JP2007029486A - ガイド工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガイド部の素材如何に拘わらず、その骨対向面上に突起を強固かつ容易に設けることが可能なガイド工具の構造を提供する。
【解決手段】 本発明のガイド工具１０は、骨に対向されるべき骨対向面１１ａを備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造１１ｂを有するガイド部１１を備え、骨対向面１１ａには凹穴１１ｃが設けられ、その先端１４ａが骨対向面１１ａから突出するように凹穴１１ｃに嵌合する突起部材１４と、骨対向面１１ａに沿ってガイド部１１の内部に配置される内在部材１５とを有し、凹穴１１ｃ内において突起部材１４に設けられた係合部１４ｃに内在部材１５が係合することにより突起部材１４が保持されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はガイド工具に係り、特に、骨に被ガイド部材を所定の位置及び姿勢で適用する際に被ガイド部材を案内するために用いられる骨手術用器具に関する。

一般に、ガイドピン、ドリル、リーマ、スクリューなどといった、工具やインプラントを骨に適用する場合には、骨に対して所定の位置及び姿勢となるようにインプラントや工具の位置決めを行う必要がある。この場合に、従来から用いられているガイド工具として、アングルプレート、或いは、アングルガイドと呼ばれるものが使われている。

この種のガイド工具は、使用時において骨に対向配置されるべき骨対向面を備えたガイド部と、このガイド部から延在する柄部とを有し、ガイド部には、ガイドピンや、ドリル、リーマ、スクリューなどを支持するスリーブを案内する１又は複数のガイド孔が形成される。これらのガイド孔は、ガイド部の骨対向面を骨の表面に対向させたときに、骨に対して所定の角度で伸びるように構成され、ガイド孔にガイドピン等を挿通させてそのまま骨に適用することにより、ガイドピン等を骨に所定の角度で導入することができるようになっている。

上記のガイド工具としては、ガイド部に構成されたガイド構造のガイド方向を変更する機構を設けたもの（例えば、以下の特許文献１参照）などが知られている。また、ガイド部の骨対向面には、多くの場合、骨と骨対向面の位置ずれを防止するために、滑り止め用の突起、その他の凹凸構造（ノッチ等）が形成される。
特開２００４−１０５４８１号公報

しかしながら、前述のガイド工具では、ガイド工具の骨に対する対向位置が正しいか否かを確かめるために、Ｘ線撮像装置を用いて骨とガイド部の位置関係を確認する必要がある。この場合、ガイド部をＸ線透過性の素材で構成する必要があるが、当該素材としては一般に合成樹脂が用いられるため、骨対向面上に設けた滑り止め用の突起が変形したり磨耗したりするという問題点が考えられる。

また、上記の突起を金属などのＸ線不透過性の材料で構成し、これを合成樹脂で構成されたガイド部に何らかの方法で固定するといった方法も考えられるが、金属と合成樹脂とを強固に一体化することは難しいとともに上記の突起には使用時に大きな力が加わる可能性があるので、使用時において金属と合成樹脂の固着部分に力が加わり、突起が脱落するということも考えられる。

また、ガイド部には上記の突起とともに、ガイド部の姿勢をＸ線画像上で確認可能とするためのＸ線不透過性の指標を設けることが考えられるが、金属製の突起と指標を両者の干渉を防止しつつ合成樹脂製のガイド部に設けようとすると、構造が複雑になって製造コストが増大したり、設計上の制約が大きくなったりするという問題点もある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ガイド部の素材如何に拘わらず、その骨対向面上に突起を強固かつ容易に設けることが可能なガイド工具の構造を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明のガイド工具は、骨に対向されるべき骨対向面を備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造を有するガイド部を備えたガイド工具において、前記骨対向面には凹穴が設けられ、その先端が前記骨対向面から突出するように前記凹穴に嵌合する突起部材と、前記ガイド部の内部に配置される内在部材とを有し、前記凹穴内において前記突起部材に設けられた係合部に前記内在部材が係合することにより前記突起部材が保持されていることを特徴とする。

この発明によれば、ガイド部の対向面から突出する先端を備えた突起部材がガイド部の内部に配置される内在部材に係合して保持されるように構成されていることにより、ガイド部の構成素材が如何なるものであっても、突起部材を容易にガイド部に保持固定することができるとともに、突起部材と内在部材の係合構造及び材質を適宜に選定することによって強固に固定することが可能になる。また、突起部材と内在部材とが相互に係合した状態でガイド部に組み込まれることとなるので、突起部材と内在部材の干渉を回避する必要がなくなることから、ガイド工具の設計上の制約が少なくなり、設計自由度が増大する。

