JP4728964B2 - 椎間接合人工装具を挿入するための工具セット - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

椎間板を取り除いて椎間接合人工装具を挿入するとき、外科医は視認することが非常に困難で、しかも重要な神経や血管の直ぐ近くにある手術部位において作業する。このことは特に頚椎領域について当てはまる。なぜならば、この部位においては椎体の大きさが非常に小さく、特に敏感な隣接部に対して距離が殆ど無いからである。そのため、特定のダメージのリスクを与える装置、若しくは所定の正確性をもって挿入しなければならない装置の場合において、適切な工具により必要な範囲で移動の自由度を制限しようとする。しかしながら、そうするために、できるだけ可能な限り、視覚モニタリングを何からも影響を受けない状態に保たなければならない。

腰椎に椎間人工装具を挿入するための装置であって、人工装具のカバープレートが、最初椎間腔に差し込まれ、そして押し広げられ、その後人工装具のコア部を、それらのプレートの間に挿入する装置が知られている（ＤＥ−Ｕ−２９９１６０７８、ＥＰ−Ａ−０３３３９９０、ＦＲ−Ａ−２７３７６５６）。この場合、一般的に椎間表面を加工する手間が省かれる。この挿入装置は比較的大きいので、これは腰椎の領域だけしか容認されない。頚椎の領域では椎間腔が非常に狭いので、人工装具を受け取るスペースは、隣接する椎体を加工することにより創り出される。そのために、アクセススペースは非常に狭く、そして重要器官の近くであり、非常に敏感であるため、大きな装置を使用することはできない。

本発明は、椎間接合人工装具の挿入のため、頚椎を前処理及び／又は取り外すための工具セットであって、高度の正確性を得ることができ、そして最も善く視覚的にモニタリングすることができる工具セットを提供することを目的とする。

請求項１に記載された、本発明に係る解決手段は、
ａ）椎間プレート及び当該椎間プレートから突出する調整ロッドからなる調整装置と、
ｂ）上記調整ロッドにより取り外し可能なように支持され、加工工具のための２つの案内軸を、上記案内軸が正中面上であって上記調整ロッドの上側及び下側に存在するように形成する案内装置と、
ｃ）上記加工工具により、上記案内軸の方向に、上記椎体内に導入される２つの保持手段と、
ｄ）上記保持手段を保持し一定の方向に引き離す引き離し工具と、を備える工具セットを提供する。

工具セットを使用するとき、最初椎間板及びもし適切であれば上部椎体の腹側突出部分を取り除いた後、椎間プレートを挿入する。椎間プレートを配置した後、この椎間プレートは、人工装具が配置される椎体の位置を正確に示す。それにより確実に椎体を互いから所定の距離だけ離間して配置させることができる。この椎間プレートは便宜上この椎間プレートが生来の椎間腔と略同じ形状及び同じサイズを有するように、またその大きさがその椎間腔の大きさよりわずかだけ小さくなるように選択され、これによりポジショニングが容易になる。これは、その形状のため椎間プレートが椎間腔に対して中央であって同一方向のポジションを自動的に選択するからである。椎間プレートは、より正確なポジショニングのためのＸ線制御マーカーを備えていても良い。椎体間の生来の靱帯により発生される張力により、意図されたポジションに保持される。この張力は、椎間プレートの厚さに依存し、もしこの厚さが意図された人工装具の厚さと略同じ大きさであれば、とにかく大きな張力が発生する。確実にそのポジションを後で修正することができるよう、その表面は基本的にスムースであり、即ち凸部が無い。この凸部は、骨表面若しくは軟骨組織表面に沈みこむことにより表面方向に対して平行な相対的移動を困難とする。

椎間プレートから突出した調整ロッドにより案内装置は支持されている。調整ロッドのポジションが、椎間プレートにより予め決定されるので、上記案内装置の位置調整のためのメジャーを得ることもできる。そのため案内装置は、調整装置の補助を受けて、即ち調整装置自身と同じ正確性を以って正確にポジショニングすることができる。加工工具のポジションが案内装置により固定されることにより、椎体の相互のポジションはその後椎間プレートにより固定される。案内装置が調整装置に未だ接続され案内装置により正確なポジションに保持されている限り、案内装置の補助を受けて椎体を加工することができる。

案内装置は、中央部を用いて調整ロッドに対してその開放端から押し込まれることが好ましい。これにより、手術箇所の前方部分及びはっきり視認できる部分において、外科医は、相互作用するロッドと案内装置の調整表面をフィットさせることができるし、椎体間の深くて視認が困難な領域においてもフィットさせることができる。その後案内装置は手術箇所の深さ方向に調整ロッドに沿って案内される。

