(57)【要約】【課題】移植後に患者の体の構造の変化に対応できるように調節可能なプロテーゼを提供すること。【解決手段】移植可能で調節可能なプロテーゼであって、経皮的制御信号を用いて第２のコンポーネントに対して移動することができる第１のコンポーネントを含む。このようなプロテーゼを作動させる方法も開示する。【選択図】図７
2006102498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節可能なプロテーゼであって、
第１のコンポーネントと、
前記第１のコンポーネントに伸縮自在に結合された第２のコンポーネントと、
前記第２のコンポーネントに伸縮自在に結合された第３のコンポーネントと、
第１の軸に沿って前記第２のコンポーネントを前記第１のコンポーネントに対して移動させるように構成された、前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントに結合された第１の駆動組立体と、
前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って前記第３のコンポーネントを前記第２のコンポーネントに対して移動させるように構成された、前記第２のコンポーネント及び前記第３のコンポーネントに結合された第２の駆動組立体と、
前記第１のコンポーネント、前記第２のコンポーネント、または前記第３のコンポーネントの少なくとも１つに固定され、前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方に電気的に接続されたた電源と、を含む、調節可能なプロテーゼ。
【請求項２】
請求項１に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネント、前記第２のコンポーネント、または前記第３のコンポーネントの少なくとも１つに固定された制御装置をさらに含み、
前記制御装置が、前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方の動作を制御するように構成されている、調節可能なプロテーゼ。
【請求項３】
請求項２に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記制御装置が、前記プロテーゼが患者の体内に移植された後に前記患者の体外からの信号を受信するように構成されたアンテナを含む、調節可能なプロテーゼ。
【請求項４】
請求項１に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネントがステム組立体であり、
前記第２のコンポーネントが本体組立体であり、
前記第３のコンポーネントがネックである、調節可能なプロテーゼ。
【請求項５】
請求項４に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１の軸が前記ステム組立体の長さに沿って画定され、
前記第２の軸が前記ネックの長さに沿って画定されている、調節可能なプロテーゼ。
【請求項６】
請求項４に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記ステム組立体が、内部に孔が形成されたステムを含み、
前記本体組立体の一部が前記ステム組立体の前記孔の中に受容される、調節可能なプロテーゼ。
【請求項７】
請求項４に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記本体組立体が内部に孔が形成されており、
前記ネックの一部が前記本体組立体の前記孔の中に受容される、調節可能なプロテーゼ。
【請求項８】
請求項１に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１の駆動組立体が、第１のモータ、及びその第１のモータの出力軸と共に回転運動するようにその第１のモータに結合された第１のねじ駆動軸を含む、調節可能なプロテーゼ。
【請求項９】
請求項８に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第２の駆動組立体が、第２のモータ、及びその第２のモータの出力軸と共に回転運動するようにその第２のモータに結合された第２のねじ駆動軸を含む、調節可能なプロテーゼ。
【請求項１０】
請求項１に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記プロテーゼの一部が、前記プロテーゼからＲＦ信号を送信でき、かつ前記プロテーゼへＲＦ信号を送信できるようにポリマーから形成されている調節可能なプロテーゼ。
【請求項１１】
請求項１に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネント、前記第２のコンポーネント、及び前記第３のコンポーネントの少なくとも１つの位置を検出するように構成された位置センサをさらに含む、調節可能なプロテーゼ。
【請求項１２】
整形外科システムであって、
移植用股関節プロテーゼを含み、この移植用股関節プロテーゼが、
（ｉ）前記プロテーゼの長さを調節するように動作可能な第１の駆動組立体と、
（ｉｉ）前記プロテーゼのオフセットを調節するように動作可能な第２の駆動組立体と、
（ｉｉｉ）前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方の動作を制御するように構成された電子制御装置と、を含む、整形外科システム。
【請求項１３】
整形外科システムであって、
移植用プロテーゼを含み、この移植用プロテーゼが、
（ｉ）第１のコンポーネントと、
（ｉｉ）第２のコンポーネントと、
（ｉｉｉ）前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントの少なくとも１つの位置を互いに対して調節するように動作可能な駆動組立体と、
（ｉｖ）前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントの相対位置を検出するように構成されたセンサと、
（ｖ）前記センサからの出力を受信するように前記センサに電気的に接続された電子制御装置と、を含む、整形外科システム。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づいて、言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする２００４年９月３０日出願の米国仮特許出願第６０／６１５，１４６号の恩典を請求する。
【０００２】
〔開示の分野〕
本開示は、整形外科プロテーゼ及びこれを用いた方法に関する。
【０００３】
〔背景〕
患者はその生涯で、例えば疾患や外傷などによって関節置換術が必要になる可能性がある。関節置換術では、患者の１または複数の骨に移植するプロテーゼが用いられる。股関節置換術の場合、大腿骨プロテーゼが患者の大腿骨内に移植される。大腿骨プロテーゼは通常、患者の大腿骨の髄腔内に移植される細長いステムコンポーネント、及び患者の寛骨臼またはプロテーゼ置換寛骨臼カップに支持される球状ヘッドを含む。肩関節置換術の場合、上腕骨プロテーゼが患者の上腕骨内に移植される。上腕骨プロテーゼは、患者の上腕骨の髄腔内に移植される細長いステムコンポーネント、及び患者の関節窩またはプロテーゼ置換関節窩コンポーネントに支持される球状ヘッドを含む。膝関節置換術の場合、脛骨プロテーゼが患者の脛骨内に移植される。患者の大腿骨の顆面または置換大腿骨コンポーネントの顆面が脛骨プロテーゼに支持される。
【０００４】
移植後に、プロテーゼの調節が必要になる場合が多い。例えば、外科的誤差やインプラントの沈降を修正するためにプロテーゼを調節する必要が生じることがある。このような調節には、１回または複数回の修復術が必要である。
【０００５】
