JP5602471B2 - 膝関節の力を決定するための装置 - Google Patents

Description

開示の内容

〔関連する米国特許出願の相互参照〕
ジェイソン・シャーマン（Jason Sherman）による、２００９年３月３１日に出願された、「関節力データを表示するための装置及び方法（DEVICE AND METHOD FOR DISPLAYING JOINT FORCE DATA）」と題された米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号；ミック・ロック（Mick Rock）による、２００９年３月３１日に出願された、「整形外科的処置を実施する方法（METHOD FOR PERFORMING AN ORTHOPAEDIC SURGICAL PROCEDURE）」と題された米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号；ジェイソン・シャーマンによる、２００９年３月３１日に出願された、「患者の関節の力を決定するための装置及び方法（DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING FORCES OF A PATIENT'S JOINT）」と題された米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号；及びジェイソン・シャーマンによる、２００９年３月３１日に出願された、「関節力データを表示するためのシステム及び方法（SYSTEM AND METHOD FOR DISPLAYING JOINT FORCE DATA）」と題された米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号；を相互参照し、これらのそれぞれの全文を参照により本明細書に組み込む。

〔発明の技術分野〕
本開示は、一般的に、整形外科的器具、より具体的には、関節力データを決定及び表示するためのシステム、装置、及び方法に関する。

〔背景技術〕
整形外科的人工関節は、整形外科医により患者に植え込まれて、例えば、患者の骨及び／若しくは軟組織の喪失、外傷による損傷、並びに／又は骨の変形を矯正する、又は別の方法で軽減する。整形外科的人工関節は、患者の関節の一部又は全部を置き換えることができる。例えば、整形外科的人工関節は、患者の膝、股、肩、足、又は他の関節を置き換えることができる。膝を置換する場合、整形外科的人工膝関節は、脛骨トレー、大腿骨コンポーネント、及び脛骨トレーと大腿骨コンポーネントとの間に位置付けられるポリマー挿入物又はベアリングを備えてもよい。場合によっては、人工膝関節は、人工膝蓋骨コンポーネントも含んでもよく、このコンポーネントは、手術により準備された患者の膝蓋骨の後側に固定される。

整形外科的処置の間、外科医は最初に、整形外科的人工関節を受容するために患者の骨を準備する。例えば、膝を置換する整形外科的処置の場合、外科医は、脛骨トレーを取り付ける患者の脛骨近位の一部、大腿骨コンポーネントを取り付ける患者の大腿骨遠位の一部、及び／又は膝蓋骨コンポーネントを取り付ける患者の膝蓋骨の一部を切除してもよい。このような処置中、外科医は、天然の関節の動きに類似する関節運動を生じさせるために、患者の関節の関節力の釣り合いをとる又は他の方法で分配するよう試みる場合がある。そうするために、外科医は、外科的経験を用いて、手作業で適切な関節力の釣り合いを「感じる」ことができる。更に、又は、あるいは、整形外科医は、膝置換処置の場合は靱帯バランサーのような外科的器具を用いて、関節力の釣り合わせ又は分配を補助する場合もある。

更に、低侵襲性整形外科的処置のようないくつかの外科的処置では、外科医はコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システムを信頼して、例えば、外科医の低侵襲性整形外科的処置における操作領域を見る能力を改善する、骨の切断面の位置合わせを改善する、及びこのような切断面の再現性を改善することができる。コンピュータを利用した整形外科的システムは、例えば、実行される外科的処置の外科的工程を図示する画像、及び患者の該当する骨のレンダリングされた画像を表示することにより、整形外科的処置の実行において、外科医を支援する。更に、コンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システムは、患者の骨、インプラント、及び／又は外科的用具の位置を追跡並びに表示することにより、外科医に外科的ナビゲーションを提供する。

