KR20200135812A - 위치 결정 장치, 및 위치 결정 장치와 정형외과 장치의 메인 바디로 형성된 시스템 - Google Patents

위치 결정 장치, 및 위치 결정 장치와 정형외과 장치의 메인 바디로 형성된 시스템 Download PDF

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KR20200135812A
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에티엔 오베르데베스트
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오토 복 헬스케어 프로덕츠 게엠베하
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Abstract

본 발명은 정형외과 장치의 베이스 바디 (20)의 베이스 레이어 (2) 상에 다중 고정 요소 (10)를 배열하고 배향시키기 위한 위치 결정 장치에 대한 것으로서, 고정 요소 (10)를 위한 적어도 하나의 수용 장치 (111)를 가진 제1 홀더 (110), 및 고정 요소 (10)를 위한 적어도 하나의 수용 장치 (121)를 가진 제2 홀더 (120)를 포함하며, 여기서, 상기 제1 홀더 (110)와 제2 홀더 (120)는 시작 위치에서 시작하는 제한된 각도 범위에 대해 선회 축 (130)을 중심으로 선회될 수 있도록 서로에 대해 장착된다.

Description

위치 결정 장치, 및 위치 결정 장치와 정형외과 장치의 메인 바디로 형성된 시스템
본 발명은 정형외과 장치의 메인 바디(main body)의 베이스 레이어(base layer) 상에 다수의 체결 장치를 배열하고 배향시키기 위한 위치 결정 장치, 및 위치 결정 장치로 형성되고 정형외과 장치의 메인 바디로 형성된 시스템에 대한 것이다. 보조기들(Orthoses) 또는 인공기관들(prostheses)은 특히 정형외과 장치로서 고려되지만, 또한 원론적으로 예를 들어 외골격(exoskeletons)과 같은 다른 정형외과 장치와 함께 상기 위치 결정 장치를 사용할 수 있다.
신체 부분에 수용되거나 체결하기 위한 보조기 또는 인공기관 구성요소는 사지(limb)의 스텀프(stump)가 삽입되는, 특히 인공기관 소켓, 또는 보조기 쉘 또는 브라켓이며, 이는, 조인트를 가로질러, 조인트 장치를 통해 제2 보조기 구성요소로 연결되기 위해 신체에 배치되고 신체에 체결된다.
인공기관 소켓은 종종 지지체(supports)로 배치되고, 수지 함침되며, 이후 경화되는 섬유-강화 플라스틱으로 생산된다. 지지체는 표면 모델로 설계되거나 또는 각각의 스텀프의 주형(cast)에 기초하여 생성될 수 있다. 피라미드 어댑터 또는 어댑터 리셉터클(adapter receptacle)을 고정하기 위한 앵커 플레이트(anchor plate)는 인공기관 소켓의 원위 단부에 주조되거나 체결되어, 인공기관 소켓은 원위 조인트 장치 및 원위 인공기관 구성요소에 연결될 수 있다.
신체 부분을 수용하거나 또는 신체 부분에 체결하기 위한 보조기 구성요소는 플라스틱 구성요소로 생산될 수 있다. 쉘 또는 브라켓 등으로 설계될 수 있는 이러한 구성요소는 마찬가지로 섬유 강화 플라스틱 재료로 생산될 수 있다. 보조기 구성요소는 종종 스트랩 또는 버클과 같은 체결 장치를 통해 신체 부분에 고정될 수 있다. 체결 장치를 통해, 사지는 둘러싸이며, 적절한 경우, 보조기 구성요소는 탄성적으로 변형된다. 따라서, 보조기 구성요소는 제한된 범위까지 탄성적으로 변형될 수 있다.
신체 부분 또는 사지를 지지하고(bearing) 수용하기 위한 보조기 구성요소를 가진 보조기들을 생산하기 위해, 보조기 구성요소와 함께 조인트 장치는, 개별 맞춤 보조기의 경우, 사지의 모델 상에 고정되고 적층된다. 대안으로, 조인트 장치를 위한 체결 요소는, 보조기 구성요소의 경화 및 생산 동안 제자리에 유지되어야 하는, 고정 장치, 이른바 인체 모형(dummy) 또는 공간 홀더(space holders)를 통해 서로에 관하여 배향으로 유지된다.
본 발명의 목적은 정형외과 장치의 베이스 레이어에 다수의 체결 장치를 배열하고 배향시키기 위한 위치 결정 장치, 위치 결정 장치 및 메인 바디로 형성된 시스템을 이용하게 하는 것이며, 간단한 방식으로 인공기관 장치의 개별화를 허용하기 위해 추가 구성요소를 위한 체결 장치가 허용되는 매개 변수 내에서 서로에 대해 위치될 수 있다.
본 발명에 따라, 본 목적은 주요 청구항의 특징을 가진 위치 결정 장치 및 대안의 주요 청구항의 특징을 가진 시스템에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현 예 및 개발은 종속 청구항, 설명 및 도면에 개시된다.
정형외과 장치의 메인 바디의 베이스 레이어 상에서 다수의 체결 장치를 배열하고 배향시키기 위한 본 발명에 따른 위치 결정 장치에서, 체결 요소를 위한 적어도 하나의 수용 장치를 가진 제1 홀더, 및 체결 요소를 위한 적어도 하나의 수용 장치를 가진 제2 홀더를 포함하며, 제1 홀더와 제2 홀더는 시작 위치로부터 진행하는 제한된 각도 범위에 대해 선회 축을 중심으로 선회할 수 있도록 서로에 대해 장착된다는 것을 제공한다. 서로에 대해 선회 가능하게 장착된 홀더 상에 체결 요소를 배열하여, 각각의 홀더 상에서 서로에 대한 체결 요소의 배향 및 위치 결정을 수정할 수 있으며, 여기서, 수정은 구성요소가 체결 요소를 통해 정형외과 장치에 대한 어려움 없이 체결될 수 있는 선회 범위 내에서 일어난다. 예를 들어, 제한된 각도 오차만을 가진 드라이브, 가이드, 조인트 또는 댐퍼는 따라서 생산 이전에 메인 바디의 베이스 레이어 상에 쉽게 위치될 수 있으므로, 정형외과 장치 또는 정형외과 장치의 메인 바디의 생산 이후, 구성요소를 각각의 체결 요소에 고정할 수 있도록 추가 중간 피스(intermediate pieces), 오차-보상 수단 또는 어댑터가 제공될 필요가 없다. 위치 결정 장치를 통해, 체결 요소는 서로에 대해 정의된 위치에 베이스 레이어 상에 배열되며, 체결 요소는 적어도 하나의 폼-핏 요소가 돌출되는 베이스를 가질 수 있다. 폼-핏 요소를 통해, 댐퍼, 조인트 장치, 드라이브, 제어기 등과 같은 메인 바디로 추가 구성요소를 고정할 수 있다. 서로에 대한 사전 정의된 위치에 체결 요소를 배열함으로써, 베이스 레이어 상에 이를 배열하고 메인 바디에 이를 고정하기 위해, 표준화된 연결 장치를 가진 구성요소의 풀로부터 선택할 수 있다. 따라서, 예를 들어 회복 과정의 진행 또는 예를 들어 악화되는 장애에 대한 상황의 변화에 대한 반응을 조정하기 위해, 예를 들어, 각각의 환자 또는 보조기 사용자에 대해 개별적으로 보조기 구성요소를 조정하고, 보조기 구성요소 상에 상이한 액추에이터 또는 조인트 장치 또한 보정 장치를 배열할 수 있다. 또한, 메인 바디 상의 체결 장치의 배열의 정밀함이 증가된다.
위치 결정 장치의 각 홀더는 각 경우 하나의 체결 요소에 대해 다수의 수용 장치를 가질 수 있으므로, 예를 들어, 둘 이상의 체결 요소는 정형외과 장치의 원위 구성요소 상에 서로에 대해 정의된 배분으로 위치될 수 있으며, 예를 들어, 3개의 체결 요소와 같은 다수의 체결 요소는 마찬가지로 정형외과 장치의 근위 구성요소 상에 메인 바디의 베이스 레이어 상에 서로에 대해 정의된 배분으로 배향될 수 있다. 다수의 체결 요소가 보조기 구성요소 상에 배열된 경우, 액추에이터, 댐퍼, 또는 조인트와 같은 각각의 추가 장치는 순환적으로 단단한 방식으로 체결될 수 있다.
