WO2017047978A1 - 의료용 자이로 스틱 - Google Patents

의료용 자이로 스틱 Download PDF

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WO2017047978A1
WO2017047978A1 PCT/KR2016/010065 KR2016010065W WO2017047978A1 WO 2017047978 A1 WO2017047978 A1 WO 2017047978A1 KR 2016010065 W KR2016010065 W KR 2016010065W WO 2017047978 A1 WO2017047978 A1 WO 2017047978A1
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gyro
stick
outer casing
coupling
groove
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PCT/KR2016/010065
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전인호
홍한표
홍재성
최현석
정경화
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재단법인 아산사회복지재단
재단법인대구경북과학기술원
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    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the present invention relates to a gyro stick, and more particularly, to a medical gyro stick that can be used to measure the tilt of the orthodontic object or the tilt of the calibration assistant.
  • Gyro sensors are sensors that provide information about how inclined the object is in the x, y, and z axes.
  • it refers to a sensor that can detect the inclination of the object while detecting the inclination of the object.
  • the conventional medical gyro sensor has a problem in that the structure is very complicated and the manufacturing cost is high and durability is not secured.
  • the gyro sensor of German Patent No. 1,9942,573 is formed in a rectangular parallelepiped, and is characterized by a vibrator composed of a piezoelectric body.
  • US Patent No. 8,720,270 which is a prior art, discloses an apparatus for inserting a sensor into a joint to analyze motion in three axes of X, Y, and Z through data transmission.
  • Patent Document 1 DE19942573 B4
  • Patent Document 2 US87202270 B2
  • An object of the present invention is to provide a medical gyro stick with a simple structure and ensures durability and accuracy.
  • the present invention the medical gyro stick 100 used to assist the surgery or diagnosis for the patient, the outer casing 140; And a gyroscope 150 accommodated in the outer casing 140, wherein the outer casing 140 provides a gyro stick having a coupling groove 110 for coupling with a measurement object.
  • the outer casing 140 may have a stick shape.
  • the coupling groove 110 may be formed along the longitudinal direction of the outer casing 140.
  • the coupling groove 110 may extend from the first side 131 of the outer casing 140 to the second side 132.
  • the coupling groove 110 may be formed in plural on the outer circumferential surface of the outer casing 140.
  • the present invention also provides a medical gyro stick 1000 used to assist surgery or diagnosis for a patient, comprising: a coupling part 500 coupled to a measurement object; And a main body 600 mounted on the coupling part 500 and including an outer casing 610 and a gyroscope 630 accommodated in the outer casing 610.
  • the coupling part 500 may have a stick shape.
  • a coupling groove 110 for coupling with the measurement object may be formed.
  • the coupling groove 110 may be formed of multiple grooves having different curvatures.
  • the coupling groove 110 may include a first coupling groove portion including first and second round surfaces 111 and 112 having a first curvature; And a second coupling groove part disposed between the first and second round surfaces 111 and 112 and formed of a third round surface 113 having a second curvature smaller than the first curvature.
  • the main body 600 may further include a communication module 640 accommodated in the outer casing 610 for communication with an external computer.
  • the main body 600 may further include a battery 650 accommodated in the outer casing 610 for power supply.
  • the outer casing 610 may be formed with a charging hole for the connection of the charging cable.
  • the coupling part 500 may include a mounting groove 531, and the main body 600 may be detachably mounted to the mounting groove 531.
  • At least one fixing groove 512 or 522 may be formed in the coupling part 500 to use a Velcro or a fixing belt.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gyro stick according to a first preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a side view of the gyro stick according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating internal configurations of a gyro stick according to a first embodiment.
  • FIGS. 4 and 5 are perspective views of a gyro stick according to a second preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating the components inside the main body of the gyro stick according to the second embodiment.
  • FIG 8 to 11 are views for explaining the application examples of the gyro stick according to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a gyro stick 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the gyro stick according to the preferred embodiment of the present invention includes an outer casing 140.
  • the outer casing 140 may be provided as a rod shape that extends as a whole.
  • a portion of the cross section of the outer casing 140 may be preferably rounded to have a predetermined curvature.
  • a part of the cross section of the outer casing 140 may be rounded to have a predetermined radius.
  • the outer circumferential surface of the outer casing 140 includes a first face 121 and a second face 122.
  • the first surface 121 is formed in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the outer casing 140.
  • the second surface 122 extends in parallel with the first surface 121 while being spaced apart from the first surface 121 at a predetermined interval.
  • the first surface 121 and the second surface 122 may be provided in a plane extending flat in the longitudinal direction from the upper end of the outer casing 140.
  • a coupling groove 110 is formed between the first surface 121 and the second surface 122 to be recessed inwardly of the outer casing 140.
  • the coupling groove 110 is formed to extend from the first side surface 131 to the second side surface 132.
  • Coupling groove 110 is a groove 110 is a gyro stick between the corner portion where the first side 131 and the first side 121 meets and the edge portion where the first side 131 and the second side 122 meets. It is formed concave inward of the 100.
  • the coupling groove 110 has a rectangular cross section, but the cross-sectional shape of the groove 110 may be variously changed without being limited thereto.
  • a plurality of coupling grooves 110 are formed on the outer circumferential surface of the outer casing 140.
  • the gyro stick 100 of the first embodiment is illustrated as having a coupling groove 110 made of a single groove
  • the gyro stick 1000 of the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5 has a different curvature. It may have multiple grooves consisting of four grooves.
  • FIG 2 is a side view of the gyro stick 100 according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the gyro stick 100 has a first side 131 formed at one side thereof and a second side 132 formed at the other side thereof.
