JP2023538543A - Linking patient-specific medical devices with patient-specific data and related systems and methods - Google Patents
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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Abstract
患者特異医療デバイス及び患者特異手術計画を提供するためのシステム及び方法を本明細書に説明する。一部の実施形態では、ターゲット位置で及び/又はその近くで1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体を含む患者特異インプラントを提供する。患者特異インプラントはまた、インプラント本体上及び/又は内に位置決めされたデータストレージ要素を含む。データストレージ要素は、患者特異インプラントが患者に埋め込まれた後にアクセス可能であるデータを格納するメモリを含むことができる。データは、(i)患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画の少なくとも1つの段階を指定する第1のデータと、(ii)患者特異インプラントの1又は2以上の特性を指定する第2のデータとを含むことができる。【選択図】 図4Systems and methods for providing patient-specific medical devices and patient-specific surgical plans are described herein. Some embodiments provide patient-specific implants that include an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near a target location. The patient-specific implant also includes a data storage element positioned on and/or within the implant body. The data storage element may include memory for storing data that is accessible after the patient-specific implant is implanted in the patient. The data includes (i) first data specifying at least one stage of a patient-specific surgical plan for implanting a patient-specific implant at a target location; and (ii) specifying one or more characteristics of the patient-specific implant. and second data. [Selection diagram] Figure 4
Description
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、引用によって本明細書にそれらの開示が全体的に組み込まれている2020年8月11日出願の米国非仮特許出願第16/990,810号及び2021年5月14日出願の米国仮特許出願第63/188,945号に対する優先権を主張するものである。
[Cross reference to related applications]
This application is based on U.S. Nonprovisional Patent Application No. 16/990,810, filed August 11, 2020, and US Pat. Claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/188,945.
本発明の開示は、一般的に医療を設計かつ実施することに関連し、より具体的には、患者特異手術手順及び/又は医療デバイスを設計かつ実施するためのシステム及び方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates generally to designing and implementing medical care, and more specifically, to systems and methods for designing and implementing patient-specific surgical procedures and/or medical devices.
整形外科インプラントは、脊柱手術、手の手術、肩及び肘の手術、全関節再建術(関節形成術)、頭蓋骨再建術、小児整形外科、足及び足首の手術、筋骨格腫瘍学、外科スポーツ医学、及び整形外科的外傷を含む様々な関連での多くの異なる弊害を是正するのに使用される。脊柱手術自体は、様々な手順と頚椎、胸椎、腰椎、又は仙骨のうちの1又は2以上のようなターゲットとを包含する場合があり、かつ脊柱の変形又は変性及び/又は関連の背痛、下肢痛、又は他の身体痛を治療するために実行することができる。整形外科インプラントを用いて治療することができる一般的な脊柱変形は、脊柱側弯症、脊柱前弯症、又は脊柱後弯症(高又は低)のような不整脊柱湾曲、及び不整脊柱転位(例えば、脊椎すべり症)を含む。整形外科インプラントを用いて治療することができる他の脊柱障害は、骨関節炎、腰椎椎間板疾患又は頸椎椎間板疾患、腰部脊柱管狭窄症、及び頸椎脊柱管狭窄症を含む。 Orthopedic implants are used in spine surgery, hand surgery, shoulder and elbow surgery, total joint reconstruction (arthroplasty), skull reconstruction, pediatric orthopedics, foot and ankle surgery, musculoskeletal oncology, surgical sports medicine. It is used to correct many different adverse effects in a variety of contexts, including , and orthopedic trauma. Spinal surgery itself may involve a variety of procedures and targets such as one or more of the cervical, thoracic, lumbar, or sacral vertebrae, and spinal deformity or degeneration and/or associated back pain. It can be performed to treat leg pain, or other body pain. Common spinal deformities that can be treated with orthopedic implants are irregular spinal curvatures, such as scoliosis, lordosis, or kyphosis (high or low), and irregular spinal dislocations (e.g. spondylolisthesis). Other spinal disorders that can be treated using orthopedic implants include osteoarthritis, lumbar or cervical disc disease, lumbar spinal stenosis, and cervical spinal stenosis.
添付図面は、本発明の開示のシステム、方法、及びデバイスの様々な実施形態と他の態様の様々な実施形態とを例示している。当業者は、これらの図に示す要素境界(例えば、ボックス、ボックスの群、又は他の形状)が境界の一例を表すことを認めるであろう。一部の例では、1つの要素を複数の要素として設計する場合があり、又は複数の要素を1つの要素として設計する場合があると考えられる。一部の例では、1つの要素の内部構成要素として示す要素が別の要素の外部構成要素として実施される場合があり、その逆も同様である。非限定的かつ非包括的な記述を以下の図面を参照して説明する。これらの図での構成要素は、必ずしも正確な縮尺とは限らず、重点は、代わりに原理を例示することに置かれている。 The accompanying drawings illustrate various embodiments of systems, methods, and devices and other aspects of the present disclosure. Those skilled in the art will recognize that the element boundaries (eg, boxes, groups of boxes, or other shapes) shown in these figures represent one example of a boundary. It is contemplated that in some examples, one element may be designed as multiple elements, or multiple elements may be designed as one element. In some examples, elements shown as internal components of one element may be implemented as external components of another element, and vice versa. A non-limiting and non-exhaustive description is provided with reference to the following drawings. The components in the figures are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the principles.
本発明の技術は、患者特異の医療デバイス、器具、及び手術計画を提供するためのシステム及び方法に関する。例えば、多くの実施形態では、本発明の技術は、特定患者内のターゲット位置に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントを提供する。一部の実施形態では、本発明の技術はまた、インプラントを送出するのに使用することができる患者特異器具及び/又は患者特異手術計画を含む。例えば、患者特異手術計画は、インプラントをターゲット位置に埋め込むための命令を含むことができる。手術計画をインプラントにリンクするために、インプラント及び/又はそれに関連付けられたパッケージングは、データストレージ要素又は検索特徴部の少なくとも一方を含むことができる。データストレージ要素は、手術計画及び他の患者特異データを格納するためのメモリを含むことができる。検索特徴部は、手術計画及び他の患者特異データに関連付けることができ、かつリモートサーバ上に格納することができる手術計画及び他のデータの一部分又は全体をダウンロードするか又は他にアクセスするのに使用することができる。一部の実施形態では、インプラントはまた、データストレージ要素及び検索特徴部に加えて又はその代わりに、1又は2以上のマーキング、識別子、及び/又はしるし(例えば、物理的マーキング、デジタルマーキング、コードマーキングなど)を含むことができる。これらのマーキングは、インプラントの本体上に、その中に位置決めされるか、又はそれに結合することができ、患者、インプラント、及び/又は患者特異手術計画に関連する情報を含むことができる。従って、これらのマーキングは、ユーザが患者、インプラント、及び/又は患者特異手術計画に関連する情報を識別することを可能にする。 The present technology relates to systems and methods for providing patient-specific medical devices, instruments, and surgical plans. For example, in many embodiments, the techniques of the present invention provide patient-specific implants designed to be implanted at a target location within a particular patient. In some embodiments, the techniques of the present invention also include patient-specific instruments and/or patient-specific surgical plans that can be used to deliver the implant. For example, a patient-specific surgical plan can include instructions for implanting an implant at a target location. To link the surgical plan to the implant, the implant and/or its associated packaging may include at least one of a data storage element or a search feature. The data storage element may include memory for storing surgical plans and other patient-specific data. The search feature can be associated with surgical plans and other patient-specific data, and can be used to download or otherwise access a portion or the entire surgical plan and other data that may be stored on a remote server. can be used. In some embodiments, the implant also includes one or more markings, identifiers, and/or indicia (e.g., physical markings, digital markings, codes) in addition to or in place of the data storage elements and search features. markings, etc.). These markings can be positioned on, in, or coupled to the body of the implant and can include information related to the patient, the implant, and/or a patient-specific surgical plan. These markings thus allow the user to identify information related to the patient, the implant, and/or the patient-specific surgical plan.
一部の実施形態では、本発明の技術は、特定患者内のターゲット場所への埋め込みに適する患者特異インプラントを設計することができるシステムを含む。治療計画モジュール(例えば、図1の治療計画モジュール118)は、患者の画像を分析してインプラントに係合するのに適するターゲット場所又はその周りにある解剖学的構造を識別することができる。解剖学的構造は、1又は2以上の矯正、ターゲット解剖学的構造間隔(例えば、椎体間の椎間隔)、関節特性、又はターゲット動力学的運動などに基づいて選択することができる。治療計画モジュールは、以前の患者データセットを用いてインプラント本体の特徴を識別、選択、及び/又は設計することができる。例えば、治療計画モジュールは、パラメータ特徴、寸法、構造的特徴部などのような特徴候補群から設計特徴を識別することができる。インプラント本体は、次に、患者内への望ましいフィットを提供するように設計することができる。カスタムインプラントを分析し、インプラントの構造的特徴部が、識別された解剖学的構造にどのように係合するかを評価するために仮想モデルを使用することができる。設計者は、インプラント本体設計を調節すること、インプラント本体の構造的特徴部を排除すること、又はインプラント設計に追加の特徴を追加することができる。インプラント設計及び設計工程に関するデータ、並びにインプラントデータは、インプラント自体が格納することができる。例えば、インプラントが人工椎間板である場合に、格納されるデータは、動力学的データ(例えば、術前患者データ、ターゲット動力学的データなど)、製造データ、設計パラメータ、ターゲット使用寿命データ、医師の推奨案/診断書を含むことができる。この人工椎間板は、椎体終板に適合するような輪郭を有する板を有する関節運動インプラント本体、患者特異の運動を可能にするためのこれらの板間のカスタム関節部材などを含むことができる。インプラントが椎間ケージである場合に、格納データは、インプラント本体の材料仕様、インプラント本体の寸法、製造データ、設計パラメータ、ターゲット使用寿命データ、医師の推奨案/診断書などを含むことができる。埋め込み後に、医師は、インプラント本体の現在の寸法の圧縮をインプラントによって格納された元のインプラント寸法と比較することによって評価することができる。
In some embodiments, the techniques of the present invention include a system that can design a patient-specific implant suitable for implantation at a target location within a particular patient. A treatment planning module (eg,
一部の実施形態では、本発明の技術は、特定患者に適する患者特異技術を提供することに関する。この技術は、ターゲット部位への送出及び埋め込みに適するように設計されたカスタムインプラントを含むことができる。カスタムインプラントは、埋め込み部位又はそれに隣接する場所にある解剖学的特徴部に基づいて設計された患者特異インプラントとすることができる。一部の実施では、インプラントは、治療を改善すること、インプラント移動を低減することなどのために、識別された解剖学的特徴部に接触するのに適する構造的特徴部を含むように設計することができる。構造的特徴部は、剛性面(例えば、インプラント本体の外面)、アンカー、固着特徴部などとすることができる。これらの解剖学的特徴部を識別するために、埋め込み部位の画像を分析することができる。インプラントはカスタム構成を有するので、標準の埋め込み手順は準最適である場合がある。従って、最適な埋め込み手順を提供するための患者特異手術計画を発生させることができる。 In some embodiments, the techniques of the present invention relate to providing patient-specific techniques that are suitable for a particular patient. This technology can include custom implants designed to be suitable for delivery and implantation at a target site. Custom implants can be patient-specific implants designed based on anatomical features at or adjacent the implantation site. In some implementations, the implant is designed to include structural features suitable for contacting the identified anatomical features to improve treatment, reduce implant migration, etc. be able to. The structural feature can be a rigid surface (eg, an outer surface of the implant body), an anchor, an anchoring feature, or the like. Images of the implant site can be analyzed to identify these anatomical features. Because the implant has a custom configuration, standard implantation procedures may be suboptimal. Accordingly, a patient-specific surgical plan can be generated to provide an optimal implantation procedure.
一部の実施では、インプラントは、人的過誤、計画の誤通信を回避するために患者特異手術計画を提供する又はそれへのアクセスを提供することができる。例えば、インプラントは、インプラント情報(例えば、ロット番号、材料組成、製造識別情報など)、患者情報(例えば、患者名、誕生日など)、又は治療情報(例えば、インプラントに適するターゲット埋め込み場所、手術アクセス経路など)などを提供する患者特異マーキングを含むことができる。このマーキングは、インプラントがデータストレージ要素を有し、格納された情報にアクセスするための情報を提供することができることを示すことができる。従って、一部の実施形態では、インプラントは、医師又はロボット手術システムなどによって検索可能な計画データを格納する機能を有するメモリを有するストレージ要素を含む。そのような実施形態では、ロボット手術システムは、手術計画を検索し、インプラント送出を簡素化にするための適切な患者特異埋め込み手順を開発することができる。これは、手術を計画するか又はデータをロボット手術システムの中に手動入力する時にオペレータの誤操作のリスクを回避する。埋め込み後(手術の数ヶ月後又は数年後)に、医師は、患者の医療記録内には含まれていないカスタムインプラントに関連する情報を取得しようと望む場合がある。医師は、読取器又は質問器を用いて、引き続き患者内のマーキング及び/又はストレージ要素からインプラントデータ(例えば、インプラント寸法、製造業者、IDなど)を非侵襲的に取得することができる。ストレージ要素は、患者内に留まりながらデータを永久に格納するように構成することができる。医師は、患者を評価し、追加の治療計画を開発する時にこのインプラントデータを使用することができる。ストレージ要素内のデータが不完全又は不正確な場合に、データを再度書き込むこと、修正すること、又は消去することができる。 In some implementations, the implant can provide or provide access to a patient-specific surgical plan to avoid human error, miscommunication of the plan. For example, the implant may contain implant information (e.g., lot number, material composition, manufacturing identification, etc.), patient information (e.g., patient name, date of birth, etc.), or treatment information (e.g., target implantation location suitable for the implant, surgical access, etc.). patient-specific markings that provide information such as route information, etc.). This marking can indicate that the implant has a data storage element and can provide information for accessing the stored information. Accordingly, in some embodiments, the implant includes a storage element having a memory capable of storing planning data that is retrievable by a physician, a robotic surgical system, or the like. In such embodiments, the robotic surgical system can retrieve the surgical plan and develop appropriate patient-specific implantation procedures to simplify implant delivery. This avoids the risk of operator error when planning a surgery or manually entering data into the robotic surgical system. After implantation (months or years after surgery), a physician may wish to obtain information related to the custom implant that is not contained within the patient's medical record. Using the reader or interrogator, the physician can then non-invasively obtain implant data (eg, implant dimensions, manufacturer, ID, etc.) from markings and/or storage elements within the patient. The storage element can be configured to permanently store data while remaining within the patient. Physicians can use this implant data when evaluating patients and developing additional treatment plans. If the data in the storage element is incomplete or inaccurate, the data can be rewritten, modified, or erased.
一部の実施形態では、従って、本発明の技術は、特定患者内のターゲット位置に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントを提供する。患者特異インプラントは、ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体を含む。患者特異インプラントは、そ上及び/又は内に位置決めされたデータストレージ要素を更に含む。データストレージ要素は、患者特異インプラントが患者に埋め込まれた後にアクセス可能なデータを格納するメモリを含むことができる。データは、(i)患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画の少なくとも1つの段階を指定する第1のデータと、(ii)患者特異インプラントの1又は2以上の特性を指定する第2のデータとを含むことができる。 In some embodiments, the techniques of the present invention thus provide patient-specific implants designed to be implanted at a target location within a particular patient. The patient-specific implant includes an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location. The patient-specific implant further includes a data storage element positioned thereon and/or within. The data storage element may include memory for storing data that is accessible after the patient-specific implant has been implanted in the patient. The data includes (i) first data specifying at least one stage of a patient-specific surgical plan for implanting a patient-specific implant at a target location; and (ii) specifying one or more characteristics of the patient-specific implant. and second data.
一部の実施形態では、本発明の技術は、特定患者内のターゲット位置に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントを提供する。患者特異インプラントは、ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体を含む。患者特異インプラントは、インプラント本体上及び/又は内に位置決めされた検索特徴部を更に含む。検索特徴部は、(i)患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画に関連付けられた第1のデータと、(ii)患者特異インプラントに関連付けられた第2のデータとにアクセスするのに使用することができる。例えば、第1のデータ及び第2のデータは、サーバ上に格納することができ、検索特徴部を用いて、第1のデータ及び第2のデータをサーバからダウンロード又は他にこれらのデータにアクセス可能である。 In some embodiments, the techniques of the present invention provide patient-specific implants designed to be implanted at a target location within a particular patient. The patient-specific implant includes an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location. The patient-specific implant further includes a search feature positioned on and/or within the implant body. The search feature accesses (i) first data associated with a patient-specific surgical plan for implanting the patient-specific implant at the target location; and (ii) second data associated with the patient-specific implant. It can be used for. For example, the first data and the second data may be stored on a server and a search feature may be used to download or otherwise access the first data and the second data from the server. It is possible.
一部の実施形態では、本発明の技術は、特定患者内のターゲット位置に埋め込まれるような患者特異インプラント設計を提供する。インプラントは、ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体を含む。更に、インプラントは、インプラント本体上又は内に位置決めされた患者特異のマーキング又は識別子を含む。患者特異のマーキング又は識別子は、(i)患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画の1又は2以上の要素に関連付けられた第1のデータ、及び(ii)患者特異インプラントに関連付けられた第2のデータ、及び/又は(iii)患者に関連付けられた第3のデータを含む又は他にこれらに対応することが可能である。例えば、第1のデータ、第2のデータ、及び/又は第3のデータは、患者特異マーキングをインプラント本体から直接に読み取ることができるようにインプラント本体上に直接に置くことができる。 In some embodiments, the techniques of the present invention provide patient-specific implant designs that are implanted at target locations within a particular patient. The implant includes an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location. Additionally, the implant includes patient-specific markings or identifiers positioned on or within the implant body. The patient-specific marking or identifier includes: (i) first data associated with one or more elements of a patient-specific surgical plan for implanting a patient-specific implant at a target location; and (ii) associated with the patient-specific implant. and/or (iii) third data associated with the patient. For example, the first data, the second data, and/or the third data can be placed directly on the implant body such that the patient-specific markings can be read directly from the implant body.
一部の実施形態では、本発明の技術は、パッケージング内に閉じ込められた患者特異インプラントを有するキットを提供する。患者特異インプラントのためのパッケージングは、データストレージ要素及び/又は検索特徴部を含むことができる。パッケージング内に閉じ込められたデータストレージ要素は、(i)患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画に関連付けられた第1のデータと、(ii)患者特異インプラントに関連付けられた第2のデータとを含むことができる。パッケージング内に閉じ込められた又は他にその上に刻印された検索特徴部は、(i)患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画に関連付けられた第1のデータと、(ii)患者特異インプラントに関連付けられた第2のデータとにアクセスするのに使用することができる。例えば、第1のデータ及び第2のデータは、サーバ上に格納することができ、検索特徴部を用いて、第1のデータ及び第2のデータをサーバからダウンロード又は他にこれらのデータにアクセス可能である。 In some embodiments, the present technology provides a kit with a patient-specific implant enclosed within packaging. Packaging for patient-specific implants can include data storage elements and/or search features. A data storage element confined within the packaging stores (i) first data associated with a patient-specific surgical plan for implanting a patient-specific implant at a target location; and (ii) first data associated with the patient-specific implant. 2 data. A search feature encapsulated within or otherwise imprinted upon the packaging includes (i) first data associated with a patient-specific surgical plan for implanting a patient-specific implant at a target location; and (ii) ) can be used to access second data associated with the patient-specific implant. For example, the first data and the second data may be stored on a server and a search feature may be used to download or otherwise access the first data and the second data from the server. It is possible.
一部の実施形態では、本発明の技術は、特定患者内のターゲット位置に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントと、患者特異インプラントをターゲット位置に埋め込むための命令を含む患者特異手術計画とを含むシステムを提供する。システムは、患者特異手術計画をその1又は2以上の態様を実行するように構成された手術プラットフォームまで送信するための手段を更に含むことができる。例えば、患者特異手術計画がデータストレージ要素上などにローカルに格納される場合に、システムは、手術計画を手術プラットフォームまで送信するための送信機を含むことができる。一部の実施形態では、送信機は、アンテナ又は1又は2以上の近接センサなどである。患者特異手術計画がリモートに格納される場合に、システムは、リモートに格納された手術計画をダウンロードするか又は他にそれにアクセスするための1又は2以上の検索特徴部を含むことができる。ダウンロードされた状態で、手術計画は、手術プラットフォームまで送信することができる。一部の実施形態では、手術プラットフォームは、手術計画の1又は2以上の態様を実行するか又は他に支援するように構成されたロボット手術プラットフォームとすることができる。 In some embodiments, the techniques of the present invention include a patient-specific implant designed to be implanted at a target location within a particular patient and a patient-specific surgical plan that includes instructions for implanting the patient-specific implant at the target location. Provide a system that includes The system can further include means for transmitting the patient-specific surgical plan to a surgical platform configured to perform one or more aspects thereof. For example, if the patient-specific surgical plan is stored locally, such as on a data storage element, the system can include a transmitter for transmitting the surgical plan to the surgical platform. In some embodiments, the transmitter is an antenna or one or more proximity sensors, or the like. If the patient-specific surgical plan is stored remotely, the system may include one or more search features for downloading or otherwise accessing the remotely stored surgical plan. Once downloaded, the surgical plan can be sent to the surgical platform. In some embodiments, the surgical platform can be a robotic surgical platform configured to perform or otherwise assist in one or more aspects of surgical planning.
