(57)【要約】  基材の側面から半球状カップを挿入するため、或いは、基材にステムを挿入するための補助表示装置であって、前記半球状カップ又は前記ステムと、前記基材とのそれぞれにマーカを設け、前記マーカを撮影手段により撮影して、前記半球状カップ又は前記ステム、及び、前記基材の座標を演算手段により演算することにより取得し、前記基材の側面への前記半球状カップの挿入角度、或いは、前記基材への前記ステムの挿入角度を前記座標から演算手段により算出し、前記挿入角度を携帯用表示手段に表示することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の側面から半球状カップを挿入するため、或いは、基材にステムを挿入するための補助表示装置であって、
前記半球状カップ又は前記ステムと、前記基材とのそれぞれにマーカを設け、
前記マーカを撮影手段により撮影して、前記半球状カップ又は前記ステム、及び、前記基材の座標を演算手段により演算することにより取得し、
前記基材の側面への前記半球状カップの挿入角度、或いは、前記基材への前記ステムの挿入角度を前記座標から演算手段により算出し、
前記挿入角度を携帯用表示手段に表示することを特徴とする補助表示装置。
【請求項２】
プローベにマーカを設け、前記プローベのマーカの座標を取得し、前記プローベで指示した位置間の距離を前記座標から算出し、前記携帯用表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項３】
前記半球状カップを内側から半径方向に支持する軸を備えたカップハンドルに、カップハンドルマーカを設け、
前記基材上に設けられた軸受け間に軸を設け、前記軸に法線方向が重力方向と平行となるように軸支されたガイドマーカを設け、
前記カップハンドルマーカ及び前記ガイドマーカの座標を取得し、
前記取得された座標から、前記基材の正面に対する前記半球状カップの挿入角度となる外方開角及び前方開角を算出し、前記携帯用表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項４】
前記ステムを支持するためのステム支持軸を備え、前記ステム支持軸の延在する方向と平行にハンドルマーカを備えたステムハンドルガイドと、前記基材の延在する方向にマーカを設け、
前記ハンドルマーカ及び前記基材の延在する方向に設けられたマーカの座標を取得し、
前記取得された座標から、前記基材に対する前記ステムの挿入角度を前記携帯用表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項５】
前記携帯用表示手段に、前記撮影手段により撮影された画像を重畳表示することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の補助表示装置。
【請求項６】
前記カップハンドルの前記基材側に延在する仮想軸及び前記カップハンドルに設けられた半球状カップの仮想画像を、前記撮影手段により撮影された前記基材及び前記カップハンドルの画像に重畳して表示することを特徴とする請求項３に記載の補助表示装置。
【請求項７】
前記撮影手段により撮影された前記基材の画像に対して、挿入された前記ステムの仮想画像を重畳して表示できるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の補助表示装置。
【請求項８】
マーカを設けることにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、
両上前腸骨棘間を結ぶ線と平行に配置されることになる軸を備え、前記軸まわりに回転し、且つ、その法線方向が重力方向と一致するように構成された回転可能なガイドマーカと、前記両上前腸骨棘方向に移動可能な支持部を備えた骨盤設置ガイドと、
半球状カップを内側から半径方向に支持する軸を備えたカップハンドルの前記軸にカップハンドルマーカを備えたことを特徴とする人工関節置換術用のガイド器具。
【請求項９】
下腿骨の延在方向と平行する軸の骨盤側に設けられることになる下腿骨マーカを備えた下腿骨アライメントガイドと、
ステムを支持するためのステム支持軸を備え、前記ステム支持軸の延在する方向と平行にハンドルマーカを備えたステムハンドルガイドとを含むことを特徴とする人工関節置換術用のガイド器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の側面から半球状カップを挿入するため、或いは、基材にステムを挿入するための補助表示装置及び人工関節置換術用のガイド器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
変形性股関節症や大腿骨頭壊死、外傷などにより変形した股関節に対する手術治療としては人工股関節置換術が最も一般的であり、現在の主流である。当手術においては、大腿骨ステムと骨盤臼蓋カップの設置角度及び設置位置が重要であり、その精度が術後の合併症（脱臼など）や人工関節の耐久性に大きく影響される。【０００３】
