(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ・インパクタ・アセンブリであって、
シャフトと、
前記シャフトのカップ端部におけるカップ結合器であって、後の押し込みのために固定関係でカップを取外し可能に接続するようにされたカップ結合器と、
前記シャフトの衝撃付与端部における取手と、
前記シャフト及び前記取手の少なくとも一方に取付けられた視覚的案内装置であって、骨盤の少なくとも一つの解剖学的目印に向かう視覚的案内を生成する視覚的案内装置と、
少なくとも、該カップ・インパクタ・アセンブリの配向に関する配向出力を生成するようにされ、且つ患者固有のファイルを有する慣性センサ・ユニットとを具備しており、
前記患者固有のファイルは、
前記視覚的案内装置の前記視覚的案内による、該カップ・インパクタ・アセンブリの初期基準配向と、骨盤の前記少なくとも一つの解剖学的目印との間の計画された幾何学的関係に基づく較正データであって、前記慣性センサ・ユニットが前記配向出力を生成するために、前記慣性センサ・ユニットを骨盤に対して較正する較正データと、
術前計画に基づく所望の寛骨臼カップ配向データと、を含んでおり、
前記較正データは、該カップ・インパクタ・アセンブリの骨盤に対する幾何学的な前記初期基準配向を設定するために、骨盤の術前の画像を用いてプログラムされたものであり、前記較正データは、術前に計画されて較正が求められたとき、該カップ・インパクタ・アセンブリを前記初期基準配向において骨盤の前記少なくとも一つの目印に幾何学的に関係付ける、
カップ・インパクタ・アセンブリ。
【請求項２】
前記視覚的案内装置は投光器である、請求項１に記載のカップ・インパクタ・アセンブリ。
【請求項３】
前記投光器は、複数の目印の相互の位置に基づく患者固有の角度だけ互いに角度付けされた２本の光線を投射し、前記計画された幾何学的関係は前記患者固有の角度を含む、請求項２に記載のカップ・インパクタ・アセンブリ。
【請求項４】
該カップ・インパクタ・アセンブリの前記初期基準配向は、前記視覚的案内装置が２つの目印を指向し且つ患者が側臥位にある状態で前記シャフトの垂直配向を有し、
前記配向出力は、前記所望の寛骨臼カップ配向への運動中に前記２つの目印の一方が指向されることを必要とする、請求項２に記載のカップ・インパクタ・アセンブリ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカップ・インパクタ・アセンブリを具備する、キットであって、
寛骨臼内に受容されるようにされた基部と、計画された骨盤の座標系に従い骨盤に当接されるようにされた患者固有の輪郭適合当接表面とを有する位置合わせデバイスを更に具備しており、
前記位置合わせデバイスは結合器を有しており、前記結合器は、前記カップ・インパクタ・アセンブリと共に使用される前に、計画された骨盤の座標系を移すために、前記慣性センサ・ユニットに結合されるように構成されている、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に関する相互参照
本出願は、２０１３年６月１１日に出願された米国仮出願第６１/８３３６５４号の優先権を主張する。前記仮出願は言及されたことにより本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本出願は、慣性センサを用いた股関節に対するコンピュータ支援式手術に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば股関節全置換（ＴＨＲ）などの整形外科インプラント処置の間における手術用インプラントの配向は、該インプラントの術後機能及び長期の作動性に関する直接的な影響を有する。従来の外科技術は、インプラントを位置決めするために単純な“目視”方法又は機械的工具を使用する。前記“目視”方法は、インプラントが取付けられる骨に対するインプラント構成要素の正確な整列を提供するには不十分なものとして確認されるかもしれない。最適状態に至らずに位置決めされた整形外科インプラントが、不適切な負荷、大きなインプラント摩耗、及びインプラントの破損にさえ関係することが研究により示された。