〔概要〕
１つの態様によると、整形外科的装置は、脛骨パドル及び脛骨パドルに固定されたハンドルを備えてもよい。脛骨パドルは、患者の脛骨近位と大腿骨遠位の間に位置付けられるように成形されてもよい。整形外科的装置は、脛骨パドル内に位置付けられる、センサ配列を含んでもよい。センサ配列は、患者の脛骨と大腿骨との間の力を示すセンサ信号を発生させるよう構成される複数の圧力センサを含んでもよい。ハンドルが脛骨パドルに固定されてもよく、第１ディスプレイが、ハンドルの端部に固定されてもよい。整形外科的装置はまた、ハンドル内に位置付けられる回路を含んでもよい。回路は、センサ配列からのセンサ信号を受信し、ディスプレイを制御して患者の脛骨と大腿骨との間の力の視覚的指標を提供するよう構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、脛骨パドルは、患者の切除された脛骨近位の、外科的に調製された表面上に位置するように形成されてもよい。加えて、患者の膝蓋骨がその自然な位置にあり、パドルを患者の膝関節に位置付けることができるような向きで、ハンドルが脛骨パドルに固定されてもよい。例えば、ハンドルは、患者の膝関節に位置付けられたときに、患者の膝関節の内側又は外側面から延びてもよい。いくつかの実施形態では、脛骨パドルは、上部パドル筺体、及び底部パドル筐体を含んでもよい。このような実施形態では、脛骨パドルに力が加えられていない場合、上部パドル筐体の外縁は、底部パドル筐体の外縁から離間していることがある。

いくつかの実施形態では、センサ配列は、実質的に円形パターンに配置された圧力センサの内側セット、及び実質的に円形パターンに配置された圧力センサの外側セットを含んでもよい。加えて、センサ配列は、圧力センサの内側セットの後側に位置付けられる第１後側センサ、及び圧力センサの内側セットの前側に位置付けられる第１前側圧力センサを含んでもよい。センサ配列はまた、圧力センサの外側セットの後側に位置付けられる第２後側センサ、及び圧力センサの外側セットの前側に位置付けられる第２前側圧力センサを含んでもよい。加えて、いくつかの実施形態では、複数の圧力センサは、容量性圧力センサとして具体化される。

いくつかの実施形態では、整形外科的装置は更にハンドルの端部に固定される第２ディスプレイを更に含んでもよい。このような実施形態では、ハンドルは、上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体を備えてもよい。第１ディスプレイは、上部ハンドル筐体の端部に固定されてもよく、第２ディスプレイは、底部ハンドル筐体の端部に固定されてもよい。

いくつかの実施形態では、第１ディスプレイは、複数の発光ダイオードとして具体化されてもよい。加えて、回路は、センサ信号に基づく内側力値及び外側力値を決定し、内側力値及び外側力値に基づく相対力値を決定し、並びに相対力値の指標を提供するような方法で複数の発光ダイオードを制御するように構成されてもよい。例えば、回路は、内側力値と外側力値を合計して合計力値を決定し、合計力値に基づいて相対力値を決定し、及び複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動して相対力値の視覚的指標を提供するように構成される。加えて、いくつかの実施形態では、第１ディスプレイは、内側から外側に延びる列に配置される、複数の発光ダイオードとして具体化されてもよい。このような実施形態では、回路は、患者の脛骨と大腿骨との間の力の内側及び外側の釣り合いの視覚的指標を提供するような方法で、複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動するように構成されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、回路は、患者の脛骨と大腿骨との間の力を示すデータを送信するように構成された無線送信機を含んでもよい。

別の態様によると、整形外科的装置は、平面的なセンサ筐体、及び平面的なセンサ筐体に連結され、平面的なセンサ筐体から延びるハンドルを含んでもよい。平面的なセンサ筐体は、患者の膝関節内に位置付けられるように成形されてもよい。複数の圧力センサが、平面的なセンサ筐体内に位置付けられ、膝関節の関節力を示すセンサ信号を発生させるよう構成されてもよい。更に、第１ディスプレイは、ハンドルに連結されてもよい。整形外科的装置はまた、プロセッサ及び記憶装置を含んでもよい。プロセッサは、複数の圧力センサに、電気的に連結されてもよい。記憶装置は内部に記憶された複数の命令を有してもよく、プロセッサにより遂行されるとき、この命令により、プロセッサが第１ディスプレイを制御して、膝関節の関節力の視覚的指標を提供する。

