JP2019529060A - 患者特有の3d対話型全関節モデル及び外科手術計画システム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、名称「PATIENT SPECIFIC 3−D INTERACTIVE SHOULDER MODEL AND SURGICAL PLANNING SYSTEM」の2016年10月7日出願の米国特許仮特許第62/405,814号及び名称「PATIENT SPECIFIC 3−D INTERACTIVE SHOULDER MODEL AND SURGICAL PLANNING SYSTEM」の2016年11月23日出願の米国特許仮特許第62/426,081号に対する優先権を主張し、これらは引用により全体が本明細書に組み込まれる。
Andreas Kontaxis, Julien Berhouet,及びLawrence Gulottaによる「How Computer Models Can Help Prosthesis(補綴具) Implantation With The Best Mobility and Minimum Impingement」;
Andreas Kontaxis, Julien Berhouet, Daniel Choi, Xiang Chen, David Dines, Russell Warren及びLawrence Gulottaによる、「Pre−operative planning) and Accurate Implantation Can Increase Free Range of motion in Reverse Shoulder Arthroplasty;Cadaveric Validation」;
Andreas Kontaxis, Julien Berhouet, Daniel Choi, Xiang Chen, David Dines, Russell Warren及びLawrence Gulottaによる、「Humeral Version in Reverse Shoulder Arthroplasty Affects Impingement in Activities of Daily living」;
Andreas Kontaxis, Julien Berhouet, Daniel Choi, Xiang Chen, David Dines, Russell Warren及びLawrence Gulottaによる、Humeral(上腕骨) Version Affects Impingement in Reverse Shoulder Arthroplasty (RSA)」;
X. Chen, A. Reddy, A. Kontaxis, D. Choi, T. Wright, D. Dines, R. Warren及びL. Gulottaによる、「Version Correction Compromises Remaining Bone quality After Eccentric Reaming in B2 Glenoids」;
J. D. Wylie及びR. Z. Tashjanによる、「Planning Software and Patient−Specific Instruments in Shoulder Arthroplasty」;及び
C. Tempelaere, J. Pierrant, M. Lefevre−Colau, V. Vuillemin, C. Cuenod, U. Hansen, O. Mir, W. Skalli及びT. Gregoryによる、「Dynamic Three−Dimensional Shoulder MRI During Active Motion For Investigation of Rotator cuff Diseases」
に記載されており、これらの各々は、引用により全体が本明細書に組み込まれ、付随書A〜Fとして既に明らかにされている。更にまた、外科手術計画システムの実施形態の上記及び種々の態様の追加の詳細は、米国特許出願公開第2016/0270854号明細書及び米国特許出願公開第2010/0125336号明細書に更に記載されており、これらの各々は、引用により全体が本明細書に組み込まれる。
整形外科インプラント、ツール、コンピュータ支援計画システム並びに患者特有ガイド、器具及び構成要素の例示的な製造業者及び供給業者が以下でリストアップされている。図8Aに示すように、全体システム800並びに例示的なデータセット808(図8Bを参照)において、1又は2以上の構成要素製造業者が含まれるように選択することができ(全関節外科手術計画システムにおいて使用するのに好適なデジタルモデルデータを能動的に提供するように)、この場合、データは、選択された処置計画又は査定セッションの間に、外科医の選択に基づいて製造業者からシステム内に流れて使用される。任意選択的に、製造業者からの構成要素の1又は2以上又は全ては、適切な形態で且つ十分な詳細事項を有してスキャン、レンダリング、又はモデル化され、本明細書で記載されるシステムを用いて計画及び査定のため使用することができる。