(57)【要約】【課題】脊椎の椎弓根に下孔を形成する際に、椎弓根に対する刺入位置及び方向を正確に制御できる簡単な構造の穿刺器具を提供する。【解決手段】下孔を形成するための穿刺針２と、該穿刺針から所定の角度を有して設けられ穿刺針２を所望位置に所望の角度で導くための基準となる基準バー３とを備え、基準バー３により穿刺針２を所望位置に所望の角度で導くので、穿刺器具に別にガイド装置を設ける場合に比べて簡単な構成で穿刺針を制御することができる。【選択図】図２
2013034777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎弓根に椎弓根スクリュー埋設用の下孔を形成する穿刺器具であって、下孔を形成するための穿刺針と、該穿刺針から所定の角度を有して設けられ、前記穿刺針を所望位置に所望の角度で導くための基準となる基準バーとを備えたことを特徴とする穿刺器具。
【請求項２】
前記基準バーの先端までの長さは、穿刺針の尖端が基準バーの先端で直交する垂線の延長線上に位置するように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の穿刺器具。
【請求項３】
前記基準バーの基端部が前記穿刺針の側面に所定の角度で固定されたことを特徴とする請求項1または２に記載の穿刺器具。
【請求項４】
前記基準バーを所定の基準に合せるための補助手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の穿刺器具。
【請求項５】
前記所定の基準は推体後面の接線に平行な線であることを特徴とする請求項４に記載の穿刺器具。
【請求項６】
前記補助手段は、基準バーの基端部と先端部に基準バーに直交する方向に突出する第１の補助バーと第２の補助バーとを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の穿刺器具。
【請求項７】
第１の補助バーと第２の補助バーとは、基準バーを挟んで互いに逆方向に突出するように形成されたことを特徴とする請求項６に記載の穿刺器具。
【請求項８】
第３頸椎から第７頸椎の椎骨の下孔形成用であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の穿刺器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頸椎等の脊椎の外科手術において、脊椎固定術に用いる椎弓根スクリューを埋設する下孔を椎骨に形成するための穿刺器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
頸椎等の脊椎の固定術は、脊椎に椎弓根スクリューを埋設する手法が多く行われている。この椎弓根スクリューの埋設は、プローブ等の穿刺器具を刺入して予め下孔を形成しておき、その下孔に椎弓根スクリューをねじ込むことにより行われる。
【０００３】
しかしながら、脊椎付近には、脊髄、神経根、血管、臓器などの重要な器官が密集しており、特に、頸椎に下孔を形成するためにプローブ等の穿刺器具の刺入位置を誤ると、それらの器官に重篤な障害を引き起こすおそれがあり、したがって、正確な刺入位置と方向を決定する必要がある。
【０００４】
従来は、Ｘ線装置にて脊椎の正面画像と側面画像を投影し、プローブを刺入する椎弓根の位置を確認してプローブをガイド無しで刺入していた。しかし、術者の経験値や技量により刺入精度にばらつきが生じるという問題があった。
【０００５】
このようなプローブを正確な刺入位置と刺入方向にコントロールする直接の技術は開示されていないが、これに関連して、本出願人は、椎弓根の下孔を形成するために、椎弓に脊髄の後方側から前方向に刺して基準となる基準ピンと、該基準ピンの基端側から側方へ延びるアーム体とを備え、このアーム体には基準ピン尖端位置に向かって開口しオウルやタップ等の穿孔器具をガイドする複数のガイド孔が放射状に複数個形成された穿孔器具ガイド装置を提供した（特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献１とは別の特許文献２には、椎弓根に椎弓根スクリューを挿入する際、その挿入位置と挿入角度をより正確にガイドするために、固定指示針と、これとの離間距離を調節可能な可動指示針と、両指示針の離間距離の丁度中間点に位置するようにリンク機構に組まれてなる基準線位置決めピンと、固定指示針が指し示す椎弓根の挿入位置に対して円弧状態を維持しながらスライドすることで椎弓根挿入器具の挿入角度を設定調節する挿入ガイド部とを有し、基準線位置決めピンを棘突起の位置に合わせることで、棘突起を基準とした椎弓根挿入器具の挿入位置と挿入角度をガイドする椎弓根挿入器具ガイド装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2009-261485号公報
