【手続補正書】
【提出日】令和3年9月24日(2021.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＩに、患者の筋骨格構造の少なくとも２の画像であって、１以上の側面ビューを含む画像を取得および表示するステップと、
少なくとも前記２の画像のペア間のそれぞれの空間変換を生成するために、それぞれの面と前記ＵＩを介して受信した入力によって定義された参照軸とに応じた少なくとも前記２の画像を共に位置合わせするステップと、
３Ｄインプラントを、少なくとも前記２の画像における第１のインプラント位置にレンダリング及びオーバーレイするステップと、
前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、
前記３Ｄインプラントのためのそれぞれの前傾の基準による前記１以上の側面ビューを決定し表示するステップと、
を備えていることを特徴とするコンピュータ実装方法。
【請求項２】
前記３Ｄインプラントを第２のインプラント位置へ移動させるために、前記ＵＩを介して入力を受信するステップと、
前記第２のインプラント位置に従って、前記３Ｄインプラントを少なくとも前記２の画像にレンダリング及びオーバーレイするステップと、
前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、
前記第２のインプラント位置のためのそれぞれの前傾の基準による前記１以上の側面ビューを決定し表示するステップと、
を備えていることを特徴とする請求項１記載のコンピュータ実装方法。
【請求項３】
ＵＩに、患者の筋骨格構造の少なくとも３の画像であって、立位冠状面、仰臥位冠状基準面および前骨盤面の異なる面に関連付けられた前記筋骨格構造の画像を取得および表示するステップと、
少なくとも前記３の画像のペア間のそれぞれの空間変換を生成するために、それぞれの面と前記ＵＩを介して受信した入力によって定義された参照軸とに応じた少なくとも前記３の画像を共に位置合わせするステップと、
３Ｄインプラントを、少なくとも前記３の画像における前記異なる面の内の１の面に関連した傾斜および前傾の基準によって定義された第１のインプラント位置にレンダリング及びオーバーレイするステップと、
前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、
前記異なる面の他の面に関連した等価な傾斜および前傾の基準を決定するステップと、
前記傾斜および前傾の基準と前記等価な傾斜および前傾の基準とを同時にリアルタイムで前記ＵＩに表示するステップと、
を備えていることを特徴とするコンピュータ実装方法。
【請求項４】
前記３Ｄインプラントを前記異なる面の内の１の面に関連した傾斜および前傾の基準によって定義された第２のインプラント位置へ移動させるために、前記ＵＩを介して入力を受信するステップと、
前記第２のインプラント位置に従って、前記３Ｄインプラントを少なくとも前記３の画像にレンダリング及びオーバーレイするステップと、
前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、
前記異なる面の他の面に関連した前記第２のインプラント位置のための等価な傾斜および前傾の基準を決定するステップと、
前記傾斜および前傾の基準と前記第２のインプラント位置のための等価な傾斜および前傾の基準とを同時にリアルタイムで前記ＵＩに表示するステップと、
を備えていることを特徴とする請求項３記載のコンピュータ実装方法。
【請求項５】
少なくとも１つの処理ユニットと、少なくとも１つの処理ユニットに結合されたメモリーとを備えるコンピュータシステムであって、少なくとも１つの処理ユニットによって実行されると、請求項１から４のいずれかに記載のコンピュータ実装方法を実行する命令を記憶することを特徴とするコンピュータシステム。
【請求項６】
患者の前記筋骨格構造の画像が入力として提供される前記コンピュータシステムに連結された少なくとも１つの記憶装置に記憶され、
前記画像およびレンダリングを前記画像上にオーバーレイとして表示するために、表示装置が連結され、
ユーザの入力を受信するための１以上の入力装置を備えていることを特徴とする請求項５記載のコンピュータシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】人工股関節全置換術の術前計画システムおよび方法
【技術分野】
【０００１】
（相互参照）
本出願は、米国に関して、パリ条約の優先権を、他の管轄区域に関して、以下の出願に対して主張する。
１）２０１７年１０月６日に出願され、「人工股関節全置換術のための術前計画のためのシステム及び方法」という名称の米国仮出願第６２／５６９，１０６号
２）２０１８年６月２９日に出願され、「人工股関節全置換術のためのシステム及び術前計画方法」という名称の米国仮出願第６２／６９１，９１２号
【０００２】
本発明は、手術におけるコンピュータ支援手順が含んでいる方法やシステム、より詳細には、人工股関節全置換術の術前計画のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書および関連図面は、主要な例として股関節置換術を用いるが、この例に限定されるものではなく、本明細書に記載されるシステム及び方法は、様々な他の外科的処置または筋骨格診断に適用できる。
【０００４】
股関節置換術（または人工股関節全置換術：ＴＨＡ）は、患者の生まれつきの股関節（大腿骨近位部および寛骨臼）を人工インプラントに置き換えることが含まれる。そのインプラントの位置は新しい関節の機能にとって重要である。例えば、取付不良の寛骨臼カップが術後に脱臼することがあり、大腿骨ステムの取付位置が異常であることが人工関節周囲骨折または脚長不等の原因となることがある。インプラントされた人工装具に言及する場合、用語「位置」は、解剖学的軸に対する骨または角度位置（angular position）に対する並進位置（translational position）のような臨床的に関連するパラメータを指し得る。また、用語「位置」は、当業者によってその用いられる状況に基づいて解釈されることを意図している。股関節置換術では、人工関節の両側の結合位置（例えば、股関節の複合前傾（the combined anteversion）は寛骨臼と大腿骨前傾角の合計であり、股関節の安定性に関して臨床的に重要であることが知られている）と同様に、個々のインプラントの位置が重要である。
【０００５】
関節インプラントの理想的な位置は患者毎に特有であり、特に、患者の機能的な筋骨格運動学（即ち様々な筋骨格構造が機能肢位（functional positions）を通じてどのように移動するか）に依存する。機能肢位または動作とは、一般に、基本的で日常的な動き（特に、立ち上がる、座る、階段を上る等、基本的な生活の質を維持するために不可欠な動き）の筋骨格系の生体力学および運動力学を意味する。例えば、健常な筋骨格系では、骨盤は立位と座位との間で矢状方向面に傾く。異常な筋骨格系（即ち、関節過可動、変性疾患および／または脊椎融合症）を有する患者は、立位から座位までの矢状方向面における異常な傾き等の異常な機能的筋骨格運動を経験する可能性がある。例えば、硬い脊柱は、座っているときに骨盤が比較的低い（後方への）傾きの変化を起こし、それが異常に高い股関節屈曲をもたらし、患者を衝突（impingement）および／または脱臼の危険にさらすことがある。図１Ａ，１Ｂは、立位から座位への正常な骨盤運動を図示し、図２Ａ，２Ｂは立位から座位への異常な骨盤運動を図示しており、脊椎の装具（hardware）によって示されるように、異常は脊柱の硬化によるものである。変形は、機能肢位間の傾斜の変化に影響を及ぼすことに加えて、筋骨格系の位置が正常な健康的な位置から偏向することもある（例えば、不健康な患者は、正常に立っている場合、矢状面および／または冠状面の基準面に傾斜した骨盤を有することがある）。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書で開示されているのは、特にＴＨＡのための外科手術計画ツールを提供するための方法およびシステムである。患者の筋骨格構造画像（例えば、それぞれの基準面に関連し、同一または異なる機能肢位に関連する）は、共に、かつ位置合わせ(co-registration)および空間変換(spatial transformation)を介して表示され、３Ｄインプラント又は他のオブジェクトは、各画像に関して正確に同じ位置にレンダリングされ、オーバーレイされる。３Ｄインプラントは、（ハンドルを介して、または画像処理を用いて自動的に）患者内の既存のインプラントに適合させたり、他の位置、例えば、最初または新しい位置に対する既存の位置または面を測定するために移動させたりしても良い。測定値は、各画像に関連する様々な面に関して、及び／又は既存のインプラントに関して表されることがある。
【０００７】
立位ＡＰ画像、立位側面画像および患者の筋骨格構造の座位側面画像を取得および表示することと、立位ＡＰ画像上および立位側面画像上のそれぞれの座標軸を入力として受信し、それぞれの座標軸に基づいて立位ＡＰ画像および立位側面画像上の筋骨格構造における参照軸を定義することと、立位側面画像と座位側面画像とのそれぞれの座標の傾きを入力として受信し、それぞれの座標の傾きに基づいて立位ＡＰ画像と立位側面画像との間の筋骨格構造における傾斜パラメータの変化を決定することと、立位ＡＰ画像と立位側面画像との間の空間変換、および立位側面画像と座位側面画像との間の空間変換を決定することと、参照軸と、立位ＡＰ画像と立位側面画像との間の空間変換とに基づく、参照軸に関連した第１の位置における立位ＡＰ画像および立位側面画像のそれぞれの３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことと、傾斜パラメータの変化と、立位側面画像と座位側面画像との間の空間変換とに基づく、座位側面画像のための第１の位置における３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことと、３Ｄインプラントの第２の位置を表す入力を受信することと、それぞれの空間変換および傾斜パラメータの変化を用いて立位ＡＰ画像、立位側面画像および座位側面画像のそれぞれをリアルタイムで更新するために、第２の位置における３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことと、を備えているコンピュータ実装方法が提供される。
【０００８】
コンピュータ実装方法において、画像が、Ｘ線画像、ＣＴ、ＭＲＩ又はＥＯＳのいずれかによる様式の画像でも良い。
【０００９】
コンピュータ実装方法は、傾斜パラメータの変化を表示することを更に備えていても良い。
【００１０】
コンピュータ実装方法において、少なくとも部分的には受信した座標に基づいた計算の実行、受信画像間の対応する共通の特徴に基づいた計算の実行および既知の画像から収集した空間情報に基づいた計算の実行のうちの１以上によって、空間変換を決定することを備えていても良い。
【００１１】
コンピュータ実装方法において、筋骨格構造が骨盤を含み、人工股関節全置換術（ＴＨＡ）を計画することを備えていても良い。
【００１２】
コンピュータ実装方法において、筋骨格構造は骨盤であり、３Ｄインプラントは寛骨臼カップであり、第１の位置が傾斜４０度および前傾１５度であっても良い。
【００１３】
コンピュータ実装方法において、  第１の位置が、少なくとも部分的には傾斜パラメータの変化に基づき、かつ機能的な患者の動きを通して安定性が最大となるように選択されても良い。
【００１４】
コンピュータ実装方法は、インプラントの大きさ及び所望の位置のうちの１又は複数を含むテンプレート情報を受信することと、受信したテンプレート情報の少なくとも一部に従って３Ｄインプラントをレンダリングすることとを更に備えていても良い。
【００１５】
コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントの現在の位置を表す位置情報を表示することを更に備えていても良い。コンピュータ実装方法において、３Ｄインプラントは寛骨臼カップであり、位置情報は傾斜角および前傾角度である。
【００１６】
コンピュータ実装方法において、立位ＡＰ画像、立位側面画像および座位側面画像のいずれかをオーバーレイとした３Ｄインプラントに関連する画像の操作と、数値の入力とのいずれか１以上に基づいて第２の位置を入力することを更に備えていても良い。コンピュータ実装方法において、画像の操作が、３Ｄインプラントのオーバーレイに関連するハンドルのクリック及びドラッグを含むことができる。
【００１７】
コンピュータ実装方法において、３Ｄインプラントと関連付けられたレンダリングとに関する画像を、同時に表示するために提供することができる。
【００１８】
患者の筋骨格構造の少なくとも３つの画像であって、１の組の画像は第１の位置における異なるビューであり、他の組の画像は異なる機能肢位における同じビューである画像を取得および表示することと、ユーザ入力に基づいて少なくとも２つの画像上の前記筋骨格構造の参照軸を定義することと、異なる機能肢位における共通のビューの２つの画像に基づく前記筋骨格構造の機能肢位間のパラメータであって、前記患者の前記機能肢位間の位置変化を表す位置変化パラメータを決定することと、前記画像間の空間変換を決定することと、前記参照軸に関連する第１の位置におけるそれぞれの画像への３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイであって、それぞれの前記空間変換に応じ、かつそれぞれの画像に３Ｄインプラントをレンダリングしたものをオーバーレイすることと、第２の位置を表す入力を受信することと、少なくともほぼリアルタイムに、各画像に応じたレンダリングとオーバーレイとを更新することと、を備えているコンピュータ実装方法が提供される。
【００１９】
補足的なコンピューティング装置(computing device)およびコンピュータプログラム製品の態様ならびに他の態様および特徴は、当業者に明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】Ａ及びＢは、従来技術による、立位から座位への正常な骨盤運動を示す。
【図２】Ａ及びＢは、従来技術による、立位から座位への異常な骨盤運動を示す。
【図３】解剖学的構造（例えば、異なる図または異なる位置からの同じ解剖学的構造）の画像を表示するように構成され、画像に示された解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義する入力を受け取るように構成されたＧＵＩの一部を示す。
【図４】解剖学的構造の画像を表示するように構成され、画像に示された解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義する入力を受け取るように構成されたＧＵＩの一部を示す。
【図５】解剖学的構造の画像を表示するように構成され、画像に示された解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義する入力を受け取るように構成されたＧＵＩの一部を示す。
【図６】解剖学的構造の画像を表示するように構成され、画像に示された解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義する入力を受け取るように構成されたＧＵＩの一部を示す。
【図７】同一の解剖学的構造の複数の画像（例えば、Ｘ線画像）を同時に示すＧＵＩを図示している。ここでＧＵＩは、他の特徴の中でも、解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義するために入力を受けるように構成されている。
【図８】同一の解剖学的構造の複数の画像（例えば、Ｘ線画像）を同時に示すＧＵＩを図示している。ここでＧＵＩは、他の特徴の中でも、解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義するために入力を受けるように構成されている。
【図９】コンピューティング装置のブロック図である。
【図１０】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図１１】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図１２】ＡおよびＢは、それぞれの図における参照軸を示す２つのビューからの解剖学的構造の画像である。
【図１３】２つの画像を表示し、座標の入力を受信し、それから臨床的に関連のある値を定義する（例えば、計算する）ことを可能にした、ＧＵＩの一部の図である。
【図１４】２つの画像を表示し、座標の入力を受信し、それから臨床的に関連のある値を定義する（例えば、計算する）ことを可能にした、ＧＵＩの一部の図である。
