골수강내 금속정의 고정을 위한 공면 Ｘ-선 유도 조준 아암 document_id A220623051439

관상골(tubular bones) 골절(bone fracture) 치료를 위해 골수강내 금속정이 사용되는 것은 잘 알려져 있다. 뼈 금속정(bone nail)에 골편(bone fragment)을 유지시키고 골편이 이동되는 것을 방지하기 위하여, 금속정(nail)은 골절 부위를 가로질러 뼈의 골수 공간(medullary canal)에 이식된다. 금속정은 교차 구멍들(transverse holes)을 가지며, 금속정에 있는 구멍들을 관통하여 주위의 뼈 물질 속으로 들어가야만 하는 수많은 고정 스크류 또는 고정 볼트에 의해 뼈에 고정된다. 금속정이 골수 공간 속으로 삽입된 후에는, 금속정의 원위단(distal end)은 육안으로 관찰할 수 없다. 고정 스크류를 골절된 뼈와 이식된 골수강내 금속정 모두를 가로질러 성공적으로 배치하기 위한 수많은 방법 및 장치들이 개발되었다. 일반적으로 금속정은, 진입점(entry point)에 가깝고 진입점으로부터 멀리 쩔어진 양단에서 고정된다. 금속정이 이식되는 뼈 영역은 근위부(proximal)로 명명되고 골수강내 금속정의 반대편 끝단은 원위부(distal)로 명명된다. 금속정의 고정은 현재 기계적인 조준 아암(aiming arm) 또는 X-선 유도(guidance) 중 어느 하나를 이용하여 이루어진다. 이식된 뼈 금속정의 원위부에 고정적으로 부착되는 기계적 조준 기구는, 미국 특허 번호 제5,334,192호, 제5,766,179호 및 제6,514,253호에 개시된 것과 같은 신뢰할 수 있는 드릴링 작업을 가능하게 하도록 근위부 스크류 구멍과 동심적 정렬(concentric alignment)을 제공할 수 있다. 이러한 기계적 조준 아암의 장점은 환자와 외과 의사 모두 X-선 광원(source)에 노출되지 않는다는 점이다. 그러나, 원위부 스크류 구멍들은 뼈 속으로 박혀질 때 골수강내 금속정의 변형(distortion) 및/또는 조준 아암에 가해지는 기계적 스트레스 때문에 만족스럽게 수행되지 않을 수 있다. 뼈 속으로 삽입될 때 금속정의 변형은 금속정의 짧은 길이를 감안하여 무시할 수 있으므로, 근위부 고정을 위해서는 조준-아암-유도-고정(aiming-arm-guided-locking)이 대체로 성공적이다. 그러나, 매우 짧은 금속정을 제외하고는 뼈 속으로 삽입될 때 금속정의 변형을 무시할 수 없기 때문에 원위부 고정을 위해서는 성공적이지 않다. 이식된 골수강내 금속정에서의 변형은 3차원 공간에서 발생하고, 다음과 같은 주요성분으로 분석될 수 있다. - 골수강내 금속정의 축에서의 길이 변화 - 골수강내 금속정의 축에서의 회전 변형(distortion) - 골수강내 금속정 원위부 구멍의 평면에서의 굴곡(flexion) 변형 - 골수강내 금속정의 원위부 구멍의 평면에 직교하는 굴곡 변형 공면(coplanar) 원위부 구멍들이 제공된 슬롯이 없는 골수강내 금속정을 사용할 때, 전술한 3가지 변형: (1)금속정의 축에서의 길이 변화, (2)금속정의 축에서의 회전 변형, 및 (3)금속정 원위부 스크류 구멍의 평면에서의 굴곡 변형이 원위부 고정 작업을 위해 무시할 수 있다. 그러나, 금속정의 원위부 스크류 구멍의 평면에 직교하는 평면에서의 굴곡 변형은 매우 중요하고, 원위부 고정이 목적일 때 중대한 변형이다. X-선 유도법은 매우 짧은 금속정들을 제외하고 원위부 고정을 위해 최근 가장 많이 사용된다. 금속정 구멍들의 축에 X-선 빔(beam)을 정확히 위치시킴으로써 시술은 시작되고 그러한 사실들은 X-선 기술자에게 항상 간단한 문제는 아니다. 골수강내 금속정은 X-선 모니터에 어둡고, 가늘고 긴 영상을 투사시키는 반면, 금속정 구멍들은 밝은 원 또는 타원형으로 나타날 것이다. 특히, X-선 빔이 금속정 구멍과 평행하도록 X-선 광원이 위치될 때, 금속정 구멍은 원형으로 나타날 것이고, 그러한 것은 합성 3차원 과정(complex 3D procedure)이다. 금속정 구멍이 위치된 후, 고정 스크류의 삽입을 위해 뼈에 구멍을 뚫기 위해 드릴이 사용된다. 이러한 과정은 조준 아암 가이드(guide)를 사용하거나 사용하지 않고 수행될 수 있으며, 상기 조준 아암 가이드는 뼈 금속정에 고정될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 당업계에 이미 알려진 다양한 조준 가이드들은 미국 특허 번호 제4,803,976호, 제4,850,344호, 제6,656,189호, 제4,667,664호 및 제4,881,535호에 개시된 것들과 같이, 고정 뼈 스크류들을 골절된 뼈 및 이식된 골수강내 금속정 모두를 가로질러 정확히 배치시키기 위하여 X-선 광원과 함께 사용된다. 모든 이러한 X-선 가이드 시술들은 X-선 빔이 금속정 구멍의 축에 평행하도록 X-선 광원이 위치될 것을 요구한다. 이것은 항상 간단한 것은 아니고, 때로는 불가능한 경우도 있다. 그것은 외과 의사, 환자 및 수술실 스태프에게 달갑지 않은 X-선 노출을 증가시킬 수도 있고, 외과 수술을 길어지게 할 수도 있다. X-선 유도 고정과 관련된 문제점들을 극복하기 위해, 과거에는 원위부 고정을 위한 성공적인 방법을 얻기 위한 많은 시도들이 이루어졌다. 그러나, 대부분의 이러한 시스템들은 귀찮고, 뼈 속으로 이식된 후 변형된 골수강내 금속정에 있는 구멍의 위치를 정확하게 평가하기 위하여 추가적인 뼈 스크류 구멍들을 요구한다.