수용 장치는 각각의 체결 요소에 대한 지지 표면(bearing surface)을 가질 수 있으며, 지지 표면은 공통 평면에서의 홀더에 놓인다. 이는 홀더 상의 모든 체결 요소가 공통 평면 상에 또는 공통 높이에 놓이고 다른 홀더에 대해 그리고 이에 따라, 다른 체결 요소의 배열 평면 홀더와 함께만 기울어질 수 있게 한다. 홀더 상의 하나의 평면의 지지 표면의 구성은, 그 위에 위치한 체결 요소의 균일한 배향을 위해, 조인트 장치, 액추에이터 또는 댐퍼와 같은 추가 구성요소의 표준화와, 또한 생산을 용이하게 한다. 원칙적으로 홀더 상에 모든 체결 요소를 상이한 높이 또는 상이한 평면에 배열할 수 있으며, 평면은 서로에 대해 기울어질 수도 있지만, 바람직하게 서로 평행하게 배향된다. 그러나, 하나의 평면에서의 배열은 위치 결정 장치의 생산과 체결 요소 및 그 위에 고정될 구조 부분의 장착을 용이하게 한다.
수용 장치는 슬리브(sleeves)로 구성되어, 예를 들어, 패그(pegs), 내부 스레드(threads), 샤프트 또는 유사한 폼-핏(from-fit) 요소 또는 추가 구성요소를 고정하는 장치를 갖는 체결 요소를 수용할 수 있다. 슬리브는 바람직하게 실린더형이지만, 원칙적으로, 다른 형상, 특히 타원형 또는 각진 형상 또한 제공될 수 있다.
본 발명의 개발에서, 홀더는 중앙 피스(central piece)에 선회 가능하게 장착된다. 이 중앙 피스는 홀더를 서로에 대해 독립적으로 선회하게 하는 역할을 한다. 따라서, 중앙 피스에 대해, 하나의 홀더, 예를 들어, 원위 홀더를, 다른 홀더와는 독립적으로, 근위 홀더를 선회하는 것이 가능하다. 중앙 피스를 이용하여, 각각의 메인 바디 상에 위치 결정 장치의 기본 배향이 얻어질 수 있으므로, 중앙 피스에 대한 및 선회 축을 중심으로 한 서로에 대한 홀더의 상대적인 움직임은 각각 미리 정의된, 한정된 각도 범위 내에서 가능하다. 제1 및 제2 홀더에 대한 선회 축은 중앙 피스 상에 구성된다. 홀더는 바람직하게 위치가 발견되면 중앙 피스 상에 고정될 수 있다. 이는, 예를 들어, 중앙 피스 상에 홀더를 클램핑하여, 수행될 수 있다. 홀더는 바람직하게 각도 범위 내에 무단으로 선회 가능하고 서로에 대해 그리고 중앙 바디에 대해 각 위치에서의 중앙 바디 상에 고정될 수 있다.
위치 결정 장치를 메인 바디 상에 배향시키고 선택적으로 고정할 수 있도록, 메인 바디 상에 전체 위치 결정 장치를 배향시키기 위한 고정 장치를 중앙 피스에 배열할 수 있다. 고정 장치는 페그, 스레드 또는 다른 바람직하게 폼-핏(form-fit) 또는 포스-핏(force-fit) 고정 장치일 수 있다. 또한 원칙적으로 중앙 피스와 그에 따른 위치 지정 장치는, 예를 들어, 자석 장치 또는 여러 자석 장치의 결합과 같은, 포스-핏 고정 장치를 통해, 중앙 피스 상에서 메인 바디 상에 또는 메인 바디에 고정될 수 있다.
본 발명의 개발에서, 고정 장치는 두 홀더의 선회 축이 메인 바디 상에 배열될 수 있는 조인트 장치의 조인트 축과 관련하여 직교하여 배향되도록 구성된다. 조인트 장치는 생리적 조인트 축과 정렬되고 생리적 조인트 축과 일치하는 최적의 경우, 상응하게 구성되고 배향된 조인트 축을 갖는다. 조인트 장치는 예를 들어 인공기관 조인트 또는 보조기 조인트이다. 위치 결정 장치의 선회 축이 조인트 장치의 조인트 축과 일치하는 경우, 선회 축을 중심으로 하는 서로에 대한 홀더의 선회 능력은 각각의 메인 바디 또는 각각의 환자 또는 각각의 장치에 대한 개별 맞춤을 허용한다. 예를 들어, 메인 바디는 보조기 또는 보조기에 대한 예비 단계인 경우, 메인 바디는 환자의 개별 바디 형상으로 조정될 수 있다. 베이스 레이어가 예를 들어, 환자의 허벅지 및 하부 다리 상에 조인트를 걸쳐 이어지도록, 예를 들어, 근위 및 원위 사지 상에 배열된 경우, 상이한 해부학적 환경은 자연 조인트 축으로부터 근위 및 원위에 보조기 구성요소의 많은 수의 가능한 배향을 야기한다. 고정 장치의 길이방향 축은 이후 메인 바디에 고정되는 조인트 장치의 조인트 축을 상징하거나 그에 상응한다. 홀더가 선회될 수 있는 위치 결정 장치 상의 제한된 각도 범위는 조인트 장치의 제조 공차 또는 조립 공차를 반영하므로, 각 조인트 장치의 조립 공차가 메인 바디 생산시 이미 고려될 수 있다.
받침 요소(abutment element)는 중앙 피스에 배열될 수 있으며, 각 홀더에 배열된 접합 피스로 각도 범위를 제한한다. 따라서, 홀더가 선회 축에 대해 선회 가능한 각도 범위는, 예를 들어, 각각 제공된 구성 요소 또는 구성 요소들에서 다른 조립 공차를 고려할 수 있도록 조정 가능하거나 수정 가능하다. 각도 공차 조 인트 장치, 액추에이터 또는 댐퍼가 사용되는 경우, 선택한 각도 범위가 더 커질 수 있다; 지지점(bearing points)의 기울기에 대해 민감한 구성 요소가 제공되는 경우, 제한된 각도 범위를 더 작게 만들고 각각 허용 가능한 범위로 줄일 수 있다.
받침 요소 및/또는 접합 피스는 중앙 피스 또는 홀더에 조정 가능하게 배열될 수 있다. 받침 요소 또는 접합 피스가 각 홀더에 제공될 수 있으므로, 받침 요소 또는 접합 피스를 조정함으로써 각 홀더의 개별 설정이 가능하다. 마찬가지로 하나의 받침 요소만 제공될 수 있으며, 이를 통해 두 홀더 모두가 조정 범위를 수정할 수 있다.
본 발명의 변형에서, 받침 요소가 중앙 피스 상에 배열되어 각각의 원하는 위치에서 고정 가능하고 선회 축을 따라 변위 가능하다. 선회 축을 따른 받침 요소의 변위 가능한 배열에 따라서, 메인 바디 상에 중앙 피스를 배열하고 선택적으로 이를 메인 바디 상에 고정한 후, 먼저 홀더 및 체결 요소를 메인 바디의 베이스 레이어 상에 배열하는 것이 가능하다. 홀더는 위치에 고정되고 이후 발견된다. 하나의 홀더의 위치는 받침 요소의 변위 경로를 제한하고 다른 홀더에 대한 받침 요소의 달성 가능한 최대 위치를 정의한다. 따라서, 제1 홀더에 대한 다른 홀더의 나머지 인접 범위 또는 선회 범위는 중앙 피스 상에 받침 요소의 위치를 통해 정의된다. 메인 바디 상에 또는 메인 바디에서 체결 요소의 최적의 배향을 위한 홀더의 설정이 최대 각도 범위 내에서 발견된 경우, 홀더는 중앙 피스 상에 고정된다. 체결 요소는 이때, 예를 들어, 접착제, 충전제 화합물, 보상 화합물에 의해 또는 어댑터를 통해 베이스 레이어에 고정된다. 따라서, 위치 결정 장치는, 서로에 대해 체결 요소의 각도 배향의 고정된 오차 범위에 걸쳐, 예를 들어 인공기관 또는 보조기 또는 다른 정형외과 장치의 베이스 레이어 상에 체결 요소의 최적화된 배열을 가능하게 하거나 허용한다. 선회 축을 중심으로 하는 각도 조정의 최대 범위는 구조적으로 제한된다. 받침 요소는 선회 각도에 대한 하나의 홀더의 선회가 대향 바향으로 다른 홀더의 가능한 선회 각도로부터 공제되는 방식으로 홀더들 사이의 결합을 생성한다. 시작 위치에서 진행하여, 두 홀더가 ± 5°의 선회 각도를 이용할 수 있는 경우 그리고 제1 홀더가 수평 선회 축의 경우 약 3° 위로 선회된 경우, 다른 홀더는 2°위로 그리고 8°아래로의 선회 범위를 이용할 수 있다. 지지체 상의 측면으로 배열된 위치 결정 장치를 통해, 이는 제1 ghfe 상에서, 3°의 측면 방향으로의 선회를 의미하며, 제2 홀더에 대해서는 측면 방향으로 약 2° 또는 내측 방향으로 8°의 최대 선회를 의미한다.
