JP2007530083A - 自給式データ記憶装置を伴う整形外科要素 - Google Patents

Abstract

【課題】自給式データ記憶装置を伴う整形外科要素を提供する。
【解決手段】整形外科要素は情報記憶部分を有している。送信機部分および内部電源部分は上記の整形外科要素の本体部分に結合できる。この整形外科要素、患者または介護者に関連しているデータ、等のような、情報は上記の情報記憶部分の中に記憶させることができる。上記の送信機部分は上記の情報記憶部分および内部電源部分に連結されている。さらに、上記の記憶された情報は外部受信機およびデータ解釈装置に選択的に送信される。
【選択図】図１

Description

開示の内容

〔関連出願に対するクロス−リファレンス〕
本特許出願は、内容の全体が参照により本明細書に組み入れられている、「イン・ビボ・ジョイント・スペース・メジュアメント・デバイス・アンド・メソッド（In Vivo Joint Space Measurement Device and Method）」を発明の名称とする、マーク・Ｒ．ジシルベストロ（Mark R. DiSilvestro）により、２００３年、７月１１日、に出願されている、米国仮特許出願第６０／４８６，６１４号に対して優先権を主張している。

〔発明の分野〕
本発明は整形外科要素および当該整形外科要素に関するアクセス可能な情報に対する要望に関連している。特に、本発明は整形外科要素を備えている、特定の情報を伴う整形外科装置の供給に関連している。この特定の情報は、患者、整形外科要素の供給元、および介護者、に関連しているデータを含むことができる。

〔発明の背景〕
人間の骨は事故または病気の結果として損傷する可能性がある。このような損傷は、例えば、関節における各骨の端部を被覆している関節軟骨、ならびに、その関節の隣接している各骨の端部の間の関節内軟骨が受けると考えることができる。この関節の損傷が深刻である場合に、患者の快適さおよび移動性を改善するために、関節内プロテーゼを移植することができる。

関節内プロテーゼは幾つかの人間の関節の自然な組織を置換するために開発されている。例えば、患者の苦痛を軽減するために利用可能な、多様な、膝関節プロテーゼ、股関節プロテーゼ、肩関節プロテーゼ、足根関節プロテーゼおよび手根関節プロテーゼ、が存在している。これらの装置は、例えば、インディアナ州、ウォーソー（Ｗａｒｓａｗ）の、デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド（DePuy Products, Inc.）およびデピュイ・オルソペディクス・インコーポレィテッド（DePuy Orthopaedics, Inc.）等、により作られていて、これらから入手可能である。

標準的な関節内プロテーゼは、関節の各骨の関節をなしている端部に固定される金属の部品を含み、これらの金属の部品の間に位置決めされる支持部品を一般的に含んでいる。この関節内プロテーゼの標準的な支持部品は、上記の金属部品の内の一つが関節をなしている表面部分を有している。例えば、股関節内プロテーゼは、近位側の大腿骨に固定される金属の大腿骨部品と、寛骨臼に固定される金属カップと、を含んでいる。さらに、これらの標準的な股関節内プロテーゼの多くは、大腿骨部品が関節をなす寛骨臼カップの中にライナーを含んでいる。また、膝関節プロテーゼは、遠位側の大腿骨に固定される大腿骨部品と、近位側の脛骨に固定される脛骨部品と、を一般的に含んでいる。この場合に、支持面が上記の大腿骨部品と脛骨部品との間に一般的に存在している。さらに、支持面を伴う同様のシステムが体内の別の関節を置換するために利用可能である。これらの関節内プロテーゼのシステムは、インディアナ州、ウォーソーのデピュイ・オルソペディクス・インコーポレィテッド（DePuy Orthopaedics, Inc.）から、市場において入手可能である。

整形外科用のプロテーゼは種々の骨の癌の治療において失われた骨を置換するためにも用いられている。これらの整形外科用のプロテーゼは、関節内プロテーゼの各要素と、介在の骨の損失部分を置換するための部品と、を含むことができる。このようなプロテーゼは、インディアナ州、ウォーソーの、デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド（DePuy Products, Inc.）およびデピュイ・オルソペディクス・インコーポレィテッド（DePuy Orthopaedics, Inc.）、により作られていて、これらから入手可能である。

また、骨の破損等のような、外傷性の傷害を被っている患者を治療するために、外傷用の製品も利用可能である。このような外傷用の製品は、しばしば、例えば、骨ねじ、骨つめ、骨プレートおよび固定器等の整形外科用部品、を含む。このような外傷用の製品は、インディアナ州、ウォーソーの、デピュイ・トラウマ・アンド・エクストリミティーズ（DePuy Trauma and Extremities）から市場において入手可能である。

さらに、多様な整形外科用の器具のセットも、上記のような整形外科用のプロテーゼおよび外傷用の製品を移植することにおいて使用するために、利用可能である。これらの器具のセットは複数の個別の器具を一般的に含んでいる。デピュイ・オルソペディクス・インコーポレィテッド（DePuy Orthopaedics, Inc.）はこのような器具のセットを整形外科医に供給している。

また、多様な整形外科移植において、外科用のキットも、整形外科医が整形外科用の移植片を永久的に固定する前に骨に一時的に取り付ける複数の整形外科用の試行部品を含んでいる。デピュイ・オルソペディクス・インコーポレィテッド（DePuy Orthopaedics, Inc.）は関節内プロテーゼの移植のための、このような外科用のキットを伴う試行品も供給している。

〔発明の概要〕
本発明は整形外科用の各要素からのデータを確認して検索するための、容易にアクセス可能なデータを提供するという要望に対処している。

一例の態様において、本発明は、本体部分と、その本体部分に結合されている情報記憶部分と、上記本体部分に結合されている送信機部分と、上記本体部分に結合されている内部電源部分と、を備えている、整形外科要素、を提供している。上記の送信機は上記の情報記憶部分の中に記憶された情報に関連している信号を送信するためにその情報記憶部分に連結されている。また、上記の内部電源部分は上記の本体部分に結合されていて、上記の送信機に電力を供給するために接続されている。

