(57)【要約】骨表面に対する基準点の位置を設定するための整形外科手術用器械が、一端部寄りに締結具を受け入れる少なくとも２つの穴（３６，３８）が設けられたプレート部材（３０）を有し、締結具は、プレート部材を骨に締結するよう穴を通って骨内に入り込むことができる。ピボットロッカ（４０）が、前記穴相互間に設けられていて、プレート部材を骨に対して位置決めしたとき、骨表面に向くプレート部材のフェースから突き出るようになっており、基準点（４４）が、締結穴から見てプレート部材の反対側の端部寄りに位置し、締結穴と交差する線に平行な方向に締結穴から間隔を置いて設けられている。プレート部材上の基準点と骨の表面との間の距離は、締結穴のうちの一方の中に位置する締結具を骨の中へ入れ、そして他方の締結穴の中に位置する締結具を動かして骨から出すことにより調節できる。
2005503232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨表面に対する基準点の位置を設定するための整形外科手術用器械であって、一端部寄りに締結具を受け入れる少なくとも２つの穴が設けられたプレート部材を有し、締結具は、プレート部材を骨に締結するよう穴を通って骨内に入り込むことができ、前記器械は、前記穴相互間に設けられていて、プレート部材を骨に対して位置決めしたときに骨表面に向くプレート部材のフェースから突き出ているピボットロッカと、締結穴から見てプレート部材の反対側の端部寄りに位置し、締結穴と交差する線に平行な方向に締結穴から間隔を置いて設けられた基準点とを更に有し、プレート部材上の基準点と骨の表面との間の距離は、締結穴のうちの一方の中に位置する締結具を骨の中へ入れ、そして他方の締結穴の中に位置する締結具を動かして骨から出すことにより調節できることを特徴とする器械。
【請求項２】
別の部品のためのコネクタロッドを更に有し、コネクタロッドは、基準点のところでプレート部材に回動自在に連結されていることを特徴とする請求項１記載の器械。
【請求項３】
コネクタロッドは、基準点の位置設定の対象である骨表面から見て反対側の骨表面まで骨の周りに延びて２つの表面相互間に延びる軸線を定めることができるよう弧状であることを特徴とする請求項２記載の器械。
【請求項４】
コネクタロッドとプレート部材との間の連結により、少なくとも２本の軸線回りの相対的回動運動が可能になることを特徴とする請求項２又は３記載の器械。
【請求項５】
コネクタロッドは、プレート部材への連結箇所から見て遠くの方のその端部のところに別の器械部品用のマウントを有していることを特徴とする請求項４記載の器械。
【請求項６】
他の器械部品用のマウントにより、前記器械部品をプレート部材に対するコネクタロッドの回転軸線の各々に直交した軸線回りにコネクタロッドに対し回動させることができることを特徴とする請求項５記載の器械。
【請求項７】
コネクタロッドは、少なくとも２つのモジュールから成り、コネクタロッドの構成をモジュールのうちの１つを交換することにより変更できるようになっていることを特徴とする請求項２記載の器械。
【請求項８】
プレート部材の基準点のところに案内穴が設けられていることを特徴とする請求項１記載の器械。
【請求項９】
締結穴相互間の距離は、締結穴と交差する線又はこれに平行に延びる線に沿って測定して、基準点とこれに近い方の締結穴との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項１記載の器械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、骨表面に対する基準点の位置を設定する器械及び基準点に対する外科用器械の位置を設定するコネクタを含む整形外科手術用器械に関する。
【０００２】
整形外科手術においては、例えばドリル、のこぎり、リーマ等のような器械の位置を設定し、かかる器械を用いる外科手技における次の段階の精度を最適化する器械が用いられている。例えば、骨に対して軸線を定めるために器械を用いるのがよく、この軸線に沿って、例えばドリル及びリーマのようなツールを用いて後で骨にキャビティを形成する。かかる位置設定段階で用いられる器械は、満足のゆく精度を達成できることが必要である。かかる器械は、患者に対する外傷を最小限に抑え、特に外科手技の対象ではない組織の断裂を最小限に抑えることが必要である。
