(57)【要約】【課題】患者の整形外科的な能力をモニターして評価するための方法、システムおよび装置を提供する。【解決手段】整形外科モニター・システムは、モニター・ステーションの動作空間の中におけるマーカーの位置を、ＲＦにおいて無線により検出するための追跡システム、を含んでいる、モニター・ステーション、を備えている。コンピュータ制御システムは、上記動作空間の中に配置されている患者の体内に植え込まれている複数のマーカーのそれぞれに対応するマーカーの位置を決定するように、構成されている。このコンピュータ制御システムはまた、上記マーカーの位置から、患者の整形外科的な能力の指標も発生する。また、上記のコンピュータ実施型の方法は、複数のマーカーのそれぞれを確認する工程と、これらのマーカーのそれぞれの位置を決定する工程と、これらのマーカーの位置を用いて、上記患者の整形外科的な能力の表現を発生する工程と、を含んでいる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の整形外科的な能力を評価する方法において、
少なくとも、第１の骨の中に第１のマーカーを、第２の骨の中に第２のマーカーを、植え込む工程であって、これらの骨はある部位に関連するものであり、前記第１および第２のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である、工程と、
前記部位に、処置を行なう工程と、
前記処置が完了した後に、前記第１および第２のマーカーの位置を、無線周波数において、無線により検出する工程と、
前記患者の整形外科的な能力を評価するために、前記検出された位置を使用する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
患者の整形外科的な能力を評価する方法において、
第１のマーカーを第１の骨の中に、第２のマーカーを第２の骨の中に、植え込む工程であって、前記第１および第２のマーカーは無線周波数において無線により追跡可能であり、前記第１の骨および第２の骨は関節の異なる側にある、工程と、
第３のマーカーを有する第１の整形外科インプラントを植え込み、第４のマーカーを有する第２の整形外科インプラントを植え込むことにより、前記関節をプロテーゼ関節と置換する工程であって、前記第３および第４のマーカーは無線周波数において無線により追跡可能である、工程と、
前記関節を置換する工程が完了した後に、前記第１、第２、第３および第４のマーカーの位置を、複数の別々の機会に、無線周波数において、無線により検出する工程と、
前記複数の別々の機会に捕捉された、前記第１、第２、第３および第４のマーカーの検出された位置を用い、かつ、初めに植え込まれたものと同じマーカーを用いて、前記プロテーゼ関節の能力を評価する工程と、
を含む、方法。
【請求項３】
処置が患者のある部位において行なわれた後に、前記患者の整形外科的な能力を評価するための方法であって、前記患者は、少なくとも、第１の骨の中に植え込まれている第１のマーカーと、第２の骨の中に植え込まれている第２のマーカーと、を保持しており、これらの骨は前記部位に関連しており、前記第１および第２のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である、方法において、
前記第１および第２のマーカーの位置を、無線周波数において、無線により検出する工程と、
前記患者の整形外科的な能力を評価するために、前記検出された位置を使用する工程と、
を含む、方法。
【請求項４】
患者の整形外科的な能力を評価することにおいて使用するための整形外科モニター・システムにおいて、
モニター・ステーションであって、無線周波数において無線により検出可能であり、前記モニター・ステーションの動作空間にわたり広がっている磁場の分布の中に置かれているマーカーの、位置を検出するための追跡システム、を含む、モニター・ステーションと、
前記追跡システムと通信しているコンピュータ制御システムであって、無線周波数において無線により検出可能であり、前記動作空間の中に少なくとも部分的に置かれている患者の体内に植え込まれている複数のマーカーの、それぞれに対応するマーカーの位置を決定するように構成されており、かつ、前記マーカーの位置から、前記患者の整形外科的な能力の指標を発生するように構成されている、コンピュータ制御システムと、
を備えている、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションはトレッド・ミルを含む、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、当該モニター・ステーションに対する、患者が位置すべきところを示すしるし、を有している、システム。
【請求項７】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記追跡システムの位置は、前記モニター・ステーションにおける前記動作空間の位置を変えるために、調節可能である、システム。
【請求項８】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、患者が座ることのできる支持体、を含む、システム。
【請求項９】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、立ちながら、患者がつかむことのできる支持体、を含む、システム。
【請求項１０】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、三角形の形態で、配置されている３個の磁場発生装置、を含む、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、
前記３個の磁場発生装置は、垂直な面の中に、配置されている、システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムにおいて、
前記３個の磁場発生装置は、水平な面の中に、配置されている、システム。
【請求項１３】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、患者を配置できる基部、を含む、システム。
【請求項１４】
請求項４〜１３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
無線周波数において無線により検出可能な複数のマーカー、
をさらに備えている、システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
それぞれのマーカーは気密に封じられている、システム。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載のシステムにおいて、
前記マーカーの少なくとも１個は経皮的に植え込み可能である、システム。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
それぞれのマーカーは電力受容式のコイルを含み、前記モニター・ステーションは、そのマーカーに誘導的に電力供給する電力信号を送信する、システム。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
少なくとも第１の整形外科インプラント、
をさらに備えており、
前記第１の整形外科インプラントは前記複数のマーカーの内の１個を有する、
システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムにおいて、
第２の整形外科インプラント、
をさらに備えており、
前記第２の整形外科インプラントは前記複数のマーカーの内のさらに別の１個を有する、
システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、
前記第１の整形外科インプラントおよび前記第２の整形外科インプラントは股関節または膝関節を供給する、システム。
【請求項２１】
請求項４〜２０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記指標は前記整形外科的な能力のグラフ表示である、システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムにおいて、
前記グラフ表示は前記患者の動画化された表示である、システム。
【請求項２３】
請求項４〜２２のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記指標は前記整形外科的な能力を表す測定規準（metric）である、システム。
【請求項２４】
請求項４〜２３のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記指標は前記患者の分類である、システム。
【請求項２５】
請求項４〜２４のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記コンピュータ制御システムは、前記患者の前の評価に関連しているデータを記憶するデータベースをさらに含む、システム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のシステムにおいて、
前記データベースは、別の患者の以前の評価に関連しているデータをさらに記憶している、システム。
【請求項２７】
請求項４〜２６のいずれか１項に記載のシステムにおいて、
前記コンピュータ制御システムは、前記複数のマーカーのそれぞれを識別するように、さらに構成されている、システム。
【請求項２８】
患者の整形外科的な能力を評価するためのコンピュータ実施型の方法であって、前記患者は、複数のマーカーを保持しており、このマーカーは、このマーカーの中に埋め込まれている追跡システムにより、無線周波数において無線により追跡可能である、方法において、
前記複数のマーカーのそれぞれを確認する工程と、
前記複数のマーカーのそれぞれの位置を決定する工程と、
前記マーカーの位置から、前記患者の整形外科的な能力の表示を発生する工程と、
を含む、方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、
前記表示をグラフにより示す工程、
をさらに含む、方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法において、
前記患者の整形外科的な能力を、前記表示を用いて、評価する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載の方法において、
前記表示の測定規準の特徴を計算する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記表示の定量的な分析を実行する工程、を含む、方法。
【請求項３３】
請求項３０に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記患者の整形外科な能力の表示を、同じ患者の以前の整形外科的な能力の少なくとも一つの表示と、比較する工程、を含む、方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記患者の整形外科な能力の表示を、少なくとも一人の別の患者の整形外科的な能力の少なくとも一つの表示と、比較する工程、を含む、方法。
【請求項３５】
請求項３０に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記患者の整形外科な能力の表示を、理論的なまたはモデルの整形外科的な能力の少なくとも一つの表示と、比較する工程、を含む、方法。
【請求項３６】
請求項３３〜３５のいずれか１項に記載の方法において、
前記比較する工程は、統計学的な分析、データ合わせ、および、パタン認識、を含む群から選択される技法、を含む、方法。
【請求項３７】
請求項２８〜３６のいずれか１項に記載の方法において、
同じ患者の次の評価において使用するための、あるいは、異なる患者の評価において使用するための、患者の履歴データベースの中の表示に相当するデータを記憶する工程、
をさらに含む、方法。
【請求項３８】
請求項２８〜３６のいずれかに記載の方法において、
前記患者の第１の骨と第２の骨との間の距離、前記患者の骨と整形外科インプラントとの間の距離、および、前記患者の第１の整形外科インプラントと第２の整形外科インプラントとの間の距離、のうちの少なくとも一つを用いること、
をさらに含む、方法。
【請求項３９】
請求項４〜２７のいずれか１項に記載のシステムまたは請求項２８〜３８のいずれか１項に記載の方法を提供するためのデータ処理装置により実行可能なコンピュータ・プログラム・コード。
【請求項４０】
請求項３９に記載のコンピュータ・プログラム・コードを有する、コンピュータが読取可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
本発明は、被験者の能力をモニターすることにおいて使用するための、装置、システムおよび方法、に関連しており、特に、無線により追跡可能なマーカーを用いて、被験者の整形外科的な能力をモニターすることにおいて使用するための、装置、システム、方法、コンピュータ・プログラム・コードおよびコンピュータ・プログラム製品、に関連している。
【０００２】
基準マーカー（fiducial marker）とも呼ばれる場合のある、マーカーは、多数のコンピュータ支援手術（「ＣＡＳ」）および画像案内手術（「ＩＧＳ」）の処置において、使用できる。これらのマーカーの位置は多様な有線方式および無線方式の追跡技法を用いて追跡可能であり、このマーカーを有する、器具、インプラントまたは体の一部分、の位置は、外科処置の間に外科医を補助するために、調整可能でありその外科医に表示できる。しかしながら、追跡可能なマーカーの使用は、一般的に、外科処置自体の間だけに限られており、これらのマーカーは、一般的に、外科処置の後に除去されている。
【０００３】
ＲＳＡは、外科処置により患者の骨に３個の鉛のビーズの組が取り付けられている、骨の空間的な位置を決定するための技法、である。さらに、同一の位置における骨と共に、異なる方向から、タンタル・ビーズの組の２種類のＸ線写真を撮る。この場合に、上記Ｘ線の供給源の位置を知ることにより、上記３個のビーズの組の２種類のＸ線画像からの逆投影により、空間内にそれらのビーズの組の位置を再構成することが可能である。しかしながら、Ｘ線は身体に有害な影響を及ぼす可能性があり、それゆえ、Ｘ線の使用を最小限にするか、減らすか、あるいは、避けること、が可能であることが好ましい。また、上記の方法は、幾つかの金属片を患者の身体に取り付けることを必要としており、その身体を金属、特に、鉛等のような毒性のある金属、に対して曝すことを減少するか無くすことが好ましい。また、Ｘ線画像化技法の使用では体の各部分の位置の高度に正確な決定を行なえない。
【０００４】
それゆえ、身体が受ける外科的な傷害およびその他の有害な影響を減少させる、正確で柔軟な様式で、その身体の整形外科的な能力を正確にモニターできれば、好都合であると考えられる。
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、患者の整形外科的な能力を評価するための方法が提供されている。この方法は、第１の骨に第１のマーカーを取り付けて、第２の骨に第２のマーカーを取り付ける工程であって、これらの骨がある部位に関連している、工程、を含む。その後、処置または治療を、その部位において行なうことが可能になる。上記第１および第２のマーカーの位置は、その処置が完了した後においても、決定可能である。したがって、それらの検出される位置は、患者の整形外科的な能力を評価するために、使用できる。
【０００６】
単一のマーカーは、そのマーカーが取り付けられている骨の位置および／または配向を決定すること、を可能にできる。それぞれの骨には、単一のマーカーだけを取り付けることができる。この場合に、それぞれのマーカーは独自に確認可能である。
【０００７】
上記のマーカーの位置は、無線周波数において、無線により検出できる。また、これら第１および第２のマーカーは無線周波数において無線により追跡可能である。
【０００８】
上記のマーカーは骨の中に植え込むことができる。さらに、これらのマーカーは骨の中に経皮的に植え込むことができる。
【０００９】
上記のマーカーは、上記の処置を行なう前に、取り付けるか植え込むことができる。さらに、これらのマーカーは、上記の処置に関連している何らかの侵襲性の工程を行なう前に、取り付けるか植え込むことができる。
【００１０】
上記の部位は関節とすることができる。好ましくは、この部位は、膝、腰、肩、肘、足、手、または脊椎、の関節である。また、この部位は、骨またはその他の体の構造体が相互に移動する、あらゆる体の部位、とすることができる。上記のマーカーは、骨だけでなく、または、骨の代わりに、筋肉および組織を含む、他の体の構造体にも、取り付けることができる。
【００１１】
上記の処置は、外科処置、臨床処置、診断処置、治療処置、予防処置、物理療法処置、医療処置、薬剤投与または投薬のプログラム、あるいは、患者の部位または身体に、治療の、改善のまたはその他の有益な、影響を有するか、そのような影響を及ぼすことを意図している、任意の他の処置、とすることができる。
【００１２】
なお、上記の患者は哺乳類動物とすることができ、人間または動物であってよい。
【００１３】
上記の外科処置は、少なくとも第１のプロテーゼインプラントおよび／または第２のプロテーゼインプラントを植え込む工程を含む、関節置換または再構成の処置、とすることができる。さらに、この関節置換処置は、股関節置換または膝関節置換、とすることができる。
【００１４】
この場合に、第１のプロテーゼインプラントは第３のマーカーを有することができ、第２のプロテーゼインプラントは第４のマーカーを有することができる。この第３および／または第４のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である。上記の方法は、上記の処置が完了した後に、上記第３および第４のマーカーの位置を、無線周波数において、無線により検出する工程、をさらに含むことができる。
【００１５】
上記第１のマーカーは、上記第１の骨に対するこのマーカーの最小限の移動を有するように選択されている、その第１の骨の中の第１の位置において、その第１の骨の中に植え込むことができる。また、上記第２のマーカーは、上記第２の骨に対するマーカーの最小限の移動を有するように選択されている、その第２の骨の中の第２の位置において、その第２の骨の中に植え込むことができる。
【００１６】
さらに、上記第３のマーカーは上記第１のインプラントの中の第３の位置に置くことができ、上記第４のマーカーは上記第２のインプラントの中の第４の位置に置くことができ、これらの第３の位置および第４の位置は、それぞれ、それぞれのインプラントの移動の中心（centre of motion）から、一定した距離だけ分離されている。この移動の中心は回転の中心であってもよい。さらに、この移動の中心は、上記第２のインプラントのカップ部分の中における上記第１のインプラントのヘッド部分の回転の中心、とすることができる。
【００１７】
上記第１の骨は大腿骨とすることができ、上記第１の位置は大転子とすることができる。また、上記第２の骨は骨盤の一部とすることができ、上記第２の位置は腸骨稜とすることができる。
【００１８】
上記の位置を検出する工程は、患者が静止している状態で、行なうことができる。また、この位置を検出する工程は、患者が動いている状態で、行なうことも可能である。さらに、この位置を検出する工程は、重力の作用下において、患者の身体の少なくとも一部分により、上記の部位に負荷が加えられている状態で、行なうことができる。また、この位置を検出する工程は、上記の部位に負荷をかけているか、かけていない状態で、行なうことができる。また、この位置を検出する工程は、患者が立っている状態で、行なうことができる。さらに、この位置を検出する工程は、患者が座っている状態で、および／または立っているか座っている状態の間において移動している状態で、行なうことができる。また、この位置を検出する工程は、患者が歩いているか、ジョギングしているか、走っている状態で、行なうことができる。
【００１９】
処置の完了後に、上記第１および第２のマーカーの位置を検出する工程は、その同一の患者に対して、および／または、異なる患者に対して、複数の別々の機会に、行なうことができる。これら複数の別々の機会により検出された位置は、その患者の整形外科的な能力の評価において使用できる。
