JPWO2007139031A1 - 創外固定器 - Google Patents

Abstract

創外固定器により骨を固定する作業を容易にする。骨に挿入される複数のピンと、連結部材と、前記ピンと前記連結部材とを相対的に固定するとともに前記連結部材によって連結され、少なくとも一部がボールである回転部材と、前記ボールを回転可能に支持する第一支持部と第一のねじとが形成されている支持部材と、両端部に開口を有するとともに前記ボールを収容する筒状であって、一端部には前記第一のねじに対応する第二のねじが形成され、他端部には前記第一のねじに前記第二のねじがねじ込まれることにより前記ボールを前記第一支持部に押し付ける第二支持部が形成されている締結部材と、をそれぞれ備える複数のボールジョイントと、を備え、前記ピンと前記連結部材とは、前記支持部材と前記回転部材とに取り付けられる、創外固定器を提供する。

Description

本発明は骨折した骨の固定を行う創外固定器に関する。

骨折を治療する際に骨を整復して固定する器具として、創外固定器が知られている。創外固定器においては、一般に、骨に挿入するピンとピン同士を連結する部材とを備え、この部材とピンとが相対的に動かないように固定することで骨を整復した状態で固定する。

例えば、日本国特許第３７４０６４０号公報においては、骨折した部位を跨ぐ複数の部位に複数のピンを挿入し、各部位においてクランプによって複数のピンを固定する。また、各クランプは、両端にボールジョイントを備える棒状部材で連結され、固定される。日本国特開平１０−４３２０４号公報においてもクランプによって複数のピンが固定され、クランプにボールジョイントが連結される技術が開示されている。

また、日本国特表２００２−５３４１５０号公報および日本国特開２００５−６５７６２号公報においてもクランプによって複数のピンが固定される構成が開示されており、さらに、これらの公報においては、クランプ同士を連結する棒状の部材を相対的に回転させて折り曲げる構成が開示されている。

日本国特開２００４−２９８２５３号公報においては、ボールジョイントのボールと当該ボールを覆うソケットとを兼ねるボールジョイント手段によってピンを固定する技術が開示されている。日本国特許３３０８２７１号公報においては、先端が徐々に細くなる固定部材の上端にクランプ部材を連結し、ねじで締め付けることによって固定部材と結合部材とを連結する技術が開示されている。

その他、日本国特表平８−５０１０１１号公報、日本国特許３３０８２７１号公報、日本国特開２００５−６５７６２号公報、日本国特開平２−２１５４５６号公報、日本国特開２００２−９５６７５号公報にも各種の創外固定器が記載されている。

上述した創外固定器においては、ピンの挿入方向に制限があり、生体に対して正確にピンを挿入し、適正な整復を行うことは困難であった。また、一方側のピンと他方側のピンとを連結する棒状の部材の向きに制限があり、創外固定器を取り付ける際の自由度が低く、また、固定強度も低かった。

すなわち、日本国特許第３７４０６４０号公報においては、ボールジョイントや長さが可変の棒状部材によってクランプ同士を連結する際の自由度が向上するが、骨に挿入するピンはクランプによって固定されるのでピンを挿入する際の自由度はやはり大きく制限されてしまう。

具体的には、日本国特許第３７４０６４０号公報においては、複数の太径ピン５をクランプ３によって保持し、また、複数の細径ピン６をクランプ４によって保持するため、複数の太径ピン５や細径ピン６は同じ平面内に配置されていることが必要となり、また、ピン同士の距離や角度が制限される。生体にピンを挿入する際には、ピンの挿入位置を正確に制御することは極めて困難であり、骨に対するピンの挿入をやりなおすこともできない。従って、ピンの挿入方向に極めて高い自由度がなければ、創外固定器の扱いが極めて困難になってしまう。

なお、日本国特開平１０−４３２０４号公報，日本国特表２００２−５３４１５０号公報および日本国特開２００５−６５７６２号公報においても同様であり、これらの技術においてはクランプによってピンの挿入方向が規制されているため、ピンの挿入方向の自由度が低く、創外固定器の扱いが極めて困難である。

また、日本国特開２００４−２９８２５３号公報においては、ピンがボールジョイント手段のボールを貫通した状態で使用されるため、ボールの回転角度が制限される。さらに、ボールジョイント手段がボールとソケットとを兼ねているため、隣接するボール同士の距離を変更することができない。従って、ボールの回転角度とボール同士の距離が制限された状態で創外固定器の取付を行う必要があり、ピンの挿入方向はやはり大きく制限される。

さらに、日本国特許３３０８２７１号公報や上述の公報のいずれにおいても、各ピンに対して連結されているボールジョイントは一つのみである。従って、ボールジョイント同士を連結する棒状の部材は一方向に向けることしかできず、創外固定器の取り付け位置や向きに大きな制限があった。また、日本国特許３３０８２７１号公報の図８等に開示された技術においては、クランプ部材２と入れ子式部材３５，５１とが一体になった状態でクランプ部材２を固定部材１に装着する必要がある。従って、クランプ部材２の向きは入れ子式部材３５，５１の両端にて選択可能な向きの範囲内で決定する必要があり、それぞれのクランプ部材２の向きを別個独立に決定することはできない。このため、創外固定器の装着に際しては、クランプ部材２にて設定可能な向きに合わせて予め固定部材１の向きを設定する必要があり、創外固定器の取り付け位置や向きに大きな制限があった。

さらに、従来の創外固定器は、概略、一方向に長い棒状の部材の両端にボールジョイントおよびピンを取り付ける構成であるため、棒状の部材に対して略直角方向の力成分を有する捻りなどに対して強度を高めることが困難であった。

そして、上述したいずれの先行技術文献に記載された創外固定器おいても、骨折部位を挟んだ複数の骨にピンを固定した後に、可動部位のある構造体をそれぞれのピンに固定し、その構造体の可動部位を固定する作業は次のようにかなりの困難を伴う。

創外固定器によって骨を固定する作業は、骨折部位を挟む骨が相対的に動き得る状態において、可動部位のある創外固定器を、骨に対して固定しながら、組み立てながら、その可動部位を固定することである。したがって、従来の創外固定器を用いた手術では、患部と創外固定器という２つの操作対象がともに不安定な状態において、複数のピンに対して可動部位のある構造体を固定する作業や、ピンに固定された構造体の可動部位をねじで固定したり、そのねじをゆるめる作業を繰り返し強いられることになる。

ボールを収容するソケットとは別部材のねじをソケットにねじ込んでボールジョイントを固定する従来の構成では、レンチなどの道具を用いながら複数のねじを締めたり緩めることによってボールジョイントを固定することになる。ところが、従来用いられていたこの種のねじは、創外固定器を小型軽量化するためには小さくなければならないし、治療対象の骨が手のひらの骨のように小さい場合には大きく設計できないし、そもそもボールを収容するソケットよりも十分小さく設計する必要があるため、取扱が容易でない。

また、ボールを収容するソケットとは別部材の複数のねじをソケットにねじ込んでボールジョイントを固定する創外固定器では、ボールの回転を拘束する力が発生する方向がねじ毎に異なり、また、一般に全てのねじがボールに接触するまで、ボールとソケットとの接触点は不定である。したがって、ボールジョイントを連結する連結部材のピンに対する姿勢を特定の方向に変化させるために必要な力の減少幅は、緩めるねじによって異なる。また、ボールとソケットとの接触点が不定の状態では、特定のねじを緩めることによってピンに対する連結部材の姿勢を変化させるために必要な力の減少幅が最大となる姿勢変化の方向自体が変化する。

このため、ボールを収容するソケットとは別部材の複数のねじをソケットにねじ込んでボールジョイントを固定する従来の構成では、複数のねじをそれぞれ締めたり緩めたりする作業を繰り返しながらボールジョイントを固定しなければならない。したがって、このような従来の構成では、ピンに対して連結部材の姿勢を調整しながらボールジョイントを固定することが相当に困難である。

また、ボールを収容するソケットとは別部材の１つのねじをソケットにねじ込んでボールジョイントを固定する創外固定器では、そのねじを締めることによるピンに対する連結部材の姿勢の拘束力の増大幅は姿勢の変化方向によって異なる。したがって、この構成でも、ピンに対して連結部材の姿勢を調整しながらボールジョイントを固定することが相当に困難である。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、創外固定器により骨を固定する作業を容易にすることを目的とする。

（１）前記目的を達成する創外固定器は、骨に挿入される複数のピンと、連結部材と、複数のボールジョイントとを備える。それぞれの前記ボールジョイントは、前記ピンと前記連結部材とを相対的に固定するとともに前記連結部材によって連結され、少なくとも一部がボールである回転部材と、前記ボールを回転可能に支持する第一支持部と第一のねじとが形成されている支持部材と、両端部に開口を有するとともに前記ボールを収容する筒状の締結部材と、を備える。締結部材においては、一端部には前記第一のねじに対応する第二のねじが形成され、他端部には前記第一のねじに前記第二のねじがねじ込まれることにより前記ボールを前記第一支持部に押し付ける第二支持部が形成されている。そして、前記ピンと前記連結部材とは、前記支持部材と前記回転部材とに取り付けられる。

