JP6040361B2 - 股関節手術中にピン配置を決定するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本出願は、一般的に、股関節手術のための装置及び方法に関する。

患者の股関節における大腿骨頭の表面置換（ｒｅｓｕｒｆａｃｉｎｇ）において、表面置換装置とともに、大腿骨頭上の新しい表面の設置は、ドリルのためのガイドが患者の大腿骨頭及び大腿骨頚の適切な軸に設置されることができることを必要とする場合がある。ドリルガイドの軸は、大腿骨のＸ線分析及び他の画像分析を通じて、外科医によって外科手術される前に決定される。新しい表面装置を移植するより前に、大腿骨頭は従来、中心軸を有している適切な形状に機械加工される。軸は、ドリルガイドによって決定される。重要な部分における外科手術の成功は、ドリルガイドの配置によって決定される。表面置換装置自体がその後、正確に装着されることができるように、ドリルガイドを正確に配置することは、長い間、技術的に問題とされている。

米国特許第３，３５３，７２４号明細書

それらの設計及び使用のための新しい装置及び方法は、外科医が股関節手術中にガイドピンをより迅速に、且つより正確に配置することを支援するために使用されることができることを開示している。特に、股関節手術方法は、患者の大腿骨の画像が所望される位置及び角度で、ドリルを案内するための開口を含むモールドを設計し、且つ準備するために得られ、且つ使用されることができることを開示している。手術中に、モールドは、露出された大腿骨頭に迅速に、且つ正確に位置付けられることができる。次いで、ドリルビットは、開口を通じて挿入される場合があり、ピンのための開口部は、大腿骨頭内にあけられる場合がある。モールドは、単一の独特の輪郭を描く位置において、大腿骨頭に装着するために適合された独特の輪郭を描く表面を有することができる。装置及び方法は、より迅速に、より正確な手術を容易にし、且つ少ない観血的である。

追加の特徴及び利点は、本願明細書に記載され、且つ以下の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。

例示的なブロック状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の斜視図である。 例示的なブロック状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の斜視図である。 例示的なブロック状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の断面図である。 例示的なコーン状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の斜視図である。 股関節手術中に、ピンの配置を決定するための例示的な方法のフローチャートを示す図である。

大腿骨頭のためのモールドは、大腿骨頭の表面と接触するために適合された輪郭を描く表面によって、部分的に画定されることが開示される。モールドは、ドリルビットのためのガイドとして使用されることができる開口をさらに画定し、該ドリルビットは、大腿骨の表面置換処置中に、ガイドピンなどのピンを保持するための大腿骨頭における開口部をあけるために使用されることができる。

モールドは、股関節手術中にドリルビットを案内するために使用されることができる、多くが周知である任意の耐磨耗性を有する硬質材料からなることができる。理解され得るように、適切な材料は、殺菌処置に耐えることができ、それによって、手術において使用されることができ、外科医又は患者に対して有毒ではないであろう。適切な材料が金属及びプラスチックを含み、特に熱硬化性プラスチックを含む。

図１及び図２に転じると、患者の大腿骨１００は、Ｘ線装置、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）装置、及び／又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スッキャナー及び同様のものなどのスキャナーを使用して、手術前に測定されることができる。次いで、外科医は、大腿骨頭内へのピンの挿入のための所望された位置及び角度を決定するために、画像を使用することができる。スキャナーからのデータ及び外科医の選択は、次いで、大腿骨頭１０４に装着するモールド１０２を生成するために使用されることができる。例えば、ＭＲＩデータは、大腿骨と関連した決定的な角度及び幾何学形状を評価し、且つモールド１０２を製造するために、コンピュータ支援設計／コンピュータ支援製造（ＣＡＤ／ＣＡＭ）システムを使用するソフトウェアを有するコンピュータに伝達される場合がある。好ましい方法において、モールド１０２は、該モールド１０２が、大腿骨頭１０４の表面の独特の部分と組み合わせるように適合された独特の輪郭を描く表面１０６を有するように設計される。そのような設計は、開口１１２が、手術中にピンの配置のための最適な位置へドリルビットを案内することができるように、大腿骨頭１０４上へのモールド１０２の位置付けを容易にする。そのような位置において、開口１１２は、大腿骨頭１０４における軸を画定し、該軸は、大腿骨頚１１４と一直線上にある大腿骨頭１０４における軸に実質的に対応する場合がある。次いで、モールド１０２は、病院へ輸送され、且つ外科手術のために準備される。

