環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法
【課題】Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることができ環軸関節に要求される動きである側屈、伸展、屈曲、回旋及びカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置及び当該装置の装着方法を提供する。
【解決手段】Ｃ１プレート１０の形状とＣ２プレート２０の形状とを揃わせ両プレートを対面させた状態とし、Ｃ１プレート１０の中空部１６側からＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒ及び２４Ｌ側へポスト２Ｒ及び２Ｌを各々ナット４Ｒ及び４Ｌを介して捩じ込む。ポスト２Ｌ及び２Ｒは摺動面１４（インサート部）に接して可動な状態でありＣ１プレート１０との間に自由度がある。組み立てられた環軸椎制動装置１をＣ１及びＣ２に挿入された、ロッド３６ａ及び３６ｃがはめ込まれていない左右のVertex（登録商標）screw system二対に装着する。
【解決手段】Ｃ１プレート１０の形状とＣ２プレート２０の形状とを揃わせ両プレートを対面させた状態とし、Ｃ１プレート１０の中空部１６側からＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒ及び２４Ｌ側へポスト２Ｒ及び２Ｌを各々ナット４Ｒ及び４Ｌを介して捩じ込む。ポスト２Ｌ及び２Ｒは摺動面１４（インサート部）に接して可動な状態でありＣ１プレート１０との間に自由度がある。組み立てられた環軸椎制動装置１をＣ１及びＣ２に挿入された、ロッド３６ａ及び３６ｃがはめ込まれていない左右のVertex（登録商標）screw system二対に装着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトの脊椎は大きく分けて頚椎、胸椎および腰椎から形成されており、この内の頚椎は第１頚椎から第７頚椎までの７個の骨からなる首の骨である。図８は頚椎モデル（モデルボーン）の正面図であり、頚椎の側屈の動きを示す。図８において、図上左側が右肩側であり右側が左肩側である。図８で符号５１は第１頚椎（環椎、以下「Ｃ１」と呼ぶ。）、５２は第２頚椎（環椎、以下「Ｃ２」と呼ぶ。）、５７は第７頚椎である。第２頚椎５２と第７頚椎５７との間には第３頚椎から第６頚椎が示されているが符号付けは省略する。図８に示されるように、矢印Ｒｌｆは首を右へ傾ける右側屈の動きを示し、矢印Ｌｌｆは首を左へ傾ける左側屈の動きを示す。
【０００３】
図９は頚椎モデルの右側面図であり、頚椎の伸展および屈曲の動きを示す。図９において、図上左側が後側（背側）であり右側が前側（顔面側）である。図９で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図９に示されるように、矢印Ｅｘｔは上を向く方向へ首を傾ける伸展の動きを示し、矢印Ｂｅｎｄは下を向く方向へ首を傾ける屈曲の動きを示す。
【０００４】
図１０は頚椎モデルの背面側から見た上面図であり、頚椎の回旋の動きを示す。図１０において、図１０上左側が左肩側であり右側が右肩側であり、上側が前側（顔面側）であり下側が後側（背側）である。図１０で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１０に示されるように、矢印Ｌｒｏｔは首を左へ回転させる左回旋の動きを示し、矢印Ｒｒｏｔは首を右へ回転させる右回旋の動きを示す。Ｃ１（５１）とＣ２（５２）とがなす環軸椎または環軸関節は、図１０に示されるように頚椎回旋角度の約半分を分担しており、頚椎の中でも最も可動域の大きい関節である。図８から図１０に示される頚椎の側屈、伸展、屈曲および回旋等の組み合わせによる動きをカップリングモーション（coupling motion）と言う。実際のヒトの頚椎において、例えば首を回旋する際にＣ１が軽度伸展と側屈しながら回旋しているという研究報告が多く提唱されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
図１１はＣ１とＣ２との結合を示すために両頚椎モデルのみを取り出した図である。図１１で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１１（Ａ）は両頚椎モデルの正面図であり、図上左側が右肩側であり右側が左肩側である。図１１（Ｂ）は両頚椎モデルの左側面図であり、図上左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図１１（Ｃ）は両頚椎モデルの背面図であり、図上左側が左肩側であり右側が右肩側であり、上側が前側（顔面側）であり下側が後側（背側）である。
【０００６】
正常なＣ１およびＣ２では関節および靭帯の機能があるため、Ｃ１およびＣ２が前後方向（顔面側−背側）にずれることはない。しかし、Ｃ１、Ｃ２の外傷（骨折、脱臼等）および炎症（リウマチ等）などが起こった場合、Ｃ１とＣ２との間にある関節自体が安定せず（機能せず）、疼痛や腫脹が起こり、正常な可動性（側屈、伸展、屈曲、回旋）を失ってしまうという関節機能の破綻が起きることがある。図１２はＣ１およびＣ２の関節機能の破綻の一種を説明するための両頚椎モデルの左側面図である。図１２は図１１（Ｂ）と同様の両頚椎モデルの左側面図であり、図上左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図１２で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１２に示される関節機能の破綻は、本来、動いてはいけない方向への動きである、Ｃ２に対してＣ１が前方または後方へ移動する状態の破綻である。図１２における矢印はＣ１とＣ２との間の前後方向のずれ（すべり）という現象である前後方向の不安定性（Antero-Posterior instability : Ａ−Ｐinstability）を示す。図１３は、Ａ−Ｐinstabilityを説明するための模式図であり、符号６０は脊髄を示す。図１３で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１３において、環軸椎Ｃ１（５１）およびＣ２（５２）が正常な場合は首を屈曲、伸展、側屈、回旋しても脊髄６０を圧迫することはない。しかし、図１３の矢印に示されるようなＡ−Ｐinstability（前方および後方への動き）が生じると、脊髄障害を発生させることとなる。より詳しくは、図１３に示されるように、Ｃ１（５１）が前側へずれると、脊髄６０が存在している脊柱管Ｐ１部分の狭窄が起こり、脊髄６０はＣ１（５１）に圧迫されるため、いわゆる脊髄損傷をもたらし、呼吸筋麻痺や四肢麻痺となる。従って、Ａ−Ｐinstabilityがあることは致命傷となる。
【０００７】
上述した関節機能の破綻が生じた場合、従来、隣接したＣ１およびＣ２を固定する手術である関節固定術（非特許文献２参照）が行われてきた。図１４は関節固定術に用いられるVertex（登録商標）screw system（メドトロニックソファモアダネック株式会社製。「メドトロニック」は登録商標。）を示す。図１４では図面の都合上、引き出し線が図面中の写真内では白色に表示され、写真外では黒色で表示されている（以下、他の図面でも同様の場合がある。）。図１４（Ａ）に示されるVertex（登録商標）screw system一対は、スクリュー３４ａおよびスクリュー３４ａを可動的に保持する保持部３０ａと、スクリュー３４ｂおよびスクリュー３４ｂを可動的に保持する保持部３０ｂと、保持部３０ａと３０ｂとを貫通する心棒状のロッド３６ａとから構成されている。図１４（Ｂ）はVertex（登録商標）screw system一対の部品を示す。図１４（Ｂ）で図１４（Ａ）と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図１４（Ｂ）において、符号３２ａはスクリュー３４ａと保持部３０ａとを固定するネジ、３２ｂはスクリュー３４ｂと保持部３０ｂとを固定するネジである。ネジ３２ａ等は図１４（Ａ）に示される保持部３０ａ等の右側（スクリュー３４ａ側の反対側）から締めて固定する。図１４（Ｂ）ではロッド３６ａおよび３６ｃが示されているが、これは撮影の都合によるものであってVertex（登録商標）screw system一対にはロッド３６ａまたは３６ｃのいずれか１本があればよい。図１４（Ｃ）はネジ３２ａまたは３２ｂの拡大図であり、後述するようにネジ３ａ等は六角レンチで締めるようになっている。
【０００８】
次に、Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て方等を説明する。図１５（Ａ）ないし（Ｆ）はVertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す。図１５（Ａ）ないし（Ｆ）で図１４と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図１５（Ａ）ないし（Ｆ）で示される組み立て手順は本来の手術における組み立て手順とは異なるところがあるが、これは後述する本願発明の環軸椎制動装置の理解を容易にするためである。図１５（Ａ）に示されるように、スクリュー３４ａの保持部３０ａ側はボール状になっているため、スクリュー３４ａと保持部３０ａとは図の矢印で示されるように自由に可動するようになっている。まず、通常の手技通り、保持部３０ａと可動的に固定されたスクリュー３４ａ等４本をＣ１およびＣ２に２本ずつ挿入する。図１５（Ｂ）以降の図では、便宜上スクリュー３４ａ等は指で支えられているが、実際にはスクリュー３４ａ等は例えばＣ１に挿入されている。図１５（Ｂ）に示されるように、Ｃ１等に挿入されたスクリュー３４ａと可動的に固定された保持部３０ａには、スクリュー３４ａ側とは反対側に溝３８ａがある。続いて、図１５（Ｃ）に示されるように、保持部３０ａの溝３８ａにロッド３６ａをはめ込む。その後、図１５（Ｄ）に示されるように、ロッド３６ａがはめ込まれた保持部３０ａにネジ３２ａをはめ込む。図１５（Ｅ）に示されるように、六角レンチ４０を用いてロッド３６ａがはめ込まれた保持部３０ａにネジ３２ａを捩じ込む。ネジ３２ａを保持部３０ａに締めこむと、スクリュー３４ａと保持部３０ａとの間は全く動かなくなり、スクリュー３４ａと保持部３０ａとが固定される。最後に図１５（Ｆ）に示されるように、Ｃ２に挿入されたスクリュー３４ｂと可動的に固定された保持部３０ｂに、図１５（Ｃ）から１５（Ｅ）と同様にしてロッド３６ａをはめ込み、ネジ３２ｂを捩じ込み、スクリュー３４ｂと保持部３０ｂとを固定する。この結果、図１５（Ｆ）のＰ２およびＰ３で示される部分は全く動かなくなる。
【０００９】
図１６は、Vertex（登録商標）screw system二対をＣ１およびＣ２の両頚椎モデルに取り付けた状態を示す。図１６で図８および図１５（Ｆ）と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１６（Ａ）は両頚椎モデルの後方図であり、図上左側が左肩側であり右側が右肩側であり、下側が後側（背側）である。図１６（Ｂ）は両頚椎モデルの左側面図であり、図上左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図１６で、符号３０ｃ、３０ｄは保持部、３６ｃは保持部３０ｃおよび３０ｄの溝（不図示）にはめ込まれたロッド、４５はVertex（登録商標）screw system二対を両頚椎モデルに取り付けるために用いられるセメントである。図１６（Ａ）に示されるように、一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ａ、ロッド３６ａおよび保持部３０ｂ）がＣ１とＣ２との間の右側に取り付けられ、他の一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ｃ、ロッド３６ｃおよび保持部３０ｃ）がＣ１とＣ２との間の左側に取り付けられている。上述のように、二対のVertex（登録商標）screw systemは各々ネジ３２ａおよび３２ｂ、ネジ３２ｃおよび３２ｄにより固定されているため、全く動かなくなる。
【００１０】
【非特許文献１】Ishii T, Mukai Y, Hosono N, et al. Kinematics of the Upper Cervical Spine in Rotation.In Vivo Three-Dimensional Analysis. Spine, Volume 29, Number 7, pp. E139-144,2004, Lippincott Williams & Wilkins, Inc.