人工股関節置換術におけるステム及びカップの設置において、現在主流であるのは、従来からの角度計（機械式）やメカニカルガイド（カップ側）と呼ばれる簡易指標器具を用いた手法である。これらの手法は主観的計測法であり、使用者の視線（角度計を見る方向）や人体の体勢（傾き）などに大きく影響されるため、正確性に欠けていた。
これらの精度を向上させるために、近年ナビゲーション及びコンピュータ支援装置が開発乃至利用されている（特許文献１参照）。【０００４】
しかしながら、ナビゲーション手法は、人体に外部よりレーザー光や赤外線などを照射し、その反射を利用して座標計測を行うため、出力機や受光器、専用プログラムなどの装置構成が大がかりで高額となる。また、大がかりな装置であるため、装置自体の滅菌の作業にも時間がかかる。また、人体の骨における位置座標を取得するためには、専用のマーカを大腿骨及び骨盤に固定する必要があるため、手術侵襲が高く、人体の負担が大きい。また、骨盤骨の形状を把握するためにＣＴスキャンが必要となるため、これを望まない患者が多い国もある。
上記のような理由から、ナビゲーションは高精度でありながら、ほとんど普及していない。また、ナビゲーション以外にも、様々なコンピュータ支援装置が開発研究されているが、手技が煩雑、あるいは準備に時間がかかるなどとして、ほとんど普及していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６９３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来からの角度計やメカニカルガイドに比べ高精度かつ、他の手術支援システムと同等以上の精度を持ち、非常に簡便で準備をほとんど使用しない基材の側面から半球状カップを挿入するため、或いは、基材にステムを挿入するための補助表示装置、及び、この補助表示装置に適した人工関節置換術用のガイド器具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】
【０００７】
本発明の第１の解決手段は、基材の側面から半球状カップを挿入するため、或いは、基材にステムを挿入するための補助表示装置であって、前記半球状カップ又は前記ステムと、前記基材とのそれぞれにマーカを設け、前記マーカを撮影手段により撮影して、前記半球状カップ又は前記ステム、及び、前記基材の座標を演算手段により演算することにより取得し、前記基材の側面への前記半球状カップの挿入角度、或いは、前記基材への前記ステムの挿入角度を前記座標から演算手段により算出し、前記挿入角度を携帯用表示手段に表示することを特徴とする。
また、第２の解決手段は、第１の解決手段において、プローベにマーカを設け、前記プローベのマーカの座標を取得し、前記プローベで指示した位置間の距離を前記座標から算出し、前記携帯用表示手段に表示することを特徴とする。
また、第３の解決手段は、第１の解決手段において、前記半球状カップを内側から半径方向に支持する軸を備えたカップハンドルに、カップハンドルマーカを設け、前記基材上に設けられた軸受け間に軸を設け、前記軸に法線方向が重力方向と平行となるように軸支されたガイドマーカを設け、前記カップハンドルマーカ及び前記ガイドマーカの座標を取得し、前記取得された座標から、前記基材の正面に対する前記半球状カップの挿入角度となる外方開角及び前方開角を算出し、前記携帯用表示手段に表示することを特徴とする。
また、第４の解決手段は、第１の解決手段において、前記ステムを支持するためのステム支持軸を備え、前記ステム支持軸の延在する方向と平行にハンドルマーカを備えたステムハンドルガイドと、前記基材の延在する方向にマーカを設け、前記ハンドルマーカ及び前記基材の延在する方向に設けられたマーカの座標を取得し、前記取得された座標から、前記基材に対する前記ステムの挿入角度を前記携帯用表示手段に表示することを特徴とする。
また、第５の解決手段は、第１乃至第４の何れかの解決手段において、前記携帯用表示手段に、前記撮影手段により撮影された画像を重畳表示することを特徴とする。
また、第６の解決手段は、第３の解決手段において、前記カップハンドルの前記基材側に延在する仮想軸及び前記カップハンドルに設けられた半球状カップの仮想画像を、前記撮影手段により撮影された前記基材及び前記カップハンドルの画像に重畳して表示することを特徴とする。
また、第７の解決手段は、第４の解決手段において、前記撮影手段により撮影された前記基材の画像に対して、挿入された前記ステムの仮想画像を重畳して表示できるようにしたことを特徴とする。
また、第８の解決手段は、マーカを設けることにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、両上前腸骨棘間を結ぶ線と平行に配置されることになる軸を備え、前記軸まわりに回転し、且つ、その法線方向が重力方向と一致するように構成された回転可能なガイドマーカと、前記両上前腸骨棘方向に移動可能な支持部を備えた骨盤設置ガイドと、半球状カップを内側から半径方向に支持する軸を備えたカップハンドルの前記軸にカップハンドルマーカを備えたことを特徴とする。
