(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球関節（２０）を含む関節プロテーゼ（１８；１８’）内で又は該関節プロテーゼの部分コンポーネント（２２）内で、互いに移動可能に接続される２つのプロテーゼ部品（２４、２６；２４’）間で有効である力（４８；４８’；４８”）を計測するための医療用力計測システム（１０；１０’；１０”）であって、
該力計測システム（１０；１０’；１０”）が、計測器具（１２；１２’；１２”）を含み、
該計測器具（１２；１２’；１２”）が、サンプル関節表面（３６；３６’）を有するサンプル関節要素（１４；１４’）を含み、
該サンプル関節要素（１４；１４’）が、前記球関節（２０）の一部を形成すると共に、前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対応するように形成され且つサンプル球関節（４６）を形成するために該サンプル関節表面と係合するように移動可能である関節表面（３８）を含む第１関節要素（４４）に対応するように形成される、
医療用力計測システムにおいて、
前記計測器具（１２；１２’；１２”）が、前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力を又は前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力（４８；４８’；４８”）の部分成分を指示するために該計測器具（１２；１２’；１２”）上に配置又は形成される指示装置（５２；５２’；５２”）を含むこと、を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用力計測システムであって、
ａ）前記計測器具（１２；１２’；１２”）が、前記関節プロテーゼ（１８）のプロテーゼ部品（２４；２４’）の連結装置（７６；７６’）に又は医療器具に力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で一時的に連結するための計測器具連結装置（７４；７４’；７４”）を含むこと、
及び／又は
ｂ）前記医療用力計測システムが、前記計測器具（１２；１２’；１２”）を含む又は前記計測器具（１２；１２’；１２”）に連結可能である医療器具を含むこと、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項３】
請求項２に記載の医療用力計測システムであって、
ａ）前記医療器具がラスプ又はラスプシャフトの形態であること、
及び／又は
ｂ）前記医療器具が、力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で前記計測器具連結装置（７４；７４’；７４”）と係合するように移動可能である器具連結装置（７６；７６’）を含むこと、
及び／又は
ｃ）前記器具連結装置（７６；７６’）又は前記計測器具連結装置（７４；７４’；７４”）が、連結突起（７８；７８’）の形態であり、かつ、他方の連結装置（７４；７４’；７４”）が、前記連結突起（７８；７８’）に対応する連結台座（８０；８０’）の形態であること、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、前記計測器具（１２；１２’；１２”）に一時的に連結可能である、前記関節プロテーゼ（１８）のプロテーゼ部品（２４；２４’）を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、前記サンプル関節要素（１４；１４’）が、サンプル関節ヘッド（３４）の形態である、又は股関節プロテーゼ（２８）のソケットインサート（４２）の形態であること、を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、
前記計測器具（１２；１２’；１２”）が、連結要素（１６；１６’；１６”）を含むこと、及び
前記連結要素（１６；１６’；１６”）が、前記計測器具連結装置（７４；７４’；７４”）を含むこと、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項７】
請求項６に記載の医療用力計測システムであって、
ａ）前記サンプル関節要素（１４；１４’）と前記連結要素（１６；１６’；１６”）とが、互いに対して移動可能であるように配置され、又は互いの上に装着され、又は互いに対して移動可能であるように形成されること、
及び／又は
ｂ）前記サンプル関節要素（１４；１４’）と前記連結要素（１６；１６’；１６”）とが、互いに対して変位可能である、及び／又は回転可能であるように配置又は形成されること、
及び／又は
ｃ）前記器具連結装置が、力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で、一方で前記プロテーゼ部品（２４）又は前記医療器具と係合し、他方で前記連結要素（１６）と係合するように移動可能である緊締要素（６６）を含むこと、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、
前記指示装置（５２）が、少なくとも１つの指示要素（８２）及び少なくとも１つの参照要素（８４）を含むこと、
前記少なくとも１つの指示要素（８２）と前記少なくとも１つの参照要素（８４）とが、互いに対して移動可能であるように配置又は形成されること、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項９】
請求項８に記載の医療用力計測システムであって、前記指示装置（５２）が、前記サンプル関節要素及び／又は前記連結要素（１６）に力が適用されることで基本位置から偏向可能である及び／又は一時的に変形可能である複数の指示要素（８２）を含むこと、を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の医療用力計測システムであって、前記複数の指示要素（８２）が、前記連結台座（８０）の周りに周方向に配置又は形成されること、を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、
