JP6054395B2 - 取り付け機構 - Google Patents

Description

本発明は、取り付け機構に関するものであり、具体的には、外科用装置の２つ以上の部品を解放可能に取り付けるための機構に関する。

外科用装置の２つの部品を一時的に取り付けることが望ましい場合があることは、数多くある。例えば、一つの部品が汎用のもので、別の１つの部品が患者又は手技に特定のものであるか、ないしは何らかの理由で、手術中の状況に応じて変更される必要がある場合がある。それらの部品は、外科医が片手又は両手を使ってそれらの部品をともに維持する必要がないように、通常の使用中にそれらが離脱することがないように十分な信頼性を持って取り付け可能でなくてはならず、その一方で、手術中に複雑な又は手間のかかる取り付け機構を操作するために若しくは何らかの方法で取り扱うために無駄に時間を費やさないように、容易に取り外し可能でなくてはならない。

また、そのような取り付け機構が、製造すること及び使用後に清浄することが容易であり、かつ多様な器具、デバイス、部品、道具、又は他の外科デバイスとともに使用可能であるならば、有益である。

解放式取り付け機構の一例は、様々な光学トラッキングシステムを使用する骨のトラッキングを可能にするために骨ピンにマーカーを解放可能に取り付けるために使用されるようなバヨネット形式の締結である。しかし、それらは、例えば濡れているとき又は手術用手袋を着用しているときなどに取り扱いがあまり容易でなく、複数の可動部品を含んでいるために製造が複雑であり、破片が詰まってクリーニングが難しくなる場合がある。

解放式取り付け機構はまた、インプラントトライアル構成要素とともに使用される場合もある。例えば、人工膝関節は、例えば、人工大腿骨構成要素の顆と脛骨構成要素の関節面など、関節面を介して互いに対して係合及び関節接合する複数の部品を含む場合がある。外科手術中、外科医は、人工装具構成要素を受け入れるために外科的部位を用意するために、骨に多数の切り込みを作ることが多い。トライアル段階中に、外科医は、関節の置換に使用する実際の人工装具構成要素の例えばサイズなどの適切な寸法を決定するために、外科的部位内に多数のトライアル構成要素を置く場合がある。実際の人工装具構成要素そのものは、それらが損傷を受けるのを防ぐために、及び外科医が不適切なサイズの構成要素を最初に選択した場合のために、使用されない。

膝の手術におけるトライアル構成要素の使用の一例は、脛骨関節面を含む例えば脛骨トレーのようなトライアル脛骨構成要素の使用である。切除された脛骨面のサイズに応じて、内側−外側方向において様々な異なるサイズのトライアル構成要素を使用することができる。脛骨の切り込みの高さ、大腿骨構成要素、及び大腿骨の切り込みによる大腿骨上のその位置に応じて、膝関節の隙間は様々である場合がある。また、膝関節の隙間のサイズは、例えば靭帯のような軟組織の問題のために様々である場合がある。脛骨構成要素と大腿骨構成要素との間の隙間を変更するために、脛骨トレーの下側と切除した脛骨面との間に異なる厚さの１つ以上のシムを配置して、脛骨構成要素と大腿骨構成要素との間の隙間を減らすことができる。

しかし、手術中の環境において脛骨トレー及びシムを取り扱うことには困難が伴う。外科的部位からの体液及び組織片が、トレー及び／又はシムの取り扱い及び操作を困難にする場合がある。更に、例えば屈曲及び牽引での隙間を測定するためなどに、トライアルを定位置に置いた状態で関節のアーティキュレーションを行うことが、様々な力を関節構成要素に付加し、トライアル構成要素を外す場合がある。

したがって、特に外科手術中に、整形外科装置の部品を解放可能に取り付けることの容易性と信頼性を向上させるために、シンプルで使いやすい機構を提供することは有益であろう。

本発明の第１の態様は、整形外科装置の第１の構成要素と第２の構成要素とを解放可能に取り付けるための取り付け機構を提供し、この取り付け機構は、第１の構成要素から延出しているボスと、第２の構成要素に提供される保持機構と、を備えている。保持機構は、該保持機構内部にボスを受け入れるために第２の構成要素に開口部を画定する複数の壁を備えている。複数の壁の１つの少なくとも一部は、ボスと複数の壁の少なくとも１つとの間に締まり嵌めを提供して開口部内にボスを解放可能に保持するために、開口部内に挿入されたときにボスの一部に十分な力を付加するように設計された弾力的な可撓性部材であってよい。

ボスを受け入れることができる開口部を画定する壁の１つの一部を弾力的な可撓性部材として提供することによって、製造が容易であり少数の部品を有する、操作の簡易な取り付け機構を提供することができる。

この取り付け機構は複数のボス及び複数の保持機構を備えることができる。それぞれのボスに、別個の又は異なった保持機構を提供してもよい。

この保持機構は、単体構造を有することができる。第２の構成要素と一体になった部分として壁を提供することができ、そうすることで、第２の又は付属の別個の部品を必要とせずに解放式取り付け機構を提供することができる。

１つの、複数の、又は全ての壁は、それぞれが弾力的な可撓性部材である１つの又は複数の部分を含むことができる。１つの、複数の、又は全ての壁の一部を、弾力的な可撓性部材として提供することができる。１つの、複数の、又は全ての壁の全体を可撓性部材として提供することができる。１つの、複数の、又は全ての壁の複数の部分を可撓性部材として提供することができる。

該又はそれぞれの弾力的な可撓性部材は、異なる多数の可撓性の形態において弾力的に可撓性であるように設計することができる。好ましくは、該又はそれぞれの可撓性部材は弾力的に折り曲げ可能である。

