(57)【要約】関節間隙計画を実行する仮想的なインプラント配置のためのシステム及び方法が開示される。例えば、方法は、可動域を通じて関節を動かしている間に生成された手術計画に基づく第１のインプラントパラメータセットを受信する（４１０）ための動作を含む。方法は、第１のインプラントパラメータセットに対し、少なくともそのうちの１つのパラメータに対して結果を段階的に変化させて候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成する（４２０）ことを含む。方法は、一の候補のインプラントパラメータセットに対して結果を計算する（４３０）こと、少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに対応する結果のグラフ表示を提供する（４４０）ことを含む。結果は、候補のインプラントパラメータセットと関係のあるものを色分けでき、表示は、色分けしたユーザインタフェースコントロールを含み、ユーザが候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させることができる。【選択図】図３Ａ
2016515002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプラントを配置するコンピュータにより実施される方法であって、前記方法は、
手術計画のパラメータを定義する第１のインプラントパラメータセットを受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、これにおいて、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、前記第１のインプラントパラメータセットに対して段階的に変化させた結果であって、前記第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させた結果であり、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの前記候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出し、
手術計画グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内に、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を提供し、
前記手術計画ＧＵＩ内にユーザインタフェースコントロールを提供して、ユーザが、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、これにおいて、前記ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、前記グラフ表示のうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行し、前記少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの前記結果の結果識別情報に関連する識別情報を含み、
前記ユーザインタフェースコントロールを介して、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、
前記手術計画ＧＵＩ内に、前記好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、前記インプラントの形状、前記インプラントの向き、及び前記インプラントの関節に対する位置のうちの１以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記結果は、前記インプラントと前記関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を含み、前記間隙は、前記関節の可動域を通じての複数の点で表されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記結果識別情報は、色を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットを選択することは、間隙曲線の形状の基準に基づくことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットを選択したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する
処理を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記手術計画は、可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集したデータを用いて生成され、
前記方法は、
前記可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき初期の間隙曲線を生成し、
前記初期の間隙曲線を表示する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記手術計画において使用する前記関節の仮想３次元モデルを生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づき初期のインプラントの配置を生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記初期のインプラントの配置を表示する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記関節は、膝関節であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記段階的な変化の増分はユーザが設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットの中から候補のインプラント位置についてのユーザの選択を受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第２のセットを生成する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
１以上のプロセッサと、前記１以上のプロセッサと結合される表示装置とを備えるシステムであって、前記１以上のプロセッサは、
手術計画のパラメータを定義する第１のインプラントパラメータセットを受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、これにおいて、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、前記第１のインプラントパラメータセットに対して段階的に変化させた結果であって、前記第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させた結果であり、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの前記候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出し、
前記表示装置は、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を示し、
ユーザインタフェースコントロールを示し、ユーザが、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、これにおいて、前記ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、前記グラフ表示における少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行し、前記少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの前記結果の結果識別情報に関連する識別情報を含み、
前記ユーザインタフェースコントロールを介して、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記１以上のプロセッサは、更に、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、
前記表示装置は、更に、前記好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供し、
候補のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、前記インプラントの形状、前記インプラントの向き、及び前記インプラントの関節に対する位置のうちの１以上を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記結果は、前記インプラントと関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を含み、前記間隙は、前記関節の可動域を通じての複数の点で表され、
前記結果識別情報には、色を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１以上のプロセッサは、
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットのユーザの選択を受信し、
前記選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する
処理を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
外部入力から関節を記述したデータを収集するセンサを更に備え、
前記１以上のプロセッサは、
前記手術計画において使用する前記関節の仮想３次元モデルを生成する処理を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
命令を含むマシンが読み取り可能な記憶媒体であって、前記命令がマシンにより実行されると、前記マシンは、
手術計画のパラメータを定義する第１のインプラントパラメータセットを受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、これにおいて、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、前記第１のインプラントパラメータセットに対して段階的に変化させた結果であって、前記第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させた結果であり、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの前記候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出し、
手術計画グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内に、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を提供し、
前記手術計画ＧＵＩ内にユーザインタフェースコントロールを提供して、ユーザが、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、これにおいて、前記ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、前記グラフ表示における少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行し、前記少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの前記結果の結果識別情報に関連する識別情報を含み、
