KR20190074069A - Drill device for veltebra with auto sensor for escaping of tip - Google Patents

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KR20190074069A
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Abstract

The present invention relates to a spine drill having a sensor for automatically sensing escape of a screw, which has a sensor capable of automatically sensing escape of a screw to prevent a high separation rate of a screw generated when the screw is fixed to a spine. According to the spine drill of the present invention, in a spinal fixation surgery, a sensor for sensing the difference in a torque value or a rotation speed when passing through another medium of a pedicle is provided. The sensor is provided to issue an alarm or turn off power of the drill when the difference in the torque value is sensed. In addition, the drill forms an electric field at a drill tip, wherein the electric field is formed to have the inside thereof as a negative electrode and the outside thereof as a positive electrode, or to have the outside thereof as a negative electrode and the inside thereof as a positive electrode. The drill is compatible with a smart device or a computer.

Description

나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴{DRILL DEVICE FOR VELTEBRA WITH AUTO SENSOR FOR ESCAPING OF TIP}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a drill for a vertebra,

본 발명은 척추에 나사못에 고정할 때 발생하는 나사못의 높은 이탈율을 방지하기 위해, 상기 나사못의 탈출을 자동으로 감지할 수 있는 센서가 구비된 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴에 관한 것이다. The present invention relates to a vertebra drill equipped with a sensor for automatically detecting an escape of a screw, which is provided with a sensor capable of automatically detecting the escape of the screw, in order to prevent a high escape rate of the screw, will be.

척추 나사못 고정술은 C-arm 영상을 참조하여 술자가 수동으로 직접 삽입을 하였으며, 수술 중 C-arm 영상을 판독하여 정확한 삽입 여부를 판단하여 수술을 종료하였다. 이 경우 척추에 고정된 나사못이 이탈하는 사례가 많고 이로 인한 신경손상 등 심각한 합병증이 발생하였다. The spinal screw fixation was performed manually by the surgeon with reference to the C-arm image, and the C-arm image was read during surgery to determine the correct insertion and the operation was terminated. In this case, screw fixation on the vertebrae frequently occurred, resulting in serious complications such as nerve damage.

보고에 따르면, 상기 나사못의 이탈율은 5~7%이며 많게는 40%까지 잘못된 위치에 삽입된다고 알려졌다. 이로 인해 경막손상에 의한 뇌척수액유출, 신경근 손상에 의한 방사통, 요통, 감각이상, 근력 약화 등의 문제가 나타날 수 있으며, 심한 경우 척수 손상에 의한 하지마비 등 심한 장애를 야기하기도 한다. According to reports, it has been reported that the removal rate of the screw is 5 to 7% and as much as 40% is inserted in the wrong position. This may lead to problems such as cerebrospinal fluid leakage due to dural damage, radial pain due to nerve root damage, back pain, sensory abnormality, and weakness in the muscles, and in severe cases, severe disability such as paralysis caused by spinal cord injury.

종래의 경우, 한국등록특허 제10-1020247호에는 척추에 나사못을 체결하는 드라이버에 대해 기술되어 있다. 본 선행기술은 척추에 나사못을 쉽게 체결할 수 있는 효과가 있으나 상기 나사못의 이탈을 확인할 수 있는 센서가 구비되어 있지 않아 척추고정수술 후 합병증이 생길 수 있는 문제점이 있다. In the conventional case, Korean Patent No. 10-1020247 discloses a screw driver for fastening a screw to a spinal column. This prior art technique has the effect of easily screwing the screw to the spine, but there is a problem that complication may occur after the spinal fixation surgery because the sensor for confirming the dislocation of the screw is not provided.

한국등록특허 제10-1020247호Korean Patent No. 10-1020247

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 인트라오퍼레이티브 CT(intraoperative CT, O-arm) 또는 네비게이션 척추수술 장치 등과 같은 영상 장비를 이용하지 않고 척추에 나사못 삽입의 정확성을 높일 수 있는 드릴을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an ophthalmologic apparatus which does not use an imaging apparatus such as an intraoperative CT or O-arm or a navigation spinal surgery apparatus, The present invention is directed to a drill that can be raised.

또한, 본 발명은 미세한 나사못 이탈을 감지할 수 있는 기능이 구비된 척추 나사못 드릴을 제공하는데 그 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a spinal screw drill having a function of detecting a slight deviation of a screw.

발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as set forth in the accompanying drawings. It will be possible.