この構成の創外固定器では、ボールジョイントを固定するためにボールと支持部材とを相対的に回転不能に固定するためには、ボールを収容する締結部材そのものを支持部材に対して回転させることによってボールを支持部材の第二支持部に押し付ければよく、締結部材とは別のねじなどを必要としない。本発明の創外固定器では、ボールを収容する締結部材そのものを支持部材に対して回転させることによりボールジョイントを固定する構成であるために、ボールジョイントを固定するための操作対象である締結部材を大きく設計できるとともに、一つの部材に対する回転操作でボールジョイントを調整しつつ固定できる。したがって、本発明の創外固定器は、骨を固定する作業を格段に容易にする。

（２）上記目的を達成するための創外固定器において、前記第一のねじに前記第二のねじがねじ込まれるとき、前記第二支持部は、少なくとも３点で支持しながら前記ボールを前記第一支持部に押し付け、前記ボールが前記第一支持部と前記第二支持部とに接触しているとき、前記ボールに対する前記第一支持部と前記第二支持部との接触点の重心は常に前記ボールの中心に一致することが好ましい。

この構成によると、ボールが第一支持部と第二支持部とに接触している限りにおいて、ボールの回転を拘束する力となる摩擦力はボールの回転方向に無関係であり、どの方向にボールが回転しようとする場合にも同じ抵抗力となる。したがって、この構成の創外固定器では、１つの部材（締結部材）に対する回転操作だけで、ピンに対する連結部材の姿勢を調整するために必要な力を全方向の姿勢変化について同時に調整しつつ固定することができる。また、この構成の創外固定器では、１つの部材（締結部材）に対する回転操作だけで、ピンに対する連結部材の姿勢の固定力を全方向の姿勢変化について同時に増大することができる。その結果、創外固定器により骨を固定する作業はさらに容易になる。

（３）上記目的を達成するための創外固定器において、前記締結部材と前記支持部材とのうち外側に設けられる一方にねじ込まれることにより、内側に設けられる他方を圧し、前記締結部材と前記支持部材とを回転不能に固定する第三のねじを備えてもよい。

患者が動くと、締結部材の第二のねじが緩む方向にねじる力が連結部材またはピンからボールジョイントに加わる。したがって締結部材と支持部材との締結力は徐々に小さくなり得る。しかし、第三のねじを創外固定器に備えることにより、締結部材と支持部材の締結力を維持し続けることができる。

（４）上記目的を達成するための創外固定器において、前記回転部材と前記支持部材との少なくとも一方は他方を引きつける方向に着磁されていてもよい。
この構成により、締結部材を支持部材にねじ込んでボールを第一支持部に押し付ける前の状態においても、ピンに対する連結部材の姿勢を磁力によって仮固定することができる。このため、創外固定器により骨を固定する作業がさらに容易になる。

（５）上記目的を達成するための創外固定器において、前記回転部材および前記支持部材は、プラスチックマグネットから形成されていてもよい。
骨折治療においてはＸ線を用いて骨折部位の接合状態を確認しながら創外固定器が使用される。創外固定器がＸ線透過率の低い材料からなる場合、創外固定器がＸ線画像に濃く映り込み、骨折部位の確認が困難になる。そこで、回転部材と支持部材とをプラスチックマグネットから形成することにより、ピンと連結部材とを磁力によって仮固定できる機能を維持しつつも、骨折部位の確認が容易な創外固定器を実現できる。
尚、回転部材と支持部材以外の構成部材についても、Ｘ線透過率が金属などに比べて高い樹脂を基材とする材料などで形成することが好ましい。

（６）上記目的を達成するための創外固定器は、骨に挿入される複数のピンと、連結部材と、前記ピンと前記連結部材とを相対的に固定するとともに前記連結部材によって連結される複数のボールジョイントと、を備える。それぞれの前記ボールジョイントは、少なくとも一部がボールである回転部材と、前記ボールの重心をその内側に配置可能な凹部と外面から当該凹部に到達するねじ穴とを有するソケットと、前記ねじ穴にねじ込まれることにより前記ボールを前記凹部に押し付けるねじと、を備える。そして、前記ピンと前記連結部材とは、前記ソケットと前記回転部材とに取り付けられ、前記回転部材と前記ソケットとの少なくとも一方は他方を引きつける方向に着磁されている。

この創外固定器によると、回転部材とソケットとの少なくとも一方は他方を引きつける方向に着磁されているため、ねじでボールをソケットの凹部に押し付ける前の状態においても、ピンと連結部材とを磁力によって仮固定することができる。このため、創外固定器により骨を固定する作業が容易になる。

ボールジョイントは、ボールとボールに対して回転可能なソケットとを組み合わせて形成される。当該ボールジョイントを介してピンと連結部材とを連結することにより、両者の相対関係に高い自由度を持たせることができる。従って例えば、骨に対して任意の方向に挿入したピンにボールジョイントを取り付け、ボールジョイントの位置によらずに連結部材をボールジョイントに取り付けて創外固定器を形成するように、ボールの大きさとソケットの大きさとを調整可能であるし、その可動範囲を調整可能である。

また、凹部は、ボールジョイントにおけるボールを配置して固定することができればよく、ボールの径と略同一径の略半球状の凹部であっても良いし、矩形の凹部であってもよく、凹部の端面と凹部の最深部との距離がボールの半径より大きく、ボールの重心が凹部の端面より内側（凹部側）に配置されるように構成すればよい。

また、ボールに対してねじおよび凹部の壁面が少なくとも４カ所で接触し、当該４カ所の接点を頂点とする４面体の内側にボールの重心が配置されることが好ましい。このように構成することにより、複数のねじ穴のいずれかまたは組み合わせによってボールとソケットとを固定することができる。従って、本体がボールに対してどのような向きであっても、ねじ止めが容易な穴を選択してボールとソケットとを固定することができ、極めて容易に創外固定器の取付を行うことができる。この効果は、創外固定器が小型である場合や、創外固定器を取り付ける部位が複雑な形状をしているときに特に顕著に現れる。

（７）上記目的を達成するための創外固定器において、前記回転部材および前記ソケットは、プラスチックマグネットから形成されていてもよい。
回転部材とソケットとをプラスチックマグネットから形成することにより、ピンと連結部材とを磁力によって仮固定できる機能を維持しつつも、骨折部位の確認が容易な創外固定器を実現できる。
尚、回転部材とソケット以外の構成部材についても、Ｘ線透過率が金属などに比べて高い樹脂を基材とする材料などで形成することが望ましい。

（８）上記目的を達成するための創外固定器において、前記ボールジョイントの少なくとも一個においては、前記回転部材と前記ソケットとのいずれか一方が前記ピンの先端に取り付けられ、取り付けられた当該回転部材あるいは当該ソケットに対して前記回転部材と前記ソケットとの他方が取り付けられてもよい。

この構成によれば、ピンが回転部材のボールを貫通することがないので、ピンに影響されることなく回転部材を回転させることができ、ピンの先端（骨と逆側の端部）に対して極めて高い自由度で連結部材を連結することができる。また、各ピンの先端においてソケットの向きを別個独立に規定することができる。従って、ピンの挿入方向に依存することなくソケットと連結部材との関係を決定することができ、ピンの挿入方向や連結部材の向きに極めて高い自由度を持たせることが可能である。

なお、回転部材とソケットとのいずれがピンに連結される構成であってもよく、回転部材がピンに連結される場合にピンの先端に回転部材を連結する構成を採用可能である。このとき、ボールの外周においてピンと逆側にソケットを連結するので、ソケットはピンの先端において極めて高い自由度で向きを決定することができる。

ソケットがピンに連結される場合であっても、ソケットがピンの先端に連結されることにより、ピンの向きにかかわらず、ソケットに収容されるボールを回転させることができる。なお、ソケットをピンに連結する際には、ボールジョイントを介してピンと連結部材とを連結することができるようにソケットをピンに連結することができればよく、ソケットをピンに連結する際の向き等を適宜調整可能である。

（９）さらに、各ピンに対して複数のボールジョイントを連結する場合、ピンの一方の端部と他方の端部との間にボールジョイントを連結することになり、このために好ましい構成例として、ボールジョイントを形成する回転部材とソケットとのいずれか一方にピンを挿入して固定可能な挿入部を形成する構成を採用可能である。
すなわち、上記目的を達成するための創外固定器において、前記回転部材と前記ソケットとのいずれか一方に貫通穴が形成されている挿入部を備え、前記ピンは、前記挿入部の貫通穴に挿入されるとともに固定されてもよい。

