(57)【要約】  人体又は動物体の欠損に応じて、補充すべきインプラントをインプラント材料から簡単なやり方で準備し、正確に適合できるようにするために、インプラント材料からインプラントを準備するための方法であって、このインプラントが人体内又は動物体内の欠損を補充すべく作用する方法において、欠損輪郭を有する前記欠損の欠損画像が前記方法により利用可能となり、前記欠損内又はその近傍に配置された第一較正部材が表示され、処理すべき前記インプラント材料上又はその近傍に第二較正部材が配置されてこの第二較正部材が前記第一較正部材に対応し、前記インプラント材料のリアルタイム画像が撮影されて表示装置上にリアルタイムで表示され、利用可能となった前記欠損画像が前記表示装置上に表示されて、前記第一較正部材と前記第二較正部材とが同一の形状及び大きさで互いに重ねて表示されるように前記欠損画像が前記リアルタイム画像上に重ね合わせられ、並びに、前記表示装置上で前記リアルタイム画像内に処理ツールが表示され、前記処理ツールが、前記表示装置上の前記欠損画像内に表示された前記欠損輪郭をたどるように前記インプラント材料上を移動する、方法が提案される。  更に、インプラント材料からインプラントを準備するための装置が提案される。
2009518061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプラント材料（５４）からインプラント（５８）を準備するための方法であって、前記インプラントが人体内又は動物体内の欠損（２０）を補充すべく作用する方法において、
欠損輪郭（３２）を有する前記欠損（２０）の欠損画像（３０）が利用可能とされ、かつ、前記欠損（２０）内又は近傍に配置された第一較正部材（２４）が前記画像内に表示されること、
処理されるべき前記インプラント材料（５４）上又は近傍に第二較正部材（５６）が配置され、かつ、前記第二較正部材が前記第一較正部材（２４）に対応すること、
前記インプラント材料（５４）のリアルタイム画像（４８）が撮影され、表示装置（４４）上にリアルタイムで表示されること、
利用可能とされた前記欠損画像（３０）が前記表示装置（４４）上に表示され、前記第一及び第二較正部材（２４，５６）が同一の形状及び大きさで互いに重ねて表示されるよう、該欠損画像が前記リアルタイム画像（４８）に重ね合わされること、及び
処理ツール（６６）が前記表示装置（４４）上の前記リアルタイム画像（４８）内に表示され、前記処理ツールが前記表示装置（４４）上の前記欠損画像（３０）内に表示された前記欠損輪郭（３２）をたどるよう、該処理ツールが前記インプラント材料（５４）上を動かされること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、略平坦なインプラント材料（５４）から領域インプラント（５８）が準備されることを特徴とする方法。
【請求項３】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、
第一光軸（５０）を有する第一画像生成装置（４６）が前記リアルタイム画像（４８）を撮影するために使用され、かつ、前記軸が、前記インプラント材料（５４）により規定される平面に対して第一画像角度にて配列されること、
欠損画像（３０）が利用可能とされ、かつ、前記画像が、第二光軸（１６）を有する第二画像生成装置（２６）を用いて撮影されていると共に、前記第二光軸（１６）が、前記欠損（２０）により規定される平面に対して第二画像角度にて配列されること、及び
前記第一画像角度が前記第二画像角度に応じて設定されること、
を特徴とする方法。  
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記第二光軸（１６）が、前記欠損（２０）により規定される前記平面に対して直角又は略直角にて配列されること、及び
前記第一光軸（５０）が、前記インプラント材料（５４）により規定される前記平面に対して直角又は略直角にて配列されること、
を特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の方法であって、欠損画像（３０）が利用可能とされ、かつ、前記画像が、前記欠損輪郭（３２）を被誘導型触診器具を用いて走査することにより撮影されていることを特徴とする方法。
【請求項６】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記リアルタイム画像（４８）が前記表示装置（４４）上にバックグラウンド画像として表示され、かつ、前記欠損画像（３０）がフォアグラウンド画像として表示されることを特徴とする方法。
【請求項７】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記欠損画像（３０）及び前記リアルタイム画像（４８）が、前記２つの表現を互いに動かし、該２つの表現の倍率を互いに変更することにより、前記表示装置（４４）上で合致されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記欠損画像（３０）が前記表示装置（４４）上に変更されずに表示されること、
