JP4949874B2 - バランサー装置 - Google Patents

Description

本発明は、バランサー装置に関し、更に詳細には、人工膝関節の設置手技において脛骨と大腿骨との間に挿入されるバランサー装置に関する。

膝の軟骨がすり切れることにより変形性関節症又は慢性リウマチ等になった患者の治療に人工膝関節が使用されることがある。図１０は、人工膝関節を設置した大腿骨及び脛骨を示す概略的な側面断面図である。図１０に示すように、人工膝関節１００は、脛骨Ｔの近位端部Ｔａに固定される脛骨トレイ１０２及びサーフェスライナ１０４と、大腿骨Ｆの遠位端部Ｆａを覆うように大腿骨Ｆに固定される大腿骨コンポーネント１０６とを有している。場合によって、脛骨トレイ１０２と脛骨Ｔの間にスペーサ（図示せず）が挿入される。大腿骨Ｆと脛骨Ｔとは、その左右両側に配置された靭帯（図示せず）によって連結され且つ互いに引っ張られており、それにより、大腿骨コンポーネント１０６は、サーフェスライナ１０４に押付けられている。また、大腿骨Ｆ及び脛骨Ｔの正面側には、膝蓋骨（いわゆる、お皿）Ｐがある。膝蓋骨Ｐの下部は、膝蓋腱Ｐ１を介して脛骨Ｔと連結され、その上部は、大腿四頭筋腱Ｐ２を介して、膝を伸ばすための筋肉である大腿四頭筋Ｐ３に連結されている。大腿骨コンポーネント１０６とサーフェスライナ１０４とは、接触箇所１０８で摺動可能に接触する。このような人工膝関節１００では、膝を、曲げた位置（屈曲位）と伸ばした位置（伸展位）との間で動かすと、大腿骨コンポーネント１０６がサーフェスライナ１０４に沿って摺動する。

図１１は、人工膝関節を設置するために一部分が切除された脛骨及び大腿骨を示す概略的な側面図である。図１１に示すように、脛骨Ｔの近位端部Ｔａは、すり切れた軟骨を除去するために、且つ、脛骨トレイ１０２を脛骨Ｔに固定するための設置面、即ち、近位端面Ｔｂを形成するために切除されている。同様に、大腿骨Ｆの遠位端部Ｆａは、すり切れた軟骨を除去するために、且つ、大腿骨コンポーネント１０６を大腿骨Ｆに固定するための５つの設置面Ｆｂ１〜Ｆｂ５を形成するために切除されている。５つの設置面は、遠位端面Ｆｂ１と、遠位端面Ｆｂ１に対して垂直な前設置面Ｆｂ２及び後設置面Ｆｂ３と、遠位端面Ｆｂ１と前設置面Ｆｂ２及び後設置面Ｆｂ３との間の２つの傾斜設置面Ｆｂ４、Ｆｂ５である。なお、脛骨Ｔの近位端面Ｔｂから接触箇所１０８までの上下方向距離をＨ１で表し、大腿骨Ｆの遠位端面Ｆｂ１から接触箇所１０８までの上下方向距離をＨ２で表す（図１０参照）。

一般的な人工膝関節の設置手技では、最初に、脛骨Ｔの近位端面Ｔｂと大腿骨Ｆの遠位端面Ｆｂ１が切除される。その段階で、いわゆる靭帯バランスが調整され且つ確認される。靭帯バランスとは、人工膝関節１００を取付けたときの靭帯の張力の大きさ及びこの張力の左右のバランスをいう。靭帯の張力の大きさが大きすぎたり小さすぎたりすると、大腿骨コンポーネント１０６とサーフェスライナ１０４との間の摺動がスムーズに行われなくなる。また、靭帯の張力の左右のバランスがとれていないと、患者に不均一な負荷がかかる。その結果、術後の患者の膝に痛みが生じることがある。従って、人工膝関節の設置手技において、靭帯バランスの調整及び確認は非常に重要である。

靭帯バランスの調整及び確認は、例えば、特許文献１に記載されたバランサー装置を使用して行われる。特許文献１に記載されているバランサー装置を図１２を参照して説明する。図１２は、特許文献１に記載されているバランサー装置の斜視図である。