いくつかの実施形態では、整形外科的装置はまた、ハンドルに連結される第２ディスプレイを含んでもよい。このような実施形態では、ハンドルは、上部筐体片及び底部筐体片を含んでもよい。第１ディスプレイは上部筐体片に連結されてもよく、第２ディスプレイは底部筐体片に連結されてもよい。加えて、複数の命令により更に、プロセッサが第２ディスプレイを制御して膝関節の関節力の視覚的指標を提供してもよい。

加えて、いくつかの実施形態では、ディスプレイが、複数の発光ダイオードとして具体化されてもよい。このような実施形態では、複数の命令により更にプロセッサが、センサ信号に基づいて、内側関節力値及び外側関節力値を決定し、内側関節力値及び外側関節力値に基づいて相対関節力値を決定し、相対関節力値の指標を提供するような方法で複数の発光ダイオードを制御してもよい。複数の命令によってまたプロセッサが、内側関節力値及び外側関節力値を合計して合計関節力値を決定し、合計力値に基づいて相対関節力値を決定し、複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動して相対関節力値の視覚的指標を提供してもよい。加えて又は別の方法として、いくつかの実施形態では、ディスプレイは、内側から外側に延びる列に配置される、複数の発光ダイオードとして具体化されてもよい。このような実施形態では、複数の命令により更にプロセッサが、関節力の内側及び外側の釣り合いの視覚的指標を提供するような方法で、複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動してもよい。

更なる態様では、整形外科的装置は、患者の脛骨近位と大腿骨遠位の間に位置付けられるように成形された脛骨パドル、及び脛骨パドルに固定されたハンドルを含んでもよい。整形外科的装置は、脛骨パドル内に位置付けられる、センサ配列を含んでも良い。センサ配列は、患者の脛骨と大腿骨との間の内側力を示すセンサ信号を生成するように構成された、複数の内側に位置する圧力センサ、及び患者の脛骨と大腿骨との間の外側力を示すセンサ信号を生成するように構成された、複数の外側に位置する圧力センサを含んでもよい。ハンドルは、上部筐体片及び底部筐体片を含んでもよい。整形外科的装置は、ハンドルの上部筐体の端部に固定された第１の複数の発光ダイオード、及びハンドルの底部筐体の端部に固定された第２の複数の発光ダイオードを含んでもよい。整形外科的装置はまた、ハンドル内に位置付けられる回路を含んでもよい。回路は、患者の脛骨と大腿骨との間の内側力と外側力との間の相対的な釣り合いの視覚的指標を提供するために、センサ信号に基づいて第１及び第２の複数の発光ダイオードそれぞれの、少なくとも１つの発光ダイオードを起動するように構成されてもよい。

更に別の態様では、患者の膝関節を伸延するための関節伸延具は、センサモジュールを受容し、固定するように構成されたクレードル、クレードルの第１側面に可動的に連結された第１伸延具コンポーネント、及びクレードルの第２側面に可動的に連結された第２伸延具コンポーネントを含んでもよい。第１の伸延具コンポーネントは、第１脛骨パドル及び第１大腿骨パドルを有してもよく、これらは第１の伸延具コンポーネントから外側方向に延びて、センサモジュールの脛骨パドル及び患者の大腿骨の遠位端に繰り返し接触し、第１大腿骨パドルは、第１脛骨パドルに対して可動であり、患者の脛骨と大腿骨との間の第１変位を定める。加えて、第２伸延具コンポーネントは第２脛骨パドル及び第２大腿骨パドルを有してもよく、これらは、第２伸延具コンポーネントから外側方向に延びて、センサモジュールの脛骨パドル及び患者の大腿骨の遠位端に繰り返し接触し、第２大腿骨パドルは第２脛骨パドルに対して可動であり、患者の脛骨と大腿骨との間の第２変位を定める。第１伸延具コンポーネント及び第２伸延具コンポーネントは、クレードルに対して外側方向に可動であってもよく、伸延具コンポーネントのうちの一方を、もう一方の伸延具コンポーネントを越えて、一般的な伸展方向で、選択的に延ばすことを可能にする。

