(57)【要約】最小侵襲性の全股関節置換のための方法と装置である。その方法は、普段は第一の骨と関節接合している第二の骨の関節接合面を、骨彫刻工具（２２）が骨の彫刻中に第二の骨の関節接合面と係合する状態で骨彫刻工具（２２）を直接に又は間接に第一の骨に取り付けることによって、彫刻する段階を含んでいる。そして次に関節が整復されまた一方の骨を他方に対して移動させて第二の骨の関節接合面を彫刻する。直接に又は間接に第一の骨に取り付けられた嵌入器（１０２）を使用して第二の骨の関節接合面を置換するために移植片（６０）が設置され、移植片（６０）を設置するための力が第二の骨及び第一の骨から反作用を受ける。
2005518831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
普段は第一の骨に関節接合している第二の骨の関節接合面を彫刻するための彫刻装置であって、骨彫刻工具を具備していて、該骨彫刻工具が第二の骨の関節接合面を彫刻するための位置で骨彫刻工具を第一の骨に取り付けるための取付部を含んでいる、彫刻装置。
【請求項２】
取付部への取り付けのためのマウントを更に具備していて、該マウントが大腿骨への取り付けに適するようにされた、請求項１に記載の彫刻装置。
【請求項３】
骨彫刻工具が、寛骨臼の関節接合面を彫刻するための位置で、大腿骨に取り付くように構成されている、請求項１に記載の彫刻装置。
【請求項４】
取付部が、大腿骨への直接的取り付けに適するようにされている、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項５】
取付部が、大腿骨への間接的取り付けに適するようにされている、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項６】
取付部が、試験大腿骨への取り付けに適するようにされている、請求項５に記載の彫刻装置。
【請求項７】
取付部が、大腿骨ブローチへの取り付けに適するようにされている、請求項５に記載の彫刻装置。
【請求項８】
取付部が、大腿骨ステムへの取り付けに適するようにされている、請求項５に記載の彫刻装置。
【請求項９】
骨彫刻工具が、回転するように設計されている、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項１０】
骨彫刻工具が、振動するように設計されている、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項１１】
骨彫刻工具が、半球リーマを具備している、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項１２】
骨彫刻工具を駆動するための駆動機構を更に含む、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項１３】
駆動機構がマウントに一体化している、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項１４】
駆動機構が試験大腿骨に一体化している、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項１５】
駆動機構が、大腿骨ステムへの取り付けのために構成されている、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項１６】
骨彫刻工具が、伸長に適するようにされている、請求項３に記載の彫刻装置。
【請求項１７】
骨彫刻工具が回転の軸を有していて、伸長が回転の軸に沿っている、請求項１６に記載の彫刻装置。
【請求項１８】
骨彫刻工具の伸長のための送りねじを更に含んでいる、請求項１６に記載の彫刻装置。
【請求項１９】
骨彫刻工具の伸長のためのシムを更に含んでいる、請求項１６に記載の彫刻装置。
【請求項２０】
骨彫刻工具の伸長のための空気動力装置を更に含んでいる、請求項１６に記載の彫刻装置。
【請求項２１】
駆動機構がギアーボックスを具備している、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項２２】
駆動機構がウォームとウォーム歯車との組み合わせを具備している、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項２３】
駆動機構が、かさ歯車の組み合わせを具備している、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項２４】
駆動機構がモータを含んでいる、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項２５】
駆動機構をモータに接続するためのフレキシブル駆動軸を更に含んでいる、請求項１２に記載の彫刻装置。
【請求項２６】
モータが外科用動力ドリルである、請求項２４に記載の彫刻装置。
【請求項２７】
普段は関節内の第一の骨に関節接合している第二の骨の関節接合面の彫刻方法であって：
骨彫刻工具を準備する段階と；
第二の骨の関節接合面を彫刻するための位置で、骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階と；
骨彫刻工具を第二の骨に整列させる段階と；
骨彫刻工具を第二の骨の関節接合面に係合させることによって第二の骨の関節接合面を彫刻する段階と；を含んでなる彫刻方法。
【請求項２８】
骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具をマウントに取り付けて、該マウントを第一の骨に取り付ける段階を含んでいる、請求項２７に記載の彫刻方法。
【請求項２９】
骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を第一の骨に直接に取り付ける段階を含んでいる、請求項２７に記載の彫刻方法。
【請求項３０】
骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を第一の骨に間接に取り付ける段階を含んでいる、請求項２７に記載の彫刻方法。
【請求項３１】
骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階を含んでなるものであり；
骨彫刻工具を第二の骨に整列させる段階が、骨彫刻工具を寛骨臼に配置する段階を含んでなるものであり；
第二の骨の関節接合面に係合することによって第二の骨の関節接合面を彫刻する段階が、寛骨臼の関節接合面に係合することによって寛骨臼の関節接合面を彫刻する段階を含んでなるものである；請求項２７に記載の彫刻方法。
【請求項３２】
骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を大腿骨に直接に取り付ける段階を含んでいる、請求項３１に記載の彫刻方法。
【請求項３３】
骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を大腿骨に間接に取り付ける段階を含んでいる、請求項３１に記載の彫刻方法。
【請求項３４】
骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を試験大腿骨に取り付ける段階と、試験大腿骨を大腿骨に設置する段階とを含んでなる、請求項３３に記載の彫刻方法。
【請求項３５】
骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具をブローチに取り付ける段階と、ブローチを大腿骨に設置する段階とを含んでなる、請求項３３に記載の彫刻方法。
【請求項３６】
骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を大腿骨移植片に取り付ける段階と、大腿骨移植片を大腿骨に移植する段階とを含んでなる、請求項３３に記載の彫刻方法。
【請求項３７】
寛骨臼に係合するために骨彫刻工具を伸長させる段階と、関節をつなぐ軟組織を緊張させる段階とを更に含んでいる、請求項３１に記載の彫刻方法。
【請求項３８】
骨彫刻工具を寛骨臼内に配置する段階を容易にするために骨彫刻工具を引き込める段階を更に含んでいる、請求項３１に記載の彫刻方法。
【請求項３９】
移植片を固定するために隣接する骨の間で力を与える装置であって：
嵌入器を第一の骨に取り付けるための取付部を含んでいる嵌入器と；
第二の骨へ固定される移植片とを具備する；力を与える装置。
【請求項３９】
移植片の方向を定めるための外部整列ガイドを更に含んでいる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
第二の骨に対して移植片を位置決め及び整列するための手術用ナビゲーション装置を更に含んでいる請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
第二の骨に対して嵌入器を位置決め、監視、及び整列するための手術用ナビゲーション装置を更に含んでいる請求項３８に記載の装置。
【請求項４２】
取付部への取り付けのためのマウントを更に具備していて、該マウントが大腿骨への取り付けに適するようにされている、請求項３８に記載の装置。
【請求項４３】
移植片が寛骨臼シェルであり、また嵌入器が寛骨臼シェルを寛骨臼に固定するように構成されている、請求項３８に記載の装置。
【請求項４４】
寛骨臼シェルを嵌入器に取り付けるためのアダプタを更に具備している、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
アダプタが寛骨臼シェルの回転を制限する、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
取付部が大腿骨への直接的取り付けに適するようにされている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
取付部が大腿骨への間接的取り付けに適するようにされている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４８】
取付部が、試験大腿骨への取り付けを介した大腿骨への間接的取り付けに適するようにされている、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
取付部が、ブローチへの取り付けを介した大腿骨への間接的取り付けに適するようにされている、請求項４７に記載の装置。
【請求項５０】
取付部が、大腿骨ステムへの取り付けを介した大腿骨への間接的取り付けに適するようにされている、請求項４７に記載の装置。
【請求項５１】
嵌入器が空気圧式嵌入ハンマーである、請求項３８に記載の装置。
【請求項５２】
嵌入器がリニアアクチュエータである、請求項３８に記載の装置。
【請求項５３】
嵌入器が油圧ピストンである、請求項３８に記載の装置。
【請求項５４】
嵌入器がばね作動式のものである、請求項３８に記載の装置。
【請求項５５】
嵌入器が、各々の起動に対して単一の嵌入サイクルの起動を得るように構成されている、請求項３８に記載の装置。
【請求項５６】
嵌入器が、作動されている間に複数の嵌入サイクルの起動を得るように構成されている、請求項３８に記載の装置。
【請求項５７】
第一の骨と関節接合する第二の骨への移植片の固定方法であって：
嵌入器を準備する段階と；
嵌入器を第一の骨に取り付ける段階と；
移植片を嵌入器に設置して移植片を第二の骨に整列させる段階と；
第一の骨及び第二の骨から反作用を受ける力を移植片に与える段階と；を含んでなる移植片の固定方法。
【請求項５８】
力を付与する段階が、一つの起動サイクルにごとに一回実行される、請求項５７に記載の移植片の固定方法。
【請求項５９】
力を付与する段階が、一つの起動サイクルごとに複数回実行される、請求項５７に記載の移植片の固定方法。
【請求項６０】
手術用ナビゲーション装置を使って寛骨臼シェルを位置決めする段階、整列する段階、及び監視する段階を更に含んでなる、請求項５７に記載の移植片の固定方法。
【請求項６１】
手術用ナビゲーション装置を使って嵌入器を位置決めする段階、整列する段階、及び監視する段階を更に含んでなる、請求項５７に記載の移植片の固定方法。
【請求項６２】
嵌入器を第一の骨に取り付ける段階が、嵌入器を大腿骨に取り付ける段階を含んでなるものであり；
移植片を嵌入器に設置して移植片を第二の骨に対して整列させる段階が、寛骨臼シェルを嵌入器に設置して寛骨臼シェルを寛骨臼内に位置決めする段階を含んでなるものであり；
移植片に力を付与する段階が、寛骨臼と大腿骨とから反作用を受ける力を寛骨臼シェルに付与する段階を含んでなるものである；請求項５７に記載の移植片の固定方法。
【請求項６３】
嵌入器を大腿骨に取り付ける段階が、嵌入器を大腿骨に直接に取り付ける段階を含んでいる、請求項６２に記載の移植片の固定方法。
【請求項６４】
嵌入器を大腿骨に取り付ける段階が、嵌入器を大腿骨に間接に取り付ける段階を含んでいる、請求項６２に記載の移植片の固定方法。
【請求項６５】
嵌入器を大腿骨に取り付ける段階が、嵌入器を試験大腿骨に取り付ける段階と、試験大腿骨を大腿骨に設置する段階とを含んでなる、請求項６４に記載の移植片の固定方法。
【請求項６６】
嵌入器を大腿骨に取り付ける段階が、嵌入器をブローチに取り付ける段階と、ブローチを大腿骨に設置する段階とを含んでなる、請求項６４に記載の移植片の固定方法。
【請求項６７】
嵌入器を大腿骨に取り付ける段階が、嵌入器を大腿骨移植片に取り付ける段階と、大腿骨移植片を大腿骨に移植する段階とを含んでなる、請求項６４に記載の移植片の固定方法。
【請求項６８】
普段は第一の骨と関節接合している第二の骨の関節接合面の最小侵襲性彫刻及び置換システムであって：
骨彫刻工具を具備する骨彫刻装置であって、前記骨彫刻工具が、第二の骨の関節接合面を彫刻するための位置で骨彫刻工具を第一の骨に取り付けるための取付部を含んでいる、骨彫刻装置と；
第一の骨と第二の骨との間で力を提供するための嵌入装置であって、嵌入器を具備していて、該嵌入器が、第一の骨に嵌入器を取り付けるための嵌入取付部を含んでいる、嵌入装置と；を具備する最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項６９】
嵌入装置が移植片を取り付けるためのアダプタを更に具備する、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７０】
全てが単一の装置として構成された、可視化装置と洗浄装置と吸引装置とを更に含んでいる、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７１】
光源と画像化基部と撮像装置と表示装置とを具備している可視化装置をさらに具備している、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７２】
可視化装置が監視装置を更に含んでいる、請求項７０に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７３】
画像化基部が、骨彫刻装置の取付部への取り付けのために構成されているマウントに一体化されていて、マウントが第一の骨に取り付け可能である、請求項７１に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７４】
