JP5026650B2 - 膝関節の関節形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の技術分野
この発明は、患者の膝関節の関節形成方法に関する。この方法は、単関節丘膝関節形成と、脛骨および大腿骨の横と中央関節丘の切除を含む膝関節関節形成との両方にわたる。この方法に用いる装置も提供される。
【０００２】
発明の背景
膝関節形成、とくに単関節丘の膝関節形成を行う種々の方法や装置は、当該技術分野で公知である。その公知の方法は、試行脛骨と大腿骨移植片を嵌合するために脛骨と大腿骨の一部をそれぞれ切除する工程を含んでいる。骨が切除され、試行移植片が適所に固定されると、外科医は、じん帯および他の柔軟組織構造を横に切開したり、持ち上げたり、および／又はゆるめたりして、所望レベルの変形矯正を行い、じん帯および他の安定した柔軟組織構造のいずれかについて張力をバランスさせ、膝関節を受容可能範囲で運動させることができる。所望の結果を得るために、骨をさらに切除することが必要となるかも知れない。これは、手術が複雑になるというリスクを増大させると共に、手術時間を長くすることになる。試行移植片を嵌め込んだ後でさらにそのような外科的な介入を追加することは、患者の不快感をさらに増大し、快復時間を長くすることになるかも知れない。
膝関節の関節形成に用いられる方法と装置は、例えば、米国特許第5,171,244号と第5,520,695号に示されている。
【０００３】
発明の要旨
この発明の目的は、従来技術の１つ以上の問題点を改良するか、又は従来技術に代わるものを提供することである。
この発明の１つの観点において、膝関節の関節形成方法が提供される。その方法は、
（ａ）脛骨と大腿骨の間に所望の間隔を確保し、
（ｂ）脛骨と大腿骨の人工装具から選択した少なくとも１つの人工装具を嵌合できるように、脛骨と大腿骨との間の所望の間隔に基づいて脛骨と大腿骨の少なくとも一方から切除すべき骨の深さを決定し、
（ｃ）脛骨と大腿骨の一方又は両方から、ほぼ前記深さまで骨を切除し、
（ｄ）人工装具を嵌合する、
工程を備える。
【０００４】
この方法は、単関節丘の膝関節形成に用いるのに特に適するが、脛骨と大腿骨の両方の横および中央関節丘の切削を含む二関節丘の膝関節形成に用いることもできる。単関節丘膝関節形成とは、脛骨と大腿骨の横又は中央関節丘のいずれかの切除を含む関節形成を意味する。
骨の切除工程は、脛骨と大腿骨の少なくとも一方をほぼ適当な決定された深さに切削し骨片を除去する工程であってもよい。
好ましくは、脛骨からの骨の切除工程は、脛骨人工装具を受け入れるために、大腿骨に隣接する脛骨の最上端に凹部を形成する工程を備えることができる。
【０００５】
従って、この発明の他の観点において、膝関節の関節形成方法が提供され、その方法は、
（ａ）膝関節に外科的に進入路を設け、
（ｂ）脛骨と大腿骨との間に所望の間隔を確保し、
（ｃ）脛骨と大腿骨との間の所望の間隔に基づいて、脛骨人工装具を受け入れる凹部を形成するために脛骨の端部から切除されるべき骨の深さを決定し、
（ｄ）脛骨から骨を決定した深さまで切除して凹部を形成し、
（ｅ）その凹部に脛骨人工装具を設置する、
工程からなる。
【０００６】
この方法は、骨の切除を案内するために膝の適所に案内治具を設置する工程をさらに備えてもよい。好ましくは、その案内治具は、脛骨に対する切削具の動きを案内して凹部を所望の輪郭に整形するように構成される。最も好ましくは、その治具は、切削具の脛骨に対する動きを案内するテンプレートを備える。
好ましくは、骨は、脛骨および大腿骨人工装具の両方を嵌合できるように脛骨と大腿骨の両方から切除される。好ましくは、大腿骨と脛骨間の所望の間隔は、大腿骨と脛骨間の膝関節に挿入され間隔を与える少なくとも１つのスペーサを用いて確保される。
【０００７】
単関節丘の膝関節形成において、単一のスペーサが用いられて大腿骨と脛骨間に所望の間隔を確保する。また、二関節丘の膝関節形成においては、通常、一対のスペーサが用いられ、大腿骨と脛骨の横および中央関節丘の各々に設置される。この例では、スペーサは、互いに同じ又は異なる厚さを有することができる。
最も好ましくは、スペーサは大腿骨と脛骨の関節丘の対応するものの間に設置されるように構成される。
【０００８】
この発明の他の観点において、
（ａ）膝関節に外科的に進入路を与え、
（ｂ）大腿骨と脛骨との間に所望の間隔をとるために少なくとも１つのスペーサを選択し、
（ｃ）選択したスペーサを膝関節に設置して大腿骨と脛骨との間に所望の間隔を確保し、
（ｄ）スペーサを参照として使用し、選択された脛骨と大腿骨人工装具を嵌合させるために各々から切除させるべき骨の深さを示す位置を脛骨と大腿骨の各々の上に決定し、
（ｅ）各々の決定された位置において脛骨と大腿骨を切削し、各々から必要な前記深さまで骨を切除し、
（ｆ）選択した脛骨と大腿骨の人工装具を嵌合する、
工程からなる膝関節の関節形成方法が提供される。
【０００９】
通常、膝関節は屈曲部分に位置し、それによって、脛骨は、骨の切除のために大腿骨に対して或る角度で配置される。一般的に、骨は大腿骨の後側と脛骨の最上端から切削される。
好ましくは、この発明の方法は、ある範囲のスペーサ群から少なくとも１つのスペーサを選択して大腿骨と脛骨間に種々の間隔を与える工程を備える。従って、スペーサを選択する工程は、
（ｉ）大腿骨と脛骨との間に異なる間隔を与えるスペーサ群からスペーサを選択し、
（ii）選択したスペーサが大腿骨と脛骨の間の適所にある時に、円弧運動により脛骨を大腿骨中心として前後位置間に移動させて膝関節の動きを評価する、
工程からなってもよい。
選択する工程は、必要に応じて工程（ｉ）と（ii）をくり返してスペーサ群から選択した異なるスペーサを用いて大腿骨と脛骨間に所望の間隔を得る工程をさらに備えてもよい。
【００１０】
選択したスペーサは、脛骨の大腿骨に対する運動時に、膝関節の種々のじん帯と他の柔軟組織構造の動作において適当な張力と最適なバランスを与える厚さのものである。好ましくは、選択したスペーサを用いて大腿骨と脛骨間の間隔によって得られる膝関節の張力は、人工装具の嵌合時に実質的に保持される。
好ましくは、案内治具は、脛骨と大腿骨の各々からの骨の切除を案内するように構成される。案内治具を固定する工程は、その治具をスペーサに配置して膝関節に対するその治具の位置決めを助ける工程からなってもよい。
【００１１】
選択した脛骨と大腿骨人工装具の対応寸法を知ることによって、案内治具は、スペーサに配置されたとき、脛骨と大腿骨に対して設置されて骨の切除におけるその深さでの切削を案内し、脛骨と大腿骨人工装具を収容するように構成される。従って、選択したスペーサは、単関節丘膝関節形成において２つの役割を有し、まず、大腿骨と脛骨間に間隔をもたせ、次に規準として働いて脛骨と大腿骨の一方又は両方から骨を正しい深さまで切除する。
【００１２】
従って、この発明の他の観点において、脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内するために膝関節に対する案内治具の位置を決定する方法であって、
（ａ）選択されたスペーサを膝関節に設置して大腿骨と脛骨との間に間隔を確保し、
（ｂ）案内治具とスペーサとを共に配置し、それによって膝関節に対する案内治具の位置を決定して脛骨と大腿骨の一方又は各々の切削を案内する工程からなる方法が提供される。
さらに、大腿骨から骨を所望深さまで切除することを組み合わせてもよい。これは、以下に述べる案内治具を用いて大腿骨から骨片を所望深さまで切除し、その案内治具を除去した後に脛骨と大腿骨間の膝関節へ適当な切削具を挿入し、脛骨が大腿骨に対して円弧運動で移動するときに切削具の動作により大腿骨から骨を切除し、それによって大腿骨から骨を所望深さまでさらに切除して大腿骨人工装具を嵌合する工程を含む。
【００１３】
従って、この発明の他の観点において、切削具を脛骨と大腿骨間の膝関節の適所に設置し、切削具が脛骨と大腿骨間の適所にあって作動する時に脛骨を円弧運動で大腿骨を中心に前後位置間に移動させ、それによって大腿骨に対する脛骨の移動方向に大腿骨から骨をほぼ所望深さまで除去する工程を備える。
