각도를 변화시키기 위해 대퇴골 또는 경골에 대해 수행되어, 무릎 관절의 상이한 부분들 상의 응력을 조정할 수 있다. 폐쇄형 쐐기 또는 폐쇄식 쐐기 절골술에서, 각도를 이룬 뼈의 쐐기가 제거될 수 있고, 잔여 표면들이 함께 융합하여 새로운 개선된 뼈 각도를 생성할 수 있다. 개방형 쐐기 절골술에서, 절결부가 뼈 속에 만들어질 수 있고, 절결부의 모서리들이 개방되어 새로운 각도를 생성할 수 있다. 뼈 이식 재료가 유리하게는 새로운 개방된 쐐기 형상 공간 내에서 충전하도록 사용될 수 있고, 플레이트가 추가의 구조적 지지를 제공하기 위해 뼈 스크루에 의해 뼈에 부착될 수 있다. 그러나, 폐쇄형 쐐기 또는 개방형 쐐기 절골술 중에 원하는 또는 정확한 각도를 얻는 것은 위에서 설명된 바와 같이, 거의 항상 차선적이다. 또한, 결과적인 각도가 원하는 각도에 근접하더라도, 교정 각도의 이후의 소실이 있을 수 있다. 이러한 기술을 사용할 때 경험될 수 있는 다른 잠재적인 복잡성은 미융합 및 재료 파손을 포함한다.
도 1은 대퇴골(100), 경골(102), 및 무릎 관절(104)의 정확한/건강한 정렬을 도시한다. 그러한 정확한 정렬 시에, (대퇴골두(108)에서의) 고관절, 무릎 관절(104), 및 (원위 경골(110)의 중앙선에서의) 발목 관절은 대체로 역학 축으로서 공지된 단일 라인(112)을 따라 배치된다. 비골(106)이 경골(102)과 나란히 도시되어 있다. 도 1의 무릎 관절(104)에 대조적으로, 도 2의 무릎 관절(104)은 무릎의 중앙 구획(114)(중앙은 중간 또는 중심 내에 위치되거나 그를 향해 배치되는 것을 의미함)이 훼손되어, 라인(112)이 무릎 관절(104)의 중심으로부터 중앙에서 벗어나서 통과하게 하는 관절염 상태로 도시되어 있다.
도 3은 절단 라인(120)을 따라 절단부를 만들고 쐐기 각도(α)를 개방함으로써 형성된 개방 쐐기 절골부(118)를 도시한다. 도 4는 개방 쐐기 절골부(118) 내에서의 뼈 이식 재료(122)의 배치 및 그 다음 경골 스크루(126)에 의해 경골(102)에 고정되는 플레이트(124)의 배치에 의한 이러한 개방 쐐기의 최종 설정을 도시한다. 쐐기 각도(α)의 증가는 또한 내반슬로부터 멀리 이동하고 그리고/또는 외반슬을 향해 이동하는 것으로 설명될 수 있다.
도 5 - 도 7은 자력식으로 조정 가능한 액추에이터(342)를 포함하고, 제1 단부(326) 및 제2 단부(328)를 갖는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)를 도시한다. 공동(374)을 갖는 내측 샤프트(332)가 신연 하우징(312) 및 기어 하우징(306)을 포함하는 외측 하우징(330)에 또는 그 안에 삽통식으로 결합된다. 적어도 하나의 근위 횡방향 구멍(305)이 자력식으로 조정 가능한 액추에이터(342)의 제1 단부(326)에 위치된 단부 캡(302)을 통과한다. 적어도 하나의 근위 횡방향 구멍(305)은 그를 통한 뼈 스크루 또는 다른 정착 장치의 통과를 허용하여, 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)를 그가 이식되는 뼈, 예컨대, 경골(102) 내에 정착시킨다. 단부 캡(302)은 원주방향 용접 조인트(390)에 의해 기어 하우징(306)에 밀봉 가능하게 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 단부 캡(302)은 마찰, 접착제, 에폭시, 또는 임의의 유형의 용접과 같은, 임의의 적절한 정착 방법에 의해 기어 하우징(306)에 고정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단부 캡(302) 및 기어 하우징(306)은 단일체로 또는 단일편으로 형성될 수 있다. 제2 용접 조인트(392)가 신연 하우징(312)을 기어 하우징(306)에 밀봉 가능하게 고정한다. 몇몇 실시예에서, 신연 하우징(312)은 마찰, 접착제, 에폭시, 또는 임의의 유형의 용접과 같은, 임의의 적절한 정착 방법에 의해 기어 하우징(306)에 고정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 신연 하우징(312) 및 기어 하우징(306)은 단일체로 또는 단일편으로 형성될 수 있다. 하나 이상의 원위 횡방향 구멍(364)이 내측 샤프트(332)를 통과한다. 하나 이상의 원위 횡방향 구멍(364)은 그를 통한 뼈 스크루 또는 다른 정착 장치의 통과를 허용하여, 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)를 그가 이식되는 뼈, 예컨대, 경골(102)에 정착시킨다. 예를 들어, 하나 이상의 원위 횡방향 구멍(364) 및 적어도 하나의 근위 횡방향 구멍(305)은 적어도 하나의 로킹 스크루의 통과를 허용한다. 몇몇 실시예는 자력식으로 조정 가능한 액추에이터(342)가 조정될 때, 자력식으로 조정 가능한 액추에이터(342)와 로킹 스크루 사이의 회전방향 유격을 더 잘 허용하기 위해 하나의 원위 횡방향 구멍(364) 및 하나의 근위 횡방향 구멍(305)만을 사용한다.
몇몇 실시예에서, 내측 샤프트(332)의 외측 표면 내의 하나 이상의 종방향 홈(372)이 내측 샤프트(332)와 신연 하우징(312) 사이의 회전 이동을 유리하게는 최소화하거나 억제하기 위해 (도 7에 도시된) 회전 방지 링(373)의 돌출부(375)와 맞물린다. 회전 방지 링은 또한 회전 방지 링(373)의 편평 모서리(384)에서 신연 하우징(312)의 단부 내의 언더컷(333)과 맞물린다. 회전 방지 링(373) 내의 하나 이상의 안내 핀(383: guide fin)이 회전 방지 링(373)을 신연 하우징(312) 내의 절결부(391) 내에서 회전방향으로 고정되게 유지할 수 있다.
자력식으로 조정 가능한 액추에이터(342)의 내용물은 유리하게는 체액으로부터 보호될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자력식으로 조정 가능한 액추에이터(342)의 내용물은 내측 샤프트(332)와 신연 하우징(312) 사이에 존재할 수 있는 하나 이상의 O-링(334)에 의해 신체로부터 밀봉된다. 예를 들어, 신연 하우징(312)의 내측 표면을 따라 동적으로 밀봉하기 위한, 내측 샤프트(332)의 외측 표면 내의 하나 이상의 원주방향 홈(382). 내측 샤프트(332)는, 예를 들어, 원통형 방사상 극성 자석(368)에 의해 회전되는 리드 스크루(348)에 의해, 외측 하우징(330)에 대해 축방향으로 연장/후퇴될 수 잇다. 원통형 방사상 극성 자석(368)은 자석 하우징의 제1 부분(308) 및 자석 하우징의 제2 부분(310) 내에 접합되고, 핀(336: pin)과 단부 캡(302)의 (도 7에 도시된) 카운터보어(304)와 직접 맞물리는 방사상 베어링(378)에 의해 일 단부 상에서 회전 가능하게 유지된다. 제2 자석 하우징(310)은 유성 기어 시스템(370)의 제1 스테이지(367)에 연결되거나 결합된다.
몇몇 실시예에서, 유성 기어 시스템(370)은 1개의 스테이지, 2개의 스테이지, 3개의 스테이지, 4개의 스테이지, 또는 심지어 5개의 스테이지를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 5개를 초과하는 스테이지가 요구된다면, 포함될 수 있다. 도 6에 도시된 유성 기어 시스템(370)의 실시예는 3개의 스테이지를 갖는다. 얼마나 많은 스테이지가 장치 내에 포함되지는 지에 관계없이, 이들은 대체로 아래에서 제공되는 설명에 따라 작동할 수 있다. 3-유성 기어 시스템(370)의 유성 기어(387)들은 (도 7에 도시된) 기어 하우징(306) 내의 내측 치형부(321) 내에서 회전한다. 제1 스테이지(367)는 제2 스테이지(369)로 출력되고, 제2 스테이지(369)는 제3 스테이지(371)로 출력된다. 최종 또는 제3 스테이지(371)는 리드 스크루(348)에 결합된다. 몇몇 실시예에서, 최종 또는 제3 스테이지(371)는, 예를 들어, 제3 스테이지(371)의 출력부 및 리드 스크루(348) 모두 내의 구멍(352)을 통과하는 로킹 핀(385)에 의해서와 같이, 제3 스테이지(371)와 리드 스크루(348) 사이에서 일정 정도의 축방향 유격을 허용하는 결합에 의해 리드 스크루(348)에 결합된다. 대안적으로, 제3 스테이지(371)는 리드 스크루(348)로 직접 출력될 수 있다. 리드 스크루(348)는 내측 샤프트(332)의 공동(374) 내에 접합되는 너트(376)와 나사식으로 맞물린다. 유성 기어 시스템(370)의 각각의 스테이지는 기어비를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 기어비는 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 또는 6:1일 수 있다. 다른 실시예에서, 기어비는 필요하다면, 6:1보다 훨씬 더 높을 수 있다. 유성 기어 시스템에 의해 생성되는 전체 기어비는 스테이지의 개수로 상승된 기어비의 각각의 측과 동일하다. 예를 들어, 도 6에 도시된 것과 같은, 4:1의 기어비를 갖는 3-스테이지 시스템은 4x4x4:1x1x1 또는 64:1의 최종비를 갖는다. 64:1 기어비는 원통형 방사상 극성 자석(368)의 64회 회전이 리드 스크루(348)의 1회 회전을 일으킴을 의미한다. 동일한 방식으로, 3:1의 기어비를 갖는 2-스테이지 시스템은 3x3:1x1 또는 9:1의 최종비를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 유성 기어 시스템(370)은 상이한 기어비를 구비한 스테이지들을 포함한다. 예를 들어, 3-스테이지 유성 기어 시스템(370)은 4:1의 기어비를 갖는 제1 스테이지, 3:1의 기어비를 갖는 제2 스테이지, 및 2:1의 기어비를 갖는 제3 스테이지를 포함할 수 있고: 그러한 시스템은 4x3x2:1x1x1 또는 24:1의 최종비를 갖는다. 원통형 방사상 극성 자석 및/또는 유성 기어 시스템(370) 상의 축방향 부하를 흡수하기 위한 하우징 내의 구조적 특징부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 트러스트 베어링이 축방향 부하를 흡수하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 트러스트 베어링(380)은 기어 하우징(306) 내의 레지(ledge)들 사이에서 축 방향으로 헐겁게 유지될 수 있다. 트러스트 베어링(380)은 기어 하우징(306) 내의 레지(393)와 기어 하우징(306)의 단부에서의 삽입부(395) 사이에 유지된다. 트러스트 베어링(380)은 유리하게는 원통형 방사상 극성 자석(368), 유성 기어 시스템(370), 자석 하우징(308, 310), 및 래디얼 베어링(378)을 허용 불가능하게 높은 압축력으로부터 보호한다.