一部の実施形態では、本発明の技術は、埋め込まれた患者特異インプラントに関連する患者特異医療を提供する方法を提供する。本方法は、埋め込まれた患者特異インプラントから患者特異データを取得する段階を含むことができる。患者特異データは、患者の解剖学的構造及び/又は病状に基づいて予め決められた患者特異インプラントに最適な埋め込み場所を含むことができる。本方法は、患者特異インプラントの実際の位置を1又は2以上の撮像技術を使用することによって取得する段階を更に含むことができる。実際の位置が予め決められた最適埋め込み場所と同じであるか否かを決定し、それによって患者に最適な利益を提供するために実際の位置を予め決められた最適埋め込み場所と比較することができる。 In some embodiments, the techniques of the present invention provide methods of providing patient-specific medical care associated with implanted patient-specific implants. The method can include obtaining patient-specific data from the implanted patient-specific implant. The patient-specific data may include an optimal implant location for a predetermined patient-specific implant based on the patient's anatomy and/or medical condition. The method may further include obtaining the actual location of the patient-specific implant by using one or more imaging techniques. Determining whether the actual location is the same as the predetermined optimal implantation location, thereby comparing the actual location with the predetermined optimal implantation location to provide optimal benefit to the patient. can.
以下では、いくつかの図を通して類似の番号が類似の要素を表し、例示的実施形態を示す添付図面を参照して本発明の開示の実施形態をより完全に説明する。しかし、特許請求の範囲の実施形態は、多くの異なる形態に実施することができ、本明細書の実施形態に限定されると解釈すべきではない。本明細書の例は非限定例であり、他の可能な例の中の数例に過ぎない。 Embodiments of the present disclosure will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which like numerals represent like elements throughout the several figures, and in which illustrative embodiments are shown. However, the claimed embodiments can be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments herein. The examples herein are non-limiting and only a few examples among other possible examples.
「備える」、「有する」、「含有する」、及び「含む」という言葉及びこれらの他の語形は、意味が同等であるように意図したものであり、更にこれらの言葉のうちのいずれかのものに先行する1又は複数の項目がその包括的な列挙であるか又は列挙する1又は複数の項目だけに限定されるように意図していない点で非限定的であるように意図している。 The words "comprise," "having," "containing," and "including" and other forms thereof are intended to be equivalent in meaning, and in addition, any of the words is intended to be non-limiting in that the item or items preceding it are not intended to be an inclusive enumeration thereof or to be limited only to the item or items listed; .
本明細書及び特許請求の範囲に使用する場合に、「a」、「an」、及び「the」は、状況が他に明確に定めない限り、単数及び複数の参照物を含む。 As used in this specification and claims, "a," "an," and "the" include singular and plural references unless the context clearly dictates otherwise.
本明細書の開示は、整形外科手術の状況で治療計画に適するためのシステム及び方法を説明するが、本発明の技術は、他の分野(例えば、他のタイプの外科診療)での治療及び医療デバイスに同等に適用することができる。更に、本明細書の多くの実施形態は、埋め込みデバイスに関するシステム及び方法を表すが、本発明の技術は、他のタイプの医療デバイス(例えば、非埋め込みデバイス)に同等に適用することができる。 Although the disclosure herein describes systems and methods suitable for treatment planning in the context of orthopedic surgery, the techniques of the present invention may be useful for treatment planning in other fields (e.g., other types of surgical practice). Equally applicable to medical devices. Furthermore, although many embodiments herein depict systems and methods related to implantable devices, the techniques of the present invention are equally applicable to other types of medical devices (eg, non-implantable devices).
本明細書に提供する表題は、便宜を目的としたものに過ぎず、主張する本発明の技術の範囲又は意味を説明するものではない。 The headings provided herein are for convenience only and do not describe the scope or meaning of the claimed invention.
A.患者特異インプラント及び患者特異手術計画を設計するためのシステム
図1は、患者特異医療を提供することを目的とし、本発明の技術の選定実施形態に従って構成されたコンピュータシステム100を示すネットワーク接続図である。本明細書で更に詳しく説明するように、システム100は、患者特異インプラント(本明細書では状況が他に明確に示さない限り「インプラント」とも呼ぶ)を設計するように、及び/又は患者のための患者特異手術計画(本明細書では状況が他に明確に示さない限り「手術計画」とも呼ぶ)を設計するように構成される。例えば、システム100は、外傷(例えば、骨折)、癌、変形、変性、疼痛(例えば、背痛、下肢痛)、不整な脊柱湾曲(例えば、脊柱側弯症、脊柱前弯症、脊柱後弯症)、不整な脊柱転位(例えば、脊椎すべり症、横方向転位軸転位)、骨関節炎、腰椎椎間板変性疾患、頚椎椎間板変性疾患、腰椎脊柱管狭窄症、又は頸椎脊柱管狭窄症、又はその組合せのような整形外科又は脊柱の疾患又は障害を患う患者に適するインプラント及び/又は手術計画を発生させることができる。手術計画は、手術情報、手術計画(例えば、手術埋め込み手順、インプラントのターゲットの場所及び/又は向きなど)、技術推奨案(例えば、デバイス及び/又は器具の推奨案)、及び/又は医療デバイス設計を含むことができる。例えば、手術計画は、少なくとも1つの治療手順(例えば、手術手順又は介入)及び/又は少なくとも1つの医療デバイス(例えば、埋め込み医療デバイス(本明細書では「インプラント」又は「埋め込みデバイス」とも呼ぶ)又はインプラント送出器具)を含むことができる。
A. System for designing patient-specific implants and patient-specific surgical plans
FIG. 1 is a network diagram illustrating a
一部の実施形態では、システム100は、本明細書で「患者特異の」又は「個人化された」インプラント及び手術計画とも呼ぶ特定患者又は患者群に適するようにカスタマイズされたインプラント及び/又は手術計画を発生させる。患者特異インプラント及び/又は患者特異手術計画は、患者の特定の特性(例えば、条件、解剖学的構造、病状、状態、医療履歴)に適するように設計及び/又は最適化することができる。例えば、インプラントは、既製デバイスではなく、特定患者に特化して設計及び製造することができる。しかし、患者特異インプラント及び/又は患者特異手術計画は、特定患者に適するようにカスタマイズされていない態様を含むことができることは認められるべきである。例えば、患者特異手術計画は、非患者特異のものである1又は2以上の命令、部分、段階などを含むことができる。同様に、患者特異インプラントは、非患者特異のものである1又は2以上の構成要素を含むことができ、及び/又は非患者特異のものである器具又はツールと併用することができる。個人化されたインプラント設計を用いて、医療デバイス、器具、及び/又は手術キットを含む患者特異技術を製造又は選択することができる。例えば、個人化された手術キットは、1又は2以上の患者特異インプラント、患者特異器具、非患者特異技術(例えば、標準の器具、デバイスなど)、使用指導、患者特異手術計画情報、又はその組合せを含むことができる。
In some embodiments, the
システム100は、スマート電話、モバイルデバイス、ラップトップ、デスクトップ、パーソナルコンピュータ、タブレット、ファブレット、又は当業技術で公知の他のそのようなデバイスのようなユーザデバイスとすることができるコンピュータデバイス102を含む。図2を参照してより詳細に議論するように、コンピュータデバイス102は、1又は2以上のプロセッサと、本明細書に説明する方法を実行するために1又は2以上のプロセッサによって実行可能な命令を格納するメモリとを含むことができる。コンピュータデバイス102は、患者を治療している保健医療提供者に関連付けることができる。図1は、単一コンピュータデバイス102を示すが、代替実施形態では、コンピュータデバイス102は、代わりに複数のコンピュータデバイスを含むコンピュータシステムとして実施することができ、従って、コンピュータデバイス102に関して本明細書に説明する作動は、代わりにこのコンピュータシステム及び/又はこれらの複数のコンピュータデバイスによって実行することができる。
コンピュータデバイス102は、治療される患者に関連付けられた患者データセット108を受け入れるように構成される。患者データセット108は、患者の条件、解剖学的構造、病状、症状、医療履歴、選好、及び/又は患者に関連するいずれかの他の情報又はパラメータを表すデータを含むことができる。例えば、患者データセット108は、手術介入データ、治療転帰データ、経過データ(例えば、医師の診断書)、患者フィードバック(例えば、生活の質の質問表、アンケートを用いて得られたフィードバック)、臨床データ、患者情報(例えば、患者識別情報、人口動態、男女、年齢、身長、体重、病状のタイプ、職業、活動レベル、組織情報、健康評価、併存症、健康関連の生活の質(HRQL))、生活反応、診断結果、投薬情報、アレルギー、画像データ(例えば、カメラ画像、核磁気共鳴撮像(MRI)画像、超音波画像、コンピュータ断層撮影(CAT)走査画像、陽電子放出断層撮影(PET)画像、X線画像)、診断機器情報(例えば、製造業者、型番、仕様、ユーザ選択設定/構成など)、又は将来予定されている医療手順(例えば、予定手術日)などを含むことができる。一部の実施形態では、患者データセット108は、患者識別情報(例えば、番号(ID)、名称、頭文字など)、年齢、性別、肥満度指数(BMI)、腰椎前弯、コブ角、骨盤形態角、椎間板高、接続柔軟性、骨質、回転転位、及び/又は脊柱の治療レベルのうちの1又は2以上を表すデータを含む。
一部の実施形態では、コンピュータデバイス102は、手術チームデータセット110を受け入れるように構成することができる。手術チームデータセット110は、患者に対して手術を実行することになる手術チームを表すデータを含むことができる。例えば、手術チームデータセット110は、手術チームの選好(例えば、選好的な埋め込み技術、選好的な埋め込み器具/ツールなど)、手術チームの経歴(例えば、手術チームによって実行された過去の手順)、又は手術チームによって実行された過去の手順の転帰スコアなどを含むことができる。本明細書に使用する時に、「手術チーム」という用語は、埋め込み手順中に手術室で一緒に働く保健医療実務者集団又は1又は2以上の個々の外科医を意味することができる。
In some embodiments,
一部の実施形態では、コンピュータデバイス102は、施設又は提供者のデータセット112を受け入れるように構成することができる。施設データセット112は、患者の手術が行われることになる施設を表すデータを含むことができる。例えば、施設データセット112は、施設の選好(例えば、選好的な埋め込み技術、選好的な埋め込み器具/ツールなど)、施設の経歴(例えば、施設では実施された過去の手順)、施設では実施された過去の手順の転帰スコア、手術を支援/実施するのに利用可能なインフラストラクチャー(例えば、ロボット手術プラットフォームの利用可能性、並びにロボット手術プラットフォームの「出力」を制御するのに必要とされる「入力」のタイプ)などを含むことができる。本明細書に使用する時に、「施設」という用語は、単一手術室の施設、複数の手術室を有する病院、及び/又は病院ネットワークを意味することができる。
In some embodiments,
コンピュータデバイス102は、通信ネットワーク104を通してサーバ106と作動可能に接続され、それによってコンピュータデバイス102とサーバ106の間のデータ伝達を可能にする。通信ネットワーク104は、有線及び/又は無線ネットワークとすることができる。通信ネットワーク104は、無線の場合に、可視光通信(VLC)、マイクロ波アクセスのための世界的相互運用性(WiMAX)、長期的進化(LTE)、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、赤外線(IR)通信、公衆交換電話ネットワーク(PSTN)、電波、及び/又は当業技術で公知の他の通信技術のような通信技術を用いて実施することができる。
「治療支援ネットワーク」又は「規範分析ネットワーク」とも呼ぶ場合があるサーバ106は、1又は2以上のコンピュータデバイス及び/又はシステムを含むことができる。本明細書で更に詳しく議論するように、サーバ106は、1又は2以上のプロセッサと、本明細書に説明する方法を実行するために1又は2以上のプロセッサによって実行可能な命令を格納するメモリとを含むことができる。一部の実施形態では、サーバ106は、分散「クラウド」コンピュータシステム又はハードウエアリソース及び/又は仮想コンピュータリソースのあらゆる適切な組合せにわたる施設として実施される。
コンピュータデバイス102とサーバ106は、インプラント及び/又は手術計画を発生させるために本明細書に説明する方法を個々に又は互いに実施することができる。例えば、本明細書に説明する方法の段階の一部又は全ては、コンピュータデバイス102単独で、サーバ106単独で、又はコンピュータデバイス102とサーバ106の組合せを用いて実施することができる。従って、本明細書ではサーバ106に関してある一定の作動を説明するが、これらの作動は、コンピュータデバイス102によって実行することができ、その逆も同様であることは認められるべきである。
一部の実施形態では、サーバ106は、本明細書に説明する治療計画法の1又は2以上の段階を実行するための1又は2以上のモジュールを含む。例えば、描図示の実施形態では、サーバ106は、データ分析モジュール116と治療計画モジュール118を含む。代替実施形態では、これらのモジュールのうちの1又は2以上は、互いに組み合わせることができ、又は除外することができる。従って、本明細書で特定の1又は複数のモジュールに関連して作動を説明するが、この説明は限定的であるように意図したものではなく、そのような作動は、一実施形態では異なる1又は複数のモジュールによって実行することができる。
In some embodiments,
i.患者特異インプラント
コンピュータデバイス102及び/又はサーバ106は、患者データセット108、手術チームデータセット110、及び/又は施設データセット112に少なくとも部分的に基づいて患者特異インプラント(「インプラント」)を設計することができる。例えば、治療計画モジュール118は、上述のデータ入力のうちのいずれかに基づいてインプラントを設計することができる。一部の実施形態では、インプラントは、整形外科インプラントに関連する設計を含む。そのようなインプラントの例は、スクリュー(例えば、骨スクリュー、脊柱スクリュー、椎円弧根スクリュー、関節面スクリュー)、椎体間埋め込みデバイス(例えば、椎間インプラント)、ケージ、プレート、ロッド、ディスク、融合デバイス、スペーサ、ロッド、拡大可能デバイス、ステント、ブラケット、タイ、足場、固着デバイス、アンカー、ナット、ボルト、リベット、コネクタ、テザー、ファスナ、関節置換物(例えば、人工椎間板)、又は股関節インプラントなどを含むがこれらに限定されない。患者特異インプラント設計は、インプラントの物理特性(例えば、サイズ、形状、体積、材料、質量、重量)、機械的特性(例えば、剛度、強度、弾性率、硬度)、及び/又は生物学的特性(例えば、骨結合性、細胞接着性、抗菌特性、抗ウイルス特性)のうちの1又は2以上を表すデータを含むことができる。例えば、整形外科インプラントに関連する設計は、インプラントの形状、サイズ、材料、及び/又は有効剛度(例えば、格子密度、支柱の本数、支柱の場所など)を含むことができる。
i. patient specific implant
インプラントは、患者の既存解剖学的構造に適合するように及び/又は患者の既存解剖学的構造に矯正を提供するように設計することができる。例えば、下記でより詳細に説明するように、治療計画モジュール118は、患者の生来の解剖学的構造の画像データを分析して解剖学的矯正が必要とされているか否かを決定することができる。画像データは、様々な解剖学的特徴部の形状、向き、及びトポグラフィのような患者の生来の解剖学的構成(例えば、術前の解剖学的構造)を示すことができる。例えば、一部の実施形態では、画像データは、椎骨間隔、椎骨の向き、椎骨の並進、異常な骨成長、異常な関節成長、関節炎症、関節変性、組織変性、狭窄症、瘢痕組織、腰椎前弯、コブ角、骨盤形態角、椎間板高、接続柔軟性、回転転位、及び他の脊柱組織特性を含むがこれらに限定されない様々な解剖学的特性を示す(及び/又はこれらを決定するのに使用する)ことができる。解剖学的矯正が必要とされない場合に、治療計画モジュール118は、患者の生来の解剖学的構造に適合するようにインプラントを設計することができる。解剖学的矯正を必要とする場合に、治療計画モジュール118は、患者に埋め込まれた時に解剖学的矯正を提供するようにインプラントを設計することができる。1又は2以上の望ましい解剖学的矯正を提供するように患者特異インプラントを設計することに関する更に別の詳細は、2020年8月6日出願の米国特許出願第16/987,113号明細書に見出すことができ、この文献の全開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
The implant can be designed to match and/or provide correction to the patient's existing anatomy. For example, as described in more detail below,
一部の実施形態では、発生されたインプラント設計は、デバイス全体に関する設計である。これに代えて、発生された設計は、デバイス全体ではなく、デバイスの1又は2以上の構成要素のためのものであるとすることができる。一部の実施形態では、インプラント設計は、標準の既製構成要素と併用することができる1又は2以上の患者特異デバイス構成要素に関連する。例えば、脊柱手術では、椎円弧根スクリューキットは、標準構成要素と患者特異カスタム構成要素の両方を含むことができる。一部の実施形態では、発生された設計は、標準の既製送出器具と併用することができる患者特異医療デバイスに関連する。例えば、インプラント(例えば、スクリュー、スクリューホルダ、ロッド)は、患者に適するように設計及び製造することができ、それに対してインプラントを送出するための器具は、標準器具とすることができる。この方式は、埋め込まれる構成要素が、治療を改善するために患者の解剖学的構造及び/又は外科医の選好に基づいて設計及び製造されることを可能にする。本明細書に説明するインプラントは、患者内への送出、治療部位への配置、及び/又は患者の解剖学的構造との相互作用を改善することが予想される。 In some embodiments, the generated implant design is a design for the entire device. Alternatively, the generated design may be for one or more components of the device rather than the entire device. In some embodiments, the implant design involves one or more patient-specific device components that can be used in conjunction with standard off-the-shelf components. For example, in spinal surgery, a vertebral arch root screw kit can include both standard components and patient-specific custom components. In some embodiments, the generated design relates to a patient-specific medical device that can be used with standard off-the-shelf delivery equipment. For example, the implant (eg, screw, screw holder, rod) can be designed and manufactured to suit the patient, whereas the instrumentation for delivering the implant can be a standard instrument. This approach allows implanted components to be designed and manufactured based on patient anatomy and/or surgeon preference to improve treatment. The implants described herein are expected to improve delivery into a patient, placement at a treatment site, and/or interaction with a patient's anatomy.
ii.患者特異手術計画
コンピュータデバイス102及び/又はサーバ106は、患者データセット108、手術チームデータセット110、及び/又は施設データセット112に基づいて患者特異手術計画(「手術計画」)を設計することができる。手術計画は、インプラントを患者内の特定のターゲット位置に埋め込むための詳細な手順を含むことができる。例えば、手術計画は、術前計画(例えば、患者の解剖学的構造の検出及び測定、手術手順のための患者の準備など)、手術手順、手術手法(例えば、埋め込み技術)、1又は2以上の手術段階(切開に対して組織を準備する段階、切開を行う段階、切除を実行する段階、組織を除去する段階、組織を操作する段階、矯正操作を実行する段階、インプラントをターゲット部位に送出する段階、インプラントをターゲット部位に展開する段階、インプラントをターゲット部位で調節する段階、埋め込まれた後のインプラントを操作する段階、インプラントをターゲット部位に固定する段階、インプラントを取り出す段階、組織を縫合する段階など)、インプラントのターゲットの位置、部位、又は場所(例えば、場所、向きなど)という態様、及び術前計画、術中計画、又は術後計画に関連する他の態様を含むことができる。
ii. Patient-specific surgical planning
一部の実施形態では、手術計画は、脊柱手術、股関節手術、膝手術、顎手術、手の手術、肩手術、肘手術、全関節再建術(関節形成術)、頭蓋骨再建術、足手術、又は足首手術のような整形外科手術手順を含む。脊柱手術は、後方腰椎椎体間固定術(PLIF)、前方腰椎椎体間固定術(ALIF)、一方の側進入腰椎椎体間固定術又は経椎間孔腰椎椎体間固定術(TLIF)、腰椎横方向椎体間固定術(LLIF)、真横方向腰椎椎体間固定術(DLIF)、又は正横方向腰椎椎体間固定術(XLIF)のような脊椎固定術を含むことができる。脊柱手術は、人工椎間板置換術のような非固定手術を含むことができる。一部の実施形態では、手術手順は、患者特異手術手順の1又は2以上の態様を実行することに関する説明及び/又は命令を含む。例えば、手術手順は、手術手法、矯正操作、又は骨切除のうちの1又は2以上を含むことができる。 In some embodiments, the surgical plan includes spine surgery, hip surgery, knee surgery, jaw surgery, hand surgery, shoulder surgery, elbow surgery, total joint reconstruction (arthroplasty), skull reconstruction, foot surgery, or including orthopedic surgical procedures such as ankle surgery. Spinal surgery can include posterior lumbar interbody fusion (PLIF), anterior lumbar interbody fusion (ALIF), unilateral entry lumbar interbody fusion, or transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF). Spinal fusion procedures such as lumbar lateral lumbar interbody fusion (LLIF), lateral lumbar interbody fusion (DLIF), or lateral lumbar interbody fusion (XLIF) may be included. Spine surgery can include non-fusion surgery such as artificial disc replacement. In some embodiments, the surgical procedure includes instructions and/or instructions for performing one or more aspects of the patient-specific surgical procedure. For example, a surgical procedure can include one or more of a surgical technique, a corrective operation, or a bone resection.
