JP4832522B2 - 低侵襲の関節全置換のための装置および方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年９月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／７２１，４５０号の一部継続出願であり、その利益を主張するものである。この一部継続出願は、２００２年２月１２日に出願された米国特許出願第１０／０７５，８２９号の分割出願であって、現在、米国特許第６，７２３，１０２号となっている、２００３年５月５日に出願された米国特許出願第１０／４２９，４３５号の一部継続出願であり、これらの全体は参照によって本明細書に援用される。

一般的に、関節は互いの関係を維持する２つの比較的硬い骨組織から構成される。骨組織の周囲にある軟部組織構造は、骨組織を１つにまとめ、ある骨組織のその他の骨組織に対する動きを定めるのに役立つ。例えば、靭帯、腱、関節半月、関節包などの軟部組織は骨組織を支持する。関節軟骨からなる、滑らかで弾力性のある面が骨組織を覆う。構造間の運動域を定める機構を形成するよう、骨組織の関節面は軟部組織構造とともに機能する。完全に連結された場合、動きは、骨組織の間の完全な運動域を画定する。一般的な運動域内では、骨組織は互いに対して既定のパターンで動く。股関節の例では、関節はもともと安定なソケット継手内のボールである。筋肉が動きを提供するのに対し、股関節周囲にある関節包と靭帯は安定性を提供する。

骨組織の関節面は、種々の疾患、事故、その他の原因によって損傷を受ける可能性がある。関節によく見られる疾患は変形性関節症である。変形性関節症は、進行性の痛み、腫脹、関節の硬化をもたらす。関節炎が進行するにつれて、関節面はすり減り、結果として関節に安定性を提供する周囲の軟部組織の拘縮が生じる。さらに、疾患過程の進行は痛みを増加させ、可動性を低下させる。

罹患した関節骨面の治療は、何よりも関節面の損傷度に依存し、患者の年齢や全身の身体的ロバスト性に依存する。一般的には、進行した関節炎には、関節置換術が必要であり、一般的には超高分子ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）製の部品と連結する金属製の部品からなる人工要素と、関節の連結要素とを置換する。

股関節の変性が中等度から高度の比較的若年の患者は、薬物療法で治療されることが多い。薬物療法は一時的に痛みを軽減することがあるものの、病気の進行は変形と機能の低下をもたらすため最終的に手術を必要とする。代替療法、例えば、非ステイロイド系抗炎症剤やコルチゾン注射も同様に、一時的な症状の軽減をもたらすだけである。従って、股関節の中等度から高度の変性に伴う症状を恒久的に緩和する方法が求められている。

重度のケースでは、例えば、寛骨臼窩と大腿骨頭を、寛骨臼に新しい面を作るためのＵＨＭＷＰＥベアリングを含む人工器官、ならびに大腿骨頭を置換するための、大腿近位部の髄管に延出するステムにマウントされた研磨金属またはセラミック大腿骨頭と置換するなど、関節に関連する骨のうち１つ以上の関節面を、人工面と部分的にまたは完全に置換する手術に適応がある可能性がある。痛みを軽減し、関節の機能を回復させるのに、関節置換術の有効性は実証されている。

関節置換術に見られるように、関節の硬い要素を、部品を嵌合するように処理する現在の方法は、広範な外科的露出を伴う。その後に人工表面と置換される軟骨と骨を切断、または除去するための、ドリル、リーマ、ブローチ、その他の器具を導入可能な程度に、露出は大きくなくてはならない。人工股関節全置換術では、寛骨関節面と軟骨下骨を半球状のグレータによって除去し、振動鋸で大腿骨頭を切除し、ブローチを用いて近位髄管の形を整える。人工股関節全置換術の難しい点は、大腿を動かし、寛骨臼窩の露出と、寛骨臼窩へのアクセスを確保するために、大腿近位部から筋肉と腱を剥離しなくてはいけないため、手技の侵襲性が、著しい術中失血と、広範なリハビリの原因になることである。

従来の完全股関節形成術は、股関節の疼痛性の関節炎に適応があった。手技は、外科医が股関節と寛骨臼領域を完全に認識できるように、また外科的電動機器のためのアクセスを提供するために、大切開によって股関節を露出するステップを伴う。股関節の骨組織を適切に処理するために、関節を十分に露出するため、一般的に、関節を支持する主要な筋肉は剥離される。手技のステップには、大腿骨頭を除去するステップが含まれ、次に、股関節ステムを支持するための骨表面を処理するために、近位大腿管のリーミングとブローチングとが行われる。ステムを移植し、所定の位置でセメント固定してもよいし、あるいは骨の内部延出用に圧入固定してもよい。寛骨臼は、骨が出血する位置まで軟骨を除去するために、一般的には一連の大きさのグレータを用いて処理される。寛骨臼の処理が終わったら、寛骨臼部品を、所定の位置でのセメント固定、または骨の内部延出用の圧入固定のいずれかを用いて移植する。部品だけでなく、骨の処理用の器具の大きさや形状に対応するために、広範な外科的露出が必要である。全長６〜１２インチに及ぶことがある外科的露出は、大腿近位部へ進入する筋肉の剥離とともに、股関節周囲の軟部組織に対する広範な外傷をもたらす可能性がある。外科的露出は、出血、痛み、筋肉の阻害を増加させ、これらは全て、患者が安全に帰宅できるまで、または中間看護施設に移れるまでの入院とリハビリを長期化させる原因になる。

処理された骨表面は、専門的には、寛骨臼窩、大腿管、大腿骨幹端部と呼ばれる。最終的な股関節完全インプラントを設置する前に試用可動域と股関節の安定性の増加を促進するために、最終的なインプラントを処理された空間に設置する前に、一部のシステムではブローチであってもよい試用大腿骨を試用大腿骨頭と頸部と一緒に大腿近位部に設置し、試用寛骨臼を寛骨臼に設置する。