上記調整ロッド及び案内装置は、便宜上相互作用する表面であって、案内装置が調整ロッドに対して反転できないように互いに相補するよう非円形的にフィットするよう成形された表面を備える。上記案内装置は、便宜上調整ロッドに対して上側および下側にあり調整ロッドに対して平行な正中面内に配置された２つの案内軸に対してガイドを有する。例えば、ドリルゲージを、調整ロッドを取り囲む案内装置の中央部に対して下側及び上側に配置しても良い。

勿論、調整ロッドを取り囲む中央部がただ１つのガイドを有し、そして中央部及び調整ロッドの相互作用表面が、互いに対して１８０°ずれた２つのポジションに互いにフィットされていてもよい。このように、装置は、より小さく作製されても、手術箇所の視認はそれに対応して改善される。これらの２つのポジションの１つにおいて、案内装置を使用して、２つの椎体の一方を加工し、もし適切であればその中に保持手段（好ましくはピン）を固定する。その後、案内装置を、断面が円形の部分まで調整ロッドに沿って引き抜き、１８０°回転させ、再び他方の椎体に同様の加工を行うため前方に押し込む。

その後、引き離し工具を保持手段に適用しても良く、引き離しの間、即ち保持手段及びそれらと共に椎体が相互の方向が維持される間、一定の方向にこれらを保持する。ガイドの案内軸及びそれに適用される保持手段若しくはピンは、互いに平行であることが好ましい。引き離し工具に保持手段若しくはピンを受け取るために設けられたシートをその後互いに対して平行に配置しても良い。

多くの場合において、生来の脊柱後弯症（背側において湾曲軸を有する頚椎湾曲）が減少する。これらの場合において、それは椎間人工装具を挿入する前、椎体を取り外す際だけでなく、生来の脊柱後弯症を回復する際にも便利である。本発明によれば、椎間プレートがウェッジ状即ちその厚みが腹側から背側に向かって減少する形状であるという事実により達成される。

本発明は、２つの椎体間の椎間腔に椎間人工装具を挿入するための方法であって、第１工程において、椎間板を取り外し、第２工程において、調整装置の椎間プレートを椎間腔に配置しその中に固定し、第３工程において、案内装置が、正中面内であって、調整ロッドの上側及び下側に２つの案内軸を規定するように、案内装置の中央部を、椎間プレートから突出した調整ロッドに押し込み、第４工程において、上記ピンを椎体に対して案内軸の方向に導入し、第５工程において、引き離し用鉗子を、互いに平行に維持されるようにピンに接続し、さらに別の工程において、椎体間のスペースを調整し、案内装置及び調整装置を取り外し、もし望まれるのであれば椎間腔に対して加工を行い、そして椎間人工装具を挿入する。

本発明に係る工具セットが用いられる正確性は、椎間腔内に椎間プレートをどれだけ正確に配置するかに依存する。そのため、椎間腔が、椎間プレートと一致する形状を有することが重要である。これは、一般的に実際挿入される人工装具と一致する形状である。この条件を確実に満たすようにするため、本発明に係る工具セットは、一群のヤスリにより補助される。これらの最も大きい物は、実質的に椎間プレート若しくは人工装具の形状を有し、一方、予備加工のために使用される少なくとも１つの別のヤスリは、わずかに小さい。もし、いくつかのより小さいヤスリを備えるならば、それらのサイズは互いに段階的に勾配を付けられている。

本発明は、以下の図面を参照しながらより詳細に説明される。

図１〜９に示された工具セットは、椎間プレート１１を有する調整装置３０を備える。これは、椎間腔の表面積よりわずかだけ小さい表面積を有し、隆起した側方突起部間に自動的に配置される。これは、およそ、後程挿入される人工装具と同じ大きさを有する。ＡＰ方向及びＬＭ方向（ＬＭは側方−中央、即ち正中面に対して垂直な方向である。）の大きさは、椎間腔の大きさに対してそれ程小さくない。ＬＭ方向の大きさは、下部椎体の側方突起部間の明瞭な距離の少なくとも７０％、より好ましくは８０％であるべきである。そのため、それを適切な位置に持って行くとき、椎間プレートは、およそ中央のポジションをとる。椎間プレートの中央位置、正中面に対する方向をチェックするため、少なくともＡＰビームパスを有するＸ線装置を使用しても良い。ここで、調整ロッド３２の外表面のポジション及び方向はクリティカルである。それらは、このチェックのためこの工具のＸ線マーカーを構成する。このために、調整ロッドをＸ線不透過性とする。例えば調整ロッドを金属から構成する。椎間プレートがＡＰ方向に関して正しい深さの設定を有するか否かをチェックするため側方ビームパスを使用しても良い。この場合、Ｘ線マーカーは、ＬＭ方向に延びる椎間プレートの端部により、若しくは特別のマーカーにより形成される。