いくつかの実施形態では、クレードル内にセンサモジュールを固定するために、クレードルは留め機構を含んでもよい。加えて、第１伸延具コンポーネントは、第１脛骨及び大腿骨パドルに連結された第１のハンドル対、及び第１のハンドル対の端部上に位置付けられる第１留め機構を含んでもよい。第１留め機構は、第１脛骨及び大腿骨パドルを、第１の選択された位置に留めるように動作可能であり得る。加えて、第２伸延具コンポーネントは、脛骨及び大腿骨パドルに連結された第２のハンドル対、及び第２のハンドル対の端部上に位置付けられる第２留め機構を含んでもよい。第２留め機構は、第２脛骨及び大腿骨パドルを、第２の選択された位置に留めるように動作可能であり得る。

いくつかの実施形態では、第１脛骨パドル、及び第１大腿骨パドルは、接触位置に偏っていてもよい。加えて、第２脛骨パドル及び第２大腿骨パドルは、接触位置に偏っていてもよい。更に、いくつかの実施形態では、クレードルは、第１伸延具コンポーネントを第１の選択された伸展位置に固定するための第１留め機構、及び、第２伸延具コンポーネントを第２の選択された伸展位置に固定するための第２留め機構を含んでもよい。

詳細な説明は、特に以下の図面を参照する。
患者の関節の関節力データを測定及び表示するためのシステムの１つの実施形態の略図。 図１のシステムのセンサモジュールの１つの実施形態の斜視図。 図２のセンサモジュールの上部面の平面図。 図２のセンサモジュールの底面の平面図。 図２のセンサモジュールの分解斜視図。 図２のセンサモジュールの端部の正面図。 図２のセンサモジュールのディスプレイ用のディスプレイプロトコルの１つの実施形態のグラフ。 図２のセンサモジュールのセンサ配列の１つの実施形態の略図。 図２のセンサモジュールのセンサ配列の別の実施形態の略図。 図２のセンサモジュールの電気回路の１つの実施形態の略ブロック図。 図２のセンサモジュールにより遂行することができる関節力のデータを決定及び表示する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図２のセンサモジュールにより遂行することができる相対的関節力のデータを表示する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのセンサモジュールの別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのディスプレイモジュールの１つの実施形態の斜視図。 図２０のディスプレイモジュールの平面図。 図２０のセンサモジュールの電気回路の１つの実施形態の略ブロック図。 関節力データを表示する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図２０のディスプレイモジュール上に、ユーザに対して表示され得る例示的スクリーンショット。 図２０のディスプレイモジュール上に、ユーザに対して表示され得る例示的スクリーンショット。 図２０のディスプレイモジュール上に、ユーザに対して表示され得る例示的スクリーンショット。 図２のセンサモジュールが連結された、図１のシステムの関節伸延具（joint distactor）の１つの実施形態の斜視図。 図２７の関節伸延具の端部の正面図。 図２７の関節伸延具の平面図。 図２７の関節伸延具の側面図。 図１のシステムの関節伸延具の別の実施形態の斜視図。 図１のシステムのコンピュータを利用した外科的システムの１つの実施形態の略ブロック図。 図３２のコンピュータを利用した外科的システムを用いて整形外科的処置を実行する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図３２のコンピュータを利用した外科的システムにより遂行することができるナビゲーション及び関節力を決定並びに表示する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図３２のコンピュータを利用した外科的システムにより遂行することができる患者の関節の屈曲角及び関節力を決定並びに表示する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図１のシステムを用いて整形外科的処置を実行する方法の１つの実施形態の略フロー図。 図２のセンサモジュールを用いる整形外科的処置中の伸展状態にある患者の関節の斜視図。 伸延具及び図２０のセンサモジュールを用いる整形外科的処置中の患者の関節の斜視図。 図２のセンサモジュールを用いる整形外科的処置中の屈曲状態にある患者の関節の別の斜視図。 図２のセンサモジュールを用いる整形外科的処置中の伸展状態にある患者の関節の別の斜視図。 図２のセンサモジュールを用いる整形外科的処置中の屈曲状態にある患者の関節の別の斜視図。

