KR20200045527A - 발목 관절 성형술 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
발목 관절 성형술 시스템은 거골 보철물 및 경골 보철물을 가질 수 있으며, 이들 각각은 관절 표면 및 뼈 결합 표면을 포함한다. 각각의 뼈 결합 표면은 볼록한 형상을 갖는 전방-후방 굴곡 및 중앙-측면 방향 굴곡을 포함할 수 있다. 회전 가능한 커팅 부재를 포함하는 버(burr)는 대응하는 보철물을 수용하기 위해 거골 또는 경골 상에 준비된 표면을 형성하는데 사용될 수 있다. 버의 이동을 가이드하기 위해 커팅 가이드가 사용될 수 있으며; 커팅 가이드는 베이스 및 베이스에 이동 가능하게 결합된 아암을 포함할 수 있다. 베이스와 아암 중 어느 하나는 가이드 표면을 포함할 수 있고, 다른 하나는 준비된 표면이 적어도 하나의 오목한 굴곡 및 하나의 볼록한 굴곡을 갖도록 버의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 슬라이딩하는 팔로워를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 수술 시스템과 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 발목 관절 성형을 위한 임플란트와 관련 방법에 관한 것이다.
관절 성형술(Joint arthroplasty) 절차는 관절의 적어도 하나의 관절면이 보철 관절면으로 대체되는 수술 절차이다. 이러한 절차는 점점 일반화되고 있다. 특히, 발목 관절 성형술은 외상(trauma) 또는 경골(tibia, 硬骨)과 거골(talus, 距骨)의 자연 관절 표면의 변성(degeneration)으로 인해 필요할 수 있다.
성공적인 발목 관절 성형술을 위해서, 발목 관절의 수술 후 이동 특성이, 가능한 한, 자연 발목(natural ankle)의 이동 특성을 모방하는 것이 중요하다. 또한, 관절이 연속적인 기능을 하는 동안, 발목 임플란트(ankle implants)가 제자리에 유지되는 것이 바람직하다. 더 나아가, 발목 관절 성형술 절차가 오류의 여지없이 신속하고 원활하게 수행되는 것이 바람직하다. 기존의 많은 발목 관절 성형술 임플란트와 방법은 생체 역학적으로 부정확하거나, 이식하는데 시간이 오래 걸리거나, 파운데이션 뼈(underlying bone)에 충분한 부착을 형성하지 않는다.
본 발명은 향상된 생체 역학, 우수한 뼈 고정 및/또는 유선형 임플란트를 제공할 수 있는, 발목 관절 성형을 위한 임플란트와 관련 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따르면, 발목 관절 성형술 시스템은 거골(talus)의 자연 거골 관절 표면과 경골의 자연 경골 관절 표면을 대체하도록 설계될 수 있다. 발목 관절 성형술 시스템은 거골 보철물과 경골 보철물을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 관절 표면과 뼈 결합 표면을 갖는다. 뼈 결합 표면들 중 적어도 하나는 제1 전방-후방 굴곡(anterior-posterior curvature)과 볼록한 형상을 갖는 중앙-측면 굴곡(medial-lateral curvature)을 포함할 수 있다.
제1 전방-후방 굴곡은 뼈 결합 표면의 실질적으로 전체 길이를 따라, 전방-후방 방향으로, 연장될 수 있다. 또한, 뼈 결합 표면은 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출하고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골(keel)을 포함할 수 있다. 용골은 고정된(secured) 또는 선택의 나머지와 함께 일체로 형성된 베이스 부분과, 거골 준비된 표면(talar prepared surface) 또는 경골 준비된 표면(tibial prepared surface)을 관통하기 위해 베이스 부분으로부터 연장되는 관통 부분을 포함할 수 있다. 관통 부분은 대체로 반원형 둘레를 포함할 수 있다.
거골 관절 표면은 중앙-측면 방향으로 연장되는 2개의 볼록한 거골 굴곡과, 2개의 볼록한 거골 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향으로 연장되는 오목한 거골 굴곡을 포함할 수 있다. 경골 관절 표면은 중앙-측면 방향으로 연장되는 2개의 오목한 경골 굴곡과, 2개의 오목한 경골 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향으로 연장되는 볼록한 경골 굴곡을 포함할 수 있다. 거골 관절 표면과 경골 관절 표면은, 경골 관절 보철물이 거골 관절 보철물의 중심에 위치할 때, 2개의 오목한 경골 굴곡이 2개의 볼록한 거골 굴곡과 실질적으로 동일 평면에 있도록 형성될 수 있다.
제1 전방-후방 굴곡을 갖는 뼈 결합 표면은 거골 뼈 결합 표면일 수 있고, 제1 전방-후방 굴곡은 오목한 굴곡일 수 있다. 거골 뼈 결합 표면은 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡과, 제1 중앙-측면 굴곡과 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 포함할 수 있다. 거골 뼈 결합 표면은 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출하고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 추가로 포함할 수 있다.
제1 전방-후방 굴곡을 갖는 뼈 결합 표면은 경골 뼈 결합 표면 일 수 있고, 제1 전방-후방 굴곡은 볼록한 굴곡일 수 있다. 경골 뼈 결합 표면은, 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡과, 제1 중앙-측면 굴곡와 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 포함할 수 있다. 경골 뼈 결합 표면은 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 추가로 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 거골 관절 보철물은 자연 거골 관절 표면을 대체하도록 형성되는 거골 관절 표면과, 거골(talus)의 거골 준비된 표면과 결합하도록 형성되는 거골 뼈 결합 표면을 포함할 수 있다. 거골 뼈 결합 표면은 오목한 형상을 갖고 전방-후방으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡과, 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제1 중앙-측면 굴곡을 포함할 수 있다.
제1 전방-후방 굴곡은 거골 뼈 결합 표면의 전방-후방 방향으로 실질적으로 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 거골 뼈 결합 표면은 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡과, 제1 중앙-측면 굴곡과 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 포함할 수 있다. 거골 뼈 결합 표면은 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 추가로 포함할 수 있다. 용골은 고정된(secured) 또는 거골 뼈 결합 표면의 나머지와 함께 일체로 형성된 베이스 부분과, 거골 준비된 표면을 관통하기 위해 베이스 부분으로부터 연장되는 관통 부분을 포함할 수 있다. 관통 부분은 대체로 반원형 둘레를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 경골 관절 보철물은 자연 경골 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면과, 경골의 경골 준비 표면과 결합하도록 형성된 경골 뼈 결합 표면을 포함할 수 있다. 경골 뼈 결합 표면은 볼록한 형상을 갖고 전방-후방으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡과, 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제1 중앙-측면 굴곡을 포함할 수 있다.
제1 전방-후방 굴곡은 경골 뼈 결합 표면의 전방-후방 방향으로 실질적으로 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 경골 뼈 결합 표면은 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡과, 제1 중앙-측면 굴곡과 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 포함할 수 있다. 경골 뼈 결합 표면은 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 추가로 포함할 수 있다. 용골은 고정된(secured) 또는 경골 뼈 결합 표면의 나머지와 함께 일체로 형성된 베이스 부분과, 경골 준비된 표면을 관통하기 위해 베이스 부분으로부터 연장되는 관통 부분을 포함할 수 있다. 관통 부분은 대체로 반원형 둘레를 포함할 수 있다.
일 실시예들에 따르면, 관절 성형술용 뼈를 준비하기 위한 시스템은, 오목한 형상와 볼록한 형상으로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 회전 가능한 커팅 부재의 길이를 따라 연장되는 형상을 갖는 회전 가능한 커팅 부재를 갖는 버(burr)를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 뼈에 고정 가능한 뼈 부착 인터페이스와 버에 고정 가능한 버 부착 인터페이스를 구비한 커팅 가이드와, 버(burr)로 뼈 상에 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해 버 부착 인터페이스와 뼈 부착 인터페이스 사이의 상대 이동을 제한하도록 구성되는 가이드 메카니즘을 더 포함할 수 있다. 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡 또는 볼록한 굴곡을 포함할 수 있다.
커팅 가이드는 파운데이션(foundation)과 버 홀더를 더 포함할 수 있다. 파운데이션은 뼈 부착 인터페이스와 버 홀더 인터페이스를 포함할 수 있다. 버 홀더는 버 부착 인터페이스와 버 홀더 인터페이스에 결합될 수 있는 파운데이션 인터페이스를 포함할 수 있다.
가이드 메커니즘은 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 제1 방향을 따라 버 부착 인터페이스의 이동(motion)을 허용할 수 있다. 가이드 메커니즘은 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 직선을 따라 버 부착 인터페이스의 이동을 가이드할 수 있다. 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 볼록한 형상일 수 있다. 준비된 표면은 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 제1 볼록한 굴곡과 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함할 수 있다.
가이드 메커니즘은 또한 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 평행한 제2 방향을 따라 버 부착 인터페이스의 이동을 허용할 수 있다. 가이드 메커니즘은 회전 가능한 커팅 부재에 수직인 축을 중심으로 버 부착 인터페이스의 회전을 허용함으로써 제2 방향을 따라 버 부착 인터페이스의 이동을 허용할 수 있다. 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 오목한 형상일 수 있다. 준비된 표면은 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 제1 볼록한 굴곡과 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함할 수 있다. 단면 형상은 볼록한 굴곡을 따라 스윕(sweep)될 수 있다.
일 실시예들에 따르면, 관절 성형술용 뼈를 준비하는 방법은, 뼈 근처에 커팅 가이드를 위치시키는 단계; 커팅 가이드는 뼈 부착 인터페이스와, 버 부착 인터페이스와, 가이드 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 방법은 뼈 부착 인터페이스를 뼈에 고정시키는 단계와, 버를 버 부착 인터페이스에 고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 버는 오목한 형상과 볼록한 형상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 회전 가능한 커팅 부재의 길이를 따라 연장되는 형상을 갖는 회전 가능한 커팅 부재를 포함할 수 있다. 상기 방법은 가이드 메커니즘을 이용하여 버로 뼈 상에 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계를 더 포함할 수 있다. 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡 또는 볼록한 굴곡을 포함할 수 있다.
커팅 가이드는 뼈 부착 인터페이스와 버 홀더 인터페이스를 갖는 파운데이션을 더 포함할 수 있다. 또한, 커팅 가이드는 버 부착 인터페이스와 파운데이션 인터페이스를 갖는 버 홀더를 포함할 수 있다. 상기 방법은 버 홀더의 파운데이션 인터페이스를 파운데이션의 버 홀더 인터페이스에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는, 가이드 메커니즘으로, 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 제1 방향을 따라 버의 이동을 허용하는 것을 포함할 수 있다. 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는, 가이드 메커니즘으로, 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 직선을 따라 버 부착 인터페이스의 이동을 가이드하는 것를 더 포함할 수 있다. 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 볼록한 형상일 수 있다. 준비된 표면은 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 제1 볼록한 굴곡과 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함할 수 있다.
뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는, 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 평행한 제2 방향을 따라 버 부착 인터페이스의 이동을 허용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는, 회전 가능한 커팅 부재에 수직인 축을 중심으로 버 부착 인터페이스의 회전을 허용하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 오목한 형상일 수 있다. 준비된 표면은 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 제1 볼록한 굴곡과 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함할 수 있다. 단면 형상은 볼록한 굴곡을 따라 스윕(sweep)될 수 있다.
일 실시예들에 따르면, 발목 관절 성형술용 거골 또는 경골을 준비하기 위한 시스템은 제1 버와 제1 커팅 가이드를 포함할 수 있다. 제1 버는 제1 회전 가능한 커팅 부재의 길이를 따라 연장되는 제1 형상을 갖는 제1 회전 가능한 커팅 부재를 포함할 수 있다. 제1 형상은 오목한 형상과 볼록한 형상으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 제1 커팅 가이드는 거골 또는 경골에 고정 가능한 제1 뼈 부착 인터페이스와, 제1 버에 고정 가능한 제1 버 부착 인터페이스와, 제1 버로 경골 또는 거골 상에 제1 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해 제1 회전 가능한 커팅 부재의 제1 길이에 수직인 제1 방향을 따라 제1 버 부착 인터페이스의 이동을 허용함으로써 제1 버 부착 인터페이스와 제1 뼈 부착 인터페이스 사이의 상대 이동을 제한하도록 구성된 제1 가이드 메커니즘을 포함할 수 있다. 제1 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡 또는 볼록한 굴곡을 포함할 수 있다.
제1 뼈 부착 인터페이스는 제1 준비된 표면이 거골에 있도록 거골에 고정될 수 있다. 제1 가이드 메커니즘은 제1 회전 가능한 커팅 부재에 수직인 축을 중심으로 제1 버 부착 인터페이스의 회전을 허용함으로써, 제1 회전 가능 커팅 부재의 제1 길이에 평행한 제2 방향을 따라 제1 버 부착 인터페이스의 이동을 추가로 허용할 수 있다. 제1 형상은 제1 준비된 표면이 볼록한 굴곡을 따라 스윕된 단면 형상을 갖도록 오목한 형상일 수 있다.
시스템은 볼록한 형상을 갖는 제2 회전 가능한 커팅 부재를 구비한 제2 버와 제2 커팅 가이드를 더 포함할 수 있다. 제2 커팅 가이드는 경골에 고정 가능한 제2 뼈 부착 인터페이스와, 제2 버에 고정 가능한 제2 버 부착 인터페이스와, 제2 버로 경골 상에 제2 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해 제2 회전 가능한 커팅 부재의 제2 길이에 수직인 제3 방향을 따라 제2 버 부착 인터페이스의 이동을 허용함으로써 제2 버 부착 인터페이스와 제2 뼈 부착 인터페이스 사이의 상대 이동을 제한하도록 구성된 제2 가이드 메커니즘을 포함할 수 있다. 제2 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡을 포함할 수 있다.
제1 커팅 가이드는 제1 뼈 부착 인터페이스와 제1 버 홀더를 구비한 제1 파운데이션을 추가로 포함할 수 있다. 제1 파운데이션은 제1 버 홀더 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 제1 버 홀더는 제1 버 부착 인터페이스와, 제1 버 홀더 인터페이스에 결합될 수 있는 제1 파운데이션 인터페이스를 포함할 수 있다. 제2 커팅 가이드는 제2 파운데이션과 제2 버 홀더를 더 포함할 수 있다. 제2 파운데이션은 제2 뼈 부착 인터페이스와 제2 버 홀더 인터페이스를 포함할 수 있다. 제2 버 홀더는 제2 버 부착 인터페이스와, 제2 버 홀더 인터페이스에 결합될 수 있는 제2 파운데이션 인터페이스를 포함할 수 있다. 시스템은 제1 파운데이션에 부착 가능한 제3 파운데이션 인터페이스와, 제1 파운데이션에 대한 제2 파운데이션의 위치 설정을 용이하게 하기 위해 제2 파운데이션에 부착 가능한 제4 파운데이션 인터페이스를 갖는 정렬 블록을 더 포함할 수 있다.
일 실시예들에 따르면, 발목 관절 성형술을 수행하는 방법은, 발목 관절의 전방을 노출시키는 단계와, 제1 커팅 가이드를 거골 또는 경골인 제1 뼈에 고정하는 단계와, 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴(cutting tool)을 발목 관절에 삽입하는 단계와, 제1 커팅 툴이 제1 뼈 상에 제1 준비된 표면을 형성하도록 제1 뼈에 대한 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 제1 커팅 가이드를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 준비된 표면은 전방-후방으로 연장되는 제1 전방 후방 굴곡을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 준비된 표면 상에 제1 보철물을 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제1 보철물은 제1 뼈의 제1 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 제1 관절 표면을 포함할 수 있다.
제1 보철물은 용골(keel)일 수 있다. 상기 방법은 전방 접근을 따라 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계와, 제1 커팅 가이드로, 제2 커팅 툴이 제1 뼈 내에 슬롯을 형성하도록 제1 뼈에 대한 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계(슬롯은 전방-후방 방향으로 향하도록 함)를 더 포함할 수 있다. 제1 보철물을 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계는 용골을 슬롯에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 뼈는 경골일 수 있다. 제1 전방-후방 굴곡은 전방-후방으로 연장되는 오목한 굴곡일 수 있다. 제1 보철물은 볼록한 뼈 결합 표면을 포함할 수 있다. 제1 보철물을 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계는 볼록한 뼈 결합 표면을 오목한 굴곡 내로 삽입하는 것을 포함할 수 있다.
제1 뼈는 거골일 수 있다. 상기 제1 전방-후방 굴곡은 전방-후방으로 연장되는 볼록한 굴곡일 수 있다. 제1 보철물은 오목한 뼈 결합 표면을 포함할 수 있다. 제1 보철물을 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계는 오목한 뼈 결합 표면에 볼록한 굴곡을 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 발목 관절의 전방을 노출시키는 단계, 경골에 제2 커팅 가이드를 고정하는 단계와, 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 제2 커팅 가이드로, 경골에 대한 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴이 경골 상에, 전방-후방으로 연장되는 오목한 굴곡을 포함하는 제2 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제2 준비된 표면을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제2 준비된 표면 상에 제2 보철물을 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제2 보철물은 볼록한 뼈 결합 표면과 경골의 제2 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 제2 관절 표면을 포함할 수 있다. 제2 보철물을 제2 준비된 표면 상에 배치하는 단계는 볼록한 뼈 결합 표면을 오목한 굴곡 내로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 커팅 가이드는, 거골 뼈 부착 인터페이스와 거골 툴 홀더 인터페이스를 포함하는 거골 파운데이션; 및, 거골 툴 부착 인터페이스와 거골 파운데이션 인터페이스를 포함하는 거골 툴 홀더를 포함할 수 있다. 제1 커팅 가이드를 제1 뼈에 고정하는 단계는, 거골 뼈 부착 인터페이스를 거골에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 커팅 가이드로 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하기 전에, 거골 툴 홀더 인터페이스를 거골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 거골 파운데이션을 거골 툴 홀더에 결합하는 단계; 및, 제1 커팅 툴을 거골 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 거골 파운데이션을 거골에 고정하기 전에, 시편을 거골 상에 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 시편은 칼럼의 원위 단부에 결합될 수 있다. 상기 방법은, 칼럼의 근위 단부를 환자 다리의 근위 부분에 있는 랜드 마크와 정렬시킴으로써, 칼럼을 사용하여 시편과 거골을 정렬하는 단계와, 거골 파운데이션과 시편을 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 정렬 블록의 거골 파운데이션 인터페이스를 거골 파운데이션에 부착하는 단계와, 정렬 블록의 경골 파운데이션 인터페이스를 경골 파운데이션에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 경골 파운데이션은 경골 뼈 부착 인터페이스와 경골 툴 홀더 인터페이스를 포함할 수 있다. 방법은 경골 뼈 부착 인터페이스를 경골이 고정하는 단계와, 경골 툴 홀더 인터페이스를 경골 툴 홀더의 경골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 경골 툴 홀더를 경골 파운데이션에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 경골 파운데이션과 경골 툴 홀더는 제2 커팅 가이드를 구성할 수 있다.
상기 방법은 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 경골 툴 홀더의 경골 툴 부착 인터페이스에 부착하고, 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계와 제2 커팅 가이드로, 중앙-측면 방향으로 경골에 대한 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하여 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴이 경골 상에 제2 준비된 표면을 형성하도록 하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제2 준비된 표면은 전방-후방 방향으로 연장된 오목한 굴곡을 포함하는 제2 전방-후방 굴곡을 포함할 수 있다.
제1 준비된 표면을 형성하기 위해 제1 뼈에 대해 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계는, 중앙-측면 방향으로 제1 커팅 툴을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 준비된 표면을 형성하기 위해 제1 뼈에 대해 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계는, 중앙-측면 방향으로 연장된 축을 중심으로 제1 뼈에 대해 제1 커팅 툴을 회전시켜서 제1 커팅 툴이 전방-후방 방향으로 이동하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법은 발목 관절의 전방을 노출시키는 단계, 거골 커팅 가이드를 거골에 고정하는 단계, 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 거골 상에 제1 준비된 표면을 형성하기 위해, 거골 커팅 가이드로, 중앙-측면 방향으로 연장된 축을 중심으로 거골에 대한 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 제1 커팅 툴이 전방-후방 방향으로 이동하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 준비된 표면은 전방-후방 방향으로 연장된 제1 전방-후방 굴곡을 포함할 수 있다. 방법은 거골 보철물을 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 거골 보철물은 거골의 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 거골 관절 표면을 포함할 수 있다.
거골 보철물은 용골을 포함할 수 있다. 이 방법은 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계와 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴이 거골 내에 슬롯을 형성하도록, 거골 커팅 가이드로, 거골에 대한 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 슬롯은 전방-후방 방향으로 배향된다. 제1 준비된 표면 상에 거골 보철물을 배치하는 단계는, 용골을 슬롯에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 준비된 표면을 형성하기 위해 거골에 대해 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계는, 제1 커팅 툴을 중앙-측면 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 경골에 경골 커팅 가이드를 고정하는 단계와 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은 경골 상에 제2 준비된 표면을 형성하기 위해, 경골 커팅 가이드로, 경골에 대한 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 중앙-측면 방향으로 이동시켜서, 전방-후방으로 연장되는 오목한 굴곡을 포함하는 제2 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제2 준비된 표면을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제2 준비된 표면 상에, 경골 보철물을 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 경골 보철물은, 경골의 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면을 포함할 수 있다.
거골 커팅 가이드는, 거골 뼈 부착 인터페이스와 거골 툴 홀더 인터페이스를 포함하는 거골 파운데이션; 및, 거골 툴 부착 인터페이스와 거골 파운데이션 인터페이스를 포함하는 거골 툴 홀더를 포함할 수 있다. 거골 커팅 가이드를 거골에 고정하는 단계는, 거골 뼈 부착 인터페이스를 거골에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 거골 커팅 가이드로 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하기 전에, 거골 툴 홀더 인터페이스를 거골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 거골 파운데이션을 거골 툴 홀더에 결합하는 단계와, 제1 커팅 툴을 거골 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 정렬 블록의 거골 파운데이션 인터페이스를 거골 파운데이션에 부착하고 정렬 블록의 경골 파운데이션 인터페이스를 경골 파운데이션에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 경골 파운데이션은 경골 뼈 부착 인터페이스와 경골 툴 홀더 인터페이스를 포함할 수 있다. 상기 방법은 경골 뼈 부착 인터페이스를 경골이 고정하는 단계와, 경경골 툴 홀더 인터페이스를 경골 툴 홀더의 경골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 경골 툴 홀더를 경골 파운데이션에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 경골 파운데이션과 경골 툴 홀더는 제2 커팅 가이드를 구성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법은 발목 관절의 전방을 노출시키고, 거골 커팅 가이드를 거골에 고정하는 단계, 전방 접근을 따라 제1 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 거골 커팅 가이드로, 거골에 대한 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 제1 커팅 툴이 거골 상에, 전방-후방으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제1 준비된 표면을 형성한다. 상기 방법은 경골 커팅 가이드를 경골에 고정하는 단계, 전방 접근을 따라 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계, 경골 커팅 가이드로, 경골에 대한 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴이 경골 상에, 전방-후방으로 연장되는 제2 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제2 준비된 표면을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 거골 보철물을 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계와 경골 보철물을 제2 준비된 표면 상에 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 거골 보철물은 거골의 제1 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 거골 관절 표면을 포함할 수 있고, 경골 보철물은 경골의 제2 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면을 포함할 수 있다.
거골 보철물은 거골 용골을 포함할 수 있고, 경골 보철물은 경골 용골을 포함할 수 있다. 상기 방법은 거골 내에 제1 슬롯을 형성하도록, 거골 커팅 가이드로, 거골에 대한 제1 커팅 툴, 제2 커팅 툴, 또는 제3 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 제1 슬롯은 전방-후방 방향으로 배향될 수 있다. 상기 방법은 경골 내에 제2 슬롯을 형성하도록, 경골 커팅 가이드로, 경골에 대한 제1 커팅 툴, 제2 커팅 툴, 제3 커팅 툴, 또는 제4 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 슬롯은 전방-후방 방향으로 배향된다. 제1 준비된 표면 상에 거골 보철물을 배치하는 단계는, 거골 용골을 제1 슬롯에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 준비된 표면 상에 경골 보철물을 배치하는 단계는, 경골 용골을 제2 슬롯에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
거골 커팅 가이드는 거골 파운데이션과 거골 툴 홀더를 포함하고, 경골 커팅 가이드는 경골 파운데이션과 경골 툴 홀더를 포함할 수 있다. 거골 커팅 가이드를 거골에 고정하는 단계는, 거골 파운데이션을 거골에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 경골 커팅 가이드로 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하기 전에, 정렬 블록의 거골 파운데이션 인터페이스를 거골 파운데이션에 부착하는 단계와, 정렬 블록의 경골 파운데이션 인터페이스를 경골 파운데이션에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 경골 커팅 가이드를 경골에 고정하는 단계는, 거골 파운데이션에 부착된 거골 파운데이션 인터페이스와 경골 파운데이션에 부착된 경골 파운데이션 인터페이스로, 경골 파운데이션을 경골에 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예들에 따르면, 관절 성형술용 뼈 준비 시스템은 커팅 툴과, 뼈에 고정되는 가이드 어셈블리를 포함할 수 있다. 가이드 어셈블리는, 제1 결합 특징부와 제1 가이드 특징부를 포함하는 베이스와, 제1 결합 특징부와 이동 가능하도록 결합되는 제2 결합 특징부와 커팅 툴에 부착되는 툴 부착 인터페이스와 제2 가이드 특징부를 포함하는 아암을 포함할 수 있다. 제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부 중 어느 하나는 미리 결정된 형상을 가진 가이드 표면을 포함할 수 있다. 제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부 중 나머지 하나는 베이스에 대한 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 슬라이딩하도록 구성된 팔로워를 포함할 수 있다.
제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부는, 아암이 아암의 회전축을 중심으로 베이스에 대해 회전할 수 있도록 함께 결합될 수 있다. 가이드 표면은 아암의 회전축을 향하거나 또는 아암의 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 향할 수 있다. 가이드 표면은 커팅 툴에 의한 뼈의 과도한 침투를 방지하기 위해 평면 경계 위로 커팅 툴의 커팅 툴 축의 이동을 방지하도록 구성된 평면 형상을 포함할 수 있다. 커팅 툴은 커팅 툴 축을 중심으로 회전하는 커팅 부재를 구비한 버를 포함할 수 있다.
가이드 표면은 베이스 상에 있고 팔로워는 아암 상에 있을 수 있다. 팔로워는 아암의 나머지 부분으로부터 돌출된 원통형 포스트를 포함할 수 있다.
아암은, 제2 결합 특징부의 적어도 일부를 포함하는 제1 아암 부재와, 제1 아암 부재와 슬라이딩되도록 결합되며, 툴 부착 인터페이스와 제2 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 시스템은 팔로워를 가이드 표면 방향으로 가압하고 커팅 툴을 뼈 방향으로 가압하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
가이드 어셈블리는, 뼈에 부착될 수 있는 뼈 부착 인터페이스와, 베이스의 파운데이션 부착 인터페이스에 부착될 수 있는 베이스 부착 인터페이스를 포함하는 파운데이션을 더 포함할 수 있다. 파운데이션은, 뼈 부착 인터페이스를 포함하는 고정 부재와, 고정 부재에 대해 아암 회전축에 수직인 파운데이션 축을 중심으로 회전 가능하도록 고정 부재에 결합되며, 베이스 부착 인터페이스를 포함하는 이동 부재를 포함할 수 있다.
뼈는 거골 또는 경골일 수 있다. 뼈 부착 인터페이스는 파운데이션을 거골 또는 경골에 부착하도록 구성되며, 거골과 경골에 의해 형성된 발목 관절에 근접한다.
일 실시예에 따르면, 관절 성형술용 뼈 준비 방법은 가이드 어셈블리를 뼈에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 가이드 어셈블리는, 제1 결합 특징부와 제1 가이드 특징부를 포함하는 베이스와, 제1 결합 특징부와 이동 가능하도록 결합되는 제2 결합 특징부와 툴 부착 인터페이스와 제2 가이드 특징부를 포함하는 아암을 포함할 수 있다. 상기 방법은 커팅 툴을 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계와, 뼈에 대한 커팅 툴의 이동을 가이드하도록 베이스에 대해 아암을 이동시켜서 커팅 툴이 뼈 상에 준비된 표면을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부 중 어느 하나는 미리 결정된 형상을 가진 가이드 표면을 포함할 수 있다. 제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부 중 나머지 하나는 팔로워를 포함할 수 있다. 베이스에 대해 아암을 이동시키는 단계는, 베이스에 대한 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 팔로워를 슬라이딩시키는 단계를 포함할 수 있다.
베이스에 대해 아암을 이동시키는 단계는, 아암 회전 축을 중심으로 베이스에 대해 아암을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 가이드 표면은 아암 회전축을 향하거나 아암 회전축으로부터 멀어 질 수 있다.
가이드 표면은 평면 형상을 구비하고, 커팅 툴은 커팅 툴 축을 중심으로 회전하는 커팅 부재를 구비한 버를 포함할 수 있다. 베이스에 대한 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 팔로워를 슬라이딩시키는 단계는, 버에 의한 뼈의 과도한 침투를 방지하기 위해 평면 경계 위로 커팅 툴 축의 이동을 방지하는 단계를 포함할 수 있다.
아암은, 제2 결합 특징부의 적어도 일부를 포함하는 제1 아암 부재와, 제1 아암 부재와 슬라이딩되도록 결합되며, 툴 부착 인터페이스와 제2 가이드 특징부를 포함하는 제2 아암 부재를 포함할 수 있다. 베이스에 대한 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 팔로워를 슬라이딩시키는 단계는, 제1 아암 부재에 대해 제2 아암 부재를 슬라이딩시키는 단계를 포함할 수 있다. 가이드 어셈블리는 탄성 부재를 포함할 수 있다. 베이스에 대한 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 팔로워를 슬라이딩시키는 단계는, 탄성 부재로, 팔로워를 가이드 표면 방향으로 가압하고 커팅 툴을 뼈 방향으로 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다.
