(57)【要約】      （修正有）【課題】解剖学的面に固定されることになる複数の医療インプラントからある一つの医療インプラントを特定する方法、関連デバイスおよびコンピュータプログラム製品を提供する。【解決手段】複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータが提供され得、解剖学的面に応じた寸法パラメータが提供され得る。複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータが解剖学的面に応じた寸法パラメータと比較され得、医療インプラントのうちの一つが、複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを解剖学的面に応じた寸法パラメータと比較することに基づいて、複数の医療インプラントから選択され得る。複数の医療インプラントから選択された医療インプラントの識別は、ユーザインターフェース１０１を介して提供され得る構成とする。【選択図】図１
2019088782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択デバイスが、複数の医療インプラントから解剖学的面に固定されることになるある一つの医療インプラントを特定する方法であって、
前記複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを提供することと、
前記解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供することと、
前記選択デバイスのプロセッサによって、前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータと比較することと、
前記選択デバイスの前記プロセッサによって、前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータと比較することに基づいて、前記複数の医療インプラントから前記医療インプラントのうちの一つを選択することと、
前記選択デバイスの前記プロセッサによって、ユーザインターフェースを介して、前記複数の医療インプラントから選択された前記医療インプラントの識別を提供することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを提供することが、前記複数の医療インプラントのうちの前記各医療インプラントのそれぞれの形状を規定する前記寸法パラメータの、保存されたデータベースへのアクセスを提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供することが、前記解剖学的面の形状を表す曲線を提供することを含み、選択することが、前記曲線に基づいて前記解剖学的面の前記形状に合う前記医療インプラントのうちの前記一つを選択することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータが前記医療インプラントのそれぞれに沿った増分に応じた座標値を含み、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することが、前記解剖学的面に沿った増分に応じた座標値を提供することを含み、比較することが、前記複数の医療インプラントに応じた前記座標値を前記解剖学的面に応じた前記座標値と比較することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
比較することが、前記解剖学的面に応じた前記座標値と前記複数の医療インプラントのそれぞれに応じた前記座標値のうちのそれぞれ一つとの間の差異を決定することを含み、選択することが、前記解剖学的面に応じた前記座標値と選択された前記医療インプラントのうちの前記一つに応じた前記座標値との間の最小平均差異を有する前記医療インプラントのうちの前記一つを選択することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することが、異なる第一および第二デジタル画像を含むデジタル画像データに基づいて、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記デジタルデータが、前記解剖学的面を表すテンプレートから取られる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第一および第二デジタル画像が、前記第一デジタル画像の第一アライメントマーカと前記第二デジタル画像の第二アライメントマーカとを含むクレードルの前記テンプレートから取られ、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することが、前記第一アライメントマーカに基づいた前記第一デジタル画像のアライメントを検証することに応答して、および、前記第二アライメントマーカに基づいた前記第二デジタル画像のアライメントを検証することに応答して、前記第一および第二デジタル画像に基づいて前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第一および第二画像が、前記第一デジタル画像の第一アライメントマーカと前記第二デジタル画像の第二アライメントマーカとを含むクレードルの前記テンプレートから取られ、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することが
第一ユーザ入力に応答し、前記第一アライメントマーカを有する前記クレードルの前記テンプレートを含む前記第一デジタル画像の第一バージョンを撮影することと、
前記第一デジタル画像の前記第一バージョンにおける前記第一アライメントマーカのずれに応答し、前記ユーザインターフェースを介して、前記第一デジタル画像を再撮影する命令を提供することと、
前記命令を提供した後の第二ユーザ入力に応答し、前記第一アライメントマーカを有する前記クレードルの前記テンプレートを含む前記第一デジタル画像の第二バージョンを撮影することと、
第三ユーザ入力に応答し、前記第二アライメントマーカを有する前記クレードルの前記テンプレートを含む前記第二デジタル画像を撮影することと、
前記第一デジタル画像と前記第二デジタル画像の前記第二バージョンに基づいて、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することと、を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一および第二デジタル画像が、前記第一デジタル画像の第一アライメントマーカと前記第二デジタル画像の第二アライメントマーカとを含むクレードルの前記テンプレートから取られ、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供を提供することが、前記第一アライメントマーカおよび／または前記第二アライメントマーカのうちの前記少なくとも一つに基づいて、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記デジタル画像データが、前記解剖学的面から取られる、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記デジタル画像データが、Ｘ線画像データ、コンピュータ断層画像データ、超音波画像データ、磁気共鳴画像データ、および／または、フォトグラフ画像データのうちの少なくとも一つを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記解剖学的面が骨の表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
解剖学的面に固定されることになる複数の医療インプラントからある一つの医療インプラントを特定するよう構成されたデバイスであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されたメモリであって、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
前記複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを提供することと、
前記解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供することと、
前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータと比較することと、
前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータと比較することに基づいて、前記複数の医療インプラントから前記医療インプラントのうちの一つを選択することと、
前記複数の医療インプラントから選択された前記医療インプラントの識別を提供することと、とを含む動作を実施させる、前記メモリ内に埋め込まれたコンピュータ可読プログラムコードを含むメモリと、を備える、デバイス。
【請求項１５】
前記プロセッサに結合されたユーザインターフェースをさらに備え、前記識別を提供することが、前記ユーザインターフェースのディスプレイを介した視覚的出力および／または前記ユーザインターフェースのスピーカーを介した聴覚的出力のうちのすくなくとも一つとして前記識別を提供することを含む、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記プロセッサに結合されたカメラをさらに備え、前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することが、前記カメラを介して前記プロセッサで受け取られた第一および第二デジタル画像を含むデジタル画像データに基づいて前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータを提供することを含み、前記第一および第二デジタル画像が異なる、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１７】