【００２０】
さらに、患者の整形外科的な能力を評価することは、その患者における処置の、効果または有効性、を評価、決定または分類するために、使用できる。
【００２１】
初めに植え込んだ同一のマーカーを、複数の別々の機会に、検出できる。
【００２２】
これらの複数の別々の機会は少なくとも１ヶ月は離すことができる。また、これら複数の別々の機会の内の一つを、前の機会から、少なくとも、１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月、５ヶ月または６ヶ月、離すことも可能である。さらに、これら複数の別々の機会の内の一つを、前の機会から、少なくとも、１年、２年、３年、４年、５年または６年、離すことも可能である。また、これらの機会の部分集合は１ヶ月よりも短く離れていてもよく、さらに／または、これらの機会の別の部分集合は、少なくとも１ヶ月であるが１年以内で、離れていてもよく、さらに／または、これらの機会のさらに別の部分集合は、少なくとも１年であるが１０年以内で、離れていてもよい。また、これら複数の別々の機会は少なくとも１年離れていてもよい。
【００２３】
上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、定性的な評価を行なう工程、を含むことができる。この定性的な評価は、検出された位置から導き出される整形外科的な能力の表示の、全体的な、形態、形状、徴候または性質、を考察する工程または比較する工程、を含むことができる。
【００２４】
また、上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、定量的な評価を行なう工程、を含むことができる。この定量的な評価は、検出された位置から導き出される整形外科的な能力の表示の特性（characteristic）である測定規準（metric）、を計算する工程、決定する工程または導出する工程、を含むことができる。
【００２５】
また、上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、それらの検出された位置の、視覚的な表示および／またはグラフによる表示、を与える工程、を含むことができる。また、上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、患者および／または患者の骨および／または１個以上のインプラントの、動画化された表示、を与える工程、を含むことができる。
【００２６】
本発明の第２の態様によれば、患者の整形外科的な能力を評価するための方法は、第１の骨の中に第１のマーカーを植え込み、第２の骨の中に第２のマーカーを植え込む工程を含むことができ、これら第１および第２のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である。上記第１の骨および第２の骨は関節の異なる側面に配置できる。これにより、この関節は、第３のマーカーを有する第１の整形外科インプラントを植え込むことと、第４のマーカーを有する第２の整形外科インプラントを植え込むこととにより、プロテーゼ関節と置換することができ、これら第３および第４のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である。上記の、第１、第２、第３および第４の、マーカーの位置は、関節を置換する工程が完了した後に、複数の別々の機会に、無線周波数において、無線により検出できる。このプロテーゼ関節の性能は、上記複数の別々の機会において捕捉された、第１、第２、第３および第４の、マーカーの検出された位置を用いる工程と、初めに植え込んだものと同じマーカーを用いる工程とにより、評価できる。
【００２７】
本発明の第３の態様によれば、処置が患者のある部位において行なわれた後に、その患者の整形外科的な能力を評価するための方法が提供されている。この患者は、上記の部位に関連している、第１の骨の中に植え込まれている第１のマーカーと、第２の骨の中に植え込まれている第２のマーカーと、を有することができる。これら第１および第２のマーカーは無線周波数において無線により追跡可能である。また、この方法は、上記第１および第２のマーカーの位置を、無線周波数において無線により検出する工程、を含むことができる。これらの検出された位置は、その患者の整形外科的な能力を評価するために、使用できる。
【００２８】
本発明の第１の態様の好ましい態様および特徴は、本発明の第２の態様および第３の態様の好ましい態様になることもでき、この逆も同様である。
【００２９】
上記の部位は関節とすることができる。また、上記の処置は外科処置とすることができる。さらに、この外科処置は関節置換処置とすることができ、その患者は少なくとも第１のプロテーゼインプラントと第２のプロテーゼインプラントとを有することができる。この場合に、これらの第１および第２のプロテーゼインプラントは股関節置換インプラントおよび膝関節インプラントとすることができる。
【００３０】
上記第１のプロテーゼインプラントは、無線周波数において無線により追跡可能である第３のマーカー、を有することができる。また、上記第２のプロテーゼインプラントは、無線周波数において無線により追跡可能である第４のマーカー、を有することができる。また、上記の方法は、上記第３および／または第４のマーカーの位置を、無線周波数において、無線により検出する工程、をさらに含むことができる。
【００３１】
上記第１のマーカーは、上記第１の骨に対するこの第１のマーカーの最小限の移動を有するように選択された、その第１の骨の中の第１の位置に、配置できる。また、上記第２のマーカーは、上記第２の骨に対するこの第２のマーカーの最小限の移動を有するように選択された、その第２の骨の中の第２の位置に、配置できる。この第１の骨は大腿骨とすることができ、上記第１の位置はその大腿骨に沿ういずれの場所でもよく、大転子、小転子、骨幹、顆、粗面、および骨幹端、を含む群から選択できる。また、上記第２の骨は骨盤の一部とすることができ、上記第２の位置は腸骨の中の任意の位置であってよく、腸骨稜、寛骨臼、および坐骨を含む群から選択できる。
【００３２】
上記の患者は、上記の位置を無線により検出している間、静止ししていてよい。また、この患者は、上記の位置を無線により検出している間、動いていてもよい。また、上記の位置を検出している間、重力の作用下において、患者の身体の少なくとも一部分により、上記の部位に負荷を加えてもよい。また、この患者は、上記の位置を検出している間、立っていてもよい。
【００３３】
上記第１および第２のマーカーの位置を無線により検出する工程は、上記の処置が完了した後に、複数の別々の機会に、行なうことができる。また、上記の方法は、患者の整形外科的な能力を評価するために、複数の別々の機会により、検出された、その患者のまたは他の一人以上の患者の、位置を使用する工程、をさらに含むことができる。
【００３４】
上記の場合に、初めに植え込まれた同じマーカーを、複数の別々の機会に、検出できる。
【００３５】
上記複数の別々の機会は少なくとも１ヶ月離すことができ、１ヶ月〜６ヶ月の間、例えば、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月または５ヶ月、離れていてもよい。また、これら複数の別々の機会は少なくとも１年は離すことができ、１年〜１０年の間、例えば、２年、３年、４年または５年、離れていてもよい。
【００３６】
上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、定性的な評価および／または定量的な評価、を行なう工程、および／または、定性的および定量的な一つ以上の評価の結果を組み合わせる工程、を含むことができる。
【００３７】
また、上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、それらの検出された位置の視覚的な表示またはグラフによる表示を与える工程、を含むことができる。
【００３８】
また、上記の処置の効果を評価するために上記の検出された位置を用いる工程は、患者および／または患者の１つ以上の骨および／または１個以上のインプラントの、動画化された表示、を与える工程、を含むことができる。
【００３９】
上記患者の動画化された表示は、少なくとも、上記第１および／または第２の骨の、表示または取り込み画像、を含むことができる。また、この患者の動画化された表示は、少なくとも、第１のインプラントおよび／または第２のインプラントの、表示または画像、を含むことができる。
【００４０】
上記の方法は、上記第１および第２のマーカーのそれぞれの位置からの骨と骨との距離および／または上記第３および第４のマーカーのそれぞれの位置からのインプラントとインプラントとの距離を決定する工程、および／または、第１のマーカーおよび第３のマーカーまたは第４のマーカーのそれぞれの位置からの第１のインプラントと骨との距離を決定する工程、および／または第２のマーカーおよび第３のマーカーまたは第４のマーカーのそれぞれの位置からの第２のインプラントと骨との距離を決定する工程、をさらに含むことができる。
【００４１】
また、上記の方法は、上記第１のマーカーおよび第３のマーカーのそれぞれの位置からの第１のインプラントと骨との距離を決定する工程と、上記第２のマーカーおよび第４のマーカーのそれぞれの位置からの第２のインプラントと骨との距離を決定する工程と、を含むことができる。この場合に、上記第１のインプラントは上記第１の骨の中に植え込むことができ、第２のインプラントは第２の骨の中に植え込むことができる。
【００４２】
上記の骨と骨との距離は、患者の運動学上の整形外科的な能力または、患者の運動学上の整形外科的な能力に関する治療の効果、を評価するために使用できる。また、インプラントとインプラントとの距離は、第１および第２の整形外科用のインプラントの性能を評価するために、使用できる。この性能はそれぞれの第１および第２の整形外科用のインプラントの摩耗の程度とすることができる。また、第１の骨とインプラントとの距離は第１の整形外科用のインプラントの性能を評価するために使用でき、さらに／または、第２の骨とインプラントとの距離は第２の整形外科用のインプラントの性能を評価するために使用できる。この性能を評価する工程は、第１および／または第２の整形外科用のインプラントが機能しない見込みを評価する工程、を含む。
【００４３】
上記の定量的または定性的な評価は、理論的なモデルとの比較と、少なくとも他の一人以上の患者の能力との比較と、同一の患者の前の能力との比較と、を含む群から選択される一つ以上の技法、を含むことができる。
【００４４】
また、上記の定量的な評価は、検出された位置から導出したデータを合わせる工程と、検出された位置から導出したデータに統計学的な分析を適用する工程と、検出された位置から導出したデータにパタン認識処理を適用する工程と、を含む群から選択される一つ以上の技法、を含むことができる。
【００４５】
上記の性能を評価する工程は、上記の定量的な分析から測定規準を得る工程、または患者の整形外科的な能力の表現を特徴付ける工程と、その患者の整形外科的な能力を分類するためにその測定規準を用いる工程と、をさらに含むことができる。さらに、この測定規準を用いる工程は、この測定規準を閾値またはカットオフ値に対して比較する工程、を含むことができる。患者の整形外科的な能力は、さらなる定期的な整形外科的評価を必要としている状態と、さらなる整形外科的評価を必要としていない状態と、外科的介入を必要としている状態と、外科的介入を必要としていない状態と、植え込みの失敗を経験する可能性がある状態と、植え込みの失敗を経験する可能性がない状態と、から選択されるカテゴリに該当するように、分類できる。
【００４６】
本発明の第４の態様によれば、患者の整形外科的な能力の評価において使用するための、整形外科用のモニター・システムおよび／または評価システムが提供されている。このシステムは、マーカーの位置を検出するための追跡システムと、この追跡システムに通信しているコンピュータ制御システムと、を含むモニター・ステーション、を備えている。このコンピュータ制御システムは患者の体内に植え込まれた複数のマーカーのそれぞれについてマーカー位置を決定して、これらのマーカー位置により、その患者の整形外科的な能力の指標情報を発生するように、構成できる。
【００４７】
上記システムは、本発明の第１〜第３の態様の好ましい特徴および詳細に対して、対応する特徴、を含むことができ、この逆も同様である。
【００４８】
上記追跡システムは、上記モニター・ステーションの作業空間に広がっている磁場の分布の中に置かれている、無線周波数において無線により検出可能なマーカー、を検出するようにできている。これらのマーカーは無線周波数において無線により検出可能である。
【００４９】
上記のモニター・ステーションは、このモニター・ステーションに対して患者をどこに位置させるべきかを示すしるし、を有することができる。このしるしはフットプリントを表現できる。さらに、これらのフットプリントは、患者がそのステーションを通って歩くか走る際に、その患者の足の場所を定めるように、一つ以上の立つ位置を示すことができる。このモニター・ステーションはトレッド・ミルまたは類似の装置を含むことができる。また、このモニター・ステーションは、患者を位置決めできる基台、を含むことができる。
【００５０】
上記追跡システムの位置、当該追跡システムの一部、または当該追跡システムの一部を支持しているアンテナは、上記モニター・ステーションにおける作業空間の位置を変えるように、調節できる。
【００５１】
上記モニター・ステーションは、患者が座ることのできる支持体、を含むことができる。また、このモニター・ステーションは患者が立つことのできる基台、を含むことができる。さらに、このモニター・ステーションは、患者が、立っているか座っている状態で、つかむことのできる支持体、を含むことができる。また、このモニター・ステーションは、３個の磁場発生装置、を含むことができる。これらの磁場発生装置は、三角形の構成で、配置できる。さらに、これら３個の磁場発生装置は、垂直面または水平面の中に、配置できる。また、これら３個の磁場発生装置は、上記モニター・ステーションの一体の部分として備えることができ、あるいは、モニター・ステーションの一部の中に収容できる。
【００５２】
上記システムは、無線周波数において、無線により検出可能な複数のマーカー、をさらに含むことができる。それぞれのマーカーは気密に封じることができる。また、それぞれのマーカーは、シール剤および／またはハウジングの中において、気密に封じることができる。少なくとも１個の、これらの、またはそれぞれの、マーカーは、経皮的に植え込み可能である。また、これらの、またはそれぞれの、マーカーは、電力受容コイルを含むことができる。上記モニター・ステーションは、誘導によりマーカーに電力供給する電力信号、を送信できる。上記のまたはそれぞれの、マーカーは、それ自体を、独自に確認できる。また、上記のまたはそれぞれの、マーカーは、患者の骨の中における、その独自の位置および／または配向、を示すことができる。
【００５３】
上記システムは、少なくとも第１の整形外科用のインプラント、をさらに含むことができる。この第１の整形外科用のインプラントは、上記複数のマーカーの内の１個、を有することができる。さらに、上記システムは第２の整形外科用のインプラントを含むことができる。この第２の整形外科用のインプラントは、上記複数のマーカーのさらに別の１個、を有することができる。この第１の整形外科用のインプラントおよび／または第２の整形外科用のインプラントは、股関節または膝関節あるいは股関節または膝関節の一部を供給できる。
【００５４】
上記の指標は、整形外科的な能力の、視覚的なまたはグラフによる表示とすることができる。このようなグラフによるまたは視覚的な表示は、患者、骨またはインプラントの、動画化された表示とすることができる。また、この指標は、整形外科的な能力を表す測定規準、とすることも可能である。さらに、この測定規準は、検出された位置から導出した整形外科的な能力の表示の特性、とすることができる。また、上記の指標は患者の分類情報とすることができる。
【００５５】
上記のコンピュータ制御システムは、一人以上の患者の、前の１回以上の評価に関連しているデータを記憶しているデータベースにアクセスする手段、をさらに含む、または有することができる。このデータベースは、他の患者の、前の評価に関連しているデータ、もさらに記憶できる。また、このデータベースは、例えば、骨、関節またはインプラント等の、モデルまたは理論的な整形外科的な能力に関連しているデータ、もさらに記憶できる。
【００５６】
上記のコンピュータ制御システムは、上記複数のマーカーのそれぞれを識別するように、さらに構成できる。
【００５７】
本発明の第５の態様によれば、患者の整形外科的な能力を評価するための、コンピュータ実施型の方法が提供されている。この方法は、患者に取り付けた複数のマーカーのそれぞれを確認する工程と、これら複数のマーカーのそれぞれの位置を決定する工程と、これらのマーカーの位置から患者の整形外科的な能力の表示を発生する工程と、を含むことができる。
【００５８】
上記の方法は本発明の第１〜第４の態様の好ましい特徴および詳細に対して、対応する特徴、を含むことができ、この逆も同様である。
【００５９】
上記の患者は、その中に植え込まれている複数のマーカー、を有することができる。これらのマーカーは、追跡システムにより、無線周波数において、無線により検出可能である。
【００６０】
上記の方法は、グラフにより、上記の表示を示す工程、をさらに含むことができる。また、この方法は、上記の表示を用いて、患者の整形外科的な能力を評価する工程、もさらに含むことができる。また、この方法は、上記の表示の、測定規準の特性を計算する工程、またはその表示を用いる工程、をさらに含むことができる。
【００６１】
上記の整形外科的な能力を評価する工程は、上記の表示の定量的な分析を行なう工程、を含むことができる。
【００６２】
また、上記の整形外科的な能力を評価する工程は、同じ患者の前の整形外科的な能力の少なくとも一つの表示に対して、その患者の整形外科的な能力の表示を比較する工程、を含むことができる。
【００６３】
また、上記の整形外科的な能力を評価する工程は、少なくとも一人の別の患者または患者の群の整形外科的な能力の少なくとも一つの表示、あるいは、少なくとも一人の別の患者または患者の群の、整形外科的な能力の複数の表示の平均、に対して、上記の患者の整形外科的な能力の表示を比較する工程、を含むことができる。
【００６４】
また、上記の整形外科的な能力を評価する工程は、理論的なまたはモデルの、整形外科的な能力の少なくとも一つの表示に対して、上記の患者の整形外科的な能力の表示を比較する工程、を含むことができる。
【００６５】
上記の比較する工程は、統計的な分析、データ合わせ、およびパタン認識、を含む群から選択される技法、を含む。このパタン認識は、神経網を用いる工程、を含むことができる。また、統計的な分析技法は、整形外科的な能力の分類または評価の信頼性を決定するために、カイ２乗検定、ｚ検定、または順位和検定（rank sum test）を用いる工程、を含むことができる。
【００６６】
上記の方法は、同一の患者の後の評価において使用するために、あるいは、異なる患者の評価において使用するために、上記の表示に対応するデータを、患者の履歴データベースの中に、記憶させる工程、をさらに含むことができる。
【００６７】
上記の方法は、患者の第１の骨と第２の骨との間の距離と、患者の骨と整形外科用のインプラントとの間の距離と、患者の第１の整形外科用のインプラントと第２の整形外科用のインプラントとの間の距離と、の内の少なくとも一つを用いる工程、をさらに含むことができる。
【００６８】
上記の整形外科的な能力の表示は、患者の第１の骨と第２の骨との間の距離と、患者の骨と整形外科用のインプラントとの間の距離と、患者の第１の整形外科用のインプラントと第２の整形外科用のインプラントとの間の距離と、の内の少なくとも一つとすることができる。
【００６９】
また、上記の表示は、時間を伴う、患者の第１の骨と第２の骨との間の距離と、患者の骨と整形外科用のインプラントとの間の距離と、患者の第１の整形外科用のインプラントと第２の整形外科用のインプラントとの間の距離と、の内の少なくとも一つ、の変化とすることができる。さらに、この時間による変化は、運動学的事象の間とすることができ、あるいは、静的事象の間であるが異なる場合にモニターされている距離の変化とすることもできる。
