WO2017142148A1 - 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치 - Google Patents

회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치 Download PDF

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WO2017142148A1
WO2017142148A1 PCT/KR2016/009764 KR2016009764W WO2017142148A1 WO 2017142148 A1 WO2017142148 A1 WO 2017142148A1 KR 2016009764 W KR2016009764 W KR 2016009764W WO 2017142148 A1 WO2017142148 A1 WO 2017142148A1
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frame
rotatable
rotating
fixing
external fixation
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PCT/KR2016/009764
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박일형
오창욱
이현우
정상현
박철우
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경북대학교 산학협력단
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    • 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
    • A61B17/60—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 for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
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    • A61B17/66—Alignment, compression or distraction mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to an external fixation device having a rotatable calibration frame, and more particularly to an external fixation device having a rotatable calibration frame that forms a wide calibration area and has a rotational degree of freedom.
  • Minimally invasive fracture reduction surgery is a fracture reduction operation that minimizes the incision to the patient.
  • a real-time X-ray imaging device such as C-ARM is used to perform corrections to return misplaced bones and correct them. Fix the corrected bone fragments by inserting the intramedullary nail.
  • the external fixation device used in the bone reduction surgery connects the upper and lower frames, the upper frame and the lower frame, and changes the relative positions of the upper frame and the lower frame by changing the length thereof so that a variable leg and fracture are applied to correct the bone.
  • a fixing member for fixing the bone fragments of the deformed or deformed bone, and additionally, a frame is further installed on the upper and lower frames.
  • the conventional external fixing device (Korean Patent No. 10-0595479) is a frame additionally installed on the upper and lower frames are used to be fixed without being rotated in the axial direction in the horizontal direction and the vertical bar, calibration area There is a problem in that it is difficult to extend the rotational freedom of the frame is not guaranteed, so that the condition of the bone that can be effectively corrected has been limited.
  • the problem to be solved by the present invention is to further include a rotating frame rotatable in any one or more of the horizontal direction and the vertical direction on the upper and lower frames axially has a substantially wide area of reduction and correct for various types of bone damage It is to provide an external fixing device having a rotatable calibration frame capable of performing.
  • an external fixation device having a rotatable correction frame for correcting fractures or deformed bones, the first frame through which the bones, the bone penetrates A second frame spaced apart from the first frame, both ends of which are connected to the first frame and the second frame, respectively, and are mounted on a variable leg of varying length and at least one of the first frame and the second frame, so that all of the bone Or a rotation frame surrounding a portion and rotatable in any one or more directions of a horizontal direction traversing one or more frames and a vertical direction perpendicular to the horizontal direction.
  • an external fixation device which is further provided with a rotatable frame to ensure free rotation while having a wide area of conquest.
  • FIG. 1 is a perspective view of an external fixation device having a rotatable correction frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are exploded views of a rotatable calibration frame according to one embodiment of the invention.
  • 4A to 5C illustrate a rotation process of a rotatable calibration frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded view of a ball joint of an external fixation device having a rotatable calibration frame according to the present invention.
  • FIG. 7 shows an actuator of an external fixation device having a rotatable calibration frame according to the invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of an external fixation device having a rotatable correction frame according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of an external fixation device having a rotatable correction frame according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 and 13 are exploded views of a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • 14A to 14C illustrate a rotation process of a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • first frame 20 second frame
  • pin member 65 lower space
  • rotating body 250 opening and closing frame
  • roller 265 mounting pin
  • 1 is a perspective view of an external fixation device having a rotatable correction frame according to an embodiment of the present invention.
  • 2 and 3 are exploded views of a rotatable calibration frame according to one embodiment of the invention.
  • 4A to 5C illustrate a rotation process of a rotatable calibration frame according to an embodiment of the present invention.
  • the external fixation device 80 having a rotatable correction frame is an external fixation device for correcting a fractured or deformed bone, and includes a first frame 10 and a second device. Frame 20, variable leg 30 and rotating frame.
  • first frame 10 and the second frame 20 constitutes both ends and top and bottom portions of the external fixing device 80.
  • first frame 10 and the second frame 20 are used as the upper frame.
  • the first frame 10 and the second frame 20 are penetrated through such that bones of the arm or leg of the patient can pass through the inside of the first frame 10 and the second frame 20.
  • the penetrating bar external fixation device 80 may surround the fractured or deformed bone portion.
  • the penetrating shape may be various shapes such as a circle and a polygon, and the shape is not limited as long as it can surround the patient's arm or leg.
  • any one or more frames of the first frame 10 and the second frame 20 may be formed of a plurality of subframes, and each subframe may be connected with a fastening tool such as a bolt and a nut.
  • the external fixation device 80 is mounted from the end of the leg or arm of the patient to surround the fractured or deformed bone part.
  • the fastening device 80 may be directly mounted on the fracture or the deformed bone part after the fastening between the subframes and the unwinding subframes.
  • the variable leg 30 is a member connecting one end to the first frame 10 and the other end to the second frame 20 to connect the first frame 10 and the second frame 20.
  • the variable leg 30 may be changed in length to change relative positions and postures of the first frame 10 and the second frame 20.
  • the length of the variable leg 30 is changed.
  • the variable leg 30 may include a first leg 33 and the second leg 35, the actuator is provided with an actuator such as a motor inside the variable leg 30 is the first by the actuator Considering the manner in which the legs 33 and the second legs 35 move relative to each other, the length of the variable legs 30 changes.
  • the actuator is not provided inside the variable leg 30, and instead, a removable actuator may be applied separately from the external fixing device.
  • variable leg 30 may be connected to the first frame 10 and the second frame 20 through a joint structure such as the spherical joint 25 to the ball joint 70, so that the first frame ( 10) and the angle formed by the second frame 20 and the variable leg 30 may vary.
  • the external fixation device 80 is effective external fixation for bones fractured or deformed in various forms Can be carried out.
  • the coupling method between the variable leg 30 and the first and second frames is not limited to the above-described method, and there is no limitation to the method as long as the external fixing can be effectively performed.
  • variable legs 30 may be six in total, but the number of the variable legs 30 may vary depending on the type and purpose of the surgery.
  • the rotating frame may surround all or a portion of the bar bone forming a space therein while being installed or detachably mounted on the first frame 10 and the second frame 20, and accordingly the external fixation device 80 Has a wider correction area and can be rotated in the horizontal direction across the first frame 10 or the second frame 20 in the axial direction, thereby adding rotational degrees of freedom to the external fixation device, thereby resulting in fractured or deformed bones. It is a member that can perform external fixation more efficiently.
  • Such a rotating frame may include a first rotating frame installed on the first frame 10 and a second rotating frame installed at the bottom of the second frame 20, which is not directly connected to the variable leg 30.
  • the first rotating frame has a semi-circular frame body 130, a support member 135 for supporting the frame body 130 on the first frame 10, and a horizontal fixing to block rotation of the frame body 130.
  • the lever 140 may be included.
  • insertion spaces are formed at both ends of the frame body 130 having a semicircular shape, and through-holes located on the same line are formed at both sides defining the insertion space.
  • the support member 135 is inserted into the insertion space of the frame body 130, so that the through holes of the support member 135 and the through holes of both sides of the frame body 130 are located on the same line, and the horizontal fixing lever 140 Is fitted into the through holes so that the frame body 130 is rotatably coupled to the support member 135.