1つの態様において、リストアップされた構成要素を有する製造業者はまた、計画システムと共に使用するためのダイレクトオーダー又はリンクを提供し、選択された計画が承認されると、外科医又は指定代表者は、製造業者によって推奨され又は提供される、構成要素、インプラント、ガイド、Patient specific Instrument(患者特有器具:PSI)、又は他のツール又は補助具をオーダーすることができるようになる。任意選択的に、計画時には、製造業者は、査定及び選択された処置の患者のスケジューリングに外科医又は供給者又はプランナーを更に支援するために、何らかの計画した要素の利用率又は配送のリードタイムを示すことができる。図8A、8B、及び8Cに例示されるように、計画及び査定計画システムの出力により、ユーザは、特定の患者に対する優先した選択基準の下で当該患者について種々の評価基準を協働して比較することが可能となる。このようにして、外科医は、本明細書で検討した要因に基づいて解剖学的及びリバース型肩関節処置の何れが最も良好に所望の転帰を提供することになるかを患者特有ベースで評価するために、製造業者とは無関係に異なる処置並びにインプラントの比較において信頼度を向上させることができる。
関節窩インプラントの前縁を関節窩骨の前縁と整列させるステップ、
関節窩インプラントの後傾を調整するステップ、
関節窩インプラントの増強を調整するステップ、
関節窩インプラントの下方傾斜を調整するステップ、
関節窩インプラントの骨支持を査定するステップであって、骨によって又はその接触によって支持される関節窩インプラントの裏面の量が評価されるステップ、
インプラント接合部に対する骨を最適化するために、リーミングによって除去される必要がある骨の容積量又は必要なリーミングの全最小距離を評価することにより、関節窩インプラントの正中固定術を調整するステップ、
円蓋を内側に貫通する中央ペグが存在しないときに固定支持体を分析するステップ、
当初のジョイントラインと新しいジョイントラインとを比較することを含む、ジョイントラインを分析するステップであって、新しいジョイントラインが当初のジョイントラインと実質的に類似している、ステップ、
リーミングして、関節窩インプラントと骨の下側軸と上側軸を整列させた後、関節窩インプラントの幅と関節窩骨の幅を測定し照合するステップ、
関節窩インプラントの厚さ/高さを必要に応じて評価し調整するステップ、
関節窩の深さを必要に応じて評価し調整するステップ、
グラフトの厚みを必要に応じて評価し調整するステップ、
上腕頭の直径を決定するステップ、
上腕頭の高さを決定するステップ、
上腕骨インプラントのサイズを決定するステップ、及び/又は
製造業者設計及びサイズの範囲からインプラントの最良適合サイズを決定するステップであって、サイズの範囲は、ステムの長さ、上腕骨ステムのサイズ、ステムの直径、頭のサイズ直径、頭の高さ、及び上腕骨ステムの面の中心と比べた中央丸頭のオフセットからなるグループから選択される、ステップ、
の1又は2以上を含むことができる。
術前全関節又は部分関節手術分析をモデル化及び仮想的にシミュレーションするのに使用可能な特定用途のコンピュータデバイスを含むことができる点に留意されたい。
Shoulder:肩
Knee:膝
Hip:股関節
Elbow:肘
Ankle:足首
Hand:手
910:骨、ランドマーク、及び軟組織を有する関節特有の運動学的モデル
915:患者特有条件への関節特有の運動学的モデルの修正のための患者適合エンジン
920:補綴具試験エンジン
925:患者特有モデル及びインプラント試験の補綴具試験エンジン出力
930:患者−外科医相談:最良適合の補綴具の選択
935:患者特有ナビゲーション/ガイダンスツール、補綴具、ツール、及び/又は患者特有ガイド、インプラント又はツールの製品を含む、患者特有処置のためのマテリアルに対する要件又はマテリアルを取得する要件を出力する
940:患者関節置換術を実施する
Claims (79)
- 全関節又は部分関節手術を実施する方法のためのコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システムであって、前記方法が、
補綴具デバイスをインプラントするため術前に計画される仮想関節手術を実施するステップと、
前記仮想関節手術を実施した後に、日常生活活動に望ましい可動域及び/又は前記可動域の標準的臨床的評価を考慮するステップと、
実施される前記仮想関節手術の各々からの各インプラント、各位置、及び各活動の可動域についての結果を出力するステップと、