【００７０】
本発明のさらに別の態様によれば、本発明のシステムの態様に従うシステム、または本発明の方法の態様の少なくとも一つに従う方法、を提供するために、データ処理装置により実行可能なコンピュータ・プログラム・コードが提供されている。また、本発明の前の態様に従う、コンピュータ・プログラム・コードを有する、コンピュータが読取可能な媒体も提供されている。
【００７１】
本発明の実施形態が、例示のみとして、添付図面を参照して、説明されている。
【００７２】
特別に示されていない限り、異なる図面における類似の部品または要素には、共通の参照符号が付されている。
【００７３】
図１を参照して、本発明による、概略的な整形外科モニター法１００を例証している、高度なフロー・チャートが示されている。初めに、本発明の方法の態様の一つの外観が示されている。この方法は、人間の患者における使用において、特に適しているが、動物を含む、別の哺乳類動物の被験体にも、使用可能である。まず、この方法は、工程１０２において開始し、工程１０４において、位置が追跡システムにより決定できるマーカーが、少なくとも２個の骨が互いに対して移動する関節等のような、解剖学的な構造に付随する骨の中に、植え込まれる。本明細書において用いられる場合に、整形外科という用語は、関節と、骨が互いに対して移動する別の身体構造と、の両方に及ぶ、と考えられる。なお、以下において、本発明は股関節および膝関節に関連して説明されているが、これらの関節に限定されない。マーカーは、手術部位、例えば、関節、に付随している骨のそれぞれの中に植え込まれ、位置が追跡されるそれぞれの骨はマーカーがその中に植え込まれている。
【００７４】
その後、工程１０６において、ある形態の治療が手術部位に適用される。すなわち、外科、臨床、予防および美容、の処置を含む、種々の治療を行なうことができる。例えば、外科処置はプロテーゼインプラントを用いる関節置換処置を含むことができ、例えば、十字靭帯手術等のような、プロテーゼインプラントに含まれない処置も含むことができる。また、上記の処置は必ずしも侵襲性の手術を含む必要はなく、このような処置は物理療法式の処置またはその他の非侵襲性の改善処置とすることができる。この処置が完了した後に、工程１０８において、上記の工程１０６において行なわれた治療の結果としての、患者の整形外科的な能力が、評価される。
【００７５】
上記の評価は、患者の骨の中に植え込まれたマーカーの位置を決定して、それらの植え込まれたマーカーの位置から、治療部位に関連している患者の整形外科的な能力の、いくらかの定性的または定量的な表示に到達することにより、行なえる。上記の植え込まれたマーカーは、治療が完了した後に、患者の体内に残される。これらの植え込まれたマーカーはまた、患者の整形外科的な能力の初期的な評価の後、およびそのいくらか後の日にも、その患者の体内に残され、その患者の整形外科的な能力は、進路１１０により示されているように、再び評価されて、ある期間にわたり、その患者の整形外科的な能力をモニターする。この場合に、最初の繰り返しの評価は、例えば、１ヶ月の比較的に短い期間の後に行なうことができ、その後の評価を、例えば、６ヶ月ごと等のような、比較的に長い期間にわたって、行なうことができる。これらの整形外科的な能力の評価の結果に基づいて、それぞれの評価の間の時間を変更できる。例えば、整形外科的な能力の間にわずかな変化しかなければ、その後の評価を、例えば、１年〜５年または１０年ごと等のように、頻度を下げて行なうことができる。あるいは、評価の間にかなりの変化があれば、例えば、数ヶ月ごと等のような、さらに頻度の高い評価プログラムを適用できる。
【００７６】
患者の整形外科的な能力のモニターは、適当であると考えられる限り、長く続けることができる。また、さらなるモニターが必要とされないと決定されれば、あるいは、決定される時に、そのモニター処理は工程１１２において停止できる。また、さらなるモニターが必要とされなくなる可能性があれば、植え込まれたマーカーは患者から除去することが可能になる。あるいは、植え込まれたマーカーは、患者のさらなるモニターおよび評価が必要とされる場合に、患者の体内において保持できる。
【００７７】
図２は、本発明に従っていて、本発明による成形外科評価方法１００における使用に適しており、図１を参照して上記において説明されている概略的な方法１００の工程１０８に概ね対応している、整形外科モニター・システム１２０の概略的なブロック図、を示している。このモニター・システムは、無線追跡機能と、整形外科評価機能と、を備えている。さらに、この整形外科評価機能は、一般に、１個以上のデータベース１２４の中に記憶されている、インプラントおよび／または骨の位置データ項目およびその他のデータ項目に関する種々のデータ処理動作を実行するコンピュータ１２２により、実施される。それゆえ、これらのコンピュータ１２２およびデータベース１２４は整形外科評価サブ−システム１２６を提供している。上記の位置データ項目は、患者の骨および／またはプロテーゼインプラントの中に配置されているマーカーを無線により追跡することにより、得られる。無線追跡サブ−システム１３０は、コンピュータ１２２と、位置信号処理回路１３２と、モニター用または追跡用のステーション１３４と、により提供されている。
【００７８】
モニター・ステーション１３４は、コイルの形態で、３個の磁場発生装置１３６、を含んでいる。これら３個のコイルは、モニター・ステーションの動作空間にわたって広がる磁場の分布１３８を発生する。上記のモニター・ステーションはまた、その動作空間内に配置されているマーカー１４０に対して、ＲＦ周波数において、電力信号１３５を無線により伝達するアンテナ１３９、も備えている。一方、マーカー１４０は、このマーカーの位置および配向およびこのマーカーの特異的な識別子もデジタル・コード化されている、信号１３１、を無線により伝達する。この信号１３１は、位置信号処理回路１３２に通信しているアンテナ１３３により、受信される。
【００７９】
さらに、整形外科モニター・システム１２０における使用のための、適当なマーカー１４０および関連の追跡サブ−システム１３０が詳細にまとめて説明されている。なお、これらのマーカー１４０および追跡サブ−システム１３０の態様が、米国特許公開第ＵＳ２００３／０１２０１５０Ａ１号（米国特許出願第１０／０２９，４７３号）においてさらに詳細に記載されており、この特許文献は、全ての目的のために、その全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
【００８０】
図３、図４および図５を参照して、追跡サブ−システム１２０により追跡できる、マーカーまたは無線位置センサー１４０と、経皮的に植え込み可能なマーカーを供給する、上記マーカーのためのハウジング１６０と、磁気追跡サブ−システム１３０の概略的なブロック図と、が示されている。上記において説明されているように、マーカー１４０は、上記３個の（放射コイル（radiator coil）とも呼ばれる）場の発生コイル１３６により作られる外部磁場１３８に応答して、そのマーカーの位置（追跡システムのデカルト基準フレーム内のｘ，ｙおよびｚの座標）および配向（ピッチ、回転（roll）および偏揺れ（yaw））を示すデータ項目をコード化しているデジタル信号１３１を発生して無線により送信する。
【００８１】
図５は、モニター・ステーション１３４の中に存在している回路１７０の一部と、位置信号処理回路１３２の中に存在している回路１７２の一部、を示している。場の発生コイル１３６は、異なる、それぞれの組の周波数｛ｗ1 ｝，｛ｗ2 ｝および｛ｗ3 ｝において、電磁場を発生するように、駆動回路１７２により駆動される。一般的に、これらの組はおよそ１００Ｈｚ〜０ｋＨｚの範囲内の周波数を含むが、これよりも高い、さらに、これよりも低い周波数も使用可能である。一例の実施形態において、およそ１５ｋＨｚ〜０ｋＨｚの範囲内の周波数が用いられている。さらに、上記のコイルが放射する周波数の組はコンピュータ１２２により設定され、このコンピュータ１２２はサブ−システム１３０を追跡するためのシステム制御装置として役立つ。上記周波数のそれぞれの組は全て同一の周波数を含んでいてもよく、あるいは、これらは異なる周波数を含んでいてもよい。いずれの場合においても、コンピュータ１２２は既知の多重パタンに従って回路１７４を制御し、この多重パタンは、任意の時において、１個を超えない場の発生コイルが、任意の所与の周波数において、放射するように、設定されている。一般的に、それぞれの駆動回路は、それぞれの組の中の周波数を通して、経時的に、周期的にスキャンするように、制御される。あるいは、それぞれの駆動回路は、コイル１３６のそれぞれの１個を駆動して、複数の周波数において、同時に、放射させることも可能である。
【００８２】
システム・モニター・ステーション１３４の目的において、コイル１３６は、これらがある基準フレームに対して固定されている限りにおいて、さらに、これらが重なっていない限りにおいて、すなわち、どの２個の場の発生コイルも、正確な、同一の位置および配向を有していない限りにおいて、任意の好都合な位置および配向に、配置できる。一般的に、外科用途において、上記のコイルは三角形の配置に置かれている。この場合に、これらのコイルの軸は平衡であってもよく、あるいは、傾いていてもよい。さらに、棒形状の送信機あるいは三角形または四角形状のコイルを、上記のような用途のために、用いることも可能である。
【００８３】
整形外科およびその他の外科用途において、外科医の移動の自由を妨げないように、コイル１３６が、外科手術の場から離して置かれることが望ましい。一方、上記のコイルは、外科医が手術している全体の領域を、上記追跡システムの動作空間１３８が含むように、位置決めされる必要がある。同時に、マーカー１４０の座標を所与の基準フレームの中において決定可能にするために、これらのコイル１３６の位置および配向は、その基準フレームに対して、既知である必要がある。実際に、これらのコイル１３６は、モニター・ステーション１３４の基準構造部分に、取り付けられている。
【００８４】
上記マーカー１４０はセンサー・コイル１４２を含み、これらのセンサー・コイルの中に、場の発生コイル１３６により作られる磁場に応答して、電流が誘導されて流れる。これらのセンサー・コイル１４２は、空芯または磁気材料のコアのいずれか、の上において、巻かれていてよい。一般的に、それぞれのマーカーは、相互に直交している軸を有している、３個のセンサー・コイルを含んでおり、それらの軸の一つは、縦軸等のような、ハウジング１６０の、または、整形外科インプラントの、主軸、に対して、好都合に整合されている。上記３個のコイルは単一のコアの上に同心状に巻かれていてよく、あるいは、これらのコイルは、別々のコアの上に、主軸に沿って離間して、非同心状に巻かれていてもよい。なお、このような非同心状のコイルの使用は、例えば、ＰＣＴ国際公開第ＷＯ９６／０５７６８号および対応する米国特許出願第０９／４１４，８７５号において、記載されており、これらの特許文献は、全ての目的のために、それぞれの全体において、参照により本明細書に組み込まれている。
【００８５】
あるいは、上記のマーカー１４０は、それぞれ、単一のセンサー・コイルだけか、２個のセンサー・コイル、を含んでいてもよい。さらに、あるいは、これらのマーカー１４０は、ホール（Hall）効果センサー等のような、当業界において知られている別の種類の感知要素に基づいている磁気位置センサーを含んでいてもよい。
【００８６】
任意の瞬間の時間に、センサー・コイル１４２の中に誘導される電流は、場の発生コイル１３６により発生される、組｛ｗ1 ｝，｛ｗ2 ｝および｛ｗ3 ｝の中の、特定の周波数において、成分を含んでいる。これらの電流（あるいは、センサー・コイルをまたいで測定できる時間変化電圧）のそれぞれの振幅は、場の発生コイルの位置および配向に対するマーカーの位置および配向、に依存している。さらに、上記の誘導される電流または電圧に応答して、それぞれのマーカーの中の信号処理送信回路は、そのセンサーの位置および配向を示す信号１３１を発生して送信する。これらの信号は受信アンテナ１３３により受信され、この受信アンテナ１３３は信号受信復調回路１７８を介してコンピュータ１２２に連結されている。その後、このコンピュータは、植え込み可能なマーカーの位置および配向の座標を計算するために、場の発生コイル１７６を駆動するために用いられる信号の表示と共に、その受信された信号を処理する。この場合に、上記の座標は、以下においてさらに詳細に説明されているように、コンピュータ１２２により、処理されて記憶される。
【００８７】
図２および図５において、追跡サブ−システム１３０は、３個の場の発生コイル１３６を含むものとして、示されているが、別の実施形態においては、異なる数、種類および構成の場の発生装置およびセンサーを使用できる。また、例えば、識別可能な磁場を発生するために、２個の重なり合っていない場の発生コイルのみを用いて、固定された基準のフレームを確立することも可能である。また、センサーの６種類の位置および配向の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚの方向ならびにピッチ、偏揺れおよび回転の配向）を決定するために、場の発生コイルによる磁場の磁束を測定するために、２個の平行でないセンサー・コイルを用いてもよい。しかしながら、３個の場の発生コイルおよび３個のセンサー・コイルを用いることは、位置測定の精度および信頼性を高めやすい。
【００８８】
あるいは、１個のみのセンサー・コイルを用いる場合に、コンピュータ１２２は、５種類の位置および配向の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚの方向ならびにピッチおよび偏揺れの配向）、を依然として決定できる。このような単一コイル・システム（単一軸システムとも呼ばれている）の具体的な特徴および機能は米国特許第６，４８４，１１８号において記載されており、この開示は参照により本明細書に組み込まれている。
【００８９】
金属またはその他の磁気に対して応答性の物品を追跡する対象の近傍に運ぶと、その近傍の磁場がゆがむ。外科手術の環境の中には、基本的なおよび補助の装置（手術台、カート、可動ランプ等）ならびに侵襲性の外科装置（メス、はさみ等）を含む、相当な量の、伝導性および透過性の材料が存在し得る。場の発生コイル１３６により作られる磁場はこのような物品の中に渦電流を生じる可能性があり、これらの渦電流はさらに寄生磁場を放射させる。さらに、このような寄生の場および他の種類のゆがみは追跡する対象の位置の決定において誤差を引き起こす可能性がある。
【００９０】
上記の問題を軽減するために、モニター・ステーション１３０の各要素およびそのモニター・システムの近傍において用いられている他の物品は、可能な場合に、非金属材料、あるいは、低い透過性および伝導性を有する金属材料により一般的に作成されている。加えて、コンピュータ１２２はモニター・ステーションの近傍の金属の物体の影響を検出して補正するようにプログラムできる。このような検出および補正のための例示的な方法は、米国特許第６，１４７，４８０号および同第６，３７３，２４０号、ならびに２００３年５月２９日に出願されている米国特許出願第１０／４４８，２８９号、および２００３年７月３１日に出願されている米国特許出願第１０／６３２，２１７号、において記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれている。
【００９１】
本実施形態におけるマーカー１４０は、３個の組のコイル、すなわち、センサー・コイル１４２、電力コイル１４４、および通信コイル１４６、を備えている。あるいは、電力および通信のコイルの機能は、米国特許出願第１０／０２９，４７３号において記載されているように、組み合わせることができる。これらのコイル１４２，１４４および１４６は電子処理回路１４８に連結されており、この電子処理回路１４８は、柔軟なプリント回路板（ＰＣＢ）等のような、適当な基板１５０に取り付けられている。なお、この回路１４８の構成および動作の詳細は、米国特許出願第１０／０２９，４７３号および米国特許出願第１０／７０６，２９８号において記載されており、これらは、全ての目的のために、それぞれの全体において、参照により本明細書に組み込まれている。
【００９２】
簡単にするために、図３は、単一のセンサー・コイル１４２および単一の電力コイル１４４のみを示しているが、実際には、センサー１４０は、典型的には、３個のセンサー・コイルおよび３個の電力コイル等のような、それぞれの種類の複数のコイルを備えている。これらのセンサー・コイルは、センサー・コア１５２の上に、相互に直交方向に、一緒に巻かれているが、電力コイルは、電力コア１５４の上に、相互に直交方向に、一緒に巻かれている。あるいは、これらのセンサーおよび電力のコイルは、２００４年１月９日に出願されている、例えば、米国特許出願第１０／７５４，７５１号において記載されているような、同一のコアの上に重ね合わせることができ、この開示は参照により本明細書に組み込まれている。なお、各コイルの間の寄生の静電容量を減少させるために、誘電体層により（あるいは、電力コイルとセンサー・コイルとの両方のために共通のコアが用いられている場合に、これらのコイルをインターリーブすることにより）、コイルを互いに分離させることが一般に望ましい。
【００９３】
動作中に、電力コイル１４４はセンサー１４０のための電力供給源として作用する。これらの電力コイルは、ＲＦ電力駆動回路１７４に取り付けられている外部駆動アンテナ１３９からの誘導結合によりエネルギーを受け取る。一般的に、上記の駆動アンテナは、１３．５ＭＨｚの範囲内等のような、比較的に高い無線周波数（ＲＦ）において、強い電磁場を放射する。この駆動場はコイル１４４の中に電流を流し、これらの電流は回路１４８に電力供給するために整流される。一方、場の発生コイル１３６は、上述したような、センサー・コイル１４２をまたいで発生するように、時間変化信号電圧を誘導する。回路１４８はこれらの信号電圧を感知して、これらの信号電圧に応答して、出力信号を発生する。これらの出力信号は、アナログまたはデジタルの、いずれの形態であってもよい。さらに、回路１４８は通信コイル１４６を駆動して、患者の体外の受信用アンテナ１３３に、上記の出力信号を送信させる。一般的に、これらの出力信号は、例えば、周波数変調方式を用いて、４３ＭＨｚまたは９１５ＭＨｚの範囲内の周波数等のような、さらに高い無線周波数において、送信される。加えて、または、あるいは、患者の体外の送信アンテナ（図示されていない）から、クロック信号等のような、制御信号を受信するために、コイル１４６を用いてもよい。
【００９４】
上記において説明されているように、駆動回路１７０はまたＲＦ電力駆動装置１７６を含み、この電力駆動装置１７６は、アンテナ１３９を駆動して、好ましくは２〜１０ＭＨｚの範囲内で、電力信号１３５を発生させる。この電力信号は電力コイル１４４の中に電流を流し、この電流は回路１４８により整流されて、各マーカーの内部回路に電力供給するために用いられる。一方、場の発生コイル１３６により作られる電磁場はセンサー・コイル１４２の中に電流を流す。この電流は、場の発生コイル１３６を通って流れる駆動電流と同じ周波数で、周波数成分を有している。さらに、これらの電流成分は、各センサー・コイルの軸に対して平行な方向に、場の発生コイルにより作られるそれぞれの磁場の成分の強度、に対して比例している。したがって、上記の電流の振幅は、固定されている場の発生コイル１３６に対する各コイル１４２の位置および配向を示す。
【００９５】
上記回路１４８は、異なる場の周波数において、センサー・コイル１４２の中に流れる電流を測定する。さらに、回路１４８はこの測定結果を高周波信号の中にコード化し、この信号を、アンテナ１４６を介して、アンテナ１３３に送り戻す。この回路１４８は、サンプリング回路とアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、を備えており、この変換器はセンサー・コイル１４２の中に流れる電流の振幅をデジタル化する。この場合に、回路１４８はデジタル変調した信号を発生して、この信号を、アンテナ１４６による送信のために、ＲＦ変調する。この目的のために、デジタル・コード化および変調の、任意の適当な方法を用いることができる。回路１４８はまたそれぞれのマーカーに対応する特異的な識別子を記憶しており、同様に、デジタル変調した信号を発生して、その信号１３１を、アンテナ１４６による送信のために、ＲＦ変調する。なお、上記の信号の処理および変調の別の方法も当業者には明らかになるであろう。
