(57)【要約】【課題】  術部の展開が限られる場合でも、大腿骨頭の切除，髄腔の掘削，更には大腿骨ステムの設置といった作業を術前計画に沿って、小さな侵襲で良好に行う。【解決手段】  ステム設置用器具１０を、大腿骨頸部１０１の転子間稜１０６を跨ぐように術者によって押し付け、骨表面に密着固定する。次に、ステム設置用器具１０の当接固定部Ａの端縁ＡＦに沿って、大腿骨頭部１１０を切断する。続いて、内反・外反方向ＤＡ、前捻・後捻方向ＤＢ，屈曲・伸展方向ＤＣに沿って骨切り面における挿入中心点ＤＸから大腿骨１００の髄腔の掘削を行う。その後、術前計画で決定したサイズの大腿骨ステムを、骨切り面から大腿骨１００の髄腔内に挿入する。このとき、骨切り面における前記挿入位置ＤＸ，内反・外反方向ＤＡ，前捻・後捻方向ＤＢ，屈曲・伸展方向ＤＣが参照され、それらに沿った大腿骨ステムの設置が行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工股関節置換術を行う際に、大腿骨ステムの適切な設置を術前計画に基づいて行うための手術器具であって、
大腿骨頸部付近に当接して、器具自身を固定する当接固定部，
術前計画に基づいて大腿骨ステムを適切に設置するためのガイドとなる設置ガイド部，
を備えており、
前記当接固定部が、大腿骨頸部の転子間稜に当接する部位を含むことを特徴とする人工股関節手術器具。
【請求項２】
前記当接固定部の端縁が、大腿骨頚部における骨切り高位を示すことを特徴とする請求項１記載の人工股関節手術器具。
【請求項３】
前記設置ガイド部が、大腿骨髄腔の掘削方向ないし大腿骨ステムの挿入方向を示すことを特徴とする請求項１又は２記載の人工股関節手術器具。
【請求項４】
前記大腿骨髄腔の掘削方向ないし大腿骨ステムの挿入方向を、屈曲・伸展方向，前捻・後捻方向，内反・外反方向によって示すことを特徴とする請求項３記載の人工股関節手術器具。
【請求項５】
前記設置ガイド部が、大腿骨頸部の骨切り面における大腿骨ステムの挿入中心点を示すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の人工股関節手術器具。
【請求項６】
前記設置ガイド部に予め設定した姿勢で結合し、結合状態で前記大腿骨ステムの中心方向を示す補助具を使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の人工股関節手術器具。
【請求項７】
人工股関節置換術を行う際に、臼蓋カップコンポーネントの適切な設置を術前計画に基づいて行うための手術器具であって、
臼蓋の形状に倣った形状の基部，
前記臼蓋カップコンポーネントの設置中心軸を示すガイド手段，
骨盤上に予め設定した基準ピンに対して位置決めするための位置決め手段，
を備えたことを特徴とする人工股関節手術器具。
【請求項８】
前記基部は、患者個々に特徴的な形状を持つ寛骨臼窩において設置時に干渉する外面側突出部を削ってテーパ形状とすることで、前記臼蓋の手術計画の位置で適切に適合するようにしたことを特徴とする請求項７記載の人工股関節手術器具。
【請求項９】
前記ガイド手段を、臼蓋カップコンポーネントの設置中心軸あるいはリーミング中心軸に沿って前記臼蓋に穴を開けるために使用することを特徴とする請求項７又は８記載の人工股関節手術器具。
【請求項１０】
前記位置決め手段に、前記基準ピンに対して一定の位置関係を有する補助ピンを挿入し、この補助ピンと前記基準ピンとを保持する補助具を使用することで、前記基準ピンに対する位置決めを行うことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の人工股関節手術器具。