(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で安価ながらも外方開角と前方開角の精度が高い人工股関節置換術に用いる設置角度計測器を提供する。【解決手段】表示部と、ジャイロセンサと加速度センサの少なくともいずれか一方を有する角度センサと、制御部と、を有する本体１と、臼蓋カップＣを着脱可能に保持するインパクターＩＮに本体１を取り付ける固定具と、からなる。【選択図】図２
2019072242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、ジャイロセンサと加速度センサの少なくともいずれか一方を有する角度センサと、制御部と、を有する本体と、
臼蓋カップを着脱可能に保持するインパクターに前記本体を取り付ける固定具と、からなることを特徴とする人工股関節置換術に用いる設置角度計測器。
【請求項２】
前記固定具は、前記臼蓋カップの中心線が前記表示部の表示面に対して垂直になるように取り付けることを特徴とする請求項１に記載の人工股関節置換術に用いる設置角度計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工股関節置換術に用いる設置角度計測器に関し、詳しくは、インパクターに取り付けられ、外方開角と前方開角を表示する、人工股関節置換術に用いる設置角度計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工股関節の手術件数は年々増加し、２０１５年で５万件以上と多い。人工股関節置換術は大腿骨頭のみを人工物と入れ替える人工骨頭置換術（Bipolar Hip Arthroplasty：ＢＨＡ）と、大腿骨側とそれを受ける寛骨臼の両方を人工物と入れ替える人工股関節全置換術（あるいは全人工股関節置換術）（Total Hip Arthroplasty：ＴＨＡ）（以下、「ＴＨＡ」と記す。）がある。
【０００３】
ＴＨＡでは寛骨臼の代用として人工の臼蓋カップが使用される。この臼蓋カップの設置方向である外方開角（外方傾斜角）と前方開角（前方傾斜角、前捻角）は、高い精度が要求される。外方開角は、左右方向への開脚角度であり、前方開角は、前方方向への開脚角度である。これらの角度は、被術者や病状によって異なり、外方開角の目標値は３０度〜５０度であり、前方開角の目標値は５度〜２５度である。一方、目標値に対する許容誤差は、たとえば±３度、甘くても±５度というように高い精度でなければならない。外方開角や前方開角が目標値からずれて設置されると人工股関節の可動範囲が狭くなったり、脱臼し易くなったりする。たとえば、車椅子の乗り降りで脱臼して、再手術することになる。
【０００４】
臼蓋カップを高い精度で骨盤に設置するために、特許文献１、２に記されるようなナビゲーションシステムが考えられた。このナビゲーションシステムは、あらかじめＣＴあるいはＭＲＩで股関節の立体画像を作成し、これをカーナビゲーションの地図として用いる。そして、股関節の立体画像に臼蓋カップの目標位置を設定する。骨盤にピンを刺して赤外線マーカーを取り付け、臼蓋カップが着脱可能に取り付けられた術具（インパクター）にも赤外線マーカーを取り付け、赤外線で骨の表面を数十箇所測定して立体画像とのマッチングをさせる。このような準備により、モニタ画面に臼蓋カップの目標位置と術具の位置が立体表示される。
【０００５】
また、別の方法として、特許文献３、特許文献４には側臥位の骨盤固定器に角度計測器を設置して目盛りで角度を設定した指針に目視で臼蓋カップが取り付けられた術具の角度を合わせる方法が記されている。また、図１３に示すように、臼蓋カップが取り付けられた術具に直接設置される、目盛りで角度を設定する指針が販売されている。
【０００６】
また、特許文献５には骨盤固定器と臼蓋カップが取り付けられた術具の両方に３軸加速度センサとジャイロセンサと無線機を備えた角度検出部をそれぞれ備え、両方の角度検出部からの情報によって、水平垂直合わせ用の十字レーザーをスクリーンに拡大照射して、目視で傾斜を確認出来るようにし、さらに両方の角度検出部の誤差を数値表示や音で報知する方法が記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−３６７００号公報
【特許文献２】特開２０１５−５２４７３３号公報
【特許文献３】特開２０００−６０８８３号公報
【特許文献４】特許第５９５６０４７号公報