別の態様において、本発明は、情報を記憶して、その記憶された情報を選択的に送信するための部品を含む整形外科要素、を提供している。

別の態様において、本発明は、関節における一つの骨に固定される第１のプロテーゼ部品と、その関節における別の骨に固定される第２のプロテーゼ部品と、を備えている関節内プロテーゼ、を提供している。これら第１および第２のプロテーゼ部品の内の少なくとも一方は、情報記憶部分と、送信機部分と、内部電源部分と、を含んでいる。この送信機部分は上記の情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために備えられている。また、上記の内部電源部分は上記の送信機部分に電力を選択的に供給するために備えられている。

別の態様において、本発明は、関節における一つの骨に固定される第１のプロテーゼ部品と、その関節における別の骨に固定される第２のプロテーゼ部品と、を備えている関節内プロテーゼ、を提供している。この第１のプロテーゼ部品は、本体部分と、情報記憶部分と、送信機部分と、内部電源部分と、を含んでいる。これらの情報記憶部分、送信機部分および内部電源部分は上記の本体部分に結合されている。また、上記の送信機部分は上記の情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために役立つ。さらに、上記の内部電源部分は上記の送信機部分に電力を選択的に供給するために接続されている。上記第２のプロテーゼもまた、本体部分と、情報記憶部分と、送信機部分と、内部電源部分と、を含んでいる。これらの情報記憶部分、送信機部分および内部電源部分は上記の本体部分に結合されている。また、上記の送信機部分は上記の情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために役立つ。さらに、上記の内部電源部分は上記の送信機部分に電力を選択的に供給するために接続されている。

別の態様において、本発明は整形外科要素に関連している情報を検索する方法を提供している。この方法は、整形外科要素に、その整形外科要素に関連している情報を記憶させる工程と、その記憶された情報に関連している信号を送信する工程と、を含んでいる。この信号は上記の整形外科要素から送信される。

別の態様において、本発明は、キャリア要素と、以下の、すなわち、整形外科用のプロテーゼ部品、整形外科用の外傷用の製品、整形外科用の器具、および整形外科用の試行品、の内の少なくとも一つ、の組立体と、を含んでいる本体部分を有する整形外科要素、を提供している。この整形外科要素は上記のキャリア要素に結合されている情報記憶部分をさらに備えている。

本発明は図面の参照によりさらに良く理解することができ、この場合に、同一の符号は全体を通して同一の部品を示している。

〔例示された実施形態の詳細な説明〕
本発明の教示は全ての整形外科要素に広く適用できる。本明細書においては、「整形外科要素」は、整形外科用のプロテーゼ部品、外傷用の製品、整形外科用の器具および整形外科用の試行品、を広く含むように意図されている。さらに、「整形外科用のプロテーゼ部品」は関節内プロテーゼならびに介在プロテーゼを広く含むように意図されている。また、「関節内プロテーゼ」は、膝関節、股関節、肩関節、手根関節、足根関節、の関節内プロテーゼ、および手足の指と共に使用するための関節内プロテーゼ、を含むように意図されている。「外傷用の製品」は、骨つめ、骨ねじ、固定器システム、および骨プレート、を含む整形外科的な外傷の治療において用いられる製品、を含むように意図されている。「整形外科用の器具」は、整形外科用のプロテーゼ部品および外傷用の製品の移植中に使用するように意図されている外科器具、を含むように意図されている。さらに、「整形外科用の試行品」は整形外科用のプロテーゼ部品の移植において使用するための試行品を含むように意図されている。

図１および図８は膝関節内プロテーゼを示している。また、図２および図９は股関節内プロテーゼを示している。図３は肩関節内プロテーゼを示している。さらに、図１０は、外傷用の製品、さらに具体的に言えば、骨ねじ、を示している。

まず、図１において、本発明の原理を具体化している膝関節内プロテーゼ１０は大腿骨１２の遠位側の端部および脛骨１４の近位側の端部に移植されている状態で示されている。図示の膝関節内プロテーゼ１０は、近位側の脛骨部品１８により担持されている脛骨支持面１６、を含んでいる。この近位側の脛骨部品１８は脛骨１４の近位側の端部に固定されている。また、脛骨支持面１６は、遠位側の大腿骨部品２４の顆２２が載っている、形を合わせた近位側の表面部分を有している。この遠位側の大腿骨部品２４は大腿骨１２の遠位側の端部に固定されている。この関節の接合は脛骨支持面１６の近位側の表面部分と遠位側の大腿骨部品２４の顆２２との境界面において行なわれる。

図２において、股関節内プロテーゼ１１は、患者の寛骨１５において移植されている寛骨臼カップまたは外殻部分１３と、患者の大腿骨１２において移植されている近位側の大腿骨部品１７と、を伴って示されている。この図示されている股関節内プロテーゼ１１は寛骨臼カップ１３と大腿骨部品１７との間に挟まれている寛骨臼ライナー１９も含んでいる。

また、図８および図９において、同一の各符号は関節内プロテーゼの同一の各部品に対応して用いられている。図８の実施形態において、脛骨部品１８は一体の脛骨トレーと先端プラグ４３を伴うステムとの組立体を含んでいる。

さらに、図３において、肩関節内プロテーゼ２１が示されている。この図示されている肩関節内プロテーゼは上腕骨部品２３および関節窩部品２７を備えている。

また、図１０において、骨ねじ３３は、ねじつきのねじ本体部分３５と、このねじを患者の骨の中にねじ込むための外科器具（図示せず）の一部分を受容するための六角形の開口部３９を伴うヘッド部分３７と、を含んでいる。この図１０の実施形態は骨ねじ３３と分離可能なキャリア要素４１との組立体を含んでいる。

