(57)【要約】【課題】股関節を対象として骨切り術を行う場合に、寛骨臼が腸骨に対して位置変更可能となる、予定した通りの切断面を得る。【解決手段】骨切断補助部材１は、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いられ、切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状である。骨切断補助部材１は、腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、周辺部において腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面１１と、嵌合面１１が骨表面に嵌合した状態で、腸骨から突出部が突出する方向に嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を案内する案内部１２とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材であって、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面と、
前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を案内する案内部とを備える骨切断補助部材。
【請求項２】
前記案内部は、前記切断治具による切断方向を案内する側壁をなし、前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態のときに当該骨表面に当接する端縁部が、前記腸骨において前記寛骨臼を切断する切断位置を示すものとされ、前記側壁は、当接する状態にある前記切断治具の前記骨表面側の先端部を前記端縁部及び前記切断位置に位置させる形状とされている請求項１に記載の骨切断補助部材。
【請求項３】
前記案内部をなす前記側壁は、当該側壁に摺擦して前記腸骨の内部側に向けてスライド移動されて当該腸骨の内部に入り込む前記切断治具が、予め定められた形状の切断面を当該腸骨の内部に形成する形状とされている請求項２に記載の骨切断補助部材。
【請求項４】
前記予め定められた形状は、球曲面である請求項３に記載の骨切断補助部材。
【請求項５】
前記案内部は、前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、挿入される前記切断治具を挟持して当該切断治具の前記骨表面側の先端部を予め定められた切断位置上に位置させる貫通孔とされている請求項１、請求項３又は請求項４のいずれかに記載の骨切断補助部材。
【請求項６】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨保持部材であって、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する底面部と、
前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、
前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている骨保持部材。
【請求項７】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材及び骨保持部材を有する骨切断補助キットであって、
前記骨切断補助部材は、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面と、
前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を案内する案内部とを備え、
前記骨保持部材は、
前記寛骨臼の前記周辺部に沿った円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する底面部と、
前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、
前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている骨切断補助キット。
【請求項８】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材を製造する方法であって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする股関節の腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成ステップと、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定ステップと、
切断対象とされる前記寛骨臼が前記腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨切断補助部材モデルであって、前記外縁部分において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面モデルと、前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を前記切断面に向けて案内する案内部モデルとを備える骨切断補助部材モデルを作成する骨切断補助部材モデル作成ステップと、
前記骨切断補助部材モデル作成ステップで作成された骨切断補助部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力ステップと、
前記出力された作成用三次元データに従って、骨切断補助部材を作成する骨切断補助部材作成ステップと、を有する骨切断補助部材の製造方法。
【請求項９】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨保持部材を製造する方法であって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成ステップと、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定ステップと、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨保持部材モデルであって、前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有して当該骨表面に嵌合する底面部と、前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている固定部材モデルを作成する骨保持部材モデル作成ステップと、
前記骨保持部材モデル作成ステップで作成された骨保持部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力ステップと、
前記出力された作成用三次元データに従って、骨保持部材を作成する骨保持部材作成ステップと、を有する骨保持部材の製造方法。
【請求項１０】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材を製造するためにコンピューターを動作させる骨切断用部材作成用プログラムであって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする股関節の腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成部と、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定部と、
切断対象とされる前記寛骨臼が前記腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨切断補助部材モデルであって、前記外縁部分において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面モデルと、前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を前記切断面に向けて案内する案内部モデルとを備える骨切断補助部材モデルを作成する骨切断補助部材モデル作成部と、
前記骨切断補助部材モデル作成部で作成された骨切断補助部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力部として、コンピューターを動作させる骨切断用部材作成用プログラム。
【請求項１１】