前記第一較正部材（２４）及び前記第二較正部材（５６）が前記表示装置（４４）上で合致して表示されるよう、前記リアルタイム画像（４８）が前記欠損画像（３０）に対して動かされ、大きさが拡大又は縮小されること、
を特徴とする方法。
【請求項９】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、平坦な部材（２４、５６）が第一及び第二較正部材（２４，５６）としてそれぞれ使用されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、ディスク形部材（２４、５６）が使用されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、較正構造体（２４’、５６’）が第一及び第二較正部材（２４’、５６’）としてそれぞれ使用され、かつ、前記構造体が、互いに固定された幾何学的関係にある２つの較正要素（７６’、７４’）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、キャリア（７８’）を含む較正構造体（２４’、５６’）が使用され、かつ、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の較正要素（７６’、７４’）が前記キャリア上に配置されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項３〜１２のいずれか１項に記載の方法であって、デジタルビデオカメラ（４６）が第一画像生成装置（４６）として使用されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項３〜１３のいずれか１項に記載の方法であって、デジタルカメラ（２６）を用いて生成された欠損画像（３０）が使用されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項３〜１４のいずれか１項に記載の方法であって、
前記インプラント（５８）が準備される前に、前記欠損画像（３０）が前記第二画像生成装置（２６）を用いて撮影されること、及び
前記欠損画像（３０）が撮影される前に、前記第二較正部材（２４）が前記欠損（２０）内又は近傍に配置されること、
を特徴とする方法。  
【請求項１６】
請求項３〜１４のいずれか１項に記載の方法であって、
前記インプラント（５８）が準備される前に、前記欠損画像（３０）が前記第二画像生成装置（２６）を用いて撮影されること、
前記欠損画像（３０）が撮影された後に、前記第二較正部材（２４）が前記欠損（２０）内又は近傍で前記欠損画像に重ね合わされることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の方法であって、前記欠損画像（３０）を撮影するため、前記第二画像生成装置の光軸（１６）が前記欠損（２０）により規定される平面に対して直角又は略直角にて配列されるよう、前記第二画像生成装置（２６）が配列されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項３〜１７のいずれか１項に記載の方法であって、デジタルカメラ（２６）が第二画像生成装置（２６）として使用されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記欠損輪郭（３２）に対応する処理経路（７０）が、前記処理ツール（６６）を用いて前記インプラント材料（５４）上に描かれることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記インプラント材料（５４）上に前記処理経路（７０）を付けるためのマーキングペン（６６）が処理ツール（６６）として使用されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、準備されるべき前記インプラント（５８）が、前記処理ツール（６６）を用いて前記インプラント材料（５４）から切り取られることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、切削工具（６６）が処理ツール（６６）として使用されることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、レーザ又はメス（６６）が切削工具（６６）として、使用されることを特徴とする方法。
【請求項２４】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記方法を用いて、軟骨交換インプラント（５８）が軟骨交換インプラント材料（５４）から準備されることを特徴とする方法。
【請求項２５】
インプラント材料（５４）からインプラント（５８）を準備するための装置（３８）であって、前記インプラントが人体内又は動物体内の欠損（２０）を補充すべく作用する装置において、
欠損輪郭（３２）を有する前記欠損（２０）の欠損画像（３０）を前記装置（３８）に転送するための入力装置（３４）を含むこと、
前記欠損（２０）内又は近傍に配置された第一較正部材（２４、２４’）が前記欠損画像（３０）上に表示されること、
