WO2014010760A1 - 척추 고정용 최소침습 시술장치 - Google Patents

척추 고정용 최소침습 시술장치 Download PDF

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WO2014010760A1
WO2014010760A1 PCT/KR2012/005445 KR2012005445W WO2014010760A1 WO 2014010760 A1 WO2014010760 A1 WO 2014010760A1 KR 2012005445 W KR2012005445 W KR 2012005445W WO 2014010760 A1 WO2014010760 A1 WO 2014010760A1
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rod
rod inserter
inserter
minimally invasive
spinal fixation
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PCT/KR2012/005445
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French (fr)
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권현화
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메디소스플러스(주)
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7074—Tools specially adapted for spinal fixation operations other than for bone removal or filler handling
    • A61B17/7083—Tools for guidance or insertion of tethers, rod-to-anchor connectors, rod-to-rod connectors, or longitudinal elements
    • A61B17/7089—Tools for guidance or insertion of tethers, rod-to-anchor connectors, rod-to-rod connectors, or longitudinal elements wherein insertion is along an arcuate path

Definitions

  • the present invention relates to a spinal stabilization apparatus, and more particularly to a spinal stabilization apparatus used for minimally invasive surgery (Minimally Invasive Surgery).
  • a human spine is composed of a plurality of vertebral bones and a disk that cushions between each vertebral bone. These vertebrae not only help a person maintain his posture, but also form the basis of his movements and play an important role in protecting internal organs.
  • the disc of the spinal bone node may be damaged and the spinal disc disease may occur.
  • the connecting nerves are compressed, causing pain.
  • the patient with the spinal disc removes the disc from the damaged part so that the damaged part of the vertebral bone is not pressed or pressed, and fills the disc with the bone fragment filled with an artificial support (cage) made of metal or plastic material.
  • the rod 2 After inserting and fixing the vertebral fixation screw 1 into the vertebral bones of the damaged disc upper and lower portions as shown in FIG. 1, the rod 2 is connected to the vertebral fixation screw 1 to secure the distance between the vertebral bones. A method of fusion is normally performed.
  • the rod 2 may be fixed by a fastening stopper 3 which is screwed with the head portion 1a in a state of passing through the head portion 1a of the spinal fixation screw 1 as shown in FIG. 1. have.
  • FIGS. 2 and 3 are perspective views showing an example of a conventional spinal fixation minimally invasive surgical device.
  • the conventional minimally invasive surgical device for spinal fixation 10 includes a support body 11, two screw insertion tubes 12 and one end portion 13a into which the spinal fixation screw 1 is inserted. ), A rod inserter 13 to which the rod 2 is coupled.
  • the screw insertion tube 12 is supported by the support body 11. Specifically, the screw insertion tube 12 is coupled to the support body 11 through the coupling block 14, the first adjustment screw 14a and the second adjustment screw 14b as shown in Figs. do. At this time, the screw insertion tube 12 is fixed by the first adjusting screw 14a in a state in which the coupling rod 12a formed at the upper end thereof is inserted and coupled, and the coupling block 14 is in a state where the support body 11 penetrates. Is fixed relative to the support body 11 by means of a second adjusting screw 14a.
  • the screw insertion tube 12 can be adjusted in an angle within a predetermined range by loosening and retightening the first adjusting screw 14a, and unwinding and retightening the second adjusting screw 14b. Through this, the position can be adjusted along the longitudinal direction of the support body 11.
  • the screw insertion tube 12 at the rear end of the screw insertion tube 12, as shown in Figure 3, the head portion (1a) of the spinal fixation screw (1) inserted is formed, the rod through groove 12b through which the rod 2 is formed is formed. do. Instead of dissecting the patient's skin, the operator inserts the screw insertion tube 12 and inserts the screw insertion tube 12 into the screw insertion tube 12 through the screw insertion tube 12.
  • the fastening stopper 3 to the head portion (1a) of the spinal fixing screw (1) to fix the rod 2 to the spinal fixing screw (1) can also be made through the screw insertion tube.
  • the rod inserter 13 is connected to the support body 11 via the rotating arm 15 as shown in FIGS. 2 and 3. That is, the rod inserter 13 is provided to be rotatable with respect to the support body 11 along a predetermined trajectory.
  • the rod inserter 13 allows the operator to apply the force directly by hand to move the rod inserter 13 along a predetermined trajectory (moving from the position of FIG. 2 to the position of FIG. 3), thereby loading the rod inserter 13.
  • the rod 2 coupled to one end of the c) may be positioned in the rod through groove 12b of the screw insertion tube 12 to be fastened to the head portion 1a of the spinal fixation screw 1.
  • the rod insert coupled to the rod in the above procedure must be moved through the soft tissue including the muscles around the vertebral bone so that it is severely subjected to resistance by the soft tissue, the minimally invasive surgical apparatus shown in Figs.
  • Conventional minimally invasive surgical devices including (10), have difficulty in the procedure because the trajectory movement of the rod inserter is made by a force applied directly to the operator's hand, and this difficulty is particularly high when the operator is a female. It gets serious.
  • the operator applies excessive force to move the rod inserter other problems may occur, such as the rod deviating from the rod inserter or significantly damaging the soft tissue of the patient.