前記少なくとも１つの指示要素（８２’）が、前記サンプル関節要素（１４’）上の又は前記連結要素上の環状表面（８６’）の形態であること、及び
前記少なくとも１つの参照要素（８４’）が、前記環状表面（８６’）よりも直径（１２８’）の小さいリング（１０６’）の形態であると共に該環状表面を少なくとも部分的に被覆すること、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の医療用力計測システムであって、
前記環状表面（８６’）が、前記サンプル関節要素（１４’）から離れる方へ向いて、前記連結要素（１６’）が係合する前記サンプル関節要素（１４’）の凹部（５４’）を包囲する、平坦な端面（８６’）の形態であること、及び
前記連結要素（１６’）が、前記連結台座（８０’）を包囲すると共に前記連結台座の長手方向軸（６８’）から半径方向で離れる方へ向けられて前記リング（１０６’）を形成する、リングフランジ（１０４’）を含むこと、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、
ａ）前記計測器具（１２；１２’；１２”）が、前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力を又は前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力（４８；４８’；４８”）の部分成分を計測するために前記サンプル関節要素（１４；１４’）と協働する計測装置（５０；５０’；５０”）を含むこと
又は
ｂ）前記計測器具（１２；１２’；１２”）が、前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力を又は前記サンプル関節表面（３６；３６’）に対して有効である力（４８；４８’；４８”）の部分成分を計測するために前記サンプル関節要素（１４；１４’）と協働する計測装置（５０；５０’；５０”）を含み、前記計測装置（５０”）が、前記サンプル関節要素（１４’）に対して有効な力の大きさ及び／又は方向を計測するための、少なくとも１つの力計測センサ（１３２”）を含むこと、を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の医療用力計測システムであって、
ａ）前記少なくとも１つの力計測センサ（１３２”）が、協働する前記連結部材（１１０”）のうちの１つの上に配置されること、
及び／又は
ｂ）前記連結部材（１１０”）のうちの少なくとも１つが、前記少なくとも１つの力計測センサ（１３２”）を収容するための少なくとも１つのセンサ台座（１３６”）を含むこと、
及び／又は
ｃ）前記少なくとも１つの力計測センサ（１３２”）が、電気計測信号を生成するための電子力計測センサ（１３２”）の形態であること、
及び／又は
前記少なくとも１つの力計測センサ（１３２”）が、前記計測信号を評価及び／又は指示するための信号インジケータ装置（１４２”）の受信装置（１４０”）に計測信号を送るための送信装置（１４４”）を含むこと、
を特徴とする医療用力計測システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の医療用力計測システムであって、
前記サンプル関節要素（１４；１４’）が一体形成されること、
及び／又は
前記連結要素（１６；１６’；１６”）が一体形成されること、
を特徴とする医療用力計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球関節を含む関節プロテーゼ内で又はその部分コンポーネント内で互いに関着式のやり方で接続される２つのプロテーゼ部品間で有効である力を計測するための医療用力計測システムであって、この力計測システムが計測器具を含み、この計測器具が、サンプル関節表面を有するサンプル関節要素を含み、このサンプル関節要素が、前記球関節の一部を形成すると共に、前記サンプル関節表面に対応するように形成され且つサンプル球関節を形成するためにこのサンプル関節表面と係合するように移動可能である関節表面を含む第１関節要素に対応するように形成される、医療用力計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した種類の、力を計測するための医療用力計測システムは、それほど知られていない。一方、特にDE 10 2008 030 261 A1に記載されているようなサンプルインプラントシステムは知られている。それでもやはり、このようなサンプルインプラントシステムにより、人工関節を包囲する軟質部分の、その安定性への影響を判定することはできない。人工関節が脱臼する傾向を判定するには、そして必要な場合、これを低減するには医療用力計測システムは特に重要であることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】DE 10 2008 030 261 A1
【特許文献２】US 2007/0005145 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それ故に本発明の目的は、上述した種類の計測システムを、前記関節プロテーゼを埋植するプロセスを改良するような仕方で展開することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は上述した種類の医療用力計測システムの場合、前記計測器具が、前記サンプル関節表面に対して有効である力を又は前記サンプル関節表面に対して有効な力の部分成分を計測及び／又は指示するために前記サンプル関節要素と協働する計測装置及び／又は指示装置を含む、という点で達成される。