【特許文献５】特開２０１５−２１７２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ナビゲーションシステムは非常に高額である。このため、あるデータによると、ナビゲーションシステムを使用しない人工股関節置換術は９２．８％であり、ほとんどナビゲーションシステムは使用されていないのが現状である。また、ナビゲーションシステムには、実際にはそれほど精度が高くない、マーカーを固定するために小切開が必要、皮切りが大きくなる、手術時間が長くなる、レジストレーションに時間が掛かる、術前プランニングが煩雑、助手のポジション確保が困難など、様々な短所もある。
【０００９】
また、特許文献３、特許文献４の骨盤固定器に設置された角度計測器の指針に目視で臼蓋カップを取り付ける方法は、施術者である医師の感覚に委ねられることとなるので精度が悪い。目盛りの場合、目視の誤差だけでなく、施術者と助手の目線が異なる誤差も生じる。
【００１０】
特許文献５の十字レーザーを照射する方法も十字の平行度と垂直度も施術者である医師の感覚に委ねられることとなるので精度が高いとはいえない。また、骨盤固定器を必要するが、骨盤固定器を所持しない医院もまだまだ多い。そして、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）も必要とするので、ナビゲーションシステム程ではないにしても、大掛かりなシステムとなる。また、相対角度検出部をインパクターへ取り付ける特許文献５の固定具は、非常に大掛かりなものであり、重たく、かつ、種々の市販品のインパクターに取り付けられる器具ではない。また、特許文献５は骨盤固定器側の角度検出部とインパクター側の角度検出部の誤差を数値表示や音で報知することもできるが、その表示面とインパクターの打突部が大きく離間している。このため、目線の移動のときにインパクターの角度がずれる恐れがあり、音については熟練が必要となる。また、インパクターを含むカップポジショニングの十字レーザーはインパクターに取り付けられるグリップ部の角度決めのためであり、外方開角と前方開角の設定は回動可能な第１ステージと第２ステージのロックで行われる。このロックの詳細な方法は記載されておらず、人的な目盛り調整と思われるので、そのロックの精度が高いとはいえない。また、直接インパクターを把握しないので打入作業時に外方開角と前方開角がずれやすくなる。
そこで本発明は、小型・軽量で安価ながらも外方開角と前方開角の精度が高い人工股関節置換術に用いる設置角度計測器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の人工股関節置換術に用いる設置角度計測器は、表示部と、ジャイロセンサと加速度センサの少なくともいずれか一方を有する角度センサと、制御部と、を有する本体と、臼蓋カップを着脱可能に保持するインパクターに前記本体を取り付ける固定具と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
このように簡単な構成であり、また、骨盤Ｐにマーカーを差し込む必要がないので、ナビゲーションシステムと比較して、小型で格安であり、マーカーを固定するための小切開が不要で、手術侵襲が少ない。また、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡを表示する表示部を直接インパクターに取り付けるので、臼蓋カップから目線をそらすことなく、外方開角と前方開角を確認することができる。
【００１３】
また、本発明の人工股関節置換術に用いる設置角度計測器においては、前記固定具は前記臼蓋カップの中心線が前記表示部の表示面に対して垂直になるように取り付けることが好ましい。
【００１４】
前記表示部の表示面の方向を調べることによって、臼蓋カップの向きを知ることができる。また、表示面の視線と同じ方向に臼蓋カップがあるので、外方開角と前方開角を見ながら臼蓋カップの打入状況を見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａは、第１実施形態における外方開角を示す正面図であり、図１Ｂは、第１実施形態における前方開角を示す平面図である。
【図２】図２Ａは、本発明の第１実施形態の設置角度計測器がインパクターに取り付けられた状態を示す斜視図と写像の合成図であり、図２Ｂは、図２Ａを逆方向から見た斜視図と写像の合成図である。
【図３】図３Ａは、実施形態の設置角度計測器がインパクターに取り付けられた状態を示す側面図であり、図３Ｂは第１実施形態の設置角度計測器を示す斜投影図である。
【図４】設置角度計測器を示す分解斜投影図である。
【図５】第１実施形態の設置角度計測器の主要な構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態の設置角度計測器の主要な表示画面を示す図である。