股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨保持部材を製造するためにコンピューターを動作させる骨切断用部材作成用プログラムであって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成部と、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定部と、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨切断補助部材保持部材モデルであって、前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する底面部と、前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている固定部材モデルを作成する骨保持部材モデル作成部と、
前記骨保持部材モデル作成部で作成された骨保持部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力部として、コンピューターを動作させる骨切断用部材作成用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矯正が必要な股関節において腸骨から寛骨臼を切断する際に用いられる骨切断補助部材、骨保持部材、骨切断補助キット、骨切断補助部材の製造方法、骨保持部材の製造方法、及び骨切断用部材作成用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体における骨折変形等の治療においては、二次元画像であるＸ線、ＣＴ（コンピューター断層撮影）、透視画像を用いた術前計画を行って、骨切り術が行われている。また、コンピューターを用いて、術前に実際の骨の状態に合わせた骨切り術をシミュレーションすることも行われている。しかしながら、生体である患部の状態は一定ではないため、当該シミュレーションによっても正確な骨切り位置を正確に設定することは困難であり、実際の手術時には、目標から多少外れた位置で骨切りされ、矯正が不十分になるおそれがある。この問題を考慮して、骨折変形等の治療の手術時に、異常態様に変形した骨を切断して分割した各骨片を、正常態様の骨を構成する位置に移動させるために用いる骨切断補助部材が提案されている。特許文献１に示される発明によれば、矯正のための術時に異常態様の骨を分割切断するとき、経験の浅い術者であっても、当該分割した各骨片を、矯正の目標とする位置まで正確に移動できる効果を奏する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７２９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記骨切断補助部材は、骨切断時に、処置対象とする骨の表面において切断面に対応する位置に取り付ける必要がある。この骨切断補助部材は、処置対象とする骨の表面に嵌合する嵌合面を有し、当該嵌合面が骨表面の形状に適合する位置に骨切断補助部材を取り付けることで、骨切断補助部材が切断面に対応する位置に取り付けられる。しかしながら、術時に術者が実際に直面する処置現場では、このような人体を処置対象とする骨の処置は、骨の状態が予測した状態とは異なることが多いため、予め設定した切断位置で正確に骨切りを行えるとは限らない。特に、股関節を対象として骨切り術を行う場合に、寛骨臼が腸骨に対して位置変更可能となるように切断を行うときは、ノミ等の切断治具の操作に術者の熟練性が要求され、正確な切断面で当該切断を行うことが困難である。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、股関節を対象として骨切り術を行う場合に、特殊な技術や術者の熟練性に頼ることなく、寛骨臼が腸骨に対して位置変更可能となる、予定した通りの切断面が正確に得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る骨切断補助部材は、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材であって、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面と、
前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を案内する案内部とを備えるものである。
【０００７】
また、本発明の一局面に係る骨保持部材は、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨保持部材であって、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する底面部と、
前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、
前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされているものである。
【０００８】
また、本発明の一局面に係る骨切断補助キットは、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材及び骨保持部材を有する骨切断補助キットであって、
前記骨切断補助部材は、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面と、
前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を案内する案内部とを備え、
前記骨保持部材は、
前記寛骨臼の前記周辺部に沿った円弧状をなす形状とされ、
前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する底面部と、
前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、
前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている。
【０００９】
また、本発明の一局面に係る骨切断補助部材を製造する方法は、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材を製造する方法であって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする股関節の腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成ステップと、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定ステップと、
切断対象とされる前記寛骨臼が前記腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨切断補助部材モデルであって、前記外縁部分において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面モデルと、前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を前記切断面に向けて案内する案内部モデルとを備える骨切断補助部材モデルを作成する骨切断補助部材モデル作成ステップと、
前記骨切断補助部材モデル作成ステップで作成された骨切断補助部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力ステップと、
前記出力された作成用三次元データに従って、骨切断補助部材を作成する骨切断補助部材作成ステップと、を有する。
【００１０】
また、本発明の一局面に係る骨保持部材を製造する方法は、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨保持部材を製造する方法であって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成ステップと、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定ステップと、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨保持部材モデルであって、前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有して当該骨表面に嵌合する底面部と、前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている固定部材モデルを作成する骨保持部材モデル作成ステップと、