몇몇 실시예에서, 리드 스크루 결합기(339)가 구멍(359)을 통과하는 핀(385)에 의해 리드 스크루(348)에 유지될 수 있다. 리드 스크루 결합기(339)는 리드 스크루(348)의 기부에서의 (도시되지 않은) 대향 레지와 유사한 레지(355)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 내측 샤프트(332)가 최소 길이로 후퇴될 때, 리드 스크루(348)의 기부에서의 레지는 리드 스크루 결합기의 레지(355)와 맞닿아서, 유리하게는 리드 스크루(348)가 너무 높은 토크에 의해 너트에 대해 걸리는 것을 방지한다.
자성 재료를 포함하는 유지 부재(346) 또는 자성 브레이크가 원통형 방사상 극성 자석(368)에 인접하여 기어 하우징(306) 내에 포함(예컨대, 접합)될 수 있다. 그러한 실시예에서, 유지 부재(346)는 (예컨대, 정상 환자 이동 또는 활동 중에서와 같이, 외부 조정 장치(1180)에 의해 조정되지 않을 때 회전하는) 원통형 방사상 극성 자석(368)의 우발적인 회전을 최소화하기 위해 원통형 방사상 극성 자석(368)의 극을 끌어당길 수 있다. 유지 부재(346)는 유리하게는 외부 조정 장치(1180) 보다 원통형 방사상 극성 자석(368) 상에 더 적은 자력을 가할 수 있다. 이와 같이, 유지 부재는 (예컨대, 신연/수축 중에 조정되지 않을 때) 원통형 방사상 극성 자석(368)을 보통 실질적으로 회전방향으로 고정되게 유지한다. 그러나, 외부 조정 장치(1180)가 사용될 때, 외부 조정 장치(1180)의 더 강한 힘은 유지 부재(346)에 의해 발생되는 힘을 극복하고, 원통형 방사상 극성 자석(368)을 회전시킨다. 몇몇 실시예에서, 유지 부재(346)는 '400 시리즈' 스테인리스강이다. 다른 실시예에서, 유지 부재(346)는 임의의 다른 적절한 자기 투과성 재료일 수 있다.
비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 각각 내측 샤프트(332)를 신연 하우징(312)으로부터 연장시키고 내측 샤프트(332)를 신연 하우징(312) 내로 후퇴시킴으로써 그의 길이를 증가 또는 감소시키는 능력을 갖는다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 완전히 연장되었을 때의 그의 길이와 완전히 후퇴되었을 때의 그의 길이 사이의 차이로서 정의되는 이동 길이를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 약 30mm 미만, 약 24mm 미만, 약 18mm 미만, 약 12mm 미만, 및 약 6mm 미만의 이동 길이를 갖는다. 다른 실시예에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 30mm를 초과하는 이동 길이, 또는 임상적으로 유의미한 임의의 다른 이동 길이를 갖는다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)와 원통형 방사상 극성 자석(368)의 회전을 일으키는 외부 조정 장치(1180)의 자성 핸드피스(1178) 사이의 상호 작용은 내측 샤프트(332)가 (자석 회전 방향에 의존하여) 신연 하우징(312) 내로 후퇴하게 하여 압축력을 생성하거나, 내측 샤프트(332)가 (자석 회전 방향에 의존하여) 신연 하우징으로부터 연장하게 한다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)에 의해 생성될 수 있는 힘은 원통형 방사상 극성 자석(368)의 크기, 유지 부재(346)의 크기, (자성 핸드피스(1178)의 자석(들)의 크기에 의해 결정되는) 외부 조정 장치(1180)에 의해 생성되는 자력, 자성 핸드피스(1178)와 원통형 방사상 극성 자석(368) 사이의 거리, 기어 스테이지의 개수, 각각의 기어 스테이지의 기어비, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300) 내에서의 내부 마찰 손실 등을 포함한, 다수의 인자에 의해 결정된다. 몇몇 실시예에서, 임상적인 설정에서의 (즉, 평균적인 환자 내로 이식된) 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 약 300lbs까지, 약 240lbs까지, 약 180lbs까지, 및 약 120lbs까지, 또는 임상적으로 유의미하거나 필요한 임의의 다른 힘을 발생시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자석(1186)들이 원통형 방사상 극성 자석(368)으로부터 약 1/2인치에 있도록 위치된 외부 조정 장치(1180)의 자성 핸드피스(1178)는 약 240파운드의 신연력을 달성할 수 있다.
비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 많은 구성요소들은 티타늄, 티타늄 합금(예컨대, 티타늄-6Al-4V), 코발트 크롬, 스테인리스강, 또는 다른 합금으로부터 만들어질 수 있다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)의 직경은 환자의 경골(102) 내의 골수강(130)의 크기에 의해 지정된다. 골수강(130)이 리밍(reaming) 또는 임의의 다른 적절한 기술을 통해 확대될 수 있지만, 골수강(130)의 직경과 대체로 동일하거나 약간 더 작은 직경을 갖는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)를 선택하는 것이 대체로 바람직하다. 몇몇 실시예에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 약 16mm 미만, 약 14mm 미만, 약 12mm 미만, 약 10mm 미만, 약 8mm 미만, 또는 약 6mm 미만의 직경을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 주어진 환자에게 임상적으로 유의미한 임의의 다른 직경이 사용될 수 있다.
비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)는 손으로 삽입될 수 있거나, 삽입 도구(예를 들어, 드릴 가이드)에 부착될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 나사산(397)을 포함하는 접속부(366)가 삽입 도구의 수형 나사산과의 가역적인 맞물림을 위해 단부 캡(302) 내에 위치된다. 대안적으로, 그러한 맞물림 특징부는 내측 샤프트(332)의 단부(360) 상에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 테더(예컨대, 탈착 가능한 테더)가 그가 부정확하게 위치되었다면 쉽게 제거될 수 있도록, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300)의 각 단부에 부착될 수 있다.
도 8은 본원에서 설명되는 장치 및 시스템을 비침습적으로 조정하기 위해 사용되는 외부 조정 장치(1180)의 일 실시예를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 외부 조정 장치(1180)는 자성 핸드피스(1178), 제어 박스(1176), 및 전력 공급원(1174)을 포함할 수 있다. 제어 박스(1176)는 하나 이상의 제어부(버튼, 스위치, 또는 촉각적 피드백 메커니즘(즉, 예를 들어, 열, 진동, 질감의 변화 등을 포함한, 만지는 느낌을 사용하여 감지될 수 있는 임의의 피드백 메커니즘), 움직임, 음향, 또는 광 센서)를 갖는 제어 패널(1182), 및 디스플레이(1184)를 포함할 수 있다. 디스플레이(1184)는 시각적, 청각적, 촉각적 특징 등, 또는 전술한 특징들의 몇몇 조합일 수 있다. 외부 조정 장치(1180)는 의사에 의한/의사로부터의 입력을 허용하는 소프트웨어를 포함할 수 있다.
도 9는 외부 조정 장치(1180)의 자성 핸드피스(1178)의 일 실시예의 세부를 도시한다. 자성 핸드피스(1178)는 6개의 자석, 5개의 자석, 4개의 자석, 3개의 자석, 또는 2개의 자석을 포함한, 복수의 자석(1186)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자성 핸드피스(1178)는 하나의 자석만을 가질 수 있다. 자석(1186)은, 예를 들어, 난형, 원통형 등을 포함한 다수의 형상들 중 하나를 가질 수 있다. 도 9는 2개의 원통형 자석(1186)을 포함하는 자성 핸드피스(1178)를 도시한다. 자석(1186)은 (네오디뮴-철-붕소와 같은) 희토류 자석일 수 있고, 몇몇 실시예에서, 방사상 극성일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자석(1186)은 2개의 극, 4개의 극, 또는 6개의 극을 갖는다. 다른 실시예에서, 자석(1186)은 6개를 초과하는 극을 갖는다. 자석(1186)은 자성 컵(1187) 내에 접합되거나 달리 고정될 수 있다. 자성 컵(1187)은 제1 자석 기어(1212) 및 제2 자석 기어(1214)에 부착된 샤프트(1198)를 각각 포함한다. 각각의 2개의 자석(1186)의 극의 배향은 서로에 대해 대체로 고정될 수 있다. 예를 들어, 극들은 제1 자석 기어(1212) 및 제2 자석 기어(1214) 모두와 맞물리는 중심 기어(1210)를 포함할 수 있는 기어링 시스템을 사용하여 서로 회전방향으로 로킹될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자석(1186)들 중 하나의 북극은 완전한 회전 전체 걸쳐 정합하는 시계 위치에서, 다른 자석(1186)의 남극과 동기하여 회전한다. 그러한 구성은, 예를 들어, 방사상 극성의 원통형 자석(368)으로의 개선된 토크 전달을 제공한다. 본원에서 개시되는 다양한 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 조정하기 위해 사용될 수 있는 다양한 외부 조정 장치의 예가 미국 특허 제8,382,756호 및 미국 특허 출원 제13/172,598호에 설명되어 있고, 이들의 전체 내용은 본원에서 참조로 통합되었다.
