WO2024076052A1 - 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더 - Google Patents

의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더 Download PDF

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WO2024076052A1
WO2024076052A1 PCT/KR2023/014305 KR2023014305W WO2024076052A1 WO 2024076052 A1 WO2024076052 A1 WO 2024076052A1 KR 2023014305 W KR2023014305 W KR 2023014305W WO 2024076052 A1 WO2024076052 A1 WO 2024076052A1
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medical
reduction device
tool
impact
shock
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PCT/KR2023/014305
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Inventor
조규일
임흥순
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큐렉소 주식회사
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges

Definitions

  • the present invention relates to an impact reduction device for medical tools and a medical holder equipped with the same, and more specifically, to prevent deformation or damage of the medical holder, medical tools, or peripheral devices by absorbing and buffering abnormal impact forces applied to medical tools. It relates to a device for reducing the impact of medical tools that can be prevented and a medical holder equipped with the same.
  • surgical treatment for joint diseases includes arthroscopic surgery, cartilage cell transplantation, etc., and for severe diseases, artificial joint surgery is performed.
  • Artificial joint surgery includes manual artificial joint surgery performed by medical personnel and robot-assisted surgery. Artificial joint surgery is commonly performed.
  • Artificial joint surgery using a robot is a procedure in which the bone in the joint area is cut by rotating the cutter of the cutting device mounted on the distal end of the robot's position-variable arm according to information entered into the computer, and the artificial joint (implant) is installed.
  • the same cutting tools, a reamer to expand the hole, and an impactor to provide pressing force are used.
  • Artificial hip joint surgery usually involves preprocessing the acetabulum of the hip joint using a reamer, inserting an artificial acetabulum-cup, pressing and fixing it using an impactor, and inserting an artificial femoral head. It is performed by connecting the (femoral head).
  • Impactors used in artificial hip joint surgery as described above include a straight impactor handle with a straight external shape and a curved impactor handle with a curved external shape.
  • a straight impactor consists of an impactor shaft formed in a roughly rod shape, and a hitting portion in the shape of a cap or disk formed at the rear end of the impactor shaft.
  • the artificial acetabular cup is press-fitted by inserting the impactor shaft part into the holder and holding it, then striking the striking part at the rear end strongly with a hammer.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2020-0115518 “End effector, system and method for applying impact to prosthesis guided by surgical robot”
  • Patent Document 2 Korean Patent No. 10-2254406 “Impactor for medical procedures”
  • Patent Document 3 Korean Patent No. 10-0822471 “Tibia Impactor”
  • the present invention was proposed in light of the above contents, and its purpose is to provide a medical tool impact reduction device capable of absorbing and buffering abnormal impact force applied to the medical tool and a medical holder equipped with the same.
  • an impact reduction device for a medical tool includes: an impact reduction device body having a tool insertion hole into which the tool shaft of the medical tool is inserted; A shock absorbing member disposed on the shock reduction device body to absorb shock applied to the medical tool; and a separation prevention member installed on the shock reduction device body to prevent separation of the shock absorption member.
  • the shock absorbing member may include an elastic member built into the shock reduction device body to absorb shock applied to the tool shaft.
  • the elastic member may be composed of a plurality of leaf springs that are convexly formed to contact the outer surface of the tool shaft and absorb impact force.
  • the separation prevention member includes a first binding portion that is coupled to one end of the shock reduction device main body and has a through hole communicating with the tool insertion hole, and protrudes from the inner surface of the first binding portion to prevent one end of the leaf spring from being separated.
  • a first anti-separation flange having a first anti-separation protrusion supporting it; and a second engagement portion coupled to the other end of the shock reduction device body and formed with a through hole communicating with the tool insertion hole, and a second separation portion that protrudes from the inner surface of the second engagement portion and supports the other end of the leaf spring to prevent it from being separated. It may be configured to include a second separation prevention flange having an prevention protrusion.
  • the leaf spring may be formed in a structure having a locking portion formed at both ends and a convex portion protruding convexly toward the center of the tool insertion hole between the locking portions.
  • the first and second coupling portions may be formed in a disk shape with perforated fastening holes for fastening to the shock reduction device main body.
  • the first and second separation prevention protrusions may protrude along the periphery of the through hole to provide a gap into which the engaging part is inserted and received while the first and second separation prevention flanges are coupled to the shock reduction device body. there is.
  • the tool insertion hole of the shock reduction device main body has a corresponding shape so that the first and second separation prevention protrusions are inserted, and may be formed so that an airtight member is inserted into the gap.
  • the first and second separation prevention protrusions may be formed as guide plane portions with a planar structure to guide the movement of the locking portion when the leaf spring contracts and expands.
