(57)【要約】  関節の外科的手術中に関節のバランスをとるための始動機構を有する関節バランシングインサートを開示する。前記関節バランシングインサートは、第１のプレート、第２のプレート、両プレート間のアクチュエータを含む。第２のプレートは、関節手術中に関節の外科的切断をガイドするために使用される切断ブロックを搭載する一体型搭載部を含む。一体型搭載部の各種構造をインサート内に実装して、脛骨切断用ブロック、大腿骨切断用ブロック、遠位大腿骨切断用ブロックなどの様々な種類の切断ブロックの搭載に備えることができる。【選択図】図１７
2018512928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の修復中に関節のバランスをとるインサートであって、
関節の骨構造とのインタフェースとなるように構成される第１のプレートと、
第２のプレートであって、
前記第１のプレートから離れて配置され、前記関節の対向する骨構造とのインタフェースとなるように構成されるプレート部と、
前記第１のプレートの外周を超えて突出する前記プレート部から延在する移行部と、
前記第１のプレートの方向に、前記移行部に対して横断する方向に延在する搭載部と、
を含む第２のプレートと、
前記第１のプレートと前記プレート部との間に位置し、前記第１のプレートと前記プレート部に力を加えるように構成されるアクチュエータと、
を備えるインサート。
【請求項２】
前記第１のプレートと前記プレート部との間の空間関係を判定する複数のセンサをさらに備える、請求項１のインサート。
【請求項３】
前記第１のプレートが関節の修復中に脛骨と接触するように構成される下側プレートであり、前記第２のプレートが上側プレートであり、前記プレート部が関節の修復中に大腿骨に接触するように構成され、前記搭載部が下方に前記下側プレートを超えて延在する、請求項１のインサート。
【請求項４】
前記第１のプレートが関節の修復中に大腿骨と接触するように構成される上側プレートであり、前記第２のプレートが下側プレートであり、前記プレート部が関節の修復中に脛骨に接触するように構成され、前記搭載部が上方に前記上側プレートを超えて延在する、請求項１のインサート。
【請求項５】
前記アクチュエータが、膨張可能な材料から成る蛇腹を含む空気圧式アクチュエータであり、前記蛇腹が膨張して、圧搾空気により前記第１のプレートおよび前記プレート部に力を加えるように構成される、請求項１のインサート。
【請求項６】
前記第２のプレートが搭載ガイドを含み、前記搭載ガイドが前記搭載部から突出するフランジを含む、請求項１のインサート。
【請求項７】
請求項７のインサートを含み、関節の修復中に関節のバランスをとる関節バランシングシステムであって、
前記関節の修復中に切断をガイドするように構成されるガイドスロットを含む切断ガイドと、
前記切断ガイドを前記搭載部に連結する搭載留め具であって、前記フランジへと延在する搭載留め具と、
をさらに備える関節バランシングシステム。
【請求項８】
前記搭載留め具がガイドピンであり、前記インサートが、前記搭載部に固定され、前記ガイドピンの配置を調節するように構成される調節装置を含む、請求項７の関節バランシングシステム。
【請求項９】
関節の修復中に関節のバランスをとるインサートであって、
関節の骨構造とのインタフェースとなるように構成される下側プレートと、
上側プレートであって、
前記下側プレートから離れて配置され、前記関節の対向する骨構造とのインタフェースとなるように構成される上側部と、
略前記上側部の方向に前記上側部から延在する上側移行部と、
前記上側移行部から下方に前記下側プレートを超えて延在する上側搭載部と、
を含む上側プレートと、
前記下側プレートと前記上側部に加わる力を分散するために前記下側プレートと前記上側部との間に位置するアクチュエータと、
を備えるインサート。
【請求項１０】
前記下側プレートと前記上側部との間の空間関係を判定する複数のセンサをさらに備える、請求項８のインサート。
【請求項１１】
前記上側搭載部が、
前記上側移行部から下方に延在する本体と、
前記本体から下方に延在する第１の脚部と、
隣接する前記本体から下方に延在して、両者の間に外側凹部を形成する第２の脚部と、
前記第１の脚部から突出する第１の搭載部と、
前記第２の脚部から突出する第２の搭載部と、
をさらに備える請求項８のインサート。
【請求項１２】
前記第１脚部が前記第２脚部よりも遠くに延在する、請求項１１のインサート。
【請求項１３】
前記上側プレートが搭載ガイドを含み、前記搭載ガイドが前記上側搭載部から突出するフランジを含み、前記インサートが、ガイドピンの配置を調節するために前記上側搭載部に固定される調節装置をさらに備える、請求項８のインサート。
【請求項１４】
請求項８のインサートを含み、関節の修復中に関節のバランスをとる関節バランシングシステムであって、
関節の修復中に脛骨に固定される第１の骨角度センサと、
前記インサートに連結されるインサート角度センサと、
を備える関節バランシングシステム。
【請求項１５】
関節の修復中に関節のバランスをとるインサートであって、
関節の骨構造とのインタフェースとなるように構成される上側プレートと、
下側プレートであって、
前記上側プレートから離れて配置され、前記関節の対向する骨構造とのインタフェースとなるように構成される下側部と、
略前記下側部の方向に前記下側部から延在する下側移行部と、
前記下側移行部から上方に前記上側プレートを超えて延在する下側搭載部と、
を含む下側プレートと、
前記上側プレートと前記下側部に加わる力を分散するために前記上側プレートと前記下側部との間に位置するアクチュエータと、
を備えるインサート。
【請求項１６】
前記上側プレートと前記下側部との間の空間関係を判定する複数のセンサをさらに備える、請求項１５のインサート。
【請求項１７】
前記下側移行部が前記下側部から延在する第１の移行脚部と前記下側部から延在する第２の移行脚部を含み、前記下側搭載部が、
前記第１の移行脚部から上方に延在する第１の脚部と、
第２の移行脚部から上方に延在して、前記下側搭載部の遠位端部で前記第１の脚部に接合される第２の脚部と、
前記第１の脚部から突出する第１の搭載部と、
前記第２の脚部から突出する第２の搭載部と、
をさらに備える請求項１５のインサート。
【請求項１８】
前記第１の脚部が前記第２の脚部よりも遠くに延在する、請求項１７のインサート。
【請求項１９】
前記下側プレートが搭載ガイドを含み、前記搭載ガイドが前記下側搭載部から突出するフランジを含み、前記インサートが、ガイドピンの配置を調節するために前記下側搭載部に固定される調節装置をさらに備える、請求項１５のインサート。
【請求項２０】
請求項１５のインサートを含み、関節の修復中に関節のバランスをとる関節バランシングシステムであって、
関節の修復中に脛骨に固定される第１の骨角度センサと、
関節の修復中に大腿骨に固定される第２の骨角度センサと、
前記インサートに連結されるインサート角度センサと、
を備える関節バランシングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される各種実施形態は概して、人工関節形成術中に関節のバランスをとる装置および方法と、人工コンポーネントを位置決めし、関節形成手術中に関節のバランスをとる駆動位置決め感知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関節形成術は、関節の１以上の部分を置換して、痛みを取り、運動を向上させることによる関節の修復を含む。たとえば、軟骨の喪失または骨表面間の摩擦は、元の関節と同様の運動範囲を可能にしつつ、骨表面と軟骨を置き換えるように設計された１以上のプロテーゼを含む人工関節を挿入することによって治療可能である。
【０００３】
膝関節形成術は通常、大腿骨（腿骨）の下端、脛骨（すね骨）の上端、膝蓋骨（膝皿）の関節面の患部および損傷面を切除（切り取る）ことを含む。その後、これらの表面は人工材料によって置換される。大腿骨コンポーネントまたはプロテーゼは通常、コバルトクロム合金から成り、ペグなどの固定装置、多くの場合、大腿骨プロテーゼをその下の骨に接合する骨セメントを用いて大腿骨に装着される。脛骨コンポーネントは通常、外科的手術中に共に組み付けられる２つの部分−金属トレイ（チタンまたはコバルトクロム合金）とポリエチレンインサート−から成る。前記金属トレイはネジ、ペグ、またはステムを用いて骨に固定され、インサートは金属トレイ内に係止され、前記大腿骨コンポーネントと連結する。
【０００４】
膝関節形成術における技術的課題は、膝と腰および足首との自然なアライメントを復元することと、膝の運動範囲を回復することと、人工的に埋め込まれた膝を正常な膝と同じように動かすことである。これらの目的は、骨の残りの部分に対して骨を正確な位置および配向で切断し、適切なサイズと形状の人工コンポーネントを選択し、前記プロテーゼを骨上に相互に適切な位置で配置し、前記膝関節が緩すぎたりきつすぎたりしないように適切な厚さのインサートを選択することによって達成される。
【０００５】
人工関節の設計および製造と手術器具の継続的な改良にかかわらず、実際の関節形成術は、処置を実行する外科医の技能と経験に主に依存している。関節形成術は、外科医が人工関節を挿入するだけでなく、人工関節の運動が通常の運動範囲とできる限り同じになるように関節の「バランスを」とらなければならない。関節のバランシングは、骨、靱帯、その他の組織の注意深い測定と切断に加えて、骨によって関節に加えられる力が均等に分布されるように確保する荷重のバランシングと、人工関節が正常な運動に必要とされる方向と距離で運動できるか否かを判定する運動範囲テストとを必要とする場合が多い。大抵の場合、バランシングプロセスでは、外科医が関節を単に物理的に保持し、関節の運動と関節に加えられる力とが正しいか否かを「感じる」必要がある。その結果、関節のバランスをとるプロセスは、人工関節の運動が「ほぼ正しい」かどうかを理解する外科医の経験と知識に基づくために非常に主観的である。これらのパラメータの調整不良は、関節の運動範囲の限定、関節の経常的な痛み、過剰な荷重の分布または摩擦による人工関節の早すぎる故障を招く場合がある。
【０００６】
関節形成術中の人工関節のバランシングを支援するため、外科医が関節のバランシング中にいくつかのパラメータを測定するのを助ける測定装置が開発されている。最も一般的なバランシング装置は本質上機械的である。外科医は関節の骨を伸延させる装置に力を手動で加え、骨間の距離が視覚的に測定される。いくつかの測定装置は、人工関節に挿入されるセンサを組み込み、関節のバランスをとろうとするときに有益である荷重分布についての測定値を提供する。これらの測定装置を用いる場合でも、外科医は関節のバランスが取れているか否かを判定するため、未知のまたは不正確な力を手動で関節に加える必要がある。加えられる力の量が、実際の使用中に関節に加えられる実際の力と一致しない場合、関節は適切に運動せず、早めに摩耗して、運動の限定、傷み、最終的な置換、または外科的修復につながる場合がある。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書は、人工関節形成術などの手術処置中に関節のバランスをとる装置および方法を開示する。実施形態では、該装置は、１以上のプレートと、１以上のセンサと、関節の１以上の部分に対して装置を始動させる少なくとも１つの始動機構とを有するインサートである。１以上のプレートは、関節を画定する骨構造、たとえば膝関節における大腿骨と脛骨の間に配置される。１以上のセンサは、関節の移動に関する力、位置、角度のデータと共に、始動機構の移動から得られる印加力に関するデータを提供し、関節の極めて正確で動的な調節を可能にする。１実施形態では、少なくとも１つの始動機構はバネ式始動機構である。別の実施形態では、少なくとも１つの始動機構は空気式始動機構である。加圧装置は空気式始動機構を加圧するために使用される。バネ構造、空気圧式構造、またはそれらの組み合わせなどの様々な種類の始動構造とセンサがインサート内または上に実装されて、始動機構の制御と、関節のバランシングに関連する多数のパラメータの測定を実行する。カスタマイズされたグラフィックユーザインタフェース（ＧＵＩ）は、リアルタイム制御および視覚化された調節フィードバックのために設けられる。また、センサデータは収集され、予想されるまたは好適なデータセットと比較して、過去のデータに基づき推奨される調節を提示し、よりよい結果を達成することができる。その他の特徴および利点は、添付図面と併せて以下の好適な実施形態の説明から明らかとなるはずである。
【０００８】
他の実施形態では、該装置は、大腿骨の前部、後部、遠位部の切断など、１以上の大腿骨切断のバランスをとるために使用される大腿骨バランサーである。大腿骨バランサーは、最終的なバランスのとれた大腿骨の切断を行うようにピンを配置するために使用することができる、あるいは、大腿骨バランサーが大腿骨に装着されている間、直接切断を行う１以上の刃ガイド機能を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、該装置は、関節の修復中に関節のバランスをとるインサートである。インサートは第１のプレート、第２のプレート、両プレート間のアクチュエータを含む。第１のプレートは、関節の骨構造とのインタフェースとなるように構成される。第２のプレートはプレート部、移行部、搭載部を含む。プレート部は第１のプレートから離れて配置され、関節の対向する骨構造とのインタフェースとなるように構成される。移行部は、第１のプレートの外周を超えて突出するプレート部から延在する。搭載部は第１のプレートの方向に、移行部に対して横断する方向で延在する。アクチュエータは、第１のプレートとプレート部に力を分散させるように構成される。実施形態では、インサートは、第１のプレートとプレート部との間の空間関係を判定する複数のセンサを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、第１のプレートは関節の修復中に脛骨に接触するように構成される下側プレートであり、第２のプレートは上側プレートであり、上側プレートでは、プレート部が関節の修復中に大腿骨に接触するように構成され、搭載部が下側プレートを超えて下方に延在する。実施形態では、搭載部は本体、第１の脚部、第２の脚部、第１の搭載部、第２の搭載部をさらに含む。本体は移行部から下方に延在する。第１の脚部は本体から下方に延在する。第２の脚部は第２の脚部に隣接する本体から下方に延在して、両者の間に外側凹部を形成する。第１の搭載部は第１の脚部から突出する。第２の搭載部は第２の脚部から突出する。いくつかの実施形態では、第１の脚部は第２の脚部よりも遠くに延在する。
【００１１】
他の実施形態では、第１のプレートは関節の修復中に大腿骨に接触するように構成される上側プレートであり、第２のプレートは下側プレートであり、プレート部が関節の修復中に脛骨に接触するように構成され、搭載部が上側プレートを超えて上方に延在する。実施形態では、移行部はプレート部から延在する第１の移行脚部と、プレート部から延在する第２の移行脚部とを含む。搭載部は第１の脚部、第２の脚部、第１の搭載部、第２の搭載部を含む。第１の脚部は第１の移行脚部から上方に延在する。第２の脚部は第２の移行脚部から上方に延在し、下側搭載部の遠位端部で第１の脚部に接合される。第１の搭載部は第１の脚部から突出する。第２の搭載部は第２の脚部から突出する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、アクチュエータは、膨張可能な材料製の蛇腹を含む空気圧式アクチュエータであり、蛇腹は、圧搾空気により膨張して第１のプレートとプレート部に力を分散させるように構成される。
【００１３】
実施形態では、第２のプレートは搭載ガイドを含む。搭載ガイドは搭載部から突出するフランジを含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、該装置は、関節の修復中に関節のバランスをとる関節バランシングシステムである。関節バランシングシステムは、上述する実施形態などのインサートの実施形態のいずれかを含む。関節バランシングシステムは切断ガイドと搭載留め具もさらに含む。切断ガイドは、関節の修復中に切断をガイドするように構成されるガイドスロットを含む。搭載留め具は、フランジへ延在する搭載留め具を用いて、切断ガイドを搭載部に連結する。実施形態では、搭載留め具はガイドピンであり、インサートは、ガイドピンの配置を調節するように構成される搭載部に固定される調節装置を含む。
【００１５】
実施形態では、関節バランシングシステムは、関節の修復中に脛骨に固定される第１の骨角度センサと、インサートに連結されるインサート角度センサとを含む。他の実施形態では、関節バランシングシステムは、関節の修復中に大腿骨に固定される第２の骨角度センサをさらに含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、該装置は遠位大腿骨切断ガイドである。遠位大腿骨切断ガイドはガイド本体、刃ガイド機能、ガイドロッドを含む。ガイド本体は下側部、移行部、前側部を含む。実施形態では、下側部はプレート状であり、挿入端部を含む。移行部は下側部から挿入端の反対方向に延在し、挿入端部の反対方向に横断する方向に向かって湾曲する。前側部は移行部から横断方向に延在する。刃ガイド機能はガイド本体を通って延在するスロットであり、関節手術中に遠位大腿骨切断をガイドするように構成される。ガイドロッドは下側部から略横断方向に延在する。
【００１７】
実施形態では、ガイドロッドは下側部に隣接するベースと、下側部の遠位の端部とを含む。ガイドロッドはベースよりも端部で狭くなり、ベースから端部を接続する。実施形態では、ガイドロッドは、患者の大腿骨の髄内管の形状で形成される。ガイドロッドの形状は、患者の関節画像から得られる測定値に基づく。実施形態では、ガイドロッドは下側部の面に対して９０度未満である最初の方向に延在し、下側部の面に対する最初の方向よりも９０度に近い方向に延在するように湾曲する。
【００１８】
実施形態では、遠位大腿骨切断ガイドは切断ガイドセンサと骨角度センサを含む。切断ガイドセンサはガイド本体に固定され、骨角度センサは、ガイドロッドが髄内管に位置する間、患者の大腿骨に固定されるように構成される。
【００１９】
実施形態では、遠位大腿骨切断ガイドは、ガイド本体に固定される調節装置を含む。実施形態では、調節装置は移行部に固定される。調節装置は、大腿骨切断ガイドの位置を調節し、刃ガイド機能の位置を調節するように構成される。
【００２０】
実施形態では、前側部は湾曲する上縁を含む。いくつかの実施形態では、上縁は、頂点が一方の側の方にシフトし、一方の側が他方の側よりも高い非対象の湾曲を有する。実施形態では、切断ガイドセンサは、上縁の頂点に隣接する前側部に固定される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、該装置は、関節の修復中に関節のバランスをとる遠位大腿骨バランサーである。遠位大腿骨バランサーは第１の顆部と第２の顆部を含む。第１の顆部は第１の前側部、第１の下側部、第１の内面、第１のピンガイドを含む。第１の前側部は、関節の第１の顆の前側に位置するように構成される。第１の下側部は第１の前側部から延在する。第１の下側部は、第１の顆の下方に位置するように構成される。第１の内面は、第１の顆の表面に合致する形状を有する。第１のピンガイドは、第１のピンを収容し、第１のピンを第１の顆にガイドするように構成される。
【００２２】
第２の顆部は第２の前側部、第２の下側部、第２の内面、第２のピンガイドを含む。第２の前側部は、関節の第２の顆の前側に位置するように構成される。第２の下側部は第２の前側部から延在する。第２の下側部は、第２の顆の下方に位置するように構成される。第２の内面は第２の顆の表面に合致する形状を有する。第２のピンガイドは第２のピンを収容し、第２のピンを第２の顆にガイドするように構成される。
【００２３】