この構成によれば、貫通穴に挿入されたピンを中心にして回転部材とソケットとのいずれか一方を回転させることが可能であり、回転して位置決めした後に回転部材とソケットとを連結することが可能である。従って、極めて自由度の高い連結を行うことが可能である。

なお、ピンの一方の端部と他方の端部との間にボールジョイントを連結するためには、回転部材とソケットとのいずれか一方から突出する部位を形成し、この部位に貫通穴を形成するなどして挿入部を構成することができる。

（１０）上記目的を達成するための創外固定器において、前記ボールジョイントは各ピンに対して複数個固定されてもよい。
１つのピンに対して複数のボールジョイントを連結すれば、連結部材の向きが１方向に限定されず、極めて取り付け自由度の高い創外固定器を提供することができる。また、連結部材が複数の方向を向いた状態で創外固定器を取り付けることにより、種々の方向から作用する力に対して高い強度を持つように創外固定器を取り付けることができる。

また、ｎ個（ｎは２以上）のピンのそれぞれに対して１個以上のボールジョイントを連結し、合計ｎ個以上のボールジョイントが連結されているように構成し複数のピンのそれぞれに対してボールジョイントを連結し、当該ボールジョイントを介してピンと連結部材とを固定することにより、全てのピンと連結部材との相対的な位置関係に極めて高い自由度を持たせることができる。従って、複数のピンのそれぞれがどのような向きで骨に挿入されていたとしても、その向きに影響されることなく連結部材によってボールジョイント同士を連結し、ピンを固定することができる。

また、複数のピンのそれぞれに対して異なるボールジョイントを連結することにより、ピン同士の距離や角度に制限（例えば、ある部位に複数のピンを平行に挿入しなければならない制限。）がなくなり、ピン同士が同一の平面内に配置される必要もなくなる。従って、複数のピンのそれぞれに対して異なるボールジョイントを連結することにより、創外固定器を取り付ける際にピンの挿入角度を全く考慮することなく、骨の整復に必要な位置、および方向にピンを挿入することができ、極めて使い勝手の良い創外固定器を提供することができる。

（１１）上記目的を達成するための創外固定器において、前記連結部材は、前記ボールジョイントを連結する複数の連結部を備え、当該複数の連結部の位置は、少なくとも当該連結部材の長手方向に調整可能であってもよい。

この構成においては、連結部材とボールジョイントとを連結する連結部の位置を、少なくとも当該連結部材の長手方向に調整可能である。従って、複数のピンを任意の方向で骨に挿入した結果、各ピンに連結されたボールジョイント同士がどのような距離であったとしても、その距離に合わせながら連結部材とボールジョイントとを連結することができる。このため、極めて使い勝手の良い創外固定器を提供することができる。

連結部材は、ボールジョイントを連結可能であり、かつ、その連結部を少なくとも連結部材の長手方向に調整可能であればよい。従って、連結部材自体の長さを調整して連結部の位置を調整する構成としてもよいし、連結部材における複数の箇所でボールジョイントを連結可能に構成してもよいし、複数の部材によって連結部材を構成するとともにそれらを連結する角度を調整することによって連結部の位置を調整可能に構成してもよく、種々の構成を採用可能である。

（１２）ボールジョイントに対する連結部の位置を調整するための連結部材の構成例として、第１〜第３の棒状部材をねじ機構によって連結し、第１の棒状部材を回転させることによって長さを調整できるように構成してもよい。
すなわち、上記目的を達成するための創外固定器において、前記連結部材は第１の棒状部材と当該第１の棒状部材における両端のそれぞれにねじ機構を介して連結される第２および第３の棒状部材とを備え、前記両端のねじ機構は、一方が右ねじであり他方が左ねじであってもよい。

この構成によれば、第１の棒状部材に対して第２の棒状部材をある回転方向に回転させながらねじ込むことが可能であり、第１の棒状部材に対して第３の棒状部材を逆向きに回転させながらねじ込むことが可能である。従って、第２および第３の棒状部材を第１の棒状部材に連結した状態で第１の棒状部材をある方向に回転させれば、第２および第３の棒状部材の双方が回転しながら互いに近づくように移動し、第1の棒状部材を逆向きに回転させれば第２および第３の棒状部材の双方が互いに遠ざかるように移動する。

この結果、第１の棒状部材の回転によって第１〜第３の棒状部材を組み合わせた連結部材全体の長さを調整することが可能になる。従って、極めて容易に連結部材の長さを調整可能になり、この調整によって連結部材とボールジョイントとの連結部の位置を調整することが可能である。

なお、第１〜第３の棒状部材においては、ねじ機構によってその組み合わせの長さを調整可能であればよく、例えば、第１の棒状部材を筒状の部材で構成してその内壁にねじ溝を形成するとともに第２および第３の棒状部材を円柱状の部材で構成してその外壁にねじ山を形成する構成等を採用可能である。むろん、第１〜第３の棒状部材においていずれを筒状にしても良いし、いずれにねじ溝を構成してもよく、種々の組み合わせを採用可能である。

（１３）さらに、ボールジョイントに対する連結部の位置を調整するための連結部材の構成例として、複数の棒状部材を連結することによって連結部材を形成し、その連結角度を調整できるように構成してもよい。例えば上記目的を達成するための創外固定器において、前記連結部材は２個の棒状部材を備えるとともに、当該２個の棒状部材は当該連結部材によって連結される２つの前記ボールジョイントの間において少なくとも平面内で回転可能に連結されてもよい。

この構成において２個の棒状部材のそれぞれの端部にボールジョイントを連結すれば、当該２個の棒状部材同士を相対的に回転させることによってボールジョイントの連結部の位置を調整することができる。なお、当該連結部においては少なくともある平面内で２個の棒状部材が回転できるように構成すればよく、むろん、この連結部をもボールジョイントによって構成し、高い自由度で回転できるように構成してもよい。

以上の創外固定器は、骨を整復し、骨折を治療する治療方法に適用することができる。むろん、人体および動物のいずれの骨折に対しても利用することができる。また、創外固定器の大きさは特に限定されないが、本発明にかかる創外固定器においては、ピンを骨に挿入する際の自由度が極めて高いので、生体の構造が複雑な部位や微小な骨、複雑骨折であってもその治療に適用することができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す図である。 図２は、ピンおよびボールの構造を説明する説明図である。 図３Ａは、ソケットの説明図であり、図３Ｂは図３ＡのＡ−Ａ断面図である。 図４は、棒状部材の説明図である。 図５は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す図である。 図６は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す図である。 図７は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す図である。 図８は、本発明の一実施形態にかかるピンおよびボールの構造を説明する説明図である。 図９は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す図である。 図１０は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す断面図である。 図１１は、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す斜視図である。 図１２Ａは、本発明の一実施形態にかかる締結部材の例を示す平面図である。 図１２Ｂは、本発明の一実施形態にかかる締結部材の例を示す平面図である。 図１３Ａは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｂは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｃは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｄは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｅは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｆは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｇは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。 図１３Ｈは、本発明の一実施形態にかかる創外固定器の使用方法を示す模式図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）創外固定器の概略構成：
（２）ピンおよび回転部材の構成：
（３）ソケットの構成：
（４）連結部材の構成：
（５）他の実施形態：

（１）創外固定器の概略構成：
図１は本発明の一実施形態にかかる創外固定器の例を示す図である。同図においては人間の手の骨１０を示すとともに、その一部の骨１１が部位１１ｃで折れている状態を例として示している。当該骨折している骨１１は骨１１ａおよび骨１１ｂからなり、整復した状態で固定するために本実施形態にかかる創外固定器２００を取り付ける。

図１においては、骨１１ａと骨１１ｂとを整復するため、それぞれにピン２１０を挿入した状態を示しており、治療を行う際には皮膚の上からピン２１０を刺し、ピン２１０を骨１１ａ，１１ｂに挿入する。ピン２１０において、骨１１と逆側の先端にはボールジョイント２２０が連結される。

ボールジョイント２２０は回転部材としてのボール２２１とソケット２２２とを備えており、ボール２２１にソケット２２２を被せた状態にて高い自由度でソケット２２２の向きを変更することができる。ソケット２２２には、ねじ溝が設けられた穴が形成されており、当該穴に対して六角穴付き止めねじをねじ込んでソケット２２２をボール２２１に対して固定することができる。

ソケット２２２には連結部材２３０を挿入可能な挿入部が形成されており、この挿入部に対して連結部材２３０を挿入してねじ止めすることによって連結部材２３０をソケット２２２に対して固定することができる。連結部材２３０は、第１の棒状部材２３１と第２の棒状部材２３２と第３の棒状部材２３３とを備えている。