図示の実施形態において、近位側の脛骨部品１８と、遠位側の大腿骨部品２４と、近位側の大腿骨部品１７と、寛骨臼カップまたは外殻部分１３と、上腕骨部品２３と、骨ねじ３３と、はコバルト−クロムまたはチタン等の金属のような、標準的な材料により作成されている。また、脛骨支持面１６、寛骨臼ライナー１９および関節窩部品２７は、ポリエチレン等のような、標準的な材料により作成されている。さらに、金属およびセラミック等のような、別の標準的な材料も上記の支持面として使用できる。なお、これらの材料は例としてのみ記載されており、本発明は、特許請求の範囲の各請求項の中において明確に要求されていない限り、いずれの特定の材料にも限定されない。

図１〜図３、図８および図９の各実施形態において、それぞれの整形外科用のプロテーゼ部品１３，１６，１７，１８，１９，２１，２３，２４および２７は本体部分を備えている。さらに、情報記憶部分２６はそれぞれのプロテーゼ部品１３，１６，１７，１８，２１，２３，２４および２７の本体部分に結合されている。

図１０の実施形態において、骨ねじ３３とキャリア要素４１との組立体は本体部分を構成しており、情報記憶部分２６はキャリア要素４１により担持されており、これにより、本体部分に結合されている。図２において示されていないが、情報記憶部分２６は寛骨臼ライナー１９に結合させることも可能である。図１１において示されているように、骨ねじ３３のキャリア部分４１はオス形の部分４５および本体部分４７を含んでいる。このオス形の部分４５は、骨ねじのヘッド部分３７の中の六角形の開口部３９に嵌り合うように、六角形に形づくられている。これらの嵌め合いのオス形の部分４５と開口部３９との嵌合は、これら２個の部品が引き離されない限り、キャリア要素４１がねじから自由にならないように、十分にしっかりとしている。このキャリア要素４１の本体部分４７は任意の所望の形状でよく、図示の実施形態においては、その本体部分４７は円筒形の形状である。なお、上記のオス形の部分４５と開口部３９との嵌め合いの形状はこれらの部品の間の機械的な接続の一例を示しており、例えば、圧入、テーパー嵌め、スナップ嵌め、またはねじ込みの接続、等のような、別の種類の機械的な接続も使用できることが当然に理解されるであろう。図８の実施形態のキャリア要素４３は、ねじ込み型のねじの接続により、脛骨ステムの遠位側の端部に接続されている。使用において、外科医またはその他の介護者は、骨ねじが所望の寸法および種類であることを確認するためにキャリア要素４１の情報を用いた後に、そのキャリア要素４１を手術中に取り除くことができ、あるいは、キャリア要素４３は、望まれる場合に、脛骨ステムに接続されていて、その脛骨部品と共に移植されたまま残すことも可能である。なお、上記の情報記憶部分２６が、例えば、バーコード等のような、別の種類のデータの記録手段を含むことができることが当然に理解されるであろう。また、類似のキャリア要素４１，４３が、例示されている整形外科要素の他に、別の整形外科要素と共に使用できることも当然に理解されるであろう。

図１〜図３、および図８〜図１０の各実施形態において示されているように、情報記憶部分２６は異なる方法で上記の本体部分に結合させることができる。図１〜図３の各実施形態および図８の大腿骨部品において、情報記憶部分２６はそれらの部品自体の中の凹部の中に永久的に保持されている。また、図９の実施形態において、２個の情報記憶部分２６が適当な生体適合性の接着剤の使用により整形外科用のプロテーゼ部品の外面に固定されている。なお、図９の情報記憶部分２６が、上記の代わりに、整形外科用のプロテーゼ部品の外表面部に機械的に固定できることが当然に理解されるであろう。また、図８の実施形態の脛骨部品の場合において、情報記憶部分２６は先端プラグ４３の中に担持されており、この先端プラグ４３は標準的な様式で脛骨ステムの遠位側の端部に機械的に接続されている。また、図１０の骨ねじの場合には、情報記憶部分２６は分離可能なキャリア４１の一部である。なお、上記は情報記憶部分２６を整形外科要素の本体部分に結合させることができる様式の異なる例として示されていることが当然に理解されるであろう。

上記の整形外科要素の情報記憶部分２６は後の検索のための情報またはデータを記録できる電子回路のチップでよい。適当な情報記憶要素２６はテキサス州、ダラスのテキサス・インストルメンツ（Texas Instruments）およびケンタッキー州、シンシアナのソキーマット・アイデンティフィケーション・ユー・エス・エー，インコーポレイテッド（SOKYMAT Identification USA, Inc.）（www.sokymat.com.）から入手可能である。このような情報記憶部分２６において記憶される情報は、例えば、製造者の情報、材料の情報、部品番号、カタログ番号、ロット番号およびプロテーゼ部品の確認において有用であると考えられる他の情報、等のような、移植片自体に関する特定の情報、を含むことができる。あるいは、この記憶された情報は特有の確認手段とすることも可能である。このような情報の記憶は上記の整形外科要素の、製造、包装、貯蔵および配給、において有益になると考えられる。例えば、整形外科要素を包装した後に、上記のような製品の確認情報に対してアクセスするために役立つと考えられる。さらに、このような情報に対するアクセスは、例えば、在庫管理に役立ち、製品の配給に役立つと考えられる。これらの用法において、上記の情報記憶部分２６は、製造者の手から離れた後に、追加の情報を記録することができない「読み取り専用」のもの、とすることができる。また、この情報記憶部分２６において記憶される情報は別のデータを含むこともできる。例えば、読取／書込式の情報記憶部分２６は、介護者が看護の場所においてその情報記憶要素に追加の情報を記録することを可能にできる。例えば、患者の医療または手術の記録を手術の時間に情報記憶部分２６に書き込んで、その後の時間および場所において検索のために利用可能にすることができる。このような情報の容易な利用可能性は、例えば、外部の医療および手術の記録が容易に利用可能でない場合の患者の緊急室における治療のため等において、価値を有するであろう。加えて、金属の検出装置を利用している種々の警備システムにおいては、積極的な金属走査の手段が移植片の存在により結果として得られることを決める速やかで容易な方法を警備員に与えることが望ましいと考えられる。