【０００３】
米国特許第５，７６６，２６３号明細書及び米国特許第６，１２０，５４４号明細書は、大きな転子の下であって大腿骨頸部軸線内に且つこれに整列して大腿骨の上方領域内に設けられる人工股関節の大腿骨部品に関する。これら部品は、大腿骨軸線に沿って延びる骨髄腔内に延びる広く用いられている股関節大腿骨部品とは対照的である。米国特許第５，７６６，２６３号明細書及び米国特許第６，１２０，５４４号明細書と関連のある部品を用いると、手術中に除去される患者の生まれつきの骨組織の量が少ないという利点があり、骨は、骨幹端領域の切除による大きな転子を含む大腿骨の頭部全体の除去によるのではなく、球形頭部のすぐ下で大腿骨頸部について切除される。加うるに、必要な切開部の長さは、従来型インプラントの場合よりも短い。したがって、米国特許第５，７６６，２６３号明細書及び米国特許第６，１２０，５４４号明細書に開示された形式のプロテーゼを植え込む手技は、患者にとって外傷性が低い。骨の切除量を少なくすることにより、もし万が一元の植え込みプロテーゼが破損した場合であっても、後日回復手術を行える見込みが高くなる。
【０００４】
米国特許第５，７６６，２６３号明細書及び米国特許第６，１２０，５４４号明細書に開示されたプロテーゼは、大腿骨頸部の軸線に沿って植え込まれる。骨を植え込みのために前処理するには、頸部軸線がどこに位置するかを正確に知ることが必要である。これは又、切除平面が全体としてこの軸線に直交する必要があるので重要である。この軸線が皮質骨と交差する大腿骨頭部の中心に対し反対側に位置する側方又は外側皮質骨上の点の位置を突き止めることによりかかる軸線を特定できる。これは、手術前計画段階の際、例えばＸ線又は他の大腿骨のイメージを用いて、特に骨表面上の目立った標識に対し特定できる。米国特許第５，７６６，２６３号明細書に開示されたプロテーゼの場合、切除された大腿骨頸部を通って大腿骨中に導入されたシェル部分を骨内へ引き込む引き込み用スクリュのための穴が側方皮質組織に形成される。この穴は、骨の切除後、頸部軸線に沿って大腿骨を貫通した状態でドリルにより形成できる。外側表面から内側表面への穴あけのために頸部軸線の存在位置を正確に突き止めることができるようにするドリルガイドが知られている。かかるドリルガイドは、軸線が側方皮質骨と交差するかかる骨上の箇所を暴露させる必要があるという欠点があり、特に筋肉及び他の軟組織の位置をずらさなければならない。
【０００５】
米国特許第６，１２０，５４４号明細書に開示されたプロテーゼの場合、大腿骨は、切除された大腿骨頸部と反対側の側方皮質骨の領域では無傷のままである。プロテーゼは、骨に形成されたキャビティ内に挿入され、このプロテーゼは、側方皮質骨組織に作用し、側方皮質骨組織が無傷のままであるということは、プロテーゼが荷重を受けた状態で配置されているとき、かかる組織がこれに伝えられた荷重に耐えるのを助ける。しかしながら、キャビティを大腿骨部品の植え込みのために前処理する場合、頸部軸線の存在位置を正確に突き止めることが依然として要望されている。
【０００６】
本発明は、一特徴として、骨表面に対する基準点の位置を設定するための整形外科手術用器械であって、一端部寄りに締結具を受け入れる少なくとも２つの穴が設けられたプレート部材を有し、締結具は、プレート部材を骨に締結するよう穴を通って骨内に入り込むことができ、前記器械は、前記穴相互間に設けられていて、プレート部材を骨に対して位置決めしたときに骨表面に向くプレート部材のフェースから突き出ているピボットロッカと、締結穴から見てプレート部材の反対側の端部寄りに位置し、締結穴と交差する線に平行な方向に締結穴から間隔を置いて設けられた基準点とを更に有し、プレート部材上の基準点と骨の表面との間の距離は、締結穴のうちの一方の中に位置する締結具を骨の中へ入れ、そして他方の締結穴の中に位置する締結具を動かして骨から出すことにより調節できることを特徴とする器械を提供する。
【０００７】