図１２に示すように、バランサー装置１２０は、脛骨Ｔの近位端面Ｔｂに当接させる下パドル１２２が固定された下ブロック１２４と、大腿骨Ｆの遠位端面Ｆｂ１に当接させる上パドル１２６が固定された上ブロック１２８とを有し、下ブロック１２４と上ブロック１２８とは、ラック１３０及びピニオン（図示せず）を利用して互いに対して上下方向に相対移動可能である。即ち、ピニオン（図示せず）を回転させることにより、下ブロック１２４と上ブロック１２８との間の距離を大きくしたり小さくしたりすることが可能である。このバランサー装置１２０は、いったん広げた下ブロック１２４と上ブロック１２８との間の距離を維持するためのラチェット機構１３２を更に有し、また、ラチェット機構１３２は解除することにより、下ブロック１２４と上ブロック１２８との間の距離を小さくすることが可能である。更に、上ブロック１２８は、水平方向軸線１３４を中心に回動可能にラック１３０に取付けられている。

このバランサー装置１２０を用いて靭帯バランスを調整するには、次のように行う。靭帯の張力の大きさを調整するためには、トルクレンチを使用して、ピニオン（図示せず）に所定のトルク付与してピニオンを回転させることにより、下ブロック１２４と上ブロック１２８との間の距離を広げ、下ブロック１２４と上ブロックの相対移動が停止したときのそれらの間の距離、即ち、脛骨Ｔの近位端面Ｔｂと大腿骨Ｆの遠位端面Ｆｂ１との間の距離を測定する。この距離が人工膝関節を設置するための所望の距離よりも短い場合には、例えば、靭帯の軟部組織の一部（図示せず）を解放して、靭帯の張力を弱めた後、ピニオンに所定のトルクを付与してピニオンを再び回転させる。下ブロック１２４と上ブロックの相対移動が停止したときの上記距離が所望の距離よりも長い場合には、ラチェット機構１３２を解除して、下ブロック１２４と上ブロック１２８との間の距離を小さくした後、下パドル１２２と脛骨Ｔの近位端面Ｔｂとの間にスペーサを挿入する。その後、ピニオンに所定のトルクを付与してピニオンを再び回転させる。また、靭帯の張力の左右のバランスを調整するためには、上パドル１２６が上ブロック１２８に対して水平方向に向いているかどうかを見て調整する。上パドル１２６が右下がりになっているときには、例えば、右側の靭帯の軟部組織の一部（図示せず）を解放して、靭帯の張力を弱め、上パドル１２６が上ブロック１２８に対して水平方向に向くようにする。これらの調整及び確認を複数回行い、最終的な靭帯バランスを決定する。

特表２００１−５１７１３５号

上述したバランサー装置１２０を使用すると、靭帯の張力の左右のバランスを容易に調整及び確認することができると共に、靭帯の張力の大きさを調整及び確認することができる。従って、適切な靭帯バランスを得ることができる。しかしながら、靭帯の張力の大きさを確認するたびに、トルクレンチを用いて、ピニオンを繰り返し回転させる必要がある。この繰り返し作業は、術者の負担になることがある。

また、バランサー装置を脛骨Ｔと大腿骨Ｆとの間に挿入するとき、膝蓋骨Ｐを正規の位置から、扉を開くように移動させる必要がある。従って、膝蓋骨Ｐが正規の位置にない状態で靭帯バランスを調整及び確認することになる。上述したように、膝蓋骨Ｐは、脛骨Ｔと大腿四頭筋Ｐ３に連結されているので、膝蓋骨Ｐが正規の位置にない状態の靭帯バランスと、膝蓋骨Ｐが正規の位置にあるときの靭帯バランスとが異なることがある。人工膝関節１００は、最終的には、膝蓋骨Ｐが正規の位置にあるときに動作するので、特許文献１のバランサー装置１２０を使用した場合、靭帯バランスを最適な状態に調整できないことがある。

また、靭帯バランスの調整及び確認は、膝が伸展位にあるときだけでなく、膝が屈曲位にあるとき及び伸展位と屈曲位の間にあるときにもできることが好ましい。

そこで、本発明の第１の目的は、簡易に靭帯バランスの調整及び確認ができるバランサー装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、膝蓋骨が正規の位置にある状態で簡易に靭帯バランスの調整及び確認ができるバランサー装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために、本発明によるバランサー装置は、人工膝関節の設置手技において脛骨と大腿骨との間に挿入されるバランサー装置であって、脛骨側に配置される下部材と、大腿骨側に配置される上部材と、下部材と上部材との間に配置され、下部材を脛骨に向かって付勢させ且つ上部材を大腿骨に向かって付勢させるための弾性部材と、を有し、上部材は、弾性部材を介して下部材に対して上下方向に移動可能であり且つ前後左右に傾斜可能であり、更に、下部材に対する上部材の上下方向の位置及び左右の傾斜を指示する指示部を有することを特徴としている。