예를 들어 허벅지에 대한 보조기 구성요소 및 하부 다리에 대한 보조기 구성요소의 배분이 베이스 레이어 상에서 완전하고 최적의 접촉을 허용하지 않기 때문에, 최대 허용 가능한 각도 범위 내에서의 홀더의 선회에도 불구하고 보상 조치가 취해지지 않은 경우, 예를 들어, 접착제 또는 충전제 화합물에 의해 자유 공간이 충전된다. 정형외과 장치는 이때 체결 요소가 베이스 레이어에 고정된 이후 생성되고, 적절한 경우, 특히 섬유-강화 복합 재료로 만들어진 추가 커버 레이어의 배치 이후 생성된다. 위치 결정 장치는 더이상 체결 요소에 결합되거나 연결될 필요가 없으며; 대신 메인 바디는 예를 들어 고온 및 진공에서 경화되는, 추가 필요한 공정 단계로 체결 요소와 함께 공급될 수 있다. 바람직하게 금속 재료로 만들어진, 위치 결정 장치의 부재는 열 신장(thermal elongation)의 차이가 없는 생산을 허용하므로, 정형외과 장치의 더욱 정밀한 생산이 가능할 수 있다.
받침 요소 및/또는 접합 피스는 선회 축에 대해 비스듬하거나 굴곡지게 배양된 지지 표면을 가질 수 있다. 기울어지거나 굴곡진 지지 표면을 이용하여, 홀더가 선회 축에 대해 선회 가능한 각 선회 범위 또는 각도 범위의 무단 조절을 달성할 수 있다. 받침 요소가 변위 가능하게 장착된 경우, 기울어지거나 굴곡진 지지 표면은 다른 홀더에 대한 하나의 홀더의 회전의 경우 변위 방향으로 힘 구성요소가 가해지게 한다. 제1 홀더가 시작 위치에서 최대 범위로 선회된 경우, 받침 요소는 대향하는 접합 피스의 방향으로 제1 홀더의 접합 피스에 의해 변위되고 이로써 가능한 선회 각도를, 적절한 경우 0도까지 제한한다.
본 발명의 개발에서, 각각의 받침 요소와 각각의 접합 피스는 받침 요소의 단부 위치에 도달할 때, 중앙 피스에 대한 각 홀더에 대한 기본 위치가 도달되고 정의되지만, 모든 선회 방향에서의 다른 홀더에 대한 선회 축에 대한 최대 선회 가능성이 가능하도록, 지지 표면이 서로를 향해, 특히 웨지(wedge) 형상으로 배향되도록 상응하게 구성된다. 받침 요소가 중앙 위치에 위치될 때, 두 홀더는 중앙 피스에 대해 선회 축을 중심으로 양 방향으로 선회 가능하게 장착된다. 따라서 홀더 당 선회의 각도 범위는 이때 절반으로 된다. 이는 특히 받침 요소에 대해 각 상응한 형상의 접합 피스에 할당되는 웨지-형상의 단부 영역 또는 서로를 향해 배향된 단부 영역을 각 경우 상호 대향하는 단부에 갖는 경우이다. 받침 요소의 대칭적인 구현 예에서, 상이한 선회 범위는 받침 요소의 위치에 따라 하나의 홀더 또는 다른 홀더에 할당될 수 있다.
홀더는 시작 위치에 대해 ± 10°의 각도 범위로 선회 가능하도록 서로 장착될 수 있으며, 각도 범위는 각 홀더에 대해 상이할 수 있다. 따라서, 하나의 홀더는 ± 10°의 각도 범위를 가질 수 있지만, 다른 홀더는 시작 위치에 대해 ± 5°의 선회 및 각도 범위를 가질 수 있다. 이는 받침 요소와 접합 피스의 설계에 의해 정의된다.
본 발명의 개발에서, 체결 요소를 위한 수용 장치가 홀더의 시작 위치에서 서로 평행하게 배향된 길이방향 범위를 갖는 것이 제공된다. 이것은 예를 들어 조인트 장치에서, 체결 요소에 대한 체결이 축 방향으로 평행한 방식으로 수행되어, 조인트 장치의 생산에서, 보어, 슬리브 또는 리셉터클이 축 방향으로 평행한 방향으로 쉽게 생산될 수 있는 것을 보장한다.
전술한 바와 같이, 정형외과 장치의 메인 바디의 위치 결정 장치로 형성된 시스템에서, 사지의 자연 조인트에 걸쳐 있는 메인 바디는 사지 상에서 일체로 지지하도록 설계된다. 정형외과 장치는 바람직하게 보조기 또는 인공기관으로 설계된다. 메인 바디가 사지의 자연 조인트에 걸쳐 있고 사지에 통합하여 지지되도록 설계되는 경우, 이는 또한 개념상의 사지가 잃어버린 원위 사지의 경우에서 사용될 수 있음을 의미한다. 잃어버린 사지는 이때 예를 들어 사지 스텀프의 광학 기록에 의해 모델링될 수 있으며, 이는 3D 시뮬레이션에서 처리되고 이후 3D 프린팅 방법에 의해 생성된다. 체결 요소가 메인 바디 상에 위치된 이후 그리고 체결 요소가 자연 조인트의 조인트 축의 근위 상에 또한 원위 측 모두에 메인 바디로 고정된 이후, 이후 공동으로 생산된다. 생산 도중 및 생산 이후, 체결 요소는 위치 결정 장치에 의해 미리 정해진 위치, 배향 및 거리에 유지된다. 메인 바디는 이때 원위 및 근위 구성요소로 분리될 수 있다. 구현 예에서, 이때 보조기로서는 원위 보조기 쉘 및 근위 보조기 쉘을 가지며; 인공기관에서는 스텀프를 위한 인공기관 소켓, 및 인공기관 소켓에 조인트 장치를 통해 또는 체결 요소에 고정되는 다른 체결 장치를 통해 고정되는 인공기관 구성요소를 갖는다.
위치 결정 장치를 고정하기 위한 리셉터클이 메인 바디에 배열될 수 있다. 리셉터클은 폼-핏 또는 포스-핏 리셉터클일 수 있다. 예를 들어, 위치 결정 장치를 고정하기 위해 잠금 너트 또는 잠금 나사를 메인 바디 내에 또는 메인 바디 상에 고정할 수 있다. 대안으로, 이것은 자기 결합(magnetic coupling)에 의해 영향을 받을 수 있다. 리셉터클은 또한 메인 바디의 베이스 레이어가 적용되고 형성되는 지지체 상에 또는 지지체 내에 배열될 수 있다. 리셉터클은 베이스 레이어에 분리 불가능하게 연결될 필요가 없다; 선회 축이 조인트 축에 대해 직각으로 배향될 수 있도록, 바람직하게 조인트 축을 따라 배향되는 고정 장치를 통해, 안정된 기하학적 할당이 충분하다.
리셉터클은 정형외과 장치, 특히 보조기 또는 인공기관이 배열될 수 있는 사지의 자연 조인트의 조인트 축 영역에 배열될 수 있다. 리셉터클의 길이 방향 범위가 홀더의 선회 축과 일치하면, 이는 플러그 연결(plug connection) 또는 나사 연결로 쉽게 구현될 수 있다. 이때 위치 결정 장치는 리셉터클에 플러그되거나 리셉터클에 나사 결합된다. 자기 배향의 경우, 위치 결정 장치의 배향은 접합 피스로서 자석과 강자성 요소의 배향을 통해 영향을 받는다.