  • the gyro stick 100 has a structure that can be fixed to a portion such as a long bone formed.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating internal components of a gyro stick according to a first embodiment of the present invention.
  • the gyro stick 100 also includes a gyroscope 150, a communication module 160, and a battery 140 as components accommodated in the outer casing 140. .
  • the gyroscope 150 measures the inclination of the object on which the gyro stick 100 is mounted.
  • the gyroscope 150 is the actual sensor portion that detects the tilt in the gyro stick 100.
  • the communication module 160 is a component for transmitting gradient data measured by the gyroscope 150 to an external computer (for example, a PC).
  • the communication module 160 may transmit data to an external computer through wireless communication with an external Bluetooth receptor (not shown).
  • the battery 140 is a component for supplying power required for the operation of the gyroscope 150 and the communication module 160, for example, may be provided as a battery.
  • the gyro stick 1000 has a coupling part 500 and a body part 600.
  • Coupling portion 500 has a stick shape formed long left and right as a whole.
  • Coupling portion 500 has a first side 501 is formed at one end and a second side 502 is formed at the other end.
  • the coupling groove 110 is concavely formed in the center direction of the coupling part 500 between the first side surface 501 and the second side surface 502.
  • the coupling groove 110 may be formed of multiple grooves having different diameters that are fastened to fix the gyro stick 1000 to the object.
  • the first surface 503 and the second surface 504 form a longitudinal side surface of the coupling part 500 and are rounded as a whole.
  • the first round surface 111 is rounded with an inclination so that the inclination is gentle toward the downward direction from the top of the first surface 503.
  • the second round surface 112 is gently inclined toward the downward direction from the top of the second surface 504 with a predetermined distance away from the first round surface 111.
  • the first round face 111 and the second round face 112 form part of the inner surface of the coupling part 500 and are formed to be elongated in the longitudinal direction of the gyro stick body 500.
  • the first round face 111 and the second round face 112 have the same curvature to form the first coupling grooves 111 and 112 of the coupling part 500.
  • the third round face 113 is engraved to gradually form a slope while gradually extending downward from the bottom end of the first round face 111 and the bottom end of the second round face 112, respectively.
  • the cross section of the third round surface 113 may be formed in a semi-circular arc shape.
  • the third round surface 113 is formed long in the coupling part 500 in the longitudinal direction of the coupling part 500.
  • the third round face 113 is disposed between the first round face 111 and the second round face 112 and has a curvature smaller than the curvature of these faces 111 and 112, thereby reducing the coupling portion 500.
  • the second coupling groove 113 is formed.
  • a mounting groove 531 and a pair of fixing grooves 512 and 522 are formed at opposite sides of the side in which the coupling groove 110 is formed.
  • the mounting groove 531 is a groove on which the main body 600 is mounted, and is formed by the first and second protrusions 513 and 521 protruding from the rear surface of the coupling part 500.
  • the main body 600 may be detachably mounted to the mounting groove 531. That is, the main body 600 is mounted to the mounting groove 531 in an insertion manner, but if necessary, it can be separated from the mounting groove 531 at any time by pulling by hand.
  • the mounting groove 531 may have a rectangular box shape.
  • the mounting groove 531 is not limited thereto, and may be variously changed as long as the main body 600 may be matched with the mounting groove 531.
  • the pair of fixing grooves 512 and 522 are for fixing the gyro stick 1000 to the object.
  • the gyro stick 1000 may be fixed to the tilt measurement object through a fixing means such as a velcro or a fixing valve, wherein the fixing means is attached to the gyro stick 1000 through the pair of fixing grooves 512 and 522.
  • a fixing means such as a velcro or a fixing valve, wherein the fixing means is attached to the gyro stick 1000 through the pair of fixing grooves 512 and 522.
  • third and fourth protrusions 511 and 523 are further provided on the rear surface of the coupling part 500.
  • the first fixing groove 512 is formed between the first protrusion 513 and the third protrusion 511.
  • the second fixing groove 522 is formed between the second protrusion 521 and the fourth protrusion 523.
  • the gyro stick 1000 is provided with two fixing grooves 512 and 522, but the number of fixing grooves may be variously changed to one, three, or the like according to the embodiment.
  • the main body 600 is a part for measuring the inclination of the object to which the gyro stick 1000 is coupled and transmitting the result to an external computer.
  • the main body 600 includes an outer casing 610, a gyroscope 630 accommodated therein, a communication module 640, and a battery 650.
  • the outer casing 610 has a shape suitable to be mounted in the mounting groove 531 of the coupling portion 500 described above.
  • the portion inserted into the mounting groove 531 in the outer casing 610 has a rectangular box shape corresponding to the shape of the mounting groove 531.
  • Filling holes 611 are formed in the outer casing 610.
  • the battery 650 in the main body 600 may be charged by inserting the terminal of the charging cable through the charging hole 611.
  • the gyroscope 630 corresponds to a sensor portion that measures the inclination of the object on which the gyro stick 1000 is mounted.
  • the communication module 640 is configured to receive gradient data measured by the gyroscope 630 and transmit it to an external computer (for example, a PC).
  • the communication module 640 may transmit data to an external computer through wireless communication with an external Bluetooth receptor (not shown).
  • the battery 650 is configured to supply power for the operation of the gyroscope 150 and the communication module 160.
  • the battery 650 may be provided as a battery.
  • the battery 650 may be provided as a rechargeable battery. In this case, the battery 650 may be charged at any time through the connection of the charging cable through the above-described charging hole 611.