処理されるべき前記インプラント材料（５４）上又は近傍に配置された第二較正部材（５６、５６’）のリアルタイム画像（４８）を撮影するため、第一画像生成装置（４６）が設けられること、
前記第一較正部材（２４、２４’）が前記第二較正部材（５６、５６’）に対応すること、
前記リアルタイム画像（４８）及び前記欠損画像（３０）を表示して重ね合わせるため、表示装置（４４）が設けられること、
前記第一及び第二較正部材（２４、２４’；５６、５６’）が前記表示装置（４４）を用いて同一の形状及び大きさで互いに重ねて表示されるべく適合されるよう、前記装置（３８）が設計されること、及び
前記欠損画像（３０）内に表示された前記欠損輪郭（３２）に沿って移動可能な処理ツール（６６）が、前記表示装置（４４）を用いて同時にリアルタイムで表示されるべく適合されていること、
を特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の装置であって、
該装置（３８）がデータ処理装置（３６）を含むこと、
前記データ処理装置（３６）が、前記入力装置（３４）及び前記第一画像生成装置（４６）と相互作用するように設計されること、
を特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置であって、前記欠損画像（３０）及び／又は前記リアルタイム画像（４８）が大きさ及び位置において変更可能なように前記表示装置（４４）上に表示されるべく適合されるようにして、前記データ処理装置（３６）が設計されることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の装置であって、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の方法が、前記装置（３８）を用いて実行されるべく適合されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプラント材料からインプラントを準備するための方法であって、インプラントが人体内又は動物体内の欠損を補充すべく作用する方法に関する。更に、本発明は、インプラント材料からインプラントを準備するための装置であって、インプラントが人体内又は動物体内の欠損を補充すべく作用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
負傷から起こる軟骨欠損の治療には、例えば、欠損の形状及び大きさに正確に対応するインプラントが必要になる。この種のインプラントは、例えば、患者自身の身体から軟骨細胞を注入し得るキャリアを含む。例えば、独国実用新案第20 2005 005 085号には、冒頭で述べた種類の方法が記載されている。しかし、既知の方法を実施するには、ナビゲーションシステム（このナビゲーションシステムの助力を得て、被誘導型触診器具により治療されるべき欠損の欠損輪郭が決定される）が必要である。この方法は複雑であり、ナビゲーションシステムが利用可能でないと実行することができない。
【特許文献１】DE 20 2005 005 085 U1
【特許文献２】US 6,112,109 A
【特許文献３】JP 2003 126124 A
【特許文献４】US 2003/0055502 A1
【特許文献５】US 6,126,690 A
【特許文献６】DE 44 21 155 A1
【特許文献７】DE 199 01 668 A1
【特許文献８】DE 44 04 695 C2
【特許文献９】DE 39 33 459 A1
【特許文献１０】US 2004/0254584 A1
【特許文献１１】EP 0 160 797 A1（US 4,615,678）
【特許文献１２】EP 0 054 785 A1（US 4,575,805）
【特許文献１３】WO 2004/032780 A1（US 2005/0222574 A1）
【特許文献１４】EP 1 426 023 A1
【特許文献１５】US 2004/0153079 A1
【特許文献１６】WO 2004/030528 A1
【特許文献１７】WO 2005/077292 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の目的は、インプラント材料からインプラントを準備するための方法及び装置であって、前記インプラントが人体内又は動物体内の欠損を補充すべく作用する方法及び装置を、前記インプラントが前記欠損に正確に適合すべく簡単なやり方で準備され得るよう改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、本発明によれば、冒頭で述べた種類の方法において、次のようにすることで達成される。即ち、欠損輪郭を有する前記欠損の欠損画像が利用可能とされ、かつ、前記欠損内又は近傍に配置された第一較正部材が前記画像内に表示されること、処理されるべき前記インプラント材料上又は近傍に第二較正部材が配置され、かつ、前記第二較正部材が前記第一較正部材に対応すること、前記インプラント材料のリアルタイム画像が撮影され、表示装置上にリアルタイムで表示されること、利用可能とされた前記欠損画像が前記表示装置上に表示され、前記第一及び第二較正部材が同一の形状及び大きさで互いに重ねて表示されるよう、この欠損画像が前記リアルタイム画像に重ね合わされること、及び、処理ツールが前記表示装置上の前記リアルタイム画像内に表示され、前記処理ツールが前記表示装置上の前記欠損画像内に表示された前記欠損輪郭をたどるよう、この処理ツールが前記インプラント材料上を動かされること、である。