【非特許文献２】Harms J, Melcher R. Posterior C1-C2 Fusion With Polyaxial Screw and Rod Fixation.Spine, Volume 26, Number 22, pp. 2467-2471, 2001, Lippincott Williams &Wilkins, Inc.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した関節固定術によりＣ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じないようになる。しかし、その代償としてＣ１とＣ２との間は回旋不可能となる（勿論、屈曲、伸展および側屈も不可能となる。）。具体的には、顔が正面を向いた状態を回旋０°とすると、Ｃ１とＣ２との間は左右に回旋０°となる。上述したように頚椎は第７頚椎５７まであり、第２頚椎５２〜第７頚椎５７も軽度ではあるが回旋する。しかし、Ｃ１とＣ２との間で首の回旋の約５０％を担っているため、もし左右にそれぞれ８０°回旋できる人が従来の関節固定術を行った場合、左右にそれぞれ４０°しか回旋できなくなる。特に、術後患者から車両運転時に後方確認がしづらいという訴えが多い。このため、術後の頚椎回旋可動域低下による生活の質（Quality of Life ： ＱＯＬ）の低下が避けられないという問題があった。
【００１２】
上述の問題を解決するために、Ｃ１とＣ２との間が回旋可能な装置を考案するという方法がある。しかし、上述したようにヒトが首を回旋する際にはＣ１が軽度伸展と側屈しながら回旋しているという研究報告が多く提唱されている。このため、単にＣ１とＣ２との間が回旋可能なだけの装置では、カップリングモーションに対応することができず、結果として無理な回旋運動になり、当該装置破損および骨折の原因となるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第２の目的は、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、環軸関節に要求される動きの特徴である側屈、伸展、屈曲、回旋、およびそれらの組み合わせによるカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の環軸椎制動装置は、第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって、中空部及び左右端部を有するものと、第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって、２つの中空部及び左右端部を有するものと、２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置であって、前記上部プレートの形状と前記下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの前記ポストが各々前記ナットを介して捩じ込まれており、前記上部プレートの左右端部は第１頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定され、前記下部プレートの左右端部は第２頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定されたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び前記下部プレートはチタン合金製とすることができる。
【００１７】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記上部プレートと中空部は超高分子ポリエチレン製の摺動面で覆われたものとすることができる。
【００１８】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び下部プレートは各々第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することができる。
【００１９】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記ポストは第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することができる。
【００２０】
この発明の環軸椎制動装置の装着方法は、第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって中空部及び左右端部を有するものと、第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって２つの中空部及び左右端部を有するものと、２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置の装着方法であって、該環軸椎制動装置は、該上部プレートの形状と該下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの該ポストが各々該ナットを介して捩じ込まれており、前記上部プレートの左端部と第１頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左上連結ステップ、前記上部プレートの右端部と第１頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右上連結ステップ、前記下部プレートの左端部と第２頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左下連結ステップ、前記下部プレートの右端部と第２頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右下連結ステップの４つの連結ステップを任意の順に行うことを特徴とする。
【００２１】
ここで、この発明の環軸椎制動装置の装着方法において、前記上部プレートの連結後であって且つ前記下部プレートの連結前、又は前記下部プレートの連結後であって且つ前記上部プレートの連結前に、前記ポストの長さを調節する調節ステップをさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法によれば、Ｃ１プレートの形状とＣ２プレートの形状とを揃わせ両プレートを対面させた状態とし、Ｃ１プレートの中空部側からＣ２プレートの２つの各中空部側へ、２つのポストを２つの各ナットを介して捩じ込む。摺動面は２本のポストをＣ１プレートへ挿入するインサート部であり、２本のポストはこの摺動面に接して可動な状態となっている。以上のようにして、各部品（Ｃ１プレート、Ｃ２プレート、２つのポスト、２つのナット）から環軸椎制動装置を組み立てることができる。
【００２３】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置をＣ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じない。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対にはロッドがはめ込まれていないため、Ｃ１プレートは２本のポストと摺動面で接しながら左右に回旋することが可能である。この結果、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができるという効果がある。
【００２４】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置は、左右の回旋だけではなく、屈曲、伸展および側屈もできるようにＣ１プレートと２本のポストとの間（厳密にはポリエチレン製のインサート部と２本のポストとの間）に自由度を持たせている。このため、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、環軸関節に要求される動きの特徴である側屈、伸展、屈曲、回旋、およびそれらの組み合わせによるカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１における環軸椎制動装置１の斜視図である。図１に示されるように、環軸椎制動装置１は背景技術で説明したVertex（登録商標）screw system二対に装着して用いられる。図１に示されるVertex（登録商標）screw system二対の構成要素（図１で右側一対が保持部３０ａ、スクリュー３４ａ、ネジ３２ａ、保持部３０ｂ、スクリュー３４ｂ、ネジ３２ｂ、左側一対が保持部３０ｃ、スクリュー３４ｃ、ネジ３２ｃ、保持部３０ｄ、スクリュー３４ｄ（不図示）、ネジ３２ｄ）に関する説明は背景技術で行った説明と同様であるため省略する。以下では、まず環軸椎制動装置１の構造および部品等について説明し、次に環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法について説明する。
【００２７】
図１において、符号１０はＣ１の背面側に適合するような例えば弓状の形状を有する上部プレート(以下、「Ｃ１プレート」と言う。)であって、その内側には同様の形状を有する中空部１６が設けられている。Ｃ１プレート１０の図１上の右側にはＣ１プレート１０から右側へ伸びた右端部１２Ｒが形成され、左側にはＣ１プレート１０から左側へ伸びた左端部１２Ｌが形成されている。続いて図１において、符号２０はＣ２の背面側に適合するような例えば弓状の形状を有する下部プレート(以下、「Ｃ２プレート」と言う。)であって、円形状の２つの中空部２４Ｒおよび２４Ｌ（いずれも不図示）が設けられている。Ｃ２プレート２０の図１上の右側にはＣ２プレート２０から右側へ伸びた右端部２２Ｒが形成され、左側にはＣ２プレート２０から左側へ伸びた左端部２２Ｌが形成されている。Ｃ１プレート１０およびＣ２プレート２０は、生体内材料に用いられているチタン合金を使用した。例えば、生体内インプラントに用いられているチタン合金金属元素（チタン９０％、アルミニウム６％、バナジウム４％。いずれも重量％）とすればよい。これは、チタンの性質上、非常に生体の適合性がよく、アレルギー反応も（他の金属に比べて）少ないためである。
【００２８】
