(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記外科用マウントの前記第1の側によって規定された凹部を介して前記外科用マウントの前記中空の内部に受け入れられるサイズと構成で形成された本体を有する第1のカートリッジを更に有する、請求項1記載のシステム。
前記外科用マウント内に受け入れられた前記第1のカートリッジは、前記穴が前記外科用マウントの前記第3の側により規定された凹部及び、前記外科用マウントの前記第4の側により規定された凹部を介してアクセス可能で有る、請求項6記載のシステム。
前記穴は、前記本体の底部側での第1の直径から、前記本体の底部側と前記本体の上部側の間の位置での第2の直径までテーパしてゆく、ことを特徴とする請求項6記載のシステム。
前記第1のカートリッジの本体は、外科手術時に、前記外科用マウントの第1の側により規定された凹部に受け入れられるような、幾何学的形状を持っている、ことを特徴とする請求項4記載のシステム。
前記第1のカートリッジの本体は、前記第1のカートリッジにより規定された穴からそれぞれ距離を置いて配置された1対の平行な細長い溝を規定する、請求項5記載のシステム。
前記外科用マウント内に受け入れられた前記少なくとも一つのカートリッジは、前記穴が前記外科用マウントの前記第3の側により規定された凹部及び、前記外科用マウントの前記第4の側により規定された凹部を介してアクセス可能で有る、請求項15記載のシステム。
前記少なくとも一つのカートリッジの本体は、外科手術時に、前記外科用マウントの第1の側により規定された凹部に受け入れられるような、幾何学的形状を持っている、ことを特徴とする請求項12記載のシステム。
前記少なくとも一つのトリッジの本体は、前記少なくとも一つのカートリッジにより規定された穴からそれぞれ距離を置いて配置された1対の平行な細長い溝を規定する、請求項19記載のシステム。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
この好適な実施の形態の説明は、記載された説明の全体の部分を検討するためにある、添付図面に関連付けて読まれることを目的としている。描かれている図は基準になる必要はないし、そしてこの発明の或る特徴は明確さ及び簡潔さの観点において尺度は誇張して示されているか又は幾分概略的な形状に示されている。記載においては、「水平(horizontal)」,「垂直(vertical)」,「上(up)」,「下(down)」,「上面(top)」,そして「底面(bottom)」の如き相対的な用語はそれらの派生物(例えば「水平に(horizontally)」,「下方に(downwardly(下に向かって、下方に))」,「上方に(upwardly)」,その他)とともに、記載されている時の又は議論の下で図面の図中に示されている時の向きを引用していると解釈すべきである。これらの相対的な用語は、記載の便利さの為であり、そして通常は特定の向きを要求することを意図されていない。「内方(inwardly(内部で))」対「外方(outwardly)」,「長手方向(longitudinal)」対「横方向(lateral)」,そしてこれらと同様なものを含んでいる用語は、互いに比較した又は延びの中心線に比較した,又は回転の中心線又は中心と比較して、適切であるように解釈されるべきである。取り付け(attachment),結合(coupling),そしてこれらと同様な、「連結されている(connected)」及び「相互連結されている(interconnected)」の如き、に関係している用語は、構造物が直接的に又は介在構造物を介して間接的に互いに固定されているか又は取り付けられている相互関係を、移動可能又は固定した取り付け又は相互関係の両方ととともに、他に特別に記載されていない限り、引用している。ただ一つの機械が図示されている時、用語「機械(machine)」はまた、個々に又は協働して、ここに記載されている方法論(methodology)の如何なる一つ又はそれ以上を達成するような構造の1つの組み合わせ(set)(又は複数の組み合わせ(multiple set))を実行する機械の如何なる集合を含むよう取り扱われるべきである。用語「動作可能に連結されている(operatively connected)」は、取り付け(attachment),結合(coupling),又は連結(connection)が関連する構造がその関係性(relationship)のお蔭により意図されているように動作することを許容することである。特許請求の範囲において、手段プラス機能用語(means-plus-function clause)が、もし使用されていたならば、構造的な均等物(structural equivalent)のみが含まれるのではなく均等な構造(equivalent structure)も含んでいる、引用された機能を果たす為に記載されている記載又は図面により明らかに記載され,示唆され,又は意図されている構造を、構造的な均等物(structural equivalent)のみが含まれるのではなく均等な構造(equivalent structure)も含んで、扱う(cover)ことが意図されている。
【0012】
開示されたシステムと方法は、有利に、手術の際における透視装置の使用を減らすために患者の骨格に置かれる、特別注文で製造された手術用器具、ガイド、及び/又は取付具を使用する。場合によっては、手術の際における透視装置の使用は、全く排除されるかも知れない。特別注文される器具、ガイド、及び/又は取付具は、手術に先立って断層撮影装置(CT)や核共鳴画像装置(MRI)や同様の医用画像工学を用いて患者の骨格を撮像し、これらの画像を利用することによって作成される。
【0013】
特別注文された患者の個別の器具の次の説明が足10と足関節12(
図1)について述べられるけれども、当業者は、該システムと方法は、限定されるものではなく、膝関節や臀部や肩などを含む他の関節に関連して利用されるかも知れないということを理解するであろう。
図1に示されるように、典型的な人間の足は、踵骨の上に形成された足関節12と頸骨16及び腓骨18とを有している。
【0014】
CT又はMRIの走査画像又は一連の画像が患者の足関節(又は他の関節)から取得される。次に、多くの場合にコンピュータ・ソフトウェアで具体化される専門のモデル作成方法を使用して、インプラントの位置やタイプやサイズを決定するために、例えば、DICOMの画像フォーマットから足関節(踵骨、距骨、頸骨、舟状骨及び腓骨を含む足関節)の立体コンピュータモデルへと変換される。CT又はMRIの走査画像のデータから引き出された コンピュータ作成立体モデルは、多くの場合、画像化されている構造を取り囲んでいる表面輪郭、例えば、画像化されている筋膜(fascia)の輪郭又は骨の表面形状に関する精密で正確な情報を含むだろう。表面形状により、凹面や突起等のような表面特徴の配置や形状や寸法や分布を意味していることが理解される。
【0015】
Swaelensらにより公表(issued)されると共に全体が参照のためにここに組み込まれた米国特許第5,768,134号に開示された方法が、CTやMRIのスキャンデータを立体コンピュータモデル(solid computer models)への適切な変換をもたらすことは分かっている。いくつかの実施形態においては、当業者により理解されるように、画像は、CT又はMRI装置や、他のデジタル画像キャプチャ及び処理ユニットを使用して、患者の足(foot)10、すなわち、踵骨(calcaneus)20と距骨(talus)14と頸骨(tibia)16と腓骨(fibula)18で作成されている。その画像データは、プロセッシング・ユニットで処理さえ、その後、モデル50が
図2A及び2Bに示されるような処理されたデジタル画像データを使用して生成される。
【0016】
デジタル化された画像データの対話型処理(Interactive processing)と前処理とが実行される。該処理は、手術の部位(手術の間に切除が必要な部位)54への調節(ajustments)がコンピュータ・モデル50(
図2A及び2B)上で計画されるように、部材を配置するための所望の基準位置(predefined reference location)52のような付加的な外付けのデジタル情報の操作(manipulation)及び導入(introduction)を含んでいる。デジタル化された画像データの対話型処理をした後は、患者の画像データモデルに付加するためのデジタル表現であって、患者に個別の手術用器具、補綴、ガイド又は取付具の より高解像度のデジタル表現を得るために、オリジナルのCADデータに戻される。
