JP4514777B2

JP4514777B2 - テンプレート

Info

Publication number: JP4514777B2
Application number: JP2007220265A
Authority: JP
Inventors: 普敬井口; 一郎内田
Original assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2027-08-27
Also published as: JP2009050469A

Description

この発明は、人工物挿入部位に人工物を挿入する手術をする場合に、人工物挿入部位の単純Ｘ線写真と対比して人工物挿入部位に適する人工物を選択するためのテンプレートに関する。

周知のように、外傷やリウマチ、変形性関節症等によって関節機能が損なわれ、治療、回復の見込みが薄いような場合、人工関節を挿入する手術が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
このような人工関節等の人工物を体内に挿入するための手術前計画において、人工物を挿入する人工物挿入部位の単純Ｘ線による２次元写真を撮影し、その２次元写真を人工物の正面図と側面図とが図示されたテンプレート１００（図４参照）と対比して人工物挿入部位に適応する大きさの人工物の選択と人工物挿入部位における人工物を挿入する位置を測定することが行われ、その手術前計画に基づいて手術が施されている。

そのため、人工物挿入部位の単純Ｘ線による２次元写真とテンプレートに図示された人工物の図との対比を正確に行うことが必要であり、単純Ｘ線により人工物挿入部位を撮影する際には、図５（Ａ）に示すように、人工物挿入部位をＸ線検査装置に載置してテンプレートの正面図及び側面図に対応する方向から人工物挿入部位を撮影し、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すようなＶＢ矢視、ＶＣ矢視した人工物挿入部位の２次元写真とテンプレートの正面図１０１Ａ及び側面図１０１Ｂが対比されている。
特開２００１−１６１７２８号公報

しかしながら、患者の関節拘縮や変形が高度な場合や、患者が外傷を負っていてＸ線検査装置上において人工物挿入部位を正面や側面に向けることにより大きな痛みをともなう場合には、テンプレートに図示された正面図や側面図に対応する方向からの撮影が非常に困難な場合がある。
そのため、図６（Ａ）に示すように、正面及び側面以外からの撮影を行ない、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、テンプレートに図示された人工物の正面図１０１Ａ及び側面図１０１Ｂと、テンプレートと対応しない方向から撮影したＶＩＢ矢視、ＶＩＣ矢視した人工物挿入部位の２次元写真とを対比して手術前計画を立てるために、人工物の選択や人工物を挿入する位置の測定において人工物と人工物挿入部位との適合性が低下して、手術中の処置における支障の発生や、手術後の回復に影響を及ぼす可能性があった。
また、関節拘縮や変形が高度で大きな痛みをともなって通常の単純Ｘ線撮影が困難な場合には、Ｘ線照射部の向きを補正して撮影方向が追加されるが、Ｘ線写真の追加撮影は、患者に多量のＸ線を被爆させて健康被害への危険を増大させることに繋がるという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、単純Ｘ線により撮影された人工物挿入部位の２次元写真と対比して人工物の大きさの選択及び挿入位置の測定をする際に、人工物挿入部位の撮影方向に影響されにくいテンプレートを提供することにある。

上記のような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、人体内において人工物が配置される人工物挿入部位を単純Ｘ線により撮影して得た２次元写真と対比して、前記人工物挿入部位に適応する前記人工物の大きさの選択及び挿入位置の測定をするためのテンプレートであって、前記２次元写真と重ねることにより、前記２次元写真に撮影された前記人工物挿入部位と対比可能な光透過性を有する基材からなり、前記基材には、前記人工物に基準軸線を設定して前記人工物を前記基準軸線廻りに回転させたときに、複数の周方向位置からみた前記人工物の図が図示され、前記周方向位置は、前記基準軸線廻りの周方向間隔が９０度よりも小さく設定されていることを特徴とする。

この発明に係るテンプレートによれば、基準軸線廻りの周方向間隔が９０度よりも小さく設定して人工物が図示されているので、単純Ｘ線による２次元写真上の人工物挿入部位がテンプレートの正面図や側面図と異なる方向から撮影された場合であっても、２次元写真上の人工物挿入部位とテンプレート上の人工物の図とを容易に対比させることができる。
その結果、人工物挿入部位に適した大きさの人工物の選択が可能とされ、人工物挿入部位の測定に関する誤差の発生が抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のテンプレートであって、前記基準軸線廻りの周方向基準位置を設定して前記人工物挿入部位の正面とし、前記周方向基準位置との間隔が９０度とされる周方向位置を側面とし、前記人工物挿入部位の前記正面と前記側面との間に対応する前記人工物の図が図示されていることを特徴とする。

