KR200254247Y1 - 쐐기의 잠금작용을 이용한 체외고정기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 외과시술시 사용되는 체외고정기구에 관한 것으로서 손상된 골격 구조, 주로 장뼈(Tibia, Femur, Forearm 등)의 골절(단순골절 및 복합골절)시 골격의 접합, 골의 기형(난장이병)으로 인한 골격의 길이 신연(伸延) 및 교정에 사용되는 기구이다. 이것은 복수개의 핀 스크루를 고정하는 상하 각 한 쌍의 핀 클램프(clamp)와; 중심축스크루를 중심으로 하여 상하 한 쌍의 관형부재로 결합된 길이조정이 가능한 신연조정봉부와; 상기 핀 클램프를 여러 축의 회전과 이동조절이 가능한 자유도조절수단과; 상기 자유도조절수단부의 렌치(wrench)의 조임 한번으로 동시에 고정하는 방법을 이용하여 골절치료, 골 교정 및 골연신술시 견고히 하고 시술순서를 단순화한 체외고정기구이다.

Description

쐐기의 잠금작용을 이용한 체외고정기구{External Fixator with built-in wedge locking system}

본 고안은 쐐기의 잠금작용을 이용한 손상된 골격구조, 주로 장뼈(Tibia, Femur, Forearm 등)의 골절(단순골절 및 복합골절)시 골격의 접합, 골의 기형(난장이병)으로 인한 골격의 길이신연(伸延) 및 교정에 사용되는 체외 고정 기구에 관한 것이다.

종래 골절치료, 골 교정 및 골 신연을 위한 체외 고정 기구로서는 EBI 방식, Hoffman방식 , 및 Ilizarov방식 등이 있다.

EBI방식의 체외고정기구는 편심핀(eccentricpin)과 유니버설 볼 조인트(universal ball joint)를 이용하여 핀 클램프(pin clamp)와 하우징(housing)이 고정되는 방식으로 고정 강도가 좋으며 두 개의 핀 클램프와 길이 조정용 고정 바가 일직선상에서 단일 구조로 구성되어 골절된 뼈의 정렬이 용이하나, 길이와 각도의 조정이 제한적이고, 다리 골격의 길이를 5cm이상 신연시킬 경우 근력(筋力)과 기구상의 구조적인 문제로 인하여 고정 효과가 떨어지는 문제점이 있고 ; Hoffman방식 체외고정기구는 다리를 관통하는 핀을 사용한다. 문제점은 구조가 복잡하게 결합되어 있다.; 그리고 Ilizarov방식 체외고정기구는 링 모양의 틀과 핀을 사용하는 것으로 길이의 신연시 4개의 길이 조정장치를 이용하므로 작동이 어려운 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 사고로 인한 장뼈(Tibia, Femur, Forearm 등)의 골절(단순골절 및 복합골절)시 골격의 접합과 ; 선천적, 후천적 골의 기형(난장이병)으로 인한 골격의 길이신연(伸延) 및 교정시 다양한 상황의 환자들이 서로 다르게 발병하게 된다. 이 때에 본 발명은 시술자가 시술시 기구적 한계를 없게 하기 위해 여러축의 회전과 이동 신연길이의 한계 폭을 넓게 하였고; 잠금 장치를 한번에 작동되게 함으로서 종래의 복잡한 시술방법을 간소화하였다. 그리고, 편 방향과 축방향의 고정시 뒤틀림을 방지하기 위하여 안전장치를 하였으며 골격의 늘림을 위한 골신연술시 길이의 조정을 미세하게 판독할 수 있도록 게이지를 사용함으로써 치료 진행 상태의 정확성과 축방향의 안정성을 높이는 골절치료, 골 교정 및 골 연신술을 위한 체외고정기구를 제공하려는 것이다.

도 1의 도면 1은 본 고안에 의한 체외 고정 기구의 종단 정면도.

도 2의 도면 2는 도 1의 A-A선의 단면도.

도 2의 도면 3은 도 2의 B-B선의 단면도.

도 3의 도면 4는 정강이뼈(Tibia)의 단순골절 교정을 예시한 정면도.

도 3의 도면 5는 평행한 횡방향 변위 골절상황의 교정을 예시한 정면도.

도 3의 도면 6은 난장이병의 길이방향 교정의 골연신술을 예시한 정면도.

