JP4110208B2

JP4110208B2 - External fixator

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Publication number: JP4110208B2
Application number: JP2003209369A
Authority: JP
Inventors: 耕三中村; 五三男大西; 雅彦別所; 暁大橋; 恒夫青木; 三男佐藤; 良二郎浅野; 一夫渡辺; 浩松沢; 登志郎植原; 嘉治齊藤
Original assignee: Mizuho Ika Kogyo KK
Current assignee: Mizuho Ika Kogyo KK
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: JP2005065762A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨の変形の中心と、骨折部位または矯正骨切り部位を挟む一対の骨片を回転させる場合の中心と、関節部位の可動中心とのいずれかにより決められる骨の仮想支点を挟む第１部位および第２部位のそれぞれに挿入される軸状部材を保持固定する一対の保持部材と、この一対の保持部材を連結する連結部材とを備えた創外固定器に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、骨折や変形矯正等の場合に、骨を固定する固定器具として、創外固定器が知られている。この創外固定器は、人体外から固定対象となる骨に挿入される複数の軸状部材と、これら軸状部材を保持固定する保持部材とを備えて構成される。骨の変形矯正を可能とする創外固定器としては、イリザロフ式創外固定器が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この創外固定器は、骨に挿入される軸状部材としての複数のワイヤと、これらワイヤを保持する複数のリング状の保持部材と、これら保持部材間を伸縮自在に連結する連結部材とを備え、変形矯正の中心として設定された支点を取り囲むようにして配置される。
【０００３】
このようなイリザロフ式創外固定器では、保持部材に保持されたピンで骨を固定しつつ、連結部材を伸縮させて該骨を延長したり、該骨の変形を解消する方向に捻じる等して、該骨の支点における変形矯正を行う。
【０００４】
また、関節を跨いで配置され、関節の負荷を軽減させる創外固定器として、橈骨および中手骨に、複数の軸状部材であるハーフピンを挿入して、手首を固定する創外固定器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１７には、従来の創外固定器１２が示されている。
図１７に示すように、創外固定器１２は、橈骨９４Ａへ挿入されるハーフピン１２Ａ１を保持する保持部材である橈骨トラック１２Ａと、中手骨９４Ｂへ挿入されるハーフピン１２Ｂ１を保持する保持部材である中手骨トラック１２Ｂと、これら橈骨トラック１２Ａおよび中手骨トラック１２Ｂを連結する連結部材である中央ブロック１２Ｃとを備えている。ハーフピン１２Ａ１、１２Ｂ１は、それぞれ、橈骨トラック１２Ａおよび中手骨トラック１２Ｂの軸方向に対して略垂直に取り付けられ、橈骨トラック１２Ａおよび中手骨トラック１２Ｂに沿って摺動自在に取り付けられている。
【０００６】
また、創外固定器１２を構成する中央ブロック１２Ｃは、橈骨トラック１２Ａおよび中手骨トラック１２Ｂを相対的に回動自在に連結している。すなわち、中央ブロック１２Ｃは、手の甲を上方に向けた場合において、下記（１）〜（３）の運動を可能とするように構成されている。
（１）手首の上下運動に対応する中手骨トラック１２Ｂと中央ブロック１２Ｃとの連結部における屈曲／伸長運動（回動軸Ｘにおける回動運動）
（２）手首の左右運動に対応する中手骨トラック１２Ｂと中央ブロック１２Ｃとの連結部における橈骨９４Ａ／尺骨９４Ｂの変位運動（回動軸Ｙにおける回動運動）
（３）手首の捻り運動に対応する橈骨トラック１２Ａと中央ブロック１２Ｃとの連結部における回内／回外運動（回動軸Ｚにおける回動運動）
【０００７】
【非特許文献１】
G. A. Ilizarov 著「 Transosseous Osteosynthesis: Theoretical and Clinical Aspects of the Regeneration and Growth of Tissue 」Springer-Verlag 出版。１９９２年。
【特許文献１】
特表２００１−５２４８５９号公報（図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１に記載のイリザロフ式創外固定器では、様々な部材を組み合わせることによって多様で重度の骨の変形矯正を実現できるが、重量が重くかさばるとともに、支点を含む矯正部位を取り囲むように配置されるので、日常生活やリハビリ等に支障をきたし、創外固定器装着者に精神的にも肉体的にも多大な負担をかけるという第１の課題がある。また、特許文献１に記載の片側式の創外固定器では、橈骨トラックおよび中手骨トラックを連結する中央ブロックに形成された３つの回動部が、それぞれが独立して形成されているので、関節の動きに合わせて創外固定器の回動部は回動するが、骨の移動方向に保持部材が追従せずに、関節の動きを妨げてしまい、骨の移動量および矯正の方向に大きな制限が付され、自由度が高くないという第２の課題がある。さらに、これらの創外固定器は、構造が複雑で、骨への取り付けが煩雑であるので、取付作業に時間がかかるだけでなく、創外固定器を装着する術者に高い練度を要求するという第３の課題がある。
これら第１〜第３の課題から、創外固定器の装着者の負担を軽減し、かつ、骨の変形矯正時やリハビリ時等において、骨の移動および矯正方向における自由度が高いだけでなく、構造が簡易で容易に取り付けを行うことができる創外固定器が熱望されてきた。
【０００９】
本発明の目的は、装着者の負担を軽減し、自在な骨および骨片の移動および変形矯正を実現でき、構造を簡素化して、術者の練度や経験をあまり必要とせずに装着が容易な創外固定器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の創外固定器は、骨の変形の中心と、骨折部位または矯正骨切り部位を挟む一対の骨片を回転させる場合の中心と、関節部位の可動中心との少なくともいずれかにより決められる骨の仮想支点を挟む第１部位および第２部位のそれぞれに挿入される軸状部材を保持固定する一対の保持部材と、この一対の保持部材を連結する連結部材とを備えた創外固定器であって、前記連結部材は、前記各保持部材に回動自在に取り付けられる一対の腕部を有し、この一対の腕部は、回動自在に連結され、前記各腕部の回動軸が、前記仮想支点に向いていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、仮想支点は、創外固定器が有する器械的な支点ではなく、創外固定器が装着された骨の骨片が、創外固定器の可動により、回転および可動する際の中心となる骨の仮想上の支点である。
【００１２】
本発明によれば、創外固定器は、一対の保持部材と、これら保持部材の端部に回動自在に取り付けられる一対の腕部を有する連結部材とを備えて構成されているので、創外固定器の構造を簡素化することができる。
【００１３】
また、連結部材に設けられた一対の腕部が各保持部材に対し回動自在に取り付けられ、これらの腕部の回動軸が仮想支点を向いているので、三次元的に腕部を回動させて、仮想支点を中心として創外固定器を可動させることができる。これにより、骨の形状や捻じれに合わせて創外固定器を装着することができ、軸状部材を確実に骨に挿入して固定することができる。また、仮想支点を中心とした腕部の三次元的な回動により、一対の保持部材を介して、骨の一方の部位に対する他方の部位の相対的な移動を自在に行うことができるので、骨の変形矯正の際に、いずれの矯正方向にも対応することができる。従って、確実に骨を固定することができるだけでなく、骨の移動量および矯正の方向の自由度を向上でき、創外固定器の汎用性を向上することができる。
【００１４】
また、関節を跨いで、創外固定器を骨に取り付ける場合、従来の創外固定器では、一方の保持部材の可動時にそれぞれの保持部材の間隔に変化がない。このため、骨に挿入された軸状部材を保持する保持部材が骨の動きに合わせて追従しないので、関節の動きが妨げられるだけでなく、骨に挿入される軸状部材に偏心変位が生じ、軸状部材および装着者に負担をかけることがあった。しかしながら、本発明の創外固定器では、連結部材の回動部が仮想支点に向き、それぞれの腕部が相互に回動することにより、一方の保持部材が関節の動きに対して追従するので、関節の動きを妨げないようにすることができる。従って、創外固定器が関節の動きを妨げるのを抑えることができるとともに、軸状部材が偏心変位を起こすなどして創外固定器が損傷するのを防ぐことができ、装着者に対しても負担をかけないようにすることができる。
【００１５】
加えて、創外固定器は、骨の一方から軸状部材を挿入して固定する単支柱の創外固定器として構成されるので、前述の構造の簡素化および、腕部の回動による一対の保持部材の三次元的な配置と併せて、創外固定器の取り扱いを簡易に行うことができ、骨の固定および取り付けを容易にすることができる。また、これにより、創外固定器を取り付ける術者に、特別な練度や経験を要しないようにすることができる。さらに、従来のイリザロフ式創外固定器のように重くかさばることがなく、装着者の肉体的負担を軽減することができるとともに、日常生活やリハビリ等において、創外固定器が装着者にとって邪魔となりにくくすることができ、装着者の精神的負担を軽減することができる。従って、創外固定器装着者の肉体的および精神的な負担を一層軽減することができる。
【００１６】
本発明では、前記保持部材に対する前記腕部の回動、および、前記腕部同士の回動を可能とする回動部は、前記保持部材端部および一方の腕部の一端に突設される軸部と、一方の腕部の他端および他方の腕部の両端に設けられ、前記軸部に回動自在に挿通されるリング部と、このリング部の挿通後前記軸部の先端に取り付けられ、前記リング部を前記軸部の基端側に押さえつけるワッシャと、前記軸部に取り付けられ、該軸部の断面外周縁に沿って歯が形成されたウォームホイールと、前記リング部の端部に設けられ、該リング部の内周円の接線方向に延び、前記ウォームホイールと噛合するねじ軸状部材とを備えていることが好ましい。本発明によれば、回動部における腕部は、ねじ軸状部材の回転により、このねじ軸状部材に噛合するウォームホイールが回転し、このウォームホイールの回転が軸部を介して保持部材または腕部に伝達されることにより、保持部材および他の腕部に対して相対的に回動する。このため、ねじ軸状部材の回転を調整することにより、回動部における腕部の回動角を調整することができる。従って、創外固定器により骨を固定した後であっても、回動部における腕部の回動が許容されるので、変形や捻じれを含む骨の矯正および整復を行うことができる。
【００１７】
本発明では、前記腕部は、中間部分が略４０°曲折していることが好ましい。
本発明によれば、創外固定器を骨に固定する際に、腕部の略４０°の曲折により、回動部における回動軸を仮想支点に向くように固定できる。また、腕部を回動させても、回動軸を常に仮想支点を向かせることができる。従って、前述した仮想支点に回動部が向くことによる効果を常に奏することができる。
【００１８】
本発明では、前記各部材は、金属により形成されていることが好ましい。
ここで、金属としては、チタンやジュラルミンを採用することができる。
本発明によれば、創外固定器を構成する部材は、金属製であるので、装着時に人体外に露出する創外固定器の強度を確保でき、変形等を防ぐことができる。特に、金属としてチタンを採用した場合、チタンは腐蝕性が低いので、創外固定器の経年安定性を確保することができる。また、金属としてジュラルミンを採用した場合、軽量な創外固定器を製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）概要
図１には、本発明の第１実施形態に係る創外固定器１の概要斜視図が示されている。
図１に示すように、創外固定器１は、骨を支持固定し、骨の自在な変形矯正が可能な固定具である。この創外固定器１は、骨９の仮想支点９１を挟む第１部位である骨端９２および第２部位である骨幹９３に、それぞれ挿入される軸状部材であるピン６１、６２を、一対の保持部材としての第１保持部材２および第２保持部材３によって保持固定し、これら第１保持部材２および第２保持部材３を連結部材４によって連結することにより、骨９を固定する。ここで、仮想支点９１は、骨の変形の中心と、骨折部位または矯正骨切り部位を挟む一対の骨片を回転させる場合の中心との少なくともいずれかにより決められる骨の仮想上の支点であり、図１の場合は、骨折部位として示している。
なお、第１実施形態では、創外固定器１は、１つの骨を保持固定する固定具として説明するが、関節を跨いで２本の骨を固定する固定具として利用することも可能である。また、創外固定器１は、ジュラルミン製として構成されているが、他の金属、例えば、チタン等によって構成してもよい。
【００２０】
ここで、ピン６１、６２は、金属製のスクリューピンであり、図示を略したが、ピン６１、６２の先端には、骨端９２および骨幹９３への挿入がしやすく、また、挿入されたピン６１、６２が骨端９２および骨幹９３から抜けにくくするために、ねじ山が形成されている。これらピン６１、６２は、それぞれの外径寸法が異なり、ピン６１の外径寸法は、ピン６２の外径寸法に比べ小さく形成されている。これらピン６１、６２の金属材料としては、ステンレスやチタンを挙げることができる。
【００２１】
（２）構成
図２には、創外固定器１の分解図が示されている。
図２に示すように、創外固定器１は、骨端９２（図１）に挿入されるピン６１を保持する第１保持部材２と、骨幹９３（図１）に挿入されるピン６２を保持する第２保持部材３と、これら第１保持部材２および第２保持部材３を連結する一対の腕部としての第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を有する連結部材４とを備えて構成されている。
【００２２】
(2-1) 第１保持部材２
図３には、第１保持部材２の平面図が示されている。
図２および図３に示すように、第１保持部材２は、パイプ２１と、このパイプ２１の一方の端部を塞ぐキャップ２２と、他方の端部に取り付けられる軸部材２３とを備えている。
パイプ２１は、骨端９２（図１）の骨軸と略平行に装着される中空円柱状の金属製部材であり、このパイプ２１の外周面上には、骨端９２に挿入されるピン６１を保持する複数のピンクランプ７１が設けられている。このピンクランプ７１は、１本のピン６１に対して１つ設けられている。なお、ピンクランプ７１の構造は、後に詳述する。
また、パイプ２１の一方の端部には、ゴム製のキャップ２２が取り付けられ、パイプ２１の図示しない開口部を塞いでいる。
【００２３】
軸部材２３は、パイプ２１のキャップ２２が取り付けられた端部とは反対側の端部に取り付けられており、パイプ２１に連結部材４を回動自在に連結するための部材である。この軸部材２３は、略円柱状の台座部２３１を備えて構成されている。
台座部２３１の側面には、台座部２３１の軸方向に略直交する方向に枝部２３２が形成されている。この枝部２３２は、軸部材２３をパイプ２１に取り付けるための略円柱状部分であり、この枝部２３２の先端部には、図示を略したが、パイプ２１の内径寸法と略同じ外径寸法を有し、パイプ２１の中空内部に嵌め込まれる略円柱状の嵌合部が形成されている。この嵌合部が、パイプ２１のキャップ２２により塞がれた端部とは反対側の端部に挿入され、軸部材２３がパイプ２１に取り付けられる。
台座部２３１に形成された略円形状の面のうち、パイプ２１に取り付けられるピン６１の挿入方向に対向する面には、面外方向に突出した軸部２３３が形成されている。この軸部２３３は、２つの円柱が中心を同じにして２つ重なったような形状をしており、台座部２３１の面から突出し台座部２３１の外径寸法より小さい大径部２３３Ａが形成され、この大径部２３３Ａの先端に、大径部２３３Ａの外径寸法より小さい外径寸法を有する小径部２３３Ｂが形成されている。このうち、小径部２３３Ｂの側面基端側には、この小径部２３３Ｂの軸方向に長い長孔２３３Ｂ１が形成され、また、小径部２３３Ｂの側面先端側には、外周に沿って溝２３３Ｂ２が形成されている。
【００２４】
(2-2) 第２保持部材３
図４には、第２保持部材３の平面図が示されている。
図２および図４に示すように、第２保持部材３は、第１保持部材２と略同じ構成を有しており、パイプ３１と、このパイプ３１の一方の端部に取り付けられるキャップ３２と、パイプ３１の他方の端部に取り付けられる軸部材３３とを備えている。なお、キャップ３２は、第１保持部材２のパイプ２１端部に取り付けられたキャップ２２と略同じ構成であるので、説明を省略する。
【００２５】
パイプ３１は、第１保持部材２のパイプ２１より長さ寸法の長い中空円柱状の金属製部材であり、骨９の骨幹９３（図１）の骨軸に略平行に配置される。このパイプ３１には、骨幹９３に挿入されるピン６２を保持するピンクランプ７２と、このピンクランプ７２とパイプ３１との間に介在する径調整部材８とが設けられている。
ピンクランプ７２は、ピン６２をパイプ３１に取り付けるものである。このピンクランプ７２については、ピンクランプ７１と比べ、ピンクランプ７１におけるパイプ２１に取り付けられる部分と、ピン６１より外径寸法の大きなピン６２を保持する部分とが大きく形成されている点を除いて略同じ構造である。また、ピン６２の保持の仕方も、ピンクランプ７１と略同じであるので、説明を省略する。
【００２６】
