JP4652481B1 - 大腿骨頭中心位置特定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成によって、大腿骨頭中心の位置を術中に正確に特定することができる、大腿骨頭中心位置特定装置を提供する。
【解決手段】大腿骨頭中心位置特定装置１０は、人工膝関節置換術の術中に、被施術者Ａの大腿骨頭中心Ｐの位置を前額面に対して平行な面内で特定するものであって、被施術者Ａの身体の大腿骨頭中心Ｐが位置する部位を前額面に対して直交する方向から覆うように配置されるマーキングプレート１６と、前額面に対して直交方向に延びて配置される回動軸７６を有する回動アーム２２と、回動アーム２２に取り付けられ、回動アーム２２の回動に伴ってマーキングプレートに円弧を記すマーカー２４とを備え、回動軸７６は、被施術者Ａの大腿骨遠位端Ｄｂに配置され、前額面に対して平行方向における回動軸７６からマーカー２４までの距離は、予め測定された大腿骨遠位端Ｄｂから大腿骨頭中心Ｐまでの距離と同じである。
【選択図】図９

Description

本発明は、人工膝関節置換術の術中に、大腿骨頭中心の位置を前額面に対して平行な面内で特定する、大腿骨頭中心位置特定装置に関する。

一般に、下肢正面のＸ線撮影像（前額面像）を見たとき、大腿骨頭中心と膝関節中心とを結ぶ大腿骨正面機能軸と、膝関節中心と距骨中心を結ぶ下腿骨正面機能軸との交差角度（以下、「下肢アライメントアングル」という。）が０度であれば、人体の荷重線が膝関節中央部を通過すると考えられるため、その下肢アライメントは理想的であると言える。

そのため、膝関節の少なくとも一部を人工関節に置き換える人工膝関節置換術では、術後の下肢アライメントアングルをできるだけ０度に近づけることが目標とされており、従来より、「至適角度」と評価される±３度以内を目指して、様々な手術法や装置が開発されてきた。

たとえば、特許文献１に記載されたナビゲーションシステムは、人工膝関節置換術を正確に行うためにコンピュータによって支援するシステムである。このナビゲーションシステムを用いれば、大腿骨頭中心の位置を術中でもコンピュータによって正確に特定することができるので、大腿骨頭中心の位置を確認しながら大腿骨の適正位置に骨切りブロックを装着することが可能であり、大腿骨遠位端の骨切り作業を高精度に行うことができる。したがって、骨切りされた大腿骨遠位端に人工関節を正確に装着することが可能であり、術後の下肢アライメントアングルを±３度以内にして、優れた下肢アライメントを得ることができる。

しかし、このナビゲーションシステムでは、莫大な開発費用がかかるため、手術費用が高くなるという課題があった。また、大腿骨頭中心の位置の特定に用いられる指標部（基準）を大腿骨にピンで固定する必要があったので、このピンによって大腿骨が損傷されるという課題もあった。

特表２００８−５１５６０１

そこで、近年では、ナビゲーションシステムを用いない「シェープ・マッチング法」と称される安価な手術法が開発されている。この手術法は、術前にＭＲＩ検査またはＣＴ検査によって股関節部および膝関節部の画像データを取得し、当該画像データに基づいて患者固有のカスタムメードの骨切りブロックを作成し、術中には、大腿骨頭中心の位置を確認することなく、骨切りブロックを大腿骨遠位端に装着して骨切りを行うものである。

このシェープ・マッチング法によれば、高価なナビゲーションシステムを用いる必要がないので、手術費用を低く抑えることができる。しかし、術中には、大腿骨頭中心の位置を確認することなく、骨切りブロックを大腿骨遠位端に盲目的に装着していたので、骨切りブロックが適正位置にあるか否かを大腿骨頭中心の位置に基づいて判断することができず、骨切り作業の精度を向上することが困難であるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、安価な構成によって、大腿骨頭中心の位置を術中でも正確に特定することができる、大腿骨頭中心位置特定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の大腿骨頭中心位置特定装置は、人工膝関節置換術の術中に、被施術者の大腿骨頭中心の位置を前額面に対して平行な面内で特定する、大腿骨頭中心位置特定装置であって、被施術者の身体の前記大腿骨頭中心が位置する部位を前額面に対して直交する方向から覆うように配置されるマーキングプレートと、前額面に対して直交方向に延びて配置される回動軸を有する回動アームと、前記回動アームに取り付けられ、前記回動アームの回動に伴って前記マーキングプレートに円弧を記すマーカーとを備え、前記回動軸は、被施術者の大腿骨遠位端に配置され、前額面に対して平行方向における前記回動軸から前記マーカーまでの距離は、予め測定された大腿骨遠位端から大腿骨頭中心までの距離と同じである。