【０００６】
これによってこのような医療用力計測システムの助けを借りて、特に前記関節プロテーゼを埋植中である医師が、前記軟質部分のいわゆる「均衡度」の不十分さを検出することが可能である。それでもやはり、関節幾何学形状が術前の設計に基づいて元々あったように再構成される場合でさえも、手術の部位へのアクセス点の選択又は大腿頸部前捻の変化に起因して、前記関節プロテーゼに対して有効な関節力の不均衡が生じ得る。前記力計測システムは、特に前記サンプル関節表面に対して有効な合成力に関して、術中に医師にフィードバックを与えることができるようにする。前記軟質部分の前記「均衡度」が関節の前記安定性への影響を有するため、このことは特に有利である。特に筋肉により加えられる関節に作用する力全ての和を含む力ベクトルの形態の力が、好ましいものでない場合、このことは脱臼が生じる前記傾向への影響を有する。例えば股関節の場合、この力計測システムは、前記インプラントの長期的成功への効果、そして特に関節ソケットの長期的成功への効果を有することができる。術後、具体的には特に筋肉部分の離開、損傷、又は剥離に起因して、そしてそれだけでなく関節自体の幾何学的寸法が変更することにも起因して、前記股関節に対して有効な周辺の前記軟質部分の力の力不均衡が生じ得る。術後に生じる股関節痛は、例えば前記インプラントの骨一体化に失敗した結果であることがあり又は外科治療前の状態と比較すると個々の筋肉において生じる力を変更する前述の力不均衡、つまり関節における疼痛の非生理学的状況を引き起こし得るものにその原因が在ることさえある。特に前記疼痛が外科治療後に長期間持続する場合、更なる手術において、関連する前記筋肉の部分的分離プロセスによる軽減が試行されねばならない。力の前記不均衡のためのこのような修正手術の必要性を極力回避する限りにおいて、前記医療用力計測システムは、外科医が前記不均衡を術中に検出し、その後、必要な対策を講じることができるようにする。
【０００７】
前記計測器具が、前記関節プロテーゼのプロテーゼ部品の連結装置に又は医療器具に力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で、一時的に連結するための計測器具連結装置を含むと好都合である。前記計測器具連結装置により、特に前記計測器具を一時的に、例えば人工股関節の臀部シャフト又は寛骨臼等のプロテーゼ部品に又は医療器具に連結することが可能になる。その際、前記計測器具はそのサンプル関節要素により、サンプル球関節を形成する目的で埋植されるべき予め埋植した前記関節プロテーゼの関節要素と共に、前記プロテーゼ部品に又は医療器具に一時的に連結することができる。
【０００８】
有利なことに、前記医療用力計測システムは前記計測器具を含む又は前記計測器具に連結可能である、医療器具を含む。特に、前記医療器具上に前記計測器具を既に配置しておくことができる。別法として、医療器具が前記計測器具に一時的に連結可能であることもできよう。このことにより、埋植プロセス中、特に前記計測器具を選択的に前記器具に、必要に応じて前記関節プロテーゼのプロテーゼ部品に、連結することが可能になる。
【０００９】
前記医療器具が、ラスプ又はラスプシャフトの形態であると好都合である。例えば、ラスプの助けを借りて、股関節内プロテーゼのプロテーゼシャフトを挿入するための骨空洞を大腿骨内に準備することができる。その後、例えば前記ラスプ又は前記ラスプシャフトが前記骨空洞内に設置される際、前記ラスプ又は前記ラスプシャフトに連結された前記計測器具の前記サンプル関節表面への力を測定することができる。
【００１０】
前記医療器具の前記計測器具への単純な接続を生成するために、前記医療器具が、力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で前記計測器具連結装置と係合するように移動可能である器具連結装置を含むと好都合である。
【００１１】
前記器具連結装置又は前記計測器具連結装置が連結突起の形態である場合、及び、前記それぞれの他方の連結装置が、前記連結突起に対応する連結台座の形態である場合、前記医療器具と前記計測器具とは特に単純な仕方で互いに連結することができる。例えば、前記器具は連結突起又は連結台座を含むことができ、前記計測器具も同じように連結突起又は連結台座を含むことができる。
【００１２】
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記連結突起が前記プロテーゼ部品上又は前記器具上に配置又は形成されると共に前記連結台座が前記計測器具上に配置又は形成され、又は、前記連結台座が前記プロテーゼ部品上又は前記器具上に配置又は形成されると共に前記連結突起が前記計測器具上に配置又は形成されることを実現することができる。特に記載したばかりの更なる展開は、前記計測器具がサンプルボールヘッドの形態である、又はサンプルボールヘッドの一部である、又はさもなければ、股関節内プロテーゼのサンプル関節ソケット又はサンプル関節ソケットインサートの一部の形態であることを可能にする。
【００１３】
好ましくは前記医療用力計測システムは、前記計測器具に一時的に連結可能である前記関節プロテーゼのプロテーゼ部品を含む。例えばこれによって、プロテーゼ部品は永続的に埋植されるべき前記プロテーゼ部品又は外科処置中に一時的にのみ使用されるサンプルプロテーゼ部品とすることができる。
【００１４】
特に股関節内プロテーゼの前記埋植にとって、前記プロテーゼ部品が、骨空洞内に埋植可能なプロテーゼシャフトの形態である又は関節ソケット又は関節ソケットの関節ソケットインサートの形態であると有利である。
【００１５】
