JP2010522053A - 外科用テンプレート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】骨の手術用テンプレートシステムとして、骨の手術に用いられるツールを収容して案内するガイド孔200を有するツールガイドコンポーネント2と、骨面に当接する端面61を有する複数の位置決め手段6を含む位置決めコンポーネント1と、ツールガイドコンポーネント2を位置決めコンポーネント1に、位置調整ができないように固着させるねじ3とを設ける。位置決め手段6の端面61は、骨面の種々の位置で係止し、かつツールガイドコンポーネントのガイド孔は、位置決め手段6の端面61に対して、所定の位置関係において固定される。
【選択図】図1
Description
大腿骨および脛骨用の位置決めコンポーネントは、関節面に適合するように、患者一人一人に合わせて形成するが、その一方で、位置合わせは不正確になりやすい。
膝置換術の場合、手術用鋸を前後させると、関節と当接している位置決めコンポーネントが振動する。
ツールガイドは、位置決めコンポーネントの頂面に直に乗り合わせるようになっているため、ツールガイドが、骨の切断を行っている最中に、位置決めコンポーネントから外れないよう、位置決めコンポーネントに如何に止着させるかが問題となる。また、ツールガイドを位置決めコンポーネントの頂面に乗せると、ツール案内孔は、骨面から離れるため、切断用のツールを案内する際に、正確性が低下する。
ツールガイドコンポーネントを形成する材料、したがってツール案内孔の周壁を形成する材料が、比較的軟質であるため、ツール(手術用鋸のブレードやドリルの尖端)と接触したときに、テンプレートの破片が落下するが、このような破片は、患者の体組織に、長期にわたって毒性をもたらすため、容認されるものではない。さらに、テンプレートの破片は、2つのプラスチック製人工膝関節(大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネント)の間に挟まれたときに、人工膝関節を損傷するおそれもある。
手術用のツールを案内するためのガイド孔を有するツールガイドコンポーネントと、
それぞれが骨面に当接する端面をもつ複数のロケータを有する位置決めコンポーネントと、
前記ロケータの各端面が骨面の対応する部位に当接するように、かつ前記ガイド孔の位置が、ロケータの端面に対して固定されるように、ツールガイドコンポーネントを、位置決めコンポーネントに位置調整ができないように(かつ好ましくは取外し可能に)取り付ける止着手段とを備える、骨の手術に用いるテンプレートシステムが提供される。
装着する骨面の形状を特定する過程と、
前記過程において特定された骨面の形状に従って、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、骨面に対して所定の位置に固定されるように形状を調整する過程とを経て製造されるようになっているのが好ましい。
テンプレートシステムを装着する骨面の形状を特定する過程と、
前記過程において特定された骨面の形状に従って、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、骨面に対して所定の位置に固定されるように形状を調整する過程とを含むテンプレートシステムの製造方法が提供される。
テンプレートシステムを装着する骨面の形状を特定する過程と、
前記過程において特定された骨面の形状に従って、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、骨面に対して所定の位置に固定されるように形状を調整する過程とを含む位置決めコンポーネントの製造方法が提供される。
前記止着手段を用いて、前記位置決めコンポーネントを前記ツールガイドコンポーネントに止着し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを組み立てる過程と、
前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを、骨の所定の位置に取り付ける過程と、
前記ガイド孔を介して手術用ツールを案内し、人工関節を装着しうるよう、骨の形状を整える過程と、
人工関節を骨に装着する過程とを含む人工関節の装着方法が提供される。
止着手段を用いて、前記位置決めコンポーネントを前記ツールガイドコンポーネントに止着する過程と、
前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを、骨の所定の位置に装着する過程と、
前記ツールガイドコンポーネントのガイド孔を介して、骨の手術用ツールを案内する過程とを含む手術方法が提供される。
1つには、テンプレートシステムが、大きく2つのコンポーネントに分離される一方、「規格化された(全患者に共通の)」ツールガイドコンポーネント(生体適合性のある材料から形成される)が、各患者に専用の位置決めコンポーネントに取り付けられ、一体性のあるテンプレートが形成される。位置決めコンポーネントは、患者の骨を切断したり、骨に穿孔したりするため、骨の所定の部位に装着されるように設計される。
−患者一人一人に合わせて形成される位置決めコンポーネント1;
−規格に則ったツールガイドコンポーネント2;
−位置決めコンポーネント1を支持するためのツールガイドコンポーネント上の突起24;
−金属製のねじ3;
−ねじ3が貫通する貫通孔4;
−ねじ3に対応するねじ穴5;
−ピン7;
−ロケータ6;
−取外し可能なロケータ8;
−取外し可能なロケータ8を支持するための突起9;
−取外し可能なロケータ8を突起9に固定するための断面方形の金属製ペグ10;
−取外し可能なロケータ8に設けられた、ペグを通す孔11;
−鋸刃を案内するためのガイドスリット12;
