(57)【要約】本発明は、少なくとも３つの角度位置である２０°、０°９０°の順の屈曲状態について、大腿骨脛骨位置の間隔および緊張させた大腿骨脛骨位置についての空間データを、対応するＨＫＡ角度を含めて取得し、そのようにして得たデータを処理して、ＨＫＡ角度が実質的に等しく、許容限界の範囲内にあるかどうかを検証し、前記データ、特に伸展および９０°の屈曲に対応するデータを処理して、インプラントの寸法および／または位置を決定することを特徴とする、１つまたは複数の膝人工装具のエレメントを選択する方法に関する。
2005533526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の膝人工エレメント、特に利用可能なそれらのエレメントのセットから人工大腿骨部分および／または脛骨人工プレート、および／または大腿骨もしくは脛骨厚さプレートを選択する方法であって、緊張させた大腿骨−脛骨間隔および位置に関係する空間データは、膝蓋骨を所定位置にするか、または脱臼させて取得され、膝の少なくとも３つの角度位置、すなわち約２０°に屈曲させた中間位置、可能であれば屈曲０°の伸展位置および好ましくは屈曲約９０°の大屈曲位置について、対応するＨＫＡ角度を含み、このようにして得られた情報は、低減屈曲位置２０°および伸展位置の上記位置に対応しており、これら２つの位置において、ＨＫＡ角度が実質的に等しくかつ内反膝および外反膝の許容誤差の範囲内にあるかどうかを示すように処理され、またこのデータ、特に伸展および大屈曲約９０°に対応する前記データは、処理されて、インプラントの寸法および／または位置、特に人工顆部と脛骨切開部の間の空間を最適に埋めるための脛骨インサートの厚さの選択ならびに大腿骨インプラントの寸法の選択を決定する、膝人工エレメントを選択する方法。
【請求項２】
前記中間屈曲角度が角度２０°±１０°であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記伸展角度が０°±５°であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記大屈曲度が９０°±１５°であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記データが、２０°でのデータ、次いで０°でのデータ、次いで９０°でのデータの順で取得されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記データが取得されたときの角度が実際に前記所望角度に対応することをコンピュータを用いて検証し、対応する角度でない場合は取得を行わないことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
伸展角度および屈曲角度２０°の場合の、前記ＨＫＡ角度が両位置で実質的に等しく、内反膝の場合では１７５〜１８０°、外反膝の場合では１８０〜１８４°であるかどうかを判定し、そうである場合は解剖学的性質が適正であるとみなすことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法の人工装具の最も適正なエレメントを判定することに関する前記処理は、０°および２０°に対応する前記データが許容可能になり、すなわち実質的な屈曲変形がなく、ＨＫＡ角度が実質的に等しくかつ許せる値の範囲内になるまでは行わないことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記データが、モデリング手段によって、大腿骨人工装具の前後位置を人工滑車の上縁部が前大腿皮質骨に接触するような位置に決定し、
前記大腿骨人工装具の軸回転が、後方人工顆部が実際の脛骨切開部と平行になるような軸回転にし、
前記セットから選択された脛骨インサートが人工顆部と脛骨切開部の間の空間を最もよく埋め、
中央−横方向位置は、インプラントが解剖学的ノッチ上の中心にくるような位置にし、
大腿骨インプラントの遠位位置は、選択された脛骨プレートを使用して選択し、伸展位置は、弛緩が伸展位置において実質的に０になるような位置に記憶し、