を含む、ことを特徴とするコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。 - 解剖学的又はリバース型肩関節手術のための指示を更に含む、請求項1に記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- リバース型又は解剖学的肩関節手術を受ける患者において、上腕骨及び関節窩インプラントの外科的調製及びインプラントのためのPatient specific Instrument(患者特有器具)についての指示を更に含む、請求項1又は2に記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 節窩上腕関節、肩胛骨、鎖骨運動学と共に患者特有の骨、筋肉及び軟組織を含む術前計画に基づいて、関節窩インプラント構成要素と、上腕骨インプラント構成要素と、関節窩インプラント配置ガイド及び上腕骨インプラント配置ガイドを含む肩関節手術ガイドと、を含む、患者特有解剖学的又はリバース型肩関節処置のためのインプラント可能構成要素を設計及び/又は生成するためのステップを更に含む、請求項1〜3の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 複数の要因のうちの1又は2以上の要因の測定に基づいて、解剖学的、外科的、処置的、可動域、固定、安定化、又は他の転帰のリスクの識別を含む最適化ステップを更に含む、請求項1〜4の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 関節窩インプラントの前縁が関節窩骨の前縁と整列された状態にある、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップのための指示を更に含む、請求項1〜5の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 関節窩インプラントの後傾が調整される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜6の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 関節窩インプラントの増強が調整される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜7の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 関節窩インプラントの下方傾斜が調整される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜8の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 関節窩インプラント及び/又は上腕骨インプラントのための骨支持が査定される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜9の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- リーミングによって除去される必要がある骨の容積量を評価することにより関節窩インプラントの正中固定術が調整される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜10の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 円蓋を内側に貫通する中央ペグが存在しないときに固定支持体が分析される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜11の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 当初のジョイントラインと新しいジョイントラインとを比較することにより、ジョイントラインが分析される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜12の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- リーミングして関節窩インプラント及び骨の下側軸と上側軸を整列させた後、前記関節窩インプラントの幅と関節窩骨の幅が測定されて照合され、上腕骨インプラントの同様の適切な測定及び照合が含まれる、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜13の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 上腕頭の直径が決定される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜14の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 上腕頭の高さが決定される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜15の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- コンピュータ断層撮影又は他の適切な医用画像診断法によって上腕骨又は関節窩インプラントのサイズが測定される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜16の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 