【0017】
図3は、足関節を置換する手術のために特別注文された一対の切除ガイドであって、頸骨の切除ガイドマウント100と距骨の切除ガイドマウント102とを含み、患者の下頸骨16aと上方距骨14aとに取り付けるガイドを示す。特別注文された頸骨のドリルガイドマウント200(
図16−20)は、また、特別注文された頸骨及び距骨の切除ガイドマウント100,102を使用することにより形成される 足関節腔の中に受け入れられるように構成されている。特別注文された切除ガイドは患者の距骨、頸骨及び大腿骨の準備のために述べられるけれども、当業者は、他の切除ガイドが実施され、限定されるものではないが、膝関節や臀部や肩などを含む他の関節のために作成されるかも知れないということを理解するであろう。
【0018】
図3に示される頸骨の切除ガイドマウント100は、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結法(selective laser sintering)、又は同様の製造装置に関連して使用するのに好適なタイプの弾性ポリマー材料(resilient polymer material)から形成されている。切除ガイドマウント100は、
図4で最も良く分かるように、ベース106から上方に突出した十字形の頸骨ヨーク104を有する単一の本体を備えており、さらに、該ベース106には、ガイドを受け入れる凹部(guide receptacle recess)108が形成されている。十字形のヨーク104は外見上は中央柱114から突出した相隔たる一対のアーム110,112を備えている。アーム110,112と中央柱114とはそれぞれ
図7に示すような患者の下頸骨16aの対応部分に補完的な対応型骨係止面116を有している。先に述べた画像処理を介して、アーム110,112の対応型骨係止面116と中央柱114とは、患者の生まれながらの骨の選択された領域の骨格の表面の特徴と相補的に合致するように構成されている。頸骨の切除ガイドマウント100のため、選択された骨の領域は、患者の頸骨16aの下面を含む。
【0019】
図3−5で最も良く分かるように、案内ブロック(pilot block)118は、アーム110,112の交差部位に隣接し、中央柱114から外に向かって突出している。支持ブロック120(
図4)は、案内ブロック118に対し離れた関係でベース106上に配置されている。ガイドを受け入れる凹部108は、ベース106の上で、中央柱114の両側から反対方向に外に向かって伸びる一対のウィング(wing)122,124と、それらの間に配置された支持ブロック120とにより形成されている。各ウィング122,124は、頸骨の切除ガイド132(
図4及び5)のための側方支持を与えるようにベース106から外に向かって突出したそれぞれのパイロン(pylon)126を有している。細長い穴128が案内ブロック118の下であって支持ブロック120の上のベース106の中央部分に横に形成されている。各ウィング122,124には、また、中央柱114に対した角度で配置された細長い穴130がそれぞれ形成されている。幾つかの実施の形態では、前記穴130は、中央柱144に対しての垂直でない角度で配置されているけれども、当業者は、中央柱114が伸びる方向に対して 細長い穴130が垂直な角度で配置されるかも知れないということを理解するだろう。細長い穴128,130は、骨の切除にしばしば用いられるタイプの外科用のこぎり(
図7)が、切除ガイドマウント100と接触しないで、或いは 偶発的な接触のみで、切除ガイド132中に配置されると共にサイズ調整された穴を通過できるようなサイズと形状である。
【0020】
図4を再び参照すると、頸骨の切除ガイド132は、ブリッジビーム136の端から分岐する角度で(in diverging angular relation)外の下方に向かって突出する一対のアーム134を備えている。頸骨の切除ガイド132は、案内ブロック118と支持ブロック120とパイロン126の内向き表面(inwardly facing surfaces)により形成される、ガイドを受け入れる凹部108の形状に相補的である。ブリッジビーム136には、頸骨の切除ガイドが連結されて切除ガイドマウント100により支持されたときに細長い穴128に一致する細長い穴138が形成されている。それぞれアーム134には、それぞれの 細長い穴130に一致する細長い穴140が形成されている。
【0021】
ガイドを受け入れる凹部108を画成する、案内ブロック118、支持ブロック120、及びパイロン126の内向き表面(inwardly facing surfaces)は、頸骨の切除ガイド132の外部輪郭と相補的な形状を有している。ガイドを受け入れる凹部108は、“圧入”により頸骨の切除ガイド132受け入れるようなサイズである。圧入により、頸骨の切除ガイド132が凹部108に押し込まれたときに弾性エネルギーを貯めるように弾性的に歪む又は圧縮するように、案内ブロック118、支持ブロック120、及びパイロン126の内向き表面(inwardly facing surfaces)は十分に弾性的であることを理解すべきである。もちろん、頸骨の切除ガイド132は、圧入の実施の形態のため、凹部108の円周形状に相補的であって僅かに大きいサイズの外周形状を有することもまた理解されるだろう。さらに、頸骨の切除ガイド132は、案内ブロック118と支持ブロック120とパイロン126の内向き表面との摩擦接触のみにより凹部108の中に保持されても良い。いくつかの実施の形態では、頸骨の切除ガイド132は、案内ブロック118と支持ブロック120とパイロン126の内向き表面(inwardly
facing surfaces)との作動接触(operative contact)や偶発的な係止のみによらないで凹部108の中に簡単に滑り込ませることができる。
【0022】
図9及び10を参照すると、距骨の切除ガイドマウント102は、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結法(selective laser sintering)、又は同様の製造装置に関連して使用するのに好適なタイプの弾性ポリマー材料(resilient polymer material)から形成されており、例えば、ポリアミド粉末のラピッドプロトタイプ材料(polyamide powder rapid prototype material)が選択的レーザー焼結法に関連して使用するのに好適である。また、距骨の切除ガイドマウント102は、患者の上方距骨14a(
図11及び13)の対応する部分の輪郭に相補的な 対応型骨係止面(conformal bone engaging surface)を有している。上述した画像生成処理を介して、距骨の切除ガイドマウント102の対応型骨係止面144は、患者の生まれながらの骨の選択された領域の骨格の表面上の特徴と相補的に合致するように構成されている。距骨の切除ガイドマウント102のため、選択された骨の領域は、患者の距骨の外方、上方表面(the outer, upper surfaces)を有している。
【0023】
距骨の切除ガイドマウント102は、中央の凹部(ガイドを受け入れる凹部:guide receptacle recess)146と一対の貫通孔148(
図10)とを有する一体ブロックを備えている。該ガイドを受け入れる凹部146は、ベース156から反対方向に突出する一対のウィング(wing)152,154に形成されている。ベース156の中であってガイドハウジング160の下方に細長い穴162が形成されるように、それぞれのウィング152,154は、ガイドハウジング160を支持するために上方に突出するパイロン158を有している(
図10及び11)。細長い穴162は、骨の切除にしばしば使用されるタイプの、典型的な外科用のこぎり60が、距骨の切除ガイドマウント166中の、対応した位置とサイズの細長い穴164を、接触しないで、或いは、距骨の切除ガイドロケ−ター102(talar resection guide mount locator 102)との偶発的な接触のみで通り抜けることを許容するようなサイズと形状である。距骨の切除ガイドマウント166の外部輪郭と相補的な形状を持つ環状壁168は、背壁(back wall)に対して略垂直に外に向かって突出し、さらに、凹部146を形成する。
【0024】
