KR20210095490A

KR20210095490A - 사지뼈 신장 시스템

Info

Publication number: KR20210095490A
Application number: KR1020200009472A
Authority: KR
Inventors: 박종태; 이정현
Original assignee: 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2021-08-02

Abstract

본 발명은 사지뼈 신장 장치 및 외부 모니터링장치로 이루어지며, 외부 모니터링장치는 의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑츄에이터의 속도를 구하고, 상기 엑츄에이터의 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치로 전송함으로써, 의료전문가가 엑츄에이터의 속도를 일일이 제어할 필요가 없으며, 제1지지체 및 제2지지체의 이격간격이 장시간 동안 아주 조금씩 꾸준히 이동하는 것이 가능하여, 환자의 통증을 줄일 수 있는, 사지뼈 신장 시스템에 관한 것이다.
사지뼈 신장 장치는, 제1지지체, 제2지지체, 엑츄에이터를 포함하며, 위치검출센서가 제1지지체 및 제2지지체에 장착되어, 주기적으로 지지체 위치신호를 외부 모니터링장치로 전송하고, 외부 모니터링장치는 제2지지체의 위치신호를 이용하여 제2지지체의 이동 거리를 구하고, 디스플레이부에 환자의 X레이 영상을 디스플레이하되, X레이 영상 상에서 제2지지체를 포함하는 이동부가 상기 이동거리 만큼 이동된 영상을 출력한다. 그럼에 의해, 의사는 시술과정을 X레이 촬영없이 쉽게 파악할 수 있으며, 또한, 이 영상을 이용하여 환자 및 보호자에게 보다 쉽게 시술과정을 설명할 수 있으며, 환자및 보호자는 환자의 사지뼈 신장 상태를 쉽게 알 수 있어 위안이 될 수 있다.

Description

사지뼈 신장 시스템{Bone elongation system of leg and arm}

본 발명은 사지뼈 신장 장치 및 외부 모니터링장치로 이루어지며, 외부 모니터링장치는 의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑츄에이터의 속도를 구하고, 상기 엑츄에이터의 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치로 전송함으로써, 의료전문가가 엑츄에이터의 속도를 일일이 제어할 필요가 없으며, 제1지지체 및 제2지지체의 이격간격이 장시간 동안 아주 조금씩 꾸준히 이동하는 것이 가능하여, 환자의 통증을 줄일 수 있는, 사지뼈 신장 시스템에 관한 것이다.

사지 연장술은 일명 키높이 수술이라고도 불리며, 가골 신연술이라고도 하는 데, 사지의 뼈, 예를들어, 종아리나 허벅지의 뼈를 절단하여 천천히 늘이면 뼈가 조금씩 성장하면서 비어있는 곳에 새로운 뼈가 생기는 원리이다.

만일, 절단된 양측 뼈사이 틈이 너무 크면 유착이 어려운 상태로 될 위험이 있고, 만일 절단된 양측 뼈사이 틈이 너무 작으면, 절단된 양측 뼈가, 신연 기간이 완료되기 전에, 서로 완전하게 융착될 위험이 있다.

왜소증의 경우에는, 양쪽 다리의 대퇴골 또는 경골에 적용하며, 소아마비 등의 경우 한쪽 팔다리의 신장에 적용된다.

기존에는, 사지의 외측에 고정, 장착하는 장치를 이용하여, 수동적으로 절단된 양측 뼈사이 틈을 늘림에 의해 가골 신연술을 실시하였다.

이러한 장치는 환자는 외관상으로 보기 흉하며, 불편하고 고통스러울 수 있으며, 핀 트랙(pin track) 감염, 관절경직, 식욕부진, 우울증, 연골손상 그리고 다른 부작용이 발생할 우려가 있다.

따라서, 사지뼈 신장 장치가 체내에 내장되는 것이 요망된다.

특히, 절단된 양측 뼈사이 틈을 값자기 늘릴 경우, 환자는 상당한 통증을 호소할 수 있다. 따라서 절단된 양측 뼈사이 틈을 서서히 조금씩 늘리는 것이 필요하다. 또한, 양측 뼈사이 틈이 어느 정도 벌어져 있는지를 알기 위해서 방사선 촬영을 하지 않고도 알 수 있는 것이 필요하다.

따라서, 본 발명은 사지뼈 신장 장치가 체내에 내장되어 무선제어되되, 절단된 양측 뼈사이 틈을 소정 기간단위로 소정 간격 만큼의 크기로 벌어지게 할 수 있으며, 절단된 양측 뼈사이 틈의 간격이 얼마나 벌어졌는지를 외측 단말기로 전송할 수 있는, 사지뼈 신장 시스템에 관한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는, 사지뼈 신장 장치 및 외부 모니터링장치로 이루어지며, 외부 모니터링장치는 의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑츄에이터의 속도를 구하고, 상기 엑츄에이터의 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치로 전송함으로써, 의료전문가가 엑츄에이터의 속도를 일일이 제어할 필요가 없으며, 제1지지체 및 제2지지체의 이격간격이 장시간 동안 아주 조금씩 꾸준히 이동하는 것이 가능하여, 환자의 통증을 줄일 수 있는, 사지뼈 신장 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는, 제1지지체, 제2지지체, 엑츄에이터를 포함하는 사지뼈 신장 장치에서, 위치검출센서가 제1지지체 및 제2지지체에 장착되어, 사지뼈 신장 장치는 주기적으로 지지체 위치신호를 외부 모니터링장치로 전송하고, 외부 모니터링장치는 제2지지체의 위치신호를 이용하여 제2지지체의 이동 거리를 구하고, 디스플레이부에 환자의 X레이 영상을 디스플레이하되, X레이 영상 상에서 제2지지체를 포함하는 이동부가 상기 이동거리 만큼 이동된 영상을 출력하는 사지뼈 신장 장치 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는, 사지뼈 신장 장치가 엑츄에이터 구동상태신호, 지지체 위치신호 등을 포함하는 사지뼈 신장 장치 신호를 주기적으로 외부 모니터링장치로 무선전송하되, 근거리 무선통신이 가능한 경우에는 근거리 무선통신을 이용하여 전송하며, 근거리 무선통신이 불가능한 경우에는 환자 단말기를 이용하여 전송하도록 이루어진, 사지뼈 신장 장치 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 사지뼈 신장 시스템의 일실예는, 2개로 절단된 사지 뼈중 하나인 제1 사지뼈 절단부에 장착되는 제1 지지체와, 2개로 절단된 사지 뼈중 다른 하나인 제2 사지뼈 절단부에 장착되는 제2 지지체와, 제1 지지체와 제2 지지체의 사이의 간격인 이격간격을 조절하는 엑츄에이터와, 엑츄에이터를 구동시키는 엑츄레이터 구동부와, 외부 모니터링장치로부터 수신된 엑츄에이터 제어신호에 따라 엑츄에이터 구동신호를 생성하여 엑츄레이터 구동부로 전송하는 연산처리부를 포함하는, 사지뼈 신장 장치; 의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 키입력부 또는 원격 제어부를 통해 수신하고, 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑츄에이터의 속도를 구하고, 엑츄에이터의 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하는 주제어부를 포함하는, 외부 모니터링장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 사지뼈 신장 시스템의 다른 일실시예는, 2개로 절단된 사지 뼈중 하나인 제1 사지뼈 절단부에 장착되는 제1 지지체와, 2개로 절단된 사지 뼈중 다른 하나인 제2 사지뼈 절단부에 장착되는 제2 지지체와, 제1 지지체와 제2 지지체의 사이의 간격인 이격간격을 조절하는 엑츄에이터와, 엑츄에이터를 구동시키는 엑츄레이터 구동부와, 제1 지지체 및 제2 지지체에 각각 장착되어 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 검출하는 위치 센서부와, 엑츄에이터 구동신호를 생성하여 엑츄레이터 구동부로 전송하며 위치 센서부로부터 수신된 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 제2 무선통신부를 통해 외부 모니터링장치로 전송하는 연산처리부를 포함하는, 사지뼈 신장 장치; 위치 센서부로부터 수신된, 현재의 제2 지지체 위치신호와, 연이은 전 제2 지지체 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하는 주제어부와, 환자의 절단된 사지 뼈에 사지뼈 신장 장치가 장착된, 기 저장된 X레이 영상을 출력하되, 상기 X레이 영상에서, 제2 지지체를 장착한 제2 사지뼈 절단부인 이동부가, 제2 지지체 이동거리 만큼, 이동된 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하는, 외부 모니터링장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

