(57)【要約】      （修正有）【課題】股関節形成術に関し、最適な軟組織の伸張と力の均衡を得るために、人工股関節の大腿骨要素の頸の適切な有効長さを、容易かつ正確に、手術中に決定する装置及び方法を提供する。【解決手段】移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、トライアル大腿骨ヘッド要素４４を寛骨臼トライアルに係合させ、そのトライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６を相互に移動させ、トライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、移植部位に移植されるべき人工股関節の寛骨臼要素と係合されるべき大腿骨要素における必要とされる大腿骨頸長さを手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力を確定するための装置及び方法である。【選択図】図３
2006081905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、前記移植部位に配置された大腿骨トライアルの、寛骨臼トライアルに係合されたトライアル大腿骨ヘッド要素と、トライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、前記移植部位に移植されるべき人工股関節の、寛骨臼要素と係合される大腿骨要素の所定方向に沿った必要な大腿骨頸長さを手術中に決定し、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に関節係合させる力を確定するための装置であって、
前記トライアル距離において、前記移植部位における軟組織は、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記寛骨臼トライアル内に係合させるように付勢する選択された張力を前記軟組織に生じさせるように伸張され、前記選択された張力は、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に関節係合させる前記力に対応し、前記トライアル距離は、前記必要な大腿頸長さに対応するような装置において、
前記トライアル手順中に、前記大腿骨トライアル内において、前記大腿骨頸長さの前記所定方向に対応する方向に沿って相互に選択的に移動可能であるように、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記トライアル大腿骨ステム要素に接続する接続機構と、
前記トライアル手順中に、前記移動方向に沿った前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を表示するための距離指示器と、
前記大腿骨トライアルと連結して、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素とを、前記距離指示器によって示される測定距離だけ相互に離反するように付勢する選択された力を付与するための力付与器であって、前記トライアル手順中に、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記寛骨臼トライアルと係合させた状態で、前記力付与器を前記大腿骨トライアルと連結させ、前記選択された力を付与し、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素とを相互に離反するように付勢し、前記軟組織を伸張させることによって、前記選択された張力が前記軟組織において生じるようなトライアル距離に対応する測定距離が決定され、これによって、前記大腿骨要素に必要な前記大腿骨頸長さを決定し、前記大腿骨要素を前記寛骨要素に対して適切に関節係合させるのに適した力を確定しうるように構成された力付与器とを備えた、装置。
【請求項２】
前記接続機構は、
前記トライアル大腿骨ヘッド要素に組付けられるトライアル大腿骨頸要素であって、軸を備えたトライアル大腿骨頸要素と、
前記トライアル大腿骨ステム要素内の通路であって、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素とが相互に移動できるように、前記軸を滑動可能に受け入れる形状と構成を有する通路とを備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記大腿骨トライアルと連結される第１及び第２部材であって、前記トライアル手順中に、対応する移動方向に沿った前記第１及び第２部材の相互の移動に応じて、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素が、前記移動方向に沿って相互に移動するように構成された第１部及び第２部材と、
前記トライアル手順中に、前記第１及び第２部材を前記対応する移動方向に沿って相互に選択的に移動させために、前記第１及び第２部材に係合される駆動機構とを備え、
前記距離指示器によって表示される前記測定距離は、前記対応する移動方向に沿った前記第１及び第２部材間の距離である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記第１部材を前記第２部材に対して、長手方向において直線経路に沿って選択的に移動させるように構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記接続機構は、
前記トライアル大腿骨ヘッド要素と組み立てられるトライアル大腿骨頸要素であって、軸を備えるトライアル大腿骨頸要素と、
