JPH07194632A - 補綴関節の雛形形成方法及びこの方法で製造された補綴関節 - Google Patents
補綴関節の雛形形成方法及びこの方法で製造された補綴関節Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は正常な関節運動を復元する補
綴置換関節を製造する補綴関節の雛形形成方法、及びこ
れにより製造された関節を提供することである。 【構成】 本発明による補綴関節の雛形形成方法は、第
1回転軸線10を位置決めし、第1軸線と直角でなく交
差しない予め定めた関係を有する第2軸線20を位置決
めし、第1軸線及び第2軸線の両方に対する相互回転面
である第1面を第1部材60、76に形成し、第1面と
嵌め合い係合するように寸法決めされた第2面を第2部
材62、78に形成する諸段階を含むことを特徴とす
る。
綴置換関節を製造する補綴関節の雛形形成方法、及びこ
れにより製造された関節を提供することである。 【構成】 本発明による補綴関節の雛形形成方法は、第
1回転軸線10を位置決めし、第1軸線と直角でなく交
差しない予め定めた関係を有する第2軸線20を位置決
めし、第1軸線及び第2軸線の両方に対する相互回転面
である第1面を第1部材60、76に形成し、第1面と
嵌め合い係合するように寸法決めされた第2面を第2部
材62、78に形成する諸段階を含むことを特徴とす
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に補綴交換関節に関
する。更に詳しくは、本発明は部材がそれぞれ対応する
面を有し、これらの面が2つの別々な回転軸線のまわり
の部材の同時の回転をするために互いに嵌め合わされて
動くようにされた2部材よりなる関節に関する。本発明
は特に、しかし限定することなく、人体骨格に於ける関
節の解剖学的な動きを復元する補綴関節として有用であ
る。
する。更に詳しくは、本発明は部材がそれぞれ対応する
面を有し、これらの面が2つの別々な回転軸線のまわり
の部材の同時の回転をするために互いに嵌め合わされて
動くようにされた2部材よりなる関節に関する。本発明
は特に、しかし限定することなく、人体骨格に於ける関
節の解剖学的な動きを復元する補綴関節として有用であ
る。
【0002】
【従来の技術】関節に於いて一方の骨が他方の骨(単数
又は複数)に対して動く運動は、画成可能な包囲部材
(エンベロブ)内での回転運動であると記載することが
最適であるように、人体解剖学的な骨格を構成する関節
の多くを自然は作り上げた。特に関節に於ける骨の正常
な動きは、直角でなく、交差しない2本の異なる軸線の
まわりの骨の回転である。幾つかの機械的利点はこの事
実から生じている。第1に解剖学上の関節の運動は、1
平面内でのただ単に簡単であるという以上の回転を可能
にする。特に2本の回転軸線は直角でなく、平行でない
から、これらの2軸線のまわりの骨の回転は全3つの解
剖学的な平面(サジタル(sagital)、トランス
バース(transverse)及びコロナル(cor
onal))に於ける回転を明確に表す。2つの回転軸
線のみが必要とされることから、解剖学的な関節はその
まわりの骨の回転を達成するためには、同じ運動を達成
するために3つの回転軸線を使用する構造に於いて必要
とされるより少ない筋肉を必要とすることが、等しく重
要である。従って、解剖学的な関節は非常に機械的な効
率が良い。この全ての結果は、人間が正常な骨格の運動
として理解するところである。
又は複数)に対して動く運動は、画成可能な包囲部材
(エンベロブ)内での回転運動であると記載することが
最適であるように、人体解剖学的な骨格を構成する関節
の多くを自然は作り上げた。特に関節に於ける骨の正常
な動きは、直角でなく、交差しない2本の異なる軸線の
まわりの骨の回転である。幾つかの機械的利点はこの事
実から生じている。第1に解剖学上の関節の運動は、1
平面内でのただ単に簡単であるという以上の回転を可能
にする。特に2本の回転軸線は直角でなく、平行でない
から、これらの2軸線のまわりの骨の回転は全3つの解
剖学的な平面(サジタル(sagital)、トランス
バース(transverse)及びコロナル(cor
onal))に於ける回転を明確に表す。2つの回転軸
線のみが必要とされることから、解剖学的な関節はその
まわりの骨の回転を達成するためには、同じ運動を達成
するために3つの回転軸線を使用する構造に於いて必要
とされるより少ない筋肉を必要とすることが、等しく重
要である。従って、解剖学的な関節は非常に機械的な効
率が良い。この全ての結果は、人間が正常な骨格の運動
として理解するところである。
【0003】罹患又は損傷した関節の多くの補綴置換部
品が長年にわたり開発され使用されてきた。明らかに、
これらの関節の開発に於ける意図は、交換すべき特定の
解剖学的な関節の自然な運動を効果的に復元することで
あった。しかしながらその達成のために、関節の自然な
骨構造を復元又は模倣する試みは全くなかった。この代
わりに、補綴関節の設計は解剖学的な平面に関する関節
運動の伝統的な思慮によって典型的に進められてきた。
これは、関節のまわりの正常な骨の運動がこれらの基準
面の全てに於ける同時の相互関係を有する運動を伴うと
いう事実を見ることに多分に基づいている。補綴置換関
節を設計するために使用される伝統的な方法の結果とし
て、関節は唯1つの回転軸線を有するか、直角な回転軸
線を有して設計されていた。例えば、ベッキー氏他に付
与された「人工指関節」と題する米国特許第49447
58号明細書は、曲がる時に関節の一方の部材を他方の
部材に対して定められた方向に案内する1軸関節を開示
している。従来方法で設計された補綴置換関節の他の例
として、ヨウム氏他に付与された「手根関節」と題する
米国特許第4229841号明細書は、実質的に直角な
2本の軸線のまわりの部材の相対的運動を与える関節を
開示している。3軸線補綴の例として、アギー氏に付与
され「改良した関節手段を有する関節補綴」と題する米
国特許第4349922号明細書は関節部材を3つの異
なる軸線のまわりに枢動可能にしたリンクピンの組合せ
を開示している。相互連結部材を含む上述した引用例と
