(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の膝関節の関節力を測定する整形外科用装置であって、前記整形外科用装置は、
患者の脛骨の近位端部と患者の大腿骨の遠位端部との間に位置付けられるような形状の脛骨パドルであって、前記脛骨パドルは、実質的に平坦な上面及び実質的に平坦な底面を有する、脛骨パドルと、
前記脛骨パドルに位置付けられ、かつ前記患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されるセンサアレイであって、前記センサアレイは、前記関節力の内側−前側力成分を測定するための複数の内側−前側静電容量式センサと、前記関節力の内側−後側力成分を測定するための複数の内側−後側静電容量式センサと、前記関節力の外側−前側力成分を測定するための複数の外側−前側静電容量式センサと、前記関節力の外側−後側力成分を測定するための複数の外側−後側静電容量式センサとを含み、前記複数の内側−前側静電容量式センサの全て及び前記複数の外側−前側静電容量式センサの全ては実質的に等しい表面積を有し、前記複数の内側−後側静電容量式センサの全て及び前記複数の外側−後側静電容量式センサの全ては実質的に等しい表面積を有する、センサアレイと、
前記脛骨パドルに固定され、かつ前記脛骨パドルの前側−後側二等分軸線からオフセットしている長手方向軸線を画定する、細長いハンドルと、
前記脛骨パドルから遠位の前記ハンドルの端部に固定される第１のディスプレイと、
前記ハンドルに位置付けられる回路であって、前記センサアレイからの前記センサ信号を受信し、前記第１のディスプレイを制御し、前記関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するように構成される、回路と、を含み、
前記脛骨パドルが、第１の中央に配置された開口部を画定する第１の内部側壁を有する上部パドル筐体、及び第２の中央に配置された開口部を画定する第２の内部側壁を有する底部パドル筐体を含み、前記第１の中央に配置された開口部及び前記第２の中央に配置された開口部は互いに流体連通し、前記脛骨パドルを通る垂直経路を、前記脛骨パドルの前記上面及び前記底面に対して部分的に画定し、前記第１の内部側壁は、前記第１の中央に配置された開口部の周囲全体を取り囲み、前記第２の内部側壁は、前記第２の中央に配置された開口部の周囲全体を取り囲み、前記第１の中央に配置された開口部および前記第２の中央に配置された開口部は、前記整形外科用装置以外の第２の整形外科用装置を前記整形外科用装置に取り付けるためのアダプタを受容する、整形外科用装置。
【請求項２】
前記第１の内部側壁は、前記アダプタの取り付け及び取り外しを支援する内側に傾いた区分を含み、
前記上部パドル筐体は、第１の中央に配置された前記開口部の前側に配置された前側アライメント開口部、及び、第１の中央に配置された前記開口部の後側に配置された後側アライメント開口部を含む、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項３】
前記センサアレイが、前記脛骨パドルを通る前記垂直経路を更に画定する、中央に配置された開口部を含む、請求項２に記載の整形外科用装置。
【請求項４】
前記複数の静電容量式センサが、複数の静電容量式圧力センサである、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項５】
前記センサアレイが、センサの内側のセット及びセンサの外側のセットを含み、前記センサの内側のセット及び前記外側のセットのそれぞれは、最前側静電容量式センサ、最後側静電容量式センサ、及び対応する前記最前側静電容量式センサと前記最後側静電容量式センサとの間に配置される４つの追加静電容量式センサからなる、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項６】
前記内側−前側静電容量式センサ及び前記外側−前側静電容量式センサのそれぞれの前記表面積は、前記内側−後側静電容量式センサ及び前記外側−後側静電容量式センサのそれぞれの前記表面積未満である、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項７】
前記内側−前側静電容量式センサ及び前記外側−前側静電容量式センサのそれぞれは、約１．１２ｃｍ２（０．１７４ｉｎ２）に等しい表面積を有し、前記内側−後側及び前記外側−後側センサのそれぞれは、約１．２１ｃｍ２（０．１８７ｉｎ２）に等しい表面積を有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項８】
前記内側−前側静電容量式センサ及び前記外側−前側静電容量式センサのそれぞれは、約１．５７ｃｍ２（０．２４３ｉｎ２）に等しい表面積を有し、前記内側−後側及び前記外側−後側センサのそれぞれは、約１．７０ｃｍ２（０．２６３ｉｎ２）に等しい表面積を有する、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項９】
前記脛骨パドルから遠位の前記細長いハンドルの前記端部に固定される第２のディスプレイを更に含み、
前記細長いハンドルは、上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体を含み、前記上部ハンドル筐体及び前記底部ハンドル筐体は、前記上部ハンドル筐体の内面が、前記底部ハンドル筐体の対応する内面を向くように、互いに連結されており、
前記第１のディスプレイが、前記上部ハンドル筐体の端部に固定され、前記第２のディスプレイが、前記底部ハンドル筐体の端部に固定される、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１０】
前記第１のディスプレイは複数の発光ダイオードを含み、
前記回路は、（ｉ）前記関節力の内側コンポーネントを示す内側総力値を決定し、（ｉｉ）前記関節力の外側コンポーネントを示す外側総力値を決定し、（ｉｉｉ）前記関節力の内側−外側のバランスの指標を提供するような方法で、前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１１】
前記回路が前記複数の発光ダイオードを制御して、９つの別々の内側−外側のバランスの範囲に対応する、少なくとも９つの別々の照明構成を表示するように構成される、請求項１０に記載の整形外科用装置。
【請求項１２】
前記回路が、
前記内側総力値及び前記外側総力値を合計して、総力値を決定し、
前記内側総力値及び前記総力値の関数として、内側百分率値を決定し、
前記外側総力値及び前記総力値の関数として、外側百分率値を決定し、
前記関節力の前記内側−外側のバランスの指標を、前記内側百分率値及び前記外側百分率値の関数として提供するような方法で、前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、請求項１０に記載の整形外科用装置。
【請求項１３】
前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記関節力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含む、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１４】
前記回路は、電源と、前記回路をオフ状態からオン状態にするように操作可能なユーザ制御部と、を含み、前記回路は、前記オフ状態から前記オン状態にされた後、前記電源が枯渇するまで前記オン状態のままであるように構成される、請求項１に記載の整形外科用装置。
【請求項１５】
患者の膝関節の関節力を測定する整形外科用システムであって、前記整形外科用システムは、
センサモジュールであって、
（ｉ）患者の脛骨の近位端部と患者の大腿骨の遠位端部との間に位置付けられるような形状の脛骨パドルであって、前記脛骨パドルは、実質的に平坦な上面及び実質的に平坦な底面を有し、前記脛骨パドルを通る垂直経路を、前記上面及び前記底面に対して画定する内側側壁を含む、脛骨パドルと、
（ｉｉ）前記脛骨パドルに位置付けられ、かつ前記患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されるセンサアレイであって、前記センサアレイは、前記関節力の内側−前側力成分を測定するための複数の内側−前側静電容量式センサと、前記関節力の内側−後側力成分を測定するための複数の内側−後側静電容量式センサと、前記関節力の外側−前側力成分を測定するための複数の外側−前側静電容量式センサと、前記関節力の外側−後側力成分を測定するための複数の外側−後側静電容量式センサとを含み、前記複数の内側−前側静電容量式センサの全て及び前記複数の外側−前側静電容量式センサの全ては実質的に等しい表面積を有し、前記複数の内側−後側静電容量式センサの全て及び前記複数の外側−後側静電容量式センサの全ては実質的に等しい表面積を有する、センサアレイと、
（ｉｉｉ）前記脛骨パドルに固定される細長いハンドルと、
（ｉｖ）前記ハンドルに固定される第１のディスプレイと、
（ｖ）前記ハンドルに位置付けられるセンサモジュール回路であって、前記センサモジュール回路は、前記センサアレイからの前記センサ信号を受信し、前記関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するように前記ディスプレイを制御し、かつ前記関節力を示す前記関節力のデータを送信するように構成される、センサモジュール回路と、を含む、センサモジュールと、
手持ち式ディスプレイモジュールであって、
（ｉ）手で保持可能な大きさの筐体、
（ｉｉ）前記筐体に連結されるディスプレイ、及び
（ｉｉｉ）前記筐体に位置付けられる制御回路であって、前記制御回路は、前記センサモジュールからの前記関節力のデータを受信し、前記関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記ディスプレイ上に示すように構成される、制御回路を含む、手持ち式ディスプレイモジュールと、を含み、
前記脛骨パドルが、第１の中央に配置された開口部を画定する第１の内部側壁を有する上部パドル筐体、及び第２の中央に配置された開口部を画定する第２の内部側壁を有する底部パドル筐体を含み、前記第１の開口部及び前記第２の開口部は互いに流体連通し、前記脛骨パドルを通る垂直経路を、前記脛骨パドルの前記上面及び前記底面に対して部分的に画定し、前記第１の内部側壁は、第１の中央に配置された前記開口部の周囲全体を取り囲み、前記第２の内部側壁は、第２の中央に配置された前記開口部の周囲全体を取り囲み、第１の中央に配置された前記開口部および第２の中央に配置された前記開口部は、前記整形外科用システム以外の第２の整形外科用システムを前記整形外科用システムに取り付けるためのアダプタを受容する、整形外科用システム。
【請求項１６】
前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記制御回路は、
前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記ディスプレイ上に水平バーを表示し、
前記水平バー上にアイコンを表示すように構成され、前記水平バー上の前記アイコンの位置が、前記関節力の内側−外側のバランスを示す、請求項１５に記載の整形外科用システム。
【請求項１７】
前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記制御回路は、
前記関節力の内側−外側のバランス、及び前側−後側のバランスを示す関節力値を決定し、
前記関節力値に基づき、前記関節力の内側−外側及び前側−後側のバランスの視覚的指標を前記ディスプレイに表示するように構成される、請求項１５に記載の整形外科用システム。
【請求項１８】
前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記制御回路が、前記ディスプレイ上にバーを表示するように構成され、前記バーは、内側面に対応する第１端部、及び外側面に対応する第２端部を有し、前記制御回路は前記関節力の前側−後側のバランスに基づき、前記バーの前記第１及び前記第２端部を位置付けるように構成される、請求項１７に記載の整形外科用システム。
【請求項１９】
患者の膝関節の関節力を測定するためのセンサモジュールであって、前記センサモジュールは、
ハンドル及び脛骨パドルを有する筐体であって、前記脛骨パドルが、上方脛骨プレート、及び前記上方脛骨プレートの反対側の下方脛骨プレートを含む、筐体と、
前記上方脛骨プレートと前記下方脛骨プレートとの間に位置付けられ、かつ前記患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されるセンサアレイであって、該センサアレイは、前記関節力の前側力成分を測定するための複数の前側静電容量式センサ、及び前記関節力の後側力成分を測定するための複数の後側静電容量式センサを含み、前記複数の前側静電容量式センサの全ては、互いに実質的に等しい表面積を有し、前記複数の後側静電容量式センサの全ては、互いに実質的に等しい表面積を有し、前記複数の後側静電容量式センサのそれぞれは、前記複数の前側静電容量式センサのそれぞれよりも大きい表面積を有する、センサアレイと、
前記筐体の第１の表面に固定される第１のディスプレイ、及び前記第１の表面の反対側の、前記筐体の第２の表面に固定される第２のディスプレイと、
前記筐体に位置付けられる回路であって、前記回路は前記センサアレイからの前記センサ信号を受信し、前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイを制御して、複数の照明構成のうちの１つで照明するように構成され、それぞれの照明構成は、前記関節力の内側−外側のバランスの別々の範囲に対応する、回路と、を含み、
前記脛骨パドルの前記上方脛骨プレートが、第１の中央に配置された開口部を画定する第１の内部側壁を有し、前記脛骨パドルの前記下方脛骨プレートが、第２の中央に配置された開口部を画定する第２の内部側壁を有し、前記第１の開口部及び前記第２の開口部は互いに流体連通し、前記脛骨パドルを通る垂直経路を、前記脛骨パドルの上面及び底面に対して部分的に画定し、前記第１の内部側壁は、第１の中央に配置された前記開口部の周囲全体を取り囲み、前記第２の内部側壁は、第２の中央に配置された前記開口部の周囲全体を取り囲み、第１の中央に配置された前記開口部および第２の中央に配置された前記開口部は、前記センサモジュール以外の第２の整形外科用装置を前記センサモジュールに取り付けるためのアダプタを受容する、センサモジュール。
【請求項２０】
前記筐体が、（ｉ）上方ハンドル筐体及び前記脛骨パドルの前記上方脛骨プレートを含む上方筐体と、（ｉｉ）下方ハンドル筐体及び前記脛骨パドルの前記下方脛骨プレートを含む下方筐体と、を含み、前記下方筐体は、前記下方筐体の内面が、前記上方筐体の対応する内面を向くように前記上方筐体に連結され、
前記第１のディスプレイが、前記上方ハンドル筐体に固定され、前記第２のディスプレイが、前記下方ハンドル筐体に固定され、
前記上方脛骨プレート及び前記下方脛骨プレートはそれぞれ、中央に配置された開口部を画定する内側側壁を含み、前記上方筐体が前記下方筐体に連結されるとき、前記上方及び下方脛骨プレートの前記内側側壁は協働して経路を画定する、請求項１９に記載のセンサモジュール。
【請求項２１】
前記センサアレイが、センサの内側のセット及びセンサの外側のセットを含み、前記センサの内側のセット及び前記外側のセットのそれぞれは、最前側静電容量式センサ、最後側静電容量式センサ、及び対応する前記最前側静電容量式センサと前記最後側静電容量式センサとの間に配置される４つの追加静電容量式センサからなる、請求項１９に記載のセンサモジュール。
【請求項２２】
前記回路は、多数の別々の照明構成のうちの１つを表示するよう前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイを制御するように構成され、それぞれの照明構成は、前記関節力の内側−外側のバランスの別々の範囲に対応する、請求項１９に記載のセンサモジュール。
【請求項２３】
前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記関節力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含む、請求項１９に記載のセンサモジュール。
【請求項２４】
前記回路が電源と、前記回路をオフ状態からオン状態にするように操作可能なユーザ制御部と、を含み、前記回路は、前記オフ状態から前記オン状態にされた後、前記電源が枯渇するまで、前記オン状態のままであるように構成される、請求項１９に記載のセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