메인 바디는 사지의 모델 상에 또는 사지 자체에 모델링될 수 있으며 사지의 윤곽에 상응하는 내부 윤곽을 가질 수 있다. 각각의 체결 요소는 메인 바디의 베이스 레이어에 배치되고, 고정되고, 선택적으로 하나 이상의 커버 레이어로 덮인 다음 마무리된다.
메인 바디에서, 미리 정해진 분리 영역 또는 미리 정해진 분리 지점은 메인 바디가 근위 구성요소와 원위 구성요소로 나눠질 수 있게 형성될 수 있다. 미리 정해진 분리 영역은 재료가 약해지거나 이 영역에서 섬유 복합 재료 층이 생략되어 형성될 수 있다. 미리 정해진 분리 영역은 이때 섬유 복합 재료의 복수 레이어로 구성될 수도 있는 베이스 레이어만을 포함한다.
본 발명의 예시적인 구현 예는 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 본 발명의 예시적인 구현 예는 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 1a 내지 1d는 체결 요소를 나타낸다.
도 2는 적용된 베이스 레이어를 가진 지지체의 개략적 사시도이다.
도 3은 체결 요소가 부착된 도 2에 따른 베이스 레이어를 나타낸다.
도 4는 섬유 복합 재료 레이어가 적용된 측면도를 나타낸다.
도 5는 도 2에 따른 측면도를 나타낸다.
도 6은 도 3에 따른 측면도를 나타낸다.
도 7은 도 4에 따른 측면도를 나타낸다.
도 8은 마무리된 보조기를 나타낸다.
도 9는 체결 요소용 위치 결정 장치를 나타낸다.
도 10은 도 9에 다른 위치 결정 장치를 밑에서 바라본 것을 나타낸다.
도 11은 위치 결정 장치의 분해도이다.
도 12 및 13은 상이한 각도 위치에서의 홀더를 나타낸다.
도 14 및 15는 도 12 및 13의 단면을 나타낸다.
도 16은 중앙 피스의 변형을 나타낸다.
도 1a 내지 1d는 체결 요소 (10)의 상이한 도면들을 나타내며, 여기서, 도 1은 전체적인 사시도를 나타내고, 도 1b는 측면도를 나타내고, 도 1c는 저면도를 나타내며, 도 1d는 추가 측면도를 나타낸다. 체결 요소 (10)는, 예시의 구현 예에서, 실질적으로 평평하고 플레이트 형상인 베이스 (11)를 갖는다. 사면(bevel)이 베이스 (11)의 가장자리에 형성되어 기판 또는 지지 표면에 대한 개선된 접촉을 제공하여 부드러운 전환을 형성한다. 또한, 접촉 재료 또는 접착제가 상기 사면과 섬유 복합 재료 사이에 배열되어 체결 요소 (10)를 고정할 수 있다. 베이스 (11)는 비-원형이고 상호 대향하는 측면에 2개의 평평한 영역 (16)을 갖는다. 평평한 영역 (16) 사이에, 베이스 (11)는 반원을 형성하고, 그 연장은 원 형상으로 이어진다. 따라서, 베이스 (11)의 윤곽은 평행한 코드를 가진 컷-오픗된 원형 세그먼트를 가진 원에 상응한다. 내부 스레드 형태의 폼-핏 요소 (12)를 가진 중앙 보어가 베이스 (11)의 중간에 형성된다. 내부 스레드 (12)는 샤프트 (13)의 길이방향 범위를 따라 연장되고, 이는 베이스 (11)로부터 돌출된다. 실질적으로 평면인 결속 표면 (14)은 베이스 (11)에서 멀리 떨어진 샤프트 (13)의 측면에 형성된다. 결속 표면 (14)에 대향으로 놓이는, 바닥 표면 (15)은 베이스 (11) 상에 형성된다; 결속 표면 (11)과 바닥 표면 (15)은 실질적으로 서로 평행하게 배향된다. 샤프트 (13)는 회전 대칭이며, 내부 스레드 (12)를 가진 중앙 보어는 샤프트 (13)의 길이방향 범위에 대해 동축으로 형성된다. 샤프트 (13)는 결속 표면 (14)을 향해 지향된 전방 3분의 1에 계단이 형성되며, 즉, 샤프트 (13)에는 베이스 (11)의 영역에서보다 더 작은 지름을 갖는 어깨부가 형성된다. 상기 어깨부의 크기는 변할 수 있다. 특히, 어깨부는 베이스 (11)에 적용된 섬유 복합 재료의 레이어가 상기 어깨부까지 도달하거나 또는 결속 표면(14) 방향으로 어께부 너머까지 도달하지 않도록 선택된다. 샤프트 (13)의 외부 윤곽은 또한 다른 외부 윤곽, 특히, 비-회전 대칭의 외부 윤곽을 포함하여 베이스 (11)의 비-원형 구성에 의해 제공된 회전에 대한 고정에 더해 회전에 대한 고정될 수 있다.
리세스(recess), 돌출부 또는 언더컷(undercut)이 또한 체결 요소 (10)에 배열되거나 형성되어, 정형외과 장치에 대한 메인 바디를 생성하기 위한 베이스 레이어에 추가 고정을 제공할 수 있다. 보조기, 인공기관 또는 다른 정형외과 구성요소와 같은 정형외과 장치의 생산과 관련되는 체결 요소의 사용은 아래에서 설명된다. 베이스 (11)는 메인 바디에 체결 요소 (10)를 고정하도록 제공되지만, 폼-핏 요소 (12)는, 예를 들어, 조인트, 액추에이터, 댐퍼, 또는 다른 장치 또는 구성요소와 같은, 정형외과 장치의 추가 구성요소가 체결 요소 (10)에 고정될 수 있도록 보장하는 역할을 한다.
정형외과 장치로서의 보조기의 생산은 도 2 내지 4를 참고하여 더욱 자세하게 설명된다.
도 2는 보조기 또는 인공기관이 착용되는 신체 부분에 상응하는 형상의 지지체 (1)의 개략도를 나타낸다. 예시의 구현 예에서, 지지체 (1)는 허벅지 부분, 무릎 조인트 및 하부 다리 부분을 가진 다리의 일부로서 형성된다. 다리 형태의 대안 구현 예로서, 지지체는 또한 팔 또는 팔의 일부 형태로 구성될 수 있다. 지지체 (1)를 보조기를 형성하기 위해 필요한 다른 형태로 또한 구성할 수 있다. 인공기관이 생산되야 하는 경우, 지지체 (1)는 즉, 스텀프가 또한 존재하는, 환자 또는 인공기관 사용자의 신체의 형상에 부분적으로만 상응할 수 있다. 지지체의 원위 부분은 이때 예를 들어 3D 컴퓨터 방법 또는 일부 다른 방식을 이용하여 모델링된다.
하나 이상의 블랭크로부터 형성된, 베이스 레이어 (2)는 지지체 (1)에 적용된다. 베이스 레이어 (2)는 바람직하게 예를 들어 프리프레그와 같은 섬유 복합 재료 또는 다른 섬유 복합 재료로 형성된다. 예시의 구현 예에서, 베이스 레이어 (2)는 일체형으로 형성되고 각각의 사지의 자연 또는 상정된 조인트의 조인트 축 (3)에 대해 연장된다. 허벅지 부분으로서 지지체 (1)를 가진 예시의 구현 예에서, 베이스 레이어 (2)는 무릎-조인트 축 (3)을 덮는다. 베이스 레이어 (2)는 지지체 (1)의 표면 구조에 일치될 수 있도록 충분히 구부러진다. 지지체 (1)는 예를 들어 생산될 보조기 또는 인공기관의 내부면 상에 패딩 요소를 배열할 수 있기 위해, 예를 들어, 재료의 추가, 3D 모델 등의 다듬질에 의해 사지의 실제 윤곽에 따라 수정될 수 있다. 인공기관의 경우, 신체 부분에 너무 큰 압력을 가하지 않고 라이너 또는 다른 보호 커버를 수용할 수 있도록, 인공기관 소켓 또는 수용 장치가 더 크게 선택될 필요가 있을 수 있다.