【図７】第２実施形態の設置角度計測器の本体の主要な構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態の設置角度計測器の調整器の要部の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態の設置角度計測器の主要な表示画面を示す図である
【図１０】図１０Ａは、第３実施形態における外方開角を示す平面図であり、図１０Ｂは、第３実施形態における前方開角を示す側面図である。
【図１１】第３実施形態のキャリブレーション台の要部を示す斜視図である。
【図１２】図１１の分解斜視図である。
【図１３】図１３Ａは、市販のインパクターに取り付けられた従来の外方開角と前方開角の計測器を示す側面の画像であり、図１３Ｂは、図１３Ａの斜方向の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態及び図面を参照にして本発明を実施するための形態を説明するが、以下に示す実施形態は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
【００１７】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の人工股関節置換術に用いる設置角度計測器（以下、単に設置角度計測器と記す。）１００は、臼蓋カップＣが骨盤Ｐに打入される外方開角ＯＩ（Operative inclination）と前方開角ＯＡ（Operative anteversion）を表示する計測器である。図１（図１は臼蓋カップＣを誇大表示させている。）に示すように、第１実施形態における外方開角ＯＩは、臼蓋カップＣの打入方向Ｖ（臼蓋カップＣの中心の法線方向）と体軸Ｚがなす横方向の角度である。また、第１実施形態における前方開角ＯＡは、臼蓋カップＣの打入方向と体軸Ｚがなす前方向の角度である。外方開角ＯＩや前方開角ＯＡが目標値からずれて設置されると人工股関節の可動範囲が狭くなったり、脱臼し易くなったりするので、外方開角と前方開角は高い精度でなければならない。
【００１８】
臼蓋カップＣは、インパクターＩＮを用いて骨盤Ｐに打入される。インパクターＩＮは、いろいろな形状が市販されているが、いずれも、一端に臼蓋カップＣを着脱可能に保持するカップ保持部ＩＮ１と、他端にハンマーでたたかれる打突部ＩＮ２と、保持部ＩＮ１と打突部ＩＮ２を連結するシャフトＩＮ３を有している。
【００１９】
図２〜図５を用いて、第１実施形態の設置角度計測器１００の要部の構成を説明する。図２Ａ、図２Ｂは、臼蓋カップＣが取り付けられたインパクターＩＮと保持具２の撮像に本体１の斜視図を合成したものである。図３Ａは、設置角度計測器１００、臼蓋カップＣ、インパクターＩＮの側面図であり、図３Ｂは、設置角度計測器１００の斜投影図である。図４は、設置角度計測器１００の分解斜投影図である。図５は、本体１の要部の構成を示すブロック図である。図２〜図４に示すように、設置角度計測器１００は、本体１と、本体１をインパクターＩＮに取り付ける固定具２からなる。
【００２０】
図５に示すように、本体１は、角度センサ１１、表示・入力部１２、操作キー１３、カメラ１４、スピーカ１５、制御部１６、プログラム１７１とデータ１７２を記憶する記憶部１７と、本体１の電源となる図示せぬ充電式電池からなる。
【００２１】
角度センサ１１は、３軸のジャイロセンサと３軸の加速度センサが組み込まれたＩＣで、角度を検出する。角度センサ１１のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向が、表示・入力部１２の表示面の短手方向、垂直方向、長手方向と一致するように配置されている。
【００２２】
表示・入力部１２は、タッチ式の小型液晶表示器であり、制御部１６の制御によって、カメラ１４の撮像や外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの文字やキーなどの表示とタッチによる入力を検出する。
【００２３】
操作キー１３は、プッシュ式のスイッチを有し、電源のＯＮ／ＯＦＦなどを操作する。図２Ａに示すように、操作キー１３は、表示面側の右下に配設されており、右手の人差し指で操作されたときに指が表示領域に掛かりにくい位置となっている。
【００２４】
カメラ１４は、本体の角度のキャリブレーションの為に人体を撮像する。図２Ｂに示すように、カメラ１４は、本体１の背面の上側に配設されているので、被術者（患者）Ｈを撮像するときに、臼蓋カップＣが影になりにくい。
スピーカ１５は、制御部１６の制御によって、ガイドの音声や警告音などを発する。制御部１６は、プログラム１７１に基づいて各部を制御する。
【００２５】
記憶部１７のプログラム１７１は、オペレーティングソフトウェアやアプリケーションソフトウェアのプログラムであり、データ１７２は、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値など制御部１６の制御に必要なデータである。