この発明の方法に用いる装置も提供される。以下に述べる装置は、キットの形又は組み立てられた装置として提供される。
ここで、この発明のさらに他の観点において、患者の膝関節の関節形成方法に用いる装置が提供され、その装置は、
脛骨と大腿骨人工装具の少なくとも一方を嵌合できるように脛骨と大腿骨の少なくとも一方から骨を切除する際に脛骨と大腿骨の少なくとも一方の切除を案内する案内治具を備え、案内治具は、大腿骨と脛骨間の間隔をあけるために選択した少なくとも１つのスペーサと共に配置され、スペーサによって決定される位置で膝関節に対して固定され、脛骨と大腿骨の少なくとも一方の切削を所望深さで案内するように構成される。
【００１４】
通常、案内治具は、スペーサの下方において所定距離だけの脛骨の切削を案内するように構成される。好ましくは、案内治具は、案内治具が膝関節に前記位置で固定されるときに脛骨と大腿骨の両方の切削を案内するように構成される。
従って、この発明のさらに他の観点において、患者の膝関節の関節形成方法に用いる装置が提供され、その装置は、
選択した脛骨と大腿骨人工装具を嵌合できるように脛骨と大腿骨から骨を切除する際に脛骨と大腿骨の切削を案内する案内治具を備え、案内治具は、大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与える少なくとも１つのスペーサによって決定される位置で膝関節に対して固定され、脛骨と大腿骨の切削を所望深さでそれぞれ案内するように構成される。
【００１５】
この発明のさらに他の観点において、患者の膝関節の関節形成方法に用いる装置が提供され、その装置は、
（ａ）所定厚さを有し大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与える少なくとも１つのスペーサと、
（ｂ）選択された脛骨および大腿骨人工装具を嵌合できるように、脛骨と大腿骨の切削を案内してそこから骨を所望深さまで切除する少なくとも１つの案内治具とを備え、
案内治具は、脛骨と大腿骨の少なくとも一方の切削を各々においてほぼ所望深さで案内するために、スペーサによって決定される位置で膝関節に固定されるようになっている。
スペーサは、通常、大腿骨と脛骨間に異なる間隔を与えるための一組のスペーサの１つとして提供され、必要に応じてスペーサから異なる１つを選択できる。
【００１６】
ここで、この発明のさらに他の観点において、患者の膝関節の関節形成方法に用いる装置が提供され、その装置は、
（ａ）少なくとも１つのスペーサを選択させて膝関節へ挿入し大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与えるための一組のスペーサと、
（ｂ）脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内してそれから骨を所望深さまで切除し、選択した脛骨と大腿骨人工装具を嵌合させるための少なくとも１つの案内治具とを備え、
案内治具は、スペーサにより決定される位置で膝関節に固定され、脛骨と大腿骨の一方は両方の切削を所望深さで案内し、スペーサは互いに異なる厚さを有し大腿骨と脛骨間に種々の間隔を与える。
【００１７】
案内治具は、互いに同じ深さ又は脛骨と大腿骨との比較において異なる深さで大腿骨と脛骨の切削を案内するようになっていてもよい。
好ましくは、案内治具は、所定の間隔で脛骨と大腿骨の切削を案内するように構成される。案内治具は、通常、１つ以上のスペーサに結合される。「結合」という用語は広い意味でとらえられ、スペーサが案内治具に固定されているか否かにかかわらず治具によりスペーサが受け入れられているということを、その範囲に含むものである。
好ましくは、案内治具は、選択したスペーサを受け入れるようになっている切削ブロックからなり、最も好ましくは、脛骨と大腿骨の関節丘の１つの切削を案内する貫通路を有する。さらに好ましくは、案内軸は、もう一方の関節丘の切削を案内するもう１つの貫通路を有する。
【００１８】
最も好ましくは、切削ブロックは脛骨に固定されるようになっていることである。
一般的に、案内治具は、膝関節に対して中央から横方向又は横から中央方向の脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内するようになっている。
好ましくは、案内治具は、使用されるスペーサの厚さにより決定される位置で膝関節に固定されるようになっていることである。
この発明の他の観点において、大腿骨と脛骨間に間隔をあけるために膝関節に挿入されるスペーサが提供され、そのスペーサは、脛骨と大腿骨との間に設置されて大腿骨と脛骨間に間隔をあけるように構成された先端領域と、膝関節から突出する対向端領域とからなる。
【００１９】
この発明のさらに他の観点から、膝関節の関節形成において膝関節に挿入され大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与えるスペーサであって、脛骨と大腿骨間に挿入されて大腿骨と脛骨間に所望の間隔を確保し脛骨と大腿骨の一方又は両方から骨を所望深さまで切除する間膝関節に残留するように構成された先端領域と、膝関節から突出し骨の切除において脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内する案内治具に結合するように構成された対向端領域とを有する細長い部材を備えたスペーサが提供される。
好ましくは、スペーサの先端領域は、膝関節にスペーサを残留させるように構成される。最も好ましくは、スペーサの先端領域は、大腿骨の中央又は関節丘を受け入れて膝関節にスペーサを残留させるように構成される。
【００２０】
この発明の他の観点において、膝関節の関節形成において、大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与えるために膝関節に挿入されるスペーサを少なくとも１つ選択するための一組のスペーサであって、各々が、脛骨と大腿骨間に挿入されて大腿骨と脛骨間に間隔を確保し脛骨と大腿骨の一方又は両方から骨を切除する間膝関節に残留するように構成された先端領域と、膝関節から突出し骨の切除において脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内する案内治具に結合するように構成された対向端領域とを有する細長い部材を備え、大腿骨と脛骨間に種々の間隔を与えるために互いに異なる厚さを有する一組のスペーサが提供される。
【００２１】
通常、膝関節の前から後方向に下向きに傾斜する角度で脛骨を切除して脛骨の切除傾斜面に脛骨人工装具を設置することが望ましい。一般的にその傾斜角は、患者によって異なるが、約３度である。
従って、この発明の他の観点において、案内治具を膝関節の適所に位置決めし膝関節の関節形成中に脛骨と大腿骨の少なくとも１つの所望位置における切削を案内する位置決め器であって、
案内治具を受け入れて案内治具を位置決めガイドと結合させ、案内治具を膝関節に対して所望の中央から横方位に位置決めする本体を備え、
本体は、案内治具を膝関節の前から後方向に所望角度で位置決めして案内治具をその角度で固定した後、膝関節から除去され、案内治具に脛骨と大腿骨の少なくとも１つの切削を案内させるように構成された位置決め器が提供される。
【００２２】
この発明のさらに他の観点において、膝関節の関節形成時に、脛骨から骨を所望深さまで切除し脛骨に凹部を形成する切削具を支持する位置決め器であって、
大腿骨の切削を案内する案内治具を受け入れて案内治具を位置決めガイドと結合させ、案内治具を膝関節に対して所望の中央から横方位に位置決めする本体を備え、本体は、案内治具を膝関節に対して前から後方向に所望角度で位置決めし本体から案内治具が除去されたときに脛骨から骨を切除する切削具を支持する案内治具により決定される膝関節の適所に固定されるように構成された位置決め器が提供される。
【００２３】
従って、案内治具を支持して、案内治具を内反および外反調整可能に膝関節に対して所望の中央か横方位に位置決めする位置決めガイドが提供される。