径調整部材８は、ピンクランプ７２が取り付けられるようにパイプ３１の外径寸法を調整するための部材である。この径調整部材８には、パイプ３１の外周面に、パイプ３１の軸方向に沿って摺動自在に取り付けられる略円柱状の径調整部８１と、この径調整部８１の端部に形成されパイプ３１を挟持して径調整部材８をパイプ３１に取り付ける挟持部８２とが一体的に形成されている。
径調整部８１は、パイプ３１の外周面の一部を覆うように、径調整部８１の内面をパイプ３１の外周面に当接するように取り付けられる。すなわち、径調整部８１の内径寸法は、パイプ３１の外径寸法と略一致するように形成されている。この径調整部８１の外周面には、パイプ３１の軸方向に対する直交方向にピン６２を保持するピンクランプ７２が、複数、図１、図２および図４においては、３つ取り付けられている。
挟持部８２は、断面略Ｕ字状をしており、この内側面にパイプ３１が当接される。また、挟持部８２の先端には、図示しないボルトがパイプ３１の軸方向に対する直交方向に挿通されるねじ孔８２１が形成されており、このねじ孔８２１にボルトを螺合させ、挟持部８２によりパイプ３１が締め付けられることにより、径調整部材８がパイプ３１に取り付けられる。
【００２７】
軸部材３３は、第１保持部材２の軸部材２３と同様に、パイプ３１と連結部材４とを相対的に回動自在に連結するためのものである。
軸部材３３は、台座部３３１を備え、この台座部３３１の側面には、枝部３３２が形成され、また、パイプ３１に保持されるピン６２の挿入方向に対向する台座部３３１の面には、軸部３３３が形成されている。
なお、軸部材３３において、台座部３３１および軸部３３３の構造は、第１保持部材２の軸部材２３における台座部２３１および軸部２３３と略同じ構造であり、台座部３３１には、大径部３３３Ａおよび小径部３３３Ｂが面外方向に突設されている。
【００２８】
枝部３３２は、第１保持部材２の軸部材２３における枝部２３２と同様に、パイプ３１に軸部材３３を取り付けるための略円柱状部分であり、図示を略したが、枝部２３２と同様の嵌合部が形成され、この嵌合部がパイプ３１の端部に挿入されている。ここで、枝部３３２は、台座部３３１に対して傾斜して形成されている点で、第１保持部材２の軸部材２３に形成された枝部２３２と構造が異なる。すなわち、枝部３３２は、枝部３３２の軸方向と、軸部３３３の軸方向とは略４０°の角度で曲折するように、台座部３３１側面から延出して形成されている。
【００２９】
(2-3) 連結部材４
連結部材４は、図２に示すように、第１保持部材２および第２保持部材３の端部に取り付けられた軸部材２３、３３を介して、第１保持部材２および第２保持部材３を連結する部材である。この連結部材４は、腕部である第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を備え、これらがそれぞれの一端において回動自在に連結された構成とされている。
【００３０】
図５には、第１リンク棒４１の平面図が示されている。
図２および図５に示すように、第１リンク棒４１は、第１保持部材２の軸部材２３に回動自在に取り付けられる金属製部材である。この第１リンク棒４１は、略Ｌ字状の曲折を有する中空円柱状部材である本体４１１を備え、この本体４１１の一方の端部には、第１保持部材２の軸部材２３に形成された軸部２３３と係合する係合部４１２が形成され、本体４１１の他方の端部には、連結部４１３が形成されている。
【００３１】
本体４１１の端部に形成された係合部４１２は、第１リンク棒４１を第１保持部材２に回動自在に取り付ける断面略Ｃ字状部分である。この係合部４１２には、略長円形状を有し、互いに対向配置される一対のリング部４１２Ａが、本体４１１と連続的に形成されている。
それぞれのリング部４１２Ａの略中央には、前述の第１保持部材２の軸部材２３に形成された軸部２３３が挿通する孔４１２Ａ１、４１２Ａ２が形成されている。このうち、本体４１１の曲折の角度が小さく、第１保持部材２に連結される際に、軸部材２３に対向する一方のリング部４１２Ａに形成された孔４１２Ａ１の内径寸法は、軸部材２３の軸部２３３に形成された大径部２３３Ａの外径寸法に合わせて形成されている。また、他方のリング部４１２Ａに形成された孔４１２Ａ２の内径寸法は、軸部２３３に形成された小径部２３３Ｂの外径寸法と略同じとされている。従って、第１リンク棒４１は、第１保持部材２の軸部２３３に対して、角度の小さい方の曲折面を対向させて取り付けられる。
【００３２】
リング部４１２Ａの対向する内面には、ねじ軸状部材であるウォーム４１２Ｂと、外周縁に沿って歯が形成され、ウォーム４１２Ｂに噛合するウォームホイール４１２Ｃが取り付けられている。
【００３３】
ウォーム４１２Ｂは、リング部４１２Ａの端部、詳述すれば、リング部４１２Ａの内面底部に沿って配置される。このウォーム４１２Ｂの中間部分には、図示を略したが、ウォーム４１２Ｂの軸方向に沿って螺旋溝が形成され、この螺旋溝がウォームホイール４１２Ｃに形成された歯と噛合する。また、リング部４１２Ａの側面に露出するウォーム４１２Ｂの両端部には、ウォーム４１２Ｂの軸方向に対する略直交方向に溝４１２Ｂ１が形成されている。この溝４１２Ｂ１は、ドライバー等が係合し、この溝４１２Ｂ１を介してウォーム４１２Ｂを回転させることにより、ウォーム４１２Ｂと噛合するウォームホイール４１２Ｃが回転する。
【００３４】
ウォームホイール４１２Ｃは、第１保持部材２の軸部材２３に形成された軸部２３３との係合の際に、軸部２３３に取り付けられ、係合部４１２の両側からリング部４１２Ａに挟まれるようにして、リング部４１２Ａ内面に配置される。このウォームホイール４１２Ｃの外周縁には、前述のように、ウォーム４１２Ｂの螺旋溝に螺合する歯が形成されている。また、ウォームホイール４１２Ｃの中心には、図示を略したが、軸方向に貫通する孔が形成されており、この孔に軸部２３３が挿通する。この孔の内面には、軸部２３３の小径部２３３Ｂ（図３）に形成された長孔２３３Ｂ１に対応する位置に、溝が形成されており、この溝と長孔２３３Ｂ１とは、図示しないキーを介して連結されている。なお、このウォームホイール４１２Ｃの回転機構については、軸部２３３との係合と併せて、後に詳述する。
【００３５】
本体４１１において、係合部４１２が形成された端部とは反対側の端部に形成された連結部４１３は、第２リンク棒４２を回動自在に第１リンク棒４１に連結する部分である。この連結部４１３は、軸部材２３、３３と略同じ構造とされている。すなわち、連結部４１３には、略円柱状の台座部４１３１と、この台座部４１３１の略円形の端面から起立して形成される軸部４１３２とが形成され、軸部材２３、３３の枝部２３２、３３２に該当する部分は、台座部４１３１の側面から本体４１１に連続して形成されている。ここで、軸部４１３２が形成されている台座部４１３１の面は、本体４１１の曲折の角度が大きい方に面している。なお、軸部４１３２には、軸部材２３、３３の軸部２３３、３３３と同様に、大径部４１３２Ａおよび小径部４１３２Ｂが形成されている。
【００３６】
ここで、第１リンク棒４１の本体４１１は、中間部分が曲折した略Ｌ字形状としたが、係合部４１２の一対のリング部４１２Ａに形成された孔４１２Ａ１、４１２Ａ２の中心をそれぞれ結ぶ線と、連結部４１３に形成された軸部４１３２の延出方向の中心線とが交差する角度が、略４０°となるように形成されている。このように、第１リンク棒４１は、中間部分で略４０°曲折して形成され、この屈曲の内側を向いて係合部４１２の孔４１２Ａ１が形成され、この屈曲の外側を向いて連結部４１３の軸部４１３２が形成されている。
【００３７】
図６には、第２リンク棒４２の平面図が示されている。
図２および図６に示すように、第２リンク棒４２は、一方の端部が第１リンク棒４１に連結されるとともに、他方の端部が第２保持部材３に連結される。この第２リンク棒４２は、曲折して形成された本体４２１を備えている。この本体４２１の一方の端部には、第１リンク棒４１の連結部４１３に連結される第１係合部４２２が形成され、また他方の端部には、第２保持部材３の軸部材３３に形成された軸部３３３に連結される第２係合部４２３が形成されている。
【００３８】
本体４２１は、略Ｓ字状の中空円柱状部材であり、この本体４２１の両端部に形成された第１係合部４２２および第２係合部４２３には、第１リンク棒４１の係合部４１２と同様に、それぞれ一対のリング部４２２Ａ、４２３Ａが形成されている。これらそれぞれのリング部４２２Ａ、４２３Ａには、本体４２１の曲折の内側を向いて孔４２２Ａ１、４２３Ａ１が形成され、本体４２１の曲折の外側を向いて孔４２２Ａ２、４２３Ａ２が形成されている。これらのうち、孔４２２Ａ１、４２３Ａ１は、第１リンク棒４１に形成された軸部４１３２の大径部４１３２Ａ（図５）および第２保持部材３の大径部３３３Ａ（図４）の外径寸法に合わせた内径寸法を有しており、孔４２２Ａ２、４２３Ａ２は、軸部４１３２の小径部４１３２Ｂ（図５）および軸部３３３の小径部３３３Ｂ（図４）の外径寸法にあわせた内径寸法を有している。なお、第１係合部４２２および第２係合部４２３には、前述の第１リンク棒４１の係合部４１２と同様に、これらリング部４２２Ａ、４２３Ａに挟まれるように、ウォーム４２２Ｂ、４２３Ｂおよびウォームホイール４２２Ｃ、４２３Ｃが設けられている。これらウォーム４２２Ｂ、４２３Ｂおよびウォームホイール４２２Ｃ、４２３Ｃの第１係合部４２２および第２係合部４２３での配置は、第１リンク棒４１の係合部４１２での場合と略同じであるので、説明を省略する。
【００３９】
ここで、本体４２１の曲折部位について説明する。
本体４２１の両端に形成された第１係合部４２２に形成された孔４２２Ａ１、４２２Ａ２の中心線と、第２係合部４２３に形成された孔４２３Ａ１、４２３Ａ２の中心線との交差角は、第１リンク棒４１の本体４１１の場合と同様に、略４０°とされている。すなわち、本体４２１は、略４０°の曲折を有する部材として構成されている。
【００４０】
（３）軸部２３３と係合部４１２との係合
以下に、第１保持部材２に設けられた軸部材２３に形成された軸部２３３と、第１リンク棒４１に形成された係合部４１２とが係合して構成される回動部Ａについて説明する。なお、第２保持部材３に設けられた軸部材３３に形成された軸部３３３と、第２リンク棒４２に形成された第２係合部４２３とが係合して構成される回動部Ｂ、および、第１リンク棒４１の連結部４１３に形成された軸部４１３２と、第２リンク棒４２に形成された第１係合部４２２とが係合して構成される回動部Ｃについては、回動部Ａの構成と略同じであり、それぞれの回動軸Ｂ１、Ｃ１を軸とした相対的な回動についても、回動部Ａと略同じであるので、説明を省略する。
【００４１】
図２、図３および図５に示すように、回動部Ａにおいて、第１保持部材２の軸部２３３は、第１リンク棒４１に形成されたリング部４１２Ａのうち、大きな内径を有する孔４１２Ａ１から小さな内径を有する孔４１２Ａ２に向かって挿入される。このとき、軸部２３３が形成された台座部２３１の面には、孔４１２Ａ１が形成されたリング部４１２Ａの外面が当接される。ここで、前述のように、孔４１２Ａ１の内径寸法は、軸部２３３の大径部２３３Ａの外径寸法に合わせて形成され、他方のリング部４１２Ａに形成された孔４１２Ａ２の内径寸法は、軸部２３３の小径部２３３Ｂの外径寸法に合わせて形成されている。また、小径部２３３Ｂに形成された長孔２３３Ｂ１と、リング部４１２Ａに挟持されるウォームホイール４１２Ｃの図示しない内面に形成された溝とは、図示しないキーを介して連結され、ウォームホイール４１２Ｃの回転が軸部２３３の小径部２３３Ｂに伝達されるように構成されている。さらに、リング部４１２Ａを挿通した軸部２３３の小径部２３３Ｂ側面に形成された溝２３３Ｂ２には、孔４１２Ａ２が形成されたリング部４１２Ａの外面に沿ってワッシャ４３が取り付けられ、リング部４１２Ａから第１保持部材２が抜けるのを係止している。このような構成により、リング部４１２Ａの内側面に設けられたウォーム４１２Ｂの回転により、このウォーム４１２Ｂに噛合するウォームホイール４１２Ｃの回転が、キーを介して軸部２３３の小径部２３３Ｂに伝達され、第１保持部材２と第１リンク棒４１とが、回動部Ａの回動軸Ａ１を軸として相対的に回動する。
なお、図示を略したが、第１保持部材２に形成された小径部２３３Ｂの上端が突出するリング部４１２Ａの面に形成されたねじ孔にボルトを螺合させ、このボルトを締め付けることによって、ウォームホイール４１２Ｃの回転が規制され、回動部Ａにおける第１保持部材２および第１リンク棒４１の相対的な回動は規制される。
【００４２】
（４）ピンクランプ７１の構造と、ピンクランプ７１によるパイプ２１およびピン６１の保持
(4-1) ピンクランプ７１の構造
図７および図８には、ピンクランプ７１が示されている。このうち、図７には、ピンクランプ７１と、パイプ２１およびピン６１との配置を示す平面図が示されており、図８には、ピンクランプ７１の分解斜視図が示されている。
図７および図８に示すように、ピンクランプ７１は、第１保持部材２のパイプ２１にピン６１を保持させるための金属製部材であり、パイプ挟持部材７１１と、ピン挟持部材７１２と、パイプ挟持部材７１１に取り付けられるボルト７１３とを備えて構成されている。なお、ピンクランプ７２は、ピンクランプ７１と略同じ構成であるので、説明を省略する。
【００４３】
パイプ挟持部材７１１は、平面視略Ｕ字状に形成されている。このパイプ挟持部材７１１には、略中央にパイプ２１が挿通されるパイプ挿通孔７１１Ａと、先端側にボルト７１３が取り付けられるボルト取付部７１１Ｂと、基端側にピン挟持部材７１２が取り付けられる溝７１１Ｃとが形成されている。
【００４４】
パイプ挿通孔７１１Ａは、パイプ２１の軸方向に略直交する外周面の形状に合わせて形成されており、このパイプ挿通孔７１１Ａの側面は、パイプ２１の外周面に当接されるパイプ当接面７１１Ａ１とされている。このパイプ当接面７１１Ａ１には、パイプ挟持部材７１１の基端側に向かって開口した略矩形の開口部７１１Ａ２（図８）が形成されている。
また、パイプ挿通孔７１１Ａは、パイプ挟持部材７１１の先端にかけて切り欠かれており、この切り欠きの両脇に取付片７１１Ｂ１、７１１Ｂ３から構成されるボルト取付部７１１Ｂが形成されている。
【００４５】
ボルト取付部７１１Ｂは、パイプ挟持部材７１１の先端側に形成されており、このボルト取付部７１１Ｂには、前述のように、それぞれが対向するように取付片７１１Ｂ１、７１１Ｂ３が形成されている。これら取付片７１１Ｂ１、７１１Ｂ３の側面には、それぞれの取付片７１１Ｂ１、７１１Ｂ３を貫通する方向に、ボルト７１３（図７）が挿通する孔７１１Ｂ２、および、ボルト７１３が螺合するねじ孔７１１Ｂ４（図７）が形成されており、ここにボルト７１３が取り付けられる。
【００４６】
溝７１１Ｃは、パイプ挟持部材７１１の基端側に、パイプ２１の軸方向に略直交する方向に沿って形成され、この溝７１１Ｃに連続して、パイプ挟持部材７１１の一方の側面に、開口部７１１Ｃ１が形成されている。この開口部７１１Ｃ１に溝７１１Ｃに沿ってピン挟持部材７１２が挿入される。なお、溝７１１Ｃの略中央部分は、前述のパイプ挿通孔７１１Ａの開口部７１１Ａ２と連続して形成されている。
【００４７】
ピン挟持部材７１２は、ピン６１を保持する部材であり、前述のように、パイプ挟持部材７１１に形成された溝７１１Ｃに沿って取り付けられる。このピン挟持部材７１２には、ピン６１が挿通する孔７１２Ａと、この孔７１２Ａを挿通したピン６１の側面が当接する図示しないピン当接面と、パイプ挟持部材７１１の溝７１１Ｃに嵌め込まれる連結部７１２Ｂとが形成され、ピン当接面および連結部７１２Ｂにかかって切り欠き７１２Ｃが形成されている。
【００４８】
孔７１２Ａは、ピン挟持部材７１２の長手方向に略平行な孔として形成されている。
連結部７１２Ｂは、パイプ挟持部材７１１の溝７１１Ｃに沿って嵌め込まれる部分であり、連結部７１２Ｂからピン６１の軸方向に直交するように切り込まれ、かつ、その端部でピン６１の軸方向に沿って形成された略Ｌ字状の切り欠き７１２Ｃによって、第１連結部７１２Ｂ１および第２連結部７１２Ｂ２に分断されている。このうち、第２連結部７１２Ｂ２は、溝７１１Ｃへの挿入方向に対する先端側に形成され、先端が溝７１１Ｃの深さ寸法より薄く、略中央がパイプ２１の形状に沿って形成されている。また、第１連結部７１２Ｂ１は、挿入方向の基端に形成され、溝７１１Ｃの深さ寸法と略同じに形成されている。ここで、第２連結部７１２Ｂ２のパイプ２１の形状に沿って形成された部分は、規制部７１２Ｂ３として形成され、ピン挟持部材７１２をパイプ挟持部材７１１に連結した際に、パイプ挟持部材７１１のパイプ当接面７１１Ａ１に形成された開口部７１１Ａ２から、パイプ挿通孔７１１Ａの中心に向かって突出する。また、切り欠き７１２Ｃがピン当接面に達しており、規制部７１２Ｂ３は、ピン６１の方向への可撓性を備えている。
【００４９】
(4-2) ピンクランプ７１によるパイプ２１およびピン６１の保持
図９には、ボルト７１３によってなされるパイプ２１およびピン６１の保持過程を示すピンクランプ７１の平面図が示されている。
ここで、ピンクランプ７１によるパイプ２１およびピン６１の保持について、図９を用いて説明する。なお、ピンクランプ７２におけるピン６２の保持および径調整部材８を介したパイプ３１の保持は、ピンクランプ７１の場合と略同じであるので、説明を省略する。
【００５０】