コンピュータプログラム製品であって、
前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを提供することと、
解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供することと、
前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータと比較することと、
前記複数の医療インプラントそれぞれのための前記寸法パラメータを前記解剖学的面に応じた前記寸法パラメータと比較することに基づいて、前記複数の医療インプラントから前記医療インプラントのうちの一つを選択することと、
ユーザインターフェースを介して前記複数の医療インプラントから選択された前記医療インプラントの識別を提供することと、を含む動作を実施させる、前記媒体内に埋め込まれたコンピュータ可読プログラムコードを含む有形コンピュータ可読記憶媒体を備える、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本開示は医療手技に関し、さらに特には、医療インプラントと関連方法、デバイス、およびコンピュータプログラム製品に関する。
［背景技術］
【０００２】
整形外科用インプラント（骨プレート、等）は、例えば、損傷した骨を支持するのに使用され得る。インプラントは、ステンレス鋼および／またはチタン合金から作製され得、インプラントを貫通する複数のスクリュー穴が、骨スクリューを使用した骨への固定を可能にし得る。外科医は、さらに、損傷した骨を露出させ、インプラントを骨にねじ留めし得る。
【０００３】
骨サイズおよび／または形状を変化させやすくするため、特定の骨へのインプラントが、様々なサイズおよび／または形状で製造され得る。さらに、各個別の患者の固有な生体構造および傷害パターンは、同一タイプのインプラントに、多くの利用可能なサイズおよび外形の一式から適正なサイズおよび外形のインプラントを選択することを要求し得る。良好な治療結果は、良く適合したインプラントと相関し得る。
【０００４】
したがって、外科医は手術中に、修復される骨に適合するよう、いくつかのインプラントサイズ／形状から選択し得る。特定のインプラントの選択は、外科医が手術中に露出された骨の表面を視覚的に検査することと、視覚的検査に基づいて一つまたは複数のインプラントを選択することを含み得る。さらに、多くのインプラントから最良適合するインプラントを選択することは、外科医にとって時間のかかる、不正確なプロセスであり得、それによって手術の実施に要する時間が増加し得る。さらには、外科医は、最終的なインプラントを選択する前に複数のインプラントを骨に適合させようとする場合があり、試されたが使用されないインプラントは、汚れによって無駄となる。
【０００５】
したがって、整形外科用インプラントを選択する改良された方法への要求が存在し続けている。
［発明の概要］
【０００６】
本開示のいくつかの実施形態は、解剖学的面に固定されることになる複数の医療インプラントからある一つの医療インプラントを特定する方法に関する。複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータが提供され得、解剖学的面に応じた寸法パラメータが提供され得る。複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータが解剖学的面に応じた寸法パラメータと比較され得、医療インプラントのうちの一つが、複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを解剖学的面に応じた寸法パラメータと比較することに基づいて、複数の医療インプラントから選択され得る。複数の医療インプラントから選択された医療インプラントの識別は、ユーザインターフェースを介して提供され得る。関連デバイスおよびコンピュータプログラム製品もまた、説明される。
【０００７】
本発明の主題の実施形態による他のシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品は、以下の図面および詳細な説明の検討の際に、当業者に対して明らかであるかまたは明らかになるだろう。全てのそのような付加的なシステム、方法、コンピュータプログラム製品は、この説明の中または本発明の主題の範囲の中に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されるものとする。さらに、本明細書に開示の実施形態はすべて、別々に実装され得るか、または、任意の方法および／または組み合わせで組み合わされ得るものとする。
［図面の簡単な説明］
【０００８】
実施形態のその他の特徴は、添付の図面と関連させて読むと、その特定の実施形態の以下の詳細な説明からより容易に理解されるだろう。
【０００９】
図１は、発明概念のいくつかの実施形態における選択デバイスを例解するブロック図である。
【００１０】
図２Ａは、テンプレート材を例解し、図２Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、骨上にあるテンプレートを例解する。
【００１１】
図３Ａおよび３Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図２Ｂのテンプレートの直交図を例解する。
【００１２】
図４Ａは、テンプレートを例解し、図４Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、対応する骨プレートを例解する。
【００１３】
図５は、発明概念のいくつかの実施形態における画像クレードルを例解する。
【００１４】
図６は、発明概念のいくつかの実施形態における、二つのカメラ位置を使用した画像クレードルを例解する図である。
【００１５】
図７Ａおよび７Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図６の画像クレードルを使用して撮られたテンプレートの直交画像を例解する。
【００１６】
図８Ａ、８Ｂ、および８Ｃは、発明概念のいくつかの実施形態における、画像クレードルとそのアライメントマーキングを例解する。
【００１７】
図９は、発明概念のいくつかの実施形態における、ミラー付きの画像クレードルを例解した図である。
【００１８】
図１０Ａおよび１０Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、テンプレートの様々な画像から自動検知を使用して生成されたラインを例解する。
【００１９】
図１１Ａおよび１１Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図１０Ａおよび１０Ｂのラインを使用したスプラインの適合を例解する。
【００２０】
図１２は、発明概念のいくつかの実施形態における、アライメントマーカを含む画像クレードルのテンプレートを例解する。
【００２１】
図１３は、発明概念のいくつかの実施形態における、図１２の画像クレードルの、アライメントマーカの異なる間隔を例解する。
【００２２】
図１４Ａおよび１４Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図１２および１３のアライメントマーカを使用した画像クレードルのテンプレートの直交画像を例解する。
【００２３】
図１５Ａ、１５Ｂ、および１５Ｃは、発明概念のいくつかの実施形態における、スプラインのレンダリングを例解するスクリーンショットである。
【００２４】
図１６Ａおよび１６Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、ｚ軸に配向されたテンプレートの変形を例解する。
【００２５】
図１７は、発明概念のいくつかの実施形態における、選択デバイスの動作を例解したフローチャートである。
［発明を実施するための形態］
【００２６】
以下の詳細な説明では、本開示の実施形態の完全な理解をもたらすために、多くの特定の詳細が説明される。しかしながら、これらの特定の詳細がなくとも、本発明が実行され得ることが、当業者によって理解されるだろう。他の例では、本発明を曖昧にしないため、周知の方法、手順、構成要素、および回路は、詳細には記載しない。本明細書に開示の実施形態はすべて、別々に実装され得るか、または、任意の方法および／または組み合わせで組み合わされ得るものとする。
【００２７】
図１は、発明概念のいくつかの実施形態における医療インプラント（例えば、骨プレートといった整形外科用インプラント）の選択において支援をもたらすよう構成された選択デバイス１００の要素を例解するブロック図である。示すように、選択デバイス１００は、ユーザインターフェース１０１、プロセッサ１０３、メモリ１０５、カメラ１０７、および／または、有線／無線インターフェース１０９を含み得、プロセッサ１０３が、ユーザインターフェース１０１、メモリ１０５、カメラ１０７、および／または、有線／無線インターフェース１０９にそれぞれ結合され得る。図１の選択デバイス１００は、例えば、本明細書の実施形態における医療インプラントを選択する動作を実施するよう構成された、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、専用演算デバイス等を使用して実装され得る。選択デバイス１００は、例えば、本明細書で説明される動作を実施するよう構成されたアプリケーション／ソフトウェアを走らせるスマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、または、デスクトップコンピュータであってもよい。いくつかの他の実施形態では、選択デバイス１００は、外科医に着用する頭部装着式デバイスにおいて／頭部装着式デバイスとして提供されてもよい。さらに他の実施形態では、選択デバイス１００は、その他の手術室設備に統合されてもよい。