位置決めガイドは、通常、角度的に変位可能で案内治具の方位を中央から横方向に向かせる搭載台を組み込んでいる。好ましくは、その搭載台は、必要に応じて脛骨と大腿骨の中央関節丘又は横関節丘に隣接して案内治具を支持するようになっている。位置決めガイドは、一般的に、患者の脚に沿って脛骨に整列するように固定される脛骨位置決めガイドである。
また、案内治具自体が、膝関節の中央から横方向へ所望の角度で脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内するようになっていてもよい。同様に、案内治具は、膝関節の前から後方向へ下向きに脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内するようになっていてもよいが、その場合には、この目的のために上述した位置決め部材は使用されずに、切削ブロックが位置決めガイドに直接搭載されてもよい。
【００２４】
さらに他の観点から、膝の関節形成用医療器具のアセンブリィにおけるこの発明の案内治具の使用が提供され、その医療器具は、案内治具と、大腿骨と脛骨間に間隔を設けるための少なくとも１つのスペーサとを備える。
さらに他の観点から膝の関節形成における脛骨と大腿骨の少なくとも一方からの骨の切除を案内する医療器具のアセンブリィにおいて、この発明の少なくとも１つのスペーサの使用が提供される。
他の観点から、膝関節形成用医療器具のアセンブリィにおけるこの発明の少なくとも１つのスペーサの使用が提供され、医療器具はこの発明のスペーサと案内治具を備える。都合のよいことに、この発明の方法は、膝関節のじん帯と他の柔軟組織構造における張力のバランスを最適にした後で、人工装具を嵌合するために骨を切除することができる。さらに、試行脛骨と大腿骨移植片を嵌合する前又は後で膝関節運動を最適化するために必要な膝関節の屈伸時において、膝関節のじん帯と柔軟組織の十分な張力バランスを得るためにじん帯や柔軟組織をゆるめる処理が削減される。
【００２５】
さらに、じん帯と柔軟組織構造の作用に対する脛骨と大腿骨人工装具の誤った位置決めや方位付けの危険が減少する。
他の利点としては、ここに述べるスペーサの使用によって膝関節のじん帯とその柔軟組織構造の張力の最適化と案内治具の位置決めの両方が助けられるので、手術時間が減少し、それによって傷口感染症のような外科的合併症，麻酔薬の事故に関連する合併症，肺塞栓や他の重大な問題に至る止血帯に関連する血栓症にかかわる種々の機会の発生が減少する。さらに、膝関節のじん帯と柔軟組織構造を横切開したり、もち上げたり、ゆるめたりする必要が減ることによって、術後の回復時間が減少すると共に、膝関節形成に関連する全治療費が当然減少する。 この発明の特徴と利点は、図面に示す複数の好ましい実施態様の下記の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【００２６】
この発明の好ましい実施態様の詳細な説明
図１に示す大腿骨人工装具2は大腿骨6の中央関節丘4に嵌合し、脛骨14の対応する中央関節丘12に嵌合する脛骨人工装具10の接合面８に当接し、脛骨が膝関節15に対して屈伸するときその上に接合する。大腿骨人工装具2と脛骨人工装具10の位置関係は図２にさらに明瞭に示される。
図３に示すように大腿骨人工装具2は、その人工装具の内面20から突出する釘18に結合し中央に立設するフィン16を備える。
対向する外面22は湾曲した輪郭を有し、大腿骨に対する脛骨の運動を助長する。大腿骨人工装具の内面20は凹凸状で、人工装具を大腿骨に固定するために用いる接着セメントの接着を促進する。人工装具それ自体は、そのような人工装具の製造に一般的に用いられる鋳造のコバルト・クロミウム・モリブデン合金から形成される。
【００２７】
脛骨人工装具10は図４にさらに明瞭に示され、超高分子重量ポリエチレンから製造されると共に、ハトの尾状のベース24を有し、人工装具を脛骨に固定するための人工装具へのセメントの接着を助長する。脛骨人工装具の接合面8は浅い凹面状を有し、大腿骨人工装具の外面22の湾曲にほぼ適合する。
【００２８】
単関節丘の関節形成の例を次に説明する。第１のステップとして縦方向の切開が、膝において、膝蓋骨26の中央エッジの真中から、図５に破線で示すように脛骨管に隣接する中央脛骨平坦部の真下まで施される。その切開は、膝の運動に寄与するじん帯構造を横に切開することを回避する。膝蓋骨は裏返ることはないが、横に収縮して膝の中央の仕切りを露出する。接近可能な大腿骨と脛骨の骨増殖体はすべて除去される。
【００２９】
膝関節のじん帯と他の柔軟な組織構造における張力のバランスをとり変形を矯正するために、スペーサ28が、図６に示すように大腿骨の関節丘と脛骨の対応する関節丘の間に設置される。そのスペーサは大腿骨を脛骨から効果的に引き離す。
【００３０】
その柔軟組織構造の張力と膝関節の運動が妥当であるか否かをチェックするために、脛骨は0°〜130°間で円弧状に屈曲するように動かされる。膝関節が不安定であるか、又は十分な張力を持たない場合、スペーサは除去され、脛骨と大腿骨を引き離すためのさらに厚いスペーサがその間接に設置される。逆に、膝の張力が過剰であるか、又は円弧状の屈曲運動範囲が十分でないと感じられる場合には、そのスペーサは大腿骨と脛骨との間の間隔を減少させるために薄い厚さのスペーサと交換される。この工程は、膝関節の妥当な張力と運動が達成されるまで、異なる厚さのスペーサを用いて複数回繰り返される。
【００３１】
重要なことは、この方法では、脛骨と大腿骨の人工装具との適合準備段階において、脛骨a又は大腿骨の一部の骨を切除する前に膝関節の柔軟組織構造の張力を最適化できる。さらに、その張力は、膝関節の柔軟組織構造を横切開したり、持ち上げたり、放したりすることなく得ることができる。しかしながら、そのような処置を用いることが必要であると考えて膝関節の張力をさらに調整することもある。
【００３２】
適当なスペーサ28を選択するための一組のスペーサが図７に示されている。各スペーサは脛骨と大腿骨の対向する関節丘間の膝関節に挿入される細長い本体30を備える。本体30は、関連する脛骨関節丘の溝に設置するために先端領域34の下側に形成された球根状の突出部32を有する。図に見られるように、各スペーサの先端領域は、横リッジ35の上前方にえぐられ、それによって、大腿骨の関節丘を受入れる凹部36を形成している。スペーサの先端領域がえぐられた輪郭を有することによって、膝関節へのスペーサの挿入が容易になり、かつ、膝関節に一度設置された位置でスペーサが保持される。
【００３３】
脛骨と大腿骨との間隔は、球根状の突出部の厚さにより決定される。図示された一組のスペーサにおいて、スペーサの厚さは１mmずつ増加している。しかし、異なる範囲の厚さを有する一組のスペーサを、その代りに当然用いることができる。
【００３４】
適当なスペーサ28が選択されて膝関節の適所に設置されると、脛骨と大腿骨を切削してそこから骨の一部を切除するための図８に示す装置が、膝関節の周りの適所に固定される。その装置は、脛骨位置決めガイド42の取り付け台40に固定されるように構成された、脛骨-大腿骨切削ブロック38としての案内治具を備える。
【００３５】
脛骨位置決めガイド42は、脛骨の長軸に沿って整列するようになっており、取り付け台40は旋回軸44を中心にして角度的に調整され、必要に応じて膝関節の中央から横方向に必要な内反又は外反調整に適合するようになっている。取り付け台の角度変位は、ロックナット52をゆるめ、脛骨位置決めガイドの前面54に刻まれた目盛（図示しない）を参照して取り付け台を旋回軸ピン44を中心に所望の角度まで回転させた後、ロックナット52を再び締め付けることによって行われる。位置決めガイドのシャフト46は、伸縮自在で、位置決めガイドの下端領域に設けられたブラケット50のくるぶしストラップ48をくるぶしに固定させる。
【００３６】