  • FIG. 7 illustrates a state in which the first bone tissue 310 and the second bone tissue 320 are rotatably connected to each other at a joint portion.
  • the first bone tissue 310 includes a first cartilage contact portion 311 rotated while contacting the cartilage tissue formed in the joint portion, and a first bone tissue extension portion 312 extending from the first cartilage contact portion 311.
  • the second bone tissue 320 extends from the second cartilage contact portion 321 and the second cartilage contact portion 321 rotated while contacting the cartilage tissue formed on the second cartilage contact portion 321. ).
  • Each of the first gyro stick 101 and the second gyro stick 102 illustrated in FIG. 7 is the gyro stick 100 according to the first embodiment described above or the gyro stick 1000 according to the second embodiment described above. It may be provided as.
  • the first gyro stick 101 may be coupled to a surgical pin (not shown) that is fastened to the first bone tissue 310, and likewise the second gyro stick 102 may be a second bone tissue 320. It may be coupled to a surgical pin (not shown) fastened to the).
  • the first and second gyro sticks 101 and 102 may be used in such a manner as to briefly put on the surgical pin, and in the process, the coupling groove 110 provided in the gyro sticks 101 and 102 (FIG. 1 or 4 may be temporarily coupled to the surgical pin.
  • the slope data of the first bone tissue 310 measured by the first gyro stick 101 and the slope data of the second bone tissue 320 measured by the second gyro stick 102 are measured by the communication module in the gyro stick. Is wirelessly transmitted to an external computer. The doctor may conveniently check the inclination of the first bone tissue 310, the inclination of the second bone tissue 320, and the angles of the first and second bone tissues 310 and 320 through a computer monitor.
  • FIG. 8 is a view showing the third gyro stick 103 and the fourth gyro stick 104 installed on the fractured bone tissue 330.
  • the third gyro stick 103 is coupled to the first fractured bone portion 331 of the fractured bone tissue 330 and the fourth gyro stick 104 is the fractured bone tissue 330. It may be coupled to the second fracture bone portion 332 of the.
  • Each of the third gyro stick 331 and the fourth gyro stick 332 illustrated in FIG. 8 is the gyro stick 100 according to the first embodiment described above or the gyro stick 1000 according to the second embodiment described above. It may be provided as.
  • the third gyro stick 103 may be coupled to a surgical pin (not shown) fastened to the first fractured bone portion 331, and likewise the fourth gyro stick 104 may be coupled to the second fractured bone portion. It may be coupled to a surgical pin (not shown) fastened to 332.
  • the third and fourth gyro sticks (103, 104) can be used in a way to put on the surgical pin, in the process of the coupling groove 110 provided in the gyro sticks (103, 104) (Fig. 1 or 4 may be temporarily coupled to the surgical pin.
  • the slope data of the first fracture bone portion 331 measured by the third gyro stick 103 and the slope data of the second fracture bone portion 332 measured by the fourth gyro stick 104 are communicated in the gyro stick.
  • the module is sent wirelessly to an external computer.
  • the doctor can conveniently check the inclination of the first fractured bone portion 331, the inclination of the second fractured bone tissue 332, and the angle of the first and second fractured bone portions 331, 332 on a computer monitor. have.
  • the third gyro stick 103 and the fourth gyro stick 104 facilitate the measurement of angles relative to the slopes of the fractured bone portions 331, 332 when correcting the fractured bone tissue 330, thereby correcting. Make your work easier and more convenient.
  • FIG 9 illustrates a portion of the pelvis and shows a fourth bone tissue 810 rotatably connected to the pelvis and a fifth bone tissue 820 broken from the fourth bone tissue 810.
  • the first fin 710 formed in a thin and elongated manner is fixed to the fourth bone tissue 810 in a transverse direction, and the second fin 720 provided in the fifth bone tissue 820 in a thin and longitudinal direction is transversely fixed. It is lodged and fixed.
  • the first pin 710 is inserted into and fixed to the fourth bone tissue 810, and the second pin 720 is inserted into and fixed to the fifth bone tissue 820, respectively, to form a cut 830.
  • the fifth bone tissue 820 may be freely moved from the fourth bone tissue 810.
  • the gyro stick 100 according to the first embodiment or the gyro stick 1000 according to the second embodiment may be coupled to each of the first pin 710 and the second pin 720.
  • the twist angles of the fourth bone tissue 810 and the fifth bone tissue 820 may be easily measured.
  • the first pin 710 and the second pin 720 are positioned in parallel to each other to be corrected through the gyro sticks installed on the first pin 710 and the second pin 720, respectively.
  • the calculation of the angle can be performed accurately.
  • 11 is another application example of a gyro stick according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the installation angle of the acetabular cup 910 that can be used for the joint can be measured simply and accurately using a gyro stick.
  • the gyro stick 100 according to the first embodiment or the gyro stick 1000 according to the second embodiment may be used.
  • the coupling groove 110 (see FIG. 1 or FIG. 4) provided in the gyro stick may be coupled to correspond to the rod 920.
  • the inside of the acetabular cup 910 is empty, and the gyro stick is inserted into the empty space.
  • the rod 920 may be coupled to the coupling groove 110, and then the installation angle of the acetabular cup 910 may be measured using a gyro stick.

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Abstract

환자에 대한 수술 또는 진단을 보조하기 사용되는 의료용 자이로 스틱이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자이로 스틱은, 외부 케이싱(140); 및 상기 외부 케이싱(140) 내에 수용되는 자이로스코프(150);를 포함하며, 상기 외부 케이싱(140)은 측정 대상체와의 결합을 위한 결합홈(110)이 형성된다.