【００２８】
本明細書で説明されるように、図１の選択デバイス１００の動作は、プロセッサ１０３、ユーザインターフェース１０１、有線／無線インターフェース１０９、および／または、カメラ１０７によって実施され得る。例えば、プロセッサ１０３は、カメラ１０７および／または有線／無線インターフェース１０９を介してインプラント面に関するデータを受け取り、複数のインプラントのうちの一つを選択し、ユーザインターフェース１０１を介して選択されたインプラントの識別を提供し得る。さらには、モジュールがメモリ１０５に保存され得、これらのモジュールは、モジュールの命令がプロセッサ１０３に実行されると、プロセッサ１０３がそれぞれの動作（例えば、図１７に関して以下に説明される動作）を実施するよう、命令を提供し得る。その他の実施形態では、プロセッサ回路１０３は、別のメモリが要求されないよう、メモリを含んで定義され得る。
【００２９】
いくつかの実施形態では、カメラ１０７は、画像を捕捉するのに使用され得、その画像は、インプラント（例えば、骨プレートといった、整形外科用インプラント）が固定されることになる解剖学的面（例えば、骨の表面）に応じた寸法パラメータを提供／生成するよう、プロセッサ１０３によって使用され得る。いくつかの他の実施形態では、画像またはその他のデータは、選択デバイス１００の外側で捕捉され、有線／無線インターフェース１０９を介してプロセッサ１０３によって受け取られ得るか、または、解剖学的面に応じた寸法パラメータが選択デバイス１００の外側で生成され、有線／無線インターフェース１０９を介してプロセッサ１０３によって受け取られ得るため、カメラ１０７が省略されてもよい。有線／無線インターフェース１０９は、例えば、有線インターフェース（例えば、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ、すなわちＵＳＢポート）、近距離無線インターフェース（例えば、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバ、ＷｉＦｉトランシーバ、等）、および／または、長距離無線インターフェース（例えば、セルラー無線電話トランシーバ）を含み得る。
【００３０】
示すように、ユーザインターフェース１０１は、複数の入力／出力デバイスのうちの一つまたは複数を含み得る。例えば、キーパッド１０１ａ、一つまたは複数のボタン１０１ｂ、タッチスクリーン１０１ｃ、および／または、マイクロフォン１０１ｅは、ユーザ入力を受け取るために設けられ得、タッチスクリーン１０１ｃ、および／または、スピーカー１０１ｄは、ユーザ出力（例えば、選択した医療入力の識別）を受け取るよう設けられ得る。いくつかの他の実施形態では、従来のディスプレイ（非タッチスクリーン）が、ユーザ入力を受け取るのに使用されているキーパッド１０１ａおよび／またはボタン１０１ｂを使用して、ユーザ出力をユーザに提供するのに使用され得る。カメラ１０７は、例えば、キーパッド１０１ａ、ボタン１０１ｂ、タッチスクリーン１０１ｃ、および／または、マイクロフォン１０１ｅを介したユーザ入力に応答して動作され得る。
【００３１】
発明概念のいくつかの実施形態において、方法、デバイス、および／または、コンピュータプログラム製品は、意図されたインプラント場所（例えば、骨の表面）の固有の形態学を手術中に記録し、最適なインプラントの選択を支援する最良適合アルゴリズムを適用するように提供され得る。例えば、最も適合するように解剖学的に輪郭形成された骨プレートは、いくつかの実施形態において、複数の骨プレートから選択され得る。
【００３２】
図２〜１１に関して後述されるように、外科医は、様々なサイズおよび形状／外形の複数のインプラントからある一つの特定のインプラントを選択するための、テンプレーティング、画像取得、および画像分析の、以下の動作と共に、選択デバイス１００を使用し得る。鎖骨プレートの選択が、以下の実施形態において例示の目的で説明されているが、発明概念の実施形態は、その他の医療／整形外科用インプラントおよび／または骨プレートに適用されてもよい。
【００３３】
外科医はまず、意図されたプレート固定の部位（例えば、鎖骨２０１の表面）を外科的に露出させ得、次いで、外科医は、可鍛性テンプレートを、意図されたインプラント部位の三次元的外形に適合するよう形状付けし得る。図２Ａおよび２Ｂに示すように、可鍛性テンプレート材２０３ａは、インプラントの所望長さとなるように、所望の長さで（手によって）折られてもよく、外科医は、図２Ｂに示すように、得られた可鍛性テンプレート２０３ｂを、露出されたインプラント部位の三次元的外形に適合するよう形状付けし得る。形状付けされて得られたテンプレート２０３ｂは、図３Ａおよび３Ｂの二つの（実質的には直交）図に示される。
【００３４】
図３Ａおよび３Ｂに示すように、テンプレート２０３ｂは、インプラントのインプラントスクリュー穴の間の間隔と等しい長さを有する縦セグメント２０５を有し得る。テンプレート材２０３ａは、これらのセグメントの間のノッチ２０７で優先的に折ることができ、各セグメント２０５は、セグメントの軌道に対して垂直なライン２０９でマークされ得る。これらのライン２０９は、画像を認識しやすくするため、テンプレート自体と対照を成す。ライン２０９（またはその他のマーキング）は、テンプレートが適切な配向（且つ、逆方向ではない配向）で確実に読み取られるよう、テンプレートの二つの主要面のうちの一方のみに提供され得る。いくつかの実施形態では、ライン２０９は、露出された骨との接触によって生じる血液やその他の物質によるライン２０９の障害を低減させるよう、骨から離れた面に設けられてもよい。いくつかの他の実施形態では、ライン２０９は、テンプレートのマークされた面が骨の外形によりマッチするように、骨に隣接した面に設けられてもよい。
【００３５】
図４Ａに示すように、テンプレート２０３ｂの一端がより大きなセグメント２１１を有し、インプラントの特定端部を表示／提示してもよい。例えば、図４Ａのより大きなセグメント２１１は、図４Ｂの骨プレート４０１の骨幹端領域４１１を表し得る。あるいは、この、テンプレート２０３ｂのより大きなセグメント２１１は、所望でない場合は折られてもよい。さらに、ライン２０９は、骨プレート４０１のスクリュー穴４０９に一致するよう、テンプレート２０３ｂ上に設けられ得る。
【００３６】
図２Ｂに示すように、インプラント部位の外形および長さに基づいてテンプレート２０３ｂを形状付けした後、図５に示すように、テンプレート２０３ｂが、９０度垂直（直交）である側面５０３および５０５を有する画像取得クレードル５０１に配置され得る。これらの垂直面５０３および５０５は、テンプレート２０３ｂのスケーリングおよび配向についての情報を提供することによって、画像を分析しやすくするための水平および／または垂直基準ラインまたはその他のマーキングを有し得る。Ｖ形状のトラフがあれば、画像取得クレードル５０１は、図６に示すように、直交角度でテンプレート２０３ｂの補完画像取得を可能にし得る。
【００３７】
テンプレート２０３ｂの直交画像は、図６に示すように、位置１００ａおよび１００ｂから図１の選択デバイス１００のカメラ１０７で捕捉され得る。上記で説明されるように、選択デバイス１００は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、または搭載ソフトウェアを有するその他の類似デバイスを使用して実装され得る。いくつかの他の実施形態では、直交画像は、選択デバイス１００の外側でカメラまたはその他の画像取得デバイスによって捕捉され得、直交画像（またはそれに関するデータ）は、選択デバイス１００の有線／無線インターフェース１０９を介してプロセッサ１０３に提供され得る。中央位置および／または焦点距離は、画像クレードル５０１上のアライメント用マーカ５１１ａ−ｂ、５１５ａ−ｂ、および５１９ａ−ｂを使用して校正され得る。９０度のプロジェクション画像の角度は、選択デバイス１００として使用されるスマートフォンデバイスにおいて通常利用可能であり得る、ジャイロスコープおよび／または加速度計フィードバックを使用して支援され得る。
【００３８】
図６に示すように、カメラ１０７を含む選択デバイス１００は、位置１００ａおよび１００ｂに保持され、図７Ａおよび７Ｂのそれぞれの画像を撮影し得る。位置１００ａから撮られた画像においてマーカ５１１ａおよび５１５ａとマーカ５１１ｂおよび５１５ｂを整列させることによって、且つ、位置１００ｂから撮影した画像においてマーカ５１９ａおよび５１５ａとマーカ５１９ｂおよび５１５ｂを整列させることによって、直交画像の所望の配向がもたらされ得る。上記で説明されるように、選択デバイス１００の一つのカメラ１０７（または、選択デバイス１００の外側の一つのカメラ）が、位置１００ａおよび１００ｂから図７Ａおよび７Ｂの直交画像を撮るのに使用され得る。いくつかの他の実施形態では、別のカメラが位置１００ａおよび１００ｂに（永久的または脱着可能に）装着され、手動での整列を必要とすることなく、図７Ａおよび７Ｂの画像を撮ることができる。画像捕捉デバイスは、例えば、画像取得クレードル５０１と、図７Ａおよび７Ｂの画像を捕捉するために位置１００ａおよび１００ｂに装着された二つのカメラを含み得、得られた画像（または、それに関連する寸法パラメータのようなデータ）が、有線／無線インターフェース１０９を介して選択デバイス１００に提供され得る。
【００３９】