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の人工股関節手術器具と、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の人工股関節手術器具を含むことを特徴とする人工股関節手術器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工股関節手術において大腿骨ステムや臼蓋カップコンポーネントを設置する際に使用する人工股関節手術器具の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工股関節手術に使用する器具としては、例えば下記特許文献１記載の人工股関節置換術支援補助部材がある。これは、骨嵌合部と設置情報表示部とによって構成されており、コンピュータ上の三次元モデルから、光造形などのラピッドプロトタイピング技術で作成される。前記骨嵌合部は、人工股関節置換の手術部位となる臼蓋ないし大腿骨の三次元的形状を利用して作成され、前記臼蓋ないし前記大腿骨に一部ないし全てが嵌合する。また、前記設置情報表示部は、人工股関節置換の術前計画に基づいて前記臼蓋コンポーネントや前記大腿骨コンポーネントの適切な位置ないし方向の情報を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人工股関節手術において、大腿骨ステムの適切な設置位置と設置アライメントは、人工股関節に加わる応力を適切に大腿骨に伝達させるために重要であり、且つ患者個々の大腿骨髄腔に対して許容する最大サイズのコンポーネントを適合させ、安定化させるために重要で、術後成績を左右する因子であり、術前計画の要点の１つである。実際の人工股関節置換術は、
ａ，大腿骨頭の切除，
ｂ，大腿骨骨髄腔の掘削，
ｃ，大腿骨ステムの挿入固定，
という手順で行なわれる。このため、前記ｃにおける大腿骨ステムの挿入位置を決定する上で、前記ａの大腿骨頭の切除と、前記ｂの髄腔の掘削は重要な操作である。
【０００５】
これらの操作は、術前計画に基づいて行うが、実際の手術において参考にできるのは、術野で直視できる皮膚切開部から展開された一部分の骨である。しかし、肥満のために術部の展開が限られる症例も多い。また、骨形態に変形が著しい場合には、通常のアナトミーとかけ離れていることから、術者が判断を誤り、術前計画とは異なる高さでの大腿骨頭の切除，異なる方向への髄腔の掘削，更には、異なる位置での大腿骨ステムの設置を行なってしまう恐れがある。このような場合、大腿骨ステムの挿入中に大腿骨が骨折する，あるいは術後に脱臼するなど、術中や術後において合併症が起きる可能性が想定される。現在、コンピュータ技術によって精密な術前計画を手術中に誘導するナビゲーション装置が開発されているが、一般的には普及しておらず、より簡便で操作のしやすい手法や器具が求められている。一方、臼蓋側にはカップコンポーネントが設置されるが、この場合も、同様に設置位置を良好に特定する必要がある。
【０００６】
本発明は、以上のような点に着目したもので、その目的は、術部の展開が限られる場合でも、大腿骨頭の切除，髄腔の掘削，更には適切なアライメントへの大腿骨ステムの設置といった作業を術前計画に沿って良好に行うことである。他の目的は、筋肉等の軟部組織を出来るだけ切除せず、極めて小さい皮膚切開から手術野を展開する最小侵襲手術が行われるようになっているが、最小侵襲手術おいても正確に大腿骨ステムを設置することである。更に他の目的は、臼蓋側においてもカップコンポーネントを良好に設置することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、人工股関節置換術を行う際に、大腿骨ステムの適切な設置を術前計画に基づいて行うための手術器具であって、大腿骨頸部付近に当接して、器具自身を固定する当接固定部，術前計画に基づいて大腿骨ステムを適切に設置するためのガイドとなる設置ガイド部，を備えており、前記当接固定部が、大腿骨頸部の転子間稜に当接する部位を含むことを特徴とする。
【０００８】