사지뼈 신장 장치는, 제1 지지체 및 제2 지지체에 각각 장착되어 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 검출하는 위치 센서부를 더 포함한다.

주제어부는 위치 센서부로부터 수신된, 현재의 제2 지지체 위치신호와, 연이은 전 제2 지지체 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하고, 환자의 절단된 사지 뼈에 사지뼈 신장 장치가 장착된, 기 저장된 X레이 영상을 디스플레이부로 출력하되, 상기 X레이 영상에서 제2 지지체를 장착한 제2 사지뼈 절단부인 이동부가, 제2 지지체 이동거리 만큼, 이동된 영상을 디스플레이부로 출력한다.

제2 지지체 내의 엑추에이터 장착홈에 엑츄에이터가 수납되며, 제2 지지체 내에서 엑추에이터 장착홈의 좌우에는 관형태의 지지봉 로드가 형성되며, 제2 지지체의 제1 지지체 대향면에서, 중앙에 회전축 통과공을 구비하며, 회전축 통과공의 좌우측에 지지봉 통과공이 구비되며, 제2 지지체 내에 수납된 엑추에이터의 회전축은 회전축 통과공을 통해 제1 지지체와 연결되며, 지지봉 로드에 일부가 삽입된 지지봉은 지지봉 통과공을 통해 제1 지지체와 연결된다.

제1 지지체의 제2 지지체 대향면에서 중앙에 축 삽입공을 구비하며, 축 삽입공의 좌우에 지지봉 고정홈을 구비하며, 엑추에이터의 회전축의 일단이 축 삽입공에 삽입되며, 지지봉 고정홈에 지지봉의 일단이 삽입된다.

엑추에이터의 회전축의 외주면에는 수나사부가 형성되며, 축 삽입공 및 회전축 통과공의 내주면에는 암나사부가 형성되어 있다.

사지뼈 신장 장치는, 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 포함하는 지지체 위치신호, 엑추에이터의 구동 상태신호, 전원 상태 신호를, 외부 모니터링장치로 무선 전송하도록 이루어지되, 근거리 무선통신이 가능한 경우에는 근거리 무선통신을 통해 무선 전송하며, 근거리 무선통신이 불가능한 경우에는 환자 단말기를 경유하여 무선 전송하도록 이루어진다.

주제어부는 엑츄에이터 구동 상태신호로부터 기 저장된 기준신호와 비교하여 정상상태가 아니라고 판단되면, 엑츄에이터가 비정상 상태임을 알리는 경고를, 스피커 또는 디스플레이부로 출력하거나, 의료 전문가용 단말로 전송한다.

주제어부는 제1 지지체 이동거리를, 기설정된 제1 지지체 이동거리 문턱치와 비교하고, 제1 지지체 이동거리 문턱치를 초과하면, 엑츄에이터의 구동이 비정상임을 알리는 경고를, 스피커 또는 디스플레이부로 출력하거나, 의료 전문가용 단말로 전송한다.