このように構成されたバランサー装置によれば、弾性部材によって、下部材が脛骨に向かって付勢され、上部材が大腿骨に向かって付勢されている。そのときの下部材に対する上部材の上下方向の位置、即ち、靭帯の張力の大きさは、指示部によって指示される。また、下部材に対する上部材の左右の傾斜、即ち、靭帯の張力の左右のバランスも、指示部によって指示される。従って、靭帯バランス、即ち、靭帯の張力の大きさ及び靭帯の張力の左右のバランスを調整した後、直ぐに、靭帯バランスを簡易に確認することができ、引続いて、靭帯バランスを更に調整することができる。

本発明によるバランサー装置において、好ましくは、上部材は、左部と右部とを有し、左部及び右部はそれぞれ、部材の側方に近接して位置する側部を有し、指示部は、側部及び下部材の一方に設けられた目盛りと、その他方に設けられ且つ目盛りを指示する指示体と、を有する。

また、本発明によるバランサー装置において、好ましくは、弾性部材は、前後方向及び左右方向に互いに間隔をおいた少なくとも４つの圧縮バネを有する。

また、本発明によるバランサー装置において、好ましくは、上部材、下部材、及び弾性部材は、膝蓋骨を移動させて上部材、下部材、及び弾性部材を脛骨と大腿骨との間に挿入したときに膝蓋骨を元の位置に戻すことができる寸法を有する。

このように構成されたバランサー装置では、本発明の第２の目的を達成することができる。即ち、膝蓋骨が正規の位置にある状態で、正確な靭帯バランスの調整及び確認を行うことができる。

また、本発明によるバランサー装置において、好ましくは、更に、下部材及び上部材を脛骨と大腿骨との間に挿入するために、弾性部材の付勢に抗して、下部材及び上部材を互いに上下方向に近接した近接位置に保持可能な保持部を有する。

このように構成されたバランサー装置では、保持部によって下部材及び上部材を近接位置に保持することにより、バランサー装置を脛骨及び大腿骨の間に容易に挿入することができる。

この実施形態において、好ましくは、上部材は、下部材に向かって凹んだ凹部を有し、保持部は、凹部内に配置され且つ前後方向軸線を中心に上位置と下位置との間を回動可能に下部材に支持されたカムを有し、凹部は、カムと係合可能な係合面を有し、カムが下位置にあるとき、カムは、係合面を弾性部材に抗して下部材に向かって押して、下部材及び上部材を近接位置に保持し、カムが上位置にあるとき、カムは、下部材及び上部材を近接位置から解放し、下部材及び上部材は、それぞれが弾性部材によって脛骨及び大腿骨に向かって付勢させられる付勢位置にある。

また、本発明によるバランサー装置において、好ましくは、更に、カムを回動させるために、下部材及びカムに取外し可能に取付けられるハンドルを有する。また、本発明によるバランサー装置において、好ましくは、更に、上部材又は下部材に取外し可能に取付けられるスペーサを有する。

以上説明したとおり、本発明によるバランサー装置によれば、簡易に靭帯バランスの調整及び確認ができる。

また、本発明によれば、膝蓋骨が正規の位置にある状態で簡易に靭帯バランスの調整及び確認ができる。

以下、図面を参照して本発明によるバランサー装置の実施形態を説明する。図１は、本発明によるバランサー装置の斜視図である。以下のバランサー装置の説明において、脛骨が延びる方向を上下方向と称し、脛骨における患者の前後方向及び左右方向をそれぞれ、前後方向及び左右方向と称する。

図１に示すように、人工膝関節の設置手技において脛骨と大腿骨との間に挿入されるバランサー装置１は、脛骨と大腿骨との間に配置されるバランサー本体２と、バランサー本体２を操作するためにバランサー本体２に取外し可能に取付けられるハンドル組立体４とを有している。

次に、図２及び図３を参照して、バランサー本体２を詳細に説明する。図２は、バランサー本体の斜視図であり、図３は、バランサー本体の分解斜視図である。

図２及び図３に示すように、バランサー本体２は、脛骨側に配置される下部材６と、大腿骨側に配置される上部材８と、下部材６と上部材８との間に配置された弾性部材である圧縮コイルバネ１０を有している。圧縮コイルバネ１０は、下部材６を脛骨に向かって付勢し且つ上部材８を大腿骨に向かって付勢する。