主要な形態の一つは、前記当接固定部の端縁が、大腿骨頚部における骨切り高位を示すことを特徴とする。他の形態の一つは、前記設置ガイド部が、大腿骨髄腔の掘削方向ないし大腿骨ステムの挿入方向を示すことを特徴とする。詳細には、前記大腿骨髄腔の掘削方向ないし大腿骨ステムの挿入方向を、内反・外反方向，前捻・後捻方向，屈曲・伸展方向の三次元的な方向によって示すことを特徴とする。更に他の形態によれば、前記設置ガイド部が、大腿骨頸部の骨切り面における大腿骨ステムの挿入位置を示すことを特徴とする。更に他の形態の一つは、前記設置ガイド部に予め設定した姿勢で結合し、結合状態で前記大腿骨ステムの中心方向を示す補助具を使用することを特徴とする。
【０００９】
他の発明は、人工股関節置換術を行う際に、臼蓋カップコンポーネントの適切な設置を術前計画に基づいて行うための手術器具であって、臼蓋の形状に倣った形状の基部，前記臼蓋カップコンポーネントの設置中心軸（リーミング中心軸）を示すガイド手段，骨盤上に予め設定した基準ピンに対して位置決めするための位置決め手段，を備えたことを特徴とする。
【００１０】
主要な形態の一つは、前記基部が、その外面側の突出部を削ってテーパ形状とすることで、前記臼蓋に設置可能としたことを特徴とする。他の形態の一つは、前記ガイド手段を、臼蓋カップコンポーネントの設置中心軸（リーミング中心軸）に沿って前記臼蓋に穴を開けるために使用することを特徴とする。更に他の形態の一つは、前記位置決め手段に、前記基準ピンに対して一定の位置関係を有する補助ピンを挿入し、この補助ピンと前記基準ピンとを保持する補助具を使用することで、前記基準ピンに対する位置決めを行うことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、手術器具の当接固定部を大腿骨頸部で患者個々に特徴的な形状で大きく凹凸している転子間稜に当たるデザインとしているため、わずかな当接固定部でも安定して手術器具を固定することができ、術部の展開が限られる場合でも、大腿骨頭の切除，髄腔の掘削，更には大腿骨ステムの設置といった作業を術前計画に沿って、低侵襲で良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１(A)は本発明の実施例１の人工股関節手術器具を示す斜視図，(B)は実際の製品の写真である。
【図２】大腿骨頸部に対する手術器具を取り付ける様子を示す図である。
【図３】(A)は骨切り高位を示す図，(B)は内外反方向を示す図である。
【図４】前捻・後捻方向と大腿骨ステム挿入点を示す図である。
【図５】屈曲・伸展方向と大腿骨ステムの設置方向を示す図である。
【図６】本発明の実施例２の補助具を示す斜視図である。
【図７】前記実施例２の補助具の使用状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例３における基準ピンを示す図である。
【図９】前記実施例３におけるカップ設置用器具の一例を示す図である。
【図１０】前記カップ設置用器具の修正の様子を示す図である。
【図１１】前記カップ設置用器具の設置補助具と設置の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
以下、図１〜図５を参照しながら、本発明の実施例について説明する。図１(A)は本実施例の人工股関節手術器具（以下単に「手術器具」という）を示す斜視図であり、図１(B)は試作品の写真である。また、図２(A)は大腿骨頚部を示し、同図(B)は大腿骨頸部に手術器具を取り付けようとしている状態を示す図である。これらの図において、ステム設置用器具１０は、骨に当接して密着し、器具全体を固定するための当接固定部Ａと、大腿骨頭の切除位置，髄腔の掘削及び大腿骨ステムの挿入方向を指示する設置ガイド部Ｂによって構成されている。
【００１５】
当接固定部Ａの部位ＡＡは、図２に示すように、大腿骨１００の大腿骨頚部１０１の大転子１０２に当接し、部位ＡＢは大腿骨頚部１０１の小転子１０４に当接する。また、大転子１０２から小転子１０４に至る転子間稜１０６に引っかかる鈎部ＡＣを備えており、この鈎部ＡＣから大腿骨頚部１０１に習った凹部ＡＤが延長形成されている。
【００１６】