−ドリルの尖端を案内するためのガイドホール13。
−患者一人一人に合わせて形成される位置決めコンポーネント101;
−規格に則ったツールガイドコンポーネント102;
−ツールガイドコンポーネント102に位置決めコンポーネント101を固定するための金属製のねじ103;
−位置決めコンポーネント101に設けられる、ねじ103を通すための貫通孔104;
−ツールガイドコンポーネント102に設けられるねじ穴105;
−位置決めコンポーネント101に設けられる第1のロケータ106;
−位置決めコンポーネント101とツールガイドコンポーネント102とを連結するための連結コンポーネント108;
−連結コンポーネント108と協働する第2のロケータ107
−連結コンポーネント108をツールガイドコンポーネントに固着させるための金属製のねじ109;
−連結部分に108設けられるねじ109のための貫通孔110;
−位置決めコンポーネント101に設けられるねじ穴111;
−手術用鋸の刃を案内するためのガイドスリット112;
−ドリルの尖端を案内するためのガイドホール113;
−手術用鋸の刃を案内するためのガイドスリット114。
−大腿骨用位置決めコンポーネント1;
−大腿骨用の取外し可能なロケータ8;
−識別プレート202に含まれる符号と同一の識別符号9;
−脛骨の平坦面に当接する位置決めコンポーネント101;
−脛骨の前中央部に当接する位置決めコンポーネント108;
−患者識別プレート202を付着するためのロッド201
−英数字からなる患者固有の情報を含む患者識別プレート202。
CT,MRIその他の適当なイメージング手段を用いて、患者の膝関節の複数の画像を得る。これらの画像は、患者の正確な身体構造の測定を基に、人工膝関節の大きさを決定するための2Dまたは3Dモデルを形成するために用いられる。この2Dまたは3Dモデルは、仮想空間において、人工膝関節の正確な装着態様や、この装着を可能にするためのテンプレートシステムの構成を確認するためにも用いられる。
長期的視点から見て手術が成功を収めるためには、処置の計画を適切に立てることが肝要である。例えば、過程Aにおいて、CTデータを再構成することにより、周辺の柔軟組織の詳細を省いて大腿骨と脛骨の3D画像を形成した後、大腿骨の前後方向の長さAPfem(図21a参照)を測定することにより、大腿骨用人工膝関節の適当な大きさを決定することができる。同様に、脛骨の幅WIDTHtibおよび前後方向の長さAPtif(図22a参照)を測定することにより、脛骨用人工膝関節の適当な大きさを決定することができる。
過程Aで得た画像を用いて、患者の身体構造を計測する。この計測は、各患者に最適な大きさの人工膝関節を決定するのに役立つ。この段階において、患者の身体構造を特定するためにどのような断面を選択するかは、重要ではない。なぜならば、過程B2についての説明で述べるように、同一の骨について、同時に種々の大きさの人工膝関節を重ね合わせて試した上で、過程B3において最適な大きさの人工膝関節を決定しうるからである。
後述するように、人工膝関節の大きさを決定するための電子データライブラリは、各患者専用の位置決めコンポーネントのそれと対比すると、位置決めコンポーネントにおいては、電子データライブラリから得られるデータの他に、ロケータについて調整が必要となる点を除いて、同一である。種々の大きさの人工膝関節に係る電子データライブラリを構成することは可能である。このような電子データライブラリは、手術具を案内するガイドスリットやガイドホールが、骨に対する人工膝関節の当接面や人工膝関節を固定するための脚の位置と一致するように、ツールガイドコンポーネントと整列している、仮想的な人工膝関節に関するデータを備えている。
電子データライブラリから読み込まれた人工膝関節の画像がディスプレイに表示され、対応する骨に対して、すでに説明した観点から最適とされる位置に重ね合わされる。ツールガイドコンポーネントは、上記の通り自動的に正しく位置づけられる。最後の過程B4では、1度しか使用しない位置決めコンポーネントにおけるロケータの骨に対する位置、長さおよび方位を決定する。
ロケータの位置を調整する際には、骨の形状を調整する際に、ロケータが障害になることのないよう、鋸刃、ドリルの尖端、およびピン(位置決めコンポーネントをツールガイドコンポーネントに固定するために用いられる)の変位の方向に焦点を当てて画像を重ね合わせることが重要である。複数のロケータは、それぞれ、テンプレートに対する移動の軌跡320を有している。この軌跡は、視覚化しうるよう、テンプレートに関するデータベースに組み込まれている。このため、過程B4を完全に自動化することも可能になると期待される。
過程C1−コンピュータ数値制御(CNC)加工または急速型取り技術による再使用可能な規格化されたコンポーネントの製造:
再使用可能な規格化されたコンポーネントを、CNC加工または急速型取り技術により製造する。
過程C2−CNC加工または急速型取り技術による患者専用コンポーネントの製造:
患者専用コンポーネントの複数の部品を、急速型取り技術を用いて製造する。ロッドを介してひとまとめにされる患者専用コンポーネントの部品を、急速型取り技術を用いて製造する。各部品は、ロッドを伝わって移動することはできるが、ロッドを切断しない限り、ばらばらにすることはできない。各部品には、患者に対応する標章が付される。
過程C3−患者専用コンポーネントの部品の洗浄と組立て:
ロッドから各部品を取外し、金属製の規格化されたツールガイドコンポーネントと組み合わせる前に洗浄する。
過程C4−テンプレートシステムの滅菌:
組み立てた部品を滅菌し、輸送に備えて荷造りする。
〔過程D−手術〕
過程D1−組み立てた患者専用コンポーネントの装着
組み立てたテンプレートシステムを、前記過程Bで把握した患者の身体部分の特定の位置に装着する。