  • the support member 135 coupled with the frame body 130 may be fixedly or detachably mounted on the first frame 10, and the first rotating frame is installed on the first frame 10 through the mounting. Can be.
  • the frame body 130 is a semi-circular shape, there is an open portion, which can surround the butt portion through the open portion, and the external fixation device 80 according to an embodiment of the present invention is a hip fracture. It is effective in orthodontic treatment of fractures of body parts that external fixation devices cannot surround.
  • the frame body 130 of the first rotating frame when looking at the rotation process of the first rotating frame, when the horizontal fixing lever 140 is released, the frame body 130 of the first rotating frame may be inclined to the right side in the drawing (FIG. 4a), the frame body 130 may then be lifted upwards to be horizontal (see FIG. 4b), and further lifted up, the frame body 130 is tilted from the upper right to the lower left (see FIG. 4c).
  • the frame body 130 is rotatable based on a virtual axis in a horizontal direction connecting the through holes on both sides of the frame body 130.
  • the horizontal fixing lever 140 is a cylindrical shape consisting of a front length portion having a smaller diameter and a rear length portion of a cylindrical shape having a larger diameter than the front length portion.
  • a stepped jaw is formed (refer to FIG. 2), and the jaw of the horizontal fixing lever 140 forms a pressure portion at the side forming the insertion part of the frame body 130.
  • the front length portion and the rear length portion may have various shapes such as prisms in addition to the cylindrical shape.
  • the first rotation frame is installed on the first frame 10 so that the external fixing device 80 extends in the vertical direction as a whole, and rotates about the horizontal direction instead of only in the horizontal state. It has a large correction area and increases the degree of freedom of rotation, so that various types of damaged bones can be effectively corrected.
  • the frame body 130 of the first rotating frame is provided with a fixing member 40 for fixing the bone fragments with respect to the first rotating frame, the fixing member 40 removes the bone fragments of the fractured or deformed bone 1.
  • a member for fixing to a rotational frame, wherein the fixing member 40 includes a pin 43 that is lodged in the bone piece and a fixing piece 45 for fixing the pin 43 on the first rotation frame. Can be.
  • a second rotating frame is installed at the bottom of the second frame 20, and the second rotating frame is the same as the first rotating frame with the frame body 160, the supporting member 175, and the horizontal fixing lever 180.
  • a fixing member 170, the shape 160 of the frame body has a circular shape unlike the first rotating frame.
  • the principle of rotation and fixing of the second rotating frame is the same as that of the first rotating frame, and as can be seen from FIGS. 5A to 5C, the frame body 160 is in a horizontal state in a state tilted to the left in the drawing (see FIG. 5A). (See FIG. 5B) and a state inclined to the right (see FIG. 5C), that is, the second rotating frame may be rotated based on an imaginary axis connecting through holes on both sides of the frame body 160.
  • the rotating frame may be composed of a plurality of sub-frames, each sub-frame may be connected by a fastening tool such as bolts and nuts. If the rotating frame consists of multiple subframes, the rotating frame does not need to be mounted from the end of the patient's leg or arm so that the rotating frame surrounds the fractured or deformed bone part; After opening the frame, the rotating frame can be mounted directly on the fractured or deformed bone.
  • FIG. 6 is an exploded view of a ball joint of an external fixation device having a rotatable calibration frame according to the present invention.
  • 7 shows an actuator of an external fixation device having a rotatable calibration frame according to the invention.
  • variable leg 30 of the external fixing device 80 having a rotatable correction frame may be variable in length by a separate removable actuator.
  • shape of the variable leg 30 and the ball joint 70 structure to be described later may be applied to the connection of the variable leg 30 and the second frame 20.
  • the variable leg 30 includes a first leg 33 on which a male thread is formed and a second leg 35 on which a female thread is screwed with the male thread, and the screw tightening during the screwing process of the male thread and the female thread and Through loosening of the screw, the overall length of the variable leg 30 can be changed, and as a result, the relative position and attitude of the first frame 10 and the second frame 20 can be changed.
  • the ball joint 70 is a member that connects the variable leg 30 and the lower frame, which is the second frame 20, and has a ball shaft 57 and a ball shaft 57 connected to the first leg 33 of the variable leg 30. It may include a ball 55 formed at the end of the ball frame 50, the ball housing 50 and the pin member 63 is provided in the second frame 20, the fitting groove 53 to which the ball 55 is fitted. .
  • the ball 55 is formed with a through hole 60 passing through the center of the ball 55, the outer surface of the ball housing 50, a pair of insertion holes facing in the direction crossing the fitting groove 53 A ball housing 50 is formed, and the rod-shaped pin member 63 passes through the through hole 60 of the ball 55 through one of the insertion holes 59 of the ball housing 50. Passing through the other insertion hole 59, the pin member 63 spans the pair of insertion holes 59 and may simultaneously pass through the through hole 60 of the ball 55.
  • the through-hole 60 of the ball 55 may have the same diameter as the diameter of the pin member 63 in the center bar pin member 63 is fitted to the center of the through-hole 60 and the ball 55.
  • the portion of the through hole 60 on the spherical surface of the ball 55 may have a slit shape, the area of which is formed larger than the cross-sectional area of the pin member 63, so that Pivot movement can be guaranteed.
  • a lower space 65 is formed at a lower portion of the ball housing 50, and the rotational force of the bar actuator in which the protrusion of the actuator to be described later is fitted into the lower space 65 is transmitted to the ball housing 50 so as to be provided. 50 will rotate.
  • the ball housing 50 is installed on the second frame 20, the installation method of the present invention, the two ball housing 50 is adjacent to form a group and a total of three groups of the second frame ( 20) may be installed spaced apart from each other.
  • the installation manner of the ball housing 50 may vary and is not limited to the above-described manner.
  • the actuator is a drive device for changing the length of the variable leg 30 of the external fixing device 80, which may include a surgical actuator 90 and a portable actuator 100.
  • the surgical actuator 90 may include a drive unit 97 including a motor 93 and a motor frame 91 on which the drive unit 97 is mounted.
  • the drive unit 97 may also be equipped with an encoder.
  • a motor drive 95 which is a power transmission member that is connected to the motor 93 and the motor 93 and rotates by the power of the motor 93, and has a protrusion formed on the motor drive 95. .
  • the protrusion of the motor drive 95 is fitted into the lower space 65 of the ball housing 50 such that the ball housing 50 and the motor drive 95 move integrally.
  • the motor drive 95 is rotated by the motor 93, so that the ball housing 50 coupled to the motor drive 95 also rotates.
  • the ball 55 connected to the first leg 33 is bound to the ball housing 50 by the pin member 63 while being in the ball housing 50, and thus the ball housing by the drive unit 97 (
  • the rotation of 50 causes the rotation of the first leg 33 connected to the ball 55, so that the first leg 33 enters the second leg 35 in accordance with the direction of rotation and thus the variable leg 30.
  • the length of the short leg or the first leg 33 comes out of the second leg 35, the length of the variable leg 30 becomes long.
  • the drive unit 97 composed of the motor 93 and the motor drive 95 may be tied together by two mounting brackets to form one power group, and three power groups may be installed on the motor frame 91.
  • the installation position of one power group on the motor frame 91 becomes a position corresponding to the position of the ball housing 50 mounted on the second frame 20, thereby externally fixing the surgical actuator 90.