前記骨保持部材モデル作成ステップで作成された骨保持部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力ステップと、
前記出力された作成用三次元データに従って、骨保持部材を作成する骨保持部材作成ステップと、を有する。
【００１１】
また、本発明の一局面に係る骨切断用部材作成用プログラムは、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨切断補助部材を製造するためにコンピューターを動作させる骨切断用部材作成用プログラムであって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする股関節の腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成部と、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定部と、
切断対象とされる前記寛骨臼が前記腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨切断補助部材モデルであって、前記外縁部分において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する嵌合面モデルと、前記嵌合面が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記嵌合面から延び、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を前記切断面に向けて案内する案内部モデルとを備える骨切断補助部材モデルを作成する骨切断補助部材モデル作成部と、
前記骨切断補助部材モデル作成部で作成された骨切断補助部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力部として、コンピューターを動作させるものである。
【００１２】
また、本発明の一局面に係る骨切断用部材作成用プログラムであって、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いる骨保持部材を製造する製造するためにコンピューターを動作させる骨切断用部材作成用プログラムであって、
処置対象とする骨の三次元データを取得し、当該取得した三次元データに基づいて、当該処置対象とする腸骨及び寛骨臼を表す三次元の骨モデルを作成する骨モデル作成部と、
前記骨モデルに対して前記寛骨臼矯正用の切断面を設定する切断面設定部と、
切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、前記腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされた骨切断補助部材保持部材モデルであって、前記周辺部において前記腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合する底面部と、前記底面部が前記骨表面に嵌合した状態で、前記腸骨から前記突出部が突出する方向に前記底面部から延び、前記骨切り術により前記腸骨から切断されて当該腸骨に対して位置が変更される前記寛骨臼の切断面に密着する密着面とを備え、前記密着面は、前記切断面に密着して前記寛骨臼の前記移動方向を案内し、前記腸骨の骨表面からの前記寛骨臼の高さが、前記骨切り術による矯正で求められる予め定められた移動量とされている固定部材モデルを作成する骨保持部材モデル作成部と、
前記骨保持部材モデル作成部で作成された骨保持部材モデルを示す作成用三次元データを出力する作成用データ出力部として、コンピューターを動作させるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、股関節を対象として骨切り術を行う場合に、特殊な技術や術者の熟練性に頼ることなく、寛骨臼を腸骨に対して位置変更が可能となる、予定した通りの切断面を従来よりも更に正確に得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】人体の股関節部分を示す図である。
【図２】（Ａ）は骨切り前の股関節を示す図、（Ｂ）は腸骨から切断した寛骨臼を回転させて臼蓋（屋根）を作った状態にある股関節を示す図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る骨切断補助部材を示す斜視図、（Ｂ）は当該骨切断補助部材を（Ａ）とは異なる角度で視認した状態を示す斜視図、（Ｃ）は当該骨切断補助部材を（Ａ）（Ｂ）とは異なる角度で視認した状態を示す斜視図、（Ｄ）は当該骨切断補助部材にロッド取り付けた状態を示す斜視図である。
【図４】腸骨における寛骨臼の周辺部に骨切断補助部材を取り付けた状態を示す図である。
【図５】骨表面に配置された骨切断補助部材の案内部に切断治具を宛がう様子を示す図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る骨切断補助部材を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は骨保持部材を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる角度から骨保持部材を視認した状態を示す斜視図、（Ｃ）は骨保持部材が処置対象となる骨に宛がわれた状態を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る骨保持部材を示す斜視図、（Ｂ）は当該骨保持部材に固定用のロッドを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図９】骨切断用部材作成用プログラムがインストールされた情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】骨モデルを示す図である。
【図１１】右足側の腸骨モデルと寛骨臼モデルとを示す図である。
【図１２】腸骨モデルと寛骨臼モデルとを示す図である。
【図１３】（Ａ）（Ｂ）は、操作者により指示される回転量に応じて、当該球面状の切断面で腸骨モデルに対して寛骨臼モデルが回転する状態を示す図である。
【図１４】情報処理装置による骨切断補助部材作成用データの作成処理を示すフローチャートである。
【図１５】骨切断補助部材をその嵌合面が、処置対象とする股関節における腸骨の寛骨臼の外縁部となる骨表面に嵌合された状態を示す図である。
【図１６】骨表面に取り付けられた骨切断補助部材がロッドにより固定された状態を示す図である。
【図１７】骨保持部材を用いて腸骨に対して寛骨臼を回転させる様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る骨切断補助部材、骨保持部材、骨切断補助キット、骨切断補助部材の製造方法、骨保持部材の製造方法、及び骨切断用部材作成用プログラムについて図面を参照して説明する。図１は、人体の股関節部分を示す図である。図２（Ａ）は骨切り前の股関節を示す図、（Ｂ）は腸骨から切断した寛骨臼を回転させて臼蓋（屋根）を作った状態にある股関節を示す図である。
【００１６】
本実施形態に係る骨切断補助部材、骨保持部材、及び骨切断補助キットは、図１に示す股関節を対象とする寛骨臼回転骨切り術（ＲＡＯ）において用いられる。当該骨切り術は、股関節において寛骨臼を腸骨から切断して回転させ、寛骨臼の腸骨に対する位置を変更して、大腿骨頭に対して臼蓋（屋根）を作るものである。すなわち、この骨切り術は、臼蓋形成不全や先天性股関節脱臼に起因する二次性変形性股関節症等に対して股関節の足りない臼蓋を作る手術であり、図２（Ａ）に示すように破線で示すように切断位置を設定して関節包と軟骨をつけたまま寛骨臼を丸く骨切りし、図２（Ｂ）に示すように当該寛骨臼を回転させて（腸骨側の内側面に対してスライド移動させて）腸骨に対する位置を変更し、解剖学的に正常に近い股関節を再建するものである。当該骨切り術は、手技が高難度であり、術者に熟練性や専門技術が必要とされるため、この骨切り術における手技を簡単にする目的で、本発明の一実施形態に係る骨切断補助部材、骨保持部材、及び骨切断補助キットを用いることが提案される。
【００１７】