또한, 본 발명의 사지뼈 신장 시스템의 구동방법에 있어서, 주제어부는 기 저장된 환자의 사지뼈 X레이 영상을 읽어들이고, 사지뼈 X레이 영상 상에서, 제2 지지체가 장착된 절단된 사지뼈부분을 이동부로 설정하는, 이동부 설정단계; 이동부 설정단계 후, 주제어부는 키입력부 또는 원격 제어부로부터 수신한 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑추에이터의 회전축 속도를 계산하고, 상기 엑추에이터의 회전축 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치로 전송하고, 사지뼈 신장 장치는 엑추에이터 제어신호에 따라 엑추에이터를 구동시키는, 엑추에이터 구동단계; 엑추에이터 구동단계 후, 주제어부는 사지뼈 신장장치로부터 엑추에이터의 구동 상태신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 수신하는, 사지뼈 신장장치 신호 수신단계; 주제어부는 사지뼈 신장장치 신호 수신단계에서 수신된 엑추에이터의 구동 상태신호를 기 저장된 기준신호와 비교하여 정상인지를 판단하고, 정상상태가 아니라고 판단되면 비정상임을 알리는 경고를 스피커 또는 디스플레이부로 출력하고, 의료 전문가용 단말로 전송하고 사지뼈 신장장치의 구동을 종료하게 하는, 정상동작여부 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사지뼈 신장 시스템의 구동방법에서, 정상동작여부 판단단계 후, 주제어부는 현재의 제2 지지체의 위치신호와, 연이은 전의 제2 지지체의 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하고, 제1 지지체의 위치신호와, 연이은 전의 제1 지지체의 위치신호로부터 제1 지지체 이동거리를 연산하는, 이동거리 연산단계; 주제어부는, 이동거리 연산단계에서 구한 제2지지체 이동거리만큼, X레이 영상에서, 이동부를, 이동시키는, 이동부 이동단계; 이동부 이동단계 후, 주제어부는 제1 지지체 이동거리를, 기설정된 제1 지지체 이동거리 문턱치와 비교하여, 제1 지지체 이동거리 문턱치를 초과하면, 엑츄에이터의 비정상상태의 구동을 알리는 경고를 스피커 또는 디스플레이부로 출력하고, 의료 전문가용 단말로 전송하고 사지뼈 신장장치의 구동을 종료하게 하는, 제1지지체 이동여부 판단단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 사지뼈 신장 시스템은, 가골 신연술(사지 연장술)의 적용시, 뼈 신장에 따라 피부내 위치된 모터를 무선 제어함으로써, 사지 뼈의 신장에 따른 사지뼈 신장 장치의 조정시, 외부노출을 피하여, 합병증 발생율을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 사지뼈 신장 시스템은, 사지뼈 신장 장치 및 외부 모니터링장치로 이루어지며, 외부 모니터링장치는 의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑츄에이터의 속도를 구하고, 상기 엑츄에이터의 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치로 전송함으로써, 의료전문가가 엑츄에이터의 속도를 일일이 제어할 필요가 없으며, 제1지지체 및 제2지지체의 이격간격이 장시간 동안 아주 조금씩 꾸준히 이동하는 것이 가능하여, 환자의 통증을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 사지뼈 신장 시스템은, 사지뼈 신장 장치에서, 위치검출센서가 제1지지체 및 제2지지체에 장착되어, 사지뼈 신장 장치는 주기적으로 지지체 위치신호를 외부 모니터링장치로 전송하고, 외부 모니터링장치는 제2지지체의 위치신호를 이용하여 제2지지체의 이동 거리를 구하고, 디스플레이부에 환자의 X레이 영상을 디스플레이하되, X레이 영상 상에서 제2지지체를 포함하는 이동부가 상기 이동거리 만큼 이동된 영상을 출력하며, 이를 이용하여, 의사는 시술과정을 X레이 촬영없이 쉽게 파악할 수 있으며, 또한 상기 영상을 이용하여 환자 및 보호자에게 보다 쉽게 시술과정을 설명할 수 있으며, 만일의 의료사고에 대해 대비할 수 있다. 환자및 보호자는 환자의 사지뼈 신장 상태를 쉽게 알 수 있어 위안이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 사지뼈 신장 시스템은, 사지뼈 신장 장치가 엑츄에이터 구동상태신호, 지지체 위치신호 등을 포함하는 사지뼈 신장 장치 신호를 주기적으로 외부 모니터링장치로 무선전송하되, 근거리 무선통신이 가능한 경우에는 근거리 무선통신을 이용하여 전송하며, 근거리 무선통신이 불가능한 경우에는 환자 단말기를 이용하여 전송하도록 이루어지며, 외부 모니터링장치는 위급상황일 경우에 스피커, 디스플레이부, 의료전문가 단말로 알리도록 이루어져, 의료 전문가는, 환자가 병원 내에 있을 때 뿐만아니라, 환자가 원거리의 기타 장소에 있을 때에도 환자의 상태를 항시 모니터링가능하다. 또한 위급상황시 빠른 대처가 가능하다.

체내에 있는 사지뼈 신장 장치의 위치 및 양측 뼈사이 틈의 크기정도를 방사선 촬영을 하지 않고도 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 사지뼈 신장 장치(100)의 사용상태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 도 1의 사지뼈 신장 장치(100)의 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 엑추에이터 장착부(122)의 사용상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 엑추에이터 장착부(122)에서 제1 지지체(110)와의 대향면을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 사용되는 엑추에이터의 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 사지뼈 신장시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 사지뼈 신장 시스템의 구동을 개략적으로 설명하는 흐름도의 일예이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 사지뼈 신장 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 사지뼈 신장 장치(100)의 사용상태를 설명하기 위한 설명도이고, 도 2는 도 1의 사지뼈 신장 장치(100)의 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 엑추에이터 장착부(122)의 사용상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 엑추에이터 장착부(122)에서, 상면, 즉, 제1 지지체(110)와의 대향면을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에서 사용되는 엑추에이터의 일 예를 나타낸다.

사지뼈 신장 장치(100)는, 도 2에서와 같이, 제1 지지체(110), 제2 지지체(120), 엑추에이터(140), 사지뼈 신장 장치 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.

사지 뼈(05)가 절단되어, 2개의 절단된 사지 뼈, 즉, 사지 뼈 상측부(06)와, 사지 뼈 하측부(07)로 나뉘었을 때, 도 1에서와 같이, 제1 지지체(110)는, 사지 뼈 상측부(06) 또는 사지 뼈 하측부(07) 중 하나에 장착되고, 제2 지지체(120)는, 사지 뼈 상측부(06) 또는 사지 뼈 하측부(07) 중 다른 하나에 장착된다. 엑추에이터(140)의 구동에 따라 사지 뼈 상측부(06)와 사지 뼈 하측부(07) 사이의 간격, 즉, 절단부 사이 간격(107)이 벌어지게 된다. 즉, 사지 뼈 상측부(06)와 사지 뼈 하측부(07) 사이의 간격, 즉, 절단부 사이 간격(107)이 신장되며, 이에 따라 뼈가 조금씩 성장하면서 상기 간격 내에 새로운 뼈가 생기게 된다.

제1 지지체(110)는 2개의 절단된 사지 뼈 중 하나에 장착되는 지지체로, 제1지지체 고정부(111)와 엑추에이터 삽입부(112)로 이루어진다.

제1 지지체(110) 및 제2 지지체(120)에는 각 지지체가 위치한 위치를 측정하는 위치 측정 센서(미도시)(자이로 센서 등)가 장착되어 있다. 경우에 따라서는 위치 측정 센서(미도시)는 제1 지지체(110)와 제2 지지체(120) 중 하나에만 장착되어 있을 수 있다.

제1지지체 고정부(111)는 절단된 사지 뼈 중 하나(예로, 사지 뼈 상측부(06))에 제1 지지체(110)를 장착하기 위한 수단으로, 나사 등의 고정구를 장착하기 위한 다수의 고정홀(111a)을 구비하며, 엑추에이터 삽입부(112)의 좌우 양측에 각각 구비되어 제1 지지체(110)를 절단된 사지 뼈 중 하나(예로, 사지 뼈 상측부(06))에 장착하기 위해 사용된다.

엑추에이터 삽입부(112)는 제2 지지체(120)와의 간격 조절을 위한 지지봉(130) 및 엑추에이터(140)의 회전축 일단부를 지지 및 고정하기 위한 수단으로, 제2 지지체(120)와 대향하는 측면 중앙부에 엑추에이터 축 삽입공(112b)을 구비하고, 축 삽입공의 양측에 지지봉 고정홈(112a)을 각각 이격되어 형성한다. 엑추에이터 축 삽입공(112b)의 내주면에는 암나사부가 형성되며, 제1 지지체(110)는 이 엑추에이터 축 삽입공(112b)를 통해 마이크로 엑추에이터의 회전축에 형성된 수나사부와 나사결합되어 마이크로 엑추에이터의 회전동작에 의해 제2 지지체(120)와의 간격이 조절된다. 지지봉 고정홈(112a)의 내주면에도 암나사부가 형성되어 지지봉(130)의 일단부가 각각 끼워져 고정될 수 있도록 구성된다.

