(57)【要約】【課題】大規模なＣＴスキャン装置や大型の計算機等に依存することなく、小規模の治具装置を用いることによって高度の手術を行うことが可能にする。【解決手段】工股関節臼蓋術中支援治具（１）は、骨盤（１０）の臼蓋（９４）の中心位置に先端が位置決めされる臼蓋ピン（２２）を取り付け取り外し可能に保持可能であるとともに寛骨臼リーマ（２３）を置換可能な照準シャフト（２４）と、第１平面（２７）内で旋回可能であって第１特徴点（Ｐ１）に先端部が位置決めされる第１アーム（２５）と、第１平面から所定距離（ｒ）だけ離れ第１平面に平行な第２平面（２９）内で旋回可能であって第２特徴点（Ｐ２）に先端部が位置決めされる第２アーム（２６）と、を備え、術前画像データに基づいて、位置決めされた第１アームと第２アームとを照準シャフトに対し位置関係を固定し、照準シャフトの軸線を法線ベクトル（９６）に一致させて患者の骨盤に設置し、位置決めされた臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマを置換する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨盤の術前画像データに基づいて、患者の骨盤の臼蓋に人工股関節の臼蓋コンポーネントを位置決めして設置する手術を支援する人工股関節臼蓋術中支援治具であって、
前記骨盤の臼蓋の中心位置に先端が位置決めされる臼蓋ピンを取り付け取り外し可能に保持可能であるとともに位置決めされた前記臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマを置換可能な照準シャフトと、
前記照準シャフトの軸線を含む第１平面内で、前記照準シャフトに設けられた前記第１平面に垂直な第１旋回軸の回りに旋回可能であって、前記術前画像データにおける骨盤の第１特徴点に先端部が位置決めされる第１アームと、
前記第１平面から所定距離だけ離れ前記第１平面に平行な第２平面内で、前記照準シャフトに設けられた前記第２平面に垂直な第２旋回軸の回りに旋回可能であって、前記術前画像データにおける骨盤の第２特徴点に先端部が位置決めされる第２アームと、
を備え、
前記術前画像データに基づいて、前記照準シャフトに取り付けた前記臼蓋ピンを臼蓋の前記中心位置に立つ法線に一致させるとともに、前記第１アームの先端部が前記第１特徴点を指すように前記第１アームを前記第１旋回軸に対して位置決めし、前記第２アームの先端部が前記第２特徴点を指すように前記第２アームを前記第２旋回軸に対して位置決めし、
位置決めされた前記第１アームと前記第２アームとを前記照準シャフトに対し位置関係を固定し、前記照準シャフトの前記軸線を前記法線に一致させて患者の骨盤に設置し、位置決めされた前記臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマに置換する
ことを特徴とする人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項２】
前記照準シャフトは、前記軸線を有する照準シャフト本体と、前記照準シャフト本体の前記軸線に同軸状に取り付けられた照準固定枠とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項３】
前記第１旋回軸及び前記第２旋回軸は、前記照準固定枠に前記軸線に対して互いに９０度の角度をおいて設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項４】
前記照準シャフト本体には、前記臼蓋ピンを前記照準シャフトに取り付けるための臼蓋ピン用ホルダーと、前記寛骨臼リーマを前記照準シャフトに取り付けるための寛骨臼リーマ用ホルダーとを取り付け可能である
ことを特徴とする請求項２に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項５】
臼蓋の前記中心位置を明瞭に把握できない場合に、前記術前画像データにおける骨盤の第３特徴点に下端部が位置決めされる第３アームが前記照準固定枠に取り付け可能である
ことを特徴とする請求項２に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項６】
前記第１アーム及び前記第２アームを前記第１旋回軸及び前記第２旋回軸の回りに旋回可能にするとともに、前記第１アーム及び前記第２アームを互いに位置固定可能な補助リンクが設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項７】
前記第１特徴点は左右の一対の前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）のうちの手術対象側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）か反対側の健側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）であり、前記第２特徴点は左右の一対の腸骨稜のうちの一つの腸骨稜の稜線上の一点である腸骨稜点である
ことを特徴とする請求項１に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項８】
前記腸骨稜点は、前記第１特徴点と同じ側の腸骨稜の前記稜線と前記第２平面との交点である
ことを特徴とする請求項８に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項９】
前記第３特徴点は前記前記第１特徴点と反対側の反対側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）である
ことを特徴とする請求項５に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１０】
前記術前画像データは、Ｘ線源である第1管球が正面から照射される第１照射面と前記第１照射面に対し所定角度だけ交差して配置されＸ線源である第２管球が正面から照射される第２照射面を用い、患者が前記第１照射面に背対面する位置である第１位置に位置した状態で前記第1管球で前記第１照射面に照射して得た第１正面画像と前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第１斜面画像と、患者が前記第２照射面に背対面する位置である第２位置に位置した状態で前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第２正面画像と前記第１管球で前記第１照射面に照射して得た第２斜面画像とを、所定処理手段において所定画像処理して得たものである
ことを特徴とする請求項１に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１１】
前記所定処理手段は、前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とが取り込まれ前記所定画像処理を行うパーソナルコンピュータを備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１２】