ステム設置用器具１０の当接固定部Ａは、手術部位において、設置位置を誤ることなく、ズレが生じないように安定してステム設置用器具１０を固定することが重要である。また、手術時に展開しやすく術部に対する侵襲が少ないこと，少ない接触面で固定可能なことも大切である。かかる点から、本実施例では、転子間稜１０６を跨いで習う形状である鈎部ＡＣを当接固定部Ａに設けることとしている。図２(C)には、同図(B)の＃II−＃II線に沿って矢印方向に見た断面が示されており、当接固定部Ａの鉤部ＡＣが転子間稜１０６に跨っている。
【００１７】
このように、大腿骨頚部１０１の部位のうち、起伏が大きく特長的な部位である転子間稜１０６を跨ぐように、当接固定部Ａを形成することで、少ない接触面積で安定したステム設置用器具１０の固定が可能となる。
【００１８】
次に、上述した当接固定部Ａの凹部ＡＤの端縁ＡＦは、大腿骨頚部１０１の骨切り高位（切断位置）を示すように形成されている。図３(A)に示すように、大きな凹形状の臼蓋（寛骨臼）１３０と大腿骨頭１１０によって股関節が構成されている。人工股関節置換術を行う際には、大腿骨頚部１０１の位置で、大腿骨頭１１０を切断するが、その切断位置である骨切り高位ＬＣは、患者の足の長さ，大腿骨１００の髄腔の形状，使用する大腿骨ステムのサイズ等を考慮して、術前計画の段階で医師が決定する。そして、図３(B)に示すように、決定された骨切り高位ＬＣの位置が、前記当接固定部Ａの凹部ＡＤの端縁ＡＦとなるように、設定される。
【００１９】
次に、図１に戻って、上述した当接固定部Ａには、設置ガイド部Ｂが形成されている。設置ガイド部Ｂは、直方体のブロックＢＡ，ＢＢ，ＢＣによって構成されており、ブロックＢＡ，ＢＢが交差し、その交差部と当接固定部ＡとがブロックＢＣによって接合された構造となっている。これらのブロックＢＡ，ＢＢ，ＢＣには、ワイヤ保持貫通孔ＱＡ，ＱＢ，ＱＣがそれぞれ形成されている。
【００２０】
以上のうち、ブロックＢＡのワイヤ保持貫通孔ＱＡには、図３(B)に示すように、ワイヤ（鋼線）１４０が挿通される。図３(B)におけるワイヤ１４０の方向は、大腿骨１００の冠状面での傾きである内反・外反方向ＤＡを示す。図３(B)を左方向から見ると図５のようになる。図５におけるワイヤ１４０の方向は、大腿骨１００の矢状面での傾きである屈曲・伸展方向ＤＣを示す。すなわち、屈曲・伸展／内反・外反は、同じワイヤ１４０の軸で示されるが、参照方向が９０度異なる（冠状面と矢状面の違い）。後述する図４に、それら内反・外反方向ＤＡ，屈曲・伸展方向ＤＣの関係を示している。骨髄腔ＺＣの中心ＤＡＳを通る方向が大腿骨ステムＺＳの実際の挿入方向となり、矢印ＦＳの方向に大腿骨ステムＺＳを挿入する。屈曲・伸展方向ＤＣと、骨髄腔ＺＣの中心（大腿骨ステムＺＳの挿入中心）ＤＡＳは平行になる（図５参照）。
【００２１】
次に、図４に示すように、ブロックＢＢのワイヤ保持貫通孔ＱＢには、ワイヤ１４２が挿通される。このワイヤ１４２は、大腿骨１００の水平面での回転（ねじれ）である前捻・後捻方向ＤＢを示す。なお、ワイヤ１４２が示す前捻・後捻方向ＤＢは、手術計画にて術者が決定した大腿骨ステムＺＳの髄腔への前捻挿入角度を示すものである。すなわち、前捻・後捻方向ＤＢと、前記インプラント挿入中心点ＤＸを通る平行線ＤＢＳとは平行になる。
【００２２】
次に、ブロックＢＣのワイヤ保持貫通孔ＱＣに挿通されるワイヤ(図示せず)が示す方向と平行な方向ＤＤは、前記ワイヤ１４０，１４２と直交する方向であり、前記インプラント挿入中心点ＤＸを通る。すなわち、前記ブロックＢＡ，ＢＢ，ＢＣを通るワイヤの方向を平行移動した骨切り面１２０上に交点がインプラント挿入中心点ＤＸであり、インプラント挿入中心点ＤＸは、骨切り面１２０における大腿骨ステム長軸の挿入位置となっている。
【００２３】
以上のような形状・構造のステム設置用器具１０は、次のようにして製作される。
(1)まず、人工股関節置換術を受ける患者の股関節部分のＣＴ（コンピュータ断層撮影）画像もしくはＭＲＩ（磁気共鳴）画像を取得する。
(2)次に、コンピュータによって股関節部分の三次元画像を得るとともに、この三次元画像に基づいて、人工股関節置換術の術前計画を行う。このような人工股関節置換術用の三次元術前計画ソフトウエアとしては、例えば、株式会社レキシー製「ZedHip」がある。これにより、