前記サンプル関節要素が、サンプル関節ヘッドの形態である又は股関節プロテーゼのソケットインサートの形態であると好都合である。このことにより、関節に対して有効な軟性部分の力を測定するために、特に外科医がサンプル関節ヘッドの形態の前記サンプル関節要素を、予め埋植した関節ソケットに一時的に連結することが可能である。別法として、前記有効な軟性部分の力の合力を測定するために、股関節プロテーゼのソケットインサートの形態の前記サンプル関節要素を予め骨空洞内に埋植されたシャフトの関節ヘッドに一時的に連結することもできよう。
【００１６】
前記計測器具が連結要素を含み、前記連結要素が前記計測器具連結装置を含む場合、前記力計測システムは、特に万能なやり方で活用することができる。特に前記計測器具は、前記サンプル関節要素及び前記連結要素を、場合によって更なる部品又は要素を含む場合には、２片の又は多部分の形態に構成することができる。
【００１７】
前記サンプル関節要素と前記連結要素との間で有効である力を単純なやり方で測定できるようにするために、前記サンプル関節要素と前記連結要素とが、互いに対して移動可能であるように配置され、又は、互いの上に装着され、又は、互いに対して移動可能であるように形成されると好都合である。特にその際、前記サンプル関節要素を前記連結要素に対して移動させるために、前記サンプル関節表面に対して有効な有効である力を機械的に計測することができる。
【００１８】
好ましくは前記サンプル関節要素と前記連結要素とは、互いに対して変位可能であるように及び／又は回転可能であるように配置又は形成される。特に前記サンプル関節要素と前記連結要素とは、互いに対して空間的に全方向に移動可能であるように配置又は形成することができる。これを全体として又は部分的に、前記サンプル関節要素及び前記連結要素の運動自由度１、２、又は３に限定することも考えられる。
【００１９】
前記器具連結装置が、力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で、一方で前記プロテーゼ部品との又は前記医療器具との他方で前記連結要素と係合するように移動可能である緊締要素を含む場合、前記計測器具はプロテーゼ部品に又は医療器具に一時的に、特に単純な仕方で連結することができる。
【００２０】
前記緊締要素が緊締位置のときに、一方で前記プロテーゼ部品内又は前記器具内の環状溝内に、及び／又は前記連結要素内の環状溝内に、係合する緊締リングの形態である場合、前記力計測システムは特にコンパクトなやり方で構成することができる。例えば前記計測器具は前記医療器具のネック上、例えばラスプの前記ネック上に設置することができ又はプロテーゼシャフトのネック上に設置することができ、その後緊締式のやり方でそこで保持することができる。
【００２１】
前記計測器具のプロテーゼ部品又は器具への前記接続を促進するために、前記緊締要素が弾力性である及び／又は可撓性であると好都合である。
【００２２】
有効である力を術中に外科医に対して指示できるようにするために、前記指示装置が少なくとも１つの指示要素及び少なくとも１つの参照要素を含み、前記少なくとも１つの指示要素と前記少なくとも１つの参照要素とが、互いに対して移動可能であるように配置又は形成されると有利である。特にこのような指示装置により、前記少なくとも１つの指示要素と前記少なくとも１つの参照要素との互いに対する移動又は偏向を、直接可視であるものにする又は外科医にとって明らかなものにすることができる。前記指示装置は、特に純粋に機械的なものとすることができるため、有効である力を又はその部分成分を指示するための更なる要素は不要である。
【００２３】
更に前記サンプル関節要素及び／又は前記連結要素に力が適用されることで、基本位置から偏向可能である及び／又は一時的に変形可能である複数の指示要素を前記指示装置が含むと好都合であることがある。特に前記指示要素のうちの１つ以上が偏向又は変形することにより、前記サンプル関節要素、特にその前記サンプル関節表面に対する有効である力の前記方向及び場合によって大きさについての結論を即座に引き出すことができるようなやり方で前記複数の指示要素を配置することができる。
【００２４】
前記複数の指示要素が、前記連結要素から突出して前記サンプル関節要素から離れる方へ向けられる湾曲した薄片の形態である場合、前記計測器具は特に単純な仕方で構成することができる。特に前記薄片は、前記連結要素と前記サンプル関節要素との間に相対運動がある場合に前記薄片のうちの１つ以上が偏向及び／又は変形されるようなやり方で配置することができる。
【００２５】
前記有効である力の配向を単純なやり方で指示できるようにするために、前記複数の指示要素が、前記連結台座を周方向で包囲するように配置又は形成されると有利である。その際例えば、前記指示要素のうちの１つ以上が偏向又は変形することにより、前記有効である力の又はその少なくとも部分成分の前記方向を直接指示することができる。
【００２６】
前記連結要素が前記連結要素の長手方向軸を規定し、前記複数の指示要素が前記連結要素の長手方向軸を包囲するように配置されると好都合である。特に前記複数の指示要素は、前記連結要素の長手方向軸を前記周方向で一様に包囲するように配置又は形成することができる。従って、特に例えば前記サンプル関節要素と前記連結要素との間で有効である力を又は力の成分を、前記連結要素の長手方向軸を参照して指示することができる。
【００２７】
前記医療用力計測システムの操作を改良するために、前記連結要素と前記サンプル関節要素とが、力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で互いに連結されると有利である。特に前記連結要素と前記サンプル関節要素とは、このようにして互いから意図せず分離することのないようにすることができる。
【００２８】
前記連結要素と前記サンプル関節要素とは、互いに緊締プロセス又は掛止プロセスにより連結される場合、特に単純な仕方で互いに接続することができる。これを目的として、緊締要素が又はさもなければ、前記連結要素及び前記サンプル関節要素の協働する部品及び／又は相互係合する部品が設けられる。特に、前記連結要素と前記サンプル関節要素との接続を、圧入部によっても確立することができる。任意で又はこの代わりとして、接続位置のときに互いに力ロック式及び／又はポジティブロック式の係合状態になる掛止要素を前記連結要素上及び前記サンプル関節要素上に配置又は形成することもできよう。