【０００５】
前記第一及び前記第二較正部材が同一の形状及び大きさで互いに重ねて表示されるよう、前記リアルタイム画像と前記欠損画像とを重ね合わされる結果、前記表示装置上に表示された前記欠損は、その形状と大きさの双方において、前記インプラント材料から準備されるべき前記インプラントに対応する。前記処理ツールが、前記表示装置上の前記欠損画像内に表示された前記欠損輪郭をたどるように前記インプラント材料上を動かされると、所望の前記インプラントを、正に前記欠損に対応する大きさと形状にて、前記インプラント材料から準備することができる。この方法の利点は特に、ナビゲーションシステムが一切不要であるという事実に見出すことができる。更に、前記欠損のリアルタイム画像も一切利用可能にする必要がない。このことは、前記方法が、手術室で実施されるる必要も、医者により実施される必要もないことを意味する。もっとも、前記リアルタイム画像を生成するための画像生成装置、並びに表示装置だけが必要とされ、これらの装置は容易に無菌区域に持ち込むことができることから、手術室において使用することにも大いに適している。他方で、プロジェクタ（これを用いると、処理されべき前記インプラント材料上に欠損輪郭を転送することができる）を前記無菌区域に持ち込む必要がない。較正部材は又、互いに対して固定された関係にある幾つかの部品から形成される較正構造体としても理解することができる。更に、前記第一較正部材は、仮想の較正部材、即ち、前記欠損画像上に重ね合わされる較正構造体とすることも、前記第二較正部材に対応する較正部材とすることもできる。
【０００６】
略平坦なインプラント材料から領域インプラントが準備されると有利である。このようにして、軟骨欠損や皮膚インプラント等を所望のやり方で準備することができる。従って、前記方法は、体内の欠損を補充するのに適したあらゆる種類のインプラントを準備することに適している。
【０００７】
次のようにすると有利である。即ち、第一光軸を有する第一画像生成装置が前記リアルタイム画像を撮影するために使用され、かつ、前記軸が、前記インプラント材料により規定される平面に対して第一画像角度にて配列されること、欠損画像が利用可能とされ、かつ、前記画像が、第二光軸を有する第二画像生成装置を用いて撮影されていると共に、前記第二光軸が、前記欠損により規定される平面に対して第二画像角度にて配列されること、及び、前記第一画像角度が前記第二画像角度に応じて設定されること、である。このようにして、前記欠損画像内の前記欠損だけでなく、前記リアルタイム画像内の前記インプラント材料も、前記表示装置上に同一角度にて確実に表示することができる。これにより、前記表示装置上の重ね合わされた前記２つの画像の表現における歪曲誤差が回避され、正確に準備されるべき前記インプラントは、前記欠損及び前記インプラント材料の表現が歪曲されていても、前記欠損を確実に補充する。
【０００８】
前記欠損と前記インプラント材料の双方を表現する際の歪曲を回避するため、次のようにすると好ましい。即ち、前記第二光軸が、前記欠損により規定される前記平面に対して直角又は略直角にて配列され、前記第一光軸が、前記インプラント材料により規定される前記平面に対して直角又は略直角にて配列されるようにする。
【０００９】
本発明に係る方法の好適な変形態様によれば、前記欠損輪郭を被誘導型触診器具を用いて走査することにより撮影された欠損画像が利用可能とされるようにしてもよい。このような欠損画像は、前記欠損輪郭自体を被誘導走査することにより生成されるため、スケールが既知であり、前記欠損及び前記欠損輪郭の寸法を即座に確認することがきるという利点を有する。更に、このような欠損画像は、仮想の較正構造体又は仮想の較正部材を前記欠損画像上に、つまり正しい縮尺で重ね合わせることができるという利点を有する。例えば、前記第一較正部材の形状及び大きさが既知である場合、前記第一較正部材に対応する第二較正部材を、前記欠損画像上へ直接、正しい縮尺で重ね合わせることができる。これにより、前記欠損内又は前記欠損上に実際の較正部材を配置すること、従って、人体又は動物体内へ異物を導入することが不要となる。
【００１０】
基本的に、前記欠損画像を前記表示装置上にバックグラウンド画像として表示することが考えられる。もっとも、前記リアルタイム画像をバックグラウンド画像として前記表示装置上に表示し、前記欠損画像をフォアグラウンド画像として表示すると有利である。いずれの場合にも、前記処理ツールの移動は、最適なやり方でたどることができる。
【００１１】