  • An object of the present invention is to easily overcome the resistance caused by the soft tissue generated in the process of inserting the rod through the rod inserter to improve the convenience of the operator and to prevent damage to the soft tissue, while precisely moving the rod inserter It is to provide a minimally invasive surgical device for spinal fixation that can be controlled.
  • the spinal fixing screw is inserted, at least one screw insertion tube formed with a rod through groove at one end;
  • a transfer unit for moving the rod inserter along the trajectory including a gear means engaged with the tooth and a drive means for driving the gear means. Is achieved.
  • the tooth portion may be formed on an outer surface of the rod inserter along a length direction of the rod inserter.
  • the rod inserter may have an arc shape having a predetermined curvature, and the teeth may be arranged in an arc shape corresponding to the rod inserter.
  • the teeth may not be formed in the front end region of the rod inserter that is inserted into the soft tissue of the patient.
  • the transfer unit may move the rod inserter to the front, which is a direction approaching the rod through groove, and to the rear, which is a direction away from the rod through groove.
  • the drive means may comprise a drive motor configured to rotate in the forward and reverse directions to drive the gear means to rotate.
  • the transfer unit may further include switching means for controlling the operation and rotation direction of the drive motor.
  • the switching means may control the rotation angle of the drive motor to adjust the moving distance of the rod inserter.
  • the present invention provides the operator with a direct force by forming a tooth in at least a portion of the rod inserter to which the rod is coupled and driving the gear means engaging the tooth of the rod inserter to move the rod inserter along a predetermined trajectory.
  • the rod inserter easily overcomes the resistance caused by the soft tissue generated during the rod insertion through the rod inserter. It is possible to precisely control the movement of the rod insert while improving convenience and preventing soft tissue damage.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining the coupling relationship of a general spinal screw, rod and fastening stopper.
  • Figure 2 is a perspective view showing an example of a conventional spinal fixation minimally invasive surgical device.
  • Figure 3 is a perspective view for explaining the movement of the rod inserter in the minimally invasive surgical apparatus of FIG.
  • Figure 4 is a perspective view of the minimally invasive surgical device for spinal fixation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a schematic front view of the minimally invasive surgical device for spinal fixation of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the minimally invasive surgical device for spinal fixation of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which a rod coupled to a rod inserter moves to a fastening position with a spinal fixation screw in the minimally invasive surgical device for spinal fixation of FIG. 4.
  • Figure 8 is a schematic front view of the minimally invasive surgical device for spinal fixation of FIG.
  • Figure 4 is a perspective view of the minimally invasive surgical device for spinal fixation according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a schematic front view of the minimally invasive surgical device for spinal fixation of Figure 4
  • Figure 6 is for spinal fixation of Figure 4
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which a rod coupled to a rod inserter moves to a fastening position with a spinal fixation screw in the minimally invasive surgical device for spinal fixation of FIG. 4, and
  • FIG. 8 is a minimally invasive spinal fixation of FIG. 7.
  • the minimally invasive surgical device 100 for spinal fixation includes two screw insertion tubes 110, a rod inserter 120, and a transfer unit 130.
  • the screw insertion tube 110 provides a conduit for transporting the spinal fixation screw 1 from the outside of the patient's skin to the position adjacent to the vertebral bone inside the skin.
  • Screw insertion tube 110 is a spinal fixing screw (1) is usually inserted through the upper end.
  • a head portion 1a of the spinal fixation screw 1 inserted is positioned and a rod through groove 111 through which the rod 2 penetrates is formed. do.
  • the operator makes a minimum hole in the patient's skin and inserts the screw insertion tube 110, and then the spinal fixation screw ( 1) Insert the screw to secure the spinal fixation screw (1) to the spinal bone using a tool such as an electric screwdriver.
  • the fastening stopper 3 to the head portion (1a) of the spinal fixing screw (1) to fix the rod 2 to the spinal fixing screw (1) can also be made through the screw insertion tube.
  • the screw insertion tube 110 is provided in two in this embodiment, the number of the screw insertion tube 110 can be changed appropriately, of course.
  • the screw insertion tube 110 is supported by the support body 140.
  • the support body 140 has a bar shape in which a groove 141 is formed along the longitudinal direction, and is disposed to be long in the horizontal direction crossing the screw insertion tube 110.
  • the screw insertion tube 110 is coupled to the support body 140 through the coupling block 150, the first adjustment screw 151 and the second adjustment screw 152 as shown in Figs. do.
  • the minimally invasive surgical device 100 for spinal fixation includes a support body 140 for supporting the screw insertion tube 110 and a coupling block as a means for coupling the screw insertion tube 110 to the support body 140.
  • 150, the first adjusting screw 151 and the second adjusting screw 152 may be further included.
  • the screw insertion tube 110 is fixed by the first adjusting screw 151 in a state in which the coupling rod 113 formed in the upper end is inserted and coupled to the coupling block 150, the coupling block 150 is the support body It is fixed to the support body 140 by the second adjustment screw 152 in the state 140 is penetrated.
  • the screw insertion tube 110 is capable of adjusting the angle within a predetermined range by loosening and retightening the first adjusting screw 151, and the process of loosening and retightening the second adjusting screw 152. Through this, the position can be adjusted along the longitudinal direction of the support body 140.
  • the coupling structure of the screw insertion tube 110 and the support body 140 is not limited to that disclosed in this embodiment can be variously changed.
