JP2018140219A - インプラントスキャンデータに基づくサージカルガイド - Google Patents
インプラントスキャンデータに基づくサージカルガイド Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】患者別のサージカルガイドを作製する方法は、固定部材の仮想モデルを取得する工程と、固定部材の仮想モデルの穴に対応する少なくとも1つの穴を仮想的に画定するガイドを設計する工程と、穴の中心軸は、領域の第1のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている工程と、仮想3次元モデルに結合するようにガイドの仮想3次元モデルを処理する工程を含む。
【選択図】図1A
Description
本出願は、2012年5月11日出願の米国仮特許出願第61/645,890号、2012年5月3日出願の米国仮特許出願第61/642,063号、更には、2012年9月12日出願の米国仮特許出願第61/699,938号の利益を主張するものであり、これらの開示全体が、全ての目的のために参照により本明細書により本特許出願に組み入れられる。
本開示は、一般に、サージカルガイドを製造する装置及び方法に関し、更に詳しくは、患者別の切除ガイドを製造する装置及び方法に関する。
(1) 切断用具の動きを組織体に向けて案内するように構成される患者別のサージカルガイドを作製する方法であって、
固定部材の仮想3次元モデルを取得する工程であって、前記固定部材の前記取得された仮想3次元モデルは、計画された術後の形状を有し、かつ、締結具を受けるように構成される少なくとも1つの穴を画定する、工程と、
前記固定部材の前記仮想3次元モデルを前記組織体の第1の仮想3次元モデルに結合するように前記固定部材の前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記組織体の前記第1の仮想3次元モデルは、第1の領域を画定して、前記少なくとも1つの穴の中心軸が、前記第1の領域の第1のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、
少なくとも1つの穴を画定するガイドの仮想3次元モデルを作製する工程と、
前記ガイドの前記仮想3次元モデルを前記第1の領域と実質的に同一である第2の領域を有する前記組織体の第2の仮想3次元モデルに結合するように前記ガイドの前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記少なくとも1つの穴の中心軸は、前記組織体の前記第2の仮想3次元モデルの第2のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、を含み、前記第2のターゲット位置が、前記組織体の前記それぞれの第1及び第2の仮想3次元モデルに対する前記第1のターゲット位置に関して同一に位置決めされている、方法。
(2) 前記作製する工程は、少なくとも1つの切断ガイドを画定する前記ガイドの前記仮想3次元モデルを作製する工程を含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記第2の処理する工程は、前記切断ガイドを前記組織体の前記第2の領域と切除領域との間の術前に計画された接合面と整列させる工程を更に含む、実施態様2に記載の方法。
(4) 前記取得する工程は、前記固定部材の画像を取得するために前記固定部材をスキャンする工程と、前記固定部材の前記仮想3次元モデルにおいて前記固定部材の前記少なくとも1つの穴を画定するために前記固定部材の前記画像を操作する工程とを更に含む、実施態様1〜3のいずれかに記載の方法。
(5) 前記操作する工程は、前記少なくとも1つの穴の前記中心軸を特定する工程を含む、実施態様4に記載の方法。
(7) 前記ガイドを構築する前記工程は、前記ガイドの前記仮想3次元モデルをコンピュータから製作機械に転送する工程を含む、実施態様6に記載の方法。
(8) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、走査機械を使用して前記固定部材をスキャンする工程を含む、実施態様1〜7のいずれかに記載の方法。
(9) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、CTスキャン機、レーザスキャナ、オプティカルスキャナ、MRI装置、及び座標測定機からなる群から選択される走査機械を使用して前記固定部材をスキャンする工程を含む、実施態様1〜8のいずれかに記載の方法。
(10) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材を前記組織体の物理的モデルに結合する工程を含む、実施態様1〜9のいずれかに記載の方法。
(12) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材の厚さに対する前記少なくとも1つの穴の経路を特定するためにマーカを前記固定部材の前記少なくとも1つの穴に挿入する工程を更に含む、実施態様10に記載の方法。
(13) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記組織体の前記物理的モデル、前記固定部材の少なくとも1つの穴に挿入された前記マーカ、及び前記組織体の前記物理的モデルに結合された前記固定部材をスキャンする工程を更に含む、実施態様11に記載の方法。