この発明に係るテンプレートによれば、人工物挿入部位の正面と側面との間に対応する人工物の図が図示されているので、人工物挿入部位の向きが正面、側面とずれた場合でも、人工物挿入部位に適した大きさの人工物の選択が可能とされ、人工物挿入部位の測定に関する誤差の発生が抑制される。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のテンプレートであって、前記人工物挿入部位の前記正面から４５度近傍に対応する前記人工物の図が図示されていることを特徴とする。

この発明に係るテンプレートによれば、人工物挿入部位の正面から４５度近傍に対応する人工物の図が図示されているので、人工物挿入部位の撮影方向が、正面及び側面からの周方向間隔が最も大きい４５度近傍の向きとなった場合であっても、人工物挿入部位に適した大きさの人工物の選択が可能とされ、人工物挿入部位の測定に関する誤差の発生が抑制される。

この発明に係るテンプレートによれば、単純Ｘ線による２次元写真上の人工物挿入部位が人工物の正面図、側面図と一致しない方向で撮影された場合であっても、２次元写真上の人工物挿入部位とテンプレート上の人工物の図を対比することができ、人工物挿入部位に適した大きさの人工物の選択や、人工物を挿入する位置の測定における誤差の発生が抑制される。

以下、この発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態に係るテンプレート１を示す図である。
図２は、テンプレート１に図示される人工関節（人工物）１０を示す図であり、この実施形態における人工関節１０は、大腿骨と骨盤とを股関節を介して接続するための人工関節を例に示している。

人工関節１０は、図２に示すように、大腿骨に挿入される軸部１１と、大腿骨頭に対応して形成され人工股関節に回転自在に嵌挿される球体関節部１２と、大腿骨頚に対応して形成され軸部１１と球体関節部１２とを連結する人工関節胴部１３とを備えている。
また、人工関節胴部１３は、大腿骨に挿入される側に複数の細かな凹凸が形成されており、この細かな凹凸が形成された部分と平滑な部分との境界線が大腿骨の切除ラインに対応するようになっている。

テンプレート１は、例えば、ポリプロピレンを材料として成形されたフィルム（基材）２からなり、フィルム２の面には、人工関節１０の軸部１１の長手方向に設定した基準軸線Ｏ１廻りに回転させたときの人工関節図（人工物の図）３が図示されている。

人工関節図３は、基準軸線Ｏ１廻りに回転させて三方向からみた第１の人工関節図３Ａと、第２の人工関節図３Ｂと、第３の人工関節図３Ｃとから構成されており、第１の人工関節図３Ａ、第２の人工関節図３Ｂ、第３の人工関節図３Ｃは、テンプレート１の横方向に並んで配置されている。

第１の人工関節図３Ａは、人工関節１０を、その正面から基準軸線Ｏ１廻りに４５度回転させた方向からみた図とされている。
第２の人工関節図３Ｂは、人工関節１０を、第１の人工関節図３Ａから基準軸線Ｏ１廻りに側面側に２０度回転させて正面から６５度の周方向位置からみた状態の図とされ、第３の人工関節図３Ｃは、人工関節１０を、第１の人工関節図３Ａから基準軸線Ｏ１廻りに正面側に２０度回転させて正面から２５度の周方向位置からみた状態の図とされている。

この実施の形態における人工関節図３は、人工関節１０を上記三方向のそれぞれの方向から撮影して得られた写真により構成されており、写真の陰影により形状を立体的に把握することにより周方向位置を正確に確認することが可能とされている。

また、図１に示すように、それぞれの人工関節図３には、球体関節部１２の中心位置を示す点（小丸）表示Ｏ２と、点表示Ｏ２からの寸法を測定するための測定目盛りと、切除ラインからの寸法を測定するための測定目盛りとが表示されている。
また、左右の人工関節１０に対してテンプレート１には、人工関節図３が左右のいずれの大腿骨の人工関節１０に対応するかを容易に知るために、例えば、右に適用する面に「ＲＩＧＨＴ」及び「ＬＥＦＴ」（裏文字）の識別表示が記載されている。