大腿骨内反は、伸展のとき、遠位人工顆部が形成された脛骨切開部と平行になるように処理されることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記処理の結果が、人工セットの様々な前記エレメントの的確な選択肢を示すことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記大腿骨インプラントの寸法、前記脛骨インサートの高さ、前記軸回転、前記大腿骨内反、前記屈曲変形、前記前後位置、前記横方向位置、および作成すべき前記遠位大腿骨の高さなど、前記セットに固有のパラメータを制御することによって事前選択を行う段階を含むことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
屈曲状態および伸展状態において推定される内側弛緩および外側弛緩が、少なくとも上述の３つの前記位置について継続的に表示されることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、患者の膝区域内の大腿骨と脛骨の間の変位に関する空間データを得るために、患者の脛骨または大腿骨上の基準マークの三次元空間システムの空間位置、および他の骨上のマーク、プローブまたは器機の空間位置を取得する手段であって、好ましくは、前記空間データの関数として、大腿骨と脛骨の間の屈曲角度、大腿骨と脛骨の両端間の距離ならびにＨＫＡ角度を決定するための患者の大腿骨および／または脛骨に関してあらかじめ得られた解剖学的データを含む手段と、少なくとも３つの前記屈曲角度、言い換えれば、具体的には上で定義したように屈曲角度２０°である前記低減屈曲角度、具体的には上で定義したように屈曲角度０°である前記伸展角度、および具体的には上で定義したように屈曲角度９０°である前記大屈曲角度における前記距離および前記ＨＫＡ角度を記憶する処理および記憶手段と、少なくとも前記低減屈曲角度および前記伸展角度についての前記距離および前記ＨＫＡ角度を比較する手段と、膝インプラント・コンポーネントのセットに関する寸法データを有する記憶手段と、少なくとも前記伸展角度および前記大屈曲角度の位置における、インプラント人工装具セットの前記エレメントの移植位置をモデリングする三次元処理手段と、モデリングされた膝インプラントに関する関連データを与えるため、かつ／または最もよい特性データを与えるインプラント・セットの前記エレメントを選択するための処理手段と、前記データを表示するため、または選択するための手段と、本装置の操作を制御するための手段とを備える装置。
【請求項１４】
前記制御手段が、少なくとも、前記わずかに屈曲させた角度、前記伸展角度、および前記大屈曲角度について収集されたデータを操作者が記録できるように設計され、前記処理手段が、記録のために前記角度の正しい値を検証および確認することを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記処理手段がエレメントの移植をモデリングし、移植モデリング位置におけるエレメントの関連特性を提供または処理できるように、操作者が人工エレメントのセットの１つまたは複数のエレメントを選択することを提案するように設計されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御手段が、外科医が手を使用せずに前記装置を制御できるように、足で作動する手段または音声作動手段を備えることを特徴とする、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
大腿骨および脛骨の変位、および相対位置に関する空間データを収集するための前記取得手段は、膝の骨部分に由来する、たとえば赤外線反射マーカ、または任意選択で画像検出手段などからの信号に感受性がある高精細度デジタル・カメラを備えることを特徴とする、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膝人工装具を選択する方法に関し、より詳細には、利用可能なエレメントのセットから、膝人工装具の１つまたは複数のエレメント、詳細には、人工大腿骨インプラントおよび人工脛骨インプラント、および／または脛骨ウェッジまたは大腿骨ウェッジなどを選択するための方法に関する。
【０００２】
本方法はまた、患者の膝のコンピュータ・モデル上で、切除面、詳細には、膝人工装具の対応部分の着座部（ｓｅａｔ）として機能するための、大腿骨および脛骨の切除面の決定も可能である。
本発明はまた、本方法を実施するための装置にも関する。
【背景技術】
【０００３】
膝人工装具を挿置する従来の手術においては、外科医は、患者の解剖学的特徴および市販の人工装具のタイプに応じて、脛骨および大腿骨を切開し、次いで、挿置中に、たとえばウェッジを使用して、さらには切除切開部を再作成することによって調整して、手術中に人工装具の関節特性を可能な限り最適化する。