一部の実施形態では、手術計画は、インプラントのターゲット位置を含む。本明細書に使用する時に、「ターゲット位置」、「ターゲット部位」、及び「ターゲット場所」という用語は、埋め込み手順中にインプラントを配置するのに適する予め決められた最適な場所を意味し、患者の解剖学的構造、状態、診断、予後、及び活動レベルなどを基づくことができる。例えば、ターゲット位置は、解剖学的ランドマークに関して得られる以下のパラメータ、すなわち、向きの角度又は程度、並進の角度又は程度、挿入深さ、挿入角、2つの面の間の接触程度のうちの1又は2以上によって定めることができる。適切な解剖学的ランドマークは、例えば、特定の椎骨、特定の椎骨レベル、又は他のかなりの解剖学的特徴部を含む。従って、ターゲット位置は、患者の解剖学的構造(例えば、患者の解剖学的構造によって発生する境界によって定められる)に対するインプラントの3次元位置、及び/又は患者の解剖学的構造に対するインプラントのターゲット向きを含むことができる。一部の実施形態では、ターゲット位置は、そこに埋め込まれた時にインプラントが望ましい矯正を提供するように患者の解剖学的構造を操作するような患者の生来の解剖学的構造への望ましい矯正を組み込むことができる。理論に縛られることなく、インプラントをターゲット位置に配置することにより、インプラントの利点が最適化されること、及び/又はインプラントの副作用が最小にされることが予想される。特に、インプラントの最大の利点は、インプラントがターゲット位置に正確に配置された時にのみ実現することができる。 In some embodiments, the surgical plan includes a target location for the implant. As used herein, the terms "target location," "target site," and "target location" refer to a predetermined optimal location suitable for placing an implant during an implantation procedure, and can be based on the anatomy, condition, diagnosis, prognosis, activity level, etc. For example, the target location is determined by one of the following parameters obtained with respect to the anatomical landmark: angle or degree of orientation, angle or degree of translation, depth of insertion, angle of insertion, degree of contact between two surfaces. It can be determined by one or more. Suitable anatomical landmarks include, for example, particular vertebrae, particular vertebral levels, or other significant anatomical features. Thus, the target location may include the three-dimensional position of the implant relative to the patient's anatomy (e.g., defined by boundaries generated by the patient's anatomy), and/or the target orientation of the implant relative to the patient's anatomy. can include. In some embodiments, the target location provides a desired correction to the patient's natural anatomy, such as manipulating the patient's anatomy such that the implant provides the desired correction when implanted therein. can be incorporated. Without being bound by theory, it is anticipated that by placing the implant at the target location, the benefits of the implant will be optimized and/or the side effects of the implant will be minimized. In particular, the greatest benefits of the implant can only be realized when the implant is accurately placed at the target location.
一部の実施形態では、手術計画は、インプラントをターゲット位置に向けるために組織を除去して空間を空けるという推奨案を任意的に含む。例えば、手術計画は、患者特異インプラントを受け入れるための準備を患者に提供するために骨切除術、筋切除術、軟組織剥離、又は軟組織牽引などを実施するための命令を含むことができる。一部の実施形態では、手術計画は、インプラントを受け入れるための準備を患者に提供するための組織の操作を含む。例えば、手術計画は、2つの椎骨の相対位置を調節する又は2つの椎骨の間の距離を増大させるなどのための命令を含むことができる。 In some embodiments, the surgical plan optionally includes a recommendation to remove tissue to make room for directing the implant to the target location. For example, the surgical plan may include instructions to perform osteotomies, myectomies, soft tissue dissections, soft tissue retractions, etc. to prepare the patient to receive a patient-specific implant. In some embodiments, the surgical plan includes tissue manipulation to prepare the patient to receive the implant. For example, a surgical plan may include instructions to adjust the relative positions of two vertebrae, increase the distance between two vertebrae, and the like.
一部の実施形態では、手術計画は、その様々な段階を実行するための機械可読命令を含む。機械可読命令は、手術ロボットプラットフォームによって実行された時にインプラントを埋め込むことに関する作動手順の様々な態様を手術ロボットプラットフォームに実行させるように構成することができる。例えば、手術プラットフォームは、切開に対して組織を準備すること、切開を行うこと、切除を実行すること、組織を除去すること、組織を操作すること、矯正操作を実行すること、インプラントをターゲット部位に送出すること、インプラントをターゲット部位に展開すること、ターゲット部位でインプラントの構成を調節すること、埋め込まれた後のインプラントを操作すること、インプラントをターゲット部位に固定すること、インプラントを取り出すこと、及び組織を縫合することなどができる。従って、命令は、患者特異インプラントの送出を実行又は他に補助するためにロボットアーム、器具、及び/又はツールを関節作動させるための特定の命令を含むことができる。 In some embodiments, the surgical plan includes machine-readable instructions for performing its various steps. The machine-readable instructions can be configured to cause the surgical robotic platform to perform various aspects of operational procedures related to implanting an implant when executed by the surgical robotic platform. For example, surgical platforms can be used to prepare tissue for incision, to make incisions, to perform resections, to remove tissue, to manipulate tissue, to perform corrective operations, and to target implants at sites. deploying the implant at the target site; adjusting the configuration of the implant at the target site; manipulating the implant after implantation; securing the implant at the target site; removing the implant; and can suture tissues. Accordingly, the instructions may include specific instructions for articulating robotic arms, instruments, and/or tools to effectuate or otherwise assist in delivery of patient-specific implants.
一部の実施形態では、手術計画は、患者特異手術計画をどのように実施するかを外科医に示す書面、音声、及び/又はグラフィックによる段階毎の命令を含む。患者特異手術計画は、作動手順の前及び/又は最中に外科医に対して表示することができる(例えば、ディスプレイ122を通して)。一部の実施形態では、書面、音声、及び/又はグラフィックによる命令は、コンピュータ可読命令内に符号化することができる。命令コードは、復号して作動手順の前及び/又は最中に外科医に対して表示することができる。一部の実施形態では、患者特異手術計画は、機械可読命令と、書面、音声、及び/又はグラフィックによる命令との両方を含む。 In some embodiments, the surgical plan includes written, audio, and/or graphic step-by-step instructions that direct the surgeon how to perform the patient-specific surgical plan. The patient-specific surgical plan may be displayed to the surgeon (eg, through display 122) before and/or during the operating procedure. In some embodiments, written, audio, and/or graphical instructions may be encoded within computer readable instructions. The instruction code can be decoded and displayed to the surgeon before and/or during the operating procedure. In some embodiments, the patient-specific surgical plan includes both machine-readable instructions and written, audio, and/or graphic instructions.
iii.患者特異インプラント及び/又は患者特異手術計画を設計するための基準患者データセットの使用
一部の実施形態では、システム100は、患者特異インプラント及び/又は患者特異手術計画を設計する時に1又は2以上の基準データセットを考慮することができる。例えば、一部の実施形態では、サーバ106は、本明細書に説明する治療計画法に有利な基準データを格納するように構成された少なくとも1つのデータベース120を含む。基準データは、同じか又は他の患者からの履歴データ及び/又は診療データ、同じか又は他の保健医療提供者による患者の以前の手術及び/又は他の治療から収集されたデータ、医療デバイス設計に関するデータ、研究団体又は調査団体から収集されたデータ、診療データベースからのデータ、学術機関からのデータ、インプラント製造業者又は他の医療デバイスの製造業者からのデータ、撮像研究からのデータ、シミュレーション、臨床試験からのデータ、人口統計データ、治療データ、転帰データ、又は死亡率などを含むことができる。
iii. Use of reference patient datasets to design patient-specific implants and/or patient-specific surgical plans
In some embodiments,
一部の実施形態では、データベース120は、各々が対応する基準患者に関連付けられた複数の基準患者データセットを含む。例えば、基準患者は、以前に治療を受けた又は現在治療を受けている患者とすることができる。各基準患者データセットは、対応する基準患者の条件、解剖学的構造、病状、医療履歴、選好、及び/又は患者データセット108に関して本明細書に説明するデータのうちのいずれかのような基準患者に関連するいずれかの他の情報又はパラメータを表すデータを含むことができる。一部の実施形態では、基準患者データセットは、術前データ、術中データ、及び/又は術後データを含む。例えば、基準患者データセットは、患者のID、年齢、性別、BMI、腰椎前弯、コブ角、骨盤形態角、椎間板高、接続柔軟性、骨質、回転転位、及び/又は脊椎の治療レベルのうちの1又は2以上を表すデータを含むことができる。別の例として基準患者データセットは、手術手順又は手術介入の説明(例えば、手術手法、骨切除、手術手順、矯正操作、インプラント又は他のデバイスの配置)のような基準患者に対して実施される少なくとも1つの治療手順に関する治療データを含むことができる。一部の実施形態では、治療データは、基準患者を治療するのに使用される少なくとも1つの医療デバイスに関する医療デバイス設計データ、例えば、物理特性(例えば、サイズ、形状、体積、材料、質量、重量)、機械的特性(例えば、剛度、強度、弾性率、硬度)、及び/又は生物学的性質(例えば、骨結合性、細胞接着性、抗菌特性、抗ウイルス特性)を含む。更に別の例では、基準患者データセットは、基準患者の治療の転帰を表す転帰データ、例えば、矯正解剖学的構造評価指標、融合の存在、HRQL、活動レベル、職場復帰、合併症、回復時間、効果、死亡率、及び/又は再手術を含むことができる。
In some embodiments,
一部の実施形態では、サーバ106は、複数の保健医療提供者コンピュータシステムから基準患者データセットの少なくとも一部を受け入れる。各保健医療提供者コンピュータシステムは、対応する保健医療提供者によって治療される基準患者に関連付けられた少なくとも1つの基準患者データセット(例えば、複数の基準患者データセット)を含むことができる。基準患者データセットは、例えば、動力学的記録、電子医療記録、電子健康記録、生体医療データセットなどを含むことができる。
In some embodiments,
インプラント及び/又は手術計画が基準データに基づいて設計される実施形態では、データ分析モジュール116は、治療計画を開発するのに有利である可能性が高い基準データの部分集合をデータベース120から識別するための1又は2以上のアルゴリズムを含むことができる。例えば、データ分析モジュール116は、患者特異データ(例えば、コンピュータデバイス102から受け入れた患者データセット108)をデータベース120からの基準データ(例えば、基準患者データセット)と比較して類似データ(例えば、基準患者データセット内の1又は2以上の類似患者データセット)を識別することができる。この比較は、年齢、性別、BMI、病状、運動、腰椎前弯、骨盤形態角、及び/又は治療レベルのような1又は2以上のパラメータを基づくことができる。これらのパラメータを用いて各基準患者に対する類似性スコアを計算することができる。類似性スコアは、患者データセット108と基準患者データセットの間の統計的相関性を表すことができる。従って、類似性スコアが指定閾値を上回るか、下回るか、又はこの閾値にあるかに基づいて類似患者を識別することができる。例えば、下記でより詳細に説明するように、上述の比較は、各パラメータに値を割り当てて、被検患者と各基準患者の間の集計差を決定することによって実行することができる。閾値よりも低い集計差を有する基準患者を類似患者と見なすことができる。一部の実施形態では、データ分析モジュール116は、患者パラメータ以外の基準、例えば、手術チームデータセット110(例えば、外科医の専門技術、外科医によって実行された特定のタイプの手順の転帰などに基づく)及び/又は施設データセット112(例えば、手術ロボットのような手術機器)に基づいて基準患者データの集合又は部分集合を選択する1又は2以上のアルゴリズムを含む。
In embodiments where implant and/or surgical plans are designed based on reference data,
データ分析モジュール116は、例えば、患者データセット108及び/又は対応する基準患者の治療転帰への類似性に基づいて基準患者データセットの部分集合を選択する1又は2以上のアルゴリズムを有するように更に構成することができる。例えば、データ分析モジュール116は、基準患者データセット内で1又は2以上の類似患者データセットを識別し、次に、この類似患者データセットが好ましいか又は望ましい治療転帰を示すデータを含むか否かに基づいて類似患者データセットの部分集合を選択することができる。転帰データは、矯正された解剖学的構造評価指標、運動範囲、動力学的データ、HRQL、活動レベル、合併症、回復時間、効果、死亡率、又は再手術のような1又は2以上の転帰パラメータを表すデータを含むことができる。下記でより詳細に説明するように、一部の実施形態では、データ分析モジュール116は、各転帰パラメータに値を割り当てることによって転帰スコアを計算する。転帰スコアが指定閾値を上回るか、下回るか、又はこの閾値にある場合に、患者は、好ましい転帰を有すると見なすことができる。
一部の実施形態では、データ分析モジュール116は、ユーザ入力(例えば、臨床医、外科医、医師、保健医療提供者からの)に少なくとも部分的に基づいて基準患者データセットの部分集合を選択する。例えば、ユーザ入力は、類似患者データセットを識別するのに使用することができる。一部の実施形態では、臨床医の入力に基づいて類似性スコア及び/又は転帰スコアを調節するために、類似性パラメータ及び/又は転帰パラメータの重み付けを保健医療提供者又は医師が選択することができる。更に別の実施形態では、保健医療提供者又は医師は、類似性スコア及び/又は転帰スコアそれぞれを生成するのに使用される類似性パラメータ及び/又は転帰パラメータのセットを選択する(又は新しい類似性パラメータ及び/又は転帰パラメータを定める)ことができる。
In some embodiments,
一部の実施形態では、データ分析モジュール116は、患者パラメータ以外の基準に基づいて基準患者データセットの集合又は部分集合を選択するのに使用される1又は2以上のアルゴリズムを含む。例えば、これら1又は2以上のアルゴリズムを用いて、保健医療提供者パラメータ(例えば、病院/医師の専門技術、実施された手順の件数、病院の格付けのような保健医療提供者の格付け/スコアに基づく)、及び/又は保健医療リソースパラメータ(例えば、診断機器、施設、手術ロボットのような手術機器)、又は現在の保健医療提供者に関する手順に関して転帰及びリスクプロファイルを予想するのに使用することができる他の非患者関連情報に基づいて部分集合を選択することができる。例えば、類似診断機器から取り込まれた画像を有する基準患者データセットを集計して診断機器間の変化に起因する不整を低減するか又は制限することができる。更に、類似保健医療提供者(例えば、従来より類似の転帰、医師の専門技術、手術チームなどを有する保健医療提供者)からのデータを用いて特定の保健医療提供者に適する患者特異治療計画を開発することができる。一部の実施形態では、基準保健医療提供者データセット、病院データセット、医師データセット、手術チームデータセット、治療後データセット、及び他のデータセットを利用することができる。一例として、野戦手術を実行するための患者特異治療計画は、類似の野戦手術及び/又は関連のデータセットからの基準患者データを基づくことができる。別の例では、患者特異治療計画は、利用可能なロボット手術システムに基づいて生成することができる。基準患者データセットは、類似条件(例えば、手術チーム、病院リソースのようなサイズ及び機能)の下で同等のロボット手術システムを用いた手術を受けた患者に基づいて選択することができる。
In some embodiments,
インプラント及び/又は手術計画が基準データに基づいて設計される実施形態では、治療計画モジュール118は、基準データに基づいてインプラント及び/又は手術計画を発生させる1又は2以上のアルゴリズムを含むことができる。一部の実施形態では、治療計画モジュール118は、「規範モデル」としても公知の治療計画を発生させるための少なくとも1つの予想モデルを開発及び/又は実施するように構成される。予想モデルは、臨床知識、統計、機械学習、AI、又はニューラルネットワークなどを用いて開発することができる。一部の実施形態では、データセット、患者パラメータ、保健医療提供者パラメータ、保健医療リソースパラメータ、治療手順、医療デバイス設計、及び/又は治療転帰の間の相関性を識別するために、データ分析モジュール116からの出力が分析される(例えば、統計、機械学習、ニューラルネットワーク、AIなどを用いて)。これらの相関性を用いて、治療計画が特定患者に対して好ましい転帰を発生させることになる可能性を予想する少なくとも1つの予想モデルを開発することができる。予想モデルは、例えば、モデルの中にデータを入力し、モデルの出力を予想出力と比較することによって検証することができる。
In embodiments where the implant and/or surgical plan is designed based on reference data, the
一部の実施形態では、治療計画モジュール118は、基準患者からの以前の治療データに基づいてインプラント設計を発生するように構成される。例えば、治療計画モジュール118は、データ分析モジュール116から基準患者データセット及び/又は類似患者データセットの選択部分集合を受け入れて、選択部分集合から治療データを決定又は識別することができる。治療データは、例えば、対応する患者に対して好ましいか又は望ましい治療転帰に関する運動範囲及び/又は他の動力学的データ、治療手順データ(例えば、手術手順データ又は手術介入データ)、及び/又は医療デバイス設計データ(例えば、インプラント設計データ)を含むことができる。治療計画モジュール118は、治療される患者に対して最適な治療プロトコルを決定するように治療手順データ及び/又は医療デバイス設計データを分析することができる。例えば、治療手順及び/又は医療デバイス設計に値を割り当てて集計し、治療スコアを提供することができる。このスコア(例えば、より高い又は最も高いスコア、より低い又は最も低いスコア、指定閾値を上回るか、下回るか、又はこの閾値にあるスコア)に基づいて治療計画を選択することにより、患者特異治療計画を決定することができる。この個人化された治療計画は、患者特異技術又は患者特異選択技術を少なくとも部分的を基づくことができる。
In some embodiments,
これに代えて又は組合せで、治療計画モジュール118は、データセット間の相関性に基づいてインプラント設計を発生することができる。例えば、治療計画モジュール118は、インプラント設計と、好ましい転帰を有する類似患者(例えば、データ分析モジュール116によって識別された)に対するインプラント設計からの医療デバイス設計データとを相関させることができる。相関性分析は、相関性係数値を値又はスコアに変換する段階を含むことができる。値/スコアを集計、フィルタリング、又は他に分析して1又は2以上の統計的有意性を決定することができる。これらの相関性を用いて、治療される患者に対して好ましい転帰を提供するのに最適な又は生成される可能性が高い治療手順及び/又は医療デバイス設計を決定することができる。
Alternatively or in combination,
これに代えて又は組合せで、治療計画モジュール118は、1又は2以上のAI技術を用いて設計を発生することができる。AI技術は、人間の知能を模擬する機能、例えば、学習、推論、計画、問題解決、意志決定などを行う機能を有するコンピュータシステムを開発するのに使用することができる。AI技術は、事例に基づく推論、規則ベースシステム、人工ニューラルネットワーク、決定木、サポートベクトル機械、回帰分析、ベイジアンネットワーク(例えば、単純ベイズ分類器)、遺伝的アルゴリズム、セルオートマトン、ファジー論理システム、マルチエージェントシステム、群知能、データマイニング、機械学習(例えば、教師付き学習、教師なし学習、強化学習)、及び混成システムを含むことができるがこれらに限定されない。
Alternatively or in combination,
一部の実施形態では、治療計画モジュール118は、1又は2以上のトレーニングされた機械学習モデルを用いて治療計画を発生する。様々なタイプの機械学習のモデル、アルゴリズム、及び技術が、本発明の技術との併用に適している。一部の実施形態では、機械学習モデルは、最初に、モデルのパラメータ(例えば、人工ニューラルネットワーク内の「ニューロン」間の接続の重み)を当て嵌めるのに使用される事例セットであるトレーニングデータセットでトレーニングされる。例えば、トレーニングデータセットは、複数の基準患者データセット又はその選択部分集合(例えば、複数の類似患者データセット)のようなデータベース120に格納された基準データのうちのいずれかを含むことができる。
In some embodiments,
一部の実施形態では、機械学習モデル(例えば、ニューラルネットワーク又は単純ベイズ分類器)は、教師付き学習法(例えば、勾配降下法又は確率的勾配降下法)を用いてトレーニングデータセットでトレーニングすることができる。トレーニングデータセットは、発生「入力ベクトル」と、それに関連付けられた対応する「返答ベクトル」(一般的にターゲットとして表される)とのペアを含むことができる。現在のモデルは、トレーニングデータセットを用いて実行されて結果をもたらし、次に、この結果が、トレーニングデータセット内の各入力ベクトルに関してターゲットと比較される。この比較の結果及び使用される特定の学習アルゴリズムに基づいて、モデルのパラメータが調節される。モデル当て嵌めは、変数選択とパラメータ推定との両方を含むことができる。当て嵌められたモデルを用いて、検証データセットと呼ぶ第2のデータセット内の観察に関する応答を予想することができる。検証データセットは、モデルパラメータを調整しながらトレーニングデータセットに対するモデル当て嵌めの公平な評価を与えることができる。検証データセットは、早期の停止による正則化、例えば、検証データセット上でエラーが増加した時に、トレーニングデータセットに対する過剰当て嵌めの兆候である可能性があるので、そのような時にトレーニングを停止することによる正則化に使用することができる。一部の実施形態では、検証データセットエラーは、トレーニング中に変化する可能性があり、従って、過剰当て嵌めが確実に始まった時を決定するために臨機応変な規則を使用することができる。最後に、試験データセットを用いて、トレーニングデータセットに対する最終モデル当て嵌めの公平な評価を与えることができる。 In some embodiments, the machine learning model (e.g., neural network or naive Bayes classifier) is trained on the training dataset using a supervised learning method (e.g., gradient descent or stochastic gradient descent). Can be done. A training data set may include pairs of occurrence "input vectors" and their associated corresponding "response vectors" (commonly referred to as targets). The current model is run with the training dataset to yield a result, which is then compared to the target for each input vector in the training dataset. Based on the results of this comparison and the particular learning algorithm used, the parameters of the model are adjusted. Model fitting can include both variable selection and parameter estimation. The fitted model can be used to predict responses for observations in a second data set, referred to as the validation data set. The validation dataset can provide an unbiased evaluation of the model fit to the training dataset while adjusting model parameters. The validation dataset is regularized by stopping early, e.g. when errors increase on the validation dataset, this can be a sign of overfitting to the training dataset, so stop training at such times. It can be used for regularization. In some embodiments, the validation dataset error may change during training, so ad hoc rules can be used to determine when overfitting reliably begins. Finally, the test dataset can be used to provide an unbiased assessment of the final model fit to the training dataset.