ピンクランプ７１において、ピン挟持部材７１２に形成された孔７１２Ａ（図８）からピン６１を挿入し、図示しないピン当接面にピン６１の側面を当接させる。また、パイプ挟持部材７１１に形成されたパイプ挿通孔７１１Ａにパイプ２１を挿通させ、パイプ当接面７１１Ａ１にパイプ２１の側面を当接させる。この後、ボルト７１３を、ボルト取付部７１１Ｂに形成された孔７１１Ｂ２に挿通させ、ねじ孔７１１Ｂ４に螺合させ、締め付ける。このとき、ボルト７１３の締め付けにより、ボルト７１３の頭部底面が当接される取付片７１１Ｂ１が、他方の取付片７１１Ｂ３に近接するように矢印Ｌ方向に移動する。これにより、パイプ挿通孔７１１Ａの内径寸法は小さくなり、パイプ２１は、パイプ当接面７１１Ａ１から径方向内向きに、すなわち、矢印Ｍ方向に圧力を受け、締め付けられて保持される。また、このとき、パイプ挿通孔７１１Ａの内径寸法が狭まることにより、ピン挟持部材７１２の第２連結部７１２Ｂ２に形成された規制部７１２Ｂ３は、パイプ当接面７１１Ａ１に形成された開口部７１１Ａ２（図８）から突出しパイプ２１側面に当接されていたので、矢印Ｎ方向に押しやられる。これにより、規制部７１２Ｂ３のピン６１側のピン当接面は、ピン６１に対して、ピン６１の径方向内向きに圧力をかけることとなり、ピン６１は、ピン６１に対して圧力をかけたピン当接面と、ピン６１を挟んで対向するピン当接面とにより挟持される。従って、パイプ挟持部材７１１に形成された取付片７１１Ｂ１、７１１Ｂ３へのボルト７１３の取り付けにより、パイプ２１がパイプ当接面７１１Ａ１により挟持され、かつ、ピン６１がピン当接面により挟持され、全体としてピンクランプ７１により、パイプ２１およびピン６１が保持される。
なお、パイプ２１およびピン６１を保持しているピンクランプ７１において、ボルト７１３を解放方向に回せば、パイプ２１およびピン６１の保持状態が解除され、これらパイプ２１およびピン６１は解放される。
【００５１】
（５）創外固定器のリンク機構
図１０〜図１３には、骨に装着された創外固定器１における連結部材４の曲折を示した図、すなわち、創外固定器１の回動部Ａ、ＢおよびＣにおける連結部材４の回動によってなされるリンク機構の動きを示した図である。これらの図のうち、図１０には、略弯曲のない骨９Ａにおいて、骨軸に捻じれのない骨端９Ａ２および骨幹９Ａ３に創外固定器１を装着した図が示されており、図１１には、略弯曲のない骨９Ｂにおいて、骨軸に捻じれのある骨端９Ｂ２および骨幹９Ｂ３に創外固定器１を装着した図が示されている。また、図１２には、骨９Ｃの弯曲に対して外側に創外固定器１を装着した図が示されており、図１３には、骨９Ｄの弯曲に対して内側に装着した図が示されている。
【００５２】
創外固定器１では、前述のように、回動部Ａにおける第１保持部材２および第１リンク棒４１と、回動部Ｂにおける第２保持部材３および第２リンク棒４２と、回動部Ｃにおける第１リンク棒４１および第２リンク棒４２とは、相対的に回動自在とされ、これにより創外固定器１の三次元的な可動が許容されている。従って、創外固定器１では、図１０〜図１３に示すように、回動部Ａ、ＢおよびＣにおける第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の回動により、第１保持部材２および第２保持部材３を骨に対して三次元的に配置したり、逆に、回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を回動させて骨端９Ａ２、９Ｂ２、９Ｃ２、９Ｄ２と骨幹９Ａ３、９Ｂ３、９Ｃ３、９Ｄ３とを相対的に移動させることができる。
【００５３】
ここで、創外固定器１のリンク機構について、図１０〜図１３を用いて、以下に説明する。
図１０において、創外固定器１が装着される骨９Ａは、弯曲がほとんど無く、仮想支点９Ａ１を挟む骨端９Ａ２および骨幹９Ａ３の骨軸に捻じれがない骨である。この骨９Ａに創外固定器１を装着した場合、第１保持部材２と第２保持部材３とは同一平面上に配置される。また、創外固定器１に保持されるピン６１、６２は、骨端９Ａ２および骨幹９Ａ３に対し、同方向から挿入されることとなり、ピン６１、６２はそれぞれ略平行となる。この状態の創外固定器１において、連結部材４の第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、仮想支点９Ａ１を向くように配置される。
【００５４】
図１１において、創外固定器１が装着される骨９Ｂは、弯曲は略無いものの、仮想支点９Ｂ１を挟む骨端９Ｂ２および骨幹９Ｂ３の骨軸に捻じれがある骨である。この場合、第１保持部材２および第２保持部材３は、連結部材４の第１リンク棒４１および第２リンク棒４２が回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて回動することにより、骨軸の捻じれに合わせて配置されるので、同一平面上に配置されない。また、このとき、骨端９Ｂ２および骨幹９Ｂ３に挿入されるピン６１、６２は、同一方向から挿入されるのではなく、骨９Ｂを上方から見た場合に、ピン６１、６２それぞれが骨軸において交差するように挿入される。この場合においても、図１０の場合と同様に、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、骨９Ｂの仮想支点９Ｂ１を向くように、創外固定器１は構成されている。
【００５５】
図１２において、創外固定器１が装着される骨９Ｃは、仮想支点９Ｃ１を中心に弯曲しており、この仮想支点９Ｃ１を挟む骨端９Ｃ２および骨幹９Ｃ３の骨軸に捻じれがない骨である。図１２では、創外固定器１は、骨９Ｃに対して弯曲の外側に装着され、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を含めて連結部材４、第１保持部材２および第２保持部材３は、同一平面上に配置される。すなわち、第１保持部材２、第１リンク棒４１、第２リンク棒４２および第２保持部材３が創外固定器１全体として骨９Ｃの弯曲に沿うように第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて回動させることにより、同一平面上に配置される。
また、この骨９Ｃに装着された創外固定器１においても、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、仮想支点９Ｃ１を向くように配置される。これにより、図示は略すが、骨端９Ｃ２および骨幹９Ｃ３の骨軸に捻じれが存在する場合でも、回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて、連結部材４の第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を相対的に回動させることで、骨端９Ｃ２および骨幹９Ｃ３の骨軸に略平行に第１保持部材２および第２保持部材３を配置することが許容される。また、これにより、第１保持部材２および第２保持部材３に保持されるピン６１、６２を、骨軸の捻じれに合わせて挿入することが可能である。
【００５６】
図１３において、創外固定器１が装着される骨９Ｄは、図１２の場合と同様に、仮想支点９Ｄ１を中心として弯曲しており、この仮想支点９Ｄ１を挟む骨端９Ｄ２および骨幹９Ｄ３の骨軸に捻じれがない骨である。図１３では、創外固定器１は、図１２の場合とは異なり、骨９Ｄの弯曲の内側に装着されている。このとき、連結部材４は、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２が互いに重なり合うように折り畳まれ、第１保持部材２および第２保持部材３は、同一平面上に配置される。
この骨９Ｄに装着された創外固定器１においても、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、仮想支点９Ｄ１を向くように配置されている。これにより、図１１で示したように、骨９Ｄに捻じれが生じていても、連結部材４を回動させることにより、第１保持部材２および第２保持部材３を、骨端９Ｄ２および骨幹９Ｄ３の骨軸の捻じれに合わせて配置でき、ピン６１、６２を骨軸に挿入することが可能である。
【００５７】
このように、創外固定器１において、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、装着される骨の仮想支点を向くように配置され、これら回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１を軸として、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２から構成される連結部材４を回動させることにより、骨の弯曲および捻じれに対応して、第１保持部材２および第２保持部材３を骨端および骨幹に配置することができる。
【００５８】
（６）骨９Ａの変形矯正
ここで、創外固定器１による骨９Ａの変形矯正について、図１０および図１１を用いて説明する。
【００５９】
(6-1) 骨９Ｂの捻れの矯正
図１１において、前述のように、骨９Ｂは、骨端９Ｂ２および骨幹９Ｂ３のそれぞれの骨軸に仮想支点９Ｂ１を中心とした捻じれを有している。すなわち、この場合の仮想支点９Ｂ１は、骨９Ｂの変形の中心であり、また、この骨９Ｂの矯正において、骨切り術を行う場合には、骨切り部位を挟む骨端９Ｂ２および骨幹９Ｂ３を回転させる中心である。この骨９Ｂには、前述のように、創外固定器１が取り付けられ、この創外固定器１に保持されるピン６１、６２は、骨９Ａの骨端９Ａ２および骨幹９Ａ３に、それぞれの骨軸に対して略垂直に挿入されている。ここで、回動部Ａ、ＢおよびＣに設けられたウォーム４１２Ｂ、４２２Ｂおよび４２３Ｂ（図５および図６参照）を回転させて、第１リンク棒４１、第２保持部材３および第２リンク棒４２を、それぞれ矢印Ａ２、Ｂ２およびＣ２方向に回動させると、第２保持部材３が矢印Ｓ方向に移動するので、第２保持部材３が移動した位置において回転部Ａ、ＢおよびＣの回動を係止する。この矢印Ｓ方向への第２保持部材３の移動の際に、第１保持部材２に保持されたピン６１は、骨端９Ａ２に挿入されたままであり、かつ、第２保持部材３に保持されたピン６２は、骨幹９Ａ３に挿入されたままであるので、第１保持部材２に対する相対的な第２保持部材３の移動に伴い、骨幹９Ａ３は、骨幹９Ａ３の骨軸を軸として矢印Ｓ方向に回動する。この操作を、所定の間隔で、所定の期間、所定の角度ずつ実施することにより、図１０において示した骨９Ａのように、骨９Ｂの捻じれは解消される。
【００６０】
このような骨の捻じれの矯正は、図１１に示したような弯曲のない骨９Ｂに対して実施できるだけではなく、他の形状の骨、例えば、図１２および図１３に示したような弯曲および捻じれ等を有する骨に対しても実施可能である。また、回動部Ａ、ＢおよびＣにおける回動方向をＡ２、Ｂ２およびＣ２方向としたが、創外固定器１の第１保持部材２および第２保持部材３が、骨の捻じれを解消する方向に相対的に移動すればよいので、その回動方向は適宜決めてよい。
【００６１】
(6-2) 骨９Ａの骨延長
図１４には、創外固定器１により骨延長を施した骨９Ａが示されている。
図１０および図１４に示すように、骨９Ａの骨延長は、ピンクランプ７１、７２の少なくともいずれか一方を、他方に対して離間するように移動させることによって行われる。すなわち、骨延長は、図１０に示すように、第２保持部材３の径調整部材８に取り付けられたピンクランプ７２を矢印Ｔ方向に移動させ、移動位置で固定することにより行われる。この際、第１保持部材２に保持されているすべてのピンクランプ７１と、第２保持部材３に保持されているすべてのピンクランプ７２とを離間するように移動させる。この操作を、所定の期間、所定の間隔で、骨端９Ａ２と骨幹９Ａ３との間が所定の距離だけ離間するように行えば、図１４に示す二点鎖線で囲まれた仮想支点９Ａ１近傍に骨形成が起こり、骨９Ａの骨延長が行われる。
なお、すべてのピンクランプ７２が径調整部材８を介して第２保持部材３に取り付けられている場合は、径調整部材８を移動させることによってピンクランプ７２の移動を行うことができる。
【００６２】
前述の骨延長は、所定の期間、所定の間隔および所定の距離をもって行うとしたが、骨延長対象者および骨延長箇所に合わせて適宜決定すればよい。例えば、対象者によっては、１〜３ヶ月の間、１日０．５〜１．０ｍｍ程度の骨延長の速度としてもよい。
また、前述の骨の捻じれ矯正および骨延長は、同時進行させてもよい。さらに、これらの変形矯正においては、コンピュータを用いて、期間、間隔、角度および距離をシミュレートし、得られた結果を変形矯正時に使用する値に反映するようにしてもよい。
【００６３】
（７）第１実施形態の効果
本発明の第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
(7-1) 連結部材４は、軸部材２３、３３を介して、第１保持部材２および第２保持部材３を相対的に回動自在に連結し、また、連結部材４を構成する第１リンク棒４１および第２リンク棒４２は、互いに回動自在に連結されている。すなわち、創外固定器１は、一対の保持部材である第１保持部材２および第２保持部材３と、一対の腕部である第１リンク棒４１および第２リンク棒４２と、これら部材間に介在する３つの回動部Ａ、ＢおよびＣとを有するリンク機構となっている。また、これらの回動部Ａ、ＢおよびＣの回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、すべて骨９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃおよび９Ｄの仮想支点９１、９Ａ１、９Ｂ１、９Ｃ１および９Ｄ１を向くように構成されている。これによれば、各回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて、骨の形状に応じて、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を回動させて、三次元的に創外固定器１を骨に装着することができる。従って、回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて、連結部材４の回動角度を自由に調整することにより、複雑な形状の骨に対しても創外固定器１を確実に取り付けることができる。また、連結部材４の回動により、骨に挿入されるピン６１、６２の偏心変位の発生を抑え、骨や創外固定器１に捻じれ等の負担をかけないようにすることができる。
【００６４】
(7-2) 創外固定器１は、前述のように、回動部Ａ、ＢおよびＣにおける第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の回動が許容されるように構成されており、これらの回動は図示しないボルトによって係止される。これによれば、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を自在に回動させることで、第１保持部材２および第２保持部材３を相対的に移動させることができるので、創外固定器１を骨の変形矯正に供することができる。すなわち、骨に創外固定器１を装着させた状態から、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて回動させることで、第１保持部材２および第２保持部材３を介して、矯正部位を中心として、骨を相対的に回動および移動させることができる。従って、骨の移動量や矯正方向を自由に設定することができ、このような骨の回動および移動と係止とを繰り返すことにより、骨の変形を矯正することができる。また、ピンクランプ７１、７２を第１保持部材２および第２保持部材３に沿って移動させて、骨延長にも対応することができる。従って、骨の移動量および矯正方向の自由度を向上することができ、骨の自在な変形矯正を行うことができる。
【００６５】
(7-3) 創外固定器１は、軸部材２３、３３を備えた一対の第１保持部材２および第２保持部材３と、連結部材４を構成する第１リンク棒４１および第２リンク棒４２とを備えるという簡単な構造であるので、創外固定器１全体の構造を簡単にすることができる。
【００６６】
(7-4) 創外固定器１は、骨の一方にピン６１、６２を挿入して固定する片側式の単支柱の創外固定器であるので、前述の骨の形状に合わせて三次元的な配置が可能であること、および、構造が簡易であることと併せて、骨の固定が容易であり、創外固定器１の取り扱いを容易にすることができる。従って、骨折部位および矯正部位を取り囲むように配置される従来の創外固定器に比べ、創外固定器１の取り付けを容易に行うことができ、創外固定器１を取り付ける術者の特別な練度や経験を要せずに創外固定器１を取り付けることができる。また、このことに留まらず、従来の創外固定器と比べ、重くかさばることがないので、術後の日常生活においても邪魔とならず、創外固定器１の装着者の精神的および肉体的な負担を軽減することができる。
【００６７】
(7-5) 回動部Ａでは、ウォーム４１２Ｂの回転が、このウォーム４１２Ｂに噛合するウォームホイール４１２Ｃに伝達され、このウォームホイール４１２Ｃに係合する軸部材２３の小径部２３３Ｂに、ウォームホイール４１２Ｃの回転が伝達されて第１保持部材２および第１リンク棒４１が相対的に回動する。これによれば、回動部Ａにおいて、ウォーム４１２Ｂを回転させることにより、骨端９２に挿入されたピン６１を保持する第１保持部材２に対する第１リンク棒４１の回動角を調整することができる。従って、創外固定器１により骨を固定した後であっても、ウォーム４１２Ｂの回転により回動部Ａにおける第１リンク棒４１の回動が許容されるので、前述のように、変形や捻じれを含む骨の矯正および整復を行うことができる。なお、回動部ＢおよびＣにおいても回動が許容されているので、同様の効果を奏することができる。
【００６８】
(7-6) 回動部Ａにおいては、ウォームホイール４１２Ｃに係合する図示しないボルトにより回動部Ａにおける回動が規制される。これによれば、創外固定器１の装着時に不意な力により、回動部Ａにおける第１保持部材２または第１リンク棒４１の相対的な回動が発生して、創外固定器１に保持されたピン６１が偏心変位を起こすことを防ぐことができる。従って、創外固定器１の損傷を防ぐことができ、また、創外固定器１の装着者の骨に負担がかかることを防ぐことができる。なお、回動部ＢおよびＣにおいても同様な構成であるので、同様の効果を奏することができる。
【００６９】
