JP6542311B2 - 人工膝関節形成術を実施するための方法及び装置 - Google Patents
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Description
本出願は2009年5月29日に出願された“Methods and Apparatus for performing Bicruciate Retaining Arthroplasty”という名称の米国仮特許出願第61/182,435号、及び2010年1月29日に出願された“Bi-Cruciate Retaining Tibial Implant”という名称の米国仮特許出願第61/299,835号に基づく優先権を主張し、その両方の全体的な内容を参照によって援用する。
[付記項1]
大腿骨遠位部及び脛骨近位部を有する膝関節の関節形成術を実施する際に使用するための脛骨トライアルのキットであって、
(a)大腿骨遠位部及び脛骨近位部の第1の切除面に対して配置するためのものであり、脛骨近位部の前記第1の切除面に埋め込まれる第1の脛骨インプラントを少なくとも一部が擬似的に実現する第1の脛骨トライアルと、
(b)大腿骨遠位部及び脛骨近位部の第1の切除面に対して配置するためのものであり、脛骨近位部の第2の切除面に埋め込まれる前記第1の脛骨インプラントを少なくとも一部が擬似的に実現する第2の脛骨トライアルとを含む脛骨トライアルのキット。
[付記項2]
前記第1の脛骨トライアルが前記第2の脛骨トライアルより厚く、かつ前記第1の脛骨トライアルが前記第2の脛骨トライアルと異なる後側傾斜を有する、付記項1に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項3]
前記第1の脛骨トライアルが前記第2の脛骨トライアルより厚く、又は前記第1の脛骨トライアルが第2の脛骨トライアルと異なる後側傾斜を有する、付記項1に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項4]
前記第2の脛骨トライアルが脛骨近位部の再切除を擬似的に実現し、前記再切除が前記第2の切除面を画成し、前記第2の切除面が前記第1の切除面の遠位側にある、付記項3に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項5]
前記第2の脛骨トライアルが脛骨近位部の再切除を擬似的に実現し、前記再切除が前記第2の切除面を画成し、前記第2の切除面が前記第1の切除面の後側傾斜とは異なる後側傾斜を有する、付記項3に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項6]
前記第1の脛骨トライアルが大腿骨遠位部の大腿骨トライアルに対して配置するためのものであり、前記第2の脛骨トライアルが大腿骨遠位部の前記大腿骨トライアルに対して配置するためのものである、付記項3に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項7]
前記第1及び第2の脛骨トライアルがそれぞれ、前記大腿骨トライアルとの関節結合のための近位側関節面を含む、付記項6に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項8]
前記第1及び第2の脛骨トライアルがそれぞれ、前記大腿骨トライアルの内側顆部との関節結合のための内側上側関節面を含む、付記項6に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項9]
前記キットが、前記第1及び第2の脛骨トライアルを連結するためのハンドルをさらに含む、付記項8に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項10]
前記ハンドルが、脛骨近位部の前記切除面と接触するための平坦な下側表面を含む、付記項9に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項11]
前記第1の脛骨トライアルが、脛骨近位部の前記第1の切除面に埋め込まれるとき、前記第1の脛骨インプラントの上側関節面の位置及び向きを複製するための上側関節面を含む、付記項1に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項12]