  • the rod inserter 120 penetrates the soft tissue of the patient in order to fasten the rod 2 to the head portion 1a of the spinal fixation screw 1, and the rod insert groove 2 of the screw insertion tube 110. 111).
  • the rod inserter 120 is provided with a rod coupling portion 121 to which the rod 2 is detachably coupled to the front end portion, and the combined rod 2 has a rod through groove of the screw insertion tube 110. It is provided to be movable along a predetermined trajectory, for example, an arc trajectory, to guide to 111.
  • the rod inserter 120 may be provided as a bar or pipe that extends for a long time.
  • the rod inserter 120 preferably has an arc shape having a predetermined curvature as shown in FIGS. 5 and 8.
  • the coupling structure of the rod inserter 120 and the rod 2 may be implemented by any one of known coupling structures for detachably mounting the rod 2 to the rod inserter 120.
  • the operator places the rod 2 coupled to the front end of the rod inserter 120 in the rod through groove 111 of the screw insertion tube 110 to fix the spinal screw 1. ) Can be tightened.
  • teeth 123 are formed in at least some regions of the rod inserter 120 as shown in FIGS. 5 and 8.
  • the teeth 123 are engaged with the gear means 133 of the transfer unit 130 to be described later, so that the rod inserter 120 can move along a predetermined trajectory by the transfer unit 130. That is, the trajectory movement of the rod inserter 120 is performed by the transfer unit 130, wherein the rod inserter 120 is connected to the transfer unit 130 through the teeth 123 and is transferred to the transfer unit 130. ) Will move along a predetermined trajectory.
  • the teeth 123 are formed on the outer surface of the rod inserter 120 along the longitudinal direction of the rod inserter 120, wherein the teeth 123 to facilitate the smooth movement of the rod inserter 120 It is preferable to arrange in a shape corresponding to the rod inserter 120, that is, an arc shape. Teeth 123 are also defined by the front end region of rod inserter 120 which is inserted into the soft tissue of the patient with rod 2 when inserting rod 2 as shown in FIGS. 5 and 8. It is preferable not to be formed in A), in order to prevent the soft tissue of the patient from being damaged by the teeth 123 formed in the rod inserter 120 during the insertion of the rod 2.
  • the transfer unit 130 implements the trajectory movement of the rod inserter 120 as described above, and moves the rod inserter 120 along a predetermined trajectory.
  • the transfer unit 130 may include a housing 131, a gear means 133, a drive means 135, and a switching means 137, as shown in FIGS. 4 to 8.
  • the housing 131 provides an installation space of the rod inserter 120.
  • the rod inserter 120 is installed to be movable along a predetermined trajectory within the housing 131.
  • the housing 131 is a front end portion of the rod inserter 120 as the rod inserter 120 moves forward toward the rod through groove 111 of the screw insertion tube 110 to the outside of the housing 131. It is configured to protrude.
  • the housing 131 provides a space in which parts of the transfer unit 130, such as the gear means 133, the driving means 135, and the like are installed. Meanwhile, the housing 131 may be connected to the support body 140 through the connecting arm 145 as shown in FIGS. 4 and 7.
  • the length of the connecting arm 145 determines the distance between the insertion position of the chuck fixing screw 1 and the insertion position of the rod 2, it is preferable that the length of the connecting arm 145 be properly selected / changed according to the procedure conditions.
  • the housing 131 is provided in a rectangular box shape, but the shape of the housing 131 is not limited thereto, and may be appropriately changed.
  • the gear means 133 is configured to engage with the teeth 123 formed in the rod inserter 120 disposed adjacent to the rod inserter 120 in the housing 131 as shown in FIGS. 5 and 8. .
  • the gear means 133 is provided with one spur gear 133, but the present invention is not limited thereto, and the number and type of gears constituting the gear means 133 are the trajectory of the rod inserter 120. It may be appropriately changed in consideration of the control precision of the movement.
  • the driving means 135 is for driving the above-described gear means 133.
  • the driving means 135 is installed in the housing 131 as shown in Figs. It is provided with a drive motor 135 for rotating the means 133.
  • the drive motor 135 has its rotating shaft 135a connected to the gear means 133 to rotate the gear means 133.
  • the drive motor 135 is configured to rotate in the forward and reverse direction instead of rotating only in one direction.
  • the transfer unit 130 may move the rod inserter 120 in the front-rear direction. Specifically, when the drive motor 135 rotates in the forward direction (eg clockwise), the rotational force of the drive motor 135 is transmitted to the rod inserter 120 through the gear means 133 and the rod inserter 120.
  • the driving means 135 is not limited to the driving motor 135 disclosed in the present embodiment, of course, may be implemented in various other configurations capable of rotating the gear means 133.
  • the driving means 135 is provided in a lever structure using the principle of the lever, so that the operator repeatedly rotates and drives the gear means 133 by pulling and releasing the lever, thereby moving the rod inserter 120 with a relatively small force. It can also be implemented as a mechanism to enable it.
  • the switching means 137 is electrically connected to the drive motor 135 to control the operation and rotation direction of the drive motor 135. That is, the switching means 137 may generate a signal for controlling the ON / OFF of the driving motor 135, a signal for controlling the rotation direction of the driving motor 135, and the like.
  • the switching means 137 includes a switching lever 137a provided on an upper portion of the housing 131 as shown in FIGS. 4 and 7.