본 발명에 따른 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴은 척추 고정 수술에 있어서, 척추경의 다른 매질을 통과할 때 토크 값 또는 회전 속도의 차이를 감지하는 센서가 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 센서는 상기 토크 값의 차이를 감지할 때 알람이 울리거나 상기 드릴의 전원을 오프(off)되도록 구비된다. The spinal drill equipped with the automatic sensor for detecting the escape of the screw according to the present invention is characterized in that the spinal fixation surgery is provided with a sensor for detecting a difference between a torque value and a rotational speed when passing through another medium of the vertebra. The sensor is provided to sound an alarm or turn off the power of the drill when sensing the difference in the torque value.

또한, 상기 드릴은 드릴 팁(tip)에 전기장을 형성하되 내부는 음극이고 외부는 양극으로 전기장이 형성되거나, 상기 외부가 음극이고 상기 내부가 양극으로 전기장이 형성되는 것을 특징으로 한다. Further, the drill is characterized in that an electric field is formed in the drill tip, the inside is a cathode, the outside is an anode, and the outside is a cathode and the inside is an anode.

또한, 상기 드릴은 스마트 기기 또는 컴퓨터와 호환되는 것을 특징으로 한다. Further, the drill is compatible with a smart device or a computer.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 고가 장비인 영상 장치를 이용하지 않고 척추에 나사못 삽입의 정확성을 높일 수 있는 드릴을 제조할 수 있다. According to the solution of the above-mentioned problems, the present invention can manufacture a drill capable of increasing the accuracy of screw insertion in the spine without using a high-cost imaging device.

또한, 본 발명은 미세한 나사못 이탈을 감지할 수 있는 기능이 구비된 척추 나사못 드릴을 제조할 수 있다. In addition, the present invention can manufacture a spinal screw drill equipped with a function of detecting a slight deviation of a screw.

또한, 본 발명은 척추경에 나사못 결합이 용이하고 상용화가 가능한 척추 나사못 드릴을 제조할 수 있다. Further, the present invention can manufacture a spinal screw drill which is easy to be screwed into the spinal column and can be commercialized.

도 1은 본 발명인 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴의 개요도를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명을 이용하여 척추경에 나사못이 삽입되는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 드릴팁에 자기장이 형성된 원리를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 척추용 드릴의 피드백 제어도이다.
도 5는 실제 매질을 통과할때의 Torque의 변화값 실시간 측정 그래프이다.
도 6은 임계값 설정하여 매질을 통과한 후 나왔을 때의 온/오프 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 공회전 문제에 대한 모터 테스트 사진이다.
도 8은 매질이 있는 상태와 없는 상태에서의 관성에 의한 모터의 rpm 차이를 나타낸 그래프이다.
도 9는 리드스위치와 전자석을 이용한 전자기장센서 테스트 결과를 나타낸 그래프이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a vertebra drill equipped with an automatic sensor for detecting escape of a screw. FIG.
2 is a schematic view in which a screw is inserted into the vertebra using the present invention.
3 is a schematic view showing a principle in which a magnetic field is formed in the drill tip of the present invention.
4 is a feedback control diagram of a vertebra drill of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a real-time measurement of change in torque when passing through an actual medium.
FIG. 6 is a graph showing on / off results obtained when a threshold value is set and then passed through the medium.
Figure 7 is a photograph of a motor test for idling problems.
8 is a graph showing the rpm difference of the motor due to the inertia in the state in which the medium is present and in the absence thereof.
9 is a graph showing the results of an electromagnetic field sensor test using a reed switch and an electromagnet.

본 발명은 척추에 나사못(300)에 고정할 때 발생하는 나사못(300)의 높은 이탈율을 방지하기 위해, 상기 나사못(300)의 탈출을 자동으로 감지할 수 있는 센서가 구비된 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴에 관한 것이다. In order to prevent a high rate of dislocation of a screw (300) generated when a screw (300) is fixed to a vertebra, the present invention includes a sensor To a vertebra drill equipped with a sensor.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent by reference to an embodiment which will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

하기에서는 본 발명인 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴을 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.In the following, a vertebra drill equipped with an automatic sensor for detecting a screw exit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명인 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴의 개요도를 나타낸 그림이다. 본 발명은 크게 드릴(100), 드릴팁(200), 나사못(300) 및 호환용프로그램(400)으로 구성된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a vertebra drill equipped with an automatic sensor for detecting escape of a screw. FIG. The present invention mainly comprises a drill 100, a drill tip 200, a screw 300, and a compatible program 400.

먼저, 상기 드릴(100)은 단부에 상기 드릴팁(200)이 고정될 수 있는 연결부가 포함되어 있고, 상기 드릴팁(200)이 회전 가능하도록 구성된다. First, the drill 100 includes a connection portion to which the drill tip 200 can be fixed at an end thereof, and the drill tip 200 is configured to be rotatable.