は異なり、ブラウン氏他に付与された「部分的に安定化
された膝関節」と題する米国特許第4959071号明
細書は、相互連結されてはいないが、互いに回転スライ
ドする部材を含む補綴関節を開示している。しかしこの
特徴にも拘かわらず、ブラウン氏他により開示された補
綴関節は単軸線のまわりの回転に限定されている。
品が長年にわたり開発され使用されてきた。明らかに、
これらの関節の開発に於ける意図は、交換すべき特定の
解剖学的な関節の自然な運動を効果的に復元することで
あった。しかしながらその達成のために、関節の自然な
骨構造を復元又は模倣する試みは全くなかった。この代
わりに、補綴関節の設計は解剖学的な平面に関する関節
運動の伝統的な思慮によって典型的に進められてきた。
これは、関節のまわりの正常な骨の運動がこれらの基準
面の全てに於ける同時の相互関係を有する運動を伴うと
いう事実を見ることに多分に基づいている。補綴置換関
節を設計するために使用される伝統的な方法の結果とし
て、関節は唯1つの回転軸線を有するか、直角な回転軸
線を有して設計されていた。例えば、ベッキー氏他に付
与された「人工指関節」と題する米国特許第49447
58号明細書は、曲がる時に関節の一方の部材を他方の
部材に対して定められた方向に案内する1軸関節を開示
している。従来方法で設計された補綴置換関節の他の例
として、ヨウム氏他に付与された「手根関節」と題する
米国特許第4229841号明細書は、実質的に直角な
2本の軸線のまわりの部材の相対的運動を与える関節を
開示している。3軸線補綴の例として、アギー氏に付与
され「改良した関節手段を有する関節補綴」と題する米
国特許第4349922号明細書は関節部材を3つの異
なる軸線のまわりに枢動可能にしたリンクピンの組合せ
を開示している。相互連結部材を含む上述した引用例と
は異なり、ブラウン氏他に付与された「部分的に安定化
された膝関節」と題する米国特許第4959071号明
細書は、相互連結されてはいないが、互いに回転スライ
ドする部材を含む補綴関節を開示している。しかしこの
特徴にも拘かわらず、ブラウン氏他により開示された補
綴関節は単軸線のまわりの回転に限定されている。
【0004】上述した引用例の何れも関節自体の運動を
第1に分析して補綴置換関節を設計することを教示し、
又は示唆するものではない。もしそうであるならば、正
常な関節が特徴とする直角でなく交差しない2本の回転
軸線が自然に生じることは明白である。これに留意し
て、本発明は関節に於ける正常な骨の当接面が回転面で
あることを認識した。特に、関節に於ける骨の当接面の
各々は、関節の2つの直角でなく交差しない解剖学的な
回転軸線のまわりの回転面である。更に、本発明はこの
回転面が、特に該当する骨関節面を再生するために幾何
学的に変化できるパラメータを有するトーラス、特に歪
んだトーラスであると認識する。これらの観察から、本
発明は、解剖学的関節の骨構造は補綴で再生でき、正常
な関節運動を復元するために使用できることを認識して
いる。
第1に分析して補綴置換関節を設計することを教示し、
又は示唆するものではない。もしそうであるならば、正
常な関節が特徴とする直角でなく交差しない2本の回転
軸線が自然に生じることは明白である。これに留意し
て、本発明は関節に於ける正常な骨の当接面が回転面で
あることを認識した。特に、関節に於ける骨の当接面の
各々は、関節の2つの直角でなく交差しない解剖学的な
回転軸線のまわりの回転面である。更に、本発明はこの
回転面が、特に該当する骨関節面を再生するために幾何
学的に変化できるパラメータを有するトーラス、特に歪
んだトーラスであると認識する。これらの観察から、本
発明は、解剖学的関節の骨構造は補綴で再生でき、正常
な関節運動を復元するために使用できることを認識して
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述に鑑みて、本発明
の目的は正常な関節運動を復元する補綴置換関節を製造
する補綴関節の雛形形成方法を提供することである。本
発明の他の目的は、関節を横断する筋肉の機械的な利点
を保持する補綴置換関節を製造する補綴関節の雛形形成
方法を提供することである。本発明の更に他の目的は、
正常な関節の回転軸線を再現する補綴置換関節を製造す
る補綴関節の雛形形成方法を提供することである。本発
明の更に他の目的は、異なる形式の補綴置換関節の雛形
を形成する為に使用できる方法を提供する事である。本
発明の他の目的は、達成することが比較的容易で、コス
ト効果が比較的良い補綴置換関節の雛形形成方法を提供
することである。
の目的は正常な関節運動を復元する補綴置換関節を製造
する補綴関節の雛形形成方法を提供することである。本
発明の他の目的は、関節を横断する筋肉の機械的な利点
を保持する補綴置換関節を製造する補綴関節の雛形形成
方法を提供することである。本発明の更に他の目的は、
正常な関節の回転軸線を再現する補綴置換関節を製造す
る補綴関節の雛形形成方法を提供することである。本発
明の更に他の目的は、異なる形式の補綴置換関節の雛形
を形成する為に使用できる方法を提供する事である。本
発明の他の目的は、達成することが比較的容易で、コス
ト効果が比較的良い補綴置換関節の雛形形成方法を提供
することである。
【0006】
【課題を達成するための手段】本発明の補綴関節及びそ
の製造方法は2部材関節に関し、これは関節の解剖学的
な運動を復元する基本となる基準として作用する2本の
別個な回転軸線の確認及びその位置を基にする。これら
の両方の軸線、及びそれらの相対的な位置は解剖学的に
確認でき、復元すべき特定の関節に関して独特である。
軸線の一方即ち第1軸線は関節の一方の部材に関して解
剖学的に参照される。他方即ち第2軸線も又解剖学的に
修正され、第1軸線に対して予め定められた関係で配置
される。典型的にこれらの回転軸線は直角でなくかつ交
差しない。別の言い方をすれば、第1及び第2軸線の間
の予め定められた関係は第1偏倚角度(α)、第2偏倚
角度(β)及びこれらの2本の軸線間の投影距離であ
る。
の製造方法は2部材関節に関し、これは関節の解剖学的
な運動を復元する基本となる基準として作用する2本の