  • the motor drive 95 of the surgical actuator 90 may be accurately fitted into the lower space 65 of the ball housing 50.
  • the portable actuator 100 is a driving member used when a clinician or a patient performs a gradual correction after surgery, and may include two driving units 110 consisting of a motor 105 and a motor drive 107.
  • the drive unit 110 may be bundled by the mounting bracket to form a single power group to become the portable actuator 100.
  • the above-described surgical and portable actuators can be adjusted by the server operating time and operation details, and thus controlled by the server can enhance the effect of the calibration.
  • the operation details may include the rotational force and the rotation direction of the motor.
  • a nut-shaped shaft fixing device 31 may be installed on the first leg 33 on which the male thread is formed, and the shaft fixing device 31 is mounted on the first leg 33 through a screw tightening and loosening process. Can move up and down, thereby moving the shaft fixing device 31 on the first leg 33 to a position where it will come in contact with the bottom of the second leg 35, preventing the second leg 35 from moving down. As a result, the shaft, which is the variable leg 30, can be fixed without causing a change in length.
  • the external fixing device 80 having a rotatable calibration frame according to an embodiment of the present invention has been described above.
  • the external fixing device having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
  • do. 8 is a perspective view of an external fixation device having a rotatable correction frame according to another embodiment of the present invention.
  • the frame body 190 of the rotating frame installed on the first frame 10 is not semi-circular.
  • the frame body 190 may be rotated or blocked by the loosening and tightening of the horizontal fixing lever 200.
  • the frame body 190 since the frame body 190 has a circular shape, the installation range of the fixing member 40 becomes wider, and as a result, the degree of freedom of distance control between the fixing members 40 is increased when fixing the bone piece, thereby effectively fixing the bone piece. have.
  • the external fixation device 220 having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention has been described above.
  • the external fixation device having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.
  • Explain. 9 is a view showing a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • the frame body 210 of the rotating frame may have a fan shape between a circle and a semicircle, and thus, the frame body ( The shape of 210 may be adjusted to a fan shape between a circle and a semi-circle, so that the external fixation device may be effectively applied to various fracture parts of the body.
  • FIGS. 10 to 14C The external fixing device having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention has been described above.
  • the external fixing device having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 14C.
  • FIGS. 10 to 14C explain. 10 is a perspective view of an external fixation device having a rotatable correction frame according to another embodiment of the present invention.
  • 11 is a view showing a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • 12 and 13 are exploded views of a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • 14A to 14C illustrate a rotation process of a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention.
  • the external fixing device 230 having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention is not only rotatable in the horizontal direction A, but also the first frame 10.
  • rotation may be possible by using the vertical direction B penetrating the second frame 20 as the axial direction, and the degree of rotation based on the horizontal direction A may be about 20 ° in the clockwise and counterclockwise directions, respectively.
  • the degree of rotation based on the vertical direction B may be about 30 ° to the right and left, respectively, but the degree of rotation may vary.
  • the first rotating frame installed on the first frame 10 of the rotation frame of the external fixing device 230, the guide frame 240 and the guide frame 240 is formed in the space and is part of a circular shape It is located in the interior of the vertical direction (B) along the curved surface of the guide frame 240 in the axial direction and includes a rotating body 245 which is part of a circular shape.
  • a plurality of rollers 260 may be installed at both ends of the guide frame 240 to assist the rotational movement of the rotating body 245, and the rollers 260 are in contact with the circumference of the rotating body 245. While serving as a rotation guide, in some cases, only one roller may be installed instead of the plurality of rollers 260.
  • two stop pins 267 and 269 may be provided at both ends of the guide frame 240, and the stop pins 267 and 269 are slit-shaped rotating bodies formed along the circumference of the rotating body 245. Located inside the penetrating part of 245, when the rotary body 245 rotates, both ends of the penetrating part hit the stop pins 267 and 269, thereby limiting the rotation range of the rotary body 245.
  • the mounting pin 265 may be installed between the two stop pins 267 and 269 on the guide frame 240, and the mounting pin 265 may also protrude past the through part of the rotating body 245.
  • the mounting pin 265 may pass through the through hole of the cover 270, which may be positioned on the rotating body 245 to cover the roller 260.
  • the first rotating frame may include a vertical fixing lever 275 positioned on the cover 270 and having the mounting pin 265 fitted in the hollow part, and the vertical fixing lever 275 may include the cover 270. Pressing and as a result, the rotating body 245 under the cover 270 may be pressed to block rotation of the rotating body 245. As such, the degree of rotation of the rotating body 245 may be adjusted by blocking the rotation of the rotating body 245 through the vertical fixing lever 275, so that external fixation of the bone may be effectively performed.
  • the first rotating frame when viewing the rotation process of the first rotating frame through FIGS. 14A to 14C, the first rotating frame may be rotated to the left (see FIG. 14A) or to the right (see FIG. 14C) in the initial state (see FIG. 14B).
  • the rotating body 245 may be fixed through the vertical fixing lever 275 as described above to fix the first rotating frame in the rotated position.
  • the opening and closing frame 250 may be installed to open and close the open portion, the opening and closing frame 250 is a bolt and both ends of the rotating body 245 It may be coupled to be releasable through a fastening means such as a nut. In this way, the opening and closing frame 250 is present to open the rotating body 245, the first rotating frame can be easily mounted on the bone to be corrected.
  • the rotating body 245 or the opening and closing frame 250 may be provided with a fixing member for fixing the bone fragments of the bone relative to the rotating body 245 or the opening and closing frame 250, the fixing member pins and pins that are lodged in the bone fragments It may include a fixing piece for fixing to the rotating body 245 or the opening and closing frame 250.
  • the external fixing device 230 having a rotatable calibration frame according to another embodiment of the present invention can be rotated by using both the horizontal direction (A) and the vertical direction (B) as an axis. Correction of fractures or deformed bones of this difficult form can be carried out effectively.
  • the rotation frame of the external fixation device is wrapped around the fractured or deformed bone to fix the bone through the fixing member installed on the rotation frame . Then, while the horizontal and vertical fixing levers are released, the rotating frame is pulled while rotating the axis about the horizontal and vertical directions, and after the towing to some extent aligned between the bone pieces to fix the rotating frame through the fixing lever. Then, fine correction between bone fragments is performed while varying the length of the variable leg.
  • the correction region is enlarged in the vertical direction, and the external fixing device is possible because the rotating frame can be rotated around the horizontal and vertical directions. Since the degree of freedom of rotation is increased, fractures of bones, which have been difficult to correct in the past, can be effectively corrected.
  • the external fixing device including the rotating frame according to the present invention has been described above, and the rotating frame may be installed on the upper frame or the lower frame of the external fixing device or both the upper frame and the lower frame, and the rotating frame is installed in the horizontal direction or It can be rotated in the vertical direction in the axial direction or in both the horizontal direction and the vertical direction in the axial direction.
  • the rotating frame may take the shape of a circle, a semicircle, and a circular shape which is a shape between the circle and the semicircle.