第１の棒状部材２３１は略円筒の部材であり、外壁の中央には穴が形成されているとともに両端の内壁にはねじ溝が形成されている。第２の棒状部材２３２と第３の棒状部材２３３とは略円柱の部材であり、一方の端部にはねじ溝が形成されている。第１の棒状部材２３１の両端に形成されたねじ溝は、一方が右ねじであるとともに他方は左ねじであり、一方に第２の棒状部材２３２のねじ溝が対応し、他方に第３の棒状部材２３３のねじ溝が対応している。

従って、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３を回転させて第１の棒状部材２３１の内部に進入させる際の回転方向は互いに逆向きであり、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３が第１の棒状部材２３１に挿入された状態で、当該第１の棒状部材２３１を回転させることによって第２の棒状部材２３２と第３の棒状部材２３３との距離を互いに近づけ、または遠ざけることができる。このため、本実施形態においては、第１の棒状部材２３１を回転させることによって連結部材２３０の長さを調整することができる。

以上のように、本実施形態においてはピン２１０の先端にボールジョイント２２０を連結し、ソケット２２２に対して連結部材２３０を連結する。また、連結部材２３０の長さを調整可能であるため、連結部材２３０とボールジョイント２２０とを連結する連結部（本実施形態においてはソケット２２２の挿入部にてねじ止めされる連結部材２３０上の部位）の位置を容易に調整することができる。

従って、ピン２１０の挿入方向によらず極めて高い自由度でピン２１０とボールジョイント２２０と連結部材２３０との固定を行うことができる。すなわち、ピン２１０を骨１１ａ，骨１１ｂに挿入する際には、皮膚にピン２１０を刺し、皮膚の内側でピン２１０を骨１１ａ，骨１１ｂに到達させるので、骨１１ａ，骨１１ｂの形状や状態を視認しながらピン２１０の挿入作業をすることはできない。

また、骨１１ａ，骨１１ｂは生体内部に存在し、かつ、骨折しているため生体内で固定することは極めて困難であり、ピン２１０の挿入に伴って骨１１ａ，骨１１ｂが押されることにより位置や向きが容易に変動し得る。従って、ピン２１０を生体内の骨における所望の位置に挿入したり、所望の角度で挿入することは極めて困難である。

しかし、本実施形態においては、どのような角度で骨１１ａ，骨１１ｂに対してピン２１０を挿入したとしても、皮膚の上に露出しているピン２１０の先端にはボール２２１が連結されているため、各ボール２２１に対して所望の向きでソケット２２２を被せることは極めて容易である。なお、ここでは、各ピン２１０の先端においてソケット２２２の向きを別個独立に規定することができ、ピン２１０の挿入方向に依存することなくソケット２２２と連結部材２３０との関係を決定することができる。従って、ピン２１０の挿入方向や連結部材２３０の向きに極めて高い自由度を持たせることが可能である。

また、連結部材２３０においては、ねじ機構によって第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３を第１の棒状部材２３１に対して挿入することが可能であり、また、第１の棒状部材２３１を回転させることによって長さを調整可能である。従って、ピン２１０の挿入方向によらず、極めて容易にピン２１０とボールジョイント２２０とを連結し、さらにボールジョイント２２０と連結部材２３０とを連結することができる。

例えば、予め、第１〜第３の棒状部材を連結した状態で、第２の棒状部材２３２とソケット２２２とを仮止めし、第３の棒状部材２３３とソケット２２２とを仮止めしておく。そして、任意の位置、向きで骨に挿入されたピン２１０の先端に連結されたボール２２１の一方にソケット２２２の一方を被せながら、連結部材２３０の長さを調整して連結部の位置を微調整すれば、他方のソケット２２２を他方のボール２２１に対して極めて容易に被せることができる。

各ソケット２２２を各ボール２２１に被せることができれば、ねじによってボール２１１とソケット２２２を固定し、連結部材２３０をソケット２２２に固定することによって、創外固定器２００の装着を完了することができる。

なお、本実施形態において、ピン２１０以外の装着順序は特に限定されない。例えば、骨に対してピン２１０を挿入した後にボール２２１に対してソケット２２２を仮止めしておき、ソケット２２２の挿入部に第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３を挿入し、それらの間に第１の棒状部材２３１を配置してねじを連結するなど、種々の装着順序を採用可能である。むろん、創外固定器２００の装着に際して仮止めを解除したり、仮止めによるねじの締め付けを強めたりするなどの作業を適宜採用することは可能である。

（２）ピンおよび回転部材の構成：
次に、本実施形態にかかるピン２１０および回転部材としてのボール２２１の構成を詳細に説明する。図２は、ピン２１０およびボール２２１の構造を説明する説明図である。ピン２１０は略円柱の部材であり、その一方の端部においては図２に示すように先端に近づくほど細くなるとともにねじ溝２１０ａが形成されている。

ボール２２１は、略球体であり、ピン２１０を挿入する穴２２１ａと当該ピン２１０をねじ止めするためのねじ穴２２１ｂとを備えている。すなわち、穴２２１ａはボール２２１の中心を通る穴であるとともにその内径はピン２１０の外径と略同一である。従って、ピン２１０を穴２２１ａに嵌め込むことができる。

ピン２１０は、穴２２１ａに嵌め込まれた状態で、ねじ穴２２１ｂを介して六角穴付き止めねじ２２１ｃにてねじ止めされる。本実施形態においては、ピン２１０の先端にボール２２１を連結するが、むろん、ピン２１０がボール２２１を貫通しないようにピン２１０をねじ止めしても良いし、ピン２１０がボール２２１を貫通するようにねじ止めした後に、ピン２１０の一端を切断してピン２１０の一端にボール２２１が連結されているように構成してもよい。

いずれにしても、ピン２１０の先端にボール２２１を連結し、ピン２１０がボール２２１を貫通していない状態にすることによって、ピン２１０とソケット２２２とが干渉しない全ての範囲をソケット２２２の可動範囲とすることができる。この結果、ソケット２２２の向きに極めて高い自由度を与えることができる。

（３）ソケットの構成：
次に、本実施形態にかかるソケット２２２の構成を詳細に説明する。図３Ａはソケット２２２においてボール２２１に接触する面を下側、連結部材２３０を挿入する挿入部を上側にして示した図であり、図３Ｂは図３ＡのＡ−Ａ断面図である。なお、図３Ａにおいては、その内部構造を破線で示している。

ソケット２２２は、略半球状の外形を有する本体２２２ａと当該本体２２２ａから突出した略円柱状の挿入部２２２ｂとを備えている。本体２２２ａの内側には略半球状の凹部２２２ｃが形成されている。当該凹部２２２ｃはボール２２１の径と略同径の半球を本体２２２ａからくり抜くようにして形成されている。従って、ソケット２２２をボール２２１に被せながら高い自由度でソケット２２２の向きを調整することができる。

本実施形態においては、本体２２２ａの壁面の４カ所にねじ穴２２２ｄが形成されている。当該ねじ穴２２２ｄは、本体２２２ａの外壁から本体２２２ａの内部に形成された凹部２２２ｃに達するように形成された同径の穴であり、各ねじ穴２２２ｄは、本体２２２ａの外周円上に略等間隔に形成されている。なお、当該ねじ穴２２２ｄは、複数個形成されていればよく、むろん４個に限定されず、適宜その数を調整可能である。

ねじ穴２２２ｄには、六角穴付き止めねじ２２２ｅをねじ込むことが可能であり、ボール２２１にソケット２２２を被せた状態で１個以上のねじ穴２２２ｄに六角穴付き止めねじ２２２ｅをねじ込むことによって、ソケット２２２をボール２２１に対して固定することができる。なお、本実施形態においては、ねじ穴２２２ｄの軸を通る線の交点が、ボール２２１を凹部２２２ｃに接触させたときの当該ボール２２１の重心位置と一致するように構成されている。従って、本実施形態の凹部２２２ｃは、ボールの重心をその内側に配置可能な凹部である。

なお、固定に際して使用するねじ穴２２２ｄの個数は固定に必要な強度に応じて選択することができる。また、本実施形態においては、上述のように本体２２２ａの外周円上に４個のねじ穴２２２ｄが形成されており、任意のねじ穴２２２ｄを利用してソケット２２２をボール２２１に対して固定することができる。従って、ソケット２２２の向きにかかわらず、人体の部位と干渉することなく六角穴付き止めねじ２２２ｅをねじ込むことが可能なねじ穴２２２ｄを選択することができ、極めて容易に当該ねじ込み作業を実施することができる。

前記挿入部２２２ｂは、ソケット２２２の本体２２２ａの外面から凹部２２２ｃの逆側に突出しており、略円柱状であるとともに当該円柱の軸に対して略直角の方向に延びる挿入穴２２２ｆを備えている。当該挿入穴２２２ｆの内径は、第２の棒状部材２３２と第３の棒状部材２３３との外径と略同径であり、第２の棒状部材２３２や第３の棒状部材２３３を挿入穴２２２ｆに挿入することができる。