〔図面の詳細な説明〕
本開示の概念には様々な改変及び代替的形態が考えられるが、その特定の例示的な実施形態を図面に例として示し、本明細書に詳しく述べる。ただし、本開示の概念を開示される特定の形態に限定することを何ら意図するものではなく、その逆に、添付の「特許請求の範囲」において定義される発明の趣旨及び範囲に包含されるすべての改変物、均等物及び代替物を網羅することを意図するものである点を理解すべきである。

解剖学的参照を表す前側、後側、内側、外側、上、下等の用語は、本開示全体にて、本明細書に記載する整形外科的インプラントと、患者の天然の解剖学的構造との両方に関して使用され得る。これらの用語は、解剖学的構造の研究及び整形外科の分野の両方にて十分理解される意味を有する。明細書及び特許請求の範囲におけるこれらの解剖学的参照用語の使用は、特に言及しない限り、それらの十分理解された意味と一致することが意図される。

ここで図１を参照すると、１つの実施形態では、整形外科的処置中に患者の関節の関節力を決定及び表示するためのシステム１０は、センサモジュール１２、手持ち式ディスプレイモジュール１４、及び関節伸延具１６を含む。システム１０はまた、いくつかの実施形態では、コンピュータを利用した外科的システム（ＣＡＯＳ）システム１８を備えてもよい。以下により詳細に論じるように、センサモジュール１２は、患者の関節に挿入されるように構成され、整形外科医に関節力の視覚的指標を提供する。例えば、１つの例示的実施形態では、センサモジュール１２は、患者の膝関節の内側−外側関節力の相対又は釣り合いの視覚的指標を提供する。センサモジュール１２はまた、無線通信リンク２０を介して手持ち式ディスプレイモジュール１４に、及び／又は無線通信リンク２２を介してコンピュータを利用した外科的システム１８に、関節力データを送信するように構成されてもよい。それに応答して、ディスプレイモジュール１４及び／又はコンピュータを利用した外科的システム１８は、関節力データ、又はそれに由来するデータを整形外科医に表示するように構成される。更に、全又は部分膝関節形成処置のような整形外科的処置の実行中、センサモジュール１２は関節伸延具１６に連結されて、以下に論じるような伸延中の患者の関節の関節力の視覚的指標を提供することができる。

ここで図２〜１０を参照すると、センサモジュール１２は、センサ筐体３０及びセンサ筐体３０に連結されたハンドル３２を含む。センサ筐体３０は、患者の関節に位置付けられるような大きさ及び形状である。例示的実施形態では、センサ筐体３０は、脛骨パドル３４として具体化され、これは患者の膝関節に位置付けられるような形状である。しかしながら、センサ筐体３０は、図１１及び１２に関連して以下に詳細に論じるように、他の実施形態では、患者の他の関節に用いられるように構成されてもよい。

使用中、脛骨パドル３４は、患者の切除された脛骨の近位平坦部上に位置付けられるように構成される（例えば、図２９〜３３を参照）。以下に詳細に論じるように、脛骨パドル３４は、患者の脛骨に接触して定置されてもよく、介在するプラットホーム又は他の部材上に定置されてもよい。更に、センサモジュール１２を、患者の左膝に用いてもよく、右膝に用いてもよい。例えば、センサモジュール１２を、脛骨パドル３４が内側被膜切開（medial capsular incision）を介して患者の左膝に挿入される、内側外科的アプローチを介して患者の左膝に用いてもよい。このような位置では、以下に論じるように、ハンドル３２は、内側被膜切開から延在する。あるいは、センサモジュール１２を単純に反転させる又はひっくり返すことにより、モジュール１２は、脛骨パドル３４が外側被膜切開を介して患者の左膝に挿入される、外側外科的アプローチを介して患者の左膝に用いてもよい。再び、このような位置では、ハンドル３２は、外側被膜切開から延在する。