別個な回転軸線の確認及びその位置を基にする。これら
の両方の軸線、及びそれらの相対的な位置は解剖学的に
確認でき、復元すべき特定の関節に関して独特である。
軸線の一方即ち第1軸線は関節の一方の部材に関して解
剖学的に参照される。他方即ち第2軸線も又解剖学的に
修正され、第1軸線に対して予め定められた関係で配置
される。典型的にこれらの回転軸線は直角でなくかつ交
差しない。別の言い方をすれば、第1及び第2軸線の間
の予め定められた関係は第1偏倚角度(α)、第2偏倚
角度(β)及びこれらの2本の軸線間の投影距離であ
る。
【0007】上述したように、本発明の補綴関節は2部
材を含んで成る。関節の第1部材は第1軸線及び第2軸
線のまわりの回転面として数学的に形成された第1面を
有する。関節の第2面は第1部材の第1面と嵌め合わさ
れる第2面を有する。この関係を通じて第2部材は第1
部材に対して第1及び第2軸線のまわりを回転可能であ
る。
材を含んで成る。関節の第1部材は第1軸線及び第2軸
線のまわりの回転面として数学的に形成された第1面を
有する。関節の第2面は第1部材の第1面と嵌め合わさ
れる第2面を有する。この関係を通じて第2部材は第1
部材に対して第1及び第2軸線のまわりを回転可能であ
る。
【0008】関節のそれぞれの部材の第1及び第2面の
実際の形状は第1及び第2回転軸線に対するこれらの交
差面の位置によって決定される。本発明の目的の為に、
交差する第1及び第2面は解剖学的に決定される。復元
すべき特定の関節に応じて、両軸線の近位、これらの軸
線の中間又は両軸線の遠位の何れかとすることができ
る。
実際の形状は第1及び第2回転軸線に対するこれらの交
差面の位置によって決定される。本発明の目的の為に、
交差する第1及び第2面は解剖学的に決定される。復元
すべき特定の関節に応じて、両軸線の近位、これらの軸
線の中間又は両軸線の遠位の何れかとすることができ
る。
【0009】関節の運動範囲は交差面の形状及びこれら
の面の寸法の両方によって決定される。更に詳しくは、
運動範囲は各回転軸線のまわりの所望される回転度数に
よって数学的に決定される。更に、関節部材を接触状態
に保持して正常な解剖学的な運動範囲を効果的に復元す
る為に、寸法に関する限り、第1部材の面は第2部材の
表面積よりも大きい面積を有することができる。従って
第2部材は、その第2面が第1部材の第1面上を移動す
る時に両方の回転軸線のまわりを効果的に回転すること
ができる。
の面の寸法の両方によって決定される。更に詳しくは、
運動範囲は各回転軸線のまわりの所望される回転度数に
よって数学的に決定される。更に、関節部材を接触状態
に保持して正常な解剖学的な運動範囲を効果的に復元す
る為に、寸法に関する限り、第1部材の面は第2部材の
表面積よりも大きい面積を有することができる。従って
第2部材は、その第2面が第1部材の第1面上を移動す
る時に両方の回転軸線のまわりを効果的に回転すること
ができる。
【0010】本発明で意図するように、関節の置換に関
して、補綴関節の一方の部材は本来の関節の近位の即ち
基部の骨に取付けられて固定される。関節の他方の部材
は従って本来の関節の遠位の即ち先端の骨(単数又は複
数)に取付けられて固定される。補綴関節の部材の個数
は従って置換されることの必要な関節を運動学的に復元
する為にそれぞれの回転面の位置に並置される。
して、補綴関節の一方の部材は本来の関節の近位の即ち
基部の骨に取付けられて固定される。関節の他方の部材
は従って本来の関節の遠位の即ち先端の骨(単数又は複
数)に取付けられて固定される。補綴関節の部材の個数
は従って置換されることの必要な関節を運動学的に復元
する為にそれぞれの回転面の位置に並置される。
【0011】本発明の新規な特徴並びに本発明自体は、
その構造及び作動の両方に関して以下の説明に関係する
添付図面から最も良く理解されるのであり、図面に於い
て同じ符号は同じ部品を示している。
その構造及び作動の両方に関して以下の説明に関係する
添付図面から最も良く理解されるのであり、図面に於い
て同じ符号は同じ部品を示している。
【0012】
【実施例】図1の幾何学的な関係をまず最初に考慮する
と、図示されたx−y−z軸座標系を通常の解剖学的基
準面に関係づけるように試みない方が混乱は少ないであ
ろう。この関係づけは必要な幾何学関係が確立された後
に最も良く確立される。
と、図示されたx−y−z軸座標系を通常の解剖学的基
準面に関係づけるように試みない方が混乱は少ないであ
ろう。この関係づけは必要な幾何学関係が確立された後
に最も良く確立される。
【0013】まず最初に、図1及びそこに記載されて本
発明の数学的な理解に役立つ幾何学的関係を考える。
発明の数学的な理解に役立つ幾何学的関係を考える。
【0014】図1に於いて、第1軸線10はx−y−z
座標系のy方向に任意に方向決めされて示されている。
ここでx−y−z座標系の点12を考えれば、この点は
軸線10上にない。この点12が軸線10のまわりを軸
線10から固定距離r1 だけその軸線10に直角な平面
内を回転するならば、点12は円形路14に沿って移動
することは明白である。図1に示された幾何学に関し、
円形路14はx−z平面内に示され、r1 は形成される
円の半径である。
座標系のy方向に任意に方向決めされて示されている。
ここでx−y−z座標系の点12を考えれば、この点は
軸線10上にない。この点12が軸線10のまわりを軸
線10から固定距離r1 だけその軸線10に直角な平面
内を回転するならば、点12は円形路14に沿って移動
することは明白である。図1に示された幾何学に関し、
円形路14はx−z平面内に示され、r1 は形成される
円の半径である。
【0015】次に、点12のまわりの点16の回転を考
える。この回転は、点16が点12から固定距離に留ま
り、点12を通過する軸線20に直角な平面内に維持さ
れるならば、円形路18を生じる。この回転に関し、r
2 は形成される円の半径である。円形路18の円形路1
4に対する正確な配向も又本発明で必要とされる幾何学
の完全な理解を得るために重要である。この配向を確立
するために、軸線20は偏倚角度α及びβで記述でき
る。特に、角度αは点12にて路14に接するx−z面