本発明の器械は、基準点をこれから見て遠くに位置する骨に締結されるプレート部材を用いて骨表面に対し位置設定できるという利点を有している。特に、間にピボットロッカが設けられた２つ（又はそれ以上）の固定用穴を用いてプレート部材を骨表面に固定するということは、基準点のところにおけるプレートと骨との間の距離を調節できるということを意味している。これは、例えばあらかじめ突き止められた位置で骨表面を通る軸線を定める際、基準点を骨表面にできるだけ近く（これに対応して、プレート部材上の基準点の位置にできるだけ近く）位置設定することが肝要な場合に重要である。
【０００８】
したがって、本発明の器械により、例えば器械を骨に締結するために基準点のところで骨表面に直接接近しないで、基準点を骨表面に対して定めることができる。これは、軟組織、特に筋肉組織が意図した基準点のところで骨表面上に位置する場合に重要な場合があり、この意図した基準点は、もしプレート部材を骨内に挿入される締結具を用いて骨表面にその基準点のところ又はその近くで締結されるようになっている場合、ずらす必要がある。したがって、本発明の器械は、基準点のところで骨の上に位置する軟組織を断裂させないで、骨表面に対し正確且つこれに近接して基準点の位置を設定できると共に骨表面に固定できる。
【０００９】
骨に対するプレート部材の位置設定は、特に骨表面上の適当な標識をプレート部材の適当な位置に対し突き止めることにより手術前に得たイメージからのデータを用いて実施できる。
【００１０】
好ましくは、別の部品のためのコネクタロッドを更に有し、コネクタロッドは、基準点のところでプレート部材に回動自在に連結される。例えば、コネクタロッドは、プロテーゼ部品の植え込みのための骨の前処理中に用いられる器械を取り付けるために使用できる。かかる器械の例としては、ドリル、のこぎり、リーマ等が挙げられる。かかる器械は又、頸部軸線を定めるよう切除された大腿骨頸部に締結されるスリーブのためのロケータ又は位置設定手段（locator ）にもなる。本発明の器械により、かかる器械の向きをプレート部材によって定められた基準点に対し制御することができる。
【００１１】
好ましくは、プレート部材に対するコネクタロッドの相対的回動運動は、コネクタロッドを骨の軸線にほぼ平行に延びる軸線回りに回動することができるようなものである。これは、プロテーゼ植え込みのために骨の前処理中に必要な切開部の大きさを最小限に抑えるという観点において相当大きな利点をもたらすことができる。例えば、コネクタロッドを切開部及び露出される骨の領域の外部に配置した状態でプレート部材の締結穴を用いて本発明の器械を骨に側方に締結することができ、露出される骨の領域は、（ａ）基準点の意図した設定位置及び（ｂ）締結具（例えば、スクリュ）を挿入しようとする骨表面を含むに過ぎない。すると、骨を切開した軟組織に対してその軸線回りに回転させ、コネクタロッドを取り付けられたプレート部材に対し回動させることにより基準点を含む軸線を定めることができる。
【００１２】
好ましくは、コネクタロッドは、基準点の位置設定の対象である骨表面から見て反対側の骨表面まで骨の周りに延びて２つの表面相互間に延びる軸線を定めることができるよう弧状である。
【００１３】
好ましくは、コネクタロッドとプレート部材との間の連結により、少なくとも２本の軸線回り、場合によっては、或る用途では３本の軸線回りの相対的回動運動が可能になる。コネクタロッド及びプレート部材が２本の軸線回りに回動できる場合、これらは互いに直交している場合が多いであろう。しかしながら、或る用途では、他の構成例が適している場合がある。
【００１４】
コネクタロッドは、プレート部材への連結箇所から見て遠くの方のその端部のところに別の器械部品、例えば、のこぎり、リーマ又はドリル用のマウントを有している。コネクタロッドとプレート部材との間の連結が少なくとも２本の軸線回りの相対的回動運動を可能にする場合、他の器械部品用のマウントにより、器械部品をプレート部材に対するコネクタロッドの回転軸線の各々に直交した軸線回りにコネクタロッドに対し回動させることができる。
【００１５】