最終的な股関節完全インプラントを嵌合するために寛骨臼を処理するための低侵襲股関節手術用装置が知られている。外科用ドリルに接続された、直線のドライブハンドルによって駆動される半球状のグレータが用いられている。しかし、軟部組織構造がこれらの装置の適切な配置を制限しており、軟部組織の干渉を避けるために使用される湾曲したドライブハンドルの開発が進んだ。結果として得られたリーマ装置は、部分的に軟部組織を避けるものの、グレータを適切な位置に配置するために、やはり外科医が軟部組織構造にハンドルを押し付けなければならなかった。さらに、そのような装置はハンドルとグレータの寛骨臼へのアクセスを確保するために、やはり大腿近位部のレトラクトを必要とした。大腿骨を動かすには、広範に移動させる力が必要であり、加えられる力の大きさと時間のため、軟部組織構造への外傷の原因になる。

ドライブハンドルの縦軸に直交する軸の周囲を回転する寛骨臼グレータが、インプラントを嵌合するための寛骨臼処理用として知られている。リーマ装置は、グレータとドライブハンドルとを含む。ドライブハンドルは、グレータが取り付けられる旋回可能なヘッドを有する。グレータは、外科用切開のために、グレータの外形を縮小するために、旋回可能なヘッドの周りを回転する。寛骨臼内部に入ると、操作中、グレータはドライブハンドルに対して垂直に回転する。グレータは、ドライブハンドル上での回転を可能にするために、半球状のシェルに切り欠きを含む。上述の直線および湾曲したドライブハンドルを用いる場合と同様、寛骨臼の処理の間、旋回可能なヘッドのドライブハンドルは軟部組織構造と干渉し、寛骨臼へのアクセスを確保するために大腿骨の移動を必要とする。

前述の事実に基づいて、骨組織を適切に処理し、例えば、金属またはプラスチックなどの人工の関節ベアリング面を提供し、手術部位を閉じる手技のすべてを、付随する筋肉、靭帯、または腱に著しい損傷または外傷を与えることなく行うために、連結する関節面への外科的アクセスを得るために用いることができる外科的方法と器具が求められている。低侵襲の器具と手技を用いて関節の連結面を適切に削ることができるシステムと方法も求められている。関節面の処理を誘導し、寛骨臼インプラントを設置するための外科的ナビゲーションシステムに対する需要もある。

本発明は、低侵襲の外科的手技を伴う、関節全置換術のためのシステムと方法を提供する。開示される器具は、限られた外科的露出を介して正確な骨処理を達成する。

故に、一実施形態では、本発明は、通常は第１の骨と連結する第２の骨の関節面を適切に削る方法を提供する。本方法は、骨削器具を、器具が第２の骨の関節面と切削係合する状態で、第１の骨に直接的または間接的に取り付け、次に、切除された関節面を有する第２の骨の関節面を削るステップを含む。第２の骨を削るステップは、１つの骨をもう１つの骨に対して動かすことによって行う。あるいは、第２の骨を削るステップは、第２の骨に対して第１の骨を適切に配置し、第２の骨の内部、または上部に削器具を進展させることで行う。別の実施形態では、第２の骨を削るステップは、第１の骨上で削器具を支持しながら第２の骨に対して削器具を配置し、第２の骨の内部、または上部に削器具を進展させることで行う。任意で、骨削器具を、第１の骨に直接的または間接的に取り付けられるマウント上に取り付けてもよい。第２の骨の内部へ、またはその上部に削器具を進展させる力は、削器具と一体の移動用装置によってもたらされる。任意で、移動用装置は削器具から独立していてもよい。あるいは、第２の骨の内部へ、またはその上部に削器具を進展させる力は、脚の重さ、または外科医が脚に力を加えることでもたらされてもよい。

さらなる実施形態では、本発明は、通常は第１の骨と連結する第２の骨の関節面を適切に処理し、人工器官を移植する方法を提供する。本方法は、骨削器具を、器具が第２の骨の関節面と切削係合する状態で、直接的または間接的に第１の骨に取り付け、次に、骨の処理中に、骨のうち１つをもう１つに対して連結させることで関節面を削るステップを含む。任意で、削器具を、器具が第２の骨の関節面と切削係合する状態で、第１の骨によって支持し、第１の骨に対して器具を連結させることによって関節面を削ってもよい。あるいは、削器具を、器具が第２の骨の関節面と切削係合する状態で、第１の骨によって支持し、第２の骨に対する器具の相対配置を維持しながら、第２の骨の内部へ、またはその上部へ器具を進展させることによって関節面を削ってもよい。骨削器具は、骨の内部、またはその上部に設置されたインプラント、試用部品、リーマまたはブローチによって支えられてもよい。あるいは、骨削器具は、骨の内部、またはその上部に設置されたインプラント、試用部品、リーマまたはブローチに取り付けられるか、一体化されてもよい。任意で、骨削器具は、骨の内部、またはその上部に設置されたインプラント、試用部品、リーマまたはブローチに直接的または間接的に取り付けられる骨用マウントに取り付けられてもよい。

具体的には、例えば、股関節周囲の筋腱性構造に対する障害を最小限に抑えながら、最小の切開を介して大腿骨面と寛骨臼を置換するために本発明を用いてもよい。低侵襲の完全人工股関節手技用の一般的な切開は、全長が２〜４インチである。患者の生理、外科医の好み、またはその他の要素によって、切開の長さにある程度の変動があってもよいと言われており、先に述べた範囲は例であり、これに限定されない。小切開に加えて、特定の筋肉を切断するのではなく、筋群の間の組織を分離することによって、関節包に進入するような配慮がなされている。本発明は、種々の実施形態において、リーマシステムを含む。本発明による、リーマシステムは、股関節への応用の場合は、一般的には大腿骨ブローチ、リーマドライブ（一体型または独立型のいずれか）、ハンドル、半球状のグレータ、または寛骨臼窩から軟骨と骨を除去するための類似の装置である、大腿骨取付け要素を含む、モジュール式または非モジュール式の構造のいずれかである。本リーマシステムは、例えば、標準的な外科用ドリルなどの動力源によって作動する。任意で、本リーマシステムは、例えば電気、空気、または油圧モータ、電磁、電気機械ドライブまたはその他の適切な動力源などの内部動力源によって作動してもよい。リーマシステムは、全部ではないが、大部分の筋肉に損傷を与えずに、１つ以上の小切開を介して関節腔に設置されるように設計または構成される。リーマシステムの位置決めと、寛骨臼処理の進行度の監視を補助するために、ナビゲーション追跡装置を骨盤に取り付け、第２のナビゲーション追跡装置をリーマドライブに取り付けることにより手術ナビゲーションを用いてもよい。任意で、第２のナビゲーション追跡装置をハンドルに取り付けてもよい。大腿骨と寛骨臼との処理が終了すると、さらなる筋肉の剥離または外科的外傷なしに、インプラントを設置する。