この最適化は、外科医の専門技術および手術すべき膝の解剖学的特徴に大きく依存することが理解されよう。
【０００４】
所期の目的は、可能ならば、０°および９０°での膝の軟部分での張力が等しく、それが人工装具の屈曲の円弧全体にわたって維持されること、立位における応力を最適化するために十分な機械的アラインメントおよび屈曲変形（ｆｌｅｘｕｍ）がない伸展を得ること、および患者の関節について最も適正な結果を得ることである。重要な目的は、靭帯のバランスを適正にして、膝において良い安定性を得ることである。
【０００５】
この目的のため、コンピュータ化された測定手段および測定データ処理手段によって外科医を支援することがすでに提案されている。
したがって、任意の手段によって得られた測定データに基づいて患者の大腿骨の遠位端および脛骨の近位端の解剖学的構造を記憶することが公知である。このデータは、たとえばスキャニング、好ましくはｉｎ−ｓｉｔｕ測定によって得ることができる。基準マーカ（たとえば反射基準ビーズ（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｂｅａｄｓ）を使用して定義された三次元空間参照システムにおいては、取得手段である当該端部の精確な三次元の形状を再構築する公知のタイプのソフトウェアによってやはり空間内でマークされたプローブを移動させることによって膝骨端上の適切な位置に固定された赤外線または磁力線を使用することが可能である。より詳細には、このタイプの装置は、患者に固定基準ポイントをマークするための高精細度赤外線カメラなどの位置決めトランシーバ（ｌｏｃａｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）と、ポインタ、プローブ、切開ガイド（ｃｕｔｔｉｎｇ  ｇｕｉｄｅ）などを使用したマーク付き器具（ｍａｒｋｅｄ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）と、三次元モデリング・ソフトウェアを使用できるコンピュータなどの記憶および計算手段と、好ましくはスクリーンなどの表示手段と、マウス、触覚（ｔａｃｔｉｌｅ）的スクリーンなどの制御手段、または好ましくは外科医が足で作動させるペダルとを備える。
【０００６】
参照システムに対して動かす膝の部分を適切にマーキングすると、大腿骨および脛骨の相対位置も計算できる。
したがって、脛骨プレートを切除し、任意選択で行う人工脛骨プレート支持エレメントを挿置した後、脛骨端と大腿骨関節端の間の空間内に外科医が導入した緊張器（ｔｅｎｓｏｒ）を使用しながら、緊張器によって加えられた選択された張力値のもとでの、一方では伸展させまたは伸展にできるだけ近い位置のとき、他方では９０°に屈曲させたときにおける脛骨と大腿骨の距離、およびＨＫＡ角度、言い換えれば（股関節の中心および膝の中心によって定義される）大腿骨機械軸と（膝の中心およびくるぶしの中心によって定義される）脛骨機械軸の間の内角を決定し、次いで、外科医が利用可能なエレメントのセットから最も適した構成人工エレメントを選択し、この選択は、その特性がコンピュータに記憶されている事前選択されたエレメントの位置をモデリングすることによって、挿置前にスクリーン上に表示できることが公知である。
【０００７】
しかし、この技術は、最適な選択および／または選択された人工エレメントの最適な位置決めが常に可能なわけではなく、特に、屈曲変形における膝の後方軟部（ｓｏｆｔ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）の後退中、ならびに０〜９０°および１００°を超えた中間屈曲の段階において、最適なバイオメカニクスにすることを妨げることに留意されたい。最適なバイオメカニクスとは、全運動領域にわたる軟部分の「良い緊張」、すなわち超緊張または一様でないあるいは過度の弛緩になることなく動き易くすることができる支持域における安定した緊張、および弛緩２０〜１４０°の極小の遊び（ｍｉｃｒｏ−ｐｌａｙ）に相当する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これらの欠点を克服し、伸展状態および屈曲状態のすべての自然な位置において、膝人工装具が最適に機能できる人工エレメントを、特に、弛緩を最適な値にしながら、しかも人工装具の可動範囲全体にわたって実質的に一定に維持しながら選択する方法の改良を提案する。