図８Ａは、アライメントマーカ５１５ａ−ｂおよび５１９ａ−ｂを使用してカメラ位置１０１ｂから撮られた画像取得クレードル５０１の図を示す。図８Ｂはマーカ５１５ａおよび５１９の整列を示し、図８Ｃはマーカ５１５ｂおよび５１９ｂの整列を示し、これらは、カメラが位置１０１ｂで適切に整列すると生じるだろう。図８Ｂおよび８Ｃの整列が達成されると、カメラが適切に位置決めされているという保証と共に、画像が撮られ得る。画像を撮影した後に、マーカ５１５ａおよび５１９ａ、または、マーカ５１５ｂおよび５１９ｂのどちらかがずれると、プロセッサ１０３は画像を拒絶し、ユーザに画像を再撮影させる要求を生成し得る（要求は、ユーザインターフェース１０１のスクリーン／ディスプレイおよび／またはスピーカーを介して提供される）。いくつかの実施形態では、プロセッサ１０３は、マーカ５１５ａ、５１９ａ、５１５ｂ、および／または、５１９ｂからのそのような視覚的ずれを使用し、それに由来する画像およびまたはデータを調整し得る。
【００４０】
図９に示すように、ミラー５２１が画像クレードル５０１に追加され、二つ（またはそれ以上）のプロジェクション角度が、選択デバイス１００のカメラ１０７によって、一つの角度からの一つの画像で、捕捉されることを可能にし得る。ミラー５２１は、反転しないミラーであってもよい。位置および距離は、図８Ａ〜Ｃに関して上記で説明されるように、クレードル上のマーカで再校正され得る。ミラー５２１の使用によって、テンプレート２０３ｂの直交画像が、二つではなく一つのカメラで捕捉されることを可能にし得る。ここでは、一つの画像が、図７Ｂの画像に応じたテンプレート２０３ｂの直立像と、図７Ａの画像に応じたテンプレート２０３ｂの反射２０３ｂ’との両方を含み得る。上記で説明されるように、選択デバイス１００のカメラ１０７が図９で使用され得、または、別のカメラが、画像およびそれに関するデータが有線／無線インターフェース１０９を介してプロセッサ１０３に提供されている状態で使用され得る。いくつかの他の実施形態では、別のカメラが、所望のアライメントを維持するよう、クレードル５０１に対して装着されてもよい。
【００４１】
手持ち式デバイスのカメラに加え、外科医によって着用された頭部装着式カメラが、テンプレート２０３ｂの形状を捕捉するのに使用されてもよい。そのような頭部装着式カメラに関連付けられた追跡システムは、画像取得クレードル５０１に対する頭部装着式カメラまたはインプラント用のホルダのポーズ／配向を提供し得、分析用フレームが９０度または分析の所望角度で捕捉されることを提供／確実にし得る。
【００４２】
変形可能なテンプレートに加え、またはその代わりに、外科医は、（例えば、露出された骨の表面上の）解剖学的部位において視覚的マーカ（反射基準マーカ等）を配置し得る。反射基準マーカは、追跡カメラを使用してステレオフォト測定的に（ｓｔｅｒｅｏｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ）に追跡され得、それらの位置が３Ｄ（三次元）空間において検知され得る。これらの３Ｄ表面点は、テンプレート点と同様に分析され得、適切なインプラントを選択するのにプロセッサ１０３によって使用され得る。
【００４３】
いくつかの他の実施形態では、サージカルインクが使用され得、サージカルインクは、骨には選択的に付着させるが、周辺の軟部組織には付着させない特性を有する。そのようなインクは、視覚的トラッキングを使用して検知可能であり得るか、または、不透過性であり、Ｘ線を使用して検知不可であり得る。インクが付着した骨の写真またはレントゲン写真は、骨の表面外形を検知するため、プロセッサ１０３によって処理され得る。外形に沿って選択された点は、適切なインプラントを選択するため、テンプレート点と同様にプロセッサ１０３によって分析され得る。
【００４４】
インプラントが置かれることになる骨の表面上の点を決定するのに使用される方法に関わらず、後述の適合動作は、プロセッサ１０１によって使用され得る。
【００４５】
次いで、画像分析は、図７Ａおよび７Ｂの画像を使用して、または、図９から得られた、組み合わされた画像を使用して（またはその他の画像または関連データを使用して）、プロセッサ１０３によって実施され得る。選択デバイス１００を実装するのにスマートフォンを使用する実施形態では、デバイス上のソフトウェアアプリケーション（例えば、アンドロイドのアプリケーション、ｉＯＳのアプリケーション等）は、各プロジェクションにおいて（例えば、図７Ａおよび７Ｂの画像において）テンプレート２０３ｂの各セグメント上のライン２０９を自動検知する動作を使用し得る。ライン２０９をプロジェクション対応させることによって、プロセッサ１０３はライン２０９を３Ｄ空間に描き（ｍａｐ）得る。図１０Ａは、プロセッサ１０３が図７Ａのテンプレート２０３ｂの画像からライン２０９を自動検知した例を例解し、図１０Ｂは、プロセッサ１０３が図７Ｂのテンプレート２０３ｂの画像からライン２０９を自動検知した例を例解する。プロセッサ１０３はさらに、図１１Ａおよび１１Ｂに示すように、各ライン２０９の中間点を通ってスプラインを適合させ得る。
【００４６】
アプリケーションを使用して、プロセッサ１０３はさらに、解剖学的配置（例えば、上位対前方）といった、外科手技に関連する質問のためのプロンプトを生成し得る。プロセッサ１０３は、例えば、ユーザインターフェース１０１のタッチスクリーンまたはその他のディスプレイを介して視覚的に、および／または、ユーザインターフェース１０１のスピーカーを介して聴覚的に、プロンプト／質問を提供し得る。アプリケーションを使用して、プロセッサ１０３は、テンプレート２０３ｂに関連付けされたスプラインを合わせるための最良適合アルゴリズムに従うか、または、手技に利用可能なインプラントのサイズ／曲率に応じたスプラインのライブラリまたは参照テーブルで表面寸法検知するその他方法に従ってもよい。アプリケーションを使用して、プロセッサ１０３はさらに、最良適合のスプラインを有するインプラントについて、ユーザ（例えば、外科医）に提案を与え得る。本提案は、選択されたインプラントの識別（例えば、部品番号）、適合の量的密閉度（例えば、０％から１００％）、および／または、次に最良な代替物を含み得る。アプリケーションを使用して、プロセッサ１０３はまた、二つの特定のスクリュー穴の間といった、より良い適合のためにインプラントを曲げる場所を提案し得る。プロセッサ１０３は、より良い適合を達成するにはどこでどれくらいプレートを曲げるべきかを示す矢印と共に、テンプレートのグラフィック上に重ねられた、選択されたプレートのグラフィックを（タッチスクリーン１０１ｃまたは外部モニターといったディスプレイ上に）提供し得る。提案は、ユーザインターフェース１０１のタッチスクリーンまたはその他のディスプレイを介して視覚的に、および／または、ユーザインターフェース１０１のスピーカーを介して聴覚的に、提供され得る。
【００４７】
別の実施形態は、直線のプレートへの必要な曲げをすべて規定し、適用させ得る、曲げテンプレートを使用し得る。つまり、テンプレートによって規定され、光学またはその他の感覚アルゴリズムから読み取られた曲率がさらに、手動または自動のどちらかで直線プレートに適用されるだろう。
【００４８】
手動プロセスを介して直線プレートに曲げを適用するシステムを使用する場合、プロセッサ１０３は、必要な曲げの位置と大きさを表示する矢印と共に、所望の曲率のグラフィックを（タッチスクリーン１０１ｃまたは外部モニターのようなディスプレイ上に）提供し得る。プロセッサ１０３はまた、印刷されるか、または、モニターに実際のサイズが示され得る、プレートの実際のサイズの「設計図（ｂｌｕｅｐｒｉｎｔ）」をその最終形態で示し得る。システムはまた、直線プレートから始めることが、予め曲げられたプレートから始めるよりもより良い決定であるかどうか、プレートをさらに曲げるか後ろにまげるかどうか、を決定する際に外科医または技術者を支援し得る。手動で曲げている間、外科医または技術者は、プレートをテンプレートまで定期的に持ち上げ、所望の曲率が達成されたかどうかを確認してもよい。そのような画面上のテンプレートは、テンプレート自体よりも実際のプレートにより類似した厚さ、穴の間隔、および全体的な外観を有し得るため、外科医にとっては、骨上に置かれた物理的なテンプレートよりも、より良い視覚的ガイドとなり得る。
【００４９】
自動プロセスを介して直線プレートに曲げを適用するシステムを使用する場合、プロセッサ１０３は、有線／無線インターフェースを介して自動曲げデバイスに曲げの位置および大きさについて情報を電子送信し得る。曲げデバイスは、テンプレートに最良に合うように、直線プレートに所望の曲げを適用するであろう、コンピュータ制御のローラー、クランプ、および／または、アクチュエータを含み得る曲げ機構を作用させるだろう。
【００５０】
選択デバイス１０１の使用および／またはその方法はさらに、手術中のインプラント選択を自動化し得る。そのような自動化を使用することにより、例えば、外科医が最良適合するインプラントを見逃す、および／または、誤判断することによるヒューマンエラーを減らすことができ、且つ、そのような自動化を使用することにより、量的評価をもたらし、人間の主観的な判断を高め得る。
【００５１】
さらには、外科医にとって、ケースに入った様々なインプラントの相対適合を視覚的に評価するのが難しい場合があり、それらすべてを試すのは非現実的である場合がある。例えば、試したが使用されないインプラントはそれぞれ、インプラント部位へ接触した汚れにより、その後使用不可となる場合がある。本明細書の方法／デバイスにおいてインプラントを仮想適合させることは、手術部位における不必要な汚れから未使用のインプラントを使わないでおくことができ、それによって無駄を減らすことができる。さらには、本明細書の方法／デバイスを使用してインプラント選択を支援することにより手技時間を減らすこともでき、それによって、患者が麻酔状態にいる時間を減らすことができ、手術チームと患者の両方に有益である。インプラントの初期選択を向上させることによって、患者の解剖学的構造に適合させるためのインプラントの曲げを減らすことができる。インプラントを過度に曲げるとインプラントが弱くなる場合があるため、曲げを減らすことにより、インプラント欠陥のリスクを減らすことができる。
【００５２】
