(57)【要約】  仮器具に関する力情報を提示するためのシステム及び方法を開示する。ディスプレイ上に膝関節に関するオブジェクトを提示するためのユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータを含む。ユーザーインターフェイスは、力中心インディケータの位置が力中心インディケータの所望の位置に一致した時を指示する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスがディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータと、
を含み、前記ユーザーインターフェイスが、前記力中心インディケータの位置が前記力中心インディケータの所望の位置に一致した時を指示し、前記力中心インディケータの前記位置が前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項２】
前記力中心インターフェイスの第一特徴が前記複数のセンサによって感知された力の規模の変化に伴って変化することを特徴とする、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３】
さらに前記ディスプレイ上に提示するための有界領域を含み、前記力中心インディケータの前記位置が前記所望の位置に一致する時の指示が、前記力中心インディケータが前記有界領域内に位置することに対応する、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４】
前記有界領域が構造的に健康な膝に対応することを特徴とする、請求項３に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための第二有界領域を含み、前記第二有界領域が最適化された膝に対応する、請求項４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための有界領域を含み、前記力中心インディケータの前記位置が前記所望の位置に一致する時の指示が、前記力中心インディケータが前記有界領域内にあるときに提示される可聴指示である、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項７】
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節の前記部位の前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項８】
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節の前記部位の前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項９】
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節の前記部位の前記表示が、前記大腿骨と前記脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項８に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１０】
前記仮器具の前記表示が前記仮器具から前記コンピュータ装置に与えられることを特徴とする、請求項９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１１】
前記複数のセンサに関連する設置位置情報が前記仮器具から前記電子コントローラに与えられることを特徴とする、請求項９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１２】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置され後部隆起部を有する器具によって支持される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節のある部位の表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための少なくとも１つのインディケータと、
を含み、前記少なくとも１つのインディケータが、前記器具の前記後部隆起部に対する力のレベルを指示し、前記後部隆起部に対する力のレベルが、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのインディケータが、内側力レベルを指示する第一インディケータと、外側力レベルを指示する第二インディケータとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのインディケータの第一特徴が前記複数のセンサによって感知された前記力レベルの規模の変化に伴って変化することを特徴とする、請求項１２に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１５】
前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項１２に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１６】
前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項１２に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１７】
前記表示が、前記大腿骨と前記脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項１６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１８】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータを含み、前記ユーザーインターフェイスが、前記力中心インディケータの位置が前記力中心インディケータの所望の位置に一致した時を指示し、前記力中心インディケータの前記位置が前記複数のセンサからのデータに基づいて電子コンロトーラによって測定される、請求項１２に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１９】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節のある部位の表示と、
前記表示に対比して前記ディスプレイ上に提示するための全体力中心インディケータと、
前記表示に対比して前記ディスプレイ上に提示するための内側力中心インディケータと、
前記表示に対比して前記ディスプレイ上に提示するための外側力中心インディケータと、を含み、前記全体力中心インディケータの位置、前記内側力中心インディケータの位置及び前記外側力中心インディケータの位置が、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項２０】
前記全体力中心インディケータ、前記内側力中心インディケータ及び前記外側力中心インディケータの少なくとも１つの第一特徴が、前記複数のセンサによって感知された力の規模の変化に伴って変化することを特徴とする、請求項１９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２１】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための有界領域を含み、前記有界領域が前記全体力中心インディケータ、前記内側力中心インディケータ及び前記外側力中心インディケータの少なくとも１つの所望の位置を指示する、請求項１９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２２】
前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項１９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２３】
前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項１９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２４】
前記表示が前記大腿骨と前記脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が前記複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項２３に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２５】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節のある部位の表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための少なくとも１つのインディケータと、
を含み、前記少なくとも１つのインディケータが、前記大腿骨と前記脛骨の一方の陥凹部に受け入れられる前記器具のポストに対する力のレベルを指示し、前記ポストに対する前記力のレベルが、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのインディケータが、前記力のレベルの規模とより大きい力を受ける前記ポストの部分の両方を指示することを特徴とする、請求項２５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのインディケータが、幾何学的形状を有する第一インディケータを含み、前記幾何学的形状の彩色領域が、前記力のレベルの前記規模を指示し、前記彩色領域の位置が前記より大きい力を受ける前記ポストの前記部分を指示することを特徴とする、請求項２６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２８】
前記幾何学的形状が円形であることを特徴とする、請求項２７に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのインディケータの第一特徴が、前記複数のセンサによって感知された前記力のレベルの規模の変化に伴って変化することを特徴とする、請求項２５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３０】
前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項２５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３１】
前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項２５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３２】
前記表示が前記大腿骨と前記脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が前記複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項３１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３３】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータを含み、前記ユーザーインターフェイスが、前記力中心インディケータの位置が前記力中心インディケータの所望の位置に一致した時を指示し、前記力中心インディケータの前記位置が、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記電子コントローラよって測定されることを特徴とする、請求項２５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３４】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節のある部位の表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータと、
