(57)【要約】【課題】術前計画から手術完了までの時間の短縮及び当該手術の低コスト化を図る。【解決手段】手術支援装置２であって、骨切りを案内する骨切り案内治具の三次元形状に係る案内治具画像３Ａを記憶する画像記憶部２３と、骨切り対象骨の三次元形状に係る骨画像Ｇを取得する画像取得部２４と、取得された骨画像の仮想的な骨切り面を指定する指定手段（中央制御部２１のＣＰＵ）と、指定された骨画像の骨切り面と案内治具画像の仮想的な骨切り指示面とを略同一平面上に配置させるように、骨画像及び案内治具画像のうち、少なくとも一方の位置を変更する配置手段（中央制御部のＣＰＵ）と、案内治具画像の仮想的な複数の一面接触ピンと骨画像の仮想的な一の面との各距離並びに案内治具画像の仮想的な複数の他面接触ピンと骨画像の仮想的な他の面との各距離を特定する特定手段（中央制御部のＣＰＵ）と、を備えている。【選択図】図９
2014030536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節を構成する二つの骨における人工関節の取付部位の骨切りを支援する骨切り支援装置であって、
前記骨切りを案内する骨切り案内治具は、
骨切り指示面と、前記二つの骨のうちの骨切り対象となる一の骨の一の面に接触して当該一の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の一面接触ピンと、前記一の面と交わる他の面に接触して当該他の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の他面接触ピンとを有し、前記複数の一面接触ピンのうちの少なくとも一のピンの先端部と前記一の面との距離を調節自在に、且つ、前記複数の他面接触ピンの各々の先端部と前記他の面との距離を調節自在に構成され、
前記骨切り案内治具の三次元形状に係る案内治具画像を記憶する記憶手段と、
前記骨切り対象となる一の骨の三次元形状に係る骨画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記骨画像の仮想的な骨切り面を指定する指定手段と、
前記指定手段により指定された前記骨画像の前記骨切り面と前記案内治具画像の仮想的な骨切り指示面とを略同一平面上に配置させるように、前記骨画像及び前記案内治具画像のうち、少なくとも一方の位置を変更する配置手段と、
前記配置手段により前記骨画像と前記案内治具画像とが配置された状態で、前記案内治具画像の仮想的な複数の一面接触ピンと前記骨画像の仮想的な一の面との各距離並びに前記案内治具画像の仮想的な複数の他面接触ピンと前記骨画像の仮想的な他の面との各距離を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする骨切り支援装置。
【請求項２】
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する大腿骨の骨切りを案内し、
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々は、前記大腿骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴とする請求項１に記載の骨切り支援装置。
【請求項３】
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する脛骨の骨切りを案内し、
前記複数の他面接触ピンの各々は、前記脛骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴とする請求項１に記載の骨切り支援装置。
【請求項４】
前記骨切り案内治具は、
前記骨切り指示面を具備するとともに、前記複数の一面接触ピンが取り付けられた指示面構成部材と、
前記指示面構成部材に対して着脱自在に設けられ、前記複数の他面接触ピンが取り付けられた位置決め用部材と、を更に有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の骨切り支援装置。
【請求項５】
前記位置決め用部材は、
前記指示面構成部材に対して着脱自在な本体部と、
前記本体部に取付けられるとともに、前記複数の他面接触ピンを支持するピン支持部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の骨切り支援装置。
【請求項６】
前記ピン支持部は、前記他面接触ピンを支持する先端部の前記本体部に対する位置を調節自在に構成され、
前記特定手段は、前記案内治具画像の仮想的な前記ピン支持部の位置を特定することを特徴とする請求項５に記載の骨切り支援装置。
【請求項７】
前記ピン支持部は、前記複数の他面接触ピンの各々に対応させて複数設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の骨切り支援装置。
【請求項８】
関節を構成する二つの骨における人工関節の取付部位の骨切りを案内する骨切り案内治具であって、
前記二つの骨のうち、骨切り対象となる一の骨の骨切り面と略同一平面上に配置される骨切り指示面を具備する指示面構成部材と、
前記指示面構成部材に対して着脱自在に設けられ、当該治具本体の位置決めに用いられる位置決め用部材と、
前記指示面構成部材に取り付けられるとともに、前記一の骨の一の面に接触して当該一の面に対して前記指示面構成部材を位置決めするための複数の一面接触ピンと、
前記位置決め用部材に取り付けられるとともに、前記一の骨の一の面と交わる他の面に接触して当該他の面に対して前記位置決め用部材を位置決めするための複数の他面接触ピンと、を備え、
前記指示面構成部材の前記骨切り指示面と前記一の骨の前記骨切り面とを略同一平面上に配置させるように、前記複数の一面接触ピンのうちの少なくとも一のピンの先端部と前記一の面との距離を調節自在に、且つ、前記複数の他面接触ピンの各々の先端部と前記他の面との距離を調節自在に構成されていることを特徴とする骨切り案内治具。
【請求項９】
前記位置決め用部材は、
前記指示面構成部材に対して着脱自在な本体部と、
前記本体部に取付けられ、前記複数の他面接触ピンを支持するピン支持部と、を有することを特徴とする請求項８に記載の骨切り案内治具。
【請求項１０】
前記ピン支持部は、前記他面接触ピンを支持する先端部の前記本体部に対する位置を調節自在に構成されていることを特徴とする請求項９に記載の骨切り案内治具。
【請求項１１】
前記ピン支持部は、前記複数の他面接触ピンの各々に対応させて複数設けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の骨切り案内治具。
【請求項１２】
前記ピン支持部は、前記他面接触ピンを支持する先端部が屈曲して形成されていることを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の骨切り案内治具。
【請求項１３】
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々の動作方向を一方向に制限するための歯及び爪を具備する爪機構を更に備え、
前記爪機構は、前記複数の一面接触ピンの各々の動作方向を前記一の面に近付く方向に制限するとともに、前記複数の他面接触ピンの各々の動作方向を前記他の面に近付く方向に制限することを特徴とする請求項８〜１２の何れか一項に記載の骨切り案内治具。
【請求項１４】
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々は、
周面の一部に前記爪機構の歯が長手方向に沿って形成された棒状をなし、当該ピンの軸を中心として所定方向に回動させることで前記爪機構の歯と爪とを係合させ、或いは、その係合を解除させるように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の骨切り案内治具。
【請求項１５】
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する大腿骨の骨切りを案内し、
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々は、前記大腿骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴とする請求項８〜１４の何れか一項に記載の骨切り案内治具。
【請求項１６】
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する脛骨の骨切りを案内し、
前記複数の他面接触ピンの各々は、前記脛骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴とする請求項８〜１４の何れか一項に記載の骨切り案内治具。
【請求項１７】
前記指示面構成部材は、前記位置決め用部材が取り外された状態で、前記骨切り指示面とともに骨切り部材の刃が挿通される開口部を形成する開口部形成部材が着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項８〜１６の何れか一項に記載の骨切り案内治具。
【請求項１８】
前記指示面構成部材には、骨切り部材の刃が挿通される開口部が形成されていることを特徴とする請求項８〜１６の何れか一項に記載の骨切り案内治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の体内に取付けられる整形外科用の人工関節、特に、人工膝関節の置換手術を計画するための骨切り支援装置と、当該手術に用いられる骨切り案内治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膝関節や股関節などを金属やセラミックス製の人工関節に置き換える置換手術が知られている。このうち、膝関節を人工膝関節に置換する手術は、高齢化などに伴って変形性膝関節症が増加の一途をたどっていることもあり、今日広く普及している。
【０００３】
人工関節の置換手術では、患者にとって最適の形状及び寸法の人工関節を最適の角度及び位置に取り付けることが重要である。特に、人工関節の取付け角度と位置は、人工関節の耐久性に影響するため、当該人工関節を取り付ける上での正確な骨切りが求められている。
そこで、手術の術前計画にて、Ｘ線ＣＴ装置等の画像診断装置により撮像された患者の人工関節の取付部位の医療用断層画像を用いて、人工関節の形状や寸法や取付角度、骨切り量や骨切り位置等をシミュレーションにより特定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、人工膝関節に置換する手術において、大腿骨や脛骨の所定位置に取り付けられたマーカーを赤外線カメラで撮像して絶対座標を算出し、当該マーカーの絶対座標を利用して骨切り量や骨切り位置を指示するナビゲーションシステムも開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のナビゲーションシステムでは、マーカーの取付け固定のために手術が長時間となり、また、マーカーを取り付けるためのピンを大腿骨や脛骨の手術する部位とは異なる部位に刺入するために侵襲部位が増大してしまう。さらに、現状ではナビゲーションシステム自体が非常に高価であるため、普及率が低く、主に研究機関で使用されているに過ぎない。
