JP3570505B2 - 互いに変位可能な３つの部分をもつインプラント可能な義肢 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに変位可能な３つの部分をもつインプラント可能な義肢、特に人間の上腕の上端用の義肢であって、上腕骨通路に挿入可能なシャフトと、隣接する関節窩に組み合わされ、シャフトの中心軸に対し偏心してシャフトの端面に連結可能なドーム型ジョイントヘッドとを備え、そのジョイントヘッドにおける連結が、円形の外周をもち、ジョイントヘッドとシャフトの両方の盲穴に挿入可能なインサートピンを有する中間ディスクによってなされるものを対象とする。
【０００２】
【従来の技術】
この種の関節義肢は、ＥＰ ０ ５４９ ４８０ Ａ１から知ることができる。一つの中央インサートピンが中間ディスクの両側から突き出ている。ヘッド側のインサートピンに対して、ジョイントヘッドに、偏心した穴、ならびに、そのまわりに軸に平行で穴および中間ディスクの両者に連結する固定ピンを受け入れるための小さい穴のリングが設けられている。ジョイントまたは上腕ヘッドの変位は段階的に行なわれ、したがってあらゆる状況に関与するファクタに適応することはできない。さらに、肩関節義肢の構造は、切断軸（section axes）または切除軸（resection axes）を変位させることができない。
【０００３】
ＥＰ ０ ７１２ ６１７ Ａ１もまた関節義肢を記載し、そのシャフトの中で関節ヘッドがボールジョイントにより支持されている。これもまた関節ヘッドの微調整を可能にはし得ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記公知の技術に鑑みて、発明者は、義肢に連結すべき人骨の個々の解剖学的な構成に適用する際に、微調整も問題なく行うことのできる、この明細書の冒頭に述べられた義肢をデザインすることを目的にした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、独立請求項の教示により果たされる。従属請求項は、有利な改善を記載する。さらに、本発明の範囲は、明細書、図面および／または請求項に開示された構成の少なくとも２つのあらゆる組み合わせを包含する。
【０００６】
本発明によれば、互いに変位可能な部分は、２つの変位面において互いに軸まわりに無段的に変位可能なように設けられ、インサートピンの一つは、中間ディスクの軸に対して径方向に間隔をあけて設けられることが望ましい。
【０００７】
これらの対策によりシャフトとジョイントヘッド−または他のインプラント義肢から適宜変位すべき２つの部分−は、互いに当該端面において、またはそれに平行に変位することができる。
【０００８】
本発明の別の構成によれば、中間ディスク−隣接部分の一つの開口と同じ形の開口に挿入可能な−は、ジョイントヘッドの連結面に偏心して形成された該当の開口に−中間ディスクの中央に設けられた−インサートピンを用いて固定される。別の−偏心して設けられた−インサートピンは、シャフトの端面に組み合わされる。連結面は、さらに義肢の２つの変位面の一つを決定する。他の平面はシャフトの端面にある。
【０００９】
中間ディスクの直径は、ジョイントヘッドの直径の１／２にほぼ相当し、中間ディスクの高さについては、そのインサートピンの該当高さにほぼ相当するのが望ましいことが実証された。この目的に対し、中間ディスクの高さは、その直径のほぼ１／３に等しく、中間ディスクの直径に対して約１：２．５と１：３．０との間の比を示すピン径をもつことが望ましい。さらに、中間ディスクの軸から偏心したインサートピンの径方向の間隔は、ピン径の１／２にほぼ一致すべきである。
【００１０】
本発明によるジョイントヘッドの連結面は、両側にインサートピンを備えた中間ディスクの挿入のために、連結面の軸から変位した浅い開口をもつことが明らかである。中間ディスクの２つのインサートピンは、互いに径方向に変位し、ジョイントヘッドがシャフトに関して無段的に変位することを可能にする。
【００１１】
インサートピンは、盲穴の中に圧入嵌合することが好ましい。例えばピンは、環状圧入領域を備えることが可能であり、その高さはピンの高さの１／１０で充分であるが、それ以上であることも可能である。
【００１２】
別の実施形態においては、インサートピンはわずかにテーパをもつ（先細になる）こともできる。インサートピンがテーパをもつことにより、円柱状の盲穴への着座も保障される。
【００１３】