椎間プレート１１の厚さは、挿入される椎間人工装具の厚さとおよそ一致する。異なるサイズの人工装具が選択されるならば、それにしたがって異なる椎間プレートが当該工具セットに与えられる。それが椎間板の除去後椎間腔に押し込められ、生来の靱帯による張力によりそこに強固に保持されるように、とにかく非常に大きい。椎間プレートは、図５に示すように側面図においてウェッジ状（楔状）であってもよい。それが意図された位置に到達すると、椎間プレートを囲む椎体表面に対して正確に規定されたポジションをとる。

これにより、椎間プレート１１から前方方向に突出している調整ロッド３２は、椎体に対して正確に規定されたポジションをとることを保証する。これは、少なくとも椎間プレート１１近くの領域３１に四角形の断面を有し、一方これから遠く離れたところに丸い断面を有するポジション３３が示されている。調整ロッド３２は、ＡＰ方向に延びるＸ線ビームパスのためのＸ線マーカーとしての役割を果たすようにチューブ状に設計されている。しかしながら、調整ロッドの外形は、Ｘ線マーカーとしての役割を果たすことができればチューブ形状である必要はない。

案内装置３４を調整（配置）するため調整ロッド３２を使用しても良い。図３及び４において、案内装置３４は、四角形の断面を有する孔３５を有し、その孔３５は調整ロッド３２の部分３１と一致する。案内装置のこの部分は中央部（ハブ）を形成し、案内装置は当該中央部により調整ロッドに保持される。それはまた、孔３５に対して平行な丸い断面の孔３６を備える。この孔３６は、ドリルゲージ若しくはより一般的には加工工具を案内するためのドリルゲージとしての役割を果たす。案内装置３４が、調整ロッドの部分３１に押し込まれると、それは図２に示されたポジションを取ることができ、そのポジションでは孔３６により規定された案内軸３７が、上部椎体２の中央に向けられる。それはまた、このポジションから１８０°反転したポジションをとることもでき、そのポジションでは孔３６により規定される案内軸３８が下部椎体の中央に向けられる。この軸３７及び３８は、調整ロッド３２と同じ正中面内に存する。部分３１において四角形の断面ではなく、互いに１８０°ずれた、案内装置３４の２つのポジションにおいて、相互作用の可能性を与える別の非円形状を選択することも可能である。

１つの椎体を加工するためにこの案内装置３４を最初使用し、そしてそれが調整ロッド３２の丸い断面積を有する部分３３に引っ張り戻された後もう一方の椎体を加工するため１８０°反転させる。

この加工には、シャフトが孔３６に一致するように設計されたドリル３９を用いて、椎体のホールを最初作製する工程を含む。その後スクリューピン４１は、同様に孔３６と一致するシャフトを有するスクリュードライバー４０により孔３６に導入される。ピン４１は、スクリュードライバー４０に設けられた孔に正確にフィットされ、このことによりそれは確実にそれぞれの椎体に螺着される。それぞれの椎体はスクリュードライバー４０とぴったり一致しており、そのことにより軸３７及び３８とぴったり一致している。そして、調整ロッド３２と平行である。両方の椎体に対してこれを実行した後、図８に至る。案内装置及び調整装置による調整により、正確に正中面に存在し互いに平行なスクリューピン４１が、両方の椎体２から腹側へ突出している。

その後引き離し工具をピン４１に適用しても良い。上記引き離し工具は、２つのアーム４２を有し、そのそれぞれがピン４１のための受け取り部４３を備え、そして、アーム４２は、装置本体４４上に配置され、矢印方向４５に互いに平行に引き離すことができる。この種の引き離し工具はすでに知られており、そのためここでは詳細に説明する必要がない。

この装置の補助を受けて、必要であれば椎体２を、椎間プレート１１を移動させることができるように少しだけ取り除いても良い。もし望まれるのであれば、椎間人工装具を受ける前処理をするため、装置４２〜４４及びピン４１により椎体が保持される状態で椎間腔を加工しても良い。最終的に、この人工装具は、椎間腔に挿入され、そして反転された装置４２〜４４を椎体２から取り外すことにより最終ポジションをとる。

この装置は、人工装具を受け取るための椎体の表面形状を準備するための一群のヤスリを含んでいる。これらは、図１０〜１６に示されている。示された具体例は、図１７及び１８に示された人工装具の例示された実施の形態に対応する。それは、矩形の外形に対して円形状を有し、意図的に椎間腔の領域を利用することができるように設計されている。それは平坦であるので、それは椎体のカバープレートを大きく削ること無しにはフィットさせることができる。それは、椎体のカバープレートに対向し、より大きな部分５０に亘っておよそ水平でありのこぎり状に形成されている外表面を有する。それらの背側コーナー部５１は、これらの領域の表面が表面部分５０の平面とセットバックされるように傾斜して形成されている。