【０００６】
そこで、近年では、各症例毎に医療用断層画像を利用して骨切り用治具を用意し、当該骨切り用治具を用いて人工膝関節の取付部位の骨切りを行う手法が提案されている。
しかしながら、このような骨切り用治具は、手術前に予めメーカーで製造する必要があるため、その準備から実際に手術するまでに長い時間がかかり、さらに、ナビゲーションシステムに比べて安価であるものの依然として高価となってしまう。また、医療用断層画像の種類によっては、大腿骨や脛骨の人工関節の取付部位に残存する軟骨を考慮しないで骨切り用治具が製造されてしまい、人工関節の取付部位、特に脛骨側の骨切りを精確に行うことができないといった問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、術前計画から手術完了までの時間の短縮及び当該手術の低コスト化を図ることができる骨切り支援装置及び骨切り案内治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
関節を構成する二つの骨における人工関節の取付部位の骨切りを支援する骨切り支援装置であって、
前記骨切りを案内する骨切り案内治具は、
骨切り指示面と、前記二つの骨のうちの骨切り対象となる一の骨の一の面に接触して当該一の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の一面接触ピンと、前記一の面と交わる他の面に接触して当該他の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の他面接触ピンとを有し、前記複数の一面接触ピンのうちの少なくとも一のピンの先端部と前記一の面との距離を調節自在に、且つ、前記複数の他面接触ピンの各々の先端部と前記他の面との距離を調節自在に構成され、
前記骨切り案内治具の三次元形状に係る案内治具画像を記憶する記憶手段と、
前記骨切り対象となる一の骨の三次元形状に係る骨画像を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記骨画像の仮想的な骨切り面を指定する指定手段と、
前記指定手段により指定された前記骨画像の前記骨切り面と前記案内治具画像の仮想的な骨切り指示面とを略同一平面上に配置させるように、前記骨画像及び前記案内治具画像のうち、少なくとも一方の位置を変更する配置手段と、
前記配置手段により前記骨画像と前記案内治具画像とが配置された状態で、前記案内治具画像の仮想的な複数の一面接触ピンと前記骨画像の仮想的な一の面との各距離並びに前記案内治具画像の仮想的な複数の他面接触ピンと前記骨画像の仮想的な他の面との各距離を特定する特定手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の骨切り支援装置において、
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する大腿骨の骨切りを案内し、
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々は、前記大腿骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の骨切り支援装置において、
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する脛骨の骨切りを案内し、
前記複数の他面接触ピンの各々は、前記脛骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の骨切り支援装置において、
前記骨切り案内治具は、
前記骨切り指示面を具備するとともに、前記複数の一面接触ピンが取り付けられた指示面構成部材と、
前記指示面構成部材に対して着脱自在に設けられ、前記複数の他面接触ピンが取り付けられた位置決め用部材と、を更に有することを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の骨切り支援装置において、
前記位置決め用部材は、
前記指示面構成部材に対して着脱自在な本体部と、
前記本体部に取付けられるとともに、前記複数の他面接触ピンを支持するピン支持部と、を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の骨切り支援装置において、
前記ピン支持部は、前記他面接触ピンを支持する先端部の前記本体部に対する位置を調節自在に構成され、
前記特定手段は、前記案内治具画像の仮想的な前記ピン支持部の位置を特定することを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の骨切り支援装置において、
前記ピン支持部は、前記複数の他面接触ピンの各々に対応させて複数設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、
関節を構成する二つの骨における人工関節の取付部位の骨切りを案内する骨切り案内治具であって、
前記二つの骨のうち、骨切り対象となる一の骨の骨切り面と略同一平面上に配置される骨切り指示面を具備する指示面構成部材と、
前記指示面構成部材に対して着脱自在に設けられ、当該治具本体の位置決めに用いられる位置決め用部材と、
前記指示面構成部材に取り付けられるとともに、前記一の骨の一の面に接触して当該一の面に対して前記指示面構成部材を位置決めするための複数の一面接触ピンと、
前記位置決め用部材に取り付けられるとともに、前記一の骨の一の面と交わる他の面に接触して当該他の面に対して前記位置決め用部材を位置決めするための複数の他面接触ピンと、を備え、
前記指示面構成部材の前記骨切り指示面と前記一の骨の前記骨切り面とを略同一平面上に配置させるように、前記複数の一面接触ピンのうちの少なくとも一のピンの先端部と前記一の面との距離を調節自在に、且つ、前記複数の他面接触ピンの各々の先端部と前記他の面との距離を調節自在に構成されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の骨切り案内治具において、
前記位置決め用部材は、
前記指示面構成部材に対して着脱自在な本体部と、
前記本体部に取付けられ、前記複数の他面接触ピンを支持するピン支持部と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の骨切り案内治具において、
前記ピン支持部は、前記他面接触ピンを支持する先端部の前記本体部に対する位置を調節自在に構成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の骨切り案内治具において、
前記ピン支持部は、前記複数の他面接触ピンの各々に対応させて複数設けられていることを特徴としている。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１の何れか一項に記載の骨切り案内治具において、
前記ピン支持部は、前記他面接触ピンを支持する先端部が屈曲して形成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項８〜１２の何れか一項に記載の骨切り案内治具において、
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々の動作方向を一方向に制限するための歯及び爪を具備する爪機構を更に備え、
前記爪機構は、前記複数の一面接触ピンの各々の動作方向を前記一の面に近付く方向に制限するとともに、前記複数の他面接触ピンの各々の動作方向を前記他の面に近付く方向に制限することを特徴としている。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の骨切り案内治具において、
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々は、
周面の一部に前記爪機構の歯が長手方向に沿って形成された棒状をなし、当該ピンの軸を中心として所定方向に回動させることで前記爪機構の歯と爪とを係合させ、或いは、その係合を解除させるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項８〜１４の何れか一項に記載の骨切り案内治具において、
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する大腿骨の骨切りを案内し、
前記複数の一面接触ピン並びに前記複数の他面接触ピンの各々は、前記大腿骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴としている。
【００２３】
請求項１６に記載の発明は、請求項８〜１４の何れか一項に記載の骨切り案内治具において、
前記骨切り案内治具は、膝関節を構成する脛骨の骨切りを案内し、
前記複数の他面接触ピンの各々は、前記脛骨に接触する先端部側が縮径されてなることを特徴としている。
【００２４】
請求項１７に記載の発明は、請求項８〜１６の何れか一項に記載の骨切り案内治具において、
前記指示面構成部材は、前記位置決め用部材が取り外された状態で、前記骨切り指示面とともに骨切り部材の刃が挿通される開口部を形成する開口部形成部材が着脱自在に構成されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項１８に記載の発明は、請求項８〜１６の何れか一項に記載の骨切り案内治具において、
前記指示面構成部材には、骨切り部材の刃が挿通される開口部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の骨切り支援装置によれば、骨切り対象となる一の骨の骨画像の仮想的な骨切り面と案内治具画像の仮想的な骨切り指示面とを略同一平面上に配置させるように、骨画像及び案内治具画像のうち、少なくとも一方の位置を変更し、この状態で、案内治具画像の仮想的な複数の一面接触ピンと骨画像の仮想的な一の面との各距離並びに案内治具画像の仮想的な複数の他面接触ピンと骨画像の仮想的な他の面との各距離を特定しておくことで、これらの各距離に基づいて、骨切り案内治具の骨切り対象となる一の骨の一の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の一面接触ピンのうちの少なくとも一のピンの先端部と一の面との距離、一の面と交わる他の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の他面接触ピンの各々の先端部と他の面との距離を調節することができる。
この結果、指示面構成部材の骨切り指示面と一の骨の骨切り面とを略同一平面上に配置させるように当該治具本体を一の骨に精度良く取り付けることができる。これにより、当該治具本体を用いて骨切り対象の一の骨における人工関節の取付部位の骨切りを適正に案内することができ、術前計画から手術完了までの時間の短縮及び当該手術の低コスト化を図ることができる。
【００２７】