前記ユーザインタフェースコントロールを介して、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する、
ことを特徴とするマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１９】
前記命令により、前記マシンは、更に、
候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、
前記手術計画ＧＵＩ内に、前記好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２０】
前記命令により、前記マシンは、更に、
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットの選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する
ことを特徴とする請求項１８に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２１】
前記手術計画は、可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集したデータを用いて生成され、
前記命令により、前記マシンは、更に、
前記可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき初期の間隙曲線を生成し、
前記初期の間隙曲線を表示する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２２】
前記命令により、前記マシンは、更に、
前記手術計画において使用する前記関節の仮想３次元モデルを生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づき初期のインプラントの配置を生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記初期のインプラントの配置を表示する、
ことを特徴とする請求項２１に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年３月１５日付の米国仮出願番号６１／７９１，８２９号の利益を主張し、ここに引用によりその全体が組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
膝置換術においては、外科医は、第１のプロテーゼを大腿骨の遠位端に、第２のプロテーゼを脛骨の近位端に配置する。外科医は、例えば可動域を通じてプロテーゼ間に存在する間隙、といった各種のパラメータに関して最適な方法でプロテーゼを配置しなければならない。例えば、大腿骨及び脛骨間の間隙が動作時常に余りにも小さい場合、患者は、痛みを伴う締め付けを経験することとなる。他方で、間隙が余りにも大きい場合には、膝関節が緩くなり、不安定になってしまう。
【０００３】
これらプロテーゼまたはインプラントの、その患者にとっての最適な位置及び向きを判断することは困難である。多くの要素が考慮されねばならず、これには、量的なものもあり、質的なものもある。いわゆる「手術ナビゲーション」システムは、高精度で所定の計画パラメータの数値化を補助してくれる。しかし、多くの場合は簡単なユーザインタフェースを用いて漸次計画を調整し、これらのパラメータと他のパラメータとのバランスを取ることに関しては、依然外科医次第なのである。手術室で使用するには、ユーザインタフェースは簡易でなければならず、したがって、外科医により下された特定の判断結果の全てを、複雑なインタフェースを用いることなしに簡単に表示することはできない。医療関係者は、手術ナビゲーションシステムのコンピュータを使用して量的パラメータを最適化することはできる。しかしながら、医療関係者には、外科医が考えていることはわからず、量的なパラメータを評価することはできない。加えて、質的基準につき評価した場合、実施の見込みのある２以上の手術計画が同等である、ということもありうるが、そうではあっても、外科医は、質的な要素に照らし、これら選択肢の中から選択をする必要がある。ユーザインタフェースを介して入手できる計画に所望の変化を加えた場合の結果を量的及び質的な基準の両方に関して予測するという精神的な仕事は、困難なものである。
【０００４】
このような困難性の観点より、外科医が、各種の作用の予測結果を簡単に評価できるようになり、また、大腿骨及び脛骨のうちの一方の上への、またはその両方上へのインプラントの配置の改良につながる１以上の作用を選択可能となることに対する一般的なニーズが存在している。
【発明の概要】
【０００５】
本願の発明者は、とりわけ所定の人工インプラントの手順については、依然外科医に入力を許可しつつ、インプラントやインプラントの関節の所定の特性をコンピュータ支援計画とすることで、よりよい結果が得られると認識するに至った。例えば、膝置換等の現在行われている関節置換の手順のうち、関節の骨の位置にあるインプラント間の所定の間隙量を確保する際の補助については自動化されている。本願の発明者は、外科医が仮想人工インプラントを別の位置に取り付けてみることを可能とし、人工インプラントの配置の変更により関節における骨の間の間隙がどのように変化するかを視覚化するコンピュータ支援間隙計画方法を提供することにより、間隙計画用のコンピュータガイダンスがより充実すると認識している。
【０００６】
以下の非限定的な実施例は、課題を解決し、ここで述べる利益を提供することのできる本願のシステム及び方法のある側面を詳述している。
【０００７】
実施例１は、関節プロテーゼを配置する位置を判断する方法を含むことができる。当該方法は、第１のインプラントパラメータセットを受信することを含むことができる。第１のインプラントパラメータセットは、手術計画のパラメータを定義することができる。当該方法は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成することを含むことができる。候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、第１のインプラントパラメータセットに対して段階的に変化させた結果であって、第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させた結果でありうる。当該方法は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出することを含むことができる。当該方法は、手術計画グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内に、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果のグラフ表示を提供することを含むことができる。当該結果は、結果識別情報を含むことができる。当該方法は、ユーザインタフェースコントロールを提供し、ユーザが、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにすることを含むことができる。ユーザインタフェースコントロールは、手術計画ＧＵＩ内に提供されるようにすることができる。ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、グラフ表示のうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行することができる。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの結果の結果識別情報に関連する識別情報を含むことができる。当該方法は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信することを含むことができる。当該選択は、ユーザインタフェースコントロールを介して受信するものとすることができる。
【０００８】
実施例２では、実施例１の方法に、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、手術計画ＧＵＩ内に、好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供することを任意に含むことができる。
【０００９】
実施例３では、実施例１または２のうちのいずれか１つの第１のインプラントパラメータセットが、インプラントの大きさ、インプラントの形状、インプラントの向き、及びインプラントの関節に対する位置のうちの１以上を任意に含むことができる。
【００１０】
実施例４では、実施例３の結果には、インプラントと関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を任意に含むことができ、間隙は、関節の可動域を通じての複数の点で表される。
【００１１】
実施例５では、実施例３または４のうちのいずれか１つの結果識別情報には、任意に色を含むことができる。
【００１２】
実施例６では、１以上の実施例３または４のうちのいずれか１つの１以上の候補のインプラントパラメータセットを選択することは、任意に間隙曲線の形状の基準に基づくことができる。
【００１３】
実施例７では、実施例３または４のいずれか１つの方法は、１以上の候補のインプラントパラメータセットを選択したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成することを任意に含むことができる。
【００１４】
実施例８では、実施例１から７のいずれか１つの手術計画は、可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集したデータを用いて任意に生成されることができ、実施例１から７のいずれか１つの方法は、可動域を通じて関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき初期の間隙曲線を生成し、初期の間隙曲線を表示することを任意に含むことができる。
【００１５】
実施例９では、実施例８の方法は、手術計画において使用する関節の仮想３次元モデルを生成し、仮想３次元モデル及び第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づき初期のインプラントの配置を生成し、仮想３次元モデル及び初期のインプラントの配置を表示することを任意に含むことができる。
【００１６】
実施例１０では、実施例８または９のいずれか１つの関節は、任意に膝関節であることができる。
【００１７】
実施例１１では、実施例１から１０のうちのいずれか１つの段階的な変化の増分は、任意にユーザが設定可能であることができる。
【００１８】
実施例１２では、実施例１から１１のうちのいずれか１つの方法は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットの中から候補のインプラント位置についてのユーザの選択を受信し、候補のインプラントパラメータセット群からなる第２のセットを生成することを任意に含むことができる。
【００１９】
