KR940008508Y1

KR940008508Y1 - 체외고정기구

Info

Publication number: KR940008508Y1
Application number: KR2019910017792U
Authority: KR
Inventors: 이일기; 최화순; 강영훈; 송정일
Original assignee: 포항종합제철 주식회사; 정명식; 재단법인산업과학기술연구소; 백덕현
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1994-12-22
Also published as: KR930008243U

Abstract

내용 없음.

Description

체외고정기구

제1도는 본 고안의 체외고정기구가 장착된 상태를 도시한 측면도.

제2도는 본 고안의 제1고정부(A) 및 제2고정부(B)를 단면으로 도시한 일부절개 단면도.

제3도는 본 고안의 요부상세도로서 a)는 제2도의 A'-A"선 단면도, b)는 편심핀의 측면도.

제4도는 본 고안의 실험에 관련된 참조도면으로서 a)는 실제임상조건에 가까운 치수를 실험조건으로 잡은 설명도, b)는 강성도 계산식에 따라 하중을 계산하는 방식을 설명한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 체외고정기구 11 : 핀

13 : 핀클램프 14 : 클램프볼

15 : 하우징 19 : 렌치 볼트

30 : 사이드바 A : 제1고정부

13 : 제2고정부 C : 뼈

본 고안은 손상된 골격구조, 특히 장뼈(Tibia, Femur, Forearm 등)의 골절시 (단순골절 및 복합골절) 골격의 접합을 위해 사용되는 기구로서 정형외과에서 사용하는 체외고정기구에 관한 것이다.

종래의 체외고정기구로서는 EBI방식, Hoffmann 방식, Mono방식, Ilizarov방식의 체외고정기구가 사용중이다. 본 고안에서는 이러한 체외고정기구들의 문제점을 수정 보완한 것이다. EBI 방실의 경우 편심핀(Eccentric Pin)과 유니버셜 볼조인트(Universal Balljoint)를 이용하여 핀클램프(Pin Clamp)와 하우징(Housing) 이 고정되는 방식으로 강성도(고정효과)가 좋으며, 두개의 핀클램프와 길이조정용 고정바가 일직선상에서 단일구조로 구성되어 골적된 뼈의 정렬이 용이하나, 길이조정시 3가지의 길이조정바를 사용하는 불편함이 있고, Hoffmann 방식의 경우는 기계적인 결합부가 많아 강성도가 떨어지며, 특히 핀을 고정시켜 주는 핀클램프와 핀과의 접촉면에 베이클라이트(Bakelite)를 사용하였기 때문에 무리한 힘을 가하면 핀접촉면이 손상되므로 고정효과도 약해져 몇개의 보조기구를 추가로 사용해야 하고 골절된 뼈의 정렬도 용이하지 않다. 그리고 Mono방식인 경우는 하나의 사이드바(Side Bar)를 이용하여 길이절정은 용이하나 핀클램프를 임의의 방향으로 회전시키지 못하고 일직선상에서만 사용해야하는 문제점이 있있다. 또한 Ilizarov 방식은 길이조절은 쉬우나 4개의 원형프레임구조에 길이조절 장치 4개를 부착시킨 복잡한 구조때문에 그 사용방법 및 시술시간이 많이 소요되는문제점등이 따랐다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 핀클램프와 하우징을 볼조인트로 결속시켜 회전방향을 넓혔고, 편심핀을 이용하여 고정효과를 상승시켰으며, 사이드바를 하우징측면에 부착하여 길이조정을 원활하게 하였다. 또한, 보통때에는 하우징이 서로 마주보게 하여 사용하나, 핀클램프 끼리 마주보게 사이드바에 삽입하면 한쪽 핀그룹(Pin Group)과 다른 한쪽 핀그룹이 최소거리에서도 사용할 수 있어 최소거리와 최대거리의 사용범위를 확대시켰다. 이와 같이 본 고안은 현재 사용중인 체외고정기구를 수정보완하여 길이조정, 고정효과 및 사용의 편리를 도모하여 안출한 것으로서 인체의 장뼈 어디에나 적용 가능한 체외고정기구를 제공함에 목적이 있다.

