JP4545400B2 - 髄内釘に対する止めねじの遠位ターゲッティング - Google Patents
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Description
磁界位置合わせ装置22を使用するために初めに、必要な全ての外科的切除、骨14の入口の形成、並びに髄腔12の準備を、従来の侵襲性技術或いは最小侵襲性技術を利用者が適宜用いて行う。髄内釘10を、骨折部16の前後に延在するように髄腔12内に挿入する。上記したように金属が反応しないようにする金属イミュニティ技術を用いるが、磁気的に影響を与える物体を手術現場から取り除く。操作者が、位置合わせパッド28に必要な全てのオフセット情報を入力し、位置合わせパッド28をボア18の推定位置に配置し、開口34をボア18の方向に向ける。センサ24及び磁界発生用モジュール30に動力を供給する。スクリーンディスプレイ36及びスピーカ38による表示及び音を操作者が利用して、位置合わせパッド28の位置及び向きを最適化する。最適な整合が得られたら、位置合わせパッド28をその位置に保持して、好ましくは位置合わせパッド28の開口34を穿孔のガイドとして用いて骨14の皮質内に孔を開ける。固定部材20をボア18内に挿入して固定する。次に、位置合わせパッド28を固定部材20から取り外して、手術現場から除去する。次に、外科手術を通常通り行って終了する。
(A) ターゲットに対する器具の位置及び向きを決定するための遠位ターゲッティング装置であって、
前記ターゲットに対して前記器具を案内するための可動ガイド組立体と、
駆動信号に応答して既知の区別可能な磁界を生成する、前記ガイド組立体に設けられた複数の磁界発生器と、
前記磁界に応答してセンサ信号を生成する、前記ターゲットに対して既知の位置に配置された1或いは複数のセンサであって、前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有する、前記1或いは複数のセンサと、
前記駆動信号及び前記センサ信号に応答して、前記ガイド組立体上の或る点の3つの位置座標と前記ガイド組立体の軸の2つの方位座標とを生成する信号処理装置と、
前記信号処理装置に応答して、前記ターゲットに対する前記点の位置並びに前記ガイド組立体の前記軸と前記ターゲットの前記軸との間のアライメントの指示を表示するディスプレイとを含むことを特徴とする遠位ターゲッティング装置。
(1)前記ディスプレイが前記ガイド組立体と一体であることを特徴とする実施態様(A)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(2)前記ディスプレイが、丸と十字線の表示を含むことを特徴とする実施態様(A)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(3)前記センサが無線センサであることを特徴とする実施態様(A)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(4)更に、制御ユニットと、前記制御ユニットの制御信号に応答する複数の外部磁界発生器とを含み、前記外部磁界発生器によって生成された外部磁界が前記センサに動力を供給することを特徴とする実施態様(A)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(5)前記外部磁界が更に、前記駆動信号を前記ガイド組立体の前記磁界発生器に供給することを特徴とする実施態様(4)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(7)前記ターゲットが中空の矯正装具を含み、前記センサを前記矯正装具内に挿入可能であることを特徴とする実施態様(A)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(8)前記ターゲットが髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(7)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(9)前記センサが前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(A)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(10)前記ターゲットが髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(9)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(B) ターゲットに対する器具の位置及び向きを決定するための遠位ターゲッティング装置であって、
前記ターゲットに対して前記器具を案内するための可動ガイド組立体と、
駆動信号に応答して既知の区別可能な磁界を生成する、前記ガイド組立体に設けられた複数の磁界発生器と、
前記磁界に応答してセンサ信号を生成する、前記ターゲットに対して既知の位置に配置された1或いは複数のセンサであって、前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有する、前記1或いは複数のセンサと、
前記駆動信号及び前記センサ信号に応答して、前記ガイド組立体上の或る点の3つの位置座標と前記ガイド組立体の軸の2つの方位座標とを生成する信号処理装置と、
前記ガイド組立体に取り付けられ、前記ガイド組立体と共に移動可能な位置合わせパッドであって、前記信号処理装置に応答して、前記ターゲットに対する前記点の距離及び位置、並びに前記ガイド組立体の前記軸と前記ターゲットの前記軸との間のアライメントの量的な指示を提供する、前記位置合わせパッドとを含むことを特徴とする遠位ターゲッティング装置。