実施形態では、第１のピンガイドは第１の前側部を通って延在する第１の穴と、第１の穴から延在する第１のフランジとを含み、第２のピンガイドは第２の前側部を通って延在する第２の穴と、第２の穴から延在する第２のフランジとを含む。第１のフランジと第１の穴が位置合わせされ、第２のフランジと第２の穴が位置合わせされる。実施形態では、第１のフランジと第１の穴は共軸であり、第２のフランジと第２の穴は共軸である。
【００２４】
実施形態では、第１の顆部は第１の外面を含み、第２の顆部は第２の外面を含む。第１の外面と第２の外面は、第１の顆と第２の顆の外面に合致するように構成される。
【００２５】
実施形態では、遠位大腿骨バランサーは、第１の下側部および第１の顆と第２の下側部および第２の顆との間にバランサーアクチュエータを含む。いくつかの実施形態では、バランサーアクチュエータは遠位大腿骨切断部に隣接する。いくつかの実施形態では、バランサーアクチュエータは複数のアクチュエータを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態では、該装置は、屈曲時に大腿骨のバランスをとる後側大腿骨バランサーである。後側大腿骨バランサーはバランサー本体、第１の後側顆部、第２の後側顆部、第１の後側ピンガイド、第２の後側ピンガイドを含む。バランサー本体は、大腿骨の遠位端部に隣接するように構成される。第１の後側顆部は、バランサー本体からバランサー本体に横断する方向に延在する。第２の後側顆部は、バランサー本体から第１の後側顆部と同じ方向に延在する。第１の後側ピンガイドと第２の後側ピンガイドはそれぞれ、バランサー本体から外方に延在するフランジとバランサー本体を通って延在する穴とを含む。実施形態では、フランジは穴と共軸である。
【００２７】
実施形態では、バランサー本体は接続部、第１の脚部、第２の脚部を含む。接続部は第１の後側顆部および第２の後側顆部の遠位に第１の脚部および第２の脚部を接合する。第１の後側ピンガイドは第１の脚部に位置し、第２の後側ピンガイドは第２の脚部に位置する。実施形態では、接続部、第１の脚部、第２の脚部が「Ｕ」字形状を形成する。
【００２８】
実施形態では、第１の脚部は第１の後側顆部の遠位に第１の円形端部を含み、第２の脚部は第２の後側顆部の遠位に第２の円形端部を含む。実施形態では、第２の円形端部は、第１の円形端部が第１の後側顆部から突出するよりも遠くまで第２の後側顆部から突出する。実施形態では、第１の弧状部と第２の弧状部は接続部よりも遠くに延在して、両者間に窪みを形成する。
【００２９】
実施形態では、第１の後側顆部は第１の内面を含み、第２の後側顆部は第２の内面を含む。実施形態では、後側大腿骨バランサーは、第１の内面および第２の内面に隣接するバランサーアクチュエータを含む。バランサーアクチュエータは第１の後側顆部および第２の後側顆部と大腿骨の顆との間に位置する。実施形態では、バランサーアクチュエータは後側大腿骨切断部に隣接する。実施形態では、バランサーアクチュエータは、第１の内面に隣接する第１のアクチュエータと第２の内面に隣接する第２のアクチュエータとを含む。
【００３０】
実施形態では、第１の後側顆部は第１の外面を含み、第２の後側顆部は第２の外面を含む。第１の外面と第２の外面は、大腿骨顆の後側を模す様な形状である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、該装置は、同時に全大腿骨コンポーネントのアライメントのバランスをとる全大腿骨バランサーである。全大腿骨バランサーは前側部、遠位部、後側部、前側ピンガイド、遠位ピンガイドを含む。前側部は大腿骨コンポーネントの前側に隣接して位置する。前側部は前縁を含む。前側部は前縁から第１の方向に延在し、次に、第１の方向に横断する第２の方向へと移行する。遠位部は前側部から第２の方向に延在し、大腿骨コンポーネントの遠位端部に隣接して位置する。後側部は遠位部から延在する。後側部は第２の方向から第１の方向の反対の第３の方向に移行し、第３の方向に延在する。後側部は大腿骨コンポーネントの後側に隣接して位置する。前側ピンガイドは前側部に位置する。前側ピンガイドは、大腿骨コンポーネントの前側へピンをガイドするように構成される。遠位ピンガイドは遠位部に位置する。遠位ピンガイドは、大腿骨コンポーネントの後側にピンをガイドするように構成される。
【００３２】
実施形態では、前側ピンガイドはそれぞれ、前側部を通って延在する前穴と、前側部から延在し、前穴と位置合わせされる前側フランジとを含む。遠位ピンガイドは、遠位部を通って延在する遠位穴と、遠位部から延在し、遠位穴と位置合わせされる遠位フランジとを含む。実施形態では、前穴と前側フランジは共軸であり、遠位穴と遠位フランジは共軸である。
【００３３】
実施形態では、前側部は前側外面を含む。前側外面は、大腿骨コンポーネントの前側の全体形状を形成する弧状部を含む。遠位部は遠位外面を含む。遠位外面は、大腿骨コンポーネントの遠位端部の全体形状を形成する弧状部を含む。後側部は、大腿骨コンポーネントの後側の全体形状を形成する弧状部を含む。
【００３４】
実施形態では、前側部は第１の方向に延在する内面を含む。遠位部は前側内面に垂直に延在する遠位内面を含む。後側部は、前側内面に平行に延在する後側内面を含む。実施形態では、前側内面、遠位内面、後側内面は平坦面である。実施形態では、前側部は、前側内面と遠位内面との間に延在する前側面取り面を含む。後側部は、遠位内面と後側内面との間に延在する後側面取り面を含む。実施形態では、前側面取り面は、前側内面と遠位内面に対して４５度の角度で延在する。後側面取り面は、遠位内面と後側内面に対して４５度の角度で延在する。
【００３５】
実施形態では、遠位部は第１の遠位脚部と第２の遠位脚部を含み、各脚部は大腿骨コンポーネントの顆の形状をとる。後側部は第１の後側顆部第２の後側顆部を含む。第１の後側顆部は第１の遠位脚部から延在し、第２の後側顆部は第２の遠位脚部から延在する。いくつかの実施形態では、第１の遠位脚部と第２の遠位脚部はそれぞれ前側部から延在する。実施形態では、遠位ピンガイドは各遠位脚部に位置する。
【００３６】
いくつかの実施形態では、全大腿骨バランサーは、大腿骨コンポーネントのバランスをとるアクチュエータを含む。実施形態では、アクチュエータは、前側内面に隣接する前側アクチュエータ、遠位内面に隣接する遠位アクチュエータ、後側内面に隣接する後側アクチュエータを含む。実施形態では、前側アクチュエータは前側内面と前側切断部との間に位置する。遠位アクチュエータ遠位内面と遠位切断部との間に位置する。後側アクチュエータは後側内面と後側切断部との間に位置する。実施形態では、前側アクチュエータは複数のアクチュエータを含む。遠位アクチュエータは複数の、たとえば各遠位脚部に隣接するアクチュエータを含む。後側アクチュエータは複数の、たとえば各後側顆部に隣接するアクチュエータを含む。
【００３７】
実施形態では、全大腿骨バランサーは、大腿骨コンポーネントに対して前側部を調節するために前側部に配置される前側調節装置と、大腿骨コンポーネントに対して遠位部と後側部を調節する遠位調節装置とを含む。
【００３８】
実施形態では、前側部は端部と中間部を含む。中間部は端部と遠位部との間の移行部を形成する。全大腿骨バランサーは、側縁から内方に延在する解放スロットを含む。実施形態では、２つの前側解放スロットは端部と中間部との間を内方に延在し、２つの遠位解放スロットは中間部と遠位部との間を内方に延在する。
【００３９】
実施形態では、全大腿骨バランサーは、前側部に固定される前側センサと遠位部に固定される遠位センサとを含む。いくつかの実施形態では、全大腿骨バランサーは大腿骨に固定される骨角度センサも含む。
【００４０】
骨を切断し、関節のバランスをとる方法も本明細書に開示される。実施形態では、該方法は関節に挿入するインサートを含む。いくつかの実施形態では、関節は膝である。該方法は、アクチュエータを配備することも含む。いくつかの実施形態では、アクチュエータを配備することは、蛇腹を膨張させることを含む。該方法は骨に１つまたは複数の穴を開けることをさらに含む。実施形態では、穴は大腿骨または脛骨に位置する。実施形態では、ピンガイドまたは搭載ガイドは穿孔をガイドするために使用される。該方法は、ピンを骨の各穴に配置することをさらに含む。実施形態では、ピンガイドまたは搭載ガイドはピンを骨にガイドするために使用される。該方法は、切断ガイドをピンに搭載することをさらに含む。実施形態では、切断ガイドはインサートのピンガイドまたは搭載部に隣接して搭載される。該方法は、切断をガイドするガイドスロットを用いて骨を切断することをさらに含む。実施形態では、プレートから固定距離で、またはプレートに対して所定角度で、骨に対向するプレートに平行に切断が行われる。たとえば、下側プレートから固定距離で、または下側プレート１５０に対して所定角度で、下側プレートに平行に切断が行われる。他の実施形態では、上側プレートから固定距離で、または上側プレートに対して所定角度で、骨に対向する上側プレートに平行に切断が行われる。
【００４１】
実施形態では、該方法は、ピンガイドまたは搭載ガイドの角度および／または位置を調節することも含む。実施形態では、ピンガイドまたは搭載ガイドの角度および／または位置を調節することは、調節装置を手動で調節または始動することを含む。実施形態では、ピンガイドまたは搭載ガイドの角度および／または位置を調節することは、骨の切断の前に行われる。
【００４２】
大腿骨切断ガイド５００を用いて大腿骨切断を実行する方法も開示する。実施形態では、該方法は、大腿骨の髄内管にガイドロッドを挿入することを含む。実施形態では、ガイドロッドは、ガイドロッドが大腿骨シャフトの長軸と位置合わせされるように挿入される。該方法は、ガイドロッドに対して固定角度で骨を切断することも含む。
【００４３】
実施形態では、該方法は骨角度センサを大腿骨に固定することと、大腿骨切断ガイドに固定される切断ガイドセンサと骨角度センサとの間の角度を測定することとを含む。実施形態では、該方法は、刃ガイド機能の角度および位置を調節することをさらに含む。いくつかの実施形態では、大腿骨に対して刃ガイド機能の角度および位置を調節することは、刃ガイド機能が切断の所定角度をとるまで調節装置を手動で調節または始動することを含む。
【００４４】
実施形態では、該装置は、関節のバランスをとるために使用される遠位大腿骨バランサーである。実施形態では、該方法は遠位大腿骨切断を行うことを含む。本明細書に記載される切断方法およびツールのいずれも切断を行うために使用することができる。いくつかの実施形態では、該方法は、切断を行った後にインサートを取り除くことを含む。該方法は、遠位大腿骨バランサーを遠位大腿骨切断部に配置することと、関節を伸延させるように遠位大腿骨バランサーを配備することとをさらに含む。実施形態では、遠位大腿骨バランサーを配置することは、図示され、本明細書に記載される遠位大腿骨バランサーを配置することを含む。該方法は、骨に穴を形成することと、ピンを穴に配置することとをさらに含む。いくつかの実施形態では、骨は大腿骨である。実施形態では、ピンガイドは穴を開けてピンを配置するために使用される。実施形態では、ピンを配置することは、伸延装置の下側部から固定距離および固定角度でピンを配置することを含む。実施形態では、該方法は、切断ブロックをピンに搭載することと、ガイドスロットを用いて骨をさらに切断することとを含む。
【００４５】
いくつかの実施形態では、該装置は、関節のバランスをとるために使用される後側大腿骨バランサーである。実施形態では、該方法は後側大腿骨切断を行うことを含む。本明細書に記載される切断方法およびツールのいずれも切断を行うために使用することができる。いくつかの実施形態では、該方法は、切断後にインサートを取り除くことを含む。該方法は、後側大腿骨切断部に後側大腿骨バランサーを配置することと、関節を伸延させるように後側大腿骨切断部を配備することとをさらに含む。該方法は、骨に穴を形成することと、ピンを穴に配置することとをさらに含む。実施形態では、骨は大腿骨である。ピンガイド７４０は、穴を開けて、ピンを配置するために使用することができる。実施形態では、ピンを配置することは、伸延装置の下側部から固定距離および固定角度でピンを配置することを含む。実施形態では、該方法は切断ブロックをピンに搭載し、ガイドスロットを使用して骨をさらに切断することをさらに含む。
【００４６】
いくつかの実施形態では、該装置は、関節のバランスをとるために使用される全大腿骨バランサーである。実施形態では、該方法は、大腿骨コンポーネント上に全大腿骨バランサーを配置することを含む。実施形態では、全大腿骨バランサーを配置することは、図示され、本明細書に記載される全大腿骨バランサーを配置することを含む。該方法は、骨を切断することも含む。実施形態では、骨を切断することは、大腿骨コンポーネントの前側、遠位、および／または後側の切断を行うことを含む。切断は、大腿骨コンポーネント上に全大腿骨バランサーを配置する前または後に行うことができる。該方法は、関節を伸延させるように全大腿骨バランサーを配備することも含む。
【００４７】
該方法は、骨に穴を形成することと、ピンを穴に配置することとを含むことができる。実施形態では、骨は大腿骨である。実施形態では、ピンガイドは穴を開けてピンを配置するために使用される。１セット以上の穴が形成され、１セット以上のピンが穴に配置される。実施形態では、ピンを配置することは、伸延装置の所定の部分から固定距離および固定角度でピンを配置することを含む。該方法は、切断ブロックをピンまたは１セットのピンに搭載することと、ガイドスロットを用いて骨を切断することとをさらに含むことができる。実施形態では、該方法は、第２の切断ブロックを他のセットのピンに搭載することと、骨をさらに切断することとを含む。
【００４８】
いくつかの実施形態では、該方法は、前側部または遠位部などの全大腿骨バランサーの全部または一部の相対角度および位置を調節することを含む。実施形態では、全大腿骨バランサーの全部または一部の相対角度および位置を調節することは、前側調節装置および／または遠位調節装置を手動で調節または始動することを含むことができる。いくつかの実施形態では、該方法は、大腿骨８などの骨に対する全大腿骨バランサーの全部または一部の角度を測定することも含む。実施形態では、骨に対する全大腿骨バランサーの全部または一部の角度を測定することは、前側センサと骨センサとの間の相対角度を測定することと、遠位センサと骨センサとの間の相対角度を測定することとを含むことができる。後側部に配置されるセンサなどのその他のセンサを使用することもできる。実施形態では、該方法は、骨センサを骨に固定することを含む。全大腿骨バランサーの相対角度および位置を調節するステップは、切断の後に実行してもよい。
【００４９】
本明細書に開示する各種実施形態は、以下の図面を参照して詳述する。図面は例示のみを目的とし、代表的なまたは例示的な実施形態を単に示す。これらの図面は、読者の理解を容易にするために提供されるものであり、実施形態の範囲または適用可能性を限定するものと捉えるべきではない。なお、明瞭化と図示しやすさのために、これらの図面は必ずしも等縮尺とは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１実施形態に係る関節バランシングシステムの機能ブロック図である。
【図２】膝関節に配置される図１のインサートの１実施形態を示す図である。
【図３】変位センサを有する図１のインサートの１実施形態を示す斜視図である。
【図４】空気圧式アクチュエータを有する図１のインサートの１実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４のインサートの分解図である。
【図６】図４および５の空気圧式アクチュエータの斜視図である。
【図７】図６の蛇腹１８２の上面図である。
【図８】図４および５の電子機器回路板の斜視図である。
【図９】複数のバネアクチュエータを有する図１のインサートの１実施形態を示す分解図である。
【図１０】アクチュエータなしの図９のインサートを示す別の分解図である。
【図１１】１部品から成る構造の図１のインサートの１実施形態を示す斜視図である。
【図１２】インサートに接続される図１のコントローラアセンブリの１実施形態を示す斜視図である。
【図１３】図１２のコントローラアセンブリのコントローラの斜視図である。
【図１４】図１３のコントローラの分解図である。
【図１５】関節のバランシング中に骨と組織の切断をガイドするのに使用される、インサートに接続される切断ガイドアセンブリの１実施形態を示す図である。
【図１６】関節のバランシング中に骨と組織の切断をガイドするのに使用される、インサートに接続される切断ガイドアセンブリの１実施形態を示す図である。
【図１７】脛骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図１８】脛骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図１９】脛骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図２０】脛骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図２１】図１７〜２０のインサート１００の別の実施形態を示す図である。
【図２２】図１７〜２０のインサート１００の別の実施形態を示す図である。
【図２３】図１７〜２０のインサート１００の別の実施形態を示す図である。
【図２４】図１７〜２０のインサート１００の別の実施形態を示す図である。
【図２５】大腿骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図２６】大腿骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図２７】大腿骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図２８】大腿骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサートの１実施形態を示す図である。
【図２９】図２５〜２８のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３０】図２５〜２８のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３１】図２５〜２８のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３２】図２５〜２８のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３３】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３４】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３５】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３６】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３７】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３８】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図３９】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図４０】図２５〜３２のインサートの別の実施形態を示す図である。