情報記憶部分２６は情報を電子的に記憶するために役立つことができるが、別の種類のデータの記憶装置を使用することも可能であることが当然に理解されるであろう。例えば、情報は磁気によるか放射線不透過性の標識の使用により記憶させることができる。

情報記憶部分２６の中における情報の磁気的な記憶は、例えば、常磁性体および超常磁性体等のような、材料の使用により達成できる。これらの常磁性体および超常磁性体は一般的にポリマーの中に包まれているか分布されているフェライトまたは同様の酸化鉄の化合物を含有している。超常磁性体の場合に、その金属化合物は、普通は、微小球（約１００〜１５０ｎｍよりも小さい）等のような、極めて小さな磁石の粒子の形態で供給され、この粒子はそれらの寸法が決定的な値の条件の下にあるので、小形の自律的な磁石として作用しなくなり、これらは外部の磁場の影響を受ける時にだけ選択的な方向に整列する。情報記憶部分２６としての超常磁性体の材料の使用は、この材料が磁気共鳴画像法に対して当然に適合性を有しており、選択された条件の影響を受けない限り磁化を維持しないという点において、有用になると予想される。本発明において、上記の磁石の粒子は適当な生体適合性のポリマーの中に分布させることができ、二次元または三次元のバーコードまたはその他の特有の分散パタンまたは配列の形態で配列させることも可能である。なお、これらの常磁性体および超常磁性体の材料を使用するために、介護者は上記の情報記憶部分を選択的に磁化するために役立つ、図示されていない、外部磁場の供給源を備えることになる。さらに、この介護者は磁場の一部の特徴を感知するための適当なセンサーも備えることになり、このような磁気センサーの例は、ホール効果センサー（三次元のホール効果センサーを含む）、可変リラクタンス・センサー、磁気弾性センサー、磁気抵抗センサー、磁気ひずみセンサー、飽和コア（フラックス・ゲート）センサー、超伝導量子干渉装置（ＳＱＵＩＤＳ）、核磁気共鳴センサー、誘導コア磁力計、プロトン・プリセッション磁力計、および光ポンプ磁力計、を含む。これらのセンサーの全ては常磁性体または超常磁性体の磁場の内の少なくとも一つの特性を感知でき、これらの特性は電磁場および静磁場を含む。

それぞれの情報の記憶部分２６において記憶されているデータに対する容易なアクセスを可能にするために、図１〜図３の各実施形態の図示されているプロテーゼ部品１３，１６，１７，１８，１９，２１，２３，２４および２７のそれぞれも記憶されている情報を選択的に送信するための電子回路部分２８および内部電源部分３０を含んでいてもよい。

図４において概略的に示されているように、図１〜図３の各実施形態における電子回路部分２８は送信機３２および内部アンテナ部分３４を含んでいる。この送信機３２は、情報記憶部分２６と、内部電源部分３０と、内部アンテナ部分３４と、に電気的に接続または連結されている。図４において、整形外科要素の本体部分は符号２５により概略的に示されている。なお、この本体部分２５が、図１の実施形態の、大腿骨部品２４の本体部分、脛骨支持面１６の本体部分、または脛骨部品１８の本体部分、を含むことができることと、この本体部分２５が、図２の実施形態における、寛骨臼の外殻部分１３、大腿骨部品１７または寛骨臼のライナー１９、の本体部分、を含むことができることと、さらに、上記の本体部分２５が、図３において示されている肩関節内プロテーゼ２１の上腕骨部品２３または関節窩部品２７、を含むことができること、が当然に理解されるであろう。また、上記の本体部分２５は別のプロテーゼ・システムの類似の部品も含むことができる。さらに、図４において示されている本体部分２５は、例えば、外科器具の一部分、骨ねじ等のような外傷用の製品、大腿骨用、脛骨用、または寛骨臼用の試行品、等のような、試行品、または介在プロテーゼ、も含むことができる。また、本明細書において論じられているように、上記の本体部分は上記の各要素とキャリア要素との組立体も含むことができる。

送信機３２は、例えば、高周波送信機を含んでいてもよい。適当な内部高周波送信機３２は、電子回路のチップの形態で、テキサス・インストルメンツ・インコーポレイテッド（Texas Instruments, Inc.）から市場において入手可能である。この送信機３２の所望の特性はシステムの別の部品に応じて変更してもよく、一般に、この送信機は移植のための適当な大きさを有していて、所望の周波数において送信し、過度の電力を消費しないようにできる。しかしながら、本発明が、特許請求の範囲の各請求項の中において明確に要求されていない限り、何らの特定の種類の送信機または送信信号にも限定されないことが当然に理解されるであろう。

別の可能な送信機の種類および信号の種類は光データ送信を含む。例えば、ＩＢＭ・パーソナル・エリア・ネットワーク（IBM personal area network）も送信機として使用可能である。また、音響エネルギー送信、容量遠隔測定（電場を用いる）および誘導遠隔測定（磁場を用いる）も本発明における送信のための可能な代替例である。

内部アンテナ部分３４は気密に封じられていてもよい。適当な内部アンテナ部分３４はテキサス・インストルメンツ・インコーポレイテッド（Texas Instruments, Inc.）およびソキーマット（Sokymat）から入手可能である。しかしながら、本発明が、特許請求の範囲の各請求項の中において明確に要求されていない限り、内部アンテナの使用方法または何らの特定の種類の内部アンテナ、にも限定されないことが当然に理解されるであろう。

上記の内部送信機部分３２および／または内部アンテナ部分３４は共に患者の体の外部に信号を送信することができる必要がある。したがって、内部送信機部分３２および／または内部アンテナ部分３４は、これらが結合されている整形外科要素の本体部分またはキャリア要素を形成している金属またはその他の材料を通して、信号を送信できる必要がある。