前記第１斜面画像には右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）が位置特定可能に撮像されており、前記第２斜面画像には左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）が位置特定可能に撮像されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１３】
前記第１斜面画像で得た前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）の高さ位置を前記第１正面画像上で線引きし前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第１正面画像上で特定し、前記第２斜面画像で得た前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）の高さ位置を前記第２正面画像上で線引きし前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第２正面画像上で特定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１４】
前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とにおいて右側臼蓋位置点と左側臼蓋位置点と座骨片側最下点とを特定し、前記右側臼蓋位置点と前記左側臼蓋位置点と前記座骨片側最下点とを結び形成される中間三角形の形状に着目し、
前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像における各々の前記中間三角形が互いに同一物であることに基づいて前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とを表現する同一の座標系である中間座標系を導入し、
前記中間座標系における情報を用い、前記第２正面画像と前記第２斜面画像における前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第１正面画像と前記第１斜面画像上に特定するとともに、前記第１正面画像と前記第１斜面画像における前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第２正面画像と前記第２斜面画像上に特定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１５】
前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）とが特定された前記第１正面画像と前記第１斜面画像からなる第１画像組と、前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）とが特定された前記第２正面画像と前記第２斜面画像からなる第２画像組とのうち、手術に好適な一方の画像組を手術用画像組として選択する
ことを特徴とする請求項１４に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１６】
前記手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、手術対象の臼蓋の凹部が半球カップ体で埋められると想定し、前記半球カップ体の直径大きさと、前記半球カップ体の輪郭円の中心と前記半球カップ体の底頂点とを結ぶ法線ベクトルとを求め、前記直径大きさに対応する前記臼蓋コンポーネントを選択する
ことを特徴とする請求項１５に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１７】
前記手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、前記第１特徴点と同じ側の腸骨稜の稜線を求め、前記稜線と前記第２平面との交点を前記第２特徴点として腸骨稜点を特定する
ことを特徴とする請求項１５に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１８】
前記法線ベクトルを前記法線として採用し、前記照準シャフトの前記軸線を前記法線ベクトルに一致させて患者の骨盤に設置する
ことを特徴とする請求項１６に記載の人工股関節臼蓋術中支援治具。
【請求項１９】
患者の骨盤の臼蓋に人工股関節の臼蓋コンポーネントを位置決めして設置する手術を支援する人工股関節臼蓋術中支援治具に使用する術前画像データの取得方法であって、
Ｘ線源である第1管球が正面から照射される第１照射面と前記第１照射面に対し所定角度だけ交差して配置されＸ線源である第２管球が正面から照射される第２照射面を用い、患者が前記第１照射面に背対面する位置である第１位置に位置した状態で前記第1管球で前記第１照射面に照射して得た第１正面画像と前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第１斜面画像と、患者が前記第２照射面に背対面する位置である第２位置に位置した状態で前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第２正面画像と前記第１管球で前記第１照射面に照射して得た第２斜面画像とを取得する工程と、
パーソナルコンピュータに前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とを取り込む工程と、
前記第１斜面画像には右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）が位置特定可能に撮像されており、前記第２斜面画像には左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）が位置特定可能に撮像されており、前記第１斜面画像で得た前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）の高さ位置を前記第１正面画像上で線引きし前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第１正面画像上で特定し、前記第２斜面画像で得た前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）の高さ位置を前記第２正面画像上で線引きし前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第２正面画像上で特定する工程と、
前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とにおいて右側臼蓋位置点と左側臼蓋位置点と座骨片側最下点とを特定し、前記右側臼蓋位置点と前記左側臼蓋位置点と前記座骨片側最下点とを結び形成される中間三角形の形状に着目し、前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像における各々の前記中間三角形が互いに同一物であることに基づいて前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とを表現する同一の座標系である中間座標系を導入し、前記中間座標系における情報を用い、前記第２正面画像と前記第２斜面画像における前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第１正面画像と前記第１斜面画像上に特定するとともに、前記第１正面画像と前記第１斜面画像における前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第２正面画像と前記第２斜面画像上に特定する工程と、