本発明の別の構成によれば、中間ディスクの位置は、ジョイントヘッドまたはシャフトにそれぞれ中間ディスクを組み込むことにより固定される。
【００１４】
本発明の特定の実施形態においては、インサートピンの直径は、１から９ｍｍの間、好ましくは３から７ｍｍの間とすることができる。このために、中間ディスク（偏心ディスクともいう）の直径は、１０から３５ｍｍの間、好ましくは１２から３０ｍｍの間であり、厚みは、２から８ｍｍの間、好ましくは３から７ｍｍの間である。
【００１５】
前記のサイズを用いることにより、インプラント可能な義肢のドーム型ジョイントヘッドの中間ディスクのための浅い開口は、ジョイントヘッドの中心軸から最大１０ｍｍ、好ましくは最大８ｍｍ変位する時に有利であることが実証された。
【００１６】
本発明による、３つの互いに変位可能な部分の組み合わせは、別の種類のインプラント可能な義肢にも用いることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のその他の長所、構成および詳細は、好ましい実施形態の下記の記述および図面を参照することにより明らかとなる。
【００１８】
人間の肩関節（図示されず）のための義肢は、シャフト１２を含み、その端面１４の中心軸Ｍは、シャフト１２の長軸Ａに対して４５°の角度Ｗだけ傾く。シャフト１２の最大長さは１２５ｍｍであり、端面１４の幅ｂは約１４ｍｍであり、その長さｅは約２３ｍｍである。図２から知ることのできる端面１４の長軸Ａに直角に交叉する平面内への突出長さｅ _１ は、この時２７．３ｍｍである。
【００１９】
端面１４の中心軸Ｍは、端面において、円錐端１７をもち、約７ｍｍの直径ｃの盲穴１６の位置を決定する。１１ｍｍの幅のシャフトの自由端−適切なベース表面１８において終わっている−の反対側では、シャフト１４のヘッド領域２２は長さｅまたはｅ_１に増大する。端面１４の上部のわずかに丸められた狭いエッジ１５（図５）は、シャフトの側辺２４の延長線に対し、軸Ａに平行に約２５ｍｍの長さａ _１ でシャフトに設けられた傾斜領域２４ａによって変位し、この変位は約４．５ｍｍの寸法ｈに相当する。シャフトの他の側辺２６は、外側に端面１４の第２の狭いエッジ１５ａ（図３）に向かって半径ｒ＝７０ｍｍの湾曲を示す。シャフトの両側において、断面的にほぼ同じであるシャフトの領域に、この場合には約４．６ｍｍの幅ｆ_１と６５ｍｍの長さｉをもつ中央の浅い溝２８が延びている。
【００２０】
約５．５ｍｍの間隔ｋを保って、横穴３０が、半径ｒで湾曲するシャフトの側辺２６の近くのシャフト１２のヘッド領域２２を通過している。図２の３０ａに示されているのは−同様に盲穴１６に対して間隔をあけて−端面１４の上部の狭いエッジ１５の近傍に設けることのできる別の横穴である。記号３１は、ピン継手を固定するねじのための盲穴１６に対する微動穴をあらわす。
【００２１】
端面１４の盲穴１６は、２０ｍｍの直径ｄおよび５ｍｍの高さｎ（図６）の中間または偏心ディスク３４上のインサートピンもしくはペグ３２−７ｍｍの直径ｃ_１ （図９）で適切に丸い断面をもつ−を嵌め込むのに用いられ、前記ディスクは高さｎの等しいインサートピン３２、３２ａを用いて両側で保持される。シャフト側のインサートピン３２は、偏心ディスク３４の中心軸Ｑに対して軸に対して３ｍｍの間隔ｑ（図６）だけ径方向に変位しているのに対し、第２インサートピン３２ａは、ディスク面３５（図７）から軸方向に突出している。デザイン形態により、間隔ｑは、１ｍｍから１０ｍｍの間、好ましくは最高８ｍｍとすることができる。
【００２２】
図８は、ディスク面３５ａ上にマーキングラインをもつ目盛り３６であり、前記目盛りはディスクの中心Ｚに関して方向を定められているのに対し、図９は、アンダーカットまたはレリーフ溝３９上でインサートピン３２に隣接する偏心ディスク３４の他のディスク面３５ａから、１．５ｍｍの間隔ｎ_１をあけて０．５ｍｍの幅ｓの環状圧入領域３８をもつ、偏心インサートピン３２を示す。偏心ディスク３４は、２つのタイプのものが使用される。すなわち、一方は、端末（図示されず）に向かってわずかに先細になる両方のインサートピン３２、３２ａに対する図示された圧入嵌合部をもつもので、他方は、圧入嵌合部を全くもたないものである。前記の横方向の穴３０は、シャフトのクランプ力を高めるための固定ねじ（図示されず）のためのものである。
【００２３】