原則的に、前記欠損画像及び前記リアルタイム画像は、前記２つの較正部材が同一の大きさで表示されるよう、互いに対して大きさのみを修正することが考えられる。もっとも、前記欠損画像及び前記リアルタイム画像が、前記２つの表現を互いに動かし、これら２つの表現の倍率を互いに変更することにより、前記表示装置上で合致されると好ましい。この簡単な方法では、前記２つの較正部材は、それらが同一の大きさ及び同一の位置を有するかどうかが即座に認識可能となるよう、前記表示装置上で互いに重ねて表示することができる。これにより、追加の測定装置を使用する必要なく前記欠損の輪郭を前記インプラント材料上へ１:１で転送することができるよう、前記欠損画像のスケールを前記リアルタイム画像のスケールに対応させることが可能となる。
【００１２】
原則的に、前記欠損画像の大きさ及び位置を、前記２つの較正部材が互いに重ねて合致され得るように変更することが考えられる。もっとも、前記欠損画像が前記表示装置上に変更されずに表示され、前記第一較正部材及び前記第二較正部材が前記表示装置上で合致して表示されるよう、前記リアルタイム画像が前記欠損画像に対して動かされ、その大きさが拡大又は縮小されると有利である。利用可能となった前記欠損画像は修正をもはや必要としないのに対して、前記リアルタイム画像は、前記方法が実行されている際に直接撮影されることから、例えば、前記第一画像生成装置にて倍率を調節することによっても、又は前記インプラント材料に対するその位置を修正することによっても容易に修正できるので、この処置が特に簡単である。
【００１３】
準備されるべき前記インプラントが、前記欠損に正確に適合するよう作られないことを避けるため、平坦な部材が第一及び第二較正部材としてそれぞれ使用されると好ましい。これにより、前記表示装置上で前記２つの較正部材の表現を重ね合わせる際の如何なる歪曲も回避することができる。
【００１４】
ディスク形部材が使用されると好ましい。ディスク形部材は特に優先的な方向を有しないため、前記欠損画像と前記リアルタイム画像とを重ね合わせる際、単にこれらの画像を互いに対して直角に、二方向に動かし、倍率を調節することにより、前記２つの較正部材を前記表示装置上で合致して表示することができる。
【００１５】
較正構造体が第一及び第二較正部材としてそれぞれ使用され、この構造体が、互いに対して固定された幾何学的関係にある少なくとも２つの較正要素を含むと有利である。このことは、特に、次のような利点を有する。即ち、前記インプラント材料から前記インプラントを準備することを妨害し得るような、他方で、前記インプラント材料自体を損傷し得るような較正要素が、前記インプラント材料と直接接触し得ないように、又はその必要がないように、前記較正構造体を選択することができるという利点である。
【００１６】
前記方法の精度を増すため、キャリアを含む較正構造体が使用され、前記キャリア上に、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の較正部材が配置されると好ましい。特に、前記較正要素は、互いから相当距離を置いて配置することができ、これにより、前記欠損画像と前記リアルタイム画像とを重ね合わる際の精度を増すことができる。
【００１７】
デジタルビデオカメラが第一画像生成装置として使用されると、前記リアルタイム画像を特に容易に生成することができる。
【００１８】
前記欠損画像をデータ処理装置を用いて簡単なやり方で処理し得るようにするため、デジタルカメラを用いて生成される欠損画像が使用されると好ましい。これにより、前記欠損画像を前記表示装置上に直接表示し、この欠損画像を、追加のデジタル画像、例えば前記リアルタイム画像に重ね合わせることが可能となる。  
【００１９】
本発明に係る方法の好適な変形態様によれば、前記インプラントを準備する前に前記第二画像生成装置を用いて前記欠損画像を撮影し、前記欠損画像を撮影する前に前記欠損内又は近傍に前記第二較正部材を配置するようにしてもよい。このようにして、所望の前記インプラントを準備するために必要な所望の欠損画像を生成することができる。
【００２０】
較正部材を前記欠損の近くに動かす必要性を少しでも回避するため、前記インプラントを準備する前に前記第二画像生成装置を用いて前記欠損画像を撮影し、前記欠損画像を撮影した後に前記第二較正部材を前記欠損内又は近傍で前記欠損画像上へ重ね合わせると好ましい。従って、それは実際の第二較正部材ではなく、例えば較正構造体の形態でも使用される仮想の第二較正部材である。他方で、前記第二較正部材は前記第一較正部材に対応する。ここで、前記第二較正部材は、前記欠損画像の拡大スケールを考慮しつつ、前記欠損画像内の前記第一較正部材の表現に対応するよう、形状及び大きさが選択されて表示される。前記第二画像生成装置は、特に、被誘導型触診器具と合わさったナビゲーションシステムを含むことができ、この被誘導型触診器具を用いて、輪郭、即ち前記欠損の欠損輪郭を走査し保存することができる。このようにして確認されるデータは、欠損画像の形態で、例えば画面上に表示することができる。
【００２１】
前記欠損画像を撮影する際に生じる歪曲、及び前記欠損の歪曲は、第二画像生成装置の光軸が前記欠損により規定される平面に対して直角又は略直角にて配列されるよう、前記第二画像生成装置が欠損画像を撮影するために配列されると回避される。
【００２２】
第二画像生成装置としてデジタルカメラが使用されると有利である。このデジタルカメラは、例えば膝関節の関節鏡検査の範囲内における低侵入処置中であっても、特に人体又は動物体の内側からも欠損画像が撮影可能となるよう、例えば内視鏡に接続することができる。
