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技術 股関節手術中にピン配置を決定するための方法及び装置

出願人 スミスアンドネフューインコーポレイテッド
発明者 ロバート・ジェイ・デイリー
出願日 2008年7月10日 (11年2ヶ月経過) 出願番号 2010-516241
公開日 2010年10月21日 (8年10ヶ月経過) 公開番号 2010-533043
状態 特許登録済
技術分野 手術用機器 手術・診断のための補助具 補綴
主要キーワード メイン開口 メインピン 表面装置 ガイドスロット 置換装置 切断器具 大腿骨頚 股関節手術
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年10月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題・解決手段

それらの設計及び使用のための新しい装置及び方法は、股関節手術中に、外科医ガイドピンを配置することを支援するために使用されることができることを開示する。特に、股関節手術方法は、患者大腿骨の画像が得られることができ、所望される位置及び角度で、ドリルを案内するための開口を含むモールドを設計し、且つ準備するために使用されることができることに開示される。手術中に、モールドは、露出された大腿骨頭に迅速に、且つ正確に位置付けられることができる。次いで、ドリルビットは、開口を通じて挿入されることができ、ピンのための開口部は、大腿骨頭内にあけられることができる。モールドは、開口部が独特な所望された位置に形成されるように、単一の独特な位置において大腿骨に嵌め合うように適合された独特な輪郭を描く表面を有することができる。装置及び方法は、より迅速に、より正確な手術を容易にし、且つ少ない観血的である。

概要

背景

患者股関節における大腿骨頭の表面置換(resurfacing)において、表面置換装置とともに、大腿骨頭上の新しい表面の設置は、ドリルのためのガイドが患者の大腿骨頭及び大腿骨頚の適切な軸に設置されることができることを必要とする場合がある。ドリルガイドの軸は、大腿骨X線分析及び他の画像分析を通じて、外科医によって外科手術される前に決定される。新しい表面装置移植するより前に、大腿骨頭は従来、中心軸を有している適切な形状に機械加工される。軸は、ドリルガイドによって決定される。重要な部分における外科手術の成功は、ドリルガイドの配置によって決定される。表面置換装置自体がその後、正確に装着されることができるように、ドリルガイドを正確に配置することは、長い間、技術的に問題とされている。

概要

それらの設計及び使用のための新しい装置及び方法は、股関節手術中に、外科医がガイドピンを配置することを支援するために使用されることができることを開示する。特に、股関節手術方法は、患者の大腿骨の画像が得られることができ、所望される位置及び角度で、ドリルを案内するための開口を含むモールドを設計し、且つ準備するために使用されることができることに開示される。手術中に、モールドは、露出された大腿骨頭に迅速に、且つ正確に位置付けられることができる。次いで、ドリルビットは、開口を通じて挿入されることができ、ピンのための開口部は、大腿骨頭内にあけられることができる。モールドは、開口部が独特な所望された位置に形成されるように、単一の独特な位置において大腿骨に嵌め合うように適合された独特な輪郭を描く表面を有することができる。装置及び方法は、より迅速に、より正確な手術を容易にし、且つ少ない観血的である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

股関節手術の一部を実施するための方法であって、大腿骨頭の形状を示すデータを得るステップと、第1の開口を画定し、得られたデータに基づいて、前記大腿骨頭上に取り付けるように形成されているモールドを準備するステップと、前記大腿骨頭上に前記モールドを位置付けるステップと、前記第1の開口を通じてドリルビットを挿入するステップと、前記大腿骨頭内に開口部をあけるステップと、を備えていることを特徴とする方法。

請求項2

前記大腿骨頭における前記開口部内にピンを配置するステップをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項3

前記ピンに表面置換工具の中央開口を位置付けるステップと、前記大腿骨頭の周囲に新しい表面を形成するために大腿骨頭の表面の一部を取り除くステップと、を備えていることを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項4