上記の内部送信機部分３２は内部アンテナ部分３４に電気的に接続されており、内部電源部分３０により電力供給されるように電気的に接続されている。この内部電源部分３０は能動的な電源または受動的な電源のいずれでもよい。さらに、能動的な電源の場合には、電池をその内部電源３０として使用できる。一方、受動的な電力の供給またはその供給源は、受動的な電源により、電力を保存するように使用する場合に望ましくなると考えられ、その電子回路部分は、内部コイルに対する誘導結合等により、外部電力の励起が存在する場合に、電力供給される。このような受動的な電源は送信機３２に、さらに、必要な場合には、内部アンテナ３４に対して電力を選択的に供給する。

上記の内部電源部分３０はフェライト・コイル等のような誘導性の電源を含む受動的な電源としてもよい。この場合に、適当なフェライト・コイルはバーモント州、ウィルストンのマイクロストレイン・インコーポレイテッド（MicroStrain, Inc.）から市場において入手可能な小形の巻かれているコイルである。このような巻かれたコイルの必要な特徴はその設計および他の電子部品の選択によりある程度決まり、そのコイルの電力、周波数および寸法はシステムの他の部品に適合するように調節できる。あるいは、適当なフェライト・コイルは、インディアナ州、フォートウエインのオーマン・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド（Aumann North America, Inc.）から入手可能な装置等のような、標準的な装置を用いて巻くことができる。なお、上記のフェライト・コイルの使用が内部電源の一例として記載されていて、本発明が、特許請求の範囲の各請求項の中において明確に要求されていない限り、フェライト・コイルの使用に限定されないことが当然に理解されるであろう。

上記の送信機部分に電力を選択的に供給するための別の代替手段は電池から電力を選択的に取り出すために誘導により作動されるスイッチを伴う内部電池を使用することである。さらに、別の代替の電源も利用可能である。

データの記憶のために放射線不透過性の材料または磁気材料を利用している整形外科要素の場合に、送信機、内部電源およびアンテナは必要でなくなる。

図４および図５において概略的に示されているように、外部受信機４４およびデータ解釈装置４６は、製造または配給の場において、安全検査ステーションにおいて、または開業医または病院における等のような、看護の場所において、備えることができる。高周波送信機を利用している実施形態において、外部受信機４４は、内部アンテナ３４からの特徴的な信号を受信して、その特徴的な信号をデータ解釈装置４６に供給するように接続されている高周波アンテナ、を含むことができる。なお、他の種類の外部受信機も高周波信号以外の信号に対応して用いられることが理解されるであろう。例えば、上述の磁気センサーは磁気データの記憶を利用している実施形態において使用できる。さらに、記憶部分としての放射線透過性の材料の上（放射線透過性のキャリアの上等）の放射線不透過性のマーカーの場合には、上記の外部受信機は標準的なＸ線撮影装置を含むことができる。

外部受信機４４は上記の信号を復調してデータ解釈装置４６に対して適当な入力情報を発生するための電気回路構成を含むことができる。一般的に、高周波信号を利用している装置の場合に、外部受信機４４は、主として、信号を増幅して、フィルター処理し、復調してデジタル化する。この場合に、データ解釈装置４６は、内部送信機３２、内部アンテナ３４および外部受信機４４、から受信された高周波送信信号またはデジタル化信号を解釈するためにプログラムされた標準的なコンピュータとすることができる。

上記の内部電源部分３０が誘導子を含む場合に、外部電源４８も製造場所、スクリーニングの場または看護の場所において備えることができる。この外部電源４８は、移植されたフェライト・コイル（内部電源）に誘導結合されていて、これにより、移植された電子回路に電力供給する、強い局在化された磁場を発生する外部コイル、を含むことができる。なお、適当な外部コイルはバーモント州、ウィルストンのマイクロストレイン・インコーポレイテッド（MicroStrain, Inc.）から市場において入手可能である。あるいは、適当なフェライト・コイルは、インディアナ州、フォートウエインのオーマン・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド（Aumann North America, Inc.）から入手可能な装置等のような、標準的な装置を用いて巻くことができる。一般に、これらの外部コイルは患者のすぐ近くにおいて用いられることが多いので、患者の皮膚を刺激または過度に加熱しない、さらに、オペレータまたは医療技術者が容易に取り扱える外部コイルを選択または設計することが望ましいと考えられる。この外部コイルは内部電力コイルを刺激するための設計の周波数において十分な電磁場を供給できることが必要である。

図５は本発明の第１の例示されている実施形態のための情報についての可能なフロー図を示している。外部電源がなければ、移植された電子回路は不作動の状態を維持する。一方、外部電源が供給されると、移植された電源は電力を送信機３２および内部アンテナ３４に供給して、情報記憶部品において記憶されているデータがその移植部品から送信される。その後、外部アンテナ４４はこの送信された波を受け取り、この波は、適当な人員により読み取ることのできる形態で、上記の記憶されたデータを供給するために、外部コンピュータ４６の中において解釈される。