この構成では、前額面に対して平行方向における回動軸からマーカーまでの距離が、予め測定された大腿骨遠位端から大腿骨頭中心までの距離と同じであり、回動軸が大腿骨遠位端に配置されるので、回動アームを回動させてマーキングプレート上にマーカーで円弧を記すと、当該円弧は大腿骨頭中心に対向する点を通過する。したがって、股関節を内転または外転させて大腿骨を互いに離間する第１位置および第２位置に位置決めし、これらの位置でマーキングプレート上に第１円弧および第２円弧を記すと、大腿骨頭中心に対向する点で第１円弧と第２円弧とが交差することになり、その交点によって、大腿骨頭中心の位置を前額面に対して平行な面内で特定することができる。

前記回動アームは、前額面に対して平行方向における前記回動軸から前記マーカーまでの距離を調整するマーカー位置調整機構を有していてもよい。

この構成では、回動軸からマーカーまでの距離を、大腿骨遠位端から大腿骨頭中心までの距離に合わせて調整することができるので、大腿骨の長さが異なる複数の被施術者に対して共通に用いることができる。

前記回動アームは、大腿骨遠位端における顆間部の最深部に固定される筒状のステム部と、前記ステム部に回動自在に挿入されるアーム部とを有していてもよい。

一般に、人工膝関節置換術が必要となる被施術者においては、大腿骨遠位端の外側顆および内側顆が損傷しており、損傷の程度に応じて外側顆および内側顆の形状が変化している。一方、大腿骨遠位端における顆間部の最深部は、荷重による摩耗や骨破壊の影響を受けないため、その形状が変化することは考え難い。上記構成では、大腿骨遠位端における顆間部の最深部に筒状のステム部が固定されるので、安定した固定状態を得ることができる。

前記ステム部は、大腿骨遠位端における顆間部の最深部に刺入される少なくとも２つのステム固定ピンを有していてもよい。

この構成では、少なくとも２つのステム固定ピンが大腿骨遠位端における顆間部の最深部に刺入されることで、当該最深部にステム部が固定される。

前記回動アームは、第１ロッドと第２ロッドとを有し、前記マーカー位置調整機構は、前記第１ロッドに設けられた受口部と、前記第２ロッドに設けられた挿口部と、第１ロッドと第２ロッドとを相互に固定する固定部とを有し、前記挿口部が前記受口部に適宜の長さで挿入されてもよい。

この構成では、受口部に対する挿口部の挿入長さを調整することで、回動軸からマーカーまでの距離を調整することができる。

前記回動アームは、前記回動軸が前額面に対して垂直であることを検知する水準器を有していてもよい。

この構成では、回動軸が前額面に対して垂直であることを水準器で確認しながら、回動アームを回動させることができるので、マーキングプレート上に記される円弧は、必ず大腿骨頭中心に対向する位置を通過するようになり、上記２つの円弧を記すことで大腿骨頭中心の位置を正確に特定することができる。

被施術者の身体を前額面が水平になるように支持する手術台と、前記手術台に取り付けられ、前記マーキングプレートを着脱可能に支持するプレート支持部とをさらに備えていてもよい。

この構成では、大腿骨頭中心の位置を特定した後に、マーキングプレートを取り外すことができるので、マーキングプレートが手術の邪魔になるのを防止することができる。

前記手術台に取り付けられ、前記マーカーによって前記マーキングプレートに記された前記大腿骨頭中心に対向する点の位置を指し示す指標部を備えていてもよい。

この構成では、マーキングプレートを取り外した後でも、指標部によって大腿骨頭中心の位置を確認することができる。

前記人工膝関節置換術は、大腿骨遠位端にブロック固定ピンで骨切りブロックを固定する工程を含み、前記回動アームには、前記ブロック固定ピンを大腿骨遠位端に刺入する際のガイドとなるガイド孔を有するピンガイドが一体的に設けられていてもよい。

この構成では、大腿骨頭中心に対向する位置にマーカーを位置決めすることによって、ブロック固定ピンの適正位置にガイド孔を位置決めすることができる。したがって、適正位置でガイド孔から大腿骨遠位端にブロック固定ピンを刺入し、このブロック固定ピンで骨切りブロックを固定することで、骨切りブロックを適正位置に正確に配置することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、人工膝関節置換術の術中に、大腿骨頭中心の位置を前額面に対して平行な面内で正確に特定することができる。また、ナビゲーションシステムを用いる必要がないので、手術費用を低く抑えることができるとともに、大腿骨の損傷（指標部を固定するためのピンによる損傷等）を防止することができる。