【００９６】
上記のアンテナ１４６により送信されるデジタル変調した信号は、アンテナ１３３に連結されている受信機１７８により受け取られる。その後、この受信機はその信号を復調して、コンピュータ・システム１２２に対して、分離していてもよく、一体であってもよい信号処理回路に対して、適当な入力を発生する。一般的に、受信機１７８は、上記マーカー１４０からの信号を増幅して、フィルター処理し、デジタル化する。これらのデジタル化された信号は、マーカー１４０の位置および配向を計算するために、コンピュータ１２２により受信されて用いられる。汎用コンピュータ１２２は、受信機１７８からの信号を処理するために、プログラムされていて、適当な入力回路を備えている。
【００９７】
好ましくは、回路１７２はクロック同期回路１８０を含んでおり、この回路１８０は、駆動回路１７４とＲＦ電力駆動装置１７６と、を同期化するために用いられる。この場合に、ＲＦ電力駆動装置は、場の発生装置１３６の駆動周波数の整数倍で、ある周波数において、動作できる。これにより、回路１４８は、電力源としてだけでなく、周波数の基準としても、電力コイル１４４により受信されるＲＦ信号を用いることができる。この基準を用いることにより、回路１４８は、センサー・コイル１４２により発生される電流信号に位相感知処理を適用して、コイル１３６により発生される駆動場と同位相のセンサー・コイル電流を検出することができる。また、受信機１７８も、クロック同期回路１８０からの入力を用いて、同様の様式で、当業界において知られているような、位相感知処理法を適用できる。このような位相感知検出法は、センサー・コイル１４２の中の電流信号の低い振幅にもかかわらず、マーカー１４０が高められた信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を達成することを可能にする。
【００９８】
特定の周波数範囲が例示として上記において挙げられているが、当業者は、他の周波数範囲も、同じ目的のために、使用可能であること、を認めるであろう。
【００９９】
上記回路１４８はマーカー１４０に対応する特異的な識別子も記憶しており、この特異的な識別子もまた追跡サブ−システム１３０に送信されるので、この追跡サブ−システムは、位置データが受信されているマーカーの識別子、を決定できる。それゆえ、この追跡サブ−システムは、複数のマーカーがモニター・ステーションの動作空間１３８の中に存在している時に、異なるマーカーを識別できる。
【０１００】
マーカー１４０等のような、無線マーカーを使用する利点は、搭載電力源を伴わずに、それらのマーカーが、患者の体内に挿入されて、後の参照のためにその体内に残すことができること、である。
【０１０１】
図３において示されているように、マーカー７０は、シール剤またはカプセル化剤１５６の中へのカプセル封入１５５により気密に封じることができる。好ましくは、このシール剤は、以下の遮へい性、すなわち、機械衝撃による分離、電磁的分離、生体適合性の遮へい、のいずれか、いくつか、あるいは全部、を与える。このシール剤はまた、マーカーの電子部品を一緒に結合するために役立つことができる。適当なシール剤またはカプセル化剤は、商品名をパリレン（Parylene）として販売されている製品等のような、ユー・エス・ピー・クラス６（USP Class 6）エポキシ、を含む。また、他の適当なシール剤は、エポキシ樹脂、シリコン・ゴムおよびポリウレタン接着剤、を含む。この場合に、上記マーカーは、液体の状態のシール剤の中にそのマーカーを浸漬した後に、そのシール剤を固化または硬化させることにより、カプセル封入できる。
【０１０２】
マーカー１４０は、整形外科インプラントの位置を追跡可能にするように、その整形外科インプラントプロテーゼインプラントに、取り付けることができる。この場合に、ハウジングをカプセル化剤１５６の周囲に備えて、その収容されたマーカーを整形外科インプラントに固定することができる。なお、特定の置換用の股関節および膝関節の整形外科インプラントの実施形態が、図９および図１０を参照して、以下において詳細に説明されている。
【０１０３】
図４は、患者の骨の中に直接に植え込むことができる植え込み可能なマーカーを供給するように使用できるマーカー１４０のためのハウジング１６０、を示している。好ましい実施形態において、植え込み可能なマーカーは、補助的な切開またはその他の予備的な外科処置を必要とすることなく、患者の皮膚を通して「注入可能」になるように構成されている。この場合に、ハウジング１６０は、テーパー状の遠位側端部１６４と、ハウジングの長手軸に沿って延在しているねじ山１６８と、を有している概ね円筒形の本体部分１６２、を有している。さらに、概ね正方形の形状の形態のコネクタ１７０が近位側端部１６６に設けられており、このコネクタ１７０は、植え込み可能なマーカーを患者の骨の中にねじ込むことができるように、ハウジングに対して回転駆動を与えるために、挿入器具に対して放出可能に係合するためのものである。一例の実施形態において、上記ハウジングは、鋭い、皮膚穴あけ用の、セルフタッピンねじ山（self-tapping screw thread）を備えている先端部分を、その遠位側端部に、有している。この植え込み可能なマーカーは、その後、長さに沿って通る案内通路を伴う案内管を有する案内器具を随意的に用いて、皮膚の中にマーカーを押し通した後に、その植え込み可能なマーカーを骨の中にねじ込むことにより、その骨の中に経皮的に植え込むことができる。
【０１０４】
別の実施形態において、ねじ山１６８は全く設けられておらず、ハウジングの外表面部は実質的に滑らかであり、その遠位側端部は、転子の先端部分等のような、鋭い骨侵入用の先端部分を有している。この実施形態において、上記の植え込み可能なマーカーは、この植え込み可能なマーカーを皮膚の中を通して駆動して、この植え込み可能なマーカーを骨の中に押し込むことにより、経皮的に植え込むことができる。なお、上記ねじ山は一部の実施形態において骨アンカーを提供しているが、この実施形態においては、とげ、リブまたはその他の表面の特徴部分が骨アンカーを提供できる。あるいは、骨アンカーは、上部における骨の成長を促すか、容易にするかそれ以外の様式で助長するために、マーカー・ハウジングの外表面部を処理することにより、備えることができる。例えば、上記ハウジングの外表面部は粗くするか化学的に処理できる。
【０１０５】
さらに別の実施形態において、ハウジング１６０は、吸収可能な材料により作られている非骨侵入性の先端部分またはノーズ、を含んでいる。マーカーを植え込む前に、案内管を用いて骨の中に穴がドリルにより作られた後に、植え込み可能なマーカーが、その案内管によって予めドリルにより作られた穴に向かって、案内され、その案内管の先端部分自体がその予めドリルにより作られた穴の中の植え込み可能なマーカーを位置決めした後に、その植え込み可能なマーカーが、この植え込み可能なマーカーを骨の中に駆動するように、その予めドリルにより作られた穴の中にねじ込まれる。
【０１０６】
図６Ａおよび図６Ｂを参照して、本発明によるモニター・ステーション１３４の実施形態の、概略的な正面図および平面図がそれぞれ示されている。このモニター・ステーション１３４は、使用中に、患者が立つ基部１８０、を備えている。また、使用中に、患者がその手によりつかむことのできる、ガイド・レール１８２および１８４を、随意的に設けることができる。これらのガイド・レール１８２，１８４は、モニター・ステーション１３４を通して、患者の運動を案内するためにも役立つ。また、このモニター・ステーション１３４は、支持フレーム１８８が移動可能に取り付けられているバンドまたは支持部材１８６、も含んでいる。さらに、支持フレーム１８８は、概ね三角形の形態で、垂直面内において、配置されている３個の場の発生コイル、も含んでいる。
【０１０７】
図６Ａにおいて示されているように、場の発生コイル１３６の位置は、モニター・ステーションの動作空間１３８の位置を変えるために、垂直方向１９０および水平方向１９２（および、第３の方向、すなわち、図面に対して直角方向にも）、調節可能である。
【０１０８】
基部１８０の上面部は、モニター・ステーションにおいて、患者が立つための好ましい位置を示すしるしを与えている、第１および第２のフット・マーク１９６および１９８、を含むことができる。また、動的なまたは運動学的なモニター処理の間に、基部１８０をまたいで歩いている状態で、患者のそれぞれの足の位置を定めるための、好ましい位置を示すように、第２の組のフット・マーク２００，２０２，２０４，２０６も備えることができる。
【０１０９】
図７を参照して、モニター・ステーション１３４のさらに別の実施形態を含むモニター・システム１２０の斜視の概略図が示されている。モニター・ステーション１３４は、患者２１２が座ることのできる支持体を提供するシート２１０、を含んでいる。運動学状のまたは動的な評価は、患者の体重下におけるその患者関節の負荷賦与および負荷解除の間の関節の能力を評価するために、患者が立っている位置から座っている位置まで、さらに、その逆に、移動する時の、インプラントの位置をモニターする処理、を含むことができる。モニター・ステーション１３４は、必要とされる場合に、支持を行なうために、患者によりつかむことのできるガイド・バー２１４、を含むことができる。さらに、このガイド・バー２１４の位置は、このガイド・バーの自由端部を、基部１８０に設けられている一連の穴２１６，２１８の中に挿入することにより、変更可能である。コンピュータ制御システム１３２は信号処理電子部品１３２を保持する台車の上に、モニター・ステーション１３４とは別に備えられている。このようなモニター・ステーションの実施形態において、場の発生コイル１３６は、基部１８０の中に三角形の形態で、概ね水平の構成で、備えられている。動作空間１３８は、概略的に示されているように、基部から上方に広がっている。
【０１１０】
次に、上記の整形外科的な能力の評価方法における整形外科モニター・システム１２０の用法を、図８を参照して、詳細に説明する。図８は、図１において示されている方法１００に概ね相当する方法２３０、を詳細に例証しているフロー・チャート、を示している。なお、この方法２３０は股関節置換または膝関節置換の外科処置を行なう状況において説明されるが、これらの処置に、あるいは、外科処置のみに、限定されない。
【０１１１】
上記方法２３０は工程２３２において開始し、工程２３４において、植え込み可能なマーカーが、関節のいずれかの面に対して、骨の中に経皮的に植え込まれる。これらの植え込み可能なマーカーは、骨の中におけるこれらの植え込み可能なマーカーの移動を最小限にするか阻止するために、それぞれの骨の中の特定の位置に植え込む必要がある。このように、骨の中における植え込み可能なマーカーの移動を阻止するか最小限にすることにより、上記の評価方法の精度が改善される。なお、植え込み可能なマーカーの位置決めは、図９および図１０を参照して、以下においてさらに詳細に説明されている。上記の方法２３０を開始する前に、患者の関節は、好ましくは、外科処置の間に使用するための骨の画像を得るために、例えば、ＣＴ、Ｘ線または蛍光透視を用いて、身体の画像データを集めるために、スキャンされる。また、好ましくは、工程２３４において、マーカーの植え込みが、操縦型または画像案内型の処置を用いて、行なわれ、この場合に、骨の画像は、上述したシステムに類似している追跡システムにより追跡される植え込み可能なマーカーの位置の表示と共に示される。このようにして、経皮的な様式における、植え込み可能なマーカーの位置決めの精度が改善される。
【０１１２】
植え込み可能なマーカーが工程２３４において植え込まれた後に、工程２３６において、骨の画像が、追跡システムにおける、基準または座標の、フレーム、の中に整合されるように、骨の画像がそれぞれのマーカーに対して整合される。この骨の画像データを追跡システムにおける基準のフレームの中に整合するために、多数の技法を用いることができる。例えば、Ｘ線またはＣＴスキャンに基く整合方法が使用可能である。
【０１１３】
一般に、追跡システムの基準フレームの中における体の画像の位置は、その追跡システムにより検出可能なマーカーを用いて決定できる。さらに、追跡システムの基準フレームの中におけるマーカーの位置が分かり、画像化された身体の部分の位置が追跡システムの基準フレームの中において分かると、その身体の部分に対する追跡システムの基準フレームの中における画像の位置が決定でき、これにより、それらの画像は、その追跡システムの基準フレームの中における身体の部分に対して、整合させることができる。
【０１１４】
また、画像に基かない整合技法も使用可能である。例えば、追跡システムの基準フレームの中の骨の位置が分かるように、その追跡システムにより検出可能なマーカーをその骨に取り付けることができる。これにより、その骨の表面における複数の点が、その追跡システムにより（デジタル化と呼ばれる場合のある、処理において）、確認および捕捉される。これらの複数の点は、一般的に、特徴的な形状または配置を有する解剖学的な特徴の部分の上に、広がっている。その後、骨の、モデルまたはその他の仮の表示が、上記の捕捉された位置に一致させるために、変形されて計測され、その骨の変形されたモデルは、これにより、実際の骨に一致していると見なされる。これにより、追跡システムの基準フレームの中における実際の骨の位置が分かり、したがって、その骨の位置は追跡システムに対して整合される。
【０１１５】
マーカーが、工程２３６において、骨に対して整合された後に、工程２３８において、いくらかの術前の診断処置を随意的に行なうことができる。これらの術前診断は、関節の術前の能力を評価することを可能にするために、植え込まれたマーカーの位置を捕捉し、それゆえ、患者が多数の運動または活動を経験する際のその患者の骨の位置を決定することにより、モニター・ステーション１３４を用いて行なうことができる。例えば、立っている位置と座っている位置、およびこれら二つの位置の間で移動している状態、における骨の位置を捕捉できる。さらに、患者が歩く際のその患者の骨の位置を捕捉して、歩行分析において使用できる。また、関節の能力をさらに評価するために、別の患者の活動を行なって、それらの骨の位置を追跡できる。さらに、動作および関節の動きの全体の範囲にわたる患者の生理学的な状態も評価できる。例えば、関節の、異なる負荷の支持下、外転、内転、屈曲、伸長、反転および嫌悪（aversion）、の形態、における、骨の位置を評価できる。また、関節の一つ以上の接合面も評価できる。
【０１１６】
上記術前診断工程の完了後に、工程２４０において、外科処置が行なわれる。好ましくは、この外科処置は操縦型外科処置であり、この場合に、追跡システム、および種々の道具、器具およびインプラントの上のマーカーが、画像案内型の外科システムと共に用いられ、この画像案内型の外科システムは、インプラントを適正に位置決めすることにおいて外科医を補助するために、骨、インプラントおよび道具の位置の、視覚的な表示を与える。
【０１１７】
図９は、患者の股関節において植え込まれている状態の、全股関節置換プロテーゼインプラント２８０、を示している。このインプラント２８０は、大腿骨２８４の上部に向かって植え込まれている第１の大腿骨部品２８２、を含んでいる。この大腿骨インプラント部品２８２は、このインプラントに固定して取り付けられているマーカー２８６、を含んでいる。このインプラントの縦軸は、当該インプラント２８２のステムの軸に対して、実質的に平行であって同軸であり、マーカー２８６は、寛骨臼カップ２９０の中におけるヘッド部品２８８の回転の中心に対して、既知の位置関係を有している。カップ２９０はまた、マーカー１４０に類似しているがさらに平面的な形態を有しているマーカー２９２、も含んでいる。このマーカー２９２もまた、カップ２９０の中におけるヘッド部品２８８の回転の中心に対して、既知の空間的な関係を有している。また、代替の実施形態において、マーカー２８６は、大腿骨インプラント２８２のステムの下部の方の位置２９４に、配置できる。
【０１１８】
工程２３４において、第１の植え込み可能なマーカー２９６が大腿骨２８４の大転子の近くに植え込まれる。この位置は器具による影響を避けるために役立ち、精度を高めるためにも役立つ。さらに、マーカー２９６のための、大腿骨における別の適当な部位が、図９において、○により、示されている。適当な部位はまた、幹および骨幹端よりも遠位側の大腿骨骨幹軸である、顆も、含むことができる。また、第２の植え込み可能なマーカー２９８は骨盤３００の寛骨臼の近くに植え込まれている。なお、この第２の植え込み可能なマーカーの好ましい位置は骨盤の腸骨稜の中である。この位置は器具による影響を避けるために役立ち、精度を高めるためにも役立つ。さらに、別の部位は、寛骨臼、坐骨および恥骨、を含むことができる。なお、骨盤の中にマーカー２９８を植え込むための、別の適当な部位が、図９において、×により、示されている。
【０１１９】
上述のように、評価方法の精度を高めるために、骨のマーカーを、これらのマーカーが骨に対して著しく移動しない骨の中の位置に、植え込む必要がある。また、評価の精度を高めるために、可能な限りそれぞれを近づけて、骨のマーカーを有することも有益である。好ましくは、これらのマーカーは互いにおよそ２０ｃｍ以内である。また、患者の体内におけるマーカーの植え込みの寿命の間に、可能な限り少ないストレスを受ける骨のマーカーを有することも望ましい。これらの骨のマーカーは、低い骨ミネラル濃度の変化率を有する領域の中に、植え込む必要がある。好ましくは、この骨の植え込み部位は、４０％よりも低い骨ミネラル濃度の変化率を有している。また、この骨のマーカーの植え込み部位は、好ましくは、１年に０．２ｍｍよりも少なく、移動する。
【０１２０】
例えば、骨盤の腸骨稜は骨ミネラル濃度においてわずかな変化を受ける傾向があり、それゆえ、骨盤骨マーカーを植え込むための適当な部位である。また、大腿骨の大転子および小転子も、一般的に、骨ミネラル濃度おいてわずかな変化を受けるので、大腿骨マーカー２９６のための適当な部位を与える。骨のマーカーを植え込むための位置は、その骨自体の移動による、骨のマーカーの位置における何らかの変化を最小限にするように、選択される。このようにして、互いに対する、あるいは、インプラントの位置に対する、骨のマーカーの位置における変化はさらに確実に確認できる。
【０１２１】
図１０は、全膝関節置換を例証している、膝を通っている断面図である。大腿骨インプラント３１０はマーカー１４０に類似しているマーカー３１２を有している。脛骨インプラント３１４は、上方支持部品３１６と、マーカーに類似しているマーカー３２０を支持している脛骨トレー部品３１８と、を含んでいる。この脛骨インプラント３１４は脛骨３２２の上端部に取り付けられており、大腿骨インプラント部品３１０は大腿骨３２４の下端部に取り付けられている。
【０１２２】
大腿骨および脛骨のマーカーの位置決めに対する同様の考察は、股関節に関して上記において論じられている考察、を応用している。この場合も、目的は、マーカーの位置におけるあらゆる変化が、骨の部分の固有の移動よりも、関節の能力における変化によるように、骨の中のマーカーの移動を最小限にすることである。大腿骨マーカー３２６を植え込むための適当な位置は図１０において示されている位置であると考えられるが、図１０において示されている大腿骨の斜線領域の中の別の位置も適当であると考えられる。さらに、大腿骨インプラントに対して比較的に近い位置が好ましい。大腿骨マーカーのための好ましい位置は顆の中であり、関節線からおよそ５ｃｍである。この位置は、器具による影響を減少して、精度を高めるのに役立つ。また、他の位置は、大腿骨骨幹軸（骨幹）および大転子、を含むことができる。また、頸骨マーカー３２８を植え込むための適当な位置は図１０において示されている位置であると考えられるが、図１０において示されている頸骨の斜線領域の中の別の位置も適当であると考えられる。さらに、頸骨インプラントに対して比較的に近い位置が好ましい。頸骨マーカーを植え込むための好ましい位置は顆の中であり、関節線からおよそ５ｃｍである。この位置は、器具による影響を減少して、精度を高めるのに役立つ。また、他の位置は、粗面、骨幹部および果、を含むことができる。
【０１２３】