２０１２年３月３１出願のＪａｓｏｎ  Ｔ．Ｓｈｅｒｍａｎによる米国実用特許出願第１３／４３６８５４号、発明の名称「ＯＲＴＨＯＰＡＥＤＩＣ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＪＯＩＮＴ  ＦＯＲＣＥＳ  ＯＦ  Ａ  ＰＡＴＩＥＮＴ’Ｓ  ＫＮＥＥ  ＪＯＩＮＴ」（ＤＥＰ６４１４ＵＳＮＰ；２６５２８０−２１７０４３）、２０１２年３月３１日出願のＪａｓｏｎ  Ｔ．Ｓｈｅｒｍａｎによる米国実用特許出願第１３／４３６８５９号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＶＡＬＩＤＡＴＩＮＧ  ＡＮ  ＯＲＴＨＯＡＰＥＤＩＣ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＬＡＮ」（ＤＥＰ６２３４ＵＳＮＰ；２６５２８０−２０８９１５）、２００９年３月３１日出願のＪａｓｏｎ  Ｔ．Ｓｈｅｒｍａｎによる米国実用特許出願第１２／４１５，２２５号、発明の名称「ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＩＳＰＬＡＹＩＮＧ  ＪＯＩＮＴ  ＦＯＲＣＥ  ＤＡＴＡ」、２００９年３月３１日出願のＭｉｃｋ  Ｒｏｃｋの米国実用特許出願第１２／４１５，２９０号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＰＥＲＦＯＲＭＩＮＧ  ＡＮ  ＯＲＴＨＯＰＡＥＤＩＣ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ」、２００９年３月３１日出願のＪａｓｏｎ  Ｔ．Ｓｈｅｒｍａｎの米国実用特許出願第１２／４１５，１７２号、発明の名称「ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＦＯＲＣＥＳ  ＯＦ  Ａ  ＰＡＴＩＥＮＴ’Ｓ  ＪＯＩＮＴ」、２００９年３月３１日出願のＪａｓｏｎ  Ｓｈｅｒｍａｎの米国特許出願第１２／４１５，３６５号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＩＳＰＬＡＹＩＮＧ  ＪＯＩＮＴ  ＦＯＲＣＥ  ＤＡＴＡ」及び２００９年３月３１日出願のＪａｓｏｎ  Ｔ．Ｓｈｅｒｍａｎの米国特許出願第１２／４１５，３５０号、「ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＦＯＲＣＥＳ  ＯＦ  Ａ  ＰＡＴＩＥＮＴ’Ｓ  ＫＮＥＥ  ＪＯＩＮＴ」を相互参照し、その全体は参照により本明細書に援用する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般的に、整形外科器具、より具体的には、関節力のデータを測定及び表示するためのシステム、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
整形外科の人工関節は、整形外科医により患者に移植されて、例えば、患者の骨及び／若しくは軟組織の喪失、外傷による損傷、並びに／又は骨の変形を矯正するか、又は別の方法で軽減する。整形外科の人工関節は、患者の関節の一部又は全部を置き換えることができる。例えば、整形外科の人工関節は、患者の膝、股、肩、足、又は他の関節を置き換えることができる。膝を置き換える場合、整形外科の人工膝関節は、脛骨トレー、大腿骨コンポーネント、及び脛骨トレーと大腿骨コンポーネントとの間に位置付けられるポリマー挿入物又はベアリングを備えてもよい。ある場合においては、人工膝関節は、人工膝蓋骨コンポーネントも含んでよく、このコンポーネントは、手術により準備された患者の膝蓋骨の後側面に固定される。
【０００４】
整形外科処置の間、外科医は最初に、整形外科の人工関節を受容するために患者の骨を準備する。例えば、膝を置き換える整形外科処置の場合、外科医は、脛骨トレーを取り付ける患者の脛骨近位の一部、大腿骨コンポーネントを取り付ける患者の大腿遠位の一部、及び／又は膝蓋骨コンポーネントを取り付ける患者の膝蓋骨の一部を切除する場合がある。このような処置中、外科医は、天然の関節の動きに似た関節運動を生じさせるために、患者の関節の関節力のバランスをとる又は他の方法で分配するよう試みる場合がある。そうするために、外科医は、外科経験を用いて、手作業で適切な関節力のバランスを「感じる」ことができる。更に、又はあるいは、整形外科医は、膝置換処置の場合は靱帯平衡器のような外科器具を用いて、関節力のバランス又は分配を補助する場合もある。
【０００５】
更に、最低限の侵襲性整形処置のようないくつかの外科処置では、外科医はコンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システムを信頼して、外科医が操作領域を見る能力を改善する、骨の切断面の位置合わせを改善する、及びこのような切断面の再現性を改善することができる。コンピュータ支援整形外科システムは、例えば、実行される外科処置の外科工程を図示する画像、及び患者の該当する骨のレンダリングされた画像を表示することにより、整形外科処置の実行において、外科医を支援する。更に、コンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システムは、患者の骨、インプラント、及び／又は外科用具の一部を追跡並びに表示することにより、外科医に外科ナビゲーションを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によると、患者の関節の関節力を決定する整形外科用装置は、患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるような形状の脛骨パドルと、この脛骨パドルに位置付けられるセンサアレイと、脛骨パドルに固定され、かつ脛骨パドルの前側−後側二等分軸線からオフセットしている長手方向軸を画定する、細長いハンドルと、脛骨パドルから遠位のハンドルの端部に固定される第１のディスプレイと、ハンドルに位置付けられる回路と、を含み得る。脛骨パドルは、実質的に平坦な上面及び実質的に平坦な底面を有してもよい。センサアレイは、患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、センサアレイは、関節力の内側−前側力成分を測定するための複数の内側−前側センサと、関節力の内側−後側力成分を測定するための複数の内側−後側センサと、関節力の外側−前側力成分を測定するための複数の外側−前側センサと、関節力の外側−後側力成分を測定するための複数の外側−後側センサと、を含んでもよい。更に、いくつかの実施形態では、内側−前側センサ及び外側−前側センサのそれぞれは、実質的に等しい表面積を有してもよく、内側−後側センサ及び外側−後側センサのそれぞれは実質的に等しい表面積を有する。回路は、センサアレイからのセンサ信号を受信し、ディスプレイを制御し、関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するように構成されてもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態において、脛骨パドルは、第１の中央に配置された開口部を画定する第１の内部側壁を有する上部パドル筐体、及び第２の中央に配置された開口部を画定する第２の内部側壁を有する底部パドル筐体を含んでもよい。かかる実施形態では、第１の開口部及び第２の開口部は互いに流体連通し、脛骨パドルを通る垂直経路を、脛骨パドルの上面及び底面に対して部分的に画定してもよい。追加として、かかる実施形態では、センサアレイは、脛骨パドルを通る垂直経路を更に画定する、中央に配置された開口部を含んでもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、センサアレイは、複数の静電容量式圧力センサを含んでもよい。更に、センサアレイはセンサの内側のセット及びセンサの外側のセットを含み得る。かかる実施形態では、センサの内側のセット及び外側のセットのそれぞれは、最前側センサ、最後側センサ、及び対応する最前側センサと最後側センサとの間に配置される４つの追加センサから構成され得る。更に、いくつかの実施形態では、内側−前側センサ及び外側−前側センサのそれぞれの表面積は、内側−後側センサ及び外側−後側センサのそれぞれの表面積未満である。例えば、１つの具体的な実施形態は、内側−前側センサ及び外側−前側センサのそれぞれは、約１．１２ｃｍ２（０．１７４ｉｎ２）に等しい表面積を有し、内側−後側及び外側−後側のそれぞれは、約１．２１ｃｍ２（０．１８７ｉｎ２）に等しい表面積を有する。他の具体的な実施形態は、内側−前側センサ及び外側−前側センサのそれぞれは、約１．５７ｃｍ２（０．２４３ｉｎ２）に等しい表面積を有し、内側−後側及び外側−後側のそれぞれは、約１．７０ｃｍ２（０．２６３ｉｎ２）に等しい表面積を有する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、整形外科用装置は、脛骨パドルから遠位の細長いハンドルの端部に固定される第２のディスプレイを更に含んでもよい。このような実施形態では、細長いハンドルは、上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体を含んでもよい。上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体は、上部ハンドル筐体の内面が、底部ハンドル筐体の対応する内面を向くように、互いに連結されてもよい。更に、第１のディスプレイは、上部ハンドル筐体の端部に固定されてもよく、第２のディスプレイは、底部ハンドル筐体の端部に固定されてもよい。
【００１０】
更に、いくつかの実施形態では、第１のディスプレイは、複数の発光ダイオードを含んでもよく、その回路は、（ｉ）関節力の内側コンポーネントを示す内側総力値を決定し、（ｉｉ）関節力の外側コンポーネントを示す外側総力値を決定し、並びに（ｉｉｉ）関節力の内側−外側のバランスの指標を提供するような方法で、複数の発光ダイオードを制御するように構成され得る。更に、回路は複数の発光ダイオードを制御して、９つの別々の内側−外側のバランスの範囲に対応する、少なくとも９つの別々の照明構成を表示するように構成され得る。回路は、内側総力値及び外側総力値を合計して、総力値を決定し、内側総力値及び総力値の関数として、内側百分率値を決定し、外側総力値及び総力値の関数として、外側百分率値を決定し、並びに関節力の内側−外側のバランスの指標を、内側百分率値及び外側百分率値の関数として提供するような方法で、複数の発光ダイオードを制御するように更に構成されてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、回路は、患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含んでもよい。更に、いくつかの実施形態では、回路は、電源と、回路をオフ状態からオン状態にするように操作可能なユーザ制御部と、を含み得る。かかる実施形態では、回路は、オフ状態からオン状態にされた後、電源が消耗するまでオン状態のままであるように構成され得る。
【００１２】
他の態様によると、患者の関節の関節力を測定するためのセンサモジュールは、上方筐体及び下方筐体を含み得る。上方筐体は、上方ハンドル筐体及び上方脛骨パドル筐体を含み得る。同様に、下方筐体は、下方ハンドル筐体及び下方脛骨パドル筐体を含み得る。下方筐体は、下方筐体の内面が、上方筐体の対応する内面を向くように上方筐体に連結されてもよい。センサモジュールは、下方脛骨パドル筐体と上方脛骨パドル筐体との間に位置付けられるセンサアレイを更に含んでもよい。センサアレイは、患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されてもよい。センサアレイは、関節力の前側力成分を測定するための複数の前側センサ、及び関節力の後側コンポーネントを測定するための複数の後側センサを含んでもよい。後側センサのそれぞれは、前側センサのそれぞれよりも大きい表面積を有してもよい。
【００１３】
センサモジュールは、上方ハンドル筐体に固定される第１のディスプレイ、及び下方ハンドル筐体に固定される第２のディスプレイを更に含んでもよい。更に、センサモジュールは、上方ハンドル筐体と下方ハンドル筐体との間に位置付けられる回路を含んでもよい。回路は、センサアレイからのセンサ信号を受信し、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを制御して、複数の照明構成のうちの１つを点灯するように構成されてもよい。それぞれの照明構成は、関節力の内側−外側のバランスの別々の範囲に対応してもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、上方脛骨筐体及び下方脛骨筐体はそれぞれ、中央に配置された開口部を画定する内側側壁を含んでもよい。上方筐体が下方筐体に連結されるとき、上方脛骨筐体及び下方脛骨筐体の内部側壁は協働して経路を画定してもよい。更に、いくつかの実施形態では、センサアレイは、センサの内側のセット及びセンサの外側のセットを含む。センサの内側のセット及び外側のセットのそれぞれは、最前側センサ、最後側センサ、及び対応する最前側センサと最後側センサとの間に配置される４つの追加センサを含んでもよい。
【００１５】
更に、いくつかの実施形態では、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイを制御し、少なくとも９つの別々の照明構成のうちの１つを表示するように構成されてもよい。それぞれの照明構成は、関節力の内側−外側のバランスの別々の範囲に対応してもよい。いくつかの実施形態では、回路は、患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を更に含んでもよい。更に、いくつかの実施形態では、回路は、電源と、回路をオフ状態からオン状態にするように操作可能なユーザ制御部と、を含み得る。かかる実施形態では、回路は、オフ状態からオン状態された後、電源が消耗するまでオン状態のままであるように構成され得る。
【００１６】
更なる態様によると、患者の関節の関節力を測定する整形外科用システムは、センサモジュール及び手持ち式ディスプレイモジュールを含み得る。センサモジュールは、脛骨パドルと、この脛骨パドルに位置付けられるセンサアレイと、脛骨パドルに固定される細長いハンドルと、このハンドルに固定される第１のディスプレイと、ハンドルに位置付けられるセンサモジュール回路と、を含んでもよい。脛骨パドルは、患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるような形状であってもよい。更に、脛骨パドルは、実質的に平坦な上面及び実質的に平坦な底面を有し、脛骨パドルを通る垂直経路を、上面及び下面に対して画定する内側側壁を含んでもよい。センサアレイは、患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、センサアレイは、関節力の内側−前側力成分を測定するための複数の内側−前側センサと、関節力の内側−後側力成分を測定するための複数の内側−後側センサと、関節力の外側−前側力成分を測定するための複数の外側−前側センサと、関節力の外側−後側力成分を測定するための複数の外側−後側センサと、を含んでもよい。かかる実施形態では、内側−前側センサ及び外側−前側センサのそれぞれは、実質的に等しい表面積を有することができ、内側−後側センサ及び外側後側センサのそれぞれは実質的に等しい表面積を有してもよい。センサモジュール回路は、センサアレイからのセンサ信号を受信し、関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するようにディスプレイを制御し、かつ関節力を示す関節力のデータを送信するように構成されてもよい。
【００１７】
手持ち式ディスプレイモジュールは、手で保持可能な大きさの筐体、筐体に連結されるディスプレイ、及び筐体に位置付けられる制御回路を含み得る。制御回路は、センサモジュールからの関節力のデータを受信し、関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を、手持ち式ディスプレイモジュールのディスプレイ上に表示するように構成され得る。いくつかの実施形態では、手持ち式ディスプレイモジュールの制御回路は、手持ち式ディスプレイモジュールのディスプレイ上に水平バーを表示し、かつ水平バー上にアイコンを表示すように構成されてもよい。水平バー上のアイコンの位置は、関節力の内側−外側のバランスを示してもよい。更に、いくつかの実施形態では手持ち式ディスプレイモジュールの制御回路は、関節力の内側−外側のバランス及び前側−後側のバランスを示す関節力値を決定し、関節力値に基づき、関節力の内側−外側及び前側−後側のバランスの視覚的指標をディスプレイに表示するように構成されてもよい。更に、手持ち式ディスプレイモジュールの制御回路は、ディスプレイ上にバーを表示するように構成されてもよい。バーは、内側面に対応する第１端部、及び外側面に対応する第２端部を有してもよい。このため、制御回路は関節力の前側−後側のバランスに基づき、バーの第１及び第２端部を位置付けるように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
発明を実施するための形態においては特に以下の図面を参照する。
【図１】患者の関節の関節力のデータを測定及び表示するためのシステムの１つの実施形態の略図。
【図２】図１のシステムのセンサモジュールの１つの実施形態の斜視図。
【図３】図２のセンサモジュールの上面の平面図。
【図４】図２のセンサモジュールの底面の平面図。
【図５】図２のセンサモジュールの分解透視図。
【図６】図２のセンサモジュールのハンドル端部の正面図。
【図７】図２のセンサモジュールのディスプレイ用の点灯構成ディスプレイプロトコルの１つの実施形態のグラフ。
【図８】図２のセンサモジュールのセンサアレイの１つの実施形態の略図。
【図９】図２のセンサモジュールの電気回路の１つの実施形態の単純化されたブロック図。
【図１０】図２のセンサモジュールにより遂行することができる、関節力のデータを決定し、表示する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図１１】図２のセンサモジュールにより遂行することができる相対的関節力のデータを表示する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図１２】図１のシステムのディスプレイモジュールの１つの実施形態の斜視図。
【図１３】図１２のディスプレイモジュールの平面図。
【図１４】図１２のディスプレイモジュールの電気回路の１つの実施形態の単純化されたブロック図。
