JP2023526458A - 骨折整復のための術中撮像、並びに仮想モデリング方法、システム、及び手段 - Google Patents

Abstract

骨折整復を評価する方法は、術中、骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで骨折骨の表現を得ることを含む。骨折骨は、骨折によって分離された少なくとも第１の骨断片及び第２の骨断片を画定する。この方法は、患者の対側骨を撮像し、コンピューティングシステムで対側骨の表現を得ることを含み、術中、コンピューティングシステムで、骨折骨の表現に提示されたデータからの、骨折骨の仮想モデル、及び対側骨の表現に提示されたデータからの、対側骨の仮想モデルを生成することを更に含む。この方法は、術中、コンピューティングシステムで、骨折骨の仮想モデルに関して測定された空間寸法を、対側骨の仮想モデルに関して測定された対応する空間寸法と比較することを含む。

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０２０年５月２０日出願の米国仮特許出願第６３／０２７，５６７号、発明の名称「ＩＭＡＧＥ ＭＡＴＣＨＩＮＧ ＦＯＲ ＦＲＡＣＴＵＲＥ ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ」の利益を主張するものであり、その開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。

（発明の分野）
本開示は、整復した骨折を検視するシステム及び方法に関する。

下肢のような長骨の多くの脱臼骨折は、現在、非限定的な例として、完全内部インプラント又は部分的外部インプラントを含む、ねじ、プレート、釘、及び／又はワイヤなどのインプラントで骨断片を支持（例えば、接合、固定、又は別様に安定化）することによって外科手術（骨接合術）により治療されている。従来の骨接合術は、典型的には、術前、術中、及び術後の医療用撮像を含む。術前及び術後の医療用撮像は、それぞれ診断及び計画、並びに管理に使用される。移動式透視装置を使用して一般的に達成される術中医療用撮像は、骨折片の操作、適切な位置合わせ及びインプラントの位置決めを制御するための光学フィードバックを提供する。しかしながら、透視装置画像には制限がある。例えば、透視装置画像は、骨折領域のみに限定される傾向があり、患部の骨の長さ、回転、及び角形成の回復に関連する撮像情報を提供することに制限される傾向もある。

下肢の骨折では、主に、非観血的整復内固定（closed reduction internal fixation、ＣＲＩＦ）及び観血的整復内固定（open reduction internal fixation、ＯＲＩＦ）の２つの治療選択肢が存在するが、多くの治療には、ＣＲＩＦ及びＯＲＩＦの手法を組み合わせたものが含まれる。ＣＲＩＦでは、骨折の直接的な露出及び直接的な視覚化なしに、整復が行われる。骨折骨に関する唯一の視覚的情報は、術中蛍光透視及び／又は臨床徴候によって提供されるが、後者は信頼できない場合がある。対照的に、ＯＲＩＦでは、重なり合った軟部組織を切り開いて、外科的に骨折部を露出させる。骨折を露出させると、外科医は、任意選択的に蛍光透視撮像と組み合わせて直接視下でそれを整復し、その後、透視装置で終了結果を管理することができる。

脛骨及び大腿骨の多くの骨幹部骨折について、髄内釘を使用するＣＲＩＦが、選択される治療である。他の場合、例えば、非観血的整復が不可能であるか、又は画像増強管が利用可能でない施設では、ＯＲＩＦ及び／又は低侵襲性骨接合術（minimally invasive osteosynthesis、ＭＩＯ）が使用される。非観血的整復は、侵襲が少なく、軟部組織を尊重し、失血量が多くなる危険性を低減し、骨折治癒のバイオロジーをさほど妨げず、美容的効果も良好であるため、好ましい。しかしながら、ＣＲＩＦは、外科医にとって技術的により要求が厳しく、患者及び医療スタッフの両方がより高い放射線量に曝されてしまう。

大腿骨又は脛骨骨幹を固定する際に起こり得る合併症には、骨折片の角度及び／又は回転不整列、並びに骨の長さの不正確な回復が含まれる。そのような合併症は、自然な解剖学的構造及び生体力学の大幅な変化に起因して、患者の関節構造に誤った姿勢、又は制限された動き及び／若しくは過剰なひずみを引き起こす可能性がある。多くの場合、改善された術中視覚化モダリティが利用可能であれば、上述の合併症を回避することができる。したがって、そのような改善された術中視覚化モダリティは、整復不良によって必要となる術後の修正手術（例えば、術後数週間、数ヶ月、数年）の必要性を回避するか、又は少なくとも低減することができる。

本開示の実施形態によれば、方法は、術中、骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで骨折骨の表現を得ることを含む。骨折骨は、骨折によって分離された少なくとも第１の骨断片及び第２の骨断片を画定する。この方法は、患者の対側骨を撮像し、コンピューティングシステムで対側骨の表現を得ることを含み、術中、コンピューティングシステムで、骨折骨の表現に提示されたデータからの、骨折骨の３Ｄ仮想モデル、及び対側骨の表現に提示されたデータからの、対側骨の３Ｄ仮想モデルを生成することを更に含む。この方法は、術中、コンピューティングシステムで、骨折骨の３Ｄ仮想モデル内で測定された空間寸法を、対側骨の３Ｄ仮想モデル内で測定された対応する空間寸法と比較することを含む。

本開示の別の実施形態によれば、方法は、術中、骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで骨折骨の表現を得ることを含む。骨折骨は、骨折によって分離された少なくとも第１の骨断片及び第２の骨断片を画定する。骨折骨の表現は、骨折骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された骨折骨の合成された一連の画像を含む。この方法は、対側骨を撮像し、コンピューティングシステムで対側骨の表現を得ることを含む。対側骨の表現は、骨折骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された対側骨の合成された一連の画像を含む。この方法はまた、術中、コンピューティングシステムで、骨折骨の表現、及び対側骨の表現のうちの一方に提示された少なくとも２つの解剖学的ランドマークに関して画定された第１の空間寸法を測定することと、骨折骨の表現、及び対側骨の表現とのうちの他方に提示された少なくとも２つの解剖学的ランドマークの対側対応物を自動的に識別することと、少なくとも２つの解剖学的ランドマークの対側対応物に対して画定された第２の空間寸法を測定することと、を含む。

以下の例示的な実施形態の説明は、添付の図面と併せて読むことでより深い理解が得られるであろう。開示されるシステム及び方法の可能な実施形態は、示されるものに限定されないことを理解されたい。
近位骨断片及び遠位骨断片を有し、遠位骨断片の正しい配向が想像線で示されている、骨折骨の概略透視図である。 大腿骨の様々な解剖学的部分を示す、大腿骨の前面図である。 図１Ｂに図示される大腿骨の底面横方向図である。 下部胴体の四肢の概略図であって、四肢の様々な軸を示す図である。 本開示の方法のステップを実施するための例示的な実施形態による、骨折撮像システムを示す図である。 本開示の方法の様々なステップを実施するために使用することができる一例によるコンピューティングシステムを示す図である。 一例による、患者の骨折骨の不整列を術中に整復する方法の簡略化されたフロー図である。 図３Ａに図示する方法の例示的なステップによる、破線の円で示された例示的な透視画像フィールドのある骨折大腿骨及び対側の非骨折大腿骨の前面図である。 骨の全長画像を提供するために、骨折骨及び対側骨のそれぞれの間隔に沿って撮影された、ステッチングされた一連の画像から構築された医療画像であり、この画像を使用して本開示の方法の様々なステップを実施することができる、医療画像の例である。 図３Ａに図示される例示的な方法のステップとして、図３Ｃに図示される医療画像を強化するためのマスキング技法の例を示す図である。 図３Ａに図示される例示的な方法のステップとして、本開示の医療画像に提示されたデータから生成された大腿骨の３Ｄモデルの例示的なレンダリングを示す図である。 図３Ａに図示される例示的な方法のステップとして、図５Ａに示される大腿骨の３Ｄモデルの別のレンダリングの例を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂに示される３Ｄモデルに基づく、大腿骨の３Ｄモデルのその後のレンダリングの例を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂに示される３Ｄモデルに基づく、大腿骨の３Ｄモデルのその後のレンダリングの例を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂに示される３Ｄモデルに基づく、大腿骨の３Ｄモデルのその後のレンダリングの例を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂに示される３Ｄモデルに基づく、大腿骨の３Ｄモデルのその後のレンダリングの例を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂに示される３Ｄモデルに基づく、大腿骨の３Ｄモデルのその後のレンダリングの例を示す図である。 図６Ａ～図６Ｅに示される大腿骨のモデルと同様の脛骨の３Ｄモデルのレンダリングの例を示す図である。 図６Ａ～図６Ｅに示される大腿骨のモデルと同様の脛骨の３Ｄモデルのレンダリングの例を示す図である。 図６Ａ～図６Ｅに示される大腿骨のモデルと同様の脛骨の３Ｄモデルのレンダリングの例を示す図である。 図６Ａ～図６Ｅに示される大腿骨のモデルと同様の脛骨の３Ｄモデルのレンダリングの例を示す図である。 図６Ａ～図６Ｅに示される大腿骨のモデルと同様の脛骨の３Ｄモデルのレンダリングの例を示す図である。 図３Ａに示される例示的な方法による、整復処置中など、骨折骨及び対側骨の対応する３Ｄモデルを使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列長さパラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 図３Ａに示される例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の対応する３Ｄモデルを使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列角形成パラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 図３Ａに示される例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の対応する３Ｄモデルを使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列角形成パラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 図３Ａに示される例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の対応する３Ｄモデルを使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列ねじりパラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 図３Ａに示される例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の対応する３Ｄモデルを使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列ねじりパラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 図３Ａに示される例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の対応する３Ｄモデルを使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列ねじりパラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 本開示の別の例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の医療画像を使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列ねじりパラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 本開示の別の例示的な方法による、骨折骨及び対側骨の医療画像を使用して、対側骨と比較することにより骨折骨の不整列ねじりパラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 本開示の例示的な方法による、不整列パラメータを計算する際に使用するための大腿骨（図１１Ａ）及び脛骨（図１１Ｂ）の様々な例示的な解剖学的ランドマークを示す図である。 本開示の例示的な方法による、不整列パラメータを計算する際に使用するための大腿骨（図１１Ａ）及び脛骨（図１１Ｂ）の様々な例示的な解剖学的ランドマークを示す図である。 図３Ａに示される方法の代替ステップによる、図１１Ａに示されるものから選択された解剖学的ランドマークを使用して、骨折骨の不整列角形成パラメータを計算する例示的なステップを示す図である。 図３Ａに示される方法の代替ステップによる、図１１Ａに示されるものから選択された解剖学的ランドマークを使用して、骨折骨の不整列角形成パラメータを計算する例示的なステップを示す図である。