１つの又は複数の空洞を、該又はそれぞれの弾力的な可撓性部材に隣接した第２の構成要素内に配置することができる。空洞は、開口部に対向して該又はそれぞれの弾力的な可撓性部材の側面に配置することができる。空洞は、好ましくは、第２の構成要素の厚さ全体を通じて延在する。

一対の弾力的な可撓性部材を開口部の対向する側面上に提供することができる。

該又はそれぞれの弾力的な可撓性部材が、複数の壁の１つの全体を構成することができる。すなわち、その壁の一部だけでなくその壁全体が弾力的な可撓性であることができる。

ボスは本体と先端部を有することができる。ボスの先端部は、本体より小さい横方向寸法を有することができる。本体は実質的に一定の横方向寸法を有することができる、つまり、本体はテーパー形状であってはならない。先端部はテーパー形状であるか、若しくは何らかの方法により、本体より小さい横方向の寸法を有することができる。例えば、先端部はその周縁の周囲に少なくとも部分的に又は全体的に延在する面取りを有することができる。

ボスは円筒形、具体的には直円筒形であってよい。ボスは円形、湾曲、曲線形若しくは多面の円筒であってよい。

ボスは部分的又は全体にテーパー形状であってよい。ボスは抜き勾配を有することができる。好ましくは抜き勾配は約０．５度〜約５度の範囲である。

弾力的な可撓性部材は２つ以上の部分を有することができる。それぞれの部分は自由端を有することができる。自由端はそれらの間に隙間を画定することができる。隙間は、壁の中間、壁の長さの３分の１又は４分の１など、壁に沿った様々な位置にあってよい。

開口部は、ボスの最大横寸法より大きい寸法を有することができる。その寸法の長さに沿って、弾力的な可撓性部材が延在する。これは、弾力的な可撓性部材の硬さを低減するのを助けることができる。

開口部を画定する複数の壁の少なくとも１つは、開口部内に延出する１つ以上の保持形成物を含むことができる。該又は複数の保持形成物は、複数の壁の別の１つ又は別の保持形成物と協働して、開口部内におけるボスの位置を保持することができる。該及び１つ以上の保持形成物及び壁は、ボスの横寸法と実質的に一致する開口部の寸法を画定して、該開口部内にボスが受け入れられているときに開口部とともにボスが横方向に滑るのを防ぐことができる。

弾力的な可撓性部材は複合構成体を有することができる。該又はそれぞれの弾力的な可撓性部材は、保持機構の残りの部分が作製される材料と異なる材料を含む、又はそのような材料からなることができる。弾力的な可撓性部材は、１つ又は複数の金属部分を含む、又はそのような材料からなることができる。保持機構の残りの部分はプラスチックで作製されてよい。１つ又は複数の金属部分を、保持機構の残りの部分のプラスチック材料で囲むことができる。その異なる材料は、保持機構の残りの部分が作製されているプラスチックと異なるタイプのプラスチックであってよい。

第２の構成要素の全体が単一の材料片で形成されてよい。保持形成物は複合構成体ではなく、その全体が第２の構成要素と同じ材料で形成されるので、これは、第２の構成要素の製造を容易にする。

ボス及び／又は保持形成物は、プラスチック材料で形成することができる。

本発明の更なる態様は、第１の構成要素と、第２の構成要素と、第１の構成要素と第２の構成要素とを解放可能に取り付けるための前述の態様による取り付け機構と、を備える整形外科装置を提供する。

この取り付け機構は、本発明の第１の態様の任意の好ましい特徴を有することができる。

この整形外科装置は、本発明の第１の態様による複数の取り付け機構、好ましくは少なくとも２つの取り付け機構を、有することができる。

第１の構成要素及び／又は第２の構成要素はトライアル構成要素であってよい。

トライアル構成要素は脛骨構成要素であってよく、及び／又は、別の構成要素はシム又はスペーサー構成要素であってよい。

この装置は更に第３の構成要素を含むことができる。第３の構成要素は追加のシムであってよい。この追加のシムは、該シムと異なる厚さを有してよく、この追加のシムは、追加の保持機構を含むことができる。

この整形外科装置は、器具であってよい。第１の構成要素が器具の一部であってよく、及び／又は、第２の構成要素が器具の一部であってよい。第１又は第２の構成要素がハンドルであること又はハンドルを含むことができ、及び／又は、第１及び第２の部分が器具の機構部分であってよい。

第１又は第２の構成要素が整形外科器具であってよく、第１及び第２の構成要素の別の１つが付属品であってよい。付属品はトラッキング可能なマーカーであってよい。

本発明の更なる態様は、互いに解放可能に取り付けられる第１の構成要素と第２の構成要素を有する整形外科器具の製造方法を提供する。この方法は、第１の構成要素の表面から延出しているボスを有する第１の構成要素を形成することと、そのボスを保持形成物内部に受け入れるために開口部を画定する複数の壁を備える保持形成物を有する第２の構成要素を形成することと、を含むことができる。複数の壁の１つの少なくとも一部は、開口部内に挿入されたときにボスの側壁の一部に十分な力を付加して、開口部内にボスを解放可能に保持するために、ボスと複数の壁の少なくとも１つとの間に締まり嵌めを提供するように設計された弾力的な可撓性部材であってよい。

第１の構成要素及び／又は第２の構成要素は、成形又は機械加工によって形成することができる。第１及び／又は第２の材料は、プラスチック材料から成形又は機械加工することができる。

第１の構成要素及び／又は第２の構成要素は、スタンピング、鍛造、鋳造、又は印刷によって形成することができる。例えば、金属の形状又は印刷として、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）を用いることができる。

第２の構成要素を形成することは、プラスチック材料を少なくとも１つの金属部材の上に被せて成形し、該又はそれぞれの弾力的な可撓性部材を形成することを含むことができる。

