JP4030813B2 - 人工肘の上腕骨要素を取り付けるための補助ツール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は全体的又は部分的な肘義手すなわち人工肘の上腕骨要素を取り付けるための補助ツールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
EP-A-1 051 954から知られるような人工肘は上腕骨要素を含む。この上腕骨要素は人工滑車によって解剖学的な滑車を再現しなければならないものである。この人工滑車を関節に対して位置決めすることは取り付けたひじをうまく機能させるために必須である。
【０００３】
現在まで、外科医は、関節の屈曲の軸の位置は髄空の屈曲の軸の位置から経験的に決定できると仮定して、人工肘の上腕骨要素を移植している。現在においては、これは厳密には正確ではないため、結果的に、解剖学的な表面の問題又は義手の表面の問題のいずれであっても、人工滑車の位置決め、すなわち、それが共同しなければならない尺骨及び橈骨の関節面に対する位置決めが不完全となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、人工滑車の正確な位置づけを可能にし、それによって、取り付けられた肘の機能状態を向上させることのできる補助的な取り付けツールを提案することによって、上記の欠点を解決することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、取り付ける関節の屈曲の幾何学的な軸に沿って上腕骨滑車を貫通させるガイドツールを有する。このツールは滑車上に固定されるように適合されたスターラップ要素を有する。また、このツールはドリル、パンチなどを関節の屈曲の軸に沿って滑車の中へ導入するガイド領域を限定する。
【０００６】
この発明によると、外科医は上腕骨の下端部の切除に進む前に、関節の屈曲の軸を正確に決定でき、ガイドツールによって形成されたボアによって、外科医はピンを位置決めすることができる。このピンは、次の測定、及び人工的な上腕骨要素の位置決めのための物理的な基準軸としての役割を果たす。
【０００７】
本発明の有利ではあるが必須ではない態様によれば、この補助ツールは次の特徴のうち１つ又は複数を含んでいる。
【０００８】
上述のツールは、スターラップ要素の一部と協同してツールを固定するために滑車に作用力を加えるように構成された中空のねじを有する。この場合、スターラップの上述の部分には、好ましくは、滑車に対して固定する突起部と、上腕骨内側上顆を係合するノッチとが設けられている。
上述のツールは、滑車の外面に対してガイドツールを位置決めするテンプレートを有する。このテンプレートによって、関節丘上の中空のねじが隣接する領域、すなわち、ドリル又はパンチを解剖学的な上腕骨内側上顆の中へ導入するポイントを決定することができる。
【０００９】
上述のツールは、本質的に骨幹軸に沿って部分的に上腕骨の髄空内に導入されるように適合されたピンと、骨幹軸に対する屈曲の軸の前方オフセットを決定するための少なくとも１つの段付テンプレートとを有し、このテンプレートは前述のピンに沿ってスライドするように適合される。このテンプレートは中央のボアを有するワンピース部材であってもよい。この中央のボアの直径は髄空から突出する上述のピンのこの部分の直径と対応する。このテンプレートにはこのボアを中心とする３つの環状の面が形成され、これらの面は、屈曲の軸に沿って、滑車内にあるピンに当接することができる。このテンプレートは前方オフセットのあらかじめ決められた基準の値に対応するマークを有し、予め設定されたサイズの標準の滑車に対応するいくつかのサイズを有する。
【００１０】
取り付ける関節の解剖学的な滑車のおおよそのサイズを決定するために使用するように適合された複数の模擬の滑車が提供される。このような模擬の滑車は段付テンプレートが前方オフセットを決定するために使用されるべきであること、および位置決めテンプレートがガイドツールの位置を決定するために使用されるべきであることの少なくとも一方を決定することを可能にしている。