さらに、米国では年に約６５０人〜７００人の２０歳未満の子供が悪性骨腫瘍と診断されている。このような疾患では、外科医は、肢の全てを切断する、または肢を温存しようとする。肢を温存するには、骨の腫瘍部分を切除する。このような外科手術では通常、一方または両方の成長板を除去する。残された骨は反対側の骨と同じ速度で成長できないため、モジュラーエンドプロテーゼが移植される場合が多い。子供が成長すると、装置を長くするために更なる外科手術が必要になる。患者の年齢と症状によるが、患者が受けなければならない外科手術の回数が２０回を超えることがある。具体的には、若い患者がモジュラーエンドプロテーゼと共に適切に成長するには、継続的に装置を長くするため、または新しい長い装置に交換するために複数回の外科手術を行わなければならない。患者の成長が終了したら、エンドプロテーゼを永久的なエンドプロテーゼに交換しなければならない。
【０００６】
〔要約〕
本開示の別の態様に従えば、調節可能なプロテーゼは、経皮的制御信号を用いて第２のコンポーネントに対して移動することができる第１のコンポーネントを含む。
【０００７】
このプロテーゼは、長さを調節可能な伸縮自在なステムを含むことができる。
【０００８】
このプロテーゼは、長さを調節可能な伸縮自在なステム及び長さを調節可能な伸縮自在なネックを含むことができる。
【０００９】
このプロテーゼは、長さ及びオフセットを調節可能な長骨プロテーゼを含むことができる。
【００１０】
このプロテーゼは脛骨コンポーネントを含むことができる。
【００１１】
本開示の別の態様に従えば、移植用プロテーゼを作動させる方法を提供する。この方法は、プロテーゼを移植するステップと、次いで術後にプロテーゼを調節するステップを含む。
【００１２】
本開示の上記した特徴及び他の特徴は、以下の説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
【００１３】
〔発明の詳細な説明〕
詳細を添付の図面を用いて説明する。
【００１４】
本開示の概念から様々な変更形態及び代替形態が可能であるが、本開示の特定の例示的な実施形態を例として図面に示し、その詳細を後述する。しかしながら、本開示を特定の開示された形態に限定することを意図するものではなく、むしろ本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の概念及び範囲内に含まれる全ての変更形態、等価物、及び代替形態を含むことを理解されたい。
【００１５】
ここで詳細を開示するように、本開示の遠隔制御可能なプロテーゼインプラントにより、外科医が術後に、場合によっては修復術を行わずにインプラントの所定の動作を経皮的に調節することができる。このインプラントは、その物理的形状（例えば、長さ、整合、オフセット、厚み、半径など）を調整するため、薬物または他の化合物を送達するため、または様々な他の状態を修正するために調節することができる。本開示のこのようなインプラントの全ての調節は、外科医が望めば術中に行うこともできる。ある実施形態では、本開示のインプラントは、特定の状態を検知するまたは他の方法で検出し、それに応答して所定の機能を果たすセンサまたは他の装置を備えるように構成することができる。
【００１６】
図２に示されているように、大腿骨インプラントなどの長骨インプラント１０の長さを、例えば、股関節置換術の後の足の長さの違いなどの外科的誤差または他の外科的な変化を修正するために術後に調節することができる。大腿骨インプラント１０を用いて、外科的誤差または患者の軟組織の悪化（例えば、組織の伸長）などから生じる不安定を術後に修正することもできる。全股関節置換術の場合、安定性は、インプラント１０のネック１０を近位側に移動させ、かつ／または軟組織が張るようにオフセットを増大させて改善することができる（図１‐図３を参照）。同様に、全股関節置換術の後の患者の弱い外転筋の機能を、大腿骨インプラント１０のオフセットを術後に増大させて改善することができる（図３を参照）。
【００１７】
図５に示されているように、脛骨インプラント１４は、全膝関節置換術後に起こり得るあらゆる脛骨トレイの不整合を術後に調節することができる。インプラント１４を用いて、全膝関節置換術後の膝の一側（例えば、図５の内側）または両側（例えば、図６の内側及び外側）における沈降を術後に修正することもできる。脛骨インプラント１４の内側／外側調節が図５及び図６に示されているが、このような考え方をインプラント１４の前側／後側の調節にも適用できることを理解されたい。脛骨インプラント１４を用いて、外科的誤差または患者の軟組織の悪化（例えば、組織の伸長）による不安定を術後に修正することもできる。全膝関節置換術の場合、脛骨トレイの近位面を上昇させて安定性を改善することができる（図６を参照）。
【００１８】
本開示のインプラントを用いて、そのインプラント内に含められた薬物または他の化合物を放出させて様々な症状を治療することもできる。例えば、抗生物質をインプラントから病変関節に送達することができる。また、本インプラントを用いて、金属イオンを捕捉するキレート剤または他の化合物を放出させることができる。本インプラントを用いて、磨耗屑を捕捉または中和する物質を放出させることもできる。
【００１９】
インプラント１０及び１４の遠隔制御は無線通信リンクを用いて達成することができる。インプラント１０及び１４が患者の体内に移植された後に、例えば、無線周波数（ＲＦ）または音響リンクを用いてそれらのインプラント１０及び１４に命令を送信することができる。パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップ、またはハンドヘルドコンピュータなどのユーザーインターフェイスを用いて、インプラントとの通信、インプラントの動作（例えば、移動）などの制御、及び行われた動作に対する外科医へのフィードバックへの供給を可能にすることができる。
【００２０】
インプラント１０及び１４は、所望の機能を果たすために必要なあらゆるハードウエア及びソフトウエアを含むように構成することができる。例えば、インプラント１０及び１４は、動作を実行してその動作を測定し、使用者（例えば、外科医）にフィードバックを送る複数のアクチュエータ、センサ、及び他の機構を含むように構成することができる。インプラント１０及び１４はまた、無線通信リンク、及び必要または所望のあらゆる信号処理及び分析を容易にするのに必要なハードウエア及びソフトウエアを含むこともできる。インプラント１０及び１４はまた、アクチュエータ、センサ、及び電子部品にエネルギーを供給する電源を用いて具現することもできる。詳細を後述するように、アクチュエータ（または他の装置）を作動させるエネルギーは、外部から（例えば、経皮的に）インプラントに供給することもできる。組み合わせて、インプラント１０及び１４を、その外部からの作動を容易にするセンサフィードバック方式を用いて具現することができる。例えば、インプラント１０及び１４は、経皮的供給源によって作動させることができ、このような供給源は、インプラント１０及び１４に備えられたセンサからの入力を用いて制御する。このような構成では、センサを用いて作動させる必要があるかを確認することができる。このような作動の間、インプラントの動きを監視するためにセンサがフィードバックを送る。
【００２１】
様々なタイプのアクチュエータを用いてインプラント１０及び１４の動きを促進することができる。例えば、インプラント１０及び１４は、インプラント１０及び１４の可動部品を駆動させるために、ステッパーモータ、駆動モータ、サーボモータ、圧電アクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータ、パラフィンアクチュエータ、線形圧電モータ、電磁ソレノイド、または電気活性ポリマーなどの１つまたは複数を用いて具現することができる。このような装置は、ばね付勢、流体圧力、気体圧力、電流、熱（例えば、温度変化の関数として形状が変化するニチノールまたは他の形状記憶合金など）、または他のタイプのエネルギーによって駆動することができる。