상기 드릴팁(200)의 회전력은 상기 드릴(100) 몸체부에 구비된 트리거에 의해 조정되는 것이 바람직하다. 사용자에 의해 상기 트리거가 강하게 당겨진 경우 상기 드릴팁(200)의 회전력이 증가하고, 상기 트리거가 약하게 당겨진 경우 상기 드릴팁(200)의 회전력이 감소하도록 마련된다. The rotational force of the drill tip 200 is preferably adjusted by a trigger provided on the drill body. The rotational force of the drill tip 200 is increased when the trigger is strongly pulled by the user and the rotational force of the drill tip 200 is decreased when the trigger is pulled weakly.

다음으로, 상기 드릴팁(200)은 일단부가 상기 드릴(100)과 결합되고, 타단부가 상기 나사못(300)과 결합되도록 마련된다. 상기 기술한 바와 같이, 상기 드릴팁(200)은 상기 트리거에 의해 회전력이 조절된다. Next, the drill tip 200 is formed such that one end thereof is engaged with the drill 100 and the other end thereof is engaged with the screw 300. As described above, the rotational force of the drill tip 200 is adjusted by the trigger.

도 2에 나타난 바와 같이, 상기 드릴팁(200)은 센서가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 센서는 척추경의 다른 매질을 통과하는 순간 부하가 감소하여 토크는 감소하고, 회전속도는 증가하게 되며 그 때의 토크 값 또는 회전속도 값을 측위한다. 보다 구체적으로, 상기 센서가 상기 토크 값 또는 회전 속도의 차이를 감지할 때 알람이 울려 상기 나사못(300)의 위치가 정확한지를 판단할 수 있도록 한다. 또한, 상기 센서는 상기 토크 값 또는 회전 속도의 차이를 감지하고, 수술 도중 상기 나사못(300)이 설정된 범위의 위치를 벗어난 경우 상기 드릴(100)의 전원을 오프(off)한다. As shown in FIG. 2, the drill tip 200 is preferably provided with a sensor. As the sensor passes through another medium of the vertebral column, the load decreases to decrease the torque, increase the rotational speed, and measure the torque value or rotational speed value at that time. More specifically, when the sensor senses the difference between the torque value and the rotational speed, an alarm sounds to determine whether the position of the screw 300 is correct. Further, the sensor senses the difference between the torque value and the rotational speed, and turns off the power of the drill 100 when the screw 300 is out of a predetermined range position during operation.

또한, 상기 드릴팁(200)에 구비된 센서는 상기 드릴팁(200)(tip)에 형성된 전기장을 통해 감지한다. 보다 구체적으로, 상기 전기장 형성은 상기 드릴팁(200)의 내부가 음극이고 외부가 양극인 것이 바람직하다. 일실시예로, 상기 나사못(300)이 잘못된 방향으로 삽입되어 골피질을 건들게 되면 상기 골피질은 전도도가 낮기 때문에 전자기장의 주파수가 낮아지게 되어 상기 드릴팁(200)에 형성된 전기장에 의해 상기 센서가 이를 감지하게 된다. Also, the sensor provided on the drill tip 200 senses through an electric field formed on the drill tip 200 (tip). More specifically, in the electric field formation, it is preferable that the inside of the drill tip 200 is a cathode and the outside is an anode. In one embodiment, when the screw 300 is inserted in the wrong direction and touches the bone cortex, the bone cortex has a low conductivity, so that the frequency of the electromagnetic field is lowered, and the electric field formed on the drill tip 200 causes the sensor Will detect this.

또한, 상기 드릴팁(200)에 구비된 센서는, 상기 드릴팁(200)에 형성된 양극성(bipolar)을 통해 감지한다. 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 드릴팁(200)에 형성된 전기장과 양극성 방식을 하나로 합하여 상기 드릴팁(200)의 내부가 음극이고 외부가 양극의 전류차를 발생시킨 뒤, 상기 드릴팁(200) 센서가 전류차의 변화를 감지하여 주파수 신호를 받도록 설계되는 것이 바람직하다. In addition, the sensor provided in the drill tip 200 senses through a bipolar formed in the drill tip 200. As shown in FIG. 3, the electric field formed in the drill tip 200 and the bipolar method are combined to generate a current difference between the inside of the drill tip 200 and the outside of the drill tip 200, It is desirable that the sensor is designed to sense the change in current difference and receive the frequency signal.