過程D2−手術
テンプレートシステムを用いて手術具を案内し、人工関節の取付けのために骨を切断する。
2 ツールガイドコンポーネント
3 ねじ
4 ねじが貫通する貫通孔
5 ねじに対応するねじ穴
6 ロケータ
7 ピン
8 取外し可能なロケータ
9 取外し可能なロケータを支持するための突起
10 ペグ
11 ペグを通す孔
12 ガイドスリット
13 ガイドホール
24 ツールガイドコンポーネント上の突起
101 位置決めコンポーネント
102 ツールガイドコンポーネント
103 ねじ
104 貫通孔
105 ねじ穴
106 第1のロケータ
107 第2のロケータ
108 連結コンポーネント
109 ねじ
110 貫通孔
111 ねじ穴
112 ガイドスリット
113 ガイドホール
114 ガイドスリット
Claims (106)
- 手術用のツールを受け入れかつ案内するための少なくとも1つのガイド孔を有するツールガイドコンポーネントと、
それぞれが骨面に当接する端面をもつ複数のロケータを有する位置決めコンポーネントと、
前記ロケータの各端面が骨面の対応する部位に当接するように、かつ前記ガイド孔の位置が、ロケータの端面に対して固定されるように、ツールガイドコンポーネントを、位置決めコンポーネントに位置調整ができないように取り付ける止着手段とを備える、骨の手術に用いるテンプレートシステム。 - 前記位置決めコンポーネントは、ツールガイドコンポーネントに取り付けられたときに、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを、骨面に対して所定の位置に固定するようになっていることを特徴とする請求項1記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、
装着する骨面の形状を特定する過程と、
前記過程において特定された骨面の形状に従って、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、骨面に対して所定の位置に固定されるように形状を調整する過程とを経て製造されるようになっていることを特徴とする請求項1または2記載のテンプレートシステム。 - 前記位置決めコンポーネントは、前記各ロケータの端面を患者の骨面の所定の部位に当接させ、位置決めコンポーネントをツールガイドコンポーネントに取り付けたときに、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを、骨面に対して所定の位置に固定するという点において、各患者に専用のものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記複数のロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが所定の位置に装着されたときに、骨の非回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記複数のロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが所定の位置に装着されたときに、骨の回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントと位置決めコンポーネントは、互いに異なる材料から形成されるようになっていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントを形成するための材料は、位置決めコンポーネントを形成するための材料よりも硬質であることを特徴とする請求項7記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは、金属製であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、非金属製であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、プラスチック製であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、急速型取り技術を用いて形成されるようになっていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ロケータは、概ね円筒形であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ロケータは、細長い形状をしていることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ロケータは、フィンガー形状をしていることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントは、前記ガイド孔が、手術用ツールを、位置決めコンポーネントに衝突することなく案内しうるように、組み合わされることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントを、骨に固定するための固定手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ロケータは、端面に向かって延びる貫通孔を含んでおり、前記固定手段は、この貫通孔を通って骨面に穿刺され、位置決めコンポーネントを骨に固定しうるピンであることを特徴とする請求項17記載のテンプレートシステム。
- 前記ロケータの貫通孔の内側に、前記ピンが通るスリーブをさらに備えていることを特徴とする請求項18記載のテンプレートシステム。
- 前記複数のロケータは、それぞれ、前記貫通孔を有し、かつ前記固定手段は、前記ピンであることを特徴とする請求項18または19記載のテンプレートシステム。