【００２２】
従って、遠隔制御により調節可能な整形外科インプラントは、経皮的エネルギー供給及び／または搭載電源によって作動させ、そのインプラントの形状、大きさ、オフセット、整合、及び長さなどを調節できるようにデザインできることを理解されたい。複数のアクチュエータを用いることができる。センサ（または複数のセンサ）を用いて、外科医にリアルタイムのフィードバックを送ることができる。このようなフィードバックは、あらゆるタイプのヒューマン・マシン・インターフェイスによって外科医に送ることができる。このようなフィードバックを用いて、インプラントを所望の向き／位置に調節を容易にすることができる。
【００２３】
ここに開示した概念を用いて形成されたインプラントのある特定の例示的な実施形態は関節空間狭小化測定装置である。このような関節空間狭小化測定装置を用いて、２つの骨（それらに配置された全てのインプラントを含む）の間の距離を監視することができる。このような装置を用いて、１つのインプラントコンポーネント（例えば、膝関節プロテーゼの脛骨コンポーネント）の別のインプラントコンポーネント（例えば、膝関節プロテーゼの大腿骨コンポーネント）に対する相対的な三次元の位置及び向きを監視することもできる。関節空間が狭くなると、この装置により外科医が狭くなった形状を確認することができる（例えば、内側または外側の優性、または沈降、移動、固定の完全性、及び潜在的微動のレベルを示す１つのコンポーネントに対する別のコンポーネントの正確な相対的な位置及び向き）。上記したアクチュエータの１つ及び磁気式アクチュエータなどのアクチュエータは、関節置換コンポーネント（例えば、膝、脛骨、または大腿骨コンポーネントの中）に含めることができる。通常の術後の診療で外科医が狭小化形状を見出すと、外科医は、経皮的にエネルギーが供給されるアクチュエータを用いてコンポーネントの整合／弛緩の調節を選択することができる。上記したように、搭載電源を用いてアクチュエータにエネルギーを供給することもできる。このような調節の際に、関節空間狭小化測定装置を用いて調節のリアルタイムのフィードバックを送ることができる。これにより、調節が改善され適切な調整が容易になる。
【００２４】
ここに開示した概念を用いて形成したインプラントの別の特定の例示的な実施形態は、１または複数の搭載センサ及び１または複数の搭載アクチュエータを組み合わせて用いる応答整形外科インプラントである。このような場合、センサが、物理的パラメータ、化学的パラメータ、または他のパラメータを監視する。センサが、このようなパラメータの絶対変化または相対変化を検出すると、整形外科インプラントが、搭載アクチュエータの作動により所望の調節を開始して応答する。このような作動の間、センサがパラメータの監視を続けることができる。作動は、パラメータが所定範囲内に戻ったことをセンサが検出すると終了する。
【００２５】
ここで図７を参照すると、股関節置換術の施工の際に患者の大腿骨内に移植する調節可能な大腿骨プロテーゼ２０が示されている。股関節置換術の施工に用いられるプロテーゼを用いて本開示の概念をここに例示的に説明するが、人体の他の骨の移植に用いられるプロテーゼにも本開示の概念を利用できることを理解されたい。例えば、本発明の概念は、上腕骨、橈骨、尺骨、脛骨、腓骨、大腿骨、関節窩、距骨、脊椎、または中足骨や中手骨の何れかに移植されるプロテーゼの形成に用いることができる。
【００２６】
大腿骨コンポーネント２０は、ステム組立体２２、そのステム組立体２２に対して移動可能な本体組立体２４、及びその本体組立体２４に対して移動可能なネック２６を含む。ネック２６は、本体組立体２４から延出している。天然の上腕骨骨頭を模した概ね球状のプロテーゼ（不図示）をテーパ結合または他の方法でネック２６に固定することができる。プロテーゼ２０は、例えば疾患や外傷などによる患者の大腿骨の特定の天然構造を置換するために患者の大腿骨内に移植するように構成されている。プロテーゼ２０は、外科的に準備された（例えば、リーマ加工及び／またはブローチ加工）大腿骨の髄腔内に移植される。
【００２７】
プロテーゼ２０のステム組立体２２及び本体組立体２４を用いて、患者の大腿骨を患者の骨盤に対して動けるように固定することができる。具体的には、ネック２６に固定された球状プロテーゼを、患者の天然の寛骨臼またはプロテーゼカップの形態であるプロテーゼソケット（患者の寛骨臼を置換するために患者の骨盤内に移植された）（不図示）に支持されるように配置する。このような方式では、プロテーゼ２０と天然または人工の寛骨臼が全体として、患者の股関節の天然の球関節の代替のシステムとして機能する。
【００２８】
ステム組立体２２、本体組立体２４、及びネック２６のそれぞれは、プロテーゼインプラントの製造に従来から用いられる材料から形成することができる。例えば、ステム組立体２２、本体組立体２４、及びネック２６は、ステンレス鋼、コバルトクロム、チタン、またはこのような金属の合金を含む移植可能な金属から形成することができる。ステム組立体２２、本体組立体２４、及びネック２６は、移植可能なポリマーまたはセラミックなどの非金属材料で形成することもできる。
【００２９】
ステム組立体２２は、患者の解剖学的構造の要求を満たし、様々な形状及び大きさを提供するべく様々な構造で具現することができる。具体的には、ステム組立体２２は、患者の解剖学的構造に一致するように様々な長さに形成することができる（例えば、長い大腿骨に用いられる比較的長いステム組立体２２、短い大腿骨に用いられる比較的短いステム組立体２２など）。さらに、ステム組立体２２は、患者の解剖学的構造から必要な場合は弓形構造に具現することもできる。さらに、ステム組立体２２は、患者の解剖学的構造から必要な場合は様々な直径に具現することもできる。
【００３０】
ステム組立体２２は、患者の大腿骨に外科的に形成された細長い孔の中に移植する。従って、ステム組立体２２は、その外面内への骨の内植を促進する材料で形成することができる。さらに、骨セメントを用いて大腿骨内にステム組立体２２を固定するため、ステム組立体２２の材料は、ステム組立体２２の外面内への骨セメントの相互嵌合を促進するように選択することができる。
【００３１】
図７に示されているように、ステム組立体２２は、内部に細長い孔３２を画定する外側シェル２８を含む。例示的に、孔３２がステム組立体２２の近位端部からステム組立体２２の遠位端部まで延びて通路を形成している。詳細を後述するように、本体組立体２４の一部が、ステム組立体２２の外側シェルに対して、ステム組立体２２の長さに延在する長手方向軸２５に沿って上下動してプロテーゼ２０の全長を調節できるように孔３２内に受容されている。従って、本体組立体２４は、ステム組立体２２に対して伸縮自在に調節することができる。本体組立体２４の遠位端部は細長い孔３２内に位置し、本体組立体２４の近位端部は孔３２から延出している。例示的に、孔３２の近位端部が、孔３２の遠位端部よりも大きい直径を画定している。さらに、外側シェル２８の内側リム３３が、孔３２の内側に延びて下側遠位キャビティと上側近位キャビティを画定している。
【００３２】
ステム組立体２２は、外側シェル２８の遠位端部に結合されたエンドキャップ３５をさらに含む。例示的に、孔３２の遠位端部は雌ねじ部分４０を含み、エンドキャップ３５は外側シェル２８の孔３２の遠位端部内に受容されたねじ部分４２を含む。エンドキャップ３５は、外側シェル２８の孔３２の遠位端部に連通した、プロテーゼ２０の下側遠位キャビティを画定する内部孔４４をさらに含む。エンドキャップ３５は、超高分子ポリエチレンなどのポリマーから形成することができる。例示的に、Ｏリングシール４６が、エンドキャップ３５に形成された溝内の外側シェル２８の遠位端部とエンドキャップ３５との間に配置され、孔３２に流体が侵入するのが防止されている。
【００３３】