内に位置する線22と、軸線20のx−z面内の投影線
24との間の角度として定義される。角度βは次に軸線
20とx−z面内の投影線24との間の角度として定義
される。
える。この回転は、点16が点12から固定距離に留ま
り、点12を通過する軸線20に直角な平面内に維持さ
れるならば、円形路18を生じる。この回転に関し、r
2 は形成される円の半径である。円形路18の円形路1
4に対する正確な配向も又本発明で必要とされる幾何学
の完全な理解を得るために重要である。この配向を確立
するために、軸線20は偏倚角度α及びβで記述でき
る。特に、角度αは点12にて路14に接するx−z面
内に位置する線22と、軸線20のx−z面内の投影線
24との間の角度として定義される。角度βは次に軸線
20とx−z面内の投影線24との間の角度として定義
される。
【0016】定義することにより、トーラスは円をその
平面内に於ける外側の点のまわりに回転させて形成され
る。図1に於いて、円は円形路18で確立され、外側の
点は軸線10がx−z面と交差する点26である。この
ようにして円形路18が軸線10のまわりを円形路14
に沿って回転すると、図2のトーラスが形成される。こ
の点に於いてトーラス28を形成するのに必要な可変の
幾何学的なパラメータはi)半径r1 、ii)半径
r2 、iii)角度α、及びiv)角度βであることが
認識される。角度α及びβが共にゼロ度で、与えられた
r1 及びr2 に依存するようなもっとも簡単な場合に
は、トーラス28はドーナッツ形となり、非常に薄いか
厚いドーナッツの何れかとなる。しかしながらα及びβ
値の範囲はゼロと180度(0°〜180°)の間で生
じる。従って通常の場合である角度α及びβに与えられ
た値によりトーラス28は歪む。
平面内に於ける外側の点のまわりに回転させて形成され
る。図1に於いて、円は円形路18で確立され、外側の
点は軸線10がx−z面と交差する点26である。この
ようにして円形路18が軸線10のまわりを円形路14
に沿って回転すると、図2のトーラスが形成される。こ
の点に於いてトーラス28を形成するのに必要な可変の
幾何学的なパラメータはi)半径r1 、ii)半径
r2 、iii)角度α、及びiv)角度βであることが
認識される。角度α及びβが共にゼロ度で、与えられた
r1 及びr2 に依存するようなもっとも簡単な場合に
は、トーラス28はドーナッツ形となり、非常に薄いか
厚いドーナッツの何れかとなる。しかしながらα及びβ
値の範囲はゼロと180度(0°〜180°)の間で生
じる。従って通常の場合である角度α及びβに与えられ
た値によりトーラス28は歪む。
【0017】既に観察したこと、即ち多くの解剖学的関
節は1つの部材を2本の直角でなく交差しない軸線のま
わりに回転させるということを思い起こされたい。これ
は歪んだトーラス28の場合と同じである。本発明はこ
の考えを組入れている。
節は1つの部材を2本の直角でなく交差しない軸線のま
わりに回転させるということを思い起こされたい。これ
は歪んだトーラス28の場合と同じである。本発明はこ
の考えを組入れている。
【0018】図2を参照すれば歪んだトーラス28の表
面の一部が30aで示されている。面30aと共に面3
0bも示されている。図解の目的だけで面30bは面3
0aより僅かに距離を隔てて示されている。幾何学的に
は面30a及び30bは互いに図示位置にて一致、即
ち、合致する。実際には、面30a及び30bは互いに
雄雌の関係を有している。同様に、歪んだトーラス28
の他の部が面32a及び32bとして示されている。し
かしながら、面30a及び30bは第1回転軸線10及
びそれそれの第2回転軸線20に対する関係に於いて面
32a及び32bと相違する(注意:軸線20は面30
a及び30bに関する位置で示されていない)。
面の一部が30aで示されている。面30aと共に面3
0bも示されている。図解の目的だけで面30bは面3
0aより僅かに距離を隔てて示されている。幾何学的に
は面30a及び30bは互いに図示位置にて一致、即
ち、合致する。実際には、面30a及び30bは互いに
雄雌の関係を有している。同様に、歪んだトーラス28
の他の部が面32a及び32bとして示されている。し
かしながら、面30a及び30bは第1回転軸線10及
びそれそれの第2回転軸線20に対する関係に於いて面
32a及び32bと相違する(注意:軸線20は面30
a及び30bに関する位置で示されていない)。
【0019】上述したように、関節に於いて互いに当接
する骨面は典型的に歪んだトーラス28の面に似た回転
面である。従って歪んだトーラス28の面30a−30
b及び面32a−32bは、適正に寸法決めされたなら
ば、解剖学的関節の骨面を再現、即ち、模倣する。
する骨面は典型的に歪んだトーラス28の面に似た回転
面である。従って歪んだトーラス28の面30a−30
b及び面32a−32bは、適正に寸法決めされたなら
ば、解剖学的関節の骨面を再現、即ち、模倣する。
【0020】人体にこの歪んだトーラス28の幾何学を
関連づける為に、図3に示された人34を考える。便宜
の為に、人34の動きは3つの解剖学的な平面を基準と
して参照される。これらの軸線は、サジタル平面36、
コロナル平面38及びトランスバース平面40である。
基準面36、38及び40の位置により、人34の如何
なる動きもこれらの1又はそれ以上の平面における回転
として記述できる。特に、サジタル平面36内の回転は
屈伸方向の動きを示すように矢印42で示されており、
コロナル平面38内の回転は外転及び内転の動きを示す
ように矢印44で示され、又トランスバース平面40内
の回転は外部及び内部への動きを示すように矢印46で
示されている。
関連づける為に、図3に示された人34を考える。便宜
の為に、人34の動きは3つの解剖学的な平面を基準と
して参照される。これらの軸線は、サジタル平面36、
コロナル平面38及びトランスバース平面40である。
基準面36、38及び40の位置により、人34の如何
なる動きもこれらの1又はそれ以上の平面における回転
として記述できる。特に、サジタル平面36内の回転は
屈伸方向の動きを示すように矢印42で示されており、