従来の骨接合システム及びプロセスは、特に非観血的整復内固定（ＣＲＩＦ）中に、骨折整復の正確なコンピュータによる術中評価を提供する能力を欠く。術中、外科医は、典型的には、一般的に整復の「視認（eye-balling）」と呼ばれる技法である、目視検査（蛍光透視法によるものを含む）により骨折整復を評価する。しかしながら、整復した骨折を目視検査するだけでは、修復した骨又は断片の長さ、回転、及び角形成が整復により回復したかどうかを含む、整復全体を十分に評価する正確で測定可能なパラメータが外科医に提供されることはほとんどない。これらの欠点の１つの理由は、蛍光透視撮像が、典型的には、長骨（例えば、大腿骨、脛骨、腓骨、上腕骨、橈骨、尺骨）の短断面の可視化だけしか提供しないためである。骨折ゾーンは、蛍光透視法による視覚的配向の困難を更に増加させ得る。患者の目視検査は、四肢の一部が外科的無菌被覆になっているため、更に妨げられることが多い。例えば、患者の損傷していない対側側は通常、洗浄されていないため、手術中にアクセスできない。好ましくは、画面上又は患者を目前にして、当該の骨全体が見えるべきであるが、現在の医療撮像システムでは、そのような可視化を達成することは困難である。前述の課題は、骨整復手術中の不整列の有病率の一因となっている。例えば、１つの最近の研究では、片側の脛骨骨幹骨折を髄内（intramedullary、ＩＭ）釘で治療し、術後に低線量両側ＣＴ画像で評価した１５４件の特許のうち、それらの患者の３分の１以上（具体的には、５５人の患者、観察群の３６％）に１０°以上の術後回転不整列が見られた。Ｍｅｇａｎ Ｅ． Ｃａｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｆｒａｃｔｕｒｅｓ： Ｃａｎ Ｗｅ Ｒｅｌｉａｂｌｙ Ｕｓｅ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒａｌａｔｅｒａｌ Ｕｎｉｎｊｕｒｅｄ Ｓｉｄｅ ａｓ ｔｈｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ？， １０２ Ｊ． ｏｆ Ｂｏｎｅ ａｎｄ Ｊｏｉｎｔ Ｓｕｒｇｅｒｙ ５８２ （２０２０）。

本明細書に記載される方法、システム、及び特徴は、医療撮像機器（例えば、蛍光透視機器）を採用して、修復された骨の長さ、回転、及び角形成を、骨の非骨折レンダリングの仮想二次元（two-dimensional、２Ｄ）又は三次元（three-dimensional、３Ｄ）モデルのものと比較する術中測定をリアルタイムで提供する。これらの比較測定により、外科医は、整復された骨片の更なる整復及び／又は操作が保証されているかどうかを術中に評価することが可能になる。骨の非骨折のレンダリングの仮想モデルは、患者の対側骨の画像から創出される。本明細書で使用される場合、「対側」という用語は、内側－外側方向に沿って体の反対側の対応する骨を指す。例えば、骨折骨が患者の右大腿骨である場合、対側骨は患者の左大腿骨である。

従来の骨接合の間、術前撮像及び計画は、骨折整復の評価に関連する前述の課題に対処しないことを理解されたい。更に、術前撮像は、いくつかの欠点を有し得る。例えば、術前撮像及び計画は、より緊急な骨折整復の場合に必要とされ得る貴重な時間を消費する。また、術前撮像及び計画によって消費される時間は、さもなければ医療専門家によって他の患者を治療するために使用され得る。別の例として、術前撮像は、術前撮像が排除されていれば回避され得た、医療専門家及び患者のための追加の放射線曝露をもたらし得る。更に別の例として、患者の解剖学的構造は、術前撮像／計画と実際の整復処置との間で変化し得る。例えば、骨断片は、骨断片の一般的な固定によって、又は、例えば、術前設定から手術室への、若しくは病院のベッドから手術台への患者の移動によって、互いに相対的に移動し得る。そのような変化を考慮しないと、不適切な骨折整復をもたらす可能性がある。あるいは、そのような変化を考慮すると、骨折を整復するのに必要な時間が増大する可能性がある。修復された骨の正確で比較可能な術中測定を提供することにより、以下に説明する方法及びシステムは、骨接合術のための術前撮像及び計画に過度に依存することから生じる欠点を回避し、外科的計画が十分に達成されたかどうかの術中評価を更に提供することができる。

最初に図１Ａを参照すると、骨折骨１の一例が図示されている。この特定の例では、骨１は、長骨であり、骨折は、骨１の骨幹部（すなわち、骨幹）に沿って位置する。骨折骨１は、遠位骨断片４から分離された近位骨断片３を有する。図示された例では、骨１は大腿骨であるが、骨１は、大腿骨及び脛骨などの脚の骨、又は上腕骨、尺骨、及び橈骨などの腕の骨を含むことができるが、必ずしもそれに限定されないことを理解されたい。骨１は、肋骨又は鎖骨などの長骨以外の骨であってもよく、骨折は、骨端又は骨幹端などの骨幹以外の骨の一部分に位置し得ることが理解されよう。所望の解剖学的位置における遠位骨断片４’の輪郭は、破線で示されている。近位骨断片３と遠位骨断片４との間のオフセットは、座標系１０００によって画定することができる。座標１０００は、非骨折状態にあるときに骨折骨に略平行に延びる長手方向軸１００３、長手方向軸１００３に実質的に垂直に延びる外側軸１００５、及び長手方向軸１００３及び外側軸１００５に実質的に垂直に延びる横方向軸１００７を含む。長手方向軸１００３は、長手方向Ｌに沿って配向され、外側軸１００５は外側方向Ａに沿って配向され、横方向軸１００７は横方向Ｔに沿って配向される。

術中、不整列の整復は、最大６つの自由度を含む、いくつかの自由度に関して実行することができる。例えば、特定の自由度による整復に関して、長手方向軸１００３に沿った骨断片３と４との間の距離は、短くしたり長くしたりすることができる。長手方向軸１００３周りの角度方向１００６の偏差は、骨断片３及び４の一方又は両方の外部回転又は内部回転を介して調整することができる。外側軸１００５周りの角度方向１００８の偏差は、骨断片３及び４の一方又は両方の外部回転又は内部回転を介して調整することができる。横方向軸１００７周りの角度方向１０１０の偏差は、骨断片３及び４の一方又は両方の外部回転又は内部回転を介して調整することができる。整復に伴う自由度は、骨折のタイプ、場所、及び重症度、骨折から生じる骨断片の数、並びに骨折を整復し、かつ／又は固定するために採用されるインプラント及び／又は器具の数を含む、いくつかの要因に基づいて変化し得ることを理解されたい。例えば、ＩＭ釘が採用される場合、外側軸１００５に沿った１つ以上の骨断片の外側方向の並進は限定される場合があり、それによって、整復に伴う自由度のその後の数を低減させることができる。

ここで図１Ｂ及び図１Ｃを参照すると、図示の例の骨１（すなわち、大腿骨）は、長手方向Ｌに沿って互いに離間した解剖学的近位端２０及び遠位端２２を有し、これは、概して、その髄内管に沿って延びる骨１の解剖軸２５に沿って配向される。骨１が大腿骨又は脛骨であるとき、長手方向Ｌは、概して、患者の解剖学的構造の頭尾方向に沿って配向されることを理解されたい。近位端２０は、近位方向Ｐに遠位端２２から離間しているが、遠位端２２は、近位端２０から近位方向Ｐとは反対の遠位方向Ｄに離間している。近位方向Ｐ及び遠位方向Ｄは、双方向である長手方向Ｌの各単一方向成分であることを理解されたい。骨１は、患者の解剖学的構造の内側－外側方向に沿って配向された、外側方向Ａに沿って互いに離間した内側２４及び外側２６を有する。具体的には、内側２４は、解剖学的「内側方向」に外側２６から離間しており、外側２６は、解剖学的「外側方向」に内側２４から離間している。本明細書で使用される場合、「外側方向Ａ」という用語は双方向であり、患者の解剖学的構造の単一方向の内側及び外側方向を包含することを理解されたい。大腿骨１はまた、患者の解剖学的構造の前後方向に沿って配向された、横方向Ｔに沿って互いに離間した前側２８及び後側３０を有する。具体的に言えば、前側２８は、後側３０から解剖学的「前方向」に離間し、後側３０は、前側２８から解剖学的「後方向」に離間している。本明細書で使用される場合、「横方向Ｔ」という用語は双方向であり、患者の解剖学的構造の単一方向の前及び後方向を包含することを理解されたい。外側方向Ｌ及び横方向Ｔは各々、互いに実質的に垂直であり、両方とも長手方向Ｌからオフセットされている。

以下の開示の目的で、近位領域３２、遠位領域３４、及び近位領域３２と遠位領域３４との間に延びる骨幹領域３６を含む、大腿骨１の様々な解剖学的領域を参照する。近位領域３２は、本明細書では、それぞれの骨１の「近位」部分（例えば、「近位大腿骨」、「近位上腕骨」、「近位脛骨」、など）とも称され、遠位領域３４は、本明細書では、骨１の「遠位」部分（例えば、「遠位大腿骨」、「遠位上腕骨」、「遠位脛骨」など）とも称され、骨幹領域３６は、本明細書では、骨１の「骨幹」とも称されることを理解されたい。

骨１の近位領域３２及び遠位領域３４は各々、複数のサブ領域及び／又は特徴を含むことも理解されたい。例えば、大腿骨１に関して、その近位部分３２（すなわち、「近位大腿骨」３２）は、大腿骨頭４０、大腿骨頸部４２を含む関節包内領域、大転子４４を含む転子領域、小転子４６を含む大腿骨頭領域、及び遠位方向Ｄにおいて小転子４６の５ｃｍ下方に延びる転子下領域を含む。大腿骨頭４０の外表面は、近位関節（すなわち、この例では股関節）の関節面を画定する。大腿骨１の遠位部分３４（すなわち、「遠位大腿骨」３４）は、関節の関節面（すなわち、この例では膝関節）を画定する内側顆５０及び外側顆５２、並びに顆間切痕５６を画定する顆間領域を含む。

ここで図１Ｄを参照すると、１つの例による、骨１が存在する四肢６０の機構が図示されている。この例では、機構は、脚に対して示されている。しかしながら、機構は、腕などの他の四肢に適用され得ることが理解されるであろう。四肢６０は、複数の軸などの少なくとも１つの軸によって画定することができる。四肢６０の少なくとも１つの軸は、大腿骨頭４０又は上腕骨頭などの四肢の頭の中心から、足首又は手首関節などの反対側の関節の中心に延びる、四肢６０の機能軸２０００を構成することができる。四肢６０の各長骨は、骨の一端の中心から骨の他端の中心まで概ね延びるそれぞれの機能軸２００２を有することができる。例えば、大腿骨１の機能軸２００２は、大腿骨頭４０の中心から遠位大腿骨３４の顆間切痕５６まで延びる。四肢６０の各長骨はまた、骨のそれぞれの機能軸２００２と同一の広がりを持つ必要がない、それぞれの解剖軸２５を画定する。例えば、大腿骨１の解剖軸２５は、示されるように、その機能軸２００２から角度的にオフセットされている。骨は、１つ又は２つ以上の追加の軸を画定することができることを理解されたい。例えば、図１Ｂに示すように、大腿骨１の頭４０及び頸４２は、大腿骨１の解剖軸２５から鋭角でオフセットされた頭－頸軸Ｈ－Ｎに沿って延びる。