【００２６】
図２〜図４に示すように、固定具２は、本体１を打入の衝撃から守るための衝撃吸収材２１と、本体１が載置される載置台２２と、載置された本体１を保持する２つの留め具２３と、留め具２３を螺着する２つのボルトＢ１と、載置台２２が結合される上挟持具２４と、載置台２１を結合するためのボルトＢ２と、上挟持具２４とでインパクターＩＮを挟持することにより本体１をインパクターＩＮに固定する下挟持具２５と、インパクターＩＮを挟持するためのボルトＢ３からなる。
【００２７】
衝撃吸収材２１は、衝撃の吸収力が高い材質であり、図３Ｂ、図４に示すような箱型で、背面にはカメラを露出させるための孔２１１（図２Ｂ）が設けられている。
載置台２２は、十字形の金属製であり、衝撃吸収材２１で覆われた本体１の側面の下方と右方を受ける側壁２２１、２２２を備えている。
【００２８】
２つの留め具２３は、Ｌ字形の金属製であり、衝撃吸収材２１で覆われた本体１を側壁２２１、２２２とで挟むように、それぞれボルトＢ１で載置台２２に螺着される。
【００２９】
上挟持具２４は、金属製であり、上部には十字形の載置台２２の下部が嵌入される上切欠き２４１が形成されている。この上切欠き２４１に嵌入された載置台２２は、ボルトＢ２によって螺着される。また、上挟持具２４の下部にはインパクターＩＮと当接するＶ字形の下切欠き２４２が形成されている。
【００３０】
下挟持具２５は、金属製であり、上部にはインパクターＩＮと当接するＶ字形の上切欠き２５１が形成されている。上挟持具２４の下切欠き２４２と下挟持具２５の上切欠き２５１は、インパクターＩＮの臼蓋カップＣの中心線（中心の法線）と平行なシャフトＩＮ３を挟んで２本の長めのボルトＢ３で狭着される。これにより、容易に臼蓋カップＣの中心線が表示・入力部１２の表示面に対して垂直にすることができる。
【００３１】
なお、図２、図１０でわかるように、第１実施形態の設置角度計測器１００が取り付けられるインパクターＩＮ（図２）は、従来の計測器が取り付けられる市販のインパクターＩＮ（図１０）と同一である。
【００３２】
また、図１０に示したもの以外にも、市販のインパクターＩＮには種々の形状があるが、いずれもシャフトＩＮ３には打入方向と平行に延在している部分があり、そこに保持具２が取り付けられる。このために、本体１の表示面を打入方向に対して直角にすることができる。また、固定具２は、Ｖ字形の上切欠き２５１とＶ字形の下切欠き２４２に分離して２本の長めのボルトＢ３で螺着する構造である。従って、本実施形態で用いたインパクターＩＮのシャフトＩＮ３の（円形の）断面形状以外にも、インパクターＩＮの種々の断面形状（例えば、多角形状）に対応することができる。
【００３３】
次に、図６を用いて、制御部１６が表示させる表示・入力部１２の画面について説明する。図６中、表示されたキーで、網掛けされたキーは、タッチされたキーである。
【００３４】
本体１は、操作キー１３が押されて電源ＯＮとなり、制御部１６は目標とする外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの数値設定画面を表示させる（Ｓ１）。なお、数値設定を行うのは、被術者Ｈや病状などによって外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの設定値が異なるためである。また、この画面では、対象となる足が右足か左足かの選択表示も行われる。
そして、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値が入力され、[再セット]キーＫ１がタッチされる（Ｓ２）。
【００３５】
ここで、被術者Ｈは手術台で側臥位になっている。本体１は、表示・入力部１２の画面を上にし、また、表示面の横方向（長手方向）が体軸Ｚ方向となるようして、手術台に置かれる（Ｓ３）。この状態で本体１が検出する体軸Ｚの方向は表示面の横方向であり、外方開角ＯＩの方向は表示面と垂直な方向であり、前方開角ＯＡの方向は表示面の縦方向である。
なお、本体１は表示面の縦と横を逆にして置く仕様にしてもよい。また、Ｓ１、Ｓ２は、Ｓ３のように本体１が手術台に置かれた状態で行うこともできる。
【００３６】
Ｓ２における[次へ ＞]キーＫ２がタッチされると、キャリブレーション画面を表示する（Ｓ４）。このキャリブレーション画面で[再セット]キーＫ３がタッチされると、制御部１６は、外方開角ＯＩの角度表示を「０．０°」にリセット（設定）させる。このように、手術台の面を利用にして、外方開角ＯＩの基準である体軸Ｚを計測する。
【００３７】