1又は2以上の医用構成要素の製造業者によるある範囲のサイズから上腕骨インプラント又は関節窩インプラントの最良適合サイズが決定される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜17の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 3次元のベクトルが比較されて、肩胛骨と比較した上腕骨結節の再配置の距離を測定する、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜18の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 極度の可動域を介して前記インプラントを仮想的に位置付けて、衝突位置を測定し前記日常生活活動及び前記標準的臨床評価に基づいて必要な機能的可動域を補償することを含む、可動域分析が行われる、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜19の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 主要軟組織挿入点を決定することを含む軟組織分析が行われる、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜20の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 円蓋の皮質壁の外側への貫通が評価される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜21の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 前記インプラントを有する正中頭縁部に対するより大きな結節の幅が解剖学的幅と比較される、解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜22の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- 関節窩インプラント又は上腕骨インプラントのビューのための冠、サジタル及び横解剖学的平面の指標;患者特有裏面側増強を有する前記関節窩インプラントのビュー;患者特有増強を有する例示的な前記関節窩インプラントのビュー;比較のため前記計画システムによって評価される1又は2以上の要因の図示された指標を有する関連する関節骨又は肩胛骨及び関節窩面のビュー;選択されたインプラント及び外科処置を表示させた上腕骨との肩胛骨のビュー;裏面増強の無い前記関節窩インプラントのビュー及び裏面増強を有する前記関節窩インプラントのビュー;及び/又はカスタマイズされた固定構成要素のビューを各々が有する患者特有の前記上腕骨又は関節窩インプラントのビューの指標の1又は2以上の解剖学的ビューをビュー又は表示するための解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための術前全関節計画方法におけるステップについての指示を更に含む、請求項1〜23の何れかに記載のコンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システム。
- コンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システムのための術前計画方法であって、
部分的又は全関節手術の術前計画を実施するステップと、
関節インプラントの最良適合サイズを決定するステップと、
前記関節の患者特有運動学的モデルにおいて査定中の関節インプラントを仮想的に位置付けることを含む可動域分析を実施するステップと、
仮想的に位置付けられた前記関節インプラントの前記患者特有運動学的モデルを用いて軟組織分析を実施するステップと、
前記患者特有運動学的モデル内で前記関節インプラントの特徴を評価及び調整するステップと、
前記実施するステップに関する術前計画分析に基づいて選択された前記関節インプラントと共に使用するPatient specific Instrument(患者特有器具)を選択するステップと、
を含む、コンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システムのための術前計画方法。 - 前記術前計画を実施するステップが、当初のジョイントラインと新しいジョイントラインとを比較することを含む、前記ジョイントラインを分析するステップの1又は2以上を含み、前記新しいジョイントラインは前記当初のジョイントラインと実質的に類似している、請求項25に記載の方法。
- 前記術前計画を実施するステップが、
肩胛骨と比較される上腕骨の結節の再配置の距離を測定するため、前記肩胛骨及び前記上腕骨での腱及び筋肉の挿入間の距離及び方向を表す3次元のベクトルを比較するステップと、
上腕頭の直径を決定するステップと、
上腕頭の高さを決定するステップと、
デジタル画像から上腕骨インプラントのサイズを決定するステップと、
を含む、請求項25又は26に記載の方法。 - 前記関節インプラントの最良適合サイズを決定するステップが、上腕骨インプラントをあるサイズの範囲から選択するステップを含み、前記サイズの範囲は、ステムの長さ、上腕骨ステムのサイズ、前記ステムの直径、頭のサイズ直径、前記頭の高さ、及び前記上腕骨ステムの面の中心と比べた中央丸頭のオフセットからなるグループから選択される、請求項25〜27の何れかに記載の方法。