前記新しい表面は、円筒形状の表面を含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。

請求項5

前記表面置換工具及びピンを取り除くステップと、前記大腿骨頭に表面置換装置を固定するステップと、をさらに備えていることを特徴とする請求項3に記載の方法。

請求項6

前記表面置換装置が、前記大腿骨頭の前記新しい表面と一致するように適合された一部分を有することを特徴とする請求項5に記載の方法。

請求項7

前記表面置換装置が、前記大腿骨頭の前記開口部内に装着するために適合された突出ピンを有することを特徴とする請求項5に記載の方法。

請求項8

前記モールドは、位置付けピンのための第2の開口を画定し、前記位置付けピンは、前記第2の開口を通じて前記大腿骨頭内へ配置されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項9

前記モールドは、切断装置を案内するためのスロットを画定することを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項10

前記スロット内へ切断装置を位置付けるステップと、ガイドとして前記スロットを使用して、前記大腿骨頭内で切断するステップと、をさらに備えていることを特徴とする請求項9に記載の方法。

請求項11

大腿骨頭におけるピン配置を決定するための装置において、前記大腿骨頭の形状を示すデータから形成されたモールドであって、前記大腿骨頭と接触するための輪郭を描く接触表面を含み、第1の開口を画定しているモールドを備えていることを特徴とする装置。

請求項12

前記輪郭を描く接触表面は、独特の位置で、前記大腿骨頭の露出した部分に取り付けるように適合されることを特徴とする請求項11に記載の装置。

請求項13

前記輪郭を描く接触表面は、独特の位置で、前記大腿骨頭の露出した部分に取り付けるように適合され、それによって、前記第1の開口は、大腿骨頚と一直線状とされる大腿骨頭における軸と実質的に位置合わせされることを特徴とする請求項11に記載の装置。

請求項14

前記モールドは、切断装置のためのガイドを画定し、前記大腿骨頭内への切断のための角度及び位置を画定するように、前記ガイドは、前記大腿骨頭と位置合わせされることを特徴とする請求項11に記載の装置。

請求項15

前記大腿骨頭に前記モールドを固定するために、第1のピンを位置付けるための第2の開口をさらに画定していることを特徴とする請求項11に記載の装置。

請求項16

前記大腿骨頭に前記モールドを固定するために、第2のピンを位置付けるための第3の開口を画定していることを特徴とする請求項12に記載の装置。

請求項17

前記モールドは、プラスチックからなることを特徴とする請求項11に記載の装置。

技術分野

0001

本出願は、一般的に、股関節手術のための装置及び方法に関する。

背景技術

0002

患者股関節における大腿骨頭の表面置換(resurfacing)において、表面置換装置とともに、大腿骨頭上の新しい表面の設置は、ドリルのためのガイドが患者の大腿骨頭及び大腿骨頚の適切な軸に設置されることができることを必要とする場合がある。ドリルガイドの軸は、大腿骨X線分析及び他の画像分析を通じて、外科医によって外科手術される前に決定される。新しい表面装置移植するより前に、大腿骨頭は従来、中心軸を有している適切な形状に機械加工される。軸は、ドリルガイドによって決定される。重要な部分における外科手術の成功は、ドリルガイドの配置によって決定される。表面置換装置自体がその後、正確に装着されることができるように、ドリルガイドを正確に配置することは、長い間、技術的に問題とされている。

先行技術

0003

米国特許第3,353,724 A号明細書

課題を解決するための手段

0004

それらの設計及び使用のための新しい装置及び方法は、外科医が股関節手術中にガイドピンをより迅速に、且つより正確に配置することを支援するために使用されることができることを開示している。特に、股関節手術方法は、患者の大腿骨の画像が所望される位置及び角度で、ドリルを案内するための開口を含むモールドを設計し、且つ準備するために得られ、且つ使用されることができることを開示している。手術中に、モールドは、露出された大腿骨頭に迅速に、且つ正確に位置付けられることができる。次いで、ドリルビットは、開口を通じて挿入される場合があり、ピンのための開口部は、大腿骨頭内にあけられる場合がある。モールドは、単一の独特輪郭を描く位置において、大腿骨頭に装着するために適合された独特の輪郭を描く表面を有することができる。装置及び方法は、より迅速に、より正確な手術を容易にし、且つ少ない観血的である。