図１は、第１実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置を人工膝関節置換術の術中に使用した状態を示す正面図である。 図２は、第１実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置を人工膝関節置換術の術中に使用した状態を示す平面図である。 図３は、大腿骨および脛骨の構造を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置の全体構成を示す斜視図である。 図５は、マーキングプレート、プレート支持部および指標部の構成を示す分解斜視図である。 図６は、回動アーム、マーカーおよびピンガイドの構成を示す分解斜視図である。 図７は、大腿骨遠位端に回動アームを固定する工程を示す図であり、（Ａ）は、顆間部の最深部にステム固定ピンを刺入するための穴を形成した状態を示す斜視図、（Ｂ）は、ステム固定ピンを顆間部の最深部に刺入した状態を示す斜視図である。 図８は、マーキングプレートに第１円弧を記した状態を示す平面図である。 図９は、マーキングプレートに第２円弧を記した状態を示す平面図である。 図１０は、マーカーを大腿骨頭中心と対向する位置に位置決めした状態を示す平面図である。 図１１は、ピンガイドのガイド孔から大腿骨にブロック固定ピンを刺入する工程を示す斜視図である。 図１２は、第１実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置の回動アームを取り外した状態を示す平面図である。 図１３は、第１実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置のマーキングプレートを取り外し、大腿骨頭中心に対向する位置を指標部で示した状態を示す平面図である。 図１４は、骨切りブロックを大腿骨に固定する工程を示す斜視図である。 図１５は、大腿骨遠位端を骨切りする工程を示す斜視図である。 図１６は、第２実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置における水準器の構成を示す斜視図である。

以下、人工膝関節置換術の概要を簡単に説明し、続いて、本発明に係る実施形態の構成および使用方法を図面を参照しながら説明する。
（人工膝関節置換術の概要）
図１は、人工膝関節置換術を受ける被施術者Ａの身体の状態を示す正面図であり、図２は、被施術者Ａの身体の状態を示す平面図であり、図３は、被施術者Ａの大腿骨Ｄおよび脛骨Ｆの構造を示す図である。また、図１４は、骨切りブロック１２を大腿骨Ｄに固定する工程を示す斜視図であり、図１５は、人工膝関節置換術の術中に大腿骨遠位端Ｄｂを骨切りする工程を示す斜視図である。

図３に示すように、大腿骨Ｄは、骨盤Ｅと脛骨Ｆとの間で下肢Ｇを構成する骨であり、大腿骨近位端Ｄａには、股関節Ｈを構成する大腿骨頭Ｉが位置しており、大腿骨遠位端Ｄｂには、膝関節Ｊを構成する内側顆Ｍおよび外側顆Ｎが位置している。また、内側顆Ｍと外側顆Ｎとの間に位置する顆間部Ｑは凹状になっており、内側顆Ｍおよび外側顆Ｎが脛骨近位端Ｆａに軟骨を介して当接している。

人工膝関節置換術は、変形性膝関節症や関節リウマチ等によって変形した大腿骨遠位端Ｄｂおよび脛骨近位端Ｆａを切除して、その切除した部分を人工関節（図示省略）に置き換える手術であり、大腿骨頭中心位置特定装置１０は、人工膝関節置換術の術中に大腿骨頭Ｉの中心Ｐ（すなわち大腿骨頭中心）の位置を前額面に対して平行な面内で特定するために用いられる。そして、骨切り工程では、図１４に示すように、特定された大腿骨頭中心Ｐ（図３）を基準として、骨切りブロック１２が適正位置に固定され、図１５に示すように、骨切りブロック１２およびボーンソー１３を用いて骨切りが行われる。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置１０を人工膝関節置換術の術中に使用した状態を示す正面図であり、図２は、当該状態を示す平面図である。また、図４は、大腿骨頭中心位置特定装置１０の全体構成を示す斜視図である。

図１、図２および図４に示すように、大腿骨頭中心位置特定装置１０は、手術台１４と、手術台１４に対して直接的または間接的に取り付けられるマーキングプレート１６、プレート支持部１８および指標部２０と、被施術者Ａの大腿骨Ｄに直接的または間接的に取り付けられる回動アーム２２、マーカー２４およびピンガイド２６とを備えている。
［手術台の構成］
図１および図２に示すように、手術台１４は、被施術者Ａの身体を前額面が水平になるように支持するものであり、膝関節Ｊから頭部Ｒまでの部位を支持する第１台１４ａと、膝関節Ｊから踵Ｔまでの部位を支持する第２台１４ｂとを有している。また、第１台１４ａと第２台１４ｂとの連結部には、手動または電動で駆動される角度調整機構（図示省略）が設けられており、第１台１４ａに対する第２台１４ｂの角度を適宜調整できるようになっている。そして、第１台１４ａにおける幅方向の一方側面には、レール３０が水平に取り付けられており、このレール３０によって、マーキングプレート１６、プレート支持部１８および指標部２０が移動可能に支持されている。
［マーキングプレート等の構成］
図５は、マーキングプレート１６、プレート支持部１８および指標部２０の構成を示す分解斜視図である。