- 前記可動域分析を実施するステップが、極度の可動域を介して仮想的にインプラントされた関節の運動をシミュレーションして、衝突位置を測定し、必要な機能的可動域を補償するステップを含む、請求項25〜28の何れかに記載の方法。
- 前記軟組織分析を実施するステップが更に、主要軟組織挿入点を決定し、術前状態と比較するため3次元距離を測定し、極度の可動域での長さを評価して、軟組織の長さ変化又は縮小が解剖学的範囲内に実質的に維持されて、日常生活の最も一般的な活動を実質的に得るようにするステップを含む、請求項25〜29の何れかに記載の方法。
- 前記関節インプラントの特徴を評価及び調整するステップが、
関節窩インプラントの厚さ/高さを評価及び調整するステップと、
前記関節窩の深さを評価及び調整するステップと、
グラフトの厚さを評価及び調整するステップと、
を含む、請求項25〜30の何れかに記載の方法。 - 前記Patient specific Instrument(患者特有器具)を選択するステップが、前記術前計画分析に基づいて上腕骨インプラント及び関節窩インプラントを選択し、又は前記術前計画分析に基づいて上腕頭、関節窩厚さ、関節窩深さ、及びグラフト厚さを評価及び調整することを含む、請求項25〜31の何れかに記載の方法。
- 解剖学的又はリバース型肩関節手術インプラント又はガイドの比較のための包括的術前全関節計画方法における指示を更に含む、請求項25〜32の何れかに記載の方法。
- 極度の可動域を介してインプラントを仮想的に位置付けて、衝突位置を測定し必要な機能的可動域を補償することを含む、ある範囲の可動域の分析を実施するステップを更に含む、請求項25〜33の何れかに記載の方法。
- 主要軟組織挿入点を決定し、術前状態と比較するため3次元距離を測定し、極度の可動域での長さを評価して、軟組織の長さ変化又は縮小が、日常生活の最も一般的な活動を実質的に得るようにするよう解剖学的範囲内に実質的に維持されるようにすることを含む、前記軟組織分析を実施するステップを更に含む、請求項25〜29の何れかに記載の方法。
- 関節窩インプラントの厚さ/高さを必要に応じて評価し調整するステップを更に含む、請求項25〜35の何れかに記載の方法。
- 関節窩の深さを必要に応じて評価し調整するステップを更に含む、請求項25〜36の何れかに記載の方法。
- グラフトの厚みを評価し調整するステップを更に含む、請求項25〜37の何れかに記載の方法。
- 前記術前計画は、術前に対象者から撮影された画像に基づいて仮想的に行われる、請求項25〜38の何れかに記載の方法。
- 患者の骨と関心の当該骨の統計的形状モデルとの間の位置合わせを構築するステップと、
前記患者の骨を表す原理モードを抽出するステップと、
対応する前記原理モードに従って固定構成、位置、又は寸法を定義するステップと、
衝突検出を適用して、前記骨の固定構成を確認するステップと、
に従って、前記患者の3次元(3D)骨構造と、統計的形状ベースアトラスとの間の対応するマトリクスを用いて、関節窩インプラントの固定要素の寸法を最適化するステップを更に含む、請求項25〜39の何れかに記載の方法。 - 関節窩面カバレージが最大化されたかどうか、前記関節窩面の突出が最小にされたかどうか、前記関節窩面上で除去された骨が最小限にされたかどうか、前記関節窩の後傾が約5〜約10度未満であるかどうか、関節窩インプラントの着座が、インプラントカバレージ区域の約80%よりも大きいかどうか、前記関節窩の皮質壁の前方へ貫通が最小化されているかどうか、前記関節窩の後方に約3mmよりも大きい骨厚さが存在するかどうか、生来の関節窩とインプラント上/下軸との間の配向オフセットが約5度未満であるかどうか、上方又は下方傾斜と生来の関節窩が5度未満であるかどうか、上腕骨の切断面又は調製面と比較した上腕頭の突出が欠如しているかどうか、解剖学的構造とインプラントの間の上腕頭直径の差異が約3mm未満であるかどうか、解剖学的構造とインプラントとの間の上腕頭高さの差異が約1mm未満であるかどうか、解剖学的構造と比較して正中頭縁部に対して約2mm未満大きい結束が存在するかどうか、を決定して、これにより処置リスクが識別されて、選択された肩関節手術においての補綴具インプラントの選択が、識別された前記処置リスクに部分的に基づくことによって、選択されたリバース型又は解剖学的肩関節処置との間の処置リスクを識別し比較するステップを更に含む、請求項25〜40の何れかに記載の方法。
- 関節窩インプラントは、解剖学的又はリバース型肩関節処置の術前計画が実施された患者を適合させるように増強される、請求項25〜41の何れかに記載の方法。
- 前記増強の深さ、前記増強のサイズ、及び/又は前記増強の半径方向位置が、選択された前記解剖学的又はリバース型肩関節処置の術前計画に応じて変化する、請求項42に記載の方法。
- 前記増強が、約2mm〜約4mmにわたる深さを含むことができる、請求項42〜43の何れかに記載の方法。