ａ，患者の大腿骨１００の形状，
ｂ，使用する大腿骨ステムのサイズ，
ｃ，骨切り高位ＬＣ
ｄ，内反・外反方向ＤＡ
ｅ，前捻・後捻方向ＤＢ
ｆ，屈曲・伸展方向ＤＣ
ｇ，骨切り面１２０におけるインプラント挿入中心点ＤＸ
が決定される。
(3)次に、ラピッドプロトタイピング技術を応用し、光樹脂等でステム設置用器具１０を製作する。ステム設置用器具１０の当接固定部Ａは、前記ａの患者の大腿骨１００の形状，前記ｃの骨切り高位ＬＣによって、その形状が特定される。ステム設置用器具１０の設置ガイド部Ｂは、前記ｄの屈曲・伸展方向ＤＡ，前記ｅの前捻・後捻方向ＤＢ，前記ｆの内反・外反方向ＤＣ，前記ｇの骨切り面１２０におけるインプラント挿入中心点ＤＸによって、その形状が特定される。なお、ステム設置用器具１０は、股関節部分の患者固有の骨性凹凸に対応しているため、患者毎に製作される。
【００２４】
以上のようにして製作したステム設置用器具１０は、滅菌して、人工股関節置換術中に使用される。まず、大腿骨頸部１０１の該当箇所に、転子間稜１０６を跨ぐように、術者の手によって押し付け、骨表面に密着固定する。次に、術者は、ステム設置用器具１０の当接固定部Ａの端縁ＡＦに沿って、大腿骨頭１１０を切断する。続いて、術者は、内反・外反方向ＤＡ，前捻・後捻方向ＤＢ，屈曲・伸展方向ＤＣ，に沿って骨切り面１２０における挿入中心点ＤＸから内反・外反方向ＤＡ，前捻・後捻方向ＤＢ，屈曲・伸展方向ＤＣ，が適宜参照され、それらに沿った大腿骨ステムＺＳの設置が行われる。
【００２５】
以上のように、ステム設置用器具１０を利用して人工大腿骨置換術を行うことで、大腿骨頭の切除，髄腔の掘削，更には大腿骨ステムの設置といった作業を術前計画に沿って良好に行うことができる。また、本実施例の方法によれば、従来の手術と同様の展開で実施でき、骨にガイド用のピンを打ち込むなどの必要もないため、低侵襲であるという利点もある。
【実施例２】
【００２６】
次に、図６及び図７を参照しながら、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、大腿骨ステムＺＳを手術計画の方向に設置する際において大腿骨ステムＺＳの中心軸方向を術者が把握する場合に適用される。例えば、大腿骨ステムＺＳの設置軸方向および挿入点を確認するためにワイヤを立てる、あるいは、小径のドリルを用いてパイロットホールを開けるといった具合である。本実施例では、図６に示すように、上述したステム設置用器具１０に対して、ステム用補助具２００を使用する。なお、本実施例のステム設置用器具１０では、前記ブロックＢＢの代わりにブロックＢＢ２となっており、このブロックＢＢ２は、ブロックＢＡと直交せず、所定の角度をもっている。そして、ブロックＢＢ２には、ワイヤ１５２が貫通している。このワイヤ１５２は、大腿骨ステムＺＳの前捻角度および大腿骨頸部の切除面の角度を把握するために設けられている。図６中、ＰＡはステム設置軸に対する前額面を表し、ＰＢはステム設置軸に対する矢状面を表す。
【００２７】
前記ステム用補助具２００は、
ａ，ステム設置用器具１０のブロックＢＡにほぞ２１３（凹凸）で結合して位置決めされるとともに、ワイヤ１４０が貫通する基部２１０，
ｂ，この基部２１０の長手方向から直交する方向（ブロックＢＣの方向ないしワイヤ１４０の方向と直交する方向）に延長形成された腕２１２，
ｃ，この腕２１２の先に設けられており、前記ワイヤ１４０と並行の方向のガイド穴２１６を有する保持部２１４，
を備えている。
【００２８】
これらのうち、前記基部２１０には、その長手方向に貫通穴２１１が設けられており、この貫通穴２１１は、ステム設置用器具１０のブロックＢＡのワイヤ保持貫通孔ＱＡに連続している。このため、貫通穴２１１を貫通したワイヤ１４０は、更にワイヤ保持貫通孔ＱＡを挿通することとなる。前記腕２１２の長さは、前記保持部２１４のガイド穴２１６の中心が大腿骨ステムＺＳの中心となるように設定されている。上述したように、ステム設置用器具１０は、大腿骨頸部１０１の該当箇所に固定されるが、この状態でステム用補助具２００を、その基部２１０にワイヤ１４０を貫通させるとともに、前記ほぞ２１３で結合させると、保持部２１４のガイド穴２１６の中心が、前記大腿骨ステムＺＳの中心となるという具合である。