椎間腔の相補的な形状は、図１０〜１５に示された一群のヤスリ５２、５３及び５４を使用して前処理される。図１６は、ヤスリの段階的なサイズを示している。最も小さいヤスリ５２は、アクセスさせるために、グリップ（詳細には示していない）を使用して、最初椎間腔に押し込まれる。これに続いて、人工装具の表面の水平表面部分におよそ対応する台形状を有するヤスリ５３が続く。最終的にヤスリ５４は、実質的にフィットされる人工装具の形状に対して椎間腔を形成する。全てのヤスリの高さは、人工装具の高さと同じである。全てのヤスリは、人工装具の水平部分５０に対応する表面において歯が無いように設計されている。これは、椎体の端面から相当の骨材（material）を取り除くことなく、フロントエッジ５５を主に用いてそれらが軟骨を摩耗させ骨を取り除くことを意味する。全てのヤスリは隣接部分５６が設けられ、この隣接部分５６により確実にそれらが意図された深さまで椎間腔に貫通することができる。

図１は、椎間腔にフィットされた調整装置を示している。 図２は、調整ロッドに押圧された案内装置を備える対応する図を示している。 図３は、上記案内装置の断面図を示している。 図４は、上記案内装置の正面図を示している。 図５は、上記調整装置の部分側面図を示している。 図６は、上記案内装置と共に使用されるドリルを示している。 図７は、上記案内装置と共に使用されるスクリュードライバー及びスクリューピンを示している。 図８は、上記椎体に挿入されたスクリューピンを備える、図１に対応した図面を示している。 図９は、適用される拡張装置を備える、図８に対応した図面を示している。 図１０は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１０は３つの異なるヤスリのセットである。 図１１は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１１は３つの異なるヤスリのセットである。 図１２は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１２は３つの異なるヤスリのセットである。 図１３は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１３は３つの異なるヤスリのセットである。 図１４は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１４は３つの異なるヤスリのセットである。 図１５は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１５は３つの異なるヤスリのセットである。 図１６は特定の人工装具のために意図されたヤスリ工具を例示している。図１６は、比較のためのヤスリの外形を示している。 図１７はヤスリを使用することが意図された人工装具を示している。 図１８はヤスリを使用することが意図された人工装具を示している。

Claims (9)

1. ２つの椎体（２）間の椎間腔（１）に椎間人工装具を挿入するための工具セットであって、
   ａ）椎間プレート（１１）及び該椎間プレート（１１）から突出する調整ロッド（３２）からなる調整装置（３０）と、
   ｂ）上記調整ロッド（３２）により取り外し可能なように支持され、加工工具（３９、４０）のための２つの案内軸（３７、３８）を、案内軸（３７、３８）が正中面上であって上記調整ロッド（３２）の上側及び下側に存在するように形成する案内装置（３４）と、
   ｃ）上記加工工具（３９、４０）により、上記案内軸（３７、３８）の方向に、上記椎体（２）内に導入される２つの保持手段（４１）と、
   ｄ）上記保持手段（４１）を保持し一定の方向に引き離す引き離し工具（４２、４３、４４）と、を備える工具セット。
2. 上記案内装置（３４）の中央部が、調整ロッド（３２）上に沿ってその開放端から押し込まれ、
   上記調整ロッド（３２）及び上記中央部が互いに補完し非回転式にフィットするように成形された相互作用表面（３１、３５）を備えることを特徴とする請求項１記載の工具セット。
3. 上記案内装置（３４）が、上記調整ロッドの上側に１つのガイドを有し、そして上記調整ロッドの下側に１つのガイドを有することを特徴とする請求項２記載の工具セット。
4. 上記案内装置（３４）が、唯１つのガイド（３６）を有し、上記調整ロッド（３２）及び上記中央部の相補的相互作用表面（３１、３５）が、互いに関して１８０°ずれた位置において一体的にフィットすることを特徴とする請求項２記載の工具セット。
5. 上記案内軸（３７、３８）が、上記調整ロッド（３２）に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項２記載の工具セット。
6. 上記保持手段がピン（４１）であることを特徴とする請求項５記載の工具セット。
7. 上記椎間プレート（１１）の大きさが、上記椎間腔の大きさよりわずかに小さいことを特徴とする請求項１記載の工具セット。
8. 上記椎間プレート（１１）の表面が、上記椎間プレート（１１）が水平方向に移動可能であって、上記椎間腔（１）に配置可能であるように設計されていることを特徴とする請求項１記載の工具セット。
9. 上記椎間プレート（１１）がウェッジ状であることを特徴とする請求項２記載の工具セット。

Images