本発明において、前記ガイド部は所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、前記内在部材は前記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成されていることが好ましい。ガイド部が所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、内在部材が透過しない素材で構成されることにより、ガイド部の内部に配置された内在部材を上記所定の放射線によって透視することが可能になるので、内在部材の形状や配列によって所定の放射線の放射方向とガイド部材の姿勢との関係を或る程度知ることが可能になる。

ここで、「所定の放射線」とは、Ｘ線、陽子線、電子線、電波などの各種の放射線のうちの一つを言う。したがって、ガイド部及び内在部材は上記の放射線のうちの少なくとも一つに対してそれぞれ透過性や不透過性を示す素材で構成されていればよい。

本発明において、前記ガイド部及び前記内在部材は、前記所定の放射線による前記内在部材の像が前記所定の放射線の放射方向と前記ガイド部の姿勢との関係に応じて変化し、かつ、前記放射方向と前記ガイド部の姿勢とが既定の関係にある状態が前記像により判別可能となるように構成されていることが好ましい。これによれば、所定の放射線の放射方向とガイド部の姿勢とが既定の関係にある状態が内在部材の像により判別できるため、上記の既定の関係を高精度に知ることができる。

本発明において、少なくとも２つの前記内在部材が間隔を有して配置されていることが好ましい。これによれば、２つの内在部材が間隔を有して配置されていることにより、少なくとも２つの内在部材が重なる方向と、他の方向とを明確に判別することができる。

次に、本発明の別のガイド工具は、骨に対向されるべき骨対向面を備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造を有するガイド部を備えたガイド工具において、その先端が前記骨対向面から突出する姿勢で前記ガイド部内に導入された突起部材と、前記ガイド部の内部に配置される内在部材とを有し、前記ガイド部は所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、前記内在部材は前記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成され、前記ガイド部内において前記突起部材に設けられた係合部に前記内在部材が係合することにより前記突起部材が保持されていることを特徴とする。

また、本発明のさらに異なるガイド工具は、骨に対向されるべき骨対向面を備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造を有するガイド部を備えたガイド工具において、前記ガイド部は所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、相互に固定若しくは一体化された、前記骨対向面から突出する先端部と、前記ガイド部の内部に配置される内在部とを有し、前記内在部の少なくとも一部が前記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成され、前記ガイド部に固定された指標体が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ガイド部がどのような素材で構成されていても、所要の機能を有する突起部材を容易かつ強固に固定できるという優れた効果を奏し得る。また、ガイド部を所定の放射線を実質的に透過する素材で構成し、内在部材を所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成することにより、内在部材を所定の放射線透視時における指標として用いることができる。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１は本実施形態のガイド工具の側面図、図２は同ガイド工具の正面図、図３はガイド部１１の分解斜視図、図４はガイド部１１の縦断面図（ａ）、左側面図（ｂ）、右側面図（ｃ）及び底面図（ｄ）、図５（ａ）は突起部材１４の外観図、図５（ｂ）は内在部材１５の外観図、図６はガイド工具１０を用いた状態を示す使用状態説明図である。

ガイド工具１０は、ガイド部１１と、このガイド部１１に接続され、軸状に伸びる柄部１２と、柄部１２の先端に設けられた把持部１３とを備えている。

ガイド部１１は、骨に対向されるべき骨対向面１１ａと、その内部を直線状に貫通するガイド孔１１ｂとを備えている。ガイド部１１は、所定の放射線（特にＸ線）を実質的に透過する素材、例えば、Ｘ線透過素材として、ポリカーボネート等の各種合成樹脂、カーボン繊維強化樹脂等の各種繊維強化樹脂などで構成されていることが好ましい。

骨対向面１１ａは、ガイド工具１０を使用する場合に骨に対向（当接）されるべき面であり、図示例の場合、骨対向面１１ａには、管状骨（大腿骨や上腕骨などの管形状を有する骨）の側面に適合するように中央に断面円弧状の溝１１ｘが形成されている。ただし、骨対向面１１ａの面形状は全体として断面円弧状の凹曲面とされていてもよく、さらには、骨の適応部位に応じて適宜の形状とすることができる。