本明細書で説明されている方法、デバイス、およびコンピュータプログラム製品はさらに、手動選択を使用しては達成できない選択速度と適合の初期の正確性との組み合わせを提供することができる。そのような速度と正確性により、手術に必要な時間を減らし、患者が麻酔を受けている時間を減らし、インプラントの適合を向上させ、再就役な患者の転帰を向上させることができる。さらには、テンプレートと利用可能なインプラントの両方に、徐々に座標を提供することによって、比較の効率が向上され得、それによって、プロセッサ１０３の動作の効率が向上され、コンピュータ関連の技術が向上し得る。
【００５３】
いくつかの実施形態では、鎖骨プレート（インプラントとも称される）選択ソフトウェアは、ウィンドウズ（登録商標）ベースのインターフェースまたはスマートフォン／タブレットアプリケーションを使用して提供され得る。画像処理は、テンプレート２０３ｂ（プレートサロゲートとも称される）曲率を２面で検知することと、比較のための３Ｄ形状パラメータをインプラント形状／サイズのデータベースに抽出することとを含み得る。ＶＴＫ、Ｑｔ、オープン−ＣＶおよびその他のオープン−ソースオプションが、プロセッサ１０３によって使用され、写真画像から色および外形を検知し得る。さらには、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｑｕｅｒｙ  Ｌａｎｇｕａｇｅ  ＳＱＬデータベースは、利用可能なインプラントについての形状、寸法等に関する情報のライブラリを保存するのに使用され得る。そのようなデータベースは、選択デバイス１００のメモリ１０５に保存され得るか、または、データベースは、有線／無線インターフェース１０９を介してデータベースから情報にアクセスするプロセッサ１０３を使用して、選択デバイス１００の外部に保存され得る。
【００５４】
図７Ａおよび７Ｂの画像を受け取ると、（様々なタイプの）様々なカメラからの画像の配向が保証され得ず、ユーザが写真を撮る間、デバイスをどのように持つかによるばらつきによる不確定性があり得るため、例えば、プロセッサ１０３は、アライメントマークを使用して画像を自動的に処理および再配向し得る。いくつかの実施形態におけるアライメントマークは、図６、８Ａ〜Ｃ、９に関して上述される。いくつかの他の実施形態では、アライメントは、図１２に例解されるマークを使用して提供され得る。
【００５５】
図１２に示すように、アライメントマークＧ１およびＧ２とアライメントマークＹ３およびＹ４とが、テンプレート２０３ｂの一つの画像に使用され得、アライメントマークＹ１およびＹ２とアライメントマークＲ１およびＲ２とが、テンプレート２０３ｂの別の画像に使用され得る。これらの異なる色のアライメントマークは、左右上下を特定にするのに使用され得、これらのマーキングは、Ｏｐｅｎ−ＣＶカラーマーキング動作を使用して、プロセッサ１０３によって自動検知され得る。図１２のアライメントマークはまた、一連のショットを互いに区別し、有効な一対ではなく重複するショットを誤ってローディングするのを低減／防止するのに使用され得る。ショットを区別するため、画像クレードル５０１の一方の側面は黄色および緑色のアライメントマーク（適切に整列すると円形のドットを形成する半円）を表示し得、画像クレードル５０１の他方の側面は、黄色および赤色のアライメントマーク（適切に整列すると円形のドットを形成する半円）を表示し得る。図１２にさらに示すように、ラインは、二つの側面５０３および５０５の交差点から延在し、例えば、目盛りを提供し得る。
【００５６】
図１３の図に示すように、側面の交差点の半円（例えば、Ｙ２およびＲ２）は、１７８ｍｍ離間し得、クレードル５０１の頂面の半円（例えば、Ｇ１およびＹ３）は、１３６ｍｍ離間し得る。さらには、アライメントが実施されて画像が取られるとき、側面の交差点の半円（例えば、Ｙ２およびＲ２）はさらにカメラから離れることになるため、クレードル５０１の頂面の半円（例えば、Ｇ１、Ｙ３）は、側面の交差点の半円（例えば、Ｙ２およびＲ２）よりも小さい径を有してもよい。アライメント半円のこの配置を使用したアライメントは、ユーザがテンプレート２０３ｂから約３５ｃｍ離れた距離から写真を撮りやすくし得る／撮ることを強要する。ドット間の距離も既知でありつつ、この焦点距離を既知の値として有することにより、ピクセルのスケーリングをミリメートルにすることができる。さらに、垂直な青ラインの既知の間隔は、スケーリングの二次的チェックを提供するよう、１．０ｃｍであってもよい。この情報は、テンプレート２０３ｂの長さを決定するのに使用され得る。図１４Ａおよび１４Ｂは、図１２のアライメントマーカを有する画像クレードル５０１を使用して撮られたテンプレート２０３ｂの、得られた直交画像を提供する。
【００５７】
プロセッサ１０３が図１４Ａおよび１４Ｂの画像を処理し、セグメント位置を特定した後、プロセッサ１０３はセグメント位置を共に接合し、セグメント位置をスプラインに適合させることができる。プロセッサ１０３は、例えば、ＶＴＫを使用してスプラインを計算し、表示し得る。図１５Ａ、１５Ｂ、および１５Ｃは、円柱と一緒に接合された１０点のスプラインを示すスクリーンショットである。いくつかの実施形態では、左マウスクリックで各白色球状ハンドルを掴み、ドラッグしてその位置を調整することが可能であってもよい。また、スクリーン上でクリックし、ハンドル位置以外のどこかにドラッグすることによって斜視図を変更することが可能であってもよい。アプリケーションにおいて、プロセッサ１０３は、ハンドル位置を調整して適合ファクター、可能であれば最良適合プレートの選択を修正し得る。したがって、ユーザ（外科医）がプレート／インプラントの可能性を前向きに探索できるようにすることは、有用な特徴であり得る。例えば、ユーザがプレートの端部をもう少し曲線状にすると、プロセッサ１０３が異なるプレートを提案し得る。
【００５８】
さらなる実施形態では、プロセッサ１０３は、ユーザインターフェース１０１のディスプレイ上で、実際のプレートを表わす円柱ではなく、球体によって接合された平面ストリップとして画像を表すことができる。さらには、プロセッサ１０３は、ハンドル間の長手方向間隔を一定に維持しつつ、ハンドルをディスプレイ上で横方向に移動させることのみ許可し、スプラインをインプラントスプラインのデータベースとより簡単に比較しやすくし得る。プロセッサ１０３はまた、スプライン点を、スプライン点をデータベースに保存されたスプラインと比較するコードにパスするためのデータ構造を使用してもよい。
【００５９】
さらには、インプラントのデータベースには様々なレイアウトが提供され得る。一構成は、図１６Ａおよび１６Ｂに示す用に、始端が（ｘｓ、ｙｓ、ｚｓ）＝（０、０、０）にあり、反対端が（ｘｆ、ｙｆ、ｚｆ）＝（０、０、ｚｆ）にあるように、テンプレート２０３ｂから見られるプレート形状を配向し得る。つまり、プロセッサ１０３は、形状を空間的に変形させ、Ｚ軸に沿って配向させ得る。次いで、プロセッサ１０３は、背部方向が＋ｙに向かい、腹部方向が−ｙに向かった状態で形状を回転させ、ＸＺ面に平行且つＹＺ面に垂直なプレートの平面にそれを配置させ得る。この構成は、図１６Ａおよび１６Ｂに示される。
【００６０】
プロセッサ１０３は次いで、ｚの固定増分におけるテンプレートのｘ、ｙ値を評価し、利用可能な異なるインプラントのデータベースに保存されたｘ、ｙ値に対してこれらのｘ，ｙ値を比較し得る。ｚの増分は、過剰な数の値を保存する必要はなく、プレートの曲率を捕捉すれば十分であるべきである。例えば、５ｍｍの増分が使用され得る。プレートは（様々な曲線／外形に加え）様々な長さを有し得るため、評価され、比較されるエントリの数は、所望のプレート長さによって変わり得る。以下の表１は、５０ｍｍプレートの例を示す。この例では、プロセッサ１０３は、データベースに問い合わせ、一致する（または同じ長さに近い）長さを有するプレートのデータベースエントリに保存された、対応するぞれぞれの点に対して測定された９つの増分点（すなわち、点２〜１０）からの平均ベクトル距離を測定し得る。最小平均が、最も一致するプレートであるだろう。この平均値はまた、適合の良さの判断をもたらすだろう。
表１−テンプレート／インプラントの測定データ
【表１】
2019088782.tif 000003
【００６１】
次に、複数の医療インプラントからある一つの医療インプラント（例えば、骨プレート）を特定する、選択デバイス１００の動作が、図１７のフローチャートを参照して説明される。
【００６２】
ブロック１７０１では、プロセッサ１０３は、複数の医療インプラントのそれぞれに寸法パラメータを提供し得る。複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを提供することは、複数の医療インプラントの各医療プラントのそれぞれに形状／寸法を規定する寸法パラメータの保存されたデータベースへのアクセスを提供することを含み得る。保存されたデータベースは選択デバイス１００のメモリ１０５に設けられ得るか、または、保存されたデータベースは、有線／無線インターフェース１０９を介して保存されたデータベースにアクセスするプロセッサ１０３と共に、選択デバイス１００の外側に設けられてもよい。保存されたデータベースは、例えば、表１に関して上記で説明されるように、利用可能な各インプラントの点の表を含むため、複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータは、各医療インプラントに沿った（例えば、ｚ軸に沿った）増分に応じた座標値（例えば、ｘおよびｙ座標値）を含み得る。
【００６３】