다음으로, 상기 호환용프로그램(400)은 스마트 기기 또는 컴퓨터에 설치될 수 있는 것으로, 상기 호환용프로그램(400)은 상기 드릴팁(200)에 마련될 수 있는 카메라에 의해 촬영된 이미지를 실시간으로 확인할 수 있으며 제어부를 마련하여 상기 드릴팁(200)에 구비된 센서가 다른 매질을 감지할 때 촬영된 이미지를 나타낼 수 있다. Next, the compatible program 400 may be installed in a smart device or a computer, and the compatible program 400 may display an image captured by the camera, which may be provided in the drill tip 200, And a controller may be provided to indicate a photographed image when a sensor provided on the drill tip 200 senses another medium.

일실시예로, 도 2의 개략도와 도 4에 나타난 피드백 흐름도를 참조하여 상기 나사못(300)이 척추경의 매질1(M1) 내지 매질4를 통과하여 적절한 위치에 삽입되는 과정을 설명하고자 한다. Referring to the schematic diagram of FIG. 2 and the feedback flow diagram shown in FIG. 4, a process of inserting the screw 300 through the medium 1 (M1) to the medium 4 of the vertebrae and inserting the screw 300 at an appropriate position will be described.

먼저, 제1단계(S10)는 본 발명인 드릴(100)에 상기 나사못(300)이 장착된 드릴팁(200)이 구비된 후 상기 척추경의 매질1(M1)을 통과한다. First, in a first step S10, a drill tip 200 equipped with the screw 300 is installed in a drill 100 according to the present invention, and then passes through a medium M1 of the vertebra.

다음으로, 제2단계(S20)는 상기 센서에 의해 토크 값 또는 회전속도를 감지한다. Next, the second step S20 senses the torque value or the rotation speed by the sensor.

다음으로, 제3단계(S30)는 상기 센서에 의해 감지된 토크 값 또는 회전속도의 변화가 사용자에 의해 설정된 1차 임계값의 범위에 해당하는지 여부를 확인한다. 상기 제3단계(S30)에서 상기 센서가 감지한 토크 값 또는 회전속도의 변화가 상기 사용자가 설정한 1차 임계값의 범위에 해당하면 하기 제4단계(S40)을 실시한다. Next, in a third step S30, it is determined whether the change in the torque value or the rotation speed sensed by the sensor corresponds to the range of the first threshold value set by the user. If the change in the torque value or the rotation speed detected by the sensor in the third step S30 corresponds to the range of the first threshold set by the user, the fourth step S40 is performed.

만약, 상기 제3단계(S30)에서 상기 센서가 감지한 토크 값 또는 회전속도의 변화가 상기 사용자가 설정한 1차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우 제3-1단계(S31)를 실시한다. 보다 구체적으로, 상기 제3단계(S30)에서 상기 1차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우, 상기 제3-1단계(S31)에서 사용자에 의해 설정된 허용 범위 값인지 판단한다. 만약, 상기 제3-1단계(S31)에서 허용 범위 값에 있으면 제3-2단계(S32)에서 사용자에게 알람을 통해 경보를 하고, 제3-3단계(S33)에서 사용자에 의해 상기 알람이 오프되면 하기 제4단계(S40)을 실시한다. 그러나 상기 제3-1단계(S31)에서 허용 범위 값을 벗어나게 되면 본 발명인 나사못(300) 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴(100)은 전원이 오프(off)된다. 또한, 상기 제3-3단계(S33)에서 사용자에 의한 알람이 오프(off)되지 않으면 본 발명인 나사못(300) 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴(100)은 전원이 오프(off)된다.If the change in the torque value or the rotation speed sensed by the sensor in the third step S30 is less than or exceeds the range of the first threshold value set by the user, step 3-1 (S31) is performed do. More specifically, if the third threshold S30 is less than or equal to the first threshold value in step S30, it is determined in step S31 that the tolerance value is set by the user. If the value is within the permissible range value in the step 3-1, the alarm is given to the user in step 3-2 (S32), and the alarm is issued by the user in step 3-3 (S33) When it is off, the fourth step S40 is performed. However, if the allowable range is exceeded in the step 3-1 (S31), the spinal drill 100 equipped with the automatic sensor 300 for escape detection of the present invention is turned off. If the alarm by the user is not turned off in the step 3-3 (S33), the spinal drill 100 equipped with the automatic sensor 300 for escape detection of the present invention is turned off .

다음으로, 상기 제4단계(S40)는 상기 척추경의 매질2(M2)을 통과한 후, 제5단계(S50)에서 상기 매질1(M1)에서 매질2(M2)를 통과할 때의 토크 값 또는 회전속도를 감지한다. Next, in the fourth step S40, after passing through the medium M2 of the vertebrae, the torque value when passing through the medium M2 from the medium M1 through the medium M2 in the fifth step S50 Or rotation speed.