実施例１３は、関節プロテーゼを配置する位置を判断するシステムを含むことができる。当該システムは、１以上のプロセッサと、表示装置とを含むことができる。１以上のプロセッサは、第１のインプラントパラメータセットを受信し、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用することができる。第１のインプラントパラメータセットは、手術計画のパラメータを定義することができる。候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、第１のインプラントパラメータセットに対して段階的に変化させた結果であって、第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させた結果であることができる。当該機能は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出することができる。表示装置は、１以上のプロセッサと結合されうる。表示装置は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果のグラフ表示を示すことができる。当該結果は、結果識別情報を含むことができる。表示装置は、ユーザインタフェースコントロールを示し、ユーザが、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにすることができる。ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、グラフ表示における少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行する。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの結果の結果識別情報に関連する識別情報を含む。表示装置は、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信することができる。当該選択は、ユーザインタフェースコントロールを介して受信するものとすることができる。
【００２０】
実施例１４では、実施例１３の１以上のプロセッサは、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を任意に適用して、好適な候補のパラメータセットを判断することができる。実施例１３の表示装置は、好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を任意に提供することができる。候補のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、インプラントの形状、インプラントの向き、及びインプラントの関節に対する位置のうちの１以上を含むことができる。
【００２１】
実施例１５では、実施例１３または１４のいずれか１つの結果には、インプラントと関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を任意に含むことができる。間隙は、関節の可動域を通じての複数の点で表されることができる。結果識別情報には、色を含むことができる。
【００２２】
実施例１６では、実施例１３から１５のうちのいずれか１つの１以上のプロセッサは、１以上の候補のインプラントパラメータセットのユーザの選択を受信し、選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成することを任意にできる。
【００２３】
実施例１７では、実施例１３から１６のいずれか１つのシステムは、外部入力から関節を記述したデータを収集するセンサを任意に備えることができる。実施例１３から１６のいずれか１つの１以上のプロセッサは、手術計画において使用する関節の仮想３次元モデルを任意に生成することができる。
【００２４】
実施例１８は、関節プロテーゼを配置する位置を判断するマシンが読み取り可能な記憶媒体を含むことができる。実施例では、命令を含むマシンが読み取り可能な記憶媒体において、命令がマシンにより実行されると、マシンは、第１のインプラントパラメータセットを受信し、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用し、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を提供し、ユーザインタフェースコントロールを提供し、ユーザが、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する。第１のインプラントパラメータセットは、手術計画のパラメータを定義することができる。候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、第１のインプラントパラメータセットに対して段階的に変化させた結果であって、第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させた結果であることができる。当該機能は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出することができる。グラフ表示は、手術計画グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内に提供されることができる。当該結果は、結果識別情報を含むことができる。ユーザインタフェースコントロールは、手術計画ＧＵＩ内に提供されることができる。ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、グラフ表示における少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行することができる。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの結果の結果識別情報に関連する識別情報を含む。
【００２５】
実施例１９では、実施例１８のマシンが読み取り可能な記憶媒体は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、手術計画ＧＵＩ内に、好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供する命令を任意に含むことができる。
【００２６】
実施例２０では、実施例１８または１９のいずれか１つのマシンが読み取り可能な記憶媒体は、１以上の候補のインプラントパラメータセットの選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する命令を任意に含むことができる。
【００２７】
実施例２１では、実施例１８から２０のいずれか１つの手術計画は、可動域を通じて関節を動かしている間に収集したデータを用いて生成されることができ、実施例１８から２０のいずれか１つのマシンが読み取り可能な記憶媒体は、可動域を通じて関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき初期の間隙曲線を生成し、初期の間隙曲線を表示する命令を任意に含むことができる。
【００２８】
実施例２２では、実施例１８から２１のいずれか１つのマシンが読み取り可能な記憶媒体は、手術計画において使用する関節の仮想３次元モデルを生成し、仮想３次元モデル及び第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づき初期のインプラントの配置を生成し、仮想３次元モデル及び初期のインプラントの配置を表示する命令を任意に含むことができる。
【００２９】
実施例２３は、関節プロテーゼを配置する位置を判断するためシステム内で命令が実行された場合には、実施例１から１２のいずれか１つに記述されている方法を実施する命令を伴ったマシンが読み取り可能な記憶媒体を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
いくつかの実施形態が、以下の図面に伴う形で例示されるが、これに限定されるものではない。
【図１】人工インプラントの仮想配置を通じて関節間隙計画を提供する例示の実施形態に係るシステムを示すブロック図である。
【図２】例示の実施形態に係る最適な手術ナビゲーションの構成を例示する図である。
【図３Ａ】例示の実施形態に係る間隙計画ユーザインタフェースを表す図である。
【図３Ｂ】例示の実施形態に係る、図３Ａに関し記述されている象限、間隙曲線、及びグラフの拡大図を含む図である。
【図４】例示の実施形態に係る間隙計画方法を示したフローチャートである。
【図５】ここで論じている１以上の方法のいずれかをマシンに実施させるための命令セット一式がその内部で実行される、コンピュータシステムの形で例示するマシンを図で表したものである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（定義）
インプラント−本明細書及びこれに関する請求項の目的より、「インプラント」の語は、生体構造を置換できるよう、またはこれを高めることのできるよう製造された人工の器官または構造を指して用いられる。例えば、膝置換術では、インプラントは、大腿骨及び脛骨の一方の側または両方の側に配置されることができる。「インプラント」の語が、一般的には（移植された組織とは対照的に）人工構造物を意味するとみなされている一方で、本明細書の目的より、インプラントは、生体構造を置換するためまたはこれを高めるために移植された生物組織または生体物質をも含む。
【００３２】
インプラント宿主−本明細書及びこれに関連する請求項の目的より、「インプラント宿主」の語は、患者を指して用いられる。ある例では、インプラント宿主という語は、とりわけ特定の患者の人体内での特定の関節または予定しているインプラントの位置を指しうる。例えば、膝置換術では、インプラント宿主は、患者の置換される膝関節、部分的には置換される膝関節、または修復される膝関節を指すことができる。
【００３３】
リアルタイム−本明細書及びこれに関連する請求項の目的より、「リアルタイム」の語は、イベントの発生または動作可能なシステムにより受信された入力にしたがって、即座に計算や動作が実施されることを指して用いられる。しかしながら、「リアルタイム」の語の使用は、遅延がマシンの動作特性によって引き起こされる意図せぬ結果である限りは、入力と応答との間にそのような遅延が生じるような動作を排除することを目的とするものではない。
【００３４】
（詳細な説明）
本開示は、関節の骨に対する人工インプラントの最適な配置に向けて外科医をガイドするシステム及び方法の例を記載する。以下の記述においては、説明のため、例示する実施形態の全体が理解できるよう、複数の特定の詳細が示されている。しかしながら、当業者であれば、実施形態がこれら特定の詳細でなくても実施可能なことが明らかであろう。
【００３５】
外科医が人工インプラントを関節に配置するとき、外科医は、インプラントのある部分を関節の第１の骨の箇所に、インプラントの第２の部分を関節の第２の骨の箇所に配置することができる。例えば、膝プロテーゼの場合、外科医は、あるインプラントを大腿骨に、第２のインプラントを脛骨に配置してもよい。インプラントを配置する際は、膝の関節可動域を通じてインプラント間に所定量の間隙を確保することが重要である。間隙が小さすぎるインプラントは、インプラントを配置した後、患者にとって痛みの元となりうるか、全可動域もしくは関節の動きに影響を及ぼしうるかである。しかしながら、間隙が大きすぎる場合、関節は不安定になりうる。
【００３６】