(14) 前記ガイドの前記仮想3次元モデルを処理する前記工程は、前記ガイドが前記組織体の前記仮想前記第2の仮想3次元モデルの特定の部分にフィットするよう輪郭を付けられるように前記ガイドの前記仮想3次元モデルを操作する工程を含む、実施態様1〜13のいずれかに記載の方法。
(15) 用具の動きを組織体に向けて案内するように構成される患者別のサージカルガイドを作製する方法であって、
固定部材の仮想3次元モデルを前記組織体の第1の仮想3次元モデルに結合するように前記固定部材の前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記組織体の前記第1の仮想3次元モデルは第1の領域を画定し、前記少なくとも1つの穴の中心軸は、前記第1の領域の第1のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、
少なくとも1つの穴を画定するガイドの仮想3次元モデルを作製する工程と、
前記ガイドの前記仮想3次元モデルを前記第1の領域と実質的に同一である第2の領域を有する前記組織体の第2の仮想3次元モデルに結合するように前記ガイドの前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記少なくとも1つの穴の中心軸は、前記組織体の前記第2の仮想3次元モデルの第2のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、を含み、前記第2のターゲット位置は、前記組織体の前記それぞれの第1及び第2の仮想3次元モデルに対する前記第1のターゲット位置に関して同一に位置決めされている、方法。
(17) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、走査機械を使用して前記固定部材をスキャンする工程を含む、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、CTスキャン機、レーザスキャナ、オプティカルスキャナ、MRI装置、及び座標測定機からなる群から選択される走査機械を使用して前記固定部材をスキャンする工程を含む、実施態様15〜17のいずれかに記載の方法。
(19) ラピッドプロトタイピング製造法を使用して前記ガイドの前記仮想3次元モデルと同一の前記ガイドを構築する工程を更に含む、実施態様15〜18のいずれかに記載の方法。
(20) 前記ガイドを構築する前記工程は、前記ガイドの前記仮想3次元モデルを前記コンピュータから製作機械に転送する工程を含む、実施態様16〜19のいずれかに記載の方法。
(22) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、固定部材を前記術後の形状に屈曲させる工程を更に含む、実施態様21に記載の方法。
(23) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材の厚さに対する前記少なくとも1つの穴の経路を特定するためにマーカを前記固定部材の前記少なくとも1つの穴に挿入する工程を更に含む、実施態様20〜22のいずれかに記載の方法。
(24) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記組織体の前記物理的モデル、前記固定部材の少なくとも1つの穴に挿入された前記マーカ、及び、前記組織体の前記物理的モデルに結合された前記固定部材をスキャンする工程を更に含む、実施態様23に記載の方法。
(25) 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記組織体の前記物理的モデル、及び、前記組織体の前記物理的モデルに結合された前記固定部材をスキャンする工程を更に含む、実施態様21〜24のいずれかに記載の方法。
(27) 切断用具の動きを組織体に向けて案内するように構成される患者別のサージカルガイドを作製する方法であって、
前記組織体の仮想3次元モデルを取得する工程と、
第1の領域及び第2の領域を前記組織体の前記仮想3次元モデル上で特定する工程と、
固定部材の仮想3次元モデルを取得する工程であって、前記固定部材の前記取得された仮想3次元モデルは、計画された術後の形状を有し、かつ、締結具を受けるように構成される少なくとも1つの第1の穴を画定する、工程と、
前記固定部材の前記仮想3次元モデルを前記組織体の前記仮想3次元モデルに結合するように前記固定部材の前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記少なくとも1つの第1の穴の中心軸は前記第2の領域の第1のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、
少なくとも1対の切断ガイド及び少なくとも1つの第2の穴を画定する切除ガイドの仮想3次元モデルを作製する工程と、
前記切除ガイドの前記仮想3次元モデルを前記切断ガイド間に配置された移植片部分の仮想3次元モデルに結合するように前記切除ガイドの前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記移植片部分は、前記第2の領域に収まるようにサイズ決めされ、前記少なくとも1つの第2の穴の中心軸が前記移植片部分の前記3次元モデルの第2のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、を含み、前記第2のターゲット位置は、前記移植片部分が前記第2の領域内に位置決めされたときに前記第1のターゲット位置に対して実質的に一致する、方法。