자성 핸드피스(1178)의 구성요소들은 자석 플레이트(1190)와 전방 플레이트(1192) 사이에서 함께 유지될 수 있다. 자성 핸드피스(1178)의 구성요소들은 커버(1216)에 의해 보호될 수 있다. 자석(1186)은 자성 핸드피스(1178)가 환자의 외부 표면에 임의의 움직임을 부여하지 않고서 (예컨대, 환자의 피부에 대해 문지르거나 피부를 당기지 않고서), 환자 상에 직접 놓일 수 있도록, 정자기 자석 커버(1188) 내에서 회전한다. 비침습적인 조정 가능한 의료 장치를 활성화하는 것과 같은 사용 이전에, 작업자는 자성 핸드피스(1178)를 방사상 극성의 원통형 자석(368)의 이식 위치 부근에서 환자 상에 위치시킨다. 몇몇 실시예에서, 2개의 자석(1186)들 사이에 개재된 자석 스탠드오프(1194)가 환자 상에서의 자성 핸드피스(1178)의 배치를 보조하기 위해, 관찰 창(1196)을 포함한다. 예를 들어, 적절한 위치에서 환자의 피부 상에 만들어진 표지가 관찰 창(1196)을 통해 보일 수 있고, 자성 핸드피스(1178)를 정렬시키기 위해 사용될 수 있다. 신연을 수행하기 위해, 작업자는 자성 핸드피스(1178)를 그의 손잡이(1200)에 의해 쥐고, 신연 스위치(1228)를 눌러서, 모터(1202)가 제1 회전 방향으로 구동하게 할 수 있다. 모터(1202)는 출력 기어(1204)의 회전 속력을 모터(1202)의 회전 속력과 상이하게 하는 기어 박스(1206)를 가질 수 있다 (예를 들어, 더 느린 속력 또는 더 빠른 속력). 몇몇 실시예에서, 기어 박스(1206)는 출력 기어(1204)의 회전 속력을 모터의 회전 속력과 동일하게 한다. 출력 기어(1204)는 그 다음 중심 기어(1210)와 맞물린 감속 기어(1208)를 회전시켜서, 중심 기어가 감속 기어(1208)와 상이한 회전 속력으로 회전하게 한다. 중심 기어(1210)는 제1 자석 기어(1212) 및 제2 자석 기어(1214) 모두와 맞물려서 이들을 동일한 속도로 회전시킨다. 자성 핸드피스(1178)의 자석(1186)들이 위치되는 신체의 부분에 의존하여, 자석(1186)의 회전 속도가 자석(1186) 및 방사상 극성의 원통형 자석(368)에 의해 신체의 조직 및 체액을 통해 가해지는 유도 전류 밀도를 최소화하도록 제어되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 분당 60회전("RPM") 이하의 자석 회전 속력이 고려되지만, 35RPM 이하와 같은 다른 속력이 사용될 수 있다. 언제라도, 신연은 수축 스위치(1230)를 누름으로써 경감될 수 있고, 이는 환자가 비침습적인 조정 가능한 장치가 이식되어 있는 영역 내에서 상당한 통증 또는 지각 마비를 느낄 때 바람직할 수 있다.
도 10 - 도 12는 쐐기각(α)의 잠재적인 증가량을 최대화하도록 구성된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)를 도시한다. 다른 실시예(예컨대, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300))에 대해 설명된 바와 같이, 내측 샤프트(432)는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)의 길이가 증가 또는 감소될 수 있도록, 외측 하우징(430)으로부터 삽통식으로 변위되도록 구성된다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)의 내부 구성요소들은 본원에서 개시되는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 다른 실시예에 대해 설명되는 바와 같이 구성될 수 있다. 내측 샤프트(432)는 하나 이상의 횡방향 구멍을 포함할 수 있고, 이를 통해 뼈 앵커 또는 스크루가 장치를 고착시키기 위해 통과될 수 있다. 그러한 횡방향 구멍은 수직선에 대해 임의의 각도일 수 있고, 수평선에 대해 임의의 각도일 수 있다. 바람직하게는, 1개를 초과하는 횡방향 구멍이 있을 때, 구멍들은 이상적으로는 교차하지 않아야 한다. 몇몇 실시예에서, 내측 샤프트(432)는 뼈 스크루의 배치를 위해 3개의 횡방향 구멍(464A, 464B, 464C)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 횡방향 구멍(464B)은 서로에 대해 대체로 평행한 횡방향 구멍(464A, 464C)들 각각에 관련하여 대체로 90° 각도이다. 내측 샤프트(432)처럼, 외측 하우징(430)은 하나 이상의 횡방향 구멍을 포함할 수 있고, 이를 통해 뼈 앵커 또는 스크루가 장치를 고착시키기 위해 통과될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외측 하우징(430)은 제1 횡방향 구멍(405) 및 제2 슬롯형 횡방향 구멍(407)을 포함한다. 제1 횡방향 구멍(405)은 제2 슬롯형 횡방향 구멍(407)에 관련하여 대체로 90° 각도일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 횡방향 구멍(405)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)가 경골(102) 내에 위치될 때 대체로 외측-중앙 방향으로 연장하도록 구성된다 (외측은 측면 또는 측면들 내에 위치되거나 측면 또는 측면들을 향해 배치됨을 의미함). 몇몇 실시예에서, 제2 슬롯형 횡방향 구멍(407)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)가 경골(102) 내에 위치될 때 대체로 전방-후방 방향으로 연장하도록 구성된다.
슬롯형 횡방향 구멍(407)은 대체로 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)의 2개의 벽(441, 443)을 통해 그리고 (도 13 - 도 14에 도시된) 중심 공동(445)을 통해 연장한다. 슬롯형 횡방향 구멍(407)은 길이("L") 및 폭("W")을 구비한 대체로 장방형 형상을 가질 수 있다. 폭(W)은 뼈 스크루가 슬롯형 횡방향 구멍(407)을 통과할 수 있도록, 뼈에 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)를 고정하기 위해 사용되는 뼈 스크루보다 약간만 더 크도록 구성될 수 있다. 길이(L)는 뼈 스크루가 평면(예컨대, 관상면으로서 실질적으로 배향된 평면) 내에서 원하는 최대 각형성까지 슬롯형 횡방향 구멍(407) 내에서 피벗하거나 각도 변위될 수 있도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 길이(L) 대 폭(W)의 비율(L/W)은 항상 1보다 더 크지만, 약 3, 약 2.5, 약 2, 약 1.5, 또는 약 1.2보다 더 작다. 예시적으로, 슬롯형 횡방향 구멍(407)이 5mm 뼈 스크루를 수용하도록 구성될 때, 폭(W)은 약 5.05mm - 5.25mm, 약 5.1mm - 5.2mm, 또는 약 5.15mm일 수 있고, 길이(L)는 약 6mm - 15mm, 약 7.5mm - 12.5mm, 또는 약 8mm - 10mm일 수 있다. 도 14는 또한 삽입 도구의 해제 가능한 탈착을 위해 사용될 수 있는, 내부 나사산(497)을 갖는 접속부(466)를 도시한다.
도 51 - 도 53에 의해 도시된 다른 실시예에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(2002)의 횡방향 슬롯(2000)들 중 하나 이상은 뼈 앵커 또는 스크루(2006)가 장치를 고착시키기 위해 그 위로 통과될 수 있는 횡방향 구멍(2000) 내에서 실질적으로 중심에 위치된 상승된 부분(2004)을 가질 수 있다. 하나의 실시예에서, 상승된 부분(2004)은 횡방향 구멍의 하위 표면이 각각의 방향으로 상승된 부분으로부터 외부로 감소하는 기울기를 갖도록, 횡방향 구멍(2000)의 종축에 대해 대체로 직교하여 연장한다. 상승된 부분(2002)은 뼈 앵커 또는 스크루(2006)가 (도 53의 화살표에 의해 도시된 바와 같이) 더 큰 뼈 앵커 또는 스크루(2006) 각형성을 제공하면서 피벗하도록 허용한다. 상승된 부분(2004)은 라운딩될 수 있거나, 이는 횡방향 구멍(2000)들 중 하나 이상 내의 별개의 지점이 될 수 있다. 이러한 실시예에서, 뼈 앵커 또는 스크루(2006)는 제1 위치로부터 제2 위치로 약 40°까지의 이동을 가질 수 있고, 더 구체적으로 제1 위치로부터 제2 위치로 약 20°의 이동을 가질 수 있다. 상승된 부분(2002)은 그가 뼈 앵커 또는 스크루(2006)가 2개 이상의 지점보다는 단일 지점에 대해 피벗하면서 그의 완전한 각형성 범위를 달성하도록 허용하는 점에서 추가된 장점을 제공할 수 있다.
도 15 - 도 17은 골수강(130)을 갖는 경골(102) 내에 이식된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)를 도시한다. 구멍(132)이, 예를 들어 일련의 드릴 또는 리머에 의해, 골수강(130)의 길이의 일 부분을 따라 드릴링된다. 단일 절결부 또는 일련의 절결부(예컨대, 쐐기)일 수 있는 절골부(118)가 경골(102)을 제1 부분(119) 및 제2 부분(121)으로 분리하기 위해 경골(102) 내에 만들어진다. 몇몇 경우에, 드릴 구멍(452)이 만들어질 수 있고, 그 다음 블레이드가 드릴 구멍(452)의 지점까지, 절골부(118)의 절결부를 만들기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 힌지(450)가 경골(102)의 미절결 부분에서 생성된다. 대안적으로, 절골부(118)는 경골(102)을 통해 전체적으로 만들어질 수 있고 (그러한 절골부는 도시되지 않음), 힌지형 장치가 절골부에 인접하여 경골(102)의 외측면에 고정될 수 있다. 힌지형 장치는 캐나다 퀘벡주 라발 소재의 페가 메디칼(Pega Medical)에 의해 판매되는 힌지 페디아트릭 플레이팅 시스템(Hinge Pediatric Plating System)™을 포함할 수 있거나 그와 유사할 수 있다. 이러한 대안적인 방법에서, 절개부 및 절골부는 중앙측을 절개부가 없이 남겨 두고서, 중앙측 대신에 외측으로부터 만들어질 수 있다.
도 15 - 도 17의 구성으로 돌아가면, 도 10 - 도 14에 도시된 것과 같은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치는 구멍(132) 내로 삽입되어 뼈 스크루(예컨대, 2개 이상의 뼈 스크루(134, 136, 138, 140, 142)에 의해 경골(102)에 고정된다. 도 15 - 도 17에 도시된 것과 같은 몇몇 실시예에서, 외측 하우징(430)은 제1 횡방향 구멍(405)을 통해 전달된 제1 뼈 스크루(134) 및 슬롯형 횡방향 구멍(407)을 통해 전달된 제2 뼈 스크루(136)에 의해 경골(102)의 제1 부분(119)에 고정된다. 내측 샤프트(432)는 각각 3개의 횡방향 구멍(464A, 464B, 464C)을 통해 전달된 3개의 뼈 스크루(138, 140, 142)에 의해 경골(102)의 제2 부분(121)에 고정된다. 설명되는 바와 같이, 슬롯형 횡방향 구멍(407)은 도 18 - 도 22에 대해 추가로 설명될 바와 같이, 제2 뼈 스크루(136)가 각도 범위에 걸쳐 피벗하거나 진동하게 허용하도록 구성될 수 있다. 도 15 - 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 뼈 스크루(134)는 전방-후방 축(즉, 전면-후면)을 따라 실질적으로 정렬될 수 있고, 제2 뼈 스크루(136)는 중앙-외측 축(즉, 측면-측면)을 따라 실질적으로 정렬될 수 있지만, 양 경우에, 다른 정도의 각형성이 또한 고려된다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)는 절골부(118)를 각도 개방하기 위해, 경골(102)의 제1 부분(119)을 경골(102)의 제2 부분(121)으로부터 멀리 비침습적으로 신연시키도록 구성된다. 도 17에 도시된 제1 뼈 스크루(134) 및 제2 뼈 스크루(136)의 배향에서, 제1 뼈 스크루(134)는 구멍(405) 내에서 자유롭게 회전할 수 있고 (도 16), 제2 뼈 스크루(136)는 슬롯형 횡방향 구멍(407) 내에서 피벗할 수 있다 (도 15 - 도 16).