図１において、符号１４はＣ１プレート１０と中空部１６とを覆う摺動面であり、人工関節で実際に臨床応用されている超高分子ポリエチレンを使用した。図１に示されるようにＣ１プレート１０の形状とＣ２プレート２０の形状とを揃わせ両プレート１０および２０を対面させた状態とし、Ｃ１プレート１０の中空部１６側からＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌ側へ、２つのポスト２Ｒおよび２Ｌを各々ナット４Ｒおよび４Ｌを介して捩じ込む。Ｃ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌは、各々ポスト２Ｒおよび２Ｌを捩じ込むための穴となっている。摺動面１４は２本のポスト２Ｌおよび２ＲをＣ１プレート１０へ挿入するインサート部であり、２本のポスト２Ｌおよび２Ｒはこの摺動面１４に接して可動な状態となっている。ポスト２Lおよび２Ｒ、ナット４Lおよび４Ｒの材質は、Ｃ１プレート１０等と同様に生体内材料として用いられているチタン合金を使用した。
【００２９】
図１に示されるように、Ｃ１プレート１０の左右端部１２Ｌおよび１２Ｒは、Ｃ１の背面側に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対における上側の構成要素（図１上で左側は保持部３０ｃ、右側は保持部３０ａ）と各々固定されている。Ｃ２プレート２０の左右端部２２Ｌおよび２２Ｒは、Ｃ２の背面側に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対における下側の構成要素（図１上で左側は保持部３０ｄ、右側は保持部３０ｂ）と各々固定されている。背景技術で説明した図１６では、一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ａ、ロッド３６ａおよび保持部３０ｂ）がＣ１とＣ２との間の右側に取り付けられ、他の一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ｃ、ロッド３６ｃおよび保持部３０ｃ）がＣ１とＣ２との間の左側に取り付けられていた。しかし、図１では左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６がはめ込まれていない。このため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら左右に回旋することが可能である。環軸椎制動装置１は、左右の回旋だけではなく、屈曲、伸展および側屈もできるようにＣ１プレート１０と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間（厳密にはポリエチレン製のインサート部と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間）に自由度を持たせている。これにより、背景技術で述べた実際のＣ１とＣ２との間のカップリングモーションに対応することができる。
【００３０】
図２は、環軸椎制動装置１の部品を示す。図２で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図２において、背景技術の図１４と同様に図面の都合上、引き出し線が図面中の写真内では白色に表示され、写真外では黒色で表示されている（以下、本発明の他の図面でも同様の場合がある。）。図２では、Ｃ１プレート１０の弓状の形状および中空部１６の弓状の形状が明瞭に示されており、さらにＣ２プレート２０が有する円形状の２つの中空部２４Ｒおよび２４Ｌが明瞭に示されている。ポスト２Ｒおよび２Ｌのネジ溝も明瞭に示されている。図２に示されるＣ１プレート１０の中空部１６側から２つのポスト２Ｒおよび２Ｌを挿入し、各々ナット４Ｒおよび４Ｌを介してＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌ側へ捩じ込む。以上のようにして、図２で示される各部品（Ｃ１プレート１０、Ｃ２プレート２０、ポスト２Ｒおよび２Ｌ、ナット４Ｒおよび４Ｌ）から環軸椎制動装置１を組み立てることができる。中空部２４Ｒおよび２４ＬのＣ２プレート２０内における位置は、左右への所望の回旋角度に応じて適宜選択することができる。図２ではＣ１プレート１０およびＣ２プレート２０は一種類のサイズのみ示しているが、Ｃ１プレート１０およびＣ２プレート２０は各々Ｃ１、Ｃ２の個体差に対応した複数のサイズ、例えば大小の２種類のサイズを備えるようにすることができる。同様に、ポスト２Ｒおよび２Ｌは各々Ｃ１、Ｃ２の個体差に対応した複数の長さのサイズ、例えば大中小の３種類のサイズを備えるようにすることができる。
【００３１】
図３は、環軸椎制動装置１の設計図を示す。図３で図１および図８と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図３（Ａ）は環軸椎制動装置１の平面図（上面図）であり、Ｃ１プレート１０の摺動面１４と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの接し具合が明瞭に示されている。図３（Ｂ）は環軸椎制動装置１の底面図であり、図１では示されなかったスクリュー３４ｄが明瞭に示されている。図３（Ｃ）は環軸椎制動装置１の左側面図であり、Ｃ１プレート１０、ポスト２Ｌ、ナット４ＬおよびＣ２プレート２０に関しては図３（Ａ）のＸ−Ｘ’線断面図的に示されている。ポスト２ＬがＣ１プレート１０から挿入されナット４Ｌを介してＣ２プレート２０へ捩じ込まれている状態が明瞭に示されている。図３（Ｄ）は環軸椎制動装置１の正面図であり、簡略のため保持部３０ａ等は省略されている。図３（Ｅ）はポスト２Ｒおよび２Ｌの側面図、ナット４Ｒおよび４Ｌの側面図および平面図である。
【００３２】
次に、環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法について説明する。図４は、環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法を示す。図４で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図４（Ａ）に示されるように、まず環軸椎制動装置１を組み立てる。この際、Ｃ１プレート１０およびＣ２プレート２０のサイズ、ポスト２Ｒおよび２Ｌの長さを患者の頚椎の大きさに合わせて決定しておく。通常の手技通り、保持部３０ｃと可動的に固定されたスクリュー３４ｃ等４本をＣ１およびＣ２に２本ずつ挿入する。図４（Ｂ）以降の図では、便宜上スクリュー３４ｃ等は指で支えられているが、実際にはスクリュー３４ｃ等は例えばＣ１に挿入されている。図４（Ｂ）に示されるように、保持部３０ｃはその溝３８ｃが水平になるように横方向にしておく。図４（Ｃ）に示されるように、保持部３０ｃの溝３８ｃにＣ１プレート１０の左端部１２Ｌをはめ込む。ここで、Ｃ１プレート１０とＣ２プレート２０との間の幅が患者のＣ１とＣ２との間の幅に合わない場合、ポスト２Ｒおよび２Ｌの長さをナット４Ｒおよび４Ｌを介したＣ２プレート２０側への捩じ込み具合の調節により適宜変更すればよい。続いて、図４（Ｄ）に示されるようにネジ３２ｃを溝３８ｃへはめ込み、六角レンチ４０を用いてネジ３２ｃを保持部３０ｃへ捩じ込む。図４（Ｅ）に示されるように、図４（Ｂ）から４（Ｄ）と同様にして、保持部３０ｄの溝３８ｄにＣ２プレート２０の左端部２２Ｌをはめ込み、ネジ３２ｄを溝３８ｄへはめ込んで、六角レンチ４０を用いネジ３２ｄを保持部３０ｄへ捩じ込む。背景技術では図１５（Ｆ）等に示されるように、保持部３０ａの溝３８ａと保持部３０ｂの溝３８ｂとはロッド３６ａにより両保持部を繋ぐために用いられた。一方、環軸椎制動装置１では保持部３０ｃの溝３８ｃと保持部３０ｄの溝３８ｄとは、各々Ｃ１プレート１０の左端部１２Ｌ、Ｃ２プレート２０の左端部２２Ｌと連結するために用いられる。Ｃ１プレート１０の右端部１２Ｒと保持部３０ａとの連結およびＣ２プレート２０の右端部２２Ｒと保持部３０ｂとの連結も図４（Ｂ）から４（Ｅ）と同様に行う。以上により、Ｃ１およびＣ２に左右２本ずつ挿入されたVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ環軸椎制動装置１を装着することができる。装着した状態は図１に示した通りになる。
【００３３】
上述の装着方法ではＣ１プレート１０の左端部１２Ｌと保持部３０ｃとを連結し、Ｃ２プレート２０の左端部２２Ｌと保持部３０ｄとを連結してから、Ｃ１プレート１０の右端部１２Ｒと保持部３０ａとを連結し、Ｃ２プレート２０の右端部２２Ｒと保持部３０ｂとを連結した。即ち図１を参照すれば、Ｃ１プレート１０の左端部１２ＬとＣ１の背面側に挿入された左の保持部３０ｃとを連結し（左上連結ステップ）、Ｃ２プレート２０の左端部２２ＬとＣ２の背面側に挿入された左の保持部３０ｄとを連結し（左下連結ステップ）、Ｃ１プレート１０の右端部１２ＲとＣ１の背面側に挿入された右の保持部３０ａとを連結し（右上連結ステップ）、Ｃ２プレート２０の右端部２２ＲとＣ２の背面側に挿入された右の保持部３０ｂとを連結する（右下連結ステップ）という順に連結を行った。しかし、これは一例であって、上記４つの連結ステップは任意の順に行うことができる。詳しくは、各連結ステップの順列となる４！＝２４通りの順に連結を行うことができる。但し、上述したＣ１プレート１０とＣ２プレート２０との間の幅が患者のＣ１とＣ２との間の幅に合わない場合のポスト２Ｒおよび２Ｌの長さの調整は、Ｃ１プレート１０の連結後であって且つＣ２プレート２０の連結前、またはＣ２プレート２０の連結後であって且つＣ１プレート１０の連結前に行う必要がある。
【００３４】
図５（Ａ）は、環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の背面図（後面図）を示す。図５（Ａ）上で左側が左肩側であり右側が右肩側である。図５（Ｂ）は、環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の正面図（前面図）を示す。図５（Ｂ）上で左側が右肩側であり右側が左肩側であり、手前が前側（顔面側）である。図５（Ｃ）は、環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の左側面図を示す。図５（Ｃ）上で左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図５（Ｄ）は環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の平面図（上面図）を示す。図５（Ｄ）上で左側が左肩側であり右側が右肩側である。図５（Ｄ）は図３（Ａ）の設計図に相当する実物図である。図５（Ｅ）は環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の底面図（下面図）を示す。図５（Ｅ）上で左側が右肩側であり右側が左肩側である。図５（Ｅ）は図３（Ｂ）の設計図に相当する実物図である。図５（Ａ）ないし（Ｅ）で図１および図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。