(12)前記センサが無線センサであることを特徴とする実施態様(B)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(13)更に、制御ユニットと、前記制御ユニットの制御信号に応答する複数の外部磁界発生器とを含み、前記外部磁界発生器によって生成された外部磁界が前記センサに動力を供給することを特徴とする実施態様(B)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(14)前記外部磁界が更に、前記駆動信号を前記ガイド組立体の前記磁界発生器に供給することを特徴とする実施態様(13)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(15)前記量的な指示が、5つの位置及び方位座標を含むことを特徴とする実施態様(B)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(17)前記矯正装具が髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(16)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(18)前記センサが前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(B)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(19)前記ターゲットが髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(18)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(20)更に、位置合わせ磁界検出器を有する複数の位置合わせ要素を含み、前記位置合わせ要素が、固定された基準フレームに対して既知の位置に配置されており、前記信号処理装置が前記位置合わせ要素に応答して、前記点の前記位置の補正された指示を決定することを特徴とする実施態様(B)に記載の遠位ターゲッティング装置。
前記ターゲットに対して前記器具を案内するためのハンドヘルド可動ガイド組立体と、
駆動信号に応答して既知の区別可能な磁界を生成する、前記ガイド組立体に設けられた複数の磁界発生器と、
前記磁界に応答してセンサ信号を生成する、前記ターゲットに対して既知の位置に配置された複数のセンサであって、前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有する、前記複数のセンサと、
前記駆動信号及び前記センサ信号に応答して、前記ガイド組立体上の或る点の3つの位置座標と前記ガイド組立体の軸の2つの方位座標とを生成する、前記ガイド組立体に配設された信号処理装置と、
前記信号処理装置に応答して、前記ターゲットに対する前記点の距離及び位置、並びに前記ガイド組立体の前記軸と前記ターゲットの前記軸との間のアライメントの量的な指示を提供する、前記ガイド組立体に配設された位置合わせパッドであって、前記量的な指示を表示するためのディスプレイを含む、前記位置合わせパッドとを含むことを特徴とする遠位ターゲッティング装置。
(21)前記ディスプレイが前記ガイド組立体と一体であることを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(22)前記ディスプレイが丸と十字線の表示を含むことを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(23)前記センサが無線センサであることを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(24)前記ディスプレイが更に、前記ガイド組立体の前記軸と前記ターゲットの前記軸との間のずれの量的な指示を表示することを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(25)更に、制御ユニットと、前記制御ユニットの制御信号に応答する複数の外部磁界発生器とを含み、前記外部磁界発生器によって生成された外部磁界が前記センサに動力を供給することを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(27)前記量的な指示が、5つの位置及び方位座標を含むことを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(28)前記ターゲットが中空の矯正装具を含み、前記センサを前記矯正装具内に挿入可能であることを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(29)前記矯正装具が髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(28)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(30)前記センサが前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(32)更に、位置合わせ磁界検出器を有する複数の位置合わせ要素を含み、前記位置合わせ要素が、固定された基準フレームに対して既知の位置に配置されており、前記信号処理装置が前記位置合わせ要素に応答して、前記点の前記位置の補正された指示を決定することを特徴とする実施態様(C)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(D) ターゲットに対する器具の位置及び向きを決定するための遠位ターゲッティング装置であって、