切削ブロック38の詳細は、図10(a)に示される。図示するように、切削ブロックを前面56から参照番号58で示す対向裏面まで貫通して延びる複数のスロットが、切削ブロックに形成される。特に、切削ブロックは、大腿骨を削除して骨の一部を切除するための上部スロット60と、スペーサを膝関節へ挿入するときにスペーサの突出端領域を受入れる中央スロットを備える。下部スロット64はまた、位置決め部材68の後方舌片66を受容するために切削ブロックに形成される。スロット62の上側面70と下部スロット64の下側面72との間の距離は、図４の脛骨人工装具の厚さＴに必然的に対応する。一対の切り込み溝73(a)と73(b)は、切削ブロックの両側領域に１つずつ形成され、骨の一部を切除する場合に脛骨へ下向きの切削を案内する。切削ブロック38の側面図を図10(b)に示す。
【００３７】
組立てられた装置は図９(a)に示され、膝関節の適所に固定された装置は図９(b)に示されている。図に示すように、装置は、切削ブロックの大腿骨への位置決めを助けるための針75をさらに備え、スペーサ28の突出端に搭載される。
【００３８】
図11に示すように、位置決め部材は、後方突出舌片66と同一平面上にある前方突出舌片76を有する本体74を有し、舌片76は脛骨位置決めガイド42の取り付け台40のスロット80又は82に挿入されるように本体に設けられた長舌片78の上に重なる。前方および後方舌片76と66が存在する平面は長舌片78に対して角度φで延出し、舌片76は、長舌片78に沿って遠のくに従って長舌片78から離れるようになっている。
【００３９】
従って、切削ブロック38は、位置決め部材に搭載され脛骨位置決めガイド42と組合せられた時、膝関節の前から後方へ下向き角φで骨を切除するように方向付けられる。通常、角度φは３度であるが、角度φが次から次へ異なって各患者に最適なものが選択できるような別の位置決め部材が設けられてもよい。また、脛骨がそのほぼ水平面で切削されることが望ましい場合には、舌片66と76が長舌片78にほぼ平行になるような位置決め部材が利用できる。
【００４０】
脛骨が位置決めガイドの取り付け台40のスロット80と82は、取り付け台に沿って互いに間隔を有し、右又は左脛骨のいずれかの横および中央関節丘の近くに切削ブロック38を配置させる。
【００４１】
切削ブロックが次に説明するように脛骨に固定されると、位置決め部材68と脛骨位置決めガイド42は、切削ブロックとスペーサとのアセンブリイのじゃまをすることなく膝関節から除去される。これによって、切削ブロックの下側案内スロット72が空の状態になり、ここにノコを受け入れ、脛骨の中央関節丘を実質的に切削して脛骨人工装具を嵌合させる。脛骨と大腿骨から骨を切除することは、膝が約90°から約100°に屈曲している間に行われる。
【００４２】
この姿勢において、切削ブロック38の上部スロット60は、大腿骨人工装具を嵌合させる後方面を大腿骨関節丘から切削するノコを案内し、それによって、脛骨と大腿骨の両者が中央から横方向に延びる平面内でそれぞれ切削される。
【００４３】
チャネル84と86は、トロカールピン88を受け入れて、切削ブロックを脛骨に固定するために切削ブロックに設けられる。図12に示すように底部チャンネル86は切削ブロックの前から後方向に向かって互いに集合し、上部の対のチャンネル84に対して斜めの方位を有する。位置決め部材68に形成された開口90は、切削ブロックが脛骨位置決めガイドに搭載され、脛骨の中へ挿入されたトロカールピンに切削ブロックと位置決め部材が共に保持されるときに切削ブロックのチャネル84に整列するように設置される。このようにして、位置決め部材は、切削ブロックを膝関節の適所に保持するトロカールピンの自由端から摺動して抜き取られることができる。
【００４４】
湾曲した内反脛骨の場合には、切削ブロックは図13に示すように脛骨幹の仮想軸に対してほぼ直角に配置される。
【００４５】
図14は、脛骨と大腿骨の中央関節丘の切除用切削ブロック38の配置を示し、脛骨は大腿骨に対して湾曲して設置され、位置決め部材68と脛骨位置決めガイド42は除去されている。脛骨と大腿骨に対して横方向の切断が行われると、切削ブロックのチャネル73(a)又は73(b)の適当な一方によって案内されて脛骨の中へ下方向に導かれる切断は、脛骨から骨片を除去して凹部を形成するために行われる。切削ブロック38とスペーサ28とのアセンブリィは除去され脛骨の中へ下方向に導かれる切断が完了する。この時、残留する後方の骨増殖体および関節間軟骨が必要に応じて除去される。切削ブロックとスペーサとのアセンブリィの除去した後の脛骨と大腿骨の切除された中央関節丘は図15に示されている。膝関節拡張器92を用いて膝関節の隙間に適当な通路が確保される様子が示されている。また、適当な開創器を用いてもよい。
【００４６】
切除された脛骨の概略平面図が図16に示される。図に示すように、脛骨の切除に続いて、切除された脛骨表面96の前後方向の寸法が脛骨採寸器94を用いて確認され、切除された表面の適所にピン止めされる適当なサイズの脛骨試行品98が選択される。適当な脛骨試行品の例が図17に示される。
【００４７】
脛骨試行品98の輪郭と厚さＴは、脛骨人工装具のそれに適合する。図16に示すように、脛骨試行品98と脛骨人工装具10の両方の輪郭は、脛骨の切除された脛骨表面96の輪郭にほぼ適合する。
【００４８】
案内溝100としてのチャネルが脛骨試行品を横切るように形成され、脛骨試行品が適所に嵌合されるとき前後方向に向くようになっている。斜めに向いたチャネル102が、脛骨試行品を脛骨に固定するピンを受入れるために脛骨試行品の側面104からベース106を貫通して延びている。脛骨試行品の後側のタブ108は、図18の脛骨試行品の概略寸法図に明瞭に示されるように、ベース106から垂下し、脛骨の切除表面への脛骨試行品の位置決めを助ける。
【００４９】
ピン110によって脛骨の切除された脛骨表面96の適所に固定される脛骨試行品が図19に示される。大腿骨人工装具2の垂直中央フィン16を収容するために、往復ノコ歯が脛骨試行品の案内溝100に沿って設置され、脛骨が大腿骨に対して円弧運動を行い破線112に示すように大腿骨にチャネルを切り込む。このようにして脛骨試行品の溝100は、大腿骨上に大腿骨人工装具を嵌合させるための正しい方向を決定する。
【００５０】
他の方法として、上述のようにして大腿骨にチャネルを切り込まずに、マーカーペン又はジアテルミー装置をノコ歯の代りに用いて大腿骨関節丘に印を付けた後、フリーハンドでノコ歯を用いて大腿骨にチャネルを切り込むことができる。
【００５１】
膝を十分に伸ばし、かつ、伸ばし過ぎないように注意しながら、脛骨試行品の溝100に整合する仮想線を、図20に示すように、脛骨試行品98の前側から対応する大腿骨中央関節丘まで引く。その線が大腿骨に突き当る点114は、印付けされて大腿骨人工装具2の前エッジ116の最適位置に対応し、図21に明瞭に示される。図21では脛骨が大腿骨に対して屈曲した状態で示されている。
【００５２】
大腿骨採寸器118を大腿骨に切り込まれたチャネルに整合させて、大腿骨採寸器の後端120を大腿骨関節丘の切除された後面122にそろえて配置し、図22に示すように痕跡114の位置と大腿骨採寸器の較正された印とを比較することによって大腿骨人工装具2の必要な寸法を決定する。
【００５３】
次に、大腿骨関節丘が、大腿骨人工装具2の嵌合に適応するように彫刻される。これは、図23に示す大腿骨整形やすり124のような切削器又は、例えば大腿骨から骨を切除する回転カッタを有するルータのような切削器を用いて容易に行うことができる。図に見られるように、やすり124は、往復動力ノコによって受入れられる舌片126を有する。やすりの本体128は、ほぼ平坦で先細りの先端130を備える。キー（図示しない）が脛骨試行品の案内溝100に受入れられるようにやすりの底面に沿って中央に延びている。従って、脛骨試行品98の溝は、やすりが図23に示すように大腿骨の下で脛骨試行品の上に位置するとき、やすりの往復運動を案内するように作用する。
【００５４】
大腿骨を彫刻するために、脛骨を前方と後方の位置の間で円弧運動するように大腿骨に対して回転させると、その運動の間、やすりの切削面は、大腿骨を必要な厚さに連続的に切削するように働く。やすりの厚さは、選択されたスペーサ28により与えられた大腿骨と脛骨a間の初期の間隔が大腿骨人工装具の嵌合時に必然的に保持され、かつ、選択されたスペーサによる大腿骨と脛骨との間隔によって初めに与えられたじん帯と他の柔軟組織における最適なバランスが実質的に保持されることを保証するような厚さである。