この明細書において、人工関節１０の正面とは、患者をＸ線検査装置の検査台に載置して患者の前面（周方向基準位置の方向）から人工関節挿入部位（人工物挿入部位）Ｋを単純Ｘ線撮影して得られる２次元写真Ｐと対応する面をいい、側面とは人工関節１０を基準軸線廻りに正面から９０度回転させた方向と対応する面をいう。
また、人工関節挿入部位Ｋとは、手術により人工関節１０を挿入する予定の股関節近傍の部位をいう。

図３は、人工関節挿入部位Ｋを単純Ｘ線によって撮影した２次元写真Ｐと、テンプレート１とを対比させた場合の概略を示す図である。
２次元写真Ｐに撮影された人工関節挿入部位Ｋは、大腿骨が正面から２５度回転した状態で撮影された場合の例であり、テンプレート１の第３の人工関節図３Ｃと対応している。
単純Ｘ線写真では骨などのＸ線が透過しにくい部分が白く表示され、Ｘ線が透過しやすい筋肉等は黒く表示されるが、図３においては、便宜のため人工関節挿入部位Ｋの概略を輪郭で示している。

次に、テンプレート１の作用について説明する。
（１）患者の人工関節挿入部位ＫをＸ線検査装置の検査台に載置、Ｘ線を照射して単純Ｘ線による人工関節挿入部位Ｋの正面と側面からの２次元写真Ｐを得る。
（２）２次元写真Ｐとテンプレート１を重ね合わせて、人工関節挿入部位Ｋに対応する大きさの人工関節１０を選択する。
また、人工関節図３とともに記載された点表示Ｏ２、及び測定目盛りを用いて、人工関節１０における球体関節部１２の中心位置、切除ラインの位置等、人工関節挿入部位Ｋにおける人工関節１０を挿入する位置を測定する。
図３の例では、２次元写真Pに表された人工関節挿入部位Ｋは、テンプレート１の第３の人工関節図３Ｃによって、対応する人工関節１０の大きさ及び挿入位置を測定する場合の例を示している。
テンプレート１は、人工関節１０の種類に対応して同種類が準備されており、人工関節挿入部位Ｋの２次元写真Ｐと対比して最も適応する大きさの人工関節１０を選択するようになっている
（３）手術では、手術前計画で選択された人工関節１０を人工関節挿入部位Ｋの予め測定した位置に挿入して固定する。
（４）手術完了後は、人工関節１０を挿入した部位を、適宜必要に応じて単純Ｘ線等により撮影し、手術後の人工関節挿入部位Ｋの２次元写真Ｐとテンプレート１とを対比して手術後の経過を評価する。

上記実施形態に係るテンプレート１によれば、単純Ｘ線による２次元写真Ｐの人工関節挿入部位Ｋが人工関節１０の正面、側面と一致しない方向から撮影された場合であっても、人工関節挿入部位Ｋの２次元写真Ｐとテンプレート１の人工関節図３とを容易に対比することができ、人工関節挿入部位Ｋに適した大きさの人工関節１０の適切な選択や、人工関節挿入部位Ｋにおける人工関節１０を挿入する位置の測定誤差の発生を抑制することができる。

また、人工関節挿入部位Ｋの正面から４５度近傍の周方向位置からみた人工関節図３Ａが図示されているので、人工関節１０の正面及び側面と人工関節挿入部位Ｋの形状が最も異なる、正面からの週方向間隔が４５度の向きから人工関節挿入部位Ｋの２次元写真Ｐを撮影した場合であっても、人工関節挿入部位Ｋに適した大きさの人工関節１０の選択や、人工関節挿入部位Ｋにおける人工関節１０の正確な位置の測定が可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態においては、テンプレート１に、人工物が、大腿骨の人工関節１０である場合に例について説明したが、大腿骨に係る人工関節、例えば、人工膝関節、人工肩関節等に対しても適用可能であるし、例えば、インプラント義歯等、人工関節以外の人工物に対しても適用可能であることはいうまでもない。