【図１５】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図１６】Ａ〜Ｃは、各画像を表示し、座標の入力を受信し、それから臨床的に関連のある値を定義（例えば計算）することを可能にした、それぞれの画像を示す部分またはそれぞれのＧＵＩの図である。
【図１７】座標の入力を受信し、それから臨床的に関連する値を定義する（例えば、計算する）ことを可能にするＧＵＩによって表示され得る画像の１つを示す、ＧＵＩの一部の図である。
【図１８】座標の入力を受信し、そこから臨床的に重要な値を定義する（例えば、計算する）ことが可能な４つのそれぞれの画像を示すＧＵＩの一部の図であり、
【図１９】図１８のＧＵＩの一部の拡大図である。
【図２０】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図２１】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図２２】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図２３】スキュー誤差とスキュー誤差を補正するための変換を表すブロック図である。
【図２４】座標の入力を受信し、そこから臨床的に重要な値を定義（例えば計算）し、セーフゾーンインジケータを表示することが可能な４つのそれぞれの画像を示す、ＧＵＩの一部の図である。
【図２５】座標の入力を受信し、そこから臨床的に重要な値を定義（例えば計算）し、セーフゾーンインジケータを表示することが可能な４つのそれぞれの画像を示す、ＧＵＩの一部の図である。
【図２６】座標の入力を受信し、そこから臨床的に重要な値を定義（例えば計算）し、セーフゾーンインジケータを表示することが可能な４つのそれぞれの画像を示す、ＧＵＩの一部の図である。
【図２７】Ａ及びＢは、球体の３Ｄセクターとして定義されるセーフゾーン（例えば、外転角と前傾角の角度及び範囲に対して定義される）を示す図である。
【図２８】コンピューティング装置のフローチャートである。
【図２９】術後解剖学的構造の画像を示すＧＵＩの一部の図である。
【図３０】術後解剖学的構造の画像を示すＧＵＩの一部の図である。
【図３１】術後解剖学的構造の画像を示すＧＵＩの一部の図である。
【図３２】図３１のＧＵＩの一部の拡大図である。
【図３３】Ａ及びＢは、外転角と前傾角のデルタ測定の角度を示すための半球のカップインプラントの図である。
【図３４】コンピューティング装置のフローチャートである。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【発明を実施するための形態】
【００４１】
コンピュータ実装方法は、機能的な筋骨格運動学に基づいて、望ましいまたは理想的なインプラント位置を定義する目的で、外科医または他の利用者が手術を計画するのに役立つ。コンピュータ実装方法は、複数の機能的な医用画像にアクセスし、画像内の参照軸を定義し、複数の画像間の空間変換（spatial transformation）を決定し、その空間変換に従って各画像にインプラントの３Ｄモデルをレンダリングし、各画像に対応するレンダリングされた３Ｄモデルに基づいてオーバーレイすると共に、画像を表示できる。
【００４２】
機能的な医用画像は、患者の筋骨格領域の関心のある（注目すべき）異なるビューの少なくとも２の画像を含むことができる。例えば、前後（ＡＰ）ビュー（即ち画像の基準面は患者の冠状基準面に対応する）及び側面ビュー（即ち画像の基準面は患者の矢状方向面に対応する）である。機能的な医用画像は、患者の筋骨格領域の関心のある２の異なった機能肢位（例えば、立位および座位）にある少なくとも２の画像を含むことができる。
【００４３】
機能的医用画像は、筋骨格構造が視覚化され得る任意の様式の画像であっても良い。例えば、Ｘ線画像、ＣＴ（computed tomography）スキャン、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）スキャン、ＥＯＳスキャン（EOS Imagingフランス、パリ）などである。医用画像は、ＤＩＣＯＭ（登録商標、Digital Imaging and communications in Medicine)、又は他の任意のデジタルフォーマットでも良い。全ての画像は単一の様式の画像でも良く、又は、一部の画像は異なる様式の画像でも良い。
【００４４】
機能的な医用画像は、空間変換によって関連付けられる。２の画像間の空間変換は、関心のある筋骨格領域に対する画像基準フレームの姿勢の相対的な変化である。例えば、ある組織の純粋なＡＰビューの画像基準フレームと、同一の組織の純粋な側面ビューの画像基準フレームとは、各画像間の患者の長手方向を中心に９０°の回転した場合の空間変換を意味する。画像の様式、撮像装置および画像プロトコルを含む画像取得の方法は、空間変換に影響する。例えば、いくつかの撮像装置は、同時にかつ垂直方向に撮像する能力を提供する。この場合、空間変換は、撮像装置に基づいて定義されても良い。視差または他のタイプの歪みは、特定の画像の様式に固有で発生する。それぞれの空間変換は、そのような歪みの影響を考慮できる。
【００４５】
人工股関節全置換術（以下「ＴＨＡ」と略す）では、患者の機能的な筋骨格運動が、寛骨臼カップインプラント（the acetabular cup implant）の理想的な配列（調節）に影響を及ぼす可能性がある。特に、機能肢位間の矢状骨盤運動（またはその欠如）は、衝突（impingement）および／または脱臼の危険性を最小限にするために、寛骨臼カップをどのような向きにすべきかに影響を与える可能性がある。矢状方向面における骨盤の位置の変化は、異なる機能肢位（例えば、立位と座位）における２の側面のＸ線画像間の骨盤の向きの違いを定義することで測定できる。矢状方向面における骨盤位の変化は、骨盤傾斜の変化とも呼ばれる。通常の診断および計画の一部のＴＨＡでは、関心のある筋骨格領域（即ち骨盤および大腿骨近位部）の立位側面Ｘ線画像が用いられることがある。骨盤の他の機能的な画像も、放射線技師によって実行される定義されたＸ線プロトコルを介して得られる。このようなプロトコルでは、患者は、Ｘ線カセット（the x-ray cassette）と正確に位置合わせされ、罹患した股関節がカセットに近接し、且つ中心に位置することが要求される。固定された焦点距離のようなＸ線パラメータは、結果として得られるデジタル医用画像（例えば、Digital Imaging and Communications in Medicine:ＤＩＣＯＭ（登録商標：米国電気工業会の登録商標）フォーマット）に記録または注釈を付けることができる。骨盤および大腿骨近位部（および必要に応じて腰椎）を含め、関心のある筋骨格領域全体を画像化するために、標準フォーマットのＸ線画像が使用される。
【００４６】
ＴＨＡでは、術前の計画とテンプレート化および術後のインプラント位置確認のためにＡＰ骨盤ビューが標準とされる。例えば、コンピュータ実装方法を用いて、患者のＡＰ骨盤および２の機能的な画像（ＴＨＡの前後による）を取得できる。機能的な画像は、患者の骨盤部の立位側面ビュー及び座位側面ビューとすることができる。画像は表示用に提供される。ＡＰ骨盤は、立位ＡＰ骨盤でも良い。
【００４７】
画像取得時に、各画像間の空間変換が一部設定される場合がある。例えば、各Ｘ線画像において、カセットは、重力の方向（即ち、結果として生じる医用画像のｙ軸が重力の方向と平行である）に整列されても良い。画像取得時に空間変換の一部分を設定することで、全空間変換を判定するのに要求されるステップを少なくすることができる。
【００４８】
図３には、Ｘ線画像で示される解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義するために入力を受けるように構成されたグラフィカルユーザインターフェース（以下「ＧＵＩ」と略す）３００の一部が図示されている。立位ＡＰのＸ線画像３０２上の座標は、少なくとも一つの参照軸に設定するために定義されても良い。図３では、両側坐骨結節の最も下面の座標をユーザが識別し、コンピュータが受信できる（例えば、ユーザがマウス又はタッチスクリーンを用いて、ポイント３０４Ａおよびポイント３０４Ｂの両方をクリックする）。この場合、参照軸３０６は、（ＧＵＩにラベル付けされる必要はないが）「外転角基準」と表記される。これはＸ線画像のカップの傾きがこの軸に対して測定されるからである。他の目標（landmarks）は、本参照軸または他の任意の参照軸を定義するために使用することができ、参照軸はインプラント３０８の位置を記述するための関連の軸である。
【００４９】
立位側面Ｘ線画像上の座標は、少なくとも１の参照軸を設定するために定義される。図４には、Ｘ線画像４０２（立位側面Ｘ線画像）に示される解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から、座標を定義するために入力を受けるように構成されたＧＵＩ４００の一部が図示されている。図４では、前骨盤面（anterior pelvic plane：以下「ＡＰＰ」と略す）（即ち、上前腸骨棘（Anterior superior iliac spine：以下「ＡＳＩＳ」と略す）および恥骨結合）の座標がユーザによって識別され、コンピュータによって受信される（例えば、ユーザがマウス又はタッチスクリーンを用いて４０４Ａ及び４０４Ｂの両方をクリックする）。任意に、参照軸４０６と医用画像のｙ軸４０８（破線として示される）との間の角度４１０を計算して表示できる。この場合、参照軸は「前傾角基準」と表記される。これはカップの前傾角は、カップの面がこの軸に対して垂直である場合、ゼロであるためである。ＡＰＰは、一般的に使用される解剖学的な基準面であり、骨盤の基準面を表す。他の目標は、本参照軸または他の任意の参照軸を定義するために使用することができ、参照軸はインプラントの位置を記述するための関連の軸である。
【００５０】
立位骨盤基準線の位置を確立するために、筋骨格構造に関連する立位側面Ｘ線画像上の座標（即ち、骨盤）を定義できる。図５には、図４のＸ線画像４０２に示される解剖学的構造上の位置（図４のような立位側面Ｘ線画像）に関連する画面上の位置から、座標を定義する入力を受けるように構成されたＧＵＩ４００の一部が図示されている。図５では、Ｘ線画像が拡大（ズームイン）されている。図５における大腿骨頭５０２Ａの中心および仙骨終板５０２Ｂの中間点は、立位骨盤基準線位置を確立する。立位側面Ｘ線画像の同じ目標に対応する座位側面Ｘ線画像上の座標を定義し、座位骨盤位を定義する。
【００５１】
図６には、Ｘ線画像６０２（座位側面Ｘ線画像）に示される解剖学的構造上の位置に関連する画面上の位置から、座標を定義するために入力を受けるように構成されたＧＵＩ６００の一部が図示されている。図６において大腿骨頭６０２Ａの中心および仙骨終板６０２Ｂの中間点が再度定義される。コンピューティングユニットは、立位画像と側面画像の座標に基づいて骨盤傾斜角度の変化を計算する。この角度は、図６におけるΔＰＴ６０４のように表示できる。
【００５２】
ＧＵＩは、異なるビューからの同じ解剖学的構造の２以上のＸ線画像を同時に表示する表示装置を介して提供される。ＧＵＩは、Ｘ線画像のそれぞれに対する（例えば、オーバー）座標を定義するための入力を受信するように構成される。
【００５３】
図７，８は、ＧＵＩの他の特徴の中でも、解剖学上の位置に関連する画面上の位置から座標を定義するために入力を受けるようにＧＵＩが構成されている、同一の解剖学的構造の複数の画像（例えば、Ｘ線画像、ＭＲＩ、ＥＯＳまたは他の画像の様式）を同時に示すＧＵＩを示す。
【００５４】
より具体的には、図７は、３つのＸ線画像３０２，４０２及び６０２を同時に提示するためのＧＵＩ７００を示し、それぞれが、立位ＡＰビュー、立位側面ビュー及び座位側面ビューを含む。ＧＵＩ７００には、コントロール７０２を上端に沿って表示される。例えば、拡大縮小、コントラスト及び輝度等の表示特性の調整、ディスプレイ内の画像の調整またはスクロール、様々な座標の入力、左右の股関節（解剖学的構造）の選択、Ｘ線画像および手術の定義設定の選択を行う。
【００５５】
コンピューティングユニットは、３つの画像の間の空間変換を定義する。画像取得方法によってが空間変換についての既知の情報が提供される場合には、この既知の情報が計算に使用されることがある。既知の情報の例としては、以下のいずれかの組み合わせが挙げられる。
・ＡＰビューは、側面ビューに対して垂直
・ＡＰビュー又は側面ビューは、冠状面および／または矢状面の解剖学的基準面に合わせる
・重力の方向は、結果画像のｙ軸上に投影される
・撮像装置の投影および／または歪みモデル
【００５６】
空間変換の計算には、複数の画像の対応する共通の特徴が特定され、解決アルゴリズムに提供される画像位置合わせの技術を利用することができ、ここで、解決アルゴリズムは、３Ｄにおける回転および平行移動に基づいて空間変換を決定する。例えば、ＡＰ画像と側面骨盤Ｘ線画像との間の空間変換は、それぞれの画像（１つのＡＳＩＳ、恥骨、仙骨の下点等）上で少なくとも３対の対応する目標を定義することで計算できる。座標フレームは、各画像の目標に基づいて生成されることがあり、２つの座標フレーム間の変換は、両方の画像間の空間変換として計算されることがある。別の例では、２つの画像に共通するベクトルを、空間変換の計算に使用できる。
【００５７】
計算空間の変換は、本明細書に記載されたいずれかの方法の組合せを含み得る。
【００５８】
画像位置合わせは、関心のある解剖学的構造（例えば、骨盤）に関する３Ｄ情報を利用することがある。解剖学的構造に関する３Ｄ情報は、患者スキャン（例えば、ＣＴスキャンに由来する分割骨盤）に基づいても良い。３Ｄ情報は、一般的な患者のテンプレートに基づいても良く、必要に応じて、身長、体重、骨密度、性別、人種等の患者のパラメータに応じて修正される。３Ｄ情報は、２の画像間の空間変換を定義する最適化の計算における制約条件として使用され得る。
【００５９】
コンピューティングユニットは、インプラントの３Ｄモデル（例えば、寛骨臼カップ）に取得できる。インプラントモデルは、一般的なもの（例えば、寛骨臼カップを表す半球）でも良いし、市販の寛骨臼カップインプラントであって特定のデザインのもの（例えば、冠動脈疾患に基づくもの）でも良い。３Ｄモデルは、図７に示すように、３の画像のそれぞれにレンダリングされて表示される。インプラントは、各画像の筋骨格構造（骨盤等）に対する一貫した３Ｄ位置に基づき参照軸および／または空間変換および／または機能肢位の変化に応じて、各画像ごとにレンダリングされる。３Ｄモデルは、初めにレンダリングされ、最初の位置または初期設定の位置に表示される。ＴＨＡについては、臨床的に認められているセーフゾーン（safe zone：SZ）の中心である傾斜４０°、前傾１５°（図７の７０４，７０６）のカップが、初期設定となることがある（Lewinnek et al.全股関節置換術後の脱臼、The Journal of Joint and Bone Surgery(JBJ)1978; Kanawadeら。JBJS 2014; Bucklandら、立位から座位への姿勢移動に伴う寛骨臼コンポーネント角変化の予測可能性脊柱変形矯正による寛骨臼前傾の変化：股関節・脊椎外科医間のギャップの橋渡し、JBJS 2015を参照のこと）。
【００６０】
あるいは、カップの角度の初期設定は、衝突および／または脱臼の危険性を最小限に抑える（または機能的な患者運動を介して関節の安定性を最大限にする）ための計算の結果から求めることができる。例えば、衝突および／または脱臼の危険性を最小限にするための計算は、機能肢位データの変化（即ち骨盤傾斜角度の変化）を取得することができ、任意に、所望の股関節可動域等の他のデータを取得し、そして、初期設定として使用するカップ角度を計算できる。計算は、コンピュータ・シミュレーション又は脱臼及び／又は衝突のリスクと機能的カップ位置の変化とを相関させる臨床研究に基づくルックアップテーブルを含むことができる。既知のセーフゾーン内でカップの位置を移動させることにより、カップの初期位置を選択できる。カップの位置は、１又は複数の患者の特異的な属性に基づいてセーフゾーン内に移動させることができる。この移動はタイルと前傾の相関に基づいている可能性がある。図２４〜２６、２７Ａ及び２７Ｂを参照して後述するように、セーフゾーンの可視化（または複数）は、３の画像のうちの１以上に関するセーフゾーン（または複数のセーフゾーン）の位置を視覚的に示すようにレンダリングされ、表示され得る。代わりに、または追加的に、患者の性別、身長、体重、ボディマスインデックス、またはそれ以上に基づいて配列できる。
【００６１】