【００２９】
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記少なくとも１つの指示要素が、前記サンプル関節要素上の又は前記連結要素上の環状表面の形態であり、前記少なくとも１つの参照要素が、前記環状表面よりも直径の小さいリングの形態であると共にこの環状表面を少なくとも部分的に被覆することを実現することができる。この配置により、特に前記リングと前記環状表面との間の相対運動を可視にする指示装置を形成することが可能である。例えば前記サンプル関節要素に対して力が有効である場合、サンプル関節要素は前記連結要素に対して任意で移動させることができ、これによって前記リングと前記環状表面とが同じように互いに対して移動する。前記リングと前記環状表面との間の整列が変わることにより、力が前記軟質部分により前記サンプル関節要素にどの前記方向から又はどの前記方向へ加えられているかを、外科医は即座に認識することができる。これらのリングと環状表面とは、基本位置のとき同心にある。
【００３０】
前記環状表面が、前記サンプル関節要素から離れる方へ向いて、前記連結要素が共に係合する前記サンプル関節要素内の凹部を包囲する平坦な端面の形態である場合、及び前記連結要素が、前記連結台座を包囲すると共に前記連結台座の長手方向軸から半径方向で離れる方へ向けられて前記リングの形成をもするリングフランジを含む場合、前記計測器具は特に単純な仕方で構成することができる。従って具体的には前記サンプル関節要素と前記連結要素との間の相対運動に起因して、前記環状表面が、見れば分かるようにして非円形形状を採用する際、前記サンプル関節要素及び前記連結要素の互いに対する偏向を単純なやり方で可視にすることができる。この環状表面は、前記基本位置のときには前記連結台座の長手方向軸と同心であるものとして可視であり、この基本位置において前記リングにより部分的に被覆される。
【００３１】
前記連結要素の長手方向軸に関して検討すると、前記連結要素と前記サンプル関節要素とが互いに対して軸方向に固定されると好都合である。従ってその際、特に前記サンプル関節要素と前記連結要素とは、前記連結要素の長手方向軸と平行に意図せず互いから分離することのないようにすることができる。
【００３２】
前記計測器具の可動性を改良するために、前記連結要素と前記サンプル関節要素とが、前記連結要素の長手方向軸の周りで互いに対して回転可能であるように連結されると有利である。任意でこれらの要素は、前記連結要素の長手方向軸に対して垂直に又は交差方向に走る平面内で互いに対して変位可能であるように配置又は形成することもできよう。
【００３３】
好ましくは前記連結要素及び前記サンプル関節要素は、確実動作の又は略確実動作のやり方で相互係合する、協働する連結部材を含む。例えばこれらの連結部材は、一方で前記サンプル関節要素上に又は他方で前記連結要素上に配置又は形成される、協働する突起及び凹部とすることができる。
【００３４】
特に前記連結要素の長手方向軸に対して垂直な又は交差方向である平面内の移動を可能にするために、前記協働する連結部材が一方で前記連結要素上に、及び他方で前記サンプル関節要素上に配置又は形成される環状溝及びこれに対応するリングフランジを含むと有利である。
【００３５】
前記環状溝の最小内径が、前記リングフランジの最大外径よりも大きいと好都合である。その際、前記リングフランジの前記環状溝内での所望の遊び量又は所望の移動度を、単純なやり方で実現することができる。
【００３６】
一方で確実な連結を及び他方で極力制限のない可動性を所望の仕方で達成するために、半径方向における前記リングフランジの高さが、半径方向における前記環状溝の深さの半分よりも大きいと有利である。
【００３７】
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記計測装置がこの計測装置に対して有効な力の前記大きさ及び／又は方向を計測するための少なくとも１つの力計測センサを含むことを実現することができる。特に、２つ、３つ、又はそれ以上の力計測センサを設けることもできよう。
【００３８】
前記少なくとも１つの力計測センサが前記サンプル関節要素と前記連結要素との間に配置される場合、前記計測器具は特に単純かつコンパクトなやり方で構成することができる。その際前記連結要素と前記サンプル関節要素との間で有効である相対力を、単純なやり方で計測することができる。
【００３９】
測定されるべき力の計測の精度を改良するために、複数の力計測センサが設けられることが有利である。
【００４０】
好都合なことに、前記少なくとも１つの力計測センサは前記協働する連結部材のうちの１つの上に配置される。このことにより、前記計測器具を特にコンパクトな構成にすることができる。
【００４１】
前記少なくとも１つの力計測センサを確実かつ規定したやり方で配置できるようにするために、前記連結部材のうちの少なくとも１つが、前記少なくとも１つの力計測センサを収容するための少なくとも１つのセンサ台座を含むと有利である。特に前記センサ台座は、前記少なくとも１つの力計測センサが、力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方でセンサ台座内に係合するような仕方で又は規定したやり方で移動可能であるよう前記センサ台座内で保持されるような仕方で、形成することができる。
【００４２】
前記少なくとも１つのセンサ台座が前記リングフランジ内に配置又は形成される場合、前記計測装置は特にコンパクトなやり方で構成することができる。
【００４３】