- 前記増強が、前記関節窩インプラントの裏面の約5%、10%、15%、20%、30%、40%、又は50%を覆う、請求項42〜44の何れかに記載の方法。
- 前記増強が、前記関節窩インプラントの裏面の約50%、60%、70%、80%、90%、95%及びそれよりも多くを覆う、請求項42〜45の何れかに記載の方法。
- 前記関節窩インプラントの裏面上の増強の半径方向位置は、後方位置、前方位置、上方位置、下方位置、及びこれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項42〜46の何れかに記載の方法。
- 選択された解剖学的又はリバース型外科手術法のステップに基づいて、患者特有肩関節手術ガイドを得るステップを更に含む、請求項25〜47の何れかに記載の方法。
- 肩関節手術ガイド又は選択された解剖学的又はリバース型肩関節処置をもたらすステップを更に含み、前記肩関節手術ガイドをもたらすステップが、3Dプリンティングデバイスを用いることを含む、請求項25〜48の何れかに記載の方法。
- 関節窩インプラントのサイズ、増強深さ、増強位置、6自由度における位置決め、固定タイプ、固定サイズ、リーミング深さ、リーミング直径、リーミング角度、及び/又はこれらの組み合わせにおける調整からなるグループから選択された補綴具肩インプラント及び配置位置を推奨するステップを更に備え、又は解剖学的又はリバース型肩関節処置が前記推奨を行う、請求項25〜49の何れかに記載の方法。
- コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、前記コンピュータが前記計画方法のステップ又は選択された解剖学的又はリバース型肩関節処置の1又は2以上を実施するよう制御する実行可能命令を格納したコンピュータ可読媒体を更に備える、請求項25〜50の何れかに記載の方法。
- 前記コンピュータ可読媒体が、コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、術前計画の際に決定された1又は2以上の最適化されたパラメータを反映する関節窩インプラントの仮想3次元モデルをコンピュータが生成するよう制御する実行可能命令を格納する、請求項25〜51の何れかに記載の方法。
- 前記コンピュータ可読媒体が、コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、選択された解剖学的又はリバース型肩関節処置において術前計画の際に決定された1又は2以上の最適化されたパラメータを反映する選択されたインプラントの仮想3次元モデルをコンピュータが生成するよう制御する実行可能命令を格納する、請求項25〜52の何れかに記載の方法。
- 選択された肩外科処置のための術前計画及び肩関節手術キットであって、
術前分析のステップを実施する命令セットと、1又は2以上のガイド、関節窩補綴具デバイス、及び/又は上腕骨補綴具デバイスと、を備える、術前計画及び肩関節手術キット。 - ガイド及び/又は関節窩及び/又は上腕骨補綴具デバイスを製造するための3Dプリンティングデバイスを更に備える、請求項54に記載のキット。
- 術前計画を実施し前記術前計画の間に集められた入力パラメータに基づいてガイド、関節窩インプラント及び/又は上腕骨インプラントを設計するのに使用するコンピュータ可読媒体を更に備える、請求項54又は55に記載のキット。
- 前記デバイスは、前記補綴具デバイスを前記術前計画の分析に基づいて患者にとって最適化できるように設計上カスタマイズ可能及び/又はモジュール式である、請求項54、55又は56に記載のキット。
- 前記キットは、増強裏面を有するある範囲の関節窩インプラントを含み、ここで前記増強は、上方/下方及び前方/後方位置の両方で増強のサイズ、形状、及び位置に関して選択可能である、請求項54、55、56、又は57に記載のキット。
- 前記キットは、増強裏面を有するある範囲の関節窩インプラントを含み、ここで前記増強は、そのサイズ、形状、及び位置に関して選択可能であり、ここで、前記位置は角度位置及び半径方向位置によって定義される、請求項54、55、56、57又は58に記載のキット。
- コンピュータに実装された対話型患者特有の外科手術計画システムであって、
全関節又は部分関節外科処置のために査定される患者の関節の関節特有の運動学的モデルを得るステップと、
患者適合エンジンを動作させて、1又は2以上の患者特有条件を含めるように前記関節特有の運動学的モデルを適合させることにより、前記関節特有の運動学的モデルにおける骨、軟組織又はランドマークのうちの少なくとも1つを修正して患者特有運動学的モデルをレンダリングするステップと、
補綴具試験エンジンを動作させて、全関節又は部分関節手術を電子的に実施して、前記患者特有運動学的モデルにおいて選択されたインプラントを位置付け、日常生活活動を実施しながら、選択されたインプラントを有する前記患者の関節の運動をシミュレーションするステップと、
前記患者適合エンジンの動作結果及び前記補綴具試験エンジンの動作結果の出力を提供するステップと、
前記患者に対して実施される計画された外科処置のための実際のインプラントを選択するステップと、