少なくとも１つの軸を使用して、骨折整復中の四肢６０の機構の適切な整列を判定することができる。例えば、骨折骨又は四肢は、骨の断片が骨折骨の特定の機能軸２００２又は解剖軸２５に沿って整列するまで操作することができる。別の例として、骨折骨１又は四肢６０の１つ又は２つ以上の軸２００２、２５、２０００は、骨折骨１の断片が修復中に適切に位置決めされ、配向されているかどうかを評価するために、対側骨１’又は四肢６０’の対応する軸２００２’、２５’、２０００’と比較することができる。非限定的な例として、骨折骨１及び対側骨１’の機能軸２００２、２００２’は、修復中に骨折骨１の整列パラメータを評価するための主要な参照特徴として採用することができる。これらの整列パラメータは、（１）機能軸２００２に沿って測定された骨折骨１の長さＬ１、（２）その適切な配向に対する機能軸２００２の角形成Ａ１、及び（３）適切な機能軸周りの骨折骨１の回転Ａ２（すなわち、角度位置又はねじり）のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。体の矢状面ＳＰ及び／又は中央長手方向軸２００６（すなわち、矢状面と冠状面との交点に沿って延びる軸）など、１つ又は２つ以上の追加の参照特徴を、前述の評価で採用できることを理解されたい。

ここで図２Ａを参照すると、本明細書に記載の方法のステップを実施するために使用することができる一例による、骨折整復システム１００が示されている。骨折整復システム１００は、コンピューティングシステム７６と、コンピューティングシステム７６と電気通信する撮像デバイス１０２と、を備えることができる。撮像デバイス１０２は、「Ｃアーム」などのＸ線機械、又は例えばＸ線、透視画像（すなわちＸ線画像のストリーム）、ＣＴスキャン、又は超音波画像を生成する任意の他の好適な撮像デバイスであり得る。撮像デバイス１０２は、単一のＸ線管を有するＣアームとして描かれているが、他の実施形態では、撮像デバイス１０２は、互いに対して固定された角度で位置決めされているか、又は互いに対して固定されていない２つのＸ線管を含むことができる。言い換えれば、本開示の例は、ＣアームＸ線機械の特定の構成に限定されない。

骨折整復システム１００は、骨折整復中に患者が横たわる手術ベッド又は台１０４を含むことができる。いくつかの従来の骨折整復処置とは異なり、手術台１０４は、骨折整復を実行するためにその上に記された座標を有する必要はない。撮像デバイス１０２は、好ましくは、台１０４に対して（したがって、その上の患者に対して）その視野（field of view、ＦＯＶ）を調整するように構成されている。例えば、Ｃアーム１０２は、中心ビーム１０７に沿って中心となるＦＯＶに沿ってＸ線を放出し、台１０４の長さに沿った長手方向イメージャ軸２００３に沿って台１０４に対して並進可能であるＸ線エミッタ１０６を含むことができる。エミッタ１０６はまた、好ましくは、必要に応じて、前後方向、外側方向、及び／又は様々な斜め方向に沿うなど、患者の解剖学的構造に対して選択的な角度でＸ線を撮影するためなど、長手方向イメージャ軸２００３の周りで回転可能である。エミッタ１０６はまた、長手方向イメージャ軸２００３に実質的に垂直な外側イメージャ軸２００５に沿って台１０４に対して並進可能であり得る。骨折整復システム１００は、Ｃアームによって得られたＸ線及び／又は透視画像を表示するように構成された１つ又は２つ以上のモニタを含むことができるディスプレイ１０８を含むことができる。

図２Ｂを参照すると、コンピューティングシステム７６の概略図が、本明細書に記載の方法のステップを実施するために使用され得る一例によって示されている。コンピューティングシステム７６は、タブレット、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、サーバ、又は任意の他の好適なコンピューティングシステムであり得る。コンピューティングシステム７６は、閲覧のためにＸ線画像をディスプレイ１０８に送信するように構成されている。コンピューティングシステム７６は、少なくとも１つのプロセッサ８０、メモリ８２、及び入力／出力デバイス８４を含むことができる。少なくとも１つのプロセッサ８０、メモリ８２、及び入力／出力デバイス８４は、特に、以下に記載される方法及びステップを強化するために必要に応じて、ＤＩＣＯＭヘッダデータ及び画像データ（例えば、画像取得パラメータ、画像寸法、ピクセル強度、マトリックスサイズなど）を含む、中の様々なデータを読み取り、かつ外挿するために、ＤＩＣＯＭファイルを処理するためのソフトウェアを実行するように構成することができることを理解されたい。いくつかの例では、コンピューティングシステム７６は、ユーザインターフェース（user interface、ＵＩ）８６を含むことができる。少なくとも１つのプロセッサ８０、メモリ８２、入力／出力デバイス８４、及びユーザインターフェース８６は、互いに連結されて、それらの間の通信を可能にすることができる。理解されるように、上述の構成要素のうちのいずれも、１つ以上の別個の装置及び／又は場所にわたって分散されてもよい。

様々な実施形態では、入力／出力デバイス８４は、撮像機械からの画像などのデータを受信するための受信機、データを送信するための送信機、又はそれらの組み合わせを含む。入力／出力デバイス８４は、例えば、インターネット又はイントラネットなどの通信ネットワークに関連する情報を受信及び／又は送信するなど、通信可能であり得る。通信は、例えば、追加のコンピューティングシステム、リモートサーバ、及びクラウドベースのアプリケーションとデータを通信するためなど、有線又は無線通信チャネル上で送信することができる。理解されるように、送信及び受信機能は、コンピューティングシステム７６の外部の１つ又は２つ以上のデバイスによっても提供され得る。

少なくとも１つのプロセッサ８０は、単一のプロセッサ又は２つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサの正確な構成及びタイプに応じて、メモリ８２は、揮発性（いくつかのタイプのＲＡＭなど）、不揮発性（ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブなど）、又はこれらの組み合わせであってもよい。コンピューティングシステム７６は、テープ、フラッシュメモリ、スマートカード、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（digital versatile disk、ＤＶＤ）若しくは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、ユニバーサルシリアルバス（universal serial bus、ＵＳＢ）互換メモリ、又は情報を記憶するために使用され得る任意の他の媒体を含むが、これらに限定されない、追加の記憶装置（例えば、リムーバブル記憶装置及び／又は非リムーバブル記憶装置）を含むことができる。メモリ８２は、少なくとも１つのプロセッサ８０による実行時に、コンピューティングシステム７６に本明細書に記載の方法の様々なステップを実行させる命令を記憶することができる。

ユーザインターフェース８６は、例えば、ボタン、ソフトキー、マウス、声で作動する制御装置、タッチスクリーン、コンピューティングシステム７６の動き、視覚的合図（例えば、コンピューティングシステム７６上のカメラの前で手を動かす）、聴覚的合図などを介してコンピューティングシステム７６を制御する能力を提供する入力を含んでもよい。ユーザインターフェース８６は、例えば、バーコード、ＱＲコード、ＲＦＩＤタグなどの情報をスキャンするためのスキャナも含み得る。ユーザインターフェース８６は、視覚的情報（例えば、ディスプレイ、タッチスクリーン、又は少なくとも１つの光を介して）、聴覚的情報（例えば、スピーカを介して）、機械的に（例えば、振動機構を介して）、又はこれらの組み合わせを含む出力を提供することができる。

ここで図３Ａを参照すると、一例による、患者の骨折骨１の不整列を術中に整復する方法３００が示されている。方法３００を、大腿骨骨幹３６の骨折５８、特に、対側大腿骨１’（すなわち、この例では患者の右大腿骨）との関係で示される患者の左大腿骨１の中央骨幹５８を描く、図３Ｂに示す骨折大腿骨１を参照して説明する。しかしながら、方法３００は、図１Ａに示される骨折を含む他の骨折、又は本明細書で論じられる骨折のいずれかのために実行され得ることを理解されたい。この方法は、術中、骨折骨を撮像して、コンピューティングシステム７６で骨折骨１の第１の表現５を得るステップ３０２を含む。本明細書で使用される場合、「術中の」、「術中」、及びそれらの派生語は、外科手術の過程中のステップ又は処置の実行を指す。一例では、「術中の」、「術中」、及びそれらの派生語は、患者が骨折整復が行われる手術室にいる間に実行されるステップ又は処置を指し得る。言い換えれば、「術中の」、「術中」、及びそれらの派生語は、患者が骨折整復が行われる手術室に移動される前に実行されるステップ又は処置を除外する。

ステップ３０２は、好ましくは、骨折骨１の第１の表現５が、図３Ｃに示されるように、好ましくはその全長を含むように、骨折骨１の全長画像を得ることを含む。長さは、好ましくは、骨１の機能軸２００２に沿って測定されるが、長さは、代替的に解剖軸２５に沿って測定され得る。骨折骨１の機能軸２００２は、好ましくは、対側骨１’を参照して使用される対応するランドマーク間で測定される。図示の例では、骨折大腿骨１の機能軸２００２は、大腿骨頭４０の重心に位置する第１の又は近位ランドマークＭ１と、顆間切痕５６に位置する第２の又は遠位ランドマークＭ２との間に延びる。図３Ｂに示されるように、骨折５８の存在は、近位骨断片３と遠位骨断片４との間の変位を引き起こし得、それによって、軸２００２”によって示されるように、機能軸２００２がその適切な位置及び／又は配向から逸脱する原因となってしまい、これは例示的な目的で示されている。