【００２３】
前記欠損輪郭に対応する処理経路が前記処理ツールを用いて前記インプラント材料上に描かれると有利である。そうすると、前記欠損輪郭が前記インプラント材料上で認識可能となり、準備されるべき前記インプラントを、例えば切断により前記インプラント材料から分離することができる。
【００２４】
前記インプラント材料上に前記処理経路を付けるためのマーキングペンを処理ツールとして使用すると、前記欠損輪郭を前記インプラント材料に特に容易に転送することができる。マーキングペンを使用し、前記インプラントを損傷することなく前記インプラント上に輪郭を描くことができると好ましい。
【００２５】
これとは別に、準備されるべき前記インプラントが前記処理ツールを用いて前記インプラント材料から切り取られると有利である。従って、前記インプラント材料上に前記処理経路を付けることなく前記インプラントを準備することで、追加の方法ステップを省略することもできる。
【００２６】
処理ツールとして切削工具が使用されると好ましい。これにより、前記インプラントは何らの問題なく前記インプラント材料から分離することができる。
【００２７】
切削工具としてレーザ又はメスが使用されると好ましい。この種の切削工具は、インプラント材料からインプラントを分離するのに特に適している。
【００２８】
例えば膝関節内の軟骨欠損を所望のやり方で治療することができるよう、前記方法を用いて、軟骨交換インプラント材料から軟骨交換インプラントが準備されると好ましい。例えば、前記軟骨交換インプラント材料は、患者の身体から予め除去した後に研究室内で成長させた自己軟骨細胞が注入されるキャリア材料とすることができる。
【００２９】
冒頭で明記した目的は、本発明によれば、更に、次のような装置により達成される。即ち、冒頭で述べた類の装置であって、欠損輪郭を有する前記欠損の欠損画像を前記装置に転送するための入力装置を含み、前記欠損内又は近傍に配置された第一較正部材が前記欠損画像上に表示され、処理されるべき前記インプラント材料上又は近傍に配置された第二較正部材のリアルタイム画像を撮影するため、第一画像生成装置が設けられ、前記第一較正部材が前記第二較正部材に対応し、前記リアルタイム画像及び前記欠損画像を表示して重ね合わせるため、表示装置が設けられ、前記第一及び第二較正部材が前記表示装置を用いて同一の形状及び大きさで互いに重ねて表示され得るよう、前記装置が設計され、かつ、前記欠損画像内に表示された前記欠損輪郭に沿って移動可能な処理ツールが、前記表示装置を用いて同時にリアルタイムで表示され得るような装置である。
【００３０】
本発明に係る前記装置により、補充すべき前記欠損に適合するインプラントを、形状及び大きさを正確に準備できるように、ナビゲーションシステムを使わずにインプラント材料を処理することが可能である。
【００３１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記装置がデータ処理装置を含み、前記データ処理装置が、前記入力装置及び前記第一画像生成装置と相互作用すべく設計されるようにしてもよい。例えば、前記データ処理装置は、表示装置上、例えばモニタ上にデータを表示可能なコンピュータの形態で設計することができる。前記入力装置は、特に、データ記録媒体用の読み取り装置の形態、例えば、ＣＤドライブやメモリカード（デジタルカメラ等で使用されるもの）用のメモリカード読み取り装置の形態に設計することができる。或いは又、デジタルカメラから直接信号を読み込むため、前記データ処理装置上にデジタルポートの形態の前記入力装置を設けることも考えられる。
【００３２】
前記欠損画像及び／又は前記リアルタイム画像が大きさ及び位置において変更可能なように前記表示装置上に表示され得るよう、前記データ処理装置が設計されると有利である。例えば、前記データ処理装置は対応するソフトウェアを備えることができ、このソフトウェアを用いて、画像の大きさ及び位置を変更するために必要な画像処理を実行することができる。
【００３３】
上述した本発明に係る方法のうちの１つが、前記装置を用いて実行可能であると好ましい。
【００３４】
本発明をより詳細に説明するため、図面と併せて、発明の好適な実施形態を以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下では、上で説明した本発明に係る方法及び本発明に係る装置を、図１〜図４と併せて、好適な実施形態に基づきより詳細に説明する。
【００３６】
図１では、低侵入処置の範囲内で、つまり、関節鏡の処置の形態で、例えば、人体の膝関節１０において欠損画像がどのように撮影されるかを示している配置を概略的に示す。この目的で、好ましくは、いったん膝関節１０が広げられると、開放した膝関節１０へ内視鏡１２が導入され、細長くて光軸１６を規定する内視鏡１２の主軸１８の端部１４が関節軟骨２２の欠損２０の付近にもたらされる。欠損の画像を撮影する前に、欠損２０内に、平坦なディスク２４の形態の較正部材が置かれる。内視鏡１２の主軸１８の近位端には、デジタルカメラ２６の形態の画像生成装置を配置し、この画像生成装置を、主軸１８の光軸１６と配列させる。図示しない光導波路、又は図示しない光学装置のいずれかを主軸１８の内側に配置し、この光導波路又は光学装置によって、デジタルカメラ２６を用いて欠損２０の欠損画像３０を撮影することが可能となる。  