제2 지지체(120)는 절단된 사지 뼈중 다른 하나(예로, 사지 뼈 하측부(07))에 장착되는 지지체로, 제2지지체 고정부(121)와 엑추에이터 장착부(122)로 이루어지고, 엑추에이터 장착부(122)의 엑추에이터 장착홈(123)에는 외부 제어신호에 의해 무선 제어되는 엑추에이터(140)가 내장된다. 여기서 엑추에이터 장착부(122)는 제2 지지체의 몸체라 할 수 있다.

제2지지체 고정부(121)는 절단된 사지 뼈중 다른 하나에 제2 지지체(120)를 장착하기 위한 수단으로, 나사 등의 고정구를 장착하기 위한 다수의 고정홀(121a)을 구비하며, 엑추에이터 장착부(122)의 좌우 양측에 각각 구비되어 제2 지지체(120)를 절단된 사지 뼈중 다른 하나(예로, 사지 뼈 하측부(07))에 장착하기 위해 사용된다.

엑추에이터 장착부(122)는 엑추에이터(140)가 안착 및 고정될 수 있도록 제2 지지체(120)의 중앙부에 수납홈 형태의 엑추에이터 장착홈(123)을 구비하며, 엑추에이터 장착홈(123)의 상부에는 엑추에이터 커버(160)가 장착된다. 도 3에서와 같이, 이 엑추에이터 장착부(122)에서, 엑추에이터 장착홈(123)의 좌,우 양측 내측에는 관형태의 지지봉 로드(127)가 형성된다. 엑추에이터 장착부(122)의 상면, 즉, 제1 지지체(110)와의 대향면의 중앙부에는, 회전축 통과공(126)이 구비되며, 회전축 통과공(126)의 좌,우 양측에 지지봉 통과공(125)이 각각 이격되어 형성되어 있다. 회전축 통과공(126)에는 엑추에이터의 회전축(141)이 삽입되고, 지지봉 통과공(125)에는 지지봉(130)이 삽입된다. 지지봉 통과공(125)에 삽입된 지지봉(130)은, 엑추에이터(140)의 구동에 따라, 절단부 사이 간격(107)이 커지는 방향, 다시말해, 사지뼈 신장방향으로 움직여진다. 지지봉(130)의 하단(137)에는 스토퍼(미도시)가 장착되어, 지지봉(130)의 하단(137)이 지지봉 통과공(125)을 통해 외부로 빠지는 일이 없도록 이루어져 있다.

즉, 엑추에이터(140)의 구동에 따라, 지지봉(130)의 하단(137)은, 지지봉 로드(127)에 삽입된 상태에서, 지지봉 통과공(125)을 통해 상측으로, 즉, 절단부 사이 간격(107)이 커지는 방향(사지뼈 신장방향)으로 이동하게 되고, 이에 따라, 제2 지지체(120)가 하나 이상의 지지봉(130)에 의해 안내되어 사지뼈 신장방향으로 이동 가능하도록 구성된다.

여기서, 2개의 지지봉 통과공(125)은 패킹(packing) 구조로 이루어질 수 있다. 이렇게 함으로써 절단부 사이 간격(107)에 놓이지 않은, 지지봉 로드(127) 내의 지지봉(130)에 혈액 등이 묻어져 굳어지지 않게 한다.

지지봉(130)은 엑추에이터(140)가 장착된 제2 지지체(120)를 제1 지지체(110)에 대하여 이동 가능하도록 안내하는 수단으로, 일측 단부에 수나사부를 형성하여 제1 지지체(110)의 지지봉 고정홈(112a)에 일단이 조립되어 고정되고 다른 일단이 제2 지지체(120)의 엑추에이터 장착부(122)의 몸체의 좌우측에 관형태로 형성된 지지봉 로드(127)에 삽입되도록 설치되어 제2 지지체(120)를 사지뼈 신장방향을 따라 이동가능하도록 안내한다. 이 지지봉(130)은 제2 지지체(120)의 엑추에이터 장착부(122)의 몸체를 좌우 양측에 있는 지지봉 로드(127)에 각각 삽입되도록 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다. 이로써 제1 지지체(110)와 제2 지지체(120)는 좌우 양측에서 나란하게 서로 이격되어 설치되는 두 개의 지지봉(130)에 의해 일정하게 간격 유지가 가능하게 된다.

엑추에이터(140)는 제2 지지체(120)의 엑추에이터 장착부(122)의 엑추에이터 장착홈(123)에 장착되어 제2 지지체(120)가 제1 지지체(110)에 대해 이동 가능하도록 하는 수단으로, 도 5와 같이, 축 중심에 회전축(141)이 형성되고, 이 회전축의 외주면에 수나사부(141a)가 형성된다. 이 수나사부(141a)는 제1 지지체(110)의 축 삽입공(112b) 내주면에 형성된 암나사부와 나사결합 가능하도록 암나사부와 대응되게 형성한다. 이러한 구성은 엑추에이터(140)의 회전운동을 제2 지지체(120)의 직선운동으로 변환시킬 수 있는 구성으로서, 제1 지지체(110)와 엑추에이터(140) 간의 나사결합 및 상기 회전축(141)의 회전동작에 의해 제2 지지체(120)가 사지뼈 신장방향으로 움직일 수 있게 한다. 이 엑추에이터(140)는 리니어 모터로 이루어지며, 초음파 모터, AC 모터, DC 모터 등으로 구성될 수 있다. 예를들어 초음파 모터일 경우, 압전 세락믹 기둥(142)과 그 중심의 회전축(141)으로 이루어지고, 압전 세락믹 기둥(142)의 외부를 둘러싸는 커버부(143), 및 커버부(143) 외측의 신호전송선(144)이 사지뼈 신장 장치 제어부(150)로 연결되어 구성된다.

사지뼈 신장 장치 제어부(150)는 외부 모니터링장치(10)로부터 엑추에이터 제어신호를 수신하여 엑추에이터(140)를 제어하고 구동하는 수단으로, 상기 엑추에이터(140)와 함께 제2 지지체(120)의 엑추에이터 장착부(122)에 엑추에이터(140)의 구동에 방해되지 않게 내장된다. 즉, 사지뼈 신장 장치 제어부(150)는 외부에 위치된 외부 모니터링장치(10)에서 무선 송출되는 엑추에이터 제어신호를 수신하고 이에 따른 엑추에이터 구동신호를 생성하여 엑추에이터(140)를 구동하거나, 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호 등을 외부 모니터링장치(10)로 무선으로 전송한다.

여기서, 엑추에이터의 구동 상태신호는 엑추에이터의 구동이 정상인지 여부와, 현재 엑추에이터가 구동중인지 여부와, 엑추에이터의 속도를 나타내는 신호이고, 지지체 위치신호는 제1 지지체 및 제2 지지체가 위치한 위치를 나타내는 신호이고, 절단부 사이의 이격 상태 신호는 절단부 사이의 이격 거리를 나타내는 신호이고, 전원 상태 신호는 배터리의 잔량상태 또는 전원의 온/오프 상태 또는 전력(전압) 상태 등을 나타내는 신호이다.