プロテーゼ２０はさらに、電源５０、その搭載電源５０に電気的に接続されて駆動される第１の駆動組立体５２、及び搭載電源に電気的に接続されて駆動される第２の駆動組立体５４を含む。例示的に、第１の駆動組立体５２は、本体組立体２４をステム組立体２２に対して第１の軸２５に沿って移動させてプロテーゼ２０の全長を増大及び／または減少させるためにステム組立体２２及び本体組立体２４の両方に結合されている。第２の駆動組立体５４は、ネック２６を本体組立体２４に対して移動させてプロテーゼ２０の全体のオフセット及び長さを増大及び／または減少させるために本体組立体２４及びネック２６の両方に結合されている。例示的に、ネック２６は、例えば図７に示されているようにネック２６の長さに沿って延在する第２の軸９８に沿って線形に移動可能である。
【００３４】
図７に示されているように、電源５０は、孔３２の遠位端部内に配置されている。第１の駆動組立体５２の一部もまた、孔３２の遠位端部内に配置され、第１の駆動組立体５２の別の部分が、孔３２の近位端部内に配置されている。
【００３５】
プロテーゼ２０の内部電源すなわち搭載電源５０は様々な形態で具現することができる。例えば、電源５０は、ニューヨーク州クラレンス（Clarence）に所在のウィルソン・グレートバッチ・テクノロジーズ社（Wilson Greatbatch Technologies,Inc.）が販売するヨウ化リチウム電池などの搭載バッテリとすることができる。別法では、プロテーゼ２０の内部電源５０は、フェライト入りコイルなどの誘導電源とすることができる。好適なフェライト入りコイルは、スペイン国のマラガ、カマニラス（Kamanillas, Malaga）に所在のプレダンＳＡ社（Predan SA）が販売するような小さな螺旋コイルである。このような螺旋コイルの構造は、プロテーゼの電子部品のデザイン及び選択に基づくことができる。例えば、コイルの出力、周波数、及び大きさは、プロテーゼの他の構成要素に適するように選択することができる。別法では、好適なフェライト入りコイルは、インディアナ州フォート・ウエイン（Fort Wayne）に所在のオーマン・ノース・アメリカ社（Aumann North America,Inc.）が販売するような標準的な器具を用いて螺旋状にすることができる。コイルが、外部から生成された電磁界を通過すると、電流がコイル内に発生する。この電流を用いてプロテーゼ２０内の他の構成要素に電力を供給することができる。他の好適な電源または電力発生器も用いることができる。
【００３６】
電源５０がコイルを含む実施形態の場合、外部電源１０２を患者の側に配置することができる。例示的な実施形態では、外部電源１０２が外部制御システム１０４の構成要素を成し、移植されたフェライトコイルに作用して移植された電子部品に電力を供給する局所電磁界を生成するコイルを含むことができる。好適な外部コイルは、スペイン国のマラガ、カマニラス（Kamanillas, Malaga）に所在のプレダンＳＡ社（Predan SA）が販売している。一般に、コイルは患者に近接して用いられる可能性が高いため、患者の皮膚に刺激を与えたり過度に加熱せず、使用者すなわち医療スタッフが容易に取り扱うことができるコイルを選択するまたはデザインするのが望ましいであろう。コイルは、移植された電力コイルを刺激するために所望の周波数の電磁界を生成する。例示的に、外部制御システム１０４は、プロテーゼ２０の上または内部に配置することができる任意のセンサ１０８からの出力信号を受信するために遠隔受信機すなわちトランシーバ１０６を含むこともできる。プロテーゼ２０の制御装置１００に接続された内部送信機すなわちトランシーバ１１０を作動させて、センサの信号を外部制御システム１０４に送信することができる。後述するように、外部制御システム１０４は他の構成要素を含むこともできる。
【００３７】
ここで再び図７を参照されたい。第１の駆動組立体５２は、モータ５６、そのモータ５６に結合された減速歯車装置５８、及びその減速歯車装置５８に結合されたねじ駆動軸６０を含む。第１の駆動組立体５２がモータ５６と駆動軸６０のみを含むことも本開示の範囲内である。このような実施形態では、駆動軸６０は、モータ５６に直接結合することができる。上記したように、電源５０は、第１の駆動組立体５２のモータ５６に接続され、そのモータ５６に電力を供給する。
【００３８】
例示的に、モータ５６は、ＤＣステッパーモータ、ＤＣモータ、または回転を生み出す回転圧電モータとすることができる。プロテーゼ２０などのプロテーゼ内に適合する大きさの好適なモータには、例えば、フロリダ州クリアウォーター（Clearwater,FL）に所在のマイクロモ・エレクトロニクス社（MicroMo Electronics,Inc）、イリノイ州ベンセンビル(Bensenville)に所在のサンヨー社（Sanyo）、及び／またはニューヨーク州ハーパーグ（Hauppauge）に所在のアエロフレックス社モーション・コントール・プロダクツ部門（Aeroflex,Motion Control Products Division）が販売するモータが含まれる。減速歯車装置５８は、ねじ駆動軸６０を前進方向及び後退方向の両方向に回転させるために、モータ５６の出力軸（不図示）に結合された入力軸（不図示）、歯車系（不図示）、及びねじ駆動軸６０に結合された出力軸（不図示）を含む。減速歯車装置５８内の歯車は、歯車減速装置５８の出力軸の回転速度をモータ５６の出力軸の回転速度よりも低くするように動作する。
【００３９】
図７に例示されているように、ねじ駆動軸６０のベース６２が歯車減速装置５８に結合されている。このベース６２は、内部にＯリングシール６６などのシールを受容するように形成された細いネック部分を含む。例示的に、プロテーゼ２０の外側シェル２８は、ねじ駆動軸６０のベース６２のネック部分に概ね整合した内側に延びたリブ３３を含む。
【００４０】
ねじ駆動軸６０のねじ端部が、プロテーゼ２０の本体組立体２４の遠位端部に形成されたねじ孔６７内に受容されている。詳細を後述するように、モータ５６が、歯車減速装置５８を駆動し、これによりねじ駆動軸６０が回転する。外側シェル２８の近位端部の非円形の形状と外側シェル２８内に受容される本体組立体２４の非円形の形状により、外側シェル２８に対してねじ駆動軸６０が回転しても本体組立体２４が回転しない。従って、駆動軸６０の回転運動が、ステム組立体２２に対する本体組立体２４の線形の上下動に変換される。例えば、モータ５６が第１の方向に回転すると、本体組立体２４がステム組立体２２に対して上方に移動してプロテーゼ２０の全長が長くなる。しかしながら、モータ５６が第１の方向とは反対の第２の方向に回転すると、本体組立体２４がステム組立体２２に対して下方に移動してプロテーゼ２０の全長が短くなる。詳細を後述するように、外科医または技術者が、電源５０及びモータ５６を制御してプロテーゼ２０の全長を制御下で増分調節できるように、制御装置１００が電源５０及びモータ５６に接続されている。
【００４１】
上記したように、プロテーゼ２０の本体組立体２４は、ステム組立体２０の孔３２内に受容され、ステム組立体２２の概ね近位端部に位置する。上記したように、本体組立体２４は、内部に第１の駆動組立体５２のねじ駆動軸６０を受容するように形成されたねじ孔６７を含む。ねじ孔６７は、本体組立体２４の遠位端部に形成されている。第２の孔６８が、本体組立体２４の近位端部に形成されている。この第２の孔６８は、本体組立体２４の後面７０から本体組立体２４の上部のネック面７２まで延び、後面７０に連通した第１の区画及び上面７２に連通した第２の区画を確定するように形成されている。例示的に、本体組立体２４の環状リブ７４が、第２の孔６８の内側に延びて第１の区画及び第２の区画を画定している。
【００４２】
第２の駆動組立体５４が、第２の孔６８内に位置し、モータ７６、そのモータ７６に結合された歯車減速装置７８、及びその歯車減速装置７８に結合されたねじ駆動軸８０を含む。第１の駆動組立体５２と同様に、第２の駆動組立体５４のモータ７６を、ＤＣステッパーモータ、ＤＣモータ、または回転圧電モータとすることができる。例示的に、モータ７６は、電源５０から第２の駆動組立体５４のモータ７６まで延びた電気ケーブル８２によって電源５０に結合され、電気的に接続されている。