베이스 레이어 (2)는 닫힌 구조, 즉, 베이스 레이어 (2)에 적용된 체결 요소 (10)와 같은 구성요소의 통행에 대해 개방되지 않는다. 베이스 레이어 (2)는 기계적으로 또는 접착제에 의해 지지체 91)에 고정될 수 있다. 고정은 보조기 또는 인공기관이 생산된 이후 다시 베이스 레이어 (2)가 제거될 수 있는 방식으로 수행된다.
도 3은 보조기 구성요소의 생산에서의 다음 단계를 나타내며, 이 단계에서, 체결 요소 (10)는, 도 1을 참고로 이미 설명된 바와 같이, 베이스 레이어 (2)의 측면 표면에, 즉, 지지체 (1)로부터 멀어지는 방향의 표면에 배치된다. 체결 요소 (10)는 밑면 (15), 즉, 지지 표면 (14)에서 멀어지는 방향의 베이스 (11)의 표면을 통해 적용된다. 5개의 체결 요소 (10)를 가진, 이 중 2개는 원위 영역에 위치되고 3개는 근위 영역에 위치되는, 예시의 구현 예에서, 체결 요소 (10)는 바람직하게 위치 결정 장치를 통해 베이스 레이어 (2)에 위치된다. 위치 결정 장치는 아래에서 더욱 자세하게 설명된다. 위치 결정 장치를 통해, 체결 요소 (10)는 서로로부터 그리고 조인트 축 (3)으로부터 정의된 간격으로 베이스 레이어 (2)에 배열된다. 위치 결정 장치는 예를 들어 플러그로, 나사 결합으로, 또는 자석 잠금을 통해 리셉터클 (4)에 고정되거나 배치된다. 리셉터클 (4)은 바람직하게 지지체 (1)에 이미 배열되고 베이스 레이어 (2)의 블랭크의 리세스를 통해 돌출된다. 리셉터클 (4)은 예를 들어 주조되거나 삽입되는 것을 통해 지지체 (1)로 작업될 수 있다. 바람직하게 길이방향 범위가 무릎-조인트 축과 일치하는 스레드, 슬리브 또는 페그를 갖는다. 일반적으로 말하자면, 리셉터클 (4)의 길이방향 범위는 보조기 상부 부분이 보조기 하부 부분에 대해 선회되거나 또는 근위 구성요소는 보조기의 원위 구성요소에 대해 선회되는 조인트 축과 일치해야 한다.
체결 요소 (10)는 베이스 레이어 (2)에, 예를 들어, 접착제, 충전제 화합물에 의해, 또는 보상 재료를 사용하여 고정된다. 목적은 충전제 또는 접착제와 같은 체결제가 보조기의 차후 처리 동안 변형되지 않는 것이다. 보조기를 생산하기 위해, 후자는 고온 및 진공 하에 경화될 수 있으며, 이는 체결 요소 (10)의 변위 또는 체결 요소 (10)의 기울임을 야기하지 않아야 한다.
모든 체결 요소 (10)가 베이스 레이어 (2) 상에 체결된 후, 위치 결정 장치는 나중에 설명되는 바와 같이 제거된다. 체결 요소 (10) 및 또한 수용 장치 (4)는 베이스 레이어 (2)의 외부 또는 측면에 안전하게 유지된다.
구멍 모양의 리세스를 가진 섬유 복합 재료의 적어도 하나의 레이어 (8)는 이때 체결 요소 (10)의 샤프트 위에 배치되며, 여기서, 섬유 복합 재료의 레이어 (8)의 리세스는 각각의 샤프트가 통과될 수 있지만, 베이스 (11)는 통과하지 않도록 치수가 결정된다. 이런 방식으로, 체결 요소 (10)의 베이스 (11)는 베이스 레이어와 외부 복합 섬유 재료 레이어 (8) 사이에 매립된다. 이를 따라 쉽게 또는 더욱 쉽게 분리가 일어날 수 있는 미리 정해진 분리 라인 (6)은 외부 섬유 복합 재료 레이어 (8)로 작업될 수 있다. 예시의 구현 예에서, 2개의 미리 정해진 분리 라인 (6)은 조인트 축 (3)과 또한 수용 장치 (4)가 앵커 플레이트 전에 놓이는 미리 정해진 분리 영역을 형성한다. 미리 정해진 분리 라인 (6)에서의 분리 이후, 보조기의 근위 구성요소 (21)와 원위 구성요소 (22), 즉, 체결 요소 (10)가 적층되는 허벅지 쉘 (21) 및 하부-다리 쉘 (22)가 얻어진다. 미리 정해진 분리 라인 (6)들 사이의 미리 정해진 분리 영역의 분리 또는 제거는 오직 베이스 레이어 (2)와 함께 적어도 하나의 섬유 복합 재료 레이어 (8)가 외측에 접착되고 이때 서로의 상부에 고정된 이후에만 수행된다. 이는 예를 들어 압력 하의 상승된 온도에서의 오븐에서의 적용 이후 수행된다. 섬유 복합 재료 레이어 (8)는 바람직하게 샤프트 (13)의 어깨부까지 적용된다. 어깨부는 체결 요소의 영역에 충분한 재료 두께가 존재하는 것을 보장한다. 샤프트 (13)의 샤프트 지름에 대한 지름의 관점에서 그리고 베이스 레이어 (2) 상의 체결 요소 (10)의 위치에 대한 위치의 관점에서 상응하는 미리-형성된 리세스 (80)를 가진 블랭크로서의 섬유 복합 재료 레이어 (8)는 도 4의 좌측에 나타낸다.
적측 재료가 경화 및 냉각된 후, 메인 바디 (20)가 내부측에 연속 베이스 레이어 (2), 그 위에 배치된 체결 요소 (10), 및 체결 요소 (10)가 적층되도록 서로 연결되는 섬유 복합 재료 (8)의 적어도 하나의 층, 바람직하게는 여러 층으로 존재한다. 경화 및 냉각 후, 보조기 메인 바디 (20)는, 미리 정해진 분리 지점 (6)의 영역에서, 예를 들어 절단되는 것처럼, 분리되어, 허벅지 쉘 또는 근위 보조기 구성요소 (21)를 하부 다리 쉘 또는 원위 보조기 구성요소 (22)로부터 분리한다. 보조기 구성요소 (21, 22)는 이때 지지체 (1)에서 제거되고, 선택적으로 재-작업 및 연마되고, 스트랩과 같은 체결 장치용 리셉터클이 제공되고, 조인트 장치, 댐퍼 또는 패드와 같은 필요한 부착물이 장착된다.
도 5 내지 7은 개략적인 단면도로 생산 순서를 나타낸다. 먼저, 앵커 플레이트(anchor plate) 또는 리셉터클 (4)은 지지체 (1), 특히 자연 조인트 또는 중간 축 (3)(compromise axis)의 조인트 축의 영역에 위치한다. 이후 베이스 레이어 (2)는 지지체 (1)의 외부 또는 측면에 적용되고, 선택적으로 고정된다. 베이스 레이어 (2)의 재료는 소성 변형되고 낮은 복원력을 가질 수 있으므로, 지지체 (1)의 외부 표면 상에 가능한 한 완전히 지지할 수 있다. 문제를 더 명확하게 하기 위해 지지체 (1)로부터의 간격이 표시된다.
도 6은 체결 요소 (10)가 베이스 레이어 (2)의 측면 표면에 적용된 후의 상태를 나타낸다. 체결 요소 (10)는 위치 결정 장치를 통해 조인트 축 (3)과 정렬 된 방식으로 베이스 레이어 (2) 상에 위치된다. 체결 요소 (10)의 각각의 베이스 (11)는 베이스 레이어 (2)의 표면에 가능한 가깝게 배열되어야 한다는 것을 알 수있을 것이다. 도시된 예시적인 구현 예에서, 체결 요소 (10)의 각각의 베이스 (11)의 각각의 밑면 (15)의 연결은 충전제 화합물 (7)을 통해 수행되고, 이는 동시에 베이스 레이어 (2)의 표면의 불규칙성을 제거하고 체결 요소 (10)가 베이스 레이어 (2)에 견고하게 고정되는 것을 보장한다.
