[发明专利]人工髋关节置换手术的术前计划用程序及手术支援用夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用个人计算机等数据处理装置的人工髋关节置换手术的术前计划用程序及手术支援用夹具。

背景技术

构成人的下肢一部分的膝关节及髋关节是在日常生活中对于步行特别重要的关节。由于其较大的必要性，也是容易受到外伤，随着年龄增加使关节部的软骨变性破坏而导致关节病的最多的部位。

作为对该关节病的外科治疗，去除被破坏的软骨并将金属嵌入该处，通过该金属与聚乙烯等塑料的接触而再建关节功能的人工关节置换术（Total Arthro-Plasty：全关节置换术）是目前在世界中被采用为能实现最稳定的功能改善的方法。

此时，在人工膝关节中大腿骨组件与胫骨组件、人工髋关节中大腿骨茎和髋臼杯的各设置位置、即各个骨头的取出（骨切开术）的正确性对于随后的人工关节的耐久性会产生较大影响。

目前，在该人工关节的设置中，将印刷于透明片的人工关节的轮廓贴合在手术前从正面和侧面摄影获得的X线照片上，来决定上述组件、茎、杯的位置和大小。然而，在这种方法中，骨形状的把握受到X线照片的拍摄方向和拍摄时患者位置的影响，因而在准确性上有所欠缺。

为了解决该问题，考虑以下基于计算机软件的方法：在预先用校准框架进行完胶片与照射点之间的位置决定的特殊摄影台上，进行起立位的两个方向上的正面和60°斜角的X线拍摄，使由X线CT装置、MRI装置制成的骨形状的三维模型与该拍摄图像以各个骨阴影进行对位（图像匹配），进行作为设置位置的基准的起立位的骨形状的三维把握。

在这种基于计算机软件的方法中，通过读出多个人工关节的CAD（Computer Aided Design：计算机辅助设计）数据的三维形状模型，能决定适于骨形状和负载环境的人工关节的大小和位置（例如，日本专利特开2004－008707号公报（以下称为“专利文献1”））。

然而，上述专利文献1所记载的技术仅仅使手术者能容易知道人工膝关节置换术中的胫骨侧的骨切面，并不能直接适用于骨形状、功能轴不同的大腿骨侧或其它关节、例如同样在下肢重要的髋关节。

由此，关于人工髋关节置换手术，希望提供一种能在术前恰当地反映出患者的个人差以正确地决定骨盆髋臼的扩孔动作，并能在术中进行将术前决定的内容正确再现的手术操作的管理的人工髋关节置换手术的术前计划用程序及手术支援用夹具。

发明的公开

本发明一实施方式的人工髋关节置换手术的术前计划用程序的特征是，使计算机执行以下步骤：图像输入步骤，在该图像输入步骤中，输入多个包括骨盆及大腿骨在内的患者下肢的二维断层图像；图像再构筑步骤，在该图像再构筑步骤中，由在上述图像输入步骤中输入的多个二维断层图像，再构筑出包括骨盆及大腿骨在内的患者下肢的三维图像；人工关节决定步骤，在该人工关节决定步骤中，根据在上述图像再构筑步骤中获得的骨盆及大腿骨的三维图像，决定设置于骨盆髋臼的人工关节的设置位置及设置方向；底座夹具设定步骤，在该底座夹具设定步骤中，相对于在上述图像再构筑步骤中获得的骨盆的三维图像，设定具有与该骨盆的三点以上的参照点分别抵接的三根以上支柱的底座夹具的三维图像；以及参数取得步骤，在该参数取得步骤中，将指示仪的方向参数化来取得参数，该指示仪的方向在上述底座夹具设定步骤中设定的底座夹具的三维图像中穿过该底座夹具上的规定位置，并与在上述人工关节决定步骤中决定的人工关节的设置方向平行。

本发明另一实施方式的手术支援用夹具的特征是包括：底座夹具，该底座夹具具有相对于形成一个平面的框架体能调节彼此间隔的三根以上的支柱；以及方向指示夹具，该方向指示夹具安装于上述底座夹具上的规定位置，并具有指示以上述框架体的平面为基准的任意方向角度的指示仪。

附图说明

图1是表示安装有本发明一实施方式的人工髋关节置换手术的术前计划用程序的个人计算机的硬件结构的框图。

图2是表示该实施方式的术前计划用程序的主程序的处理内容的流程图。

图3是表示该实施方式的图2的大腿骨茎及髋臼杯的设置计划的子程序的处理内容的流程图。

图4是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图5是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图6是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图7是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图8是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图9是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图10A是表示该实施方式的术前处理阶段的图。

图10B是将图10A中的画面右侧部分放大表示的图。