下部材６は、脛骨の近位端面に当接する当接面即ち下面１２ａを有するプレート１２と、プレート１２の左部１２ｂ及び右部１２ｃにおいてプレート１２の上に設けられた２つのバネ支持部１４、１６とを有している。プレート１２は、概略的には、矩形状であり、脛骨の近位端面とほぼ同じ大きさであることが好ましい。各バネ支持部１４、１６は、ブロック状であり、それぞれ、前面１４ａ、１６ａと、圧縮コイルバネ１０を受入れるための孔１４ｂ、１６ｂが設けられた上面１４ｃ、１６ｃとを有している。本実施形態では、圧縮コイルバネ１０は４つ設けられ、各バネ支持部１４、１６に２つずつ前後方向に間隔をおいて配置されている。それにより、圧縮コイルバネ１０は、前後方向及び左右方向に互いに間隔をおいてプレート１２の四隅に配置されている。

上部材８は、左側のバネ支持部１４を覆うように配置され且つ圧縮コイルバネ１０に支持された左部１８と、右側のバネ支持部１６を覆うように配置され且つ圧縮コイルバネ１４に支持された右部２０と、それらの間に配置され且つ下部材６に向かって凹んだ凹部２２ａを形成する中間部２２とを有している。左部１８及び右部２０はそれぞれ、大腿骨の遠位端面に当接する上面１８ａ、２０ａを有している。また、左部１８は、更に、上面１８ａから左側のバネ支持部１４の左方において下方に延びる左壁１８ｂと、その後方において下方に延びる後壁１８ｃと、その右方において下方に延びる右壁１８ｄとを有している。また、右部２０は、更に、上面２０ａから右側のバネ支持部１６の右方において下方に延びる右壁２０ｂと、その後方において下方に延びる後壁２０ｃと、その左方において下方に延びる左壁２０ｄとを有している。左部１８及び右部２０の前方は開放し、上部材８及び下部材６を組立てたときに、下部材６のバネ支持部１４、１６の前面１４ａ、１６ａを露出させる。左部１８の左壁１８ｂ及び右壁１８ｄは、左側のバネ支持部１４の側方に近接して位置する側部を構成し、右部２０の右壁２０ｂ及び左壁２０ｄは、右側のバネ支持部１６の側方に近接して位置する側部を構成する。かくして、上部材８は、圧縮コイルバネ１０を介して下部材６に対して上下方向に移動可能であり且つ前後左右に傾斜可能である。

また、バランサー装置１は、更に、下部材６に対する上部材８の上下方向の位置及び左右の傾斜を指示する指示部２４を有している（図２参照）。詳細には、下部材６のバネ支持部１４、１６の前面１４ａ、１６ａにそれぞれ、目盛り線２６ａ、２６ｂが設けられ、この目盛り線２６ａ、２６ｂは、上下方向に間隔をおき且つ横方向に延びている。目盛り線２６ａと目盛り線２６ｂとは、横方向に整列していることが好ましい。本実施形態では、目盛り線２６ａ、２６ｂは、溝及び溝と溝との間の平面部分によって構成されている。また、上部材８の左部１８の左壁１８ｂ及び右壁１８ｄ、及び右部２０の右壁２０ｂ及び左壁２０ｄはそれぞれ、目盛り線２６ａ、２６ｂに向かって突出し且つそれを指示する指示体２８ａ、２８ｂを有している。指示体２８ａ、２８ｂは、その先が細くなっていることが好ましい。

このように構成された指示部２４では、下部材６の下面１２ａと上部材８の上面１８ａ、２０ａとが平行な状態で、上部材８が下部材６に対して上下方向に移動するとき、指示体２８ａ、２８ｂは、整列した目盛り線２６ａ，２６ｂを指示して上下方向に移動する。上部材８が下部材６に対して左右に傾斜し、例えば、右上がりになるとき、左部１８の指示体２８ａは、右部２０の指示体２８ｂが指示する目盛り線２６ｂよりも下の目盛り線２６ａを指示するように移動する。また、上部材８が下部材６に対して前後に傾斜し、例えば、前下がりになるとき、指示体２８ａ、２８ｂは、互いに横方向に整列する目盛り線２６ａ，２６ｂを指示するように移動する。上部材８が下部材６に対して上下方向に移動しているか前後に傾斜しているかは、上部材８と下部材６との間の前方の間隔と後方の間隔を比較することによって区別できる。具体的には、両者の間隔の差が変化しないとき、上部材８は下部材６に対して上下方向に移動し、両者の間隔の差が変化するとき、上部材８は、下部材６に対して前後に傾斜する。