Description

의료용 자이로 스틱
본 발명은 자이로 스틱에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교정 대상체의 기울기 또는 교정 보조 수단의 기울기 등의 측정에 사용 가능한 의료용 자이로 스틱에 관한 것이다.
자이로 센서는 물체가 x, y, z축 방향으로 얼마나 기울었는지에 관한 정보를 제공하는 센서를 말한다.
다시 말해, 물체의 기울어진 정도를 감지하면서 기울어진 방향을 감지할 수 있는 센서를 가리킨다고 할 수 있다.
이는 비단 일반 산업에서 뿐만 아니라 의료용 현장에서도 다양하게 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 의료용 자이로 센서는 구조가 매우 복잡하여 제조 단가가 비싸며 내구성이 확보되지 못하는 문제가 있었다.
종래 기술인 독일특허 제1,9942,573호는 홈이 파인 막대 형상의 자이로센서를 제공하고 있다.
독일특허 제1,9942,573호의 자이로센서는 전체적인 형상이 직방체로 형성되고 있으며, 압전체로 구성된 진동자에 특징이 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 자이로센서에 의하면 진동이 발생되기 때문에 보다 정밀한 각속도 측정에는 한계가 있는 문제가 있다.
한편, 종래 기술인 미국등록특허 제8,720,270호는 관절에 센서를 삽입하여 X,Y,Z 의 3축 방향으로의 운동을 데이터 전송을 통해 분석하는 장치에 관해 개시한다.
그러나, 종래 기술인 미국등록특허 제8,720,270호의 센서 및 통신 관련 장비들은 그 구조가 종래 기술과 마찬가지로 매우 복잡하여 내구성이 확보되지 못하는 문제를 여전히 안고 있다.
(특허문헌 1) DE19942573 B4
(특허문헌 2) US87202270 B2
본 발명은 간단한 구조로서 내구성 및 정확도가 보장되는 의료용 자이로 스틱을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이에 본 발명은, 환자에 대한 수술 또는 진단을 보조하기 사용되는 의료용 자이로 스틱(100)으로서, 외부 케이싱(140); 및 상기 외부 케이싱(140) 내에 수용되는 자이로스코프(150);를 포함하며, 상기 외부 케이싱(140)은 측정 대상체와의 결합을 위한 결합홈(110)이 형성된, 자이로 스틱을 제공한다.
상기 외부 케이싱(140)은 막대(stick) 형상을 가질 수 있다.
상기 결합홈(110)은 상기 외부 케이싱(140)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 결합홈(110)은 상기 외부 케이싱(140)의 제 1 측면(131)으로부터 상기 제 2 측면(132)에까지 연장될 수 있다.
상기 결합홈(110)은 상기 외부 케이싱(140)의 외주면 상에 복수 개 형성될 수 있다.
외부 컴퓨터와의 무선통신을 위해 상기 외부 케이싱(140) 내에 구비되는 통신모듈(160)을 더 포함할 수 있다.
전력 공급을 위해 상기 외부 케이싱(140) 내에 구비되는 배터리(170)를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 환자에 대한 수술 또는 진단을 보조하기 사용되는 의료용 자이로 스틱(1000)으로서, 측정 대상체와 결합되는 결합부(500); 및 상기 결합부(500)에 장착되며, 외부 케이싱(610)과 상기 외부 케이싱(610) 내에 수용되는 자이로스코프(630)를 포함하는 본체부(600);를 포함하는 자이로 스틱을 제공한다.
상기 결합부(500)는 막대(stick) 형상을 가질 수 있다.
상기 결합부(500)의 일측면 상에는 측정 대상체와의 결합을 위한 결합홈(110)이 형성될 수 있다.
상기 결합홈(110)은 곡률이 다른 다중 홈들로 이루어질 수 있다.
상기 결합홈(110)은, 제1 곡률의 제 1 및 제 2 라운드 면(111, 112)으로 이루어진 제1 결합홈부; 및 상기 제 1 및 제 2 라운드 면(111, 112) 사이에 배치되며, 상기 제1 곡률보다 작은 제2 곡률의 제3 라운드 면(113)으로 이루어진 제2 결합홈부;를 포함할 수 있다.
상기 본체부(600)는, 외부 컴퓨터와의 통신을 위해 상기 외부 케이싱(610) 내에 수용되는 통신모듈(640)을 더 포함할 수 있다.
상기 본체부(600)는, 전력 공급을 위해 상기 외부 케이싱(610) 내에 수용되는 배터리(650)를 더 포함할 수 있다.
상기 외부 케이싱(610)에는 충전 케이블의 접속을 위한 충전공이 형성될 수 있다.
상기 결합부(500)에는 장착홈(531)이 구비되며, 상기 본체부(600)는 상기 장착홈(531)에 탈착가능하게 장착될 수 있다.
상기 결합부(500)에는 밸크로 또는 고정용 밸트의 사용을 위한 적어도 하나의 고정홈(512, 522)이 형성될 수 있다.
첫째, 구조가 매우 간단할 뿐만 아니라 내구성이 증대되는 장점이 있다.
둘째, 간단한 구조로부터 제조 단가가 매우 저렴해져 공중에 공급이 용이한 이점이 있다.
셋째, 배터리와 일체형으로 마련될 수 있으며 외부 컴퓨터와의 무선통신을 통해 간단하게 관절 등의 운동 범위 및 운동 속도 등을 계산할 수 있게 되는 이점이 있다.