【００３７】
図２の左側に欠損画像３０を示す。この欠損画像は、欠損２０も、欠損２０内に配置されたディスク２４も示している。欠損輪郭３２、即ち、悪化した軟骨組織と健康な関節軟骨２２との間の境界線が容易に認識される。
【００３８】
デジタルカメラ２６の記憶装置２８、例えばメモリカードに欠損画像３０を保存し、このメモリカードを、データ処理装置を形成するコンピュータ３６のカード読取りスロット３４内へ挿入することができる。その後、保存した欠損画像３０を、このメモリカードからコンピュータ３６へ転送することができる。コンピュータ３６は、インプラント材料からインプラントを準備するために、全体的にみて参照符号３８で提供された処理装置の一部である。普通、コンピュータ３６は、キーボード４０とマウス４２とに接続されており、このキーボード及びマウスを介して、操作者はプログラムを開始し操作することができる。表示装置として役立つ画面４４も同様にコンピュータ３６に接続されており、欠損画像３０を表示すべく作用する。
【００３９】
更に、コンピュータ３６には、追加の画像生成装置としてデジタルビデオカメラ４６が接続されており、このデジタルビデオカメラを用いてリアルタイム画像を撮影し、このリアルタイム画像を、コンピュータ３６によって画面４４上に表示することができる。
【００４０】
欠損２０内へ挿入して、正確な適合によりこの欠損を補充し、従って損傷した軟骨組織を再生可能にするインプラントを準備するために、ビデオカメラ４６を、その光軸５０が、平坦なパン５２内に貯蔵されているインプラント材料５４により規定される平面に対して略直角になるように配列させる。インプラント材料５４上には、較正ディスク５６の形態の追加の較正部材が置かれる。較正ディスク５６とディスク２４とは、その直径もその高さも同一の設計である。図２の右側に見られるように、こうして生成されるリアルタイム画像４８が画面４４上に表示される。  
【００４１】
リアルタイム画像４８が撮影されている間、光軸５０は、欠損画像３０が撮影されている間の光軸１６と同じ角度で、即ち、欠損２０により規定される平面に対する光軸と同じやり方で、インプラント材料５４により規定される平面に対して配列されるということに注意が払われる。好ましくは、２つの光軸１６と５０は各々、インプラント材料５４に対しても、欠損２０に対しても、直角にて配列される。
【００４２】
ビデオカメラ４６を配置する間距離が考慮されないことから、ここでの距離はその距離にてビデオカメラがインプラント材料５４から位置決めされるものである、欠損画像３０及びリアルタイム画像４８の表現は、普通、それらの縮尺に関して一致していない。このことは、形状及び大きさが較正ディスク５６と同じディスク２４が、画面４４上で異なって、つまり図２に例示で示すように小さめに表示されるということによって示されている。  
【００４３】
図３の左側に示すように、欠損画像３０及びリアルタイム画像４８を画面４４上で重ね合わせると、ディスク２４及び較正ディスク５６は位置も大きさも一致していない。原則的に、リアルタイム画像４８又は欠損画像３０が、画面４４上のフォアグラウンドに表示されるのか、又はバックグラウンドに表示されるのかは少しも重要でない。  
【００４４】
形状及び大きさが欠損２０に対応するインプラント５８を準備するために、欠損画像３０及びリアルタイム画像４８は、つまり、少なくともディスク２４の大きさが較正ディスク５６の大きさに対応するように、相互に調節しなければならない。これらのディスクは、必ずしも重ねる必要はない。一方で、このことは、ディスク２４及び較正ディスク５６が合致するという点で、特に簡単なやり方で達成することができる。このことは、図３において矢印６０で象徴的に示す調節処置によって実行される。例えば、リアルタイム画像４８は相互に対して直角にて２方向へ移動することができるので、この変位６２の結果として、ディスク２４は、画面４４上で較正ディスク５６上に、それらのディスクの中心点が相互の上に設置されるように重ね合わせられる。更に、画面４４上でリアルタイム画像４８の表現の倍率６４を修正する結果として、較正ディスク５６の大きさを、これがディスク２４の大きさに対応するように修正することができる。ディスク２４と較正ディスク５６とにより形成される円周が画面４４上で１つのみ見られるようになれば調節処置６０は完了する。調節処置６０の結果として、画面４４上に、欠損２０と同じスケールでインプラント材料５４が表示される。  
【００４５】