コロナル平面38内の回転は外転及び内転の動きを示す
ように矢印44で示され、又トランスバース平面40内
の回転は外部及び内部への動きを示すように矢印46で
示されている。
【0021】ここで図3を図1及び図2と比較して、そ
して更に詳しく点16の円形路18に沿う運動を考え
る。又、x−y−z座標系のy軸線を軸線10と整合さ
せ、z軸線を点12と交差させて仮想する。角度α及び
βがゼロより大きい値を有するならば、円形路18のx
−y面への投影(サジタル平面36と比較する)は屈伸
の何れかに於ける回転を示す。同様に円形路18のy−
z面への投影(コロナル平面38と比較する)は外転及
び内転の何れかの回転を示す。同様に円形路18のx−
z面への投影(トランスバース平面40と比較する)に
より内方及び外方への回転が示される。それ故に、人3
4の解剖学的基準面36、38及び40により、歪んだ
トーラス28の表面に沿う如何なる動きも屈−伸、外転
−内転、及び外方−内方の動きとして表される。この結
果、面30a、b又は32a、bに似た当接面を有する
補綴関節は置換される解剖学的関節を再現即ち模倣する
ように寸法決めできる。
して更に詳しく点16の円形路18に沿う運動を考え
る。又、x−y−z座標系のy軸線を軸線10と整合さ
せ、z軸線を点12と交差させて仮想する。角度α及び
βがゼロより大きい値を有するならば、円形路18のx
−y面への投影(サジタル平面36と比較する)は屈伸
の何れかに於ける回転を示す。同様に円形路18のy−
z面への投影(コロナル平面38と比較する)は外転及
び内転の何れかの回転を示す。同様に円形路18のx−
z面への投影(トランスバース平面40と比較する)に
より内方及び外方への回転が示される。それ故に、人3
4の解剖学的基準面36、38及び40により、歪んだ
トーラス28の表面に沿う如何なる動きも屈−伸、外転
−内転、及び外方−内方の動きとして表される。この結
果、面30a、b又は32a、bに似た当接面を有する
補綴関節は置換される解剖学的関節を再現即ち模倣する
ように寸法決めできる。
【0022】ここで図4を参照すれば、人34の手の骨
格が全体を符号48で示されている。手48はここでは
単に例示の為に示されているが、他の解剖学的構造が本
発明の記述にて容易に論じることのできることは理解さ
れよう。それにも係わらずに手48は指関節50を有し
て示されており、指関節は骨部材54で骨部材52に連
結されている。更に詳しくは、骨部材52の面56が骨
部材54の面58に当接している。この結果、骨面56
及び58は骨部材52が指関節50の廻りに回転すると
き、互いに対して相対的に移動する。上述したように、
面56及び58は歪んだトーラス28の一部即ち面積部
分を非常に近い状態で近似する。本発明によれば、指関
節50が置換されることを必要とするならば、面30a
−30b又は32a−32bを有する補綴関節が製造さ
れるべきである。
格が全体を符号48で示されている。手48はここでは
単に例示の為に示されているが、他の解剖学的構造が本
発明の記述にて容易に論じることのできることは理解さ
れよう。それにも係わらずに手48は指関節50を有し
て示されており、指関節は骨部材54で骨部材52に連
結されている。更に詳しくは、骨部材52の面56が骨
部材54の面58に当接している。この結果、骨面56
及び58は骨部材52が指関節50の廻りに回転すると
き、互いに対して相対的に移動する。上述したように、
面56及び58は歪んだトーラス28の一部即ち面積部
分を非常に近い状態で近似する。本発明によれば、指関
節50が置換されることを必要とするならば、面30a
−30b又は32a−32bを有する補綴関節が製造さ
れるべきである。
【0023】指関節50に似た多くの解剖学的関節は直
角でなく交差しない2本の軸線を特徴とすることを思い
起こされたい。このように、図1に記載した幾何学パラ
メータを使用して、関節50は第1軸線10及び第2軸
線20を有する。軸線10及び軸線20の両方が解剖学
的に確認され、指関節50に関して位置決めできること
が生じる。この確認はこの分野で良く知られた方法で行
われ、関節50並びに人34の骨格に於ける他の関節に
関して応用できる。確認された軸線10及び軸線20及
びそれらの関係により、偏倚角度α及びβが決定され
る。同様に、骨面56及び58の間の交差は関節50に
関して軸線10及び20に対し解剖学的に位置決めでき
る。骨面56及び58の間の交差位置により、歪んだト
ーラスの半径r1 及びr2 が確定される。この結果、関
節の解剖学的な簡単な測定を行うことで歪んだトーラス
28のパラメータα、β、r1 及びr2 が決定される。
角でなく交差しない2本の軸線を特徴とすることを思い
起こされたい。このように、図1に記載した幾何学パラ
メータを使用して、関節50は第1軸線10及び第2軸
線20を有する。軸線10及び軸線20の両方が解剖学
的に確認され、指関節50に関して位置決めできること
が生じる。この確認はこの分野で良く知られた方法で行
われ、関節50並びに人34の骨格に於ける他の関節に
関して応用できる。確認された軸線10及び軸線20及
びそれらの関係により、偏倚角度α及びβが決定され
る。同様に、骨面56及び58の間の交差は関節50に
関して軸線10及び20に対し解剖学的に位置決めでき
る。骨面56及び58の間の交差位置により、歪んだト
ーラスの半径r1 及びr2 が確定される。この結果、関
節の解剖学的な簡単な測定を行うことで歪んだトーラス
28のパラメータα、β、r1 及びr2 が決定される。
【0024】パラメータα、β、r1 及びr2 の解剖学
的な測定値を使用して、面30a−b間は32a−bが
数学的に形成できる。この情報は次に図5(A)及び
(B)にそれぞれ示された嵌め合わされる部材の製造に
使用される。まず最初に、図5(A)を参照すれば解剖
学的部材60が示され、30aは取付けられたステム6
4を有している。軸受面30aは歪んだトーラス28の
面30bと同じであり、陥凹性(線66で示される)、
及び凸状性(線68で示される)を特徴とする。同様
に、補綴部材62は取付けられたステム70を有する。
同様に、部材62は歪んだトーラス28の面30bと同