図１および図２に示すように、マーキングプレート１６は、被施術者Ａの身体の大腿骨頭中心Ｐが位置する部位を前額面に対して直交する方向から覆うように配置される板状部材であり、本実施形態では、透明アクリルによって四角形（２００ｍｍ×２００ｍｍ）に形成されている。また、図５に示すように、マーキングプレート１６の上面１６ａは、マーカー２４（図４）によって２つの円弧Ｓ１，Ｓ２（図９）を記すことができるように、滑らかな平面に形成されており、当該上面１６ａが前額面に対して平行（本実施形態では水平）に配置されるようになっている。そして、マーキングプレート１６の周縁部の一部は、プレート支持部１８の把持部３２で把持される被把持部１６ｂとなっており、被把持部１６ｂには、固定ねじ３４が挿通される２つの切欠３６が形成されている。

なお、マーキングプレート１６の材質および形状は、特に限定されるものではないが、マーキングプレート１６の下方に位置する解剖学的指標（前上腸骨棘、大腿動脈、そけい靭帯等）を視認できることから透明材料が望ましく、加工が容易であることから樹脂材料が望ましい。また、把持部３２で確実に把持できることから直線状の辺（端縁）を有する形状（四角形、半円形等）が望ましい。

図５に示すように、プレート支持部１８は、レール３０を介して手術台１４に取り付けられるとともに、マーキングプレート１６を着脱可能に支持するものであり、摺動部３８と、ストッパ４０と、支柱４２と、把持部３２とを有している。

摺動部３８は、レール３０に摺動自在に嵌合される部材であり、摺動部３８におけるレール３０の側面３０ａに対向する部分には、ねじ孔３８ａが形成されている。ストッパ４０は、ねじ孔３８ａに螺合される雄ねじ部４０ａと、雄ねじ部４０ａに設けられた棒状のハンドル部４０ｂとを有している。したがって、ハンドル部４０ｂを回して雄ねじ部４０ａをねじ孔３８ａにねじ込むと、雄ねじ部４０ａの先端がレール３０の側面３０ａに押し当てられ、レール３０に対する摺動部３８の摺動が禁止される。一方、ハンドル部４０ｂを逆方向に回すと、雄ねじ部４０ａの先端がレール３０の側面３０ａから離間され、レール３０に対する摺動部３８の摺動が許容される。

支柱４２は、把持部３２を所定の高さで支持する棒状部材であり、支柱４２の下端部が摺動部３８に接続されており、支柱４２の上端部が把持部３２に接続されている。把持部３２は、支柱４２の上端部に固定された基部４６と、基部４６の下方に配置された把持片４８と、２つの固定ねじ３４とを有している。そして、基部４６には、固定ねじ３４が挿通される２つの貫通孔４６ａが形成されており、把持片４８には、固定ねじ３４が螺合される２つのねじ孔４８ａが形成されている。さらに、基部４６には、指標部２０の固定ねじ５０が螺合されるねじ孔４６ｂが形成されている。

そして、基部４６と把持片４８とが固定ねじ３４によって接合されており、マーキングプレート１６の２つの切欠３６に固定ねじ３４が挿通された状態で、基部４６と把持片４８との間でマーキングプレート１６が把持されている。したがって、マーキングプレート１６を把持部３２から取り外す際には、固定ねじ３４をわずかに緩めた後に、マーキングプレート１６を水平方向に引き抜くことができる。

図５に示すように、指標部２０は、プレート支持部１８およびレール３０を介して手術台１４に取り付けられる位置調整プレート５２と、位置調整プレート５２の先端部に設けられた支持棒５４と、支持棒５４の先端部に設けられたポインタ５６と、固定ねじ５０とを有している。位置調整プレート５２は、固定ねじ５０が挿通される長孔５２ａを有しており、長孔５２ａに挿通された固定ねじ５０がねじ孔４６ｂに螺合されることによって、指標部２０が基部４６に固定されている。したがって、固定ねじ５０を緩めたときには、基部４６に対する位置調整プレート５２の引出し長さや角度を調整することが可能であり、マーキングプレート１６に対するポインタ５６の位置を調整することができる。
［回動アーム等の構成］
図６は、回動アーム２２、マーカー２４およびピンガイド２６を示す分解斜視図である。