上記の股関節および／または膝関節のプロテーゼインプラントの操縦型の植え込みが工程２４０において完了した後に、工程２４２において、インプラントの位置が追跡システムの基準フレームに対して整合される。これらの整形外科インプラントのマーカーも、無線により電力供給され、工程２４２において、これらの整形外科インプラントのマーカーに電源を入れ、追跡システム１３０がインプラントの中のマーカーの位置を検出して、その追跡システムの基準フレームの中におけるそれらのインプラントの位置が決定される。このようにして、インプラントが追跡システムに対して整合された後に、工程２４８において、患者の整形外科的な能力の初期的な評価を、手術の直後に、行なうことができる。例えば、工程２４８において、患者はモニター・ステーションに運ばれるかその中に入り、その骨およびインプラントの位置を検出して、それらの骨およびインプラントの位置が、それらのインプラントの位置決めを評価できるように、コンピュータ１２２のスクリーン上に表示できる。
【０１２４】
患者の整形外科的な能力は、立っているおよび座っている患者による、さらに、例えば、トレッド・ミル上またはその類似物上のような、モニター・ステーションを通るかそのステーションにおいて、歩いているか走っている患者による、関節の負荷を変えることを含んで、統計学的にまたは力学的に、評価できる。これらの整形外科インプラントについての、さらに、骨についての、位置データは、以下においてさらに詳細に記載されているように、コンピュータ・システム１２２により捕捉されて記憶される。このインプラントおよび骨の初期の位置データは、患者のその後の整形外科的能力を測ることができる「基準線」を与えることができる。あるいは、この初めに集められたデータは、患者の関節の所望の運動学上の能力を与えるために整形外科インプラントを位置決めすることにおける、外科処置の有効性を評価するために、使用できる。
【０１２５】
特に、工程２４８において、関節に関連する骨インプラントの間の距離が決定されて記憶される。また、整形外科インプラントのマーカーの間の距離も決定されて記憶される。また、骨のマーカーと整形外科インプラントのマーカーとの間、例えば、大腿骨のマーカーと大腿骨インプラントのマーカーとの間の距離、および骨盤骨のマーカーとカップのマーカーとの間の距離、も決定されて記憶される。また、別の実施形態において、骨のマーカーと別の骨の中のインプラントとの間の距離、例えば、大腿骨のマーカーとカップインプラントのマーカーとの間の距離、および骨盤骨のマーカーと大腿骨インプラントのマーカーとの間の距離、も決定して記憶できる。さらに、膝関節において、類似の、骨と骨、インプラントとインプラント、および骨とインプラント、の距離も決定して記憶できる。
【０１２６】
上記の手術直後の評価の後に、患者の整形外科的な能力は、工程２５０において、モニター・ステーションを用いて、再び、評価できる。この場合に、モニター・ステーションは、骨のマーカーおよびインプラントのマーカー、の位置データ、を捕捉するために用いられ、このデータは、以下において詳細に説明されているように、患者の整形外科的な能力を評価可能にするように、コンピュータ・システム１２２により処理される。最初の診断は、手術後の任意の適当な期間、例えば、数週間または１ヶ月、とすることができる。工程２５０における評価の結果として、外科処置に結果に伴ってかなりの問題があることが決定できる。例えば、上記の評価の結果は、インプラントが緩んでいること、あるいは、インプラントが不正確に位置決めされていること、あるいは、患者の整形外科的な動作が不適当であること、とすることができる。それゆえ、工程２５２において、上記の評価の結果に基づいて、改善のまたはその他の修正の処置を行なう必要があるかどうかについての、決定を行なうことができる。例えば、工程２５２において、インプラントが緩んできていることが決定されれば、工程２６０において、その患者は、そのインプラントを取り替えるか、評価により確認された欠陥を他の様式で修正する等のような、修正または改善の治療、を受けることができる。そして、この治療が完了した後に、その患者のモニターは、工程２６２において完了したと見なすことができるようになり、あるいは、上記の方法は、適宜に、工程２４２または２４８に戻って、患者の整形外科的な能力に関する治療工程２６０の効果をモニターし続けることも可能である。
【０１２７】
一方、工程２５２において、改善または修正の治療が全く必要とされないことが決定されると、工程２５６において、整形外科用インプラントまたはその他の外科処置が十分に安定化されていること、および患者の整形外科的な能力における目だった進行中の変化が全くないことを、その患者の整形外科的な能力の評価が示しているか否かが決定できる。この結果、進路２５８により示されているように、さらにモニターする必要があることが決定されれば、患者は、さらに、例えば、数ヶ月〜１年または数年等の、期間の経過後に、さらなる評価に戻ることができる。したがって、その患者の整形外科的な能力は、その患者の整形外科的な能力をモニターするために、定期的に評価される。なお、上記の骨のマーカーおよび整形外科インプラントのマーカーが患者の体内に残されることが認められるであろう。また、これらのマーカーは、工程２３４において初めに植え込まれているものと、同一のマーカーである。
【０１２８】
工程２５６において、患者の整形外科的な能力における何らかのさらなる著しい変化が存在する可能性がほとんどないように思われることが決定できる。もしそうであれば、骨のマーカーは除去できる。この場合に、患者の体内に存在する異物の量を最小限にすることは好ましいと考えられる。骨のマーカーが除去されると、整形外科的な能力をモニターする工程は、工程２６４において、やめることができる。また、接近可能であれば、整形外科インプラントのマーカーも除去することができるが、取り外しのために接近可能でなければ、これらは留まることも可能である。したがって、体内における整形外科インプラントの位置に基づく整形外科的な能力は、適当と思われる場合に、依然としてモニターすることができる。
【０１２９】
骨のマーカーおよび／または整形外科インプラントのマーカーを除去した後に、患者が、整形外科的な能力における変化を経験して、例えば、腰または膝の痛みを経験し始めると、マーカーを再度植え込んで、工程１０８に概ね相当する周期的な評価プログラムを再開することができる。しかしながら、本明細書において記載されているマーカーおよびインプラントを用いて、例えば、２５年またはそれ以上の、長期間のモニターを実現することが考えられている。
【０１３０】
図１１を参照して、コンピュータ・システム１２２のソフトウェア構造３５０が示されている。このコンピュータ・システム１２２は、外科的な、ナビゲーション、プランニング、および整形外科インプラントの外科処置を計画して実行するために使用できる画像案内型の外科用アプリケーション、を含む、種々のアプリケーションが実行可能である動作システム、を含んでいる。このソフトウェア構造３５０は、本発明の整形外科用のモニター処理および評価方法に特に関連しているソフトウェア・エンティティに集中している。
【０１３１】
また、上記追跡システム１３０から受信される、追跡データ、信号および情報を処理するためのソフトウェア・モジュールが提供されている。この追跡モジュール３５２は、上記追跡システムの基準フレームの中のマーカーの位置を決定すると共に、別のソフトウェア・モジュールに渡されるか利用可能にされるマーカーの確認データ項目、も抽出する。また、この追跡モジュールは、上記追跡システムの全体の追跡機能を制御するために、制御信号の発生と、その追跡システムからの他の信号の処理と、にも対処する。
【０１３２】
コンピュータ・システム１２２は、モニター・ステーションにおける患者からの、骨およびインプラント、の位置データの取得に対処するソフトウェア・モジュール、も備えている。この位置データ取得モジュール３５４は追跡システム・モジュール３５２と相互作用して、マーカーのＩＤおよびマーカーの位置データを処理して、データベース１２４の種々の部分を読み取り、かつこれらに書き込む。
【０１３３】
図１１において示されているように、データベース１２４は、同一のデータベース内に、患者履歴データベース３５６と、マーカー・データベース３５８と、インプラントデータベース３６０と、患者スキャン・データベース３６２と、を含む、多数のデータベースおよびテーブル、を含んでいる。明瞭化と説明のみのために、別々のデータベースが図１１において示されているが、単一のデータベースまたは記憶されているデータ項目の別の構成も使用可能である。これらのデータベース１２４により記憶されて組織化されているデータ項目は、図１２を参照して、以下においてさらに詳細に説明されている。
【０１３４】
コンピュータ・システム１２２は評価モジュールも含んでおり、この評価モジュールは、患者の整形外科的な能力の評価を行なうために、データ取得モジュール３５４により捕捉されて記憶されているデータを処理する。このコンピュータ取得モジュール３５４の動作が、図１３を参照して、さらに詳細に説明されている。また、診断および評価モジュール３６４の機能が、以下において、図１４を参照して、さらに詳細に説明されている。
【０１３５】
図１２はデータベース１２４のためのデータベース・スキーマ３７０を示している。この図１２において示されている実施形態は４個のテーブルを含んでいる。第１の患者履歴テーブル３７２は、患者の整形外科的な能力の、前のおよび現在のモニター、に関連している種々のデータ項目、を記憶している。このテーブルは、患者を独自に確認するデータ項目を記憶している患者ＩＤのフィールドを含んでいる。また、追跡事象ＩＤのフィールドも備えられており、このフィールドは、モニター・ステーションにおいて追跡システムにより追跡されているそれぞれの患者の整形外科的な評価を独自に確認するデータ項目、を記憶している。また、関節における骨と骨との距離を示すデータ項目を記憶するためのフィールドが与えられている。さらに、関節における骨とインプラントとの距離を記憶するための１個以上のＢＩのフィールドが与えられている。また、関節におけるインプラントとインプラントとの距離を記憶するための１個以上のＩＩのフィールドも与えられている。さらに、関節に関連しているそれぞれのマーカーに対応して独自の識別子を記憶するためのマーカーＩＤのフィールドが与えられており、また、マーカーＩＤに対応するマーカーの捕捉された位置を示すデータを記憶するための位置のフィールドが与えられている。それゆえ、両方の「未処理の」マーカーの位置データが、骨と骨、骨とインプラントおよびインプラントとインプラントの、距離データ項目等のような、位置データから導出される、関節の能力の表示と共に、それぞれの追跡状況に対応して、利用可能である。
【０１３６】
マーカー・テーブル３７４は、追跡システムが相互作用できる無線により検出可能なマーカーのそれぞれに関連している種々のデータ項目、を記憶している。例えば、マーカーＩＤのフィールドは、それぞれの追跡可能なマーカーに対応する独自の識別子を表すデータ項目、を記憶している。マーカーがこのシステムにより認識可能になる前に、管理者は、上記マーカーの独自の識別子を含む、そのマーカーに関連する種々の情報により、マーカー・テーブル３７４を更新できる。また、追跡システムの基準フレームの中におけるマーカーの整合された位置を記憶する、マーカー位置のフィールドが与えられている。さらに、マーカーの種類、例えば、骨のマーカーの種類、またはマーカーが整形外科インプラントのマーカーであるか否か、を示すデータ項目を記憶するためのマーカーの種類のフィールドが与えられている。また、マーカーが植え込まれている患者の独自の識別子を記憶するための患者ＩＤのフィールドも与えられている。なお、これらのデータ項目も管理者により更新される。
【０１３７】
一例の実施形態において、上記植え込み可能なマーカーのマーカー部分は、トランスデューサ、またはマーカーが植え込まれている近辺の領域または範囲内における特性を検出するための他のセンサー、も含んでいる。このトランスデューサまたはセンサーは、身体の局所的な特性を示す電気的な信号、を発生し、この信号は、アンテナ７６を用いて追跡システムに送り戻すために、回路７８により処理される。また、別の実施形態において、上記トランスデューサからの信号は、光ファイバー・ケーブル等のような、例えば、導電体または光伝導体等の、ワイヤ配線システムを用いて、追跡システムに送り戻すことも可能である。
【０１３８】
送信されたマーカーＩＤに関連するマーカーの種類を調べることにより、上記システムは、どの種類の局所的な特性の信号が送信されているか、を決定し、それに従ってその信号を処理することができる。例えば、このシステムは、マーカーＩＤが温度マーカーの種類に関連していることを決定でき、この場合に、このシステムは、追随して処理および取り扱いできる、温度のデータまたは情報、を受け取ること、も決定できる。
【０１３９】
上記のトランスデューサまたはセンサーは、測定される特性に応じて、多くの種類であることができる。例えば、上記身体トランスデューサは、局所的なストレスの測定値を与える圧力トランスデューサ、局所的な温度の測定値を与える温度センサー、生物学的な活性（例えば、骨芽細胞活性）の指標値を与える生物活性センサー、または、局所的な化学特性（例えば、ｐＨ）の指標値を与える化学センサー、とすることができる。さらに、異なる種類の特性に対応する別の種類のセンサーも、もちろん、使用可能である。この場合に、マーカーの種類のデータ項目は、特性のそれぞれの種類に付随して、与えられる。
【０１４０】
インプラントテーブル３７６は、患者の体内に植え込まれている整形外科インプラントに関連しているデータ項目、を記憶する。まず、整形外科インプラントに取り付けられているマーカーの独自の識別子を記憶する、マーカーＩＤのフィールドが与えられている。また、例えば、股関節インプラントにおける回転の中心または膝関節インプラントにおける表面等、のインプラントの特徴部分に対するマーカーの位置のような、そのインプラントに関連しているデータ項目を記憶するためのインプラントデータの１個以上のフィールドが与えられている。また、インプラントの三次元の視覚的な表示を与えるようにできるグラフィック・ファイルを確認するデータ項目を記憶するための、インプラントグラフィックのフィールドも与えられている。
【０１４１】
患者スキャン・テーブル３７８は、ＣＴ、Ｘ線または蛍光透視のスキャン等のような、患者のスキャンに関連しているデータ項目、を記憶している。患者ＩＤのフィールドは独自の患者識別子を記憶している。また、スキャンＩＤのフィールドは、患者において行なわれるそれぞれ異なるスキャンを独自に確認するデータ項目、を記憶している。さらに、スキャン・データの１個以上のフィールドは、追跡システムの基準フレームに対するスキャンの位置に関連している、スキャンの日付およびあらゆる位置情報および整合情報等のような、スキャンに関連しているデータ項目、を記憶している。また、スキャン・グラフィックスのフィールドは、患者の身体の部分の三次元の表示が再構成できる実際のグラフィック・ファイル自体の位置を確認するデータ項目、を記憶している。
【０１４２】
図１３を参照して、上記データ取得モジュール３５４を実施するコンピュータ・プログラム３８０により実行される種々の処理を示しているフロー・チャートが示されている。このプログラムは、位置データが捕捉されたことを示すために、モニター・ステーションの使用者によるそのモニター・ステーションにおける命令の入力に応答して、工程３８２において、呼び出されて、開始する。データは、静止状態の患者または動的状態の患者、に対して捕捉可能であり、後者は患者の運動学状の能力の評価を実行することを可能にする。上記追跡システムは、動作空間内の植え込まれたマーカーにより受け取られるＲＦ電力、を送信し、マーカーに電源が入り、それぞれのマーカーは、それぞれのマーカーＩＤと、追跡システムごとに対する、基準内における、マーカーの位置および配向を定める６種類のデータ項目と、を送信する。この場合に、追跡およびデータ処理のモジュール３５２は受信された信号を処理して、一組のマーカーＩＤと、マーカーのそれぞれに対応する、位置および配向、のデータ項目２８６と、をデータ取得モジュールに渡す。
【０１４３】
工程３８４において、データ取得モジュールはマーカーＩＤのデータ項目を受け取り、その後、工程３８８において、マーカー・データベース３５８は、受け取られたマーカーＩＤが、コンピュータ制御システムに対して既に登録されているマーカーＩＤに相当するか否か、を決定するために照会される。さらに、その受け取られたマーカーＩＤが認識されないことが、工程４００において、決定されると、工程４０２において、例外処理の処置を行なって、使用者が、妥当なマーカーＩＤである場合に、そのマーカーＩＤを登録し、あるいは、その認識されないマーカーＩＤを処理することを可能にすることができる。また、マーカーがデータ取得モジュールにより認識されていることが、工程４００において、決定されると、そのマーカーはフラッグを付けられる、妥当なマーカーとして確認され、その位置データは、工程４０４において、捕捉される。
【０１４４】
例えば、患者は幾つかのマーカーを有することができ、これらの全ては患者にとって妥当なマーカーであるが、その使用者は、それらのマーカーの部分集合だけ、例えば、膝関節に対応するマーカーから、データが、その時のモニターおよび評価のセッションの間に、捕捉されるように指示してもよい。このマーカーの確認は、そのマーカーに関連している患者ＩＤが、そのシステムの使用者によりデータ取得モジュールに入力された患者ＩＤに一致していることを確認する工程、を含むことができる。その後、工程４０６において、プロセスが移り、さらに、進路４０８により示されているように、次のマーカーに対応するマーカーＩＤが同様に処理される。その後、動作空間内の全てのマーカーに対応するマーカーＩＤが調べられるまで、上記の様式で、処理がループすることを続け、この結果、データ取得モジュールは、関連のマーカーだけから位置データを捕捉するために、確認と標識付けを行なっている。
【０１４５】
マーカーＩＤの組、すなわち、それぞれのマーカーに対応する位置および配向のデータ３８６、は、データ取得プログラム３８０が活動している間、追跡データ処理モジュー３５２からデータ取得モジュールに継続的に供給される。プログラム３８０ならびにマーカーの位置データの記憶処理は、患者の印のついた骨およびインプラント、のリアル・タイムの表示も行なう。次に、工程４１０において、上記のプログラムは、マーカー・データベース３５８から患者のＩＤデータ項目４１２、を検索する。この患者ＩＤは、患者に関連するマーカーＩＤのそれぞれに対して同一である必要があり、したがって、これらのマーカーＩＤの内の一つを、この工程を実行するために、用いることができる。この工程４１０において、プログラムは、データベース３６０から、マーカーを有しているインプラントに関連しているインプラントデータおよびインプラントグラフィック・データを得るために、データベース３６２およびマーカーＩＤから、スキャン画像データおよびグラフィック・データを得るために、患者ＩＤを使用する。
【０１４６】
次に、工程４１４において、マーカーのそれぞれに対応する追跡システムの基準フレーム内の現在の位置、およびそれぞれのマーカーの配向が決定される。これらの「未処理の」位置データおよび配向データは、その後、記憶されて、患者履歴データベース３５６の中のそれぞれのマーカーに対応するマーカーＩＤにより、索引付けされる。その後、工程４１６において、それぞれのマーカーの位置および配向を用いて、骨およびインプラントの、三次元のグラフ表示が生成されて、コンピュータ制御システム１２２の表示スクリーン上に表示される。患者スキャン・データベースは、スキャン画像データの中のマーカーの位置を示すスキャン・データ、を含み、スキャン・グラフィックス・データは、マーカーの検出された配向と同じ配向における骨の三次元の視覚的な表示を与えるように、処理される。同様に、整形外科インプラントにおいては、インプラントデータは、インプラントの中のマーカーの相対的な位置、を示し、インプラントグラフィックス・データは、マーカーの配向により示される配向におけるインプラントの三次元のグラフ表示を与えるように、処理される。その後、このようにして生成された、三次元の骨の画像および三次元のインプラントの画像は、工程４１６において、表示される。
【０１４７】