본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 기구는 복수개의 핀 스크루를 고정하는 상하 각 한 쌍의 핀 클램프(clamp); 길이를 상하에서 조절할 수 있는 신연조정봉; 신축의 길이를 정확하게 하는 게이지블록; 신축조정봉의 양단 부에 핀클램프를 여러 축의 회전과 이동조절을 가능하게 한 자유도조절수단; 렌치(wrench)의 조임 한번으로 동시에 고정하는 방법 등을 특징으로 하는 골절치료, 골 교정 및 골연신술을 위한 체외고정기구가 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 견고하고 시술순서를 단순화한 체외고정기구를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 구성을 설명한다.

본 고안에 의한 체외고정기구의 도면 제 1 도는 정면도와 정면도의 단면; 제 2 도는 측면도 D-D단면; 제 3 도는 제 2 도 윗면도 B-B단면을 도시한 것이다.

제 1 도에는 복수개의 핀 스크류(14)를 고정하는 상하 한 쌍의 핀 클램프(13), 상기 핀 클램프(13)를 지지하는 관형부재(3), 상기 관형부재(3)의 중심이 되는 중심축스크루(2)로 결합된 신연조정봉부(1), 신연길이판독게이지블록(8)등이 도시되어 있다.

제 2 도에는 상기 핀 클램프(13)를 x, y, z축 방향과 z축으로 회전과 이동이 가능한 자유도조절수단(9)과 3축을 한번에 고정시키는 잠금렌치볼트결합체(12)로 도시되어 있다.

상기 핀 스크루(14)는 봉상으로서 상기 핀 클램프(13)에 고정되는 대략 절반부분은 단순한 봉상으로 형성되고 골격(E)에 관통되는 대략 나머지 절반 부분에는 스크류형으로 형성되어 있다. 상기 핀 스크루(14)는 직경이 5∼6mm정도의 것이 사용되며, 통상 각 핀 클램프(13)에 대하여 1∼4개씩 사용된다.

상기 각각의 핀 클램프(13)는 다수개의 핀 삽입홈(13a)을 가지는 핀 고정대 몸체(15)와 상기 핀 삽입홈(13a)에 대응하는 다수개의 핀 삽입홈(13a)을 가지는 핀 고정대 덮개(10)로 구성된다.

상기 핀 클램프 몸체(15)에서 핀 스크루(14)와 결합되는 핀 삽입홈(13a)면은 y축(C,C')을 기준으로 @값의 기울기를 가진다. @값기울기는 ㄷ자형태의 체외고정기를 피부에 최대한으로 가깝게 하여 안정감을 주게 된다.

상기 핀 고정대 몸체(15)에는 x축(B')방향으로 관통되는 나사공(16)이 형성되어 있고 상기 핀 클램프 덮개(10)에는 상기 나사공(16)에 대응하여 x축 방향으로 관통되는 나사관통공(17)이 고정나사(18)의 두상형으로 천공되어 있다.

상기 핀 클램프(13)에 핀 스크루(14)를 고정하는 과정에서는, 나사공(17)에 체결된 고정나사(18)를 이완시켜 핀 고정대 몸체(15)와 덮개(10)사이의 간격이 벌어 지게 하여 그 사이에 원하는 개수의 핀 스크루(14)를 그 봉상부가 핀 삽입홈(13a)에 위치하도록 삽입한 다음, 고정나사(18)를 조이면 핀 고정대 몸체(15)와 덮개(10)가 서로 밀착되면서 핀 스크루(14)의 봉상부가 핀 삽입홈(13a)에 삽입된 상태로 고정된다. 이때, 고정된 핀 스크루(14)들은 핀 삽입홈(13a)에 의하여 그 방향이 결정되므로 항상 정확한 각도로 고정할 수 있게 되는 것이다.

여기서 각 핀 클램프(13)에 고정되는 핀 스크루(14)의 개수와 간격은, 원하는 수의 핀 스크루(14)를 5개의 핀 삽입홈(13a)중 원하는 위치에 삽입하고 상술한 방법으로 고정하는 것에 의하여 결정된다.

상기 고정나사(18)의 머리부에는 육각 또는 사각 렌치(wrench)등의 공구를 끼워 돌릴 수 있도록 공구 홈이 형성되어 있다.

상기 핀 고정대 몸체(15)에는 핀 고정대 덮개(10)를 관통하는 공구홈이 있어 핀 스패너(pin spanner) 등의 공구를 끼워 각도조절수단(9)을 돌릴 수 있다.