図３に示すように、画面４４上でリアルタイム画像４８及び欠損画像３０の表現が最適化される結果として、インプラント材料５４からインプラント５８を準備する用意がもう全てできている。この目的で、処理ツール６６、例えばマーキングペン又はメスを使用する。マーキングペンを使用する場合、このマーキングペンは、画面４４上のリアルタイム画像４８内の処理ツール６６の表現が欠損輪郭３２をたどるように、マーキングペンの先端８６がインプラント材料５４上を移動する。従って、インプラント材料５４上に、形状及び大きさが欠損輪郭３２に対応する移動経路７０が描かれる。この目的で、操作者は、単に画面４４を見ることで欠損輪郭３２を辿りながらインプラント材料５４上で処理ツール６６の先端６８を移動させるように、インプラント材料５４上で処理ツール６６を移動させることができる。又は別法として、或る装置を提供し、この装置が、インプラント材料５４上で処理ツール６６を移動させ、この装置の移動が、リアルタイム画像４８内で処理ツール６６の位置の関数として制御されて調節され、つまり、処理ツール６６が常に欠損輪郭３２をたどるようにすることもできよう。その場合、インプラント材料５４からインプラント５８を完全に自動的に準備することが可能である。
【００４６】
既に言及したように、処理ツール６６は、切削工具、例えば外科用メスの形態にして設計することもできるので、操作者、又は相応に好適な装置は、説明したやり方で、インプラント材料５４からインプラント５８を直接分離することができる。  
【００４７】
説明した方法は、必ずしも手術室で実施する必要がないことから、誰でも実施することができる。欠損画像３０が利用可能となった場合、インプラント５８は、任意の場所にあるインプラント材料５４から準備することができる。  
【００４８】
別法として、調節処置６０は、リアルタイム画像４８を画面４４上で修正せずに表示し、その間、変位と倍率の調節とにより、欠損画像３０をリアルタイム画像上に重ね合わせ、その後、ディスク２４及び較正ディスク５６を互いに重ねて合致して表示させるように実行することができる。  
【００４９】
以下、上述した方法と比較して多少修正した、本発明に係る方法の第二の変形態様を、図５と併せて、本発明に係る装置の第二実施形態を用いてより詳細に説明する。
【００５０】
本発明に係る方法の第二の変形態様は、欠損画像を撮影するために、欠損２０内に較正部材も較正構造体も置かれないという点で、上で説明した変形態様と相違している。代わりに、欠損画像３０を撮影した後、又はインプラント材料５４の処理中に、仮想の較正構造体２４’の形態の較正部材を欠損画像３０上へ直接重ね合わせる。本事例において、較正構造体２４’は、正方形内に配置された４つの中実点を含む。第二較正部材を成す較正ディスク５６の代わりに、正方形のフレーム７８’により形成された実際の較正構造体５６’を使用し、この実際の較正構造体からは、４つの同一の較正ディスク７４’が、フレーム７８’により規定される平面から突出させてある。フレーム７８’の辺長７２’は所定値、例えば１０ｃｍの長さを有する。  
【００５１】
仮想の較正構造体２４’は、正方形の構造体の形状に配置された４つの仮想の較正ディスク７６’が見えることになって、欠損２０に関する表示されたそれらの較正ディスクの距離が辺長７２’に対応するように、欠損画像３０の既知の解像度及び既知のスケーリングで、この欠損画像上へ重ね合わせられる。欠損画像３０の倍率は、リアルタイム画像４８の倍率に必ずしも一致させる必要がないことから、欠損画像３０上で重ね合わせられた較正構造体２４’の実際の大きさが、リアルタイム画像４８内に表示された較正構造体５６’の大きさと相違していてもよい。画面４４上でリアルタイム画像４８の表現の倍率６４を相応に修正すると同時に、リアルタイム画像４８及び欠損画像３０の相互に対する位置を相応に修正する結果として、単一の較正構造体２４’及び５６’のみがそれぞれ、観察者にとってやはり可視となるように、較正構造体２４’を較正構造体５６’上で重ね合わせることができる。図４と併せて既に説明したように、欠損輪郭３２は、処理ツール６６を用いて準備されるインプラント材料５４上へと画面４４上で仮想的に転送され、画面４４上に表示されたリアルタイム画像４８内で処理ツールの移動をたどることができるので、インプラント５８を、手動で、又は完全に自動化してのいずれかで準備することができる。
【００５２】
別法として、被誘導型触診器具を用いて欠損輪郭３２を走査することにより、欠損画像を生成することも可能であり、被誘導型触診器具の移動は、ナビゲーションシステムを用いて追跡することができる。このことは、特に、欠損画像を撮影するのに光学画像生成装置が必要とされず、更に、較正構造体２４’を、適正なスケールで欠損画像３０上へ仮想的に重ね合わせることができるという利点を有する。というのも、欠損輪郭３２の被誘導走査中、ナビゲーションシステムにより、拡大スケールを確認して、即座に利用可能とすることもできるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】欠損画像を撮影している時の概略図。
【図２】欠損画像及びリアルタイム画像の例（それぞれ較正部材を有する）を示す図。
【図３】欠損画像とリアルタイム画像との重ね合わせ及び較正を示す概略図。
【図４】所望のインプラントを準備するためにインプラント材料を処理する際の概略図。
【図５】所望のインプラントを準備するためにインプラント材料を処理する方法の変形例を示す追加の概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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