경우에 따라서 절단부 사이의 이격 상태 신호는 절단부 사이의 이격 거리를 나타내는 신호는 제2 지지체 위치신호일 수 있으며, 이 경우, 주 제어부(11)는 제2 지지체 위치신호로부터 얻어진 제2 지지체 위치를, 제1 지지체 장착위치(또는 제1 지지체 위치신호로부터 얻어진 제1 지지체 위치)로부터 감산 함에 의해 절단부 사이의 이격 거리를 구할 수 있다. 또는 경우에 따라서 절단부 사이의 이격 상태 신호는 엑추에이터의 속도 신호일 수 있으며, 이 경우, 주 제어부(11)는 엑추에이터의 속도와 구동된 시간을 통해 절단부 사이의 이격 거리를 연산할 수 있다. 또는 경우에 따라서, 절단부 사이의 이격 상태 신호는 생략될 수 있다.

환자가 병원내원시, 즉 외부 모니터링장치(10)는, 근거리 무선통신(예로 블루투스)을 통해, 사지뼈 신장 장치 제어부(150)로 엑추에이터 제어신호를 전송하고, 사지뼈 신장 장치 제어부(150)로부터 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호 등을 수신한다.

그러나 환자가 병원에 내원한 상태가 아닌 경우는, 사지뼈 신장 장치 제어부(150)는 근거리 무선통신(예로 블루투스)을 통해 환자용 단말(200)로, 정기적으로, 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호 등을 전송하고, 환자용 단말(200)은 이들 신호를 병원의 외부 모니터링장치(10)로 전송한다.

여기서 환자용 단말(200)은 환자 자신의 스마트폰으로, 외부 모니터링장치(10) 등에서 배포한 소정 응용프로그램(어플)을 설치한 스마트폰이다.

도 6은 본 발명의 사지뼈 신장시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.

외부 모니터링장치(10)는 체외에 위치되며, 무선 통신부(12)와 주제어부(11)를 구비하고, 엑추에이터 제어신호를 생성하고, 생성된 엑추에이터 제어신호를 사지뼈 신장장치(100)로 무선 전송하고, 사지뼈 신장장치(100)로부터 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 수신한다.

주제어부(11)는 외부 모니터링장치(10)를 전반적으로 제어하는 수단으로, 마이크로프로세서 또는 마이크로 콘트롤러 또는 컴퓨터 등으로 이루어진다. 주제어부(11)는 키입력부(17) 또는 원격 제어부(20)로부터 입력된 신호에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하고, 생성된 엑추에이터 제어신호를, 근거리 무선통신(예로 블루투스)를 이용하여 무선 통신부(12)를 통해 사지뼈 신장장치(100)로 전송한다. 또한, 주제어부(11)는, 근거리 무선통신(예로 블루투스)을 이용하거나, 환자용 단말(200)을 경유하여, 사지뼈 신장장치(100)로부터 무선 통신부(12)를 통해 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 무선 수신한다.

주제어부(11)는 엑추에이터의 구동 상태신호가, 엑추에이터(140)가 비정상적인 위치에 위치되거나, 엑추에이터(140)의 구동이 비정상(에러)임을 나타내는 신호가 수신된다면, 또는, 전원 상태 신호가, 전원 오프된 상태신호이거나, 배터리의 잔량이 소정 기준치 이하라면, 이들을 의료전문가용 단말(210) 또는 디스플레이부(13) 또는 스피커부(미도시) 또는 알람부(미도시)를 통해 알린다.

여기서 의료전문가용 단말(210)는 의료전문가 개인용 단말(예로 스마트폰)으로 소정 응용프로그램이 설치되어 있는 단말을 말한다.

주제어부(11)는 엑추에이터(140)의 구동이 정상이며, 엑추에이터가 구동 중임을 나타내는 신호가 입력되면, 엑추에이터(140)의 구동 중임을 디스플레이부(13)에 나타내며, 또한 절단부 사이의 이격 상태 신호와 지지체 위치신호도, 디스플레이부(13)를 통해 출력한다.

이때, 만약, 기 설정된 출력모드가, 텍스트 출력모드일 경우, 이들 신호들을, 수치 또는 문자로 디스플레이부(13)에 출력한다.

만약, 기 설정된 출력모드가, 영상 출력모드일 경우, 디스플레이부(13)에는 환자의 절단된 사지뼈의 X레이 영상이 출력되고, 이 출력된 X레이 영상 상에, 사지뼈 신장 장치(100)의 장착부위에, 사지뼈 신장 장치의 영상이 출력되고, 지지체 위치신호 및 절단부 사이의 이격 상태 신호에 따라, 상기 영상 상에서, 제2 지지체가 장착된 사지뼈 및 제2지지체가, 이동되는 영상을 출력한다.

또한, 주제어부(11)는 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호를 이용하여 현재의 위치를 연산하고, 키입력부(17) 또는 원격제어부(20)를 통해 의료전문가가 기 설정한 목표거리에서 현재의 위치를 차감한 거리(즉, 목표거리까지 남은 거리)를 연산하고, 이를 통해, 엑추에이터의 구동속도 및 구동기간을 연산하여, 엑추에이터 제어신호를 생성하고, 생성된 엑추에이터 제어신호를 사지뼈 신장장치(100)로 무선 전송한다.

원격 제어부(20)는 일종의 리모콘과 같은 기능을 하는 수단으로, 의료전문가가 시술시에 기동성을 높이기 위한 제어수단으로, 체외에 위치되며, 원격 제어부(20)에서 생성된 제어신호는 무선통신부(12)를 통해 주제어부(11)로 전송되며, 주제어부(11)는 이를 이용하여 엑추에이터 제어신호를 생성한다.

만약 키입력부(17) 및 원격 제어부(20)로부터 동시에 신호가 입력되었을 경우, 키입력부(17)가 우선하도록 이루어져 있다.

사지뼈 신장장치(100)는 제1 지지체(110), 제2 지지체(120), 엑추에이터(140), 사지뼈 신장 장치 제어부(150), 위치 측정 센서부(170)를 포함하여 이루어진다.

사지뼈 신장 장치 제어부(150)는 무선통신부(152), 연산처리부(151), 엑추에이터 구동부(159)를 포함한다.

무선통신부(152)는 외부 모니터링장치(10)로 부터 무선(근거리 무선 통신) 수신한 엑추에이터 제어신호를 연산처리부(151)로 전송하며, 연산처리부(151)로부터 수신한 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호 등을 외부 모니터링장치(10)로 무선(근거리 무선 통신) 전송하거나, 환자용 단말(200)을 통해 외부 모니터링장치(10)로 전송한다.

여기서, 무선통신부(12)를 제1 무선통신부라 하며, 무선통신부(152)를 제2 무선통신부라할 수 있다.