第１の構成要素及び／又は第２の構成要素の全体がプラスチックで形成されてもよい。

第１の構成要素及び／又は第２の構成要素の全体が一体型部分として形成されてもよい。すなわち、第１の構成要素及び／又は第２の構成要素を、一体式の部分としてボス及び／又は保持形成物とともに製造することができる。

本発明の更なる態様は、少なくとも第１の構成要素と第２の構成要素から整形外科装置を組み立てる方法を提供する。第１の構成要素の表面から延出しているボスの自由端は、第２の構成要素の保持形成物の開口部に隣接して位置づけることができる。ボスを開口部内に押し入れることができ、これにより、弾力的な可撓性部材がボスの側壁の一部に十分な力を付加して、ボスと、開口部の少なくとも１つの壁との間に締まり嵌めを提供して、開口部内にボスを解放可能に保持することができる。

次に、例示のみを目的として、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明による、取り外された状態の、本発明による取り付け機構を含む、トライアルと第１のシムとの組み立て品の斜視図を示す。 取り付けられた状態のトライアルと第１のシムとの組み立て品の斜視図を示す。 取り外された状態のトライアルと第２のシムとの組み立て品の斜視図を示す。 取り付けられた状態のトライアルと第２のシムとの組み立て品の斜視図を示す。 本発明による更なる取り付け機構の概略平面図である。 本発明による更なる取り付け機構の概略平面図である。 本発明による更なる取り付け機構の概略平面図である。 本発明による更なる取り付け機構の概略平面図である。 本発明による更なる取り付け機構の概略平面図である。 本発明による更なる取り付け機構の概略平面図である。 部分的に分解された状態の、図１０に示した取り付け機構の斜視図を示す。 本発明による取り付け機構を含む、本発明による器具の斜視図を示す。

異なる図における同様の項目は、特に指示がない限り、共通の参照番号を有する。

次に、本発明の実施形態について、脛骨トライアルとシムとの組み立て品並びにイントロデューサー器具の部品としての本発明の用途を参照して説明する。しかし、本発明の取り付け機構は、例えば取り扱いの容易さのために、構成要素を一時的に取り付けることが望まれる他の整形外科装置の構成要素を解放可能に取り付け、次いでそれらの構成要素を解放するために使用することができるが理解されるであろう。

図１及び２を参照すると、シム構成要素１０２と脛骨構成要素１０４とを備える整形外科用アセンブリ１００の第１の実施形態の斜視図が示されている。図１は、取り外された状態のシム１０２及び脛骨構成要素１０４を示す。図２は、解放可能に取り付けられた状態のシム１０２及び脛骨構成要素１０４を示す。

脛骨構成要素１０４は、概ね曲線形又は三日月形を有し、概ね平坦である。脛骨構成要素１０４は、使用の際に大腿骨人工装具構成要素の顆部分を受け入れるために、第１面に関節面１０６を有する。関節面は、脛骨構成要素１０４と一体式の部分として提供される。代替実施形態では、表面１０６を介して構成要素１０４に解放可能に取り付けることができる別個の関節面構成要素を提供することができ、この別個の関節面構成要素が関節面を支持する。反対側の第２面１０８は概ね平坦な表面を呈する。第１のボス１１０は、第２面１０８から第１端に向かって延出し、第２のボス１１２は第２面１０８から脛骨構成要素１０４の第２端に向かって延出する。それぞれのボスは、概ね直円柱の形である。それぞれのボスの自由端の周縁は、面取りされた部分１１４、１１６を含む。したがって、それぞれのボスの先端部は、ボスの主本体の横寸法よりわずかに小さい横寸法（この場合、半径）を有する。それぞれのボスの主本体は側壁を有する。

脛骨トライアル構成要素１０４及びシム構成要素１０２は、それぞれ、ガラス強化ポリアリールアミド、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、アクリルニトライド（ＡＢＳ）又は同様のプラスチック材料の単一片から全体が作製される。それらの構成要素は、そのようなプラスチック材料を用いて射出成形によって形成することができる。それらの構成要素は、そのようなプラスチック材料を機械加工することによって又は成形と機械加工との組み合わせによってもまた形成することができる。

シム構成要素１０２もまた、概ね曲線形又は三日月形を有し、概ね平坦である。シム構成要素１０２は、脛骨構成要素１０４と同様の寸法を有する。シム構成要素は、それ自体内部に、第１端に向かう第１開口部１２０、及びそれ自体内部に第２端に向かう第２開口部１３０を有する。図２に最もわかりやすく示されているように、第１及び第２の開口部は、シム構成要素と脛骨構成要素とを重ね合わせたときに、対応するボス１１０、１１２の場所と概ね一致する場所にある。開口部１２０は、壁１２１、１２２、１２３及び１２４によって画定される。対向壁１２１及び１２２は完全に剛性である。壁１２１と１２２との間の開口部１２０の寸法は、ボス１１０がボス１１０開口部内にぴったりと受け入れられるように、ボス１１０の本体の直径とほぼ同じ寸法である。開口部を画定する側壁は、位置公差を無効にするように離間距離に画定される。

壁１２３、１２４のそれぞれは、曲げによって弾力的に撓むことができるように設計される。可撓性の壁１２３、１２４自体の実際の材料は、それ自体が剛性であるシム構成要素の残りの部分と同じ材料で作製されるので、実質的に剛性である。これは、他のアプローチと比較すると、異なる特性を有する異なる材料を構成要素の主本体及び保持形成物の締まり嵌め構成要素に使用する必要がなく、むしろ、同じ材料で構成要素全体を作製することができるので、好ましい。本発明では、可撓性の壁は、曲げることによってそれらが屈曲することが可能なように設計され、かつ、それらが、それらの弾性限度内において別の位置へと屈曲されたときにそれらの元の位置に戻ろうとするように、弾力的である。第１の部分円形空洞１２５は、壁１２３に隣接して、開口部１２０の反対側に提供される。同様の第２の部分円形空洞１２７は、壁１２４に隣接して、開口部１２０の反対側に提供される。空洞１２５及び１２７は、より詳細に以下に説明するように、使用の際、壁１２３及び１２４が内側に、つまり開口部１２０から離れる方向に、屈曲することを可能にする。壁１２３と１２４との間の開口部１２０の寸法は、ボス１１０の本体の寸法よりわずかに小さい。