図４は、指示体が基準目盛り線を指示しているときのバランサー本体の正面図である。図４に示すように、基準目盛り線３０は、複数の目盛り線２６ａ、２６ｂの上下方向中央にある目盛りであることが好ましい。このときのバランサー本体２の高さＨ３は、脛骨Ｔの近位端部Ｔｂから大腿骨コンポーネント１０６とサーフェスライナ１０４との間の接触箇所１０８までの距離Ｈ１と同じであることが好ましく（図１０参照）、圧縮コイルバネ１０によって下部材６の下面１２ａ及び上部材の上面１８ａ、２０ａに加わる力は、数ｋｇｆ〜数十ｋｇｆ程度（数十Ｎ〜数百Ｎ程度）の生体に近い力であることが好ましい。

また、バランサー本体１は、膝蓋骨を移動させてバランサー本体１を脛骨と大腿骨との間に挿入したときに膝蓋骨を元の位置に戻すことができる寸法を有することが好ましい。

図２及び図３に示すように、バランサー装置１は、更に、バランサー本体１を脛骨と大腿骨との間に挿入するのを容易にするために、圧縮コイルバネ１０の付勢に抗して、下部材６及び上部材８を互いに上下方向に近接した近接位置３２ａ（図５参照）に保持可能な保持部３４を有している。保持部３４は、凹部２２ａ内に配置され且つ前後方向軸線３６を中心に下位置３８ａ（図５参照）と上位置３８ｂ（図６参照）との間を回動可能に下部材６に支持されたカム３８を有している。

詳細には、下部材６は、左右方向の中央部、即ち、左側のバネ支持部１４と右側のバネ支持部１６との間に、カム３８を回転可能に支持するための２つの軸受け部４０を有している。軸受け部４０は、互いに前後方向に間隔をおき、各々、前後方向軸線３６と同心の孔４０ａを有している。軸受け部４０の間のプレート１２には、掃除を容易にするための孔１２ｅが設けられることが好ましい。カム３８は、軸受け部４０の孔４０ａに回転可能に嵌合可能な両端部３８ｃ、３８ｄと、前後方向軸線３６から偏心して且つそれに沿って両端部３８ｃ、３８ｄの間を延びる中間部３８ｅを有している。また、前側の端部３８ｃの前側には、ハンドル４を受入れ可能なハンドル受入れ部３８ｆを有している。カム３８は、軸受け部４０に対して前後方向に移動しないように軸受け部４０に取付けられている。カム３８は、凹部２２ａ内に配置されているので、上部材８の中間部２２の上方に位置し、凹部２２ａは、カム３８の中間部３８ｅと係合可能な係合面２２ｂを有している。中間部３８ｅと係合面２２ｂとはそれぞれ、互いに係合する平面部分４１ａ、４１ｂを有している。

図５は、カムが下位置にあるときのバランサー本体の部分断面正面図であり、図６は、カムが上位置にあるときのバランサー本体の部分断面正面図である。

図５に示すように、カム３８が下位置３８ａにあるとき、カム３８の中間部３８ｅは、凹部２２ａの係合面２２ｂを圧縮コイルバネ１０に抗して下部材６に向かって押して、下部材６及び上部材８を近接位置３２ａに保持する。中間部３８ｅの平面部分４１ａと係合面２２ｂの平面部分４１ｂとが係合することにより、下部材６及び上部材８が近接位置３２ａから容易に解放されないことを可能にする。また、図６に示すように、カム３８が上位置３８ｂにあるとき、カム３８は、下部材６及び上部材８を近接位置３２ａから解放し、下部材６及び上部材は、それぞれが圧縮コイルバネ１０によって脛骨及び大腿骨に向かって付勢させられる付勢位置３２ｂにある。

上部材８、下部材６、圧縮コイルバネ１０、カム３８は、滅菌処理可能な材料で作られることが好ましい。

図７は、ハンドル組立体４の分解斜視図である。ハンドル組立体４は、筒体４２と、ハンドル本体４４とを有している。

図７に示すように、筒体４２は、長手方向に貫通する孔４２ａを有し、この孔４２ａの軸線４２ｂと保持部３４の前後方向軸線３６とが整列するように、下部材６に取付け可能である。詳細には、筒体４２の後端部４２ｃに設けた下面４２ｅから下方に延びる２つの突起４２ｄと、下部材６のプレート１２に設けられた２つの孔１２ｄ（図２参照）とを嵌合させ、且つ、下面４２ｅをプレート１２に当接させることにより、筒体４２が下部材６に取付けられる。

