JP2015531253A - 個別患者向けインプラント技術 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2013年3月1日に出願された米国特許出願第61/771,409号および2012年8月31日に出願された米国特許出願第61/696,083号の利益を主張するものである。これらの先行出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
110 データリポジトリ
120 輪郭処理
130 データベース
140 3次元骨データ
150 パラメータ
160 データベース130に1つまたは複数のパラメータをマッチングする
170 メッセージ
180 データリポジトリ110に3次元骨データ140を追加する
200 システム
210 入力モジュール
220 データストア
230 プロセッサ
240 I/O(入出力)デバイス
250 メモリ
500 界面部
510 骨
520 3次元解ボリューム
530 幅成分
540 高さ成分
550 厚さ成分
600 界面部
800 界面部
810 骨ボリューム
820 3次元許容ゾーン
900 界面部
910 インプラント
920 3次元インプラント公差ゾーン
1000 界面部
1010 骨ボリューム
1020 3次元インプラント公差ゾーン
1100 界面部
1200 界面部
1300 界面部
1400 界面部
1410 骨表面リボン
1420 曲線
1500 界面部
1510 曲線
1800 界面部
1810 3次元インプラント設計
1820 平面
1830 曲線
2000 コンピュータシステム
2010 プロセッサ
2020 メモリ
2030 記憶デバイス
2040 入出力デバイス
2050 システムバス
2200 内外(ML)位置決めテンプレート
2210 位置決め開口、ラグ開口
2220 ピン穴
2230 リブ補強部
2240 ポジショナ斜面部分
2245 切欠部
2250 パドル
2260 遠位カット表面部分
2270 前方斜面部分
2280 前方フランジ部分
2290 補強部
2300 パンチ穿孔機
2310 遠位先端部
2400 ピン
3000 3次元輪郭表現
3100 2次元輪郭表現
3200 2次元輪郭表現
3500 表現
3600 表現
3700 表現
3800 表現
3900 表現
4000 表現
4100 表現
4200 表現
4300 表現
4400 表現
4500 表現
4600 表現
4700 表現
4800 表現
4900 表現
Claims (20)
- 少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサにより実行された場合に前記少なくとも1つのプロセッサに動作を実施させる命令が格納された、前記少なくとも1つのプロセッサに結合された少なくとも1つのコンピュータ可読媒体であって、前記動作は、
骨の少なくとも一部分の3次元モデルにアクセスすること、
前記骨の前記部分の前記3次元モデル、および前記骨の前記部分にインプラントを取り付ける際に使用される切除カットに基づき3次元骨ボリュームを判定すること、
前記3次元骨ボリュームの外周部の外方表面の少なくとも一部分の3次元輪郭表現を判定すること、
前記3次元輪郭表現を前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の2次元輪郭表現へと変換すること、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応するセグメントへと前記2次元輪郭表現をセグメント化することであって、各セグメントは、特定の切除カットに対応し、前記特定の切除カットにおける前記骨の輪郭を表すデータを含む、セグメント化すること、および
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応するセグメントに基づきインプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施すること
を含む、少なくとも1つのコンピュータ可読媒体と
を備える、システム。 - インプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することは、
各セグメントに関して、前記骨の前記部分に対応する他の骨部分上において前記特定の切除カットに関して判定されたサンプルセグメントを有するデータベースに前記セグメントを格納することと
各切除カットに関して、
前記切除カットに関して前記データベースに格納された前記セグメントの特徴を解析し、
前記解析に基づき、前記切除カットに関して前記データベースに格納された前記セグメントを同様の特徴を有するセグメントをそれぞれ含む複数のグループへとクラスタ化し、
前記複数のグループのそれぞれに関してクラスタ化セグメントの表現を規定することと
を含む、請求項1に記載のシステム。 - インプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することは、
各セグメントに関して、前記セグメントが対応する前記特定の切除カットに対応する前記複数のグループのそれぞれに関するクラスタ化セグメントの表現に対して前記セグメントを比較することと、
比較結果に基づき、各切除カットに関するグループを含むマッチンググループを判定することと、
前記マッチンググループに基づきインプラント設計を選択することと
を含む、請求項2に記載のシステム。 - インプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することは、
前記切除カットのそれぞれに関して規定された単一のグループに関するクラスタ化セグメントの表現を含むクラスタ化セグメントの表現にアクセスすることと、
前記アクセスされた表現を前記骨の前記部分の2次元輪郭表現へと再アセンブルすることと、
前記骨の前記部分の前記再アセンブルされた2次元輪郭表現に基づきインプラント設計を生成することと、
前記切除カットのそれぞれに関して規定された前記単一のグループを識別するデータとの関連において前記インプラント設計を格納することと
を含む、請求項2に記載のシステム。 - インプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することは、