弾力的な可撓性の壁１２３、１２４及び主開口部１２０は、使用の際、ボス１１０を解放可能に保持するための保持機構を提供する。

第２の保持機構は、第１開口部１２０と同様に画定された第２の空洞１３０によって提供される。第２の開口部１３０は、壁１３１、１３２、１３３及び１３４によって画定される。壁１３１及び１３２は完全に剛性であり、第２の開口部１３０は、第２のボス１１２の本体の直径と実質的に同じ寸法をそれらの壁の間に有し、したがって、第２のボスはそれらの間にぴったりと受け入れられることができる。壁１３３及び１３４は弾力的な可撓性であり、それらの間の開口部１３０の寸法はボス１１２の本体の直径よりわずかに小さい。対応する部分円形空洞１３５、１３６は、第２の開口部１３０の反対側に、壁１３３、１３４のそれぞれに隣接して提供される。空洞１３５、１３６は、シム１０２の厚さ全体を貫通している。

シム１０２を脛骨構成要素１０４に解放可能に取り付けるために、それぞれのボス１１０、１１２の自由端が、対応する開口部１２０、１３０の１つの内部に導入される。開口部の横寸法よりわずかに小さい寸法をそれぞれのボスの先端部が有することにより、ボスの自由端の面取りされた縁は、それぞれのボスの先端部を開口部に導入するのを容易にする。ボスの自由端が開口部内に導入されるにつれて、可撓性の壁１２３、１２４及び１３３、１３４のそれぞれが外側に（それらの対応する開口部から離れる方向に）屈曲して、それぞれ対応するボスの本体を受容する。シム１０２と脛骨構成要素１０４とは、それらが図２に図示されている取り付けられた構成になるまで、ともに押し付けられる。対の可撓性の壁１２３、１２４及び１３３、１３４の間の分離は、それぞれのボスの本体の直径よりわずかに小さく、それらの壁は弾力的であるので、それらの壁はボスの側壁を付勢して、シム構成要素が脛骨構成要素から外れるのを防ぐために十分な力による締まり嵌めを生成する。

したがって、使用の際、外科医は、ボスと保持機構との組み合わせによって提供される取り付け機構を使用して、シム１０２を関節構成要素１０４に一時的に取り付けることができる。

図３及び４は、組み立て品１００と同様の組み立て品１０１の斜視図を示しているが、図のシム構成要素１５０の厚さは、図１及び２に示したシム構成要素１０２の厚さより大きい。シム構成要素１５０の厚さを除けば、シム構成要素１５０はシム構成要素１０２と実質的に同一である。勿論、それぞれがその他のシムと異なる厚さを有する追加のシムを提供してもよい。

本発明の使用の説明を続けると、第１のシム１０２が定位置に置かれた状態で脛骨と大腿骨との隙間が大き過ぎると決定された場合に、外科医は、脛骨構成要素１０４からシム構成要素１０２を外すために単純に引くことによって、第１のシム１０２を脛骨構成要素１０４から取り外すことができる。次いで、外科医は、より厚い第２のシム１５０を同じ脛骨構成要素１０４に取り付けることができる。第１のシムと同様に、第２のシム１５０は、開口部及び弾力的な可撓性の壁によって提供される保持機構を含み、開口部及び弾力的な可撓性の壁は、ボス１１０、１１２の自由端が対応する開口部１２０、１３０内に導入されてシム構成要素１５０と脛骨構成要素１０４がともに押圧されたときに、対応するボス１１２、１１０を内部で解放可能に保持する。弾力的な可撓性の壁１２３、１２４及び１３４、１３３は、曲げによって屈曲するように設計され、それらの弾力的な性質によって、それらはボス１１２、１１０の壁に対して付勢されて、図４に示した取り付けられた構成においてシムと脛骨構成要素とを解放可能に取り付けるように、締まり嵌めを生成する。

本発明の取り付け機構には多数の便益がある。この取り付け機構は、これまでの取り付け機構と比べて、製造のばらつきの影響を受けにくい。この取り付け機構は、より全体的な工学特性に依存するので、高い精密さ又は高い公差の製造方法を使用することを要求しない。この取り外し機構はシンプルであり、更なる付属の又は追加の構成要素を含まない。これは、製造費を低減し、操作の簡易性を増し、構成要素の洗浄のし易さを改善し、製造の容易さを増す。脛骨トライアル構成要素及びシム構成要素の双方は、２片の鋳型を使用して容易に製造することができる。ツーリングがいったん生産されたら、その使用に伴うそれ以上の追加の費用はない。この取り付け機構は、単回使用向け使い捨て製品に使用できるが、それはまた、解放式取り付け機構を必要とする再利用可能な製品にもまた使用できる。

これらのシム及び／又は脛骨構成要素は上述のように様々なプラスチック材料で作製でき、これらのシム及び／又は関節構成要素は、その射出成形ツールが保持機構を画定する主空洞及び円形部分空洞を画定するために使用される射出成形プロセスによって作製することができる。したがって、脛骨構成要素及びシム構成要素の両方が単一の材料片から完全に作製され得ること、及び付属の又は補助的な部品を一切有さないことは、評価されるであろう。これは、製造の容易さを大きく改善する。また、トライアル及びシムは、単回使用向け使い捨て構成要素として提供されてもよい。