ガイド孔１１ｂは断面円形の貫通孔であり、図示例の場合には、骨対向面１１ａから離間した表面に開口を備え、骨対向面１１ａに対して斜めに伸びて骨対向面１１ａにも開口する態様で、ガイド部１１を貫通するように構成されている。また、ガイド部１１には、ガイド孔１１ｂの一方の開口を有する、骨対向面１１ａに対して傾斜した傾斜表面（平坦面）１１ｙが形成されている。図示例の場合には傾斜表面１１ｙは左右２箇所に略対称に設けられ、それぞれにガイド孔１１ｂの開口が形成されている。具体的には二つの傾斜表面１１ｙにそれぞれ開口を有するガイド孔１１ｂが２つずつ設けられ、これによって合計四つのガイド孔１１ｂがガイド部１１に設けられている。これらのガイド孔１１ｂはすべて骨対向面１１ａに対して異なる傾斜角度を有している。なお、左右二つの傾斜表面１１ｙを相互に容易に識別可能とするために、目印（溝）１１ｚが形成されている。

ただし、ガイド孔１１ｂは、骨対向面１１ａに対して所定の位置及び傾斜角を有するように構成されていればよく、例えば、骨対向面１１ａには開口を有しないものであっても構わないし、また、骨対向面１１ａに対して垂直若しくは平行に伸びる孔であってもよい。さらに、本発明においてはガイド部１１に設けられるガイド構造は上記のガイド孔１１ｂに限らず、被ガイド部材に対する案内機能を奏する構造であれば如何なる構造であっても構わない。例えば、ガイド部１１の表面に形成されたＵ溝、Ｖ溝等であってもよい。

ガイド部１１には、その基端１４ｂがガイド部１１の内部に配置され、その先端１４ａが骨対向面１１ａから突出した状態で突起部材１４が取り付けられている。具体的には、骨対向面１１ａには凹穴１１ｃが形成され、この凹穴１１ｃに突起部材１４の基端１４ｂが嵌合している。突起部材１４の基端は凹穴１１ｃに嵌合する形状（図示例では円柱状）に構成され、突起部材１４の先端１４ａは骨対向面１１ａから突出した状態となっている。

突起部材１４の先端１４ａは、骨対向面１１ａが骨に対向したときに滑り止め効果を奏する形状、すなわち、先細形状或いは尖った形状を有し、図示例の場合、円錐形状となっている。本実施形態の場合、突起部材１４は、先端１４ａの最も大きな径を有する部分（最も基端１４ｂ寄りの部分）よりも、基端１４ｂの径が大きくなるように構成されている。これによって、ガイド部１１に対する嵌合径が大きくなるため、突起部材１４をより強固にガイド部１１に固定できる。ただし、突起部材１４の形状は上記のものに限られず、骨対向面１１ａから先端１４ａが突出した状態に構成されるものであれば如何なる形状であってもよい。

突起部材１４は、骨に対向しても変形したり磨耗したりしにくい素材、例えば、金属素材で構成されることが好ましい。金属素材としては、例えば、生体内適合性を備えたステンレス鋼、純Ｔｉ、Ｔｉ合金などが挙げられる。

突起部材１４の基端１４ｂには係合孔１４ｃが横断孔状に構成されている。すなわち、係合孔１４ｃは基端１４ｂの軸線と直交する方向に貫通する孔となっている。この係合孔１４ｃは、後述する内在部材１５が挿通され、内在部材１５によって突起部材１４が保持されるように係合するためのものである。したがって、突起部材１４には、係合孔１４ｃでなくても、内在部材１５によって突起部材１４が保持される態様の、内在部材１５に対する係合構造が形成されていればよい。例えば、内在部材１５に対して軸線方向に係合する段差や溝で構成されていてもよい。

ガイド部１１には、上記骨対向面１１ａに沿って挿入穴１１ｄが形成され、この挿入穴１１ｄには内在部材１５が圧入されている。内在部材１５は、上記ガイド部１１が実質的に透過性を有する放射線（特にＸ線）に対して実質的に不透過性を有する素材で構成されていることが好ましい。当該素材としては、例えば、ステンレス鋼、純Ｔｉ、Ｔｉ合金などの金属が挙げられる。

内在部材１５は、図示例の場合、軸状（断面円形）の部材として構成されている。ただし、内在部材１５の形状は任意であり、例えば、断面角状、或いは、薄板状に構成されていてもよい。ただし、内在部材１５がガイド部１１内に挿入される場合には、その軸線方向に実質的に同一の断面形状を有するものであることが望ましい。

