(57)【要約】      （修正有）【課題】加工された骨腔の穴形状の適確度を向上せしめ、必要時に骨腔加工用ブローチの位置を調整できるようにして、加工された骨腔の位置の精度を向上せしめ、骨腔加工を手作業でない機械的な振動を利用して骨腔をたやすく削り出すことによって、医師の不便を解消できるようにされた骨腔内の固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置を提供する。【解決手段】股関節に人工関節を挿入するための骨腔を加工するための装置において、骨腔内に強制に圧入された固定ガイドと、固定ガイドに挿入されて長手方向へ移動可能に設けられた骨腔加工用ブローチと、骨腔加工用ブローチが固定ガイドにガイドされつつ振動を起こしつつ骨腔が加工されるよう、骨腔加工用ブローチに位置された振動発生手段と、を含んで構成される。【選択図】図１
2005152623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
股関節に人工関節を挿入するための骨腔を加工するための装置において、
前記骨腔内に圧入される固定ガイド（２０）と、
前記固定ガイド（２０）に挿入されて長手方向へ移動可能に設けられた骨腔加工用ブローチ（３０）と、
前記骨腔加工用ブローチ（３０）が前記固定ガイド（２０）にガイドされつつ骨腔が加工されるよう、前記骨腔加工用ブローチ（３０）に備えられた振動発生手段と、を含むことを特徴とする骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項２】
前記固定ガイド（２０）の一端は、骨腔に嵌固される固定部（２１）から構成され、他端は前記骨腔加工用ブローチ（３０）の上下動だけを許容するようにガイドするガイド軸（２２）から構成されたことを特徴とする請求項１記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項３】
前記骨腔加工用ブローチ（３０）は、人工関節に適合な穴を削成できるよう外側壁の周縁に沿って切削刃が削成されていることを特徴とする請求項１記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項４】
前記振動発生手段は、
前記骨腔加工用ブローチ（３０）に連結された振動胴体（４２）と、
前記振動胴体（４２）に固着された駆動モータ（４４）と、
前記振動胴体（４２）に回転可能に設けられるとともに、前記駆動モータ（４４）の回転出力を受けて回転し、回転の重心を繰返し変動させることによって、前記振動胴体（４２）を振動させる振動板（４６）と、を含むことを特徴とする請求項１記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項５】
前記振動板（４６）は円板状であって、一方に振動を誘導する錘（４７）が備えられていることを特徴とする請求項４記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項６】
前記振動発生手段は、
前記骨腔加工用ブローチ（３０）に連結されたピストンハウジング（１４２）と、
前記ピストンハウジング（１４２）に上下移動可能に装着されたピストン（１４４）と、
前記ピストン（１４４）の上下移動を繰返させる切換手段（１４６）と、
前記切換手段（１４６）に連結されてピストン（１４４）側の空圧室に空圧を加える空圧源（１４７）と、から構成されたことを特徴とする請求項１記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項７】
前記骨腔加工用ブローチ（３０）の加工進行方向を設定するための手段として、方向調整装置をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項８】
前記方向調整装置は、
前記固定ガイド（２０）と前記骨腔加工用ブローチ（３０）との間に位置されて、前記固定ガイド（２０）とは一体に回転できるように結合され、前記骨腔加工用ブローチ（３０）とは回転可能に組立てられたローテーションジョイント（５０）と、
前記ローテーションジョイント（５０）の回転調整および固定のため、前記骨腔加工用ブローチ（３０）に設けられたロッカー（６０）と、を含むことを特徴とする請求項７記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項９】
前記ローテーションジョイント（５０）にはピニオン（５２）が削成されて、前記ロッカー（６０）には前記ピニオン（５２）に歯合されたウォームギア（６２）が削成されていることを特徴とする請求項８記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【請求項１０】