前記トライアル大腿骨ステム要素内の通路であって、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素を互いに移動させるように、前記軸を滑動可能に受け入れるような形状と構成を有する通路とを備えている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１部材は、前記第１部材が前記大腿骨トライアルに連結されるときに前記トライアル大腿骨ステム要素と前記トライアル大腿骨頸要素の１つと係合する第１係合面を有する第１アームを備えている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２部材は、前記第２部材が前記大腿骨トライアルに連結されるときに前記トライアル大腿骨ステム要素と前記トライアル大腿骨頸要素の他の１つと係合する第２係合面を有する第２アームを備えている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記トライアル大腿骨ステム要素は、前記第１部材が前記大腿骨トライアルと連結されるときに前記第１係合面と前記第２係合面の１つと係合する第１基準面を備え、
前記トライアル大腿頸要素は、前記第２部材が前記大腿骨トライアルに連結されるときに前記第１係合面と前記第２係合面の他の１つと係合する第２基準面を備えている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２基準面は、前記トライアル大腿頸要素と一体であり、前記トライアル大腿頸要素の側面に沿って延在している、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
フレームを備え、
前記第１部材は、前記フレームに取り付けられた第１アームを備え、
前記第２部材は、前記第１アームに対して移動するように前記フレームに取り付けられた第２アームを備え、
前記駆動機構は、前記第２アームを前記第１アームに対して長手方向経路に沿って移動させるように、前記第２アームに係合されている、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記駆動機構は、
前記第２アームと一体に設けられ、前記第２アームから長手方向に延在するラックと、
前記フレームに軸支され、直線経路に沿って前記ラックを選択的に移動させるように、前記ラックに係合され、前記第２アームを前記第１アームに対して長手方向に沿って移動させるピニオンとを備えている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記選択された力を付与中に、前記距離指示器によって表示された前記移動方向に沿った測定距離に対応しその測定距離において付与された選択された力の大きさを示し、これにより、選択されかつ表示された大きさの付与力に対応する測定距離を決定しうるように構成されている力指示器を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記大腿骨トライアルと連結される第１及び第２部材であって、前記トライアル手順中に、対応する移動方向に沿った前記第１及び第２部材の相互の移動に応じて、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素が、前記移動方向に沿って相互に移動するように構成された第１部及び第２部材と、
前記トライアル手順中に、前記第１及び第２部材を前記対応する移動方向に沿って相互に選択的に移動させために、前記第１及び第２部材に係合される駆動機構とを備え、
前記距離指示器によって表示される前記測定距離は、前記対応する移動方向に沿った前記第１及び第２部材間の距離である、、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記駆動機構は、前記第１部材を前記第２部材に対して、長手方向において直線経路に沿って選択的に移動させるように構成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記接続機構は、
前記トライアル大腿骨ヘッド要素と組み立てられるトライアル大腿骨頸要素であって、軸を備えるトライアル大腿骨頸要素と、
前記トライアル大腿骨ステム要素内の通路であって、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素を互いに移動させるように、前記軸を滑動可能に受け入れるような形状と構成を有する通路とを備えている、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１部材は、前記第１部材が前記大腿骨トライアルに連結されるときに前記トライアル大腿骨ステム要素と前記トライアル大腿骨頸要素の１つと係合する第１係合面を有する第１アームを備えている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２部材は、前記第２部材が前記大腿骨トライアルに連結されるときに前記トライアル大腿骨ステム要素と前記トライアル大腿骨頸要素の他の１つと係合する第２係合面を有する第２アームを備えている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記トライアル大腿骨ステム要素は、前記第１部材が前記大腿骨トライアルと連結されるときに前記第１係合面と前記第２係合面の１つと係合する第１基準面を備え、
前記トライアル大腿頸要素は、前記第２部材が前記大腿骨トライアルに連結されるときに前記第１係合面と前記第２係合面の他の１つと係合する第２基準面を備えている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２基準面は、前記トライアル大腿頸要素と一体であり、前記トライアル大腿頸要素の側面に沿って延在している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
フレームを備え、
前記第１部材は、前記フレームに取り付けられた第１アームを備え、
前記第２部材は、前記第１アームに対して移動するように前記フレームに取り付けられた第２アームを備え、
前記駆動機構は、前記第２アームを前記第１アームに対して長手方向経路に沿って移動させるように、前記第２アームに係合されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記駆動機構は、
前記第２アームと一体に設けられ、前記第２アームから長手方向に延在するラックと、