したがって、一旦人工インプラントが配置された場合には大きすぎず、また小さすぎもしないような関節の骨同士の間の間隙を確保するためには、間隙計画が重要である。コンピュータシステムは、間隙計画を自動化することもできるが、完全に自動化されたシステムは、インプラント計画処理に人間の判断を適応させることの妨げとなるかもしれない。そこで、いくつかの実施形態では、外科医が別の位置に仮想人工インプラントを導入することができ、また、人工インプラントの配置の変更が関節の骨の間の間隙にどのような変化をもたらすかを視覚化することができるよう、コンピュータ支援間隙計画処理が提供される。
【００３７】
図１は、人工インプラントの仮想配置を通じて関節間隙計画を提供する、例示の実施形態に係るシステム１００を示すブロック図である。例えば、患者は、手術台１０５上に横たわる。コンピュータシステム１１０は、光学観測装置１２０及び赤外線カメラシステム１３０により与えられる表示データの表示を提供する。光学観測装置１２０及び赤外線カメラシステム１３０は、例えば膝関節に関係するデータを与えることができる。例えば、赤外線カメラシステム１３０は、光学観測装置１２０上に配置された追跡用の球体を検出できる。患者、より具体的には、処理が施させる関節に関連する位置データを提供するために、位置データは、光学観測装置１２０の画像から抽出される。
【００３８】
図２は、最適な手術ナビゲーションの構成を例示する図である。赤外線カメラ２３０及び光学観測装置２２０は、手術ナビゲーションを実施するのに用いられることができる。光学観測装置１２０は、術中に外科医が追跡を望む対象２４０に堅固に取り付けられることができる。光学観測装置２２０は、光学観測装置１２０（図１）の機能を提供しうる。赤外線カメラ２３０は、赤外線カメラシステム１３０（図１）の機能を提供しうる。
【００３９】
赤外線カメラ２３０は、術中の作業空間の連続画像をとることができ、マーカ２２５は、これらの画像から検出される。画像フレーム上のマーカ２２５についての公知の厳格な空間的関係を用いて、３次元空間における対象２４０の位置が判断されることができる。対象２４０の位置は、ディスプレイ２１０に連続して出力されることができる。ディスプレイ２１０は、対象２４０の患者の人体に対する相対位置についても連続して表示できる。対象についての既知の位置により、システムにより理解される人体の目印のセットを登録し、人体に基づく座標系を定義してもよい。このシステムは、「左」「右」「上位」（上）「下位」（正面に対して）等のインプラント宿主に対する人体における方向を記述することができる。人体座標系でこれら目印を登録しておくことについては、整形外科の手術ナビゲーションの当業者であれば、十分に理解できるであろう。コンピュータ断層撮影法またはＣＴ等の、術前に得られた画像の登録等のより高度な登録についても、当業者であれば自明である。
【００４０】
図３Ａは、例示の実施形態に係る間隙計画ユーザインタフェース３００を表す図である。ユーザインタフェース３００は、コンピュータシステム１１０（図１）、または２１０（図２）を用いて表示されることができる。ユーザインタフェース３００への視覚化や制御を通じて、外科医は、１以上の対象の骨に対して仮想の人工インプラントの移動をさせた２以上の選択肢の中から選択をすることができる。外科医は、移動をさせた候補の選択肢のそれぞれが関節の可動域内の各点において関節間隙に与える影響を、事前にみることができる。この方法で、外科医は、段階的にインプラントの位置を変えてゆき、最適化した間隙曲線に到達することができる。
【００４１】
ここで述べている仮想インプラントの配置の前に、外科医または技師は、関節可動域を通じ、例えば膝関節の骨の動き等の脚の動きについて記録をしておくことができる。しかしながら、実施形態は、これに限定されない。以下においては「間隙曲線」とするが、グラフ描画３３４は、配置された仮想インプラントと共に、ということであれば、記録した動きの再生であってもよい。したがって、グラフは、仮想インプラントが記録されている位置にて互いにどのように作用を及ぼし合うかを描画することができる。例えば、間隙曲線は、大腿骨及び脛骨の間の間隙が、関節の屈曲度ごとにどのように変化するかを外科医に示すことができる。重複部分は、仮想インプラントが大腿骨及び脛骨と重なってしまう（例えば、「負の間隙」の）度合いを表している。
【００４２】
図３Ａのユーザインタフェース３００は、大腿骨インプラント３０２の視野と共に間隙計画を描画している。実施形態によっては、脛骨にインプラントを仮想的に配置した脛骨の視野（図３Ａにおいては不図示）を含んだ、図３Ａと同一または同様のユーザインタフェースを含むことができる。表示上の各象限３０４、３０６、３０８、３１０には、大腿骨インプラント３０２の異なる視野を描画することができる。図３Ｂは、図３Ａに関してここで述べている象限３０４、間隙曲線３３０、３３２及びグラフ３３４の拡大図を含む。
【００４３】
これらの視野中のインプラントの相対的な配置が手術計画での調整と関連付けられ、これにより外科医がインプラントの「下位への」移動等をよりよく理解できるよう、これらの視野は、人体座標系で並べられてもよい。センサに対する骨の位置は、象限３０４、３０６、３０８、３１０の視野においては点３１２で描かれている。対象の骨の位置は、ここで述べる機能に対する入力として使用することもできる。図示する例では、左上の象限３０４は、４つの矢３１４、３１６、３１８、３２０を含む。左（Ｌ）３１６及び右（Ｒ）３１４は、それぞれインプラントを人体的には右及び左に仮想的に移動させるためのボタンである。上向きの矢３１８及び下向きの矢３２０は、それぞれインプラントを現在の位置に対して人体的には上位（Ｓ）または下位（Ｉ）に仮想的に移動させるためのボタンである。右上の象限３０６は、センサに対する骨の現在位置３１２と共に、大腿骨インプラント２０１についての異なる視野を描画している。右上の象限では、下位へまたは上位への移動に加えて、仮想インプラントを時間的に後（Ｐ）または先（Ａ）の方向へと移動させるコントロール（図３Ａにおいては不図示）を提供してもよい。例えば左上の象限３０４で示す２つの回転ボタン３２２、３２４等の回転ボタンにより、外科医がインプラントを仮想的に回転させられることができる。ズームボタン３２６、３２８により、外科医は、視野をズームインまたはズームアウトすることができる。
【００４４】
これだけでも、外科医は、上記のインタフェースによって、その宿主の骨に対するインプラントの位置を操作することが可能となる。しかしながら、外科医にとって、例えば「よりよい」間隙曲線における結果を得るにはインプラントをいずれの方向に動かせばよいかを知るのは困難である。そこで、更に、新たな位置の候補としてユーザインタフェースにて入手可能な調整のいくつかまたは全てを、システムが評価することができる。この場合、システムは、各候補のパラメータに対して間隙曲線をなすデータに対して（上記の例において）ヒューリスティック関数を適用し、大腿骨インプラント３０２等のインプラントを段階的に動かした次善の策を表すものとして、これら調整のうちの少なくとも２つを選択することができる。例えば、ユーザインタフェース３００は、代表する間隙曲線や３１４、３１６、３１８、３２０等の対応する制御に対して色分けして表示をし、これによって、外科医が新たな間隙曲線を得ることができるようにしてもよい。
【００４５】
これら候補を動かした結果は、例示する表示のうち、下部に沿って、グラフ３３４の予測間隙曲線３３０、３３２として描画されてもよい。図３Ｂは、グラフ３３４の予測間隙曲線３３０、３３２の拡大図を示す。結果として得られる間隙曲線３３０、３３２は、実施形態によっては色分け表示がなされ、これは、象限３０４、３０６、３０８、３１０で示す候補の移動と対応している。例えば、インプラントを上位（Ｓ）方向に動かすことで、間隙曲線３３０が生成される。インプラントを下位（Ｉ）方向に動かすことで、間隙曲線３３２が生成される。これらの間隙曲線により、外科医は、間隙曲線に影響を与えそうなこれら候補の移動による効果を、好ましい方法ですばやく評価することが可能となる。これにより、外科医は、インプラント表面の生来の骨の形状への密着等、より多くの質的な要素をより重点的にみていくことが可能となる。
【００４６】
更には、間隙曲線３３４の右側にある色分け表示された二択ボタン３３６、３３８により、外科医は、仮想インプラントの移動を実行することができ、ある実施形態では、対応する色分け表示された間隙曲線を生成することもできる。例えば、二択ボタン３３６をクリックすると、結果、配置されているインプラントに対する間隙曲線３３０が生成される。例えば、外科医が、間隙曲線３３０または３３２が外科医自身の専門家としての意見または他の基準に基づき最適、またはほぼ最適と判断する際に、二択ボタン３３６または３３８を選択することができる。
【００４７】
他のユーザインタフェース要素が提供されてもよい。ヘルプボタン３４０が与えられ、外科医にオンラインガイダンスが提供されてもよい。大腿骨ボタン３４４は、現在のモデルを選択するために使用することができ、例えば、このボタンは、大腿骨または脛骨のいずれを計画するかを選択するのに使用することができる。したがって、ユーザインタフェースは、脛骨インプラントの計画のため、脛骨の表示に変更されてもよい。表示されている大腿骨インプラント３０２の厚みは、ボタン３４６または３４８を用いて変更することができる。脛骨メニュー３５０は、ボタン３５２、３５４、３５６、３５８を用いて頚骨の厚みを変更するのに使用することができる。大腿骨点追加ボタン３６０は、表示されている骨上により多くの点３１２を追加するために使用することができる。大腿骨文献ボックス３６２は、現在使用中の大腿骨の文献を表示することができる。ボタン３６４を押下すると、ここではタイトル付けされた「運動軸」が、他の大腿骨の文献のメニューを表示させる。リセット位置ボタン３６６は、インプラント位置をそのデフォルト位置へとリセットすることができる。
【００４８】
例示の実施形態に係るコンピュータシステム１１０によれば、外科医により仮想インプラントを段階的に移動させた場合の１つまたは全てをシミュレーションすることができ、これに続き選択されたものに対して１以上の候補となる移動を計算し、外科医に示すことができる。続く候補のパラメータのセットが外科医に示され、外科医は、候補である移動のいずれかまたはその全てによる結果である第２の間隙曲線のセットのプレビューをみることができる。
【００４９】
これに続く候補の位置のセットは、同一のまたは異なる象限の視野で、同一または異なる候補の制御オプションを用いて表される。例えば、続く候補の位置のセットは、少なくとも、移動によってインプラントの位置が範囲外、基準外となることを潜在的に示しているような、上位の動きや時間的に先の動きについては、外科医に提示しなくてもよい。その代わりに、続く候補の位置のセットでは、下位へと移動した場合の代案は提示せず、上位へと移動した場合の代案を提示することができる。外科医は、候補の位置を繰り返し選択して、結果生じる間隙曲線をみて、間隙曲線に満足できるようになるまで、更に候補の位置のセットと間隙曲線とを提示させていくことができる。
【００５０】
外科医が間隙曲線に満足した場合には、外科医は、大腿骨インプラント、脛骨インプラント、または大腿骨インプラント及び脛骨インプラントの両方を外科的に移植して、患者の実際の膝関節にシミュレートした間隙曲線を生成することができる。また、外科医が間隙曲線に満足した場合、半能動ロボットの外科用切断を伴う移植の手術計画を開発可能である。手術計画には、描かれている人体のどの部分を変える（例えば切除する）必要があるかを色分け表示した、少なくとも患者の人体の一部のグラフ表示を含むことができる。
【００５１】
そこで、例示する実施形態では、外科医は、特定の方法で間隙曲線を移動させたい、という要求に注力することが許され、外科医は、表示にはない他の要素については依然考慮ができる一方で、外科医の自主性や決断力を失うことなく、より迅速に間隙曲線等を生成することのできる段階的な候補の移動に関して、コンピュータ解析された案が提示されることとなる。