【０００４】
市販のコンピュータ支援式の手術システムは、光学的もしくは磁気的な追跡システムを用いて追跡される工具を使用する。これらのシステムは、患者の座標系を正確に信頼性高く追跡し得る。しかしながら、高コスト、限られた動作範囲、照準線の接触維持、磁気的干渉のような要因は、これらの技術に伴う主たる問題である。
【０００５】
故に、コンピュータ支援式手術における追跡技術として、慣性センサが使用されてきた。慣性センサは、信号送信に依存せず、且つ動作の間における電磁的外乱に影響を受けない。故に、慣性センサは、大量の器具を含む前記ＯＲ環境における用途に良好に適合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開公報第２０１４/００３１８２９Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
故に、本開示内容の目的は、慣性センサを用いて寛骨臼カップの位置決めを支援する新規な方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
故に本出願に依ると、寛骨臼カップの位置決めを支援する方法であって、骨盤の寛骨臼に対する継手を形成するカップを自身上に備えるカップ位置決め器具を、寛骨臼に対して初期基準配向に配向する段階であって、前記カップ位置決め器具は、骨盤の少なくとも一つの目印に基づく所望のカップ配向に対して事前計画された配向データを備える慣性センサ・ユニットを具備する、段階と、少なくとも一つの目印に対する運動に基づき、前記カップ位置決め器具のインタフェースにより案内される所望の外転角度へ該カップ位置決め器具を回転させる段階と、前記少なくとも一つの目印に対する運動に基づき、前記カップ位置決め器具の前記インタフェースにより案内される所望の前傾角度へ該カップ位置決め器具を回転させる段階と、前記インタフェースにより表される前記所望のカップ配向への到達時に、前記カップを寛骨臼内へ押し込む段階と、を含む方法が提供される。
【０００９】
本開示内容によると更に、前記カップ位置決め器具を初期基準配向へ配向する前記段階は、患者を側臥位として前記カップ位置決め器具を垂直配向へ配向する段階を含む、請求項１記載の方法。
【００１０】
本開示内容によると更に、前記カップ位置決め器具を初期基準配向へ配向する前記段階は、前記少なくとも一つの目印の方へ視覚的案内装置を向ける段階を含み、且つ前記カップ位置決め器具を回転させる前記段階は、前記視覚的案内装置が前記少なくとも一つの目印の方へ向く間に前記カップ位置決め器具を回転させる段階を含む。
【００１１】
本開示内容によると更に、前記カップ位置決め器具を初期基準配向へ配向する前記段階は、別の視覚的案内装置を第２の目印に向ける段階を含む。
【００１２】
本開示内容によると更に、前記カップ位置決め器具を初期基準配向へ配向する前記段階は、患者を側臥位として前記カップ位置決め器具を垂直配向に配向する段階を更に含み、且つ、前記少なくとも一つの目印は、患者の前額面である。
【００１３】
本開示内容によると更に、前記カップ位置決め器具を初期基準配向へ配向する前記段階は、前記視覚的案内装置を前記第２目印としてのＡＳＩＳに向けて指向させる段階を更に含む。
【００１４】
本開示内容によると更に、前記慣性センサ・ユニットを支持すべく、位置合わせデバイスが、計画された様態にて骨盤の寛骨臼内に位置決めされて、前記慣性センサ・ユニットに対して術前の骨盤の座標系を記録し、且つ、前記カップ位置決め器具を配向するに先立ち、該カップ位置決め器具に前記慣性センサ・ユニットを移し換える。
【００１５】
本開示内容によると更に、前記位置合わせデバイスを前記計画された様態にて位置決めする前記段階は、前記位置合わせデバイスの基部を寛骨臼内に挿入する段階と、前記位置合わせデバイスの患者固有の輪郭適合当接表面を骨盤に当接させる段階と、を含む。