  • a medical holder equipped with a medical tool impact reduction device is a medical holder on which a medical tool is mounted, and is characterized in that the medical tool impact reduction device is installed in the medical holder.
  • the shock absorbing member when installed on the tool shaft of a medical tool subject to impact force, absorbs the impact force and performs a buffering action, so that the medical tool or peripheral device Deformation or damage can be prevented in advance.
  • the convex portion of the elastic member is Since it absorbs impact force and performs a buffering action, it has the effect of preventing deformation or damage to the holder and impactor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an impact reduction device for a medical tool according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing an impact reduction device for a medical tool according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view for explaining the internal structure of the impact reduction device for medical tools according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a side view showing an impact reduction device for a medical tool according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 5a and 5b are enlarged perspective views of the main portion of the impact reduction device for medical tools according to the first embodiment of the present invention, where Figure 5a is an enlarged view of the elastic member and Figure 5b is an enlarged view of the separation prevention member.
  • Figure 6 is a partially cut-away perspective view of the impact reduction device for medical tools according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the operation of the impact reduction device of a medical tool according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 7A shows the impact reduction device (c) and the impactor (i) in the medical holder (h). It is a perspective view showing the installed state
  • Figure 7b is an enlarged view of the main part to explain the state in which the hammer normally hits the hitting part of the impactor
  • Figure 7c is the main part to explain the state in which the hammer misses the hitting part of the impactor. This is an enlarged view.
  • FIGS. 1 to 7C a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings, FIGS. 1 to 7C, and the same reference numerals will be assigned to the same components in FIGS. 1 to 7C.
  • Figure 1 is a perspective view showing an impact reduction device for a medical tool according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing an impact reduction device for a medical tool according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a side view showing the impact reduction device for a medical tool according to an embodiment of the present invention
  • Figures 5A and 5B are the first structure of the present invention.
  • Figure 5a is an enlarged view of the elastic member
  • Figure 5b is an enlarged view of the separation prevention member.
  • Figure 6 is a partially cut away perspective view of the impact reduction device for a medical tool according to the first embodiment of the present invention.
  • the impact reduction device (c) for a medical tool absorbs and cushions even if an abnormal impact force is applied to the medical tool, thereby preventing damage to the medical holder, medical tool, etc. or surgery.
  • a shock reduction device main body (1) In order to prevent adverse effects, it is equipped with a shock reduction device main body (1), a shock absorption member (2), a separation prevention member (3), and an airtight member (4).
  • the shock reduction device body (1) is a part that performs the function of the basic skeleton and is a component installed on the holder (h), which is the part that is used when using a medical tool such as the impactor (i), and is the tool shaft (i1) of the medical tool.
  • a tool insertion hole 12 is formed into which is inserted.
  • the shock reduction device main body 1 is formed in a substantially cylindrical shape and has a tool insertion hole 12 formed therein so that the tool shaft i1 of a medical tool such as the impactor i can be inserted.
  • the tool insertion hole 12 has a corresponding shape so that the first and second separation prevention protrusions 312 and 322, which will be described later, are inserted, and includes the insertion of the airtight member 4 and the elastic member between the first and second separation prevention protrusions.
  • the inner diameter of the first and second separation prevention protrusions 312 and 322 is expanded to provide a gap t for the insertion of (21).
  • the tool insertion hole 12 is a roughly triangular pillar having three flat hole plane portions 121 and three curved top portions 122 connecting the hole plane portions 121 so that three leaf springs can be inserted. It is formed as a hall of shape.
  • shock reduction device main body (1) has fastening holes (15) for fastening the fastening screws (9) formed on the front and rear surfaces in contact with the tool insertion hole (12).
  • the shock absorbing member 2 is a component disposed in the shock reduction device body 1 to absorb the shock applied to the medical tool, and is used to absorb the shock applied to the tool shaft (i1). ) It consists of an elastic member 21 built into the.
  • the elastic member 21 can be formed in various shapes and structures without particular limitations as long as it can absorb and buffer the diagonal impact force transmitted from the tool shaft (i1).
  • the tool shaft (i1) has a round bar shape. Considering that it is the axis of the tool shaft, its main feature is that it is composed of a plurality of leaf springs that are convexly formed to contact the outer surface of the tool shaft and absorb impact force.
  • the leaf spring is formed in a structure having a locking portion 211 formed at both ends and a convex portion 212 protruding convexly toward the center of the tool insertion hole 12 between the locking portions 211, and has a rectangular shape. It can be formed by processing a plate having a shape by bending and bending.
  • the leaf spring can be manufactured without any particular restrictions as long as it is made of an elastic material, but in this embodiment, it is manufactured using a stainless steel sheet with excellent hygiene and durability.