상기 핀 고정대 몸체(15)에는 xy축 고정몸체(21)가 y축(C)을 중심으로 ±45°회전을 할 수 있는 영역이 y축(C)을 중심으로 부채꼴형으로 후면에 파져 있으며 상하 측에 결합과 회전의 축이 되는 힌지천공이 있어 xy축 고정몸체(21)와 결합된다.

상기 핀 고정대 몸체(15)의 위쪽천공은 잠금렌치볼트(19)의 헤드가 상하로 관통하여 움직일 수 있고 아래쪽천공은 잠금렌치너트(20)의 두상형과 같아서 잠금렌치볼트(19)가 조여지게 되면 잠금렌치너트(20)의 회전과 융기를 막아준다.

상기 xy축 고정몸체(21)에도 중심에 십자형의 터널(tunnel)이 천공되어 있다(도 2의 도면 2 예시). y축(C) 터널(tunnel)은 핀 고정대 몸체(15)의 y축(C)상하천공의 중심과 나란히 일치하며 x축(B') 터널(tunnel)은 xz축 고정몸체(24)의 x축(B')천공(27)중심과 일치한다.

상기 핀 고정대 몸체(15)의 상하 천공과 상기 xy축 고정몸체(21)의 십자형 터널(tunnel)은 각도조절수단(9)의 xy축 회전시 힌지의 중심지지역할을 하며 잠금렌치결합체(12)의 풀고 조임 시에는 가이드역할을 수행한다.

상기 잠금렌치볼트(19)는 핀 고정대 몸체(15)의 상측 천공을 통과하여 xy축 고정몸체(21)의 y축(C) 터널(tunnel)상측의 천공에 위치한 사다리꼴원통형 쐐기(28)의 y축 중심천공을 잠금렌치볼트(19)의 숫나사부가 관통한 다음; xy축 고정몸체(21)의 x축(B') 터널(tunnel)에 x축(B')방향으로 정렬한 xz축 잠금부(25)의 y축중심 동시조임 천공을 관통하여 핀 고정대 몸체(15)의 하측 천공부에 결합된 잠금렌치너트(20)에 체결된다.

상기 x축(B')방향으로 정렬한 xz축 잠금부(25)는 상기 y축(C)방향 천공의 안쪽전면부에 위치한 볼록반원통형의 상측 원호면이 상기 쐐기(28)의 빗면에 밀착되어 있어 상기 잠금렌치볼트(19)의 헤드공구 홈을 육각 또는 사각 렌치(wrench)등의 공구를 홈에 끼워 조이는 방향으로 돌리게 되면 y축 수직방향으로 발생한 힘이 수평방향의 x축 힘으로 연결되고 동일선상에 있는 z축의 고정력으로 전달된다. 그 결과 상기 각도조절수단(9)의 잠금 작용이 동시에 x, y, z축에서 발생하게 된다.

상기 핀 고정대 몸체(15)의 상측 천공하부에는 xy축 고정몸체(21)의 회전과 고정을 위한 상하이동영역이 있고 핀 고정대 몸체(15)의 하측 천공의 상부에는 y축 고정크라운기어부(22)가 있어 잠금렌치결합체(12)와의 잠금 작용시 서로 대응하는 xy축 고정몸체(21) 밑면의 y축 고정크라운기어부(22)와 맞물려 y축 회전위치를 유지하는 역할을 하고; x축(B')후면에도 x축 고정크라운기어부(23)가 있어서 서로 대응하는 xz축 고정몸체(24)의 전면에 위치한 x축 고정크라운기어부(23)와 맞물려 x축 회전위치를 유지하는 역할을 한다.

상기 xz축 고정몸체(24)에는 상기 잠금렌치결합체(12)의 xz축 잠금부(25)와 z축 고정몸체(26)의 전면에 돌출이 된 천공 부를 x축(B')방향으로 삽입되는 천공(27)이 있다. 그리고 상기 천공(27)에서는 xz축 잠금부(25)의 후측외주면 돌기에 의하여 z축 고정몸체(26)의 전측 천공 내주면 돌기가 x축으로 당겨질 때에 z축 고정몸체(26)의 안내역할을 한다.

상기 z축 고정몸체(26)에는 xz축 잠금부(25)가 돌출이 된 천공부(27)로 삽입될 수 있는 천공이 후면에 있어 상기 잠금렌치결합체(12)와의 결합이 가능하고; z축(A)방향의 내측면에는 상기 관형부재(3)의 외주면과 같은 크기의 삽입공이 관통하고 있다.