가이드 어셈블리는, 뼈 부착 인터페이스를 포함하는 고정 부재와, 상기 고정 부재에 회전 가능하도록 결합되며, 베이스 부착 인터페이스를 구비하는 이동 부재를 포함하는 파운데이션을 포함할 수 있다. 가이드 어셈블리를 뼈에 고정하는 단계는, 거골에 뼈 부착 인터페이스를 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 뼈에 대한 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 베이스에 대해 아암을 이동시키기 전에, 베이스의 파운데이션 부착 인터페이스를 베이스 부착 인터페이스에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 뼈에 대한 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 베이스에 대해 아암을 이동시키는 단계는, 파운데이션 축을 중심으로 고정 부재에 대해 이동 부재를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
가이드 어셈블리는, 뼈 부착 인터페이스와 베이스 부착 인터페이스를 포함하는 파운데이션을 포함할 수 있다. 가이드 어셈블리를 뼈에 고정하는 단계는, 경골에 뼈 부착 인터페이스를 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 뼈에 대한 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 베이스에 대해 아암을 이동시키기 전에, 베이스의 파운데이션 부착 인터페이스를 베이스 부착 인터페이스에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관절 성형술용 거골 또는 경골 준비 시스템은 버 축을 중심으로 회전하는 커팅 부재를 포함하는 버와, 거골 또는 경골에 고정되는 가이드 어셈블리를 포함할 수 있다. 가이드 어셈블리는 베이스와 아암을 포함할 수 있다. 베이스는, 제1 결합 특징부와 제1 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 아암은, 아암이 아암 회전 축을 중심으로 베이스에 대해 회전하도록 하기 위해 제1 결합 특징부에 결합되는 제2 결합 특징부의 적어도 일부를 포함하는 제1 아암 부재와, 제1 아암 부재와 슬라이딩 가능하도록 결합되며, 버에 부착되는 툴 부착 인터페이스와, 제2 가이드 특징부를 포함하는 제2 아암 부재와, 탄성 부재를 포함할 수 있다. 제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부 중 어느 하나는, 버에 의한 거골 또는 경골의 과도한 침투를 방지하기 위해 평면 경계 위로 버 축의 이동의 방지하도록 구성된 평면 형상을 구비한 가이드 표면을 포함할 수 있다. 제1 가이드 특징부와 제2 가이드 특징부 중 나머지 하나는, 베이스에 대한 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 가이드 표면을 따라 슬라이딩하도록 구성되는 팔로워를 포함할 수 있다. 탄성 부재는 팔로워를 가이드 표면 방향으로 가압하고 버를 거골 또는 경골 방향으로 가압할 수 있다.
본 발명의 특징과 장점은 다음의 설명과 첨부된 청구 범위로부터 보다 완전히 명백해지거나, 이하에 설명된 시스템 및 방법의 실시에 의해 학습될 수 있다.
본 발명의 다양한 시스템와 방법은 현재의 기술 상태, 특히 현재 이용 가능한 발목 관절 성형 시스템와 방법에 의해 아직 완전히 해결되지 않은 당 업계의 문제점와 요구에 응답하여 개발되었다. 본 발명의 시스템와 방법은, 거골(talar) 및 경골 보철물(tibial prostheses)과 기구를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 발목 임플란트와 기구를 제공할 수 있으며, 이는 향상된 생체 역학, 우수한 뼈 고정 및/또는 유선형 임플란트(streamlined implantation)를 제공할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 첨부 도면과 함께 다음의 설명과 첨부된 청구 범위로부터 보다 완전히 명백해 질 것이다. 이들 도면은 단지 예시적인 실시예를 도시한 것이므로 첨부된 청구 범위의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 이해하고, 본 발명의 예시적인 실시예는 첨부 도면을 사용하여 추가적인 특이성 및 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 관절 성형술 시스템이 도시된 사시도이다.
도 2a 내지 2e는 각각 거골 보철물의 두부 사시도(cephalad perspective), 미부 사시도(caudal(尾部) perspective), 측면도(side elevation), 측단면도와 전방 단면도이다.
도 3a 내지 3e는 각각 경골 보철물의 두부 사시도, 미부 사시도, 측면도, 측면도와 전방 단면도이다.
도 4a 내지 4c는 각각 칼럼의 사용을 통해 거골에 대해 거골 파운데이션을 위치시키기 위해 사용될 수 있는 시편(trial)의 두부 사시도, 미부 사시도이며, 도 4c는 파운데이션과 칼럼이 거골과 시편으로 조립된 상태가 도시된 두부 사시도이다.
도 5a, 5b, 5c는 각각 도 4c에 도시된 거골 파운데이션의 후방 두부 사시도, 전방 두부 사시도이며, 도 5c는 거골 파운데이션이 거골에 고정된 상태가 도시된 두부 사시도이다.
도 6a와 6b는 각각 거골에 대해 버를 유지하기 위해 거골 파운데이션에 고정된 거골 버 홀더의 전방 사시도와 후방 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 도 6a와 도 6b에 도시된 버의 사시도, 측면도, 단면도(section view)이다.
도 8a 내지 도 8c는 다양한 실시예에 따른 버의 측면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 도 6a와 도 6b에 도시된 거골 버 홀더의 두부 사시도, 미부 사시도, 그리고 전방 측단면도이다.
도 10a와 도 10b는 각각 거골 버 홀더가 거골 파운데이션에 부착되고 거골 파운데이션이 거골에 부착된 상태가 도시된 전방 사시도와 후방 사시도로서, 버는 거골의 자연 관절 표면의 전방 부분을 절개하도록 위치된다.
도 11a와 도 11b는 각각 도 10a와 도 10b와 같이 위치된 거골 파운데이션, 거골 버 홀더, 그리고 버가 있는 거골의 측단면도, 확대된 전방 사시도이다.
도 12는 버를 사용하여 거골의 준비된 표면에 슬롯을 형성하는 것을 도시한 사시도이다.
도 13a 내지 도 13c는 각각 경골 파운데이션의 전방 미부 사시도, 평면도, 그리고 전방 두부 사시도이며, 도 13c에는 경골 파운데이션을 경골에 고정하기 위한 정렬 블록과 거골 파운데이션을 구비한 상태가 도시되어 있다.
도 14a, 도 14b, 도 14c는 각각 경골 버 홀더의 전방 두부 사시도, 측면도, 그리고 전방 두부 사시도로서, 도 14c에는 경골 버 홀더가 경골 파운데이션 및 경골에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 15는 경골에 고정된 경골 버 홀더와 경골 파운데이션의 측단면도이다.
도 16은 거골과 경골을 도시한 단면도로서, 거골 보철물은 거골의 준비된 표면에 고정되고 경골 보철물은 경골의 준비된 표면에 부착된 상태가 도시되어 있다.
도 17a는 거골의 사시도로서, 하나의 대안적인 실시예에 따른 거골 파운데이션을 구비한 도 4a 내지 4c에 도시된 시편의 일부가 거골의 오목한 굴곡 상에 위치된 상태가 도시되어 있다.
도 17b는 도 17a에 도시된 거골 파운데이션의 사시도로서, 거골 파운데이션(1710)이 거골(420)에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 18a와 도 18b는 도 17a와 도 17b에 도시된 거골 파운데이션의 사시도로서, 거골 버 홀더는 거골 파운데이션의 이동 부재에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 19는 도 17a와 도 17b에 도시된 거골 파운데이션의 측면도로서, 거골 버 홀더가 거골 파운데이션의 이동 부재에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 20a, 도 20b, 도 20c, 도 20d와 도 20e는 각각 하나의 대안적인 실시예에 따른 정렬 블록의 분해 사시도, 배면도, 정면도, 측면도, 측면 분해도이다.
도 21a, 도 21b, 도 22a, 도 22b와 도 22c 각각은 거골에 부착된 도 17a 및 도 17b의 거골 파운데이션의 사시도, 측면도, 정면도, 사시도, 측단면도로서, 정렬 블록과 경골 시편의 사용을 통해 경골에 대해 경골 파운데이션이 위치된 상태가 도시되어 있다.
도 23은 경골에 대해 버를 유지하기 위해 도 17a 및 17b의 경골 파운데이션에 고정된 경골 버 홀더의 사시도이다.
도 24a, 도 24b, 도 24c는 각각 거골용 환자 특정 가이드 메커니즘의 일부로서 사용될 수 있는, 일 실시예에 따른 환자-특정 장착 플레이트의 평면도, 저면도, 측면도이다.
도 25a는 도 24a 내지 도 24c에 도시된 환자-특정 장착 플레이트가 거골에 배치되는 상태가 도시된 사시도이다.
도 25b는 도 24a의 환자-특정 장착 플레이트와 거골의 사시도로서, 도 5a 및 도 5b의 고정 부재와 기능이 유사한 고정 부재(stationary member)를 형성하기 위해 고정 요소(stationary component)가 환자-특정 장착 플레이트와 도 17a 및 도 17b의 고정 부재(stationary member)에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 26a와 도 26b는 각각 도 25a 및 도 25b에 도시된 거골 파운데이션의 평면도와 측면도로서, 거골 버 홀더가 환자-특정 장착 플레이트와 도 24a 내지 도 25b의 고정 요소(stationary component)에 의해 형성된 이동 부재에 고정되어 있는 상태가 도시되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발목 관절 성형술 시스템이 도시된 사시도이다.
도 2a 내지 2e는 각각 거골 보철물의 두부 사시도(cephalad perspective), 미부 사시도(caudal(尾部) perspective), 측면도(side elevation), 측단면도와 전방 단면도이다.
도 3a 내지 3e는 각각 경골 보철물의 두부 사시도, 미부 사시도, 측면도, 측면도와 전방 단면도이다.
도 4a 내지 4c는 각각 칼럼의 사용을 통해 거골에 대해 거골 파운데이션을 위치시키기 위해 사용될 수 있는 시편(trial)의 두부 사시도, 미부 사시도이며, 도 4c는 파운데이션과 칼럼이 거골과 시편으로 조립된 상태가 도시된 두부 사시도이다.
도 5a, 5b, 5c는 각각 도 4c에 도시된 거골 파운데이션의 후방 두부 사시도, 전방 두부 사시도이며, 도 5c는 거골 파운데이션이 거골에 고정된 상태가 도시된 두부 사시도이다.
도 6a와 6b는 각각 거골에 대해 버를 유지하기 위해 거골 파운데이션에 고정된 거골 버 홀더의 전방 사시도와 후방 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 도 6a와 도 6b에 도시된 버의 사시도, 측면도, 단면도(section view)이다.
도 8a 내지 도 8c는 다양한 실시예에 따른 버의 측면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 도 6a와 도 6b에 도시된 거골 버 홀더의 두부 사시도, 미부 사시도, 그리고 전방 측단면도이다.
도 10a와 도 10b는 각각 거골 버 홀더가 거골 파운데이션에 부착되고 거골 파운데이션이 거골에 부착된 상태가 도시된 전방 사시도와 후방 사시도로서, 버는 거골의 자연 관절 표면의 전방 부분을 절개하도록 위치된다.
도 11a와 도 11b는 각각 도 10a와 도 10b와 같이 위치된 거골 파운데이션, 거골 버 홀더, 그리고 버가 있는 거골의 측단면도, 확대된 전방 사시도이다.
도 12는 버를 사용하여 거골의 준비된 표면에 슬롯을 형성하는 것을 도시한 사시도이다.
도 13a 내지 도 13c는 각각 경골 파운데이션의 전방 미부 사시도, 평면도, 그리고 전방 두부 사시도이며, 도 13c에는 경골 파운데이션을 경골에 고정하기 위한 정렬 블록과 거골 파운데이션을 구비한 상태가 도시되어 있다.
도 14a, 도 14b, 도 14c는 각각 경골 버 홀더의 전방 두부 사시도, 측면도, 그리고 전방 두부 사시도로서, 도 14c에는 경골 버 홀더가 경골 파운데이션 및 경골에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 15는 경골에 고정된 경골 버 홀더와 경골 파운데이션의 측단면도이다.
도 16은 거골과 경골을 도시한 단면도로서, 거골 보철물은 거골의 준비된 표면에 고정되고 경골 보철물은 경골의 준비된 표면에 부착된 상태가 도시되어 있다.
도 17a는 거골의 사시도로서, 하나의 대안적인 실시예에 따른 거골 파운데이션을 구비한 도 4a 내지 4c에 도시된 시편의 일부가 거골의 오목한 굴곡 상에 위치된 상태가 도시되어 있다.
도 17b는 도 17a에 도시된 거골 파운데이션의 사시도로서, 거골 파운데이션(1710)이 거골(420)에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 18a와 도 18b는 도 17a와 도 17b에 도시된 거골 파운데이션의 사시도로서, 거골 버 홀더는 거골 파운데이션의 이동 부재에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 19는 도 17a와 도 17b에 도시된 거골 파운데이션의 측면도로서, 거골 버 홀더가 거골 파운데이션의 이동 부재에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 20a, 도 20b, 도 20c, 도 20d와 도 20e는 각각 하나의 대안적인 실시예에 따른 정렬 블록의 분해 사시도, 배면도, 정면도, 측면도, 측면 분해도이다.
도 21a, 도 21b, 도 22a, 도 22b와 도 22c 각각은 거골에 부착된 도 17a 및 도 17b의 거골 파운데이션의 사시도, 측면도, 정면도, 사시도, 측단면도로서, 정렬 블록과 경골 시편의 사용을 통해 경골에 대해 경골 파운데이션이 위치된 상태가 도시되어 있다.
도 23은 경골에 대해 버를 유지하기 위해 도 17a 및 17b의 경골 파운데이션에 고정된 경골 버 홀더의 사시도이다.
도 24a, 도 24b, 도 24c는 각각 거골용 환자 특정 가이드 메커니즘의 일부로서 사용될 수 있는, 일 실시예에 따른 환자-특정 장착 플레이트의 평면도, 저면도, 측면도이다.
도 25a는 도 24a 내지 도 24c에 도시된 환자-특정 장착 플레이트가 거골에 배치되는 상태가 도시된 사시도이다.
도 25b는 도 24a의 환자-특정 장착 플레이트와 거골의 사시도로서, 도 5a 및 도 5b의 고정 부재와 기능이 유사한 고정 부재(stationary member)를 형성하기 위해 고정 요소(stationary component)가 환자-특정 장착 플레이트와 도 17a 및 도 17b의 고정 부재(stationary member)에 고정된 상태가 도시되어 있다.
도 26a와 도 26b는 각각 도 25a 및 도 25b에 도시된 거골 파운데이션의 평면도와 측면도로서, 거골 버 홀더가 환자-특정 장착 플레이트와 도 24a 내지 도 25b의 고정 요소(stationary component)에 의해 형성된 이동 부재에 고정되어 있는 상태가 도시되어 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 참조하여 가장 잘 이해될 것이며, 도면에서 유사한 부분은 동일한 번호로 표시된다. 본 명세서의 도면에 일반적으로 설명되고 도시된 바와 같이 본 발명의 구성 요소는 매우 다양한 상이한 구성으로 배열되고 설계될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 도 1 내지 도 16에 도시된 바와 같은 장치, 시스템과 방법의 실시예들에 대한 다음의 보다 상세한 설명은 청구된 청구 범위의 범위를 제한하는 것이 아니라 예시적인 실시예의 대표적인 예시일 뿐이다.
"연결된(connected to)", "결합된(coupled to)" 및 "와 통신하는(in communication with)"이라는 어구는 기계적, 전기적, 자기적, 전자기적, 유체적, 열적 상호 작용을 포함하여 둘 이상의 개체들 간의 임의의 상호 작용 형태를 지칭한다. 두 구성 요소는 서로 직접 접촉하지 않더라도 서로 기능적으로 결합될 수 있다. 용어 "인접(abuttting)"은 서로 직접적으로 물리적으로 접촉하는 요소들(items)을 지칭하지만, 요소들이 반드시 서로 부착될 필요는 없다.
"예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 "예, 실예 또는 예시로서 제공되는" 을 의미하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 실시예는 반드시 다른 실시예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 실시예의 다양한 양태가 도면에 제시되어 있지만, 도면에 구체적으로 지시되지 않는 한 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
도 1a, 1b, 1c는 일 실시예에 따른 발목 관절 성형술 시스템 또는 시스템(100)이 도시된 사시도, 측면도와 전방 단면도이다. 시스템(100)은 발목 관절의 자연 관절면을 대체하도록 설계될 수 있고, 거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 거골 또는 경골 관절 면만을 대체하도록 설계될 수 있고, 따라서, 거골 보철물(102) 또는 경골 보철물(104)만을 포함할 수 있다.
거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)은 각각 관절면과 뼈 결합 표면을 포함할 수 있다. 구체적으로, 거골 보철물(102)은 거골의 자연 관절 표면을 대체하도록 형성되는 거골 관절 표면(110)과, 거골 뼈 결합 표면(112)이 다공성 성장 재료인 경우에는 직접 접촉에 의해 또는 폴리-메타크릴레이트(PMMA, 또는 "뼈시멘트")와 같은 접착제 층을 통해 거골의 거골 준비된 표면과 결합하도록 형성되는 거골 뼈 결합 표면(112)을 포함할 수 있다. 유사하게, 경골 보철물(104)은 경골의 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면(120)과, 경골 뼈 결합 표면(122)이 다공성 성장 재료인 경우 직접 접촉에 의해 또는 PMMA와 같은 접착제 층을 통해 경골의 경골 준비된 표면과 결합하도록 형성되는 경골 뼈 결합 표면(122)을 포함할 수 있다.
시스템(100)은 시스템(100)이 발목 관절에 이식될 때 적용 가능한 방향에 대하여 도시되어 있다. 이들 방향은 전방-후방 방향(130, anterior -posterior direction), 중앙-측면 방향(132, medial-lateral direction)와 두부-미부 방향(134, cephalad-caudal direction)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 이들 방향은 예를 들어 "전방-후방 방향(130)에서," 또는 "전방 방향으로(anterior-posteriorly)"로 지칭될 수 있다. 방향은 대상(object)의 이동을 지칭할 수 있다; 예를 들어, 전방-후방 방향(130)으로 이동하는 대상은 전방 방향 및/또는 후방 방향으로 이동한다. 대안적으로, 방향은 대상 또는 특징부의 방향을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 전방-후방으로 연장되는 대상 또는 특징부는 최대 길이가 일반적으로 전방-후방 방향(130)에 평행하도록 배향된다.
거골 보철물(102)은 도 2a 내지 도 2e와 관련하여 더 상세히 도시되고 설명될 것이다. 경골 보철물(104)은 도 3a 내지 3e와 관련하여 더 상세히 도시되고 설명될 것이다.
도 2a 내지 도 2e는 각각 거골 보철물(102)의 두부 사시도, 미부 사시도, 측면도, 측단면도와 전방 단면도이다. 거골 관절 표면(110)은 자연 거골 관절면의 형상을 모방하도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 거골 관절 표면(110)은 중앙-측면으로 연장되는 2개의 볼록한 거골 굴곡(200)을 포함할 수 있다. 볼록한 거골 굴곡(200)은 중앙-측면으로 연장되는 오목한 거골 굴곡(202)에 의해 서로 분리될 수 있다. 볼록한 거골 굴곡(200)과 오목한 거골 굴곡(202)은 도 2e에서 가장 쉽게 볼 수 있으며, 단면 평면은 볼록한 거골 굴곡(200)과 오목한 거골 굴곡(202)에 평행하게, 중앙-측면(medial-laterally) 및 두부-미부(cephalad-caudally) 측 방향으로 연장된다.
거골 뼈 결합 표면(112)은, 다공성 뼈 성장 표면 또는 골시멘트에 적합한 표면을 사용하여, 후술하는 방법으로 거골의 준비된 표면과 고정 결합을 제공하도록 성형될 수 있다. 일 실시예에서, 거골 뼈 결합 표면(112)은 메인 부분(210)과 메인 부분(210)으로부터 연장되는 용골(212)을 포함할 수 있다. 메인 부분(210)은 거골의 인접한 뼈의 많은 부분을 그대로 남기면서 거골에 견고하게 안착된 상태를 유지하도록 돕는 윤곽을 가질 수 있다. 따라서, 거골 보철물(102)은 "뼈 절약(bone sparing)" 보철물일 수 있다.
일 실시예에서, 메인 부분(210)은 거골 뼈 결합 표면(112)의 가장자리에 위치 된 2개의 중앙-측면 굴곡(220)과 2개의 중앙-측면 굴곡(220) 사이에서 실질적으로 직선, 중앙-측면으로 연장되는 중심 확장부(222)를 포함할 수 있다. 중앙-측면 굴곡(220)과 중심 확장부(222)는 도 2e에서 가장 쉽게 볼 수 있으며, 그 단면은 중앙-측면 굴곡(220)과 중심 확장부(222)에 평행하게 중앙-측면 및 두부-미부 방향으로 연장된다. 중심 확장부(222)는 용골(212)을 향하는 벽(224)을 형성하는 중앙-측면 굴곡(220)에 대해 약간 오목하게 형성될 수 있다. 벽(224)은 원주 방향으로 배열될 수 있고, 거골 보철물(102)이 이식될 때 골 시멘트를 위한 옹벽(retaining wall)으로서 작용할 수 있다. 거골 보철물(102)이 다공성 계면을 사용하여 뼈에 고정된다면, 벽(224)은 다공성 재료를 함유하기 위해 사용될 수 있다.
메인 부분(210)은 또한 전방 후방으로 연장되는 전방-후방 굴곡(230)을 포함할 수 있다. 따라서, 메인 부분(210)의 단면 형상은 도 2c에서와 같이 측면에서 볼 때, 오목한 형상으로 일반적으로 아치형일 수 있고, 도 2e에서와 같이 전방에서 볼 때, 일반적으로 직선일 수 있다. 메인 부분(210)은, 도 2e에 도시된 바와 같이, 중앙-측면 굴곡(220)과 중심 확장부(222)와 선택적으로 벽(224)에 의해 정의되는 단면 형상이 전방-후면 굴곡(230)의 아치형 통로를 따라 휩쓸고 갈 때 형성되는 표면으로 설명될 수 있다. 유사하게, 거골 관절 표면(110)은, 도 2e에 도시된 바와 같이, 중앙-측면 굴곡(220)과 전방-후면 굴곡(230)에 의해 정의되는 단면 형상이 유사한 아치형 통로를 따라 휩쓸고(sweep) 갈 때 형성되는 표면으로 설명될 수 있다.
또한, 용골(212)은 뼈 절약 형상(bone-sparing shape)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 용골(212)은 거골 보철물(102)의 나머지와 일체로 형성된 베이스 부분(240)과, 거골 뼈를 관통하기 위해 베이스 부분(240)으로부터 연장되는 관통 부분(242)을 포함할 수 있다. 관통 부분(242)은, 그 두부 단부에서, 일반적으로 반원형 둘레(244)를 포함할 수 있다. 반원형 둘레(244)는 거골 보철물(102)이 중앙측 또는 측면측으로 이동하는 것을 저지하는 중앙 및 측면을 향하는 표면 영역을 제공함으로써 뼈를 보존하는 것을 도울 수 있다. 중앙 또는 측면 이동에 대한 저항은, 직사각형 둘레만큼 많은 뼈를 제거할 필요없이, 직사각형 단면 형상을 갖는 용골에 의해 제공되는 것과 동일할 수 있다.
일부 대안적인 실시예(미도시)에서, 고정 페그(fixation pegs)는 용골(212)에 추가하여 또는 용골(212)을 대신하여 사용될 수 있다. 이러한 고정 페그는 당업계에 공지된 임의의 크기 또는 형상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고정 페그는 거골 뼈 결합 표면(112)의 나머지 부분에 영구적으로 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 고정 페그는 모듈일 수 있고, 예를 들어 장착 구멍과 같이, 뼈 결합 표면에 특징부(features)를 수용하기 위해 부착될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 고정 페그는 현장(in-situ)에서 배치될 수 있고, 거골 보철물의 배치를 용이하게 하고/하거나 이식에 필요한 발목 관절의 산란양(amount of distraction)을 감소시키기 위해 수축 위치로부터 전개 위치로 이동 가능할 수 있다.
도 3a 내지 3e는 각각 경골 보철물의 두부 사시도, 미부 사시도, 측면도, 측면도와 전방 단면도이다. 경골 관절 표면(120)은 자연 경골 관절 표면의 형상을 모방하도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 경골 관절 표면(120)은 중앙-측면으로 연장되는 2개의 오목한 경골 굴곡(300)을 포함할 수 있다. 오목한 경골 굴곡(300)은 중앙-측면으로 연장되는 볼록한 경골 굴곡(302)에 의해 서로 분리될 수 있다. 오목한 경골 굴곡(300)과 볼록한 경골 굴곡(302)은 도 3e에서 가장 쉽게 볼 수 있으며, 그 단면은 오목한 경골 굴곡(300) 및 볼록한 경골 굴곡(302)과 평행하게 중앙-측면 방향 및 두부-미부 방향으로 연장된다.
관절 성형술이 완료된 후 발목 관절의 중심 위치에서, 거골 보철물(102)의 볼록한 거골 굴곡(200)은 경골 보철물(104)의 오목한 경골 굴곡(300)에 머무를 수 있고, 경골 보철물(104)의 볼록한 경골 굴곡(302)은 거골 보철물(102)의 오목한 거골 굴곡(202)에 잔류할 수 있다. 이것이 도 1c에 도시된 배열이다. 경골이 거골에 대해 중앙 또는 측면 방향으로 회전함에 따라, 다른 오목한 경골 굴곡(300)이 인접한 볼록한 거골 굴곡(200) 중 하나로부터 대체되도록, 오목한 경골 굴곡(300) 중 하나는 인접한 볼록한 거골 굴곡(200) 중 하나를 따라 미끄러질 수 있다. 여기에 제시된 거골 관절 표면(110)과 경골 관절 표면(120)의 구성 및 작동은 단지 예시적이며; 대안적인 실시예에서, 당업계에 공지된 임의의 관절 표면과 이동 경로가 사용될 수 있다.
경골 뼈 결합 표면(122)은 후술할 경골의 준비된 표면과의 견고한 결합을 제공하도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 경골 뼈 결합 표면(122)은 메인 부분(310)과 메인 부분(310)으로부터 연장되는 용골(312)을 포함할 수 있다. 메인 부분(310)은 경골의 인접한 뼈의 많은 부분을 그대로 남기면서 경골에 견고하게 안착된 상태를 유지하도록 돕는 윤곽을 가질 수 있다. 따라서, 경골 보철물(104)은 "뼈 절약" 보철물 일 수 있다.
일 실시예에서, 메인 부분(310)은 경골 뼈 결합 표면(122)의 가장자리에 위치 된 2개의 중앙-측면 굴곡(320)과 2개의 중앙-측면 굴곡(320) 사이에서 실질적으로 직선, 중앙-측면으로 연장되는 중심 확장부(322)를 포함할 수 있다. 중앙-측면 굴곡(320)과 중심 확장부(322)는 도 3e에서 가장 쉽게 볼 수 있으며, 그 단면은 중앙-측면 굴곡(320)과 중심 확장부(322)에 평행하게 중앙-측면 및 두부-미부 방향으로 연장된다. 중심 확장부(322)는 용골(312)을 향하는 벽(324)을 형성하는 중앙-측면 굴곡(320)에 대해 선택적으로 약간 오목하게 형성될 수 있다. 벽(324)은 원주 방향으로 배열될 수 있고, 경골 보철물(104)이 이식되는 동안 골 시멘트를 위한 옹벽(retaining wall)으로서 작용할 수 있다. 거골 보철물(102)이 다공성 계면을 사용하여 뼈에 고정된다면, 벽(324)은 다공성 재료를 함유하기 위해 사용될 수 있다.
메인 부분(310)은 또한 전방 후방으로 연장되는 전방-후방 굴곡(330)을 포함할 수 있다. 따라서, 메인 부분(310)의 단면 형상은 도 3c와 같이 측면에서 볼 때, 볼록한 형상으로 일반적으로 아치형일 수 있고, 도 3e와 같이 전방에서 볼 때, 일반적으로 직선일 수 있다. 메인 부분(310)은, 도 3e에 도시된 바와 같이, 중앙-측면 굴곡(320)과 중심 확장부(322)와 선택적으로 벽(324)에 의해 정의되는 단면 형상이 전방-후면 굴곡(330)의 아치형 통로를 따라 휩쓸고 갈 때 형성되는 표면으로 설명될 수 있다. 유사하게, 경골 관절 표면(120)은, 도 3e에 도시된 바와 같이, 중앙-측면 굴곡(320)과 중심 확장부(322)에 의해 정의되는 단면 형상이 아치형 통로를 따라 휩쓸고 갈 때 형성되는 표면으로 설명될 수 있다.
또한, 용골(312)은 용골(212)과 유사한 뼈 절약 형상(bone-sparing shape)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 용골(312)은 경골 보철물(104)의 나머지와 일체로 형성된 베이스 부분(340)과, 거골 뼈를 관통하기 위해 베이스 부분(340)으로부터 연장되는 관통 부분(342)을 포함할 수 있다. 관통 부분(342)은, 그 두부 단부에서, 일반적으로 반원형 둘레(344)를 포함할 수 있다. 거골 보철물(102)과 관련하여 전술한 바와 같이, 일 실시예에서 고정 페그는 경골 보철물(104)을 인접한 뼈에 고정(anchor)시키는 데 사용될 수 있다.