  • the separation prevention member (3) is a component installed in the shock reduction device body (1) to prevent the shock absorption member (2) from being separated, and is a component connected to one end and the other end of the shock reduction device body (1). It consists of 1 separation prevention flange (31) and a second separation prevention flange (32).
  • the first separation prevention flange 31 is coupled to one end of the shock reduction device main body 2 and includes a first binding portion 311 formed with a through hole 313 communicating with the tool insertion hole 12, and the first binding portion 311. It is provided with a first anti-separation protrusion 312 that protrudes from the inner surface of the part 311 and supports one end of the leaf spring so that it does not come off.
  • the first binding portion 311 has a through hole 313 formed in the center of the body having a substantially disk shape, and a plurality of fastening holes 314 for fastening with the shock reduction device main body 1 are drilled at an equal angle. there is.
  • the second anti-separation flange 32 is fastened to the other end of the shock reduction device main body 1, and the second binding portion 321 is formed with a through hole 323 communicating with the tool insertion hole 12 in the body having a substantially disk shape. ) and a second separation prevention protrusion 322 that protrudes from the inner surface of the second binding part 321 and supports the other end of the leaf spring so that it does not come off.
  • the second binding portion 32 like the first binding portion 311, has a structure in which a through hole and a plurality of fastening holes 323 are formed in a disk-shaped body.
  • the first and second separation prevention protrusions (312,322) are gaps in which the locking portion (211) is inserted and accommodated while the first and second separation prevention flanges (31,32) are coupled to the shock reduction device body (1). It protrudes along the periphery of the through holes 313 and 323 so that (t) is provided.
  • first and second separation prevention protrusions 312 and 322 are characterized in that guide plane portions 315 and 325 of a planar structure are formed to guide the movement of the locking portion when the leaf spring contracts and expands.
  • the airtight member (4) is a component for maintaining the airtightness of the connection area between the separation prevention member (3) and the shock reduction device main body (1), and is equipped with an airtight ring, commonly called an O-ring.
  • the non-illustrated symbol in FIG. 7A indicates a state in which a curved impactor handle is installed on the medical holder (h).
  • This curved impactor handle is formed in an approximately rod shape and is attached to the holder.
  • a tool shaft (i1) of a straight structure that is inserted, a tool bending portion (i2) extending to one side of the tool shaft, and a cap-shaped striking portion (i3) installed at the other end of the tool shaft and to which the striking force of the hammer is applied during surgery. is provided.
  • the impactor used in artificial hip joint surgery includes a straight impactor (not shown, straight impactor handle) with a straight appearance.
  • the non-illustrated symbol h in FIGS. 7A to 7C is a medical holder on which an impactor and a shock reduction device (c) are mounted, and this medical holder (h) includes a holder body (h1) having an approximate pipe shape, and the front portion of the holder body.
  • the shock reduction device insertion part (h2) has an inner diameter that allows the outer diameter of the shock reduction device (c) to be forcefully fitted, and the reducing part with a reduced inner diameter so that it does not slide backward even when an external force is applied to the shock reduction device (c). (h3) is formed.
  • the holder body (h1) is provided with a locking means (h4) that restricts the movement of the surgical tool or supports it so that it can rotate.
  • the not-explained symbol j is an arm connection member formed on the holder (h) to be mounted on a robot arm (not shown), and k is an acetabulum-cup that is inserted and installed in the acetabulum of the hip joint.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the operation of the impact reduction device of a medical tool according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 7A shows the impact reduction device (c) and the impactor (i) in the medical holder (h). It is a perspective view showing the installed state
  • Figure 7b is an enlarged view of the main part to explain the state in which the hammer normally hits the hitting part of the impactor
  • Figure 7c is the main part to explain the state in which the hammer misses the hitting part of the impactor. This is an enlarged view.
  • the shock reduction device insertion portion (h2) which is the front part of the medical holder (h) Prepare the impact reduction device (c) by installing it and inserting the impactor (i) through the holder body (h1).
  • an artificial acetabular cup (k) is mounted on the end of the impactor (i) and inserted and installed into the acetabulum (acetabulum, not shown) of the hip joint through a manual surgical method or a robotic surgical method.
  • artificial hip joint surgery usually involves preprocessing the acetabulum of the hip joint using a reamer (not shown), inserting an artificial acetabular cup (k) into the pretreated acetabulum, and then using an impactor (i). It is performed by pressing, fixing, and connecting an artificial femoral head (not shown) to the acetabular cup, so the surgical process involves hitting the impactor (i) using a hammer (not shown).
  • the above-mentioned impactor (i) striking surgical process is performed by the user applying striking force to the striking portion (i3) using a hammer, as shown in Figure 7b.
  • the striking direction of the hammer is in the longitudinal direction of the impactor. If it is coaxial with the axial direction, a stable procedure is performed.