好ましくは前記少なくとも１つの力計測センサは、電気計測信号を生成するための電子力計測センサの形態である。前記計測信号は、任意の適切なやり方で、例えばコンピュータを用いて更に処理することができる。前記力計測センサは、アナログ又はディジタル電気計測信号を生成することのできるディジタル又はアナログ力計測センサの形態とすることができる。
【００４４】
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記少なくとも１つの力計測センサが、前記計測信号を評価及び／又は表示するための信号インジケータ装置の受信装置に計測信号を送るための送信装置を含むことを実現することができる。このような送信装置により、前記計測信号を前記信号インジケータ装置の前記受信装置に供給し、計測信号を更に処理して、必要に応じて計測信号をそこに表示することができる。
【００４５】
前記信号インジケータ装置が画面を含む場合、外科医は埋植されるべき関節の領域における力不均衡を単純なやり方で認識することができる。その際、特にその前記特定の大きさ及び／又は配向に合わせて前記画面上に力を描写することができる結果、所望の力の釣合を確立するための前記必要な計測を行うことができる。
【００４６】
前記計測信号の送信が、ケーブルを通じて又は非ケーブル接続を通じて行われるように前記送信装置及び／又は前記受信装置が設計されると有利である。特に非ケーブル接続送信を、無線通信又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は同様のものを通じて、近距離無線通信インタフェース装置によって達成することができる。
【００４７】
前記サンプル関節要素が一体のやり方で形成される場合及び／又は前記連結要素が一体のやり方で形成される場合、前記医療用力計測システムの製造は更に簡素化することができる。その際、前記力計測器具は特にわずか２つの部品で形成することができる。
【００４８】
本発明の好適な実施形態の以下の記載は、図面と合わせて解釈すればより詳細な説明を提供するように働く。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】力計測システムの第１実施形態の全体斜視図。
【図２】図１に表す配置の分解組立図の形態の部分図。
【図３】図１の線３‐３に沿った断面図。
【図４】図１に表す配置の、サンプル関節要素に対して有効な力がある部分拡大図。
【図５】図４の線５‐５に沿った断面図。
【図６】医療用計測システムの第２の例示的実施形態の概略斜視図。
【図７】図６の線７‐７に沿った断面図。
【図８】図７と同様のただし連結要素に対してサンプル関節要素が偏向される、断面図。
【図９】医療用計測システムの第３の例示的実施形態の、部分的に切り欠いた全体斜視図。
【図１０】図９に表す配置のサンプル関節要素が除去される部分図。
【図１１】図９の線１１‐１１に沿った断面図。
【図１２】図９の線１２‐１２に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１〜図５に、全体的な参照記号１０をもつ医療用力計測システムの第１の例示的実施形態を例示的なやり方で示す。この医療用力計測システムは、サンプル関節要素１４及び連結要素１６を包含する計測器具１２を含む。
【００５１】
医療用力計測システム１０は、球関節を含む関節プロテーゼ１８内で又は関節プロテーゼ１８の部分コンポーネント２２内で互いに関着式のやり方で接続される２つのプロテーゼ部品２４及び２６間で有効である力を計測するように設計される。
【００５２】
図１〜図５に概略的に示す例示的実施形態において、関節プロテーゼ１８は大腿骨の骨空洞内へ挿入可能なシャフト３０を包含する股関節内プロテーゼ２８の形態であり、計測器具１２に一時的に連結可能であるネック３２をその近位端に含む。任意で、関節プロテーゼ１８は患者の体格に応じて、シャフト３０及びネック３２が各々互いに所望するように連結可能である別々のプロテーゼ部品の形態であるように、モジュール式のやり方で形成することもできよう。
【００５３】
サンプル関節要素１４は、球形のサンプル関節表面３６を有するサンプル関節ヘッド３４の形態である。サンプル関節表面３６は、プロテーゼ部品２６の関節表面３８に対応するように形成される。図示する例示的実施形態において、プロテーゼ部品２６はこのプロテーゼ部品内で力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で固定可能なソケットインサート４２を使用して骨盤内に埋植可能な寛骨臼４０の形態である。ソケットインサート４２は、中空球形の関節表面３８を含む。
【００５４】
任意で計測器具１２は、シャフト３０の挿入用の骨空洞を準備するために使用される例えばラスプ又はラスプシャフトの形態の医療器具に連結するように設計することもできよう。計測器具１２が医療器具にも一時的に連結可能になるように、ラスプシャフト又はラスプはその近位端に、ネック３２と同様のネックの形態の器具連結装置を有する。
【００５５】
図３に概略的に示すように、サンプル関節要素１４が関節要素４４を形成するソケットインサート４２と係合状態にさせられる場合、全体で一時的にサンプル球関節４６が形成される。
【００５６】
サンプル関節表面３６に対して有効な力を又はサンプル関節表面３６に対して有効な力４８の部分成分を計測及び／又は指示する目的で、計測器具１２はサンプル関節要素１４及び指示装置５２と協働する計測装置５０を含む。
【００５７】
サンプル球関節３４は、中空円筒形の止り穴５６の形態の凹部５４を含む。連結要素１６は凹部５４内の圧入部である中空円筒形のリング５８を含み、その近位端面６０は止り穴５６の底部６２に寄りかかる。
【００５８】
ネック３２上には、緊締要素６６が中に挿入される周縁環状溝６４が形成される。緊締要素６６は、連結要素の長手方向軸６８の方へ開放している環状溝７０内に係合し、プロテーゼ部品２４を計測器具１２に具体的にはその連結要素１６に連結するように働く。プロテーゼ部品２４と連結要素１６の両方と係合するプロセスを簡素化するために、緊締要素６６は好ましくは弾力性及び／又は可撓性である緊締リング７２の形態である。