ステップ３０２は、骨折骨１を１回又は２回以上撮像して、骨折骨１の１つ又は２つ以上の画像を得ることを含み得る。１つ又は２つ以上の画像は、Ｘ線画像、ＣＴ画像つまり「スライス」、超音波画像、及び／又は任意の他の好適な医療画像を含むことができる。１つ又は２つ以上の画像は、骨折骨１の別個の部分の複数の画像６２を含むことができ、これは、画像ステッチングなどによって合成されて、骨１の全長画像を作成することができる。例えば、複数の画像６２は、骨折骨１に対する第１の画像角度で、機能軸２００２に沿うなど、骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された第１の画像系列を含むことができる。非限定的な例として、第１の画像系列は、中心ビーム１０７が前後方向に沿って位置合わせされるように撮影することができ、それによって骨折骨１の長さに沿って前後のビューを提供することができる。複数の画像６２はまた、骨折骨１に対して、第１の画像角度とは異なる第２の画像角度で骨長に沿って間隔をあけて撮影された第２の画像系列を含むことができる。非限定的な例として、第２の画像系列は、中央ビーム１０７が外側－内側方向に沿って位置合わせされるように撮影することができ、それによって骨折骨１の長さに沿って外側のビューを提供することができる。前述の例と同様に、第１及び第２の画像系列は、互いに実質的に垂直な角度で撮影することができるが、他の相対的な画像角度が可能である。更に別の非限定的な例では、第２の画像系列は、骨折骨１の解剖軸に実質的に垂直である一連のＣＴスライスであり得る。

方法３００は、術中、対側骨１’を撮像して、コンピューティングシステム７６で対側骨１’の第２の表現５’を得るステップ３０４を含む。ステップ３０４は、対側骨１’の第２の表現５’が、好ましくはその全長を含むように、好ましくは、対側骨１’の全長画像を得ることを含む。長さは、好ましくは、対側骨１’の機能軸２００２’に沿って測定されるが、長さは、代替的に解剖軸２５’に沿って測定され得る。上述のように、対側骨１’の機能軸２００２’は、好ましくは、大腿骨頭４０の重心に位置する第１の又は近位ランドマークＭ１などの骨折骨１に使用される対応するランドマークと、対側骨１’の顆間切痕５６に位置する第２の又は遠位ランドマークＭ２との間で測定される。骨折骨１と同様に、ステップ３０４は、対側骨１’を１回又は２回以上撮像して、対側骨１’の１つ又は２つ以上の画像を得ることを含み得る。１つ又は２つ以上の画像は、Ｘ線画像、ＣＴ画像、超音波画像、及び／又は任意の他の好適な医療画像を含むことができる。１つ又は２つ以上の画像は、対側骨１’の別個の部分の一連の画像６２を含むことができ、これは、画像ステッチングなどによって合成されて、対側骨１’の全長画像を作成することができる。例えば、複数の画像６２は、対側骨１’に対する第３の画像角度で、機能軸２００２に沿うなど、骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された第３の画像系列を含むことができる。非限定的な例として、第３の画像系列は、対側骨１’の長さに沿って前後のビューを提供するように撮影することができる。複数の画像６２はまた、対側骨１’に対して、第３の角度とは異なる第４の画像角度で骨長に沿って間隔をあけて撮影された第４の画像系列を含むことができる。非限定的な例として、第４の画像系列は、対側骨１’の長さに沿って外側のビューを提供するように撮影することができる。第３及び第４の画像角度は、互いに実質的に垂直であり得るが、他の相対的な画像角度が可能である。例えば、第４の画像系列は、対側骨１’の解剖軸に実質的に垂直な一連のＣＴスライスであり得る。好ましくは、第３及び第４の画像角度は、それぞれ、第１及び第２の画像角度に対応する。

方法３００は、骨折骨１の第１の表現５及び対側骨１’の第２の表現５’の画像を強化するステップ３０６を含む。ステップ３０６の画像強化は、ステップ３０２、３０４中に取得された画像に提示された課題に対処するサブステップを含むことができる。１つのそのような課題は、ビームの周辺に向かうビーム発散から生じる放射歪みによって引き起こされ得る画像ドリフトを含み得る。対処されていない場合、画像ドリフトは、系列の画像間に歪みをもたらす可能性があり、これにより、系列をステッチングして合わせる能力に悪影響を及ぼし得る。放射歪みからの画像ドリフトは、補償アルゴリズムを採用することによって軽減することができる。別のそのような課題は、系列の画像間の灰色の目盛り又は他のコントラストの不規則性を含むことができる。そのようなコントラストの目盛りは、医師によって一般的に利用される自動調整コントラストモードから生じる可能性がある。画像間の灰色の目盛りは、画像内のデータノイズを引き起こし、画像ステッチングに悪影響を与える可能性がある。灰色の目盛りは、系列の画像間のコントラスト差を調整する、又はそうでなくても低減するために遷移アルゴリズムを採用することによって軽減することができる。追加の課題は、画像ステッチングを支援するために区別可能な解剖学的ランドマークを欠く可能性がある、骨の骨幹に沿った画像によって提示される。骨の骨幹に沿ったランドマークの欠如を補償するために、Ｘ線メジャー（例えば、１ｍｍの解像度メジャー）のような参照特徴は、画像ステッチングを支援するために四肢と共に配置させることができる。更に追加の課題は、複雑な隣接する骨の幾何学的形状、及び／又は隣接する軟部組織によって引き起こされる更なる不明瞭化など、複雑な解剖学的構造を伴う骨の領域において提示され得る。例えば、近位大腿骨に隣接する複雑な解剖学的構造、特に大腿骨頭に関して（例えば、隣接する骨盤の幾何学的形状及び軟部組織付着物）、画像ステッチングのために十分な鮮明さで近位大腿骨の画像を得ることが困難になることがある。これらの解剖学的課題を軽減するために、代替の画像角度（視野角）を採用することができる。例えば、本発明者らは、前後ビュー及び／又は外側ビューから切り替えて、代わりに、骨（例えば、大腿骨）の斜めのビュー、例えば骨の全長に沿った内部斜めのビューや外部斜めのビューを採用することによって、ステッチングに十分な解剖学的明瞭さを有するその画像を提供できることを実証している。ステップ３０６は、追加の強化サブステップを含むことができる。例えば、図４に示すように、ステッチングされた画像系列（例えば、第１、第２、第３、及び／又は第４の画像系列のいずれか）は、骨に隣接する解剖学的構造をマスキングするように、ステッチングされた画像系列にマスクを重ねることなどにより、マスキングステップに供され得る。これは、インプラント、器具、その他のハードウェアなど、骨以外の特徴を画像から除去することなどによって、画像ノイズを更に低減することができる。

ステップ３０６の画像強化は、ステッチングされたその画像系列の強化バージョン（例えば、第１、第２、第３、及び／又は第４の画像系列の強化バージョン）などの、第１の表現５及び第２の表現５’の強化バージョンを作成することができる。第１及び第２の画像系列のステッチングされた強化バージョンは、それぞれ骨折骨１の第１及び第２の強化２Ｄ画像と称され得ることを理解されたい。第３及び第４の画像系列のステッチングされた強化バージョンは、それぞれ対側骨１’の第３及び第４の強化２Ｄ画像と称され得る。追加的又は代替的に、ステップ３０６は、骨折骨１及び対側骨１’の形状及び／又は他の幾何学的特徴を特徴付ける、第１、第２、第３、及び第４の強化２Ｄ画像からデジタルデータのセットを生成することを含むことができる。ステップ３０６の画像強化は、骨折骨１及び対側骨１’のそれぞれの３Ｄモデルの創出のために、骨折骨１の第１の表現５及び対側骨１’の第２の表現５’の使用を容易にすることができる。

方法３００は、骨折骨１の第１及び第２の強化２Ｄ画像の一方又は両方に基づいて、骨折骨１の第１の３Ｄ仮想モデルを創出するステップ３０８を含む。第１の３Ｄ仮想モデルは、好ましくは、近位骨断片３及び遠位骨断片４を含む骨１の骨折部分を正確に描写する。ステップ３０８はまた、対側骨１’の第３及び第４の強化２Ｄ画像の一方又は両方に基づいて、対側骨１’の第２の３Ｄ仮想モデルを創出することを含むことができる。第１及び第２の３Ｄ仮想モデルの創出は、対象骨（例えば、大腿骨、脛骨など）の画像の膨大なデジタルライブラリに対して第１及び第２の強化２Ｄ画像を比較するための、機械学習アルゴリズム及び／又は深層学習アルゴリズムなどのアルゴリズムを実行する１つ又は２つ以上の人工知能（artificial intelligence、ＡＩ）プログラムの支援により実行することができる。ライブラリ画像は、対象の骨又はその部分の全体的なレンダリングを含むことができる。アルゴリズム（例えば、機械学習）は、第１及び第２の強化２Ｄ画像に描かれる情報（すなわち、デジタルデータの視覚情報及び／又はセット）に基づいて、第１及び第２の３Ｄ仮想モデルを創出する際にＡＩプログラムを支援することができる。例えば、ＡＩプログラムは、ニューラルネットワークを訓練して、第１及び第２の強化２Ｄ画像の各々からそれぞれの３Ｄ点群を再構築する深層学習アルゴリズムを採用することができる。次いで、それぞれの３Ｄ点群は、（例えば、コンピュータ支援設計（computer-aided design、ＣＡＤ）プログラムを活用して）、第１及び第２の３Ｄ仮想モデルを構成するそれぞれの３Ｄメッシュに更に構築され得る。

ステップ３０８は、第１及び第２の３Ｄ仮想モデルをそれぞれのステッチングされた画像の「上に」レンダリングすることを含むことができ、その例は図５Ａに示される。追加的又は代替的に、ステップ３０８は、第１及び第２の３Ｄ仮想モデルをそれぞれのステッチングされた画像におけるそれぞれのオーバーレイとしてレンダリングすることを含むことができ、その例は、図５Ｂに示される。ステップ３０８のこれらの追加のレンダリングサブステップを採用して、第１及び第２の３Ｄ仮想モデルの幾何学的精度を評価することができ、それぞれの３Ｄ仮想モデルの精度を強化するために特定の調整で繰り返すことができる反復ステップとして採用することができる。ステップ３０８は、完成した第１及び第２の３Ｄ仮想モデルを出力することを含むことができ、その後、骨折骨１の修復を支援するためのパラメータを計算するために必要に応じて採用され得る。図６Ａ～図６Ｅは、ステップ３０８中の無傷の大腿骨出力の３Ｄ仮想モデル１０’の様々なビューを示す。図７Ａ～図７Ｅは、ステップ３０８中の無傷の脛骨出力の３Ｄ仮想モデル１０’の様々なビューを示す。他の実施形態では、骨折骨１及び対側骨１’の３Ｄ仮想モデル１０、１０’の一方又は両方は、上記のように、第２及び／又は第４の画像系列が骨の長さに沿って撮影されたＣＴスライスを含む場合など、３ＤのＣＴ構築物であり得る。更なる実施形態では、ステップ３０８は、骨折骨１及び対側骨１’の各々について複数の３Ｄ仮想モデルを生成することを含み得る。そのような更なる実施形態の非限定的な例として、ステップ３０８は、骨折骨１及び対側骨１’の各々についてメッシュ型３Ｄ仮想モデル及び３ＤのＣＴ構築物タイプモデルを生成することを含み得る。