画像化基部に一体化された洗浄装置を更に含んでいる、請求項７１に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７５】
画像化基部に一体化された吸引装置を更に含んでいる、請求項７１に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７６】
画像化基部に一体化された洗浄装置と吸引装置とを更に含んでいる、請求項７１に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７７】
洗浄装置を更に含んでいる、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７８】
吸引装置を更に含んでいる、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項７９】
移植片を位置決め、整列、及び監視するための手術用ナビゲーション装置を更に含んでいる、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項８０】
嵌入器を位置決め、整列、及び監視するための手術用ナビゲーション装置を更に含んでいる、請求項６８に記載の最小侵襲性彫刻及び置換システム。
【請求項８１】
普段は第一の骨と関節接合している第二の骨の関節接合面の、手術サイトにおける彫刻方法であって：
骨彫刻工具を準備する段階と；
骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階と；
骨彫刻工具を第二の骨に整列させて、骨彫刻工具を第二の骨の関節接合面に係合させることによって第二の骨の関節接合面を彫刻する段階と；
移植片を準備する段階と；
第一の骨に取り付くように構成された嵌入器を具備する嵌入装置を準備する段階と；
嵌入装置を第一の骨に取り付ける段階と；
移植片を嵌入装置に配置して、移植片を第二の骨に固定するために、第二の骨と第一の骨から反作用を受ける力を移植片に付与する段階と；を含んでなる彫刻方法。
【請求項８２】
可視化装置、洗浄装置、及び吸引装置を含む監視装置を更に含んでいる、請求項８１に記載の彫刻方法。
【請求項８３】
光源と画像化基部と撮像装置と表示装置とを具備している可視化装置を準備する段階と、可視化装置を使って手術サイトを可視化する段階とを更に含んでなる、請求項８１に記載の彫刻方法。
【請求項８４】
洗浄装置及び吸引装置を準備する段階と、洗浄装置及び吸引装置を使用して手術サイトの骨のくずと血液とを一掃する段階とを更に含んでなる、請求項８１に記載の彫刻方法。
【請求項８５】
洗浄装置及び吸引装置を使用してサイトの骨のくずと血液とを一掃する段階を更に含んでなる、請求項８１に記載の彫刻方法。
【請求項８６】
手術用ナビゲーション装置を使って移植片を位置決めする段階、整列する段階、及び監視する段階を更に含んでなる、請求項８１に記載の彫刻方法。
【請求項８７】
手術用ナビゲーション装置を使って嵌入器を位置決めする段階、整列する段階、及び監視する段階を更に含んでなる、請求項８１に記載の彫刻方法。
【請求項８８】
骨彫刻工具を第一の骨に取り付ける段階が、骨彫刻工具を大腿骨に取り付ける段階を含んでなるものであり；
骨彫刻工具を第二の骨に整列させて第二の骨の関節接合面を彫刻する段階が、骨彫刻工具を寛骨臼内に配置して、寛骨臼の関節接合面を彫刻する段階を含んでなるものであり；
嵌入装置マウントを第一の骨に取り付ける段階が、嵌入装置マウントを大腿骨に取り付ける段階を含んでなるものであり；
移植片に力を付与する段階が、寛骨臼シェルを寛骨臼に固定するために、寛骨臼及び大腿骨から反作用を受ける力を寛骨臼シェルに付与する段階を含んでなるものである；請求項８１に記載の彫刻方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関節は、互いに関係を維持する二つの比較的硬い骨性構造部材から通常は構成される。骨性構造部材をつなぐ軟組織構造部材は骨性構造部材を共に保持し、また一方の骨性構造部材の他方に対する運動を画定することを助ける。例えば膝では、骨性構造部材は脛骨と大腿骨である。靭帯、腱、半月板、及び鞘のような軟組織は、脛骨と大腿骨に支持を提供する。関節軟骨を構成する滑らかで弾力性のある表面は、骨性構造部材を覆う。骨性構造部材の関節接合面は、軟組織構造部材と協力して働いて、構造部材の間の運動の限界を画定する機構を形作る。完全に関節接合されたとき、運動は骨性構造部材の間の運動の全体的な限界を画定する。典型的な運動の限界内で、骨性構造部材は所定のパターンで互いに運動する。股関節の例では関節は、本質的に安定な球継手における球である。股関節をつなぐ鞘と靭帯は、筋肉が運動を提供している間に安定性を提供する。
【背景技術】
【０００２】
骨性構造部材の関節接合面は、様々な病気、事故、及び他の原因によって損傷される。関節の一般的な疾患は変性関節炎である。変性関節炎は、関節の進行性の痛み、腫れ、及び硬直を引き起こす。関節炎が進行するとき、関節接合面が摩滅して、関節に安定性を提供している周囲の軟組織の拘縮という結果を招く。更に病気の過程の進行は、痛みを増大させて移動性を低下させる。
【０００３】
苦しめられた関節の骨の表面の治療は、とりわけ関節接合面への損傷の重大性、並びに患者の年齢及び頑健性に依存する。一般的に、進行した関節炎に関しては、関節置換手術が必要であり、前記手術では、関節の関節接合要素は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）で作られた部品と関節接合する一般的には金属で作られた部品から成る人工要素に置換される。
【０００４】
股関節の変性に対して中程度の深刻さを有する比較的若い患者はしばしば薬物療法で治療される。薬物療法は痛みの軽減を一時的に提供する一方で、結果として生じた変形と低下した機能とを伴う病気の進行は、最終的には手術を必要とする。非ステロイド系の抗炎症薬及びコルチゾンの注射のような代替の治療は、同様に症状の一時的な緩和を提供するだけである。
【０００５】
厳しい状況では、骨の全関節接合面は、例えば寛骨臼ソケット及び大腿骨頭が、寛骨臼の表面を付け替えるためのＵＨＭＷＰＥ軸受と、大腿骨頭を置き換えるために近位大腿骨の髄管の中に延びるステムに取り付けられた、研磨された金属又はセラミックの大腿骨頭とを含む補綴具で置換される場合のように人工表面で置換される。関節置換手術は、痛みを緩和して関節の機能を回復する、実証されて有効な方法になっている。
【０００６】
関節置換手術のような場合に構成要素を受容するための、関節の硬い要素を調整する現在の方法は、手術上の広範囲の露出を必要とする。露出は、ドリル、リーマ、ブローチ、及び人工表面によって後で置換される軟骨及び骨を切断又は除去するための他の器具の導入を可能にするほどに十分でなければならない。全股関節置換のためには、寛骨臼関節接合面と軟骨下の骨は球状リーマによって取り除かれ、また大腿骨頭は往復運動のこぎりで切除され、また近位髄管はブローチで整形される。全股関節置換の難しさは、大腿骨を移動して寛骨臼窩の露出と寛骨臼窩へのアクセスを獲得するために、筋肉及び腱は近位大腿骨から解放されなければならないので、手順の侵襲性が、手術中の著しい出血と長いリハビリテーションの原因になることである。
【０００７】