代替実施形態では、トライアル及びシム構成要素は、外科グレードのステンレス鋼のような好適な金属で作製される場合があり、例えば、機械加工又は鋳造によって形成される場合がある。

他の実施形態では、以下に説明するように、構成要素は、それらがプラスチック部分と金属部分との組み合わせから、又は、例えば保持形成物のための硬質のプラスチックと、弾力的に変形可能な壁のためのより柔らかいプラスチックとの組み合わせのような、異なる種類のプラスチックの組み合わせから作製される、複合構成体を有することができる。

可撓性の壁とボスとの間の正確な締まり嵌め及びその強さを最適化して、所望の保持力を提供することができることが評価されるであろう。保持機構及び／又はボスの多数の特性は、必要とされる保持力に応じて変更することができる。例えば、弾力的な可撓性部材の特徴を変更することができる。例えば、可撓性の壁の材料、長さ、深さ、厚さ、及び締まり嵌めの程度を変更することができる。壁の配向を変更することができる。可撓性の壁の数を変更することができる。可撓性のそれぞれの壁の部分の量、又は数を変更することができる。それらの壁に隣接した空洞の形及び位置づけを変更することができる。弾力的な可撓性部材の断面形もまた変更することができる。これらのバリエーションのいくつかは、図５〜７に示されているが、これらは非限定的な例にすぎない。

図５は、取り付けられた構成にある取り付け機構の第２の実施形態の平面図を示す。取り付け機構２００は、直円筒ボス２０２と、４つの弾力的な可撓性の壁２０８、２１０、２１２、２１４全てによって画定された空洞２０６によって提供される保持機構２０４と、を含み、壁２０８、２１０、２１２、２１４全ては、点線２２２によって図示されるように、シム構成要素２２０の部分として提供される。取り付け機構の第２の実施形態は、第１の実施形態の取り付け機構と同様であるが、４つの弾力的な可撓性の壁とは別のものであり、それらのそれぞれは、それに付随する概ね部分円形空洞２２４、２２６、２２８、２３０を有する。また、撓んでいない状態のそれぞれの対の壁の間の分離は、ボスの直径よりわずかに小さいので、ボス２０２が開口部２０６内に挿入されたとき、壁は、それらの弾力的な性質がボス２０２の壁との相互作用によって締まり嵌めを付与することによって、屈曲させられる。

図６は、本発明の取り付け機構の第３の実施形態２４０の平面図を示す。この第３の実施形態では、直円筒形のボス２４２が提供され、保持機構は、３つの弾力的な可撓性の壁２４６、２４８、２５０によって画定される三角形の開口部２４４によって提供される。それぞれの壁は、主開口部２４４の反対側に、それに付随する空洞２５２、２５４、２５６を有する。保持機構は、点線２６０が示すように、シム構成要素２５８の一部に提供される。

図７は、本発明に依る取り付け機構の第４の実施形態２７０の平面図を示す。この取り付け機構は、楕円形の円筒ボス２７２と、第１及び第２の対向する弾力的な可撓性の壁２７６、２７８と剛性の壁２７７、２７９とによって画定された長方形の開口部２７４によって提供される保持機構と、を含む。第１の可撓性の壁２７６は、主開口部２７４の反対側に、それに付随する空洞２８０を有する。第２の弾力的な可撓性の壁２７８は、主開口部２７４の反対側に位置づけられた、それに付随する第２の空洞２８２を有する。図７に示すように、第１の空洞２８０と第２の空洞２８２は異なる形を有する。第１の空洞２８０は、部分的に直線形で部分的に曲線形である。第２の空洞２８２は、一直線の壁の部分によって画定される多角形を有する。付随する壁の特定の曲げ特性及び弾力性を設計するために、異なる形の空洞を選択することができる。あるいは、製造の容易さのために、異なる空洞の形を選択してもよい。

図８を参照すると、本発明による取り付け機構３００の更なる実施形態が示されている。取り付け機構３００はまた、前述のものと同様の保持形成物３０２及びボス３０４を含む。保持形成物３０２は、内部に開口部３０６を画定する複数の壁を含む。第１の対の壁３０８、３１０は、開口部３０６の対向する側面に提供され、弾力的な可撓性ビームの形状である。対向する端壁３１２、３１４はそれぞれ、開口部３０６に向かって内側に延出している保持形成物３１６、３１８を含む。開口部３０６は、３０８及び３１０に向かって概ね平行の横方向の寸法を有し、この寸法は、垂直の横断方向における開口部の寸法より大きい。この横断方向における開口部の寸法はボス３０４の本体の直径よりわずかに小さく、したがって、壁３０８及び３１０は、ボスの壁に対して反発力を及ぼして締まり嵌めを提供する。保持形成物３１６及び３１８の端部の間の分離は、ボス３０４の直径よりわずかに大きく、保持形成物は、開口部３０６の内部でボスが滑るのを防ぐように作用する。

ボスの直径より大きい横方向の寸法を有する開口部を提供することによって、弾力的な可撓性の壁部材３０８、３１０の長さをより大きく作製することができ、それによって、特定の用途のために、締まり嵌めの正確な厚さを最適化することが可能である。この例では、弾力的な可撓性のビーム３０８、３１０の長さを増すことが、それらの剛性を減らすように作用し、したがって保持力を低減する。他の実施形態と同じように、空洞３２０及び３２２が、開口部の反対側の壁３０８、３１０の側面に提供される。