ステップ３０８の少なくとも一部分（すなわち、１つ又は２つ以上のサブステップ）は、任意選択的に、第２のコンピューティングシステム７８によって実行され得ることを理解されたい。そのような実施形態では、コンピューティングシステム７６は、「第１の」コンピューティングシステム７６と称され得、第２のコンピューティングシステム７８と電気通信することができる。例えば、第２のコンピューティングシステム７８は、第１のコンピューティングシステム７６からリモート又は「オフサイト」であり得る。そのような実施形態では、第１のコンピューティングシステム７６及び第２のコンピューティングシステム７８は、別個のサーバシステムで動作することができる。非限定的な例として、第２のコンピューティングシステム７８は、それによって採用されるＡＩプログラム及びアルゴリズムに加えて、Ｚｅｂｒａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｖｉｓｉｏｎ Ｌｔｄ．（Ｓｈｅｆａｙｉｍ，Ｉｓｒａｅｌ所在）によって開発されたものに基づくことができる。例えば、それぞれの２Ｄ画像に基づいて第１及び第２の３Ｄ仮想モデルのメッシュタイプを創出する技法は、「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＯＦ ３Ｄ ＡＮＡＴＯＭＩＣＡＬ ＩＭＡＧＥＳ ＦＲＯＭ ２Ｄ ＡＮＡＴＯＭＩＣＡＬ ＩＭＡＧＥＳ」（以下、「’４３６参照」）と題する２０２０年１２月１５日発行の米国特許第１０，８６７，４３６（Ｂ２）号により十分に説明されるものと同様であり得、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

更に、２Ｄの骨の表現（図３Ｃ及び図４に示されるものなど）及び骨の３Ｄ仮想モデルの前述の創出は、好ましくは、術中にリアルタイムで完了し、それによって、術中に１つ又は２つ以上、かつ最大で全てのそのような不整列パラメータを修正するか、又は少なくとも大幅に緩和するために十分な速度で、潜在的な不整列パラメータをリアルタイムで評価するためのものを含む、骨整復を完了するための著しい有利なものが提供されることが更に理解されるべきである。このようにして、本明細書に記載の方法及びステップは、短期及び長期における患者の治療を大幅に改善することができる。

方法３００は、骨折骨１の１つ又は２つ以上の不整列パラメータを計算するステップ３１０を含む。１つ又は２つ以上の不整列パラメータは、骨折骨１と対側骨１’との対応する整列パラメータを比較することによって計算することができる。骨折骨１の１つ又は２つ以上の整列パラメータは、第１の表現５、第１及び第２の強化２Ｄ画像、及び骨折骨１の第１の３Ｄ仮想モデル１０のうちの１つ又は２つ以上から計算することができる。対側骨１’の１つ又は２つ以上の整列パラメータは、第２の表現５’、第３及び第４の強化２Ｄ画像、並びに対側骨１’の第２の３Ｄ仮想モデル１０’のうちの１つ又は２つ以上から計算することができる。整列パラメータは、その解剖学的ランドマーク間で測定されるように、それぞれの骨１、１’の長さＬ１などの寸法パラメータを含むことができる。整列パラメータはまた、１つ又は２つ以上の配向パラメータを含むことができる。１つのそのような配向パラメータは、参照軸に対する骨又はその断片の角形成Ａ１であり得る。別のそのような配向パラメータは、参照軸を中心としたその骨又はその断片の回転又は「ねじり」Ａ２であり得る。各不整列パラメータは、骨折骨１の第１の３Ｄ仮想モデル１０（「骨折骨モデル」１０とも称され得る）及び対側の骨１’の第２の３Ｄ仮想モデル１０’（「対側骨モデル」１０’とも称され得る）によって表されるように、骨折骨１及び対側骨１’のそれぞれの整列パラメータの間の差異を反映し得る。

方法３００は、骨折骨１の１つ又は２つ以上の不整列パラメータが許容限界内にあるかどうかを評価するステップ３１２を含み、この限界は、非限定的な例として、骨折の重症度、骨折の場所（例えば、関節内骨折か骨幹骨折か）、骨折を整復するために採用されたインプラントのタイプ及び技法、隣接する軟部組織への推定される影響、術後治療計画、短期及び長期の副作用の緩和、並びに患者の年齢などの多くの要因に基づいて、治療医によって決定され得る。外科医によって決定されるように、１つ又は２つ以上の不整列パラメータが許容限界内に入る場合、外科医は方法３００を終了し、必要に応じて手術を完了することができる。不整列パラメータのうちの１つ又は２つ以上が許容限界外にある場合、外科医はステップ３１４に進むことができ、このステップは、骨折骨１を操作して、そのような１つ又は２つ以上の不整列パラメータを許容限界内に補正するなど、整復を調整することを含む。ステップ３１４の後、外科医は、ステップ３０２、３０６、３０８、３１０、及び３１２を繰り返して、操作された骨折骨１が不整列パラメータの許容限界内にあるかどうかを判定することができる。そのような場合、ステップ３１４の後に、外科医は、好ましくは、対側骨１’のステップ３０４又はステップ３０６及び３０８の部分を繰り返す必要はないことを理解されたい。初期の骨折整復手術中に、術中に不整列パラメータを補正するか、又は別のやり方で不整列パラメータを許容限界内に収めることにより、本明細書の方法３００及びステップは、術後補正（それ自体が更なる合併症を提示し得る）のために、患者を戻す潜在的な必要性を回避することが可能である。このようにして、本明細書の方法３００及びステップは、骨折整復の全体的な治療及び患者経験を大幅に改善することができる。

ここで図８を参照すると、各骨１、１’のそれぞれの長さを計算するために、対応する解剖学的ランドマーク（例えば、Ｍ１、Ｍ２）は、骨折骨モデル１０及び対側骨モデル１０’に関する測定を支援するための参照として選択することができる。図示の例では、近位ランドマークＭ１は、大腿骨頭４０の重心に位置し、遠位ランドマークＭ２は、それぞれの骨折骨モデル１０及び対側骨モデル１０’の顆間切痕５６に位置する。この特定の例では、ランドマークＭ１、Ｍ２は、骨モデル１０、１０’のそれぞれの機能軸２００２、２００２’に沿って位置決めされる。ランドマークＭ１、Ｍ２は、図１Ａを参照して上述した座標系１０００と位置合わせすることができる、ｘ、ｙ、ｚのデカルト座標系などの３軸座標系に関して、第１及び第２の３Ｄ仮想モデルの仮想３Ｄ空間にプロットすることができる。コンピューティングシステム７６は、事前にプログラムされた命令に従って、ランドマークＭ１、Ｍ２を自律的にプロットすることができる。あるいは、外科医は、ランドマークＭ１、Ｍ２のうちの１つ又は２つ以上を選択することができる。１つのそのような例によれば、システム１００は、ディスプレイ１０８上に提示されたランドマークオプションのリストに基づいて、ユーザインターフェース８６を介して、外科医がランドマークＭ１、Ｍ２の一方又は両方を選択することを可能にするように構成することができる。別のそのような例によれば、システム１００は、ステップ３０２及び／又は３０４中に得られた軸方向ＣＴスライスなどの、選択された画像の２Ｄ空間内の手動入力（例えば、マウスのクリック、スタイラスのタップなど）によって、外科医がランドマークＭ１、Ｍ２の一方又は両方を入力することを許容するように構成することができる。対応するランドマークＭ１、Ｍ２が、骨折骨モデル１０及び対側骨モデル１０’について選択された後、コンピューティングシステム７６は、ランドマークＭ１、Ｍ２対間のそれぞれの直線距離を計算して、骨折骨１の長さＬ１及び対側骨１’の長さＬ１’を計算することができる。次いで、「ΔＬ」として本明細書で示される長さの不整列パラメータは、骨モデル１０の長さＬ１と骨モデル１０’の長さＬ１’との差を計算することによって導出され得る（ΔＬ＝Ｌ１－Ｌ１’）。

各骨モデル１０、１０’の３Ｄ空間において、ランドマークＭ１とＭ２との間の直線距離を計算するステップは、各ランドマークＭ１、Ｍ２について、座標軸（この例ではｘ、ｙ、ｚ軸）に沿ったそれぞれの値を識別するステップを含むことができることを理解されたい。したがって、各骨モデル１０、１０’の３Ｄ空間内のランドマークＭ１とＭ２との間の直線距離は、以下の式によって表すことができる。

更に、それぞれのランドマークＭ１とＭ２との間で測定されるような、各骨モデル１０、１０’の長さの絶対値は、以下の式によって表すことができる。

このようにして、各骨モデル１０、１０’のそれぞれの長さＬ１、Ｌ１’は、例えば、ランドマークがｘ軸（前後方向）に沿った異なる平面に存在する場合でも、３Ｄ空間内で計算することができる。

ここで図９Ａを参照すると、第１の参照面における骨折骨モデル１０の断片３、４及び対側骨モデル１０’の関連する部分のそれぞれの角形成Ａ１を計算するために、対応する解剖学的ランドマーク（例えば、Ｍ１～Ｍ８）を、測定を支援するための参照点として選択することができる。この例による角形成測定に採用されるランドマークＭ１～Ｍ８は、好ましくは、骨モデル１０、１０’の外面に位置する。したがって、コンピューティングシステム７６は、この例では冠状面において、第１の参照面内の各骨１０、１０’の輪郭６４を生成することができる。次いで、ランドマークＭ１～Ｍ８は、輪郭６４上に位置することができる。ランドマークＭ１～Ｍ８は、各セットＭ１～Ｍ４、Ｍ５～Ｍ８が、骨モデル１０、１０’の関連する部分の幾何学的形状と同様の幾何学的形状を有する、それぞれの参照形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’に近似するように、各骨モデル１０、１０’の輪郭６４上のセットＭ１～Ｍ４、Ｍ５～Ｍ８内で採用することができる。例えば、ランドマークＭ１～Ｍ４の第１のセットを近位断片３の外形にプロットし、ランドマークＭ５～Ｍ８の第２のセットを骨折骨１の遠位断片４の輪郭にプロットすることができる。対応するランドマークＭ１～Ｍ４、Ｍ５～Ｍ８のセットは、対側骨１’の輪郭の対応する場所にプロットすることができる。この例では、参照形状は円錐台であり、本発明者らは、本明細書に記載の方法を使用して骨の骨幹の切片を近似するのに有利であることを発見した。各円錐台は、円錐軸ＸＳに沿って基部から頂部まで延びる。示されるように、円錐軸ＸＳは、骨モデル１０、１０’のそれぞれの部分の解剖軸の位置及び向きの実質的に正確な近似を提供することができる。円錐台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’は、隣接する骨の幾何学的形状に基づいて、円錐又は楕円円錐のものであり得る。円錐台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’の基部及び頂部は、円錐軸ＸＳに直交するか、又は円錐軸ＸＳに対して斜めであり得る。第１の参照面の２Ｄ空間では、参照形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’は、好ましくは、円錐軸ＸＳに沿った円錐台の断面として表される。円錐台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’もまた、第１の参照面内のそれぞれの台形として描かれることを理解されたい。