【図１５】図１２のディスプレイモジュールにより遂行することができる相対的関節力のデータを表示する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図１６】図１２のディスプレイモジュール上に、ユーザに対して表示され得る例示的スクリーンショット。
【図１７】図１２のディスプレイモジュール上に、ユーザに対して表示され得る例示的スクリーンショット。
【図１８】図１２のディスプレイモジュール上に、ユーザに対して表示され得る例示的スクリーンショット。
【図１９】図２のセンサモジュールを使用する、トライアルシステムの１つの実施形態の斜視図。
【図２０Ａ】図１９のシステムのアダプタの斜視図。
【図２０Ｂ】図１９のシステムのアダプタの斜視図。
【図２０Ｃ】図１９のシステムのアダプタの斜視図。
【図２０Ｄ】図１９のシステムのアダプタの斜視図。
【図２０Ｅ】図１９のシステムのアダプタの斜視図。
【図２１】図２のセンサモジュールに連結された図２０のアダプタの斜視図。
【図２２】図２１のアダプタ及びセンサモジュールの断面図。
【図２３】非回転方向にある図２１のセンサモジュール及びアダプタに連結された、図１９のスペーサブロックの平面図。
【図２４】回転方向にあり、かつ最大回転位置まで回転している、図２１のセンサモジュール及びアダプタに連結された、図２３のスペーサブロックの平面図。
【図２５】回転方向にあり、かつ図２４に対して反対側の最大回転位置まで回転している、図２１のセンサモジュール及びアダプタに連結された、図２３のスペーサブロックの平面図。
【図２６】回転キー開口部を有する、図１９の可動式脛骨トライアルの底面図。
【図２７】回転キー開口部を有する、固定された脛骨トライアルの底面図。
【図２８】図１のシステムのコンピュータ支援外科システムの１つの実施形態の単純化したブロック図。
【図２９】図２８のコンピュータ支援外科システムを用いて整形外科処置を実行する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図３０】図２８のコンピュータ支援外科システムにより遂行することができる、ナビゲーション及び関節力のデータを決定、並びに表示する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図３１】図２８のコンピュータ支援外科システムにより遂行することができる患者の関節の屈曲角及び力データを決定並びに表示する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図３２】図１のシステムを用いて整形外科処置を実行する方法の１つの実施形態の単純化されたフローチャート。
【図３３】図２のセンサモジュールを用いる整形外科処置中の伸展状態にある患者の関節の斜視図。
【図３４】伸延具及び図１のセンサモジュールを用いる整形外科処置中の患者の関節の斜視図。
【図３５】図２のセンサモジュールを用いる整形外科処置中の屈曲状態にある患者の関節の別の斜視図。
【図３６】図２のセンサモジュールを用いる整形外科処置中の伸展状態にある患者の関節の別の斜視図。
【図３７】図２のセンサモジュールを用いる整形外科処置中の屈曲状態にある患者の関節の別の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の概念には様々な改変及び代替的形態が考えられるが、その特定の代表的な実施形態を図面に例として示し、本明細書において詳細に述べる。ただし、本開示の概念を開示される特定の形態に限定することを何ら意図するものではなく、その逆に、本発明は、添付の「特許請求の範囲」において定義される発明の趣旨及び範囲に包含される全ての改変物、均等物及び代替物を網羅することを意図するものである点は理解されるべきである。
【００２０】
解剖学的参照を表す前側、後側、内側、外側、上、下等の用語は、本開示全体にて、本明細書に記載する整形的インプラントと、患者の天然の解剖学的構造との両方に関して使用され得る。これらの用語は、解剖学的構造の研究及び整形外科学の分野のいずれにおいても広く理解された意味を有するものである。明細書及び特許請求の範囲におけるこれらの解剖学的参照用語の使用は、特に言及しない限り、それらの十分理解された意味と一致することが意図される。
【００２１】
ここで図１を参照すると、１つの実施形態では、整形外科処置中に患者の関節の関節力を決定し、表示するためのシステム１０は、センサモジュール１２及び手持ち式ディスプレイモジュール１４を含む。いくつかの実施形態では、システム１０はまた関節伸延具１６を含んでもよく、これは以下に説明されるように、センサモジュール１２を受容するように構成される。更に、いくつかの実施形態では、システム１０はコンピュータ支援外科システム（ＣＡＯＳ）システム１８を含んでもよい。以下に更に詳細に説明するに、センサモジュール１２は、患者の膝関節に挿入されるように構成され、膝関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を整形外科医に提供する。センサモジュール１２はまた、無線通信リンク２０を介して手持ち式ディスプレイモジュール１４に、及び／又は無線通信リンク２２を介してコンピュータ支援外科システム１８に、関節力のデータを送信するように構成されてもよい。それに応答して、ディスプレイモジュール１４及び／又はコンピュータ支援外科システム１８は、関節力のデータ、又はそれに由来するデータを整形外科医に表示するように構成される。更に、全又は部分膝関節形成処置のような整形外科処置の実行中、センサモジュール１２は関節伸延具１６に連結されて、伸延中の患者の関節の関節力の視覚的指標を提供することができる。
【００２２】
ここで図２〜１１を参照すると、センサモジュール１２は、センサ筐体３０及びセンサ筐体３０に連結された細長いハンドル３２を含む。センサ筐体３０は、患者の関節に位置付けられるような大きさ及び形状である。例示的実施形態では、センサ筐体３０は、脛骨パドル３４として具体化され、これは患者の膝関節に位置付けられるような形状である。しかしながら、センサ筐体３０は、他の実施形態では、患者の他の関節に用いられるように構成されてもよい。
【００２３】
使用中、脛骨パドル３４は、患者の切除された脛骨の平坦部近位上に位置付けられるように構成される（例えば、図３３〜３７を参照）。以下に詳細に説明するように、脛骨パドル３４は、患者の脛骨に接触して定置されてもよく、介在するプラットホーム又は他の部材上に定置されてもよい。更に、より詳細に以下に記載されるように、脛骨パドル３４は、アダプタ５０２（図１９を参照）、及びスペーサブロック、平衡器／採寸器具、整形外科トライアル、及び／又はトライアル組立品など様々な他の整形外科器具と共に使用するために設計されている。
【００２４】
センサモジュール１２は、患者の左膝に用いてもよく、又は右膝に用いてもよい。例えば、センサモジュール１２を、脛骨パドル３４が内側被膜切開（medial capsular incision）を介して患者の左膝に挿入される、内側外科アプローチを介して患者の左膝に用いてもよい。このような位置では、以下に論じるように、ハンドル３２は、内側被膜切開から延在する。あるいは、センサモジュール１２を単純に反転させる又はひっくり返すことにより、モジュール１２は、脛骨パドル３４が外側被膜切開を介して患者の左膝に挿入される、外側外科アプローチを介して患者の左膝に用いてもよい。再び、このような位置では、ハンドル３２は、外側被膜切開から延在する。
【００２５】
よって、センサモジュール１２は、内側又は外側外科アプローチを用いて、患者の左膝又は右膝に使用できることを理解すべきである。記載を明確にするために、センサモジュール１２及びシステム１０は、内側外科アプローチを用いる（すなわち、患者の関節に接近するために内側被膜切開を用いる）整形外科処置を参照して以下で論じる。しかしながら、このような記載は同様に外側外科アプローチ処置にも適用可能であることを理解すべきである。よって、いくつかの構造は、モジュール１２が外側外科アプローチ処置で用いられるとき、このような参照が反転又は切り換えられるという了解の下で、特定の解剖学的参照（例えば、外側及び内側）を用いて記載する。例えば、脛骨パドル３４の「内側」は、外側外科アプローチ処置で用いられるとき、脛骨パドル３４の「外側」になる。
【００２６】
脛骨パドル３４は、平面であるか、又は実質的に平面であり、一般的に、患者に移植される整形外科人工関節の形状に対応する形状を有する。例えば、例示の実施形態では、脛骨パドル３４は、一般的に特定の大きさの人工膝関節に対応する形状を有する。しかしながら、他の実施形態では、パドル３４（又はセンサ筐体３０）は、一般的に人工股関節、人工肩関節、人工足関節、人工脊椎、又は人工膝蓋骨のような他の種類の整形外科人工器官に対応する形状を有してもよい。
【００２７】
例示の脛骨パドル３４は、湾曲した前側面３６、湾曲した外側面３８、湾曲した内側面４０、及び湾曲した後側面４２を備え、それぞれ整形外科人工膝関節の脛骨ベアリングの形状に近似した形状である。再び、上記で論じたように、外側面３８及び内側面４０は、それぞれ、センサモジュール１２が外側外科アプローチ処置で用いられる実施形態では、外及び内側面である。後側面４２は、後側切り込み４３を備えて、脛骨パドル３４を後側十字靱帯のような患者の関節の軟組織の周りに位置付けることができる。
【００２８】
脛骨パドル３４は、内側側壁４４を含み、これは脛骨パドル３４を通る垂直開口部、すなわち経路４５を画定する。開口部４５は、脛骨パドル３４上で中央に配置され、以下により詳細に説明されるように、様々な脛骨トライアル及びトライアル組立品をセンサモジュール１２に取り付けるために、アダプタ５０２（図１９を参照）を受容するような形状であり、かつそのように構成される。図２２に関して以下でより詳細に記載されるように、内側側壁４４は、アダプタ５０２の取り付け及び取り外しを支援する、内側に傾いた区分４７を含む。
【００２９】
脛骨パドル３４はまた、前側アライメント開口部４６及び後側アライメント開口部４８を含む。前側アライメント開口部４６は、開口部４５の前側に配置され（すなわち、湾曲した前側面３６）、後側アライメント開口部４８は開口部４５の後側に配置されている（すなわち、後側切り込み４３に向かって）。アライメント開口部４６、４８は、横断面（すなわち脛骨パドル３４によって画定される平面）において内側に湾曲し、一般的に開口部４５と同心の円に沿って位置する。例示的に、アライメント開口部４６、４８は、前側アライメント開口部４６が後側アライメント開口部４８よりも大きな幅（すなわち内側から外側の幅）を有するように「適合されて」いる。以下により詳細に記載されるように、アライメント開口部４６、４８の「適合」は、アダプタ５０２、又は他の機器若しくは装置が、所定の向きでセンサモジュール１２に連結されるのを可能にする。当然ながら、他の機構及び／又は構造体が他の実施形態で使用されて、センサモジュール１２への「適合」による連結を提供してもよい。例えば、他の実施形態では、後側アライメント開口部４８は、前側アライメント開口部４６よりも大きい幅を有してもよく、より多い又はより少ないアライメント開口部が使用されてもよく、異なる「適合する」形状を有するアライメント開口部が使用されてもよく、及び／又は同様の状況があり得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、脛骨パドル３４は、前側−後側軸線の印４１（例えば印刷線）を含んでもよく、これは脛骨パドル３４の前側−後側二等分軸線５９の視覚的指標を提供する。使用時に、整形外科医又は他の医療提供者は、患者の膝関節内の脛骨パドル３４の位置合わせを支援するために印４１を使用してもよい。更に、いくつかの実施形態では、脛骨パドル３４は、アダプタ印４９、例えば印刷線を含んでもよく、これはセンサモジュール１２の脛骨パドル３４に連結するときに、アダプタ５０２の正確な位置合わせの視覚的指標を提供する。
【００３１】
脛骨パドル３４の全体の大きさは、患者の具体的な解剖学的構造に基づいて選択することができる。例えば、いくつかの実施形態では、脛骨パドル３４は、様々な大きさの患者に適合するように種々の大きさで提供されてもよい。パドル３４（及びセンサ筐体３０）の一般的な形状及び大きさは、パドル３４又は筐体３０が、周囲の軟組織に悪影響を及ぼすことのないように、パドル３４又は筐体３０は関連する患者の骨の解剖学的構造に対して著しく突き出さないよう設計及び選択される。
【００３２】
ハンドル３２は、ハンドル３２の遠位端部５４に連結される１対のディスプレイ５０、５２を含む。遠位端部５４に対向するハンドル３２の他方の端部５６は、脛骨パドル３４に連結される。図２の例示的実施形態では、ハンドル３２及び脛骨パドル３４は、実質的にモノリシック構造である。しかしながら、他の実施形態では、脛骨パドル３４は、好適な連結装置等を介してハンドル３２に取り外し可能に連結されてもよい。
【００３３】
図３及び図４に示すように、細長いハンドル３２は、脛骨パドル３４の側部から延在し、長手方向軸線５７を画定し、この長手方向軸線５７は、ゼロよりも大きい角度５５が軸線５７と５９との間で画定されるように、脛骨パドル３４の前側−後側二等分軸線５９からオフセットされる。例示的実施形態では、ハンドル３２は、内側面４０（これは、センサモジュール１２が外側外科アプローチ処置で用いられるとき外側面である）から延在する。ハンドル３２はパドル３４の側面から延在するため、脛骨パドル３４は、患者の膝蓋骨を亜脱臼又は外転させる必要なく患者の膝関節に位置付けることができることを理解すべきである。つまり、脛骨パドル３４は、天然の位置では、患者の膝蓋骨を用いて患者の脛骨近位と大腿遠位との間に適切に位置付けられ得る。
【００３４】
整形外科医により用いられる具体的な外科アプローチに応じて、外科医は、脛骨パドル３４が関連する被膜切開を通して患者の膝関節に挿入されるように、センサモジュール１２を適切な向きに反転させてもよい。いずれの向きにおいても、ハンドル３２は被膜切開から延在し、整形外科医はディスプレイ５０、５２の少なくとも１つを見ることができる。例えば、整形外科医が患者の左膝に内側外科アプローチを用いている場合、整形外科医は、脛骨パドル３４が膝関節に挿入され、整形外科医がディスプレイ５０を見ることができるとき、ハンドル３２が患者の膝の内側面から延在するように（内側被膜切開を通して）、図３に例示する向きでセンサモジュール１２を位置付けることができる。あるいは、整形外科医が患者の左膝に外側外科アプローチを用いている場合、整形外科医は、脛骨パドル３４が膝関節に挿入され、整形外科医がディスプレイ５２を見ることができるとき、ハンドル３２が患者の膝の外側面から延在するように（外側被膜切開を通して）、図４に例示する向きでセンサモジュール１２を位置付けることができる。
【００３５】
上記のように、センサモジュール１２は、整形外科処置の実行中整形外科医を支援するように構成される。よって、センサモジュール１２は、生体適合性材料から形成される外部筐体５８を含む。例えば、外部筐体５８は、生体適合性プラスチック又はポリマーから形成されてもよい。１つの具体的な実施形態では、センサモジュール１２は単回使用のために構成され、よって無菌形態で提供される。例えば、センサモジュール１２は、無菌包装で提供されてもよい。しかしながら、脛骨パドル３４がハンドル３２に取り外し可能に連結されるそれらの実施形態では、脛骨パドル３４は単回使用のために設計してもよく、ハンドル３２はオートクレーブ処置等を介して再利用可能に構成されてもよい。
【００３６】
図５に例示するように、センサモジュール１２の外部筐体５８は、上方筐体６０及び下方筐体６２を含み、これらは互いに連結される。いくつかの実施形態では、上方筐体６０及び下方筐体６２は、互いに鏡像である。上方筐体６０は、筐体６０、６２が互いに連結されるときに、下方筐体６２の内面６３に直面するか、ないしは別の方法で内面６３を向く内面６１を含む。更に、上方筐体６０は、上方脛骨パドル筐体６４及び上方ハンドル筐体６６を含む。同様に、下方筐体６２は、下方脛骨パドル筐体６８及び下方ハンドル筐体７０を含む。上方脛骨パドル筐体６４は、平面若しくは実質的に平坦な外面６５を有し、脛骨パドル３４を通じて延びる垂直開口部４５の一部を画定する、内側側壁７２を含む。同様に、下方脛骨パドル筐体６８は、平面若しくは実質的に平坦な外面６９を有し、垂直開口部４５を部分的に画定する内側側壁７４を含む。
【００３７】
ディスプレイ５０は、上方筐体６０の遠位端部５４に連結され、ディスプレイ５２は下方筐体６２の遠位端部５４に連結される。図６に例示するように、ディスプレイ５０、５２のぞれぞれは、発光ダイオードの列又はアレイとして例示的に具体化される。しかしながら、他の実施形態では、ディスプレイ５０、５２は、液晶ディスプレイ、分割ディスプレイ等のような他の種類のディスプレイとして具体化されてもよい。図６の例示的実施形態では、ディスプレイ５０、５２はそれぞれ、５つの別々の発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８を含む。以下により詳細に論じるように、中央の発光ダイオード８４は、患者の膝関節の内側−外側関節力がほぼ等しいときに点灯する。更に、発光ダイオード８０及び／又は８２は、患者の膝関節の内側関節力が所定の閾値だけ外側関節力より大きいとき点灯し、発光ダイオード８６及び８８は、患者の膝の外側関節力が所定の閾値だけ内側関節力より大きいとき点灯する（再び内側外科アプローチと見なす）。図６に示すように、ディスプレイ５０、５２の発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８は、向きにかかわらず（すなわち、上方筐体６０又は下方筐体６２のいずれかが上方を向くかどうかにかかわらず）、発光ダイオード８０、８２が脛骨パドル３４の内側面４０に対応し、発光ダイオード８６、８８が脛骨パドル３４の外側面３８に対応するよう配置される。
【００３８】