前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）とが特定された前記第１正面画像と前記第１斜面画像からなる第１画像組と、前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）とが特定された前記第２正面画像と前記第２斜面画像からなる第２画像組とのうち、手術に好適な一方の画像組を手術用画像組として選択する工程と、
前記手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、手術対象の臼蓋の凹部が半球カップ体で埋められると想定し、前記半球カップ体の直径大きさと、前記半球カップ体の輪郭円の中心と前記半球カップ体の底頂点とを結ぶ法線ベクトルとを求め、前記直径大きさに対応する前記臼蓋コンポーネントを選択する工程と、
前記手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、前記第１特徴点と同じ側の腸骨稜の稜線を求め、前記稜線と前記第２平面との交点を前記第２特徴点として腸骨稜点を特定する工程と
を備える
ことを特徴とする術前画像データの取得方法。
【請求項２０】
人工股関節臼蓋術中支援治具は、
前記骨盤の臼蓋の中心位置に先端が位置決めされる臼蓋ピンを取り付け取り外し可能に保持可能であるとともに位置決めされた前記臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマを置換可能な照準シャフトと、
前記照準シャフトの軸線を含む第１平面内で、前記照準シャフトに設けられた前記第１平面に垂直な第１旋回軸の回りに旋回可能であって、前記術前画像データにおける骨盤の第１特徴点に先端部が位置決めされる第１アームと、
前記第１平面から所定距離だけ離れ前記第１平面に平行な第２平面内で、前記照準シャフトに設けられた前記第２平面に垂直な第２旋回軸の回りに旋回可能であって、前記術前画像データにおける骨盤の第２特徴点に先端部が位置決めされる第２アームと、
を備え、
前記術前画像データに基づいて、前記照準シャフトに取り付けた前記臼蓋ピンを臼蓋の前記中心位置に立つ法線に一致させるとともに、前記第１アームの先端部が前記第１特徴点を指すように前記第１アームを前記第１旋回軸に対して位置決めし、前記第２アームの先端部が前記第２特徴点を指すように前記第２アームを前記第２旋回軸に対して位置決めし、
位置決めされた前記第１アームと前記第２アームとを前記照準シャフトに対し位置関係を固定し、前記照準シャフトの前記軸線を前記法線に一致させて患者の骨盤に設置し、位置決めされた前記臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマに置換する
ことを特徴とする請求項１９に記載の術前画像データの取得方法。
【請求項２１】
前記法線ベクトルを前記法線として採用し、前記照準シャフトの前記軸線を前記法線ベクトルに一致させて患者の骨盤に設置する
ことを特徴とする請求項２０に記載の術前画像データの取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疾病や外傷によって破壊された股関節を人工股関節に置換する外科手術で利用される人工股関節臼蓋術中支援治具及び術前画像データの取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
股関節は下肢にある関節の中でも最も重要な関節であり、そこに不具合があると、歩行をはじめとして日常生活に重大な支障が生じる。そして、股関節は外傷により破壊されたり、加齢によって軟骨が変性破壊され関節症に至ることの多い部位でもある。
【０００３】
股関節の関節症に対する外科的治療としては、破壊された軟骨を取り去って人工股関節を嵌め込み、金属とプラスチックとの接触で関節機能を再建する人工関節置換術が、最も安定した機能の改善が図られる治療方法として広く実施されている。
【０００４】
人工股関節は、臼蓋カップと大腿骨ステムとからなり、臼蓋カップと大腿骨ステムを設置する位置、すなわちそれぞれ骨を摘出した位置の正確さがその人工股関節の適正な動作保証や耐久性に大きく影響する。
【０００５】
従来、人工股関節の設置位置は、手術前に、患者の正面と側面のＸ線写真に、正面および側面の２方向からの投影輪郭が印刷されている透明なシートを重ね合わせることにより決定していた。しかし、この方法では、骨形状の把握がＸ線の照射方向や撮影時の患者の位置に影響され、正確さに欠けるという問題があった。
【０００６】
近年では、Ｘ線画像の骨陰影に、ＣＴやＭＲＩで作成した骨形状の３次元モデルのイメージマッチングを行い、起立位の骨形状を３次元的に把握できるようにしたコンビュータシステムが開発されている。このコンピュータシステムに、人工関節のＣＡＤデータによる三次元形状モデルを呼び込み、骨形状と荷重環境に適用した人工関節の大きさと位置を決定できるようにしたシステムが提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００７】
そして、このようなコンビュータシステムは、人工股関節の臼蓋カップの設置位置の術前決定に用いるだけでなく、手術中での支援も行えるようにしたナビゲーションシステムとしても実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１４４４５４号公報
【特許文献２】特開２００４−００８７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記したような従来のナビゲーションシステムは、操作が複雑であり、また装置自体が大型で高価であり、大病院でなければ、手術室への導入が困難であるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、骨盤の術前画像データに基づいて、臼蓋カップの設置位置を決定しておいてから、術中は簡単な構造の治具を用いて、臼蓋穴のリーミングや、臼蓋カップを設置する術中操作を支援するようにした人工股関節臼蓋術中支援治具及び術前画像データの取得方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本願発明に係る人工股関節臼蓋術中支援治具は、骨盤の術前画像データに基づいて、患者の骨盤の臼蓋に人工股関節の臼蓋コンポーネントを位置決めして設置する手術を支援する人工股関節臼蓋術中支援治具であって、
前記骨盤の臼蓋の中心位置に先端が位置決めされる臼蓋ピンを取り付け取り外し可能に保持可能であるとともに位置決めされた前記臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマを置換可能な照準シャフトと、
前記照準シャフトの軸線を含む第１平面内で、前記照準シャフトに設けられた前記第１平面に垂直な第１旋回軸の回りに旋回可能であって、前記術前画像データにおける骨盤の第１特徴点に先端部が位置決めされる第１アームと、