거골 보철물(102)와 경골 보철물(104)을 각각 수용하기 위해 거골과 경골의 수용 표면을 준비하기 위한 다양한 기구와 방법이 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 방법과 함께, 하나의 예시적인 기구 세트가 도 4 내지 도 15와 관련하여 도시되고 설명될 것이다. 당업자는 본 명세서에 설명된 각각의 임플란트, 기구, 및 방법이 다른 것들과 독립적으로 및/또는 대안적인 임플란트, 기구, 또는 방법과 함께 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
일 실시예에서, 전방 접근법(즉, 기구가 전방으로부터 관절 공간 방향으로 관절 공간에 삽입되는 접근법)을 따르는 것으로부터 거골 및/또는 경골을 준비하는 것이 유리할 수 있다. 전방 접근법은 덜 침습적이며 외상을 최소화하여 회복 시간을 단축시킬 수 있다. 일부 공지된 절차에서, 측면 접근법은 임플란트 아래에 놓이는 뼈를 더 많이 보존하기 위해 거골 및/또는 경골의 준비된 표면에 전방-후면 굴곡을 형성하기 위해 사용되었다. 그러나, 공지된 기구는 일반적으로 전방 접근법과 같은 다른 접근법으로부터 전방-후방 곡선을 생성할 수 없다.
일 실시예에 따르면, 외과의사는 관절 성형술 절차를 개시하여 발목 관절의 전방 측면에 접근할 수 있다. 이것은, 예를 들어 관절 공간(즉, 발목의 전방 표면) 전방에 놓인 조직을 절단 및 수축시킴으로써 수행될 수 있다. 관절 공간은 노출될 수 있다. 그 후, 외과의사는 적어도 하나의 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 적어도 하나의 가이드 조립체(가이드 어셈블리라고도 함)를 거골 및/또는 경골에 부착할 수 있다.
일 실시예에서, 먼저 거골 가이드 조립체는 거골에 고정되고 거골 보철물(102)을 수용하도록 거골을 준비하기 위해 커팅 툴의 이동을 가이드하는 데 사용될 수 있다. 이는 도 4a 내지 12와 관련하여 도시되고 설명될 것이다. 이어서, 거골 가이드 조립체의 일부가 경골 가이드 조립체를 적절하게 위치시키기 위해 사용될 수 있으며, 그것은 거골 가이드 조립체에 등록된 후 경골에 고정될 수 있다. 이는 도 13a 내지 13c와 관련하여 도시되고 설명될 것이다. 경골 가이드 조립체는 경골 보철물(104)을 수용하기 위한 경골을 준비하는 커팅 툴의 이동을 가이드하는 데 사용될 수 있다. 이는 도 14a 내지 15와 관련하여 도시되고 설명될 것이다. 그 후, 거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)은 각각 거골 및 경골에 삽입되어 고정될 수 있다. 발목 관절 성형술 절차가 완료된 후의 결과 관절 공간은 도 16과 관련하여 도시되고 설명될 것이다.
도 4a 내지 4c는 각각 칼럼(430)의 사용을 통해 거골(420)에 대해 거골 파운데이션(410)을 위치시키기 위해 사용될 수 있는 시편(400, trial)의 두부 사시도, 미부 사시도이며, 도 4c는 거골 파운데이션(410)과 칼럼(430)이 거골(420)과 시편(400)으로 조립된 상태가 도시된 두부 사시도이다. 거골(420)은 관절 성형술 절차를 통해 대체될 자연 관절 표면(422)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 시편(400)은 두부면(440, cephalad side)과 미부면(442, caudal side)을 포함할 수 있다. 두부면(440)은 칼럼(430) 상의 대응하는 특징부(미도시)와 인터페이스하는 칼럼 장착 특징부(444)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 칼럼 장착 특징부(444)는 칼럼(430) 상의 대응하는 난형(卵形, ovoid) 리세스 및/또는 돌기들(bosses)과 인터페이스할 수 있는 개구를 갖는 난형 형상을 포함할 수 있다. 미부면(442)은 시편(400)의 회전으로 인해 거골 파운데이션(410)이 회전하도록, 시편(400)을 거골 파운데이션(410)에 일시적으로 결합하기 위해 거골 파운데이션(410)과 결합하는 거골 파운데이션 등록 특징부(446)를 포함할 수 있다. 거골 파운데이션 등록 특징부(446)는 구멍(448)과 구멍(448)을 둘러싸는 직사각형 돌기(450, boss)를 포함할 수 있다.
또한, 시편(400)은 전방 단부(460)와 후방 단부(462)를 포함할 수 있다. 시편(400)이 거골(420) 상에 놓일 때, 전방 단부(460)는 거골(420)과 중수골의 전방 부분 상으로 연장될 수 있고, 후방 단부(462)는 거골(420)의 자연 관절 표면(422) 상에 안착될 수 있다. 전방 단부(460)는 전방 단부(460)를 거골(420) 및/또는 중수골과 시각적으로 정렬시키는데 사용될 수 있는 전방 윈도우(464)를 포함할 수 있다. 후방 단부(462)는 자연 관절 표면(422)의 시각화 및/또는 후방 단부(462)와 자연 관절 표면(422)의 정렬을 용이하게 하는 후방 윈도우(456)를 포함할 수 있다. 또한, 후방 단부(462)는 후방 단부(462)가 자연 관절 표면(422)에 비교적 잘 맞도록 치수가 정해진 오목한 굴곡(458)을 포함할 수 있다.
칼럼(430)은 근위 단부(미도시)와 원위 단부(470)를 포함할 수 있다. 원위 단부(470)는 시편 리시버(472)를 포함할 수 있으며, 시편 리시버(472)에는 시편 장착 특징부(미도시)가 시편(400)의 칼럼 장착 특징부(444)에 고정되는 시편 장착 특징부(미도시)가 있다. 또한, 시편 리시버(472)는 칼럼(430)이 시편(400)에 부착될 때 거골 파운데이션 등록 특징부(446)의 구멍(448)과 정렬되는 구멍(474)을 포함하여, 이에 의해 구멍(448)에 대한 액세스(access)를 제공할 수 있다. 칼럼(430)의 근위 단부는 핀, 구멍 또는 마킹과 같은 정렬 특징부를 포함할 수 있으며, 이는 거골에 근접하여 환자의 다리에 있는 랜드 마크와 쉽게 정렬될 수 있다. 일부 실시예에서, 이 랜드 마크는 경골의 근위 단부 상의 경골 결절일 수 있다. 따라서, 칼럼(430)은 환자의 경골의 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 있을 만큼 충분한 길이를 포함할 수 있다.
칼럼(430)의 근위 단부가 경골 결절과의 원하는 정렬(desired alignment)로 회전될 때, 원위 단부도 회전할 수 있고, 시편(400)이 거골(420) 상에서 회전할 수 있게 한다. 또한, 이 회전은 거골 파운데이션(410)이 거골(420)에 대해 원하는 방향으로 회전할 수 있게 한다. 이후, 거골 파운데이션(410)은, 예를 들어, 거골 파운데이션(410)을 통해 삽입되고 거골(420) 내로 구동되는 핀(480)의 사용을 통해, 거골(420)에 대해 고정될 수 있다. 핀(480)은, 거골 파운데이션(410)이 핀(480)을 따라 거골(420)을 향해 미끄러지거나 또는 거골(420)로부터 멀어질 수 없도록, 서로에 대해 비스듬하게 배향될 수 있다. 거골 파운데이션(410)이 거골(420)에 대해 제자리에 고정된 후, 시편(400) 및 칼럼(430)은 거골 파운데이션(410)으로부터 제거될 수 있다.
도 5a, 5b, 5c는 각각 도 4c에 도시된 거골 파운데이션(410)의 후방 두부 사시도, 전방 두부 사시도이며, 도 5c는 거골 파운데이션(410)이 거골(420)에 고정된 상태가 도시된 두부 사시도이다. 거골 파운데이션(410)은 거골(420) 및/또는 경골에 대해 다른 기구를 위치 및/또는 이동시키기 위한 안정적인 부착 점으로서 설계될 수 있다. 거골 파운데이션(410)은 고정 부재(500, stationary member)와 고정 부재(500)에 이동 가능하게 결합될 수 있는 이동 부재(502, mobile member)를 포함할 수 있다.
고정 부재(500)는 고정 부재(500)를 거골(420)에 부착하는 것을 용이하게 하는 뼈 부착 인터페이스를 포함할 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 뼈 부착 특징이 사용될 수 있다; 도 5a 내지 도 5c의 실시예에서, 뼈 부착 인터페이스는 핀(480)들이 삽입되는 일련의 통로(510)의 형태를 취할 수 있다. 통로들(510)은 핀들(480)이 서로 평행하지 않도록 서로에 대해 비스듬하게 배향될 수 있다. 따라서, 핀들(480)이 제 위치에 있을 때, 거골 파운데이션(410)의 위치와 방향은 거골(420)에 대해 실질적으로 고정될 수 있다. 거골 파운데이션(410)의 고정에 필요한 것보다 더 많은 통로들(510)이 있을 수 있다; 따라서, 외과의사는 거골(420)에서 핀(480)들의 최적 고정을 위해 위치된 통로(510)를 통해서만 핀(480)들을 삽입할 수 있다.
또한 고정 부재(500)는 고정 부재(500)에 이동 부재(502)의 이동 가능한 결합을 제공하는 이동 부재 인터페이스를 포함할 수 있다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 이동 부재(502)는 고정 부재(500)에 대해 회전한다. 대안적인 실시예(미도시)에서, 순수 회전 대신에, 파운데이션은 고정 부재에 대한 이동(translation) 및 회전의 일부 조합을 이동(translate) 및/또는 수행하는 이동 부재를 포함할 수 있다. 핀 조인트, 슬라이딩 조인트, 링크 등을 비제한적으로 포함하는, 당업계에 공지된 임의의 이동 가능한 결합(movable coupling)이 사용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c에서, 이동 부재 인터페이스는 전방-후방 및 두부-미부 측으로 연장되는 한 쌍의 아치형 슬롯(512)의 형태를 취할 수 있다. 아치형 슬롯(512)은 중앙-측면으로 연장되는 축(514)에 중심을 둘 수 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 축(514)은 아치형 슬롯(512) 보다 후방에 위치될 수 있다. 고정 부재(500)의 외향 측면으로부터, 아치형 슬롯(512)은 동일한 아치형 경로를 따르는 아치형 그루브(516) 내에 리세스(recess)될 수 있다. 고정 부재(500)의 각각의 측면 상에 2개 이상의 걸쇠(518) 세트가 형성될 수 있다. 걸쇠(518)는 대체로 중앙-측면으로 연장될 수 있고, 고정 부재(500)에 대한 이동 부재(502)의 이동 범위를 제어하는 것을 도울 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
또한, 고정 부재(500)는 고정 부재(500)를 시편(400)에 결합하는 시편 인터페이스를 포함할 수 있다. 시편(400)의 위치 및 배향(orientation)이 고정 부재(500)의 위치 및 배향, 그리고 거골 파운데이션(410)의 위치를 결정하도록, 시편 인터페이스는 고정 부재(500)와 시편(400) 사이의 고정된 부착을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 시편 인터페이스는 직사각형 리세스(522)에 존재하는 구멍(520)일 수 있다. 스크류 또는 볼트와 같은 체결구가 시편(400)의 거골 파운데이션 등록 특징부(446)를 통해 삽입될 수 있다. 체결구는 시편 리시버(472)의 구멍(474)과 거골 파운데이션 등록 특징부(446)의 구멍(448)을 통해 삽입될 수 있고, 구멍(520)에 고정될 수 있다. 칼럼(430)과 시편(400)이 고정 부재(500)에 부착된 상태에서 고정 부재(500)가 시편(400) 또는 칼럼(430)에 대해 회전할 수 없는 것을 확보하기 위해, 직사각형 리세스(522)는 거골 파운데이션 등록 특징부(446)의 직사각형 돌기(450)를 수용할 수 있다.
이동 부재(502)는 고정 부재(500)와 이동 부재(502) 사이에 이동 가능한 결합을 제공하기 위해 고정 부재(500)의 이동 부재 인터페이스와 협력하는 고정 부재 인터페이스를 포함할 수 있다. 고정 부재 인터페이스는 고정 부재(500)와 이동 부재(502) 사이에서 회전 가능한 결합을 제공하도록 선택될 수 있다.
도 5a 내지 5c에서, 고정 부재 인터페이스는 아치형 그루브(516)에 존재하고, 아치형 슬롯(512)을 통해 이동 부재(502)의 본체에 회전 가능하게 고정되는 롤러(530)를 포함할 수 있다. 이동 부재(502)가 고정 부재(500)에 대해 자유롭게 회전할 수는 없지만, 대신 롤러가 아치형 그루브(516)을 따라 이동함에 따라 고정 부재(500)에 대해 예측 가능하게 회전하도록 제한되는 것을 보장하기 위해 각각 아치형 그루브(516)에는 두 개의 롤러(530)가 있을 수 있다. 따라서, 이동 부재(502)는 고정 부재(500)에 대해 축(514)을 중심으로 회전하도록 제한될 수 있다.
롤러(530) 외에, 이동 부재(502)는 이동 부재(502)의 내측 또는 측면으로부터 돌출되는 가이드 노브(540, knob)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드 노브(540)가 고정 부재(500)를 마찰 결합하도록 조여질 수 있도록 가이드 노브(540)는 이동 부재(502)의 나머지 부분에 대해 회전할 수 있고, 이로써 고정 부재(500)와 이동 부재(502) 사이의 상대 회전을 방지하거나 또는 이동 부재(502)가 고정 부재에 대해 회전하도록 풀려질 수 있다. 따라서, 이동 부재(502)를 새로운 위치와 방향으로 이동시키기 위해 가이드 노브(540)를 해제하기 전에, 현재 위치와 방향에 있는 이동 부재(502)로 절단하기 위해, 외과의사는 가이드 노브(540)를 고정 부재(500)에 대해 제자리에 위치한 이동 부재(502)에 일시적으로 고정시킬 수 있다.
또한, 이동 부재(502)가 고정 부재(500)에 대해 둘 이상의 미리 결정된 위치에 있을 때 지지대(abutment, 미도시)가 걸쇠(518)와 결합하도록, 이동 부재(502)는 고정 부재(500)를 향하는 지지대를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 위치는 고정 부재(500)에 대한 이동 부재(502)의 바람직한 전방 및 후방 이동 한계일 수 있다. 예를 들어, 지지대가 고정 부재(500) 전방의 걸쇠(518)와 결합하도록 이동 부재(502)가 위치될 때, 지지대와 걸쇠(518)의 결합은 이동 부재(502)가 고정 부재(500)에 대해 더 이상 전방으로 이동하지 못하게 할 수 있다. 이것은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 위치일 수 있다. 유사하게, 지지대가 고정 부재(500) 후방의 걸쇠(518)와 결합하도록 이동 부재(502)가 위치될 때, 지지대와 걸쇠(518)의 결합은 이동 부재(502)가 고정 부재(500)에 대해 더 이상 후방으로 이동하지 못하게 할 수 있다.
대안적으로, 걸쇠(518)의 지지대의 결합은 이동 제한을 정할 수는 없지만, 이동 부재(502)가 고정 부재(500)에 대해 전방 또는 후방 기준 위치에 도달했음을 외과 의사에게 알리는 촉각 응답을 제공할 수 있다. 구체적으로, 지지대가 걸쇠(518)에 스냅되거나 클릭(snap or click into)될 때 걸쇠(518)의 지지대의 결합은 의사에 의해 청각 및/또는 촉각될 수 있다. 따라서, 외과의사는 고정 부재(500)에 대한 이동 부재(502)의 추가적인 전방 또는 후방 이동은 이동 부재(502)가 미리 결정된 기준점을 초과하여 지나게 됨을 인식할 수 있다.
또한, 이동 부재(502)는 툴 홀더 부착 인터페이스, 보다 상세하게는 버(burr)의 형태로 커팅 툴을 유지하는 거골 버 홀더에 부착될 수 있는 거골 버 홀더 인터페이스를 포함할 수 있다. 거골 버 홀더는 거골 버 홀더 인터페이스에 부착될 수 있는 베이스를 포함할 수 있다; 따라서, 거골 버 홀더 인터페이스는 베이스 부착 인터페이스라고도 할 수 있다. 베이스 부착 인터페이스는 이동 부재(502)가 고정 부재(500)에 대해 이동함에 따라 베이스를 운반하도록 이동 부재(502)에 대해 베이스를 고정시키도록 설계될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 또한 베이스 부착 인터페이스는 경골에 대한 경골 파운데이션의 위치 설정을 용이하게 하기 위해 정렬 블록을 이동 부재(502)에 부착하는데 사용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c에서, 베이스 부착 인터페이스는 이동 부재(502)에 형성된 한 쌍의 나사 구멍(550)의 형태를 취할 수 있다. 나사 구멍(550)은 나사 또는 볼트와 같은 체결구를 수용할 수 있고, 이는 이동 부재(502) 상에 베이스를 고정시키는 데 사용될 수 있다. 거골 버 홀더의 구성 및 동작은 도 6a 내지 11b와 관련하여 도시되고 설명될 것이다.
도 6a와 6b는 각각 거골(420)에 대해 버(610)를 유지하기 위해 거골 파운데이션(410)에 고정된 거골 버 홀더(600)의 전방 사시도와 후방 사시도이다. 거골 파운데이션(410)과 거골 버 홀더(600)는 결합되어 거골(420)에 대해 버(610)의 운동을 안내하여 거골(420) 상에, 도 1a 내지 도 2e의 거골 보철물(102)과 같은, 보철물을 수용하도록 형상화된 준비된 표면(620)을 형성하는 거골 가이드 조립체를 형성할 수 있다.
구체적으로, 거골 버 홀더(600)가 이동 부재(502)와 함께 고정 부재(500) 및 거골(420)에 대해 피봇 가능하도록, 거골 버 홀더(600)는 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)에 고정될 수 있다. 또한, 거골 버 홀더(600)는 버(610)의 추가적인 이동(예를 들어, 중앙-측면 및 두부-미부 방향)을 가능하게 하여 준비된 표면(620)의 원하는 윤곽을 생성하도록 할 수 있다. 버(610)의 사용은 단지 예시적이다; 당업자는 다양한 커팅 툴이 준비된 표면(620)을 형성하기 위해 사용될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 커팅 툴은 버(burrs), 리머(reamers), 왕복 톱(reciprocating saws) 등과 같은 회전 및/또는 이동 공구(translating tools)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 거골 버 홀더(600)는 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)에 고정되는 베이스(630)와, 베이스(630)에 대해 이동하는 아암(640)을 포함할 수 있다. 베이스(630)에 대한 아암(640)의 이동은 버(610)가 거골(420) 상에서 중앙-측면 방향으로 이동할 수 있게 하고, 나아가 거골(420)에 대한 이동 부재(502)의 이동에 의해 제공되는 전방-후방 방향 회전을 가능하게 한다. 버(610)는, 관절 성형술 절차와 관련하여 사용될 수 있는 추가적인 버와 함께, 도 7a 내지 도 8c와 관련하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 7a 내지 7c는 각각 버(610)의 사시도, 측면도, 단면도이다. 버(610)는 본체(700)과 샤프트(710)와 커팅 부재(720)를 포함할 수 있다. 어댑터(730)는 버(610)와 거골 버 홀더(600)를 결합하기 위해 사용될 수 있다. 본체(700)은 대체로 원통형 형상일 수 있고 회전 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 회전 모터는 샤프트(710)가 본체(700)에 대해 회전하도록 유도할 수 있고; 샤프트(710)는 또한 원통형 형상일 수 있다. 커팅 부재(720)는 샤프트(710)에 의해 운반될 수 있고; 따라서, 샤프트(710)의 회전은 커팅 부재(720)의 회전을 구동할 수 있다.
커팅 부재(720)와 샤프트(710)는 커팅 부재(720)의 길이와 평행한 커팅 툴 축(740)을 중심으로 회전할 수 있다. 커팅 부재(720)는 전방 접근으로부터 볼록한 전방-후면 굴곡의 형성을 용이하게 하는 오목한 형상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 커팅 부재(720)는 근위 단부(750), 원위 단부(760), 근위 단부(750)와 원위 단부(760) 사이의 중간 부분(770)을 포함할 수 있다. 근위 단부(750)와 원위 단부(760)는 모두 중간 부분(770)에 대해 확장될 수 있고, 커팅 툴 축(740)에 수직인 최대 반경(780)을 공유할 수 있다. 중간 부분(770)의 반경은 훨씬 작을 수 있다. 최대 반경(780)은 커팅 부재(720)에 의해 거골(420) 상에 형성될 준비된 표면(620)에 존재하는 중앙-측면 굴곡의 반경과 실질적으로 동일할 수 있다.
커팅 툴 축(740)과 평면 내에서, 커팅 부재(720)는 근위 단부(750)로부터 중간 부분(770)로 그리고 원위 단부(760)로의 커팅 부재(720)의 직경의 변화에 의해 규정된 반경(782)을 갖는 아치형 오목한 프로파일을 포함할 수 있고, 반경(782)은 커팅 부재(720)에 의해 거골(420) 상에 형성될 준비된 표면(620)에 존재하는 전방-후면 굴곡의 반경과 실질적으로 동일할 수 있다.
어댑터(730)는 플레어(flared, 나팔꽃 형상으로 벌어진) 근위 단부(790), 원통형 원위 단부(792), 한 쌍의 바디 부착 구멍(794)와 한 쌍의 버 홀더 부착 돌기(796)를 포함할 수 있다. 플레어 근위 단부(790)는 중공형일 수 있고, 버 (610)의 본체(700)을 수용하도록 크기가 정해질 수 있다. 유사하게, 원통형 원위 단부(792)는 버(610)의 샤프트(710) 및/또는 주변 재료를 수용하도록 크기가 정해질 수 있다. 바디 부착 구멍(794)은 어댑터(730)가 버(610)에 안전하게 부착하는 것을 용이하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어댑터(730)를 버(610)에 고정시키기 위해 고정 나사와 같은 체결구(fastener)가 바디 부착 구멍(794)에 삽입될 수 있다. 부착 돌기(796)는 어댑터(730)와 버(610)를 거골 버 홀더(600) 및/또는 경골 버 홀더에 부착하는 것을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 후술될 것이다.
일 실시예에 따르면, 본체(700)는 표준 정형 외과 버 또는 리머(reamer)의 본체일 수 있다. 커팅 부재(720)와 어댑터(730)는 전방 접근으로부터 준비된 표면(620)을 형성하기 위해 이러한 표준 정형 외과 버 또는 리머를 맞춤형으로 제조(customize)하는데 사용될 수 있다.
커팅 부재(720)에 부가하여 또는 커팅 부재(720)에 대한 대안으로 다양한 다른 커팅 부재가 사용될 수 있다. 이러한 커팅 부재는 볼록하거나 직선 형상을 포함할 수 있다. 도 8a 내지 도 8c와 관련하여 실시예들이 도시되고 설명될 것이다.
도 8a 내지 8c는 다양한 실시예에 따른 버(800, 830, 860)의 측면도이다. 버(800, 830, 860)는 각각 도 7a 내지 도 7c와 같은 어댑터(730)와 함께 사용될 수 있으며, 본체(700)와 샤프트(710)를 포함하여 버(610)와 유사한 구성을 포함할 수 있다. 버(800, 830, 860) 각각은 버(610)와 같은 커팅 툴 축(740)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 그러나, 버(800, 830, 860)의 커팅 부재는 다르게 구성될 수 있다.
구체적으로, 버(800)는 직선형이고 대체로 원통형인 커팅 부재(820)를 포함할 수 있다. 커팅 부재(820)는 거골 보철물(102)의 용골(212)을 위해 준비된 표면(620)에서 공간을 절단하기에 적합한 직경(822)을 가질 수 있다. 또한, 커팅 부재(820)의 직경은 경골 보철물(104)의 용골(312)을 위한 공간을 절단하는 데 적합할 수 있다.
또한 버(830)는 직선이고 대체로 원통형인 커팅 부재(850)를 포함할 수 있다. 커팅 부재(850)는 예를 들어 버(610), 버(800) 및/또는 버(860)의 샤프트(710)를 위해 준비된 표면(620)에서 공간을 절단하기에 적합한 직경(852)을 가질 수 있다. 따라서, 버(830)는, 샤프트(710)가 향후 뼈 제거 단계에서 이동할 수 있는 공간을 제공하기 위해, 리드 인(lead-in)으로 사용될 수 있다.
버(860)는 경골에서 오목한 전방-후방 굴곡을 형성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 버(860)는 대체로 볼록한 형상을 갖는 커팅 부재(880)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 커팅 부재(880)는 근위 단부(882), 원위 단부(884), 근위 단부(882)와 원위 단부(884) 사이의 중간 부분(886)을 포함할 수 있다. 중간 부분(886)은 근위 단부(882)와 원위 단부(884)에 대해 확대될 수 있고, 커팅 툴 축(740)에 수직인 최대 반경(888)을 가질 수 있다. 근위 단부(882)와 원위 단부(884)의 반경은 훨씬 작을 수 있다. 최대 반경(888)은 커팅 부재(880)에 의해 경골 상에 형성될 준비된 표면에 존재하는 중앙-측면 굴곡의 반경과 실질적으로 동일할 수 있다.
커팅 툴 축(740)과 평면 내에서, 커팅 부재(880)는 근위 단부(882)로부터 중간 부분(886)으로 그리고 원위 단부(884)로의 커팅 부재(880)의 직경의 변화에 의해 규정된 반경(890)을 갖는 아치형 볼록한 프로파일을 포함할 수 있다. 반경(890)은 커팅 부재(880)에 의해 경골 상에 형성될 준비된 표면에 존재하는 전방-후면 굴곡의 반경과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 도 6a와 도 6b에 도시된 거골 버 홀더의 두부 사시도, 미부 사시도, 그리고 전방 측단면도이다. 거골 버 홀더(600)는 거골(420) 내에 준비된 표면(620)의 형성을 용이하게하기 위해 하나 이상의 커팅 툴을 유지하도록 설계될 수 있다.
구체적으로, 거골 버 홀더(600)는 자연 관절 표면(422)의 전방 부분을 제거하기 위해 버(830)를 유지하는 데 사용될 수 있고, 이로써 버(610)의 샤프트(710)와 버(800)의 샤프트(710)를 위한 공간을 제공할 수 있다. 그리고, 거골 버 홀더(600)는 거골(420)의 자연 관절 표면(422)의 나머지를 제거하기 위해 버(610)를 유지하는데 사용될 수 있고, 이로써 준비된 표면(620)의 볼록한 전방-후방 굴곡을 형성할 수 있다. 또한 거골 버 홀더(600)는 일반적으로 거골 보철물(102)의 용골(212) 형상의 슬롯을 형성하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 거골 버 홀더(600)를 버(830), 버(610), 버(800)와 조합하여 사용한 후에, 준비된 표면(620)은 거골 보철물(102)의 거골 뼈 결합 표면(112)을 수용하도록 형성될 수 있다. 이 과정들은 재정렬될 수 있으며, 상세한 설명은 후술한다.
거골 버 홀더(600)의 베이스(630)는 베이스(630)를 거골 파운데이션(410)에 부착하는데 사용될 수 있는 파운데이션 인터페이스를 포함할 수 있다. 파운데이션 인터페이스는 베이스(630)를 거골 파운데이션(410)에 고정하기에 적합한 임의의 구조를 포함할 수 있다. 도 9a 내지 9c에 도시된 바와 같이, 파운데이션 인터페이스는 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)의 나사형 구멍(550)과 유사한 방식으로 이격된 2개의 구멍(900)을 포함할 수 있다. 구멍(900)은 평활화(smooth-bored)될 수 있다. 따라서, 베이스(630)를 이동 부재(502)에 고정하기 위해, 나사, 볼트 등 일 수 있는 체결구(902)가 구멍(900)을 통해 삽입되고 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)의 나사 구멍(550)과 회전되어 결합할 수 있다.
베이스(630)는 아암(640)이 베이스(630)에 결합되는 아암 결합 특징부를 추가로 포함할 수 있다. 베이스(630)와 아암(640)은 회전 및/또는 슬라이딩 조인트의 임의의 조합을 통해 함께 이동 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아암 결합 특징부는 베이스(630)와 아암(640) 사이에서 회전 가능한 결합을 제공한다.
도 9a 내지 9c에 도시된 바와 같이, 아암 결합 특징부는 아암(640)이 회전 가능하게 장착되는 핀(910)을 포함할 수 있다. 핀(910)은 베이스(630)의 구멍(916) 내에 대응하는 암나사와 맞물릴 수 있는 수나사를 갖는 헤드(912)와 생크(914)를 포함할 수 있다. 헤드(912)는 거골 버 홀더(600)의 조립을 용이하게하기 위해 스크류 드라이버와 같은 도구로 헤드(912)의 회전을 허용하는 인터페이스를 가질 수 있다. 헤드(912)는 베이스(630)의 구멍(918) 내에 존재할 수 있다. 아암(640)이 순조롭게 결합하고 회전할 수 있도록, 헤드(912)에 인접한 생크(914)의 일부는 평탄화될 수 있다. 베이스(630)는 2개의 평행 플레이트( 전방 플레이트(920)와 후방 플레이트(922))를 더 포함할 수 있으며, 이들 사이에서 아암(640)의 근위 부분이 포획된다. 전방 플레이트(920)에는 헤드(912)가 존재하는 홀(918)이 형성될 수 있고, 후방 플레이트(922)에는 생크(914)가 고정되는 홀(916)이 형성될 수 있다. 따라서, 핀(910)은, 후방 플레이트(922)의 홀 (916)에 고정되도록 전방 플레이트(920)의 홀(918)을 통해, 후방으로 삽입될 수 있다.