以下により詳細に論じるように、発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８は、所定のディスプレイプロトコルによって、複数の照明構成のうちの１つで照明され、相対的な内側−外側関節力のバランスの視覚的指標を外科医に提供することができる。発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８のうち１つ以上が作動するか、又は点灯することにより、整形外科医は、患者の関節のどちらの側がより大きな量の力を及ぼしているか、及び患者の膝関節の対向する面に対するこのような力の全体的な規模を視覚的に決定することができる。例えば、１つの例示のディスプレイプロトコルを図７のグラフ１７０に提示し、これは９つの別々の照明構成を含む。例示のディスプレイプロトコル１７０によると、内側力成分が８５％〜１００％であり、かつ外側力成分が０％〜１５％である場合、発光ダイオード８０のみが点灯する。しかしながら、発光ダイオード８０及び８２の両方は、内側力成分が７５％〜８４％であり、かつ外側力成分が１６％〜２５％である場合、点灯する。内側力成分が６５％〜７４％であり、かつ外側力成分が２６％〜３５％である場合、発光ダイオード８２のみが点灯する。内側力成分が５５％〜６４％であり、かつ外側力成分が３６％〜４５％である場合、発光ダイオード８２及び８４の両方が点灯する。内側力成分が４６％〜５４％であり、かつ外側力成分が４６％〜５４％である場合、発光ダイオード８４のみが点灯し、これは内側力及び外側力の比較的等しいバランスを意味する。内側力成分が３６％〜４５％であり、かつ外側力成分が５５％〜６４％である場合、発光ダイオード８４及び８６の両方が点灯する。内側力成分が２６％〜３５％であり、かつ外側力成分が６５％〜７４％である場合、発光ダイオード８６のみが点灯する。内側力成分が２６％〜３５％であり、かつ外側力成分が７５％〜８４％である場合、発光ダイオード８６及び８８の両方が点灯する。そして、内側力成分が０％〜１５％であり、かつ外側力成分が８５％〜１００％である場合、発光ダイオード８８のみが点灯する。このように、患者の膝の相対的な内側−外側関節のバランスの視覚的指標が整形外科医に提供される。無論、他の実施形態では、他のディスプレイプロトコルを用いて、ディスプレイ５０、５２を制御及び点灯させることもできる。
【００３９】
センサモジュール１２は、脛骨パドル３４に位置付けられるセンサアレイ９０を含み、ハンドル３２に位置付けられる制御回路９２に通信的に連結される。センサアレイ９０は、上方筐体片６０と下方筐体片６２との間に「挟まれて」おり、かつ、センサモジュール１２の外部筐体５８の上方筐体６０及び下方筐体６２が一緒に連結されるとき、それを通じて垂直開口部、すなわち経路４５が延在する、中央に配置された開口部９１を含む。センサモジュール１２の外部筐体５８の上方筐体６０及び下方筐体６２が一緒に連結されるとき、前側アライメント開口部４６及び後側アライメント開口部４８も開口部９１を通じて延在する。上方筐体片６０及び下方筐体片６２は離間して、センサアレイ９０を、脛骨パドル３４に適用される関節力により圧縮させる。例えば、図６に例示するように、上方筐体６４は外縁９４を備え、下方筐体６６は外側縁９６を備え、これは上方筐体６４の外縁９４から距離９８だけ離間している。関節力が脛骨パドル３４に適用されるとき、外縁９４、９６は、センサアレイ９０が圧縮されるとき、互いに向かって移動する。
【００４０】
センサアレイ９０は、センサアレイ９０に適用される関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成された複数の圧力センサ又はセンサ要素１００を含む。例示的実施形態では、圧力センサ１００は、静電容量式圧力センサとして具体化されるが、他の実施形態では他の種類のセンサとして具体化されてもよい。センサアレイ９０の圧力センサ１００は特定の構成で配置され得る。例えば、図８に示されるような一実施形態では、センサアレイ９０は、関節力の内側−前側コンポーネントを測定するように構成される１セットの内側−前側センサ１８０と、関節力の外側−前側コンポーネントを測定するように構成される外側−前側センサ１８２のセットと、関節力の内側−後側コンポーネントを測定するように構成される内側−後側センサ１８４と、関節力の外側−後側成分を測定する外側−後側センサ１８６と、を含む。例示として、内側−前側センサ１８０のセットは、最前側センサ１０２、最前側センサ１０２から後側に、かつセンサアレイ９０の中央に向けて配置されるセンサ１０４、及び最前側センサ１０２から後側に配置され、かつセンサアレイ９０の内側１９０に向かって配置されるセンサ１０６を含む。外側−前側センサ１８２のセットは、最前側センサ１０８、最前側センサ１０８から後側に、かつセンサアレイ９０の中央に向けて配置されるセンサ１１０、及び最前側センサ１０８から後側に配置され、かつセンサアレイ９０の外側１９２に内側に向かって配置されるセンサ１１２を含む。内側−後側センサ１８４は、最後側センサ１１４、最後側センサ１１４から前側に、かつセンサアレイ９０の中央に向かって配置されるセンサ１１６、及び最後側センサ１１４から前側に配置され、かつセンサアレイ９０の内側１９０に向かって配置されるセンサ１１８を含む。外側−後側センサ１８６は、最後側センサ１２０、最後側センサ１２０から前側に配置され、かつセンサアレイ９０の中央に向けて配置されるセンサ１２２、及び最後側センサ１２０から前側に配置され、かつセンサアレイ９０の外側１９２に向かって配置されるセンサ１２４を含む。
【００４１】
内側−前側センサ１８０及び外側−前側センサ１８２のセットは前側センサ１９４を形成し、内側−後側センサ１８４及び外側−後側センサ１８６のセットは後側センサ１９５のセットを形成する。同様に、内側−前側センサ１８０及び内側−後側センサ１８４のセットは内側センサ１９６を形成し、外側−前側センサ１８２及び外側−後側センサ１８６のセットは外側センサ１９７のセットを形成する。図８の例示の実施形態において、内側−前側センサ１８０のそれぞれは、外側−前側センサ１８２のそれぞれの表面積に等しい、又は実質的に等しい表面積を有する。同様に、内側−後側センサ１８４のそれぞれは、外側−後側センサ１８６の表面積に等しい、又は実質的に等しい表面積を有する。加えて、いくつかの実施形態では、前側センサ１９４のそれぞれは、後側センサ１９５のそれぞれよりも小さい表面積を有する。例えば、１つの具体的な実施形態では、前側センサ１９４のそれぞれは、約１．１２ｃｍ２（０．１７４ｉｎ２）に等しい表面積を有し、後側センサ１９５のそれぞれは、約１．２１ｃｍ２（０．１８７ｉｎ２）に等しい表面積を有する。更に、他の具体的な実施形態では、前側センサ１９４のそれぞれは、約１．５７ｃｍ２（０．２４３ｉｎ２）に等しい表面積を有し、後側センサ１９５のそれぞれは、約１．７０ｃｍ２（０．２６３ｉｎ２）に等しい表面積を有する。勿論、他の実施形態では、センサアレイ９０は、同様又は異なる寸法、位置、及び／又は向きを有する、追加又はより少ないセンサ若しくは検出要素を含んでもよい。
【００４２】
図９を参照すると、制御回路９２は、プロセッサ１３０及び記憶装置１３２を含む。プロセッサ１３０は、本明細書に記載の機能を実行するように構成される任意の種類のプロセッサとして具体化されてもよい。例えば、プロセッサ１３０は、別々の集積回路又は電子装置の集合として具体化されてもよい。更に、プロセッサは、単一又は複数コアプロセッサであってもよい。単一プロセッサ１３０のみを図１０に例示するが、他の実施形態では、制御回路９２は任意の数の追加のプロセッサを含んでもよいことを理解すべきである。記憶装置１３２は、１つ以上の読み取り専用記憶装置及び／又はランダムアクセス記憶装置として具体化されてもよい。例えば、記憶装置１３２は、電気的消去書込み可能な読取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、ダイナミックランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）、同期型ランダムアクセス記憶装置（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートダイナミックランダムアクセス記憶装置（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性若しくは非揮発性記憶装置として具体化されてもよく、又は別の方法でそれらを備えてもよい。更に、単一の記憶装置のみを図９に例示するが、他の実施形態では、制御回路９２は追加の記憶装置を含んでもよいことを理解すべきである。
【００４３】
プロセッサ１３０は、信号経路１３４を介して記憶装置１３２に通信的に連結される。信号経路１３４は、プロセッサ１３０と記憶装置１３２との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路１３４は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。プロセッサ１３０はまた、信号経路１３６を介してセンサアレイ９０に通信的に連結される。信号経路１３４と同様に、信号経路１３６は、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等を含む、プロセッサ１３０とセンサアレイ９０との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。更に、信号経路１３６は、センサアレイ９０のプラグ端１４０を受容するように構成された連結装置１３８（図５を参照）を含んでもよい。
【００４４】
制御回路９２はまた、電源１４２及び関連する電源制御回路１４４も含む。電源１４２は、センサモジュール１２に適応するような大きさの多数の電池として具体化されてもよい。電源１４２は、信号経路１４６を介して電源制御回路１４４に電気的に連結され、電源制御回路１４４は信号経路１４８を介してプロセッサ１３０及び制御回路９２の他の装置に電気的に連結される。信号経路１４６、１４８は、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等を含む、任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。電源回路１４４は、電源制御、分配、及びフィルタ回路を含んでもよく、電源１４２からプロセッサ１３０及び制御回路９２の他の装置若しくはコンポーネントに提供又は分配されるように構成される。より詳細に以下に説明されるように、「オン」に入れられた後、電源１４２が枯渇するまで、電源回路１４４は、プロセッサ１３０、及び制御回路９２の他のコンポーネントに電力を連続して供給するように構成されてもよい。すなわち、いくつかの実施形態において、最初にモジュール１２を「オン」にした後、ユーザはセンサモジュール１２を「オフ」にすることができない。このような機能性は、例えば、センサモジュール１２がそれに続く手術で、再使用されないのを確実にする。
【００４５】
制御回路９２はまた、信号経路１５２を介してプロセッサ１３０に通信的に連結されたユーザ制御１５０も含む。ユーザ制御１５０は、ディスプレイ５０、５２上に位置し、センサモジュール１２の電源を入れるためにユーザにより選択可能な電源ボタン１５４（図６を参照）として具体化される。しかしながら、例示的実施形態では、センサモジュール１２の電源が入った後、制御回路９２は、電源ボタン１５４又は他の制御を介してセンサモジュール１２の電源がユーザ切られることを防ぐ、又は他の方法でユーザの能力を制限するように構成される。つまり、いったん電源が入ると、制御回路９２は、電源１４２が消耗するまで、電源が入った状態で保持されるように構成される。このような構成は、センサモジュール１２が単一整形外科処置中に用いられ、複数の処置では他の方法で再利用可能ではないことを確定的にする。
【００４６】
信号経路１５２は信号経路１３４と類似しており、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等を含む、ユーザ制御１５０とプロセッサ１３０との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。
【００４７】
制御回路９２はまた、ディスプレイ５０、５２を駆動及び／又は制御するためのディスプレイ回路１５６を含む。ディスプレイ回路１５６は、信号経路１５８を介してプロセッサ１３０に、及び信号経路１６０を介してディスプレイ５０、５２に通信的に連結される。上記信号経路１３４と同様に、信号経路１５８、１６０は、それぞれ、プロセッサ１３０とディスプレイ回路１５６、及びディスプレイ回路１５６とディスプレイ５０、５２との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路１５８、１６０は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。上記のように、例示的実施形態では、ディスプレイ５０、５２は、発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８の配置として具体化される。
【００４８】
いくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、力データをディスプレイモジュール１４及び／又はコンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８に送信するように構成される。このような実施形態では、制御回路９２は、送信機回路１６２及びアンテナ１６４を含む。送信機回路１６２は、信号経路１６６を介してプロセッサ１３０に、及び信号経路１６８を介してアンテナ１６４に通信的に連結される。信号経路１６６、１６８は、それぞれ送信機回路１６２とプロセッサ１３０及びアンテナ１６４との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路１３４と同様に、信号経路１６６、１６８は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。送信機回路１６２は、任意の種類の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いて、関節力のデータをディスプレイモジュール１４及び／又はコンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８に送信するように構成されてもよい。例えば、送信機回路１６２は、無線ネットワーキングプロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルのようなセルラ通信プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル又は他の無線通信プロトコル、標準、若しくは技術を用いるように構成されてもよい。
【００４９】
ここで図１０及び１１を参照すると、使用中、制御回路９２は、患者の関節の関節力のデータを決定し、患者の膝関節の関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するための方法２００を実行するように構成される。方法２００は、制御回路９２が初期化されるブロック２０２で始まる。例えば、ブロック２０２では、制御回路９２は、任意の数のシステムチェックを実行し、プロセッサ１３０の任意のレジスタを消去し、並びに／又は他の初期化及び／若しくはインテグリティチェックを実行することができる。更に、いくつかの実施形態では、制御回路９２は、手持ち式ディスプレイ装置１４及び／又はコンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８を用いて、ブロック２０４でハンドシェイクルーチンを実行するように構成される。ハンドシェイクルーチン中、制御回路９２及び手持ち式ディスプレイ装置１４、並びに／又はコンピュータ支援整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８は、通信プロトコルを決定し、及び／又は他の方法でセンサモジュール１２から装置１４若しくはシステム１８に関節力のデータを送信するための任意の種類の通信手順を確立するように構成されてもよい。
【００５０】
ブロック２０６では、制御回路９２は、センサアレイ９０からセンサ信号又はデータを受信する。上記のように、センサアレイ９０は、パドル３４が患者の膝関節に位置付けられるとき、脛骨パドル３４に適用される関節力を示すセンサ信号を発生させる。ブロック２０８では、制御回路９２のプロセッサ１３０は、センサアレイ９０から受信されたセンサ信号に基づいて関節力のデータを決定する。関節力のデータは、患者の膝関節の関節力を示す。いくつかの実施形態では、関節力のデータは、内側関節力成分値、外側関節力成分値、前側関節力成分値、及び／又は後側関節力成分値のような特定の関節力値として実施されてもよく、それぞれの力はニュートン又は同様に力測定単位で決定されている。そのような実施形態では、内側関節力成分は、内側センサ１９６のセットからのセンサ信号に基づき決定されてもよく、外側関節力成分は、外側センサ１９７のセットからのセンサ信号に基づき決定されてもよい。更に、前側関節力成分は、前側センサ１９４のセットに基いてもよく、後側関節力成分は、後側センサ１９５のセットからのセンサ信号に基づいてもよい。続いて、ブロック２１０では、制御回路９２はディスプレイ５０、５２を制御又は別の方法で作動させて、ブロック２０８で決定された関節力のデータを表示させる。例えば、１つ以上の特定の関節力が決定される実施形態では、プロセッサ１３０は決定関節力又はその印をディスプレイ５０、５２に表示してもよい。
【００５１】