【００４３】
例示的に、本体組立体２４のプラグ８４が孔６８の第１の区画内に受容され、Ｏリングシール８６が孔６８を密閉するように配置されて流体が孔６８に侵入するのが防止されている。プラグ８４は、例えばＵＨＭＷＰＥなどのポリマーから形成することができる。またＯリングシール８８が、歯車減速装置７８とねじ駆動軸８０との間に配置されている。
【００４４】
第２の駆動組立体５４のねじ駆動軸８０のベース９０が歯車減速装置７８に結合されている。モータ７６の出力軸（不図示）により、歯車減速装置７８の入力軸及び出力軸（不図示）の両方が回転し、これによりねじ駆動軸８０が回転する。
【００４５】
プロテーゼ２０のネック２６は、本体組立体２４の孔６８の第２の区画内に受容されたステム９２を含む。ネックのテーパ端部９４がステム９２に結合されている。ステム９２は、ねじ孔９６を含む。第２の駆動組立体５４のねじ駆動軸８０が、ねじ孔９６内に受容されている。モータ７６及び歯車減速装置７８によりねじ駆動軸８０が回転するが、ネック２６は、本体組立２４との鍵の関係によってねじ駆動軸８０と共に回転するのが防止されている。例えば、溝（不図示）をネック２６のステム９２内に形成し、対応するピン（不図示）を、本体２４に形成された孔６８の第２の区画の内面から突出させることができる。従って、本体組立体２４のピンが、ネック２６の溝内に受容されて回転防止機構として機能し、ネック２６が本体のねじ駆動軸８０と共に回動するのが防止されると共に、ネック２６が軸９８に沿って線形に平行移動することができる。ネック２６がピンまたはキーを含み、本体組立体２４がそのようなピンまたはキーを受容する対応する溝を含むことも本開示の範囲内である。さらに、ネック２６のステム９２と本体組立体２４の近位端部を非円形または丸くない形状（例えば、楕円形、長方形、またはＤ型など）に形成して、ネック２６と本体組立体２４との間に回転防止機構を設けて、本体組立体２４に対してネック２６がねじ駆動軸８０と共に回転するのを防止することも本開示の範囲内である。
【００４６】
駆動軸８０の回転運動とその駆動軸８０とネック２６とのねじの関係により、図７に示されているように、ネック２６が本体組立体２４に対して第２の軸９８に沿って線形に移動する。例えば、モータ７６が第１の方向に回転すると、ネック２６が、本体組立体２４から離れて延出する方向に第２の軸９８に沿って外側に移動し、プロテーゼ２０のオフセットと長さの両方が増大する。しかしながら、モータ７６が第１の方向とは反対の第２の方向に回転すると、ネック２６が本体組立体２４に概ね向かって収縮する方向に軸９８に沿って移動し、本体組立体２４に対するネック２６のオフセットと長さの両方が減少する。
【００４７】
外科医または他の技術者が、無線通信リンクを用いて遠隔制御によりプロテーゼ２０の長さ及び／またはオフセットを調節することができる。例えば、外部制御システム１０４は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップＰＣ、ハンドヘルドＰＣ、ＰＤＡ、またはプロテーゼ２０の制御装置１００と通信するための無線リンクを有する任意のカスタムデザインのデータ収集装置などのユーザーインターフェイスを含むことができる。制御装置１００は、例えば、汎用マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）などのあらゆるタイプの電子制御装置として具現することができる。さらに、制御装置１００は、受信機、送信機、またはトランシーバ１１０と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）装置などの記憶装置１１２をさらに含むことができる。制御装置１００は、外部制御システム１０４を介して受信した使用者の命令に応答するように適当なハードウエア、ソフトウエア、及び／またはファームウエアを備えることができる。
【００４８】
プロテーゼ２０の制御装置１００は、トランシーバ１１０を用いて外部制御システム１０４と通信するように構成されている。制御装置１００と外部制御システム１００との無線リンクは、無線周波数（ＲＦ）または音響リンクなどのあらゆるタイプの好適な通信技術を用いることができる。ある実施形態では、制御装置１００は、センサ１０８から受信したデータを外部制御システム１０４に送信する。例えば、位置センサの場合、制御装置が、プロテーゼの１または複数のコンポーネント（例えば、ステム組立体、本体組立体、またはネック）の相対位置を示すデータを送信する。次いで、外部制御システム１０４が、システムのユーザーインターフェイスに接続されたモニタなどの表示装置（不図示）を用いて、このようなデータを外科医に表示することができる。このような情報に基づいて、外科医がプロテーゼ２０を調節することができる。例えば、外部制御システム１０４が、例えばプロテーゼ２０の長さ及び／またはオフセットを調節するために制御装置１００と通信することができる。例えば、外部制御システム１０４は、制御装置１００がプロテーゼ２０のそれぞれの駆動組立体５２及び５４のモータ５６及び７６を作動させる信号を制御装置１００に送信することができる。
【００４９】
従って、外科医が、制御装置１００と通信して、それぞれの駆動組立体５２及び５４のモータ５６または７６に命令を出して、プロテーゼの調節を制御するために所定回転数または所定時間、第１または第２の方向に回転させることができる。例えば、外科医が、無線信号を送信してモータ５６または７０に命令を出し、所定の方向に例えば５回転させることができる。別法では、外科医が、プロテーゼ２０の１または複数の目的のコンポーネントを調節する量として、所定の距離を単純に入力するまたはメニューから例えば５ｍｍなどの特定の距離を選択することができる。例示的に、ステム組立体２２のエンドキャップ３５を、ＲＦまたは他の信号がエンドキャップを通過できるようにポリマー材料から形成する。
【００５０】
上記したように、プロテーゼ２０は、データを収集して外部制御システム１０４のユーザーインターフェイスにデータを送信する様々な搭載センサを含むことができる。例えば、上記したように、プロテーゼ２０は１または複数の位置センサ１０８を含むことができる。プロテーゼ２０の制御装置１００は、位置センサ１０８の出力位置信号を、制御装置のトランシーバ１１０から患者の体外の位置（例えば、外部制御システム１０４）に送信することができる符号化信号に変換するために変調器（不図示）も含むことができる。例えば、変調器は、信号の振幅、周波数、または位相を変更して特定の位置出力信号をＲＦ波に符号化することができる。変調器からの出力が、トランシーバのアンテナ１１４を介して患者の体外に送信される。外部制御システム１０４は、そのデータを復調してユーザーインターフェイスに表示し、外科医または他の技術者がそのデータを読めるようにする。従って、外科医または他の技術者に、プロテーゼ２０のコンポーネントの位置についてリアルタイムのフィードバックが送られる。
【００５１】
上記したように、プロテーゼ２０のプラスチック製エンドキャップ３５により、プロテーゼ２０内のトランシーバ１１０の信号の送受信が可能である。例示的に、変調器を、ステム組立体２２の孔３２内に配置し、電源５０に電気的に接続することができる。好適な変調器は、電子チップの形態でテキサス州ダラスに所在のテキサス・インスツルメンツ社（Texas Instruments, Inc.）が販売している。変調器及び送信機は、別々の要素として、または両方の機能を果たすことができる１つの要素とすることができる。言い換えれば、送信機／トランシーバは、変調器または変調要素を含むことができる。変調器はまた、電源５０に電気的に接続され、その電源５０から電力が供給される。
【００５２】