【００２９】
次に、本実施例の作用を説明すると、最初に、前記ステム設置用器具１０にステム用補助具２００を取り付けるとともに、ワイヤ１４０を基部２１０の貫通穴２１１からステム設置用器具１０のブロックＢＡのワイヤ保持貫通孔ＱＡに貫通させる。このとき、ワイヤ１４０の貫通及びほぞ２１３の結合により、ステム用補助具２００は、ステム設置用器具１０に対して所定の姿勢に安定して固定されるようになる。
【００３０】
ステム用補助具２００を使用して大腿骨ステムＺＳの中心軸を示すパイロットホールを開ける場合は、図７(A)に示すように、保持部２１４のガイド穴２１６に、ドリル用アタッチメント２２０を挿通する。ドリル用アタッチメント２２０のドリル側には、ガイド穴２１６よりも大径で、保持部２１４に当たるストッパ２２２が設けられており、先端には、大腿骨大転子部に対する滑止め２２４が設けられている。これらにより、ドリル用アタッチメント２２０が保持部２１４に固定される。この状態で、ドリル用アタッチメント２２０の貫通穴２２５にドリル２２６を挿入して大腿骨に穴を開ける作業を行う。形成された大腿骨の穴は、大腿骨ステムＺＳの適切な中心軸となるパイロットホールとなる。
【００３１】
次に、大腿骨ステムＺＳの挿入点と挿入軸を術者が把握するためにワイヤを立てる場合は、図７(B)に示すように、ワイヤ１５０を保持部２１４のガイド穴２１６に挿通する。これにより、大腿骨ステムＺＳの挿入点及び挿入軸を示すようにワイヤ１５０を立てることができる。
【００３２】
このように、本実施例によれば、ステム用補助具２００を使用することとしたので、大腿骨ステムＺＳの中心を示すパイロットホールを開けたり、大腿骨ステムＺＳの挿入点と挿入軸を術者が把握するためのワイヤ１５０を立てるといった作業を簡便に行うことができる。
【実施例３】
【００３３】
次に、図８〜図１１を参照しながら、本発明の実施例３について説明する。上述した実施例は、大腿骨側に関するものであるが、本実施例は、骨盤側に関するもので、臼蓋を掘削して人工関節のコンポーネントを入れるための実施例である。
【００３４】
最初に、図８を参照しながら、基準ピンについて説明する。手術時は、患者は患部を上にして横向きに寝ている側臥位の状態にあるが、必ずしも向きが安定せず変化する。そこで、本実施例では、骨盤上の適宜位置に基準ピンを設け、これを基準として作業を行うこととしている。基準ピンは、どのように定めてもよいが、本実施例では、図８(A)に示すように、骨盤Ｋの左右の上前腸骨棘ＫＡ，ＫＢと、恥骨結合ＫＣを結ぶ三角形状の基準面ＫＳと平行となる方向に、基準ピンＫＰを立てることとする。図８(B)には、基準ピンＫＰの一例が示されており、寛骨臼の辺縁ＫＨ上部に基準ピンＫＰを立てている。
【００３５】
図９には、本実施例で使用するカップ設置用器具の一例が示されている。カップ設置用器具３００は、患者の臼蓋の形状を三次元計測し、それに合致した形状のものを三次元プリンティングなどの手法で製作する。図９(A)には外観が示されており、同図の＃９−＃９線に沿って矢印方向に見た断面が(B)に示されている。これらの図において、カップ設置用器具３００は、患者の臼蓋の形状に習ったほぼ半球の形状の基部３０２を中心に構成されている。基部３０２の中央付近にはドリル穴３１０が設けられており、側方には補助ピン穴３２０が設けられている。またカップ設置方向を示すようにカップ設置中心である３０２を起点として前額面、横断面方向に凹部３０４が形成されている。
【００３６】