【００１６】
本開示内容によると更に、骨盤の寛骨臼内に計画された様態にて位置合わせデバイスが位置決めされ、前記位置合わせデバイスを使用して骨盤に追跡デバイスが固定されて、術前の骨盤の座標系を前記追跡デバイスの慣性センサ・ユニットに記録し、前記カップ位置決め器具を配向するに先立ち、骨盤の座標系を前記カップ位置決め器具の前記慣性センサ・ユニットに伝達する。
【００１７】
本開示内容の別実施例によると、カップ・インパクタ・アセンブリであって、シャフトと、前記シャフトのカップ端部におけるカップ結合器であって、後の押し込みのために固定関係でカップを取外し可能に接続するようにされたカップ結合器と、前記シャフトの衝撃付与端部における取手と、前記シャフト及び前記取手の少なくとも一方に取付けられた視覚的案内装置であって、骨盤の少なくとも一つの解剖学的目印に向かう視覚的案内を生成する視覚的案内装置と、少なくとも、該カップ・インパクタ・アセンブリの配向に関する配向出力を生成するようにされ、且つ患者固有のファイルを有する慣性センサ・ユニットとを具備しており、前記患者固有のファイルは、前記視覚的案内装置の前記視覚的案内による、該カップ・インパクタ・アセンブリの初期基準配向と、骨盤の前記少なくとも一つの解剖学的目印との間の計画された幾何学的関係に基づく較正データであって、前記慣性センサ・ユニットに対して該慣性センサ・ユニットを骨盤に対して較正して前記配向出力を生成する較正データと、術前計画に基づく所望の寛骨臼カップ配向データとを含む、カップ・インパクタ・アセンブリが提供される。
【００１８】
本開示内容によると更に、前記視覚的案内装置は投光器である。
【００１９】
本開示内容によると更に、前記投光器は、複数の目印の相互の位置に基づく患者固有の角度だけ互いに角度付けされた２本の光線を投射し、前記計画された幾何学的関係は前記患者固有の角度を含む。
【００２０】
本開示内容によると更に、前記カップ・インパクタ・アセンブリの前記初期基準配向は、前記視覚的案内装置が２つの目印を指向し且つ患者が側臥位にある状態で前記シャフトの垂直配向を有し、前記配向出力は、前記所望の寛骨臼カップ配向への運動中に、前記２つの目印の一方が指向されることを必要とする。
【００２１】
本開示内容の別実施例によると、寛骨臼内に受容されるようにされた基部と、計画された骨盤の座標系に従い骨盤に当接されるようにされた患者固有の輪郭適合当接表面とを有する位置合わせデバイスを更に具備する、先に定義されたカップ・インパクタ・アセンブリを具備するキットが提供され、前記位置合わせデバイスは結合器を有し、前記結合器は、カップ・インパクタ・アセンブリと共に使用される前に、計画された骨盤の座標系を移すために、慣性センサ・ユニットに結合されるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】後の寛骨臼カップの位置決めナビゲーションのための計画された基準角度の概略図である。
【図２】本開示内容の方法において使用され得る３Ｄモデルの概略図である。
【図３】側臥位における骨盤及び骨盤位置決め器具の正面図である。
【図４】押し込み用途のために較正されつつある、骨盤に対するカップ位置決め器具の斜視図である。
【図５】較正の間における基準角度の概略図である。
【図６】カップ位置決め器具の慣性センサ・ユニットのブロック図である。
【図７】本開示内容の実施例に係る、図４のカップ位置決め器具と共に使用される位置合わせデバイスの斜視図である。
【図８】骨盤に対する、図７の位置合わせデバイスの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図を参照すると、慣性センサを用いて寛骨臼カップを計画された配向へ位置決めすることを支援する一連の段階が示される。提案された方法及びシステムは、標準的な手術技術及び器具に対して最小限の改修を行う。例えば本明細書において以下に記述される器具類は、医師の現在の業務に適合可能であり得る、と言うのも使用される器具類は、医師が自身の日常業務において典型的に使用する標準的な手術器具と同様だからである。更に、提案された器具を用いる外科技術は、標準的な外科技術と同様である。