図１および図２に示すように、回動アーム２２は、被施術者Ａの大腿骨Ｄに直接取り付けられる部材であり、図６に示すように、大腿骨遠位端Ｄｂにおける顆間部Ｑ（図７）の最深部に固定される筒状のステム部６０と、ステム部６０に挿入されて回動自在に支持されるアーム部６２と、マーカー位置調整機構６４と、アーム部６２の基端部に設けられた水準器６６と、アーム部６２の先端部に設けられたマーカーホルダ６８とを有している。

図６に示すように、ステム部６０は、筒状のステム本体７０と、ステム本体７０の上端部に設けられたフランジ部７２と、ステム本体７０の側面に軸方向に間隔を隔てて設けられた２つのステム固定ピン７４ａ，７４ｂとを有している。

ステム本体７０は、大腿骨遠位端Ｄｂにおける顆間部Ｑ（図７）の最深部に、大腿骨前後軸に対して平行方向（すなわち前額面に対して垂直方向；以下、同じ。）に延びて配置されるものであり、ステム本体７０の外径は、顆間部Ｑの凹状空間に納まるように、当該凹状空間の深さよりも十分に小さく設計されており、ステム本体７０の内径は、アーム部６２の基端部に位置する回動軸７６を回動自在に支持し得るように、回動軸７６の外径よりもやや大きく設計されている。

フランジ部７２は、ステム本体７０に対する回動軸７６の挿入長さを規定する部分であり、本実施形態では、ピンガイド２６の下面の一部がフランジ部７２の上面に当接することによって、ステム本体７０に対する回動軸７６の挿入長さが制限されている。ステム固定ピン７４ａ，７４ｂは、大腿骨遠位端Ｄｂにステム部６０を固定するために、顆間部Ｑ（図７）の最深部に刺入される棒状部分であり、上側に位置するステム固定ピン７４ａの長さは、下側に位置するステム固定ピン７４ｂの長さよりも短く設計されている。これにより、矢状面内におけるステム部６０の傾きが或る程度許容されており、その傾き角度を調整できるようになっている。

アーム部６２は、基端部側に位置する略Ｌ状の第１ロッド８０と、先端部側に位置する略Ｌ状の第２ロッド８２と、第１ロッド８０に連続して形成された回動軸７６とを有している。

第１ロッド８０は、大腿骨前後軸に対して平行方向に延びる鉛直部８０ａと、鉛直部８０ａの上端部から水平方向に延びる水平部８０ｂとを有しており、鉛直部８０ａの下端部が回動軸７６の上端部に接続されている。そして、鉛直部８０ａと回動軸７６との接続部またはその近傍には、ピンガイド２６がアーム部６２に対して一体的に設けられており、当該接続部またはその近傍におけるピンガイド２６より上方には、水準器６６がアーム部６２に対して一体的に設けられている。第２ロッド８２は、大腿骨前後軸に対して平行方向に延びる鉛直部８２ａと、鉛直部８２ａの上端部から水平方向に延びる水平部８２ｂとを有しており、鉛直部８２ａには、マーカーホルダ６８が一体的に設けられている。そして、第１ロッド８０と第２ロッド８２とが、マーカー位置調整機構６４を介して接続されている。

マーカー位置調整機構６４は、第１ロッド８０における水平部８０ｂの先端部に設けられた受口部８６と、第２ロッド８２における水平部８２ｂの基端部に設けられた挿口部８８と、第１ロッド８０と第２ロッド８２とを相互に固定する固定部９０とを有しており、受口部８６に対して挿口部８８が適宜の長さで挿入されている。固定部９０は、受口部８６に形成されたねじ孔（図示省略）と、当該ねじ孔に螺合された固定ねじ９２とを有しており、当該ねじ孔に固定ねじ９２をねじ込むと、固定ねじ９２の先端が挿口部８８に当接され、これにより受口部８６と挿口部８８とが相互に固定される。