【００３５】
図６（Ａ）は、頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、左回旋を行った時の状態を示す。図６で図１、図８および図１６と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図６（Ｂ）は、同じ左回旋を行った時における環軸椎制動装置１の状態を頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））とセメント４５とを取り除いた形で示す。図６（Ｂ）において符号３４ｂは図面中の写真の都合により白字で示してある。図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、Ｃ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に環軸椎制動装置１を装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じないようになっている。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６ｃがはめ込まれていない。このため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら左に回旋することが可能である。
【００３６】
図７（Ａ）は、頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、右回旋を行った時の状態を示す。図７で図１、図８および図１６と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図７（Ｂ）は、同じ右回旋を行った時における環軸椎制動装置１の状態を頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））とセメント４５とを取り除いた形で示す。図７（Ｂ）において符号３４ｄは図面中の写真の都合により白字で示してある。図７（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、Ｃ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に環軸椎制動装置１を装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じないようになっている。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６ｃがはめ込まれていない。このため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら右に回旋することが可能である。
【００３７】
上述した頚椎モデルボーンを使用して、実験数（＝Ｎ）が４体の頚椎モデルボーン実験を行った。この結果、Ｃ１プレート１０の平均回旋角度は、顔が正面を向いた状態を回旋０°として、左右約２０°となった。Ｃ１プレート１０の最大回旋角度は左右約２８°となった。
【００３８】
以上より、本発明の実施例１によれば、Ｃ１プレート１０の形状とＣ２プレート２０の形状とを揃わせ両プレート１０および２０を対面させた状態とし、Ｃ１プレート１０の中空部１６側からＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌ側へ、２つのポスト２Ｒおよび２Ｌを各々ナット４Ｒおよび４Ｌを介して捩じ込む。摺動面１４は２本のポスト２Ｌおよび２ＲをＣ１プレート１０へ挿入するインサート部であり、２本のポスト２Ｌおよび２Ｒはこの摺動面１４に接して可動な状態となっている。以上のようにして、各部品（Ｃ１プレート１０、Ｃ２プレート２０、ポスト２Ｒおよび２Ｌ、ナット４Ｒおよび４Ｌ）から環軸椎制動装置１を組み立てることができる。
【００３９】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置１をＣ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じない。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６ｃがはめ込まれていないため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら左右に回旋することが可能である。この結果、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができる。
【００４０】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置１は、左右の回旋だけではなく、屈曲、伸展および側屈もできるようにＣ１プレート１０と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間（厳密にはポリエチレン製のインサート部と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間）に自由度を持たせている。このため、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、環軸関節に要求される動きの特徴である側屈、伸展、屈曲、回旋、およびそれらの組み合わせによるカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の活用例として、Ｃ１およびＣ２を固定する手術である関節固定術に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１における環軸椎制動装置１の斜視図である。
【図２】環軸椎制動装置１の部品を示す図である。
【図３】環軸椎制動装置１の設計図である。
【図４】環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法を示す図である。
【図５（Ａ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の背面図（後面図）である。
【図５（Ｂ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の正面図（前面図）である。
【図５（Ｃ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の左側面図である。
【図５（Ｄ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の平面図（上面図）である。
【図５（Ｅ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の底面図（下面図）である。
【図６】頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、左回旋を行った時の状態を示す図である。
【図７】頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、右回旋を行った時の状態を示す図である。
【図８】頚椎モデルの正面図であり、頚椎の側屈の動きを示す図である。
【図９】頚椎モデルの右側面図であり、頚椎の伸展および屈曲の動きを示す図である。
【図１０】頚椎モデルの背面側から見た上面図であり、頚椎の回旋の動きを示す図である。
【図１１】Ｃ１とＣ２との結合を示すために両頚椎モデルのみを取り出した図である。
【図１２】Ｃ１およびＣ２の関節機能の破綻の一種を説明するための両頚椎モデルの左側面である。
【図１３】Ａ−Ｐinstabilityを説明するための模式図である。
【図１４】関節固定術に用いられるVertex（登録商標）screw systemを示す図である。
【図１５（Ａ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｂ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｃ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｄ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｅ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｆ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１６】Vertex（登録商標）screwsystem二対をＣ１およびＣ２の両頚椎モデルに取り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 環軸椎制動装置、 ２Ｒ、２Ｌ ポスト、 ４Ｒ、４Ｌ ナット、 １０ Ｃ１プレート、 １２Ｒ、２２Ｒ 右端部、 １２Ｌ、２２Ｌ 左端部、 １４ 摺動面、 １６、２４Ｒ、２４Ｌ中空部、 ２０ Ｃ２プレート、 ２２Ｒ 右端部、 ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 保持部、 ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ ネジ、 ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ スクリュー、 ３６ａ、３６ｃ ロッド、 ３８ａ、３８ｃ、３８ｄ 溝、 ４０ 六角レンチ、 ４５ セメント、 ５１ 第１頚椎（Ｃ１）、 ５２ 第２頚椎（Ｃ２）、 ５７ 第７頚椎、 ６０ 脊髄。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトの脊椎は大きく分けて頚椎、胸椎および腰椎から形成されており、この内の頚椎は第１頚椎から第７頚椎までの７個の骨からなる首の骨である。図８は頚椎モデル（モデルボーン）の正面図であり、頚椎の側屈の動きを示す。図８において、図上左側が右肩側であり右側が左肩側である。図８で符号５１は第１頚椎（環椎、以下「Ｃ１」と呼ぶ。）、５２は第２頚椎（環椎、以下「Ｃ２」と呼ぶ。）、５７は第７頚椎である。第２頚椎５２と第７頚椎５７との間には第３頚椎から第６頚椎が示されているが符号付けは省略する。図８に示されるように、矢印Ｒｌｆは首を右へ傾ける右側屈の動きを示し、矢印Ｌｌｆは首を左へ傾ける左側屈の動きを示す。