【図４１】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４２】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４３】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４４】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４５】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４６】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４７】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４８】大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図４９】遠位大腿骨切断が行われた後の図４１〜４８の大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図５０】遠位大腿骨切断が行われた後の図４１〜４８の大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図５１】遠位大腿骨切断が行われた後の図４１〜４８の大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図５２】遠位大腿骨切断が行われた後の図４１〜４８の大腿骨切断ガイドの１実施形態を示す図である。
【図５３】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図５４】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図５５】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図５６】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図５７】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図５８】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図５９】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６０】遠位大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６１】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６２】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６３】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６４】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６５】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６６】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６７】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６８】後側大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図６９】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７０】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７１】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７２】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７３】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７４】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７５】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７６】全大腿骨バランサーの１実施形態を示す図である。
【図７７】図６９〜７６の全大腿骨バランサーの別の実施形態を示す図である。
【図７８】図６９〜７６の全大腿骨バランサーの別の実施形態を示す図である。
【図７９】図６９〜７６の全大腿骨バランサーの別の実施形態を示す図である。
【図８０】図６９〜７６の全大腿骨バランサーの別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
上述の図面と例示の実施形態に関する以下の詳細な説明を参照して、上述の各種実施形態をさらに詳細に説明する。
【００５２】
本明細書は、人工関節形成術などの関節の外科的処置中に関節のバランスをとるシステム、装置、方法を開示する。図１は、本発明の１実施形態に係る関節バランシングシステム５０の機能ブロック図である。関節バランシングシステム５０は、試用インサート（「インサート」）１００、コントローラアセンブリ２００、ディスプレイシステム３００を含むことができる。関節バランシングシステム５０は、図２〜１１に示すように、１以上のプレートと、１以上のセンサ、関節の１以上の部分に対して装置を始動させる少なくとも１つのアクチュエータ／始動機構とを有するインサート１００を含む。始動機構は空気式、電気機械式、電磁式、機械式、静電式、またはそれらの組み合わせなどの流体駆動とすることができる。他の始動機構も使用可能である。１以上のプレートは、大腿骨や膝関節の脛骨などの関節を画定する骨構造間に配置される。１以上のセンサは、関節の移動に関する力、位置、角度のデータを、始動機構からの印加力データと共に、極めて正確かつ動的な関節の調節のために提供する。インサート１００を制御し、関節のバランスに関する多数のパラメータを測定するために、様々な構造のアクチュエータとセンサをインサート１００内または上に実装することができる。始動機構をインサートに追加することで、関節形成術などの外科的処置中に関節のバランスをとるプロセスに多数の恩恵がもたらされる。外科医は、既知の制御された量の力を関節に加え、測定された荷重、移動、角度のデータと加えた力との相関関係をとり、調節を行うべきか否かをより精密に判定することができる。また、始動機構はインサート上の様々な始動点からの動的な始動を可能にして、異なる荷重量、異なる移動量、異なる移動角度を加えることで、関節の移動をより正確にシミュレートし、その結果を測定することができる。荷重は任意の範囲の移動にわたって測定し、荷重のバランシングを大幅に向上させることができる。
【００５３】
インサート１００は電子機器回路板１４０を含むことができる。電子機器回路板１４０は板モジュール１４１と板通信モジュール１４３を含むことができる。板モジュール１４１は板通信モジュール１４３を介して、センサからデータを取得し、コントローラアセンブリ２００にデータを送信することができる。板モジュール１４１は、コントローラアセンブリ２００からアクチュエータに信号を中継するように構成することもできる。また、板モジュール１４１は、アクチュエータの力あるいは伸延または変位の大きさを制御する安全オーバーライドを有するように構成することができる。板モジュール１４１は、インサート１００がバランスがとれていないときに信号を通信し、バランスがとれているときに別の信号を通信するようにさらに構成することができる。信号は、電子機器回路板１４０に装着される電子ハードウェアによって、および／またはディスプレイシステムから可聴警告または可視警告などの警告を発せさせることができる。可聴警告は、スピーカまたは圧電音声生成装置などの音源によって供給することができる。視覚警告は、発光ダイオードなどの光源によって供給することができる。板モジュール１４１は、手術中のアライメント用ガイダンスをドリルや鋸などの手術器具に提供するようにさらに構成することができる。通信モジュール１４３は、有線または無線接続を介してコントローラアセンブリとの間で電子信号を送受信するように構成することができる。いくつかの実施形態では、通信モジュール１４３は、ドリルや鋸などのその他の手術器具と通信するように構成される。
【００５４】
コントローラアセンブリ２００は、インサート１００内でアクチュエータを手動または遠隔で制御するために使用することができる。いくつかの実施形態では、コントローラアセンブリ２００は、アクチュエータを物理的または機械的に制御して、外科医または医療技術者によるアクチュエータの移動の手動操作を可能にする。他の実施形態では、コントローラアセンブリ２００は、プロセッサとメモリを備える計算装置として監視およびプログラムできるようにアクチュエータを電子的に制御する。
【００５５】
コントローラアセンブリ２００はコントローラ２４０を含むことができる。コントローラ２４０はコントローラ通信モジュール２５９を含むことができる。コントローラ通信モジュール２５９は、有線および／または無線接続を介してインサート１００およびディスプレイシステム３００との間で信号を送受信するように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラ通信モジュール２５９は、ドリルや鋸などの他の手術器具と通信するように構成される。コントローラ通信モジュール２５９は、板モジュール１４１によって提供されるガイダンスを手術器具に中継することができる。
【００５６】
コントローラアセンブリ２００は、マウス、キーボード、容量性ボタン、または対話型ディスプレイなどの１以上の入力装置を通じて操作することができる。対話型ディスプレイはディスプレイシステム３００の一部を成すことができ、関節のバランシング中に比較がしやすいように、関連値とその他の測定パラメータと一緒に各アクチュエータの制御値を表示することができる。単一のコントローラ２４０は、すべてのアクチュエータに同一の圧力を加えるように構成することができる。このため、設計が簡易化され、均等な力／圧力が各アクチュエータに加わるように確保される。
【００５７】
ディスプレイシステム３００は、プロセッサとメモリを有する計算装置、たとえば、コンピュータ、タブレット、スマートホン、またはＧＵＩを表示するように使用することができるその他の電子装置であってもよい。ディスプレイシステム３００はディスプレイ通信モジュール３１０、ディスプレイモジュール３２０、モニタなどのディスプレイ３３０を含むことができる。ディスプレイ通信モジュール３１０は、コントローラアセンブリ２００との間で有線または無線通信を実行するように構成される。
【００５８】
ディスプレイモジュール３２０は、ディスプレイ３３０での視聴のためのカスタマイズされたグラフィックユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供することができる。ＧＵＩは、視覚アライメントガイドによるリアルタイム制御と視覚化調節フィードバックのために、測定されたパラメータがすべて好適な範囲に属するときを示す関連データを表示することができる。ＧＵＩは、各種センサによって測定されるパラメータ値も表すことができる。
【００５９】
また、センサデータを収集して、予測されるまたは好適なデータセットと比較して、推奨される調節を提示し、過去のデータに基づきより良好な成果を達成することができる。ＧＵＩは、測定されたパラメータと既知の許容値の範囲とを比較することによって、関節のバランスがとれているか否かについての可視または可聴表示を提供することができる。実施形態では、ＧＵＩは、上側プレート１１０と下側プレート１５０に加えられる力を提示することができる。力は、センサによって提供される高さと圧力の測定値を用いて判定することができる。力は、ディスプレイモジュール３２０などのディスプレイシステム３００または別のシステム／モジュールによって判定することができる。
【００６０】
関節バランシングシステムはデータ記憶装置９０も含むことができる。データ記憶装置９０はディスプレイシステム３００またはコントローラアセンブリ２００に接続される別個のシステムとすることができる、あるいは、ディスプレイシステム３００またはコントローラアセンブリ２００内に配置することができる。実施形態では、データ記憶装置９０内のデータは、解析のために中央サーバにアップロードすることができる。
【００６１】
１実施形態では、視覚アライメントガイドは、２つのプレートのアライメントと関節内のアクチュエータの移動とを視覚的にリアルタイムで表示することができる。視覚アライメントガイドは、外科医が所望のアライメントを達成するのを助けるガイドラインまたは円形ターゲットを提供することができる。アライメントガイドは、アライメントが正しい（緑色）か間違っている（赤色）かを示す色コードの視覚表示も提供することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、ＧＵＩは、インサート１００の位置決めに関連する１以上の図を表示する。図は、１以上のセンサ位置で上側プレートと下側プレートとの間の相対変位を表示することができる。ＧＵＩは上側プレートと下側プレートとの間の傾斜を表示することもできる。ＧＵＩは複数のグラフを含むことができる。１つのグラフは、左右（横）方向の傾斜の履歴を表示することができる。もう１つのグラフは、前後方向の傾斜を表示することができる。ＧＵＩは膝屈曲角度、圧力、力、バッテリ電圧も表示することができる。ＧＵＩは今後の参照のために、データを保存する、あるいはスクリーンキャプチャを生成するボタンを設けることができる。このデータと情報はデータ記憶装置９０に保管することができる。第３のグラフは上側プレートと下側プレートとの間の距離の履歴を表示することができる。ＧＵＩは、リアルタイムデータと比較することのできる過去に記録されたデータも表示することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ＧＵＩは３つの図を表示する。第１の図は膝が０度屈曲している間に収集されるデータを表示し、第２の図は膝が９０度屈曲している間に収集されるデータを表示し、第３の図はリアルタイムでデータを表示する。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ＧＵＩを外科的手術の前に使用して、患者および／またはインサート１００に固有の特注または患者独自のバランスを設定することができる。また、ＧＵＩは問題がある関節箇所に関する指示リストを含み、その課題の矯正方法について外科医に推奨することができる。また、ＧＵＩは、コンピュータ誘導システム、手術ロボット、ドリルや鋸などの器具、止血センサなどのその他の装置または器具からの情報も表示することができる。
【００６５】
図２は、膝関節に配置する図１のインサート１００の１実施形態を示す図である。図示する実施形態では、インサート１００は、上側プレート１１０と下側プレート１５０を含み、両プレートは上側プレート１１０と下側プレート１５０の内面の様々な地点に配置されるアクチュエータ１８０によって分離される。上側プレート１１０は大腿骨８に接して配置され、下側プレート１５０は脛骨１０に接して配置される。さらに、インサート１００は、上側プレート１１０および／または下側プレート１５０に沿って配置される１以上のセンサ（図３に示す）を設けて構成される。センサは、本明細書に記載されるような関節のバランシングに関連する各種パラメータを測定し判定するように構成される。
【００６６】
インサート１００は、関節のバランシング処置中にのみ関節内に配置される一時的なインサートとして設計し、いったん関節のバランシングが完了すれば、類似の形状およびサイズを有する永久インサートと置換することができる。別の実施形態では、インサート１００は永久的であるため、いったん関節のバランスがとれれば、隣接する骨間に引き続き配置される。
【００６７】
インサート１００は、関節への挿入前に独立型装置であってもよい。上側プレート１１０と下側プレート１５０は形状とサイズを変動させることができ、平行な面上で位置合わせすることができる。上側プレート１１０とそれに対応する下側プレート１５０の全体形状は膝関節内に適合するように設計され、接触などによって隣接する大腿骨８と脛骨１０の骨面とのインタフェースをとる大きな表面積を提供する。図示する実施形態では、インサート１００は、上側プレート１１０と下側プレート１５０との間に配置される計４つのアクチュエータ１８０（３つが可視である）を含む。アクチュエータ１８０は均等な間隔をおいてインサート１００の各４分の１内に配置して、インサート内の異なる地点からの始動、各アクチュエータの動的な荷重のバランシング、インサート１００の様々な始動角度を提供することができる。たとえば、２つの隣接アクチュエータ１８０が始動されれば、インサート１００は一方の側から他方の側に傾斜する角度で配置することができる。アクチュエータ１８０の数は変動させることができ、１つであってもよい。アクチュエータ１８０は三角形、円形、または不規則形状のそのたの構造に配置することができる。また、アクチュエータは、せん断力または回転力（トルク）を生成するように傾斜させる、あるいは角度をつけることができる。
【００６８】
本発明の１実施形態に係るインサート１００を用いて関節のバランスをとる方法を以下説明する。関節のバランスは、外科的処置のいくつかの段階で測定することができる。たとえば、測定は、骨切断を行う前、未切断の大腿骨表面に対して脛骨切断を行った後、未切断の大腿骨表面または試用大腿骨プロテーゼに対して大腿骨切断を行った後、試用大腿骨または脛骨プロテーゼを所定位置に配置して、あるいは、最終大腿骨プロテーゼと脛骨プロテーゼを所定位置に配置して行うことができる。第１のステップ中、インサートは、２つの対向骨構造との間の関節の間隙または開口部、たとえば、膝関節における大腿骨８と脛骨１０との間の開口部に配置される。いくつかの実施形態では、挿入／引抜ツールが、インサート１００を開口部に挿入するために使用される。次に、１以上のアクチュエータ１８０が始動されて、大腿骨８および脛骨１０の骨構造に荷重を加える。センサは、移動、圧力、角度、位置、移動範囲、間隙、各アクチュエータによって加えられる荷重などの関節に関連する１以上のパラメータを測定する。測定値は、関節のバランスがとれているか否か、すなわち、圧力が対向骨構造によってインサートに均一に印加されているか否か、関節は所望の移動範囲内で運動できるか否か、大腿骨８の表面と脛骨１０の表面間の間隙の大きさと、膝が屈曲または延伸しているときの感激の変化、関節を取り巻く靱帯が大きすぎる張力下にあるか否かなどの表示として提供することができる。また、測定値は、骨切断が最適ではないことを示す場合がある。たとえば、脛骨１０が大きすぎる内反または外反で切断されたかもしれない、大腿骨８が大きすぎる内反または外反、すなわち外部または内部回転で切断されたかもしれない、あるいは、大腿骨の遠位切断が深すぎて、様々な屈曲角度で大腿骨表面と脛骨表面間の間隙の不一致を引き起こしているのかもしれない。測定値と測定値の解析が、関節の適切なバランスがとれていない、あるいは骨切断が適切でないと示す場合、外科医は関節のいずれかの部分に１以上の調節を行って関節のバランスを向上させる。調節は、骨の再切断、靱帯の解放と締付け、人工関節またはインサート１００の配置または回転の調節、骨、靱帯、または軟骨の一部の切除、関節の間隙への嵌合を向上させるインサート１００の高さの増減を含むことができる。関節は、１以上のアクチュエータを始動し、パラメータを測定して、改善したか否かを判定することによってテストすることができる。このプロセスは、外科医が測定値に満足するまで繰り返すことができる。流体駆動式アクチュエータを含む実施形態では、流体駆動式アクチュエータの圧力を変更しつつ伸延を測定することで、柔組織の生体力学特性を特徴付けて、最適なバランスの選択を助けることができる。
【００６９】