コンピューティングユニットは、カップの位置に対するリアルタイムの変化（即ち初期設定位置からの変化）に応答する。例えば、ユーザは、その位置を変更するために、３Ｄインプラントのレンダリングに関連する１又は複数のハンドル（コンピューティングユニットのためのマウス、トラックパッド、タッチスクリーン又は他の入力装置を用いて）をドラッグすることができる。別の方法では、測定値に対する制御は、測定値（前傾および傾斜）を変更するための入力（例えば、数値入力）を受信し、ＧＵＩにそのような測定値でカップインプラントを位置決めするよう指示できる。
【００６２】
図８には、図７の位置に対して位置が変化したカップインプラント３０８を示すＧＵＩ７００が図示される。Ｘ線画像の１つに関する制御を使用してカップインプラント３０８の位置を変更すると、筋骨格構造に対して一貫した３Ｄ位置を維持するために、全てのビューにおいて自動的に更新される。寛骨臼カップの位置の変化には、傾斜角と前傾角が含まれる。位置の変化は、任意に、並進位置および／またはレンダリングされたインプラントの大きさを含むことができる。あるいは、大きさ及び並進位置は、３の画像のそれぞれに対して独立に調整できる。インプラントの位置に加えられた変更は、ユーザが遅延に対して不満を抱く及び／又は混乱することがないように、リアルタイムでユーザの入力に応答することが好ましい。
【００６３】
図７，８には、「外転角」および「前傾角」と表示されたフィールドがあり、これは、レンダリングされたインプラントの位置をユーザが修正することに応じて更新され、及び／又はユーザが特定のカップ角度を入力することで修正することが可能であり、レンダリングはそれに応じて更新される。
【００６４】
図７，８において、コントロール７０２は、カップ角度のＸ線画像と手術画像とを切り替えるためのラジオボタン８００を有する。コンピュータ実装方法は、それぞれのカップ角度の定義（数学的用語では、これは、所与の３Ｄ回転を記述するために異なるオイラー角度のセットを使用することに相当する）に従って、傾斜および前傾の測定値を計算し、表示する。
【００６５】
直交性の観点からの２の立位Ｘ線画像の使用が記載されており、空間変換を定義する過程を単純化するのに有利である（図７，８においては直交性であり、解剖学的構造に関して共通の重力ベクトル（両画像の垂直方向のマージンと平行）を有するため）。重力のような共通のベクトルを共有することなく、異なるビューからの２のＸ線画像を使用しても良い。例えば、前立腺肥大症では、患者を仰臥位にして前後軸方向の骨盤Ｘ線撮影を行うことが多い。同様に、ＣＴスキャンは、典型的には、画像収集中に患者を仰臥位にする。異なるビューの画像間の空間変換は、共通の重力方向に依存することなく（即ち、前述のように、画像位置合わせの技術が空間変換を定義するために用いられる）、計算されても良い。コンピュータ実装方法は、空間変換を計算するための代替方法を提供することができ、一方の代替方法は、共通のベクトル（例えば、重力）を共有する２つの異なるビューに依存し、他方の代替方法は、画像位置合わせを介した解剖学的目標のマッチングに依存しない。コンピュータ実装方法は、与えられた画像の集合に対して使用する２の代替方法のうちのどちらを示すためにユーザ入力を受信できる。
【００６６】
３以上の画像の使用が考えられる。機能的な運動に関連した２以上の画像が使用されることがある。例えば、骨盤の座位および立位側面画像に加えて、屈曲座位ビュー及び／又はステップアップビュー（患者が「ステップアップ（踏み上げる）」ように対側下肢を挙上する）を提供できる。コンピュータ実装方法は、追加の機能的ビューを受信し、機能肢位パラメータの変化（例えば、骨盤傾斜の変化）を計算し、それぞれの空間的な関係を計算し、そして各ビュー上にそれに応じて３Ｄインプラントを表示する。また、非機能的ビューの追加の使用も考えられる。例えば、仰臥位ＡＰ股関節Ｘ線画像は臨床現場で一般的に使用されている。このビューと他のビューとの間の空間変換が計算され、３Ｄインプラントは空間変換に基づいてこの画像に描画される。別の実施形態では、機能的な画像とＣＴスキャンとの間の空間変換は、仰臥位冠状面、仰臥位横断および仰臥位矢状断像上での３Ｄインプラントのオーバーレイを可能にする。
【００６７】
本明細書に記載されるコンピュータ実装方法は、特定の外科のインプラントに対応する任意の３Ｄインプラントモデルを利用することができる。例えば、ＴＨＡでは、寛骨臼カップ３Ｄインプラントモデルの代わりに、又はそれに加えて、大腿骨プロテーゼの３Ｄインプラントモデル（一般的なモデル又は製造業者による特定のモデルのいずれか）を使用できる。大腿義足の場合、このインプラントに関連する筋骨格構造は大腿骨であり、大腿骨に関連する参照軸は、それぞれの医用画像で定義できる。その結果、Ｘ線画像（例えば、前方骨盤、立位側面Ｘ線画像および座位側面Ｘ線画像）上に大腿骨ステム及び寛骨臼カップインプラントの両方のレンダリングを設けることができる。大腿骨ステムのバージョンは、ＴＨＡ中に外科医によって制御可能であるため、重要な臨床パラメータである（一方、大腿骨ステムの屈曲および／または内反角度は、一般的に解剖学的構造によって実施される）。大腿骨ステムのバージョンは、大腿骨ステムの位置を表すパラメータ（寛骨臼カップインプラントの傾斜および前傾に類似）である場合がある。大腿骨ステムの位置は、３Ｄレンダリングに関連するハンドルをクリックすること及び／又は大腿骨ステム位置のためのフィールドに数値を手動で入力することによって、リアルタイムに更新できる。前述の寛骨臼インプラント位置と同様に、大腿骨に対する一貫した３Ｄ位置に基づいて、大腿骨ステムレンダリングの位置が各画像上でリアルタイムに更新される場合がある。
【００６８】
ＴＨＡでは、インプラントサイズを予測し、人工器官の予想される位置を定義するために、デジタルテンプレート化（インプラントサイズ決定と呼ばれる）が一般的に行われている。デジタルテンプレート化は、典型的にはＡＰ骨盤またはＡＰ股関節Ｘ線画像上で行われる。本明細書におけるコンピュータ実装方法は、外科医が手術前計画を実行するための単一のソフトウェアインターフェースを有するように、テンプレートモジュールを実装できる。あるいは、コンピュータ実装方法は、画像上でインプラントがどのように、またはどこにレンダリングされるかに影響を及ぼすために、テンプレート情報を受信できる。例えば、テンプレート情報は、インプラントサイズ、インプラント作製／モデル、画像のスケーリング因子、インプラントの並進位置を含むことができる。それぞれの画像上で３Ｄインプラントをレンダリングする場合、テンプレート情報との整合性を得るためにレンダリングされることがある（例えば、テンプレートとしての寛骨臼の人工器官の中心と大きさは、３Ｄモデルのレンダリングが画像内の同じ位置を中心とし、同じ大きさになるようにする）。
【００６９】
本明細書のコンピュータ実装方法は、手術前計画、手術後の検証またはその両方に使用できる。術前および術後の両方の画像が使用される場合、術前および術後の基準軸の変化および傾斜パラメータの変化を計算し、ユーザに提示するために提供できる（例えば、外科的処置の結果として機能的な動きの間の骨盤傾斜の変化がどのように変化したかを定量化するため）。
【００７０】
コンピュータ実装方法は、コンピューティング装置（時にはコンピューティングユニットとして参照される）を使用して実施できる。代表的ではあるが限定されない例としては、ノートパソコン、ＰＣ、ワークステーション、サーバー、タブレット及びスマートフォンが挙げられる。
【００７１】
図９は、本明細書の１又は複数の態様に従って、例えば本明細書に記載される方法の態様のいずれかを実施するコンピューティング装置を提供するための、本実施形態におけるコンピューティング装置（例えば９００）のブロック図である。コンピューティング装置９００は、１又は複数の処理装置９０２、１又は複数の入力装置９０４、表示装置９０６、１又は複数の通信ユニット９０８及び１又は複数の出力装置９１０を含む。コンピューティング装置９００はまた、医用画像モジュール９１４、インプラントモデルモジュール９１６、表示モジュール２１８及び通信モジュール９２０等の１以上のモジュール（例えば、ソフトウェア等）を保存する１又は複数の記憶装置９１２を含む。通信チャネル（例えば、９２２）は、通信的、物理的及び／又は動作的にかかわらず、構成要素間通信のために構成要素９０２〜９２０のそれぞれを結合できる。いくつかの例では、通信チャネル９２２は、システム・バス、ネットワーク接続、プロセス間通信データ構造、またはデータを通信する他の任意の方法を含むことができる。
【００７２】
１以上の処理装置９０２は、コンピューティング装置９００内で機能を実装し、及び／又は命令を実行できる。例えば、処理装置９０２は、図２に示すモジュールの機能を実行するために、記憶装置９１２から命令および／またはデータを受信するように構成しても良く、とりわけ、（例えば、オペレーティングシステム、他のアプリケーション等の）コンピューティング装置９００は、データ／情報を記憶装置９１２に格納しても良い）。コンピューティング装置９００は、それらがコンピューティング装置９００から近接して位置するか遠隔に位置するかにかかわらず、外部貯蔵装置（図示せず）に連結できる。例えば、遠隔記憶装置（図示せず）は、患者の画像を受信するために、装置または他のコンピューティング装置を介してアクセス可能であり得る。画像は、記憶装置９１２内または術前計画中または術後の再検討の間の使用のためのような外部装置内で、局所的にコピーされ、保存され得る。
【００７３】
１又は複数の通信ユニット９０８は、１以上のネットワーク上でネットワーク信号を送信および／または受信することによって、１以上のネットワーク（図示せず）を介して、サーバ（図示せず）等の外部装置と通信できる。通信ユニットは、無線通信および／または有線通信のための様々なアンテナ及び／又はネットワークインターフェースカード等を含むことができる。
【００７４】
入力および出力装置は、１又は複数のボタン、スイッチ、ポインティング装置、カメラ、キーボード、マイクロホン、１又は複数のセンサ（例えば、バイオメトリクス等）、スピーカー、ベル、１又は複数のライト等のいずれかを含むことができる。ユニバーサル・シリアル・バス又は他の通信チャネル（例えば９２２）を介して、１又は複数の同じものを結合できる。本実施形態では、コンピューティング装置９００は、表示装置９０６を含む。他の例では、コンピューティング装置は外部表示装置（図示せず）に結合される。もちろん、装置９００は、表示装置９０６を有していても良く、また、外部表示装置に結合されても良い。表示装置は、タッチスクリーン等を介してコンピューティング装置９００に入力を提供するように構成しても良い。
【００７５】
１又は複数の記憶装置９１２は、コンピューティング装置９００の作動中に処理するための指示および／またはデータを保存できる。１又は複数の記憶装置は、例えば短期記憶または長期記憶として、異なる形態および／または構成とすることができる。記憶装置９１２は、揮発性記憶としての情報の短期保存のために構成しても良く、これは、電源がオフされたときに、保存された内容物を保持しない。揮発性記憶の例としては、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）等がある。一部の例では、記憶装置９１２はまた、例えば、揮発性記憶よりも大量の情報を保存するため、及び／又は電源が抜けたときに情報を保持するために、そのような情報を長期間保存するために、１又は複数のコンピュータ読み取り可能な保存媒体を含む。非揮発性記憶例には、磁気硬質ディスク、光学ディスク、フロッピーディスク、フラッシュメモリ、又はＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）が含まれる。
【００７６】
医用画像モジュール９１４は、本明細書に記載されているように、様々な形態の医用画像を受信し、それと連携するように構成しても良い。例えば、様々な軸および変換などを決定し、そこからの画像データを表示モジュール９１８を介して表示するように準備するように構成できる。インプラントモデルモジュール９１６は、インプラントモデルデータを受信し、それと協働して、本明細書に記載されるように、入力装置の１又は複数からの入力を介してレンダリング及びレンダリングの移動または操作を可能にするように構成しても良い。表示モジュール９１８は、モジュール９１４及び９１６からの画像を表示できる。操作は、１つのモジュールが別のモジュールの機能性を補助できるように、図９のモジュール９１４〜９２０内に正確に収まらない可能性があることは理解される。追加のモジュールを記憶できる（図示せず）。
【００７７】
図１０は、コンピューティング装置９００によって実行されるコンピュータ実装方法の演算（operations）１０００を示すフローチャートである。１００２の操作（operations）では、例えば、立位ＡＰ画像、立位側面画像、および患者の筋骨格構造の座位側面画像などの解剖学的構造を示す複数の画像を取得し、表示する。１００４の操作では、様々な観点（例えば、それぞれ立位ＡＰ画像と立位側面画像）から２つのＸ線画像上のそれぞれの座標軸を入力として受信し、それぞれの座標軸に基づいて、それぞれのＸ線画像上の筋骨格構造の参照軸（例えば、立位ＡＰ画像と立位側面画像）を定義する。
【００７８】
１００６の操作では、それぞれの座標の傾き（例えば、立位側面画像と座位側面画像上のそれぞれの）を入力として受信し、それぞれの座標の傾きに基づいて筋骨格構造の傾斜パラメータ（立位ＡＰ画像と立位側面画像の間）の変化を決定する。
【００７９】
１００８の操作では、Ｘ線画像のペア間（例えば、異なるビューの画像のペアと同じ視点ではあるが、解剖学的構造の異なる位置を示す画像のペア間）の関連するそれぞれの空間変換を決定する。例えば、手術は、立位ＡＰ画像と立位側面画像との間の空間変換および立位側面画像と座位側面画像との間の空間変換を定義できる。
【００８０】
演算は、参照軸、空間変換と傾斜パラメータの変化を用いて、それぞれのＸ線画像に対して３Ｄインプラントをレンダリングし、オーバーレイする。例えば、１０１０の操作において、立位ＡＰ画像および立位側面画像のための３Ｄインプラントを、参照軸および立位ＡＰ画像と立位側面画像の間の空間変換に基づいて、参照軸に対して第１の位置にレンダリングし、オーバーレイする。１０１２の操作で、傾斜パラメータの変化および立位側面画像と座位側面画像との間の空間変換に基づいて、座位側面画像の第１の位置に３Ｄインプラントをレンダリングし、オーバーレイする。
【００８１】
演算は、インプラントを第２の位置に移動させ、例えばリアルタイムのように、Ｘ線画像のそれぞれにおけるインプラントの第２の位置へのレンダリングおよびオーバーレイを更新するための入力を受けることができる。１０１４の操作は、３Ｄインプラントの第２の位置を表す入力を受信し、１０１６の操作において、第２の位置内の３Ｄインプラントを、それぞれの空間変換および傾斜パラメータの変化を用いてレンダリングおよびオーバーレイし、立位ＡＰ画像、立位側面画像および座位側面画像のそれぞれをリアルタイムで更新する。
【００８２】
画像は、以下の様式：Ｘ線画像、ＣＴ、ＭＲＩ、ＥＯＳのいずれからでも良いことが理解される。コンピュータ実装方法は、傾斜パラメータの変化（および参照軸または他の測定のいずれか）を表示できる。空間変換の決定は、少なくとも部分的には受信した座標に基づいた計算の実行、受信した画像間の対応する共通特徴に基づいた計算の実行および既知の画像から収集した空間情報に基づいた計算の実行の１又は複数を含むことができる。
【００８３】
図１１は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算１１００のフローチャートである。１１０２の操作では、患者の筋骨格構造の少なくとも３の画像を取得し、表示する。ここでは、１対の画像は第１の位置の異なるビューであり、別の１対の画像は異なる機能肢位での同じビューである。１１０４の操作では、ユーザの入力に基づいて、少なくとも２の画像上の筋骨格構造の参照軸を定義する。１１０６の操作では、機能肢位間の患者の位置変化を表す位置変化パラメータである、異なった機能肢位における共通のビューの２の画像に基づいて、筋骨格構造の位置変化パラメータを定義する。１１０８の操作では、画像間の空間変換を定義する。１１１０の操作では、参照軸に対して、およびそれぞれの空間変換に応じて、それぞれの画像上の第１の位置に、各画像の３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイする。１１１２の操作は、第２の位置を表す入力を受信し、１１１４の操作では、少なくともほぼリアルタイムに、画像ごとのレンダリング及びオーバーレイを更新する。
【００８４】
（位置合わせ画像ビュー）
医用画像の複数の組合せは、コンピューティングシステム内で（即ち、コンピュータ実装方法に従って）位置合わせすることができ、座標系を横切るカップの視覚化の目的のため、及び異なるビューに関連する画像座標系の関係に関する情報を提供できる。これらの医用画像には、立位ＡＰ画像、立位側面画像、座位側面画像および仰臥位側面画像が含まれる。