低侵襲手技では、転子窩を十分に露出し、大腿骨頸の切除と、大腿骨頭と頸部の除去が可能な大きさの切開を介して股関節にアクセスする。大腿管には、転子窩と転子領域とを介してアクセスする。当業者に既知のリーマ、ラスプやその他の器具を、一連のリーミングとブローチングステップとによって大腿骨インプラントを嵌合するように大腿近位部を処理するために用いる。処理が終わると、髄管と大腿骨頸と転子領域との残留部分が、大腿ブローチを支持し、これが寛骨臼を処理するためにリーマシステムを支持する。

図１は、股関節の一般解剖学と、大腿近位部１１と寛骨臼１２を露出するための股関節への典型的な外科的アプローチ１０を図示する。人工股関節全置換術のための、股関節への４つの外科的アプローチが知られている。これらのアプローチには、転子部骨切り術を伴わない後方進入法、大転子切離による側方アプローチ、転子部骨切り術を伴わない前方進入法、Ｓｍｉｔｈ−Ｐｅｔｅｒｓｏｎ法が含まれる。完全股関節形成術には、側方進入法も知られている。股関節への最も一般的な外科的アプローチは後方であり、分離される筋肉組織には、短内旋筋群および外旋筋群、大腿筋膜張筋、大腿方形筋、梨状筋、また時には中臀筋および小臀筋、そして大臀筋が含まれる可能性がある。

従来の人工股関節全置換術では、外科医が股関節と寛骨臼領域を完全に認識できるように、また外科用動力機器用のアクセスを確保するために、大切開によって股関節を露出させた。大腿骨頭を切除し、骨表面がヒップステムを支えるように処理するため、大腿管にリーマで穴を開け、ブローチングする。ステムを定位置にセメント固定してもよいし、または骨の内部成長用に圧入固定してもよい。寛骨臼は、骨が出血する位置まで軟骨を除去するために、最も一般的には外科用ハンドドリルに取り付けられたグレータを用いて処理される。図１に示すような外科的露出用の皮膚切開は、通常全長８〜１２インチに渡り、股関節外転筋群、外旋筋群の部分的、または完全な剥離を伴うため、股関節周囲の軟部組織に対して広範な外傷をもたらす。

低侵襲の股関節全置換術では、図２に示すように、切開２１は概して全長が２〜４インチである。侵襲度の低い、または低侵襲の股関節手術では２〜４インチの外科的切開が標準的だが、患者の生理、外科医の好み、またはその他の要素によってある程度の変動があってもよい。外科的アプローチは、股関節包と転子窩へのアクセスを確保するために、鈍的切開によって大臀筋を分離する手技を伴う。筋肉の剥離は、通常は転子窩の梨状腱の剥離に限られる。当業者は、本明細書で説明される外科的アプローチが、個々の患者、外科医の好みなどに応じて変動してもよいことを理解するだろう。

図２を再度参照すると、切開２１、筋肉の切開と関節包の切開は、十分な視覚化、器具の設置と操作、インプラントの設置に必要な部分に限定されている。通常の進入法は筋肉の剥離を伴わない後方進入法である。あるいは、外科医が、梨状腱を単独で、または外旋筋群、大腿方形筋、小殿筋の部分的または完全剥離との併用で剥離させるよう選択してもよい。切開は、大腿骨頭と寛骨臼１２を露出するため、また図３Ａから３Ｃに示す、グレータ２２、リーマドライブ２４、ハンドル２０、および大腿ブローチ２６を含むリーマシステムを設置するために、過不足のない大きさである。図１１Ａと１１Ｂとに示すようなグレータ取外し器具８８と、図１２Ａと１２Ｂとに示すようなグレータ解除器具９２をリーマシステムと一緒に用いてもよい。軟部組織を視線の外に保持するため、または器具の設置のために組織を移動させるために、１つ以上の組織ディストラクタ１８を任意で用いてもよい。あるいは、組織ディストラクタのうち１つ以上は、ハンドル２０と一体型であってもよいし、またはリーマドライブ２４と一体型であってもよいし、またはそれらの組み合わせであってもよい。

リーマドライブ２４、ハンドル２０、グレータ２２、大腿ブローチ２６、グレータ取外し器具８８、グレータ解除器具９２、および／またはこれらそれぞれの構造的従属部品は、一般的に、機械加工、金属射出成形またはスタンプ成形のいずれかによって、適切なステンレス鋼から製造される。あるいは、チタンおよびチタン合金、コバルトクロム合金、およびその他の生体適合性金属を含むが、これに限定されない物質を用いてもよい。生体適合性プラスチック、例えばＰＥＥＫ、Ｕｌｔｅｍ、Ｃｅｌｃｏｎ、Ｄｅｌｒｏｎ、Ｒａｄｅｌを一部の従属部品に用いてもよい。生体適合性プラスチックから加工された従属部品は、機械加工されるか、射出成形されてもよい。