【００５２】
例示する実施形態は、インプラントに関して多くの動作を遂行する機会に直面した外科医を手助けすることができ、例えば、位置、向き、大きさ、またはインプラントに関する他の特性もしくは他のパラメータの調整を行う。それぞれを移動させた場合にそれが間隙曲線にどのように影響するかといった複雑な作用を外科医が理解するのに圧倒的な効果を有する。したがって、例示の実施形態により、インプラントの移動や調整で外科医を先導するのに「優れた機能」が提供される。
【００５３】
（方法例）
図４は、例示の実施形態に係る間隙計画方法４００を示したフローチャートである。動作４１０では、コンピュータシステム１１０（図１）は、第１の（例えば、最初の）インプラントパラメータセットを受信する。第１のインプラントパラメータセットは、手術計画のパラメータを定義することができる。手術計画は、可動域を通じて関節を動かしている間に収集したデータを用いて先に生成しておくことができる。しかし、実施形態はこれに限定されるものではない。関節は、膝関節であってもよいが、実施形態は、これには限定されない。
【００５４】
コンピュータシステム１１０は、可動域を通じて関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき、最初の間隙曲線を生成し、表示することができる。第１のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、インプラントの形状、インプラントの向き、及び関節に対するインプラントの位置のうちの１以上を含むことができる。コンピュータシステム１１０は、計画処理で用いる関節の仮想３次元モデルを生成し、表示することができ、コンピュータシステム１１０は、仮想３次元モデル及び第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づいて、最初のインプラント配置を生成し、表示することができる。
【００５５】
対象となる骨のモデルには、医用画像、ポイントクラウド、パラメトリックモデル、または、対象となる骨についての他の形態の記述を含むことができる。医用画像には、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）画像を含むことができる。医用画像の例には、Ｘ線、超音波像、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）スキャン、磁気共鳴（ＭＲ）画像、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）画像、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像、または関節造影を含む。対象となる骨のモデルには、形状データ、外観データ、あるいは、対象となる骨表面の他の形態の特性を表すデータを含むことができる。形状データには、３Ｄ画像の対象物の目印、表面、境界等の骨の幾何学的特性を含んでもよい。外観データには、骨の幾何学的特性や強度情報を含んでもよい。
【００５６】
動作４２０では、コンピュータシステム１１０は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成することができる。一のインプラントパラメータセットには、例えば、インプラントの大きさ、インプラントの形状、インプラントの向き、及び関節に対するインプラントの位置を含むことができる。候補のインプラントパラメータセットのそれぞれは、第１のインプラントパラメータセットに関して段階的に変化させた結果であり、第１のパラメータセットのうちの少なくとも１つのパラメータについて段階的に変化させた結果である。これらの段階的な変化については、ユーザが設定可能とすることができる。
【００５７】
動作４３０では、コンピュータシステム１１０は、第１のセットの候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットの各候補のインプラントパラメータセットの結果を計算することができる。結果には、インプラントとこれに接触する関節表面との間の間隙を表した間隙曲線を含むことができる。間隙は、関節の可動域を通じての複数の点について表されることができる。
【００５８】
動作４３０を実施するための機能の第１の例では、候補のインプラントパラメータセットにより表される構成での各測定屈曲点における間隙を評価することができ、これら間隙の空間の強度を合計したもの（すなわち、数学的な「絶対値」）を求めて「全空間」結果を判断することができる。この機能の第１の例は、理想的な間隙曲線に対して候補のインプラントパラメータをランク付けするのに利用できる。ここで、理想的な間隙曲線では、可動域中で測定されるいずれの位置においてもインプラントの正の間隙または負の間隙（すなわち重複している）がゼロであるか、実質的にゼロであるかである。機能の第１の例に関しては、理想的な間隙曲線は、インプラントが単にかろうじて接触しており、術後の関節の動きが術前のそれと同様であることを意味している。このパラメータセットに対する「全空間」は、ゼロとなるであろう。この例にてパラメータセットをランク付けすることは、全空間がより高いことより、より低いことを、よしとみなしている。
【００５９】
動作４３０を実施するための機能の第２の例では、正の間隙の強度と、負の間隙の強度を２倍にしたものとの合計を含む結果を有している。機能の第２の例では、正の間隙を負の間隙よりも好ましいとすることで、可動域の範囲でインプラントの重複によってきつくなるよりも、より緩い関節の方を好ましいとしている。
【００６０】
動作４４０では、コンピュータシステム１１０は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに関し、その結果のグラフ表示を提供する。結果は、手術計画のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内にて提供されることができ、結果には、結果識別情報を含むことができる。例えば、コンピュータシステム１１０は、図３Ａや図３Ｂに関して説明したような、対応する結果につながるユーザインタフェース要素にその結果が視覚的に関連付けられうるよう、色づけや他の視覚的な指標を適用することができる。実施形態によっては、コンピュータシステム１１０は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断することにより、動作４４０を実行することとしてもよい。こうして、コンピュータシステム１１０は、手術計画ＧＵＩ内で好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供することができる。実施形態は、一の好適な候補のパラメータセットのみには限定されず、２以上の好適な候補のパラメータセットを提供することもできる。
【００６１】
動作４５０では、コンピュータシステム１１０は、手術計画ＧＵＩ内に、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補となるインプラントパラメータセット（群）をユーザが段階的に変化させることができるような、ユーザインタフェースコントロールを提供することができる。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールを選択することにより、グラフ表示中の少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果が実装される。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールには、対応する候補のインプラントパラメータセットの結果の結果識別情報と関連した、識別情報を含む。
【００６２】
動作４６０では、コンピュータシステム１１０は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの、ある候補のインプラントパラメータセットを選択したことを受信することができる。コンピュータシステム１１０は、この選択を、ユーザインタフェースコントロールを介して受信することができる。この選択は、図３Ａ、図３Ｂに関連して説明したように、間隙曲線の形状の基準に基づくことができる。コンピュータシステム１１０は、このような選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる別のセットを生成することができる。
【００６３】
図４の例では連続的に配置しているが、他の例では、動作の順序の変更、１以上の動作の省略、及び／またはマルチプロセッサまたは２以上の仮想マシンもしくはサブプロセッサとして構成されたシングルプロセッサを用いての、並列での２以上の動作の実行が可能である。その上、更に他の例では、１以上の特定の相互接続したハードウェア、または、関連する制御、並びにモジュール間及びモジュールを通じて通信するデータ信号を伴った集積回路モジュールに動作を実装させることもできる。このように、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、及びこれらの混成の実装に対しては、どのような処理フローを適用することも可能である。
【００６４】
（モジュール、コンポーネント及びロジック）
ここで説明するコンピュータシステムのある実施形態では、ロジックまたは多数のコンポーネント、モジュールもしくは機構を含むことができる。モジュールは、ソフトウェアモジュール（例えば、マシンが読み取り可能な媒体上または転送信号内に具現化されるコード）またはハードウェアモジュールのいずれからも構成することができる。ハードウェアモジュールは、所定の動作を実行可能な有形のユニットであり、所定の方法で構成または配置されうる。例示する実施形態では、１以上のコンピュータシステム（例えば、スタンドアローン、クライアントまたはサーバコンピュータシステム）、あるいはコンピュータシステムの１以上のハードウェアモジュール（例えば、プロセッサまたはプロセッサ群）は、ソフトウェア（例えば、アプリケーションまたはアプリケーションの一部）により、ここで述べているように所定の動作を実行するよう動作するハードウェアモジュールとして構成されうる。
【００６５】
各種の実施形態では、ハードウェアモジュールは、機械的にまたは電気的に実装されることができる。例えば、ハードウェアモジュールは、（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の専用プロセッサとして）永久に所定の動作を実行するよう構成される専用回路またはロジックを含んで構成されうる。ハードウェアモジュールは、（例えば、汎用プロセッサまたは他のプログラマブルプロセッサ内に含まれるものとして）所定の動作を実行するソフトウェアにより一時的に構成されるプログラマブルロジックまたは回路を含んでも構成されうる。ハードウェアモジュールを機械的に実装するに際し、専用で永久に構成される回路に実装するのか、あるいは、（例えばソフトウェアにより構成されるような）一時的に構成される回路に実装するのかについては、コストや時間を考慮して決定されることが理解されるであろう。
【００６６】