또한, 베이스(630)는 베이스(630)에 대한 아암(640)의 이동을 가이드하는 데 도움이 되는 베이스 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 베이스 가이드 특징부는 아암(640)의 대응하는 아암 가이드 특징부와 협력하여 아암(640)의 이동 범위를 제한할 수 있고, 이에 의해 거골(420)에 대한 버(610, 800, 830)와 같은 부착된 커팅 툴의 이동 범위가 제한된다. 도 9a 내지 9c에 도시된 바와 같이, 베이스 가이드 특징부는 4개의 가이드 표면(932)을 갖는 직사각형 윈도우(930)를 포함할 수 있다. 미부 측에서 두부 방향을 향하도록 배치된 가이드 표면(932)은 거골(420)을 향해 미부 방향으로 커팅 툴의 이동을 제한할 수 있으며, 이에 대해 후술한다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 아암(640)은 제1 아암 부재(950)와 제2 아암 부재(952)로 분할될 수 있다. 제2 아암 부재(952)가 제1 아암 부재(950) 내부로 슬라이딩하여 아암(640)이 핀(910)에 대해 효과적으로 조절 가능한 도달 거리를 갖도록, 제2 아암 부재(952)는 제1 아암 부재(950) 내에 내포될 수 있다. 제2 아암 부재(952)로부터 제1 아암 부재(950)를 분리 편향시키기 위해 탄성 부재가 사용될 수 있으며, 이에 의해 아암(640)을 최대 길이를 향해 가압한다. 탄성 부재는 압축 상태로 유지되는 선형 스프링(954)의 형태를 취할 수 있다. 선형 스프링(954)은 제2 아암 부재(952)의 원위 단부의 공동에 부분적으로 존재할 수 있다.
아암(640)은 아암(640)이 베이스(630)에 결합되는 베이스 결합 특징부를 포함할 수 있다. 베이스 결합 특징부는 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 베이스(630)의 아암 결합 특징부와 협력하도록 설계될 수 있다. 도 9a 내지 도 9c에서, 베이스 결합 특징부는 제1 아암 부재(950)의 근위 단부에 형성된 슬롯(960)과 제2 아암 부재(952)의 근위 단부에 형성된 크래들(962)을 포함할 수 있다. 슬롯(960)은 두부-미부 방향으로 길게 연장될 수 있고, 핀(910)을 수용하여 제1 아암 부재(950)가 핀(910)에 대해 상하로 이동할 수 있게 한다. 크래들(962)은 제2 아암 부재(952)의 근위 단부가 핀(910)에 대해 상대적으로 매끄럽게 접하고 미끄러지도록 오목한 반원형일 수 있고, 제2 아암 부재 (952)의 근위 단부가 핀(910)에 대해 위로 밀면서 제1 아암 부재(950)를 하방으로 가압한다.
아암(640)은 커팅 툴이 부착될 수 있는 툴 부착 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 커팅 툴이 버(610), 버(800), 버(830) 및/또는 버(860)와 같은 버인 경우, 툴 부착 인터페이스는 버 부착 인터페이스로 지칭될 수 있다. 버 부착 인터페이스는 버(610), 버(800), 버(830) 중 어느 하나를 제1 아암 부재(950)와 고정 관계로 유지하도록 설계될 수 있다. 보다 정확하게, 버 부착 인터페이스는 버(610), 버(800), 버(830) 중 어느 하나에 고정되는 어댑터(730)를 수용하고 고정하도록 설계될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 버 부착 인터페이스는 어댑터(730)의 원통형 원위 단부(792)를 수용하도록 형성된 보어(972, bore)를 구비한 부착 캐뉼라(970, cannula)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 부착 캐뉼라(970)는 부착 캐뉼라(970)에 대한 위치에서 어댑터(730)를 선택적으로 잠글 수 있는 하나 이상의 잠금 특징부를 포함할 수 있다. 잠금 특징부는 총검 피팅(bayonet fittings)으로서 작동할 수 있다; 따라서, 이들은 부착 캐뉼라 상에서 축 방향으로 연장되고 원주 방향으로 연장되는 슬롯(974)의 형태를 취할 수 있다. 슬롯(974) 각각은 어댑터(730)의 버 홀더 부착 돌기들(796) 중 하나를 수용하도록 크기가 설정될 수 있다.
구체적으로, 어댑터(730)는 대응하는 커팅 툴에 부착된 후, 버 홀더 부착 돌기(796)가 슬롯(974)의 축 방향 연장 부분으로 들어가도록 부착 캐뉼라(970)의 후방에 삽입될 수 있다. 버 홀더 부착 돌기(796)가 축 방향 연장 부분의 단부에 도달하면, 어댑터(730)는 부착 캐뉼라(970)의 축을 중심으로 회전될 수 있고, 이는 커팅 툴의 커팅 툴 축(740)과 동일 선상에 있을 수 있어, 버 홀더 부착 돌기(796)는 슬롯(974)의 원주 방향 연장 부분을 따라 미끄러진다. 하나 이상의 스냅 특징부(미도시)는 선택적으로 어댑터(730)가 부착 캐뉼라(970)에서 제자리에 스냅되게 할 수 있다. 어떠한 경우에도, 어댑터(730)를 부착 캐뉼라 (970)에 부착하기 위해 필요한 축 방향 이동 및 회전의 조합은, 삽입 이동이 역으로 이루어질 때까지, 커팅 툴이 제1 아암 부재(950)에 대해 견고히 유지되는 것을 보장할 수 있다.
또한, 아암(640)은 베이스(630)에 대한 아암(640)의 이동을 제한하기 위해 베이스 가이드 특징부와 협력하는 아암 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 아암 가이드 특징부는 베이스 (630)와 아암(640) 사이의 상대 이동을 제한하기 위해베이스 가이드 특징부와 상호 작용할 수 있는 임의의 부재일 수 있다. 베이스 가이드 특징부가 가이드 표면을 포함하는 경우, 바람직하게는 아암 가이드 특징부는 그러한 가이드 표면에 맞닿거나 및/또는 안착될 수 있는 팔로어(follower)일 수 있다.
구체적으로, 베이스 가이드 특징부는 핀(910)과 부착 캐뉼라(970) 사이에서 제1 아암 부재(950)로부터 돌출된 포스트(980, post)일 수 있다. 포스트(980)는 포스트(980)가 베이스(630)의 직사각형 윈도우(930에 존재하도록 전방으로 돌출될 수 있다. 직사각형 윈도우(930의 가이드 표면(932)과 포스트(980)의 상호 작용은, 부착 캐뉼라(970) 및 커팅 툴의 이동을 일반적으로 직사각형 영역으로 제한할 수 있다. 특히, 직사각형 윈도우(930)의 바닥에 있는 가이드 표면(932)은 거골(420)을 향한 커팅 툴의 이동을 제한함으로써 절단 깊이를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 직사각형 윈도우(930)의 바닥에 있는 가이드 표면(932)은 버(610), 버(800), 또는 버(830)의 커팅 툴 축(740)이 평면 경계보다 거골(420)에 더 가까이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 유사하게, 직사각형 윈도우(930)의 측면의 가이드 표면(932)은 버(610), 버(800), 또는 버(830)의 커팅 툴 축(740)이 추가적인 평면 경계보다 더 중앙 또는 측면 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 아암(640)의 포스트(980)는 준비된 표면(620)이 원하는 깊이, 폭, 그리고 전체 형상을 갖도록 베이스(630)의 직사각형 윈도우(930)와 협력할 수 있다.
또한 선형 스프링(954)의 작용은 준비된 표면(620)이 원하는 형상을 갖는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 구체적으로, 선형 스프링(954)에 의해 가해지는 압력은 거골(420)에 대한 절단이 원하는 전체 깊이까지 연장되도록 함으로써, 준비된 표면(620)이 거골 보철물(102)을 지지하기 위해 뼈의 연속적인 확장을 제공하는데 필요한 깊이 및 일관성을 갖도록 보장할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 포스트(980)와 직사각형 윈도우(930)의 상호 작용에 의해 허용되는 최대 깊이로 커팅 툴을 연장시키기 전에, 더 얕은 절삭으로 뼈를 제거하기 위해 외과의사에 의해 쉽게 저항될 수 있는 힘을 제공하도록 선형 스프링(954)은 조정될 수 있다. 거골 파운데이션(410)과 거골 버 홀더(600)를 포함하는 거골 커팅 가이드가 거골(420)의 절제(resection)를 제어하기 위해 사용될 수 있는 방식이 도 6a, 도 6b, 도 10a 내지 도 12와 관련하여 더 상세히 도시되고 설명될 것이다.
도 6a 및 도 6b를 간략히 참조하면, 일 실시예에서, 거골 파운데이션(410)과 거골 버 홀더(600)는, 준비된 표면(620)의 후방 측면으로 시작하는 준비된 표면(620)을 형성하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 베이스(630)가 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)에 고정되고 버(830)가 아암(640)에 고정된 채로, 이동 부재(502)는 고정 부재(500)에 대해 그 후방 위치를 향해 피봇될 수 있다. 이것은 버(830)의 커팅 부재(850)를 거골(420)의 자연 관절 표면(422)의 후방 부분 위에 위치시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 외과의사가 자연 관절 표면(422)을 절제할 준비가 될 때까지, 외과의사는 선형 스프링(954)의 힘에 대항하여 자연 관절 표면(422) 위에 버(830)를 고정할 수 있고, 포스트(980)는 직사각형 윈도우(930)의 바닥에서 가이드 표면(932)으로부터 변위(displace)될 수 있다.
그 후, 포스트(980)가 직사각형 윈도우(930) 바닥에 있는 가이드 표면(932)에 안착할 때까지, 외과의사는 버(830)를 낮추어서 선형 스프링(954)이 버(830)를 눌러서 자연 관절 표면(422)과 결합하도록 한다. 이후, 부착 캐뉼라(970)를 중앙-측면 방향으로 이동시키면 버(830)는 중앙-측면 방향으로 이동될 수 있고, 이는 포스트(980)가 직사각형 윈도우(930의 바닥에서 가이드 표면(932)을 따라 중앙-측면 방향으로 미끄러지게 한다. 포스트(980)는 버(830)의 중앙-측면 이동 범위를 제어하기 위해 직사각형 윈도우(930)의 좌측 및 우측에서 가이드 표면(932)과 인접할 수 있다.
버(830)가 자연 관절 표면(422)의 중앙-측면 방향 범위를 넘어가게 되면, 버(830)를 자연 관절 표면(422)의 전방 부분을 향해 이동시키기 위해 이동 부재(502)는 고정 부재 (500)에 대해 전방으로 회전될 수 있다. 버(830)의 중앙-측면 이동은 자연 관절 표면(422)의 전방 부분으로부터 물질(material)을 제거하기 위해 필요에 따라 반복 될 수있다. 원한다면, 또한 자연 관절 표면(422)의 전체적인 전방-후방 굴곡으로부터 물질을 제거하기 위해, 버(830)의 중앙-측면 이동은 이동 부재 (502)의 전방 회전 동안 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 버(830)의 목적은, 버(610)와 버(800)가 방해없이 커골(420)과 결합하도록 하기 위해 물질들을 충분히 제거하는 것일 수 있다. 특히, 추후 커팅 단계에서, 버(610)의 샤프트(710)와 버(800)의 샤프트(710)가 위치될 위치로부터 뼈를 제거하는 것일 수 있다. 따라서, 버(830)는 자연 관절 표면(422) 전체를 절제하는데 사용될 필요는 없다.
버(830)가 자연 관절 표면(422)의 중앙-측면 범위 및 전방-후방 범위를 넘어가게 되면, 버(830)는 부착 캐뉼라(970)로부터 제거될 수 있고, 대신 버(610)가 부착 캐뉼라(970)에 고정될 수 있다. 버(610)는 자연 관절 표면(422)의 후방 부분 위에 위치될 수 있다. 외과의사는, 선형 스프링(954)의 힘에 대항하여 부분적으로 절제된 자연 관절 표면(422) 위에, 버(610)를 유지할 수 있다. 다시, 외과의사가 버(610)로 자연 관절 표면(422)를 절개할 준비가 될 때까지 직사각형 윈도우(930) 바닥의 가이드 표면(932)으로부터, 포스트(980)는 변위될 수 있다.
그 후, 포스트(980)가 직사각형 윈도우(930) 바닥에 있는 가이드 표면(932)에 대해 놓일 때까지, 외과의사는 버(610)를 낮추어 선형 스프링(954)이 버(610)를 눌러서 자연 관절 표면(422)과 결합되도록 한다. 이것이 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있는 위치이다. 이어서 부착 캐뉼라(970)를 중앙-측면으로 이동시킴으로써, 버(610)는 중앙-측면 방향으로(즉, 좌우로) 이동될 수 있고, 직사각형 윈도우(930) 바닥의 가이드 표면(932)을 따라 중앙-측면 방향으로 포스트(980)는 다시 한번 슬라이딩하게 된다. 포스트(980)는 버(610)의 중앙-측면 방향 이동 범위를 제어하기 위해 직사각형 윈도우(930)의 좌우측에서 가이드 표면(932)에 인접할 수 있다.
버(610)가 자연 관절 표면(422)의 중앙-측면 방향 범위를 넘어가게 되면, 버(610)를 자연 관절 표면(422)의 전방 부분을 향해 이동시키기 위해 이동 부재(502)는 고정 부재 (500)에 대해 전방으로 회전될 수 있다. 이것이 도 10a 및 10b에 도시된 위치이다.
도 10a와 도 10b는 각각 거골 버 홀더(600)가 거골 파운데이션(410)에 부착되고 거골 파운데이션이 거골(420)에 부착된 상태가 도시된 전방 사시도와 후방 사시도로서, 버(610)는 거골의 자연 관절 표면의 전방 부분을 절개하도록 위치된다. 자연 관절 표면(422)의 전방 부분으로부터 물질을 제거하기 위해 버(610)의 중앙-측면 방향 이동은 필요에 따라 반복될 수 있다. 원한다면, 또한 자연 관절 표면(422)의 전체적인 전방-후방 굴곡으로부터 물질을 제거하기 위해, 버(610)의 중앙-측면 이동은 이동 부재 (502)의 전방 회전 동안 수행될 수 있다.
도 6b 및 10b에 도시된 바와 같이, 결과는 준비된 표면 (620)의 형성일 수 있다. 준비된 표면(620)은 도 11a 및 11b와 관련하여 더 도시되고 설명될 것이다.
도 11a와 도 11b는 각각 도 10a와 도 10b와 같이 위치된 거골 파운데이션(410), 거골 버 홀더(600), 그리고 버(610)가 있는 거골(420)의 측단면도, 확대된 전방 사시도이다. 거골 보철물(102)의 용골(212)을 위한 슬롯을 제외하고, 준비된 표면(620)의 형상이 보다 상세하게 도시되어 있다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 준비된 표면(620)은 전방-후방 방향(130)과 두부-미부 방향(134)으로 존재하는 평면에서 거골 보철물(102, 도 2e 참조)의 측면도와 유사하게 대응하는 측단면 형상을 가질 수 있다. 준비된 표면(620)은 거골 보철물(102)의 거골 뼈 결합 표면(112)의 전방-후방 굴곡(230)과 실질적으로 동일한 반경을 갖는 볼록한 전방-후방 굴곡(1100)을 포함할 수 있다. 볼록한 전방-후방 굴곡(1100)의 전방 및 후방에서, 준비된 표면(620)은 2개의 볼록한 전방-후방 굴곡(1110)을 가질 수 있고, 그것은 전방-후방 굴곡(230)의 전방 및 후방에 있는 거골 뼈 결합 표면(112)의 부분들과 동일한 반경을 가질 수 있다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 준비된 표면(620)은 중앙-측면 방향(132)과 두부-미부 방향(134)으로 존재하는 평면에서, 거골 보철물(102)의 용골(212)을 위한 슬롯이 아직 형성되지 않은 것을 제외하고, 거골 보철물(102, 도 2e 참조)의 거골 뼈 결합 표면(112)의 단면 형상과 유사하게 대응하는 단면 형상을 가질 수 있다. 준비된 표면(620)은 일반적으로 선형 형상을 갖는 중심 확장부(1120)와, 중심 확장부(1120)의 양측에 있는 2개의 오목한 중앙-측면 굴곡(1130)을 포함할 수 있다. 중심 확장부(1120)는 일반적으로 거골 보철물(102)의 거골 뼈 결합 표면(112)의 중심 확장부(222)의 폭과 동일한 폭을 가질 수 있고, 오목한 중앙-측면 굴곡(1130)은 거골 보철물 (102)의 거골 뼈 결합 표면(112)의 중앙-측면 굴곡(220)의 반경과 대체로 동등한 반경을 가질 수 있다.
버(610)의 커팅 부재(720)의 형상은 준비된 표면(620)의 다양한 형상의 파라미터를 결정할 수 있다. 구체적으로, 버(610)의 커팅 부재(720)의 커팅 툴 축(740)의 길이를 따른 반경(782)은 볼록한 전방-후방 굴곡(1100)의 반경과 실질적으로 동일할 수 있다. 유사하게, 버(610)의 커팅 부재(720)의 커팅 툴 축(740)에 직각인 최대 반경(780)은 오목한 중앙-측면 굴곡(1130)의 반경과 실질적으로 동일할 수 있다.
전술한 바와 같이, 표면(620)이 거골 보철물(102)의 용골(212)을 견고하게 수용할 수 있도록, 준비된 표면(620)에 슬롯을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 슬롯의 형성은 선택적이며; 일 실시예에서, 발목 보철물은 용골을 갖지 않거나, 뼈에 대한 용골의 압력에 응답하여 슬롯을 형성하는 내장(built-in) 커팅 부재를 갖는 용골을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 슬롯은 준비된 표면(620)의 나머지를 형성하기 전에 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 버(800)는 준비된 표면(620)을 형성하기 위해, 도 11a와 11b에 도시된 바와 같은 버(610)를 사용하기 전에 슬롯을 형성하는데 사용될 수 있고, 버(830)를 사용하기 전에 슬롯을 형성하는 데 사용될 수도 있다. 도 11a와 11b에 도시된 바와 같이, 준비된 표면(620)이 이미 형성되었다 가정하여도, 슬롯의 형성은 도 12에 도시될 것이다.
도 12는 버(800)를 사용하여 거골(420)의 준비된 표면(620)에 슬롯(1200)을 형성하는 것을 도시한 사시도이다. 이전의 뼈 제거 단계의 완료 후(또는 선택적으로, 전술한 바와 같은 단계의 수행 전), 거골 버 홀더(600)가 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)에 고정된 상태에서, 버(800)는 거골 버 홀더(600)의 부착 캐뉼라(970)에 부착될 수 있다. 이후, 버(800)는 준비된 표면(620)의 중앙 부분 위에 위치 될 수 있다. 외과의사는 선형 스프링(954)의 힘에 대향하여 버(800)를 준비된 표면(620) 위로 유지할 수 있다. 다시, 외과의사가 버(800)와 함께 준비된 표면(620)에 슬롯을 형성할 준비가 될 때까지, 포스트(980)는 직사각형 윈도우(930) 바닥의 가이드 표면(932)으로부터 변위될 수 있다.
그 후 외과의사는, 포스트(980)가 직사각형 윈도우(930) 바닥의 가이드 표면(932)에 대향하여 놓일 때까지, 버(800)를 중앙-측면 위치에 유지하고 버(800)를 내림으로써, 선형 스프링(954)이 버(800)를 가압하여 준비된 표면(620)을 결합되도록 한다. 이는 도 12에 도시된 위치이다. 버(800)의 커팅 부재(820)가 준비된 표면(620) 내로 하강함에 따라, 커팅 부재(820)는 준비된 표면(620)의 중심에 실질적으로 슬롯(1200)을 형성 할 수 있게 된다. 커팅 부재(820)의 직경(822)은 거골 보철물(102)의 용골(212)의 폭과 일반적으로 동일할 수 있다. 슬롯(1200)은 용골(212)의 관통 부분(242)의 반원형 주변부(244)를 수용하는 대체로 반구형의 오목한 단면 형상을 갖는 미부 단부(caudal end, 보이지 않음)를 포함할 수 있다.
용골(212)은 거골 보철물(102)이 준비된 표면(620)에 대해 중앙-측면 방향으로 이동하는 것을 방지하고, 준비된 표면(620)에 대한 거골 보철물(102)의 견고한 부착을 용이하게 하는 방식으로 슬롯(1200)과 인터페이스할 수 있다. 용골(212) 및/또는 거골 보철물(102)의 거골 뼈 결합 표면(112)의 나머지는, 선택적으로 다공성 표면 및/또는 뼈 성장과 접착을 촉진하도록 설계된 코팅 된 표면을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 거골 보철물(102)은 거골(420)과 거골 보철물(102) 사이의 결합을 형성하는 뼈 시멘트와 함께 사용하도록 설계될 수 있다.
슬롯(1200)을 포함하는 준비된 표면(620)이 완전히 형성되면, 거골 버 홀더(600)는 임의의 부착된 커팅 툴과 함께 거골 파운데이션(410)으로부터 제거될 수 있다. 도 5c에서와 같이, 거골 파운데이션(410)은 거골(420) 상의 위치에 유지될 수 있다. 이어서, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 거골 파운데이션(410)은 경골 커팅 가이드를 경골에 부착하는 것을 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 각각 경골 파운데이션(1300)의 전방 미부 사시도, 평면도, 그리고 전방 두부 사시도이며, 도 13c에는 경골 파운데이션(1300)을 경골(1320)에 고정하기 위한 정렬 블록(1310)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 거골 파운데이션(410)는 거골(420)에 고정된 상태를 유지할 수 있고, 정렬 블록(1310)은 경골 파운데이션(1300)이 관절에 대해 적절하게 위치되도록 거골 파운데이션(410)과 경골 파운데이션(1300)에 부착될 수 있다.
거골 파운데이션(410)과 같이, 경골 파운데이션(1300)은 뼈에 대해 커팅 툴을 가이드하는 것을 돕는 커팅 가이드의 일부일 수 있다. 경골 버 홀더와 같은 커팅 툴 홀더는, 후술하는 바와 같이, 경골 파운데이션(1300)에 부착될 수 있다.
경골 파운데이션(1300)은 경골 파운데이션(1300)을 경골(1320)에 부착하는 것을 용이하게 하는 뼈 부착 인터페이스를 포함할 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 뼈 부착 특징부가 사용될 수 있다; 도 13a 내지 13c의 실시예에서, 뼈 부착 인터페이스는 핀(480)이 삽입되는 일련의 통로(1330)의 형태를 취할 수 있다. 거골 파운데이션(410)에서와 같이, 통로(1330)는 핀(480)이 서로 평행하지 않도록 서로에 대해 비스듬하게 배향될 수 있다. 따라서, 핀(480)이 제 위치에 있을 때, 경골 파운데이션(1300)의 위치와 방향은 경골(1320)에 대해 실질적으로 고정될 수 있다. 경골 파운데이션(1300)의 고정에 필요한 것보다 더 많은 통로(1330)가 있을 수 있다; 따라서, 외과의사는 경골(1320)에서 핀(480)의 최적의 고정을 위해 위치된 통로(1330)를 통해서만 핀(480)을 삽입할 수 있다.
또한 경골 파운데이션(1300)은 툴 홀더 부착 인터페이스, 또는 보다 상세하게는 버의 형태로 커팅 툴을 유지하는 경골 버 홀더에 부착될 수 있는 경골 버 홀더 인터페이스를 포함할 수 있다. 경골 버 홀더는 거골 버 홀더 인터페이스에 부착될 수 있는 베이스를 포함할 수 있으며; 따라서, 경골 버 홀더 인터페이스는 베이스 부착 인터페이스로도 지칭될 수 있다. 베이스 부착 인터페이스는 경골 파운데이션(1300)에 대해 베이스를 고정하도록 설계될 수 있다. 거골 파운데이션(410)와 달리, 경골 파운데이션(1300)은 고정 부재와 이동 부재를 포함하지 않을 수 있고; 오히려, 경골 파운데이션 전체가 경골 버 홀더의 등록을 위한 고정 베이스로서 작용할 수 있다. 도 13c에 도시된 바와 같이, 베이스 부착 인터페이스는 경골 파운데이션(1300)을, 경골(1320)에 대한 경골 파운데이션(1300)의 위치 설정을 용이하게 하기 위한, 정렬 블록(1310)에 부착하기 위해 사용될 수도 있다.
도 13a 내지 도 13c에서, 베이스 부착 인터페이스는 나사 구멍(1342)을 갖는 버튼(1340)의 형태를 취할 수 있으며, 이는 경골 버 홀더 또는 정렬 블록을 버튼(1340)에 부착하기 위해 체결구의 나사팁을 수용할 수 있다. 또한 버튼(1340)은 슬롯(1350)과 결합되도록 협력하는 전방 림(1344, anterior rim) 및 후방 림(1346, posterior rim)을 포함할 수 있다. 보다 정확하게, 슬롯(1350)은 슬롯(1350)의 키홀 형상을 정의하는 레지(1352, ledge)를 포함할 수 있다. 레지(1352)는 버튼(1340)이 슬롯 (1350)내에서 위 또는 아래로 미끄러질 수 있도록 전방 림(1344)과 후방 림(1346) 사이에 존재할 수 있다. 슬롯(1350)은 레지(1352)가 존재하지 않는 두부 단부(1354)를 포함할 수 있다. 따라서 두부 단부(1354)는 슬롯(1350)이 형성된 플레이트(1360) 내로 버튼의 조립을 허용하기 위해 전방 림(1344)와 후방 림(1346)이 삽입될 수 있는 원형 개구를 제공할 수 있다.
도 13c에 도시된 바와 같이, 정렬 블록(1310)은 거골 파운데이션(410)에 부착 가능한 거골 파운데이션 인터페이스를 갖는 몸체(1370)와, 경골 파운데이션(1300)에 부착될 수 있는 경골 파운데이션 인터페이스를 포함할 수 있다. 거골 파운데이션(410)과 경골 파운데이션(1300)이 예측 가능한 상대 위치에서 함께 고정될 수 있도록, 각각의 파운데이션 인터페이스는 해당 파운데이션과의 견고한 고정을 제공할 수 있다.
도 13c에 도시된 바와 같이, 거골 파운데이션 인터페이스는 거골 버 홀더(600)의 2개의 구멍(900)과 유사하게 구성된 2개의 구멍(1380)을 포함할 수 있다. 구멍(1380)은 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)의 나사 구멍(550) 방식과 유사한 방식으로 이격될 수 있고, 평활하게 천공(smooth-bored)될 수 있다. 따라서, 나사, 볼트 등과 같은 거골 버 홀더(600)의 체결구(902)와 같은 체결구는, 정렬 블록(1310)을 이동 부재(502)에 고정하기 위해 구멍(1380)을 통해 삽입될 수 있고 거골 파운데이션(410)의 이동 부재(502)의 나사 구멍(550)과 결합하도록 회전될 수 있다.
경골 파운데이션 인터페이스는 구멍(1390)을 포함할 수 있고, 그것은 구멍(1380)과 같이 평활하게 천공될 수 있다. 나사, 볼트 등과 같은 거골 버 홀더(600)의 체결구(902)와 같은 체결구는, 경골 파운데이션(1300)을 정렬 블록(1310)에 고정하기 위해 구멍(1390)을 통해 삽입될 수 있고 경골 파운데이션(1300)의 구멍(1342)과 결합하도록 회전될 수 있다.
정렬 블록(1310)은, 예를 들어, 체결구(902)를 사용하여 이동 부재(502)의 나사 구멍(550)에 구멍(1380)을 고정시킴으로써 거골 파운데이션(410)에 고정될 수 있다. 이동 부재(502)는 정렬 블록(1310)이 부착될 때, 고정 부재(500)에 대한 이동 범위의 전방 단부와 같은, 예측 가능한 위치에 위치될 수 있다. 원하는 경우, 이동 부재(502)는 예를 들어 가이드 노브(540)의 사용을 통해 고정 부재(500)에 대해 제자리에 고정될 수 있다.
이어서, 경골 파운데이션(1300)은, 예를 들어, 나사 또는 볼트와 같은 체결구로 구멍(1390)을 경골 파운데이션(1300)의 구멍(1342)에 고정시킴으로써 정렬 블록(1310)에 고정될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 정렬 블록(1310)은 먼저 경골 파운데이션(1300)에 고정된 후, 거골 파운데이션(410)에 고정될 수 있다.
어느 경우이든, 정렬 블록(1310)을 거골 파운데이션(410)과 경골 파운데이션(1300)에 부착한 후, 경골 파운데이션(1300)은 거골 파운데이션(410)과 발목 관절에 대해 예측 가능한 위치에 있을 수 있다. 따라서, 경골 파운데이션(1300)은 경골(1320)의 절제를 가이드하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 경골 파운데이션(1300)의 통로(1330)를 통해 핀(480)을 삽입하고 경골 (1320)의 뼈에 핀(480)의 원위 단부를 고정시킴으로써, 경골 파운데이션(1300)은 경골(1320)에 고정될 수 있다. 경골 파운데이션(1300)이 경골(1320)에 고정되면, 정렬 블록(1310)은 거골 파운데이션(410) 및 경골 파운데이션(1300)으로부터 분리 될 수 있다. 또한, 거골 파운데이션(410)은 거골(420)로부터 핀(480)을 빼냄으로써 거골(420)로부터 분리될 수 있다.