도 22는 슬롯형 횡방향 구멍 내에서 제 위치에 있는 뼈 스크루(예컨대, 슬롯형 횡방향 구멍(407) 내의 제2 뼈 스크루(136))의 피벗 가능성을 보여준다. 뼈 스크루는 각 방향(+β, -β)으로 피벗각(β)을 통해 피벗할 수 있다. 도 18 - 도 20은 쐐기 절골부(118)의 각도(A)를 증가시키도록 조정되는 경골(102) 내에 이식된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)를 보여준다. 도 18에서, 내측 샤프트(432)는 외측 하우징(430)으로부터 초기 길이(D1)로 연장한다. 절골부(118)는 초기의 폐쇄된 또는 거의 폐쇄된 상태에 있고, 제1 뼈 스크루(136)는 그가 슬롯형 횡방향 구멍(407)에 관련하여 제1 각도 방향으로 제1 피벗 극단에서, 그 부근에서, 또는 그를 향해 각형성되도록 경골(102)의 제1 부분(119)에 고정되었다. 더 구체적으로, 제1 부분(119)의 중앙측 상의 제1 뼈 스크루(136)의 헤드(144)는 제1 부분(119)의 외측 상의 원위 단부(148)에 비교하여 더 낮은 높이에 있어서, 제1 뼈 스크루를 각도(-β)로 남긴다 (도 22 참조). 도 18 - 도 20의 뼈 스크루가 짧은 근위 수형 나사산(146)을 구비한 것으로 도시되어 있지만, 예를 들어, 래그 스크루 또는 전체 나사산 스크루를 포함한 다른 뼈 스크루가 사용될 수 있다. 도 19에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)의 신연이 수행되어, 내측 샤프트(432)가 그가 초기 길이(D1) 보다 더 큰 새로운 길이(D2)로 연장하도록 외측 하우징(430)으로부터 연장하게 하였다. 몇몇 실시예에서, 비침습적인 신연은 상위 경골(102)의 영역 내에서 피부 또는 의복 상에 외부 조정 장치(1180)의 자성 핸드피스(1178)를 위치시키고, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400) 내의 방사상 극성의 영구 자석(368)(도 6 - 도 7)이 자력으로 회전되게 하는 하나 이상의 자석(1186)을 회전시키기 위해 외부 조정 장치(1180)를 작동시킴으로써 달성될 수 있다.
내측 샤프트(432)의 외측 하우징(430)으로부터의 연장은 제1 부분(119)이 제2 부분(121)으로부터 들어 올려지게 하여, 절골부(118)를 쐐기각(A2)으로 개방한다. 절골부(118)가 개방되면, 경골(102)의 제1 부분(119)에 고정된 제1 뼈 스크루(136)는 제1 부분(119) 내에서 회전될 수 있다 (회전은 슬롯형 횡방향 구멍(407)에 의해 허용되고/용이해 짐). 도 19에서, 제1 뼈 스크루(136)는 실질적으로 수평인 배향(즉, β
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0°)으로 도시되어 있다. 도 20에서, 추가의 신연(예컨대, 비침습적인 신연)이 수행되었고, 내측 샤프트(432)는 그가 새로운 증가된 길이(D3)로 연장하도록 외측 하우징(430)으로부터 추가로 연장되었다. 절골부의 새로운 증가된 쐐기각(A3)이 내측 샤프트(432)의 추가의 연장으로부터 생성되고, 제1 뼈 스크루(136)는 제1 뼈 스크루(136)가 슬롯형 횡방향 구멍(407)에 관련하여 제2 각도 방향으로 제2 피벗 극단에서, 그 부근에서, 또는 그를 향해 각형성될 때까지, 경골(102)의 제1 부분(119)의 계속되는 회전과 함께 피벗되었다. 더 구체적으로, 제1 부분(119)의 중앙측 상의 제1 뼈 스크루(136)의 헤드(144)는 제1 부분(119)의 외측 상의 원위 단부(148)에 비교하여 더 높은 높이에 있어서, 제1 뼈 스크루를 각도(+β)(도 22 참조)로 남긴다.
환자가 깨어 있고, 이동 중이고, 그리고/또는 하중을 지탱하고 있는 동안의 비침습적인 신연은 최적의 쐐기각(A)이 달성되도록 허용할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최적의 쐐기각은 환자가 통증을 느끼지 않는 쐐기각(A)이다. 다른 실시예에서, 최적의 쐐기각은 환자가 무릎 관절에서, 예를 들어, 무릎 관절의 중앙 구획에서 조직의 접촉을 느끼지 않는 쐐기각(A)이다. 몇몇 경우에, 쐐기각(A)은 해부학적 벤치마크가 도달될 때까지 증가될 수 있다 (예를 들어, 아래에서 추가로 설명되는 후지사와(Fujisawa) 과교정). 신연은 특정 시간 간격으로 행해질 수 있다. 예를 들어, 본원에서 개시되는 바와 같은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 총 길이는 원하는 쐐기각이 도달될 때까지, 하루에 약 0.5mm - 1.5mm, 또는 약 0.75mm - 1.25mm, 또는 임의의 다른 임상적으로 유리한 속도로 증가될 수 있다. 대안적으로, 본원에서 개시되는 바와 같은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치가 길어지는 양은 (즉, 각도가 일관된 Δβ만큼 증가될 수 있도록 삼각법 관계를 사용한) 일관된 쐐기각 증가가 각각의 조정 절차에 의해 달성되도록, 각각의 조정 절차(예컨대, 길이 증가, 신연, 또는 조정) 이전에 계산될 수 있다. 몇몇 환경에서, 임의의 주어진 날의 조정은 단일 절차 내에서, 동시적일 수 있다. 대안적으로, 임의의 주어진 날의 조정은 (하루에 필요한 총량에 상응하는) 하루에 2개 이상의 더 작은 조정 또는 절차로 분할될 수 있다. 조정을 더 작은 절차들로 분할하는 것은 유리하게는 무릎 관절(104) 내의 연조직의 연신에 기인하는 통증 또는 불편함을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 몇몇 환자에 대해 또는 몇몇 환경에서, 중앙 피질 증가(경골(102)의 중앙 모서리에서의 절골부(118)의 개방 부분)의 속도에 기초하여 장치 신연의 원하는 속도를 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 하루에 약 1mm만큼 중앙 피질이 증가하게 하기에 충분한 속도로 장치를 신연시키는 것이 바람직할 수 있고: 다른 인자들 중에서도 경골(102)의 폭에 의존하여, 그러한 1mm의 하루의 중앙 피질 증가는 약 0.5mm와 0.65mm 사이의 하루의 장치 신연 (즉, 중앙선에서의 하루의 증가)만을 요구할 수 있다. 몇몇 경우에, 궁극적인 원하는 쐐기각이 달성되면, 신연은 정지되고, 쐐기 절골부(118)는 일정 기간(예컨대, 수일, 수주, 또는 수개월)에 걸쳐 고화되도록 허용된다. 고화를 위해 요구되는 시간량은 다른 생리학적 인자들 중에서, 쐐기 절골부(118)의 각도 증가, 쐐기 절골부 증가의 속도, 환자가 흡연하는 지의 여부, 환자가 당뇨병을 앓고 있는 지의 여부, 및 환자의 활동 수준에 의존할 수 있다. (예컨대, 이식으로부터 실질적인 치료까지의) 신연 과정 중에, 환자가, 예를 들어, 목발, 보조기, 휠체어, 보행 보조기 등의 사용을 통해, 치료받는 다리 상에 감소된 (즉, 정상보다 낮은) 양의 힘(압축)을 가하는 것이 바람직할 수 있다. 추가로, 환자는 고화 단계 중에 다리 상에 가해지는 부하를 증가시키도록 지시받을 수 있고: 고화 중의 압축은 개선된 골신생 및 뼈의 더 빠르고 더 양호한 치유에 긍정적으로 연관된다.
몇몇 경우에, 고화 단계가 실질적으로 완료된 후에, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400) 및 뼈 스크루(134, 136, 138, 140, 142)를 포함하는, 본원에서 개시되는 장치가 제거될 수 있다. 본원에서 개시되는 바와 같이, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 제거 후의 변경된 경골(102)이 도 21에 도시되어 있다. 신연 단계 및/또는 고화 단계 중에, 뼈 이식편이, 예를 들어, 제1 부분(119)과 제2 부분(121) 사이에서, 경골(102)의 고화를 증가시키는 것을 돕기 위해 쐐기 절골부(118)의 일부에 추가될 수 있다.
도 30은, 예를 들어, 표준 방법 또는 장치 및/또는 본원에서 개시되는 방법을 사용함으로써, 쐐기 절골부를 생성함으로써 조정된 경골(102)의 역학 축(112)을 도시한다. 역학 축은 대퇴골두(108)로부터, 무릎 관절(104)의 중심을 통해, 원위 경골(110)에서의 발목 관절의 중심 지점으로 연장한다. 무릎 관절(104)의 중심을 통한 역학 축(112)을 복원하는 것이 몇몇 센터에서 표준 실무였지만, 대안적인 방법이 후지사와에 의해 제안되었다 (본원에서 전체적으로 참조로 통합된, [Fujisawa et al., "The Effect of High Tibial Osteotomy on Osteoarthritis of the Knee: An Arthroscopic Study of 54 Knee Joints", July 1979, Orthopedic Clinics of North America, Volume 10, Number 3, Pages 585-608] 참조). 후지사와는 "이상적인 교정 방법은 역학 축을 중간점에 대해 30 내지 40% 외측인 지점을 통과하도록 정렬시키는 것이다"라고 말한다 (Fujisawa et al. at Pages 606-607). 후지사와에 의해 교시되는 바와 같은 과교정 축(150)이 도 30 - 도 31에 도시되어 있고, 무릎 관절(104) 내의 중간점의 약 30% - 40% 외측인 지점에서 무릎 관절(104)을 통과한다. 표준 역학 축이 무릎 관절(104) 내의 중간점을 통과할 때, 과교정 축(150)은 표준 역학 축(112)에 대해 대체로 동일한 백분율로 외측에 있다. 도 31은 후지사와에 의해 설명된 조건에 대체로 도달하는 경골(102)의 쐐기 절골부에 의해 수행된 과교정을 도시한다. 과교정된 역학 축(152)은 대퇴골두(108)의 중심으로부터 대체로 과교정 축(150)에서 무릎 관절을 통해 원위 경골(110)에서의 발목 관절의 중심 지점으로 연장하는, 무릎 관절(104)을 통한 과교정 축(150)과 근사하다. 과교정을 달성하기 위해, 쐐기 절골부(118)의 각도는 추가량으로 증가되었다.