【特許文献２】実用新案登録第3165179号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１は穿刺器具としてオウルやタップを用いる場合のガイド装置であり、また特許文献２は椎弓根スクリューを挿入するガイド装置であり、いずれも穿刺器具の挿入位置と挿入方向を正確に導き出す上には重要なガイド装置に関するものであるが、先の尖ったアイスピックのような金属針からなるプローブ等の穿刺器具を使って、ガイド装置なしで椎弓根に下孔を形成する場合でも、正確にプローブの刺入位置と刺入方向を導き出すことができる、簡単な構成の穿刺器具の出現が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記に鑑み、椎弓根に下孔を形成する際に、椎弓根に対する刺入の位置及び方向を正確にコントロールすることができる簡単な構造の穿刺器具の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、椎弓根に椎弓根スクリュー埋設用の下孔を形成する穿刺器具であって、下孔を形成するための穿刺針と、該穿刺針から所定の角度を有して設けられ、前記穿刺針を所望位置に所望の角度で導くための基準となる基準バーとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、穿刺器具自体に、穿刺針とは別に、穿刺針から所定の角度の基準バーを設け、この基準バーにより穿刺針を所望位置に所望の角度で導くようにしたので、従来のようにガイド装置を穿刺器具とは別に設ける場合に比べて簡単な構成で穿刺針を所望位置に導くことができる。
【００１２】
この場合の基準バーの基端から先端までの長さは、穿刺針の尖端が基準バーの先端で直交する垂線の延長線上に位置するように設定することができる。
【００１３】
これにより、椎骨に下孔を形成する作業中に、穿刺針の尖端が椎骨の内部にあっても、穿刺針の尖端が基準バーの垂直線上に位置するように形成されているので、基準バーの先端位置が穿刺針の尖端位置であることが分かる。
【００１４】
基準バーは穿刺針に対して所望の角度で揺動自在に固定することもできる。ただ、椎骨のうち頸椎は胸椎や腰椎に比べて小さく、特に第３頸椎から第７頸椎に下孔を形成するための穿刺針は小径であるため、基準バーを穿刺針に対して角度調整自在に設けるよりは角度を固定した方が製作しやすくなる。すなわち、基準バーの基端部が穿刺針の側面に所定の角度で固定された構造が製作上有利である。
【００１５】
本発明者は、穿刺針の最適な刺入位置として、前側の推体と後側の椎弓とからなる椎骨において、推体の後面との接線と椎孔（脊柱管）の外縁の垂線の交点を安全性の高い通過点（以後、Ｓポイントという場合もある）と考えている。穿刺針が通過点Ｓを通るように、刺入角度を設定すればよい。この所定の角度としては、３０度〜６０度の任意の角度の穿刺器具を用意し、椎骨の形状に応じて最適な穿刺器具を使用すればよい。
【００１６】
基準バーの基準は、例えば、推体後面の接線に平行な線とする。椎体後面の接線は手術中のＣＴ（コンピュータ断層撮影）による断面画像による計測で探し出すことができるので、穿刺器具の基準バーを椎体後面の接線に平行に設置し、穿刺針が前記Ｓポイントを通過するような、基準バーと穿刺針が所定の角度を有する穿刺器具を選択する。そして、選択した穿刺器具を用いて、基準バーを椎体後面の接線に平行に位置させながら、穿刺針を椎弓根に刺入し、下孔を形成する。
【００１７】
このとき、基準バーを所定の基準に合せるための補助手段を設けるのが好ましい。補助手段の採用により、より基準合わせが容易に行える。
【００１８】
補助手段は、基準バーの基端部と先端部に基準バーに直交する方向に突出する第1の補助バーと第2の補助バーとを備えている構成を例示することができる。
【００１９】
この構成によると、例えば、椎体後面に基準バーを水平に設置すると、左右の第１の補助バーおよび第２の補助バーが基準バーの基端部と先端部とに設置されているので、頸椎を側面からＸ線透視した画像では、基準バーが水平である限り、第１の補助バーおよび第２の補助バーは一直線上に並ぶことになる。もし、基準バーが傾斜していると、両補助バーは一直線上に並ぶことなく、上下方向でどちらかにずれた撮影像となる。したがって、２つの補助バーによって基準バーの水平状態を確認することができる。
【００２０】
また、第１の補助バーと第２の補助バーとは、基準バーを挟んで互いに逆方向に突出するように形成することもできる。これにより、両補助バーは、基準バーを挟んで両側に突出するので、基準バーの傾斜が判別しやすくなる。
