JP2006521896A - 骨盤平面位置特定器及び患者位置決め器 - Google Patents
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Abstract
Description
[発明の背景]
[発明の分野]
本発明は、一般的に整形手術に関し、より詳細にはコンピュータ支援された股関節手術に関する。
全股関節置換又は関節形成手術は、米国では益々一般的になり、300,000件より多いそのような手術が年間に生じている。手順の多くは、多くの問題のうちの1つのため結局は改訂を必要とする。問題は、摩耗し、劣化し、又は折れることすら起こり得るインプラントを用いることにより生じている。他のケースにおいて、置換された股関節の脱臼が起こることがあり、(不便及び出費は言うまでもなく)極度の痛みを生じさせる。脱臼の発生率は、技術及び材料に対する改良にも拘わらず、ほぼ2−6パーセントに留まっている。
上記の問題に鑑みて、本発明は、患者の前骨盤平面の位置を取得する方法と、患者を固定し且つ患者の前骨盤平面の位置を取得する患者位置決め器(装置)との両方を含む。
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、当業者に、添付図面を参照した好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明は、コンピュータ支援された手術ナビゲーション・システムの文脈で機能するのが好ましく、そのコンピュータ支援された手術ナビゲーション・システムに、本発明は特に良好に、適合される。適切なシステムの例は、米国特許No.6,711,413に開示されている。
全股関節形成において、寛骨臼インプラントの向きは、2つの角度測定値、即ち、外転角度(abduction angle)及びバージョン角度(version angle)で表される。これらの角度は、患者の体の前骨盤平面(APP)に対して定義される。従って、股関節形成に関連して、APPを正確に且つ迅速に定義することは、非常に望ましい。APPは、骨盤上の3つの解剖学的ランドマーク、即ち、2つの上前腸骨棘(ASIS)及び恥骨結合により適切に定義される。理論的に、恥骨結節の中点は、APPの実際の第3の点を定義し、実際の実施においては、これは、通常、恥骨結合と見なされる。APPに基づく座標系が、定義され、そして外転角度及びバージョン角度を決定するため用いられる。X軸は、2つのASIS点を接続する線により定義される。恥骨結合をX軸に接続する垂直線は、Y軸を定義し、そしてX軸及びY軸のクロス乗積(外積)がZ軸を定義する。外転は、Z軸の周りの回転として定義され、そしてバージョンは、Y軸の周りの回転として定義される。
骨盤ロケータ・アセンブリ212がまた、患者が背もたれアセンブリ200と骨盤ロケータ・アセンブリ212との間に配置されるように背もたれアセンブリ200と反対の位置に示されている。骨盤ロケータ・アセンブリ212は、2つの垂直の延伸部材214及び216を含み、それら2つの垂直の延伸部材214及び216は、摺動可能に調整可能であるが、しかし骨盤幅調整用固定ネジを締め付けることによりロック可能である。水平の延伸部材220及び222は、垂直の延伸部材214及び216に装着され、そして患者に向かって水平に延長する。(この文脈において用いられるように、「水平」及び「垂直」は、図2の参照系においてのみ意味を有する。仰向けの患者に用いられる場合は、それらの方向は、交換されるであろう。)各水平の延伸部材220及び222の端部に、(2つの)ASISを表面上に係合することにより患者に押しつけそして患者を固定するよう意図されたASISパッド(223a及び223b)がある。骨盤調整延伸部材224は、垂直の延伸部材214及び216に対して実質的に垂直に且つ摺動可能に取り付けられる。骨盤調整延伸部材224は、患者の恥骨寸法に関して調整を可能にするよう摺動可能に取り付けられる。調整後に、これら摺動部材は、ロック用ネジ226によりロック可能である。水平の恥骨伸長部材228は、恥骨調整部材に装着され、そして患者に向かって前方に伸長し、恥骨ロケータ230で終端する。恥骨ロケータ230は、恥骨結合にしっかりと係合するよう設けられているが、しかし過度の不快さを防止するため当てものがされていることが好ましい。