【０００３】
図９は頚椎モデルの右側面図であり、頚椎の伸展および屈曲の動きを示す。図９において、図上左側が後側（背側）であり右側が前側（顔面側）である。図９で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図９に示されるように、矢印Ｅｘｔは上を向く方向へ首を傾ける伸展の動きを示し、矢印Ｂｅｎｄは下を向く方向へ首を傾ける屈曲の動きを示す。
【０００４】
図１０は頚椎モデルの背面側から見た上面図であり、頚椎の回旋の動きを示す。図１０において、図１０上左側が左肩側であり右側が右肩側であり、上側が前側（顔面側）であり下側が後側（背側）である。図１０で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１０に示されるように、矢印Ｌｒｏｔは首を左へ回転させる左回旋の動きを示し、矢印Ｒｒｏｔは首を右へ回転させる右回旋の動きを示す。Ｃ１（５１）とＣ２（５２）とがなす環軸椎または環軸関節は、図１０に示されるように頚椎回旋角度の約半分を分担しており、頚椎の中でも最も可動域の大きい関節である。図８から図１０に示される頚椎の側屈、伸展、屈曲および回旋等の組み合わせによる動きをカップリングモーション（coupling motion）と言う。実際のヒトの頚椎において、例えば首を回旋する際にＣ１が軽度伸展と側屈しながら回旋しているという研究報告が多く提唱されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
図１１はＣ１とＣ２との結合を示すために両頚椎モデルのみを取り出した図である。図１１で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１１（Ａ）は両頚椎モデルの正面図であり、図上左側が右肩側であり右側が左肩側である。図１１（Ｂ）は両頚椎モデルの左側面図であり、図上左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図１１（Ｃ）は両頚椎モデルの背面図であり、図上左側が左肩側であり右側が右肩側であり、上側が前側（顔面側）であり下側が後側（背側）である。
【０００６】
正常なＣ１およびＣ２では関節および靭帯の機能があるため、Ｃ１およびＣ２が前後方向（顔面側−背側）にずれることはない。しかし、Ｃ１、Ｃ２の外傷（骨折、脱臼等）および炎症（リウマチ等）などが起こった場合、Ｃ１とＣ２との間にある関節自体が安定せず（機能せず）、疼痛や腫脹が起こり、正常な可動性（側屈、伸展、屈曲、回旋）を失ってしまうという関節機能の破綻が起きることがある。図１２はＣ１およびＣ２の関節機能の破綻の一種を説明するための両頚椎モデルの左側面図である。図１２は図１１（Ｂ）と同様の両頚椎モデルの左側面図であり、図上左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図１２で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１２に示される関節機能の破綻は、本来、動いてはいけない方向への動きである、Ｃ２に対してＣ１が前方または後方へ移動する状態の破綻である。図１２における矢印はＣ１とＣ２との間の前後方向のずれ（すべり）という現象である前後方向の不安定性（Antero-Posterior instability : Ａ−Ｐinstability）を示す。図１３は、Ａ−Ｐinstabilityを説明するための模式図であり、符号６０は脊髄を示す。図１３で図８と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１３において、環軸椎Ｃ１（５１）およびＣ２（５２）が正常な場合は首を屈曲、伸展、側屈、回旋しても脊髄６０を圧迫することはない。しかし、図１３の矢印に示されるようなＡ−Ｐinstability（前方および後方への動き）が生じると、脊髄障害を発生させることとなる。より詳しくは、図１３に示されるように、Ｃ１（５１）が前側へずれると、脊髄６０が存在している脊柱管Ｐ１部分の狭窄が起こり、脊髄６０はＣ１（５１）に圧迫されるため、いわゆる脊髄損傷をもたらし、呼吸筋麻痺や四肢麻痺となる。従って、Ａ−Ｐinstabilityがあることは致命傷となる。
【０００７】
上述した関節機能の破綻が生じた場合、従来、隣接したＣ１およびＣ２を固定する手術である関節固定術（非特許文献２参照）が行われてきた。図１４は関節固定術に用いられるVertex（登録商標）screw system（メドトロニックソファモアダネック株式会社製。「メドトロニック」は登録商標。）を示す。図１４では図面の都合上、引き出し線が図面中の写真内では白色に表示され、写真外では黒色で表示されている（以下、他の図面でも同様の場合がある。）。図１４（Ａ）に示されるVertex（登録商標）screw system一対は、スクリュー３４ａおよびスクリュー３４ａを可動的に保持する保持部３０ａと、スクリュー３４ｂおよびスクリュー３４ｂを可動的に保持する保持部３０ｂと、保持部３０ａと３０ｂとを貫通する心棒状のロッド３６ａとから構成されている。図１４（Ｂ）はVertex（登録商標）screw system一対の部品を示す。図１４（Ｂ）で図１４（Ａ）と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図１４（Ｂ）において、符号３２ａはスクリュー３４ａと保持部３０ａとを固定するネジ、３２ｂはスクリュー３４ｂと保持部３０ｂとを固定するネジである。ネジ３２ａ等は図１４（Ａ）に示される保持部３０ａ等の右側（スクリュー３４ａ側の反対側）から締めて固定する。図１４（Ｂ）ではロッド３６ａおよび３６ｃが示されているが、これは撮影の都合によるものであってVertex（登録商標）screw system一対にはロッド３６ａまたは３６ｃのいずれか１本があればよい。図１４（Ｃ）はネジ３２ａまたは３２ｂの拡大図であり、後述するようにネジ３ａ等は六角レンチで締めるようになっている。
【０００８】
次に、Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て方等を説明する。図１５（Ａ）ないし（Ｆ）はVertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す。図１５（Ａ）ないし（Ｆ）で図１４と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図１５（Ａ）ないし（Ｆ）で示される組み立て手順は本来の手術における組み立て手順とは異なるところがあるが、これは後述する本願発明の環軸椎制動装置の理解を容易にするためである。図１５（Ａ）に示されるように、スクリュー３４ａの保持部３０ａ側はボール状になっているため、スクリュー３４ａと保持部３０ａとは図の矢印で示されるように自由に可動するようになっている。まず、通常の手技通り、保持部３０ａと可動的に固定されたスクリュー３４ａ等４本をＣ１およびＣ２に２本ずつ挿入する。図１５（Ｂ）以降の図では、便宜上スクリュー３４ａ等は指で支えられているが、実際にはスクリュー３４ａ等は例えばＣ１に挿入されている。図１５（Ｂ）に示されるように、Ｃ１等に挿入されたスクリュー３４ａと可動的に固定された保持部３０ａには、スクリュー３４ａ側とは反対側に溝３８ａがある。続いて、図１５（Ｃ）に示されるように、保持部３０ａの溝３８ａにロッド３６ａをはめ込む。その後、図１５（Ｄ）に示されるように、ロッド３６ａがはめ込まれた保持部３０ａにネジ３２ａをはめ込む。図１５（Ｅ）に示されるように、六角レンチ４０を用いてロッド３６ａがはめ込まれた保持部３０ａにネジ３２ａを捩じ込む。ネジ３２ａを保持部３０ａに締めこむと、スクリュー３４ａと保持部３０ａとの間は全く動かなくなり、スクリュー３４ａと保持部３０ａとが固定される。最後に図１５（Ｆ）に示されるように、Ｃ２に挿入されたスクリュー３４ｂと可動的に固定された保持部３０ｂに、図１５（Ｃ）から１５（Ｅ）と同様にしてロッド３６ａをはめ込み、ネジ３２ｂを捩じ込み、スクリュー３４ｂと保持部３０ｂとを固定する。この結果、図１５（Ｆ）のＰ２およびＰ３で示される部分は全く動かなくなる。
【０００９】
図１６は、Vertex（登録商標）screw system二対をＣ１およびＣ２の両頚椎モデルに取り付けた状態を示す。図１６で図８および図１５（Ｆ）と同じ符号を付した箇所は同じ部分を示すため、説明は省略する。図１６（Ａ）は両頚椎モデルの後方図であり、図上左側が左肩側であり右側が右肩側であり、下側が後側（背側）である。図１６（Ｂ）は両頚椎モデルの左側面図であり、図上左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図１６で、符号３０ｃ、３０ｄは保持部、３６ｃは保持部３０ｃおよび３０ｄの溝（不図示）にはめ込まれたロッド、４５はVertex（登録商標）screw system二対を両頚椎モデルに取り付けるために用いられるセメントである。図１６（Ａ）に示されるように、一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ａ、ロッド３６ａおよび保持部３０ｂ）がＣ１とＣ２との間の右側に取り付けられ、他の一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ｃ、ロッド３６ｃおよび保持部３０ｃ）がＣ１とＣ２との間の左側に取り付けられている。上述のように、二対のVertex（登録商標）screw systemは各々ネジ３２ａおよび３２ｂ、ネジ３２ｃおよび３２ｄにより固定されているため、全く動かなくなる。
【００１０】
【非特許文献１】Ishii T, Mukai Y, Hosono N, et al. Kinematics of the Upper Cervical Spine in Rotation.In Vivo Three-Dimensional Analysis. Spine, Volume 29, Number 7, pp. E139-144,2004, Lippincott Williams & Wilkins, Inc.