測定値が特定の許容範囲に収まる地点で、関節はバランスがとれているとみなされる。インサート１００が永久プロテーゼとして機能するように設計される場合、インサートは関節の開口部の適所に残される。インサート１００が測定およびテストツールとしてのみ構成される場合、インサートは取り除かれて、同一の大きさの永久プロテーゼと置換される。いくつかの実施形態では、センサによって収集されるデータを使用して、需要に応じた特注のインプラントが生成される。
【００７０】
インサート１００の特性と機能のさらなる詳細をアクチュエータ、センサ、装置の形状および構造、コントローラ、ユーザインタフェース、関節のバランシングのための追加ツールに関連して以下説明する。
【００７１】
センサ
インサート１００上または内に配置されるセンサは、関節のバランシングに関連する多数の様々なパラメータを測定し判定するように構成することができる。たとえば、センサは、アクチュエータに加えられる力または荷重と、その結果として上側プレートまたは下側プレートの様々な部分が隣接骨から受ける圧力を測定し判定するように構成することができる。これらのセンサの例は、荷重セル、歪みゲージ、圧力センサなどである。バネ式アクチュエータの場合、バネ力はたとえば既知のバネ剛性と、変位センサを用いて測定されるバネ長とを用いて間接的に算出することができる。センサは、運動の距離を、下側プレートと下側プレート間の総運動距離または個々のアクチュエータの運動距離のいずれかで監視するように構成することもできる。これらのセンサの例はたとえば、磁気センサ、光電センサ、アクチュエータ機構（たとえばネジ式アクチュエータ）のストロークの監視などである。センサは、加速度計、磁気計、ジャイロスコープを使用して、運動角度、さらには角度位置を測定することもできる。
【００７２】
インサート１００はインサート１００の様々な場所で異なる種類のパラメータを測定するため、あるいは同じ種類のパラメータを測定するため、複数の異なるセンサを導入することができる。センサは有線または無線接続を介して通信し、外部電源、各センサ内の内部電源、またはインサート１００内の電源から電力を供給することができる。
【００７３】
図３は、センサ１０２を有する図１のインサート１００を示す斜視図である。アクチュエータ１８０は明瞭化のため図示しない。センサ１０２は、上側プレート１１０と下側プレート１５０間の距離および角度や、上側プレート１１０と下側プレート１５０間の圧力などの上側プレート１１０と下側プレート１５０との空間関係を含む関係を判定するために使用することができる。図示する実施形態では、センサ１０２は、対応する磁石１０４を有する変位センサである。センサ１０２と磁石１０４は、上側プレート１１０と下側プレート１５０の対向内面に配置することができる。インサート１００は、任意の数と構造のセンサ１０２および磁石１０４を含むことができる。図示する実施形態では、インサート１００は、２つのプレートを共に保持するために、下側プレート１５０の内面に４つのセンサ１０２と、上側プレート１１０の内面に構成される４つの対応する磁石１０４とを含む。センサ１１８は複数の位置で上側プレート１１０と下側プレート１５０との間の変位を測定し、２方向の傾斜を算出する。センサ１０２はホール効果センサであってもよい。センサ１０２と磁石１０４は、上側プレート１１０と下側プレート１５０との間で位置合わせすることができる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、上側プレート１１０と下側プレート１５０がセンサ１０２とそれに対応する磁石１０４を中心として旋回するように、単一のセンサ１０２がインサート１００の中央領域に配置される。したがって、単一のセンサ１０２は、上側プレート１１０と下側プレート１５０との間の変位だけでなく、３方向の回転運動を測定することができる。１実施形態では、単一のセンサ１０２は三次元磁気計である。
【００７５】
いくつかの実施形態では、センサ１０２は圧力センサである。これらの実施形態では、センサ１０２は上側プレート１１０または下側プレート１５０の表面の大半を覆い、その表面に隣接することができる。これらの実施形態では、膝のバランシング中の大腿骨顆の相対位置を含む圧力マップが判定されてＧＵＩによって提供されるように、圧力センサを構成することができる。１実施形態では、センサは、下側プレート１５０の内面の大半に配置される。別の実施形態では、センサ１０２は下側プレート１５０の外面に位置する。さらに別の実施形態では、センサ１０２は上側プレート１１０の内面に位置する。別の実施形態では、センサ１０２は上側プレート１１０の関節外面に位置する。センサ１０２は、隣接面の全表面積にわたる圧力分布を測定することができ、大腿骨８と脛骨１０との間の接触圧を測定するように構成することができる。
【００７６】
また、１以上のセンサ１０２は、脚部、太腿、または身体のその他の部分に対してだけでなく、地面に対するインサートの角度を測定するように構成される角度測定センサ（加速度計、磁気計、ジャイロスコープなど）であってもよい。この情報を使用して、関節にアンバランスがあるか否かを判定し、そのアンバランスが靱帯のアンバランスまたは不適切な骨切断によるものか否かを査定することができる。
【００７７】
空気式始動機構
いくつかの実施形態では、インサート１００は空気圧や水圧などの流体動力によって始動することができる。空気、食塩水、またはゲルなどのより粘性の高い流体を、始動流体として使用することができる。図４〜７はインサート１００の１実施形態を示しており、インサート１００は空気圧式インサートである。図４は、空気圧式アクチュエータ１８０を有する図１の１実施形態を示す斜視図である。
【００７８】
図示する実施形態では、上側プレート１１０はプレート部１２０と関節部１３０を含む。関節部１３０はプレート部１２０に装着され、たとえば直接または間接的な接触などによって、天然または人工大腿骨とのインタフェースをとるように構成される。上側プレート１１０または下側プレート１５０は１以上の溝１３８を含むことができる。溝は、隣接骨の顆の天然形状に合致する楕円形状をとることができる。図示する実施形態では、溝１３８は上側プレート１１０の該面に位置し、上側プレート１１０の各側に形成される溝１３８は、大腿骨８の対応する顆１４（図２を参照）を収容する。
【００７９】
溝１３８は、天然または人工大腿骨の関節面と連結する関節接触面１３９を含むことができる。図示する実施形態では、溝１３８と関節接触面１３９は関節部１３０の外面に位置し、上側部１２０と下側プレート１５０の両方に対向する。溝１３８および関節接触面１３９を含む関節部１３０は、任意の大腿骨関節のサイズまたは形状に適応するような形状をとることができる。
【００８０】
図５は、図４のインサート１００の分解図である。アクチュエータ１８０は上側プレート１１０と下側プレート１５０との間に位置する。上側プレート１１０と下側プレート１５０は組み合わせることができる、あるいは個々に脛骨の天然の形状または脛骨トレイなどのインプラントの形状に合致させることができる。空気圧式アクチュエータ１８０は１以上の蛇腹で形成することができる。アクチュエータは、第１の蛇腹１８１と第２の蛇腹１８２などの複数の蛇腹構造を含むことができる。図示する実施形態では、アクチュエータ１８０は、１つの第１の蛇腹１８１と３つの第２の蛇腹１８２を有する４層の蛇腹を含む。実施形態では、第１の蛇腹１８１と第２の蛇腹１８２は上側プレート１１０と下側プレート１５０との間に積み重ねられる。アクチュエータ１８０は流体供給ライン７０に接続され流体連通する。流体供給ライン７０によって、空気などの流体を１以上の蛇腹に追加する、あるいは１以上の蛇腹から取り除いて、下側プレート１５０に対して上側プレート１１０を位置決めすることができる。
【００８１】
プレート部１２０はプレート本体１２１、板収容機能１２４、接続機能１２８、接続穴１２９を含むことができる。プレート本体１２１はプレート本体接続端部１２２、プレート本体挿入端１２３、プレート本体の第１の側面１２４、プレート本体の第２の側面１２５を含むことができる。プレート本体接続端部１２２は略凸形状である。凸形状の湾曲は、楕円形の平坦部の湾曲と類似させることができる。プレート本体挿入端１２３はプレート本体接続端部１２２に対向する。プレート本体挿入端１２３は、凹部を含み、楕円形と連珠形の間である略カッシーニの卵型部分を有することができる。プレート本体の第１の側面１２４とプレート本体の第２の側面１２５は対称であり、それぞれが円形とすることができる。プレート本体接続端部１２２、プレート本体挿入端１２３、プレート本体の第１の側面１２４とプレート本体の第２の側面１２５はプレート部１２０の外周を形成することができる。
【００８２】
板収容機能１２６は、プレート本体１２１から下側プレート１５０を離れて関節部１３０に向かって突出することができる。板収容機能１２６は略Ｔ字形状を含むことができる。板収容機能１２６は、電子機器回路板１４０を収容する空隙をさらに含むことができる。板収容機能１２６は１以上の電子機器収容機能１２７をさらに含むことができる。電子機器収容機能１２７は、電子機器回路板１４０に連結される電子ハードウェア１４２を収容するように構成される突起または凹部であってもよい。
【００８３】
接続機能１２８はプレート本体接続端部１２２で、プレート部１２０から略下側プレート１５０に向かって延在することができる。接続機能１２８は、板収容機能１２４に対して反対方向に延在することができる。接続穴１２９は、接続機能１２８を通って延在し、電子機器回路板１４０へのアクセスを提供することができる。
【００８４】
関節部１３０は溝１３８と関節面１３８と共に、関節部本体１３１、凹部１３７、接続端斜面１３６を含むことができる。関節部本体１３１は、外周にプレート本体１２１と略同一の形状を含むことができる。関節部本体１３１は関節部本体接続端部１３２、関節部本体挿入端１３３、関節部本体の第１の側面１３４、関節部本体の第２の側面１３５を含むことができる。関節部本体接続端部１３２は略凸状とすることができる。凸形状の湾曲は、楕円形の平坦部の湾曲と類似させることができる。関節部本体挿入端１３３は関節部本体接続端部１３２に対向する。関節部本体挿入端１３３は凹部を含み、楕円形と連珠形の間である略カッシーニの卵型部分を有することができる。関節部本体の第１の側面１３４と関節部本体の第２の側面１３５は対称であり、それぞれが円形とすることができる。関節部本体接続端部１３２、関節部本体挿入端１３３、関節部本体の第１の側面１３４、関節部本体の第２の側面１３５は関節部１３０の外周を形成することができる。
【００８５】
凹部１３７は溝１３８と関節面１３９に対向して配置することができる。凹部１３７はＴ字状部を含み、板収容機能１２６を収容するように構成することができる。接続端部斜面１３６は接続端部１３２に配置し、溝１３８間の接続端部１３２の中心に置くことができる。
【００８６】
インサート１００は装着機構１１２を含むことができる。装着機構１１２は回転止めポストなどの留め具であってもよい。関節部１３０は、装着機構１１２を用いて上側部１２０に装着することができる。ネジ１１３は板収容機能１２６を通って上方に延在することができる。装着機構１１２は、ネジ１１３に連結してプレート部１２０を関節部１３０に保持するように構成することができる。
【００８７】
下側プレート１５０は下側プレート本体１５１、１以上の磁石用凹部１５６、コネクタ用凹部１５７、拘束穴１５８を含むことができる。下側プレート本体１５１は、プレート部本体１２１および関節部本体１３１と略同一の形状を外周に含むことができる。
【００８８】
下側プレート本体１５１は下側プレート本体接続端部１５２、下側プレート本体挿入端１５３、下側プレート本体の第１の側面１５４、下側プレート本体の第２の側面１５５を含むことができる。下側プレート本体接続端部１５２は略凸状とすることができる。凸状の湾曲は、楕円形の平坦部と類似させることができる。下側プレート本体挿入端１５３は下側プレート本体接続端部１５２に対向する。下側プレート本体挿入端１５３は凹部を含み、楕円形と連珠形の間である略カッシーニの卵型部分を有することができる。下側プレート本体の第１の側面１５４と下側プレート本体の第２の側面１５５は対称であり、それぞれ円形とすることができる。下側プレート本体接続端部１５２、下側プレート本体挿入端１５３、下側プレート本体の第１の側面１５４と下側プレート本体の第２の側面１５５は、下側プレート本体１５１の外周を形成することができる。
【００８９】
各磁石用凹部１５６は下側プレート本体１５１の内面から下側プレート本体１５１へと延在して、１以上の磁石１０４を保持するように構成することができる。図示する実施形態では、インサート１００は各磁石用凹部１５６に１つの磁石を含む。各磁石用凹部１５６はアクチュエータ１８０に隣接することができる。図示する実施形態は、三角形パターンで配置される３つの磁石用凹部１５６を含む。他の実施形態では、異なる数の磁石用凹部１５６と磁石１０４は様々なパターンで使用され配置される。各磁石用凹部１５６とその中の磁石１０４はセンサ１０２と位置合わせすることができる。
【００９０】
コネクタ用凹部１５７は、下側プレート本体接続端部１５２から下側プレート本体１５１へ延在することができる。図示する実施形態では、コネクタ用凹部１５７は立方形の凹部である。コネクタ用凹部１５７は、アクチュエータ１８０が最も狭い構造をとるとき、たとえば蛇腹１８２が空であるときに、下側プレート１５０がコネクタ機能１２８を干渉しないように構成される。
【００９１】
拘束穴１５８は、下側プレート１５０を上側プレート１１０に固定するために使用することができる。インサート１００は拘束装置１１５を含むことができる。拘束装置１１５は、上側プレート１１０と下側プレート１５０を共に保持するように構成される。拘束装置１１５は、上側プレート１１０と下側プレート１５０が所望の距離を超えて分離するのを防止し、アクチュエータ１８０を所定量まで拡長させるように構成される。図示する実施形態では、所定の拡長量は６ミリメートルであり、インサート１００は８ミリメートル〜１４ミリメートル延長させることができる。図示する実施形態では、拘束装置１１５は医療用糸材料から成る。他の実施形態では、拘束装置１１５は空気圧式アクチュエータ１８０の各チャンバと一体化される。他の実施形態では、拘束装置１１５は上側プレート１１０と下側プレート１５０との間を延在する外周の裾部である。いくつかの実施形態は、１４ミリメートルを超えて拡長するように構成することができる。他の実施形態は、シムが下側プレート１５０に追加されてさらに伸延するように構成される。さらに別の実施形態では、厚みを増した関節部１３０が上側プレート１１０に装着されて、１４ミリメートル超にインサート１００の高さを拡張する。
【００９２】
図示する実施形態では、インサート１００は、インサート１００の側毎に１つずつ２つの拘束穴１１５を含む。拘束装置１１５は下側プレート１５０の外面に接触し、拘束穴１５２を通過し、上側プレート１１０に固定させることができる。図示する実施形態では、拘束装置１１５は、ネジなどの拘束留め具１２４を用いて上側部１２０に固定される。
【００９３】
インサート１００は電子機器回路板１４０も含むことができる。電子機器回路板１４０は上側プレート１１０または下側プレート１５０内に収容することができる。図示する実施形態では、電子機器回路板１４０は板収容機能１２６内に位置し、アクチュエータ１８０に隣接する。電子機器コネクタ６０は電子機器回路板１４０に電子的に接続することができ、電子機器回路板１４０から接続穴１２９を通ってコントローラアセンブリ２００まで延在することができる。電子機器コネクタ６０は、外装を有する電気ワイヤであってもよい。電子ハードウェア１４２は電子機器回路板１４０に連結され、隣接することができる。電子ハードウェア１４２は、センサ、スピーカや圧電音声生成装置などの音源、発光ダイオードなどの光源を含むことができる。
【００９４】
図６は、図４および５の空気圧式アクチュエータ１８０の斜視図である。図７は、図５および６の第１の蛇腹１８１の上面図である。図６および７を参照すると、各蛇腹は、コンパートメント境界１８８によって囲まれる１以上の空気圧式コンパートメント１８７を含む膨張可能な材料から成る。蛇腹と各種コンパートメント１８７は一緒にマニホルドで連結される。図示する実施形態では、蛇腹は、本明細書に記載されるように隣接蛇腹のコンパートメント１８７間にマニホルドを有する。他の実施形態では、マニホルドを使用して、蛇腹をそれぞれ連結することができる。他の実施形態では、各蛇腹は別の流体源と管で連結され、個々に始動される。空気圧式コンパートメントは、空気圧式コンパートメントが膨張して、上側プレート１１０と下側プレート１５０の様々な領域にわたって空気圧の力を分散するように構成される。アクチュエータ１８０内の蛇腹１８２の形状、サイズ、層数は、所与の圧力での所望の力に基づき選択することができる。実施形態では、名目力は２０ｌｂｆである。いくつかの実施形態では、力は１５％を超えて変動してはならない。いくつかの実施形態では、力は３ｌｂｆを超えて変動してはならない。
【００９５】
蛇腹１８２の形状は、力の伝達と伸延の大きさを最大化するように構成することができる。蛇腹１８２の形状を変更することで、表面積を変更して（同じ圧力下での）力の大きさを変更することができる。蛇腹１８２の形状の変更は、力を加える中心位置に影響を及ぼすことができる。
【００９６】
図示する実施形態では、第１の蛇腹１８１と第２の蛇腹１８２は同じ犬の骨の形状を有する。第１の蛇腹１８１は４つのコンパートメント１８７を有し、各コンパートメント１８７は第１の蛇腹１８１の４分の１に位置する。各コンパートメント１８７は犬の骨形状の４分の１である。第１の蛇腹１８１では、４つのコンパートメント１８７は直接流体連通する。各コンパートメントのコンパートメント境界１８８は、犬の骨形状の首部に沿って他のコンパートメント１８７に開放される。第１の蛇腹１８１は、各コンパートメント１８７の上部、各コンパートメント１８７の下部、またはその両方を貫通する流体連通穴１８４を含むことができる。
【００９７】
第１の蛇腹１８１は流体接続タブ１８９と流体供給コネクタ１８３も有する。流体接続タブ１８９は犬の骨形状の首部から外方に延在し、流体供給コネクタ１８３と流体連通することができる。流体供給コネクタ１８３は、第１の蛇腹１８１を流体供給ライン７０と流体連通させるように構成される。
【００９８】
第２の蛇腹１８２は４つのコンパートメント１８７を有し、各コンパートメント１８７は第２の蛇腹１８２の４分の１に位置する。各コンパートメント１８７は犬の骨形状の４分の１である。第２の蛇腹１８２では、４つのコンパートメント１８７が直接流体連通しない。各コンパートメントのコンパートメント境界１８８は他のコンパートメント１８７から離して当該コンパートメントを完全に包囲する。第２の蛇腹１８２は、各コンパートメント１８７の上部、各コンパートメント１８７の下部、またはその両方を貫通する流体連通穴１８４を含むことができる。
【００９９】
アクチュエータ１８０は複数の環状シール１８６と複数のシール１８５を含むことができる。図示する実施形態では、環状シール１８６は接着リングであり、シール１８５は接着ディスクである。他の実施形態では、環状シール１８６およびシール１８５は、蛇腹を隣接蛇腹、上側プレート１１０、または下側プレート１５０などの隣接構造に接合することによって形成される。いくつかの実施形態では、環状シール１８６およびシール１８５はＲＦ溶接を用いて形成される。環状シール１８６は、第１の蛇腹１８１と第２の蛇腹１８２または２つの隣接蛇腹１８２などの隣接する蛇腹の隣接コンパートメント１８７間に配置することができる。環状シール１８６は隣接流体連通穴１８４の周囲の隣接コンパートメント１８７を封止するため、隣接コンパートメント１８７は共にマニホルドで流体連通される。実施形態では、こうして形成される環状シール１８６およびマニホルドは真空に耐えることができる。シール１８５は、別のコンパートメント１８７に隣接していないコンパートメント１８７の外面に位置する。シール１８５は流体連通穴１８４を封止するように構成され、第１の蛇腹１８１または第２の蛇腹１８２を上側プレート１１０または下側プレート１５０に装着することができる。