(7-7) リンク棒が中間部分で略４０°曲折しているので、創外固定器１を骨に装着する際に、回動部Ａ、ＢおよびＣの回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１を仮想支点に向くように固定できる。また、これにより、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を回動させても、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１を常に仮想支点に向かせることができる。従って、前述した仮想支点に回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１が向いている場合の効果を、常に奏することができる。
【００７０】
(7-8) 創外固定器１は、ジュラルミン製であるので、装着時に人体外に露出する創外固定器１の強度を確保でき変形等を防ぐことができるとともに、軽量な創外固定器１を製造して、装着者への負担を軽減することができる。
【００７１】
〔２．第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る創外固定器１Ａについて説明する。第２実施形態の創外固定器１Ａは、第１実施形態で示した創外固定器１と略同じ構成を備えているが、第２実施形態では、回動部Ａ、ＢおよびＣの構成において創外固定器１と相違点を有する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図１５には、第２実施形態に係る創外固定器１Ａが示されている。
図１５に示すように、創外固定器１Ａは、関節部位の可動中心としての仮想支点である股関節１０Ａを跨ぐように、骨盤１０と、大腿骨１１の骨幹１１１に装着されている。この創外固定器１Ａは、第１実施形態の創外固定器１と比べ、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１が仮想支点を向くように構成される回動部Ａ、ＢおよびＣの構造が異なる。すなわち、図１５においては図示を略すが、回動部Ａにおいて、第１保持部材２の軸部材２３に形成された軸部２３３と、第１リンク棒４１の係合部４１２に取り付けられたウォームホイール４１２Ｃとがキーを介して連結されておらず、このため、回動部Ａにおける第１保持部材２および第１リンク棒４１の相対的な回動が、ウォーム４１２Ｂの回転によらずに行われる。また、回動部Ｂ、Ｃにおいても同様に構成され、回動部Ｂ、Ｃにおいて、第２保持部材３と第２リンク棒４２との相対的な回動、および、第１リンク棒４１と第２リンク棒４２との相対的な回動が、ウォーム４２３Ｂ、４２２Ｂによらずに行われる。
なお、第２実施形態では、股関節１０Ａを跨ぐように、骨盤１０および大腿骨１１の骨幹１１１に創外固定器１Ａを取り付けたが、手関節、肘関節および膝関節等の関節を跨いで創外固定器１Ａを取り付けてもよい。
【００７３】
従って、本発明の第２実施形態によれば、前述の(7-1) 、(7-3) 、(7-4)、(7-7) および(7-8) と略同じ効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
創外固定器１Ａは、回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて、ウォーム４１２Ｂ、４２３Ｂおよび４２２Ｂの回転に依存せずに、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の相対的な回動が許容されるように構成され、回動部Ａ、ＢおよびＣの回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、仮想支点である股関節１０Ａを向いている。これによれば、回動部Ａ、ＢおよびＣにおける第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の回動時の抵抗を調整することにより、荷重のかかる股関節１０Ａが部分免荷され、股関節１０Ａへの負担を軽減することができるとともに、股関節１０Ａの動きを創外固定器１Ａが妨げることを防ぐことができる。ここで、従来の創外固定器では、関節の動きが妨げられるだけでなく、可動時にピンに偏心変位が生じ、ピンおよび装着者に負担をかけることがあった。しかしながら、第２実施形態の創外固定器１Ａでは、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１が仮想支点である股関節１０Ａに向いており、それぞれの回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて第１リンク棒４１および第２リンク棒４２が相互に回動することにより、第１保持部材２および第２保持部材３を、骨盤１０および大腿骨１１の動きに追従するように動かすことができる。これにより、これらの骨に挿入されるピン６１、６２の偏心変位を抑えて安定して骨を固定できるとともに、創外固定器１Ａを装着した関節の動きを妨げないようにすることができる。従って、関節部分の負担を軽減し、創外固定器１Ａ装着者の術後のリハビリ等を早期に行うことができる。
【００７４】
〔３．第３実施形態〕
図１６には、第３実施形態に係る創外固定器１Ｂが示されている。
第３実施形態の創外固定器１Ｂは、第１実施形態の創外固定器１および第２実施形態の創外固定器１Ａと比較して、第２保持部材の構成が異なる。すなわち、創外固定器１、１Ａにおいては、第２保持部材３は、パイプ３１を備え、このパイプ３１には、径調整部材８を介してピンクランプ７２が取り付けられていたが、第３実施形態の創外固定器１Ｂにおいては、長管骨を固定する固定部材３４が取り付けられており、固定部材３４に保持されるピン６３、６４が挿入される部位は、長管骨の頚部および長管骨の骨幹である。
【００７５】
図１６に示すように、創外固定器１Ｂは、骨盤１０に挿入されるピン６１を保持する第１保持部材２と、骨折部位を含む長管骨である大腿骨１１の頚部１１２および骨幹１１１に挿入されるピン６３、６４を保持する固定部材３４を備えた第２保持部材３と、これらを連結する連結部材４とを備えている。この創外固定器１Ｂにおいても、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の回動部Ａ、ＢおよびＣの回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１は、骨折部位および関節部位の可動中心としての仮想支点である大腿骨頚部１１２および股関節１０Ａを向いている。
ここで、ピン６３、６４は、ピン６１、６２のいずれかと略同じものでもよく、また、太さ・形状等を適宜変更してもよい。
【００７６】
固定部材３４は、第２保持部材３のパイプ３１に取り付けられており、大腿骨頚部１１２に挿入されるピン６３を保持するピン保持部材３４Ａと、大腿骨骨幹１１１に挿入されるピン６４を保持するピン保持部材３４Ｂを備えて構成されている。
ピン保持部材３４Ａは、図示を略したが、側面視略Ｃ字状に構成され、それぞれの先端部をパイプ３１が貫通している。このピン保持部材３４Ａにおいて、パイプ３１と対向する面とは反対側のＣ字状基端部の面に、２本のピン６３が傾斜して保持される。これら２本のピン６３は、それぞれ角度を異にして保持されており、大腿骨頚部１１２と大腿骨骨幹１１１との傾斜角に略合わせて、それぞれ大腿骨頚部１１２の骨軸に挿入されている。
ピン保持部材３４Ｂは、大腿骨骨幹１１１に挿入されるピン６４を、大腿骨１１の骨軸に対して略直交する向きに保持する。このピン保持部材３４Ｂの構造としては、例えば、ピンクランプ７２の構造が挙げられ、ボルトの締め付けにより、パイプ３１とピン６４の把持が同時に行える構造とされている。
【００７７】
従って、本発明の第３実施形態によれば、前述の(7-1) 〜(7-8) と略同じ効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
第３実施形態の創外固定器１Ｂは、第２保持部材３のパイプ３１に、長管骨である大腿骨１１を固定する固定部材３４が取り付けられている。この固定部材３４は、大腿骨頚部１１２の骨軸にそれぞれ角度を異にして挿入される２本のピン６３を保持するピン保持部材３４Ａと、大腿骨骨幹１１１に挿入される２本のピン６４を保持するピン保持部材３４Ｂとを備えて構成されている。これによれば、固定部材３４が、大腿骨頚部１１２が粉砕骨折等を起こした場合、骨粗鬆症の場合、および大腿骨１１の骨密度が不連続である場合等において、歩行時における大腿骨１１の強度が確保できない等の場合に、大腿骨１１を確実に固定して部分免荷を図ることができる。また、第２実施形態の創外固定器１Ａのように、回動部Ａ、ＢおよびＣにおける回動がウォームの回転に依存しない構成とすれば、連結部材４のリンク機構により、股関節１０Ａの動きが妨げられないので、リハビリ時の歩行訓練等を術後早期に行うことができ、早期の社会復帰を可能とすることができる。
【００７８】
〔４．実施形態の変形〕
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
[4-1] 前記各実施形態では、術後の骨の固定器として創外固定器１、１Ａおよび１Ｂを採用したが、本発明はこれに限らず、術中の整復装置として採用してもよい。すなわち、創外固定器１、１Ａおよび１Ｂを整復装置として採用する場合、整復対象の骨にピン６１、６２を挿入して第１保持部材２および第２保持部材３を固定する。このとき、骨の骨折部位を仮想支点として、回転軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１が仮想支点を向くように創外固定器１、１Ａまたは１Ｂを固定する。こののち、連結部材４の第１リンク棒４１および第２リンク棒４２にマニュピレータを装着し、このマニュピレータにより第１リンク棒４１および第２リンク棒４２を回動させるようにして、骨を正しい位置にて固定する。これにより、術中の骨の固定を行えるほか、固定を行ったまま、術後のリハビリ等の治療に移行することができる。
【００７９】
[4-2] 前記第１実施形態では、創外固定器１は、１本の骨９に、また、第２および第３実施形態の創外固定器１Ａ、１Ｂは、骨盤１０および大腿骨１１に取り付けられるとしたが、本発明ではこれに限らず、他の骨や、他の関節を跨いで取り付けてもよい。例えば、１本の骨に取り付ける場合として上腕骨や脛骨等の骨に創外固定器を取り付けてもよく、また、関節に跨って取り付けられる場合として肩関節、手関節、肘関節および膝関節等に本発明の創外固定器１、１Ａおよび１Ｂを取り付けてもよい。
【００８０】
[4-3] 前記各実施形態では、第２保持部材３に設けられた軸部材３３において、枝部３３２の軸方向は、軸部３３３の軸方向に対し略４０°の角度をもって形成され、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２は、略４０°の曲折をもって形成されるとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、回動部Ａ、ＢおよびＣにおいて、第１リンク棒４１および第２リンク棒４２の相対的な回動が許容され、かつ、回動軸Ａ１、Ｂ１およびＣ１が仮想支点に向くような構成であれば、曲折の有無は問わず、また、曲折の角度は４０°に限るものではない。例えば、第１保持部材および第２保持部材の端部に、枝部が略９０°以下の角度をもって形成された軸部材が取り付けられ、この軸部材に、曲折のない第１リンク棒および第２リンク棒が連結された構成の創外固定器であってもよい。
【００８１】
[4-4] 前記各実施形態では、第１保持部材２のパイプ２１は、第２保持部材３のパイプ３１よりも長さ寸法の短い中空の円柱状部材であるとしたが、パイプ２１、３１の長さ寸法は、これに限定されるものではなく、形状および太さ等に関しても、装着される骨の形状等に合わせて適宜選択してよい。
【００８２】
[4-5] 前記第１および第２実施形態では、第２保持部材３にピンクランプ７２を装着する際に、径調整部材８を用いたが、径調整部材８を設けない構成であってもよい。径調整部材８を設けるか否かは、パイプ３１に形状や、取り付けるピン６２の太さ等に合わせて適宜決めてよい。
【００８３】
[4-6] 前記各実施形態では、ピン６１を保持するピンクランプ７１は、パイプ挟持部材７１１およびピン挟持部材７１２から構成され、ボルト７１３によってパイプ２１およびピン６１を保持するとしたが、本発明はこれに限らず、他の構成でもよい。例えば、パイプ２１を互いに挟み込むように挟持するとともに、ピン６１を挟持することで、パイプ２１およびピン６１を把持固定するピンクランプであってもよい。なお、ピンクランプ７１と略同じ構成を有するピンクランプ７２においても同様である。
【００８４】
[4-7] 前記各実施形態では、ピン６１の外径寸法は、ピン６２の外径寸法に比べ小さく形成されているとしたが、ピン６１、６２の太さや形状等の詳細は問わない。すなわち、ピン６１、６２が固定する対象の骨を堅固に固定し、ピンクランプ７１、７２によって第１保持部材２および第２保持部材３に取り付けられる構成であれば、太さや形状は問わず、また、ピン６１、６２が略同じであってもよい。
【００８５】
[4-8] 前記各実施形態では、創外固定器１、１Ａおよび１Ｂは、ジュラルミン製であるとしたが、他の材質により形成してもよい。例えば、チタンを採用した場合、腐蝕性が低いので、経年安定性を確保することができる。また、ピン６１、６２は金属製とし、金属材料としてステンレスおよびチタンを挙げたが、他の材料を用いてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の創外固定器によれば、装着者の負担を軽減し、自在な骨および骨片の移動および変形矯正を実現できるだけでなく、構造を簡素化して、術者の練度や経験をあまり必要とせずに、装着を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る創外固定器を示す斜視図。
【図２】前記実施形態における創外固定器を示す分解図。
【図３】前記実施形態における第１保持部材を示す平面図。
【図４】前記実施形態における第２保持部材を示す平面図。
【図５】前記実施形態における第１リンク棒を示す平面図。
【図６】前記実施形態における第２リンク棒を示す平面図。
【図７】前記実施形態におけるピンクランプを示す平面図。
【図８】前記実施形態におけるピンクランプを示す分解図。
【図９】前記実施形態におけるピンクランプを示す平面図。
【図１０】前記実施形態における創外固定器の連結部材の動きを示す斜視図。
【図１１】前記実施形態における創外固定器の連結部材の動きを示す斜視図。
【図１２】前記実施形態における創外固定器の連結部材の動きを示す斜視図。
【図１３】前記実施形態における創外固定器の連結部材の動きを示す斜視図。
【図１４】前記実施形態における創外固定器による骨延長後の骨を示す斜視図。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る創外固定器を示す斜視図。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る創外固定器を示す斜視図。
【図１７】従来の創外固定器を示す斜視図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ・・・創外固定器
２・・・第１保持部材（保持部材）
３・・・第２保持部材（保持部材）
４・・・連結部材
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ・・・骨
１０・・・骨盤（第１部位）
１１・・・大腿骨（第２部位）
４１・・・第１リンク棒（腕部）
４２・・・第２リンク棒（腕部）
４３・・・ワッシャ
６１、６２、６３、６４・・・ピン（軸状部材）
９１、９Ａ１、９Ｂ１、９Ｃ１、９Ｄ１・・・仮想支点
９２、９Ａ２、９Ｂ２、９Ｃ２、９Ｄ２・・・骨端（第１部位）
９３、９Ａ３、９Ｂ３、９Ｃ３、９Ｄ３・・・骨幹（第２部位）
１０Ａ・・・股関節（仮想支点）
２３３、３３３、４１３２・・・軸部
４１２Ａ、４２２Ａ、４２３Ａ・・・リング部
４１２Ｂ、４２２Ｂ、４２３Ｂ・・・ウォーム（ねじ軸状部材）
４１２Ｃ、４２２Ｃ、４２３Ｃ・・・ウォームホイール
Ａ、Ｂ、Ｃ・・・回動部
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１・・・回動軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention sandwiches a virtual fulcrum of bone determined by any one of the center of bone deformation, the center when rotating a pair of bone fragments sandwiching the fracture site or the correction osteotomy site, and the movable center of the joint site. The present invention relates to an external fixator that includes a pair of holding members that hold and fix shaft-shaped members that are inserted into each of a first part and a second part, and a connecting member that connects the pair of holding members.