- 前記貫通孔は、前記ロケータの端面が当接する骨面に対して、概ね垂直となるように形成されることを特徴とする請求項18〜20のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントは、前記ガイド孔が、手術用ツールを、位置決めコンポーネントおよびピンに衝突することなく、骨面に案内しうるように組み合わされることを特徴とする請求項18〜21のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ガイド孔は、手術用鋸の刃を案内しうるガイドスロットを含んでいることを特徴とする請求項1〜22のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ガイドスロットの一方の側端は、外部と通じていることを特徴とする請求項23記載のテンプレートシステム。
- 前記ガイド孔は、手術用ドリルの尖端を案内しうるガイドホールを含んでいることを特徴とする請求項1〜24のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは、前記ガイド孔を複数個含んでいることを特徴とする請求項1〜25のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、本体、およびこの本体から延びる複数のロケータを含んでおり、前記止着手段は、位置決めコンポーネントの本体を、前記ツールガイドコンポーネントに取り付けうるようになっていることを特徴とする請求項1〜26のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記本体およびロケータは、一体となっていることを特徴とする請求項27記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、さらに、骨面に当接する端面をもつ追加ロケータと、この追加ロケータを、位置決めコンポーネントの本体に取外し可能に取り付ける追加止着手段とを備え、この追加ロケータは、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを骨に取付けるのを支援し、その後手術の便宜のため取り外されるようになっていることを特徴とする請求項27または28記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリは、キーを介して、所定の位置において連結されるようになっていることを特徴とする請求項27〜29のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記止着手段は、ねじまたはボルトであることを特徴とする請求項1〜30のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは、それぞれ、第1および第2のガイド孔を有する第1の部分と第2の部分とからなっていることを特徴とする請求項1〜31のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは、さらに、前記第1の部分と第2の部分とを繋ぐ連結部分を有していることを特徴とする請求項32記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第1の部分、第2の部分、および連結部分は一体となっていることを特徴とする請求項33記載のテンプレートシステム。
- 前記連結部分は、中心から周縁に延びるクモの糸状であることを特徴とする請求項33または34記載のテンプレートシステム。
- 前記ガイド孔は所定の長さを有しており、前記クモの糸状の幅は、前記ガイド孔の長さよりも細くなっていることを特徴とする請求項35記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第1の部分は、骨を平坦に切断する鋸刃を案内するガイドスロットを有し、前記ツールガイドコンポーネントの第2の部分は、前記第1の部分のガイドスロットを通して案内される鋸刃により形成される平坦な切断面と概ね垂直方向に形成される切断面または穿孔を形成する鋸刃、またはドリルの尖端を案内する、ガイドスロットまたはガイドホールを有していることを特徴とする請求項32〜36のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第1の部分は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが当接する骨の端部を切断する鋸刃を案内するガイドスロットを有し、前記ツールガイドコンポーネントの第2の部分は、骨の切断面に穿孔するドリルの尖端を案内する複数のガイドホールを有することを特徴とする請求項32〜37のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントのロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、大腿骨の所定の位置に取り付けられるときに、大腿骨の非回動面に当接するように形成されることを特徴とする請求項1〜38のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第1の部分は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが所定の位置に固定されたときに、大腿骨の端部を切断する鋸刃を案内しうるようになっているガイドスロットを有し、前記ツールガイドコンポーネントの第2の部分は、大腿骨の切断面に穿孔を形成するドリルの尖端を案内する複数のガイドホールを有していることを特徴とする請求項39記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第2の部分は、大腿骨端部の切断面に、さらに形状を整えるための切断を施しうる鋸刃を案内する複数のガイドスロットを有していることを特徴とする請求項40記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、大腿骨の前面に当接しうる端面を有する追加ロケータを有していることを特徴とする請求項39〜41のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記追加ロケータの端面は、大腿骨の滑面に当接するようになっていることを特徴とする請求項42記載のテンプレートシステム。