ハンドル本体４４は、カム３８の前端部３８ｆに設けられた四角形断面の孔３８ｇ（図２参照）に嵌合可能な後端部４４ａと、筒体４２の孔４２ｂに回転可能に嵌合する軸部４４ｂと、軸部４４ｂに対して垂直方向に延びる握り部４４ｃとを有している。ハンドル本体４４を軸線４２ｂ周りに回転させることにより、カム３８を回転させることができる。

ハンドル本体４４は、カム３８を下位置３８ａまで回転させたときに、筒体４２から引出すことができないように構成されることが好ましい。詳細には、筒体４２は、孔４２ａの内部に突起又はピン４２ｅを有し、ハンドル本体４４の軸部４４ｂは、突起４２ｅを受入れる環状溝４４ｄを有し、環状溝４４ｄの一部に、突起４２ｅを軸線方向に受入れる切欠き４４ｅを有している。突起４２ｅと切欠き４４ｅとが整列しているとき、ハンドル本体４４は、軸線方向に筒体４２内を摺動してカム３８に係合可能である。また、突起４２ｅと環状溝４４ｄが整列しているとき、ハンドル本体４４は、筒体４２に対して回転可能である。突起４２ｅ及び環状溝４４ｄの位置は、突起４２ｅと環状溝４４ｄが整列しているときに、ハンドル本体４４の後端部４４ａとカム３８の孔３８ｇとが嵌合するように、突起４２ｅ及び環状溝４４ｄの位置を定められる。また、突起４２ｅ及び切欠き４４ｅの位置は、ハンドル本体４４を回転させてカム３８を上位置３８ｂに回転させたときにだけハンドル本体４４の軸線方向移動ができるようにを定められる。それにより、ハンドル本体４４は、カム３８を下位置まで回転させたときに、筒体４２から引出すことができないように構成される。ハンドル本体４４が筒体４２から引出すことができない状態において、ハンドル本体４４の後端部４４ａとカム３８の孔３８ｇとが嵌合しているので、バランサー本体２をハンドル組立体４によって支持することが可能である。

また、図１に示すように、上部材８の上にスペーサ４６を配置できることが好ましい。スペーサ４６は、磁石で形成され、上部材８に磁力で取付けられることが好ましい。また、上部材８との位置決めのために、上部材８の上面１８ａ、２０ａに凹部１８ｅ、２０ｅが設けられ、スペーサ４６の下面４６ａに凸部４６ｂが設けられることが好ましい。

次に、図８及び図９を参照して、本発明によるバランサー装置１の使用方法を説明する。図８は、膝が伸展位にあるときの使用方法の説明図であり、図９は、膝が屈曲位にあるときの使用方法の説明図である。

膝部を切開し、膝蓋骨Ｐを正規の位置から前方に扉を開くように移動させた後、図８に示すように、脛骨Ｔの近位端面Ｔｂと大腿骨Ｆの遠位端面Ｆｂ１を形成する。次いで、膝が伸展位にある状態で、厚さがＨ２（図１０参照）のスペーサ５０と、バランサー装置１を挿入する。スペーサ５０は、図１に示すスペーサ４６と同様の構成を有し、その厚さＨ２は、例えば９ｍｍである。詳細には、バランサー本体２にハンドル組立体４の筒体４２及びハンドル本体４４を取付け、ハンドル本体４４を回転させることにより、バランサー本体２の下部材６及び上部材８を近位位置に３２ａに移動させ、バランサー本体２をハンドル組立体４によって支持する。バランサー本体２をハンドル組立体４によって支持した状態で、バランサー本体２を脛骨Ｔと大腿骨Ｆとの間に挿入し、その後、ハンドル本体４４を回転させ、下部材６及び上部材８を付勢位置に３２ｂに移動させ、ハンドル組立体４をバランサー本体２から取外す。次いで、膝蓋骨Ｐを正規の位置に移動させる。スペーサの厚さが、大腿骨コンポーネント１０６の厚さ、即ち、接触箇所１０８から大腿骨Ｆの遠位端面Ｆｂ１までの距離Ｈ２と同じであるので（図１０参照）、バランサー本体２の高さＨ４が、脛骨トレイ１０２及びサーフェスライナ１０４の厚さの合計、即ち、接触箇所１０８から脛骨Ｔの近位端面Ｔａまでの距離Ｈ１と同じであれば、人工膝関節を取付けた状態において、圧縮コイルバネ１０から上部材８及び下部材６に付与する力と同じ靭帯の張力が人工膝関節に付与されることになる。