【００８５】
（立位ＡＰから立位側面へ）
立位ＡＰ画像と立位側面画像とは、設計或いは仮定により位置合わせされることがある。コンピュータ実装方法は、両方の画像の垂直軸が平行であり、画像の水平軸が互いに９０度オフセットすると仮定する。これは、ＥＯＳイメージングシステム（https://www.eos-imaging.com/）で、または、従来のＸ線画像と画像収集中の念入りな患者の位置決めとで達成される。患者を９０°回転させたり、骨盤目標を使用したり、位置決め用のジグ（治具）を使用しても良い。
【００８６】
図１２Ａ，１２Ｂは、各画像における参照軸を示す２つのビューからの解剖学的構造のＥＯＳ画像１２００，１２０２である。両方のＥＯＳ画像１２００，１２０２において、垂直軸１２０４，１２０６は平行である。ＡＰ画像（ＥＯＳ画像１２００）の横軸１２０８は、側面画像の面に対して垂直であるものとし、側面画像（ＥＯＳ画像１２０２）の横軸１２１０は、ＡＰ画像の面に対して垂直であるものとする。
【００８７】
（立位側面から座位側面へ）
立位側面と座位画像を位置合わせするために、コンピュータ実装方法は、両方の側面画像の骨盤が画像の基準面内で回転しただけであり、両画像上で同一の骨盤目標を測定することによって測定できると仮定する。使用可能なこのような目標の１つに仙骨傾斜（仙骨上面の角度）がある。
【００８８】
図１３は、２の画像１３０１，１３０２を示すＧＵＩ１３００の一部である。それぞれの傾きを示す座標をマークする入力が受信されている。２つの画像１３００，１３０２の骨盤の仙骨傾斜を測定するために、丸いハンドルの対の間のより短い直線１３０４，１３０６（例えば、１３０４Ａ，１３０４Ｂ及び１３０６Ａ，１３０６Ｂ）を使用する。仙骨傾斜角の差は−５０度（後方回旋５０度）で表示される（１３０８）。
【００８９】
他の目標は、両方の画像で同じ基準線が使用されている限り、使用できる（例えば、股関節中心から手術用ＡＳＩＳ、或いは恥骨からＡＳＩＳ）。
【００９０】
（立位ＡＰから仰臥位ＡＰへ）
２つのＡＰ画像を位置合わせするために、コンピュータ実装方法の演算は、技法およびモデルの使用により、２つのＡＰＸ線画像間の骨盤の傾斜の変化を予測するために計算する。それぞれの画像上で、恥骨上端から坐骨横断線までの距離、骨盤出口径（pelvic outlet diameter：ＰＯＤ）など、いくつかの骨性目標が測定される。３Ｄモデル及び既知の骨盤傾斜を有する合成Ｘ線によって、これらの骨盤目標を用いて骨盤傾斜の変化をモデル化した。それと共に、ルックアップテーブル（例：ノモグラム（計算図表））は、母集団のデータを用いて定義した。
【００９１】
モデルは１の画像（画像の面に対する骨盤傾斜）について骨盤傾斜を算出する線形モデルであり、骨盤傾斜の違いを計算する。
【数１】
2020535925.tif 000001
【００９２】
ここで、ＰＳＴＩは恥骨（PUBIS）上端から坐骨横断線(trans  ischial  line:TI)までの線、ＰＯＤは骨盤出口径、ｍとｂとはモデルの係数であり、これは性別によって固有である。
【００９３】
このモデルを定義する１つの方法は、代表的なサンプルデータセット（例えば、代表的な人口統計学的な特性（性別、人種、年齢、ＢＭＩ）を有する統計学的に有意な量のＸ線画像）から、既知の（即ち測定された）モデルへの入力（例えばＰＳＴＩとＰＯＤ）と既知の（即ち、測定された）モデルからの出力（例えばＰＴ）との両方を収集することである。モデルへの既知の入力および出力の１対のリストを用いることで、任意の線形または非線形の最適化法によって、モデルのパラメータ（例えば、ｍ及びｂ）を定義することが可能である。ここで説明する例は、２の入力（ＰＳＴＩ及びＰＯＤ）と１の出力（ＰＴ）を持つ線形モデルだが、入力の数がこれよりも少ない又は多い非線形モデルでも良い。
【００９４】
該方法によって、骨盤傾斜（ＰＴＤ）の差（例えば１９°）がＧＵＩを介して表示される。
【００９５】
図１４には、２の画像１４０１，１４０２を示すＧＵＩ１４００の一部が示されており、両画像上で、恥骨上端から坐骨横断線１４０６までの線１４０４の長さが、骨盤出口径（線１４０８）によって測定およびスケーリングされる。この比率は、骨盤傾斜を測定するために開発されたモデルに組み込まれる。この例は、（ＧＵＩ要素１４１０において）前方方向に１９°の骨盤傾斜を示す。
【００９６】
他の目標を使用しても良い。例えば、"涙滴"（teardrop）線（図１４では図示せず）を、坐骨横断線および開発されたモデルの代わりに使用しても良い。
【００９７】
図１５は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算１５００のフローチャートである。
【００９８】
１５０２の操作では、骨盤を含む患者の筋骨格構造の第１のＡＰ画像および第２のＡＰ画像を取得し、表示する。ここでは、第１の画像と第２の画像は、異なった機能肢位で同じビューである。１５０４の操作では、入力として第１のＡＰ画像上に指定された目標の座標を受信する。１５０６の操作では、入力として第２のＡＰ画像上の指定された目標の座標を受信する。１５０８の操作では、傾斜パラメータへの係数マッピング座標のルックアップテーブルを、実装するコンピュータの機能を用いて第１および第２ＡＰ画像から受信した座標に基づいてＡＰ傾斜パラメータの変化を計算する。ここでルックアップテーブルは、代表的な母集団のデータを用いて生成する。１５１０の操作では、ＡＰ傾斜パラメータの変化を用いて、第１のＡＰ画像および第２のＡＰ画像を位置合わせし、ＧＵＩ内の１番目のＡＰ画像および２番目のＡＰ画像のそれぞれ上の同じ位置に物体をオーバーレイする。ＡＰ傾斜パラメータの変化を表示装置に表示する（１５１２の操作）。
【００９９】
コンピュータ実装方法は、更に、３Ｄインプラント（物体の一例）をレンダリングし、第１のＡＰ画像および第２のＡＰ画像のそれぞれについて、参照軸および傾斜パラメータの変化に基づいて、第１の位置にそれをオーバーレイしても良い。コンピュータ実装方法は、更に、第１の位置（例えば、参照軸に対する角度）を示す数値を表示しても良い。
【０１００】
３Ｄインプラントは寛骨臼カップでも良く、筋骨格構造は患者の骨盤でも良い。数値は、傾斜および前傾でも良く、ここで、傾斜は、内側−外側の参照軸に対して相対的であり、前傾は、それぞれのＸ線画像の面に対して相対的である。このコンピュータ実装方法では、第１のＡＰ画像は立位ＡＰ骨盤のＸ線画像でも良く、第２のＡＰ画像は仰臥位骨盤のＸ線画像でも良い。骨盤の指定された目標は、下側両側坐骨結節、恥骨結合、骨盤縁に沿った最外側点である。
【０１０１】
ＡＰ傾斜パラメータの計算は、男性と女性とで異なる母集団のデータに基づいても良く、その場合においては、患者の性別を示す入力を受信しても良い。
【０１０２】
ＡＰ傾斜パラメータに関するコンピュータ実装方法は、本明細書に記載される他のコンピュータ実装方法と併せて実施できる。例えば、一対の画像（例えば、同一位置の異なるビューを含む一対の画像、または異なる機能肢位の同じビューを含む一対の画像）の決定された参照軸を用いて空間変換を決定し、適用可能な場合には、その空間変換を用いて画像上に３Ｄインプラントをレンダリングして表示するように、コンピュータ実装方法を実施しても良い。
【０１０３】
（ＡＰＰに対する機能）
図１６Ａ〜１６Ｃは、画像１６０２を示すＧＵＩ１６００Ａ，１６００Ｂ及び１６００Ｃの一部の図であり、座標の入力を受信し、それから臨床的に関連のある値を定義する（例えば、計算する）ことを可能にする。図１６Ａ〜１６Ｃのそれぞれは、立位ＡＰ画像（画像１６０２）を示し、図１６Ａは、より広い部分を示し、図１６Ｂ〜１６Ｃは、説明を容易にするために、より狭い部分を示す。
【０１０４】
コンピュータ実装方法に従い、機能肢位（立位冠状）とＡＰＰ（一般的に受け入れられている骨盤基準フレーム）との間の位置合わせを計算するために、立位ＡＰ画像に水平基準１６０４Ａ、１６０４Ｂおよび１６０４Ｃ（外転角基準）を、立位側面画像に垂直基準（前傾角基準）を測定する（図１７参照）。
【０１０５】
水平基準は、臨床的に許容される目標の任意の数字とすることができる。坐骨間線、涙滴線、閉鎖孔底部の間の線、またはユーザが水平基準（ＨＲ）に適していると見なす他の任意の一組の目印とすることができる。異なった水平基準（１６０４Ａ，１６０４Ｂ及び１６０４Ｃ）の例を図１６Ａ〜１６Ｃに示し、ここで坐骨横断線を図１６Ａ（左）、閉鎖孔底部を図１６Ｂ（右上）、涙滴線を図１６Ｃ（右下）に示す。
【０１０６】
立位側面画像を含む画像１７０２を示すＧＵＩ１７００の一部を示す、図１７を参照すると、垂直基準１７０４は、恥骨結合からＡＳＩＳ点までの線である。ＡＳＩＳ点が重なっていない場合、ラインは２つのＡＳＩＳ点を二分できる。図１７に示すように、垂直基準線（ＶＲ）は恥骨（下の白い円）から示され、２つのＡＳＩＳ点（上の白い円）を二分している。立位冠状面に対する骨盤の測定された傾きは、表示要素１７０６に示されるように−１０．３度（骨盤後傾）である。
【０１０７】
（位置合わせビュー上のカップ視覚化）
全てのビューが位置合わせされている場合、カップインプラントの視覚的表示は、任意の画像又は全ての画像上で同時に表示することができ、全ての計測基準面で記録される。
【０１０８】
図１８は、他のＧＵＩの類似の機能および特徴を有し、４の画像１８０２，１８０４，１８０６及び１８０８の全てが存在し、カップオーバーレイ１８１０（ＣＩ）が視覚化される例を含む、ＧＵＩ１８００の一部の説明を示す。この場合、４の画像全てに視覚化されたもの（カップオーバーレイ１８１０）があり、それらは画像中にカップが存在したかのようにカップの形状を示す。また、立位冠状面（１８１２Ａ）、仰臥位冠状面基準フレーム（１８１２Ｂ）、ならびにＡＰＰ基準フレーム（１８１２Ａ）を含む、様々な臨床的に関連のある座標系で記録されている測定値１８１２Ａ及び１８１２Ｂもある。
【０１０９】
これら視覚化されたカップインプラント１８１０Ａ，１８１０Ｂ，１８１０Ｃ及び１８１０Ｄ、ならびに記録されている角度の測定値１８１２Ａ，１８１２Ｂが連結される。視覚化されたもの（即ち画像１８０２，１８０４，１８０６又は１８０８のいずれかのカップインプラント１８１０Ａ，１８１０Ｂ，１８１０Ｃ及び１８１０Ｄの１つの位置）のうちのいずれか１つを変更すると、記録された測定値と同様に、他の全ての視覚化されたものが調整される。視覚化されたカップインプラント１８１０Ｃが変更されると、視覚化されたカップインプラント１８１０Ａ，１８１０Ｂ及び１８１０Ｄが自動的に変更される。
【０１１０】
図１９は、カップインプラント１８１０Ａを示すＧＵＩ１８００の拡大された部分を示しており、入力を受信しそれに対する制御を選択または起動し（例えば、ＧＵＩ１８００内のカップインプラントを選択すること）、カップインプラントの位置を変更したものである。コンピュータ実装方法に従って、ＧＵＩは、画像ビューのいずれかにおけるカップオーバーレイＣＩが、それぞれの対象物上のハンドルを用いて調整（移動）できるように構成されている（図１９）。ハンドルを１の画像で使用することで、全ての画像のＣＩがそれに応じて動く。出来る限りリアルタイムに動作させることで、遅延やユーザの不満を避けることができる。カップインプラントは、サイズ（下部のハンドルＨ１（１９０２）により）、前傾（中央部のハンドルＨ２（１９０４）により）、または傾斜（上部のハンドルＨ３（１９０６）により）を調整できる。
【０１１１】
または、新たな値を測定値テキストボックスに入力して角度を変更することで、画像内のカップオーバーレイを調整（移動）することもできる。ＣＩの位置は、画像の位置合わせを使用して全ての画像で調整される。
【０１１２】
（異なる基準フレームにおけるカップ角度の複数の表示）
表示される全ての視覚化および測定値（例えば図１８）は、骨盤内の所定の方向に配列された単一のカップＣＩを表し、上述の位置合わせを用いて種々の座標系で表される。
【０１１３】
傾斜角度および前傾角度の測定値は、トグルスイッチ１８１４（左下）を使用して、２つの一般的な定義、即ちＸ線画像および手術画像を用いて記録できる。角度表現を変更しても視覚表現に影響はない。つまり定義を切り替えると、画面に表示される特定の測定値を表すテキストが変更されるが、視覚化は変更されない。（どちらの定義でも）特定の測定値を変更する入力は、医学的に認められた関係に従って視覚化を更新する。
【０１１４】
異なる画像ペイン１８１６Ａ，１８１６Ｂ，１８１６Ｃ及び１８１６Ｄにおいて、カップは、ユーザがカップを視覚的に位置合わせするのを助けるために、画像ペイン上への投影として視覚化される。ユーザはまた、カップ角度を使用して、適切なカップ位置を決定する。これらの角度は、立位冠状面、仰臥位冠状面、前骨盤面（ＡＰＰ）等の多数の基準フレームに従って計算できる。これらの測定値は、図１８の測定値テキストボックスに示されているように、全て同時に表示できる。
【０１１５】
（前傾横方向）
前傾（ＡＩ１８２０）は、側面画像に投影されたカップの長軸と、その画像の横方向のマージンとの角度である。ＡＩ１８２０の測定は、選択された角度測定値の定義に対して不変であり、現行のカップ（ＣＣ）の視覚化された位置を使用してのみ決定される。測定値は、図１８に表示要素１８２２で確認できる。種々の位置における前傾は、脱臼または脊柱の剛性などの種々の臨床的に重要な事項と相関することが示されている。
【０１１６】
図２０は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算２０００のフローチャートである。手術は、３の画像の中の３Ｄインプラントを同時にレンダリングし、オーバーレイする方法を提供できる。方法は、図１５で既に記載したようなＡＰ傾斜の変化を決定した後、または別の方法で実施できる。
【０１１７】
２００２の操作では、患者の筋骨格構造の第１の画像、第２の画像および第３の画像を取得し、表示する。第１の画像と第３の画像は第１の患者の位置における異なるビューであり、第１の画像、第２の画像、第３の画像を合わせて３の画像が定義される。２００４の操作では、ユーザの入力に基づいて、３の画像上の筋骨格構造の参照軸を定義する。２００６の操作では、参照軸に基づいて、最初の画像と３番目の画像との間の空間変換を決定する。２００８の操作では、参照軸に応答する３つの画像のそれぞれに、第１のインプラント位置の３Ｄインプラントをレンダリングし、オーバーレイする。ここで、第２の画像上へのオーバーレイは、よりＡＰ傾斜の変化に応じたものであり、第３の画像上へのオーバーレイは、より空間変換に応じたものである。
【０１１８】
演算２０００は、３Ｄインプラントを第２のインプラント位置にオーバーレイする入力を受信することと、ＡＰ傾斜および空間変換の変化に応じた３の画像において、それぞれ第２のインプラント位置における３Ｄインプラントのオーバーレイを更新することとを含むことができる。
【０１１９】
図２１は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算２１００のフローチャートである。かかる演算は、異なる基準面に関連する筋骨格構造の少なくとも３つの画像、例えば、立位冠状面、仰臥位冠状基準面、および前骨盤面を同時に表示する方法を提供できる。
【０１２０】
２１０２の操作では、患者の筋骨格構造の少なくとも３の画像を取得し、ＵＩで表示する。筋骨格構造は立位冠状面、仰臥位冠状基準面、および前骨盤面を含む異なる面と関連付けられている。２１０４の操作では、少なくとも３の画像のペア間のそれぞれの空間変換を生成するために、それぞれの面と、ＵＩを介して受信した入力によって定義された参照軸とに応じた少なくとも３の画像を共に位置合わせする。２１０６の操作において、３Ｄインプラントを、少なくとも３の画像上における異なる面の１の面に関連した外転角と前傾角の角度によって定義された第１のインプラント位置にレンダリングし、オーバーレイする。オーバーレイは、参照軸およびそれぞれの空間変換に更に応じたものとなる。２１０８の操作では、異なった面の他の面に関連した等価な外転角と前傾角の角度を決定する。２１１０の操作では、外転角と前傾角の角度の基準と等価な外転角と前傾角の角度が同時にリアルタイムでＵＩ内に表示される。
【０１２１】
コンピュータ実装方法の演算２１００は、さらに、ＵＩを介して入力を受けて、異なる基準面の１つに対して外転角と前傾角の角度によって定義される第２のインプラント位置に３Ｄインプラントを移動させること、第２のインプラント位置に従って少なくとも３の画像に３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすること、オーバーレイは、参照軸およびそれぞれの空間変換に更に応じたものであること、異なる面の他の面に関連した第２のインプラント位置の外転角と前傾角の角度を決定すること、及びＵＩにおける第２のインプラント位置の外転角と前傾角の角度の基準と等価な外転角と前傾角の角度を同時にリアルタイムで表示することを含むことができる。