また、第９の解決手段は、下腿骨の延在方向と平行する軸の骨盤側に設けられることになる下腿骨マーカを備えた下腿骨アライメントガイドと、ステムを支持するためのステム支持軸を備え、前記ステム支持軸の延在する方向と平行にハンドルマーカを備えたステムハンドルガイドとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来からの角度計やメカニカルガイドに比べ高精度かつ、他の手術支援システムと同等以上の精度を持ち、非常に簡便な装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態の半球状カップの説明図
【図２】基材の基準面の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の骨盤設置ガイド及びカップハンドルの説明図
【図４】本発明の一実施の形態の外方開角及び前方開角の求め方の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の携帯用表示手段の表示例を説明するための写真
【図６】大腿骨に挿入されるステムの説明図
【図７】前捻角の説明図
【図８】本発明の第２の実施の形態の説明図
【図９】本発明の第２の実施の形態の携帯用表示手段の表示例を示す説明図
【図１０】本発明の応用例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明において使用される人工股関節用の骨盤臼蓋カップ１は、図１（ａ）に示す通り、中空の半球形状をしており、チタン等の材料から構成されている。このカップ１を基材となる骨盤側方から挿入する角度は、図示される通り、半球状カップを内側から半径方向に支持する軸（図１においてはＹ軸とする。）と球の中心を原点として、これと直交する２軸（図１においてはＸ軸とＺ軸）のそれぞれの軸を中心とした回転角度で規定される。外方開角ＲＩ（Radiographic Inclination）は、Ｚ軸を中心とした回転角度であり、骨盤の側方からの挿入時に水平方向の角度を規定する。前方開角ＲＡ（Radiographic Anteversion）は、Ｘ軸を中心とした回転角度であり、骨盤の側方からの挿入時に骨盤と交わる方向の角度を規定する。
次に、基材となる骨盤骨４０を正面から見た図１（ｂ）を参照して説明する。ｘｚ平面内において規定される骨盤骨４０への半球状カップ１の挿入角度（半球状カップ１の半径方向である軸２１の方向）が外方開角ＲＩである。背骨方向をｚ軸として外方開角は背骨方向が０°であり、背骨方向と直交する方向が９０°となる。
次に、前方開角ＲＡは、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、骨盤骨４０を正面から見て平面ｘｚと、半球状カップ１の軸２１とが成す角度であり、図示した状態では前方開角ＲＡは０°となる。そして、図１（ｅ）で示す状態では前方開角ＲＡは９０°となる。
【００１１】
上記角度は基材となる骨盤の基準面に対するもので、この基準面について、図２を参照して説明する。
骨盤基準面としては、ＡＰＰ（Anterior pelvic plane）とＦＰＰ（Functional pelvic plane）という２つの基準面が一般的にある。ＡＰＰは、図２（ａ）に示す通り、骨盤の両上前腸骨棘と恥骨結節を通る平面であり解剖学的な基準面である。ＦＰＰは、図２（ｂ）に示す通り、ＡＰＰ平面の前後傾を水平面と平行になるように回転した平面である。
骨盤の前後傾は個人差が大きいため、半球状カップ１の挿入に際して一般的には、解剖学的な基準面であるＡＰＰよりも機能的な基準面であるＦＰＰが推奨されている。これらの平面の何れかを基準として、半球状カップ１の外方開角ＲＡ及び前方開角ＲＩを規定する。これらの角度の統一された指針等はないが、ある程度の範囲において設置することが望ましいとされ、一般的に外方開角度ＲＡは４５°、前方開角ＲＩは１５°程度として推奨されている。
【００１２】
上記骨盤基準面を決めるために、本発明では、骨への影響を避けるために、図３（ａ）に示すように、人体の体表参照点（骨盤骨４０の上前腸骨棘２，３）に立設される骨盤設置ガイド４を使用することにしている。骨盤設置ガイド４は、上前腸骨棘２，３上方に上前腸骨棘２，３間を結ぶ線と平行となる梁５を備えている。梁５の中央部には対向するように２枚の軸受け６，７が設けられる。この軸受け６，７間に回転軸８を設けて、この回転軸８に平板状の骨盤ガイドマーカ９を設けた。尚、骨盤ガイドマーカ９の下面の中央部には錘９ａが設けられており、骨盤ガイドマーカ９平面の法線方向が重力方向と一致するようにしている。また、上前腸骨棘２，３間の長さは個体差があるため、骨盤設置ガイド４の支持部１０，１１は、梁５の長手方向に設けられた溝１２，１３間を移動して固定できるように構成される。
両上前腸骨棘２，３に設置された骨盤設置ガイド４は、図３（ｂ）に示すように、骨盤骨４０の冠状面（Coronal plane）のｚ軸周りの傾斜及び横断面（Transverse plane）のｙ軸周りの傾斜を反映している。これにより、骨盤設置ガイド４の梁５は、基材である骨盤骨４０のＦＰＰ平面と平行になる。