侵襲性。在来の全股関節形成術は、股関節の苦しい関節炎のために必要性を示されている。その手順は、股関節と寛骨臼領域の完全な視覚化を外科医に提供するために、また手術用動力器具のためのアクセスを提供するために、大きな切り口による股関節の露出を必要とする。股関節の骨性構造部材を適切に調整するために、関節をつなぐ主要な筋肉は、普通は分裂させられて関節の十分な露出が獲得される。手順のステップは、骨の表面を調整して股関節ステムを支持するために、近位大腿管のリーマ加工及びブローチ削りが後に続く大腿骨頭の除去を含んでいる。ステムは移植されて所定の場所で接着されるか又は骨の内殖のために圧入される。寛骨臼は、出血骨に至るまで軟骨を取り除くために、典型的には半球リーマを使って調整される。寛骨臼が調整されると、寛骨臼構成要素が、所定の場所での接着又は骨の内殖のための圧入のどちらかにより埋め込まれる。外科手術上の露出が、構成要素並びに骨の調整のための器具の大きさと外形を収容するために必要である。外科手術上の露出は、長さが１５．２〜３０．５ｃｍ（６〜１２ｉｎ）の間にあり、近位大腿骨に付着している筋肉の解放と共に、股関節を取り囲む軟組織に対する広範囲の外傷という結果をもたらす。外科手術上の露出は、出血、痛み、及び筋肉の阻害を増大させ、それら全ては、患者が家又は中間的な介護施設へ安全に退院できる前の、長期の入院とリハビリテーションの因となる。
【０００８】
調整される骨表面は技術的には、寛骨臼窩、大腿管、及び大腿骨の骨幹端領域と呼ばれる。調整されたスペースに最終的な移植片を設置する前に、あるシステムにおけるブローチであり得る試験大腿骨が、試験大腿骨頭及び大腿骨ネックとともに近位大腿骨に設置され、また試験寛骨臼が寛骨臼の中に設置されて、最終の全面的な股関節移植片の設置の前に動きの試験範囲及び股関節の安定性の評価を容易にする。
【０００９】
股関節の置換が必要な患者のためには、接合している関節表面への外科的アクセスを獲得するために、及び骨性構造部材を適切に調整するために、及び人工の例えば金属またはプラスチックの関節軸受け面を提供するために、及び関連する筋肉、靭帯、または腱全てに対する実質的な損傷または外傷がない状態で手術サイトに接近するために、採用されるであろう外科手術の方法と器具とを提供することが望まれている。この目的を達成するために、関節の関節接合面が、最小侵襲性の機器と手順を使用して適切に彫刻されることが可能になるような装置と方法とが必要とされる。
【００１０】
軟組織の外傷を最小限に抑えて手術後のリハビリテーションを加速する、最小侵襲性の全股関節形成術を可能にする装置が必要とされている。さらに、最小侵襲性の技法は、手術サイトの観察を本質的に制限するので、調整される骨表面の検査のための機器も必要とする。外科手術の間には、骨の破片と血液が、手術サイトに集まり、そして寛骨臼を可視化するためにその時々に除去されることが必要である。寛骨臼の調整の後、寛骨臼構成要素が移植される。例えば接着されたＵＨＭＷＰＥカップ、ＵＨＭＷＰＥに接着されたか若しくは圧入された金属シェル、又は金属若しくはセラミック軸受けライナのような様々な寛骨臼構成要素が現在使用されている。典型的には、圧入シェルの設置は、移植片を支持骨の中に完全に取り付けるために嵌入力を必要とする。しかしながら、最小侵襲性の切り口のサイズと位置は、力の正しい方向と適用とが寛骨臼移植片を十分に着座させて安定化させるのに最適ではない。従って、全股関節形成術のための最小侵襲性露出での使用のための、股関節が整復又は関節接合された状態で寛骨臼構成要素の嵌入が可能になる嵌入器が必要である。寛骨臼移植片を位置決めするための手術用ナビゲーション装置を使用することも望まれている。
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、最小侵襲性外科手術を含む全関節置換のための装置と方法を提供する。開示される機器は、限定された外科手術上の露出による正確な骨の調整、移植片の配向、及び移植片の固定を成し遂げる。
【００１２】
従って、一つの実施例では、本発明は、普段は第一の骨と関節接合する第二の骨の関節接合面を彫刻する方法を提供する。その方法は、骨彫刻の際に工具が第二の骨の関節接合面と係合する状態で骨彫刻工具を直接に又は間接に第一の骨に取り付ける段階と、次に関節を整復して一方の骨を他方に対して運動させる状態で第二の骨の関節接合面を彫刻する段階とを含む。任意選択的に、骨彫刻工具は、第一の骨に直接に又は間接に取り付けられるマウントに取り付けられてもよい。ある状況では、手術中に第二の骨を第一の骨から逸らすことが望ましいこともある。
【００１３】
更に別の実施例では、本発明は、普段は第一の骨と関節接合しまた補綴具を埋め込む第二の骨の関節接合面を適切に調整する方法を提供する。その方法は、骨彫刻の際の工具が第二の骨の関節接合面と係合する状態で骨彫刻工具を直接に又は間接に第一の骨に取り付ける段階と、次に、骨の調整が実行されている間に一方の骨を他方の骨に対して関節接合することによって関節接合面を彫刻する段階とを含む。骨彫刻工具は、骨の髄管に埋め込まれたステムもしくは試験部材もしくはリーマもしくはブローチに、直接にもしくは間接に取り付けられた、又は一体化された骨マウントに取り付けられてよい。
【００１４】
特に、例えば、本発明は、最小の切り口を通して及び股関節周辺の筋腱構造の最小の分裂で大腿骨及び寛骨臼の表面を置換するために使用される。最小侵襲性全股関節手術の典型的な切り口は５．１〜１０．２ｃｍ（２〜４ｉｎ）の間の長さである。切り口の長さには、患者の生理機能、外科医の好み、及び/又は他の要因に起因していくつかの変化があるが、記載された範囲は実例的であって限定するものではない。小さな切り口に加えて、特定の筋肉を切断するのではなく筋肉のグループの間で組織を分離することにより関節鞘にアプローチすることが考慮される。本発明は様々な実施例において以下のものを含む。
１．最小侵襲性寛骨臼リーマ装置（ＭＩＡＲ）：
ＭＩＡＲは、モジュラー式又は非モジュラー式構造物であり、股関節への適用のために前記構造物は、試験大腿骨、駆動機構（一体又は別個の）、及び半球リーマ又は寛骨臼窩から軟骨及び骨を取り除くための同様の機器を具備する。リーマ加工装置は、小さな切り口を通した構成要素の設置を可能にし、また器具セットにおける構成部品の数を最小化する。
２．寛骨臼を照射して可視化するための装置：
光ファイバ装置が、寛骨臼の正しい調整を保証するための、光源、光ファイバケーブル、画像化基部、並びに撮像装置及び監視装置を含んで提供される。
３．骨のくずと血液を手術サイトから流し去るための装置：
洗浄装置と吸引装置が設けられる。洗浄装置と吸引装置は画像化基部に一体であるか、又は手術の間に必要に応じて利用可能な別個の装置であってよい。
４．最小侵襲性寛骨臼嵌入装置（ＭＩＡＩ）：
圧入シェルのような寛骨臼構成要素が、寛骨臼の調整に続いて埋め込まれる。圧入寛骨臼構成要素を寛骨臼の支持骨の中に完全に据え付けるために、股関節が整復又は関節接合された状態で寛骨臼構成要素の嵌入を可能にする嵌入器が提供される。ＭＩＡＩはいくつかの寛骨臼構成要素については必要とされないことがある。寛骨臼構成要素を位置決めするための手術用ナビゲーション装置がＭＩＡＩと共に使用されてもよい。
【００１５】
最小侵襲性手術では、股関節は、転子窩を露出させ、また大腿骨ネックの切除並びに大腿骨の頭及びネック部分の除去を可能にするのに十分な切り口を通してアクセスされる。大腿管は、転子窩及び転子領域をとおしてアクセスされる。リーマ及び石目やすり及び本技術分野に知識を有する者に知られているような他の器具が、使用されて、リーマ加工段階及びブローチ削り段階の順序によって大腿骨移植片を受容するために近位大腿骨を調整する。大腿骨ネックの髄内の管及び残された領域並びに転子領域は、調整されると、ＭＩＡＲ装置を支持するために使用されて、寛骨臼を調整する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、股関節の通常の解剖学的構造と、近位大腿骨１１及び寛骨臼１２を露出するための股関節への典型的な手術進入口１０とを図示している。従来の全股関節置換では、通常は股関節への四つの手術進入口がある。これらは、大転子骨切り術を伴わない後部進入口、及び横断大転子進入口、及び大転子骨切り術を伴わない前部進入口、及びスミス-ピーターセン（Smith-Peterson）進入口を含んでいる。そのような進入口は、“Operative Orthopedics”M. W. Chapman, MD, J.B. Lippincott Compan  １９８８年編集 のような様々な整形外科参考テキストに詳述されている。さらに、直接的側方進入口が全股関節形成術に一般的に使用されている。最も一般的な股関節への手術進入口は、後部であり、また分裂される筋肉組織は、短い内部及び外部回旋筋、大腿張筋筋膜、大腿方形筋、梨状筋、並びに時には中臀筋及び大臀筋の一部を含む。