【００２４】
術前の計画
本開示内容の方法は、術前に計画された配向の関数として、寛骨臼カップ・インプラントの配向を支援する。寛骨臼におけるカップ・インプラントの配向は、外転成分及び前傾成分を有することは知られている。外転（別名、傾斜）は、前額面上における長手方向軸線（頭尾軸線）とカップの軸線（即ち、カップの縁部に直交する軸線）との間の角度である。前傾は、寛骨臼軸線と前額面との間の角度である。故に、多くの場合、カップの配向は、標準的な患者の平面（即ち、横断面、前額面、矢状面）に対する３Ｄ角度にある。他の定義は、例えば解剖学的又は手術的な観点に基づき、前傾及び外転に対して使用され得る。
【００２５】
実施例の図１を参照すると、患者の股関節モデルに基づき、角度αが測定される。図２に示されたように前記股関節モデルは、２つの直交するＸ線画像、又は任意の適切な画像生成技術からの任意の適切な画像（例えば図１に示されたような２Ｄの側面概観など）を用いる３Ｄ復元ソフトウェアからの出力である３Ｄの股関節モデルであり得る。図１において、角度αは、２本のラインの間の角度により定義される。第１のラインは、寛骨臼中心Ａと、手術される側における上前腸骨棘（ＡＳＩＳ）のような、骨盤上で選択された目印Ｂとを接続する。第２のラインは、骨盤の前額面内に位置すると共に、寛骨臼中心Ａを通過する。他の複数本のラインが使用され得るが、記述された第１及び第２のラインは、視覚的に識別可能な目印（ＡＳＩＳ）、及び一般的な基準平面（前額面）にそれぞれ関係している。大腿骨計画だけでなく、例えば拡孔仕上げパラメータ、外転及び前傾の角度、並びにインプラント寸法を決定するような他の計画業務が実施されてよい。
【００２６】
術中の段階
一実施例によると、患者は、ＡＳＩＳを通過する軸線が重力と整列されるように、一方のＡＳＩＳが他方の上方にある厳密な側臥位に物理的に位置決めされる。患者が厳密な側臥位に在ることを確認するために、図３に示されると共に特許文献１に記述されたような骨盤位置決め器具が使用され得る。正しい股関節の位置を表すために、任意の適切な追跡デバイスが使用され得る。更に、患者を厳密な側臥位に位置決めして維持するために、手動の拘束物を使用することが可能である。
【００２７】
次に、寛骨臼を露出すべく大腿骨頭が脱臼される。拡孔が医師により実施される。拡孔は、例えばリーマのサイズなどに関して、術前の計画により案内される。これらの段階の後、股関節が厳密な側臥位に留まることを確認することが必要であり、必要に応じて股関節の再位置決めが実施される。
【００２８】
図４を参照すると、その端部に寛骨臼プロテーゼ・カップ（インプラント・カップ）が位置決めされたカップ位置決め器具１０が、インプラント・カップを寛骨臼内に載置する。カップ位置決め器具１０は構成がインパクタと同様である、と言うのも、それは、インプラント・カップが取付けられるヘッド１１と、インパクタ端部を備えるアーム１２及び取手１３とを具備するからであり、拡孔された寛骨臼内へインプラント・カップを追いやるためにインパクタ端部によって衝撃が伝達される。ヘッド１１は、前記アーム及び取手の軸線が、インプラント・カップの縁部が位置する平面に直交するように配置される。別の言い方をすると、一実施例において、取手１３の軸線は、寛骨臼内で前記カップを配向する基準であるカップ軸線と一致する。
【００２９】
器具１０は、１４にて示される投光器（例えばレーザ投射器）、及び２０にて示される慣性センサ・ユニットを更に具備しており、その両方は、器具１０を追跡するために器具のアームもしくは取手に既知の配向で取り付けられている。投光器１４は、光線が器具１０の軸線と同一平面内に延びるように光線を生成すべく配置される。代替的に、ポインティング・ロッドのような視覚的案内装置、又は同様の視覚的案内装置が使用されてよい。
【００３０】