この基材である骨盤４０の上方でＸ−Ｙ平面（図３（ｂ）ではｚ−ｘ平面）と平行な軸８を中心に回転する骨盤ガイドマーカ９は、矢状面（Sagittal plane）のｘ軸周りの傾斜を反映しており、その法線が重力方向と一致する。
【００１３】
半球状カップ１は、半球状カップ１の内側から同カップ１を半径方向に支持する軸２１を備えたカップハンドル２０により支持される。前記軸２１には、カップハンドルマーカ２２が設けられる。カップハンドルマーカ２２は図示のように、半球状のカップ１の軸２１とカップハンドルマーカ２２の平面とが平行になるように構成されている。
【００１４】
骨盤ガイドマーカ９の法線ベクトル（ｎ）と、カップハンドルマーカ２２の軸２１のベクトル（ｈ）とを、撮影手段により取得した画像を基準に取得する。
図４に示すように、骨盤ガイドマーカ９の法線ベクトル（ｎ）とカップハンドルマーカ２２の軸２１のベクトル（ｈ）の外積を演算手段により求めることで、半球状カップ１の外方開角（ＲＩ）が計算できる。詳細には、図４（ｂ）に示すように、Ｘ軸と（ｎ・ｈ）とが成す角度に一致するので外方開角（ＲＩ）を求めることができる。
また、骨盤ガイドマーカ９の法線ベクトル（ｎ）とカップハンドルマーカ２２の軸２１のベクトル（ｈ）との角度（内積）からカップの前方開角（ＲＡ）が計算できる。
これらの値を、スマートフォンやウェアラブルデバイス等の携帯用情報端末である携帯用表示手段ＭＤ上に表示する。カメラでそれぞれのマーカ座標・傾きを取得し、骨盤マーカ９の座標に対する半球状カップ１の相対角度（ＲＡ及びＲＩ）を計算・表示する。表示された角度を指標として、半球状カップ１の設置を行う。
図５では、実際に本発明の半球状カップを基材に挿入するための補助表示装置に表示した状態を示すもので、カップハンドル２０の基材となる骨盤骨４０側に延在する仮想軸２３及びカップハンドル２０に設けられた半球状カップ１の仮想画像を、骨盤骨４０及びカップハンドル２０に重畳して表示し、且つ、外方開角ＲＩ及び前方開角ＲＡを表示している。
このように予め手術室内に取り付けられた大型のモニタ等では調整できないようなアングルでも、ＲＩやＲＡを確認しながら手術を行うことができる。また、表示手段としては既存のものを利用でき、その他のガイド等も小型で軽量であるので、大掛かりな設備のない手術室でも利用することができる。
【００１５】
次に、骨盤骨４０に設置された半球状カップ１の中心軸方向には、大腿骨が位置するようになるが、図６に示すように大腿骨４１の頸部４２を切断して骨幹方向にステム２４を挿入する必要がある。その際に、図７に示すように、半球状カップ１の軸方向、即ち、頸部軸４３と大腿骨顆部横軸４４とが成す角度（前捻角４５）で、大腿骨４１に挿入する必要がある。
本発明の補助表示装置では、この角度も画面上に表示して確認をしながら手術を行うことができる。具体的には、図８に示すように、棒状部材２５の先端部に棒状部材２５の軸方向と垂直になるように平板状の下腿軸マーカ２６を設けた下腿骨アライメントガイド２７を使用する。この下腿骨アライメントガイド２７の棒状部材２５を皮膚の上から脛骨稜４６に沿わせて配置する。
そして、クランク状部材２８の先端部にステム２４が設けられ、クランク状部材２８の軸方向と平行にステムハンドルマーカ２９を設けたステムハンドルガイド３０を使用してステム２４の設置を行う。ステムハンドルマーカ２９を座標中心として、下腿軸マーカ２６の座標及び傾きを計測し、下腿骨４７の軸に対するステムハンドルガイド３０の角度（前捻角）を計測する。図７に示すように大腿骨４１の軸方向から見た際のステム２４と下腿骨４７の軸との角度を計測し、図９に示すように、携帯用表示手段ＭＤ上に前捻角４５（図９では、「ａ：１５°」と表示している。）を表示する。また、ステム２４やその軸方向を示すＡＲ映像を表示する。これらを指標とし、角度や方向性を確認しながらステム２４の設置を行うことができる。
【００１６】
図１０は、指示棒３１の側面に平板状のプローベ用マーカ３２を備えたプローベ３３と、骨盤ガイド座標系を説明するための図である。プローベ３３の指示棒３１でタッチした箇所の骨盤設置ガイド４で規定される座標系（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）における位置座標を取得することができる。
この座標を用いて、半球状カップ１を設置するための骨盤骨４０の掘削位置（高さや深さ）、大腿骨４１の骨切り位置やステム２４の深度を把握することができる。
プローベ３３を用いて、その先端部の骨盤設置ガイド４で規定される座標系における座標を取得し、それぞれの距離（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）を計測することで骨盤骨４０における矢状面、冠状面及び横断面における位置計測ができる。
また、半球状カップ１を設置する際に、その掘削位置（掘削中心や掘削上縁、前後縁）をあらかじめ骨盤骨４０にマーキングすることで、半球状カップ１の設置を容易に把握することができる。