また、内在部材１５はガイド部１１の挿入穴１１ｄに圧入されることにより固定されることが好ましい。ただし、接着によりガイド部１１に固着されてもよく、或いは、ガイド部１１に固定されずに、単に挿入穴１１ｄ内に配置された状態で挿入穴１１ｄが栓等によって閉鎖されることによりガイド部１１内に単に収容保持されるように構成されていてもよい。

内在部材１５の挿入穴１１ｄは上記凹穴１１ｃと交差するように設けられ、挿入穴１１ｄに挿入配置された内在部材１５が上記凹穴１１ｃ内に配置された上記突起部材１４の基部１４ｂに設けられた係合孔１４ｃに挿通された状態となっている。これによって、突起部材１４は内在部材１５を介してガイド部１１に保持固定される。

内在部材１５は、ガイド孔１１ｂの軸線が含まれる平面と平行な仮想平面（図２の紙面と平行な平面）上にその軸線が存在する姿勢で配置されているとともに、二つの内在部材１５，１５の軸線が上記仮想平面と直交する平面上にも存在するように配置されている。

本実施形態において、ガイド部１１には骨対向面１１ａに沿って伸びる２つの挿入穴１１ｄが略平行に設けられ、これらの２つの挿入穴１１ｄにそれぞれ交差する上記凹穴１１ｃが設けられている。図示例の場合、各挿入穴１１ｄはそれぞれ２つの凹穴１１ｃと交差し、その内部に挿入配置された内在部材１５はそれぞれ２つの突起部材１４に係合している。

本実施形態では、骨対向面１１ａから突出した突起部材１４がガイド部１１の内部においてガイド部１１の内部に配置された内在部材１５に係合することによって保持固定されているので、ガイド部１１の構成素材如何に拘わらず、突起部材１４を容易かつ強固に固定することができる。なお、本発明では、突起部材１４がガイド部１１の内部で内在部材１５に係合することでガイド部１１に対して保持されていればよいので、結果的に係合部材１４がガイド部１１に接着等の手段によって直接固定されていても構わない。

また、突起部材１４は放射線透過性のガイド部１１の内部に配置された放射線不透過性の指標として機能する内在部材１５によって保持固定されるので、専用の固定部材を用いる必要がなくなり、部品点数を増加させることがない。

さらに、突起部材１４と内在部材１５はガイド部１１内において相互に係合することによって所定の機能を実現するので、突起部材１４と内在部材１５とがガイド部１１の内部で相互に干渉しないように設計する必要性そのものがなくなるため、構造の複雑性を回避しつつ、設計上の制約を低減し、設計自由度を増大させることができる。

本実施形態において、内在部材１５を取り外し可能に構成した場合には、突起部材１４を容易に交換することができるといった利点を享受することができる。例えば、突起部材１４の先端１４ａが折損したり磨耗したりした場合には、内在部材１５を取り外すことで突起部材１４を簡単にガイド部１１から分離させることができ、また、新たな突起部材１４を簡単に装着することができる。

本実施形態のガイド工具１０は、図６に示すように、把持部１３を把持して骨対向面１１ａを骨１の表面１ｂ（例えば、大腿骨の管状部分の側面）に向け、突起部材１４の先端１４ａを突き当てて位置決めし、ガイド部１１の上記ガイド孔１１ｂにガイドピン２を骨１内の所定部位１ａ（例えば、大腿骨の骨頭部）に挿入することにより、そのガイド孔１１ｂによって既定された所定の角度でガイドピン２を骨１に導入することができる。ただし、本発明のガイド工具１０は、ガイドピン２に限らず、ドリル、リーマなどの穿孔工具、スクリューなどのインプラントの案内手段として構成することもできる。

本実施形態では、ガイド部１１を放射線（特にＸ線）撮影画像で視認した場合に、放射線の放射方向とガイド部１１の姿勢とが既定の関係になる場合（例えば、放射方向がガイド部１１の正面側の表面、すなわち、図６の紙面、に対して直交する場合）に、２つのほぼ平行に配置された内在部材１５が画像上で重なって見えるように構成しておけば、当該既定の関係になっているか否かを画像のみにより判別することができる。このため、ガイド部１１が骨１に対して既定の位置に対向しているか否か、或いは、ガイド部１１に案内されたガイドピン２などが骨に対して既定の位置に導入されているか否かを、視角に起因するずれなどを考慮することなく、そのまま正確に把握することが可能になる。