【００２１】
上記なような穿刺器具は第３頸椎から第７頸椎の椎骨の下孔形成用として使用するのが好ましい。これらの椎骨は他の椎骨に比べて小型であるが、簡易な穿刺器具により的確に所定位置で所定の角度で下孔を形成することができる。
【００２２】
なお、本発明の穿刺器具は、頚椎の下孔形成用のみならず、腰椎や胸椎等の他の椎骨の椎弓根下孔形成用としても利用することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のとおり、本発明によると、穿刺針に所定の角度の基準バーを設け、この基準バーにより穿刺針を所望位置に所望の角度で導くようにしたので、従来のようにガイド装置を別に設ける必要がなく、簡単な構成で椎弓根に対する刺入の位置及び方向を正確にコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態の穿刺器具の概略図である。
【図２】第１の実施形態の穿刺器具の使用状態を示す図である。
【図３】第１の実施形態の穿刺器具の斜視図である。
【図４】第２の実施形態の穿刺器具の斜視図である。
【図５】第２の実施形態の使用状態を示す図であって、（a）は椎弓根への穿刺針の刺入角度が大きすぎる状態を示す側方からのレントゲン撮影図、（ｂ）同じく椎骨のＣＴ断面図、（ｃ）は椎弓根への穿刺針の刺入角度が最適な状態を示す側方からのレントゲン撮影図、（ｄ）同じく椎骨のＣＴ断面図、（ｅ）は椎弓根への穿刺針の刺入角度が小さすぎる状態を示す側方からのレントゲン撮影図、（ｆ）同じく椎骨のＣＴ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
本実施形態における穿刺器具１は、図１〜図３に示すように、脊椎のうち第３頸椎から第７頸椎の椎弓根に椎弓根スクリュー埋設用の下孔を形成するために使用される。この穿刺器具１は、椎弓根に下孔を形成するための穿刺針２と、該穿刺針２から所定の角度θを有して設けられ、穿刺針２を所望位置に所望の角度で導くための基準となる基準バー３とを備えている。
【００２７】
穿刺針２は、いわゆるプローブと呼ばれるものであるが、先の尖った金属針を備え、椎弓根にスクリュー埋設用のタップを切る前に小さな下孔を形成するために用いられる。穿刺針２は、ステンレス製のものが例示でき、その基端部には例えば球状の操作ハンドル部４を備えている。この椎弓根の下孔によって、タップの刺入位置や刺入方向を制御され、椎弓根用スクリューの埋設位置が決定される。
【００２８】
本例の穿刺針２は、その基端部が断面円形に形成され、途中から先端部が断面四角形に形成され、先端に向かうにつれて尖った形状に形成される。断面四角形は正方形又は長方形とされる。穿刺針２は、基端部で直径３ｍｍ〜５ｍｍに形成され、また、先端部では断面四角形で徐々に先細になっている。穿刺針２は基本的に先の尖った穿刺針であれば、その断面形状は本例のものに限定されるものではない。
【００２９】
この穿刺針２に固定される基準バー３は、直状のものであって、穿刺針２の先端部において所定の角度で溶接固定されている。
【００３０】
基準バー３の固定位置は、穿刺針２の尖端が所望の刺入位置に、例えば、椎弓から椎体まで到達する刺入位置に到達したときに、基準バー３が椎弓に接触して穿刺針２の刺入の障害にならない固定位置とされる。穿刺針２の目標の到達位置は、椎体に到達する位置に限らず、穿刺器具がスクリュー用の下孔形成用とした場合、椎弓根基部に設定することも可能である。本例では、穿刺針２の尖端から１５ｍｍ〜３５ｍｍの位置に設定されるが、これに限定されるものではない。
【００３１】
基準バー３は、穿刺針２と同様にステンレス製のものであって、例えば、断面四角形に形成され、レントゲン透視撮影において、脊柱管方向における穿刺針２の傾きも目視しやすいようにしている。ただし、基準バー３の断面形状は円形、楕円、角形等、特に限定されるものではない。
【００３２】
基準バー３の基端から先端までの長さは、穿刺針２の尖端が基準バー３の先端で直交する垂線の延長線上に位置するように設定される。これは、椎骨に下孔を形成する作業中に、穿刺針２の尖端が椎骨の内部にあっても、穿刺針２の尖端を基準バー３の垂直線上に位置させることで、穿刺針２の尖端位置をわかるようにするためである。本例の基準バー３は、穿刺針２の尖端から１５ｍ〜３５ｍｍの位置に設定されているので、基準バー３の長さは１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定されることになる。ただし、基準バーの長さは、穿刺針の尖端から基準バーが固定される位置までの長さによって変わるので、本例の長さに限定されるものではない。
【００３３】