よって、センサモジュール１２は、内側又は外側外科的アプローチを用いて、患者の左膝又は右膝に用い得ることを理解すべきである。記載を明確にするために、センサモジュール１２及びシステム１０は、以下で、内側外科的アプローチを用いる（すなわち、患者の関節に接近するために内側被膜切開を用いる）整形外科的処置を参照して論じる。しかしながら、このような記載は同様に外側外科的アプローチ処置にも適用可能であることを理解すべきである。よって、いくつかの構造は、モジュール１２が外側外科的アプローチ処置で用いられるとき、このような参照が反転又は切り換えられるという了解の下で、特定の解剖学的参照（例えば、外側及び内側）を用いて記載する。例えば、脛骨パドル３４の「内側」は、外側外科的アプローチ処置で用いられるとき、脛骨パドル３４の「外側」になる。

脛骨パドル３４は、実質的に平面であり、一般的に患者に植え込まれる整形外科的人工関節の形状に対応する形状を有する。例えば、例示的実施形態では、脛骨パドル３４は、一般的に特定の大きさの人工膝関節に対応する形状を有する。しかしながら、以下により詳細に論じるような他の実施形態では、パドル３４（又はセンサ筐体３０）は、一般的に人工股関節、人工肩関節、人工足関節、人工脊椎、又は人工膝蓋骨のような、他の種類の整形外科的人工器官に対応する形状を有してもよい。

例示的脛骨パドル３４は、湾曲した前側面３６、湾曲した外側面３８、湾曲した内側面４０、及び湾曲した後側面４２を含み、それぞれ整形外科的人工膝関節の脛骨ベアリングの形状に近似した形状である。再び、上記で論じたように、外側面３８及び内側面４０は、それぞれ、センサモジュール１２が外側外科的アプローチ処置で用いられる実施形態では、外側面及び内側面である。後側面４２は、後側切り込み４４を備えて、脛骨パドル３４を後側十字靱帯のような患者の関節の軟組織の周りに位置付けることができる。更に、いくつかの実施形態では、後側切り込み４４はまた、可動性ベアリング跡（mobile bearing trails）を回転させるための跡柱（trail post）のような他の外科的装置の取り付け台を提供することもできる。更に、いくつかの実施形態では、後側切り込み４４は、固定及び／若しくは可動性脛骨トライアル等のような他の整形外科的装置の取り付け台を提供するように、延在してもよく、又は別の方法で他の構成を有してもよい。

脛骨パドル３４の全体の大きさは、患者の具体的な解剖学的構造に基づいて選択することができる。例えば、いくつかの実施形態では、脛骨パドル３４は、様々な大きさの患者に適合するように種々の大きさで提供されてもよい。パドル３４（及びセンサ筐体３０）の一般的な形状及び大きさは、パドル３４又は筐体３０が、周囲の軟組織に悪影響を及ぼすことのないように、関連する患者の骨の解剖学的構造に対して著しく突き出さないよう設計及び選択されることが理解されるべきである。

ハンドル３２は、ハンドル３２の第１端部５４に連結された１対のディスプレイ５０、５２を含む。第１端部５４に対向するハンドル３２の第２端部５６は、脛骨パドル３４に連結される。図２の例示的実施形態では、ハンドル３２及び脛骨パドル３４は、実質的にモノリシック構造である。しかしながら、他の実施形態では、脛骨パドル３４は、好適な連結装置等を介してハンドル３２に取り外し可能に連結されてもよい。

図３及び４に例示するように、ハンドル３２は脛骨パドル３４の側面から延在する。例示的実施形態では、ハンドル３２は、内側面４０（これは、センサモジュール１２が外側外科的アプローチ処置で用いられるとき外側面である）から延在する。ハンドル３２はパドル３４の側面から延在するため、脛骨パドル３４は、患者の膝蓋骨を亜脱臼又は外転させる必要なく患者の膝関節に位置付けることができることを理解すべきである。つまり、脛骨パドル３４は、天然の位置では、患者の膝蓋骨を用いて患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に適切に位置付けられ得る。