前記フレームに軸支され、直線経路に沿って前記ラックを選択的に移動させるように、前記ラックに係合され、前記第２アームを前記第１アームに対して長手方向に沿って移動させるピニオンとを備えている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、前記移植部位に配置された大腿骨トライアルの、寛骨臼トライアルに係合されたトライアル大腿骨ヘッド要素と、トライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、前記移植部位に移植されるべき人工股関節の、寛骨臼要素と係合される大腿骨要素の所定方向に沿った必要な大腿骨頸長さを手術中に決定し、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に関節係合させる力を確定するための装置であって、
前記トライアル距離において、前記移植部位における軟組織は、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記寛骨臼トライアル内に係合させるように付勢する選択された張力を前記軟組織に生じさせるように伸張され、前記選択された張力は、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に関節係合させる前記力に対応し、前記トライアル距離は、前記必要な大腿頸長さに対応するような装置において、
前記トライアル手順中に、前記大腿骨トライアル内において、前記大腿骨頸長さの前記所定方向に対応する移動の方向に沿って相互に選択的に移動可能であるように、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記トライアル大腿骨ステム要素に接続し、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記寛骨臼トライアルと係合させた状態で、前記軟組織を伸張させ、前記選択された張力が前記軟組織において生じるようなトライアル距離に対応する測定距離を手術中に決定し、これによって、前記大腿骨要素に必要な前記大腿骨頸長さを手術中に決定し、前記大腿骨要素を前記寛骨要素に対して適切に関節係合させるのに適した力を確定しうるように構成された接続機構を備えている、装置。
【請求項２３】
前記接続機構は、
前記トライアル大腿骨ヘッド要素と組み立てられるトライアル大腿骨頸要素であって、軸を備えるトライアル大腿骨頸要素と、
前記トライアル大腿骨ステム要素内の通路であって、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素を互いに移動させるように、前記軸を滑動可能に受け入れるような形状と構成を有する通路とを備えている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記トライアル大腿骨頸要素は、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素の選択的な相対的移動を行なうための係合用基準面を備えている、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記基準面は、前記トライアル大腿骨頸要素と一体に設けられ、前記トライアル大腿骨頸要素の側面に沿って延在している、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、前記移植部位に配置された大腿骨トライアルの寛骨臼トライアルに係合されたトライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、前記移植部位に移植されるべき人工股関節の寛骨臼要素と係合されるべき大腿骨要素における所定方向に沿った必要な大腿骨頸長さを、手術中に決定し、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力を確定するための方法であって、前記トライアル距離において、前記移植部位における軟組織は、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記寛骨臼トライアル内に係合させるように付勢する選択された張力を前記軟組織に生じさせるように伸張され、前記選択された張力は、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した前記力に対応し、前記トライアル距離は、前記必要な大腿頸長さに対応するような方法において、
前記トライアル手順中に、前記大腿骨トライアル内において、前記大腿骨頸長さの前記所定方向に対応する移動の方向に沿って相互に選択的に移動可能であるように、前記トライアル大腿骨ヘッド要素を前記トライアル大腿骨ステム要素に接続する段階と、
前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素を、前記移動方向に沿って、種々のトライアル距離だけ、相互に選択的に移動させ選択された力を付与する段階であって、前記トライアル手順中、前記トライアル大腿骨ヘッド要素は、前記寛骨臼トライアルに係合されているような段階と、
前記トライアル距離に対応する距離を測定し、付与された選択された力が前記選択された張力を前記軟組織において生じさせるように前記軟組織を伸張させるトライアル距離に対応する測定距離を決定し、これによって、前記大腿骨要素において必要とされる前記大腿骨頸長さを手術中に決定し、前記大腿骨要素を前記寛骨臼要素に対して適切に関節係合させるのに適した力を確定する段階とを備えている、方法。
【請求項２７】
前記トライアル手順中に、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素を対応する測定距離だけ互いに離れるように付勢する付与力の大きさを測定する段階であって、前記選択された張力が前記軟組織において生じる前記トライアル距離に対応する測定距離が、選択された大きさの付与力によって、決定されるような段階を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素の互いに対する選択的な移動は、直線経路に沿う、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