【０１００】
図８は、図４および５の電子機器回路板の斜視図である。電子機器回路板１４０は、下側プレート１５０に面する板面７３１を含み、両者の間にアクチュエータ１８０を有する（図５および６に示す）。１以上のセンサ１０２を電子機器回路板１４０に接続することができる。センサ１０２の位置と数は、下側プレート１５０（図７Ｂに示す）に配置される１以上の磁石１０４の数と配置に対応させることができる。センサ１０２は磁石１０４からの距離を検出することで、上側プレート１１０と下側プレート１５０との間の距離と角度を判定することができる。
【０１０１】
バネ式機構
いくつかの実施形態では、インサート１００は、プレートと関節の隣接骨構造に荷重を加える一定または可変力バネなどの１以上の機械的アクチュエータ１８０を設けて構成される。アクチュエータ１８０の数と種類は、装置の意図する機能や始動プロセスに必要な制御量などの様々な要因に応じて変動させることができる。
【０１０２】
図９は、複数のバネアクチュエータを有する図１のインサートの１実施形態を示す分解図である。図９を参照すると、アクチュエータ１８０はバネである。アクチュエータ１８０は、上側プレート１１０と下側プレート１５０に永久的に装着されないため、剛性の異なる別のアクチュエータと交換するために容易に取り除くことができる。また、こうして永久的に装着されないアクチュエータ１８０によって、インサート１００を配置するのに必要な面積と最適に合致させるため、上側プレート１１０および／または下側プレート１５０と異なるサイズ、形状、厚さのプレートとを交換することができる。次に、上側プレート１１０に上側アクチュエータ用凹部１１１を、下側プレート１５０に下側アクチュエータ用凹部１６１を設けることによって、未装着アクチュエータ１８０をインサート１００内に固定することができる。上側プレート１１０と下側プレート１５０は、インサートアセンブリ全体を共に保持する可撓または弾性コードによって相互に接続することもできる。
【０１０３】
もしくは、アクチュエータ１８０は、１以上の装着機構によって、上側プレート１１０または下側プレート１５０（またはその両方）に（永久的にまたは脱着可能に）装着することができる。１例として、アクチュエータ１８０の端部はシアノアクリレートなどの各種糊を用いて上側プレート１１０と下側プレート１５０に接合することができる、あるいは、エポキシ、ポリウレタンなどを用いてプレートに埋め込むことができる。アクチュエータ１８０は、上側プレート１１０および下側プレート１５０の対応する保持機構にはめ込み、アクチュエータ１８０の端部を適所に係止する特注の端部を設けて製造することもできる。アクチュエータ１８０は、上側プレート１１０と下側プレート１５０の一方または両方の内部に製造し形成することができる。
【０１０４】
バネ式始動機構の形状と寸法は大幅に変更することができるが、本明細書に記載および図示される実施形態では、アクチュエータ１８０は、約４〜８ミリメートル（ｍｍ）の径と約６〜１０ｍｍの延長高さを有する円筒状バネである。アクチュエータ１８０は、アクチュエータ毎に１〜５０ポンドの範囲の力を加え、約１パーセントの力精度と約０．２ｍｍの変位精度を有するように構成することができる。複数のアクチュエータ１８０が使用されるとき、各アクチュエータ１８０は上述したように、傾斜した上側プレート１１０または下側プレート１５０を得るために個々に制御、拡張、または収縮させることができる。使用されるアクチュエータ１８０の数は１〜４以上とし、アクチュエータ１８０のサイズと、アクチュエータを配置する上側プレート１１０および下側プレート１５０の表面積に対応させることができる。アクチュエータ１８０は様々なストローク長、形状、寸法、力性能を有することができる。
【０１０５】
１実施形態では、アクチュエータ１８０は、圧縮されるときに力を生成する弦巻バネまたはコイルばねである。別の実施形態では、アクチュエータ１８０は、コイルが相互の上を摺動することによって、同じ残りのバネ長でより大きな行程長を可能にする螺旋または渦巻きバネである。さらに別の実施形態では、アクチュエータ１８０は、圧縮されるときに屈曲する片持ちバネである。バネは金属（鋼、チタン、アルミニウム）、ポリマー、またはゴムなどの一般的な材料で作製することができる。図９に示す実施形態では、４つのコイルバネは、上側プレート１１０と下側プレート１５０との間に位置する。下側プレート１５０は力測定センサ、変位測定センサ、角度測定センサ、バッテリ駆動のマイクロプロセッサ、無線通信用装置を含むことができる。
【０１０６】
図９に示すように、上側プレート１１０は、カッシーニの卵型部分の形状の上側プレート挿入端１０１を含むことができる。この全体形状の結果、上側プレート挿入端１０１の各側が丸められ、上側プレート窪み１０３が丸められた各側の間に形成される。同様に、下側プレート１５０は、カッシーニの卵型部分の形状の下側プレート挿入端１５３を含むことができる。この全体形状の結果、下側プレート挿入端１５３の各側が丸められ、下側プレート窪み１０５が丸められた各側の間に形成される。
【０１０７】
アクチュエータ１８０の様々な構造は利点と欠点を備える。したがって、アクチュエータ１８０の特定の構造の選択は、外科医毎に異なる可能性のある、始動と測定のための具体的な用途と所望の機能に対応させることができる。アクチュエータとして機械バネを使用することによって、インサートを完全な無線装置とすることができる。一定力バネに連結される無線センサの場合、インサートは物理的接続を必要としないため、バランシングプロセス中に容易に取り外し、交換することができる。また、バネ式装置は関節に永久的に埋め込むことができるが、他のインサートは除去して、同一形状の永久プロテーゼと交換する必要がある。別の実施形態では、アクチュエータは最終位置に係止して、外部コントローラおよび電源と切り離すことができる。
【０１０８】
図１０は、アクチュエータなしの図９のインサート１００の別の分解図である。図示する実施形態では、下側プレート１５０は、下側プレート本体１５１の外面から延在し、下側アクチュエータ用凹部１６１に対向する電子機器凹部１６２を含む。電子機器凹部１６２は、電子機器回路板１４０と、センサ、マイクロプロセッサ、電源モジュール、または感知したデータを通信する無線機などのその他の電子部品とを収容することができる。インサート１００は、下側プレート本体１５１と接続し、電子機器凹部１６２を覆う下側プレートカバー１６３を含むことができる。
【０１０９】
材料、形状、構造
インサート１００は、当業者にとって既知な生体適合性または医療用のポリマーまたは合金の組み合わせで作成することができる。生体適合性材料は、接触が限定されるように格付けすることができる。構造上および機械上の仕様を満たすために要求される材料は圧力、温度、流体、インサートのその他のコンポーネントおよび隣接する骨表面、軟骨、靱帯、その他の組織との摩擦に耐える必要がある。上側プレート１１０、特に関節接触面１３９の材料は、大腿骨またはコンポーネントの関節面に損傷を及ぼさないような材料にすべきである。また、インサート１００は、手術中の感染リスクを最小限にとどめるため、殺菌することのできる材料から成るべきである。材料要件は、アクチュエータにも適用され、いくつかの側面では、特に無菌および耐久性要件に関してセンサにも適用される。実施形態では、インサート１００は、Ｘ線透視確認のために使用されるＸ線不透過マーカまたは材料を含むことができる。
【０１１０】
インサート１００のサイズは患者または関節の種類に応じて変更することができる。インサートは考えられる限りでは小型、中型、大型などの様々なサイズで製造することができる。１実施形態では、中型インサートは４５ｍｍによって約７０ミリメートル（ｍｍ）となり、調節可能な高さは８〜１４ｍｍである。インサートの高さは、まず対向骨構造間の関節空間に嵌合するように、始動機構とは別に調節する必要がある。これは、シムを用いて達成することができる。いくつかの実施形態では、シムは１〜６ｍｍの高さを有し、１ｍｍ刻みで設定することができる。実施形態では、関節部１３０は最初に関節空間内にインサート１００を嵌合させるため、異なる高さの関節部に切り換えることができる。次に、アクチュエータ１８０は、少なくとも最大高変化を設けた追加の運動および空間を提供することができる。１実施形態では、インサートの最大高変化は４〜８ｍｍである。別の実施形態では、最大高変化は５〜７ミリメートルである。さらに別の実施形態では、最大高変化は６ｍｍ以上である。関節とそれに隣接する骨、靱帯、または軟骨の所望の形状およびサイズにより適切に適合させるため、装置のその他の寸法も調節することができる。インサート１００は、膝の運動範囲全体にわたって、上側プレート１１０と下側プレート１５０との間のせん断下で安定するように構成することができる。いくつかの実施形態では、膨張下の蛇腹の剛性は、せん断に抵抗するように構成することができる。実施形態では、インサートは５ｌｂｆの側方荷重に耐えることができる。いくつかの実施形態では、インサート１００の動的膝屈曲角度測定値の範囲は１０度の過伸展から１４０度の屈曲までとすることができる。
【０１１１】
インサートの形状は、装置の用途に応じて変更することもできる。インサート１００は３部品、２部品、または１部品から成る設計を有することができる。図２〜１０に示す実施形態は３部品から成る設計を有する。図１１は、１部品から成る構造を有する図１のインサートの１実施形態を示す斜視図である。１部品から成る設計を有するインサート１００は、装置の縦方向中間で二等分される３部品から成る設計の略半分であってもよい。１部品から成る設計を有するインサート１００は、１以上のアクチュエータによって分離される上側プレート１１０と下側プレート１５０をさらに含む。１部品から成る設計を有するインサート１００は、関節形成術、特に、膝関節の半分のみを置換する部分膝置換などの様々な種類の外科的処置にとって有効な場合がある。部分膝置換関節形成術は膝の靱帯の一部を保存し、インサート１００を関節の半分のみの上に取り付け、膝の靱帯をさらに除去する必要を回避しつつ関節のバランシングを行うことができる。部分膝置換におけるアクチュエータの数は、膝関節の一部のみを置換する関節バランシングプロセスのユーザの嗜好または仕様に従って変更することができる。
【０１１２】
１部品から成る設計を有する複数のインサート１００は、全膝置換で利用することもでき、その場合、膝関節の側方から各インサート１００を摺動させることによって中央の十字靱帯が保存される。
【０１１３】
上側プレート１１０と下側プレート１５０は、様々な種類のセンサおよびアクチュエータを配置し易くするためにモジュール式にすることができる。プレートの図示する実施形態は略平坦であるが、プレートは特定の種類のセンサ、アクチュエータ、隣接する骨またはその他の組織に対応する様々な形状をとることができる。１実施形態では、プレートは隣接する骨（たとえば大腿骨顆）からの加重を加えられたときにわずかに変形可能な弾性特性を有することができる。弾性プレートは、ゴム、ポリウレタン、シラスティック、ゲルまたは空気を充填した容器で作製することができる。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、インサートは、上側プレートと下側プレートとの間の空間の中央部に配置される回転ベアリングを設けて構成することができる。上側プレートが下側プレートに対して回転するようにベアリングを設けることによって、関節のバランシングを向上させる追加の調節を実行することができる。ベアリングは、下側プレートに対する上側プレートの約５〜１０度の回転（ベアリングの構造に応じてその逆も可）または左右前後の平行移動を可能にするように構成することができる。
【０１１５】
インサートは単一のプレートと、本発明の１実施形態において対向する骨表面とのインタフェースとなる１セットのアクチュエータとを設けて構成することができる。
コントローラ
【０１１６】
図１２は、インサート１００に接続されるコントローラアセンブリ２００の１実施形態の斜視図である。図示する実施形態では、インサート１００は、図４および５のインサート１００のような空気圧式インサートである。コントローラアセンブリ２００はコントローラ２４０、コントローラマウント２３０、流体供給装置２２０を含むことができる。コントローラマウント２３０は、コントローラ２４０を太腿などの患者の四肢に搭載するためのストラップまたは類似の機構であってもよい。実施形態では、コントローラマウント２３０は、コントローラ２４０の長さである幅を有する。コントローラマウント２３０は、マジックテープ式留め具などの留め具を用いて患者の四肢に固定することができる。インサート１００はインサート接続部５５によってコントローラ２４０に接続することができる。インサート接続部５５は図４〜７に示す流体供給ライン７０と電子機器コネクタ６０を含むことができる。
【０１１７】
流体供給装置２２０は自動流体動力源であってもよいし、図１２に示す空気圧式シリンジのような手動流体動力源であってもよい。流体供給装置２２０は、ガスなどの流体をコントローラ２４０およびインサート１００に供給して、インサート１００の蛇腹１８２（図４〜６に示す）を始動するように構成することができる。ガスは空気、たとえば大気、二酸化炭素、窒素、またはヘリウムであってもよい。流体供給装置２２０はコントローラ供給ライン２２５によってコントローラ２４０に接続することができる。コントローラ供給ライン２２５はコントローラ２４０から流体供給装置２２０に延在する管とすることができる。いくつかの実施形態では、圧力開放弁２２６は、コントローラ２４０に隣接するコントローラ供給ライン２２５の端部に配置することができる。圧力開放弁２２６によって、空気圧式アクチュエータ１８０が３０ｐｓｉなどの所定の最大圧力を超えて充填されないように確保することができる。
【０１１８】
図１３は、図１２のコントローラアセンブリ２００のコントローラ２４０の斜視図である。コントローラ２４０はハウジング本体２４１、ハウジング側面２４３、ハウジングカバー２４２を含むことができる。ハウジング本体２４１は、コントローラ２４０のハウジングの後面と３つの側面を含むことができる。ハウジング側面２４３は、ハウジング本体２４１の端部に装着されてハウジングの第４の側面を形成する。ハウジングカバー２４２はハウジング本体２４１とハウジング側面２４３に固定されて、ハウジングの筐体を形成する。ボタンシート２４４はハウジングカバー２４２を通じてアクセス可能ないくつかのボタン２５１（図１５に示す）を覆うことができる。バッテリカバー２４９はハウジング側面２４３に対向するハウジング本体２４１の端部に装着されて、バッテリ２４８（図１４に示す）へのアクセスを提供することができる。
【０１１９】
図１４は、図１３のコントローラ２４０の分解図である。ハウジング本体２４１は、電子機器チャンバ２５３とアキュムレータチャンバ２５２を有して構成することができる。バッテリ２４８とコントローラ電子機器２４５は電子機器チャンバ２５３内に収容することができる。実施形態では、バッテリ２４８は、コントローラ２４０を１時間以上動作させるのに十分な電力を有する。コントローラ電子機器２４５は、特に、コントローラ電子機器回路板２５０、ボタン２５１、送信無線、角度センサ２５４などのセンサを含むことができる。コントローラ電子機器回路板２５０は、無線または有線通信などで、電子機器回路板１４０と電子的に通信する。実施形態では、電子機器コネクタ６０が電子的に接続され、コントローラ電子機器回路板２５０と電子機器回路板１４０に連結される。ボタン２５１はコントローラ電子機器回路板２５０に固定することができる。角度センサ２５４は、膝屈曲角度を示す太腿の角度を提示することができる。角度センサ２５４は加速度計、傾斜計、または類似の装置であってもよい。
【０１２０】
蓄積チャンバ２５２は、インサート１００の空気圧式アクチュエータの圧縮および膨張下の圧力変動を除去することができる。ハウジング側面２４３は、ハウジング本体２４１とともにシールを形成して、蓄積チャンバ２５２からの漏れを防止することができる。
【０１２１】
コントローラ２４０は、蓄積チャンバ２５２内の始動流体の圧力を検出するための圧力センサ２４７と、圧力センサ２４７を適所に保持するように構成されるセンサマウント２４６も含むことができる。センサマウント２４６は、ハウジング側面２４３によってハウジング本体２４１内に保持されるようなサイズと形状にすることができる。実施形態では、コントローラ２４０は発光ダイオード（ＬＥＤ）も含む。ＬＥＤは、特に、コントローラ２４０が始動される時点を示すことができる。
【０１２２】
コントローラ２４０は搭載留め具２６０を用いてコントローラマウント２３０に固定することができる。図示する実施形態では、搭載留め具はマジックテープ式留め具である。他の実施形態では、他の種類の留め具を使用することができる。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、コントローラは無線リモートコントローラとして機能し、各種センサを含むインサート１００からのデータと圧力センサ２４７を含むコントローラ２４０からのデータをディスプレイシステムに送信するように構成することができる。他の実施形態では、コントローラ２４０は、適切なディスプレイ画面がコントローラ２４０の一部として含まれるとき、ディスプレイとしても機能することができる。別の実施形態では、コントローラ２４０はディスプレイ装置に直接有線で接続される。
【０１２４】
関節バランシングシステム５０を使用する際、インサート１００は該当関節（本例では膝関節）内に配置することができる。コントローラ２４０は、空気圧式シリンジなどの流体供給装置２２０を用いて外科医／オペレータによって充電して、圧力を高めることができる。実施形態では、空気圧式シリンジは２０ｍＬのシリンジである。圧力は圧力センサ２４７によって監視することができる。圧力はディスプレイ画面上のグラフィックユーザインタフェースのディスプレイモジュール３２０によって表示することができる。いくつかの実施形態では、最適圧力は２０〜３０ｐｓｉである。いくつかの実施形態では、圧力を変更して所定の力を印加することができる。最適な力は４０〜２００Ｎに設定することができる。関節バランシングシステム５０は、用途に応じて様々な範囲で圧力を供給するように構成することができる。インサート１００が膨張すると（すなわち、蛇腹が圧力下で拡張してインサート１００を始動させる）、膝が可能な全運動範囲にわたって屈曲（湾曲）する。膝が屈曲すると、センサはインサートの上側プレートと下側プレートとの間の膝屈曲角度および距離と、インサートの上側プレートと下側プレートとの間の傾斜を測定することができる。この情報は、有線または無線通信によって視覚的にディスプレイに表示することができる。
【０１２５】
外科医は、人工コンポーネントの配置、骨に施した切断、または膝の靱帯に適切な変更を施して、患者にとって最も望ましい伸延間隙と傾斜を生成することができる。
【０１２６】
関節バランシングシステム５０は、全膝関節形成術または部分膝関節形成術などの外科的処置中に膝のバランスをとるために使用することができる。コントローラマウント２３０は患者の太腿、たとえば下太腿に巻き付けて、堅く締め付けることができる。コントローラマウント２３０のマジックテープ式留め具は太腿の前側に配置することができる。コントローラ２４０は患者の太腿の長軸と位置合わせすることができ、バッテリキャップ２４９と圧力弁２２６が近位で面し、インサート接続部が遠位で面している。
【０１２７】
インサート１００は脛骨表面と大腿骨表面との間に配置することができる。下側プレート１５０の下面は平坦であり、脛骨切断部と直接または間接的に接触することができる。上側プレート１１０の上面は湾曲させることができ、大腿骨表面と直接または間接的に接触することができる。インサート１００は快適に嵌合し、脛骨切断面の中心に配置することができる。外科医は、湾曲上面が大腿骨顆と連結することを確認することができる。インサート１００が容易に挿入できない場合、外科医は、脛骨切断面と大腿骨顆との間の間隙がインサート１００の高さ、たとえば８ｍｍ以上であると確認することができる。インサート１００が膝にとって大きすぎる、あるいは小さすぎる場合、外科医は異なるサイズのインサートを選択できる。