  • the switching lever 137a is configured to move in the front-rear direction within a predetermined range. That is, the switching lever 137a is configured to move forward (FWD) or backward (BWD) by the operator by being in the center position.
  • the drive motor 135 rotates in the forward direction (for example, clockwise), so that the rod inserter 120 has a screw insertion tube (as shown in FIG. 8). It moves in the direction approaching the rod through groove 111 of 110, ie 'forward'.
  • the drive motor 135 rotates in the reverse direction (for example, counterclockwise) and thus the rod inserter 120 loads the screw insertion tube 110. The direction away from the through groove 111, that is, move in the 'back'.
  • the switching means 137 is not limited to the switch of the lever structure disclosed in the present embodiment and may be implemented in various other switch structures capable of electrically controlling the operation and rotation direction of the drive motor 135.
  • the switching means 137 preferably controls the rotation angle of the drive motor 135 to adjust the moving distance of the rod inserter 120.
  • the switching means 137 may be configured to select any one of a plurality of modes or levels in which the rotation angles of the driving motor 135 are set differently.
  • the minimally invasive surgical device for spinal fixation includes the teeth 123 in at least a portion of the rod inserter 120 to which the rod 2 is coupled. And move the rod inserter 120 along a predetermined trajectory by driving the gear means 133 that engages with the teeth 123 of the rod inserter 120, thereby directly applying a force by the operator.
  • the operator can easily overcome the resistance caused by the soft tissue generated in the process of inserting the rod through the rod inserter 120. It is possible to precisely control the movement of the rod inserter 120 while improving the damage and preventing soft tissue damage.
  • the present invention can be used in the spinal fixation surgical apparatus used in the minimally invasive surgery (Minimally Invasive Surgery).

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Abstract

본 발명에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치는, 척추고정스크류가 삽입되고, 일단부에 로드 관통홈이 형성되는 적어도 하나의 스크류 삽입관; 로드가 결합되고, 상기 로드를 상기 로드 관통홈으로 안내하도록 미리 정해진 궤적을 따라 이동 가능하게 마련되며, 적어도 일부 영역에 치형부가 형성되는 로드 삽입기; 및 상기 치형부와 맞물리는 기어 수단과 상기 기어 수단을 구동시키기 위한 구동 수단을 포함하여 상기 로드 삽입기를 상기 궤적을 따라 이동시키는 이송 유닛을 포함한다.

Description

척추 고정용 최소침습 시술장치
본 발명은 척추 고정용 시술장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 최소침습수술(Minimally Invasive Surgery)에 사용되는 척추 고정용 시술장치에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 척추는 다수의 척추 뼈와 각각의 척추 뼈 사이에서 완충작용을 하는 디스크 등으로 구성되어 있다. 이러한 척추는 사람이 자세를 유지할 수 있게 도와줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장 기관을 보호하는 중요한 역할을 하고 있다.
그러나 비정상적인 자세가 오랫동안 유지되거나 노화에 따른 퇴행성 질환 또는 외부로부터 충격을 받게 되면 척추 뼈 마디의 디스크가 손상되어 척추 디스크 질환이 발생할 수 있는데, 이러한 척추 디스크 질환은 척추 뼈 마디를 통해 인체의 각 부분에 연결되는 신경이 압박되어 통증을 유발하게 된다.
따라서, 척추 디스크 환자는 척추 뼈의 손상된 부분이 눌리거나 압박되지 않도록 손상된 부위의 디스크를 제거하고, 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진 인공 보조물(케이지)에 뼈 조각을 채워 디스크를 제거한 부위에 삽입한 다음, 도 1에 도시된 바와 같이 손상된 디스크 상하부위의 척추 뼈에 척추고정스크류(1)를 삽입·고정한 후, 척추고정스크류(1)에 로드(2)를 연결하여 척추 뼈 사이의 거리를 확보함으로써 골 융합(fusion)이 정상적으로 이루어지도록 하는 방식이 시술되고 있다. 이때, 로드(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)를 관통한 상태에서 헤드부(1a)와 나사 결합되는 체결마개(3)에 의해 고정될 수 있다.
그런데, 이러한 척추 수술은 척추고정스크류(1)를 척추 뼈에 체결한 다음 로드(2)를 척추고정스크류(1)에 체결하기 위해 먼저 손상된 척추부위의 피부를 일정크기 이상으로 절개하는 작업이 필수적으로 요구되므로, 침습 부위가 커서 환자의 회복을 지연시키고 상처로 인한 수술만족도가 낮다는 문제점이 있다.
이에, 최근에는 척추 수술 시 침습 부위를 최소화할 수 있는 최소침습수술(Minimally Invasive Surgery) 기법들이 개발되어 적용되고 있다.
도 2 및 도 3은 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 일 예를 나타내는 사시도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치(10)는 지지 몸체(11), 척추고정스크류(1)가 삽입되는 두 개의 스크류 삽입관(12) 및 일단부(13a)에 로드(2)가 결합되는 로드 삽입기(13)를 포함한다.