다음으로, 제6단계(S60)는 상기 제5단계(S50)에서 감지된 토크 값 또는 회전속도의 차이가 사용자에 의해 설정된 2차 임계값 내의 범위인지 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 사용자가 설정한 2차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우 제6-1단계(S61)를 실시한다. 상기 제6단계(S60)에서 상기 2차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우, 상기 제6-1단계(S61)에서 사용자에 의해 설정된 허용 범위 값인지 판단한다. 만약, 상기 제6-1단계(S61)에서 허용 범위 값에 있으면 알람을 통해 경보를 하고, 제6-2단계(S62)에서 사용자에 의해 상기 알람이 오프되면 하기 제7단계(S70)을 실시한다. 그러나 상기 제6-1단계(S61)에서 허용 범위 값을 벗어나게 되면 본 발명인 나사못(300) 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴(100)은 전원이 오프(off)된다. 또한, 상기 제6-3단계(S63)에서 사용자에 의한 알람이 오프(off)되지 않으면 본 발명인 나사못(300) 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴(100)은 전원이 오프(off)된다.Next, in a sixth step S60, it is determined whether the difference in the torque value or the rotation speed detected in the fifth step S50 is in a range within the second threshold value set by the user. More specifically, if the range is below or exceeds the range of the second threshold set by the user, step 6-1 (S61) is performed. If it is determined in step S60 that the value falls below or falls below the range of the second threshold value, it is determined whether the value is the allowable range value set by the user in step S6-1. If the alarm is within the permissible range value in the step S6-1, an alarm is given through the alarm. If the alarm is turned off by the user in the step S62, the seventh step S70 is performed do. However, if the allowable range is exceeded in the step 6-1, the power for the vertebra drill 100 equipped with the automatic sensor for escape of the screw 300 according to the present invention is turned off. If the user's alarm is not turned off in step S63, the spinal drill 100 equipped with the automatic sensor 300 for escape detection of the present invention is turned off .

다음으로, 상기 제7단계(S70)는 상기 척추경의 매질3(M3)을 통과한 후, 제8단계(S80)에서 상기 매질2(M2)에서 매질3(M3)을 통과할 때의 토크 값 또는 회전속도를 감지한다. Next, in the seventh step S70, after passing through the medium 3 of the vertebrae, the torque value at the time of passing through the medium 3 (M3) from the medium M2 (M2) in the eighth step S80 Or rotation speed.

다음으로, 제9단계(S90)는 상기 제8단계(S80)에서 감지된 토크 값 또는 회전속도의 차이가 사용자에 의해 설정된 3차 임계값 내의 범위인지 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 사용자가 설정한 3차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우 제9-1단계(S91)를 실시한다. 상기 제9단계(S90)에서 상기 3차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우, 상기 제9-1단계(S91)에서 사용자에 의해 설정된 허용 범위 값인지 판단한다. 만약, 상기 제9-1단계(S91)에서 허용 범위 값에 있으면 알람을 통해 경보를 하고, 제9-2단계(S92)에서 사용자에 의해 상기 알람이 오프되면 하기 제10단계(S100)을 실시한다. 그러나 상기 제9-1단계(S91)에서 허용 범위 값을 벗어나게 되면 본 발명인 나사못(300) 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴(100)은 전원이 오프(off)된다. 또한, 상기 제9-3단계(S93)에서 사용자에 의한 알람이 오프(off)되지 않으면 본 발명인 나사못(300) 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴(100)은 전원이 오프(off)된다.Next, in a ninth step S90, it is determined whether the difference in torque value or rotation speed sensed in the eighth step S80 is within a range of the third threshold value set by the user. More specifically, if the range of the third threshold value is below or exceeds the range set by the user, step 9-1 (S91) is performed. If the ninth step S90 does not meet or exceed the range of the third threshold value, it is determined whether it is the allowable range value set by the user in the step 9-1 (S91). If it is determined in the step 9-1 (S91) that the alarm is within the allowable range, an alarm is issued. If the alarm is turned off by the user in the step 9-2 (S92), step 10 do. However, when the allowable range is exceeded in the step 9-1, the power for the vertebra drill 100 equipped with the automatic sensor for escape of the screw 300 according to the present invention is turned off. If the alarm by the user is not turned off in step S93, the spinal drill 100 equipped with the automatic sensor 300 for escape of the present invention is turned off .

마지막으로, 상기 제10단계(S100)는 상기 매질4(M4)를 통과한 뒤 사용자에 의해 상기 드릴팁(200)이 제거되고 상기 척추경에 상기 나사못(300)을 삽입하는 수술이 완성된다. Finally, in the tenth step S100, the drill tip 200 is removed by the user after passing through the medium 4 (M4), and the operation of inserting the screw 300 into the spinal column is completed.