じ軸受面32bを有し、この面は歪んだトーラス28の
面30bと同じである。図5(A)及び(B)を対照し
て参照することで認識できるように、部材62の軸受面
30bは陥凹性(線72で示される)を有し、これは部
材60の軸受面30aの凸状性に合致する。同様に、部
材62の軸受面30bは凸状性(線74で示される)を
有し、これは部材60の軸受面30aの陥凹性に合致す
る。このようにして、補綴部材60及び62は嵌合面を
有する。
的な測定値を使用して、面30a−b間は32a−bが
数学的に形成できる。この情報は次に図5(A)及び
(B)にそれぞれ示された嵌め合わされる部材の製造に
使用される。まず最初に、図5(A)を参照すれば解剖
学的部材60が示され、30aは取付けられたステム6
4を有している。軸受面30aは歪んだトーラス28の
面30bと同じであり、陥凹性(線66で示される)、
及び凸状性(線68で示される)を特徴とする。同様
に、補綴部材62は取付けられたステム70を有する。
同様に、部材62は歪んだトーラス28の面30bと同
じ軸受面32bを有し、この面は歪んだトーラス28の
面30bと同じである。図5(A)及び(B)を対照し
て参照することで認識できるように、部材62の軸受面
30bは陥凹性(線72で示される)を有し、これは部
材60の軸受面30aの凸状性に合致する。同様に、部
材62の軸受面30bは凸状性(線74で示される)を
有し、これは部材60の軸受面30aの陥凹性に合致す
る。このようにして、補綴部材60及び62は嵌合面を
有する。
【0025】ここに説明したように、補綴部材60及び
62は軸受面30a−bを有し、これらの面は交換され
るべき解剖学的関節の当接面が軸線10及び20の間で
ある時に必要とされる。他方、交換されるべき解剖学的
関節の当接面の両方が軸線10及び20に対する近位又
は遠位の何れかに位置するならば、面32a−bと同じ
軸受面を有する嵌合される一対の補綴部材が必要であ
る。図6(A)及び(B)はこのような一対の補綴部材
を示している。
62は軸受面30a−bを有し、これらの面は交換され
るべき解剖学的関節の当接面が軸線10及び20の間で
ある時に必要とされる。他方、交換されるべき解剖学的
関節の当接面の両方が軸線10及び20に対する近位又
は遠位の何れかに位置するならば、面32a−bと同じ
軸受面を有する嵌合される一対の補綴部材が必要であ
る。図6(A)及び(B)はこのような一対の補綴部材
を示している。
【0026】図6(A)及び(B)はそれぞれ軸受面3
2b及び軸受面32aを有する補綴部材を示している。
図6(A)に於いて、部材76は取付けステム80を含
み、又軸受面32bは線82及び84で示されるように
凹面である。図6(B)は取付けステム86を含む補綴
部材47を示し、又軸受面32aが線88及び90で示
されるように凸状であることを示している。軸受面32
a及び32bは互いに一致するので、それらは並置され
た時に互いに対して組合わされる。
2b及び軸受面32aを有する補綴部材を示している。
図6(A)に於いて、部材76は取付けステム80を含
み、又軸受面32bは線82及び84で示されるように
凹面である。図6(B)は取付けステム86を含む補綴
部材47を示し、又軸受面32aが線88及び90で示
されるように凸状であることを示している。軸受面32
a及び32bは互いに一致するので、それらは並置され
た時に互いに対して組合わされる。
【0027】図4に示された指関節50を置換する動作
に於いて、回転軸線10及び20は解剖学的パラメータ
α、β、r1 及びr2 を決定する為に関節50上に位置
される。解剖学的パラメータα、β、r1 及びr2 に応
じた寸法で製造された一対の補綴部材60、62(又は
76、78)が選択される。整形外科医には周知の方法
で骨52及び54が適当に準備された後、補綴部材6
0、62は骨52及び54に取付けられて、置換される
べき関節の解剖学的構造を正確に模倣するようになされ
る。関節50に組付けられている本来の筋肉及び靱が次
に可能ならば再連結され、補綴部材60、62を含んで
成る補綴関節がセットされる。骨52及び54は次に直
角でなく交差しない2本の回転軸線のまわりの自然な回
転を再現即ち模倣するようにして互いに対して相対移動
できるようになされる。
に於いて、回転軸線10及び20は解剖学的パラメータ
α、β、r1 及びr2 を決定する為に関節50上に位置
される。解剖学的パラメータα、β、r1 及びr2 に応
じた寸法で製造された一対の補綴部材60、62(又は
76、78)が選択される。整形外科医には周知の方法
で骨52及び54が適当に準備された後、補綴部材6
0、62は骨52及び54に取付けられて、置換される
べき関節の解剖学的構造を正確に模倣するようになされ
る。関節50に組付けられている本来の筋肉及び靱が次
に可能ならば再連結され、補綴部材60、62を含んで
成る補綴関節がセットされる。骨52及び54は次に直
角でなく交差しない2本の回転軸線のまわりの自然な回
転を再現即ち模倣するようにして互いに対して相対移動
できるようになされる。
【0028】ここに示され詳細に開示されたように、補
綴関節の雛形を形成する特定の方法及び得られた関節
は、先に述べた目的を達成して利点を与えることが完全
に可能になるが、これは本発明の現在好ましいとされる
実施例の単なる図解であり、又特許請求の範囲に定めら
れた以外にここに示された構造及び形状の細部に限定す
る意図の全くないことが理解されねばならない。
綴関節の雛形を形成する特定の方法及び得られた関節
は、先に述べた目的を達成して利点を与えることが完全
に可能になるが、これは本発明の現在好ましいとされる
実施例の単なる図解であり、又特許請求の範囲に定めら
れた以外にここに示された構造及び形状の細部に限定す
る意図の全くないことが理解されねばならない。
【図1】トーラスを形成するための幾何学的考慮の斜視
説明図。
説明図。
【図2】本発明の補綴置換関節の当接面として使用する
為に選択された面積部を有するトーラスの斜視図。
為に選択された面積部を有するトーラスの斜視図。
【図3】3つの解剖学的な基準面に対する関係に於いて