ランドマークがプロットされ、参照形状が生成された後、コンピューティングシステム７６は、参照形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’を採用して、参照軸に関するそれらのそれぞれの角形成を計算することができる。この例では、参照軸は、中心長手方向軸２００６などの共通の参照軸であり得る。このようにして、近位骨断片３の角形成Ａ１は、参照面における、中心長手方向軸２００６と形状Ｓ１の円錐軸ＸＳとの間の角度を測定することによって計算することができる。同様に、遠位骨断片４の角形成Ａ２は、中心長手方向軸２００６と形状Ｓ２の円錐軸ＸＳとの間の角度を測定することによって計算することができる。対側骨１’の比較角形成Ａ１’及びＡ２’は、それぞれ、中心長手方向軸２００６と形状Ｓ１’、Ｓ２’の円錐軸ＸＳとの間の角度を測定することによって計算することができる。次いで、本明細書において「ΔＡ１」及び「ΔＡ２」と示される、第１の参照面における角形成に関する不整列パラメータは、近位骨断片３及び遠位骨断片４について、それらのそれぞれの角形成Ａ１、Ａ２と対側骨１’の対応する角形成Ａ１’、Ａ２’との間の差を算出することによって導き出され得る（ΔＡ１＝Ａ１－Ａ１’；ΔＡ２＝Ａ２－Ａ２’）。

ここで図９Ｂを参照すると、第２の参照面における各骨モデル１０、１０’のそれぞれの角形成Ｂ１は、第１の参照面について上述したものと同様の様式で計算することができる。第２の参照面は、好ましくは、第１の参照面に対して実質的に垂直であるが、内部斜め配向及び外部斜め配向を含む斜めの配向などの他の配向は、本開示の範囲内である。図示の例では、第２の参照面は、本質的に、矢状面から内側から外側への方向で撮影したそれぞれのビューで骨折骨１及び対側骨１’を各々示す合成図である。上記のように、コンピューティングシステム７６は、第２の参照面における各骨モデル１０、１０’の輪郭６４を生成し、各セットＭ１～Ｍ４、Ｍ５～Ｍ８が骨モデル１０、１０’の関連する部分の幾何学的形状と同様の幾何学的形状を有するそれぞれの参照形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’（例えば、円錐台）を近似するように、各骨モデル１０、１０’の輪郭６４上にランドマークのセットＭ１～Ｍ４、Ｍ５～Ｍ８をプロットすることができる。上記のように、円錐軸ＸＳは、骨モデル１０、１０’のそれぞれの部分の解剖軸の位置及び配向の実質的に正確な近似を提供することができる。

コンピューティングシステム７６は、参照形状Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’を採用して、参照軸に関するそれぞれの角形成を計算することができる。この例では、参照軸は、中心長手方向軸２００６と平行であり、かつ後方向にオフセットされた場所で矢状面に沿って延びる第２の参照軸２００７であり得る。このようにして、第２の参照軸２００７は、骨折骨１及び対側骨１’から実質的に等距離に離間され得る。第２の参照面では、近位骨断片３の角形成Ｂ１は、軸２００７と形状Ｓ１の円錐軸ＸＳとの間の角度を測定することによって計算することができ、遠位骨断片４の角形成Ｂ２は、軸２００７と形状Ｓ２の円錐軸ＸＳとの間の角度を測定することによって計算することができる。対側骨１’の比較角形成Ｂ１’及びＢ２’は、それぞれ、軸２００７と形状Ｓ１’、Ｓ２’の円錐軸ＸＳとの間の角度を測定することによって計算することができる。次いで、本明細書において「ΔＢ１」及び「ΔＢ２」と示される、第２の参照面における角形成に関する不整列パラメータは、近位骨断片３及び遠位骨断片４について、それらのそれぞれの角形成Ｂ１、Ｂ２と対側骨１’の対応する角形成Ｂ１’、Ｂ２’との間の差を算出することによって導き出され得る（ΔＢ１＝Ｂ１－Ｂ１’；ΔＢ２＝Ｂ２－Ｂ２’）。

骨折骨１の角形成のための不整列パラメータは、上記の円錐台などの参照形状（例えば、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’）の３Ｄバージョンを使用して計算できることを理解されたい。例えば、コンピューティングシステム７６は、骨折骨１の第１の３Ｄ仮想モデルの近位骨断片３及び遠位骨断片４の骨幹の部分を選択するために、３Ｄ円錐台Ｓ１、Ｓ２を適合させることができる。続いて、円錐台Ｓ１’、Ｓ２’は、対側骨１’の第２の３Ｄ仮想モデルの骨幹の対応する部分に適合させることができる。円錐台の適合は、形状整合アルゴリズム、最良適合アルゴリズム、又は任意の好適なアルゴリズムを使用して実行することができる。各円錐台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１’、Ｓ２’の円錐軸の角度は、上述のデカルト座標系などの３軸座標系に関して、３Ｄ空間内で計算することができる。次いで、近位骨断片３及び遠位骨断片４について、それらのそれぞれの円錐軸角度と、対側骨１’に適合させた円錐台の対応する円錐軸角度との間の差を計算することによって、３Ｄ空間内の角形成の不整列パラメータを導出することができる。

ここで図１０Ａ～図１０Ｅを参照すると、骨折骨１及び対側骨１’のそれぞれのねじり角度を計算するために、ねじり測定のために参照面ＲＰＴを選択することができる。図示の例では、横方向面は、ねじり測定に対して採用される。骨折骨モデル１０及び対側骨モデル１０’の各々において、ランドマークＭ１、Ｍ２の第１の又は近位セットを、近位参照軸７０を画定するために対応する場所で近位大腿骨上にプロットすることができ、ランドマークＭ３、Ｍ４の第２の又は遠位セットを、遠位参照軸７２を画定するために、対応する場所で遠位大腿骨上にプロットすることができる。各骨モデル１０、１０’の近位参照軸７０及び遠位参照軸７２は、ねじり参照面上に投影することができる。各骨モデル１０、１０’についてのそれぞれのねじり値Ｔ１、Ｔ１’は、ねじり参照面内の近位軸７０と遠位軸７２の突起間の角度を測定することによって計算することができる。次いで、本明細書で「ΔＴ」として示されるねじりの不整列パラメータは、骨モデル１０のねじり角度Ｔ１と骨モデル１０’のねじり角度Ｔ１’との差を計算することによって導出され得る（ΔＴ＝Ｔ１－Ｔ１’）。

一例によれば、近位ランドマークＭ１は、横方向面と平行な平面に沿って軸方向画像又はスライス７４内で識別されるように、大腿骨頭の重心に位置することができる。例えば、近位ランドマークＭ１に使用される軸方向画像は、図１０Ｂに示されるように、「頭中心」面に沿って撮影することができる。近位ランドマークＭ２は、Ｗａｉｄｅｌｉｃｈ又はＭｕｒｐｈｙ面内の軸方向画像又はスライス７４で見られるように、大転子４４の重心に位置し得る。図示の例では、遠位ランドマークＭ３、Ｍ４は、横方向面と平行な１つ又は２つの軸方向画像又はスライス７４で識別されるように、内側顆５０及び外側顆５２の後方頂部上に位置し得る。したがって、遠位参照軸７２は、後顆接線に沿って延びることができる。図１０Ｄ及び図１０Ｅは、上述の技法を使用してねじり角度測定値を示すシステムの表示の例を示す。他の場所及び軸方向画像を、近位ランドマークＭ１、Ｍ２、及び遠位ランドマークＭ３、Ｍ４に使用できることを理解されたい。

整復の特定の必要性に基づいて、前述の不整列パラメータのうちの１つ又は２つ以上を省略することができるか、又は代わりの不整列パラメータを選択することができることを理解されたい。したがって、方法３００は、整復を評価するための不整列パラメータを選択する追加のステップを含むことができる。

不整列パラメータを計算するための前述のステップが、骨折脛骨及びその対側脛骨に関連して採用され得ることを理解されたい。例えば、方法３００を採用して、骨折脛骨の不整列パラメータを計算する際に使用するために、骨折脛骨及び対側脛骨の参照画像、強化２Ｄ画像セット、及び／又は３Ｄ仮想モデルのうちの１つ又は２つ以上を創出することができる。例えば、ランドマークは、骨折脛骨と対側脛骨との間の長さ、角形成、及びねじりの差を計算するために、脛骨のそのような参照画像、２Ｄ画像セット、及び／又は３Ｄ仮想モデル上に入力することができる。脛骨の長さの不整列パラメータを計算する例によれば、骨折及び対側脛骨モデルの各々のそれぞれの長さは、脛骨プラトーに位置することができる近位ランドマークと、脛骨ピロンの中央に位置することができる遠位ランドマークとの間で測定することができる。脛骨の角形成についての不整列パラメータを計算する例によれば、円錐台などの参照形状を、骨折脛骨モデル及び対側脛骨モデルの脛骨骨幹の対応する部分の外面に沿ってプロットすることができ、角度を骨折脛骨モデル及び対側脛骨モデルの対応する参照形状の軸間で測定することができる。脛骨のねじりについての不整列パラメータを計算する例によれば、近位ランドマークのセットを近位脛骨の１つ又は２つ以上の軸方向スライスに沿ってプロットして、近位参照軸を生成することができ、その角度を遠位脛骨の１つ又は２つ以上の軸方向スライスに沿ってプロットした遠位ランドマークのセットと交差する遠位参照軸に関して測定することができる。整復の特定の必要性に基づいて、脛骨の前述の不整列パラメータのうちの１つ又は２つ以上を省略することができるか、又は脛骨の代わりの不整列パラメータを選択することができることを理解されたい。

様々なランドマークが、整復した骨の不整列パラメータを計算するために採用され得ることを理解されたい。例えば、コンピューティングシステム７６は、ランドマークのライブラリ又はデータベースを包含し得、これは、メモリ８２に記憶され、対象の骨の不整列パラメータを評価するために選択できるようにすることができる。そのようなデータベースのランドマークは、任意選択的に、Ｍ１～Ｍｎなどの固有の識別記号を有することができ、式中、「ｎ」は、ランドマークのセット内の最終ランドマークの整数識別子を表すことができる。そのようなデータベースの非限定的な例は、以下の表１に示されるように編成することができ、対象の骨上の対応する場所を図１１Ａ（無傷の大腿骨）及び図１１Ｂ（無傷の脛骨）に示す。