하기는 본 발명인 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴을 이용하여 테스트를 실시한 결과이다. The following is a test result using a vertebra drill equipped with an automatic sensor for detecting a screw exit according to the present invention.

ㄱ. 서로 다른 매질에서의 테스트A. Testing on different media

본 실험은 한계점 적용이 가능하다고 판단된 목재 재료를 드릴링하여 실험을 진행하였다. 각 매질에서의 실험을 통해 본 발명인 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴의 온/오프 기능을 확인하고, 실제 임상 실험적용을 추후 진행하면 수술시 사용 가능할 것으로 판단하였다. The experiment was conducted by drilling the wood material that was considered to be applicable to the limit. The on / off function of the vertebra drill equipped with the automatic sensor for detecting a screw exit according to the present invention was confirmed through experiments in each medium, and it was judged that the on /

도 5는 실제 매질을 통과할 때의 토크의 실시간 변화값을 측정한 것으로 각 매질에서 토크의 변화가 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 6은 임계점을 설정한 후 매질을 통과하였을 때의 온/오프 결과값을 나타낸 것으로 센서에 의해 다른 매질을 확인하여 드릴이 오프되었을 때에도 약 4초간 공회전이 되는 것을 알 수 있다. FIG. 5 is a graph showing a real-time variation value of a torque when passing through an actual medium, and it can be seen that there is a change in torque in each medium. 6 shows the ON / OFF result value when passing through the medium after setting the critical point. It can be seen that even when the drill is turned off by the sensor, the idle operation is performed for about 4 seconds.

본 테스트를 통해 서로 다른 매질을 통과할 때 토크 값의 변화가 실시간으로 있음을 확인하였고, 임계값을 적용하였을 때 상기 센서에 의해 드릴의 작동이 자동적으로 멈춤을 확인하였다. 다만, 상기 드릴이 오프된 후에도 모터의 관성에 의해 공회전의 문제점이 발생되었고, 상기 공회전 문제을 해결하기 위해 하기와 같은 테스트를 진행하였다. Through this test, it was confirmed that the torque value changed in real time when passing through different media, and when the threshold value was applied, the operation of the drill was automatically stopped by the sensor. However, even after the drill was turned off, there was a problem of idling due to inertia of the motor. To solve the idling problem, the following test was conducted.

ㄴ. 공회전 문제에 대한 테스트N. Test for idling problems

서로 다른 매질에서의 테스트에서 확인한 바와 같이 모터의 관성에 의한 공회전 문제를 해결하기 위해 온/오프 방식에서의 공회전 문제점을 해결하기 위한 모터의 관성에 대한 테스트를 진행하였다. In order to solve the idling problem caused by the inertia of the motor, we tested the inertia of the motor to solve the idling problem in the on / off method, as confirmed by testing in different media.

도 7에 나타난 바와 같이 공회전 문제에 대한 모터 테스트를 위해 사진에 나타난 장치를 설치하고, 실험을 진행하였다. 그 결과로 도 8에 나타난 그래프와 같이 매질이 있는 상태와 없는 상태에서의 관성에 의한 RPM 차이를 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 7, the apparatus shown in the photograph was installed for the motor test for the idling problem, and the experiment was conducted. As a result, as shown in the graph of FIG. 8, the RPM difference due to the inertia in the state with and without the medium was confirmed.

보다 구체적으로, 매질이 있는 상태와 없는 상태에서의 관성에 의한 모터가 공회전 하는 시간차이가 약 5초 정도 나타나는 것을 확인하였고 일반적인 토크센서만으로 한계가 있을 것으로 판단하였다. 따라서 본 발명에 의한 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴의 경우 이러한 공회전에 의한 의료사고가 발생할 수 있으므로 상기 문제점을 보완할 수 있는 추가 기술이 필요할 것으로 판단되었다. More specifically, it was confirmed that the time difference between idling of the motor due to the inertia in the state with and without the medium appeared for about 5 seconds, and it was judged that there was a limit only by the general torque sensor. Therefore, in the case of the spinal drill equipped with the automatic sensor for detecting the escape of the screw according to the present invention, a medical accident due to such idling may occur, so that it is necessary to provide an additional technique for solving the above problem.

ㄷ. 공회전 문제를 보정하기 위한 자기장센서 테스트C. Magnetic field sensor test to calibrate idling problems

이론적으로 cortical bone, cnacellous bone, blood 등 척추뼈에서의 3가지는 각각 다른 전기장을 갖는다. 따라서 전기장센서를 이용하여 위와 같은 3가지를 구분하여 감지할 수 있다.Theoretically, three of the vertebral bones, cortical bone, cnacellous bone, and blood, each have a different electric field. Therefore, it is possible to detect the above three kinds by using the electric field sensor.