前記固定ガイド（２０）と前記ローテーションジョイント（５０）は、半円断面状で結合されることを特徴とする請求項８記載の骨腔内固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整形外科において人工股関節手術を施す際、人工関節を挿入するために大腿骨に穴を加工する場合に使用される骨腔加工装置に係り、より詳しくは、ガイド装置と振動を利用して適確な位置と形状の骨腔加工を可能ならしめた骨腔加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工股関節（脚部と臀部を連結する関節）施術は人工関節を大腿骨に挿入して、損傷された大腿骨頭の代わりに人工関節が骨盤と摩擦するようにして、痛症を減らす施術技法である。この際、人工関節を脚側の大腿骨に挿入するためには大腿骨に人工関節の形状と類似する穴を加工しなければならない。この穴に挿入された人工関節は大腿骨と堅固に固定されて体重を伝達する役割を果すことになる。人工関節と大腿骨を固定する方法は、接着剤（bone cement）を利用する方法と、接着剤を利用せずに骨の成長を利用する方法（bone ingrowth into the implant surface forming a mechanical interlocking）等があるが、そのうちの、患者に適切なものを利用することになる。とりわけ、接着剤を利用しない場合、大腿骨に加工された穴の形状が適確になるほど施術の結果によい影響を及ぼすものと知られている。
【０００３】
さらに、大腿骨に加工された穴の位置もまた施術者の最初の意図した位置に適確に位置されてこそ、施術後、施術された脚がねじられたり、長さが短かくなるなど等の問題が発生されない。
【０００４】
従来には人工関節のごとき形状からなるブローチを手作業によって挿入して穴を加工したが、この方法は加工された穴の形状および位置が適確でないという短所がある。手作業代わりに、空圧を利用した高速振動機に前記ブローチを挿入する方法があるが、この方法はハンマーに比べて作業の利便性は高いものの穴の形状および位置の適確度に対する信頼性に劣る。
【０００５】
そのほかの方法として、コンピューターに連結されたミーリングロボットで大腿骨を加工する方法があるが、ロボットを適用する場合、穴の形状と位置は適確であるが、ロボットの値段が高いうえに施術時間が長びくし、場合によっては追加的な施術が必要であるし、つまるところ、費用消耗が増加され、患者の出血量が多大になることによって血栓症等の危険性が高まる短所がある。
【０００６】
本発明のおいては、電動または空圧を利用した高速振動機でブローチを挿入させつつ、ブローチの望む位置および方向へ適確に大腿骨を加工するよう、ガイドをともに提供して結果的に骨腔に加工された穴の形状および位置の精度を大幅に改善しようとする。
【０００７】
とりわけ、ガイドが身体の外部に設けられる場合、ガイドと大腿骨が好調に整列されて望む位置となるようにする作業が大変ややこしく、長びくことに対し、ガイドを骨腔内に設けることによって、きわめて簡単に解決することができる。加工された穴は大腿骨に対して適確な位置に穿設されるべきであり、とりわけ、施術の目的上加工された穴が大腿骨の内部に存在する大腿骨腔（femoral cavity）と整列されるべきであるため、大腿骨腔にガイドを設ける場合、かような位置関係が順調に成立されて加工位置の選択および整列が容易である。
【０００８】
さらに、臨床的に重要性を帯びている外転/内転角（valgus-varus angle）は、骨腔ガイドを完全に設置してから、蝶ねじで簡単に組合わせることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、上記の事情に鑑みでなされたもので、その目的は、加工された骨腔の穴形状の適確度を向上せしめ、必要時に骨腔加工用ブローチの位置を調整できるようにして、加工された骨腔の位置の精度を向上せしめ、骨腔加工を手作業でない機械的な振動を利用して骨腔をたやすく削り出すことによって、医師の不便を解消できるようにされた骨腔内の固定ガイドと振動を利用した骨腔加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の具体的な手段は、股関節に人工関節を挿入するための骨腔を加工するための装置において、骨腔内に強制に圧入された固定ガイドと、固定ガイドに挿入されて長手方向へ移動可能に設けられた骨腔加工用ブローチと、骨腔加工用ブローチが固定ガイドにガイドされつつ振動を起こしつつ骨腔が加工されるよう、骨腔加工用ブローチに位置された振動発生手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１１】
上述の固定ガイドの一端は、骨腔に挿固される固定部から構成され、他端は前記骨腔加工用ブローチの上下動だけを許容するようにガイドするガイド軸から構成されたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、上述の骨腔加工用ブローチは、人工関節に適合な穴を削成できるよう、外側壁の周縁に沿って切削刃が削成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記振動発生手段は、骨腔加工用ブローチに連結された振動胴体と、振動胴体に固着された駆動モータと、振動胴体に回転可能に設けられるとともに、駆動モータの回転出力を受けて回転し、回転の重心を繰返し変動させることによって、振動胴体を振動させる振動板と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