상기 z축 고정몸체(26)와 xz축 고정몸체(24)의 이동한 z축 위치 고정시에는 xz축 잠금부(25)가 z축방향으로 당겨질때 xz축 잠금부(25)의 후면안쪽에 있는 오목반원면과 관형부재(3)의 거리가 좁아지고 동시에 상기 xz축 고정몸체(24)의 z축 삽입공 후면의 오목반원형면이 관형부재(3)의 전측 외주 면과 밀착되면서 반발력을 일으켜 고정이 된다.

상기 z축(A)의 신연조정봉(1)은 신연조정장치부(4)가 결합된 상하의 관형부재(3)에 중심축스크루(2)가 삽입되어 신축 조정이 가능한 것이다. 이하에서는 상하에 관형부재(3)가 대칭으로 있으므로 상측의 관형부재를 기준으로 관형부재를 설명한다.

상기 관형부재(3)의 하측 외주 면에는 돌출형성된 안내돌기면(6-1)이 있으며 하나의 고정세트스크루(7)가 결합된다.

상기 관형부재는 상기 안내돌기면(6-1)을 중심으로 신축조정압축너트(5)의 상측 면과 신연덮개(6)의 상측 안쪽면이 접촉결합되어 있으며 신연조정장치부(4)의 회전시 제자리운동을 하게 되고 신연조정압축너트(5)에는 중심축스크루(2)와 나사체결되는 암나사부가 구비되어 있어 사각 또는 육각의 스페너(spanner)를 이용하여 풀어내는 방향 또는 조이는 방향으로 돌리는 것에 의하여 신축조정이 가능하게 된다.

상기 관형부재(3)의 상측에는 상기 신연조정압축너트(5)의 회전시 관형 부재(3)를 고정할 수 있도록 핀 스패너(pin spanner)등의 공구를 끼워 넣을 수 있는 천공이 있다.

상기 신연덮개(6)의 외주 면에 있는 3개이상의 천공을 통하여 신연조정의 고정시 상기 고정세트스크루(7)의 헤드 부에 있는 공구 홈에 육각 또는 사각 렌치(wrench)등의 공구를 끼워 조이는 방향으로 돌리게 되면 중심축스크루(2) 홈(2-1)의 z축 안쪽 면에 밀착되어 관형부재의 뒤틀림 방지와 고정력을 높여 주게 된다.

상기 중심축스크루(2)의 외경은 상기 관형부재(3)의 내경과 일치하며 중심축스크루(2)의 외주 일측면은 상기 고정세트스크루(7)의 결합을 위하여 길이의 한계를 주는 홈이 있으며 관형부재(3)의 z축 이탈을 막기 위하여 관형부재(3)의 신연길이영역만큼의 상하에 각각 상기 홈(2-1)이 파져 있다.

상기 중심축스크루(2)의 숫나사부는 사다리꼴형의 스크루로 1피치가 1~5mm이상이며 신연조정장치부(4)의 적은 회전수로 신축길이의 이동을 넓게 할 수 있다.

제 1도 도면1의 U자형 신연길이판독게이지블록(8)은 상하 관형부재(3)의 이동한 사이에 결합하여 신축길이조정의 미세한 판독과 상기 중심축스크루(2)와 상기 신축너트(5)간의 백래시(backlash)를 방지하기 위한 것이다.

상기 신연길이판독게이지블록(8)은 z축 방향의 두께를 0.1mm~60mm이상의 다양한 길이(8-1)를 단계적으로 교체하거나 다수개를 혼용하여 사용할 수 있음으로 미세 조정이 가능하다.

상기 신축길이판독게이지블록(8)에는 수치가 기입되어 있다.

상기 체외고정기구의 역동화 기능부들의 기계적 효과를 도면 4, 5, 6에서 시술전과 후로 하여 도시화하여 예시하였다.

도 3의 도면 4는 정강이뼈(Tibia)의 단순골절을 교정하는 골절치료.

도 3의 도면 5는 평행한 횡방향 변위 골절을 교정하는 골절치료.

도 3의 도면 6은 난장이병의 길이방향 교정을 통한 골연신술.