【０００９】
他の目的は、大腿骨遠位端および／または脛骨近位端を切除するための切開面の最適な位置を膝のコンピュータ・モデル上で決定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、１つまたは複数の膝人工エレメント、特に利用可能なそれらのエレメントのセットから人工大腿骨部分および／または脛骨人工プレート、および／または大腿骨もしくは脛骨厚さテンプレート（ｔｉｂｉａｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｔｅｍｐｌａｔｅ）を選択する方法に関する。この方法においては、緊張させた大腿骨−脛骨間隔および位置に関係する空間データ（ｓｐａｔｉａｌ  ｄａｔａ）は、膝蓋骨を所定位置にするか、または脱臼させて取得され、膝の少なくとも３つの角度位置、すなわち約２０°に屈曲させた中間位置、可能であれば屈曲０°の伸展位置および好ましくは屈曲約９０°の大屈曲位置についての対応するＨＫＡ角度を含み、このようにして得られた情報は、低減屈曲位置２０°および伸展位置の上記位置に対応しており、この情報を処理すると、これら２つの位置において、ＨＫＡ角度が実質的に等しくかつ内反膝および外反膝の許容誤差の範囲内にあるかどうかが示され、またこのデータ、特に伸展および大屈曲約９０°に対応する前記データを処理して、インプラントの寸法および／または位置、特に人工顆部（ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ  ｃｏｎｄｙｌｅ）と脛骨切開部の間の空間を最適に埋めるための脛骨インサートの厚さの選択ならびに大腿骨インプラントの寸法の選択が決定される。
【００１１】
「中間屈曲角」とは、約２０°±１０°の角度を示し、好ましくは２０°±５°である。以下ではこの角度は２０°とみなす。
伸展状態での角度は、好ましくは０°±１０°、特に０°±５°である。以下ではこの角度は０°とみなす。大屈曲角度は、好ましくは９０°であり、９０°±１５°、特に９０°±１０°、好ましくは９０°±５°でもよい。以下ではこの角度は９０°とみなす。
【００１２】
本発明の特に好ましい実施形態においては、そのデータの取得は、以下の順、２０°でのデータ、次いで０°でのデータ、次いで９０°のデータである。
本発明によれば、データの取得したときの角度が上述の角度に実際に対応することを、コンピュータを用いて検証し、対応する角度が順守されていない場合は取得を拒否する。
【００１３】
外科医は、中間角度２０°および伸展角度０°に対応する取得データおよび処理済みデータを使用して、膝の解剖学的性質が適しているかどうかを考慮し、または起こり得る屈曲変形を低減させ（完全な伸展を得ることができない）、または過度の外反または内反の場合に、側副靭帯の適正な遊離（ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ）を実現することができる。
【００１４】
好ましくは、本発明による方法では、伸展角度および屈曲角度２０°の場合のＨＫＡ角度が、両位置で実質的に等しく、内反膝の場合では１７５〜１８０°、外反膝の場合では１８０〜１８４°であるかどうかを判定し、そうであった場合、本方法では、解剖学的性質が適正であるとみなす。
【００１５】
本発明による方法の使用範囲はまた、具体的には、屈曲の他の中間位置、特に４５°について、さらには連続的にさえも、大腿骨−脛骨間隔およびＨＫＡ角度に関するデータの取得を行う。脛骨に関する大腿骨軟部（ｓｏｆｔ  ｆｅｍｕｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）の張力を連続的に検査すると、０〜１４０°のＨＫＡ角度の測定とあいまって、正しい大腿骨−脛骨アラインメントを得ることができ、具体的には、インプラントの理想的なポジショニングが計算できるようになる。大腿／脛骨の運動は、具体的に屈曲−伸展運動を含み、それらの回転中心を知ることは重要である。それらは、本発明を用いて、０〜１４０°の間で連続的に計算することができる。これら回転のいわゆる「解剖学的」中心がわかると、人工装具の図面に対するいわゆる「補綴学的」回転中心位置の決定が容易になる。ただし、本発明の状況では、収集されたデータは、少なくとも、角度０°（または伸展）、低減屈曲（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｆｌｅｘｉｏｎ）角度および大屈曲角度を含み、本方法で使用する処理手段で、それによって取り出された測定値が実際にそれらの角度に対応することを検証する。