治療計画を発生させるために、患者データセット108、手術チームデータセット110、及び/又は施設データセット112は、トレーニングされた機械学習モデルの中に入力することができる。トレーニングされた機械学習モデルの中に、基準患者データセット及び/又は類似患者データセットの選択部分集合、及び/又は当該選択部分集合からの治療データのような補足データを入力することができる。次に、トレーニングされた機械学習モデルは、様々な治療手順及び/又は医療デバイス設計の候補が当該患者に対して好ましい転帰を提供する可能性が高いか否かを計算することができる。これらの計算に基づいて、トレーニングされた機械学習モデルは、当該患者に対して少なくとも1つの治療計画を選択することができる。複数のトレーニングされた機械学習モデルが使用される実施形態では、これらのモデルを順次又は同時に実行して転帰間を比較することができ、トレーニングデータセットを用いて定期的に更新することができる。治療計画モジュール118は、機械学習モデルのうちの1又は2以上をモデルの予想精度スコアに基づいて使用することができる。
To generate a treatment plan,
治療計画モジュール118によって発生されたインプラント設計及び/又は手術計画は、ユーザ(例えば、臨床医、外科医、医療提供者、患者)への出力に向けて通信ネットワーク104を通してコンピュータデバイス102に送信することができる。例えば、通信ネットワーク104は、下記でより詳細に説明するように、インプラント及び/又は手術計画に関連付けられた独特なコードを受信するのに応答してコンピュータデバイス102に手術計画を送信することができる。一部の実施形態では、コンピュータデバイス102は、ディスプレイ122を含む又はそれと作動可能に結合される。ディスプレイ122は、手術手法、治療レベル、矯正操作、組織切除、及び/又はインプラント配置のような患者に対して実施される手術手順の様々な態様を示すことができる。可視化を容易にするために、手術手順の仮想モデルを表示することができる。これに加えて、又はこれに代えて、ディスプレイ122は、デバイス設計の2次元モデル又は3次元モデルのような医療デバイスに対する設計を示すことができる。ディスプレイ122は、手術手順を実行される及び/又はデバイスを埋め込むべき患者の解剖学的構造の2次元又は3次元の画像又はモデルのような患者情報を示すことができる。ディスプレイ122は、治療を改善すること、インプラントの移動を低減することなどのために解剖学的特徴部に接触するのに適するインプラントの構造的特徴部を表示することができる。これらの構造的特徴部は、剛性面(例えば、インプラント本体の外面)、アンカー、固着特徴部などとすることができる。治療計画モジュール118によって識別されるそのような解剖学的特徴部を識別するために、埋め込み部位の画像を分析することができる。コンピュータデバイス102は、ユーザが、表示された治療計画を修正、選択、承認、及び/又は却下することを可能にする1又は2以上のユーザ入力デバイス(図示せず)を更に含むことができる。
The implant design and/or surgical plan generated by
iv.患者特異インプラントの製造
一部の実施形態では、治療計画モジュール118によって発生された患者特異インプラント設計は、コンピュータデバイス102及び/又はサーバ106から対応する医療デバイスを製造するための製造システム124に送信することができる。製造システム124は、オンサイト又はオフサイトで位置付けることができる。オンサイト製造は、患者の診療回数を低減すること、及び/又は手術を実行することができる時間を短縮することができ、それに対してオフサイト製造は、複雑なデバイスを製造するのに有利とすることができる。オフサイト製造は、特殊製造機器を有することができる。一部の実施形態では、オフサイトでより複雑なデバイス構成要素を生成することができ、それに対してオンサイトではより単純なデバイス構成要素しか製造することができない。
iv. Manufacture of patient-specific implants
In some embodiments, the patient-specific implant design generated by
様々なタイプの製造システムが、本明細書の実施形態による使用に適している。例えば、製造システム124は、3次元(3D)印刷、ステレオリソグラフィ(SLA)、デジタル光処理(DLP)、熱溶解積層造形(FDM)、選択的レーザ焼結(SLS)、選択的レーザ溶解(SLM)、選択的加熱焼結(SHM)、電子ビーム溶解(EBM)、積層物体製造(LOM)、粉末床印刷(PP)、熱可塑性材料印刷、直接に材料蒸着(DMD)、インクジェット光硬化性樹脂印刷、又は類似の技術、又はその組合せのような付加製造に適するように構成することができる。これに代えて又は組合せで、製造システム124は、CNC加工、放電加工(EDM)、研削、レーザ切断、ウォータージェット加工、手加工(例えば、フライス加工、旋盤/旋削)、又は類似の技術、又はその組合せのような軽減(従来)製造に適するように構成することができる。製造システム124は、加工命令又は加工データ(例えば、CADデータ、3Dデータ、デジタルブループリント、ステレオリソグラフィデータ、又は本明細書に説明する様々な製造技術に適する他のデータ)に基づいて1又は2以上の患者特異医療デバイスを製造することができる。一部の実施形態では、患者特異医療デバイスは、製造を簡素化するために複数の設計にわたって共有される特徴、材料、及び設計を含むことができる。例えば、様々な患者のための展開可能患者特異医療デバイスは、類似の内部展開機構を有するが、異なる展開構成を有することができる。一部の実施形態では、患者特異医療デバイスの構成要素は、利用可能な予備加工される構成要素のセットから選択され、選択される予備加工される構成要素は、加工命令又は加工データに基づいて修正することができる。
Various types of manufacturing systems are suitable for use with embodiments herein. For example,
v.追加の特徴
本明細書に説明する治療計画は、外科医、手術ロボット、又はその組合せによって実行することができ、それによって治療の柔軟性が与えられる。一部の実施形態では、手術手順は、その全てを外科医によって実行するか、全てを手術ロボットによって実行するか、又はその組合せによって実行することができる。例えば、手術手順の1つの段階は、外科医が手動で実施することができ、この手順の別の段階は、手術ロボットによって実行することができる。一部の実施形態では、治療計画モジュール118は、手術ロボット(例えば、ロボット手術システム、ナビゲーションシステムなど)に手術手順を部分的又は全面的に実行させるように構成された制御命令を発生する。制御命令は、コンピュータデバイス102及び/又はサーバ106によってロボット装置に送信することができる。
v. Additional features
The treatment plans described herein can be performed by a surgeon, a surgical robot, or a combination thereof, thereby providing treatment flexibility. In some embodiments, the surgical procedure can be performed entirely by a surgeon, entirely by a surgical robot, or a combination thereof. For example, one stage of a surgical procedure may be performed manually by a surgeon, and another stage of the procedure may be performed by a surgical robot. In some embodiments,
治療計画に従った患者の治療に続いて、データ分析モジュール116及び/又は治療計画モジュール118を更新するために、1又は2以上の期間にわたって治療経過をモニタすることができる。データベース120に格納された基準データに治療後データを追加することができる。治療後データを用いて、患者特異治療計画、患者特異医療デバイス、又はその組合せを開発するために機械学習モデルをトレーニングすることができる。
Following treatment of a patient according to a treatment plan, the progress of treatment may be monitored over one or more time periods to update
システム100の構成要素は、多くの異なる方法で構成することができることは認められるべきである。例えば、代替実施形態では、データベース120、データ分析モジュール116、及び/又は治療計画モジュール118は、サーバ106ではなくコンピュータデバイス102の構成要素とすることができる。別の例としてデータベース120、データ分析モジュール116、及び/又は治療計画モジュール118は、単一サーバ106又はコンピュータデバイス102に位置付けるのではなく、複数の異なるサーバ、コンピュータシステム、又は他のタイプのクラウドコンピュータリソースにわたって位置付けることができる。
It should be appreciated that the components of
これに加えて、一部の実施形態では、システム100は、コンピュータシステムの多くの他の環境又は構成で作動させることができる。本発明の技術との併用に適切とすることができるコンピュータシステム、環境、及び/又は構成の例は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、手持ち式デバイス又はラップトップデバイス、セルラー電話、ウェアラブル電子機器、タブレットデバイス、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、プログラム可能庭用電化製品、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、又はこれらのシステム又はデバイスのうちのいずれかを含む分散コンピュータ環境などを含むがこれらに限定されない。一部の実施形態では、システム100は、2020年1月6日出願の米国特許出願第16/735,222号明細書、2021日6月8日出願の米国特許出願第17/342,439号明細書、2018年12月1日出願の米国特許出願第16/207,116号明細書、及び2020年8月11日出願の米国特許出願第16/990,801号明細書に説明されているもののうちのいずれかのような追加の特徴及び機能を含むことができ,これらの文献の全開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
Additionally, in some embodiments,
図2は、実施形態による図1のシステム100と共に使用するのに適するコンピュータデバイス200を示している。コンピュータデバイス200は、コンピュータデバイス102又はサーバ106のような図1のシステム100の様々な構成要素内に組み込むことができる。コンピュータデバイス200は、1又は2以上のプロセッサ210(例えば、CPU、GPU、HPUなど)を含む。プロセッサ210は、単一処理ユニット又は1つのデバイス内か又は複数のデバイスにわたって分散された複数の処理ユニットとすることができる。プロセッサ210は、例えば、PCIバス又はSCSIバスのようなバスを用いて他のハードウエアデバイスに結合することができる。プロセッサ210は、本明細書に説明する方法のうちのいずれかを実施するためのプログラム命令のような1又は2以上のコンピュータ可読プログラム命令を実行するように構成することができる。
FIG. 2 illustrates a
コンピュータデバイス200は、例えば、プロセッサ210にコンピュータデバイス200のユーザからのアクションを通知するためにプロセッサ210に入力を与える1又は2以上の入力デバイス220を含むことができる。これらのアクションは、入力デバイスから受け入れる信号を解釈し、通信プロトコルを用いてプロセッサ210に情報を通信するハードウエアコントローラによって仲介することができる。入力デバイス220は、例えば、マウス、キーボード、タッチ画面、赤外線センサ、タッチパッド、ウェアラブル入力デバイス、カメラ又は画像ベースの入力デバイス、マイクロフォン、又は他のユーザ入力デバイスを含むことができる。
コンピュータデバイス200は、文字列、モデル、仮想手順、手術計画、インプラント、グラフィック、及び/又は画像(例えば、ある場所にある組織の密度を表す放射線濃度単位又はハウンスフィールド単位を示すボクセルを有する画像)のような様々なタイプの出力を表示するのに使用されるディスプレイ230を含むことができる。一部の実施形態では、ディスプレイ230は、ユーザに対してグラフィック及び文字列の視覚フィードバックを提供する。プロセッサ210は、デバイスに対するハードウエアコントローラを通してディスプレイ230と通信することができる。一部の実施形態では、ディスプレイ230は、入力デバイス220がタッチ画面を含む場合又は入力デバイス220に眼球方向モニタシステムが装備される場合に、入力デバイス220をディスプレイ230の一部として含む。代替実施形態では、ディスプレイ230は、入力デバイス220とは別個のものである。表示デバイスの例は、LCD表示画面、LED表示画面、投影ディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、又は拡張現実ディスプレイ(例えば、ヘッドアップディスプレイデバイス又はヘッドマウントデバイス)、及びその他を含む。
任意的に、プロセッサ210には、ネットワークカード、ビデオカード、オーディオカード、USB、ファイアワイヤ又は他の外部デバイス、カメラ、プリンタ、スピーカ、CD-ROMドライブ、DVDドライブ、ディスクドライブ、又はブルーレイデバイスのような他のI/Oデバイス240を結合することができる。他のI/Oデバイス240は、MRI機械、X線機械、CT機械などを含む撮像装置のような直接に接続された医療機器からの情報に対する入力ポートを含むことができる。更に、他のI/Oデバイス240は、これらのタイプの機械からのデータを他のソースから、例えば、ネットワークにわたって又は例えばデータベースに格納された以前に取り込まれたデータから受け入れるための入力ポートを含むことができる。
Optionally,
一部の実施形態では、コンピュータデバイス200は、ネットワークノードと無線で又は有線ベースで通信する機能を有する通信デバイス(図示せず)を更に含む。通信デバイスは、例えば、TCP/IPプロトコルを用いたネットワーク上で別のデバイス又はサーバと通信することができる。コンピュータデバイス200は、通信デバイスを利用して撮像機器、製造機器などを含む複数のネットワークデバイスにわたって作動を分散させることができる。
In some embodiments,
コンピュータデバイス200は、単一デバイスに存在させるか又は複数のデバイスにわたって分散させることができるメモリ250を含むことができる。メモリ250は、揮発性又は不揮発性ストレージのための様々なハードウエアデバイスのうちの1又は2以上を含み、読取専用メモリと書込可能メモリの両方を含むことができる。例えば、メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、様々なキャッシュ、CPUレジスタ、読取専用メモリ(ROM)、及び書込可能不揮発性メモリ、例えば、フラッシュメモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD、DVD、磁気ストレージデバイス、テープドライブ、及びデバイスバッファ等々を含むことができる。メモリは、基礎ハードウエアから分離した伝播信号ではなく、従って、メモリは、非一時的である。一部の実施形態では、メモリ250は、例えば、プログラム、ソフトウエア、又はデータなどを格納する非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体である。一部の実施形態では、メモリ250は、オペレーティングシステム262、1又は2以上の治療支援モジュール264、及び他のアプリケーションプログラム266を格納するプログラムメモリ260を含むことができる。治療支援モジュール264は、本明細書に説明する様々な方法を実行するように構成された1又は2以上のモジュール(例えば、図1に関して説明したデータ分析モジュール116及び/又は治療計画モジュール118)を含むことができる。メモリ250は、例えば、コンピュータデバイス200のプログラムメモリ260又はいずれかの他の要素に供給することができる基準データ、構成データ、設定、ユーザオプション、又はユーザ選好などを含むことができるデータメモリ270を更に含むことができる。
B.患者特異インプラントと患者特異データセットのリンク
上記で提供したように、本発明の技術は、患者特異の技術、デバイス(例えば、インプラント、器具など)、診断計画、及び手術計画を設計するためのシステム、デバイス、及び方法を含む。多くの実施形態では、手術計画は、インプラントに対して具体的に調整される(すなわち、手術計画は、インプラントをターゲット位置に埋め込むための命令を与える)。従って、本発明の技術は、対応するインプラントを埋め込むのに適切な手術計画にアクセスし/それを使用することができることを保証するために、手術計画を対応するインプラントに関連付けるか又は他にリンクするためのシステム、デバイス、及び方法を更に提供する。手術計画に加えて、本発明の技術は、患者特異インプラント情報及び他の患者情報をインプラントにリンクすることができる(患者特異手術計画と、患者特異インプラント情報と、他の患者情報とを互いに「患者特異データ」、「患者特異データセット」、又は「データセット」と呼ぶ)。従って、本発明の技術の態様は、患者特異データセットが対応するインプラントと共に格納されること、及び/又は対応するインプラントとの組合せで難なくアクセス可能であることを保証する。
B. Linking patient-specific implants to patient-specific datasets
As provided above, the techniques of the present invention include systems, devices, and methods for designing patient-specific techniques, devices (eg, implants, instruments, etc.), diagnostic plans, and surgical plans. In many embodiments, the surgical plan is tailored specifically to the implant (ie, the surgical plan provides instructions for implanting the implant at a target location). Therefore, the technique of the present invention relates or links a surgical plan to a corresponding implant to ensure that the appropriate surgical plan can be accessed/used to implant the corresponding implant. Systems, devices, and methods are further provided. In addition to surgical planning, the techniques of the present invention can link patient-specific implant information and other patient information to the implant (linking patient-specific surgical planning, patient-specific implant information, and other patient information to each other). (referred to as "patient-specific data", "patient-specific data set", or "data set"). Accordingly, aspects of the present technology ensure that patient-specific data sets are stored with and/or effortlessly accessible in combination with the corresponding implant.
患者特異データセットは、手術計画、インプラント情報、及び/又は他の患者情報を含むことができる。上述のように、手術計画は、術前計画(例えば、患者の解剖学的構造の検出及び測定、手術手順のための患者の準備など)手術手順、手術手法(例えば、埋め込み技術)、1又は2以上の手術段階(切開に対して組織を準備する段階、切開を行う段階、切除を実行する段階、組織を除去する段階、組織を操作する段階、矯正操作を実行する段階、インプラントをターゲット部位に送出する段階、インプラントをターゲット部位に展開する段階、インプラントをターゲット部位で調節する段階、埋め込まれた後のインプラントを操作する段階、インプラントをターゲット部位に固定する段階、インプラントを取り出す段階、組織を縫合する段階など)、インプラントのターゲット位置(例えば、場所、向きなど)の態様、及び術前、術中、又は術後の計画に関連する他の態様を含むことができる。インプラント情報は、インプラント寸法、インプラント組成、固有インプラント識別コード、インプラント部品番号、インプラントロットコード、インプラント製造日、インプラント埋め込み日、インプラント使用期限、インプラント滅菌履歴、及び/又はインプラント製造履歴を含むことができる。他の患者情報は、患者の条件、解剖学的構造、病状、症状、医療履歴、選好、及び/又は患者に関連するいずれかの他の情報又はパラメータを表すデータを含むことができる。例えば、他の患者情報は、手術介入データ、治療転帰データ、経過データ(例えば、医師の診断書)、患者フィードバック(例えば、生活の質の質問表、アンケートを用いて得られたフィードバック)、臨床データ(例えば、腰椎前弯、コブ角、骨盤形態角、椎間板高、接続柔軟性、骨質、回転転位、及び/又は脊柱の治療レベル)、患者情報(例えば、患者ID番号、人口動態、男女、年齢、性別、BMI、身長、体重、病状のタイプ、職業、活動レベル、組織情報、健康評価、併存症、健康関連の生活の質(HRQL))、生活反応、診断結果、投薬情報、アレルギー、画像データ(例えば、カメラ画像、核磁気共鳴撮像(MRI)画像、超音波画像、コンピュータ断層撮影(CAT)走査画像、陽電子放出断層撮影(PET)画像、X線画像)、診断機器情報(例えば、製造業者、型番、仕様、又はユーザ選択設定/構成など)などを含むことができる。 Patient-specific data sets may include surgical plans, implant information, and/or other patient information. As mentioned above, surgical planning may include preoperative planning (e.g., detecting and measuring patient anatomy, preparing the patient for the surgical procedure, etc.), surgical procedures, surgical techniques (e.g., implantation techniques), or Two or more surgical steps (preparing the tissue for the incision, making the incision, performing the resection, removing the tissue, manipulating the tissue, performing the corrective operation, placing the implant at the target site) deploying the implant at the target site; adjusting the implant at the target site; manipulating the implant after implantation; securing the implant at the target site; removing the implant; aspects of the target location of the implant (e.g., location, orientation, etc.), and other aspects related to preoperative, intraoperative, or postoperative planning. Implant information can include implant dimensions, implant composition, unique implant identification code, implant part number, implant lot code, implant manufacturing date, implant placement date, implant expiration date, implant sterilization history, and/or implant manufacturing history. . Other patient information may include data representing the patient's condition, anatomy, medical condition, symptoms, medical history, preferences, and/or any other information or parameters related to the patient. For example, other patient information may include surgical intervention data, treatment outcome data, progress data (e.g., physician's notes), patient feedback (e.g., quality of life questionnaires, feedback obtained using surveys), clinical data (e.g., lumbar lordosis, Cobb angle, pelvic morphology, disc height, connection flexibility, bone quality, rotational dislocation, and/or spinal treatment level), patient information (e.g., patient ID number, demographics, gender, age, gender, BMI, height, weight, type of medical condition, occupation, activity level, organizational information, health assessment, comorbidities, health-related quality of life (HRQL)), lifestyle responses, diagnostic results, medication information, allergies, Image data (e.g., camera images, magnetic resonance imaging (MRI) images, ultrasound images, computed tomography (CAT) scan images, positron emission tomography (PET) images, X-ray images), diagnostic equipment information (e.g. manufacturer, model number, specifications, or user-selected settings/configurations, etc.).