上記の情報記憶部分２６、送信機部分３２、内部アンテナ部分３４および内部電源部分３０は付随のプロテーゼ部品１３，１６，１７，１８，１９，２１，２３，２４および２７のそれぞれの本体部分の中の凹部またはキャビティの中に保持できる。また、図６および図７において、整形外科要素の本体部分は符号２５により示されており、その凹部またはキャビティは符号２９により示されている。これらの凹部またはキャビティ２９は、これらの凹部の存在がそれぞれのプロテーゼ部品の機械的または物理的な特性に有害な影響を及ぼさず、それぞれのプロテーゼ部品の強度を損なわないように、各プロテーゼ部品１３，１６，１７，１８，１９，２１，２３，２４および２７の領域の中に形成されている。図６および図７の実施形態において、上記の凹部またはキャビティ２９は整形外科要素の本体部分２５の関節をなしていない表面部分から内側に延在している。また、電極部分２６，３０，３２，３４の大きさはこれらの部分により占められるために必要とされる空間の量を最小限にして、これにより、上記の凹部またはキャビティ２９の大きさを最小限にするように選択できる。上記の情報記憶部分２６、送信機部分３２、アンテナ３４および内部電源部分３０は整形外科要素の凹部２９の中か本体部分２５の表面部分において受容されており、種々の手段によりその位置に固定できる。例えば、上記の凹部またはキャビティ２９は、後に整形外科要素の本体部分２５の周囲の部分に溶接される金属片により、被覆することが可能である。あるいは、生体適合性のエポキシまたはポリウレタンまたはシリコーン、等のような、液体のシーラントを上記の凹部またはキャビティの上に注いで、硬化させることにより、上記の情報記憶部分、送信機部分および内部電源部分を整形外科要素の本体部分に永久的に固定することも可能である。なお、硬化されたシーラントは図６および図７において符号３１により示されている。上記の情報記憶部分２６、内部電源部分３０、内部送信機部分３２および内部アンテナ部分３４はまた、望まれる場合に、適当な接着剤により、上記の凹部またはキャビティの中に、固定することもできる。図示の各システムは、図示のそれぞれの体内プロテーゼ・システムの移植の前に、組み立てられる。

上述のように、情報記憶部分２６および付随の各要素３０，３２，３４（使用されている場合）はまた、整形外科要素の一部分の外表面部に固定することもでき、整形外科要素に永久的に接続されているか、整形外科要素から分離可能であるキャリア（キャリア４１または４３等）により担持させることも可能である。なお、上記の情報記憶部分およびその付随の各要素を結合させる方法が上述の整形外科要素の全てに対して有用になると期待されることが予想されることが当然に理解されるであろう。

また、上記の情報記憶部分２６、送信機部分３２、内部アンテナ部分３４および内部電源部分が電気的に接続されている別のまたは分離した要素にすることができることが当然に理解されるであろう。あるいは、これらの部分の２個以上はこれらの機能の全てを実行する単一の電子部品の一部として含まれていてもよい。したがって、整形外科要素の、「情報記憶部分」、「送信機部分」および「内部電源部分」、に対する言及は、整形外科要素とこれらの機能の全てを伴う単一の部品との組み合わせ、および整形外科要素とこれらの機能の内の一つ以上を実行する２個以上の部品との組み合わせ、を含むことを意図している。したがって、図１、図２および図３はそれぞれ各部分２６，２８，３０に対応する異なるボックスを示しているが、１個、２個またはそれ以上の部品が上記の実施形態のそれぞれにおいて使用可能であることが当然に理解されるであろう。なお、これらの部品の全ては電子回路でもよい。

また、図示の各実施形態の変形も可能である。例えば、体内プロテーゼまたはその他の整形外科要素は、分離した要素としてまたは上記の機能の全てを実行する電気回路構成を含む単一の電子部品として備えられている、情報記憶部分２６、電源部分３０、送信機部分３２および内部アンテナ部分３４、の内の１個以上を伴うキットの形態で、供給できる。例えば、上記の情報記憶部分２６、電源部分３０、送信機部分３２およびアンテナ部分３４は、整形外科要素自体に結合される代わりに、患者の骨に固定されるか、患者の皮膚の下に移植される１個以上の別の分離したパッケージとして、供給することもできる。

本発明の整形外科要素は別の電子回路の特徴と組み合わせることもできる。例えば、情報記憶要素を伴う関節内プロテーゼは、マーク・Ｒ．ジシルベストロ（Mark R. DiSilvestro）により、２００３年、７月１１日、に出願されている、「イン・ビボ・ジョイント・スペース・メジュアメント・デバイス・アンド・メソッド（In Vivo Joint Space Measurement Device and Method）」を発明の名称とする、米国仮特許出願第６０／４８６，６１５号、およびマーク・Ｒ．ジシルベストロ（Mark R. DiSilvestro）、テリー・Ｌ．・ジエツ（Terry L. Dietz）およびジェイソン・Ｔ．・シャーマン（Jason T. Sherman）により、この特許出願と同時に出願されていて、関連している実用特許出願において記載されているような、関節腔測定装置と組み合わせることができ、これらの完全な開示は参照により本明細書に組み入れられている。情報記憶要素を伴う関節内プロテーゼ・システムはまた、マーク・Ｒ．ジシルベストロ（Mark R. DiSilvestro）により、２００３年、７月１１日、に出願されている、「イン・ビボ・ジョイント・インプラント・サイクル・カウンタ（In Vivo Joint Implant Cycle Counter）」を発明の名称とする、米国仮特許出願第６０／４８６，７６２号、およびマーク・Ｒ．ジシルベストロ（Mark R. DiSilvestro）により、この特許出願と同時に出願されていて、関連している実用特許出願において記載されているような、インプラント・サイクル・カウンタと組み合わせることもでき、これらの完全な開示は参照により本明細書に組み入れられている。

以上において、本発明の特定の実施形態だけが説明および図示されているが、種々の代替例および変更例をこれらに対して作ることができることが明らかである。また、熟練者は、特定の付け加えを例示されている実施形態に対して行なえること、も認識するであろう。それゆえ、添付の特許請求の範囲の各請求項における目的は、上記のような代替例、変更例および付け加えの全てが本発明の真の範囲に該当できるように、これらの全てに及ぶことである。

〔実施の態様〕
（１）整形外科要素であって、
本体部分と、
情報を記憶させるために前記本体部分に結合されている情報記憶部分と、
前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している信号を送信するために、前記本体部分に結合され前記情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
前記本体部分に結合されていて、前記送信機に電力を供給するように接続されている内部電源部分と、
を備えている、整形外科要素。
（２）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記本体部分が、
整形外科用のプロテーゼ部品と、
整形外科用の外傷用の製品と、
整形外科用の器具と、
整形外科用の試行品と、の内の少なくとも一つを含んでいる、整形外科要素。
（３）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分、送信機部分、および電源部分が、その整形外科要素の本体部分の中の凹部の中に受容されている、整形外科要素。
（４）実施態様３に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分、送信機部分、および電源部分が、その整形外科要素の本体部分の中の凹部の中に封入されている、整形外科要素。
（５）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、その整形外科要素の本体部分における一体の部分である、整形外科要素。