いくつかの外科的な処置において、たとえば、骨切除術として周知な処置において、大腿骨頭１０４内に切断を配置することはまた、所望可能である。適切な切断を形成することを容易にするために、スロット又はガイド１１６は、モールド１０２内に含まれる場合がある。スロット１１６は、モールド１０２が大腿骨頭１０４上に位置付けられる場合に、大腿骨頭１０４内へのそのような切断のための、所定の角度、位置、及び／又は深さを画定するようにモールド１０２内に含まれる場合がある。

所定の実施形態において、モールド１０２は、モールド１０２がアンカーピン１０８のための１つ又は複数のピン配置開口１１０を含むように、設計されることができる。次いで、モールド１０２は、大腿骨１００上に配置される場合があり、アンカーピン１０８は、モールド１０２が手術中に使用される間に、大腿骨頭１０４にモールド１０２を確実に固定するために、ピン配置開口１１０を通じて大腿骨頭１０４内へ挿入される場合がある。

図３は、大腿骨頭１０４と接触するモールド１０２を図示し、大腿骨頭１０４の独特の輪郭と接触するモールド１０２の独特の輪郭を描く接触表面１０６をさらに図示する。図３の実施形態に見られ得るように、大腿骨頭１０４に固定される場合に、モールド１０２の開口１１２は、大腿骨頚１１４と一直線になるように大腿骨頭１０４の軸と実質的に位置合わせされる場合がある。図３は、大腿骨頭１０４にモールド１０２を確実に保持するために、ピン配置開口１１０を通じて、大腿骨頭１０４内に延在しているアンカーピン１０８をさらに図示する。

モールド１０２は、開口１１２が大腿骨頭１０４に亘って正確に位置付けられる限り、任意の適切な形状を有する場合がある。図４において図示されるように、例えば、モールド１０２は、円錐形状を有する場合があり、ドリルガイド及びアンカーピン１０８のための開口１１２と、骨切除術のためのガイドスロット１１６と、を依然として維持する場合がある。当業者によって理解され得るように、他の形状はまた、可能である。

股関節手術方法はまた、Ｘ線、磁気共鳴画像法、又は他のそのような技術などの方法を使用して、患者の大腿骨の画像が得られることが開示されている。画像は、次いで、所望される位置及び角度で、ドリルを案内するための適切なサイズの開口を含むモールドを設計し、且つモールドを準備するために使用される。これは、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を使用してより便利に達成されることができる。股関節手術中にピン配置を決定するための例示的な方法のフローチャートは、図５に図示される。

手術において、実施形態は、患者の股関節及び大腿骨頭１０４を初めに露出する後で、使用される。モールド１０２は、大腿骨頭１０４上に位置付けられる。図３は、大腿骨頭１０４の独特の輪郭を描く表面と一致するモールド１０２の内側の独特の輪郭を描く表面１０６による単一の独特の位置で、モールド１０２が大腿骨頭１０４に取り付けることができる実施形態を図示する。小さなアンカーピン１０８は、モールド１０２を適所に配置するように、モールド１０２の側部におけるピン配置開口１１０を通じて挿入される場合がある。モールド１０２が固定されると、大きなピンドリル及び／又はガイドワイヤーは、モールド１０２のメイン開口１１２を通じて、患者の大腿骨１００の大腿骨頭１０４及び／又は大腿骨頚１１４内へ、挿入される場合がある。メインピン（又は他の装置）が適所にあると、モールド１０２は、好ましくは取り除かれる。

モールド１０２が一の位置において大腿骨頭１０４に装着される実施形態において、正確なピンの位置（すなわち、大腿骨頭１０４内へのピンの全体的なポイント及び、大腿骨頚１１４に対して相対的なピンの軸）は、モールド１０２のメイン開口１１２によって決定される。さらに、ピンのサイズは、モールド１０２のメイン開口１１２のサイズによって確認される場合がある。その結果、提供された技術は、以前の技術より迅速に、より正確に、より少ない観血的である。