更に、又は別の方法としては、制御回路９２は、関節力の内側−外側のバランスを決定し、ブロック２０８、２１０で、ディスプレイ５０、５２上にこのような内側−外側のバランスの印を表示するように構成されてもよい。例えば、図１１に例示するように、制御回路９２は、患者の膝関節の関節力の内側−外側のバランスを決定するための方法２２０を実行してもよい。ブロック２２２では、制御回路９２は、内側センサ１９６のセットから受信したセンサ信号に基づいて内側関節力のデータを決定する。同様に、ブロック２２４では、制御回路９２は、外側センサ１９７から受信したセンサ信号に基づいて外側関節力のデータを決定する。内側及び外側関節力のデータは、ニュートンで決定される具体的な関節力として具体化されてもよく、又はその何らかの表現として具体化されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、内側及び外側関節力のデータは電気容量で測定される。更に、ブロック２２２及び２２４はいずれの順序で実行されてもよいことを理解すべきである。
【００５２】
ブロック２２６では、制御回路９２は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側のバランスを決定する。そうするために、制御回路９２は、内側力データ及び外側力データを比較する。例えば、１つの実施形態では、制御回路９２は、内側力データと外側力データを合成することにより、総力値を決定するように構成される。制御回路９２は、その後、内側力データを総力値で除することにより内側百分率値を、外側力データを総力値で除することにより外側百分率値を決定する。よって、患者の関節の内側及び外側力が釣り合う場合、内側百分率値は約５０％であると決定され、外側百分率値は約５０％であると決定される。無論、いくつかの実施形態では、制御回路９２は、内側及び外側百分率値の１つのみを決定するように構成されてもよく、残りの１つは既知であるか、又は単純に１００％から減じることにより決定される。
【００５３】
ブロック２２８では、制御回路９２はディスプレイ５０、５２を作動させるか、又は制御して、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側のバランスの視覚的指標を提供する。例えば、ディスプレイ５０、５２が発光ダイオードとして具体化される実施形態では、制御回路９２は１つ以上の発光ダイオードを作動させるか、又は点灯させて、関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するように構成される。制御回路９２は、このような関節力の適切な指標を整形外科医に提供する発光ダイオードの任意のディスプレイプロトコル又は点灯構成を使用してもよい。例えば、１つの具体的な実施形態では、制御回路９２は図７に図示され、それに関して上記したディスプレイプロトコル１７０に従って、ディスプレイ５０、５２を制御するように構成される。
【００５４】
このように、センサモジュール１２は、患者の関節の相対的な内側−外側力の視覚的指標を、整形外科医に提供する。以下により詳細に論じるように、整形外科医は、ディスプレイ５０、５２を介して内側及び外側力の現在のバランスを監視しながら、患者の膝関節に釣り合わせ処置を実施して、特定の患者に対して所望のバランスを達成することができる。更に、センサモジュール１２は各側にディスプレイ５０、５２を含むため、整形外科医は、外科医が患者の左膝で作業しようと右膝で作業しようと、関節力の視覚的指標を提供される。
【００５５】
図１２を振り返ると、ディスプレイ５０、５２を作動させてブロック２１０で関節力の視覚的指標を提供することに加えて、センサモジュール１２はブロック２１２で関節力のデータを送信するように構成されてもよい。上記のように、センサモジュール１２は、ブロック２１２で、関節力のデータを、手持ち式ディスプレイ１４及び／又はコンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８に送信することができる。送信された関節力のデータは、例えばニュートンで測定された具体的な関節力として具体化されてもよく、又はその表現であってもよい。例えば、センサアレイ９０から受信されたセンサ信号又はこのような信号の水準の電気的表現を、ブロック２１２で送信することができる。あるいは、センサモジュール１２は、患者の関節の関節力の内側−外側のバランスを決定する関節力のデータ標示を送信してもよい。
【００５６】
ここで図１２〜１８を参照すると、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、整形外科医の手で把持され、整形外科的処置の実行中使用されるような大きさの筐体３００を含む。このように、ディスプレイモジュール１４は可動性であるように構成される。ディスプレイモジュール１４はまた、筐体３００の上方側面３０４に連結されたディスプレイ３０２を含む。複数の入力ボタン３０６、３０８、３１０はまた、ディスプレイ３０２の下方の筐体３００の上方側面３０４上に位置付けられる。ディスプレイモジュール１４はまた、電源ボタン３１２を含む。図２０〜２６の例示的実施形態では、電源ボタン３１２は、入力ボタン３０６、３０８、３１０の列の下方に位置付けられるが、ボタン３０６、３０８、３１０、３１２は、他の実施形態では、他の構成及び／又は向きで位置付けられてもよい。
【００５７】
上記のように、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、センサモジュール１２と共に用いられて、モジュール１２から関節力のデータを受信し、患者の関節の関節力を示す印をディスプレイ３０２に表示するように構成される。センサモジュール１２と同様に、ディスプレイモジュール１４は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側のバランス及び／又は前側−後側のバランスを決定し、ディスプレイ３０２にこのようなバランスの印を表示するように構成されてもよい。更に、ディスプレイモジュール１４は、患者の関節の関節力の前側−後側のバランスを決定し、ディスプレイ３０２にこのようなバランスの印を表示するように構成されてもよい。更に、ディスプレイモジュール１４はまた、ディスプレイ３０２に表示するとき患者の関節力のスクリーンショット及びデータを保存する、及びこのようなデータを他の装置にダウンロードする等の他の機能を実行するように構成されてもよい。
【００５８】
図１４に例示するように、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、筐体３００に位置付けられる制御回路３２０を含む。制御回路３２０は、プロセッサ３２２及び記憶装置３２４を含む。プロセッサ３２２は、本明細書に記載の機能を実行するように構成可能な任意の種類のプロセッサとして具体化されてもよい。例えば、プロセッサ３２２は、別々の集積回路又は電子装置の集合として具体化されてもよい。更に、プロセッサは単一又は複数コアプロセッサであってもよい。単一プロセッサ３２２のみを図１４に例示するが、他の実施形態では、制御回路３２０は任意の数の追加のプロセッサを含んでもよいことを理解すべきである。記憶装置３２４は、読み取り専用記憶装置及び／又はランダムアクセス記憶装置として具体化されてもよい。例えば、記憶装置３２４は、電気的消去書込み可能な記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、ダイナミックランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）、同期型ランダムアクセス記憶装置（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートダイナミックランダムアクセス記憶装置（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性若しくは非揮発性記憶装置として具体化されてもよく、又は別の方法でそれらを含んでもよい。更に、単一の記憶装置のみを図１４に例示するが、他の実施形態では、制御回路３２０は追加の記憶装置を含んでもよいことを理解すべきである。
【００５９】
プロセッサ３２２は、信号経路３２６を介して記憶装置３２４に通信的に連結される。信号経路３２６は、プロセッサ３２２と記憶装置３２４との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３２６は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。
【００６０】
プロセッサ３２２はまた、信号経路３２８を介してユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０及び信号経路３４４を介して電源表示器３１４に通信的に連結される。信号経路３２６と同様に、信号経路３２８、３４４は、それぞれ、プロセッサ３２２と、ユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０、及び電源表示器３１４間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３２８、３４４は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等を含んでもよい。ユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０は、ソフトウェア又は「ソフト」ボタンであり、これらのそれぞれの機能性をディスプレイ３０２に表示される特定のスクリーンに基づいて決定することができる。
【００６１】
制御回路３２０はまた、外部電源入力回路３３０、再充電可能な電池等のような再充電可能な電源３３２、及び電源回路３３４を含む。外部電源入力回路３３０は、「壁充電器」のような充電器のプラグを受容し、信号経路３３６を介して再充電可能な電源３３２に通信的に連結されるように構成される。再充電可能な電源３３２は、信号経路３３８を介して電源回路３３４に通信的に連結される。電源回路３３４は、信号経路３４０を介してプロセッサ３３２に、及び信号経路３４２を介して電源ボタン３１２に通信的に連結される。信号経路３３６、３３８、３４０、３４２は、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等を含む、任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。電源回路３３４は、電源制御、分配、及びフィルタ回路を備えてもよく、再充電可能な電源３３２の電力をプロセッサ３２２及び他の装置若しくは制御回路３２０のコンポーネントに提供又は分配するように構成される。
【００６２】
制御回路３２０はまた、ディスプレイ３９２を駆動及び／又は制御するためのディスプレイ回路３４６も含む。ディスプレイ回路３４６は、信号経路３４８を介してプロセッサ３２２に、及び信号経路３５０を介してディスプレイ３０２に通信的に連結される。信号経路３４８、３５０は、それぞれ、プロセッサ３２２とディスプレイ回路３４６及びディスプレイ回路３４６とディスプレイ３０２間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３４８、３５０は任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。
【００６３】
上記のように、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、センサモジュール１２から関節力のデータを受信するように構成される。このような制御回路３２０は、受信機回路３５２及びアンテナ３５４を含む。受信機回路３５２は、信号経路３５６を介してプロセッサ３２２に、及び信号経路３５８を介してアンテナ３５４に通信的に連結される。信号経路３５６、３５８は、それぞれ、受信機回路３５２と、プロセッサ３２２及びアンテナ３５４との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３５６、３５８は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。受信機回路３５２は、センサモジュール１２から関節力のデータを受信するために、任意の種類の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いるように構成されてもよい。例えば、センサモジュール１２に関して上述したように、ディスプレイモジュール１４は、無線ネットワーキングプロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルのようなセルラ通信プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル又はセンサモジュール１２と通信する他の無線通信プロトコル、標準、又は技術へと構成されてもよい。
【００６４】
制御回路３２０はまた、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）インタフェース３６０も含む。ＵＳＢインタフェース３６０は、信号経路３６２を介してプロセッサ３２２に通信的に連結され、それはＵＳＢインタフェース３６０とプロセッサ３２２との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３６２は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。ＵＳＢインタフェース３６０を用いて、ディスプレイモジュール１４からコンピュータのような別の装置に、関節力のデータ又はスクリーンショットデータのようなデータをダウンロードしてもよい。更に、ＵＳＢインタフェース３６０を用いて、制御回路３２０のソフトウェア又はファームウェアをアップデートしてもよい。
【００６５】
ここで図２３〜２６を参照すると、使用中、制御回路３２０は、患者の関節に関する関節力のデータを決定し、整形外科医に表示するための方法４００を遂行するように構成される。方法４００は、制御回路３２０が初期化されるブロック４０２で始まる。例えば、ブロック４０２では、制御回路３２０は、任意の数のシステムチェックを実行し、プロセッサ３２２の任意のレジスタを消去し、並びに／又は他の初期化及び／若しくはインテグリティチェックを実行することができる。更に、いくつかの実施形態では、制御回路３２０は、センサモジュール１２を用いてブロック４０４でハンドシェイクルーチンを実行するように構成される。このハンドシェイクルーチン中、制御回路３２０及びセンサモジュール１２は、通信プロトコルを決定し、及び／又は他の方法でセンサモジュール１２から装置モジュール１４に関節力のデータを送信するための任意の種類の通信手順を確立するように構成されてもよい。
【００６６】
ブロック４０６では、制御回路３２０は、センサモジュール１２から関節力のデータを受信する。上記のように、関節力のデータは、センサモジュール１２のセンサアレイ９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。ブロック４０８では、制御回路３２０は、ブロック４０６において受信される関節力のデータに基づいて、内側関節力値及び外側関節力値を決定する。内側関節力値は、内側センサ１９６のセットに基き、外側関節力値は、外側センサ１９７のセットに基づく。ブロック４１０では、制御回路３２０は、内側及び外側関節力値に基いて患者の関節の関節力の内側／外側のバランスを決定する。上述のように、内側／外側のバランスは、百分率値によって示すことができる。関節力の内側／外側のバランスは、ブロック４１２内のディスプレイ３０２に実質的に表示される。例えば、図２４、２５、及び２６でスクリーンショット４５０、４５２、４５４に例示するように、内側関節力成分の百分率値４３０はディスプレイ３０２の内側に指定された側４６０に向かって表示され、外側関節力成分の百分率値４３２はディスプレイ３０２の外側に指定された側面４６２に側に向かって表示される。
【００６７】
ブロック４１４、４１６では、制御回路３２０は、整形外科医がどのモードを選択したかを決定する。例示的実施形態では、整形外科医は、患者の関節力の内側−外側のバランスのみの印がディスプレイ３０２に表示される第１モード、又は患者の関節力の内側−外側及び前側−後側のバランスの印がディスプレイ３０２に表示される第２モードを選択してもよい。ユーザは、適切なユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０を選択することにより、２つのモードの間を切り換えることができる。
【００６８】
整形外科医が内側−外側のみのモードを選択した場合、方法４００はブロック４１８に進行し、そこで患者の膝関節の関節力の内側−外側のバランスの印がディスプレイ３０２に表示される。そうするために、図１６に例示するように、スクリーンディスプレイ４５０は、ディスプレイモジュール１４のディスプレイ３０２上に提示される。スクリーンディスプレイ４５０は、背景画像４７０を含み、これは切除された脛骨の近位端の画像として例示的に具体化される。制御回路３２０は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側のバランスを示す位置に、背景画像４７０上にバランスバー４７２を、バランスバー４７２上にアイコン４７４を表示する。例えば、例示のスクリーンディスプレイ４５０において、丸みをおびた矩形として具体化されるアイコン４７４は、スクリーンディスプレイ４５０の外側面４６２（すなわち、切除された脛骨画像４７０の外側面に対応するディスプレイ３０２の側面であり、これはディスプレイ３０２の右側に例示的に対応する）に向かってバランスバー４７２上に表示される。このような位置は、患者の膝関節の総関節力の外側力成分は、内側関節力成分より大きいことを示す。バランスバー４７２の中心からアイコン４７４が位置する距離が離れるにつれて、それぞれの内側又は外側力成分がより大きくなる。いくつかの実施形態では、背景画像４７０は、アイコン４７４がアイコン４７６の境界内に位置するとき、患者の膝の内側関節力及び外側関節力は釣り合っているか、又は互いの所定の閾値内であるように、例示的に丸みをおびた矩形外形として具体化され、背景画像４７０上に位置付けられる、「バランスのとれている」アイコン４７６を含む。更に、いくつかの実施形態では、スクリーンディスプレイ４５０は、合計力充填バー４３４を含んでもよく、これは、ディスプレイ４５０の特定の構成によって、合計力バランスが増加又は減少するときに充填されるか、無充填となり得る。