また、本発明の骨切り案内治具によれば、骨切り対象となる一の骨の一の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の一面接触ピンのうちの少なくとも一のピンの先端部と一の面との距離を予め調節しておき、且つ、一の面と交わる他の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の他面接触ピンの各々の先端部と他の面との距離を調節しておくことで、指示面構成部材の骨切り指示面と一の骨の骨切り面とを略同一平面上に配置させるように当該治具本体を一の骨に精度良く取り付けることができる。これにより、当該治具本体を用いて骨切り対象の一の骨における人工関節の取付部位の骨切りを適正に案内することができ、術前計画から手術完了までの時間の短縮及び当該手術の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した好適な一実施形態として例示する骨切り支援システムの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の骨切り支援システムを構成する骨切り案内治具が骨切り対象骨に取り付けられた状態を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２の骨切り案内治具を示す斜視図である。
【図４】図３の骨切り案内治具を構成する指示面構成部材を示す斜視図である。
【図５】図４の指示面構成部材に取り付けられる開口部形成部材を示す斜視図である。
【図６】指示面構成部材に開口部形成部材が取り付けられた状態を模式的に示す図である。
【図７】図３の骨切り案内治具を構成する位置決め用部材を示す斜視図である。
【図８】図３の骨切り案内治具を構成する位置決め用ピンを示す斜視図である。
【図９】図１の骨切り支援システムを構成する手術支援装置を示すブロック図である。
【図１０】図９の手術支援装置による骨画像と案内治具画像の配置に係る表示画面の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図９の手術支援装置による表示画面の一例を模式的に示す図である。
【図１２】図９の手術支援装置による術前処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明を適用した好適な一実施形態として例示する骨切り支援システム１００の概略構成を模式的に示す図であり、図２は、骨切り案内治具３が骨切り対象骨Ｂ（脛骨Ｂ２）に取り付けられた状態を模式的に示す斜視図である。
【００３０】
本実施形態の骨切り支援システム１００は、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨Ｂ２における人工膝関節（図示略）の取付部位の骨切りを支援するシステムである。
具体的には、図１及び図２に示すように、骨切り支援システム１００は、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging system）装置等の画像診断装置１と、手術支援装置２とを備えている。そして、術前計画にて、手術支援装置２は、画像診断装置１により生成された骨切り対象骨Ｂ（大腿骨及び脛骨Ｂ２）の骨画像Ｇと骨切り案内治具３の案内治具画像３Ａとに基づいて、骨切り対象骨Ｂに対する位置決め用ピン３３の仮想的な位置を特定する。当該位置決め用ピン３３の仮想的な位置を骨切り案内治具３の位置決め用ピン３３の位置に反映させた後、膝関節置換手術にて、骨切り案内治具３が骨切り対象骨Ｂに取り付けられ（図２参照）、骨切り部材（図示略）を用いて骨切り対象骨Ｂの骨切りが行われる。
【００３１】
先ず、骨切り案内治具３について、図３〜図８を参照して説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、骨切り案内治具３を互いに異なる方向から視て示す斜視図である。
なお、骨切り対象骨Ｂの長手方向（延在方向）に沿う方向をＹ軸方向とし、Ｙ軸方向に略直交し、人体の左右方向と略平行な一方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に略直交する一方向をＺ軸方向とする。
【００３２】
骨切り案内治具３は、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨Ｂ２（骨切り対象骨Ｂ）における人工膝関節の取付部位の骨切りを案内するものである。
具体的には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、骨切り案内治具３は、例えば、骨切り対象骨Ｂの骨切り面と略同一平面上に配置される骨切り指示面３１１を具備する指示面構成部材３１と、指示面構成部材３１に対して着脱自在に設けられた位置決め用部材３２と、当該治具本体の位置決めに用いられる複数（例えば、８つ）の位置決め用ピン３３、…とを備えている。
【００３３】
以下に、指示面構成部材３１について図４〜図６を参照して詳細に説明する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、指示面構成部材３１を互いに異なる方向から視て示す斜視図である。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、指示面構成部材３１に取り付けられる開口部形成部材４を互いに異なる方向から視て示す斜視図である。また、図６は、指示面構成部材３１に開口部形成部材４が取り付けられた状態を模式的に示す図である。
【００３４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、指示面構成部材３１は、例えば、Ｙ軸方向の一端面（図中、上側の面）に略平面状の骨切り指示面３１１が形成されたＸ軸方向に幅広な部材である。また、指示面構成部材３１の骨切り対象骨Ｂの一の面側の面（図４（ａ）における奥側の面）は、例えば、Ｘ軸方向略中央部側が凹むように所定の曲率で湾曲して形成されている。また、指示面構成部材３１のＺ軸方向の厚さは、Ｘ軸方向略中央部が両端部側に比して肉厚に形成されている。
【００３５】
骨切り指示面３１１は、例えば、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して略平行に延在する平面である。また、骨切り指示面３１１のＸ軸方向略中央部には、例えば、位置決め用部材３２の各凸部３２１ｄ（後述）と係合する所定数（例えば、２つ）の凹部３１２と、位置決め用部材３２の貫通孔に挿通された各固定用ネジ３２４（図３等参照）が螺子込まれる所定数（例えば、２つ）の雌ネジ部３１３とが形成されている。
２つの凹部３１２、３１２は、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて骨切り対象骨Ｂ側に配置され、また、２つの雌ネジ部３１３、３１３は、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて骨切り対象骨Ｂと反対側に配置されている。
【００３６】
また、指示面構成部材３１には、所定数（例えば、６つ）の位置決め用ピン３３が挿通される位置決めピン孔３１４がそれぞれ形成されている。
各位置決めピン孔３１４は、例えば、指示面構成部材３１本体をＺ軸方向に貫通してなり、断面略円形状に形成されている。また、位置決めピン孔３１４は、例えば、Ｘ軸方向略中央部に２つ設けられ、Ｘ軸方向の各端部側に２つずつ設けられている。
Ｘ軸方向略中央部の２つの位置決めピン孔３１４、３１４並びにＸ軸方向の各端部側の２つの位置決めピン孔３１４、３１４は、Ｙ軸方向に所定間隔を空けて配置されている。
なお、各位置決めピン孔３１４の近傍には、各位置決め用ピン３３に対応する位置決めピン孔３１４を識別するための名称（例えば、「Ａ１」〜「Ｃ２」等）が設けられている。
【００３７】
また、各位置決めピン孔３１４の内部には、例えば、位置決め用ピン３３の爪機構５（後述）を構成するラチェット歯３３３と係合するラチェット爪部（図示略）が設けられている。
具体的には、指示面構成部材３１には、例えば、各位置決めピン孔３１４に対応させてラチェット爪部の収容部３１５が所定数（例えば、６つ）形成されている。そして、各収容部３１５に収容された各ラチェット爪部は、押圧部材（例えば、バネ等；図示略）により各位置決めピン孔３１４の中心方向に押圧された状態で当該位置決めピン孔３１４に挿通された位置決め用ピン３３のラチェット歯３３３と係合可能となっている。
なお、爪機構５の詳細な動作については後述する。
【００３８】
また、指示面構成部材３１には、例えば、当該指示面構成部材３１を骨切り対象骨Ｂに対して固定するための所定数（例えば、４つ）の固定用ピン（図示略）が挿通される固定ピン孔３１６がそれぞれ形成されている。
各固定ピン孔３１６は、例えば、指示面構成部材３１本体をＺ軸方向に貫通してなり、断面略円形状に形成されている。また、固定ピン孔３１６は、例えば、Ｘ軸方向略中央部に２つ設けられ、Ｘ軸方向の各端部側に１つずつ設けられている。
Ｘ軸方向略中央部の２つの固定ピン孔３１６、３１６は、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて配置されている。また、Ｘ軸方向の各端部側の各固定ピン孔３１６は、例えば、骨切り指示面３１１側に形成されている。
そして、各固定ピン孔３１６に挿通された固定用ピンが骨切り対象骨Ｂの一の面に刺入されることで、当該指示面構成部材３１が骨切り対象骨Ｂに固定された状態となる。
【００３９】
なお、固定ピン孔３１６は、指示面構成部材３１に対して開口部形成部材４（後述）を固定するための固定用ネジ（図示略）が螺子込まれるネジ孔として兼用されても良い。
具体的には、例えば、Ｘ軸方向の各端部側の各固定ピン孔３１６の内部には、開口部形成部材４の貫通孔４１３に挿通された各固定用ネジが螺子込まれる雌ネジ部３１６ａが形成されている。
【００４０】
また、指示面構成部材３１のＸ軸方向の両端部には、開口部形成部材４の所定数（例えば、２つ）の凸部４１２（図５（ｂ）参照）と係合する凹部３１７がそれぞれ形成されている。
各凹部３１７は、指示面構成部材３１のＸ軸方向の各端部の表面から内側に凹み、Ｚ軸方向に延在する溝状に形成されている。
【００４１】
ここで、開口部形成部材４について、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して詳細に説明する。
開口部形成部材４は、指示面構成部材３１に着脱自在に構成され、指示面構成部材３１の骨切り指示面３１１とともに骨切り部材の刃が挿通される開口部４Ａを形成するものである（図６参照）。具体的には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、開口部形成部材４は、例えば、そのＸ軸方向の長さが指示面構成部材３１よりも幅広に形成され、指示面構成部材３１の一部分（図６中、上側部分）を覆うように当該指示面構成部材３１に取り付け可能となっている（図６参照）。
【００４２】