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Abstract

외고정 장치는, 골절 또는 변형된 뼈를 교정하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치로서, 뼈가 관통하는 제 1 프레임, 뼈가 관통하며 제 1 프레임으로부터 이격되어 있는 제 2 프레임, 양 단이 각각 제 1 프레임 및 제 2 프레임에 연결되어 있으며 길이가 변화하는 가변 레그 및 제 1 프레임 및 제 2 프레임 중 하나 이상의 프레임에 장착되어 뼈의 전부 또는 일부를 둘러싸며, 하나 이상의 프레임을 가로지르는 수평 방향 및 수평 방향에 직각인 연직 방향 중 어느 하나 이상의 방향을 축방향으로 하여 회전이 가능한 회전 프레임을 포함한다.

Description

회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치
본 발명은 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 넓은 교정 영역을 형성하며 회전 자유도를 갖는 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치에 관한 것이다.
최소 침습 골절 정복 수술은 환자에 대한 절개 등을 최소화하는 골절 정복 수술로서, 이와 같은 골절 정복 수술에서는 C-ARM과 같은 실시간 엑스선 촬영 장비를 이용하여 어긋한 뼈를 제자리로 돌리는 교정을 수행하고 교정 상태에서 골수강내 금속정을 삽입하는 것 등에 의해 교정된 골편들을 고정한다.
이러한 골정 정복 수술에 사용되는 외고정 장치는 상하부 프레임, 상부 프레임과 하부 프레임을 연결하며 그 길이 변화로 상부 프레임과 하부 프레임의 상대적 위치를 변화시키면서 뼈에 교정을 위한 힘이 가해지도록 하는 가변 레그 및 골절되거나 변형된 뼈의 골편을 고정하는 고정 부재를 포함하고, 추가적으로 상하부 프레임 상에 프레임이 더 설치되는 경우가 있다.
이와 관련하여, 종래의 외고정 장치(한국 등록특허 제10-0595479호)는 상하부 프레임 상에 추가로 설치된 프레임이 수평 방향 및 수직 방향을 축방향으로 하여 회전하지 못하며 고정된 채로 사용되는 바, 교정 영역을 확장하는 데 어려움이 있으며, 프레임의 회전 자유도가 보장되지 못하므로 효과적으로 교정될 수 있는 뼈의 상태가 제한적이라는 문제점이 있어왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 회전가능한 프레임을 추가로 구비하여 넓은 정복 영역을 가지면서도 회전 자유도가 보장되어 자유로운 위치 정렬을 유도할 수 있는 외고정 장치를 발명할 필요성이 대두되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 상하부 프레임 상에 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나 이상의 방향을 축방향으로 하여 회전가능한 회전 프레임을 추가로 구비함으로써 실질적으로 넓은 정복 영역을 가지며 다양한 형태의 뼈 손상에 교정을 실시할 수 있는 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 외고정 장치는, 골절 또는 변형된 뼈를 교정하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치로서, 뼈가 관통하는 제 1 프레임, 뼈가 관통하며 제 1 프레임으로부터 이격되어 있는 제 2 프레임, 양 단이 각각 제 1 프레임 및 제 2 프레임에 연결되어 있으며 길이가 변화하는 가변 레그 및 제 1 프레임 및 제 2 프레임 중 하나 이상의 프레임에 장착되어 뼈의 전부 또는 일부를 둘러싸며, 하나 이상의 프레임을 가로지르는 수평 방향 및 수평 방향에 직각인 연직 방향 중 어느 하나 이상의 방향을 축방향으로 하여 회전이 가능한 회전 프레임을 포함한다.
본 발명에 따르면, 회전가능한 프레임을 추가로 구비하여 넓은 정복 영역을 가지면서도 회전 자유도가 보장되어 자유로운 위치 정렬을 유도할 수 있는 외고정 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 사시도이다.
도 2 및 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 분해도이다.
도 4a 내지 5c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 회전 과정을 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 볼 조인트의 분해도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 액츄에이터를 도시한 도면이다.
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 사시도이다.
도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 사시도이다.
도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 나타낸 도면이다.
도 12 및 13 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 분해도이다.
도 14a 내지 14c 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 회전 과정을 도시한 도면이다.
<부호의 설명>
10: 제 1 프레임 20: 제 2 프레임
25: 스페리컬 조인트 30: 가변 레그
31: 축 고정 장치 33: 제 1 레그
35: 제 2 레그 40, 170: 고정 부재
43, 165: 핀 45: 고정편
50: 볼 하우징 53: 끼움홈
55: 볼 57: 볼축
59: 삽입 구멍 60: 관통공
63: 핀부재 65: 하부 공간
70: 볼 조인트 80, 220, 230: 외고정 장치
90: 수술용 액츄에이터 91: 모터 프레임
93. 105: 모터 95, 107: 모터 드라이브
97, 110: 구동 유닛 100: 휴대용 액츄에이터
130, 160, 190, 210: 프레임 본체 135, 175: 지지부재
140, 180, 200: 수평 고정 레버 240: 가이드 프레임
245: 회전 본체 250: 개폐 프레임
260: 롤러 265: 장착핀
267, 269: 멈춤핀 270: 덮개
275: 수직 고정 레버
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1 내지 5c 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치를 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 사시도이다. 도 2 및 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 분해도이다. 도 4a 내지 5c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 회전 과정을 도시한 도면이다.
도 1 내지 5c 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(80)는 골절되거나 변형된 뼈를 교정하는 외고정 장치로서, 제 1 프레임(10), 제 2 프레임(20), 가변 레그(30) 및 회전 프레임을 포함한다.
제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20)은 각각 외고정 장치(80)의 양 단부 내지 상하부를 구성하는 부재로서, 경우에 따라서는 제 1 프레임(10)을 상부 프레임으로 제 2 프레임(20)을 하부 프레임으로 간주할 수 있다. 제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20)은 환자의 팔 또는 다리의 뼈가 제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20)의 내부를 지나갈 수 있도록 내부가 관통되어 있으며, 이렇게 내부가 관통되어 있는 바 외고정 장치(80)는 골절 또는 변형된 뼈 부분을 둘러쌀 수 있다. 이러한 관통 형상은 원형 및 다각형 등 다양한 형상일 수 있으며, 환자의 팔 또는 다리를 둘러쌀 수 있다면 그 형상에는 제한이 없다.
한편, 제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20) 중 어느 하나 이상의 프레임은 복수의 서브 프레임으로 이루어질 수도 있으며 각 서브 프레임은 볼트 및 너트와 같은 체결 도구로 연결될 수 있다. 제 1 프레임(10) 또는 제 2 프레임(20)이 복수의 서브 프레임으로 되어 있을 경우 외고정 장치(80)가 골절 또는 변형된 뼈 부분을 둘러싸기 위해서 환자의 다리 또는 팔의 단부부터 외고정 장치가 장착될 필요가 없으며 대신에 서브 프레임 간의 체결을 풀고 풀린 서브 프레임을 벌린 후 골절 또는 변형된 뼈 부분에 외고정 장치(80)를 바로 장착할 수 있다.
가변 레그(30)는 일단이 제 1 프레임(10)에 연결되며 타단이 제 2 프레임(20)에 연결됨으로써 제 1 프레임(10)과 제 2 프레임(20)을 연결하는 부재이다. 또한, 가변 레그(30)는 길이가 변화되어 제 1 프레임(10)과 제 2 프레임(20)의 상대적인 위치 및 자세를 변화시킬 수 있으며, 이와 관련하여 가변 레그(30)의 길이가 변화하는 방식을 살펴보면, 우선 가변 레그(30)는 제 1 레그(33) 및 제 2 레그(35)를 포함할 수 있고, 가변 레그(30) 내부에 모터와 같은 액츄에이터가 구비되어 있어 이 액츄에이터에 의해 제 1 레그(33)와 제 2 레그(35)가 상대 이동하여 가변 레그(30)의 길이가 변화하는 방식을 고려할 수 있다. 다른 방식으로는, 가변 레그(30) 내부에 액츄에이터가 구비되어 있지 않으며 대신에 외고정 장치와는 별개로 탈착식 액츄에이터를 적용할 수도 있다.