また、挿入部２２２ｂには、その上端からソケット２２２の内側に延びるねじ穴２２２ｇが形成されており、六角穴付き止めねじ２２２ｈをねじ込むことが可能である。従って、挿入部２２２ｂに第２の棒状部材２３２や第３の棒状部材２３３を挿入した状態で、ねじ穴２２２ｇに六角穴付き止めねじ２２２ｈをねじ込むことによって、連結部材２３０をソケット２２２に対して固定することができる。固定することができる。

（４）連結部材の構成：
次に、本実施形態にかかる連結部材２３０の構成を詳細に説明する。図４は連結部材２３０を構成する第１の棒状部材２３１と第２の棒状部材２３２と第３の棒状部材２３３とを説明する説明図であり、第１の棒状部材２３１においては、その内部構造を破線で示している。

第１の棒状部材２３１は略筒状の部材であり、その中央に穴２３１ａが形成されているとともに当該穴２３１ａより両端側の内壁にはねじ溝２３１ｂ，２３１ｃが形成されている。ねじ溝２３１ｂとねじ溝２３１ｃとにおいては、溝の旋回方向が逆向きであり、例えばねじ溝２３１ｂが右ねじであればねじ溝２３１ｃが左ねじである。

一方、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３は、略円柱状の部材であり、その一方側にねじ溝２３２ａ，２３３ａがそれぞれ形成されている。第２の棒状部材２３２と第３の棒状部材２３３との外径は、第１の棒状部材２３１の内径と略同一であり、図４において、ねじ溝２３２ａの旋回方向はねじ溝２３１ｂに対応し、ねじ溝２３３ａの旋回方向はねじ溝２３１ｃに対応している。

従って、第２の棒状部材２３２をねじ溝２３１ｃに対してねじ込み、第３の棒状部材２３３をねじ溝２３１ｃに対してねじ込むことが可能である。ここで、上述のように、ねじ溝２３１ｂとねじ溝２３１ｃとにおいては溝の旋回方向が逆向きであるので、第２の棒状部材２３２を第１の棒状部材２３１に対してねじ込む際の旋回方向と第３の棒状部材２３３を第１の棒状部材２３１に対してねじ込む際の旋回方向が逆向きである。

この結果、第１の棒状部材２３１を第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３に対して相対的に回転させることによって、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３を互いに近づけ、または互いに遠ざけることができる。すなわち、第１の棒状部材２３１を第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３に対して相対的に回転させることによって連結部材２３０の長さを調整することが可能である。なお、本実施形態においては、第１の棒状部材２３１を回転させて連結部材２３０の長さを調整するため、当該第１の棒状部材２３１における外側の表面に滑り止めのために溝などを形成しても良い。

第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３において、ねじ溝２３２ａ，２３３ａと逆側に形成される円柱部２３２ｂ，２３３ｂは上述の挿入部２２２ｆに挿入可能であるとともに、六角穴付き止めねじ２２２ｈによってねじ止め可能な部位である。従って、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３をソケット２２２に固定する際には、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３を挿入部２２２ｆに挿入した状態で連結部材２３０の長さを調整し、円柱部２３２ｂ，２３３ｂにおける任意の位置に六角穴付き止めねじ２２２ｈを接触させて固定することができる。

すなわち、円柱部２３２ｂ，２３３ｂに対して六角穴付き止めねじ２２２ｈを接触させる位置（連結部の位置）を連結部材２３０の長手方向（図４のＬ）に調整することができる。このため、ピン２１０がどのような向きで骨１１に挿入され、当該ピン２１０に連結されたボール２２１同士の距離がどのような距離であったとしても、連結部材２３０の長さを調整し、容易にボール２２１同士の距離に対応させることができ、極めて容易に創外固定器２００の固定作業を行うことができる。

なお、本実施形態においては、連結部材２３０の長さが調整可能であることにより、連結部材２３０の長さができるだけ短くなるように調整した上でソケット２２２を連結することができる。従って、創外固定器２００の大きさをできるだけ小さくすることができ、創外固定器２００の使用者の活動に与える影響を抑えることができる。

また、第２の棒状部材２３２および第３の棒状部材２３３において、六角穴付き止めねじ２２２ｈを接触させるために円柱部２３２ｂ，２３３ｂを設けているが、ねじ溝２３２ａ，２３３ａをつぶさないようにして固定する限りにおいて、ねじ溝２３２ａ、２３３ａに六角穴付き止めねじ２２２ｈを接触させて固定することも可能である。

（５）他の実施形態：
図５は、連結部材を円柱部材によって構成した実施形態にかかる創外固定器２０１の例を示す図である。同図において、上述の実施形態と同様の構成については同じ符号で示している。図５に示す実施形態においては、上述の連結部材２３０の替わりに連結部材２３５を採用しており、当該連結部材２３５は円柱状の部材であるため極めて簡易な構成によって創外固定器２０１を提供することができる。

この構成においては、連結部材２３５の任意の位置に対してソケット２２２を連結することができるので、やはり、どのような向きでピン２１０が骨に挿入されていたとしても、当該２１０に連結されたボール２２１に対してソケット２２２を被せることは極めて容易である。従って、ピン２１０の挿入方向に影響されることなく極めて容易に創外固定器２０１の装着を行うことができる。
なお、１つの連結部材２３５を１つの部材で構成する場合において、連結部材２３５はボールジョイントとの連結部のみが円柱でありさえすればよい。例えば、２つの連結部の間の形状は、角柱であっても複数の板の組み合わせであっても良い。

さらに、連結部材の向きに自由度を持たせる構成を採用することも可能である。図６は、連結部材の向きに自由度を持たせた実施形態にかかる創外固定器２０２０の例を示す図である。同図においても、上述の実施形態と同様の構成については同じ符号で示している。この実施形態においては、連結部材２３６が２個の棒状部材２３６ａ，２３６ｂと回転機構（２３６ｃ〜２３６ｅ）とから構成されている。

棒状部材２３６ａは環状部材２３６ｃに連結され、棒状部材２３６ｂは環状部材２３６ｄに連結されている。また、環状部材２３６ｃ，２３６ｄの穴にねじ２３６ｅを挿入し、図示しないナットにて環状部材２３６ｃ，２３６ｄ同士を連結し、固定することができる。従って、環状部材２３６ｃ，２３６ｄを合わせてその穴にねじ２３６ｅを挿入した状態とすれば、ねじ２３６ｅを中心にして棒状部材２３６ａ，２３６ｂを共通の平面内で回転させることができる。

また、棒状部材２３６ａ，２３６ｂは円柱状であるため、当該棒状部材２３６ａ，２３６ｂをソケット２２２に連結する際にその連結部の位置を任意に選択することができる。従って、どのような向きでピン２１０が骨に挿入されていたとしても、棒状部材２３６ａ，２３６ｂにおける回転角の調整と、ソケット２２２に対する棒状部材２３６ａ，２３６ｂの連結位置の調整と、ソケット２２２をボール２２１に被せる際の向きとを調整することによって、極めて容易に創外固定器２０２の装着作業を行うことができる。

むろん、本実施形態において、環状部材２３６ｃ，２３６ｄを固定する手法はねじ２３６ｅとナットの組み合わせに限らず、環状部材２３６ｃ，２３６ｄを相対的に回転させることができる限りにおいて種々の構成を採用可能である。また、本実施形態においては、棒状部材２３６ａ，２３６ｂが共通の平面内で回転するように構成したが、むろん、ボールジョイント等によってより高い自由度で回転できるように構成してもよい。

さらに、ピンに対してボールジョイントのソケットを連結する構成を採用しても良い。図７は、ピンに対してボールジョイントのソケットを連結する例を示す図である。同図においても、上述の実施形態と同様の構成については同じ符号で示している。すなわち、ピン２１０とボールジョイント２２０との構成は上述の実施形態と同様であるが、ピン２１０に対するボールジョイント２２０の連結手法および連結部材の構成が上述の実施形態と異なっている。

具体的には、ピン２１０に対してボールジョイント２２０のソケット２２２を連結するようになっており、ピン２１０をソケット２２２の挿入部２２２ｆに挿入し六角穴付き止めねじ２２２ｈにてソケット２２２をピン２１０に固定する。むろん、挿入部２２２ｆの径をピン２１０の径に合わせるなどの調整は適宜実施可能である。

本実施形態における連結部材は、第１の棒状部材２３７ａ、第２の棒状部材２３７ｂ、第３の棒状部材２３７ｃを備えており、上述の実施形態と同様に第１の棒状部材２３７ａが略円筒状、第２の棒状部材２３７ｂおよび第３の棒状部材２３７ｃが略円柱状の部材である。また、第１の棒状部材２３７ａにおける両端の内壁には逆向きの旋回方向のねじ溝が形成されており、第２の棒状部材２３７ｂと第３の棒状部材２３７ｃとのそれぞれにはこのねじ溝に対応したねじ溝が一方の端部に形成されている。

