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特表2024-515799伝達機構を含む整形外科用インプラントシステムおよび計画伝達のための方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-10
(54)【発明の名称】伝達機構を含む整形外科用インプラントシステムおよび計画伝達のための方法
(51)【国際特許分類】
   A61F 2/46 20060101AFI20240403BHJP
   A61F 2/38 20060101ALI20240403BHJP
【FI】
A61F2/46
A61F2/38
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023565956
(86)(22)【出願日】2022-04-14
(85)【翻訳文提出日】2023-10-26
(86)【国際出願番号】 US2022024795
(87)【国際公開番号】W WO2022231853
(87)【国際公開日】2022-11-03
(31)【優先権主張番号】63/180,239
(32)【優先日】2021-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514290052
【氏名又は名称】アースレックス インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ARTHREX, INC.
【住所又は居所原語表記】1370 Creekside Blvd, Naples, FL 34108, United States of America
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ニック・メトカーフ
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン・ジム・デ・レオン
【テーマコード(参考)】
4C097
【Fターム(参考)】
4C097AA07
4C097BB01
4C097BB04
4C097CC01
4C097CC18
4C097SC09
(57)【要約】
本開示は、計画システム、組立品、および方法に関する。本明細書に開示される計画システム、組立品、および方法は、関節の機能を回復させるために、整形外科処置を計画および実施するために利用され得、インプラントを患者の解剖学的構造に対して位置決めするための一つ以上の伝達部材(54)を含み得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
整形外科処置用の伝達ガイドであって、
インプラントに結合されるように構成されたガイド本体と、
前記ガイド本体から延在する一つ以上の伝達部材と、組織に接触するように構成される一つ以上の伝達部材と、を備える、伝達ガイド。
【請求項2】
前記ガイド本体は、骨内に挿入可能なガイドピンを少なくとも部分的に受容するように寸法設定された通路を含む、請求項1に記載の伝達ガイド。
【請求項3】
前記一つ以上の伝達部材は、所定の外科手術計画に基づいて、前記ガイド本体に対して位置決めされる、請求項1に記載の伝達ガイド。
【請求項4】
前記一つ以上の伝達部材は、前記ガイド本体に対して移動可能である、請求項1に記載の伝達ガイド。
【請求項5】
前記一つ以上の伝達部材は、前記ガイド本体の外周部の円周方向の周りに分配された複数の伝達部材を含む、請求項4に記載の伝達ガイド。
【請求項6】
前記伝達部材の各々は、前記ガイド本体から半径方向外側に延在する第一の部分と、前記第一の部分から軸方向に延在する第二の部分と、を含み、前記第二の部分は、組織に接触するように構成される、請求項5に記載の伝達ガイド。
【請求項7】
前記伝達部材の各々は、前記第一の部分から延在する第三の部分を含み、前記第三の部分は、前記ガイド本体に対する末端部分の位置を設定するために、前記ガイド本体の前記外周部に確立されたそれぞれのスロットに沿って並進移動可能である、請求項6に記載の伝達ガイド。
【請求項8】
前記第一の部分および前記第二の部分は、実質的にL字形状を確立する、請求項6に記載の伝達ガイド。
【請求項9】
前記一つ以上の伝達部材は、前記ガイド本体と一体的に形成される、請求項1に記載の伝達ガイド。
【請求項10】
整形外科用インプラントであって、
ベースプレートと、
前記ベースプレートから外側に延在する拡張部と、骨に接触するように寸法設定される拡張部と、
前記拡張部から延在する一つ以上の伝達部材と、骨に接触するように構成される一つ以上の伝達部材と、を備えて、
前記一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの破損しやすい接続部で前記拡張部に結合される、整形外科用インプラント。
【請求項11】
前記一つ以上の伝達部材は、所定の外科手術計画に基づいて、寸法設定される、請求項10に記載のインプラント。
【請求項12】
前記一つ以上の伝達部材は、前記拡張部と一体的に形成される、請求項10に記載のインプラント。
【請求項13】
前記拡張部は、前記ベースプレートに沿って形成される、請求項10に記載のインプラント。
【請求項14】
前記破損しやすい接続部は、インターフェースでの所定量のトルクに応答して、分離するように構成される、請求項10に記載のインプラント。
【請求項15】
前記破損しやすい接続部は、前記インターフェースを通って延在する軸に対して第一の回転方向に前記所定量のトルクに応答して分離するが、前記第一の回転方向とは反対の第二の回転方向には分離しないように構成される、請求項14に記載のインプラント。
【請求項16】
前記一つ以上の伝達部材は、前記拡張部の外周部の円周方向の周りに分配された複数の伝達部材を含む、請求項10に記載のインプラント。
【請求項17】
前記伝達部材の各々は、前記拡張部の前記外周部から半径方向外側に延在する第一の部分と、前記第一の部分から軸方向に延在する第二の部分と、を含み、末端部分は、組織に接触するように構成される、請求項16に記載のインプラント。
【請求項18】
前記破損しやすい接続部は、前記第二の部分を通って延在する軸に対して第一の回転方向の所定量のトルクに応答して分離するが、前記第一の回転方向とは反対の第二の回転方向には分離しないように構成される、請求項17に記載のインプラント。
【請求項19】
前記ベースプレートは、中央開口と、前記中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口と、を含み、前記周辺開口の各々が、前記拡張部を通ってそれぞれの通路に整列され、前記周辺開口の各々は、前記それぞれの通路を通って骨内に部分的に受容可能なそれぞれの締結具を受容するように寸法設定される、請求項10に記載のインプラント。
【請求項20】
前記中央開口は、前記インプラントの位置を設定するために、骨内に挿入可能なガイドピンを受容するように寸法設定される、請求項19に記載のインプラント。
【請求項21】
整形外科処置用の組立品であって、
骨に当接するように構成されたインプラントと、
伝達ガイドであって、
前記インプラントに結合されるように構成されたガイド本体と、
前記ガイド本体から延在する一つ以上の伝達部材と、骨に接触するように構成される一つ以上の伝達部材と、を含む、伝達ガイドと、を備える、組立品。
【請求項22】
前記ガイド本体は、前記インプラントの位置を設定するために、骨内に挿入可能なガイドピンを少なくとも部分的に受容するように寸法設定された通路を含む、請求項21に記載の組立品。
【請求項23】
前記一つ以上の伝達部材は、所定の外科手術計画に基づいて、前記ガイド本体に対して位置決めされる、請求項21に記載の組立品。
【請求項24】
前記インプラントは、ベースプレートと、軸に対して前記ベースプレートから延在する拡張部と、を含み、前記拡張部は、骨に接触するように寸法設定される、請求項21に記載の組立品。
【請求項25】
前記一つ以上の伝達部材は、前記軸に対して前記拡張部に少なくとも部分的に軸方向に整列されるように寸法設定される、請求項24に記載の組立品。
【請求項26】
前記拡張部は、第一の面と第二の面との間に延在する拡張部本体を含み、前記第一の面が、前記ベースプレートに沿って延在し、前記第二の面が、前記骨の外形に実質的に追従するように寸法設定される、請求項24に記載の組立品。
【請求項27】
前記ガイド本体は、前記伝達ガイドを前記インプラントに機械的に取り付けるために、前記ベースプレートに沿って第二のねじ山と嵌合する第一のねじ山を含む、請求項24に記載の組立品。
【請求項28】
前記ベースプレートは、中央開口と、前記中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口と、を含み、前記周辺開口の各々が、前記インプラントを骨に固定するために、それぞれの締結具を受容するように寸法設定され、
前記伝達ガイドは、整列部材を含み、前記整列部材は、前記伝達ガイドと前記インプラントとの間の相対的回転を制限するために、前記ベースプレートに沿った開口内に挿入可能であるように寸法設定される、請求項24に記載の組立品。
【請求項29】
前記ガイド本体は、取付位置で前記中央開口に整列されるように構成された通路を含み、前記通路は、前記インプラントの位置を設定するために、前記中央開口を通って骨内に挿入可能なガイドピンを少なくとも部分的に受容するように寸法設定される、請求項28に記載の組立品。
【請求項30】
前記一つ以上の伝達部材は、第一の位置と第二の位置との間で移動可能である、請求項21に記載の組立品。
【請求項31】
前記一つ以上の伝達部材の各々は、前記ガイド本体から半径方向外側に延在する第一の部分と、前記第一の部分から軸方向に延在する第二の部分と、を含み、前記第二の部分は、前記インプラントに隣接する組織に当接するように構成される、請求項30に記載の組立品。
【請求項32】
前記インプラントは、ベースプレートと、軸に対して前記ベースプレートから延在する拡張部と、を含み、前記拡張部は、骨に接触するように寸法設定され、
前記ベースプレートは、中央開口と、前記中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口と、を含み、前記周辺開口の各々が、前記インプラントを骨に固定するために、それぞれの締結具を受容するように寸法設定され、
前記ガイド本体は、前記伝達ガイドを前記インプラントに固定するために、前記中央開口内に少なくとも部分的に受容可能な結合機構を含み、
前記伝達ガイドは、前記伝達ガイドと前記インプラントとの間の相対的回転を制限するために、前記ベースプレート内の開口内に挿入可能であるように寸法設定された整列部材を含む、請求項31に記載の組立品。
【請求項33】
前記結合機構は、前記伝達ガイドを前記インプラントに機械的に取り付けるために、前記中央開口に沿って第二のねじ山と嵌合する第一のねじ山を含む、請求項32に記載の組立品。
【請求項34】
前記一つ以上の伝達部材は、前記ガイド本体と一体的に形成される、請求項28に記載の組立品。
【請求項35】
前記ガイド本体は、結合部材を受容するように寸法設定された通路を含み、前記結合部材は、前記伝達ガイドを前記インプラントに機械的に取り付けるために、前記通路および前記中央開口内に挿入可能である、請求項34に記載の組立品。
【請求項36】
前記結合部材は、通路を含み、前記通路は、前記インプラントの位置を設定するために、前記中央開口を通って骨内に挿入可能なガイドピンを受容するように寸法設定される、請求項34に記載の組立品。
【請求項37】
前記インプラントは、ベースプレートと、前記ベースプレートから外側に延在する拡張部と、を含み、前記拡張部は、骨に接触するように寸法設定され、
前記伝達ガイドは、前記ガイド本体から外側に延在する当接部材を含み、前記当接部材は、前記ベースプレートの外周部に少なくとも部分的に追従するように寸法設定される、請求項34に記載の組立品。
【請求項38】
前記一つ以上の伝達部材の各々は、前記ガイド本体から末端部分まで延在し、前記一つ以上の伝達部材は、第一の伝達部材および第二の伝達部材を含み、前記第一の伝達部材の前記末端部分は、前記第二の伝達部材の前記末端部分の幾何学的形状とは異なる幾何学的形状を有する、請求項34に記載の組立品。
【請求項39】
各末端部分は、前記骨の所定の表面外形に対して寸法設定される、請求項38に記載の組立品。
【請求項40】
前記一つ以上の伝達部材は、伝達本体と、前記ガイド本体と前記伝達本体とを相互接続する伝達アームと、を含み、前記伝達本体は、前記骨の所定の表面外形に対して寸法設定された接触面を含む、請求項34に記載の組立品。
【請求項41】
前記インプラントは、ベースプレートと、前記ベースプレートから外側に延在する拡張部と、を含み、前記拡張部は、骨に接触するように寸法設定され、
前記ガイド本体は、前記ベースプレートの外周部に追従するように寸法設定される、請求項21に記載の組立品。
【請求項42】
前記一つ以上の伝達部材は、前記ガイド本体と一体的に形成される、請求項41に記載の組立品。
【請求項43】
前記伝達ガイドは、スナップフィット接続を確立するために、前記ベースプレートの円周リムと連結するように寸法設定された複数の固定部材を含む、請求項41に記載の組立品。
【請求項44】
前記ベースプレートは、中央開口と、前記中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口と、を含み、前記周辺開口の各々が、前記インプラントを骨に固定するために、それぞれの締結具を受容するように寸法設定され、
前記伝達ガイドは、前記ガイド本体から内側に延在する一つ以上の整列部材を含み、前記一つ以上の整列部材の各々は、前記伝達ガイドと前記インプラントとの間の相対的回転を制限するために、前記周辺開口のそれぞれの一つの中に挿入可能であるように寸法設定される、請求項41に記載の組立品。
【請求項45】
前記中央開口は、結合部材を受容するように寸法設定され、前記結合部材は、通路を含み、前記通路は、前記インプラントの位置を設定するために、前記中央開口を通って骨内に挿入可能なガイドピンを受容するように寸法設定される、請求項44に記載の組立品。
【請求項46】
前記結合部材は、取付位置で前記伝達部材から間隔を置いて配置される、請求項45に記載の組立品。
【請求項47】
前記ガイド本体は、前記ベースプレートの前記外周部を囲み、少なくとも部分的に受容するように寸法設定される、請求項45に記載の組立品。
【請求項48】
整形外科用インプラントを取り付ける方法であって、
骨に接触するために、一つ以上の伝達部材を位置決めするステップであって、前記一つ以上の伝達部材は、インプラントに結合される、一つ以上の伝達部材を位置決めするステップ、および
前記一つ以上の伝達部材の前記位置決めに基づいて、前記骨に対して前記インプラントを位置決めするステップ、を含む、方法。
【請求項49】
前記インプラントは、ベースプレートと、前記ベースプレートから外側に延在する拡張部と、を含み、前記インプラントを位置決めするステップは、前記拡張部の表面が、前記骨に接触するように、発生する、請求項48に記載の方法。
【請求項50】
前記拡張部の前記表面は、所定の外科手術計画に基づいて、前記骨の表面外形に実質的に追従するように寸法設定される、請求項49に記載の方法。
【請求項51】
前記ベースプレートは、中央開口と、前記中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口と、を含み、前記周辺開口の各々が、前記拡張部を通るそれぞれの通路に整列され、
前記インプラントを固定するために、それぞれの締結具を、各々それぞれの周辺開口内に、その後、前記骨内に位置決めするステップ、をさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項52】
前記一つ以上の伝達部材と前記ベースプレートとの間の相対的回転を制限するために、一つ以上の整列部材を前記周辺開口のそれぞれの一つの中に挿入するステップ、をさらに含む、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
外科手術計画を確立するステップであって、前記外科手術計画が、前記骨の表面外形に基づいている、確立するステップ、をさらに含み、
前記外科手術計画は、前記表面外形に対して前記一つ以上の伝達部材と関連付けられた少なくとも一つの寸法を含む、請求項48に記載の方法。
【請求項54】
前記一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの接触面を含み、
前記外科手術計画に基づいて、前記骨の前記表面外形に実質的に追従するために、前記接触面を形成するステップ、をさらに含む、請求項53に記載の方法。
【請求項55】
伝達ガイドを前記インプラントに結合するステップであって、前記伝達ガイドは、前記インプラントと連結するガイド本体を含み、前記一つ以上の伝達部材は、前記ガイド本体から延在する、結合するステップ、をさらに含む、請求項53に記載の方法。
【請求項56】
前記一つ以上の伝達部材を位置決めするステップは、前記少なくとも一つの寸法に基づいて、前記ガイド本体に対して第一の位置と第二の位置との間で前記一つ以上の伝達部材を移動させるステップを含む、請求項55に記載の方法。
【請求項57】
前記ガイド本体は、通路を含み、
ガイドピンを、前記ガイド本体内の前記通路を通って、その後、前記インプラントを通って、その後、前記骨内に位置決めするステップ、をさらに含む、請求項55に記載の方法。
【請求項58】
前記外科手術計画を確立するステップの後の前記少なくとも一つの寸法に基づいて、前記一つ以上の伝達部材を前記ガイド本体と一体的に形成するステップ、をさらに含む、請求項55に記載の方法。
【請求項59】
前記伝達ガイドは、複数の固定部材を含み、
前記伝達ガイドを前記インプラントに結合する前記ステップは、スナップフィット接続を確立するために、前記複数の固定部材を前記インプラントに対して位置決めするステップ、を含む、請求項58に記載の方法。
【請求項60】
前記一つ以上の伝達部材を前記インプラントと一体的に形成するステップ、をさらに含む、請求項48に記載の方法。
【請求項61】
前記一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの破損しやすい接続部で前記インプラントに結合され、
前記伝達部材それぞれに加えられる所定量の力に応答して、前記破損しやすい接続部を分離するステップ、をさらに含む、請求項60に記載の方法。
【請求項62】
前記骨は、関節窩の一部分である、請求項48に記載の方法。
【請求項63】
個別に、または本明細書に記載される他の任意の機構と組み合わせて、本明細書に記載される任意の機構を含む、伝達ガイド、組立品、および/またはそのための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本開示は、2021年4月27日出願の米国特許出願第63/180,239号に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【0002】