基準バー３は、その基端部が穿刺針２の側面に所定の角度で溶接固定される。所定の角度θは、３０度、３５度、４０度、４５度、５０度、５５度、６０度と５度違いで７種類程度の穿刺器具１を用意すれば、椎骨の形状に応じて最適な刺入角度を選定することができる。勿論、他の角度に設定した穿刺器具を用意してもよい。
【００３４】
上記構成の穿刺器具１を用いて、後方展開による脊椎固定手術における下孔形成方法を具体的に説明する。まず、図２を用いて椎骨５の断面構造を説明する。図２に示すように、椎骨５は、前方に位置する椎体６と、後方に位置する椎弓７とから構成される。椎弓７は椎体６から後方に向かって出る鱗状の部で、椎体６につく椎弓根７ａと、それより後の板を曲げたような椎弓板７ｂとから構成される。椎弓板７ｂは正中で合し、後方に向かって棘突起７ｃを形成する。椎体６と椎弓７によって囲まれる大きな孔が椎孔８であって、ここは脊髄９が通る場所となり、これの縦の連なりを脊柱管という。
【００３５】
ＣＴ（コンピュータ断層撮影）による断面画像で、図2に示すように、椎体６の後面の接線Ａと椎孔８（脊柱管）の外縁の垂線Ｂの交点Ｓを割出し、この交点Ｓが目標のＳポイントになるので、目標のＳポイントから椎弓根７ａの傾きに平行な直線を引き、この直線から穿刺針２の刺入角度θ１を割り出し、基準バー３と穿刺針２とのなす傾斜角度θ２が刺入角度に合った穿刺器具１を選択する。刺入角度θ１は穿刺針２の中心軸と垂線Ｂとでなす角度であり、傾斜角度θ２とは余角の関係にある。
【００３６】
次に、Ｓポイントを通り、椎弓根７ａの傾きに平行な直線の延長線と椎弓板７ｂ等の表面との交点Ｘに印を付け、この交点Ｘを刺入位置（ポイント）とする。また、目標のＳポイントから引いた垂線Ｂと椎弓板７ｂ等の表面との交点Ｙに印を付ける。
【００３７】
そして、適切な傾きの穿刺器具１の穿刺針２を刺入ポイントＸに合わせ、かつ基準バー３を椎体後面の接線と平行である水平状態になるように目視（または側方から撮影したレントゲン透視画像）で合わせながら椎弓根に刺入する。
【００３８】
そうすると、基準バー３を水平に保持する限り、穿刺針２の刺入角度θ１は変化しないため、穿刺針２は安全性の高いＳポイントを到達する。
【００３９】
このとき、穿刺針２の尖端が椎骨５（椎弓根７ａ）の内部にあるので、目標のＳポイントに到達したか否かを基準バー３の先端位置で判断する。すなわち、基準バー３の先端位置の垂直線上に穿刺針２の尖端があるので、基準バー３を水平に保つ限り、これと直交する基準バー３の先端垂直線上に穿刺針２の尖端が位置することになる。側方から撮影したレントゲン透視画像（例えば、図５（ａ）（ｃ）（ｅ）参照）にて穿刺針２の尖端が椎体６の後面に達した時点で、後方から椎弓板７ｂの表面に付けた印Ｙと基準バー３の先端位置が垂直線方向で合致すれば、穿刺針２の尖端位置が目標のＳポイントに到達したことがわかる。
【００４０】
このように、本実施形態では、穿刺針２に所定の角度の基準バー３を設け、この基準バー３により穿刺針２を所望の刺入位置に所望の角度で導くようにしたので、穿刺針２を目標位置に導く特別なガイド装置を別に設ける必要がなく、簡単な構成で椎弓根７ａに対する刺入位置及び方向を正確に制御することができる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の穿刺器具１０は、第1の実施形態における穿刺器具１に次の構成を付加したものである。すなわち、本実施形態の穿刺器具１０は、基準バー３を所定の基準に合せるための補助手段１１が設けられたものである。
【００４２】
ここで、所定の基準は、第1の実施形態と同様に、推体後面の接線に平行な線である。補助手段１１は、基準バー３の基端部と先端部に基準バー３に直交する方向で互いに逆方向に突出する第１の補助バー１２と第２の補助バー１３とを備えている。
【００４３】
補助バー１２，１３は５ｍｍ〜１０ｍｍの長さとし、脊柱管方向に張り出しても隣接する椎骨５に当たらない程度の長さに設定される。補助バー１２，１３は断面四角形に形成され、幅１ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定される。なお、補助バー１２，１３の断面形状は四角形に限定されるものではなく、断面円形、楕円形、他の角形であってもよい。
【００４４】
ここで、第１の補助バー１２と第２の補助バー１３とは基準バーに対して互いに逆方向に突出しているが、同方向に突出する構成であってもよい。
【００４５】
このような補助手段１１を設けた構成によると、図５に示すような作用効果が期待できる。すなわち、穿刺器具１０を椎骨に刺入る準備段階の工程は第1の実施形態と同様であるが、刺入れた後の基準バー３が水平状態を保持しているか否かの確認が容易に行えるようになっている。
【００４６】