스크류 삽입관(12)은 지지 몸체(11)에 의해 지지된다. 구체적으로, 스크류 삽입관(12)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 결합 블록(14), 제1 조정나사(14a) 및 제2 조정나사(14b)를 통해 지지 몸체(11)에 결합된다. 이때 스크류 삽입관(12)은 그 상단부에 형성된 결합봉(12a)이 삽입 결합된 상태에서 제1 조정나사(14a)에 의해 고정되고, 결합 블록(14)은 지지 몸체(11)가 관통한 상태에서 제2 조정나사(14a)에 의해 지지 몸체(11)에 대해 고정된다. 이러한 결합 구조에 의해, 스크류 삽입관(12)은 제1 조정나사(14a)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 일정 범위 내에서 각도 조절이 가능하고, 제2 조정나사(14b)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 지지 몸체(11)의 길이 방향을 따라 위치 조정이 가능해진다. 한편, 스크류 삽입관(12)의 후단부에는 도 3에 도시된 바와 같이 삽입된 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)가 위치하고 로드(2)가 관통하는 로드 관통홈(12b)이 형성된다. 이러한 스크류 삽입관(12)을 통해 시술자는 환자의 피부를 절개하는 대신에 환자의 피부에 최소한의 구멍을 내고 스크류 삽입관(12)을 꽂은 다음, 스크류 삽입관(12)에 척추고정스크류(1)를 삽입하여 전동 드라이버 등의 공구를 사용하여 척추고정스크류(1)를 척추 뼈에 체결할 수 있다. 또한, 로드(2)를 척추고정스크류(1)에 대해 고정시키기 위해 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)에 체결마개(3)를 체결하는 작업도 스크류 삽입관을 통해 이루어질 수 있다.
로드 삽입기(13)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 회전 아암(15)을 통해 지지 몸체(11)에 연결된다. 즉, 로드 삽입기(13)는 지지 몸체(11)에 대해 소정의 궤적을 따라 회전 이동 가능하게 마련된다. 이러한 로드 삽입기(13)를 통해 시술자는 손으로 직접 힘을 가해서 로드 삽입기(13)를 소정의 궤적을 따라 이동시킴으로써(도 2의 위치에서 도 3의 위치로 이동), 로드 삽입기(13)의 일단부에 결합된 로드(2)를 스크류 삽입관(12)의 로드 관통홈(12b)에 위치시켜 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)와 체결할 수 있다.
그런데, 위와 같은 시술 과정에서 로드가 결합된 로드 삽입기는 척추 뼈 주변의 근육을 포함한 연부 조직을 뚫고 이동해야 하므로 연부 조직에 의한 저항을 심하게 받게 되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 최소침습 시술장치(10)를 포함하여 종래의 최소침습 시술장치들은 로드 삽입기의 궤적 이동이 시술자의 손으로 직접 가해지는 힘에 의해 이루어지기 때문에, 시술에 어려움이 있으며 이러한 어려움은 특히 시술자가 여성인 경우에 더욱 심각해진다. 또한, 시술자가 로드 삽입기를 이동시키기 위해 무리한 힘을 가할 경우 로드가 로드 삽입기로부터 이탈되거나 환자의 연부 조직을 크게 손상시키는 등의 다른 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은, 로드 삽입기를 통해 로드를 삽입하는 과정에서 발생하는 연부 조직에 의한 저항을 용이하게 극복하여 시술자의 편의성을 향상시키고 연부 조직의 손상을 방지하는 한편, 로드 삽입기의 이동을 정밀하게 제어할 수 있는 척추 고정용 최소침습 시술장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 척추고정스크류가 삽입되고, 일단부에 로드 관통홈이 형성되는 적어도 하나의 스크류 삽입관; 로드가 결합되고, 상기 로드를 상기 로드 관통홈으로 안내하도록 미리 정해진 궤적을 따라 이동 가능하게 마련되며, 적어도 일부 영역에 치형부가 형성되는 로드 삽입기; 및 상기 치형부와 맞물리는 기어 수단과 상기 기어 수단을 구동시키기 위한 구동 수단을 포함하여 상기 로드 삽입기를 상기 궤적을 따라 이동시키는 이송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치에 의해 달성된다.
상기 치형부는, 상기 로드 삽입기의 길이 방향을 따라 상기 로드 삽입기의 외면에 형성될 수 있다.
상기 로드 삽입기는, 일정 곡률을 갖는 원호 형상을 가지며, 상기 치형부는, 상기 로드 삽입기에 대응하는 원호 형상으로 배열될 수 있다.
상기 치형부는, 환자의 연부 조직 내로 삽입되는 상기 로드 삽입기의 전단부 영역에는 형성되지 않을 수 있다.
상기 이송 유닛은, 상기 로드 삽입기를 상기 로드 관통홈에 접근하는 방향인 전방과 상기 로드 관통홈에서 멀어지는 방향인 후방으로 이동시킬 수 있다.
상기 구동 수단은, 정역 방향으로 회전하도록 구성되어 상기 기어 수단을 회전 구동시키는 구동 모터를 포함할 수 있다.
상기 이송 유닛은, 상기 구동 모터의 작동 및 회전 방향을 제어하는 스위칭 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭 수단은, 상기 로드 삽입기의 이동 거리를 조절하도록 상기 구동 모터의 회전 각도를 제어할 수 있다.