이어서, 경골 파운데이션(1300)은 경골에 대해 버를 가이드하는 경골 가이드 조립체를 형성하기 위해 경골 버 홀더와 함께 사용될 수 있다. 이에 대해 도 14a 내지 도 14c와 관련하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 14a, 도 14b, 도 14c는 각각 경골 버 홀더(1400)의 전방 두부 사시도, 측면도, 그리고 전방 두부 사시도로서, 도 14c에는 경골 버 홀더(1400)가 경골 파운데이션(1300) 및 경골(1320)에 고정된 상태가 도시되어 있다. 경골 파운데이션(1300)과 경골 버 홀더(1400)는 결합되어, 도 1a 내지 도 1c와 도 3a 내지 도 3e의 경골 보철물(104)과 같은 보철물을 수용하기 위해 형성된 경골(1320) 상의 준비된 표면을 형성하기 위해 경골(1320)에 대한 버(860)의 이동을 가이드하는, 경골 가이드 조립체를 형성할 수 있다. 한편, 도 15는 경골(1320)에 고정된 경골 버 홀더(1400)와 경골 파운데이션(1300)의 측단면도이다. 경골 버 홀더의 구성 및 동작은 도 14a 내지 도 15와 관련하여 설명될 것이다.
구체적으로, 경골 버 홀더(1400)는 경골 파운데이션(1300)의 구멍(1390)에 고정될 수 있다. 경골 버 홀더(1400)는, 경골(1320)의 준비된 표면(1420, 도 15 참조)의 원하는 윤곽을 생성하기 위한 버(860)의 이동(예를 들어, 중앙-측면 방향 및 두부-미부 방향)을 가능하게 한다. 버(860)의 사용은 단지 예시적이며; 당업자는 다양한 커팅 툴이 준비된 표면(1420)을 형성하는 데 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 커팅 툴은 버, 리머, 왕복 톱 등과 같은 회전 및/또는 변환 공구(translating tools)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 경골 버 홀더(1400)는 경골 파운데이션(1300)에 고정된 베이스(1430)와, 베이스(1430)에 대해 이동하는 아암(1440)을 포함할 수 있다. 베이스(1430)에 대한 아암(1440)의 이동은 버(860)를 경골(1320) 상에서 중앙-측면 방향으로 이동시킬 수 있다. 베이스(1430)와 아암(1440)은, 거골 버 홀더(600)의 그것과 유사한 방식으로, 경골(1320)에 대한 커팅 툴의 제한된 이동을 제공하도록 협력할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
경골 버 홀더(1400)의 베이스(1430)는 베이스(1430)를 경골 파운데이션(1300)에 부착하기 위해 사용될 수 있는 파운데이션 인터페이스를 포함할 수 있다. 파운데이션 인터페이스는 베이스(1430)를 경골 파운데이션(1300)에 고정하기에 적합한 임의의 구조를 포함할 수 있다. 도 14a 내지 15에 도시된 바와 같이, 베이스(1430)를 경골 파운데이션(1300)에 고정시키기 위해 나사 또는 볼트와 같은 체결 구(1452)가 구멍(1450)을 통해 삽입되고 경골 파운데이션(1300)의 버튼(1340)의 구멍(1342)과 결합하여 회전될 수 있도록, 파운데이션 인터페이스는 경골 파운데이션(1300)의 버튼(1340)의 구멍(1342)과 정렬될 수 있는 구멍(1450)을 포함할 수 있다.
베이스(1430)는 아암(1440)이 베이스(1430)에 결합되는 아암 결합 특징부를 더 포함할 수 있다. 베이스(1430)와 아암(1440)은 회전 및/또는 슬라이딩 조인트의 임의의 조합을 통해 함께 이동 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예들에 따르면, 아암 결합 특징부는 베이스(1430)와 아암(1440) 사이에서 회전 가능한 결합을 제공한다.
도 14a 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 아암 결합 특징부는 아암(1440)이 회전 가능하게 장착되는 핀(1460)을 포함할 수 있다. 핀(1460)은 베이스(1430)의 구멍(1466)에서 대응하는 암나사와 맞물릴 수 있는 수나사를 갖는 헤드(1462)와 생크(1464)를 포함할 수 있다. 헤드(1462)는, 경골 버 홀더(1400)의 조립을 용이하게 하기 위해 스크루 드라이버와 같은 도구로 헤드(1462)가 회전되도록 하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 헤드(1462)는 베이스(1430)의 구멍(1468) 내에 존재할 수 있다. 아암(1440)이 그 위에서 부드럽게 회전할 수 있도록, 헤드(1462)에 인접한 생크(1464)의 일부는 평탄화(be smooth)될 수 있다. 베이스(1430)는 2개의 전방 플레이트(1470)와 하나의 후방 플레이트(1462)를 더 포함할 수 있으며, 그 사이에 아암(1440)이 일반적으로 포획된다. 전방 플레이트(1470)의 최상단에는 헤드(1462)가 존재하는 홀(1468)이 형성될 수 있고, 생크(1464)가 고정되는 홀(1466)은 후방 플레이트(1472)에 형성될 수 있다.
따라서, 핀(1460)은, 후방 플레이트(1462)의 홀(1466)에 고정되도록 전방 플레이트(1470)의 최상부의 홀(1468)을 통해, 후방으로 삽입될 수 있다.
또한, 베이스(1430)는 베이스(1430)에 대한 아암(1440)의 이동을 가이드하는 데 도움이 되는 베이스 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 베이스 가이드 특징부는, 아암(1440)의 이동 범위를 제한하기 위해 아암(1440)의 대응하는 아암 가이드 특징부와 협력할 수 있고, 이로써 경골(1320)에 대해 부착된 커팅 툴(버(860), 버(800), 또는 버(830)와 같은)의 이동 범위를 제한할 수 있다. 도 14a 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 베이스 가이드 특징부는 복수의 가이드 표면들(1482)을 갖는 노치(1480, notch)를 포함할 수 있다. 가이드 표면들(1482)의 어느 하나는, 후술하는 바와 같이, 경골 방향(320)을 대향하여 두부 방향으로 커팅 툴의 이동을 제한하기 위해 미부 방향으로 향하도록 배향될 수 있다. 나머지 가이드 표면(1482)은 중앙 및 측면 방향으로 커팅 툴의 이동을 제한하기 위해 중앙-측면 방향으로 배향될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 아암(1440)은 제1 아암 부재(1500)와 제2 아암 부재(1502)로 분할될 수 있다. 아암(1440)이 핀(1460)에 대해 효과적인 조절 가능한 도달 거리를 갖기 위해 제2 아암 부재(1502)는 제1 아암 부재(1500) 내에서 슬라이딩 가능하도록, 제2 아암 부재(1502)는 제1 아암 부재(1500) 내에 내포(be nested)될 수 있다. 탄성 부재는 제2 아암 부재(1502)로부터 제1 아암 부재(1500)를 이격 배향되도록 사용될 수 있고, 이로써, 아암(1440)을 그 최대 길이를 향하여 가압할 수 있다. 탄성 부재는 보통 압축 상태로 유지되는 선형 스프링(1504)의 형태를 취할 수 있다. 선형 스프링(1504)은 제2 아암 부재(1502)의 원위 단부의 공동에 부분적으로 존재할 수 있다. 제1 아암 부재(1500)는 체결구(1452)가 경골 버 홀더(1400)의 전방으로부터 접근할 수 있는 개구(1506)를 포함할 수 있다.
아암(1440)은 아암(1440)이 베이스(1430)에 결합되는 베이스 결합 특징부를 포함할 수 있다. 베이스 결합 특징부는 다양한 방식으로 구성될 수 있고,베이스(1430)의 암 결합 특징부와 협력하도록 설계될 수 있다. 도 15에서, 베이스 결합 특징부는 제1 아암 부재(1500)에 형성된 슬롯(1510)과, 제2 아암 부재(1502)의 상단부에 형성된 크래들(1512)을 포함할 수 있다. 슬롯(1510)은 두부-미부 방향으로 길게 연장될 수 있고, 제1 아암 부재(1500)가 핀(1460)에 대해 상하로 이동할 수 있게 하는 핀(1460)을 수용할 수 있다. 제2 아암 부재(1502)의 단부가 핀(1460)에 대해 아래로 밀도록 허용하면서 제1 아암 부재(1500)를 위로 가압하는 동안, 제2 아암 부재(1502)의 상단부가 핀(1460)에 대해 상대적으로 부드럽게 접하고 미끄러지도록, 크래들(1512)은 오목한 반원형일 수 있다.
아암(1440)은 커팅 툴이 부착될 수 있는 툴 부착 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 커팅 툴이 버(610), 버(800), 버(830) 및/또는 버(860)와 같은 버인 경우, 툴 부착 인터페이스는 버 부착 인터페이스로 지칭될 수 있다. 버 부착 인터페이스는 버(860), 버(800), 그리고 버(830) 중 어느 하나를 제1 아암 부재(1500)와 고정된 관계로 유지하도록 설계될 수 있다. 보다 정확하게, 버 부착 인터페이스는 버(860), 버(800) 및 버(830) 중 하나에 고정된 어댑터 (730)를 수용하고 고정하도록 설계 될 수 있다.
도 14a 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 버 부착 인터페이스는 거골 버 홀더(600)의 부착 캐뉼라(970)와 실질적으로 동일한 부착 캐뉼라(970)의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 경골 버 홀더(1400)의 부착 캐뉼라(970)는 어댑터(730)의 원통형 원위 단부(792)를 수용하는 크기의 보어(972, bore)를 포함할 수 있다. 또한, 부착 캐뉼라(970)는, 부착 캐뉼라(970)에 대한 위치에서 어댑터(730)를 선택적으로 잠글 수 있는 적어도 하나의 잠금 특징부를 포함할 수 있다. 잠금 특징부는 총검 피팅(bayonet fittings)으로 동작할 수 있다; 따라서, 이들은 부착 캐뉼라 상에서 축 방향으로 연장되고 원주 방향으로 연장되는 슬롯(974)의 형태를 취할 수 있다. 각각의 슬롯(974)은 어댑터(730)의 버 홀더 부착 돌기들(796) 중 하나를 수용하도록 크기 설정될 수 있다. 어댑터는 거골 버 홀더(600)와 관련하여 설명된 바와 같이 부착 캐뉼라(970) 내에 수용되고 그와 맞물릴(interlock) 수 있다.
또한, 아암(1440)은 베이스(1430)에 대한 아암(1440)의 이동을 제한하기 위해베이스 가이드 특징부와 협력하는 아암 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 아암 가이드 특징부는, 베이스(1430)와 아암(1440) 사이의 상대 운동을 제한하는 것을 돕기 위해 베이스 가이드 특징부와 상호 작용할 수 있는 임의의 부재일 수 있다. 베이스 가이드 특징부가 가이드 표면을 포함하는 경우, 바람직하게는 아암 가이드 특징부는 그러한 가이드 표면에 맞닿거나 및/또는 안착될 수 있는 팔로어(follower) 일 수 있다.
구체적으로, 베이스 가이드 특징부는 핀(1460)과 부착 캐뉼라(970) 사이에서, 제1 아암 부재(1500)로부터 돌출된 포스트(1490)일 수 있다. 포스트(1490)는 포스트(1490)가 노치(1480) 내에 존재하도록 전방으로 돌출될 수 있다. 포스트(1490)와 노치(1480) 가이드 표면(1482)의 상호 작용은, 부착 캐뉼라(970)와 커팅 툴의 이동을 대체로 직사각형 영역으로 제한할 수 있다. 특히, 노치(1480) 상부의 가이드 표면(1482)은 경골(1320)을 향한 커팅 툴의 이동을 제한할 수 있어서, 절제 깊이를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 노치(1480) 상부의 가이드 표면(1482)은 버(860), 버(800), 또는 버(830)의 커팅 툴 축(740)이 평면 경계보다 경골(1320)에 더 가까이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 유사하게, 노치(1480) 측면의 가이드 표면(1482)은 버(860), 버(800), 또는 버(830)의 커팅 툴 축(740)이 추가적인 평면 경계보다 중앙 또는 측면 방향으로 더 이동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 아암(1440)의 포스트(1490)는 준비된 표면(1420)이 원하는 깊이, 폭, 전체 형상을 갖도록 베이스(1430)의 노치(1480)와 협력할 수 있다.
또한 선형 스프링(1504)의 동작은 준비된 표면(1420)이 원하는 형상을 갖는 것을 도울 수 있다. 구체적으로, 선형 스프링(1504)에 의해 가해지는 압력은 경골(1320)에 대한 절단이 원하는 전체 깊이까지 연장되는 것을 보장함으로써, 준비된 표면(1420)이 경골 보철물(104)을 지지하기 위해 뼈의 연속적인 확장을 제공하는 데 필요한 깊이 및 일관성을 갖도록 보장한다. 그럼에도 불구하고, 포스트(1490)와 노치(1480)의 상호 작용에 의해 허용되는 최대 깊이로 커팅 툴을 연장시키기 전에 더 얕은 절단으로 뼈를 제거하기 위해 외과의사에 의해 쉽게 저항될 수 있는 힘을 제공하기 위해, 선형 스프링(1504)은 조절될 수 있다.
경골(1320)의 원위 단부에 준비된 표면(1420)을 형성하기 위해, 경골 버 홀더(1400)가 이동 부재를 갖지 않는다는 점을 제외하고, 경골 버 홀더(1400)는 거골 버 홀더(600)와 유사한 방식으로 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 따라서, 커팅 툴을 전방-후방으로 움직일 필요가 없다. 오히려, 커팅은 모두 동일한 전방-후방 기준으로 이루어질 수 있다. 절단은 버(860)의 샤프트(710)를 위한 공간을 만들기에 충분한 뼈를 제거하기 위해 버(830)로 선택적으로 시작될 수 있고, 이어서 절단은 경골 보철물(104)의 용골(312)의 슬롯을 제외하고, 준비된 표면(1420)의 윤곽을 형성하기 위해 버(860)로 계속될 수 있다. 버(800)는 그러한 슬롯을 형성하는데 사용될 수 있다.
거골 버 홀더(600)와 마찬가지로, 선형 스프링(1504)은 적절한 절단 깊이를 얻기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 외과의사는 경골(1320)의 자연 관절 표면 아래에 버(830)의 커팅 부재(850)를 위치시킬 수 있다. 외외과의사는 선형 스프링(1504)의 힘에 대항하여 자연 관절 표면 아래에 버(830)를 유지할 수 있고, 포스트(1490)는 노치(1480) 상부의 가이드 표면(1482) 아래에서 변위(displace)될 수 있으며, 비로소 그 또는 그녀는 자연 관절 표면을 절제할 준비가 된다.
포스트(1490)가 노치(1480) 상단의 가이드 표면(1482)에 대해 놓일 때까지, 외과의사가 버(830)를 들어 올려서 선형 스프링(1504)이 버(830)를 눌러 자연 관절 표면과 결합할 수 있게 한다. 이어서, 버(830)는 부착 캐뉼라(970)를 중앙-측면(즉, 좌우로)으로 이동시켜서 포스트(1490)가 노치(1480)의 상단에서 가이드 표면(1482)을 따라 중앙-측면으로 미끄러지게 한다. 포스트(1490)는 버(830)의 중앙-측면 방향 이동 범위를 제어하기 위해 노치 (1480)의 좌측 및 우측에서 가이드 표면(1482)에 인접할 수 있다.
버(830)가 자연 관절 표면(422)의 중앙-측면 방향 범위를 넘어가게 되면, 버(830)는 부착 캐뉼라(970)로부터 제거될 수 있고, 대신 버(860)는 부착 캐뉼라(970)에 고정될 수 있다. 이후, 버(860)는 경골(1320)의 자연 관절면 아래에 위치 될 수 있다. 외과의사는, 선형 관절 스프링(1504)의 힘에 대항하여, 부분적으로 절제된 자연 관절 표면 아래로 버(860)를 유지할 수 있다. 다시, 포스트(1490)는 외과 의사가 버(860)로 자연 관절 표면을 절제할 준비가 될 때까지 노치(1480) 상단에 있는 가이드 표면(1482)으로부터 변위될 수 있다.
그 후, 포스트(1490)가 노치(1480)의 상단에서 가이드면(1482)에 대해 안착될 때까지, 외과의사는 버(860)를 상승시켜서 선형 스프링(1504)이 버(860)를 눌러 자연 관절 표면과 결합되도록 할 수 있다. 이후, 부착 캐뉼라(970)를 중앙-측면 방향(즉, 좌우)으로 이동시킴으로써 버(860)는 중앙-측면 방향으로 이동될 수 있고, 포스트(1490)는 노치(1480) 상단에서 가이드 표면(1482)을 따라 다시 한번 중앙-측면 방향으로 슬라이딩하게 된다. 버(860)의 중앙-측면 방향 이동 범위를 제어하기 위해, 포스트(1490)는 노치(1480)의 좌측 및 우측에서 가이드 표면(1482)에 인접 할 수 있다.
이후, 준비된 표면(1420)은 거골(420)의 준비된 표면(620)과 유사한 형상을 포함할 수 있지만, 볼록한 전방-후방 굴곡(1100) 대신 오목한 전방 전방-후방 굴곡(1592)을 갖는다. 오목한 전방-후방 굴곡(1592)의 일부가 도 15에 도시되어 있다. 다시 도 11b를 간략히 참조하면, 준비된 표면(1420)은, 오목한 전방-후방 굴곡(1592) 뿐만 아니라, 전방-후방 방향(130)과 두부-미부 방향(134)과 평행한 평면에서, 오목한 전방-후방 굴곡(1592)의 전방 및 후방에 위치된 2개의 볼록한 전방-후방 굴곡(1110)을 포함할 수 있다. 또한, 중앙-측면 방향(132) 및 두부-미부 방향(134)과 평행한 평면에서, 준비된 표면(1420)은 중심 확장부(1120)와 중심 확장부(1120)의 양측 중 어느 하나(either side)에 위치된 2개의 오목한 중앙-측면 굴곡(1130)을 포함할 수 있다. 따라서, 도 3a 내지 도 3e에 도시된 바와 같이, 용골(312)을 위한 슬롯이 형성되면, 준비된 표면(1420)은 경골 보철물(104)의 경골 뼈 결합 표면(122)의 형상을 일반적으로 보완하는 형상을 포함할 수 있다.
버(860)가 자연 관절면의 중앙-측면 범위를 지나가게 되면, 버(860)는 부착 캐뉼라(970)로부터 제거될 수 있고, 대신 버(800)가 그에 고정될 수 있다. 이어서 버(800)는 준비된 표면(1420)의 중앙 부분 아래에 위치될 수 있다. 외과의사는 선형 스프링(1504)의 힘에 대항하여 버(800)를 준비된 표면(1420) 아래에 유지할 수 있다. 다시, 외과의사가 버(800)로 준비된 표면 (1420)에 슬롯을 형성할 준비가 될 때까지, 포스트(1490)는 노치(1480) 상단의 가이드 표면(1482)으로부터 변위될 수 있다.
이후, 외과의사는 버(800)를 중앙-측면 방향 중심에 위치시키고, 포스트(1490)가 노치(1480) 상단에 있는 가이드 표면(1482)에 대향하여 놓일 때까지 버(800)를 상승시켜서, 선형 스프링(1504)이 버(800)를 눌러서 준비된 표면(1420)을 결합하도록 한다. 버(800)의 커팅 부재(820)가 준비된 표면(1420) 내로 상승함에 따라, 커팅 부재(820)는 준비된 표면(1420)의 실질적인 중심에 슬롯 (1598)을 형성할 수 있다. 커팅 부재(820)의 직경(822)은 경골 보철물(104)의 용골(312)의 폭과 일반적으로 동일 할 수 있다. 슬롯(1598)은 용골(312)의 관통 부분(342)의 반원형 주변부(344)를 수용하는 대체로 반구형인 오목한 단면 형상을 갖는 두부 단부를 가질 수 있다.
용골(312)은, 경골 보철물(104)이 준비된 표면(1420)에 대해 중앙-측면 방향으로 이동하는 것을 방지하고 나아가 경골 보철물(104)의 준비된 표면(1420)에 대한 고정 접착을 용이하게 하는 방식으로, 슬롯(1598)과 인터페이스할 수 있다. 용골(312) 및/또는 경골 보철물(104)의 경골 뼈 결합 표면(122)의 나머지 부분은, 선택적으로 다공성 표면 및/또는 뼈 성장 및 접착을 촉진하도록 설계된 코팅된 표면을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안 적으로, 경골 보철물(104)은 경골(1320)과 경골 보철물(104) 사이에 결합을 형성하는 뼈 시멘트와 함께 사용하도록 설계될 수 있다.
슬롯(1598)을 포함하여 준비된 표면(1420)이 완전히 형성되면, 경골 파운데이션(1300)은 임의의 부착된 커팅 툴과 함께 경골 파운데이션(1300)로부터 제거될 수 있다. 또한, 관절 공간으로부터 임의의 장애물을 제거하기 위해, 경골 파운데이션(1300)은 경골(1320)로부터 제거될 수 있다. 이후, 거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)은 각각 거골(420)의 준비된 표면(620)과 경골(1320)의 준비된 표면(1420) 상에 위치될 수 있다. 결과 구성은 도 16과 관련하여 도시되고 설명된다.
도 16은 거골(420)과 경골(1320)을 도시한 단면도로서, 거골 보철물(102)은 거골(420)의 준비된 표면(620)에 고정되고 경골 보철물(104)은 경골(1320)의 준비된 표면(1420)에 부착된 상태가 도시되어 있다. 거골 관절 표면(110)은, 일반적으로 자연 발목 관절의 관절을 모방하는 방식으로, 경골 관절 표면(120과 관절 연결될 수 있다. 거골 뼈 결합 표면(112)과 경골 뼈 결합 표면(122)의 매칭 굴곡과 함께, 준비된 표면(620)과 준비된 표면(1420)의 다양한 굴곡은, 관절 사용시 발생하는 스트레스를 견딜 수 있도록 충분히 건강한 뼈를 보존하는 동안, 거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)이 제 위치를 유지하는 것을 도울 수 있다.
일 실시예(미도시)에서, 수술 내비게이션 및/또는 수술 로봇 시스템은 거골(420) 및/또는 경골(1320)의 준비를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 상기 제시된 단계 중 일부는 자동화될 수 있다. 외과 용 내비게이션 시스템, 표면 매핑 시스템 등이 수행될 절단의 위치와 치수를 확인하는데 사용될 수 있다. 거골(420) 및 경골(1320)에 대한 절단을 위한 이동 경로는 예를 들어, 거골 가이드 어셈블리 및/또는 경골 가이드 어셈블리의 요소에 추가하여 또는 대신에 전동 시스템을 사용하여 기계화될 수 있다. 이러한 전동 시스템은 선택적으로 거골 가이드 어셈블리 및/또는 경골 가이드 어셈블리의 이동 제약을 모방할 수 있으며, 따라서 여기에 개시된 바와 같은 전방 접근으로부터 관절 표면에 접근하여 준비할 수 있다.
대안적인 실시예에서 발목 관절 성형술 시스템에 많은 상이한 특징이 포함될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 다음의 특징들 중 하나 이상이 포함될 수 있다: (1) 경골 내에 더 근접(즉, 더 깊은)한 절단을 수행할 수 있도록 경골 파운데이션을 슬라이딩시키는 능력; (2) 경골의 전방/후방 절개를 향상시키기 위해 호를 따라 스윙할 수 있는 경골 파운데이션; (3) 경골 커팅 가이드가 경골을 절개하는 내반족(varus)/외반족(valgus) 및/또는 중앙/측면 위치를 조절하는 능력; (4) 경골 커팅 가이드를 경골에 용이하게 부착하기 위한 나사 세트의 사용; (5) 경골 절제의 적절한 위치 선정을 용이하게 하기 위한 거골 시편의 사용;과 (6) 거골 및/또는 경골에 대한 환자-특정 뼈 부착 인터페이스의 사용. 이러한 특징들은 도 17a 내지 26b와 관련하여 도시되고 설명될 것이다.
도 17a는 거골(420)의 사시도로서, 하나의 대안적인 실시예에 따른 거골 파운데이션(1710)을 구비한 도 4a 내지 4c에 도시된 시편(400)의 일부가 거골(420)의 오목한 굴곡(458) 상에 위치된 상태가 도시되어 있다. 시편(400)은 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 설명된 것과 거의 동일한 방식으로 거골 파운데이션(1710)을 거골(420)에 대해 위치시키는 데 사용될 수 있다.
도 17b는 도 17a에 도시된 거골 파운데이션(1710)의 사시도로서, 거골 파운데이션(1710)이 거골(420)에 고정된 상태가 도시되어 있다. 거골 파운데이션(1710)는 거골 파운데이션(410)과 유사한 구성을 포함할 수 있다. 그러나, 거골 파운데이션(1710)은 거골 파운데이션(410)의 대응 구성들과 다소 상이하게 구성되는 고정 부재(1700)와 이동 부재(1702)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 고정 부재(1700)는 고정 부재(1700)의 통로(510)를 통과하는 핀(480)을 사용하여 거골(420)에 고정될 수 있다. 또한 고정 부재(1700)는 축(514) 주위에 중심이 있는 아치형 슬롯(1712)을 포함할 수 있다. 그러나, 아치형 슬롯(1712)은 도 5c의 아치형 슬롯(512)의 아치형 그루브(516)을 포함하지 않을 수 있다. 또한, 걸쇠(518)은 고정 부재(1700)에 없을 수 있다. 대신에, 고정 부재(1700)는 각각의 아치형 슬롯(1712)의 중심에 위치된 원형 그루브 형태의 걸쇠(1718)를 포함할 수 있다. 걸쇠(1718)는 고정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 경골 파운데이션이 거골 파운데이션(1710)과 관련하여 위치될 때, 걸쇠(1718)는 아치형 슬롯(1712)의 중심점에서 고정 부재(1700)에 대한 이동 부재(1702)의 위치를 고정하기 위해 사용될 수 있다. 원형 체결구(미도시)는 이동 부재(1702)에 결합될 수 있고, 고정 부재(1700)에 대해 이동 부재(1702)를 제자리에 고정시키기 위해 걸쇠(1718) 내에 위치할 수 있다.
이동 부재(1702)는 이동 부재(1702)가 축(514)을 중심으로 피봇하도록 하기 위해 아치형 슬롯(1712) 내에서 회전(roll)하는 롤러(530)를 포함할 수 있다. 이동 부재(502)의 나사 구멍(550) 대신에, 거골 버 홀더의 대응하는 특징부를 수용하기 위해 그 근위 단부에서 연장되고 개방되는 2개의 수용 슬롯(1750)을 포함할 수 있고, 이에 대해 도 18a 및 도 18b와 관련하여 도시되고 설명될 것이다. 이동 부재(1702)는 거골 버 홀더의 체결구를 수용하는 나사 구멍(1760)을 더 포함할 수 있다.
도 18a, 도 18b 및 도 19를 참조하면, 도 17a 및 도 17b의 거골 파운데이션(1710)이 도시된 사시도, 측면도, 단면도로서, 거골 버 홀더(1800)가 거골 파운데이션1710)의 이동 부재(1702)에 고정된 상태가 도시되어 있다. 거골 버 홀더(1800)는 도 6a 및 도 6b의 거골 버 홀더(600)와 유사한 구성을 포함할 수 있지만, 거골 버 홀더(1800)는 도 5a 내지 5c의 이동 부재(502)가 아니라 이동 부재(1702)에 부착되도록 구성될 수 있다는 점이 다르다.
구체적으로, 거골 버 홀더(1800)는 이동 부재(1702)에 고정되는 베이스(1830)를 포함할 수 있다. 베이스(1830)는, 중앙 및 측면 방향 에지에 있으며, 이동 부재(1702)의 수용 슬롯(1750) 내로 미끄러지는 한 쌍의 플랜지(1840)를 포함할 수 있다. 베이스(1830)는 이동 부재(1702)의 나사 구멍(1760)과 정렬되는 구멍(1850)을 포함할 수 있다. 베이스(1830)를 이동 부재(1702)에 고정시키기 위해, 구멍(1850)은 나사 구멍(1760)의 나사와 맞물리는 나사 단부를 갖는 볼트(1860)를 수용할 수 있다. 구멍(1850)은 이동 부재(1702)에 대한 베이스(1830) 위치의 근위/원위 조정을 가능하게 하도록 수직으로 연장될 수 있으며, 이에 의해 외과의사는 거골(420)의 절단 깊이를 조절할 수 있다.
거골 파운데이션(1710)과 거골 버 홀더(1800)는, 전술한 거골 파운데이션(410)과 거골 버 홀더(600)와 유사한 방식으로 기능하도록 협력할 수 있다. 거골 버 홀더(1800)는, 아암(640)과 베이스(1830) 사이의 연결에 의해 제공되는 제한으로, 베이스(1830)에 대해 이동하는 아암(640)을 포함할 수 있다. 준비된 표면(620)을 형성하여 거골(420)을 절단하기 위한 버(610)의 이동을 가이드하기 위해, 아암(640)은 버(610)(또는 전술한 다른 유형의 임의의 버)에 결합될 수 있다.