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態によると、本方法での人工装具の最も適正なエレメントの決定に関する処理は、０°および２０°に対応するデータが許容可能になり、すなわち実質的な屈曲変形がなく、ＨＫＡ角度が実質的に等しく、かつ許容される値の範囲内になるまでは行われない。これらの検証がなされた後、コンピュータ処理では、人工装具のセットのあらかじめ収納された様々なコンポーネントに関連する寸法データを組み込んで、人工装具が移植位置に装備済みの膝のモデルを形成することによって、分節構造（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）をモデリングする。
【００１７】
このモデリングでは、大腿骨人工装具の前後位置が、人工滑車の上縁部が前大腿皮質骨（ａｎｔｅｒｉｏｒ  ｆｅｍｏｒａｌ  ｃｏｒｔｉｃａｌ  ｂｏｎｅ）に接触する、あるいは患者の大腿骨の実際の寸法が２つの人工装具寸法の間に収まる場合は若干後方になるような位置になるようにし、
大腿骨人工装具の軸回転は、後方人工顆部が実際の脛骨切開部と平行になるような軸回転にし、
セットから選択された脛骨インサートが、人工顆部と脛骨切開部の間の空間を最もよく埋め、
中央−横方向位置（ｍｅｄｉｏ−ｌａｔｅｒａｌ）は、インプラントが解剖学的ノッチ上の中心にくるような位置にし、
大腿骨インプラントの遠位位置は、選択された脛骨プレートを使用して選択し、伸展位置は、大腿骨インプラントが、伸展位置で、弛緩（ｌａｘｉｔｙ）が残留することなく、決定された脛骨インサートに屈曲状態において良く接触するような位置に記憶し、
大腿骨内反は、伸展のとき、遠位人工顆部が形成された脛骨切開部と平行になるようにし、
大腿骨屈曲変形は実質的にゼロにする。
【００１８】
モデリングによるこの最適化は完全に自動化することができ、その場合、本方法は、人工セットの様々なエレメントの的確な選択肢を外科医に示す。０〜１４０°の大腿骨遠位切開面および脛骨近位切開部の位置が記録されるので、切開部およびインプラントを選択した後、０〜１４０°の膝の機能をスクリーン上でシミュレートすることができる。
【００１９】
この段階で、０〜１４０°の超緊張（ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ）または極端な弛緩は排除することができる。ソフトウェアによって、大腿骨および脛骨インプラントの最適位置を、したがって切開部を、互いに、好ましくは解剖学的構造および軟部と調和するように画定することが可能になる。
【００２０】
さらなる実施形態では、本方法によって、外科医が、セットに固有のパラメータである、大腿骨インプラントの寸法、脛骨インサートの高さ、軸回転、大腿骨内反、屈曲変形、前後位置、横方向位置（ｌａｔｅｒａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）および作成すべき遠位大腿骨の高さなどを事前選択することが可能になる。
【００２１】
有利には、屈曲状態および伸展状態において推定される内側弛緩および外側弛緩は、少なくとも上述の３つの位置、好ましくは任意のモデリングされた屈曲位置について、継続的に表示される。
【００２２】
本発明はまた、本発明による方法を実施するための装置にも関し、前記装置は、患者の膝区域内の大腿骨と脛骨の間の変位に関する空間データを得るために、患者の脛骨または大腿骨上の基準マークの三次元空間システムの空間位置、および他の骨上のマーク、プローブまたは器機の空間位置を取得する手段、好ましくは、大腿骨と脛骨の間の屈曲角度、大腿骨と脛骨の両端間の距離、ならびにＨＫＡ角度を前記空間データの関数として決定するための、患者の大腿骨および／または脛骨に関するあらかじめ得られた解剖学的データを含む手段と、少なくとも３つの屈曲角度、言い換えれば、具体的には上で定義したように屈曲角度２０°である低減屈曲角度、具体的には上で定義したように屈曲角度０°である伸展角度、および具体的には上で定義したように屈曲角度９０°である大屈曲角度における前記距離および前記ＨＫＡ角度を記憶する処理および記憶手段と、少なくとも低減屈曲角度および伸展角度について前記距離およびＨＫＡ角度を比較する手段と、膝インプラント・コンポーネントのセットに関する寸法データを有する記憶手段と、少なくとも伸展角度および大屈曲角度の位置における、インプラント人工装具セットの前記エレメントの移植位置をモデリングする三次元処理手段と、モデリングされた膝インプラントに関する関連データを与えるため、かつ／または最もよい特性データ（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｄａｔａ）を与えるインプラント・セットの前記エレメントを選択するための処理手段と、前記データを表示または選択するための手段と、本装置の操作を制御するための手段とを備える。