慣性センサ・ユニット２０は、図６に相当に詳細に示されていて、適切な超小型電気機械センサ２１（例えば加速度計、ジャイロスコープ、傾斜計など）と、該慣性センサ・ユニット２０の移動に関するリアルタイムの配向データを出力することにより、本明細書において以下に記述されるタスクを実行すべく選択された関係する電子機器及びプロセッサとを具備する。慣性センサ・ユニット２０は、本明細書において以下に記述されるタスクを実行する術前計画の関数として事前プログラムされる。但し、慣性センサ・ユニット２０は、その読取値が骨盤の配向に関連付けられるように較正されるべきであり、且つ較正及びナビゲーションのために患者固有のファイルを有し得ることが知られている。開始点として、例えば慣性センサ・ユニット２０が初期化において器具１０のシャフト軸線に整列されるべく、器具較正データ２２が配備される。器具較正データは、投光器１４の視覚的案内又は同様の視覚的案内による、器具１０の初期基準配向と、骨盤の単一もしくは複数の解剖学的目印との間の計画された幾何学的関係に基づいており、その較正データは、慣性センサ・ユニット２０が術前計画に基づいて配向出力を生成できるように、慣性センサ・ユニット２０を骨盤に関して較正するために使用される。患者固有のファイルは、術前計画に基づく所望の寛骨臼カップ配向データも含み得る。所望の寛骨臼カップ配向データは、例えば術前計画の関数として同様に慣性センサ・ユニット２０内にプログラムされた前傾角度データ２３及び／又は外転角度データ２４から構成され、前傾角度データ２３は、操作者がカップに対して望む前傾角度を表すのに対して、外転角度データ２４は、操作者がカップに対して望む外転角度を表している。任意の適切な形態のインタフェース２５が、慣性センサ・ユニット２０の一部として直接的にその上に、又はそれから遠く離れて設けられであろう。インタフェース２５は、適切な配向及び不適切な配向を表示する複数のＬＥＤの形態をとるか、又は数値的な角度値を与える画面であるかもしれない。
【００３１】
インプラント・カップを寛骨臼内に維持するとき、押し込みに先立ち、器具１０は垂直（即ち、初期基準配向）に配置される。一実施例によると、慣性センサ・ユニット２０は、器具１０の垂直性の実現に操作者を案内すべく使用される。例えば慣性センサ・ユニット２０上には、適切な垂直性に到達したときに視覚的表示を提供するＬＥＤが配備される。患者が厳密な側臥位に在るとき、前記垂直性は、患者の前額面内に延びる器具１０のシャフト軸線を含む。
【００３２】
次に、図５におけるように、光線１及び２が、例えばＡＳＩＳ  Ａ及び前額面などの選択された目印と整列され、器具１０は、寛骨臼内のカップの嵌合係合による寛骨臼の回転の中心を通るそれ自身の軸線を有する。それを行うために、レーザ光線は、角度αだけ互いに離間され得る。光線＃１が選択された目印の方を向いたままでいるとき、光線＃２は、光線＃１からα°（即ち、術前計画において獲得された値）だけ回転される。結果として、レーザ光線＃２は、患者の前額面の指標（即ち局所的な北）を与える。光線を回転させるこれらの段階において、器具１０は、慣性センサ・ユニット２０により提供される指標を用いて垂直に維持される。慣性センサ・ユニット２０が垂直である間に光線＃１及び＃２を目印Ｂ及び前額面に向けることにより、慣性センサ・ユニット２０は較正され、それにより、慣性センサ・ユニット２０は（例えば外転及び前傾における）所望のインプラントの配向に対するシャフト軸線の配向を算出するために使用され得る。
【００３３】
器具１０は次に、骨盤の前額面内において、即ち光線＃２が配向を維持したまま、回転される。この回転に先立ち、光線＃２の連続線を無菌布上に描くこと、又は任意の同様の視覚的マーカを使用すること、及び回転中に斯かる視覚的マーカを使用して、光線＃２が前額面と整列されたままであることを確実にすることが企図される。外転角度は事前に計画されたので、慣性センサ・ユニット２０は、所望の外転角度の表示に対して較正される。故に、この外転調節回転は、慣性センサ・ユニット２０により案内される。例えば、目標外転角度が達成されたことを表す慣性センサ・ユニット２０上で点灯されるＬＥＤ（例えば慣性センサ・ユニット２０上の第１の配列のＬＥＤから）によって、又は外転角度を表すように提供された数値データによって案内される。