【００５９】
計測器具１２は、この計測器具をプロテーゼ部品２４の連結装置７６に力ロック式及び／又はポジティブロック式のやり方で一時的に連結するための計測器具連結装置７４を含む。連結装置７６は、ネック３２及び環状溝６４、ならびに緊締要素６６を含む。特に計測器具連結装置７４は、環状溝７０を含む。
【００６０】
シャフト３０の代わりにラスプの形態の医療器具が使用される場合、連結装置７６のこれらの部品は上述した器具連結装置を形成する。
【００６１】
別法として連結要素１６は、例えばラスプシャフト又はラスプの形態の医療器具と一体に形成することもできよう。
【００６２】
連結装置７６は、本質的にネック３２により形成される連結突起７８を含み、計測器具連結装置７４は、実質、連結突起７８に対応する連結台座８０を含む。これによって、連結突起７８はプロテーゼ部品２４上に又は別法として器具上に、配置又は形成され、連結台座８０は計測器具１２上に配置又は形成される。別法として、連結台座はプロテーゼ部品上又は器具上に配置又は形成し、連結突起は計測器具上に配置又は形成することもできよう。
【００６３】
指示装置５２は、複数の指示要素８２、ならびに、サンプル関節要素１４から離れる方へ遠位方向を向く平坦な端面８６の形態の参照要素８４を含む。指示要素８２と参照要素８４とは互いに対して移動可能である。
【００６４】
指示要素８２は実質、連結要素の長手方向軸６８から離れる方へ向けられる凹状に湾曲したストリップ９０の形態であり、これらのストリップがネック３２にそれにより当接する短い接触区域９２を含む。ストリップ９０は連結要素の長手方向軸６８と略平行に延びるのであり、連結要素１６と一体に形成される。これらのストリップは、凹部５４からリング５８から離れる方へと延びる。
【００６５】
図１〜図３に概略的に示すような基本位置のとき、薄片８０は連結要素の長手方向軸６８を同心に包囲する。
【００６６】
サンプル関節表面３６に力４８が及ぼされると、サンプル関節要素１４は、薄片８８のうちの少なくとも１つの自由端９４が力４８の方向とは実質反対の方向９６を指示するようにこの薄片のうちの少なくとも１つが変形するようなやり方で、ネック３２に対して連結要素１６と共に移動する。有効である力４８の方向に応じて、２つ以上の薄片８８を、図４に例示的に示すように記載したやり方で変形させることもできる。
【００６７】
指示要素８２の偏向に起因して、外科医は力４８が入ってくる方向と、指示要素８２の参照要素８４に対する偏向の規模に応じた力４８の大きさとを即座に推測することができる。
【００６８】
図６〜図８に、全体的な参照記号１０’をもつ医療用力計測システムの第２の例示的実施形態を概略的に示す。この医療用力計測システムは、計測器具１２’の構成により計測システム１０と本質的に相違する。それ故に、明確にするために、力計測システム１０’の部品及び要素は全て、以下で、ダッシュを付した同一の参照記号により表す。
【００６９】
プロテーゼ部品２４’は、ネック３２’が環状溝を含まないという点でのみ、プロテーゼ部品２４と相違する。ネックは、中空円筒形の連結要素１６’の連結台座８０’内に係合する連結突起７８’の形態の連結装置７６’を形成するのであり、台座は止り穴の形態である。連結要素１６’の近位端が、ディスク様の端面壁９８’により閉鎖される。ネック３２’の近位方向を向く平坦な端面１０２’が端面壁の内側表面１００’に突き当たる。
【００７０】
連結台座８０’は計測器具連結装置７４’の一部を形成する。ネック３２’は連結台座８０’内の圧入部である。
【００７１】
半径方向において、連結要素の長手方向軸６８’から離れる方へ向けられるリングフランジ１０４’により連結要素１６’の遠位端が形成され、この遠位端が環状リング１０６’を規定する。更に、連結要素１６’上で端面壁９８’とリングフランジ１０４’との間に、半径方向において連結要素の長手方向軸６８’から離れる方へ向けられる更なるリングフランジ１０８’が形成される。このリングフランジは、連結要素の長手方向軸６８’への方向に開放している環状溝１１４’の形態の連結部材１１２’と係合する更なる連結部材１１０’を形成する。リングフランジ１０８’の幅１１６’と、連結要素の長手方向軸６８’と平行な環状溝１１４’の幅とは略同一である。
【００７２】
連結要素１６’がサンプル関節要素１４’の止り穴５６’内に係合する結果、端面壁９８’が止り穴５６’の底部６２’に寄りかかる。そこにおいて、図７及び図８に概略的に示す位置のとき、リングフランジ１０８’は環状溝１１４’内に係合する。環状溝１１４’の最小内径１１８’は、リングフランジ１０８’の最大外径１２０’よりも大きい。半径方向におけるリングフランジ１０８’の高さ１２２’は、半径方向における環状溝１１４’の深さ１２６’の半分よりも幾分大きい。
【００７３】
連結要素の長手方向軸６８’を参照すると、連結要素１６’とサンプル関節要素１４’とは互いに対して軸方向に固定される。サンプル関節要素１４’の遠位方向を向いてリング１０６’と協働している端面８６’は、サンプル関節要素１４’に対して有効な力４８’を計測するための計測装置５０’ならびに指示装置５２’を形成する。端面８６’は指示要素８２’を形成し、リング１０６’は参照要素８４’を形成する。リング１０６’は、端面８６’の外径１２８’よりも小さい外径１３０’を有する。それ故に、端面８６’の一部がサンプル関節要素１４’と連結要素１６’との間の相対位置とは無関係に、常に可視である。
【００７４】
計測器具１２’が図７に概略的に示すような基本位置にあるとき、端面８６’とリング１０６’の両方は、連結要素の長手方向軸６８’に関して同軸に整列する。
【００７５】