本開示は、整形外科処置に関し、より具体的には、外科手術計画に基づいて、インプラントを外科手術部位に位置決めすることを含む、骨欠損の修復および関節の機能の回復を計画および実施するためのシステムおよび方法に関する。
【0003】
ヒトの筋骨格系の多くの骨は、関節面を含む。関節面は、他の骨に対して関節接合し、異なる種類および程度の関節の動きを促進する。関節面は、使用または摩耗が繰り返されることにより、経時的に摩滅するまたは骨損失を被り得、または外傷性衝撃の結果、骨折し得る。これらの種類の骨欠損は、関節の不安定性および疼痛を引き起こす可能性がある。
【0004】
骨欠損は、関節面に沿って発生することがある。一部の技術は、関節面に隣接した欠陥を修復するために、骨移植および/またはインプラントを利用する。外科医は、インプラントを位置決めするために、ガイドピンを利用し得る。
【発明の概要】
【0005】
本開示は、計画システム、組立品、および方法に関する。
【0006】
本明細書に開示される計画システム、組立品、および方法は、関節の機能を回復させるために、整形外科処置を計画および実施するために利用され得る。インプラントは、外科手術計画と関連付けられた一つ以上の伝達部材を利用して、位置決めされ得る。
【0007】
本開示の例示的な態様に係る整形外科処置用の伝達ガイドは、とりわけ、インプラントに結合されるように構成され得るガイド本体と、ガイド本体から延在し得る一つ以上の伝達部材と、を含み得る。一つ以上の伝達部材は、組織に接触するように構成され得る。
【0008】
本開示の例示的な態様に係る整形外科用インプラントは、とりわけ、ベースプレートおよびベースプレートから外側に延在し得る拡張部を含み得る。拡張部は、骨に接触するように寸法設定され得る。インプラントは、拡張部から延在し得る一つ以上の伝達部材を含み得る。一つ以上の伝達部材は、骨に接触するように構成されてもよい。一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの破損しやすい接続部で拡張部に結合され得る。
【0009】
本開示の例示的な態様に係る整形外科処置用の組立品は、とりわけ、骨および伝達ガイドに当接するように構成され得るインプラントを含み得る。伝達ガイドは、インプラントに結合されるように構成され得るガイド本体と、ガイド本体から延在し得る一つ以上の伝達部材と、を含み得る。一つ以上の伝達部材は、骨に接触するように構成されてもよい。
【0010】
本開示の例示的な態様に係る整形外科用インプラントを取り付ける方法は、とりわけ、骨に接触するために、一つ以上の伝達部材を位置決めすることを含み得る。一つ以上の伝達部材は、インプラントに結合され得る。該方法は、一つ以上の伝達部材の位置決めに基づいて、インプラントを骨に対して位置決めすることを含み得る。
【0011】
本開示の様々な特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。詳細な説明に付随する図面は、以下のように簡潔に説明され得る。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】例示的な計画システムを示す図である。
図2図1の例示的な計画システムの態様を示す図である。
図3A図2の計画システムの例示的なユーザインターフェースを示す図である。
図3B図2の計画システムの別の例示的なユーザインターフェースを示す図である。
図4】インプラント、伝達ガイド、および伝達部材を含む、例示的な整形外科用組立品を示す図である。
図5図4の伝達ガイドの分離図である。
図5A図5の伝達ガイドの態様を示す図である。
図6図5の伝達ガイドの部分の斜視図である。
図7図5の伝達ガイドの軸方向図である。
図8図4の組立品の部分の断面図である。
図9図4の組立品の部分の斜視図である。
図10】外科手術部位に位置決めされた図4の組立品の軸方向図である。
図11図10の組立品の側面図である。
図12図10の組立品の別の側面図である。
図13A】外科手術部位に対して位置決めされたインプラント、伝達部材、および伝達ガイドを含む、図4の組立品を示す図である。
図13B図10の伝達ガイドを利用して、外科手術部位に配置された位置決め物体を示す図である。
図13C図13Bの伝達ガイドが外科手術部位から取り外された位置決め物体を示す図である。
図13D図13Aのインプラントに対して位置決めされた締結具を示す図である。
図13E図13Dの締結具で固定されたインプラントを示す図である。
図13F】インプラントから取り外された図13Eの位置決め物体を示す図である。
図14】整形外科処置を計画および実施する例示的な方法を示す図である。
図15】インプラント、伝達ガイド、および伝達部材を含み、結合部材を組み込む、別の例示的な整形外科用組立品を示す図である。
図16図15の組立品の分解図である。
図17図15の組立品の伝達ガイドの斜視図である。
図18図15の組立品の伝達ガイドの別の斜視図である。
図19】外科手術部位に位置決めされた図15の組立品の軸方向図である。
図20図19の組立品の側面図である。
図21A】外科手術部位に対して位置決めされた伝達ガイド、結合部材、およびインプラントを含む、図15の組立品を示す図である。
図21B図21Aの結合部材を利用して、外科手術部位に配置された位置決め物体を示す図である。
図21C】外科手術部位から取り外された図21Bの結合部材および伝達ガイドを示す図である。
図21D図21Cのインプラントに対して位置決めされた締結具を示す図である。
図21E図21Dの締結具で固定されたインプラントを示す図である。
図21F】インプラントから取り外された図21Eの位置決め物体を示す図である。
図22】患者固有の構成を有し得、結合部材を組み込み得るインプラント、伝達ガイド、および伝達部材を含む、別の例示的な整形外科用組立品を示す図である。
図23図22の組立品の分解図である。
図24図22の伝達ガイドの斜視図である。
図25図22の伝達ガイドの別の斜視図である。
図26】組織に対して配置された図22の伝達ガイドの斜視図である。
図27A】外科手術部位に対して位置決めされた伝達ガイド、結合部材、およびインプラントを含む、図22の組立品を示す図である。
図27B図27Aの組立品の軸方向図である。
図27C図27Aの結合部材を利用して、外科手術部位に配置された位置決め物体を示す図である。
図27D】外科手術部位から取り外された図27Cの結合部材および伝達ガイドを示す図である。
図27E図27Dのインプラントに対して位置決めされた締結具を示す図である。
図27F図21Eの締結具で固定されたインプラントを示す図である。
図27G】インプラントから取り外された図27Fの位置決め物体を示す図である。
図28】外科手術部位に配置され、患者固有の構成を有し得、結合部材を組み込み得るインプラント、伝達ガイド、および伝達部材を含む、別の例示的な整形外科用組立品を示す図である。
図29図28のインプラントの側面図である。
図30図28のインプラントの軸方向図である。
図31】外科手術部位に配置され、結合部材を組み込み得るインプラント、伝達ガイド、および伝達部材を含む、別の例示的な整形外科用組立品を示す図である。
図32図31の伝達ガイドの斜視図である。
図33A】外科手術部位に対して位置決めされた伝達ガイド、結合部材、およびインプラントを含む、図28の組立品を示す図である。
図33B図33Aの結合部材を利用して、外科手術部位に配置された位置決め物体を示す図である。
図33C】外科手術部位から取り外された図33Bの結合部材および伝達ガイドを示す図である。
図33D】締結具で固定された図33Cのインプラントを示す図である。
図34】スナップフィット接続を確立し得る伝達ガイドを含む別の例示的な整形外科用組立品を示す図である。
図35図34の伝達ガイドの斜視図である。
図36】外科手術部位での図34の組立品の斜視図である。
図37図36の組立品の軸方向図である。
図38A】外科手術部位に対して位置決めされた伝達ガイド、位置決め部材、およびインプラントを含む、図34の組立品を示す図である。
図38B図38Aの位置決め部材を利用して、外科手術部位に配置された締結具および位置決め物体を示す図である。
図38C図38Bの締結具および外科手術部位から取り外された位置決め部材で固定されたインプラントを示す図である。
図38D図38Cの組立品、位置決め物体、および締結具、ならびに図38Bの位置決め部材の断面図である。
図38E】インプラントから取り外された図38Dの伝達ガイドを示す図である。
図39図39は、インプラントと、一つ以上の破損しやすい接続部によってインプラントに結合され得る伝達部材と、を含む、別の例示的な整形外科用組立品を示す図である。
【0013】
図40図39の組立品の軸方向図である。
図41図39の組立品の側面図である。
図42図39の組立品の部分の斜視図である。
図43】伝達部材の平面図である。
図44図43の伝達部材の斜視図である。
図45図39の破損しやすい接続部の分離状態を示す図である。
図46図45の分離された破損しやすい接続部のうちの一つの別の図である。
図47A】外科手術部位に対して位置決めされたインプラントおよび伝達部材を含む、図39の組立品の斜視図である。
図47B図47Aの組立品の軸方向図である。
図47C図47Aの組立品の別の斜視図である。
図47D図47Aの組立品に対して配置された位置決め物体および締結具を示す図である。
図47E図47Dの締結具、および伝達部材のうちの一つに対して位置決めされた器具で固定されたインプラントを示す図である。
図47F】器具を利用して、インプラントから分離された図47Eの伝達部材を示す図である。
図48】整形外科用インプラント組立品を形成する例示的な方法を示す図である。
図49】基体に対して位置決めされた印刷組立品を示す図である。
図50】印刷組立品によって形成された整形外科用組立品の一部分を示す図である。
図51】印刷組立品によって形成された整形外科用組立品の側面図である。
図52図51の整形外科用組立品の別の側面図である。
図53図52の組立品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
様々な図面内の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
【0015】
本開示は、患者の解剖学的構造に対してインプラントを位置決めすることを含む、外科手術の計画および実施に関する。本明細書に開示される計画システム、組立品、および方法は、関節の機能を回復させるために、整形外科処置を計画および実施するために利用され得る。インプラントは、一つ以上の伝達部材を利用して、位置決めされてもよい。
【0016】
伝達部材は、所定の外科手術計画と関連付けられ得る。外科手術計画の一つ以上のパラメータは、それぞれのインプラントの所定の位置を実装するための、伝達部材に、またはそれによって伝達され得る。外科手術計画は、個々の患者に合わせられ得、これにより、治癒が改善され得る。伝達部材は、インプラントに直接結合され得、または伝達ガイドまたは装置に組み込まれ得、これにより、外科手術計画に従って、インプラントを位置決めする精度が改善され得る。開示された技術は、低減された包装および計器使用を含む、外科手術計画の実施における複雑さを低減し得る。伝達部材は、単回使用および/または再使用可能であり得、これは、外科手術計画の実施において外科医の柔軟性を提供し得る。
【0017】
本開示の例示的な態様に係る整形外科処置用の伝達ガイドは、インプラントに結合されるように構成され得るガイド本体と、ガイド本体から延在し得る一つ以上の伝達部材と、を含み得る。一つ以上の伝達部材は、組織に接触するように構成され得る。
【0018】
さらなる実装例では、ガイド本体は、骨内に挿入可能なガイドピンを少なくとも部分的に受容するように寸法設定された通路を含み得る。
【0019】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、所定の外科手術計画に基づいて、ガイド本体に対して位置決めされ得る。
【0020】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、ガイド本体に対して移動可能であってもよい。
【0021】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、ガイド本体の外周部の円周方向の周りに分配された複数の伝達部材を含み得る。
【0022】
さらなる実装例では、伝達部材の各々は、ガイド本体から半径方向外側に延在する第一の部分と、第一の部分から軸方向に延在する第二の部分と、を含み得る。第二の部分は、組織に接触するように構成されてもよい。
【0023】
さらなる実装例では、伝達部材の各々は、第一の部分から延在する第三の部分を含み得る。第三の部分は、ガイド本体に対する末端部分の位置を設定するために、ガイド本体の外周部に確立されたそれぞれのスロットに沿って並進可能であり得る。
【0024】
さらなる実装例では、第一の部分および第二の部分は、実質的にL字形状を確立し得る。
【0025】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、ガイド本体と一体的に形成され得る。
【0026】
本開示の例示的な態様に係る整形外科用インプラントは、ベースプレートおよびベースプレートから外側に延在し得る拡張部を含み得る。拡張部は、骨に接触するように寸法設定され得る。インプラントは、拡張部から延在し得る一つ以上の伝達部材を含み得る。一つ以上の伝達部材は、骨に接触するように構成されてもよい。一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの破損しやすい接続部で拡張部に結合され得る。
【0027】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、所定の外科手術計画に基づいて、寸法設定されてもよい。
【0028】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、拡張部と一体的に形成され得る。
【0029】
さらなる実装例では、拡張部は、ベースプレートに沿って形成され得る。
【0030】
さらなる実装例では、破損しやすい接続部は、インターフェースでの所定量のトルクに応答して、分離するように構成され得る。
【0031】
さらなる実装例では、破損しやすい接続部は、インターフェースを通って延在する軸に対して第一の回転方向の所定量のトルクに応答して分離するが、第一の回転方向とは反対の第二の回転方向には分離しないように構成され得る。
【0032】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、拡張部の外周部の円周方向の周りに分配された複数の伝達部材を含み得る。
【0033】
さらなる実装例では、伝達部材の各々は、拡張部の外周部から半径方向外側に延在する第一の部分と、第一の部分から軸方向に延在する第二の部分と、を含み得る。末端部分は、組織に接触するように構成されてもよい。
【0034】
さらなる実装例では、破損しやすい接続部は、第二の部分を通って延在する軸に対して第一の回転方向の所定量のトルクに応答して分離するが、第一の回転方向とは反対の第二の回転方向には分離しないように構成され得る。
【0035】
さらなる実装例では、ベースプレートは、中央開口および中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口を含み得る。周辺開口の各々は、拡張部を通るそれぞれの通路に整列され得る。周辺開口の各々は、それぞれの通路を通って骨内に部分的に受容可能なそれぞれの締結具を受容するように寸法設定され得る。
【0036】
さらなる実装例では、中央開口は、インプラントの位置を設定するために、骨内に挿入可能なガイドピンを受容するように寸法設定され得る。
【0037】
本開示の例示的な態様に係る整形外科処置用の組立品は、骨および伝達ガイドに当接するように構成され得るインプラントを含み得る。伝達ガイドは、インプラントに結合されるように構成され得るガイド本体と、ガイド本体から延在し得る一つ以上の伝達部材と、を含み得る。一つ以上の伝達部材は、骨に接触するように構成されてもよい。
【0038】
さらなる実装例では、ガイド本体は、インプラントの位置を設定するために、骨内に挿入可能なガイドピンを少なくとも部分的に受容するように寸法設定された通路を含み得る。
【0039】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、所定の外科手術計画に基づいて、ガイド本体に対して位置決めされ得る。
【0040】
さらなる実装例では、インプラントは、ベースプレートおよび軸に対してベースプレートから延在し得る拡張部を含み得る。拡張部は、骨に接触するように寸法設定され得る。
【0041】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、軸に対して拡張部に少なくとも部分的に軸方向に整列されるように寸法設定され得る。
【0042】
さらなる実装例では、拡張部は、第一の面と第二の面との間に延在する拡張部本体を含み得る。第一の面は、ベースプレートに沿って延在し得る。第二の面は、骨の外形に実質的に追従するように寸法設定され得る。
【0043】
さらなる実装例では、ガイド本体は、伝達ガイドをインプラントに機械的に取り付けるために、ベースプレートに沿って第二のねじ山と嵌合し得る第一のねじ山を含み得る。
【0044】
さらなる実装例では、ベースプレートは、中央開口および中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口を含み得る。周辺開口の各々は、インプラントを骨に固定するために、それぞれの締結具を受容するように寸法設定され得る。伝達ガイドは、整列部材を含んでもよい。整列部材は、伝達ガイドとインプラントとの間の相対的回転を制限するために、ベースプレートに沿った開口内に挿入可能であるように寸法設定され得る。
【0045】
さらなる実装例では、ガイド本体は、取付位置で中央開口に整列されるように構成された通路を含み得る。該通路は、インプラントの位置を設定するために、中央開口を通って骨内に挿入可能なガイドピンを少なくとも部分的に受容するように寸法設定され得る。
【0046】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、第一の位置と第二の位置との間で移動可能であってもよい。
【0047】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材の各々は、ガイド本体から半径方向外側に延在する第一の部分と、第一の部分から軸方向に延在する第二の部分と、を含み得る。第二の部分は、インプラントに隣接した組織に当接するように構成され得る。
【0048】