また、開口部形成部材４の骨切り対象骨Ｂの一の面側の面（図４（ａ）における奥側の面）は、例えば、指示面構成部材３１と同様に、Ｘ軸方向略中央部側が凹むように指示面構成部材３１と略等しい所定の曲率で湾曲して形成されている。
また、開口部形成部材４のＸ軸方向の両端部には、指示面構成部材３１に対する取付固定部４１がそれぞれ設けられている。
【００４３】
各取付固定部４１は、例えば、取付固定部本体部４１１と、指示面構成部材３１の凹部３１７と係合する凸部４１２（図５（ｂ）参照）と、指示面構成部材３１の固定ピン孔３１６の雌ネジ部３１６ａに螺子込まれる固定用ネジが挿通される貫通孔４１３と、指示面構成部材３１の骨切り対象骨Ｂの一の面と反対側の面に接する突起部４１４とを具備している。
【００４４】
各取付固定部本体部４１１は、例えば、開口部形成部材４本体のＸ軸方向の各端部から内側に延出し、先端部側ほど骨切り対象骨Ｂの一の面から離れるように（図５（ａ）における手前方向）に傾斜した板状をなしている。
また、各取付固定部本体部４１１のＹ軸方向の一端部（図中、上端部）は、当該開口部形成部材４が指示面構成部材３１に取り付けられた状態で、指示面構成部材３１の骨切り指示面３１１と略面一となるように形成されている。
【００４５】
各凸部４１２は、例えば、取付固定部本体部４１１の骨切り対象骨Ｂの一の面側（指示面構成部材３１側）の面のＸ軸方向の各端部に設けられ、当該各端部から内側に突出して形成されている。また、各凸部４１２は、指示面構成部材３１の凹部３１７の内径よりもわずかに小さい外径を有するとともに、凹部３１７と略等しい曲率を有している。
各貫通孔４１３は、例えば、凸部４１２よりもＸ軸方向の内側に設けられ、取付固定部本体部４１１をＺ軸方向に貫通してなり、断面略円形状に形成されている。
各突起部４１４は、例えば、貫通孔４１３よりもＸ軸方向の内側に設けられ、取付固定部本体部４１１の指示面構成部材３１側の面（図５（ａ）における奥側の面）から当該指示面構成部材３１側に所定の長さ突出して形成されている。なお、突起部４１４の突出長は、当該開口部形成部材４が指示面構成部材３１に取り付けられた状態で、突起部４１４の先端部が指示面構成部材３１の骨切り対象骨Ｂの一の面と反対側の面に接する程度とされている。
【００４６】
また、開口部形成部材４のＹ軸方向の一端側（図中、上端側）には、開口形成板部４２が設けられている。
開口形成板部４２は、例えば、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して略平行に延在する平面状をなし、２つの取付固定部４１、４１にわたるように設けられている。具体的には、開口形成板部４２は、２つの取付固定部４１、４１のＸ軸方向の外端部側と接続され、各取付固定部４１との間にＹ軸方向に所定の間隔を有している。この間隔は、骨切り部材の刃の厚さと略等しいか、それよりもわずかに大きくなっている。
【００４７】
このように構成された開口部形成部材４は、位置決め用部材３２が取り外された指示面構成部材３１に取り付けられることで、当該指示面構成部材３１の骨切り指示面３１１とともに開口部４Ａを形成する。
具体的には、取付固定部４１の各凸部４１２を指示面構成部材３１の凹部３１７と係合させるとともに、取付固定部４１の各貫通孔４１３に挿通された固定用ネジを所定方向（例えば、時計回り等）に回転させて指示面構成部材３１の固定ピン孔３１６の雌ネジ部３１６ａに螺子込む。これにより、取付固定部４１の突起部４１４の先端部が、指示面構成部材３１の骨切り対象骨Ｂの一の面と反対側の面に接した状態となる。このようにして、開口部形成部材４は、指示面構成部材３１における骨切り指示面３１１及び骨切り対象骨Ｂの一の面と反対側の面のＸ軸方向の両端部側を覆うように当該指示面構成部材３１に取り付けられる（図６参照）。
この状態で、指示面構成部材３１の骨切り指示面３１１と開口形成板部４２との間に、骨切り部材の刃を挿通可能な開口部４Ａが形成される。
【００４８】
開口部４Ａは、例えば、Ｘ軸方向に長尺に形成されている。また、開口部４ＡのＹ軸方向の幅（厚さ）は、骨切り部材の刃の厚さと略等しいか、それよりもわずかに大きくなっている。
なお、開口部４ＡのＸ軸方向の幅は、例えば、骨切り部材の刃の幅や骨切り対象骨Ｂの大きさ等を考慮して適宜任意に変更可能となっている。
【００４９】
なお、開口部形成部材４を指示面構成部材３１から取り外す場合には、指示面構成部材３１の各固定ピン孔３１６の雌ネジ部３１６ａに螺子込まれた各固定用ネジを所定方向と反対の方向（例えば、反時計回り等）に回転させることで、各固定用ネジと各雌ネジ部３１６ａとの螺合を解除するとともに、取付固定部４１の各凸部４１２と指示面構成部材３１の凹部３１７との係合を解除する。
【００５０】
次に、位置決め用部材３２について図７を参照して詳細に説明する。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、位置決め用部材３２を互いに異なる方向から視て示す斜視図である。
【００５１】
位置決め用部材３２は、当該治具本体の位置決めに用いられるものであり、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、例えば、指示面構成部材３１に対して着脱自在な本体部３２１と、本体部３２１に取付けられ、各位置決め用ピン３３をそれぞれ支持する所定数（例えば、２つ）のアーム（ピン支持部）３２２と、アーム３２２のＺ軸方向の位置を規制する位置規制部３２３とを具備している。
【００５２】
本体部３２１は、例えば、平板状の取付ベース部３２１ａと、この取付ベース部３２１ａのＺ軸方向の一端部（図７（ａ）中、奥側の一端部）に設けられた支持部３２１ｂとを具備している。
【００５３】
取付ベース部３２１ａは、例えば、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して略平行に延在する平板状をなしている。また、取付ベース部３２１ａのＸ軸方向の両端部には、各固定用ネジ３２４が挿通される所定数（例えば、２つ）の貫通孔３２１ｃが設けられている。
２つの貫通孔３２１ｃ、３２１ｃは、例えば、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて配設されている。また、各貫通孔３２１ｃは、例えば、取付ベース部３２１ａをＹ軸方向に貫通してなり、断面略楕円形状に形成されている。
【００５４】
また、取付ベース部３２１ａの指示面構成部材３１側の面には、例えば、指示面構成部材３１の各凹部３１２と係合する所定数（例えば、２つ）の凸部３２１ｄが設けられている（図７（ｂ）参照）。
２つの凸部３２１ｄ、３２１ｄは、例えば、取付ベース部３２１ａの指示面構成部材３１側の面から当該指示面構成部材３１側に所定の長さ突出して形成されている。なお、凸部３２１ｄの突出長は、凹部３１２の深さと略等しいか、それよりもわずかに短く（小さく）なっている。
【００５５】
そして、取付ベース部３２１ａの各凸部３２１ｄを指示面構成部材３１の各凹部３１２と係合させるとともに、取付ベース部３２１ａの各貫通孔３２１ｃに挿通された各固定用ネジ３２４を所定方向（例えば、時計回り等）に指示面構成部材３１の各雌ネジ部３１３に螺子込む。これにより、位置決め用部材３２がＸ軸方向及びＺ軸方向に位置決めされた状態で、指示面構成部材３１に取り付けられた状態となる。
なお、位置決め用部材３２を指示面構成部材３１から取り外す場合には、指示面構成部材３１の各雌ネジ部３１３に螺子込まれた各固定用ネジ３２４を所定方向と反対の方向（例えば、反時計回り等）に回転させることで、各固定用ネジ３２４と各雌ネジ部３１３との螺合を解除するとともに、取付ベース部３２１ａの各凸部３２１ｄと指示面構成部材３１の各凹部３１２との係合を解除する。
【００５６】
支持部３２１ｂは、例えば、取付ベース部３２１ａの指示面構成部材３１と反対側の面（図７（ａ）中、上側の面）に、Ｙ軸方向に沿って略垂直に起立するように形成されている。また、支持部３２１ｂの先端側（図７（ａ）中、上端側）に、例えば、各アーム３２２が挿通される所定数（例えば、２つ）のアーム挿通孔３２１ｅが設けられている。
２つのアーム挿通孔３２１ｅ、３２１ｅは、例えば、Ｘ軸方向に並設されている。また、各アーム挿通孔３２１ｅは、支持部３２１ｂをＺ軸方向に貫通してなり、断面略矩形状に形成されている。
【００５７】
また、各アーム挿通孔３２１ｅの内部には、例えば、当該アーム挿通孔３２１ｅに挿通されたアーム３２２のＺ軸方向の位置を規制するためにアーム３２２の切欠部と係合する突起部（図示略）がそれぞれ設けられている。
各突起部は、例えば、各アーム挿通孔３２１ｅの取付ベース部３２１ａ側に設けられ、後述する位置規制部３２３と協働してアーム３２２のＺ軸方向の位置を規制する（後述）。なお、各突起部は、押圧部材（例えば、バネ等；図示略）により各アーム挿通孔３２１ｅの中心方向に押圧された状態となっていても良い。
【００５８】
各アーム３２２は、各位置決め用ピン３３に対応させて設けられ、各アーム挿通孔３２１ｅに挿通される長片部３２２ａに対して位置決め用ピン３３を支持する短片部３２２ｂ（先端部）を屈曲させた略Ｌ字状に形成されている。また、２つのアーム３２２、３２２は、各々の短片部３２２ｂが互いに反対方向に屈曲するように配置されている。
【００５９】
長片部３２２ａは、例えば、Ｚ軸方向に延在してなり、断面略矩形状に形成されている。また、長片部３２２ａのＹ軸方向の一端側（図７（ａ）中、上端側）の面には、例えば、当該アーム３２２の本体部３２１に対するＺ軸方向の位置を示す目盛が所定間隔（例えば、５ｍｍ等）を空けて設けられている。また、長片部３２２ａのＹ軸方向の他端側（図７（ａ）中、下端側）の面には、例えば、目盛に対応させるように所定数の切欠部３２２ｃがＺ軸方向に並設されている（図７（ｂ）参照）。
各切欠部３２２ｃは、長片部３２２ａのＹ軸方向の他端側の面から一端側に切り欠かれ、Ｘ軸方向に沿うように略直線状に形成されている。
【００６０】
また、長片部３２２ａの短片部３２２ｂと反対側の端部には、例えば、Ｙ軸方向の各表面からわずかに凹んで形成された把持部３２２ｄが設けられ、この把持部３２２ｄによりユーザ（医者等）が当該アーム３２２本体を把持し易いようになっている。なお、把持部３２２ｄには、各アーム３２２を識別するための名称（例えば、「Ｄ１」、「Ｄ２」等）が設けられている。
【００６１】
また、長片部３２２ａの把持部３２２ｄよりも短片部３２２ｂ側には、例えば、当該アーム３２２のアーム挿通孔３２１ｅからの抜け止めを行う抜止用突起部３２２ｅが設けられている。
抜止用突起部３２２ｅは、例えば、長片部３２２ａのＸ軸方向の一端側（隣接する長片部３２２ａと反対側）からＸ軸方向に所定の長さ突出して形成されている。
【００６２】
短片部３２２ｂは、例えば、長片部３２２ａに対して略９０°屈曲するようにＸ軸方向に延在して形成されている。短片部３２２ｂの先端部（長片部３２２ａと反対側の端部）には、例えば、位置決め用ピン３３が挿通される位置決めピン孔３２２ｆが形成されている。
各位置決めピン孔３２２ｆは、例えば、短片部３２２ｂをＹ軸方向に貫通してなり、断面略円形状に形成されている。なお、各位置決めピン孔３２２ｆの近傍には、各位置決め用ピン３３に対応する位置決めピン孔３２２ｆを識別するための名称（例えば、「Ｅ１」、「Ｅ２」等）が設けられている。