【００３４】
器具１０は、目標前傾角度へも回転され得る。このことは、器具１０を光線＃２に対して垂直に回転させることにより、即ち、レーザ光線＃２がこの関節運動中に相対的に固定されたままであることを確実にすることにより行われる。外転と同様に、この前傾調節回転は慣性センサ・ユニット２０により案内される。例えば、目標前傾角度が達成されたことを表す、慣性センサ・ユニット２０上で点灯されるＬＥＤ（例えば慣性センサ・ユニット２０上の第２の配列のＬＥＤから）によって、又は前傾角度を表すように提供された数値データによって案内される。
【００３５】
外転調節の回転及び前傾調節の回転は、単一の運動として組み合わされ得る。目標とする外転角度及び前傾角度は、（例えば相互に直交する２つの配列のＬＥＤ上に別個に表示されて）慣性センサ・ユニット２０上に常に点灯され得るか、又は２群の数値角度が同時に提供されるかもしれない。斯かる配列の配置において、現在のカップ配向が、リアルタイムの配向を表示する２つの赤色ＬＥＤにより与えられてよい。器具１０が目標とする外転及び前傾の配向に接近するにつれ、前記赤色ＬＥＤは、目標ＬＥＤ（緑色）へ収束すべきである。目標ＬＥＤの実際の位置は、目標とする前傾角度及び外転角度で慣性センサ・ユニットが形成されるという術前計画に従って、異なる様に表示される。目標角度が到達されたことを（例えば数値ディスプレイ又は光インディケータにより）慣性センサ・ユニット２０が示したとき、インプラント・カップは、前傾及び外転が計画されたように配向されており、押し込みが実施され得る。上述されたように、インタフェース２５は、目標とするカップ配向及び器具の現在の配向の両方を数値で示す小型のＬＥＤ画面であって、カップのナビゲーション中に器具１０の視覚的案内を提供する画面である。
【００３６】
前記内容は、とりわけ、インプラント・カップの所望の配向に到達するために任意の適切な順序で実施され得る一連の段階である。前記一連の段階は、必要に応じて改変されてよい。例えば前傾調節回転は、外転調節回転に先立って行われてよい。
【００３７】
上述された方法への代替例として、別の手法が以下に明示される。
【００３８】
術前計画
計画の間において、画像及び／又はモデルを用いて、例えばＡＳＩＳ、寛骨臼縁上の目印、仙骨上の目印、又は脊柱上の他の任意の識別可能な目印のような骨盤上もしくは脊柱上の幾つかの目印が選択される。
【００３９】
骨盤の座標系、又は骨盤を含む局所的な座標系は、選択された複数の目印を用いて３Ｄモデルからの既知の角度的及び幾何学的な測定値を用いて構築される。（前傾及び外転の各角度による）目標カップ配向は、この座標系に関して算出され得る。図７及び図８におけるような位置合わせデバイス３０を使用することが考えられる。
【００４０】
術中段階
術中段階の間において、モデルにより術前計画において測定／識別された目印は術中的に識別され、また、モデルにおいて獲得された既知の角度的及び幾何学的な測定値は、骨盤の座標系又は骨盤を含む座標系を見出すために適用されるだろう。
【００４１】
このことは、図７及び図８に示された位置合わせデバイス３０により達成され得る。デバイス３０はカップ状基部３１を有しており、前記カップ状基部３１は、拡孔された寛骨臼内に図８に示された様態で緊密に受容されるように拡孔された寛骨臼の関数としてサイズ設定され、それ故に（例えば生来の寛骨臼を拡孔した後で）手術中に寛骨臼内に載置される。デバイス３０は患者固有の当接体３２も有してよく、前記患者固有の当接体３２は、患者固有の当接体３２と骨盤（拡孔された寛骨臼内のカップ状基部３１）との間の高精度の相補的な係合を確実にするために、骨盤の対応表面の複製物であるように適合する輪郭で製作された接触表面を有する。患者固有の当接体３２は、術前に獲得されたデータに基づいていて、３Ｄ輪郭適合幾何学形状を有しており、それにより事前計画の３Ｄモデルが（例えば３Ｄ印刷、ＮＣ加工などの）製作工程において使用される。