図３Ｃに示すように、リーマドライブ２４は、寛骨臼１２を処理するために、ハンドル２０、グレータ２２、および大腿ブローチ２６とともに用いられる。図３Ａと３Ｂとを参照すると、大腿ブローチ２６は大腿近位部を処理するための構造を有し、リーマドライブ２４を支持するために大腿内にとどまる。リーマドライブ２４は、いったん股関節腔に設置された後に拡張する構造を有する。図３Ａに示すように、リーマドライブ２４は、小切開を介する設置のために、リーマシステムの外形を縮小するように分解する。リーマドライブ２４は、大腿ブローチ２６上に設置され、寛骨臼１２がインプラントを嵌合するように処理するためにグレータ２２に力を加える間、大腿骨１１を寛骨臼１２から移動させるために油圧によって伸縮する。任意で、リーマドライブ２４は、リーマドライブピストン４７と線状スプライン４８を伸縮させることで、グレータ２２の軸に沿って拡張される。あるいは、リーマドライブ２４は、リーマドライブ２４を拡張させるためのリーマドライブピストン４７、またはリーマドライブ２４を拡張させるための線状スプライン４８のいずれかを備えるよう構造を有してもよい。線状スプライン４８は、任意でリーマドライブ２４のシリンダーから延出するピストンとして構成されてもよい。リーマドライブ２４を完全に縮小させた場合に、ハンドル２０にスペースを与えるために、少なくとも１つの通路５９がグレータ２２の周囲に設置される。線状スプライン４８を延出させるために、スプライン管３９に油圧が適用され、これによってグレータ２２が回転しながら、グレータ２２の面６０がハンドル２０から引き離されるように、グレータ２２が持ち上げられる。ピストン４７を延出させるためにピストン管４０に油圧が適用され、グレータ２２を寛骨臼１２内に進展させ、切断要素１５を例えば寛骨臼の軟骨や骨などの物質に接触させるために、大腿骨１１と寛骨臼１２との間に移動させる力を提供する。

ここで図４Ａおよび４Ｂを参照すると、ハンドル２０は、標準的な外科用ドリルへの取付け用Ｈｕｄｓｏｎ接続によって一端に構成される、内部ドライブシャフト３１を備えるように構成される。あるいは、ドライブシャフト３１は、Ｈａｌｌアダプタ、円筒形、四角形、六角形、または外科用ドリルへの取り付けに適したその他の形状の接続部品を用いるように構成されてもよい。グリップ３２は、外科医が操作しやすいように構成され、ハンドル２０の基部３３に固定される。外筒３５は基部３３にねじ止めされる。外筒３５を基部３３に固定するために、固定スリーブ３４も基部３３にねじ止めされる。外筒開口部３７は、外筒３５の差し込み口金３６とかみ合うリーマドライブ２４を、摺動可能に嵌合するように構成される。図６Ａを参照すると、リーマドライブ２４上の取付けボス４５は、外筒開口部３７内へ摺動可能に嵌合するように構成される。図６Ａに示す、ピニオンギア４３の外部正方形ドライブ４４は、図４Ｂに示す、ドライブシャフト３８の内部正方形ドライブ２９に摺動可能に嵌合するように構成される。リーマドライブ２４の取付けボス４５から突出する２つのボス４６は、ハンドル２０の外筒３５差し込み口金３６とかみ合う。外筒３５は、取付けボス４５が外筒３５にスライドして入るためのスペースを提供するために、基部３３に沿って延出する。リーマドライブ２４は、取付けボス４５から突出するボス４６と差し込み口金３６を嵌合するために、時計回りに回転する。外筒３５は、基部３３上にさらにねじ止めされ、これによりリーマドライブ２４の取りス４５から突出するボス４６を差し込み口金３６内部に固定する。次に、外筒３５を所定の位置に固定するために固定スリーブ３４を進展させる。任意で、ドライブシャフト３１は、ハンドル２０のその他の従属部品を用いずにリーマドライブ２４を駆動させるように構成されてもよい。

図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄを参照すると、リーマドライブ２４は、寛骨臼リーミングの最中に、大腿骨１１と寛骨臼１２の間に移動させる力を提供するために延出するように構成される。線状スプライン４８は、かさ歯車５０と筐体基部５２によって摺動可能に嵌合される。線状スプライン４８は、それと筐体基部５２の間に流体シールを有し、線状スプラインの軸に沿って、筐体基部５２内部をスライドするように構成される。あるいは、当業者に既知の、回転運動を伝えるための伸縮性の結合を、グレータ２２をリーマドライブ２４に取り付けるために用いてもよい。例えば、滅菌食塩水またはその他の適切な液体などの流体によって、スプライン管３９を介して円筒形筐体と線状スプライン４８に伝えられた油圧は、線状スプライン４８を延出させる。スプライン管３９は、シリンジポンプまたはその他の適切な加圧装置への取付けのための、標準的なＬｕｅｒフィッティング４１を有する。ピストン４７は、図３Ｃに示すように、大腿ブローチ２６上のブローチポスト２７を摺動可能に嵌合するように構成される。ピストン４７を延出させるために、例えば、滅菌食塩水などの適切な流体を介して、ピストン管４０に油圧が適用される。ピストン管４０は、シリンジポンプまたはその他の適切な加圧装置への取付けのために標準的なＬｕｅｒフィッティング４２を有する。一実施形態では、図３Ｂと６Ａに示すように、グレータ２２は、線状スプライン４８へのねじ止め用の構造を有する。別の実施形態では、グレータ２２は、リーマドライブ２４へのクイックアタッチメント用の構造を有する。あるいは、リーマドライブ２４のピストン４７は、第１の骨（この実施形態では大腿骨）に動作可能に接続されるように構成される。一実施形態では、ピストン４７は第１の骨によって支持され、第１の骨に対して自由に角度を有する。任意で、ピストンは、第１の骨に沿って、またはその内部を自由にスライドできる。別の実施形態では、ピストン４７は、クランプ、ピン締め具、ねじ部品、または当業者に既知のその他の締め具を用いて、第１の骨に動作可能に接続されるように構成される。別の実施形態では、リーマドライブ２４は、ピストン４７を用いずに第１の骨に動作可能に接続されるように構成される。一実施形態では、リーマドライブ２４は、第１の骨によって支持され、第１の骨に対して自由に角度を有する。任意で、リーマドライブ２４は、第１の骨に沿って、またはその内部を自由にスライドできる。別の実施形態では、リーマドライブ２４は、クランプ、ピン締め具、ねじ部品、または当業者に既知のその他の締め具を用いて、第１の骨に動作可能に接続されるように構成される。