【００１７】
最小侵襲性全股関節手術では、切り口２０は、図２に示されるように典型的には６ｃｍである。６ｃｍ又は２．４インチが最小侵襲性の手術の切り口に関する典型的な長さである一方で、いくつかの変化が患者の生理機能、及び/又は外科医の好み、及び/又は他の要因に起因してあるかもしれない。手術進入口は、股関節鞘と転子窩へ接近するためにブラントジセクションによる大臀筋の分離を伴う。通常、筋肉の分裂は、転子窩における梨状筋の腱の解放に限定される。本技術分野に知識を有する者には知られている記載された手術進入口には変形形態があることが言及されるべきである。
【００１８】
図２は、股関節への最小侵襲性手術進入口を図解している。一般的な進入口は後部であり、また分裂される筋肉組織は、梨状筋の腱の解放を含んでいる。切り口は、大腿骨頭と寛骨臼とを露出するのに、並びに半球リーマ２２、駆動機構２４、及び大腿骨ブローチ２６の設置を可能にするのに過不足ない大きさである。
【００１９】
提供される最小侵襲性技法とは対照的に、全股関節置換手術は、股関節及び寛骨臼領域を外科医へ十分に可視化することと動力手術器具のアクセスとを提供するために、大きな切り口による股関節の露出を必要とする。骨表面を調整して股関節ステムを支持するために、大腿骨頭が取り除かれ、また大腿管がリーマ加工及びブローチ削りされる。ステムは所定の場所に接着されるか又は骨の内殖のために圧入される。寛骨臼は、出血している骨に至るまで軟骨を取り除くために最も典型的には手術用ハンドドリルに取り付けられた半球リーマを使用して、調整される。図１に示されるように外科手術の露出は、通常は２０．３〜３０．５ｃｍ（８〜１２ｉｎ）の範囲の長さであって、股関節を囲む軟組織への広範囲にわたる外傷という結果を招く。
【００２０】
最小侵襲性寛骨臼リーマ装置
図３に示されるように、股関節置換手術に使用される、本発明の最小侵襲性寛骨臼リーマ装置（ＭＩＡＲ）は、試験大腿骨３２、及び（一体の又は分離した）駆動機構３３、及び半球リーマ３４又は寛骨臼窩から軟骨及び骨を取り除くための同様の機器を具備するモジューラー型又は非モジュラー型構造物である。半球リーマ３４若しくは同様の器具は、大腿骨に直接に若しくは間接に又はマウントに取り付くための取付構成部品（非図示）を含んでおり、前記マウントはそれ自身で大腿骨に直接に若しくは間接に取り付け可能なものである。大腿骨に対するＭＩＡＲの直接的又は間接的な取り付けの論述は、リーマによる大腿骨（又は大腿構成要素）への直接的な取り付け、またはリーマによる大腿骨（又は大腿構成要素）に取り付けられたマウントへの取り付けを広く包含するものとして読み取られるべきである。特にモジュラー構造のリーマ加工装置は、小さな切り口を通した構成要素の設置を可能にし、また機器セットの構成部品の数を最小限に抑える。最小侵襲性手順では、近位大腿骨は、従来の股関節形成術では必要であったように、寛骨臼の調整の間転置される必要はない。従って、手順は、筋肉及び腱の最小限の解放と、その結果として近位大腿骨に付着している筋肉及び腱に対する最小限の外傷だけを必要とする。本発明は全股関節置換に関連して記載されているが、本発明は、機能を回復して痛みを取り除くために、関節接合している関節の表面が修正又は表面再形成される整形法全体に用途を有していることが理解される。ＭＩＡＲ装置は、リーマ、ブローチ、又は他の適切な機器のような機器に固定又は取り付けられた駆動機構を使用し、前記駆動機構は、一方の骨に固定されて、関節が整復の位置で整復又は配置された状態で、半球リーマ又は適切な骨彫刻工具を使って人工構成要素を受容するための関節の対向する側を調整するために起動される。
【００２１】
股関節に関しては、大腿管がリーマ加工及びブローチ削りされて、挿入されるべき股関節ステム又はブローチを支持するための骨表面を調整する前又は後に大腿骨頭は除去される。最小侵襲性寛骨臼リーマは、ブローチ、リーマ、試験大腿骨構成要素、又は近位大腿骨に挿入される他の機器に取り付けられる。ＭＩＡＲを近位大腿骨に直接に取り付けることが可能であるが、石目やすり、又はブローチ若しくは試験部材、又は移植片のようなこれらの機器が、調整された骨表面にきっちりと一致するとき、機器及び大腿骨移植片は有利な支持構造を提供し、またＭＩＡＲが取り付けられる剛性金属構造体を提供する。従って、好適な実施例では、ＭＩＡＲは、近位大腿管の中に固定された大腿骨ブローチに直接に又は間接に取り付けられる。明細書全体をとおして、石目やすり、試験部材、ブローチ、移植片、及びステムがＭＩＡＲ装置に関して交換可能に使用されることが注目される。別の実施例は、大腿骨、試験大腿骨、又は大腿骨移植片へのＭＩＡＲの直接的取り付けを含んでいる。ＭＩＡＲが直接に又は間接に大腿骨に取り付けられて、リーマヘッドが寛骨臼の中に配置される。大腿骨が位置決めされたとき、ＭＩＡＲは作動されて軟骨及び骨の除去を開始する。手術外科医は、寛骨臼の球状のリーマ加工を生み出すのに必要な程度で、脚を配置及び/又は移動させることによってＭＩＡＲを制御する。
【００２２】
試験大腿骨は、近位大腿骨のサイズ範囲を適応させる多くのサイズで入手可能である。半球リーマは、寛骨臼のサイズ範囲を適応させる直径の範囲で入手可能である。好適な実施例では、駆動機構は試験大腿骨の間で及び半球リーマの間で交換可能である。代替の実施例は、各試験大腿骨又は試験部材のグループのための駆動機構を含んでいる。試験部材は、サイズ又は左右によってグループ化される。与えられた例は、大腿骨石目やすりに直接に又は間接に取り付けられたＭＩＡＲのためのものである。駆動機構が直接に又は間接に試験大腿骨又は大腿骨移植片に取り付けられるとき同様の組み合わせが可能である。
【００２３】
本発明による実例の手順は以下の段階を含んでおり、その段階とは、適切な試験大腿骨が、調整された近位大腿骨の中に設置される段階、及び駆動機構が試験大腿骨の近位側に設置される段階であって、駆動機構の上に適切なサイズの半球リーマを設置することが後に続く段階、及び股関節が整復されて寛骨臼を調整するためにリーマ加工装置が作動される段階である。勿論、ＭＩＡＲがモジュラー型でないなら、それはユニットとして設置され、股関節は整復されてリーマ加工装置が作動される。
【００２４】
図８に示されるように、寛骨臼リーマ３４は、様々なサイズで提供されて、駆動機構３３に対する迅速な取り付けを提供する支持プレート３９において駆動機構３３に取り付けられる。関節接合の際にＭＩＡＲと大腿骨との間の相対運動を防ぐのに十分な安定性が提供されるように、リーマが大腿骨側で堅く支持されることが好ましい。そのような安定性は通常、ブローチ３２又は試験大腿骨又は大腿骨移植片を大腿管に設置することにより提供される。図３は、本発明によるＭＩＡＲの実施例を示している。
【００２５】
ＭＩＡＲに対する支持は大腿骨ブローチ３２によって提供される。駆動機構３３は大腿骨ブローチ３２によって支持される。図３は、駆動機構ハウジング内に支持された駆動機構３３の駆動軸４４を更に示しており、前記駆動機構ハウジングは大腿骨ブローチ３２によって支持されている。
【００２６】