（６）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の部品の一部である、整形外科要素。
（７）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、互いに接続されている分離した部品である、整形外科要素。
（８）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分、送信機部分、および内部電源部分が、単一の部品の一部である、整形外科要素。
（９）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の高周波確認用のタグの一部である、整形外科要素。
（１０）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記本体部分がキャリア要素を含んでおり、
前記情報記憶部分が前記キャリア要素の部分であり、
前記本体部分が、前記キャリア要素と共に組み立てられている、
整形外科用のプロテーゼ部品と、
整形外科用の外傷用の製品と、
整形外科用の器具と、
整形外科用の試行品と、の内の少なくとも一つを含んでいる、整形外科要素。

（１１）実施態様１０に記載の整形外科要素であって、
前記キャリア要素および情報記憶部分が、前記本体部分の残りの部分から分離可能である、整形外科要素。
（１２）実施態様１に記載の整形外科要素であって、
前記本体部分が外表面部を有しており、前記情報記憶部分がその本体部分の外表面部に固定されている、整形外科要素。
（１３）整形外科要素であって、
情報を記憶させて、その記憶された情報を選択的に送信するための部品を含んでいる、整形外科要素。
（１４）実施態様１３に記載の整形外科要素であって、
この整形外科要素が、
整形外科用のプロテーゼ部品と、
整形外科用の外傷用の部品と、
整形外科用の器具と、
整形外科用の試行品と、の内の少なくとも一つを備えている、整形外科要素。
（１５）実施態様１３に記載の整形外科要素であって、
前記記憶された情報が、その整形外科要素の製造者に関連している情報を含んでいる、整形外科要素。

（１６）関節内プロテーゼであって、
関節の一つの骨に固定される第１のプロテーゼ部品と、
前記関節の別の骨に固定される第２のプロテーゼ部品と、を備えており、
前記第１のプロテーゼ部品および第２のプロテーゼ部品の内の少なくとも一方が、情報記憶部分と、送信機部分と、内部電源部分と、を含んでおり、
前記送信機部分は、前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために備えられており、
前記内部電源部分は、前記送信機部分に電力を選択的に供給するために備えられている、関節内プロテーゼ。
（１７）実施態様１６に記載の関節内プロテーゼであって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の部品の一部である、関節内プロテーゼ。
（１８）実施態様１６に記載の関節内プロテーゼであって、
前記情報記憶部分および前記送信機部分が、一緒に接続されている分離した要素である、関節内プロテーゼ。
（１９）関節内プロテーゼにおいて、
関節の一つの骨に固定される第１のプロテーゼ部品であって、
本体部分と、
情報を記憶させるために前記本体部分に結合されている情報記憶部分と、
前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために、前記本体部分に結合され前記情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
前記本体部分に結合されていて、前記送信機部分に電力を選択的に供給するように接続されている内部電源部分と、
を含んでいる、第１のプロテーゼ部品と、
前記関節の別の骨に固定される第２のプロテーゼ部品であって、
本体部分と、
情報を記憶させるために前記本体部分に結合されている情報記憶部分と、
前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために、前記本体部分に結合され前記情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
前記本体部分に結合されていて、前記送信機部分に電力を選択的に供給するように接続されている内部電源部分と、
を含んでいる、第２のプロテーゼ部品と、
を備えている、関節内プロテーゼ。
（２０）整形外科要素に関連している情報を検索する方法であって、
整形外科要素に、その整形外科要素に関連している情報を記憶させる工程と、
前記記憶された情報に関連している信号を送信する工程と、を含んでおり、
前記信号が前記整形外科要素から送信される、方法。

（２１）整形外科用のキットであって、
整形外科要素と、
情報を記憶させるための情報記憶部分と、
前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している信号を送信するために、その情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
前記送信機部分に電力を供給するために接続されている内部電源部分と、
を含んでいる、整形外科用のキット。
（２２）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記整形外科要素が
整形外科用のプロテーゼ部品と、
整形外科用の外傷用の製品と、
整形外科用の器具と、
整形外科用の試行品と、の内の少なくとも一つを含んでいる、整形外科用のキット。
（２３）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分、送信機部分、および電源部分が、前記整形外科要素の本体部分の中の凹部の中に受容されている、整形外科用のキット。
（２４）実施態様２２に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分、送信機部分、および電源部分が、前記整形外科要素の本体部分の中の凹部の中に封入されている、整形外科用のキット。
（２５）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、前記整形外科要素の本体部分における一体の部分である、整形外科用のキット。

（２６）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の部品の一部である、整形外科用のキット。
（２７）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、互いに接続されている分離した部品である、整形外科用のキット。
（２８）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分、送信機部分、および内部電源部分が、単一の部品の一部である、整形外科用のキット。
（２９）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の高周波確認用のタグの一部である、整形外科用のキット。
（３０）実施態様２１に記載の整形外科用のキットであって、
前記整形外科要素が、前記情報記憶部分と、送信機部分と、内部電源部分と、から分離している、整形外科用のキット。

（３１）整形外科要素において、
本体部分であって、キャリア要素と、
整形外科用のプロテーゼ部品、
整形外科用の外傷用の製品、
整形外科用の器具、および
整形外科用の試行品、の内の少なくとも一つと、の組立体を含んでいる、本体部分を備え、
前記キャリア要素に結合されている情報記憶部分をさらに備えている、整形外科要素。
（３２）実施態様３１に記載の整形外科要素であって、
前記キャリア要素が前記本体部分の残りの部分から分離可能である、整形外科要素。
（３３）実施態様３１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分が、常磁性体および超常磁性体の材料から成る群から選択される材料を含む、整形外科要素。
（３４）実施態様３３に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分が超常磁性体の材料を含んでいる、整形外科要素。
（３５）実施態様３１に記載の整形外科要素であって、
前記情報記憶部分が放射線不透過性の材料を含み、前記キャリア要素が放射線透過性の材料を含んでいる、整形外科要素。