一部の実施形態では、患者特異データセットは、リモートに(例えば、「クラウド」内及び/又はサーバ(例えば、図1に示すサーバ106)上のようなインプラント及びインプラントパッケージングから離れた場所に)格納される。そのような実施形態では、インプラント又は関連のパッケージングは、データセットをダウンロードするための及び/又は他にそれにアクセスするための1又は2以上の検索特徴部を含むことができる。一部の実施形態では、患者特異データセットは、ローカルに(インプラント及び/又はインプラントパッケージングの上、中、又はそれに隣接する場所に)格納される。そのような実施形態では、インプラント又は関連のパッケージングは、データセットをローカルに格納するための1又は2以上のデータストレージ要素を含むことができる。一部の実施形態では、データセットは、ローカルとリモートの両方で格納される。一部の実施形態では、データセットの一部の態様がローカルに格納され、データセットの一部の態様は、リモートに格納される。
In some embodiments, patient-specific data sets are stored remotely (e.g., in the "cloud" and/or at a location away from the implant and implant packaging, such as on a server (e.g.,
i.患者特異データセットのリモートストレージ
上記で提供したように、一部の実施形態では、患者特異データセットは、サーバ106上などにリモートに格納される。そのような実施形態では、サーバ106は、複数の異なる患者に関連付けられた複数の患者特異データセットを格納することができる。各個々の患者特異データセットは、一意コード(例えば、ランダム生成英数字コード、個人識別番号(PIN)英数字コード、患者医療記録番号(MRN)、又は患者名などを含む英数字コード)のような固有識別子に関連付けることができる。個々の患者特異データセットは、サーバ106から固有識別子を用いてダウンロードすることができる。例えば、ユーザは、特定患者特異データセットをダウンロードする要求をこの要求に固有識別子を含めることによってサーバ106に送ることができる(例えば、コンピュータデバイス102及び通信ネットワーク104を用いて)。サーバ106は、ユーザから受信した固有識別子を格納された患者特異データセットに関する固有識別子と比較することができる。ユーザから受信した固有識別子が、格納された患者特異データセットに関する固有識別子に一致した場合に、サーバ106は、このような格納された患者特異データセットを検索し、それをユーザへの表示に向けてコンピュータデバイス102に送信することができる。ユーザから受信した固有識別子が、格納された患者特異データセットに関する固有識別子に一致しなかった場合に、当該固有識別子を有する患者特異データセットがサーバ106上で見つからなかったことを示すメッセージ又は他の通知をユーザへの表示に向けてコンピュータデバイス102に送信することができる。上記では特定患者特異データセットを検索するようにサーバ106に問い合わせる段階を説明したが、同じか又は類似の技術を用いて、特定患者特異データセットをクラウドから識別及び検索することができる。
i. Remote storage of patient-specific datasets
As provided above, in some embodiments, patient-specific data sets are stored remotely, such as on
図3は、パッケージング310の中に含まれ、リモートに格納された患者特異データセットに関連付けられた患者特異インプラント300の概略図である。インプラント300を椎間インプラントとして示すが、当業者は、インプラント300が患者特異インプラントの一例に過ぎず、本発明の技術が、図示のタイプの椎間インプラントにも、一般的な椎間インプラントにも限定されないことを理解するであろう。インプラント300は、ターゲット埋め込み部位(例えば、1又は2以上の椎体間又は椎体と椎体終板の間である)及び/又はその周りで1又は2以上の識別された解剖学的構造(例えば、1又は2以上の椎体又は椎体終板)と接続するように構成された本体302を有する。インプラント本体302は、1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように設計された1又は2以上の構造的特徴部を含む。例えば、図示の実施形態では、インプラント300は、椎体に接して着座するように構成された上面305と下面(図示せず)とを含むことができる。一部の実施形態では、上面305及び下面は、これらが係合する対応する椎体終板と「嵌合」するように椎体終板の輪郭に適合する輪郭を有することができる。図示の実施形態のような一部の実施形態では、上面305及び/又は下面は、織り目付けすることができる(例えば、粗化、刻み付け、及びリッジなどにより)。前弯矯正では、上面305と下面とを互いに対して角度付けすることができる。他の手順では、インプラント300は、それぞれの棘突起を受け入れるように設計されたU字形部分の形態にある構造的特徴部を有する棘突間スペーサとすることができる。U字形部分の寸法は、棘突起の寸法に適合することができる。他の実施形態では、構造的特徴部は、1又は2以上の解剖学的特徴部(例えば、組織、骨構造など)に係合する(例えば、それに接触、それを受容などする)ように設計された凹部、アーム、又は他の接触特徴部を含むことができる。識別された解剖学的特徴部に係合するのに適するインプラントの更に別のタイプ、設計、及び構造的特徴部は、例えば、2018年12月1日出願の米国特許出願第16/207,116号明細書及び2020年8月6日出願の米国特許出願第16/987,113号明細書に説明されており、これらの文献の全開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
FIG. 3 is a schematic diagram of a patient-
図示のように、インプラント300及び/又はパッケージング310は、リモートに格納された患者特異データセットにアクセスするための1又は2以上の検索特徴部320を含むことができる。検索特徴部320は、固有識別子に関連付けられた機械可読(MR)グラフィック、高速応答(QR)コード、バーコード、又は別の特徴部とすることができる。他の実施形態では、検索特徴部320は、固有識別子自体を含むことができる(例えば、固有識別子は、インプラント300上に直接に印刷されたか、又はインプラント300のためのパッケージング310上に印刷されたか、又はインプラントパッケージング310内に含まれるインサート上に印刷されたか、又はその組合せによる英数字コードとすることができる)。
As shown,
ユーザ(例えば、医師)は、検索特徴部320を用いて患者特異データセットにアクセス可能である。例えば、検索特徴部320が、固有識別子に対応するバーコードである場合に、ユーザは、例えば、コンピュータデバイス102上の1又は2以上のカメラを用いて検索特徴部320を走査すること、及び/又は他に固有識別子をコンピュータデバイス102の中に入力することができる。固有識別子がコンピュータデバイス102の中に入力されると、コンピュータデバイス102は、対応する患者特異手術データセットを提供せよという要求と共に固有識別子をサーバ106に(例えば、通信ネットワーク104を通して)送ることができる。必要に応じて、上述のように、サーバ106は、固有識別子に関する特定のデータセットの位置付け、当該データセットをユーザへの表示に向けてコンピュータデバイス102に送信することができる。図3は、インプラント300とパッケージング310の両方が検索特徴部320を含む場所を示すが、他の実施形態では、インプラント300又はパッケージングの一方しか検索特徴部320を含まない。
A user (eg, a physician) can access patient-specific data sets using search features 320. For example, if
ダウンロードされた状態で、その患者特異データセットを用いて、術前に手術計画を見直すこと、術中に手術計画の様々な段階を実行するように外科医及び/又はロボット手術プラットフォームを案内すること、及び術後にインプラント300の正しい配置を確認することができる。上述のように、手術計画は、インプラント300を患者内の特定のターゲット位置に埋め込むための詳細な患者特異手順を含むことができる。一部の実施形態では、手術計画は、患者特異手術計画の様々な段階を実行するための機械可読命令を含む。これらの機械可読命令は、手術ロボットプラットフォームによって実行された時に、インプラント300を埋め込むことに関する作動手順の様々な態様を手術ロボットプラットフォームに実行させるように構成することができる。例えば、手術プラットフォームは、切開に対して組織を準備すること、切開を行うこと、切除を実行すること、組織を除去すること、組織を操作すること、矯正操作を実行すること、インプラントをターゲット部位に送出すること、インプラントをターゲット部位に展開すること、ターゲット部位でインプラントを調節すること、埋め込まれた後のインプラントを操作すること、インプラントをターゲット部位に固定すること、インプラントを取り出すこと、組織を縫合することなどができる。
Once downloaded, the patient-specific data set may be used to review the surgical plan preoperatively, to guide the surgeon and/or the robotic surgical platform to perform various steps of the surgical plan intraoperatively, and Correct placement of the
ii.患者特異データセットのローカルストレージ
上記で提供したように、一部の実施形態では、患者特異データセットは、患者特異インプラント及び/又はインプラントのためのパッケージングの上又は内などにローカルに格納される。図4は、患者特異データセットを格納するメモリを用いた1又は2以上のデータストレージ要素430を有するパッケージング410の中に含まれた患者特異インプラント400の概略図である。2つのデータストレージ要素430を示すが、一部の実施形態では単一データストレージ要素430が設けられ、インプラント400の中又は上に位置決めされ、又はパッケージング410の中に含まれるかのいずれかである。更に、インプラント400を椎間インプラントとして示すが、当業者は、インプラント400が患者特異インプラントの一例に過ぎず、本発明の技術が、図示のタイプの椎間インプラントにも、一般的な椎間インプラントにも限定されないことを理解するであろう。例えば、インプラント400は、インプラント300に関して上述した設計及び構造などのうちのいずれかを含むことができる。
ii. Local storage of patient-specific datasets
As provided above, in some embodiments, the patient-specific data set is stored locally, such as on or within the patient-specific implant and/or packaging for the implant. FIG. 4 is a schematic diagram of a patient-
データストレージ要素430は、プログラム可能ROM、消去可能プログラム可能ROM、電気的に消去可能なプログラム可能ROM、フラッシュメモリ、及びマスクROMなどのような不揮発性メモリを有するメモリチップ(例えば、マイクロチップ)を含むがこれらに限定されないあらゆる適切なデータストレージ媒体とすることができる。一部の実施形態では、データストレージ要素430は、無線周波数識別(RFID)チップである。RFIDチップは、能動的なもの(例えば、バッテリ又は他のエネルギ蓄積構成要素によって給電される)又は受動的なもの(例えば、RFID読取器のエネルギからのエネルギによって給電される)とすることができる。データストレージ要素430は、インプラント400と一体的なものとすることができ、又はインプラント400に物理的に結合することができ、又は他にインプラント400にリンクする(例えば、インプラント400と共にパッケージング410内に含める)ことができる。データストレージ要素430がインプラント400に物理的に結合される実施形態では、データストレージ要素430は、それをインプラント400から取り外すこと、及びコンピュータデバイス上に格納された患者特異データセットにアクセスするためにコンピュータデバイスに接続することができるように、インプラント400に任意的に取り外し可能に結合することができる。他の実施形態では、データストレージ要素430は、患者特異インプラントに結合され、インプラント400と共に埋め込まれるように構成される。一部の実施形態では、データストレージ要素430は生体適合性を有する(例えば、生体適合性コーティングを含む生体適合性材料から構成されるなどである)。
データストレージ要素430がインプラント400の中に含まれるか又は他にそれに結合される実施形態では、インプラント400は、データストレージ要素430との無線接続を確立するための1又は2以上の送信機又は検索特徴部420を任意的に含む。1又は2以上の送信機又は検索特徴部420は、MRコード、QRコード、バーコード、及び/又は遠距離通信特徴部(例えば、アンテナ、近接センサ、場所センサ、無線周波数送信特徴部、無線送信特徴部など)を含むことができるがこれらに限定されない。無線接続は、WiFi、Bluetooth、RF通信、近距離無線通信、又は他の適切な無線通信技術を用いて確立することができる。データストレージ要素430との無線接続を確立するために、コンピュータデバイスは検索特徴部420を利用することができる。例えば、検索特徴部420がバーコードに実施形態では、ユーザは、コンピュータデバイス102(図1に示す)上の1又は2以上のカメラを用いて検索特徴部420を走査することができる。検索特徴部420が走査されると、コンピュータデバイス102は、データストレージ要素430との無線接続を自動的に確立することができる。検索特徴部420が近接センサである実施形態では、データストレージ要素430は、コンピュータデバイス又は他のスキャナがデータストレージ要素430の特定の距離内に入れられた時にデータストレージ要素430との無線接続を自動的に確立することができる。検索特徴部420がアンテナに実施形態では、RFエネルギをアンテナに向けて誘導すること、又は検索特徴部420を磁場及び/又は電場に露出することによってコンピュータデバイスとデータストレージ要素430の間に無線接続を確立することができる。当業者は認めるように、検索特徴部420を有する必要性は、例えば、データストレージ要素430を用いて形成される無線接続のタイプに依存することになり、従って、一部の実施形態では検索特徴部420は除外されることになる。
In embodiments in which
データストレージ要素430との無線接続が確立されると、データストレージ要素430は、患者特異データの一部又は全てを外部デバイス(例えば、コンピュータデバイス102)に自動的に送信することができる。他の実施形態では、無線接続が確立されると、ユーザは、患者特異データの一部又は全てをデータストレージ要素430から検索することを要求することができ、この必要性に応じて、データストレージ要素は、要求患者特異データセットを送信することができる。患者特異データセットがデータストレージ要素430から検索されると、このデータセットを用いて、術前に手術計画を見直すこと、術中に手術計画の様々な段階を実行するように外科医及び/又はロボット手術プラットフォームを案内すること、及び術後にインプラント400の正しい配置を確認することができる。インプラント400が埋め込まれた後にデータストレージ要素430から情報を検索する段階の追加の詳細は、下記の(B)(iii)節で説明する。
Once a wireless connection is established with
一部の実施形態では、データストレージ要素430は、ピアツーピア関係で他のデータストレージ要素とのペアを形成してデータのブロックチェーンを形成することができる。例えば、一部の実施形態では、患者は、1よりも多いインプラント400を含むことができ、各インプラント400は、対応するデータストレージ要素430を含むことができる。各データストレージ要素は、それが接続したインプラントに関連付けられた第1の患者特異データセットに加えて、物理的に結合されていない他のインプラントに関連付けられた第2の患者特異データセットを含むことができる。更に、データストレージ要素430は、複数のインプラント間の関係、例えば、これらのインプラントが同時に埋め込まれたか否か、同じ外科医によって埋め込まれたか否か、又は同じ施設で埋め込まれたか否かなどに対応するデータを含むことができる。従って、ユーザは、第1の患者特異データセット及び第2の患者特異データセットのうちのいずれか又は両方に単一インプラントと通信することによってアクセス可能である。理論に縛られることなく、このアクセスは、患者が複数のインプラントを有する時にデータセットを検索する工程を簡素化することが予想される。更に、データセットを複数のデータストレージ要素にわたって分散させることにより、データストレージ要素430を患者に関連付けられた(患者と共に移動する)分散ネットワークの一部として暗号化することを可能にする。
In some embodiments,
データストレージ要素430がパッケージング410内に含まれるか又はインプラント400に取り外し可能に結合される実施形態では、データストレージ要素430は、コンピュータデバイスに接続することによって患者特異データセットに対してアクセス可能である。接続段階は、データストレージ要素430をコンピュータデバイスの中に物理的に接続する、例えば、差し込む又は挿入する段階、又はWiFi、Bluetooth、RF通信、近距離無線通信、又は他の適切な技術などを用いて無線接続する段階のいずれとすることができる。いずれの場合にも、データストレージ要素430をコンピュータデバイスに接続することにより、ユーザが、データストレージ要素430上に格納されたデータセットにアクセスすることを可能にすることができる。
In embodiments where
iii.インプラント上に直接に印刷された患者特異マーキング
図3に示す検索特徴部320及び/又は図4に示すデータストレージ要素430に加えて又はその代わりに、本明細書に説明するデバイスは、インプラント自体の上に直接に印刷され、患者特異データセット内に含まれる情報に関連付けられた(例えば、そのうちの一部を含む)患者特異マーキング又は患者特異識別子(例えば、記号明細書、言葉、及び/又は文字)を含むことができる。例えば、図5は、本発明の技術の実施形態に従って構成されたインプラント500を示している。インプラント500は、図3及び図4に関して説明したインプラント300及び400(検索特徴部及びデータストレージ要素を有するか又は持たない)とほぼ同様とすることができる。しかし、インプラント300及び400と比較してインプラント500は、その面502上に直接に印刷された1又は2以上の患者特異マーキング525を含む。患者特異マーキング525は、患者特異データセット内に含まれるデータの一部又は全てを含むことができる。例えば、患者特異マーキング525は、患者名、患者の頭文字、日付(例えば、患者受け入れ日、手術日、インプラント製造日など)、患者の脊柱内でインプラントを挿入することが意図されるターゲット場所(例えば、L4-L5椎間板隙)、患者の脊柱の治療レベル(例えば、椎骨レベル)、インプラント500に関するデータ(例えば、サイズ、寸法、形状、材料、インプラントID、製造業者など)の文字列表現を含むことができる。患者特異マーキング525は、いずれかの言語でかつ物体に文字列を提供するのに適するいずれかの技術を用いてインプラント500上に印刷、打刻、筆記、刻銘、又は他に刻印することができる。一部の実施形態では、患者特異マーキング525は、蛍光透視法又は他の適切な方法によって目視するために放射線不透性を有することができる。
iii. Patient-specific markings printed directly on the implant
In addition to or in place of the
文字列情報に加えて又はその代わりに、患者特異マーキング525は、機械可読(MR)特徴部(例えば、画像、記号明細書、グラフィックなど)、機械光学可読特徴部、1又は2以上のコード(例えば、QRコード、バーコード、及び英数字コードなど)、患者特異データセットに関連付けられた識別子、及び/又はこれらのあらゆる組合せを含むことができる。しかし、患者特異マーキング525が、例えば、1又は2以上のコードの形態で暗号情報を含む実施形態であっても、患者特異マーキング525は、患者特異データセットの一部分(例えば、患者の名称)を直接に符号化する。これは、ユーザが、リモートサーバにアクセスする必要なく患者特異データセットの当該部分にアクセスすることを可能にする。更に、これは、リモートに格納された患者特異データセットへのアクセスを提供することによってユーザが患者特異データにアクセスすることを可能にする図3に関して説明した検索特徴部320と対照的である。
In addition to or in place of string information, patient-
ユーザ(例えば、臨床医、医師など)、コンピュータデバイス、及び/又は撮像システムは、1又は2以上の患者特異マーキング525を用いて患者及び/又はインプラントに関連する情報をインプラント自体から直接に取得することができる。例えば、ユーザは、ローカルに(例えば、データストレージ要素430上に)又はリモートに(例えば、サーバ10上に)格納された情報を検索する/それにアクセスすることを強いられるのではなく、インプラント500から直接に情報(例えば、患者の名称、手術日、ターゲットインプラントレベルなど)を読み取ることができる。しかし、一部の実施形態では、ユーザは、図3に関して上述したリモートに格納されたデータセットに検索特徴部320を用いてアクセスするための工程と同様に、リモートに格納された患者特異データセットからの追加のデータに患者特異マーキング525によって提供される情報(例えば、患者の名称又はMRN)を更に利用してアクセス可能である。一部の実施形態では、患者特異マーキングは、埋め込みの前、最中、及び/又は後にX線、CAT走査、MRI、及び/又は放射線測定によって可読であるように構成することができる。
A user (e.g., clinician, physician, etc.), computing device, and/or imaging system obtains patient- and/or implant-related information directly from the implant itself using one or more patient-
一部の実施形態では、患者特異マーキング525は、検索特徴部320及び/又はデータストレージ要素430と組み合わせてインプラント500上に含められる。そのような実施形態では、患者特異マーキング525を用いて、検索特徴部320及び/又はデータストレージ要素430を用いて得られた情報を検証することができる。例えば、ユーザは、患者特異マーキング525を使用することにより、インプラントを直接に撮像する、読み取る、又は観察することによって患者特異データセットの1又は2以上の要素(例えば、患者の名称及びターゲット椎骨レベル)を決定することができる。次に、ユーザは、検索特徴部320を用いて取得した及び/又はデータストレージ要素430からの同じタイプの情報(例えば、患者の名称及びターゲット椎骨レベル)とこれらの要素を比較することができる。このようにして、ユーザは、検索特徴部320及び/又はデータストレージ要素430を用いて取得した情報がインプラント500に確かに関連することを確認することができる。
In some embodiments, patient-
患者特異マーキング525は、あらゆる適切な工程又は技術を用いて形成することができる。例えば、患者特異マーキング525は、エンボス加工又はデボス加工の工程を用いて形成すること、インプラント500の面から押出成形する(例えば、付加製造により)こと、インプラント500上に印刷すること、又はインプラント500の面の中にエッチングする(例えば、インプラント500から材料を選択的に除去することにより)ことができる。一部の実施形態では、患者特異マーキング525は、インプラント500に永久に又は取り外し可能に結合されるように構成される。例えば、患者特異マーキング525は、基板上に形成することができ、この基板をファスナ、接着剤、及び/又はいずれかの他の適切な結合工程又は結合技術によってインプラント500に結合することができる。
Patient-
理論に縛られることなく、患者特異マーキング525の使用は、外科医又は他のユーザが、インプラント上に印刷された情報を読み取るだけで患者及び/又はインプラントに関連する情報を迅速に取得及び/又は検証することを可能にする。この工程は、リモートに格納された患者データにアクセスする(たとえは図3に示す検索特徴部320を用いて)、及び/又はコンピュータ可読データストレージ要素(例えば、図4に示すデータストレージ要素430)上にローカルに格納された患者データにアクセスするよりも迅速な工程であることが予想される。しかし、患者特異マーキング525を用いて提供することができる情報の量は、当然ながらインプラント500自体のサイズ及び形状によって制限される。更に、インプラントのターゲットとインプラントの配置とに依存して患者特異マーキング525は、インプラント500が患者に埋め込まれた後には位置付ける及び/又は読み取ることが困難な場合がある。一部の実施形態では、従って、上述のように、本発明の技術によるインプラントは、図3及び図4に関してそれぞれ説明した検索特徴部(例えば、検索特徴部320又は420)及び/又はデータストレージ要素(例えば、データストレージ要素430)に加えて患者特異マーキング525を含む。
Without being bound by theory, the use of patient-
iv.埋め込み後の患者特異データセットへのアクセス
一部の実施形態では、患者特異データセットは、インプラントが患者に埋め込まれた後(例えば、手術の数日後、数ヶ月後、又は数年後)にアクセス可能である。例えば、インプラントがデータストレージ要素を含む実施形態(例えば、図4に示す)では、データストレージ要素は、インプラントと共に埋め込まれる。インプラントが埋め込まれた後に、様々な無線通信技術を用いてデータセットをデータストレージ要素から引き続き検索することができる。例えば、一部の実施形態では、外部デバイスは、埋め込み後にRF通信を用いてデータストレージ要素から情報を検索することができる。
iv. Access to patient-specific datasets after implantation
In some embodiments, patient-specific data sets are accessible after the implant is implanted in the patient (eg, days, months, or years after surgery). For example, in embodiments where the implant includes a data storage element (eg, as shown in FIG. 4), the data storage element is implanted with the implant. After the implant is implanted, data sets can be subsequently retrieved from the data storage element using various wireless communication techniques. For example, in some embodiments, an external device can retrieve information from the data storage element using RF communications after implantation.