支持アセンブリ232は、ロック用ネジ・アセンブリ244を緩めることにより垂直の調整ロッド238から取り外され、次いで水平の調整ロッド234をヨーク240から取り外すことができる。この支持アセンブリ232を取り外す能力は、以下で説明されるように、ロケータ230を患者の骨盤に対して調整することを容易にする。
図2に戻って参照すると、「タッチプレート(touchplate)」250が、局所座標系を定義するため用いられる3個の接触点252a、252b及び252cを有するよう示されている。タッチプレート250は、当該タッチプレート250と恥骨及びASISロケータ(223a、223b及び230)との間の所定の角度関係を維持するように支持アセンブリ232に固定される(そして、脱着可能であることが好ましい)。
3個の接触点の位置は、図4のタッチプレートに対して固定された座標系の向きを定義する。そしてまた、タッチプレートの局所座標系は、ASISファインダ(finders)及び恥骨ファインダが、タッチプレートの局所座標軸に対して固定された既知の位置に配置されるので、前骨盤平面(APP)を定義する。ASISファインダは、X軸に沿って調整し得て、そして恥骨結合ロケータは、Y軸に沿って調整し得るが、しかしAPP座標系は、この調整により回転されない。従って、タッチプレートの局所座標系は、所定の既知の変換によりAPP座標系を定義する。
最初に、ステップ502において、支持アセンブリ212は、患者の骨盤ロケータに嵌合するよう調整される。特に、医師は、2つのASISロケータを、患者の左及び右のASISと好ましくは経皮的でしかし安全且つ密接に係合する状態に調整する。次いで、医師は、支持アセンブリ212を調整して、恥骨結合を恥骨ロケータ230と係合させる。このステップは、患者が仰向けの間に実行することができ、そして本発明の一実施形態においては、患者が仰臥位置で特に実行される。このステップは、術前に、更に予備的な診療所訪問中にすら実行されることができる。
次に、ステップ506において、患者は、手術台上で、支持アセンブリ212に近接して横臥(横向きの)位置に位置決めされる。次いで、背中支持アセンブリが、加えられて、患者を背中支持アセンブリと上記支持アセンブリとの間にサンドウィッチ状に挟み、ASIS及び恥骨が当該支持アセンブリに適切に係合される。支持アセンブリ及び背中支持アセンブリが、手術台上での患者の最小限の摺動でもって患者を収容するため調整ロッド(水平及び垂直)を摺動及び回転させることにより調整されることができることに注目されたい。
Claims (16)
- 部分又は全股関節置換手術をナビゲートする際の使用に適切であり、外科手術患者の骨盤の平面を決定し、且つ当該平面をコンピュータに追跡システムを介して入力する方法であって、
前記患者を患者位置決めフレームに対して位置合わせするステップであって、前記患者の骨盤の解剖学的特徴が患者位置決めフレーム上の対応の患者係合特徴部と安全な機械的関係に配設される、前記位置合わせするステップと、
追跡システムを用いて、複数のインデックス・ポイントの位置を取得するステップであって、前記インデックス・ポイントが、前記患者位置決めフレーム上の患者係合特徴部により定義される前骨盤平面(APP)と所定の関係に置かれるよう拘束される、前記取得するステップと、
前記インデックス・ポイントの前記の取得された位置と前記APP及び前記インデックス・ポイントの前記の所定の関係とに基づく計算により骨盤平面を定義するステップと
を備える方法。 - 前記患者係合特徴部が、
上前腸骨棘(ASIS)を係合するよう適合された少なくとも1つの特徴部と、