相互に移動可能な第１及び第２部材を、前記トライアル大腿骨ヘッド要素と前記トライアル大腿骨ステム要素の相互の移動と連動させる段階と、
第１及び第２基準面を、それぞれ、前記第１及び第２部材に設ける段階であって、前記第１及び第２部材の前記基準面間の前記測定距離が測定される段階と
を含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、股関節形成術に関し、さらに詳細には、股関節移植部位における軟組織によって人工股関節に加えられる力を均衡化するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
完全股関節形成術では、移植されるべき人工股関節の大腿骨要素と寛骨臼要素が移植部位に受け入れられるように下準備する必要がある。殆どの完全股関節形成術は、大腿骨要素の大腿骨ヘッドを寛骨臼要素の軸受部材と適切に係合させて維持するのを、骨盤と近位大腿骨との間の移植部位における軟組織に依存している。このような適切な係合に必要な力を得るためには、軟組織が適切に伸張されることが重要になる。力が小さすぎると、人工股関節の性能が損なわれ、特に、離脱が生じ易くなる。力が大きすぎると、軸受面の早期磨耗、痛み、運動範囲の縮小を生じる傾向がある。
【０００３】
これらの軟組織の力の効果的な均衡は、人工関節の大腿骨要素の頸の適切な有効長さを選択することによって達成される。すなわち、大腿骨要素の頸の有効長さによって規定される大腿骨要素のステムとヘッドとの間の距離は、軟組織に必要な張力を生じさせ、この張力が軸受部材内での大腿骨ヘッドの所望の関節係合を維持するのに必要な力をもたらす。従って、最も重要なのは、適切な頸長さを正確に決定し、その決定を容易かつ確実に行なうことである。大腿骨要素と寛骨臼要素の各々の大きさが選択されると、大腿骨要素の頸の必要とされる適切な長さが決定され、次いで、各選択された要素が移植部位に受入れられるように下準備する。予備的な評価はＸ線分析を用いてなされるが、最終的な決定は通常その移植手順の過程中に、すなわち手術中になされる。
【０００４】
現在のトライアル手順では、完全股関節形成術の実施中に、軟組織の均衡を保つような適切な頸長さを決定するために、一連のトライアル人工関節が用いられている。すなわち、仮のトライアル人工関節を適所に配置して股関節を整復した状態で、患者の脚をその運動範囲内において外科医が手で動かし、これにより軟組織の均衡を決定し、離脱のチェックを行なう。また、外科医が脚を引っ張ることによって股関節を伸延させ、軟組織に生じた力の大きさを調べる。このトライアル手順は、種々の頸長さを評価するために、一揃いのトライアル人工関節の中から１つを取り外して他のものに置き換えることを必要とする。正確な均衡を達成するために、外科医は、一揃いのトライアル人工関節の１つを他のものと置き換えてから股関節を整復し、移動範囲内において移動させ、次いで、トライアルを交換するためにその関節を再び外す手順を、数回反復させる必要がある。この手順は著しく時間を浪費し、特に大柄な患者に対して肉体的な難題をもたらす可能性がある。さらに、この手順は、最近になって開発された股関節への接近がより制限される最小侵襲性完全股関節形成術を行なうのに適していない。また、この手順は、種々の頸長さによって生じる力の質感的な評価しかもたらさない。すなわち、外科医は患者の脚が外科医によって動かされるときの手の操作による感触によって軟組織内の伸張を評価するので、正確な感触を知るには外科医のその分野における経験を必要とし、これにより外科医によるバラツキとそれに付随する不確実さが導入される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、最適な軟組織の伸張と力の均衡を得るために、人工股関節の大腿骨要素の頸の適切な有効長さを、容易かつ正確に、手術中に決定する装置及び方法を提供する。これによって、本発明は種々の目的と利点を達成し、それらのいくつかは以下のように要約される。すなわち、本発明の目的と利点は、（１）完全股関節形成術において、大腿骨要素の適切な頸長さを手術中に決定するのを容易にすること、（２）人工股関節の大腿骨要素の測定された頸長さとして、人工股関節の移植部位における軟組織に生じる伸張を、手術中に定量的に測定し、これにより、人工股関節における最適な軟組織の伸張と力の均衡を達成することを可能にすること、（３）一連のトライアルの取替えとそれに付随する人工股関節の多数回の取り外しを行なうことなく、人工股関節の大腿骨トライアルの大腿骨ステムと大腿骨ヘッドとの間の距離を選択的に変化させ、人工股関節の大腿骨要素の頸の適切な有効長さを、手術中に決定することを可能にすること、（４）股関節の移植部位における頸長さに対応する距離とこのような距離から得られる力を、手術中に定量的に決定し、容易かつ短時間に、安定した正確な結果を得ることを可能にすること、（５）完全股関節形成術の全体における精度を改良すること、（６）股関節への接近がより制限される最小侵襲性完全股関節形成の実施を容易にすること、（７）比較的自由になされる質感的な評価と異なって、定量的な検証によって、人工関節の移植部位において適切な軟組織の伸張とそれに付随する均衡の取れた力を確定する過程において、安定した繰り返し可能な結果を達成すること、及び（８）完全股関節形成術を受ける患者の苦痛と不快さを低減し、回復時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的と利点、さらに他の目的と利点は、以下の装置として簡略に記載され得る本発明によって、達成される。