前記ターゲットに対して前記器具を案内するための可動ガイド組立体と、
駆動信号に応答して既知の区別可能な磁界を生成する、前記ガイド組立体に設けられた複数の磁界発生器と、
前記磁界に応答してセンサ信号を生成する、前記ターゲットに対して既知の位置に配置された1或いは複数のセンサであって、前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有する、前記1或いは複数のセンサと、
前記ターゲットの位置と前記ガイド組立体の位置との間の差に応答する第1の出力並びに前記ガイド組立体の軸の方向と前記ターゲットの前記軸の方向との間の差に応答する第2の出力を有する、前記センサ信号及び前記駆動信号に応答する前記ガイド組立体に配設された信号処理装置と、
前記信号処理装置に応答して前記第1の出力及び前記第2の出力の量的な指示を表示する、前記ガイド組立体に配設されたディスプレイとを含むことを特徴とする遠位ターゲッティング装置。
(33)前記ディスプレイが前記ガイド組立体の一体であることを特徴とする実施態様(D)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(34)前記ディスプレイが丸と十字線の表示を含むことを特徴とする実施態様(D)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(35)前記センサが無線センサであることを特徴とする実施態様(D)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(37)前記外部磁界が更に、前記駆動信号を前記ガイド組立体の前記磁界発生器に供給することを特徴とする実施態様(36)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(38)前記ターゲットが中空の矯正装具を含み、前記センサを前記矯正装具内に挿入可能であることを特徴とする実施態様(D)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(39)前記ターゲットが髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(38)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(40)前記センサが前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(D)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(42)更に、位置合わせ磁界検出器を有する複数の位置合わせ要素を含み、前記位置合わせ要素が、固定された基準フレームに対して既知の位置に配置されており、前記信号処理装置が前記位置合わせ要素に応答して、前記ターゲットの前記位置の補正された指示を決定することを特徴とする実施態様(D)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(E) ターゲットに対する器具の位置及び向きを決定するための遠位ターゲッティング装置であって、
前記ターゲットに対して前記器具を案内するための可動ガイド組立体と、
前記ターゲットに対して既知の位置に配置された、前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有する磁石と、
前記ガイド組立体に配設された、前記磁石の磁界に応答して磁界検出器信号を生成する複数の磁界検出器と、
前記ターゲットの位置と前記ガイド組立体の位置との間の差並びに前記ガイド組立体の軸の方向と前記ターゲットの前記軸の方向との間の差を表す出力を有する前記磁界検出器信号に応答する、前記ガイド組立体に配設された信号処理装置と、
前記信号処理装置に応答して、前記ターゲットの位置と前記ガイド組立体の位置との間の前記差を表す第1の指示と前記ガイド組立体の前記軸の方向と前記ターゲットの前記軸の方向との間の前記差を表す第2の指示を表示する、前記ガイド組立体に配設されたディスプレイとを含むことを特徴とする遠位ターゲッティング装置。
(43)前記ディスプレイが前記ガイド組立体と一体であることを特徴とする実施態様(E)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(44)前記第1の指示及び前記第2の指示が、丸と十字線の表示を含むことを特徴とする実施態様(E)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(45)前記ターゲットが中空の矯正装具を含み、前記磁石を前記矯正装具内に挿入可能であることを特徴とする実施態様(E)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(47)前記磁石が前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(E)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(48)前記ターゲットが髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(47)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(49)更に、位置合わせ磁界検出器を有する複数の位置合わせ要素を含み、前記位置合わせ要素が、固定された基準フレームに対して既知の位置に配置されており、前記信号処理装置が前記位置合わせ要素に応答して、前記ターゲットの前記位置の補正された指示を決定することを特徴とする実施態様(E)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(F) ターゲットに対する器具の位置及び向きを決定するための遠位ターゲッティング装置であって、