ブロック１７０３では、プロセッサ１０３は、インプラントが固定されることになる解剖学的面（例えば、骨の表面）に応じた寸法パラメータを提供し得る。解剖学的面に応じた寸法パラメータは、例えば、表１に関して上記に説明されるように、点の表を含み得るため、解剖学的面に応じた寸法パラメータは、解剖学的面に沿った（例えば、ｚ軸に沿った）増分に応じた座標値（例えば、ｘおよびｙ座標値）を含む。解剖学的面に応じた寸法パラメータは、異なる第一および第二デジタル画像を含むデジタル画像データに基づいて提供されてもよい。さらには、デジタル画像データは、解剖学的面を表わすテンプレートから取られてもよく、または、デジタル画像データは解剖学的面から（直接）取られる。選択デバイス１００は、例えば、寸法パラメータを生成するための、プロセッサ１０３によって処理されることになるデジタル画像を捕捉するカメラ１０７を含み得る。いくつかの他の実施形態では、画像は、選択デバイス１００の外側で捕捉され、有線／無線インターフェース１０９を介してプロセッサ１０３によって受け取られ、寸法パラメータを生成するためにプロセッサ１０３によって処理され得る。さらに他の実施形態では、画像は、選択デバイス１００の外側で捕捉され得、画像は、寸法パラメータを生成するために選択デバイス１００の外側で処理され得、且つ、寸法パラメータは、有線／無線インターフェース１０９を介してプロセッサ１０３によって受け取られ得る。
【００６４】
ブロック１７０５では、プロセッサ１０３は、複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを解剖学的面に応じた寸法パラメータと比較し得る。例えば、プロセッサ１０３は、複数の医療インプラントに応じた座標値（例えば、ｚ軸に沿った増分で取られたｘ−ｙ座標値）を解剖学的面に応じた座標値（例えば、ｚ軸に沿った増分で取られたｘ−ｙ座標値）と比較し得る。そのような比較では、プロセッサ１０３は、解剖学的面に応じた座標値と、複数の医療インプラントのそれぞれに応じた座標値のそれぞれ一つとの間の差異を決定し得る。
【００６５】
ブロック１７０７では、プロセッサ１０３は、複数の医療インプラントそれぞれのための寸法パラメータを解剖学的面に応じた寸法パラメータと比較することに基づいて、複数の医療インプラントから医療インプラントの一つを選択し得る。プロセッサ１０３は、例えば、解剖学的面に応じた座標値と、選択された医療インプラントのうちの一つに応じた座標値との間の、平均差異が最も小さい医療インプラントのうちの一つを選択し得る。
【００６６】
ブロック１７０９では、プロセッサ１０３は、ユーザインターフェース１０１を介して、複数の医療インプラントから選択された医療インプラントの識別を提供し得る。選択された医療インプラントの識別は、例えば、ユーザインターフェース１０１のディスプレイ（例えば、タッチスクリーン１０１ｃ）を介して視覚的に、および／または、ユーザインターフェース１０１のスピーカー１０１ｄを介して聴覚的に提供され得る。識別は、名前、部品番号、サイズ等を含み得る。さらに、プロセッサ１０１は、選択されたインプラントを曲げる提案位置といった、（視覚的または聴覚的な）追加情報を提供し得る。
【００６７】
上記で説明されるように、いくつかの実施形態では、解剖学的面に応じた寸法パラメータが、異なる第一および第二デジタル画像を含むデジタル画像に基づいてブロック１７０３で提供され得、その第一および第二デジタル画像は、例えば、図１４Ａおよび１４Ｂに示すように、解剖学的面を表すテンプレート２０３ｂから撮られる。
【００６８】
第一および第二デジタル画像は、例えば、例えば図１２、１３、１４Ａ、および１４Ｂに関して上記で説明されるように、第一デジタル画像の第一アライメントマーカ（Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１、およびＲ２）と、第二デジタル画像の第二アライメントマーカ（Ｙ３、Ｙ４、Ｇ１、およびＧ２）とを含む、画像クレードル５０１のテンプレート２０３ｂから撮られ得る。図１４Ａおよび１４Ｂの画像に基づいて、プロセッサ１０３は第一アライメントマーカ（Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１、およびＲ２）に基づいた図１４Ａの第一デジタル画像のアライメントを検証することに応答して、および、第二アライメントマーカ（Ｙ３、Ｙ４、Ｇ１、およびＧ２）に基づいた図１４Ｂの第二デジタル画像のアライメントを検証することに応答して、ブロック１７０３で解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供し得る。
【００６９】
上記で説明されるように、図１４Ａおよび１４Ｂの第一および第二デジタル画像は、第一デジタル画像の第一アライメントマーカ（Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１、およびＲ２）と、第二デジタル画像の第二アライメントマーカ（Ｙ３、Ｙ４、Ｇ１、およびＧ２）とを含む、クレードル５０１のテンプレート２０３ｂから撮られ得る。ブロック１７０３では、プロセッサ１０３は、デジタル画像のアライメントマーカを使用して画像のアライメント／ずれを決定し、整列された画像を受け取るか、もしくは、ずれた画像を拒絶し、ユーザ（外科医）に拒絶された画像を再撮影することを要求し得る。プロセッサ１０３は、例えば、以下の動作を使用して、ブロック１７０３で、解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供し得る。第一ユーザ入力に応答し、図１４Ａの第一デジタル画像の第一バージョンが、第一アライメントマーカ（Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１、およびＲ２）を有するクレードル５０１のテンプレート２０３ｂを含んで、カメラ１０７を介して捕捉され得る。図１４Ａにの第一デジタル画像の第一バージョンにおける第一アライメントマーカのずれを検知することに応答し、プロセッサ１０３は、ユーザインターフェース１０１（例えば、ディスプレイを介した視覚的命令、および／または、スピーカーを介した聴覚的命令）を介して、図１４Ａの第一デジタル画像を再撮影する命令を提供し得る。命令が与えられた後、第二ユーザ入力に応答し、図１４Ａの第一デジタル画像の第二バージョンが、第一アライメントマーカを有するクレードル５０１のテンプレート２０３ｂを含んで、カメラ１０７を介して捕捉され得る。第三ユーザ入力に応答し、図１４Ｂの第二デジタル画像が、第二アライメントマーカを有するクレードル５０１のテンプレート２０３ｂを含んで、カメラ１０７を介して捕捉され得る。アライメントマーカ（Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１、およびＲ２）に基づいて整列された図１４Ａの第一デジタル画像と、アライメントマーカ（Ｙ３、Ｙ４、Ｇ１、およびＧ２）に基づいて整列された図１４Ｂの第二デジタル画像との第二バージョンに応答し、プロセッサ１０３は、第一デジタル画像と第二デジタル画像との第二バージョンに基づいて、解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供し得る。いずれの画像も、各画像が適切なアライメントで捕捉されるまで、何度でも拒絶され得る。
【００７０】
上記で説明されるように、図１４Ａおよび１４Ｂの第一および第二デジタル画像は、第一デジタル画像の第一アライメントマーカ（Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１、およびＲ２）と、第二デジタル画像の第二アライメントマーカ（Ｙ３、Ｙ４、Ｇ１、およびＧ２）とを含む、クレードル５０１のテンプレート２０３ｂから撮られ得る。プロセッサ１０３は、第一アライメントマーカおよび／または第二アライメントマーカのうちの少なくとも一つに基づいて、解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供し得る。プロセッサ１０３は、例えば、クレードル／テンプレート５０１／２０３ｂからのカメラ距離、クレードル／テンプレート５０１／２０３ｂに対するカメラ角度、および／または、解剖学的面に応じた寸法パラメータを決定するのに使用され得るその他の情報を決定するのに、アライメントマーカのアライメント／ずれを使用し得る。
【００７１】
いくつかの他の実施形態では、プロセッサ１０３は、異なる第一および第二デジタル画像を含むデジタル画像データに基づいて解剖学的面に応じた寸法パラメータが提供し得、その第一および第二デジタル画像は、解剖学的面から（直接）撮られる。そのような画像は手術前または手術中のいずれかに撮られ得、デジタル画像データは、Ｘ線画像データ、コンピュータ断層画像データ、超音波画像データ、磁気共鳴画像データ、および／または、フォトグラフ画像データのうちの少なくとも一つを含み得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、ブロック１７０３において解剖学的面に応じた寸法パラメータを提供することは、解剖学的面の形状を表す曲線（例えば、スプライン）を提供することを含み得、ブロック１７０７を選択することは、その曲線に基づいて解剖学的面の形状に合う医療インプラントのうちの一つを選択することを含み得る。
【００７３】
さらなる定義と実施形態が以下で説明される。
【００７４】
本開示の様々な実施形態の上述において、本開示の態様は、本明細書において、任意の新規で有用なプロセス、機械、製造、または物質の組成物、またはそれらの任意の新規で有用な改良を含むいくつかの特許性のあるクラスまたは文脈のいずれかにおいて例示および説明することができる。したがって、本開示の態様は、完全にハードウェア、完全にソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、またはソフトウェアとハードウェアとを組み合わせた実施形態の形で実施することができ、本明細書においては、これらは全て、一般的に「回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）」、「モジュール（ｍｏｄｕｌｅ）」、「構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」、または「システム（ｓｙｓｔｅｍ）」と呼ぶことがある。さらに、本開示の態様は、コンピュータ可読プログラムコードが内部に組み入れられた一つまたは複数のコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品の形態を取ることができる。