본 발명은, 로드가 결합되는 로드 삽입기의 적어도 일부 영역에 치형부를 형성하고, 로드 삽입기의 치형부와 맞물리는 기어 수단을 구동시켜 로드 삽입기를 미리 정해진 궤적을 따라 이동시킴으로써, 시술자가 직접 힘을 가해 로드가 결합된 로드 삽입기를 환자의 연부 조직을 뚫고 이동시키는 종래의 최소침습 시술장치와 다르게, 로드 삽입기를 통해 로드를 삽입하는 과정에서 발생하는 연부 조직에 의한 저항을 용이하게 극복하여 시술자의 편의성을 향상시키고 연부 조직의 손상을 방지하는 한편, 로드 삽입기의 이동을 정밀하게 제어할 수 있다.
도 1은 일반적인 척추고정스크류, 로드 및 체결마개의 결합 관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 종래의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 최소침습 시술장치에서 로드 삽입기의 이동을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 정면도이다.
도 6은 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 평면도이다.
도 7은 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 로드 삽입기에 결합된 로드가 척추고정스크류와의 체결 위치로 이동한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 정면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 정면도이고, 도 6은 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 평면도이다.
또한, 도 7은 도 4의 척추 고정용 최소침습 시술장치에서 로드 삽입기에 결합된 로드가 척추고정스크류와의 체결 위치로 이동한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 척추 고정용 최소침습 시술장치의 개략적인 정면도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는 두 개의 스크류 삽입관(110), 로드 삽입기(120) 및 이송 유닛(130)을 포함한다.
스크류 삽입관(110)은 환자의 피부 바깥쪽에서 피부 안쪽의 척추 뼈와 인접한 위치로 척추고정스크류(1)를 이송하기 위한 관로를 제공한다. 스크류 삽입관(110)은 통상 상단부를 통해 척추고정스크류(1)가 삽입된다. 스크류 삽입관(110)의 하단부에는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 삽입된 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)가 위치하고 로드(2)가 관통하는 로드 관통홈(111)이 형성된다. 이러한 스크류 삽입관(110)을 통해, 시술자는 환자의 피부를 절개하는 대신에 환자의 피부에 최소한의 구멍을 내고 스크류 삽입관(110)을 꽂은 다음, 스크류 삽입관(110)에 척추고정스크류(1)를 삽입하여 전동 드라이버 등의 공구를 사용하여 척추고정스크류(1)를 척추 뼈에 체결할 수 있다. 또한, 로드(2)를 척추고정스크류(1)에 대해 고정시키기 위해 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)에 체결마개(3)를 체결하는 작업도 스크류 삽입관을 통해 이루어질 수 있다.
한편, 스크류 삽입관(110)은 본 실시예에서 두 개로 마련되지만, 스크류 삽입관(110)의 개수는 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
스크류 삽입관(110)은 지지 몸체(140)에 의해 지지된다. 여기서, 지지 몸체(140)는 길이 방향을 따라 그루브(141)가 형성된 바(bar) 형상으로 스크류 삽입관(110)과 교차하는 가로 방향으로 길게 배치된다. 구체적으로, 스크류 삽입관(110)은 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 결합 블록(150), 제1 조정나사(151) 및 제2 조정나사(152)를 통해 지지 몸체(140)에 결합된다. 다시 말해서, 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는 스크류 삽입관(110)을 지지하는 지지 몸체(140)와, 스크류 삽입관(110)을 지지 몸체(140)에 결합시키기 위한 수단으로 결합 블록(150), 제1 조정나사(151) 및 제2 조정나사(152)를 더 포함할 수 있다. 이때, 스크류 삽입관(110)은 그 상단부에 형성된 결합봉(113)이 결합 블록(150)에 삽입 결합된 상태에서 제1 조정나사(151)에 의해 고정되고, 결합 블록(150)은 지지 몸체(140)가 관통한 상태에서 제2 조정나사(152)에 의해 지지 몸체(140)에 대해 고정된다. 이러한 결합 구조에 의해, 스크류 삽입관(110)은 제1 조정나사(151)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 일정 범위 내에서 각도 조절이 가능하고, 제2 조정나사(152)를 풀고 다시 조이는 과정을 통해 지지 몸체(140)의 길이 방향을 따라 위치 조정이 가능해진다. 다만, 스크류 삽입관(110)과 지지 몸체(140)의 결합 구조는 본 실시예에서 개시된 것에 한정되지 아니하고 다양하게 변경될 수 있다.
로드 삽입기(120)는 척추고정스크류(1)의 헤드부(1a)에 로드(2)를 체결하기 위해 환자의 연부 조직을 뚫고 로드(2)를 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 위치시키기 위한 수단이다. 이를 위해, 로드 삽입기(120)는 전단부에 로드(2)가 탈착 가능하게 결합되는 로드 결합부(121)가 구비되고, 결합된 로드(2)를 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)으로 안내하도록 미리 정해진 궤적, 예컨대 원호 궤적을 따라 이동 가능하게 마련된다. 로드 삽입기(120)는 길게 연장되는 바(bar) 또는 파이프(pipe) 등으로 마련될 수 있다. 로드 삽입기(120)는 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 일정 곡률을 갖는 원호 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그리고 로드 삽입기(120)와 로드(2)의 결합 구조는 로드 삽입기(120)에 대해 로드(2)를 탈착 가능하게 장착시키기 위한 공지의 결합 구조 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
이러한 로드 삽입기(120)를 통해, 시술자는 로드 삽입기(120)의 전단부에 결합된 로드(2)를 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 위치시켜 척추고정스크류(1)와 체결할 수 있다.