前記第１平面から所定距離だけ離れ前記第１平面に平行な第２平面内で、前記照準シャフトに設けられた前記第２平面に垂直な第２旋回軸の回りに旋回可能であって、前記術前画像データにおける骨盤の第２特徴点に先端部が位置決めされる第２アームと、
を備え、
前記術前画像データに基づいて、前記照準シャフトに取り付けた前記臼蓋ピンを臼蓋の前記中心位置に立つ法線に一致させるとともに、前記第１アームの先端部が前記第１特徴点を指すように前記第１アームを前記第１旋回軸に対して位置決めし、前記第２アームの先端部が前記第２特徴点を指すように前記第２アームを前記第２旋回軸に対して位置決めし、
位置決めされた前記第１アームと前記第２アームとを前記照準シャフトに対し位置関係を固定し、前記照準シャフトの前記軸線を前記法線に一致させて患者の骨盤に設置し、位置決めされた前記臼蓋ピンに代えて寛骨臼リーマに置換する
ことを特徴とする。
【００１２】
また、前記術前画像データは、Ｘ線源である第1管球が正面から照射される第１照射面と前記第１照射面に対し所定角度だけ交差して配置されＸ線源である第２管球が正面から照射される第２照射面を用い、患者が前記第１照射面に背対面する位置である第１位置に位置した状態で前記第1管球で前記第１照射面に照射して得た第１正面画像と前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第１斜面画像と、患者が前記第２照射面に背対面する位置である第２位置に位置した状態で前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第２正面画像と前記第１管球で前記第１照射面に照射して得た第２斜面画像とを、所定処理手段において所定画像処理して得たものである
ことを特徴とする。
【００１３】
また、本願発明に係る術前画像データの取得方法は、患者の骨盤の臼蓋に人工股関節の臼蓋コンポーネントを位置決めして設置する手術を支援する人工股関節臼蓋術中支援治具に使用する術前画像データの取得方法であって、
Ｘ線源である第1管球が正面から照射される第１照射面と前記第１照射面に対し所定角度だけ交差して配置されＸ線源である第２管球が正面から照射される第２照射面を用い、患者が前記第１照射面に背対面する位置である第１位置に位置した状態で前記第1管球で前記第１照射面に照射して得た第１正面画像と前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第１斜面画像と、患者が前記第２照射面に背対面する位置である第２位置に位置した状態で前記第２管球で前記第２照射面に照射して得た第２正面画像と前記第１管球で前記第１照射面に照射して得た第２斜面画像とを取得する工程と、
パーソナルコンピュータに前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とを取り込む工程と、
前記第１斜面画像には右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）が位置特定可能に撮像されており、前記第２斜面画像には左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）が位置特定可能に撮像されており、前記第１斜面画像で得た前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）の高さ位置を前記第１正面画像上で線引きし前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第１正面画像上で特定し、前記第２斜面画像で得た前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）の高さ位置を前記第２正面画像上で線引きし前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第２正面画像上で特定する工程と、
前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とにおいて右側臼蓋位置点と左側臼蓋位置点と座骨片側最下点とを特定し、前記右側臼蓋位置点と前記左側臼蓋位置点と前記座骨片側最下点とを結び形成される中間三角形の形状に着目し、前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像における各々の前記中間三角形が互いに同一物であることに基づいて前記第１正面画像と前記第１斜面画像と前記第２正面画像と前記第２斜面画像とを表現する同一の座標系である中間座標系を導入し、前記中間座標系における情報を用い、前記第２正面画像と前記第２斜面画像における前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第１正面画像と前記第１斜面画像上に特定するとともに、前記第１正面画像と前記第１斜面画像における前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を前記第２正面画像と前記第２斜面画像上に特定する工程と、
前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）とが特定された前記第１正面画像と前記第１斜面画像からなる第１画像組と、前記右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と前記左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）とが特定された前記第２正面画像と前記第２斜面画像からなる第２画像組とのうち、手術に好適な一方の画像組を手術用画像組として選択する工程と、
前記手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、手術対象の臼蓋の凹部が半球カップ体で埋められると想定し、前記半球カップ体の直径大きさと、前記半球カップ体の輪郭円の中心と前記半球カップ体の底頂点とを結ぶ法線ベクトルとを求め、前記直径大きさに対応する前記臼蓋コンポーネントを選択する工程と、
前記手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、前記第１特徴点と同じ側の腸骨稜の稜線を求め、前記稜線と前記第２平面との交点を前記第２特徴点として腸骨稜点を特定する工程と
を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明の構成によれば、人工股関節臼蓋術中支援治具を簡易に構成することができ、大規模なＣＴスキャン装置や大型の計算機等に依存することなく、小規模の治具装置と例えばパーソナルコンピュータとを用いることによって位置精度の高い手術を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】人工股関節置換手術で用いられる人工股関節の説明図。
【図２】本発明の一実施形態による人工股関節臼蓋術中支援治具を示す側面図。
【図３】図２に対応し、人工股関節臼蓋術中支援治具を示す上面図。
【図４】人工股関節臼蓋術中支援治具における臼蓋ピン用ホルダーを示す断面図。
【図５】図４に対応する縦断面図。