【非特許文献２】Harms J, Melcher R. Posterior C1-C2 Fusion With Polyaxial Screw and Rod Fixation.Spine, Volume 26, Number 22, pp. 2467-2471, 2001, Lippincott Williams &Wilkins, Inc.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した関節固定術によりＣ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じないようになる。しかし、その代償としてＣ１とＣ２との間は回旋不可能となる（勿論、屈曲、伸展および側屈も不可能となる。）。具体的には、顔が正面を向いた状態を回旋０°とすると、Ｃ１とＣ２との間は左右に回旋０°となる。上述したように頚椎は第７頚椎５７まであり、第２頚椎５２〜第７頚椎５７も軽度ではあるが回旋する。しかし、Ｃ１とＣ２との間で首の回旋の約５０％を担っているため、もし左右にそれぞれ８０°回旋できる人が従来の関節固定術を行った場合、左右にそれぞれ４０°しか回旋できなくなる。特に、術後患者から車両運転時に後方確認がしづらいという訴えが多い。このため、術後の頚椎回旋可動域低下による生活の質（Quality of Life ： ＱＯＬ）の低下が避けられないという問題があった。
【００１２】
上述の問題を解決するために、Ｃ１とＣ２との間が回旋可能な装置を考案するという方法がある。しかし、上述したようにヒトが首を回旋する際にはＣ１が軽度伸展と側屈しながら回旋しているという研究報告が多く提唱されている。このため、単にＣ１とＣ２との間が回旋可能なだけの装置では、カップリングモーションに対応することができず、結果として無理な回旋運動になり、当該装置破損および骨折の原因となるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第２の目的は、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、環軸関節に要求される動きの特徴である側屈、伸展、屈曲、回旋、およびそれらの組み合わせによるカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の環軸椎制動装置は、第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって、中空部及び左右端部を有するものと、第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって、２つの中空部及び左右端部を有するものと、２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置であって、前記上部プレートの形状と前記下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの前記ポストが各々前記ナットを介して捩じ込まれており、前記上部プレートの左右端部は第１頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定され、前記下部プレートの左右端部は第２頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定されたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び前記下部プレートはチタン合金製とすることができる。
【００１７】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記上部プレートと中空部は超高分子ポリエチレン製の摺動面で覆われたものとすることができる。
【００１８】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び下部プレートは各々第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することができる。
【００１９】
ここで、この発明の環軸椎制動装置において、前記ポストは第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することができる。
【００２０】
この発明の環軸椎制動装置の装着方法は、第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって中空部及び左右端部を有するものと、第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって２つの中空部及び左右端部を有するものと、２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置の装着方法であって、該環軸椎制動装置は、該上部プレートの形状と該下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの該ポストが各々該ナットを介して捩じ込まれており、前記上部プレートの左端部と第１頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左上連結ステップ、前記上部プレートの右端部と第１頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右上連結ステップ、前記下部プレートの左端部と第２頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左下連結ステップ、前記下部プレートの右端部と第２頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右下連結ステップの４つの連結ステップを任意の順に行うことを特徴とする。
【００２１】
ここで、この発明の環軸椎制動装置の装着方法において、前記上部プレートの連結後であって且つ前記下部プレートの連結前、又は前記下部プレートの連結後であって且つ前記上部プレートの連結前に、前記ポストの長さを調節する調節ステップをさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法によれば、Ｃ１プレートの形状とＣ２プレートの形状とを揃わせ両プレートを対面させた状態とし、Ｃ１プレートの中空部側からＣ２プレートの２つの各中空部側へ、２つのポストを２つの各ナットを介して捩じ込む。摺動面は２本のポストをＣ１プレートへ挿入するインサート部であり、２本のポストはこの摺動面に接して可動な状態となっている。以上のようにして、各部品（Ｃ１プレート、Ｃ２プレート、２つのポスト、２つのナット）から環軸椎制動装置を組み立てることができる。
【００２３】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置をＣ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じない。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対にはロッドがはめ込まれていないため、Ｃ１プレートは２本のポストと摺動面で接しながら左右に回旋することが可能である。この結果、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができるという効果がある。
【００２４】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置は、左右の回旋だけではなく、屈曲、伸展および側屈もできるようにＣ１プレートと２本のポストとの間（厳密にはポリエチレン製のインサート部と２本のポストとの間）に自由度を持たせている。このため、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、環軸関節に要求される動きの特徴である側屈、伸展、屈曲、回旋、およびそれらの組み合わせによるカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１における環軸椎制動装置１の斜視図である。図１に示されるように、環軸椎制動装置１は背景技術で説明したVertex（登録商標）screw system二対に装着して用いられる。図１に示されるVertex（登録商標）screw system二対の構成要素（図１で右側一対が保持部３０ａ、スクリュー３４ａ、ネジ３２ａ、保持部３０ｂ、スクリュー３４ｂ、ネジ３２ｂ、左側一対が保持部３０ｃ、スクリュー３４ｃ、ネジ３２ｃ、保持部３０ｄ、スクリュー３４ｄ（不図示）、ネジ３２ｄ）に関する説明は背景技術で行った説明と同様であるため省略する。以下では、まず環軸椎制動装置１の構造および部品等について説明し、次に環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法について説明する。
【００２７】
図１において、符号１０はＣ１の背面側に適合するような例えば弓状の形状を有する上部プレート(以下、「Ｃ１プレート」と言う。)であって、その内側には同様の形状を有する中空部１６が設けられている。Ｃ１プレート１０の図１上の右側にはＣ１プレート１０から右側へ伸びた右端部１２Ｒが形成され、左側にはＣ１プレート１０から左側へ伸びた左端部１２Ｌが形成されている。続いて図１において、符号２０はＣ２の背面側に適合するような例えば弓状の形状を有する下部プレート(以下、「Ｃ２プレート」と言う。)であって、円形状の２つの中空部２４Ｒおよび２４Ｌ（いずれも不図示）が設けられている。Ｃ２プレート２０の図１上の右側にはＣ２プレート２０から右側へ伸びた右端部２２Ｒが形成され、左側にはＣ２プレート２０から左側へ伸びた左端部２２Ｌが形成されている。Ｃ１プレート１０およびＣ２プレート２０は、生体内材料に用いられているチタン合金を使用した。例えば、生体内インプラントに用いられているチタン合金金属元素（チタン９０％、アルミニウム６％、バナジウム４％。いずれも重量％）とすればよい。これは、チタンの性質上、非常に生体の適合性がよく、アレルギー反応も（他の金属に比べて）少ないためである。
【００２８】
図１において、符号１４はＣ１プレート１０と中空部１６とを覆う摺動面であり、人工関節で実際に臨床応用されている超高分子ポリエチレンを使用した。図１に示されるようにＣ１プレート１０の形状とＣ２プレート２０の形状とを揃わせ両プレート１０および２０を対面させた状態とし、Ｃ１プレート１０の中空部１６側からＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌ側へ、２つのポスト２Ｒおよび２Ｌを各々ナット４Ｒおよび４Ｌを介して捩じ込む。Ｃ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌは、各々ポスト２Ｒおよび２Ｌを捩じ込むための穴となっている。摺動面１４は２本のポスト２Ｌおよび２ＲをＣ１プレート１０へ挿入するインサート部であり、２本のポスト２Ｌおよび２Ｒはこの摺動面１４に接して可動な状態となっている。ポスト２Lおよび２Ｒ、ナット４Lおよび４Ｒの材質は、Ｃ１プレート１０等と同様に生体内材料として用いられているチタン合金を使用した。
【００２９】
図１に示されるように、Ｃ１プレート１０の左右端部１２Ｌおよび１２Ｒは、Ｃ１の背面側に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対における上側の構成要素（図１上で左側は保持部３０ｃ、右側は保持部３０ａ）と各々固定されている。Ｃ２プレート２０の左右端部２２Ｌおよび２２Ｒは、Ｃ２の背面側に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対における下側の構成要素（図１上で左側は保持部３０ｄ、右側は保持部３０ｂ）と各々固定されている。背景技術で説明した図１６では、一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ａ、ロッド３６ａおよび保持部３０ｂ）がＣ１とＣ２との間の右側に取り付けられ、他の一対のVertex（登録商標）screw system（保持部３０ｃ、ロッド３６ｃおよび保持部３０ｃ）がＣ１とＣ２との間の左側に取り付けられていた。しかし、図１では左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６がはめ込まれていない。このため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら左右に回旋することが可能である。環軸椎制動装置１は、左右の回旋だけではなく、屈曲、伸展および側屈もできるようにＣ１プレート１０と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間（厳密にはポリエチレン製のインサート部と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間）に自由度を持たせている。これにより、背景技術で述べた実際のＣ１とＣ２との間のカップリングモーションに対応することができる。
【００３０】