従って、第２の棒状部材２３７ｂおよび第３の棒状部材２３７ｃを第１の棒状部材２３７ａに対してねじ込めば、第１の棒状部材２３７ａを回転させることで長さを調整可能な連結部材２３７を構成することができる。第２の棒状部材２３７ｂと第３の棒状部材２３７ｃとにおいて、ねじ溝の逆側の端部はボール２２１の穴２２１ａに挿入可能であり、六角穴付き止めねじ２２１ｃにて第２の棒状部材２３７ｂおよび第２の棒状部材２３７ｂをボール２２１に対して固定することができる。

むろん、ここでも穴２２１ａの径や第２の棒状部材２３７ｂおよび第３の棒状部材２３７ｃの径を適宜調整可能である。なお、本実施形態においては、ボール２２１と第２の棒状部材２３７ｂおよび第２の棒状部材２３７ｂとを連結する部位が連結部に相当する。上述のように第１の棒状部材２３７ａを回転させることで連結部材２３７の長さを調整可能であるので、本実施形態においても前記連結部の位置を連結部材２３７の長手方向に変化させることができる。

以上の構成において、ピン２１０に対してソケット２２２を連結する際には、ピン２１０を中心としてソケット２２２を自由に回転させることができる。また、第２の棒状部材２３７ｂおよび第３の棒状部材２３７ｃにボール２２１を取り付けた状態で連結部材２３７の長さを調整可能である。従って、骨に対してピン２１０がどのように挿入されていたとしても、ソケット２２２の向きと連結部材２３７の長さとを調整することによって創外固定器２０３の装着を容易に完了することができる。

さらに、上述の実施形態においては、ピン２１０を分離した骨１１ａ，１１ｂのそれぞれに一本ずつ挿入する例を示したが、むろん、複数のピン２１０を骨に挿入し、任意の２組をボールジョイントおよび連結部材で連結する構成を採用しても良い。また、一本のピン２１０を複数の骨に対して挿入しても良い。例えば、図１においてピン２１０を骨１１ａに貫通させ、骨１１ａを貫通したピン２１０をさらに骨１１ｂに挿入して整復しても良い。すなわち、骨折の状態や骨の大きさ、整復に必要とされる強度などに応じて適宜ピン２１０の挿入手法を変更可能である。

さらに、上述の実施形態においては、各部材の固定に六角穴付き止めねじを利用していたが、すりわり付き止めねじを利用して部材を固定しても良いし、ねじ以外の各種固定手段を採用可能である。例えば、ボール２２１とピン２１０との連結やボール２２１とソケット２２２との連結を嵌入とするなどの構成を採用可能である。さらに、上述の実施形態においては、略半球状の凹部２２２ｃを有する略半球状の本体２２２ａを例として示したが、凹部はボールを配置してボールを自由に回転させることができる形状であればよく略半球状に限定されない。また、本体２２２ａも略半球状に限定されず、矩形など、種々の構成を採用可能である。

次に、各ピンに対して複数個のボールジョイントを連結する実施形態を説明する。本実施形態においては、ピン２１０の先端に上述のボール２２１およびソケット２２２からなるボールジョイント２２０（以下、先端ジョイントとも呼ぶ）を連結し、当該先端ジョイントとピン２１０のねじ溝２１０ａとの間に他のボールジョイント（以下、中間ジョイントとも呼ぶ）を連結する。図８は、当該中間ジョイントをピン２１０に連結するための回転部材２２１０を示す図である。

この回転部材２２１０は、同図８に示すようにボール２２１１と円筒状の挿入部２２１２とを連結した構成である。ボール２２１１には上述のソケット２２２を被せることが可能であり、ソケット２２２とボール２２１１とを接触させながらソケット２２２をボール２２１１の外周周りで回転させてねじ止めすることが可能である。

一方、挿入部２２１２には、その軸に垂直な方向に形成されるとともに挿入部２２１２を貫通する穴２２１０ａおよびこの円筒の軸に平行なねじ穴２２１０ｂが形成されている。穴２２１０ａはピン２１０を挿入する穴であり、ねじ穴２２１０ｂは当該穴２２１０ａに挿入したピン２１０をねじ止めするためのねじ穴である。

すなわち、穴２２１０ａの内径はピン２１０の外径と略同一である。従って、ピン２１０を穴２２１０ａに嵌め込むことができる。また、ピン２１０は、穴２２１０ａに嵌め込まれた状態で、ねじ穴２２１０ｂを介して六角穴付き止めねじ２２１０ｃにてねじ止めされる。

図９は、本実施形態における創外固定器の使用例を示す模式図である。同図９においては、骨１１ｃ，１１ｄに対して計３本のピン２１０を挿入した状態を例として示している。この例においては、２本のピン２１０を骨１１ｃに挿入し、１本のピン２１０を骨１１ｄに挿入しており、各ピンには先端ジョイント（ボールジョイント２２０）と中間ジョイント（ボールジョイント２２００）とが連結されている。

すなわち、先端ジョイントは上述の図１等に示したボールジョイントと同様にボール２２１とソケット２２２とからなり、各ピンの先端に連結される。本実施形態においては、これらの先端ジョイントをピン２１０に対して連結する前に、回転部材２２１０とソケット２２２とからなる中間ジョイントをピン２１０に対して連結する。

より具体的には、例えば、以下の手順によって創外固定器を試用することができる。ピン２１０を骨１１ｃ，１１ｄに挿入した後、各ピン２１０に対して回転部材２２１０を挿入し、ピン２１０の先端と骨１１ｃ，１１ｄとの間にて回転部材２２１０を六角穴付き止めねじ２２１０ｃで仮止めする。そして、回転部材２２１０のそれぞれに対してソケット２２２を被せた状態で回転部材２２１０とソケット２２２とを仮止めする。

次に、上述の図１と同様に、ピン２１０の先端にボール２２１を連結し、ソケット２２２を被せて仮止めし、各ソケット２２２に対して連結部材２３５ａ，２３５ｂ，２３８を挿入して仮止めする。むろん、当該仮止めの際には、回転部材２２１０，ソケット２２２の向きを調整することができる。なお、連結部材２３５ａ，２３５ｂは上述の図５に示す連結部材２３５と同様であり、連結部材２３８は連結部材２３５を屈曲させた部材である。

以上のようにしてボールジョイント２２０，２２００と連結部材２３５ａ，２３５ｂ，２３８とを連結した状態で仮止めが完了したら、各ねじによってソケット２２２や連結部材２３５ａ，２３５ｂ，２３８を固定する。以上のような取り付け過程においては、ピン２１０の挿入後にソケット２２２の向きや回転部材２２１０の向きを調整して創外固定器の装着を完了することができる。従って、創外固定器の装着に際してピン２１０の挿入方向は極めて自由度が高く、容易に適正な整復を実施することができる。

また、各ピン２１０に連結されるボールジョイントにおいて連結部材の向きは一方向に限定されず、多方向に向いた状態で連結部材を連結することができる。従って、多方向から延びる連結部材によってピン２１０を固定することが可能であり、連結部材の向きを自由に設定することができ、創外固定器が強固に固定された状態を維持することができる。

例えば、骨１１ｃに挿入されている２本のピン２１０において、骨１１ｃの軸方向（骨１１ｃが延びる方向）に力が作用したとしても、連結部材２３５ａが存在することにより、創外固定器が極めて強固に固定された状態を維持することができる。さらに、前記２本のピン２１０に対して骨１１ｃの軸周りの力が作用したとしても、連結部材２３５ｂ，２３８が存在することにより、創外固定器が極めて強固に固定された状態を維持することができる。

なお、図９に示した構成は一例であり、例えば、連結部材の構成は連結部材２３５ａ，２３５ｂ，２３８の構成に限られず、上述の各種の連結部材を採用可能である。また、ボールジョイント２２０，２２００の大きさは整復対象の骨の大きさに合わせて適宜調整可能であるし、ピン２１０の位置によって異なる大きさとすることも可能である。

さらに、上述の図９においては簡単のため各ねじを省略しているが、むろん、これらのねじは六角穴付き止めねじに限定されず、各種のねじを採用可能である。なお、本実施形態におけるソケット２２２の構成は図３に示す構成と同様であり、ソケット２２２の外周上で等間隔（本実施形態では４カ所）にねじ穴を形成し、各ねじ穴の軸が凹部２２２ｃの中心で交わるように構成している。従って、ソケット２２２に対して多方向から六角穴付き止めねじ２２２ｅをねじ込むことが可能であり、この結果、創外固定器の装着作業が極めて容易になっている。