한편, 로드 삽입기(120)의 적어도 일부 영역에는 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 치형부(123)가 형성된다. 이러한 치형부(123)는 후술할 이송 유닛(130)의 기어 수단(133)과 맞물리는 것으로, 로드 삽입기(120)가 이송 유닛(130)에 의해 소정의 궤적을 따라 이동할 수 있도록 한다. 즉, 로드 삽입기(120)의 궤적 이동은 이송 유닛(130)에 의해 이루어지는데, 이때 로드 삽입기(120)는 치형부(123)를 통해 이송 유닛(130)과 연결된 상태에서 이송 유닛(130)에 의해 미리 정해진 궤적을 따라 이동하게 되는 것이다. 이를 위해, 치형부(123)는 로드 삽입기(120)의 길이 방향을 따라 로드 삽입기(120)의 외면에 형성되는데, 이때 치형부(123)는 로드 삽입기(120)의 원활한 궤적 이동을 위해 로드 삽입기(120)에 대응하는 형상, 즉 원호 형상으로 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 치형부(123)는 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 로드(2)를 삽입할 때 로드(2)와 함께 환자의 연부 조직 내로 삽입되는 로드 삽입기(120)의 전단부 영역(A)에는 형성되지 않는 것이 바람직한데, 이는 로드(2)를 삽입하는 과정에서 로드 삽입기(120)에 형성된 치형부(123)로 인해 환자의 연부 조직이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
이송 유닛(130)은 전술한 바와 같은 로드 삽입기(120)의 궤적 이동을 구현하는 것으로, 로드 삽입기(120)를 미리 정해진 궤적을 따라 이동시킨다. 이를 위해, 이송 유닛(130)은 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징(131), 기어 수단(133), 구동 수단(135) 및 스위칭 수단(137)을 포함할 수 있다.
하우징(131)은 로드 삽입기(120)의 설치 공간을 제공한다. 로드 삽입기(120)는 하우징(131) 내에서 미리 정해진 궤적으로 따라 이동 가능하게 설치된다. 이때, 하우징(131)은 로드 삽입기(120)가 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)을 향해 전방으로 이동함에 따라 로드 삽입기(120)의 전단부가 하우징(131)의 외부로 돌출되도록 구성된다. 또한, 하우징(131)은 기어 수단(133), 구동 수단(135) 등의 이송 유닛(130)의 부품들이 설치되는 공간을 제공한다. 한편, 하우징(131)은 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 커넥팅 아암(145)을 통해 지지 몸체(140)에 연결될 수 있다. 이때, 커넥팅 아암(145)의 길이는 척고정스크류(1)의 삽입 위치와 로드(2)의 삽입 위치 사이의 거리를 결정하므로, 시술 조건 등에 따라 적절히 선택/변경하는 것이 바람직하다. 한편, 본 실시예에서 하우징(131)은 사각형 박스 형상으로 마련되나 하우징(131)의 형상은 이에 한정되지 아니하고 적절히 변경될 수 있다.
기어 수단(133)은 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(131) 내에서 로드 삽입기(120)와 인접 배치되어 로드 삽입기(120)에 형성된 치형부(123)과 맞물리도록 구성된다. 본 실시예에서 기어 수단(133)은 하나의 평기어(133)로 마련되지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 기어 수단(133)을 구성하는 기어의 개수 및 종류는 로드 삽입기(120)의 궤적 이동에 대한 제어 정밀도 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
구동 수단(135)은 전술한 기어 수단(133)을 구동시키기 위한 것으로, 본 실시예에서 구동 수단(135)은 도 5, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(131) 내에 설치되어 기어 수단(133)을 회전시키기 위한 구동 모터(135)로 마련된다. 구동 모터(135)는 그 회전축(135a)이 기어 수단(133)에 연결되어 기어 수단(133)을 회전시킨다. 이때, 구동 모터(135)는 일 방향으로만 회전하는 것이 아니라 정역 방향으로 회전하도록 구성된다. 이에 따라, 이송 유닛(130)은 로드 삽입기(120)를 전후 방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 구동 모터(135)가 정 방향(예컨대, 시계 방향)으로 회전하면, 구동 모터(135)의 회전력은 기어 수단(133)을 통해 로드 삽입기(120)에 전달되고 로드 삽입기(120)는 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 접근하는 방향, 즉 '전방'으로 이동할 수 있다(도 8 참조). 반대로 구동 모터(135)가 역 방향(예컨대, 반시계 방향)으로 회전하면, 구동 모터(135)의 회전력은 기어 수단(133)을 통해 로드 삽입기(120)에 전달되고 로드 삽입기(120)는 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에서 멀어지는 방향, 즉 '후방'으로 이동할 수 있다. 한편, 로드(2)가 결합된 로드 삽입기(120)는 척추 뼈 주변의 근육을 포함한 연부 조직을 뚫고 이동해야 하므로, 구동 모터(135)는 연부 조직에 의한 저항을 극복할 수 있도록 충분한 토크 성능을 발휘하는 모델을 선택하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에서 구동 수단(135)은 본 실시예에서 개시된 구동 모터(135)에 한정되지 아니하고 기어 수단(133)을 회전 구동시킬 수 있는 다른 다양한 구성으로 구현될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 구동 수단(135)은 지렛대의 원리를 이용한 레버 구조로 마련되어 시술자가 레버를 당기고 푸는 동작을 반복하여 기어 수단(133)을 회전 구동시킴으로써, 상대적으로 적은 힘으로 로드 삽입기(120)를 이동시킬 수 있는 메커니즘으로도 구현될 수 있다.