さらなる実装例では、インプラントは、ベースプレートおよび軸に対してベースプレートから延在し得る拡張部を含み得る。拡張部は、骨に接触するように寸法設定され得る。ベースプレートは、中央開口および中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口を含み得る。周辺開口の各々は、インプラントを骨に固定するために、それぞれの締結具を受容するように寸法設定され得る。ガイド本体は、伝達ガイドをインプラントに固定するために、中央開口内に少なくとも部分的に受容可能な結合機構を含み得る。伝達ガイドは、伝達ガイドとインプラントとの間の相対的回転を制限するために、ベースプレート内の開口内に挿入可能であるように寸法設定され得る整列部材を含み得る。
【0049】
さらなる実装例では、結合機構は、伝達ガイドをインプラントに機械的に取り付けるために、中央開口に沿って第二のねじ山と嵌合し得る第一のねじ山を含み得る。
【0050】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、ガイド本体と一体的に形成され得る。
【0051】
さらなる実装例では、ガイド本体は、結合部材を受容するように寸法設定された通路を含み得る。結合部材は、伝達ガイドをインプラントに機械的に取り付けるために、通路および中央開口内に挿入可能であり得る。
【0052】
さらなる実装例では、結合部材は、通路を含み得る。該通路は、インプラントの位置を設定するために、中央開口を通って骨内に挿入可能なガイドピンを受容するように寸法設定され得る。
【0053】
さらなる実装例では、インプラントは、ベースプレートおよびベースプレートから外側に延在し得る拡張部を含み得る。拡張部は、骨に接触するように寸法設定され得る。伝達ガイドは、ガイド本体から外側に延在し得る当接部材を含み得る。当接部材は、ベースプレートの外周部に少なくとも部分的に追従するように寸法設定されてもよい。
【0054】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材の各々は、ガイド本体から末端部分まで延在し得る。一つ以上の伝達部材は、第一の伝達部材および第二の伝達部材を含み得る。第一の伝達部材の末端部分は、第二の伝達部材の末端部分の幾何学的形状とは異なり得る幾何学的形状を有してもよい。
【0055】
さらなる実装例では、各末端部分は、骨の所定の表面外形に対して寸法設定され得る。
【0056】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、伝達本体と、ガイド本体と伝達本体を相互接続し得る伝達アームと、を含み得る。伝達本体は、骨の所定の表面外形に対して寸法設定され得る接触面を含み得る。
【0057】
さらなる実装例では、インプラントは、ベースプレートおよびベースプレートから外側に延在し得る拡張部を含み得る。拡張部は、骨に接触するように寸法設定され得る。ガイド本体は、ベースプレートの外周部に追従するように寸法設定され得る。
【0058】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材は、ガイド本体と一体的に形成され得る。
【0059】
さらなる実装例では、伝達ガイドは、スナップフィット接続を確立するために、ベースプレートの円周リムと連結するように寸法設定され得る複数の固定部材を含み得る。
【0060】
さらなる実装例では、ベースプレートは、中央開口および中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口を含み得る。周辺開口の各々は、インプラントを骨に固定するために、それぞれの締結具を受容するように寸法設定され得る。伝達ガイドは、ガイド本体から内側に延在し得る一つ以上の整列部材を含み得る。一つ以上の整列部材の各々は、伝達ガイドとインプラントとの間の相対的回転を制限するために、周辺開口のそれぞれの一つの中に挿入可能であるように寸法設定され得る。
【0061】
さらなる実装例では、中央開口は、結合部材を受容するように寸法設定されてもよい。結合部材は、通路を含み得る。該通路は、インプラントの位置を設定するために、中央開口を通って骨内に挿入可能なガイドピンを受容するように寸法設定され得る。
【0062】
さらなる実装例では、結合部材は、取付位置で伝達部材から間隔を置いて配置され得る。
【0063】
さらなる実装例では、ガイド本体は、ベースプレートの外周部を囲み、少なくとも部分的に受容するように寸法設定され得る。
【0064】
本開示の例示的な態様に係る整形外科用インプラントを取り付ける方法は、骨に接触するために、一つ以上の伝達部材を位置決めすることを含み得る。一つ以上の伝達部材は、インプラントに結合され得る。該方法は、一つ以上の伝達部材の位置決めに基づいて、インプラントを骨に対して位置決めすることを含み得る。
【0065】
さらなる実装例では、インプラントは、ベースプレートおよびベースプレートから外側に延在し得る拡張部を含み得る。インプラントを位置決めするステップは、拡張部の表面が、骨に接触し得るように、発生し得る。
【0066】
さらなる実装例では、拡張部の表面は、所定の外科手術計画に基づいて、骨の表面外形に実質的に追従するように寸法設定され得る。
【0067】
さらなる実装例では、ベースプレートは、中央開口および中央開口の円周方向の周りに分配された複数の周辺開口を含み得る。周辺開口の各々は、拡張部を通るそれぞれの通路に整列され得る。方法は、インプラントを固定するために、それぞれの締結具を各々それぞれの周辺開口内に、その後、骨内に位置決めすることを含み得る。
【0068】
さらなる実装例では、方法は、一つ以上の伝達部材とベースプレートとの間の相対的回転を制限するために、一つ以上の整列部材を、周辺開口のそれぞれの一つの中に挿入することを含み得る。
【0069】
さらなる実装例では、方法は、外科手術計画を確立することを含み得る。外科手術計画は、骨の表面外形に基づいてもよい。外科手術計画は、表面外形に対して一つ以上の伝達部材と関連付けられ得る少なくとも一つの寸法を含み得る。
【0070】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの接触面を含み得る。該方法は、外科手術計画に基づいて、骨の表面外形に実質的に追従するために、接触面を形成することを含み得る。
【0071】
さらなる実装例では、方法は、伝達ガイドをインプラントに結合することを含み得る。伝達ガイドは、インプラントと連結し得るガイド本体を含み得る。一つ以上の伝達部材は、ガイド本体から延在し得る。
【0072】
さらなる実装例では、方法は、一つ以上の伝達部材を位置決めするステップを含み得、少なくとも寸法に基づいて、ガイド本体に対して第一の位置と第二の位置との間で一つ以上の伝達部材を移動させることを含み得る。
【0073】
さらなる実装例では、ガイド本体は、通路を含み得る。方法は、ガイドピンを、ガイド本体内の通路を通って、その後、インプラントを通って、その後、骨内に位置決めすることを含み得る。
【0074】
さらなる実装例では、該方法は、外科手術計画を確立するステップの後で、少なくとも一つの寸法に基づいて、一つ以上の伝達部材をガイド本体と一体的に形成することを含み得る。
【0075】
さらなる実装例では、伝達ガイドは、複数の固定部材を含み得る。伝達ガイドをインプラントに結合するステップは、スナップフィット接続を確立するために、複数の固定部材をインプラントに対して位置決めすることを含み得る。
【0076】
さらなる実装例では、方法は、一つ以上の伝達部材をインプラントと一体的に形成することを含み得る。
【0077】
さらなる実装例では、一つ以上の伝達部材の各々は、それぞれの破損しやすい接続部でインプラントに結合され得る。該方法は、それぞれの伝達部材に加えられる所定量の力に応答して、破損しやすい接続部を分離することを含み得る。
【0078】
さらなる実装例では、骨は、関節窩の一部分であり得る。
【0079】
図1は、外科手術処置を計画するために利用され得る例示的な計画システム20を示す。システム20は、手術計画を作成、編集、実行、および/または検討するために、術前、術中、および/または術後を含む整形外科処置を計画するために使用され得る。システム20は、関節を修復するための関節形成処置などの様々な整形外科および他の外科処置用に利用され得る。システム20は、例えば、人工肩関節に組み込まれたインプラントなどのインプラントの配置に利用され得る。本明細書に開示される計画システムおよび方法が、解剖学的または反転型肩関節再建中の関節窩または上腕骨の修復を主に指すが、計画システム20が、患者の他の場所の修復、ならびに手首、手、腰、膝、または足首などの他の骨および関節の修復、ならびに骨折および他の変形の修復を含む他の外科手術処置に利用され得ることは、理解されるべきである。
【0080】
システム20は、ホストコンピュータ21および一つ以上のクライアントコンピュータ22を含み得る。ホストコンピュータ21は、一つ以上のソフトウェアプログラムを実行するように構成され得る。一部の実装例では、ホストコンピュータ21は、ソフトウェア命令を連続的にまたは並列に処理するように共同で構成された二つ以上のコンピュータであり得る。
【0081】
ホストコンピュータ21は、一つ以上の計算装置から成るネットワーク23などの一つ以上のネットワークと通信し得る。ネットワーク23は、例えば、プライベートローカルエリアネットワーク(LAN)、プライベートワイドエリアネットワーク(WAN)、インターネット、またはメッシュネットワークであってもよい。
【0082】
ホストコンピュータ21および各クライアントコンピュータ22は、コンピュータプロセッサ、メモリ、記憶手段、ネットワーク装置、ならびに入力および/または出力装置および/またはインターフェースのうちの一つ以上を含み得る。入力装置は、キーボード、マウスなどを含み得る。出力装置は、モニタ、スピーカ、プリンタなどを含み得る。メモリは、例えば、UVPROM、EEPROM、FLASH、RAM、ROM、DVD、CD、ハードドライブ、または本明細書に開示される計画および実施技術に関連するデータおよび/または他の情報を記憶し得る他のコンピュータ可読媒体を含み得る。ホストコンピュータ21および各クライアントコンピュータ22は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレット、または他の任意の計算装置であってもよい。インターフェースは、ネットワーク23の他のシステムおよび/または構成要素との通信を容易にし得る。
【0083】
各クライアントコンピュータ22は、クライアントインターフェース24を直接介して、またはネットワーク23を介して、ホストコンピュータ21と通信するように構成され得る。別の実装例では、クライアントコンピュータ22は、ピアツーピアインターフェース25を直接介して、互いに通信するように構成される。
【0084】
システム20は、一つ以上の撮像装置26を含み得、またはそれらに結合され得る。各クライアントコンピュータ22は、例えば、一つ以上の撮像装置26に結合され得る。各撮像装置26は、撮像装置26のスキャンフィールド(例えば、窓)内に存在する患者の解剖学的構造の一つ以上の画像30を捕捉または取得するように構成され得る。撮像装置26は、二次元(2D)および/または三次元(3D)グレースケールおよび/またはカラー画像30を捕捉または取得するように構成され得る。患者の一つ以上の画像を取得するX線装置、コンピュータ断層撮影(CT)装置、または磁気共鳴撮像(MRI)装置などの様々な撮像装置26を利用してもよい。
【0085】
クライアントコンピュータ22は、様々な外科手術器具などの一つ以上のソフトウェアプログラムを実行するように構成され得る。各クライアントコンピュータ22は、計画環境27にアクセスし、それをローカルおよび/またはリモートで実行するように動作可能であり得る。計画環境27は、スタンドアロンのソフトウェアパッケージであり得、または別の外科手術器具に組み込まれ得る。計画環境27は、ネットワーク23を介して、またはクライアントインターフェース24を直接介してのいずれかで、ホストコンピュータ21と通信するように構成され得る。
【0086】
計画環境27は、患者の解剖学的構造の画像30を捕捉または取得するために、撮像装置26のうちの一つ以上と相互作用するように構成され得る。計画環境27は、一つ以上のグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を介して、一つ以上の画像30、骨モデル31、インプラントモデル32および/または伝達モデル48の表示または可視化を提供し得る。各画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、ならびに他のデータおよび情報は、指定されたデータ構造に従って、一つ以上のファイルまたは記録に記憶され得る。
【0087】
システム20は、少なくとも一つの記憶システム28を含み得、これは、データを他の計算装置に保存またはそれ以外の方法で提供するように動作可能であり得る。記憶システム28は、例えば、ネットワーク23を介してホストコンピュータ21および/またはクライアントコンピュータ22と通信するように構成された記憶エリアネットワーク装置(SAN)であり得る。実装例では、記憶システム28は、ホストコンピュータ21および/またはクライアントコンピュータ22内に組み込まれてもよく、またはホストコンピュータ21および/またはクライアントコンピュータ22に直接結合され得る。記憶システム28は、コンピュータソフトウェア命令、データ、データベースファイル、構成情報などのうちの一つ以上を記憶するように構成され得る。
【0088】
一部の実装例では、システム20は、ホストコンピュータ21上でコンピュータソフトウェアを実行するように構成されたクライアントサーバアーキテクチャであり得、これは、クライアントコンピュータ22上で実行されるシンクライアントアプリケーションまたはウェブブラウザのいずれかを使用して、クライアントコンピュータ22によってアクセス可能であり得る。ホストコンピュータ21は、ローカル記憶装置から、または記憶システム28からコンピュータソフトウェア命令をメモリにロードし得、一つ以上のコンピュータプロセッサを使用して、コンピュータソフトウェアを実行し得る。
【0089】
システム20は、一つ以上のデータベース29を含み得る。データベース29は、記憶システム28などの中央の位置に記憶され得る。別の実装例では、一つ以上のデータベース29は、ホストコンピュータ21に記憶され得、および/またはクライアントコンピュータ22のうちの一つ以上によって提供される分散型データベースであり得る。各データベース29は、一つ以上の画像30、骨モデル31、インプラントモデル32および/または伝達モデル48を互いにおよび/または外科手術計画33と関連付けるように構成されたリレーショナルデータベースであり得る。各外科手術計画33は、それぞれの患者の解剖学的構造と関連付けられてもよい。各画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および外科手術計画33は、一意の識別子またはデータベース入力を割り当てられ得る。データベース29は、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および外科手術計画33に対応するデータおよび他の情報を、一つ以上のデータベース記録または入力に記憶するように構成され得、および/または各々それぞれの画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および外科手術計画33に対応する一つ以上のファイルをリンクする、またはそれ以外の方法で関連付けるように構成され得る。データベース29に記憶された画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および関連する外科手術計画33は、以前の外科手術例からのそれぞれの患者の解剖学的構造に対応し得、性別、年齢、人種、欠陥カテゴリー、処置の種類、担当外科医、施設または組織などの一つ以上の所定のカテゴリーに分類され得る。
【0090】
各画像30および骨モデル31は、撮像装置26などの一つ以上の医療装置または器具から取得されたデータおよびその他の情報を含み得る。骨モデル31は、撮像装置26によって捕捉された、またはそれ以外の方法で取得された画像30から取得された、または導出された患者の解剖学的構造に関連する座標情報を含み得る。各インプラントモデル32、伝達モデル48は、所定の設計または計画環境27によって確立または修正された設計と関連付けられた座標情報を含み得る。計画環境27は、モデル31、32、48を、二次元(2D)および/または三次元(3D)の容積または構築物として描画するために、コンピュータ支援設計(CAD)パッケージなどの一つ以上のモデリングパッケージを組み込む、および/またはそれらと連結し得、これにより、GUIの表示画面内の画像30のうちの一つ以上が重ね合わせられ得る。
【0091】
インプラントモデル32は、様々な形状および大きさのインプラントおよび構成要素に対応し得る。各インプラントは、ねじ、アンカー、および/または移植片を含む外科手術部位に配置され得る一つ以上の構成要素を含み得る。各インプラントモデル32は、単一の構成要素に対応し得、または組立品を確立するように構成され得る二つ以上の構成要素を含み得る。各インプラントおよび関連する構成要素は、金属材料および/または非金属材料を含む、様々な材料で形成され得る。各骨モデル31、インプラントモデル32、および伝達モデル48は、2Dおよび/または3Dの形状に対応し得、ディスプレイ内にワイヤフレーム、メッシュ、および/または固体構築物を生成するために利用され得る。
【0092】
各外科手術計画33は、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48のうちの一つ以上と関連付けられてもよい。外科手術計画33は、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32および/または伝達モデル48と関連付けられた様々なパラメータを含み得る。例えば、外科手術計画33は、画像30に捕捉された患者の解剖学的構造と関連付けられた骨密度および骨質に関連するパラメータを含み得る。外科手術計画33は、選択された骨モデル30、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48の相対的な位置決めおよび座標情報に関連する空間情報を含むパラメータを含み得る。
【0093】
外科手術計画33は、骨モデル31の一つ以上の修正、ならびに当初のおよび/または修正された骨モデル31に対するインプラントモデル32および/または伝達モデル48の位置に関連する情報を含み得る。外科手術計画33は、修正された骨モデル31に関連する座標情報および所定のデータ構造におけるインプラントモデル32および/または伝達モデル48の相対位置を含み得る。計画環境27は、自動的に、またはユーザインターフェースとのユーザの相互作用に応答して、伝達モデル48に一つ以上の修正を行うように構成され得る。各骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および/または外科手術計画33の修正は、自動的に、および/またはシステム20とのユーザの相互作用に応答して、データベース29に記憶され得る。