도 6으로부터 모든 결속 표면 (14)이 각각의 평면 (E1, E2)에 놓인 것이 도시되며, 여기서, 평면 (E1)은 근위 구성요소 (21)의 체결 요소 (10)를 나타내고 평면 (E2)는 원위 구성요소 (22)의 체결 요소를 나타낸다. 도 6에서 평면 (E1, E2)은 나타낸 예시의 구현 예에서 서로 평행하게 놓이지 않고 공동 평면을 형성하는 것을 볼 수 있을 것이다. 이는, 예를 들어, 예시의 구현 예에서, 측면 또는 내측에 완전히 직선 다리가 존재하는 경우이다. 무릎 조인트에서 시작하여 허벅지 및 하부 다리 모두의 측면 곡률이 있는 보다 자연스런 묘사가 표시된다. 예시의 구현 예에서, 평면 (E1, E2) 모두는 조인트 축 (3)에서 서로 교차하며, 이로써 공동 단면 라인을 야기하며, 이는 조인트 축 (3)에 바람직하게 직교한다. 또한 결속 표면은 평면 (E1, E2)에서 정확하게 놓이지 않고 대신 특정 수직 오프셋이 있을 수 있다. 마찬가지로 평면 (E1, E2)은 예를 들어, 수직 오프셋이 설정되었기 때문에 조인트 축 (3)에서 서로 교차하지 않을 수도 있다. 보조기 구성요소 (21, 22)의 모든 체결 요소 (10)의 모든 결속 표면 (14)은 공동 평면 (E1, E2)에 바람직하게 놓인다. 체결 요소 (10)의 내부 스레드 또는 외부 스레드와 같은 모든 보어, 페그, 또는 폼-핏 요소 (12)는 바람직하게 보조기 구성요소와 관련된 각 경우에, 서로 평행하게 배향된다. 즉, 근위 보조기 구성요소 (21) 상에 체결 요소 (10)의 모든 길이방향 축은 바람직하게 서로에 대해, 마찬가지로 원위 보조기 구성요소 (22) 상에 체결 요소 (10)의 길이방향 범위 또는 길이방향 축에 대해 평행하게 배향된다.
체결 요소 (10)가 베이스 레이어 (2) 상에 고정된 후, 도 7에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 수지-함침 섬유 매트(mats), 선택적으로 추가 접착제, 경화제, 용매 등의 추가를 통해, 복합 섬유 재료의 여러 층 (8)이 적용된다. 섬유 복합 재료의 레이어 (8) 또는 섬유 복합 재료들의 레이어는 상이한 배향으로 적용되어, 체결 요소 (10)의 베이스 (11)에 적층될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 각 샤프트 (13)의 지름 및 형상에 상응하는 리세스 (80) 또는 천공된 구멍은 섬유 복합 재료 레이어 (8)의 블랭크에 형성된다. 베이스 (11)가 샤프트 (13)의 지름보다 크기 때문에, 섬유 복합 재료 레이어 (8)가 베이스 레이어 (2)에 연결된 이후 어떤 체결 요소 (10)도 각 보조기 구성요소 (21, 22)에서 제거될 수 없을 수 있다. 베이스 (11)의 비-원형 구성으로 인해, 모든 체결 요소 (10)는 회전에 대해 고정된다. 회전에 대한 고정을 증가시키기 위해, 돌출부, 후크, 언더컷 등이 제공 될 수 있어서, 보조기 구성요소 (21, 22)가 생산된 후에 체결 요소 (10)가 회전할 수 없다.
결속 표면 (14)은 섬유 복합 재료 레이어 (8)에 의해 모두 덮이지 않으므로, 폼-핏 요소 (12)로의 접근을 보장하고 장착될 구성요소의 정의된 지지를 보장한다. 폼-핏 요소 (12)의 오염을 방지하기 위해, 고정될 수 있다. 도 1에 따른 구현 예에서, 폼-핏 요소 (12)는 내부 스레드로서 설계되고, 이는 예를 들어 나사에 의해 달성될 수 있으며, 이는 보조기 구성요소가 생산된 이후 풀리지 않는다. 폼-핏 요소 (12)가 외부 스레드로서 설계된 경우, 스레드를 보호하기 위해 나사 캡(screw cap)이 결합될 수 있다. 페그, 보어, 등과 같은 다른 폼-핏 요소가 동일하게 적용된다. 섬유 복합 재료 레이어 (8)가 적용된 이후, 보조기 메인 바디 (20)는 진공하에 그리고 상승된 온도에서 지지체 (1) 상에 생성된다. 미리 정해진 분리 지점 (6)은 예를 들어, 섬유 복합 재료 레이어 (8)에서 만들어진 임프레션(impressions) 또는 절단에 의해 또는 간단히 미리 정해진 분리 지점 (6) 사이의 영역에 섬유 복합 재료 레이어 (8)를 적용하지 않거나 거의 적용하지 않음으로써 조인트 축 (3)에서 근위 및 원위로 형성된다.
서로로부터의 보조기 구성요소 (21, 22)의 경화 및 분리 이후, 다른 구성요소가 체결 요소 (10)에 고정될 수 있다.
도 8은 근위 구성요소 (21)가 허벅지 쉘로 설계되고 원위 구성요소 (22)가 하부 다리 쉘로서 설계되는 무릎-조인트 보조기의 변형이 나타난다. 스트랩으로서 설계된 체결 장치 (40)는 다리에 보조기 (50)를 고정하기 위해 보조기 구성요소 (21, 22) 모두에 배열된다. 유압 액추에이터 (35)를 가진 조인트 장치 (30)는 예를 들어, 나사를 통해 더 이상 보이지 않는 체결 요소에 고정된다. 조인트 장치 (30)는 자연 조인트의 조인트 축 (3)의 영역에 선회 축을 갖는다. 조인트 장치 (30) 상의 조인트 축 (3)의 위치는 위치 결정 장치를 통해 자연 조인트의 조인트 축 (3)에 대한 체결 요소의 정확한 위치 결정에 의해 안전해진다. 보조기 쉘 형태의 보조기 구성요소 (21, 22)의 설계는 각각의 보조기 사용자의 형상에 매우 효과적이고 개별적으로 조정된다. 보조기의 생성은 조인트 장치 (30) 또는 유압 구성요소 (35)를 보조기 구성요소 (21, 22) 상에 미리 배열하지 않고 일어날 수 있으며, 이는 제조 중 일어나는 고온 및 음압에 대해, 특히 전기 제어와 관련하여 매우 바람직하다. 제조의 본질은, 댐퍼, 제어기 등과 같은, 사용될 부착 부품에 대한 어떠한 제한을 방지하는 것이다.
도 9는 예를 들어 도 1를 참고하여 설명된 체결 요소 (10)(미도시)를 위치 결정하고 정렬시키는 위치 결정 장치 (100)의 사시도를 나타낸다. 위치 결정 장치 (100)는 2개의 홀더 (110, 120)가 선회 축 (130)에 대해 선회 가능하게 배열되는 중앙 바디 (200)를 갖는다. 나타낸 예시의 구현 예에서, 제1 홀더 (110)는 근위 보조기 구성요소 (21) 상에 체결 요소 (10)를 할당하고 배열하는 것을 제공하지만, 제2 홀더 (120)는 원위 보조기 구성요소 (22) 상에 체결 요소 (10)를 할당하고 배열하는 것을 위해 제공된다. 홀더 (110, 120) 모두는 수용 장치 (111, 121)를 가지며, 이는 고정 요소 (123)가 안내될 수 있는 관통-보어를 가진 슬리브로서 설계된다. 도 9에서, 고정 요소 (123)는 제2 홀더 (120) 상에만 나타낸다. 수용 장치 (111, 121) 상에서, 지지 표면 (112, 122)는 체결 요소 (10)의 베이스 (11)의 상부면을 위해 형성된다. 베이스 (11)의 상부면은 밑면 (15)과 대향하게 놓인 베이스 (11)의 측면이다. 나타낸 예시의 구현 예에서, 모든 지지 표면 (112, 120)은 공통 평면의 공통 홀더 (110, 120) 상에 배열되어, 모든 체결 요소 (10)가 각각의 홀더 (110, 120) 상에 배열되고 고정 요소 (123)에 의해 거기에 고정될 때 공통 평면에 놓이는 것을 보장한다.