【０１２２】
図２２は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算２２００のフローチャートである。演算２２００は、前傾の基準の定義（および任意に表示する）をコンピュータ実装方法を提供する。
【０１２３】
２２０２の操作では、患者の筋骨格構造の少なくとも２の画像を取得し、ＵＩで表示する。少なくとも２の画像は、１以上の側面ビューを含む。２２０４の操作では、少なくとも２の画像のペア間のそれぞれの空間変換を生成するために、それぞれの面と、ＵＩを介して受信した入力によって定義された参照軸とに応じた少なくとも２の画像を共に位置合わせする。２２０６の操作では、３Ｄインプラントを少なくとも２の画像上における第１のインプラント位置にレンダリング及びオーバーレイする。そのオーバーレイは参照軸およびそれぞれの空間変換に更に応じたものである。２２０８の操作では、１又は複数の側面ビューのそれぞれを決定し、３Ｄインプラントのそれぞれの前傾の基準を表示する。
【０１２４】
演算２２００は、さらに、ＵＩを介して入力を受けて、３Ｄインプラントを第２のインプラント位置に移動させることと、第２のインプラント位置に従って、３Ｄインプラントを少なくとも２の画像にレンダリング及びオーバーレイすることと、オーバーレイは参照軸およびそれぞれの空間変換に更に応じたものであることと、第２のインプラント位置のためのそれぞれの前傾の基準による１以上の側面ビューで決定し表示することとを含むことができる。
【０１２５】
（コンピュータタブレットとの統合）
本明細書のコンピュータ実装方法はいずれも、タブレット上のウェブブラウザを介して動作するように構成できる。タブレットにカメラを使用する等して、必要な画像をタブレットにアップロードできる。それぞれのＸ線画像を表示画面の画像を撮影し、識別できる。タブレットが完全に位置決めされていることを確認することは困難であるため、図２３に示すように、回転および歪みの誤差を補正することが可能である。
【０１２６】
この補正を達成する１つの方法は、手動選択、自動的な画像処理アルゴリズムによるもの、または両方の組合せによる４の画像の角を識別し、そして、これらの角を正方形（square）にすると共に、画像の端を表示装置の端と平行にするような変換をし、この変換を画像の一部またはすべての点に適用する。通常の技能を有する者は、歪みを取り除くことおよび類似の技術は既知であろう。
【０１２７】
（セーフゾーンの可視化）
本明細書中で簡単に述べたように、外科医はしばしばカップのいわゆる「セーフゾーン」を参照する。これは、術後脱臼を減少させる要因となりうるカップ角度の領域（３Ｄスペースを定義する）を指す。セーフゾーンは、一般に、傾斜／前傾対の角度、および許容可能な逸脱の範囲によって記述される。そのようなセーフゾーンの１つは、傾斜／前傾Ｘ線画像４０／２０度および±１０度である。種々の開業医等の教示に従い、異なったセーフゾーン及び／又は範囲が提案され得る。
【０１２８】
コンピュータ実装方法は、１つのセーフゾーンまたは複数のセーフゾーンに対してレンダリングされオーバーレイされた、セーフゾーンの表示要素のような視覚化を提供できる。図２４〜２６は、画像２４０２，２４０４及び２４０６上のセーフゾーンの可視化を示すＧＵＩ２４００の一部の図である。図２６は、画像２４０２及び２４０４のみを示す。図２４〜２６では、セーフゾーン２４０８Ａ，２４０８Ｂ及び２４０８Ｃは、表示画面上で色分けされ得る円弧の形態で、カップの位置がこの円弧の内側または外側であることを示す点線（例えば、カップ中心軸（ＣＡ）２４１０Ａ、２４１０Ｂおよび２４１０Ｃ）が、カップ面に垂直であるセーフゾーンの表示要素によって視覚化される。なお、図面には色は示されていない。また、点線ＣＰ  ２４１２Ａ、２４１２Ｂ及び２４１２Ｃは、カップ面を横切るカップ基準面を図示しても良い。図２４では、ＧＵＩ２４００は、立位ＡＰ／立位側面カップがセーフゾーンにあり、座位側面カップがセーフゾーンの外側にあることを示している。図２５では、座位側面カップがセーフゾーンの外側にあるとき、セーフゾーン２４０８Ｃを不透明として示す。
【０１２９】
セーフゾーンの表示要素は、それぞれの画像において異なる表示が可能である。各画像に対して、それぞれのセーフゾーンの表示要素は、それぞれの表示特性を有することがある。これらの特性の少なくとも１つは、（特定のイメージに対して）３Ｄインプラントが特定のイメージのセーフゾーンにあるかどうかによって選択される。例えば、特性は色である。円弧のカラーは、カップがいつセーフゾーン内にあるかを示すために使用されることがある（例えば、セーフゾーンの内部については緑色、セーフゾーンの外部については赤色）。図２４では、座位側面図（画像２４０６に対する）のセーフゾーンは、色彩で見たときに赤色であり、強調するために点線の白い輪郭で強調されて、カップがセーフゾーン２４０８Ｃの外側（なし）であることを示す。セーフゾーンの他の視覚化特性（表示特性）は、セーフゾーンの円弧またはその境界を内側から外側への指示から区別するために、状態の変化（明滅または光の強さ、色の変化）等を使用できる。
【０１３０】
内部と外部とを区別するために、異なるオーバーレイの形式が用いられることがある。３Ｄインプラントが内部にある場合は、円弧に対して少なくとも部分的に透明な色を使用し、外部にある場合は不透明を使用する（例えば、図２５の座位側面の画像（右端））、または統一した透明度を使用し、透明／不透明のストライプまたは部分を交互に使用する（例えば、警告バー、チェック付きフラグ（図示せず））等、異なるオーバーレイの形式を使用しても良い。
【０１３１】
代替として、またはこれに加え、可聴信号または触覚フィードバック（例えば、装置振動）が、出力装置を介して提供されても良い。あるいは、または加えて、カップの面に対して視覚化された正常な線を変化させて、カップがセーフゾーンの内側にあるか否かを示すことができる（例えば、色、明滅、ドット対無地（dotted vs. solid）など（図示せず））。
【０１３２】
コンピュータ実装方法は、少なくとも２の画像のそれぞれについて、参照軸に対して、およびそれぞれの空間変換に従って、少なくとも２の画像のそれぞれについて、３Ｄインプラントをレンダリングし、オーバーレイすることができ、そして、３の画像のそれぞれについて、３Ｄインプラントのための臨床的に許容される安全な位置範囲を示すセーフゾーンの表示要素を、レンダリング及びオーバーレイすることができる。
【０１３３】
セーフゾーンの表示要素は、画像のそれぞれに対する表示要素でも良い。それぞれの表示要素は、複数の画像における特定の画像に対して、それぞれ表示特性を有し、それぞれ表示特性は、３Ｄインプラントが特定の画像で臨床的に許容される安全な位置範囲の内側または外側に位置するかどうかの決定に基づいて選択される。
【０１３４】
カップの計画位置が調整されるにつれて（例えば、ＧＵＩ内のハンドルを使用すること、または測定値の入力フィールドを通して）、セーフゾーン及び／又はカップ軸線ＣＡの色調および／または他の視覚的な特徴が変化し、カップの角度に基づいて提供される他のフィードバック信号が変化することがある。これは、数値や範囲についての考慮ではなく、カップ位置に関してユーザに対して直感的な視覚（および／または聴覚など）フィードバックを与える。したがって、コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントの第２の位置を表す入力を受信し、レンダリングの第２の位置を表す入力を受信し、それに応じて３Ｄインプラントを第２の位置に更新するために、レンダリング及びオーバーレイを行い、少なくともほぼリアルタイムで、それぞれ少なくとも２の画像のそれぞれを更新できる。特定の画像について、第２の位置が特定の画像において臨床的に許容されている安全な位置の内側か外側かを定義できる。それに応じてそれぞれの表示特性を選択できる。そして、画像のそれぞれに対してそれぞれの表示要素をレンダリングし、オーバーレイできる。
【０１３５】
ここでのセーフゾーンは、立位ＡＰ画像（左端）上の水平基準（ＨＲ）２４１４線に対して、また骨盤の冠状基準面に対して（立位側面画像の垂直軸（中央）に対する線ＶＲ）、図２４〜２６の紫色で示されている。コンピュータ実装方法では、臨床的に許容される安全な位置範囲は、参照軸に対して少なくとも２つの角度と、それぞれの角度に対して関連する位置範囲に従って定義される。
【０１３６】
セーフゾーンは、球体の３Ｄの扇形（3D sector）（例えば、傾斜および前傾の角度および範囲に対して定義される）として画像化できる。この扇形は、図２７Ａに示される長方形のピラミッド形の扇形として定義することができ、ここで、扇形は、球体の水平赤道から、および垂直基準線から、始点および終点の２つのペアの角度で定義される。扇形は円錐形の扇形として定義でき、球体の垂直基準線および水平基準線に対して１対の角度があり、図２７Ｂに示すように、この示された角度のセットから離れた半径方向の距離を有する。
【０１３７】
その扇形の視覚化は、２Ｄビューへの投影として、望ましい形式またはフォーマットで描画できる。すでに述べたように、このような３つのビューが図２４，２５に示され、図２６には２つのビューが示される。３Ｄインプラントがセーフゾーンの内部にあるか外部にあるかに応じて、レンダリング及び表示するためのセーフゾーンの表示要素および／または軸線ＣＡの適切な形式またはフォーマット（表示特性）を決定できる。カップ面に対する正常な軸を表すカップからの点線は、視覚の補助としての各特定の２Ｄビューにおいて、それぞれの扇形の内部または外部で存在する。コンピュータ実装方法は、臨床的に許容される安全な位置に対して３Ｄインプラントを視覚化するのを補助するために、３Ｄインプラントから伸びる軸線をレンダリングし、オーバーレイすることができる。
【０１３８】
特定のセーフゾーン（即ち、３Ｄの扇形）は、それぞれの臨床的に重要な研究（例えば、上述のLewinnek et al.；等）によって定義されることもあれば、外科医によって個別に定義されることもある。ボタン又は他のＧＵＩインターフェース（図示せず）は、視覚化のために、または外科医または他の使用者によるゾーンの定義を可能にするために、それぞれの研究によって決定された所望のセーフゾーンの扇形を選択するために提供され得る。あるいは、複数のセーフゾーン（例：２つの臨床的に重要な情報源から得られたセーフゾーンを示す）を可視化することもできる（図示せず）。例えば、２つのゾーンの重なりは、第３の色（例えば、黄色で視覚化された第１のセーフゾーン、青色で視覚化された第２のセーフゾーン、および緑色で視覚化された全ての重なり（例えば、相加的な着色を介して））によって視覚化される。したがって、コンピュータ実装方法において、臨床的に許容される安全な位置範囲は、規定された標準に従って予め定義されるか、または受信した入力に従って選択的に定義される。コンピュータ実装方法は、定義された標準に従って予め定義された、または受信された入力に従って選択的に定義された、臨床的に許容される安全な位置範囲を選択するための入力の受信を含むことができる。
【０１３９】
図２８は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算２８００のフローチャートである。かかる演算は、多数の画像において、インプラントに対するセーフゾーンを視覚化するためのコンピュータ実装方法を提供できる。
【０１４０】
２８０２の操作では、患者の筋骨格構造の少なくとも２つの画像を取得し、表示する。ここでは、１対の画像が第１の位置の異なるビューであるか、または異なる機能肢位で同じビューである。２８０４の操作では、ユーザの入力に基づいて、少なくとも２の画像のうちの１つ上の筋骨格構造の参照軸を定義する。
【０１４１】
２８０６の操作で、参照軸に基づいて少なくとも２の画像間の空間変換を決定する。２８０８の操作において、少なくとも２の画像の一方の対が異なる機能肢位において同じビューである場合、筋骨格構造の位置変化パラメータを定義する。この位置変化パラメータは、異なる機能肢位間の患者の位置変化を表す。２８１０の操作で、参照軸に対して第１の位置に、空間変換および位置変化パラメータに応じて、それぞれの画像の３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイする。２８１２の操作で、３の画像のそれぞれについて、レンダリングおよびオーバーレイは、３Ｄインプラントのための臨床的に許容される安全な位置範囲を示すセーフゾーンの表示要素を示す。
【０１４２】
コンピュータ実装方法は、特定のセーフゾーンに対して、ボタン又は他のＧＵＩインターフェース（図示せず）を起動して、カップ軸がセーフゾーンの中央にあるようにカップを自動的に位置決めすることができる、２Ｄビューのそれぞれにおいて、センタリング機能を提供できる。「ベストフィット」となることもある。この問題は、多重ビューにおける結合最小化として記述でき、線形または非線形の最適化を用いて解くことができた。
【０１４３】
それぞれのセーフゾーンにおいてカップ位置を中心にすることができない（またはその他の方法で位置を決めることができない）場合には、初期設定カップ位置が定義される場所を支配するための固定規則（拘束条件）および／またはユーザが望ましい位置に調節するための制御が設けられることがある。従って、コンピュータ実装方法は、制御インターフェースを介して、入力を受信して、画像のそれぞれに対して臨床的に許容される安全な位置範囲内に３Ｄインプラントを自動的に位置決めすること、画像のそれぞれにおいて臨床的に許容される安全な位置に応答するセーフゾーン位置に３Ｄインプラントを位置決めすること、及び画像のそれぞれにおけるセーフゾーン位置に３Ｄインプラントをレンダリングしてオーバーレイすることを含むことができる。更に、３Ｄインプラントの位置決めは、画像のそれぞれに対するセーフゾーン位置に最も適合するものを定義することを含むことができる。コンピュータ実装方法は、複数の画像のそれぞれの画像に対して、３Ｄインプラントのセーフゾーン位置が臨床的に許容される安全な位置の内側か外側かに応じて、セーフゾーンの表示要素のレンダリング及びオーバーレイを更新できる。セーフゾーンの視覚化は、本明細書に記載される他の方法と共に実施できる。
【０１４４】
従って、以下を含む（安全域の視覚化のための）コンピュータ実装方法が提供される。患者の筋骨格構造の少なくとも２の画像を取得し、表示する。ここでは、１対の画像が異なる位置の異なるビューであるか、または異なる機能肢位の同じビューである。ユーザの入力に基づいて、少なくとも２の画像の少なくとも１の画像上で筋骨格構造の参照軸を定義する。参照軸に基づいて少なくとも２の画像間の空間変換を定義する。少なくとも２の画像の１対が異なる機能肢位で同一のビューである場合、筋骨格構造の位置変化パラメータであって、異なる機能肢位の間の患者の位置変化を表す位置変化パラメータを定義する。参照軸に対する第１の位置および空間変換および位置変化パラメータに応じて、それぞれ画像の３Ｄインプラントをレンダリングし、オーバーレイする。３の画像のそれぞれに対して、３Ｄインプラントのための臨床的に許容される安全域を示す表示要素をレンダリングし、オーバーレイする。
【０１４５】
セーフゾーンの表示要素は、画像のそれぞれに対する、それぞれの表示要素を含むことができ、それぞれの表示要素は、それぞれの表示特性を有し、画像の特定の画像に対して、３Ｄインプラントが特定の画像において臨床的に許容される安全な位置範囲内または外部に位置するかどうかの決定に基づいて、それぞれの表示特性の少なくとも１つを選択する。それぞれの表示特性は、色、パターン、透明度、形状の輪郭および点滅（強度レベル）および色変化を含む状態の変化を含んでも良い。コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントの第２の位置を表す入力を受信すること、画像を少なくともほぼリアルタイムでそれぞれ更新するために、第２の位置内の３Ｄインプラントを描画および重ね合わせること、個々の画像について、第２の位置が特定の画像において臨床的に許容される安全な位置の内側または外側にあるかどうかを定義すること、及びそれぞれの表示特性を適宜選択し、画像のそれぞれに対してそれぞれの表示要素をレンダリングしオーバーレイすることを含むことができる。
【０１４６】
コンピュータ実装方法は、第２の位置が臨床的に許容される安全な位置範囲外にあるときに、その決定（判断）に応じた聴覚的および／または触覚的なフィードバックを提供することを更に含むことができる。
【０１４７】
コンピュータ実装方法において、３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイは、３Ｄインプラントから伸びる軸線のレンダリング及びオーバーレイを含み、臨床的に許容される安全な位置範囲に対する３Ｄインプラントの視覚化を補助する。
【０１４８】