図５に示されるように、駆動機構３３はウォーム４２とウォーム歯車４０の組み合わせ、かさ歯車、平歯車、ベルト若しくはチェーン伝動、又は回転若しくは振動を寛骨臼リーマに伝えるのに適切な他の機構を使用する。図４では、ウォーム歯車４０は駆動軸３８に取り付けられ、次に（ウォーム歯車の後の）ウォームによって駆動される。ウォームとウォーム歯車の組み合わせは、寛骨臼リーマを駆動するために使用されるただ一つの可能な機構を表しており、また例示的であるが限定しないことが意図される。本技術分野に知識を有する者に知られた他の駆動機構が本発明で使用されてもよい。図５は入力駆動軸４４によって支持されたウォーム４２を示している。
【００２７】
図７に示されるように、フレキシブル駆動ケーブル３１が駆動軸４４に取り付けられている。任意選択的に、駆動機構ハウジングに取り付けられたスリーブが外科手術切り口を通って延びて駆動軸４４を収容して、フレキシブルケーブル３１が外科手術切り口の外側で取り付けられてもよい。駆動機構によって生み出されるトルクは、駆動機構と試験大腿骨との間で回転ストッパ４６によって反作用を受ける。
【００２８】
寛骨臼は、半球リーマを寛骨臼内で回転又は振動させることにより調整される。代わりに、レーザー機器、ウォータジェット切削機器、超音波プローブ機器、化学的機器、又は組織を除去する他の機器のような非機械的な切削機器が使用可能である。本発明では、そのような機器は、機器が大腿骨に支持された状態でリーマの回転又は振動を含む。図６に示されるように、ＭＩＡＲはリーマを駆動するための内部動力源を内蔵したタイプであるか、又はリーマを駆動するための外部動力源を有していてよい。同様にモータ３５が駆動機構に内蔵されているか、又は適切な軸又は接続部を介してトルクが駆動機構に伝達される外付けであってよい。駆動機構は、歯車、カム、レバー、ベルト及びプーリー、又はチェーンのような機械的構成部品で作られてよい。動力源は、電気モータを駆動するために電気的であるか、又は油圧モータを駆動するために流体であるか、又は空気圧モータを駆動するために気体であるか、又は他の適切な動力源であってよい。
【００２９】
代わりに、駆動機構が、試験ネックを試験大腿骨に取り付けるために全股関節システムの様々な製造者によって提供される取付機構のいずれか一つと共に使用されるように構成されてもよい。こうして取付機構が、溝内のペグ、穴の中のペグ、円錐状テーパ、ねじ止め、又はねじ山付き取り付け具であり得る。好適な実施例では、駆動機構は、ＭＩＡＲが使用される全股関節システムに提供された試験大腿骨又は石目やすり試験部材に取り付くように設計されている。駆動機構の近位表面は、寛骨臼リーマのサイズの配列に適合する急速取付機構を考慮して設計されている。
【００３０】
別の実施例では、駆動機構は、大腿骨頭移植片又は大腿骨試験移植片を支持する大腿テーパによって支持される。大腿骨試験ステムは、調整された大腿管の中に設置されて、適切な大腿骨試験ネックが試験ステム上に設置される。駆動機構は大腿骨試験ネックテーパ上に設置されて、適切なサイズの寛骨臼リーマが直接に又は間接に駆動機構に取り付けられる。任意選択的に、大腿骨試験ステム及び大腿骨試験ネックが一体に形成されてよい。このやり方で大腿管が調整され、また適切なサイズの大腿骨ステムが、患者の大腿骨の解剖学的構造に基づいて選択される。大腿骨ステム移植片は、調整された大腿骨の中に設置され、また適切なサイズの寛骨臼リーマをもった駆動機構が、寛骨臼を調整するために移植片上に配置される。
【００３１】
代替の実施例では、駆動機構は、試験大腿骨又は寛骨臼リーマに一体である。半球リーマがモジュラー型であって、手術の間にリーマのサイズを変えることを可能にする。図６で見られるように、外科手術の用途では、この場合油圧モータ３５である一体型駆動機構をもつ適切な大腿骨ブローチ３２が、近位大腿骨の中に設置され、また適切なサイズの半球リーマ３４が直接に又は間接に駆動機構に取り付けられる。代わりに、図７に見られるように、一体型駆動機構３３をもつ適切な半球リーマ３４が、寛骨臼窩１５の中に配置され、また試験大腿骨３２に直接に又は間接に取り付けられる。寛骨臼の調整は、股関節が関節接合（整復）されて実行される。
【００３２】
図３、４、５、７、及び８は、ＭＩＡＲ装置の一つの実施例で使用される機械的駆動機構を図示している。図７は、半球リーマ３４が寛骨臼窩１５に接触した状態で、近位大腿骨１３の中に設置されたＭＩＡＲを示している。図８はＭＩＡＲ装置の一つの実施例の分解図を表している。駆動機構３３をブローチ３２に取り付けるために、駆動機構３３から遠位に延びる駆動軸３８が受け穴８２内に受容される。駆動機構とブローチとの間の安定性と回転抵抗とを増すために、回転防止ピン４６が受け穴８４に係合する。リーマ３４は、駆動機構３３の一部である支持プラットフォーム３５に取り付く。リーマ３４の表面８６は支持プラットフォーム３５に円錐ロックされる。
【００３３】
図６は内蔵型駆動機構をもつＭＩＡＲを図示している。試験ブローチ３２が、調整された近位大腿骨１３の中に設置されている。試験ステムは、ブローチ３２の近位側の中に収容された駆動機構３５を含んでいる。ブローチの中の駆動機構３５は、油圧モータであってよく、駆動軸３７と支持プレート３９とを回転させ、次に前記支持プレート３９が寛骨臼リーマ３４を回転させて寛骨臼を調整する。寛骨臼リーマ３４は、駆動機構を介してブローチに直接的又は間接に取り付けられる。リーマを駆動するための駆動機構用の動力源は、油圧又は空気圧又は電気の（試験大腿骨に一体か、又はモータを駆動機構に接続するフレキシブル駆動ケーブルを介した）モータ、又はソレノイド、又はリーマに回転若しくは振動を提供する他の適切な動力源を含む。代わりに、駆動機構が、外科用ドリルのミダス レックス アンド アンスパク 高速ドリル／カッター（Midas Rex and Anspaq hi speed drill/cutters）（商標）等のような市販の外科用動力機器によって駆動されてよい。そのような機器は、油圧の形態及びバッテリー作動の形態で利用可能である。好適な実施例では、駆動機構は、フレキシブル駆動軸をとおしてトルクを伝達する外部動力源によって駆動される。代わりに、動力源が試験大腿骨又はブローチ内に収容されてもよい。寛骨臼半球リーマは、リーマ、カッター、又は寛骨臼窩から軟骨と骨を取り除くために使用される他のデバイスであってよい。
【００３４】
更に別の実施例では、寛骨臼リーマは、所定の場所のＭＩＡＲを使った股関節の整復を容易にするために折りたたまれた状態で組み立てられる。寛骨臼リーマは、大腿骨ハウジングから、又はＭＩＡＲの駆動若しくは歯車機構から伸長される。この伸長は、例えばシム板、スペーサ、又は要素間に配置される他の適切な器具のような様々な器具によって達成される。代わりに、ＭＩＡＲが、油圧、送りネジ、又は他の動力源の手段によって伸長されてもよい。ＭＩＡＲの伸長方法は本発明に対して重要ではなく、任意の適切な器具又は方法が使用されてよい。関節鞘及び／又は股関節周囲の他の軟組織要素によって十分な抵抗が生じたとき、ＭＩＡＲは始動されて寛骨臼の調整を開始する。寛骨臼のリーマ加工の工程は、軟組織要素を緊張させることにより生み出された圧力によって向上される。空気圧の力を利用する例では、最初に気体圧力がＭＩＡＲ構造を伸長させ、その後規定された量の抵抗が伸長に対して生じ、空気圧が、寛骨臼リーマを回転させるためのトルクを作り出す要素に伝えられる。
【００３５】
最小侵襲性技法は、患者のリハビリテーションの観点から利点の多いものである一方で、手術サイトの観察を本来的に制限する。調整された骨の表面の可視化は、制限されたアクセスによって妥協される。図９に見られるように、光ファイバー装置が、調整された骨の表面の検査のために提供される。光ファイバー装置は、光源（非図示）、光ファイバケーブル５２、画像化基部５０、及びディジタルカメラ又は他の適切な撮像装置、及び寛骨臼の適切な調整を保証するための監視装置を含んでいる。