거골 파운데이션(1710)이 제 위치에 있을 때, 경골 커팅 가이드는 거골 파운데이션(1710)에서 기준된(referenced) 후, 경골에 고정될 수 있다. 도 20a 내지 22c와 관련하여 도시되고 설명되는 바와 같이, 정렬 블록이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
도 20a 내지 20e를 참조하면, 일 대안적인 실시예에 따른 정렬 블록(2010)이 도시되어 있다. 정렬 블록(2010)은 정렬 블록(1310)과 기능면에서 유사할 수 있으며, 추가 기능을 위해 일부 수정을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 정렬 블록(2010)은 고정 피스(2020), 조정 아암(2022), 정렬 로드(2024)를 포함할 수 있다. 고정 피스(2020)는, 이동 부재(1702)에 대해 정렬 블록(2010) 위치의 중앙/측면 방향 조정을 허용하는 방식으로, 거골 파운데이션(1710)의 이동 부재(1702)에 고정될 수 있다. 조정 아암(2062)은, 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2022) 배향의 내반족(varus)/외반족(valgus) 조정을 허용하는 방식으로, 고정 피스(2020)에 결합될 수 있다. 또한 조정 아암(2062)은, 경골 커팅 가이드(이후의 도면에 도시됨)의 위치가 조정 아암(2022)에 대해 원위/근위 방향으로 조정될 수 있는 방식으로, 경골 커팅 가이드에 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 고정 피스(2020)는 고정 나사(2032)를 수용하는 2개의 부착 슬롯(2030)을 포함할 수 있다. 고정 나사(2032)는 이동 부재(1702)의 나사 구멍(1760) 내에서 나사산과 맞물리는 나사 단부를 포함할 수 있다. 부착 슬롯(2030)은 이동 부재(1702)에 대한 고정 피스(2020) 위치의 수평 조정을 허용하기에 충분히 길 수 있다. 원하는 경우, 고정 피스(2020)는 나사(2032)를 조임으로써 이동 부재(1702)에 대한 위치에서 고정될 수 있고, 이후 나사(2032)를 풀고, 고정 피스(2020)를 이동시킨 다음, 새로운 위치에서 고정 피스(2020)로 고정 나사(2032)를 조임으로써 조정될 수 있다.
또한 고정 피스(2020)는 고정 피스(2020)의 몸체로부터 조정 아암(2022)을 향해 돌출하는 돌기(2034)를 포함할 수 있다. 돌기(2034)는 나사 구멍(2036)을 포함할 수 있다. 또한, 고정 피스(2020)는 나사 구멍(2036)과 함께 돌기(2034) 위에 위치되는 나사 구멍(2038)을 포함할 수 있다. 또한 고정 피스(2020)는 부착 슬롯(2030) 위에 위치된 맨틀(2040)을 포함할 수 있다.
조정 아암(2022)은 그 하단부에 구멍(2050)을 포함할 수 있고, 이를 통해 볼트(2052)는 고정 피스(2020)의 돌기(2034)에서 나사 구멍(2036)과 결합하도록 삽입되고 조여질 수 있다. 조정 아암(2022)이 고정 피스(2020)에 대해 제자리에 고정될 때까지, 조정 아암(2022)이 볼트(2052)의 축을 중심으로 피봇될 수 있도록, 볼트(2052)는 구멍에 회전 가능하게 위치할 수 있다. 볼트(2052)는 조정 아암(2022)에 대해 가압하도록 선택적으로 조여질 수 있어서, 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2022)의 추가 회전을 잠글 수 있다.
또한, 조정 아암(2022)은 구멍(2050)의 중심에 중심을 이루는 기다란 아치형 형상을 갖는 구멍(2050) 위에 위치된 조절 슬롯(2054)을 포함할 수 있다. 조절 슬롯(2054)은 고정 피스(2020)의 구멍(2038)과 맞물리도록 나사산이 형성될 수 있는 볼트(2056)를 수용할 수 있다. 볼트(2056)는 조절 슬롯(2054)과 볼트(2056)의 결합이 조정 아암(2022)이 고정 피스(2020)에 대해 회전할 수 있도록 조절 슬롯(2054) 내에 비교적 느슨하게 존재할 수 있지만, 볼트(2056)와 조절 슬롯(2054)의 단부의 인접이 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2022)의 회전 범위를 제한한다. 조정 아암(2022)과 고정 피스(2020) 사이의 이러한 상대 회전은, 경골 보철물(104)이 배치될 경골의 절개 표면의 중앙-측면 방향 위치의 조정을 허용할 수 있다. 볼트(2056)는 조정 아암(2022)에 대해 가압하도록 선택적으로 조여질 수 있으며, 이로써 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2062)의 추가 회전을 잠글 수 있다.
또한 조정 아암(2022)은 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)가 삽입될 수 있는 경골 파운데이션 부착 구멍(2058)을 포함할 수 있어서, 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)의 나사 단부가 경골 파운데이션 상의 대응하는 나사 구멍과 맞물리게 된다(이후에 도시됨). 도 13a와 도 13b의 경골 파운데이션(1300)에서와 같이, 나사 구멍은 선택적으로 수직 이동 부재 상에 있을 수 있으며, 여기서 구멍(1342)은 버튼(1340)에 형성되고 슬롯(1350) 내에서 수직으로 슬라이딩한다. 이리하여, 경골 파운데이션 부착 구멍(2058)과 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)는, 경골 상에 경골 파운데이션의 수직 위치(즉, 근위/원위 위치) 조절을 허용하는 하는 방식으로, 조정 아암(2022)을 경골 파운데이션에 결합할 수 있게 되고, 이로써 경골이 절개되는 근위/원위 깊이의 조정이 가능하다.
경골 파운데이션 부착 볼트(2060)는 조정 아암(2022)에 대해 가압하도록 선택적으로 조여 질 수 있어, 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2222)의 추가 회전의 잠금 및/또는 조정 아암(2222)에 대한 경골 커팅 가이드의 근위/원위 이동을 잠그게 할 수 있다. 일 실시예에서, 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)를 조이는 것은, 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2022)의 추가 회전과 조정 아암(2022)에 대한 경골 파운데이션의 추가 근위/원위 슬라이딩 이동을 잠글 수 있다. 따라서, 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)는 고정 피스(2020)에 대한 경골 파운데이션의 위치를 고정하기 위해 선택적으로 조여 질 수 있다. 전술한 바와 같이, 이동 부재(1702)에 대한 중앙/측면 방향 위치는 고정 나사(2032)를 통해 고정될 수 있다.
조정 아암(2022)은 정렬 로드(2024)를 수용하는 로드 개구(2062)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 정렬 로드(2024)는 근위 단부(2070)와 원위 단부(2072)를 포함할 수 있다. 조정 아암(2022)에 대해 정렬 로드(2024)가 제자리에 고정되도록, 원위 단부(2072)는 로드 개구(2062) 내에 수용될 수 있다. 이후, 정렬 로드(2024)는 이동 부재(1702)에 대한 조정 아암(2022)의 위치 및/또는 방향을 조정하는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 조정 아암(2022)이 중앙/측면 방향으로 적절하게 위치되고 내반족(varus)/외반족(valgus) 조절을 위해 적절하게 배향되도록 보장하기 위해, 정렬 로드(2024)의 원위 단부(2072)는 무릎, 경골 결절 또는 다른 해부학적 특징부와 정렬될 수 있다. 선택적으로, 후술되는 바와 같이 정렬 로드(2024)는 거골 파운데이션(1710)에 대한 경골 파운데이션의 적절한 전방/후방 위치 결정을 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
도 21a, 도 21b, 도 22a, 도 22b와 도 22c 각각은 거골(420)에 부착된 거골 파운데이션(1710)의 사시도, 측면도, 정면도, 사시도, 측단면도로서, 정렬 블록(2010)과 경골 시편(2120)의 사용을 통해 경골(1320)에 대해 경골 파운데이션(2110)이 위치된 상태가 도시되어 있다. 도 21a는 경골(1320)에 고정된 경골 파운데이션(2110)를 도시하고, 도 22b는 격리된 경골 시편(2120)을 도시한다. 이전 실시예들에서와 같이, 경골(1320)에 부착될 수 있는 "경골 커팅 가이드"는, 경골 파운데이션(2110)과 경골 파운데이션(2110)에 부착될 수 있는 경골 버 홀더(이후에 도시됨)를 포함할 수 있다.
경골 파운데이션(2110)은 거골 파운데이션(1710)과 유사한 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 경골 파운데이션(2110)은 고정 부재(2100)와 이동 부재(2102)를 포함할 수 있다. 고정 부재(2100)는 거골 파운데이션(1710) 고정 부재(1700)의 아치형 슬롯(1712)과 유사한 2개의 아치형 슬롯(1712)을 포함할 수 있다. 이동 부재(2102)는 2개의 측벽(2150)을 포함할 수 있고, 롤러(530)는 고정 부재(2100)의 아치형 슬롯(1712) 내에 위치하도록 측벽(2150)으로부터 중앙-측면 방향으로 연장된다. 따라서, 이동 부재(2102)는 고정 부재(2100)에 대해 축(2114)을 중심으로 회전할 수 있다.
또한 경골 파운데이션(2110)의 이동 부재(2102)는 버튼(1340)과 슬롯(1350)을 포함할 수 있으며, 이는 도 13a 및 도 13b의 경골 파운데이션(1300)의 구성과 유사할 수 있다. 따라서, 버튼(1340)과 슬롯(1350)은 정렬 블록(2010)의 조정 아암(2022)에 대한 경골 파운데이션(2110) 위치의 근위/원위 조정을 제공할 수 있다. 도 22c에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 버튼(1340)은, 경골 파운데이션(2110)의 이동 부재(2102)에 조정 아암(2022)을 고정시키는, 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)의 나사 단부를 수용할 수 있다.
먼저, 정렬 블록(2010)은, 고정 나사(2032)의 생크(shanks)가 고정 피스(2020)의 부착 슬롯(2030) 내에 있는 채로, 고정 나사(2032)의 나사산 단부를 거골 파운데이션(1710) 이동 부재(1702)의 나사 구멍(1760)에 삽입한 후, 이동 부재(1702)에 대해 원하는 중앙-측면 방향으로 고정 피스(2020)로 고정 나사(2032)를 조여서, 거골 파운데이션(1710)의 이동 부재(1702)에 고정될 수 있다. 원하는 경우, 고정 나사(2032)는 풀릴 수 있고, 고정 피스(2020)의 중앙-측면 방향 위치는 이동 부재(1702)에 대해 조정될 수 있다. 이후, 고정 나사(3232)는 고정 피스(2020)를 이동 부재(1702)에 고정하기 위해 다시 조여질 수 있다. 원하는 경우, 중앙-측면 위치 설정을 용이하게 하기 위해, 정렬 블록(2010)의 정렬 로드(2024)는 경골 결절과 같은 해부학적 특징부와 정렬될 수 있다.
그 다음, 조정 아암(2022)은 고정 피스(2020)에 피봇 가능하게 결합될 수 있다. 이는 조절 아암(2022)의 구멍(2050)을 통해 볼트(2052)의 나사산 단부를 삽입하고 고정 피스(2020)의 돌기(2034)의 구멍(2036)으로 나사산 단부를 조임으로써 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 거골 준비된 표면에 대한 경골 준비된 표면 배향의 내반족(varus)/외반족(valgus) 조정을 허용하기 위해 조정 아암(2022)이 고정 피스(2020)에 대해 회전할 수 있도록 볼트(2052)의 생크와 구멍(2050) 사이에 약간의 간극이 남을 수 있다.
그 다음, 볼트(2056)의 나사형 단부는 조절 슬롯(2054)을 통해 고정 피스(2020)의 구멍(2038) 내로 삽입되고 구멍(2038)에서 조여질 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 볼트(2056)의 생크가 조절 슬롯(2054)의 단부들 사이의 아치형 통로를 따라 미끄러지게 하도록, 볼트(2056)의 생크와 조절 슬롯(2054)의 벽 사이에는 충분한 간극이 유지된다. 이 상호 작용은 고정 피스(2020)에 대한 조정 아암(2022)의 피봇 이동 범위를 제한할 수 있고, 이는 고정 피스(2020)과 조절 아암(2022) 사이의 내반족(varus)/외반족(valgus) 조절이 허용 가능한 미리 정해진 범위로 제한되게 한다. 이러한 내반족(varus)/외반족(valgus) 위치 설정을 용이하게 하기 위해, 원하는 경우, 정렬 블록(2010)의 정렬 로드(2024)는 경골 결절과 같은 해부학적 특징부와 정렬될 수 있다.
그 다음, 경골 파운데이션(2110)은 조정 아암(2022)에 고정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이것은 조절 아암(2022)의 구멍(2050)을 통해 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)의 나사산 단부를 삽입한 다음, 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)의 나사형 단부를 조여서 경골 파운데이션(2110) 이동 부재(2102) 버튼(1340)의 구멍(1342)과 결합함으로써 수행될 수 있다. 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)의 헤드가 조절 아암(2022)에 대해 조여질 때까지, 버튼(1340)은 슬롯(1350) 내에서 근위/원위 방향으로 슬라이딩할 수 있고, 이리하여 정렬 블록(2010) 및 거골 파운데이션(1710)에 대한 경골 파운데이션(2110) 위치의 근위/원위 방향 조절이 가능하다. 이러한 근위/원위 방향 조절은 외과의사가 경골(1320) 절단 깊이를 조정할 수 있게 한다. 슬롯(1350) 내에서 버튼(1340)의 추가 이동을 잠그기 위해 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)의 헤드가 조정 아암(2242)에 타이트하게 인접하도록, 경골 파운데이션 부착 볼트(2060)는 조여질 수 있고, 이로써 추가적인 근위/원위 방향 조절을 방지할 수 있다.
경골 시편(2120)의 사용을 통해, 거골 파운데이션(1710)에 대한 경골 파운데이션(2110)의 전방/후방 방향에서의 위치의 추가 조정이 촉진될 수 있다. 도 22b 및 도 22c에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 경골 시편(2120)은 모의(simulated) 거골 베어링 부재(2200)와 경골 조정 부재(2202)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 정렬 블록(2010)과 경골 파운데이션(2110)을 거골 파운데이션(1710)에 부착하기 전에, 모의 거골 베어링 부재(2200)는 거골(420)의 준비된 표면(620) 상에 놓이도록 형성될 수 있다. 따라서, 모의 거골 베어링 부재(2200)는 거골 보철물(102)의 거골 뼈 결합 표면(112)과 동일한 형상을 갖는 뼈 부착 표면(2210)을 포함할 수 있다. 또한 모의 거골 베어링 부재(2200)는 거골 보철물(102)의 거골 관절 표면(110)의 형상을 대체로 따르는 전방/후방 그루브(2220)를 포함할 수 있다.
경골 조정 부재(2202)는 만곡된 베어링 부분(2230)과 전방 설부(2240, tongue)를 포함할 수 있다. 만곡된 베어링 부분(2230)은 모의 거골 베어링 부재(2200)의 전방/후방 그루브(2220)의 곡률 반경과 매칭하는 곡률 반경을 갖는 아치형 형상을 포함할 수 있다. 따라서, 만곡된 베어링 부분(2230)은 전방/후방 그루브(2220) 내에서 전방과 후방 방향으로 슬라이딩 가능할 수 있다. 도 22c에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 전방 설부(2240)는 정렬 블록(2010)과 결합하도록 전방으로 돌출될 수 있다. 보다 구체적으로, 전방 설부(2240)는 후방 돌출부(2250)와 전방 돌출부(2260)를 포함할 수 있다. 도 22c에 도시된 바와 같이, 후방 돌출부(2250)와 전방 돌출부(2260)는 정렬 블록(2010)의 고정 피스(2020)의 바닥이 그들 사이에 위치하도록 이격될 수 있다.
또한 경골 조정 부재(2202)는 한 쌍의 마커(2270)를 포함할 수 있으며, 마커(2270)는 만곡된 베어링 부분(2230) 상의 미리 결정된 전방 및 후방 위치에 위치될 수 있다. 마커(2270)는 거골 베어링 부재(2200)에 대한 만곡된 베어링 부분(2230)의 전방/후방 위치를 시각화하기 위해 외과의사에 의해 사용될 수 있다. 원하는 경우, 형광 투시(fluoroscopy)와 같은 외과 영상을 사용하여 쉽게 검출되고 볼 수 있도록, 마커(2270)는 방사선 불투과성(radio-opaque)일 수 있다.
도 22c에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 작동시, 후방 돌출부(2250)와 전방 돌출부(2260) 사이에 고정 피스(2020)와 함께, 경골 시편(2120)은 전방 설부(2240)가 고정 피스(2020)와 결합하도록 위치될 수 있다. 도 21b에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 이동 부재(2102)가 고정 부재(2100)에 대해 중립 위치에 있도록 고정될 수 있도록, 경골 파운데이션(2110)은 고정될 수 있다. 이는 이동 부재(2102)를 고정 부재(2100)에 대해 중립 위치로 이동시킨 다음, 예를 들어, 롤러(530)를 아치형 슬롯(512)의 걸쇠(1718)에 결합시키는 체결구(미도시)의 사용을 통해, 이동 부재(2102)의 롤러(530)를 아치형 슬롯(512)의 중심 내에 잠금으로써 수행될 수 있다.
초기에 거골 파운데이션(1710)은, 이동 부재(1702)의 롤러(530)가 고정 부재(1700)의 아치형 슬롯(512)의 바닥에 근접한 상태에서, 전방 위치에 있을 수 있다. 이는 또한 도 21b에서 가장 명확하게 보인다. 이 위치로부터, 이동 부재(1702)는 전방으로 이동되어, 정렬 블록(2010), 경골 시편(2120)의 경골 조정 부재(2202)(전술한 바와 같이 이는 정렬 블록(2010)의 고정 피스(2020)에 결합됨), 그리고 경골 파운데이션(2110)(이는 아직 경골(1320)에 결합되지 않음)이 전방으로 회전하게 한다. 마커(2270)가 만곡된 베어링 부분(2230)이 거골 베어링 부재(2200)의 전방/후방 그루브(2220)에 대하여 대체로 중립 위치(즉, 전방/후방 그루브(2220) 내에서 전방/후방 방향 중심에 위치됨)에 있음을 나타내면, 경골 파운데이션(2110)은 거골 파운데이션(1710)에 대하여 적절한 전방/후방 위치에 있는 것으로 간주될 수 있다.
전술한 바와 같이, 경골 파운데이션(2110)이 내반족(varus)/외반족(valgus) 내에서, 중앙-측면 방향, 근위/원위 방향, 그리고 전방/후방 방향에 적절하게 위치되면, 경골 파운데이션(2110)은 경골(1320)에 고정될 수 있다. 고정 부재(2100)는 거골 파운데이션(1710)를 거골(420)에 부착하는 핀(480)과 같은 핀(480)을 수용하는 통로(510)를 포함할 수 있다.
핀(480)으로 경골 파운데이션(2110)을 경골(1320)에 고정시키는 과정이 경골 파운데이션(2110)의 위치를 이동시키지 않도록 하기 위해, 스탠드오프 나사(2180, standoff screw)가 사용될 수 있다. 스탠드오프 나사(2180)는 경골 파운데이션(2110) 고정 부재(2100)의 나사 구멍을 통해 삽입된 나사형 생크와 경골(1320)에 인접하는 무딘 단부(미도시, blunt end)를 포함할 수 있다. 핀(480)으로 경골 파운데이션(2110)을 경골(1320)에 고정시키기 전에, 스탠드오프 나사(2180)는 고정 부재(2100)의 대응하는 구멍을 통해 삽입될 수 있고, 무딘 단부가 경골(1320)을 크게 관통하지 않으면서 경골(1320)과 맞물릴 때까지 전진될 수 있다. 따라서, 스탠드오프 나사(2180)는 핀(480)이 뼈 내로 구동될 때, 고정 부재(2100)가 경골(1320)에 더 가까이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 거골 파운데이션(1710)과 같은 적어도 하나의 거골 부재와 관련하여, 유사한 스탠드오프 나사(미도시)가 선택적으로 사용될 수 있다.
경골 파운데이션(2110)이 경골(1320)에 고정되면, 경골 절개를 위한 공간을 만들기 위해, 정렬 블록(2010)과 거골 파운데이션(1710)은 서로로부터, 경골 파운데이션(2110)으로부터, 그리고 거골(420)로부터 분리되어 제거될 수 있다. 이것은 도 6a 및 도 6b의 거골 버 홀더(600)와 기능과 구성 면에서 유사할 수 있는 경골 버 홀더(2300)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 경골 버 홀더(2300)는 도 23에 보다 상세하게 도시될 것이다.
도 23은 경골(1320)에 대해 버(860)를 유지하기 위한 경골 파운데이션(2110)에 고정된 경골 버 홀더(2300)를 도시한 사시도이다. 경골 파운데이션(2110)과 경골 버 홀더(2300)는 결합되어, 도 1a 내지 도 2e의 경골 보철물(104)과 같은 보철물을 수용하도록 형성된 경골(1320) 상에 준비된 표면을 형성하기 위해 경골(1320)에 대한 버(860)의 이동을 가이드하는, 경골 가이드 조립체를 형성할 수 있다.
구체적으로, 경골 버 홀더(2300)가 이동 부재(2102)와 함께 고정 부재(2100) 및 경골(1320)에 대해 선회 가능하도록, 경골 버 홀더(2300)는 경골 버(2110)의 이동 부재(2102)에 고정될 수 있다. 또한, 경골 버 홀더(2300)는, 경골(1320)의 준비된 표면의 원하는 윤곽을 생성하기 위해 버(860)의 추가 이동(예를 들어, 중앙-측면 및 두부-미부 방향 이동)을 가능하게 할 수 있다. 버(860)의 사용은 단지 예시 적이며; 당업자는 경골(1320) 상에 준비된 표면을 형성하기 위해 다양한 커팅 툴이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 커팅 툴은 버, 리머, 왕복 톱 등과 같은 회전 및/또는 변환 공구를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 경골 버 홀더(2300)는 경골 파운데이션(2110)의 이동 부재(2102)에 고정되는 베이스(2330)와, 베이스(2330)에 대해 이동하는 아암(2340)을 포함할 수 있다. 베이스(2330)에 대한 아암(2340)의 이동은, 경골(1320)에 대한 이동 부재(2102)의 이동에 의해 제공되는 전방-후방 회전에 더하여, 버(860)가 경골(1320)상에서 중앙-측면 방향으로 이동할 수 있게 할 수 있다.
베이스(2330)는 아암(2340)이 베이스(2330)에 결합되는 아암 결합 특징부를 추가로 포함할 수 있다. 베이스(2330)와 아암(2340)은 회전 및/또는 슬라이딩 조인트의 임의의 조합을 통해 함께 이동 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아암 결합 특징부는 베이스(2330)와 아암(2340) 사이에서 회전 가능한 결합을 제공한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 아암 결합 특징부는 아암(640)이 회전 가능하게 장착되는 핀(2310)을 포함할 수 있다. 핀(2310)은 베이스(2330)의 구멍(보이지 않음)에 대응하는 암나사와 맞물릴 수 있는 수나사를 갖는 헤드와 생크(보이지 않음)를 포함할 수 있다. 헤드는 경골 버 홀더(2300)의 조립을 용이하게 하는 스크류 드라이버와 같은 툴로 헤드의 회전을 허용하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 헤드는 베이스(2330)의 구멍(2318) 내에 존재할 수 있다. 아암(2340)이 결합하고 부드럽게 회전하도록, 헤드에 인접한 생크의 일부는 평탄화될 수 있다. 베이스(2330)는 2개의 평행 플레이트, 전방 플레이트(2320)와 후방 플레이트(2322)를 더 포함할 수 있으며, 이들 사이에서 아암(2340)의 근위 부분이 포획될 수 있다. 전방 플레이트(2320)에는 헤드가 존재하는 홀(2318)이 형성될 수 있고, 후방 플레이트(2322)에는 생크가 고정되는 홀이 형성될 수 있다. 따라서, 핀(2310)은 전방 플레이트(2320)의 홀(2318)을 통해 후방 플레이트 (2322)의 홀에 고정되도록 후방으로 삽입될 수 있다.
또한, 베이스(2330)는 베이스(2330)에 대한 아암(2340)의 이동을 가이드하는 데 도움이 되는 베이스 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 베이스 가이드 특징부는 아암(2340)의 이동 범위를 제한하기 위해 아암(2340)의 대응하는 아암 가이드 특징부와 상호 협력할 수 있고, 이에 따라 경골(1320)에 대한 버(860), 버(800), 또는 버(830)와 같은, 부착된 커팅 툴의 이동 범위를 제한할 수 있게 된다.
도 23에 도시된 바와 같이, 베이스 가이드 특징부는 3개의 가이드 표면(2332)을 갖는 직사각형 리세스(2328)를 포함할 수 있다. 두부(그리고 두부 방향으로 배향된, 또는 도 23에서 볼 때 아래쪽으로 향하는)에 위치된 가이드 표면(2332)은 경골(1320)을 향한 두부 방향으로의 커팅 툴의 이동을 제한하는 역할을 할 수 있다. 중앙 및 측면 방향으로 향하는 가이드 표면(2332)은, 이하에서 상술되는 바와 같이, 커팅 툴의 중앙/측면 방향 이동을 제한할 수 있다.
거골 버 홀더(600)의 아암(640)과 같이, 아암(2340)은 제1 아암 부재(2350)와 제2 아암 부재(미도시)로 분할될 수 있다. 제2 아암 부재가 제1 아암 부재(2350) 내부로 슬라이딩하여 아암(2340)이 핀(2310)에 대해 효과적으로 조절 가능한 도달 거리를 갖도록, 제2 아암 부재는 제1 아암 부재(2350) 내에 내포될 수 있다. 제1 아암 부재(2350)를 제2 아암 부재로부터 멀어지게 편향시키는 데 사용되어 아암(2340)을 그의 최대 길이를 향해 압박한다. 탄성 부재는 일반적으로 압축 상태로 유지되는 선형 스프링(보이지 않음)의 형태를 취할 수 있다. 제2 아암 부재로부터 제1 아암 부재(2350)를 분리 편향시키기 위해 탄성 부재(미도시)가 사용될 수 있으며, 이에 의해 아암(2340)을 최대 길이를 향해 가압한다. 탄성 부재는 압축 상태로 유지되는 선형 스프링(미도시)의 형태를 취할 수 있다.
아암(2340)은 아암(2340)이 베이스(2330)에 결합되는 베이스 결합 특징부를 포함할 수 있다. 베이스 결합 특징부는 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 베이스(2330)의 아암 결합 특징부와 협력하도록 설계될 수 있다. 베이스 결합 특징부는, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 슬롯(960)과 크래들(962)과 같은 슬롯 및 크래들을 선택적으로 포함할 수 있다.
아암(2340)은 커팅 툴이 부착될 수 있는 툴 부착 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 커팅 툴이 버(860), 버(800), 버(830) 및/또는 버(610)와 같은 버인 경우, 툴 부착 인터페이스는 버 부착 인터페이스로 지칭될 수 있다. 버 부착 인터페이스는 버(860), 버(800), 버(830) 중 어느 하나를 제1 아암 부재(2350)와 고정 관계로 유지하도록 설계될 수 있다. 보다 정확하게, 버 부착 인터페이스는 버(860), 버(800), 버(830) 중 어느 하나에 고정되는 어댑터(730)를 수용하고 고정하도록 설계될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에서와 같이, 도 23의 버 부착 인터페이스는 어댑터(730)의 원통형 원위 단부를 수용하도록 형성된 보어(bore)를 구비한 부착 캐뉼라(970)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 부착 캐뉼라(970)는 부착 캐뉼라(970)에 대한 위치에서 어댑터(730)를 선택적으로 잠글 수 있는 하나 이상의 잠금 특징부를 포함할 수 있다.
또한, 아암(2340)은 베이스(2330)에 대한 아암(2340)의 이동을 제한하기 위해 베이스 가이드 특징부와 협력하는 아암 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 아암 가이드 특징부는 베이스(2330)와 아암(2340) 사이의 상대 이동을 제한하기 위해 베이스 가이드 특징부와 상호 작용할 수 있는 임의의 부재일 수 있다. 베이스 가이드 특징부가 가이드 표면을 포함하는 경우, 바람직하게는 아암 가이드 특징부는 그러한 가이드 표면에 맞닿거나 및/또는 안착될 수 있는 팔로어(follower)일 수 있다.
구체적으로, 베이스 가이드 특징부는 핀(2310)과 부착 캐뉼라(970) 사이에서 제1 아암 부재(2350)로부터 돌출된 포스트(2380)일 수 있다. 포스트(2380)는 포스트(2380)가 베이스(2330)의 직사각형 리세스(2328)에 존재하도록 전방으로 돌출될 수 있다. 직사각형 리세스(2328)의 가이드 표면(2332)과 포스트(2380)의 상호 작용은, 부착 캐뉼라(970) 및 커팅 툴의 이동을 일반적으로 직사각형 두부 영역(cephalad boundary)으로 제한할 수 있다. 특히, 직사각형 리세스(2328) 상부의 가이드 표면(2332)은 경골(1320)을 향한 커팅 툴의 이동을 제한함으로써 절단 깊이를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 직사각형 리세스(2328) 상부에 있는 가이드 표면(2332)은 버(860), 버(800), 또는 버(830)의 커팅 툴 축(740)이 평면 경계보다 경골(1320)에 더 가까이 이동하는 것을 방지할 수 있다. 유사하게, 직사각형 리세스(2328)의 측면의 가이드 표면(2332)은 버(860), 버(800), 또는 버(830)의 커팅 툴 축(740)이 추가적인 평면 경계보다 더 중앙 또는 측면 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 아암(2340)의 포스트(2380)는 준비된 표면(2320)이 원하는 깊이, 폭, 그리고 전체 형상을 갖도록 베이스(2330)의 직사각형 리세스(2328)와 협력할 수 있다.