整形外科医により用いられる具体的な外科的アプローチに応じて、外科医は、脛骨パドル３４が関連する被膜切開を通して患者の膝関節に挿入されるように、センサモジュール１２を適切な配向に反転させてもよい。いずれかの配向では、ハンドル３２は被膜切開から延在し、整形外科医はディスプレイ５０、５２の少なくとも１つを見ることができる。例えば、整形外科医が患者の左膝に内側外科的アプローチを用いている場合、整形外科医は、脛骨パドル３４が膝関節に挿入され、整形外科医がディスプレイ５０を見ることができるとき、ハンドル３２が患者の膝の内側面から延在するように（内側被膜切開を通して）、図３に例示する配向でセンサモジュール１２を位置付けることができる。あるいは、整形外科医が患者の左膝に外側外科的アプローチを用いている場合、整形外科医は、脛骨パドル３４が膝関節に挿入され、整形外科医がディスプレイ５２を見ることができるとき、ハンドル３２が患者の膝の外側面から延在するように（外側被膜切開を通して）、図４に例示する配向でセンサモジュール１２を位置付けることができる。

上記のように、センサモジュール１２は、整形外科的処置の実行中、整形外科医を支援するように構成される。よって、センサモジュール１２は、生体適合性材料から形成される外部筐体５８を含む。例えば、外部筐体５８は、生体適合性プラスチック又はポリマーから形成されてもよい。１つの具体的な実施形態では、センサモジュール１２は単回使用のために構成され、よって無菌形態で提供される。例えば、センサモジュール１２は、無菌包装で提供されてもよい。しかしながら、脛骨パドル３４がハンドル３２に取り外し可能に連結される実施形態では、脛骨パドル３４は単回使用のために設計してもよく、ハンドル３２はオートクレーブ処置等を介して再利用可能に構成されてもよい。

図５に例示するように、センサモジュール１２の外部筐体５８は、上方筐体６０及び下方筐体６２を含み、これらは互いに連結される。いくつかの実施形態では、上方筐体６０及び下方筐体６２は、互いに鏡像である。上方筐体６０は、上方脛骨パドル筐体６４及び上方ハンドル筐体６６を含む。同様に、下方筐体６２は、下方脛骨パドル筐体６８及び下方ハンドル筐体７０を含む。

ディスプレイ５０は、上方筐体６０の端部５４に連結され、ディスプレイ５２は下方筐体６２の５４に連結される。図６に例示するように、ディスプレイ５０、５２は、発光ダイオードの配列として例示的に具体化される。しかしながら、他の実施形態では、ディスプレイ５０、５２は、液晶ディスプレイ、分割ディスプレイ等のような他の種類のディスプレイとして具体化されてもよい。図６の例示的実施形態では、ディスプレイ５０、５２はそれぞれ、５つの別々の発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８を含む。以下により詳細に論じるように、中央の発光ダイオード８４は、患者の膝関節の内側−外側関節力がほぼ等しいときに点灯する。更に、発光ダイオード８０及び／又は８２は、患者の膝関節の内側関節力が所定の閾値だけ外側関節力より大きいとき点灯し、発光ダイオード８６及び８８は、患者の膝の外側関節力が所定の閾値だけ内側関節力より大きいとき点灯する（再び内側外科的アプローチと見なす）。図６に示すように、ディスプレイ５０、５２の発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８は、配向にかかわらず（すなわち、上方筐体６０又は下方筐体６２のいずれかが上方を向くかどうかにかかわらず）、発光ダイオード８０、８２が脛骨パドル３４の内側面４０に対応し、発光ダイオード８６、８８が脛骨パドル３４の外側面３８に対応するよう配置される。