また、大腿骨４１をベッドに水平に置いたとき、大腿骨４１の軸はおおむね、骨盤設置ガイド４で規定される座標系のｙ軸成分と一致する。これを比較計測することで、大腿骨４１の軸方向の距離を計測することができる。大転子窩からの大腿骨軸方向の距離を計測することで、大腿骨の骨切り位置を認識できる。
また、大腿骨４１にステム２４を挿入した際に、大転子頂部とステム２４頂部との大腿骨４１の軸方向距離を比較計測することで、ステム２４深度が計測できる。
また、プローベ３３を用いて、手術操作による脚延長量を計測可能である。骨切り前及び人工関節設置後それぞれの状態において、骨盤骨４０及び大腿骨４１に予め２点をマークする（Ａ及びＢ）。２点間距離ＡＢのｙ軸成分ＣＢを計測し、前後で比較することで脚延長量を計測する。
【００１７】
本発明では、上記説明したマーカと呼ばれる専用の標識をカメラ等の撮影手段で認識することで、モニタ上に３次元映像を表示することができるプログラム技術を使用する。この技術自体は公知のものであり、具体的には、マーカの３次元的な位置座標や傾きを取得し、コンピュータ処理により、３次元映像を表示する。
本発明における撮影手段は、カメラ等の撮影器具であり、演算手段はＣＰＵ等により構成される。また、本発明における携帯用表示手段は、スマートフォンやウェアラブルコンピューター等の携帯用情報端末をいうものとする。
また、本発明では、スマートフォンやウェアラブルコンピュータ等の携帯用情報端末で、撮影手段や演算手段を備えるものであれば、１つの携帯用情報端末で実施することができる。
尚、上記説明した実施の形態では、ガイドマーカ９、下腿軸マーカ２６、ステムハンドルマーカ２９、プローベ用マーカ３２として平板状のものを使用したが、ガイドマーカ９であれば法線方向を取得できるのであれば、形状は、平板状、球状等を問わない。その他のマーカについても平板状のものに限定されるものではなく、球状等のマーカも使用することができる。
【符号の説明】
【００１８】
１  骨盤臼蓋カップ（半球状カップ）
２  両上前腸骨棘
３  両上前腸骨棘
４  骨盤設置ガイド
５  梁
６  軸受け
７  軸受け
８  回転軸
９  ガイドマーカ
９ａ錘
１０  支持部
１１  支持部
１２  溝
１３  溝
２０  カップハンドル
２１  軸（半球状カップを支持する）
２２  カップハンドルマーカ
２３  仮想軸
２４  ステム
２５  棒状部材
２６  下腿軸マーカ
２７  下腿骨アライメントガイド
２８  クランク状部材
２９  ステムハンドルマーカ
３０  ステムハンドルガイド
３１  指示棒
３２  プローベ用マーカ
３３  プローベ
４０  骨盤骨
４１  大腿骨
４２  頸部
４３  頸部軸
４４  大腿骨顆部横軸
４５  前捻角
４６  脛骨稜
４７  下腿骨
ＭＤ  携帯用表示手段
【図１】
2016162898.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
2016162898.tif 000007
【図７】
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【図８】
2016162898.tif 000009
【図９】
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【図１０】
2016162898.tif 000011
【図５】
2016162898.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月30日(2015.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の側面から挿入される半球状カップ又は基材に挿入されるステムと、前記基材とにそれぞれ設けられたマーカと、
前記マーカを含む画像を撮影する撮影手段と、
撮影された前記画像に基づいて前記半球状カップ又は前記ステムと前記基材との座標を演算し、前記半球状カップの挿入角度又は前記ステムの挿入角度を前記座標から算出する演算手段と、
前記挿入角度を表示する携帯用表示手段と、を備え、
前記撮影手段、前記演算手段および前記携帯用表示手段は、一の端末で構成されたことを特徴とする補助表示装置。
【請求項２】
前記半球状カップに設けられたマーカは、前記半球状カップを内側から半径方向に支持する軸を備えたカップハンドルに、前記半球状カップを内側から半径方向に支持する軸と平行になるように設けられたカップハンドルマーカであり、
前記基材としての骨盤骨に設けられたマーカは、前記骨盤骨上に設けられた軸受け間に設けられた軸が水平方向と一致する場合に、法線方向が重力方向と一致するように前記軸受け間に設けられた軸に支持されたガイドマーカであり、
前記演算手段は、前記カップハンドルマーカ及び前記ガイドマーカの座標を取得し、取得された前記座標から前記骨盤骨の正面に対する前記半球状カップの挿入角度となる外方開角及び前方開角を算出し、