ここで図７を再び参照されたい。外部制御システム１０４のトランシーバ１０６は、プロテーゼ２０のアンテナ１１４からの信号を受信するためにアンテナ１１６（ＲＦ技術が用いられる場合はＲＦアンテナなど）を含むことができる。外部制御システム１０４は、プロテーゼ２０のアンテナ１１４から送信されるＲＦ信号を変調するようにプログラムすることができる。外部制御システム１０４は、受信して復調した信号を位置センサによって検出された位置に変換するために必要な演算を実施するようにプログラムすることができる。上記したように、外科医または他の技術者が、外部制御システム１０４を用いてプロテーゼ２０の制御装置１００に命令を送信してプロテーゼ２０を遠隔的に作動させることができる。従って、外部制御システム１０４のトランシーバ１０６は、プロテーゼ２０のアンテナ１１４によって受信される信号（例えば、ＲＦ信号）を生成するように作動することができる。このような信号は、例えば、プロテーゼ２０のそれぞれの駆動組立体５２及び５４のそれぞれのモータ５６または７６の一方または両方の制御についての命令を含むことができる。従って、プロテーゼ２０の制御装置１００は、第１の駆動組立体５２のモータ５６及び第２の駆動組立体５４のモータ７６を作動させるための一連の命令として信号を復調及び読み込むことができる復調器（不図示）を含むことができる。例えば、上記したように、使用者は、外部制御システム１０４のユーザーインターフェイス装置に一連の命令をタイプして、第１の駆動組立体５２のモータ５６を作動させて所定数、回転させることができる（例えば、５回転）。次いで、この命令信号が外部制御システム１０４からプロテーゼ２０に送られ、命令に従ってモータが回転し、これにより本体組立体２４が、例えば５ｍｍなどの所定距離、平行移動する。
【００５３】
第２のプロテーゼ１２０が図８に示されている。このプロテーゼ１２０は、上記したように、図７に示されているプロテーゼ２０に類似している。従って、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。さらに、プロテーゼ１２０の外部制御及び動作は、プロテーゼ２０を用いて説明した外部制御及び動作と同じまたは類似している。プロテーゼ１２０は、プロテーゼ１２０の本体組立体２４をステム組立体２２に対して第１の軸２５に沿って伸縮自在に調節できる第１の駆動組立体１５２と、ネック２６を本体組立体２４に対して第２の軸９８に沿って伸縮自在に調節できる第２の駆動組立体１５４を含む。それぞれの組立体１５２及び１５４は、電源５０によって電力が供給される。
【００５４】
第１の駆動組立体１５２は、ステム組立体２２に対して本体組立体２４を直線的に移動させるために本体組立体２４に結合された直線的に移動する出力軸１５８を有するリニアアクチュエータ１５６を含む。リニアアクチュエータ１５６は、電源５０に電気的に接続されている。同様に、第２の駆動組立体１５４は、本体組立体２４に対してネック２６を直線的に移動するためにネック２６に結合された直線的に移動する出力軸１７８を備えた、電源５０に電気的に接続されたリニアアクチュエータ１７６を含む。リニアアクチュエータ１５６及び１７６のそれぞれは、例えばペンシルベニア州マッキービル（Mackeyville）に所在のＡＰＣインターナショナル社（APC International, Ltd.）及び／またはマサチューセッツ州ホープデール（Hopedale）に所在のピエゾシステム・ジェナ社（Piezosystem Jena, Inc.）が販売するような圧電アクチュエータ、例えばカリフォルニア州アンチオック（Antioch）に所在のナノマスキュル社（NanoMuscle, Inc.）が販売するような形状記憶合金アクチュエータ、例えばコロラド州ボルダーに所在のスタンシス・リサーチ社（Stansys Research Corporation）が販売するようなパラフィンアクチュエータ、例えばニューヨーク州シャーリー（Shirley）に所在のアーノルド・ロックウェル・オートメーション社（Anorad Rockwell Automation）及び／またはバージニア州ラドフォード（Radford）に所在のニッポン・パルス・アメリカ社（Nippon Pulse America, Inc.）が販売するようなリニアサーボモータ、例えばニューヨーク州ロンコンマ（Ronkonkoma）に所在のナノモーション社（Nanomotion, Inc.）が販売するような線形圧電モータ、電磁ソレノイド、または例えばカリフォルニア州バレンシアに所在のＨ２Ｗテクノロジーズ社（H2W Technologies, Inc.）が販売するような非整流ＤＣリニアアクチュエータを含むことができる。他の好適なリニアアクチュエータも用いることができる。例えば、好適なリニアアクチュエータは、ステム組立体に対して本体組立体を移動させるため及び本体組立体に対してネックを移動させるために十分な力を生成することができるリニアアクチュエータを含むことができる。さらに、あらゆる好適なリニアアクチュエータは、プロテーゼ２０などの標準的なプロテーゼ及び／または２つの部分が互いに対して移動するのが望ましい他のあらゆるタイプのプロテーゼの中に適合する大きさのリニアアクチュエータを含む。加えて、他のリニアアクチュエータは、例えば電気活性ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータなどの曲げまたは屈曲運動によってアクチュエータの力を伝達するリニアアクチュエータを含むことができる。
【００５５】
プロテーゼ１２０はまた、ステム組立体２２と本体組立体２４の相対位置を固定する、例えばラチェットなどの第１の固定機構１８０を含むことができる。第１の固定機構１８０は、図８に図式的に示されているように、プロテーゼ１２０のステム組立体２２及び本体組立体２４の両方に結合されている。また、プロテーゼ１２０の第２の固定機構１９０を、ネック２６と本体組立体２４の相対位置を固定するために設けることができる。第２の固定機構２６もまた、図８に図式的に示されているように、プロテーゼ１２０のネック２６及び本体組立体２４の両方に結合されている。好適な固定またはラチェット機構は、摩擦ラチェットまたは歯付きラチェットを含むことができる。本体組立体２４及びネック２６を伸長及び収縮させることができるように、例えば本体２４から第１の固定機構１８０を係合解除するため及び／またはネック２６から第２の固定機構１９０を係合解除するための手段を提供することも本開示の範囲内である。作動中、ラチェットまたは固定機構１８０及び１９０には通常、調節した後の日々の荷重すなわち活動に対して患者の体重の一部または全てがかかる。様々なラチェットまたは固定機構は、例えば圧電駆動などのストロークが小さいリニアアクチュエータ用の摩擦ラチェット及び／または例えば形状記憶合金やパラフィンアクチュエータなどのストロークの大きいリニアアクチュエータ用の歯付きラチェットを含むことができる。ソレノイドを用いて、ラチェットまたは固定機構を係合解除してラチェット機構の逆方向の移動を可能にし、プロテーゼ１２０の様々なコンポーネントの二方向運動を維持することができる。
【００５６】
大腿骨プロテーゼ２０の移植を詳細に後述する。大腿骨プロテーゼ１２０の移植は、プロテーゼ２０の移植と同じまたは同様である。従って、プロテーゼ２０のみを用いて説明する。ステム組立体２２を移植する前に、患者の大腿骨を外科的に準備する。具体的には、患者の大腿骨を、例えばリーマ加工及び／またはブローチ加工して髄腔内に孔を形成する。次いで、その孔を骨セメントで完全または部分的に満たす。次いで、骨セメントを所定時間、硬化させることができる。次いで、ステム組立体２２を大腿骨内に移植する。具体的には、ステム組立体２２の遠位端部を準備した大腿骨の近位端部の開口内に挿入し、次いで髄内腔内を前進させる。プロテーゼ２０の本体組立体２４が、大腿骨の髄腔の外側に延出する。
【００５７】