또한, 가변 레그(30)는 스페리컬 조인트(25) 내지 볼 조인트(70)와 같은 조인트 구조를 통해 제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20)과 연결될 수 있으며, 그 결과 제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20)과 가변 레그(30)가 형성하는 각도는 변할 수 있다. 이렇게, 가변 레그(30)의 길이가 변화된다는 점 및 스페리컬 조인트(25)와 볼 조인트(70)를 사용한다는 점으로 인해서 외고정 장치(80)는 다양한 형태로 골절되거나 변형된 뼈에 대하여 효과적 외고정을 실시할 수 있다. 다만, 가변 레그(30)와 제 1 및 2 프레임 간의 결합 방식은 전술한 방식으로 한정되는 것은 아니며 외고정을 효과적을 실시할 수 있다면 그 방식에는 제한이 없다.
한편, 가변 레그(30)는 총 6개일 수 있으나 가변 레그(30)의 개수는 수술의 종류 및 목적에 따라 다양할 있다.
회전 프레임은 제 1 프레임(10) 및 제 2 프레임(20)에 설치되거나 탈착식으로 장착되면서, 내부에 공간을 형성하고 있는 바 뼈의 전부 또는 일부를 둘러쌀 수 있고, 그에 따라 외고정 장치(80)가 넓은 교정 영역을 갖도록 하며, 또한 제 1 프레임(10) 또는 제 2 프레임(20)을 가로지르는 수평 방향을 축방향으로 하여 회전이 가능하므로 외고정 장치에 회전 자유도를 부가하여, 골절되거나 변형된 뼈의 외고정을 보다 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 부재이다.
이러한 회전 프레임은 제 1 프레임(10) 상에 설치된 제 1 회전 프레임 및 가변 레그(30)에 직접 연결되어 있지 않은, 제 2 프레임(20)의 저부에 설치된 제 2 회전 프레임을 포함할 수 있다. 제 1 회전 프레임은 반원 형상의 프레임 본체(130), 프레임 본체(130)를 제 1 프레임(10) 상에 대하여 지지하는 지지부재(135), 및 프레임 본체(130)의 회전을 차단하는 수평 고정 레버(140)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 반원 형상인 프레임 본체(130)의 양 단부에는 삽입 공간이 형성되어 있으며 이 삽입 공간을 규정하는 양 측부에는 동일 선상에 위치하는 관통공이 형성되어 있다. 지지부재(135)는 프레임 본체(130)의 삽입 공간에 삽입되면서 지지부재(135)의 관통공과 프레임 본체(130)의 양 측부의 관통공은 동일 선상에 위치하게 되고, 수평 고정 레버(140)는 이 관통공들에 끼워지게 되어 프레임 본체(130)는 지지부재(135)에 대하여 회전 가능하게 결속된다. 또한, 프레임 본체(130)와 결합된 지지부재(135)는 제 1 프레임(10) 상에 고정식 또는 탈착식으로 장착될 수 있으며 이 장착을 통해 제 1 회전 프레임은 제 1 프레임(10) 상에 설치될 수 있다.
한편, 프레임 본체(130)가 반원 형상이므로 개방 부분이 존재하게 되고, 이 개방 부분을 통해 엉덩이 부분을 둘러쌀 수 있는 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 외고정 장치(80)는 엉덩이 골절과 같은, 외고정 장치가 전체를 둘러쌀 수 없는 신체 부분의 골절에 대한 교정 치료에 효과적이다.
도 4a 내지 4c 를 통해, 제 1 회전 프레임의 회전 과정을 살펴보면, 수평 고정 레버(140)가 풀린 상태에서, 제 1 회전 프레임의 프레임 본체(130)는 도면 상에서 우측으로 기울어져 있을 수 있으며(도 4a 참조), 이후 프레임 본체(130)를 상방으로 들어올려 수평 상태가 되도록 할 수 있고(도 4b 참조), 더 들어올려 프레임 본체(130)는 우측 상방에서 좌측 하방으로 기울어진 상태(도 4c 참조)가 될 수 있다. 다시 말해서, 프레임 본체(130)의 양 측부의 관통공을 잇는 수평 방향의 가상의 축을 기준으로 프레임 본체(130)는 회전이 가능하다.
이러한 회전 과정을 통해, 프레임 본체(130)의 위치가 의료진 내지 환자가 원하는 위치에 있게될 경우, 수평 고정 레버(140)를 통해 프레임 본체(130)의 위치를 고정시켜 그 회전을 차단하게 된다. 프레임 본체(130)의 회전을 차단하는 것과 관련하여, 수평 고정 레버(140)는 원기둥 형상이며 작은 직경을 갖는 전방 길이부분 및 전방 길이부분보다 큰 직경을 갖는 원기둥 형상의 후방 길이부분으로 이루어져 있는 바, 전방 길이부분에서 후방 길이부분으로 변화되는 부분에는 단차를 이루는 턱이 형성되어 있고(도 2 참조), 수평 고정 레버(140)의 턱이 프레임 본체(130)의 삽입 부분을 형성하는 측부에 압력을 가함에 따라 측부는 삽입 부분에 끼워져 있는 지지부재(135)에 대하여 압박되어 회전을 할 수 없게 되고, 그 결과 제 1 회전 프레임은 회전이 차단될 수 있다. 다만, 전방 길이부분 및 후방 길이부분은 원기둥 형상 이외에 각기둥 등 다양한 형상을 지닐 수 있다.
이렇게, 제 1 회전 프레임이 제 1 프레임(10) 상에 설치되어 외고정 장치(80)가 전체적으로 연직 방향으로 확장되며, 또한 수평 상태로만 있지 않고 수평 방향을 축으로 하여 회전함에 따라 외고정 장치(80)는 넓은 교정 영역을 갖게 되고 회전 자유도가 증가하여 다향한 형태로 손상된 뼈에 대한 교정을 효과적으로 실시할 수 있다.
아울러, 제 1 회전 프레임의 프레임 본체(130)에는 뼈의 골편을 제 1 회전 프레임에 대하여 고정시키는 고정 부재(40)가 설치되어 있고, 고정 부재(40)는 골절되거나 변형된 뼈의 골편을 제 1 회전 프레임에 대하여 고정시키는 부재로서, 골편의 고정을 위해서 고정 부재(40)는 골편에 박히는 핀(43) 및 핀(43)을 제 1 회전 프레임 상에 고정시키는 고정편(45)을 포함할 수 있다.