サンプル関節要素１４’に対して力４８’が有効になると、サンプル関節要素は、連結要素の長手方向軸６８’に対して交差方向である平面内で、連結要素１６’に対して変位する。それ故に、力４８’を向く側ではリング１０６’が端面８６’を被覆し続けることから、環の形態の基本位置のときに可視である端面８６’は、擬似の非環状であるように変形する。結果として、端面８６’は反対側で、より可視となる。
【００７６】
例えば、端面８６’をサンプル関節表面３６’とは異なる色彩で彩色することができる結果、指示要素８２’はよりはっきりと参照要素８４’から目立つのであり、外科医により認識可能になる。サンプル関節要素１４’と連結要素１６’とが互いに対して変位することに起因して、外科医は端面８６’の可視部分が変形することに基づいて、力４８’の大きさ及び／又は配向を即座に確認することができる。
【００７７】
図９〜図１２に、全体的な参照記号１０”で表す力計測システムの第３の例示的実施形態を例示的に示す。その基本構成は力計測システム１０’の基本構成に対応するのであり、力計測システム１０’の連結要素１６’とは連結要素１６”の設計の点でのみ相違する。それ故に、力計測システム１０”の基本構造の構成及び配置に関して繰り返しを回避するために、上で与えた力計測システム１０’の説明を参照する。
【００７８】
連結要素１６”は、複数の力計測センサ１３２”、特に厳密には６つの力計測センサを含む。これらの力計測センサは小さいシリンダ１３４”の形態であり、センサ台座１３６”内に配置される。センサ台座１３６”は、リングフランジ１０８”内の半円筒形の凹部１３８”の形態である。凹部１３８”により規定される内径は、力計測センサ１３２”の外径よりも大きい。凹部１３８”は、連結要素の長手方向軸６８”から離れる方へサンプル関節要素１４’の方向に開放している。従って力計測センサ１３２”は、連結要素１６”の連結部材１１０”上に配置又は保持される。
【００７９】
従って計測装置５０”は、サンプル関節要素１４’に対して有効な力４８”の大きさ及び／又は方向を計測するための複数の力計測センサ１３２”を含む。
【００８０】
特に力計測センサ１３２”は、電気計測信号を生成するための電子力計測センサ１３２”の形態とすることができる。計測信号を信号インジケータ装置１４２”の受信装置１４０”に転送する目的で、力計測センサ１３２”は、計測信号を受信装置１４０”に送るための送信装置１４４”を含むことができる。更に、信号インジケータ装置１４２”は、計測信号を評価及び／又は指示するように配置することができる。特に、信号インジケータ装置１４２”は画面１４６”を含むことができる。計測信号の送信装置１４４”から受信装置１４０”への送信は、ケーブルを通じて又は非ケーブル接続を通じて行うことができる。非ケーブル接続は、特にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は無線通信による送信とすることができる。
【００８１】
サンプル関節要素１４’に対して力４８”が有効である場合、力４８”の方向及び／又は配向は、計測装置５０”及びその力計測センサ１３２”によって測定することができる。外科医が軟質部分の状況をどれだけ変化させねばならないかを知って関節プロテーゼ上での力不均衡を防止することになるように、外科医に対して例えば力計測センサ１３２”の計測信号の評価を画面１４６”上に表示することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０，１０’，１０”  力計測システム
１２，１２’，１２”  計測器具
１４，１４’  サンプル関節要素
１６，１６’，１６”  連結要素
１８  関節プロテーゼ
２０  球関節
２２  部分コンポーネント
２４，２４’  プロテーゼ部品
２６  プロテーゼ部品
２８  股関節内プロテーゼ
３０  シャフト
３２，３２’  ネック
３４  サンプル関節ヘッド
３６，３６’  サンプル関節表面
３８  関節表面
４０  寛骨臼
４２  ソケットインサート
４４  関節要素
４６  サンプル球関節
４８，４８’，４８”  力
５０，５０’，５０”  計測装置
５２，５２”  指示装置
５４  凹部
５６，５６’  止り穴
５８  リング
６０，６０’  端面
６２，６２’  底部
６４  環状溝
６６  緊締要素
６８，６８’，６８”  連結要素の長手方向軸
７０  環状溝
７２  緊締リング
７４，７４’，７４”  計測器具連結装置
７６，７６’  連結装置
７８，７８’  連結突起
８０，８０’  連結台座
８２，８２’  指示要素
８４，８４’  参照要素
８６，８６’  端面
８８  薄片
９０  ストリップ
９２  接触区域
９４  端部
９６  方向
９８’  端面壁
１００’  内側
１０２’  端面
１０４  リングフランジ
１０６’  リング
１０８’  リングフランジ
１１０’  連結部材
１１２’  連結部材
１１４’  環状溝
１１６’  幅
１１８’  内径
１２０’  外径
１２２’  高さ
１２６’  深さ
１２８’  外径
１３０’  外径
１３２”  力計測センサ
１３４”  シリンダ
１３６”  センサ台座
１３８”  凹部
１４０”  受信装置
１４２”  信号インジケータ装置
１４４”  送信装置
１４６”  画面
【図１】
0006752572.tif 000002
【図２】
0006752572.tif 000003
【図３】
0006752572.tif 000004
【図４】
0006752572.tif 000005
【図５】
0006752572.tif 000006
【図６】
0006752572.tif 000007
【図７】
0006752572.tif 000008
【図８】
0006752572.tif 000009
【図９】
0006752572.tif 000010
【図１０】
0006752572.tif 000011
【図１１】
0006752572.tif 000012
【図１２】
0006752572.tif 000013