偏心インサートピン３２ａは、ドーム型の上腕またはジョイントヘッド４０への連結のためのものであり、前記ヘッドは、連結面４２において、インサートピン３２ａのための偏心盲穴４６とともに、偏心ディスク３４に対しその形状に合致する直径ｄ_１の開口４４を備える。この場合に、盲穴４６の軸Ｑ_１は、ジョイントヘッド４０の中心軸Ｍ_１に対して３ｍｍの間隔ｔ（図１０）をあけ、ジョイントヘッド４０の中心軸Ｍ_１は、開口４４の偏心盲穴４６の円柱壁を通過する。この場合に、間隔ｔは各デザイン形態によって、１ｍｍから１０ｍｍの間、好ましくは最高８ｍｍの適切な範囲をもつことができる。
【００２４】
ジョイントヘッド４０の、磨かれた表面４１をもつドーム部分の高さｎ _２ （図１１）は、好ましくは球体の一部を形成する表面の直径長さに比例し、例えば１７ｍｍよりもいくらか長いのに対し、ジョイントヘッド４０の直径ｄ_２ （図１１）は、この場合４４ｍｍよりもいくらか大きい。
【００２５】
図１２に示されたように、連結面４２は、また、その中心Ｚ _１ に向かっている目盛り３６ａをもち、さらに開口４４の縁にマーカ三角３７をもつ。
【００２６】
図１３から１７は、偏心ディスク３４によって可能となる偏心によるシャフト１２上のジョイントヘッド４０の各種の設定位置を示し、ＥおよびＥ_１ （図１）は、シャフト１２の端面１４とジョイントヘッド４０の連結面４２により決まり−また位置に関して互いに離れている−変位面を示し、またＦおよびＦ_１は、ジョイントヘッド４０のコンター４０ａ（図１０）および偏心ディスク３４のコンター３４ａ（図６）に対するコンター円をそれぞれ示す。
【００２７】
図１３は、この場合ｔ＝６ｍｍの最大外側偏心を示す。偏心ディスク３４およびジョイントヘッド４０について、図１４に示された４５°の変位角ｙや図１５に示された１３５°の変位角ｙが同時に起きる回転運動により、位置は円Ｆ上にあって、単純な偏心を示す。最大内方偏心は、１８０°の角度変位後に図１６に示されるように果たされる。
【００２８】
ジィントヘッド４０とは無関係に偏心ディスク３４を無段的に回転する可能性は、無限に多くの位置をとることが可能であることを意味する。図１７における２つの円Ｆ、Ｆ_１の中にいずれかの位置を設定することが可能である。この図は完全なゼロ位置を示し、言い換えればジョイントヘッド４０は、円Ｆ、Ｆ_１に同心円的に配置されることを意味する。図１３および１６においては、シャフト１２の長軸Ａは対称の直線軸を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】互いに分離された状態で中間ディスクに取りつけることのできるシャフトとジョイントヘッドに組み合わされた中間ディスクをもつモジュールタイプ肩関節義肢の概略側面図である。
【図２】片側端に端面をもつ図１のシャフトを示す図である。
【図３】シャフトの端面の平面図である。
【図４】図２のIV―IV断面図である。
【図５】シャフトの正面部分断面図である。
【図６】中間ディスクの側面図である。
【図７】中間ディスクの平面図である。
【図８】中間ディスクの下面図である。
【図９】図６のＩＸ部分の拡大図である。
【図１０】ジョイントヘッドの平面図である。
【図１１】ジョイントヘッドの側面断面図である。
【図１２】別のジィントヘッドの図１０に関連する拡大図である。
【図１３】第１セット位置での肩関節義肢の正面図である。
【図１４】互いに関連して異なるジョイントヘッドの別のセット位置での図１３の肩関節義肢を示す図である。
【図１５】互いに関連して異なるジョイントヘッドの別のセット位置での図１３の肩関節義肢を示す図である。
【図１６】互いに関連して異なるジョイントヘッドの別のセット位置での図１３の肩関節義肢を示す図である。
【図１７】互いに関連して異なるジョイントヘッドの別のセット位置での図１３の肩関節義肢を示す図である。

Claims (19)

1. 特に人間の上腕の上端のための、３つの互いに変位可能な部分をもつインプラント可能な義肢であって、
   前記上腕の骨の通路に挿入可能なシャフト（１２）と、
   隣接する関節窩に組み合わされ、前記シャフトの中心軸（Ｍ）に対し偏心して前記シャフトの端面（１４）に連結可能なドーム型ジョイントヘッド（４０）とを備え、
   前記ジョイントヘッドにおける連結は、円形の外周（３４ａ）をもち、前記ジョイントヘッドとシャフトの両方の盲穴（１６、４６）に挿入可能なインサートピン（３２、３２ａ）を有する中間ディスク（３４）によってなされ、
   前記ジョイントヘッドの盲穴（４６）の軸（Ｑ _１ ）は、ジョイントヘッドの中心軸（Ｍ _１ ）に対して間隔をあけて設けられ、