前記ディスプレイ上に提示するための力分散インディケータと、
を含み、前記力分散インディケータが前記膝関節の前記部位全体の力の分散を指示し、前記力中心インディケータの位置及び前記力分散インディケータが、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項３５】
前記力分散インディケータが幾何学的形状であり、前記幾何学的形状の周囲が前記膝関節の前記部位全体の力の分散を指示することを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３６】
前記力中心インディケータが全体力中心インディケータであり、前記力分散インディケータが前記全体力中心インディケータを取り囲むことを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３７】
前記力分散インディケータが楕円形であり、前記楕円形の長軸と前記楕円形の短軸との比が内側力中心と外側力中心との間の距離を指示することを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３８】
前記力分散インディケータが関節顆力の関係を指示する楕円形であることを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３９】
前記力分散インディケータが楕円形であり、前記力中心インディケータが全体力中心インディケータであり、前記ユーザーインターフェイスが、さらに内側力中心インディケータと外側力中心インディケータとを含み、前記全体力中心インディケータの位置に対する前記楕円形の位置が、内側領域の中心に対する前記内側力中心インディケータの位置及び外側領域の中心に対する前記外側力中心インディケータの位置を指示することを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４０】
前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４１】
前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項３４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４２】
前記表示が、前記大腿骨と前記脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が前記複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項４１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４３】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節のある部位の表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータと、
を含み、前記ユーザーインターフェイスが、前記膝関節が第一位置にあるときの前記力中心インディケータの第一位置と前記膝関節が第二位置にあるときの前記力中心インディケータの第二位置とを指示し、前記力中心インディケータの前記第一位置及び前記力中心インディケータの前記第二位置が、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項４４】
前記指示が、前記第一位置をマークする第一マーカーと前記第二位置をマークする第二マーカーとを含むことを特徴とする、請求項４３に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４５】
さらに、前記膝関節が前記第一位置から前記第二位置へ移動するときの前記力中心インディケータの動きを指示する経路インディケータを含み、前記力中心インディケータの前記動きが、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記電子コントローラによって測定される、請求項４４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４６】
前記指示が、前記膝関節が前記第一位置から前記第二位置へ移動するときの前記力中心インディケータの動きを指示する経路インディケータであり、前記力中心インディケータの前記動きが前記複数のセンサからのデータに基づいて前記電子コントローラによって測定され、前記経路インディケータの第一端が前記膝関節の前記第一位置に対応し、前記経路インディケータの第二端が前記膝関節の前記第二位置に対応することを特徴とする、請求項４４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４７】
前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項４３に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４８】
前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項４３に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４９】
前記表示が前記大腿骨と前記脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が前記複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項４８に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５０】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記オブジェクトの少なくとも１つが、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づくものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記ディスプレイ上に提示するための前記膝関節のある部位の表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータと、
を含み、前記ユーザーインターフェイスが、前記膝関節が第一位置にあるときの前記力中心インディケータの第一位置と前記膝関節が第一位置にあるときの前記力中心インディケータの第二位置とを指示し、前記力中心インディケータの前記第一位置が前記膝関節の第一環境に対応し、前記力中心インディケータの前記第二位置が前記膝関節の第二環境に対応し、前記力中心インディケータの前記第一位置及び前記力中心インディケータの前記第二位置が、前記複数のセンサからのデータに基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項５１】
前記第二環境が、前記第一環境に対する前記器具と前記膝関節の少なくとも一方における変化を含むことを特徴とする、請求項５０に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５２】
前記指示が、前記第一位置をマークする第一マーカーと前記第二位置をマークする第二マーカーとを含むことを特徴とする、請求項５０に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５３】
膝関節を評価するためのシステムであって、該システムが、
複数の仮器具から選択された仮器具であって、該仮器具が、仮器具が前記膝関節に配置されたとき大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサを含む、仮器具と、
ディスプレイを含むコンピュータシステムであって、該コンピュータシステムが、前記仮器具を識別するための処理シーケンスを実行して、前記複数のセンサによって感知された力を指示するために前記ディスプレイ上にユーザーインターフェイスを提示する、コンピュータシステムと、
を備える、システム。
【請求項５４】
前記ユーザーインターフェイスが請求項１〜５２の少なくとも１項に記載のユーザーインターフェイスであることを特徴とする、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
さらに、複数のシムから選択されたシムを備え、前記コンピュータシステムが前記シムを識別するための処理シーケンスを実行することを特徴とする、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節のシミュレーションに関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記膝関節のある部位全体の力示度を指定する少なくとも１つのインプットと、
前記ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータと、
を含み、前記ユーザーインターフェイスが、前記力中心インディケータの所望の位置に対する前記力中心インディケータの位置を指示し、前記力中心インディケータの前記位置が、前記膝関節の前記部位全体の前記指定された力示度に基づいて前記コンピュータ装置の電子コントローラによって測定される、ユーザーインターフェイス。
【請求項５７】
前記力中心インディケータの第一特徴が、前記複数のセンサによって感知された前記力の規模の変化に伴って変化することを特徴とする、請求項５６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５８】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための有界領域を含み、前記力中心インディケータの前記位置が前記所望の位置に一致する時の指示が、前記力中心インディケータが前記有界領域内にあることに対応する、請求項５６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５９】
前記有界領域が構造的に健康な膝に対応することを特徴とする、請求項５８に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６０】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための第二有界領域を含み、前記第二有界領域が最適化された膝に対応する、請求項５９に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６１】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための有界領域を含み、前記力中心インディケータの前記位置が前記所望の位置に一致する時の指示が、前記力中心インディケータが前記有界領域内にあるときに提示される可聴指示である、請求項５６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６２】
前記表示が二次元図であることを特徴とする、請求項５６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６３】
前記表示が、前記膝関節に関する内外側情報と前記膝関節に関する前後側情報とを含む平面の表示であることを特徴とする、請求項５６に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６４】
前記表示が、大腿骨と脛骨との間に配置される仮器具の表示であり、前記仮器具が複数のセンサを含むことを特徴とする、請求項６３に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６５】