또한, 제 2 프레임(20)의 저부에는 제 2 회전 프레임이 설치되어 있는데, 제 2 회전 프레임은 제 1 회전 프레임과 동일하게 프레임 본체(160), 지지부재(175), 수평 고정 레버(180) 및 고정 부재(170)를 포함하나, 프레임 본체의 형상(160)은 제 1 회전 프레임과 다르게 원 형상을 지니고 있다. 한편, 제 2 회전 프레임의 회전 및 고정 원리는 제 1 회전 프레임과 동일하며, 도 5a 내지 5c 를 통해 알 수 있듯이, 프레임 본체(160)는 도면 상에서 좌측으로 기운 상태(도 5a 참조)에서 수평 상태(도 5b 참조) 그리고 우측으로 기운 상태(도 5c 참조)를 가질 수 있으며, 즉 제 2 회전 프레임은 프레임 본체(160)의 양 측의 관통공을 연결하는 가상의 축을 기준으로 회전이 가능하다.
한편, 회전 프레임은 복수의 서브 프레임으로 이루어질 수도 있으며 각 서브 프레임은 볼트 및 너트와 같은 체결 도구로 연결될 수 있다. 회전 프레임이 복수의 서브 프레임으로 되어 있을 경우 회전 프레임이 골절 또는 변형된 뼈 부분을 둘러싸기 위해서 환자의 다리 또는 팔의 단부부터 회전 프레임이 장착될 필요가 없으며 대신에 서브 프레임 간의 체결을 풀고 풀린 서브 프레임을 벌린 후 골절 또는 변형된 뼈 부분에 회전 프레임을 바로 장착할 수 있다.
추가적으로, 도 6 및 7 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(80)에 적용할 수 있는 볼 조인트의 구조 및 액츄에이터를 설명한다. 도 6 은 본 발명에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 볼 조인트의 분해도이다. 도 7 은 본 발명에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 액츄에이터를 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(80)의 가변 레그(30)는 별도의 탈착식 액츄에이터에 의해 그 길이가 가변될 수 있다. 이를 위해서, 가변 레그(30)와 제 2 프레임(20)의 연결에 후술할 가변 레그(30)의 형태 및 볼 조인트(70) 구조가 적용될 수 있다.
가변 레그(30)는 수나사산이 형성된 제 1 레그(33) 및 수나사산과 나사 결합을 하는 암나사산이 형성된 제 2 레그(35)를 포함하며, 수나사산과 암나사산의 나사 결합 과정 중의 나사 조임 및 나사 풀림을 통해 가변 레그(30)의 전체 길이가 변할 수 있고, 그 결과 제 1 프레임(10)과 제 2 프레임(20)의 상대적인 위치 및 자세가 변화될 수 있다.
볼 조인트(70)는 가변 레그(30)와 제 2 프레임(20)인 하부 프레임을 연결하는 부재로서, 가변 레그(30)의 제 1 레그(33)에 연결된 볼축(57), 볼축(57)의 단부에 형성된 볼(55), 제 2 프레임(20)에 설치되어 있으며 볼(55)이 끼워지는 끼움홈(53)을 구비한 볼 하우징(50) 및 핀부재(63)를 포함할 수 있다.
또한, 볼(55)에는 볼(55)의 중심을 지나는 관통공(60)이 형성되어 있으며 볼 하우징(50)의 외면에는 끼움홈(53)을 가로지르는 방향을 따라 마주보는 한 쌍의 삽입 구멍(59)이 형성되어 있고, 막대 모양의 핀부재(63)가 볼 하우징(50)의 한쪽 삽입 구멍(59)을 지나 볼(55)의 관통공(60)을 관통한 후 볼 하우징(50)의 다른쪽 삽입 구멍(59)을 지나면서, 핀부재(63)는 한 쌍의 삽입 구멍(59)에 걸쳐져 있으며 동시에 볼(55)의 관통공(60)을 지날 수 있다.
아울러, 볼(55)의 관통공(60)은 중심에서 핀부재(63)의 직경과 동일한 직경을 가질 수 있는 바 핀부재(63)는 관통공(60)과 볼(55)의 중심에 맞물릴 수 있고, 반면에 볼(55)의 구면 상의 관통공(60) 부분은 슬릿 형상일 수 있는데 이 슬릿 형상의 면적은 핀부재(63)의 단면적보다 큰 면적을 형성하고 있어 볼(55)의 피벗 움직임이 보장될 수 있다.
추가적으로, 볼 하우징(50)의 하부에는 하부 공간(65)이 형성되어 있으며, 후술할 액츄에이터의 돌출부가 이 하부 공간(65)에 끼워지는 바 액츄에이터의 회전력이 볼 하우징(50)에 전달되어 볼 하우징(50)이 회전하게 된다.
이러한 볼 하우징(50)은 제 2 프레임(20) 상에 설치되는 데, 본 발명의 설치 방식은 2개의 볼 하우징(50)이 인접하게 하나의 군을 형성하며 총 3 개의 군이 제 2 프레임(20) 상에서 소정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 다만, 볼 하우징(50)의 설치 방식은 다양할 수 있으며 전술한 방식으로 제한되는 것은 아니다.
액츄에이터는 외고정 장치(80)의 가변 레그(30)의 길이를 변화시키는 구동 장치로서, 이 액츄에이터는 수술용 액츄에이터(90) 및 휴대용 액츄에이터(100)를 포함할 수 있다. 수술용 액츄에이터(90)는 모터(93)를 포함하는 구동 유닛(97) 및 구동 유닛(97)이 장착되는 모터 프레임(91)을 포함할 수 있으며, 또한 구동 유닛(97)은 엔코더가 부착된 모터(93) 및 모터(93)에 연결되어 모터(93)의 동력에 의해 회전하는 동력 전달 부재인 모터 드라이브(95)를 포함할 수 있으며, 모터 드라이브(95)의 상부에는 돌출부가 형성되어 있다.
한편, 볼 하우징(50)의 하부 공간(65)에 모터 드라이브(95)의 돌출부가 끼워지게 되어 볼 하우징(50)과 모터 드라이브(95)는 일체로 움직이게 된다. 이런 구조에서 모터(93)에 의해 모터 드라이브(95)가 회전하고 그 결과 모터 드라이브(95)에 결합된 볼 하우징(50) 역시 회전하게 된다. 또한, 제 1 레그(33)와 연결된 볼(55)은 볼 하우징(50) 내에 있으면서 핀부재(63)에 의해 볼 하우징(50)에 결속되어 있는 바, 구동 유닛(97)에 의한 볼 하우징(50)의 회전은 볼(55)과 연결된 제 1 레그(33)의 회전을 발생시키며, 그 결과 회전 방향에 따라 제 1 레그(33)가 제 2 레그(35) 속으로 들어가 가변 레그(30)의 길이가 짧아지거나 제 1 레그(33)가 제 2 레그(35)로부터 나오게 되어 가변 레그(30)의 길이가 길어지게 된다.
아울러, 모터(93) 및 모터 드라이브(95)로 이루어진 구동 유닛(97)은 2개가 장착 브라켓에 의해 묶여서 하나의 동력 군을 이룰 수 있으며, 3개의 동력 군이 모터 프레임(91)에 설치되게 되고, 모터 프레임(91) 상에서의 하나의 동력 군의 설치 위치는 제 2 프레임(20)에 장착된 볼 하우징(50)의 위치에 대응되는 위치가 되어, 수술용 액츄에이터(90)를 외고정 장치(80)에 장착할 때 볼 하우징(50)의 하부 공간(65)에 수술용 액츄에이터(90)의 모터 드라이브(95)가 정확하게 끼워지게 될 수 있다.