【００２３】
前記制御手段は、好ましくは、操作者が、少なくとも、前記わずかに屈曲させた角度、前記伸展角度および前記大屈曲角度について収集されたデータを記録できるように設計され、それとあいまって、処理手段は記録のためにその角度の正しい値を検証および確認する。
【００２４】
好ましくは、前記制御手段はまた、操作者が、人工エレメントのセットの１つまたは複数のエレメントを選択できるようにし、それによって前記処理手段が前記エレメントの移植をモデリングし、移植モデリング位置における前記エレメントの関連特性を提供または処理することができるようになる。
【００２５】
好ましくは、その制御手段は、足で作動する手段（ｆｏｏｔ  ａｃｔｕａｔｅｄ  ｍｅａｎｓ）または音声作動手段（ｖｏｉｃｅ  ａｃｔｕａｔｅｄ  ｍｅａｎｓ）、または、外科医が手を使用せずにその装置を制御することができるようにする他の方法で設計された手段を備える。
【００２６】
大腿骨および脛骨の変位および相対位置に関する空間データを収集するための取得手段は、好ましくは、膝の骨部分に由来する、たとえば赤外線反射マーカ、あるいは任意選択で画像検出手段などからの信号に感受性がある高精細度デジタル・カメラを備える。
三次元モデリング手段は、必要なら、骨部分のモデリングに適合した市販のソフトウェア・パッケージでもよい。
【００２７】
処理手段では、以下の取得および処理を用いる。
機械軸（股関節およびくるぶしの中心）のために必要な解剖学的マークを取得する。
膝区域での様々な解剖学的ポイントを取得する。
脛骨面を取得し、モデリングする。
脛骨をプランニングする。
ガイドを位置決めし、固定し、脛骨を切開する。
脛骨切開部の平面を検証する。
２０°における緊張および取得を行う。
０°における緊張および取得を行う。
２つの値を比較し、判定する。
９０°における緊張および取得を行う。
大腿骨をプランニングする。
大腿骨切開ガイドを位置決めし、固定し、切開する。
【００２８】
本発明はまた、膝関節人工装具を挿置する方法にも関し、その方法は以下の一連の処置を含む。
機械軸の設定に必要な解剖学的マーク、特に股関節およびくるぶしの中心を従来の方法で取得する。
膝の骨部分の基準マークを設定し、それらの解剖学的ポイントを従来の方法で取得する。
脛骨面を取得しモデリングする。
脛骨をプラニング、すなわち脛骨インプラントおよびその位置を決定する。
脛骨切開ガイドを位置決めて固定し、脛骨プレートを切開することによって切除し、任意選択で人工脛骨プレート基部を挿置する。
脛骨切開部の平面を検証する。
【００２９】
少なくとも２つの角度位置、すなわち上で定義した２０°まで屈曲させた位置および伸展位置における大腿骨−脛骨の間隔を緊張器によって延展する。
本発明による選択の方法により、２つの位置についての骨の距離およびＨＫＡ角度を得る。
【００３０】
必要なら、屈曲変形および／または側副靭帯遊離の場合には、前記位置において適切なＨＫＡ角度が得られるまで後方遊離（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ  ｌｉｂｅｒａｔｉｏｎ）を行い、この検証は、本発明による選択方法によって行う。
緊張器で、大屈曲、具体的には９０°に延展させ、対応する骨の距離およびＨＫＡ角度を得る。
【００３１】
以下のことを含めて大腿骨プランニングを行う。
様々なインプラント・エレメントを、前記測定の結果に応じて手動で事前選択し、モデリングによって得られた値を検証する。
かつ／または、前記関連特性を示すとともに、前記エレメントの自動選択を得る。
【００３２】
大腿骨切開ガイドを位置決めし、固定し、切開し、選択されたエレメントを移植する。