ここで図５を参照すると、グレータ２２は、リーマドライブ２４へのねじ止め固定用の構造を有する。ブラケット５４は、ブラケット５４が３つの取付け位置５５の位置にある状態で、グレータ２２の内面５７に固定される。ブラケット５４は、カッター穴５８の周囲の取付けに適切な状態になるように、１つ以上の取付け位置５５を有し、グレータ２２に取り付けられるように構成されてもよいことを、当業者は理解するだろう。一実施形態では、ブラケット５４は、リーマドライブ２４の線状スプライン４８とねじ接続するための内部ねじ構造５６を有するように構成される。ブラケット５４はさらに、例えば溶接、はんだ付けなどでグレータ２２に取り付けることもできる。ブラケット−線状スプライン接合面では右ねじが用いられ、グレータ２２の切断作用は、グレータ２２の右方向の回転中に起こる。この実施形態による、骨を除去するためのグレータ２２の操作は、線状スプライン４８上にブラケット５４きつく締め付ける傾向がある。あるいは、ブラケット５４は、ねじ接続、差し込み接続、圧入固定、または接着固定、またはねじ部品、圧入固定用ピン、機械的クリップ、または当業者に既知のその他の取付け手段によって、グレータ２２に取り付けられるように構成される。

一実施形態では、線状スプライン４８をリーマドライブ２４から取り外せるように、グレータ２２はリーマドライブ２４の線状スプライン４８に固定される。この実施形態では、線状スプライン４８は、ねじ接続、差し込み接続、圧入固定、または接着固定、またはねじ部品、圧入固定用ピン、機械的クリップ、または当業者に既知のその他の取付け手段によって、グレータ２２に取り付けられるように構成される。別の実施形態では、線状スプライン４８は溶接、はんだ付けなどでグレータ２２に恒久的に取り付けられる。

本発明の一実施形態では、図７に示すように、グレータ２２は、ブラケット６２が取り付けられる成形タブ６１を有する。この実施形態では、ブラケット６２は、リーマドライブ２４の線状スプライン４８上の外部ねじ４９とねじ接続するための内部ねじ構造６５を有するように構成される。あるいは、成形タブ６１に対してブラケット６２から突出する１つ以上のボス６３によって形成される接触点において、ブラケット６２を成形タブ６１に恒久的に取り付けてもよい。別の実施形態では、ブラケット−グレータ接合面は、成形タブ６１のクリアランス穴６６を通して配されるピン６８を用いて固定され、ブラケットボス６３の圧入固定穴６４に収まる。あるいは、ブラケット６２は、ねじ接続、差し込み接続、圧入固定、または接着固定、またはねじ部品、圧入固定用ピン、機械的クリップ、または当業者に既知のその他の取付け手段によって、グレータ２２に取り付けられるように構成される。

ここで図７、１１Ａおよび１１Ｂを参照すると、グレータ２２は、リーマドライブ２４および／または線状スプライン４８から外すことによって、取り外される。このステップを簡略化するため、グレータ取外し器具８８が提供される。グレータ取外し器具８８は、グレータ２２の複数の受けポケット８９のそれぞれに対応する、１つ以上の突出ボス９０を有する。グレータ取外し器具８８は、グレータ２２上に設置され、グレータ２２のそれぞれの受けポケット８９内にボス９３が延出する。ハンドル２０に取り付けられた外科用ドリル（図示せず）が反対に回転して、これによりグレータ２２をリーマドライブ２４および／または線状スプライン４８から外す間、グレータ取外し器具８８上の１つ以上の反応アーム９１は、ハンドル２０の外筒３５に沿う。任意で、グレータ２２をリーマドライブ２４から外すために、Ｔハンドルドライバー（図示せず）を外科用ドリルの代わりに用いる。次に、グレータ取外し器具８８とグレータ２２とは、リーマドライブ２４から持ち上げられる。

ここで図８を参照すると、ねじ部品を使わずにグレータの交換を可能にするために、グレータ２２へのクイックアタッチメント用にクリップ６９を含むブラケット６７の実施形態が示される。ブラケット６７は、動作可能にリーマドライブ２４と結合する。グレータ２２は、１つ以上のクリップ６９が取り付けられる成形タブ６１を有する。この実施形態では、ブラケット６７は、リーマドライブ２４の線状スプライン４８上の外部ねじ４９とねじ接続するための内部ねじ構造７０とを有するように構成される。図８、９、１０を参照すると、クリップ６９は２つの屈曲アーム７３および７４からなり、内部ラッチ７５および７６をそれぞれ有する。クリップ６９の内面８１と８２は、成形タブ６１の側面７１および７２に載っている成形タブ６１とぴったり嵌まるような間隔を有する。内部ラッチ７５および７６の上部の受け面８３および８４は外側に先細りし、屈曲アーム７３および７４が静止位置にあるときに、受け面８３および８４のそれぞれの上縁８５と８６の間の間隔は、成形タブ６１の側面７１および７２の間の間隔より大きくなる。グレータ２２がブラケット６７のクリップ６９に押し込まれると、成形タブ６１はそれぞれの受け面８３および８４に沿ってスライドし、これによりクリップ６９の屈曲アーム７３および７４が広がる。成形タブ６１が、ブラケット６７上のそれぞれの内部ラッチ７５および７６を通過すると、内部ラッチ７５および７６はクリップ６９内に成形タブ６１を保持し、これによりグレータ２２をブラケット６７に固定する。固定状態にあるとき、成形タブ６１の内面８７はブラケット６７の支持面７９に沿い、これによりブラケット６７に対してグレータ２２の中心を合わせる。成形タブ６１の側面７１および７２は、摺動可能にブラケット６７の内部支持面７７および７８と嵌まり、ブラケット６７からグレータ２２に回転力を伝える能力がもたらされる。ブラケット−線状スプライン接合面では右ねじが用いられ、グレータ２２の切断作用は、グレータ２２の右方向の回転中に起こる。例えば、軟骨や骨などの物質を除去するための、半球状の面上の切断要素１５を用いるグレータ２２の操作は、線状スプライン４８上にブラケット６７をきつく締め付ける傾向がある。あるいは、ブラケット６７は、差し込み接続、圧入固定、溶接固定、または接着固定、またはねじ部品、圧入固定用ピン、機械的クリップ、または当業者に既知のその他の取付け手段によって、線状スプライン４８に取り付けられるように構成される。任意で、ブラケット６７は線状スプライン４８と一体型でもよい。