マウントは、外科用器械をコネクタロッドに対して摺動させることができる軌道を有するのがよく、従って、器械の位置をそれほど変化させないでコネクタロッドを基準点に対し回動させることができるようになっている。好ましくは、この軌道は、弧状であり、その半径は、この軌道からプレート上の基準点までの距離にほぼ等しい。これにより、コネクタロッド３２をプレート部材に対し回動させることができ、従ってコネクタロッドをプレート部材が締結される骨に密接して取り付けることができるようになっている。これは、切開部のサイズを小さく保つことができ、他方、手技中に器械に適合し、しかも器械を比較的骨を持つ患者に用いることができるという顕著な利点を有している。
【００１６】
コネクタロッドは、少なくとも２つのモジュールから成り、コネクタロッドの構成をモジュールのうちの１つを交換することにより変更できるようになっていることが好ましい。例えば、モジュールの１つを例えば種々の長さを備えた複数の変形モジュールの状態で提供することができ、それによりコネクタロッドの長さを変更することができる。
【００１７】
コネクタロッドは、骨をどこで切除すべきかを指示する目盛りを備えるのがよい。コネクタロッドは、骨への印付けを容易にするよう切れ刃を有してもよい。また、切除位置を決定した後、別のモジュールで置き換えることができるコネクタロッドのモジュールに設けてもよい。
【００１８】
基準点は、コネクタロッドをプレート部材に連結する箇所として上述した。これを他の方法でプレート部材に印付けしてもよい。例えば、プレート部材は、例えば穴を基準点のところで骨に形成できるドリルを受け入れる案内穴を基準点のところに有してもよい。これも又、例えば適当な走査技術を用いて視認できるよう設計されたマーカの位置を設定することにより他の方法でマーク付けできる。例えば、タンタルマーカを用いると、Ｘ線走査技術を用いて視認できるよう基準点の位置を設定できる。
【００１９】
ピボットロッカは、プレート部材を締結具のための穴相互間の箇所で骨に当てて位置決めすると骨表面に向くプレート部材のフェースから突き出ている。このピボットロッカは、ピボット点が２つの穴からほぼ等距離のところに位置するよう位置決めされる場合が多い。ピボットロッカは、２つの締結穴と交差する線に対しほぼ垂直に且つプレート部材の平面（これが平らである場合）に対し全体として平行に延びる隆起部を構成するよう形作られたものであるのがよい。隆起部の高さは、とりわけ、プレート部材が用いられる骨の形状、ピボットロッカと固定穴との間の距離及びピボットロッカと基準点との間の距離で決まることになろう。或る用途では、適当な隆起部の高さは、少なくとも約２ｍｍ、好ましくは少なくとも約４ｍｍであろう。固定穴相互間の距離は、少なくとも約１５ｍｍ、好ましくは少なくとも約２５ｍｍであるのがよい。ピボットロッカから基準点までの距離は、少なくとも約２５ｍｍ、好ましくは少なくとも約３０ｍｍであるのがよい。ピボットロッカから基準点までの距離は、約４０ｍｍ以下、好ましくは約３５ｍｍ以下であるのがよい。
【００２０】
固定穴は、端ぐりされたものであるのがよい。これは、例えばスクリュのような締結具を穴の中に引っ込めることができ、器具を上に位置する組織に対し動かしたときに組織への損傷の恐れが減少するので有利である。
【００２１】
好ましくは、基準点は、締結穴と交差する線上に位置する。しかしながら、プレート部材の或る形態では、基準点をその線に平行な方向で締結穴から間隔を置くが、その線から片側又は他方の側にずらされる。好ましくは、締結穴相互間の距離は、締結穴と交差する線又はこれに平行に延びる線に沿って測定して、基準点とこれに近い方の締結穴との間の距離よりも短い。
【００２２】
プレート部材は、これが用いられる骨表面の形状を考慮して形作られる。骨表面が全体として平ら（プレート部材が接触するその部分にわたり）である場合、プレート部材は、当然のことながらピボットロッカは別として、全体として平らであってよい。しかしながら、骨表面（上に位置する関連の軟組織と共に）は、平らでない場合が多い。例えば、大腿骨頸部軸線の側方端部の位置を突き止めるよう本発明を利用しようとする場合、骨の関連側方表面は、上に位置する筋肉の層を有する。これも又、凹状である。したがって、プレート部材が弧状の形態をしていて、器具の使用中、これが取り付けられる骨の表面を全体として辿るようになっていることが必要な場合がある。