本実施形態において、上記の突起部材１４と内在部材１５は指標体を構成する。この指標体は、突起部材１４の先端１４ａで構成される突起部と、突起部材１４の基部１４ｂ及び内在部材１５で構成される内在部とを有する。突起部と内在部は上記の突起部材１４と内在部材１５の間の係合構造により相互に固定されている。この場合に、突起部と内在部が接着や溶接等により相互に固着されていてもよく、或いは、相互に一体に（すなわち一体部品で）構成されていてもよい。また、この指標体は、所定の放射線を実質的に透過させる素材で構成されたガイド部１１に固定されている。さらに、内在部の少なくとも一部（内在部材１５）が上記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成されている。

この指標体を有する構成では、指標体の内在部がガイド部１１の内部に配置され、指標体の突起部がガイド部１１の骨対向面１１ａから突出するように配置される。この場合、指標体をインサートとするインサート成形を用いてガイド工具を製造することができる。例えば、金属で構成された指標体を金型のキャビティ内に配置し、このキャビティに溶融樹脂を注入して、硬化させればよい。

尚、本発明のガイド工具は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、図示例のガイド工具は大腿骨の骨頭部に側面からガイドピンを挿入する場合に適した構造を有するが、本発明のガイド工具は大腿骨に限らず、種々の骨に対して適用される種々の被ガイド部材を案内するために用いることができる。また、突起部材は図示例のように単独の突起を構成するものに限らず、例えば、骨に当接されるべき複数の凹凸構造を有する板状の突起部材をガイド部に取り付けた構造としても構わない。さらに、上記の挿入穴の形状は任意であり、例えば、貫通孔で構成されていてもよい。

実施形態のガイド工具の側面図。 傾斜表面の平面図とともに示す実施形態のガイド工具の正面図。 実施形態のガイド工具のガイド部の分解斜視図。 実施形態のガイド工具のガイド部の縦断面図（ａ）、左側面図（ｂ）、右側面図（ｃ）及び底面図（ｄ）。 実施形態の突起部材の外観図（ａ）及び内在部材の外観図（ｂ）。 実施形態のガイド工具の使用状態を示す説明図。

符号の説明

１０…ガイド工具、１１…ガイド部、１１ａ…骨対向面、１１ｂ…ガイド孔、１１ｃ…凹穴、１１ｄ…挿入穴、１２…柄部、１３…把持部、１４…突起部材、１５…内在部材

Claims (6)

1. 骨に対向されるべき骨対向面を備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造を有するガイド部を備えたガイド工具において、
   前記骨対向面には凹穴が設けられ、その先端が前記骨対向面から突出するように前記凹穴に嵌合する突起部材と、前記ガイド部の内部に配置される内在部材とを有し、
   前記凹穴内において前記突起部材に設けられた係合部に前記内在部材が係合することにより前記突起部材が保持されていることを特徴とするガイド工具。
2. 前記ガイド部は所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、前記内在部材は前記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガイド工具。
3. 前記ガイド部及び前記内在部材は、前記所定の放射線による前記内在部材の像が前記所定の放射線の放射方向と前記ガイド部の姿勢との関係に応じて変化し、かつ、前記放射方向と前記ガイド部の姿勢とが既定の関係にある状態が前記像により判別可能となるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のガイド工具。
4. 少なくとも２つの前記内在部材が間隔を有して配置されていることを特徴とする請求項３に記載のガイド工具。
5. 骨に対向されるべき骨対向面を備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造を有するガイド部を備えたガイド工具において、
   その先端が前記骨対向面から突出する姿勢で前記ガイド部内に導入された突起部材と、前記ガイド部の内部に配置される内在部材とを有し、
   前記ガイド部は所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、前記内在部材は前記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成され、
   前記ガイド部内において前記突起部材に設けられた係合部に前記内在部材が係合することにより前記突起部材が保持されていることを特徴とするガイド工具。
6. 骨に対向されるべき骨対向面を備えるとともに骨に適用される被ガイド部材を案内するガイド構造を有するガイド部を備えたガイド工具において、
   前記ガイド部は所定の放射線を実質的に透過する素材で構成され、
   相互に固定若しくは一体化された、前記骨対向面から突出する先端部と、前記ガイド部の内部に配置される内在部とを有し、前記内在部の少なくとも一部が前記所定の放射線を実質的に透過しない素材で構成され、前記ガイド部に固定された指標体が設けられていることを特徴とするガイド工具。
   

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