図５（a）は椎弓根への穿刺針の刺入角度θ１が大きすぎる状態を示す側方からのレントゲン撮影図、（ｂ）同じく椎骨のＣＴ断面図である。同図（ｂ）のように、刺入位置は同じでも垂直線Ｂに対する穿刺針２の刺入角度θ１が大きい場合、基準バー３の基端部と先端部に配置した第１の補助バー１２と第２の補助バー１３とは上下方向でずれた形で、レントゲン撮影画像に現れる。これにより、基準バー３が水平状態にないことが判明する。
【００４７】
図５（ｅ）は椎弓根への穿刺針の刺入角度θ１が小さすぎる状態を示す側方からのレントゲン撮影図、（ｆ）同じく椎骨のＣＴ断面図である。同図（ｆ）のように、刺入位置は同じでも垂直線Ｂに対する穿刺針２の刺入角度が相対的に小さい場合、基準バー３に固定した第１の補助バー１２と第２の補助バー１３とが上下方向でずれた形でレントゲン撮影画像に現れる。これにより、基準バー３が水平状態にないことが判明する。
【００４８】
図５（ｃ）は椎弓根への穿刺針の刺入角度θ１が最適な状態を示す側方からのレントゲン撮影図、（ｄ）同じく椎骨のＣＴ断面図である。刺入位置が同じで垂直線に対する穿刺針２の刺入角度θ１が最適な場合、基準バー３に固定した第１の補助バー１２と第２の補助バー１３とが一直線上にレントゲン撮影画像に現れる。これにより、基準バー３が水平状態であることが判明する。
【００４９】
このように、第１補助バーおよび第２補助バーが基準バー３の基端部と先端部とに設置されているので、頸椎を側面からレントゲン透視した画像では、基準バー３が水平である限り、第1補助バー１２および第2補助バー１３は一直線上に並ぶことになり、２つの補助バー１２，１３によって基準バー３の水平状態を容易に確認することができる。
【００５０】
なお、本発明の上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では穿刺針としてプローブを例示したが、これに限らず、オウルやスクリュータップ等の他の穿刺針に対しても本発明を適用して、別にガイド装置を設けることなく、正確に穿刺針を目標位置に導くことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  穿刺器具
２  穿刺針
３  基準バー
４  操作ハンドル部
５  椎骨
６  椎体
７  椎弓
７ａ  椎弓根
７ｂ  椎弓板
７ｃ  棘突起
８  椎孔（脊柱管）
９  脊髄
１０  穿刺器具
１１  補助手段
１２  第１の補助バー
１３  第２の補助バー
θ１  刺入角度
θ２  傾斜角度
【図１】
2013034777.tif 000003
【図２】
2013034777.tif 000004
【図３】
2013034777.tif 000005
【図４】
2013034777.tif 000006
【図５】
2013034777.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【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】
椎弓根に椎弓根スクリュー埋設用の下孔を形成する穿刺器具であって、下孔を形成するための穿刺針と、該穿刺針から所定の角度を有して設けられ、前記穿刺針を所望位置に所望の角度で導くための基準となる基準バーとを備えたことを特徴とする穿刺器具。
【請求項２】
前記基準バーの先端で基準バーの長手方向軸と直交する直線上に前記穿刺針の尖端が位置するよう、前記基準バーの基端から先端までの長さが設定されたことを特徴とする請求項１に記載の穿刺器具。
【請求項３】
前記基準バーの基端部が前記穿刺針の側面に所定の角度で固定されたことを特徴とする請求項1または２に記載の穿刺器具。
【請求項４】
前記基準バーを所定の基準に合せるための補助手段が設けられ、前記補助手段は、前記基準バーの基端部と先端部に基準バーに直交する方向に突出する第1の補助バーと第2の補助バーとを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の穿刺器具。
【請求項５】
前記所定の基準は推体後面の接線に平行な線であることを特徴とする請求項４に記載の穿刺器具。
【請求項６】
前記第1の補助バーと前記第2の補助バーとは、前記基準バーを挟んで互いに逆方向に突出するように形成されたことを特徴とする請求項４に記載の穿刺器具。
【請求項７】
第3頸椎から第7頸椎の椎骨の下孔形成用であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の穿刺器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この場合、前記基準バーの先端で基準バーの長手方向軸と直交する直線上に前記穿刺針の尖端が位置するよう、前記基準バーの基端から先端までの長さを設定することができる。