図２は、環軸椎制動装置１の部品を示す。図２で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図２において、背景技術の図１４と同様に図面の都合上、引き出し線が図面中の写真内では白色に表示され、写真外では黒色で表示されている（以下、本発明の他の図面でも同様の場合がある。）。図２では、Ｃ１プレート１０の弓状の形状および中空部１６の弓状の形状が明瞭に示されており、さらにＣ２プレート２０が有する円形状の２つの中空部２４Ｒおよび２４Ｌが明瞭に示されている。ポスト２Ｒおよび２Ｌのネジ溝も明瞭に示されている。図２に示されるＣ１プレート１０の中空部１６側から２つのポスト２Ｒおよび２Ｌを挿入し、各々ナット４Ｒおよび４Ｌを介してＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌ側へ捩じ込む。以上のようにして、図２で示される各部品（Ｃ１プレート１０、Ｃ２プレート２０、ポスト２Ｒおよび２Ｌ、ナット４Ｒおよび４Ｌ）から環軸椎制動装置１を組み立てることができる。中空部２４Ｒおよび２４ＬのＣ２プレート２０内における位置は、左右への所望の回旋角度に応じて適宜選択することができる。図２ではＣ１プレート１０およびＣ２プレート２０は一種類のサイズのみ示しているが、Ｃ１プレート１０およびＣ２プレート２０は各々Ｃ１、Ｃ２の個体差に対応した複数のサイズ、例えば大小の２種類のサイズを備えるようにすることができる。同様に、ポスト２Ｒおよび２Ｌは各々Ｃ１、Ｃ２の個体差に対応した複数の長さのサイズ、例えば大中小の３種類のサイズを備えるようにすることができる。
【００３１】
図３は、環軸椎制動装置１の設計図を示す。図３で図１および図８と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図３（Ａ）は環軸椎制動装置１の平面図（上面図）であり、Ｃ１プレート１０の摺動面１４と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの接し具合が明瞭に示されている。図３（Ｂ）は環軸椎制動装置１の底面図であり、図１では示されなかったスクリュー３４ｄが明瞭に示されている。図３（Ｃ）は環軸椎制動装置１の左側面図であり、Ｃ１プレート１０、ポスト２Ｌ、ナット４ＬおよびＣ２プレート２０に関しては図３（Ａ）のＸ−Ｘ’線断面図的に示されている。ポスト２ＬがＣ１プレート１０から挿入されナット４Ｌを介してＣ２プレート２０へ捩じ込まれている状態が明瞭に示されている。図３（Ｄ）は環軸椎制動装置１の正面図であり、簡略のため保持部３０ａ等は省略されている。図３（Ｅ）はポスト２Ｒおよび２Ｌの側面図、ナット４Ｒおよび４Ｌの側面図および平面図である。
【００３２】
次に、環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法について説明する。図４は、環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法を示す。図４で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図４（Ａ）に示されるように、まず環軸椎制動装置１を組み立てる。この際、Ｃ１プレート１０およびＣ２プレート２０のサイズ、ポスト２Ｒおよび２Ｌの長さを患者の頚椎の大きさに合わせて決定しておく。通常の手技通り、保持部３０ｃと可動的に固定されたスクリュー３４ｃ等４本をＣ１およびＣ２に２本ずつ挿入する。図４（Ｂ）以降の図では、便宜上スクリュー３４ｃ等は指で支えられているが、実際にはスクリュー３４ｃ等は例えばＣ１に挿入されている。図４（Ｂ）に示されるように、保持部３０ｃはその溝３８ｃが水平になるように横方向にしておく。図４（Ｃ）に示されるように、保持部３０ｃの溝３８ｃにＣ１プレート１０の左端部１２Ｌをはめ込む。ここで、Ｃ１プレート１０とＣ２プレート２０との間の幅が患者のＣ１とＣ２との間の幅に合わない場合、ポスト２Ｒおよび２Ｌの長さをナット４Ｒおよび４Ｌを介したＣ２プレート２０側への捩じ込み具合の調節により適宜変更すればよい。続いて、図４（Ｄ）に示されるようにネジ３２ｃを溝３８ｃへはめ込み、六角レンチ４０を用いてネジ３２ｃを保持部３０ｃへ捩じ込む。図４（Ｅ）に示されるように、図４（Ｂ）から４（Ｄ）と同様にして、保持部３０ｄの溝３８ｄにＣ２プレート２０の左端部２２Ｌをはめ込み、ネジ３２ｄを溝３８ｄへはめ込んで、六角レンチ４０を用いネジ３２ｄを保持部３０ｄへ捩じ込む。背景技術では図１５（Ｆ）等に示されるように、保持部３０ａの溝３８ａと保持部３０ｂの溝３８ｂとはロッド３６ａにより両保持部を繋ぐために用いられた。一方、環軸椎制動装置１では保持部３０ｃの溝３８ｃと保持部３０ｄの溝３８ｄとは、各々Ｃ１プレート１０の左端部１２Ｌ、Ｃ２プレート２０の左端部２２Ｌと連結するために用いられる。Ｃ１プレート１０の右端部１２Ｒと保持部３０ａとの連結およびＣ２プレート２０の右端部２２Ｒと保持部３０ｂとの連結も図４（Ｂ）から４（Ｅ）と同様に行う。以上により、Ｃ１およびＣ２に左右２本ずつ挿入されたVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ環軸椎制動装置１を装着することができる。装着した状態は図１に示した通りになる。
【００３３】
上述の装着方法ではＣ１プレート１０の左端部１２Ｌと保持部３０ｃとを連結し、Ｃ２プレート２０の左端部２２Ｌと保持部３０ｄとを連結してから、Ｃ１プレート１０の右端部１２Ｒと保持部３０ａとを連結し、Ｃ２プレート２０の右端部２２Ｒと保持部３０ｂとを連結した。即ち図１を参照すれば、Ｃ１プレート１０の左端部１２ＬとＣ１の背面側に挿入された左の保持部３０ｃとを連結し（左上連結ステップ）、Ｃ２プレート２０の左端部２２ＬとＣ２の背面側に挿入された左の保持部３０ｄとを連結し（左下連結ステップ）、Ｃ１プレート１０の右端部１２ＲとＣ１の背面側に挿入された右の保持部３０ａとを連結し（右上連結ステップ）、Ｃ２プレート２０の右端部２２ＲとＣ２の背面側に挿入された右の保持部３０ｂとを連結する（右下連結ステップ）という順に連結を行った。しかし、これは一例であって、上記４つの連結ステップは任意の順に行うことができる。詳しくは、各連結ステップの順列となる４！＝２４通りの順に連結を行うことができる。但し、上述したＣ１プレート１０とＣ２プレート２０との間の幅が患者のＣ１とＣ２との間の幅に合わない場合のポスト２Ｒおよび２Ｌの長さの調整は、Ｃ１プレート１０の連結後であって且つＣ２プレート２０の連結前、またはＣ２プレート２０の連結後であって且つＣ１プレート１０の連結前に行う必要がある。
【００３４】
図５（Ａ）は、環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の背面図（後面図）を示す。図５（Ａ）上で左側が左肩側であり右側が右肩側である。図５（Ｂ）は、環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の正面図（前面図）を示す。図５（Ｂ）上で左側が右肩側であり右側が左肩側であり、手前が前側（顔面側）である。図５（Ｃ）は、環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の左側面図を示す。図５（Ｃ）上で左側が前側（顔面側）であり右側が後側（背側）である。図５（Ｄ）は環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の平面図（上面図）を示す。図５（Ｄ）上で左側が左肩側であり右側が右肩側である。図５（Ｄ）は図３（Ａ）の設計図に相当する実物図である。図５（Ｅ）は環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の底面図（下面図）を示す。図５（Ｅ）上で左側が右肩側であり右側が左肩側である。図５（Ｅ）は図３（Ｂ）の設計図に相当する実物図である。図５（Ａ）ないし（Ｅ）で図１および図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。
【００３５】
図６（Ａ）は、頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、左回旋を行った時の状態を示す。図６で図１、図８および図１６と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図６（Ｂ）は、同じ左回旋を行った時における環軸椎制動装置１の状態を頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））とセメント４５とを取り除いた形で示す。図６（Ｂ）において符号３４ｂは図面中の写真の都合により白字で示してある。図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、Ｃ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に環軸椎制動装置１を装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じないようになっている。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６ｃがはめ込まれていない。このため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら左に回旋することが可能である。
【００３６】
図７（Ａ）は、頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、右回旋を行った時の状態を示す。図７で図１、図８および図１６と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図７（Ｂ）は、同じ右回旋を行った時における環軸椎制動装置１の状態を頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））とセメント４５とを取り除いた形で示す。図７（Ｂ）において符号３４ｄは図面中の写真の都合により白字で示してある。図７（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、Ｃ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に環軸椎制動装置１を装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じないようになっている。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６ｃがはめ込まれていない。このため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら右に回旋することが可能である。
【００３７】
上述した頚椎モデルボーンを使用して、実験数（＝Ｎ）が４体の頚椎モデルボーン実験を行った。この結果、Ｃ１プレート１０の平均回旋角度は、顔が正面を向いた状態を回旋０°として、左右約２０°となった。Ｃ１プレート１０の最大回旋角度は左右約２８°となった。
【００３８】
以上より、本発明の実施例１によれば、Ｃ１プレート１０の形状とＣ２プレート２０の形状とを揃わせ両プレート１０および２０を対面させた状態とし、Ｃ１プレート１０の中空部１６側からＣ２プレート２０の各中空部２４Ｒおよび２４Ｌ側へ、２つのポスト２Ｒおよび２Ｌを各々ナット４Ｒおよび４Ｌを介して捩じ込む。摺動面１４は２本のポスト２Ｌおよび２ＲをＣ１プレート１０へ挿入するインサート部であり、２本のポスト２Ｌおよび２Ｒはこの摺動面１４に接して可動な状態となっている。以上のようにして、各部品（Ｃ１プレート１０、Ｃ２プレート２０、ポスト２Ｒおよび２Ｌ、ナット４Ｒおよび４Ｌ）から環軸椎制動装置１を組み立てることができる。
【００３９】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置１をＣ１およびＣ２に挿入された左右のVertex（登録商標）screw system二対に装着することにより、Ｃ１とＣ２との間は固定されるため、Ａ−Ｐinstabilityは生じない。一方、左右のVertex（登録商標）screw system二対には背景技術で説明したロッド３６ａおよび３６ｃがはめ込まれていないため、Ｃ１プレート１０は２本のポスト２Ｌおよび２Ｒと摺動面１４で接しながら左右に回旋することが可能である。この結果、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、術後の頚椎回旋可動域低下によるＱＯＬの低下を避けることが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができる。
【００４０】
上述のように組み立てられた環軸椎制動装置１は、左右の回旋だけではなく、屈曲、伸展および側屈もできるようにＣ１プレート１０と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間（厳密にはポリエチレン製のインサート部と２本のポスト２Ｌおよび２Ｒとの間）に自由度を持たせている。このため、Ｃ１とＣ２との間のＡ−Ｐinstabilityを制動すると共に、環軸関節に要求される動きの特徴である側屈、伸展、屈曲、回旋、およびそれらの組み合わせによるカップリングモーションに対応することが可能な環軸椎制動装置および環軸椎制動装置の装着方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の活用例として、Ｃ１およびＣ２を固定する手術である関節固定術に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１における環軸椎制動装置１の斜視図である。