例えば、図９に示す例において、矢印Ａｒで示すねじ穴２２２ｄの付近に連結部材２３５ａが存在するので、当該ねじ穴２２２ｄに六角穴付き止めねじ２２２ｅをねじ込むことは困難であるが、他のねじ穴２２２ｄであってねじ２２２ｅのねじ込み作業が容易なねじ穴２２２ｄを選択することは極めて容易である。従って、本実施形態によれば、創外固定器の取り付け状態がどのようであったとしても、極めて容易に装着作業を行うことができる。

さらに、図９に示す例では、２本の直線状の連結部材２３５ａ，２３５ｂと１本の屈曲した連結部材２３８とを利用していたが、むろん、連結部材の形状はこれらの形状に限定されない。例えば、両端を除いた部位が湾曲している連結部材を採用しても良い。このような連結部材を採用すれば、指や腕など、略円柱状の骨に対して略反対向きにピンを挿入し、両者のピンに連結されたボールジョイントを連結部材によって連結することも可能になる。さらに、以上のようにして一つのピンに対して複数のボールジョイントを連結する構成は図８，図９以外の構成によっても実現可能である。例えば、上述の中間ジョイントにおいてピンに連結される部材を図７に示す例のようにソケット２２２にて構成してもよい。

次に図１０および図１１に示すボールジョイント３２０について説明する。ボールジョイント３２０は、ピン２１０と連結部材２３５とを相対的に固定するとともに連結部材２３５によって図示しない別のボールジョイント３２０と連結される。ボールジョイント３２０は、既に述べたボールジョイントと置き換えることにより種々の創外固定器を構成可能な構成である。すなわち、ボールジョイント以外の創外固定器の構成は、既に述べた実施形態の構成をそのままボールジョイント３２０に適用可能である。

回転部材３２１は、ピン２１０を挿入する穴３２１ａと当該ピン２１０をねじ止めするためのねじ穴３２１ｂとが形成されたボールである。ピン２１０は、穴３２１ａに挿入された状態で、ねじ穴３２１ｂにねじ込まれる止めねじ３２１ｃにてねじ止めされる。

支持部材３２２には雄ねじである第一のねじ３２２ｂが形成されている。第一のねじ３２２ｂの先端部には回転部材３２１を回転可能に支持する第一支持部３２２ａが形成されている。第一支持部３２２ａは、回転部材３２１の半径と実質的に同一の曲率半径を有する凹面である。第一支持部３２２ａは回転部材３２１と３点以上で支持する形状であることが好ましい。また、その３点の重心が第一のねじ３２２ｂの回転軸を通り、その３点を含む平面が第一のねじ３２２ｂの回転軸と垂直であることが好ましい。４点以上の接触点の重心が回転部材３２１の中心と一致すれば、さらに好ましい。第一支持部３２２ａが回転部材３２１の半径と実質的に同一の曲率半径を有する凹面である場合、接触点の重心は回転部材３２１の中心と一致する。

支持部材３２２には連結部材２３５を取り付けるための貫通穴３２２ｃとねじ穴３２２ｄが形成されている。連結部材２３５は貫通穴３２２ｃに挿入され、ねじ穴３２２ｄにねじ込まれる図示しないねじによって支持部材３２２に固定される。

締結部材３２３は、両端部に開口を有するとともに回転部材３２１を収容する筒状である。すなわち締結部材３２３は、一方の開口の直径Ｒ１（図１２Ａ参照）が回転部材３２１の直径よりも大きい筒状である。また締結部材３２３は特殊なナットであって、その外面はスパナなどで保持可能な概略６角柱の側面形状を有する。

締結部材３２３の一端部には第一のねじ３２２ｂと対応する雌ねじである第二のねじ３２３ａが形成されている。第二のねじ３２３ａの山の径は回転部材３２１の直径よりも大きく設計されている。したがって、締結部材３２３は回転部材３２１を収容可能である。なお、締結部材３２３と支持部材３２２のねじの雌雄関係は逆でもよい。すなわち、締結部材３２３の外面に雄ねじが形成され、支持部材３２２の内面に雌ねじが形成されていてもよい。

締結部材３２３の他端部には回転部材３２１を少なくとも３点で支持可能な第二支持部３２３ｂが形成されている。第二支持部３２３ｂは、締結部材３２３の中心軸に向かって突出している部分である。第二支持部３２３ｂの内側端は図１２Ａに示すように円形である。第二支持部３２３ｂの内径Ｒ２は回転部材３２１の直径よりも小さく設計されているため、第二支持部材３２３ｂは回転部材３２１を少なくとも３点で支持できる。第二支持部３２３ｂの第二のねじ３２３ａ側（図１０の紙面上側）の端面は、第二のねじ３２３ａが形成されている側の締結部材３２３の開口端に向かって径が広がるテーパ形状である。

第二支持部３２３ｂは、回転部材３２１を第一支持部３２２ａに押し付けることが可能な形状であれば良く、例えば図１２Ｂのように複数の凸部からなる形状であってもよい。そして回転部材３２１が第一支持部３２２ａと第二支持部３２３ｂとに接触した状態で第一のねじ３２２ｂに第二のねじ３２３ａがねじ込まれるとき、回転部材３２１に対する第一支持部３２２ａと第二支持部３２３ｂとの接触点の重心が常に回転部材３２１の中心に一致することが望ましいため、第二支持部３２３ｂは第二のねじ３２３ａの中心軸に対して垂直な平面上にあって重心が第二のねじ３２３ａの中心軸上にある少なくとも３点で回転部材３２１を支持可能な形状であることが望ましい。この場合、１つの部材（締結部材）に対する回転操作だけで、ピン２１０に対する連結部材２３５の姿勢を調整するために必要な力を全方向の姿勢変化について同時に調整しつつ固定することができる。また、この場合、１つの部材（締結部材）に対する回転操作だけで、ピン２１０に対する連結部材２３５の姿勢の固定力を全方向の姿勢変化について同時に増大することができる。その結果、創外固定器により骨を固定する作業はさらに容易になる。

しかし、例えば、第一支持部３２２ａと回転部材３２１とが３点以上で接触し、それらの接触点が第一のねじ３２２ｂの回転軸と垂直な平面上にある場合、第二支持部３２３ｂの１点で回転部材３２１を第一支持部３２２ａに押し付ける構成も可能である。この場合、第二支持部３２３ｂと回転部材３２１との接触点を通り第二のねじ３２３ａの中心軸と平行な直線が第一支持部３２２ａと回転部材３２１との接触点を頂点とする多角形の内側を通り、かつ第二のねじ３２３ａの中心軸がその多角形の内側を通っていれば十分である。この場合、回転部材３２１が第一支持部３２２ａと第二支持部３２３ｂとに接触した状態で第一のねじ３２２ｂに第二のねじ３２３ａがねじ込まれるとき、回転部材３２１に対する第一支持部３２２ａと第二支持部３２３ｂとの接触点の重心は常に回転部材３２１の中心に一致する。

第二支持部３２３ｂの第二のねじ３２３ａから遠い側（図１０の紙面下側）の端面は、第二支持部３２３ｂが形成されている側の締結部材３２３の開口端に向かって径が広がるテーパ形状である。第二支持部３２３ｂの端面をこのようなテーパ形状に設計することによって、ピン２１０の可動範囲が広がる。

次に、このように構成されたボールジョイント３２０を備えた創外固定器の使用方法について図１３Ａから図１３Ｈに基づいて説明する。
はじめに、折れた骨１１ａ、１１ｂのそれぞれにドリルを用いてピン２１０の先端を挿入し固定する（図１３Ａ）。
次にピン２１０を所望の長さに切断する（図１３Ｂ）。

次に締結部材３２３を適切な向きでそれぞれのピン２１０に通し、その後、止めねじ３２１ｂを用いてピン２１０の端に回転部材３２１を取り付ける（図１３Ｃ）。
次に回転部材３２１を両側から挟み込むようにして支持部材３２２と締結部材３２３とを緩く締結する（図１３Ｄ）。この状態ではボールジョイント３２０が自由に動くようにしておく。

次にそれぞれの支持部材３２２の貫通穴３２２ｃに連結部材２３５を挿入する（図１３Ｅ）。このとき、ボールジョイント３２０は自由に動くことができ、連結部材２３５とボールジョイント３２０との連結部の位置を自由に調整できるため、支持部材３２２の貫通穴３２２ｃに連結部材２３５を挿入することは容易である。またボールジョイント３２０が自由に動くことができるとともに連結部材２３５を貫通穴３２２ｃに挿入しただけで固定していない状態では、折れた骨１１ａ、１１ｂの接合状態を自由に調整することができる。