図９は、本発明による取り付け機構３３０の更なる実施形態を示す。この更なる実施形態は、図８に示す実施形態３００と同様である。しかし、この追加の実施形態３３０は、取り付け機構３３０の保持力を変更するために弾力的な可撓性部材を設計することができる、別の方法を示す。この実施形態では、弾力的な可撓性部材３０８、３１０を提供する壁のそれぞれが半分に分割される。すなわち、それぞれの壁の中間点に、それぞれの壁の隙間３３２、３３４がある。それぞれの壁３０８、３１０は、保持機構から延出している、壁の中間に自由端を有する第１及び第２の壁の部分を備えている。壁に分割を提供することによってもまた、取り付け機構の特定の用途のために取り付け機構が提供する保持力を最適化するためにビームの剛性を低減することができる。壁のそれぞれの部分は、概ね板バネのように作用する。その分割が、提供される保持力を変更するために、壁の長さに沿って異なる位置に提供されてもよいことが理解されるであろう。

図１０及び１１を参照すると、本発明による取り付け機構３４０の更なる実施形態の平面斜視図が示されている。この保持機構は、前述のそれらと同様であり、保持形成物３４２及びボス３４４を含む。保持形成物は、保持形成物の内壁によって画定される開口部３４６を含む。しかし、この実施形態では、弾力的な可撓性のビームを提供する一対の対向する壁３４８、３５０は、保持形成物の主本体のノッチ、例えば３５２、３５４内に受け入れられる薄い金属板の形状である。

したがって、この実施形態３４０では、保持形成物は複合構造体を有し、すなわち、同じ単一の材料又は単一の一体要素では作製されない。むしろ、壁３５０、３４８は、プラスチック材料で作製されているボス及び保持形成物３４２の残りの部分と異なる材料で作製される。したがって、取り付け機構が提供する保持力を最適化するために、弾力的な可撓性の壁３４８、３５０の材料及びそれらの寸法を選択することができる。

他の実施形態では、弾力的な可撓性の壁３４８、３５０は、プラスチック材料のような、金属以外の材料で作製され得る。弾力的な可撓性の壁３４８、３５０に使用されるプラスチック材料は、保持形成物の残りの部分の作製に使用されるプラスチック材料と異なっていてもよい。また更なる実施形態では、弾力的な可撓性の壁を提供するために金属又は他の材料のプレートが使用されるが、保持形成物の形成中にプラスチック材料で壁要素をオーバーモールディングして完全に囲んだ、複合保持形成物を提供することができる。そのようにして、金属又は他の材料のストリップ又はセクションをプラスチック材料で包んで、最適な程度の弾力性を提供することができる。この金属の壁要素は、例えばステンレス鋼、チタン合金（例えばＴｉ６Ａｌ４Ｖ）及びニチノールなどが挙げられる、様々な種類の金属及び合金で作製することができる。

図１２は、本発明による器具３６０の概略的斜視図を示し、本発明の実施形態による取り付け機構３７０を含む。器具３６０は、ハンドル３６２及び、作業部品を取り付けることができる自由端３６６を有するシャフト３６４を含む。例えば、器具３６０は寛骨臼カップインサーターであってよく、トライアル又は寛骨臼カップ人口装具を患者の寛骨臼に送達するために、自由端３６６に取り付けることができる。器具の自由端３６６に対向する端にて、近位端３６８が、本発明による取り付け機構３７０を支持する。

この取り付け機構は、図８に示す実施形態３００と同様の一対の保持形成物３７２、３７４を含む。器具の付属品３８０は、一対のボス（図１２には図示せず）を支持する足部３８２を含む。付属品３８０は、足部３８２から延出しているアーム３８４を含み、そこに、光学トラッキングシステムでトラッキング可能な星形アレイを取り付けることができる。そのようにして、コンピュータ支援式外科的手技中にカップインサーターをトラッキングするときに、付属品３８０をカップインサーター器具に解放可能に取り付けることができる。したがって、トラッキングされる手技にカップインサーターが使用されない場合は、付属品３８０をカップインサーター器具から取り外して、外科手術の場における他の要素との衝突を防ぐことができる。しかし、カップインサーターをトラッキングするときは、保持形成物３７２、３７４に一対のボスを係合することによって付属品３８０をインサーター器具の近位端に容易に取り付けることができる。

本発明が、特定の器具にマーカーアレイを解放可能に取り付けることに限定されないことは、理解されるであろう。むしろ、本発明の取り付け機構は整形外科器具の適用範囲の広い分野を有する。更に、本発明は、付属品を器具に取り付けることに限定されない。本発明はまた、器具の部分を互いに取り付けるためにもまた使用でできる。例えば、器具のハンドル部分が汎用であってよく、汎用のハンドルと、異なる作業部分との間の接面として本発明の取り付け機構を使用することによって、異なるタイプ、サイズ又は形状の作業部分を汎用のハンドル部分に解放可能に取り付けることができる。

非限定的な例としては、取り付け機構を使用して、案内器具又は整合ガイドをブローチハンドルに取り付けて、正しいブローチ整合を支援することができる。取り付け機構はまた、正しい寛骨臼構成要素の配置を支援するために、整合ガイドを寛骨臼リーマー、ドリル、トライアルインサーター、又はインプラントインサーター（図１２に示すように）に取り付けるためにも使用することができる。

弾力的な可撓性部材の形、数、配置及び位置づけの多数のバリエーションがあることが理解されるであろう。同様に、ボスの形、サイズ及び位置づけもまた様々であり得る。図示した取り付け機構及びそれらが使用される整形外科装置は、例示目的に過ぎず、本発明の範囲内に留まりながらもなお取り付け機構を変更することができるいくつかの方法を例示することを目的としている。他のバリエーション及び装置は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明白であろう。