図６および図７（Ｂ）に示すように、水準器６６は、アーム部６２に対して一体的に設けられた基部９６と、基部９６の上方においてアーム部６２に対して一体的に設けられた取付部９８と、取付部９８に吊下げられた水準器本体１００とを有している。水準器本体１００は、棒状の軸１００ａを有しており、軸１００ａの上端部には、取付部９８に引っ掛けられる環状の係止部１００ｂが形成されており、軸１００ａの下端部には、軸１００ａを重力方向に引っ張る球状の錘１００ｃが形成されている。また、基部９６には、円形の貫通孔９６ａが形成されている。そして、軸１００ａが貫通孔９６ａに挿通されるとともに、係止部１００ｂが取付部９８に引っ掛けられており、アーム部６２の回動軸７６が鉛直方向（すなわち前額面に対して垂直方向）に延びているとき、軸１００ａは、貫通孔９６ａの中心に位置するようになっている。したがって、軸１００ａが貫通孔９６ａの中心に位置するように回動軸７６の傾きを調整することで、回動軸７６を前額面に対して垂直に位置決めすることができる。

図６に示すように、マーカーホルダ６８は、第２ロッド８２の鉛直部８２ａに上下方向に間隔を隔てて設けられた２つの環状保持部６８ａ，６８ｂを有しており、環状保持部６８ａ，６８ｂの内径は、マーカー２４の外径よりもやや大きく設計されており、環状保持部６８ａ，６８ｂの少なくとも一方（本実施形態では上側の環状保持部６８ａ）には、ねじ孔（図示省略）が形成されており、当該ねじ孔には、固定ねじ１０２が螺合されている。したがって、環状保持部６８ａ，６８ｂにマーカー２４を挿入した後、当該ねじ孔に固定ねじ１０２をねじ込むと、固定ねじ１０２の先端がマーカー２４に当接されてマーカー２４の脱落が防止される。

マーカー２４は、マーキングプレート１６に円弧Ｓ１，Ｓ２（図９）を記すものであり、本実施形態では、インク式のペンが用いられている。なお、マーカー２４の種類は、特に限定されるものではなく、たとえばマーキングプレート１６に円弧Ｓ１，Ｓ２を刻む刃物が用いられてもよい。

図６および図１１に示すように、ピンガイド２６は、アーム部６２に対して一体的に設けられたブロック状のガイド本体１１２を有しており、ガイド本体１１２には、骨切りブロック１２に設けられた複数のピン孔１２ａ（図１４）に対応する複数のガイド孔１１２ａが形成されている。ピンガイド２６におけるガイド孔１１２ａの位置は、アーム部６２の水平部８０ｂ，８２ｂが延びる方向との関係で定められている。つまり、所定のガイド孔１１２ａが大腿骨Ｄの適正位置に位置決めされたときには、水平部８０ｂ，８２ｂは、大腿骨頭中心Ｐに向かって延びるようになっており、また、前額面に対して平行方向における回動軸７６からマーカー２４までの距離Ｌ_１（図４）が、予め測定された大腿骨遠位端Ｄｂから大腿骨頭中心Ｐまでの距離Ｌ_０（図３）と同じであれば、マーカー２４は、大腿骨頭中心Ｐの直上に位置するようになっている。
［大腿骨頭中心位置特定装置の使用方法］
＜大腿骨頭中心位置の特定＞
図７は、大腿骨遠位端Ｄｂに回動アーム２２を固定する工程を示す図であり、（Ａ）は、顆間部Ｑの最深部にステム固定ピン７４ａ，７４ｂを刺入するための穴１２０ａ，１２０ｂを形成した状態を示す斜視図、（Ｂ）は、ステム固定ピン７４ａ，７４ｂを顆間部Ｑの最深部に刺入した状態を示す斜視図である。また、図８は、マーキングプレート１６に第１円弧Ｓ１を記した状態を示す平面図であり、図９は、マーキングプレート１６に第２円弧Ｓ２を記した状態を示す平面図である。

人工膝関節置換術の術前には、図３に示すように、大腿骨Ｄの画像を、Ｘ線撮像装置を用いて取得する。そして、取得した画像の寸法を、Ｘ線撮像装置の光学的な倍率に応じて実寸法と一致するように補正し、補正後の寸法に基づいて、大腿骨遠位端Ｄｂから大腿骨頭中心Ｐまでの距離Ｌ_０を測定する。続いて、図４に示すように、マーカー位置調整機構６４によって、大腿骨頭中心位置特定装置１０における回動軸７６からマーカー２４までの距離Ｌ_１を、距離Ｌ_０と等しくなるように調整し、固定ねじ９２をねじ込んで、その距離Ｌ_１（＝Ｌ_０）の変動を禁止する。