したがって、「ハードウェアモジュール」の語は、所定の方法で動作し、及び／またはここで説明している所定の動作を実行するような物理的な構造を持ち、（例えば配線される等で）永久的に構成されるか、（例えばプログラムされる等で）一時的に構成されるかした有体物を含むことが理解されるべきである。ハードウェアモジュールが（例えばプログラムされる等で）一時的に構成される場合の実施形態を考慮すると、ハードウェアモジュールのそれぞれについては、そのように構成される必要も時間どおりに具体的にインスタンスを生成する必要もない。例えば、ハードウェアモジュールが、ソフトウェアを利用して構成される汎用プロセッサを含んで構成される場合には、当該汎用プロセッサは、その時々で別のハードウェアモジュールとして構成されうる。したがって、ソフトウェアは、プロセッサを構成し、これにより、例えば、あるときは特定のハードウェアモジュールとして構成され、別のときは、別のハードウェアモジュールとして構成されることが可能である。
【００６７】
ハードウェアモジュールは、他のハードウェアモジュールに情報を与えたり、他のハードウェアモジュールから情報を受け取ったりすることができる。したがって、ここで説明するハードウェアモジュールは、通信可能に結合されているものとしてみなすことが可能である。複数のこのようなハードウェアモジュールが同時に存在する場合には、ハードウェアモジュール間を接続する（例えば、適切な回路及びバス上の）信号転送を通じて、通信がなされる。複数のハードウェアモジュールが異なるときに構成され、またはインスタンスが生成されるような実施形態では、そのようなハードウェアモジュール間の通信は、例えばその複数のハードウェアモジュールがアクセスするメモリ構造において、情報の記憶と取得を通じて実現することが可能である。例えば、あるハードウェアモジュールがある動作を実行し、その動作の出力を、通信可能に結合されたメモリデバイスに格納することができる。その後、より離れたところにあるハードウェアモジュールは、そのメモリデバイスにアクセスして、格納されている出力を取得して処理することができる。ハードウェアモジュールは、入力デバイスまたは出力デバイスと通信を開始して、リソース上で動作（例えば情報の収集）することもできる。
【００６８】
ここで説明する方法例の各種の動作は、一時的に（例えばソフトウェアによる）か、あるいは永久に関連する動作を実行するよう構成された、１以上のプロセッサの少なくとも一部によって実行されることができる。一時的に構成されるか永久に構成されるかにより、プロセッサは、１以上の動作または機能を実行するよう動作するプロセッサ実装モジュールを構成することができる。ここでいう例示する実施形態によっては、このようなモジュールは、プロセッサ実装モジュールを含んで構成される。
【００６９】
同様に、ここで説明している方法は、少なくとも部分的にはプロセッサ実装とすることができる。例えば、方法のうちの少なくともいくつかの動作では、１以上のプロセッサかプロセッサ実装モジュールにより実行されることができる。ある動作の実施については、１以上のプロセッサの間で分散することができ、ここで、１以上のプロセッサは、単一のマシン内にあるものだけでなく、複数のマシンにわたって展開されるものを含む。例示の実施形態によっては、プロセッサを単一の場所に（例えば、住居環境、職場環境またはサーバファーム内に）配置することもできる一方で、他の実施形態では、プロセッサをいくつもの場所に分散することもできる。
【００７０】
１以上のプロセッサは、「クラウドコンピューティング」環境で、または「サース（ＳａａＳ、software as a service）」として関連動作の実行をサポートするよう動作することもできる。例えば、少なくともいくつかの動作を（プロセッサを含むマシンの例としての）コンピュータ群が実行し、これらの動作については、（例えばインターネット等の）ネットワークを介して、また、１以上の（例えばＡＰＩ等の）適切なインタフェースを介してアクセス可能とすることができる。
【００７１】
（電子機器及びシステム）
例示する実施形態は、デジタル電子回路で、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアで、またはこれらの組み合わせで実装することができる。例示の実施形態は、例えばプログラマブルプロセッサ、１台のコンピュータ、または複数台のコンピュータ等のデータ処理装置の動作実行用のまたは動作を制御するための、例えばマシンが読み取り可能な媒体等の情報担体にて有形に具体化される、例えばコンピュータプログラム等のコンピュータプログラム製品を用いて実装することができる。コンピュータシステム１１０（図１）のある例示する実施形態では、コンピュータシステム１１０により実施される実行可能な命令を格納するマシンが読み取り可能な媒体を含むことができる。
【００７２】
コンピュータプログラムは、どのような形のプログラミング言語で書かれてもよく、プログラミング言語には、コンパイルされた言語やインタプリタされた言語を含み、単体のプログラムまたはモジュール、サブルーチンもしくはコンピュータ環境での使用に適した他の単位を含むどのような形に展開することもできる。コンピュータプログラムは、展開されて１台のコンピュータ上で実行されるか、または、一の拠点にあるか、もしくは複数の拠点にわたり分散されて通信ネットワークで相互接続されるかした、複数台のコンピュータ上で実行されるかのいずれかとすることができる。
【００７３】
例示する実施形態では、動作は、コンピュータプログラムを実行して入力データで動作して出力を生成することにより機能を実現する１以上のプログラマブルプロセッサにより、実行されることができる。方法の動作についても特定用途のロジック回路（例えばＦＰＧＡまたはＡＳＩＣ）により実現でき、また、装置の例示する実施形態については特定用途のロジック回路として実装することができる。
【００７４】
コンピュータシステムは、クライアント及びサーバを含むことができる。クライアント及びサーバは、一般的には相互に離れており、通常は、通信ネットワークを通じて相互に作用する。クライアントとサーバの関係は、それぞれのコンピュータでコンピュータプログラムを実行して互いにクライアント−サーバ関係を有するおかげで生じる。プログラマブルコンピュータシステムを展開する実施形態では、ハードウェアアーキテクチャ及びソフトウェアアーキテクチャの両方について考慮する必要があることを理解されたい。具体的には、所定の機能を永久に構成されるハードウェア（例えばＡＳＩＣ）に実装させるのか、一時的に構成されるハードウェア（例えばソフトウェアとプログラマブルプロセッサとの組み合わせ）に実装させるのか、あるいは、永久に構成されるハードウェアと一時的に構成されるハードウェアとの組み合わせとするかを選択することは、設計事項である点を理解されたい。以下は、各種の例示する実施形態において展開可能なハードウェア（例えば、マシン）アーキテクチャ及びソフトウェアアーキテクチャである。
【００７５】
（マシンアーキテクチャ及びマシンが読み取り可能な媒体の例）
図５は、ここで論じている１以上の方法のいずれかをマシンに実施させるための命令セット一式が内部で実行される、コンピュータシステム１１０の形で例示するマシンのブロック図である。代替の実施形態では、マシンは、スタンドアローンのマシンとして動作するか、他のマシンに接続される（例えばネットワーク化される）ことができる。ネットワーク化された配置では、マシンは、サーバ−クライアントネットワーク環境におけるサーバマシンまたはクライアントマシンの能力の範囲内で動作することができる。あるいは、ピアツーピア（または分散）ネットワーク環境におけるピアマシンとして動作することができる。マシンは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、ＰＤＡ、携帯電話、ウェブ装置、ネットワークルータ、スイッチもしくはブリッジ、または、そのマシンのとるべき動作を特定する（連続的またはそれ以外の）命令を実行可能などのようなマシンであってもよい。更には、１台のマシンのみが図示されているが、「マシン」との語は、個々にまたは共同である命令セット一式（または複数のセット）を実行し、ここで述べた１以上の方法のいずれかを実現するような、いかなるマシンの集合をも含んでよい。
【００７６】
例示するコンピュータシステム１１０は、プロセッサ５０２（例えば中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）またはその両方）、メインメモリ５０４及びスタティックメモリ５０６を含み、これらは互いにバス５０８を介して通信を行う。コンピュータシステム１１０は、映像ディスプレイ装置５１０（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはブラウン管（ＣＲＴ））を更に含むことができる。コンピュータシステム１１０は、英数字入力デバイス５１２（例えばキーボード）、ユーザインタフェース（ＵＩ）ナビゲーションデバイス（またはカーソル制御デバイス）５１４（例えばマウス）、ディスクドライブ装置５１６、例えばセンサ１２０（図１）や２２０（図２）等の動きセンサを読み取るための追跡装置５１８またはファームウェア、及びネットワークインタフェース装置５２０をも含む。
【００７７】
追跡装置は、インプラント宿主の人体的構造の配置を検知することができる。プロセッサ５０２は、第１のインプラントパラメータセットを受信することができる。第１のインプラントパラメータセットは、手術計画のパラメータを定義することとなる。手術計画は、関節の可動域を動かしている間に収集したデータを用いて生成されていることとなる。現時点で利用可能な追跡装置の例としては、ポラリススペクトラ（登録商標）システム（カナダ、オンタリオ州のノーザンデジタルインコーポレーテッドから入手可能）等の光学追跡システム、または、電磁気追跡システムオーロラ（同様にノーザンデジタルインコーポレーテッドから入手可能）が含まれる。ポラリススペクトラは、ステレオカメラ映像システムを用いて、患者の骨や術具に固定されている赤外線反射アレイの位置や回転を追跡する。オーロラは、磁場送信機がセンサへの磁場を適切に調整する一方で、患者や術具に取り付けられたコイルの電流を検知することにより位置を検知する。これらシステムの両方、また他の同様のシステムが、現時点でコンピュータ支援手術システムにて追跡能力を提供するものとして利用可能である。これらのシステムは、ＵＳＢプロトコル等のプロトコルを利用してコンピュータシステム１１０と通信を行うことができる。
【００７８】
プロセッサ５０２は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成することができ、ここで、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１の各候補のパラメータセットは、第１のインプラントパラメータセットに対して、少なくとも、第１のパラメータセットのうちの一のパラメータに対して、段階的に変化させていった結果である。候補のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、インプラントの形状、インプラントの向き、及びインプラントの関節に対する位置のうちの１以上を含むことができる。
【００７９】
プロセッサ５０２は、図４の動作４３０に関して説明したように、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットの候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに対して機能を適用することができる。この機能の使用を通じて、プロセッサ５０２は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットの各候補のインプラントパラメータセットの結果を計算することができる。結果には、図３Ａ及び図３Ｂに関して説明したように、インプラント及び関節の接触面の間の間隙を表した間隙曲線を含むことができる。