휴대용 액츄에이터(100)는 수술 후 의료진 또는 환자가 점진적인 교정을 실시할 때 사용하는 구동 부재로서, 모터(105) 및 모터 드라이브(107)로 이루어진 구동 유닛(110) 2개로 이루어질 수 있으며, 이 2개의 구동 유닛(110)이 장착 브라켓에 의해 묶여서 하나의 동력 군을 형성하여 휴대용 액츄에이터(100)가 될 수 있다.
한편, 전술한 수술용 및 휴대용 액츄에이터는 서버에 의해 작동 시점 및 작동 세부 사항이 조절될 수 있으며, 이렇게 서버에 의해 제어됨으로써 교정의 효과를 높일 수 있다. 한편, 작동 세부 사항은 모터의 회전력 및 회전 방향 등을 포함할 수 있다.
추가적으로, 수나사산이 형성된 제 1 레그(33)에는 너트 형상의 축 고정 장치(31)가 설치될 수 있으며, 이 축 고정 장치(31)는 나사 조임 및 풀림 과정을 통해 제 1 레그(33) 상에서 위아래로 이동할 수 있고, 그에 따라 제 1 레그(33) 상에서 축 고정 장치(31)를 제 2 레그(35)의 하단에 접촉하게 되는 위치까지 이동시켜 제 2 레그(35)가 아래로 이동하지 못하도록 함으로써 가변 레그(30)인 축이 길이 변화가 일어나지 않고 고정되도록 할 수 있다.
이상 본 발명의 일 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(80)를 설명했으며, 이하 도 8 을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치를 설명한다. 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 사시도이다.
도 8 을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(220)는, 제 1 프레임(10) 상에 설치된 회전 프레임의 프레임 본체(190)가 반원 형상이 아니며 원 형상이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 외고정 장치(80)와 마찬가지로 수평 고정 레버(200)의 풀림 및 조임에 의해 프레임 본체(190)의 회전이 가능하거나 차단될 수 있다. 또한, 프레임 본체(190)가 원 형상이므로 고정 부재(40)의 설치 범위가 넓어지게 되며, 그 결과 골편의 고정 시에 고정 부재(40)간의 거리 조절의 자유도가 증가하여 효과적으로 골편을 고정할 수 있다.
이상 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(220)를 설명했으며, 이하 도 9 를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치를 설명한다. 도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 나타낸 도면이다.
도 9 를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치는, 회전 프레임의 프레임 본체(210)가 원과 반원 사이의 부채꼴 형상일 수 있으며, 이렇게 프레임 본체(210)의 형상이 원과 반원 사이의 부채꼴 형상으로 조절될 수 있는 바 신체의 여러 골절 부위에 효과적으로 외고정 장치를 적용할 수 있다.
이상 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치를 설명했으며, 이하 도 10 내지 14c 를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치를 설명한다. 도 10 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 사시도이다. 도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 나타낸 도면이다. 도 12 및 13 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 분해도이다. 도 14a 내지 14c 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임의 회전 과정을 도시한 도면이다.
도 10 내지 14c 를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(230)는 수평 방향(A)을 축방향으로 하여 회전가능할뿐만 아니라 제 1 프레임(10) 또는 제 2 프레임(20)을 관통하는 연직 방향(B)을 축방향으로 하여 회전이 가능할 수 있고, 수평 방향(A)을 기준으로 한 회전의 정도는 시계방향 및 반시계방향으로 각각 20° 정도일 수 있고, 연직 방향(B)을 기준으로 한 회전의 정도는 우측 및 좌측으로 각각 30° 정도일 수 있으나 회전의 정도는 얼마든지 다양할 수 있다.
이를 위해, 외고정 장치(230)의 회전 프레임 중 제 1 프레임(10) 상에 설치된 제 1 회전 프레임은, 내부에 공간이 형성되어 있으며 원 형상의 일부로 된 가이드 프레임(240) 및 가이드 프레임(240)의 내부에 위치하며 가이드 프레임(240)의 곡면을 따라 연직 방향(B)을 축방향으로 하여 회전하고 원 형상의 일부로 된 회전 본체(245)를 포함한다. 이때 회전 본체(245)의 회전 운동을 보조하기 위해서 가이드 프레임(240)의 양 단부에는 복수개의 롤러(260)가 설치되어 있을 수 있으며, 이 롤러(260)는 회전 본체(245)의 둘레에 접촉하면서 회전 가이드 역할을 하고, 경우에 따라서는 복수개의 롤러(260)가 아닌 1개의 롤러만 설치될 수도 있다.
또한, 가이드 프레임(240)의 양 단부에는 멈춤핀(267, 269)이 2개 설치되어 있을 수 있으며 이 멈춤핀(267, 269)은 회전 본체(245)의 둘레를 따라 형성된 슬릿 형상의 회전 본체(245)의 관통부 내부에 위치하여, 회전 본체(245)가 회전할 때 관통부의 양 단부가 멈춤핀(267, 269)에 부딪치게 되어 회전 본체(245)의 회전 범위가 제한되게 된다. 아울러, 가이드 프레임(240) 상에는 2개의 멈춤핀(267, 269) 사이에 장착핀(265)이 설치될 수 있으며 이 장착핀(265) 역시 회전 본체(245)의 관통부를 지나 돌출되어 있을 수 있고, 이 장착핀(265)은 회전 본체(245) 상에 위치하면서 롤러(260)를 덮을 수 있는 덮개(270)의 관통공을 관통할 수 있다.
또한, 제 1 회전 프레임에는 덮개(270) 상에 위치하며 중공부에 장착핀(265)이 끼워져 있는 수직 고정 레버(275)가 존재할 수 있고, 이 수직 고정 레버(275)는 덮개(270)를 가압하고 그 결과 덮개(270) 아래 있는 회전 본체(245)가 가압되어 회전 본체(245)의 회전이 차단될 수 있다. 이렇게 수직 고정 레버(275)를 통해 회전 본체(245)의 회전을 차단함에 따라 회전 본체(245)의 회전 정도를 조절할 수 있어 뼈의 외고정을 효과적을 실시할 수 있다.
아울러, 도 14a 내지 14c 를 통해 제 1 회전 프레임의 회전 과정을 보면, 제 1 회전 프레임은 최초의 상태(도 14b 참조)에서 좌측으로 회전(도 14a 참조)하거나 우측으로 회전(도 14c 참조)할 수 있고, 회전된 위치에서 제 1 회전 프레임을 고정시키기 위해서 전술한 바와 같이 수직 고정 레버(275)를 통해 회전 본체(245)를 고정시킬 수 있다.