各セグメントに関して、利用可能なインプラント設計に関連付けられかつ前記セグメントが対応する前記特定の切除カットに対応するパラメータに対して、前記セグメントの1つまたは複数のパラメータを比較することと、
比較結果に基づき、利用可能なインプラント設計に関するマッチングを判定することと、
前記利用可能なインプラント設計に関する前記マッチングの前記判定に基づき、前記利用可能なインプラント設計を出力することと
を含む、請求項1に記載のシステム。 - インプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することは、前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応する前記セグメントに基づきカスタムインプラントを設計することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記骨の少なくとも前記部分の前記3次元モデルにアクセスすることは、
前記骨の前記部分の1つまたは複数の画像にアクセスすることと、
前記骨の前記部分の前記1つまたは複数の画像に基づき前記骨の前記部分の前記3次元モデルを生成することと
を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記骨の前記部分の前記3次元モデル、および前記骨の前記部分にインプラントを取り付ける際に使用される切除カットに基づき前記3次元骨ボリュームを判定することは、
前記骨の前記部分にインプラントを取り付ける際に使用される切除カットに基づき3次元解ボリュームを規定することと、
前記3次元解ボリュームに前記骨の前記部分の前記3次元モデルを交差させることにより、3次元で表現される合成骨ボリュームを生成することと
を含み、
前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の少なくとも前記部分の前記3次元輪郭表現を判定することが、前記合成骨ボリュームの外周部の外方表現の少なくとも一部分の輪郭表現を判定することを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される切除カットに基づき3次元解ボリュームを規定することは、前記骨の前記部分に前記インプラントを配置するためのインプラント手技に関連する1つまたは複数の偏差に関する1つまたは複数の公差に基づき3次元公差ボリュームを規定することを含み、
前記3次元解ボリュームに前記骨の前記部分の前記3次元モデルを交差させることにより3次元で表現される前記合成骨ボリュームを生成することは、前記3次元公差ボリュームに前記骨の前記部分の前記3次元モデルを交差させることにより3次元で表現される前記合成骨ボリュームを生成することを含む、請求項8に記載のシステム。 - 前記3次元輪郭表現を前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと変換することは、前記骨の前記部分に前記インプラントを配置するための前記インプラント手技に関連する前記1つまたは複数の偏差に関する前記1つまたは複数の公差に対処するための厚さを有する2次元輪郭表現へと前記3次元輪郭表現を変換することを含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記骨の前記部分に前記インプラントを配置するためのインプラント手技に関連する1つまたは複数の偏差に関する1つまたは複数の公差に基づき前記3次元公差ボリュームを規定することは、前記インプラント手技の実施における外科技術の偏差に関連する公差と、前記インプラント手技の実施において使用される医療器具の偏差に関連する公差と、前記インプラント手技において使用される前記インプラントの製造の偏差に関連する公差と、患者間における同様の骨の解剖学的構造の偏差に関連する公差と、前記骨の前記部分の前記3次元モデルの生成において使用される医用撮像の偏差に関連する公差と、前記骨の前記部分の前記3次元モデルの生成において使用されるファイル変換の偏差に関連する公差との中の少なくとも1つに基づき、前記3次元公差ボリュームを規定することを含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記骨の前記部分に前記インプラントを配置するためのインプラント手技に関連する1つまたは複数の偏差に関する1つまたは複数の公差に基づき前記3次元公差ボリュームを規定することは、
前記インプラント手技に関連する前記1つまたは複数の偏差に関する前記1つまたは複数の公差を識別することと、
識別された前記1つまたは複数の公差に対処する1つまたは複数の測定値を判定することと、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される切除カットの位置を判定することと、
前記切除カットの前記位置、および識別された前記1つまたは複数の公差に対処する前記1つまたは複数の測定値に基づき前記3次元公差ボリュームを規定することと
を含む、請求項10に記載のシステム。 - 前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の少なくとも前記部分の前記3次元輪郭表現を判定することは、前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面から骨表面リボンを生成することを含み、
前記3次元輪郭表現を前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと変換することは、前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと前記骨表面リボンを変換することを含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の少なくとも前記部分の前記3次元輪郭表現を判定することは、前記骨表面リボンに曲線を合致させることを含み、