コンピュータ実装方法において、臨床的に許容される安全な位置範囲は、参照軸に対して少なくとも２つの角度および少なくとも２つの角度のそれぞれに対して関連する位置範囲に従って定義され得る。３Ｄインプラントは寛骨臼カップでも良く、少なくとも２つの角度は傾斜角と前傾角度である。
【０１４９】
コンピュータ実装方法において、臨床的に許容される安全な位置範囲は、定義された標準に従って予め定義されても良く、あるいは受信した入力に従って選択的に定義されても良い。コンピュータ実装方法は、さらに、定義された標準に従って予め定義された位置または受信された入力に従って選択的に定義された位置から臨床的に許容される安全範囲の間を選択するための入力を受信することを含むことができる。
【０１５０】
コンピュータ実装方法は、制御インターフェースを介して、少なくとも２の画像のそれぞれに対して臨床的に許容される安全な位置範囲内に３Ｄインプラントを自動的に位置決めする入力を受信すること、少なくとも２の画像のそれぞれにおいて臨床的に許容される安全な位置に応じたセーフゾーン位置に３Ｄインプラントを位置決めすること、及び少なくとも２の画像のそれぞれにおいてセーフゾーン位置に３Ｄインプラントをレンダリングしてオーバーレイすることを含むことができる。コンピュータ実装方法において、３Ｄインプラントの位置決めは、少なくとも２つの画像のそれぞれに対するセーフゾーン位置に最も適合するものを定義することを含むことができる。コンピュータ実装方法は、少なくとも２つの画像のそれぞれに対して、３Ｄインプラントのセーフゾーン位置が臨床的に許容される安全な位置の内側か外かに応じたセーフゾーン表示要素のレンダリング及びオーバーレイを更新することを含むことができる。
【０１５１】
コンピュータ実装方法において、少なくとも２の画像は、３の画像でも良く、３の画像のうちの１の組は第１の位置における異なるビューであり、３の画像のうちの他の組は異なる機能肢位の同じビューである。そして、前記の方法は、異なる機能肢位で同じビューを示す他の組に基づいて筋骨格構造の位置変化パラメータを定義することを含み、その位置変化パラメータは異なる機能肢位間の患者の位置変化を表す。そして他の組の間の空間変換を定義することが位置変化パラメータを利用する。
【０１５２】
コンピュータシステムは、セーフゾーンの視覚化のためのコンピュータ実装方法を実行するように構成しても良く、セーフゾーンの視覚化は、本明細書に記載される他の特徴および機能と組み合わせることができる。
【０１５３】
（再置換手術（Revision Surgery））
以下の説明は、既存の（第１の）インプラントを、新しい（第２の）インプラントに交換する再置換手術に関するものである。
【０１５４】
再ＴＨＡ中、外科医はカップを含む既存の股関節インプラントを新しい股関節インプラントに置き換えている。カップが安定している（しかし、磨耗、または誤った位置決めのために交換されている）症例では、カップの向きを既知の解剖学的基準面（例えば、ＡＰＰ、または仰臥位冠状基準面）と比較して測定できる。
【０１５５】
図２９〜３１は、術後解剖学的構造の画像２９０２を示すＧＵＩ２９００の一部の図である。図３２は、図３１の一部の拡大図である。ＧＵＩ２９００は、他のＧＵＩとして、入力を受信すること、参照軸を定義すること、画像を位置合わせすること、他の測定を定義すること、様々なオーバーレイを示すことなどができるように構成しても良い。ＧＵＩは、１以上の画像を表示できる。
【０１５６】
コンピュータ実装方法によれば、術前計画段階の間に、術前画像（例えば、Ｘ線画像または他の様式の画像）がコンピュータによって取得され、図２９に示されるように表示装置を介して表示され得る。図２９は、Ｘ線画像において患者の後方から見た左股関節における現在のカップ（ＣＣ）２９０４を示す。
【０１５７】
コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイしても良く、そして、定義された解剖学的軸または面（例えば、冠状面、前傾）からの角度（例えば、傾斜および前傾）に関して、３Ｄインプラントの位置を数値的に表示する。図３０は、様々なＧＵＩ要素をその上に重ねた立位ＡＰのＸ線画像を含む画像２９０２を示す。
【０１５８】
１のオーバーレイは３Ｄインプラント（第１のカップインプラントＣＩ１  ３０００）である。画像内の患者の対応するインプラント構造（例えば、立位ＡＰのＸ線画像内の現在のカップＣＣ  ２９０４）と位置合わせされた状態で、３ＤインプラントＣＩ１  ３０００をオーバーレイすることによって、軸に対する対応するインプラント構造（現在のカップＣＣ  ２９０４）の位置を、３Ｄインプラントの位置から定義できる。測定値は、数値表示（ＮＤ１  ３００２）のＧＵＩ要素のように表示される。ＧＵＩは、３Ｄインプラント（オーバーレイ）ＣＩ１  ３０００を移動させる３Ｄインプラントのオーバーレイのためのハンドルを提供し、対応するインプラント構造に合わせるか、またはそれ以外の方法でそれを移動させるように構成しても良い。図３０では、カラーで見ると、３ＤインプラントＣＩ１は青色であり、視覚的位置を示す（Ｘ線画像の現在のカップＣＣ  ２９０４上）。ＮＤ１  ３００２における測定値は、３ＤインプラントＣＩ１  ３０００の角度（即ち、現在の位置）を示す。カップＣＣ  ２９０４上にオーバーレイすると、これらの数値は、患者中の対応するインプラント構造の測定値を表す。外転角基準３００４（ＩＲ）（例：画像の軸）が確立され（例：終点を定義するために受信された入力）、表示される場合がある。
【０１５９】
傾斜および前傾の測定は、１つ以上の方法に従って行うことができる。例えば、コンピュータ実装方法は、ユーザが１つ以上の画像または２つ以上の位置合わせされた画像において、現在のカップＣＣ上に３Ｄインプラントを手動で適合させるために（例えば、位置および大きさ）、ハンドルを備えた３Ｄインプラントのオブジェクトを（本明細書の他の箇所に示されるように）、図３１に示されるように提供できる。異なるビュー（例：立位ＡＰおよび立位側面画像）から同じ機能肢位で作成された位置合わせ画像のうち２つである。表示の拡大縮小、画像の大きさ及び３Ｄインプラントの大きさの縮小を制御することで、ユーザが３Ｄインプラントを適合させるために適切な解像度を補助できる。より自動的な様式では、例えば、コンピュータ実装方法は、画像処理を用いて、１の画像または２つ以上の位置合わせされた画像における現在のカップＣＣの位置を定義することで、３Ｄインプラントのオブジェクトを現在のカップＣＣに自動的に適合させることができる。それは、エッジ検出を使用して、傾斜および前傾に関して定義されるカップ面および適用可能な姿勢を決定しても良い。自動的な方法と手動による方法を組み合わせたり、オプションとして提供したりすることがある。３Ｄインプラントは自動的に適合し、使用者は手動で適合を調整できる。
【０１６０】
コンピュータ実装方法は、修正ツールを呼び出すための入力を受信すための制御（例えば、ボタン、メニュー項目、音声起動制御）を提供しても良い。ＧＵＩは、図３１に示されるような、数値表示のための追加の表示要素（例えば、ＮＤ２  ３１００）を表示するように構成しても良い。追加の図形要素は、さらに記述されるような第２の測定セットを示すための第２の数値表示とできる。ＧＵＩは、基準カップ位置（スケールの風袋引きと同様）を設定するための入力を受けるために、風袋引きボタン（ＴＢ）３１０２（または他の制御インターフェース）を表示できる。風袋引きボタンが起動（選択）されると、３ＤインプラントＣＩ１  ３０００の現在位置（絶対角度４０°傾斜および２０°前傾）が保存される。視覚的には、３Ｄインプラントを表す更なる表示要素（例えば、第２の３ＤインプラントのオーバーレイＣＩ２  ３１０４）が、基準カップ位置に表示され、維持され得る。色で表示すると、ＣＩ２  ３１０４が栗色（えび茶色）で表示されることがある。図示しないが、ＣＩ２  ３１０４の表示をオンまたはオフにするための制御を提供できる。ＣＩ２は、色、線種、形状または他の外観の特性の違いにより、ＧＵＩにおけるＣＩ１と区別され得る。
【０１６１】
第１の３ＤインプラントのオーバーレイＣＩ１  ３０００の位置は、１つ以上のハンドル（Ｈ１  ３１０８Ａ，Ｈ２  ３１０８Ｂ及びＨ３  ３１０８Ｃ）を介して、または数値表示ＮＤ１  ３００２への入力を介して等により、第２の位置に移動されて、角度の一方または両方を調整できる。角度を調整する入力（基準データ）は、入力に応じて、患者イメージ２９０２上のディスプレイ内のＣＩ１  ３０００の位置を更新するためにＧＵＩを起動することがある（第２の位置内にそれをレンダリング及びオーバーレイするため）。数値表示への入力は、特定の角度の値（例えば、２２）または現在の数を上げるか下げるための制御入力（例えば、それぞれのプラス／マイナスまたは他の制御（図示せず）を介して１°を加えるか、または差し引くこと）を受信することを含むことができる。コンピュータ実装方法は、リアルタイムのような３Ｄインプラントの動き（例えば、ハンドルを介して）に応じて、現在の位置の表示（例えば、ＮＤ１  ３００２における）を更新できる。
【０１６２】
図３１は、カップ傾斜が１８度減少し、カップ前傾が７度増加した第２の位置のＣＩ１  ３０００を示す。数値表示ＮＤ１  ３００２及びＮＤ２  ３１００は、ＣＩ１  ３０００の絶対角度基準値（ＮＤ１  ３０００）と、風袋引きボタンＴＢを用いて、以前に保存した基準カップ位置に対するＣＩ１  ３０００のそのような測定値の変化またはデルタ測定値を提示することがある。従って、コンピュータ実装方法は、参照位置と第２の位置との間の差異を含むデルタ測定値を決定し、記憶し、このデルタ測定値を表示できる。
【０１６３】
図３１に示すように、ＧＵＩ２９００は、２つのオーバーレイ（参照位置（栗色）のＣＩ２  ３１０４対第２の位置（シアン）のＣＩ１  ３０００）を示すことによってカップ位置の変化の視覚的表示と、関連する座標系のカップ方向の番号の両方を提供する。
【０１６４】
現在では、再置換手術（コンピュータ実装方法により提供される）のための計画セッションの出力は、カップ位置の絶対的な標的ではなく「デルタ」標的(target)となっている。このようなデータは、メモリ（又は他の記憶装置）に保存され、かつ／又は他のコンピューティング装置等に通信されて、術中手術ナビゲーション又は位置確認システムを含む手術手順中に使用される。一例において、データは、マトリックスバーコード（例えばＱＲコード（登録商標））のように符号化され、表示装置またはプリントアウトを介してそのように通信される。
【０１６５】
この標的は、解剖学的参照軸のために使用される関連する解剖学的目標（例えば、冠状基準面、ＡＰＰ等）を測定する能力を有し、かつこの位置合わせに対する既存のインプラントの位置を、測定する能力を有する術中手術ナビゲーションシステムに伝達できる。手術ナビゲーションシステムの参照軸が計画ソフトウェアの参照軸と同じであり、測定の対象（即ち、患者）が同じである場合、通信されたターゲットは、手術ナビゲーションシステムによって受信されることができ、手術中測定と併せて、軟組織、誤探査、不正確な患者位置決めなどの要因から生じる可能性がある不一致など、参照軸の不一致による誤差を最小限に抑える手術中ターゲットを提供できる。
【０１６６】
それぞれの術中手術ナビゲーション又は位置確認システムと手術を補助する方法およびそれぞれの手術計画コンピュータシステムと方法における絶対的な測定が、それぞれの座標系に対して行われるので、そのような座標系は、関連する絶対的な測定のために整列されなければならない。しかし、絶対的な測定値の変化（即ち、計画と術中手術システムの両方における「デルタ」測定）を決定し利用することによって、２つの座標系の違いは打ち消される。計画システム及び方法におけるデルタ測定値と術中システムおよび術式における「デルタ」測定値との関係は、それぞれのアプリケーションの座標システム間の不一致の影響を受けにくい。
【０１６７】
「デルタ」標的は、解剖学的に関連した座標系、例えば、立位冠状面に対するＸ線画像の傾き／前傾の中で伝達されると上述されている。絶対的な測定の代わりに「デルタ」に依存することにより、計画ソフトウェアと手術ナビゲーションソフトウェアとの間の参照軸における小さな不一致は、最終的なインプラント位置決めに最小限の影響しか与えない。代わりに、標的は、既存のインプラント自体に対して参照座標系の中で表され、伝達され得るか、またはインプラントと解剖学的測定の組合せに対して表され得る。これは、インプラントが解剖学的目標よりも両方のソフトウェア／システムにおいてより正確に測定されるため、それぞれの計画ソフトウェアとナビゲーションソフトウェアにおける参照軸間のいかなる不一致も減少させることができる。
【０１６８】
１つの例では、寛骨臼インプラントの「デルタ」標的（半球として表される）を、２つの角度変化で表すことができる：即ち、既存のカップ正常ベクトルと標的カップ正常ベクトルとの間の角度を表すθ角度、および患者の横軸（ＴＡ）に対するこの変化の回転を表すファイ（φ）角度である。正常なベクトルは、それぞれのインプラントの顔面に対して相対的である。図３２Ａは、既存のインプラント及び計画されたインプラントのカップ半球３２００及び３２０２をそれぞれ表している。図３２Ａでは、既存のインプラントは、半球ＥＩ  ３２００（カップ面の外縁に破線を有する）として、正常線ＥＩＮＬ  ３２０６（破線で示す）で表され、計画されたインプラント３２０２は、正常線ＰＩＮＬ  ３２０８で半球ＰＩ  ３２０２として表される。図３２Ａは、シータ（θ）が、計画されたインプラントＰＩＮＬ  ３２０８の正常値と既存のカップＥＩＮＬ  ３２０６の正常値との間の絶対角度である方法を示す。
【０１６９】
図３２Ｂは、既存のカップ面（既存のカップ法線ベクトルＥＩＮＬ  ３２０６がリーダに向いている）に垂直な位置からの半球３２００および３２０４と同じカップを示し、ファイ（φ）は、両方がカップの面に投影されるときの、本体の赤色の横軸ＴＡ  ３２１０と、計画されたカップベクトルＰＩＮＬ  ３２０８との間の角度である。コンピュータ実装方法は、既存のインプラントに対するデルタ測定値を生成するように構成できる。図３０，３１に関して、３ＤインプラントＣＩ１  ３０００は、現在のカップＣＣ  ２９０４（既存のインプラント）上に重ねられる。参照位置は、風袋制御（風袋引きボタン）３１０２を起動することによってそのように定着される。参照位置に印を付けるために、第２の３ＤインプラントＣＩ２  ３１０４を重ねる。３ＤインプラントのオーバーレイＣＩ１  ３０００を予定の入力位置に移動させる（図３１参照）。値θおよびφは、参照位置と計画位置との間で、例えば、３Ｄインプラントの模型（カップ面およびそれに対する正常の基準面を定義するため）およびＸ線画像系の座標系におけるその２つの位置を用いて定義できる。これら２つの角度を定義することで、Ｘ線画像の座標系との関連を必要とせずに、既存のインプラントに対する計画インプラントの変化を定義する。
【０１７０】
図３０，３１には１つのＸ線画像のイメージのみが示されているが、本明細書の別の箇所に図示されているように、２の位置合わせされたビュー（又はそれ以上）が示されても良い。特定の観点（例えば、ハンドルを介した手動調節等による）におけるＣＩ１  ３０００の動きは、本明細書の他の箇所に記載されるように、それに応じて他の見解に反映され得る。ＣＩ２  ３１０４で表されるように、３Ｄインプラントおよび任意の保存元の位置を適切にレンダリング及びオーバーレイするために、適当な空間変換（複数）を決定しても良い。
【０１７１】
図３４は、コンピューティング装置９００のようなコンピューティング装置で実行される演算３４００のフローチャートである。演算３４００は、再置換手術のための術前計画法を提供する可能性がある。
【０１７２】
３４０２の操作では、患者の筋骨格構造の画像を取得して表示し、表示装置を介して画像を表示する。３４０４の操作では、筋骨格構造の参照軸（例えば、以前の計算から受信した入力または受信した入力から）を定義する。３４０６の操作では、画像上の第１の位置、参照軸に対して定義された第１の位置に３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイする。３４０８の操作では、３Ｄインプラントのための第２の位置を定義するための入力を受信する。これは、参照軸に対して定義された第２の位置である。３４１０の操作では、画像上の第２の位置に関連して３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイする。３４１２の操作では、第１の位置と第２の位置との差異を含むデルタ測定値を決定し、保存する。３４１４の操作では、表示装置を介してデルタ測定値を表示する。
【０１７３】