【００３６】
更に外科手術の間に、骨のくず及び血液が、手術サイトに集まり、そして寛骨臼の可視化を可能にするために定期的に除去されることを必要とする。従って、洗浄装置及び吸引装置が設けられる。洗浄導管５６が画像化基部５０を通り抜けて、寛骨臼の方に導かれる。洗浄及び吸引装置は、画像化基部５０に一体で構成されるか、又は手術の間に必要に応じて利用される別個の装置として提供される。
【００３７】
実際には、外科医は、リーマを定期的に停止して、寛骨臼の調整を見るために股関節を外すであろう。好適な実施例では、半球リーマ及び駆動機構が取り外された後、画像化基部が洗浄及び吸引装置と共に直接に又は間接に試験大腿骨に取り付けられる。画像化基部は、大腿骨を整復することによって寛骨臼に近接配置される。サイトは、光ファイバと光源とによって照らされる。洗浄及び吸引装置が骨のくずと血液をサイトから一掃するために使用される。ディジタルカメラ又は他の撮像装置は、調整された寛骨臼を光ファイバケーブルを経由して撮影してモニター上に画像を表示する。代わりに、洗浄及び吸引装置が別個の装置であるなら、それら装置は、画像化基部が寛骨臼に近接して配置された後にサイトを明瞭にする。
【００３８】
任意選択的に、図９で見られるように、画像化基部がＭＩＡＲを収容するために使用される基部に一体であってよい。可視化が寛骨臼の調整の間に為されて、画像化基部は、可視化のためのＭＩＡＲ大腿骨部分に対して交換される必要がない。
【００３９】
画像及び洗浄装置と、またＭＩＡＲと組み合わせて、わずかな正の圧力を手術サイトに与えるための装置が、出血を制御することに有益である。圧力は切り口の上に密封された空間を作って正の圧力を手術サイト内に付与することにより生み出される。
【００４０】
最小侵襲性寛骨臼嵌入装置
寛骨臼が調整されると、寛骨臼移植片が、通常は骨接着又は圧入のどちらかによって支持骨に固定される。接着される寛骨臼構成要素の場合には、骨の表面は移植片のサイズに対して大きくされる。骨の表面及び移植片は、骨セメントで覆われる。次に移植片は寛骨臼の中に配置されて所定の位置に押し込まれて、寛骨臼構成要素と支持骨との間に骨セメントの均一な層を形成する。圧入寛骨臼構成要素の場合には、骨の表面は、移植片のサイズに対して等しいか又はわずかに小さいサイズにされる。移植片は支持骨内の所定の場所の中に打ち込まれる。標準的な全股関節手術では、寛骨臼構成要素を叩くために、真っ直ぐな柄の付いたインパクタが普通に使用される。従来の全股関節外科手術で典型的に使用される広範囲の露出は、寛骨臼に対してインパクタを整列させるための隙間を提供する。しかしながら、最小侵襲性全股関節の場合には、切り口は、標準的な真っ直ぐな柄のついたインパクタの正しい姿勢を可能にするには小さすぎる。標準的なインパクタの使用は、インパクタが寛骨臼に対して正しい姿勢で筋肉と組織を通過するために、第二の切り口を作ることを必要とする。寛骨臼構成要素は、正常な機能を提供するために及び股関節の脱臼を防ぐために正しく位置決めされなければならない。第二の切り口を作ること及び更なる筋肉を分裂させることは、最小侵襲性手順の目的に反する。従って、最小侵襲性切り口を通して寛骨臼構成要素を打ち込む機器が必要とされる。一つの実施例では、本発明は、直接に又は間接に試験大腿骨に取り付いて、移植片を正しく取り付けるために嵌入力を提供するように設計された機器を含む。様々な寛骨臼構成要素とそれを設置するための方法が使用されてよい。寛骨臼における移植のための例示的構成要素は、接着シェル又は圧入カップを含むが、それらに限定されない。
【００４１】
図１０に見られるように、嵌入器は、大腿骨ブローチ３２に取り付け可能な空気圧式嵌入ハンマ１０２と、寛骨臼構成要素のシェル６０へ取り付くための任意選択的取付構成部品とを含んでいる。嵌入器１０２及び寛骨臼構成要素６０は、手術サイトに独立して配置されて、手術サイトで組み立てられる。代わりに、嵌入器をブローチ３２に設置する前に、嵌入器１０２と寛骨臼構成要素６０とが組み立てられてもよい。寛骨臼シェルが直接に又は間接にインパクタに取り付けられてインパクタが大腿骨ブローチに固定された状態で、股関節を整復することによってシェルが寛骨臼の中に配置される。ブローチ、大腿骨、及び脚の質量は、嵌入器の力を打ち消す釣合錘として機能する。追加の釣合錘が、直接に又は間接に切り口から外に延びて嵌入力に対する錘又は外部の抵抗に取り付いている接続軸を介して嵌入器に取り付けられてもよい。
【００４２】
嵌入器は、空気圧式嵌入ハンマ、油圧ピストン、リニアアクチュエータもしくはソレノイド、電気機械式装置、ばね作動装置、又は他の適切な力発生機構によって駆動される。動力源は手術サイトの外側で生じるか又は嵌入器に一体であってもよい。代替例として、最小侵襲性切り口を通したアクセスを可能にするために曲がった柄をもつ手持ち式インパクタが、寛骨臼構成要素を叩くために使用されることがある。好適な実施例では、インパクタは、図１１に示されるようにシングルエンンド形空気圧駆動ピストンとシリンダとである。インパクタハウジング１１１の背面１２３は、前述されたようにブローチに取り付くように構成されている。一次シリンダ１２４の中を移動する一次ピストン１１８がハウジング内にある。（図示の）その引き込められた位置で、二次ピストン１１７の押し棒１２０が一次ピストン１１８の保持溝１２１に係合している。二次ピストン１１７は、二次ばね１１６によって延長された位置に保持される。空気圧力が一次チューブ１１９を経由して一次ピストン１１８の背面に加えられてシステムをチャージする。一次ピストン１１８は二次ピストン１１７の押し棒１２０によって所定の場所に保持される。空気圧力が二次チューブ１１５に加えられて押し棒及び二次ピストン１１７を一次ピストン１１８の保持溝１２１から引き抜き、そのことにより一次ピストン１１８を解放してシリンダ１２６の頂面に衝撃を与える。嵌入力は、インパクタハウジング１１１をとおして運ばれて、カップアダプタ１１０を経由して寛骨臼シェル（非図示）に供給される。カップアダプタ１１０は、寛骨臼シェルに係合するねじ付き端部１２２を有している。カップアダプタ１１０の他方の端部は、インパクタハウジング１１１の頂面上の嵌合突起１１２に嵌る箱形凹部１２７を有している。
【００４３】
ひとつの嵌入サイクルの後、一次チューブ１１９への圧力が解放されて、一次ピストン１１８が、戻しばね１１４によって引き込み位置に押し戻される。一次ピストン１１８がその引き込み位置にあるとき、二次チューブ１１５への空気圧力は解放されて、二次ピストン１１７は二次戻しばね１１６によってロック位置に押し戻される。圧力は一次チューブ１１９に再度加えられてインパクタをチャージし、そしてサイクルが繰り返される。
【００４４】
外科手術の用途では、カップインパクタ１０２とブローチは手術サイトの外側で組み立てられ、次に、調整された近位大腿骨の中に設置される。代わりにブローチが最初に近位大腿骨の中に設置され、次にカップインパクタ１０２がブローチに取り付けられてもよい。カップインパクタ１０２が所定の場所にある状態で、カップアダプタ１１０がカップ移植片に取り付けられ、またアダプタの凹部１２７がカップインパクタの頂部の嵌合突起１１２に配置される。股関節は整復されて、寛骨臼シェルを寛骨臼の中に配置する。外科医が骨盤に対してシェルを正しく方向付けするのを助けるために、整列ガイド（非図示）がカップインパクタに取り付けられる。代わりに、手術用ナビゲーション装置が、カップインパクタと寛骨臼を参照することによって寛骨臼シェルを位置決めすることに使用されてもよい。位置決めされると、カップインパクタを連続的な衝撃で起動させることによって、シェルは寛骨臼の中に叩き込まれる。好適な実施例では、引き金は一つの衝撃を解放し、そしてカップインパクタは更なる衝撃のために必要に応じてリセットされる。代替実施例では、引き金は、連続する衝撃を引き金がオンで持続している間に解放する。