0005

追加の特徴及び利点は、本願明細書に記載され、且つ以下の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

0006

例示的なブロック状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の斜視図である。
例示的なブロック状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の斜視図である。
例示的なブロック状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の断面図である。
例示的なコーン状の位置合わせモールド内への挿入のために位置付けられた大腿骨頭の斜視図である。
股関節手術中に、ピンの配置を決定するための例示的な方法のフローチャートを示す図である。

実施例

0007

大腿骨頭のためのモールドは、大腿骨頭の表面と接触するために適合された輪郭を描く表面によって、部分的に画定されることが開示される。モールドは、ドリルビットのためのガイドとして使用されることができる開口をさらに画定し、該ドリルビットは、大腿骨の表面置換処置中に、ガイドピンなどのピンを保持するための大腿骨頭における開口部をあけるために使用されることができる。

0008

モールドは、股関節手術中にドリルビットを案内するために使用されることができる、多くが周知である任意の耐磨耗性を有する硬質材料からなることができる。理解され得るように、適切な材料は、殺菌処置に耐えることができ、それによって、手術において使用されることができ、外科医又は患者に対して有毒ではないであろう。適切な材料が金属及びプラスチックを含み、特に熱硬化性プラスチックを含む。

0009

図1及び図2に転じると、患者の大腿骨100は、X線装置磁気共鳴画像法MRI)装置、及び/又はコンピュータ断層撮影(CT)スッキャナー及び同様のものなどのスキャナーを使用して、手術前に測定されることができる。次いで、外科医は、大腿骨頭内へのピンの挿入のための所望された位置及び角度を決定するために、画像を使用することができる。スキャナーからのデータ及び外科医の選択は、次いで、大腿骨頭104に装着するモールド102を生成するために使用されることができる。例えば、MRIデータは、大腿骨と関連した決定的な角度及び幾何学形状を評価し、且つモールド102を製造するために、コンピュータ支援設計コンピュータ支援製造(CADCAM)システムを使用するソフトウェアを有するコンピュータに伝達される場合がある。好ましい方法において、モールド102は、該モールド102が、大腿骨頭104の表面の独特の部分と組み合わせるように適合された独特の輪郭を描く表面106を有するように設計される。そのような設計は、開口112が、手術中にピンの配置のための最適な位置へドリルビットを案内することができるように、大腿骨頭104上へのモールド102の位置付けを容易にする。そのような位置において、開口112は、大腿骨頭104における軸を画定し、該軸は、大腿骨頚114と一直線上にある大腿骨頭104における軸に実質的に対応する場合がある。次いで、モールド102は、病院輸送され、且つ外科手術のために準備される。

0010

いくつかの外科的な処置において、たとえば、骨切除術として周知な処置において、大腿骨頭104内に切断を配置することはまた、所望可能である。適切な切断を形成することを容易にするために、スロット又はガイド116は、モールド102内に含まれる場合がある。スロット116は、モールド102が大腿骨頭104上に位置付けられる場合に、大腿骨頭104内へのそのような切断のための、所定の角度、位置、及び/又は深さを画定するようにモールド102内に含まれる場合がある。

0011

所定の実施形態において、モールド102は、モールド102がアンカーピン108のための1つ又は複数のピン配置開口110を含むように、設計されることができる。次いで、モールド102は、大腿骨100上に配置される場合があり、アンカーピン108は、モールド102が手術中に使用される間に、大腿骨頭104にモールド102を確実に固定するために、ピン配置開口110を通じて大腿骨頭104内へ挿入される場合がある。

0012

図3は、大腿骨頭104と接触するモールド102を図示し、大腿骨頭104の独特の輪郭と接触するモールド102の独特の輪郭を描く接触表面106をさらに図示する。図3の実施形態に見られ得るように、大腿骨頭104に固定される場合に、モールド102の開口112は、大腿骨頚114と一直線になるように大腿骨頭104の軸と実質的に位置合わせされる場合がある。図3は、大腿骨頭104にモールド102を確実に保持するために、ピン配置開口110を通じて、大腿骨頭104内に延在しているアンカーピン108をさらに図示する。

0013

モールド102は、開口112が大腿骨頭104に亘って正確に位置付けられる限り、任意の適切な形状を有する場合がある。図4において図示されるように、例えば、モールド102は、円錐形状を有する場合があり、ドリルガイド及びアンカーピン108のための開口112と、骨切除術のためのガイドスロット116と、を依然として維持する場合がある。当業者によって理解され得るように、他の形状はまた、可能である。