これらのうち、ドリル穴３１０の中心方向３１２は、臼蓋に設置するカップコンポーネントの設置中心軸あるいはカップリーミングの中心軸となっており、図９(C)に示すように、基準ピンＫＰに対して、所定の距離（間隔）ΔＲと、所定の前開角φＫ及び傾体角あるいはリーミング角φＳを有する方向となっている。これらの距離や角度は、術前計画において患者毎に設定される。このドリル穴３１０の中心３１４は、カップコンポーネントを設置するための半球面を形成するリーマーの移動中心と一致しており、３１４を中心とするドリル穴３１０の段差３１３がリーマーのためのパイロットホールを開けるドリルガイドのストッパーとなり、パイロットホールの掘削深さを規定する。次に、補助ピン穴３２０は、基準ピンＫＰの位置と、カップ設置用器具３００の取り付け位置との間隔に対応する位置に立てられる補助ピンＫＰＨ（後述する図１１参照）を挿入するための穴である。
【００３７】
ところで、上述したカップ設置用器具３００は、例えば三次元プリンティングの手法で製作するが、患者の臼蓋に窪み（寛骨臼窩）などがあるときに、その形状を三次元計測し、そのデータをそのまま使用して三次元プリンティングを行うと、窪みの形状に沿ってカップ設置用器具３００が製作されてしまう。例えば、図１０(A)に示すように、半球状の基部３０２の外側に突出部３３０や延設部３３２が形成されてしまう。これらの突出部３３０や延設部３３２があると、それらに邪魔されてカップ設置用器具３００を患者の臼蓋に設置することができない。そこで、本実施例では、図１０(B)に示すように、前記突出部３３０，３３２を削って、基部３０２側で開くようなテーパ形状３３４に加工する。この加工は、３００のCADのボリュームデータから患者の臼蓋の三次元計測データを差し引いたデータに対してCADで設計修正を施すことで可能であるが、プリンティング後に突出部３３０，３３２を削る加工を施しても可能である。
【００３８】
次に、図１１を参照して、前記カップ設置用器具３００を患者の臼蓋ＫＧに設置するためのカップ用補助具４００について説明する。同図(A)は設置時の様子を示す斜視図であり、この図の矢印Ｆ１１方向から見た図が同図(B)である。これらの図において、カップ用補助具４００は、基準ピンＫＰと補助ピンＫＰＨをそれぞれ平行に保持するピンホルダー４１０，４２０を備えている。これらピンホルダー４１０，４２０は、支持杆４３０に取り付けられており、ネジ４１２，４２２によってピン間隔ΔＫが調整可能となっている。また、ネジ４１４によって、基準ピンＫＰの軸方向の位置調整や固定が行われ、ネジ４２４によって、補助ピンＫＰＨの軸方向の位置調整や固定が行われるようになっている。なお、基準ピンＫＰと補助ピンＫＰＨとの間隔ΔＫは、予め術前計画の中で術者により決定される。補助ピンＫＰＨの先は、上述したカップ設置用器具３００の補助ピン穴３２０に挿入される。
【００３９】
次に、本実施例の全体的な手順を説明する。
(1)患者の術対象の臼蓋ＫＧの形状を三次元測定する。また、前記基準ピンＫＰに対するカップコンポーネント（図示せず）の設置中心軸３１２（図９参照）を術前計画で決める。すなわち、基準ピンＫＰからの距離ΔＲ，前開角φＫ，傾体角φＳを決める。設置中心軸３１２，臼蓋ＫＧの三次元形状の各データから、補助ピンＫＰＨの位置も計算することができ、これらのデータを利用して、カップ設置用器具３００を製作する。
(2)このときカップ設置用器具３００に対して図１０に示した修正処理を施す。
(3)次に、図１１に示したカップ用補助具４００を使用して、図示のごとく、カップ設置用器具３００を患者の臼蓋ＫＧに設置し、基準ピンＫＰを臼蓋辺縁ＫＨの上部に打ち込み、補助ピンＫＰＨをカップ設置用器具３００の補助ピン穴３２０に打ち込む。これにより、臼蓋ＫＧに対してカップ設置用器具３００が術前計画の位置に固定される。
(4)次に、カップ設置用器具３００のドリル穴３１０にドリル（図示せず）を入れて、カップのリーミング方向に穴を開ける。この方向と深さは、図９(C)に示した臼蓋ＫＧに対するカップコンポーネントの設置計画に一致する。
(5)次に、カップ設置用器具３００，カップ用補助具４００，補助ピンＫＰＨを取り除く。そして、前記ドリルで臼蓋ＫＧに開けた穴を軸として、リーマー（図示せず）で臼蓋ＫＧの内側を削り、半球面を形成する。
(6)次に、臼蓋ＫＧに形成した半球面に、前記基準ピンＫＰを利用して、前記設置中心軸となるようにカップコンポーネントを打ち込む。