上述したように、バランサー本体２は、指示体２８ａ、２８ｂが基準目盛り線３０を指示するとき、人工膝関節を取付けたときの靭帯の望ましい張力と釣合う力が圧縮コイルバネ１０によって上部材８及び下部材６に付与され、且つ、バランサー本体２の高さＨ３が上記距離Ｈ１と同じになるように設計されている。バランサー本体２の指示部２４は、常に、下部材６に対する上部材８の上下方向位置及び左右の傾斜を指示しているので、指示体２８ａ、２８ｂが基準目盛り線３０を指示するように、靭帯の軟部組織の一部（図示せず）を解放すること、バランサー本体２にスペーサ４６を追加すること等によって、靭帯バランスを調整することができる。靭帯の望ましい張力を変更したい場合には、支持体２８ａ、２８ｂが基準目盛り線３０以外の目盛り線２６ａ、２６ｂを指示するように調整してもよいし、圧縮コイルバネ１０のバネ定数を変更してもよい。靭帯バランスの調整後、バランサー本体２の指示部２４が上記上下方向位置及び傾斜を指示しているので、靭帯バランスを直ちに確認することができ、引続いて、靭帯バランスの更なる調整を行うことができる。また、膝蓋骨を正規の位置に配置した状態で靭帯バランスの調整ができるので、従来技術のバランサー装置よりも、適切な靭帯バランスの調整が可能になる。

次いで、図９に示すように、膝が屈曲位にある状態で、バランサー装置１を挿入する。大腿骨Ｆの後設置面Ｆｂ３（図１０参照）がまだ形成されていないので、膝が伸展位にある状態と異なり、バランサー本体２だけを大腿骨Ｆと脛骨Ｔとの間に挿入する。バランサー本体２を挿入した時点で、指示部２４は、下部材６に対する上部材８の上下方向位置及び左右の傾斜を指示している。傾斜がある場合には、上述した方法と同様の方法で、靭帯の張力の左右のバランスを調整する。下部材６に対する上部材８の上下方向位置は、大腿骨Ｆの後設置面Ｆｂ３を形成するのにどれくらい骨切りをすればよいかの指標となる。それにより、骨切り用のジグの選択が容易になる。また、膝蓋骨Ｐを正規の位置に配置した状態で靭帯バランスの調整ができるので、従来技術のバランサー装置よりも、適切な靭帯バランスの調整が可能になる。

更に、靭帯の張力の左右のバランスについては、膝を伸展位と屈曲位の間で移動させながら連続的に確認することもできる。

また、術前計画に沿った正確なアライメントを再現できるナビゲーションシステムを用いた手術において、本発明によるバランサー装置２を併用することにより、靭帯バランスを定量的に調整することが実現でき、その結果、従来よりも正確な人工膝関節の設置が可能になる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

上記実施形態では、４つの圧縮コイルバネをプレート１２の四隅に配置したけれども、上部材８が下部材６に対して上下方向に移動可能であり且つ前後左右に傾斜可能であれば、圧縮コイルバネ１０の個数及び配置は任意である。また、上記実施形態では、弾性部材として、圧縮コイルバネ１０を採用したが、下部材６を脛骨に付勢し且つ上部材８を大腿骨に付勢することができれば、ゴム７又は他の形態のバネ等であってもよい。

また、上記実施形態において、靭帯バランスの調整及び確認が可能であれば、下部材６配置した構成要素と上部材８に配置した構成要素とを互いに交換してもよい。

上記実施形態では、目盛り線２６ａ、２６ｂを溝及び溝と溝との間の平面部分によって構成したけれども、マーキング等によって形成してもよい。また、下部材６に対する上部材８の上下方向位置及び／又は左右の指示することができれば、目盛り線２６ａ、２６ｂ及び指示体２８ａ、２８ｂの位置、配置及び形態は任意である。

上記実施形態では、バランサー本体２とハンドル組立体４とが取外し可能であったが、下部材６に対する上部材８の上下方向位置及び／又は左右の指示することができれば、取外しができなくてもよい。その場合、膝蓋骨を正規の位置に移動させることができなくてもよい。