前記骨表面リボンを前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと変換することは、前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと前記骨表面リボンに合致された前記曲線を変換することを含む、請求項13に記載のシステム。 - 前記3次元輪郭表現を前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと変換することは、前記骨の前記部分に前記インプラントを配置するためのインプラント手技に関連する1つまたは複数の偏差に関する1つまたは複数の公差に対処するための厚さを有する2次元輪郭表現へと前記3次元輪郭表現を変換することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記3次元輪郭表現を前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の前記2次元輪郭表現へと変換することは、前記骨の前記部分における前記インプラントの上部張出しの可能性を軽減するために前記2次元輪郭表現をオフセットすることを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記骨の少なくとも前記部分の前記3次元モデルにアクセスすることは、大腿骨の遠位端部の3次元モデルにアクセスすることを含み、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応するセグメントへと前記2次元輪郭表現をセグメント化することは、前記大腿骨の前記遠位端部の遠位面に対応する第1のセグメントと、前記大腿骨の前記遠位端部の前方斜面に対応する第2のセグメントと、前記大腿骨の前記遠位端部の後方斜面に対応する第3のセグメントと、前記大腿骨の前記遠位端部の前方フランジに対応する第4のセグメントと、前記大腿骨の前記遠位端部の後方顆に対応する第5のセグメントとに前記2次元輪郭表現をセグメント化することを含む、請求項1に記載のシステム。 - インプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することは、前記大腿骨の前記遠位端部の前記遠位面に対応する前記第1のセグメントの、遠位面切除カットに関するクラスタ化セグメントの表現に対する第1のマッチングを判定することと、
前記第1のセグメントに関する前記第1のマッチングの判定後に、
前記大腿骨の前記遠位端部の前記前方斜面に対応する前記第2のセグメントの、前方斜面切除カットに関するクラスタ化セグメントの表現に対する第2のマッチングを判定し、
前記大腿骨の前記遠位端部の前記後方斜面に対応する前記第3のセグメントの、後方斜面切除カットに関するクラスタ化セグメントの表現に対する第3のマッチングを判定することと、
前記第2のセグメントに関する前記第2のマッチングの判定および前記第3のセグメントに関する前記第3のマッチングの判定の後に、
前記大腿骨の前記遠位端部の前記前方フランジに対応する前記第4のセグメントの、前方フランジ切除カットに関するクラスタ化セグメントの表現に対する第4のマッチングを判定し、
前記大腿骨の前記遠位端部の後方顆に対応する前記第5のセグメントの、後方顆切除カットに関するクラスタ化セグメントの表現に対する第5のマッチングを判定することと、
前記第1のセグメントに関する前記第1のマッチング、前記第2のセグメントに関する前記第2のマッチング、前記第3のセグメントに関する前記第3のマッチング、前記第4のセグメントに関する前記第4のマッチング、および前記第5のセグメントに関する前記第5のマッチングに基づき利用可能なインプラント設計を選択することと
を含む、請求項17に記載のシステム。 - 骨の少なくとも一部分の3次元モデルにアクセスするステップと、
前記骨の前記部分の前記3次元モデル、および前記骨の前記部分にインプラントを取り付ける際に使用される切除カットに基づき3次元骨ボリュームを判定するステップと、
前記3次元骨ボリュームの外周部の少なくとも一部分の外方表面の3次元輪郭表現を判定するステップと、
前記3次元輪郭表現を少なくとも1つのプロセッサにより、前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の2次元輪郭表現へと変換するステップと、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応するセグメントへと前記2次元輪郭表現をセグメント化するステップであって、各セグメントが、特定の切除カットに対応し、前記特定の切除カットにおける前記骨の輪郭を表すデータを含む、ステップと、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応する前記セグメントに基づきインプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施するステップと
を含む、方法。 - 少なくとも1つのプロセッサにより実行される場合に前記少なくとも1つのプロセッサに動作を実施させる実行可能な命令でエンコードされた少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体であって、前記動作は、
骨の少なくとも一部分の3次元モデルにアクセスすることと、
前記骨の前記部分の前記3次元モデルおよび前記骨の前記部分にインプラントを取り付ける際に使用される切除カットに基づき3次元骨ボリュームを判定することと、
前記3次元骨ボリュームの外周部の外方表面の少なくとも一部分の3次元輪郭表現を判定すること、
前記3次元輪郭表現を前記3次元骨ボリュームの前記外周部の前記外方表面の前記部分の2次元表現へと変換することと、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応するセグメントへと前記2次元輪郭表現をセグメント化することであって、各セグメントは、特定の切除カットに対応し、前記特定の切除カットにおける前記骨の輪郭を表すデータを含む、セグメント化することと、
前記骨の前記部分に前記インプラントを取り付ける際に使用される前記切除カットに対応するセグメントに基づきインプラントマッチングに関連する1つまたは複数の動作を実施することと
を含む、少なくとも1つのコンピュータ可読記憶媒体。
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