〔実施の態様〕
（１） 整形外科装置の第１の構成要素と第２の構成要素とを解放可能に取り付けるための取り付け機構であって、
前記第１の構成要素の表面から延出しているボスであって、自由端と側壁とを有する、ボスと、
前記第２の構成要素に提供されている保持機構であって、前記保持機構が、内部に前記ボスを受け入れるように前記第２の構成要素に開口部を画定している複数の壁を備え、前記複数の壁の１つの少なくとも一部が、前記開口部に挿入されたときに前記ボスの前記側壁の一部に十分な力を付加して、前記開口部内部に前記ボスを解放可能に保持するために、前記ボスと前記開口部の前記複数の壁との間に締まり嵌めを提供するように設計された弾力的な可撓性部材である、保持機構と、
を備えている、取り付け機構。
（２） 前記複数の壁が、それぞれが弾力的な可撓性部材である複数の部分を含んでいる、実施態様１に記載の取り付け機構。
（３） 前記又はそれぞれの弾力的な可撓性部材が、弾力的に曲がることができるように設計される、実施態様１又は２に記載の取り付け機構。
（４） 空洞が、前記第２の構成要素の前記開口部の反対側の前記又はそれぞれの弾力的な可撓性部材の脇に位置づけられる、実施態様１又は２に記載の取り付け機構。
（５） 一対の弾力的な可撓性部材が前記開口部の対向する側面上に提供される、実施態様２に記載の取り付け機構。

（６） 前記又はそれぞれの弾力的な可撓性部材が、前記複数の壁の１つを完全に含む、実施態様１〜５のいずれかに記載の取り付け機構。
（７） 前記ボスが本体及び先端部を有し、前記ボスの前記先端部が前記本体より小さい横方向寸法を有する、実施態様１〜６のいずれかに記載の取り付け機構。
（８） 前記ボスが円筒形である、実施態様１〜７のいずれかに記載の取り付け機構。
（９） 前記弾力的な可撓性部材が２つの部分を有する、実施態様１〜８のいずれかに記載の取り付け機構。
（１０） それぞれの部分が自由端を有し、前記自由端がそれらの間に隙間を画定し、前記隙間が前記壁の中間にある、実施態様９に記載の取り付け機構。

（１１） 前記開口部が、前記ボスの最大横方向寸法より大きい寸法を有し、弾力的な可撓性部材が前記寸法の長さに沿って延在している、実施態様１〜１０のいずれかに記載の取り付け機構。
（１２） 前記開口部を画定している前記複数の壁の少なくとも１つが、前記開口部内に延出している保持形成物を含み、それが、前記開口部を画定している前記複数の壁の別の１つと協働して、前記ボスの横方向寸法と実質的に一致する前記開口部の寸法を画定して、前記開口部内部に前記ボスが受け入れられているときに前記開口部とともに横方向に滑るのを防ぐ、実施態様１１に記載の取り付け機構。
（１３） 前記弾力的な可撓性部材が、前記保持機構の残りの部分が作製される材料と異なる材料を含む、又はそのような材料からなる、実施態様１〜１２のいずれかに記載の取り付け機構。
（１４） 前記弾力的な可撓性部材が金属を含む、又は金属からなり、前記保持機構の残りの部分がプラスチックである、実施態様１３に記載の取り付け機構。
（１５） 前記第２の構成要素の全体が単一の材料片で形成される、実施態様１〜１４のいずれかに記載の取り付け機構。

（１６） 整形外科装置であって、
第１の構成要素と、
第２の構成要素と、
前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とを解放可能に取り付けるための、実施態様１〜１５のいずれかに記載の取り付け機構と、
を備えている、整形外科装置。
（１７） 前記第１の構成要素及び／又は前記第２の構成要素がシムである、実施態様１６に記載の整形外科装置。
（１８） シムではない、前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素の一方が、トライアル構成要素である、実施態様１７に記載の整形外科装置。
（１９） 第３の構成要素を更に備えており、前記第３の構成要素が、前記シムと異なる厚さを有する追加のシムであり、前記追加のシムが保持機構を含む、実施態様１８に記載の整形外科装置。
（２０） 前記整形外科装置が器具であり、前記第１の構成要素が前記器具の一部であり、前記第２の構成要素が前記器具の一部である、実施態様１６に記載の整形外科装置。

（２１） 前記第１の構成要素が整形外科器具であり、前記第２の構成要素が付属品である、実施態様１６に記載の整形外科装置。
（２２） 前記付属品が、トラッキング可能なマーカーである、実施態様２１に記載の整形外科装置。
（２３） 互いに解放可能に取り付けられる第１の構成要素と第２の構成要素とを有する整形外科装置の製造方法であって、
自由端と側壁とを有する、前記第１の構成要素の表面から延出しているボスを有する、前記第１の構成要素を形成することと、
前記ボスを受け入れるように開口部を画定している複数の壁を備えている保持形成物を有する前記第２の構成要素を形成することにおいて、前記複数の壁の１つの少なくとも一部が、前記開口部に挿入されたときに前記ボスの前記側壁の一部に十分な力を付加して、前記開口部の内部に前記ボスを解放可能に保持するように前記ボスと前記開口部の前記複数の壁との間に締まり嵌めを提供するように設計された弾力的な可撓性部材である、ことと、
を含む、方法。
（２４） 前記第１の構成要素及び／又は前記第２の構成要素が、プラスチック材料を成形することによって形成される、実施態様２３に記載の方法。
（２５） 前記第２の構成要素を形成することが、前記弾力的な可撓性部材を形成するために、少なくとも１つの金属部材の上に前記プラスチック材料を成形することを含む、実施態様２４に記載の方法。