人工膝関節置換術の術中には、まず、図７（Ａ）に示すように、大腿骨遠位端Ｄｂにおける顆間部Ｑの最深部に、上下方向に間隔を隔てて２つの穴１２０ａ，１２０ｂをドリル等を用いて形成する。続いて、図７（Ｂ）に示すように、これらの穴１２０ａ，１２０ｂにステム部６０のステム固定ピン７４ａ，７４ｂを刺入するとともに、ステム本体７０の内部にアーム部６２の回動軸７６を挿入する。また、図４に示すように、マーカーホルダ６８に対してマーカー２４を装着する。

そして、図８に示すように、股関節Ｈを内外転中間位からやや内転（５度程度）させた後、アーム部６２を回動させ、マーカー２４によってマーキングプレート１６の上面１６ａに第１円弧Ｓ１を記す。このとき、水準器６６を見ながら、回動軸７６（図４）を前額面に対して垂直に保持することによって、第１円弧Ｓ１が必ず大腿骨頭中心Ｐの直上を通過するようにする。

第１円弧Ｓ１の記載が完了すると、図９に示すように、股関節Ｈを内外転中間位からやや外転（１５〜２５度程度）させた後、アーム部６２を回動させ、マーカー２４によってマーキングプレート１６の上面１６ａに第２円弧Ｓ２を記す。このときも、回動軸７６（図４）を前額面に対して垂直に保持することによって、第２円弧Ｓ２が必ず大腿骨頭中心Ｐの直上を通過するようにする。したがって、第１円弧Ｓ１と第２円弧Ｓ２とは、大腿骨頭中心Ｐの直上の点Ｖで交差することになり、この交点Ｖを目印として、大腿骨頭中心Ｐを前額面に対して平行な面内で特定することができる。
＜ブロック固定ピンの刺入＞
図１０は、マーカー２４を大腿骨頭中心Ｐと対向する位置に位置決めした状態を示す平面図であり、図１１は、ピンガイド２６のガイド孔１１２ａから大腿骨Ｄにブロック固定ピン１３０を刺入する工程を示す斜視図である。また、図１２は、大腿骨頭中心位置特定装置１０の回動アーム２２を取り外した状態を示す平面図であり、図１３は、大腿骨頭中心位置特定装置１０のマーキングプレート１６を取り外し、大腿骨頭中心Ｐに対向する位置を指標部２０で示した状態を示す平面図である。

大腿骨頭中心Ｐの位置が交点Ｖによって特定されると、図１０に示すように、交点Ｖにマーカー２４を位置決めすることによって、ピンガイド２６のガイド孔１１２ａを、骨切りブロック１２（図１４）のピン孔１２ａの適正位置に位置決めする。つまり、大腿骨頭中心Ｐを基準として、ピン孔１２ａの適正位置を特定する。

続いて、図１１に示すように、被施術者Ａから見て右側に設けられた３個のガイド孔１１２ａの一つと、左側に設けられた３個のガイド孔１１２ａの一つとにブロック固定ピン１３０を挿入し、ブロック固定ピン１３０をこれらのガイド孔１１２ａでガイドしながら大腿骨Ｄに刺入する。なお、図１１では、ピンガイド２６を明確に図示するために、アーム部６２および水準器６６をピンガイド２６の近傍で破断している。

大腿骨Ｄに対するブロック固定ピン１３０の刺入が完了すると、図１２に示すように、回動アーム２２、マーカー２４およびピンガイド２６を取り外し、交点Ｖに指標部２０のポインタ５６を位置決めする。そして、図１３に示すように、プレート支持部１８の固定ねじ３４を緩めてマーキングプレート１６を取り外す。つまり、その後の手術の邪魔になるマーキングプレート１６を取り外し、それよりも小型の指標部２０によって大腿骨頭中心Ｐの位置を確認できるようにする。
＜骨切り工程＞
図１４は、骨切りブロック１２を大腿骨Ｄに固定する工程を示す斜視図であり、図１５は、大腿骨遠位端Ｄｂを骨切りする工程を示す斜視図である。

大腿骨遠位端Ｄｂを骨切りする際には、図１４に示すように、大腿骨Ｄに刺入したブロック固定ピン１３０を骨切りブロック１２の対応するピン孔１２ａに挿入し、これにより骨切りブロック１２を大腿骨Ｄの適正位置に固定する。続いて、図１５に示すように、骨切りブロック１２に設けられたスリット１２ｂにボーンソー１３の刃１３ａを挿入し、スリット１２ｂに沿って、大腿骨遠位端Ｄｂを骨切りする。

本実施形態では、大腿骨頭中心Ｐ（図１０）を基準としてブロック固定ピン１３０を適正位置に刺入することができるので、このブロック固定ピン１３０によって骨切りブロック１２を適正位置に固定することができる。したがって、大腿骨遠位端Ｄｂを正確に骨切りすることが可能であり、大腿骨遠位端Ｄｂに人工関節を装着した後には、優れた下肢アライメントを得ることができる。
（第２実施形態）
図１６は、第２実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置１４０における水準器１４２の構成を示す斜視図である。