【００１１】
上述のツールは、上腕骨に切り欠き部を形成するためのガイドツールと、テンプレートとを有する。ガイドツールは前述の屈曲の軸に沿って滑車の中に配置されたピンに対して位置決めされるように適合された支持部を含む。テンプレートは支持部上に取り付けられるように適合されるとともに、切り欠きツールをガイドするための少なくとも１つの領域を限定するように適合されている。
【００１２】
本発明は、人工肘の上腕骨要素を取り付ける方法を提供する。この方法は上腕骨滑車に対する取り付ける関節の屈曲の軸の幾何学的な位置を決定するステップと、この軸に沿って滑車を貫通させるステップと、この軸に沿ってこの滑車の中に第１のピンを挿入するステップとを含む。この方法によって、人工滑車を正確に位置決めし、最適な状態で相補的な関節の表面と相互作用させることができる。
【００１３】
場合によっては、この方法は、第２のピンをほぼ骨幹軸に沿って上腕骨の髄空に部分的に導入するステップと、段付テンプレートを第１のピンに接触するまで第２のピンに沿ってスライドさせることによって、骨幹軸に対する屈曲の軸の前方オフセットを測定するステップとを含む。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、模擬の滑車の組から幾何学的形状が解剖学的な滑車ともっとも近い滑車を選択すること、及びすでに選択された模擬の滑車の関数として段付テンプレートを選択することが可能になる。
【００１５】
さらに、屈曲の軸に沿って滑車の中に配置された第１のピン上において、上腕骨に切り欠き部を形成するガイドツールを位置決めするステップと、このガイドツールによって決定されたプロファイルに沿って上腕骨を切り欠くステップとを含む追加のステップを提供することもできる。
【００１６】
最後に、上記のツールによれば、屈曲の軸と、上腕骨の骨幹軸におけるこの軸上の突起との間の角度を決定することができる。
本発明は、以下の図面に基づいた実施形態の説明によってよりよく理解でき、本発明の利点も明瞭になるであろう。なお、以下の説明は単なる例であり、発明の範囲を制限するものではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図の中に示された上腕骨Ｈの下端部は解剖学的な滑車Ｔを有する。滑車Ｔは上腕骨の下関節面Ｓを構成する。この下関節面Ｓは部分的に円筒形であり、肘関節の屈曲の幾何学的な軸を構成する想像上の軸Ｘ−Ｘ’上に中心を有する。
【００１８】
本発明の補助ツールを使用する第１ステップにおいては、解剖学的な滑車Ｔは異なるサイズの３つの模擬の滑車１０₁、１０₂、１０₃と比較される。たとえば、滑車１０₁のサイズは滑車１０₂のサイズよりも小さく、滑車１０₂のサイズは滑車１０₃のサイズよりも小さい。この比較に加えて、３つの模擬の滑車のうち１つ、たとえば、滑車１０₂が解剖学的な滑車Ｔと幾何学的にもっとも近い滑車として選択される。
【００１９】
選択された模擬の滑車の関数として、位置決めテンプレートが滑車１０₁から１０₃にそれぞれ対応する３つのテンプレート２０₁、２０₂、２０₃の組から選択される。たとえば、滑車１０₂が選択された場合には、位置決めテンプレート２０₂が選択される。テンプレート２０₂は、また、その端部２１を上腕骨の関節丘の上に配置し、この関節丘のプロファイルに適切に一致していることを確認することによって選択してもよい。
【００２０】
図をより明確にするために、要素１０₁から１０₃及び２０₁から２０₃は、図１の下部においては、図１の上部における上腕骨Ｈ及びテンプレート２０₂よりも小さなスケールで示されている。
【００２１】
選択されたテンプレート２０₂は、その後、テンプレート２０₂の湾曲した端部２１が上腕骨の外側の関節丘に隣接するように、上腕骨Ｈの横に配置される。実際には、図１に実線で表されているように、テンプレート２０₂のハンドル２２は上腕骨Ｈに対して平行に配置してもよいし、又は一点鎖線で示されているように、それに対して垂直に配置してもよい。