- 前記追加ロケータを、前記ツールガイドコンポーネントおよびロケータに対して所定の位置関係を保つように取外し可能に止着しうる追加止着手段をさらに有し、この追加止着手段は、追加ロケータが、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを大腿骨の所定の位置に当接させるのを支援し、その後大腿骨に対する手術の便宜のため取り外されるようになっていることを特徴とする請求項42または43記載のテンプレートシステム。
- 脛骨の手術に用いられ、かつ前記複数のロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが脛骨の所定の部位に装着されるように、脛骨の非回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項1〜38のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、第1の本体と、この第1の本体から延び、かつ骨面に当接する端面を有する複数の第1のロケータと、第2の本体と、この第2の本体から延び、かつ骨面に当接する端面を有する複数の第2のロケータとを備え、前記止着手段は、前記第1および第2の本体を、ツールガイドコンポーネントに止着しうるようになっていることを特徴とする請求項1〜45のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記第1の本体および複数の第1のロケータは、一体となっていることを特徴とする請求項1〜46のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記第2の本体および複数の第2のロケータは、一体となっていることを特徴とする請求項46または47記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは、それぞれガイド孔を有する第1の部分および第2の部分、ならびに第1の部分を第2の部分に連結する連結部分を有し、前記止着手段は、前記位置決めコンポーネントの第1の本体を、ツールガイドコンポーネントの第1の部分に、および前記位置決めコンポーネントの第2の本体を、ツールガイドコンポーネントの第2の部分に止着するようになっていることを特徴とする請求項46〜48のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第1の部分は、円周角が100°よりも小さい円弧状に、周方向に延びるようになっていることを特徴とする請求項49記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第1の部分は、概ね弓形であることを特徴とする請求項49または50記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの連結部分は、ツールガイドコンポーネントの第1の部分の手前側から径方向内側に、クモの糸状に延びていることを特徴とする請求項49〜51のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの第2の部分は、骨に穿孔するためのドリルの尖端を案内するガイドホールと、このガイドホールと連なり、かつ鋸刃を案内するガイドスロットとからなる複合ガイド孔を有していることを特徴とする請求項49〜52のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 脛骨の手術用であって、前記第1のロケータは、患者の脛骨の非回動面に当接し、前記第2のロケータは、脛骨の回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項46〜53のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは、第1のツールガイドコンポーネントとなり、この外に、追加のガイド孔を有する第2のツールガイドコンポーネントを備えていることを特徴とする請求項1〜54のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記第1のツールガイドコンポーネントは、骨の平坦に切断する鋸刃を案内するガイドスロットと、骨の平坦な切断面に穿孔するためのドリルの尖端を案内するガイドホールとを有し、前記第2のツールガイドコンポーネントは、第1のツールガイドコンポーネントを用いて形成した骨の平坦な切断面に当接する平坦面、およびこの平坦面に一部が嵌合され、かつこの平坦面から突出する突起を有し、この突起は、第2のツールガイドコンポーネントを骨の切断面の所定の部位に位置決めするようになっていることを特徴とする請求項55のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記第1のツールガイドコンポーネントは、さらに、第1のツールガイドコンポーネントが手術用ツールを案内するために使用された後に、前記第2のツールガイドコンポーネントを第1のツールガイドコンポーネントに取り付ける取付け手段を備えていることを特徴とする請求項55のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、追加本体と、この追加本体から延び、かつ骨の形状を整えるための縁取り面に当接する端面をもつ追加の位置決め用突起を有し、この追加の位置決め用突起は、位置決めコンポーネントおよびツールガイドコンポーネントを骨に装着するのを支援するようになっており、前記止着手段は、前記追加本体をツールガイドコンポーネントに、取外し可能、かつ位置調整ができないように止着するようになっていることを特徴とする請求項1〜57のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 