[发明专利]人工膝关节置换手术用工具

说明书

本申请是申请日为“2008年9月3日”、申请号为“200880109428.2”、题为“人工膝关节置换手术的术前计划装置及手术辅助用工具”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于使用医疗用断层图像计划对人体的膝盖进行的人工膝关节置换手术并进行手术的人工膝关节置换手术的术前计划装置及手术辅助用工具。

背景技术

近年来，X射线CT装置和MRI装置等医疗用断层图像诊断装置普及，使用它们来进行身体各部位的观察和诊断成为可能。另一方面，伴随不仅发生在日本的世界范围内的老龄化，变形性膝关节病不断增加，目前将作为患部的膝关节置换为人工的以金属或陶瓷制成的人工关节的手术已广泛普及。该人工膝关节的置换术中重要的是将具有最适合患者的形状和尺寸的人工关节设置至最适合的角度和位置。

目前，作为为此进行的手术计划，通过在二维的自正面和侧面的单纯X射线图像上重合将人工关节的二维形状描线于透明的膜上而得的模板，或者在单纯X射线图像膜上用尺测量，从而求出人工关节的尺寸和设置位置及设置方向、骨切除量、骨切除位置。

以二维的单纯X射线图像为基础并使用模板或尺等的手动的测量中，尺寸和设置位置的测量精度不足，难以三维且定量地把握设置位置和骨切除量，因此需要相当丰富的经验和技术的积累。

因此，难以实现所有的整形外科医生都能迅速地进行准确且高精度的手术计划和手术。特别是涉及人工关节的设置位置和方向的精度对人工关节的耐久性有较大的影响。而且，为了使患者能够在手术后的10年、20年内长期地持续平时不会感觉异样的健康的生活，该精度也是最重要的因素。

通过上述采用二维模板的方法，难以进行这样的处理。

另一方面，为了辅助手术者，使其可容易地知道人工关节置换术中的理想的胫骨的骨切除面，考虑了如下所示的采用个人计算机进行三维模拟的技术(例如，专利文献1：日本专利特开2004-008707号公报)。

以往，手术中确定大腿骨侧的(人工关节)构件的设置角度时，一般采用使用插入骨内的髓内定位杆(下文中称为“髓内杆”)的方法。通过插入该髓内杆，根据杆的轴向与大腿骨的功能轴向的差异，规定该构件的内·外翻角度、弯曲·伸展角度的远端骨切除面的角度得到确定。

这时，确定内外翻角度时，可以通过器具按照构件的目标设定角度一定程度上调节与髓内杆所成的角度，但弯曲·伸展角度无法调节，完全依赖于髓内杆的刺入角度。即，这意味着大腿骨构件的设置角度依赖于髓内杆的刺入角度。

该采用髓内杆的方法中，因为骨形状存在个体差异，所以髓内杆的插入角度在各病例中各不相同，难以可靠地以与计划一致的角度制成远端骨切除面。

另外，临床上极为重要的大腿骨构件的旋转方向的设置角度是在该远端骨切除面内确定的。因此，如果该远端骨切除面本身就不正确，则旋转角度也必然不正确。

在这个方面，记载有胫骨侧的技术的上述专利文献1中对因在大腿骨侧使用髓内杆而产生的上述问题没有任何记载。

发明内容

本发明的目的在于提供可以适当地反映患者的个体差异，使用髓内定位杆准确地确定远端骨切除面的位置和角度，可以通过在手术中使用安装于上述髓内定位杆的专用工具根据大腿骨膝关节的参照点再现已确定的内容，从而准确地实施手术的人工膝关节置换手术的术前计划装置及手术辅助用工具。

本发明的第一种形态所涉及的人工膝关节置换手术的术前计划装置包括：输入包括膝关节的下肢的二维断层图像的图像输入单元；根据通过上述图像输入单元输入的图像重构大腿骨和胫骨的三维图像的图像重构单元；根据通过上述图像重构单元得到的大腿骨的膝关节的三维图像，确定要置换的人工关节的大腿骨侧人工关节确定单元；根据通过上述图像重构单元得到的胫骨的膝关节的三维图像，确定要置换的人工关节的胫骨侧人工关节确定单元；基于通过上述大腿骨侧人工关节确定单元确定的人工关节与膝关节的参照点，确定在采用插入大腿骨内的髓内定位杆的人工膝关节置换术中使用的各种参数的参数确定单元。

本发明的第二种形态所涉及的人工膝关节置换手术用工具的特征在于，包括：与大腿骨的膝关节的参照点抵接的抵接部；安装插入大腿骨的髓内的髓内定位杆的安装部；连接上述抵接部与上述安装部，可调整上述安装部的安装位置和安装角度的臂部。

本发明的第三种形态所涉及的人工膝关节置换手术用工具的特征在于，包括：与大腿骨的膝关节的参照点抵接的抵接部；安装插入大腿骨的髓内的髓内定位杆的安装部；连接上述抵接部与上述安装部，可调整安装于上述髓内定位杆的外部工具的安装角度的连接部。

附图说明