본 발명은 손상된 골격구조, 주로 장뼈(Tibia, Femur, Forearm 등)의 골절(단순골절 및 복합골절)시 골격의 접합, 골의 기형(난장이병)으로 인한 골격의 길이신연(伸延) 및 교정시 고정된 핀 스크루, 신축조정봉, 각도조절수단 등의 각 부분의 결합을 견고히 하였고 양단부에 핀클램프를 여러축의 회전과 이동조절이 가능하게 하여 렌치의 조임을 한번으로 간소화하는 등 시술순서를 단순화함으로써 쉽게 교정과 정복이 이루어지도록한 우수한 효과의 체외고정기구이다.

Claims (10)

1. 쐐기의 잠금작용을 이용한 체외고정기구로서, 핀 스크루를 고정하는 복수개의 핀 클램프(clamp); 길이를 상하에서 조절할 수 있는 상하대칭되는 한쌍의 관형부재와 신연조정이 가능한 신연조정부에 암나사부가 형성된것이 중심축스크루와 삽입결합되는 신연조정봉; 상기 각각의 핀 클램프에는 여러 축의 회전과 이동조절이 가능한 상기 관형부재에 결합되는 z축 회전과 이동역할의 xz축 고정몸체와 z축 고정몸체가 있으며 x축 회전역할의 xy축 고정몸체와 y축 회전역할의 핀고정대몸체로 구성된 자유도조절수단; 한번의 조임으로써 동시에 고정하는 잠금렌치결합체; 신연길이를 판독하는 신연길이판독게이지블록으로 구성됨을 특징으로 하는 정형외과용 체외고정기구.
2. 제 1항에 있어, 상기 잠금렌치결합체의 구성은 천공부가 형성된 xz축 잠금부가 있으며 상기 천공부에 삽입되는 동시조임쐐기는 잠금렌치볼트와 결합되어 풀림과 조임을 동시에 조정하는 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
3. 제 2항에 있어, 상기 쐐기의 외주면은 쐐기의 형상으로 되어 있고 중심부는 천공 또는 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
4. 제 1항에 있어, 상기 자유도조절수단의 z축기준 z축 고정몸체는 상기 관형부재가 삽입관통되는 삽입공과 상기 xz축 잠금부가 내주면 돌기에 의해 삽입결속되는 삽입공이 십자형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
5. 제 2항 또는 제 4항에 있어, 상기 잠금렌치결합체의 xz축 잠금부는 외주면 돌기가 있으며 y축 방향 직사각형의 홈은 상기 쐐기에 대응하는 z축 방향 볼록반원형 또는 빗면형의 돌기가 형성됨을 특징으로 하는 체외고정기구.
6. 제 1항 또는 제 4항에 있어, 상기 각도조절수단의 z축 기준 xz축 고정몸체는 x축 고정크라운기어부가 있으며 상기 관형부재와 밀착되는 오목원주면과 상기 z축 고정몸체의 x축 방향으로 삽입결속되는 삽입공과 y축 방향의 외관이 H자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
7. 제 5항에 있어, 상기 각도조절수단의 x축 기준 xy축 고정몸체는 y축 고정크라운기어부와 상기 xz축 고정몸체의 x축 고정크라운기어부에 상응하여 결합되는 x축 고정크라운기어부가 있으며 중심부에는 십자형 삽입공이 천공되어 있는 yz평면상의 외관이 △형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
8. 제 1항 또는 제 7항에 있어, 상기 핀 고정대몸체의 핀 삽입홈면은 z축 예각으로 기울어져 있으며 고정나사홈과 상기핀삽입홈면에 직교하는 공구홈이 있고 상기 핀고정대몸체에는 y축고정크라운기어부와 상하의삽입공을 가지는 xy평면상의 외관이 ㄷ자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
9. 제 1항에 있어, 상기 신연조정봉의 상기 관형부재에는 z축기준으로 상하에 공구홈과 안내면돌기가 있고 상기 신축조정부에는 상기 관형부재의 안내면돌기를 중심으로 신축조정압축너트와 신축덮개가 결합되는 것과 상기 신축덮개의 외주면 천공을 통하여 고정세트스크루를 체결고정하는 것을 특징으로 하는 체외고정기구.
10. 제 1항에 있어, 상기 신연길이판독게이지블록은 상기 신연조정봉의 중심축스크루에 결합되어 탈착과 교체가 가능하며 U자형 블록형상으로 각각의 다양한 길이의 블록에 수치가 기입되어 있는 것을 것을 특징으로 하는 체외고정기구.