【００２３】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を参照して例示として説明する。
【００２４】
図面を参照すると、図１は、球形頭部の下で頸部領域４を切除した大腿骨２を示している。大きな転子６がこの切除の結果として無傷のままになっている。
【００２５】
人工股関節の大腿骨を挿入できるキャビティを大腿骨頸部の軸線に沿って形成することにより大腿骨頸部を前処理する必要がある。頸部軸線の場所は、この軸線が皮質骨と交差する側方皮質骨組織上の点８を突き止めることにより設定される。これは、患者の骨の手術前の走査イメージを参照して実施できる。骨に締結されたスリーブ１２を用いて皮質骨上の点８に対しドリルガイド１０を固定することができる。軸線の他端１４は、切除された大腿骨を目視検査することにより決定される。
次に、ドリルガイド１０と関連してドリル１６を用いて図１に示す器械により軸方向ボアを形成することができる。ドリルガイドの一方のアーム２０を切除された大腿骨に当てて位置決めし、ドリルガイドは、骨の周りに延びてこれがスリーブ１２に係合する骨の側方の側部上の軸線と交差し、次に、ガイドを用いるとドリルを骨組織中に挿入しながらドリルを位置決めできる。
【００２６】
図１に示す構成のドリルガイドには多くの欠点がある。特に、骨を十分に露出させるために大きな切開部が必要である。加うるに、スリーブ１２を固定プレート２２により側方皮質骨に締結すると共に骨を穴あけするためには、この領域において骨の上に位置する筋肉及び他の組織を剥ぎ取る必要がある。これにより、外科手技が複雑になり、しかも患者の完全な回復が遅れ又は損なわれる場合がある。
【００２７】
本発明の器具は、図２〜図４に示されている。この器具は、プレート部材３０と、コネクタロッド３２と、外科用器械のためのマウント３４とを有している。プレート部材は、一端部寄りに２つの締結穴３６，３８を有し、ピボットロッカ４０が、器具の使用の際、骨に向く表面４２から突き出ている。プレート部材は、大きな転子の下で側方フェース上の大腿骨の凹状形状を辿ることができるよう僅かに湾曲している。
【００２８】
プレート部材は、締結穴と反対側のプレート部材３０の端部のところが継手によりコネクタロッド３２に連結されている。連結は、自在継手４４によって行われ、この自在継手により、連結ロッドを２本の直交軸線４６，４８回りにプレート部材に対して回動させることができる。これら軸線のうちの一方４６は、大腿骨の軸線とほぼ位置合わせされ、少なくともコネクタロッドを大腿骨軸線回りに回動することができるようになっている。
【００２９】
コネクタロッド３２は、２つのモジュール５０，５２の状態で設けられている。第１のモジュール５０は、自在継手によりプレート部材に連結されている。コネクタロッドの有効長さを変えるために第２のモジュール５２に代えて種々の長さを持つ他の第２のモジュールを用いてもよい。モジュール相互間の連結を、偶発的な分離を阻止するよう圧力嵌め方式のスピゴットとソケットから成る構造、例えばばね押しスタッドと戻止めから成る構造を用いて行うことができる。第２のモジュールは、器械マウントを支持する機能とは別に他の機能を有するのがよい。例えば、第２のモジュールは、インプラントを受け入れるためにこれをどの場所で切断すべきかを外科医が判断できるよう目盛りを有するのがよい。このモジュールは、骨への印付けを容易にするよう切れ刃を有するのがよい。モジュール方式ではないコネクタロッドに目盛りを施してもよい。
【００３０】
コネクタロッド３２は、プレート部材から見て遠くに位置する端部に設けられていて、外科用器械、例えばドリル又はリーマ、或いは大腿骨頸部軸線を定め、頸部ボアを作るようドリルを挿入できるスリーブ５７のためのマニプレータ５６（図示せず）を取り付けるマウント３４を有している。マニプレータ５６は、ハンドル５８を有している。上に位置するハンドルを備えたスリーブは中空であり、ドリル又はリーマ、或いは他のツールをスリーブ内に挿入することができるようになっている。マウントは、ロッドの端部に対し回動できるようコネクタロッドに設けられている。マウントの回動の中心となる軸線は、プレート部材に対する連結ロッドの回動の中心である２本の軸線４６，４８に対し直交している。
【００３１】