次に、工程４１８において、多数のマーカーの距離が計算され、これらの距離は、患者の整形外科的な能力の表示を与えることができる。さらに、骨の中のマーカーの間の距離（骨と骨との距離）が計算されて、患者履歴データベース３５６の中に記憶される。また、インプラントの中のマーカーの距離（インプラントとインプラントとの距離）が計算されて、患者履歴データベースの中に記憶される。さらに、骨のマーカーおよびインプラントのマーカーの全ての組み合わせに対応する、骨のマーカーおよびインプラントのマーカーの距離（骨とインプラントとの距離）も計算されて、同様に患者履歴データベース３５６の中に記憶される。
【０１４８】
静止状態のモニターが行なわれている場合には、静止の位置にある患者に対して、いったん、位置データが捕捉されると、その後は、マーカーの追跡をやめることができる。あるいは、複数の位置データ項目を捕捉して、表示が計算されて記憶できることにより、患者の履歴データベースの中に記憶されるデータから導出可能な平均化された値を与えることができる。一方、患者の動的な動作がモニターされている場合には、患者が動的な動作を行なう際に、複数の位置データ項目が計算されて記憶される。その後、工程４２２において、追跡の動作がまだ活動しているか否かが決定され、そうであれば、プロセスの流れは、進路４２４により示されているように、戻り、工程４１４において、マーカーの現在位置が決定されて、視覚表示が工程４１６において更新され、さらに、工程４１８において、さらなる位置データおよび他の患者履歴データが計算されて、患者履歴データベースの中に記憶される。この場合に、データの捕捉および記憶の処理は、このようにして、工程４２６においてプログラムが終了する時までに、追跡が終わっていることを、工程４２２において決定されるまで、進行する。
【０１４９】
データ項目を確認する追跡事象はシステムの使用者により入力されるか、あるいは、システムにより発生されて、患者履歴データベース３５６の中に記憶されることにより、ちょうど捕捉された特定の追跡事象に対応して、捕捉された患者データを独自に確認することができる。その後の追跡事象は、例えば、第１の追跡事象において、同一の患者に対応して生じることができ、その患者の静止状態の能力を捕捉することができ、さらに、第２の追跡事象において、例えば、患者を、モニター・ステーションを通過して歩かせるか、座っている位置から立った位置まで移動させるかその逆を行なわせることにより、その患者の動的状態の能力をモニターすることができる。さらに、別の静止状態および動的状態の動作も、膝関節を完全に伸ばされた位置から動かすこと、および股関節をその動作の二つの極限の状態の間で同様に動かすこと等により、その患者により、行なうことができる。
【０１５０】
データを捕捉すると、患者は、ベルト、小銭、鍵、装身具類等のような、全ての金属の物体を除去するように要求される可能性があり、これらは磁場をゆがめて、システムの精度を低下させる可能性があるからである。また、患者は、それぞれの通院において、一貫した位置が維持されることを確実にするために、自分の靴を脱ぐように、要求されることもある。以下の表は、患者に対して捕捉できる、異なる追跡事象の例のまとめ、である。
【表１】
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【０１５１】
例えば、膝関節のモニターにおいて、その膝関節の３種類の位置、すなわち、座っている状態と、立っている状態と、曲げられた位置に足が持ち上げられている状態、で３種類の静止状態、の試験を行なうことができる。患者が静止している状態において、上記システムは、例えば、インプラントのあらゆる可能なゆるみを確認するために、関節の状態を評価するために正確な読取値を得ることができる。一方、動的状態の試験精度はマーカーが移動する速度により影響を受けるので、患者を安定させて、座っている位置から立った位置まで、あるいはこの逆に、さらにゆっくりと移動させることを可能にするために、支持体を使用できる。
【０１５２】
股関節のモニターにおいては、股関節についての適当な静止状態の試験は、正常な状況で負荷を関節にかけるように、立っている患者の状態である。一方、股関節についての好ましい動的状態の負荷の試験は、歩いている状態である。この場合に、患者が、歩いている状態でも、モニター・ステーションに対して、動かないでいることを可能にする、トレッド・ミルを、そのステーションに、備えることができる。あるいは、患者は１歩前に進み、１歩後ろに戻ってもよい。また、支持用のハンド・レールは、患者がバランスを保つことを補助する上で有益になる可能性がある。
【０１５３】
場の発生コイルは、追跡ステーションの床の上か、追跡ステーションの側面に、備えることができる。マーカーが磁場の分布の一部分の中に置かれて、正確な測定を可能にすることを確実にするために役立つように、患者の大きさによって、その患者に対するコイルの位置が調節できる。これらのコイルの位置はまた、捕捉できるデータの量（例えば、歩行周期の量）および／またはそのデータの精度を増すことにおいて役立てるために、動的状態の試験中に、マーカーが磁場の分布の中に置かれている時間の量を増加するように、調節することも可能である。
【０１５４】
患者の整形外科的な能力がモニターされると、捕捉されたデータは、患者がその場にいても、あるいは、その後の場合であっても、その患者の整形外科的な能力を評価するために、使用できるようになる。しかしながら、その場にいる患者に対して整形外科的な能力を評価することは、その評価の結果が、その患者の整形外科的な能力の全体の評価を改善するために捕捉される必要のある特定の他の追跡事象、を示す可能性があるので、有利であると言える。
【０１５５】
多数の、術前のファクターが、全膝関節置換（ＴＫＲ）または関節形成（ＴＫＡ）等のような、整形外科処置の結果に、影響する可能性がある。さらに、これらのファクターは、患者の整形外科的な能力を、術前と術後の両方に評価することにおいて、有用になる可能性がある。例えば、ＴＫＡにおいて、ＰＲＯＭ／ＡＲＯＭ、不安定性（ＡＰ，ＩＥおよび／またはＶＶ）、体重支持試験および歩行等のような、膝関節の機能に関連するファクターは有用であると言える。また、足の機械的な軸（仰臥位と体重支持との間の差を含む）、冠状面の位置合わせ、大腿骨の軸または線、頸骨の軸または線、膝蓋骨、関節線および関節の接触等のような、足の位置合わせに関連しているファクターも有用であると言える。また、ボディ・マス指数、性別、人口、起源、骨の増殖体および固有受容等のような、患者の状態に関連しているファクターも有用になる可能性がある。さらに、痛み、患者の活動性および推定寿命の程度等のような、患者の感覚に関連しているファクターも有用になる可能性がある。これらのファクターのいずれの一つも、あるいは、いずれの組み合わせも、患者の、術前および術後の、整形外科的な評価において、有用になる可能性がある。
【０１５６】
患者の整形外科的な能力の評価は、さらに別のソフトウェア・モジュール３６４を用いて、行なわれる。図１４は、この評価モジュール３６４を実施するコンピュータ・プログラム４３０によって、コンピュータ・システム１２２により実行される種々の処理を例証しているフロー・チャート、を示している。
【０１５７】
この評価モジュールは、患者の整形外科的な能力の評価を行なうために、その患者に対応する、さらに、他の患者に対応する、捕捉された患者履歴データ、を主に使用する。また、この評価モジュールは、特に、患者の能力のグラフ表示が示される場合に、マーカー、インプラントおよび患者のスキャン・データベース、にアクセスすることも可能である。
【０１５８】
図１５を参照して、全膝関節置換術を受けている患者４６０の側面図および正面図が示されている。この患者は、大腿骨に植え込まれたマーカー４６２と、大腿骨インプラントマーカー４６４と、頸骨インプラントマーカー４６６と、頸骨に植え込まれたマーカー４６８と、を有している。この患者４６０の整形外科的な能力の評価は、この患者の膝関節の整形外科的な能力に関して、以下においてさらに詳細に説明されているが、別の整形外科的な能力も、骨のマーカーおよび／または整形外科インプラントのマーカー、別の組み合わせを用いて、評価できることが認められるであろう。
【０１５９】
コンピュータ・システム１２２の使用者は、患者４６０の整形外科的な評価を実行するために、評価モジュール３６４を使用しており、工程４３４において、プログラム４３０が呼び出されて開始する。その後、工程４３６において、使用者は、上記患者の評価を用いて、その患者の履歴を選択するために、その患者に対応する患者ＩＤを入力する。次に、工程４３８において、使用者は追跡事象識別子を入力し、これにより、どのデータの組における追跡事象のデータの１個以上の組を、患者の評価において使用するか、が選択できる。多様な異なる評価の手順または方法が、評価される整形外科的な能力の性質に応じて、使用可能になる。このシステムの使用者は、一般的に、医療の専門家であり、評価される能力に応じて、一つ以上のどの評価方法が適当であるかを決めるために、自分の医療の訓練および経験を使用できる。さらに、この使用者は種々の評価方法を与えられており、工程４４０において、この使用者は、どの方法を使用するか、を選択する。
【０１６０】
一般に、評価方法は、定性的または定量的なものとして、概ね分類できる。また、一般に、定性的な評価方法は患者の整形外科的な能力の全体的な調子を考慮しており、その患者の能力の判断評価に基づく値を含むことができる。一方、定量的な評価方法は、一般に、ある測定規準あるいは患者の整形外科的な能力の別の定量的な測定値を決定する工程と、その整形外科的な測定規準をその能力の評価の一部として使用する工程と、を含んでいる。なお、一部の評価方法が、患者の全体の整形外科的な能力を別のデータの組に対して比較しながら、それらのデータの組の、または、データの組から導出される、定量的な測定値も使用する、パタン認識処理等のような、定性的および定量的な両方の態様を含むことができることが認められるであろう。
【０１６１】
定量的な評価方法が選択される場合に、工程４４２において、定量的な評価処理が行なわれ、この評価処理は、工程４４４において、患者の整形外科的な能力に対してグラフ表示を与える工程、および／または、工程４４８において、患者の実際の整形外科的な能力の視覚的な表示を与える工程、を含むことができる。
【０１６２】
次に、図１６を参照して、患者の整形外科的な能力の、第１のグラフ表示４７２および第２のグラフ表示４７４、の表示を例証しているスクリーン・ショット４７０が示されている。また、患者の能力の視覚的な表示４７１も示されており、この表示４７１は、患者の整形外科的な能力の動画化された表示を含んでおり、患者の体の部分およびマーカー、例えば、マーカー４７６および４７５、の両方を表示している。この動画化された表示は、データベース３６０および３６２からの、患者履歴データおよびインプラントおよび患者のスキャン・データにより、それぞれ、再構成できる。この図示されている例において、運動学的事象、すなわち、患者の歩行、が評価されている。一方、グラフ表示４７２は、患者が歩く時のマーカーの内の一つの位置における変化を示しており、患者履歴データベースからの「未処理の」マーカーの位置データにより再構成されている。また、グラフ表示４７４は、患者が歩く時の、骨と骨との距離における変化、を表示している。この骨と骨との距離は、患者の膝関節の置換の後に、その患者の足の全体的な運動学上の動作を評価するために使用できる整形外科的な能力の表示、を与える。
【０１６３】
別の実施形態において、グラフ表示４７４は、インプラントの摩損の程度を評価するために使用できるインプラントとインプラントとの距離、を示すことができる。インプラントが摩損していると、そのインプラントの２個の固定された点の距離が経時的に変化していると予想され、そのインプラントとインプラントとの距離から、それらのインプラントの不適切な摩損が検出できる。このインプラントとインプラントとの距離はまた、例えば、インプラントの部品のいずれかの不適正な位置決めによる、膝関節の不適切な機能も、そのインプラントとインプラントとの距離の調子から評価できるので、植え込まれたプロテーゼ膝関節の有効性の評価を行なうために使用することも可能である。
【０１６４】
また、別の実施形態において、グラフ表示４７４は、インプラントの損傷につながる可能性のある骨の中におけるインプラントのゆるみを示すことができる骨とインプラントとの間の相対的な移動の程度を示す、例えば、頸骨と頸骨インプラントとの間の距離または大腿骨と大腿骨インプラントとの間の距離等の、骨とインプラントとの距離を表示できる。このような患者の整形外科的な能力のグラフ表示の評価に基づいて、過剰のインプラントの移動が確認された場合の、そのインプラントの損傷の可能性を予測することが可能になる。
【０１６５】
進路４４３により示されているように、定量的な評価は、患者の整形外科的な能力のグラフ表示または視覚的な表示のいずれかを利用することができ、さらに、進路４４５により示されているように、使用者は、グラフ表示と視覚的な表示との間を、行き来することができ、あるいは、図１６において示されているように、これらを同時に表示できる。
【０１６６】
図１８を参照して、患者４６０の整形外科的な能力のグラフ表示４９０が示されている。このグラフ表示４９０は、時間の関数としての骨とインプラントとの距離４９２のグラフを示しており、この場合に、時間軸は、例えば、数週間、数ヶ月または数年等の、ある期間にわたり、数回のモニター事象に及んでいる。例のみとして、骨とインプラントとの距離４９２は大腿骨とインプラントとの距離とすることができる。初期的な骨とインプラントとの距離を基準線距離として使うことができ、この初期的な距離は、その基準線からの変化をさらに明らかに示すために、その後の測定値から差し引かれる。また、別の実施形態において、実際の骨とインプラントとの距離の値を用いることができる。曲線４９６は、例えば、立っている、特定の位置における患者に対応する、５段階の骨とインプラントとの距離に合わされた曲線、を示している。
【０１６７】
このグラフ表示の定量的な評価は、骨とインプラントとの距離がかなり一定の値に落ち着いており、それゆえ、そのインプラントの骨の中におけるさらなるゆるみはありそうもなく、そのインプラントは損傷しそうもないと考えられることを、曲線４９６の全体の形が示しているということ、になるであろう。さらに、インプラントが損傷しそうもないという評価はそのシステムの熟練した使用者により行なうことができ、あるいは、例えば、グラフに沿って幾つかの点におけるそのグラフの勾配を計算して、インプラントが損傷していない別の患者から得た勾配に対してその測定された勾配を計算することにより、そのシステム自体が、分析工程４５０において、評価を行なうことができる。それゆえ、別の患者から集められた履歴データは、上記のような比較の基準として、用いられる。したがって、上記の後者の態様においては、定量的な方法は患者の能力の評価においても、用いられることが認められるであろう。その後、工程４５２において、上記の定量的な評価の結果は、例えば、損傷しそうもない、または、損傷する可能性がないとして、インプラントを分類することにより、使用者に表示できる。
【０１６８】
曲線４９８は、５種類の骨とインプラントの距離のデータ点の、第２の組に対する適合、を示している。熟練した使用者は、患者の整形外科的な能力の上記のような表現の定性的な評価を行なって、工程４５０において、その骨とインプラントとの距離が依然として増大していて、インプラントの損傷のかなりの可能性があり、それゆえ、改善処置がその患者に必要とされていること、を決定できる。定量的な評価は、曲線４９８の、局所的な勾配または全体的な勾配、を計算する工程と、それらの勾配を、別の患者の履歴から導き出された閾値に対して比較する工程と、を含むと考えられる。例えば、１年ごとにおよそ０．２ｍｍの骨とインプラントとの距離における変化はインプラントの損傷を示すことができ、それゆえ、曲線４９８の、局所的な勾配または全体的な勾配、がカット・オフ値を超える場合には、工程４５２において、その患者の整形外科的な能力はインプラントの損傷として分類することができ、その患者を医療介入に持ち込むことができる。
【０１６９】
次に、上記のグラフ表示４９０を用いて、患者の整形外科的な能力を評価するための、さらに別の定性的な方法が説明する。曲線４９８は、この評価における患者の整形外科的な能力、を示している。さらに、この曲線４９６は、別の患者の能力、またはインプラントが損傷していない患者のグループの平均の能力を示している。この曲線４９８および４９６の特徴を比較することにより、整形外科的な能力の定性的な評価を得ることができる。また、さらに定量的な方法において、曲線４９８および４９６の間の類似性の定量的な指標を得るために、パタンに適合するアルゴリズムを使用することができ、この分析により導かれる適合の測定規準の良さも、評価の結果を発生するために、工程４５２において、利用できる。
【０１７０】
図１８による距離４９２は骨と骨との距離として記載されているが、骨とインプラントおよびインプラントとインプラント、の距離も、使用可能であり、未処理のインプラントおよび骨の位置データから導出される患者の整形外科的な能力の別の表示も上記の評価において使用可能であることが認められるであろう。
【０１７１】
上記の論述はまた、工程４４６において選択可能であり、工程４４４においてグラフ表示４９０を用いて実行される、患者の整形外科的な能力の定量的な表現、にも及んでいる。あるいは、この定量的な評価４４６は、患者の整形外科的な能力の視覚的な表示４７１を用いて行なうことができる。例えば、熟練した使用者は、患者の動画化された視覚的な表示、を観察して、かれらの熟練または経験に基づいて、その視覚的な表示の分析を行なうことができ、このことは、例えば、整形外科的な能力が現在において許容可能であるか、現在において許容不可能であるか、あるいは将来において劣化または損傷する可能性がある等のような、その能力の分類、を結果として生じることができる。
【０１７２】
図１７を参照して、定性的または定量的な評価において使用できる、患者の整形外科的な能力のさらに別のグラフ表示が示されている。このグラフ表示４８０は、運動学上の患者の事象の間の、時間の関数２つに対する、骨と骨または骨とインプラント、の距離のグラフを示している。図示されている表示において、このグラフ表示４８０は、患者の単独の歩行工程の間の距離における変化、を示しており、したがって、歩行分析の一部として使用できる。
【０１７３】
最初の、定性的な方法、において、曲線４８５は、患者がモニター・ステーションを歩いて通る際の、時間の関数としての骨と骨の位置から計算された距離の値の集合を表している。また、曲線４８６は、例えば、６ヶ月前に、等の、前の追跡事象から導出されている曲線４８５、に相当する。定性的な評価において、これらの整形外科的な能力の表示４８５，４８６が十分に類似していると、すなわち、例えば、インプラントの摩損における等の、著しい変化が全く生じていないと、システムの使用者は決定できる。また、曲線４８７は、曲線４８５および４８６が導出されている追跡事象の後の追跡事象において捕捉された同じデータ、を示している。定性的な評価により、曲線４８７により表されている整形外科的な能力と、その前の整形外科的な能力の表示４８５，４８６との間の変化は、この分析の結果は、インプラントが不適正に摩損していて、医療の介入が望ましいと考えられることに十分であるということ、が考察できる。
【０１７４】
さらに、定量的な方法において、分析工程４５０において、コンピュータ・プログラムは歩行分析のプロットにおけるそれぞれのピークの高さを決定することができ、例えば、閾値またはカット・オフ値に対する比較により評価される等の場合に、その後の歩行分析のプロットの間の高さにおける差が十分に違っていれば、結果を自動的に発生させることができる。さらに、この結果は、不適正な摩損による損傷としての、インプラントの分類、とすることができる。あるいは、距離４８２が骨と骨との距離である場合には、上記の結果は、患者の運動学上の能力が改善されていないか、植え込まれた膝関節の結果、さらに悪化している等のように、インプラントが不適正に位置決めされていると考えられること、とすることができる。例えば、プロット４８５または４８６は、置換用膝関節の植え込みの前の、患者の整形外科的な能力に、相当すると考えられる。それゆえ、結果の工程４５２は、その膝関節置換処理が行なわれた有効性の指標を与えることができる。
【０１７５】