前記第2の脛骨トライアルが、脛骨近位部の前記第2の切除面に埋め込まれるとき、前記第1の脛骨インプラントの上側関節面の位置及び向きを複製するための上側関節面を含む、付記項11に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項13]
脛骨近位部の前記第1の切除面に埋め込まれるとき、前記第2の脛骨インプラントの上側関節面の位置及び向きを複製するための上側関節面を含む第3の脛骨トライアルをさらに含む、付記項12に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項14]
前記第2の脛骨インプラントが前記第1の脛骨インプラントと異なる厚さを有する、付記項13に記載の脛骨トライアルのキット。
[付記項15]
前記第2の脛骨インプラントが前記第1の脛骨インプラントと異なる後側傾斜を有する、付記項13に記載の脛骨トライアルのキット。
軟部組織の大腿骨接合位置と、脛骨及び大腿骨間の関節との間には強い関係がある。一般的に、生来の軟部組織構造よりも運動制御及び安定性のために考慮された手段に大きく依存する膝インプラント設計では、患者の運動学的アウトカムは、例えば、生来の大腿骨関節面及び埋め込まれた大腿骨関節面の下側/上側位置間の不一致に対する感度は、より低いことが明らかにされているが、それでもやはり、そのような不一致は、場合によっては重大な影響を及ぼすことがある。しかし、運動制御及び安定性をもたらすために(例えば、前後十字靭帯温存型インプラントで)、より多くの生来の構造が保存されるとき、少なくとも幾つかの状況では、大腿骨関節ラインの保存が患者のアウトカムにとってより重要となることがある。
本明細書で説明する少なくとも幾つかの実施形態にとって重要となる可能性がある、前後十字靭帯温存型TKA手術を実施するときに直面する1つの問題は、脛骨の切除の複雑性である。この複雑性は、十字靭帯の保存に関する少なくとも2つの要因から生じている。
外側脛骨プラトーの切除を実施するステップ、及び可動域、関節安定性、及び軟部組織の緊張を評価するためにトライアル整復を実施するステップ。
本セクションではまず、本明細書で説明する人工膝関節形成術の方法のいくつかに従って脛骨の自由度を制御するために使用される装置及び他の装置のいくつかを紹介し、その構造及び設計の幾つかの態様を説明する。本セクションの後半では、装置及び他の装置を使用して脛骨の自由度を制御する方法の非限定的な実施例を説明する。
図34a〜図34gは、幾つかの実施形態で、そのようなニュートラル/基準の脛骨の基礎を提供するための基礎機器として使用することができるアラインメントブロック102の様々な図を示す。アラインメントブロック102は本体106を含み、アラインメントブロック102を脛骨近位部12にピン固定するための幾つかのピン受け穴108が本体106を通って延びている。アラインメントブロック102は、本体106の上側に配置されたベンチコネクタ112を備えたベンチ110も含む。図34a〜図34gに示すベンチコネクタ112は実質的に平坦であり、特に図34a及び図34cに示すように、複数のインデックス特徴116を含み、その目的は以下で詳細に説明する。
図40a〜図40cは、図34a〜図34gに示すアラインメントブロック102に固定することができる調整機器又は第2アラインメントブロック128を示す。第2アラインメントブロック128は、第1のスロット130及び第2のスロット132を含む。第1のスロット130は、アラインメントブロック102の平坦なベンチコネクタ112を受けるようなサイズ及び配置であり、幾つかの実施形態では、アラインメント軸を有する受け部構造とすることができる。第2のスロット132は、以下に述べるように、内側脛骨切除の切除ガイドと連結するようなサイズ及び配置であり、又は、幾つかの実施形態では、追加の又は他のコンポーネントと連結するようなサイズ及び配置である。