  • Figure 7c if the hitting direction of the hammer deviates from the axial direction of the impactor and an impact force is applied to the impactor in a diagonal direction (if it is hit incorrectly), medical use This may cause deformation, damage, and breakage of the holder and impactor, but since the shock reduction device (c) is installed on the medical holder (h), the above-described problems can be prevented by performing a shock absorption function.
  • shock absorbing action of the above-mentioned shock reduction device (c) is that the tool shaft (i1) is inserted into the tool insertion hole (12), as shown in Figures 4 and 7c, so that when the hammer misses, the tool shaft (i1) A displacement force in the diagonal direction is generated.
  • the outer peripheral surface of the tool shaft exerts a displacement force on the elastic member 21, and at the same time, the convex portion 212 contracts to absorb and buffer the impact force.
  • shock reducing device (c) for medical tools according to the present invention can be applied as a shock absorbing means for various surgical tools having a tool shaft in addition to the medical holder (h) for artificial hip joint surgery described above.
  • the present invention absorbs and buffers abnormal impact forces applied to medical tools for artificial joint surgery, such as artificial knee joint surgery, and can prevent deformation or damage to medical holders, medical tools, or peripheral devices in advance, as well as artificial joint surgery. In addition to use, it can be applied as a shock reduction device to various medical tools or medical hole holders.

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Abstract

본 발명은 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 의료용 툴에 의해 인가되는 비정상적인 충격력을 흡수 완충함으로써 의료용 홀더, 의료용 툴이나 주변 장치의 변형이나 손상을 미연에 방지할 수 있는 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더에 관한 것이다. 본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치는 의료용 툴의 충격저감장치에 있어서, 상기 의료용 툴의 툴샤프트가 삽입되는 툴삽입공이 형성된 충격저감장치본체; 상기 충격저감장치본체에 배치되어 상기 의료용 툴에 작용되는 충격을 흡수하는 충격흡수부재; 및 상기 충격흡수부재의 이탈을 방지하도록 상기 충격저감장치본체에 설치되는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더
본 발명은 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 의료용 툴에 인가되는 비정상적인 충격력을 흡수 완충함으로써 의료용 홀더, 의료용 툴이나 주변 장치의 변형이나 손상을 미연에 방지할 수 있는 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더에 관한 것이다.
일반적으로, 관절질환의 수술적 치료는 관절 내시경 수술, 연골 세포 이식술 등이 있고, 중증의 질환일 경우 인공관절 수술을 받게 되는데, 인공관절 수술은 의료인의 수작업에 의한 수작업 인공관절 수술과, 로봇을 이용한 인공관절 수술이 대표적으로 시행되고 있다.
로봇을 이용한 인공관절 수술은 컴퓨터에 입력된 정보에 따라 로봇의 위치 가변형 팔의 말단부에 장착된 절삭장치의 커터를 회전시켜 관절 부위의 뼈를 절삭하고 인공관절(임플란트)를 장착하는 시술법으로 드릴과 같은 절삭도구, 확공을 위한 확공기(reamer)와, 압입력을 제공하기 위한 임펙터(impactor) 등을 사용하고 있다.
인공관절 수술은 인공 무릎관절 수술이 보편화 되어 있고 근래에는 인공 고관절 수술 또한 점차 늘어나고 있다.
인공 고관절 수술은 통상 고관절의 비구(acetabulum)를 확공기(reamer)를 이용하여 전처리한 후 인공 비구컵(acetabulum-cup)를 삽입한 후 임펙터(impactor)를 이용하여 압입, 고정하고, 인공 대퇴골두(femoral head)를 접속하는 방식으로 시행한다.
전술한 바와 같은 인공 고관절 수술에 이용되는 임펙터는 외관 형상이 직선형 구조로 형성된 일자형 임펙터(straight impactor handle)와, 외관 형상이 굴곡된 형태의 굴곡형 임펙터(curved impactor handle) 등이 있다.
예컨대 일자형 임펙터는 대략 봉 형상으로 형성된 임펙터샤프트와, 이 임펙터샤프트의 후단에 형성된 캡이나 원판 형태의 타격부로 구성되어 있다.
상기한 임펙터는 사용시 홀더에 임펙터샤프트 부분을 삽입하여 파지한 상태에서 망치로 후단의 타격부를 강하게 타격하는 형태로 인공 비구컵을 압입하게 된다.
전술한 바와 같이 의료인이 임펙터를 타격하여 시술하는 과정에서 망치의 타격방향이 임펙터의 길이방향인 축방향과 어긋나 사선방향(빗맞은 경우)으로 충격력이 임펙터에 인가되면 홀더 및 임펙터의 파손이나 손상을 유발하는 문제점이 있다.