【００２２】
テンプレート２０₂の端部２１は軸Ｘ−Ｘ’が通過する滑車Ｔの中心が許容できる正確さでマーキングできるように位置決めされる。この端部２１は中央のボア２３を有している。この中央のボア２３には当の関節丘をマークするためにチップを挿入することができる。したがって、テンプレート２０₂によって滑車Ｔの関節丘上の軸Ｘ−Ｘ’のトレースをマークすることができる。
【００２３】
ついで、ガイドツール３０を使用して軸Ｘ−Ｘ’に沿って滑車Ｔを突き通すことができる。このツール３０は実質的にＵ字型のスターラップ要素３１を有し、このスターラップ要素３１はベース３４によって接続された第１のアーム３２と第２のアーム３３とを有する。アーム３２の端部３２ａはベース３４に対して実質的に平行であり、中央のくぼみ３２によって延出されたタッピング３２ｂが設けられ、ねじ３５をガイドするとともにそれを受容できるようになっている。ねじ３５の頭３５ａには多角形のオリフィス３５ｂが形成されており、適切なオスのレンチによって駆動することができるようになっている。
【００２４】
ねじ３５は中空で、その中には長手方向のチャネル３５ｃが形成されている。このチャネル３５ｃはねじの長さ全体にわたって延び、図２においては、中が見えるように部分的に切り欠かれている。
【００２５】
スターラップ要素３１の第２のアーム３３は１つの端部３３ａを有している。そして、その端部３３ａには３つの突起３３ｂと、上腕骨Ｈの上腕骨内側上顆(epitrochlea)を受け止めるための１つのノッチ３３ｃとが形成されている。なお、図２においては、上腕骨Ｈはツール３０をより見やすくするために細線で示されている。
【００２６】
付属アーム３６がスターラップ要素３１に付加されている。この付属アーム３６はアーム３３からベース３４に対してほぼ平行な方向に延び、ついで、このベース３４に対してほぼ垂直な方向に延びる。アーム３６にはオリフィス３６ａが貫通状に形成されている。このオリフィス３６ａはアーム３３の端部３３ａに設けられたオリフィス３３ｄにほぼ整合しており、ねじ３５がタッピング３２ｂの中にあるときに、ねじ３５のチャネル３５ｃと正確に整合する。オリフィス３６ａによって、必要な時には、上腕骨の内側の面による屈曲の軸が見ることができる。
【００２７】
ツール３０は、使用されているテンプレート２０₁、２０₂又は２０₃によって形成されたマークの上にねじ３５の前端部３５ｄをあわせ、上腕骨Ｈの上腕骨内側上顆の周囲にノッチ３３ｃを配置することによって上腕骨Ｈの上に位置決めされる。この位置においては、オリフィス３６ａ、３３ｄおよびチャネル３５ｃに共通な軸は滑車Ｔによって限定される屈曲の軸Ｘ−Ｘ’とほぼ整合する。
【００２８】
ついで、ねじ３５、端部３３ａおよびオリフィス３６ａを横切るドリル４０によって、滑車Ｔを貫通させることができる。矢印Ｆ₁はチャネル３５ｃ、オリフィス３３ｄおよびオリフィス３６ａに対してドリル４０が導入される方向を表す。
【００２９】
軸Ｘ−Ｘ’に沿って滑車Ｔを貫通させるために、ドリル４０の代わりにパンチを使用することもできるし、適切な任意の他のツールを使用することもできる。ドリル４０は、また、手術を行う外科医の選択によるが、オリフィス３６ａを通して導入することもできる。
【００３０】
ツール３０はねじ３５と突起３３ｂとの協同によって上腕骨に対して堅固に固定することができる。これらのねじ３５及び突起３３ｂは上腕骨Ｈに対して軸Ｘ−Ｘ’とほぼ平行な方向に圧縮力Ｆ₂、Ｆ’₂を付与する。
【００３１】
上記のような貫通が完了すると、ねじ３５を緩めることによってツール３０を取り外して、ついで、上腕骨Ｈの髄空(medullary canal)にアクセスするための切り欠き部Ｄをその上腕骨Ｈの中に形成することができるようになる。このような切り欠き部Ｄは図３に示されている。
【００３２】