図45a〜図45cは、図40a〜図40eに示す第2アラインメントブロック128などの第2アラインメントブロック128を取り付けるための内側脛骨切除ガイド148の実施形態を示す。これらの図に示す内側脛骨切除ガイド148は、内側脛骨切除ガイド148を対応する形状の連結特徴又は第2アラインメントブロック128上の特徴に連結する連結を支持するように構成された、中心本体部分150を含む。図40a〜図40eに示す第2アラインメントブロック128及び図45a〜図45cに示す内側脛骨切除の切除ガイド148の特定の実施例では、第2アラインメントブロック128の第2のスロット132は中心本体部分150の下側部分を受け、スロット152は第2アラインメントブロック128の第2のスロット132の上側に配置された部分を受ける。2つのコンポーネントのこれらの構造とスロットとの間の相互作用は、幾つかの実施形態では、内側脛骨切除の切除ガイド148の位置及び向き及び内側脛骨切除の切除ガイド148上の構造及びコンポーネントを、少なくとも幾つかの自由度で、第2アラインメントブロック128の位置及び向きによって制限することができることを意味する(そのような自由度は、例えば、内側/外側位置、内旋/外旋、後側傾斜角度、及び脛骨の深さを含む)。これらの制限の理由は、以下で詳細に説明する。
図49a〜図49eは、本明細書で説明する方法及び装置の多くで使用することができるスタイラス160を示す。スタイラス160は、スタイラス160を、限定はされないが、図45aに示す内側脛骨切除ガイド148など、他の機器に連結するための本体162を含む。この特定の実施形態では、スタイラス本体162の(バネテンショナが中に配置された)スロット164が、図45aに示す内側脛骨切除ガイド148の一部分を受けるように構成され、スタイラス本体162の下側部分166が内側脛骨切除ガイド148のスロット152へと突出する。そのような実施形態では、例えば図74によって図示されるように、スタイラス本体162の一部分及び第2アラインメントブロック128の一部分の両方が内側脛骨切除ガイド148のスロット152へと突出し、これらのコンポーネントが(少なくとも幾つかの並進及び回転自由度で)互いに対して固定位置にあり、少なくとも幾つかの自由度で同時に並進及び/又は回転することができる、単一のアセンブリを形成する。図に示すように、及び当業者には理解されるように、他のコネクタ構成によってアラインメントブロック、切除ガイド及びスタイラスの同様又は他のアセンブリを形成することも可能である。以下で詳細に説明するように、様々なスタイラスの実施形態を、アラインメントブロック及び切除ガイドだけでなく、人工膝関節形成術に関する他の機器、トライアル、他の装置、又は体内構造に連結することもできる。
幾つかの実施形態によると、脛骨の準備はまず、ニュートラル/基準の脛骨基礎を最初に設置し、それにより手術を開始する。ニュートラルの脛骨基礎を術中早期に提供することの目的は、他の自由度を後で微調整し、及び/又は設定する前に、2つのニュートラルの自由度(すなわち、ニュートラルの内反/外反角度及びニュートラルの後側傾斜角度)をおおよそ設定することである。幾つかの実施形態では、ニュートラルの基礎は、切除の深さなど、他の自由度をおおよそ設定することもできる。ニュートラルの脛骨基礎を提供することは一般に、少なくとも幾つかの実施形態では、その後の脛骨の準備ステップのための良好な開始点として作用する。幾つかの実施形態では、アラインメントブロック102を配置するステップは、ニュートラルの脛骨基礎を設置する。本明細書で使用される「ニュートラル」又は「基準」の脛骨基礎とは、0自由度から特定の自由度(0度の内反/外反又は0度の後側傾斜など)に設定される基礎を含むことができるが、幾つかの実施形態では「0以外の」ニュートラルの基礎を含むこともできる。
幾つかの実施形態では、脛骨の準備における次のステップは、1つ又は複数の脛骨プラトー切除及び(任意で)垂直な隆起部切除をガイドする、内側切除ブロック(又は内側/外側切除ブロックの組み合わせ)を配置することである。場合によっては、特定の前後十字靭帯温存型脛骨インプラントなど、プラトー及び/又は垂直な隆起部骨切除の内側/外側位置及び内旋/外旋に関する自由度が大きく相互影響することがあり、幾つかの実施形態では、これらの自由度を同時に設定することが好ましい場合がある。場合によっては、これらの自由度を個々に設定することは、反復的で時間のかかるプロセスとなり得る。