図9及び10を参照すると、距骨の切除ガイドマウント166は、それらの間に細長い穴164を画成する、一対の対向する平行板170,172を有しており、該平行板は、ウィング(wing)174によりそれらの端で互いに接合されている。このようにして、距骨の切除ガイドマウント166の形状は、ウィング152,154とベース156とパイロン158の内向き表面150により画成されるような凹部146の形状と相補的である。凹部146は、圧入により距骨の切除ガイドマウント166を受け入れるようなサイズである。もちろん、距骨の切除ガイドマウント166が、凹部146の円周形状に相補的であって、圧入の実施の形態のために 僅かに大きいサイズの外周形状を有することもまた理解されるだろう。さらに、距骨の切除ガイドマウント166は、ウィング152,154とベース156とパイロン158の内向き表面150との摩擦接触のみにより凹部146の中に保持されても良い。いくつかの実施の形態では、距骨の切除ガイドマウント166は、ウィング152,154とベース156とパイロン158の内向き表面150との作動接触(operative contact)や偶発的な係止のみによらないで凹部146の中に簡単に滑り込ませることができる。
【0025】
図16−20に示される頸骨のドリルガイドマウント200は、また、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結法(selective laser sintering)、又は同様の製造装置に関連して使用するのに好適なタイプの弾性ポリマー材料(resilient polymer material)から形成されており、例えば、ポリアミド粉末のラピッドプロトタイプ材料(polyamide powder rapid prototype material)は選択的レーザー焼結法に関連して使用するのに好適である。
図16−20に示すように、頸骨のドリルガイドマウント200は、その上面208から底面210まで延設された第1の開口部206を有する略長方形の本体204を備えている。本体204の上面は、下頸骨16a(
図8)の切除された面に一致するようなサイズと構成である 一対の面取りをした面を有するようにしても良い。言い換えれば、本体104の、面取りをした面212を含む上面・上部表面(top or upper surface)208は、頸骨の切除ガイド132の細長い穴138の形状と位置に相補的である。
【0026】
本体204の正面214には1つ又はそれ以上の止まり穴(blind holes)216が形成されている。
図17の実施の形態に示すように、本体204には3つの止まり穴216−1,216−2,216−3が形成されていても良い。いくつかの実施の形態では、止まり穴216−1,216−2は、位置合わせ用ピンを受け入れるようなサイズと構成の穴であっても良く、止まり穴216−3は、位置合わせ用ピンを受け入れるような穴であっても、後述するようにネジを係合するためにネジ山が切られていても良い。
【0027】
開口部206は、円断面積(circular cross sectional area)を有すると共に、該開口部206と比較して径が小さい肩部(shoulder)218を有し、さらに、
図20で最も良く分かるように回転防止用の機構220を有するようにしても良い。肩部(shoulder)218の回転防止用の機構220は、頸骨のドリルガイド202が開口部206に配置されたときに頸骨のドリルガイド202が頸骨のドリルガイドマウント200に対して回転することを阻止するための、1つ又はそれ以上の平面か、他の幾何学的構造を持つかも知れない。
【0028】
頸骨のドリルガイドマウント200の本体204から伸びているもの(extending)は、頸骨の係止構造222と距骨の係止構造224である。頸骨の係止構造222の外表面226は、略平面の長方形状を有していても良く、頸骨の係止構造222の対応型係止面228は、患者の頸骨16に係合するためにいくぶんか凸状であっても良い。頸骨の係止構造222には、後述するように、キルシュナー鋼線かピンを受け入れるための1つ又はそれ以上の穴230を形成しても良い。
【0029】
距骨の係止構造224は、また、略平面で長方形の外表面232を有していても良い。距骨の係止構造224の下端234は、距骨14(
図14)の形状に合致する形状を有する対応型表面としても良い。距骨の係止構造224には、後述するようにキルシュナー鋼線を受け入れるようなサイズと構成である、1つ又はそれ以上の穴236を形成しても良い。
【0030】
図21−23に示す頸骨のドリルガイド202は、ドリルガイド202が損傷を受けることなくドリルビットをガイドすることができるように、頸骨のドリルガイドマウント200よりもより構造的に堅固さを持つ材料から作られている。材料の例は、限定するものではないが、セラミクス等を含む。頸骨のドリルガイド202は、肩部(shoulder)や縮径域(reduced diameter area)218を通って伸びる開口部206の部分に受け入れられるようなサイズと構成である円筒形状の第1の部分238を有している。頸骨のドリルガイド202の第2の部分240は、第1の部分238よりも大きな断面直径を有していて、頸骨のドリルガイドマウント200の開口部206の中に受け入れられるようなサイズと構成である。
図21及び23で最も良く分かる平面部242は、頸骨のドリルガイド202の第1の部分238の外面244に沿って形成されている。頸骨のドリルガイド202の第2の部分240の内壁面248は、ドリルやリーマーがドリルガイド200に受け入れられるように、開口部246と交差し(intersects)かつ連通する(communicates)する円錐形である。
【0031】
上述したデジタル画像モデル50、及び、患者の下頸骨の画像データに付加される、頸骨の切除ガイドマウント100の一般化されたデジタルモデルと同様に、患者の下頸骨の骨格の表面の特徴(例えば、表面形状)は、頸骨の切除ガイドマウント100のアーム110,112と中央柱114における それぞれの対応型骨係止面116(すなわち、骨の独特の表面形状に係合する面)の上に補足的に描かれるかも知れない。デジタル画像の補足的な描画は、頸骨の切除ガイドマウント100のアーム110,112と中央柱114における それぞれの対応型骨係止面116における局所的な凹面になる、骨の表面における局所的な突起をもたらす一方で、骨の表面における局所的な凹面が、アーム110,112と中央柱114における それぞれの対応型骨係止面116における局所的な突起をもたらす。
【0032】
頸骨の切除ガイドマウント100のアーム110,112と中央柱114における それぞれの対応型骨係止面116は、患者の下頸骨16aの選択された領域の骨格の表面特徴の補完的な、大体の鏡像(mirror image)で再定義(redefined)される。この補足的な骨表面のマッピングの結果として、頸骨の切除ガイドマウント100は、患者の生まれながらの頸骨の対応部分の相補的な形状に、他の外付けの、又は内蔵のガイド取付具を必要とすることなく、解放可能なように“ロック"される。言い換えれば、頸骨の切除ガイドマウント100の対応型係止面116の中に形成された凹面の中への骨表面のザラザラ(asperities)の噛み合わせが、頸骨の切除ガイドマウント100と頸骨表面との間の相対的な動き(例えば、横滑り)をほとんど、或いは全く生じないようにできる。
【0033】
患者の個別の距骨の切除ガイドマウント102と頸骨のドリルガイドマウント200の設計に関連して大体の恒等写像(identical mapping)が実行される。特に、頸骨のドリルガイドマウント200の設計のための写像は、頸骨と距骨の切除ガイドマウント100,102を使用し、頸骨と距骨の推定形状(extrapolated geometry)の上に頸骨のドリルガイドマウント200をマッピングすることで頸骨16と距骨14の切除がどこにされたかを推定することにより実行される。
【0034】
患者の下頸骨16aと切除ガイドマウント100との間、患者の上方距骨14aと切除ガイドマウント102との間、並びに頸骨の切除ガイドマウント100と距骨の切除ガイドマウント102を利用して距骨14と頸骨とに形成される切除領域の、仮想的な配置結果の目に見える表現が形成され、製造に先立って結果の認可を得るために外科医に送られる。加えて、切除される関節腔と頸骨のドリルガイドマウント200との間の、仮想的な配置結果の目に見える表現が形成され、製造に先立って結果の認可を得るために外科医に送られる。外科医の認可を受けて、切除ガイドマウント100と切除ガイドマウント102と頸骨のドリルガイドマウント200とが製造され、手術に使用するために外科医に送られる。
【0035】