[0002]
[Background]
Conventionally, an external fixator is known as a fixing device for fixing a bone in the case of fracture or deformation correction. This external fixator includes a plurality of shaft-like members that are inserted into a bone to be fixed from outside the human body, and a holding member that holds and fixes these shaft-like members. An Ilizarov external fixator is known as an external fixator that enables bone deformation correction (see, for example, Non-Patent Document 1). This external fixator includes a plurality of wires as shaft-like members inserted into bones, a plurality of ring-like holding members that hold these wires, and a connecting member that connects the holding members in a telescopic manner. Provided, and arranged so as to surround a fulcrum set as the center of deformation correction.
[0003]
In such an Ilizarov external fixator, while fixing the bone with the pin held by the holding member, the connecting member is extended and contracted to extend the bone, or twist in a direction to eliminate the deformation of the bone, etc. Then, deformation correction at the fulcrum of the bone is performed.
[0004]
In addition, as an external fixator arranged across the joint and reducing the joint load, an external fixator for fixing the wrist by inserting half pins, which are a plurality of shaft-like members, into the ribs and metacarpal bones It is known (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
FIG. 17 shows a conventional external fixator 12.
As shown in FIG. 17, the external fixator 12 is a holding member that holds a radial track 12A that is a holding member that holds the half pin 12A1 inserted into the rib 94A, and a half pin 12B1 that is inserted into the metacarpal bone 94B. A metacarpal track 12B and a central block 12C, which is a connecting member for connecting the radius track 12A and the metacarpal track 12B, are provided. The half pins 12A1 and 12B1 are attached substantially perpendicular to the axial direction of the radial track 12A and the metacarpal track 12B, respectively, and are slidably attached along the radial track 12A and the metacarpal track 12B.
[0006]
Further, the central block 12C constituting the external fixator 12 connects the radius track 12A and the metacarpal track 12B so as to be relatively rotatable. That is, the central block 12C is configured to enable the following movements (1) to (3) when the back of the hand is directed upward.
(1) Bending / extending motion (rotating motion on the rotation axis X) at the connecting portion between the metacarpal track 12B and the central block 12C corresponding to the wrist vertical motion
(2) Displacement movement of radius 94A / ulna 94B (rotation movement on rotation axis Y) at the connecting portion between metacarpal track 12B and central block 12C corresponding to the left / right movement of the wrist
(3) Pronation / extraction movement (rotation movement on the rotation axis Z) at the joint between the radius track 12A and the central block 12C corresponding to the wrist twisting movement
[0007]
[Non-Patent Document 1]
Published by GA Ilizarov, “Transosseous Osteosynthesis: Theoretical and Clinical Aspects of the Regeneration and Growth of Tissue”, Springer-Verlag. 1992.
[Patent Document 1]
Japanese translation of PCT publication No. 2001-524859 (FIG. 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the Ilizarov external fixator described in Non-Patent Document 1, various and severe bone deformation corrections can be realized by combining various members, but the weight is heavy and bulky and surrounds the correction site including the fulcrum. Therefore, there is a first problem that it impedes daily life and rehabilitation, and places a great burden on the external fixator wearer mentally and physically. Moreover, in the one-sided external fixator described in Patent Document 1, the three rotating parts formed in the central block connecting the radius track and the metacarpal track are formed independently of each other. The rotation part of the external fixator rotates according to the movement of the joint, but the holding member does not follow the movement direction of the bone, and the movement of the joint is obstructed, and the amount of movement of the bone and the direction of correction There is a second problem that a large restriction is attached to the case and the degree of freedom is not high. Furthermore, these external fixators are complex in structure and complex to attach to the bone, so that not only does the installation work take time, but the surgeon wearing the external fixator requires a high degree of skill. There is a third problem to do.
From these first to third issues, not only the burden on the external fixator wearer is reduced, but also the degree of freedom in bone movement and correction direction is high during bone deformation correction and rehabilitation, etc. An external fixator that has a simple structure and can be easily attached has been eagerly desired.
[0009]
The purpose of the present invention is to reduce the burden on the wearer, to realize free movement and deformation correction of bones and bone fragments, to simplify the structure, and to install without requiring much skill and experience of the operator. It is to provide an easy external fixator.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The external fixator of the present invention is determined by at least one of the center of bone deformation, the center when rotating a pair of bone fragments sandwiching the fracture site or the correction osteotomy site, and the movable center of the joint site. External fixator comprising a pair of holding members for holding and fixing shaft-like members inserted into the first part and the second part across the virtual fulcrum of the bone, and a connecting member for connecting the pair of holding members The connecting member includes a pair of arm portions that are rotatably attached to the holding members, and the pair of arm portions are rotatably connected to each other, and the rotation shafts of the arm portions are provided. It is suitable for the virtual fulcrum.
[0011]
Here, the virtual fulcrum is not the mechanical fulcrum of the external fixator, but the center when the bone fragment attached to the external fixator is rotated and moved by the movement of the external fixator. It is a virtual fulcrum of the bone.
[0012]
According to the present invention, the external fixator includes a pair of holding members and a connecting member having a pair of arms that are rotatably attached to the ends of the holding members. The structure of the external fixator can be simplified.
[0013]
In addition, a pair of arm portions provided on the connecting member are rotatably attached to the holding members, and the rotation axis of these arm portions faces the virtual fulcrum, so that the arm portions can be rotated three-dimensionally. The external fixator can be moved around the virtual fulcrum. Accordingly, the external fixator can be attached in accordance with the shape and twist of the bone, and the shaft-like member can be reliably inserted into the bone and fixed. In addition, by the three-dimensional rotation of the arm portion around the virtual fulcrum, the relative movement of the other part relative to one part of the bone can be freely performed via the pair of holding members. When correcting bone deformation, any correction direction can be handled. Therefore, not only can the bone be reliably fixed, but also the degree of freedom in the amount of bone movement and the direction of correction can be improved, and the versatility of the external fixator can be improved.
[0014]
Further, when the external fixator is attached to the bone across the joint, the conventional external fixator has no change in the interval between the holding members when one holding member is movable. For this reason, since the holding member that holds the shaft-shaped member inserted into the bone does not follow the movement of the bone, not only the movement of the joint is hindered, but also the eccentric displacement occurs in the shaft-shaped member inserted into the bone. In some cases, the shaft member and the wearer are burdened. However, in the external fixator of the present invention, since the rotating part of the connecting member faces the virtual fulcrum and each arm part rotates mutually, one holding member follows the movement of the joint. , Can prevent the movement of the joints. Accordingly, the external fixator can be prevented from obstructing the movement of the joint, and the external fixator can be prevented from being damaged due to the eccentric displacement of the shaft-like member. You can also avoid burdens.
[0015]
In addition, since the external fixator is configured as a single-post external fixator that inserts and fixes a shaft-like member from one side of the bone, a pair of simplification of the above-described structure and rotation of the arm portion In addition to the three-dimensional arrangement of the holding members, the external fixator can be easily handled, and bone fixation and attachment can be facilitated. In addition, this makes it possible to eliminate the need for special skill and experience for the surgeon who installs the external fixator. Furthermore, it is not as heavy and bulky as the conventional Ilizarov external fixator, reducing the physical burden on the wearer, and the external fixator becomes an obstacle to the wearer in daily life and rehabilitation. This can reduce the mental burden on the wearer. Therefore, the physical and mental burden on the external fixator wearer can be further reduced.
[0016]
In the present invention, the rotation portion that enables the rotation of the arm portion relative to the holding member and the rotation of the arm portions protrudes from one end of the holding member end portion and one arm portion. A shaft portion, a ring portion provided at both ends of the other arm portion and the other arm portion, and rotatably inserted into the shaft portion, and attached to the distal end of the shaft portion after insertion of the ring portion A washer that presses the ring portion against the proximal end side of the shaft portion; a worm wheel that is attached to the shaft portion and has teeth formed along the outer peripheral edge of the shaft portion; and an end portion of the ring portion And a screw shaft-like member that extends in a tangential direction of the inner circumferential circle of the ring portion and meshes with the worm wheel. According to the present invention, the worm wheel meshing with the screw shaft-shaped member is rotated by the rotation of the screw shaft-shaped member, and the rotation of the worm wheel is performed via the shaft portion by the rotation of the screw shaft-shaped member. By being transmitted to the arm part, it rotates relative to the holding member and the other arm part. For this reason, the rotation angle of the arm part in a rotation part can be adjusted by adjusting rotation of a screw shaft-shaped member. Therefore, even after the bone is fixed by the external fixator, the rotation of the arm portion in the rotation portion is allowed, so that the bone including deformation and twisting can be corrected and reduced.
[0017]
In the present invention, the arm portion is preferably bent at an intermediate portion of approximately 40 °.
According to the present invention, when the external fixator is fixed to the bone, it is possible to fix the rotating shaft of the rotating portion so as to face the virtual fulcrum by bending the arm portion at approximately 40 °. Further, even if the arm portion is rotated, the rotation axis can always face the virtual fulcrum. Therefore, it is possible to always achieve the effect of the rotation portion facing the virtual fulcrum described above.
[0018]
In the present invention, each of the members is preferably made of metal.
Here, titanium or duralumin can be adopted as the metal.
According to the present invention, since the members constituting the external fixator are made of metal, the strength of the external fixator exposed to the outside of the human body when worn can be secured, and deformation or the like can be prevented. In particular, when titanium is used as the metal, titanium has low corrosiveness, so that the aging stability of the external fixator can be ensured. Moreover, when duralumin is adopted as the metal, a lightweight external fixator can be manufactured.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1. First Embodiment]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
(1) Overview
FIG. 1 shows a schematic perspective view of an external fixator 1 according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the external fixator 1 is a fixture that supports and fixes a bone and can freely deform and deform the bone. The external fixator 1 includes a pair of pins 61 and 62 that are shaft-like members inserted into the bone end 92 and the diaphysis 93 that are the first part sandwiching the virtual fulcrum 91 of the bone 9, respectively. The bone 9 is fixed by holding and fixing by the first holding member 2 and the second holding member 3 as the holding members, and connecting the first holding member 2 and the second holding member 3 by the connecting member 4. Here, the virtual fulcrum 91 is a virtual fulcrum of bone determined by at least one of the center of bone deformation and the center when rotating a pair of bone fragments sandwiching a fracture site or a correction osteotomy site. In the case of FIG. 1, it is shown as a fracture site.
In the first embodiment, the external fixator 1 is described as a fixture that holds and fixes one bone, but it can also be used as a fixture that fixes two bones across a joint. . The external fixator 1 is made of duralumin, but may be made of another metal, such as titanium.
[0020]
Here, the pins 61 and 62 are metal screw pins, and the illustration thereof is omitted. However, the pins 61 and 62 are easily inserted into the bone ends 92 and the diaphysis 93 at the distal ends of the pins 61 and 62 and inserted. In order to make it difficult for the pins 61 and 62 to come off from the bone end 92 and the diaphysis 93, a thread is formed. The pins 61 and 62 have different outer diameters, and the outer diameter of the pin 61 is smaller than the outer diameter of the pin 62. Examples of the metal material of the pins 61 and 62 include stainless steel and titanium.
[0021]
(2) Configuration
FIG. 2 shows an exploded view of the external fixator 1.
As shown in FIG. 2, the external fixator 1 includes a first holding member 2 that holds a pin 61 that is inserted into a bone end 92 (FIG. 1), and a pin 62 that is inserted into a diaphysis 93 (FIG. 1). A second holding member 3 to be held, and a connecting member 4 having a first link bar 41 and a second link bar 42 as a pair of arm portions for connecting the first holding member 2 and the second holding member 3 are provided. It is configured.
[0022]
(2-1) First holding member 2
FIG. 3 shows a plan view of the first holding member 2.
As shown in FIGS. 2 and 3, the first holding member 2 includes a pipe 21, a cap 22 that closes one end of the pipe 21, and a shaft member 23 that is attached to the other end. .
The pipe 21 is a hollow cylindrical metal member that is mounted substantially parallel to the bone axis of the bone tip 92 (FIG. 1), and a pin 61 inserted into the bone tip 92 is disposed on the outer peripheral surface of the pipe 21. A plurality of pin clamps 71 are provided to hold the. One pin clamp 71 is provided for one pin 61. The structure of the pin clamp 71 will be described later in detail.
A rubber cap 22 is attached to one end of the pipe 21 to close an opening (not shown) of the pipe 21.
[0023]
The shaft member 23 is attached to the end of the pipe 21 opposite to the end to which the cap 22 is attached, and is a member for rotatably connecting the connecting member 4 to the pipe 21. The shaft member 23 includes a substantially cylindrical pedestal portion 231.
A branch portion 232 is formed on the side surface of the pedestal portion 231 in a direction substantially orthogonal to the axial direction of the pedestal portion 231. The branch portion 232 is a substantially cylindrical portion for attaching the shaft member 23 to the pipe 21. Although not shown in the drawing, the outer diameter dimension of the branch portion 232 is substantially the same as the inner diameter dimension of the pipe 21. The substantially cylindrical fitting part fitted in the hollow inside of the pipe 21 is formed. The fitting portion is inserted into the end portion of the pipe 21 opposite to the end portion covered with the cap 22, and the shaft member 23 is attached to the pipe 21.
A shaft portion 233 protruding in the out-of-plane direction is formed on the surface of the substantially circular surface formed on the pedestal portion 231 that faces the insertion direction of the pin 61 attached to the pipe 21. The shaft portion 233 has a shape in which two cylinders are overlapped with the same center, and protrudes from the surface of the pedestal portion 231 to form a large-diameter portion 233A that is smaller than the outer diameter of the pedestal portion 231. A small-diameter portion 233B having an outer diameter smaller than that of the large-diameter portion 233A is formed at the tip of the large-diameter portion 233A. Among these, a long hole 233B1 that is long in the axial direction of the small-diameter portion 233B is formed on the side surface proximal end side of the small-diameter portion 233B, and a groove 233B2 is formed along the outer periphery on the side surface distal end side of the small-diameter portion 233B. Has been.
[0024]
(2-2) Second holding member 3
FIG. 4 shows a plan view of the second holding member 3.
As shown in FIGS. 2 and 4, the second holding member 3 has substantially the same configuration as the first holding member 2, and includes a pipe 31 and a cap 32 attached to one end of the pipe 31. And a shaft member 33 attached to the other end of the pipe 31. The cap 32 has substantially the same configuration as the cap 22 attached to the end portion of the pipe 21 of the first holding member 2, and thus the description thereof is omitted.
[0025]
The pipe 31 is a hollow cylindrical metal member having a longer dimension than the pipe 21 of the first holding member 2, and is arranged substantially parallel to the bone axis of the diaphysis 93 (FIG. 1) of the bone 9. The pipe 31 is provided with a pin clamp 72 for holding a pin 62 inserted into the diaphysis 93 and a diameter adjusting member 8 interposed between the pin clamp 72 and the pipe 31.
The pink lamp 72 attaches the pin 62 to the pipe 31. The pin clamp 72 is different from the pin clamp 71 except that a portion attached to the pipe 21 in the pin clamp 71 and a portion holding the pin 62 having a larger outer diameter than the pin 61 are formed larger. The structure is almost the same. Further, since the method of holding the pin 62 is substantially the same as that of the pin clamp 71, the description thereof is omitted.
[0026]
The diameter adjusting member 8 is a member for adjusting the outer diameter of the pipe 31 so that the pin clamp 72 is attached. The diameter adjusting member 8 is formed on the outer peripheral surface of the pipe 31 with a substantially cylindrical diameter adjusting portion 81 slidably attached along the axial direction of the pipe 31, and an end portion of the diameter adjusting portion 81. A clamping portion 82 that clamps the pipe 31 and attaches the diameter adjusting member 8 to the pipe 31 is integrally formed.