【００６３】
また、各位置決めピン孔３２２ｆの内部には、例えば、位置決め用ピン３３の爪機構５（後述）を構成するラチェット歯３３３と係合するラチェット爪部３２２ｇが設けられている。
具体的には、短片部３２２ｂには、例えば、位置決めピン孔３２２ｆに対応させてラチェット爪部３２２ｇの収容部３２２ｈが形成されている。そして、収容部３２２ｈに収容されたラチェット爪部３２２ｇは、押圧部材（例えば、バネ等；図示略）により位置決めピン孔３２２ｆの中心方向に押圧された状態で当該位置決めピン孔３２２ｆに挿通された位置決め用ピン３３のラチェット歯３３３と係合可能となっている。
なお、爪機構５の詳細な動作については後述する。
【００６４】
位置規制部３２３は、例えば、支持部３２１ｂの先端部（図７（ａ）中、上端部）に設けられている。
また、位置規制部３２３は、Ｙ軸方向の中心軸周りに回動自在に構成された回動操作部３２３ａを具備し、当該回動操作部３２３ａの回動量が調整されることで、アーム３２２のＺ軸方向の位置の規制とその解除が行われる。
即ち、位置規制部３２３は、例えば、回動操作部３２３ａが所定方向（例えば、時計回り等）に回動することにより各アーム挿通孔３２１ｅに挿通されたアーム３２２を取付ベース部３２１ａ側に押圧していき、アーム３２２の切欠部３２２ｃを各アーム挿通孔３２１ｅの突起部と係合させる。これにより、アーム３２２のＺ軸方向の位置を規制する。
その一方で、位置規制部３２３は、例えば、回動操作部３２３ａが所定方向と反対方向（例えば、反時計回り等）に回動することにより各アーム挿通孔３２１ｅに挿通されたアーム３２２の押圧、即ち、アーム３２２の切欠部３２２ｃと各アーム挿通孔３２１ｅの突起部との係合が解除される。これにより、アーム３２２のＺ軸方向の位置の規制が解除される。即ち、アーム３２２は、アーム挿通孔３２１ｅ内でＺ軸方向に移動自在となる。
このように、各アーム３２２は、位置決め用ピン３３を支持する短片部（先端部）３２２ｂの本体部３２１に対する位置を調節自在に構成されている。
【００６５】
次に、位置決め用ピン３３について図８を参照して詳細に説明する。
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、位置決め用ピン３３を互いに異なる方向から視て示す図である。なお、図８（ａ）〜図８（ｃ）には、指示面構成部材３１のＸ軸方向略中央部の骨切り指示面３１１側に設けられた位置決めピン孔３１４に挿通される位置決め用ピン３３を例示するが、これ以外の各位置決め用ピン３３の構成も略同様となっている。
【００６６】
位置決め用ピン３３は、骨切り対象骨Ｂに対して当該治具本体を位置決めするためのものである。
即ち、指示面構成部材３１の各位置決めピン孔３１４に挿通される位置決め用ピン３３は、一面接触ピンとして、骨切り対象骨Ｂの一の面（例えば、患者の正面側となる面等）に接触して当該一の面に対して指示面構成部材３１を位置決めする。また、位置決め用部材３２の各アーム３２２の位置決めピン孔３２２ｆに挿通される位置決め用ピン３３は、他面接触ピンとして、骨切り対象骨Ｂの一の面と交わる他の面（例えば、大腿骨及び脛骨Ｂ２における互いに対向する面等）に接触して当該他の面に対して位置決め用部材３２を位置決めする。
【００６７】
また、各位置決め用ピン３３は、例えば、軸方向に長尺な円柱の周面部の一部分が長手方向（軸方向）に沿って平面状に切り欠かれた棒状をなしている。
また、各位置決め用ピン３３は、例えば、骨切り対象骨Ｂ側となる先端部側が縮径された円錐台形状に形成されている。即ち、当該骨切り案内治具３が骨切り対象骨Ｂに取り付けられる際に、各位置決め用ピン３３の先端部が骨切り対象骨Ｂの表面に当接した状態となるが、骨切り対象骨Ｂの状態によっては表面に軟骨が残存している場合がある。そこで、骨切り対象骨Ｂ表面の軟骨を押し退け（或いは、切り裂き）、当該位置決め用ピン３３の先端部が直接骨切り対象骨Ｂの表面に接触可能となるように先端部側が縮径されている。
なお、位置決め用ピン３３の先端部の形状は、軟骨を押し退けた先端部が骨切り対象骨Ｂの表面に刺入しない程度に縮径されているのが望ましい。即ち、例えば、位置決め用ピン３３の先端部の形状が尖頭状の場合、先端部が骨切り対象骨Ｂの表面に刺入する虞があり、骨切り対象骨Ｂに対する当該治具本体の位置決めを適正に行うことができなくなるためである。
また、位置決め用ピン３３の先端部は、必ずしも平面状の一面で形成されている必要はなく、例えば、少なくとも一の曲面で形成されていても良いし、多面で形成されていても良い。
【００６８】
各位置決め用ピン３３の周面部の平面部３３１には、当該位置決め用ピン３３の位置決めピン孔３１４に対する所定方向の位置を示す目盛が所定間隔（例えば、１ｍｍ等）を空けて設けられている。即ち、指示面構成部材３１の各位置決めピン孔３１４に挿通される位置決め用ピン３３には、当該位置決め用ピン３３の指示面構成部材３１に対するＺ軸方向の位置を示す目盛が設けられ、一方、位置決め用部材３２の各アーム３２２の位置決めピン孔３２２ｆに挿通される位置決め用ピン３３は、当該位置決め用ピン３３の位置決め用部材３２（アーム３２２）に対するＹ軸方向の位置を示す目盛が設けられている。
また、各位置決め用ピン３３の平面部３３１の先端部と反対側の端部には、例えば、目盛が設けられている部分よりもさらに凹んで形成された把持部３３２が設けられ、この把持部３３２によりユーザ（医者等）が当該位置決め用ピン３３本体を把持し易いようになっている。なお、把持部３３２には、各位置決め用ピン３３を識別するための名称（例えば、「Ｂ１」等）が設けられている。
【００６９】
また、位置決め用ピン３３の周面部の一部分には、平面部３３１に隣接するように爪機構５（後述）を構成するラチェット歯３３３が形成されている。
ラチェット歯３３３は、位置決めピン孔３１４、３２２ｆの内部のラチェット爪部３２２ｇと係合するものであり、例えば、平面部３３１の目盛に対応させるように当該位置決め用ピン３３の長手方向に複数並設されている（図７（ｂ）参照）。そして、各位置決め用ピン３３は、対応する位置決めピン孔３１４、３２２ｆに対する位置を爪機構５により調節自在に構成されている。
【００７０】
ここで、爪機構５について詳細に説明する。
爪機構５は、位置決め用ピン３３の各々の動作方向を一方向（例えば、骨切り対象骨Ｂに近付く方向）に制限するためのものであり、各位置決め用ピン３３のラチェット歯３３３と、各位置決めピン孔３１４、３２２ｆのラチェット爪部３２２ｇとを具備して構成されている。即ち、ラチェット爪部３２２ｇと係合するラチェット歯３３３の形状及び並び方向が位置決め用ピン３３の動作方向を制限するように構成されている。
具体的には、指示面構成部材３１の各位置決めピン孔３１４に位置決め用ピン３３が挿通されると、当該位置決め用ピン３３に対応する爪機構５のラチェット歯３３３とラチェット爪部とが係合した状態となり、当該位置決め用ピン３３の動作方向を骨切り対象骨Ｂの一の面（例えば、患者の正面側となる面等）に近付く方向に制限する。また、位置決め用部材３２の各アーム３２２の位置決めピン孔３２２ｆに位置決め用ピン３３が挿通されると、当該位置決め用ピン３３に対応する爪機構５のラチェット歯３３３とラチェット爪部３２２ｇとが係合した状態となり、当該位置決め用ピン３３の動作方向を骨切り対象骨Ｂの他の面（例えば、大腿骨及び脛骨Ｂ２における互いに対向する面等）に近付く方向に制限する。
【００７１】
ここで、ラチェット歯３３３は、棒状の位置決め用ピン３３の周面部の一部分に設けられているので、当該位置決め用ピン３３の軸を中心として所定方向（例えば、時計回り等）に所定量回動させることで、ラチェット歯３３３とラチェット爪部３２２ｇとの係合を解除可能となっている。
具体的には、骨切り対象骨Ｂに対する当該治具本体の位置決めに際して、各位置決めピン孔３１４、３２２ｆに位置決め用ピン３３を挿入する場合には、位置決め用ピン３３のラチェット歯３３３が位置決めピン孔３１４、３２２ｆ内のラチェット爪部３２２ｇと係合するように当該位置決め用ピン３３の向きを合わせる。これにより、各位置決め用ピン３３をラチェット歯３３３の間隔毎に段階的に押し込むことができ、後述する手術支援装置２により決定された位置、即ち、各位置決め用ピン３３の先端部が骨切り対象骨Ｂの表面に接触する位置に当該位置決め用ピン３３を配置することができる。
そして、指示面構成部材３１が骨切り対象骨Ｂに取付け固定された後、位置決めピン孔３１４、３２２ｆから各位置決め用ピン３３を取り外す場合には、当該位置決め用ピン３３を所定方向に所定量（例えば、半回転等）回動させてラチェット歯３３３と位置決めピン孔３１４、３２２ｆ内のラチェット爪部３２２ｇとの係合を解除する。これにより、爪機構５による位置決め用ピン３３の動作方向の制限が解除され、当該位置決め用ピン３３を挿入した方向と反対方向、即ち、骨切り対象骨Ｂから離れる方向に移動可能となる。つまり、指示面構成部材３１を骨切り対象骨Ｂに取付け固定した状態で、位置決めピン孔３１４、３２２ｆからの位置決め用ピン３３の取り外しが可能となる。
このように、各位置決め用ピン３３は、当該ピンの軸を中心として所定方向に回動させることで爪機構５のラチェット歯３３３とラチェット爪部とを係合させ、或いは、その係合を解除させるように構成されている。
【００７２】
なお、骨切り案内治具３を構成する各部材は、例えば、ステンレスやチタン等を所定の比率で含む合金等の医療用材料から構成されている。
【００７３】
以下に、手術支援装置２について、図９〜図１１を参照して詳細に説明する。
図９は、手術支援装置２の概略構成を示すブロック図である。また、図１０（ａ）は、大腿骨画像Ｇ１と案内治具画像３Ａの配置に係る表示画面の一例を模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は、脛骨画像Ｇ２と案内治具画像３Ａの配置に係る表示画面の一例を模式的に示す図である。また、図１１は、手術支援装置２による表示画面の一例を模式的に示す図である。
【００７４】
手術支援装置２は、手術の術前計画にて、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨Ｂ２に対する骨切り案内治具３の取付位置や取付角度、骨切り対象骨Ｂの骨切り量や骨切り位置、人工膝関節の実際の取付位置や取付角度等をシミュレーションにより特定する。
具体的には、図９に示すように、手術支援装置２は、中央制御部２１と、メモリ２２と、画像記憶部２３と、画像取得部２４と、通信制御部２５と、プログラムメモリ２６と、表示部２７と、表示制御部２８と、操作入力部２９とを備えている。
また、中央制御部２１、メモリ２２、画像記憶部２３、画像取得部２４、通信制御部２５、プログラムメモリ２６、表示制御部２８は、バスライン２Ａを介して接続されている。
【００７５】
中央制御部２１は、手術支援装置２の各部を制御するものである。具体的には、中央制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；図示略）を備え、手術支援装置２用の各種処理プログラム（図示略）に従って各種の制御動作を行う。