이하, 본 고안을 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 고안의 체외고정기구(1)는 핀(11)을 고정하는 핀클램프(13), 클램프볼(14)을 결속시켜주는 하우징(15)을 각각 갖춘 제1고정부(A)와 제2고정부(B)를 갖추고, 상기 제1고정부(A)와 제2고정부(B)가 섭동(攝動)가능토록 고정되어 길이조정을 가능하게하는 사이드바(30)으로 구성되어 있다.

상기 핀클램프(13)의 구성은 메인 핀클램프(13a), 클램프홀더(13b), 그리고 임의의 방향으로 회전이 가능한 클램프볼(14)로 되어있다. 메인 클램프(13a)는 핀클램프홀더(17)와 함께 결합되어 골절환자의 뼈에 삽입한 핀(11)을 고정시켜준다. 상기 핀(11)은 직경이 3-6㎜를 2-3개까지 공간(12)에 삽입함으로써 사용가능하다. 상기 하우징(15)은 핀클램프(l3)를 결속시켜 주는 것으로 하우징몸체(15a), 중간자(15b), 상기 중간자(15b)를 밀어주는 핀심핀(15c)으로 구성되어 있다. 상기 클램프볼(14)을 끼운하우징 몸체(15a)의 상단부위는 핀클램프(13)가 50도의 범위까지 회전이 가능하도록 만곡부를 형성하였고, 하우징몸체(15a)의 측면은 사이드바(30)와 체결이 가능토록 둥근홈을 형성하였다.

편심핀(15c)을 삽입한 하우징바디(15d)는 편심핀(15c)의 직경이 작은 중앙에 중간자(15b)를 위치시킨후,나사를 돌려 클램프볼(14)과 곡률이 같은 중간자(15d)가 클램프볼(14)에 밀착되도록하고, 편심핀(15c) 측면의 렌치홈에 삽입한 렌치를 핀클램프(13)가 고정할때 까지 돌려준다.

편심핀(15c)은 직경이 10㎜이며, 중심축에서 0.5㎜의 편심을 두어 중간자(15b)와 접촉하는 면의 제일 낮은 위치가 직경이 9㎜되도록 하였다.

이때 클램프볼(14)과 중간자(15d)의 접촉면인(14a')과 (15d')는 마찰력을 증가시켜 미끄럼이 발생하지 않도록 표면을 거칠게 가공하였다.

사이드바(30)는 길이가 10-20㎝까지의 원형봉을 사용하였고, 원형봉에는 나사홈을 내어 후아징(15)의 회전 방지되도록 하였고, 길이방향으로 요홈(K)을 형성하여 렌치볼트(20)를 매기로 상기 제1고정부(A)와 제2고정부(B)가 사이드바(30)에 결속되어 직선상에서 길이조절이 10-35㎝까지 가능하도록 하였다. 미설명부호(C)는 환자의 뼈이다.

본 고안의 작용은 골절환자의 뼈에 삽입한 핀(11)을 핀클램프홀더(17)와 메인핀클램프(13a)에 위치시킨 후렌치볼트(19)를 이용하여 고정시킨다. 그리고 하우징 몸체(15a)에 삽입한 편심핀(15c)에 받쳐 놓은 중간자(15d)를 클램프볼(14)과 밀착될때 까지 편심핀(15c)을 돌린다. 핀클램프(13)를 원하는 방향에 놓고, 편심핀(15c)을 돌려주면 편심핀(15c)이 중간자(15d)를 밀어올려 주어 하우징몸체(15a)와 결속하게 된다. 이 후 두쌍의 대칭으로 이루어진 고정기구의 길이는 사이드바(30)에서 조절하여 골절환자의 뼈를 최종적으로 정렬시킨 다음 하우징(15) 측면의 원형홈에 위치한 렌치볼트(20)를 돌려 고정시킨다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용효과는 핀클램프(13)와 하우징(15)이 볼조인트로 되어 있기때문에, 핀클램프(13)의 사용범위가 50도까지 회전가능하고, 하나의 사이드바(30)를 사용하여 파손된 골격구조뿐 아니라 골절된 장뼈의 길이를 용이하게 조절하도록 하여 필요시마다 사이드바(30)를 교환하여 사용하는 불편을 해소했다. 또한 하나의 사이드바(30)에 제1고정부(A)와 제2고정부(B)를 결합하여 결속과 해체가 신속 간편하며, 클램프볼(14)과 중간자(15d)의 접촉면을 거칠게 하여 고정효과를 향상시켰고, 긴급한 시간을 요하는 골절환자에 적절히 사용할수 있게 하는 등의 효과가 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 고정효과를 실험을 통하여 알아 보았다.