すなわち、本発明は、移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、移植部位に配置された大腿骨トライアルの寛骨臼トライアルに係合されたトライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、移植部位に移植されるべき人工股関節の寛骨臼要素と係合されるべき大腿骨要素における所定方向に沿った必要な大腿骨頸長さを、手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力を確定するための装置であって、トライアル距離において、移植部位における軟組織は、トライアル大腿骨ヘッド要素を寛骨臼トライアル内に係合させるように付勢する選択された張力を軟組織に生じさせるように、伸張され、選択された張力は、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力に対応し、トライアル距離は、必要な大腿頸長さに対応するような装置において、トライアル手順中に、トライアル大腿骨ヘッド要素をトライアル大腿骨ステム要素に、大腿骨トライアル内において、大腿骨頸長さの所定方向に対応する移動の方向に沿って相互に選択的に移動可能であるように、接続するための接続機構と、トライアル手順中に、移動方向に沿ったトライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を表示するための距離指示器と、大腿骨トライアルと連結して、トライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素を、距離指示器によって示される測定距離だけ互いから離れるように、付勢する選択された力を付与するための力付与器であって、トライアル手順中に、トライアル大腿骨ヘッド要素を寛骨臼トライアルと係合させた状態で、力付与器を大腿骨トライアルと連結させ、選択された力を付与し、トライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素を互いから離れるように付勢し、軟組織を伸張させることによって、選択された張力が軟組織において生じるトライアル距離に対応する測定距離が、手術中に決定され、これによって、大腿骨要素に必要な大腿骨頸長さを手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨要素に対して適切に関節係合させるのに適した力を確定するような力付与器とを備える装置を提供する。
【０００７】
さらに、本発明は、移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、移植部位に配置された大腿骨トライアルの寛骨臼トライアルに係合されたトライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、移植部位に移植されるべき人工股関節の寛骨臼要素と係合されるべき大腿骨要素における所定方向に沿った必要な大腿骨頸長さを、手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力を確定するための装置であって、トライアル距離において、移植部位における軟組織は、トライアル大腿骨ヘッド要素を寛骨臼トライアル内に係合させるように付勢する選択された張力を軟組織に生じさせるように、伸張され、選択された張力は、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力に対応し、トライアル距離は、必要な大腿頸長さに対応するような装置において、トライアル手順中に、トライアル大腿骨ヘッド要素をトライアル大腿骨ステム要素に、大腿骨トライアル内において、大腿骨頸長さの所定方向に対応する移動の方向に沿って相互に選択的に移動可能であるように、接続し、トライアル大腿骨ヘッド要素を寛骨臼トライアルと係合させ、軟組織を伸張させ、選択された張力が軟組織において生じるトライアル距離に対応する測定距離を手術中に決定し、これによって、大腿骨要素に必要な大腿骨頸長さを手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨要素に対して適切に関節係合させるのに適した力を確定するような接続機構を備える装置を提供する。
【０００８】
さらに、本発明は、移植部位における完全股関節形成術に関連して行なわれるトライアル手順中に、移植部位に配置された大腿骨トライアルの寛骨臼トライアルに係合されたトライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素との間のトライアル距離に対応する測定距離を決定することによって、移植部位に移植されるべき人工股関節の寛骨臼要素と係合されるべき大腿骨要素における所定方向に沿った必要な大腿骨頸長さを、手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力を確定するための方法であって、トライアル距離において、移植部位における軟組織は、トライアル大腿骨ヘッド要素を寛骨臼トライアル内に係合させるように付勢する選択された張力を軟組織に生じさせるように、伸張され、選択された張力は、大腿骨要素を寛骨臼要素に適切に関節係合させるのに適した力に対応し、トライアル距離は、必要な大腿頸長さに対応するような方法において、トライアル手順中に、トライアル大腿骨ヘッド要素をトライアル大腿骨ステム要素に、大腿骨トライアル内において、大腿骨頸長さの所定方向に対応する移動の方向に沿って相互に選択的に移動可能であるように、接続する段階と、トライアル大腿骨ヘッド要素とトライアル大腿骨ステム要素を、移動方向に沿って、種々のトライアル距離だけ、相互に選択的に移動させる選択された力を付与する段階であって、トライアル手順中、トライアル大腿骨ヘッド要素は、寛骨臼トライアルに係合されているような段階と、トライアル距離に対応する距離を測定し、付与された選択された力が選択された張力を軟組織において生じさせるように軟組織を伸張させるトライアル距離に対応する測定距離を決定し、これによって、大腿骨要素において必要とされる大腿骨頸長さを手術中に決定し、大腿骨要素を寛骨臼要素に対して適切に関節係合させるのに適した力を確定する段階とを備える方法を提供する。
【０００９】
添付の図面に示される本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な記載によって、本発明は、さらに十分に理解され、さらに他の目的と利点が明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面、特に図１を参照すると、移植部位１０は人工股関節１２を備え、この人工股関節１２は、寛骨臼１６内に移植された寛骨臼要素１４と、近位大腿骨２０内に移植された大腿骨要素１８とを備えている。大腿骨要素１８は、大腿骨ヘッド２２と大腿骨ステム２６と大腿骨頸２８とを備えている。大腿骨ヘッド２２は、人工股関節１２を関節式に連結するように、寛骨臼要素１４の軸受面２４に係合されている。大腿骨ステム２６は、大腿骨要素１８を適所に固定するように、近位大腿骨２０内に取り付けられている。大腿骨頸２８は、大腿骨ヘッド２２を大腿骨ステム２６に接続し、かつ大腿骨ヘッド２２を大腿骨ステム２６から離間させている。これらは全て人工股関節においてよく知られている。