一部の実施形態では、インプラントは、外部デバイス(例えば、図1に示すコンピュータデバイス102)とのRF通信を確立するためのアンテナ又は他の伝導要素(例えば、患者特異インプラント400上の送信機/検索特徴部420)を含む。一部の実施形態では、インプラントの1又は2以上の部分をデータストレージ要素のためのアンテナとして機能するように設計することができる。例えば、一部の実施形態では、インプラントは椎体間デバイスであり、椎体間デバイスの格子は、データストレージ要素のためのアンテナとして機能するように設計される。インプラントの格子又は他の3次元構造は、指向性又は全指向性のエネルギ場が存在する時にデータを送信する機能を有する全指向性アンテナとして機能することができる。理論に縛られることなく、格子又は他の3次元構造を送信要素又は伝導要素として使用することにより、最初にデータストレージ要素(従って、患者)を特定の方向に向ける必要なくデータストレージ要素がRFエネルギに応答することを可能にする。一部の実施形態では、インプラントは、それぞれの場が印加された時に各々が送信する機能を有する指向性又は全指向性の複数の格子又は他の3次元構造を有する。一部の実施形態では、インプラントは、外部デバイスと通信するためのアンテナとして機能する専用構造を含む。設計に関係なく、アンテナは、外部デバイスから情報を受信するように構成され、及び/又はデータストレージ要素に格納された情報を外部デバイスまで送信するように構成される。例えば、一部の実施形態では、データストレージ要素は、患者特異データセットの一部又は全てを求める要求をアンテナを通して受信する。この必要に応じて、データストレージ要素は、データセットの一部又は全てをアンテナを通して外部デバイスまで送信する。一部の実施形態では、データセット自体を送信する代わりに、データストレージ要素は、固有識別子を外部デバイスまで送信することができる。この固有識別子を用いて、サーバ106上のようなリモートに格納されたデータセットにアクセス可能である。固有識別子は、上述の固有識別子と同じとすることができる。
In some embodiments, the implant includes an antenna or other conductive element (e.g., a transmitter on the patient-
一部の実施形態では、インプラント400を埋め込んだ後に患者特異データセットにアクセスする段階を用いて、インプラント及び/又は埋め込み手順の様々な態様を検証することができる。例えば、一部の実施形態では、データストレージ要素430(又は検索特徴部320又は患者特異マーキング525)は、患者、病状、埋め込み手順、又は解剖学的構造のセクションなどに固有の固有識別子を含むことができる。埋め込み後のいずれかの時点で、固有識別子をデータストレージ要素430から検索し、このような特定患者に関連付けられた情報を格納するデータベース(例えば、図1に示すデータベース120)と比較することができる。上述のように、データベース120は、患者特異インプラントを受け入れるために患者が受ける手術手順の説明を含むことができる患者に関連付けられた医療記録を格納することができる。医療記録は、患者特異インプラントに関連付けられた固有識別子を含むことができる。従って、インプラント400を真正として検証するために、データストレージ要素430から検索された固有識別子を患者の医療記録と共に格納された固有識別子と比較することができる。一部の実施形態では、データをインプラント400に送信して戻し、インプラント400が真正として検証されたことを示すことができる。
In some embodiments, accessing patient-specific data sets after
インプラント400を埋め込んだ後に患者特異データセットにアクセスする段階は、いくつかの追加の理由から有利であることが予想される。例えば、先に議論したように、データセットは、インプラント寸法、インプラント組成、固有インプラント識別コード、インプラント部品番号、インプラントロットコード、バッチ番号、インプラント製造日、インプラント埋め込み日、インプラント使用期限、インプラント滅菌履歴、及び/又はインプラント製造履歴を含むがこれらに限定されないインプラントに関連する情報を含むことができる。従って、医療専門家又は他のユーザは、インプラントが埋め込まれた後に、例えば、患者の中に埋め込まれる前にインプラントが適正に滅菌されたことのようなインプラントに関連する情報を見直す及び/又は検証するためにデータセットにアクセスしようと望む場合がある。データセットは、医療履歴、診断、及び予後などのような患者に関連付けられた情報を更に含むことができる。従って、医療専門家又は他のユーザは、インプラントが埋め込まれた後に医療履歴を見直すために、手術転帰が患者の予後と合致したか否かを確認するために、又は類似の目的でデータセットにアクセスしようと望む場合がある。一部の実施形態では、医療専門家は、患者を評価し、追加の治療計画を開発する時にデータセットを使用することができる。データセットは、インプラントのターゲット位置を更に含むことができる。従って、医療専門家又は他のユーザは、下記で説明するように、インプラントの実際の位置がターゲット位置と合致していることを確認するためにデータセットにアクセスしようと望む場合がある。
Accessing patient-specific data sets after
C.患者特異インプラントの位置決めの確認
患者特異インプラントは、ユーザが術後にインプラントの位置決めを確認することを可能にする1又は2以上の位置決め特徴部を含むことができる。上述のように、患者特異手術計画は、インプラントに対して最適な場所を定めるインプラントに対するターゲット位置を患者の条件、患者の生来の解剖学的構造、又はそれに対する望ましい矯正などに基づいて識別する段階を含むことができる。1又は2以上の位置決め特徴部は、インプラントがターゲット位置に位置付けられていることをユーザが確認することを可能にする。
C. Confirmation of patient-specific implant positioning
A patient-specific implant can include one or more positioning features that allow a user to confirm the positioning of the implant post-operatively. As mentioned above, patient-specific surgical planning is the step of identifying target locations for implants that define the optimal location for the implant, based on patient conditions, the patient's natural anatomy, or desired corrections thereto. can include. The one or more positioning features allow the user to confirm that the implant is positioned at the target location.
一部の実施形態では、1又は2以上の位置決め特徴部は、データストレージ要素(例えば、患者特異インプラント400上のデータストレージ要素430)を含むことができる。例えば、上述した情報を格納及び送信するのに加えて、データストレージ要素は、インプラントの位置を送信するように構成することができる。特に、データストレージ要素は、その場所を示す位置決め信号(例えば、RF位置決め信号)を送信することができる。データストレージ要素は、自ら信号を生成及び送信することができ、及び/又は外部に配置されたエネルギ源から送信された信号を反映することができる。送信された位置は、インプラントのターゲット位置に関するデータストレージ要素の予想位置と比較することができる。送信された位置が予想位置と同じである(又はそこからの閾値偏位度内にある)場合に、インプラントをターゲット位置に位置決めされたものとして確認することができる。送信された位置が予想位置と同じではない(又はそこからの閾値偏位度内にない)場合に、インプラントはターゲット位置にない。
In some embodiments, one or more positioning features can include a data storage element (eg,
一部の実施形態では、1又は2以上の位置決め特徴部は、1又は2以上のセンサを含むことができる。1又は2以上のセンサは、インプラントの位置を検出、測定、又は他に決定するように構成することができる。検出された位置は、外部デバイス(例えば、図1に示すコンピュータデバイス102)に送信し、ターゲット位置と比較することができる。検出された位置がターゲット位置と同じである(又はそこからの閾値偏位度内にある)場合に、インプラントをターゲット位置に位置決めされたものとして確認することができる。検出された位置がターゲット位置と同じではない(又はそこからの閾値偏位度内にない)場合に、インプラントはターゲット位置にない。
In some embodiments, one or more positioning features can include one or more sensors. The one or more sensors can be configured to detect, measure, or otherwise determine the position of the implant. The detected location can be transmitted to an external device (eg,
一部の実施形態では、埋め込まれたインプラントの画像を従来の撮像技術(例えば、X線、RF撮像技術、例えば、戻り強度信号明細書、MRI、CAT走査など)を用いて構成することができる。構成画像を患者内でターゲット位置に埋め込まれたインプラントを示す仮想モデルと比較し、患者特異インプラントがターゲット位置にあるか否かを決定することができる。一部の実施形態では、構成画像を仮想モデルと比較するのに、人工知能アーキテクチャのような画像分析モジュールを使用することができる。一部の実施形態では、画像分析モジュールは、畳み込みニューラルネットワークである。一部の実施形態では、1又は2以上の位置決め特徴部は、構成画像を仮想モデルと比較することを補助するための1又は2以上のX線撮像マーカーを含むことができる。 In some embodiments, images of the implanted implant can be constructed using conventional imaging techniques (e.g., X-ray, RF imaging techniques, e.g., return intensity signal signature, MRI, CAT scan, etc.) . The configuration image can be compared to a virtual model depicting an implant implanted at a target location within the patient to determine whether a patient-specific implant is at the target location. In some embodiments, an image analysis module, such as an artificial intelligence architecture, can be used to compare the constituent images to the virtual model. In some embodiments, the image analysis module is a convolutional neural network. In some embodiments, the one or more positioning features can include one or more x-ray imaging markers to assist in comparing the constituent images to the virtual model.
図6は、埋め込まれた患者特異インプラントの位置を確認する方法600の流れ図である。方法600は、段階602で、インプラントから患者特異データを取得する段階を含むことができる。患者特異データは、患者の解剖学的構造及び/又は病状に基づいてインプラントに対して最適な予め決められた場所を定めるインプラントに対するターゲット位置を含むことができる。患者特異データは、本明細書で上述の技術のうちのいずれかを用いてインプラントから取得することができる。例えば、一部の実施形態では、インプラントは、患者特異データを格納するデータストレージ要素を含む。そのような実施形態では、段階602で患者特異データを取得する段階は、データストレージ要素から患者特異データを受け入れる段階を含むことができる。患者特異データは、インプラントを電場及び/又は磁場に露出すること、及び/又はインプラントをRFエネルギに露出することなどによって上述のデータストレージ要素から取得することができる。一部の実施形態では、インプラントは、固有識別子を符号化した検索特徴部を含む。一部の実施形態では、段階602では患者特異データを取得する段階は、検索特徴部を用いて固有識別子を取得し、この固有識別子を用いて、サーバ上のようなリモートに格納された患者特異データにアクセスする段階を含むことができる。
FIG. 6 is a flowchart of a
ターゲット位置に加えて、患者特異データは、本明細書で上述の情報のうちのいずれかのような他の患者特異情報を含むことができる。例えば、患者特異データは、患者データとインプラントデータとを含むことができる。患者データは、患者情報、患者医療履歴、患者医療記録番号、及び患者に関する医師診断書などを含むことができる。インプラントデータは、インプラント寸法、インプラント組成、固有インプラント識別コード、インプラント部品番号、インプラントロットコード、インプラント製造日、インプラント埋め込み日、インプラント使用期限、インプラント滅菌履歴、及びインプラント製造履歴などを含むことができる。患者特異データは、インプラントを埋め込むのに使用される手術計画に関連する他の態様を更に含むことができる。 In addition to the target location, the patient-specific data may include other patient-specific information, such as any of the information described herein above. For example, patient-specific data can include patient data and implant data. Patient data may include patient information, patient medical history, patient medical record numbers, physician notes regarding the patient, and the like. Implant data can include implant dimensions, implant composition, unique implant identification code, implant part number, implant lot code, implant manufacturing date, implant implantation date, implant expiration date, implant sterilization history, implant manufacturing history, and the like. The patient-specific data may further include other aspects related to the surgical plan used to place the implant.
方法600は、段階604でインプラントの実際の位置を決定する段階を更に含むことができる。一部の実施形態では、インプラントの実際の位置は、埋め込まれたインプラントの画像データを取り込むことによって決定することができる。適切な画像データは、例えば、カメラ画像、核磁気共鳴撮像(MRI)画像、超音波画像、コンピュータ断層撮影(CAT)走査画像、陽電子放出断層撮影(PET)画像、及びX線画像などを含むことができる。これに加えて又はこれに代えて、患者特異インプラントの実際の位置は、本明細書で上述したように、インプラント上に含まれる1又は2以上の位置決め要素を用いて決定することができる。
The
方法600は、段階606で、段階604で得られたインプラントの実際の位置を段階602で得られたインプラントのターゲット位置と比較する段階を更に含むことができる。この比較は、手動、半自動、又は全自動で行うことができる。例えば、一部の実施形態では、実際の位置をターゲット位置と比較する段階は、上述のように画像分析モジュールを使用する段階を含む。実際の位置がターゲット位置と同じ(又はターゲット位置からの閾値偏位度内にある)ではない場合に、本方法は、任意的に、実際の位置がターゲット位置と同じではないことを示す警報を提供すること、及び/又はインプラントを実際の位置からターゲット位置に移動するための1又は2以上の矯正操作推奨案を提供することができる。実際の位置がターゲット位置と同じ(又はターゲット位置からの閾値偏位度内にある)場合に、本方法は、任意的に、実際の位置がターゲット位置と適合していることを確認する通知を提供することができる。
The
上述の技術は、埋め込み手順中及び/又は後にインプラントの適正配置を確認するのに使用することができる。例えば、一部の実施形態では、上述の技術のうちのいずれかを用いて、埋め込み手術を終了する前にインプラントがターゲット位置に位置決めされていることを確認することができる。上述の技術は、インプラントがターゲット位置に留まることを保証するための術後の患者の経過観察通院時に使用することができる(例えば、インプラントが偏位していないか又は押し出されていなかを確認する)。 The techniques described above can be used to confirm proper placement of the implant during and/or after the implantation procedure. For example, in some embodiments, any of the techniques described above may be used to ensure that the implant is positioned at the target location prior to completing the implantation procedure. The techniques described above can be used during postoperative patient follow-up visits to ensure that the implant remains in the target location (e.g., to ensure that the implant is not displaced or extruded). ).
D.患者特異インプラント及びロボット手術プラットフォーム
図7は、ロボット手術プラットフォーム750(以下では「プラットフォーム750」と呼ぶ)を用いて患者特異手術計画(以下では「手術計画」と呼ぶ)にアクセスし、患者特異人工インプラント700(以下では「インプラント700」と呼ぶ)を患者Pの中に埋め込むための手順の様々な態様を示している。インプラント700は、スクリュー(例えば、骨スクリュー、脊椎スクリュー、椎円弧根スクリュー、ファセットスクリュー)、椎体間埋め込みデバイス(例えば、椎間インプラント)、ケージ、プレート、ロッド、ディスク、固定術デバイス、スペーサ、ロッド、伸縮可能デバイス、ステント、ブラケット、紐、足場、固着デバイス、アンカー、ナット、ボルト、リベット、コネクタ、テザー、ファスナ、関節置換物(例えば、人工椎間板)、又は股関節インプラントなどのような本明細書で上述のいずれかのインプラントとすることができる。
D. Patient-specific implants and robotic surgical platforms
FIG. 7 shows that a robotic surgical platform 750 (hereinafter referred to as "
プラットフォーム750は、例えば、切開に対して組織を準備する段階、切開を行う段階、切除を実行する段階、組織を除去する段階、組織を操作する段階、矯正操作を実行する段階、インプラントをターゲット部位に送出する段階、インプラントをターゲット部位に展開する段階、インプラントをターゲット部位で調節する段階、埋め込まれた後のインプラントを操作する段階、インプラントをターゲット部位に固定する段階、インプラントを取り出す段階、組織を縫合する段階などを含む作動手順の1又は2以上の態様を実行又は他に支援するように構成することができる。例えば、プラットフォーム750は、様々な手術ツール(例えば、把持鉗子、クリップ、針、針ドライブ、洗浄ツール、吸引ツール、ステープル吻合器など)、撮像器具(例えば、カメラ、センサなど)、及び/又は医療デバイス(例えば、インプラント700)を保持することを目的とし、プラットフォーム750が手術計画の1又は2以上の態様を実行することを可能にする1又は2以上のアーム755とエンドエフェクタとを含むことができる。1つのアーム755を有するように示すが、当業者は、プラットフォーム750が複数(例えば、2つ、3つ、4つ、又は5つ以上)のアームと、いずれかの個数の関節、接続部、モータ、及び自由度を有することができることを理解するであろう。一部の実施形態では、プラットフォーム750は、1又は2以上の撮像器具を保持するのに専用第1のアームを有することができ、それに対してアームのうちの残りは、様々な手術ツールを保持する。一部の実施形態では、これらのツールは、作動手順の前、最中、又は後に選択的に交換することができるようにアームに取り外し可能に固定することができる。アームは、作動手順の様々な態様を実行するほど十分な機敏性を与えるために様々な運動範囲(例えば、自由度)にわたって移動可能とすることができる。
プラットフォーム750は、アーム755の作動を制御するための制御モジュール760を含むことができる。一部の実施形態では、制御モジュール760は、アーム755の作動を制御するためのユーザ入力デバイス(図示せず)を含む。ユーザ入力デバイスは、ジョイスティック、マウス、キーボード、タッチ画面、赤外線センサ、タッチパッド、ウェアラブル入力デバイス、カメラベース又は画像ベースの入力デバイス、マイクロフォン、又は他のユーザ入力デバイスとすることができる。ユーザ(例えば、外科医)は、アーム755の移動を制御するためにユーザ入力デバイスとやり取りを行うことができる。一部の実施形態では、制御モジュール760は、実行された時にアーム755の作動を自動的に制御する機械可読命令を実行するための1又は2以上のプロセッサを含む。そのような実施形態では、制御モジュール760は、手術手順の1又は2以上の段階を指定し、制御モジュール760によって実行された時にこの手術手順の1又は2以上の段階をプラットフォーム750に実行させる機械可読命令を受信することができる。例えば、機械可読命令は、切開に向けて組織を与え、切開を行い、切除を行い、組織を除去し、組織を操作し、矯正操作を実行し、インプラント700をターゲット部位に送出し、インプラント700をターゲット部位に展開し、ターゲット部位でインプラント700の構成を調節し、埋め込まれた後のインプラント700を操作し、インプラント700をターゲット部位に固定し、インプラント700を取り出し、かつ組織を縫合するなどを行うように手術プラットフォーム750を誘導することができる。そのために、これらの命令は、患者特異インプラントの送出を実行又は他に補助するためにアーム755を関節運動させるための特定の命令を含むことができる。
プラットフォーム750は、図6には明示的に示していない追加の構成要素を含むことができる。例えば、様々な実施形態では、プラットフォーム750は、1又は2以上のディスプレイ(例えば、LCD表示画面、LED表示画面、投影ディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、又は拡張現実ディスプレイ(例えば、ヘッドアップディスプレイデバイス又はヘッドマウントデバイス))、1又は2以上のI/Oデバイス(例えば、ネットワークカード、ビデオカード、オーディオカード、USB、ファイアワイヤ又は他の外部デバイス、カメラ、プリンタ、スピーカ、CD-ROMドライブ、DVDドライブ、ディスクドライブ、又はブルーレイデバイス)、1又は2以上の通信デバイス(例えば、VLC、WiMax、LTE、WLAN、IR通信、PSTN、電波、Bluetooth、及び/又はWi-Fiの作動機能を有する構成要素)、及び/又はメモリ(例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、様々なキャッシュ、CPUレジスタ、読取専用メモリ(ROM)、並びに書込可能不揮発性メモリ、例えば、フラッシュメモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD、DVD、磁気ストレージデバイス、テープドライブ、及びデバイスバッファ等々)を含むことができる。一部の実施形態では、上述の構成要素は、図2のコンピュータデバイス200に関して詳細に説明した類似の構成要素とほぼ同様とすることができる。
インプラント700は、パッケージング710内で手術室に搬送することができる。上述のように、インプラント700を患者Pの中に埋め込むための手術計画は、パッケージング710及び/又はインプラント700自体にリンクさせることができる。手術計画は、ローカルに、リモートに、又はローカルとリモートの両方で格納することができる。例えば、手術計画は、クラウド706内にリモートに格納すること、データストレージ要素730内にローカルに格納すること、又はクラウド706内とデータストレージ要素730内の両方に格納することができる。手術計画がリモートに格納される実施形態では、手術計画は、クラウド706に格納されるのに加えて又はその代わりに、サーバ(例えば、図1に示すサーバ106)上に又はネットワーク接続した別のデバイス又はシステム(例えば、図1のシステム100)上に格納することができる。クラウド706(又はサーバ又は他のネットワーク接続データ格納システム)は、コンピュータデバイス(コンピュータデバイス740又は図1に示すコンピュータデバイス102など)から特定の手術計画を求める要求を受信し、このような計画をプラットフォーム750に送ることができる。手術計画が実行可能命令を含む場合に、プラットフォーム750は、手術手順の少なくとも一部分を実施するための命令を実行することができる。一部の実施形態では、プラットフォーム750は、手術計画に基づいて実行可能命令を発生することができる。例えば、手術計画は、送出経路、ツール、及び埋め込み部位についての情報を含むことができる。プラットフォーム750は、手術計画を分析し、患者特異手順を実行するための実行可能命令をロボットシステムの機能(ロボットアームの構成及び本数、エンドエフェクタの機能、誘導システム、可視化システムなど)に基づいて開発することができる。これは、システム100が、多岐にわたって異なるタイプのロボット手術システムに適合することを可能にする。
上述のように、インプラント700及び/又はパッケージング710は、患者特異データセット内に含まれる手術計画及び/又は他の情報にアクセスし、これらをダウンロードし、及び/又は送信するための1又は2以上の特徴部を含む。例えば、手術計画がリモートに格納される一部の実施形態では、パッケージング710は、QRコード722及び/又はバーコード720のような1又は2以上の検索特徴部を含むことができる。パッケージング710は、QRコード722及びバーコード720に加えて又はその代わりに、本明細書で上述の検索特徴部のうちのいずれかのような他の検索特徴部を含むことができる。QRコード722及び/又はバーコード720を用いて、手術計画は、ダウンロードする又は他にそれにアクセス可能である。例えば、ユーザは、スキャナ又は他のコンピュータデバイス740を用いて(例えば、スマート電話上のカメラを用いて)QRコード722及び/又はバーコード720を走査し、インプラント700及び当該手術計画に関連付けられた固有識別子を取得することができる。スキャナ又は他のコンピュータデバイス740は、インプラント700に関する手術計画を識別するためにこの固有識別子を含む要求をクラウド706に送る(例えば、自動的に送る)ことができる。コンピュータデバイス740は、有線又は無線接続を通してクラウド706(又は他のサーバ)及び/又はプラットフォーム750との通信状態にすることができる。一部の実施形態では、コンピュータデバイス740は、プラットフォーム750の一部とすることができる。
As described above, the
識別された状態で、クラウド706は、実行に向けて手術計画をプラットフォーム750に直接に送信することができる。一部の実施形態では、クラウド706は、手術計画をプラットフォーム750に直接に送信するのではなく、1又は2以上の中間ネットワーク接続デバイスまで送信することができる。例えば、クラウド706は、手術計画をコンピュータデバイス740及び/又は図1に関して上述したコンピュータデバイス102に送信することができる。ユーザは、実行に向けて手術計画をプラットフォーム750に送信する前にコンピュータデバイスを用いて見直すことができる。パッケージング710上に位置決めされるように示すが、検索特徴部は、本明細書で上述したようにインプラント700自体の上に位置決めすることができる。
Once identified,
一部の実施形態では、インプラント700は、1又は2以上の患者特異マーキング725を含む。図5に示すインプラント500に関して上述したように、患者特異マーキング725は、インプラント500及び/又は患者Pに関する文字列情報(例えば、患者名、患者MRN、ターゲット埋め込み場所など)を含むことができる。一部の実施形態では、これらの情報(患者名又は患者MRN)は、それをコンピュータデバイス740の中に入力する(例えば、タイピングのような手動入力する)ことによって手術計画にアクセスするのに使用することができる。次に、手術計画に検索特徴部720、722に関して上述したものとほぼ類似の方式でアクセス可能である。
In some embodiments,
手術計画は、データストレージ要素730上にローカルに格納することができる。データストレージ要素730は、本明細書で上述のあらゆる適切なデータストレージ要素とすることができる。データストレージ要素730は、実行に向けて手術計画をプラットフォーム750に無線で送るための送信機(図示せず)を含むことができる。一部の実施形態では、データストレージ要素730は、手術計画をプラットフォーム750に直接に送るのではなく、1又は2以上の中間デバイスまで送ることができる。例えば、データストレージ要素730は、手術計画をコンピュータデバイス740又はコンピュータデバイス102に送信することができる(例えば、外科医の見直しに向けて)。同様に、有線又は他の物理的接続部を通して手術計画を送出するために、データストレージ要素730は、コンピュータデバイス102、コンピュータデバイス740、及び/又はプラットフォーム750に直接に結合することができる。例えば、データストレージ要素730をコンピュータデバイス740に直接に結合することができ、コンピュータデバイス740を用いて手術計画をプラットフォーム750に送信することができる。本明細書で上述したように、データストレージ要素は、インプラント700自体の中に組み込むことができる。
The surgical plan may be stored locally on