그리고, 망치가 빗맞은 경우 사선방향 충격력이 인공 비구컵에도 인가되므로 수술에도 악영향을 초래할 뿐만 아니라 망치의 충격력이 홀더를 파지한 의료인(또는 로봇)에게 전달되므로 부상을 입게 되거나 로봇의 손상 등을 초래하는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2020-0115518호 "수술 로봇에 의해 가이드된 보철물에 충격을 가하기 위한 엔드 이펙터, 시스템 및 방법"
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-2254406호 "의료 시술용 임펙터"
(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-0822471호 "티비아 임팩터"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 의료용 툴에 인가되는 비정상적인 충격력을 흡수 완충할 수 있도록 한 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치는 의료용 툴의 충격저감장치에 있어서, 상기 의료용 툴의 툴샤프트가 삽입되는 툴삽입공이 형성된 충격저감장치본체; 상기 충격저감장치본체에 배치되어 상기 의료용 툴에 작용되는 충격을 흡수하는 충격흡수부재; 및 상기 충격흡수부재의 이탈을 방지하도록 상기 충격저감장치본체에 설치되는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충격흡수부재는 상기 툴샤프트에 인가되는 충격을 흡수하도록 상기 충격저감장치본체에 내장되는 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 탄성부재는 상기 툴샤프트의 외면과 접촉되어 충격력을 흡수하도록 볼록하게 형성된 복수의 판스프링으로 구성될 수 있다.
상기 이탈방지부재는, 상기 충격저감장치본체의 일단에 결속되고 상기 툴삽입공과 연통되는 관통홀이 형성된 제1 결속부와, 상기 제1 결속부의 내면에 돌출되고 상기 판스프링의 일단이 이탈되지 않도록 지지하는 제1 이탈방지돌부를 갖는 제1 이탈방지플랜지; 및 상기 충격저감장치본체의 타단에 결속되고 상기 툴삽입공과 연통되는 관통홀이 형성된 제2 결속부와, 상기 제2 결속부의 내면에 돌출되고 상기 판스프링의 타단이 이탈되지 않도록 지지하는 제2 이탈방지돌부를 갖는 제2 이탈방지프랜지;를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 판스프링은 양단에 형성된 걸림부와 상기 걸림부 사이에 상기 툴삽입공 중심 방향으로 볼록하게 돌출되는 볼록부를 갖는 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 결속부는 상기 충격저감장치본체와의 체결을 위한 체결공이 천공된 원판형으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 이탈방지돌부는 상기 제1 및 제2 이탈방지프랜지가 상기 충격저감장치본체에 결속된 상태에서 상기 걸림부가 삽입, 수용되는 틈새가 마련되도록 상기 관통홀의 주연부를 따라 돌출될 수 있다.
바람직하게 상기 충격저감장치본체의 툴삽입공은 상기 제1 및 제2 이탈방지돌부가 삽입되도록 대응하는 형상을 갖되 상기 틈새에 기밀부재가 삽입되도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 이탈방지돌부는 상기 판스프링의 수축 및 팽창 시에 상기 걸림부의 움직임을 안내하도록 평면 구조의 가이드평면부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 구비한 의료용 홀더는 의료용 툴이 장착되는 의료용 홀더에 있어서, 상기한 의료용 툴의 충격저감장치가 상기 의료용 홀더에 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더에 의하면, 충격력이 작용되는 의료용 툴의 툴샤프트에 설치할 경우 충격흡수부재가 충격력을 흡수하면서 완충작용을 수행하게 되므로 의료용 툴이나 주변 장치의 변형이나 손상을 미연에 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치는 임펙트를 타격하여 임플란트를 고관절에 압입하는 고관절 수술에 적용할 경우 망치가 빗맞게 되어 툴샤프트에 사선방향으로의 변위가 유발되더라도 탄성부재의 볼록부가 충격력을 흡수하면서 완충작용을 수행하게 되므로 홀더 및 임펙터의 변형이나 손상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 나타낸 사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 나타낸 분리사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 내부 구조를 설명하기 위한 투시도,
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 나타낸 측면도,
도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 요부 확대 사시도로서, 도5a는 탄성부재를 확대한 것이고, 도5b는 이탈방지부재를 확대한 것이다.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 부분 절개 사시도,
도7a 내지 도7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도7a는 의료용 홀더(h)에 충격저감장치(c)와 임팩터(i)를 설치한 상태를 나타낸 사시도이고, 도7b는 망치가 임펙터의 타격부를 정상적으로 타격한 상태를 설명하기 위한 요부 확대도이고, 도7c는 망치가 임펙터 타격부에 빗맞은 상태를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도7c에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도7c에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 의료용 툴의 충격저감장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 나타낸 사시도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 나타낸 분리사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 내부 구조를 설명하기 위한 투시도, 도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치를 나타낸 측면도, 도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 요부 확대 사시도로서, 도5a는 탄성부재를 확대한 것이고, 도5b는 이탈방지부재를 확대한 것이다. 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 부분 절개 사시도이다.