스위칭 수단(137)은 구동 모터(135)와 전기적으로 연결되어 구동 모터(135)의 작동 및 회전 방향을 제어한다. 즉, 스위칭 수단(137)은 구동 모터(135)의 온(ON)/오프(OFF) 제어를 위한 신호, 구동 모터(135)의 회전 방향 제어를 위한 신호 등을 발생시킬 수 있다. 본 실시예에서 스위칭 수단(137)는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(131)의 상부에 마련되는 스위칭 레버(137a)를 포함한다. 스위칭 레버(137a)는 일정 범위 내에서 전후 방향으로 움직이도록 구성된다. 즉, 스위칭 레버(137a)는 중심 위치에 있다가 시술자의 조작에 의해 전방(FWD)으로 움직이거나 후방(BWD)으로 움직이도록 구성된다. 스위칭 레버(137a)가 전방 위치(FWD)에 있으면 구동 모터(135)는 정 방향(예컨대, 시계 방향)으로 회전하고 이에 따라 로드 삽입기(120)는 도 8에 도시된 바와 같이 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에 접근하는 방향, 즉 '전방'으로 이동하게 된다. 반면, 스위칭 레버(137a)가 후방 위치(FWD)에 있으면 구동 모터(135)는 역 방향(예컨대, 반시계 방향)으로 회전하고 이에 따라 로드 삽입기(120)는 스크류 삽입관(110)의 로드 관통홈(111)에서 멀어지는 방향, 즉 '후방'으로 이동하게 된다. 한편, 스위칭 레버(137a)가 중심 위치에 있으면 구동 모터(135)는 작동되지 않고 이에 따라 로드 삽입기(120)는 정지 상태를 유지하게 된다. 다만, 본 발명에서 스위칭 수단(137)은 본 실시예에서 개시된 레버 구조의 스위치에 한정되지 아니하고 구동 모터(135)의 작동 및 회전 방향을 전기적으로 제어할 수 있는 다른 다양한 스위치 구조로 구현될 수 있음은 물론이다. 더 나아가, 스위칭 수단(137)은 로드 삽입기(120)의 이동 거리를 조절할 수 있도록 구동 모터(135)의 회전 각도를 제어하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 스위칭 수단(137)은 구동 모터(135)의 회전 각도가 서로 다르게 설정된 복수의 모드 혹은 레벨 중 어느 하나를 선택하도록 구성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 본 실시예에 따른 척추 고정용 최소침습 시술장치(100)는 로드(2)가 결합되는 로드 삽입기(120)의 적어도 일부 영역에 치형부(123)를 형성하고, 로드 삽입기(120)의 치형부(123)와 맞물리는 기어 수단(133)을 구동시켜 로드 삽입기(120)를 미리 정해진 궤적을 따라 이동시킴으로써, 시술자가 직접 힘을 가해 로드가 결합된 로드 삽입기를 환자의 연부 조직을 뚫고 이동시키는 종래의 최소침습 시술장치와 다르게, 로드 삽입기(120)를 통해 로드를 삽입하는 과정에서 발생하는 연부 조직에 의한 저항을 용이하게 극복하여 시술자의 편의성을 향상시키고 연부 조직의 손상을 방지하는 한편, 로드 삽입기(120)의 이동을 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
본 발명은 최소침습수술(Minimally Invasive Surgery)에 사용되는 척추 고정용 시술장치 등에 이용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 척추고정스크류가 삽입되고, 일단부에 로드 관통홈이 형성되는 적어도 하나의 스크류 삽입관;
    로드가 결합되고, 상기 로드를 상기 로드 관통홈으로 안내하도록 미리 정해진 궤적을 따라 이동 가능하게 마련되며, 적어도 일부 영역에 치형부가 형성되는 로드 삽입기; 및
    상기 치형부와 맞물리는 기어 수단과 상기 기어 수단을 구동시키기 위한 구동 수단을 포함하여 상기 로드 삽입기를 상기 궤적을 따라 이동시키는 이송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 치형부는,
    상기 로드 삽입기의 길이 방향을 따라 상기 로드 삽입기의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로드 삽입기는, 일정 곡률을 갖는 원호 형상을 가지며,
    상기 치형부는, 상기 로드 삽입기에 대응하는 원호 형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 치형부는,
    환자의 연부 조직 내로 삽입되는 상기 로드 삽입기의 전단부 영역에는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 로드 삽입기를 상기 로드 관통홈에 접근하는 방향인 전방과 상기 로드 관통홈에서 멀어지는 방향인 후방으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동 수단은,
    정역 방향으로 회전하도록 구성되어 상기 기어 수단을 회전 구동시키는 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이송 유닛은,
    상기 구동 모터의 작동 및 회전 방향을 제어하는 스위칭 수단을 더 포함하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스위칭 수단은,
    상기 로드 삽입기의 이동 거리를 조절하도록 상기 구동 모터의 회전 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 최소침습 시술장치.
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