도 32는 표준 역학 축(112) 및 과교정 축(150)이 표시되어 있는, 경골(102) 내에서 제 위치에 있는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치, 예를 들어, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)의 일 실시예를 도시한다. 과교정 축(150)은 표준 역학 축에 대해 외측에서 거리(x)에 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 거리(x)는 중앙선으로부터 외측 극단까지의 총 거리의 약 24%와 44% 사이, 약 28%와 40% 사이, 약 30%와 38% 사이, 그리고 약 32%와 36% 사이이다. 도 32에서, 중앙선 교정의 각도("AMC")는 도시된 바와 같은 역학 축(112)을 달성하기 위해 수행되었다. AMC는 무릎 관절(104)의 중심을 통해 역학 축을 위치시키기 위해 요구되는 교정 각도의 양으로서 정의되고, 많은 환자에서 약 12° 이하까지일 수 있고, 본원에서 개시되는 바와 같은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치를 사용함으로써 달성될 수 있다. 몇몇 경우에, 12°를 초과하는 각도가 위에서 설명된 바와 같은 적절한 과교정을 달성하기 위해 요구된다 (예컨대, 약 16° 또는 그 이상까지의 각도를 달성하는 것이 몇몇 환자에게서 바람직할 수 있다). 따라서, 추가의 과교정 각도("AOC")가 도 31에서와 같이 과교정된 역학 축(152)을 생성하기 위해 필요할 수 있다. 몇몇 경우에, Aoc는 약 1°와 8° 사이, 약 2°와 7° 사이, 약 3°와 6° 사이, 및 약 4°와 5° 사이일 수 있거나, Aoc는 환자에 대해 생리학적으로 유익한 임의의 다른 각도일 수 있다. 그러므로, 전체적인 최종 교정 각도는 각도 AMC와 Aoc의 합과 동일하다.
도 23 - 도 25에 도시된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)의 다른 실시예는 경골(102) 내에서의 증가된 양의 교정 각도를 허용하도록 구성될 수 있다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)는 외측 하우징(530)으로부터 삽통식으로 신연 가능한 내측 샤프트(532)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)의 내부 구성요소들은 본원에서 개시되는 다른 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(예를 들어, 무엇보다도 도 5 - 도 6의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(300))의 것들과 유사하거나 동일할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 슬롯형 횡방향 구멍(507)이 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)의 외측 하우징(530)을 통해 연장한다. 슬롯형 횡방향 구멍(507)은 도 10 - 도 14에 도시된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 실시예에 대해 설명된 것과 유사하게, 대체로 장방형 형상을 갖는다. 추가로, 외측 하우징(530)은 제2 슬롯형 구멍(586)을 가질 수 있다. 슬롯형 횡방향 구멍(507)은 대체로 수직으로 장방형일 수 있지만, 제2 슬롯형 구멍(586)은 대체로 수평으로 장방형일 수 있다. 제2 슬롯형 구멍(586)은 도 24에 도시된 바와 같이, 길이(L) 및 폭(W)을 가질 수 있다. 길이(L)는 뼈 스크루가 제2 슬롯형 구멍(586)을 통과할 수 있도록, 뼈에 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)를 고정하기 위해 사용되는 뼈 스크루의 직경보다 약간 더 크도록 구성될 수 있다. 폭(W)은 뼈 스크루가 제2 슬롯형 구멍(586) 내에서 수평으로 피벗하거나 각도 변위될 수 있도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 슬롯형 구멍(586)은 5mm 뼈 스크루와 함께 사용되도록 구성되고, 길이(L)는 약 5mm 내지 약 5.2mm, 또는 약 5.1mm일 수 있고, 폭(W)은 약 6mm 내지 약 9mm, 또는 약 7mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 폭(W) 대 길이(L)의 비율(즉, W/L)은 약 1.08과 약 1.65 사이, 또는 약 1.25 내지 약 1.54 사이, 또는 약 1.37일 수 있다. 슬롯형 횡방향 구멍(507) 및 제2 슬롯형 구멍(586)은 외측 하우징(530)의 제1 단부(568) 부근에 위치된다. 도 25에 도시된 바와 같이, 외측 하우징(530)의 제2 단부(570)는 전이 지점(572)에서 제1 단부(568)로부터 각형성된다. 몇몇 실시예에서, 각도(578)는 약 2°와 18° 사이, 약 4°와 16° 사이, 약 6°와 14° 사이, 약 8°와 12° 사이, 및 약 10°, 또는 임의의 주어진 환자에 대해 임상적으로 유의미한 임의의 다른 각도일 수 있다. 제2 슬롯형 구멍(586)은 제1 단부(568)에 관련하여 각도(576)로 배향될 수 있는, 전방 개방부(588) 및 후방 개방부(590)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각도(576)는 약 70°와 100° 사이, 약 75°와 95° 사이, 약 80°와 90° 사이, 또는 약 85°, 또는 임의의 주어진 환자에 대해 임상적으로 유의미한 임의의 다른 각도일 수 있다. 도 23은 또한 삽입 도구의 해제 가능한 탈착을 위해 사용될 수 있는, 내부 나사산(597)을 갖는 접속부(566)를 도시한다. 위에서 설명된 것과 유사하게, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)는 손으로 삽입될 수 있거나, 삽입 도구(예를 들어, 드릴 가이드)에 부착될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 나사산(597)을 포함하는 접속부(566)가 삽입 도구의 수형 나사산과의 가역적인 맞물림을 위해 제1 단부(568)에 또는 그 부근에 위치된다. 대안적으로, 그러한 맞물림 특징부는 내측 샤프트(532)에 또는 그 부근에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 테더(예컨대, 탈착 가능한 테더)가 그가 부정확하게 위치되었다면 쉽게 제거될 수 있도록, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)의 각 단부에 부착될 수 있다.
도 26 - 도 29는, 유리하게는 경골(102)의 제1 부분(119)과 제2 부분(121) 사이에서의 증가된 양의 각도 교정의 가능성을 용이하게 하도록, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)의 제2 슬롯형 구멍(586)이 어떻게 슬롯형 횡방향 구멍(507)과 함께 작동하는 지를 도시한다. 제1 뼈 스크루(134)가 단순히 제1 뼈 스크루(134)의 샤프트가 제2 슬롯형 구멍(586) 내에서 보일 수 있도록 헤드가 없이 도시되어 있다. 도 26에서, 절골부(118)는 실질적으로 폐쇄되고, 내측 샤프트(532)는 외측 하우징(530)으로부터 현저하게 신연되지 않았다. 제1 뼈 스크루(134)는 (적어도 초기에) 바람직하게는 제2 슬롯형 구멍(586)의 폭(W)에 대해 중심에 배향될 수 있다. 도 27에서, 내측 샤프트(532)는 외측 하우징(530)으로부터 추가로 신연되었다. 외측 하우징(530)이 이동할 때, 이는 제1 뼈 스크루(134) 및 제2 뼈 스크루(136)를 밀어내고, 이는 결국 경골(102)의 제1 부분을 상방으로 밀어서, 경골의 제1 부분(119)이 힌지 둘레에서 피벗하게 한다. 경골의 제1 부분이 피벗할 때, 제2 뼈 스크루(136)는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(400)와 같은, 본원에서 개시되는 다른 실시예에 대해 설명된 바와 같이, 슬롯형 횡방향 구멍(507) 내에서 피벗한다. 제2 뼈 스크루(136)가 피벗하는 동안, 제1 뼈 스크루(134)는 중앙으로 (즉, 도 27의 좌측을 향해) 활주할 수 있다. 도 28에서, 내측 샤프트(532)는 외측 하우징(530)으로부터 더 멀리 신연되었다. 제2 뼈 스크루(136)가 슬롯형 횡방향 구멍(507) 내에서 훨씬 더 피벗할 때, 제1 뼈 스크루(134)는 제2 슬롯형 구멍(586)의 폭(W)에 대한 중심 위치를 향해 다시 힘을 받을 수 있다. 도 29에서, 내측 샤프트(532)는 외측 하우징(530)으로부터 훨씬 더 멀리 신연되고, 제2 뼈 스크루(136)가 슬롯형 횡방향 구멍(507) 내에서 훨씬 더 피벗할 때, 제1 뼈 스크루(134)는 외측으로 (즉, 도 27의 우측을 향해) 활주할 수 있다. 폭(W)을 따른 제2 슬롯형 구멍(586)의 신장된 배향은 유리하게는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500)의 이동에 대해, 그가 경골(102)의 제2 부분(121)으로부터 제1 부분(119)을 신연시킬 때, 추가의 자유도를 추가할 수 있고, 증가된 양의 각형성, 예를 들어, 총 약 10°와 22° 사이, 약 12°와 20° 사이, 약 14°와 18° 사이, 또는 약 16°, 또는 임의의 주어진 환자에 대해 임상적으로 유의미한 임의의 다른 정도의 각형성을 허용할 수 있다. 슬롯형 횡방향 구멍(507) 및 제2 슬롯형 구멍(586)을 갖지 않는 장치(예컨대, 본원에서 개시되는 것을 포함한, 다른 비침습적인 또는 침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치)는 약 16°의 각형성을 달성하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 그러한 장치가 그렇게 하는 것은 제1 부분(119)과 제2 부분(121) 사이의 각도를 단순히 변화시키는 것에 반하여, 경골(102)의 제1 부분(119)과 제2 부분(121) 사이에서의 축방향 길이 증가를 일으킬 수 있다. 경골의 제1 부분(119)과 제2 부분(121) 사이에서의 축방향 길이 증가는 (도 15에 도시된) 경골(102)의 제1 부분(119)과 제2 부분(121) 사이의 연결부에 의해 형성된 힌지(450) 상의 불필요하고 해로운 응력 및/또는 심지어 힌지의 파단을 일으킬 수 있다. 제1 부분(119)이 제2 부분(121)으로부터의 경골(102)의 잔여부로부터 멀리 파단되면, 제1 부분(119)은 제2 부분(121)으로부터 멀리 축방향으로 또는 각형성이 없이 신연될 수 있고, 무릎 관절(104)의 각도를 교정하지 않을 것이다. 그러므로, 슬롯형 횡방향 구멍(507) 및 제2 슬롯형 구멍(586) 모두의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(500) 내로의 통합은 축방향 신장이 거의 또는 전혀 없이 최대 16°의 각형성 (또는 그 이상)을 허용할 수 있고, 이는 유리하게는 힌지(450)에 대한 상당한 손상이 없이 달성될 수 있다. 몇몇 경우에, 25°까지의 각형성은 경골(102)의 상부 표면 상에서 동일한 전방-후방 기울기를 여전히 유지하면서 가능할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 슬롯형 횡방향 구멍(407, 507)에 대한 대안이 사용될 수 있다. 도 33 - 도 34는 뼈 스크루의 피벗을 가능케 하기 위한 모래시계 형상의 구멍을 도시한다. (예를 들어, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(600)의) 벽(602)이 벽(602)을 통과하는 테이퍼지거나 모래시계 형상인 구멍(606)을 가질 수 있다. 테이퍼지거나 모래시계 형상인 구멍(606)은 그의 길이를 따라 직경이 변하는 원형 단면을 가질 수 있다. 쐐기 절골술 장치가 신연/수축할 때, 본원에서 개시되는 바와 같이, 제2 뼈 스크루(136)는, 예를 들어, 도 33의 위치로부터 도 34의 위치로 피벗하도록 허용된다. 피벗의 정도는 직경의 변동에 직접적으로 의존한다: 외경이 클수록, 더 많은 피벗이 허용된다. 테이퍼지거나 모래시계 형상인 구멍(606)의 실시예는 약 5°와 40° 사이, 약 10°와 35° 사이, 약 15°와 30° 사이, 및 약 20°와 25° 사이, 또는 임의의 주어진 환자에 대해 임상적으로 유의미한 임의의 다른 각도의 피벗 각도 (즉, 도 33에 도시된 제2 뼈 스크루(136)와 도 34에 도시된 제2 뼈 스크루(136) 사이의 각도 차이와 같은, 최대 피벗 대 최대 피벗의 정도)를 허용할 수 있음이 고려된다.