도1 내지 도6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치(c)는 의료용 툴에 비정상적인 충격력이 인가되더라도 이를 흡수 완충함으로써 의료용 홀더, 의료용 툴 등의 손상이나 수술에 악영향이 미치지 않도록 하기 위한 것으로서, 충격저감장치본체(1), 충격흡수부재(2), 이탈방지부재(3) 및 기밀부재(4)를 구비한다.
충격저감장치본체(1)는 기본 골격의 기능을 수행하는 부분으로 임펙터(i)와 같은 의료용 툴의 사용시 거치하는 부분인 홀더(h)에 설치되는 구성요소로서 의료용 툴의 툴샤프트(i1)가 삽입되는 툴삽입공(12)이 형성되어 있다.
충격저감장치본체(1)는 대략 원통 형상으로 형성된 것으로 내부에 임펙터(i)와 같은 의료용 툴의 툴샤프트(i1)가 삽입되도록 툴삽입공(12)이 형성되어 있다.
툴삽입공(12)은 후술되는 제1 및 제2 이탈방지돌부(312,322)가 삽입되도록 대응하는 형상을 갖되 제1 및 제2 이탈방지돌부와의 사이에 기밀부재(4)의 삽입과 탄성부재(21)의 삽입을 위한 틈새(t)가 마련되도록 제1 및 제2 이탈방지돌부(312,322)의 직경보다 내경의 치수가 확장된 형태로 형성되어 있다. 예컨대 툴삽입공(12)은 3개의 판스프링이 삽입될 수 있도록 3개의 평평한 홀평면부(121)와, 홀평면부(121)를 연결하는 3개의 곡면꼭지부(122)을 갖는 대략 삼각기둥 형상의 홀로 형성되어 있다.
그리고 충격저감장치본체(1)는 툴삽입공(12)에 접한 전후면에 체결스크류(9)의 체결을 위한 체결공(15)이 형성되어 있다.
한편, 충격흡수부재(2)는 충격저감장치본체(1)에 배치되어 의료용 툴에 작용되는 충격을 흡수하는 구성요소로서, 툴샤프트(i1)에 인가되는 충격을 흡수하도록 충격저감장치본체(1)에 내장되는 탄성부재(21)로 구성되어 있다.
탄성부재(21)는 툴샤프트(i1)로부터 전달되는 사선방향의 충격력을 흡수, 완충할 수 있다면 특별한 제한 없이 다양한 형상과 구조로 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 툴샤프트(i1)가 환봉 형상의 축이라는 점을 고려하여 툴샤프트의 외면과 접촉되어 충격력을 흡수하도록 볼록하게 형성된 복수의 판스프링으로 구성된 점에 주요한 특징이 있다.
바람직하게, 판스프링은 양단에 형성된 걸림부(211)와, 걸림부(211) 사이에 툴삽입공(12) 중심 방향으로 볼록하게 돌출되는 볼록부(212)를 갖는 구조로 형성된 것으로서, 직사각 형상을 갖는 판재를 밴딩 및 절곡 성형하는 방식으로 가공하여 형성할 수 있다. 그리고 판스프링은 탄성을 갖는 소재라면 특별한 제한 없이 선택하여 제작할 수 있지만 본 실시예에서는 위생성, 내구성이 우수한 스테인레스 금속 박판을 이용하여 제조한다.
한편, 이탈방지부재(3)는 충격흡수부재(2)의 이탈을 방지하도록 충격저감장치본체(1)에 설치되는 구성요소로서, 충격저감장치본체(1) 양단인 일단 및 타단에 접속되는 제1 이탈방지플랜지(31)와 제2 이탈방지프랜지(32)로 구성되어 있다.
제1 이탈방지플랜지(31)는 충격저감장치본체(2)의 일단에 결속되고 툴삽입공(12)과 연통되는 관통홀(313)이 형성된 제1 결속부(311)와, 이 제1 결속부(311)의 내면에 돌출되고 판스프링의 일단이 이탈되지 않도록 지지하는 제1 이탈방지돌부(312)를 구비한다.
그리고, 제1 결속부(311)는 대략 원판 형상을 갖는 몸체의 중앙에 관통홀(313)이 형성되고 충격저감장치본체(1)와의 체결을 위한 복수의 체결공(314)이 등각도로 천공되어 있다.