示された人の斜視図。
示された人の斜視図。
【図4】手の骨格の平面図。
【図5】(A)及び(B)は、トーラスを定める2本の
回転軸線の間に関節面が位置する補綴関節に使用され
る、図2に示されたトーラスから得られた嵌め合い面を
示すそれぞれ異なる角度に於ける斜視図。
回転軸線の間に関節面が位置する補綴関節に使用され
る、図2に示されたトーラスから得られた嵌め合い面を
示すそれぞれ異なる角度に於ける斜視図。
【図6】(A)及び(B)は、トーラスを定める2本の
回転軸線の近位又は遠位に関節面が位置する補綴関節に
使用される、図2に示されたトーラスから得られた嵌め
合い面を示すそれぞれ異なる角度に於ける斜視図。
回転軸線の近位又は遠位に関節面が位置する補綴関節に
使用される、図2に示されたトーラスから得られた嵌め
合い面を示すそれぞれ異なる角度に於ける斜視図。
10 第1軸線 20 第2軸線 22、24 投影線 28 トーラス 30a、30b、32a、32b 面 34 人 36 サジタル平面 38 コロナル平面 40 トランスバース平面 48 手の骨格 50 指関節 52、54 骨部材 56、58 面 60、62 補綴部材 64 ステム 76、78 補綴部材 86 ステム
Claims (15)
- 【請求項1】 第1部材及び第2部材を有する補綴関節
の雛形を形成する方法であって、 解剖学的に参照される第1回転軸線を位置決めし、 前記第1軸線と予め定められた関係を有する第2軸線を
位置決めし、 前記第1軸線及び前記第2軸線の両方に対する相互回転
面である第1面を前記第1部材に形成し、 前記第1面と嵌め合い係合するように寸法決めされた第
2面を前記第2部材に形成する諸段階を包含する補綴関
節の雛形形成方法。 - 【請求項2】 前記予め定められた関係が第1偏倚角
度、第2偏倚角度及び前記第1軸線及び前記第2軸線の
間の投影距離で特徴付けられる請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記第1面が前記第1軸線及び前記第2
軸線の近位に位置された請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記第1面が前記第1軸線及び前記第2
軸線の中間に位置された請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記第1面が前記第1軸線及び前記第2
軸線の遠位に位置された請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 前記第1面が前記第2面の表面積よりも
大きな表面積を有する請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記補綴関節の解剖学的な動作範囲を効
率的に復元するように前記第1面を寸法決めする段階を
更に含む請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 補綴される関節であって、 第1面を備えて形成された第1部材にして、解剖学的に
参照される第1回転軸線を定める共に前記第1軸線に対
して予め定められた関係の第2回転軸線を有する、第1
部材、及び第2面を備えて形成された第2部材にして、
前記第1面と嵌め合い係合すると共に前記第1軸線又は
前記第2軸線のまわりに前記第2部材を回転させるよう
にスライド運動するように寸法決めされた第2部材を、
包含する補綴関節。 - 【請求項9】 前記予め定められた関係が第1偏倚角
度、第2偏倚角度及び前記第1軸線及び前記第2軸線の
間の投影距離で特徴付けられる請求項8に記載の補綴関
節。 - 【請求項10】 前記第1面が前記第1軸線及び前記第
2軸線の近位に位置された請求項8に記載の補綴関節。 - 【請求項11】 前記第1面が前記第1軸線及び前記第
2軸線の中間に位置された請求項8に記載の補綴関節。 - 【請求項12】 前記第1面が前記第1軸線及び前記第
2軸線の遠位に位置された請求項8に記載の補綴関節。 - 【請求項13】 前記第1部材の前記第1面が前記第2
部材の前記第2面の表面積よりも大きな表面積を有し、
又前記補綴関節の解剖学的な動作範囲を効率的に復元す
るように前記第1面が寸法決めされた請求項8に記載の
補綴関節。 - 【請求項14】 前記第1軸線及び前記第2軸線が直角
でなく、交差しない請求項8に記載の補綴関節。 - 【請求項15】 第1部材及び第2部材を有する補綴関
節であって、 解剖学的に参照される第1回転軸線を位置決めし、 前記第1軸線と予め定められた関係を有する第2軸線を
位置決めし、 前記第1軸線及び前記第2軸線の両方に対する相互回転
面である第1面を前記第1部材の為に形成し、及び前記
第1面と嵌め合い係合すると共に前記第1軸線又は前記
第2軸線のまわりに前記第2部材を回転させるようにス
ライド運動するように寸法決めされた第2面を前記第2
部材の為に形成する諸段階を含む方法で製造された補綴
関節。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/169,297 US5522900A (en) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | Prosthetic joint and method of manufacture |
US169297 | 1993-12-17 | ||
US08/202,910 US5549690A (en) | 1993-12-17 | 1994-02-28 | Prosthetic thumb joint and method of manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07194632A true JPH07194632A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=26864935
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6311448A Pending JPH07241306A (ja) | 1993-12-17 | 1994-12-15 | 親指の手根中手関節の補綴及びその製造方法 |