0014

股関節手術方法はまた、X線、磁気共鳴画像法、又は他のそのような技術などの方法を使用して、患者の大腿骨の画像が得られることが開示されている。画像は、次いで、所望される位置及び角度で、ドリルを案内するための適切なサイズの開口を含むモールドを設計し、且つモールドを準備するために使用される。これは、CAD/CAM装置を使用してより便利に達成されることができる。股関節手術中にピン配置を決定するための例示的な方法のフローチャートは、図5に図示される。

0015

手術において、実施形態は、患者の股関節及び大腿骨頭104を初めに露出する後で、使用される。モールド102は、大腿骨頭104上に位置付けられる。図3は、大腿骨頭104の独特の輪郭を描く表面と一致するモールド102の内側の独特の輪郭を描く表面106による単一の独特の位置で、モールド102が大腿骨頭104に取り付けることができる実施形態を図示する。小さなアンカーピン108は、モールド102を適所に配置するように、モールド102の側部におけるピン配置開口110を通じて挿入される場合がある。モールド102が固定されると、大きなピンドリル及び/又はガイドワイヤーは、モールド102のメイン開口112を通じて、患者の大腿骨100の大腿骨頭104及び/又は大腿骨頚114内へ、挿入される場合がある。メインピン(又は他の装置)が適所にあると、モールド102は、好ましくは取り除かれる。

0016

モールド102が一の位置において大腿骨頭104に装着される実施形態において、正確なピンの位置(すなわち、大腿骨頭104内へのピンの全体的なポイント及び、大腿骨頚114に対して相対的なピンの軸)は、モールド102のメイン開口112によって決定される。さらに、ピンのサイズは、モールド102のメイン開口112のサイズによって確認される場合がある。その結果、提供された技術は、以前の技術より迅速に、より正確に、より少ない観血的である。

0017

ピンは、大腿骨頭104の表面を置換するために使用される場合がある切断器具のためのガイドとして使用される場合がある。表面置換工具の中央開口は、ピンに位置付けられる場合があり、該工具は、大腿骨頭104の周囲に新しい表面を形成するために、大腿骨頭104の表面の一部を取り除くように使用される場合がある。大腿骨頭104は、新しい大腿骨表面を生成する表面置換装置を受容することができる任意の形状に再形成されることができる。適切な形状は、円錐形状、例えば先細された円錐形状を含む。

0018

大腿骨頭104が再形成されると、表面置換工具は、取り除かれることができる。ピンはまた、取り除かれることができる。次いで、新しい大腿骨頭を支承している置換装置は、大腿骨頭104上に位置付けられることができる。置換装置は、大腿骨頭104の再形成された表面と一致するために適合された部分を有することができる。さらに、置換装置は、大腿骨頭104の中央軸において開口部内に装着するように適合された突出ピンを有することができる。

0019

手術中に、外科医はまた、存在する場合に、大腿骨頭コンポーネントを受容するように大腿骨頭104を準備するために大腿骨頭104(例えば、大腿骨頭104の骨切除術)を切断するために、スロット116を使用する場合がある。モールド102のみが一の位置で大腿骨頭104に取り付ける場合に、切断の正確な位置及び角度は、モールド102のスロット116によって正確に決定されることができる。スロット116は、スロット116内へ切断装置を位置付けることによって、且つガイドとしてスロット116を使用して、大腿骨内への切断を形成することによって、使用される場合がある。

0020

本願明細書に記載された現在好ましい実施形態に対する変更及び改良が、当業者に明らかになるであろうことは理解されるべきである。そのような変更及び改良は、本願の主題の精神及び技術的範囲から逸脱することなく、且つその意図された利点を減らすことなく、なされることができる。それ故に、そのような変更及び改良が添付した特許請求の範囲によって含まれていることは、意図される。

0021

100大腿骨
102モールド
104大腿骨頭
106独特な輪郭を描く表面
108アンカーピン
110ピン配置開口
112 開口
114大腿骨頚
116スロット又はガイド
118 アンカーピン

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