手術用ツールを案内するためのガイド孔を有するツールガイドコンポーネントと、それぞれが骨面に当接する端面をもつ複数のロケータを有する位置決めコンポーネントと、前記ロケータの各端面が骨面の対応する部位に当接するように、かつ前記ガイド孔の位置が、ロケータの端面に対して固定されるように、ツールガイドコンポーネントを、位置決めコンポーネントに位置調整ができないように取り付ける止着手段とを備える、骨の手術に用いるテンプレートシステムの製造方法であって、
テンプレートシステムを装着する骨面の形状を特定する過程と、
前記過程において特定された骨面の形状に従って、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、骨面に対して所定の位置に固定されるように形状を調整する過程とを含むテンプレートシステムの製造方法。 - 前記複数のロケータの端面が、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが所定の位置に装着されたときに、骨の非回動面に当接するように位置決めコンポーネントを製造する過程をさらに含むことを特徴とする請求項59記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記複数のロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが所定の位置に装着されたときに、骨の回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項59または60記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記ツールガイドコンポーネントと位置決めコンポーネントを、互いに異なる材料から形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜61のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記ツールガイドコンポーネントを金属から形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜62のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記位置決めコンポーネントを急速型取り技術を用いて形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜63のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントを組み合わせたときに、前記ガイド孔が、手術用ツールを、位置決めコンポーネントに衝突することなく案内しうるように、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントを形成する過程をさらに含むことを特徴とする請求項59〜64のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記ロケータが、端面に向かって延びる貫通孔を含み、この貫通孔を通してピンを骨面に穿刺することにより、位置決めコンポーネントを骨に固定しうるように、位置決めコンポーネントを形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜65のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記ガイド孔が、貫通孔を介して骨面に穿刺されているピンに衝突することなく、手術用ツールを骨に案内しうるように、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントを製造する過程を含むことを特徴とする請求項66記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記貫通孔は、前記ロケータの端面が当接する骨面に対して、概ね垂直となっていることを特徴とする請求項66または67記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記位置決めコンポーネントが、本体、およびこの本体から延びて、骨面に当接しうる複数のロケータを有するように、位置決めコンポーネントを形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜68のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記本体およびロケータは、一体となっていることを特徴とする請求項69記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記位置決めコンポーネントが、さらに、骨面に当接する端面をもつ追加ロケータと、この追加ロケータを、位置決めコンポーネントの本体に取外し可能に取り付ける追加止着手段とを備え、この