(28) 前記取得する工程は、前記固定部材の画像を取得するために前記固定部材をスキャンする工程と、前記固定部材の前記仮想3次元モデルにおいて前記固定部材の前記少なくとも1つの第1の穴を画定するために前記固定部材の前記画像を操作する工程とを更に含む、実施態様27に記載の方法。
(29) 前記操作する工程は、前記少なくとも1つの第1の穴の前記中心軸を特定する工程を含む、実施態様28に記載の方法。
(30) ラピッドプロトタイピング製造法を使用して前記切除ガイドの前記仮想3次元モデルと同一の前記切除ガイドを構築する工程を更に含む、実施態様27〜29のいずれかに記載の方法。
Claims (12)
- 組織体の、1つ又は複数の部分を切除するための切断用具の動きを前記組織体に向けて案内するように構成される患者別のサージカルガイドを作製する方法であって、
固定部材の仮想3次元モデルを前記組織体の第1の仮想3次元モデルに結合するように前記固定部材の前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記組織体の前記第1の仮想3次元モデルは第1の領域を画定し、前記固定部材の仮想3次元モデルの少なくとも1つの穴の中心軸は、前記第1の領域の第1のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、
ガイドの仮想3次元モデルを作製する工程であって、前記ガイドの仮想3次元モデルは、前記ガイドの仮想3次元モデルの少なくとも1つの穴を画定し、前記ガイドの仮想3次元モデルが更に切除軸線に沿って延びるスロットを画定し、前記スロットは前記切断用具の動きを前記切除軸線に沿って案内するように構成され、
前記ガイドの前記仮想3次元モデルを第2の領域を有する前記組織体の第2の仮想3次元モデルに結合するように前記ガイドの前記仮想3次元モデルを処理する工程であって、前記切除軸線が前記第2の領域と、前記組織体の第2の仮想3次元モデルのもう一方の領域との間の接合面を画定するように、前記ガイドの仮想3次元モデルの少なくとも1つの穴の中心軸は、前記第2の領域の第2のターゲット位置と実質的に整列されるようになっている、工程と、を含み、前記第2のターゲット位置は、前記組織体の前記それぞれの第1及び第2の仮想3次元モデルに対する前記第1のターゲット位置に関して同一に位置決めされている、方法。 - 前記固定部材をスキャンし、当該スキャンされた前記固定部材の画像をコンピュータ内に蓄積することにより、又は、前記組織体の前記仮想3次元モデルをコンピュータ内に取得することにより、コンピュータ内に前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材を前記組織体の物理的モデルに結合する工程を含み、
前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記組織体の前記物理的モデル、及び、前記組織体の前記物理的モデルに結合された前記固定部材をスキャンする工程を更に含む、請求項2に記載の方法。 - 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する工程を含み、
前記固定部材の取得された前記仮想3次元モデルは、計画された術後の形状を有し、かつ、締結具を受けるように構成される前記少なくとも1つの穴を画定する、請求項1に記載の方法。 - 前記作製する工程は、少なくとも1つの切断ガイドを画定する前記ガイドの前記仮想3次元モデルを作製する工程を含む、請求項4に記載の方法。
- 第2の処理する工程は、前記切断ガイドを前記組織体の前記第2の領域と切除領域との間の術前に計画された接合面と整列させる工程を更に含む、請求項5に記載の方法。
- 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、走査機械を使用して前記固定部材をスキャンする工程を含む、請求項2〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、CTスキャン機、レーザスキャナ、オプティカルスキャナ、MRI装置、及び座標測定機からなる群から選択される走査機械を使用して前記固定部材をスキャンする工程を含む、請求項2〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材を前記組織体の物理的モデルに結合する工程を含み、
前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材を前記術後の形状に屈曲させる工程を更に含む、請求項2〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記固定部材の厚さに対する前記少なくとも1つの穴の経路を特定するためにマーカを前記固定部材の前記少なくとも1つの穴に挿入する工程を更に含む、請求項9に記載の方法。
- 前記固定部材の前記仮想3次元モデルを取得する前記工程は、前記組織体の前記物理的モデル、前記固定部材の少なくとも1つの穴に挿入された前記マーカ、及び前記組織体の前記物理的モデルに結合された前記固定部材をスキャンする工程を更に含む、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記ガイドの前記仮想3次元モデルを処理する前記工程は、前記ガイドが前記組織体の前記第2の仮想3次元モデルの特定の部分にフィットするよう輪郭を付けられるように前記ガイドの前記仮想3次元モデルの輪郭を操作する工程を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
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