【００６９】
しかしながら、整形外科医が内側−外側及び前側−後側モードを選択した場合、方法４００はブロック４２０に進行し、そこで患者の膝の関節力の内側−外側及び前側−後側のバランスの印はディスプレイ３０２に表示される。そうするために、図１７に例示するように、スクリーンディスプレイ４５２は、ディスプレイモジュール１４のディスプレイ３０２上に提示される。スクリーンディスプレイ４５０は、バランスバー４７２上に重ね合わされる背景画像４７０を含む。更に、制御回路３２０は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側のバランスを示す１つのバランスバー４７２においてアイコン４７４を表示する。しかしながら、更に、バランスバー４７２の内側端４８０及びバランスバー４７２の外側端４８２は、対応する前側−後側のバランスに基づいて位置付けられる。例えば、バランスバー４７２の内側端４８０は、内側関節力の前側−後側のバランスに基づいて、ディスプレイ３０２の後側面４６４又はディスプレイ３０２の前側面４６６に向かって位置付けられる。上述のように、内側関節力成分の前側−後側のバランスは、内側−前側センサ１８０のセット及び内側−後側センサ１８４からのセンサ信号に基いて決定され得る。同様に、バランスバー４７２の外側端４８２は、外側関節力の前側−後側のバランスに基づいて、ディスプレイ３０２の後側面４６４又はディスプレイ３０２の前側面４６６に向かって位置付けられる。上述のように、外側関節力成分の前側−後側のバランスは、外側−前側センサ１８２のセット及び外側−後側センサ１８６のセットからのセンサ信号に基いて決定され得る。
【００７０】
図１８の例示的スクリーンディスプレイ４５２では、バランスバー４７２の内側端４８０は、ディスプレイ３０２の前側面４６６に向かって位置付けられ、バランスバー４７２の外側端４８２はディスプレイ３０２の後側面４６４に向かって位置付けられる。このような位置付けは、内側力成分の前側力成分が、内側力成分の後側力成分より大きく、外側力成分の後側力成分が外側力成分の前側力成分より大きいことを示す。前側−後側中心から端４８０、４８２への距離が離れるにつれて、それぞれの前側又は後側力成分がより大きくなる。
【００７１】
図１５を振り返ると、いったん関節力のバランスの適切な印がディスプレイ３０２に表示されると、制御回路３２０は、整形外科医がブロック４２２で現在のディスプレイのスナップ写真を撮影したいかどうかを決定する。整形外科医は、適切なユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０を選択することにより、ディスプレイ３０２のスクリーンショットを撮影することができる。更に、スクリーンショットは、ブロック４２４で記憶装置３２４に記憶され、その後ディスプレイモジュール１４からダウンロードされてもよい。
【００７２】
スクリーンショットを保存するとき、アイコン４８４はディスプレイ３０２の下方右角部に現れる。アイコン４８４に加えて、いくつかの実施形態では、スクリーンショットが記憶されるとき、対応する垂直なバランス線４８６がディスプレイ３０２に表示される。バランス線４８６は、関連する記憶されたスクリーンショットに表示される関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供する。更に、整形外科医が内側−外側及び前側−後側モードを選択した場合、前側−後側のバランス線４８８がディスプレイ３０２に表示される。バランス線４８８は、関連する保存されたスクリーンショットに表示される患者の膝関節の内側及び外側力の前側−後側のバランスの視覚的指標を提供する。
【００７３】
ここで図１９〜２７を参照すると、いくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、脛骨トライアルシステム５００と共に使用されてもよい。脛骨トライアルシステム５００は、以下により詳細に説明されるように、アダプタ５０２、及び脛骨パドル３４上のアダプタ５０２を覆って位置付けられるように構成される、１つ以上の脛骨トライアルコンポーネントを含む。例示の実施形態では、システム５００の脛骨トライアルコンポーネントは、例えば１つ以上のトライアルシム５０４、このトライアルシム５０４に連結され得る脛骨ベアリング面トライアル５０５、及び／又は１つ以上の脛骨ベアリングトライアル部５０６を含んでもよい。いくつかの実施形態では、脛骨ベアリングトライアル５０６は、図２６及び図２７に関して以下に記載されるように、アダプタ５０２を受容するように構成されてもよく、一方、脛骨ベアリング面トライアル５０５は、選択されたトライアルシム５０４に連結するように構成されてもよい。例えば、脛骨ベアリング面トライアル５０５は、トライアルシム５０４の一対の対応する開口部５０８に受容され、脛骨ベアリング面トライアル（tibial bearing trial surface tral）５０５を、トライアルシム５０４に連結し、これによってモジュール式脛骨ベアリングトライアルを形成するような形状であり、かつそのように配置された一対のラグ又は凸部（図示せず）を含んでもよい。
【００７４】
上記のように、アダプタ５０２は、センサモジュール１２の脛骨パドル３４に取り付けられるか、ないしは別の方法で接続されるように構成される。図２０Ａ〜２０Ｅに示されるように、アダプタ５０２は、アダプタ５０２が脛骨パドル３４に連結する際にこれに接触するか、ないしは別の方法で直面する底部側５１２、及び底部側５１２と反対側の上部側５１４を有する、ハブ５１０を含む。例示として、ハブ５１０は環状の形、又はほぼ環状の形を有する。しかしながら、他の実施形態では、ハブ５１０は、以下でより詳細に説明されるように、取り付けられた回転可能な脛骨トライアルコンポーネントの回転を促進することができる他の幾何学的形状を有するように形成されてもよい。更に、例示のアダプタ５０２は、プラスチック材料から形成されるが、クリップを、脛骨パドル３４及び任意の脛骨トライアルコンポーネントに連結できるようにする一方で、そのような連結を使用中に保持する、十分な可撓性を有する他の材料から形成されてもよい。
【００７５】
一対の上方保持具クリップ５１６は、上部側５１４から上方へ延在する。それぞれの上方保持具クリップ５１６は、ハブ５１０に結合された細長い軸部５１８、及び細長い軸部５１８の遠位端に取り付けられたリップ、すなわちナブ５２０を含む。細長い軸部５１８は、ハブ５１０から上方に延在し、付随するリップ５２０は、細長い軸部５１８の遠位端から外側に延在する。上方保持具クリップ５１６のそれぞれは、横断面（すなわち、アダプタ５０２が脛骨パドル３４の面に連結したときは、脛骨パドル３４の面）において内側に湾曲し、全体的に円を画定するように配置される。更に、リップ、すなわちナブ５２０はそれぞれ、湾曲した、すなわち丸くなった外面を有する。以下により詳細に説明されるように、上方保持具クリップ５１６は、外科的処置中にスペーサブロック８３２及び／又は関節伸延具１６の取り付け及び取り外しを促進するような形状であり、かつそのように構成される。例示のアダプタ５０２は、３つの上方保持具クリップ５１６を含み、追加又はより少ない上方保持具クリップ５１６は他の実施形態で使用されてもよい。
【００７６】
上方保持具クリップ５１６と同様に、下方保持具クリップ５２２のセットは底部側５１２から下方に延在する。それぞれの下方保持具クリップ５２２は、ハブ５１０に結合された細長い軸部５２４、及び細長い軸部５２４の遠位端に結合されたリップ、又はナブ５２６を含む。細長い軸部５２４は、ハブ５１０から下方に延在し、付随するリップ５２６は、細長い軸部５２４の遠位端から外側に延在する。下方保持具クリップ５２２のそれぞれは、横断面において内側に湾曲し（すなわち、アダプタ５０２が脛骨パドル３４の面に連結されるときは、脛骨パドル３４の面）、かつ全体的に円を画定するように配置される。更に、それぞれのリップ、すなわち５２６は、選択される角度で交差する所定の数の実質的に平坦な外面を有する。他の実施形態では、ナブ５２６は、湾曲した、すなわち丸い外面を含み得る。以下でより詳細に説明されるように、下方保持具クリップ５２２は、センサモジュール１２の脛骨パドル３４に対して、アダプタ５０２の取り付け及び取り外しを促進するような形状であり、かつそのように構成される。そのようにするために、下方保持具クリップ５２２は、脛骨パドル３４の垂直開口部４５に受容される。例示のアダプタ５０２は、３つの下方保持具クリップ５２２を含み、追加又はより少ない下方保持具クリップ５２２が他の実施形態で使用されてもよい。
【００７７】
上方保持具クリップ５１６及び下方保持具クリップ５２２は、アダプタ５０２が単一の垂直な向きにおいて、脛骨パドル３４に連結可能であるように「適合」される。例示の実施形態では、上方保持具クリップ５１６は、上方保持クリップ５１６が脛骨パドル３４の垂直開口部４５内に挿入できないように、下方保持具クリップ５２２よりも大きい。例えば、上方保持具クリップ５１６は、下方保持具クリップ５２２（図２０Ｄを参照）によって全体的に画定される円５５２よりも大きい直径を有しながら、全体的に円５５０（図２０Ｅを参照）を画定する。もちろん、脛骨パドル３４に対してアダプタ５０２を「適合する」ために、機構の他の構造体が他の実施形態で使用されてもよい。
【００７８】
図２０Ｂで示されるように、アダプタ５０２はまた、前側アライメントタブ５３０及び後側アライメントタブ５３２を含み、これらは底側５１４から下方に延びる。より詳細に以下に記載されるように、アライメントタブ５３０、５３２は、アダプタ５０２が脛骨パドル３４に連結されるときに、脛骨パドル（図１９を参照）の対応するアライメント開口部４６、４８に受容されるように構成される。アライメントタブ５３０、５３２は、アダプタ５０２が単一方向において脛骨パドル３４に取り付け可能であるように、「適合」される。例えば、例示の実施形態では、前側アライメントタブ５３０は、後側タブ５３２の幅、すなわち弧長５３６（図２０Ｄを参照）よりも大きい幅、すなわち弧長５３４を有する。同様に、上記のように、脛骨パドル３４の前側アライメント開口部４６は、後側アライメント開口部４８よりも大きい幅、すなわち弧長を有する。このため、前側アライメントタブ５３０が前側アライメント開口部４６に受容され、かつ後側アライメントタブ５３２が後側アライメント開口部４８に受容される向きにおいて受容される方向においてのみ、アダプタ５０２は脛骨パドル３４に取り付け可能である。アライメントタブ５３０、５３２のそれぞれは、横断面において内側に湾曲しており、角度の付いた側面５３８、５４０をそれぞれ含み、これらは、以下でより詳細に説明されるように、アダプタ５０２にかかる過剰なトルクに反応して、脛骨パドル３４からアダプタ５０２を自動的に取り外すのを容易にする。
【００７９】
アダプタ５０２はまた、ハブ５１０から外側に延在する、回転防止キー、すなわち突出部５４２を含む。回転防止キー５４２は、ハブ５１０の底部側５１２と同一平面にある底面５４４を含み、これによって、アダプタ５０２がセンサモジュール１２に連結されるとき、回転防止キー５４２が脛骨パドル３４の上になり、接触し、なしいしは別の方法で直面する。例示的な実施形態では、回転防止キー５４２は、矩形の形状を有するが、他の実施形態では他の形状を有してもよい。以下により詳細に記載されるように、回転防止キー５４２は、非可動式脛骨トライアルの回転を防止するか、又はこれを制限し、かつ可動式脛骨トライアルコンポーネントの回転を制限する。
【００８０】
上記のように、アダプタ５０２は、図２１において示されるように、センサモジュール１２の脛骨パドル３４に取り付けられるように構成される。そうするために、下方保持具クリップ５２２は脛骨パドル３４の垂直開口部４５内に挿入され、図２２に示すように、アダプタ５０２は、前側アライメントタブ５３０が前側アライメント開口部４６に受容され、後側アライメントタブ５３２が脛骨パドル３４の後側アライメント開口部４８に受容されるように、位置合わせされる。下方保持具クリップ５２２は、脛骨パドル３４へのアダプタ５０２の取り付けを可能にするように、内側にわずかに屈曲するように構成される。良好な挿入によって、下方保持具クリップ５２２は、それらの通常の又は通常に近い位置に戻り、所定の量のリフトオフ耐性をもたらし、これによってアダプタ５０２を脛骨パドル３４に固定する。図２２に示されるように、リップすなわちナブ５２６は、脛骨パドル３４の内側側壁４４の内側に傾いた区分４７と内側で接触し、これはアダプタ５０２に所定の量のリフトオフ耐性をもたらす。しかしながら、過剰なトルクがアダプタ５０２に適用される場合、脛骨パドル３４の内側側壁４４の内側に傾いた区分４７は、以下でより詳細に説明されるように、下方保持具クリップ５２２を内側に押し付けることによって、アダプタ５０２の取り外しを促進する。
【００８１】
図２３〜図２５に示されるように、トライアルシム５０４は、アダプタ５０２及びセンサモジュール１２に、固定された（図２３）又は可動の（図２４及び２５）の向きで連結されてもよい。そのような向きを促進するために、トライアルシム５０４はアダプタ５０２のハブ５１０を受容するような大きさ及び形状である中央開口部５６０を含む。更に、トライアルシム５０４は、回転防止開口部５６２及び回転を可能にする開口部５６４を含み、それぞれは中央開口部５６０と流体連通する。図２３で示されるように、回転防止開口部５６２は、回転防止キー５４２が回転防止開口部５６２で受容可能なように、アダプタ５０２の回転防止キー５４２よりもわずかに大きい幅５６６を有する。一方、回転を可能にする開口部５６４は、全体的に台形の形状、及び回転防止キー５４２の幅よりも実質的に大きい弧長５６８を有する。
【００８２】
図２３で示されているように、アダプタ５０２の回転防止キー５４２がトライアルシム５０４の回転防止開口部５６２内に受容されるように、トライアルシム５０４は、固定された向きにおいてアダプタ５０２及びセンサモジュール１２に連結されてもよい。回転防止開口部５６２は、回転防止キー５４２よりもわずかに大きいだけであるため、脛骨パドル３４に対するトライアルシム５０４の実質的な回転は制限されるか、ないしは別の方法で阻止される。あるいは、図３４及び３５で示されているように、アダプタ５０２の回転防止キー５４２が、トライアルシム５０４の、回転を可能にする開口部５６４内に受容されるように、トライアルシム５０４は可動の向きにおいてアダプタ５０２及びセンサモジュール１２に連結されてもよい。回転を可能にする開口部５６４は、回転防止キー５４２よりも実質的に大きいため、脛骨パドル３４に対するトライアルシム５０４の回転は促進されるか、ないしは別の方法で可能になる。
【００８３】
固定又は可動の向きのいずれかにおいて、アダプタ５０２にかけられた過剰なトルクは、アダプタ５０２を脛骨パドル３４から外させる。すなわち、過剰なトルクがアダプタ５０２にかけられるとき、アライメントタブ５３０、５３２の角度の付いた側面５３８、５４０は、アライメント開口部４６、４８の対応する角度の付いた側面に係合し、これはリフトオフ力を生じさせる。リフトオフ力は、同じく、下方保持具クリップ５２２を、脛骨パドル３４の内部側壁４４の内側に傾いた区分４７を介して、内側に押し付けさせる。このため、アダプタ５０２は、脛骨パドル３４から自動で外れる。この方法で、アダプタ５０２及びセンサモジュール１２への損傷は回避され得る。
【００８４】
上述のように、脛骨ベアリングトライアル５０６は、アダプタ５０２に連結するように構成されてもよい。脛骨ベアリングトライアル５０６は、固定又は可動のベアリングトライアルとして実施されてもよい。例えば、図２６に示されるように、可動脛骨ベアリングトライアル５７０は、アダプタ５０２のハブ５１０を受容するような大きさ及び形状の中央開口部５７２と、この中央開口部５７２と流体連通する回転を可能にする開口部５７４と、を含む。トライアルシム５０４の回転を可能にする開口部５６４と同様に、回転を可能にする開口部５７４は、全体的に台形の形状と、回転防止キー５４２の幅よりも実質的に大きい弧長５７６と、を有する。このため、可動脛骨ベアリングトライアル５７０がアダプタ５０２及びセンサモジュール５１２に連結されるとき、センサモジュール５１２の脛骨パドル３４に対する可動脛骨ベアリングトライアル５７０の回転が促進されるか、ないしは別の方法で可能になる。
【００８５】
あるいは、脛骨ベアリングトライアル５０６は、図２７に示されるように、固定された脛骨ベアリングトライアル５８０として実施されてもよい。固定された脛骨ベアリングトライアル５８０は、アダプタ５０２のハブ５１０を受容するような大きさ及び形状の中央開口部５８２と、この中央開口部５８２と流体連通する回転防止開口部５８４と、を含む。トライアルシム５０４の回転防止開口部５６２と同様に、回転防止開口部５８４は、回転防止キー５４２が回転防止開口部５６２に受容可能であるように、アダプタ５０２の回転防止キー５４２の幅よりもわずかに大きい幅を有する。このため、固定された脛骨ベアリングトライアル５８０は、アダプタ５０２及びセンサモジュール５１２に連結されるとき、センサモジュール５１２の脛骨パドル３４に対する、固定された脛骨ベアリングトライアル５８０の回転が制限されるか、ないしは別の方法で阻止される。
【００８６】