追加止着手段が、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを骨に取付けるのを支援し、その後手術の便宜のため取り外すことができるように、位置決めコンポーネントを形成する過程をさらに含むことを特徴とする請求項70記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記ツールガイドコンポーネントが、第1のガイド孔を有する第1の部分、第2のガイド孔を有する第2の部分、ならびにこれら第1および第2の部分を連結する連結部分を有し、かつこれらが一体化されるように、ツールガイドコンポーネントを形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜71のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記骨は大腿骨であることを特徴とする請求項59〜72のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記骨は大腿骨であり、前記追加ロケータの端面は、大腿骨の前面に当接するようになっていることを特徴とする請求項71記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記骨は脛骨であることを特徴とする請求項59〜72のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記複数のロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、脛骨の所定の位置に装着されるよう、骨の非回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項75記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記複数のロケータの端面は、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、脛骨の所定の位置に装着されるよう、骨の回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項76記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記位置決めコンポーネントが、第1の本体と、この第1の本体から延び、かつ骨面に当接する端面を有する複数の第1のロケータと、第2の本体と、この第2の本体から延び、かつ骨面に当接する端面を有する複数の第2のロケータとを備えるように、位置決めコンポーネントを形成する過程を含むことを特徴とする請求項59〜77のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 脛骨の手術用であって、前記第1のロケータは、患者の脛骨の非回動面に当接し、前記第2のロケータは、脛骨の非回動面に当接するようになっていることを特徴とする請求項78記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記テンプレートシステムを装着する骨面の形状を特定する過程は、患者への非侵襲スキャンを含むことを特徴とする請求項59〜79のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 手術用ツールを案内するためのガイド孔を有するツールガイドコンポーネントと、それぞれが骨面に当接する端面をもつ複数のロケータを有する位置決めコンポーネントと、前記ロケータの各端面が骨面の対応する部位に当接するように、かつ前記ガイド孔の位置が、ロケータの端面に対して固定されるように、ツールガイドコンポーネントを、位置決めコンポーネントに位置調整ができないように取り付ける止着手段とを備える、骨の手術に用いるテンプレートシステムにおける位置決めコンポーネントの製造方法であって、
テンプレートシステムを装着する骨面の形状を特定する過程と、
前記過程において特定された骨面の形状に従って、前記各ロケータの端面が、骨面の所定の部位に当接し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリが、骨面に対して所定の位置に固定されるように形状を調整する過程とを含む位置決めコンポーネントの製造方法。 - 請求項59〜80のいずれかに記載の方法に従って、テンプレートシステムを製造する過程と、
前記止着手段を用いて、前記位置決めコンポーネントを前記ツールガイドコンポーネントに止着し、位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを組み立てる過程と、
前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを、骨の所定の位置に取り付ける過程と、
前記ガイド孔を介して手術用ツールを案内し、人工関節を装着しうるよう、骨の形状を整える過程と、
人工関節を骨に装着する過程とを含む人工関節の装着方法。 - 患者にスキャンを施して骨面の形状を特定する過程と、複数の人工関節の中から所望の人工関節を選択する過程とを含むことを特徴とする請求項82記載の人工関節の装着方法。
- 前記人工関節を装着する骨の部位を選択する過程をさらに含むことを特徴とする請求項82記載の人工関節の装着方法。
- 骨の仮想的な模型を形成する過程、および前記選択した人工関節の設置部位を決定するため、この人工関節の仮想的な模型を、前記骨の仮想的な模型に重ね合わせる過程をさらに含むことを特徴とする請求項84記載の人工関節の装着方法。