【図６】人工股関節臼蓋術中支援治具における寛骨臼リーマ用ホルダーを示す側面図であり、（ａ）は、臼蓋ピン用ホルダーに寛骨臼リーマを取り付ける前の状態を示し、（ｂ）は、臼蓋ピン用ホルダーに寛骨臼リーマを取り付けた状態を示す。
【図７】第１アームと第２アームの先端に先端棒を取り付けて使用することを示す図。
【図８】臼蓋ピン用ホルダーを取り付けた人工股関節臼蓋術中支援治具を示す斜視図。
【図９】骨盤の術前画像データを得るために使用する互いに交差して配置された第１照射面と第２照射面を示す図。
【図１０】図９において患者が位置した状態を示す図。
【図１１】骨盤の術前画像データを得るために患者が第１照射面に背対面する位置である第１位置と第２照射面に背対面する位置である第２位置の２通りに位置することを示す図。
【図１２】第１照射面に背対面する位置である第１位置に位置した状態で第１照射面に照射して得た第１正面画像（ａ）と第２照射面に照射して得た第１斜面画像（ｂ）を示す図。
【図１３】第２照射面に背対面する位置である第２位置に位置した状態で第２照射面に照射して得た第２正面画像（ａ）と第１照射面に照射して得た第２斜面画像（ｂ）を示す図。
【図１４】第１斜面画像（ｂ）における右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を第１正面画像（ａ）において特定する手法を示す図。
【図１５】第２斜面画像（ｂ）における左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を第２正面画像（ａ）において特定する手法を示す図。
【図１６】中間座標系を用い、第２斜面画像と第２正面画像とから特定した左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を第１斜面画像（ｂ）と第１正面画像（ａ）において特定することを示す図。
【図１７】中間座標系を用い、第１斜面画像と第１正面画像とから特定した右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）を第２斜面画像（ｂ）と第２正面画像（ａ）において特定することを示す図。
【図１８】臼蓋の概挿輪郭円と腸骨稜の腸骨稜近似曲線について説明する図。
【図１９】カップモデルにおける半球カップ体について説明する。
【図２０】第３アームを示す図。
【図２１】人工股関節臼蓋術中支援治具における第１アームと第２アームと、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）と半球カップ体と法線ベクトルと腸骨稜近似曲線の関係を模式的に示す図。
【図２２】左脚側の臼蓋において、模式的に表示した照準固定枠と第１アームと第２アームと半球カップ体と法線ベクトルと第１特徴点Ｐ１と第２特徴点Ｐ２と第３特徴点Ｐ３との関係を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による人工股関節臼蓋術中支援治具の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１７】
まず図１を参照して、人工股関節置換手術について説明する。図１は、人工股関節置換手術で使用される人工股関節を示す。図１において、参照番号１０は骨盤を示し、参照番号１２は大腿骨を示している。この人工股関節は、大腿骨１２に接合される大腿骨ステム１４と、骨盤臼蓋に埋め込まれる半球状の臼蓋コンポーネント１６と、大腿骨ステム１４に取り付けられ、臼蓋コンポーネント１６に傾動自在なヘッド１８とから構成されている。臼蓋コンポーネント１６は、金属製のアウターシェル１９と、ヘッド１８を受ける樹脂製のインナーカップ２０とから構成されている。
【００１８】
人工股関節置換手術では、骨盤臼蓋から軟骨を切除し、さらに、臼蓋の骨を削って半球状の穴を設け、この穴に臼蓋コンポーネント１６を装着する。他方、大腿骨１２には、大腿骨頭を摘出してから、大腿骨ステム１４が挿入される。
【００１９】
次に、本実施形態に係る人工股関節臼蓋術中支援治具１について説明する。  
人工股関節臼蓋術中支援治具１は、予め取得した骨盤の術前画像データに基づいて、患者の骨盤の臼蓋に人工股関節の臼蓋コンポーネントを位置決めして設置する手術を支援すものである。
【００２０】
人工股関節臼蓋術中支援治具１は、骨盤の臼蓋の中心位置に先端が位置決めされる臼蓋ピン２２を取り付け取り外し可能に保持可能であるとともに位置決めされた臼蓋ピン２２に代えて寛骨臼リーマ２３を置換可能な照準シャフト２４と、術前画像データにおける骨盤の第１特徴点Ｐ１に下端部が位置決めされる第１アーム２５と、術前画像データにおける骨盤の第２特徴点Ｐ２に下端部が位置決めされる第２アーム２６とを備えている。
【００２１】
第１アーム２５は、照準シャフト２４の軸線２４ａを含む第１平面２７内で、照準シャフト２４に設けられ第１平面２７に垂直な第１旋回軸２８の回りに旋回可能である。第２アーム２６は、第１平面２７から所定距離ｒだけ離れた第１平面７に平行な第２平面２９内で、照準シャフト２４に設けられた第２平面２９に垂直な第２旋回軸３０の回りに旋回可能である。第１平面２７と第２平面２９とは、図２において紙面に垂直に表示されている。
【００２２】
また、照準シャフト２４は軸線２４ａを有する半円筒状の照準シャフト本体３１と、照準シャフト本体３１の上部に軸線２４ａに同軸状に取り付けられた半リング状の照準固定枠３２とを有する。照準シャフト本体３１の上端部は照準固定枠３２の内側リングに一体的に形成されている。
【００２３】
照準固定枠３２は、互いに９０度の角度位置に突起部３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設けられており、第１旋回軸２８は突起部３２ａに設けられ、第２旋回軸２８は突起部３２ｂに設けられている。突起部３２ｃは、後述するように、臼蓋が弱体化しその中心位置が明瞭でない場合に、術前画像データにおける骨盤の第３特徴点に下端部が位置決めされる第３アーム１０６（図２２参照）を照準シャフト２４に取り付けるのに用いられる。
【００２４】
照準シャフト本体３１には、臼蓋ピン２２を照準シャフト２４に取り付けるための臼蓋ピン用ホルダー３４と、寛骨臼リーマ２２を照準シャフト２４に取り付けるための寛骨臼リーマ用ホルダー３６とを取り付け可能である。
【００２５】
図４及び図５に示すように、臼蓋ピン用ホルダー３４は、ブロック部３８と止めネジ３９と円筒部４０とを備えている。円筒部４０の先端部には、臼蓋ピン２２がその軸線が照準シャフトの軸線２４ａに一致し簡易に位置決めされ保持されるように細孔体４１が取り付けられている。ブロック部３８は、止めネジ３９によって止めネジ３９の頭部側へ引きつけられるとともに対向する止めネジ３９ａ、３９ｂとによって、円筒部４０と細孔体４１が照準シャフト本体３１に取り付けられる。円筒部４０の上方から臼蓋ピン２２が挿入される。また、円筒部４０にはハンドルバー４２が取り付けられており、ハンドルバー４２を手で操作することによって照準シャフト２４に保持された臼蓋ピン２２を手術対象の臼蓋の中心位置に位置決めすることが容易になる。
【００２６】
次に、図６を参照して寛骨臼リーマ用ホルダー３６について説明する。  
寛骨臼リーマ用ホルダー３６は、照準シャフト本体３１の内側に取り付けられる半円筒部４４と半円筒部４４を照準シャフト本体３１の内側に固定するための前記の止めネジ３９とを有する。半円筒部４４は止めネジ３９によって止めネジ３９の頭部側へ引きつけられて照準シャフト本体３１に固定される。