理論に縛られることなく、ロボット手術プラットフォームを用いて本明細書に説明する手術計画の様々な態様を実行する段階は、従来の手術技術に優るいくつかの利点を提供することが予想される。例えば、ロボット手術プラットフォームの使用は、例えば、切開サイズを縮小すること、失血を低減すること、作動手順の時間の長さを短縮すること、及び手術の精度及び精度(例えば、ターゲット場所へのインプラントの配置)を改善することなどによって手術転帰を改善すること及び/又は回復時間を短くすることができる。同様に、プラットフォーム750は、器具(例えば、検索特徴部を有する器具)、ツール、患者特異インプラント700(例えば、アーム755によって把持された後の)などから情報を取得するために1又は2以上のスキャナを含めることによってユーザ入力のエラーを回避するか又は低減することができる。プラットフォーム750は、手術手順の前及び最中に適正な器具の使用を確認することができる。プラットフォーム750が不正な器具又はツールを識別した場合に、別の器具又はツールを取り付けるべきであるという通知をユーザに送ることができる。ユーザは、新しい器具が当該手術計画に適切であることを確認するために新しい器具を走査することができる。一部の実施形態では、手術計画は、使用指導、器具のリスト、器具の仕様、及び交換器具などを含む。プラットフォーム750は、スキャナからの情報に基づいて術前及び術後の定められた検査を実行することができる。
Without being bound by theory, it is anticipated that using a robotic surgical platform to perform various aspects of the surgical planning described herein provides several advantages over conventional surgical techniques. For example, the use of robotic surgical platforms can reduce incision size, reduce blood loss, shorten the length of the operating procedure, and improve surgical precision and precision (e.g., implant placement at target locations). Surgical outcomes can be improved and/or recovery times can be shortened, such as by improving the placement of the Similarly,
図8A~図8Cは、手術手順の前、最中、及び後に本明細書に説明する様々な特徴を用いて患者特異データにアクセスするための追加の代表例を例示している。簡略化の目的で、図8A~図8Cには患者特異マーキング725のみを含むインプラント700を例示している。図8A~図8Cの各々は、患者特異マーキング725を用いてデータを取得する段階しか例示していないが、当業者は、検索特徴部720、722(図7)及び/又はデータストレージ要素730(図7)を用いて情報を取得する場合に同じか又は類似の段階を実行することができることを認めるであろう。
8A-8C illustrate additional representative examples for accessing patient-specific data using the various features described herein before, during, and after a surgical procedure. For simplicity, FIGS. 8A-8C illustrate an
最初に図8Aを参照すると、ユーザは、患者特異マーキング725を走査する、読み取る、撮像する、又は他にそれと対話するためのコンピュータデバイス740を用いて患者特異情報を決定することができる。例えば、患者特異マーキング725がQRコードを含む実施形態では、ユーザは、コンピュータデバイス740上のカメラを用いてQRコードを走査することができる。従って、コンピュータデバイス740は、QRコード内に符号化されている情報を表示することができる。当然ながら、一部の実施形態では、リモートサーバ上に格納された患者データセットにアクセスするのにコンピュータデバイス740を用いてほぼ類似の方式で検索特徴部720、722(図7に示す)を走査することができる。一部の実施形態では、インプラント700は、患者から取り出され、次に、例えば、交換インプラントを選択するのに使用される情報を取得するために読み取られる。
Referring first to FIG. 8A, a user may determine patient-specific information using
次に、図8Bを参照すると、ユーザは、手術手順中にコンピュータデバイス740を用いて患者特異情報を決定することができる。例えば、ユーザは、コンピュータデバイス740を用いて図8Aに関して説明したものとほぼ類似の方式で患者特異マーキング725を走査する、読み取る、撮像する、又は他にそれと対話することができる。更に、手術プラットフォーム750は、手術手順中に患者特異マーキング725(及び/又は検索特徴部720、722及びデータストレージ要素730)から情報を読み取るか又は他に決定するように構成することができる。例えば、患者特異マーキング725が英数字コード、及び/又は1又は2以上の言葉及び/又は文字を含む実施形態では、ロボット手術プラットフォーム750は、光学文字認識(OCR)技術を実行する機能を有する1又は2以上のカメラを含むことができる。患者特異マーキング725がMRコード、バーコード、及び/又はQRコードを含む実施形態では、ロボット手術プラットフォーム750は、MRコード、バーコード、及び/又はQRコードの情報を走査する、読み取る、及び/又は他に取得する機能を有する1又は2以上のカメラを含むことができる。
Referring now to FIG. 8B, a user may determine patient-specific information using
次に、図8Cを参照すると、ユーザは、インプラント700が患者P内に埋め込まれた後に患者特異情報を決定することができる。例えば、撮像システム770(例えば、MRI、CAT走査、PET走査、X線、超音波などのうちの1又は2以上を取得するためのシステム)をインプラント700を含む患者Pの部分の上に位置決めすることができる。撮像システム770は、患者特異マーキング725を含むインプラント700の画像を取得することができる。コンピュータモジュール(例えば、コンピュータデバイス740)は、撮像システム770によって得られた画像データを分析し、インプラント700から情報(例えば、患者特異マーキング725、バーコードのような検索特徴部など)を抽出することができる(例えば、OCR、畳み込みニューラルネットワークなどにより)。次に、コンピュータモジュールは、再構成情報の仮想モデルを構成し、この仮想モデルをユーザに対して表示することができる。例えば、患者特異マーキング725が文字列である実施形態では、コンピュータモジュールは、文字列の仮想レンダリングを再構成し、この文字列をユーザに対して表示することができる。インプラントがバーコード又はQRコードを含む実施形態では、コンピュータモジュールは、バーコード又はQRコードの仮想レンダリングを再構成し、それをユーザに対して表示することができ、それによってユーザは、これらのバーコード又はQRコードを走査して対応する患者特異データセットにアクセス可能である。一部の実施形態では、コンピュータモジュールは、情報を再構成しながら追加の分析又は変換を実行することができる。例えば、一部の実施形態では、患者特異マーキング725は、機械可読情報(例えば、バーコード、英数字コード、形状など)を含むことができ、コンピュータモジュールは、この機械可読情報を抽出し、それを仮想レンダリングされる人間可読情報に変換(例えば、復号)してユーザに対して表示することができる。
Referring now to FIG. 8C, a user can determine patient-specific information after
結論
上述の詳細説明は、ブロック図、流れ図、及び/又は実施例を使用することによってデバイス及び/又は工程の様々な実施形態を示した。そのようなブロック図、流れ図、及び/又は実施例は、1又は2以上の機能及び/又は作動を含む限り、そのようなブロック図、流れ図、実施例内の各機能及び/又は作動を多岐にわたるハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、又はこれらの事実上あらゆる組合せによって個々に及び/又は互いに実施することができることを当業者は認めるであろう。一部の実施形態では、本明細書に説明する主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、又は他の集積フォーマットによって実行することができる。しかし、当業者は、本明細書に開示する一部の実施形態の態様を全体的又は部分的に1又は2以上のコンピュータ上で実行される1又は2以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1又は2以上のコンピュータシステム上で実行される1又は2以上のプログラムとして)、1又は2以上のプロセッサ上で実行される1又は2以上のプログラムとして(例えば、1又は2以上のマイクロプロセッサ上で実行される1又は2以上のプログラムとして)、ファームウエアとして、又はこれらの事実上あらゆる組合せとして集積回路内に均等に実施することができること、並びに回路を設計する段階及び/又はソフトウエア又はファームウエアのためのコードを書く段階が本発明の開示に照らし合わせると当業者の技能内に十分に収まると考えられることを認識するであろう。更に、当業者は、本明細書に説明する主題の機構を様々な形態のプログラム製品として提供することが可能であること、並びに本明細書に説明する主題の例示的実施形態が供給を実際に実施するのに使用される信号担持媒体の特定のタイプに関係なく成り立つことを認めるであろう。信号担持媒体の例は、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、CD、DVD、デジタルテープ、コンピュータメモリのような記録可能型媒体、並びにデジタル及び/又はアナログの通信媒体など(例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど)の送信型媒体を含むがこれらに限定されない。
Conclusion The detailed description provided above illustrates various embodiments of devices and/or processes through the use of block diagrams, flowcharts, and/or example implementations. Such block diagrams, flow diagrams, and/or embodiments may vary insofar as they include one or more features and/or acts within such block diagrams, flow diagrams, and/or embodiments. Those skilled in the art will appreciate that they can be implemented individually and/or in conjunction with hardware, software, firmware, or virtually any combination thereof. In some embodiments, some portions of the subject matter described herein are implemented in application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), digital signal processors (DSPs), or other integrated formats. It can be executed by However, those skilled in the art will appreciate that aspects of some embodiments disclosed herein may be implemented, in whole or in part, as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., one or more computers). As one or more programs running on one or more computer systems), as one or more programs running on one or more processors (e.g. running on one or more microprocessors) that it can equally be implemented in an integrated circuit as one or more programs), as firmware, or as virtually any combination thereof; It will be appreciated that the steps of writing code for are considered to be well within the skill of those skilled in the art in light of the present disclosure. Additionally, those skilled in the art will appreciate that the features of the subject matter described herein can be provided as program products in various forms, and that the exemplary embodiments of the subject matter described herein may be provided in practice. It will be appreciated that this holds true regardless of the particular type of signal-bearing medium used in the implementation. Examples of signal-bearing media include recordable media such as floppy disks, hard disk drives, CDs, DVDs, digital tape, computer memory, and digital and/or analog communication media (e.g., fiber optic cables, waveguides, etc.). , wired communication links, wireless communication links, etc.).
当業技術ではデバイス及び/又は工程を本明細書に示す様式で説明し、従って、技術的方法を用いてそのような説明のデバイス及び/又は工程をデータ処理システムの中に統合することが一般的であることを当業者は認識するであろう。すなわち、本明細書に説明するデバイス及び/又は工程の少なくとも一部分は、適度な量の実験を通してデータ処理システムの中に統合することができる。当業者は、典型的なデータ処理システムが、システムユニットハウジング、ビデオ表示デバイス、揮発性メモリ及び不揮発性メモリのようなメモリ、マイクロプロセッサ及びデジタル信号プロセッサのようなプロセッサ、オペレーティングシステム、ドライブ、グラフィカルユーザインタフェース、及びアプリケーションプログラムのようなコンピュータエンティティ、タッチパッド又はタッチ画面のような1又は2以上の対話デバイス、及び/又はフィードバックループ及び制御モータ(位置及び/又は速度を感知するためのフィードバック、構成要素及び/又は数量を移動する及び/又は調節するための制御モータ)を含む制御システムのうちの1又は2以上を一般的に含むことを認識するであろう。典型的なデータ処理システムは、データコンピュータ/通信システム及び/又はネットワークコンピュータ/通信システムで一般的に見られるようなあらゆる適切な市販の構成要素を利用して実施することができる。 It is common practice in the art to describe devices and/or processes in the manner described herein and thus use technical methods to integrate such described devices and/or processes into data processing systems. Those skilled in the art will recognize that That is, at least a portion of the devices and/or processes described herein can be integrated into a data processing system through a reasonable amount of experimentation. Those skilled in the art will appreciate that a typical data processing system includes a system unit housing, a video display device, memory such as volatile and non-volatile memory, a processor such as a microprocessor and a digital signal processor, an operating system, drives, a graphical user interfaces and computer entities such as application programs, one or more interaction devices such as touch pads or touch screens, and/or feedback loops and control motors (feedback components for sensing position and/or velocity); and/or control motors for moving and/or adjusting quantities. A typical data processing system may be implemented using any suitable commercially available components such as those commonly found in data computer/communication systems and/or network computer/communication systems.
本明細書に説明する主題は、場合によって異なる他の構成要素内に含有されるか又はそれに接続された様々な構成要素を示している。そのように示したアーキテクチャは例に過ぎず、実際に同じ作用する多くの他のアーキテクチャを実施することができることは認められるべきである。概念的な意味で、同じ作用する構成要素のいずれの配置も、望ましい機能が提供されるように実質的に「関連付けられる」。従って、特定の作用をするように組み合わされたいずれか2つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間構成要素に関係なく望ましい機能が提供されるように互いに「関連付けられた」ものとして見ることができる。同様に、そのように関連付けられたいずれか2つの構成要素は、望ましい作用をするように互いに「作動可能に接続された」又は「作動可能に結合された」ものとして捉えることができ、そのように関連付けられた機能を有するいずれか2つの構成要素は、望ましい作用をするように互いに「作動可能に結合可能」なものとして捉えることができる。作動可能に結合可能なものの特定の例は、物理的に嵌合可能な及び/又は物理的に相互作用する構成要素、無線で対話可能な及び/又は無線で対話する構成要素、及び/又は論理的に対話する及び/又は論理的に対話可能な構成要素を含むがこれらに限定されない。 The subject matter described herein depicts various components sometimes contained within or connected to different other components. It should be appreciated that the architecture so illustrated is only an example and that in practice many other architectures with the same effect may be implemented. In a conceptual sense, any arrangement of like-acting components is substantially "associated" such that the desired functionality is provided. Thus, any two components that are combined to perform a particular function can be viewed as "associated" with each other such that the desired functionality is provided regardless of the architecture or intermediate components. Similarly, any two components so associated may be considered to be "operably connected" or "operably coupled" to each other so as to effect the desired effect. Any two components having functionality associated with can be considered to be "operably combinable" with each other to produce a desired effect. Particular examples of operably connectable components include physically matable and/or physically interacting components, wirelessly interactive and/or wirelessly interacting components, and/or logical components. including, but not limited to, logically interactive and/or logically interactive components.
本明細書に説明する実施形態、特徴、システム、デバイス、材料、方法、及び技術は、一部の実施形態では、以下に説明する実施形態、特徴、システム、デバイス、材料、方法、及び技術のうちのいずれか1又は2以上と同様である場合がある:
2018年7月27日出願の「手術手順を支援及び補足するためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR ASSISTING AND AUGMENTING SURGICAL PROCEDURES)」という名称の米国特許出願第16/048,167号明細書、
2019年1月8日出願の「脊柱手術中のスクリュー配置を用いて外科医を支援するためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS OF ASSISTING A SURGEON WITH SCREW PLACEMENT DURING SPINAL SURGERY)」という名称の米国特許出願第16/242,877号明細書、
2018年12月1日出願の「多平面整形外科配置のためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR MULTI-PLANAR ORTHOPEDIC ALIGNMENT)」という名称の米国特許出願第16/207,116号明細書、
2019年3月13日出願の「整形外科インプラントの固着のためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANT FIXATION)」という名称の米国特許出願第16/352,699号明細書、
2019年4月12日出願の「整形外科インプラントの固着のためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANT FIXATION)」という名称の米国特許出願第16/383,215号明細書、
2019年9月12日出願の「整形外科インプラントのためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANTS)」という名称の米国特許出願第16/569,494号明細書、
2019年11月29日出願の「整形外科インプラントのためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANTS)」という名称の米国特許出願第16/699,447号明細書、
2020年10月30日出願の「組織特性に基づいて整形外科インプラントを設計するためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR DESIGNING ORTHOPEDIC IMPLANTS BASED ON TISSUE CHARACTERISTICS)」という名称の米国特許出願第17/085,564号明細書、
2020年1月6日出願の「患者特異の医療手順及びデバイス、及び関連のシステム及び方法(PATIENT-SPECIFIC MEDICAL PROCEDURES AND DEVICES, AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS)」という名称の米国特許出願第16/735,222号明細書、
2020年8月6日出願の「患者特異の人工椎間板、インプラント、及び関連のシステム及び方法(PATIENT-SPECIFIC ARTIFICIAL DISCS, IMPLANTS AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS)」という名称の米国特許出願第16/987,113号明細書、
2020年11月20日出願の「位置決め特徴部を有する患者特異椎骨インプラント(PATIENT-SPECIFIC VERTEBRAL IMPLANTS WITH POSITIONING FEATURES)」という名称の米国特許出願第17/100,396号明細書、及び
2021年6月8日出願の「患者特異医療手順及びデバイス、及び関連のシステム及び方法(PATIENT-SPECIFIC MEDICAL PROCEDURES AND DEVICES, AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS)」という名称の米国特許出願第17/342,439号明細書。
The embodiments, features, systems, devices, materials, methods, and techniques described herein are, in some embodiments, the embodiments, features, systems, devices, materials, methods, and techniques described below. It may be similar to any one or more of:
U.S. Patent Application No. 16/048,167 entitled “SYSTEMS AND METHODS FOR ASSISTING AND AUGMENTING SURGICAL PROCEDURES,” filed July 27, 2018;
``SYSTEMS AND METHODS OF ASSISTING A SURGEON WITH SCREW PLACEMENT DURING SPINAL SURGERY'' filed on January 8, 2019 US Patent Application No. No. 16/242,877,
U.S. Patent Application No. 16/207,116 entitled ``SYSTEMS AND METHODS FOR MULTI-PLANAR ORTHOPEDIC ALIGNMENT'' filed December 1, 2018
U.S. Patent Application No. 16/352,699 entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANT FIXATION," filed March 13, 2019;
U.S. Patent Application No. 16/383,215 entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANT FIXATION," filed April 12, 2019;
U.S. Patent Application No. 16/569,494 entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANTS," filed September 12, 2019;
U.S. Patent Application No. 16/699,447 entitled "SYSTEMS AND METHODS FOR ORTHOPEDIC IMPLANTS," filed November 29, 2019;
A U.S. patent application entitled “SYSTEMS AND METHODS FOR DESIGNING ORTHOPEDIC IMPLANTS BASED ON TISSUE CHARACTERISTICS” filed on October 30, 2020 Patent Application No. 17/085, Specification No. 564,
U.S. Patent Application No. 16 entitled “PATIENT-SPECIFIC MEDICAL PROCEDURES AND DEVICES, AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS,” filed January 6, 2020. /735, Specification No. 222,
U.S. Patent Application No. 16/98 entitled “PATIENT-SPECIFIC ARTIFICIAL DISCS, IMPLANTS AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS” filed August 6, 2020 7,113 No. specification,
U.S. Patent Application No. 17/100,396 entitled “PATIENT-SPECIFIC VERTEBRAL IMPLANTS WITH POSITIONING FEATURES,” filed November 20, 2020, and June 2021; U.S. Patent Application No. 17/342,439 entitled "PATIENT-SPECIFIC MEDICAL PROCEDURES AND DEVICES, AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS," filed on the 8th. No. specification.