【０１２８】
次に、アクチュエータは、流体供給装置２２０によって２０ｐｓｉ〜２５ｐｓｉなどの所定の圧力まで加圧することができ、ディスプレイモジュール３２０はＧＵＩに現在の圧力を表示することができる。インサート１００は、インサート１００が所定の高さまで膨張していない８ｍｍなどの第１の所定の高さから、空気圧式アクチュエータが完全に膨張する１４ｍｍなどの第２の所定の高さまで膨張させることができる。頸大腿間隙が第２の所定の高さよりも大きいときはシムを使用することができる。他の実施形態では、頸大腿間隙が第２の所定の高さよりも大きいとき、関節部１３０はさらに厚い関節部１３０と交換することができる。
【０１２９】
いったんインサート１００が頸大腿間隙に配置され膨張したら、関節バランシングシステム５０は、膝を０度の屈曲に保持して、ＧＵＩ上の制御モジュールに表示される較正ボタンを選択することによって較正することができる。
【０１３０】
ディスプレイモジュール３２０は、脛骨表面と大腿骨表面間の正味間隙をリアルタイムで表示することもできる。屈曲と伸展時の間隙をチェックするため、膝を０度に保持し、ディスプレイからの間隙を読み取る。次に、膝を９０度に屈曲させ、ディスプレイからの間隙を読み取る。このプロセスは必要に応じて何度も繰り返すことができる。外科医が骨を再切断する、あるいはコンポーネントを再配置することを望む場合、（コントローラの収縮後に）インサート１００を取り除くことができる。外科医が柔組織を解放することを望み、十分なアクセスが存在する場合、インサートを適所に置いたまま柔組織を解放し、変動する間隙をディスプレイ上においてリアルタイムで監視することができる。
【０１３１】
関節バランシングシステム５０は、完全伸展と完全屈曲との間で膝を穏やかに屈曲させることによって動的膝バランスを測定するように使用することもできる。ディスプレイモジュール３２０は、脛骨表面と大腿骨表面との間の正味間隙をリアルタイムでＧＵＩに表示し、その間隙を記録し、膝屈曲に対する頸大腿間隙のグラフをＧＵＩに示すことができる。
【０１３２】
インサート１００を適所に置いて靱帯を解放し、解放の実行中の頸大腿間隙の変化と傾斜を監視することによって、膝のバランスをリアルタイムで変更および監視することができる。また、大腿骨または脛骨切断を適切に変更してコンポーネントを再配向させることによって、膝のバランスをリアルタイムで変更することができる。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、関節バランシングシステム５０は補正モジュールをさらに含むことができる。補正モジュールはインサート１００とコントローラ２４０から受信したデータを解釈して、外科的処置を推奨し、認知されたアンバランスを補正することができる。補正モジュールは、術前ＣＴまたはＭＲＩ走査などの撮像法から得られる骨形状、大腿骨シャフトおよび脛骨シャフトとの間の角度などの隣接骨構造間の角度、靱帯アタッチメントなど、外科的誘導器具を用いるデジタル標識に基づくことができるその他の入力も受信することができる。
【０１３４】
補正モジュールは、たとえば、骨とインサート２１０を表す剛体と、靱帯を表すバネとを使用することによってインサート２１０の関節面にわたって力を算出することができる。補正モジュールは、関節バランシングシステム５０のセンサによって収集または判定される力変位データに合致するように靱帯アタッチメント、長さ、剛性を調整することができる。補正モジュールは、長さ、剛性、現行の骨切断角度、頸大腿シャフトの角度に基づき、骨切断と靱帯への補正値を算出することもできる。
【０１３５】
力が左右にバランスをとれているが屈曲と伸展時に窮屈である場合、補正モジュールは、伸展および屈曲時に収集される力−変位データに基づき近位脛骨から切断される骨の量を算出することができる。力が許容可能であり、屈曲時に左右にバランスがとれているが、伸展時に窮屈である場合、補正モジュールは伸展時に収集される力対変位データに基づき遠位大腿骨から切断される骨の量を算出することができる。補正モジュールは、測定データに基づく靱帯の修正などの他の推奨も提供することができる。
【０１３６】
切断ガイドおよび研削面
図１５および１６は、インサート１００と切断ガイドアセンブリ４００とを含む関節バランシングシステムの１実施形態を示す。切断ガイドアセンブリ４００はインサート１００に接続されて、関節のバランシング中の骨および組織の切断をガイドするのに使用される。切断ガイドアセンブリ４００はインサート１００に搭載されて、関節のバランシング中に骨、軟骨、または靱帯の切断部についてのガイドを外科医に提供する。
【０１３７】
図示する実施形態では、切断ガイドアセンブリ４００は切断ガイドマウント４０２、切断ガイド４０６、ピン、ネジ、またはボルトなどの搭載留め具４０８を含む。切断ガイドマウント４０２は下側プレート１５０または上側プレート１１０でインサート１００に装着することができる。
【０１３８】
切断ガイド４０６は、搭載留め具４０８を用いて切断ガイドマウント４０２に装着される。切断ガイド４０６は１以上のガイドスロット４１０を含む。図示する実施形態では、切断ガイド４０６は２つの平行なガイドスロット４１０を含む。ガイドスロット４１０は、関節のバランスをとり、人工関節プロテーゼを配置するプロセス中、位置合わせして骨、軟骨、靱帯、またはその他の組織の切断を行うために使用することができる。
【０１３９】
ガイドスロット４１０は、外科医が骨を切断中に、切断装置または鋸の刃を保持しガイドする平坦面を有する。外科医は、ガイドの位置と角度の維持を助ける切断ガイドのスロットに切断鋸を挿入する。本明細書に記載される実施形態では、切断ガイドは、適切な伸張下で靱帯の切断が行われるようにバランシングインサートのプレートに搭載される。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、上側プレートまたは下側プレートの表面は、対応する骨構造と骨表面を適切な形状またはより平滑な表面に研磨するように、研削（フライス削りまたは平削り）面または研磨面として構成することができる。
【０１４１】
図１７〜４０に示す実施形態のようないくつかの実施形態では、インサート１００は、脛骨切断ガイド、大腿骨切断ガイド、または後側大腿骨切断ガイドなどの切断ブロックまたはガイド用の一体型マウントを含む。一体型マウントおよび切断ガイドを有するインサート１００は、本明細書に記載される関節バランシングシステムなどの関節バランシングシステムの一部を形成することができる。
【０１４２】
これらの実施形態では、インサート１００は第１のプレート、第２のプレート、１以上のアクチュエータを含む。第２のプレートは、第１のプレートと、両プレート間に位置する１以上のアクチュエータとに隣接する。第２のプレートは、プレート部、移行部、搭載部、および切断ブロックを収容するように構成される搭載ガイドを含む。プレート部と第１のプレートは略平行とする、あるいは平行面上で位置合わせすることができる。移行部は、前端などのインサート１００の片側、または前側方向に配向される側で、第１のプレートの外周を超えて突出するプレート部から延在することができる。移行部は第２のプレートに平行に延在することができる。搭載部は移行部から移行部を横断する方向、および第２のプレートに対する第１のプレートの方向に延在し、第１のプレートの面などの第１のプレートを超えて延在することができる。搭載部の長さは、第１のプレートと第２のプレートとの間の距離よりも大きくすることができる。いくつかの実施形態では、搭載部は第２のプレートと垂直に延在する。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、移行部はプレート部の遠位の端部に、第２のプレートに対する第１のプレートの方向に向かう屈曲部を含み、プレート部が延在する方向を搭載部が延在する方向に移行させる。いくつかの実施形態では、搭載ガイドは搭載部から突出するフランジを含むことができ、フランジと搭載部を通って延在する穴を含むことができる。穴は、切断ブロックまたはガイドをインサート１００に連結するピンを収容するようなサイズに設定する。
【０１４４】
図示する実施形態では、第１のプレートと第２のプレートは剛性材料から成る。他の実施形態では、第１のプレートと第２のプレートは、空気袋やバルーンなどの膨張する非剛性材料から成る。
【０１４５】
図１７〜２４に示す実施形態では、第２のプレートは上側プレート１１０であり、第１のプレートは下側プレート１５０である。図２５〜４０に示す実施形態では、第２のプレートは下側プレート１５０であり、第１のプレートは上側プレート１１０である。
【０１４６】
図１７〜２０は、脛骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサート１００の１実施形態を示す図である。図１７〜２０に示す実施形態では、インサート１００は脛骨のバランシング用に構成される。図１７〜２０を参照すると、インサート１００は上側プレート１１０、１以上のアクチュエータ１８０、下側プレート１５０を含む。１以上のアクチュエータ１８０と下側プレート１５０は、上述のアクチュエータ１８０と下側プレート１５０の組み合わせのいずれであってもよい。上側プレート１１０は上側部１０９、上側搭載部１０８、上側移行部１０７を含む。上側部１０９は上述の上側プレート１１０のいずれの構造もとることができ、大腿骨切断部または大腿骨顆１４（図２を参照）などの大腿骨８と接触するように構成される。図示する実施形態では、上側部は上側プレート挿入端１０１を含む。上側部１０９は、上側プレート挿入端１０１から上側部１０９へと延在する上側プレート窪み１０３も含むことができる。図示する実施形態では、上側プレート窪み１０３は角部が丸められた矩形スロットである。
【０１４７】
上側搭載部１０８は下側プレート１５０を超えて下方に延在する。上側搭載部１０８は上側部１０９に垂直に延在することができる。図示する実施形態では、上側搭載部１０８は本体１１４、第１の脚部１１６、第２の脚部１１７、外側凹部１１９を含む。本体１１４は上側移行部１０７から延在する。脚部１１６、１１７は本体１１４から下方に延在し、両者間に外側凹部１１９を形成することができる。第１の脚部１１６は第２の脚部１１７よりも遠くに下方に延在することができる。外側凹部１１９は切断ガイドの搭載を助け、該凹部を通じて切断させる、あるいは、インサート１００の材料費を節減することができる。
【０１４８】
インサート１００は、上側搭載部１０８から突出する１以上の搭載ガイド１９２を含むことができる。図示する実施形態では、上側搭載部１０８の各脚部１１６、１１７は丸みを帯び、搭載ガイド１９２を含む。搭載ガイド１９２は、切断ガイド４０６などの切断ブロックを収容するように構成される。切断ブロックは、脛骨切断をガイドするためのガイドまたはスロットを設けるように構成される。搭載ガイド１９２は穴１９７とフランジ１９１を含むことができる。穴１９７はフランジを通り、搭載部１０８、たとえば脚部を通って延在することができる。フランジ１９１は搭載部１０８、たとえば脚部から延在および突出し、穴と共軸にすることができる。各搭載ガイド１９２は、ピン、ネジ、またはボルトなどの搭載留め具を収容するように構成することができる。ピンは切断ブロックを上側プレート１１０に搭載するために使用することができる。
【０１４９】
上側移行部１０７は、上側部１０９と略同じ方向、たとえば上側部１０９と平行な方向に上側部１０９から外方に延在し、挿入端１０１から離れるように延在することができる。上側移行部１０７は、上側部１０９の遠位の上側搭載部１０８まで下方に湾曲させることができる。実施形態では、上側移行部１０７は約９０度湾曲する。図示するように、上側部１０９、上側移行部１０７と上側ガイド部１０８は一体片として形成することができる。インサート１００の各種コンポーネントは本明細書に開示される材料から成り、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。図１７〜２０のインサート１００は、本明細書に上述する機能およびコンポーネント、たとえば、センサ、アクチュエータ、上側プレート１１０と下側プレート１５０の各種実施形態を含み、それらと連結することができる。図１７〜２０のインサート１００は、本明細書に記載される関節バランシングシステム５０または他の種類の関節バランシングシステムと併せて使用することができる。
【０１５０】
図２１〜２４は、図１７〜２０のインサート１００の別の実施形態を示す。図２１〜２４を参照すると、インサート１００は調節装置１９６を含む。調節装置１９６は上側搭載部１０８でインサート１００に固定することができる。調節装置１９６は、相対角度の広範な測定値と靱帯のバランスに基づき、搭載ガイド１９２のガイドピンの配置を調節するように構成することができる。調節装置１９６は、特に、ノブ、ネジ、スライダ、ホイール、膨張式装置、または膨張機構であってもよい。調節装置１９６は手動で調整可能とする、あるいは始動を通じて調節可能とすることができる。
【０１５１】
インサート１００は、インサート角度センサ１９３も含むことができる。インサート角度センサ１９３は、上側搭載部１０８でインサート１００に連結することもできる。インサート角度センサ１９３は、処置中に脛骨に固定される第１の骨角度センサ１９４と共に使用されて、脛骨１０と上側プレート１１０を含むインサート１００との間の相対角度を提供することができる。調節装置１９６を用いて行う調節は、少なくとも部分的に脛骨とインサート１００との間の角度に基づくことができる。
【０１５２】
図１７〜２４に示す実施形態では、上側搭載部１０８に搭載される切断ブロックが上側プレート１１０と大腿骨１０に対して脛骨切断部をガイドするように、上側プレート１１０が大腿骨または大腿骨コンポーネントと連結する。
【０１５３】
図２５〜２８は、大腿骨切断ブロック用の一体型マウントを有するインサート１００の１実施形態を示す。図２５〜２８に示す実施形態では、インサート１００は脛骨のバランシングのために構成され、大腿骨遠位切断をガイドする。図２５〜２８を参照すると、インサート１００は上側プレート１１０、１以上のアクチュエータ１８０、下側プレート１５０を含む。上側プレートと１以上のアクチュエータは、上述のアクチュエータ１８０と上側プレート１１０の任意の組み合わせをとることができる。下側プレート１５０は下側部１４９、下側搭載部１４８、下側移行部１４７を含む。下側部１４９は上述の下側プレートのいずれの構造もとることができ、脛骨切断部（図２９〜３２を参照）などの脛骨１０に接触するように構成される。下側部１４９は下側プレート挿入端１５３を含むことができる。下側部１４９は、図示され、先の実施形態に記載されるような下側プレート窪み１０５も含むことができる。
【０１５４】
下側搭載部１４８は、上側プレート１１０を超えて上方に延在する。下側搭載部１４８は下側部１４９に垂直に延在することができる。下側搭載部１４８は下側移行部１４７から上方に延在する２つの脚部を含むことができる。２つの脚部は１つの狭い材料片によって接合し、円弧状を形成することができる。各脚部は搭載ガイド１９２を含むことができる。搭載ガイド１９２は、切断ガイド４０６などの切断ブロックを収容するように構成される。切断ブロックは、大腿骨遠位の切断をガイドするためのガイドまたはスロットを有するように構成される。搭載ガイド１９２は穴とフランジを含むことができる。穴は脚部を通って延在し、フランジは穴と共軸の脚部から外方に延在する。各搭載ガイド１９２はピンを収容するように構成することができる。ピンは切断ブロックを下側プレート１５０に搭載するために使用することができる。
【０１５５】
下側移行部１４７は、下側部１４９と略同一方向に下側部１４９から外方に延在する、たとえば、下側部１４９に平行に延在することができ、下側プレート挿入端１５３から離れるように延在することができる。下側移行部１４７は下側部１４９の遠位の下側搭載部１４８まで上方に湾曲することができる。実施形態では、下側移行部１４７は約９０度湾曲している。図示する実施形態では、下側移行部１４７は２つの脚部を含む。各脚部は下側部１４９から下側搭載部１４８の脚部まで延在する。下側部１４９、下側移行部１４７、下側搭載部１４８を含む下側プレート１５０は一体片として形成することができる。インサート１００の各種コンポーネントは本明細書に開示される材料で形成することができ、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。図２５〜２８のインサート１００は、本明細書に記載される機能とコンポーネント、たとえば、センサ、アクチュエータ、上側プレート１１０と下側プレート１５０の各種実施形態を含むことができ、それらのいずれとも連結することができる。図２５〜２８のインサート１００は、本明細書に記載される関節バランシングシステム５０またはその他の種類の関節バランシングシステムと併せて使用することができる。
【０１５６】
図２９〜３２は、図２５〜２８のインサート１００の別の実施形態を示す。図２９〜３２を参照すると、インサート１００は調節装置１９６を含む。調節装置１９６は下側搭載部１４８でインサート１００に固定することができる。調節装置１９６は、相対角度の広範な測定値と靱帯のバランスに基づき、搭載ガイド１９２のガイドピンの配置を調節するように構成することができる。調節装置１９６は、特に、ノブ、ネジ、スライダ、ホイール、膨張式装置、または膨張機構であってもよい。調節装置１９６は手動で調整可能とする、あるいは始動を通じて調節可能とすることができる。
【０１５７】
インサート１００はインサート角度センサ１９３も含むことができる。また、インサート角度センサ１９３は下側搭載部１０８でインサート１００に連結することができる。インサート角度センサ１９３は、脛骨、大腿骨、膝蓋骨などの隣接骨に固定される第１の骨角度センサ１９４および第２の骨角度センサ１９５などの複数の骨角度センサと共に使用されて、処置中に隣接骨と下側プレート１５０を含むインサート１００との間の相対角度を提供することができる。図示する実施形態では、処置中に第１の骨角度センサ１９５は脛骨に固定され、第２の骨角度センサ１９５は大腿骨に固定されて、脛骨１０、大腿骨８、下側プレート１５０を含むインサート１００間の相対角度を提供する。調節装置１９６を用いる調節は、少なくとも部分的にこれらの角度に基づき行うことができる。
【０１５８】
図２５〜３２に示す実施形態では、下側プレート１１０は、下側搭載部１０８に搭載される切断ブロックが下側プレート１５０および脛骨８に対する脛骨の切断をガイドするように、脛骨または脛骨コンポーネントと連結する。
【０１５９】
図３３〜４０は図２５〜３２のインサート１００の別の実施形態を示す。本実施形態では、インサート１００は脛骨のバランシングのために構成され、大腿骨後側の切断をガイドする。図２５〜３２に示すインサートの各種コンポーネントは、上側プレート１１０、下側プレート１５０、１以上のアクチュエータ１８０を含む図２５〜３２に示す実施形態のコンポーネントと同一または類似であってもよい。図３３〜４０は各種角度センサおよび調節装置１９６を示していないが、図３３〜４０のインサート１００は各種角度センサおよび調節装置１９６を含むことができる。いくつかの実施形態では、下側移行部１４７と下側搭載部１４８の長とサイズは、大腿骨後側切断用の切断ブロックを配置するため他の実施形態と異ならせることができる。他の実施形態では、大腿骨遠位切断ではなく大腿骨後側切断用の切断ブロックのガイドを配置するため、下側移行部１４７および下側搭載部１４８ではなく切断ブロックを異ならせることができる。
【０１６０】
図３７〜４０に示すように、大腿骨後側切断のために膝をたとえば９０度屈曲させる。
【０１６１】