（２６） 少なくとも第１の構成要素及び第２の構成要素から整形外科装置を組み立てる方法であって、
前記第１の構成要素の表面から延出しているボスの自由端を、第２の構成要素の保持形成物の開口部に隣接して配置することにおいて、前記開口部が複数の壁によって画定されており、それらの壁の少なくとも１つが弾力的な可撓性部材である、ことと、
前記ボスを前記開口部内に押し入れることであって、これにより、前記弾力的な可撓性部材が前記ボスの側壁の一部に十分な力を付加して、前記ボスと前記開口部の前記複数の壁との間に締まり嵌めを提供して、前記開口部内に前記ボスを解放可能に保持する、ことと、
を含む、方法。

Claims (25)

1. 整形外科装置の第１の構成要素と第２の構成要素とを解放可能に取り付けるための取り付け機構であって、
   前記第１の構成要素の表面から延出しているボスであって、自由端と側壁とを有する、ボスと、
   前記第２の構成要素に提供されており、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とを開放可能に取り付けるように構成されている保持機構であって、前記保持機構が、内部に前記ボスを受け入れるように前記第２の構成要素に開口部を画定している複数の壁を備え、前記複数の壁の１つの少なくとも一部が、前記開口部に挿入されたときに前記ボスの前記側壁の一部に十分な力を付加して、前記開口部内部に前記ボスを解放可能に保持するために、前記ボスと前記開口部の前記複数の壁との間に締まり嵌めを提供するように設計された弾力的な可撓性部材である、保持機構と、
   を備えている、取り付け機構。
2. 前記複数の壁が、それぞれが弾力的な可撓性部材である複数の部分を含んでいる、請求項１に記載の取り付け機構。
3. 前記弾力的な可撓性部材が、弾力的に曲がることができるように設計される、請求項１又は２に記載の取り付け機構。
4. 空洞が、前記第２の構成要素の前記開口部の反対側の前記弾力的な可撓性部材の脇に位置づけられる、請求項１又は２に記載の取り付け機構。
5. 一対の弾力的な可撓性部材が前記開口部の対向する側面上に提供される、請求項２に記載の取り付け機構。
6. 前記弾力的な可撓性部材が、前記複数の壁の１つを完全に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の取り付け機構。
7. 前記ボスが本体及び先端部を有し、前記ボスの前記先端部が前記本体より小さい横方向寸法を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の取り付け機構。
8. 前記ボスが円筒形である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の取り付け機構。
9. 前記弾力的な可撓性部材が２つの部分を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の取り付け機構。
10. 前記２つの部分のそれぞれが自由端を有し、前記自由端がそれらの間に隙間を画定し、前記隙間が前記壁の中間にある、請求項９に記載の取り付け機構。
11. 前記開口部が、前記ボスの最大横方向寸法より大きい寸法を有し、弾力的な可撓性部材が前記寸法の長さに沿って延在している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の取り付け機構。
12. 前記開口部を画定している前記複数の壁の少なくとも１つが、前記開口部内に延出している保持形成物を含み、それが、前記開口部を画定している前記複数の壁の別の１つと協働して、前記ボスの横方向寸法と実質的に一致する前記開口部の寸法を画定して、前記開口部内部に前記ボスが受け入れられているときに、前記ボスが前記開口部内で横方向に滑るのを防ぐ、請求項１１に記載の取り付け機構。
13. 前記弾力的な可撓性部材が、前記保持機構の残りの部分が作製される材料と異なる材料を含む、又はそのような材料からなる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の取り付け機構。
14. 前記弾力的な可撓性部材が金属を含む、又は金属からなり、前記保持機構の残りの部分がプラスチックである、請求項１３に記載の取り付け機構。
15. 前記第２の構成要素の全体が単一の材料片で形成される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の取り付け機構。
16. 整形外科装置であって、
    第１の構成要素と、
    第２の構成要素と、
    前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とを解放可能に取り付けるための、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の取り付け機構と、
    を備えている、整形外科装置。
17. 前記第１の構成要素及び／又は前記第２の構成要素がシムである、請求項１６に記載の整形外科装置。
18. シムではない、前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素の一方が、トライアル構成要素である、請求項１７に記載の整形外科装置。
19. 第３の構成要素を更に備えており、前記第３の構成要素が、前記シムと異なる厚さを有する追加のシムであり、前記追加のシムが保持機構を含む、請求項１８に記載の整形外科装置。
20. 前記整形外科装置が器具であり、前記第１の構成要素が前記器具の一部であり、前記第２の構成要素が前記器具の一部である、請求項１６に記載の整形外科装置。
21. 前記第１の構成要素が整形外科器具であり、前記第２の構成要素が付属品である、請求項１６に記載の整形外科装置。
22. 前記付属品が、トラッキング可能なマーカーである、請求項２１に記載の整形外科装置。
23. 互いに解放可能に取り付けられる第１の構成要素と第２の構成要素とを有する整形外科装置の製造方法であって、
    自由端と側壁とを有する、前記第１の構成要素の表面から延出しているボスを有する、前記第１の構成要素を形成することと、
    前記ボスを受け入れるように開口部を画定している複数の壁を備えている保持形成物を有する前記第２の構成要素を形成することにおいて、前記複数の壁の１つの少なくとも一部が、前記開口部に挿入されたときに前記ボスの前記側壁の一部に十分な力を付加して、前記開口部の内部に前記ボスを解放可能に保持するように前記ボスと前記開口部の前記複数の壁との間に締まり嵌めを提供するように設計された弾力的な可撓性部材である、ことと、
    を含み、
    前記保持形成物は、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素とを開放可能に取り付けるように構成されている、
    方法。
24. 前記第１の構成要素及び／又は前記第２の構成要素が、プラスチック材料を成形することによって形成される、請求項２３に記載の方法。
25. 前記第２の構成要素を形成することが、前記弾力的な可撓性部材を形成するために、少なくとも１つの金属部材の上に前記プラスチック材料を成形することを含む、請求項２４に記載の方法。

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