上記に識別した特許及び出願の全ては、その全体が引用によって組み込まれている。これに加えて、本明細書に説明する実施形態、特徴、システム、デバイス、材料、方法、及び技術は、ある一定の実施形態では、実施形態、特徴、システム、デバイス、又は他の内容のいずれか1又は2以上に適用されるか又はそれと併用される場合がある。 All patents and applications identified above are incorporated by reference in their entirety. In addition, the embodiments, features, systems, devices, materials, methods, and techniques described herein may, in certain embodiments, It may be applied to one or more of the above or used in combination with the above.
400 患者特異インプラント
410 パッケージング
420 検索特徴部
430 データストレージ要素
400 Patient-
Claims (91)
特定患者内のターゲット部位に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントであって、該ターゲット部位で1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように設計された少なくとも1つの構造的特徴部を含む前記患者特異インプラントと、
前記少なくとも1つの構造的特徴部が前記1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように前記患者特異インプラントを前記ターゲット部位に埋め込むための命令を含む患者特異手術計画と、
前記患者特異手術計画を格納するメモリを有するデータストレージモジュールと、
前記患者特異手術計画を前記データストレージモジュールから該患者特異手術計画の1又は2以上の態様を実行するように構成された手術プラットフォームまで送信するように構成された検索モジュールと、
を備えることを特徴とするシステム。 A system for providing medical care,
A patient-specific implant designed to be implanted at a target site within a particular patient, the patient-specific implant having at least one structure designed to engage one or more identified anatomical structures at the target site. the patient-specific implant including a feature;
a patient-specific surgical plan comprising instructions for implanting the patient-specific implant at the target site such that the at least one structural feature engages the one or more identified anatomical structures;
a data storage module having a memory for storing the patient-specific surgical plan;
a retrieval module configured to transmit the patient-specific surgical plan from the data storage module to a surgical platform configured to perform one or more aspects of the patient-specific surgical plan;
A system characterized by comprising:
前記検索モジュールは、前記患者特異手術計画を前記データストレージ要素から前記手術プラットフォームまで送信するための1又は2以上の送信機を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 The data storage module includes a data storage element positioned on or within (i) the patient-specific implant or (ii) packaging configured to hold the patient-specific implant;
the retrieval module includes one or more transmitters for transmitting the patient-specific surgical plan from the data storage element to the surgical platform;
The system according to claim 1, characterized in that:
前記検索モジュールは、前記クラウドベースのストレージモジュール又は前記リモートサーバ上に格納された前記患者特異手術計画をダウンロードするための1又は2以上の検索特徴部を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 the data storage module includes a cloud-based storage module or a remote server;
the search module includes one or more search features for downloading the patient-specific surgical plan stored on the cloud-based storage module or the remote server;
The system according to claim 1, characterized in that:
前記検索特徴部は、前記パッケージング上又は内に位置決めされる、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 further comprising packaging for the patient-specific implant;
the search feature is positioned on or within the packaging;
The system according to claim 1, characterized in that:
前記命令は、前記ロボット手術プラットフォームによって実行された時に前記患者特異手術計画の1又は2以上の態様を該ロボット手術プラットフォームに実行させる機械可読命令を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 the surgical platform is a robotic surgical platform;
the instructions include machine-readable instructions that, when executed by the robotic surgical platform, cause the robotic surgical platform to perform one or more aspects of the patient-specific surgical plan;
The system according to claim 1, characterized in that:
前記ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体と、
前記インプラント本体上及び/又は内に位置決めされ、かつ前記患者特異インプラントと共に埋め込まれるように構成されデータストレージ要素であって、該データストレージ要素が、データを格納するメモリを有し、該データが、(i)該患者特異インプラントを前記ターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画の少なくとも1つの段階を指定する第1のデータ及び(ii)該患者特異インプラントの少なくとも1つの特性を指定する第2のデータを含む前記データストレージ要素と、
を備えることを特徴とする患者特異インプラント。 A patient-specific implant designed to be implanted at a target location within a particular patient, the patient-specific implant comprising:
an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location;
a data storage element positioned on and/or within the implant body and configured to be implanted with the patient-specific implant, the data storage element having a memory for storing data, the data comprising: (i) first data specifying at least one stage of a patient-specific surgical plan for implanting the patient-specific implant at the target location; and (ii) second data specifying at least one characteristic of the patient-specific implant. the data storage element containing data;
A patient-specific implant characterized by comprising:
前記第1のデータは、前記少なくとも1つの構造的特徴部が前記1又は2以上の識別された解剖学的構造の前記それぞれの1つに係合するように前記インプラント本体を前記ターゲット位置まで送出する前記患者特異手術計画を実行するための命令を含む、
ことを特徴とする請求項11に記載の患者特異インプラント。 the implant body includes at least one structural feature designed to engage a respective one of the one or more identified anatomical structures;
The first data is configured to deliver the implant body to the target location such that the at least one structural feature engages the respective one of the one or more identified anatomical structures. comprising instructions for executing said patient-specific surgical plan to
12. Patient-specific implant according to claim 11.
前記命令は、復号されて前記患者特異手術計画を実行するのに使用されるように構成される、
ことを特徴とする請求項12に記載の患者特異インプラント。 The instructions are encoded;
the instructions are configured to be decoded and used to execute the patient-specific surgical plan;
13. Patient-specific implant according to claim 12.
前記ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体と、
(i)前記患者特異インプラント上及び/又は内に位置決めされたデータストレージ要素であって、該患者特異インプラントが埋め込まれた後にアクセス可能な患者特異データを格納するメモリを有する前記データストレージ要素又は(ii)該患者特異インプラント上及び/又は内に位置決めされた検索特徴部であって、該患者特異インプラントが埋め込まれた後に該患者特異データへのアクセスを提供するように構成される前記検索特徴部のうちの少なくとも一方と、
を備え、
前記患者特異データは、
前記患者特異インプラントを前記ターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画に関連付けられた第1のデータと、
前記患者特異インプラントに関連付けられた第2のデータと、
を含む、
ことを特徴とする患者特異インプラント。 A patient-specific implant designed to be implanted at a target location within a particular patient, the patient-specific implant comprising:
an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location;
(i) a data storage element positioned on and/or within the patient-specific implant, the data storage element having a memory for storing patient-specific data that is accessible after the patient-specific implant has been implanted; ii) a search feature positioned on and/or within the patient-specific implant, said search feature configured to provide access to the patient-specific data after the patient-specific implant is implanted; at least one of
Equipped with
The patient-specific data includes:
first data associated with a patient-specific surgical plan for implanting the patient-specific implant at the target location;
second data associated with the patient-specific implant;
including,
A patient-specific implant characterized by:
ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成された患者特異インプラントと、
前記患者特異インプラントと、(i)患者特異データを格納するメモリを有するデータストレージ要素又は(ii)該患者特異データへのアクセスを提供するように構成された機械可読検索特徴部のうちの少なくとも一方とを含むパッケージングと、
を備え、
前記患者特異データは、前記患者特異インプラントを前記ターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画の少なくとも1つの段階を指定するデータを含む、
ことを特徴とするシステム。 A system for providing personalized medical care,
a patient-specific implant configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location;
the patient-specific implant; and at least one of (i) a data storage element having a memory for storing patient-specific data; or (ii) a machine-readable search feature configured to provide access to the patient-specific data. and packaging including;
Equipped with
The patient-specific data includes data specifying at least one stage of a patient-specific surgical plan for implanting the patient-specific implant at the target location.
A system characterized by:
前記第1のデータは、前記少なくとも1つの構造的特徴部が前記1又は2以上の識別された解剖学的構造の前記それぞれの1つに係合するように前記患者特異インプラントを前記ターゲット位置まで送出する前記患者特異手術計画を実行するための命令を含む、
ことを特徴とする請求項37に記載のシステム。 the patient-specific implant includes at least one structural feature designed to engage a respective one of the one or more identified anatomical structures;
The first data directs the patient-specific implant to the target location such that the at least one structural feature engages the respective one of the one or more identified anatomical structures. including instructions for executing the patient-specific surgical plan to be sent;
38. The system of claim 37.
1又は2以上のプロセッサと、
前記複数の患者特異データセットを格納するメモリであって、各個々の患者特異データセットが、
対応する患者特異インプラントを特定患者内のターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画に関連付けられた第1のデータであって、ロボット手術プラットフォームによって実行された時に該患者特異手術計画の1又は2以上の態様を該ロボット手術プラットフォームに実行させる機械可読命令を含む前記第1のデータ、及び
前記対応する患者特異インプラントに関連付けられた第2のデータ、
を含む前記メモリと、
を備えることを特徴とするシステム。 A system for storing a plurality of patient-specific data sets associated with a plurality of patient-specific implants, the system comprising:
one or more processors;
a memory storing said plurality of patient-specific data sets, each individual patient-specific data set comprising:
first data associated with a patient-specific surgical plan for implanting a corresponding patient-specific implant at a target location within a particular patient, the one or more of the patient-specific surgical plans when executed by the robotic surgical platform; and second data associated with the corresponding patient-specific implant; and second data associated with the corresponding patient-specific implant.
the memory including;
A system characterized by comprising:
前記メモリは、前記1又は2以上のプロセッサによって実行された時に、
固有識別子を受信する段階と、
受信した前記固有識別子を個々の前記患者特異データセットに関連付けられた個々の前記固有識別子と比較する段階と、
受信した前記固有識別子が、個々の前記患者特異データセットに関連付けられた個々の前記固有識別子のうちの1つに適合する場合に、該患者特異データセットを送信する段階と、
を備える作動をシステムに実行させる命令を格納する、
ことを特徴とする請求項43に記載のシステム。 each individual patient-specific data set of the plurality of patient-specific data sets is associated with a unique identifier;
The memory, when executed by the one or more processors,
receiving a unique identifier;
comparing the received unique identifier with each of the unique identifiers associated with each of the patient-specific data sets;
transmitting a respective patient-specific data set if the received unique identifier matches one of the respective unique identifiers associated with the respective patient-specific data set;
storing instructions that cause the system to perform operations comprising;
44. The system of claim 43.
前記埋め込まれた患者特異インプラントから、患者の解剖学的構造及び/又は病状に基づく前記患者特異インプラントに対する予め決められたターゲット埋め込み場所を含む患者特異データを取得する段階と、
前記患者特異インプラントの実際の位置を決定する段階と、
前記患者特異インプラントの前記実際の位置を該患者特異インプラントに対する前記予め決められたターゲット埋め込み場所と比較する段階と、
を備えることを特徴とする方法。 A method of providing medical care associated with an implanted patient-specific implant, the method comprising:
obtaining patient-specific data from the implanted patient-specific implant, including a predetermined target implant location for the patient-specific implant based on the patient's anatomy and/or medical condition;
determining the actual location of the patient-specific implant;
comparing the actual location of the patient-specific implant to the predetermined target implant location for the patient-specific implant;
A method characterized by comprising:
前記患者特異データを取得する段階は、
前記患者特異インプラントから固有識別子を取得する段階と、
サーバ上に格納された前記患者特異データにアクセスするために記固有識別子を使用する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項50に記載の方法。 the patient-specific data is stored on a server;
Obtaining the patient-specific data includes:
obtaining a unique identifier from the patient-specific implant;
using the unique identifier to access the patient-specific data stored on a server;
including,
51. The method of claim 50.
患者内のターゲット位置を識別する段階と、
前記ターゲット位置に埋め込まれるように構成された患者特異インプラントを設計する段階であって、該患者特異インプラントが(i)患者特異データを格納するメモリを有するデータストレージ要素又は(ii)該患者特異データへのアクセスを提供するように構成された検索特徴部のうちの少なくとも一方を含むように更に構成される、前記設計する段階と、
前記患者特異インプラントを前記ターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画を発生させる段階であって、該患者特異手術計画の少なくとも一部の態様が前記患者特異データと共に含まれる、前記発生させる段階と、
を備えることを特徴とする方法。 A method of providing patient-specific medical care, the method comprising:
identifying a target location within the patient;
designing a patient-specific implant configured to be implanted at the target location, the patient-specific implant comprising: (i) a data storage element having a memory for storing patient-specific data; or (ii) the patient-specific data. said designing further configured to include at least one of the search features configured to provide access to;
generating a patient-specific surgical plan for implanting the patient-specific implant at the target location, wherein at least some aspects of the patient-specific surgical plan are included along with the patient-specific data;
A method characterized by comprising:
特定患者内のターゲット部位に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントであって、該ターゲット部位で1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように設計された少なくとも1つの構造的特徴部を含む前記患者特異インプラントと、
前記少なくとも1つの構造的特徴部が前記1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように前記患者特異インプラントを前記ターゲット部位に埋め込むための命令を含む患者特異手術計画と、
前記患者特異手術計画の1又は2以上の態様を実行するように構成された手術プラットフォームまでを該患者特異手術計画を送信するための手段と、
を備えることを特徴とするシステム。 A system for providing medical care,
A patient-specific implant designed to be implanted at a target site within a particular patient, the patient-specific implant having at least one structure designed to engage one or more identified anatomical structures at the target site. the patient-specific implant including a feature;
a patient-specific surgical plan comprising instructions for implanting the patient-specific implant at the target site such that the at least one structural feature engages the one or more identified anatomical structures;
means for transmitting the patient-specific surgical plan to a surgical platform configured to perform one or more aspects of the patient-specific surgical plan;
A system characterized by comprising:
ターゲット位置での及び/又はその近くの1又は2以上の識別された解剖学的構造とインタフェースするように構成されたインプラント本体と、
前記インプラント本体の面に結合されるか又は他にその上に刻印され、患者及び/又は前記患者特異インプラントに関するデータに対応する患者特異マーキングであって、該患者特異識別子が文字、言葉、記号、英数字コード、QRコード、バーコード、及び/又はMRコードのうちの1又は2以上を含む前記患者特異マーキングと、
を備え、
前記患者特異マーキングは、前記患者特異インプラントが前記患者に埋め込まれた後に撮像システムによって可読であるように構成される、
ことを特徴とする患者特異インプラント。 A patient-specific implant,
an implant body configured to interface with one or more identified anatomical structures at and/or near the target location;
patient-specific markings coupled to or otherwise imprinted on a surface of the implant body and corresponding to data regarding the patient and/or the patient-specific implant, the patient-specific identifier comprising letters, words, symbols, said patient-specific markings comprising one or more of an alphanumeric code, a QR code, a barcode, and/or an MR code;
Equipped with
the patient-specific markings are configured to be readable by an imaging system after the patient-specific implant is implanted in the patient;
A patient-specific implant characterized by:
患者内のターゲット部位に埋め込まれるように設計された患者特異インプラントであって、
前記ターゲット部位で1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように設計された少なくとも1つ構造的特徴部、及び
前記インプラントの面に結合されたか又は他にその上に刻印された少なくとも1つの患者特異識別子、
を含む前記患者特異インプラントと、
前記少なくとも1つの構造的特徴部が前記1又は2以上の識別された解剖学的構造に係合するように前記患者特異インプラントを前記ターゲット部位に埋め込むための命令を含む手術計画と、
前記手術計画を格納するメモリを有するデータストレージモジュールと、
前記患者特異手術計画を前記データストレージモジュールから該患者特異手術計画の1又は2以上の態様を実行するように構成された手術プラットフォームまで送信するように構成された検索モジュールと、
を備えることを特徴とするシステム。 A system for providing medical care,
A patient-specific implant designed to be implanted at a target site within a patient, the patient-specific implant comprising:
at least one structural feature designed to engage one or more identified anatomical structures at the target site; and at least one structural feature coupled to or otherwise imprinted on a surface of the implant. at least one patient-specific identifier;
said patient-specific implant comprising;
a surgical plan comprising instructions for implanting the patient-specific implant at the target site such that the at least one structural feature engages the one or more identified anatomical structures;
a data storage module having a memory for storing the surgical plan;
a retrieval module configured to transmit the patient-specific surgical plan from the data storage module to a surgical platform configured to perform one or more aspects of the patient-specific surgical plan;
A system characterized by comprising:
患者内のターゲット位置を識別する段階と、
前記ターゲット位置に埋め込まれるように構成された患者特異インプラントを設計する段階であって、該患者特異インプラントが、該患者特異インプラントの本体に結合されるか又は他にその上に刻印された患者特異識別子を含む、前記設計する段階と、
前記患者特異インプラントを前記ターゲット位置に埋め込むための患者特異手術計画を発生させる段階と、
を備え、
前記患者特異識別子は、(i)前記患者、(ii)前記患者特異インプラント、及び/又は(iii)前記患者特異手術計画のうちの少なくとも1つに関連する情報に対応し、
前記患者特異識別子は、文字、言葉、記号、英数字コード、QRコード、バーコード、及び/又はMRコードのうちの1又は2以上を含む、
ことを特徴とする方法。 A method of providing patient-specific medical care, the method comprising:
identifying a target location within the patient;
designing a patient-specific implant configured to be implanted at the target location, the patient-specific implant having a patient-specific implant attached to or otherwise imprinted on the body of the patient-specific implant; the step of designing, including an identifier;
generating a patient-specific surgical plan for implanting the patient-specific implant at the target location;
Equipped with
the patient-specific identifier corresponds to information related to at least one of (i) the patient, (ii) the patient-specific implant, and/or (iii) the patient-specific surgical plan;
The patient-specific identifier includes one or more of letters, words, symbols, alphanumeric codes, QR codes, bar codes, and/or MR codes.
A method characterized by:
患者の脊柱に又はその近くに位置決めされた以前に埋め込まれた患者特異インプラントを有する該患者の脊柱領域の画像データを受信する段階と、
前記1又は2以上の患者特異インプラント上の1又は2以上の患者特異マーキングを識別するために前記画像データを分析する段階と、
前記患者及び前記患者特異インプラントに関連付けられたデータを含み、更に該患者特異インプラントに対するターゲット位置を含むリモートに格納された患者特異データセットを検索するために前記1又は2以上の患者特異マーキングを使用する段階と、
前記画像データを分析することによって前記患者特異インプラントに対する前記ターゲット位置を該患者特異インプラントの実際の位置と比較する段階と、
前記患者特異インプラントの前記実際の位置が該患者特異インプラントの前記ターゲット位置から閾値量だけ偏位している場合に、該偏位に関する情報を含む第1の警報を発生させる段階と、
前記患者特異インプラントの前記実際の位置が該患者特異インプラントの前記ターゲット位置から前記閾値量だけ偏位していない場合に、該実際の位置が該ターゲット位置から偏位の前記閾値内であることを示すことを含む第2の警報を発生させる段階と、
を備えることを特徴とする方法。 A method of providing patient-specific medical care, the method comprising:
receiving image data of a spinal region of a patient having a previously implanted patient-specific implant positioned at or near the patient's spinal column;
analyzing the image data to identify one or more patient-specific markings on the one or more patient-specific implants;
using the one or more patient-specific markings to retrieve a remotely stored patient-specific data set that includes data associated with the patient and the patient-specific implant, and further includes target locations for the patient-specific implant; and the step of
comparing the target location for the patient-specific implant with the actual location of the patient-specific implant by analyzing the image data;
generating a first alarm containing information regarding the deviation if the actual position of the patient-specific implant deviates from the target position of the patient-specific implant by a threshold amount;
the actual position of the patient-specific implant is within the threshold of deviation from the target position if the actual position of the patient-specific implant does not deviate by the threshold amount from the target position of the patient-specific implant; generating a second alarm including indicating;
A method characterized by comprising:
患者特異インプラント上の患者特異マーキングを識別する段階と、
複数の患者特異データセットを格納するリモートサーバ上に格納された第1の患者特異データセットにアクセスする段階と、
前記第1の患者特異データセットが前記患者特異インプラントに対応するか否かを決定するために前記患者特異マーキングを該第1の患者特異データセットと比較する段階と、
前記第1の患者特異データセットが前記患者特異インプラントに対応するとして確認される場合に、該患者特異データセットをダウンロードする段階と、
前記第1の患者特異データセットが前記患者特異インプラントに対応するとして確認されない場合に、第2の患者特異データセットにアクセスする段階と、
を備えることを特徴とする方法。 A method of providing patient-specific medical care, the method comprising:
identifying patient-specific markings on the patient-specific implant;
accessing a first patient-specific data set stored on a remote server storing a plurality of patient-specific data sets;
comparing the patient-specific markings to the first patient-specific data set to determine whether the first patient-specific data set corresponds to the patient-specific implant;
downloading the first patient-specific data set if the first patient-specific data set is confirmed as corresponding to the patient-specific implant;
accessing a second patient-specific data set if the first patient-specific data set is not confirmed as corresponding to the patient-specific implant;
A method characterized by comprising:
前記患者特異データセットをダウンロードする段階は、前記機械可読命令をダウンロードする段階を含む、
ことを特徴とする請求項89に記載の方法。 The patient-specific data set includes machine-readable instructions configured to guide a surgical robotic platform to perform one or more aspects of a surgical plan for implanting the patient-specific implant into a subject patient. including,
downloading the patient-specific data set includes downloading the machine-readable instructions;
90. The method of claim 89.
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