上記で述べたように、脛骨の切除は一般に、以下のステップの1つ又は複数を含む:
内側脛骨プラトーの切除部を形成するステップ、垂直な内側及び外側脛骨隆起部の切除部を形成するステップ、内側プラトーのバランスチェックを実施するステップ、外側脛骨プラトー切除を実施するステップ、及び可動域を評価するためにトライアル整復を実施するステップ。幾つかの実施形態では、これらのステップは必ずしもこの順序で実施する必要はない。
内側脛骨切除ガイド148、スタイラス160、及び/又は第2アラインメントブロック128アセンブリが所望の位置及び向きに配置された後、骨ピン又は他の締結機構を使用して、これらのコンポーネントの1つ又は複数を脛骨近位部12に固定することができる。例えば、図45a〜図45cに示す内側脛骨切除ガイド148は、骨ピン又は他の締結具の脛骨近位部への配置をガイドする、内側切除開口156及び外側切除開口158を含み、幾つかの実施形態では、以下の2つの機能の一方又は両方を実施することができる(1)切除中、安定性のために、内側脛骨切除ガイド148を脛骨近位部12に固定する、及び(2)往復式鋸又は他の切除デバイスの動作を制限する停止部として作用する。幾つかの実施形態では、骨ピンは、内側及び/又は外側脛骨プラトーの切除中に、脛骨隆起部の予期しない切込みを防ぎ、垂直な内側及び外側隆起部の骨を脛骨近位部12へと深く切除しすぎることを防ぐ停止部として作用することができ、ストレスの集中する可能性を低減し、他の利点を提供する。幾つかの実施形態では、これらのピンは、垂直な隆起部切除部のベースとプラトー切除部の中心側の範囲との交点に配置することができる。以下で説明する二重刃の往復式骨切除鋸を使用する実施形態など、幾つかの実施形態では、(内側又は外側切除開口156、158のいずれかで)単一の骨ピンが両方の垂直な隆起部骨切除の深さを制限するように機能することができる。
脛骨近位部12の内側プラトー部分を完全に除去するために、内側プラトー切除に加えて、少なくとも1つの全体的に垂直な内側隆起部切除を行わなければならない。図77及び図78に示すように、スタイラス160は、保存される脛骨隆起部の内側及び外側の境界を形成する、これらの垂直な切除のための切除ガイドとして機能することができる。垂直な切除のために典型的な単一刃の往復式鋸を使用することができるが、図77及び図78に示すように、二重刃の往復式鋸ブレード192を使用して、内側及び外側隆起部骨切徐部の両方を同時に切除することもできる。
幾つかの実施形態では、必ずしも必要とは限らないが、外側プラトー切除部を形成する前に内側プラトー切除部を評価することが望ましい場合がある。以下で説明するように、外側プラトー切除部を形成する前の内側プラトー切除部の評価(又は、他の実施形態では、内側プラトー切除部を形成する前の外側プラトー切除部の評価)は、第2のプラトー切除部を形成する前に、その位置が最良な運動力学的、動力学的、及び生体力学的アウトカムのために最適化されていることを確実にするために、他のプラトー切除部を2回切除しなければならないリスクを軽減する助けとなる。それに加えて、又はその代わりに、幾つかの実施形態では、脛骨プラトーの同じ側を複数回切除しなければならない可能性を減らすように、内側又は外側プラトー切除部の評価を行うことができる。さらに他の実施形態では、以下で述べる評価(及びそのような評価を実施するための装置)を、内側及び外側切除の両方の後で使用するために修正することができ、プラトー切除部を複数回切除しなければならない可能性を減らすことができる。
図99〜図107は、脛骨近位部12に外側プラトー切除部を形成しながら、切除器械をガイドするための外側切除ガイド220の実施形態を示す。他の実施形態は、図99〜図107の外側切除ガイド220と同様の構造及び機能を有するが、(例えば、最初に外側プラトー切除部を形成し、次に内側プラトー切除部を形成する技術において)脛骨近位部12で内側プラトー切除部を切除する際に使用するための内側切除ガイドを含む。
図104は、内側プラトー切除部212及び外側プラトー切除部242が完成した後であるが、脛骨隆起部40の前側部分を除去する前、及び脛骨インプラントのキールのための穿孔の前の脛骨近位部12を示す。