중앙 바디 (200)에 배열된 것은 지지체 (1) 또는 베이스 레이어 (2) 상에 고정되는 리셉터클 (4)에 중앙 바디 (200)가 고정되는 나사 형태의 고정 장치 (240)이다. 고정 장치 (240)의 길이방향 범위는 선회 축 (130)에 수직으로 형성되고 바람직하게 후자와 교차하므로, 고정 장치 (240)의 길이방향 축이 선회 축 (130)과 직교한다. 고정 장치 (240)의 길이방향 범위는 바람직하게 조인트 장치 및 자연 조인트 축의 길이방향 축 (3)과 또는 자연 조인트를 위한 중간 축과 같은 높이이다. 모든 지지 표면 (112, 122)이 평행한 평면 또는 공통 평면에 위치될 때, 지지 표면 (112, 120)의 평면이 배열되는 방법에 따라, 위치 결정 장치 (100)는 시작 위치에 위치된다. 이 시작 위치로부터, 제1 홀더 (110)와 제2 홀더 (120) 모두는 선회 축 (130)에 대해, 예를 들어 ± 10°의, 제한된 각도 범위를 통해 선회될 수 있다. 조인트 장치 (30) 또는 또한 다른 부착 부분은 결속 부위의 가능한 각도 오프셋과 관련하여 민감할 수 있다. 위치 결정 장치 (100)를 이용하여, 서로에 대한 그리고 조인트 장치 (30)를 중심으로 하는 조인트 축 (3)에 대한 체결 요소 (10)의 정확한 위치 결정에 더해, 이러한 최대 각도 오프셋을 고려할 수 있다. 미리 두 홀더 (110, 120)의 각도 오프셋의 범위의 고정 가능성이 있다. 예를 들어, 10°의 결속 표면 (14)의 평면의 최대 오프셋이 허용되는 경우, 이러한 최대 각도 범위는 위치 결정 장치 (100)로 설정될 수 있다. 시작 위치로부터 진행하여, 이때 제1 홀더 (110)가 베이스 레이어 (2)에 적용된 경우, 3°를 통해 측면 방향으로의 선회를 요하며, 시작 위치로부터 진행하여, 측면 방향으로의 추가 7°의 최대 선회 범위가 제2 홀더 (120)에 대해 이용 가능하다. 최대 설정을 통해, 모든 체결 요소 (10)의 베이스 (11)의 밑면 (15)의 만족스러운 방향이 가능하지 않은 경우, 모든 위치 결정 장치 (100)는 측면으로 추가 오프셋되어야 하며, 또는 체결 요소 (10)는 보상 화합물 또는 충전제 화합물을 통해 베이스 레이어에 고정되어야 한다.
위치 결정 장치 (100)는 축 대칭으로 설계된다. 예를 들어, 도 9는 상부면을 나타내지만, 도 10은 밑면을 나타낸다. 도 9 및 10의 비교는 체결 요소 (10)를 위한 동일한 리셉터클이 수용 장치 (111, 112)의 양측에 형성되어 있음을 나타낸다. 체결 장치 (240)는 중앙 바디 (200)에서 제거되고 다른 방향으로 다시 삽입될 수 있으며, 위치 결정 장치 (100)는 우측 다리 및 좌측 다리 모두에 적합하고 또한 베이스 레이어 (2)상의 내측 및 또한 측면 위치 결정에 적합하다.
도 10에서, 나사 형태의 고정 요소 (113)는 모든 수용 장치 (111)에 나타난다. 도 1에 따른 내부 스레드 (12)는 고정 요소 (113) 상의 외부 스레드에 따라 설계되므로, 각각의 수용 장치 (11)에서 샤프트 (13)가 슬리브-형 수용 장치 (111)의 보어 내로 전방의 결속 표면과 삽입되는 방식으로 조립이 진행된다. 체결 요소는 고정 요소 (113)를 통해 고정된다. 수용 장치 (111)의 지지 표면 (112)의 형상은 베이스 (11)의 형상 및 윤곽에 상응하여, 각 체결 요소가 각 홀더 (110, 120) 상에서 정해진 방식으로 할당되고 배향됨을 알 수 있다. 2개의 체결 요소 (10)의 2개의 베이스 (11)를 위한 홈-형 가이드가 제2 홀더 (120)에 제공된다. 레일 또는 강화 요소 또는 스페이서와 같은 추가 삽입 요소가 거기에 수용 될 수 있으며, 이러한 요소는 마찬가지로 제자리에 적층될 수 있다. 체결 요소 (10)가 수용 장치 (111, 121) 내부에 고정된 후, 위치 결정 장치 (100)는 리셉터클 (4)의 고정 장치 (240)로 고정된다. 선회 축 (130)을 따른 중앙 나사 (150)는 2개의 홀더 (110, 120)를 서로에 대해 정의된 위치에 유지시키며, 바람직하게는 체결 요소 (10)의 모든 밑면 (15)이 공통 평면에서 또는 적어도 평행 평면에서 서로에 대해 배향되는 시작 위치에서 유지된다. 중앙 나사 (150)에 의한 고정이 해제되면, 2개의 홀더 (110, 120)는 미리 정의된 각도 범위 내에서 선회 축 (130)을 중심으로 선회할 수 있다.
도 11은 중앙 바디 (200)와, 중앙 바디 (200) 내부의 보어를 통해 안내되고 선회 축 (130)과 직교하게 교차하는 고정 장치 (240)를 갖는 위치 결정 장치 (100)의 분해도를 나타낸다. 고정 요소 (113)가 나타나며, 마찬가지로, 선회 축 (130)을 따라 연장하는 2개의 홀더 (110, 120) 및 중앙 나사 (150)가 있다. 중앙 바디 (200) 내부에서, 받침 요소 (230)는 마찬가지로 중앙 바디 (200)의 보어 (210)에 길이 방향으로 변위 가능하게 장착된다. 보어 (210)는 선회 축 (130)에 평행하게 연장된다.
받침 부재 (230)의 두 단부에서 지지 표면 (233)과 상호 작용하는 지지 표면 (1153, 1253)을 갖는 접합 피스 (115, 120)는 3개의 나사를 통해 홀더 (110, 120)에 배열된다. 상호 작용은 아래에 설명된다. 나타낸 예시적인 구현 예에서, 접합 피스 (115, 125)는 각각의 홀더 (110, 120)의 고정된 위치에 장착된다. 예를 들어 직사각형 구멍을 통해, 각각의 홀더 (110, 120) 상에 접합 피스 (115, 125)의 회전 가능성을 허용하기 위한 가능성 또한 있다. 각도 범위는 접합 피스 (115, 125)의 회전을 통해 설정될 수 있다; 최대 각도 범위는 예를 들어 접합 피스 (115, 125)를 교환함으로써 증가될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어, 조절 나사를 통해, 제1 홀더 (110)가 선회 축 (130)을 중심으로 한 제2 홀더 (120)에 대해 선회될 수 있는 각도 범위를 설정하기 위해 받침 표면 (1153, 1253)의 위치를 수정할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 조절 나사는 접합 피스 (115, 125)의 리세스로 또는 리세스로부터 나사 결합될 수 있다.
도 12 및 13은 동일한 모습으로의 위치 결정 장치 (100)를 나타낸다. 도 12에서, 시작 위치로부터 진행하여, 제2 홀더 (120)는 선회 축 (130)을 중심으로 반시계 방향으로 최대 범위까지 선회된다. 도 13에서, 시작 위치에서 진행하여, 제1 홀더 (110)는 최대 범위까지 반시계 방향으로 선회된다. 최대 선회 범위는 도 12 및 13의 위치 모두에 도달한다. 도 12 및 13에 상응하는 단면이 도 14 및 15에 나타난다.