넷째, 뼈의 변형을 교정할 때 교정 전후의 각측정이 용이해지는 이점이 있다.
다섯째, 뼈에 나사못을 박는 각도나 골반의 인공관절시 비구컵의 각도 계산 등을 용이하게 수행할 수 있게 되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 자이로 스틱의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 스틱의 측면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 자이로 스틱의 내부 구성들을 도시한 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 자이로 스틱의 사시도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 자이로 스틱의 본체부 내부의 구성들을 도시한 블록도이다.
도 8 내지 11은 본 발명의 실시예들에 따른 자이로 스틱의 적용 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
1. 구조의 설명
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 스틱(100)의 사시도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자이로 스틱은 외부 케이싱(140)을 포함한다.
외부 케이싱(140)은 전체적으로 길게 뻗은 봉 형상으로 마련될 수 있다.
외부 케이싱(140)의 단면의 일부는 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
다시 말해, 외부 케이싱(140)의 단면의 일부가 소정의 반지름을 갖도록 라운드지게 형성될 수 있는 것이다.
외부 케이싱(140)의 외주면은 제 1 면(121) 및 제 2 면(122)을 포함한다.
제 1 면(121)은 외부 케이싱(140)의 외주면에서 길이 방향으로 형성된다.
제 2 면(122)은 제 1 면(121)과 소정 간격으로 이격된 채로 상기 제 1 면(121)과 나란하게 연장된다.
제 1 면(121) 및 제 2 면(122)은 외부 케이싱(140)의 상단에서 길이 방향으로 편평하게 뻗은 평면으로 마련될 수 있다.
제 1 면(121)과 제 2 면(122) 사이에는 외부 케이싱(140)의 내측으로 오목하게 형성된 결합홈(110)이 형성된다.
결합홈(110)은 제 1 측면(131)으로부터 제 2 측면(132)까지 길게 형성되고 있다.
결합홈(110)은 제 1 측면(131)과 제 1 면(121)이 만나는 모서리부와 제 1 측면(131)과 제 2 면(122)가 만나는 모서리부 사이에서 홈(110)이 자이로 스틱(100)의 내측으로 오목하게 형성된다.
본 실시예에서 결합홈(110)은 직사각형 단면을 갖는 형태이나, 홈(110)의 단면 형상은 그에 제한되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 결합홈(110)은 외부 케이싱(140)의 외주면에서 복수 개가 형성되는 것도 바람직할 수 있다.
또한, 제1 실시예의 자이로 스틱(100)은 단일의 홈으로 이루어진 결합홈(110)을 갖는 것으로 예시되었지만, 도 4 및 5에 도시된 제2 실시예의 자이로 스틱(1000)과, 곡률이 다른 2개의 홈들로 이루어진 다중 홈을 가질 수도 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자이로 스틱(100)의 측면도이다.
도 2와 같이 자이로 스틱(100)은 일측에 제 1 측면(131)이 형성되며 타측에 제 2 측면(132)이 형성되면서 길이 방향으로 길고 좁게 뻗어서 형성되어 있다.
따라서, 자이로 스틱(100)은 길게 형성된 뼈와 같은 부위에 고정 가능한 구조를 갖고 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자이로 스틱의 내부 구성들을 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 자이로 스틱(100)은 외부 케이싱(140) 내에 수용되는 구성들로서 자이로스코프(150), 통신모듈(160) 및 배터리(140)를 또한 포함한다.
자이로스코프(150)는 자이로 스틱(100)이 장착된 대상물의 기울기를 측정한다. 다시 말해서, 자이로스코프(150)는 자이로 스틱(100)에서 기울기를 감지하는 실질적인 센서 부분이다.
통신모듈(160)은 자이로스코프(150)에서 측정한 기울기 데이터를 외부의 컴퓨터(예로써, PC)로 전송하기 위한 구성이다. 예로써 통신모듈(160)은 외부에 마련된 블루투스 리셉터(미도시)와의 무선통신을 통해 외부의 컴퓨터로 데이터를 전송할 수 있다.
배터리(140)는 자이로스코프(150)와 통신모듈(160)의 작동에 필요한 전력을 공급하는 구성으로서, 예로써 전지로 구비될 수 있다.
<제2 실시예>
다음으로 도 5 내지 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 자이로 스틱(1000)을 첨부한 도면을 참조하여 상술한다.
제2 실시예에 따른 자이로 스틱(1000)은 결합부(500)와 본체부(600)를 갖는다.
결합부(500)는 전체적으로 좌우로 길게 형성된 스틱(stick) 형상을 이루고 있다.
결합부(500)는 일단에 제 1 측면(501)이 형성되고 타단에는 제 2 측면(502)이 형성된다.
결합홈(110)은 제 1 측면(501) 및 제 2 측면(502) 사이에서 결합부(500)의 중심 방향으로오목하게 형성되어 있다.
후술하는 작동 예에서 언급하겠지만, 도 5와 같이 결합홈(110)은 자이로 스틱(1000)을 대상체에 고정할 수 있도록 체결되는 서로 다른 직경을 갖는 다중 홈으로 형성될 수 있다.
제 1 면(503)과 제 2 면(504)은 결합부(500)의 길이방향의 측면을 형성하고 있으며 전체적으로 라운드지게 형성되고 있다.
제 1 라운드 면(111)은 제 1 면(503)의 최상단으로부터 하방향으로 갈수록 경사가 완만하도록 기울기를 가지면서 라운드져 있다.