全ての足関節を交換する際、例えば、外科医は足関節への最初の接近(access)をするために前方切開(anterior incision)を行う。外科医は、
図5−7で最も良く分かるように、頸骨の切除ガイドマウント100のアーム110,112と中央柱114の対応型骨係止面116が下頸骨16aの露出面の形状と 解放可能なように“連結”するようにしっかりと係合されるまで、頸骨の切除ガイドマウント100を下頸骨16a上の正しい位置に置く。患者の下頸骨16aの上に固定された頸骨の切除ガイドマウント100で、外科医は、適切に作られた先端部分の切除ガイド132を、頸骨の切除ガイドマウント100の凹部108の中に圧入する。その結果、頸骨の切除ガイド132と患者の頸骨16aとの間に頸骨の切除ガイドマウント100が挟まれることとなる(
図5及び6)。対応型骨係止面116に形成された凹面に、骨の表面のザラザラを噛み合わせることで、前記選択骨領域に対して正確に位置決めされると共に患者の骨に適切に固定された切除ガイドマウント100で、外科医は、患者の骨16を切除するために、通常の手術用のメスの刃60と、切除ガイド132の細長い穴128及び130を使用する(
図7及び8)。
【0036】
同様に、距骨の切除ガイドマウント102が患者の距骨の画像データに加えられたとき、患者の上方距骨の骨格の表面の特徴、例えば、表面形状が、対応型骨係止面144の上に補足的に描かれるかも知れない。デジタル画像の補足的なマッピングが、対応型骨係止面144の上の局所的な凹面に適する“骨表面の局所的な突起”をもたらす一方で、骨表面の局所的な凹面が、対応型骨係止面144上の局所的な突起に適するということを重ねて理解されるだろう。このようにして、対応型骨係止面144は、患者の下頸骨における選択された領域の骨格の表面の特徴の 補足的で大体の鏡像(mirror image)で再定義(redefine)される。この補足的な骨表面のマッピングの結果として、切除ガイドマウント102は、患者の生まれながらの距骨の対応部分の相補的な形状に、他の外付けの、又は内蔵のガイド取付具を必要とすることなく、解放可能なように“ロック"される。
【0037】
足関節の交換を続ける(continue)ために、外科医は、距骨の切除ガイドマウント102の対応型骨係止面144が上方距骨14aの露出面の形状にロックされるまで、上方距骨14a上の正しい位置に距骨の切除ガイドマウント102を置く(
図11)。患者の上方距骨の上にロックされた距骨の切除ガイドマウント102に対して、外科医は、適切に構成された末梢部分の切除ガイド(appropriately
configured distal resection guide)166を、該距骨の切除ガイドマウント102の凹部146の中に圧入する。このことにより、頸骨の切除ガイド166と患者の骨14との間に 頸骨の切除ガイドマウント102が挟まれることとなる(
図12及び13)。選択された骨領域に対して正確に配置された頸骨の切除ガイドマウント100と、(対応型骨係止面144に形成された凹面に骨表面のザラザラを係合させることにより)患者の骨に適切に構築され固定された切除ガイド166及びガイドマウント102とによって、患者の骨14を切除するための、通常の手術用のメスの刃60と(切除ガイド166の)切除用の細長い穴164とを外科医は使用する。
【0038】
頸骨16と距骨14とが切除された時点で、頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202とが結合され、切除された関節腔22(
図15)に挿入される。頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202とは、頸骨のドリルガイドマウント200の本体204に形成された開口部206の中に 頸骨のドリルガイド202の第1の部分238が挿入されることにより結合される(
図24)。頸骨のドリルガイド202の第2の部分240の下面250(a lower surface 250)が頸骨のドリルガイドマウント200の肩部(shoulder)218に接触し隣接するまで開口部206の中に頸骨のドリルガイド202を滑り込ませるように、頸骨のドリルガイド202の第1の部分238の上に形成された平面部242は、肩部(shoulder)218の回転防止用の機構220に一致される。
【0039】
頸骨のドリルガイド202が挿入された頸骨のドリルガイドマウント200の本体204は、
図25A及び25Bで最も良く分かるように、切除された関節腔22の中に前後方向に挿入される。その挿入は、面取りをした面212が、(頸骨の切除ガイド132の細長い穴140を利用することにより形成された)頸骨16の切除された領域に沿ってスライドすることにより行われる。頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202の集合体は、距骨係止構造が距骨14に接触するまで、切除された関節腔22の中に滑り込ませられる。外科医は、対応型骨係止面228に形成された凹面に 骨表面のザラザラを噛み合わせることで該係止面228が患者の骨に適切に固定されるまで、切除された関節腔の中に頸骨のガイドマウント200を入れる。適切に配置された時点で、
図25Cに示すように、頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202との集合体を患者の頸骨16と距骨14に固定するため、頸骨の係止構造222と距骨の係止構造224にそれぞれ形成された穴230及び/又は穴236の中にキルシュナー鋼線62が挿入されるかも知れない。
【0040】
切除された関節腔22の中に固定された頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202とを用いて、患者の脚は 足固定及び位置合わせツール(a foot holder and alignment tool)300の中に挿入される。
図26−28Bは、補綴を取り付ける手術の間に足関節を支持する目的を果たす位置合わせツール300の一つの例を示す。位置合わせツール300は、足固定アセンブリー302とレッグレスト304とを有する。足固定アセンブリー302は、補綴の取り付け手術の間 足締め具310と踵締め具308とにより足を固定するフットレスト306を有する。足関節が切除されて頸骨のドリルガイドマウント200と202とが挿入された時点で、脚のふくらはぎは適切にレッグレスト304に固定される。同時に、取り付け手術の間、足固定アセンブリー302とレッグレスト304とは脚に対して足と足関節とを支持する。
【0041】
図26に示すように、足固定アセンブリー302は、垂直又は直立した状態(
図26において実線で示す)から より水平な 又は傾いた状態(
図26において鎖線で示す)に、医師の制御下で、旋回させるためのサイズと構成である。直立した状態では、足固定アセンブリー302は、生まれながらの前後軸(anterior-to-posterior axes)及び中央側方軸(medial-to-lateral axes)に関する正しい位置に足関節を固定する。
【0042】
図27で最も良く分かるように、足固定アセンブリー302は、バックプレート312と、フットレスト306とバックプレート312との間に入れる中間板314とを有している。中間板314は、フットレスト306に対して上下(すなわち、鉛直)移動のための蟻継ぎ316をスライドさせることによりフットレスト306に連結されている。一対の反対側に離間されたアライメントロッド318は、中間板314に支持されている。
【0043】
アライメントロッド318は同じ水平面に配置され、足が足固定アセンブリー302により支持されているときにロッド318が 中央側方面(anterior-to-posterior plane)内で 頸骨の反対側に配置されるように、中間板314から細長い穴320(フットレスト306に形成された鉛直の細長い穴320)を通って延設されている。中間板314の鉛直移動は、フットレスト306の反対側で 細長い穴320の中でアライメントロッド318を一致して上下運動させる。
【0044】
図28Bに示すように、フットレスト306に対する左右(すなわち、水平)の動きのための蟻継ぎ322をスライドさせることにより、バックプレート312は中間板314に結合される。バックプレート312は、また、中間板314及びフットレスト306に形成された開口部326に挿通されるブッシュ324を支えており、該ブッシュ324は、足の裏が接触するフットレスト306の面まで、或いはその近くまで延設されている。ブッシュ324の軸は、ロッド318の水平面の交線(intersection of the horizontal plane of the rods 318)に一致する。