表１に示されるデータベースによれば、各大腿骨モデル１０、１０’の長さは、近位ランドマーク（Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１４）のうちのいずれか１つと、遠位ランドマーク（Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５）のうちのいずれか１つとの間で測定することができる。例えば、追加の実施形態では、大腿骨モデル１０、１０’の長さＬ１は、非限定的な例として、ランドマークＭ０とＭ１とＭ３との間、又はランドマークＭ２とＭ３との間、又はランドマークＭ１とＭ４との間、又はランドマークＭ１とＭ５との間で測定することができる。同様に、各脛骨モデル１０、１０’の長さは、近位ランドマーク（Ｍ１５、Ｍ１６、Ｍ１７）のうちのいずれか１つと、遠位ランドマーク（Ｍ１８、Ｍ１９、Ｍ２０）のうちのいずれか１つとの間で測定することができる。

ここで図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、対側骨モデル１０’の関連する部分と比較することによって、骨折骨モデル１０の骨断片３、４の角形成についての不整列パラメータを計算するための別の例示的な方法は、表１からの近位ランドマークＭ６～Ｍ９及び遠位ランドマークＭ１０～Ｍ１３を使用して、骨モデル１０、１０’の関連する解剖軸の近似値を生成することを含み得る。この例では、ランドマークＭ６～Ｍ１３の各々において、コンピューティングシステム７６は、骨モデル１０、１０’の軸方向画像又はスライス７４を生成することができる。あるいは、ランドマークＭ６～Ｍ１３の各々において、コンピューティングシステム７６は、特に骨１、１’の第１の表現５及び／又は第２の表現５’がＣＴ又はＭＲＩ画像などの軸方向画像を含む場合、骨１、１’の軸方向画像又はスライス７４を取り込むことができる。

ここで図１２Ａを参照すると、各軸方向スライス７４では、コンピューティングシステム７６は、骨１の外面上に３つの参照点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を位置特定し、参照点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々と交差するように参照円７５を生成することなどによって、参照円７５を生成することができる。参照円７５が生成された状態で、コンピューティングシステム７６は、その中心点Ｐ４を識別することができる。

ここで図１２Ｂを参照すると、骨モデル１０、１０’のそれぞれの近位ランドマークＭ６～Ｍ９に対応する軸方向スライスについて、コンピューティングシステム７６は、各骨モデル１０、１０’の近位参照軸ＸＳ１についての線形回帰線を計算することなどによって、参照円７５の中心点Ｐ４と実質的に交差する３Ｄ空間内の近位参照軸ＸＳ２をプロットすることができる。同様に、骨モデル１０、１０’のそれぞれの遠位ランドマークＭ１０～Ｍ１３に対応する軸方向スライス７４について、コンピューティングシステム７６は、線形回帰線に沿うなど、参照円７５の中心点Ｐ４と実質的に交差する３Ｄ空間内の遠位参照軸ＸＳ２をプロットすることができる。近位骨断片３の角形成を対側骨モデル１０’の関連する部分の角形成と比較するために、コンピューティングシステム７６は、３Ｄ空間における近位参照軸ＸＳ１のそれぞれの配向間の差を計算することができる。遠位骨断片４の角形成を対側骨モデル１０’の関連する部分の角形成と比較するために、コンピューティングシステム７６は、３Ｄ空間における遠位参照軸ＸＳ２のそれぞれの配向間の差を計算することができる。

また、方法３００及びそのサブステップを含む上述の方法は、他の長骨（例えば、腓骨、上腕骨、橈骨、及び尺骨）を含む他の骨、前述の他の骨についての参照画像、強化２Ｄ画像セット、及び／又は３Ｄ仮想モデルのうちの１つ又は２つ以上の創出を含むこと、前述の骨の対側対応物との比較測定を含むこと、前述の骨の整復の評価のためなどの、対応物間の不整列パラメータ算出を含むこと、に関連して採用することができることも理解されたい。

図に示された実施例及び実施形態の図解及び記載は、単に例示のためにすぎず、本開示を限定するものと解釈すべきではないことに留意されたい。本開示は、様々な実施形態を意図することを、当業者は理解するであろう。加えて、上記の実施例及び実施形態と共に上記の概念を、単独で又は上記の他の実施例及び実施形態のいずれかとの組み合わせで用いてもよいことを理解されたい。特に指定しない限り、例示の一実施形態に関して上記の様々な代替的な実施例及び実施形態は、本明細書に記載される全ての実施例及び実施形態に適用できることを更に理解されたい。

本明細書で使用される仮定的な言語、例えば、中でも「することができる（can）」、「することができる（could）」、「し得る（might）」、「し得る（may）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」などは、別途具体的に指定されない限り、又は使用される文脈内で別途理解されない限り、一般的に、ある特定の機構、要素、及び／又はステップを、ある特定の実施形態は含み、他の実施形態は含まないことを伝えることを意図する。したがって、そのような仮定的な言語は、一般的に、機構、要素、及び／若しくはステップが、いかなる様式でも１つ又は２つ以上の実施形態のために必要とされること、又は１つ若しくは２つ以上の実施形態が、これらの機構、要素、及び／若しくはステップが任意の特定の実施形態に必ず含まれるか若しくは実施されるかどうかを判断するための論理を、オーサ入力若しくはプロンプティングを伴うか若しくは伴わずに、必ず含むことを暗示することを意図しない。「含む（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」などの用語は同義であり、非限定的な様式で包括的に使用され、追加の要素、機構、動作、操作などを排除しない。

ある特定の例示の実施形態が記載されてきたが、これらの実施形態は、例示のためのみに提示され、本明細書に開示される発明の範囲を限定することを意図するものではない。したがって、前述のいかなる記載も、いずれかの特定の機構、特性、ステップ、モジュール、又はブロックが必須であるか又は必要不可欠であることを暗示することを意図しない。実際に、本明細書に記載される新規の方法及びシステムは、多様な他の形態で具現化され得る。更に、本明細書に開示される発明の趣旨から逸脱することなく、本明細書に記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換、及び変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物は、本明細書に開示される発明の特定の範囲及び趣旨の範囲内にあるものとして、そのような形態又は変形を網羅することを意図する。

本明細書に記載の例示的な方法のステップは、記載された順序で必ずしも実施される必要はなく、そのような方法のステップの順序は単なる例示であると理解されるべきであることを理解されたい。同様に、本発明の様々な実施形態と一致する方法において、そのような方法に追加のステップが含まれてもよく、特定のステップが省略又は組み合わせられてもよい。

もしあれば、以下の方法の請求項における要素は、請求項の記述がそれらの要素のいくつか又は全てを実装するための特定の順序を他に示唆しない限り、対応するラベル付けと共に特定の順序で記載されるが、それらの要素は、必ずしもその特定の順序で実装されることを意図するものではない。

本明細書に提示された主題は、コンピュータプロセス、コンピュータ制御装置、又はコンピューティングシステム、又はコンピュータ可読記憶媒体などの製造品として実施され得ることを理解されたい。当業者はまた、本明細書に記載される主題が、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能な消費者電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、電子リーダ、セルラ電話デバイス、特殊用途ハードウェアデバイス、ネットワークアプライアンスなどを含む、本明細書に記載されるものを超える他のコンピュータシステム構成で、又はこれに関連して実施され得ることを理解するであろう。本明細書に記載した実施形態はまた、通信ネットワークを通してリンクされているリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散型のコンピューティング環境で実践することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカル及びリモートメモリストレージデバイスの両方に位置してもよい。

前のセクションで説明されるプロセス、方法、及びアルゴリズムの各々は、１つ又は２つ以上のコンピュータ又はコンピュータプロセッサによって実行されるコードモジュールによって具体化され、完全に又は部分的に自動化され得る。コードモジュールは、ハードドライブ、固体メモリ、光学ディスク、及び／又は同様のものなどの任意のタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体又はコンピュータ記憶デバイスに記憶され得る。プロセス及びアルゴリズムは、アプリケーション固有の回路において部分的又は全体的に実装され得る。開示されたプロセス及びプロセスステップの結果は、例えば、揮発性又は不揮発性の記憶装置などの任意のタイプの非一時的コンピュータ記憶装置において、永続的又は別様に記憶され得る。

〔実施の態様〕
（１） 方法であって、
術中、患者の骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで前記骨折骨の表現を得ることであって、前記骨折骨が、少なくとも第１の骨断片、及び骨折によって前記第１の骨断片から分離されている第２の骨断片を画定する、ことと、
前記患者の対側骨を撮像し、前記コンピューティングシステムで前記対側骨の表現を得ることと、
術中、前記コンピューティングシステムで、
前記骨折骨の前記表現に提示されたデータからの、前記骨折骨の３Ｄ仮想モデル、及び
前記対側骨の前記表現に提示されたデータからの、前記対側骨の３Ｄ仮想モデルを生成することと、
術中、前記コンピューティングシステムで、
前記コンピューティングシステムで前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデル内で測定された第１の空間寸法を、
前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデル内で測定された第２の空間寸法と比較することと、を含む、方法。
（２） 前記比較するステップが、前記第１の空間寸法と前記第２の空間寸法との間の値の差を計算することを含む、実施態様１に記載の方法。
（３） 術中、ディスプレイデバイス上に前記値の差を表示することを更に含む、実施態様２に記載の方法。
（４） 前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの少なくとも一方を、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの他方に対して操作し、それによって前記値の差を低減することを更に含む、実施態様３に記載の方法。
（５） 術中、前記コンピューティングシステムで、
前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記骨折骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第３の空間寸法を、
前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記対側骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第４の空間寸法と比較することを更に含み、前記第３の空間寸法及び前記第４の空間寸法が、それぞれ、前記第１の空間寸法及び前記第２の空間寸法とは異なる、実施態様１に記載の方法。

（６） 前記比較するステップが、前記第３の空間寸法と前記第４の空間寸法との間の値の差を計算することを含む、実施態様５に記載の方法。
（７） 術中、前記コンピューティングシステムで、
前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記骨折骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第５の空間寸法を、
前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記対側骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第６の空間寸法と比較することを更に含み、前記第５の空間寸法及び前記第６の空間寸法が、それぞれ、前記第３の空間寸法及び前記第４の空間寸法、並びに前記第１の空間寸法及び前記第２の空間寸法とは異なる、実施態様６に記載の方法。
（８） 前記比較するステップが、前記第５の空間寸法と前記第６の空間寸法との間の値の差を計算することを含む、実施態様７に記載の方法。
（９） 前記ディスプレイデバイス上に前記第３の空間寸法と前記第４の空間寸法との間の前記値の差を術中に表示することと、
前記ディスプレイデバイス上に前記第５の空間寸法と前記第６の空間寸法との間の前記値の差を術中に表示することと、を更に含む、実施態様８に記載の方法。
（１０） 前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの少なくとも一方を、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの他方に対して操作し、それによって、前記第３の空間寸法と前記第４の空間寸法との間の前記値の差、及び前記第５の空間寸法と前記第６の空間寸法との間の前記値の差のうちの少なくとも１つを低減すること、を更に含む、実施態様９に記載の方法。