少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、ディスプレイ上に膝関節のシミュレーションに関連するオブジェクトを提示するためのものであり、前記ユーザーインターフェイスが、
前記膝関節のある部位全体のシミュレーション力示度を指定する少なくとも１つのインプットであって、各力示度が仮器具のそれぞれのセンサに対応する、インプットと、
前記ディスプレイ上に提示するための少なくとも１つの視覚的インディケータであって、前記少なくとも１つの視覚的インディケータが、前記シミュレーション力示度に基づいて前記仮器具が受けた力の視覚的キューを与える、視覚的インディケータと、
を含む、ユーザーインターフェイス。
【請求項６６】
前記少なくとも１つの視覚的インディケータが、力中心インディケータ、後部隆起部力レベルインディケータ、全体力中心、内側力中心インディケータ、外側力中心インディケータ、ポスト力レベルインディケータ及び力分散インディケータの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項６５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６７】
膝関節に配置された仮器具に対する力を分析する方法であって、該方法が、
前記仮器具から前記仮器具に関する情報を受け取るステップであって、前記仮器具が複数のセンサを備え、前記仮器具に関する前記情報が、前記仮器具の識別情報、前記仮器具の前記複数のセンサの設置位置情報及び前記仮器具の視覚的表示の少なくとも１つを含む、ステップと、
前記仮器具から前記仮器具の前記複数のセンサによって感知された力に関する情報を電子的に受け取るステップと、
前記複数のセンサによって感知された前記力に関する前記情報から前記仮器具が受けた前記力の少なくとも１つの測定値を定めるステップと、を含む、方法。
【請求項６８】
さらに、前記仮器具に使用されるシムに関する情報を受け取るステップを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
さらに、前記少なくとも１つの測定値に基づいて視覚的インディケータを表示するステップを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記視覚的インディケータが、力中心インディケータ、後部隆起部力レベルインディケータ、全体力中心、内側力中心インディケータ、外側力中心インディケータ、ポスト力レベルインディケータ及び力分散インディケータの１つであることを特徴とする、請求項６９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２０１０年１２月１７日に提出された米国仮特許出願第６１／４２４２２２号「外科用仮器具に関連するユーザーインターフェイス」（代理人事件番号ＺＩＭ０８７５）の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して整形外科用器具、特にセンサ及び整形外科器具に結合されたコンピュータ装置のユーザーインターフェイスを備える整形外科用器具に関する。
【背景技術】
【０００３】
膝関節置換え処置において、仮器具を関節に挿入して、使用すべき脛骨インプラントのサイズの測定に役立てることができる。仮器具の高さはシムを使って拡大できる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスはディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示とディスプレイ上に提示するための力中心インディケータとを含む。ユーザーインターフェイスは、力中心インディケータの位置が力中心インディケータの所望の位置に一致した時を指示する。力中心インディケータの位置は、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【０００５】
本発明の別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置され後部隆起部を有する器具によって支持される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示とディスプレイ上に提示するための少なくとも１つのインディケータとを含む。少なくとも１つのインディケータは、器具の後部隆起部に対する力のレベルを指示する。後部隆起部に対する力のレベルは、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【０００６】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、この表示に対比してディスプレイ上に提示するための全体力中心インディケータと、この表示に対比してディスプレイ上に提示するための内側力中心インディケータと、この表示に対比してディスプレイ上に提示するための外側力中心インディケータとを含む。全体力中心インディケータの位置、内側力中心インディケータの位置及び外側力中心インディケータの位置は、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【０００７】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、ディスプレイ上に提示するための少なくとも１つのインディケータとを含む。少なくとも１つのインディケータは、大腿骨と脛骨の一方の陥凹部に受け入れられる器具のポストに対する力のレベルを指示する。ポストに対する力のレベルは、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【０００８】
本発明の別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータと、ディスプレイ上に提示するための力分散インディケータとを含む。力分散インディケータは膝関節の前記部位全体の力の分散を指示する。力中心インディケータの位置及び力分散インディケータは、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【０００９】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータとを含む。ユーザーインターフェイスは、膝関節が第一位置にあるときの力中心インディケータの第一位置と膝関節が第二位置にあるときの力中心インディケータの第二位置とを指示する。力中心インディケータの第一位置及び力中心インディケータの第二位置は、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【００１０】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節に関連するオブジェクトを提示する。オブジェクトの少なくとも１つは、大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサからのデータに基づく。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に提示するための膝関節のある部位の表示と、ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータとを含む。ユーザーインターフェイスは、膝関節が第一位置にあるときの力中心インディケータの第一位置と膝関節が第一位置にあるときの力中心インディケータの第二位置とを指示する。力中心インディケータの第一位置は膝関節の第一環境に対応し、力中心インディケータの第二位置は膝関節の第二環境に対応する。力中心インディケータの第一位置及び力中心インディケータの第二位置は、複数のセンサからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【００１１】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、膝関節を評価するためのシステムが提供される。システムは、複数の仮器具から選択された仮器具と、ディスプレイを含むコンピュータシステムとを備える。仮器具は、仮器具が膝関節に配置されたとき大腿骨と脛骨との間に配置される複数のセンサを含む。コンピュータシステムは、仮器具を識別するための処理シーケンスを実行して、複数のセンサによって感知された力を指示するためにディスプレイ上にユーザーインターフェイスを提示する。
【００１２】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節のシミュレーションに関連するオブジェクトを提示する。ユーザーインターフェイスは、膝関節のある部位全体の力示度を指定する少なくとも１つのインプットと、ディスプレイ上に提示するための力中心インディケータとを含む。ユーザーインターフェイスは、力中心インディケータの所望の位置に対する力中心インディケータの位置を指示する。力中心インディケータの位置は、膝関節の部位全体の指定された力示度に基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定される。
【００１３】
本発明のさらに別の代表的実施形態において、少なくとも１つのコンピュータ読取り可能な媒体に記憶された命令によってコンピュータ装置で生成されたユーザーインターフェイスが提供される。ユーザーインターフェイスは、ディスプレイ上に膝関節のシミュレーションに関連するオブジェクトを提示する。ユーザーインターフェイスは、膝関節のある部位全体のシミュレーション力示度を指定する少なくとも１つのインプットと、ディスプレイ上に提示するための少なくとも１つの視覚的インディケータとを含む。各力示度は仮器具のそれぞれのセンサに対応し、少なくとも１つの視覚的インディケータは、シミュレーション力示度に基づいて仮器具が受ける力の視覚的キューを与える。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態において、膝関節に配置された仮器具に対する力を分析する方法が提供される。方法は、仮器具から仮器具に関する情報を受け取るステップと、仮器具から仮器具の複数のセンサによって感知された力に関する情報を電子的に受け取るステップと、複数のセンサによって感知された力に関する情報から仮器具が受けた力の少なくとも１つの測定値を定めるステップと、を含む。仮器具は複数のセンサを備え、仮器具に関する情報は、仮器具の識別情報、仮器具の複数のセンサの設置位置情報及び仮器具の視覚的表示の少なくとも１つを含む。
【００１５】
本発明の以上の形態及び付随する利点の多くは、添付図面と一緒に以下の詳細な説明を参照することによってより容易に理解できる。
【００１６】
いくつかの図面を通じて、対応する参照文字は対応する部品を示す。図面は本発明に従った様々な特徴及び構成要素の実施形態を示すが、図面は必ずしも尺度どおりではなく、特定の特徴は本発明をよりよく図解及び説明するために誇張される場合がある。本明細書における例証は、本発明の実施形態を例示するものであり、例証は本発明の範囲を限定するものとしては決して解釈されないものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】センサ付き仮器具で評価される典型的膝関節を表す図である。
【図２】図１のセンサ付き仮器具の一部を表す図である。
【図３】図１に示すセンサ付き仮器具に関する力分析ソフトウェア及びユーザーインターフェイスを含む、代表的コンピュータシステムを表す図である。
【図４】図３の代表的コンピュータシステムがアクセスできるネットワークを表す図である。