[체외고정기구의 고정효과에 관한 실험]

[실험방법]

본 실험은 FBI방식, Hoffman방식, Mono방식, 및 본 고안등 체외고정기구의 기계적 특성을 상대 비교하기 위한 것이다. 제4도의 a)도는 본 고안의 형상 및 치수를 나타내는 것으로 실제임상조건에 가까운 치수를 표준상태(L=20㎝, ℓ=6㎝, d=6㎜,

No=2ea)의 실험조건을 잡아, 제4도의 b)도에 보여준 바와같은 축하중(axial comp

ression), 전후굽힘(anterior-posterior bending), 좌우굽힘(medial-lateral bendi

ng), 비틀림(torsion) 하중을 부과하여 각각의 경우에 대하여 항복하중 및 아래와 같은 강성도를 측정하였다.

압축강성도(Axial comp stiffness) : K1=F/△a, 전후굽힘강성도(A-P ben

ding stiffness) : K2=P/△b, 좌우굽힘강성도(M-Lbending stiffness) : K3=P/△c,

비틀림강성도(Torsional stiffness) : K4=T/Deg.(θ) 여기서 항복하중이라 함은 체외고정구에 서서히 하중을 증가시키면서 부과할때 조인트 연결부의 미끄러짐이나 재질의 파단을 수반하지 않고 기구가 최대로 지지할 수 있는 하중이다. 또한, 항복하중점까지는 하중이 증가함에 따라 골절부위의 변위도 선형적으로 증가하는데, 이러한 변위-하중 곡선의 기울기로부터 기구의 강성도를 측정하였다.

하중장치는 컴퓨터로 하중부과 방식을 제어하고 하중-변위 데이타를 저장할 수 있는 컴퓨터제어식 만능재료시험기(computer controlled UTM)를 이용하였으며, 사용시편은 체외고정기구가 지지하는 골절뼈 부위를 알루미늄 환봉으로 대체하여 반복 실험시 예상되는 시편의 변형에 따른 영향을 최소화 하였다.

[결과]

2. 1항복하중 Mono 방식의 경우는 1000N 이상에서 사이드바(Side Bar)(30)의 굽힘이 관찰되었다. EBI 방식은 850N 이상에서는 핀 결합부분의 볼과소켓(Ball ＆ Socket)형 결합부에서 미끄럼(Slip) 현상을 보였다.

Hoffmann 방식의 경우는 복합구조이고 기계적 결합부가 타 기구에 비해 많아서 항복하중이 가장 약한 것으로 평가되었다. 볼조인트의 마찰력을 강화시킨 본 고안은 1050N의 결과를 얻었다.

표 1. 은 각 기구의 항복하중을 비교한 결과이다.

[표 1] 각 기구의 항복하중 비교

2. 2강성도

일정표준상태에서 측정된 각 체외고정기구의 강송도는 본 고안과 EBI 방식이 가장 크고, Mono방식, Hoffmann 방식 순으로 감소하였으며, 그 결과는 표 2. 와 같다. 이러한 결과는 같은 임상시술조건하에서 어떠한 기구를 사용하는가에 따라 골절부위에 생기는 변위가 크게 달라질 수 있음을 의미하는 것으로 본 고안에서는 이들을 충분히 고려하였다.

[표 2] 표준상태하의 강성도결과

* 표준상태 : L=20㎝, ℓ6㎝, d=6㎜, No=2ea

Claims

뼈의 골절시 접합을 위해 사용되는 체외고정기구에 있어서, 일측면에 길이방향으로 요홈(K)이 형성된 사이드바(30); 상기 사이드바(30)에 섭동(攝動) 가능토록 연결되고 표면이 거칠은 클램프볼(14)과, 상기 클램프볼(14)에 대응하여 접하는 표면이 거칠게 형성된 중간자(15d)를 수납하여 편심핀(15c)으로 고정되는 하우징(15) 및, 상기 클램프볼(14)의 일측을 고정하고 다수의 핀(11)이 갖춰진 핀클램프(13)로 이루어지게 제1고정부(A)와 제2고정부(B); 를 포함함을 특징으로 하는 체외고정기구.