【００５５】
大腿骨人工装具の釘18を受入れるために必要な穴132を大腿骨に穿孔することは、大腿骨人工装具に対応する形をした案内ブラケット136を有する大腿骨釘穿孔ガイド134を用いて容易に行われる。穴132を穿孔する位置の決定は、大腿骨人工装具の先端の最適な位置に対応するように案内ブラケット136の前端138を大腿骨上で決定された部位114に対して位置決めすることによって行われ、図24はそれを説明するために参照される。
【００５６】
続いて、関節の空間が洗浄され、大腿骨試行品が、関節の安定性と運動の最終評価のために、大腿骨に取り付けられる。
【００５７】
次に、脛骨と大腿骨の試行品は除去され、関節の空間が脈動洗浄によって十分に洗浄された後、ポリメチルアクリレート骨セメントのような適当な公知の接着セメントを用いて、脛骨人工装具10と大腿骨人工装具2が脛骨と大腿骨にそれぞれ固定される。傷口を閉じる前に、関節の隙間を再度十分に洗浄する。そして必要であれば局部麻酔を傷口に浸透させて手術後の痛みを軽減させるようにしてもよい。
【００５８】
ここに説明するような方法に用いる脛骨人工装具は、互いに異なる厚さＴを有する複数の人工装具から選択することができる。選択される人工装具は脛骨の大腿骨に対する前後位置間の運動時の膝関節の対応するじん帯と柔軟組織構造の動作における張力とバランスを最初に最適化するために必要なスペーサ28の厚さに当然依存する。脛骨人工装具の各厚さに対して、対応する切削ブロック38が用意されるが、それは選択された脛骨人工装具を収容するのに必要な間隔になるように脛骨と大腿骨を切削するためである。また、選択された脛骨人工装具の厚さＴに対応するように案内スロット60と62間の間隔を変えるために調整可能な切削ブロックを使用することができる。
【００５９】
ルータを受入れるために脛骨試行品をほぼ前後方向に横切って延びる案内チャネル140(a)を有する脛骨試行品98の他の実施態様が、図25に示されている。チャネル140(a)は、ハトの尾の断面を有し、脛骨試行品の長軸に対して直角に延びる平面内にある。同形のチャネル140(b)が脛骨試行品の下側に形成される。図に見られるように、この脛骨試行品はチャネル142も備え、チャネル142は脛骨試行品の上側面140からその底面146へ貫通し斜め方向のトロカールピンを受入れて脛骨試行品を脛骨に固定する。もう１つのチャネル148が脛骨試行品の反対側に形成され、斜め方向トロカールピンを受入れる。実際、脛骨試行品は、骨の切除に続いて中央関節丘又は横関節丘のいずれかに固定されるように設計される。つまりその長軸を中心に脛骨試行品を180°だけ単純に回転させることによって、脛骨は、チャネル142と148へのトロカールピンの挿入により脛骨の中央横切除面96にピン止めされる。ルータを受入れる前に脛骨の適所に固定された場合の脛骨試行品が図26に示されている。
【００６０】
図27(a)に示すルータ150は平坦ヘッド152を備え、平坦ヘッド152はその長手方向にほぼ一定の厚さを有し、ルータの本体154に離脱可能に接続されている。カッターディスク156がルータヘッド152の上側158に形成された開口に設置される。前方ガード160はルータの先端162に形成される。ルータの端面図が図28に示され、側面図が図29に示される。図に示すように、図25の脛骨試行品の案内チャネル140(a)に対応するハトの尾の輪郭を有するボス164が、案内チャネル140(a)に受入れられるようにルータ150の下側に突出し、それによって、脛骨試行品から持ち上がらないようになっている。
【００６１】
カッターディスク156は図27(b)に明瞭に示され、皿形にへこんだ上面165と、複数の放射状の刃166とを有する。各々の刃は先端切断エッジ168から裾エッジ170へ厚さが減少する。もう１つの切断エッジ172が各々の刃の外周縁に形成される。さらに、一体形成された垂直の切断刃174がカッターディスクの中央に設けられる。垂直刃174は、刃のまわりに120°間隔で設けられた複数の上向きの切断エッジ176を有する。特に、切断刃176は、図に見られるように、垂直刃の側面と先端の両方に形成される。
【００６２】
図30(a)に戻ると、カッターディスク156は、ルータ150のヘッド152内に回転可能に受入れられる駆動ねじ182のねじにかみ合った複数の垂直歯180を備える一体成形駆動ギヤにさらに結合している。
カッターディスク156は、ルータヘッドの下側に形成された凹部190に受入れられるコレット188を貫通して延びるねじ186にかみ合う雌の内ねじを有し、カッターディスク156は、それによってルータヘッドの適所に保持され、ルータヘッドに対して回転可能となる。
【００６３】
駆動シャフト192はルータ本体に回転可能に搭載され、ルータヘッドの駆動ねじ184の雌差し込み継手194に係合されるように突出している。図30(b)に示すように、駆動シャフト192の突出端196は差し込みピン198を有し、ピン198は差し込み継手の差し込み凹部200に受入れられ、それによってルータヘッド152がルータ本体154にロックされる。駆動シャフト192の突出端196は、平坦な駆動突出部202を備え、突出部202は駆動ねじ184の回転駆動用差し込み継手のスロット204に差し込まれ、カッターディスク156を回転させる。ルータ本体は、通常、約5000〜7000rpmの範囲のカッターディスク回転駆動用駆動源に接続されるようになっている。一度使用されると、ルータヘッド152は取りはずされて廃棄されてもよい。しかし、好ましくは、ルータの本体154は密封して滅菌することにより再利用することができる。
【００６４】
他の実施態様では、駆動ねじ184は、直接カッターディスクに係合せず、単一のギヤ又は、例えば複数のギヤを組合せたギヤ列を有するギヤ装置を駆動してカッターディスクを駆動するようにできる。また、ルータは、駆動シャフトによる駆動時にカッターディスクを回転させるエンドレスベルトやバンド等の形で、駆動源と結合してもよい。
【００６５】
上述のように、カッターディスク156は、ルータのヘッドに対して自由に回転可能であり、ねじ186を除去することによってヘッドから取りはずされ、同じ又は異なるデザインのものと交換できるようにしてもよい。鈍くなったカッターディスクは大腿骨の骨の熱的な壊死を招くので、必要に応じてカッターディスクを交換することが望ましい。膝関節へのルータの挿入を助けるために、ルータのヘッドの先端162は弓形の輪郭を有する。
【００６６】
膝関節へのルータの挿入は、図31と32に示され、図26の脛骨試行品と、単関節丘の膝関節形成におけるルータ150との使用は図33(a)〜33(c)に示されている。特に、脛骨は再び大腿骨に対して屈曲して設置され、ルータのボス164は図32に示す脛骨試行品の案内チャネル140(a)へ挿入される。ルータが作動し、脛骨が大腿骨に対して円弧運動によって伸びた位置へ移動した時、骨は、図33(b)に示すように脛骨の移動方向に所望の深さまで大腿骨から切除される。図33(c)に明瞭に示されるように、大腿骨人工装具の中央フィン16を受入れるチャネル206は、ルータ150のカッターディスク156の直立刃174によって大腿骨関節丘へ同時に切り込まれる。
【００６７】
カッターディスク156を用いて大腿骨の表面切削を行うと同時に大腿骨人工装具の中央フィンを受入れるチャネル206を切り込む代りに、大腿骨の表面切削とチャネル206の切り込みとが２つの工程によって行われてもよい。つまり、切削刃がルータに設置されてまずチャネルを切り込み、次に、その切削刃が大腿骨から必要な厚さの骨を切削する刃に交換されるが、その刃はチャネル206に受入れられ大腿骨の表面切削を案内する中央直立非切削ボスを有する。この例では、ボスは、ボスの上端とチャネルの重なる屋根との間に間隔が残るような高さを有する。
【００６８】
同様に、案内用の切削ブロック38を用いて往復のこで大腿骨から後面を切除する代りに、ルータヘッド152がガード160を備えないルータ150を用いて大腿骨から後面を切除してもよい。上述のように脛骨と大腿骨との間に最適な間隔をあけるために選択されたスペーサに結合することができ、大腿骨でなく脛骨を対応する深さに切削するようにした切削ブロックが設けられてもよい。