도 9에 나타난 바와 같이, 리드스위치와 전자석을 이용하여 전자기장센서를 테스트하였을 때 전자기장 센서의 거리에 따라 자기장값의 변화를 확인할 수 있었다. 이론적으로 cortical bone은 약 25%, cancellous bone은 약 50%, blood는 90%의 자기장 값을 가진다. 따라서 바이폴라(bipolar) 센서를 이용하여 작은 팁 형식으로 제작 가능할 것으로 예상하였다. 결론적으로, 공회전 문제를 전자기장센서와 결합하여 안정적이고 편리한 자동화 척추못 나사 드릴을 개발할 수 있었다. As shown in FIG. 9, when the electromagnetic field sensor was tested using the reed switch and the electromagnet, the change of the magnetic field value was confirmed according to the distance of the electromagnetic field sensor. Theoretically, the magnetic field is about 25% for the cortical bone, about 50% for the cancellous bone, and 90% for the blood. Therefore, it is expected that a small tip type can be manufactured using a bipolar sensor. In conclusion, we could develop stable and convenient automatic spindle nail screw drill by combining idling problem with electromagnetic field sensor.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 고가 장비인 영상 장치를 이용하지 않고 척추에 나사못 삽입의 정확성을 높일 수 있는 드릴을 제조할 수 있다. According to the solution of the above-mentioned problems, the present invention can manufacture a drill capable of increasing the accuracy of screw insertion in the spine without using a high-cost imaging device.

또한, 본 발명은 미세한 나사못 이탈을 감지할 수 있는 기능이 구비된 척추 나사못 드릴을 제조할 수 있다. In addition, the present invention can manufacture a spinal screw drill equipped with a function of detecting a slight deviation of a screw.

또한, 본 발명은 척추경에 나사못 결합이 용이하고 상용화가 가능한 척추 나사못 드릴을 제조할 수 있다. Further, the present invention can manufacture a spinal screw drill which is easy to be screwed into the spinal column and can be commercialized.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.