【００７６】
メモリ２２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等により構成され、中央制御部２１、画像記憶部２３、画像取得部２４、通信制御部２５、表示制御部２８等によって処理されるデータ等を一時記憶する。
【００７７】
画像記憶部（記憶手段）２３は、骨切り案内治具３の三次元形状に係る案内治具画像３Ａの画像データを記憶する。
即ち、画像記憶部２３は、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨Ｂ２の骨切りを案内する骨切り案内治具３に係る案内治具画像３Ａの三次元画像データを記憶する。
ここで、案内治具画像３Ａの三次元画像データは、例えば、互いに直交する３軸により規定される３次元の仮想空間内に表示・操作するための骨切り案内治具３の３次元のシミュレーションモデルである。また、案内治具画像３Ａの三次元画像データは、骨切り案内治具３を構成する指示面構成部材３１、位置決め用部材３２、位置決め用ピン３３等の各部のパーツ画像を含み、これらのパーツ画像どうしを組み合わせて構成されている。ここで、位置決め用部材３２の各アーム３２２並びに位置決め用ピン３３のパーツ画像は、所定の位置（例えば、目盛が「０」等）に配置された状態を表示の基準状態とするが、ユーザからの所定の指示に従って所定方向への移動や所定方向の軸を中心とする回動等の動作を個別に行うことが可能となっている。
なお、３次元のシミュレーションモデルは、例えば、ポリゴンデータやＣＡＤ（Computer Aided Design）等から構成されるが、公知の技術であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７８】
画像取得部（取得手段）２４は、患者の骨切り対象となる一の骨の三次元形状に係る骨画像Ｇの画像データを取得する。
即ち、画像取得部２４は、骨切り対象骨Ｂとして、膝関節の大腿骨及び脛骨Ｂ２の三次元形状に係る大腿骨骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の画像データを取得する。具体的には、画像取得部２４は、画像診断装置１により生成された骨画像Ｇの画像データを院内ネットワークＮ及び通信制御部２５を介して取得する。
例えば、画像診断装置１は、患者の人工膝関節の取付部位である膝関節を撮像して、その二次元断層画像データに基づいて大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の三次元画像データを生成する。そして、画像取得部２４は、画像診断装置１から院内ネットワークＮを介して送信され通信制御部２５により受信された大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の三次元画像データを取得する。
なお、骨画像Ｇ（大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２）の画像データの生成は、当該手術支援装置２にて行っても良いし、外部の図示しないデータ生成装置により行っても良い。
【００７９】
通信制御部２５は、例えば、モデム（MODEM:Modulater/DEModulater）、ターミナルアダプタ（Terminal Adapter）等によって構成され、院内ネットワークＮを介して画像診断装置１との間で情報の通信制御を行う。
なお、院内ネットワークＮは、各病院毎に構築され、画像診断装置１と手術支援装置２とを無線基地局やゲートウェイサーバ（共に図示略）等を介して接続する通信ネットワークである。この院内ネットワークＮとしては、具体的には、ＬＡＮ（Local Area Network）等の回線形態を適用することが可能である。
【００８０】
また、院内ネットワークＮは、専用線や既存の一般公衆回線を利用可能であり、例えば、電話回線網、ＩＳＤＮ回線網、専用線、移動体通信網、通信衛星回線、ＣＡＴＶ回線網等の各種通信ネットワーク網と、ＩＰネットワーク、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）ゲートウェイ、インターネットサービスプロバイダ等が含まれる。
【００８１】
プログラムメモリ２６は、例えば、不揮発性メモリやＨＤＤ（Hard Disc Drive）等により構成され、中央制御部２１の動作に必要な各種プログラムやデータ（図示略）を記憶している。具体的には、プログラムメモリ２６には、骨切り面指定プログラム２６ａ、配置プログラム２６ｂ、距離特定プログラム２６ｃが記憶されている。
【００８２】
骨切り面指定プログラム２６ａは、中央制御部２１のＣＰＵを指定手段として機能させるプログラムである。
即ち、骨切り面指定プログラム２６ａは、画像取得部２４により取得された骨画像Ｇの仮想的な骨切り面Ｓ（図１０（ａ）等参照）を指定する指定処理に係る機能を中央制御部２１のＣＰＵに実現させるためのプログラムである。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に従って、プログラムメモリ２６から骨切り面指定プログラム２６ａを読み出して当該プログラムを実行し、手術の術前計画にて、画像取得部２４により取得された大腿骨及び脛骨Ｂ２に係る大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の三次元画像データから大腿骨解剖軸、大腿骨機能軸、脛骨解剖軸、脛骨機能軸等を特定した後、大腿骨遠位側及び脛骨Ｂ２近位側の仮想的な骨切り面Ｓをシミュレーションにより特定する。
【００８３】
配置プログラム２６ｂは、中央制御部２１のＣＰＵを配置手段として機能させるプログラムである。
即ち、配置プログラム２６ｂは、指定処理により指定された骨画像Ｇの仮想的な骨切り面Ｓと案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａ（図１０（ａ）等参照）とを略同一平面上に配置させるように、骨画像Ｇ及び案内治具画像３Ａのうち、少なくとも一方の位置を変更する配置処理に係る機能を中央制御部２１のＣＰＵに実現させるためのプログラムである。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に従って、プログラムメモリ２６から配置プログラム２６ｂを読み出して当該プログラムを実行し、大腿骨及び脛骨Ｂ２のうちの何れか一の骨切り対象骨Ｂの骨画像Ｇの三次元画像データ及び画像記憶部２３から読み出された案内治具画像３Ａの三次元画像データに基づいて、骨画像Ｇ（例えば、大腿骨画像Ｇ１等）及び案内治具画像３Ａの縮尺を揃えて３次元の仮想空間内に配置させる。そして、中央制御部２１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に基づいて、３次元の仮想空間内で、骨画像Ｇに対する案内治具画像３Ａの位置を所定方向に移動させたり、案内治具画像３Ａを所定方向の軸を中心として回動させることにより、骨画像Ｇの仮想的な骨切り面Ｓに対して案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａを略同一平面上に配置させる。
このとき、表示制御部２８は、中央制御部２１の制御下にて、骨画像Ｇ及び案内治具画像３Ａを３次元の仮想空間内に配置した配置画面２７Ａを表示部２７に表示させるとともに、ユーザによる操作入力部２９の所定の指示操作に基づいて、当該指示内容を配置画面２７Ａ内の骨画像Ｇや案内治具画像３Ａに逐次反映させて表示部２７に表示させる（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）。
なお、骨画像Ｇの仮想的な骨切り面Ｓに対する案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａの配置は、中央制御部２１のＣＰＵが自動的にシミュレーションにより行うようにしても良い。
【００８４】
距離特定プログラム２６ｃは、中央制御部２１のＣＰＵを特定手段として機能させるプログラムである。
即ち、距離特定プログラム２６ｃは、配置処理にて骨画像Ｇと案内治具画像３Ａとが配置された状態で、案内治具画像３Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々と対向する骨画像Ｇの仮想的な一の面及び他の面との各距離を特定する距離特定処理に係る機能を中央制御部２１のＣＰＵに実現させるためのプログラムである。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、プログラムメモリ２６から距離特定プログラム２６ｃを読み出して当該プログラムを実行し、基準状態の案内治具画像３Ａの指示面構成部材画像３１Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々（例えば、「Ａ１」〜「Ｃ２」の各位置決め用ピン画像３３Ａ）と対向する骨画像Ｇの仮想的な一の面（例えば、患者の正面側となる仮想的な面等）との各距離を特定するとともに、案内治具画像３Ａの位置決め用部材画像３２Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々（例えば、「Ｅ１」、「Ｅ２」の各位置決め用ピン画像３３Ａ）と対向する骨画像Ｇの仮想的な他の面（例えば、大腿骨及び脛骨Ｂ２における互いに対向する仮想的な面等）との各距離を特定する。
そして、中央制御部２１のＣＰＵは、特定された各距離から各位置決め用ピン３３の先端部が骨切り対象骨Ｂの表面に接触する位置を演算して特定する。例えば、中央制御部２１のＣＰＵは、例えば、「Ａ１」の位置決め用ピン画像３３Ａと対向する骨画像Ｇの一の面との距離として特定された値が「１５ｍｍ」の場合、対応する位置決め用ピン３３を目盛が「１５」の位置となるように位置決めピン孔３１４に挿通した位置をその先端部が骨切り対象骨Ｂの表面に接触する位置として特定する。
また、中央制御部２１のＣＰＵは、案内治具画像３Ａの位置決め用部材画像３２Ａの位置決め用ピン画像３３Ａを支持する各アーム画像３２２Ａ（例えば、「Ｄ１」、「Ｄ２」の各アーム画像３２２Ａ）の位置（ユーザによる操作入力部２９の所定操作に基づいてアーム画像３２２Ａを移動させている場合には移動後の位置）に基づいて、対応する各アーム３２２の位置も特定する。なお、アーム３２２の具体的な位置の特定手法は、位置決め用ピン３３の場合と略同様であり、その詳細な説明を省略する。
このとき、表示制御部２８は、中央制御部２１の制御下にて、特定された各位置決め用ピン３３の位置及び各アーム３２２の位置等を示す位置特定画面２７Ｂを表示部２７に表示させる（図１１参照）。
なお、距離特定処理の結果は、所定の格納手段（例えば、メモリ２２等）に一時的に記憶されても良いし、図示しない印刷装置からプリントアウトされるようにしても良い。
【００８５】
上記の配置処理及び距離特定処理は、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨Ｂ２について個別に行われ、その順序は適宜任意に変更可能である。
【００８６】