【００２７】
寛骨臼リーマ用ホルダー３６は次のようにして用いられる。  
術前画像データに基づいて、臼蓋ピン用ホルダー３４を介して照準シャフト２４に取り付けた臼蓋ピンを臼蓋の中心位置に立つ法線に一致させるとともに、第１アーム２５の先端部が第１特徴点Ｐ１を指すように第１アーム２５を第１旋回軸２８に対して位置決めし、第２アーム２６の先端部が第２特徴点Ｐ２を指すように第２アーム２６を第２旋回軸３０に対して位置決めする。位置決めされた第１アーム２５と第２アーム２６とを照準シャフト２４に対し位置関係を固定する。ここで、前記法線は例えば後述する法線ベクトルによって特定されるものである。次に、照準シャフト２４の軸線２４ａを前記法線に一致させて患者の骨盤に設置する。この状態で、照準シャフト本体３１に取り付けられた臼蓋ピン用ホルダー３４を寛骨臼リーマ用ホルダー３６に取り換え、位置決めされた臼蓋ピン２２に代えて寛骨臼リーマ２３に置換する。
【００２８】
寛骨臼リーマ２３は先端部のグラインド部２３ａとグラインド部２３ａの上部に位置する軸部２３ｂとから構成されている。グラインド部２３ａの大きさは、後述するカップモデルで得た半球カップ体の大きさに相当するように選択される。図６（ａ）は、寛骨臼リーマ用ホルダー３６に寛骨臼リーマ２３を取り付ける前、あるいは寛骨臼リーマ用ホルダー３６から寛骨臼リーマ２３を取り外した状態を示す。図６（ｂ）は、寛骨臼リーマ用ホルダー３６の半円筒部４４に寛骨臼リーマ２３の軸部２３ｂを当接して寛骨臼リーマ用ホルダー３６に寛骨臼リーマ２３を取り付けた状態を示す。
【００２９】
手術対象の臼蓋に対して所望の的確な大きさと方向に削る加工するためには、位置決めされた臼蓋ピン２２に代えて置換した寛骨臼リーマ２３によって一度に臼蓋を削り加工するのではなく、適正な位置を度々確認しながら位置決めされた臼蓋ピン２２と寛骨臼リーマ２３とを交互に何度か置換しながら少しずつ臼蓋を削り加工することになる。このために、臼蓋ピン用ホルダー３４の半円筒部４４が半円筒状に形成されていることによって寛骨臼リーマ２３の軸部２３ｂを容易に頻繁に取り付けたり取り外したりすることが可能であるようになっている。
【００３０】
次に、図２，図３、図８等を参照して、補助リンク４８について説明する。補助リンク４８は、第１アーム２５及び第２アーム２６を第１旋回軸２８及び第２旋回軸３０の回りに旋回可能にするとともに、第１アーム２５及び第２アーム２８を互いに位置固定可能にする。
【００３１】
補助リンク４８は、溝部５０ａが形成された第１リンク５０と溝部５１ａが形成された第２リンク５１と第１ネジ部５２と第２ネジ部５３と第３ネジ部５４を備えている。また、第１アーム２５と第２アーム２６には、各々溝部２５ａ、２６ａが形成されている。
【００３２】
第１リンク５０は照準シャフト本体３１の下部に取り付けられた旋回軸５５の回りに旋回自在に取り付けられている。旋回軸５５は、第１平面２７に対し垂直に設けられており、第１旋回軸２８に平行に位置する。第２リンク５１は、第１ネジ部５２と第２ネジ部５３との間に掛け渡されている。
【００３３】
第１ネジ部５２は、第２リンク５１の一端で溝部２６ａ及び溝部５１ａを貫通して取り付けられ、第２リンク５１の一端を第２アーム２６の溝部２６ａにスライド自在に保持する。
【００３４】
第２ネジ部５３と第３ネジ部５３とは、軸棒５６を第１リンク５０と第２リンク５１との間に介在させて連結されている。第２ネジ部５３と軸棒５６とは、第１リンク５０と第２リンク５１とを溝部５０ａと溝部５１ａとを介して互いにスライド自在に連結する。第３ネジ部５４と軸棒５６とは、第１リンク５０と第１アーム２５とを溝部５０ａと溝部２５ａとを介して互いにスライド自在に連結する。
【００３５】
第１アーム２５と第２アーム２８とは、術前画像データに基づいて位置決めされた後に、まず第１旋回軸２８と第２旋回軸３０の旋回動作を各々の旋回軸に付属するピンを締めて固定する。この場合、補助リンク４８の第１リンク５０と第２リンク５１とは、スライド自在に第１アーム２５と第２アーム２８に対し連結されているので、第１アーム２５と第２アーム２８との位置決めのための旋回動作に何の支障もない。そして、第１旋回軸２８と第２旋回軸３０の旋回動作を各々の旋回軸に付属するピンを締めて固定した後に、第１ネジ部５２と第２ネジ部５３と第３ネジ部５４を締め付けることによって第１アーム２５と第２アーム２８とはより強固に位置決め位置に位置固定される。
【００３６】
また、第１アーム２５と第２アーム２８の実際の位置決めにおいては、図７に示されるように、第１アーム２５の本体の下端にある孔部にくの字状の細い先端棒６１が取り付けられ、第２アーム２６の本体の下端にある孔部にくの字状の細い先端棒６２が取り付けられる。そして、先端棒６１の先端部６１ａが第１アーム２５の先端部に対応し、先端棒６２の先端部６２ａが第２アーム２６の先端部に対応する。
【００３７】
次に、図９乃至図２０を参照して、人工股関節臼蓋術中支援治具１が拠り所とする術前画像データについて説明する。  
本願発明において特徴的なことは、大規模なＣＴスキャン装置や大型の計算機等に依存することなく、小規模の治具装置とパーソナルコンピュータとを用いることによって高度の手術を可能にすることである。
【００３８】
図９，図１０等に示すように、術前画像データを取得するために、Ｘ線源である第1管球７１と第２管球７２と第1管球７１が正面から照射される第１照射面７３と第２管球７２が正面から照射される第２照射面７４とがも用いられる。第２照射面７４は第１照射面７３に対し所定角度、例えば１２０度の角度だけ交差して配置されている。
【００３９】
第１照射面７３と第２管球７２には、間隔をおいて２枚のグリッド板７５、７６が設けられている。患者７６は、第１照射面７３と第２管球７２に背中を向けてグリッド板７５とグリッド板７６との間に位置する。グリッド板７５、７６には、格子状に配列されたＸ線に撮像可能なグリッドマトリックス７５ａ、７６ａが配置されており、前後に配設されたグリッド板７５、７６のグリッドマトリックス７５ａ、７６ａを骨盤の画像とともに参照することによって、Ｘ線源である第1管球７１と第２管球７２の照射方向と患者７７の姿勢とのずれ関係を必要に応じて較正することが可能になる。
【００４０】
患者７７が第１照射面７３に背対面する位置である第１位置７８に位置した状態で第1管球７１で第１照射面７３に照射して第１正面画像８１を得るとともに第２管球７２で第２照射面７４に照射して第１斜面画像８２を得る。患者７７が第２照射面７４に背対面する位置である第２位置７９に位置した状態で第２管球７２で第２照射面７４に照射して第２正面画像８３を得るとともに第１管球７１で第１照射面７３に照射して第２斜面画像７４を得る。
【００４１】
第１正面画像８１と第１斜面画像８２とは、患者７７の同一姿勢をそれぞれ約６０度のなす方向から撮像したものとして対をなし、同様に、第２正面画像８３と第２斜面画像８４とは対をなす。画像中における小円状の点はグリッドマトリックス７５ａ、７６ａである。
【００４２】
第１正面画像８１と第１斜面画像８２と第２正面画像８３と第２斜面画像８４とは、所定処理手段としてのパーソナルコンピュータに取り込まれ、パーソナルコンピュータ内で所定画像処理が行われる。第１正面画像８１と第１斜面画像８２の一対によって互いに対応する部位のデータを合成することによって一つの３次元的情報が与えられる。同様にして、第２正面画像８３と第２斜面画像８４の一対によって一つの３次元的情報が与えられる。