前記携帯用表示手段は、前記外方開角及び前記前方開角を表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項３】
前記ステムに設けられたマーカは、前記ステムを支持するためのステム支持軸を備えたステムハンドルガイドに、前記ステム支持軸の延在方向と平行に設けられたハンドルマーカであり、
前記基材に設けられたマーカは、下腿骨の延在方向と平行する軸と垂直に前記軸の骨盤側に設けられた下腿軸マーカであり、
前記演算手段は、前記ハンドルマーカ及び前記下腿軸マーカの座標を取得し、前記取得された座標から、大腿骨に対する前記ステムの挿入角度を算出し、
前記携帯用表示手段は、前記ステムの挿入角度を表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項４】
前記携帯用表示手段は、前記撮影手段により撮影された前記画像を重畳表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の補助表示装置。
【請求項５】
前記携帯用表示手段は、前記カップハンドルの前記骨盤骨側に延在する仮想軸及び前記カップハンドルに設けられた前記半球状カップの仮想画像を、前記撮影手段により撮影された前記画像に重畳して表示することを特徴とする請求項２に記載の補助表示装置。
【請求項６】
前記携帯用表示手段は、前記ステムの仮想画像を、前記撮影手段により撮影された前記画像に重畳して表示することを特徴とする請求項３に記載の補助表示装置。
【請求項７】
指示棒を備えるプローベに設けられたプローベ用マーカをさらに備え、
前記撮影手段は、前記プローベ用マーカを含む画像を撮影し、
前記演算手段は、前記カップハンドルマーカで規定される座標系における前記プローベ用マーカの座標を撮影された前記画像に基づいて演算することにより、前記指示棒でタッチした箇所の前記座標系における位置座標を取得することを特徴とする請求項２に記載の補助表示装置。
【請求項８】
骨盤設置ガイド及びカップハンドルに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、
前記骨盤設置ガイドは、
骨盤骨上に設けられる軸受けと、
前記軸受け間に、両上前腸骨棘間を結ぶ線と平行になるように設けられた軸と、
前記軸受け間に設けられた軸が水平方向と一致する場合に法線方向が重力方向と一致するように前記軸受け間に配置された軸に支持されたガイドマーカと、
前記両上前腸骨棘方向に移動可能に前記軸受けを支持する支持部と、を備え、
前記カップハンドルは、
半球状カップを内側から半径方向に支持する軸と、
前記半球状カップを支持する軸と平行になるように設けられたカップハンドルマーカと、を備えたことを特徴とする人工関節置換術用のガイド器具。
【請求項９】
下腿骨アライメントガイドおよびステムハンドルガイドに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、
前記下腿骨アライメントガイドは、
下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と、
前記下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と垂直に前記軸の骨盤側に設けられる下腿軸マーカと、を備え、
前記ステムハンドルガイドは、
ステムを支持するためのステム支持軸と、
前記ステム支持軸の延在方向と平行に設けられるハンドルマーカと、を備えたことを特徴とする人工関節置換術用のガイド器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の解決手段は、基材の側面から挿入される半球状カップ又は基材に挿入されるステムと、前記基材とにそれぞれ設けられたマーカと、前記マーカを含む画像を撮影する撮影手段と、撮影された前記画像に基づいて前記半球状カップ又は前記ステムと前記基材との座標を演算し、前記半球状カップの挿入角度又は前記ステムの挿入角度を前記座標から算出する演算手段と、前記挿入角度を表示する携帯用表示手段と、を備え、前記撮影手段、前記演算手段および前記携帯用表示手段は、一の端末で構成されたことを特徴とする。
また、本発明の解決手段は、骨盤設置ガイド及びカップハンドルに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、前記骨盤設置ガイドは、骨盤骨上に設けられる軸受けと、前記軸受け間に、両上前腸骨棘間を結ぶ線と平行になるように設けられた軸と、前記軸受け間に設けられた軸が水平方向と一致する場合に法線方向が重力方向と一致するように前記軸受け間に配置された軸に支持されたガイドマーカと、前記両上前腸骨棘方向に移動可能に前記軸受けを支持する支持部と、を備え、前記カップハンドルは、半球状カップを内側から半径方向に支持する軸と、前記半球状カップを支持する軸と平行になるように設けられたカップハンドルマーカと、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の解決手段は、下腿骨アライメントガイドおよびステムハンドルガイドに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、前記下腿骨アライメントガイドは、下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と、前記下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と垂直に前記軸の骨盤側に設けられる下腿軸マーカと、を備え、前記ステムハンドルガイドは、ステムを支持するためのステム支持軸と、前記ステム支持軸の延在方向と平行に設けられるハンドルマーカと、を備えたことを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月4日(2016.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の側面から挿入される半球状カップ又は基材に挿入されるステムと、前記基材とにそれぞれ設けられたマーカと、
前記マーカを含む画像を撮影する撮影手段と、
撮影された前記画像に基づいて前記半球状カップ又は前記ステムと前記基材との座標を演算し、前記半球状カップの挿入角度又は前記ステムの挿入角度を前記座標から算出する演算手段と、
前記挿入角度を表示する携帯用表示手段と、を備え、
前記撮影手段、前記演算手段および前記携帯用表示手段は、一の端末で構成されたスマートフォンおよびウェアラブルコンピュータを含む携帯用情報端末であり、
前記マーカは、専用の標識であり、
前記演算手段は、前記撮影手段が撮影した前記マーカの画像を基準に前記マーカの３次元的な位置座標および傾きを取得することにより、前記半球状カップ又は前記ステムと前記基材との座標を演算することを特徴とする補助表示装置。
【請求項２】
前記半球状カップに設けられたマーカは、前記半球状カップを内側から半径方向に支持する軸を備えたカップハンドルに、前記半球状カップを内側から半径方向に支持する軸と平行になるように設けられたカップハンドルマーカであり、
前記基材としての骨盤骨に設けられたマーカは、前記骨盤骨上に設けられた軸受け間に設けられた軸が水平方向と一致する場合に、法線方向が重力方向と一致するように前記軸受け間に設けられた軸に支持されたガイドマーカであり、
前記演算手段は、前記カップハンドルマーカ及び前記ガイドマーカの座標を取得し、取得された前記座標から前記骨盤骨の正面に対する前記半球状カップの挿入角度となる外方開角及び前方開角を算出し、
前記携帯用表示手段は、前記外方開角及び前記前方開角を表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項３】
前記ステムに設けられたマーカは、前記ステムを支持するためのステム支持軸を備えたステムハンドルガイドに、前記ステム支持軸の延在方向と平行に設けられたハンドルマーカであり、
前記基材に設けられたマーカは、下腿骨の延在方向と平行する軸と垂直に前記軸の骨盤側に設けられた下腿軸マーカであり、
前記演算手段は、前記ハンドルマーカ及び前記下腿軸マーカの座標を取得し、前記取得された座標から、大腿骨に対する前記ステムの挿入角度を算出し、
前記携帯用表示手段は、前記ステムの挿入角度を表示することを特徴とする請求項１に記載の補助表示装置。
【請求項４】
前記携帯用表示手段は、前記撮影手段により撮影された前記画像を重畳表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の補助表示装置。
【請求項５】
前記携帯用表示手段は、前記カップハンドルの前記骨盤骨側に延在する仮想軸及び前記カップハンドルに設けられた前記半球状カップの仮想画像を、前記撮影手段により撮影された前記画像に重畳して表示することを特徴とする請求項２に記載の補助表示装置。
【請求項６】
前記携帯用表示手段は、前記ステムの仮想画像を、前記撮影手段により撮影された前記画像に重畳して表示することを特徴とする請求項３に記載の補助表示装置。
【請求項７】
指示棒を備えるプローベに設けられたプローベ用マーカをさらに備え、
前記撮影手段は、前記プローベ用マーカを含む画像を撮影し、
前記演算手段は、前記カップハンドルマーカで規定される座標系における前記プローベ用マーカの座標を撮影された前記画像に基づいて演算することにより、前記指示棒でタッチした箇所の前記座標系における位置座標を取得することを特徴とする請求項２に記載の補助表示装置。
【請求項８】
骨盤設置ガイド及びカップハンドルに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、
前記骨盤設置ガイドは、
骨盤骨上に設けられる軸受けと、
前記軸受け間に、両上前腸骨棘間を結ぶ線と平行になるように設けられた軸と、
前記軸受け間に設けられた軸が水平方向と一致する場合に法線方向が重力方向と一致するように前記軸受け間に配置された軸に支持されたガイドマーカと、
前記両上前腸骨棘方向に移動可能に前記軸受けを支持する支持部と、を備え、
前記カップハンドルは、
半球状カップを内側から半径方向に支持する軸と、