   前記互いに変位可能な部分（１２、３４、４０）が、前記シャフト（１２）、ジョイントヘッド（４０）および中間ディスク（３４）であって、シャフトおよびジョイントヘッドの各端面（１４、４２）によって決定される２つの変位面（Ｅ、Ｅ₁）において前記中間ディスク（３４）の前記インサートピン（３２、３２ａ）により決定される軸（Ｍ、Ｍ₁：Ｑ、Ｑ₁）のまわりに互いに無段的に変位可能なように設けられる義肢。
2. 請求項１において、
   前記インサートピン（３２、３２ａ）の少なくとも一つが、前記中間ディスク（３４）の軸（Ｑ）に対して径方向に間隔（ｑ）をあけて設けられる義肢。
3. 請求項１または２において、
   前記中間ディスク（３４）が、隣接する部分（１２、４０）の一つにおいて、ほぼ対応する開口（４４）に挿入可能であり、
   前記中間ディスク（３４）が、その中央に取り付けられたインサートピン（３２ａ）で前記盲穴（４６）をもつ開口（４４）に挿入され、その開口が、前記中央に取り付けられたインサートピンの形状に前記盲穴（４６）において合致し、前記ジョイントヘッド（４０）の端面である連結面（４２）において偏心して形成され、他の偏心して取り付けられたインサートピン（３２）が前記シャフト（１２）の端面（１４）に組み合わされる義肢。
4. 請求項３において、
   前記連結面（４２）が前記義肢の変位面（Ｅ₁）となる義肢。
5. 請求項２または３において、
   前記中間ディスク（３４）の直径（ｄ）が前記ジョイントヘッド（４０）の直径（ｄ_２）の１／２にほぼ合致し、前記中間ディスクの高さ（ｎ）が前記インサートピン（３２、３２ａ）の各ピン高さにほぼ合致する義肢。
6. 請求項５において、
   前記中間ディスク（３４）の高さ（ｎ）がその直径（ｄ）の１／３にほぼ合致する義肢。
7. 請求項５または６において、
   前記中間ディスク（３４）の直径（ｄ）に対して、前記インサートピン（３２、３２ａ）のピン径（ｃ _１）が約１：２．５から１：３．０の間の比をもつ義肢。
8. 請求項２ないし７のいずれかにおいて、
   前記中間ディスク（３４）の軸（Ｑ）から偏心して設けられたインサートピン（３２）の径方向の間隔（ｑ）が、ピン径（ｃ _１）のほぼ１／２に合致する義肢。
9. 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
   前記インサートピン（３２、３２ａ）が環状圧入領域（３８）をもつ義肢。
10. 請求項９において、
    前記圧入領域（３８）の高さ（ｓ）が前記ピン高さ（ｎ）の１／１０から３／１０の間にほぼ合致する義肢。
11. 請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
    円柱状の盲穴（１６、４６）のための前記インサートピン（３２、３２ａ）が、前記中間ディスクから遠ざかるにつれ円錐状に先細になっている義肢。
12. 請求項１ないし１１のいずれかにおいて、
    前記インサートピン（３２、３２ａ）の直径が、１から９ｍｍの間である義肢。
13. 請求項１から１２のいずれかにおいて、
    盲穴（１６、４６）での微動ねじのための微動穴（３１）が設けられている義肢。
14. 請求項１ないし１３のいずれかにおいて、
    前記中間ディスク（３４）の直径（ｄ）が、１０から３５ｍｍの間である義肢。
15. 請求項１ないし１４のいずれかにおいて、
    前記ジョイントヘッド（４０）における中間ディスク（３４）に対する浅い開口（４４）が、ジョイントヘッドの中心軸（Ｍ_１）から最高１０ｍｍだけ変位している義肢。
16. 請求項１ないし１５のいずれかにおいて、
    前記中間ディスク（３４）のディスク表面（３５）および／または前記ジョイントヘッド（４０）の連結面（４２）に、回転の方向に沿って目盛り（３６、３６ａ）が設けられている義肢。
17. 肘、膝または股関節義肢として使用される請求項１ないし１６のいずれかに記載のシャフト（１２）、ジョイントヘッド（４０）および中間ディスク（３４）の組合せからなる義肢。
18. 手、または足関節義肢として使用される請求項１ないし１６のいずれかに記載のシャフト（１２）、ジョイントヘッド（４０）および中間ディスク（３４）の組合せからなる義肢。
19. 脊柱ディスク義肢として使用される請求項１ないし１６のいずれかに記載のシャフト（１２）、ジョイントヘッド（４０）および中間ディスク（３４）の組合せからなる義肢。

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