제 2 라운드 면(112)은 제 1 라운드 면(111)으로부터 소정의 거리 이격된 채로 제 2 면(504)의 최상단으로부터 하방향으로 갈 수록 경사가 완만하게 라운드져 있다.
제 1 라운드 면(111) 및 제 2 라운드 면(112)은 결합부(500)의 내측면 일부를 이루는 것으로 자이로 스틱 본체(500)의 길이 방향으로 길게 형성된다.
제 1 라운드 면(111)과 제 2 라운드 면(112)은 동일한 곡률을 가짐으로써 결합부(500)의 제1 결합홈부(111, 112)를 형성한다.
제 3 라운드 면(113)은 제 1 라운드 면(111)의 최하단부 및 제 2 라운드 면(112)의 최하단부로부터 각각 하방향으로 연장되면서 점차 경사가 완만하게 형성되도록 음각처리된다.
예로써, 제 3 라운드 면(113)의 단면은 반원호 모양으로 형성될 수 있는 것이다.
제 3 라운드 면(113)은 결합부(500)의 길이 방향으로 결합부(500) 내부에서 길게 형성되어 있다.
제 3 라운드 면(113)은 제 1 라운드 면(111)과 제 2 라운드 면(112) 사이에 배치되고 이들 면들(111, 112)의 곡률보다 더 작은 곡률을 가짐으로써, 결합부(500)의 제2 결합홈부(113)를 형성한다.
결합부(500)에서 전술한 결합홈(110)이 형성된 측의 반대 측에는 장착홈(531) 및 한 쌍의 고정홈(512, 522)이 형성된다.
장착홈(531)은 본체부(600)가 장착되는 홈으로서, 결합부(500)의 배면에 돌출 형성된 제1 및 제2 돌기(513, 521)에 의해 형성된다.
본체부(600)는 장착홈(531)에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 즉, 본체부(600)는 장착홈(531)에 삽입 방식으로 장착되지만, 필요한 경우 손으로 잡아당김에 의해 언제든지 장착홈(531)으로부터 분리될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 장착홈(531)은 사각 박스 형상을 가질 수 있다. 하지만, 장착홈(531)은 그에 제한되지 않고 본체부(600)가 정합될 수 있는 형상이라면 다양하게 변경될 수 있다.
한 쌍의 고정홈(512, 522)은 자이로 스틱(1000)을 대상체에 고정시키기 위한 것이다. 자이로 스틱(1000)은 밸크로나 고정용 밸브와 같은 고정 수단을 통해 기울기 측정 대상체에 고정될 수 있는데, 이때 고정 수단은 상기 한 쌍의 고정홈(512, 522)을 통해 자이로 스틱(1000)에 부착될 수 있다.
한 쌍의 고정홈(512, 522)을 형성하기 위해, 결합부(500)의 배면에는 제3 및 제4 돌기(511, 523)이 추가로 구비된다. 제1 고정홈(512)은 제1 돌기(513)와 제3 돌기(511) 사이에 형성된다. 제2 고정홈(522)은 제2 돌기(521)와 제4 돌기(523) 사이에 형성된다. 본 실시예에서 자이로 스틱(1000)에는 두 개의 고정홈(512, 522)이 구비되나, 실시예에 따라 고정홈의 개수는 1개, 3개 등으로 다양하게 변경될 수 있다.
본체부(600)는 자이로 스틱(1000)이 결합된 대상체의 기울기를 측정하고 그 결과를 외부 컴퓨터로 전송하는 부분이다.
본체부(600)는 외부 케이싱(610)과, 그 내부에 수용되는 자이로스코프(630), 통신모듈(640) 및 배터리(650)를 포함한다.
외부 케이싱(610)은 전술한 결합부(500)의 장착홈(531)에 장착되기에 알맞은 형태를 갖는다. 본 실시예에서, 외부 케이싱(610)에 상기 장착홈(531)에 삽입되는 부분은 장착홈(531)의 형상에 대응되게 사각 박스 형상을 갖는다.
외부 케이싱(610)에는 충전공(611)이 형성된다. 이 충전공(611)을 통해 충전 케이블의 단자가 삽입됨으로써 본체부(600) 내의 배터리(650)가 충전될 수 있다.
자이로스코프(630)는 자이로 스틱(1000)이 장착된 대상체의 기울기를 측정하는 센서 부분에 해당한다.
통신모듈(640)은 자이로스코프(630)에서 측정된 기울기 데이터를 수신하여 외부 컴퓨터(예로써, PC)로 전송하는 구성이다. 예로써, 통신모듈(640)은 외부에 마련된 블루투스 리셉터(미도시)와의 무선통신을 통해 외부 컴퓨터로 데이터를 전송할 수 있다.
배터리(650)는 자이로스코프(150)와 통신모듈(160)의 작동에 필요한 전력을 공급하는 구성이다. 예로써, 배터리(650)는 전지로 구비될 수 있다. 다른 예로써, 배터리(650)는 충전지로 구비될 수 있으며, 이 경우 배터리(650)는 전술한 충전공(611)을 통한 충전 케이블의 접속을 통해 수시로 충전될 수 있다.
2. 적용 예 설명
<제 1 적용 예>
도 7 및 8을 참조하여 자이로 스틱의 적용 예를 설명하기로 한다.
도 7은 제 1 뼈 조직체(310) 와 제 2 뼈 조직체(320)가 관절부에서 서로 회동 가능하게 연결된 관절의 모습을 나타낸 것이다.
제 1 뼈 조직체(310)는 관절부에 형성된 연골조직에 접촉되면서 회동되는 제 1 연골 접촉부(311), 및 제 1 연골 접촉부(311)에서 연장되는 제 1 뼈 조직체 연장부(312)를 포함한다.