既に述べたように、仕上げステップは一般に、(1)キールキャビティを脛骨近位部12の海綿骨へと穿孔するステップ、及び(2)脛骨隆起部40の前側ブロック部分を除去するように、前側隆起部骨切除部及び前側脛骨プラトー切除部を形成するステップの一方又は両方を含む。
幾つかの実施形態では、本明細書で開示された機器を製造するとき、多大な費用の削減が実現される。例えば、幾つかの実施形態による脛骨ベースプレートは、非対称及び両側用である;言い換えると、キラリティは必要ではなく、所望であれば左脚又は右脚のいずれにも使用される特定の機器のためのものとすることができる。例えば、脛骨ベースプレートの各サイズでは、脛骨ベースプレートは、左脛骨又は右脛骨のいずれでも機能するように反転することができる。外側プラトー切除ガイドもまた、両側用とすることができ、すなわち、左脛骨又は右脛骨のいずれにも使用することができる。
12 脛骨近位部
14 切除面
16 大腿骨インプラント
18 大腿骨遠位部トライアル
20 非切除面
22 平坦な表面
24 湾曲した表面
26 内側顆部の表面
28 外側顆部の表面
30 下側部分
32 取り付け位置
34 ハンドル
36 髄外アラインメントロッド
38 間隙
40 脛骨隆起部
42 大腿骨遠位部トライアルのセット
44 トライアルベースプレート
46 シム
48 後縁部
50 後縁部
52 窓部
56 パドル
58 内側及び外側顆部
60 窓部
62 前後軸
64 中心前側V字点
66 内側及び外側縁部
68 内側及び外側縁部
70 アーム
72 前側スタイラス
74 前側皮質
78 開口
80 大腿骨トライアル
82 コンポーネント
84 切断具
86 長手方向軸
88 縁部
90 内側部分
92 外側部分
94 中心部分
96 フランジ
98 深さゲージ
100 印
102 アラインメントブロック
104 インジケータ
106 本体
108 ピン受け穴
110 ベンチ
112 ベンチコネクタ
114 止めネジ
116 インデックス特徴
118 髄外ロッドコネクタ
120 スロット
122 バネテンショナ
124 開口
126 つまみネジ機構
128 第2アラインメントブロック
130 第1のスロット
132 第2のスロット
134 バネテンショナ
136 ピン
138 上側部分
140 下側部分
142 枢軸
144 ロック
146 印
148 内側脛骨切除ガイド
150 中心本体部分
152 スロット
154 内側切除ガイド面
156 内側切除開口
158 外側切除開口
160 スタイラス
162 スタイラス本体
164 スロット
166 下側部分
168 基準面
170 連結軸
172 インジケータ部材
174 インジケータ部材
176 外側ガイド面
178 脛骨ベースプレート
180 間隙
182 スタイラス
184 パドルスタイラス
188 コネクタ
190 バネフィンガー
192 鋸
194 ブレード
196 ブレード
198 コネクタ
200 平坦な表面
202 取り付け特徴
204 スロット
208 取り付け特徴
210 脛骨トライアルインサート
212 内側プラトー切除部
214 ハンドル
216 下側表面
218 上側表面
220 切除ガイド
222 本体
224 水平ガイド部材
226 パドル
228 ピン受け開口
230 フラグピン
232 挿入部分
234 外側操作開口
236 拡大された頭部部分
238 フラグピン受け開口
240 前縁
242 外側プラトー切除部
244 トライアルベースプレート
246 トライアルインサート
248 内側ベースプレートウェブ
250 外側ベースプレートウェブ
252 ブリッジ
254 間隙
260 中心側基準面
262 外表側基準面
264 中心側基準面
266 外表側基準面
268 穴
270 ガイド
272 キールキャビティ
274 スロット
276 穿孔器
278 間隙
280 スロット
282 のみ
284 ドリルピン
286 のみスロット
288 停止部
290 ゲージ
292 切込み
294 滑車領域
296 エンジェルウィングスロットゲージ
306 ベースプレート
Claims (8)
- 大腿骨遠位部及び脛骨近位部を有する膝関節の関節形成術を実施する際に使用するためのキットにおいて、