【００１１】
従来、人工股関節１２は、人工股関節１２の関節運動の全体にわたって、大腿骨要素１８の大腿骨ヘッド２２を寛骨臼要素１４の軸受面２４に適切に係合させて維持するのを、移植部位１０における軟組織（図示せず）に依存している。図１において力Ｆで表されるような必要とされる適切な力は、軟組織を必要な力Ｆをもたらす伸張度まで伸張させることによって確定される。この軟組織において確定される伸張度は、大腿骨頸部２８によって規定される大腿骨ヘッド２２と大腿骨ステム２６との間の距離に依存し、この距離は、大腿骨ヘッド２２の回転中心Ｃと大腿骨ステム２６との間を所定方向Ｐに沿って延在する長さＬで表される。適切な力Ｆは、軟組織をその必要な力Ｆをもたらす張力を生じさせるのに必要な伸張度まで伸張させる長さＬを選択することによって、得られる。従って、大腿骨ヘッド２２と軸受面２４との間の関節係合を最適にするために、長さＬは、正確に選択されねばならない。
【００１２】
図２は、完全股関節形成術の過程中に、移植部位３０が人工股関節移植を行なうために下準備された状態を示している。寛骨臼３２に、寛骨臼トライアル３４の形態で示される寛骨臼トライアルが設けられ、この寛骨臼トライアル３４は、寛骨臼３２内に配置されたトライアル寛骨臼シェル３６と、トライアル寛骨臼シェル３６内に着座されたトライアル軸受３８とを備えている。大腿骨トライアル４０が、近位大腿骨４２内に配置されている。この大腿骨トライアル４０は、トライアル軸受３８内に係合される状態が概略的に示されているトライアル大腿骨ヘッド要素４４と、トライアル大腿骨ステム要素４６とを備えている。これらのトライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６は、移植部位３０に移植されるべき人工股関節の大腿骨要素と寛骨臼要素との係合を、トライアル人工股関節４８において、シミュレートしている。移植された人工股関節の大腿骨要素と寛骨臼要素との間の適切な係合は、移植部位３０における軟組織の伸張に応じて確定される力によって維持されるべきである。従って、人工股関節の運動の全範囲にわたって、大腿骨要素と寛骨臼要素との間の適切な関節係合を維持するのに必要な力を確定するために、軟組織における張力が適切に均衡化されることが重要になる。完全股関節形成術の終了時において、移植部位３０における軟組織の伸張度は、移植部位３０に移植された人工股関節の大腿骨要素の頸の長さの関数である。従って、頸の長さが正確に決定されることが、最も重要になる。
【００１３】
大腿骨トライアル４０のトライアル大腿骨ヘッド要素４４の回転中心Ｒとトライアル大腿骨ステム要素４６との間のトライアル距離が、所定方向Ｎに沿ったＤで示されている。このトライアル距離Ｄは、例えば、図１において、大腿骨要素１８における所定方向Ｐに沿った長さＬによって示されているような、移植部位３０に移植された人工股関節の大腿骨要素の頸の長さに対応している。トライアル距離Ｄを変化させると、それに対応して、軟組織の伸張が変化し、それに付随するトライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル軸受３８との間の係合を維持する力が変化する。本発明は、手術中に、トライアル距離Ｄを選択的に調整し、軟組織における必要な所定の張力を生じさせ、これによって、軟組織における最適な力の均衡を達成し、その結果、大腿骨トライアル４０を寛骨臼トライアル３４と適切に係合させるように付勢かつ維持するのに適切な力を確定することができる。
【００１４】
図２と共に、図３および図４を参照すると、大腿骨トライアル４０のトライアル大腿骨ステム要素４６は、近位端５０と遠位端５２との間に延在している。ステム５４が、遠位端５２から近位端５０に向かって延在し、図４に最も詳細に示されるように、ネジ穴５６が、以下に述べる目的のために、近位端５０においてトライアル大腿骨ステム要素４６内に延在している。トライアル大腿骨ヘッド要素４４は、接続機構によってトライアル大腿骨ステム要素４６に接続されている。接続機構は、円筒穴６０の形態で示される通路と、トライアル頸７０とを備えている。円筒穴６０は、近位端５０におけるステム基準面６２の形態をなす第1基準面から大腿骨ステム要素４６内に延在している。トライアル頸７０は、そのトライアル頸７０の遠位部に沿って長手方向に延在する軸７２を備えている。軸７２は、穴６０内において長手方向に滑動可能に係合される大きさと構造を有し、これによって、トライアル頸７０は、長手方向においてトライアル大腿骨ステム要素４６に対して移動可能である。ポスト７４がトライアル頸７０の近位部に沿って長手方向に延在し、軸７２とポスト７４との中間において、肩７６がトライアル頸７０の側面に沿って延在し、ヘッド基準面７８の形態をなす第２基準面を形成している。トライアル大腿骨ヘッド要素４４はポスト７４に嵌合され、トライアル大腿骨ヘッドを使用する場合における従来の方法に準じて、肩７６のごく近くに配置される。
【００１５】
大腿骨トライアル４０は、使用時において、トライアル頸７０の軸７２をトライアル大腿骨ステム要素４６の穴６０内に挿入し、トライアル大腿骨ヘッド要素４４をトライアル頸７０のポスト７４に嵌合することによって、組み立てられる。次いで、図５に示されるように、ステム５４を、従来の技術を用いて、近位大腿骨４２の窩洞８０内に挿入し、さらに、人工股関節を短縮させて、トライアル大腿骨ヘッド要素４４を寛骨臼トライアル３４のトライアル軸受３８と係合させる。トライアル大腿骨ヘッド要素４４がトライアル軸受３８内に係合され次第、トライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６を相対的に移動させ、大腿骨トライアル４０のトライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６との間のトライアル距離Ｄを選択的に変化させるために、均衡化装置９０の形態をなす装置の要素を大腿トライアル４０に係合し、それにより、トライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６を所定方向Ｎに沿って異なるトライアル距離Ｄの間で相対的に移動させる。