ついで、ドリル４０によって形成されたボアＰの中にピン５０を挿入することが可能になる。このピン５０は幾何学的な軸Ｘ−Ｘ’を物理的に具現するものである。矢印Ｆ₃及びＦ’₃は軸Ｘ−Ｘ’に沿ってボアＰの中にピン５０が導入される方向を表す。また、上腕骨Ｈの髄空の中に段付ピン６０を挿入することもできる。この段付ピン６０は、たとえば、６ｍｍに等しい比較的大きな直径の第１のセクション６１と、たとえば、３ｍｍのオーダの直径より小さな直径の第２のセクション６２とを有する。ピン６０は実質的に上腕骨の骨幹軸Ｙ−Ｙ’に沿って延びると考えられる。矢印Ｆ₄はピン６０が髄空内に導入される方向を表す。
【００３３】
次いで、軸Ｘ−Ｘ’の軸Ｙ−Ｙ’に対する前方へのオフセットｄが少なくとも概算的に決定されなければならない。このオフセットは「前方オフセット」とも呼ばれ、軸Ｘ−Ｘ’及び軸Ｙ−Ｙ’の両方に垂直な方向における両軸の間の距離に対応する。
【００３４】
このオフセットの値を知ることは、人工滑車の選択に際して、人工滑車の中心軸が上腕骨の骨幹軸に対して正しく位置決めできるようにする上で不可欠である。実際には、たとえば、EP-A-1 051 954に開示されるように、軸の位置が異なっている異なる人工滑車を提供することが可能である。
【００３５】
オフセットｄの決定を進めるために、段付状のテンプレート７０₁、７０₂、７０₃が使用される。より詳しくは、テンプレートは先に選択された模擬の滑車の関数として選択され、この実施の形態においては、滑車１０₂の関数として選択されている。この場合、中間のサイズのテンプレート７０₂が選択され、このテンプレートは矢印Ｆ₅によって表されるようにピン６０の周囲にスライドされる。テンプレート７０₁、７０₂、７０₃はそれぞれピン６０のセクション６１の直径にほぼ等しい直径の中央のボア７１を有し、これによって、このピン６０の上に難なくスライドすることができる。
【００３６】
テンプレート７０₂は直径がだんだん増大する３つの環状の表面７２、７３、７４を有する。これら３つの環状の表面はそれぞれ図４及び図５に示されている状態でピン５０に対して当接することができる。
テンプレート７０₁及び７０₂は実質的に同じ幾何学形状を有し、ピン５０に対して当接するように適合された段付の環状の表面を有する。
【００３７】
テンプレート７０₁、７０₂、７０₃の各々はマーキング７５を有し、オフセットｄの概算値がすぐにわかるようになっている。それぞれのマーキングの意味は以下の通りである。
−ＡＮＴは「前方」を意味する。すなわち、前方オフセットが最大。
−ＭＥＤは「中間」を意味する。すなわち、前方オフセットが中間。
−ＰＯＳＴは「後方」を意味する。すなわち、前方オフセットが微小。
【００３８】
このようにして、ピン５０に当接する表面７２、７３、７４の関数として、外科医は、次の動作のために、オフセットｄが最大、中間又は微小のいずれと考えられるかを認識する。
【００３９】
テンプレート７０₂の表面７２、７３、７４がピン５０と接触するマーキングの事実によって、オフセットｄの値に関していい考えが得られ、結果的に、上腕骨Ｈに取り付けなければならない人工滑車を選択できる。図４に示された異なる人工滑車８０、８０’、８０’’は実際には、外面に対する中央のボア８１の位置によって特徴付けられている。この中央のボア８１は、EP-A-1 051 954の技術的な開示にしたがって、それらの人工滑車を上腕骨の中に掛止された要素へ取り付けられるようにしている。
【００４０】
したがって、テンプレート７０₂を使用することによって、外科医は上腕骨Ｈを取り付けるために、人工滑車８０、８０’、８０’’のうちどれを使用しなければならないかを認識することができる。
テンプレート７０₁、７０₂、７０₃の各サイズに対応するような３つ又はそれ以上の人工滑車を使用可能であることが理解できるであろう。
【００４１】
テンプレートの数はもちろん３つに限定されず、実際には、提供される模擬の滑車１０₁、１０₂、１０₃の数に依存する。
【００４２】
オフセットｄが決定されたら、図６及び図７に示されるように、ピン５０に隣接するように適合されたスターラップ要素９１を有するガイドツール９０が使用される。このスターラップ要素は２つのアーム９２、９３を有する。アーム９２、９３のそれぞれの端部９２ａ、９３ａには部分的にピン５０を受け止めるノッチ９５が形成されており、これによって、スターラップ要素９１がピン５０の上に確実に固定できる。