【００４５】
勿論嵌入器は、寛骨臼構成要素以外の移植片を配置することに使用するのに適している。嵌入器は、移植片を関節置換における第二の骨に取り付けるために使用されて、そこでは移植片が、嵌入器に配置され、第二の骨と整列され、また第一の骨と第二の骨から反作用を受ける力が移植片に与えられる。
【００４６】
ＭＩＡＲの典型的な外科手術手順は以下のとおりである：
示された器具を使用して、寛骨臼の関節接合面は、寛骨臼に対して大腿骨を関節接合することにより、患者の個人的な生理機能に従って彫刻される。その方法は、大腿試験ステムのような骨マウントに直接に又は間接に取り付けられる骨彫刻工具を有する器具を準備する段階、及び工具が骨彫刻の際に寛骨臼と係合するように該マウントを大腿骨に堅く取り付ける段階、及び次に大腿骨を関節に対して関節接合させることによって寛骨臼を彫刻する段階を含んでいる。
【００４７】
股関節はボールインソケット（ball in socket）関節であり、それ故ＭＩＡＲを支持している間の大腿骨の回転は、寛骨臼の球状の調整という結果に至る。代わりに、大腿骨の回転なしで骨を除去するために、適切なリーマと駆動機構とを有するＭＩＡＲが寛骨臼の中に配置されてもよい。
【００４８】
好適な実施例では、大転子窩は、転子及び周囲の領域へ付着している筋肉及び腱の最小の分裂で外科手術的にアクセスされる。進入口は、中臀筋と小臀筋との後方境界、又は縫工筋と腹直筋との間の間隔における前方、又は直接の側方露出でありうる。股関節は、後方の進入口が使用されるなら後方に、又は側方もしくは前方の進入口が使用されるなら前方に脱臼される。代わりに、股関節が整復されたままで、同時に大腿管が調整されて大腿骨ネックが切除されることがある。
【００４９】
大腿骨ネックが切除されて大腿骨頭が除去される。切除及び除去は、往復運動のこぎりのような従来からの切断機器で行われる。大腿骨は、大腿管が切り口と整列するように方向を定められる。大腿管は、一連のリーマ加工とブローチ削りを使って調整される。骨の調整は、使用される個々の全股関節ステムのために指定された技法及び外科医の裁量に従うものである。
【００５０】
適切な大きさの試験大腿骨が大腿骨の中に設置される。駆動機構が直接に又は間接に試験大腿骨に取り付けられる。駆動機構が試験大腿骨に直接に装着されるように設計されることが好ましい。
【００５１】
寛骨臼リーマは直接に又は間接に駆動機構に取り付けられる。適切な寛骨臼リーマが外科医によって選択される。外科医は、最適な大きさの寛骨臼リーマの選択を助けるために、取り除かれた大腿骨頭の径を計測することを選択してよい。
【００５２】
股関節は整復されて、股関節が、駆動機構及び寛骨臼リーマが所定の場所にある状態で関節接合される。股関節周辺の軟組織要素を適切に緊張させるために、ＭＩＡＲ構造の伸長が、任意選択的に実施される。駆動機構が起動されて寛骨臼を調整する。必要なら、寛骨臼の球状で一様なリーマ加工を保証するために、股関節が操作されている間に大腿骨が前進されてよい。画像化が、寛骨臼リーマの姿勢と深さを確認するために使用されることがある。
【００５３】
外科医の裁量で、リーマ加工の深さと均一性とが手術中に定期的に確認される。これは、股関節を脱臼させて、リーマを取り外して、照明装置及び洗浄装置（又は組み合わせられた照明洗浄装置）を試験大腿骨へ取り付けることによって行われる。股関節は、照明装置及び洗浄装置が所定の場所にある状態で整復され、また手術サイトは洗浄及び吸引により明瞭にされる。次に寛骨臼の調整された表面が検査される。検査の後、照明装置及び洗浄装置は取り外されて、駆動機構及びリーマが元の位置に戻される。代わりに、リーマ加工の深さが、股関節のＸ線透視画像化のもとで評価されてもよい。
【００５４】
寛骨臼を調整するための股関節の関節接合は、順次大きくなるリーマを使って適切な大きさが達成されるまで繰り返される。さらに、大きさ及び調整は、照明装置及び洗浄装置を使って必要に応じて確認されることがある。適切な大きさが達成されると、寛骨臼リーマ及び駆動機構は取り外される。
【００５５】
寛骨臼の調整の後、適切な寛骨臼構成要素が移植される。適切な寛骨臼構成要素は、事前に選択されるか、又は寛骨臼の外科手術的調整の後に選択される。所望の構成要素が接着カップであるなら、カップは所定の場所に接着される。
【００５６】
所望の構成要素が圧入カップであるなら、カップインパクタがブローチに取り付けられて、調整された近位大腿骨の中に設置される。代わりに、最初にブローチが、調整された大腿管に設置され、次にカップインパクタをブローチに取り付けてもよい。寛骨臼シェルがカップアダプタに取り付けられてカップインパクタに設置される。股関節は整復されて、シェルが寛骨臼窩に位置決めされる。嵌入中にシェルが正しい姿勢にあるように外科医を助けるために、整列ガイドがカップインパクタに取り付けられる。カップインパクタが起動され、そのことによってシェルが押し込まれる。圧入カップを配置するための代替の技法は、画像案内手術法、または切り口から突き出た整列装置を使用することがある。ガイド装置が、カップを正しい姿勢に前進させるために使用される。ＭＩＡＩインパクタは、カップを寛骨臼の中に確実に据え付けるために作動される。技法の如何を問わず、圧入カップの配置の後、嵌入器は取り外される。代わりに、手術用ナビゲーション装置が、嵌入中のカップ又はカップインパクタを位置決め及び整列及び監視するために使用されてよい。カップを監視することは、カップの据え付けとカップの整列とを示すように、寛骨臼の調整の後及びカップの配置の前に、手術用ナビゲーション装置によって獲得された解剖学的目印に対するカップの位置の実時間での評価を含む。
【００５７】
寛骨臼ライナがシェルの中に設置されて、試験大腿骨のネック及び頭が試験大腿骨に設置される。動きの範囲及び股関節の安定性が確認されて、適切な大腿骨移植片が選択される。試験大腿骨は取り外されて大腿骨構成要素が製造者の仕様に従って移植される。
【００５８】
本技術分野に知識を有する者に知られた追加の段階が、本発明の範囲内で行われる。更に、一つ以上の記載された段階が、本発明の範囲内の手順で実施される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】股関節の解剖学的構造と全股関節置換のための在来の露出の説明図である。
【図２】リーマを使った最小侵襲性全股関節置換のための露出の説明図である。
【図３】本発明の一つの実施例による、最小侵襲性寛骨臼リーマの説明図である。
【図４】本発明の一つの実施例による最小侵襲性寛骨臼リーマの矢状面における断面図である。
【図５】本発明の一つの実施例による、最小侵襲性寛骨臼リーマの横断面における断面図である。
【図６】本発明の別の実施例による、一体型液圧駆動部をもつ最小侵襲性寛骨臼リーマの説明図である。
【図７】本発明の更に別の実施例による、ウォーム歯車駆動機構をもつ最小侵襲性寛骨臼リーマの説明図である。
【図８】本発明の一つの実施例による、最小侵襲性寛骨臼リーマの分解図である。
【図９】本発明の一つの態様による手術サイトの照明法、明視化、洗浄、及び吸引の説明図である。
【図１０】本発明の一つの実施例による、最小侵襲性嵌入装置の説明図である。
【図１１】本発明の一つの実施例による、最小侵襲性嵌入器の詳細図である。
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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