【００４０】
以上のように、カップ設置用器具３００及びカップ用補助具４００を利用することで、臼蓋のリーミング（掘削），カップコンポーネントの設置といった作業を、患者の姿勢に影響されずに、術前計画に沿って良好に行うことができる。
【００４１】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例１では、骨切り高位ＬＣ，内反・外反方向ＤＡ，前捻・後捻方向ＤＢ，屈曲・伸展方向ＤＣ，骨切り面１２０における大腿骨ステム長軸の挿入位置ＤＸを、ステム設置用器具１０で示すことしたが、そられの一部のみを示すようにしてもよい。更に、例えば、設置ガイド部ＢのブロックＢＢの方向を頸部骨切角（傾体角）と平行の方向を示すようにしてもよい。
(2)前記実施例で示したステム設置用器具１０，ステム用補助具２００，カップ設置用器具３００，カップ用補助具４００の形状は一例であり、同様の機能を有するように変形してよい。
(3)前記実施例３で示したカップ用補助具４００及び補助ピンＫＰＨも一例であり、カップ用器具３００を所定の位置に設置できれば、どのような手段を用いてもよい。
(4)前記実施例１ないし２で示したステム設置の手法と、前記実施例３で示したカップ設置の手法とは、必ずしも同時に適用する必要はなく、それぞれ別個に実施してよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、ステム設置用器具やその補助具を使用することで、術前計画に沿って大腿骨ステムを良好に大腿骨髄腔内に設置することができ、人工股関節置換術に好適である。また、カップ設置用器具やその補助具を使用することで、術前計画に沿ってカップコンポーネントを臼蓋に良好に設置することができ、人工股関節置換術に好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ステム設置用器具
１００：大腿骨
１０１：大腿骨頚部
１０２：大転子
１０４：小転子
１０６：転子間稜
１１０：大腿骨頭
１２０：面
１３０：臼蓋
１４０，１４２，１５０，１５２：ワイヤ
２００：ステム用補助具
２１０：基部
２１１：貫通穴
２１２：腕
２１３：ほぞ
２１４：保持部
２１６：ガイド穴
２２０：ドリル用アタッチメント
２２２：ストッパ
２２５：貫通穴
２２６：ドリル
３００：カップ設置用器具
３０２：基部
３０４：凹部
３１０：ドリル穴
３１２：中心方向
３１３：段差
３１４：中心
３２０：補助ピン穴
３３０：突出部
３３２：延設部
３３４：テーパ形状
４００：カップ用補助具
４１０，４２０：ピンホルダー
４１２，４２２：ネジ
４１４：ネジ
４２４：ネジ
４３０：支持杆
Ａ：当接固定部
ＡＡ：部位
ＡＢ：部位
ＡＣ：鈎部
ＡＤ：凹部
ＡＦ：端縁
Ｂ：設置ガイド部
ＢＡ，ＢＢ，ＢＣ：ブロック
ＢＢ２：ブロック
ＤＡ：内反・外反方向
ＤＡＳ：中心
ＤＢ：前捻・後捻方向
ＤＢＳ：平行線
ＤＣ：屈曲・伸展方向
ＤＤ：方向
ＤＸ：インプラント挿入中心点
Ｋ：骨盤
ＫＡ，ＫＢ：上前腸骨棘
ＫＣ：恥骨結合
ＫＧ：臼蓋
ＫＨ：関節包
ＫＰ：基準ピン
ＫＰＨ：補助ピン
ＫＳ：基準面
ＬＣ：高位
ＰＡ：ステム設置軸に対する前額面
ＰＢ：ステム設置軸に対する矢状面
ＱＡ，ＱＢ，ＱＣ：ワイヤ保持貫通孔
ＺＣ：骨髄腔
ＺＳ：大腿骨ステム
ΔＫ：ピン間隔
ΔＲ：距離
φＫ：前開角
φＳ：傾体角
【図２】
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【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】
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【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１】
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