図２８〜３１を参照すると、いくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、コンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８と共に使用するように構成されてもよい。このような実施形態では、センサモジュール１２は、関節力のデータをシステム１８に送信するように構成される。図２８に例示するように、コンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８は、コンピュータ６００、ディスプレイ６０２、及びカメラユニット６０４を含む。コンピュータ６００は、信号経路６０６を介してディスプレイ６０２及び信号経路６０８を介してカメラユニット６０４に通信的に連結される。信号経路６０６、６０８は、それぞれ、コンピュータ６００及びディスプレイ６０２並びにコンピュータ６００及びカメラユニット６０４間の電気的通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板配線、ビア、バス、介在装置等として具体化されてもよい。
【００８７】
ディスプレイ６０２は、液晶ディスプレイモニタ、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイモニタ等のような任意の種類の装置として具体化されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、ディスプレイ６０２は、「ヘッドアップ」ディスプレイとして具体化されてもよい。このような実施形態では、信号経路６０６は、有線又は無線信号経路として具体化されてもよい。カメラユニット６０４は、２つ以上のカメラ６１０を備え、これらは患者６１２の該当する骨に連結される反射配列６２０が、カメラ６１０の視野６１４内にあるように位置する。
【００８８】
コンピュータ６００は、プロセッサ６２２、記憶装置６２４、及び受信機又は受信機回路６２６を含む。プロセッサ６２２は、本明細書に記載の機能を実行するように構成可能な任意の種類のプロセッサとして具体化されてもよい。例えば、プロセッサ６２２は、別々の集積回路又は電子装置の集合として具体化されてもよい。更に、プロセッサは単一又は複数コアプロセッサであってもよい。単一プロセッサ６２２のみを図２８に例示するが、他の実施形態では、コンピュータ６００は任意の数の追加のプロセッサを備えてもよいことを理解すべきである。記憶装置６２４は、読み取り専用記憶装置及び／又はランダムアクセス記憶装置として具体化されてもよい。例えば、記憶装置６２４は、電気的消去書込み可能な記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、ダイナミックランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）、同期型ランダムアクセス記憶装置（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートダイナミックランダムアクセス記憶装置（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性若しくは非揮発性記憶装置として具体化されてもよく、又は別の方法でそれらを備えてもよい。更に、単一の記憶装置のみを図２８に例示するが、他の実施形態では、コンピュータ６００は追加の記憶装置を備えてもよいことを理解すべきである。
【００８９】
受信機回路６２６は、センサモジュール１２から関節力のデータを受信するために、任意の種類の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いるように構成されてもよい。例えば、センサモジュール１２に関して上述したように、コンピュータ６００は、無線ネットワーキングプロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル又はセンサモジュール１２と通信する他の無線通信プロトコル、標準、又は技術のようなセルラ通信プロトコルを用いて通信するように構成されてもよい。
【００９０】
使用中、コンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８は、反射配列６２０が連結され、ある量の外科処置ウォークスルーを提供する、患者の該当する骨の解剖学的構造（例えば、患者の脛骨及び大腿骨）の位置を追跡及び表示することにより、外科ナビゲーションを提供するように構成される。更に、コンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システム１８は、センサモジュール１２から関節力のデータを受信し、ディスプレイ６０２に患者の関節の関節力のデータ又は関節力の他の印を表示するように構成される。
【００９１】
そうするために、コンピュータ６００は、図２９に例示するような整形外科処置を実行するための方法７００を遂行してもよい。方法７００は、システム１８が初期化されるブロック７０２で始まる。例えば、ブロック７０２では、コンピュータ６００は、任意の数のシステムチェックを実行し、プロセッサ６２２の任意のレジスタを消去し、並びに／又は他の初期化及び／若しくはインテグリティチェックを実行することができる。更に、ＣＡＯＳシステム１８の任意の数の設定、プリファレンス、及びキャリブレーションを、ブロック７０２で確立し、実行してもよい。例えば、ディスプレイ６０２のビデオ設定を選択してもよく、コンピュータ６００に表示される言語を選択してもよく、ディスプレイ装置６０２のタッチスクリーンを、適用可能な場合、ブロック７０２でキャリブレーションしてもよい。
【００９２】
ブロック７０４では、整形外科処置の選択及びプリファレンスは、外科医により選択される。このような選択は、実行されるべき整形外科処置の種類（例えば、全膝関節形成）、用いられる整形的インプラントの種類（例えば、製造、モデル、大きさ、固定化の種類等）、操作の順序（例えば、脛骨又は大腿骨を最初に）等を含んでもよい。いったん整形外科処置をブロック７０４で設定すると、患者の骨はブロック７０６で登録される。そうするために、反射配列６２０は、患者の該当する骨（例えば、患者の脛骨及び大腿骨）と連結される。更に、このような骨の輪郭は、適切な登録ツールを用いて登録される。そうするために、このようなツールのポインタは、登録されるべき骨の種々の領域に触れられる。登録に応答して、コンピュータ６００は、骨の位置及び向きがそれに連結された反射配列に基づいて決定され、骨の輪郭が登録された点に基づいて決定される、骨のレンダリングされた画像を表示する。更に、１つ以上の外科ツールを、ブロック７０６でコンピュータ支援整形外科（ＣＡＯＳ）システムを用いて登録してもよい。
【００９３】
いったん適当な骨をブロック７０６で登録すると、コンピュータ６００は、カメラユニット６０４と協働して、ブロック７０８で整形外科処置及び関連するナビゲーションデータ（例えば、外科ツールの位置）の外科工程の画像を表示する。そうするために、ブロック７０８は、各外科的処置工程が関連するナビゲーションデータと共に順番に整形外科医に表示される、任意の数のサブ工程を含んでもよい。更に、ブロック７１０では、コンピュータ６００は、センサモジュール１２から関節力のデータを受診する。上記のように、関節力のデータは、センサモジュール１２のセンサアレイ９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。
【００９４】
ブロック７１２では、コンピュータ６００は、ディスプレイ６０２上に、関節力のデータ又は患者の関節の関節力を示すそれから由来する他のデータを表示する。コンピュータ６００は、ブロック７１２で関節力のデータに基づいて任意の１つ以上の関節力値を決定するように構成されてもよい。例えば、手持ち式ディスプレイモジュール１４と同様に、コンピュータ６００は、ブロック７１０で受診された関節力のデータに基づいて内側関節力成分値及び外側関節力成分値を決定するように構成されてもよい。再び、このような内側関節力値は、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、１２０、１２４から受信されるセンサ信号に基づき、外側関節力値は、内側センサ１９６のセット及び外側センサ１９７のセットに基づく。いくつかの実施形態では、コンピュータ６００はまた、内側関節力値及び外側関節力値に基づいて平均内側／外側力値を決定することもできる。このような実施形態では、内側関節力値、外側関節力値、及び平均関節力値は、その後、ブロック７１２でディスプレイ６０２に表示される。更に、コンピュータ６００は、関節力のデータに基づいて関節力の内側−外側及び／又は前側／後側のバランスを決定し、手持ち式ディスプレイモジュール１４と同様の方式でディスプレイ６０２に関節力のバランスの印を表示するように構成されてもよい。例えば、コンピュータ６００は、ブロック４１２で、それぞれ図１６、１７及び１８に関して例示及び記載したディスプレイ４５０、４５２、４５４と同様のディスプレイを提示することができる。
【００９５】
いくつかの実施形態では、コンピュータ支援外科（ＣＡＯＳ）システム１８は、ナビゲーションデータに関連してディスプレイ６０２上で関節力のデータを決定し表示するように構成されてもよい。例えば、コンピュータ６００は、図３０に例示するように、ナビゲーションデータに関連する関節力のデータを表示するための方法７２０を遂行してもよい。方法７２０は、コンピュータ６００がセンサモジュール１２から関節力のデータを受診するブロック７２２を含む。再び、関節力のデータは、センサモジュール１２のセンサアレイ９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。ブロック７２４では、コンピュータ６００は、ブロック７２２で受診した関節力のデータに基づいて、内側、外側、及び／又は平均関節力値を決定する。
【００９６】
ブロック７２２における関節力値の決定と同時に、コンピュータ６００は、ブロック７２４で患者の膝が整形外科処置を受けている実施形態では、患者の大腿骨及び脛骨のような患者の該当する骨の位置及び向きを決定する。その後、ブロック７２８で、コンピュータ６００は、ブロック７２２で決定された関節力値及びブロック７２８で決定された膝関節の画像を表示する。よって、コンピュータ６００を用いて、例えば、患者の膝の内側及び外側顆の屈曲及び伸長ギャップを表示し、同時に患者の膝の関連する内側、外側、及び／又は平均関節力値を表示することができる。屈曲及び伸長ギャップ、並びに関連する関節力値を監視することにより、整形外科医は特定の整形処置のために適切な量のギャップ又は関節力を決定することができる。
【００９７】
更に、いくつかの実施形態では、コンピュータ６００はまた、ブロック７２６で決定された患者の骨の向き及び位置に基づいて他の解剖学的データを決定し、関連する関節力値と共にこのような解剖学的データを表示するように構成されてもよい。例えば、１つの実施形態では、コンピュータ６００は、患者の膝の内反／外反角を決定し、関連する内側及び外側関節力を表示するように構成される。更に、コンピュータ６００は、内側及び外側力値に基づいてロードされた顆を決定し、ディスプレイ６０２上で整形外科医にロードされた顆を確認させるように構成されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、コンピュータ６００は、記憶装置６２４又は他の保存装置に、互いに関連する、解剖学的データ、関節力値、及び／又はインプラントの種類、大きさ、患者の識別データ、等のような他の外科データを保存するように構成されてもよい。
【００９８】
コンピュータ６００はまた、いくつかの実施形態では、屈曲角及び関連する関節力値のグラフを決定し、表示するように構成されてもよい。そうするために、コンピュータ６００は、図３１に例示するように、方法７３０を遂行する。方法７３０は、コンピュータ６００がセンサモジュール１２から関節力のデータを受診するブロック７３２を含む。再び、関節力のデータは、センサモジュール１２のセンサアレイ９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。ブロック７３４では、コンピュータ６００は、ブロック７３２で受診した関節力のデータに基づいて、内側、外側、及び／又は平均関節力値を決定する。
【００９９】
ブロック７３２における関節力値の決定と同時に、コンピュータ６００はブロック７３６で患者の膝の屈曲角を決定する。そうするために、コンピュータ６００は、患者の脛骨及び大腿骨の相対的な位置を決定し、これらの位置に基づいてそれらの間で画定される屈曲角を決定する。ブロック７３８では、コンピュータ６００は、ブロック７３４で決定される関節力のデータ、及びブロック７３８で決定される屈曲角データを保存する。方法は、ブロック７３２、７３４、７３６を繰り返して、データ及び屈曲の所望の範囲内の各又は全ての所定の屈曲角を収集する。このようなデータを収集した後、方法７３０は、コンピュータ６００が関節力値対屈曲角のグラフを表示するブロック７４０に進行する。このようなグラフは、内側及び外側関節力値を含んでもよく、又は整形外科医の嗜好に応じて平均関節力値を含んでもよい。
【０１００】
図３２〜３７を参照すると、センサモジュール１２を用いて、整形外科処置の実行中、患者の関節力の相対的な内側−外側のバランスを監視することができる。例えば、センサモジュール１２を用いて全膝関節形成術を実行するための外科方法８００を、図３２に例示する。方法８００は、患者の脛骨近位９００が切除されるブロック８０２で始まる。患者の脛骨９００を切除することにより、切除された平面表面又は平坦部は、脛骨近位端上に確立される。いくつかの実施形態では、コンピュータ支援外科（ＣＡＯＳ）システム１８が用いられないこれらの実施形態のように、患者の大腿骨９０２の遠位端はブロック８０４で切除されてもよい。
【０１０１】
ブロック８０６では、患者の膝は伸展状態にある。その後、ブロック８０８では、患者の膝は伸展状態にありながら伸延され、関節力は釣り合っている。そうするために、整形外科医は、患者の膝関節にセンサモジュール１２の脛骨パドル３４を定置してもよい。具体的には、脛骨パドル３４は、図３３に例示するように、患者の近位脛骨の切除された平坦部８５０上に定置される。脛骨パドル３４は、患者の脛骨に接触して定置してもよく、又は膜若しくは他の介在性部材上に定置されてもよい。図３３に示されるように、スペーサブロック８３２は、伸展状態で所望の量で患者の膝を伸展するのに使用されてもよく、これはいくつかの実施形態では、アダプタ５０２の上方保持具クリップ５１６を介してセンサモジュール１２に連結されてもよい。あるいは、センサモジュール１２は関節伸延具１６に連結されてもよく、これは患者の膝関節に挿入され、所望の量関節を伸延するように操作されてもよい。典型的には、患者の膝関節は、ほぼ矩形の関節ギャップ（すなわち、患者の大腿骨の切除された遠位端とおよそ平行である患者の脛骨の切除された平坦部８５０）を確立するのに必要な量、伸展状態で伸延される。
【０１０２】
いったんほぼ矩形の関節ギャップが確立されると、整形外科医は内側及び外側関節力のバランスを取ることができる。そうするために、整形外科医は、靱帯放出又はバランス処置を実行して、患者の膝の内側又は外側力を低下させることができる。そうしている間、整形外科医は、センサモジュール１２及び／又は手持ち式ディスプレイモジュール１４のディスプレイ５０、５２を監視して、どちら側が放出され、いつ内側及び外側力がおよそ等しいか（例えば、中央の発光ダイオード８４が明るくなったとき）を決定することができる。無論、整形外科医は、４５％〜５５％内側−外側関節力のバランスのような、例えば、患者の年齢、患者の性別、患者の関節の軟組織の損傷の程度、患者の関節の術前変形の程度等のような基準に基づいて特定の患者に望ましい代替の関節力のバランスを決定できる。更に、いくつかの実施形態では、コンピュータ支援外科（ＣＡＯＳ）システム１８を用いる実施形態のように、患者の大腿骨９０２の遠位端をブロック８１０で切除してもよい。
【０１０３】
整形外科医が伸展状態にある患者の関節の内側−外側関節力を適切に釣り合わせた後、患者の関節をブロック８１２で屈曲状態におく。その後、ブロック８１４では、患者の膝は、屈曲状態にありながら、関節力の所望のバランスに伸延される。そうするために、整形外科医は、再び、患者の近位脛骨９００の切除された平坦部８５０上に、センサモジュール１２の脛骨パドル３４を定置してもよい。脛骨パドル３４は、患者の脛骨に接触して定置してもよく、又は膜若しくは他の介在性部材上に定置されてもよい。整形外科医は、内側及び外側関節力がおよそ等しくなるまで、伸延具１６、又は異なる量患者の大腿骨の各顆を伸延するための他の伸延具を用いて、患者の膝を伸延してもよい。内側及び外側関節力を等しくすることにより、大腿骨の回転が確立される。
【０１０４】
患者の関節が伸延されて、ブロック８１４で所望の内側−外側のバランスが達成された後、多数の追加切除をブロック８１６で患者の遠位大腿骨９０２で実行する。そうするために、図３４に例示するように、切断ブロック８６０は関節伸延具１６に連結され、患者の関節を屈曲状態で伸延しながら、患者の遠位大腿骨９０２上の前側大腿骨切断、後側大腿骨切断、及び／又は面取り切断を実行することができる。１つの具体的な実施形態では、切断ブロック８６０は、患者の膝が上記のように屈曲状態で伸延されながら、前側及び後側大腿骨切断が脛骨切断に対して実質的に平行であるように、位置付けられる。他の実施形態では、切断ブロック８６０は、前側及び後側大腿骨切断の角が意図するインプラントの特定の角に一致するように位置付けられてもよい。よって、前側及び後側大腿骨切断は、大腿骨を所望の位置に回転させながら実行される。切断ブロック８６０の位置はまた、整形的インプラントで屈曲ギャップを前側又は後側に調節して設定してもよい。
【０１０５】