【図５】図１のセンサ付き仮器具によって感知された力の力中心インディケータの表示及び力中心の所望の場所の表示を含む図３の代表的コンピュータシステムのユーザーインターフェイスの代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図６】図５の場合の、図１のセンサ付き仮器具のセンサによって感知された力の規模の表示を含む図３のユーザーインターフェイスの別の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図７】力中心インディケータが内側寄りである、図３の代表的コンピュータシステムのユーザーインターフェイスの図５の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図８】図７の場合の、図１のセンサ付き仮器具のセンサによって感知された力の規模に対応する図６の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図９】力中心インディケータが外側寄りである、図３の代表的コンピュータシステムのユーザーインターフェイスの図５の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１０】図９の場合の、図１のセンサ付き仮器具のセンサによって感知された力の規模に対応する図６の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１１】力中心インディケータが力中心の所望の場所に位置する、図３の代表的コンピュータシステムのユーザーインターフェイスの図５の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１２】図１１の場合の、図１のセンサ付き仮器具のセンサによって感知された力の規模に対応する図６の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１３】仮器具の後部隆起部に沿ったセンサ及び仮器具のポスト領域に関係するセンサを含む、別の代表的センサ付き仮器具に関係する図３の代表的コンピュータシステムのユーザーインターフェイスの図５の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１３Ａ】力中心の所望の位置及びセンサ付き仮器具の各センサ区画の力中心の多層表示を含む図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１４】図１３のセンサ付き仮器具のセンサによって感知された力の規模に対応する図６の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１５】仮器具のポスト領域に関係する力インディケータの表示を含む図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１６】図１５のセンサ付き仮器具のセンサによって感知された力の規模に対応する図６の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１７】代表的力分散インディケータの表示を含む図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１８】別の代表的力分散インディケータ及び仮器具のポスト領域に関係する力インディケータの表示を含む、図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図である。
【図１９】図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図であり、力インディケータの現在位置は膝関節の完全屈曲位置に対応するものとしてマークされる。
【図２０】図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図であり、力インディケータの現在位置は膝関節の完全伸展位置に対応するものとしてマークされ、図１９において膝関節の完全屈曲位置に対応するものとしてマークされた力インディケータの現在位置に関連付けられる履歴マーカーを含む。
【図２１】図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図であり、力インディケータの現在位置は膝関節の完全伸展位置に対応するものとしてマークされ、図１９において膝関節の完全屈曲位置に対応するものとしてマークされた力インディケータの現在位置に関連付けられる履歴マーカー及び膝が完全屈曲と完全伸展との間の位置に在るときの力インディケータの相対的位置を示す経路インディケータを含む。
【図２２】図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図であり、力インディケータの現在位置がマークされ、完全屈曲及び完全伸展時の膝関節の複数軌跡に関連付けられる履歴マーカーを含む。
【図２３】図１３の代表的ディスプレイ画面を表す図であり、力インディケータの現在位置がマークされ、完全屈曲及び完全伸展時の膝関節の複数軌跡に関連付けられる履歴マーカー及び複数軌跡の各々について膝が完全屈曲と完全伸展との間の位置にあったときの力インディケータの相対的位置を示す経路インディケータを含む。
【図２４】シミュレーションツールの代表的ディスプレイ画面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の原理の理解を深めるために、次に、下に説明する図面に例示する実施形態を参照する。以下に開示する実施形態は網羅的なものではなく、また以下の説明において開示する厳密な形式に本発明を限定するものではない。実施形態は、当業者がその教示を利用できるように選択され、説明される。説明によって本発明の範囲を限定しようとするものでないことが分かるはずである。本発明は、図解する器具及び説明する方法の変更及びさらなる修正及び本発明が関係する技術分野の当業者に通常思い浮かぶ本発明の原理のさらなる応用を含む。
【００１９】
図１は、膝関節１０を示す。膝関節１０は、切除面１４を与えるように切除された脛骨１２を含む。さらに、膝関節１０は大腿骨１６を含む。図示する仮器具２０は、膝関節１０におけるインプラントの適合をシミュレートするために、大腿骨１６と脛骨１２の切除面１４との間に挿入されている。
【００２０】
仮器具２０は、使用されるインプラントの脛骨関節面に対応する輪郭を持つ上面２４を有する上側部分２２を含む。さらに、仮器具２０は、脛骨１２の切除面の上に乗る土台部分２６を含む。脛骨１２における仮器具２０の適合は、上側部分２２と土台部分２６との間の間隔を調節するために上側部分２２と土台部分２６との間に１つ又はそれ以上のシム３０を挿入することによって調節できる。
【００２１】
図２を参照すると、上側部分２２は、輪郭を持つ上面２４の下に配置された複数の力センサを含む。１つの実施形態において、力センサは上側部分２２に埋め込まれる。図解する実施形態において、上側部分２２は、力センサの第一グループ４０（例としてセンサ４２Ａ〜Ｃ）と力センサの第二グループ４４（例としてセンサ４２Ｄ〜Ｆ）とを含む。代表的力センサは、感圧抵抗器又は容量性フレックス回路、圧電フィルム、圧電要素、圧抵抗及び圧電ポリマー、金属ホイルひずみゲージ、半導体ひずみゲージ、圧抵抗及び容量性圧力センサ、干渉型光センサ、経路移動光センサ（path displacement optical sensors）、光ファイバー力センサ及びその他の適切な感知技術を含む。
【００２２】
各力センサ４２は、作動上、仮器具２０のコントローラ５０に接続される。コントローラ５０は、各力センサ４２によって感知された力の量の指示を受け取る、又はこれを監視する。コントローラ５０は、通信装置５２を介して力データを遠隔コンピュータシステム１００へ通信する。代表的通信装置５２は、電波送信器又は無線で遠隔コンピュータシステム１００へ情報を送信するための他の適切な装置である。１つの実施形態において、さらに、通信装置は、遠隔コンピュータシステム１００から情報を受信するための受信器を含む。１つの実施形態において、コントローラ５０及び通信装置５２は、仮器具２０の上側部分２２によって支持される。
【００２３】
１つの実施形態において、仮器具２０は、コントローラ５０と結合されたメモリに記憶され、使用される仮器具２０を識別するために通信装置５２を介してコンピュータシステム１００へ与えられる一意のデータコード化を含む。１つの実施例において、その後、コンピュータシステム１００は、仮器具データベース１２０に照会して、識別された仮器具に関する情報を検索する。１つの実施例において、仮器具２０は、通信装置５２を介して、仮器具２０に関する情報をコンピュータシステム１００へ提供する。代表的な情報は、ブランド情報、製品ライン情報、内側／外側情報、サイズ情報、ポリマー厚み情報、ロット番号、製造番号、コンピュータシステムのグラフィックユーザーインターフェイスで使用するための画像、センサ構成、較正データ及びその他の適切な情報を含む。この情報は、患者ファイルへの記録、在庫管理及びトレーサビリティのために使用できる。さらに、情報は、仮器具の明確な表面形状、センサレイアウト及び拘束の程度を含めて、遠隔コンピュータシステム１００のディスプレイ１３２で表示するための情報を含む。１つの実施形態において、仮器具データは、仮器具２０が起動されコンピュータシステム１００と接続されたら、仮器具２０からコンピュータシステム１００へアップロードできる。
【００２４】
１つの実施形態において、仮器具２０又はその関連パッケージは、可視識別情報を含む。代表的識別情報は、バーコードで提供されるか又はバーコードから読み取れる。コンピュータ装置１００と結合されたカメラは、識別情報を含む画像を捕捉する。バーコードの場合、カメラの代わりにスキャナーを使用できる。１つの実施形態において、カメラはコンピュータシステム１００と統合される。識別情報は、コンピュータシステム１００によって捕捉された画像から抽出される。次にコンピュータシステム１００は、無線ペアリングプロトコルの一部として識別情報に関連付けられる又は識別情報の一部として検索された一意の識別子を同報通信する。代表的無線ペアリングプロトコルは、Ｂｌｕｅｔｈｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ及びその他のプロトコルを含む。仮器具２０は同報通信されたメッセージを受信して、同報通信された一意の識別子を記憶された識別子と比較する。２つの識別子が合致したら、仮器具２０はその情報をコンピュータシステム１００へ同報通信する。
【００２５】
１つの実施形態において、仮器具２０は、その一意の識別子を同報通信する。コンピュータシステム１００は、仮器具又はそのパッケージに与えられた識別情報の画像を捕捉する。捕捉された画像から測定された一意の識別子が仮器具２０によって同報通信された一意の識別子と一致する場合、コンピュータシステム１００は仮器具２０と通信する。
【００２６】
同様に、シム３０の各々は、仮器具２０に使用されるシムを識別するために通信装置５２を介してコンピュータシステム１００へ与えられる一意のデータコード化を含む。１つの実施形態において、仮器具２０にシム３０が使用されるとき、シム３０は、自動的に仮器具２０によって検出され、シム３０に関する情報が、仮器具２０のセンサデータと一緒にコンピュータシステム１００へ中継される。１つの実施例において、識別は、コントローラ５０のためのビットパターンを形成する１組のホール効果センサを介して行われる。各シムは、ホール効果センサとの相互作用によってシムタイプ又はシムタイプ組合せに固有の一意のビットパターンを生成する。他の適切な識別方法を使用できる。
【００２７】
１つの実施例において、コンピュータシステム１００は、シムデータベース１１８に照会して、識別されたシム３０に関する情報を検索する。１つの実施例において、仮器具２０は、通信装置５２を介して識別されたシム３０に関する情報をコンピュータシステム１００へ提供する。代表的情報は、ブランド情報、製品ライン情報、厚み情報、ロット番号及びその他の適切な情報を含む。この情報は、患者ファイルへの記録に使用して、厚みデータを更新して、必要であればこれに従ってアルゴリズム較正を補正できる。１つの実施形態において、識別されたシムに関する情報は、関節角度を測定するために使用される。例えば、ある関節角度がコンピュータシステム１００によって検出される場合、報告された関節角度を、前後方向か内外方向にシム組合せの有効くさび角によって調節できる。関節角度は、組込み加速計、ジャイロスコープ又は仮器具の内部又は外部の角度感知装置の組合せを使用して又は大腿骨に取り付けられた対応する角度感知装置と組み合わせて検出できる。
【００２８】