このような方式では、大腿骨プロテーゼ２０を用いて、患者の骨盤に対して患者の大腿骨を移動可能に固定することができる。具体的には、このような方式で移植される場合、本体組立体２４のネック２６に固定された球状のプロテーゼ大腿骨ヘッド（不図示）を、患者の寛骨臼を置換するべく患者の骨盤内に移植されたプロテーゼ寛骨臼カップ（不図示）の形態であるプロテーゼソケットまたは患者の天然の寛骨臼に支持されるように配置する。この結果、大腿骨プロテーゼ２０と天然または人工の寛骨臼が全体として、患者の股関節の天然の球関節の代替のシステムとして機能する。
【００５８】
大腿骨プロテーゼ２０を移植した後、プロテーゼ２０の調節が必要になるであろう。プロテーゼ２０は、複数の異なった軸に沿って調節することができる。例えば、プロテーゼ２０は、第１の軸に沿って調節してプロテーゼの長さを変更でき、かつ第２の軸に沿って調節してプロテーゼのオフセットを変更することができる。
【００５９】
プロテーゼ２０を成長途上の子供に移植した場合に必要になることがあるプロテーゼ２０の延長のために、例えば上記したようにコンピュータの側から命令をプロテーゼ２０に無線送信して、プロテーゼ２０の長さ及び／またはオフセットを調節することができる。上記したように、内部電源５０が、第１及び第２の駆動組立体５２及び５４のモータ５６及び７６に電力を供給し、これによりねじ駆動軸６０及び８０がそれぞれ回転して、本体組立体２４が軸２５に沿って軸方向に移動し、ネック２６が軸９８に沿って軸方向に移動する。本体組立体２４のこのような伸長により、プロテーゼ２０の長さが長くなり、ネック２６の伸長により、プロテーゼ２０のオフセット及び長さの両方が増大する。外部制御システム１０４により、それぞれのモータ５６及び７６を作動させて、ねじ駆動軸６０及び８０を回転させることができるため、プロテーゼ２０の長さ及び／またはオフセットを増大させるためにプロテーゼ２０に外科的にアクセスする必要がないことも理解されたい。
【００６０】
プロテーゼ２０の長さ及び／またはオフセットを減少させるために、このような命令をＲＦ信号でプロテーゼ２０に送信できることも理解されたい。具体的には、上記したように、モータ５６またはモータ７６の出力軸の回転を変更するなわち逆回転にするための命令により、対応する本体組立体２４及びネック２６がそれぞれの軸２５及び９８に沿って収縮する方向に移動する。ステム組立体２２に対する本体組立体２４のこのような収縮によりプロテーゼ２０の長さが短くなり、本体組立体２４に対するネック２６の収縮によりプロテーゼ２０のオフセット及び長さの両方が減少する。外部制御システム１０４により、それぞれのモータ５６及び７６を作動させて、ねじ駆動軸６０及び８０を回転させることができるため、プロテーゼ２０のオフセット及び長さの両方を減少させるためにプロテーゼ２０に外科的にアクセスする必要がないことも理解されたい。
【００６１】
上記したように、股関節置換術の施工に用いるプロテーゼを用いて本開示の概念を例示的に説明してきたが、本開示の概念は、他の処置に用いる他のプロテーゼにも利用することができる。例えば、本開示の概念を、低侵襲性技術を用いた移植用の股関節プロテーゼの形成に利用することができる。これら及び他の股関節プロテーゼは、一次外科手術または修正外科手術に用いることができる。本開示の概念はまた、膝関節外科手術に用いる調節可能な脛骨トレイの形成にも利用することができる。本開示の概念はまた、特に脊柱変形を治療するために用いられる脊椎インプラントの形成にも利用することができる。また、本開示の概念を骨管理装置の形成に利用して、外部固定器、釘、及び／またはプレートを介して骨折部位を圧迫することができる装置を提供することができる。本開示の概念はまた、特に外傷処置に用いられる伸縮可能な釘の形成にも利用することができる。
【００６２】
１または複数の小型変位センサをプロテーゼ２０及び１２０内に組み込むことができることを理解されたい。例えば、プロテーゼ２０及び１２０は、ホール効果センサ、リニア可変差動トランスデューサ（ＬＶＤＴＳ）、差動可変磁気トランスデューサ（ＤＶＲＴＳ）、及びリードスイッチの１つまたは２つを用いて具現することができる。このようなセンサは、調節可能なプロテーゼ２０及び１２０の大腿骨ステム及びネックに組み込むことができ、これを用いて２つの構成要素間の増大した距離を測定することができる。例えば、プロテーゼ２０及び１２０を調節している際に、センサを用いてステム及び／またはネックの長さの変化を監視することができる。ある例では、ホール効果センサを用いて大腿骨ステム及び／またはネックの位置を監視することができる。調節の際に、センサを用いてリアルタイムのフィードバックを送ることができる。プロテーゼ２０及び１２０に加えて、このようなセンサ及び方式を他のタイプのプロテーゼの形成にも用いることができる。
【００６３】
位置センサからの出力を用いて、移植された大腿骨に対する大腿骨コンポーネントの位置の変化に応答してプロテーゼ２０及び１２０を調節できることを理解されたい。例えば、大腿骨コンポーネントが沈降して大腿骨に対するその大腿骨コンポーネントの位置が変化した場合に、ステムを伸長してその沈降を補償することができる。例示的に可動シャフトに配置されたセンサが、大腿骨に対するその位置を連続的に監視することができる。センサの大腿骨に対する位置が所定範囲内に達したら、プロテーゼ２０及び１２０の調節を終了する。前記したように、プロテーゼ２０及び１２０に加えて、このようなセンサ及び方式を他のタイプのプロテーゼの形成にも利用することができる。
【００６４】
本開示の概念を図面を用いて詳細に説明してきたが、このような例示及び説明は、限定目的ではなく例示目的であり、単に例示的な実施形態を図示及び説明したものであり、本開示の範囲内に含まれる全ての変更及び改良が保護されるべきものであることを理解されたい。
【００６５】
本開示には、ここに開示した装置及び方法の様々な特徴から分かる複数の利点がある。本開示の装置及び方法の代替の実施形態が、開示した全ての特徴を含まずに、このような特徴の少なくとも一部の利点から恩典が得られることに留意されたい。当業者であれば、本開示の１または複数の特徴を含む本開示の概念及び範囲内に含まれる装置及び方法を容易に実施できるであろう。
【００６６】
〔実施の態様〕
（１）調節可能なプロテーゼであって、
第１のコンポーネントと、
前記第１のコンポーネントに伸縮自在に結合された第２のコンポーネントと、
前記第２のコンポーネントに伸縮自在に結合された第３のコンポーネントと、
第１の軸に沿って前記第２のコンポーネントを前記第１のコンポーネントに対して移動させるように構成された、前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントに結合された第１の駆動組立体と、
前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って前記第３のコンポーネントを前記第２のコンポーネントに対して移動させるように構成された、前記第２のコンポーネント及び前記第３のコンポーネントに結合された第２の駆動組立体と、
前記第１のコンポーネント、前記第２のコンポーネント、または前記第３のコンポーネントの少なくとも１つに固定され、前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方に電気的に接続されたた電源と、を含む、調節可能なプロテーゼ。
（２）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネント、前記第２のコンポーネント、または前記第３のコンポーネントの少なくとも１つに固定された制御装置をさらに含み、
前記制御装置が、前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方の動作を制御するように構成されている、調節可能なプロテーゼ。
（３）実施態様（２）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記制御装置が、前記プロテーゼが患者の体内に移植された後に前記患者の体外からの信号を受信するように構成されたアンテナを含む、調節可能なプロテーゼ。