また、上記実施の形態においては、テンプレート１に、人工関節図３が、人工関節１０の基準軸線Ｏ１廻りに４５度回転させたものを挟んで２０度の等間隔を開けてその両側を図示した場合について説明したが、図示する人工関節図３の周方向位置を正面から４５度近傍以外としてもよい。
また、人工関節図３の配置数を３以外とし、又、人工関節図３を２０度以外の周方向間隔で図示してもよい。
また、人工関節図３が写真により図示される場合について説明したが、線図等を用いて図示してもよい。

上記実施の形態においては、人工関節１０の軸部１１の長手方向に沿って基準軸線Ｏ１を設定する場合について説明したが、基準軸線Ｏ１は人工関節１０の軸部１１に沿った方向以外に設定してもよく、例えば、人工関節挿入部位Ｋが回転する方向に沿って設定することも可能であり、例えば、撮影する人工関節挿入部位Ｋが特定の向きに偏って撮影される傾向がある場合は、その特定の向きを基準として人工関節図３を図示し、又図示する周方向間隔を特定の周方向位置において小さくし、または大きくしてもよい。

また、上記実施の形態においては、テンプレート１を構成する基材が無色透明のフィルム２により構成される場合について説明したが、基材として、フィルムの他、プラスチック板、ガラス板等を用いることも可能であるし、また、基材の色に関しても、２次元写真Ｐと重ねて２次元写真Ｐに撮影された人工関節挿入部位Ｋと人工関節図３の大きさ及び人工関節挿入部位Ｋとの相対的な位置が対比可能な程度に光透過性を有していればよく、無色透明のほか、着色透明、半透明であってもよい。

また、上記実施の形態においては、テンプレート１に表示した人工関節図３に、球体関節部の中心位置を示す点（小丸）表示Ｏ２と、点表示Ｏ２からの寸法を測定するための測定目盛りと、切除ラインからの寸法を測定するための測定目盛りとが表示されている場合について説明したが、これら点表示Ｏ２、目盛り等の表示は任意に選択することができる。
また、上記以外の測定用目盛りや図を表示することも可能であり、また、目盛り表示に関して、例えば、周方向の角度と対応して目盛り間隔を縮小した測定用目盛りを用いてもよい。

本発明の一実施形態に係るテンプレートを示す図である。一実施形態に係るテンプレートに図示する人工関節を示す図である。本発明の一実施形態に係るテンプレートの作用を説明する図である。従来のテンプレートを示す図である。従来のテンプレートを、正面図及び側面図に対応して撮影された人工関節挿入部の２次元写真との対比を説明する図であり、（Ａ）は撮影方向を、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶＢ矢視を、（Ｃ）は（Ａ）におけるＶＣ矢視を示す図である。従来のテンプレートを、正面図及び側面図に対応せずに撮影された人工関節挿入部の２次元写真との対比を説明する図であり、（Ａ）は撮影方向を、（Ｂ）は（Ａ）におけるＶＩＢ矢視を、（Ｃ）は（Ａ）におけるＶＩＣ矢視を示す図である。

符号の説明

Ｋ人工関節挿入部位（人工物挿入部位）
Ｏ１基準軸線
Ｐ２次元写真
１テンプレート
２フィルム（基材）
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ人工関節図（人工物の図）
１０人工関節（人工物）

Claims

人体内において人工物が配置される人工物挿入部位を単純Ｘ線により撮影して得た２次元写真と対比して、前記人工物挿入部位に適応する前記人工物の大きさの選択及び挿入位置の測定をするためのテンプレートであって、
前記２次元写真と重ねることにより、前記２次元写真に撮影された前記人工物挿入部位と対比可能な光透過性を有する基材からなり、
前記基材には、
前記人工物に基準軸線を設定して前記人工物を前記基準軸線廻りに回転させたときに、複数の周方向位置からみた前記人工物の図が図示され、
前記周方向位置は、前記基準軸線廻りの周方向間隔が９０度よりも小さく設定されていることを特徴とするテンプレート。
請求項１に記載のテンプレートであって、
前記基準軸線廻りの周方向基準位置を設定して前記人工物挿入部位の正面とし、
前記周方向基準位置との間隔が９０度とされる周方向位置を側面とし、
前記人工物挿入部位の前記正面と前記側面との間に対応する前記人工物の図が図示されていることを特徴とするテンプレート。
請求項１に記載のテンプレートであって、
前記人工物挿入部位の前記正面から４５度近傍に対応する前記人工物の図が図示されていることを特徴とするテンプレート。