１つの実施形態において、識別された仮器具２０及び識別されたシム３０に関する情報は、仮器具２０からアップロードされる。全ての器具固有のデータは仮器具２０からアップロードされるので、コンピュータシステム１００のアプリケーションソフトウェアは、新たに開発された仮器具２０又はシム３０とインターフェイスするためにアップグレードする必要がない。
【００２９】
図３は、コンピュータシステム１００を示す。コンピュータシステム１００は、独立型コンピュータ装置とすることができる。代表的独立型コンピュータ装置は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ及びタブレットコンピュータ、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ装置又はその他の適切なコンピュータ装置など、汎用コンピュータを含む。代表的コンピュータ装置は、カリフォルニア州クパチーノの１Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｌｏｏｐに在るＡｐｐｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ社のＩＰＡＤブランドのコンピュータ装置である。コンピュータシステム１００は、単一コンピュータシステムとして図解しているが、ネットワークを通じて又はその他のデータ伝送方法を用いて複数のコンピュータシステムを一緒に使用できることが分かるはずである。
【００３０】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、患者を支える手術台の手術台レールに取り付けられるので、コンピュータシステム１００を物理的に小さくしてかつ外科医の間近の視界内に置くことができる。１つの実施形態において、コンピュータシステム１００のディスプレイ１３２は、映写画像である。１つの実施形態において、コンピュータシステム１００のディスプレイ１３２は、外科医のメガネと結合される。１つの実施形態において、コンピュータシステム１００又は少なくともコンピュータシステム１００のディスプレイは、外科医が処置の関係する部分の際のみ見るように手術室看護師が持ち上げるためにハンドヘルド装置である。
【００３１】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００のグラフィックユーザーインターフェイスとの対話は、タッチスクリーン又は外科医又は看護師が操作する機械的スイッチによる。１つの実施形態において、外科医又は看護師は、コンピュータシステムと結合されたマイクロフォンによって受信される音声コマンドを介してコンピュータシステムと対話する。１つの実施例において、コンピュータシステムは、外科医又はその他の認可を受けた使用者の音声を識別できる。１つの実施形態において、外科医又は看護師は、コンピュータシステムと結合されたカメラによって捕捉された身振りによってコンピュータシステムと対話する。上記の実施形態のいずれにおいても、コンピュータシステム１００又は少なくともコンピュータシステム１００のディスプレイは、袋又はその他の滅菌機構の中に収容でき、外科医又はその他の認可を受けた使用者は、袋又はその他の滅菌機構越しにコンピュータシステムと対話する。
【００３２】
コンピュータシステム１００は、コンピュータシステム１００のコントローラ１０６によってアクセス可能なメモリ１０４へアクセスできる。代表的コントローラは、コンピュータプロセッサを含む。コントローラ１０６は、メモリ１０４に記憶されたソフトウェア１０８を実行する。メモリ１０４は、コンピュータ読取り可能な媒体であり、コンピュータシステム１００と一緒に局所的に設置されるか又はネットワークを通じてアクセス可能な単一の記憶装置であるか又は複数の記憶装置を含むことができる。コンピュータ読取り可能な媒体は、コンピュータシステム１００のコントローラ１０６がアクセスできる任意の入手可能な媒体とすることができ、揮発性媒体及び非揮発性媒体の両方を含む。さらに、コンピュータ読取り可能な媒体は、着脱可能媒体及び非着脱可能媒体の一方又は両方である。例えば、コンピュータ読取り可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多機能ディスク（ＤＶＤ）又はその他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又はその他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用できかつコンピュータシステム１００がアクセスできるその他の媒体を含むことができるが、これらに限定されない。
【００３３】
メモリ１０４は、オペレーティングシステムソフトウェア１１０を含む。代表的オペレーティングシステムソフトウェアは、ワシントン州レッドモンドのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステムである。さらに、メモリ１０４は、コンピュータシステム１００が、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、公衆交換網、任意の形式の有線ネットワーク、任意の形式の無線ネットワーク及びこれらの組合せなど、１つ又はそれ以上のネットワーク１５０と通信できるようにする通信ソフトウェア１１２を含む。代表的な公衆交換網はインターネットである。代表的通信ソフトウェア１１２は、ブラウザソフトウェア及びコンピュータシステム１００がネットワークを通じて他の装置と通信できるようにするその他の形式のソフトウェアを含む。１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、代表的ネットワーク１５０を介して仮器具２０と通信する。１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、ネットワーク１５０を介して、病院ネットワーク又は外科センターネットワークに接続されたコンピュータ装置など１つ又はそれ以上の付加的コンピュータ装置とも通信する。１つの実施形態において、本明細書において開示されるソフトウェア機能は、ハードウェアとして実現される。
【００３４】
さらに、メモリ１０４は、力分析ソフトウェア１１４を含む。ソフトウェアとして説明するが、力分析ソフトウェア１１４の少なくとも部分は、いくつかの実施形態においてハードウェアとして実現できる。
【００３５】
本明細書において説明するように、力分析ソフトウェア１１４は、仮器具２０と結合されたセンサによって測定された力の指示値を受け取る。力分析ソフトウェア１１４は、測定された力に基づき、ディスプレイなどユーザーインターフェイス１２８の出力装置１３２を介して執刀医のためにフィードバックを提供する。執刀医に提供されるフィードバックの例を、本明細書において開示し、図５〜２４に図解する。
【００３６】
また、本明細書において説明するように、力分析ソフトウェア１１４は、少なくとも１つの力データデータベース１１６、少なくとも１つのシムデータベース１１８、少なくとも１つの仮器具データベース１２０及び少なくとも１つの外科医データベース１２２の１つ又はそれ以上を参照できる。力分析ソフトウェア１１４は、力データベース１１６において仮器具２０に関する力示度を記憶する。１つの実施形態において、各センサの力示度は力データベース１１６に記憶され、タイムスタンプされる。
【００３７】
１つの実施形態において、シムデータベース１１８は、仮器具２０に使用できる複数のシム３０に関する情報を含み、仮器具データベース１２０は、複数の仮器具に関する情報を含む。１つの実施例において、所定の仮器具のための仮器具データベース１２０は、ディスプレイ１３２上に仮器具２０を表示するためにセンサレイアウト及び画像を含む。本明細書において述べるように、１つの実施形態において、識別された仮器具２０及び識別されたシム３０に関する情報は、仮器具データベース１２０及びシムデータベース１１８からそれぞれ検索される代わりに、仮器具２０からアップロードされる。
【００３８】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、さらに複数の外科医に関する情報を記憶する外科医データベース１２２を含む。１つの実施形態において、外科医はログオンするか又はその他の方法でコンピュータシステム１００によって識別され、外科医データベース１２２の中の任意の嗜好情報又はその他の外科医固有の情報が検索される。１つの実施形態において、外科医は、力データを表示させかつ／又はこの外科医からのケースデータの履歴セットに対比して解釈させることができる。この情報は、外科医データベースに記憶するか又は患者データベースに記憶できる。別の実施形態において、外科医は、力データを表示させかつ／又は別の外科医、外科医が識別した特定の組の外科医からのケースデータの履歴セット又は全ての外科医からの利用可能なケースデータの全体セットに対比して解釈させることができる。この情報は、外科医データベースに記憶するか又は患者データベースに記憶できる。例えば、外科医が、特定の領域において又は全体的に膝が「きつ過ぎ」か又は「ゆる過ぎ」か否かを知りたい場合、外科医は、この指示を、特定の組の外科医又は外科医自身が過去のケースにおいて「きつ過ぎ」又は「ゆる過ぎ」として指摘した力示度のセットと対比させることができる。また、外科医は、外科医の現在のケースのセンサデータにほぼ合致する臨床状況を処理するために、過去に外科医又は特定された組の外科医が使用した特定の技法に関するフィードバックを得ることもできる。代表的フィードバックは、技法を識別するテキストメッセージ又は図記号などの指示の提供を含む。代表的技法は、より薄いシムの使用又は特定の靭帯のパイ皮化（pie-crusting）を含む。
【００３９】
さらに、コンピュータシステム１００は、ユーザーインターフェイス１２８を含む。ユーザーインターフェイス１２８は、執刀医が力分析ソフトウェア１１４へ情報を提供しかつ力分析ソフトウェア１１４から情報を受け取るためのインターフェイスを提供する。ユーザーインターフェイス１２８は、入力装置１３０と出力装置１３２とを含む。代表的入力装置１３０は、タッチディスプレイ、キーボード、マウス、１つ又はそれ以上のボタン又はスイッチ、ＣＤドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、ネットワーク（無線又は有線）へのインターフェイス及び情報をコントローラ１０６へ提供するためのその他の適切な装置を含む。代表的な出力装置１３２は、ディスプレイ（タッチスクリーンなど）、ライト、プリンタ、及びコントローラ１０６から情報を提示するためのその他の適切な装置を含む。
【００４０】
１つの実施形態において、ユーザーインターフェイス１２８は、グラフィックユーザーインターフェイスを含み、これを介して、執刀医は入力装置１３０を用いて力分析ソフトウェア１１４へ情報を提供し、出力装置１３２を介して力分析ソフトウェア１１４から情報を受け取ることができる。
【００４１】
図４を参照すると、１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、ネットワーク１５０を通じて、病院又は手術センターと結合されたサーバーコンピュータ１５６など、１つ又はそれ以上の他のコンピュータ装置と通信する。ネットワーク１５０は、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク無線ネットワーク又はその他の適切なネットワークなど、コンピュータシステム１００とサーバーコンピュータ１５６との間の任意の適切な接続体である。１つの実施形態において、ネットワーク１５０は、コンピュータシステム１００とサーバーコンピュータ１５６との間の接続の少なくとも一部のためにインターネットを利用する。
【００４２】