なお、手術台の面と体軸Ｚとが厳密に平行となるわけではない。そのため、あらかじめ手術台の面と体軸Ｚの平均誤差が実験などで求められており、その平均誤差で補正されるようにプログラムされていてもよい。
【００３８】
Ｓ４のキャリブレーション画面で[次へ ＞]キーＫ４がタッチされると、制御部１６は、カメラ１４を起動し、カメラ１４の撮像画面と体軸Ｚを合わせるための体軸ラインＬを表示する。そして、本体１を移動し、カメラ１４が被術者Ｈの方向に向けられる（Ｓ５）。体軸ラインＬが被術者Ｈの体軸Ｚに合うように本体１の向きが調整され、[再セット]キーＫ５がタッチされると（Ｓ６）、制御部１６は前方開角ＯＡを０°にリセットして、前方開角ＯＡが「０．０°」の表示をさせ、[次へ ＞]キーＫ６がタッチされる（Ｓ７）。これで本体１のキャリブレーションが終了する。
そして、Ｓ８に示すように、本体１は、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値と、実測値と、その差異と、が表示できるようになる。
【００３９】
なお、体軸ラインＬを画面に表示させる代わりに、本体１に横一直線の指標光を発するレーザー部を設け、カメラ１４の撮像画面に横一直線の指標光を入れてもよい。また、この指標光を発する場合は、カメラ１４を使用せずに、目視で横一直線の指標光を体軸Ｚに合わせることもできる。
【００４０】
次に、本体１は、固定具２によってインパクターＩＮに取り付けられる（Ｓ８）。この状態で、外方開角ＯＩの方向は表示面の縦方向（短手方向）であり、前方開角ＯＡの方向は表示面の横方向（長手方向）である。そして、本体１がインパクターＩＮとともに動くと、縦方向において、表示面に垂直な方向と体軸Ｚとの角度が外方開角ＯＩとして計測・表示され、横方向において、表示面に垂直な方向と体軸Ｚとの角度が前方開角ＯＡとして計測・表示される。
【００４１】
なお、差異が所定以上（たとえば、±３°以上）のときには、異常状態であるとしてその表示させると共にスピーカ１５から音声やピープ音などの警告音を発せさせる。また、図６に示すように、表示文字の数が少ないので、表示・入力部１２の画面の大きさは小さくてもよい。本実施形態では、５インチ程度の表示・入力部１２を用いたが、たとえば、３インチでも可能である。
【００４２】
このように、本実施形態の設置角度計測器１００は外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値と実測値の差異を数値で表示するので、従来の図１０のような指針を目視で合わせる方法と比較して、高い精度で臼蓋カップＣを骨盤Ｐに打入することができる。
【００４３】
また、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａに示すように外方開角ＯＩと前方開角ＯＡを表示する表示・入力部１２をインパクターＩＮに直接取り付けるので、臼蓋カップＣから目線をそらすことなく、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡを確認することができる。また、固定具２は、インパクターＩＮの臼蓋カップＣの中心線と平行なシャフトＩＮ３に取り付けられるので、容易に臼蓋カップＣの中心線を表示・入力部１２の表示面に対して垂直にすることができる。これにより、表示・入力部１２の表示面の方向を調べることによって、臼蓋カップＣの向きを知ることもできる。つまり、インパクターＩＮを持ったまま、表示面を見ながらインパクターＩＮを動かすことで、臼蓋カップＣの打入れの角度を調整することができる。
【００４４】
また、本体１は表示画面が小さくて簡単な構成であるので、小型・軽量である。また、固定具２も本体１を取り付けるだけの簡単な構成であるので小型であり、また、固定具２の載置台２２は本体１の保持に必要な上下左右に延在する十字形の簡単な構成なので、固定具２は、非常に軽量である。したがって、設置角度計測器１００は、小型・軽量なので、インパクターＩＮに取り付けられても患部の視野を妨げることが少なく重量増加が少ないので、臼蓋カップＣを容易に打入することができる。
【００４５】
本実施形態の設置角度計測器１００は、簡単な構成であり、また、骨盤Ｐにマーカーを差し込む必要がないので、ナビゲーションシステムと比較して、非常に格安であり、マーカーを固定するための小切開が不要で、低侵襲かつ時間が短い。
【００４６】
また、特許文献５と比較すると、第１実施形態の設置角度計測器１００は、必ずしも骨盤固定器を所持していなくてもよく、また、パーソナルコンピュータ、無線装置、十字レーザーを必要とせずに、より簡単な構成で小型、安価である。更に、第１実施形態の設置角度計測器１００は、Ｖ字形の下切欠き２４２とＶ字形の上切欠き２５１に分離した固定具２によって、市販の種々のインパクターＩＮを使用することができる。