あるいは、いくつかの実施形態では、屈曲状態にある大腿骨の回転は、後側顆、ホワイトサイド線、及び／又は経上顆軸線（transepicondylar axis）のような解剖学的基準に基づいて決定される。前側大腿骨切断、後側大腿骨切断、及び／又は面取り切断は、所定の大腿骨の回転に基づいて、患者の遠位大腿骨９０２上で実行される。図３５に例示するように、スペーサブロック８５４を用いて、このような面取り切断をチェック又は確認することができる。更に、整形外科医は靱帯放出を用いて、所望の内側−外側関節力のバランスを取るか、又は画定することができる。このような実施形態では、整形外科医はまた、屈曲状態で実行される靱帯放出が伸展状態で関節力のバランスに悪影響を及ぼさないことを検証することもできる。
【０１０６】
患者の遠位大腿骨の最終切除が完了した後、患者の膝関節の関節力のバランスがブロック８１８で確認される。そうするためには、整形外科医は、図１９〜２７に関して上記の脛骨トライアルシステム５００を使用してもよい。例えば、図３６及び３７で示されているように、トライアルシム５０４は、センサモジュール１２上のアダプタ５０２の上に位置付けられてもよく、脛骨表面トライアル５０５は、トライアルシム５０４に固定されてもよい。トライアル大腿骨コンポーネント８６４はまた、患者の大腿骨９０２の遠位端に一時的に連結されてもよい。患者の膝は、次いで、整形外科医がセンサモジュール１２のディスプレイ５０、５２により、又はディスプレイモジュール１４のディスプレイ３０２に示されるような関連する関節力のバランスを監視して、所望の関節力のバランスが患者の関節の屈曲全体にわたって維持されることを確認しながら、図３７に例示するように、屈曲の種々の程度に移動させてもよい。トライアルシム５０４は、固定されたトライアルの向き又は可動のトライアルの向きのいずれかにおいて、図２３〜２５に関して上記のように、センサモジュール１２の脛骨パドル３４上に配置されてもよいということが理解されるべきである。他の実施形態において、固定又は可動の脛骨ベアリングトライアル５０６は、アダプタ５０２及びセンサモジュール１２と共に使用されてもよい。
【０１０７】
システム１０は、関節力の測定、決定、及び表示に関連して上記されている。このような関節力は、一般的に、画定された領域上の患者の関節の関節圧に対応する。よって、他の実施形態では、センサモジュール１２、手持ち式ディスプレイモジュール１４、及びコンピュータ支援外科システム１８は、患者の関節力に加えて又はその代わりに患者の相対的な関節圧を測定、決定、及び表示するように構成されてもよい。例えば、１つの実施形態では、患者の関節圧は、センサアレイ９０の圧力センサ又はセンサ要素１００の各センサの既知の領域に基づいて決定することができる。
【０１０８】
以上、図面及び上記の説明文において本開示内容を詳細に図示、説明したが、こうした図示、説明はその性質上、例示的なものとみなすべきであって、限定的なものとみなすべきではなく、あくまで例示的実施形態を示し、説明したにすぎないのであって、本開示の趣旨の範囲に含まれる変更並びに改変は全て保護されることが望ましい点は理解されよう。
【０１０９】
本明細書に記載の装置、システム、及び方法の様々な特性から本開示の複数の利点が生ずることに留意する。本開示の装置、システム、及び方法の代替実施形態は、記載された特性の全てを含んでいない場合もあるが、それでも依然としてこのような特性の利点の少なくともいくらかから恩恵を享受していることが留意される。当業者であれば、本発明の１つ以上の特徴を取り入れた、特許請求の範囲」において定義される本開示の趣旨及び範囲に包含される装置、システム、及び方法を独自に実施することが容易に可能であろう。
【０１１０】
〔実施の態様〕
（１）  患者の関節の関節力を測定する整形外科用装置であって、前記整形外科用装置は、
患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるような形状の脛骨パドルであって、前記脛骨パドルは、実質的に平坦な上面及び実質的に平坦な底面を有する、脛骨パドルと、
前記脛骨パドルに位置付けられ、かつ前記患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されるセンサアレイであって、前記センサアレイは、前記関節力の内側−前側力成分を測定するための複数の内側−前側センサと、前記関節力の内側−後側力成分を測定するための複数の内側−後側センサと、前記関節力の外側−前側力成分を測定するための複数の外側−前側センサと、前記関節力の外側−後側力成分を測定するための複数の外側−後側センサとを含み、前記内側−前側センサ及び前記外側−前側センサのそれぞれは実質的に等しい表面積を有し、前記内側−後側センサ及び前記外側−後側センサのそれぞれは実質的に等しい表面積を有する、センサアレイと、
前記脛骨パドルに固定され、かつ前記脛骨パドルの前側−後側二等分軸線からオフセットしている長手方向軸線を画定する、細長いハンドルと、
前記脛骨パドルから遠位の前記ハンドルの端部に固定される第１のディスプレイと、
前記ハンドルに位置付けられる回路であって、前記センサアレイからの前記センサ信号を受信し、前記第１のディスプレイを制御し、前記関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するように構成される、回路と、を含む、整形外科用装置。
（２）  前記脛骨パドルが、第１の中央に配置された開口部を画定する第１の内部側壁を有する上部パドル筐体、及び第２の中央に配置された開口部を画定する第２の内部側壁を有する底部パドル筐体を含み、前記第１の開口部及び前記第２の開口部は互いに流体連通し、前記脛骨パドルを通る垂直経路を、前記脛骨パドルの前記上面及び前記底面に対して部分的に画定する、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（３）  前記センサアレイが、前記脛骨パドルを通る前記垂直経路を更に画定する、中央に配置された開口部を含む、実施態様２に記載の整形外科用装置。
（４）  前記センサアレイが、複数の静電容量式圧力センサを含む、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（５）  前記センサアレイが、センサの内側のセット及びセンサの外側のセットを含み、前記センサの内側のセット及び前記外側のセットのそれぞれは、最前側センサ、最後側センサ、及び対応する前記最前側センサと前記最後側センサとの間に配置される４つの追加センサからなる、実施態様１に記載の整形外科用装置。
【０１１１】
（６）  前記内側−前側センサ及び前記外側−前側センサのそれぞれの前記表面積は、前記内側−後側センサ及び前記外側−後側センサのそれぞれの前記表面積未満である、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（７）  前記内側−前側センサ及び前記外側−前側センサのそれぞれは、約１．１２ｃｍ２（０．１７４ｉｎ２）に等しい表面積を有し、前記内側−後側及び前記外側−後側のそれぞれは、約１．２１ｃｍ２（０．１８７ｉｎ２）に等しい表面積を有する、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（８）  前記内側−前側センサ及び前記外側−前側センサのそれぞれは、約１．５７ｃｍ２（０．２４３ｉｎ２）に等しい表面積を有し、前記内側−後側及び前記外側−後側のそれぞれは、約１．７０ｃｍ２（０．２６３ｉｎ２）に等しい表面積を有する、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（９）  前記脛骨パドルから遠位の前記細長いハンドルの前記端部に固定される第２のディスプレイを更に含み、
前記細長いハンドルは、上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体を含み、前記上部ハンドル筐体及び前記底部ハンドル筐体は、前記上部ハンドル筐体の内面が、前記底部ハンドル筐体の対応する内面を向くように、互いに連結されており、
前記第１のディスプレイが、前記上部ハンドル筐体の端部に固定され、前記第２のディスプレイが、前記底部ハンドル筐体の端部に固定される、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（１０）  前記第１のディスプレイは複数の発光ダイオードを含み、
前記回路は、（ｉ）前記関節力の内側コンポーネントを示す内側総力値（total medial force value）を決定し、（ｉｉ）前記関節力の外側コンポーネントを示す外側総力値（total lateral force value）を決定し、（ｉｉｉ）前記関節力の内側−外側のバランスの指標を提供するような方法で、前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、実施態様１に記載の整形外科用装置。
【０１１２】
（１１）  前記回路が前記複数の発光ダイオードを制御して、９つの別々の内側−外側のバランスの範囲に対応する、少なくとも９つの別々の照明構成を表示するように構成される、実施態様１０に記載の整形外科用装置。
（１２）  前記回路が、
前記内側総力値及び前記外側総力値を合計して、総力値を決定し、
前記内側総力値及び前記総力値の関数として、内側百分率値を決定し、
前記外側総力値及び前記総力値の関数として、外側百分率値を決定し、
前記関節力の前記内側−外側のバランスの指標を、前記内側百分率値及び前記外側百分率値の関数として提供するような方法で、前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、実施態様１０に記載の整形外科用装置。
（１３）  前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記関節力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含む、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（１４）  前記回路は、電源と、前記回路をオフ状態からオン状態にするように操作可能なユーザ制御部と、を含み、前記回路は、前記オフ状態から前記オン状態にされた後、前記電源が枯渇するまで前記オン状態のままであるように構成される、実施態様１に記載の整形外科用装置。
（１５）  患者の関節の関節力を測定するためのセンサモジュールであって、前記センサモジュールは、
上方ハンドル筐体及び上方脛骨パドル筐体を有する上方筐体と、
下方ハンドル筐体及び下方脛骨パドル筐体を有する下方筐体であって、前記下方筐体は、前記下方筐体の内面が、前記上方筐体の対応する内面を向くように前記上方筐体に連結される、下方筐体と、
前記下方脛骨パドル筐体と前記上方脛骨パドル筐体との間に位置付けられ、かつ前記患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されるセンサアレイであって、該センサアレイは、前記関節力の前側力成分を測定するための複数の前側センサ、及び前記関節力の後側コンポーネントを測定するための複数の後側センサを含み、前記後側センサのそれぞれは、前記前側センサのそれぞれよりも大きい表面積を有する、センサアレイと、
前記上方ハンドル筐体に固定される第１のディスプレイ、及び前記下方ハンドル筐体に固定される第２のディスプレイと、
前記上方ハンドル筐体と前記下方ハンドル筐体との間に位置付けられる回路であって、前記回路は前記センサアレイからの前記センサ信号を受信し、前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイを制御して、複数の照明構成のうちの１つで照明し、それぞれの照明構成は、前記関節力の内側−外側のバランスの別々の範囲に対応する、回路と、を含む、センサモジュール。
【０１１３】
（１６）  前記上方脛骨筐体及び前記下方脛骨筐体はそれぞれ、中央に配置された開口部を画定する内側側壁を含み、前記上方筐体が前記下方筐体に連結されるとき、前記上方及び下方脛骨筐体の前記内側側壁は協働して経路を画定する、実施態様１５に記載のセンサモジュール。
（１７）  前記センサアレイが、センサの内側のセット及びセンサの外側のセットを含み、前記センサの内側のセット及び前記外側のセットのそれぞれは、最前側センサ、最後側センサ、及び対応する前記最前側センサと前記最後側センサとの間に配置される４つの追加センサからなる、実施態様１５に記載のセンサモジュール。
（１８）  前記回路は、少なくとも９つの別々の照明構成のうちの１つを表示するよう前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイを制御するように構成され、それぞれの照明構成は、前記関節力の内側−外側のバランスの別々の範囲に対応する、実施態様１５に記載のセンサモジュール。
（１９）  前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記関節力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含む、実施態様１５に記載のセンサモジュール。
（２０）  前記回路が電源と、前記回路をオフ状態からオン状態にするように操作可能なユーザ制御部と、を含み、前記回路は、前記オフ状態から前記オン状態にされた後、前記電源が枯渇するまで、前記オン状態のままであるように構成される、実施態様１５のセンサモジュール。
【０１１４】
（２１）  患者の関節の関節力を測定する整形外科用システムであって、前記整形外科用システムは、
センサモジュールであって、
（ｉ）患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるような形状の脛骨パドルであって、前記脛骨パドルは、実質的に平坦な上面及び実質的に平坦な底面を有し、前記脛骨パドルを通る垂直経路を、前記上面及び前記底面に対して画定する内側側壁を含む、脛骨パドルと、
（ｉｉ）前記脛骨パドルに位置付けられ、かつ前記患者の脛骨と大腿骨との間の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成されるセンサアレイであって、前記センサアレイは、前記関節力の内側−前側力成分を測定するための複数の内側−前側センサと、前記関節力の内側−後側力成分を測定するための複数の内側−後側センサと、前記関節力の外側−前側力成分を測定するための複数の外側−前側センサと、前記関節力の外側−後側力成分を測定するための複数の外側−後側センサとを含み、前記内側−前側センサ及び前記外側−前側センサのそれぞれは実質的に等しい表面積を有し、前記内側−後側センサ及び前記外側−後側センサのそれぞれは実質的に等しい表面積を有する、センサアレイと、
（ｉｉｉ）前記脛骨パドルに固定される細長いハンドルと、
（ｉｖ）前記ハンドルに固定される第１のディスプレイと、
（ｖ）前記ハンドルに位置付けられるセンサモジュール回路であって、前記センサモジュール回路は、前記センサアレイからの前記センサ信号を受信し、前記関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を提供するように前記ディスプレイを制御し、かつ前記関節力を示す前記関節力のデータを送信するように構成される、センサモジュール回路と、を含む、センサモジュールと、
手持ち式ディスプレイモジュールであって、
（ｉ）手で保持可能な大きさの筐体、
（ｉｉ）前記筐体に連結されるディスプレイ、及び
（ｉｉｉ）前記筐体に位置付けられる制御回路であって、前記制御回路は、前記センサモジュールからの前記関節力のデータを受信し、前記関節力の内側−外側のバランスの視覚的指標を前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記ディスプレイ上に示すように構成される、制御回路を含む、手持ち式ディスプレイモジュールと、を含む、整形外科用システム。
（２２）  前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記制御回路は、
前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記ディスプレイ上に水平バーを表示し、
前記水平バー上にアイコンを表示すように構成され、前記水平バー上の前記アイコンの位置が、前記関節力の内側−外側のバランスを示す、実施態様２１に記載の整形外科用システム。
（２３）  前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記制御回路は、
前記関節力の内側−外側のバランス、及び前側−後側のバランスを示す関節力値を決定し、
前記関節力値に基づき、前記関節力の内側−外側及び前側−後側のバランスの視覚的指標を前記ディスプレイに表示するように構成される、実施態様２１に記載の整形外科用システム。
（２４）  前記手持ち式ディスプレイモジュールの前記制御回路が、前記ディスプレイ上にバーを表示するように構成され、前記バーは、内側面に対応する第１端部、及び外側面に対応する第２端部を有し、前記制御回路は前記関節力の前側−後側のバランスに基づき、前記バーの前記第１及び前記第２端部を位置付けるように構成される、実施態様２３に記載の整形外科用システム。
【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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【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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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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