前記半球状カップを支持する軸と平行になるように設けられたカップハンドルマーカと、を備えたことを特徴とする人工関節置換術用のガイド器具。
【請求項９】
下腿骨アライメントガイドおよびステムハンドルガイドに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための補助表示装置に用いられる、人工関節置換術用のガイド器具であって、
前記下腿骨アライメントガイドは、
下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と、
前記下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と垂直に前記軸の骨盤側に設けられる下腿軸マーカと、を備え、
前記ステムハンドルガイドは、
ステムを支持するためのステム支持軸と、
前記ステム支持軸の延在方向と平行に設けられるハンドルマーカと、を備え、
前記補助表示装置は、
前記マーカを含む画像を撮影する撮影手段と、
撮影された前記画像に基づいて前記ハンドルマーカ及び前記下腿軸マーカの座標を取得し、前記取得された座標から、大腿骨に対する前記ステムの挿入角度を算出する演算手段と、
前記挿入角度を表示する携帯用表示手段と、を備え、
前記撮影手段、前記演算手段および前記携帯用表示手段は、一の端末で構成されたスマートフォンおよびウェアラブルコンピュータを含む携帯用情報端末であり、
前記マーカは、専用の標識であり、
前記演算手段は、前記撮影手段が撮影した前記マーカの画像を基準に前記マーカの３次元的な位置座標および傾きを取得することにより、前記座標を演算することを特徴とする人工関節置換術用のガイド器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の解決手段は、基材の側面から挿入される半球状カップ又は基材に挿入されるステムと、前記基材とにそれぞれ設けられたマーカと、前記マーカを含む画像を撮影する撮影手段と、撮影された前記画像に基づいて前記半球状カップ又は前記ステムと前記基材との座標を演算し、前記半球状カップの挿入角度又は前記ステムの挿入角度を前記座標から算出する演算手段と、前記挿入角度を表示する携帯用表示手段と、を備え、前記撮影手段、前記演算手段および前記携帯用表示手段は、一の端末で構成されたスマートフォンおよびウェアラブルコンピュータを含む携帯用情報端末であり、前記マーカは、専用の標識であり、前記演算手段は、前記撮影手段が撮影した前記マーカの画像を基準に前記マーカの３次元的な位置座標および傾きを取得することにより、前記半球状カップ又は前記ステムと前記基材との座標を演算することを特徴とする。
また、本発明の解決手段は、骨盤設置ガイド及びカップハンドルに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための人工関節置換術用のガイド器具であって、前記骨盤設置ガイドは、骨盤骨上に設けられる軸受けと、前記軸受け間に、両上前腸骨棘間を結ぶ線と平行になるように設けられた軸と、前記軸受け間に設けられた軸が水平方向と一致する場合に法線方向が重力方向と一致するように前記軸受け間に配置された軸に支持されたガイドマーカと、前記両上前腸骨棘方向に移動可能に前記軸受けを支持する支持部と、を備え、前記カップハンドルは、半球状カップを内側から半径方向に支持する軸と、前記半球状カップを支持する軸と平行になるように設けられたカップハンドルマーカと、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の解決手段は、下腿骨アライメントガイドおよびステムハンドルガイドに設けられたマーカにより位置座標を特定させるための補助表示装置に用いられる、人工関節置換術用のガイド器具であって、前記下腿骨アライメントガイドは、下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と、前記下腿骨の延在方向と平行に設けられる軸と垂直に前記軸の骨盤側に設けられる下腿軸マーカと、を備え、前記ステムハンドルガイドは、ステムを支持するためのステム支持軸と、前記ステム支持軸の延在方向と平行に設けられるハンドルマーカと、を備え、前記補助表示装置は、前記マーカを含む画像を撮影する撮影手段と、撮影された前記画像に基づいて前記ハンドルマーカ及び前記下腿軸マーカの座標を取得し、前記取得された座標から、大腿骨に対する前記ステムの挿入角度を算出する演算手段と、前記挿入角度を表示する携帯用表示手段と、を備え、前記撮影手段、前記演算手段および前記携帯用表示手段は、一の端末で構成されたスマートフォンおよびウェアラブルコンピュータを含む携帯用情報端末であり、前記マーカは、専用の標識であり、前記演算手段は、前記撮影手段が撮影した前記マーカの画像を基準に前記マーカの３次元的な位置座標および傾きを取得することにより、前記座標を演算することを特徴とする。
【国際調査報告】
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