表示部２７は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のディスプレイから構成され、表示制御部２８の制御下にて各種情報を表示画面に表示する。
【００８７】
表示制御部２８は、表示用データを生成して表示部２７の表示画面に表示させる制御を行う。
具体的には、表示制御部２８は、例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）やＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）等を具備するビデオカード（図示略）を備えている。そして、表示制御部２８は、中央制御部２１からの表示指示に従って、例えば、骨画像Ｇと案内治具画像３Ａとの配置画面２７Ａ（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）や位置決め用ピン３３及びアーム３２２の位置特定画面２７Ｂ（図１１参照）等の所定の画像の表示用データをビデオカードによる描画処理によって生成し、表示部２７に出力する。
【００８８】
操作入力部２９は、例えば、数値、文字等を入力するためのデータ入力キーや、データの選択、送り操作等を行うための上下左右移動キーや各種機能キー等によって構成されるキーボードやマウス等の操作部（図示略）を備え、これらの操作部の操作に応じて所定の操作信号を中央制御部２１に出力する。
【００８９】
次に、術前処理について、図１２を参照して説明する。
図１２は、骨切り支援システム１００による術前処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
なお、以下に説明する術前処理にあっては、患者の膝関節を人工膝関節で置換する手術の術前計画を例示して説明する。また、手術支援装置２の画像記憶部２３には、予め骨切り案内治具３に係る案内治具画像３Ａの三次元画像データが記憶されているものとする。
【００９０】
図１２に示すように、先ず、画像診断装置１は、患者の膝関節を撮像して、その二次元断層画像データを生成する（ステップＳ１）。次に、画像診断装置１は、生成された二次元断層画像データに基づいて、大腿骨及び脛骨Ｂ２に係る大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２（骨画像Ｇ）の三次元画像データを生成する（ステップＳ２）。
その後、画像診断装置１は、生成された大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の三次元画像データを院内ネットワークＮを介して手術支援装置２に送信する（ステップＳ３）。
【００９１】
手術支援装置２にあっては、画像診断装置１から送信された大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の三次元画像データが通信制御部２５により受信され、画像取得部２４は、当該大腿骨画像Ｇ１及び脛骨画像Ｇ２の三次元画像データを取得する（ステップＳ４）。
次に、中央制御部２１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に従って、プログラムメモリ２６から骨切り面指定プログラム２６ａを読み出して当該プログラムを実行し、大腿骨遠位側及び脛骨Ｂ２近位側の仮想的な骨切り面Ｓを特定する（ステップＳ５）。具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、画像取得部２４により取得された大腿骨及び脛骨Ｂ２に係る骨画像Ｇの三次元画像データから大腿骨解剖軸、大腿骨機能軸、脛骨解剖軸、脛骨機能軸等を特定した後、大腿骨遠位側及び脛骨Ｂ２近位側の仮想的な骨切り面Ｓをシミュレーションにより特定する。
このとき、必要に応じて、骨切り量や内外反角度や前後傾斜角度等をユーザによる操作入力部２９の所定操作に基づいて任意に指定しても良い。
【００９２】
続けて、中央制御部２１のＣＰＵは、画像記憶部２３から案内治具画像３Ａの三次元画像データを読み出して取得する（ステップＳ６）。
【００９３】
その後、中央制御部２１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に従って、プログラムメモリ２６から配置プログラム２６ｂを読み出して当該プログラムを実行し、脛骨Ｂ２を骨切り対象骨Ｂとして、脛骨Ｂ２の仮想的な骨切り面Ｓと案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａとを略同一平面上に配置させる（ステップＳ７）。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、脛骨画像Ｇ２の三次元画像データ及び案内治具画像３Ａの三次元画像データに基づいて、脛骨画像Ｇ２及び案内治具画像３Ａの縮尺を揃えて３次元の仮想空間内に配置させ、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に基づいて、脛骨画像Ｇ２の仮想的な骨切り面Ｓに対して案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａを略同一平面上に配置させる。
このとき、表示制御部２８は、脛骨画像Ｇ２及び案内治具画像３Ａを３次元の仮想空間内に配置した配置画面２７Ａを表示部２７に表示させるとともに、ユーザによる操作入力部２９を介した指示内容を配置画面２７Ａ内の脛骨画像Ｇ２や案内治具画像３Ａに逐次反映させて表示部２７に表示させる（図１０（ｂ）参照）。
【００９４】
次に、中央制御部２１のＣＰＵは、プログラムメモリ２６から距離特定プログラム２６ｃを読み出して当該プログラムを実行し、基準状態の案内治具画像３Ａの各位置決め用ピン画像３３Ａと脛骨画像Ｇ２の仮想的な一の面（例えば、患者の正面側となる面等）及び他の面（例えば、大腿骨と対向する面等）との各距離を特定する（ステップＳ８）。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、案内治具画像３Ａの指示面構成部材画像３１Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々（例えば、「Ａ１」〜「Ｃ２」の各位置決め用ピン画像３３Ａ）と対向する脛骨画像Ｇ２の仮想的な一の面との各距離を特定する。また、中央制御部２１のＣＰＵは、案内治具画像３Ａの位置決め用部材画像３２Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々（例えば、「Ｅ１」、「Ｅ２」の各位置決め用ピン画像３３）と対向する脛骨画像Ｇ２の仮想的な他の面との各距離を特定する。
続けて、中央制御部２１のＣＰＵは、特定された各距離から各位置決め用ピン３３の先端部が脛骨Ｂ２の表面に接触する位置を特定するとともに、案内治具画像３Ａの位置決め用部材画像３２Ａの位置決め用ピン画像３３Ａを支持する各アーム画像３２２Ａ（例えば、「Ｄ１」、「Ｄ２」の各アーム画像３２２Ａ）の位置に基づいて、対応する各アーム３２２の位置も特定する（ステップＳ９）。
このとき、表示制御部２８は、特定された各位置決め用ピン３３の位置及び各アーム３２２の位置等を示す位置特定画面２７Ｂを表示部２７に表示させる（図１１参照）。そして、中央制御部２１のＣＰＵは、距離特定処理の結果を所定の格納手段（例えば、メモリ２２等）に一時的に記憶させる。
【００９５】
その後、中央制御部２１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に従って、プログラムメモリ２６から配置プログラム２６ｂを読み出して当該プログラムを実行し、大腿骨を骨切り対象骨Ｂとして、大腿骨の仮想的な骨切り面Ｓと案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａとを略同一平面上に配置させる（ステップＳ１０）。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、大腿骨画像Ｇ１の三次元画像データ及び案内治具画像３Ａの三次元画像データに基づいて、大腿骨画像Ｇ１及び案内治具画像３Ａの縮尺を揃えて３次元の仮想空間内に配置させ、ユーザによる操作入力部２９の所定操作に基づいて、大腿骨画像Ｇ１の仮想的な骨切り面Ｓに対して案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａを略同一平面上に配置させる。
このとき、表示制御部２８は、大腿骨画像Ｇ１及び案内治具画像３Ａを３次元の仮想空間内に配置した配置画面２７Ａを表示部２７に表示させるとともに、ユーザによる操作入力部２９を介した指示内容を配置画面２７Ａ内の骨画像Ｇや案内治具画像３Ａに逐次反映させて表示部２７に表示させる（図１０（ａ）参照）。
【００９６】
次に、中央制御部２１のＣＰＵは、プログラムメモリ２６から距離特定プログラム２６ｃを読み出して当該プログラムを実行し、基準状態の案内治具画像３Ａの各位置決め用ピン画像３３Ａと大腿骨画像Ｇ１の仮想的な一の面（例えば、患者の正面側となる仮想的な面等）及び他の面（例えば、脛骨Ｂ２と対向する仮想的な面等）との各距離を特定する（ステップＳ１１）。
具体的には、中央制御部２１のＣＰＵは、案内治具画像３Ａの指示面構成部材画像３１Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々（例えば、「Ａ１」〜「Ｃ２」の各位置決め用ピン画像３３Ａ）と対向する大腿骨画像Ｇ１の仮想的な一の面との各距離を特定する。また、中央制御部２１のＣＰＵは、案内治具画像３Ａの位置決め用部材画像３２Ａの位置決め用ピン画像３３Ａの各々（例えば、「Ｅ１」、「Ｅ２」の各位置決め用ピン画像３３Ａ）と対向する大腿骨画像Ｇ１の仮想的な他の面との各距離を特定する。
続けて、中央制御部２１のＣＰＵは、特定された各距離から各位置決め用ピン３３の先端部が大腿骨の表面に接触する位置を特定するとともに、案内治具画像３Ａの位置決め用部材画像３２Ａの位置決め用ピン画像３３Ａを支持する各アーム画像３２２Ａ（例えば、「Ｄ１」、「Ｄ２」の各アーム画像３２２Ａ）の位置に基づいて、対応する各アーム３２２の位置も特定する（ステップＳ１２）。
このとき、表示制御部２８は、特定された各位置決め用ピン３３の位置及び各アーム３２２の位置等を示す位置特定画面２７Ｂを表示部２７に表示させる。そして、中央制御部２１のＣＰＵは、距離特定処理の結果を所定の格納手段（例えば、メモリ２２等）に一時的に記憶させる。
【００９７】
これにより、術前処理を終了する。
そして、実際の手術の際には、術前処理にて各骨切り対象骨Ｂ毎に特定された各位置決め用ピン３３の位置及び各アーム３２２の位置を骨切り案内治具３に反映させた後、当該治具本体が骨切り対象骨Ｂに対して取り付けられて位置決めされる。
【００９８】