上記実施形態では、下部材６及び上部材８を近接位置３２ａに保持する保持部３４が設けられていたが、バランサー本体２を脛骨と大腿骨との間に挿入することができれば、保持部３４を省略してもよい。例えば、バランサー本体２を鋏状の器具で挟んで、脛骨と大腿骨との間に挿入してもよい。

また、上記実施形態では、保持部３４はカム３８を採用していたが、下部材６及び上部材８を近接位置３２ａに保持することができれば、保持部３４の形態は任意である。

本発明によるバランサー装置の斜視図である。 バランサー本体の斜視図である。 バランサー本体の分解斜視図である。 基準目盛り線を指示する指示体を示す、バランサー本体の正面図である。 カムが下位置にあるときのバランサー本体の部分断面正面図である。 カムが上位置にあるときのバランサー本体の部分断面正面図である。 ハンドル組立体の分解斜視図である。 膝が伸展位にあるときの使用方法の説明図である。 膝が屈曲位にあるときの使用方法の説明図である。 人工膝関節を設置した大腿骨及び脛骨の概略的な側面断面図である。 人工膝関節を設置するために一部分が切除された脛骨及び大腿骨の概略的な側面図である。 従来技術のバランサー装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ バランサー装置
４ ハンドル
６ 下部材
８ 上部材
１０ 圧縮コイルバネ
１８ 上部材の左部
１８ｂ 左壁（側部）
２０ 上部材の右部
２０ｂ 右壁（側部）
２２ａ 凹部
２２ｂ 係合面
２４ 指示部
２６ａ、２６ｂ 目盛り線
２８ａ、２８ｂ 指示体
３２ａ 近接位置
３２ｂ 付勢位置
３４ 保持部
３６ 前後方向軸線
３８ カム
３８ａ 下位置
３８ｂ 上位置
Ｔ 脛骨
Ｆ 大腿骨
Ｐ 膝蓋骨

Claims (7)

1. 人工膝関節の設置手技において脛骨と大腿骨との間に挿入されるバランサー装置であって、
   脛骨側に配置される下部材と、
   大腿骨側に配置される上部材と、
   前記下部材と前記上部材との間に配置され、前記下部材を脛骨に向かって付勢させ且つ前記上部材を大腿骨に向かって付勢させるための弾性部材と、を有し、
   前記上部材は、前記弾性部材を介して前記下部材に対して上下方向に移動可能であり且つ前後左右に傾斜可能であり、
   更に、前記下部材に対する前記上部材の上下方向の位置及び左右の傾斜を指示する指示部を有し、
   更に、前記下部材及び前記上部材を脛骨と大腿骨との間に挿入するために、前記弾性部材の付勢に抗して、前記下部材及び前記上部材を互いに上下方向に近接した近接位置に保持可能な保持部を有することを特徴とするバランサー装置。
2. 前記上部材は、左部と右部とを有し、前記左部及び右部はそれぞれ、前記下部材の側方に近接して位置する側部を有し、
   前記指示部は、前記側部及び前記下部材の一方に設けられた目盛りと、その他方に設けられ且つ前記目盛りを指示する指示体と、を有することを特徴とする請求項１に記載のバランサー装置。
3. 前記弾性部材は、前後方向及び左右方向に互いに間隔をおいた少なくとも４つの圧縮バネを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のバランサー装置。
4. 前記上部材、前記下部材、及び前記弾性部材は、膝蓋骨を移動させて前記上部材、前記下部材、及び前記弾性部材を脛骨と大腿骨との間に挿入したときに膝蓋骨を元の位置に戻すことができる寸法を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバランサー装置。
5. 前記上部材は、前記下部材に向かって凹んだ凹部を有し、
   前記保持部は、前記凹部内に配置され且つ前後方向軸線を中心に上位置と下位置との間を回動可能に前記下部材に支持されたカムを有し、
   前記凹部は、前記カムと係合可能な係合面を有し、
   前記カムが前記下位置にあるとき、前記カムは、前記係合面を前記弾性部材に抗して前記下部材に向かって押して、前記下部材及び前記上部材を前記近接位置に保持し、
   前記カムが前記上位置にあるとき、前記カムは、前記下部材及び前記上部材を前記近接位置から解放し、前記下部材及び前記上部材は、それぞれが前記弾性部材によって脛骨及び大腿骨に向かって付勢させられる付勢位置にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバランサー装置。
6. 更に、前記カムを回動させるために、前記下部材及び前記カムに取外し可能に取付けられるハンドルを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバランサー装置。
7. 更に、前記上部材又は前記下部材に取外し可能に取付けられるスペーサを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のバランサー装置。

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