【0094】
一人以上の外科医および他のユーザは、クライアントコンピュータ22を介して、計画環境27が提供され得、データベース29に記憶された各画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および外科手術計画33に同時にアクセスし得る。各ユーザは、外科手術計画33の様々な態様を作成、表示、および/または修正するために、計画環境27と相互作用し得る。各クライアントコンピュータ22は、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および/または外科手術計画33のローカルインスタンスを記憶するように構成され得、それらは、データベース29とリアルタイムでまたは定期的に同期され得る。計画環境27は、クライアントコンピュータ22上で実行されるスタンドアロンソフトウェアパッケージであり得、または例えば、ホストコンピュータ21上で実行される一つ以上のサービスとして提供され得る。
【0095】
図1を引き続き参照しながら、図2を参照すると、システム20は、メモリ36に結合された少なくとも一つのプロセッサ35を含む計算装置34を含み得る。計算装置34は、ホストコンピュータ21および/またはクライアントコンピュータ22を含む、本明細書に開示される計算装置のいずれかを含み得る。プロセッサ35は、外科手術の術前、術中、および/または術後段階の間に、一つ以上の外科手術計画33ならびに任意の関連する骨モデル31、インプラントモデル32、および伝達モデル48を作成、編集、実行、および/または検討するための計画環境27を実行するように構成され得る。
【0096】
計画環境27は、少なくともデータモジュール37、表示モジュール38、空間モジュール39、および比較モジュール40を含み得る。四つのモジュールが示されているが、開示される機能を提供するために、三つ以下または五つ以上のモジュールが利用され得、および/またはモジュールのうちの一つ以上が組み合わされ得ることは、理解されるべきである。
【0097】
データモジュール37は、患者の解剖学的構造、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48および/または外科手術計画33の一つ以上の画像30に対応するデータおよび他の情報を、データベース29内にアクセス、検索、および/または記憶するように構成され得る。データおよびその他の情報は、一つ以上の記録またはエントリ41として一つ以上のデータベース29内に記憶され得る。一部の実装例では、データおよびその他の情報は、記録41によって参照される一つ以上の物体またはメモリ位置を参照することによってアクセス可能な一つ以上のファイルに記憶され得る。
【0098】
メモリ36は、データモジュール37からの一つ以上のコマンドに応答して、一つ以上の画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48および/または外科手術計画33の事例にアクセス、ロード、編集および/または記憶するように構成され得る。データモジュール37は、メモリ36に、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および/または外科手術計画33のローカルインスタンスを記憶させるように構成され得、これは、データベース29内の記録41と同期され得る。
【0099】
データモジュール37は、撮像装置26などの様々なソースから、患者の解剖学的構造の少なくとも一つ以上の画像30に対応するデータおよびその他の情報を受信するように構成され得る。データモジュール37は、撮像装置26に、画像30を自動的に、またはユーザの相互作用に応答して、捕捉または取得するよう命令するように構成され得る。
【0100】
表示モジュール38は、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32および/または伝達モデル48のうちの一つ以上を含む、少なくとも一つのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)43に、一つ以上の外科手術計画33に関連するデータおよび他の情報を表示するように構成され得る。計算装置34は、表示装置42を組み込み得、または表示装置42に結合され得る。表示モジュール38は、表示装置42に、ユーザインターフェース43に情報を表示させるように構成され得る。外科医または他のユーザは、患者の解剖学的構造46および/または任意の関連する骨モデル31、インプラントモデル32、および伝達モデル48の一つ以上の画像30を見るために、計画環境27を介してユーザインターフェース43と相互作用し得る。外科医または他のユーザは、一つ以上の外科手術計画33を作成、編集、実行、および/または検討するために、計画環境27を介してユーザインターフェース43と相互作用し得る。
【0101】
図2を引き続き参照しながら、図3Aおよび図3Bを参照すると、ユーザインターフェース43は、一つ以上の表示窓44および一つ以上の物体45を含み得る。表示窓44は、図3Aに示すように、第一、第二および第三の表示窓44-1、44-2、44-3を含み得、図3Bに示すように、第四および第五の表示窓44-4、44-5を含み得る。五つの表示窓44が示されているが、本明細書に開示される教示に従って、四つ以下または六つ以上の表示窓44が利用され得ることは、理解されるべきである。
【0102】
外科医またはユーザは、選択された画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48などの外科手術計画33の様々な態様を検索、表示、編集、記憶などをするために、物体45および/または表示窓44を含むユーザインターフェース43と相互作用し得る。物体45は、タブ45T、ボタン45B、ドロップダウンリスト45L、および方向指標45Dなどの、ユーザの相互作用によってアクセス可能なメニュー、タブ、およびボタンなどの画像を含み得る。物体45は、それぞれの表示窓44と関連付けられた一つ以上のメニュー項目45Mに整理され得る。選択された画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、伝達モデル48、および/または外科手術計画33に関する他の情報を含む幾何学的物体は、図3Aおよび図3Bに示すように、表示窓44のうちの一つ以上に表示され得る。各伝達モデル48は、窓44-4、44-5に示されるように、伝達ガイド56と関連付けられ得る、一つ以上の伝達部材54を含み得る。
【0103】
外科医は、外科手術計画33の様々な態様を指定するために、物体45と相互作用し得る。例えば、外科医は、関節窩(例えば、図3Bを参照)などの関節の一つの部分について外科手術計画33の態様を表示または特定するために、タブ45Tのうちの一つを選択し得、上腕骨(例えば、図3Aを参照)などの関節の別の部分について外科手術計画33の態様を表示または特定するために、タブ45Tのうちの別の一つを選択し得る。
【0104】
外科医は、骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48の様々な態様をデータベース29から選択し、指定するために、メニュー項目45Mと相互作用し得る。例えば、表示モジュール38は、図3Aに示すように、ユーザインターフェース43とのユーザの相互作用に応答して選択された、患者の解剖学的構造46およびインプラントモデル32のそれぞれの画像30と共に、一つ以上の骨モデル31を表示するように構成され得る。ユーザは、インプラントの種類、切除角度、およびインプラントの大きさを指定するために、第一の表示窓44-1と関連付けられたドロップダウンリスト45Lと相互作用し得る。切除角度のメニュー項目は、切除面R1(例示的な目的のために、窓44-1中の破線で示される)と関連付けられ得る。
【0105】
ユーザは、切除角度を変更(例えば、増大または減少)するために、ボタン45Bと相互作用し得る。ユーザは、選択されたインプラントモデル32の構成要素の大きさを変更(例えば、増大または減少)するために、選択されたインプラントモデル32に隣接するボタン45Bと相互作用し得る。ボタン45Bは、表示窓44上に重ね合わせられ得、または表示窓44に隣接して配置され得る。ユーザは、第二の表示窓44-2内で、選択されたインプラントモデル32の一部分を異なる方向(例えば、上、下、左、右)に移動させるために、方向指標45Dと相互作用し得る。外科医は、例えば、マウスを利用して、選択されたインプラントモデル32を、第二の表示窓44-2の所望の位置にドラッグ、またはそれ以外の方法で移動させ得る。外科医は、選択されたインプラントモデル32の構成要素の種類および/または大きさを指定するために、ドロップダウンリスト45Lのうちの一つと相互作用し得る。
【0106】
表示モジュール38は、窓44-1によって示されるように、画像30のうちの一つ以上の上に骨モデル31およびインプラントモデル32のうちの一つ以上を重ね合わせるように構成され得る。インプラントモデル32は、組立品を確立する一つ以上の構成要素を含み得る。インプラントモデル32の少なくとも一部分は、骨モデル31のある容積の選択された一つに少なくとも部分的に受容されるように構成され得る。インプラントモデル32は、対向する骨またはインプラントの関節面と嵌合するように寸法設定された関節面を有し得る。
【0107】
表示窓44は、画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48を様々な配向で表示するように構成され得る。表示モジュール38は、第一および/または第二の表示窓44-1、44-2に、選択された骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48の二次元(2D)表示を表示するように構成され得、例えば、第三の表示窓44-3に、選択された骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48の3D表示を表示するように構成され得る。外科医は、選択された骨モデル31、選択されたインプラントモデル32、および/または選択された伝達モデル48を、2D空間(例えば、上、下、左、右)および/または3D空間内で移動させるために、ユーザインターフェース43と相互作用し得る。他の実装例では、表示モジュール38は、選択された骨モデル31、選択されたインプラントモデル32の2D表示を第三の表示窓44-3に表示するように構成され得る。
【0108】
表示モジュール38は、選択された画像30、骨モデル31、インプラントモデル32、および/または伝達モデル48が、ユーザインターフェース43とのユーザの相互作用に応答して、表示窓44のうちの一つ以上に選択的に表示され得、非表示にされ得る(例えば、トグルされる)ように構成され得、これにより、外科医に、外科手術計画33の態様を検討する際に、改善された柔軟性が提供され得る。例えば、外科医は、選択されたインプラントモデル32の構成要素を第三の表示窓44-3に選択的に表示および非表示にするために、ドロップダウンリスト45Lと相互作用し得る。
【0109】
選択された骨モデル31は、図3Aに示した上腕骨などの、本明細書に開示される例示的な関節のいずれかを含む、関節に関連する骨に対応し得る。表示モジュール38は、例えば、第一の視認窓44-1に、選択された骨モデル31および選択されたインプラントモデル32の断面図を表示するように構成され得る。骨モデル31の断面図は、患者の解剖学的構造46の関連付けられた画像30と共に提示または表示され得る。
【0110】
空間モジュール39は、選択された骨モデル31に沿って切除面R1を確立するように構成され得る。ある容積の選択されたインプラントモデル32は、切除面R1に沿って選択されたある容積の骨モデル31で少なくとも部分的に受容され得る。切除面R1は、切除角度によって画定され得る。
【0111】
空間モジュール39は、表示モジュール38に、選択された骨モデル31の切除された部分を、切除面R1の対向する側面上の骨モデル31の残りの部分とは異なる様式で、第一の表示窓44-1に表示するように構成され得る。例えば、骨モデル31の切除された部分は、図3Aに示すように、患者の解剖学的構造46の画像30のそれぞれの部分が示されるように、第一の表示窓44-1の表示から非表示にされ得る。他の実装例では、選択された骨モデル31の切除部分は、比較的暗い影で表示され得る。空間モジュール39は、例えば、骨モデル31の座標を、切除面R1の位置と比較することによって、切除部分を決定し得る。ユーザは、選択された骨モデル31のある容積の以前の状態および修正された(例えば、切除された)状態を切り替えるために、一つ以上のボタン45Bと相互作用し得る。
【0112】
計画環境27は、表示窓44のうちの一つの変化が、他の窓44の各々と同期されるように、構成され得る。該切り替えは、ユーザの相互作用に応答して、表示窓44間で自動的におよび/または手動で同期され得る。
【0113】
外科医は、それぞれの関節の機能を回復させるために、外科手術部位を作成し、一つ以上のインプラントを骨または他の組織に固定することを含む、各外科手術計画33を実施するために、様々な計器および装置を利用し得る。伝達モデル48の各々は、それぞれの計器または装置(例えば、伝達ガイド)またはそれぞれのインプラントモデル32と関連付けられ得る。
【0114】
外科手術計画33は、様々な計器、装置、および/またはインプラントを位置決めおよび配向するために、組織内に固定されるように寸法設定されたガイドピン(例えば、ガイドワイヤまたはKirschnerワイヤ)などの一つ以上の位置決め物体と関連付けられ得る。表示モジュール38は、仮想位置VPおよび仮想軸VAを表示窓44のうちの一つ以上に表示するように構成され得る。仮想位置VPは、患者の解剖学的構造46に対する位置決め物体の指定された位置と関連付けられ得る。仮想軸VAは、仮想位置VPを通って延在し得、患者の解剖学的構造46に対する位置決め物体の指定された配向と関連付けられ得る。空間モジュール39は、骨モデル31および関連する患者の解剖学的構造46に対するそれぞれのインプラントモデル32の配置に応答して、仮想位置VPおよび/または仮想軸VAを設定するように構成され得る。仮想位置VPおよび/または仮想軸VAは、選択された骨モデル31に対する選択されたインプラントモデル32の位置および配向に基づいて、および/またはユーザインターフェース43とのユーザの相互作用に応答して、自動的に設定および/または調整され得る。
【0115】
空間モジュール39は、患者の解剖学的構造46と関連付けられた一つ以上の接触点CPを決定するように構成され得る。接触点CPは、骨モデル31および/または患者の解剖学的構造46の他の部分に沿った一つ以上の目印または他の表面機構と関連付けられ得る。各接触点CPは、関節の関節面または非関節面に沿って確立され得る。空間モジュール39は、仮想位置VP、仮想軸VA、および/または患者の解剖学的構造46に対するそれぞれのインプラントモデル32の位置および配向に基づいて、接触点CPを設定するように構成され得る。空間モジュール39は、図3Aおよび図3Bに示すように、表示モジュール38に、接点CPを表示窓44のうちの一つ以上に表示させるように構成され得る。実装例では、接触点CPは、インプラントモデル32の位置に基づいて、および/またはユーザインターフェース43とのユーザの相互作用に応答して、自動的に設定および/または調整され得る。仮想位置VP、仮想軸VA、および/または接触点CPは、データベース29内の一つ以上の記録41に記憶され得、それぞれの外科手術計画33と関連付けられ得る。
【0116】
比較モジュール40は、外科手術計画33の実施に関連する一つ以上のパラメータを生成または設定するように構成され得る。パラメータは、それぞれの伝達モデル48と関連付けられた一つ以上の設定または寸法を含み得る。パラメータは、仮想位置VP、仮想軸VA、および/または接点CPに基づいてもよい。比較モジュール40は、患者の解剖学的構造46、骨モデル31、インプラントモデル46、仮想位置VP、仮想軸VA、および/または接触点CPに対して、それぞれの伝達モデル48と関連付けられた一つ以上の設定または寸法を決定するように構成され得る。該寸法および設定は、利用され得、各々それぞれの伝達モデル48の物理的インスタンスを形成する。設定は、利用され得、インプラントモデル32および/または骨モデル31に対する各々それぞれの伝達モデル48の位置および配向を指定する。設定は、利用され得、一つ以上の伝達部材(例えば、物体)および伝達モデル48と関連付けられた関連する計器または装置を構成する。比較モジュール40は、伝達モデル48が、それぞれのインプラントモデル32に結合される場合、取付位置で骨モデル31または患者の解剖学的構造46において、またはそれに沿って、一つ以上の所定の位置に接触するように、設定および/または寸法を生成するように構成され得る。所定の位置は、接点CPのうちの一つ以上を含み得る。設定および寸法は、ユーザインターフェース43または出力ファイル内の一つ以上の画像を含む、様々な技術を利用して通信され得る。設定および/または寸法は、伝達モデル48と関連付けられたデータベース29内の一つ以上の記録41に記憶され得る。
【0117】
ユーザは、伝達モデル48をデータベース29から選択するために、表示窓44-4と関連付けられたリスト45Lと相互作用し得る。表示モデル38は、様々な位置および配向で、選択された伝達モデル48を、窓44-4および/または44-5内に表示するように構成され得る。空間モジュール39は、仮想位置VP、仮想軸VA、および/または接触点CPに従って、選択された伝達モデル48の初期位置を設定するように構成され得る。
【0118】
ユーザは、選択された伝達モデル48の位置および/または配向を設定または調整するために、ユーザインターフェース43と相互作用し得る。ユーザは、選択された伝達モデル48および/または仮想位置VPを表示窓44-4、45の異なる方向(例えば、上、下、左、右)に移動させるために、方向指標45DTと相互作用し得る。外科医は、例えば、マウスを利用して、選択された伝達モデル48および/または仮想位置VPを、窓44-4、44-5の所望の位置にドラッグ、またはそれ以外の方法で移動させ得る。ユーザは、選択された骨モデル31および/またはインプラントモデル32に対する仮想軸VAの周りの伝達モデル48の位置および/または配向を調整するために、回転指標45Rと相互作用し得る。ユーザは、選択された骨モデル31および/またはインプラントモデル32に対する仮想位置VPで、選択された伝達モデル48および関連する仮想軸VAの配向を調整するために、傾斜指標45TTと相互作用し得る。ユーザは、伝達部材54に関節接合させる、またはそれ以外の方法で伝達ガイド56のガイド本体62に対して移動させるために、関節接合ボタン45BAおよび/または方向指標DA(例えば、窓44-4)と相互作用し得る。伝達部材54は、関節接合され得、それ以外の方法で独立してまたは同期的に移動され得、これは、ユーザの相互作用に応答して手動で、および/または骨モデル31および/またはインプラントモデル32に対して伝達部材54を配置するのに自動的に応答して、発生し得る。伝達部材54の関節接合または移動は、関節接合部材54が、骨モデル31の表面に接触するように、発生し得る。伝達部材54の移動により、それぞれの接触点CPが調整され得る。一部の実装例では、伝達部材54の位置は、伝達ガイド56および/またはインプラント52に対して固定される。