したがって、患者の筋骨格構造の画像に取得し、表示装置を介して画像を表示すること、筋骨格構造の参照軸を定義すること、画像上の第１の位置、参照軸に対して定義された第１の位置に３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすること、３Ｄインプラントの第２の位置を定義するための入力を受信すること、参照軸に対して定義された第２の位置であること、画像上の第２の位置に関連して３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすること、第１の位置と第２の位置との差異を含むデルタ測定を決定して保存すること、及び表示装置を介して表示のためのデルタ測定値を提供することを含むコンピュータ実装方法（例えば、再置換手術を計画するための）が提供される。
【０１７４】
コンピュータ実装方法は、記憶装置内の３Ｄインプラントの参照位置として第１の位置を記憶する入力を受信することを含むことができる。コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントを第２の位置内のオーバーレイとして区別するために、参照位置内の３Ｄインプラントを表す更なる表示要素をレンダリング及びオーバーレイすることを含むことができる。
【０１７５】
コンピュータ実装方法において、３Ｄインプラントは、画像中の患者の対応するインプラント構造とオーバーレイすることができ、ここで、第１の位置は、参照軸に対して対応するインプラント構造の測定を提供する。
【０１７６】
コンピュータ実装方法は、表示装置を介して、参照軸に対する３Ｄインプラントの現在位置を表示することを含むことができる。実施されるコンピュータは、３Ｄインプラントの動きに応じて現在位置の表示を更新することを含むことができる。
【０１７７】
コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントのハンドルを表示し、ハンドルを用いて画像上の３Ｄインプラントを移動させる入力を受信するためのＧＵＩを提供することを含むことができる。コンピュータ実装方法は、３Ｄインプラントのハンドルを介して第１の位置を定義する入力を受信することを含むことができる。入力は、画像内で見える患者のインプラント上の３Ｄインプラントの適合を定義できる。
【０１７８】
コンピュータ実装方法は、画像処理を用いて画像内で見える患者内のインプラントに３Ｄインプラントの適合を定義できる。
【０１７９】
コンピュータ実装方法は、参照軸に関する基準データを受信するためのＧＵＩを提供することと、その基準データに従って３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすること、とを含むことができる。
【０１８０】
コンピュータ実装方法では、筋骨格構造は股関節構造を含み、３Ｄインプラントはカップインプラントを含むことができる。
【０１８１】
コンピュータ実装方法では、第１の位置および第２の位置は、傾斜角および前傾角度に従って定義できる。
【０１８２】
コンピュータ実装方法は、術前計画システムを提供するように構成されたコンピュータ装置を用いて術前に実施することができ、前記方法は、手術操作を容易にするために術中手術システムを提供するように構成されたコンピュータ装置にデルタ測定値を通信することを含むことができる。
【０１８３】
コンピュータ実装方法では、画像は、術前に表示される術前画像または術中に表示される術中画像のいずれかを含んでも良い。
【０１８４】
コンピュータ実装方法は、第１の位置における３Ｄインプラント及び第２の位置における３Ｄインプラントによって表されるように、患者内に存在する既存のインプラントに対する角度としてデルタ測定値を決定することを含むことができる。
【０１８５】
コンピュータ実装方法は、更なる処理のためにデルタ測定値を通信することを含むことができる。更なる処理は、術中手術ナビゲーションシステムを用いて画像内の患者上の手術ナビゲーションでも良く、第１の位置は、術中手術ナビゲーションシステムによって測定される患者内のインプラントのための測定インプラント位置と同じでも良く、術中手術ナビゲーションシステムは、測定インプラント位置に対するインプラント位置への変化を測定するように構成されて良い。
【０１８６】
コンピュータ実装方法において、画像は、第１の画像を定義することができ、患者の筋骨格構造の第２の画像を取得し、第１の画像と共に表示装置を介して第２の画像を表示すること、第１の画像と第２の画像との間の空間変換を決定すること、第１の画像と第２の画像の両方に３Ｄインプラントを表示するために参照軸と空間変換に基づいて３Ｄインプラントを第２の画像上の第１の位置にレンダリング及びオーバーレイすること、及び第２の位置を定義する入力の受信に応じて、第２の画像上の第２の位置に関連して３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることを含むことができる。コンピュータ実装方法は、第１画像および第２画像のそれぞれに関するオーバーレイとして３Ｄインプラントと相互作用するハンドルを提供することを含み、３Ｄインプラントの第２の位置を定義するための入力は、第１画像および第２画像のいずれかに提供されるハンドルを介して入力を受信することを含むことができる。コンピュータ実装方法では、第１の画像と第２の画像は、同じ機能肢位の異なるビューを構成できる。
【０１８７】
（結論）
本明細書の方法は、術前または術中に実施できる。即ち、表示される画像は以下のいずれかを含むことができる。術前画像（例えば、術前に表示される手術前に生成される静止Ｘ線画像または他の画像または術中に表示される処置中に生成される画像（「術中画像」）、および術中に行われるデルタ測定値を定義する方法。本明細書に記載される計画は、手順中、例えば、手術室内での手順の開始前だけでなく、手術室内での計画を含み得る。
【０１８８】
さらに、または説明した任意のＧＵＩインターフェースオプション又は制御に代えて、音声によって作動する制御装置を設けることができる。
【０１８９】
コンピューティング装置の態様に加えて、コンピュータプログラム生成物（product）の態様が開示されており、ここでは、本明細書に格納された任意の態様を実行するようにコンピューティング装置を構成するために、命令が非一時的記憶装置（例えば、メモリー、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ディスク等）に格納されていることを、当業者は理解するであろう。
【０１９０】
実用的な実施は、本明細書に記載される特徴のいずれかまたは全てを含むことができる。これらおよび他の局面、特徴および種々の組合せは、機能、プログラムを実行するための方法、装置、システム、手段として、および他の方法で、本明細書に記載される特徴を組み合わせて表現できる。多くの実施形態が記載されている。それにもかかわらず、本明細書に記載されるプロセスおよび技術的思想および範囲から逸脱することなく、様々な改変を行うことができることは理解されるであろう。さらに、他のステップを提供することもできるし、ステップを記載された工程から排除することもできるし、他の成分を記載されたシステムに添加することも、除去することもできる。したがって、他の態様は特許請求の範囲の範囲内にある。
【０１９１】
本明細書の記載及びクレームを通して、語は「備える」及び「含む」並びにそれらの変異体は「限定されないが含む」を意味し、それらは他の構成要素、整数又はステップを除外することを意図していない（及び除外しない）。本明細書の記載及びクレーム全体を通して、「単一の」は、文脈上別途必要とされる場合を除き、複数を包含する。特に、不定冠詞が使用される場合は、本明細書は、その状況が他のことを要求していない限り、単数だけでなく複数も意図していると理解されたい。
【０１９２】
本発明の特徴、整数特性、化合物、特定の局面、実施形態または実施例と関連して記載された化学成分またはグループは、それと相容れない場合を除き、他のいかなる局面、実施形態または実施例にも適用可能であると理解されるべきである。本明細書に開示された全ての特徴（付随するクレーム、要約および図面を含む）および／または開示された任意の方法または方法のステップの全ては、そのような特徴および／またはステップの少なくとも一部が相互排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。本発明は、前述の実施例または実施例の詳細に限定されるものではない。本発明は、本明細書に開示された特徴（付随するクレーム、要約および図面を含む）の任意の新規なもの、または任意の新規な組合せ、または開示された任意の方法または方法のステップの任意の新規なもの、または任意の新規な組合せにまで及ぶ。
＜その他＞
＜手段＞
技術的思想１のコンピュータ実装方法は、立位ＡＰ画像、立位側面画像および患者の筋骨格構造の座位側面画像を取得および表示することと、前記立位ＡＰ画像上および前記立位側面画像上のそれぞれの座標軸を入力として受信し、それぞれの前記座標軸に基づいて前記立位ＡＰ画像および前記立位側面画像上の前記筋骨格構造における参照軸を定義することと、前記立位側面画像と前記座位側面画像とのそれぞれの座標の傾きを入力として受信し、それぞれの前記座標の傾きに基づいて前記立位ＡＰ画像と前記立位側面画像との間の前記筋骨格構造における傾斜パラメータの変化を決定することと、前記立位ＡＰ画像と前記立位側面画像との間の空間変換、および前記立位側面画像と前記座位側面画像との間の空間変換を決定することと、前記参照軸と、前記立位ＡＰ画像と前記立位側面画像との間の前記空間変換とに基づく、前記参照軸に関連した第１の位置における前記立位ＡＰ画像および前記立位側面画像のそれぞれの３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことと、前記傾斜パラメータの変化と、前記立位側面画像と前記座位側面画像との間の前記空間変換とに基づく、前記座位側面画像のための前記第１の位置における前記３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことと、前記３Ｄインプラントの第２の位置を表す入力を受信することと、それぞれの前記空間変換および前記傾斜パラメータの変化を用いて前記立位ＡＰ画像、前記立位側面画像および前記座位側面画像のそれぞれをリアルタイムで更新するために、前記第２の位置における前記３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことと、を備えている。
技術的思想２のコンピュータ実装方法は、技術的思想１記載のコンピュータ実装方法において、前記画像が、Ｘ線画像、ＣＴ、ＭＲＩ又はＥＯＳのいずれかによる様式の画像である。
技術的思想３のコンピュータ実装方法は、技術的思想１又は２に記載のコンピュータ実装方法において、前記傾斜パラメータの変化を表示することを更に備えている。
技術的思想４のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から３のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、少なくとも部分的には受信した前記座標に基づいた計算の実行、受信画像間の対応する共通の特徴に基づいた計算の実行および既知の画像から収集した空間情報に基づいた計算の実行のうちの１以上によって、前記空間変換を決定することを備えている。
技術的思想５のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から４のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記筋骨格構造が骨盤を含み、人工股関節全置換術（ＴＨＡ）を計画することを備えている。
技術的思想６のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から５のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記筋骨格構造は骨盤であり、前記３Ｄインプラントは寛骨臼カップであり、前記第１の位置が傾斜４０度および前傾１５度である。
技術的思想７のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から６のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記第１の位置が、少なくとも部分的には前記傾斜パラメータの変化に基づき、かつ機能的な患者の動きを通して安定性が最大となるように選択される。
技術的思想８のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から７のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、インプラントの大きさ及び所望の位置のうちの１又は複数を含むテンプレート情報を受信することと、受信したテンプレート情報の少なくとも一部に従って前記３Ｄインプラントをレンダリングすることと、を更に備えている。
技術的思想９のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から８のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントの現在位置を表す位置情報を表示することを更に備えている。
技術的思想１０のコンピュータ実装方法は、技術的思想９記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントは寛骨臼カップであり、前記位置情報は傾斜角および前傾角度である。
技術的思想１１のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から１０のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記立位ＡＰ画像、前記立位側面画像および前記座位側面画像のいずれかをオーバーレイとした前記３Ｄインプラントに関連する画像の操作と、数値の入力とのいずれか１以上に基づいて前記第２の位置を入力する。
技術的思想１２のコンピュータ実装方法は、技術的思想１１記載のコンピュータ実装方法において、前記画像の操作が、前記３Ｄインプラントのオーバーレイに関連するハンドルのクリック及びドラッグを含む。
技術的思想１３のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から１２のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントと関連付けられたレンダリングとに関する画像が、同時に表示するために提供される。
技術的思想１４のコンピュータ実装方法は、患者の筋骨格構造の少なくとも３の画像であって、１の組の画像は第１の位置における異なるビューであり、他の組の画像は異なる機能肢位における同じビューである画像を取得および表示することと、ユーザ入力に基づいて少なくとも２つの画像上の前記筋骨格構造の参照軸を定義することと、異なる機能肢位における共通のビューの２つの画像に基づく前記筋骨格構造の機能肢位間のパラメータであって、前記患者の前記機能肢位間の位置変化を表す位置変化パラメータを決定することと、前記画像間の空間変換を決定することと、前記参照軸に関連する第１の位置におけるそれぞれの画像への３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイであって、それぞれの前記空間変換に応じ、かつそれぞれの画像に３Ｄインプラントをレンダリングしたものをオーバーレイすることと、第２の位置を表す入力を受信することと、少なくともほぼリアルタイムに、各画像に応じたレンダリングとオーバーレイとを更新することと、を備えている。
技術的思想１５のコンピュータ実装方法は、異なる機能肢位における患者の筋骨格構造の第１のＡＰ画像および第２のＡＰ画像を取得および表示することと、前記第１のＡＰ画像上の指定された目標の座標を入力として受信することと、前記第２のＡＰ画像上の前記指定された目標の座標を入力として受信することと、前記第１のＡＰ画像および前記第２のＡＰ画像から受信した座標に基づいたＡＰ傾斜パラメータの変化であって、傾斜パラメータへの座標のマッピング係数の代表的な母集団のデータを用いて生成されたルックアップテーブルを実装する、コンピュータ機能によって計算されるＡＰ傾斜パラメータの変化を取得することと、前記ＡＰ傾斜パラメータの変化を用いて前記第１のＡＰ画像および第２のＡＰ画像を共に位置合わせし、前記第１のＡＰ画像および前記第２のＡＰ画像上の同じ位置に物体をオーバーレイすることと、を備えている。
技術的思想１６のコンピュータ実装方法は、技術的思想１５記載のコンピュータ実装方法において、前記第１のＡＰ画像および前記第２のＡＰ画像のそれぞれについて、参照軸および前記傾斜パラメータの変化に基づく第１の位置に、３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることを更に備えている。