제2 이탈방지프랜지(32)는 충격저감장치본체(1)의 타단에 결속되고 대략 원판 형상을 갖는 몸체에 툴삽입공(12)과 연통되는 관통홀(323)이 형성된 제2 결속부(321)와, 이 제2 결속부(321)의 내면에 돌출되고 판스프링의 타단이 이탈되지 않도록 지지하는 제2 이탈방지돌부(322)를 구비한다.
제2 결속부(321)는 제1 결속부(311)와 마찬가지로 원판형의 몸체에 관통홀과 복수의 체결공(323)이 형성된 구조로 되어 있다.
상기 제1 및 제2 이탈방지돌부(312,322)는 제1 및 제2 이탈방지프랜지(31,32)가 충격저감장치본체(1)에 결속된 상태에서 걸림부(211)가 삽입, 수용되는 틈새(t)가 마련되도록 관통홀(313,323)의 주연부를 따라 돌출되어 있다.
특히, 제1 및 제2 이탈방지돌부(312,322)는 판스프링의 수축 및 팽창 시에 걸림부의 움직임을 안내하도록 평면 구조의 가이드평면부(315,325)가 형성된 점에 특징이 있다.
기밀부재(4)는 이탈방지부재(3)와 충격저감장치본체(1)와의 접속부위 기밀을 유지하기 위한 구성요소로서 통상 오-링(O-ring)으로 호칭되는 기밀링이 설치되어 있다.
한편, 도7a의 미설명부호는 굴곡형 임펙터(curved impactor handle)가 의료용 홀더(h)에 설치된 상태를 나타낸 것으로서, 이 굴곡형 임펙터(curved impactor handle)는 대략 봉 형상으로 형성되고 홀더에 삽입되는 직선구조의 툴샤프트(i1), 이 툴샤프트의 일측으로 연장되는 툴굴곡부(i2) 및 툴샤프트의 타측 단부에 설치되고 수술시에 망치의 타격력이 인가되는 캡 형태의 타격부(i3)를 구비한다. 그리고 인공 고관절 수술에 이용되는 임펙터는 전술한 굴곡형 임펙터(i, curved impactor handle) 외에도 외관 형상이 직선형 구조로 형성된 일자형 임펙터(미도시, straight impactor handle) 등이 있다.
그리고 도7a 내지 도7c의 미설명부호 h는 임팩터 및 충격저감장치(c)가 장착되는 의료용 홀더로서, 이 의료용 홀더(h)는 대략 파이프 형상을 갖는 홀더바디(h1), 홀더바디의 앞쪽 부위에 충격저감장치(c)의 외경이 억지끼움 될 수 있는 정도의 내경을 갖는 충격저감장치삽입부(h2), 충격저감장치(c)에 외력이 작용되더라도 후방으로 밀리지 않도록 내경이 축소된 레듀싱부(h3)가 형성되어 있다. 홀더바디(h1)에는 수술용의 툴의 이동을 제한하거나 회전 가능하게 지지하는 걸림수단(h4)이 구비되어 있다.
미설명부호 j는 로봇암(미도시)에 장착되도록 홀더(h)에 형성되는 암연결부재이고, k는 고관절의 비구(acetabulum)에 삽입, 설치되는 비구컵(acetabulum-cup)이다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 작용을 간략하게 설명한다.
도7a 내지 도7c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도7a는 의료용 홀더(h)에 충격저감장치(c)와 임팩터(i)를 설치한 상태를 나타낸 사시도이고, 도7b는 망치가 임펙터의 타격부를 정상적으로 타격한 상태를 설명하기 위한 요부 확대도이고, 도7c는 망치가 임펙터 타격부에 빗맞은 상태를 설명하기 위한 요부 확대도이다.
전술한 본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치(c)를 적용한 인공 고관절 수술의 시행 과정을 살펴보면 도7a에 도시한 바와 같이 먼저 의료용 홀더(h)의 앞쪽 부분인 충격저감장치삽입부(h2)에 충격저감장치(c)를 설치하는 한편, 홀더바디(h1)를 통해 임팩터(i)를 삽입하여 준비한다. 이후 임팩터(i)의 단부에는 인공 비구컵(k)를 장착하고 수작업에 의한 수술 방법이나 로봇에 의한 수술 방법을 통해 고관절의 비구(미도시, acetabulum)에 삽입, 설치한다.
보다 구체적으로 설명하면, 인공 고관절 수술은 통상 고관절의 비구를 확공기(미도시, reamer)를 이용하여 전처리하고 이 전처리된 비구에 인공 비구컵(k)를 삽입한 후 임펙터(i)를 이용하여 압입, 고정하고, 비구컵에 인공 대퇴골두(미도시,femoral head)를 접속하는 방식으로 시행하므로 망치(미도시)를 이용하여 임펙터(i)를 타격하는 수술과정을 시행하게 된다.