【００８０】
映像ディスプレイ５１０は、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうち、少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに関する結果のグラフ表示を配置することができる。結果には、図３Ａ及び図３Ｂに関して説明したように、例えば色分けと同様の、結果識別情報を含むことができる。
【００８１】
映像ディスプレイ５１０は、ユーザインタフェースコントロールを表示し、ユーザが、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットの候補のインプラントパラメータセットに応じて結果を段階的に変化させられることができる。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールを選択することで、グラフ表示中の少なくとも一の候補のインプラントパラメータの結果が実行される。少なくとも一のユーザインタフェースコントロールには、対応する候補のインプラントパラメータセットの結果の結果識別情報と関連した識別情報を含む。
【００８２】
映像ディスプレイ５１０は、更に、候補のインプラントパラメータセットの選択を受信するよう配置することもできる。プロセッサ５０２は、好適な候補のパラメータセットを決定するために、候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットに評価機能を適用するよう配置することができる。映像ディスプレイ５１０は、好適な候補のパラメータセットに応じてグラフ表示を提供することができる。プロセッサ５０２は、調整されたインプラントの位置に基づいて、１以上の候補の動きについての第２のセットを提供することができる。
【００８３】
（マシンが読み取り可能な媒体）
ディスクドライブ装置５１６は、ここで述べている１以上の方法や機能のいずれかを具体化するか用いるかした、１以上の命令セット一式及びデータ構造（例えば、ソフトウェア）５２４をそこに格納した、マシンが読み取り可能な媒体５２２を含む。命令５２４は、メインメモリ５０４、スタティックメモリ５０６内にも、及び／または、これらもまたマシンが読み取り可能なメディアを構成するコンピュータシステム１１０、メインメモリ５０４及びプロセッサ５０２によってこれを実行中にはプロセッサ５０２内にも完全にまたは少なくとも部分的にあることができる。
【００８４】
マシンが読み取り可能な媒体５２２は、例示する実施形態では単一の媒体として示されているが、「マシンが読み取り可能な媒体（ｍｅｄｉｕｍ）」の語には、１以上の命令またはデータ構造を格納する単一の媒体（ｍｅｄｉｕｍ）または複数の媒体（ｍｅｄｉａ）（例えば、集中データベースまたは分散データベース、及び／または関連するキャッシュやサーバ）を含むことができる。「マシンが読み取り可能な媒体」の語は、マシンにより実行される命令を格納し、エンコードし、または保有することができ、また、マシンに例示する実施形態の１以上の方法のうちのいずれかを実施させることのできる固定のどのような媒体をも含むように解釈してもよい。あるいは、そのような命令により使用される、あるいは命令と関連するデータ構造を格納し、エンコードし、または保有することができる固定のどのような媒体をも含むように解釈してもよい。したがって、「マシンが読み取り可能な媒体」の語は、ソリッドステートメモリ並びに光メディア及び磁気メディアをも含むように解釈できるが、これに限定されるものではない。マシンが読み取り可能な媒体の特定の例には、不揮発性メモリ、内部ハードディスク及びリムーバブルディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、並びにＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクが含まれ、不揮発性メモリには、例えば、半導体メモリデバイス（例えば、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリ）が含まれる。「マシンが読み取り可能な媒体」には、例えば、とりわけレジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及びＲＡＭ等の、一時的として解釈されるデバイスをも含む。マシンが読み取り可能な媒体に対してここで与えられる定義は、マシンが読み取り可能な媒体が「固定」であるとして更に特徴付けられる場合であっても、適用が可能である。例えば、固定のマシンが読み取り可能な媒体、といったように、「固定の」を追加することは、数あるメモリデバイスの中でも、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及びＲＡＭを依然包含していることを意図している。
【００８５】
（伝送媒体）
命令５２４は、更に、伝送媒体を用いて通信ネットワーク５２６上を送受信されることができる。命令５２４は、ネットワークインタフェース装置５２０及び公知の転送プロトコルのいずれか（例えばＨＴＴＰ）を用いて送信されることができる。通信ネットワークの例には、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、携帯電話ネットワーク、ＰＯＴＳ（ｐｌａｉｎ  ｏｌｄ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ）ネットワーク、及び無線データネットワーク（例えばＷｉＦｉやＷｉＭａｘネットワーク）を含む。「伝送媒体」の語は、マシンにより実行される命令を格納し、エンコードし、あるいは保有することのできる固定のどのような媒体をも含むものと解釈されるべきであり、また、「伝送媒体」の語は、デジタルもしくはアナログの通信信号、またはソフトウェア等の通信の便を図る他の固定の媒体を含む。
【００８６】
実施形態は、特定の例示の実施形態を参照して説明されてきたが、これら実施形態に各種の修正や変更を加えることが可能であることは、明らかであろう。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味というよりはむしろ、実例の意味にみなされるべきである。ここで主題を実施することのできる特定の実施形態の一部を形成している付随する図面については、実例を示すためのものであり、限定するためのものではない。図示された実施形態は、当業者がここで開示する教示の内容を実施することができる程度に十分に詳細に記載されている。他の実施形態は、本開示の範囲から離れることなく、構造的及び論理的に代替や変更をなす等により使用でき、また、これから派生させることができる。したがって、この詳細な説明は、限定して解釈されるべきでなく、各種の実施形態の範囲は、請求項の記載に対する均等物の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。
【００８７】
特定の実施形態や例がここで示され、記述されてきたが、同一の目的を達成するために意図されたどのようなアレンジであっても、特定の実施形態の代替となりうる。本開示は、各種の実施形態についての、任意の、また全ての改造や変更をもカバーすることを意図している。上記の実施形態の組み合わせやここでは特に記述されていない他の実施形態については、上の記述をよく吟味することで、当業者には明白であろう。
【００８８】
全ての刊行物、特許、及びこの書面中で引用される特許文献は、個々に参照されることで組み込まれるかのように、参照によってここにその全体が組み込まれる。この書面と参照により組み込まれている文献との間で矛盾する使い方がなされている場合は、組み込まれている参照での使い方は、この書面に対する補足的なものとみなされるべきである。つまり、両立しえない矛盾に対しては、この書面での使い方が統制力をもつ。
【００８９】
この文献では、「ａ」または「ａｎ」の語が、特許文献では普通の使用がなされており、１または２以上を含んでいる。これは、任意の他の実例や、「少なくとも１つの」または「１またはそれ以上」との使い方から独立したものである。この書面では、「または（ｏｒ）」との語は、特に指示がない限り、「ＡまたはＢ」が「ＡだがＢでない」「ＢだがＡでない」「ＡとＢと」を含み、非排他的なｏｒを指して用いている。添付の特許請求の範囲では、「含む（ｉｎｃｕｄｉｎｇ）」及び「これにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」の語は、プレインイングリッシュではそれぞれ「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」及び「ｗｈｅｒｅｉｎ」と同等のものとして用いられている。また、以下の特許請求の範囲では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の語は、オープンエンドである。すなわち、請求項においてはその語の後に列挙される要素に加えて要素を含むシステム、デバイス、物品、または処理は、依然その請求項の範囲に属すると思われる。更には、以下の特許請求の範囲においては、「第１」「第２」「第３」等の語は、単にそのように名付けて用いているだけであり、対象物に対して数に関する必要条件を課すことを意図するものではない。
【００９０】
要約は、本開示の主題の概要を提供するために与えられるものであり、請求項の範囲や意味を解釈したり限定したりするために与えられるものではない。加えて、前述の詳細な説明では、開示の合理化のため、各種の特徴が単一の実施形態にまとめられているのがわかる。本開示の方法は、請求項に係る実施形態が各請求項に明記されている以上に多くの特徴を必要とする、との意を反映したものとは解釈されるべきでない。
【図１】
2016515002.tif 000003
【図２】
2016515002.tif 000004
【図３Ａ】
2016515002.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月6日(2015.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプラントを配置するコンピュータにより実施される方法であって、前記方法は、
手術計画のパラメータを定義する第１のインプラントパラメータセットを受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、これにおいて、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、前記第１のインプラントパラメータセットに対し、前記第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させたことにより、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの前記候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出し、前記結果は、前記インプラントと関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を含み、
手術計画グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内に、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を提供し、