技術的思想１７のコンピュータ実装方法は、技術的思想１５又は１６に記載のコンピュータ実装方法において、前記ＡＰ傾斜パラメータの変化及び前記第１の位置のいずれか一方または両方を示す数値を表示することを更に備えている。
技術的思想１８のコンピュータ実装方法は、技術的思想１６記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントが寛骨臼カップであり、前記筋骨格構造が患者の骨盤である。
技術的思想１９のコンピュータ実装方法は、技術的思想１８記載のコンピュータ実装方法において、前記第１の位置を示す数値を表示することを備え、前記数値が傾斜および前傾であり、前記傾斜が内側−外側の参照軸に対するものであり、前記前傾が各画像の面に対するものである。
技術的思想２０のコンピュータ実装方法は、技術的思想１５から１９のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記第１のＡＰ画像が立位ＡＰ骨盤のＸ線画像であり、前記第２のＡＰ画像が仰臥位骨盤のＸ線画像である。
技術的思想２１のコンピュータ実装方法は、技術的思想２０記載のコンピュータ実装方法において、前記骨盤の前記指定された目標が、下側両側坐骨結節、恥骨結合および骨盤縁に沿った最外側点である。
技術的思想２２のコンピュータ実装方法は、技術的思想１５から２１のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記ルックアップテーブルは、男性と女性とで異なる母集団のデータに基づくものであり、前記患者の性別を示す入力を受信することを備えている。
技術的思想２３のコンピュータ実装方法は、技術的思想１５及び１７から２２のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記患者の前記筋骨格構造の第３の画像を取得および表示することと、前記第１の画像と前記第３の画像とは、第１の前記患者の位置における異なるビューによる画像であり、前記第１の画像、前記第２の画像および前記第３の画像の３の画像を定義することと、ユーザの入力に基づいて前記３の画像上の前記筋骨格構造の参照軸を定義することと、前記参照軸に基づいて前記第１の画像と前記第３の画像との間の空間変換を決定することと、前記参照軸に応じた前記３の画像のそれぞれの第１のインプラント位置に３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることとを備え、前記第２の画像へのオーバーレイは、より前記ＡＰ傾斜パラメータの変化に応じたものであり、前記第３の画像へのオーバーレイは、より前記空間変換に応じたものである。
技術的思想２４のコンピュータ実装方法は、技術的思想２３記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントを第２のインプラント位置にオーバーレイするための入力を受信することと、前記ＡＰ傾斜の変化および前記空間変換に応じた前記３の画像において、前記第２のインプラント位置における前記３Ｄインプラントのオーバーレイを更新することと、を備えている。
技術的思想２５のコンピュータ実装方法は、ＵＩに、患者の筋骨格構造の少なくとも３の画像であって、立位冠状面、仰臥位冠状基準面および前骨盤面の異なる面に関連付けられた前記筋骨格構造の画像を取得および表示することと、少なくとも前記３の画像のペア間のそれぞれの空間変換を生成するために、それぞれの面と前記ＵＩを介して受信した入力によって定義された参照軸とに応じた少なくとも前記３の画像を共に位置合わせすることと、３Ｄインプラントを、少なくとも前記３の画像における前記異なる面の内の１の面に関連した傾斜および前傾の基準によって定義された第１のインプラント位置にレンダリング及びオーバーレイすることと、前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、前記異なる面の他の面に関連した等価な傾斜および前傾の基準を決定することと、前記傾斜および前傾の基準と前記等価な傾斜および前傾の基準とを同時にリアルタイムで前記ＵＩに表示することと、を備えている。
技術的思想２６のコンピュータ実装方法は、技術的思想２５記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントを前記異なる面の内の１の面に関連した傾斜および前傾の基準によって定義された第２のインプラント位置へ移動させるために、前記ＵＩを介して入力を受信することと、前記第２のインプラント位置に従って、前記３Ｄインプラントを少なくとも前記３の画像にレンダリング及びオーバーレイすることと、前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、前記異なる面の他の面に関連した前記第２のインプラント位置のための等価な傾斜および前傾の基準を決定することと、前記傾斜および前傾の基準と前記第２のインプラント位置のための等価な傾斜および前傾の基準とを同時にリアルタイムで前記ＵＩに表示することと、を備えている。
技術的思想２７のコンピュータ実装方法は、ＵＩに、患者の筋骨格構造の少なくとも２の画像であって、１以上の側面ビューを含む画像を取得および表示することと、少なくとも前記２の画像のペア間のそれぞれの空間変換を生成するために、それぞれの面と前記ＵＩを介して受信した入力によって定義された参照軸とに応じた少なくとも前記２の画像を共に位置合わせすることと、３Ｄインプラントを、少なくとも前記２の画像における第１のインプラント位置にレンダリング及びオーバーレイすることと、前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、前記３Ｄインプラントのためのそれぞれの前傾の基準による前記１以上の側面ビューを決定し表示することと、を備えている。
技術的思想２８のコンピュータ実装方法は、技術的思想２７記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントを第２のインプラント位置へ移動させるために、前記ＵＩを介して入力を受信することと、前記第２のインプラント位置に従って、前記３Ｄインプラントを少なくとも前記２の画像にレンダリング及びオーバーレイすることと、前記オーバーレイは、前記参照軸およびそれぞれの前記空間変換に更に応じたものであり、前記第２のインプラント位置のためのそれぞれの前傾の基準による前記１以上の側面ビューを決定し表示することと、を備えている。
技術的思想２９のコンピュータ実装方法は、患者の筋骨格構造の画像を取得し、表示装置を介して前記画像を表示することと、前記筋骨格構造の参照軸を定義することと、前記画像上における前記参照軸に関連して定義された第１の位置に３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることと、前記３Ｄインプラントのための前記参照軸に関連して定義された第２の位置を定義する入力を受信することと、前記画像上の前記第２の位置に関連した前記３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることと、前記第１の位置と前記第２の位置との間の差異によるデルタ測定値を決定及び記憶することと、前記表示装置を介して表示するために前記デルタ測定値を提供することと、を備えている。
技術的思想３０のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントの参照位置として前記第１の位置を記憶装置に記憶する入力を受信することを備えている。
技術的思想３１のコンピュータ実装方法は、技術的思想３０記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントを前記第２の位置内のオーバーレイとして区別するために、前記参照位置における３Ｄインプラントを表す更なる表示要素をレンダリング及びオーバーレイすることを備えている。
技術的思想３２のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９又は３０に記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントが、前記画像中の前記患者の対応するインプラント構造と調節されてオーバーレイされ、前記第１の位置が、前記参照軸に対して前記対応するインプラント構造の基準を提供する。
技術的思想３３のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から３２のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記表示装置を介して前記参照軸に対する前記３Ｄインプラントの現在位置を表示することを備えている。
技術的思想３４のコンピュータ実装方法は、技術的思想３３記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントの動きに応じて、前記現在位置の表示を更新することを備えている。
技術的思想３５のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から３４のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントのハンドルを表示し、そのハンドルを用いて前記画像上の前記３Ｄインプラントを移動させる入力を受信するためのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を提供することを備えている。
技術的思想３６のコンピュータ実装方法は、技術的思想２５記載のコンピュータ実装方法において、前記３Ｄインプラントのハンドルを介して前記第１の位置を定義する入力を受信することを備えている。
技術的思想３７のコンピュータ実装方法は、技術的思想２６記載のコンピュータ実装方法において、前記入力が、前記画像内に見える前記患者のインプラント上における前記３Ｄインプラントに対する適合を定義する。
技術的思想３８のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から３５のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、画像処理を用いて前記画像内に見える前記患者のインプラント上における前記３Ｄインプラントを適合させることを備えている。
技術的思想３９のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から３８のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記参照軸に関する基準データを受信するためのＧＵＩを提供し、前記基準データに従って前記３Ｄインプラントのレンダリング及びオーバーレイを行うことを備えている。
技術的思想４０のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から３９のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記筋骨格構造が股関節構造を含み、前記３Ｄインプラントがカップインプラントを含む。
技術的思想４１のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から４０のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記第１の位置および前記第２の位置が、傾斜角および前傾角度に従って定義される。
技術的思想４２のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から４１のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記方法が、術前計画システムを提供するように構成されたコンピュータ装置を用いて術前に実施され、かつ、前記方法が、手術操作を容易にするために術中手術システムを提供するように構成されたコンピュータ装置にデルタ測定値を通信することを備えている。
技術的思想４３のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から４２のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記画像が、術前に表示される術前画像または術中に表示される術中画像のいずれかを含む。
技術的思想４４のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から４３のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記第１の位置における前記３Ｄインプラント及び前記第２の位置における前記３Ｄインプラントによって表される前記患者内の存在するインプラントに対する角度変化として、前記デルタ測定値を決定することを備えている。
技術的思想４５のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から４４のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記デルタ測定値が更なる処理のために通信される。
技術的思想４６のコンピュータ実装方法は、技術的思想４５記載のコンピュータ実装方法において、前記更なる処理は、術中手術ナビゲーションシステムを用いた前記画像内の前記患者上の手術ナビゲーションであり、前記第１の位置は、前記術中手術ナビゲーションシステムによって測定される前記患者内のインプラントに対する測定インプラント位置と同じであり、前記術中手術ナビゲーションシステムが前記測定インプラント位置に対するインプラント位置の変化を測定するように構成されている。
技術的思想４７のコンピュータ実装方法は、技術的思想２９から４６のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記画像が第１の画像を定義することであって、前記患者の前記筋骨格構造の第２の画像を取得し、前記第１の画像と共に表示装置を介して前記第２の画像を表示することと、前記第１の画像と前記第２の画像との間の空間変換を決定することと、前記第１の画像と前記第２の画像の両方にそれぞれ前記３Ｄインプラントを表示するために、前記参照軸と前記空間変換に基づいた前記第２の画像上の前記第１の位置に、前記３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることと、前記第２の位置を定義するための入力の受信に応じて、前記第２の画像上の前記第２の位置に関連して前記３Ｄインプラントをレンダリング及びオーバーレイすることと、を備えている。
技術的思想４８のコンピュータ実装方法は、技術的思想４７記載のコンピュータ実装方法において、前記第１の画像および前記第２の画像のそれぞれに関するオーバーレイとして、前記３Ｄインプラントと相互作用するハンドルを提供することを備え、前記３Ｄインプラントの前記第２の位置を定義する入力が、前記第１の画像および前記第２の画像の一方に提供されるハンドルを介して受信することを備えている。
技術的思想４９のコンピュータ実装方法は、技術的思想４７又は４８に記載のコンピュータ実装方法において、前記第１の画像および前記第２の画像は、同一の機能肢位における異なる図形を含むものである。
技術的思想５０のコンピュータ実装方法は、技術的思想１から４９のいずれかに記載のコンピュータ実装方法において、前記画像が、Ｘ線画像または他の画像様式の画像を取得するカメラ入力装置（タブレットまたは他の計算装置）によって生成され、前記方法が、前記画像として使用される前記画像の歪みの除去を含む画像処理を実行することを備えている。
技術的思想５１のコンピュータシステムは、少なくとも１つの処理ユニットと、少なくとも１つの処理ユニットに結合されたメモリーとを備えるコンピュータシステムであって、少なくとも１つの処理ユニットによって実行されると、技術的思想１から５０のいずれかに記載のコンピュータ実装方法を実行するようにコンピュータシステムを構成する命令を記憶する。
技術的思想５２のコンピュータシステムは、技術的思想５１記載のコンピュータシステムにおいて、患者の前記筋骨格構造の画像が入力として提供される前記コンピュータシステムに連結された少なくとも１つの記憶装置に記憶される。
技術的思想５３のコンピュータシステムは、技術的思想５１又は５２に記載のコンピュータシステムにおいて、前記画像およびレンダリングを前記画像上にオーバーレイとして表示するために、表示装置が連結される。
技術的思想５４のコンピュータシステムは、技術的思想５１から５３のいずれかに記載のコンピュータシステムにおいて、ユーザの入力を受信するための１以上の入力装置を備えている。