또한 아암(2340) 내에서의 선형 스프링의 작용은 경골(1320)의 준비된 표면이 원하는 형상을 갖는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 구체적으로, 선형 스프링에 의해 가해지는 압력은 경골(1320)에 대한 절단이 원하는 전체 깊이까지 연장되도록 함으로써, 준비된 표면이 경골 보철물(104)을 지지하기 위해 뼈의 연속적인 확장을 제공하는데 필요한 깊이 및 일관성을 갖도록 보장할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 포스트(2380)와 직사각형 리세스(2328)의 상호 작용에 의해 허용되는 최대 깊이로 커팅 툴을 연장시키기 전에, 더 얕은 절삭으로 뼈를 제거하기 위해 외과의사에 의해 쉽게 저항될 수 있는 힘을 제공하도록 선형 스프링은 조정될 수 있다. 따라서, 경골 파운데이션(2110)과 경골 버 홀더(2300)를 포함하는 경골 커팅 가이드는 경골(1320)의 절제를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
경골 버 홀더(2300)가 경골 파운데이션(2110)에 고정된 상태에서, 경골 보철물(104)을 수용하는 경골(1320) 상에 준비된 표면을 형성하기 위해, 경골 파운데이션(2110)은 경골(1320)을 절단하는 경골 버 홀더(2300)의 이동을 가이드하는 데 사용될 수 있다. 경골 파운데이션(2110)의 이동 부재(2102)는 도 21b에 도시된 중립 위치로부터 잠금 해제되어, 경골(1320)이 넓혀짐(ream)에 따라, 이동 부재(2102)와 경골 버 홀더(2300)와 버(860)가 고정 부재(2100)에 대해 전방/후방 방향으로 피봇될 수 있게 한다. 이러한 전방/후방 방향 이동은 경골 준비된 표면이 버(860)의 커팅 부재(880)의 길이보다 더 긴 전방/후방 굴곡을 갖도록 할 수 있다.
거골 파운데이션(1710) 또는 거골 파운데이션(410)이 버(610), 버(830), 및/또는 버(800)의 이동을 가이드하는 것과 매우 유사한 방식으로, 경골 파운데이션(2110)은, 버(830), 버(860) 및/또는 버(800)의 이동을 가이드하는 데 사용될 수 있다. 경골(1320)상의 준비된 표면은, 준비된 표면의 후방 측면 또는 전방 측면으로 시작하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 먼저 버(830)는, 버(860) 및/또는 버(800)가 관절 공간으로 들어가고 경골 보철물(104)의 경골 뼈 결합 표면(122)의 형상을 수용하는 더 깊은 컷을 만드는 경로를 지우는, 경골(1320)에 비교적 얕은 컷을 만들기 위해 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 거골 파운데이션(1710)과 거골 파운데이션(410)에서와 같이, 외과의사가 자연 관절 표면(422)을 절제할 준비가 될 때까지, 외과의사는 아암(2340) 내에서 선형 스프링의 힘에 대항하여 경골(1320)의 자연 관절 표면 아래에 버(830)를 고정할 수 있고, 포스트(2380)는 직사각형 리세스(2328) 상부의 가이드 표면(2332)으로부터 변위될 수 있다.
그 후, 포스트(2380)가 직사각형 리세스(2328) 상부에 있는 가이드 표면(2332)에 대해 안착할 때까지, 외과의사는 버(830)를 상승시켜서 선형 스프링이 버(830)를 가압하여 경골(1320)의 자연 관절 표면과 결합하도록 한다. 이후, 부착 캐뉼라(970)를 중앙-측면 방향으로 이동시키면 버(830)는 중앙-측면 방향(즉, 좌우로)으로 이동될 수 있고, 이는 포스트(2380)가 직사각형 리세스(2328)상부에서 가이드 표면(2332)을 따라 중앙-측면 방향으로 미끄러지게 한다. 포스트(2380)는 버(830)의 중앙-측면 이동 범위를 제어하기 위해 직사각형 리세스(2328)의 좌측 및 우측에서 가이드 표면(2332)과 인접할 수 있다.
버(830)가 경골(1320)의 자연 관절 표면의 중앙-측면 방향 범위를 넘어가게 되면, 버(830)를 경골(1320)의 자연 관절 표면의 맞은 편 방향(즉, 후방 또는 전방 방향)을 향해 이동시키기 위해 이동 부재(2102)는 고정 부재(2100)에 대해 전방 또는 후방 방향으로 회전될 수 있다. 버(830)의 중앙-측면 이동은 경골(1320)의 자연 관절 표면의 맞은 편으로부터 물질(material)을 제거하기 위해 필요에 따라 반복 될 수 있다. 원한다면, 또한 경골(1320)의 자연 관절 표면의 전체적인 전방-후방 굴곡으로부터 물질을 제거하기 위해, 버(830)의 중앙-측면 이동은 이동 부재 (2102)의 전방 회전 또는 후방 회전 동안 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 버(830)의 목적은, 버(860) 및/또는 버(800)가 방해없이 경골(1320)과 결합하도록 하기 위해 물질들을 충분히 제거하는 것일 수 있다. 특히, 추후 커팅 단계에서, 버(860)의 샤프트(710)와 버(800)의 샤프트(710)가 위치될 위치로부터 뼈를 제거하는 것일 수 있다. 따라서, 버(830)는 경골(1320)의 자연 관절 표면 전체를 절제하는데 사용될 필요는 없다.
버(830)가 경골(1320)의 자연 관절 표면의 중앙-측면 범위 및 전방-후방 범위를 넘어가게 되면, 버(830)는 부착 캐뉼라(970)로부터 제거될 수 있고, 대신 버(860)가 부착 캐뉼라(970)에 고정될 수 있다. 버(860)는 경골(1320)의 자연 관절 표면의 전방 또는 후방 부분 위에 위치될 수 있다. 외과의사는, 아암(2340) 내에 있는 선형 스프링의 힘에 대항하여 부분적으로 절제된 경골(1320)의 자연 관절 표면 아래에, 버(860)를 유지할 수 있다. 다시, 외과의사가 버(860)로 경골(1320)의 자연 관절 표면을 절개할 준비가 될 때까지, 포스트(2380)는 직사각형 리세스(2328) 상부의 가이드 표면(2332)으로부터 변위될 수 있다.
그 후, 포스트(2380)가 직사각형 리세스(2328) 상부의 가이드 표면(2332)에 대해 놓일 때까지, 외과의사는 버(860)를 상승시켜서 아암(2340) 내에 있는 선형 스프링이 버(860)를 눌러서 경골(1320)의 자연 관절 표면과 결합되도록 한다. 이어서 부착 캐뉼라(970)를 중앙-측면으로 이동시킴으로써, 버(860)는 중앙-측면 방향으로(즉, 좌우로) 이동될 수 있고, 직사각형 리세스(2328) 상부의 가이드 표면(2332)을 따라 중앙-측면 방향으로 포스트(2380)는 다시 한번 슬라이딩하게 된다. 포스트(2380)는 버(860)의 중앙-측면 방향 이동 범위를 제어하기 위해 직사각형 리세스(2328)의 좌우 측에서 가이드 표면(2332)에 인접할 수 있다.
버(860)가 경골(1320)의 자연 관절 표면의 중앙-측면 방향 범위를 넘어가게 되면, 버(860)를 경골(1320)의 자연 관절 표면의 전방 부분 또는 후방 부분을 향해 이동시키기 위해 이동 부재(2102)는 고정 부재(2100)에 대해 전방 또는 후방으로 회전될 수 있다. 버(860)는 경골(1320)의 준비된 표면이 완전히 형성되도록 하기 위해 이러한 전방-후방 이동 동안, 중앙/측면 방향으로 이동될 수 있다.
거골(420)의 준비된 표면(620)에서와 같이, 준비된 표면이 경골 보철물(104)의 용골(312)을 안전하게 수용할 수 있도록 준비된 경골(1320)의 준비된 표면에 슬롯을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 슬롯의 형성은 선택적이며; 일 실시예에서, 발목 보철물은 용골을 갖지 않거나, 뼈에 대한 용골의 압력에 응답하여 슬롯을 형성하는 내장 커팅 부재를 갖는 용골을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 슬롯은 경골(1320)의 준비된 표면의 나머지를 형성하기 전에 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 경골(1320)의 준비된 표면을 형성하기 위해, 버(800)는 버(860)를 사용하기 전에 슬롯을 형성하는데 사용될 수 있고, 버(830)를 사용하기 전에 슬롯을 형성하는 데 사용될 수도 있다.
이전의 뼈 제거 단계의 완료 후(또는 선택적으로, 전술한 바와 같은 단계의 수행 전), 경골 버 홀더(2300)가 경골 파운데이션(2110)의 이동 부재(2102)에 고정된 상태에서, 버(800)는 경골 버 홀더(2300)의 부착 캐뉼라(2370)에 부착될 수 있다. 이후, 버(800)는 경골(1320)의 준비된 표면의 중앙 부분 아래에 위치 될 수 있다. 외과의사는 아암(2340) 내에 있는 선형 스프링의 힘에 대향하여 버(800)를 경골(1320)의 준비된 표면 아래로 유지할 수 있다. 다시, 외과의사가 버(800)와 함께 경골(1320)의 준비된 표면에 슬롯을 형성할 준비가 될 때까지, 포스트(2380)는 직사각형 리세스(2328) 바닥의 가이드 표면(2332)으로부터 변위될 수 있다.
그 후, 외과의사는, 포스트(2380)가 직사각형 리세스(2328) 상부의 가이드 표면(2332)에 대향하여 놓일 때까지, 버(800)를 중앙-측면 중심 위치에 유지하고 버(800)를 상승시켜서, 아암(2340) 내에 있는 선형 스프링이 버(800)를 가압하여 경골(1320)의 준비된 표면과 결합되도록 한다. 버(800)의 커팅 부재(820)가 경골(1320)의 준비된 표면 내로 하강함에 따라, 커팅 부재(820)는 경골(1320)의 준비된 표면의 중심에 도 12의 슬롯(1200)과 대응하는 슬롯을 실질적으로 형성할 수 있게 된다. 커팅 부재(820)의 직경(822)은 경골 보철물(104)의 용골(312)의 폭과 대체로 동일할 수 있다. 슬롯은 용골(312)의 관통 부분(342)의 반원형 주변부(344)를 수용하는 대체로 반구형의 오목한 단면 형상을 갖는 두부 단부(cephalad end)를 포함할 수 있다.
따라서, 경골(1320)의 준비된 표면은 경골 보철물(104)의 경골 뼈 결합 표면(122)의 형상에 적합한 형상으로 형성될 수 있다. 경골(1320)의 준비된 표면이 완전히 형성되면, 경골 버 홀더(2300)는 경골 파운데이션(2110)으로부터 분리되어 제거될 수 있고, 경골 파운데이션(2110)는 경골(1320)로부터 분리되어 제거될 수 있다. 이어서, 관절 공간은 거골 보철물(102) 및 경골 보철물(104)을 수용할 준비가 될 수 있다.
일 실시예에서, 거골 보철물(102)의 용골(212)이 거골(420)의 표면(620)의 슬롯(1200) 내로 후방 방향에서 슬라이드 되고 경골 보철물(104)의 용골(312)이 경골(1320)의 준비된 표면의 대응하는 슬롯 내로 후방 방향에서 슬라이드 되도록, 거골 보철물(102) 및 경골 보철물(104)은 대체로 후방 방향을 따라 삽입될 수 있다. 특히, 거골 보철물(102) 및/또는 경골 보철물(104)의 부수적인 두부/미부 이동 및/또는 회전은, 거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)을 각각의 준비된 표면에 완전히 안착시키기 위해 적용될 수 있다. 그러나, 관절 공간에 필요한 산란(distraction 양을 최소화하는 것이 유리하다. 따라서, 거골 보철물(102)과 경골 보철물(104)의 삽입 벡터는 후방 방향인 것이 바람직하다.
또한, 유리하게는, 전방 또는 후방 방향을 향하는 표면을 갖는 거골(420) 또는 경골(1320) 내로 돌출되는 특징부가 없을 수 있으며, 그렇지 않으면 그러한 특징부는 두부 또는 미부 방향(즉, 근위 또는 원위 방향)을 따라 뼈에 삽입될 것을 요구할 것이다. 이러한 삽입 벡터는 관절 공간의 과도한 산만을 필요로 하며, 따라서 거골 보철물(102) 또는 경골 보철물(104)을 안착시키기 위해 필요한 두부 또는 미부 방향 이동을 수용하도록 확장되어 주변 조직에 손상을 줄 수 있다.
일 실시예에서, 가이드 메커니즘은 환자의 해부학적 구조의 일부에 부합하도록 주문 제작된 환자-특정 요소를 포함할 수 있다. 이러한 가이드 메커니즘은 거골 및/또는 경골을 위해 제조될 수 있다. 이러한 가이드 메커니즘의 일례는, 도 24a 내지 도 26b와 관련하여 도시되고 설명될 것이다.
도 24a, 도 24b, 도 24c는 각각 일 실시예에 따른 거골용 환자 특정 가이드 메커니즘의 일부로서 사용될 수 있는, 환자-특정 장착 플레이트(2400)의 평면도, 저면도, 측면도이다. 도시된 바와 같이, 환자-특정 장착 플레이트(2400)는 뼈로부터 먼 쪽을 향하는 외부 측면(2410)과 뼈-대향 측면(2420)을 포함할 수 있다.
환자-특정 장착 플레이트(2400)는, 외부 측면(2410)과 뼈-대향 측면(2420) 사이에서, 환자-특정 장착 플레이트(2400)의 어느 한 측면에 위치될 수 있는, 뼈 부착 구멍(2430) 형태의 뼈 부착 인터페이스를 포함할 수 있다. 뼈 부착 구멍(2430)은 환자-특정 장착 플레이트(2400)를 거골(420)에 고정시키는 나사(이후에 도시됨)를 수용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 뼈 부착 구멍(2430)은 뼈 나사의 헤드를 수용하는 카운터 싱크(2460, countersink)를 포함할 수 있다.
또한, 환자-특정 장착 플레이트(2400)는 거골 파운데이션의 고정 부재의 나머지 부분이 환자-특정 장착 플레이트(2400)에 고정될 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있다. 도 24a 및 도 24b에서, 이 인터페이스는 외부 측면(2410)으로부터 뼈-대향 측면(2420)으로 연장되는 한 쌍의 요소 부착 구멍(2440)으로 구성된다. 후술되는 바와 같이, 요소 부착 구멍(2440)은 환자-특정 장착 플레이트(2400)를 다른 구성 요소에 부착하는 체결구(fastener)를 수용할 수 있다. 요소 부착 구멍(2440)은 다른 구성 요소를 환자-특정 장착 플레이트(2400)에 고정하기 위해 사용되는 체결구의 나사형 단부(threaded end)를 수용하도록 선택적으로 나사형으로 형성될 수 있다.
도 24b에 도시된 바와 같이, 뼈-대향 측면(2420)은 환자-특정 장착 플레이트(2400)가 부착될 거골(420) 부분의 윤곽과 일치하도록 형성된 윤곽 표면(2470)을 포함할 수 있으며, 이는 자연 관절 표면(422) 전방 및/또는 주변의 거골(420)의 일부일 수 있다. 윤곽 표면(2470)은 당업계에 공지된 임의의 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 윤곽 표면(2470)은 거골(420)의 인접한 부분을 노출시켜서, 거골의 몰드를 취한 다음, 거골(420)의 인접한 부분과 유사한 모델을 만들어서 만들 수 있다. 모델은, 윤곽 표면을 형성하는 전성이 있는 블록(malleable block) 내에 각인(imprint)될 수 있다.
대안적인 실시예에서, CT 스캔 데이터 또는 거골(420)의 다른 이미지는, 윤곽 표면(2470)을 갖는 환자-특정 장착 플레이트(2400)를 주문-제작하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, CT 스캔 데이터는, 금속, 플라스틱 또는 다른 재료의 블록으로 윤곽 표면(2470)을 형성하는 밀링 머신(milling machine)에서 사용될 수 있다. 대안적으로, 이러한 CT 스캔 데이터는, 거골(420)에 인접한 표면의 형상과 정확하게 일치하는 윤곽 표면(2470)을 가진 환자-특정 장착 플레이트(2400)를 주문-제작하기 위한, 추가 제조 공정에서 사용될 수 있다.
어느 경우든, 윤곽 표면(2470)은 거골(420)의 인접한 부분과 일치하도록 형성된다. 따라서, 환자-특정 장착 플레이트(2400)는, 환자-특정 장착 플레이트(2400)가 부착되어야 할 위치에 대한 모호함없이, 거골(420)에 단단히 고정될 수 있다. 환자-특정 장착 플레이트(2400)를 거골(420)와 정렬시키는 공정은 윤곽 표면(2470)이 계획될 때 수행될 수 있다. 원하는 경우, 윤곽 표면(2470)이 제조되기 전에, 윤곽 표면(2470)의 형상 뿐만 아니라 환자-특정 장착 플레이트(2400) 내의 윤곽 표면(2470)의 정확한 위치 및 방향을 결정하기 위해 측정이 이루어질 수 있고, 이는 거골(420) 상의 적절한 위치 및 방향에서 준비된 표면의 형성을 초래한다.
도 25a는 거골(420) 상에 배치된 환자-특정 장착 플레이트(2400)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 외부 측면(2410)은 위쪽을 향하고, 뼈-대향 측면(2420)은, 자연 관절 표면(422)에 인접한 거골(420)의 영역에 대향하여 위치된 윤곽 표면(2470)과 함께, 거골(420)을 향한다. 윤곽 표면(2470)의 형상은 그것이 놓인 거골(420)의 형상과 정확하게 일치할 수 있어서, 환자-특정 장착 플레이트(2400)는 단지 하나의 위치 및 방향에서 거골(420)에 고정될 수 있다. 환자-특정 장착 플레이트(2400)는 뼈 나사(2590)를 사용하여 거골(420)에 고정될 수 있다.
도 25b는 도 24a의 환자-특정 장착 플레이트(2400)와 거골(420)의 사시도로서, 도 5a 및 도 5b의 고정 부재(500)와 기능이 유사한 고정 부재(stationary member)를 형성하기 위해 고정 요소(2500, stationary component)가 환자-특정 장착 플레이트(2400)와 도 17a 및 도 17b의 고정 부재에 고정된 상태가 도시되어 있다. 고정 요소(2500)는 나사(이후에 도시됨)를 사용하여 환자-특정 장착 플레이트(2400)에 고정될 수 있다.
환자-특정 장착 플레이트(2400)와 고정 요소(2500)는 거골 파운데이션(2510)을 형성하기 위해 이동 부재와 협력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이동 부재는 도 17a 및 도 17b의 거골 파운데이션(1710)의 이동 부재(1702)와 유사하거나 동일할 수 있다. 일단 조립되면, 도 25b의 거골 파운데이션(2510)은, 동작 측면에서 도 17a 및 도 17b의 거골 파운데이션(1710)과 유사할 수 있고, 축(2114) 주위에서 버의 회전을 가이드할 수 있다.
도 26a와 도 26b는 각각 도 25a 및 도 25b에 도시된 거골 파운데이션(2510)의 평면도와 측면도로서, 거골 버 홀더(1800)가 환자-특정 장착 플레이트(2400)와 고정 요소(2500)에 의해 형성된 이동 부재에 고정되어 있는 상태가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 환자-특정 장착 플레이트(2400)는 나사(2600)를 사용하여 고정 요소(2500)에 고정된다. 거골(420) 상에 준비된 표면(620)을 형성하기 위해, 버(610), 버(800), 및/또는 버(830)가 자연 관절 표면(422)을 절개하도록 하는 거골 버 홀더(1800)의 이동을 가이드하는 거골 파운데이션(1710)과 유사한 방식으로, 거골 파운데이션(2510)은 기능할 수 있다.
도 24a 내지 도 26b는 환자-특정 거골 성분의 사용을 도시한다. 당업자는 동일한 원리를 사용하여 환자-특정 경골 요소가 어떻게 형성될 수 있는지 인식할 것이다. 이러한 요소는, 도 13a 내지 도 15의 경골 파운데이션(1300)과 기능상 유사하거나, 또는 도 21a 내지 21b의 경골 파운데이션(2110)와 기능상 유사할 수 있는 경골 파운데이션에 통합될 수 있다.
당업자는 전술한 시스템과 방법이 발목 관절 성형술이 수행될 수 있는 시스템과 방법 중 일부만을 나타낸다는 것을 인식할 것이다. 대안적인 방법, 커팅 툴, 가이드 조립체, 그리고 이식(implant, 임플란트)이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.
본원에 개시된 임의의 방법은 설명된 방법을 수행하기 위한 적어도 하나의 단계 또는 동작을 포함한다. 방법 단계 및/또는 동작은 서로 교환될 수 있다. 다시 말해서, 실시예의 적절한 동작을 위해 특정 순서의 단계 또는 동작이 요구되지 않는 한, 순서 및/또는 특정 단계의 사용 및/또는 동작은 수정될 수 있다.
본 명세서 전체에서 "실시예(an embodiment)" 또는 "실시예(the embodiment)"는 그 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 인용된 문구 또는 그 변형은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다.
유사하게, 상기 실시예들의 설명에서, 본 발명을 간소화하기 위해, 때때로 다양한 특징들이 단일 실시예, 도면 또는 그 설명에서 함께 그룹화되었다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 이 개시된 방법은 임의의 청구 범위가 그 청구 범위에 명시적으로 기재된 더 많은 특징을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 다음의 청구 범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 양태는 전술한 임의의 단일 개시된 실시예의 모든 특징 보다 적은 수의 조합으로 존재한다. 따라서, 본 상세한 설명에 따른 청구 범위는 본 명세서에 명시 적으로 포함되며, 각각의 청구 범위는 그 자체가 별도의 실시예로서 의미가 있다. 본 발명은 독립 청구항의 모든 순열을 종속 청구항과 함께 포함한다.
특징 또는 요소와 관련하여 청구 범위에서 용어 "제1"의 인용은, 반드시 제2 또는 추가 특징 또는 요소의 존재를 의미하는 것은 아니다. 당업자는 여기에 설명된 기본 원리를 벗어나지 않고 상술된 실시예의 세부 사항을 변경할 수 있음이 명백할 것이다.
본 발명의 특정 실시예들와 응용들이 도시되고 설명되었지만, 첨부된 청구 범위의 범위는 본 명세서에 개시된 정확한 구성 및 구성 요소들로 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 당업자에게 명백할 다양한 수정, 변경과 변형이 본 명세서에 개시된 방법과 시스템의 배열, 동작과 세부 사항에서 이루어질 수 있다.