몇몇 실시예에서, 도 35 - 도 37에 도시된 바와 같은, 제2 슬롯형 구멍(586)에 대한 다른 대안이 사용될 수 있다. 도 35 - 도 37은 뼈 스크루의 피벗을 가능케 하기 위한 편심 베어링형 구멍을 도시한다. 예를 들어, 구멍(626)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)와 같은, 본원에서 개시되는 바와 같은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 벽 내로 통합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구멍(626)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)가 경골(102) 내에 이식될 때, 대체로 전방-후방/후방-전방 배향으로 연장하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 구멍(626)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)가 경골(102) 내에 이식될 때, 대체로 중앙-외측/외측-중앙 배향으로 연장하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 구멍(626)은 중앙-외측과 전방-후방 사이의 각도에서 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)를 통해 연장한다. 몇몇 실시예에서, 구멍(626)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)의 종축에 대해 실질적으로 직교하는 각도로 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)를 통해 연장할 수 있다. 다른 실시예에서, 구멍(626)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)의 종축에 대해 직교하지 않는 각도, 예를 들어, 약 1°- 30° 직교 이탈, 약 2°- 25° 직교 이탈, 약 3°- 20° 직교 이탈, 약 4°- 15° 직교 이탈, 또는 약 5°- 10° 직교 이탈, 또는 임의의 주어진 환자에 대해 임상적으로 유의미한 임의의 다른 직교 이탈 각도로 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)를 통해 연장할 수 있다. 편심 베어링(622)이 구멍(626) 내에서 회전식으로 유지될 수 있다. 편심 베어링(622)은, 유리하게는 시스템 내에서 마찰을 감소시키기 위해 윤활 재료(예컨대, PEEK, UHMWPE 등)로부터 만들어질 수 있다. 편심 베어링(622)은 탈중심 구멍(628)을 갖고, 이를 통해 물체(예컨대, 제1 뼈 스크루(134))가 위치될 수 있다. 도 35 - 도 37에 도시된 바와 같은 편심 베어링(622)을 포함하는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)를 신연시킬 때, 탈중심 구멍(628)(및 제1 뼈 스크루(134)와 같은, 탈중심 구멍(628)을 통해 연장하는 임의의 물체)은 구멍(626)에 관련하여, 예를 들어, 제1 회전 방향(624)으로 회전한다. 도 35는 대체로 7시 방향의 위치를 도시하고; 도 36은 대체로 10시 방향의 위치를 도시하고; 도 37은 대체로 2시 방향의 위치를 도시한다. 편심 베어링(622)은, 예를 들어, 스냅, 멈춤쇠, 용접, 접착제, 에폭시, 또는 도포하기에 적절한 임의의 다른 정착 수단에 의해, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)의 구멍(626) 내에 고정식으로 유지될 수 있다. 대안적으로, 편심 베어링(622)은 사용자에 의해 구멍(626) 내로 삽입될 수 있다. 편심 베어링(622) 내에서의 제1 뼈 스크루(134)의 운동은 (도 26 - 도 29에 대해 설명된) 제2 슬롯형 구멍(586) 내에서의 제1 뼈 스크루(134)의 운동과 유사한 특징을 가질 수 있지만, 편심 베어링(622)은 탈중심 구멍을 통해 연장하는 물체의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(620)에 대한 몇몇 추가의 이동, 예를 들어, 탈중심 구멍(628)을 통해 연장하는 물체의 측방 (즉, 좌우) 이동에 추가하여 탈중심 구멍(628)을 통해 연장하는 물체의 수직 (즉, 상하) 이동을 허용할 수 있다.
도 38에서, 신장된 구멍(702)이 실질적으로 수평인 방식으로 경골(102)의 상위 부분(119) 내로 절결되거나 드릴링된다. 신장된 구멍(702)은 (여기서 외측에 도시된) 제1 단부(704) 및 (여기서 중앙에 도시된) 제2 단부(706)를 갖는다. 도 40에 도시된 바와 같은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(700)가 경골(102) 내의 드릴링되거나 리밍된 골수강 내에 위치될 수 있고, 제1 뼈 스크루(734)가 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(700) 내의 앵커 구멍(716)을 통해 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 앵커 구멍(716)은 제1 뼈 스크루의 수형 나사산(710)과 맞물리도록 구성된 내부 나사산 부분(722)을 갖는다. 제1 뼈 스크루(734)는 헤드(718) 및 원위 단부(720)를 갖는다. (도 38 - 도 40에 도시된) 신장된 구멍(702)은 제1 피질(712) 및 제2 피질(714)을 통해 드릴링된다. 제1 뼈 스크루의 원위 단부(720)는 그 다음 신장된 구멍(702)을 통해 삽입될 수 있다. 도 40에 도시된 실시예를 포함한 몇몇 실시예에서, 수형 나사산(710)은 제1 피질(712)과 맞물리고, 이에 의해 제1 피질(712)의 뼈 내에 부분적인 나사산을 절삭하고, 수형 나사산(710)이 제1 피질(712)을 통과하도록 허용한다. 수형 나사산(710)이 제1 피질(712)을 통과하면, 이는 앵커 구멍(712)의 내부 나사산 부분(722) 내로 나사 결합될 수 있고, 이에 의해 뼈 스크루(734)를 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(700)에 정착/로킹/고정시킨다. 뼈 스크루(734)가 중간에서만 나사산이 형성되기 때문에 (즉, 매끄러운 목부 및 매끄러운 원위 단부를 갖기 때문에), 이는 중간 나사산 부분이 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(700)에 고정되어 유지되는 동안, 경골(102)의 상위 부분(119) 내의 신장된 구멍(702)을 따라 제1 단부(704)로부터 제2 단부(706)로 활주하거나 변위될 수 있다.
비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(700)가 신연될 때, 제1 뼈 스크루(134, 734)는 도 38 및 도 39에 도시된 바와 같이, 절골부(118)의 각도가 증가하는 동안 그리고 제1 뼈 스크루(134, 734)가 신장된 구멍(702)의 제1 단부(704)로부터 멀리 신장된 구멍(702)의 제2 단부(706)를 향해 이동할 때, (도 38에 도시된) 경로(708)를 따를 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 뼈 스크루(134)는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(700) 내의 앵커 구멍을 통해 삽입되는 핀(pin)에 의해 대체될 수 있다. 그러한 핀(pin)은 억지 끼워 맞춤, 마찰 끼워 맞춤, 스냅 끼워 맞춤, 탄성 끼워 맞춤 등을 사용하여 고착될 수 있다.
도 41 - 도 42는 경골(102)의 상위 부분(119)에 이식되어 고정된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)의 일 실시예를 도시한다. 본 출원의 다른 부분에서 개시되는 것과 상호 교환 가능할 수 있는 많은 다른 요소들 중에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)는 만곡된 전방-후방 핀(744: pin) 및 뼈 스크루(742)를 포함한다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)는 다른 실시예에 대해 본원에서 설명되는 바와 같이, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)의 신연 또는 수축 중에, 뼈 스크루(742)가 피벗, 변위, 활주, 또는 달리 이동하게 허용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 만곡된 전방-후방 핀(744)은 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)의 (앵커 구멍과 같은) 구멍을 통해 삽입될 수 있는 만곡된 중심 부분(750), 제1 직선 단부(746), 및 제2 직선 단부(748)를 갖는다.
만곡된 전방-후방 핀(744)을 삽입하기 위해, 구멍이 경골(102)의 상위 부분(119)의 각각의 피질 내에 드릴링될 수 있다 (전방-후방/후방-전방). 만곡된 전방-후방 핀(744)은 제1 부분(119)의 제1 측면 내의 구멍 내로, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)를 통해, 제1 부분(119)의 제2 측면 내의 구멍의 외부로 삽입될 수 있다. 이에 의해, 만곡된 전방-후방 핀(744)은 제1 직선 단부(746) 및 제2 직선 단부(748)를 사용함으로써, 제1 부분(119) 및 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)와 회전식으로 맞물릴 수 있다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)가 신연될 때, 만곡된 전방-후방 핀(744)은 유리하게는 구멍 내에서 (제1 직선 단부(746) 및 제2 직선 단부(748) 둘레에서) 회전할 수 있고, 이에 의해 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(740)의 앵커 구멍이 외측 또는 중앙 방향으로 이동하여, 본원의 다른 실시예에 대해 설명된 바와 같이, 복수의 축 내에서의 동시 변위를 용이하게 하도록 허용한다.