次に、本発明の一実施形態に係る骨切断補助部材の第１実施形態を説明する。図３（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る骨切断補助部材を示す斜視図、（Ｂ）は当該骨切断補助部材を（Ａ）とは異なる角度で視認した状態を示す斜視図、（Ｃ）は当該骨切断補助部材を（Ａ）（Ｂ）とは異なる角度で視認した状態を示す斜視図、（Ｄ）は当該骨切断補助部材にロッド取り付けた状態を示す斜視図である。図４は腸骨における寛骨臼の周辺部に骨切断補助部材を取り付けた状態を示す図である。
【００１８】
第１実施形態に係る骨切断補助部材１は、上述したように、股関節を構成する各骨を対象とする寛骨臼回転骨切り術（以下、単に骨切り術という）に用いられる部材である。骨切断補助部材１は、切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部（後述の図１１参照）に沿った円弧状をなす形状とされている。骨切断補助部材１は、嵌合面１１と、案内部１２と、上面部１３と、内側壁部１４と、ロッド挿入孔１５とを備える。
【００１９】
嵌合面１１は、骨切断補助部材１の例えば下面部であって、当該骨切断補助部材１を腸骨の骨表面に宛がう際に当該骨表面に対向して接触する面として形成される。嵌合面１１は、処置対象とされる寛骨臼の上記周辺部において、腸骨の骨表面の形状に合致する形状を有し、当該骨表面に嵌合可能に形成されている。骨切断補助部材１は、切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿う形状であり、腸骨における当該周辺部に向かう方向からの視認において円弧状をなす形状とされる（後述の図４参照）。
【００２０】
案内部１２は、骨切断補助部材１において内側壁部１４とは反対側となる外側の側壁部をなす。図４に示すように、骨切断補助部材１の嵌合面１１が上記骨表面に嵌合した状態で骨表面に配置されているときに、腸骨から上記突出部が突出する方向に嵌合面１１から延びる。案内部１２は、当該寛骨臼の切断に用いる切断治具による切断方向を案内する。
【００２１】
案内部１２は、図４に示すように嵌合面１１が上記骨表面に嵌合しているときに、端縁部１２１（嵌合面１１の縁部でもある）が、寛骨臼を腸骨から切断する際の切断位置に位置するように設計して形成されている。すなわち、嵌合面１１の端縁部も当該切断位置に位置するように形成される。図５に示すように、案内部１２をなす外側壁部は、当該外側壁部に当接する状態とされた切断治具（本実施形態ではノミとする）７を、当該切断治具７の骨表面側の先端部を上記切断位置及び端縁部１２１上に位置させる曲面形状に形成されている。すなわち、当該曲面形状は、当該切断治具７の骨表面側の側面が有するカーブに沿う形状とされている。当該曲面形状は、術者が、案内部１２の形状に沿って当該切断治具７の骨表面側の側面を宛がって当接させ、互いの形状が填まり合う状態にすると、切断治具７の先端部が端縁部１２１に位置するように形成されている。更に、術者が、上記のように案内部１２をなす壁部に当接された切断治具７を、端縁部１２１がその周方向に有する円弧に沿って周方向にスライド移動させることによって、上記切断位置に沿って寛骨臼を腸骨から切断可能になる。本実施形態では、案内部１２をなす外側壁部は球面状に形成され、切断部材の外側壁部に当接する部分は、当該球状に対応する形状とされ、当該球状の外側壁部に沿って密着する形状とされている。
【００２２】
上面部１３は、底面部となる嵌合面１１に対して上面側となる面である。上面部１３から嵌合面１１までに亘って、ロッド挿入孔１５が骨切断補助部材１を貫通して形成されている。図４に示すように、骨切断補助部材１が、上記骨表面に嵌合面１１が嵌合した状態で宛がわれたとき、図３（Ｄ）に示すように、ロッド挿入孔１５にロッド１６が差し入れられ、当該ロッド１６は骨表面から腸骨の内部に到達して、この位置で骨切断補助部材１を骨切断補助部材表面に固定する。ロッド１６は、例えば、先端部を尖らせて骨に挿入することが可能とされた金属製とされる。ロッド１６は、ロッド挿入孔１５と同径又は僅かに小さい径を有している。なお、図３（Ｄ）にはロッド挿入孔１５が２つ形成されたものを示しているが、ロッド挿入孔１５の数は特に限定されない。
【００２３】
内側壁部１４は、図４に示すように上記骨表面に嵌合面１１が嵌合した状態で宛がわれたときに、処置対象とされる寛骨臼が腸骨から突出している突出部側に対向する側面である。嵌合面１１が骨表面に嵌合する位置に骨切断補助部材１を宛がうと、内側壁部１４が寛骨臼の上記周辺部に沿った状態で、処置時における骨表面上での寛骨臼に対する骨切断補助部材１の位置が特定される。すなわち、嵌合面１１は、骨表面における予定した領域の形状に合致させて形状が形成されるため、当該領域でのみ、嵌合面１１と骨表面とが合致する。更に、上記のようにロッド１６により骨切断補助部材１を骨表面に固定することにより、腸骨及び寛骨臼に対する骨切断補助部材１の位置が安定する。
【００２４】
骨切断補助部材１における嵌合面１１と更に他の各部の形状は、当該骨切り術の処置対象とされる腸骨及びその寛骨臼部分をＣＴ等により撮影して得た当該腸骨及びその寛骨臼部分の立体三次元データに基づいて形成される（詳細は後述）。
【００２５】
当該腸骨及びその寛骨臼部分の立体三次元データを取得するデバイスとしては、対象物の三次元モデルを得ることができる限りどのようなデバイスを用いても可能である。例えば、ＣＣＤカメラ、光学カメラ、レントゲン撮影、ＣＴ、ＭＲＩ（磁気共鳴像）などの手段を用いることができる。但し、これらに限定されない。
【００２６】
次に、本発明の一実施形態に係る骨切断補助部材の第２実施形態を説明する。図６は本発明の第２実施形態に係る骨切断補助部材を示す斜視図である。
【００２７】
第２実施形態に係る骨切断補助部材２も、上述したように、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いられる部材であって、切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿った上記円弧状をなす形状とされている。骨切断補助部材２は、嵌合面２１と、外側壁部２２と、貫通孔（案内部）２３と、内側壁部２４と、ロッド挿入孔２５とを備える。第２実施形態における外側壁部２２は、第１実施形態とは異なり、切断治具７を案内する機能を有していない。なお、嵌合面２１と、内側壁部２４と、ロッド挿入孔２５は、第１実施形態と同様に機能するため、説明を省略する。
【００２８】
第２実施形態に係る骨切断補助部材２は、貫通孔（案内部）２３を有する点が、第１実施形態に係る骨切断補助部材１と相違している。貫通孔２３は、嵌合面２１が上記骨表面に嵌合した状態とされたときに、腸骨から寛骨臼の突出部が突出する方向に嵌合面２１から高さ方向に延びて形成されている。貫通孔２３は、骨切断補助部材２が有する円弧形状に沿って延びる長孔とされている。
【００２９】
貫通孔２３は、切断治具７の刃部分を挿し入れ可能な大きさとされ、当該刃部分の側面部が有するカーブに沿った形状とされている。貫通孔２３は、２つの内側壁の両方が、挿入された刃部分の両側部に当接して互いに填まり合い、当該刃部分を挟持する。切断治具７を貫通孔２３に挿し入れると、貫通孔２３の内側壁に形成された曲面形状が、刃部分の両側部の表面形状に密着し、この状態で刃部分が貫通孔２３により挟持されるように形成され、貫通孔２３に刃部分を挿入した切断治具７の向きが固定される。
【００３０】
この固定により、貫通孔２３及びその内壁形状は、嵌合面２１が上記骨表面に嵌合した状態とされたときに、挿し入れられた切断治具７を、その骨表面側の先端部（刃部分の先端部）が、上記のようにして予め定められた切断位置に位置するように保持する。術者は、挿し入れた切断治具７を貫通孔２３の延びる方向にスライド移動させることが可能である。このため、術者が、挿し入れた状態の切断治具７を貫通孔２３が長孔の延びる方向にスライド移動させると、予め定められた切断位置を示す線に沿って寛骨臼を切断することができる。
【００３１】
この第２実施形態に係る骨切断補助部材２は、貫通孔２３の内壁が切断治具７の刃部分を両側方から挟持し、刃部分の先端部が上記切断位置に位置する状態で保持するので、第１実施形態に係る骨切断補助部材１よりも確実に切断治具の先端部を切断面に位置させることができる。
【００３２】
なお、上記第１及び第２実施形態に係る骨切断補助部材１，２は、後述する骨切断用部材作成用プログラムにより作成されて出力される立体三次元モデルデータに基づいて、アディティブ・マニュファクチャリング(Additive Manufacturing：積層造形)技術等により作成される。骨切断補助部材１，２は、例えば樹脂により形成される。
【００３３】