The diameter adjusting portion 81 is attached so that the inner surface of the diameter adjusting portion 81 contacts the outer peripheral surface of the pipe 31 so as to cover a part of the outer peripheral surface of the pipe 31. That is, the inner diameter dimension of the diameter adjusting portion 81 is formed so as to substantially match the outer diameter dimension of the pipe 31. A plurality of pin clamps 72 for holding the pins 62 in the direction orthogonal to the axial direction of the pipe 31 are attached to the outer peripheral surface of the diameter adjusting portion 81 in FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
The clamping part 82 has a substantially U-shaped cross section, and the pipe 31 is brought into contact with the inner surface thereof. Further, a screw hole 821 through which a bolt (not shown) is inserted in a direction orthogonal to the axial direction of the pipe 31 is formed at the tip of the clamping part 82. The bolt is screwed into the screw hole 821, and the clamping part 82 The diameter adjusting member 8 is attached to the pipe 31 by tightening the pipe 31.
[0027]
Similar to the shaft member 23 of the first holding member 2, the shaft member 33 is for connecting the pipe 31 and the connecting member 4 so as to be relatively rotatable.
The shaft member 33 includes a pedestal portion 331, a branch portion 332 is formed on the side surface of the pedestal portion 331, and the surface of the pedestal portion 331 facing the insertion direction of the pin 62 held by the pipe 31 is A shaft portion 333 is formed.
In the shaft member 33, the structure of the pedestal portion 331 and the shaft portion 333 is substantially the same as the structure of the pedestal portion 231 and the shaft portion 233 of the shaft member 23 of the first holding member 2, and the pedestal portion 331 has a large diameter. The portion 333A and the small diameter portion 333B are provided so as to protrude in the out-of-plane direction.
[0028]
The branch portion 332 is a substantially columnar portion for attaching the shaft member 33 to the pipe 31, similarly to the branch portion 232 in the shaft member 23 of the first holding member 2, and is not shown in the figure, but is similar to the branch portion 232. The fitting portion is formed, and this fitting portion is inserted into the end portion of the pipe 31. Here, the branch portion 332 is different in structure from the branch portion 232 formed on the shaft member 23 of the first holding member 2 in that the branch portion 332 is formed to be inclined with respect to the pedestal portion 331. That is, the branch part 332 is formed to extend from the side surface of the base part 331 so that the axial direction of the branch part 332 and the axial direction of the shaft part 333 bend at an angle of approximately 40 °.
[0029]
(2-3) Connecting member 4
As shown in FIG. 2, the connecting member 4 includes the first holding member 2 and the second holding member 3 via shaft members 23 and 33 attached to the end portions of the first holding member 2 and the second holding member 3. It is the member which connects. The connecting member 4 includes a first link bar 41 and a second link bar 42 which are arm portions, and these are rotatably connected at one end.
[0030]
FIG. 5 shows a plan view of the first link bar 41.
As shown in FIGS. 2 and 5, the first link bar 41 is a metal member that is rotatably attached to the shaft member 23 of the first holding member 2. The first link bar 41 includes a main body 411 that is a hollow cylindrical member having a substantially L-shaped bend, and is formed on the shaft member 23 of the first holding member 2 at one end of the main body 411. An engaging portion 412 that engages with the shaft portion 233 is formed, and a connecting portion 413 is formed at the other end of the main body 411.
[0031]
The engaging portion 412 formed at the end of the main body 411 is a substantially C-shaped section that attaches the first link rod 41 to the first holding member 2 in a freely rotatable manner. The engaging portion 412 has a substantially oval shape and a pair of ring portions 412 A that are arranged to face each other are formed continuously with the main body 411.
Holes 412A1 and 412A2 through which the shaft portion 233 formed in the shaft member 23 of the first holding member 2 is inserted are formed in the approximate center of each ring portion 412A. Among these, when the bending angle of the main body 411 is small and the main body 411 is connected to the first holding member 2, the inner diameter dimension of the hole 412 A 1 formed in the one ring portion 412 A facing the shaft member 23 is The outer diameter of the large diameter portion 233 A formed on the shaft portion 233 is formed. Further, the inner diameter dimension of the hole 412A2 formed in the other ring part 412A is substantially the same as the outer diameter dimension of the small diameter part 233B formed in the shaft part 233. Therefore, the first link bar 41 is attached to the shaft portion 233 of the first holding member 2 with the smaller bent surface facing the shaft portion 233.
[0032]
A worm 412B that is a screw shaft member and a worm wheel 412C that engages with the worm 412B are attached to the worm 412B that is a screw shaft-like member on the inner surface facing the ring portion 412A.
[0033]
The worm 412B is disposed along the end of the ring portion 412A, specifically, along the bottom of the inner surface of the ring portion 412A. Although not shown, an intermediate portion of the worm 412B is formed with a spiral groove along the axial direction of the worm 412B, and the spiral groove meshes with teeth formed on the worm wheel 412C. Further, grooves 412B1 are formed in both ends of the worm 412B exposed on the side surface of the ring portion 412A in a direction substantially orthogonal to the axial direction of the worm 412B. The groove 412B1 is engaged with a driver or the like, and the worm 412B is rotated through the groove 412B1, whereby the worm wheel 412C engaged with the worm 412B is rotated.
[0034]
The worm wheel 412C is attached to the shaft portion 233 when being engaged with the shaft portion 233 formed on the shaft member 23 of the first holding member 2, and is sandwiched between the ring portions 412A from both sides of the engagement portion 412. Thus, it is arranged on the inner surface of the ring portion 412A. As described above, teeth that engage with the spiral groove of the worm 412B are formed on the outer peripheral edge of the worm wheel 412C. Further, although not shown in the drawing, a hole penetrating in the axial direction is formed at the center of the worm wheel 412C, and the shaft portion 233 is inserted into this hole. On the inner surface of this hole, a groove is formed at a position corresponding to the long hole 233B1 formed in the small diameter portion 233B (FIG. 3) of the shaft portion 233. This groove and the long hole 233B1 are not shown in the drawing. It is connected through. The rotation mechanism of the worm wheel 412C will be described in detail later together with the engagement with the shaft portion 233.
[0035]
In the main body 411, a connecting portion 413 formed at the end opposite to the end where the engaging portion 412 is formed is a portion that rotatably connects the second link rod 42 to the first link rod 41. is there. The connecting portion 413 has substantially the same structure as the shaft members 23 and 33. That is, the connecting portion 413 is formed with a substantially cylindrical pedestal portion 4131 and a shaft portion 4132 formed upright from the substantially circular end surface of the pedestal portion 4131, and the branch portions 232 of the shaft members 23 and 33. The portion corresponding to 332 is formed continuously from the side surface of the pedestal portion 4131 to the main body 411. Here, the surface of the pedestal portion 4131 on which the shaft portion 4132 is formed faces the direction in which the bending angle of the main body 411 is larger. The shaft portion 4132 is formed with a large diameter portion 4132A and a small diameter portion 4132B, similarly to the shaft portions 233 and 333 of the shaft members 23 and 33.
[0036]
Here, the main body 411 of the first link bar 41 has a substantially L shape with a bent middle portion, but the lines connecting the centers of the holes 412A1 and 412A2 formed in the pair of ring portions 412A of the engaging portion 412 respectively. And the angle at which the center line in the extending direction of the shaft portion 4132 formed in the connecting portion 413 intersects is approximately 40 °. Thus, the first link bar 41 is formed by bending approximately 40 ° at the intermediate portion, the hole 412A1 of the engaging portion 412 is formed facing the inside of the bend, and the connecting portion facing the outside of the bend. A shaft portion 4132 of 413 is formed.
[0037]
FIG. 6 shows a plan view of the second link bar 42.
As shown in FIGS. 2 and 6, the second link bar 42 has one end connected to the first link bar 41 and the other end connected to the second holding member 3. The second link bar 42 includes a main body 421 formed by bending. A first engaging portion 422 connected to the connecting portion 413 of the first link bar 41 is formed at one end of the main body 421, and the shaft member of the second holding member 3 is formed at the other end. A second engaging portion 423 that is coupled to the shaft portion 333 formed in the portion 33 is formed.
[0038]
The main body 421 is a substantially S-shaped hollow columnar member, and the first link rod 41 is engaged with the first engagement portion 422 and the second engagement portion 423 formed at both ends of the main body 421. Similarly to the part 412, a pair of ring parts 422A and 423A are formed. In each of these ring portions 422A and 423A, holes 422A1 and 423A1 are formed facing the inside of the bend of the main body 421, and holes 422A2 and 423A2 are formed facing the outside of the bend of the main body 421. Among these, the holes 422A1, 423A1 are the outer diameter dimensions of the large diameter portion 4132A (FIG. 5) of the shaft portion 4132 and the large diameter portion 333A (FIG. 4) of the second holding member 3 formed in the first link rod 41. The holes 422A2, 423A2 have inner diameters that match the outer diameters of the small diameter part 4132B (FIG. 5) of the shaft part 4132 and the small diameter part 333B (FIG. 4) of the shaft part 333. Have. The first engaging portion 422 and the second engaging portion 423 have the worms 422B and 423B so as to be sandwiched between the ring portions 422A and 423A, similarly to the engaging portion 412 of the first link rod 41 described above. And worm wheels 422C and 423C. The arrangement of the worms 422B and 423B and the worm wheels 422C and 423C at the first engaging portion 422 and the second engaging portion 423 is substantially the same as that at the engaging portion 412 of the first link rod 41. Description is omitted.
[0039]
Here, the bent part of the main body 421 will be described.
The intersection angle between the center line of the holes 422A1 and 422A2 formed in the first engagement part 422 formed at both ends of the main body 421 and the center line of the holes 423A1 and 423A2 formed in the second engagement part 423 is As in the case of the main body 411 of the first link bar 41, the angle is approximately 40 °. That is, the main body 421 is configured as a member having a bend of approximately 40 °.
[0040]
(3) Engagement between the shaft portion 233 and the engaging portion 412
Below, the rotation part A comprised by the shaft part 233 formed in the shaft member 23 provided in the 1st holding member 2, and the engaging part 412 formed in the 1st link rod 41 engaging. Will be described. In addition, the rotation part comprised by the shaft part 333 formed in the shaft member 33 provided in the 2nd holding member 3 and the 2nd engaging part 423 formed in the 2nd link rod 42 engaging. B and a rotating part C formed by engaging a shaft part 4132 formed on the connecting part 413 of the first link bar 41 and a first engaging part 422 formed on the second link bar 42. Is substantially the same as the configuration of the rotation part A, and the relative rotation about the respective rotation axes B1 and C1 is also substantially the same as that of the rotation part A, and thus the description thereof is omitted. .
[0041]
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, in the rotating portion A, the shaft portion 233 of the first holding member 2 is a hole having a large inner diameter in the ring portion 412 A formed on the first link rod 41. It is inserted from 412A1 toward the hole 412A2 having a small inner diameter. At this time, the outer surface of the ring portion 412A in which the hole 412A1 is formed contacts the surface of the pedestal portion 231 in which the shaft portion 233 is formed. Here, as described above, the inner diameter of the hole 412A1 is formed in accordance with the outer diameter of the large diameter portion 233A of the shaft portion 233, and the inner diameter of the hole 412A2 formed in the other ring portion 412A is The outer diameter of the small diameter portion 233B of the portion 233 is formed. Further, the long hole 233B1 formed in the small diameter portion 233B and the groove formed in the inner surface (not shown) of the worm wheel 412C sandwiched by the ring portion 412A are connected via a key (not shown) to rotate the worm wheel 412C. Is transmitted to the small diameter portion 233B of the shaft portion 233. Further, a washer 43 is attached to the groove 233B2 formed on the side surface of the small diameter portion 233B of the shaft portion 233 inserted through the ring portion 412A along the outer surface of the ring portion 412A in which the hole 412A2 is formed. 1 The holding member 2 is locked out. With such a configuration, rotation of the worm wheel 412C meshing with the worm 412B is transmitted to the small diameter portion 233B of the shaft portion 233 via the key by rotation of the worm 412B provided on the inner surface of the ring portion 412A. The first holding member 2 and the first link rod 41 are relatively rotated about the rotation axis A1 of the rotation portion A.
Although not shown, a bolt is screwed into a screw hole formed on the surface of the ring portion 412A from which the upper end of the small diameter portion 233B formed on the first holding member 2 protrudes, and by tightening this bolt, The rotation of the worm wheel 412C is restricted, and the relative rotation of the first holding member 2 and the first link bar 41 in the turning part A is restricted.
[0042]
(4) Structure of pin clamp 71 and holding of pipe 21 and pin 61 by pin clamp 71
(4-1) Structure of pink lamp 71
7 and 8 show a pin clamp 71. FIG. 7 is a plan view showing the arrangement of the pin clamp 71, the pipe 21 and the pin 61, and FIG. 8 is an exploded perspective view of the pin clamp 71.
As shown in FIGS. 7 and 8, the pin clamp 71 is a metal member for holding the pin 61 on the pipe 21 of the first holding member 2, and includes a pipe holding member 711, a pin holding member 712, and a pipe And a bolt 713 attached to the holding member 711. Note that the pin clamp 72 has substantially the same configuration as the pin clamp 71 and will not be described.
[0043]
The pipe clamping member 711 is formed in a substantially U shape in plan view. The pipe clamping member 711 has a pipe insertion hole 711A through which the pipe 21 is inserted substantially at the center, a bolt mounting portion 711B to which the bolt 713 is mounted at the distal end side, and a groove 711C at which the pin clamping member 712 is mounted at the proximal end side. And are formed.
[0044]
The pipe insertion hole 711 A is formed to match the shape of the outer peripheral surface that is substantially orthogonal to the axial direction of the pipe 21, and the side surface of the pipe insertion hole 711 A is a pipe contact surface that contacts the outer peripheral surface of the pipe 21. 711A1. The pipe contact surface 711A1 is formed with a substantially rectangular opening 711A2 (FIG. 8) that opens toward the base end side of the pipe holding member 711.
The pipe insertion hole 711A is notched toward the tip of the pipe holding member 711, and bolt attachment portions 711B composed of attachment pieces 711B1 and 711B3 are formed on both sides of the notch.
[0045]
The bolt attachment portion 711B is formed on the tip side of the pipe clamping member 711, and the attachment pieces 711B1 and 711B3 are formed on the bolt attachment portion 711B so as to face each other as described above. On the side surfaces of these mounting pieces 711B1 and 711B3, holes 711B2 through which the bolts 713 (FIG. 7) are inserted and screw holes 711B4 (FIG. 7) into which the bolts 713 are screwed in the direction penetrating the mounting pieces 711B1 and 711B3. ) Is formed, and a bolt 713 is attached thereto.
[0046]
The groove 711C is formed on the base end side of the pipe holding member 711 along a direction substantially orthogonal to the axial direction of the pipe 21, and an opening is formed on one side surface of the pipe holding member 711 continuously with the groove 711C. 711C1 is formed. The pin clamping member 712 is inserted into the opening 711C1 along the groove 711C. The substantially central portion of the groove 711C is formed continuously with the opening 711A2 of the pipe insertion hole 711A described above.
[0047]
The pin clamping member 712 is a member that holds the pin 61, and is attached along the groove 711C formed in the pipe clamping member 711 as described above. The pin clamping member 712 has a hole 712A through which the pin 61 is inserted, a pin abutting surface (not shown) on which a side surface of the pin 61 inserted through the hole 712A abuts, and a connecting portion fitted into the groove 711C of the pipe clamping member 711. 712B is formed, and a notch 712C is formed over the pin contact surface and the connecting portion 712B.
[0048]
The hole 712 A is formed as a hole substantially parallel to the longitudinal direction of the pin clamping member 712.
The connecting portion 712B is a portion that is fitted along the groove 711C of the pipe clamping member 711, and is cut from the connecting portion 712B so as to be orthogonal to the axial direction of the pin 61, and at the end thereof, the axial direction of the pin 61 Is divided into a first connecting portion 712B1 and a second connecting portion 712B2 by a substantially L-shaped notch 712C formed along the line. Among these, the second connecting portion 712B2 is formed on the distal end side in the insertion direction into the groove 711C, the distal end is thinner than the depth dimension of the groove 711C, and the approximate center is formed along the shape of the pipe 21. Further, the first connecting portion 712B1 is formed at the proximal end in the insertion direction, and is formed substantially the same as the depth dimension of the groove 711C. Here, a portion formed along the shape of the pipe 21 of the second connecting portion 712B2 is formed as a restricting portion 712B3, and the pipe of the pipe holding member 711 is connected when the pin holding member 712 is connected to the pipe holding member 711. From the opening 711A2 formed in the contact surface 711A1, it protrudes toward the center of the pipe insertion hole 711A. Further, the notch 712C reaches the pin contact surface, and the restricting portion 712B3 has flexibility in the direction of the pin 61.