【0045】
頸骨のドリルガイドマウント200を位置合わせツール300に結合するためのアダプターバー400を
図29に示している。該アダプターバー400は、第1の端404から第2の端406に掛けて直線的に伸びる細長い本体402を有している。それぞれの端404,406は、細長い本体402から斜めに延設したそれぞれの延長部(extension)408,410を有する。いくつかの実施の形態では、延長部408,410は、細長い本体402から直角に延設されているけれども、当業者は、該延長部408,410が、該細長い本体402から他の角度に拡張することを理解するであろう。いくつかの実施の形態では、該細長い本体402は、細長い形状を有さず、当業者により理解されるような湾曲した或いはアーチ状の形状をしているかも知れない。
【0046】
それぞれの延長部408と410には、位置合わせツール300から伸びるアライメントロッド318を摺動自在に受け入れるようなサイズと構成である穴412,414がそれぞれ形成されている。細長い本体402には、アダプターバー400を頸骨のドリルガイドマウント200に結合するための1つ又はそれ以上の穴416−1,416−2,416−3(まとめて“穴416”とされる)が形成されている。いくつかの実施の形態では、ピンやの他の装置が、アダプターバー400と頸骨のドリルガイドマウント200との位置調整及び係止を維持するように、1つ又はそれ以上の穴416が、頸骨のドリルガイドマウント200の本体204に形成された1つ又はそれ以上の穴216と一致している。例えば、頸骨のドリルガイドマウント200の穴216−1,216−2は、アダプターバー400の穴416−1,416−2と一致(align)し、頸骨のドリルガイドマウント200の穴216−3はアダプターバー400の穴416−3と一致(align)する。頸骨のドリルガイドマウント200をアダプターバー400に水平方向及び鉛直方向(例えば、x方向及びy方向)の両方に一致させるために、位置合わせ用ピン70(
図25Cに示す)は、穴216−1と416−1の中にも穴216−2と416−2の中にも挿入されても良い。また、適切な高さ又は深さ(例えば、z方向)で頸骨のドリルガイドマウント200をアダプターバーに固定するために、ネジ(不図示)が、穴416−3を通って、ネジ山が切られた穴216−3に挿入されても良い。
【0047】
切除された足関節腔22の中に配置された頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202とを用いて、足と下腿とはフットレスト306とレッグレスト304に置かれる(
図30)。医師は、“背−底の回転(dorsi-plantar rotation)”を推定し、足関節を、位置合わせツール300の旋回軸に一致させる。フットレスト306は、水平方向に伸びる脚に対して足の親指が基本的に鉛直方向を向くように、足を回転させるために調整される。前肢と踵は締め具308と310でフットレスト306に固定される。レッグレスト304は、頸骨16が床に対してほぼ平行となるようにふくらはぎを調整する。距骨の滑車の前後線(anterior-posterior ("A-P") line of the talus's trochlea)が基本的に鉛直となるように、足とふくらはぎとは、好ましくは一直線にされる。
【0048】
延長部408と410にそれぞれ形成された穴412と414を、位置合わせツール300のアライメントロッド318に一致させることにより、アダプターバー400は位置合わせツール300に結合される。次に、アダプターバーの穴416が、頸骨のドリルガイドマウント200の本体204に形成された穴216に一致するまで、アダプターバー400はアライメントロッド318に沿って摺動される(
図30)。上述したように、位置合わせ用ピン70は、アダプターバー400の穴416−1と416−2及び頸骨のドリルガイドマウント200の穴216−1と216−2の中に挿入される。穴216−1,216−2,416−1,416−2の中に配置された位置合わせ用ピン70により、頸骨のドリルガイドマウント200は、中央側方(medial lateral)方向(例えば、x方向)及び上下方向(例えば、y方向)に適切に調整される。ネジが、穴416−3を貫通させてネジ穴216−3に挿入される。該ネジ穴216−3は、頸骨のドリルガイドマウント200をアダプターバー400に固定し、前後方向(例えば、z方向)に適切に位置調整する。
【0049】
位置合わせツール300の中に配置された患者の足のために、バックプレート312上のブッシュ324は頸骨の機能軸と一直線となり、ロッド318と一直線になる。従って、頸骨のドリルガイドマウント200の中に配置される頸骨のドリルガイド202の開口部246が ブッシュ324により画定される軸と一致するので、上述したように、頸骨のドリルガイドマウント200を位置合わせツール300に一致させるためのアダプターバー400を使用した後、足裏カニューレの導入のために足関節と頸骨の軸を一直線に孔開けすることは、透視装置を使用しないで可能となる。そのような配置が、頸骨の機能軸とほぼ同一線上に髄内管(intramedullary channel)を形成することを可能とする。
【0050】
様々な低侵襲手術の技術(minimally invasive surgical techniques)が、踵骨20、距骨14及び頸骨16の中に足裏カニューレを導入するために使用されるかも知れない。一つの代表的な実施の形態では、足の裏へアクセスするために、ブッシュ324は(例えば、ネジを抜くことにより)バックプレート312から一時的に取り外される。医師は、足の裏を最初に切開するために外科用のメスを使用し、ブッシュ324を交換する。キルシュナー鋼線が挿入されてカニューレされるトロカール(cannulated trocar loaded with a k-wire)(不図示)は、踵骨20が接触され、キルシュナー鋼線が踵骨20の中にしっかりとセットされるまで、ブッシュ324を通って足の裏に挿入されることができる。その後、トロカールは取り除くことができ、キルシュナー鋼線はさらに踵骨20の中に軽く穴を開ける(tap)。代表的な実施の形態では、ブッシュ324は直径が6mmであり、カニューレされるトロカールは、2.4mmのキルシュナー鋼線が挿入された6mmである。次に、医師は、カニューレされる第1のリーマー(例えば、6mm)(不図示)を踵骨20及び距骨14の中へ操作する(operate)ことができる。該第1のリーマーは、足裏カニューレを挿入するためのアクセス通路を開ける。
【0051】
前記第1のリーマーとブッシュ324を引き抜いた後、次に、医師は、
図30に示すように、足裏カニューレ64を挿入する。適当な位置の足裏カニューレ64を使って、第2のリーマー66(例えば、5mm)が、頸骨16に導く“踵骨20と距骨14とを通る髄内のガイド通路”を形成するために、距骨14を通って頸骨16までのほぼ100mmの穴を開けるためにカニューレ64の中を通過させて操作されることができる(
図30)。リーマー66は頸骨16の方へ進むので、リーマー66のチップ68は、位置合わせツール300のブッシュ324と一直線上である、頸骨のドリルガイド202の内壁面248によりガイドされる。
【0052】
踵骨20と距骨14と頸骨16とを通る髄内管が形成された時点で、アダプターバー400が頸骨のドリルガイドマウント200及びアライメントロッド318から結合される。切除された関節腔を外科医に露出するために、頸骨のドリルガイドマウント200は、切除された関節腔から取り除かれる。
【0053】
外科医に露出された、切除された足関節腔22に、足関節補綴が挿入される。一の例では、足関節補綴は、踵骨の底部から距骨の上部にまで伸びるステム(すなわち、距骨ステム)を有しているけれども、ある実施の形態では、該ステムは、完全に距骨の中に配置されている(すなわち、距骨ステム)。凸状のドームが該ステムに連結され、連結面(articulating joint surface)を提供している。頸骨のステムは、一体物であっても、元の位置で(in situ)、連結された複数の部分(segments)を有していてもよい。頸骨のプラットホーム(platform)は頸骨のステムに連結され、距骨/距踵のステム(talar/talo-calcaneal stem)に結合される連結面(articulating joint surface)と関節でつながるために、凸状の連結面に結合されている。そのような足関節補綴の例、及びそのような補綴を挿入する方法は、Reileyらにより公表されると共に全体が参照のためにここに組み込まれた米国特許第7,534,246に開示されている。