Claims (80)
- 자연 거골 관절 표면을 대체하도록 형성된 거골 관절 표면; 및,
거골의 거골 준비된 표면과 결합하도록 형성된 거골 뼈 결합 표면;을 포함하는 거골 관절 보철물과,
자연 경골 관절 표면을 대체하고 거골 관절 표면과 관절 형성되도록 형성된 경골 관절 표면; 및,
경골의 경골 준비된 표면과 결합하도록 형성된 경골 뼈 결합 표면;을 포함하는 경골 관절 보철물을 포함하며,
상기 거골 뼈 결합 표면과 상기 경골 뼈 결합 표면으로 구성되는 그룹 중에서 적어도 하나의 선택은;
전방-후방 방향으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡; 및
볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제1 중앙-측면 굴곡
을 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 선택의 상기 제1 전방-후방 굴곡은 전방-후방 방향의 실질적인 전체 길이를 따라 연장되는 관절 성형술 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 선택은 상기 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 추가로 포함하며, 상기 용골은,
고정된 또는 선택의 나머지와 함께 일체로 형성된 베이스 부분과,
상기 거골 준비된 표면 또는 상기 경골 준비된 표면을 관통하기 위해 상기 베이스 부분으로부터 연장되며, 대체로 반원형 둘레를 갖는 관통 부분
을 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 거골 관절 표면은, 중앙-측면 방향으로 연장되는 2개의 볼록한 거골 굴곡과, 상기 2개의 볼록한 거골 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향으로 연장되는 오목한 거골 굴곡을 포함하며,
상기 경골 관절 표면은, 중앙-측면 방향으로 연장되는 2개의 오목한 경골 굴곡과, 상기 2개의 오목한 경골 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향으로 연장되는 볼록한 경골 굴곡을 포함하며,
상기 거골 관절 표면과 상기 경골 관절 표면은, 상기 경골 관절 보철물이 거골 관절 보철물의 중심에 위치할 때, 상기 2개의 오목한 경골 굴곡이 상기 2개의 볼록한 거골 굴곡과 실질적으로 동일 평면에 있도록 형성되는 관절 성형술 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 선택은 상기 거골 뼈 결합 표면이며,
상기 제1 전방-후방 굴곡은 오목한 굴곡을 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 5에 있어서, 상기 거골 뼈 결합 표면은,
볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡과,
상기 제1 중앙-측면 굴곡과 상기 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부
를 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 6에 있어서, 상기 거골 뼈 결합 표면은,
상기 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출하고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 더 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 선택은 상기 경골 뼈 결합 표면이고,
상기 제1 전방-후방 굴곡은 볼록한 굴곡을 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 8에 있어서, 상기 경골 뼈 결합 표면은,
볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡과,
상기 제1 중앙-측면 굴곡과 상기 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부
를 포함하는 관절 성형술 시스템. - 청구항 9에 있어서, 상기 경골 뼈 결합 표면은,
상기 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 더 포함하는 관절 성형술 시스템. - 자연 거골 관절 표면을 대체하도록 형성되는 거골 관절 표면; 및,
거골의 거골 준비된 표면과 결합하도록 형성되는 거골 뼈 결합 표면
을 포함을 포함하며, 상기 거골 뼈 결합 표면은,
오목한 형상을 갖고 전방-후방으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡; 및,
볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제1 중앙-측면 굴곡
을 포함하는 거골 관절 보철물. - 청구항 11에 있어서,
상기 제1 전방-후방 굴곡은 상기 거골 뼈 결합 표면의 전방-후방 방향으로 실질적으로 전체 길이를 따라 연장되는 거골 관절 보철물. - 청구항 12에 있어서, 상기 거골 뼈 결합 표면은,
볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡; 및,
상기 제1 중앙-측면 굴곡과 상기 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부
를 포함하는 거골 관절 보철물. - 청구항 13에 있어서, 상기 거골 뼈 결합 표면은,
상기 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 더 포함하는 거골 관절 보철물. - 청구항 14에 있어서, 상기 용골은,
고정된 또는 상기 거골 뼈 결합 표면의 나머지와 함께 일체로 형성된 베이스 부분; 및,
상기 거골 준비된 표면을 관통하기 위해 상기 베이스 부분으로부터 연장되는 관통 부분을 포함하며,
상기 관통 부분은 대체로 반원형 둘레를 포함하는 거골 관절 보철물. - 자연 경골 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면; 및,
경골의 경골 준비 표면과 결합하도록 형성된 경골 뼈 결합 표면을 포함하며, 상기 경골 뼈 결합 표면은,
볼록한 형상을 갖고 전방-후방으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡과, 볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제1 중앙-측면 굴곡
을 포함하는 경골 관절 보철물. - 청구항 16에 있어서,
상기 제1 전방-후방 굴곡은 상기 경골 뼈 결합 표면의 전방-후방 방향으로 실질적으로 전체 길이를 따라 연장되는 경골 관절 보철물. - 청구항 17에 있어서, 상기 경골 뼈 결합 표면은,
볼록한 형상을 갖고 중앙-측면 방향으로 연장되는 제2 중앙-측면 굴곡; 및,
상기 제1 중앙-측면 굴곡과 상기 제2 중앙-측면 굴곡 사이에서 중앙-측면 방향을 따라 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부
를 포함하는 경골 관절 보철물. - 청구항 18에 있어서, 상기 경골 뼈 결합 표면은,
상기 제1 전방-후방 굴곡으로부터 돌출되고 전방-후방 방향을 따라 연장되는 용골을 더 포함하는 경골 관절 보철물. - 청구항 19에 있어서, 상기 용골은,
고정된 또는 상기 경골 뼈 결합 표면의 나머지와 함께 일체로 형성된 베이스 부분; 및,
상기 경골 준비된 표면을 관통하기 위해 상기 베이스 부분으로부터 연장되는 관통 부분을 포함하며,
상기 관통 부분은 대체로 반원형 둘레를 포함하는 경골 관절 보철물. - 오목한 형상와 볼록한 형상으로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 회전 가능한 커팅 부재의 길이를 따라 연장되는 형상을 갖는 회전 가능한 커팅 부재를 갖는 버(burr); 및,
뼈에 고정 가능한 뼈 부착 인터페이스;
상기 버에 고정 가능한 버 부착 인터페이스; 및,
상기 버로 뼈 상에 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해, 상기 버 부착 인터페이스와 상기 뼈 부착 인터페이스 사이의 상대 이동을 제한하도록 구성되며, 상기 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡 또는 볼록한 굴곡을 포함하는 가이드 메카니즘
을 포함하는 커팅 가이드
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 21에 있어서, 상기 커팅 가이드는,
상기 뼈 부착 인터페이스를 포함하는 파운데이션(foundation)을 포함하고, 상기 파운데이션은 버 홀더 인터페이스를 더 포함하며,
상기 버 부착 인터페이스를 포함하는 버 홀더를 포함하고, 상기 버 홀더는 상기 버 홀더 인터페이스에 결합될 수 있는 파운데이션 인터페이스를 더 포함
하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 21에 있어서,
상기 가이드 메커니즘은 상기 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 제1 방향을 따라 상기 버 부착 인터페이스의 이동(motion)을 허용하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 23에 있어서,
상기 가이드 메커니즘은 상기 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 직선을 따라 상기 버 부착 인터페이스의 이동을 가이드하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 24에 있어서,
상기 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 볼록한 형상이고,
상기 준비된 표면은, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 상기 제1 볼록한 굴곡과 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함
하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 23에 있어서, 상기 가이드 메커니즘은,
상기 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 평행한 제2 방향을 따라 상기 버 부착 인터페이스의 이동을 추가로 허용하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 26에 있어서, 상기 가이드 메커니즘은,
상기 회전 가능한 커팅 부재에 수직인 축을 중심으로 상기 버 부착 인터페이스의 회전을 허용함으로써, 상기 제2 방향을 따라 상기 버 부착 인터페이스의 이동을 허용하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 27에 있어서,
상기 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 오목한 형상이고,
상기 준비된 표면은, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 상기 제1 볼록한 굴곡과 상기 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함하며,
상기 단면 형상은 볼록한 굴곡을 따라 휩쓸고 가는(스윕, sweep) 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 뼈 근처에 커팅 가이드를 위치시키는 단계, 상기 커팅 가이드는, 뼈 부착 인터페이스와, 버 부착 인터페이스와, 가이드 메커니즘을 포함함;
상기 뼈 부착 인터페이스를 뼈에 고정시키는 단계;
상기 버 부착 인터페이스에 버를 고정시키는 단계, 상기 버는 오목한 형상과 볼록한 형상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, 회전 가능한 커팅 부재의 길이를 따라 연장되는 형상을 갖는 회전 가능한 커팅 부재를 포함함;
가이드 메커니즘을 이용하여, 상기 버로 뼈 상에, 적어도 하나의 오목한 굴곡 또는 볼록한 굴곡을 포함하는, 준비된 표면의 형성을 용이하기 위해 뼈에 대한 상기 버의 이동을 가이드하는 단계;
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 29에 있어서, 상기 커팅 가이드는,
상기 뼈 부착 인터페이스를 포함하는 파운데이션을 포함하고, 상기 파운데이션은 버 홀더 인터페이스를 더 포함하며,
상기 버 부착 인터페이스를 포함하는 버 홀더를 포함하고, 상기 버 홀더는 파운데이션 인터페이스를 더 포함하며,
상기 방법은, 상기 버 홀더의 파운데이션 인터페이스를 상기 파운데이션의 버 홀더 인터페이스에 결합하는 단계를 더 포함
하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 29에 있어서, 상기 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는,
상기 가이드 메커니즘으로, 상기 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 제1 방향을 따라 상기 버의 이동을 허용하는 단계
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 31에 있어서, 상기 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는,
상기 가이드 메커니즘으로, 상기 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 수직인 직선을 따라 상기 버 부착 인터페이스의 이동을 가이드하는 단계
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 32에 있어서,
상기 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 볼록한 형상이고,
상기 준비된 표면은, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 상기 제1 볼록한 굴곡과 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함
하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 31에 있어서, 상기 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는,
상기 회전 가능한 커팅 부재의 길이에 평행한 제2 방향을 따라 상기 버 부착 인터페이스의 이동을 허용하는 단계
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 34에 있어서, 상기 뼈에 대한 버의 이동을 가이드하는 단계는,
상기 회전 가능한 커팅 부재에 수직인 축을 중심으로 상기 버 부착 인터페이스의 회전을 허용하는 단계
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 35에 있어서,
상기 회전 가능한 커팅 부재의 형상은 길이에 수직인 최대 반경을 갖는 오목한 형상이고,
상기 준비된 표면은, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제1 곡률 반경을 갖는 제1 볼록한 굴곡과, 상기 최대 반경과 실질적으로 동일한 제2 곡률 반경을 갖는 제2 볼록한 굴곡과, 상기 제1 볼록한 굴곡과 상기 제2 볼록한 굴곡 사이에서 실질적으로 직선으로 연장되는 중심 확장부를 갖는 단면 형상을 포함하고,
상기 단면 형상은 볼록한 굴곡을 따라 스윕(sweep)되는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 오목한 형상과 볼록한 형상으로 구성된 그룹으로부터 선택되며, 제1 회전 가능한 커팅 부재의 길이를 따라 연장되는, 제1 형상을 갖는 제1 회전 가능한 커팅 부재를 포함하는 제1 버;,
거골 또는 경골에 고정 가능한 제1 뼈 부착 인터페이스;
상기 제1 버에 고정 가능한 제1 버 부착 인터페이스; 및,
상기 제1 버로 경골 또는 거골 상에 제1 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해, 상기 제1 회전 가능한 커팅 부재의 제1 길이에 수직인 제1 방향을 따라 상기 제1 버 부착 인터페이스의 이동을 허용함으로써 상기 제1 버 부착 인터페이스와 상기 제1 뼈 부착 인터페이스 사이의 상대 이동을 제한하도록 구성되며, 상기 제1 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡 또는 볼록한 굴곡을 포함하는 제1 가이드 메커니즘
을 포함하는 제1 커팅 가이드
를 포함하는 관절 성형술용 거골 또는 경골 준비 시스템. - 청구항 37에 있어서,
상기 제1 뼈 부착 인터페이스는 상기 제1 준비된 표면이 거골에 있도록 거골에 고정되고,
상기 제1 가이드 메커니즘은, 상기 제1 회전 가능한 커팅 부재에 수직인 축을 중심으로 상기 제1 버 부착 인터페이스의 회전을 허용함으로써, 상기 제1 회전 가능한 커팅 부재의 제1 길이에 평행한 제2 방향을 따라 상기 제1 버 부착 인터페이스의 이동을 추가로 허용하며,
상기 제1 형상은 상기 제1 준비된 표면이 볼록한 굴곡을 따라 스윕된 단면 형상을 갖도록 오목한 형상인 관절 성형술용 거골 또는 경골 준비 시스템. - 청구항 38에 있어서,
볼록한 형상을 갖는 제2 회전 가능한 커팅 부재를 구비한 제2 버; 및,
경골에 고정 가능한 제2 뼈 부착 인터페이스;
상기 제2 버에 고정 가능한 제2 버 부착 인터페이스; 및,
상기 제2 버로 경골 상에 제2 준비된 표면의 형성을 용이하게 하기 위해 상기 제2 회전 가능한 커팅 부재의 제2 길이에 수직인 제3 방향을 따라 상기 제2 버 부착 인터페이스의 이동을 허용함으로써 상기 제2 버 부착 인터페이스와 상기 제2 뼈 부착 인터페이스 사이의 상대 이동을 제한하도록 구성되며, 상기 제2 준비된 표면은 적어도 하나의 오목한 굴곡을 포함하는 제2 가이드 메커니즘
을 포함하는 제2 커팅 가이드
를 포함하는 관절 성형술용 거골 또는 경골 준비 시스템. - 청구항 39에 있어서,
상기 제1 커팅 가이드는, 상기 제1 뼈 부착 인터페이스와 제1 버 홀더 인터페이스를 포함하는 제1 파운데이션; 및, 상기 제1 버 부착 인터페이스를 포함하는 제1 버 홀더를 포함하고, 상기 제1 버 홀더는 상기 제1 버 홀더 인터페이스에 결합될 수 있는 제1 파운데이션 인터페이스를 포함하며,
제2 뼈 부착 인터페이스와 제2 버 홀더 인터페이스를 포함하는 제2 파운데이션; 및, 제2 버 부착 인터페이스와, 상기 제2 버 홀더 인터페이스에 결합될 수 있는 제2 파운데이션 인터페이스를 포함하는 제2 버 홀더
를 포함하는 제2 커팅 가이드를 더 포함하고,
상기 시스템은,
상기 제1 파운데이션에 부착 가능한 제3 파운데이션 인터페이스; 및,
상기 제1 파운데이션에 대한 상기 제2 파운데이션의 위치 설정을 용이하게 하기 위해 상기 제2 파운데이션에 부착 가능한 제4 파운데이션 인터페이스를 포함하는, 정렬 블록
을 더 포함하는 관절 성형술용 거골 또는 경골 준비 시스템. - 발목 관절의 전방을 노출시키는 단계;
제1 커팅 가이드를 거골 또는 경골인 제1 뼈에 고정하는 단계;
전방 접근을 따라 제1 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 제1 커팅 가이드로, 상기 제1 뼈에 대한 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 상기 제1 커팅 툴이 상기 제1 뼈 상에, 전방-후방으로 연장되는 제1 전방 후방 굴곡을 포함하는, 제1 준비된 표면을 형성하는 단계; 및,
상기 제1 준비된 표면 상에, 상기 제1 뼈의 제1 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 제1 관절 표면을 포함하는, 제1 보철물을 배치하는 단계;
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 41에 있어서,
상기 제1 보철물은 용골을 포함하며, 상기 방법은,
전방 접근을 따라 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 제2 커팅 툴이 제1 뼈 내에 전방-후방 방향으로 향하는 슬롯을 형성하도록, 상기 제1 커팅 가이드로, 상기 제1 뼈에 대한 상기 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계;
를 포함하며,
상기 제1 준비된 표면 상에 상기 제1 보철물을 배치하는 단계는, 상기 용골을 상기 슬롯에 삽입하는 단계
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 41에 있어서,
상기 제1 뼈는 경골이고,
상기 제1 전방-후방 굴곡은 전방-후방으로 연장되는 오목한 굴곡이며,
상기 제1 보철물은 볼록한 뼈 결합 표면을 포함하고,
상기 제1 준비된 표면 상에 상기 제1 보철물을 배치하는 단계는, 상기 볼록한 뼈 결합 표면을 상기 오목한 굴곡 내로 삽입하는 단계
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 41에 있어서,
상기 제1 뼈는 거골이고,
상기 제1 전방-후방 굴곡은 전방-후방으로 연장되는 볼록한 굴곡이며,
상기 제1 보철물은 오목한 뼈 결합 표면을 포함하고,
상기 제1 준비된 표면 상에 상기 제1 보철물을 배치하는 단계는, 상기 오목한 뼈 결합 표면에 상기 볼록한 굴곡을 위치시키는 단계
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 44에 있어서,
발목 관절의 전방을 노출시키는 단계;
상기 경골에 제2 커팅 가이드를 고정하는 단계;
전방 접근을 따라 상기 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 제2 커팅 가이드로, 상기 경골에 대한 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴이 상기 경골 상에, 전방-후방으로 연장되는 오목한 굴곡을 포함하는 제2 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제2 준비된 표면을 형성하는 단계;
상기 제2 준비된 표면 상에, 제2 보철물을 배치하는 단계;를 포함하며,
상기 제2 보철물은, 볼록한 뼈 결합 표면; 및, 상기 경골의 제2 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 제2 관절 표면;을 포함하며,
상기 제2 준비된 표면 상에, 제2 보철물을 배치하는 단계는,
상기 볼록한 뼈 결합 표면을 상기 오목한 굴곡에 삽입하는 단계
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 44에 있어서,
상기 제1 커팅 가이드는, 거골 뼈 부착 인터페이스와 거골 툴 홀더 인터페이스를 포함하는 거골 파운데이션; 및, 거골 툴 부착 인터페이스와 거골 파운데이션 인터페이스를 포함하는 거골 툴 홀더를 포함하고,
상기 제1 커팅 가이드를 상기 제1 뼈에 고정하는 단계는, 상기 거골 뼈 부착 인터페이스를 상기 거골에 고정하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 제1 커팅 가이드로 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하기 전에,
상기 거골 툴 홀더 인터페이스를 상기 거골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 상기 거골 파운데이션을 상기 거골 툴 홀더에 결합하는 단계; 및,
상기 제1 커팅 툴을 상기 거골 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 46에 있어서,
상기 거골 파운데이션을 상기 거골에 고정하기 전에,
시편을 거골 상에 위치시키는 단계, 여기서 상기 시편은 칼럼의 원위 단부에 결합됨;
상기 칼럼의 근위 단부를 환자 다리의 근위 부분에 있는 랜드 마크와 정렬시킴으로써, 상기 칼럼을 사용하여 상기 시편과 상기 거골을 정렬하는 단계; 및,
상기 거골 파운데이션과 상기 시편을 정렬하는 단계
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 46에 있어서,
정렬 블록의 거골 파운데이션 인터페이스를 상기 거골 파운데이션에 부착하는 단계;
상기 정렬 블록의 경골 파운데이션 인터페이스를 경골 파운데이션에 부착하는 단계, 여기서 상기 경골 파운데이션은 경골 뼈 부착 인터페이스와 경골 툴 홀더 인터페이스를 포함함;
상기 경골 뼈 부착 인터페이스를 상기 경골이 고정하는 단계; 및,
상기 경골 툴 홀더 인터페이스를 경골 툴 홀더의 경골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 상기 경골 툴 홀더를 상기 경골 파운데이션에 결합하는 단계, 여기서 상기 경골 파운데이션과 상기 경골 툴 홀더는 제2 커팅 가이드를 구성함;
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 48에 있어서,
상기 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 상기 경골 툴 홀더의 경골 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계;
전방 접근을 따라 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴을 상기 발목 관절에 삽입하는 단계; 및,
상기 제2 커팅 가이드로, 중앙-측면 방향으로 상기 경골에 대한 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하여 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴이 상기 경골 상에 제2 준비된 표면을 형성하도록 하는 단계, 여기서 상기 제2 준비된 표면은 전방-후방 방향으로 연장된 오목한 굴곡을 포함하는 제2 전방-후방 굴곡을 포함함;
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 44에 있어서,
상기 제1 준비된 표면을 형성하기 위해 상기 제1 뼈에 대해 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계는, 중앙-측면 방향으로 상기 제1 커팅 툴을 이동시키는 단계
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 50에 있어서,
상기 제1 준비된 표면을 형성하기 위해 상기 제1 뼈에 대해 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계는, 중앙-측면 방향으로 연장된 축을 중심으로 상기 제1 뼈에 대해 상기 제1 커팅 툴을 회전시켜서 상기 제1 커팅 툴이 전방-후방 방향으로 이동하도록 하는 단계
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 발목 관절의 전방을 노출시키는 단계;
거골 커팅 가이드를 거골에 고정하는 단계;
전방 접근을 따라 제1 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 거골 상에 제1 준비된 표면을 형성하기 위해, 상기 거골 커팅 가이드로, 중앙-측면 방향으로 연장된 축을 중심으로 상기 거골에 대한 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 상기 제1 커팅 툴이 전방-후방 방향으로 이동하도록 하는 단계, 여기서, 상기 제1 표면은 전방-후방 방향으로 연장된 제1 전방-후방 굴곡을 포함함; 및,
상기 거골 보철물을 상기 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계, 여기서 상기 거골 보철물은 거골의 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 거골 관절 표면을 포함함;
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 52에 있어서,
상기 거골 보철물은 용골을 포함하며, 상기 방법은,
전방 접근을 따라 상기 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴이 거골 내에 슬롯을 형성하도록, 상기 거골 커팅 가이드로, 상기 거골에 대한 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계, 여기서 상기 슬롯은 전방-후방 방향으로 배향됨; 및,
상기 제1 준비된 표면 상에 상기 거골 보철물을 배치하는 단계는, 상기 용골을 상기 슬롯에 삽입하는 단계
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 52에 있어서,
상기 제1 준비된 표면을 형성하기 위해 상기 거골에 대해 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계는,
상기 제1 커팅 툴을 중앙-측면 방향으로 이동시키는 단계
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 54에 있어서,
경골에 경골 커팅 가이드를 고정하는 단계;
전방 접근을 따라 상기 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 경골 상에 제2 준비된 표면을 형성하기 위해, 상기 경골 커팅 가이드로, 상기 경골에 대한 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 상기 제1 커팅 툴 또는 제2 커팅 툴을 중앙-측면 방향으로 이동시켜서, 전방-후방으로 연장되는 오목한 굴곡을 포함하는 제2 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제2 준비된 표면을 형성하는 단계;
상기 제2 준비된 표면 상에, 경골 보철물을 배치하는 단계, 여기서 상기 경골 보철물은, 상기 경골의 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면을 포함함;
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 52에 있어서,
상기 거골 커팅 가이드는, 거골 뼈 부착 인터페이스와 거골 툴 홀더 인터페이스를 포함하는 거골 파운데이션; 및, 거골 툴 부착 인터페이스와 거골 파운데이션 인터페이스를 포함하는 거골 툴 홀더를 포함하고,
상기 거골 커팅 가이드를 상기 거골에 고정하는 단계는, 상기 거골 뼈 부착 인터페이스를 상기 거골에 고정하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 거골 커팅 가이드로 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하기 전에,
상기 거골 툴 홀더 인터페이스를 상기 거골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 상기 거골 파운데이션을 상기 거골 툴 홀더에 결합하는 단계; 및,
상기 제1 커팅 툴을 상기 거골 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 56에 있어서,
정렬 블록의 거골 파운데이션 인터페이스를 상기 거골 파운데이션에 부착하는 단계;
상기 정렬 블록의 경골 파운데이션 인터페이스를 경골 파운데이션에 부착하는 단계, 여기서 상기 경골 파운데이션은 경골 뼈 부착 인터페이스와 경골 툴 홀더 인터페이스를 포함함;
상기 경골 뼈 부착 인터페이스를 상기 경골이 고정하는 단계; 및,
상기 경골 툴 홀더 인터페이스를 경골 툴 홀더의 경골 파운데이션 인터페이스에 결합함으로써, 상기 경골 툴 홀더를 상기 경골 파운데이션에 결합하는 단계, 여기서 상기 경골 파운데이션과 상기 경골 툴 홀더는 제2 커팅 가이드를 구성함;
를 더 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 발목 관절의 전방을 노출시키는 단계;
거골 커팅 가이드를 거골에 고정하는 단계;
전방 접근을 따라 제1 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 거골 커팅 가이드로, 상기 거골에 대한 상기 제1 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 상기 제1 커팅 툴이 상기 거골 상에, 전방-후방으로 연장되는 제1 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제1 준비된 표면을 형성하는 단계;
경골 커팅 가이드를 경골에 고정하는 단계;
전방 접근을 따라 제2 커팅 툴을 발목 관절에 삽입하는 단계;
상기 경골 커팅 가이드로, 상기 경골에 대한 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하여, 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴이 상기 경골 상에, 전방-후방으로 연장되는 제2 전방-후방 굴곡을 포함하는, 제2 준비된 표면을 형성하는 단계;
상기 거골 보철물을 상기 제1 준비된 표면 상에 배치하는 단계, 여기서 상기 거골 보철물은 거골의 제1 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 거골 관절 표면을 포함함;
상기 경골 보철물을 상기 제2 준비된 표면 상에 배치하는 단계, 여기서 상기 경골 보철물은 경골의 제2 자연 관절 표면을 대체하도록 형성된 경골 관절 표면을 포함함;
를 포함하는, 거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 58에 있어서,
상기 거골 보철물은 거골 용골을 포함하며,
상기 경골 보철물은 경골 용골을 포함하며,
상기 방법은,
상기 거골 내에 제1 슬롯을 형성하도록, 상기 거골 커팅 가이드로, 상기 거골에 대한 상기 제1 커팅 툴, 상기 제2 커팅 툴, 또는 제3 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계, 여기서 상기 제1 슬롯은 전방-후방 방향으로 배향됨;
상기 경골 내에 제2 슬롯을 형성하도록, 상기 경골 커팅 가이드로, 상기 경골에 대한 상기 제1 커팅 툴, 상기 제2 커팅 툴, 상기 제3 커팅 툴, 또는 제4 커팅 툴의 이동을 가이드하는 단계, 여기서 상기 제2 슬롯은 전방-후방 방향으로 배향됨;
상기 제1 준비된 표면 상에 상기 거골 보철물을 배치하는 단계는, 상기 거골 용골을 상기 제1 슬롯에 삽입하는 단계를 포함하고,
상기 제2 준비된 표면 상에 상기 경골 보철물을 배치하는 단계는, 상기 경골 용골을 상기 제2 슬롯에 삽입하는 단계를 포함하는,
거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 청구항 58에 있어서,
상기 거골 커팅 가이드는 거골 파운데이션과 거골 툴 홀더를 포함하고,
상기 경골 커팅 가이드는 경골 파운데이션과 경골 툴 홀더를 포함하고,
상기 거골 커팅 가이드를 상기 거골에 고정하는 단계는, 상기 거골 파운데이션을 상기 거골에 고정하는 단계를 포함하며,
상기 방법은, 상기 경골 커팅 가이드로 상기 제1 커팅 툴 또는 상기 제2 커팅 툴의 이동을 가이드하기 전에,
정렬 블록의 거골 파운데이션 인터페이스를 상기 거골 파운데이션에 부착하는 단계;
상기 정렬 블록의 경골 파운데이션 인터페이스를 상기 경골 파운데이션에 부착하는 단계;
상기 경골 커팅 가이드를 상기 경골에 고정하는 단계는, 상기 거골 파운데이션에 부착된 상기 거골 파운데이션 인터페이스와 상기 경골 파운데이션에 부착된 상기 경골 파운데이션 인터페이스로, 상기 경골 파운데이션을 상기 경골에 고정하는 단계를 포함하는,
거골과 경골을 포함하는 발목 관절에 관절 성형술을 수행하는 방법. - 커팅 툴과, 뼈에 고정되는 가이드 어셈블리를 포함하며,
상기 가이드 어셈블리는,
제1 결합 특징부와 제1 가이드 특징부를 포함하는 베이스와,
상기 제1 결합 특징부와 이동 가능하도록 결합되는 제2 결합 특징부와 상기 커팅 툴에 부착되는 툴 부착 인터페이스와 제2 가이드 특징부를 포함하는 아암을 포함하며,
상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부 중 어느 하나는 미리 결정된 형상을 가진 가이드 표면을 포함하고,
상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부 중 나머지 하나는 상기 베이스에 대한 상기 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 상기 가이드 표면을 따라 슬라이딩하도록 구성된 팔로워
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 61에 있어서,
상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부는, 상기 아암이 아암의 회전축을 중심으로 상기 베이스에 대해 회전할 수 있도록 함께 결합되는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 62에 있어서,
상기 가이드 표면은 상기 아암의 회전축을 향하거나 또는 상기 아암의 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 63에 있어서,
상기 가이드 표면은 상기 커팅 툴에 의한 상기 뼈의 과도한 침투를 방지하기 위해 평면 경계 위로 상기 커팅 툴의 커팅 툴 축의 이동을 방지하도록 구성된 평면 형상을 갖는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 64에 있어서,
상기 커팅 툴은 상기 커팅 툴 축을 중심으로 회전하는 커팅 부재를 구비한 버를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 63에 있어서,
상기 가이드 표면은 상기 베이스 상에 있고 상기 팔로워는 상기 아암 상에 있는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 66에 있어서,
상기 팔로워는 상기 아암의 나머지 부분으로부터 돌출된 원통형 포스트를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 63에 있어서, 상기 아암은,
상기 제2 결합 특징부의 적어도 일부를 포함하는 제1 아암 부재와,
상기 제1 아암 부재와 슬라이딩되도록 결합되며, 상기 툴 부착 인터페이스와 상기 제2 가이드 특징부를 포함하는 제2 아암 부재
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 68에 있어서,
상기 팔로워를 상기 가이드 표면 방향으로 가압하고 상기 커팅 툴을 상기 뼈 방향으로 가압하는 탄성 부재
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 63에 있어서, 상기 가이드 어셈블리는,
상기 뼈에 부착될 수 있는 뼈 부착 인터페이스와,
상기 베이스의 파운데이션 부착 인터페이스에 부착될 수 있는 베이스 부착 인터페이스
를 포함하는 파운데이션
을 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 70에 있어서, 상기 파운데이션은,
상기 뼈 부착 인터페이스를 포함하는 고정 부재와,
상기 고정 부재에 대해 상기 아암 회전축에 수직인 파운데이션 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 고정 부재에 결합되며, 상기 베이스 부착 인터페이스를 포함하는 이동 부재
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 청구항 70에 있어서,
상기 뼈는 거골 또는 경골을 포함하고,
상기 뼈 부착 인터페이스는 상기 파운데이션을 상기 거골 또는 상기 경골에 부착하도록 구성되며, 상기 거골과 상기 경골에 의해 형성된 발목 관절에 근접하는 관절 성형술용 뼈 준비 시스템. - 가이드 어셈블리를 뼈에 고정하는 단계, 여기서, 상기 가이드 어셈블리는,
제1 결합 특징부와 제1 가이드 특징부를 포함하는 베이스와, 상기 제1 결합 특징부와 이동 가능하도록 결합되는 제2 결합 특징부와 툴 부착 인터페이스와 제2 가이드 특징부를 포함하는 아암을 포함함;
커팅 툴을 상기 툴 부착 인터페이스에 부착하는 단계; 및,
상기 뼈에 대한 상기 커팅 툴의 이동을 가이드하도록 상기 베이스에 대해 상기 아암을 이동시켜서 상기 커팅 툴이 상기 뼈 상에 준비된 표면을 형성하는 단계;
여기서, 상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부 중 어느 하나는 미리 결정된 형상을 가진 가이드 표면을 포함하고,
상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부 중 나머지 하나는 팔로워를 포함하며,
상기 베이스에 대해 상기 아암을 이동시키는 단계는, 상기 베이스에 대한 상기 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 상기 가이드 표면을 따라 상기 팔로워를 슬라이딩시키는 단계
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 73에 있어서,
상기 베이스에 대해 상기 아암을 이동시키는 단계는, 아암 회전 축을 중심으로 상기 베이스에 대해 상기 아암을 회전시키는 단계
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 73에 있어서,
상기 가이드 표면은 평면 형상을 구비하고,
상기 커팅 툴은 커팅 툴 축을 중심으로 회전하는 커팅 부재를 구비한 버를 포함하며,
상기 베이스에 대한 상기 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 상기 가이드 표면을 따라 상기 팔로워를 슬라이딩시키는 단계는,
상기 버에 의한 상기 뼈의 과도한 침투를 방지하기 위해 평면 경계 위로 상기 커팅 툴 축의 이동을 방지하는 단계
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 73에 있어서,
상기 아암은,
상기 제2 결합 특징부의 적어도 일부를 포함하는 제1 아암 부재와,
상기 제1 아암 부재와 슬라이딩되도록 결합되며, 상기 툴 부착 인터페이스와 상기 제2 가이드 특징부를 포함하는 제2 아암 부재를 포함하며,
상기 베이스에 대한 상기 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 상기 가이드 표면을 따라 상기 팔로워를 슬라이딩시키는 단계는,
상기 제1 아암 부재에 대해 상기 제2 아암 부재를 슬라이딩시키는 단계
를 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 76에 있어서,
상기 가이드 어셈블리는 탄성 부재를 포함하고,
상기 베이스에 대한 상기 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 상기 가이드 표면을 따라 상기 팔로워를 슬라이딩시키는 단계는,
상기 탄성 부재로, 상기 팔로워를 상기 가이드 표면 방향으로 가압하고 상기 커팅 툴을 상기 뼈 방향으로 가압하는 단계
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 73에 있어서,
상기 가이드 어셈블리는,
뼈 부착 인터페이스를 포함하는 고정 부재와,
상기 고정 부재에 회전 가능하도록 결합되며, 베이스 부착 인터페이스를 구비하는 이동 부재
를 포함하는 파운데이션을 포함하고,
상기 가이드 어셈블리를 뼈에 고정하는 단계는, 거골에 상기 뼈 부착 인터페이스를 부착하는 단계를 포함하며,
상기 방법은,
상기 뼈에 대한 상기 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 상기 베이스에 대해 상기 아암을 이동시키기 전에, 상기 베이스의 파운데이션 부착 인터페이스를 상기 베이스 부착 인터페이스에 부착하는 단계; 및,
상기 뼈에 대한 상기 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 상기 베이스에 대해 상기 아암을 이동시키는 단계는, 파운데이션 축을 중심으로 상기 고정 부재에 대해 상기 이동 부재를 회전시키는 단계
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 청구항 73에 있어서,
상기 가이드 어셈블리는, 뼈 부착 인터페이스와 베이스 부착 인터페이스를 포함하는 파운데이션을 포함하며,
상기 가이드 어셈블리를 상기 뼈에 고정하는 단계는, 경골에 상기 뼈 부착 인터페이스를 부착하는 단계를 포함하고,
상기 방법은,
상기 뼈에 대한 상기 커팅 툴의 이동을 가이드하기 위해 상기 베이스에 대해 상기 아암을 이동시키기 전에, 상기 베이스의 파운데이션 부착 인터페이스를 상기 베이스 부착 인터페이스에 부착하는 단계
를 더 포함하는 관절 성형술용 뼈 준비 방법. - 버 축을 중심으로 회전하는 커팅 부재를 포함하는 버;
거골 또는 경골에 고정되는 가이드 어셈블리를 포함하고,
상기 가이드 어셈블리는 베이스와 아암을 포함하며,
상기 베이스는,
제1 결합 특징부와 제1 가이드 특징부를 포함하고,
상기 아암은,
상기 아암이 아암 회전 축을 중심으로 상기 베이스에 대해 회전하도록 하기 위해 상기 제1 결합 특징부에 결합되는 제2 결합 특징부의 적어도 일부를 포함하는 제1 아암 부재와,
상기 제1 아암 부재와 슬라이딩 가능하도록 결합되며, 상기 버에 부착되는 툴 부착 인터페이스와, 제2 가이드 특징부를 포함하는 제2 아암 부재와,
탄성 부재를 포함하며,
상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부 중 어느 하나는, 상기 버에 의한 상기 거골 또는 상기 경골의 과도한 침투를 방지하기 위해 평면 경계 위로 상기 버 축의 이동의 방지하도록 구성된 평면 형상을 구비한 가이드 표면을 포함하고,
상기 제1 가이드 특징부와 상기 제2 가이드 특징부 중 나머지 하나는, 상기 베이스에 대한 상기 툴 부착 인터페이스의 이동을 제한하기 위해 상기 가이드 표면을 따라 슬라이딩하도록 구성되는 팔로워를 포함하며,
상기 탄성 부재는 상기 팔로워를 상기 가이드 표면 방향으로 가압하고 상기 버를 상기 거골 또는 상기 경골 방향으로 가압하는
관절 성형술용 거골 또는 경골 준비 시스템.
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