以上のように、本実施形態の骨切り支援システム１００によれば、骨切り対象骨Ｂ（例えば、脛骨Ｂ２等）の骨画像Ｇ（例えば、脛骨画像Ｇ２等）の仮想的な骨切り面Ｓと案内治具画像３Ａの仮想的な骨切り指示面３１１Ａとを略同一平面上に配置させるように、骨画像Ｇ及び案内治具画像３Ａのうち、少なくとも一方の位置を変更し、この状態で、案内治具画像３Ａの仮想的な複数の一面接触ピン（位置決め用ピン画像３３Ａ）と骨画像Ｇの仮想的な一の面との各距離並びに案内治具画像３Ａの仮想的な複数の他面接触ピン（位置決め用ピン画像３３Ａ）と骨画像Ｇの仮想的な他の面との各距離を特定しておくことで、これらの各距離に基づいて、骨切り案内治具３の骨切り対象骨Ｂの一の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の一面接触ピン（位置決め用ピン３３）のうちの少なくとも一のピンの先端部と一の面との距離、他の面に対して当該治具本体を位置決めするための複数の他面接触ピン（位置決め用ピン３３）の各々の先端部と他の面との距離を調節することができる。
この結果、指示面構成部材３１の骨切り指示面３１１Ａと骨切り対象骨Ｂの骨切り面Ｓとを略同一平面上に配置させるように当該治具本体を骨切り対象骨Ｂに精度良く取り付けることができる。即ち、骨切り案内治具３は、複数の一面接触ピンの先端部が骨切り対象骨Ｂの一の面に接触し、且つ、複数の他面接触ピンの先端部が骨切り対象骨Ｂの他の面に接触するような配置が、骨切り対象骨Ｂに対する取付位置となるため、予め複数の一面接触ピンの先端部が骨切り対象骨Ｂの一の面に接触可能な当該ピンの位置、及び、複数の他面接触ピンの先端部が骨切り対象骨Ｂの他の面に接触可能な当該ピンの位置を特定しておくことで、骨切り対象骨Ｂの人工関節の取付部位となる骨切り部分の三次元形状を考慮して当該骨切り対象骨Ｂに対して骨切り案内治具３を最適な取付け角度及び位置に精度良く取り付けることができる。
これにより、当該治具本体を用いて骨切り対象の骨切り対象骨Ｂにおける人工関節の取付部位の骨切りを適正に案内することができ、術前計画から手術完了までの時間を従来に比して短縮させることができる。さらに、骨切り案内治具３は、再使用可能であるため、患者毎に骨切り用治具を用意する場合に比べて医療用廃棄物を減少させることができ、当該手術に係る費用を従来に比して低下させることができる。
加えて、メーカー毎に形状が異なる如何なる人工関節に対しても当該骨切り案内治具３を適用することができる。
【００９９】
また、骨切り案内治具３は、膝関節を構成する大腿骨や脛骨Ｂ２の骨切りを案内し、複数の位置決め用ピン３３、３３の各々は、大腿骨や脛骨Ｂ２に接触する先端部側が縮径されているので、骨切り対象骨Ｂの表面に軟骨が残存している場合であっても、当該位置決め用ピン３３の先端部が骨切り対象骨Ｂ表面の軟骨を押し退けて直接骨切り対象骨Ｂの表面に接触させることができる。これにより、骨切り対象骨Ｂの人工関節の取付部位に残存する軟骨を考慮せずに骨画像Ｇが生成された場合に、当該骨画像Ｇに基づいて複数の位置決め用ピン３３、…の位置が決定されても、当該位置決め用ピン３３の先端部が骨切り対象骨Ｂ表面の軟骨を押し退けるようにして骨切り案内治具３を骨切り対象骨Ｂに精度良く取り付けることができる。
【０１００】
また、骨切り案内治具３は、骨切り指示面３１１Ａを具備する指示面構成部材３１に取り付けられた複数の一面接触ピンを用いて、骨切り対象骨Ｂの一の面に対して指示面構成部材３１を位置決めすることができるとともに、指示面構成部材３１に着脱自在な位置決め用部材３２に取り付けられた複数の他面接触ピンを用いて、骨切り対象骨Ｂの他の面に対して位置決め用部材３２を位置決めすることができる。
【０１０１】
また、位置決め用部材３２は、指示面構成部材３１に対して着脱自在な本体部３２１と、この本体部３２１に取付けられるアーム３２２とを有し、アーム３２２の位置決め用ピン３３を支持する先端部の本体部３２１に対する位置を調節自在に構成され、案内治具画像３Ａの仮想的なアーム画像３２２Ａの位置を特定するので、骨切り対象骨Ｂの他の面に接触可能な複数の位置決め用ピン３３、３３の位置を骨切り対象骨Ｂの大きさや形状等を考慮してユーザ所望の位置に調節することができる。特に、複数の位置決め用ピン３３、３３の各々に対応させてアーム３２２が複数設けられているので、各位置決め用ピン３３毎に骨切り対象骨Ｂの他の面に接触可能な位置をユーザ所望の位置に調節することができる。
【０１０２】
さらに、アーム３２２は、位置決め用ピン３３を支持する先端部が当該アーム３２２本体に対して屈曲して形成されているので、例えば、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨Ｂ２に跨がる膝蓋腱等の各種の組織を避けるように位置決め用ピン３３を配置することができ、骨切り対象骨Ｂの他の面に接触可能な複数の位置決め用ピン３３、３３の位置をユーザ所望の位置に調節することができる。
【０１０３】
また、歯及び爪を具備する爪機構５によって、一面接触ピンとしての複数の位置決め用ピン３３、…の各々の動作方向を骨切り対象骨Ｂの一の面に近付く一方向に制限することができるとともに、他面接触ピンとしての複数の位置決め用ピン３３、３３の各々の動作方向を骨切り対象骨Ｂの他の面に近付く一方向に制限することができるので、複数の位置決め用ピン３３、…の先端部が骨切り対象骨Ｂの一の面に接触可能な当該ピンの位置、及び、複数の位置決め用ピン３３、３３の先端部が骨切り対象骨Ｂの他の面に接触可能な当該ピンの位置の調節を適正に行うことができる。
さらに、一面接触ピン及び他面接触ピンとしての複数の位置決め用ピン３３、…の各々は、周面の一部に爪機構５の歯が長手方向に沿って形成された棒状をなし、当該ピンの軸を中心として所定方向に回動させることで爪機構５のラチェット歯３３３と爪とを係合させ、或いは、その係合を解除させるように構成されているので、爪機構５のラチェット歯３３３と爪とを係合させた状態としたり、その係合を解除した状態とすることで、複数の位置決め用ピン３３、…の位置の調節を適正に行うことができる。さらに、ピンの軸を中心として所定方向に回動させるという簡単な動作で爪機構５のラチェット歯３３３と爪との係合を解除して、各ピンを治具本体から取り外すことができる。
【０１０４】
また、指示面構成部材３１は、位置決め用部材３２が取り外された状態で、骨切り指示面３１１Ａとともに骨切り部材の刃が挿通される開口部４Ａを形成する開口部形成部材４が着脱自在に構成されているので、指示面構成部材３１及び開口部形成部材４により形成された開口部４Ａを用いて骨切り部材による骨切り対象骨Ｂの骨切りを適正に案内することができる。
【０１０５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態にあっては、全ての位置決め用ピン３３を略同一の形状としたが、必ずしも全ての位置決め用ピン３３を略同一の形状とする必要はない。即ち、例えば、骨切り案内治具３を用いて膝関節を構成する脛骨Ｂ２の骨切りを案内する場合、脛骨Ｂ２の正面側となる一の面には軟骨が少ないため、大腿骨側の他の面に接触する複数の位置決め用ピン３３の各々についてのみ先端部側を縮径した形状とするようにしても良い。また、例えば、変形性膝関節症は、膝関節の左右方向の内側部分の軟骨が外側部分に比べて磨り減る可能性が高いため、当該外側部分に接触する位置決め用ピン３３についてのみ先端部側を縮径した形状とするようにしても良い。
【０１０６】
また、上記実施形態では、８つの位置決め用ピン３３、…を例示して説明したが、位置決め用ピン３３の数は一例であってこれに限られるものではなく、適宜任意に変更可能である。
また、全ての位置決め用ピン３３の位置（骨切り対象骨Ｂとの距離）を調節可能な構成としたが、例えば、骨切り対象骨Ｂの一の面に接触可能な位置決め用ピン３３のうち、何れか一つについてはピンの位置が所定位置に固定された状態としても良い。
【０１０７】
また、上記実施形態では、指示面構成部材３１に開口部形成部材４を取り付けることで、開口部４Ａを形成するようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、指示面構成部材３１に開口部が一体となって形成されていても良い。
具体的には、図示は省略するが、開口部は、例えば、指示面構成部材３１の所定位置（例えば、Ｙ軸方向の一端側（図４（ａ）中、上端側等））をＺ軸方向に貫通して形成されている。ここで、位置決め用ピン３３を用いた当該治具本体の位置決めの精度を確保する上では、開口部が形成されても指示面構成部材３１の強度を低下させないように、指示面構成部材３１自体の形状や大きさや材質等を変更したり、凹部３１２や雌ネジ部３１３の数、大きさ、配置等を変更するのが好ましい。例えば、開口部の図４（ａ）における上端から骨切り指示面３１１までの厚さや、開口部のＸ軸方向の各端部（図４（ａ）における左右両端の各々）から当該指示面構成部材３１のＸ軸方向の各外側面までの厚さ等をより厚くするのが好ましい。
なお、当該開口部は、上記実施形態の開口部４Ａと略同様の形状をなしており、その詳細な説明は省略する。
このように、指示面構成部材３１に骨切り部材の刃が挿通される開口部が形成されていることで、指示面構成部材３１から位置決め用部材３２を取り外すだけで、即座に骨切り部材を用いた骨切りを行うことができる。
【０１０８】
さらに、指示面構成部材３１に開口部形成部材４を取り付けることで開口部４Ａを形成せずとも、指示面構成部材３１の略平面状の骨切り指示面３１１Ａに骨切り部材の刃を面接触させるようにして骨切りを行うような構成であっても良い。
【０１０９】
さらに、画像診断装置１、手術支援装置２などの構成は、上記実施形態に例示したものは一例であり、これらに限られるものではない。例えば、画像診断装置１と手術支援装置２とが別個の装置で構成されたものを例示したが、これらの装置は一体となって構成されていても良い。また、画像診断装置１と手術支援装置２とが院内ネットワークＮを介して情報通信可能に接続されたものを例示したが、必ずしもこれらの装置が情報通信可能に接続されている必要はない。
【０１１０】
加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  手術支援システム
２      手術支援装置（骨切り支援装置）
２１    中央制御部
２３    画像記憶部
２４    画像取得部
２６    プログラムメモリ
３      骨切り案内治具
３１    指示面構成部材
３１１  骨切り指示面
３２    位置決め用部材
３２１  本体部
３２２  アーム（ピン支持部）
３３    位置決め用ピン
５      爪機構
３３３  ラチェット歯
４      開口部形成部材
４Ａ    開口部
Ｂ２    脛骨
【図１】
2014030536.tif 000003
【図２】
2014030536.tif 000004
【図３】
2014030536.tif 000005
【図４】
2014030536.tif 000006
【図５】
2014030536.tif 000007
【図６】
2014030536.tif 000008
【図７】
2014030536.tif 000009
【図８】
2014030536.tif 000010
【図９】
2014030536.tif 000011
【図１０】
2014030536.tif 000012
【図１１】
2014030536.tif 000013
【図１２】
2014030536.tif 000014