【００７５】
一つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが使用され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子、磁性、光学、電磁、または、半導体システム、装置、デバイスまたは前述の任意の好適な組み合わせであってもよいが、これらに限らない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅リスト）は、以下を含むだろう。ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、リピータを有する適切な光ファイバー、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁性記憶デバイス、または前述の任意の好適な組み合わせ。本文書との関連で、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはそれらに接続して使用するためにプログラムを含むかまたは記憶することができる任意の有形媒体とすることができる。
【００７６】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンド中に、および／または、搬送波の一部としてコンピュータ可読プログラムコードがその中に具体化された伝搬データ信号を含むことができる。そのような伝搬信号は、それらに限定されないが、電気−磁気、光学、またはそれらの任意の適切な組み合わせを含む任意の様々な形態を取ることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置またはデバイスのために使用し、または、これらの命令実行システム、装置またはデバイスに接続されるプログラムを通信、伝搬、または輸送することができる任意のコンピュータ可読媒体であってもよい。コンピュータ可読媒体上に具体化されたプログラムコードは、それらに限定されないが、無線、ワイヤ線、光ファイバーケーブル、ＲＦ等、またはそれらの任意の適切な組み合わせを含む任意の適切な媒体を使用して伝送することができる。
【００７７】
本開示の態様の操作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｃａｌａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｅｉｆｆｅｌ、ＪＡＤＥ、Ｅｍｅｒａｌｄ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＶＢ．ＮＥＴ、Ｐｙｔｈｏｎ等のようなオブジェクト指向型プログラミング言語、「Ｃ」プログラミング言語、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ  ２００３、Ｐｅｒｌ、ＣＯＢＯＬ  ２００２、ＰＨＰ、ＡＢＡＰのような従来の手続き型プログラミング言語、Ｐｙｔｈｏｎ、ＲｕｂｙおよびＧｒｏｏｖｙのような動的プログラミング言語、または他のプログラミング言語を含む一つまたは複数のプログラミング言語のいずれかの組み合わせで記述することができる。プログラムコードは、完全にユーザのコンピュータ上で実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェア・パッケージとして実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で実行され、一部が遠隔コンピュータ上で実行される場合もあり、または完全に遠隔コンピュータ若しくはサーバ上で実行される場合もある。後者のシナリオにおいては、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含むいずれかのタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続される場合もあり、または外部コンピュータへの接続（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを用いたインターネットを通じて）若しくはクラウドコンピューティング環境での接続が為される場合もあり、またはサービスとしてのソフトウェア（ＳａａＳ）のようなサービスとして提供される場合もある。
【００７８】
本開示の態様は、本開示の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して本明細書に記載されている。フローチャートおよび／またはブロック図の各ブロック、およびフローチャートおよび／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実装することができることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供して機械を生成してもよく、その結果、その命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能な命令実行装置を介して実行され、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックに指定された機能／動作を実装するための機構を作り出す。
【００７９】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体内において保存されている命令が、フローチャートおよび／または一つまたは複数のブロック図ブロック内において規定されている機能／動作を実装する命令手段を含む製造物品を生成するように、特定の方法によって機能するようにコンピュータプロセッサまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置を制御し得るコンピュータ可読媒体内において保存されてもよい。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータプロセッサ、他のプログラム可能な命令実行装置、または他のデバイスにロードされ、コンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他のデバイスで実施される一連の動作ステップを引き起こして、コンピュータプロセッサに実装されるプロセスを生成してもよく、その結果、コンピュータプロセッサまたは他のプログラム可能な装置で実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図ブロックに指定された機能／動作を実装する    
【００８０】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのみのものであり、本発明を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。特に断らない限り、本明細書において使用されるすべての用語（技術および科学用語を含む）は、本開示が属する当業者によって一般的に理解しているのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義されているもののような用語は、明細書および関連技術の文脈における意味と一致する意味と有すると解釈されるべきであり、本明細書において明確に定義されていない限り、理想的または過度に形式的に解釈されるうべきではないことも理解されよう。
【００８１】
ある要素が、別の要素に「接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合されている（ｃｏｕｐｌｅｄ）」「応答している（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）」、またはその変形として称される場合、別の要素の直接接続され、結合され、または、応答してもよく、あるいは、介在要素が存在してもよい。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「直接結合されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「直接応答している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）」、またはその変形として称される場合、介在要素は存在しない。同一番号は、全体を通して同一要素を指す。さらには、本明細書で使用されるように、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「応答した（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）」、またはその変形は、無線で結合され、接続され、または応答しすることを含み得る。本明細書で使用されているように、単数形「一つの（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限りは、複数形も含むものとする。周知の機能または構成は、簡潔さおよび／または明瞭さのために、詳細に説明され得ない。用語「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連して列挙した項目の一つまたは複数の組み合わせのいずれかおよびすべてを含む。
【００８２】
用語第一、第二、第三等が様々な要素／動作を説明するために本明細書において使用され得るが、これらの要素／動作はこれらの用語に限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、ある要素／動作を別の要素／動作から区別するためにのみ使用される。よって、いくつかの実施形態における第一要素／動作は、本発明概念の教示から逸脱することなく、他の実施形態において第二の要素／動作と称されてもよい。同一参照番号または同一参照指定子は、明細書全体を通して、同一または類似の要素を示す。