図９、１０、１２Ａおよび１２Ｂを参照すると、ブラケット６７のクリップ６９を、グレータ解除器具９２を用いて解除することで、グレータ２２が取り外される。グレータ解除器具９２は、ブラケット６７上のクリップ６９にそれぞれ対応する１つ以上の突出ボス９３を有する。グレータ解除器具９２は、グレータ２２上に設置され、ボス９３はグレータ２２のそれぞれの受けポケット８９内に入る。各ボス９３の底面９６は、グレータ２２上の各成形タブ６１の上面９７に載るようになる。ボス側面９４および９５は、摺動可能にクリップ６９の受け面８３および８４に嵌まり、これによりクリップ６９の屈曲アーム７３および７４を広げ、グレータ２２を解除する。次に、グレータ解除器具９２とグレータ２２はブラケット６７から持ち上げられる。

本発明の一実施形態では、リーマドライブ２４、ハンドル２０、グレータ２２は再利用可能な部品である。あるいは、ハンドル２０とグレータ２２は再利用可能で、リーマドライブ２４は、単回使用用または複数回使用用の使い捨て器具である。別の実施形態では、ハンドル２０は、再利用可能な器具であり、リーマドライブ２４とグレータ２２は、単回使用用または複数回使用用の使い捨て器具である。本発明のさらに別の実施形態では、グレータ２２はリーマドライブ２４と一体化して形成される。

本発明の各要素について既に論じたので、以下で本発明のリーマシステムの使用方法を説明する。上記で説明したものを含むがこれに限定されない、既知のテクニックに従って股関節腔を露出する。大腿管を大腿ブローチ２６を用いて処理し、手術後に大腿ブローチ２６は大腿管に残っている。リーマドライブ２４とグレータ２２を組立て、大腿ブローチ２６上に設置する。当業者は、手術部位への器具の設置の順序は、外科医の好みや関節腔アクセスに応じて、変えてもよいことを理解するだろう。リーマドライブ２４とグレータ２２の組立ては、手術部位の外側または関節腔の内部で行ってもよい。リーマドライブ２４は、手術部位の外側でハンドル２０に取り付ける。任意で、ハンドル２０を股関節腔内部でリーマドライブ２４に取り付ける。適切な大きさのグレータ２２を選択し、リーマドライブ２４に取り付ける。外科医は、患者の寛骨臼を処理するための、適切な大きさのグレータセットの１つである、グレータ２２を選択する。グレータ２２の直径は、３６ｍｍ〜８０ｍｍの範囲で、大きさは１ｍｍ単位で増加する。通常は、外科医は、最初の寛骨臼リーミング用に、寛骨臼の直径より小さいものを、最初のグレータとして選択する。

低侵襲の方法で寛骨臼１２内部にグレータ２２を設置するため、図３Ａに示すように、関節腔へ設置するためにサイズを小さくするため、初めはリーマドライブ２４を分解する。設置した後は、リーマドライブ２４は、図３Ｃに示すように大腿骨と寛骨臼との間に移動させる力を提供するために拡張される構造を有し、グレータ２２はリーミングプロセスを開始するために寛骨臼１２内部に設置される。次に、最初のグレータ２２を、より大きいグレータ、一般的には直径が１ｍｍ大きいものと交換し、寛骨臼リーミングステップを繰り返す。このプロセスを、インプラントを嵌合するのに適切な範囲まで処理されたと外科医によって判定されるまで繰り返す。リーマドライブ２４とグレータ２２の大きさの互換性を確保するため、グレータセットの各グレータ２２は、対応する線状スプライン４８をもつよう構成される。この方法で、種々のグレータ２２を交換するステップが迅速で効率的になる。リーミングプロセス中のグレータ２２の交換ステップをさらに簡略化するために、グレータ取外し器具８８とグレータ解除器具９２を、グレータ２２をリーマドライブ２４および／または線状スプライン４８から取り外すために用いてもよい。リーミングプロセスが終了したら、寛骨臼１２を、当分野で既知のテクニックに従って、人工股関節全置換装置の移植用に処理する。

本発明をその特定の実施形態を参照して説明したが、当業者は、本発明の真の精神と範囲から逸脱することなく、本発明の説明された実施形態に種々の改変を行うことができるだろう。本明細書で用いた用語と記述は、実例として説明したものであり、限定を意図するものではない。当業者は、以下の請求項およびそれらと同等において定義されるような本発明の精神と範囲において、これらのおよび他の変形が可能であることを理解するであろう。

図１は、関節の解剖と人工股関節全置換術の従来の露出法の図である。 図２は、リーマシステムを用いる低侵襲の人工股関節全置換術用の露出法の図である。 図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、ハンドル、リーマドライブ、ブローチ、およびグレータを含む本発明によるリーマシステムの透視図であり、リーマシステムはそれぞれ分解された状態、延出させた状態、および拡張した状態で示される。 図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、ハンドル、リーマドライブ、ブローチ、およびグレータを含む本発明によるリーマシステムの透視図であり、リーマシステムはそれぞれ分解された状態、延出させた状態、および拡張した状態で示される。 図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、ハンドル、リーマドライブ、ブローチ、およびグレータを含む本発明によるリーマシステムの透視図であり、リーマシステムはそれぞれ分解された状態、延出させた状態、および拡張した状態で示される。 図４Ａおよび４Ｂは、本発明の一実施形態によるハンドルの透視図である。 図４Ａおよび４Ｂは、本発明の一実施形態によるハンドルの透視図である。 図５は、本発明の一実施形態によるグレータの底部透視図である。 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、本発明の実施形態によるリーマドライブを、それぞれ分解した状態と延出させた状態での、上部および底部透視図である。 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、本発明の実施形態によるリーマドライブを、それぞれ分解した状態と延出させた状態での、上部および底部透視図である。 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、本発明の実施形態によるリーマドライブを、それぞれ分解した状態と延出させた状態での、上部および底部透視図である。 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、本発明の実施形態によるリーマドライブを、それぞれ分解した状態と延出させた状態での、上部および底部透視図である。 図７は、本発明の別の実施形態による、リーマドライブにねじ止めされるグレータの分解図である。 図８は、本発明の別の実施形態による、グレータをリーマドライブに取り付けるためのクイックアタッチメント器具の分解図である。 図９は、図８に示したグレータと取付けブラケットの分解図である。 図１０は、図９に示した取付けブラケットの一部の拡大透視図である。 図１１Ａと１１Ｂは、本発明によるリーマドライブ、ハンドル、グレータ、およびグレータ取外し器具の透視図である。 図１１Ａと１１Ｂは、本発明によるリーマドライブ、ハンドル、グレータ、およびグレータ取外し器具の透視図である。 図１２Ａと１２Ｂは、本発明によるリーマドライブ、ハンドル、グレータ、およびグレータ解除器具の透視図である。 図１２Ａと１２Ｂは、本発明によるリーマドライブ、ハンドル、グレータ、およびグレータ解除器具の透視図である。