【0054】
開示された頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202とは、いろいろな代替の位置合わせツールと共に使用されても良い。例えば、
図31−34は、頸骨のドリルガイドマウント200が直接に結合される足固定アセンブリー500の形状の、位置合わせツールの他の例を示す。
図31及び32に示すように、足固定アセンブリー500は、複数の細長い穴504,506と開口部503とが形成されたベースプレート502を有している。
【0055】
細長い穴504は、一対の踵締め具508を摺動自在に受け入れるようなサイズと構成であり、細長い穴506は、一対の前肢締め具か前肢締め具510を摺動自在に受け入れるようなサイズと構成である。踵締め具508と前肢締め具510とは、踵締め具508及び前肢締め具510の位置をベースプレート502に固定するため、例えば、止めネジや他のロック装置のようなロック機構を利用することにより、ベースプレート502に対する所望の位置に患者の足を保持するように機能する。踵締め具508及び前肢締め具510のそれぞれの接触面512,514は、人間の足の中央側方形状を補足する形状を有していると良い。
【0056】
ベースプレート502から伸びている物(extending)は、1つのアライメントロッドが患者の足の内側(medial side)に配置され、もう1つのアライメントロッドが患者の足の外側(lateral side)に配置されてなるようにベースプレート502上に配置された一対のアライメントロッド516である。結合バー518は、
図32と34で最も良く分かるように、アライメントロッド516が摺動自在に係合されるようなサイズと構成である。結合バー518は、アライメントロッド516が摺動自在に受け入れられるような溝(channel)を形成する、一対の離間された支柱(leg)520を有している。アライメントロッド516の長手方向に沿って所定位置に結合バー518を解放可能に固定するため、一方又は両方の支柱520は、結合バー518とアライメントロッド516との間の摩擦を増加させるための締め具や他のロック機構を有している。
【0057】
中央側方クロスバー526は、結合バー518の支柱520を結合している。該中央側方クロスバー526から伸びている物は、取付結合部材(mount coupling member)528である。結合部材528は、頸骨のドリルガイドマウント200に形成された穴216と一致するようなサイズと構成である1つ又はそれ以上の穴530−1,530−2,530−3(まとめて“穴530"とする)を有している。
【0058】
ペグ532(
図33)は、向こうずね係止部材534に形成された細長い穴536を介して向こうずね係止部材534を結合するため、中央側方クロスバー526から延設されている。向こうずね係止部材534は、患者の向こうずねに隣接させるための、窪んだ面540を有する“棚状のもの(shelf)538"を有している。ペグ532を係合するためのナットか ネジが切られた他のロック機構(不図示)が、中央側方クロスバー526に対しての棚状のもの538の位置を固定するために使用されても良い。
【0059】
頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202の集合体に関連するフットホルダーアセンブリー500の使用は、上述した位置合わせツールの使用に近似している。例えば、頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202の集合体が切除された関節腔22の中に配置された時点で、患者の足の踵は踵締め具508の間に置かれ、患者の前肢は前肢締め具510の間に置かれる。踵締め具508と前肢締め具510のロック機構は、ベースプレート502に対する初期のセット位置に係合すると良い。
【0060】
結合バー518の支柱520をアライメントロッド516に沿って摺動させることにより、結合部材528の穴530は、頸骨のドリルガイドマウント200に形成された穴216に一致する。位置合わせ用ピン70及びねじ付き釘(不図示)が、頸骨のドリルガイドマウント200の穴216に結合部材528の穴530を結合するために使用されるかも知れない。患者の足がしっかりとベースプレート502に固定され、結合バー518がアライメントロッド516に固定されるように締め具524に係合されていることを外科医は確認すると良い。
【0061】
向こうずね係止部材534は、窪んだ面540が患者の向こうずねに接触するまで調節される。向こうずね係止部材534の調節は細長い穴536とペグ532との係止により案内される。所望の位置の向こうずね係止部材534で、ナットや他のロック機構(不図示)が適当な位置に向こうずね係止部材534をロックする。外科医は、踵と前肢締め具508,510への最終調節を行うかも知れず、その後、上述したように髄内管を形成するかも知れない。
【0062】
頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202を使用するための位置合わせツール600の他の例が
図35−38に示されている。
図35に示すように、位置合わせツール600は、複数のバー602a,602b,602cを有するベースプレート602を有している。3本のバー602a,602b,602cが示されているけれども、より少ない、又はより多いバーが実行されることを当業者は理解するだろう。バー602bは、例えば、カニューレドリルのような手術道具を受け入れるようなサイズと構成である穴603を形成している。穴603に対して患者の足の位置決めを補助するために、限定されるものではないが、踵締め具、及び/又は前肢締め具(不図示)を有する追加要素(additional elements)が、ベースプレート602のバー602a,602b,602cに結合されるかも知れない。
【0063】
ベースプレート602から伸びている物は、互いに離間された一対のアライメントロッド604である。1つのアライメントロッドが患者の脚の内側(medial side)に配置され、もう1つのアライメントロッドが患者の脚の外側(lateral side)に配置されているかも知れない。アライメントロッド604は、位置合わせツール300のアライメントロッド318と同様、アダプターバー400の穴412,414を摺動自在に受け入れるかも知れない。
【0064】
頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202の集合体と前記アダプターバー400に関連する位置合わせツール600の使用は、上述した位置合わせツール300の使用に近似している。例えば、頸骨のドリルガイドマウント200と頸骨のドリルガイド202の集合体が切除された関節腔22の中に配置された時点で、延長部408,410にそれぞれ形成された穴412,414を、位置合わせツール600のアライメントロッド604に一致させることにより、アダプターバー400は位置合わせツール600に結合される。アダプターバー400は、該アダプターバー400の穴416が頸骨のドリルガイドマウント200の本体204に形成された穴216に一致するまで摺動される。上述したように、位置合わせ用ピンは、アダプターバー400の穴416−1と416−2及び頸骨のドリルガイドマウント200の穴216−1と216−2の中に挿入される。穴216−1,216−2,416−1,416−2の中に配置された位置合わせ用ピンにより、頸骨のドリルガイドマウント200は、中央側方(medial lateral)方向(例えば、x方向)及び上下方向(例えば、y方向)に適切に調整される。ネジが、穴416−3を貫通させてネジ穴216−3に挿入される。該ネジ穴216−3は、頸骨のドリルガイドマウント200をアダプターバー400に固定し、前後方向(例えば、z方向)に適切に位置調整する。外科医は、踵と前肢締め具508,510への最終調節を行うかも知れず、その後、上述したように髄内管を形成するかも知れない。
【0065】
図39−63は、手術法を実施するシステムの他の実施の形態を示す。具体的には、
図39−43は、