遠位側の大腿骨および近位側の脛骨において移植されている膝関節内プロテーゼの側面図である。 寛骨の一部分および近位側の大腿骨において移植されている股関節内プロテーゼ・システムの側面図である。 肩関節プロテーゼ・システムの側面図である。 外部部品ならびに整形外科要素に結合されている部品を示している、整形外科要素の概略図である。 図３の整形外科要素の使用方法を示しているフロー・チャートである。 整形外科要素の本体部分の中の凹部またはキャビティの中に固定されている、情報記憶部分、内部送信機部分、内部アンテナ部分、および内部電源部分、を伴っている整形外科要素の部分の部分断面図である。 整形外科要素の本体部分の中の凹部またはキャビティの中に固定されている、情報記憶部分、内部送信機部分、内部アンテナ部分、および内部電源部分、を伴っている整形外科要素の部分の別の部分断面図である。 膝関節内プロテーゼの側面図である。 股関節内プロテーゼ・システムの側面図である。 骨ねじおよびキャリア要素の組立体の側面図である。 図１０の組立体におけるキャリア要素の側面図である。

Claims (17)

1. 整形外科要素であって、
   本体部分と、
   情報を記憶させるために前記本体部分に結合されている情報記憶部分と、
   前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している信号を送信するために、前記本体部分に結合され前記情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
   前記本体部分に結合されていて、前記送信機に電力を供給するように接続されている内部電源部分と、
   を備えている、整形外科要素。
2. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記本体部分が、
   整形外科用のプロテーゼ部品と、
   整形外科用の外傷用の製品と、
   整形外科用の器具と、
   整形外科用の試行品と、の内の少なくとも一つを含んでいる、整形外科要素。
3. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分、送信機部分、および電源部分が、その整形外科要素の本体部分の中の凹部の中に受容されている、整形外科要素。
4. 請求項３に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分、送信機部分、および電源部分が、その整形外科要素の本体部分の中の凹部の中に封入されている、整形外科要素。
5. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分および送信機部分が、その整形外科要素の本体部分における一体の部分である、整形外科要素。
6. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の部品の一部である、整形外科要素。
7. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分および送信機部分が、互いに接続されている分離した部品である、整形外科要素。
8. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分、送信機部分、および内部電源部分が、単一の部品の一部である、整形外科要素。
9. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
   前記情報記憶部分および送信機部分が、単一の高周波確認用のタグの一部である、整形外科要素。
10. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
    前記本体部分がキャリア要素を含んでおり、
    前記情報記憶部分が前記キャリア要素の部分であり、
    前記本体部分が、前記キャリア要素と共に組み立てられている、
    整形外科用のプロテーゼ部品と、
    整形外科用の外傷用の製品と、
    整形外科用の器具と、
    整形外科用の試行品と、の内の少なくとも一つを含んでいる、整形外科要素。
11. 請求項１０に記載の整形外科要素であって、
    前記キャリア要素および情報記憶部分が、前記本体部分の残りの部分から分離可能である、整形外科要素。
12. 請求項１に記載の整形外科要素であって、
    前記本体部分が外表面部を有しており、前記情報記憶部分がその本体部分の外表面部に固定されている、整形外科要素。
13. 関節内プロテーゼであって、
    関節の一つの骨に固定される第１のプロテーゼ部品と、
    前記関節の別の骨に固定される第２のプロテーゼ部品と、を備えており、
    前記第１のプロテーゼ部品および第２のプロテーゼ部品の内の少なくとも一方が、情報記憶部分と、送信機部分と、内部電源部分と、を含んでおり、
    前記送信機部分は、前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために備えられており、
    前記内部電源部分は、前記送信機部分に電力を選択的に供給するために備えられている、関節内プロテーゼ。
14. 関節内プロテーゼにおいて、
    関節の一つの骨に固定される第１のプロテーゼ部品であって、
    本体部分と、
    情報を記憶させるために前記本体部分に結合されている情報記憶部分と、
    前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために、前記本体部分に結合され前記情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
    前記本体部分に結合されていて、前記送信機部分に電力を選択的に供給するように接続されている内部電源部分と、
    を含んでいる、第１のプロテーゼ部品と、
    前記関節の別の骨に固定される第２のプロテーゼ部品であって、
    本体部分と、
    情報を記憶させるために前記本体部分に結合されている情報記憶部分と、
    前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している特徴を有する高周波信号を送信するために、前記本体部分に結合され前記情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
    前記本体部分に結合されていて、前記送信機部分に電力を選択的に供給するように接続されている内部電源部分と、
    を含んでいる、第２のプロテーゼ部品と、
    を備えている、関節内プロテーゼ。
15. 整形外科要素に関連している情報を検索する方法であって、
    整形外科要素に、その整形外科要素に関連している情報を記憶させる工程と、
    前記記憶された情報に関連している信号を送信する工程と、を含んでおり、
    前記信号が前記整形外科要素から送信される、方法。
16. 整形外科用のキットであって、
    整形外科要素と、
    情報を記憶させるための情報記憶部分と、
    前記情報記憶部分の中に記憶されている情報に関連している信号を送信するために、その情報記憶部分に連結されている送信機部分と、
    前記送信機部分に電力を供給するために接続されている内部電源部分と、
    を含んでいる、整形外科用のキット。
17. 整形外科要素において、
    本体部分であって、キャリア要素と、
    整形外科用のプロテーゼ部品、
    整形外科用の外傷用の製品、
    整形外科用の器具、および
    整形外科用の試行品、の内の少なくとも一つと、の組立体を含んでいる、本体部分を備え、
    前記キャリア要素に結合されている情報記憶部分をさらに備えている、整形外科要素。
    

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