Claims (35)

1. 低侵襲の関節置換術用に関節を処理するリーマシステムであって、
   ｉ． 線状スプラインに動作可能に接続されたリーマドライブであって、該リーマドライブは、上部と下部とを有し、該上部は、該線状スプラインを摺動可能に嵌合するように構成されたかさ歯車を含み、該下部は、ピストンを含む、リーマドライブと、
   ｉｉ． 第１の面と第２の面とを有するグレータであって、該第１の面は、物質を除去するように構成されており、該第２の面は、該リーマドライブの上部に動作可能に接続するように構成されている、グレータと、
   ｉｉｉ． 第１の端部と第２の端部とを有するドライブシャフトであって、該第１の端部は、該リーマドライブに動作可能に接続されており、該第２の端部は、動力源に動作可能に接続されている、ドライブシャフトと、
   ｉｖ． 第１の骨取付け部と、該第１の骨取付け部に取り付けられたポストとを含むマウントであって、該ポストは、該リーマドライブピストンを係合可能に嵌合するように構成されている、マウントと
   を含む、リーマシステム。
2. 前記リーマドライブに接続された少なくとも１つの組織ディストラクタをさらに含む、請求項１に記載のリーマシステム。
3. ハンドルに接続された少なくとも１つの組織ディストラクタをさらに含む、請求項１に記載のリーマシステム。
4. ハンドルの前記第２の端部は、外科用ドリルへの取付け用に構成されている、請求項１に記載のリーマシステム。
5. 前記リーマドライブは、内蔵動力源を備えている、請求項１に記載のリーマシステム。
6. 前記動力源は、電気的動力源、空気圧的動力源、油圧的動力源、電気機械的動力源、または、化学的動力源からなる群から選択される、請求項５に記載のリーマシステム。
7. 前記リーマドライブに部分的に動作可能に接続されたナビゲーション追跡手段をさらに含む、請求項１に記載のリーマシステム。
8. 前記システムは、モジュール式である、請求項１に記載のリーマシステム。
9. 前記システムは、モジュール式ではない、請求項１に記載のリーマシステム。
10. 前記グレータを螺合するために、前記線状スプラインは、その周囲にねじ辺縁を含む、請求項１に記載のリーマシステム。
11. 前記リーマドライブの前記上部は、前記グレータを解除可能に嵌合するための少なくとも１つのクリップを含む、請求項１に記載のリーマシステム。
12. 前記グレータは、外面と内面とを含み、該外面は、カッター穴を含み、該内面は、少なくとも１つの取付け位置で、該グレータに動作可能に接続されたブラケットを含み、該ブラケットは、ねじ部を含む、請求項１０に記載のリーマシステム。
13. 前記ブラケットの前記ねじ部は、前記線状スプラインの前記ねじ辺縁を螺合する、請求項１２に記載のリーマシステム。
14. 低侵襲の関節置換術用に関節を処理するキットであって、該キットは、リーマシステムを含み、
    該リーマシステムは、
    ｉ． 線状スプラインに動作可能に接続されたリーマドライブであって、該リーマドライブは、上部と下部とを有し、該上部は、該線状スプラインを摺動可能に嵌合するように構成されたかさ歯車を含み、該下部は、リーマドライブピストンを含む、リーマドライブと、
    ｉｉ． 多様なサイズのグレータセットであって、該グレータのそれぞれは、第１の面と第２の面とを有し、該第１の面は、物質を除去するように構成されており、該第２の面は、該リーマドライブの上部に動作可能に接続されるように構成されている、グレータセットと、
    ｉｉｉ． 内部のドライブシャフトを有するハンドルであって、該ドライブシャフトは、第１の端部と第２の端部とを有し、該第１の端部は、該リーマドライブに動作可能に接続されており、該第２の端部は、動力源に動作可能に接続されている、ハンドルと、
    ｉｖ． 大腿取付け部と、該大腿取付け部に取付けられたポストとを含む大腿ブローチであって、該ポストは、該リーマドライブピストンを係合可能に嵌合するように構成されている、大腿ブローチと
    を含み、
    グレータ取外し器具が、該グレータを該リーマドライブから取り外すために、該グレータに動作可能に接続されている、キット。
15. 低侵襲の関節置換術用に関節を処理するキットであって、該キットは、リーマシステムを含み、
    該リーマシステムは、
    ｉ． 線状スプラインに動作可能に接続されたリーマドライブであって、該リーマドライブは、上部と下部とを有し、該上部は、該線状スプラインを摺動可能に嵌合するように構成されたかさ歯車を含み、該上部は、グレータを嵌合するためのものであり、該下部は、リーマドライブピストンを含む、リーマドライブと、
    ｉｉ． 多様なサイズのグレータセットであって、該グレータのそれぞれは、第１の面と第２の面とを有し、該第１の面は、物質を除去するように構成されており、該第２の面は、該リーマドライブと動作可能に接続されるように構成されている、グレータセットと、
    ｉｉｉ． 内部のドライブシャフトを有するハンドルであって、該ドライブシャフトは、第１の端部と第２の端部とを有し、該第１の端部は、該リーマドライブに動作可能に接続されており、該第２の端部は、動力源に動作可能に接続されている、ハンドルと、
    ｉｖ． 大腿取付け部と、該大腿取付け部に取り付けられたポストとを含む大腿ブローチであって、該ポストは、該リーマドライブピストンを係合可能に嵌合するように構成されている、大腿ブローチと
    含み、
    グレータ解除器具が、該グレータを該リーマドライブから解除するために、該グレータに解除可能に接続されている、キット。
16. ハンドルに少なくとも部分的に接続されたナビゲーション追跡装置をさらに含む、請求項１に記載のリーマシステム。
17. 低侵襲の関節置換術用に関節を処理するシステムであって、