マウント３４は、図３が示された紙面中の線に沿って、スリーブ５７を摺動させることができる軌道を有している。この軌道は、弧状であり、その半径は、この軌道からプレート上の基準点までの距離にほぼ等しい。これにより、コネクタロッド３２をプレート部材に対し回動させることができ、従ってコネクタロッドをプレート部材が締結される骨に密接して取り付けることができるようになっている。これは、切開部のサイズを小さく保つことができ、他方、手技中に器械に適合し、しかも器械を比較的骨を持つ患者に用いることができるという顕著な利点を有している。
【００３２】
使用に当たり、患者の大腿骨を側方皮質骨の付近で露出させるよう切開することにより患者の大腿骨を前処理する。切開部の長さを約６０ｍｍという短い長さに保つことができる。あらかじめ得られた走査イメージにより、大腿骨頸部軸線と側方皮質骨の交差場所（「標的点」）を突き止めることができる。次に、プレート部材３０を大きな転子に向かう方向で標的点から見て遠くの場所で大腿骨に固定する。プレート部材は、骨スクリュを固定穴３６，３８を介して大腿骨中に挿入することにより固定される。スクリュに加わる張力は、プレート部材の反対側の端部のところの自在継手４４が側方皮質骨上の標的点にできるだけ近く配置されるよう制御される。この領域における骨自体は筋肉及び他の組織で覆われていることは理解されよう。各側に固定用スクリュを備えたピボットロッカを提供することにより、骨表面に対するプレート部材の向きを調節でき、従ってプレート部材の自在継手側端部が筋肉にできるだけ近く配置されるようになる。図１に示す公知の器具とは対照的に、本発明の器具では、標的点に対する器械の適当な固定を達成するために、骨を標的点のところで露出させる必要がない。
【００３３】
次に、骨を切開部位に対し回転させ、コネクタロッド５０を骨の周りに送って、切除大腿骨頸部を露出させると、ガイドアームが骨の周りに延び、スリーブ５７が切除頸部上に設けられるようになっている。スリーブの向き（前傾の程度）を外科医の判断に従ってコネクタロッドに対するマウントの操作により調節できる。マウントは、器械に適用される前傾の程度を指示する目盛りを有するのがよい。次に、スリーブを用いて股関節の大腿骨部品のためのキャビティを大腿骨に形成することができ、かかる大腿骨部品は、全体として大腿骨頸部軸線と一致して植え込まれるようになっている。
【００３４】
本発明の器械は、位置設定器具の遠隔操作による固定により骨にくっついている筋肉及び他の軟組織の断裂を最小限に抑えることができる。加うるに、骨を植え込みのために前処理するのに用いられる器械類に適合するために、人工関節の植え込みのための切開部の大きさを、人工関節それ自体を挿入植え込むのに必要な大きさに対して大きくする必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】大腿骨を人工関節部品の植え込みに備えて前処理するために大腿骨の頸部軸線を定めるのに用いられる公知器械の等角図である。
【図２】本発明の器械の等角図である。
【図３】図２に示す器械を矢印ＩＩＩによって示す線に沿って見た側面図である。
【図４】図２に示す器械を矢印ＩＶで示す線に沿って見た端面図である。
【国際公開パンフレット】
2005503232.tif 000003
2005503232.tif 000004
2005503232.tif 000005
2005503232.tif 000006
2005503232.tif 000007
2005503232.tif 000008
2005503232.tif 000009
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2005503232.tif 000011
2005503232.tif 000012
2005503232.tif 000013
2005503232.tif 000014
2005503232.tif 000015
2005503232.tif 000016
2005503232.tif 000017
2005503232.tif 000018
【国際調査報告】
2005503232.tif 000019
2005503232.tif 000020