次に連結部材２３５を保持した状態でレンチなどを用いて締結部材３２３を支持部材３２２にねじ込む（図１３Ｆ）。すなわち、締結部材３２３の第二のねじを支持部材３２２の第一のねじにねじ込む。このとき、締結部材３２３は例えば図３に示す止めねじ２２２ｅよりもはるかに大きいため、締結部材３２３をレンチで回すことは容易である。またそれぞれの回転部材３２１が締結部材３２３と支持部材３２２の両方に接触している状態では、締結部材３２３のねじ込み量を調整することにより、ピン２１０に対する連結部材２３５の姿勢を変化させるために必要な力を全方向について均一に調整することができる。また、その状態では、連結部材３２３と貫通穴３２２ｃとのクリアランスが無視できるほど小さければ、骨折した骨１１ａ、１１ｂの接合状態を変化させるのに必要な力を全方向について均一に調整することができる。

また、連結部材２３５で連結されている２つのボールジョイント３２０のうち一方において締結部材３２３が支持部材３２２にきつくねじ込まれている状態では、連結部材２３５が回転不能であるため、他方のボールジョイント３２０において締結部材３２３のねじ込み量を片手で調整することができる。すなわち、この状態では、連結部材２３５を保持する必要がないため、一方の手を使って締結部材３２３のねじ込み量を調整しながら他方の手を使って患部を操作できる。さらに、連結部材３２３と貫通穴３２２ｃとのクリアランスが無視できるほど小さければ、連結部材２３５で連結されている２つのボールジョイント３２０の両方において締結部材３２３がきつくねじ込まれている状態においては、折れた骨１１ａ、１１ｂの一方の姿勢と位置は他方に対して実質的に変化しない。このため、折れた骨１１ａ、１１ｂの接合状態をＸ線画像で確認しながら、一人で、折れた骨１１ａ、１１ｂを適切な接合状態でほぼ固定することができる。

次に、折れた骨１１ａ、１１ｂが適切に接合されている状態において、止めねじ３２２ｅを用いて連結部材２３５をそれぞれの支持部材３２２に固定する（図１３Ｇ）。これにより、折れた骨１１ａ、１１ｂの接合状態を完全に固定することができる。

尚、その後、図１３Ｈに示すように、締結部材３２３に設けたねじ穴に第三のねじ３２３ｄをねじ込み、第三のねじ３２３ｄの先端で支持部材３２２を圧することが好ましい。この場合、支持部材３２２の第一のねじ３２２ｂのねじ山を押しつぶすとなお良い。これにより、締結部材３２３の緩みを完全に防止することができる。

ところで、上記の様々な実施形態において、治療にあたる者が患部を操作しない限りボールジョイントが動かず、治療にあたる者が患部を操作すればボールジョイントが動く状態でボールジョイントを固定することができれば、創外固定器の取扱はさらに容易になる。しかし、このような状態をねじの締め付け量の調整で実現することは容易ではない。そこで、ピンが取り付けられる部材（回転部材）に対して、連結部材が取り付けられる部材（ソケットおよび支持部材）が回転可能な状態において、これら２つの部材が磁力によって引き合う構成が望まれる。この構成では、例えば図２に示すボール２１１とソケット２２２とを、互いに引き合うように着磁された強磁性体で形成すればよい。また例えば図１０に示す回転部材３２１と支持部材３２２とを、互いに引き合うように着磁された強磁性体で構成すればよい。強磁性体としては、フェライト、ネオジウム、酸化鉄、酸化クロム、コバルトなど、創外固定器の大きさや質量に応じて必要な磁力が得られるものを適宜採用すれば良く、また、強度と磁力とを両立させるために合金を採用することが好ましい。

また、上記の様々な実施形態において、創外固定器がＸ線写真に濃く移り込まなければ、折れた骨の接合状態をＸ線写真で確認することが容易になる。そこで、創外固定器の構成部材をＸ線の透過率が例えば骨よりも高い素材で形成する構成が望まれる。この構成では、例えばカーボンファイバー、ガラスファイバーなどで補強された複合プラスチック材料を連結部材に用いたり、プラスチックマグネットをボールジョイントに用いればよい。このような各種のプラスチック材料を用いることにより創外固定器を軽量化することもでき、また射出成形を用いることができるため構成部材の成形コストを低減することもでき、また錆びも防止できる。複合プラスチック材料の基材としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、ポリカーボネイトなどのエンジニアリングプラスチック、ポリフェニレンスルファイド、非晶ポリアレート、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミドなどのスーパーエンジニアリングリングプラスチックを用いることができる。そして、ボールジョイントにプラスチックマグネットを用いることにより、ピンと連結部材とを磁力によって仮固定できる機能を維持しつつも、骨折部位の確認が容易な創外固定器を実現できる。

例えば、図２に示すボール２１１とソケット２２２とを互いに引き合うように着磁されたプラスチックマグネットで形成したり、図１０に示す回転部材３２１と支持部材３２２とを互いに引き合うように着磁されたプラスチックマグネットで形成することにより、磁力によってボールジョイントを仮固定できる機能を維持しつつも、骨折部位の確認が容易な創外固定器を実現できる。

本発明は、骨折の治療に使用可能である。また、骨折の治療用具の製造業者が製品として提供可能である。

Claims (13)

1. 骨に挿入される複数のピンと、
   連結部材と、
   前記ピンと前記連結部材とを相対的に固定するとともに前記連結部材によって連結され、
   少なくとも一部がボールである回転部材と、
   前記ボールを回転可能に支持する第一支持部と第一のねじとが形成されている支持部材と、
   両端部に開口を有するとともに前記ボールを収容する筒状であって、一端部には前記第一のねじに対応する第二のねじが形成され、他端部には前記第一のねじに前記第二のねじがねじ込まれることにより前記ボールを前記第一支持部に押し付ける第二支持部が形成されている締結部材と、
   をそれぞれ備える複数のボールジョイントと、
   を備え、
   前記ピンと前記連結部材とは、前記支持部材と前記回転部材とに取り付けられる、
   創外固定器。
2. 前記第一のねじに前記第二のねじがねじ込まれるとき、前記第二支持部は、少なくとも３点で支持しながら前記ボールを前記第一支持部に押し付け、
   前記ボールが前記第一支持部と前記第二支持部とに接触しているとき、前記ボールに対する前記第一支持部と前記第二支持部との接触点の重心は常に前記ボールの中心に一致する、
   請求項１に記載の創外固定器。
3. 前記締結部材と前記支持部材とのうち外側に設けられる一方にねじ込まれることにより、内側に設けられる他方を圧し、前記締結部材と前記支持部材とを回転不能に固定する第三のねじを備える、
   請求項１または２に記載の創外固定器。
4. 前記回転部材と前記支持部材との少なくとも一方は他方を引きつける方向に着磁されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の創外固定器。
5. 前記回転部材および前記支持部材は、プラスチックマグネットから形成されている、
   請求項４に記載の創外固定器。
6. 骨に挿入される複数のピンと、
   連結部材と、
   前記ピンと前記連結部材とを相対的に固定するとともに前記連結部材によって連結され、
   少なくとも一部がボールである回転部材と、
   前記ボールの重心をその内側に配置可能な凹部と外面から当該凹部に到達するねじ穴とを有するソケットと、
   前記ねじ穴にねじ込まれることにより前記ボールを前記凹部に押し付けるねじと、
   をそれぞれ備える複数のボールジョイントと、
   を備え、
   前記ピンと前記連結部材とは、前記ソケットと前記回転部材とに取り付けられ、
   前記回転部材と前記ソケットとの少なくとも一方は他方を引きつける方向に着磁されている、
   創外固定器。
7. 前記回転部材および前記ソケットは、プラスチックマグネットから形成されている、
   請求項６に記載の創外固定器。
8. 前記ボールジョイントの少なくとも一個においては、前記回転部材と前記ソケットとのいずれか一方が前記ピンの先端に取り付けられ、取り付けられた当該回転部材あるいは当該ソケットに対して前記回転部材と前記ソケットとの他方が取り付けられる、
   請求項６または７に記載の創外固定器。
9. 前記ボールジョイントは、前記回転部材と前記ソケットとのいずれか一方に貫通穴が形成されている挿入部を備え、
   前記ピンは、前記挿入部の貫通穴に挿入されるとともに固定される、
   請求項６から８のいずれか一項に記載の創外固定器。
10. 前記ボールジョイントは各ピンに対して複数個固定される、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の創外固定器。
11. 前記連結部材は、前記ボールジョイントを連結する複数の連結部を備え、
    当該複数の連結部の位置は、少なくとも当該連結部材の長手方向に調整可能である、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の創外固定器。
12. 前記連結部材は第１の棒状部材と当該第１の棒状部材における両端のそれぞれにねじ機構を介して連結される第２および第３の棒状部材とを備え、前記両端のねじ機構は、一方が右ねじであり他方が左ねじである、
    請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の創外固定器。
13. 前記連結部材は２個の棒状部材を備えるとともに、当該２個の棒状部材は当該連結部材によって連結される２つの前記ボールジョイントの間において少なくとも平面内で回転可能に連結される、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の創外固定器。

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