    リーマシステムであって、該リーマシステムは、線状スプラインに動作可能に接続されたリーマドライブであって、該リーマドライブは、上部と下部とを有し、該上部は、該線状スプラインを摺動可能に嵌合するように構成されたかさ歯車を含み、該下部は、リーマドライブピストンを含む、リーマドライブと、第１の面と第２の面とを有するグレータであって、該第１の面は、物質を除去するように構成されており、該第２の面は、該リーマドライブに動作可能に接続されるように構成されている、グレータと、内部のドライブシャフトを有するハンドルであって、該ドライブシャフトは、第１の端部と第２の端部とを有し、該第１の端部は、該リーマドライブに動作可能に接続されており、該第２の端部は、動力源と動作可能に接続されている、ハンドルと、大腿取付け部と、該大腿取付け部に取り付けられたポストとを含む大腿ブローチであって、該ポストは、該リーマドライブピストンを係合可能に嵌合するように構成されている、大腿ブローチとを含む、リーマシステムと、
    該動力源によって生成される回転運動を提供するための手段であって、該回転運動は、該ハンドル内の該ドライブシャフトを介して、該リーマドライブに伝わり、続いて該グレータに伝わる、手段と
    を含む、システム。
18. 前記グレータの前記回転運動によって前記物質が除去される寛骨臼の方向に該グレータを延出させ、かつ進展させるために、前記リーマドライブピストンに油圧を提供するための手段をさらに含む、請求項１７のシステム。
19. 低侵襲の関節置換術用に関節を処理するシステムであって、
    リーマシステムであって、該リーマシステムは、線状スプラインに動作可能に接続されたリーマドライブであって、該リーマドライブは、上部と下部とを有し、該上部は、該線状スプラインを摺動可能に嵌合するように構成されたかさ歯車を含み、該下部は、リーマドライブピストンを含む、リーマドライブと、第１の面と第２の面とを有するグレータであって、該第１の面は、物質を除去するように構成されており、該第２の面は、該リーマドライブの上部に解除可能に接続されるように構成されている、グレータと、内部のドライブシャフトを有するハンドルであって、該ドライブシャフトは、第１の端部と第２の端部とを有し、該第１の端部は、該リーマドライブと動作可能に接続されており、該第２の端部は、動力源に動作可能に接続されている、ハンドルと、大腿取付け部と、該大腿取付け部に取り付けられたポストとを含む大腿ブローチであって、該ポストは、該リーマドライブピストンを係合可能に嵌合するように構成されている、大腿ブローチとを含む、リーマシステムと、
    該大腿ブローチを大腿内に設置するための手段と、
    該ハンドル内の該ドライブシャフトを介して、該リーマドライブに、続いて該グレータに、該動力源によって生成された回転運動を提供するための手段と
    を含む、システム。
20. 前記グレータの前記回転運動によって前記物質が除去される寛骨臼の方向に該グレータを延出させ、かつ進展させるために、前記リーマドライブピストンに油圧を提供するための手段をさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記グレータを、より大きなグレータと交換するための手段をさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記リーマドライブとハンドルとは動作可能に接続されており、最初のグレータは、該リーマドライブに解除可能に接続されている、請求項１９に記載のシステム。
23. 前記組み立てられたハンドルとリーマドライブと最初のグレータとは、股関節腔内に設置されるために適切である、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記リーマドライブピストンは、前記ブローチポストによって係合可能に嵌合されている、請求項１９に記載のシステム。
25. 低侵襲の関節置換術用に関節を処理するリーマシステムであって、
    ｉ． 線状スプラインに動作可能に接続されたリーマドライブであって、該リーマドライブは、上部と下部とを有し、該上部は、該線状スプラインを摺動可能に嵌合するように構成されたかさ歯車を含み、該下部は、第１の骨に動作可能に接続されるように構成されている、リーマドライブと、
    ｉｉ． 第１の面と第２の面とを有するグレータであって、該第１の面は、物質を除去するように構成されており、該第２の面は、該リーマドライブの上部に動作可能に接続されるように構成されている、グレータと、
    ｉｉｉ． 第１の端部と第２の端部とを有するドライブシャフトであって、該第１の端部は、該リーマドライブに動作可能に接続されており、該第２の端部は、動力源に動作可能に接続されている、ドライブシャフトと
    を含む、リーマシステム。
26. 前記下部は、ピストンを含み、該ピストンは、第１の端部と第２の端部とを有し、該第１の端部は、摺動可能に該下部に嵌合されるように構成されており、該第２の端部は、前記第１の骨に動作可能に接続されるように構成されている、請求項２５に記載のリーマドライブ。
27. 前記ピストンの前記第２の端部は、前記第１の骨に柔軟に接続するように構成されている、請求項２６に記載のピストン。
28. 前記ピストンの前記第２の端部は、前記第１の骨に強固に接続するように構成されている、請求項２６に記載のピストン。
29. 前記ピストンの前記第２の端部は、前記第１の骨に摺動可能に接続するように構成されている、請求項２６に記載のピストン。
30. 前記上部は、延出するように構成されている、請求項２５に記載のリーマドライブ。
31. 前記上部は、延出するように構成されている、請求項２６に記載のリーマドライブ。
32. 前記ドライブシャフトに動作可能に接続されたハンドルをさらに含む、請求項２５に記載のリーマシステム。
33. 前記ハンドルは、前記リーマドライブに動作可能に接続されている、請求項３２に記載のハンドル。
34. 前記ドライブシャフトに動作可能に接続されたハンドルをさらに含む、請求項１に記載のリーマシステム。
35. 前記ハンドルは、前記リーマドライブに動作可能に接続されている、請求項３４に記載のハンドル。

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