- 前記選択した人工関節は、骨に当接しうる形状の面を有し、この人工関節の位置および骨との当接面を勘案して、前記テンプレートシステムを骨の所望の位置に装着したときにおける、ガイド孔の位置を決定する過程をさらに含むことを特徴とする請求項84または85記載の人工関節の装着方法。
- 複数のツールガイドコンポーネントの中から、人工関節における骨との当接面に対応する複数のガイド孔を有する所望のツールガイドコンポーネントを選択する過程を含むことを特徴とする請求項86記載の人工関節の装着方法。
- 請求項59〜80のいずれかに記載の方法に従って、テンプレートシステムを製造する過程と、
止着手段を用いて、前記位置決めコンポーネントを前記ツールガイドコンポーネントに止着する過程と、
前記位置決めコンポーネントとツールガイドコンポーネントのアセンブリを、骨の所定の位置に装着する過程と、
前記ツールガイドコンポーネントのガイド孔を介して、骨の手術用ツールを案内する過程とを含む手術方法。 - 鋸刃を案内して骨に平坦な面を形成するため、およびドリルの尖端を案内して、前記骨の平坦な面に第2のツールガイドコンポーネントを設置する穴を形成するために、第1のツールガイドコンポーネントを使用する過程と、
前記骨の平坦な面上に前記穴を介して、第2のツールガイドコンポーネントを設置する過程と、
前記第2のツールガイドコンポーネントを使用して、手術用ツールを案内し、骨面の形状をさらに整える過程とを含むことを特徴とする請求項88記載の手術方法。 - ガイド孔を有する第2のツールガイドコンポーネントを、第1のツールガイドコンポーネントに取付け、第2のツールガイドコンポーネントを使用して、手術用ツールを案内し、骨面の形状をさらに整える過程とを含むことを特徴とする請求項88記載の手術方法。
- 前記止着手段は、ツールガイドコンポーネントを、取外し可能かつ位置調整ができないように、位置決めコンポーネントに止着するようになっていることを特徴とする請求項1〜58のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントは貫通孔を有し、かつこの貫通孔に挿入されて骨面に穿刺され、ツールガイドコンポーネントを骨に固着するピンがさらに設けられていることを特徴とする請求項1〜58および91のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの貫通孔は複数設けられており、かつ各貫通孔に挿入される前記ピンも複数設けられていることを特徴とする請求項92記載のテンプレートシステム。
- 前記ツールガイドコンポーネントの複数の貫通孔は互いに平行であり、これらに挿入されるピンは、ツールガイドコンポーネントを互いに平行に並ぶピンと直交する方向に保持するようになっていることを特徴とする請求項93記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、製造に係る寸法の正確さを容易に評価しうる形状を有していることを特徴とする請求項1〜58および91〜94のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、製造に係る寸法の正確さを計測するための目印の対を有していることを特徴とする請求項1〜58および91〜95のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントの製造に係る寸法の正確さを評価するために押し当てられるゲージを備えていることを特徴とする請求項1〜58および91〜96のいずれかに記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントは、前記ゲージと重なり合う形状を有していることを特徴とする請求項97記載のテンプレートシステム。
- 前記位置決めコンポーネントを形成する過程は、製造に係る寸法の正確さを容易に評価しうる形状を有するようにする過程、または製造に係る寸法の正確さを計測するための目印の対を設ける過程を含むことを特徴とする請求項59〜81のいずれかに記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記製造に係る寸法の正確さを容易に評価しうる形状は、位置決めコンポーネントについてのものであり、前記製造に係る寸法の正確さを計測するための目印の対は、位置決めコンポーネントに設けられることを特徴とする請求項99記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 前記製造に係る寸法の正確さを容易に評価しうる形状は、位置決めコンポーネントに取り付けられる突起についてのものであり、この突起は、位置決めコンポーネントと一体化されるようになっていることを特徴とする請求項99記載のテンプレートシステムの製造方法。
- 請求項1〜58のいずれかに記載のテンプレートシステム用位置決めコンポーネントと、骨を手術する患者を識別する患者識別手段とを含む手術装置。
- 前記位置決めコンポーネントと患者識別手段とを結ぶリンク手段をさらに含むことを特徴とする請求項102記載の手術装置。
- 前記位置決めコンポーネントは、人工膝関節を装着するための大腿骨と脛骨の手術に用いるテンプレートシステム用位置決めコンポーネントであることを特徴とする請求項102または103記載の手術装置。
- 前記位置決めコンポーネント、患者識別手段、およびリンク手段は、急速型取り技術を用いて製造されるようになっていることを特徴とする請求項103または104記載の手術装置。
- 前記位置決めコンポーネントと一体に形成され、かつ位置決めコンポーネントの製造に係る寸法の正確さを容易に評価しうる形状を有するインジケータをさらに含むことを特徴とする請求項102〜105のいずれかに記載の手術装置。
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