제 2 뼈 조직체(320)는 제 2 연골 접촉부(321)에 형성된 연골조직에 접촉되면서 회동되는 제 2 연골 접촉부(321) 및 제 2 연골 접촉부(321)로부터 연장되는 제 2 뼈 조직체 연장부(322)를 포함한다.
도 7에 도시된 제 1 자이로 스틱(101)과 제 2 자이로 스틱(102) 각각은, 전술한 제1 실시예에 따른 자이로 스틱(100) 또는 전술한 제2 실시예에 따른 자이로 스틱(1000)으로 구비될 수 있다.
예로써, 제 1 자이로 스틱(101)은 제 1 뼈 조직체(310)에 체결되는 수술용 핀(미도시)에 결합될 수 있고, 마찬가지로 제 2 자이도 스틱(102)은 제 2 뼈 조직체(320)에 체결되는 수술용 핀(미도시)에 결합될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 자이로 스틱(101, 102)은 수술용 핀에 잠시 갖다대는 방식으로 사용될 수 있으며, 그 과정에서 자이로 스틱(101, 102)에 구비된 결합홈(110)(도 1 또는 도 4 참조)이 수술용 핀에 일시적으로 결합될 수 있다.
제 1 뼈 조직체(310)와 제 2 뼈 조직체(320)가 관절부를 기준으로 회동하게 되면 제 1 자이로 스틱(101)과 제 2 자이로 스틱(102)이 서로 이루는 각도가 변하게 된다.
제 1 자이로 스틱(101)에 의해 측정된 제 1 뼈 조직체(310)의 기울기 데이터와 제 2 자이로 스틱(102)에 의해 측정된 제 2 뼈 조직체(320)의 기울기 데이터는 자이로 스틱 내의 통신모듈을 통해 외부 컴퓨터에 무선으로 전송된다. 의사는 제 1 뼈 조직체(310)의 기울기와 제 2 뼈 조직체(320)의 기울기, 그리고, 제 1 및 제2 뼈 조직체(310, 320)의 각도를 컴퓨터 모니터를 통해 편리하게 확인할 수 있다.
도 8은 제3 자이로 스틱(103) 및 제4 자이로 스틱(104)이 골절된 뼈 조직체(330)에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 3 자이로 스틱(103)은 골절된 뼈 조직체(330)의 제 1 골절 뼈 부분(331)에 결합되고 제 4 자이로 스틱(104)은 골절된 뼈 조직체(330)의 제 2 골절 뼈 부분(332)에 결합될 수 있다.
도 8에 도시된 제 3 자이로 스틱(331)과 제 4 자이로 스틱(332) 각각은, 전술한 제1 실시예에 따른 자이로 스틱(100) 또는 전술한 제2 실시예에 따른 자이로 스틱(1000)으로 구비될 수 있다.
예로써, 제 3 자이로 스틱(103)은 제 1 골절 뼈 부분(331)에 체결되는 수술용 핀(미도시)에 결합될 수 있고, 마찬가지로 제 4 자이도 스틱(104)은 제 2 골절 뼈 부분(332)에 체결되는 수술용 핀(미도시)에 결합될 수 있다. 이때, 제 3 및 제 4 자이로 스틱(103, 104)은 수술용 핀에 잠시 갖다대는 방식으로 사용될 수 있으며, 그 과정에서 자이로 스틱(103, 104)에 구비된 결합홈(110)(도 1 또는 도 4 참조)이 수술용 핀에 일시적으로 결합될 수 있다.
제 3 자이로 스틱(103)에 의해 측정된 제 1 골절 뼈 부분(331)의 기울기 데이터와 제 4 자이로 스틱(104)에 의해 측정된 제 2 골절 뼈 부분(332)의 기울기 데이터는 자이로 스틱 내의 통신모듈을 통해 외부 컴퓨터에 무선으로 전송된다. 의사는 제 1 골절 뼈 부분(331)의 기울기와 제 2 골절 뼈 조직체(332)의 기울기, 그리고, 제 1 및 제2 골절 뼈 부분(331, 332)의 각도를 컴퓨터 모니터를 통해 편리하게 확인할 수 있다.
제 3 자이로 스틱(103) 및 제 4 자이로 스틱(104)은 골절된 뼈 조직체(330)를 교정할 때 골절 뼈 부분들(331, 332)의 기울기들과 상대적인 각도의 측정을 용이하게 함으로써, 교정 작업이 보다 쉽고 편리하게 진행될 수 있도록 한다.
<제 2 적용 예>
도 9 및 10을 참조하여 자이로 스틱의 다른 적용 예를 설명한다.
도 9에는 골반의 일부가 표현되고 있으며, 골반에 회동 가능하게 연결된 제 4 뼈 조직체(810) 및 제 4 뼈 조직체(810)으로부터 파단된 제 5 뼈 조직체(820)를 나타내고 있다.
절단되기 전 제 4 뼈 조직체(810)에는 가늘고 길게 형성된 제 1 핀(710)이 횡방향으로 박혀 고정되어 있고, 제 5 뼈 조직체(820)에도 가늘고 길게 마련된 제 2 핀(720)이 횡방향으로 박혀 고정되어 있다.
제 1 핀(710)을 제 4 뼈 조직체(810)에 삽입 고정하고 제 2 핀(720)을 제 5 뼈 조직체(820)에 각각 삽입 고정한 뒤, 절단부(830)를 형성시킨다.