また、代替の実施形態において、患者の整形外科的な能力を、その固有の前の整形外科的な能力に対して比較する代わりに、その患者の整形外科的な能力を、モデルの整形外科的な能力に対して、あるいは、他の患者または別の複数の患者の整形外科的な能力に対して、比較できる。例えば、曲線４８５は、完全に位置決めされている整形外科インプラントに対応する、インプラントとインプラントまたは骨と骨、の距離の理論的な動作を表すことができる。それゆえ、工程４５０において、上記の分析は、理論的なまたはモデルの能力に対する、患者の整形外科的な能力の表示の比較、とすることができる。一例の実施形態において、上記のモデルの能力に対する患者の能力の表示の適合の良さが得られ、この適合の良さは整形外科的な能力の評価の測定規準として使用できる。その後、この評価の測定規準は、患者の整形外科的な能力を分類するために、閾値またはカット・オフ値との比較により、結果の工程４５２により、用いることができる。例えば、上記の適合の良さが十分に低ければ、その患者は、その問題を改善するために、修正の手術または他の処置を必要としていると、分類できる。
【０１７６】
また、別の実施形態において、曲線４８５は、同様の手術が行なわれている異なる患者の整形外科的な能力を表すこともでき、この場合も、その患者の整形外科的な能力の別の患者の整形外科的な能力に対する適合の良さは、分析工程４５０において決定されて、結果の工程４５２において使用できる。また、さらに他の実施形態において、曲線４８５は、同じ外科処置が行なわれていて、その外科処置が有効であると決定されている、多数の患者、にわたる平均値、を表すことができる。あるいは、患者の整形外科的な能力の表示４８６は、例えば、曲線４８７等のように、有効でないと見なすことのできる整形外科的な能力の表示に対して比較することができる。例えば、特定の低い閾値のモデルの能力４８７を決定することができ、患者の整形外科的な能力は、その能力が、曲線４８７により表されている有効でない能力とは十分に異なっている、と見なされれば、有効であると決定できる。さらに、モデルのまたは理論的な能力であると共に、曲線４８７は、有効でない手術を受けている患者の、あるいは、有効でない手術を受けている患者のグループの平均の、上記のようにモニターされた整形外科的な能力、とすることも可能である。
【０１７７】
上記の比較が、有効な手術の表現または有効でない手術の表示のいずれに対してであるかにかかわらず、定量的な評価は、患者の能力といくらかの別の能力との間の類似性のいくらかの定量的な測定値を得る工程と、工程４５２において、結果を与えるために、その患者の能力を分類するための測定規準を使用する工程と、を含んでいる。患者の整形外科的な能力を分析して分類するための、一例の特に適している方法は、神経網により実施される方法等のような、パタン認識技法を使用することである。有効および有効でない、外科処置、の表示は、神経網のための商業上のセットとして使用可能であり、これにより、現在の患者の整形外科的な能力を、その患者の能力の表示が有効であるか有効でない治療に相当しているかを決定する、神経網を伴う分析のために、その神経網に寄託できる。その後、この神経網の決定は、工程４５２における出力となる結果を発生するために、使用できる。
【０１７８】
パタン認識方法はまた、図１８を参照して、上記に論じられているように、モデルまたは別の患者の動作を伴って、数ヶ月または数年、離れて、複数のモニター事象にわたり、患者の整形外科的な能力を比較するために、使用することも可能である。このパタン整合方法は、骨と骨、骨とインプラントおよびインプラントとインプラント、の距離に対応して、使用できる。さらに、この評価方法は、整形外科インプラントを有している患者だけに、限定されない。上記において示されているように、距離４８２は骨と骨との距離とすることができ、この場合に、例えば、十字靭帯置換術等の、整形外科処置の効果は、本発明を用いて、評価できる。
【０１７９】
図１７および図１８を参照して、上記において論じられているように、使用者は、工程４５０において、患者の整形外科的な能力の表示の分析を実行するように、コンピュータに命令できる。この分析に続いて、工程４５２において、その分析の結果を決定して、使用者に表示できる。この分析の結果は、患者の整形外科的な能力の分類を発生する工程、を含むことができる。例えば、患者の整形外科的な能力は、許容可能であると分類されることがあり、この場合に、介入は全く必要とされなくなるが、許容不可能であると分類される場合には、介入が必要とされる可能性がある。上記の能力が許容可能であると見なされる程度は、患者の能力の次のモニターおよび評価を行なうことが必要になるまでの、時間フレーム、の指標を発生するために、さらに使用できる。
【０１８０】
統計学的な検査を、患者の整形外科的な能力の表示と、その分析の定量的な結果と、の両方に、適用できる。これらの統計学的な検査は、一般に、二つの群の値の内の一つへの、値の割り当ての信頼性の指標を与えるために、使用できる。例えば、一致しているか全く統計的有意差がないということとは異なって、効果が現実的であるという信頼性が得られる。一般に、統計学的な検査は、患者が上記のカテゴリのいずれかに分類できるという信頼性、あるいは、上記の表示または測定規準が、許容可能な能力または許容不可能な能力に、割り当てできるという信頼性、を決定するために使用できる。例えば、インプラントが有効であることが分かっている患者についての測定規準の群と、インプラントが有効でないことが分かっている患者についての測定規準の群は、その患者の履歴から得ることができる。これにより、現在の患者について、その患者の測定規準が上記二つの群の一つに該当すると考えられる信頼性は、上記の統計学的な検査を用いて評価できる。適当な統計学的な検査はカイ２乗検定、ｚ検定、順位和検定（rank sum test）およびその他の類似の検査、を含むことができる。
【０１８１】
例えば、患者の能力が許容可能に近いと決定されると、そのプログラムは、その能力が許容可能であると分かっている程度につりあっている、次の評価の前のある時間、を決定できる。また、例えば、患者の能力が許容不可能の近いと決定されると、例えば、１週間または１ヶ月等の、短い期間を、次の評価のために設定できる。あるいは、その能力が、かなりの量で、許容可能であると決定されると、次の評価を、例えば、現在の評価から６ヶ月等のように、数ヶ月間の予定にすることも可能である。
【０１８２】
インプラントとインプラントとの距離の評価に基づいて、上記の整形外科的な能力を、そのインプラントの、許容可能なまたは許容不可能な、摩損を示すものとして、分類できる。この場合に、その能力が許容不可能な摩損として分類されると、その患者は、その問題を改善するために、介入を必要としているものとして、分類できる。また、骨とインプラントとの距離の評価に基づいて、患者は、インプラントの損傷を経験する可能性があるものとして、分類でき、そのインプラントの損傷の可能性に対する多少の処置をコンピュータ・プログラム４３０により発生させることができ、使用者に表示するか、そのインプラントの損傷の可能性の分類の中において使用できる。例えば、インプラントの損傷の可能性の程度は、結果の工程４５２において、表示できる。この場合も、患者の次の評価の前の時間は、インプラントの損傷の可能性に基づかせることができ、高いインプラントの損傷の可能性を伴う患者には、次の評価の前に、比較的に短い期間が割り当てられる。
【０１８３】
工程４５２において、結果が発生すると、工程４５４において、使用者は、さらに追跡事象を評価するように選択するための命令、を入力できる。例えば、最初の追跡事象は、静止状態の追跡事象とすることができ、その後の追跡事象は動的状態の追跡事象とすることができる。その後、処理の流れは、進路４５４において、帰還して、その処理は、新しく選択された追跡事象に対応する、患者の履歴に関連して、上述したように、進行する。なお、図１４には示されていないが、任意の他の追跡事象の分析が完了した後に、一例の実施形態において、患者の整形外科的な能力の全体的な評価を与えるために、異なる種類の追跡事象の評価の結果が組み合わされる。例えば、運動学上の、静止状態の、負荷をかけられている、さらに、負荷をかけられていない、事象は、組み合わせにおいて、患者の整形外科的な能力の低下の全体的な可能性の、さらに良好な指標を与えることができる。
【０１８４】
患者の整形外科的な能力の評価が完了すると、工程４５６において、使用者は評価のためのさらに別の患者を選択する命令を入力することができ、処理の流れは、進路４５７により示されているように、帰還して、工程４３６において、使用者は、評価するための、新しい患者、を選択する。これにより、全ての患者が評価されたことが決定されると、工程４５８において、この評価方法は終了する。
【０１８５】
一般に、本発明の実施形態は、１個以上のコンピュータ・システムの中に記憶されているか、これらを介して伝達される、データ、に関係している種々の処理、を採用している。本発明の実施形態は、これらの動作を実行するための装置、にも関連している。この装置は、上記のような必要とされている目的のために、特別に構成されていてもよく、あるいは、コンピュータ・プログラムおよび／またはコンピュータの中に記憶されているデータ構造により、選択的に作動または再構成される汎用コンピュータとすることができる。つまり、本明細書において記載されている処理は、任意の特定のコンピュータまたはその他の装置に、本来的には、関連していない。特に、種々の汎用装置が、本明細書における教示に従って書き込まれているプログラムと共に、使用することができ、あるいは、上記の必要とされる方法の工程を実行するために、さらに特殊化された装置を構成することがさらに好都合になる可能性がある。多様なこれらの装置のための特別な構造が、以下において記載されている説明により、明らかになるであろう。
【０１８６】
加えて、本発明の実施形態は、種々のコンピュータ実施型の動作を実行するための、プログラム命令および／またはデータ（データ構造を含む）を含む、コンピュータ読取可能媒体またはコンピュータ・プログラム製品、に関連している。このコンピュータ読取可能媒体の例は、ハード・ディスク、フロッピー・ディスク、および磁気テープ等のような、磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスク等のような光学媒体、光磁気媒体、半導体記憶装置、および、読取専用メモリ装置（ＲＯＭ）およびランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）等のような、プログラム命令を記憶して実行するように特別に構成されているハードウェア装置、を含むが、これらに限定されない。本発明のデータおよびプログラム命令は、搬送波またはその他の輸送媒体の上において、実施することも可能である。このようなプログラム命令の例は、コンパイラにより製造されている等のような、機械コードと、翻訳機を使用しているコンピュータにより実行できるさらに高水準のコードを含むファイル、の両方、を含む。
【０１８７】
図１９は、適切に構成されているか設計されている場合に、本発明の画像分析装置として役立つことのできる、一般的なコンピュータ・システム、を示している。このコンピュータ・システム５００は、一次記憶装置５０６（一般的に、ランダム・アクセス・メモリ、あるいはＲＡＭ）と、一次記憶装置５０４（一般的に、読取専用メモリ、あるいはＲＡＭ）とを含む記憶装置に連結されている、多数のプロセッサ５０２（中央処理装置、あるいはＣＰＵ、とも呼ばれている）、を含んでいる。上記のＣＰＵ５０２は、プログラム可能な装置（例えば、ＣＰＬＤおよびＦＰＧＡ）等のような、マイクロコントローラおよびマイクロプロセッサ、および、ゲート・アレイＡＳＩＣまたは汎用マイクロプロセッサ等のようなプログラム不可能な装置、を含む多様な種類、とすることができる。当業界において良く知られているように、一次記憶装置５０４は、ＣＰＵに対して、一方向に、データおよび命令を伝達するように動作し、一次記憶装置５０６は、二方向の様式で、データおよび命令を伝達するために、一般的に、用いられる。これらの一次記憶装置は共に、上述の媒体等のような、任意の適当なコンピュータ読取可能な媒体、を含んでいてもよい。大容量記憶装置５０８もＣＰＵ５０２に対して二方向に連結されており、追加のデータ記憶容量を与えていて、上記のコンピュータ読取可能媒体の任意のものを含むことができる。この大容量記憶装置５０８は、プログラム、データ等を記憶するために、用いることができ、一般的に、ハード・ディスク等のような、二次記憶媒体である。なお、この大容量記憶装置５０８の中に保持される情報が、適切な場合において、仮想記憶装置として、一次記憶装置５０６の一部としての、標準的な様式で、組み込み可能であることが認められるであろう。また、ＣＤ−ＲＯＭ５１４等のような、特定の大容量記憶装置も、ＣＰＵに対して、一方向に、データを渡すことができる。
【０１８８】
ＣＰＵ５０２はまた、ビデオ・モニター、トラック・ボール、マウス、キーボード、マイクロフォン、触覚性表示装置、トランスデューサ・カード読取装置、磁気または紙のテープ読取装置、タブレット、スタイラス、音声または手書き認識装置、または、もちろん、他のコンピュータ等のような、その他の周知の入力装置、を含む、１種類以上の入出力装置に接続しているインターフェース５１０、にも連結されている。最後に、ＣＰＵ５０２は、５１２において概略的に示されているように、外部接続手段を用いて、データベース、コンピュータまたは通信網等のような、外部装置に随意的に連結させることができる。このような接続により、ＣＰＵが上記の通信網から情報を受け取れるようになり、あるいは、本明細書において記載されている方法の工程を実行する過程において、上記の通信網に情報を出力できるようになることが考慮されている。
【０１８９】
上記は、特定の処理および装置にしたがって、本発明を概略的に説明しているが、本発明ははるかに広い範囲の適用性を有している。特に、本発明の態様は、任意の特定の種類の整形外科的な能力に限定されず、関節または身体構造の能力の理解が望まれている、相対的に移動する骨を伴う、１個以上のインプラントを含むか否かによらない、任意の関節または身体構造、に事実上、適用できる。したがって、一部の実施形態において、本発明の技法は、例えば、十字靭帯手術等の、インプラントを含まない外科手術、ならびに、インプラント関連の外科技法、の有効性に関する情報を提供することが可能である。当業者は、上記に鑑みて、別の変形例、変更例、代替例、を認識することになるであろう。
【０１９０】
また、本発明は、上記の、構造的な特徴、データ処理動作、データ構造または方法の工程のシーケンス、の特定の組み合わせ物、に限定されないこと、および、内容が特別に要求していない限り、上記は、改変可能、変形可能および変更可能、であることを認識されたい。例えば、構造的な特徴の異なる組み合わせ物が使用可能であり、一例の実施形態に関連して説明されている特徴が、別の実施形態に関連して説明されている別の特徴と共に、組み合わせることが可能である。同様に、上記方法の工程のシーケンスは変更可能であり、種々の動作を単一の方法の工程に組み合わせることができ、一部の方法の工程を、複数の個々の工程として、実行することも可能である。また、上記構造の一部が、説明の明瞭さのみのために、概略的に別々に、あるいは、特定の特徴の組み合わせ物を含むものとして、例証されているが、種々の構造を、組合せるか、一体化することができ、あるいは、異なる特徴を、別の構造に割り当てることも可能である。
【０１９１】
〔実施の態様〕
（１）患者の整形外科的な能力を評価する方法において、
少なくとも、第１の骨の中に第１のマーカーを、第２の骨の中に第２のマーカーを、植え込む工程であって、これらの骨はある部位に関連するものであり、前記第１および第２のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である、工程と、
前記部位に、処置を行なう工程と、
前記処置が完了した後に、前記第１および第２のマーカーの位置を、無線周波数において、無線により検出する工程と、
前記患者の整形外科的な能力を評価するために、前記検出された位置を使用する工程と、
を含む、方法。
（２）実施態様１に記載の方法において、
前記植え込む工程は、前記処置を行なう前に、行なわれる、方法。
（３）実施態様１または２に記載の方法において、
前記植え込む工程は、前記第１および第２のマーカーを経皮的に植え込む工程、をさらに含む、方法。
（４）実施態様１〜３のいずれかに記載の方法において、
前記部位は関節である、方法。
（５）実施態様１〜４のいずれかに記載の方法において、
前記処置は外科処置である、方法。
【０１９２】
（６）実施態様５に記載の方法において、
前記外科処置は、少なくとも、第１のプロテーゼインプラントおよび第２のプロテーゼインプラントを植え込む工程を含む関節置換処置、である、方法。
（７）実施態様６に記載の方法において、
前記関節置換処置は股関節置換または膝関節置換である、方法。
（８）実施態様６に記載の方法において、
前記第１のプロテーゼインプラントは、無線周波数において無線により追跡可能である第３のマーカー、を有しており、前記第２のプロテーゼインプラントは、無線周波数において無線により追跡可能である第４のマーカー、を有しており、
前記方法は、前記処置が完了した後に、前記第３および第４のマーカーの位置を、無線周波数において無線により検出する工程、をさらに含む、方法。
（９）実施態様１〜８のいずれかに記載の方法において、
前記第１のマーカーは、前記第１の骨に対する前記第１のマーカーの移動を最小限にするために選択された前記第１の骨の中の第１の位置において、前記第１の骨の中に植え込まれ、前記第２のマーカーは、前記第２の骨に対する前記第２のマーカーの移動を最小限にするために選択された前記第２の骨の中の第２の位置において、前記第２の骨の中に植え込まれる、方法。
（１０）実施態様９に記載の方法において、
前記第１の骨は大腿骨であり、前記第１の位置は大転子であり、前記第２の骨は骨盤の一部であり、前記第２の位置は？＊？である、方法。
【０１９３】
（１１）実施態様１〜１０のいずれかに記載の方法において、
前記位置を無線により検出する工程は、前記患者が静止している状態で、行なわれる、方法。
（１２）実施態様１〜１０のいずれかに記載の方法において、
前記位置を無線により検出する工程は、前記患者が動いている状態で、行なわれる、方法。
（１３）実施態様１１または１２に記載の方法において、
前記位置を検出する工程は、重力の作用下に、前記患者の身体の少なくとも一部により、前記部位に負荷がかけられている状態で、行なわれる、方法。
（１４）実施態様１３に記載の方法において、
前記位置を検出する工程は、前記患者が立っている状態で、行なわれる、方法。
（１５）実施態様１３または１４に記載の方法において、
前記位置を検出する工程は、前記患者が座っている状態から立った状態に動いている状態で、行なわれる、方法。
【０１９４】
（１６）実施態様１〜１５のいずれかに記載の方法において、
前記処置が完了した後に、前記第１および第２のマーカーの位置を無線により検出する工程は、複数の別々の機会において行なわれ、前記患者の整形外科的な能力に関して、前記処置の効果を評価するために、前記複数の別々の機会により検出した位置を使用する工程、をさらに含む、方法。
（１７）実施態様１６に記載の方法において、
初めに植え込まれたものと同じマーカーが、前記複数の別々の機会において、検出される、方法。
（１８）実施態様１６または１７に記載の方法において、
前記複数の別々の機会は少なくとも１ヶ月は離れている、方法。
（１９）実施態様１８に記載の方法において、
前記複数の別々の機会は、少なくとも１年は離れている、方法。
（２０）実施態様１〜１９のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、定性的な評価を行なう工程、を含む、方法。
【０１９５】
（２１）実施態様１〜２０のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、定量的な評価を行なう工程、を含む、方法。
（２２）実施態様１〜２１のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、前記検出された位置の視覚的な表示を与える工程、を含む、方法。
（２３）実施態様１〜２２のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、前記患者の動画化された表示を与える工程、を含む、方法。
（２４）患者の整形外科的な能力を評価する方法において、
第１のマーカーを第１の骨の中に、第２のマーカーを第２の骨の中に、植え込む工程であって、前記第１および第２のマーカーは無線周波数において無線により追跡可能であり、前記第１の骨および第２の骨は関節の異なる側にある、工程と、