本発明の更なる利点および特徴は、添付の図面を参照して非限定的な例として示した以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明による装置は、本発明による方法を実施するためのコンピュータ１を備えている。また、本装置は、高精細度デジタル・カメラ２も備えており、これは、赤外線放射を受動的に送り返す３つのマーカ４からなる１つまたは複数のアセンブリが展開する領域をカバーする赤外線放射源３に結合されている。それ自体が公知である方法においては、３つのマーカからなる１グループは、外科医によって、肢部上または骨上、たとえば大腿骨の下位部分上に設置されて、三次元マーキング・システムを形成し、それによってカメラ−コンピュータ・ユニットが、たとえば、骨部分上に配置された３つのマーカの基準システムに対して相対的に移動する、１つまたは複数の追加マーカ５の厳密な機械位置を、従来の方法で判定することが可能になる。このタイプの装置は、形状分析およびコンピュータ・モデリングの分野で周知であり、本明細書ではより詳細に説明する必要はない。モデリングのソフトウェア・パッケージもまた、市販されているものである。たとえば、このタイプの装置によって、移動可能マーカを解剖学的面上で適切に移動させる外科医が、モデリングをすることでこの面を再現できるようになる。
【００３４】
本発明で使用するモデリング・ソフトウェアはそれ自体が公知である方法で設計されて、関節の骨の１つ上に位置決めされた３つのセンサの空間参照システムに対する、関節の別の骨の厳密な位置、特に２つの骨の間の屈曲角度したがって下肢の２つの位置、２つの骨の間の距離、横方向および前後変位、ならびに相対的な回転を計算することができる。
【００３５】
本装置は、さらに、外科医がそれを見ることができるように、コンピュータによって空間データを処理した結果、およびソフトウェアの様々な他の関連エレメントを表示することが可能であるスクリーン６と、制御装置７とを備え、制御装置７はたとえば従来のコンピュータ・キーボードまたは触覚的スクリーンなどの形のスクリーン６、好ましくは、外科医の足で操作することができるペダル操作式（ｐｅｄａｌ  ｏｐｅｒａｔｅｄ）制御装置とすることができる。
【００３６】
本発明による方法は、以下のようにして実施される。
外科医は、様々な寸法の殺菌済みインプラントのセットを所有し、各インプラントは、各基部タイプごとに、たとえばポリエチレン製の１つの脛骨プレート・セットによって基部を脛骨プレートの切開面上で完全にシールする目的で脛骨ロッドと協働する基部によって形成され、基部に取り付けると脛骨人工関節面をもたらすことができる、脛骨コンポーネントと、脛骨プレートと連接するようにされた人工滑車部分によって大腿骨髄質中にシールを形成するようにされた大腿骨ロッドと協働する遠位端を有する大腿骨コンポーネントであって、この人工滑車部分は、大腿骨遠位端に直接的に連結され、あるいは他のモデルでは、たとえば厚さが可変のウェッジ・セットのウェッジを介在させることによってそこに取り付けられる、大腿骨コンポーネントとを従来どおりに備えている。脛骨コンポーネントおよび大腿骨コンポーネントはさらに、枢動手段によって関節接合される。
【００３７】
様々な赤外線マーカを位置決めし、次いで、コンピュータを使用して、大腿骨および脛骨の関連部分の解剖学的形状を取得し、それらの形状および寸法の厳密な解剖学的モデリングを得た後（あるいは一変形形態では、たとえば術前スキャニングによって、それらの寸法データを事前にコンピュータに導入しておくことができる）、外科医は、障害が生じた脛骨プレートの切除を実施し、移動マーカを使用して、コンピュータ・モデルに組み込まれたこの切開面の位置をマークする。
【００３８】
コンピュータ・スクリーンには、手術の間中、現在の屈曲値を膝の側面図上に絶えず表示しておくことが好ましい。ＨＫＡ角度もまた正面図上に恒常的に表示する。
【００３９】
次いで、外科医は脛骨切除後に以下の段階に進む。
外科医は、膝を２０°に屈曲させる。屈曲が約２０°（許容誤差±５°）になったとき、外科医は、緊張器を挿入し、膝を十分な緊張のもとに置く。
外科医は、制御手段７を作動させ、カメラ−コンピュータ・ユニットで、この角度での大腿骨と脛骨の間の相対位置データをすべて取得し記憶する。
【００４０】
第２段階では、外科医は、膝を屈曲約０°にし、すなわち伸展させる。この値（許容誤差±５°）が達成されたとき、外科医は緊張器を挿入し、膝を十分な伸展状態にする。
外科医は再び、制御手段７を作動させ、カメラ−コンピュータ・ユニットで大腿骨および脛骨の相対位置のデータをすべて取得し記憶する。
【００４１】