전술한 임펙터(i) 타격 수술과정은 도7b에 도시된 바와 같이 사용자가 망치를 이용하여 타격부(i3)에 타격력을 인가하는 방식으로 시행하게 되는데, 망치의 타격방향이 임펙터의 길이방향인 축방향과 동축을 이룰 경우 안정적인 시술이 수행되지만, 도7c에 도시된 바와 같이 망치의 타격방향이 임펙터의 축방향과 어긋나 사선방향(빗맞은 경우)으로 충격력이 임펙터에 인가될 경우 의료용 홀더 및 임펙터의 변형, 손상 및 파손을 유발할 수 있지만, 충격저감장치(c)가 의료용 홀더(h)에 설치되어 있으므로 충격 흡수작용을 수행함으로써 상기한 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
그리고 상기한 충격저감장치(c)의 충격 흡수작용은 도4 및 도7c에 도시된 바와 같이 툴샤프트(i1)가 툴삽입공(12)으로 삽입되어 있으므로 망치가 빗맞은 경우 툴샤프트(i1)에 사선방향으로의 변위력이 발생된다. 이와 동시에 툴샤프트의 외주면이 탄성부재(21)에 변위력을 작용하는 동시에 볼록부(212)가 수축되면서 충격력을 흡수, 완충하는 방식으로 수행 된다.
또한, 본 발명에 따른 의료용 툴의 충격저감장치(c)는 전술한 인공 고관절 수술용 의료용 홀더(h) 외에도 툴샤프트를 갖는 다양한 수술도구의 충격흡수수단으로 적용할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 툴의 충격저감장치 및 이를 구비한 의료용 홀더의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 인공 무릎관절 수술과 같은 인공관절 수술용 의료용 툴에 인가되는 비정상적인 충격력을 흡수 완충하여 의료용 홀더, 의료용 툴이나 주변 장치의 변형이나 손상을 미연에 방지할 수 있음은 물론이고, 인공관절 수술용 외에도 다양한 의료용 툴이나 의료홀 홀더에 충격저감장치로 적용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 의료용 툴의 충격저감장치에 있어서,
    상기 의료용 툴의 툴샤프트가 삽입되는 툴삽입공이 형성된 충격저감장치본체;
    상기 충격저감장치본체에 배치되어 상기 의료용 툴에 작용되는 충격을 흡수하는 충격흡수부재; 및
    상기 충격흡수부재의 이탈을 방지하도록 상기 충격저감장치본체에 설치되는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 상기 툴샤프트에 인가되는 충격을 흡수하도록 상기 충격저감장치본체에 내장되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 툴샤프트의 외면과 접촉되어 충격력을 흡수하도록 볼록하게 형성된 복수의 판스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는,
    상기 충격저감장치본체의 일단에 결속되고 상기 툴삽입공과 연통되는 관통홀이 형성된 제1 결속부와, 상기 제1 결속부의 내면에 돌출되고 상기 판스프링의 일단이 이탈되지 않도록 지지하는 제1 이탈방지돌부를 갖는 제1 이탈방지플랜지; 및
    상기 충격저감장치본체의 타단에 결속되고 상기 툴삽입공과 연통되는 관통홀이 형성된 제2 결속부와, 상기 제2 결속부의 내면에 돌출되고 상기 판스프링의 타단이 이탈되지 않도록 지지하는 제2 이탈방지돌부를 갖는 제2 이탈방지프랜지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판스프링은 양단에 형성된 걸림부와 상기 걸림부 사이에 상기 툴삽입공 중심 방향으로 볼록하게 돌출되는 볼록부를 갖는 구조로 형성되고,
    상기 제1 및 제2 결속부는 상기 충격저감장치본체와의 체결을 위한 체결공이 천공된 원판형으로 형성되고,
    상기 제1 및 제2 이탈방지돌부는 상기 제1 및 제2 이탈방지프랜지가 상기 충격저감장치본체에 결속된 상태에서 상기 걸림부가 삽입, 수용되는 틈새가 마련되도록 상기 관통홀의 주연부를 따라 돌출된 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충격저감장치본체의 툴삽입공은 상기 제1 및 제2 이탈방지돌부가 삽입되도록 대응하는 형상을 갖되 상기 틈새에 기밀부재가 삽입되도록 형성되고,
    상기 제1 및 제2 이탈방지돌부는 상기 판스프링의 수축 및 팽창 시에 상기 걸림부의 움직임을 안내하도록 평면 구조의 가이드평면부가 형성된 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치.
  7. 의료용 툴이 장착되는 의료용 홀더에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 의료용 툴의 충격저감장치가 상기 의료용 홀더에 설치된 것을 특징으로 하는 의료용 툴의 충격저감장치를 구비한 의료용 홀더.
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