연산처리부(151)는 사지뼈 신장 장치(100)를 전반적으로 제어하는 수단으로, 마이크로프로세서 또는 마이크로 콘트롤러 등으로 이루어진다. 연산처리부(151)는 외부 모니터링장치(10)로 부터 무선통신부(152)를 통해 엑추에이터 제어신호를 수신하고, 수신된 엑추에이터 제어신호에 따라 엑추에이터 구동신호를 생성하여 엑추에이터 구동부(159)로 전송한다.

연산처리부(151)는 위치 측정 센서부(170)로 부터 제1 지지체(110) 및 제2 지지체(120)의 위치신호를 수신하여, 지지체 위치신호로서 무선통신부(152)을 통해 근거리 무선 통신을 이용하여 외부 모니터링장치(10)로 전송하거나, 환자용 단말(200)을 경유하여 외부 모니터링장치(10)로 전송한다.

엑추에이터 구동부(177)는 엑추에이터 구동신호에 따라 엑추에이터(140)를 구동시킨다.

위치 측정 센서부(170)는 제1 지지체(110) 및 제2 지지체(120)에 장착된 위치 측정 센서들을 포함하여 이루어지며, 제1 지지체(110) 및 제2 지지체(120)의 위치를 측정하여 연산처리부(151)로 전송한다.

다시말해, 본 발명은 제1지지체 고정부(111)의 고정홀(111a)을 이용하여 재생하고자 하는 절단된 사지 뼈 중 일측에 제1 지지체(110)를 장착하고, 제2지지체 고정부(121)의 고정홀(121a)을 이용하여 상기 절단된 사지 뼈 중 다른 일측에 제2 지지체(120)를 장착한다. 이후 외부에 위치된 외부 모니터링장치(10)의 키입력부(17) 또는 원격 제어부(20)를 이용하여 의료전문가가 엑추에이터(140)의 구동을 지시하는 구동 지시 신호가 주제어부(11)로 입력되면, 주제어부(11)는 구동 지시 신호에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치(100)로 전송한다.

사지뼈 신장 장치(100)의 연산처리부(151)은 엑추에이터 제어신호를 수신하고 이에 따른 엑추에이터 구동신호를 생성하여 엑추에이터(140)를 구동 제어한다. 이에 따라 엑추에이터(140)에서는 엑추에이터 구동신호에 대응되는 회전동작이 이루어지게 되고 이러한 회전동작에 의해 제1 지지체(110)와 제2 지지체(120) 간의 간격 조정이 이루어지게 된다. 따라서 제1 지지체(110)가 장착된 절단된 사지 뼈ㅈ중 하나와, 제2 지지체(120)가 장착된 절단된 사지 뼈중 다른 하나의 사이가 소정의 간격으로 이격되거나 결합될 수 있게 된다.

또한 연산처리부(151)는 엑추에이터(140)의 구동에 따라서, 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 무선으로 외부 모니터링장치(10)로 전송한다.

외부 모니터링장치(10)의 주제어부(11)는 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 디스플레이부(13)로 출력하되, 텍스트 출력모드인 경우는 수치로 출력하고, 영상 출력모드인 경우는 영상으로 출력한다.

특히, 영상 출력모드일 경우, 디스플레이부(13)에는 환자의 절단된 사지뼈의 X레이 영상이 출력되고, 이 출력된 X레이 영상 상에, 사지뼈 신장 장치(100)의 장착부위에, 사지뼈 신장 장치의 영상이 출력되고, 지지체 위치신호 및 절단부 사이의 이격 상태 신호에 따라, 상기 영상 상에서, 제2 지지체가 장착된 사지뼈 및 제2지지체가, 이동되는 영상을 출력한다.

다시말해, 의료전문가는, 일단 사지뼈 신장 장치(100)가 환자의 절단된 사지뼈에 장착되면, 그 이후 절단부 사이의 간격의 신장을 위해, 다시 수술할 필요없이, 키입력부(17) 또는 원격 제어부(20)를 이용하여, 절단부 사이 간격(107)을 조절하도록 설정하면, 즉, 소정 시간간격동안, 절단부 사이 간격(107)의 크기가 소정 거리만큼 늘어나도록 설정하면, 키입력부(17) 또는 원격 제어부(20)는 이에 따른 엑추에이터(140)의 구동을 지시하는 구동 지시 신호(즉, 엑추에이터(140)의 구동되어, 소정 시간간격동안, 절단부 사이 간격(107)의 크기가 소정 거리만큼 늘어나도록 하는 신호)가 주제어부(11)로 입력되게 된다. 주제어부(11)는 상기 구동 지시 신호에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 무선통신부(12)를 통해 사지뼈 신장 장치(100)로 전송한다.

사지뼈 신장 장치(100)의 연산처리부(151)는 외부 모니터링장치(10)로부터 무선통신부(152)를 통해 엑추에이터 제어신호를 수신하고, 엑추에이터 제어신호에 따라서 엑추에이터 구동신호를 생성하여 엑추에이터(140)를 구동 제어한다. 엑추에이터(140)가 구동됨에 따라 절단부 사이 간격(107), 즉, 제1 지지체(110)와 제2 지지체(120) 간의 간격 조정이 늘어나게 되며, 이때 연산처리부(151)는 엑추에이터(140)로부터 엑추에이터의 구동 상태신호를 수신하고, 엑추에이터의 구동 상태신호로부터 연산된 절단부 사이의 이격 상태 신호를 생성하고, 위치 측정 센서부(170)로부터 지지체 위치신호를 수신한다. 또한, 사지뼈 신장 장치(100)에 구비된 전원 상태 체크부(미도시)는 전원 또는 배터리를 체크하여 전원 상태 신호를 연산처리부(151)로 전송한다.

연산처리부(151)는 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 무선통신부(152)를 통해 외부 모니터링장치(10)로 전송한다. 엑추에이터의 구동 상태신호 등의 이들 신호를 외부 모니터링장치(10)로 전송시, 근거리 무선 통신(예로 블루투스 등)이 가능한 경우는, 근거리 무선 통신을 이용하여 전송하며, 근거리 무선 통신이 불가능할 경우는, 환자용 단말(200)을 경유하여 외부 모니터링장치(10)로 전송한다.

외부 모니터링장치(10)의 주제어부(11)는 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 디스플레이부(13)로 출력하며, 메모리부(미도시)에 저장한다.

주제어부(11)는 엑추에이터의 구동 상태신호로부터 엑추에이터의 구동이 제대로 동작되고 있지 않다고 판단되면, 이 상황을 의료전문가용 단말(210) 또는 디스플레이부(13) 또는 스피커부(미도시) 또는 알람부(미도시)를 통해 알린다.

또한 주제어부(11)는 전원 상태 신호가, 전원 오프된 상태신호이거나, 배터리의 잔량이 소정 기준치 이하라면, 이 상황을 의료전문가용 단말(210) 또는 디스플레이부(13) 또는 스피커부(미도시) 또는 알람부(미도시)를 통해 알린다.