도 14는 받침 요소 (230)의 영역에서의 중앙 피스 (200)를 통한 단면을 나타낸다. 단면에서, 받침 요소 (230)는 중앙 피스 (200) 내부에서 변위 가능하게 배열된 페더 키(feather key)와 같이 보인다. 도 14에서, 상응하는 지지 표면 (233)을 가진 둥근 단부 영역 (2330)은 접합 피스 (115)의 리세스에 상응하게 형성된 지지 표면 (1153)과 인접한다. 접합 피스 (115)는 회전에 대해 제1 홀더 (110)에 단단히 연결된다. 접합 피스 (115)는 시작 위치에 위치되며, 제1 홀더 (110)는 상응하게 배향된다. 이 시작 위치에서, 받침 요소 (230)는 선회 축 (130)에 평행한 좌측으로의 최대 범위까지 변위될 수 있다. 이러한 식으로, 받침 요소 (230)의 우측 단부는 제2 홀더 (120)의 접합 피스 (125) 내의 자유 공간에서 빠져나와, 제2 홀더 (120)는 양 방향으로 최대 범위까지 움직일 수 있다. 예시의 구현 예에서, 홀더 (232)가 선회 축에 대해 위쪽으로 선회되었으므로, 지지 표면 (1253)은 받침 요소 (230)의 우측 단부의 둥근 지지 표면 (233) 상에서 지지된다. 모든 홀더 (110, 120)가 시작 위치에 위치되고 받침 피스 (230)가 중간에 위치된 경우, 모든 홀더 (110, 120)는 지지 표면 (233, 1153, 1253)이 서로 지지되게 될 때까지 동일한 각도만큼 선회 축 (130)에 대해 선회될 수 있다. 또한 받침 요소 (230)는 한 방향 또는 다른 방향으로 변위되며, 다른 홀더의 더 가능한 선회 범위는 하나의 선회 방향 또는 다른 선회 방향으로 감소 또는 증가된다. 접합 피스 (115, 125)의 지지 표면 (1153, 1253)은 동일한 형상 또는 대칭이 아닌 경우, 상이한 각도 받침 가능성이 상승한다. 지지 표면 (233, 1153, 1253)의 둥근 형상에 더해, 후자는 또한 다른 형상을 가질 수 있다.
도 15는 도 13에 따른 반대 위치를 도시한다: 받침 요소 (230)는 오른쪽으로 최대 범위까지 변위되었으며, 그 결과 받침 요소 (230)의 우측 단부는 접합 피스 (125)의 리세스에 놓이며 이에 따라 지지 표면 (1253)과 인접한다. 이는 선회 축 (130)을 중심으로 한 제1 홀더 (115)의 최대 선회를 초래한다.
2개의 단부 피스 (2330)의 둥근 구성 대신에, 단부 피스 (2330) 및 지지 표면 (233)의 직선, 원추형 구성이 존재하는 받침 요소 (230)의 대안적인 구현 예가 도 16에 나타난다. 지지 표면 (1153, 1253)의 상응하는 원추형 구성은 큰 지지 표면을 허용하고 따라서 낮은 표면 압력을 허용한다. 받침 요소 (230)의 길이방향 변위 능력은 간단한 조정을 가능하게 한다. 받침 요소 (230)에서, 홀더 (110, 120)의 조절 범위를 서로에 대해 제한하기 위해, 나사 또는 이동 제한기가 삽입될 수 있는 직사각형 구멍이 형성될 수 있다. 받침 요소 (230)는 각각 원하는 위치에 고정될 수 있다. 지지 표면 (233, 1153, 1253)의 비스듬한 구성은 대향하는 홀더를 향한 변위 방향을 따라 접촉할 때 받침 요소 (230)의 변위를 부과하고, 그 결과 양쪽 선회 방향에서의 조정 각도가 변경된다. 홀더의 각각의 선회 범위는 서로에 대한 홀더의 위치에 따라 미리 정해진 각도 범위 내에서 수정될 수 있다. 홀더 (110, 120)는 체결 요소 (10)가 베이스 레이어 (2)로 배치되는 각각의 발견된 최적 위치에 안전하게 유지되도록 제공된다. 이는 예를 들어 중앙 나사 (115)에 의해 클램핑함으로써 수행될 수 있다.

Claims (20)

  1. 정형외과 장치의 메인 바디 (20)의 베이스 레이어 (2) 상에 다수의 체결 요소 (10)를 배열하고 배향시키는 위치 결정 장치로서, 상기 위치 결정 장치는,
    체결 요소 (10)를 위한 적어도 하나의 수용 장치 (111)를 가진 제1 홀더 (110), 및 체결 요소 (10)를 위한 적어도 하나의 수용 장치 (121)를 가진 제2 홀더 (120)를 포함하며, 여기서, 상기 제1 홀더 (110) 및 제2 홀더 (120)는 시작 위치에서 진행하는 제한된 각도 범위에 대해 선회 축 (130)을 중심으로 선회할 수 있도록 서로 장착되는, 위치 결정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각각의 홀더 (110, 120)는 각각의 경우 하나의 체결 요소 (10)를 위한 다수의 수용 장치 (111, 121)를 가진 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수용 장치 (111, 121)는 각각의 체결 요소 (10)를 위한 지지 표면 (112, 122, bearing surface)을 가지며, 여기서, 지지 표면 (112, 122)은 공통 평면에서 홀더 (110, 120) 상에 놓이는 것을 특징으로하는, 위치 결정 장치.
  4. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용 장치 (111, 121)는 슬리브(sleeve)로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  5. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더 (110, 120)는 중앙 피스 (200) 상에서 선회 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 메인 바디 (20) 상에서 위치 결정 장치 (100)의 배향을 위한 고정 장치 (240)는 중앙 피스 (200) 내에 또는 중앙 피스 (200) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 고정 장치 (240)는 메인 바디 (20) 상에 배열될 수 있는 조인트 장치 (30)의 조인트 축 (3)에 대해 직교하게 선회 축 (130)을 배향시키는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  8. 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    받침 요소 (230, abutment element)가 중앙 피스 (200) 상에 배열되며, 각각의 홀더 (110, 120)에 배열된 접합 피스 (115, 125)를 통해, 각도 범위를 제한하는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 받침 요소 (230)와 접합 피스 (115, 125) 중 적어도 하나는 중앙 피스 (200) 또는 홀더 (110, 210) 상에 조절 가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 받침 요소 (230)는 선회 축 (130)을 따라 변위 가능하고 고정 가능한 방식으로 중앙 피스 (200) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  11. 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 받침 요소 (230)와 접합 피스 (115, 125) 중 적어도 하나는 선회 축 (130)에 대해 비스듬히 배향되거나 굴곡진 지지 표면 (233, 1153, 1253)을 가진 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 받침 요소 (230)와 각각의 접합 피스 (115, 125)는 서로를 향해 배향된, 특히 웨지(wedge) 형상으로 배향된 상응하게 구성된 지지 표면 (233, 1153, 1253)을 가진 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  13. 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 받침 요소 (230)는, 상호 대향하는 단부에서, 상응한 형상의 접합 피스 (115, 125)가 할당되는, 각각의 웨지-형상의 단부 영역 (2330)를 가진 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  14. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀더 (110, 120)는 시작 위치에 대해 ± 10°의 각도 범위 내에서 선회 가능하도록 서로 장착되는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  15. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용 장치 (111, 121)는, 시작 위치에서, 서로 평행하게 배향된 길이방향 범위를 갖는 것을 특징으로 하는, 위치 결정 장치.
  16. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 따른 위치 결정 장치 (100) 및 보조기 또는 인공기관의 메인 바디 (20)로 형성된 시스템으로서, 사지의 자연 조인트에 걸쳐있는, 상기 메인 바디 (20)는 사지에서 일체로 지지하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 위치 결정 장치 (100)를 고정하기 위한 리셉터클 (4, receptacle)은 메인 바디 (20) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 리셉터클 (4)은 보조기 또는 인공기관이 배열될 수 있는 사지의 자연 조인트의 조인트 축 (3)의 영역에서 배열되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  19. 청구항 16 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 바디 (20)는 사지의 모델 상에 또는 사지 자체에 모델링되고 사지의 외부 윤곽에 상응하는 내부 윤곽을 가진 것을 특징으로 하는, 시스템.
  20. 청구항 16 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    미리 정해진 분리 영역 또는 적어도 하나의 미리 정해진 분리 지점 (6)은 메인 바디 (20)에 형성되며, 상기 메인 바디 (20)는 근위 및 원위 보조기 구성요소 또는 인공기관 구성요소 (21, 22)로 분할될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시스템.
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