次に、第１実施形態に係る骨保持部材３について説明する。図７（Ａ）は骨保持部材３を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）とは異なる角度から骨保持部材３を視認した状態を示す斜視図、（Ｃ）は骨保持部材３が処置対象となる骨に宛がわれた状態を示す斜視図である。
【００３４】
骨保持部材３は、骨切断補助部材１，２と同様に、股関節を構成する骨を対象とする骨切り術に用いられる。但し、骨保持部材３は、骨切断補助部材１又は２により腸骨から切断されて回転された後の寛骨臼の姿勢を保持するための保持部材である。骨保持部材３は、例えば樹脂により形成される。
【００３５】
骨保持部材３は、切断対象とされる寛骨臼が腸骨から突出する突出部の周辺部に沿った上記円弧状をなす形状とされている。骨保持部材３は、底面部３１と、上面部３２と、密着面３３と、外側面部３４と、把手３５とを備える。
【００３６】
底面部３１は、例えば平板状とされ、骨切断補助部材１の嵌合面１１と同様に、上述した寛骨臼の周辺部において腸骨の骨表面の形状に合致して填まり合い、密着する形状に形成されている。骨保持部材３は、その下部が底面部３１として、腸骨の骨表面に宛がわれたときに当該骨表面に嵌合する。底面部３１は、腸骨の骨表面の形状を示す三次元データに基づいて、当該腸骨の骨表面の形状に合致する形状に形成される。底面部３１は、骨表面における予定した領域の形状に合致させて形状が形成されるため、当該領域でのみ、底面部３１と骨表面とが合致する。
【００３７】
密着面３３は、底面部３１が骨表面に嵌合した状態のときに、腸骨から突出部が突出する方向に底面部３１から延び、寛骨臼側に対向する面である。密着面３３は、骨切り術により腸骨から寛骨臼が切断されて、術者による手動で当該腸骨に対して回転されるとき、この回転動作に応じて腸骨の骨表面から外部に露出する寛骨臼の切断面に密着する形状とされる。
【００３８】
寛骨臼の切断面は、密着面３３に密着した状態でスライド移動が可能である。当該切断面は、骨切断補助部材１又は２を用いて切断治具の刃部分の先端を上記切断位置から腸骨内部に差し込んで切断されることにより、寛骨臼側に形成される本実施形態では球面状の面である。
【００３９】
上述したように、切断治具の先端部を上記切断位置に位置させる骨切断補助部材１の案内部１２又は骨切断補助部材２の貫通孔２３は、切断治具７側の球面状の面に密着させるために内壁面が球面状とされ、これに密着してスライド移動する切断治具７の移動方向を確定して案内する。このため、この案内により腸骨の内部に入り込んだ切断治具７によって切断される寛骨臼側の切断面は球面状に形成される。密着面３３は、当該球状の切断面に対応して密着する形状を有するため、切断された寛骨臼は、底面部３１が骨表面に嵌合した状態のときに、密着面３３により移動方向がガイドされて、腸骨及び骨保持部材３に対して回転動作による位置変更が可能である。密着面３３の形状は、寛骨臼の切断面の形状を示す三次元データに基づいて算出される。
【００４０】
そして、骨保持部材３の密着面３３は、底面部３１が骨表面に嵌合した状態のときに、骨表面からの高さが、当該骨切り術により矯正する寛骨臼の変更位置に対応する高さに形成されている。このため、術者は、上記のようにして切断された寛骨臼を回転させて腸骨に対する姿勢（位置）を変更するとき、寛骨臼の切断面を密着面３３に密着させた状態でスライドさせて回転させ、寛骨臼の回転方向側の端部位置を、密着面３３の上面部３２と同様の高さに揃えるようにすれば、寛骨臼を、当該骨切り術による矯正で求められる上記変更位置まで回転させて簡単に姿勢変更させることができる。
【００４１】
次に、第２実施形態に係る骨保持部材５について説明する。図８（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る骨保持部材５を示す斜視図、（Ｂ）は当該骨保持部材５に固定用のロッドを取り付けた状態を示す斜視図である。
【００４２】
第２実施形態に係る骨保持部材５は、嵌合部材５１と、案内部材５２とを備える。
【００４３】
嵌合部材５１は、第１実施形態に係る骨保持部材３と同様に、図示していないが、その底面に、腸骨の骨表面に嵌合する形状とされた底面部が形成されている。この底面部は、骨保持部材５の骨表面への取り付け安定化のために、一部領域５１１が幅広に形成されている。また、嵌合部材５１は、この底面部から、寛骨臼の突出方向に延びる平板状かつ円弧状の形状を有している。嵌合部材５１は、その上端縁部の数カ所（本実施形態では２カ所）において、結合部５１２により案内部材５２が結合されている。
【００４４】
案内部材５２は、結合部５１２により嵌合部材５１に結合された状態で、腸骨の骨表面から寛骨臼が突出する方向に延びる。案内部材５２は、上記底面部が骨表面に嵌合した状態とされているときに、第１実施形態に係る骨保持部材３の密着面３３と同様に、その内側面５２１が、上記腸骨に対する回転により位置が変更されて露出する寛骨臼の上記切断面に密着する。
【００４５】
内側面５２１は、第１実施形態における密着面３３と同様に、当該球状の切断面に対応して密着する形状を有する。切断された寛骨臼は、密着面３３により移動方向がガイドされて、腸骨及び骨保持部材３に対して回転動作による位置変更が可能である。内側面５２１の形状は、寛骨臼の切断面の形状を示す三次元データに基づいて算出される。
【００４６】
内側面５２１は、底面部が骨表面に嵌合した状態のときに、骨表面からの高さが、当該骨切り術により矯正する寛骨臼の変更位置に対応する高さに形成されている。このため、術者は、第１実施形態と同様に、上記切断された寛骨臼を回転させて腸骨に対する姿勢を変更するとき、密着面３３の上面部３２と同様の高さに揃えるように回転させれば、寛骨臼を、当該骨切り術による矯正で求められる上記変更位置まで回転させて簡単に姿勢変更させることができる。
【００４７】
第２実施形態に係る骨保持部材５によれば、嵌合部材５１の骨表面への配置位置は、寛骨臼の切断位置よりも外側とでき、ここから更に寛骨臼に近い位置に案内部材５２が配設できる。この位置で案内部材５２は、寛骨臼の切断面と接触して、寛骨臼の回転方向を案内する。このため、骨保持部材５では、嵌合部材５１の取付位置が、寛骨臼の切断面から離れた位置となるので、骨保持部材５の存在が手術の支障になることが少ない状態として、案内部材５２により寛骨臼の回転動作を案内できる。
【００４８】
なお、上述した第１及び第２に実施形態に係るいずれの骨切断補助部材１，２であっても、第１及び第２に実施形態に係るいずれの骨保持部材３，５にも適用可能である。本発明の実施形態に係る骨切断補助キットは、これら全ての骨切断補助部材及び骨保持部材の組み合わせに対応する各骨切断補助部材及び骨保持部材からなる。
【００４９】
次に、骨切断補助部材１，２及び骨保持部材３，５の製造に用いる骨切断用部材作成用プログラムを説明する。骨切断補助部材１，２及び骨保持部材３，５は、骨切断用部材作成用プログラムにより作成されて出力される立体三次元モデルデータを用いて、上記アディティブ・マニュファクチャリング技術により作成される。骨切断用部材作成用プログラムは、情報処理装置にインストールされて用いられる。
【００５０】
図９は、骨切断用部材作成用プログラムがインストールされた情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【００５１】
情報処理装置１０は、制御ユニット１００と、ＲＯＭ１１０と、ＲＡＭ１１１と、メモリ１１３と、表示部１１４と、通信インターフェイス１１５と、入力部１１６とを備える。これら各部は、互いにＣＰＵバスによりデータ又は信号の送受信が可能とされている。
【００５２】
制御ユニット１００は、ＣＰＵ等からなる。ＲＯＭ１１０は、情報処理装置１０の基本動作についての動作プログラムを記憶する。ＲＡＭ１１１は、制御ユニット１００の動作領域等として使用される。
【００５３】
メモリ１１３は、上記撮影装置から骨切断補助部材１及び骨保持部材３の作成用に送られてくる立体三次元モデルデータ等のデータを記憶するための記憶媒体である。
【００５４】
ＨＤＤ１１７は、上記骨切断補助部材作成用プログラムがインストールされる記憶領域である。
【００５５】
制御ユニット１００は、制御部１０１と、骨モデル作成部１０２と、切断面設定部１０３と、骨切断補助部材モデル作成部１０４と、骨切断補助部材作成用データ出力部１０５と、骨保持部材モデル作成部１０６と、骨保持部材作成用データ出力部１０７とを備える。
【００５６】