（１１） 前記第１の空間寸法及び前記第２の空間寸法が、前記骨折骨及び前記対側骨のそれぞれの長さである、実施態様７に記載の方法。
（１２） 前記第３の空間寸法が、前記骨折骨の機能軸に対する前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの１つの角形成であり、前記第４の空間寸法が、前記対側骨の機能軸に対する前記対側骨の一部分の角形成であり、前記対側骨の前記一部分が、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの前記１つに対応する、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記第５の空間寸法が、前記骨折骨の機能軸を中心とした前記骨折骨の遠位部分に対する前記骨折骨の近位部分のねじりであり、前記第６の空間寸法が、前記対側骨の遠位ねじりに対する前記対側骨の近位部分のねじりであり、前記対側骨の前記近位部分及び前記遠位部分が、前記骨折骨の前記近位部分及び前記遠位部分にそれぞれ対応する、実施態様１２に記載の方法。
（１４） 前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデル内のランドマークの第１のセットをプロットすることであって、前記第１の空間寸法が、前記ランドマークの第１のセットに関して自律的に測定される、プロットすることと、
前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデル内のランドマークの第２のセットをプロットすることであって、前記第２の空間寸法が、前記ランドマークの第２のセットに関して自律的に測定される、プロットすることと、を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（１５） 前記ランドマークの第１のセットが、前記第１の骨断片上にプロットされたランドマークの第１のサブセットと、前記第２の骨断片上にプロットされたランドマークの第２のサブセットとを含む、実施態様１４に記載の方法。

（１６） 前記ランドマークの第２のセットが、
前記コンピューティングシステムで、前記第１の骨断片に対応する前記対側骨の第１の部分上に自律的にプロットされたランドマークの第３のサブセットと、
前記コンピューティングシステムで、前記第２の骨断片に対応する前記対側骨の第２の部分上に自律的にプロットされたランドマークの第４のサブセットと、を含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７） 前記骨折骨が、大腿骨又は脛骨であり、前記骨折が、前記骨折骨の骨幹に沿って位置し、それによって、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片、並びに前記対側骨の第１の部分及び第２の部分の各々が、前記骨幹の一部分を含み、ランドマークの前記第１のサブセット、前記第２のサブセット、前記第３のサブセット及び前記第４のサブセットの各々が、前記骨幹のそれぞれの前記一部分の解剖軸に実質的に近似するそれぞれの錐台軸を画定するそれぞれの錐台を画定する、実施態様１５に記載の方法。
（１８） 前記コンピューティングシステムが、各錐台軸と患者の解剖学的構造の中心長手方向軸との間のそれぞれの角形成を計算する、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 方法であって、
術中、患者の骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで前記骨折骨の表現を得ることであって、前記骨折骨が、少なくとも第１の骨断片、及び骨折によって前記第１の骨断片から分離されている第２の骨断片を画定し、前記骨折骨の前記表現が、前記骨折骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された、前記骨折骨の合成された一連の画像を含む、ことと、
術中、前記患者の対側骨を撮像し、前記コンピューティングシステムで前記対側骨の表現を得ることであって、前記対側骨の前記表現が、前記対側骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された、前記対側骨の合成された一連の画像を含む、ことと、
術中、前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記表現、及び前記対側骨の前記表現のうちの一方に提示された少なくとも２つの解剖学的ランドマークに関して画定された第１の空間寸法を測定することと、
術中、自動的に、前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記表現、及び前記対側骨の前記表現のうちの他方に提示された前記少なくとも２つの解剖学的ランドマークの対側対応物を識別することと、
術中、前記コンピューティングシステムで、前記少なくとも２つの解剖学的ランドマークの前記対側対応物に関して画定された第２の空間寸法を測定することと、を含む、方法。
（２０） 前記骨折骨及び前記対側骨の前記合成された一連の画像が各々、それぞれの前記骨折骨及び前記対側骨の全長を描くように、共にステッチングされたそれぞれの複数のＸ線画像を含む、実施態様１９に記載の方法。

Claims (20)

1. 方法であって、
   術中、患者の骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで前記骨折骨の表現を得ることであって、前記骨折骨が、少なくとも第１の骨断片、及び骨折によって前記第１の骨断片から分離されている第２の骨断片を画定する、ことと、
   前記患者の対側骨を撮像し、前記コンピューティングシステムで前記対側骨の表現を得ることと、
   術中、前記コンピューティングシステムで、
   前記骨折骨の前記表現に提示されたデータからの、前記骨折骨の３Ｄ仮想モデル、及び
   前記対側骨の前記表現に提示されたデータからの、前記対側骨の３Ｄ仮想モデルを生成することと、
   術中、前記コンピューティングシステムで、
   前記コンピューティングシステムで前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデル内で測定された第１の空間寸法を、
   前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデル内で測定された第２の空間寸法と比較することと、を含む、方法。
2. 前記比較するステップが、前記第１の空間寸法と前記第２の空間寸法との間の値の差を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 術中、ディスプレイデバイス上に前記値の差を表示することを更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの少なくとも一方を、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの他方に対して操作し、それによって前記値の差を低減することを更に含む、請求項３に記載の方法。
5. 術中、前記コンピューティングシステムで、
   前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記骨折骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第３の空間寸法を、
   前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記対側骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第４の空間寸法と比較することを更に含み、前記第３の空間寸法及び前記第４の空間寸法が、それぞれ、前記第１の空間寸法及び前記第２の空間寸法とは異なる、請求項１に記載の方法。
6. 前記比較するステップが、前記第３の空間寸法と前記第４の空間寸法との間の値の差を計算することを含む、請求項５に記載の方法。
7. 術中、前記コンピューティングシステムで、
   前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記骨折骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第５の空間寸法を、
   前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデルと、前記対側骨の前記表現とのうちの１つ内で測定された第６の空間寸法と比較することを更に含み、前記第５の空間寸法及び前記第６の空間寸法が、それぞれ、前記第３の空間寸法及び前記第４の空間寸法、並びに前記第１の空間寸法及び前記第２の空間寸法とは異なる、請求項６に記載の方法。
8. 前記比較するステップが、前記第５の空間寸法と前記第６の空間寸法との間の値の差を計算することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記ディスプレイデバイス上に前記第３の空間寸法と前記第４の空間寸法との間の前記値の差を術中に表示することと、
   前記ディスプレイデバイス上に前記第５の空間寸法と前記第６の空間寸法との間の前記値の差を術中に表示することと、を更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの少なくとも一方を、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの他方に対して操作し、それによって、前記第３の空間寸法と前記第４の空間寸法との間の前記値の差、及び前記第５の空間寸法と前記第６の空間寸法との間の前記値の差のうちの少なくとも１つを低減すること、を更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第１の空間寸法及び前記第２の空間寸法が、前記骨折骨及び前記対側骨のそれぞれの長さである、請求項７に記載の方法。
12. 前記第３の空間寸法が、前記骨折骨の機能軸に対する前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの１つの角形成であり、前記第４の空間寸法が、前記対側骨の機能軸に対する前記対側骨の一部分の角形成であり、前記対側骨の前記一部分が、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片のうちの前記１つに対応する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第５の空間寸法が、前記骨折骨の機能軸を中心とした前記骨折骨の遠位部分に対する前記骨折骨の近位部分のねじりであり、前記第６の空間寸法が、前記対側骨の遠位ねじりに対する前記対側骨の近位部分のねじりであり、前記対側骨の前記近位部分及び前記遠位部分が、前記骨折骨の前記近位部分及び前記遠位部分にそれぞれ対応する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記骨折骨の前記３Ｄ仮想モデル内のランドマークの第１のセットをプロットすることであって、前記第１の空間寸法が、前記ランドマークの第１のセットに関して自律的に測定される、プロットすることと、
    前記対側骨の前記３Ｄ仮想モデル内のランドマークの第２のセットをプロットすることであって、前記第２の空間寸法が、前記ランドマークの第２のセットに関して自律的に測定される、プロットすることと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記ランドマークの第１のセットが、前記第１の骨断片上にプロットされたランドマークの第１のサブセットと、前記第２の骨断片上にプロットされたランドマークの第２のサブセットとを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ランドマークの第２のセットが、
    前記コンピューティングシステムで、前記第１の骨断片に対応する前記対側骨の第１の部分上に自律的にプロットされたランドマークの第３のサブセットと、
    前記コンピューティングシステムで、前記第２の骨断片に対応する前記対側骨の第２の部分上に自律的にプロットされたランドマークの第４のサブセットと、を含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記骨折骨が、大腿骨又は脛骨であり、前記骨折が、前記骨折骨の骨幹に沿って位置し、それによって、前記第１の骨断片及び前記第２の骨断片、並びに前記対側骨の第１の部分及び第２の部分の各々が、前記骨幹の一部分を含み、ランドマークの前記第１のサブセット、前記第２のサブセット、前記第３のサブセット及び前記第４のサブセットの各々が、前記骨幹のそれぞれの前記一部分の解剖軸に実質的に近似するそれぞれの錐台軸を画定するそれぞれの錐台を画定する、請求項１５に記載の方法。
18. 前記コンピューティングシステムが、各錐台軸と患者の解剖学的構造の中心長手方向軸との間のそれぞれの角形成を計算する、請求項１７に記載の方法。
19. 方法であって、
    術中、患者の骨折骨を撮像し、コンピューティングシステムで前記骨折骨の表現を得ることであって、前記骨折骨が、少なくとも第１の骨断片、及び骨折によって前記第１の骨断片から分離されている第２の骨断片を画定し、前記骨折骨の前記表現が、前記骨折骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された、前記骨折骨の合成された一連の画像を含む、ことと、
    術中、前記患者の対側骨を撮像し、前記コンピューティングシステムで前記対側骨の表現を得ることであって、前記対側骨の前記表現が、前記対側骨の長さに沿って間隔をあけて撮影された、前記対側骨の合成された一連の画像を含む、ことと、
    術中、前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記表現、及び前記対側骨の前記表現のうちの一方に提示された少なくとも２つの解剖学的ランドマークに関して画定された第１の空間寸法を測定することと、
    術中、自動的に、前記コンピューティングシステムで、前記骨折骨の前記表現、及び前記対側骨の前記表現のうちの他方に提示された前記少なくとも２つの解剖学的ランドマークの対側対応物を識別することと、
    術中、前記コンピューティングシステムで、前記少なくとも２つの解剖学的ランドマークの前記対側対応物に関して画定された第２の空間寸法を測定することと、を含む、方法。
20. 前記骨折骨及び前記対側骨の前記合成された一連の画像が各々、それぞれの前記骨折骨及び前記対側骨の全長を描くように、共にステッチングされたそれぞれの複数のＸ線画像を含む、請求項１９に記載の方法。

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