【0119】
様々な伝達部材は、計画環境27で利用され得、本明細書に開示される伝達部材のいずれかを含む、外科手術計画33を実施する。各伝達部材は、それぞれの伝達モデル48と関連付けられ得る。開示された伝達部材は、インプラントを外科手術部位に固定、またはそれ以外の方法で固着する前に、それぞれのインプラントの位置および配向を設定するために、伝達ガイド、インプラント、および/または組立品に組み込まれ得る。
【0120】
図4は、整形外科処置用の例示的な組立品150を示す。組立品150は、利用され得、解剖学的または反転型肩関節再建中の関節窩または上腕骨の修復などの肩およびその他の関節の機能を回復させる。組立品150は、患者の他の部位の修復、ならびに手首、手、腰、膝、または足首などの他の関節の修復、ならびに骨折および他の変形の修復を含む他の外科手術処置に利用され得る。本開示において、同様の参照番号は、必要に応じて、同様の要素を示し、100またはその倍数を追加した参照番号は、対応する当初の要素の同じ特徴および利点を組み込むと理解される修正された要素を示す。
【0121】
組立品150は、整形外科用インプラント152および一つ以上の伝達部材(例えば、物体)154を含み得る。インプラント152および各伝達部材154は、骨Bまたは他の組織に当接または接触するように構成され得る(例えば、図10~12を参照)。組立品150は、インプラント152と連結するように構成された伝達ガイド156を含み得る。伝達ガイド156は、図4~7に示すように、伝達部材154のうちの一つ以上を組み込み得る。二つの伝達部材154が示されているが、本明細書に開示される教示に従って、一つ以下または三つ以上の伝達部材154が利用され得ることは、理解されるべきである。
【0122】
外科医またはユーザは、骨Bなどの組織に対する伝達部材154および/または伝達ガイド156の位置に基づいて、インプラント152を位置決めおよび配向し得る(例えば、図10~12を参照)。骨Bは、患者の関節に関連する関節窩または別の骨の一部分であってもよい。
【0123】
各伝達部材154は、それぞれの伝達モデル48と関連付けられ得る(図2)。伝達モデル48は、それぞれの伝達ガイド156および/またはインプラント152の各伝達部材154と関連付けられてもよい。インプラント152は、それぞれのインプラントモデル32と関連付けられ得る(図2)。骨Bは、それぞれの骨モデル31と関連付けられてもよい(図2)。
【0124】
インプラント152は、外科手術部位Sで骨Bに当接するように寸法設定された本体157を含み得る(例えば、図8ならびに図11および図12を参照)。本体157は、一つ以上の締結具Fを受容するように寸法設定されてもよい(例えば、図13Dおよび図13Eを参照)。締結具Fの各々は、インプラント152を外科手術部位Sに固定するために、骨B内に少なくとも部分的に受容されるように寸法設定され得る。釘および圧縮ねじなどの様々な締結具Fは、インプラント152で利用され得る。
【0125】
インプラント152は、本体157を確立するベースプレート158および拡張部160を含み得る。ベースプレート158および拡張部160は、モノリシックまたは単一の構成要素を確立するために一体的に形成され得、または互いに固定的に取り付けられる、もしくはそれ以外の方法で固定される、別個の構成要素であり得る。拡張部160は、印刷装置を利用して、ベースプレート158上に拡張部160を印刷するなどの様々な技術を利用して、ベースプレート158に沿って形成され得る。
【0126】
図4~7を引き続き参照して、図8を参照すると、ベースプレート158は、第一の面(例えば、前面)159Aと第一の面159Aに略対向する第二の面(例えば、後面)159Bとの間の長手方向(例えば、中央)軸Xに沿って延在するプレート本体159を含み得る。プレート本体159の周囲は、実質的に円形または楕円形の形状を有し得る。実質的に円形形状は、リーミング幅、およびインプラント152を受容するために、外科手術部位を作成する複雑さを低減し得る。
【0127】
ベースプレート158は、中央開口158Cおよび複数の周辺開口158Pを含み得る。周辺開口158Pは、長手方向軸Xに対して中央開口158Cの円周方向の周りに分配され得る(例えば、図13C~13Fを参照)。
【0128】
拡張部160は、軸Xに対してベースプレート158から外側に延在し得る。拡張部160の周囲は、例示目的で、図8中では破線で示される。拡張部160は、骨Bに接触するように寸法設定された拡張部本体161を含み得る。拡張部本体161は、第一の面(例えば、前方)161Aと第一の面161Aに略対向する第二の面(例えば、後方)161Bとの間を、長手方向軸Xに沿って延在し得る。前面159A、161Aは、一般的に、患者の側面に対応し得、後面159B、161Bは、外科手術部位に移植される場合、一般的に、患者の内側に対応し得る。拡張部160の前面161Aは、ベースプレート158の後面159Bに沿って延在し得る。
【0129】
拡張部本体161は、インプラント152の外面152Eを確立するために、ベースプレート158の後面159Bから外側に延在し得る。インプラント152の外面152Eを確立する拡張部160の後面161Bおよび/または他の部分は、骨欠損の幾何学的形状に近似するように寸法設定され得、またはそれぞれの骨の関節面に沿って確立された表面外形など、それぞれの患者に関連する骨の表面外形に実質的に適合または追従するように寸法設定された患者固有の幾何学的形状を有する一つ以上の表面を有し得る。後面159Bは、図8および図12に示すように、骨Bの表面外形に実質的に追従するように寸法設定され得る。
【0130】
拡張部160は、拡張部本体161を通る一つ以上の通路160Pを確立し得る。拡張部160は、ベースプレート158の後面159Bと拡張部160によって確立されたインプラント152の外面152Eとの間に延在する一つ以上の管状部材160Tを含み得る。各管状部材160Tは、通路160Pのそれぞれの一つを確立し得る。管状部材160Tを囲む拡張部本体161の部分は、実質的に固体であり得、または多孔性であり得る。周辺開口158Pおよび中央開口158Cの各々は、通路160Pのそれぞれの一つに整列され得る。中央開口158Cおよび/または周辺開口158Pの各々は、インプラント152を外科手術部位に沿って骨Bに固定するために、それぞれの締結具Fを受容するように寸法設定され得る(図13Fを参照)。
【0131】
図5および図8を引き続き参照しながら、図6および図7ならびに図9~12を参照すると、伝達ガイド156は、図9~12に示すように、インプラント152に結合されるように構成されたガイド本体162を含み得る。伝達ガイド156は、ガイド本体162から延在する一つ以上の伝達部材154を含み得る。一つ以上の伝達部材154は、所定の外科手術計画に基づいて、ガイド本体162に対して位置決めされ得る。所定の外科手術計画は、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、計画システム20によって確立され得る。
【0132】
ガイド本体162は、図7および図10に示すように、伝達ガイド156の長手方向(例えば、中央)軸Aに沿って延在する通路162Pを含み得る。通路162Pは、取付位置で中央開口162Cに整列されるように構成され得る(例えば、図13Aおよび図13Bを参照)。
【0133】
伝達ガイド156は、図13Aおよび図13Bに示すように、利用され得、ガイドピンGPなどの一つ以上の位置決め物体の位置および/または配向を設定する。中央開口158Cおよびそれぞれの通路162Pは、図13Cに示すように、ガイドピンGPの位置および/または配向を設定するために、ガイドピンGPを少なくとも部分的に受容するように寸法設定され得る。ガイドピンGPは、伝達ガイド156の長手方向軸Aに対するインプラント152の位置および/または配向を設定するために、中央開口158Cを通って、その後、通路160Pを通って、その後、骨Bの中に挿入可能であり得る。ガイドピンGPは、例示目的で、図8中では破線で示される。
【0134】
様々な技術は、利用され得、伝達ガイド156をインプラント152に固定する。ガイド本体162は、伝達ガイド156をインプラント152に機械的に取り付けるために、ベースプレート158(図8)の中央開口158Cに沿って配置され得る第一のねじ山158Tと嵌合する第二のねじ山163T(図6および図7)を含み得る。実装例では、伝達ガイド156は、結合機構163(図5~7)を含み得る。結合機構163は、例示目的で、図8では破線で示される。結合機構163は、ガイド本体162の近位端部分から外側に延在する突出部であり得る。結合機構163は、伝達ガイド156をインプラント152に固定するために、中央開口158C内に少なくとも部分的に受容可能であり得る。第一のねじ山163Tは、結合機構163に沿って配置され得る。
【0135】
伝達ガイド156は、伝達ガイド156をインプラント152に対して位置決めするための少なくとも一つの整列部材164を含み得る。整列部材164は、図9および図10に示すように、伝達ガイド156およびインプラント152を互いに対して位置決めするために、ベースプレート158に沿って開口158A内に挿入可能であるように寸法設定された突起部であり得る。整列部材164は、インプラント152の長手方向軸Xに対する伝達ガイド156とインプラント152との間の相対的回転を制限するために、開口158A内に挿入可能であるように寸法設定され得る。開口158Aは、中央開口158C、周辺開口158Pのうちの一つ、またはベースプレート158に沿った別の開口であり得る。一つの整列部材164のみが示されているが、複数の整列部材164が利用されてもよいことは、理解されるべきである(例えば、図18を参照)。
【0136】
様々な技術は、利用され得、伝達部材154を構成する。伝達ガイド156は、図6および図7に示すように、軸Aに対してガイド本体162の外周162OPの円周方向の周りに分配された複数の伝達部材154を含み得る。
【0137】
伝達部材154の各々は、第一の部分154Aと、第二の部分154Bと、第三の部分154Cと、を含み得る(図5)。第一の部分154Aは、軸Aに対してガイド本体162から半径方向外側に延在し得る。第二の部分154Bは、軸Aに対して第一の部分154Aと末端部分154Tとの間を軸方向に延在し得る。第一の部分154Aおよび第二の部分154Bは、実質的にL字形状を確立し得る。伝達部材154の第二の部分154Bの末端部分154Tまたは別の表面(例えば、外周)は、それぞれの接触点CPに沿って骨Bまたは他の組織に接触するように構成され得る(例えば、図10~12および図13Aを参照)。各接触点CPは、関節の関節面または非関節面に沿って確立され得る。末端部分154Tは、略半球状または丸みのある幾何学的形状などの様々な幾何学的形状を有し得る。第三の部分154Cは、軸Aに対して第一の部分154Aから軸方向に延在し得る。
【0138】
伝達部材154の各々は、単一の位置に固定され得、または第一の位置(例えば、図4)、第二の位置(例えば、図5)、および一つ以上の中間位置の間でガイド本体162に対して移動可能であるように構成され得る。一つ以上の伝達部材154の第二の部分154Bは、図11および図12に示すように、第二の位置および/または中間位置のうちの一つ以上において、軸Aに対して拡張部160に少なくとも部分的に軸方向に整列されるように寸法設定され得る。
【0139】
第三の部分154Cは、ガイド本体162に対する伝達部材154の末端部分154Tの位置を設定するために、ガイド本体162の外周162OP内に確立されたそれぞれのスロット162Sに沿って並進可能であり得る(例えば、図5を参照)。
【0140】
伝達ガイド156は、図5に示すように、伝達部材154と関連付けられた一つ以上の印165を含み得る。外科医または他のユーザは、外科手術計画33のうちの一つなどの患者の解剖学的構造と関連付けられた所定の外科手術計画に基づいて、伝達部材154の各々の位置を独立して設定するために、印165を利用し得る(図2)。印165は、伝達部材154のそれぞれと関連付けられ得、それぞれの伝達部材154の各々を個別に識別するために利用され得る文字または別の指標を含み得る。印165は、スロット162Sの各々に隣接するガイド本体162に沿って形成され得、またはそれぞれの伝達部材154に沿って形成され得る。実装例では、印165は、図5Aの伝達部材154-1、154-2によって示すように、ガイド本体162に対するそれぞれの伝達部材154の位置および/または長手方向軸Aに対する伝達部材154の軸方向位置を示すために、マーカー165Mに整列され得る一連の目盛りを含むルーラー165Mを含み得る。伝達部材154-1、154-2は、長手方向軸Aに対する各伝達部材154-1、154-2の位置を設定するために、DA方向にスロット162Sに沿って独立して移動され得る。
【0141】
金属および合金などの金属材料を含む、様々な材料は、利用され得、本明細書に開示されるインプラント、伝達部材、および伝達ガイドを形成する。伝達部材および/または関連する伝達ガイドは、金属材料ならびにポリマーおよび熱可塑性樹脂を含む非金属材料で作製され得る。
【0142】
図14は、フローチャート198の整形外科処置を計画および実施する例示的な方法を示す。該方法は、一つ以上の整形外科用インプラントの設置を含む、それぞれの外科手術計画を作成、編集、実行、および/または検討するために、術前、術中、および/または術後に利用され得る。該方法は、利用され得、肩およびその他の関節の機能を回復させるための関節形成術を実施する。方法198が、肩関節再建を主に指すが、該方法および開示されたインプラントが、本明細書に開示される関節および処置のいずれかを含む、患者の身体の他の部位でおよび他の外科処置で利用され得ることは、理解されるべきである。該方法198は、組立品150、250、350、450、550、650、750、および/または950を含む、本明細書に開示される計画システム、組立品、インプラント、伝達部材、伝達ガイド、ならびに計器および装置のいずれかで利用され得る。以下に列挙されるよりも少ないまたはそれに追加のステップは、本開示の範囲内で実施され得、列挙されるステップの順序は、本開示を限定することを意図しない。計画システム20および関連するモジュールのいずれかは、方法198のステップの各々を実行するように構成され得る。例示目的で、図2および図3の計画システム20およびグラフィカルユーザインターフェース43、ならびに図13A~13Fの組立品150を参照する。
【0143】
骨モデル31は、ステップ198Aでユーザインターフェース43と相互作用することによって、一つ以上の骨モデル31から選択され得る。インプラントモデル32は、ステップ198Bでユーザインターフェース43と相互作用することによって、一つ以上のインプラントモデル32から選択され得る。データベース29内で利用可能な骨モデル31、インプラントモデル32、および外科手術計画33は、ユーザ相互作用に応答して、ユーザインターフェース43内の一つ以上のリストに提示され得る。選択された骨モデル31は、図3Aに示した上腕骨の上腕骨頭または図3Bに示した関節窩などの肩またはその他の関節に関連する骨に対応し得る。骨モデル31のうちの選択された一つは、ステップ198Cで、ユーザインターフェース43の一つ以上の窓44に最初に位置決めされ、表示され得る。各選択された骨モデル31および選択されたインプラントモデル32は、異なる配向および2D/3D表示を含む、本明細書に開示される技術のいずれかに従って、表示窓44-1、44-2および44-3に表示され得る。
【0144】
選択されたインプラントモデル32は、ステップ198Dで、選択された骨モデル31に対して位置決めされ得る。ステップ198Dは、選択された骨モデル31と関連付けられた一つ以上の所定のパラメータまたは設定および/または目印に基づいて、インプラントモデル32を骨モデル31に対して自動的に位置決めすることを含み得る。ステップ198Dは、ユーザインターフェース43とのユーザの相互作用に応答して、選択されたインプラントモデル32を選択された骨モデル31に対して移動させることを含み得る。選択されたインプラントモデル32の位置は、方法198のステップのいずれかの前、最中、および/または後に、一つ以上の反復で調整され得る。
【0145】
選択された骨モデル31の一つ以上の修正は、ステップ198Eで行われ得る。該修正は、例えば、ユーザインターフェース43とのユーザの相互作用に応答して、行われ得る。ステップ198Eは、ステップ198Fで、一つ以上の切除パラメータを設定することを含み得る。切除パラメータは、図3Aに示すように、切除角度(α)および/または切除角度(α)と関連付けられた切除面R1を含み得る。切除角度(α)は、それぞれの骨モデル31の軸BAに対して確立され得る。ステップ198Fは、選択された骨モデル31に沿って切除面R1を画定するために、切除角度(α)を選択することを含み得る。切除パラメータは、それぞれの外科手術計画33に記憶され得る(図2)。ステップ198Dは、図3Aに示すように、ある容積の選択されたインプラントモデル32が、ある容積の選択された骨モデル31に少なくとも部分的に受容されるように、選択されたインプラントモデル32を切除面R1に沿って位置決めすることを含み得る。
【0146】
ステップ198Gで、一つ以上の位置決めパラメータは、伝達モデル48、および伝達部材154などの関連する伝達部材に関連して設定され得る。位置決めパラメータは、伝達モデル48と関連付けられた一つ以上の設定または寸法を含む、本明細書に開示されるパラメータのいずれかを含み得る。該パラメータは、仮想位置VP、仮想軸VA、および/または一つ以上の接点CPに基づいて、生成または設定され得る(例えば、図3Aおよび図3Bを参照)。該設定および寸法は、様々な技術を利用して、通信され得る。ステップ198Gは、設定および/または寸法を、それぞれの伝達モデル48と関連付けられたデータベース29内の一つ以上の記録41に記憶することを含み得る。実装例では、ステップ198Gは、ユーザインターフェース43に一つ以上の画像において設定および/または寸法を表示すること、および/または出力ファイルにおいて設定および/または寸法を保存することを含み得る。