【００６９】
脛骨aと大腿骨の中央関節丘に施される関節形成に関連する方法を説明したが、単関節丘の関節形成は横関節丘に同様に施すことができる。
【００７０】
さらに、単関節丘の関節形成において脛骨aの対応する関節丘の上側セグメントを完全に除去して脛骨試行品と実質的に最終の脛骨人工装具10とが上述のように適所に固定される露出凹部を設ける代りに、脛骨試行品と脛骨人工装具が最終的にそれぞれはめ込まれる凹部が形成されてもよい。脛骨にそのような凹部を設ける装置は図34に示される。
【００７１】
この装置は、ルータ208と、ルータを案内して、この場合は脛骨14の中央関節丘において、はめ込み凹部212を形成する案内治具210を備える。
【００７２】
ルータ208は、図30に示すルータに対して説明した同じ方法でルータの刃218を回転駆動させる駆動シャフト216を収容する細長い本体214を有し、脛骨から所望の深さまで骨を切除する。駆動シャフト216は本体214の後端222から突出し駆動シャフトの回転駆動用の動力源に受入れられる。
【００７３】
案内ピン224はルータ本体214の下側から突出し、案内治具210のチャネル228の床に形成された窪んだテンプレート226に受入れられる。窪んだ領域はまた、ルータの本体に形成され、ルータが凹部のリム232に重なって、ルータの刃が脛骨から骨を所望深さまで切除できるようにする。案内ピンは、ルータが骨を凹部の形に切除し始める前に脛骨の上に配置されるとき、案内治具の窪んだテンプレートの中に確実に受入れられる長さを有する。同様に、窪んだテンプレートの深さは、ガイドピンの露出全長を確実に収容することを十分に保証する。
【００７４】
テンプレート226の輪郭は、使用される脛骨試行品の外側輪郭にほぼ適合し、そのテンプレートは、切削された脛骨表面96上の凹部の底面に脛骨試行品が十分設置できる大きさの凹部を形成するための寸法を有する。脛骨の周囲の骨は、脛骨試行品とそれに付随する実際の脛骨人工装具10を凹部に受入れると、それらが横方向に転位することを禁止するように働く。
【００７５】
膝に対して案内治具210を位置決めするために、まず、脛骨大腿骨切削ブロック38が選択されたスペーサ28を用いて上述のように脛骨に隣接して配置され、トロカールピン234を用いて切削ブロックを適所に固定する前に脛骨に対する切削ブロックの位置を決定する。トロカールピン234は、切削ブロックと位置決め部材のチャネル84と90に挿入される寸法を有し、切削ブロックと位置決め部材が、ピンから摺動して上述の脛骨と大腿骨の一方又は両方の切除する。
【００７６】
次に、切削ブロックとスペーサとのアセンブリィがトロカールピンから摺動すると、トロカールピンが案内治具の縦に延びる平行チャネル236に受入れられるように、案内治具210がトロカールピン234上を摺動する。
【００７７】
ルータの刃218はルータのヘッド220から或る距離だけ突出し、ルータが案内治具のチャネル228に受入れられると、骨は、脛骨から切削ブロックを除去するまで切削ブロック38の下部スロット64の底72の位置に対応する深さまで、脛骨から切除される。この深さを超えて骨が脛骨から切除されることは、案内治具のチャネルの床242にルータの後端領域240の下側面238が当接することにより、禁止される。異なるサイズの脛骨試行品を収容するためにさらに深く脛骨から骨を切除する場合には、異なるサイズのルータ刃がルータに用いられる。
【００７８】
安定度を増すために、案内治具は支持台244を備え、支持台244は案内治具の先端246から下方に突出して患者の脚に設置され、それによって位置決め部材68により決定される前後方向の角度の適所で治具を維持することを助ける。案内治具は、支持台244に形成されたチャネル250を介して脛骨へ挿入されるピン248によって脛骨の適所に固定され、そのチャネルはトロカールピン234を受入れる案内治具の平行チャネルに対して斜めの角度で伸びている。
【００７９】
脛骨の凹部212は、案内治具内でルータが前後左右に移動するときルータに下方向圧力を印加することにより形成されると共に整形される。脛骨に対するルータの動きは、治具の窪んだテンプレートの中の案内ピンの運動の限定された領域によって制限される。脛骨の骨増殖体は、脛骨に凹部を形成する前後で除去することができる。異なるサイズの凹部を切除するために、或る範囲の案内治具は異なる幅と長さで有するテンプレートを備えることができる。同様に、ルータ上の案内ピン224の位置は、脛骨上の所望位置に凹部の切削するためにルータに沿って調整可能であってもよいし、また、案内治具がトロカールピンに沿って案内治具の位置調整を助長するようになっていてもよい。これは、例えば、支持台を案内治具から延長可能とし、テンプレートを膝関節から所望の位置へ変位させることにより行うことができる。
【００８０】
脛骨試行品は凹部に設置されるとき、通常は凹部のリム232上に突出する。通常、脛骨試行品は、脛骨へ斜めの角度で挿入され適所に配置されたピン（図示しない）によって凹部の適所に固定される。
【００８１】
大腿骨人工装具の中央フィン16を受入れるチャネルは、図30に示されるタイプのルータを用いて大腿骨を切除する間に同時に行われない場合には、大腿骨の対応する関節丘に切り込まれてもよい。
【００８２】
試行品と脛骨人工装具を挿入するために脛骨にチャネルを切り込む場合に、図34に示すタイプの案内治具装置を用いる代わりに図8に示す装置がさらに好ましく用いられる。この例では、切削ブロック38が位置決め部材68の後方舌片66に搭載されずに、切削ブロックは180°回転されて、図35の分解図および図36の組立て図に示すように、位置決め部材の前方舌片76に搭載される。従って、この例では、位置決め部材68は、上記のように、大腿骨６から後方面を切除するために切削ブロック３８と脛骨14との間に設置される。後方面が切除されると、切削ブロック38は、位置決め部材68を脛骨に対する適所に残して位置決め部材68から摺動させられる。
【００８３】
位置決め部材の本体74は、脛骨に対して位置決め部材を適所に固定するトロカールピンから切削ブロックが摺動する前に、切削ブロックのスペーサ用の中央スロット62の底と同じ高さに、ヘッド254の上面252が位置するような寸法を有する。従って、上面252を図37に示すようにルータ256用の支持台として使用し、脛骨から骨を切除し脛骨試行品を設置した後、最終の脛骨人工装具を設置するための所望深さの凹部を形成してもよい。つまり、ルータ256の切削刃258の高さは、脛骨に切込まれた凹部の床が、脛骨に隣接する適所に設置されるときに切削ブロックの下側スロット64の底の高さに対応する高さになるような寸法を有する。図30に示すルータの切削刃については、切削刃258は、刃の側面と先端の両方に形成された切削エッジを有する。
【００８４】
切削される凹所の正しいサイズは、種々の脛骨試行品テンプレートを脛骨関節丘上に設置して最も適当な１つを選択し、選択されたテンプレートの輪郭を公知のメチレンブルー又は他の適当な染料で所望の位置の脛骨試行品上にマークすることによって、最初に確かめられる。
【００８５】
位置決め部材68を除去し、切り込んだ凹部に脛骨試行品を挿入した後、大腿骨人工装具を嵌合させるために、大腿骨を上述のようにさらに切除してもよい。
【００８６】
カッターディスク260を採用した他のルータを図38に示す。この実施態様は、脛骨試行品によって受入れられずに、脛骨に切り込まれた凹部212の底に設置されるようになっているヘッド264を有する本体262を備え、ほぼ中央から横方向又はその逆方向の凹部の適所にルータの動きが制御されるような寸法を有している。カッターディスクは、図30に示すルータに用いられるものと同じであり、脛骨aが大腿骨に対する円弧運動で移動するときに上述のように大腿骨を所望の深さまで切除するように配列される。
【００８７】
二関節丘膝関節形成法においては、膝において外科用メスにより２ヶ所の小さな切開部が作られ、それぞれはスペーサを挿入するための入口を備える。切開部は膝蓋骨の腱に対して中央および横に位置し、脛骨と大腿骨との間に進入でき、膝のじん帯や他の柔軟な組織構造に一般に一致しないように配置される。