[0049]
(4-2) Holding the pipe 21 and the pin 61 by the pink lamp 71
FIG. 9 is a plan view of the pin clamp 71 showing the holding process of the pipe 21 and the pin 61 made by the bolt 713.
Here, holding of the pipe 21 and the pin 61 by the pin clamp 71 will be described with reference to FIG. Note that the holding of the pin 62 in the pin clamp 72 and the holding of the pipe 31 via the diameter adjusting member 8 are substantially the same as in the case of the pin clamp 71, and thus the description thereof is omitted.
[0050]
In the pink lamp 71, the pin 61 is inserted from the hole 712A (FIG. 8) formed in the pin clamping member 712, and the side surface of the pin 61 is brought into contact with a pin contact surface (not shown). Further, the pipe 21 is inserted into the pipe insertion hole 711A formed in the pipe holding member 711, and the side surface of the pipe 21 is brought into contact with the pipe contact surface 711A1. Thereafter, the bolt 713 is inserted into the hole 711B2 formed in the bolt mounting portion 711B, screwed into the screw hole 711B4, and tightened. At this time, by tightening the bolt 713, the mounting piece 711B1 with which the bottom surface of the head of the bolt 713 comes into contact moves in the direction of the arrow L so as to be close to the other mounting piece 711B3. Thereby, the inner diameter dimension of the pipe insertion hole 711A is reduced, and the pipe 21 receives pressure from the pipe contact surface 711A1 inward in the radial direction, that is, in the direction of the arrow M, and is clamped and held. Further, at this time, the inner diameter dimension of the pipe insertion hole 711A is narrowed, so that the restricting portion 712B3 formed in the second connecting portion 712B2 of the pin clamping member 712 has an opening 711A2 formed in the pipe contact surface 711A1 (FIG. 8) protrudes from the side of the pipe 21 and is pushed in the direction of the arrow N. As a result, the pin contact surface on the pin 61 side of the restricting portion 712B3 applies pressure to the pin 61 inward in the radial direction of the pin 61, and the pin 61 applies pressure to the pin 61. The pin is held between the pin contact surface and the pin contact surface facing each other with the pin 61 interposed therebetween. Therefore, by attaching the bolts 713 to the mounting pieces 711B1 and 711B3 formed on the pipe clamping member 711, the pipe 21 is clamped by the pipe contact surface 711A1, and the pin 61 is clamped by the pin contact surface as a whole. The pink lamp 71 holds the pipe 21 and the pin 61.
In the pin clamp 71 holding the pipe 21 and the pin 61, if the bolt 713 is turned in the releasing direction, the holding state of the pipe 21 and the pin 61 is released, and the pipe 21 and the pin 61 are released.
[0051]
(5) Linkage mechanism of external fixator
10 to 13 are diagrams showing the bending of the connecting member 4 in the external fixator 1 attached to the bone, that is, the connecting member 4 in the rotation portions A, B and C of the external fixator 1. It is the figure which showed the motion of the link mechanism made by rotation. Among these drawings, FIG. 10 shows a view in which the external fixator 1 is attached to the bone end 9A2 and the diaphysis 9A3 in which the bone axis is not twisted in the bone 9A having almost no curvature. 1 shows a view in which the external fixator 1 is attached to the bone end 9B2 and the diaphysis 9B3 having a twisted bone axis in the bone 9B having substantially no curvature. Further, FIG. 12 shows a view in which the external fixator 1 is attached to the outside with respect to the curvature of the bone 9C, and FIG. 13 shows a view in which the external fixator 1 is attached to the inside of the curvature of the bone 9D. Has been.
[0052]
In the external fixator 1, as described above, the first holding member 2 and the first link bar 41 in the rotation part A, the second holding member 3 and the second link bar 42 in the rotation part B, and the rotation The first link bar 41 and the second link bar 42 in the part C are relatively rotatable, and thus the external fixator 1 is allowed to move three-dimensionally. Accordingly, in the external fixator 1, as shown in FIGS. 10 to 13, the first holding member 2 and the second link rod 42 are rotated by the rotation of the first link rod 41 and the second link rod 42 in the rotation portions A, B, and C. The second holding member 3 is arranged three-dimensionally with respect to the bone, or conversely, in the rotation portions A, B and C, the first link rod 41 and the second link rod 42 are rotated to turn the bone end 9A2. , 9B2, 9C2, 9D2 and the shafts 9A3, 9B3, 9C3, 9D3 can be relatively moved.
[0053]
Here, the link mechanism of the external fixator 1 will be described below with reference to FIGS.
In FIG. 10, the bone 9A to which the external fixator 1 is attached is a bone having almost no curvature and having no twist on the bone ends 9A2 and the shaft 9A3 sandwiching the virtual fulcrum 9A1. When the external fixator 1 is attached to the bone 9A, the first holding member 2 and the second holding member 3 are arranged on the same plane. Further, the pins 61 and 62 held by the external fixator 1 are inserted from the same direction with respect to the bone end 9A2 and the diaphysis 9A3, and the pins 61 and 62 are substantially parallel to each other. In the external fixator 1 in this state, the rotation axes A1, B1, and C1 of the first link rod 41 and the second link rod 42 of the connecting member 4 are arranged to face the virtual fulcrum 9A1.
[0054]
In FIG. 11, the bone 9B to which the external fixator 1 is attached is a bone having a twist in the bone end 9B2 and the bone axis of the diaphysis 9B3 sandwiching the virtual fulcrum 9B1, although there is almost no curvature. In this case, the first holding member 2 and the second holding member 3 are configured such that the first link rod 41 and the second link rod 42 of the connecting member 4 rotate at the rotation portions A, B, and C, thereby Since it arrange | positions according to twist, it is not arrange | positioned on the same plane. At this time, the pins 61 and 62 inserted into the bone end 9B2 and the diaphysis 9B3 are not inserted from the same direction, but when the bone 9B is viewed from above, the pins 61 and 62 are Inserted to intersect. Also in this case, the external fixator 1 is configured so that the rotation axes A1, B1, and C1 face the virtual fulcrum 9B1 of the bone 9B, as in the case of FIG.
[0055]
In FIG. 12, the bone 9C to which the external fixator 1 is attached is bent around the virtual fulcrum 9C1, and the bone end 9C2 sandwiching the virtual fulcrum 9C1 and the bone shaft of the shaft 9C3 are not twisted. is there. In FIG. 12, the external fixator 1 is attached to the outside of the bend with respect to the bone 9 C, and includes the first link bar 41 and the second link bar 42, the connecting member 4, the first holding member 2, and the second holding member. The member 3 is arrange | positioned on the same plane. That is, the first link bar 41 and the second link are arranged so that the first holding member 2, the first link bar 41, the second link bar 42, and the second holding member 3 follow the curvature of the bone 9C as the entire external fixator 1. By rotating the rod 42 in the rotating portions A, B and C, they are arranged on the same plane.
Also in the external fixator 1 attached to the bone 9C, the rotation axes A1, B1 and C1 are arranged so as to face the virtual fulcrum 9C1. Thereby, although illustration is abbreviate | omitted, even when there exists a twist in the bone axis of the epiphysis 9C2 and the diaphysis 9C3, in the rotation parts A, B, and C, the 1st link bar 41 and the 2nd link bar of the connection member 4 By relatively rotating 42, the first holding member 2 and the second holding member 3 are allowed to be arranged substantially parallel to the bone axes of the bone end 9C2 and the diaphysis 9C3. In addition, this makes it possible to insert the pins 61 and 62 held by the first holding member 2 and the second holding member 3 in accordance with the twist of the bone axis.
[0056]
In FIG. 13, the bone 9D to which the external fixator 1 is attached is bent around the virtual fulcrum 9D1 as in the case of FIG. 12, and the bone ends 9D2 and the bone 9D3 sandwich the virtual fulcrum 9D1. Bone with no twist on the shaft. In FIG. 13, unlike the case of FIG. 12, the external fixator 1 is attached to the inside of the curvature of the bone 9D. At this time, the connecting member 4 is folded so that the first link bar 41 and the second link bar 42 overlap each other, and the first holding member 2 and the second holding member 3 are arranged on the same plane.
Also in the external fixator 1 attached to the bone 9D, the rotation axes A1, B1, and C1 are arranged so as to face the virtual fulcrum 9D1. As a result, as shown in FIG. 11, even if the bone 9D is twisted, the first holding member 2 and the second holding member 3 are turned to the bone end 9D2 and the shaft by rotating the connecting member 4. It can be arranged according to the twist of the 9D3 bone axis, and the pins 61 and 62 can be inserted into the bone axis.
[0057]
As described above, in the external fixator 1, the rotation axes A1, B1, and C1 are arranged so as to face the virtual fulcrum of the bone to be mounted, and the rotation axes A1, B1, and C1 are used as the first axis. By rotating the connecting member 4 composed of the link rod 41 and the second link rod 42, the first holding member 2 and the second holding member 3 are adapted to the end of the bone and the shaft in response to bending and twisting of the bone. Can be arranged.
[0058]
(6) Deformation correction of bone 9A
Here, the deformation correction of the bone 9A by the external fixator 1 will be described with reference to FIGS.
[0059]
(6-1) Correction of torsion of bone 9B
In FIG. 11, as described above, the bone 9B has a twist about the virtual fulcrum 9B1 at each bone axis of the epiphysis 9B2 and the diaphysis 9B3. In other words, the virtual fulcrum 9B1 in this case is the center of deformation of the bone 9B, and when osteotomy is performed in correcting the bone 9B, the bone end 9B2 and the diaphysis 9B3 sandwiching the osteotomy site are rotated. It is the center to make. As described above, the external fixator 1 is attached to the bone 9B, and the pins 61 and 62 held by the external fixator 1 are attached to the bone end 9A2 and the shaft 9A3 of the bone 9A. It is inserted substantially perpendicular to the axis. Here, the first link bar 41, the second holding member 3, and the second link bar are rotated by rotating the worms 412B, 422B, and 423B (see FIGS. 5 and 6) provided in the rotating portions A, B, and C. When 42 is rotated in the directions of arrows A2, B2 and C2, respectively, the second holding member 3 moves in the direction of arrow S. Therefore, the rotation of the rotating parts A, B and C is performed at the position where the second holding member 3 has moved. Lock the movement. During the movement of the second holding member 3 in the direction of the arrow S, the pin 61 held by the first holding member 2 remains inserted into the bone end 9A2 and is held by the second holding member 3. Since the pin 62 remains inserted into the diaphysis 9A3, the diaphysis 9A3 moves in the direction of the arrow S about the bone axis of the diaphysis 9A3 as the second holding member 3 moves relative to the first holding member 2. Rotate. By performing this operation at a predetermined interval and at a predetermined angle for a predetermined period, the twist of the bone 9B is eliminated as in the bone 9A shown in FIG.
[0060]
Such correction of the twist of the bone can be performed not only on the non-curved bone 9B as shown in FIG. 11, but also on other shapes of bone, for example, the curved shapes as shown in FIGS. It can also be applied to bones having torsion and the like. Moreover, although the rotation direction in rotation part A, B, and C was made into the A2, B2, and C2 direction, the 1st holding member 2 and the 2nd holding member 3 of the external fixator 1 eliminate the twist of the bone. Therefore, the direction of rotation may be determined as appropriate.
[0061]
(6-2) Bone extension of bone 9A
FIG. 14 shows a bone 9 A subjected to bone extension by the external fixator 1.
As shown in FIGS. 10 and 14, the bone extension of the bone 9A is performed by moving at least one of the pin clamps 71 and 72 so as to be separated from the other. That is, as shown in FIG. 10, the bone extension is performed by moving the pin clamp 72 attached to the diameter adjusting member 8 of the second holding member 3 in the arrow T direction and fixing it at the moving position. At this time, all pin clamps 71 held by the first holding member 2 and all pin clamps 72 held by the second holding member 3 are moved away from each other. If this operation is performed at a predetermined interval for a predetermined period so that the bone tip 9A2 and the diaphysis 9A3 are separated by a predetermined distance, the virtual fulcrum 9A1 surrounded by the two-dot chain line shown in FIG. Bone formation occurs and bone extension of the bone 9A is performed.
When all the pin clamps 72 are attached to the second holding member 3 via the diameter adjusting member 8, the pin clamp 72 can be moved by moving the diameter adjusting member 8.
[0062]
The above-described bone extension is performed at a predetermined interval and a predetermined distance for a predetermined period, but may be appropriately determined according to the subject of bone extension and the bone extension location. For example, depending on the subject, the bone extension speed may be about 0.5 to 1.0 mm per day for 1 to 3 months.
Further, the above-described bone twist correction and bone extension may be performed simultaneously. Furthermore, in these deformation corrections, the period, interval, angle, and distance may be simulated using a computer, and the obtained results may be reflected in values used during deformation correction.
[0063]
(7) Effects of the first embodiment
The first embodiment of the present invention has the following effects.
(7-1) The connecting member 4 connects the first holding member 2 and the second holding member 3 via the shaft members 23 and 33 so as to be relatively rotatable, and the connecting member 4 constitutes the connecting member 4. The first link bar 41 and the second link bar 42 are rotatably connected to each other. That is, the external fixator 1 includes a first holding member 2 and a second holding member 3 that are a pair of holding members, a first link rod 41 and a second link rod 42 that are a pair of arm portions, and a space between these members. This is a link mechanism having three rotating parts A, B and C interposed between the two. Further, the rotation axes A1, B1 and C1 of these rotation parts A, B and C all face the virtual fulcrums 91, 9A1, 9B1, 9C1 and 9D1 of the bones 9, 9A, 9B, 9C and 9D. It is configured. According to this, in each rotation part A, B, and C, according to the shape of a bone, the 1st link bar 41 and the 2nd link bar 42 are rotated, and the external fixator 1 is boned three-dimensionally. Can be attached to. Therefore, the external fixator 1 can be reliably attached to a bone having a complicated shape by freely adjusting the rotation angle of the connecting member 4 in the rotation portions A, B, and C. In addition, the rotation of the connecting member 4 can suppress the occurrence of eccentric displacement of the pins 61 and 62 inserted into the bone, and can prevent the bone and the external fixator 1 from being subjected to a twisting or other burden.
[0064]
(7-2) The external fixator 1 is configured such that the first link bar 41 and the second link bar 42 are allowed to rotate in the rotating parts A, B, and C as described above. These rotations are locked by bolts (not shown). According to this, since the 1st holding | maintenance member 2 and the 2nd holding | maintenance member 3 can be moved relatively by freely rotating the 1st link rod 41 and the 2nd link rod 42, external fixation The vessel 1 can be used for bone deformation correction. That is, by rotating the first link bar 41 and the second link bar 42 in the rotation portions A, B, and C from the state where the external fixator 1 is mounted on the bone, the first holding member 2 and the second link bar 42 are rotated. 2 Bone can be relatively rotated and moved around the correction site via the holding member 3. Therefore, the amount of bone movement and the correction direction can be freely set, and the deformation of the bone can be corrected by repeating such rotation, movement and locking of the bone. Moreover, the pin clamps 71 and 72 can be moved along the first holding member 2 and the second holding member 3 to cope with bone extension. Accordingly, the amount of bone movement and the degree of freedom in the correction direction can be improved, and free deformation correction of the bone can be performed.
[0065]
(7-3) The external fixator 1 includes a pair of first holding member 2 and second holding member 3 provided with shaft members 23 and 33, and a first link bar 41 and a second link constituting the connecting member 4. Since it is a simple structure provided with the stick | rod 42, the structure of the external fixator 1 whole can be simplified.
[0066]
(7-4) The external fixator 1 is a one-sided single-post external fixator in which pins 61 and 62 are inserted and fixed in one of the bones. In addition to being easy to arrange and to have a simple structure, the fixation of the bone is easy and the external fixator 1 can be easily handled. Therefore, compared with the conventional external fixator arranged so as to surround the fracture site and the correction site, the external fixator 1 can be easily attached. The external fixator 1 can be attached without requiring skill or experience. In addition to this, it is not heavy and bulky as compared with the conventional external fixator, so that it does not get in the way of daily life after surgery, and the mental and physical of the wearer of the external fixator 1 Burden can be reduced.
[0067]
(7-5) In the rotating portion A, the rotation of the worm 412B is transmitted to the worm wheel 412C meshing with the worm 412B, and the worm wheel 412C is transmitted to the small diameter portion 233B of the shaft member 23 engaged with the worm wheel 412C. Is transmitted, and the first holding member 2 and the first link bar 41 are relatively rotated. According to this, the rotation angle of the first link rod 41 with respect to the first holding member 2 holding the pin 61 inserted into the bone end 92 is adjusted by rotating the worm 412B in the rotation part A. Can do. Therefore, even after the bone is fixed by the external fixator 1, the rotation of the first link rod 41 in the rotating portion A is allowed by the rotation of the worm 412B. It is possible to correct and reduce bones including these. In addition, since rotation is permitted also in the rotation parts B and C, there can exist the same effect.