【0147】
ステップ198Gは、図3Bに示すように、選択された伝達モデル48の幾何学的形状を、ユーザインターフェース43の一つ以上の表示窓44に表示することを含み得る。ステップ198Gは、図3Bに示すように、ステップ198Hで、伝達モデル48の幾何学的形状を、選択された骨モデル31および/またはインプラントモデル32の幾何学的形状に対して位置決めすることを含み得る。ステップ198Hは、選択された骨モデル31と関連付けられた表面外形を含む、選択された骨モデル31および/またはインプラントモデル32に対する伝達モデル48の一つ以上の部分の位置を決定することを含み得る。ステップ198Gは、図3Bに示すように、選択された伝達モデル48の一部分が、選択された骨モデル31および/または選択されたインプラントモデル32の表面外形に接触するように、伝達モデル48を、選択された骨モデル31および/または選択されたインプラントモデル32に対して特定の配向および/または位置に配置することを含み得る。ステップ198Hは、伝達部材154が、それぞれの接触点CPで、選択された骨モデル31の表面外形に接触するように、選択された伝達モデル48と関連付けられた伝達部材154の仮想表示を位置決めすることを含み得る。
【0148】
ステップ198Jで、外科手術計画33は、ステップ198Eで、選択された骨モデル31、選択されたインプラントモデル32、および選択された伝達モデル48に従って、ならびに/またはステップ198Fおよび/もしくは198Gで決定されたパラメータおよび設定に従って、確立および/または更新され得る。ステップ198Jは、外科手術計画33のローカルインスタンスを更新すること、および/または外科手術計画33をデータベース29内で更新することを含み得る。方法198のステップの一つ以上の反復は、外科手術計画33を更新するために、実施され得る。外科手術計画33は、選択された骨モデル31と関連付けられた骨の表面外形に基づいてもよい。外科手術計画33は、ステップ198Gで決定され得る、骨の表面外形に対して、一つ以上の伝達部材154と関連付けられた少なくとも一つの寸法、設定、または他のパラメータを含み得る。
【0149】
方法198は、ステップ198Jで以前に確立および/または更新された外科手術計画などの、所定の外科手術計画を実施するための一つ以上のステップを含み得る。
【0150】
ステップ198Kで、それぞれの伝達モデル48および外科手術計画33と関連付けられた一つ以上の伝達部材154が構成され得る。ステップ198Kは、ステップ198Gで決定された、またはそれ以外の方法で外科手術計画33で指定された、一つ以上の設定、寸法、および/または他のパラメータを含む、伝達モデル48と関連付けられた一つ以上のパラメータを転送またはそれ以外の方法で通信することを含み得る。ステップ198Kは、伝達部材154などの伝達部材のいずれかを含み、本明細書に開示される技術のいずれかに従って、ステップ198Lで、選択された伝達モデル48と関連付けられた一つ以上の伝達部材を形成することを含み得る。伝達部材154を形成するための例示的な技術には、射出成形、成型印刷、および機械加工技術が含まれ得る。ステップ198Lは、患者の解剖学的構造46の患者固有の表面外形に従って、伝達部材154の一つ以上の部分を形成することを含み得る。ステップ198Gで確立された仮想位置VP、仮想軸VAおよび/または接触点CP、ならびに関連する寸法、設定および他のパラメータは、伝達モデル48およびそれぞれの伝達部材154、インプラント152および/または伝達ガイド156の物理的インスタンスの設計および形成における設計制約として利用され得る。ステップ198Kは、インプラント152を骨Bに対して最初に位置決めする前、間、および/または後に発生し得る。骨Bは、図13A~13Fに示すように、関節窩Gの一部分、または患者の解剖学的構造の別の骨および関連する関節であり得る。
【0151】
外科手術計画33を実施することは、ステップ198Mで外科手術部位Sを作成することを含み得る。ステップ198Mは、選択されたインプラント152の配置前に、発生し得る。ステップ198Mは、ステップ198Nで骨Bの一部分を切除することを含み得る。ステップ198Nは、ステップ198Fで設定された切除パラメータに従って発生し得る。
【0152】
図14を引き続き参照しながら、図13A~13Fを参照すると、外科手術計画を実施することは、インプラント152などの一つ以上の整形外科用インプラントを取り付けることを含み得る。インプラント152は、外科手術部位Sで骨Bまたは他の組織に沿って取り付けられ得る。骨Bは、それぞれの骨モデル31と関連付けられ得る(図2)。インプラント152は、外科手術計画33で指定されたそれぞれのインプラントモデル32と関連付けられ得る(図2)。
【0153】
図14を引き続き参照しながら、図13Aを参照すると、選択されたインプラント152は、ステップ198Oで伝達部材154に従って位置決めされ得る。ステップ198Oは、伝達部材154の位置決めに基づいて、インプラント152を骨Bに対して位置決めすることを含み得る。ステップ198Oは、拡張部160の表面が、骨Bに接触するように、発生し得る。拡張部160の表面は、図8の後面161Bによって示されるように、所定の外科手術計画33に基づいて、骨Bの表面外形に実質的に追従するように寸法設定された患者固有の表面であり得る。
【0154】
ステップ198Oは、ステップ198Pで、伝達部材154および関連する伝達ガイド156を、選択されたインプラント152に結合することを含み得る。様々な技術は、利用され得、それぞれの伝達部材154の各々をインプラント152に結合する。ステップ198Pは、本明細書に開示されるインプラントおよび伝達ガイドのいずれかを含む、ステップ198Lで単一構造を確立するために、伝達部材を、選択されたインプラントまたは伝達ガイドと共に形成することを含み得る。他の技術は、利用され得、伝達部材154をインプラント152に結合する。
【0155】
ステップ198Pは、伝達ガイド156をインプラント152に機械的に取り付ける、または取り外し可能に固定することを含み得る。ガイド本体162は、インプラント152と連結するように配置され得る。ステップ198Pは、伝達ガイド156をインプラント152に機械的に取り付けるために、第二のねじ山163Tを結合機構163に沿って、第一のねじ山158Tをベースプレート158に沿って嵌合することを含み得る(図5~8も参照)。伝達ガイド156は、少なくとも一つの整列部材164を含み得る。整列部材164は、伝達ガイド156およびインプラント152を互いに対して位置決めするために、ベースプレート158に沿って開口158A内に挿入可能であるように寸法設定された突起部であり得る。ステップ198Pは、インプラント152の軸Xに対して、ベースプレート158および伝達部材154と、関連する伝達ガイド156との間の相対的回転を制限するために、開口158Aまたは周辺開口158P(例えば、図9および図10を参照)などの、ベースプレート158に沿ってそれぞれの開口に一つ以上の整列部材164を挿入することを含み得る。開口158Aは、中央開口158C、周辺開口158Pのうちの一つ、またはベースプレート158に沿った別の開口であり得る。
【0156】
ステップ198Oは、ステップ198Qで骨Bなどの組織に接触するために、伝達部材154を位置決めすることを含み得る。ステップ198Qは、ステップ198Pで、伝達部材154および関連する伝達ガイド156をインプラント152に結合する間および/または後に発生し得る。ステップ198Oは、ステップ198Pで、伝達部材154をインプラント152に結合した後、インプラント152を、伝達部材154および関連する伝達ガイド156と共に、骨Bまたは他の組織に対する装置として位置決めすることを含み得る。
【0157】
骨Bまたは他の組織に接触するために、伝達部材154を位置決めすることは、それぞれの所定の接触点CPで発生し得る(図10~12および図13Cも参照)。接触点CPは、外科手術計画33に従って定義され得、関節の関節面または非関節面に沿ってなど、骨Bの表面外形に沿って分布され得る。接触点CPは、関節窩リムなどの患者の解剖学的構造によって画定された一つ以上の目印に対応し得る。伝達部材154の各々は、それぞれの接触面154CSを含み得る。接触面154CSは、それぞれの接触点CPに従ってステップ198Gで決定された外科手術計画33の一つ以上のパラメータに対して寸法設定され得る。伝達部材154のうちの一つ以上は、接触面154CSが、それぞれの接触点CPで骨Bの表面外形に接触するように、ガイド本体162から外側に延在し得る。各接触点CPは、組織に沿った単一点または局所領域であり得る。伝達部材154は、伝達部材154の接触面154CSの各々が、インプラント152を外科手術計画33に指定された所定の位置および/または配向に配置するために、骨Bに沿った一つの所定の位置のみで骨Bと実質的に嵌合するように、外科手術計画33からのパラメータまたは設定に従って、寸法設定または構成され得る。
【0158】
様々な印165は、利用され得、伝達部材154の位置を確立する。実装例では、ステップ198Qで伝達部材154を位置決めすることは、ルーラー165Mに沿って値を選択するために、伝達部材154および隣接するルーラー165Mと関連付けられたマーカー165Mを整列させることを含み得る(図5Aを参照)。値は、ステップ198Gで決定される、および/またはそれ以外ではステップ198Jで確立される外科手術計画に含まれる、一つ以上の設定に対応し得る。
【0159】
ステップ198Oは、伝達部材154が、それぞれの接触点CPで骨Bに接触するように、ステップ198Gで決定された寸法、設定、および/または他のパラメータに基づいて、伝達部材154を、ガイド本体162および/またはインプラント152に対して第一の位置と第二の位置との間のDA方向に移動させることを含み得る。DA方向は、伝達ガイド156の軸Aに実質的に平行であり得る。伝達部材154のうちの一つ以上は、伝達部材154-1によって示されるように、末端部分154Tで骨Bに接触し得、および/または伝達部材154-2によって示されるように、伝達部材154の第二の部分154Bの外周部に沿って骨Bに接触し得る(図10~12も参照)。伝達部材154-2は、末端部分154Tが、それぞれの接触点CPから外側に骨Bの上にかかるように、寸法設定され得る(例えば、図11を参照)。末端部分154Tは、接触点CPが、骨Bまたは関節の関節面から外側に確立され、かつそこから間隔を置いて配置されるように、骨Bの上にかかり得る。後面161Bは、骨Bまたは関節の関節面と関連付けられた骨Bの表面外形に実質的に追従するように寸法設定された患者固有の幾何学的形状を有し得る(例えば、図12を参照)。他の実装例では、伝達部材は、ガイド本体および/またはインプラントに対して固定位置に確立され得る(例えば、組立品250、350、450、55、650、750、および950を参照)。
【0160】
ステップ198Oは、伝達部材154が、骨Bに対するインプラント152の移動を制限するように、発生し得る。ステップ198Oは、伝達部材154が、骨Bに対するインプラント152の位置および/または配向を固定または設定するように、発生し得、これは、所定の仮想位置VP、仮想軸VA、および/または外科手術計画33と関連付けられた接触点CPを含む、ステップ198Gで確立されたパラメータに対応し得る。
【0161】
図14を引き続き参照しながら、図13Bを参照すると、ステップ198Oは、ステップ198Rで外科手術部位Sに対して一つ以上の位置決め物体を配置することを含み得る。位置決め物体は、ガイドピンGPによって示されるように、一つ以上のガイドピンを含み得る。ステップ198Rは、ガイドピンGPを、少なくとも部分的にガイド本体162の通路162P内に、および通路162Pを通って、その後、インプラント152(図13C)を通って、その後、骨B内に位置決めすることを含み得る。ガイドピンGPは、外科手術計画33と関連付けられた所定の仮想位置VPおよび/または仮想軸VAと実質的に等しい位置および/または配向で骨Bに入り得る。インプラント152は、ガイドピンGPを骨B内に位置決めするのに応答して、接触点CPの各々から間隔を置いて配置され得る。
【0162】
図14を引き続き参照しながら、図13Cを参照すると、伝達部材154および関連する伝達ガイド156は、ステップ198Sで、外科手術部位Sでインプラント152から取り外され得る。ステップ198Sは、伝達ガイド156を第二の方向D2に移動させることを含み得る(図13B)。第二の方向D2は、軸Aに実質的に平行であり得、第一の方向D1に対向し得る(図13A)。
【0163】
図13Dおよび図13Eを参照すると、インプラント152は、ステップ198Tで、外科手術部位Sで骨Bに固定され得る。様々な技法は、利用され得、インプラント152を固定する。ステップ198Tは、ステップ198Uでインプラント152を外科手術部位Sに固定するために、一つ以上の締結具Fを、それぞれの周辺開口158P内に、その後、骨B内に位置決めすることを含み得る。ガイドピンGPは、図13Fに示すように、インプラント152を締結具Fで固定した後に、ガイドピンGPをD2方向に移動させることによって、インプラント152から取り外され得る。締結具は、ガイドピンGPを取り外した後に、中央開口158C内に位置決めされ得る。締結具Fは、圧縮ねじなどの本明細書に開示される締結具のいずれかを含み得る。
【0164】
ステップ198Vでは、一つ以上の仕上げ作業は、外科手術部位Sで実施され得る。ステップ198Vは、図8(例示目的のために、破線で示される)に示すように、関節接合部材167をベースプレート158に結合することを含み得る。関節接合部材167は、隣接する骨またはインプラントと協働するように寸法設定された関節接合面を含み得る。関節接合面は、略凹状または凸状の形状を含む様々な形状を有し得る。ステップ198Vは、インプラント152を配置するために、患者に作られた切開を閉じることを含み得る。
【0165】
図15および図16は、整形外科処置用の別の例示的な組立品250を示す。組立品250は、利用され得、本明細書に開示される技術のいずれかに係る、関節および他の解剖学的構造のいずれかの機能を回復させる。組立品250は、整形外科用インプラント252および一つ以上の伝達部材(例えば、物体)254を含み得る。伝達部材254は、インプラント252に結合され得る。インプラント252および伝達部材254は、骨Bまたは他の組織に当接または接触するように構成され得る(例えば、図19および図20を参照)。インプラント252および伝達部材254は、計画システム20および/または方法198によって確立された所定の外科手術計画に基づく寸法を含む、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、寸法設定され得る。
【0166】
インプラント252は、ベースプレート258およびベースプレート258から外側に延在する拡張部260を含み得る。拡張部260の後面261Bは、インプラント252の外面252Eを確立し得る。後面261Bは、図20に示すように、それぞれの患者に関連する骨Bの表面外形に実質的に追従するように寸法設定された患者固有の幾何学的形状を有し得る。
【0167】
組立品250は、インプラント252と連結するように構成された伝達ガイド256を含み得る。伝達ガイド256は、伝達部材254のうちの一つ以上を組み込み得る。伝達部材254は、伝達ガイド256のガイド本体262から外側に延在するように寸法設定され得る。伝達部材254のうちの一つ以上は、所定の外科手術計画に基づいて、ガイド本体262に対して位置決めされ得る。
【0168】
図15を引き続き参照しながら、図16~18を参照すると、伝達部材254の各々は、伝達部材254の各々の位置が、ガイド本体262に対して固定されるように、ガイド本体262と一体的に形成され得る。伝達部材254の各々は、ガイド本体262から半径方向外側に延在する第一の部分254Aと、第一の部分254Aと末端部分254Tとの間で軸方向に延在する第二の部分254Bと、を含み得る。末端部分254Tおよび/または第二の部分254Bの別の表面は、図19および図20に示すように、インプラント252に隣接する骨Bまたは他の組織に当接するように構成され得る。外科医またはユーザは、骨Bに対する伝達部材254および/または伝達ガイド256の位置に基づいて、インプラント252を位置決めし得る。
【0169】
図15ならびに図17および図18を引き続き参照しながら、図19および図20を参照すると、組立品250は、伝達ガイド256をインプラント252に固定するように構成された結合部材266を含み得る。ガイド本体262は、図19に示すように、結合部材266を受容するように寸法設定された通路262Pを含み得る。結合部材266は、取付位置でインプラント252の長手方向軸Aに対して、伝達部材254の各々から円周方向に間隔を置いて配置され得る。結合部材266は、伝達ガイド256をインプラント252に機械的に取り付けるために、通路262Pおよびベースプレート258の中央開口258C内に挿入可能な締結具であり得る。結合部材266は、伝達ガイド256をインプラント252に機械的に取り付けるために、中央開口258C(図16)に沿ってねじ山258Tと嵌合するように寸法設定されたねじ山266Tを含み得る。伝達部材254のうちの一つ以上は、図15および図20に示すように、取付位置でインプラント152の軸Xおよび/または伝達ガイド256の軸Aに対して、拡張部260に少なくとも部分的に軸方向に整列されるように寸法設定され得る。
【0170】
結合部材266は、通路266Pを含み得る。通路266Pは、ガイドピンGPなどの一つ以上の位置決め物体を受容するように寸法設定され得る。ガイドピンGPは、図19および図21Bに示すように、インプラント252の位置を設定するために、中央開口258Cを通って骨Bの中に挿入可能であり得る。ガイドピンGPは、例示目的のために、図19では破線で示される。
【0171】
伝達ガイド256は、ガイド本体262から外側に延在する当接部材268を含み得る。当接部材268は、軸A、Xに対する伝達ガイド256とインプラント252との間の相対的な半径方向移動を制限するために、ベースプレート258のプレート本体259に沿って外周部258BPに少なくとも部分的に追従するように寸法設定された表面外形268SC(図18)を含み得る。伝達ガイド256は、ガイド本体262(図17および図18)から内側に延在する一つ以上の整列部材264を含み得る。整列部材264は、当接部材268から間隔を置いて配置され得る。伝達部材254のうちの一つ以上は、当接部材268から外側に延在し得る。
【0172】
図21A~21Fは、伝達部材254および関連する伝達ガイド256を利用して、外科手術部位Sでインプラント252を骨Bに取り付ける様々な状態を示す。方法198のステップのいずれかは、利用され得、インプラント252を設置する。例示目的のために、図14の方法198を参照する。