【図２】環軸椎制動装置１の部品を示す図である。
【図３】環軸椎制動装置１の設計図である。
【図４】環軸椎制動装置１のVertex（登録商標）screw systemへの装着方法を示す図である。
【図５（Ａ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の背面図（後面図）である。
【図５（Ｂ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の正面図（前面図）である。
【図５（Ｃ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の左側面図である。
【図５（Ｄ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の平面図（上面図）である。
【図５（Ｅ）】環軸椎制動装置１をVertex（登録商標）screw systemの保持部３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄへ装着した状態の底面図（下面図）である。
【図６】頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、左回旋を行った時の状態を示す図である。
【図７】頚椎モデルボーン（Ｃ１（５１）およびＣ２（５２））に環軸椎制動装置１を装着し、右回旋を行った時の状態を示す図である。
【図８】頚椎モデルの正面図であり、頚椎の側屈の動きを示す図である。
【図９】頚椎モデルの右側面図であり、頚椎の伸展および屈曲の動きを示す図である。
【図１０】頚椎モデルの背面側から見た上面図であり、頚椎の回旋の動きを示す図である。
【図１１】Ｃ１とＣ２との結合を示すために両頚椎モデルのみを取り出した図である。
【図１２】Ｃ１およびＣ２の関節機能の破綻の一種を説明するための両頚椎モデルの左側面である。
【図１３】Ａ−Ｐinstabilityを説明するための模式図である。
【図１４】関節固定術に用いられるVertex（登録商標）screw systemを示す図である。
【図１５（Ａ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｂ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｃ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｄ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｅ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１５（Ｆ）】Vertex（登録商標）screw system一対の組み立て手順等を示す図である。
【図１６】Vertex（登録商標）screwsystem二対をＣ１およびＣ２の両頚椎モデルに取り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 環軸椎制動装置、 ２Ｒ、２Ｌ ポスト、 ４Ｒ、４Ｌ ナット、 １０ Ｃ１プレート、 １２Ｒ、２２Ｒ 右端部、 １２Ｌ、２２Ｌ 左端部、 １４ 摺動面、 １６、２４Ｒ、２４Ｌ中空部、 ２０ Ｃ２プレート、 ２２Ｒ 右端部、 ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 保持部、 ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ ネジ、 ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ スクリュー、 ３６ａ、３６ｃ ロッド、 ３８ａ、３８ｃ、３８ｄ 溝、 ４０ 六角レンチ、 ４５ セメント、 ５１ 第１頚椎（Ｃ１）、 ５２ 第２頚椎（Ｃ２）、 ５７ 第７頚椎、 ６０ 脊髄。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって、中空部及び左右端部を有するものと、
第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって、２つの中空部及び左右端部を有するものと、
２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置であって、
前記上部プレートの形状と前記下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの前記ポストが各々前記ナットを介して捩じ込まれており、
前記上部プレートの左右端部は第１頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定され、前記下部プレートの左右端部は第２頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定されたことを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項２】
請求項１記載の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び前記下部プレートはチタン合金製であることを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の環軸椎制動装置において、前記上部プレートと中空部は超高分子ポリエチレン製の摺動面で覆われたことを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び下部プレートは各々第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の環軸椎制動装置において、前記ポストは第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項６】
第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって中空部及び左右端部を有するものと、第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって２つの中空部及び左右端部を有するものと、２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置の装着方法であって、該環軸椎制動装置は、該上部プレートの形状と該下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの該ポストが各々該ナットを介して捩じ込まれており、
前記上部プレートの左端部と第１頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左上連結ステップ、前記上部プレートの右端部と第１頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右上連結ステップ、前記下部プレートの左端部と第２頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左下連結ステップ、前記下部プレートの右端部と第２頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右下連結ステップの４つの連結ステップを任意の順に行うことを特徴とする環軸椎制動装置の装着方法。
【請求項７】
請求項６記載の環軸椎制動装置の装着方法において、前記上部プレートの連結後であって且つ前記下部プレートの連結前、又は前記下部プレートの連結後であって且つ前記上部プレートの連結前に、前記ポストの長さを調節する調節ステップをさらに備えたことを特徴とする環軸椎制動装置の装着方法。
【請求項１】
第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって、中空部及び左右端部を有するものと、
第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって、２つの中空部及び左右端部を有するものと、
２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置であって、
前記上部プレートの形状と前記下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの前記ポストが各々前記ナットを介して捩じ込まれており、
前記上部プレートの左右端部は第１頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定され、前記下部プレートの左右端部は第２頚椎背面側に挿入された左右の保持部と各々固定されたことを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項２】
請求項１記載の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び前記下部プレートはチタン合金製であることを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の環軸椎制動装置において、前記上部プレートと中空部は超高分子ポリエチレン製の摺動面で覆われたことを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の環軸椎制動装置において、前記上部プレート及び下部プレートは各々第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の環軸椎制動装置において、前記ポストは第１頚椎、第２頚椎の個体差に対応した複数のサイズを有することを特徴とする環軸椎制動装置。
【請求項６】
第１頚椎背面側に適合する形状を有する上部プレートであって中空部及び左右端部を有するものと、第２頚椎背面側に適合する形状を有する下部プレートであって２つの中空部及び左右端部を有するものと、２組のポスト及びナットとを備えた環軸椎制動装置の装着方法であって、該環軸椎制動装置は、該上部プレートの形状と該下部プレートの形状とが揃い両プレートを対面させた状態で、該上部プレートの中空部側から該下部プレートの各中空部側へ２つの該ポストが各々該ナットを介して捩じ込まれており、
前記上部プレートの左端部と第１頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左上連結ステップ、前記上部プレートの右端部と第１頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右上連結ステップ、前記下部プレートの左端部と第２頚椎背面側に挿入された左の保持部とを連結する左下連結ステップ、前記下部プレートの右端部と第２頚椎背面側に挿入された右の保持部とを連結する右下連結ステップの４つの連結ステップを任意の順に行うことを特徴とする環軸椎制動装置の装着方法。
【請求項７】
請求項６記載の環軸椎制動装置の装着方法において、前記上部プレートの連結後であって且つ前記下部プレートの連結前、又は前記下部プレートの連結後であって且つ前記上部プレートの連結前に、前記ポストの長さを調節する調節ステップをさらに備えたことを特徴とする環軸椎制動装置の装着方法。
【図３】
【図１３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５（Ａ）】
【図５（Ｂ）】
【図５（Ｃ）】
【図５（Ｄ）】
【図５（Ｅ）】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５（Ａ）】
【図１５（Ｂ）】
【図１５（Ｃ）】
【図１５（Ｄ）】
【図１５（Ｅ）】
【図１５（Ｆ）】
【図１６】
【図１３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５（Ａ）】
【図５（Ｂ）】
【図５（Ｃ）】
【図５（Ｄ）】
【図５（Ｅ）】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５（Ａ）】
【図１５（Ｂ）】
【図１５（Ｃ）】
【図１５（Ｄ）】
【図１５（Ｅ）】
【図１５（Ｆ）】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１１５２８５（Ｐ２０１０−１１５２８５Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９３１８（Ｐ２００８−２８９３１８）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（５０４２２９２８４）国立大学法人弘前大学 (162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（５０４２２９２８４）国立大学法人弘前大学 (162)
【Ｆターム（参考）】
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