しかも、振動板は円板状であって、一方に振動を誘導するための錘が備えられている。
【００１５】
なお、前記振動発生手段は、骨腔加工用ブローチに連結されたピストンハウジングと、ピストンハウジングに上下移動可能に装着されたピストンと、ピストンの上下移動を繰返させる切換手段と、切換手段に連結されてピストン側の空圧室に空圧を加える空圧源と、から構成されたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記骨腔加工用ブローチの加工進行方向を設定するための手段として方向調整装置をさらに含んでいることを特徴とする。
【００１７】
前記方向調整装置は、固定ガイドと前記骨腔加工用ブローチとの間に位置されて、前記固定ガイドとは一体に回転できるように結合されて、骨腔加工用ブローチとは回転可能に組立てられたローテーションジョイントと、前記ローテーションジョイントの回転調整および固定のため、前記骨腔加工用ブローチに設けられたロッカーと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
前記ローテーションジョイントには、ピニオンが削成されて、前記ロッカーにはピニオンに歯合されたウォームギアが削成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の股関節手術に利用される骨腔加工装置は、骨腔加工を手作業でない機械的な振動を利用して骨腔を容易に削り出すことによって、医師の不便が解消される。さらに、骨腔の軸方向へ沿ってガイドにガイドされつつ加工が行われため、加工された形状の適確度が向上され、必要時に骨腔加工用ブローチの位置を調整できることから、加工された骨腔の位置程度が向上する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る一実施例について添付図に沿つて詳述する。
【００２１】
図１は本発明の実施例に係る骨腔加工装置の組立状態図で、図２、図３は本発明に適用される振動発生装置の多様な例示図で、図４は図１のＡ−Ａ線矢視断面図で、図５は図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００２２】
本発明は、図１のごとく、股関節１０に人工関節（図示せず）を挿入するために先行されるべきである骨腔加工のための固定ガイド２０が備えられる。
【００２３】
前記固定ガイド２０は、股関節１０の骨腔内に強制圧入されたものである。
【００２４】
前記固定ガイド２０は、患者の骨腔の大きさに適うよう各種の大きさにあらかじめ用意される。固定ガイド２０は加工すべき穴が大腿骨と軸方向へ整列されるように保持せしめる機能をする。固定ガイド２０は一端が骨腔に嵌入されて摩擦によって固定される固定部２１と、他端が後述する骨腔加工用ブローチ３０の上下動だけを許容するようにガイドするガイド軸２２と、から構成される。
【００２５】
前記固定ガイド２０には骨腔加工用ブローチ３０が嵌入されている。具体的には、骨腔加工用ブローチ３０は固定ガイド２０のガイド軸２２の長手方向に沿って上下へ移動可能に設けられている。
【００２６】
前記骨腔加工用ブローチ３０は、外側壁の全周縁に沿って切削刃が削成されているものであって、実質的には人工関節（図示せず）が位置する人工関節に適合な穴を穿設する工具である。
【００２７】
前記骨腔加工用ブローチ３０には、振動発生装置４０が位置する。この振動発生装置４０は骨腔加工用ブローチ３０に固定または着脱可能に設けられることができる。振動発生装置４０は振動を起こして固定ガイド２０に嵌入された骨腔加工用ブローチ３０に上下振動を誘発させる機能を果たす。
【００２８】
前記振動発生装置４０は、電動式または空圧式で構成されうる。
【００２９】
一例として、電動式の場合、図２のごとき振動発生装置として構成されうる。
【００３０】
図２は、骨腔加工用ブローチ３０に連結された振動胴体４２と、前記振動胴体４２に固着された駆動モータ４４と、前記振動胴体４２に回転可能に設けられるとともに、前記駆動モータ４４の回転出力を受けて回転し、回転の重心を繰返し変動させて振動胴体４２を振動させる振動板４６と、から構成されたものである。
【００３１】
本実施例における前記振動板４６は円板状であって、一方に振動を誘導する錘４７が備えられている。
【００３２】
これは駆動モータ４４が回転されると、振動板４６の錘４７が振動板４６の重心を変動させ、これによって骨腔加工用ブローチ３０に拘束された振動胴体４２が上下へ振動される原理を適用したものである。
【００３３】
一方、空圧式の場合、一例として、図３のごとく、前記骨腔加工用ブローチ３０に連結されたピストンハウジング１４２と、前記ピストンハウジング１４２に上下移動可能に装着されたピストン１４４と、前記ピストン１４４の上下移動を繰返させる切換手段１４６と、前記切換手段１４６に連結されてピストン１４４側の空圧室に空圧を加える空圧源と、から構成される。この際、切換手段１４６は電気的に制御されて切換位置を変えることによって、ピストン１４４の移動方向を制御する。
【００３４】