[0068]
(7-6) In the rotation part A, the rotation in the rotation part A is regulated by a bolt (not shown) that engages with the worm wheel 412C. According to this, relative rotation of the first holding member 2 or the first link bar 41 in the rotating portion A occurs due to an unexpected force when the external fixator 1 is mounted, and the external fixator 1 It is possible to prevent the pin 61 held in the shaft from causing eccentric displacement. Therefore, damage to the external fixator 1 can be prevented, and a burden on the bone of the wearer of the external fixator 1 can be prevented. In addition, since it is the same structure also in the rotation parts B and C, there can exist the same effect.
[0069]
(7-7) Since the link rod is bent at about 40 ° at the middle portion, when the external fixator 1 is mounted on the bone, the rotation axes A1, B1 and C1 of the rotation portions A, B and C Can be fixed to face the virtual fulcrum. Thereby, even if the 1st link bar 41 and the 2nd link bar 42 are rotated, rotation axis A1, B1, and C1 can always be made to face a virtual fulcrum. Therefore, the effect in the case where the rotation axes A1, B1, and C1 face the virtual fulcrum described above can always be exhibited.
[0070]
(7-8) Since the external fixator 1 is made of duralumin, it can secure the strength of the external fixator 1 exposed to the outside of the human body when worn, prevent deformation, etc., and is a lightweight external fixator. 1 can be manufactured and the burden on a wearer can be reduced.
[0071]
[2. Second Embodiment]
Next, an external fixator 1A according to a second embodiment of the present invention will be described. The external fixator 1A of the second embodiment has substantially the same configuration as that of the external fixator 1 shown in the first embodiment. However, in the second embodiment, the configurations of the rotating portions A, B, and C are provided. Is different from the external fixator 1. In the following description, parts that are the same as or substantially the same as those already described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0072]
FIG. 15 shows an external fixator 1A according to the second embodiment.
As shown in FIG. 15, the external fixator 1 A is attached to the pelvis 10 and the diaphysis 111 of the femur 11 so as to straddle the hip joint 10 A which is a virtual fulcrum as a movable center of the joint part. The external fixator 1A has a structure of rotating parts A, B, and C configured such that the rotation axes A1, B1, and C1 face the virtual fulcrum as compared to the external fixator 1 of the first embodiment. Different. That is, although not shown in FIG. 15, in the rotating portion A, the worm attached to the shaft portion 233 formed on the shaft member 23 of the first holding member 2 and the engaging portion 412 of the first link rod 41. The wheel 412C is not connected via a key, and therefore, the relative rotation of the first holding member 2 and the first link rod 41 in the rotation part A is performed regardless of the rotation of the worm 412B. Is called. The rotating parts B and C are similarly configured. In the rotating parts B and C, the relative rotation between the second holding member 3 and the second link bar 42, and the first link bar 41 and The relative rotation with the second link rod 42 is performed without using the worms 423B and 422B.
In the second embodiment, the external fixator 1A is attached to the pelvis 10 and the diaphysis 111 of the femur 11 so as to straddle the hip joint 10A. However, the external fixator 1A is straddled across joints such as a wrist joint, an elbow joint, and a knee joint. An external fixator 1A may be attached.
[0073]
Therefore, according to the second embodiment of the present invention, the above-described effects (7-1), (7-3), (7-4), (7-7) and (7-8) are almost the same. In addition, the following effects can be achieved.
The external fixator 1A allows the relative rotation of the first link rod 41 and the second link rod 42 in the rotation portions A, B, and C without depending on the rotation of the worms 412B, 423B, and 422B. The rotation axes A1, B1, and C1 of the rotation parts A, B, and C face the hip joint 10A that is a virtual fulcrum. According to this, by adjusting the resistance when the first link rod 41 and the second link rod 42 are rotated in the rotation portions A, B and C, the hip joint 10A to which the load is applied is partially unloaded, and the hip joint 10A The external fixator 1A can be prevented from obstructing the movement of the hip joint 10A. Here, in the conventional external fixator, not only the movement of the joint is hindered, but also the pin is eccentrically displaced when it is movable, which may place a burden on the pin and the wearer. However, in the external fixator 1A of the second embodiment, the rotation axes A1, B1, and C1 are directed to the hip joint 10A, which is a virtual fulcrum, and the first link rod 41 in each rotation part A, B, and C. By rotating the second link bar 42 relative to each other, the first holding member 2 and the second holding member 3 can be moved so as to follow the movements of the pelvis 10 and the femur 11. Accordingly, the eccentric displacement of the pins 61 and 62 inserted into these bones can be suppressed and the bone can be stably fixed, and the movement of the joint to which the external fixator 1A is attached can be prevented. Therefore, the burden on the joint portion can be reduced, and post-operative rehabilitation and the like of the external fixator 1A wearer can be performed at an early stage.
[0074]
[3. Third Embodiment]
FIG. 16 shows an external fixator 1B according to the third embodiment.
The external fixator 1B of the third embodiment is different in the configuration of the second holding member compared to the external fixator 1 of the first embodiment and the external fixator 1A of the second embodiment. That is, in the external fixator 1, 1 A, the second holding member 3 includes the pipe 31, and the pin clamp 72 is attached to the pipe 31 via the diameter adjusting member 8. In the external fixator 1B of the form, the fixing member 34 for fixing the long tubular bone is attached, and the portions into which the pins 63 and 64 held by the fixing member 34 are inserted are the neck portion of the long tubular bone and the long portion. It is the diaphysis of the canal.
[0075]
As shown in FIG. 16, the external fixator 1 B includes a first holding member 2 that holds a pin 61 inserted into the pelvis 10, a neck 112 and a diaphysis 111 of a femur 11 that is a long bone including a fracture site. The second holding member 3 including the fixing member 34 that holds the pins 63 and 64 to be inserted into the pin and the connecting member 4 that connects them are provided. Also in the external fixator 1B, the rotation axes A1, B1, and C1 of the rotation portions A, B, and C of the first link rod 41 and the second link rod 42 serve as movable centers of the fracture site and the joint site. It faces the femoral neck 112 and the hip joint 10A, which are virtual fulcrums.
Here, the pins 63 and 64 may be substantially the same as any of the pins 61 and 62, and the thickness and shape thereof may be appropriately changed.
[0076]
The fixing member 34 is attached to the pipe 31 of the second holding member 3, and holds the pin holding member 34 A that holds the pin 63 inserted into the femoral neck 112 and the pin 64 that is inserted into the femoral shaft 111. The pin holding member 34B to be configured is provided.
Although not shown, the pin holding member 34 A is configured in a substantially C shape in a side view, and the pipe 31 penetrates the tip portion of each pin holding member 34 A. In the pin holding member 34 A, two pins 63 are inclined and held on the surface of the C-shaped base end opposite to the surface facing the pipe 31. These two pins 63 are held at different angles, and are inserted into the bone axis of the femoral neck 112 in accordance with the inclination angle between the femoral neck 112 and the femoral shaft 111, respectively. .
The pin holding member 34 B holds the pin 64 inserted into the femoral shaft 111 in a direction substantially orthogonal to the bone axis of the femur 11. An example of the structure of the pin holding member 34B is a structure of a pin clamp 72, and the structure is such that the pipe 31 and the pin 64 can be held simultaneously by tightening a bolt.
[0077]
Therefore, according to the third embodiment of the present invention, substantially the same effects as the above (7-1) to (7-8) can be obtained, and the following effects can be obtained.
In the external fixator 1B of the third embodiment, a fixing member 34 for fixing the femur 11 which is a long bone is attached to the pipe 31 of the second holding member 3. The fixing member 34 includes a pin holding member 34 A that holds two pins 63 inserted at different angles to the bone axis of the femoral neck 112, and two pins 64 that are inserted into the femoral shaft 111. And a pin holding member 34B. According to this, in the case where the fixing member 34 causes fractures of the femoral neck 112, osteoporosis, and when the bone density of the femur 11 is discontinuous, the femoral neck 11 during walking is fixed. When the strength cannot be ensured, the femur 11 can be securely fixed and partial unloading can be achieved. Further, as in the external fixator 1A of the second embodiment, if the rotation in the rotation portions A, B, and C does not depend on the rotation of the worm, the link mechanism of the connecting member 4 allows the hip joint 10A to be Since the movement is not hindered, walking training and the like during rehabilitation can be performed early after the operation, and early return to society can be made possible.
[0078]
[4. Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other configurations and the like that can achieve the object of the present invention, and includes the following modifications and the like.
[4-1] In each of the above embodiments, the external fixators 1, 1A, and 1B are employed as post-operative bone anchors. However, the present invention is not limited thereto, and may be employed as an intraoperative reduction device. Good. That is, when the external fixators 1, 1 A, and 1 B are employed as a reduction device, the pins 61 and 62 are inserted into the reduction target bone to fix the first holding member 2 and the second holding member 3. At this time, the external fixator 1, 1A, or 1B is fixed so that the rotation axis A1, B1, and C1 faces the virtual fulcrum with the bone fracture site as the virtual fulcrum. After that, a manipulator is attached to the first link bar 41 and the second link bar 42 of the connecting member 4, and the first link bar 41 and the second link bar 42 are rotated by the manipulator, so that the bone is positioned correctly. Secure with. As a result, the bone can be fixed during the operation, and it is possible to shift to a treatment such as post-operative rehabilitation while the fixation is performed.
[0079]
[4-2] In the first embodiment, the external fixator 1 is on one bone 9, and the external fixators 1A and 1B in the second and third embodiments are the pelvis 10 and the femur. However, the present invention is not limited to this, and other bones or other joints may be attached. For example, an external fixator may be attached to a bone such as the humerus or tibia for attachment to a single bone, and a shoulder joint, wrist joint, elbow joint, knee joint, etc. for attachment over a joint. The external fixator 1, 1A, and 1B of the present invention may be attached to.
[0080]
[4-3] In each of the above embodiments, in the shaft member 33 provided in the second holding member 3, the axial direction of the branch portion 332 is formed with an angle of approximately 40 ° with respect to the axial direction of the shaft portion 333, Although the first link bar 41 and the second link bar 42 are formed with a bend of approximately 40 °, the present invention is not limited to this. That is, in the rotation parts A, B and C, relative rotation of the first link bar 41 and the second link bar 42 is allowed, and the rotation axes A1, B1 and C1 are directed to the virtual fulcrum. If it is a structure, the presence or absence of a bending is not ask | required, and the angle of a bending is not restricted to 40 degrees. For example, a shaft member in which a branch portion is formed at an angle of approximately 90 ° or less is attached to the end portions of the first holding member and the second holding member, and the first link rod and the second without bending are attached to the shaft member. An external fixator having a configuration in which link rods are connected may be used.
[0081]
[4-4] In each of the embodiments described above, the pipe 21 of the first holding member 2 is a hollow cylindrical member having a shorter length than the pipe 31 of the second holding member 3. The length dimension of 31 is not limited to this, and the shape and thickness may be appropriately selected according to the shape of the bone to be mounted.
[0082]
[4-5] In the first and second embodiments, the diameter adjusting member 8 is used when the pin clamp 72 is attached to the second holding member 3, but the diameter adjusting member 8 is not provided. Also good. Whether or not the diameter adjusting member 8 is provided may be appropriately determined according to the shape of the pipe 31 and the thickness of the pin 62 to be attached.
[0083]
[4-6] In each of the embodiments described above, the pin clamp 71 that holds the pin 61 is composed of the pipe clamping member 711 and the pin clamping member 712, and the pipe 21 and the pin 61 are held by the bolt 713. However, the configuration is not limited to this, and other configurations may be used. For example, a pin clamp that holds and fixes the pipe 21 and the pin 61 by holding the pin 61 while holding the pipe 21 so as to hold each other may be used. The same applies to the pin clamp 72 having substantially the same configuration as the pin clamp 71.
[0084]
[4-7] In each of the embodiments described above, the outer diameter of the pin 61 is formed smaller than the outer diameter of the pin 62. However, details such as the thickness and shape of the pins 61 and 62 are not limited. . That is, as long as the bones to be fixed by the pins 61 and 62 are firmly fixed and attached to the first holding member 2 and the second holding member 3 by the pin clamps 71 and 72, the thickness and shape are not limited. Further, the pins 61 and 62 may be substantially the same.
[0085]
[4-8] In each of the embodiments described above, the external fixator 1, 1A, and 1B are made of duralumin, but may be formed of other materials. For example, when titanium is used, the corrosiveness is low, so that it is possible to ensure aging stability. The pins 61 and 62 are made of metal, and stainless steel and titanium are used as the metal material. However, other materials may be used.
[0086]
【The invention's effect】
According to the external fixator of the present invention, not only can the burden on the wearer be reduced, the movement and deformation correction of free bones and fragments can be realized, but also the structure can be simplified to improve the skill and experience of the operator. It can be easily installed without much need.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external fixator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view showing the external fixator in the embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing a first holding member in the embodiment.
FIG. 4 is a plan view showing a second holding member in the embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a first link bar in the embodiment.
FIG. 6 is a plan view showing a second link rod in the embodiment.
FIG. 7 is a plan view showing a pin clamp in the embodiment.
FIG. 8 is an exploded view showing a pin clamp in the embodiment.
FIG. 9 is a plan view showing a pin clamp in the embodiment.
10 is a perspective view showing the movement of the connecting member of the external fixator in the embodiment. FIG.
FIG. 11 is a perspective view showing the movement of the connecting member of the external fixator in the embodiment.
FIG. 12 is a perspective view showing the movement of the connecting member of the external fixator in the embodiment.
FIG. 13 is a perspective view showing the movement of the connecting member of the external fixator in the embodiment.
FIG. 14 is a perspective view showing bone after bone extension by the external fixator in the embodiment.
FIG. 15 is a perspective view showing an external fixator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a perspective view showing an external fixator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a perspective view showing a conventional external fixator.
[Explanation of symbols]
1, 1A, 1B ... external fixator
2 ... 1st holding member (holding member)
3 ... 2nd holding member (holding member)
4. Connection member
9, 9A, 9B, 9C, 9D ... bone
10 ... Pelvis (first part)
11 ... Femur (second part)
41 ... 1st link stick (arm part)
42 ... Second link bar (arm)
43 ... Washer
61, 62, 63, 64 ... Pin (shaft-shaped member)
91, 9A1, 9B1, 9C1, 9D1... Virtual fulcrum
92, 9A2, 9B2, 9C2, 9D2 ... Bone end (first part)
93, 9A3, 9B3, 9C3, 9D3 ... Stem (second part)
10A ... Hip joint (virtual fulcrum)
233, 333, 4132 ... Shaft
412A, 422A, 423A ... Ring part
412B, 422B, 423B ... Worm (screw shaft-shaped member)
412C, 422C, 423C ... Worm wheel
A, B, C ... rotating part
A1, B1, C1 ... Rotating shaft

Claims

A first part sandwiching a virtual fulcrum of bone determined by at least one of a center of bone deformation, a center when rotating a pair of bone fragments sandwiching a fracture site or a correction osteotomy site, and a movable center of a joint site And an external fixator comprising a pair of holding members for holding and fixing the shaft-like member inserted into each of the second parts, and a connecting member for connecting the pair of holding members,
The connecting member has a pair of arms that are rotatably attached to the holding members,
The pair of arms are rotatably connected,
The external fixator characterized in that the rotation axis of each arm part is directed to the virtual fulcrum.

The external fixator according to claim 1,
The rotation part enabling rotation of the arm part with respect to the holding member and rotation of the arm parts,
A shaft portion projecting from one end of the holding member end and one arm,
A ring portion provided at both ends of the other arm portion and the other arm portion, and rotatably inserted into the shaft portion;
A washer that is attached to the distal end of the shaft portion after insertion of the ring portion and presses the ring portion against the proximal end side of the shaft portion;
A worm wheel attached to the shaft and having teeth formed along the outer periphery of the cross section of the shaft;
An external fixator comprising a screw shaft-like member provided at an end of the ring portion, extending in a tangential direction of an inner circumferential circle of the ring portion, and meshing with the worm wheel.

The external fixator according to claim 1 or 2,
An external fixator, wherein the arm portion is bent at an intermediate portion of approximately 40 °.

The external fixator according to any one of claims 1 to 3,
The external fixator, wherein each member is made of metal.