なお、制御ユニット１００は、上記ＨＤＤ１１７にインストールされている骨切断補助部材作成用プログラムに従って動作することにより、制御部１０１と、骨モデル作成部１０２と、切断面設定部１０３と、骨切断補助部材モデル作成部１０４と、骨切断補助部材作成用データ出力部１０５と、骨保持部材モデル作成部１０６と、骨保持部材作成用データ出力部１０７として機能し、これら各部を備える。
【００５７】
但し、制御部１０１、骨モデル作成部１０２、切断面設定部１０３、骨切断補助部材モデル作成部１０４、骨切断補助部材作成用データ出力部１０５、骨保持部材モデル作成部１０６、及び骨保持部材作成用データ出力部１０７は当該骨切断補助部材作成用プログラムに基づく動作によらず、それぞれハード回路により構成されるものとしてもよい。以下、特に触れない限り、各実施形態について同様である。
【００５８】
制御部１０１は、情報処理装置１０の全体的な動作制御を司る。例えば、制御部１０１は、表示部１１４の表示制御を行う。
【００５９】
骨モデル作成部１０２は、処置対象とされる上記の股関節部における腸骨、寛骨臼骨、及び大腿骨を撮影するＣＴ等の画像撮影装置から、通信インターフェイス１１５を介して、当該各骨の立体三次元データを取得する。骨モデル作成部１０２は、当該取得した三次元データに基づいて、当該股関節部の各骨を表す三次元の骨モデルＢＭ（図１０参照）を作成する。当該骨モデルは、コンピューターグラフィックにより示される立体画像である。
【００６０】
切断面設定部１０３は、骨モデル作成部１０２によって作成された上記骨モデルの腸骨における寛骨臼の突出部の周辺部における切断面を、当該取得した三次元データに基づいて作成する。例えば、制御部１０１は、図１１に示すように、骨モデル作成部１０２による作成された三次元の骨モデルＢＭを表示部１１４に表示させる。図１１では、制御部１０１は、表示部１１４に、右足側の腸骨モデルＢＭ１と寛骨臼モデルＢＭ２とを表示させる例を示している。
【００６１】
ここで、操作者は、入力部１１６を操作して、表示されている寛骨臼モデルが示す突出部の周囲（周辺部）であって、処置により切断すべき外縁部を定め、当該外縁部における複数のポイント、例えば、図１１に示すＰ１〜Ｐ８の８カ所を指定する。切断面設定部１０３は、当該指定された複数箇所のポイントを円弧状につなぐ曲線を作成し、これにより切断面となるべき外縁部を特定する。この切断面となるべき外縁部は、上記の切断位置である。
【００６２】
更に、操作者は、入力部１１６を操作して、上記のようにして設定された切断位置から骨内部に入り込んだ、上記設定された切断位置から腸骨を貫通して裏側に達するまでの面を切断面として指定する。切断面設定部１０３は、当該切断面の指定を受け付ける。但し、切断面から裏側に向かう切断カーブは、予め定められた上記球面状として作成される。すなわち、この球面状は、上述したように、当該骨切り術に用いる切断治具としてのノミの刃部分が有する曲面及び骨切断補助部材１の案内部１２又は骨切断補助部材２の貫通孔２３の内壁面の曲面に対応して合致した球面形状を有するものとして作成される。
【００６３】
例えば、操作者は、入力部１１６を操作して、腸骨を示して表示部１１４に表示される腸骨モデル内の例えばｘｙ方向又はｘｙｚ方向における複数の座標を指定することによって、当該切断面を指定する。例えば、切断面設定部１０３は、予め記憶している上記球面状のテンプレートを、指定された複数のポイントを最も多く通過することになる位置に配置し、当該球状面を切断面として設定する。
【００６４】
骨モデル作成部１０２は、上記骨モデルに対して設定された球面状の切断面で当該骨モデルを切断した各骨片モデル、すなわち、図１２に示すような腸骨モデルＢＭ１と、寛骨臼モデルＢＭ２とを作成する。制御部１０１は、例えば図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、操作者による入力部１１６の操作で入力される回転量に応じて、当該球面状の切断面で腸骨モデルＢＭ１に対して寛骨臼モデルＢＭ２が回転する状態を表示させる。これにより、操作者は、作成された骨片モデルを上記目標矯正位置まで移動可能となるかをシミュレートでき、上記回転量を最も好適な位置に設定することが可能とされている。操作者は、所望の位置に回転したある寛骨臼モデルＢＭ２が、制御部１０１により表示部１１４に表示されているときに、入力部１１６の操作により位置指定指示を入力すると、骨モデル作成部１０２は、当該位置指定指示により特定された寛骨臼モデルＢＭ２の回転位置を記憶する。
【００６５】
骨切断補助部材モデル作成部１０４は、上記作成された骨モデルと、上記設定された切断面の位置とに基づいて、骨切断補助部材モデルを作成する。この骨切断補助部材モデルは、上記骨切断補助部材１又は２をグラフィック画像により示した三次元画像である。骨切断補助部材モデル作成部１０４は、骨切断補助部材モデルの案内部１２に対応する外側壁面を、案内部１２の上述した端縁部の示すラインが、上記設定された切断位置に位置するようにして嵌合面１１及び案内部１２を設定した骨切断補助部材モデルを作成する。なお、骨切断補助部材モデルが示す案内部１２は、上記切断位置の長さ全域に及んでもよいし、その一部にのみ作成されてもよい。案内部１２が上記切断位置の一部にのみ作成される場合、作成されていない部分に対応する骨部分は、骨切断補助部材１によらず術者による切断治具７のみの操作で切断される。骨切断補助部材モデルの嵌合面１１に対応する部分は、当該切断位置に位置する上記端縁部に対応する部分から寛骨臼モデルＢＭ２側の方向に予め定められた幅を有するように作成される。また、ロッド挿入孔１５を示すロッド挿入孔モデルは、予め定められた数だけ予め定められた間隔で骨切断補助部材モデル上に設定される。また、骨切断補助部材モデルの高さ（骨表面から寛骨臼の突出方向への距離）は、予め定められた高さとされる。嵌合面１１は、上記入力される骨の三次元データが示す骨表面の形状、すなわち、案内部１２及び嵌合面１１の上記端縁部が上記切断位置に位置する骨表面上の領域の形状に従って、形状が作成される。
【００６６】
骨切断補助部材作成用データ出力部１０５は、骨切断補助部材モデル作成部１０４で作成された骨切断補助部材モデルを示す三次元データを、骨切断補助部材１の作成用三次元データとして、通信インターフェイス１１５を介して、ＵＳＢメモリ、他の情報処理装置等に出力する。当該作成用三次元データを用いて、骨切断補助部材や当該骨切断補助部材作成用の金型等の作成が可能になる。
【００６７】
骨保持部材モデル作成部１０６は、上記骨保持部材を示す骨保持部材モデルを作成する。骨保持部材モデル作成部１０６は、骨モデル作成部１０２により記憶されている上記指定された寛骨臼モデルＢＭ２の回転位置に基づいて、底面部からの高さが設定される。また、底面部は、上記入力される骨の三次元データが示す骨表面の形状に従って、形状が作成される。骨保持部材モデルの厚みは予め定められた厚みとされる。骨保持部材モデルでは、上記骨表面における底面部の位置は、底面部が骨表面に密着して嵌合している状態のときに、密着面３３が寛骨臼の上記切断面に一致するように設定される。
【００６８】
骨保持部材作成用データ出力部１０７は、骨保持部材モデル作成部１０６で作成された骨保持部材モデルを示す骨保持部材作成用三次元データを、通信インターフェイス１１５を介して、ＵＳＢメモリ、他の情報処理装置等に出力する。当該骨保持部材モデルを示す作成用三次元データを用いて、アディティブ・マニュファクチャリング(Additive Manufacturing：積層造形)技術等による骨保持部材や当該骨保持部材モデルの作成が可能になる。
【００６９】
なお、制御ユニット１００のこれら制御部１０１、骨モデル作成部１０２、切断面設定部１０３、骨切断補助部材モデル作成部１０４、骨切断補助部材作成用データ出力部１０５、骨保持部材モデル作成部１０６、及び骨保持部材作成用データ出力部１０７は、上記骨切断用部材作成用プログラムに基づく動作にはよらずに、それぞれハード回路により構成されてもよい。また、制御ユニット１００は、以下に示す実施形態において必要となる限りで、制御部１０１、骨モデル作成部１０２、切断面設定部１０３、骨切断補助部材モデル作成部１０４、骨切断補助部材作成用データ出力部１０５、骨保持部材モデル作成部１０６、及び骨保持部材作成用データ出力部１０７を有していれば足りる。
【００７０】
表示部１１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなり、制御部１０１による表示制御により、上述した画像の表示や、各種データの内容、情報処理装置１０を操作するユーザに対する操作案内等が表示される。
【００７１】