【００４７】
なお、インパクターＩＮに取り付けられる臼蓋カップＣの中心線は、本体１の表示面に対して垂直であることが好ましい。この精度を上げるために、本体１から可視レーザーを臼蓋カップＣの所定点に向けて照射させることで、臼蓋カップＣあるいは本体１の取り付け角度を調整すれば、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの精度が更に向上する。
【００４８】
また、本体１と、固定具２との着脱は、例えば、最初から、本体１、固定具２の衝撃吸収材２１とを一体にし、また載置台２２、上挟持具２４、下挟持具２５、インパクターＩＮを一体にしておき、本体１をインパクターＩＮに固定する際には、衝撃吸収材２１で覆われた本体１を、載置台２２の側壁２２１、２２２とで固定する構成としてもよい。また、例えば、最初から本体１、衝撃吸収材２１、載置台２２を一体にし、また上挟持具２４、下挟持具２５、インパクターＩＮを一体にしておき、本体１をインパクターＩＮに固定する際には、載置台２２と上挟持具２４をボルトＢ２で固定するような構成を採用することもできる。また、設置角度計測器１００は、インパクターＩＮに固定具２が最初から一体に設けられている専用インパクターの構成を採用することもできる。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、図７〜図９を用いて、第２実施形態の設置角度計測器を説明する。第２実施形態の設置角度計測器においては、第１実施形態の設置角度計測器１００と構成が同一の部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略し、構成が異なる同一名の部分については参照符号に添え字「Ａ」を付す。第２実施形態の設置角度計測器と第１実施形態の設置角度計測器１００の相違点はキャリブレーションの方法のみである。
【００５０】
第２実施形態の設置角度計測器は、本体１Ａと、固定具２と、本体１Ａとは別体の調整部３からなる。図７は本体１Ａの要部を示すブロック図であり、図８は調整部３の要部を示すブロック図であり、図９は第２実施形態の本体１Ａのプログラム１７１Ａに基づいて動作する制御部１６が表示させる表示・入力部１２の画面を示す図である。なお、固定具２は、第１実施形態と同一であるので図と説明を省略する。
【００５１】
図７に示すように、第２実施形態の本体１Ａは、第１実施形態の本体１に通信部１８を追加し、通信部１８の追加に伴って記憶部１７Ａのプログラム１７１Ａが変更されたものである。通信部１８は、調整部３の通信部３４と無線通信を行って、通信部３４からキャリブレーションに必要な角度データを受信して、制御部１６に送信する。角度センサ１１Ａは３軸のジャイロセンサと３軸の加速度センサに加えて方位センサ（磁気センサ）を備え、方位も検出することができる。
【００５２】
調整部３の筐体は矩形であり、その稜線は後述の角度センサ３１の３軸と平行なっている。この調整部３は、図示しない骨盤固定器の骨盤載置面と平行に配設され、また、骨盤固定器上の被術者Ｈの体軸Ｚ方向と平行になるように載置され、この時の角度データを基準値として本体１Ａに送信する。そして、図８に示すように、調整部３は、角度センサ３１、表示部３２、操作キー３３、通信部３４、制御部３５、プログラム３６１とデータ３６２を記憶する記憶部３６と、本体１Ａの電源となる図示せぬ充電式電池からなる。
【００５３】
角度センサ３１は、３軸のジャイロセンサと３軸の加速度センサと方位センサが組み込まれたＩＣで、角度と方位を検出する。角度センサ３１のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向が、表示部３２の表示面と平行方向、垂直方向、表示面の長手方向と一致するようにされている。
【００５４】
表示部３２は、小型液晶表示器であり、制御部３５の制御によって、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの文字やキーなどの表示を行う。操作キー３３は、プッシュ式のスイッチを有し、電源のＯＮ／ＯＦＦなどを操作する。記憶部３６のプログラム３６１は、オペレーティングソフトウェアやアプリケーションソフトウェアのプログラムであり、データ３６２は、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値など制御部３５の制御に必要なデータである。
【００５５】
このような構成により、調整部３の制御部３５は操作キー３３により電源ＯＮされると、角度センサ３１が検出した調整部３の角度を表示部３２に表示させると共に、通信部３４より調整部３の角度データと方位データを送信する。
【００５６】