前記手術計画ＧＵＩ内にユーザインタフェースコントロールを提供して、ユーザが、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、これにおいて、前記ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、前記グラフ表示のうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行し、前記少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの前記結果の結果識別情報に関連する識別情報を含み、
前記ユーザインタフェースコントロールを介して、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、
前記手術計画ＧＵＩ内に、前記好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、前記インプラントの形状、前記インプラントの向き、及び前記インプラントの関節に対する位置のうちの１以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記間隙は、前記関節の可動域を通じての複数の点で表されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記結果識別情報は、色を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットを選択することは、間隙曲線の形状の基準に基づくことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットを選択したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する
処理を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記手術計画は、可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集したデータを用いて生成され、
前記方法は、
前記可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき初期の間隙曲線を生成し、
前記初期の間隙曲線を表示する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記手術計画において使用する前記関節の仮想３次元モデルを生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づき初期のインプラントの配置を生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記初期のインプラントの配置を表示する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記関節は、膝関節であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記段階的な変化の増分はユーザが設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットの中から候補のインプラント位置についてのユーザの選択を受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第２のセットを生成する、
処理を更に備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
１以上のプロセッサと、前記１以上のプロセッサと結合される表示装置とを備えるシステムであって、前記１以上のプロセッサは、
手術計画のパラメータを定義する第１のインプラントパラメータセットを受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、これにおいて、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、前記第１のインプラントパラメータセットに対し、前記第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させたことにより、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの前記候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出し、前記結果は、前記インプラントと関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を含み、
前記表示装置は、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を示し、
ユーザインタフェースコントロールを示し、ユーザが、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、これにおいて、前記ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、前記グラフ表示における少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行し、前記少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの前記結果の結果識別情報に関連する識別情報を含み、
前記ユーザインタフェースコントロールを介して、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記１以上のプロセッサは、更に、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、
前記表示装置は、更に、前記好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供し、
候補のインプラントパラメータセットは、インプラントの大きさ、前記インプラントの形状、前記インプラントの向き、及び前記インプラントの関節に対する位置のうちの１以上を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記間隙は、前記関節の可動域を通じての複数の点で表され、
前記結果識別情報は、色を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１以上のプロセッサは、
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットのユーザの選択を受信し、
前記選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する
処理を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
外部入力から前記関節を記述したデータを収集するセンサを更に備え、
前記１以上のプロセッサは、
前記手術計画において使用する前記関節の仮想３次元モデルを生成する処理を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
命令を含むマシンが読み取り可能な記憶媒体であって、前記命令がマシンにより実行されると、前記マシンは、
手術計画のパラメータを定義する第１のインプラントパラメータセットを受信し、
候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットを生成し、これにおいて、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のパラメータセットは、前記第１のインプラントパラメータセットに対し、前記第１のパラメータセットの少なくとも一のパラメータに対して段階的に変化させたことにより、
前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの前記候補のインプラントパラメータセットのそれぞれに機能を適用して、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの各候補のインプラントパラメータセットの結果を算出し、前記結果は、前記インプラントと関節の接触面との間の間隙を表す間隙曲線を含み、
手術計画グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）内に、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットに応じて、結果識別情報を含む結果のグラフ表示を提供し、
前記手術計画ＧＵＩ内にユーザインタフェースコントロールを提供して、ユーザが、前記候補のインプラントパラメータセット群からなる第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットに応じて段階的に変化させられるようにし、これにおいて、前記ユーザインタフェースコントロールの少なくとも一を選択することで、前記グラフ表示における少なくとも一の候補のインプラントパラメータセットの結果を実行し、前記少なくとも一のユーザインタフェースコントロールは、対応する候補のインプラントパラメータセットの前記結果の結果識別情報に関連する識別情報を含み、
前記ユーザインタフェースコントロールを介して、候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットのうちの候補のインプラントパラメータセットの選択を受信する、
ことを特徴とするマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１９】
前記命令により、前記マシンは、更に、
候補のインプラントパラメータセット群からなる前記第１のセットに評価機能を適用して、好適な候補のパラメータセットを判断し、
前記手術計画ＧＵＩ内に、前記好適な候補のパラメータセットに対応するグラフ表示を提供する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２０】
前記命令により、前記マシンは、更に、
１以上の前記候補のインプラントパラメータセットの選択を受信したことに続き、１以上の候補のインプラントパラメータセット群からなる他のセットを生成する
ことを特徴とする請求項１８に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２１】
前記手術計画は、可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集したデータを用いて生成され、
前記命令により、前記マシンは、更に、
前記可動域を通じて前記関節を動かしている間に収集した間隙データに基づき初期の間隙曲線を生成し、
前記初期の間隙曲線を表示する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２２】
前記命令により、前記マシンは、更に、
前記手術計画において使用する前記関節の仮想３次元モデルを生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記第１のインプラントパラメータセットの少なくとも一部に基づき初期のインプラントの配置を生成し、
前記仮想３次元モデル及び前記初期のインプラントの配置を表示する、
ことを特徴とする請求項２１に記載のマシンが読み取り可能な記憶媒体。
【国際調査報告】
2016515002.tif 000009
2016515002.tif 000010
2016515002.tif 000011