患者を恥骨結合に近接して係合するよう適合された特徴部と
を備える請求項1記載の方法。 - 追跡システムを用いて、複数のインデックス・ポイントの位置を取得する前記ステップが、追跡可能なプローブを用いて前記インデックス・ポイントの少なくとも1つに接触するステップを含む請求項2記載の方法。
- 前記インデックス・ポイントが、少なくとも3つのインデックス・ポイントを備え、
前記インデックス・ポイントの3つが、1つの平面を定義する
請求項3記載の方法。 - 前記インデックス・ポイントが、前記APPに対して既知の回転関係を有する座標系を定義する請求項3記載の方法。
- 前記患者を患者位置決めフレームに対して位置合わせする前記ステップが、前記患者に対して前記患者位置決めフレームの調整可能部分を調整するステップを備え、
前記患者位置決めフレームの前記調整可能部分が、手術台から引き離されている
請求項1記載の方法。 - 前記患者を患者位置決めフレームに対して位置合わせする前記ステップが更に、前記患者が立位位置か又は仰臥位置かにある状態で前記患者位置決めフレームの前記調整可能部分を調整するステップを備える請求項6記載の方法。
- 前記患者位置決めフレームを調整した後で、前記患者を手術台上に再配置するステップと、
前記患者を横臥位位置に配置するステップと、
前記患者を、一方の側の前記患者位置決めフレームの前記調整可能部分と他方の反対側の背もたれとの間で安全に固定して、前記患者の骨盤を、固定した位置に保持するステップと
を更に備える請求項7記載の方法。 - 調整可能な背もたれに対して反対側に調整可能に取り付けるよう適合され、且つ患者の骨盤平面の向きを見つけるためのコンピュータ支援された手術での使用に適した骨盤位置決めフレームであって、
患者の上前腸骨棘(ASIS)に近接した関係で係合するよう適合された少なくとも1つの上前腸骨棘位置決め特徴部と、
前記患者の恥骨結合に近接した関係で係合するよう適合された少なくとも1つの恥骨位置決め特徴部と、を備え、
前記ASIS位置決め特徴部及び恥骨位置決め特徴部が、前骨盤平面(APP)を定義し、
前記ASIS位置決め特徴部及び恥骨位置決め特徴部により定義された前記前骨盤平面(APP)に対して所定の回転関係を維持するよう拘束された1群のインデックス特徴部を更に備える骨盤位置決めフレーム。 - 前記骨盤位置決めフレームを取り付ける回転可能な取り付けシステムを更に備え、それにより前記骨盤位置決めフレームが、少なくとも1つの軸の周りで回転可能である請求項9記載の骨盤位置決めフレーム。
- 前記回転可能な取り付けシステムが、実質的に垂直な2つの軸の周りで回転可能である請求項10記載の骨盤位置決めフレーム。
- 前記回転可能な取り付けシステムは、実質的に垂直に配設された2つのASISとの係合が患者を横臥位位置で受け入れるのを可能にするよう適合されている請求項9記載の骨盤位置決めフレーム。
- 前記1群のインデックス特徴部が、少なくとも3つの特徴部の非共線の組を備え、
前記組が、座標系を前記APPと所定の回転関係で定義する
請求項9記載の骨盤位置決めフレーム。 - 前記インデックス特徴部の少なくとも1つが、追跡可能なプローブの相補的なプローブ先端部を受け入れるよう適合されたくぼみを備える請求項13記載の骨盤位置決めフレーム。
- 前記インデックス特徴部が、前記APPと所定の連係した(coordinate)関係で移動するよう拘束され、それにより前記APPの向きが、前記インデックス特徴部の既知の位置から計算されることができる請求項13記載の骨盤位置決めフレーム。
- 前記インデックス特徴部が、剛性板上で実行され、
前記剛性板が、前記骨盤位置決めフレームと共同して回転するよう前記剛性板を拘束して前記APPに対する前記インデックス特徴部の座標系を固定する装置により、前記骨盤位置決めフレームに取り付け可能である
請求項15記載の骨盤位置決めフレーム。
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