図44−47に示す頸骨のドリルガイドカートリッジ702を受け入れるようなサイズと構成である頸骨のドリルガイドマウント700を示す。頸骨のドリルガイドマウント700は、また、手術の他のステージの間に使用するための他のドリルガイドカートリッジを受け入れるかも知れない。頸骨のドリルガイドマウント200のように、頸骨のドリルガイドマウント700は、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結法(selective laser sintering)、又は同様の製造装置に関連して使用するのに好適なタイプの弾性ポリマー材料(resilient polymer material)から形成されるかも知れない。例えば、ポリアミド粉末のラピッドプロトタイプ材料(polyamide powder rapid prototype material)が選択的レーザー焼結法に関連して使用するのに好適である。
【0066】
図39−43に示すように、頸骨のドリルガイドマウント700は、正面706と背面708と上面710と底面712と一対の対向する側面714,716とを有する略長方形の本体704を備えている。正面706には、頸骨のドリルガイド702をその中に摺動自在に受け入れるようなサイズと構成である凹部718が形成されている。本体704が大体は中空となるように、凹部718は、底面712に形成された凹部720(
図39及び43)と、上面710に形成された凹部722(
図39,42,43)に連通している。
【0067】
側面714,716のそれぞれの内表面724,726は、頸骨のドリルガイドカートリッジ702が凹部718に適切に挿入されることを確保するために頸骨のドリルガイドカートリッジ702の断面形状に対応する異なる形状を持っている。
図39−43に示す実施の形態では、側面716は、凹部718の中に内部で延設される第1及び第2の出っ張り728,730を有している。そして、側面714は、内部で傾斜した上層部732と、内部で延設された出っ張り734とを有している。側面714,716が、凹部718の中への頸骨のドリルガイドカートリッジ702の適切な挿入を確保するための他の特徴を有していても良いことを、当業者は理解するであろう。いくつかの実施の形態では、側面714,716は同じ形状を有しているかも知れず、頸骨のドリルガイドカートリッジは凹部718に可逆的に挿入されるかも知れない。
【0068】
正面706には、そこに位置合わせ用ピン70を受け入れるようなサイズと構成である、1つ又はそれ以上の位置合わせ用穴736−1,736−2(まとめて、“位置合わせ用穴736”とされる)が形成されている。1つ又はそれ以上の貫通孔738−1,738−2,738−3(まとめて、“貫通孔738”とされる)が、止まり穴740が形成された正面706を貫通して延設されている。貫通孔738は、後述するように患者の骨に頸骨のドリルガイドマウントをピン止めするためにキルシュナー鋼線を受け入れるようなサイズと構成である。
【0069】
頸骨のドリルガイドマウント700の上面710は、下頸骨16a(
図8)の切除された面を参照して噛み合わせるようなサイズと構成である、一対の面取りをした面742を有している。頸骨のドリルガイドマウント700は、また、頸骨の係止構造744と距骨の係止構造746とを有している。頸骨の係止構造744は上面710から延設され、略対応する係止面748を有している。距骨の係止構造746は底面712から延設され、また、略対応する係止面750を有している。
【0070】
頸骨のドリルガイドカートリッジ702は、略長方形の細長い本体754を有しており、該本体754は、例えば、金属やセラミクスなどのような、頸骨のドリルガイドマウント700よりも堅固な材料で形成されていると良い。
図44及び45で最も良く分かるように、側面756,758の形状は、頸骨のドリルガイドマウント700の側面714,716にそれぞれ相補的である。例えば、側面758は、出っ張り728及び730にそれぞれ対応する出っ張り760及び762を有している。そして、側面756は、頸骨のドリルガイドマウント700の出っ張り734と上層部732とにそれぞれ対応する出っ張り764と傾斜部766とを有している。
【0071】
頸骨のドリルガイドカートリッジ702の正面768には、後述する理由のためにネジ山を切った止まり穴770が形成されている。頸骨のドリルガイドカートリッジ702には、底面776から上面778に伸びる一対の穴772,774が形成されている。穴772は、そこにボール戻り止め(ball detent)を受け入れるようなサイズと構成である穴であっても良く、穴774は、ドリル、及び/又はリーマーのような手術道具を受け入れるようなサイズと構成である、底面776の大径から小径に傾斜した内壁面780を有している。上面778は、側面756から側面758に延設される、一対の平行な細長い溝782−1,782−2(まとめて、“細長い溝782"とされる)が形成されている。
図44及び47で最も良く分かるように、細長い溝782は、透視装置を使用する患者の機能軸と共に、穴774の位置を確認したい医師のために 目に見える手がかり(visual
key)を与えるために、該穴774の中心軸から等距離に配置される。
【0072】
図48に示すように、取付板800は、限定するものではないが、金属やセラミクスなどを含む材料で作られた、堅固な略長方形の本体802を有している。本体802は、正面806から背面808に伸びる開口部804を有しており、頸骨のドリルガイドカートリッジ702をそこに受け入れるような、頸骨のドリルガイドマウント700の凹部718に似た形状を有している。本体802は、また、キルシュナー鋼線やピンをそこに受け入れるようなサイズと構成であって、頸骨のドリルガイドマウント700の穴738に対応するような、一対の貫通孔810−1,810−2(まとめて、“貫通孔810"とされる)を有している。
【0073】
取付台812は、取付板800の正面から延設され、第1の側面816から第2の側面818に伸びる穴814を有している。取付台812は、窪み820と、頸骨のドリルガイドマウント700の穴736に一致される、1つ又はそれ以上の位置合わせ用細穴822−1,822−2(まとめて、“穴822"とされる)と、を有している。窪み820は穴814を二分している。取付台812は、また、頸骨のドリルガイドマウント700の正面706から伸びる1つ又はそれ以上の突起784に対応する、1つ又はそれ以上の凹部824を有しているかも知れない。凹部824と突起784は、取付台812と頸骨のドリルガイドマウント700とが適切に配列されることを確保するよう協力している。取付台812と頸骨のドリルガイドマウント700との間の適切な配列を確保するために他の形状が実施されるかも知れないことを、当業者は理解するであろう。
【0074】
図49−54に示すように、取付板800は、穴822と734に挿通される位置合わせ用ピン70を使って頸骨のドリルガイドマウント700に連結されても良い。頸骨のドリルガイドカートリッジ702は、
図51で最も良く分かるように、開口部804を通って凹部718に受け入れられる。頸骨のドリルガイドマウント700と取付板800の集合体の中に頸骨のドリルガイドカートリッジ702が適切に挿入されたときに、そこにボール戻り止め(不図示)が配置されるかも知れない、取付板800の穴828に穴772が一致することを、
図53及び54は示している。その結果として、穴774が凹部754及び756(recesses 754 and 756)の中に配置されるように、開口部804及び凹部718の中に配置された頸骨のドリルガイドカートリッジ702を保持するために、ボール戻り止めが穴772の中に受け入れられる。ネジ、又はネジが切られた他の物(不図示)がネジ穴770に挿入され、そして、
図53及び54に示すように、開口部804と凹部718とから頸骨のドリルガイドカートリッジ702を取り除くために引き抜かれる。
【0075】
頸骨のドリルガイドマウント700と、頸骨のドリルガイドカートリッジ702と、取付板800とは、上述したように、位置合わせツール300と、アダプターバー400と、足固定アセンブリー500と、位置合わせツール600とに接続して使用されるかも知れない。加えて、頸骨のドリルガイドマウント700と、頸骨のドリルガイドカートリッジ702と、取付板800とは、また、頸骨のドリルガイドマウント200や頸骨のドリルガイド202のように、
図55−60に示す足固定アセンブリー900に連結して使用されるかも知れない。
【0076】