【００８３】
図面のフローチャートおよびブロック図は、本開示の種々な態様による、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品の考えられる実装のアーキテクチャ、機能、および動作を例解する。この点に関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための一つまたは複数の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、またはコードの一部分を示し得る。いくつかの代替の実装態様では、ブロックで述べる機能が図で述べる順序から外れて起こる場合があることも留意されるべきである。例えば、連続して示す二つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行され得る、または、ブロックは、時として、関係する機能に応じて逆順で実行され得る。ブロック図および／またはフローチャートの各ブロックならびにブロック図および／またはフローチャートのブロックの組合せが、指定された機能または行為を実施する専用ハードウェアベースシステム、または、専用ハードウェアとコンピュータ命令の組合せによって実装され得ることも留意されるであろう。
【００８４】
本明細書で使用される用語は、特定の様態のみを説明するためのものであり、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用されているように、単数形「一つの（ａ、ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限りは、複数形も含むものとする。さらに、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）、（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）、（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）、（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）、（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有する（ｈａｖｅ）、（ｈａｓ）、（ｈａｖｉｎｇ）」、またはそれらの変形は非限定であり、一つまたは複数の記載されている特徴、実体、要素、ステップ、構成要素、または機能を含むが、一つまたは複数のその他の特徴、実体、要素、ステップ、構成要素、機能、またはそれらのグループの存在または追加を排除するわけではないことが理解されるだろう。本明細書に使用されるように、用語「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連して列挙した項目の一つまたは複数の組合せのいずれかおよびすべてを含む。同一参照番号は、図の説明全体を通して、同一要素を表す。
【００８５】
すべての手段またはステップの対応する構造、材料、作用、および均等物、または、下記の特許請求の範囲における機能要素は、具体的に請求されている、その他の請求されている要素と組み合わされて機能を果たすための、開示されているいかなる構造、材料、または作用をも含むことが、意図されている。本開示の説明は、例示および説明を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、または開示された形態の開示に限定することを意図していない。当業者であれば、開示の範囲および精神から逸脱することなく、多数の修正および変更が明らかであろう。本明細書の開示の態様は、本開示の原理と実際的な応用例を最良に説明するために選択および説明され、意図される特定の使用に適するようにさまざまな修正を伴った本開示を理解することを当業者に可能にさせる。
【００８６】
本発明概念の原理から実質的に逸脱することなく、実施形態に対して多くの変形および修正を行うことが可能である。そのような変形および修正はすべて、本明細書において本発明概念の範囲内に含まれることを意図されている。したがって、上記に開示された主題は、例示に過ぎず、限定的なものではないと解釈されるべきであり、実施形態の例は、そのような修正、拡張、および他の実施形態すべてを網羅することを意図されており、これらは本発明概念の趣旨および範囲の範囲内に包含される。よって、法によって認められる最大限の範囲において、本発明概念の範囲は、以下の請求項とその相当物を含む本開示の許容される最も広い解釈によって決定されるべきであり、上記の詳細な記載によって限定も制限もされないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、発明概念のいくつかの実施形態における選択デバイスを例解するブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、テンプレート材を例解する。
【図２Ｂ】図２Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、骨上にあるテンプレートを例解する。
【図３Ａ】図３Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、図２Ｂのテンプレートの直交図を例解する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図２Ｂのテンプレートの直交図を例解する。
【図４Ａ】図４Ａは、テンプレートを例解する。
【図４Ｂ】図４Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、対応する骨プレートを例解する。
【図５】図５は、発明概念のいくつかの実施形態における画像クレードルを例解する。
【図６】図６は、発明概念のいくつかの実施形態における、二つのカメラ位置を使用した画像クレードルを例解する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、図６の画像クレードルを使用して撮られたテンプレートの直交画像を例解する。
【図７Ｂ】図７Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図６の画像クレードルを使用して撮られたテンプレートの直交画像を例解する。
【図８Ａ】図８Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、画像クレードルとそのアライメントマーキングを例解する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、画像クレードルとそのアライメントマーキングを例解する。
【図８Ｃ】図８Ｃは、発明概念のいくつかの実施形態における、画像クレードルとそのアライメントマーキングを例解する。
【図９】図９は、発明概念のいくつかの実施形態における、ミラー付きの画像クレードルを例解した図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、テンプレートの様々な画像から自動検知を使用して生成されたラインを例解する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、テンプレートの様々な画像から自動検知を使用して生成されたラインを例解する。
【図１１Ａ】図１１Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、図１０Ａのラインを使用したスプラインの適合を例解する。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図１０Ｂのラインを使用したスプラインの適合を例解する。
【図１２】図１２は、発明概念のいくつかの実施形態における、アライメントマーカを含む画像クレードルのテンプレートを例解する。
【図１３】図１３は、発明概念のいくつかの実施形態における、図１２の画像クレードルの、アライメントマーカの異なる間隔を例解する。
【図１４Ａ】図１４Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、図１２および１３のアライメントマーカを使用した画像クレードルのテンプレートの直交画像を例解する。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、図１２および１３のアライメントマーカを使用した画像クレードルのテンプレートの直交画像を例解する。
【図１５Ａ】図１５Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、スプラインのレンダリングを例解するスクリーンショットである。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、スプラインのレンダリングを例解するスクリーンショットである。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、発明概念のいくつかの実施形態における、スプラインのレンダリングを例解するスクリーンショットである。
【図１６Ａ】図１６Ａは、発明概念のいくつかの実施形態における、ｚ軸に配向されたテンプレートの変形を例解する。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、発明概念のいくつかの実施形態における、ｚ軸に配向されたテンプレートの変形を例解する。
【図１７】図１７は、発明概念のいくつかの実施形態における、選択デバイスの動作を例解したフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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