또한 의료전문가는, 영상 출력모드일 경우, 시술시 메모리부(미도시)에 저장된 데이터를 이용한 영상 또는 시술도중 디스플레이부(13)에 출력된 영상을 이용하여 환자 및 보호자에게 시술도중, 또는 시술 후에, 시술진행상황을 설명할 수 있다. 또한 이는 의료사고를 대비한 자료로 사용될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 사지뼈 신장 시스템의 구동을 개략적으로 설명하는 흐름도의 일예이다.

초기 설정 단계로, 주제어부(11)는 키입력부(17) 또는 원격 제어부(20)로부터 의료전문가가 설정한 구동시간과 구동간격(즉, 이격간격)을 수신하고, 상기 구동시간에 따라 타이머를 셋트한다(S110).

X레이 영상 로드단계로, 주제어부(11)는 외부 모니터링장치(10)의 메모리부(미도시)에 기 저장된 환자의 사지뼈 X레이 영상을 읽어들인다(S120). 여기서 기 저장된 X레이 영상은 사지뼈 신장 장치를 장착한 환자의 사지뼈 신장 장치의 장착 후의 X레이 영상이다.

이동부 설정단계로, 주제어부(11)는 사지뼈 X레이 영상 상에서, 제2 지지체(120)가 장착된 사지뼈를 이동부(즉, 제2지지체가 장착된 절단된 사지뼈)로 설정한다(S130). 여기서, 이동부는 사지뼈 신장 장치(100)에서 제2 지지체(120)가 장착된 뼈 부분이다. 또한, 영상을 통해 제2 지지체(120)가 장착된 이동부의 설정은, 주제어부(11)에서 자동적으로 계산할 수 있으며, 경우에 따라서는 GUI를 통해 사용자가 설정한 값을 주제어부(11)로 로드하여 사용할 수 있다.

엑추에이터 구동단계로, 주제어부(11)는 초기설정 단계에서 수신한 구동시간과 구동간격을 이용하여 엑추에이터의 회전축 속도를 계산하고, 상기 엑추에이터의 회전축 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치(100)로 전송하고, 사지뼈 신장 장치(100)의 연산처리부(151)은 엑추에이터 제어신호에 따라 엑추에이터 구동신호를 생성하여, 엑추에이터(140)를 구동시킨다(S140).

사지뼈 신장장치 신호 수신단계로, 주제어부(11)는 사지뼈 신장장치(100)로부터 엑추에이터의 구동 상태신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호 등을 수신한다(S150). 여기서, 엑추에이터의 구동 상태신호, 절단부 사이의 이격 상태 신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 사지뼈 신장장치 신호라 한다.

정상동작여부 판단단계로, 주제어부(11)는 엑츄에이터 구동 상태신호를 기 저장된 기준신호와 비교하여 정상인지를 판단하고(S160), 정상상태가 아니면 비정상을 알리는 경고를 스피커(미도시) 또는 디스플레이부(13) 또는 의료 전문가용 단말(210) 등으로 출력하고(S165) 종료한다.

이동거리 연산단계로, 주제어부(11)는 현재의 제2 지지체의 위치신호와, 연이은 전의 제2 지지체의 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하고, 제1 지지체의 위치신호와, 연이은 전의 제1 지지체의 위치신호로부터 제1 지지체 이동거리를 연산한다(S170).

이동부 이동단계로, 주제어부(11)는 X레이 영상에서 이동거리 연산단계에서 구한 제2지지체 이동거리만큼, 이동부를, 이동시킨다(S180).

제1지지체 이동여부 판단단계로, 주제어부(11)는 제1 지지체 이동거리를, 기설정된 제1 지지체 이동거리 문턱치와 비교하고(S200), 만약 제1 지지체 이동거리 문턱치를 초과하면, 무리하게 제2 지지체가 이동되거나 다른 문제가 발생된 경우로, 엑츄에이터가 비정상상태로 구동되었다고 판단하고, 이를 알리는 경고를 스피커(미도시) 또는 디스플레이부(13) 또는 의료 전문가용 단말(210) 등으로 출력하고(S210) 종료한다. 여기서, 제1 지지체 이동거리 문턱치는 사용초기에 설정된 값이거나, 공장출하시 설정된 값이다.

사지뼈 신장장치의 구동 종료여부 판단단계로, 주제어부(11)는 타이머가 리셋되었거나(즉, 0으로 되었거나), 또는 종료스위치(미도시)가 눌러짐에 따른 종료신호가 키입력부(17)로부터 수신되면(S220), 종료하고, 그렇지 않으면, 엑추에이터 구동단계로 되돌아 간다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

05 : 사지 뼈 06 : 사지 뼈 상측부
07 : 사지 뼈 하측부 10 : 원격 모니터링장치
11 : 주제어부 12 : 무선통신부
13 : 디스플레이부 17 : 키입력부
20 : 원격 제어부 100 : 사지뼈 신장 장치
107 : 절단부 사이 간격 110 : 제1 지지체
111 : 제1지지체 고정부 111a, 121a : 고정홀
112 : 엑추에이터 삽입부 112a : 지지봉 고정홈
112b : 축 삽입공 120 : 제2 지지체
121 : 제2지지체 고정부 122 : 엑추에이터 장착부
123 : 엑추에이터 장착홈 125 : 지지봉 통과공
127 : 지지봉 로드 130 : 지지봉
137 : 지지봉의 하단 140 : 엑추에이터
141 : 회전축 141a :수나사부
142 : 압전 세락믹 기둥 143 : 커버부
144 : 신호전송선 150 : 사지뼈 신장 장치 제어부
151 : 연산처리부 152 : 무선통신부
159 : 엑추에이터 구동부 160 : 엑추에이터 커버
170 : 위치 측정 센서부 177 : 엑추에이터 구동부
200 : 환자용 단말 210 : 의료전문가용 단말