추가적으로, 회전 본체(245)에는 개방된 부분이 존재하며, 개방된 부분을 개폐하기 위해서 개폐 프레임(250)이 설치될 수 있고, 이 개폐 프레임(250)은 회전 본체(245)의 양단에 볼트 및 너트와 같은 체결 수단을 통해 해제 가능하도록 결합되어 있을 수 있다. 이렇게, 개폐 프레임(250)이 존재하여 회전 본체(245)를 개방할 수 있는 바 제 1 회전 프레임을 교정될 예정인 뼈에 용이하게 장착할 수 있다. 또한, 회전 본체(245) 또는 개폐 프레임(250)에는 뼈의 골편을 회전 본체(245) 또는 개폐 프레임(250)에 대하여 고정시키는 고정 부재가 설치될 수 있고, 고정 부재는 골편에 박히는 핀 및 핀을 회전 본체(245) 또는 개폐 프레임(250)에 고정시키는 고정편을 포함할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치(230)는 수평 방향(A) 및 연직 방향(B) 모두를 축으로 하여 회전이 가능하므로 기존에 교정이 어려웠던 형태의 골절 또는 변형 뼈에 대한 교정을 효과적으로 진행할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명에 따른 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치의 외고정 과정을 살펴보면, 골절되거나 변형된 뼈 주위를 외고정 장치의 회전 프레임이 둘러싸고 회전 프레임에 설치된 고정 부재를 통해 뼈를 고정하게 된다. 이후 수평 및 수직 고정 레버가 풀린 상태에서 회전 프레임을 수평 및 연직 방향을 축으로 하여 회전시키면서 골편을 견인하고, 견인 후에 어느 정도 골편 간을 정렬시킨 후 고정 레버를 통해 회전 프레임을 고정하게 된다. 이후, 가변 레그의 길이를 변화시키면서 골편 간의 미세 교정을 실시하게 된다.
이렇게, 기존에 외고정 장치의 상하부를 구성했던 제 1 및 2 프레임에 추가적으로 회전 프레임을 설치함으로써 수직 방향으로 교정 영역이 확대되고, 또한 회전 프레임이 수평 및 연직 방향을 축으로 하여 회전이 가능하므로 외고정 장치의 회전 자유도가 증대되어 기존에는 교정하기 곤란했던 형태의 뼈의 골절 등도 효과적으로 교정을 실시할 수 있다는 효과가 발생한다.
이상 본 발명에 따른 회전 프레임을 포함한 외고정 장치에 대해서 설명하였으며, 회전 프레임은 외고정 장치의 상부 프레임 또는 하부 프레임에 설치되거나 상부 프레임 및 하부 프레임 모두에 설치될 수 있고, 설치되는 회전 프레임은 수평 방향 또는 수직 방향을 축방향으로 회전되거나 수평 방향 및 수직 방향 모두를 축방향으로 회전될 수 있다. 또한, 회전 프레임은 원 형상, 반원 형상 및 원 형상과 반원 형상의 사이 형상인 원 형상의 일부 형상을 취할 수 있다.
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 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 골절 또는 변형된 뼈를 교정하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치로서,
    상기 뼈가 관통하는 제 1 프레임;
    상기 뼈가 관통하며 상기 제 1 프레임으로부터 이격되어 있는 제 2 프레임;
    양 단이 각각 상기 제 1 프레임 및 제 2 프레임에 연결되어 있으며 길이가 변화하는 가변 레그; 및
    상기 제 1 프레임 및 제 2 프레임 중 하나 이상의 프레임에 장착되어 상기 뼈의 전부 또는 일부를 둘러싸며, 상기 하나 이상의 프레임을 가로지르는 수평 방향 및 상기 수평 방향에 직각인 연직 방향 중 어느 하나 이상의 방향을 축방향으로 하여 회전이 가능한 회전 프레임을 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 프레임은 상기 제 1 프레임에 설치된 제 1 회전 프레임 및 상기 제 2 프레임에 설치된 제 2 회전 프레임을 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 프레임은 상기 수평 방향을 축방향으로 하여 회전이 가능하고, 회전가능한 프레임 본체, 상기 프레임 본체를 상기 하나 이상의 프레임에 대하여 지지하는 지지부재, 및 상기 프레임 본체의 회전을 차단하는 수평 고정 레버를 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임 본체에 형성된 삽입 공간에 상기 지지부재가 끼워지며, 상기 수평 고정 레버는 상기 삽입 공간을 규정하는 양 측부의 관통공 및 상기 지지부재의 관통공에 끼워지면서 상기 프레임 본체를 상기 지지부재에 대하여 압박함으로써 상기 프레임 본체의 회전을 차단하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수평 고정 레버는 원기둥 형상의 전방 길이부분 및 원기둥 형상이며 상기 전방 길이부분보다 큰 직경을 갖는 후방 갈이부분을 포함하고,
    상기 전방 길이부분과 후방 길이부분이 만나는 지점에 형성된 턱이 상기 프레임 본체를 상기 지지부재에 대하여 압박함으로써 상기 프레임 본체의 회전을 차단하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 프레임에는 상기 뼈의 골편을 상기 회전 프레임에 대하여 고정시키는 고정 부재가 설치되어 있고, 상기 고정 부재는 상기 골편에 박히는 핀 및 상기 핀을 상기 회전 프레임에 고정시키는 고정편을 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 회전 프레임은 반원 형상인, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 프레임은 연직 방향을 축방향으로 하여 회전이 가능하고, 가이드 프레임, 상기 가이드 프레임의 내부에 위치하면서 상기 가이드 프레임의 내부를 따라 회전하는 회전 본체, 및 상기 회전 본체의 회전을 차단하는 수직 고정 레버를 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가이드 프레임 상에 설치되며 상기 회전 본체에 형성된 관통공 내부에 위치하면서 상기 회전 본체의 회전 범위을 제한하는 멈춤핀, 상기 회전 본체 상에 위치한 덮개, 및 상기 가이드 프레임 상에 설치되며 상기 회전 본체의 관통공 내부에 위치하면서 상기 덮개의 관통공을 지나는 장착핀을 더 포함하고,
    상기 수직 고정 레버는 상기 덮개 상에 위치하고 상기 장착핀에 끼워져 있으면서, 상기 덮개를 통해 상기 회전 본체를 압박함으로써 상기 회전 본체의 회전을 차단하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 회전 본체는 원의 일부 형상을 하여 개방된 부분이 존재하고, 상기 개방된 부분을 개폐하기 위해서 상기 회전 본체의 양단에 해제 가능하도록 결합되어 있는 개폐 프레임이 위치하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전 본체 또는 개폐 프레임에는 상기 뼈의 골편을 상기 회전 본체 또는 개폐 프레임에 대하여 고정시키는 고정 부재가 설치되어 있고, 상기 고정 부재는 상기 골편에 박히는 핀 및 상기 핀을 상기 회전 본체 또는 개폐 프레임에 고정시키는 고정편을 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 레그는 볼 조인트에 의해 상기 제 2 프레임에 연결되며, 각각 나사산이 형성되어 있는 제 1 레그 및 제 2 레그를 포함하고,
    상기 볼 조인트는, 볼축을 통해 상기 제 1 레그와 연결되며 중심을 지나는 관통공이 형성된 볼, 상기 제 2 프레임에 위치하며 상기 볼이 끼워지는 끼움홈과 상기 끼움홈을 가로지르는 방향을 따라 외면에 마주보며 형성된 한 쌍의 삽입 구멍을 구비한 볼 하우징, 및 상기 삽입 구멍에 걸치며 상기 관통공을 지나가는 핀부재를 포함하고,
    상기 볼 하우징이 회전함에 따라 상기 제 1 레그가 회전하게 되어 상기 제 1 레그 및 제 2 레그 간의 나사 결합의 나사 조임 및 풀림이 일어나 상기 가변 레그의 길이가 변화하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 레그는 탈착식 액츄에이터에 의해 길이가 변하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 탈착식 액츄에이터는 수술용 액츄에이터 및 휴대용 액츄에이터를 포함하는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 탈착식 액츄에이터는 서버에 의해 작동 시점 및 작동 세부 사항이 제어되는, 회전가능한 교정 프레임을 구비한 외고정 장치.
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