１つの実施形態において、力データデータベース１１６、シムデータベース１１８、仮器具データベース１２０及び外科医データベースは、サーバーコンピュータ１５６がアクセスできるメモリ１５８に記憶される。力データデータベース１１６をメモリ１５８に配置することによって、患者固有のデータをコンピュータシステム１００に記憶する必要がない。１つの実施形態において、メモリ１５８は、複数の患者の医療記録情報を記憶する患者データベース１２６を含む。患者データベースは、仮器具２０に関する力データ及びディスプレイ１３２に提示されたユーザーインターフェイスの部分のスクリーンショットを含めて、実施される手術に関する情報を記憶できる。
【００４３】
図５は、ユーザーインターフェイス１２８の代表的ディスプレイ画面２００を示す。ディスプレイ画面２００は、仮器具２０の上面の仮器具表示２０２を含む。また、ディスプレイ画面２００には、仮器具２０に含まれる各センサ４２の設置位置を示すセンサアイコン２０４Ａ〜Ｌも示される。図解する実施形態において、仮器具２０は１２個のセンサ４２を含む。図解する実施形態において、仮器具２０の外側区画２０７は、センサアイコン２０４Ａ〜Ｆに対応するセンサ４２Ａ〜Ｆを含み、仮器具２０の内側区画２０８は、センサアイコン２０４Ｇ〜Ｌに対応するセンサ４２Ｇ〜Ｌを含む。
【００４４】
仮器具２０が膝関節１０の中へ挿入されたとき、センサ４２は、様々なレベルの力を大腿骨１６から受ける。力分析ソフトウェア１１４は、各センサ４２の相対的設置位置及び各センサによって感知された力の量に基づいて、大腿骨から脛骨に対して加えられた平均的力の位置を測定する。平均的力の位置は、ディスプレイ画面２００において平均力中心インディケータ２０６によって表示される。１つの実施形態において、平均力中心インディケータ２０６は、第一色で示され、センサ２０４は第二色で示される。１つの実施例において、第一色は赤であり、第二色は金色である。１つの実施形態において、センサアイコン２０４は、それぞれのセンサによって感知された力のレベルを指示する。代表的指示は、色、色の明度、サイズ及びその他の区別可能な特徴である。
【００４５】
図解する実施形態において、ディスプレイ画面２００は、有界エリア２１０も含む。有界エリア２１０は、力のデルタが運動学的に健康な膝を得るのに充分な小ささであると見なされるエリアを識別する。図において、平均力中心インディケータ２０６は、有界エリア２１０に部分的に重なる。従って、現在の力の測定値は、ほぼ運動学的に健康と見なされる膝を示す。シム３０を使って仮器具２０を調節することによって、平均力中心インディケータ２０６の位置を変更できる。さらに、膝の靭帯を改変することによって、平均力中心インディケータの位置を調節できる。代表的な改変は、靭帯のパイ皮化である。
【００４６】
図示する有界エリア２１０は、僅かに内側寄りであり、概して多角形である。１つの実施形態において、有界エリア２１０の形状及び位置は、使用者が設定可能であり、データベース１２２に記憶される。従って、外科医は、自身の好みに合わせた有界エリア２１０を確立できる。１つの実施形態において、有界エリア２１０の形状及び位置は、インプラント製造者が設定する。１つの実施例において、有界エリア２１０の形状及び位置は、使用されるセンサ仮器具に基づいて外科医データベース１２２又は仮器具データベース１２０から検索される。
【００４７】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、代表的出力装置１３２として可聴インターフェイスを含む。可聴インターフェイスの場合、外科医がディスプレイ画面２００又はディスプレイ画面２２０を見る必要がないように、スピーカが外科医に可聴フィードバックを与えることができる。外科医が装置のディスプレイではなく膝を診ているときに様々な器具の状態を指示するために、かつ／又は視覚指示の付加的確認を与えるために、可聴指示を与えることができる。このような可聴指示は、ボタン押しの確認、無線接続又は遮断（アラーム）、可変的又は段階的周波数音又は可変的周波数クリック（代表的周波数クリックはガイガーカウンタに類似する）による有界エリア２１０又は領域２６８内（図１３）における平均力中心インディケータ２０６の存在、力センサの飽和状態（力の過負荷）、仮器具２０のバッテリの期限切れ、カメラボタン２４６を選択したときの写真撮影音、平均力中心インディケータ２０６が移動するときのビープ音、及びその他の可聴指示を含むことができる。
【００４８】
１つの実施形態において、可聴専用インターフェイスがユーザーに与えられる。この場合、コンピュータシステム１００は、例えば録音された音声ステートメント及び指令を含むことができる。
【００４９】
図６は、第二ディスプレイ画面２２０を示す。ディスプレイ画面２２０は、仮器具表示２０２と、仮器具２０に含まれる各センサ４２の設置位置及び仮器具２０に含まれる各センサ４２の力示度測定値の両方を指示するセンサアイコン２２２Ａ〜Ｌとを含む。１つの実施形態において、値は、各センサアイコン２２２上に示される。１つの実施形態において、各センサアイコン２２２に対応する値は、それぞれの力センサによって測定された実測力である。１つの実施形態において、各センサアイコン２２２に対応する値は、それぞれの力センサ４２によって測定された値の正規化値である。１つの実施形態において、各センサアイコン２２２に対応する値は、力センサの実測力が属する範囲を示す。例えば、“０”は、概して力が存在しないことを示し、“１”は値の第一範囲内の力を示し、“２”は値の第二範囲内の力を示し、以下同様に続く。値の第二範囲は値の第一範囲より高い。
【００５０】
１つの実施形態において、執刀医は、所定のアイコン２２２に割り当てられた力の値を変化させて、平均力中心インディケータ２０６に対する効果を見ることができる。この実施形態において、画面２００と画面２２０は、同時に表示される。所定の時間後又は他の入力後、アイコン２２２の値は、センサによって感知された対応する力に戻る。
【００５１】
図６に示すように、各センサアイコン２２２に対応する値は“０”値である。センサ４２の全てが“０”値なので、平均力中心インディケータ２２２は、仮器具表示２０２の真ん中に示される。図７及び８を参照すると、ディスプレイ画面２００及びディスプレイ画面２２０は、力センサ２０４の力の分布がずっと内側寄りのときの平均力中心インディケータ２０６の位置を示す。図９及び１０を見ると、ディスプレイ画面２００及びディスプレイ画面２２０は、力センサ２０４の力の分布がずっと外側寄りのときの平均力中心インディケータ２０６の位置を示す。図１１及び１２を見ると、ディスプレイ画面２００及びディスプレイ画面２２０は、力センサ２０４の力の分布の結果、平均力中心インディケータ２０６が有界エリア２１０の周囲内に位置するときの平均力中心インディケータ２０６の位置を示す。
【００５２】
１つの実施形態において、ディスプレイ画面２００とディスプレイ画面２２０は、ディスプレイ１３２上に同時に表示される。１つの実施形態において、ディスプレイ画面２００とディスプレイ画面２２０は、ディスプレイ１３２上に同時には表示されない。この実施形態において、ディスプレイ画面２００とディスプレイ画面２２０との間の切り換えのために、インプットが与えられる。
【００５３】
図１３を参照すると、ディスプレイ画面２００は、別の代表的脛骨仮器具２２８の画像を示す。脛骨仮器具２２８は、センサアイコン２０４Ａ〜Ｌで表される１２個の力センサを含む。センサは２つのグループに分割される。第一グループはセンサ２０４Ａ〜Ｆを含み、第二グループはセンサ２０４Ｇ〜Ｌを含む。さらに、脛骨仮器具２２８は、脛骨仮器具２２８の外側後部隆起部２３２に沿って配置されセンサアイコン２３０Ａ〜Ｃで表される複数のセンサと、脛骨仮器具２２８の内側後部隆起部２３４に沿って配置されセンサアイコン２３０Ｄ〜Ｆで表される複数のセンサとを含む。後部隆起部に沿って配置される代表的力センサは、感圧抵抗器又は容量性フレックス回路、圧電フィルム、圧電要素、圧抵抗及び圧電ポリマー、金属ホイルひずみゲージ、半導体ひずみゲージ、圧抵抗及び容量性圧力センサ、干渉型光センサ、経路移動光センサ、光ファイバー力センサ及びその他の適切な感知技術を含む。センサ２３０Ａ〜Ｆは、大腿骨１６が脛骨仮器具２２８の後部隆起部の上で回転することによって又はその他の衝撃を与えることによって脛骨仮器具２２８のそれぞれの後部隆起部に加えられた力を監視する。
【００５４】
脛骨仮器具２２８は、脛骨仮器具２２８のポストに近接して配置されセンサアイコン２３６Ａ〜Ｄで表される複数のセンサを含む。脛骨仮器具２２８のポストは、脛骨仮器具２２８の輪郭を成す上面２４の中央後部の下に位置する。ポストは、脛骨１２の切除面１４の陥凹部に受け入れられる。１つの実施形態において、センサ２３６は、脛骨仮器具２２８の支柱（spine）の下に配置されたひずみゲージである。ひずみデータは、コンピュータシステム１００へ通信され、ディスプレイ画面２００に表示されて、脛骨仮器具２２８のポスト領域が受けたひずみの量を執刀医に指示する。執刀医は、この情報を使用して、脛骨仮器具の支柱に加えられる力の量が外科的処置又は別のインプラントタイプへのアップグレードを必要とするか否か、を判断する。
【００５５】
図１３に示すように、平均力中心インディケータ２０６が、まだ表示されている。さらに、各センサグループについて区画力中心インディケータ２６２が示される。図解する実施形態において、力中心２６２Ａはセンサ２０４Ａ〜Ｆについて示され、力中心２６２Ｂは、センサ２０４Ｇ〜Ｌについて示される。図解する実施形態において、円形のドットは力中心２６２Ａ〜Ｂ及び平均力中心インディケータ２０６を表す。１つの実施形態において、力中心２６２Ａ〜Ｂは、第一色で示され、平均力中心インディケータ２０６は第二色で示される。１つの実施形態において、力中心２６２Ａ〜Ｂと平均力中心インディケータ２０６は、力中心２６２Ａ〜Ｂと平均力中心インディケータ２０６とを区別するように別の方法で示される。
【００５６】
１つの実施形態において、各力中心２６２Ａ〜Ｂの位置は、センサの図心位置から各センサまでのベクトルにそれぞれのセンサによって感知されたバイアス又はノイズレベルより上の力を掛けて合計することによって決定される。合計値は、それぞれのグループ内のセンサ２０４の全てからの力の合計で割られる。それぞれの力中心の位置は、上記の計算によって与えられたベクトル分だけ図心位置からオフセットする。
【００５７】
平均力中心インディケータ２０６は、センサ２０４Ａ〜Ｌ全てを考慮の対象とすることによって、同様に測定できる。１つの実施形態において、センサ２０４のグループが２つある場合、平均力中心インディケータ２０６は、２つのセンサグループの各々の区画力中心インディケータ２６２を結ぶ直線の中点に位置する。
【００５８】
図１３Ａは、別の代表的ディスプレイ画面２００を示す。このディスプレイ画面において、有界エリア２１０は、複数のレベルを含む。有界エリア２１０の周囲を境界とする第一レベルは、構造的に健康な膝に対応するエリアを表す。領域２６８を境界とする第二レベルは、有界エリア２１０の小区域であり、最適化された膝に対応するエリアを表す。
【００５９】
１つの実施形態において、使用者は、有界エリア２１０と領域２６８の一方又は両方の形状及び／又はサイズを変更できる。有界エリア２１０及び領域２６８の特徴を調節する代表的方法は、選択メニューの多数の予め決められた形状から又はディスプレイ画面２００を介してタッチ／ドラッグ法を使用することによる選択を含む。代表的タッチ／ドラッグ法は、いずれかのインディケータの幅又は高さを拡大するためのマルチタッチ法を含む。
【００６０】
図１４を参照すると、ディスプレイ画面２２０は、センサ２０４Ａ〜Ｌを表すセンサアイコン２５４Ａ〜Ｌ、センサ２３０Ａ〜Ｆを表すセンサアイコン２８０Ａ〜Ｆ及びセンサ２３６Ａ〜Ｄを表すセンサアイコン２８６Ａ〜Ｄを表示する。センサアイコンは、センサアイコン２２２と同様の機能を果たす。１つの実施形態において、ディスプレイ画面２００とディスプレイ画面２２０は、コンピュータシステム１００と結合されたディスプレイ装置１３２上に同時に表示される。
【００６１】
図１６を参照すると、センサ２０４Ｄ（センサアイコン２５４Ｄによって表される）、センサ２０４Ｈ（センサアイコン２５４Ｈによって表される）、センサ２０４Ｊ（センサアイコン２５４Ｊによって表される）、センサ２０４Ｋ（センサアイコン２５４Ｋによって表される）、センサ２３６Ａ（センサアイコン２８６Ａによって表される）及びセンサ２３６Ａ（センサアイコン２８６Ａによって表される）のセンサ値は、図１４から変化している。この変化の結果を図１５に示す。図１５に示すように、力中心２６２Ａ（この場合、センサ２０４Ｄの設置位置に概ね一致する）、力中心２６２Ｂ及び平均力中心インディケータ２０６の位置は変化している。