第３のマーカーを有する第１の整形外科インプラントを植え込み、第４のマーカーを有する第２の整形外科インプラントを植え込むことにより、前記関節をプロテーゼ関節と置換する工程であって、前記第３および第４のマーカーは無線周波数において無線により追跡可能である、工程と、
前記関節を置換する工程が完了した後に、前記第１、第２、第３および第４のマーカーの位置を、複数の別々の機会に、無線周波数において、無線により検出する工程と、
前記複数の別々の機会に捕捉された、前記第１、第２、第３および第４のマーカーの検出された位置を用い、かつ、初めに植え込まれたものと同じマーカーを用いて、前記プロテーゼ関節の能力を評価する工程と、
を含む、方法。
（２５）処置が患者のある部位において行なわれた後に、前記患者の整形外科的な能力を評価するための方法であって、前記患者は、少なくとも、第１の骨の中に植え込まれている第１のマーカーと、第２の骨の中に植え込まれている第２のマーカーと、を保持しており、これらの骨は前記部位に関連しており、前記第１および第２のマーカーは、無線周波数において、無線により追跡可能である、方法において、
前記第１および第２のマーカーの位置を、無線周波数において、無線により検出する工程と、
前記患者の整形外科的な能力を評価するために、前記検出された位置を使用する工程と、
を含む、方法。
【０１９６】
（２６）実施態様２５に記載の方法において、
前記部位は関節である、方法。
（２７）実施態様２５に記載の方法において、
前記処置は外科処置である、方法。
（２８）実施態様２７に記載の方法において、
前記外科処置は関節置換処置であり、前記患者は、少なくとも第１のプロテーゼインプラントおよび第２のプロテーゼインプラント、を有している、方法。
（２９）実施態様２８に記載の方法において、
前記第１および第２のプロテーゼインプラントは股関節置換インプラントまたは膝関節置換インプラントである、方法。
（３０）実施態様２８または２９に記載の方法において、
前記第１のプロテーゼインプラントは、無線周波数において無線により追跡可能である第３のマーカー、を有しており、前記第２のプロテーゼインプラントは、無線周波数において無線により追跡可能である第４のマーカー、を有しており、前記方法は、前記第３および第４のマーカーの位置を、無線周波数において無線により検出する工程、をさらに含む、方法。
【０１９７】
（３１）実施態様２５〜３０のいずれかに記載の方法において、
前記第１のマーカーは、前記第１のマーカーが前記部位から一定の距離を有する第１の位置において、前記第１の骨の中にあり、前記第２のマーカーは、前記第２のマーカーが前記部位から一定の距離を有する第２の位置において、前記第２の骨の中にある、方法。
（３２）実施態様３１に記載の方法において、
前記第１の骨は大腿骨であり、前記第１の位置は、大転子および小転子、を含む群から選択され、前記第２の骨は骨盤の一部であり、前記第２の位置は、腸骨稜、寛骨臼および坐骨、を含む群から選択される、方法。
（３３）実施態様２５〜３２のいずれかに記載の方法において、
前記位置を無線により検出している間に、前記患者は静止している、方法。
（３４）実施態様２５〜３２のいずれかに記載の方法において、
前記位置を無線により検出している間に、前記患者は動いている、方法。
（３５）実施態様３３または３４に記載の方法において、前記位置を検出している間に、重力の作用下に、前記患者の身体の少なくとも一部により、前記部位に負荷がかけられている、方法。
【０１９８】
（３６）実施態様３５に記載の方法において、
前記位置を検出している間に、前記患者は立っている、方法。
（３７）実施態様２５〜３５のいずれかに記載の方法において、
前記位置を検出している間に、前記患者は立っている位置と座っている位置との間で動いている、方法。
（３８）実施態様２５〜３７のいずれかに記載の方法において、
前記処置が完了した後に、前記第１および第２のマーカーの位置を無線により検出する工程は、複数の別々の機会において行なわれ、前記患者の整形外科的な能力を評価するために、前記複数の別々の機会により検出した位置を使用する工程、をさらに含む、方法。
（３９）実施態様３８に記載の方法において、
初めに植え込まれたものと同じマーカーが、前記複数の別々の機会において、検出される、方法。
（４０）実施態様３８または３９に記載の方法において、
前記複数の別々の機会は少なくとも１ヶ月は離れている、方法。
【０１９９】
（４１）実施態様４０に記載の方法において、
前記複数の別々の機会は、少なくとも１年は離れている、方法。
（４２）実施態様２５〜４１のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、定性的な評価を行なう工程、を含む、方法。
（４３）実施態様２５〜４２のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、定量的な評価を行なう工程、を含む、方法。
（４４）実施態様２５〜４３のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、前記検出された位置の視覚的な表示を与える工程、を含む、方法。
（４５）実施態様２５〜４４のいずれかに記載の方法において、
前記処置の効果を評価するために前記検出された位置を使用する工程は、前記患者の動画化された表示を与える工程、を含む、方法。
【０２００】
（４６）実施態様４５に記載の方法において、
前記患者の動画化された表示は、少なくとも、前記第１および第２の骨の、表示を含む、方法。
（４７）実施態様４５または４６に記載の方法において、
前記患者の動画化された表示は、少なくとも、第１のインプラントおよび第２のインプラントの、表示を含む、方法。
（４８）実施態様２５〜４７のいずれかに記載の方法において、
前記第１および第２のマーカーの位置から、骨と骨との距離を決定する工程、をさらに含む、方法。
（４９）実施態様３０に記載の方法において、
前記第３および第４のマーカーの位置から、インプラントとインプラントとの距離を決定する工程、をさらに含む、方法。
（５０）実施態様４９に記載の方法において、
前記第１および第２のマーカーの位置の間における、骨と骨との距離を決定する工程、をさらに含む、方法。
【０２０１】
（５１）実施態様５０に記載の方法において、
前記第１のマーカーおよび前記第３のマーカーまたは第４のマーカーの位置から、第１のインプラントと骨との距離を決定する工程と、前記第２のマーカーおよび前記第３のマーカーまたは第４のマーカーの位置から、第２のインプラントと骨との距離を決定する工程と、をさらに含む、方法。
（５２）実施態様５０に記載の方法において、
前記第１のマーカーおよび前記第３のマーカー位置から、第１のインプラントと骨との距離を決定する工程と、前記第２のマーカーおよび第４のマーカーの位置から、第２のインプラントと骨との距離を決定する工程と、をさらに含み、
前記第１のインプラントは前記第１の骨の中に植え込まれており、前記第２のインプラントは前記第２の骨の中に植え込まれている、方法。
（５３）実施態様４８に記載の方法において、
前記骨と骨との距離は、前記患者の運動学上の整形外科的な能力を評価するために、用いられる、方法。
（５４）実施態様４９に記載の方法において、
前記インプラントとインプラントとの距離は、前記第１および第２の整形外科インプラントの性能を評価するために、用いられる、方法。
（５５）実施態様５４に記載の方法において、
前記性能は、前記第１および第２の整形外科インプラントの摩損の程度である、方法。
【０２０２】
（５６）実施態様５２に記載の方法において、
前記第１の骨とインプラントとの距離は前記第１の整形外科インプラントの性能を評価するために用いられ、さらに／または、前記第２の骨とインプラントとの距離は前記第２の整形外科インプラントの性能を評価するために用いられる、方法。
（５７）実施態様５６に記載の方法において、
前記性能の評価は、前記第１および／または第２の整形外科インプラントの損傷の可能性の評価、を含む、方法。
（５８）実施態様４３に記載の方法において、
前記定量的な評価は、理論的なモデルに対する比較と、少なくとももう一人の患者の能力に対する比較と、同じ患者の前の能力に対する比較と、を含む群から選択される技法、を含む、方法。
（５９）実施態様４３または５８に記載の方法において、
前記定量的な評価は、前記検出された位置から導出されるデータを合わせる処理と、統計学的な分析を、前記検出された位置から導出されるデータに、適用する処理と、パタン認識処理を、前記検出された位置から導出されるデータに、適用する処理と、を含む群から選択される技法、を含む、方法。
（６０）実施態様５８または５９に記載の方法において、
前記定量的な分析から測定規準を得る工程と、前記患者の整形外科的な能力を分類するために、その測定規準を使用する工程と、をさらに含む、方法。
【０２０３】
（６１）実施態様５９に記載の方法において、
前記患者の整形外科的な能力は、さらなる定期的な整形外科的評価を必要としている状態と、さらなる定期的な整形外科的評価を必要としていない状態と、外科的介入を必要としている状態と、外科的介入を必要としていない状態と、から選択されるカテゴリに該当するように、分類される、方法。
（６２）患者の整形外科的な能力を評価することにおいて使用するための整形外科モニター・システムにおいて、
モニター・ステーションであって、無線周波数において無線により検出可能であり、前記モニター・ステーションの動作空間にわたり広がっている磁場の分布の中に置かれているマーカー、の位置を検出するための追跡システム、を含む、モニター・ステーションと、
前記追跡システムと通信しているコンピュータ制御システムであって、無線周波数において無線により検出可能であり、前記動作空間の中に少なくとも部分的に置かれている患者の体内に植え込まれている複数のマーカー、のそれぞれに対応するマーカーの位置を決定するように構成されており、かつ、前記マーカーの位置から、前記患者の整形外科的な能力の指標を発生するように構成されている、コンピュータ制御システムと、
を備えている、システム。
（６３）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションはトレッド・ミルを含む、システム。
（６４）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、当該モニター・ステーションに対する、患者が位置すべきとろこを示すしるし、を有している、システム。
（６５）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記追跡システムの位置は、前記モニター・ステーションにおける前記動作空間の位置を変えるために、調節可能である、システム。
【０２０４】
（６６）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、患者が座ることのできる支持体、を含む、システム。
（６７）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、立ちながら、患者がつかむことのできる支持体、を含む、システム。
（６８）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、三角形の形態で、配置されている３個の磁場発生装置、を含む、システム。
（６９）実施態様６８に記載のシステムにおいて、
前記３個の磁場発生装置は、垂直な面の中に、配置されている、システム。
（７０）実施態様６８に記載のシステムにおいて、
前記３個の磁場発生装置は、水平な面の中に、配置されている、システム。
【０２０５】
（７１）実施態様６２に記載のシステムにおいて、
前記モニター・ステーションは、患者を配置できる基部、を含む、システム。
（７２）実施態様６２〜７１のいずれかに記載のシステムにおいて、
無線周波数において無線により検出可能な複数のマーカー、をさらに備えている、システム。
（７３）実施態様７２に記載のシステムにおいて、
それぞれのマーカーは気密に封じられている、システム。
（７４）実施態様７２または７３に記載のシステムにおいて、
前記マーカーの少なくとも１個は経皮的に植え込み可能である、システム。
（７５）実施態様７２〜７４のいずれかに記載のシステムにおいて、
それぞれのマーカーは電力受容式のコイルを含み、前記モニター・ステーションは、そのマーカーに誘導的に電力供給する電力信号、を送信する、システム。
【０２０６】
（７６）実施態様７２〜７５のいずれかに記載のシステムにおいて、
少なくとも第１の整形外科インプラント、
をさらに備えており、
前記第１の整形外科インプラントは前記複数のマーカーの内の１個を有する、
システム。
（７７）実施態様７６に記載のシステムにおいて、
第２の整形外科インプラント、
をさらに備えており、
前記第２の整形外科インプラントは前記複数のマーカーの内のさらに別の１個を有する、
システム。
（７８）実施態様７７に記載のシステムにおいて、
前記第１の整形外科インプラントおよび前記第２の整形外科インプラントは股関節または膝関節を供給する、システム。
（７９）実施態様６２〜７８のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記指標は前記整形外科的な能力のグラフ表示である、システム。
（８０）実施態様７９に記載のシステムにおいて、
前記グラフ表示は前記患者の動画化された表示である、システム。
【０２０７】
（８１）実施態様６２〜８０のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記指標は前記整形外科的な能力を表す測定規準（metric）である、システム。
（８２）実施態様６２〜８１のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記指標は前記患者の分類である、システム。
（８３）実施態様６２〜８２のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記コンピュータ制御システムは、前記患者の前の評価に関連しているデータを記憶するデータベース、をさらに含む、システム。
（８４）実施態様８３に記載のシステムにおいて、
前記データベースは、別の患者の以前の評価に関連しているデータ、をさらに記憶している、システム。
（８５）実施態様６２〜８４のいずれかに記載のシステムにおいて、
前記コンピュータ制御システムは、前記複数のマーカーのそれぞれを識別するように、さらに構成されている、システム。
【０２０８】
（８６）患者の整形外科的な能力を評価するためのコンピュータ実施型の方法であって、前記患者は、複数のマーカーを保持しており、このマーカーは、このマーカーの中に埋め込まれている追跡システムにより、無線周波数において無線により追跡可能である、方法において、
前記複数のマーカーのそれぞれを確認する工程と、
前記複数のマーカーのそれぞれの位置を決定する工程と、
前記マーカーの位置から、前記患者の整形外科的な能力の表示を発生する工程と、
を含む、方法。
（８７）実施態様８６に記載の方法において、
前記表示をグラフにより示す工程、をさらに含む、方法。
（８８）実施態様８６に記載の方法において、
前記患者の整形外科的な能力を、前記表示を用いて、評価する工程、をさらに含む、方法。
（８９）実施態様８６に記載の方法において、
前記表示の測定規準の特徴を計算する工程、をさらに含む、方法。
（９０）実施態様８８に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記表示の定量的な分析を実行する工程、を含む、方法。
【０２０９】
（９１）実施態様８８に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記患者の整形外科な能力の表示を、同じ患者の前の整形外科的な能力の少なくとも一つの表示と、比較する工程、を含む、方法。
（９２）実施態様８８に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記患者の整形外科な能力の表示を、少なくとも一人の別の患者の整形外科的な能力の少なくとも一つの表示と、比較する工程、を含む、方法。
（９３）実施態様８８に記載の方法において、
前記整形外科的な能力を評価する工程は、前記患者の整形外科な能力の表示を、理論的なまたはモデルの、整形外科的な能力の少なくとも一つの表示と、比較する工程、を含む、方法。
（９４）実施態様９１〜９３のいずれかに記載の方法において、
前記比較する工程は、統計学的な分析、データ合わせ、および、パタン認識、を含む群から選択される技法、を含む、方法。
（９５）実施態様８６〜９４のいずれかに記載の方法において、
同じ患者の次の評価において使用するための、あるいは、異なる患者の評価において使用するための、患者の履歴データベースの中の表示に一致するデータを記憶する工程、をさらに含む、方法。
【０２１０】
（９６）実施態様８６〜９４のいずれかに記載の方法において、
前記患者の第１の骨と第２の骨との間の距離、前記患者の骨と整形外科インプラントとの間の距離、および、前記患者の第１の整形外科インプラントと第２の整形外科インプラントとの間の距離、の内の少なくとも一つを用いること、
をさらに含む、方法。
（９７）実施態様６２〜８５のいずれかに記載のシステムまたは実施態様８６〜９６のいずれかに記載の方法を提供するためのデータ処理装置により実行可能なコンピュータ・プログラム・コード。
（９８）実施態様９７に記載のコンピュータ・プログラム・コードを有する、コンピュータが読取可能な媒体。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明による整形外科モニター法を示していて、本発明の別の態様による、種々の個々の操作、を含んでいる、高度のフロー・チャートを示している。
【図２】本発明による整形外科モニター・システムの概略的なブロック図を示している。
【図３】図２において示されているシステムと共に使用するための、植え込み可能なマーカーの、追跡可能なマーカー部分の斜視図である。
【図４】図３において示されているマーカーが収容可能である、植え込み可能なマーカーの収容部分の斜視図である。
【図５】図２において示されているシステムの、ハードウェア部分の一部の、概略的なブロック図を示している。
【図６Ａ】図２において示されているシステムのモニター・ステーション部分の概略的な正面図を示している。
【図６Ｂ】上記のモニター・ステーションの基部の平面図を示している。
【図７】上記のモニター・ステーション部分のさらに別の実施形態を含んでいる整形外科モニター・システムの実施形態の概略的な斜視図を示している。
【図８】本発明による整形外科モニター法をさらに詳細に示しているフロー・チャートを示している。
【図９】追跡可能な股関節部置換インプラントを含む患者の、モニター可能な股関節部を通る断面図を示している。
【図１０】追跡可能な膝関節置換インプラントを含む患者の、モニター可能な膝を通る断面図を示している。
【図１１】本発明による図２において示されているシステムの、コンピュータ実施型制御部分のための、概略的なソフトウェア構造を示している。
【図１２】上記ソフトウェア構造のデータベースのための、データベース・スキーマを示している。
【図１３】本発明によるソフトウェア構造のデータ取得プログラム部分の、データ処理操作を例証しているフロー・チャートを示している。
【図１４】本発明によるソフトウェア構造の評価プログラム部分のデータ処理操作を例証しているフロー・チャートである。
【図１５】整形外科的な能力がモニターおよび評価されようとしている、多数の植え込まれたマーカーを伴っている患者を示している。
【図１６】組み合わされた定性的および定量的な整形外科的評価を示しているスクリーン・ショットの例を示している。
【図１７】整形外科的な能力の運動学上の評価のグラフ表示を示している。
【図１８】植え込み時間の関数としての、整形外科的な能力の静的評価のグラフ表示を示している。
【図１９】図２において示されている整形外科モニター・システムのコンピュータ部分の概略的なブロック図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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