【0173】
方法198は、ステップ198Gで確立された一つ以上の寸法に基づいて、ステップ198Lで伝達部材254をガイド本体262と一体的に形成することを含み得る。伝達部材254をガイド本体262と一体的に形成することは、ステップ198Jで、所定の外科手術計画を確立した後に発生し得る。
【0174】
図14を参照して、図21Aを参照すると、インプラント252は、ステップ198Oで、伝達部材254を位置決めすることに従って、外科手術部位Sに位置決めされ得る。ステップ198Oは、伝達ガイド256をインプラント252に対して位置決めすることを含み得る。結合部材266は、ステップ198Pで、伝達ガイド256をインプラント252に機械的に取り付けるまたはそれ以外の方法で固定するために、D1方向に移動され得る。
【0175】
図14を参照して、図21Bを参照すると、ガイドピンGPなどの少なくとも一つの位置決め物体は、ステップ198Rで、外科手術部位Sに対して配置され得る。ステップ198Rは、インプラント252の位置および配向を設定するために、ガイドピンGPをD1方向に移動させ、ガイドピンGPを結合部材266の通路266Pに、その後、ベースプレート258の中央開口258P(図21C)を通って、その後、骨Bに挿入することによって、ガイドピンGPを位置決めすることを含み得る。ガイドピンGPは、ステップ198Jで確立された外科手術計画と関連付けられた所定の仮想位置VPおよび/または仮想軸VAと実質的に等しい位置および/または配向で骨Bに入り得る。
【0176】
図21Bおよび図21Cを参照すると、結合部材266および伝達ガイド256は、ステップ198Sで伝達部材254を取り外すために、インプラント252から結合解除され、外科手術部位Sから離れる方向D2に移動され得る。
【0177】
図21Dおよび図21Eを参照すると、インプラント252は、ステップ198Tで、外科手術部位Sに固定され得る。一つ以上の締結具Fは、ステップ198Uで、インプラント252を固定するために、周辺開口258P内に位置決めされ得る。ガイドピンGPは、図21Eおよび図21Fに示すように、インプラント252から取り外され、外科手術部位Sから離れる方向D2に移動され得る。
【0178】
図22および図23は、整形外科処置用の別の例示的な組立品350を示す。組立品350は、本明細書に開示される技術のいずれかに係る、関節および他の解剖学的構造のいずれかの機能を回復させるために利用され得る。組立品350は、整形外科用インプラント352および一つ以上の伝達部材(例えば、物体)354を含み得る。
【0179】
インプラント352は、ベースプレート358およびベースプレート358から外側に延在する拡張部360を含み得る。拡張部360の後面361Bは、インプラント352の外面352Eを確立し得る。後面361Bは、患者の骨Bの表面外形に実質的に追従するように寸法設定された患者固有の幾何学的形状を有し得る(骨Bは、例示目的で、図22で破線で示される)。
【0180】
伝達部材354は、インプラント352に結合され得る。インプラント352および各伝達部材354は、骨Bまたは他の組織に当接または接触するように構成され得る(例えば、図26図27Aおよび図27Cを参照)。インプラント352および伝達部材354は、所定の外科手術計画に基づく寸法を含む、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、寸法設定され得る。所定の外科手術計画は、計画システム20および/または方法198によって確立され得る。組立品350は、インプラント352と連結するように構成された伝達ガイド356を含み得る。伝達ガイド356は、伝達部材354のうちの一つ以上を組み込み得る。
【0181】
図22および図23を引き続き参照しながら、図24~26を参照すると、伝達部材354の各々は、伝達部材354の位置が、ガイド本体362に対して固定されるように、ガイド本体362と一体的に形成され得る。伝達部材354の各々は、ガイド本体362から末端部分354Tまで延在し得る。伝達部材354の各々は、当接部材368またはガイド本体362から半径方向外側に延在する第一の部分354Aを含み得る。伝達部材354の各々は、第一の部分354Aと末端部分354Tとの間を軸方向に延在する第二の部分354Bを含み得る。第二の部分354Bは、末端部分354Tを確立し得る。第二の部分354Bの末端部分354Tおよび/または別の表面は、図26に示すように、インプラント352に隣接する骨Bまたは他の組織に当接するように構成され得る。外科医またはユーザは、骨Bに対する伝達部材354および/または伝達ガイド356の位置に基づいて、インプラント352を位置決め得る。
【0182】
伝達部材354の各々は、外科手術計画33などの所定の外科手術計画に基づいて、ガイド本体362に対して位置決めされ得る(図2)。実装例では、伝達部材354の一つ以上の表面は、所定の外科手術計画に基づいて、寸法設定され得る。
【0183】
伝達部材354の各々は、それぞれの接触面354CSを含み得る。接触面354CSは、図26に示すように、末端部分354Tに沿って延在し得、骨Bの所定の表面外形に対して寸法設定され得る。所定の表面外形は、骨Bの関節面、患者の関節窩リムなどの関節面の周囲、または骨Bの別の表面と関連付けられ得る。接触表面354CSは、患者の解剖学的構造に沿ったそれぞれの接触点CPに従って、方法198のステップ198Gで決定され得る、外科手術計画33の一つ以上のパラメータを含む、本明細書に開示される技術のいずれかに関して寸法設定され得る。伝達部材354は、第一の伝達部材354-1および第二の伝達部材354-2を含み得る。第一の伝達部材354-1の末端部分354Tは、それぞれの接触面354CSを含む、第二の伝達部材354-2の末端部分354Tの幾何学的形状とは異なる幾何学的形状を有し得る。伝達部材354は、接触面354CSが、それぞれの接触点CPで骨Bの表面外形に接触するように、ガイド本体362から外側に延在し得る。インプラント352は、図27Bおよび図27Cに示すように、骨B内にガイドピンGP(ガイドピンGPは、例示目的で、図27B中に破線で示される)を位置決めするのに応答して、接触点CPの各々から間隔を置いて配置され得る。
【0184】
図27A~27Gは、伝達部材354および関連する伝達ガイド356を利用して、外科手術部位Sで骨Bにインプラント352を取り付ける様々な状態を示す。計画システム20は、インプラント352を取り付けるための外科手術計画を確立するために利用され得る。インプラント352は、方法198のステップのいずれかを利用して、および/または図21A~21Fのインプラント252およびそれぞれの組立品250と同じ様式で、取り付けられ得る。方法198は、ステップ198Lで骨Bの表面外形に実質的に追従するために、接触面354CSの各々を形成することを含み得、これは、ステップ198Jで確立された外科手術計画に基づいてもよい。
【0185】
伝達部材は、図28~30の組立品450によって示されるように、他の幾何学的形状を有し得る。組立品450は、インプラント452および伝達ガイド456を含み得る。少なくとも一つの伝達部材454は、伝達ガイド456のガイド本体462から外側に延在し得る。伝達部材454は、ガイド本体462と一体的に形成され得る。
【0186】
伝達部材454は、第一の部分(例えば、伝達アーム)454Aおよび第一の部分454Aから延在する第二の部分(例えば、伝達本体)454Bを含み得る。第一の部分454Aは、ガイド本体462および第二の部分454Bを相互接続し得る。第二の部分454Bは、第二の部分454Bが、軸A、Xに対してインプラント352から半径方向に間隔を置いて配置されるように、第一の部分454Aから片持ちされ得る。
【0187】
伝達部材454の第二の部分454Bは、骨Bまたは他の組織に接触するように寸法設定された接触面454CSを含み得る。接触面454CSは、骨Bまたは他の組織の所定の表面外形に対して寸法設定され得る。実装例では、接触面454CSは、患者固有の幾何学的形状を有し得、それぞれの接触点CPで、それぞれの患者と関連付けられた骨Bの表面外形に実質的に適合する、または追従するように寸法設定され得る。接触面454CSは、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、所定の外科手術計画に従って寸法設定され得る。インプラント452は、方法198のステップのいずれかを利用して、および/または図21A~21Fのインプラント252およびそれぞれの組立品250と同じ様式で、取り付けられ得る。
【0188】
伝達部材および関連する伝達ガイドは、図31の組立品550によって示されるように、他の技術を利用して、インプラントに結合され得る。組立品550は、インプラント552および伝達ガイド556を含み得る。一つ以上の伝達部材554は、図31および図32に示すように、伝達ガイド556の当接部材568またはガイド本体562の別の部分から外側に延在し得る。当接部材568は、ガイド本体562から外側に延在し得る。当接部材568は、実質的に弓状の形状を有し得、図31に示すように、軸A、Xに対する伝達ガイド556とインプラント552との間の相対的な半径方向移動を制限するために、ベースプレート558のプレート本体559に沿って外周部558BPに実質的に追従するように寸法設定された表面外形568SCを含み得る。
【0189】
伝達部材554は、伝達ガイド556のガイド本体562および当接部材568と一体的に形成され得る。伝達部材554は、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、外科手術計画33(図2)などの所定の外科手術計画に基づいて寸法設定され得る。インプラント552は、方法198のステップのいずれかを利用して、および/または図21A~21Fのインプラント252およびそれぞれの組立品250と同じ様式で、取り付けられ得る。図33A~33Dは、方法198の一つ以上のステップに対応し得る、伝達ガイド556によりインプラント552を取り付ける様々な状態を示す。
【0190】
図34は、整形外科処置用の別の例示的な組立品650を示す。組立品650は、本明細書に開示される技術のいずれかに係る、関節および他の解剖学的構造のいずれかの機能を回復させるために利用され得る。組立品650は、整形外科用インプラント652および一つ以上の伝達部材654を含み得る。
【0191】
インプラント652は、ベースプレート658および拡張部660を含み得る。拡張部660は、図38Dに示すように、骨Bの表面外形に実質的に追従するように寸法設定された患者固有の幾何学的形状を有する後面661Bを含み得る。
【0192】
伝達部材654は、伝達ガイド656のガイド本体662から外側に延在し得る。伝達部材654は、ガイド本体662と一体的に形成され得る。伝達部材654は、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、所定の外科手術計画に基づいて、ガイド本体662に対して位置決めされ、寸法設定され得る。
【0193】
ガイド本体662は、図37に示すように、実質的に円形または楕円形の形状を有し得る。ガイド本体662は、ベースプレート658の外周部658BPを少なくとも部分的に受容するように寸法設定され得る。ガイド本体662の内周662PIは、ベースプレート658の外周部658BPを実質的にまたは完全に囲むように寸法設定され得る。
【0194】
伝達ガイド656は、一つ以上の整列部材664を含み得る。整列部材664は、軸Aに対してガイド本体662から内側に延在し得る。整列部材664の各々は、伝達ガイド656とインプラント652との間の相対的回転を制限するために、ベースプレート658のそれぞれの開口658A内に挿入可能であるように寸法設定され得る。
【0195】
伝達ガイド656は、伝達ガイド656をインプラント652に取り外し可能に固定するように構成された一つ以上の固定部材670を含み得る。実装例では、固定部材670は、スナップフィット接続を確立するために、ベースプレート658の円周リム658Rと連結するように寸法設定され得る。スナップフィット接続は、軸A、Xに対する伝達ガイド656とインプラント652との間の少なくとも相対的な軸方向および/または半径方向の移動を制限し得る。伝達ガイド656は、図37の固定部材670-1、670-2によって示されるように、軸Aに対して互いに実質的に円周方向に対向する固定部材670の少なくとも一対を含み得る。
【0196】
固定部材670の各々は、図35および図38Dに示すように、ガイド本体662の外周662POから延在するフランジ670Fを含み得る。フランジ670Fは、凹部670Rを確立するように寸法設定された略C字形状を有し得る。凹部670Rは、ベースプレート658の円周リム658Rの一部分を受容するように寸法設定され得る。フランジ670Fの各々は、ベースプレート658の円周リム658Rとの接触に応答して、フランジ670Fを外側に偏向させるように寸法設定された傾斜面670RSを含み得る。
【0197】
インプラント652は、方法198のステップのいずれかを利用して、および/または図21A~21Fのインプラント252およびそれぞれの組立品250と同じ様式で、取り付けられ得る。図38A~33Eは、方法198の一つ以上のステップに対応し得る、伝達ガイド656によりインプラント652を取り付ける様々な状態を示す。
【0198】
ステップ198Pで、伝達部材654および関連する伝達ガイド656をインプラント652に結合することは、スナップフィット接続を確立するために、固定部材670をインプラント652に対して位置決めすることを含み得る。
【0199】
結合部材(例えば、位置決め部材)666は、図38Aに示すように、ガイドピンGPなどの一つ以上の位置決め物体を位置決めするために利用され得る。ステップ198Pは、図38Dに示すように、結合部材666をインプラント652に機械的に取り付ける、またはそれ以外の方法で固定するために、結合部材666に沿って配置されたねじ山666Tを、ベースプレート658の中央開口658Cに沿って配置されたねじ山658Tと嵌合することを含み得る。結合部材666は、例示目的で、図38Cでは省略される。
【0200】
図39~42は、整形外科処置用の別の例示的な組立品750を示す。組立品750は、本明細書に開示される技術のいずれかに係る、関節および他の解剖学的構造のいずれかの機能を回復させるために利用され得る。組立品750は、整形外科用インプラント752と、インプラント752に結合された一つ以上の伝達部材754と、を含み得る。インプラント752は、ベースプレート758およびベースプレート758から外側に延在する拡張部760を含み得る。拡張部760は、骨または他の組織に接触するように寸法設定され得る。組立品750は、別個の伝達ガイドを省略し得、これは、別個の計器使用および包装を低減するなど、所定の外科手術計画に従って外科手術処置の準備および実施の複雑さを低減し得る。
【0201】
インプラント752および各伝達部材754は、骨Bまたは他の組織に当接または接触するように構成され得る(例えば、図47Aを参照)。伝達部材754は、外科手術部位における骨または他の組織に対するインプラント752の所定の位置および/または所定の配向を確立するために、所定の外科手術計画に従って寸法設定され得る。インプラント752および各伝達部材754は、計画システム20および/または方法198によって確立された所定の外科手術計画に基づいて、伝達部材754および/またはインプラント752を寸法設定することを含む、本明細書に開示される技術のいずれかを利用して、寸法設定され得る。
【0202】
様々な技術を利用し得、本明細書に開示される技術のいずれかを含め、伝達部材754をインプラント752に固定する。伝達部材754は、インプラント752の本体757に取り付けられ得、または一体的に形成され得る。実装例では、伝達部材754の各々は、伝達部材654の各々の位置が、拡張部本体761に対して固定されるように、拡張部760の拡張部本体761と一体的に形成され得る。
【0203】
伝達部材754は、拡張部本体761またはベースプレート758などのインプラント752の別の部分から外側に延在するように寸法設定され得る。伝達部材754は、図40に示すように、軸Xに対して拡張部760の外周部の円周方向の周りに分配され得る(拡張部760は、例示目的で、破線で示される)。伝達部材754は、所定の外科手術計画と関連付けられた一つ以上の寸法に基づいて、拡張部本体761を含むインプラント752の本体757に対して位置決めされ得る。
【0204】
伝達部材754の各々は、第一の部分754Aおよび第二の部分754Bを含み得る。第一の部分754Aは、軸Xに対して拡張部本体761の外周部から半径方向外側に延在し得る。第二の部分754Bは、軸Xに対して第一の部分754Aと末端部分754Tとの間を軸方向に延在し得る。第二の部分754Bの末端部分754Tおよび/または別の表面は、図47Aに示すように、インプラント752に隣接する骨Bまたは他の組織に当接するように構成され得る。外科医またはユーザは、インプラント752が、所定の外科手術計画で指定された固定位置および配向に設定されるように、骨Bに対する伝達部材754の位置に基づいて、インプラント752を位置決め得る。
【0205】
様々な技術を利用し得、伝達部材754をインプラント752に結合する。伝達部材754の各々は、それぞれの破損しやすい(例えば、壊れやすいまたは分離可能な)接続部772で、拡張部760またはベースプレート758などのインプラント752の別の部分に結合され得る。様々な技術を利用し得、破損しやすい接続部772を確立する。
【0206】
図39および図40を引き続き参照しながら、図41~44を参照すると、各伝達部材754は、破損しやすい接続部772を確立するために、第一の部分754Aから延在する基礎部分754Dを含み得る。基礎部分754Dは、図41および図42に示すように、拡張部760またはインプラント752の本体757の別の部分に結合され得る。第一の部分754Aおよび基礎部分754Dは、破損しやすい接続部772を確立するために、切欠きまたは引掻き傷などの低減された厚さ領域で一緒に接合され得る。破損しやすい接続部772は、図42に示すように、基礎部分754Dが、ベースプレート758の外周の内側に位置決めされるように確立され得、これにより、破損しやすい接続部772を分離した後、基礎部分754Dと周囲の組織との間の相互作用が低減され得る。
【0207】
各伝達部材754は、インターフェース754I(図39および図40ならびに図43および図44)を含み得る。インターフェース754Iは、図47Eに示すように、器具Tに係合するように寸法設定され得る。インターフェース軸IAは、インターフェース754Iを通って延在し得る。第二の部分754Bは、インターフェース軸IAに沿って延在するように寸法設定され得る。
【0208】