【００８８】
次に、スペーサは脛骨と大腿骨の各々の互いに対向する横関節丘と互いに対向する中央関節丘との間に導入される。脛骨の大腿骨に対する屈伸中の膝のじん帯と他の柔軟組織構造の適当な一方の動作のバランスをとり、膝関節に適当な張力を与え、かつ、内反又は外反変形を矯正するために必要なスペーサの所望の厚さは、種々の厚さのスペーサを用いてほぼ上述のように決定される。
【００８９】
特に、脛骨は大腿骨に対して前後位置の間を動かされ、膝の運動が評価される。必要に応じて、１つ又は２つのスペーサが異なる厚さのものと置換され、スペーサが適所にあるときに膝関節の動きが再チェックされてもよい。これが複数回繰り返され、大腿骨の脛骨からの最適間隔が得られる。従って、大腿骨の脛骨からの間隔を最適にするために選択されるスペーサは、各関節丘対間に必要な間隔の大きさに依存した、互いに同じ厚さ又は互いに異なる厚さを有してもよい。
【００９０】
スペーサは、通常、大腿骨に対して脛骨が回転する間、横木によって互いにつながれる。横木は、クランプ，適当なファスナ、又はスペーサの独立的な動きを禁止するような他の器具によって、各スペーサに固定される堅牢な金属部材から構成できる。
【００９１】
このようにして、膝関節の所望のバランスおよび変形矯正を、膝関節の中央および横の区画を外科的に開いて大腿骨と脛骨の中央および横関節丘を切除する前に行うことができる。
【００９２】
大腿骨と脛骨の最適間隔を与えるスペーサが選択されると、単関節丘関節形成は、中央と横関節丘対の各々について、一対同時に上述のようにして行われる。好ましくは、大きい変形矯正が必要とみなされる関節丘対には、最初に関節形成が施される。
【００９３】
特に、骨は、骨の切除を案内する脛骨大腿骨切削ブロック38又は案内治具210のいずれかを用いて脛骨から切除される。脛骨と大腿骨の試行品の両方が嵌合されると、関節形成は、関節丘対の他方において行われる。
【００９４】
それを行う前に、これらの関節丘の間隔をあけるために選択されたスペーサはそれらの間に再挿入され、脛骨を大腿骨に対して回転させ膝関節が満足に動くことを確認することによって膝関節の運動がチェックされる。次に、脛骨大腿骨切削ブロック38又は案内治具210を位置決めする参照用スペーサを再び用いて、骨が脛骨と大腿骨関節丘から各所望深さまで切除される。脛骨と大腿骨の試行品を嵌合させるときに、膝関節の動きをもう一度チェックし、膝関節のじん帯と他の柔軟組織構造における十分な範囲の運動と張力の保持の保証をする。
各脛骨試行品と大腿骨試行品は、その後、除去され、最終的な脛骨と大腿骨の人工装具と交換される。一般に、脛骨と大腿骨の人工装具は一対の関節丘に同時に嵌合される。
【００９５】
従って、前述の二関節丘の膝関節形成方法は、膝の中央および横関節丘対に対して単関節丘の膝関節形成を施すことからなる。二関節丘の関節形成方法は、膝関節に対して膝蓋骨を横方向に徐々に引き込んで、膝関節の中央又は横区画に接触し、続いて膝蓋骨を膝関節に対して逆の横方向に引き込んで他の膝区画に接触することを含む。この方法により、四頭筋組織が実質的に無傷の状態に維持される。
さらに、前述の単関節丘の関節形成技術について、二関節丘の関節形成方法では、所望の張力および変形矯正は膝関節の柔軟組織構造を横に切開したり、持ち上げたり、ゆるめたりすることなく行われるが、脛骨と大腿骨試行品の嵌入前後の調整は除外されない。
従って、この発明は、好ましい実施態様を参照して説明されたが、当業者であれば、多くの変形がこの発明の範囲内で可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 脛骨と大腿骨人工装具を嵌合した膝関節を示す側面図である。
【図２】 図１に示す嵌合された脛骨と大腿骨人工装具の正面図である。
【図３】 嵌合前の図１に示す大腿骨人工装具の斜視図である。
【図４】 嵌合前の図１に示す脛骨人工装具の斜視図である。
【図５】 膝関節の正面輪郭図である。
【図６】 図５に示す膝関節の大腿骨と脛骨間の適所のスペーサを示す正面輪郭図である。
【図７】 大腿骨と脛骨とに異なる間隔を与えるための一組の異なるスペーサの側面輪郭図である。
【図８】 膝関節に関節形成を施す装置の分解斜視図である。
【図９（ａ）】 組立てた場合の図８の装置の斜視図である。
【図９（ｂ）】 患者の脚に装着された図８の装置の正面輪郭図である。
【図１０（ａ）】 図８に示す装置の案内治具の後方斜視図である。
【図１０（ｂ）】 図10(a)の案内治具の側面図である。
【図１１】 図8に示す装置の位置決め部材の斜視図である。
【図１２】 図10の案内治具の平面図であり、膝関節の適所に治具を固定するピンを受入れるために治具に形成されたチャネルの方向を示す。
【図１３】 脛骨軸の部分輪郭図である。
【図１４】 膝関節の適所に嵌合された案内治具の前面輪郭図である。
【図１５】 切除された大腿骨と脛骨の中央関節丘を示す輪郭図である。
【図１６】 脛骨移植片の適当な寸法を決定するための脛骨採寸器の使用を示す輪郭図である。
【図１７】 脛骨試行品の斜視図である。
【図１８】 図17の脛骨試行品の輪郭図である。
【図１９】 膝関節の脛骨の適所に固定された図16の脛骨移植片の前方輪郭図である。
【図２０】 図3の大腿骨人工装具が嵌合できるように大腿骨をさらに切削するために膝関節の大腿骨関節丘の印付けを示す輪郭図である。
【図２１】 図3の大腿骨人工装具が嵌合できるように大腿骨をさらに切削するために膝関節の大腿骨関節丘の印付けを示す輪郭図である。
【図２２】 適当なサイズの大腿骨人工装具を決定する大腿骨採寸器の使用を示す輪郭図である。
【図２３】 大腿骨人工装具が嵌合できるように大腿骨の対応関節丘から骨を削るための大腿骨整形やすりの使用を示す輪郭図である。
【図２４】 図3に示す大腿骨人工装具の大腿骨釘を受入れるために大腿骨に穴を穿孔する大腿骨釘穿孔ガイドの使用を示す輪郭図である。
【図２５】 この発明の脛骨移植片の斜視図である。
【図２６】 脛骨の適所に固定された図25の脛骨移植片の輪郭図である。
【図２７（ａ）】 大腿骨から骨を切除する切削具の上面図である。
【図２７（ｂ）】 図27(a)の切削具のカッターブレイドディスクの斜視図である。
【図２８】 図27(a)の切削具の端面図である。
【図２９】 図27(a)の切削具の側面図である。
【図３０（ａ）】 図27(a)の切削具の長手方向の断面図である。
【図３０（ｂ）】 図27(a)の切削具のヘッドと本体とを結合する結合装置の部分輪郭図である。
【図３１】 図27(a)の切削具と図25の脛骨移植片を単関節丘関節形成に受入れる状態を示す。
【図３２】 図27(a)の切削具と図25の脛骨移植片を単関節丘関節形成に受入れる状態を示す。
【図３３（ａ）】 大腿骨から骨を所望深さまで切除する状態を示す。
【図３３（ｂ）】 大腿骨から骨を所望深さまで切除する状態を示す。
【図３３（ｃ）】 大腿骨から骨を所望深さまで切除する状態を示す。
【図３４】 脛骨移植片を受入れる凹部を脛骨に形成する組立て体の分解斜視図である。
【図３５】 脛骨移植片を挿入固定するために脛骨から骨を除去するように配列された図8の装置の分解斜視図である。
【図３６】 組み立てられた図35の装置の斜視図である。
【図３７】 この発明の装置を用いて脛骨移植片を挿入設置する穴を脛骨から除去する状態を示す。
【図３８】 大腿骨から骨を所望深さまで切除する他の切削具を示す。

Claims (39)

1. 患者の膝関節の関節形成方法に用いる案内治具であって、脛骨人工装具および大腿骨人工装具の一方又は両方を嵌合可能にする骨の切除において脛骨と大腿骨の少なくとも一方の切削を案内するように構成され、互いに異なる厚さを有する複数のスペーサから選択された所望厚さのスペーサを骨の切除の前に受入れるように構成され、さらに、選択されたスペーサと共に配置されて大腿骨と脛骨との間に間隔をあけ、膝関節に対しスペーサによって決定される位置に固定されて脛骨と大腿骨の少なくとも一方の切削をほぼ所望深さで案内し、切削の使用中に、脛骨を大腿骨を中心とする円弧運動によって前後位置間に移動させると、それによって大腿骨における骨がほぼ所望深さで切除されるように構成されてなる案内治具。