（４）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネントがステム組立体であり、
前記第２のコンポーネントが本体組立体であり、
前記第３のコンポーネントがネックである、調節可能なプロテーゼ。
（５）実施態様（４）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１の軸が前記ステム組立体の長さに沿って画定され、
前記第２の軸が前記ネックの長さに沿って画定されている、調節可能なプロテーゼ。
【００６７】
（６）実施態様（４）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記ステム組立体が、内部に孔が形成されたステムを含み、
前記本体組立体の一部が前記ステム組立体の前記孔の中に受容される、調節可能なプロテーゼ。
（７）実施態様（４）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記本体組立体が内部に孔が形成されており、
前記ネックの一部が前記本体組立体の前記孔の中に受容される、調節可能なプロテーゼ。
（８）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１の駆動組立体が、第１のモータ、及びその第１のモータの出力軸と共に回転運動するようにその第１のモータに結合された第１のねじ駆動軸を含む、調節可能なプロテーゼ。
（９）実施態様（８）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第２の駆動組立体が、第２のモータ、及びその第２のモータの出力軸と共に回転運動するようにその第２のモータに結合された第２のねじ駆動軸を含む、調節可能なプロテーゼ。
（１０）実施態様（８）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のモータ及び前記第１のねじ駆動軸に結合された第１の歯車減速装置をさらに含む、調節可能なプロテーゼ。
【００６８】
（１１）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１の駆動組立体が第１のリニアアクチュエータを含み、
前記第２の駆動組立体が第２のリニアアクチュエータを含む、調節可能なプロテーゼ。
（１２）実施態様（１１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のリニアアクチュエータが第１の圧電モータを含み、
前記第２のリニアアクチュエータが第２の圧電モータを含む、調節可能なプロテーゼ。
（１３）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントに結合された第１のラチェットと、
前記第２のコンポーネント及び前記第３のコンポーネントに結合された第２のラチェットと、をさらに含む、調節可能なプロテーゼ
（１４）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記プロテーゼの一部が、前記プロテーゼからＲＦ信号を送信でき、かつ前記プロテーゼへＲＦ信号を送信できるようにポリマーから形成されている調節可能なプロテーゼ。
（１５）実施態様（１）に記載の調節可能なプロテーゼであって、
前記第１のコンポーネント、前記第２のコンポーネント、及び前記第３のコンポーネントの少なくとも１つの位置を検出するように構成された位置センサをさらに含む、調節可能なプロテーゼ。
【００６９】
（１６）整形外科システムであって、
移植用股関節プロテーゼを含み、この移植用股関節プロテーゼが、
（ｉ）前記プロテーゼの長さを調節するように動作可能な第１の駆動組立体と、
（ｉｉ）前記プロテーゼのオフセットを調節するように動作可能な第２の駆動組立体と、
（ｉｉｉ）前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方の動作を制御するように構成された電子制御装置と、を含む、整形外科システム。
（１７）実施態様（１６）に記載の整形外科システムであって、
前記電子制御装置が、前記股関節プロテーゼが患者の体内に移植された後に前記患者の体外からの信号を受信するように構成されたアンテナを含む、整形外科システム。
（１８）実施態様（１６）に記載の整形外科システムであって、
前記移植用股関節プロテーゼが、前記第１の駆動組立体及び前記第２の駆動組立体の両方に電気的に接続された電源をさらに含む、整形外科システム。
（１９）実施態様（１６）に記載の整形外科システムであって、
前記股関節プロテーゼが患者の体内に移植された後に、前記患者の体外から前記電子制御装置に信号を送信するように構成された外部送信機をさらに含む、整形外科システム。
（２０）整形外科システムであって、
移植用プロテーゼを含み、この移植用プロテーゼが、
（ｉ）第１のコンポーネントと、
（ｉｉ）第２のコンポーネントと、
（ｉｉｉ）前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントの少なくとも１つの位置を互いに対して調節するように動作可能な駆動組立体と、
（ｉｖ）前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントの相対位置を検出するように構成されたセンサと、
（ｖ）前記センサからの出力を受信するように前記センサに電気的に接続された電子制御装置と、を含む、整形外科システム。
【００７０】
（２１）実施態様（２０）に記載の整形外科システムであって、
前記電子制御装置がさらに、前記駆動組立体の動作を制御するように構成されている、整形外科システム。
（２２）実施態様（２０）に記載の整形外科システムであって、
前記電子制御装置が、前記プロテーゼが患者の体内に移植された後に前記患者の体外からの信号を受信するように構成されたアンテナを含む、整形外科システム。
（２３）実施態様（２０）に記載の整形外科システムであって、
前記移植用プロテーゼが、前記駆動組立体に電気的に接続された電源をさらに含む、整形外科システム。
（２４）実施態様（２０）に記載の整形外科システムであって、
前記プロテーゼが患者の体内に移植された後に、前記患者の体外から前記電子制御装置に信号を送信するように構成された外部送信機をさらに含む、整形外科システム。
（２５）実施態様（２０）に記載の整形外科システムであって、
前記プロテーゼが患者の体内に移植された後に、前記患者の体内の前記電子制御装置によって生成された信号を受け取るように構成された外部受信機をさらに含む、整形外科システム。
【００７１】
（２６）実施態様（２０）に記載の整形外科システムであって、
外部トランシーバをさらに含む、この外部トランシーバが、
（ｉ）前記プロテーゼが患者の体内に移植された後に前記患者の体外から前記電子制御装置に信号を送信するように構成され、かつ（ｉｉ）前記プロテーゼが前記患者の体内に移植された後に前記患者の体内の前記電子制御装置によって生成された信号を受信するように構成されている、整形外科システム。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】調節可能な長骨プロテーゼの線図である。
【図２】調節可能な長骨プロテーゼの線図である。
【図３】調節可能な長骨プロテーゼの線図である。
【図４】調節可能な脛骨プロテーゼの線図である。
【図５】調節可能な脛骨プロテーゼの線図である。
【図６】調節可能な脛骨プロテーゼの線図である。
【図７】調節可能な大腿骨プロテーゼの断面図である。
【図８】別の調節可能な大腿骨プロテーゼの断面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2006102498000001.pdf