通信インターフェイス１１５は、例えばＵＳＢインターフェイス等を有し、情報処理装置１０に接続される外部メモリ、他の情報処理装置等に、上記骨切断補助部材作成用データ及び骨保持部材作成用データを出力する。また、通信インターフェイス１１５は、ＣＴ等の撮影装置又はＵＳＢメモリ等から、上記三次元データを取得するインターフェイスとして機能する。
【００７２】
入力部１１６は、情報処理装置１０に設けられたキーボードやマウスポインタ、表示部１１４の表示画面部分に設けられたタッチパネル機構等から構成され、操作者から各種の操作指示が入力される。
【００７３】
次に、上記骨切断補助部材作成用プログラムがインストールされた情報処理装置１０による、骨切断補助部材作成用データの作成方法を説明する。図１４は情報処理装置１０による骨切断補助部材作成用データの作成処理を示すフローチャートである。
【００７４】
最初に、矯正手術を受ける患者における処置対象とする股関節の腸骨、寛骨臼及び大腿骨部分をＣＴ、ＭＲＩ等の撮影装置により撮影する。例えば、ＣＴによる断層撮影の場合、撮影装置は、当該撮影により得られる断層画像上の位置情報（Ｘ方向及びＹ方向の位置情報とする）と、患者の背丈方向（Ｚ方向とする）における各撮影位置の組からなる三次元データが得られる。
【００７５】
情報処理装置１０においては、上記の骨切断補助部材作成用プログラムを起動し、制御ユニット１００を上述した制御部１０１、骨モデル作成部１０２、切断面設定部１０３、骨切断補助部材モデル作成部１０４、骨切断補助部材作成用データ出力部１０５、骨保持部材モデル作成部１０６、及び骨保持部材作成用データ出力部１０７の各部として機能させる。操作者は、上記撮影装置で取得した上記処置対象とする関節の腸骨、寛骨臼及び大腿骨部分を撮影した三次元データと、正常な骨部分を撮影した三次元データとを、ＵＳＢメモリを介して、又はＵＳＢ接続により、通信インターフェイス１１５から情報処理装置１０に入力する。骨モデル作成部１０２は、通信インターフェイス１１５を介して、上記撮影装置から上記三次元データを取得する（Ｓ１）。
【００７６】
骨モデル作成部１０２は、当該取得した処置対象とする関節の腸骨、寛骨臼及び大腿骨部分の三次元データを用いて、当該骨Ｂを示す骨モデルＢＭを作成し、制御部１０１は、当該作成された骨モデルBMを表示部１１４に表示させる（Ｓ２）。
【００７７】
そして、入力部１１６に入力される操作者からの指示に従って、切断面設定部１０３は、切断面の箇所指定を受け付ける（Ｓ３）。制御部１０１は、表示部１１４において、当該受け付けた全てのポイントを骨モデル画像上に表示させる（Ｓ４）。続いて、制御部１０１は、当該ポイントをつなぐ円弧状の曲線を表示部１１４に表示させる（Ｓ５）。操作者による入力部１１６の操作で、当該表示されている円弧状の曲線を切断位置として指定する旨の指示が入力されると（Ｓ６）、切断面設定部１０３は、骨表面の円弧状の曲線を切断位置として設定する（Ｓ７）。更に、骨内部への切断面を作成するための複数のポイントが入力部１１６から操作者により入力されると（Ｓ８）、切断面設定部１０３は、当該複数のポイントに基づいて上述したようにして球面状の切断面を作成し、制御部１０１は当該切断面を表示部１１４に表示させる（Ｓ９）。操作者による入力部１１６の操作で、当該作成された切断面を指定する旨の指示が入力されると（Ｓ１０）、切断面設定部１０３は当該表示されている切断面を正式な切断面として設定する（Ｓ１１）。
【００７８】
続いて、制御部１０１は、操作者による入力部１１６の操作で入力される回転量に応じて、当該球面状の切断面が腸骨モデルＢＭ１側の切断面に対してスライド移動して、寛骨臼モデルＢＭ２が腸骨モデルＢＭ１に対して回転する状態を表示させる（Ｓ１２）。このとき、操作者が入力部１１６を操作して、寛骨臼モデルＢＭ２の回転位置を指定する指示を入力すると（Ｓ１３）、骨モデル作成部１０２は、当該指定された寛骨臼モデルＢＭ２の位置を示す座標位置情報を取得して記憶する（Ｓ１４）。
【００７９】
そして、骨切断補助部材モデル作成部１０４は、骨切断補助部材モデルを作成する（Ｓ１５）。まず、骨切断補助部材モデル作成部１０４は、端縁部が上記設定された切断位置となるようにした案内部１２と、内側壁部及び上面部とを作成する（Ｓ１５１）。続いて、骨切断補助部材モデル作成部１０４は、ロッド挿入孔を作成する（Ｓ１５２）。更に、骨切断補助部材モデル作成部１０４は、当該切断面の位置に縁部を有すると共に、案内部１２に繋がって骨モデルＢＭの表面形状に沿う形状を有する嵌合面１１を、骨モデルＢＭの三次元データを用いて作成する（Ｓ１５３）。これにより、骨切断補助部材モデル作成部１０４は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示したような、嵌合面１１と、案内部１２と、上面部１３と、内側壁部１４と、ロッド挿入孔１５とを備える骨切断補助部材１を示す骨切断補助部材モデルを作成する。
【００８０】
続いて、骨保持部材モデル作成部１０６が、骨保持部材モデルを作成する（Ｓ１６）。まず、骨保持部材モデル作成部１０６は、骨モデル作成部１０２により記憶されている上記指定された寛骨臼モデルＭＢ２の位置に基づいて、骨表面からの高さを有する外側面部３４、上面部３２及び把手３５を、予め記憶しているテンプレートデータを用いて、予め定められた厚みを有した状態として作成する（Ｓ１６１）。続いて、骨保持部材モデル作成部１０６は、Ｓ１０で受け付けられた切断面の球面に対応して密着可能な形状とされる密着面３３を作成する（Ｓ１６２）。さらに、骨保持部材モデル作成部１０６は、底面部を作成する（Ｓ１６２）。
【００８１】
これにより、骨保持部材モデル作成部１０６は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したような、底面部３１と、上面部３２と、密着面３３と、外側面部３４と、把手３５とを備える骨保持部材３を示す骨保持部材モデルを作成する。
【００８２】
続いて、操作者からの指示に基づいて、骨切断補助部材作成用データ出力部１０７は、Ｓ１５が示す一連の処理で骨切断補助部材モデル作成部１０４により作成された骨切断補助部材モデルを示す作成用三次元データを、通信インターフェイス１１５を介して、ＵＳＢメモリ、他の情報処理装置等に出力する（Ｓ１７）。同様に、骨保持部材作成用データ出力部１０７は、Ｓ１６により骨保持部材モデル作成部１０６で作成された骨保持部材モデルを示す作成用三次元データを出力する（Ｓ１８）。
【００８３】
この後、操作者は、上記出力された骨切断補助部材モデル及び骨保持部材モデルを示す各作成用三次元データを用いて、骨切断補助部材１と骨保持部材３とを、上記アディティブ・マニュファクチャリング技術等で形成する。或いは、上記各三次元データに従って作成した金型を用いた樹脂成形等により、骨切断補助部材１と骨保持部材３とを形成してもよい。
【００８４】
例えば、操作者は、各作成用三次元データに基づいて、粉末焼結法による積層造形などの任意の成形方法により素材（例えば、金属、プラスチック、セラミックなど）を成形することによって、骨切断補助部材１又は２と、骨保持部材３又は５とを製造することができる。粉末焼結積層造形とは、粉末状の材料に高出力のレーザー光線をあて焼結させる造形方式であり、材料としては、ナイロン等の樹脂系材料や、銅・青銅・チタン・ニッケルの金属系材料が用いられる。粉末焼結積層造形は、例えば、上記粉末状の材料を槽の中に敷き詰めて、モデル形状の部分にレーザーを当てて熱で焼結させた層を重ねることで目的物を成形する。
【００８５】
なお、上記には、骨切断補助部材１及び骨保持部材３を作成する場合を例にして説明したが、骨切断補助部材２及び骨保持部材５も上記と同様にして、上記三次元データ及び予め定められた骨切断補助部材２及び骨保持部材５作成用のデータを用いて、骨切断用部材プログラムにより作成される。
【００８６】
また、上記骨切断用部材作成用プログラムを、骨切断補助部材１及び骨保持部材３の両方を作成するプログラムとして説明したが、骨切断補助部材１骨保持部材３、骨切断補助部材２、又は骨保持部材５のいずれか一つを作成するプログラムも当該骨切断用部材作成用プログラムの一例となり得る。
【００８７】
上記に示した骨切断補助部材１又は２と、骨保持部材３又は５とを作成することにより、患者及びその骨に応じたカスタムメイドの骨切断補助部材及び骨保持部材を簡単に作成することができ、各患者に応じた最適な骨矯正を行うことが可能になる。
【００８８】
次に、上記のようにして形成した骨切断補助部材及び骨保持部材等を用いた処置対象骨の施術を説明する。以下には、骨切断補助部材１及び骨保持部材３を用いる例を説明する。
【００８９】
(1)まず、患者の患部を切開し、処置対象とする骨の切断対象部分を露出させる。