図55に示されるように、フットホルダーアセンブリー900は、第1端904から第2端906に延設されたベースプレート902を備えている。該第1端904及び該第2端906はそれぞれポケット(pocket)908と穴910とを有している。ポケット908は、穴914が形成された円筒状本体を有するドリルブッシュ912を受け入れるようなサイズと構成であり、穴914は穴910と一致する。その結果、第1端904及び第2端906の両方は、患者の足関節又は前肢を支持するかも知れない。それぞれのポケット908は、それに結合されるバネ押し戻り止め916を有している。該バネ押し戻り止め916は、指を受ける面918を有しており、ベースプレート902に対してスライドすると共にポケット908の中にドリルブッシュ912を固定するように構成されている。いくつかの実施の形態では、ドリルブッシュは、ネジ山が切られていても良く、穴910の内面に形成された 相補的なネジ山に螺合されることでベースプレート902に連結されるように構成されていても良い。
【0077】
ベースプレート902は、また、第1端904と第2端906との大体の中間のポイントからほぼ垂直な方向に延設された中央側方延長部(medial/lateral extension)920を有している。ベースプレート902は、また、足が足固定アセンブリー900に固定されたときに患者の足の底を外科医が見ることができるように、覗き開口部922を有していても良い。
【0078】
1つ又はそれ以上のロッド924が、足の甲を掴む面(upper foot holding surface)926に対してほぼ垂直な方向にベースプレート902から延設されている(
図56)。ロッド924は、ネジか、当業者により理解されるような他の固定手段を使用してベースプレート902に固定されていても良い。キャップ(cap)928は、ネジか他の固定手段を使用してロッド924の上端に固定されている。
【0079】
取付部材930,930は、ベースプレート902に対して頸骨ドリルガイドマウント700を位置決めするために、該取付部材930,930がロッド924に沿ってスライドしても良いように、ロッド924を摺動自在に受け入れる一端部(one end)938に一対の穴934が形成される細長い本体932を有している。バネ付きボタン940が、取り付け部材930,930の第1端938に配置され、ロッド924に沿った位置に取り付け部材930,930をロックするために該取付部材930,930の中に配置されたロック機構(不図示)に連結されている。
【0080】
1つ又はそれ以上の穴942が、取付部材930の第2端944に形成されており、ドリルガイドマウント700を足固定アセンブリー900に結合するためにドリルガイドマウント700の穴716に対応している。第2端942には、また、
図56及び60で最も良く分かるように、細長い穴946が形成されており、該穴946は、旋回軸(pivoting arrangement)950のロッド(内側にネジ山が切られたロッド(internally threaded rod))948を受け入れるようなサイズと構成である。下部952は、取付板800の細長い穴820の中に挿入され、穴814に横ピンが配置されている。旋回軸950を旋回させる横ピンは、穴814によって画定される軸の回りに旋回され、支持固定ノブ(support tightening knob)954を受け入れるように構成されている。ノブ954の底面956(
図60)は、細長い穴946よりも大きな外径を持ち、取付板800と頸骨のドリルガイドマウント700との集合体(頸骨のドリルガイドカートリッジ702を含むかも知れない集合体)を固定するために取付部材930,930に係合するように構成されている。
【0081】
手術では、切除された関節腔22の中に 頸骨のドリルガイドマウント700が挿入される。取付板800は、
図49及び50で最も良く分かるように、位置合わせ用ピン70を使って頸骨のドリルガイドマウント700に接続されている。取付板800に横ピン接続された旋回軸950を使って、取付板800と旋回軸948の組立体は、位置合わせ用ピン70で頸骨のドリルガイドマウントに接続されている。当業者が理解するように、該位置合わせ用ピン70は、取付板800の穴や頸骨のドリルガイドマウント700の穴716に圧入されているかも知れない。頸骨のドリルガイドマウント700と取付板とは、頸骨のドリルガイドマウント700に形成された穴736,790と、穴830−1,830−2(穴736−1,736−2に対応するもの)と、取付板800に形成された穴832−1,832−2にキルシュナー鋼線(不図示)を挿入することで、切除された関節腔22の中に固定されるようにしても良い。
【0082】
切除された関節腔22の中に配置された頸骨のドリルガイドマウント700に結合される取付板800を使って、旋回軸948は、患者の脚の前後軸(longitudinal axis)にほぼ平行に伸びるように旋回され、頸骨のドリルガイドカートリッジ702は、取付板800の開口部804と頸骨のドリルガイドマウント700の凹部718とに挿入される。頸骨のドリルガイドカートリッジ702は、穴772に配置されたボール戻り止めが取付板800に形成された穴828に係合し、頸骨のドリルガイドカートリッジ702の正面768が取付板800の正面806と同一平面であるときに(at which point)、頸骨のドリルガイドカートリッジ702の正面768が頸骨のドリルガイドマウント700の後方壁788(rear wall 788)に隣接するまで挿入される。
【0083】
取付部材930,930の穴940は、足固定アセンブリー900の取付部材930,930に結合するための取付板の正面806から 取付板800と頸骨のドリルガイドマウント700と頸骨のドリルガイドカートリッジ702の集合体に掛けて伸びる位置合わせ用ピン70に一致し、受け入れられる。位置合わせ用ピン70及び取付板800に結合されている取付部材930を使って、取付部材930,930の細長い穴944の中に旋回軸948のロッド946が受け入れられるように、旋回軸948は取付板800に対して回転される。次に、ノブ952は、頸骨のドリルガイドマウント700と取付板800との組立体と取付部材930,930との係止を維持するために、ノブ952の底部表面954が取付部材930,930に接触するように、ノブ952はその旋回軸の回りに(時計回り、又は反時計回りに)旋回される。
【0084】
ドリルブッシュ912は、患者の足の踵に一致する穴910に結合される。上述したように、ドリルブッシュ912は、バネ押し戻り止め916がドリルブッシュ912を適当な位置に解放可能なようにロックするまで、底板902に形成されたポケット908の中にスライドされるかも知れない。いくつかの実施の形態では、ポケット908及び/又は穴910の内表面に形成されたネジ山に係合するドリルブッシュ912の外表面に配置されたネジ山を介して、ドリルブッシュ912はベースプレート902にねじ留めされるかも知れない。適当な位置のドリルブッシュ912と、足固定アセンブリー900に固定された患者の脚とを使って、様々な最小限の手術の技術が、上述したような踵骨20や距骨14や頸骨16に足裏カニューレを導入するために使用されるかも知れない。
【0085】
患者の踵骨へのアクセスが成し遂げられた時点で、足裏カニューレ64は患者の踵骨20を通って挿入される。踵骨20と距骨14とを通過して頸骨16に導く案内通路を形成するために、距骨14と頸骨16とにさらに穴を開けるために、カニューレ64を介してリーマー66が操作される。リーマー66が距骨14を出て行くとき、円錐形に形成された内壁面748が穴788の中にチップ68を案内する。リーマー66が穴788を通って伸びるように、穴788によって画定される軸は、頸骨16の機能軸とほぼ一直線にされる。該リーマー66は、頸骨16の中に内髄管(intramedullary canal)を開ける。
【0086】
開示されたシステムと方法は、特別注文で作成された手術用器具、ガイド、及び/又は取付具を有利に利用する。それらは、手術中における透視装置の使用を低減するために患者の骨格の上に置かれる。場合によっては、手術中における透視装置の使用は廃絶されるかも知れない。特別注文の手術用器具、ガイド、及び/又は取付具は、手術に先立って、断層撮影装置(CT)や核共鳴画像装置(MRI)や同様の医用画像工学を用いて患者の骨格を撮像し、患者の個別の器具、ガイド、及び/又は取付具を形成するためにこれらの画像を利用することによって形成される。
【0087】
本発明は 典型的な実施の形態の言葉で開示されているけれども、それに限定されるものではない。むしろ、添付のクレームが、本発明と同等の範囲から逸脱しないで、本発明の他の変形や実施の形態を含むように、広く解釈されるべきである。