次に、図９を用いて、第２実施形態のプログラム１７１Ａによって実行される制御部１６が表示させる表示・入力部１２の画面について説明する。外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値の数値設定は第１実施形態のＳ１、Ｓ２と同じであるので説明を省略し、キャリブレーションの動作から説明する。図示せぬが、第２実施形態の手術台には骨盤固定器が設置されており、被術者Ｈは骨盤固定器によって側臥位で骨盤Ｐを固定されている。
【００５７】
この骨盤固定器に調整部３が骨盤載置面と平行に配設され、また、骨盤固定器上の被術者Ｈの体軸Ｚ方向と平行になるように載置あるいは着脱可能に保持される。そして、本体１の操作キー１３が押されて電源ＯＮとなると、制御部１６は、通信部１８より調整部３の角度データと方位データを受信する。そして、受信した角度データを外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの基準値として記憶部１７Ａに記憶すると共に、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの基準角度を示す「０．０°」を表示させて、調整部３の角度データを受信したことを報知し、それを確認した使用者によって[次へ ＞]キーＫ７がタッチされる（Ｓ９）。方位データは本体１Ａの向きと調整部３の向きを合わせるために使用される。以下はキャリブレーション後の第１実施形態のＳ８と同じであるので説明を省略する。
【００５８】
第１実施形態では骨盤Ｐが固定されていないのでカメラ１４の撮像を利用して前方開角ＯＡの基準となる体軸Ｚの方向をキャリブレーションした。一方、第２実施形態では骨盤Ｐが骨盤固定器によって固定されているので、骨盤固定器にキャリブレーション用の調整部３を配設して、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの基準の角度データを本体１Ａに送信させている。これにより、本体１Ａの操作は、第１実施形態のＳ３〜Ｓ６の操作を省略することができる。また、Ｓ５も目視での体軸Ｚ合わせが無くなるので前方開角ＯＡの精度が上がる。したがって、骨盤固定器がある場合は第２実施形態の設置角度計測器を使用することが好ましい。
【００５９】
なお、必ずしも調整部３が必要となるわけではなく、本体１Ａを骨盤固定器からインパクターＩＮへ移動させる方法により、第２実施形態の調整部３を本体１Ａで兼用することも可能である。このときは本体１Ａに通信部１８が無くてもよい。また、この場合、本体１Ａと、固定具２との着脱を容易にするため、例えば、最初から、本体１Ａ、固定具２の衝撃吸収材２１とを一体にし、また載置台２２、上挟持具２４、下挟持具２５、インパクターＩＮを一体にしておき、本体１ＡをインパクターＩＮに固定する際には、衝撃吸収材２１で覆われた本体１Ａを、載置台２２の側壁２２１、２２２とで固定する構成としてもよい。また、例えば、最初から本体１Ａ、衝撃吸収材２１、載置台２２を一体にし、また上挟持具２４、下挟持具２５、インパクターＩＮを一体にしておき、本体１ＡをインパクターＩＮに固定する際には、載置台２２と上挟持具２４をボルトＢ２で固定するような構成を採用することもできる。
【００６０】
なお、第１実施形態と第２実施形態では外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値の数値設定の後にキャリブレーションを行ったが、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの目標値の数値設定の前にキャリブレーションを行ってもよい。
【００６１】
また、上述の第１、第２実施形態では被術者Ｈを側臥位にしたが、本発明は側臥位に限定するものではなく、たとえば、仰臥位にも本発明を適用することができる。この点について、次の第３実施形態で詳細に説明する。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、図１０〜図１２を用いて、第３実施形態の設置角度計測器を説明する。第３実施形態の設置角度計測器においては、第２実施形態の設置角度計測器と構成が同一の部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。第３実施形態の設置角度計測器と第２実施形態の設置角度計測器１００の相違点は被術者Ｈの体位と、外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの基準線と、調整部３の保持位置である。
【００６３】