前記ターゲットに対して前記器具を案内するための可動ガイド組立体と、
前記ガイド組立体に設けられた1或いは複数の第1の磁界要素と、
前記ターゲットに対して既知の位置に配置された1或いは複数の第2の磁界要素とを含み、前記第1の磁界要素及び前記第2の磁界要素がセンサ或いは磁界発生器であり、前記第1の磁界要素及び前記第2の磁界要素の少なくとも1つが前記センサであり、前記磁界発生器が駆動信号に応答して既知の区別可能な磁界を発生し、前記センサが前記磁界に応答してセンサ信号を生成し、前記センサが前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有しており、更に、
前記磁界発生器である1或いは複数の第3の磁界要素と、
前記駆動信号及び前記センサ信号に応答して、前記ガイド組立体上の或る点の3つの位置座標と前記ガイド組立体の軸の2つの方位座標とを生成する信号処理装置と、
前記信号処理装置に応答して、前記ターゲットに対する前記点の位置並びに前記ガイド組立体の前記軸と前記ターゲットの前記軸との間のアライメントの指示を表示するディスプレイとを含むことを特徴とする遠位ターゲッティング装置。
(50)前記第1の磁界要素が前記磁界発生器であり、前記第2の磁界要素が前記センサであり、前記第2の磁界要素が前記第1の磁界要素及び前記第3の磁界要素の区別可能な磁界に応答することを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(52)前記第1の磁界及び前記第2の磁界が前記センサであることを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(53)前記第1の磁界要素及び前記第2の磁界要素が無線式であって、前記第3の磁界要素の磁界によって動力が供給されることを特徴とする実施態様(52)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(54)前記ディスプレイが前記ガイド組立体と一体であることを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(55)前記ディスプレイが丸と十字線の表示を含むことを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(57)前記指示が5つの位置及び方位座標を含むことを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(58)前記ターゲットが中空の矯正装具を含み、前記センサを前記矯正装具内に挿入可能であることを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(59)前記ターゲットが髄内釘を含むことを特徴とする実施態様(58)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(60)前記センサが前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(62)更に、位置合わせ磁界検出器を有する複数の位置合わせ要素を含み、前記位置合わせ要素が、固定された基準フレームに対して既知の位置に配置されており、前記信号処理装置が前記位置合わせ要素に応答して、前記点の前記位置の補正された指示を決定することを特徴とする実施態様(F)に記載の遠位ターゲッティング装置。
(G) ターゲットに対する器具の位置及び向きを決定するための方法であって、
1或いは複数の区別可能な磁界を生成するステップと、
前記ターゲットから所定の位置における前記各磁界の強さ及び向きを検出するステップと、
前記ターゲットに前記器具を向けるためのハンドヘルド可動ガイド組立体を用意するステップと、
前記ターゲットに対する前記組立体の或る点の位置並びに前記組立体の軸と前記ターゲットの軸との間のアライメントを表示するディスプレイを前記組立体に設けるステップと、
前記検出するステップの後に、前記ターゲットに対する前記点の位置座標を計算するステップとを含むことを特徴とする方法。
(63)前記ディスプレイが、丸と十字線の表示を用いて前記点の前記位置を示すことを特徴とする実施態様(G)に記載の方法。
(64)前記検出するステップが無線センサを用いて行われることを特徴とする実施態様(G)に記載の方法。
(65)前記ターゲットが中空の矯正装具を含み、前記無線センサを前記矯正装具内に挿入可能であることを特徴とする実施態様(64)に記載の方法。
(67)前記無線センサが前記ターゲットと一体であることを特徴とする実施態様(64)に記載の方法。
(68)前記ディスプレイが、5つの位置及び方位座標を表示することを特徴とする実施態様(G)に記載の方法。
(69)前記磁界を生成するステップが、前記磁界を前記ターゲットの近傍に生成して行われ、前記検出するステップが前記ターゲットから離れた位置で行われることを特徴とする実施態様(G)に記載の方法。
(70)前記磁界を生成するステップが、前記磁界を前記ターゲットから離れた位置で生成して行われ、前記検出するステップが前記ターゲットの近傍で行われることを特徴とする実施態様(G)に記載の方法。
12 髄腔
14 骨
16 骨折部
18 ボア
20 固定部材
22 磁界位置合わせ装置
24 磁気センサ
28 位置合わせパッド
30 磁界発生用モジュール
34 開口