【００４３】
スターラップ要素９１のベース９４にはピン６０が通過するための切り欠き部９６が形成されている。
【００４４】
テンプレート９７はロックねじ９８の助けでスターラップ要素９１の上に固定可能に設けられている。テンプレート９７はスライドスピンドル９９を支持している。スピンドル９９はその自由端部９９ａにノッチ９９ｂを有し、端部９９ａがピン６０の周囲に配置されるようになっている。これによって、テンプレート９７の側方位置付け十分に決定することができる。
【００４５】
テンプレート９７は２つの位置においてスターラップ要素９１に取り付けることができる。これら２つの位置は、左腕の肘関節及び右腕の肘関節に対する使用に対応する位置である。このように、取り付けられる２つのタイプの肘に対して同じツール９０を使用することができる。
【００４６】
テンプレート９７にはピン又はドリルが通過する複数のボア９７ａが形成されており、切り欠き部Ｄを上腕骨Ｈに固定しなければならない要素のサイズに応じて拡張できるようになっている。
【００４７】
図７に示されるように、１つ又は複数のピン１００が所定のボア９７ａの中に配置され、上腕骨Ｈに対してテンプレート９７を正しく固定することに寄与し、一方、矢印Ｆ₆によって表されるように、他の異なるボア９７ａに連続的にドリル１０１を挿入することによって上腕骨Ｈが貫通される。ドリル１０１の代わりにパンチ又は他の適切なツールを使用することができる。
この操作の終わりに、人工的な上腕骨要素１１０を位置決めするように適合された切り欠き部Ｄが上腕骨Ｈに形成される。
【００４８】
図８に示されるように、切り欠き部Ｄが拡張された後、要素１１０の位置決めの前に、ピン５０、６０が引っ込められ、要素１１０が位置決めするために、ピン６０のために先に使用されたボアが拡張される。この要素は、先に使用されたテンプレート７０₂によって選択された人工滑車８０、８０’、８０’’を固定するために、ねじ１１１を受容することができる。
【００４９】
このようにして、使用される滑車８０’の外側の関節面Ｓ’’は解剖学的な面Ｓに対して正確に位置決めされる。特に、関節面Ｓ’’の幾何学的な軸の位置は屈曲の幾何学的な軸Ｘ−Ｘ’と実質的に交差する。
【００５０】
ツール９０がピン５０上に配置されているとき、分度器（図示せず）をスターラップ要素９１の上に装着し、軸Ｘ−Ｘ’と骨幹軸Ｙ−Ｙ’上における軸Ｘ−Ｘ’の突起と間の角度を測定することができる。この角度の値は要素１１０の幾何学的形状を決定するために使用することができる。
【００５１】
実際には、人工滑車８０、８０’、８０’’は試行要素であり、最終的な要素はその後の義手を取り付ける段階で位置決めされ、特に、考えられる尺骨及び／又は橈骨の取り付け後に位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による補助ツールによって上腕骨要素を取り付ける第１のステップにおける上腕骨の下端部の斜視図であり、関連する要素も小さなスケールで示した図である。
【図２】第２のステップにおける図１と同様な図であり、一部を切り欠いて示した図である。
【図３】第３のステップにおける図１と同様な図である。
【図４】第４のステップにおける、図１と同様な斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】補助ツールを使用した第５のステップにおける斜視図である。
【図７】補助ツールを使用した第６のステップにおける斜視図である。
【図８】試行人工滑車を位置決めする状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０₁〜１０₃ 滑車
２０₁〜２０₃ テンプレート
３０ ガイドツール
３１ スターラップ要素
４０ ドリル

Claims (9)

1. 全体的又は部分的な人工肘の上腕骨要素を取り付けるための補助ツールであって、