第１、第２実施形態の被術者Ｈの体位は側臥位であったが、第３実施形態では仰臥位である。そして、第１、第２実施形態の被術者Ｈの外方開角ＯＩと前方開角ＯＡの基準線は体軸Ｚであったが、図１０に示すように、第３実施形態ではＡＰＰ（Anterior Pelvic Plane：解剖学的基準面）を基準面としている。すなわち、骨盤Ｐの右上前腸骨棘Ｐ１と左上前腸骨棘Ｐ２と恥骨結合Ｐ３の３点からなる面を基準面とする。外方開角ＯＩは、この基準面での平面図で右上前腸骨棘Ｐ１と左上前腸骨棘Ｐ２とを結ぶ線と直角な線を基準線とする。前方開角ＯＡはこの基準面での側面図で、右上前腸骨棘Ｐ１あるいは左上前腸骨棘Ｐ２と恥骨結合Ｐ３とを結ぶ線を基準線とする。
【００６４】
第３実施形態の調整部３は第２実施形態の調整部３と同一である。第２実施形態の調整部３は骨盤固定器に載置あるいは着脱可能に保持されたが、第３実施形態の調整部３はキャリブレーション台４に保持される。図１１はキャリブレーション台４の要部を示す斜視図であり、図１２は図１１の分解斜視図である。キャリブレーション台４は板金のシャーシ４１と、板金の３つの留め具４２と、金属の３つのシャフト４３と、滑り止め用の軟質材の３つのキャップ４４と、滑り止めのローレットが刻まれた６つのナットＮからなる。
【００６５】
シャーシ４１は基準面と平行に保持される長方形の底板４１１と、底板４１１の長辺から曲げ加工で立設され調整部３の側面が当接する側壁４１２と、底板４１１から右上前腸骨棘Ｐ１方向に延在し右長孔４１３ａを有する右舌片４１３と、底板４１１から左上前腸骨棘Ｐ２方向に延在し左長孔４１４ａを有する左舌片４１４と、底板４１１から恥骨結合Ｐ３方向に延在し前長孔４１５ａを有する左舌片４１５からなる。
【００６６】
留め具４２はＬ字形でボルトＢ４が螺入する雌ネジ４２１が形成されている。図１１、図１２に示すように、調整部３がシャーシ４１に載置され、３つのボルトＢ４がそれぞれ３つの長孔４１３ａ、４１４ａ、４１５ａを穿通してそれぞれの留め具４２の雌ネジ４２１に螺着されることにより、調整部３がシャーシ４１に固着される。
【００６７】
３つのシャフト４３は上方に雄ねじ（図示せず）が形成され、下方にはそれぞれキャップ４４が圧入される。３つのシャフト４３がそれぞれ被術者Ｈの右上前腸骨棘Ｐ１と左上前腸骨棘Ｐ２と恥骨結合Ｐ３の位置に合わせて、それぞれ３つの長孔４１３ａ、４１４ａ、４１５ａに穿通されてそれぞれ２つずつのナットＮでそれぞれの舌片４１３、４１４、４１５に螺着される。このとき、右上前腸骨棘Ｐ１と左上前腸骨棘Ｐ２と恥骨結合Ｐ３の位置は触診で探られ、被術者Ｈの皮膚上にキャップ４４付きのシャフト４３が乗せられる。なお、恥骨結合Ｐ１部のシャフト４３は術前のＣＴデータなどからから軟部組織の厚みを加味してナットＮにより長さが調整される。
【００６８】
これにより、シャーシ４１の底板４１１は右上前腸骨棘Ｐ１と左上前腸骨棘Ｐ２と恥骨結合Ｐ３からなる基準面と平行になり、底板４１１に固着された調整部３の角度センサ３１の３軸が基準面と一致することになる。そして、第２実施形態と同様に、調整部３の制御部３５は操作キー３３により電源ＯＮされると、角度センサ３１が検出した調整部３の角度を表示部３２に表示させると共に、通信部３４より調整部３の角度データと方位データを送信する。このように、本願は仰臥位、ＡＰＰにも適用することができる。
【００６９】
なお、必ずしも調整部３が必要となるわけではなく、本体１Ａをキャリブレーション台４からインパクターＩＮへ移動させる方法により、第３実施形態の調整部３を本体１Ａで兼用することも可能である。このとき本体１Ａに通信部１８が無くてもよい。また、この場合、本体１Ａがキャリブレーション台４の構成を備えておくことで、骨盤Ｐ基準（ＡＰＰ）でのキャリブレーションを簡単に行うことができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００：設置角度計測
１：本体
１１、１１Ａ：角度センサ
１２：表示・入力部
１４：カメラ
１６：制御部
１７、１７Ａ：記憶部
２：固定具
２１：衝撃吸収材
２２：載置台
２４：上挟持具
２５：下挟持具
３：調整部
４：キャリブレーション台
Ｃ：臼蓋カップ
ＩＮ：インパクター
Ｌ：体軸ライン
ＯＡ：前方開角
ＯＩ：外方開角
Ｐ：骨盤
Ｐ１：右上前腸骨棘
Ｐ２：左上前腸骨棘
Ｐ３：恥骨結合
Ｚ：体軸
【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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【図１２】
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【図１３】
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