36 ディスプレイ
38 スピーカ
64 ボアの主軸
66 アンテナ
68 制御ユニット
70 信号
72 ガイド部分の主軸
76 丸と十字線の表示
78 トランスポンダ
80 出力コイル
82 センサコイル
84 チップ
86 電圧/周波数変換器
88 高周波出力ドライバ
92 クロックシンクロナイザー
94 制御回路
96 受信機
98 処理装置
Claims (15)
- ターゲット(10)に対する器具(20)の位置及び向きを決定するための遠位ターゲッティング装置(144)であって、
前記ターゲット(10)に対して前記器具(20)を案内するための可動ガイド組立体(74)と、
前記ガイド組立体(74)に設けられた1或いは複数の第1の磁界要素(30;128;140)と、
前記ターゲット(10)に対して既知の位置に配置され、前記ターゲットの軸と既知のアライメントを有している、1或いは複数の第2の磁界要素(24;114;132;136)と、
を含み、
前記第1の磁界要素(30;128;140)及び前記第2の磁界要素(24;114;132;136)の少なくとも1つがセンサであり、
前記遠位ターゲッティング装置は、更に、駆動信号に応答して既知の区別可能な磁界を発生する磁界発生器を含み、
前記少なくとも一つのセンサが前記磁界に応答してセンサ信号を生成し、
当該遠位ターゲッティング装置は、更に、
位置合わせ磁界検出器を有し、固定された基準フレームに対して既知の位置に配置される、複数の位置合わせ要素(146)と、
前記駆動信号及び前記センサ信号に応答して、前記ガイド組立体上の或る点の3つの位置座標と前記ガイド組立体(74)の軸(72)の2つの方位座標とを生成する信号処理装置(68)と、
前記信号処理装置(68)に応答して、前記ターゲット(10)に対する前記点の位置並びに前記ガイド組立体の前記軸と前記ターゲットの前記軸との間のアライメントの指示を表示するディスプレイ(36)と、
を含み、
前記信号処理装置(68)は、位置合わせ要素(146)に応答して、前記点の位置の補正された指示を決定する、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1において、
前記第1の磁界要素(30;128;140)が前記磁界発生器であり、前記第2の磁界要素(24;114;132;136)が前記センサであり、前記第2の磁界要素が前記第1の磁界要素の区別可能な磁界に応答する、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1において、
前記第1の磁界要素(30;128;140)が前記センサであり、前記第2の磁界要素(24;114;132;136)が前記磁界発生器であり、前記第1の磁界要素が前記第2の磁界要素の区別可能な磁界に応答する、ターゲッティング装置。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
制御ユニット(126)と、この制御ユニットの制御信号に応答する少なくとも1つの第3の磁界要素(124)とをさらに含む、制御ユニット - 請求項4において、
前記第1の磁界(30;128;140)及び前記第2の磁界(24;114;132;136)が前記センサである、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項5において、
前記第1の磁界要素(30;128;140)及び前記第2の磁界要素(24;114;132;136)が無線式であって、前記第3の磁界要素の磁界によって動力が供給される、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜6のいずれかにおいて、
前記ディスプレイ(36)が前記ガイド組立体(74)と一体である、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜7のいずれかにおいて、
前記ディスプレイ(36)が丸と十字線の表示(76)を含む、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜8のいずれかにおいて、
前記センサが無線センサである、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜9のいずれかにおいて、
前記指示が5つの位置及び方位座標を含む、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜10のいずれかにおいて、
前記ターゲットが中空の矯正装具(10)を含み、第2の磁界要素(24;114;132;136)は前記矯正装具内に挿入可能である、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜11において、
第2の磁界要素(24;114;132;136)は前記ターゲット(10)と一体である、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜12のいずれかにおいて、
前記ターゲットはボア(18)を有する髄内釘(10)を含む、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜13のいずれかにおいて、
前記可動ガイド組立体(74)は手に持って用いられる、遠位ターゲッティング装置。 - 請求項1〜14のいずれかにおいて、
前記ディスプレイ(36)は、前記ガイド組立体(74)の前記軸(72)と前記ターゲット(10)の前記軸(64)との間のアライメントの質的な指示を表示する、遠位ターゲッティング装置。
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