を含む。 - 前記関節特有の運動学的モデルが、肩、膝、股関節、足首、肘、手首、手又は指及び親指の関節、並びに足又は足指の関節のうちの1つである、請求項60に記載のシステム。
- 前記患者適合エンジンを動作させるステップでは、前記1又は2以上の患者特有条件が、患者特有撮像、臨床査定、又は試験から得られた患者特有条件を含む、請求項60又は61に記載のシステム。
- 骨特徴を表す1又は2以上の患者特有要因を適用することにより、前記運動学的モデルを修正するステップを更に含む、請求項60、61又は62に記載のシステム。
- 靱帯特徴を表す1又は2以上の患者特有要因を適用することにより、前記運動学的モデルを修正するステップを更に含む、請求項60、61又は62に記載のシステム。
- 筋肉特徴を表す1又は2以上の患者特有要因を適用することにより、前記運動学的モデルを修正するステップを更に含む、請求項60、61又は62に記載のシステム。
- 軟組織又は軟骨又は関節包もしくは関節包の一部又は患者特有繊維又は瘢痕組織を表す1又は2以上の患者特有要因を適用することにより、前記運動学的モデルを修正するステップを更に含む、請求項60、61又は62に記載のシステム。
- 査定中の前記全関節又は部分関節手術に関連する1又は2以上の追加の患者特有特徴を表す1又は2以上の患者特有要因を適用することにより、前記運動学的モデルを修正するステップを更に含む、請求項60、61又は62に記載のシステム。
- 前記補綴具試験エンジンを動作させるステップが、請求項63、64、65、66又は67に記載の運動学的モデルを用いて実施される、請求項60、又は61に記載のシステム。
- 前記補綴具試験エンジンを動作させるステップが更に、査定のため補綴具のデジタルモデルを選択するステップを含む、請求項60、又は61に記載のシステム。
- 前記関節の適合された患者特有運動学的モデル内で外科手術計画を用いて選択された前記補綴具のモデルを位置付けるステップを更に含む、請求項69に記載のシステム。
- 査定中の前記関節の患者特有運動学的モデル内で選択された前記補綴具のモデルを位置付けるため仮想手術を実施するステップを更に含む、請求項69に記載のシステム。
- 日常生活活動に基づいて前記患者特有運動学的モデルの運動シミュレーションを適用するステップを更に含み、前記日常生活活動の運動が前記患者特有モデルに与えられている間、前記選択された手術位置における選択された補綴具が査定される、請求項69に記載のシステム。
- 前記日常生活活動をシミュレーションするプロセスは、日常の手入れ、セルフケア、及び少なくとも1つの競技又はスポーツ活動について繰り返される、請求項72に記載のシステム。
- 前記補綴具は、前記患者特有運動学的モデル内の異なる位置に移動されて、日常生活活動の追加のシミュレーションのステップが繰り返される、請求項73に記載のシステム。
- 試験される全てのインプラント、査定される全ての手術部位、及びシミュレーションされる日常生活活動によって与えられる全ての運動の結果を含む、前記患者特有モデルによって実施される全てのシミュレーションの結果を含む、前記補綴具試験エンジンからの出力を提供するステップを更に含む、請求項68〜74の何れかに記載のシステム。
- コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、術前計画方法中に決定された1又は2以上の最適化パラメータを反映する関節窩及び/又は上腕骨ガイドの仮想3次元モデルを生成することを含むステップを前記コンピュータが実施するよう制御するコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ可読媒体が提供される、請求項1〜75の何れかに記載のシステム。
- コンピュータのプロセッサによって実行されたときに、前記コンピュータと通信して3Dプリンティングデバイスを制御するコンピュータ実行可能命令を格納することができ、これにより、前記3Dプリンティングデバイスが、最適分析が行われた患者において解剖学的又はリバース型肩関節置換外科療法で使用するための関節窩及び/又は上腕骨ガイドもしくは配置ガイドをプリンティングする、コンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ可読媒体が提供される、請求項60〜76の何れかに記載のシステム。
- 術前計画ステップ中に決定された1又は2以上の最適化パラメータを反映する関節窩及び/又は上腕骨ガイドの仮想3次元モデルの自動設計及び生成を含む患者特有肩関節手術ガイドを生成するための1又は2以上のステップ、分析、最適化及び推奨を利用することを含む、解剖学的又はリバース型肩関節手術ガイドを生成する方法を更に含む、請求項1〜77の何れかに記載のシステム。
- 患者の撮像データは、術前の患者から撮影された画像又はスキャンから又は該画像又はスキャンに基づいて取得され、前記撮像データが、コンピュータ断層撮影(CT)、X線撮像、陽電子放出断層撮影(PET)、又は超音波撮影に基づいている、請求項1〜78の何れかに記載のシステム。
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