他方、本発明は前記骨腔加工用ブローチ３０の加工進行方向を設定するための手段として方向調整装置をさらに含む。上述の方向調整装置は前記固定ガイド２０と前記骨腔加工用ブローチ３０との間に位置されて、固定ガイド２０とは一体に回転できるように結合され、骨腔加工用ブローチ３０とは回転可能に組立てられたローテーションジョイント５０と、前記ローテーションジョイント５０の回転調整および固定のため、骨腔加工用ブローチ３０に設けられたロッカー６０が含まれうる。
【００３５】
この際、ローテーションジョイント５０と固定ガイド２０は、図５のごとく、半円断面状で結合されうる。
【００３６】
ここで、前記ローテーションジョイント５０は、図４のごとく、上端にピニオン５２が削成され、前記ロッカー６０はピニオン５２に歯合されたウォームギア６２が削成されている。したがって、ロッカー６０を回転させる方向に沿ってウォームギア６２がピニオン５２の周縁を伝って歯合されて回転され、これによってロッカー６０が固定されている骨腔加工用ブローチ３０が回転調整される。この際、ローテーションジョイント５０は固定ガイド２０に半円断面状で結合されていることから、回転をすることができず、固定状態を保っている。
【００３７】
かりに、本実施例においてはローテーションジョイント５０と固定ガイド２０が相対的に回転せずに、固定状態を保持するよう固定ガイド２０の断面を半円状に図示して述べたが、これに限定されることなく、四角形、三角形等多様な態様が可能であることはいうまでもない。
【００３８】
未説明符号４２a、１４２aは、骨腔加工用ブローチ３０に連結されるためのジョインティング穴である。
【００３９】
上述のように構成された本実施例の作用について述べることにする。
【００４０】
まず、リーマ（図示せず）によって股関節１０の大腿骨腔に軸方向へ穴を穿設してから、固定ガイド２０を設ける。この際、固定ガイド２０の固定部２１が嵌入摩擦力によって堅固に固定を保持する。
【００４１】
この状態で骨腔加工用ブローチ３０を固定ガイド２０のガイド軸２２に嵌入する。
【００４２】
この状態で骨腔加工用ブローチ３０の加工方向を注意深く観察して意図した方向でなければ、ローテーションジョイント５０とロッカー６０を利用して骨腔加工用ブローチ３０の加工方向を調整する。
【００４３】
つまり、ロッカー６０をある一方に回転させると、ロッカー側ウォームギア６２がローテーションジョイント側ピニオン５２に歯合された状態で相対的にロッカー６０が骨腔加工用ブローチ３０と一体に回転調整される。
【００４４】
このように、ロッカー６０の操作が終了されると、骨腔加工用ブローチ３０の加工方向が決定され、ついで、振動発生装置を作動させる。
【００４５】
振動発生装置を作動させると、発生された振動が骨腔加工用ブローチ３０に伝達されて、骨腔加工用ブローチ３０が上下微細運動を繰返すようになる。
【００４６】
ここで、振動は例として、図２のごとく、電源に連結された駆動モータ４４が駆動し、これに連動されて振動板４６が回転して振動が誘導されうるし、図３のごとく空圧源１４７に連結されたピストン１４４が上下へ繰返し作動して振動が誘導されうる。
【００４７】
このように、骨腔加工用ブローチ３０が固定ガイド２０にガイドされつつ軸方向に沿って上下へ微細振動運動を速い速度で繰返すようになると、骨の柔軟な軟質骨を削り出しつつ骨腔を加工して進行することになる。
【００４８】
この際、施術者（医師）は片手で固定ガイド２０の最上端部位を把り、他の手で振動発生装置４０を把る。
【００４９】
このようにして、望む骨腔の加工が終了されると、固定ガイド２０から骨腔加工用ブローチ３０を振動発生装置４０とともに除去し、最終的に固定ガイド２０を除去する。
【００５０】
このように、本発明は固定ガイド２０につれて移動ガイドされつつ骨腔加工用ブローチ３０が骨腔を加工するようになり精度が向上する。さらに、手作業によらず、機械的に加工が施されることによって、手軽に、かつ安全に行われることになる。
【００５１】
以上のごとく、本発明はたとえ限定された実施例と図に沿って述べてきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって、本発明の技術思想と前述の請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例に係る骨腔加工装置の組立状態図である。
【図２】本発明に適用される振動発生装置の一例を示す例示図である。
【図３】本発明に適用される振動発生装置の他の例を示す例示図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０    股関節   
２０    固定ガイド
２１    固定部
２２    ガイド軸
３０    骨腔加工用ブローチ
４０    振動発生装置
４２    振動胴体
４４    駆動モータ
４６    振動板
４７    錘
５０    ローテーションジョイント
５２    ピニオン
６０    ロッカー
６２    ウォームギア
１４２    ピストンハウジング
１４４    ピストン
１４６    切換手段
【図１】
2005152623.tif 000003
【図２】
2005152623.tif 000004
【図３】
2005152623.tif 000005
【図４】
2005152623.tif 000006
【図５】
2005152623.tif 000007