2. スペーサを受け入れ、それによって膝関節に対する案内治具の位置を決定するように構成されてなる請求項１記載の案内治具。
3. スペーサを受け入れる貫通路を備え、それによって膝関節に対する案内治具の位置を決定する請求項２記載の案内治具。
4. 膝関節に対して前記位置に固定されるときに、脛骨の切削を案内するように構成されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の案内治具。
5. 脛骨と大腿骨の両方の切削を案内するように構成された請求項１〜４のいずれか１つに記載の案内治具。
6. 脛骨と大腿骨の切削を、互いに所定間隔だけあけた状態で案内するように構成された請求項４記載の案内治具。
7. 膝関節に対して前記位置に固定されるときに、ほぼ中央から横方向又は横から中央方向に、脛骨と大腿骨の少なくとも１つの切削を案内するように構成された請求項１〜４のいずれか１つに記載の案内治具。
8. 脛骨の切削を案内する貫通スロットを有する切削ブロックである請求項７記載の案内治具。
9. 大腿骨の切削を案内する別の貫通スロットを備える請求項８記載の案内治具。
10. 脛骨に沿った方向に切削を案内して脛骨から骨片を切除するように構成された請求項１〜９のいずれか１つに記載の案内治具。
11. 前から後へ貫通し、骨片の一部の除去のために脛骨に沿って切削を案内する少なくとも１つのチャネルを備える請求項１０記載の案内治具。
12. 間隔を有する一対のチャネルを備え、各チャネルが案内治具の対向面領域にそれぞれ形成されてなる請求項１１記載の案内治具。
13. 少なくとも一方のチャネルは治具の上側面から対向した面へ所望角度で内側へ傾いてなる請求項１１又は１２記載の案内治具。
14. 膝関節の適所に固定されるとき、膝関節の前から後方向へ下向きに傾く脛骨表面を形成するために脛骨の切削を案内するように構成された請求項１〜１３のいずれか１つに記載の案内治具。
15. 請求項１記載の案内治具を膝関節の適所に位置決めし膝関節の関節形成中に脛骨と大腿骨の少なくとも１つの所望位置における切削を案内する位置決め器であって、
    案内治具を受け入れて案内治具を位置決めガイドと結合させ、案内治具を膝関節に対して所望の中央から横方位に位置決めする本体を備え、
    本体は、案内治具を膝関節の前から後方向に所望角度で位置決めして案内治具をその角度で固定した後、膝関節から除去され、案内治具に脛骨と大腿骨の少なくとも１つの切削を案内させるように構成された位置決め器。
16. 本体は、案内治具を前から後方向に下向きの角度で位置決めするように構成された請求項１５記載の位置決め器。
17. 本体は、案内治具に結合して案内治具を膝関節の適所に位置決めするように構成された請求項１５又は１６記載の位置決め器。
18. 本体は、案内治具と位置決めガイドとの間に設置され、案内治具が膝関節の適所に残留する間に、位置決めガイドと本体が膝関節から除去できるように構成された請求項１５〜１７のいずれか１つに記載の位置決め器。
19. 本体は、案内治具に受け入れられて案内治具を前から後方向に位置決めすることを助ける第１連結機構を組み込んでなる請求項１５〜１７のいずれか１つに記載の位置決め器。
20. 本体が案内治具に受け入れられ、案内治具が膝に所望角度で固定されるとき、第１連結機構は膝関節の方へ突出するように配置される請求項１９記載の位置決め器。
21. 本体は、位置決めガイドに受け入れられて本体と位置決めガイドとの結合を行う第２連結機構を備え、第２連結機構は膝から離れて突出するように配置された請求項１９又は２０記載の位置決め器。
22. 本体は、案内治具が本体に受け入れられ膝関節に対して所望角度で位置決めされるときに、案内治具に脛骨と大腿骨間から突出する選択されたスペーサを受け入れさせるように構成された請求項１５〜２１のいずれか１つに記載の位置決め器。
23. 膝関節の関節形成時に、脛骨から骨を所望深さまで切除し脛骨に凹部を形成する切削具を支持する請求項１５記載の位置決め器であって、
    脛骨の切削を案内する案内治具を受け入れて案内治具を位置決めガイドと結合させ、案内治具を膝関節に対して所望の中央から横方位に位置決めする本体を備え、本体は、案内治具を膝関節に対して前から後方向に所望角度で位置決めし本体から案内治具が除去されたときに切削具を支持する案内治具により決定される膝関節の適所に固定されるように構成された位置決め器。
24. 本体は、案内治具を膝の前から後方向に下向きの角度で位置決めするように構成された請求項２３記載の位置決め器。
25. 本体は、案内治具に結合して案内治具を膝関節の適所に位置決めするように構成された請求項２３又は２４記載の位置決め器。
26. 本体は、案内治具に受け入れられて案内治具の位置決めを助ける第１舌片を備える請求項２３〜２５のいずれか１つに記載の位置決め器。
27. 第１結合機構は、本体が膝関節に設置されるとき、膝関節から離れて突出するように配置されてなる請求項２６記載の位置決め器。
28. 本体は、位置決めガイド受け入れられて本体と位置決めガイドの結合を行う第２結合機構を備え、第１結合機構が第２結合機構の上に重なる請求項２６又は２７記載の位置決め器。
29. 膝関節の関節形成において膝関節に挿入され大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与えるスペーサであって、脛骨と大腿骨間に挿入されて大腿骨と脛骨間に所望の間隔を確保するように構成された先端領域と、骨の切除において脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内する請求項１記載の案内治具に結合するように構成された対向端領域とを有する細長い部材を備えたスペーサ。
30. スペーサの先端領域は、膝関節にスペーサを残留させるように構成された請求項２９記載のスペーサ。
31. スペーサの先端領域は、大腿骨の中央又は横関節丘を受け入れて膝関節にスペーサを残留させるように構成された請求項２９記載のスペーサ。
32. 大腿骨の中央又は横関節丘を受け入れる凹面状のくぼみがスペーサの先端領域に形成され、それによってスペーサを膝関節に残留させる請求項３０記載のスペーサ。
33. スペーサを横切る方向に盛り上がるリッジが先端領域に形成され、先端領域はリッジの前方へ傾斜し、それによって大腿骨の中央又は横関節丘を受け入れる凹面状のくぼみを形成する請求項３２記載のスペーサ。
34. スペーサの先端領域が上側面と、対向する下側面とを有し、脛骨の関節表面に設置される隆起部が大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与えるために下側面に形成されてなる請求項２９〜３３のいずれか１つに記載のスペーサ。
35. 隆起部が、大腿骨の中央又は横関節丘の下側で脛骨の低い領域に設置される球根状の隆起部である請求項３４記載のスペーサ。
36. 膝関節の関節形成において、大腿骨と脛骨間に所望の間隔を与えるために膝関節に挿入されるスペーサを少なくとも１つ選択するための一組のスペーサであって、各々が、脛骨と大腿骨間に挿入されて大腿骨と脛骨間に間隔を確保するように構成された先端領域と、膝関節から突出し骨の切除において脛骨と大腿骨の一方又は両方の切削を案内する請求項１記載の案内治具に結合するように構成された対向端領域とを備え、大腿骨と脛骨間に種々の間隔を与えるために互いに異なる厚さを有する一組のスペーサ。
37. 各スペーサの先端領域が膝関節にスペーサを残留させるように構成されてなる請求項３６記載の一組のスペーサ。
38. 各スペーサの先端領域は大腿骨の横又は中央関節丘を受け入れて膝関節にスペーサを残留させるように構成されてなる請求項３６記載の一組のスペーサ。
39. 各スペーサの先端領域が上側面と、対向する下側面とを有し、脛骨の関節表面に設置される隆起部が大腿骨と脛骨間に間隔を与えるために下側面に形成されてなる請求項３６〜３８のいずれか１つに記載の一組のスペーサ。

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