도 43 - 도 44는 경골(102) 내에 이식된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(900)의 일 실시예를 도시한다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(900)는 외측 하우징(902) 및 외측 하우징(902) 내에 삽통식으로 위치된 내측 샤프트(904)를 포함한다. 도 43 - 도 44는 2개의 원위 뼈 스크루(138, 142)를 도시한다. 그러나, 임의의 개수의 뼈 스크루가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 동일한 방식으로, 도 43 - 도 44는 단일 근위 뼈 스크루(136)만을 도시한다. 다시, 이는 단지 예시의 목적이며, 1개를 초과하는 뼈 스크루(예컨대, 2개의 뼈 스크루)가 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(900)를 경골(102)의 제1 부분(119)에 고착시키기 위해 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. (도 15 - 도 20의 뼈 스크루(134)와 유사한) 제2 근위 뼈 스크루가 통합될 수 있고, 경골(102)의 종축에 관련하여 경골(102)의 상위 부분(119) 및 하위 부분(121)을 회전방향으로 안정화하는 유리한 이점을 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 외측 하우징(902)과 내측 샤프트(904) 사이의 회전 배향은 내측 샤프트(904)의 외측 표면 상의 종방향 홈(910) 및 외측 하우징(902)의 내측 표면으로부터 연장하며 종방향 홈(910) 내에서 활주하도록 구성된 방사상 돌출부(912)에 의해 유지된다. 작동 중에, 스크루(136)의 회전은 외측 하우징(902)을 더 큰 각도로 당길 수 있고; 결과적으로, 외측 하우징(902) 및 내측 샤프트(904)는 유리하게는 서로에 관련하여 종방향으로 병진 이동 가능할 수 있다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 내측 내용물은 유리하게는 신체 내의 가혹한 환경으로부터 보호될 수 있다. 예를 들어, O-링 시일(906)이 외측 하우징(902)과 내측 샤프트(904) 사이에서 동적 밀봉을 제공하기 위해 외측 하우징(902)의 내측 부분 내의 원주방향 홈(908) 내에 포함될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 자석(914)이 래디얼 베어링(918)을 거쳐 내측 샤프트(904)의 단부에 의해 회전식으로 보유된다. 자석(914)은 (도시되지 않은) 회전 가능한 자석 하우징 내에 보유될 수 있다. 기어 스테이지(920, 922, 924)가 자석(914)을 리드 스크루(926)에 결합시킨다. 리드 스크루(926)는 (예컨대, 결합기(928)에 의해) 최종 기어 스테이지 (즉, 기어 스테이지(924))의 출력부에 견고하지 않게 결합되고, 핀(930: pin)에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 자석(914)은 외부 이동 자기장에 의해 회전될 수 있고, 이에 의해 리드 스크루(926)의 회전을 일으킨다. 감속 기어비가 자석(914)의 여러 회전이 리드 스크루(926)의 1회 회전을 일으키기 위해 필요하도록 사용될 수 있다. 사용될 수 있는, 유성 기어 스테이지와 같은, 기어 스테이지의 추가의 설명 및 예가 상기에 포함되어 있다. 몇몇 실시예에서, 기어 스테이지가 포함되지 않아서, 1:1 비율을 남긴다 (즉, 자석(914)의 1회 회전이 리드 스크루(926)의 1회 회전을 일으킨다). 리드 스크루(926)의 회전은 원위 지레점(934)을 가질 수 있는 너트(932)의 종방향 이동을 일으킨다. 너트(932)의 내측 나사산(936)은 리드 스크루(926)의 외측 나사산(938)과 나사식으로 맞물린다. 제1 회전 방향(940)으로의 리드 스크루(926)의 회전은 제1 종방향(942)으로의 너트(932)의 이동을 일으켜서, 접촉 위치(944)에서 뼈 스크루(136)에 대항하여 원위 지레점(934)에 힘을 가하여, 뼈 스크루(136) 및 경골(102)의 상위 부분(119)이 대체로 접촉 위치(944) 둘레에서, 만곡된 경로(946)를 대체로 따르게 한다. 몇몇 실시예에서, 뼈 스크루(136)와 원위 지레점(934) 사이의 약간의 활주가 발생할 수 있다 (즉, 원위 지레점(934)은 활주가 없이 단일 지점에 고정되는 순수한 지레점은 아니다). 따라서, 쐐기 절골부(118)는 도 44에 도시된 바와 같이, 개방된다. 몇몇 실시예에서, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(900)의 조정은 (소정의 다른 실시예에서 개시된 바와 같이) 내측 샤프트(904)에 대한 외측 하우징(902)의 종방향 이동을 직접적으로 일으키지 않는다. 대신에, 외측 하우징(902) 및 내측 샤프트(904)는 (예를 들어, 도 43의 상태로부터 도 44의 상태로의) 조정 중에 뼈 스크루(136) 및 경골(102)의 상위 부분(119)의 피벗의 결과로서 발생할 수 있는 길이 변화를 수용하기 위해, 서로에 대해 종방향으로 수동적으로 이동할 수 있다.
도 45 - 도 46은 경골(102) 내에 이식된 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(950)의 일 실시예를 도시한다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(950)는 외측 하우징(952) 및 외측 하우징(952) 내에 삽통식으로 위치된 내측 샤프트(954)를 포함한다. 도 45 - 도 46은 2개의 원위 뼈 스크루(138, 142)를 도시한다. 그러나, 임의의 개수의 뼈 스크루가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 제1 뼈 스크루(134)가 경골(102)의 상위 부분(119)에 피벗 부재(956)를 고정하기 위해 사용된다. 제1 뼈 스크루(134)는 앵커 구멍(958)을 통과한다. 몇몇 실시예에서, 앵커 구멍(958)은 제1 뼈 스크루(134)와 피벗 부재(956)의 앵커 구멍(958) 사이의 회전을 허용하도록 구성된다. 피벗 부재(956)를 통한 각형성된 앵커 구멍(960)이 제2 뼈 스크루(136)의 통과를 허용한다. 각형성된 앵커 구멍(960)은 뼈 스크루(136)의 직경보다 약간만 더 큰 직경을 가질 수 있다. 그러므로, 뼈 스크루(136)가 각형성된 앵커 구멍(960)을 통해 삽입될 때, 이는 피벗 부재(956)에 대해 실질적으로 고정되어 유지된다 (즉, 각형성된 앵커 구멍(960)은 제2 뼈 스크루(136)가 피벗 부재(956)에 관련하여 실질적으로 피벗하거나 진동하도록 허용하지 않는다). 피벗 부재(956)는 피벗 조인트(962)에 의해 외측 하우징(952)에 결합될 수 있다. 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(950)의 내부 구성요소들은 도 5 - 도 7에 도시된 것을 포함한, 다른 실시예에 대해 본원에서 설명된 것과 유사할 수 있다.
도 45는 실질적인 비신연 상태의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(950)를 도시하고, 도 46은 신연 상태의 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치(950)를 도시한다. 내측 샤프트(954)가 외측 하우징(952)으로부터 신연될 때, 피벗 부재(956), 경골(102)의 상위 부분(119), 및 제2 뼈 스크루(136)는 피벗하고, 제2 뼈 스크루 및 피벗 부재(956)는 외측 하우징(952) 및 경골(102)의 하위 부분(121)에 관련하여 피벗 조인트(962) 둘레에서 피벗하고, 따라서 쐐기 절골부(118)가 각도 개방되고, 경골(102)의 상위 부분(119)이 조인트/힌지 둘레에서 피벗하게 한다. 몇몇 실시예에서, 피벗 부재(956)는 외측 하우징(952) 대신에, 내측 샤프트(954)에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 피벗 가능한 조인트(962)는 피벗 부재(956)와 외측 하우징(952) 사이에서 추가의 자유도를 허용하는, 볼 조인트에 의해 대체될 수 있다.
제시되는 실시예들 전반에 걸쳐, 방사상 극성의 영구 자석(예컨대, 도 6의 368)이 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치 내에서 이동을 발생시키기 위해 비침습적으로 작동 가능한 구동 요소로서 사용된다. 도 47 - 도 50은 다른 유형의 에너지 전달이 영구 자석 대신에 사용되는 4개의 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 47은 제1 임플란트 부분(1302) 및 제2 임플란트 부분(1304)을 갖는 임플란트(1306)를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 시스템(1300)의 일 실시예를 도시하고, 제2 임플란트 부분(1304)은 제1 임플란트 부분(1302)에 관련하여 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1302)은 신체의 제1 부분(197)에 고정되고, 제2 임플란트 부분(1304)은 환자(191) 내에서 신체의 제2 부분(199)에 고정된다. 모터(1308)가 제1 임플란트 부분(1302) 및 제2 임플란트 부분(1304)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 몇몇 실시예에서, 외부 조정 장치(1310)는 작업자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1312), 디스플레이(1314), 및 송신기(1316)를 갖는다. 송신기(1316)는 제어 신호(1318)를 환자(191)의 피부(195)를 통해 이식된 수신기(1320)로 보낸다. 이식된 수신기(1320)는 도체(1322)를 거쳐 모터(1308)와 통신할 수 있다. 모터(1308)는 이식 가능한 전력 공급원(예컨대, 배터리)에 의해 급전될 수 있거나, 유도 결합에 의해 급전되거나 충전될 수 있다.
도 48은 제1 임플란트 부분(1402) 및 제2 임플란트 부분(1404)을 갖는 임플란트(1406)를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 시스템(1400)의 일 실시예를 도시하고, 제2 임플란트 부분(1404)은 제1 임플란트 부분(1402)에 관련하여 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1402)은 신체의 제1 부분(197)에 고정되고, 제2 임플란트 부분(1404)은 환자(191) 내에서 신체의 제2 부분(199)에 고정된다. 초음파 모터(1408)가 제1 임플란트 부분(1402) 및 제2 임플란트 부분(1404)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 몇몇 실시예에서, 외부 조정 장치(1410)는 작업자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1412), 디스플레이(1414), 및 환자(191)의 피부(195)에 결합된 초음파 트랜스듀서(1416)를 갖는다. 초음파 트랜스듀서(1416)는 환자(191)의 피부(195)를 통과하여 초음파 모터(1408)를 작동시키는 초음파(1418)를 생성한다.
도 49는 제1 임플란트 부분(1702) 및 제2 임플란트 부분(1704)을 갖는 임플란트(1706)를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 시스템(1700)의 일 실시예를 도시하고, 제2 임플란트 부분(1704)은 제1 임플란트 부분(1702)에 관련하여 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1702)은 신체의 제1 부분(197)에 고정되고, 제2 임플란트 부분(1704)은 환자(191) 내에서 신체의 제2 부분(199)에 고정된다. 형상 기억 액추에이터(1708)가 제1 임플란트 부분(1702) 및 제2 임플란트 부분(1704)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 몇몇 실시예에서, 외부 조정 장치(1710)는 작업자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1712), 디스플레이(1714), 및 송신기(1716)를 갖는다. 송신기(1716)는 제어 신호(1718)를 환자(191)의 피부(195)를 통해 이식된 수신기(1720)로 보낸다. 이식된 수신기(1720)는 도체(1722)를 거쳐 형상 기억 액추에이터(1708)와 통신할 수 있다. 형상 기억 액추에이터(1708)는 이식 가능한 전력 공급원(예컨대, 배터리)에 의해 급전될 수 있거나, 유도 결합에 의해 급전되거나 충전될 수 있다.