절단부(830)를 기준하였을 때 제 5 뼈 조직체(820)는 제 4 뼈 조직체(810)으로부터 자유롭게 움직임이 가능해지는 상태에 이르게 된다.
제 1 핀(710)과 제 2 핀(720) 각각에는 전술한 제1 실시예에 따른 자이로 스틱(100) 또는 제2 실시예에 따른 자이로 스틱(1000)이 결합될 수 있다.
제 1 핀(710) 및 제 2 핀(720)에 자이로 스틱이 하나씩 설치되어 있어서 제 4 뼈 조직체(810) 및 제 5 뼈 조직체(820)의 비틀림 각을 용이하게 측정할 수 있다.
다시 말해서, 도 10a에 도시된 바와 같이 제 1 핀(710) 및 제 2 핀(720)에 각각 설치된 자이로 스틱을 통해 제 4 뼈 조직체(810)와 제 5 뼈 조직체(820)가 이루는 비틀림각을 측정 가능한 것이다.
또한, 도 10b에 도시된 바와 같이 제 1 핀(710)과 제 2 핀(720)을 서로 평행하게 위치시킴으로써 제 1 핀(710) 및 제 2 핀(720)에 각각 설치된 자이로 스틱을 통해서 보정된 각도의 계산이 정확하게 수행될 수 있게 되는 것이다.
<제 3 적용 예>
도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 자이로 스틱의 또 다른 적용 예이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 자이로 스틱을 이용하여 관절에 사용될 수 있는 비구컵(910)의 설치 각도를 간단하고 정확하게 측정할 수 있게 된다.
이때, 전술한 제1 실시예에 따른 자이로 스틱(100) 또는 제2 실시예에 따른 자이로 스틱(1000)이 사용될 수 있다.
자이로 스틱에 마련된 결합홈(110)(도 1 또는 도 4 참조)에는 로드(920)가 대응되도록 결합 가능하다.
도 11에 도시되진 않았지만 비구컵(910)의 내부는 비어 있으며, 이와 같은 빈 공간으로 자이로 스틱이 삽입 가능한 것이다.
자이로 스틱이 비구컵(910) 내부에 수용된 상태에서 로드(920)를 결합홈(110)에 결합시킨 뒤 자이로 스틱을 이용하여 비구컵(910)의 설치 각도를 측정할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않은 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 환자에 대한 수술 또는 진단을 보조하기 사용되는 의료용 자이로 스틱(100)으로서,
    외부 케이싱(140); 및
    상기 외부 케이싱(140) 내에 수용되는 자이로스코프(150);를 포함하며,
    상기 외부 케이싱(140)은 측정 대상체와의 결합을 위한 결합홈(110)이 형성된,
    자이로 스틱.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 케이싱(140)은 막대(stick) 형상을 가진,
    자이로 스틱.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합홈(110)은 상기 외부 케이싱(140)의 길이 방향을 따라 형성된,
    자이로 스틱.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합홈(110)은 상기 외부 케이싱(140)의 제 1 측면(131)으로부터 상기 제 2 측면(132)에까지 연장된,
    자이로 스틱.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 결합홈(110)은 상기 외부 케이싱(140)의 외주면 상에 복수 개 형성되는,
    자이로 스틱.
  6. 제1항에 있어서,
    외부 컴퓨터와의 무선통신을 위해 상기 외부 케이싱(140) 내에 구비되는 통신모듈(160)을 더 포함하는,
    자이로 스틱.
  7. 제1항에 있어서,
    전력 공급을 위해 상기 외부 케이싱(140) 내에 구비되는 배터리(170)를 더 포함하는,
    자이로 스틱.
  8. 환자에 대한 수술 또는 진단을 보조하기 사용되는 의료용 자이로 스틱(1000)으로서,
    측정 대상체와 결합되는 결합부(500); 및
    상기 결합부(500)에 장착되며, 외부 케이싱(610)과 상기 외부 케이싱(610) 내에 수용되는 자이로스코프(630)를 포함하는 본체부(600);를 포함하며,
    자이로 스틱.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결합부(500)는 막대(stick) 형상을 갖는,
    자이로 스틱.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결합부(500)의 일측면 상에는 측정 대상체와의 결합을 위한 결합홈(110)이 형성된,
    자이로 스틱.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결합홈(110)은 곡률이 다른 다중 홈들로 이루어진,
    자이로 스틱.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 결합홈(110)은,
    제1 곡률의 제 1 및 제 2 라운드 면(111, 112)으로 이루어진 제1 결합홈부; 및
    상기 제 1 및 제 2 라운드 면(111, 112) 사이에 배치되며, 상기 제1 곡률보다 작은 제2 곡률의 제3 라운드 면(113)으로 이루어진 제2 결합홈부;를 포함하는,
    자이로 스틱.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 본체부(600)는, 외부 컴퓨터와의 통신을 위해 상기 외부 케이싱(610) 내에 수용되는 통신모듈(640)을 더 포함하는,
    자이로 스틱.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 본체부(600)는, 전력 공급을 위해 상기 외부 케이싱(610) 내에 수용되는 배터리(650)를 더 포함하는,
    자이로 스틱.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 외부 케이싱(610)에는 충전 케이블의 접속을 위한 충전공이 형성된,
    자이로 스틱.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 결합부(500)에는 장착홈(531)이 구비되며, 상기 본체부(600)는 상기 장착홈(531)에 탈착가능하게 장착되는,
    자이로 스틱.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 결합부(500)에는 밸크로 또는 고정용 밸트의 사용을 위한 적어도 하나의 고정홈(512, 522)이 형성된,
    자이로 스틱.
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