   取り付けられる関節の屈曲の幾何学的な軸（Ｘ−Ｘ'）に沿って上腕骨滑車（Ｔ）を貫通させるガイドツール（３０）を有し、
   ガイドツールは前記滑車上に固定（Ｆ₂、Ｆ'₂）されるように適合されたスターラップ要素（３１）を有し、また、ガイドツールはドリル（４０）又はパンチを前記軸に沿って前記滑車の中へ導入（Ｆ₁）するためのガイド領域（３５ｃ、３３ｄ、３６ａ）を限定しており、ガイドツール（３０）はスターラップ要素（３１）の部分（３３ａ）と協同してガイドツールを固定するための作用力（Ｆ ₂ 、Ｆ ' ₂ ）を滑車（Ｔ）に付与するように適合された中空のねじ（３５）を有している補助ツール。
2. 全体的又は部分的な人工肘の上腕骨要素を取り付けるための補助ツールであって、
   取り付けられる関節の屈曲の幾何学的な軸（Ｘ−Ｘ ' ）に沿って上腕骨滑車（Ｔ）を貫通させるガイドツール（３０）を有し、
   ガイドツールは前記滑車上に固定（Ｆ ₂ 、Ｆ ' ₂ ）されるように適合されたスターラップ要素（３１）を有し、また、ガイドツールはドリル（４０）又はパンチを前記軸に沿って前記滑車の中へ導入（Ｆ ₁ ）するためのガイド領域（３５ｃ、３３ｄ、３６ａ）を限定しており、スターラップ要素（３１）の部分（３３ａ）には滑車（Ｔ）に対して固定するための突起（３３ｂ）と、上腕骨内側上顆と係合するためのノッチ（３３ｃ）とが設けられている補助ツール。
3. 滑車（Ｔ）の外面に対してガイドツール（３０）を位置決めするためのテンプレート（２０₁、２０₂、２０₃）を有している請求項１又は２に記載の補助ツール。
4. 実質的に骨幹軸（Ｙ−Ｙ'）に沿って上腕骨の髄空内に部分的に導入されるように適合されたピン（６０）と、前記骨幹軸に対する屈曲の軸（Ｘ−Ｘ'）の前方オフセット（ｄ）を決定するための少なくとも１つの段付テンプレート（７０₁、７０₂、７０₃）とを有し、前記段付テンプレートは前記ピンに沿ってスライドするように適合されている請求項１から３のいずれか一項に記載の補助ツール。
5. テンプレート（７０₁、７０₂、７０₃）はワンピース部材であり、前記髄空から突出する前記ピンの部分（６２）の直径に対応する直径を有する中央のボア（７１）が形成され、前記テンプレートには前記ボアを中心とした３つの環状の表面（７２、７３、７４）が形成され、これら表面は屈曲の軸（Ｘ−Ｘ'）に沿って滑車（Ｔ）の中に配置されたピン（５０）に対して当接可能である請求項４に記載の補助ツール。
6. テンプレート（７０₁、７０₂、７０₃）は前方オフセット（ｄ）のあらかじめ確立された基準の値に対応するマーキング（７５）を有する請求項４又は５に記載の補助ツール。
7. テンプレート（７０₁、７０₂、７０₃）は予め設定されたサイズの標準の滑車（１０₁、１０₂、１０₃）に対応するいくつかのサイズを有する請求項４から６のいずれか一項に記載の補助ツール。
8. 取り付ける関節の解剖学的な滑車（Ｔ）のおおよそのサイズを決定するために使用するように適合された複数の模擬の滑車（１０₁、１０₂、１０₃）を有し、前記模擬の滑車はどの段付テンプレート（７０₁、７０₂、７０₃）が前方オフセット（ｄ）を決定するために使用されるべきであるか、およびどの位置決めテンプレート（２０₁、２０₂、２０₃）がガイドツール（３０）の位置を決定するために使用されるべきであるかの少なくとも一方を決定することを可能にしている３又は７に記載の補助ツール。
9. 上腕骨に切り欠き部（Ｄ）を形成するためのガイドツール（９０）と、テンプレート（９７）とを有し、ガイドツール（９０）は屈曲の軸（Ｘ−Ｘ'）に沿って滑車（Ｔ）の中に配置されたピン（５０）に対して位置決めされるように適合された支持部（９１）を含み、テンプレート（９７）は前記支持部に取り付けられるように適合されるとともに、切り欠きツール（１０１）をガイドするための少なくとも１つの領域（９７ａ）を限定するように適合されている請求項１から８のいずれか一項に記載の補助ツール。

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