100. 드릴
200. 드릴팁
300. 나사못
400. 호환용프로그램
S10. 드릴(100)에 상기 나사못(300)이 장착된 드릴팁(200)이 구비된 후 상기 척추경의 매질1(M1)을 통과하는 제1단계;
S20. 상기 드릴팁(200)에 구비된 센서에 의해 토크 값 또는 회전속도를 감지하는 제2단계;
S30. 상기 센서에 의해 감지된 토크 값 또는 회전속도의 변화가 사용자에 의해 설정된 1차 임계값의 범위에 해당하는지 여부를 확인하는 제3단계;
S31. 상기 제3단계(S30)에서 상기 센서가 감지한 토크 값 또는 회전속도의 변화가 상기 사용자가 설정한 1차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우 실시되는 제3-1단계;
S32. 상기 제3-1단계(S31)에서 허용 범위 값에 있으면 사용자에게 알람을 통해 경보를 하는 제3-2단계;
S33. 사용자에 의해 알람의 오프(off) 여부를 확인하는 제3-3단계;
S40. 상기 드릴팁(200)이 상기 척추경의 매질2(M2)을 통과하는 제4단계;
S50. 상기 매질1(M1)에서 매질2(M2)를 통과할 때의 토크 값 또는 회전속도를 감지하는 제5단계;
S60. 상기 센서에 의해 감지된 토크 값 또는 회전속도의 변화가 사용자에 의해 설정된 2차 임계값의 범위에 해당하는지 여부를 확인하는 제6단계;
S61. 상기 제6단계(S60)에서 상기 센서가 감지한 토크 값 또는 회전속도의 변화가 상기 사용자가 설정한 2차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우 실시되는 제6-1단계;
S62. 상기 제6-1단계(S61)에서 허용 범위 값에 있으면 사용자에게 알람을 통해 경보를 하는 제6-2단계;
S63. 사용자에 의해 알람의 오프(off) 여부를 확인하는 제6-3단계;
S70. 상기 드릴팁(200)이 상기 척추경의 매질3(M3)을 통과하는 제7단계;
S80. 상기 매질1(M1)에서 매질2(M2)를 통과할 때의 토크 값 또는 회전속도를 감지하는 제8단계;
S90. 상기 센서에 의해 감지된 토크 값 또는 회전속도의 변화가 사용자에 의해 설정된 3차 임계값의 범위에 해당하는지 여부를 확인하는 제9단계;
S91. 상기 제9단계(S60)에서 상기 센서가 감지한 토크 값 또는 회전속도의 변화가 상기 사용자가 설정한 3차 임계값의 범위에 미달하거나 초과하는 경우 실시되는 제9-1단계;
S92. 상기 제9-1단계(S91)에서 허용 범위 값에 있으면 사용자에게 알람을 통해 경보를 하는 제9-2단계;
S93. 사용자에 의해 알람의 오프(off) 여부를 확인하는 제9-3단계;
S100. 매질4(M4)를 통과한 뒤 사용자에 의해 상기 드릴팁(200)이 제거되고 상기 척추경에 상기 나사못(300)을 삽입하는 수술이 완성되는 제10단계;100. Drill
200. Drill tip
300. Screws
400. Compatibility Program
S10. A first step of passing a drill tip (200) equipped with the screw (300) on a drill (100) and then passing through a medium (M1) of the vertebra;
S20. A second step of sensing a torque value or a rotational speed by a sensor provided in the drill tip 200;
S30. A third step of checking whether a change in the torque value or the rotation speed detected by the sensor corresponds to a range of a first threshold value set by the user;
S31. (3-1) when the change in the torque value or the rotation speed sensed by the sensor in the third step S30 is less than or exceeds a range of the first threshold value set by the user;
S32. A third step (3-2) of providing an alarm to the user through an alarm if the value is within an allowable range value in the third step (S31);
S33. (3-3) of confirming whether the alarm is turned off by the user or not;
S40. A fourth step in which the drill tip (200) passes through the medium (M2) of the vertebra;
S50. A fifth step of sensing a torque value or a rotation speed when the medium 1 (M1) passes through the medium 2 (M2);
S60. A sixth step of checking whether a change in the torque value or the rotation speed sensed by the sensor corresponds to a range of a secondary threshold value set by the user;
S61. (6-1) when the change in the torque value or the rotation speed detected by the sensor in the sixth step (S60) is less than or exceeds a range of the second threshold value set by the user;
S62. A sixth step (6-2) of providing an alarm to the user through an alarm if the value is within the allowable range value in the step S6-1;
S63. (6-3) confirming whether or not the alarm is turned off by the user;
S70. A seventh step in which the drill tip (200) passes through the medium (M3) of the vertebra;
S80. An eighth step of sensing a torque value or a rotation speed when the medium 1 (M1) passes through the medium 2 (M2);
S90. A ninth step of checking whether a change in torque value or rotation speed sensed by the sensor corresponds to a range of a third threshold value set by the user;
S91. (9-1) when the change in the torque value or the rotation speed detected by the sensor in the ninth step (S60) is less than or exceeds the range of the third threshold value set by the user;
S92. (9-2) when an alarm is given in the step 9-1 (S91), the alarm is given to the user through an alarm;
Q93. (9-3) checking whether the alarm is turned off by the user;
S100. A step 10 in which the drill tip 200 is removed by the user after passing through the medium 4 and the user inserts the screw 300 into the vertebra;

Claims (5)

척추 고정 수술에 있어서,
척추경의 다른 매질을 통과할 때 토크 값 또는 회전 속도의 차이를 감지하는 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴In spinal fusion surgery,
A sensor for detecting a difference between a torque value and a rotational speed when passing through another medium of the vertebrae, 제1항에 있어서,
상기 센서는,
상기 토크 값의 차이를 감지할 때 알람이 울리는 것을 특징으로 하는 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴The method according to claim 1,
The sensor includes:
And an alarm is sounded when a difference in the torque value is sensed. A spinal drill 제1항에 있어서,
상기 센서는,
상기 토크 값의 차이를 감지할 때 상기 드릴의 전원을 오프(off)하는 것을 특징으로 하는 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴The method according to claim 1,
The sensor includes:
Wherein the drill is turned off when a difference in the torque value is sensed. 제1항에 있어서,
상기 센서는 상기 드릴에 구비된 드릴팁(tip)에서 전기장을 형성하여 감지하는 것을 특징으로 하되,
상기 전기장 형성은 상기 드릴팁의 내부가 음극이고 외부가 양극인 것을 특징으로 하는 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴The method according to claim 1,
Wherein the sensor forms and detects an electric field in a drill tip provided on the drill,
Wherein the electric field is formed by a drill tip having a cathode and an external anode. 제1항에 있어서,
상기 드릴은,
스마트 기기 또는 컴퓨터와 호환되는 것을 특징으로 하는 나사못 탈출 자동감지 센서가 구비된 척추용 드릴The method according to claim 1,
The drill includes:
Characterized in that it is compatible with a smart device or a computer, the spine drill
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