Claims

2개로 절단된 사지 뼈중 하나인 제1 사지뼈 절단부에 장착되는 제1 지지체와,
2개로 절단된 사지 뼈중 다른 하나인 제2 사지뼈 절단부에 장착되는 제2 지지체와,
제1 지지체와 제2 지지체의 사이의 간격인 이격간격을 조절하는 엑츄에이터와, 엑츄에이터를 구동시키는 엑츄레이터 구동부와,
외부 모니터링장치로부터 수신된 엑츄에이터 제어신호에 따라 엑츄에이터 구동신호를 생성하여 엑츄레이터 구동부로 전송하는 연산처리부를 포함하는, 사지뼈 신장 장치;
의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 키입력부 또는 원격 제어부를 통해 수신하고, 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑츄에이터의 속도를 구하고, 엑츄에이터의 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하는 주제어부를 포함하는, 외부 모니터링장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
2개로 절단된 사지 뼈중 하나인 제1 사지뼈 절단부에 장착되는 제1 지지체와,
2개로 절단된 사지 뼈중 다른 하나인 제2 사지뼈 절단부에 장착되는 제2 지지체와,
제1 지지체와 제2 지지체의 사이의 간격인 이격간격을 조절하는 엑츄에이터와, 엑츄에이터를 구동시키는 엑츄레이터 구동부와,
제1 지지체 및 제2 지지체에 각각 장착되어 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 검출하는 위치 센서부와,
엑츄에이터 구동신호를 생성하여 엑츄레이터 구동부로 전송하며 위치 센서부로부터 수신된 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 제2 무선통신부를 통해 외부 모니터링장치로 전송하는 연산처리부를 포함하는, 사지뼈 신장 장치;
위치 센서부로부터 수신된, 현재의 제2 지지체 위치신호와, 연이은 전 제2 지지체 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하는 주제어부와,
환자의 절단된 사지 뼈에 사지뼈 신장 장치가 장착된, 기 저장된 X레이 영상을 출력하되, 상기 X레이 영상에서, 제2 지지체를 장착한 제2 사지뼈 절단부인 이동부가, 제2 지지체 이동거리 만큼, 이동된 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하는, 외부 모니터링장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제1항에 있어서, 사지뼈 신장 장치는,
제1 지지체 및 제2 지지체에 각각 장착되어 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 검출하는 위치 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제3항에 있어서,
주제어부는 위치 센서부로부터 수신된, 현재의 제2 지지체 위치신호와, 연이은 전 제2 지지체 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하고,
환자의 절단된 사지 뼈에 사지뼈 신장 장치가 장착된, 기 저장된 X레이 영상을 디스플레이부로 출력하되, 상기 X레이 영상에서 제2 지지체를 장착한 제2 사지뼈 절단부인 이동부가, 제2 지지체 이동거리 만큼, 이동된 영상을 디스플레이부로 출력하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 지지체 내의 엑추에이터 장착홈에 엑츄에이터가 수납되며,
제2 지지체 내에서 엑추에이터 장착홈의 좌우에는 관형태의 지지봉 로드가 형성되며,
제2 지지체의 제1 지지체 대향면에서, 중앙에 회전축 통과공을 구비하며, 회전축 통과공의 좌우측에 지지봉 통과공이 구비되며,
제2 지지체 내에 수납된 엑추에이터의 회전축은 회전축 통과공을 통해 제1 지지체와 연결되며,
지지봉 로드에 일부가 삽입된 지지봉은 지지봉 통과공을 통해 제1 지지체와 연결되는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제5항에 있어서,
제1 지지체의 제2 지지체 대향면에서 중앙에 축 삽입공을 구비하며, 축 삽입공의 좌우에 지지봉 고정홈을 구비하며,
엑추에이터의 회전축의 일단이 축 삽입공에 삽입되며,
지지봉 고정홈에 지지봉의 일단이 삽입되는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제6항에 있어서,
엑추에이터의 회전축의 외주면에는 수나사부가 형성되며,
축 삽입공 및 회전축 통과공의 내주면에는 암나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
사지뼈 신장 장치는, 제1 지지체 위치신호 및 제2 지지체 위치신호를 포함하는 지지체 위치신호, 엑추에이터의 구동 상태신호, 전원 상태 신호를, 외부 모니터링장치로 무선 전송하도록 이루어지되, 근거리 무선통신이 가능한 경우에는 근거리 무선통신을 통해 무선 전송하며, 근거리 무선통신이 불가능한 경우에는 환자 단말기를 경유하여 무선 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제8항에 있어서,
주제어부는 엑츄에이터 구동 상태신호로부터 기 저장된 기준신호와 비교하여 정상상태가 아니라고 판단되면, 엑츄에이터가 비정상 상태임을 알리는 경고를, 스피커 또는 디스플레이부로 출력하거나, 의료 전문가용 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
주제어부는 제1 지지체 이동거리를, 기설정된 제1 지지체 이동거리 문턱치와 비교하고, 제1 지지체 이동거리 문턱치를 초과하면, 엑츄에이터의 구동이 비정상임을 알리는 경고를, 스피커 또는 디스플레이부로 출력하거나, 의료 전문가용 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템.
의료전문가에 의해 설정된 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑추에이터 제어신호를 생성하는 주제어부를 포함하는 외부 모니터링장치와, 제1 지지체와 제2 지지체의 사이의 간격인 이격간격을 조절하는 엑츄에이터를, 외부 모니터링장치로부터 수신된 엑추에이터 제어신호에 따라 제어하는 사지뼈 신장 장치를 포함하는 사지뼈 신장 시스템의 구동방법에 있어서,
주제어부는 기 저장된 환자의 사지뼈 X레이 영상을 읽어들이고, 사지뼈 X레이 영상 상에서, 제2 지지체가 장착된 절단된 사지뼈부분을 이동부로 설정하는, 이동부 설정단계;
이동부 설정단계 후, 주제어부는 키입력부 또는 원격 제어부로부터 수신한 구동시간과 이격간격을 이용하여 엑추에이터의 회전축 속도를 계산하고, 상기 엑추에이터의 회전축 속도에 따라 엑추에이터 제어신호를 생성하여 사지뼈 신장 장치로 전송하고, 사지뼈 신장 장치는 엑추에이터 제어신호에 따라 엑추에이터를 구동시키는, 엑추에이터 구동단계;
엑추에이터 구동단계 후, 주제어부는 사지뼈 신장장치로부터 엑추에이터의 구동 상태신호, 지지체 위치신호, 전원 상태 신호를 수신하는, 사지뼈 신장장치 신호 수신단계;
주제어부는 사지뼈 신장장치 신호 수신단계에서 수신된 엑추에이터의 구동 상태신호를 기 저장된 기준신호와 비교하여 정상인지를 판단하고, 정상상태가 아니라고 판단되면 비정상임을 알리는 경고를 스피커 또는 디스플레이부로 출력하고, 의료 전문가용 단말로 전송하고 사지뼈 신장장치의 구동을 종료하게 하는, 정상동작여부 판단단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템의 구동방법.
제11항에 있어서,
정상동작여부 판단단계 후, 주제어부는 현재의 제2 지지체의 위치신호와, 연이은 전의 제2 지지체의 위치신호로부터 제2 지지체 이동거리를 연산하고, 제1 지지체의 위치신호와, 연이은 전의 제1 지지체의 위치신호로부터 제1 지지체 이동거리를 연산하는, 이동거리 연산단계;
주제어부는, 이동거리 연산단계에서 구한 제2지지체 이동거리만큼, X레이 영상에서, 이동부를, 이동시키는, 이동부 이동단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템의 구동방법.
제12항에 있어서,
이동부 이동단계 후, 주제어부는 제1 지지체 이동거리를, 기설정된 제1 지지체 이동거리 문턱치와 비교하여, 제1 지지체 이동거리 문턱치를 초과하면, 엑츄에이터의 비정상상태의 구동을 알리는 경고를 스피커 또는 디스플레이부로 출력하고, 의료 전문가용 단말로 전송하고 사지뼈 신장장치의 구동을 종료하게 하는, 제1지지체 이동여부 판단단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 사지뼈 신장 시스템의 구동방법.