【００９０】
(2)続いて、図１５に示すように、骨切断補助部材１を、その嵌合面１１が、処置対象とする股関節における腸骨の寛骨臼の外縁部となる骨表面において嵌合可能となる部分に嵌め合わせて密着させる。これにより、処置対象とする骨表面において、骨切断補助部材１をその案内部１２の縁部が上記切断位置に位置合わせされた狙いの位置に取り付けられることになる。
【００９１】
(3)そして、図１６に示すように、上記取り付けられた骨切断補助部材１の各ロッド挿入孔１５にロッド１６を挿入し、骨切断補助部材１を処置対象とされる骨の表面に固定する。このとき、術者は、例えば、前もって、電気ドリルの先端部等をロッド挿入孔１５に挿し入れて、ロッド挿入孔１５によって案内される角度及び位置で骨切断補助部材１に、ロッド１６突き刺し用の孔を形成しておく。ここで、ロッド１６は、先端が尖状の棒状の部材である。
【００９２】
(4)次に、術者は、当該骨切り術に用いる切断治具７である、上記のように予め定められた形状の刃を有するノミを、その刃部分を骨切断補助部材１の案内部１２が有する曲面に合わせて接触させ、骨表面に対する刃部分の姿勢を決定する。これにより、刃部分の先端部を上記設定した切断位置に沿わせる。術者は、ノミの刃先端を案内部１２の長さ方向端部にあてがい（図５参照）、この位置から案内部１２の端縁部に沿って刃先端を骨表面上で端縁部の延びる方向にスライド移動させつつ、骨の内部に挿し入れていく。このとき、当該刃部分は、案内部１２の球面状の曲面との当接により互いのカーブが一致する。案内部１２の表面上の曲面カーブにより、これに摺擦しつつ骨の内部に進入する方向に移動する当該刃部分は、その進入方向が規定される。ここで、案内部１２の表面上の曲面カーブは、上述した骨内部に設定した切断面と一体的に繋がるように形成されている（上記骨切断補助部材モデル作成部１０４によるモデル作成時に、このように作成される）。このため、案内部１２の表面上のカーブにより定められる刃部分の進入方向は、上記球面状の切断面を形成することになる。これにより、上記想定した球面状の切断面で腸骨から寛骨臼を切断することができる。なお、骨切断補助部材１によりサポートされていない部分は、術者により骨切断補助部材１によらない切断治具７のみの操作で切断される。当該切断は、腸骨を裏面側まで貫通させて切断する。この切断後、ロッド１６を骨切断補助部材１及び処置対象の骨から取り外す。
【００９３】
なお、骨切断補助部材２を用いて上記切断を行う場合は、嵌合面２１による骨表面への配置は同様であるが、切断治具７であるノミは、貫通孔２３に挿し入れて、上記切断操作が行われる。
【００９４】
(5)次に、術者は、上記のようにして切断した寛骨臼の周辺部となる骨表面に骨保持部材３を宛がう。このとき、底面部の形状が骨表面の形状に合致して嵌合する骨表面位置に、骨保持部材３を配置する。続いて、図１７に示すようにして、術者は、腸骨から切断した寛骨臼を回転させ、腸骨に対する姿勢を変化させる。このとき、術者は、寛骨臼の切断面を骨保持部材３の密着面３３にスライドさせて回転させる。術者は、寛骨臼をその端部が骨保持部材３の上端部に一致するまで回転させ（図７（Ｃ）参照）、一致した時点で、当該姿勢にある寛骨臼を腸骨に対してボルト締め等により固定する。
【００９５】
なお、骨保持部材５を用いて上記切断を行う場合は、骨表面への配置は、嵌合部材５１の底面部が骨表面に嵌合して密着する位置に配置され、術者は、切断された寛骨臼を、案内部材５２の内側面５２１に対してスライドさせ、寛骨臼の端部が案内部材５２の上端部に一致するまで回転させる。
【００９６】
このように骨切断補助部材１及び骨保持部材３を用いて骨切り術を行えば、この種の骨切術において、予めコンピュータシミュレートにより算出された適切な切断面に沿って骨を正確に切断でき、さらに切断後の寛骨臼をコンピュータシミュレートにより設定した適切な目的矯正位置に移動させることが容易にできる、といった効果が得られる。従って、従来のように医師の経験、熟練性や高度な技術に頼ることなく、確実かつ容易に骨切り術が可能となる。
【００９７】
また、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。
【００９８】
なお、図１乃至図１７を用いて上記各実施形態に示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の構成及び処理はこれに限定されるものではない。
【００９９】
なお、骨切断補助部材作成用プログラムは、任意の形態でユーザに提供され得る。例えば、そのプログラムを記録した記録媒体を配布する形態でそのプログラムをユーザに提供してもよいし、ネットワークを介してサーバから端末装置にそのプログラムをダウンロードする形態でそのプログラムをユーザに提供してもよい。骨切断補助部材作成用プログラムの提供は、有償であるか無償であるかを問わない。そのプログラムを記録する記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＭＯディスク、ＤＶＤなどの任意の記録媒体が使用され得る。ネットワークとしては、インターネットなどの任意のネットワークが使用され得る。
【０１００】
本明細書において「三次元表示」は、通常直交系表示を用いて行われるが、三次元を表示することができる系であれば任意の系を用いることができる。
【０１０１】
本明細書において、骨に関する三次元方向のパラメータは、使用する三次元表示において、各次元を表示する要素であり、例えば、正規直交系で空間を表現したときに、ｘ、ｙ及びｚ軸に関する各々の要素（例えば、ベクトルなど）をいう。ｘ、ｙ及びｚ軸で表現される空間は、代替的に、回転軸、回転角度及び距離で表すことができる。
【０１０２】
本明細書において、骨の「切断」とは、骨を２以上の部分に分けるような処置を行うことをいう。代表的には、骨の切断は、骨切デバイス（例えば、ボーンソーなど）を用いて行われる。本明細書において、骨の切断が行われる部分は、「骨切り部」とも称される。
【０１０３】
本明細書において、骨（骨片）の「固定」とは、ある骨の処置を行った後に、その処置の状態を実質的に保持させる行為をいう。骨の固定は、一般的に対象となる骨のみで行われ得る。
【符号の説明】
【０１０４】
１，２    骨切断補助部材
３，５    骨保持部材
７        切断治具
１１      嵌合面
１２      案内部
１２１    端縁部
１３      上面部
１４      内側壁部
１５      ロッド挿入孔
１６      ロッド
２１      嵌合面
２２      外側壁部
２３      貫通孔
２４      内側壁部
２５      ロッド挿入孔
３１      底面部
３２      上面部
３２      密着面
３２      上面部
３３      密着面
３４      外側面部
３５      把手
５１      嵌合部材
５１１    一部領域
５１２    結合部
５２      案内部材
５２１    内側面
１０      情報処理装置
１００    制御ユニット
１０１    制御部
１０２    骨モデル作成部
１０３    切断面設定部
１０４    骨切断補助部材モデル作成部
１０５    骨切断補助部材作成用データ出力部
１０６    骨保持部材モデル作成部
１０７    骨保持部材作成用データ出力部
１１４    表示部
Ｂ        骨
ＢＭ      骨モデル
ＢＭ１    腸骨モデル
ＢＭ２    寛骨臼モデル
【図１】
2015208566.tif 000003
【図２】
2015208566.tif 000004
【図３】
2015208566.tif 000005
【図６】
2015208566.tif 000006
【図９】
2015208566.tif 000007
【図１４】
2015208566.tif 000008
【図４】
2015208566.tif 000009
【図５】
2015208566.tif 000010
【図７】
2015208566.tif 000011
【図８】
2015208566.tif 000012
【図１０】
2015208566.tif 000013
【図１１】
2015208566.tif 000014
【図１２】
2015208566.tif 000015
【図１３】
2015208566.tif 000016
【図１５】
2015208566.tif 000017
【図１６】
2015208566.tif 000018
【図１７】
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