JP2019519343A - 骨及び関節からのデータ獲得、外科手術の計画、並びに器具又は移植片の製造用装置及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
2 モニタ
3 機械装置本体
4 USパネル
5 ソフトウエアコントローラ
6 内蔵型3Dプリンタ
7 表面標識点
8 深部標識点
9 上極膝蓋骨
10 側面上顆隆起
11 内側上顆隆起
12 脛骨上端部
13 上極膝蓋骨
14 脛骨粗面
15 腓骨頭部
16 脛骨向脛
Claims (15)
- 骨及び関節の表面からデータを取得して、外科手術を計画し、かつPST又はPSIを製造するための機器。前記機器は、3つのユニットである、データ収集ユニット、コンピュータ化ユニット、及びデスクトップ3Dプリンタを備え、これらのユニットは機能的に、物理的に、かつ電気的に接続されている。前記機器はコンパクトであり、持ち運び可能、かつ病院ベース又は診療所ベースの業務に好適である。
- 4つの構成部品である、電磁(EM)装置、診断用超音波機械装置、レーザスキャナ、及び外部データ獲得のための受信機を備える、データ収集ユニットを有する、請求項1に記載の機器。これらの構成部品は、物理的に及び電気的に接続され、かつ1つのユニットとして機能する。前記ユニットは、複数の供給源からの前記データを統合し、かつセンサ機能能力を有する。
- 表面的に皮膚にわたってプローブを介して、又は内部的に経皮微細ピンを介して、のどちらかで、骨及び関節の標識点並びに表面の解剖学的構造に基づいてデータを収集する電磁装置を有する、請求項2に記載の機器。前記EM装置は、骨及び関節に関する領域のための完全なデータセットを作り出すために、前記データ収集ユニットにおいて、前記その他の3つの構成要素を補完するように設計される。
- 専用の適合性診断用3D超音波(US)機械装置、又は筋骨格プローブを伴うそのソフトウェアを有する、請求項2に記載の機器。前記USは、骨及び関節に関する領域のための完全なデータセットを作り出すために、前記データ収集ユニットにおいて、前記その他の3つの構成要素を補完するように設計される。
- 骨及び関節の輪郭及び形態に関するデータを収集するための3Dカメラ及び/又はレーザスキャナを有する、請求項2に記載の機器。本構成要素は、骨及び関節に関する領域のための完全なデータセットを作り出すために、前記データ収集ユニットにおいて、前記その他の3つの構成要素を補完するように設計される。
- 前記収集されたデータを併合させることが可能な専用のソフトウェアプログラムを備えるコンピュータ化ユニットを有する、請求項1に記載の機器。前記ユニットはまた、骨及び関節の特定の部分の数学的モデル、及び完全な外科手術を実行するためのプログラムを有するコンピュータ読み取り可能な媒体を、有する。前記ユニットは、骨及び関節における適切な外科手術のための移植片及び人工関節のライブラリを有する。
- 前記その他の2つのユニットに接続されているデスクトップ3Dプリンタを有する、請求項1に記載の機器。これは、器具又は移植片の最終のコンピュータ支援設計を自動的に受信する。これは、病院ベースでの機器の全ての構成要素に適合する。前記3Dプリンタは、FDM、SLA、又はSLSの技術を使用して、生体適合性材料を製造する。
- 骨及び関節からデータを獲得して前記外科手術を計画し、かつ患者固有器具又は移植片を作成するためのシステム。これは、3つのプロセスである、データ収集プロセス、コンピュータ化計画設計プロセス、及び材料作成プロセスを含む。これは、病院ベースでの環境又は診療所ベースでの環境において機能するように設計されている。
- 複数の供給源である、電磁装置、超音波機械装置、レーザスキャナ、及び外部データから取得されるデータを統合するデータ収集プロセスを有する、請求項8に記載のシステム。本システムは1つのユニットとして機能し、前記構成要素が互いに補完し合って、骨及び関節に関する領域のための完全なデータセットを提供する。これは、CT又はMRIの代わりに複数の供給源からの統合データを使用して、骨及び関節のリバースエンジニアリングを行う能力により、特徴づけられる。これは、XYZ座標内で2Dデータから3D画像に変換することにより、可視化システムとして機能する。
- 骨及び関節の標識点及び表面の解剖学的構造からデータを取得するように設計された電磁プロセスを有する、請求項9に記載のシステム。前記プロセスは、表面的に皮膚に対してまた経皮的にデータ収集を伴う。前記標識点は、骨隆起、腱、靭帯、血管、関節表面、及び軟らかい局所などの、全ての特定可能な骨及び軟組織構造を含む。
- ビデオ、画像、及び数量データの形態で、筋骨格3D USプローブからデータを収集するプロセスを有する、請求項9に記載のシステム。これは、骨及び関節の前記輪郭周囲のパノラマ走査を介して、骨の表面からデータを収集する。前記収集されたデータは、前記必要とされる情報並びに骨及び関節に関する前記領域に従って変動する。これは、完全なデータセットを作り出すために、前記データ収集ユニットにおいて、前記その他の3つの構成要素から収集された前記データを補完するべきである。
- 3Dカメラ及び/又はレーザスキャナを介して、形態的データを収集するためのプロセスを有する、請求項9に記載のシステム。これらのデータは、骨及び関節に関する前記領域の前記輪郭に加えて、軟組織及び骨標識点を含む。これらのデータは前記コンピュータ化ユニットにより移入され、かつ外科手術を計画設定する前記プロセスに適合可能な数量データへと変換される。
- 2Dエックス線画像(DICOM又はその他の形式)、並びに年齢、身長、体重、前記骨の変形程度、及び関節の動きの範囲などのその他の患者固有データなどの、外部データを獲得するための受信機を有する、請求項9に記載のシステム。前記エックス線データは、骨の長軸(機械的軸及び解剖学的軸)を含む。本受信機は、本型式を、前記計画設定ソフトウェアプログラムにより許容される適合可能データへと再構成して変換する。前記受信機は、骨及び関節に関する領域のための完全なデータセットを作り出すために、前記データ収集ユニットにおいて、前記その他の3つの構成要素を補完するように設計される。
- 前記収集されたデータを併合することが可能な専用のソフトウェアを介したコンピュータ化計画設定プロセスを有し、3Dモデルを再構成してXYZ座標を保持する、請求項8に記載のシステム。これらの3Dモデルは、次に、前記数学的モデルに重なり合って、骨及び関節の特定の部分の患者固有3D画像を作成する。前記システムはまた、CT又はMRI画像から3Dデータを直接移入させて、前記XYZ座標を保持しつつ、前記データ上で外科手術を計画する前記能力により、特徴づけられる。本プロセスは、前記完全な外科手術を実行するためのプログラムを有する、コンピュータ読み取り可能な媒体を含む。本プロセスは、サイズ処理、骨の切断、並びに外科手術の完全なシミュレーション、並びに器具及び移植片の設計を伴う。
- 前記その他の2つのユニットに機能的に接続されている3Dプリンタを介した材料作成プロセスを有する、請求項8に記載のシステム。本作成プロセスは、前記適合可能なコンピュータ支援設計(CAD)ファイルを受信するようにプログラミングされており、かつ生体適合性PST及びPSIをプリントするよう自動的に着手する。前記3Dプリンタは、前記コンピュータ化計画設計システムの制御下で機能し、また前記プリンタは、前記計画設定システムへとエラーメッセージ及びフィードバックを提供する。
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