【００６２】
平均力中心インディケータ２０６及び２６２Ａ〜Ｂに加えて、図１５のディスプレイ画面２００は、脛骨仮器具２２８のポスト領域が受けた力の表示２７０を含む。表示２７０は、脛骨仮器具２２８のポスト領域における力の規模とより大きい力を受けるポスト領域の部分の両方を指示する。図解する実施形態において、表示２７０は円形であり、力の規模が増すにつれて、表示２７０の形状はより大きな円弧を描く。力の規模が小さいと、表示２７０の形状は概して半円であり、力が大きくなると、表示２７０の形状は約３００度の円となる。１つの実施形態において、力の規模が増すと、表示２７０の色及び又は彩度が変化する。１つの実施例として、力が閾値を超えると、表示の色は赤に変わって、ポスト対する力が過剰であることを知らせる。表示２７０の円弧部分の中心は、最大の力を受けるポストの周囲部分にある。１つの実施形態において、ポストエリアの力の規模及び方向は、センサ２３６Ａ〜Ｄの値によって測定される。１つの実施例において、規模はセンサ２３６Ａ〜Ｄによって記録された力の合計であり、方向は、最大力示度を示すセンサ２３６Ａ〜Ｄの１つの設置位置に円弧部分の中点を配置することによって、又は２つのセンサ２３６Ａ〜Ｄが同じ力示度を持つ場合、円弧部分の中点を２つのセンサ２３６Ａ〜Ｄの設置位置の中間に配置することによって、示される。１つの実施形態において、ポストエリアの力の規模及び方向は、センサ２３６Ａ〜Ｄ及びセンサ２０４Ａ〜Ｌとセンサ２３０Ａ〜Ｆの少なくとも一方の値によって測定される。
【００６３】
図１７は、代表的分散インディケータ２７２を示す。図１７のセンサの力値は図１６と同じである。分散インディケータは、脛骨仮器具２２８の表面全体の力の分散を示すために平均力中心インディケータ２０６の周りに表示される、楕円又はその他の形状の視覚的表示である。１つの実施形態において、分散インディケータ２７２は、楕円形であり、長軸と短軸の長さの比は、力中心２６２Ａと力中心２６２Ｂとの間の距離を指示する。楕円形が平らになると、相関的に力中心２６２Ａと力中心２６２Ｂとの間の距離が大きくなる。
【００６４】
１つの実施形態において、分散インディケータ２７２は、関節顆力（condylar forces）の関係を指示する。１つの実施例において、分散インディケータ２７２の全体的サイズは、脛骨仮器具２２８の脛骨面に加えられる力の規模を指示する。力が小さければ、楕円は小さくなり、力が大きければ楕円は大きくなる。
【００６５】
１つの実施形態において、分散インディケータ２７２は、楕円形であり、点の集合に最も適合する線を決定するために線形回帰が実施される。点はセンサ図心位置から各センサまでのベクトルに沿って配置され、図心からセンサまでの実測距離とセンサの力示度の両方によって距離に加重される。その結果得られた最良適合線は、楕円形インディケータ２７２の長軸を形成する。ＲＭＳ誤差など点を横切る線の適合誤差は、楕円形インディケータ２７２の長さに対する幅を形成する。例えば、全ての点が線に合致する場合、楕円形インディケータ２７２は平らであり、点の分散が線に全く一致しない場合、楕円形インディケータ２７２は円形になる。
【００６６】
図１８は、代表的分散インディケータ２７４を示す。図１８のセンサ力値は、図１６と同じである。分散インディケータ２７４は、脛骨仮器具２２８の表面全体の力の分散を指示するために平均力中心インディケータ２０６の周りに表示される、楕円形又はその他の形状などの視覚的表示である。
【００６７】
図解する実施形態において、分散インディケータ２７４は楕円形であり、両方の区画力中心インディケータ２６２Ａ〜Ｂについてその区画中心に対する区画力中心インディケータ２６２の平均位置を用いて、区画力中心に対して平均区画力がどこにあるかを示すように楕円中心が全体力中心からオフセットするように、全体力インディケータの周りに楕円形を位置づけることができる。例えば、両方の区画力インディケータがその区画の内側端部にあるとき、楕円形は、全体力中心点が楕円の内側に位置するように全体力中心点の周りに現れる。第二分散インディケータ２７６は、それぞれの区画内における区画力中心の各々の平均位置からの分散を指示する。分散は、分散方向に楕円形を伸ばすために使われる。例えば、内側顆インディケータ２６２Ｂがその区画内において極端に内側寄りにあり、外側顆インディケータ２６２Ａがその区画内において外側位置にあるとき、楕円形は「太って」いて、内側インディケータ２６２Ｂが外側寄りで、外側インディケータ２６２Ａが内側寄りの場合、楕円形は「痩せて」いる。両方の力インディケータ２６２Ａ及び２６２Ｂが内側寄りの場合、楕円形は円形である。
【００６８】
分散インディケータの別の例において、平均力中心インディケータ２０６に加えて又はその代わりに区画力インディケータ２６２Ａ〜Ｂの各々の周りに円が現れる。この場合、力インディケータ２６２Ａ〜Ｂの周りの円のサイズは、上述の分散インディケータ２７４の位置シフトに加えて、全体的区画力及び／又は全体力の規模を指示する。
【００６９】
図１９は、センサ２３６Ａ〜Ｄに対して作用する力を取り除いてある。膝関節がこの時点で完全屈曲状態であるとすると、執刀医は、入力ボタン２４０（１つの実施形態においてタッチスクリーン上のソフトキー）を選択することによって、執刀医はこの膝関節１０の形態をノートできる。コンピュータシステム１００は、力中心２６２Ａ及び力中心２６２Ｂの位置値を力データベース１１６に記憶する。これで、執刀医は、膝関節を完全伸展位置へ動かして、新しい体位における力を観察できる。この力を図２０に示す。
【００７０】
図２０を参照すると、力中心２６２Ａ及び力中心２６２Ｂは、脛骨仮器具２２８が受ける力が変化したために移動している。膝関節１００の完全屈曲位置のときにマークされた位置は、執刀者が参考にするためにアイコン３１０Ａ〜Ｂとしてディスプレイ画面２００にそのまま示される。１つの実施形態において、アイコン３１０Ａ〜Ｂの色は選択入力ボタン２４２の色に一致する。膝関節が完全伸展位置にあるので、執刀者は、入力ボタン２４２を選択して、膝が完全伸展位置にあることを指示できる。コンピュータシステム１００は、力中心２６２Ａ〜Ｂの伸展位置を力データベース１１６に記憶できる。同様に、屈曲及び伸展の両方について、コンピュータシステム１００は、平均力中心インディケータ２０６の位置値を力データベース１１６に記憶できる。
【００７１】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、平均力中心インディケータ２０６、力中心２６２Ａ〜Ｂ及び履歴マーカー３１０Ａ〜Ｂ及び３１２に加えて、平均力中心インディケータ２０６及び力中心２６２Ａ〜Ｂの各々がそれぞれの履歴マーカー位置３１０Ａ〜Ｂ及び３１２から現在位置までたどる経路を示す。この経路は、それぞれ経路３１４Ａ〜Ｂ及び３１６として示される。１つの実施形態において、経路要素例えばドットのサイズ、経路要素の間隔又は経路要素の彩度を変えて、運動時の力の変化の速度を指示できる。１つの実施形態において、各経路は、タイムベース技術、最大軌跡長さ及び屈曲ボタン２４０、伸展ボタン２４２又はクリアボタン２４４が選択されたときの軌跡のリセットを含めて（ただしこれに限定されない）多様な方法でフェードする又は選択的に消去できる。クリアボタンはディスプレイ画面２００から全ての履歴マーカーを消去する。
【００７２】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００は、データベース１１６において屈曲及び伸展の両方について履歴マーカーの複数の用例（instance）を保有する。図２２を参照すると、マーカー３３０Ａ〜Ｂは、屈曲と伸展の一方における膝関節１０の第一示度に関する区画力中心に対応し、マーカー３３２Ａ〜Ｂは、屈曲と伸展の他方における膝関節１０の第二示度に関する区画力中心に対応する。マーカー３３０Ａ〜Ｂ及び３３２Ａ〜Ｂは、膝関節の屈曲と伸展との間の第一運動に対応する。マーカー３３４Ａ〜Ｂは、屈曲と伸展の一方における膝関節１０の別の示度に関する区画力中心に対応し、マーカー３３６Ａ〜Ｂは屈曲と伸展の他方における膝関節１０の別の示度に関する区画力中心に対応する。マーカー３３４Ａ〜Ｂ及び３３６Ａ〜Ｂは、膝関節１０の屈曲と伸展との間の第二運動に対応する。同様に、マーカー３３８Ａ〜Ｂは、屈曲と伸展の一方における膝関節１０の別の示度に関する区画力中心に対応し、マーカー３４０Ａ〜Ｂは、屈曲と伸展の他方における膝関節１０の別の示度に関する区画力中心に対応する。マーカー３３８Ａ〜Ｂ及びマーカー３４０Ａ〜Ｂは、膝関節１０の屈曲と伸展との間の第三運動に対応する。膝関節１０の複数の運動についてマーカーを維持することによって、執刀者は、異なるシムなど脛骨仮器具２２８の所定の変化又は膝関節の所定の変化が改良であるか否かを視覚化することができる。１つの実施形態において、各ランのマーカーは、膝関節１０のそれぞれの運動に合わせてカラーコード化される。１つの実施形態において、各ランのマーカーは、膝関節１０のそれぞれの運動に対応する異なる彩度をもつ。１つの実施形態において、古いランは、その後のランより色褪せる。
【００７３】
図２３を参照すると、履歴経路がコンピュータシステム１００によって保存されて、時間の経過と共に脛骨仮器具２２８が受けた力の変化の視覚的表示を使用者に示す。図解する実施形態において、履歴経路３５０Ａ〜Ｂは、図２２の履歴マーカー３３０Ａ〜Ｂ及び３３２Ａ〜Ｂに対応する。履歴経路３５２Ａ〜Ｂは、図２２の履歴マーカー３３４Ａ〜Ｂ及び３３６Ａ〜Ｂに対応する。履歴経路３５４Ａ〜Ｂは、図２２の履歴マーカー３３８Ａ〜Ｂ及び３４０Ａ〜Ｂに対応する。
【００７４】
１つの実施形態において、執刀医は、ボタン２４６を選択することによってスクリーンショットを捕捉できる。スクリーンショットは、ボタン２４８を選択することによって再生できる。各画像は、力データベース２４８に時系列的に記憶される。これらの画像は、ボタン２４８を押すことによって１回に１つ再生するか、力データデータベース１１６に術前又は術後として記憶されるか、又はスライドショーのようにスクロールできる。また、画像はダウンロードして、患者データベース１２６において患者と関連付けることができる。
【００７５】
１つの実施形態において、コンピュータシステム１００への入力は記憶されて、その後の検索のためにサーバー１５６にアップロードされる。代表的入力は、記録された力データとタイムスタンプ、ボタン押しを含めた事象ベースの情報、スクリーン捕捉、外科医の質的観察及びコンピュータシステム１００の出力の再生を可能にするその他の適切な情報を含む。１つの実施形態において、外科医の質的なフィードバックは、ボタン押し又はマイクロフォンを通じて受け取る音声指示を介して処置中に又は処置後手順の再生時に与えることができる。代表的な外科医の質的フィードバックは、「きつ過ぎ」又は「ゆる過ぎ」など質的な適合評価を含む。この情報は、その後の検索のために記憶できる。
【００７６】
図２４を見ると、１つの実施形態において、ディスプレイ画面２２３は、ディスプレイ画面２００とディスプレイ画面２２０の両方を含む。ディスプレイ画面２２３に関しては、ディスプレイ画面２２０のセンサアイコンが入力であり、これによって、執刀者は所定の入力を選択して、力値を増減できる。１つの実施形態において、右マウスクリックは力を増大し、左マウスクリックは力を減少する。力の変化の結果がディスプレイ画面２２３のディスプレイ画面２００の部分に示される。ディスプレイ画面２２３を介して、コンピュータシステム１００は、執刀者のためにシミュレーションツールを提供する。ディスプレイ２２０において様々な力値を操作することによって、執刀者は、平均力中心インディケータ２０６を有界エリア２１０の所定の領域３７０の中へ移動しようとする。図解する実施形態において、平均力中心インディケータ２０６は、ゴルフボールで表され、領域３７０はグリーン上のホールのような形状を持つ。センサ値がディスプレイ画面２２０において操作されると、平均力中心インディケータ２０６の位置が調節される。
【００７７】