【００４２】
前述の構成に依り、デバイス３０は数個の骨盤目印を同時に識別し、それによりデバイス３０は、慣性センサ・ユニット２０の配向が骨盤の座標系に対して判るように複数の慣性センサ・ユニット２０の内の一つを骨盤に固定すべく使用され得る。より詳しくは、術前計画において確立されたこれらの目印の幾何学的及び角度的な関係であって、骨盤による基部３１及び患者固有の当接体３２に対する接触により使用されたこれらの目印の幾何学的及び角度的な関係を知れば、デバイス３０は、術中の骨盤の座標系に対して既知の配向にある。この目的のために、位置合わせデバイス３０は、基部３１から離れるように突出し且つインタフェース３４を有するアーム３３を有する。インタフェース３４は、複数の慣性センサ・ユニット２０の内の一つを公知の様態で受容する結合器であるか、又は代りに一対の案内部３５を備える。この代替実施例において、一対の案内部３５は、複数の慣性センサ・ユニット２０の内の一つをそれに取り付けるために、シュタインマン・ピン又はそれに等価な支持体を骨盤内に打ち込むために使用され得る。慣性センサ・ユニット２０は追跡デバイスの一部である。アーム３３及びインタフェース３４の幾何学形状は、骨盤の座標系がピン又は同様の支持体に堅固に取付けられた慣性センサ・ユニット２０に移されるように、骨盤の所望の箇所内へ所望の配向でピンを打ち込むべく計画データに基づいて選択される。
【００４３】
位置合わせデバイス３０の性質（即ち、慣性センサ・ユニット２０に対する結合器、又は一対の案内部３５のいずれかを有すること）にもよるが、その後の段階が実施される。
【００４４】
第１の選択肢によると、位置合わせデバイス３０の結合器の上に直接的にある慣性センサ・ユニット２０は、位置合わせデバイス３０が図８に示された様態で骨盤に取付けられたとき作動される。慣性センサ・ユニット２０は、事前計画から知られた骨盤の座標系によって事前プログラムされる。故に、慣性センサ・ユニット２０は、その時点で作動されることにより較正されて、位置合わせデバイス３０から取り外されて器具１０上に位置決めされ得る。そして、器具１０と骨盤の目印との間には、幾何学的な拘束が適用される。前記投光器は、この拘束を達成すべく使用され得る。従って、目標とするカップ配向は、骨盤の座標系から器具１０の局所的な座標系へ移されることができ、それ故、器具１０上の慣性センサ・ユニットにより考慮されて、（例えば前傾及び外転などの）所望の配向に向かう運動のためのナビゲーションが開始される。この選択肢は、骨盤が拡孔の後で静止したまま又はほぼ静止したままであることを前提としている。
【００４５】
案内部３５を備える位置合わせデバイス３０を使用する第２の選択肢によると、位置合わせデバイス３０は、慣性センサ・ユニット２０を備えた追跡デバイスを、（例えばシュタインマン・ピンにより）術前に決定された箇所の骨盤上に取付ける案内部材として使用される。この追跡デバイスは、骨盤の運動を追跡すると共に、拡孔された寛骨臼内に載置された器具１０上の慣性センサ・ユニット２０の局所的な座標系における目標カップ配向を更新する。前記目標カップ配向は、（シュタインマン・ピンに固定された追跡デバイス及び器具１０における）２つの慣性センサ・ユニットが共通の基準により関連付けられるべきであるという制約を以て、器具１０に取付けられた慣性センサ・ユニット２０内にプログラムされ且つそれにより表示される。例えばこの共通の基準は、２つの慣性センサ・ユニット２０の間の拘束を提供するレーザ光線又は機械的リンク結合により達成され得る。故に、器具１０における慣性センサ・ユニットは、投光器１４の必要性なしで、目標カップ配向を与える。
【００４６】
同様の手法が、例えば仰臥位にある患者の他の姿勢に基づいて採用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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