JP6313514A Pending JPH07194632A (ja) | 1993-12-17 | 1994-12-16 | 補綴関節の雛形形成方法及びこの方法で製造された補綴関節 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6311448A Pending JPH07241306A (ja) | 1993-12-17 | 1994-12-15 | 親指の手根中手関節の補綴及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5522900A (ja) |
EP (2) | EP0669117A1 (ja) |
JP (2) | JPH07241306A (ja) |
Families Citing this family (125)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5405400A (en) * | 1993-10-05 | 1995-04-11 | Orthomet, Inc. | Joint prosthesis enabling rotary circumduction |
US6494918B1 (en) | 2000-01-30 | 2002-12-17 | Diamicron, Inc. | Component for a prosthetic joint having a diamond load bearing and articulation surface |
US6800095B1 (en) | 1994-08-12 | 2004-10-05 | Diamicron, Inc. | Diamond-surfaced femoral head for use in a prosthetic joint |
US6514289B1 (en) | 2000-01-30 | 2003-02-04 | Diamicron, Inc. | Diamond articulation surface for use in a prosthetic joint |
US6596225B1 (en) | 2000-01-31 | 2003-07-22 | Diamicron, Inc. | Methods for manufacturing a diamond prosthetic joint component |
US6676704B1 (en) | 1994-08-12 | 2004-01-13 | Diamicron, Inc. | Prosthetic joint component having at least one sintered polycrystalline diamond compact articulation surface and substrate surface topographical features in said polycrystalline diamond compact |
US6425922B1 (en) | 2000-01-30 | 2002-07-30 | Diamicron, Inc. | Prosthetic hip joint having at least one sintered polycrystalline diamond compact articulation surface |
US6398815B1 (en) | 2000-01-30 | 2002-06-04 | Diamicron, Inc. | Prosthetic joint having at least one superhard articulation surface |
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US5702469A (en) * | 1996-01-18 | 1997-12-30 | Kinetikos Medical, Inc. | Thumb joint prosthesis and related method of implantation |
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US5782927A (en) * | 1996-11-06 | 1998-07-21 | Ascension Orthopedics, Inc. | Metacarpal-phalangeal joint replacement |
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US8234097B2 (en) | 2001-05-25 | 2012-07-31 | Conformis, Inc. | Automated systems for manufacturing patient-specific orthopedic implants and instrumentation |
US8556983B2 (en) | 2001-05-25 | 2013-10-15 | Conformis, Inc. | Patient-adapted and improved orthopedic implants, designs and related tools |
US8771365B2 (en) | 2009-02-25 | 2014-07-08 | Conformis, Inc. | Patient-adapted and improved orthopedic implants, designs, and related tools |
US9603711B2 (en) | 2001-05-25 | 2017-03-28 | Conformis, Inc. | Patient-adapted and improved articular implants, designs and related guide tools |
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