１つの実施形態において、平均力中心インディケータ２０６が領域３７０に接近すると、音響効果を使用してフィードバックが与えられる。ニアミスの場合は第一音響効果を生じ、領域３７０において平均力中心インディケータ２０６の整列に成功すると、第二音響効果を生じる。シミュレーションツールを使用することによって、執刀者は、脛骨仮器具２２８の様々な点における力値を変化させることの効果をよりよく認識する。他の代表的アイコン変化は、領域３７０への平均力中心インディケータ２０６の近接度に応じた笑顔としかめ顔又は領域３７０への平均力中心インディケータ２０６の近接度に応じて親指を上げたり下げたりの合図を含む。
【００７８】
１つの実施形態において、シミュレーションツールは、付加的な視覚的インディケータを与えることができる。代表的な視覚的インディケータは、後部隆起部力レベルインディケータ、内側力中心インディケータ、外側力中心インディケータ、ポスト力レベルインディケータ及び力分散インディケータを含む。
【００７９】
本発明について、代表的設計を持つものとして説明したが、本発明は、さらに本発明の主旨及び範囲内で修正できる。従って、本出願は、本発明の一般的原理を使用する本発明の変形、使用又は適応を包含するものとする。さらに、本出願は、本発明が属する技術分野において既知の又は通例の慣行の範囲内にある本発明からの逸脱を包含するものとする。
【図１】
2014505517.tif 000003
【図２】
2014505517.tif 000004
【図３】
2014505517.tif 000005
【図４】
2014505517.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014505517.tif 000009
【図８】
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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】
2014505517.tif 000015
【図１３Ａ】
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【図１４】
2014505517.tif 000017
【図１５】
2014505517.tif 000018
【図１６】
2014505517.tif 000019
【図１７】
2014505517.tif 000020
【図１８】
2014505517.tif 000021
【図１９】
2014505517.tif 000022
【図２０】
2014505517.tif 000023
【図２１】
2014505517.tif 000024
【図２２】
2014505517.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
2014505517.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月15日(2013.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膝関節に関するオブジェクトを提示するためのユーザーインターフェイスであって、該ユーザーインターフェイスが、
ディスプレイ上に提示するための仮部品のあるエリアの二次元表示であって、前記仮部品が大腿骨と脛骨との間に配置可能であり、かつ前記エリアの全体に分散した複数のセンサを含み、前記二次元表示が内外方向と内外方向に直交する前後方向を含む、二次元表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための少なくとも第一力中心インディケータであって、該第一力中心インディケータが、前記複数のセンサの少なくとも第一サブセットからの感知力データ及びセンサ設置位置に基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定された位置を有し、前記第一力中心インディケータが、前記膝関節に対する内側力レベルと外側力レベルとの間の均衡又は不均衡を表す前記内外方向に沿って可変的な位置を有し、前記第一力中心インディケータが、前記膝関節に対する前側力レベルと後側力レベルとの間の均衡又は不均衡を表す前記前後方向に沿って可変的な位置を有する、第一力中心インディケータと、
を含む、ユーザーインターフェイス。
【請求項２】
前記内側力レベル、外側力レベル、前側力レベル及び後側力レベルが、前記複数のセンサ全部からのデータによって測定され、かつ
各センサからのデータが、前記内外方向に沿った及び前記前後方向に沿った前記センサの相対的設置位置によって加重される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項３】
前記第一力中心インディケータが全体力中心インディケータであり、かつ
前記複数のセンサの前記第一サブセットが前記複数のセンサ全部を含む、
ことを特徴とする、請求項２に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項４】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための第二力中心インディケータを含み、該第二力中心インディケータが、前記複数のセンサの第二サブセットからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定された位置を有し、前記第二サブセットが前記複数のセンサの前記第一サブセットと少なくとも部分的に異なる、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項５】
前記第一力中心インディケータが内側力中心インディケータであり、
前記複数のセンサの前記第一サブセットが前記仮部品の内側領域内に配置されたセンサを含み、
前記第二力中心インディケータが外側力中心インディケータであり、
前記複数のセンサの前記第二サブセットが前記仮部品の外側領域内に配置されたセンサを含む、
ことを特徴とする、請求項４に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項６】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための第三力中心インディケータを含み、該第三力中心インディケータが、前記複数のセンサの第三サブセットからのデータに基づいてコンピュータ装置の電子コントローラによって測定された位置を有し、
前記第三力中心インディケータが全体力中心インディケータであり、かつ
前記複数のセンサの前記第三サブセットが前記複数のセンサ全部を含む、
ことを特徴とする、請求項５に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項７】
さらに、
前記ディスプレイ上に提示するための少なくとも第一有界領域であって、該第一有界領域が構造的に健康な膝に対応する、第一有界領域と、
前記第一力中心インディケータが前記第一有界領域内に配置されたときに提示される第一可聴指示と、
前記ディスプレイ上に提示するための第二有界領域であって、該第二有界領域が前記第一有界領域内に配置されて、構造的に最適化された膝に対応する、第二有界領域と、
前記第一力中心インディケータが前記第二有界領域内に配置されたときに提示される第二可聴指示と、
を含む、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項８】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための複数のセンサアイコンを含み、前記センサアイコンが、前記ディスプレイ上において前記仮部品上の前記センサ設置位置に対応する位置を有する、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項９】
さらに、
前記ディスプレイ上に提示するための前記仮部品のポストの表示と、
前記ディスプレイ上に提示するための複数のポストセンサアイコンであって、前記複数のポストセンサアイコンが前記複数のセンサの第四サブセットに対応し、前記センサの第四サブセットが前記ポストに近接して配置される、複数のポストセンサアイコンと、
を含み、
前記複数のポストセンサアイコンが、前記対応するセンサが閾値より低い力値を測定したとき第一色を有し、かつ前記対応するセンサが前記閾値より高い力値を測定したとき第二色を有するようにカラーコード化されることを特徴とする、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１０】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための分散インディケータを含み、前記分散インディケータが前記第一力中心インディケータの周りに表示される幾何学的形状であり、前記幾何学的形状が前記仮部品の脛骨表面に加えられた力の規模を表すサイズを有し、前記幾何学的形状が内側力中心と外側力中心との間の分離を表す形状を有する、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１１】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための経路インディケータを含み、前記経路インディケータが、前記膝関節が第一位置から第二位置へ移動するときの前記第一力中心インディケータの動きを示し、前記経路インディケータがそれぞれ膝関節の前記第一位置及び第二位置に対応する第一端及び第二端を有する、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１２】
前記経路インディケータが、さらに前記ディスプレイ上にクリア可能な履歴経路を表示することを特徴とする、請求項１１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１３】
前記コンピュータ装置が、無線で前記仮部品と通信することを特徴とする、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１４】
さらに、前記ディスプレイ上に提示するための第二ディスプレイ画面を含み、前記第二ディスプレイ画面が、前記仮部品の前記エリアの前記二次元表示を含みかつ前記複数のセンサ全部のそれぞれの設置位置にアイコンを含み、前記アイコンが、前記それぞれのセンサで測定された力を視覚的に指示する、請求項１に記載のユーザーインターフェイス。
【請求項１５】
膝関節において力を均衡させる方法であって、該方法が、
大腿骨と脛骨との間に配置可能な仮部品に含まれる複数のセンサから対応する複数の感知された値を無線で受け取るステップであって、前記センサが前記仮部品のあるエリアにおいてそれぞれの設置位置を有し、前記仮部品の前記エリアが内外方向と前記内外方向に直交する前後方向とを有し、各感知された値が前記それぞれのセンサ設置位置において前記仮部品に加えられた力を表す、ステップと、
ディスプレイ上に前記仮部品の前記エリアの二次元表示を表示するステップと、
前記ディスプレイ上に力中心インディケータを表示するステップであって、前記力中心インディケータの位置が、前記それぞれのセンサの前記設置位置を加重して前記感知され受け取られた値から測定され、前記力中心インディケータが、前記膝関節に対する内側力レベルと外側力レベルとの間の均衡又は不均衡を表す前記内外方向に沿って可変的な位置を有し、前記力中心インディケータが、前記膝関節に対する前側力レベルと後側力レベルとの間の均衡又は不均衡を表す前記前後方向に沿って可変的な位置を有する、ステップと、
前記ディスプレイ上に、構造的に健康な膝に対応する有界領域を表示するステップと、
前記膝関節における力を均衡させる膝手術において施療者のために視覚的フィードバックとして前記表示を与えるステップであって、前記均衡が、前記力中心インディケータが前記有界領域内に位置したとき生じる、ステップと、を含む、方法。
【国際調査報告】
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