破損しやすい接続部772は、インターフェース754Iでの所定量のトルクまたは力に応答して、分離するように構成され得る。所定量のトルクまたは力は、ステップ198Kで伝達部材754を構成する間など、計画システム20および/または方法198を利用して、決定され得る。実装例では、破損しやすい接続部772は、インターフェース軸IAの周りの第一の回転方向RD1(例えば、時計回り)の所定量のトルクに応答して分離するが、インターフェース軸IAの周りの第二の回転方向RD2(例えば、反時計回り)には分離しないように構成され得る。第二の回転方向RD2は、第一の回転方向RD1と反対であり得る。他の実装例では、破損しやすい接続部772は、第一の回転方向RD1および/または第二の回転方向RD2の所定量のトルクに応答して、分離するように構成され得る。伝達部材754の各々の第一の回転方向RD1は、同一であり得、または互いに異なり得る。伝達部材754は、矢印または他の方向指標などの、第一の回転方向RD1を示す印を含み得る。
【0209】
実装例では、破損しやすい接続部772は、軸Xに対する第三の方向D3および/または第四の方向D4への伝達部材754の第二の部分754Bの移動に応答して、分離するように構成され得る(図41)。第三の方向D3は、ベースプレート658に一般的に向かう方向であり得、第四の方向D4は、ベースプレート658から一般的に離れた方向であり得る。破損しやすい接続部722’の分離状態は、図45および図46の組立品750’によって示される。
【0210】
図47A~47Fは、伝達部材754を利用して、外科手術部位Sでインプラント752を骨Bに取り付ける様々な状態を示す。計画システム20および方法198のステップのいずれかを利用し得、インプラント752を取り付ける。骨Bは、関節窩の一部分など、本明細書に開示される関節および患者の解剖学的構造のいずれかの一部分であり得る。
【0211】
図14を参照すると、伝達部材754は、ステップ198Kで構成され得る。ステップ198Kは、ステップ198Jで外科手術計画を確立した後、ステップ198Gで確立された一つ以上の寸法および他のパラメータに基づいて、伝達部材754をインプラント652と一体的に形成することを含み得る。伝達部材754の各々は、それぞれの破損しやすい接続部772でインプラント752に結合され得る。
【0212】
図14の方法198を参照して、図47A~47Cを参照すると、インプラント752は、ステップ198Oで伝達部材754に従って位置決めされ得る。インプラント752の位置決めは、拡張部760の後面761Bまたは別の表面が、外科手術部位Sで骨Bまたは他の組織に接触するように発生し得る。ステップ198Oは、拡張部760の後面761Bが、所定の外科手術計画に基づいて、骨Bの表面外形に実質的に追従するように、発生し得(例えば、図47Aおよび47Cを参照)、これは、ステップ198Jで確立または更新され得る。インプラント752は、図47Cに示すように、伝達部材754の一部分が、骨Bの外周部の上にかかり得るように、位置決めされ得る。
【0213】
図14を引き続き参照しながら、図47Dを参照すると、ステップ198Qで、ガイドピンGPなどの一つ以上の位置決め物体は、所定の外科手術計画に基づいて、インプラント752の所定の位置および/または配向を確立するように位置決めされ得る。ガイドピンGPは、ガイドピンGPを、方向D1に、拡張部760を通って、その後、骨B内に移動させることによって、中央開口758C内に位置決めされ得る。
【0214】
インプラント752は、ステップ198Tで外科手術部位Sに固定され得、これは、所定の外科手術計画に従って、インプラント752を位置決めした後に起こり得る。それぞれの締結具Fは、図47Dおよび47Eに示すように、インプラント752を固定するために、それぞれの周辺開口758Pの各々に、その後、骨B内に位置決めされ得る。
【0215】
図14を引き続き参照しながら、図47Eを参照すると、ステップ198Sで、伝達部材754は、インプラント752から取り外され得る。ステップ198Sは、器具Tをそれぞれのインターフェース軸IAに沿って、インターフェース754Iで伝達部材754の各々に係合するように移動させることを含み得る。ステップ198Sは、器具Tに、第一の回転方向RD1またはD3、D4方向のうちの一つなど、インターフェース754Iでそれぞれの伝達部材754に所定量のトルクまたは力を印加させることに応答して、破損しやすい接続部772の各々を分離することを含み得る(図42)。組立品750’および破損しやすい接続部772’の分離状態を、図45および図46ならびに図47Fに示す。器具Tは、分離の後の器具Tからの伝達部材754’の分離を制限するための、分離された伝達部材754’を固定するために、保持機構を含み得、これにより、伝達部材754’の外科手術部位からの取り外しが改善され得る。例示的な保持機構は、伝達部材754の外周部、ボールプランジャ構成、または器具Tの回転に応答して、器具Tの端部に沿って突出部に係合するインターフェース754Iのソケット内の隆起と連結する、把持器(例えば、一組のジョー)を含み得る。
【0216】
図48~52は、フローチャート896内に整形外科用インプラント組立品を形成する方法を示す。組立品は、本明細書に開示される関節のいずれかの機能を回復させるための関節形成術を実施するために利用され得る。方法は、本明細書で開示される技術のいずれかに係り確立され得る、所定の(例えば、術前)外科手術計画に従って、組立品150、250、350、450、550、650、750、および/または950を含む、本明細書で開示されるインプラント組立品のいずれかを形成するために、計画システム20で利用され得る。計画システム20および関連するモジュールのいずれかは、方法896のステップの各々を実行するように構成され得る。以下に列挙されるよりも少ないまたはそれに追加のステップは、本開示の範囲内で実施され得、ステップの列挙される順序は、本開示を限定することを意図しない。方法896を利用して形成され得る例示的な整形外科用インプラント組立品950の様々な状態または条件を示す、図49~53を参照する。方法896は、方法198のステップ198Lで、伝達部材および関連するインプラント組立品を形成するために利用され得る。
【0217】
ステップ896Aで、所定の外科手術計画は、確立され得る。外科手術計画は、それぞれの患者の骨などの組織の表面外形に対して、一つ以上の伝達部材と関連付けられた一つ以上の寸法を含み得る。外科手術計画は、計画システム20および方法198のステップ198Jを含む、本明細書で利用される技術のいずれかを利用して、確立され得る。ステップ896Aは、ステップ896Bで一つ以上の位置決めパラメータを設定または決定することを含み得る。位置決めパラメータは、方法198のステップ198Gで決定される仮想位置VP、仮想軸VA、および/または接触点CPを含む、本明細書に開示されるパラメータのいずれかを含み得る。ステップ896Aは、一つ以上の伝達モデル48、インプラントモデル32、および/または外科手術計画33と関連付けられたデータベース29内の一つ以上の記録41にアクセスすることを含み得る(図2)。
【0218】
図48を引き続き参照しながら、図49を参照すると、様々な技術を利用し得、組立品950を形成する。方法は、組立品950を形成するために、印刷組立品990を利用し得る。印刷組立品990は、制御装置990Cに結合された三次元(3D)印刷ヘッド990Pを組み込み得る。印刷ヘッド990Pは、組立品950を形成するために、基体992に対して位置決めされ得る(基体992は、例示目的で、破線で示される)。制御装置990Cは、組立品950の所定の幾何学的形状に対応する座標情報を取得するように動作可能であり得、基体992上に材料の連続層を形成するために、印刷ヘッド990Pに、一連のパスを実施するよう命令するように動作可能であり得る。印刷組立品990は、金属材料および/または非金属材料を含む、本明細書に開示される材料のいずれかを利用して、組立品950を形成するように動作可能であり得る。三次元プリンタは公知であるが、開示されたインプラント組立品を形成するために、三次元プリンタを利用することは、知られていない。
【0219】
図48および図49を引き続き参照しながら、図50および図51を参照すると、印刷組立品990は、ステップ896Cで、基体992上にインプラント952の本体957の一部分を印刷する、またはそれ以外の方法で形成し得る。本体957は、ベースプレート958およびベースプレート958から延在する拡張部960を含み得る。基材992は、インプラント952とは別個であり得る。実装例では、基材992は、ベースプレート958などのインプラント952の既成部分である。ベースプレート958は、インプラント952の長手方向(例えば、中央)軸Xに沿って、第一(例えば、前方)面959Aと第二(例えば、後方)面959Bとの間に延在するプレート本体959を含み得る。実装例では、ステップ896Cは、一つ以上の開口部を確立するために、ベースプレート958のプレート本体959を印刷することを含み得る。開口は、中央開口958Cおよび一つ以上の周辺開口958Pならびにプレート本体959の前面959Aと後面959Bとの間に延在する他の開口958Aを含み得る。
【0220】
ステップ896Cは、ベースプレート958の後面959B上に拡張部本体961を含む、拡張部960を印刷する、またはそれ以外の方法で形成することを含み得る。ステップ896Cは、拡張部960が、ベースプレート958から外側に延在し得るように、発生し得る。拡張部本体961は、骨に接触するように寸法設定された第二の(例えば、後面)面961Bを含み得る。拡張部960の後面961Bおよび/または別の面は、所定の外科手術計画に基づいて、骨の表面外形に実質的に追従するように寸法設定され得る。
【0221】
ステップ896Cは、一つ以上の通路960Pを確立するために、本体957の一部分を印刷またはそれ以外の方法で形成することを含み得る。通路960Pは、拡張部本体961を通って延在し得る。通路960Pは、図53に示すように、中央開口958Cおよび周辺開口958Pのそれぞれの一つに少なくとも部分的に軸方向に整列され得、インプラント952を骨に固定するために、それぞれの締結具Fを受容するように寸法設定され得る。ステップ896Cは、通路960Pを確立するために、一つ以上の管状部材960Tを印刷することを含み得る(図53を参照)。ステップ896Cは、管状部材960Tを少なくとも部分的に囲むために、拡張部本体961の一部分を印刷することを含み得る。一部の実装例では、管状部材960Tは省略され、拡張部本体961は、通路960Pを確立する。
【0222】
拡張部本体961は、実質的に中実であり得、または管状部材960Tを少なくとも部分的に囲む多孔性足場を含み得る。該足場は、拡張部960の外面を確立し得る。
【0223】
ステップ896Dで、方法は、伝達部材954が、インプラント952に結合されるように、一つ以上の伝達部材954を印刷またはそれ以外の方法で形成することを含み得る。ステップ896Dは、ステップ896Aで確立された外科手術計画と関連付けられた寸法および/または他のパラメータに基づいて、伝達部材954を、インプラント952の拡張部960または本体957の別の部分と一体的に形成することを含み得る。
【0224】
伝達部材954の各々は、それぞれの接触面954CSを含み得る。接触面954CSは、患者固有または非患者固有の形状を含む、本明細書に開示される形状のいずれかを含み得る。ステップ896Dは、外科手術計画に基づいて、骨の表面外形に実質的に追従するために、接触面954CSを形成することを含み得る(例えば、図26の接触面354CSを参照されたい)。
【0225】
方法は、ステップ896Eで、それぞれの伝達部材954をインプラント952に結合するために、一つ以上の破損しやすい接続部972を印刷またはそれ以外の方法で形成することを含み得る。ステップ896Eは、別々に実施され得、またはステップ896Cおよび/または986Dと同時に実施され得る。破損しやすい接続部972は、本明細書に開示される破損しやすい接続部のいずれかを含み得る。各破損しやすい接続部972は、それぞれの伝達部材954と一体的に形成され、それぞれの伝達部材954をインプラント952の本体957の壁に相互接続し得る。ステップ896Dは、伝達部材954と関連付けられたインターフェース954Iを印刷またはそれ以外の方法で形成することを含み得る。各破損しやすい接続部972は、ステップ896Eで形成され得、その結果、破損しやすい接続部972は、それぞれの伝達部材954のインターフェース954Iに加えられる所定量のトルクまたは力に応答して、分離する。所定量のトルクまたは力は、ステップ896Bで設定または確立される一つ以上の寸法またはパラメータによって確立され得る。様々な技術を利用し得、各破損しやすい接続部972を確立する。破損しやすい接続部972は、伝達部材954をインプラント952の本体957から分離することを容易にするために、減少した厚さ、引掻き傷、穿孔、および/または異なる材料組成物(例えば、異なる密度)などによって確立され得る。
【0226】
図48を引き続き参照しながら、図51を参照すると、インプラント952の残りの部分は、ステップ896Fで印刷される、またはそれ以外の方法で形成され得る。ステップ896Fは、拡張部960の残りの部分を含むインプラント952の本体957の残りの部分を印刷する、またはそれ以外の方法で形成することを含み得る。
【0227】
ステップ896C~896Fは、モノリシックまたは単一構成要素を確立するために、組立品950の実質的にすべての部分が、印刷される、またはそれ以外の方法で一緒に形成されるように、実施され得る。例えば、ステップ896C~896Fは、少なくともベースプレート958、拡張部960、および伝達部材954が、モノリシックまたは単一構成要素を確立するために、印刷または一緒に一体的に形成されるように、実施され得る。
【0228】
方法は、ステップ896Gで、組立品950上で一つ以上の仕上げ作業を実行することを含み得る。ステップ896Gは、所定の形状に従って、インプラント952の表面を機械加工することを含み得る。ステップ896Gは、インプラント952に表面コーティングおよび処理を適用することを含む、一つ以上の処理を組立品950に適用することを含み得る。図51~53は、組立品950の実質的にまたは完全に仕上げられた状態を示す。ステップ896Gは、組立品950を、外科医または関連する施設への搬送のために滅菌包装内に定置することを含み得る。
【0229】
本開示の新規の計画システム、組立品、および方法は、患者の解剖学的構造に対するインプラントの改善された位置決めを提供することによって、実用的な用途に組み込むことができる。開示された技術は、外科手術計画に指定された一つ以上のパラメータに密接に対応する様式で、インプラントを位置決めすることによって外科手術計画を実施することを含む、所定の外科手術計画に従って、外科手術処置の準備および実施における複雑さを低減し得る。開示された技術は、関連するインプラントをより正確に位置決めする場合があり、これは、治癒の改善につながる場合がある。開示された伝達部材および/またはインプラント表面は、インプラントをより正確に位置決め得る、患者の解剖学的構造に対して寸法設定され得る。開示された技術は、伝達部材をインプラントに結合するために利用され得、これは、計器使用および複雑さを低減し得る。実装例では、開示された組立品は、伝達部材をインプラントに直接結合することによって、別個の伝達ガイドを省略し得、これは、別個の計器使用および包装を低減し得る。開示された伝達ガイドは、再使用可能であり得、これは、異なる外科手術計画の実施に関連するコストおよび訓練を低減し得る。
【0230】
異なる非限定的な実施形態が、特定の構成要素またはステップを有するものとして例示されているが、本開示の実装例は、それらの特定の組み合わせに限定されない。非限定的な実装例のいずれかからの構成要素または特徴の一部を、他の非限定的な実施形態のいずれかからの特徴または構成要素と組み合わせて使用することが可能である。
【0231】
前述の説明は、例示的であって、いかなる限定的な意味でも解釈されないものとする。当業者は、ある特定の修正が、本開示の範囲内になる場合があることを理解するであろう。これらの理由により、以下の特許請求の範囲が、本開示の真の範囲および内容を決定するために検討されるべきである。
【符号の説明】
【0232】
33 外科手術計画
52 インプラント
54 関節接合部材、伝達部材
55 組立品
56 伝達ガイド
62 ガイド本体
150 組立品
152 整形外科用インプラント
154 伝達部材
156 伝達ガイド
157 本体
158 ベースプレート
159 プレート本体
160 拡張部
161 拡張部本体
162 ガイド本体
163 結合機構
164 整列部材
250 組立品
252 整形外科用インプラント
254 伝達部材
256 伝達ガイド
258 ベースプレート
260 拡張部
262 ガイド本体
264 整列部材
266 結合部材
268 当接部材
350 組立品
352 整形外科用インプラント
354 伝達部材
356 伝達ガイド
358 ベースプレート
360 拡張部
362 ガイド本体
368 当接部材
450 組立品
452 インプラント
454 伝達部材
456 伝達ガイド
462 ガイド本体
550 組立品
552 インプラント
554 伝達部材
556 伝達ガイド
558 ベースプレート
562 ガイド本体
568 当接部材
650 組立品
652 整形外科用インプラント
654 伝達部材
656 伝達ガイド
658 ベースプレート
660 拡張部
662 ガイド本体
664 整列部材
666 結合部材
670 固定部材
750 組立品
752 整形外科用インプラント
754 伝達部材
757 本体
758 ベースプレート
760 拡張部
761 拡張部本体
772 接続部
950 組立品
950 整形外科用インプラント組立品
952 インプラント
954 伝達部材
957 本体
958 ベースプレート
960 拡張部
961 拡張部本体
972 接続部
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図5A
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13A
図13B
図13C
図13D
図13E
図13F
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21A
図21B
図21C
図21D
図21E
図21F
図22
図23
図24
図25
図26
図27A
図27B
図27C
図27D
図27E
図27F
図27G
図28
図29
図30
図31
図32
図33A
図33B
図33C
図33D
図34
図35
図36
図37
図38A
図38B
図38C
図38D
図38E
図39
図40
図41
図42
図43
図44
図45
図46
図47A
図47B
図47C
図47D
図47E
図47F
図48
図49
図50
図51
図52
図53
【国際調査報告】