下側部１４９と、下側移行部１４７と、下側搭載部１４８とを含む下側プレート１５０は一体片として形成することができる。インサート１００の各種コンポーネントは本明細書に開示される材料から成り、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。図３３〜４０のインサート１００は、本明細書に上述する機能およびコンポーネント、たとえば、センサ、アクチュエータ、上側プレート１１０と下側プレート１５０の各種実施形態を含み、それらと連結することができる。図３３〜４０のインサート１００は、本明細書に記載される関節バランシングシステム５０またはその他の種類の関節バランシングシステムと併せて使用することもできる。
【０１６２】
関節手術中に骨を切断する方法も開示する。図１５〜４０に示す実施形態では、該方法は、膝などの関節にインサート１００を挿入することを含む。該方法は、膨張する蛇腹１８２などのアクチュエータを配備することをさらに含む。該方法は、大腿骨８または脛骨１０などの骨に１つまたは複数の穴を開けることをさらに含む。ピンガイド４０２または搭載ガイド１９２は、穿孔をガイドするために使用することができる。該方法は、骨の各穴にピンを配置することをさらに含む。ピンガイド４０２または搭載ガイド１９２はピン４０８を骨にガイドするために使用することもできる。該方法は、図１６に示すように、切断ガイド４０６をピン４０８に搭載することをさらに含む。切断ガイド４０６は、インサート１００のピンガイド４０２または搭載部１０８、１４８に隣接して搭載することができる。該方法は、切断をガイドするガイドスロット４１０を用いて骨を切断することをさらに含む。切断は、プレートからの固定距離で、またはプレートに対する所定角度で、骨に対向するプレートに平行に行うことができる。たとえば、図１５および２５〜４０に示す実施形態では、切断は、下側プレート１５０からの固定距離で、または下側プレート１５０からの所定角度で下側プレート１５０に平行に行うことができる。図１７〜２４に示す実施形態では、切断は、上側プレート１５０からの固定距離で、または上側プレート１１０からの所定角度で上側プレート１１０に平行に行うことができる。
【０１６３】
該方法は、ピンガイド４０２または搭載ガイド１９２の角度および／または位置を調節することをさらに含むことができる。ピンガイド４０２または搭載ガイド１９２の角度および／または位置を調節することは、手動での調節または調節装置１９６を始動させることを含むことができる。ピンガイド４０２または搭載ガイド１９２の角度および／または位置を調節することは、骨の切断前に実行することができる。本明細書に記載される各ステップは、外科医などの医療専門家によって実行することができる。記載する各ステップは、図１〜１４に示す実施形態に関して記載される該方法および該方法のステップで実行することができる。図１７〜１０に示すインサート１００の実施形態はそれぞれ、関節バランシングシステム５０および関節バランシングシステム５０を用いる方法と併せて使用することができる。
【０１６４】
図４１〜４８は、大腿骨切断ガイド５００の１実施形態を示す。図示する実施形態では、大腿骨切断ガイド５００は遠位大腿骨切断ガイドである。切断ガイド５００はガイド本体５２０、刃ガイド機能５２４、ガイドロッド５１０を含む。ガイド本体５２０は下側部５２１、前側部５２２、移行部５２３を含む。下側部５２１はプレート状にすることができる。下側部５２１は挿入端５２５を含むことができる。挿入端５２５は各側で丸みをつけ、窪み５２６を含むことができる。実施形態では、挿入端５２５はカッシーニの卵型部分の形状を有し、丸みをつけた側面５２７および窪み５２６を形成する。
【０１６５】
移行部５２３は、挿入端５２５に対向する方向に下側部５２１から離れるように延在し、前側部５２２に向かって上方に湾曲することができる。移行部５２３はアーチ形のプレートとし、約９０度湾曲させることができる。
【０１６６】
前側部５２２は下側部５２１が延在する方向に横断する方向に、たとえば下側部５２１に垂直に延在することができる。前側部５２２は上縁５２８を含むことができる。上縁５２８は移行部５２３に遠位に置くことができる。上縁５２８は湾曲させることができる。図示する実施形態では、上縁５２８は、頂点が一方の側にシフトした非対象湾曲を有するため、一方の側が他方の側よりも高い。
【０１６７】
ガイド本体５２０は前面５２９を含むことができる。前面５２９は挿入端５２５の反対面とすることができ、前側部の外面と移行部５２３の外面の一部とを含むことができる。
【０１６８】
刃ガイド機能５２４は、遠位大腿骨切断をガイドするように構成されるスロットまたは類似の機能とすることができる。刃ガイド機能５２４はガイド本体５２０に配置することができ、移行部５２３の遠位端部に隣接させることができる。
【０１６９】
ガイドロッド５１０はガイド本体５２０から延在する。図示する実施形態では、ガイドロッド５１０は、移行部５２３が湾曲するのと略同一の方向に下側部５２１から上方に延在する。ガイドロッド５１０は大腿骨８の髄内管に挿入されるように構成される。ガイドロッド５１０は、大腿骨８の髄内管の形状と合致するような形状をとることができる。
【０１７０】
ガイドロッド５１０はベース５１１と端部５１２を含む。ベース５１１は下側部５２１に隣接し、端部５１２は下側部５２１の遠位に位置する。ベース５１１は端部５１２よりも大きくすることができ、ガイドロッド５１０はベース５１１から端部５１２へと先細になる。ガイドロッド５１０はアーチ形をとることができる。図示する実施形態では、ガイドロッド５１０は下側部５２１に対して９０度未満の最初の方向に延在し、下側部５２１に対して最初の方向よりも９０度に近い方向に延在するように湾曲させることができる。
【０１７１】
大腿骨切断ガイド５００は切断ガイド調節装置５３０、切断ガイドセンサ５４０、１以上の骨角度センサ５４５も含むことができる。骨角度センサ５４５は、大腿骨、脛骨、または膝蓋骨などの関節に隣接する骨構造に固定することができる。図示する実施形態では、骨角度センサ５４５は大腿骨に配置される。切断ガイド調節装置５３０を使用して、大腿骨８に対して大腿骨切断ガイド５００の角度を調節し、刃ガイド機能５２４の位置を調節することができる。切断ガイド調節装置５３０は特に、ノブ、ネジ、スライダ、ホイール、膨張式装置、または膨張機構であってもよい。切断ガイド調節装置５３０は手動で調節可能とする、あるいは始動を通じて調節可能とすることができる。切断ガイドセンサ５４０を骨角度センサ５４５と共に使用して、大腿骨切断ガイド５００と大腿骨８との間の角度を測定することができる。切断ガイドセンサ５４０は、前面５２９でガイド本体５２０に固定することができる。図示する実施形態では、切断ガイドセンサ５４０は、上縁５２８の頂点に隣接するガイド本体５２０に固定される。骨角度センサ５４５はガイド本体５２０から分離させ、大腿骨切断ガイド５００が所定位置にある間、たとえば、ガイドロッド５１０が患者の髄内管内に位置する間、大腿骨８に固定することができる。
【０１７２】
大腿骨切断ガイド５００は、患者固有に作製される特注のガイドとすることができる。各種コンポーネントの正確な測定は、患者の関節の各種画像、たとえば、Ｘ線、ＣＴ走査、ＭＲＩなどから得られる画像に基づくことができる。患者の関節の測定と大腿骨切断ガイド５００の作製後、ガイドロッド５１０が患者の大腿骨の髄内管に挿入される。その後、大腿骨８と大腿骨切断ガイド５００との間の角度を測定することができる。次に、切断ガイド調節装置５３０を使用して、大腿骨８に対して大腿骨切断ガイド５００を適切に位置決めすることができる。いったん大腿骨切断ガイド５００が適切に、たとえば大腿骨８に対する所定角度で位置決めされれば、遠位大腿骨が鋸刃などの切断ツールによって切断される。
【０１７３】
図４９〜５２は、遠位大腿骨切断を行った後の図４１〜４８の大腿骨切断ガイド５００の１実施形態を示す。図４９〜５２の大腿骨切断ガイドは、図４１〜４８に示す各種角度センサと切断ガイド調節装置を含むことができる。図示するように、遠位大腿骨切断部９は刃ガイド機能５２４に平行である。遠位大腿骨切断９を行った後、インサート１００を使用して関節のバランスをとり、大腿骨８または脛骨を追加で切断することができる。
【０１７４】
ガイドロッド５１０とガイド本体５２０は一体片として形成することができる。大腿骨切断ガイド５００の各種コンポーネントは、本明細書に開示される材料から成り、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。
【０１７５】
大腿骨切断ガイド５００を用いて大腿骨切断を実行する方法も開示する。実施形態では、該方法は、大腿骨８の髄内管にガイドロッド５１０を挿入することを含む。ガイドロッド５１０は、大腿骨シャフトの長軸に位置合わせされるように挿入することができる。該方法は、ガイドロッド５１０に対する固定角度で骨を切断することも含む。
【０１７６】
該方法は、骨角度センサ５４５を大腿骨８に固定することを含むことができる。該方法は、大腿骨切断ガイドに固定される切断ガイドセンサ５４０と骨角度センサ５４５との間の角度を測定することをさらに含むことができる。該方法は、刃ガイド機能５２４の角度および位置を調節することをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、大腿骨８に対する刃ガイド機能５２４の角度および位置を調節することは、刃ガイド機能５２４が切断用の所定角度をとるまで、調節装置５３０を手動で調節または始動させることを含む。
【０１７７】
図５３〜６０は、遠位大腿骨バランサー６００の１実施形態を示す。遠位大腿骨バランサー６００は、脛骨表面に対して大腿骨のバランスをとるように構成することができる。バランシングは、遠位大腿骨切断の前後に行うことができる。遠位大腿骨バランサーは第１の顆部６１０と第２の顆部６２０を含む。第１の顆部６１０は第１の外面６１１、第１の内面６１９、第１の前側部６１２、第１の下側部６１３を含む。第１の外面６１１は大腿骨顆の表面を模すように構成され、第１の内面６１９は大腿骨顆を収容するように構成し、大腿骨顆の形状と略合致させることができる。第１の前側部６１１は上方に延在し、大腿骨顆の前方に構成される一方、第１の下側部６１２は第１の前側部６１１から延在し、大腿骨顆の下方に構成される。
【０１７８】
第２の顆部６２０は第２の外面６２１、第２の内面６２９、第２の前側部６２２、第２の下側部６２３を含む。第２の外面６２１は大腿骨顆の表面を模すように構成され、第２の内面６２９は大腿骨顆を収容するように構成され、大腿骨顆の形状に略合致させることができる。第２の前側部６２１は上方に延在し、大腿骨顆の前方に構成される一方、第２の下側部６２２は第２の前側部６２１から延在し、大腿骨顆の下方に構成される。
【０１７９】
第１の外面６１１および第２の外面６２１は、患者の大腿骨の大腿骨顆を模すことができる。
【０１８０】
遠位大腿骨バランサー６００はピンガイド６３０も含むことができる。ピンガイド６３０は第１の顆部６１０と第２の顆部６２０にそれぞれ配置することができる。図示する実施形態では、ピンガイド６３０が第１の前側部６１１に配置され、ピンガイドが第２の前側部６２１に配置される。ピンガイド６３０は穴６３２とフランジ６３１を含むことができる。穴は顆部を通って延在し、フランジは顆部から外方に延在し、穴６３２と共軸にすることができる。各ピンガイド６３０はピンとガイドピンを大腿骨８に収容するように構成することができる。その後、遠位大腿骨バランサー６００を取り外した後にピンを使用して大腿骨の切断を行い、切断ブロックがピンを介して大腿骨に搭載される。
【０１８１】
図５９を参照すると、遠位大腿骨バランサー６００は関節のバランスをとるバランサーアクチュエータ６４０を含むことができる。図示する実施形態では、バランサーアクチュエータ６４０は２つの大腿骨バランサー部と遠位大腿骨切断部９との間に位置するように構成される。遠位大腿骨バランサー６００が遠位大腿骨切断９の前に使用される実施形態では、大腿骨バランサーアクチュエータ６４０は２つの大腿骨バランサー顆部と大腿骨顆との間に位置するように構成される。実施形態では、バランサーアクチュエータは複数のアクチュエータを含み、たとえば１つのアクチュエータが各顆部と隣接大腿骨顆との間に配置される。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、遠位大腿骨バランサー６００は、大腿骨切断ガイド５００の刃ガイド機能に類似する、遠位大腿骨切断を行う刃ガイド機能を含む。
【０１８３】
第１の顆部６１０、第２の顆部６２０、ピンガイド６３０は一体片として形成することができる。遠位大腿骨バランサー６００の各種コンポーネントは、本明細書に開示される材料から成り、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。
【０１８４】
遠位大腿骨バランサー６００は関節のバランスをとるために使用することができる。実施形態では、該方法は、遠位大腿骨切断を行うことを含むことができる。本明細書に記載される切断方法およびツールのいずれも切断を行うのに使用することができる。いくつかの実施形態では、該方法は、切断後にインサート１００を除去することを含む。該方法は、遠位大腿骨バランサーを遠位大腿骨切断部に配置することと、関節を延伸させるように遠位大腿骨バランサー６００を配備することとをさらに含む。遠位大腿骨バランサー６００を配置することは、図示され、本明細書に記載されるように遠位大腿骨バランサー６００を配置することを含むことができる。該方法は、大腿骨などの骨に穴を形成することと、図１５〜１６に示すピン４０２などのピンを穴に配置することとをさらに含む。ピンガイド６３０は、穴を開けてピンを配置するために使用することができる。実施形態では、ピンを配置することは、伸延装置の下側部から固定距離および固定角度でピンを配置することを含む。該方法は、切断ブロック４００をピンに搭載することと、ガイドスロット４１０を用いて骨をさらに切断することとをさらに含むことができる。
【０１８５】
図６１〜６８は後側大腿骨バランサー７００の１実施形態を示す。後側大腿骨バランサー７００は、脛骨に対するたとえば９０度の屈曲時に大腿骨８のバランスをとるように構成される。後側大腿骨バランサー７００は、脛骨と遠位大腿骨切断部９に対する後側大腿骨切断を調節するように構成することができる。後側大腿骨バランサー７００はバランサー本体７１０、第１の後側顆部７２０、第２の後側顆部７３０、後側ピンガイド７４０を含む。
【０１８６】
バランサー本体７１０は接続部７１１、第１の脚部７１２、第２の脚部７１３を含むことができる。接続部７１１は、第１の脚部７１２を第２の脚部７１３に接続する幅狭の首部であってもよい。接続部７１１は、アーチ状のプレートを形成する幅狭の材料片であってもよい。第１の脚部７１２と第２の脚部７１３は、遠位大腿骨切断部９に沿って延在するように構成される。バランサー本体７１０は接続部７１１、第１の脚部７１２、第２の脚部７１３によって形成される略「Ｕ字」状をとることができる。接続部７１１、第１の脚部７１２、第２の脚部７１３は、その間に円形穴を形成することができる。
【０１８７】
第１の脚部７１２は、接続部７１１に隣接し、第１の後側顆部７２０の遠位に位置する第１の円形端部７１４を含むことができる。第２の脚部７１２は、接続部７１１に隣接し、第２の後側顆部７３０の遠位に位置する第２の円形端部７１５を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の円形端部７１４が第１の後側顆部７２０から突出するよりも、第２の円形端部は第２の後側顆部７３０から遠くに突出する。第１の円形端部７１４と第２の円形端部７１５は接続部７１１よりも遠くに延在して、両者間に窪み７１６を形成する。
【０１８８】
第１の後側顆部７２０は、バランサー本体７１０からバランサー本体７１０が延在する方向に横断する方向へ上方に延在し、バランサー本体７１０と垂直に配向させることができる。第１の後側顆部７２０は第１の脚部７１２から延在することができる。第１の後側顆部７２０は第１の後側内面と第１の後側外面７２１を含むことができる。第１の後側内面７２２は平坦面であってもよく、後側大腿骨切断部に隣接してもよい。第１の後側外面７２１は大腿骨顆の後側を模すことができる。
【０１８９】
第２の後側顆部７３０は、バランサー本体７１０から、第１の後側顆部７１０と略同一方向、すなわち、バランサー本体７１０が延在する方向に横断する方向で上方に延在し、バランサー本体７１０と垂直に配向させることができる。第２の後側顆部７３０は第２の脚部７１３から延在することができる。第２の後側顆部７３０は第２の後側内面と第２の後側外面７３１を含むことができる。第２の後側内面７３２は平坦面であってもよく、後側大腿骨切断部に隣接してもよい。第２の後側外面７３１は大腿骨顆の後側を模すことができる。
【０１９０】
第１の後側外面７２１と第２の後側外面７３１は患者の大腿骨の大腿骨顆の後側部を模すことができる。
【０１９１】
後側ピンガイド７４０はバランサー本体７１０の各脚部に配置することができる。後側ピンガイド７４０は穴７４２とフランジ７４１を含むことができる。穴７４２は、バランサー本体７１０、たとえば脚部のうちの１つを通って延在する。フランジ７４１はバランサー本体７１０、たとえば脚部のうちの１つから外方に延在する。実施形態では、フランジ７４１は穴７４２と共軸である。各後側ピンガイド７４０は、ピンを収容し、遠位大腿骨切断部９で大腿骨８にピンをガイドするように構成することができる。その後、後側大腿骨バランサー７００を取り外した後にピンを使用して後側大腿骨の切断を行い、切断ブロックがピンを介して大腿骨に搭載される。いくつかの実施形態では、各後側ピンガイドは、穴７４２と共軸に内方に延在する第２のフランジ７４３を含む。
【０１９２】
図６７を参照すると、後側大腿骨バランサー７００は後側バランサーアクチュエータ７５０を含むことができる。図示する実施形態では、後側バランサーアクチュエータ７５０は、第１の内面および第２の内面に隣接し、後側大腿骨切断部７にも隣接することができる。バランサーアクチュエータ７５０は、たとえば後側大腿骨切断部７で、第１の後側顆部７２０および第２の後側顆部７３０と大腿骨との間に位置する。実施形態では、後側バランサーアクチュエータ７５０は、第１の後側顆部７２０と後側大腿骨切断部７との間のアクチュエータや、第２の後側顆部７３０と後側大腿骨切断部７との間のアクチュエータなどの複数のアクチュエータを含む。所定の条件に基づきバランスが達成されれば、ピンは、後側ピンガイド７４０によって遠位大腿骨切断部９で大腿骨８に挿入される。その後、後側大腿骨バランサー７００は取り外されて、切断ブロックがピンを介して大腿骨に搭載される。次に、ブロック４００などの切断ブロックを用いて後側大腿骨切断を調節することができる。
【０１９３】
いくつかの実施形態では、後側大腿骨バランサー７００は、後側大腿骨切断を行う前に大腿骨に搭載することができる。これらの実施形態では、第１の後側顆部７２０と第２の後側顆部７３０は、患者の膝の未切断の大腿骨顆に適合するような外形を有する。
【０１９４】
バランサー本体７１０、第１の後側顆部７２０、第２の後側顆部７３０、後側ピンガイド７４０は一体片として形成することができる。後側大腿骨バランサー７００の各種コンポーネントは、本明細書に開示される材料から成り、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。後側大腿骨バランサー７００は膝関節の大腿骨コンポーネントの後側のバランシングに関連して説明されるが、後側大腿骨バランサー７００は他の骨コンポーネントの後側のバランシングに使用することができ、他の関節のバランシングにも使用することができる。
【０１９５】