取得ごとに、カメラ−コンピュータ・ユニットで屈曲角度が実際に２０°±５°、次いで０°±５°となることを検証する。前記位置に関するデータ、すなわち弛緩、さらに厳密には内側顆部および外側顆部それぞれの領域における内側弛緩および外側弛緩、ならびにＨＫＡ角度が記録され、対応する角度に関連付けられる。
【００４２】
次いで、ソフトウェアで２０°におけるＨＫＡ角度の値と０°におけるＨＫＡ角度の値とを比較する。やはりまたソフトウェアで、内反膝の場合はこの角度が１７５〜１８０°、外反膝の場合は１８０〜１８４°であることを検査する。
【００４３】
これら２つの条件が満たされ、かつ屈曲変形の問題がない場合は、外科医は次に進む。外科医は、膝を屈曲約９０°に屈曲させて以下の段階に進む。
一方、これらの条件の１つが満たされない場合、外科医は、屈曲変形の場合は２つの段階が実質的に同一のＨＫＡ角度を与えるまで後方遊離を実施し、約２０°、次いで約０°の測定をやり直す。屈曲変形ではない場合、外科医は、適切な結果が得られるまで、従来の方法で側副靭帯の遊離を進める。
【００４４】
これらの基準が満たされたとき、膝を９０°に配置した後、外科医は再び緊張器を挿入し、膝を十分な緊張のもとに置く。
制御手段上での外科医の行為によって、角度９０°での脛骨および大腿骨の相対位置も記憶される。
【００４５】
様々な取得の後、コンピュータは、以下の基準および制約を考慮に入れた上で、大腿骨インプラントの位置、その回転方向、選択すべき脛骨インサートの高さを自動的に提案できるようになる。
前後平面での人工大腿骨滑車の位置は、人工滑車の上縁部と前大腿皮質骨とが接触することによって得られる。
【００４６】
大腿骨コンポーネント（大腿骨ステム内）の軸回転は、後方人工顆部が形成された脛骨切開部と平行になるような軸回転である。
脛骨インサート（基部および脛骨プレート）の厚さは、人工顆部と脛骨切開部の間の空間を適切に埋めるための厚さであり、この空間より大きくなく選択する。最も薄い脛骨インサートが、まだ利用可能な空間より大きい場合は、このインサートを位置決めできるようにするため、ソフトウェアで、形成すべき脛骨切開部の理論的位置を得ることができる。
【００４７】
中央−横方向位置は、インプラントが解剖学的顆部間の解剖学的ノッチ上の中心にくるような位置である。
インプラントの遠位位置は、選択された脛骨プレート、および事前に記憶されたバランスのとれた伸展位置を使用して計算する。遠位切開部の高さは、伸展位置にあるとき、大腿骨インプラントが屈曲状態にあると判明した脛骨インサートに接触するような高さである。これは伸展状態での弛緩に適用される制約である。
【００４８】
大腿骨内反は、伸展状態にあるとき、遠位人工顆部が形成された脛骨切開部と平行になるようなものである。
大腿骨屈曲変形は０であり、プロフィル（ｐｒｏｆｉｌｅ）における大腿骨機械軸の垂線に対する大腿骨切開角度は、人工装具のタイプに応じて決まり、ある種のタイプでは０以外の角度たとえば１５°が可能である。
【００４９】
スクリーンは、位置ごとに、屈曲角度、内側弛緩および外側弛緩、ならびにＨＫＡ角度を表示する。
制御手段７を作動させて、たとえば以下のパラメータを修正すると、本発明による装置によって行われた提案を修正することができる。
【００５０】
大腿骨インプラントの寸法（６つの寸法が一般的に利用可能である）
インサートの高さ（一般的に１０〜２０ｍｍ）
軸回転
大腿骨内反
屈曲変形
前後位置
横方向位置
大腿骨遠位切開部の高さ
任意の修正をそのように行う度に、弛緩の値は、０°および９０°のときの記憶された位置を使用して再計算する。
【００５１】
最後に、屈曲において十分な弛緩を得ることができなかった場合、外科医は、
より小さな寸法のインプラントを選択し、前大腿皮質骨をオーバーラップさせながら、それを後方に移動させることができる。
【００５２】
より小さな寸法のインプラントを選択し、インプラントの前後位置を維持し、その弛緩を受け入れることができる。
より大きな寸法のインプラントを選択し、その弛緩が大き過ぎる場合は弛緩を減らすことを受け入れることができる。
靭帯を遊離、または骨増殖体の抑制を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による装置の概略図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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