図１６に示すように、第２実施形態に係る大腿骨頭中心位置特定装置１４０では、水準器１４２が、錘１４４、糸１４６、取付部１４８およびプレート１５０を有しており、取付部１４８およびプレート１５０がアーム部６２に対して一体的に設けられている。そして、錘１４４が、プレート１５０の上方において、糸１４６を介して取付部１４８に吊下げられている。また、プレート１５０の上面には、十字線１５０ａと、直径の異なる複数の同心円１５０ｂとが記されており、回動軸７６が鉛直方向（すなわち前額面に対して垂直方向）に延びているときには、錘１４４が十字線１５０ａおよび複数の同心円１５０ｂの中心に位置するようになっている。したがって、錘１４４が十字線１５０ａに対して何れの方向に位置しているかを見ることで、回動軸７６の傾き方向を知ることができ、錘１４４が複数の同心円１５０ｂの何れに位置しているかを見ることで、回動軸７６の傾き程度を知ることができる。

Ｄ… 大腿骨
Ｄｂ… 大腿骨遠位端
Ｐ… 大腿骨頭中心
Ｓ１，Ｓ２… 円弧
１０… 大腿骨頭中心位置特定装置
１２… 骨切りブロック
１４… 手術台
１６… マーキングプレート
１８… プレート支持部
２０… 指標部
２２… 回動アーム
２４… マーカー
２６… ピンガイド
３０… レール
３２… 把持部
６０… ステム部
６２… アーム部
６４… マーカー位置調整機構
６６… 水準器
７４ａ，７４ｂ… ステム固定ピン
７６… 回動軸
８０… 第１ロッド
８２… 第２ロッド
８６… 受口部
８８… 挿口部
１３０… ブロック固定ピン

Claims (9)

1. 人工膝関節置換術の術中に、被施術者の大腿骨頭中心の位置を前額面に対して平行な面内で特定する、大腿骨頭中心位置特定装置であって、
   被施術者の身体の前記大腿骨頭中心が位置する部位を前額面に対して直交する方向から覆うように配置されるマーキングプレートと、
   前額面に対して直交方向に延びて配置される回動軸を有する回動アームと、
   前記回動アームに取り付けられ、前記回動アームの回動に伴って前記マーキングプレートに円弧を記すマーカーとを備え、
   前記回動軸は、被施術者の大腿骨遠位端に配置され、
   前額面に対して平行方向における前記回動軸から前記マーカーまでの距離は、予め測定された大腿骨遠位端から大腿骨頭中心までの距離と同じである、大腿骨頭中心位置特定装置。
2. 前記回動アームは、前額面に対して平行方向における前記回動軸から前記マーカーまでの距離を調整するマーカー位置調整機構を有する、請求項１に記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
3. 前記回動アームは、大腿骨遠位端における顆間部の最深部に固定される筒状のステム部と、前記ステム部に回動自在に挿入されるアーム部とを有する、請求項１または２に記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
4. 前記ステム部は、大腿骨遠位端における顆間部の最深部に刺入される少なくとも２つのステム固定ピンを有する、請求項３に記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
5. 前記回動アームは、第１ロッドと第２ロッドとを有し、
   前記マーカー位置調整機構は、前記第１ロッドに設けられた受口部と、前記第２ロッドに設けられた挿口部と、第１ロッドと第２ロッドとを相互に固定する固定部とを有し、
   前記挿口部が前記受口部に適宜の長さで挿入される、請求項２ないし４のいずれかに記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
6. 前記回動アームは、前記回動軸が前額面に対して垂直であることを検知する水準器を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
7. 被施術者の身体を前額面が水平になるように支持する手術台と、
   前記手術台に取り付けられ、前記マーキングプレートを着脱可能に支持するプレート支持部とをさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
8. 前記手術台に取り付けられ、前記マーカーによって前記マーキングプレートに記された前記大腿骨頭中心に対向する点の位置を指し示す指標部を備える、請求項７に記載の大腿骨頭中心位置特定装置。
9. 前記人工膝関節置換術は、大腿骨遠位端にブロック固定ピンで骨切りブロックを固定する工程を含み、
   前記回動アームには、前記ブロック固定ピンを大腿骨遠位端に刺入する際のガイドとなるガイド孔を有するピンガイドが一体的に設けられている、請求項１ないし８のいずれかに記載の大腿骨頭中心位置特定装置。

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