後側大腿骨バランサー７００は関節のバランスをとるために使用することもできる。実施形態では、該方法は後側大腿骨切断を行うことを含む。本明細書に記載される切断方法およびツールを使用して、切断を行うことができる。いくつかの実施形態では、該方法は、切断後にインサート１００を取り除くことを含む。該方法は、後側大腿骨切断部に後側大腿骨バランサー７００を配置することと、関節を伸延させるように後側大腿骨切断部を配備することとをさらに含む。後側大腿骨バランサー７００を配置することは、図示され本明細書に記載される後側バランサー７００を配置することを含むことができる。該方法は、大腿骨などの骨に穴を形成することと、図１５〜１６に示すピン４０２を穴に配置することとをさらに含む。ピンガイド７４０は、穴を開けて、ピンを配置するために使用することができる。実施形態では、ピンを配置することは、伸延装置の下側部から固定距離および固定角度にピンを配置することを含む。該方法は、切断ブロック４００をピンに搭載することと、ガイドスロット４１０を使用して骨をさらに切断することとをさらに含むことができる。
【０１９６】
図６９〜７６は全大腿骨バランサー８００の１実施形態を示す。全大腿骨バランサー８００は、同時に全大腿骨コンポーネントのアライメントのバランスをとるように構成される。全大腿骨バランサー８００の形状は、患者の大腿骨などの大腿骨８の顆をほぼ模すように構成することができる。全大腿骨バランサー８００は、前側から遠位端部を周り、大腿骨の後側まで大腿骨８の端部に巻き付けることができる。実施形態では、全大腿骨バランサー８００は大腿骨８に約２７０度巻き付けられる。
【０１９７】
全大腿骨バランサー８００は前側部８１０、遠位部８２０、後側部８３０を含む。前側部８１０は大腿骨８の前側、たとえば前側大腿骨切断部に隣接するように構成される。前側部８１０は、面取り切断部の周囲を遠位部８２０まで延在するように構成することができる。前側部８１０はは前縁８０４を含むことができる。前側部は前縁から第１の方向に延在し、第１の方向に横断する第２の方向に移行することができる。
【０１９８】
遠位部８２０は前側部８１０から延在し、前側部８１０と後側部８３０との間に位置する。遠位部８２０は前側部８１０から第２の方向に延在することができる。遠位部８２０は、２つの顆の形状に応じるように第１の遠位脚部８２１と後側部８３０に隣接する第２の遠位脚部８２２とを含むことができる。いくつかの実施形態では、遠位部８２０は２つの脚部に分離する。他の実施形態では、各遠位脚部は前側部８１０から延在する。遠位部８２０は、大腿骨８の遠位端、たとえば遠位大腿骨切断部に隣接するように構成される。
【０１９９】
後側部８３０は遠位部８２０から延在し、前側部８１０と略同一方向に延在することができる。後側部８３０は第１の後側顆部８３１と第２の後側顆部８３２を含むことができる。第１の後側顆部８３１は遠位部８２０から延在し、第１の遠位脚部８２１から延在することができる。第２の後側顆部８３２は遠位部８２０から延在し、第２の遠位脚部８２２から延在することができる。
【０２００】
全大腿骨バランサー８００は前側ピンガイド８１５と遠位ピンガイド８２５をさらに含むことができる。前側ピンガイド８１５は前側部８１０に位置する。前側ピンガイド８１５は穴８０７とフランジ８０６を含むことができる。穴８０７は前側部８１０を通って延び、フランジ８０６は穴８０７と共軸の前側部８１０から外方に延在することができる。各前側ピンガイド８１５は、ピンを収容し、大腿骨８の前側にガイドするように構成することができる。その後、全大腿骨バランサー８００を取り外した後にピンを使用して大腿骨の切断を行い、切断ブロックがピンを介して大腿骨に搭載される。
【０２０１】
遠位ピンガイド８２５は遠位部８１０に位置する。遠位ピンガイド８２５は穴８０９とフランジ８０８を含むことができる。穴８０９は遠位部８２０を通って延び、フランジ８０８は穴８０９と共軸の遠位部８２０から外方に延在する。各遠位ピンガイド８２５は、ピンを収容し、大腿骨８の遠位端部へガイドするように構成することができる。その後、全大腿骨バランサー８００を取り外した後にピンを使用して大腿骨の切断を行い、切断ブロックがピンを介して大腿骨に搭載される。
【０２０２】
前側部８１０は前側内面８１４と前側外面８１３を含むことができる。前側内面８１４は大腿骨８の前側部に隣接してよく、平坦面であってもよい。前側内面８１４は第１の方向に延在することができる。前側外面８１３は、大腿骨コンポーネントの前側の全体形状を形成する弧状部を含むことができる。前側部８１０は前側面取り面８０４も含むことができる。前側面取り面は前側内面と遠位部８２０に隣接させることができる。前側面取り面８０４は、前側内面８１４に対して４５度の角度で延在することができる。
【０２０３】
遠位部８２０は遠位内面８２４と遠位外面８２３を含むことができる。遠位内面８２４は平坦面であってもよい。遠位内面８２４は前側内面８１４に垂直であってもよい。遠位外面８２３は大腿骨８の遠位端部の全体形状を形成する弧状部を含み、大腿骨コンポーネントの遠位端部の形状に合致させることができる。第１の脚部と第２の脚部はそれぞれ遠位内面８２４と遠位外面８２３を含むことができる。
【０２０４】
後側部８３０は後側内面８３４と後側外面８３３を含むことができる。後側内面８３４は平坦面であり、顆の後側部に隣接して配置することができる。後側内面８３４は前側内面８１４に平行であってもよい。後側外面８３３は大腿骨の後側部の全体形状を含み、大腿骨コンポーネントの後側の形状に合致させることができる。後側顆部はそれぞれ後側内面８３４と後側外面８３３を含むことができる。後側部８３０は後側面取り面８０３も含むことができる。後側面取り面８２４は遠位内面８２４から後側内面８３４まで延在することができる。後側面取り面８０３は、遠位内面８２４と後側内面８３４に対して４５度で傾斜させることができる。
【０２０５】
全大腿骨バランサー８００の各内面は、大腿骨切断部または面取り面に平行にすることができる。
【０２０６】
前側部８１０、遠位部８２０、後側部８３０、前側ピンガイド８１５、遠位ピンガイド８２５は材料の一体片として形成することができる。全大腿骨バランサー８００の各種コンポーネントは、本明細書に開示される材料から成り、本明細書に開示される材料特性のいずれも含むことができる。
【０２０７】
図７５を参照すると、全大腿骨バランサー８００は、前側アクチュエータ８１８、遠位アクチュエータ８２８、後側アクチュエータ８３８も含むことができる。前側アクチュエータ８１８は前側内面８１４に隣接し、前側内面８１４に接合することができる。前側アクチュエータ８１８は前側部８１０と大腿骨８の前側との間に位置する。いくつかの実施形態では、前側アクチュエータは複数のアクチュエータを含む。
【０２０８】
遠位アクチュエータ８２８は遠位内面８２４に隣接し、遠位内面８２４に接合することができる。遠位アクチュエータ８２８は遠位部８２０と大腿骨８の遠位端部との間に位置する。いくつかの実施形態では、遠位アクチュエータ８２８は、各脚部と大腿骨８の遠位端部との間のアクチュエータなどの複数のアクチュエータを含む。
【０２０９】
後側アクチュエータ８３８は後側内面８３４に隣接し、後側内面８３４に接合することができる。後側アクチュエータ８３８は後側部８３０と大腿骨８の後側との間に位置する。いくつかの実施形態では、後側アクチュエータ８３８は、各後側顆部間のアクチュエータなどの複数のアクチュエータを含む。
【０２１０】
アクチュエータは全大腿骨コンポーネントのアライメントのバランスをとることができる。全大腿骨バランサーの所定の条件がアクチュエータを用いて達成された後、ピンは前側ピンガイド８１５と遠位ピンガイド８２５を通じて大腿骨８に配置される。いくつかの実施形態では、全大腿骨バランサー８００は、面取りされた切断部５に隣接するように構成されるアクチュエータなどの他のアクチュエータを含むことができる。
【０２１１】
いくつかの実施形態では、全大腿骨バランサーは、切断器具用の切断ガイドとして機能することができるスロットなどの１以上の刃ガイド機能を含むことができる。
【０２１２】
図７７〜８０は、図６９〜７６の全大腿骨バランサー８００の別の実施形態を示す。図示する実施形態では、前側部８１０は端部８５５と中間部８５０を含む。上側部８５５は、大腿骨コンポーネントの前側に位置するように構成される。中間部８５０は、上側部８５５と遠位部８２０との間を移行するように構成される。中間部８５０は面取りされた切断部５に隣接させることができる。
【０２１３】
全大腿骨バランサー８００は第１の移行部８１２と第２の移行部８３２を含むことができる。端部８５５は第１の移行部８１２によって中間部８５０に接合することができ、中間部８５０は第２の移行部８３２によって遠位部８２０に接合することができる。図示する実施形態では、前側部８１０、遠位部８２０、後側部８３０は一体片である。他の実施形態では、上側部８５５と中間部８５０は別々の片であり、遠位部８２０と後側部８３０は別々の片であり、それらの片が結合される。第１の移行部８１２は、端部８５５と中間部８５０とを接合するリンク装置を含むことができる。第２の移行部８３２は、中間部８５０を遠位部８２０に接合するリンク装置を含むことができる。遠位部８２０と後側部は別々の片であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の遠位脚部８２１と第１の後側顆部９３１が一体片を形成し、第２の遠位脚部８２２と第２の後側顆部８３２が別の片を形成する。
【０２１４】
全大腿骨バランサーは前側調節装置８１７と遠位調節装置８２７を含む。前側調節装置８１７と遠位調節装置８２７は、とりわけ、ノブ、ネジ、スライダ、ホイール、膨張式装置、または膨張機構とすることができる。前側調節装置８１７と遠位調節装置８２７は手動で調節可能とする、あるいは始動を通じて調節可能とすることができる。前側調節装置８１７は、たとえば第１の移行部８１２で端部８５５と中間部８５０との間で前側部８１０に固定することができる。前側調節装置８１７は、全大腿骨バランサー８００と大腿骨８００との間の角度を調節するように構成する、特に、大腿骨切断に対して前側部８１０を調節するように構成することができる。
【０２１５】
遠位調節装置８２７は、第２の移行部８３２で中間部８５０と遠位部８２０との間に固定することができる。遠位調節装置８２７は、全大腿骨バランサー８００と大腿骨８００との間の角度を調節するように構成する、特に、大腿骨切断部に対して中間部８５０、遠位部８２０、後側部８３０を調節するように構成することができる。
【０２１６】
全大腿骨バランサー８００は、前側部８１０に搭載される前側センサ８１６と遠位部８２０に搭載される遠位センサ８２６も含むことができる。図示する実施形態では、遠位センサ８２６は、大腿骨８の遠位端部に隣接して配置されるように構成される。前側センサ８１６および遠位センサ８２６は１以上の骨角度センサ８４０と併せて使用して、脛骨１０、大腿骨８、または膝蓋骨などの隣接骨構造と全大腿骨バランサー８００との間の角度を判定することができる。その後、前側調節装置８１７と遠位調節装置８２７を使用して、角度がバランスのとれた状態を表す所定値に至るまで全大腿骨バランサーを調節することができる。
【０２１７】
全大腿骨バランサー８００は、端部８５５と中間部８５０との間の第１の移行部８１２と、中間部８５０と遠位部８２０との間の第２の移行部８３２に隣接するいくつかの緩和スロット８０５も含むことができる。緩和スロット８０５は全大腿骨バランサー８００の剛性を低減し、前側調節装置８１７が遠位部８２０に及ぼす影響と遠位調節装置８２７が前側部８１０に及ぼす影響を緩和することができる。図７７〜８０に示す実施形態は、前側アクチュエータ８１８、遠位アクチュエータ８２８、後側アクチュエータ８３８も含む。実施形態では、アクチュエータを使用して、全大腿骨バランサー８００の最初のバランスを達成する。その後、角度センサと併せて調節装置を使用して、前側部８１０、遠位部８２０、後側部８３０の相対位置を調節し、全大腿骨バランサー８００のバランスをさらに調整することができる。全大腿骨バランサー８００は膝関節、特に大腿骨のバランシングに関して説明するが、全大腿骨バランサー８００は他の関節および他の骨構造のバランシングにも使用することができる。
【０２１８】
また、全大腿骨バランサー８００は関節のバランスをとるために使用することができる。実施形態では、該方法は、大腿骨コンポーネント上に全大腿骨バランサー８００を配置することを含む。全大腿骨バランサー８００を配置することは、図面に示し、本明細書に記載するように全大腿骨バランサー８００を配置することを含むことができる。該方法は、骨を切断すること、たとえば、大腿骨コンポーネントの前部、遠位部、後側を切断することを含むことができる。切断は、大腿骨コンポーネント上に全大腿骨バランサー８００を配置する前後に行うことができる。該方法は、全大腿骨バランサー８００を配備して関節を伸延させることも含むことができる。
【０２１９】
該方法は、大腿骨などの骨に穴を形成することと、図１５〜１６に示すピンなどのピンを穴に配置することとをさらに含むことができる。ピンガイド８１５および８２５は、穴を開けてピンを配置するために使用することができる。１以上の穴のセットを形成して、１以上のピンのセットを穴に配置することができる。実施形態では、ピンを配置することは、伸延装置の所定の部分から固定距離および固定角度でピンを配置することを含む。該方法は、切断ブロック４００をピンまたは１セットのピンに搭載することと、ガイドスロット４１０を用いて骨を切断することも含むことができる。該方法は、第２の切断ブロック４００を別のセットのピンに搭載することと、骨をさらに切断することも含むことができる。
【０２２０】
いくつかの実施形態では、該方法は、前側部８１０または遠位部８２０などの全大腿骨バランサーの全部または一部の相対角度および位置を調節することを含む。全大腿骨バランサーの全部または一部の相対角度および位置を調節することは、前側調節装置および／または遠位調節装置８２７を手動で調節または始動することを含むことができる。いくつかの実施形態では、該方法は、大腿骨８などの骨に対する全大腿骨バランサー８００の全部または一部の角度を測定することも含む。骨に対する全大腿骨バランサーの全部または一部の角度を測定することは、前側センサ８１６と骨センサ８４０との間の相対角度を測定することと、遠位センサ８２６と骨センサ８４０との間の相対角度を測定することを含むことができる。後側部８３０に配置するセンサなどのその他のセンサも使用することができる。該方法は、骨センサ８４０を骨に固定することを含むことができる。全大腿骨バランサーの相対角度および位置を調節するステップは切断の前に実行してもよい。
【０２２１】
当業者であれば、本明細書に開示する実施形態と関連して記載される様々な例示の論理ブロック、モジュール、アルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組み合わせとして実装できることを理解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアの互換性を明瞭に示すため、様々な例示のコンポーネント、ブロック、モジュール、ステップを機能に関して概略的に説明した。このような機能がハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、システム全体に課せられる設計上の制約に依存する。当業者は具体的な用途毎に様々な方法で上述の機能を実行することができるが、このような実行の決定は、本発明の範囲からの逸脱と解釈すべきではない。また、モジュール、ブロック、またはステップ内の機能のグループ分けは説明を簡易化するためである。特定の機能またはステップは、本発明を逸脱せずに、あるモジュールまたはブロックから移動させることができる。
【０２２２】
本明細書に開示する実施形態に関して記載される各種例示の論理ブロックおよびモジュールは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理装置、別個のゲートまたはトランジスタ論理装置、別個のハードウェアコンポーネント、または本明細書に記載される機能を実行するように設計されるそれらの任意の組み合わせを用いて実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、別の例では、プロセッサは任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。プロセッサは、計算装置の組み合わせ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１以上のマイクロプロセッサ、またはその他の任意の構造として実装することができる。
【０２２３】
本明細書に開示する実施形態に関連して記載される方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで、（たとえば、コンピュータの）プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは両者の組み合わせで具体化することができる。ソフトウェアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはその他の形状の記憶媒体に備えることができる。例示の記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出す、および記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに連結することができる。もしくは、記憶媒体はプロセッサと一体化させることができる。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに備えることができる。
【０２２４】
各種実施形態を上述したが、それらは限定ではなく単に例示のために提示していると理解すべきである。その範囲は上記の例示の実施形態によって限定されるべきではない。本文書が当業者にとって自明である、あるいは既知である技術に言及している場合、上記技術は、現在または将来の任意の時点で当業者にとって自明である、あるいは既知である技術を包含する。また、記載される実施形態は例示のアーキテクチャまたは構造に限定されず、所望の特徴は様々な代替のアーキテクチャおよび構造を用いて実現することができる。本文書に目を通した当業者にとって自明となるように、図示する実施形態およびそれらの様々な代替物は、図示する実施例に限定されずに実現することができる。また、当業者は、どのようにして代替の機能上、論理上、または物理上の仕切りおよび構造を利用して、記載される実施形態の所望の特徴を実現できるかを理解するであろう。したがって、本開示は説明の便宜上、膝関節のバランスをとるためのインサートを図示し記載しているが、本開示に係るインサートはその他の様々な構造で実装することができ、股関節、肩関節、足首関節、肘関節、脊柱関節などのその他の種類の関節のバランスをとるために使用することができると理解される。
【０２２５】
さらに、アイテム、構成要素、またはコンポーネントは単数で記載または請求されている場合があるが、単数が明示されていない限り、複数も発明の範囲に属すると企図される。いくつかの例における「１以上」、「少なくとも」、「しかしながら限定されない」、またはその他の類似表現などの拡大文言および表現は、そのような拡大文言および表現が存在しない場合にはより狭い範囲が意図される、あるいは要求されることを意味するものではない。
【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２０】
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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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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【国際調査報告】
2018512928.tif 000083
2018512928.tif 000084