【００１６】
図５と共に、図３、６、及び７を参照すると、均衡化装置９０は、握り９４と第１アーム９６の形態をなす第１部材とを有するフレーム９２を備えている。第１アーム９６は、フレーム９２に取り付けられ、そのフレーム９２から第１終端９８に向かって（所定方向Ｎ対して）横方向に延在している。第２アーム１００の形態をなす第２部材が、フレーム９２に取り付けられ、そのフレーム９２から第２終端１０２に向かって（所定方向Ｎ対して）横方向に延在している。第２アーム１００は、フレーム９２に隣接して、長手方向（所定方向Ｎの方向）に延在するラック１０４を有し、このラック１０４は、高さ方向に背向したラック面１１０と１１２の各々に沿って配置された一対のラック歯１０６を有している。ラック１０４は、フレーム９２内に軸支されたピニオン１１４と係合され、ピニオン１１４の回転に応じて、フレーム９２に対して直線経路に沿って長手方向に移動可能である。ラック１０４とピニオン１１４は、第２アーム１００を長手方向において第１アーム９６に対して選択的に移動させるための駆動機構を構成する。ノブ１２０の形態をなすアクチェータが、ピニオン１１４の回転と、それに付随する第１アーム９６に対するラック１０４と第２アーム１００の長手方向の変位を可能とするために、ピニオン１１４に取り付けられている。駆動ソケット１２２が、以下に述べる目的のために、ノブ１２０に配置されている。
【００１７】
第１アーム９６は、終端９８に隣接して、第１係合要素１３０を有し、この第１係合要素１３０は、平行な突片１３４と第１係合面１３６とを有するフォーク状部１３２を備えている。第２アーム１００は、第２係合要素１４０を有し、この第２係合要素１４０は、平行な突片１４４と第２係合面１４６とを有するフォーク状部１４２を備えている。図８と共に図３、図６を参照すると、均衡化装置９０は、突片１３４と１４４がトライアル頸７０の軸７２を跨ぐように、第１及び第２係合要素１３０と１４０をトライアル頸７０上に滑らせることによって、大腿骨トライアル４０に連結される。次いで、把持部１５０によってノブ１２０を回転し、第１係合面１３６を対応するトライアル大腿骨ステム要素４６のステム基準面６２に係合させて、第１アーム９６をトライアル大腿骨ステム要素４６に連結すると共に、第２係合面１４６をトライアル頸７０のヘッド基準面７８に係合させて、第２アーム１００をトライアル大腿骨ヘッド要素４４に連結する。代替的に、図５に示されるように、均衡化装置９０は、第１アーム９６をトライアル大腿骨ヘッド要素４４と連結すると共に、第２アーム１００をトライアル大腿骨ステム要素４６に連結することによって、大腿骨トライアル４０に連結してもよい。この場合、対応する第１係合面１３６は、トライアル頸７０のヘッド基準面７８と係合され、第２係合面１４６は、トライアル大腿骨ステム要素４６のステム基準面６２と係合される。
【００１８】
図５または図８のいずれかに示されるように、均衡化装置９０が大腿骨トライアル４０と連結され、次いで、大腿骨トライアル４０が寛骨臼トライアル３４に係合された状態において、力付与器によってトルクがノブ１２０に加えられ、軸７２と穴６０との滑り係合によって、距離Ｄを所定方向Ｎに沿って変化させる。これによって、トライアル大腿骨ヘッド要素４４とトライアル大腿骨ステム要素４６は、方向Ｎに沿って、種々のトライアル距離Ｄだけ、相互に移動され、それに対応する股関節の伸延によって、移植部位３０における軟組織を伸張させる。距離Ｄは、適切な張力を移植部位３０において軟組織に生じさせる伸張度に達するまで、変化される。同時に、距離Ｄが測定され、適切な張力とそれに付随する大腿骨トライアル４０と寛骨臼トライアル３４との間の最適な関節係合を維持するのに必要な力を確定するのに必要な頸長さの数値が得られる。
【００１９】
ノブ１２０への十分なトルクの付与を容易にするために、力付与器はトルクレンチ１６０を備えている。このトルクレンチ１６０は、図８に示されるように、ノブ１２０における駆動ソケット１２２と連結され、力付与器をラック１０４とピニオン１１４から構成される駆動機構に連結させる。ハンドル１６６の回転を介してトルクレンチ１６０を操作することにより、第２アーム１００を第１アーム９６に対して変位させるように力が加えられる。図示された好ましい実施形態において、トルクレンチ１６０は、目盛盤１６２と指針１６４の形態をなす力指示器を備え、これにより、加えられた力の大きさは、目盛盤１６２と指針１６４で表示される。目盛盤１６２と指針１６４で表示される力の大きさは、第２アーム１００を第１アーム９６から離れるように付勢する力の測定値であり、係合された大腿骨トライアル４０と寛骨臼トライアル３４に対して軟組織によって加えられた力の大きさに対応し、軟組織内において望まれる張力に直接的に関連しており、これにより、軟組織の正確な伸張とそれに付随する軟組織における張力の正確な均衡が力指示器によって直接的に読み取れる。従って、必要な張力を得るための伸張は、力指示器によって測定かつ表示されるような、再現性のある精度で、迅速かつ正確に、定量的に検証される選択された大きさの力を加えることによって得られる。しかし、加えられたトルクの信頼性の高い質感的な大きさは、トルクレンチ１６０のハンドル１６６を介してのフィードバックによって外科医に利用され得る。すなわち、外科医は、選択された大きさの力を加えるのに、均衡化装置９０によって距離Ｄを変化させることによって得られる張力を質感的に決定するだけで十分であり、力指示器による定量的な検証を必要としないと判断することもあり得る。
【００２０】