ピンは、大腿骨頭１０４の表面を置換するために使用される場合がある切断器具のためのガイドとして使用される場合がある。表面置換工具の中央開口は、ピンに位置付けられる場合があり、該工具は、大腿骨頭１０４の周囲に新しい表面を形成するために、大腿骨頭１０４の表面の一部を取り除くように使用される場合がある。大腿骨頭１０４は、新しい大腿骨表面を生成する表面置換装置を受容することができる任意の形状に再形成されることができる。適切な形状は、円錐形状、例えば先細にされた円錐形状を含む。

大腿骨頭１０４が再形成されると、表面置換工具は、取り除かれることができる。ピンはまた、取り除かれることができる。次いで、新しい大腿骨頭を支承している置換装置は、大腿骨頭１０４上に位置付けられることができる。置換装置は、大腿骨頭１０４の再形成された表面と一致するために適合された部分を有することができる。さらに、置換装置は、大腿骨頭１０４の中央軸において開口部内に装着するように適合された突出ピンを有することができる。

手術中に、外科医はまた、存在する場合に、大腿骨頭コンポーネントを受容するように大腿骨頭１０４を準備するために大腿骨頭１０４（例えば、大腿骨頭１０４の骨切除術）を切断するために、スロット１１６を使用する場合がある。モールド１０２のみが一の位置で大腿骨頭１０４に取り付ける場合に、切断の正確な位置及び角度は、モールド１０２のスロット１１６によって正確に決定されることができる。スロット１１６は、スロット１１６内へ切断装置を位置付けることによって、且つガイドとしてスロット１１６を使用して、大腿骨内への切断を形成することによって、使用される場合がある。

本願明細書に記載された現在好ましい実施形態に対する変更及び改良が、当業者に明らかになるであろうことは理解されるべきである。そのような変更及び改良は、本願の主題の精神及び技術的範囲から逸脱することなく、且つその意図された利点を減らすことなく、なされることができる。それ故に、そのような変更及び改良が添付した特許請求の範囲によって含まれていることは、意図される。

１００ 大腿骨
１０２ モールド
１０４ 大腿骨頭
１０６ 独特な輪郭を描く表面
１０８ アンカーピン
１１０ ピン配置開口
１１２ 開口
１１４ 大腿骨頚
１１６ スロット又はガイド
１１８ アンカーピン

Claims (10)

1. 大腿骨頭におけるピン配置を決定するための装置であって、
   モールドであって、
   第１の開口と、
   前記モールドを前記大腿骨頭上に単一の所定の位置でぴったり合うような、前記大腿骨頭の表面を示すデータに基づいた起伏を有する接触表面と、
   を有する前記モールドを備え、
   前記第１の開口が、前記大腿骨頭の表面を置換するための切断器具のためのガイドピンを受け取るように設けられており、
   前記大腿骨頭に前記モールドを固定するためのアンカーピンを受け取るように設けられた第２の開口をさらに備える装置。
2. 前記起伏を有する接触表面は、前記第１の開口の軸が大腿骨頚と一直線状とされる大腿骨頭における軸と位置合わせされるように、前記単一の所定の位置で前記大腿骨頭にぴったり合うように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記モールドは、切断器具のためのガイドスロットを備え、該ガイドスロットは、前記大腿骨頭内への切断のための角度及び位置を画定するように、前記大腿骨頭と位置合わせされることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記ガイドスロットは、前記第１の開口の軸に対して垂直に角度を成していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記第１の開口の第１の直径は前記第２の開口の第２の直径より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記第２の開口に挿入することができるとともに、前記モールドを前記大腿骨頭に固定するように構成された、少なくとも１つのアンカーピンをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記大腿骨頭に前記モールドを固定するための、さらなるアンカーピンを受け取るように設けられた第３の開口をさらに画定していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記モールドは、少なくとも部分的にプラスチックからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記モールドは円錐形状の外面を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記第１の開口に挿入することができるとともに、前記大腿骨頭の表面を置換するための骨表面置換工具をガイドするように構成された、ガイドピンをさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。