前記キットが、
上側支持表面を有している第1の脛骨インプラントと、
平坦な下側表面を有しているハンドルと、
第1の支持表面を有している第1の内側脛骨トライアルであって、前記第1の内側脛骨トライアルが、前記ハンドルに位置決めされており、且つ、前記ハンドルの前記平坦な下側表面が、前記脛骨近位部の第1の切除面と接触している場合に、前記第1の内側脛骨トライアルが、前記第1の脛骨インプラントが前記脛骨近位部の前記第1の切除面に埋め込まれた状態における、前記上側支持表面の位置を疑似的に実現するために、前記第1の支持表面を前記脛骨近位部に対して位置決めするように構成されている、前記第1の内側脛骨トライアルと、
第2の支持表面を有している第2の内側脛骨トライアルであって、前記第2の内側脛骨トライアルが、前記ハンドルに位置決めされており、且つ、前記ハンドルの前記平坦な下側表面が、前記脛骨近位部の前記第1の切除面と接触している場合に、前記第2の内側脛骨トライアルが、前記第1の脛骨インプラントが前記脛骨近位部の第2の切除面に埋め込まれた状態における、前記上側支持表面の位置を疑似的に実現するために、前記第2の内側脛骨トライアルが、前記第2の支持表面を前記脛骨近位部に対して位置決めするように構成されており、前記第2の切除面が、前記第1の切除面と相違する、前記第2の内側脛骨トライアルと、
を備えていることを特徴とするキット。 - 前記キットが、前記第2の切除面を形成するためのアラインメントブロックであって、前記アラインメントブロックが、前記第2の内側脛骨トライアルに対応しており、第1の上側部分及び第1の下側部分を有しており、前記第1の上側部分が、前記第1の下側部分が前記脛骨近位部に対する基準位置に位置合わせされた場合に前記第2の切除面を切断するための位置を示す、前記アラインメントブロックを備えていることを特徴とする請求項1に記載のキット。
- 前記第1の内側脛骨トライアルが、前記第2の内側脛骨トライアルより厚肉とされ、前記第2の内側脛骨トライアルと相違する後側傾斜を有していることを特徴とする請求項1に記載のキット。
- 前記第1の内側脛骨トライアルが、前記第2の内側脛骨トライアルより厚肉とされるか、又は、前記第2の内側脛骨トライアルと相違する後側傾斜を有していることを特徴とする請求項1に記載のキット。
- 前記第2の内側脛骨トライアルが、前記脛骨近位部の再切除を擬似的に実現しており、
前記再切除が、前記第2の切除面を形成しており、
前記第2の切除面が、前記第1の切除面の遠位側に位置していることを特徴とする請求項1に記載のキット。 - 前記第2の内側脛骨トライアルが、前記脛骨近位部の再切除を擬似的に実現しており、
前記再切除が、前記第2の切除面を形成しており、
前記第2の切除面が、前記第1の切除面の後側傾斜と相違する後側傾斜を有していることを特徴とする請求項1に記載のキット。 - 前記キットが、内側顆部を具備する大腿骨トライアルを備えており、
前記第1の支持表面及び前記第2の支持表面が、前記大腿骨トライアルの前記内側顆部と関節結合するための内側上側関節面とされることを特徴とする請求項1記載のキット。 - 前記キットが、
第2の上側支持表面を有している第2の脛骨インプラントであって、前記第1の内側脛骨トライアルの後側傾斜と相違する後側傾斜を有しているか、又は、前記第1の内側脛骨トライアルの厚さと相違する厚さを有している、前記第2の脛骨インプラントと、
第3の支持表面を有している第3の内側脛骨トライアルであって、前記第3の内側脛骨トライアルが、前記ハンドルに位置決めされており、且つ、前記ハンドルの前記平坦な下側表面が、前記脛骨近位部の前記第1の切除面と接触している場合に、
前記第2の内側脛骨トライアルが、前記第2の脛骨インプラントが前記脛骨近位部の前記第1の切除面に埋め込まれた状態における、前記第2の上側支持表面の位置を疑似的に実現するために、前記第2の内側脛骨トライアルが、前記第3の支持表面を前記脛骨近位部に対して位置決めするように構成されている、前記第2の内側脛骨トライアルと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のキット。
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