同時に、第１アーム９６に対する第２アーム１００の長手方向の移動の結果としての変位が、距離Ｄの数値としてフレーム９２の目盛１７０と第２アーム１００の指標１７２の形態をなす距離指示器によって表示される。このようにして、外科医は、軟組織における所定の必要な伸張を得るのに必要なトライアル距離Ｄに対応する測定距離を直接的に測定する。トライアル距離Ｄが得られると、適切な頸長さが決定され、均衡化装置９０が大腿骨トライアル４０から離脱される。均衡化装置９０は、それを左側又は右側の完全股関節形成術のいずれに対しても用いることができるように、例えば、第２アーム１００が図６に示されるようにフレーム９２の左側１８０から離脱され、次いで、フレーム９２の右側１８２に連結され得るように、対称的に構成されることに留意するべきである。このために、２つの目盛と２つの指示器１７２が、フレーム９２のそれぞれの側１８０と１８２に設けられている。
【００２１】
適切な頸長さを決定し均衡化装置９０を離脱させた後、人工股関節が外され、トライアル大腿骨ステム要素４６のネジ穴５６に連結され得る従来の抽出器具によって、大腿骨トライアル４０が取り出される。次いで、適切な寛骨臼要素と大腿骨要素が移植部位３０に移植される。大腿骨トライアル４０から均衡化装置９０を離脱する前に、移動の範囲と軟組織の伸張が、第１アーム９６と第２アーム１００のさらなる相互の移動を係止することによって、手動によって評価されてもよい。最終的に、適切な大腿骨ヘッド人工器具が、移植された大腿骨ステム要素と組み合わされ、人工股関節が短縮され、移植手順が終了する前に、最終的な移動の範囲と張力の評価が手動によってなされる。
【００２２】
本発明が上記のようないくつかの目的と利点を達成することが理解されるだろう。すなわち、本発明は、（１）完全股関節形成術において、大腿骨要素の適切な頸長さを手術中に決定するのを容易にし、（２）人工股関節の大腿骨要素の測定された頸長さとして、人工股関節の移植部位における軟組織に生じる伸張を、手術中に、定量的に測定し、これによって、人工股関節における最適な軟組織の伸張と力の均衡を達成することを可能にし、（３）一連のトライアルの取替えとそれに付随する人工股関節の多数回の取り外しを行なうことなく、人工股関節の大腿骨トライアルの大腿骨ステムと大腿骨ヘッドとの間の距離を選択的に変化させ、人工股関節の大腿骨要素の頸の適切な有効長さを、手術中に決定することを可能にし、（４）股関節の移植部位における頸長さに対応する距離とこのような距離から得られる力を、手術中に定量的に決定し、容易かつ短時間に、安定した正確な結果を得ることを可能にし、（５）完全股関節形成術の全体における精度を改良し、（６）股関節への接近がより制限される最小侵襲性完全股関節形成の実施を容易にし、（７）比較的自由になされる質感的な評価と異なって、定量的な検証によって、人工関節の移植部位において適切な軟組織の伸張とそれに付随する均衡の取れた力を確定する過程において、安定した繰り返し可能な結果を達成し、及び（８）完全股関節形成術を受ける患者の苦痛と不快さを低減し、及び回復時間を短縮することができる。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態の前述の詳細な説明は、単なる例示として提供されていると理解されるべきである。設計、構造、及び手順の種々の詳細は、添付の請求項に記載される本発明の真の精神と範囲から逸脱することなく変更されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】移植部位に移植される人工股関節のやや線図的な実体図である。
【図２】本発明実施形態の装置が、完全股関節形成術の実施中に移植部位に配置された状態を示すやや線図的な実体図である。
【図３】本発明実施形態の装置を示す分解斜視図である。
【図４】図３の線４−４に沿った縦断面図である。
【図５】本発明の方法に用いられる装置の構成要素を示す図２と同様の実体図である。
【図６】本発明実施形態の装置の要素を示す分解斜視図である。
【図７】図３の線７−７に沿った断面図である。
【図８】装置の実体透視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  移植部位
１２  人工股関節
１４  寛骨臼要素
１６  寛骨臼
１８  大腿骨要素
２０  近位大腿骨
２２  大腿骨ヘッド
２４  軸受面
２６  大腿骨ステム
２８  大腿骨頸
Ｆ  力
Ｃ  回転中心
Ｐ  所定方向
Ｌ  頸長さ
３０  移植部位
３２  寛骨臼
３４  寛骨臼トライアル
３６  トライアル寛骨臼シェル
３８  トライアル軸受
４０  大腿骨トライアル
４２  近位大腿骨
４４  トライアル大腿骨ヘッド要素
４６  トライアル大腿骨ステム要素
４８  トライアル人工股関節
Ｒ  回転中心
Ｎ  所定方向
Ｄ  トライアル距離
５０  近位端
５２  遠位端
５４  ステム
５６  ネジ穴
６０  円筒穴
６２  ステム基準面（第１基準面）
７０  トライアル頸
７２  軸
７４  ポスト
７６  肩
７８  ヘッド基準面（第２基準面）
８０  窩洞
９０  均衡化装置
９２  フレーム
９４  握り
９６  第１フレーム（第１部材）
９８  第１終端
１００  第２アーム（第２部材）
１０２  第２終端
１０４  ラック
１０６  ラック歯
１１０、１１２  ラック面
１１４  ピニオン
１２０  ノブ
１２２  駆動ソケット
１３０  第１係合要素
１３２  フォーク状部
１３４  突片
１３６  第１係合面
１４０  第２係合要素
１４２  フォーク状部
１４４  突片
１４６  第２係合面
１５０  把持部
１６０  トルクレンチ
１６２  目盛盤
１６４  指針
１６６  ハンドル
１７０  目盛
１７２  指標
１８０  左側
１８２  右側
【図１】
2006081905.tif 000003
【図２】
2006081905.tif 000004
【図３】
2006081905.tif 000005
【図４】
2006081905.tif 000006
【図５】
2006081905.tif 000007
【図６】
2006081905.tif 000008
【図７】
2006081905.tif 000009
【図８】
2006081905.tif 000010
【外国語明細書】
2006081905.tif 000011
2006081905.tif 000012
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