【００４３】
図１２に示す第１斜面画像８２において、骨盤の上部左角部として右脚側の右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５が位置特定可能に撮像されている。これは、患者７７が第１位置７８に位置し第２管球７２で第２照射面７４に照射することによって、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５が骨盤の上部角部に位置するからである。しかしながら、第１正面画像８１では、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５が骨盤の上部角部に位置するようには撮像されないので、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５が一義的には位置特定されない。
【００４４】
同様に、図１３に示す第２斜面画像８４において、骨盤の上部右角部として左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６が位置特定可能に撮像されている。
【００４５】
次に、図１４を参照して、第１斜面画像８２の情報を参照して第１正面画像８１に右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５を一義的には位置特定することについて説明する。  
第１斜面画像８２と第１正面画像８１を見比べるとともに、第１斜面画像８２で特定された右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５の高さ位置に着目し、第１正面画像８１おいて右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５の高さ位置に相当する高さ直線８７を線引きする。骨盤に関する医学的知識をも参考にし、高さ直線８７と骨盤のエッジ部との交点を求める。この交点が第１正面画像８１における右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５となることが確認されており、この交点を第１正面画像８１おいて右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５として特定される。
【００４６】
同様にして、図１５において、第２斜面画像８４と第２正面画像８３を見比べるとともに、第２斜面画像８４で特定された左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６の高さ位置に着目し、第２正面画像８３おいて左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６の高さ位置に相当する高さ直線８８を線引き、高さ直線８８と骨盤のエッジ部との交点を第２正面画像８３における左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６として特定する。
【００４７】
次に、図１６と図１７を参照して、第１正面画像８１と第１斜面画像８２とからなる第１画像組と、第２正面画像８３と第２斜面画像８４とからなる第２画像組とに対する座標の共通化について説明する。
【００４８】
第１正面画像８１と第１斜面画像８２と第２正面画像８３と第２斜面画像８４とにおいて右側臼蓋位置点９１と左側臼蓋位置点９２と座骨片側最下点９３とを特定する。右側臼蓋９１の臼蓋位置点９１ａと左側臼蓋９２の臼蓋位置点９２ａとしては、例えば各々の臼蓋の底中心位置を採用し、座骨片側最下点９３として例えば右側のものを採用すしてもよいし、あるいは右側臼蓋位置点９１ａと左側臼蓋位置点９２ａとしては、もっと簡易に一義的に特定できるのであれば中心位置に限らない。右側臼蓋位置点９１ａと左側臼蓋位置点９２ａと座骨片側最下点９３とを結び形成される中間三角形９４の形状に着目する。図１６と図１７においては、右側臼蓋位置点９１ａと左側臼蓋位置点９２ａは骨頭にあるように見えるが臼蓋に位置する点である。
【００４９】
第１正面画像８１と第１斜面画像８２と第２正面画像８３と第２斜面画像８４における各々の中間三角形９４は同じ患者７７に起因するものであるから互いに同一物である。そこで、パーソナルコンピュータ上で第１正面画像８１と第１斜面画像８２と第２正面画像８３と第２斜面画像８４とを表現する同一の座標系である中間座標系を座標変換等の既知の画像処理技術を用いて導入する。
【００５０】
そして、中間座標系における情報を用い、図１６に示すように、第２正面画像８３と第２斜面画像８４における左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６を第１正面画像８１と第１斜面画像８２上に特定する。また、図１７に示すように、第１正面画像８１と第１斜面画像８２における右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５を第２正面画像８３と第２斜面画像８４上に特定する。
【００５１】
なお、上述の中間座標系の適用において、第２正面画像８３と第２斜面画像８４における左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６を第１正面画像８１と第１斜面画像８２上に特定することと、第１正面画像８１と第１斜面画像８２における右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５を第２正面画像８３と第２斜面画像８４上に特定することにおける位置精度は、約１．９ｍｍ〜約３．０ｍｍの誤差範囲内で可能であることが確認された。
【００５２】
図１６には、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５と左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６とが特定された第１正面画像８１と第１斜面画像８２からなる第１画像組が示され、図１７には、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５と左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６とが特定された第２正面画像８３と第２斜面画像８４からなる第２画像組が示されている。手術においては、第１画像組と第２画像組とのうち、手術により好適な、例えばより鮮明に撮像された一方の画像組を選択する。
【００５３】
ここでは、手術対象の臼蓋が右脚側であると想定し、また、第１正面画像８１と第１斜面画像８２からなる第１画像組を手術用画像組と一例としてして採用する。
【００５４】
次に、図１８と図１９を参照して、カップモデルについて説明する。  
カップモデルにおいては、手術用画像組における正面画像と斜面画像とを参照し、手術対象の臼蓋の凹部が半球カップ体９４で埋められると想定する。そして、半球カップ体９４の直径大きさと、半球カップ体９４の輪郭円の中心９４ａと半球カップ体９４の底頂点９４ｂとを結ぶ法線ベクトル９６とを求め、直径大きさに対応する臼蓋コンポーネント１６を選択する。
【００５５】
このために、術者は、手術用画像組として採用した第１画像組を構成する第１正面画像８１と第１斜面画像８２において手術対象の右側臼蓋９１の大きさと方向とを観察し、手術に使用する臼蓋コンポーネント１６を決定することになる。
【００５６】
このために、カップモデルでは、手術対象の右側臼蓋９１の凹部を半球体として想定する。右側臼蓋９１の凹部の輪郭曲線を概挿することによりこの半球体の概挿輪郭円９２を求める。概挿輪郭円９３が概略的に定まった段階で、概挿輪郭円９３を有する半球体とほぼ同じ大きさの半球体の半球カップ体９４を画面上で導入する。画面上で半球カップ体９４を手術対象の右側臼蓋９１の凹部に対して試行錯誤的に位置決めをし、最終的に、半球カップ体９４の輪郭円９５と法線ベクトル９６とを決定する。輪郭円９５の直径が半球カップ体９４の大きさに対応する。法線ベクトル９６は半球カップ体９４の輪郭円９５の中心９５ａと半球カップ体９４の底頂点９４ａとを結ぶ方向として決定される。法線ベクトル９６を決めることは、骨盤臼蓋に埋め込まれる半球状の臼蓋コンポーネント１６あるいは大腿骨１２の外開き角と前開き角と位置とを決定することになる。半球カップ体９４の底頂点９４ａが理想的には右側臼蓋９１の中心位置に一致する。
【００５７】
法線ベクトル９６を照準シャフト２４に取り付けた臼蓋ピン２２を臼蓋９１の中心位置に立つべき法線として採用し、照準シャフト２４の軸線２４ａを法線ベクトル９６に一致させて患者の骨盤に人工股関節臼蓋術中支援治具１を設置する。
【００５８】
次に、図１８を参照して、第２特徴点を特定するために腸骨稜点１００腸骨稜９８の稜線を求めることについて説明する。
【００５９】
第１正面画像８１と第１斜面画像８２において腸骨稜９８に着目し、腸骨稜９８の輪郭形状を離散的に分布する複数の点としてデジタイズする。デジタイズされた離散的に分布する複数の点から３次スプライン近似により腸骨稜近似曲線９９を求める。
【００６０】
第１特徴点として右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５を採用し、第２特徴点としての第１特徴点と同じ側の右側の腸骨稜点１００は、位置決めされた人工股関節臼蓋術中支援治具１における第２平面２９との交点に対応する。
【００６１】
図３に示したように、第１平面２７と第２平面２９との間の距離は所定距離ｒであり、所定距離ｒは標準的な人間に対しては約４ｃｍ程度に選択される。第２特徴点としての第１特徴点と同じ側の右側の腸骨稜点１００と第１特徴点との距離は所定距離ｒであり、所定距離ｒとして約４ｃｍ程度に設定することにより、腸骨稜近似曲線９９上に腸骨稜点１００を設定することが可能になる。
【００６２】
次に、図２０を参照して、第３アーム１０６について説明する。  
第３アームは、臼蓋の中心位置を明瞭に把握できない場合に、術前画像データにおける骨盤１０の第３特徴点Ｐ３に下端部が位置決めされる。第３アーム１０６は、図３に示す照準固定枠３２の突起部３２ｃに取り付けられる。第３アーム１０６は、第３アーム１０６の上端にある取り付け部１０６ａによって照準固定枠３２の突起部３２ｃを挟むように取り付けられる。
【００６３】
本実施の形態においては、第３アーム１０６が必要に応じて照準固定枠３２に取り付け可能であるので、臼蓋の中心位置を明瞭に把握できない場合においても骨盤１０２に於いて人工股関節臼蓋術中支援治具１を正確に位置決めすることが可能になる。
【００６４】
図２１は、人工股関節臼蓋術中支援治具１における第１アーム２５と第２アーム２６と、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５と半球カップ体９４と法線ベクトル９６と腸骨稜近似曲線９９の関係の一例を模式的に示す。なお、図２１においては、照準固定枠３２に対する第１アーム２５と第２アーム２６の取り付け位置は図２等に示す場合とは異なる。
【００６５】
図２２は、骨盤１０２において、模式的に表示した照準固定枠３２と第１アーム２５と第２アーム２６と半球カップ体９４と法線ベクトル９６と第１特徴点Ｐ１と第２特徴点Ｐ２と第３特徴点Ｐ３との関係を模式的に示す。
【００６６】
左脚側の臼蓋１０４を手術対象とする場合、例えば左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８６が第１特徴点Ｐ１に相当し、左側の腸骨稜線１０１にある左側の腸骨稜点が第２特徴点Ｐ２に相当し、右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）８５が第３特徴点Ｐ３に相当する。
【００６７】
図２２において、適正な半球カップ体９４が定まると、それに対応する臼蓋コンポーネント１６が選択される。そして、第１アーム２５と第２アーム２６が位置決めされた状態で照準シャフト本体３１に寛骨臼リーマ用ホルダー３６と取り付ける。選択した臼蓋コンポーネント１６に対応するグラインド部２３ａを有する寛骨臼リーマ２３を寛骨臼リーマ用ホルダー３６に取り付け、臼蓋を寛骨臼リーマ２３で加工する。加工された臼蓋に選択した臼蓋コンポーネント１６が設置される。
【００６８】
上述のように、本発明の実施の形態によれば、人工股関節臼蓋術中支援治具１は主に、照準シャフト２４と第１アーム２５と第２アーム２６とを備え簡易に構成することができ、大規模なＣＴスキャン装置や大型の計算機等に依存することなく、小規模の治具装置とパーソナルコンピュータにおける既知の画像処理とによって位置精度の高い手術を行うことが可能になる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  骨盤
１６  臼蓋コンポーネント
２２  臼蓋ピン
２３  寛骨臼リーマ
２４  照準シャフト
２４ａ  軸線
２５  第１アーム
２６  第２アーム
２７  第１平面
２８  第１旋回軸
２９  第２平面
３０  第２旋回軸
３１  照準シャフト本体
３２  照準固定枠
３４  臼蓋ピン用ホルダー
３６  寛骨臼リーマ用ホルダー
４８  補助リンク
７１  第1管球
７２  第２管球
７３  第１照射面
７４  第２照射面
８１  第１正面画像
８２  第１斜面画像
８３  第２正面画像
８４  第２斜面画像
８５  右側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）
８６  左側前上腸骨棘（ＡＳＩＳ）
９２  概挿輪郭円
９４  半球カップ体
９６  法線ベクトル
１０６  第３アーム
Ｐ１  第１特徴点
Ｐ２  第２特徴点
Ｐ３  第３特徴点
【図１】
2014104195.tif 000003
【図２】
2014104195.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014104195.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014104195.tif 000016
【図１５】
2014104195.tif 000017
【図１６】
2014104195.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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