도 50은 제1 임플란트 부분(1802) 및 제2 임플란트 부분(1804)을 갖는 임플란트(1806)를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 시스템(1800)의 일 실시예를 도시하고, 제2 임플란트 부분(1804)은 제1 임플란트 부분(1802)에 관련하여 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1802)은 신체의 제1 부분(197)에 고정되고, 제2 임플란트 부분(1804)는 환자(191) 내에서 신체의 제2 부분(199)에 고정된다. 유압 펌프(1808)가 제1 임플란트 부분(1802) 및 제2 임플란트 부분(1804)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 몇몇 실시예에서, 외부 조정 장치(1810)는 작업자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1812), 디스플레이(1814), 및 송신기(1816)를 갖는다. 송신기(1816)는 제어 신호(1818)를 환자(191)의 피부(195)를 통해 이식된 수신기(1820)로 보낸다. 이식된 수신기(1820)는 도체(1822)를 거쳐 유압 펌프(1808)와 통신한다. 유압 펌프(1808)는 이식 가능한 전력 공급원(예를 들어, 배터리)에 의해 급전될 수 있거나, 유도 결합에 의해 급전되거나 충전될 수 있다. 유압 펌프(1808)는 대안적으로 공압 펌프에 의해 대체될 수 있다.
본원에서 개시된 쐐기 절골술 장치의 몇몇 실시예에서, 슬롯형 구멍은 외측 하우징 대신에 또는 그에 추가하여 내측 샤프트 상에 위치될 수 있다. 경골 내에서의 임플란트의 배향은 임의의 도면에 도시된 것과 반대일 수 있다. 추가로, 비침습적인 조정 가능한 쐐기 절골술 장치의 실시예들 중 하나는 점진적인 신연(일리자로프(Ilizarov) 골신생)을 위해 또는 부정확한 각도의 급성 교정을 위해 사용될 수 있다. 그리고, 대안적인 몇몇 실시예에서, 위에서 설명된 원격 조정은 임의의 이식된 부품의 수동 제어, 예를 들어, 피부 아래에 위치된 버튼에 대한 환자 또는 보호자에 의한 수동 압력에 의해 대체될 수 있다.
당연히, 상기 설명은 본 발명의 소정의 특징, 양태, 및 장점에 관한 것이고, 이에 대해 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 본원에서 교시되거나 제안될 수 있는 바와 같은 다른 목적 또는 장점을 반드시 달성하지 않고서 본원에서 교시되는 바와 같은 하나의 장점 또는 일군의 장점들을 달성하거나 최적화하는 방식으로 실시되거나 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 본 발명의 다수의 변경이 상세하게 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 범주 내에 있는 다른 변형 및 사용 방법이 본 개시내용에 기초하여 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 쉽게 명백할 것이다. 상이한 실시예들 사이에서의 특정 특징들 및 양태들의 다양한 조합 또는 하위 조합이 이루어질 수 있으며 여전히 본 발명의 범주 내에 드는 것이 고려된다. 따라서, 개시된 실시예들의 다양한 특징들 및 양태들은 (예컨대, 소정의 실시예로부터 특징 또는 단계를 배제하거나, 시스템 또는 방법의 하나의 실시예로부터의 특징 또는 단계를 시스템 또는 방법의 다른 실시예에 추가함으로써) 설명된 장치, 시스템, 및 방법의 다양한 모드를 형성하기 위해 서로 조합되거나 서로 대체될 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (40)

  1. 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템이며,
    뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및
    내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소
    를 포함하고,
    외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍 및 제2 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제2 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제2 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고,
    제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 적어도 제1 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 제2 앵커 구멍은 제2 앵커가 적어도 제1 병진 이동 방향으로 병진 이동하게 허용하도록 구성되는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 제1 각도 방향과 반대인 제2 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제2 앵커 구멍은 제2 앵커가 제1 병진 이동 방향과 반대인 제2 병진 이동 방향으로 병진 이동하게 허용하도록 구성되는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제2 부분에 결합시키기 위해 제3 앵커를 통과시키도록 구성된 제3 앵커 구멍과 관련되는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 제1 각도 방향과 반대인 제2 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 제2 앵커 구멍은 제2 앵커가 제1 병진 이동 방향과 반대인 제2 병진 이동 방향으로 병진 이동하게 허용하도록 구성되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 구동 요소는 영구 자석을 포함하는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 영구 자석은 방사상 극성의 희토류 자석을 포함하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 구동 요소는 모터를 포함하는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 구동 요소는 유도 결합식 모터를 포함하는, 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 구동 요소는 초음파 작동식 모터를 포함하는, 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 구동 요소는 피하 유압 펌프를 포함하는, 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 구동 요소는 형상 기억 구동식 액추에이터를 포함하는, 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 구동 요소는 압전 요소를 포함하는, 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 실질적으로 조정 가능한 임플란트의 방사상 단면과 근사한 제1 평면을 따라 연장하고, 제2 앵커 구멍은 실질적으로 조정 가능한 임플란트의 방사상 단면과 근사한 제2 평면을 따라 연장하고, 제1 평면은 제2 평면에 대해 대체로 직각인, 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 제1 앵커 구멍 및 제2 앵커 구멍은 서로에 대해 직교하여 연장하지 않는, 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트는 무릎의 골관절염을 갖는 대상의 경골의 각도를 변화시키도록 구성되는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트는 경골의 각도를 12°를 초과하여 변화시키도록 구성되는, 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트는 경골의 각도를 16°를 초과하여 변화시키도록 구성되는, 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트는 경골과 관련된 무릎 관절에 관련하여 외측 방향으로 역학 축을 조정하도록 구성되는, 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트는 경골과 관련된 무릎 관절의 중심 지점에 대해 적어도 30% 외측인 위치로 역학 축을 조정하도록 구성되는, 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 제2 앵커 구멍은 신장된 슬롯인, 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 제2 앵커 구멍은 제1 직경을 갖고, 제2 앵커 구멍과 맞물리도록 구성된 외경을 갖는 편심 베어링을 추가로 포함하고, 편심 베어링은 제2 앵커를 통과시키도록 구성된 내측 구멍을 갖는, 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 제1 앵커는 뼈 스크루인, 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 제2 앵커는 뼈 스크루인, 시스템.
  25. 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템이며,
    뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및
    내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소
    를 포함하고,
    외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고,
    제1 앵커는 슬롯 내에서 뼈의 제1 부분의 제1 측면에서의 피질골 내로 활주하도록 구성된 제1 단부 부분, 슬롯 내에서 뼈의 제1 부분의 제2 측면에서의 피질골 내로 활주하도록 구성된 제2 단부 부분, 및 제1 앵커 구멍 내에 상주하도록 구성된 개재 부분을 포함하는,
    시스템.
  26. 제25항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커의 재개 부분과 정적으로 맞물리도록 구성되는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 제1 앵커의 개재 부분은 수형 나사산 부분을 포함하고, 제1 앵커 구멍은 암형 나사산 부분을 포함하는, 시스템.
  28. 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템이며,
    뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및
    내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소
    를 포함하고,
    외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 적어도 제1 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고,
    외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 만곡된 앵커와 회전 가능하게 맞물리도록 구성된 2개의 맞물림 부분을 추가로 포함하는,
    시스템.
  29. 제28항에 있어서, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하게 할 때, 실질적으로 비침습적인 조정 가능한 임플란트의 종축에 대해 대체로 직교하는 뼈의 제1 부분의 축을 따라 이동하도록 구성되는, 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 만곡된 앵커는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하게 할 때, 2개의 맞물림 부분에 관련하여 회전하게 되는, 시스템.
  31. 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템이며,
    뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및
    너트에 나사식으로 결합된 스크루를 회전시키도록 구성된 구동 요소
    를 포함하고,
    외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 제1 앵커 구멍은 제1 앵커가 적어도 제1 각도 방향으로 피벗하게 허용하도록 구성되고, 내측 샤프트는 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고,
    너트는 구동 요소의 원격 작동이 스크루가 회전하여 너트를 종방향으로 변위시키게 하여, 제1 앵커가 제1 회전 방향으로 피벗하게 하도록, 제1 앵커가 제1 앵커 구멍 내에 있을 때 제1 앵커 상의 소정의 위치와 접촉하도록 구성된 극단 부분을 포함하는,
    시스템.
  32. 제31항에 있어서, 외측 하우징 및 내측 샤프트 중 적어도 하나는 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제2 앵커를 통과시키도록 구성된 제2 앵커 구멍을 포함하는, 시스템.
  33. 대상의 뼈의 각도를 변화시키기 위한 시스템이며,
    뼈 속의 종방향 공동 내부에 위치되도록 구성되고, 외측 하우징 및 외측 하우징 내에 삽통식으로 배치된 내측 샤프트를 포함하는 비침습적인 조정 가능한 임플란트; 및
    내측 샤프트를 외측 하우징에 관련하여 삽통식으로 변위시키도록 원격으로 작동 가능하도록 구성된 구동 요소
    를 포함하고,
    비침습적인 조정 가능한 임플란트의 적어도 하나의 단부는 제1 앵커 구멍과 관련되고, 제1 앵커 구멍은 조정 가능한 임플란트를 뼈의 제1 부분에 결합시키기 위해 제1 앵커를 통과시키도록 구성되고, 내측 샤프트는 조정 가능한 임플란트의 비침습적인 신장이 내측 샤프트가 외측 하우징으로부터 연장하여 뼈의 제1 부분과 뼈의 제2 부분을 각도 이격되게 이동시키게 하도록, 뼈의 제1 부분으로부터 분리되거나 분리 가능한 뼈의 제2 부분에 결합하도록 구성되고,
    비침습적인 조정 가능한 임플란트의 적어도 하나의 단부는 외측 하우징 또는 내측 샤프트 중 적어도 하나에 회전 가능하게 결합되는,
    시스템.
  34. 제33항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트의 적어도 하나의 단부는 피벗 조인트에 의해 외측 하우징 또는 내측 샤프트 중 적어도 하나에 결합되는, 시스템.
  35. 제33항에 있어서, 비침습적인 조정 가능한 임플란트의 적어도 하나의 단부는 볼 조인트에 의해 외측 하우징 또는 내측 샤프트 중 적어도 하나에 결합되는, 시스템.
  36. 제1항에 있어서, 제1 앵커 구멍 또는 제2 앵커 구멍 중 하나는 내부에서 중심에 위치된 상승된 부분을 포함하는, 시스템.
  37. 제25항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 내부에서 중심에 위치된 상승된 부분을 포함하는, 시스템.
  38. 제28항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 내부에서 중심에 위치된 상승된 부분을 포함하는, 시스템.
  39. 제31항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 내부에서 중심에 위치된 상승된 부분을 포함하는, 시스템.
  40. 제33항에 있어서, 제1 앵커 구멍은 내부에서 중심에 위치된 상승된 부분을 포함하는, 시스템.
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