以下により詳細に論じるように、発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８は、所定のディスプレイプロトコルに従って明るくなり、相対的な内側−外側関節力の釣り合いの視覚的指標を外科医に提供することができる。発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８のうち１つ以上が作動する又は点灯することにより、整形外科医は、患者の関節のどちらの側がより大きな力を及ぼしているか、及び患者の関節の対向する側に対するこのような力の一般的な規模を視覚的に決定することができる。例えば、１つの例示的ディスプレイプロトコルを図７のグラフ１７０に提示する。例示的ディスプレイプロトコル１７０に従って、内側−外側関節力の釣り合いが、それぞれ３０％内側−７０％外側である、又は更に外側が大きい場合、発光ダイオード８８のみが点灯する。しかしながら、内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約３５％内側−６５％外側である場合、発光ダイオード８６及び８８の両方が点灯する。内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約４０％内側−６０％外側である場合、発光ダイオード８６のみが点灯する。内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約４５％内側−５５％外側である場合、発光ダイオード８４及び８６の両方が点灯する。内側−外側関節力の釣り合いが約５０％内側−５０％外側である場合、発光ダイオード８４のみが点灯する。内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約５５％内側−４５％外側である場合、発光ダイオード８２及び８４の両方が点灯する。内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約６０％内側−４０％外側である場合、発光ダイオード８２のみが点灯する。内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約６５％内側−３５％外側である場合、発光ダイオード８０及び８２の両方が点灯する。更に、内側−外側関節力の釣り合いがそれぞれ約７０％内側−３０％外側である、又は更に内側が大きい場合、発光ダイオード８０のみが点灯する。このように、患者の膝の相対的な関節力の釣り合いの視覚的指標が整形外科医に提供される。無論、他の実施形態では、他のディスプレイプロトコルを用いて、ディスプレイ５０、５２を制御及び点灯させることもできる。

センサモジュール１２は、脛骨パドル３４に位置付けられるセンサ配列９０を含み、センサ配列９０は、ハンドル３２に位置付けられる制御回路９２に通信的に連結される。センサ配列９０は、上方筐体片６０と下方筐体片６２との間に「挟まれる」。しかしながら、上方筐体片６０及び下方筐体片６２は、離間して、センサ配列９０を、脛骨パドル３４に適用される関節力により圧縮させる。例えば、図６に例示するように、上方筐体６４は外縁９４を備え、下方筐体６６は外側縁９６を備え、これは上方筐体６４の外縁９４から距離９８だけ離間している。関節力が脛骨パドル３４に適用されるとき、外縁９４、９６は、センサ配列９０が圧縮されるとき、互いに向かって移動する。

センサ配列９０は、センサ配列９０に適用される関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成された複数の圧力センサ又はセンサ要素１００を含む。例示的実施形態では、圧力センサ１００は、容量性圧力センサとして具体化されるが、他の実施形態では他の種類のセンサとして具体化されてもよい。例示的実施形態では、センサ配列９０の圧力センサ１００は、特定の構成で配置される。例えば、図８に例示するような１つの実施形態では、センサ配列９０は、実質的に円形パターンで配置され、脛骨パドル３４の内側面３８に向かって位置付けられる１式の圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８を含む。更に、センサ配列９０は、実質的に円形パターンで配置され、脛骨パドル３４の外側面４０に向かって位置付けられる１式の圧力センサ１１２、１１４、１１６、１１８を含む。センサ配列９０はまた、脛骨パドル３４の前側面３６及び内側面３８に向かって位置付けられる圧力センサ１２０、並びに脛骨パドル３４の前側面３６及び外側面４０に向かって位置付けられる圧力センサ１２２を含む。更に、センサ配列９０は、脛骨パドル３４の後側面４２及び内側面３８に向かって位置付けられる圧力センサ１２４、並びに脛骨パドル３４の後側面４２及び外側面４０に向かって位置付けられる圧力センサ１２６を含む。無論、他の実施形態では、他の構成で配置された圧力センサを有するセンサ配列を用いてもよい。例示的実施形態では、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、及び１１２、１１４、１１６、１１８は、伸延具１６の脛骨パドルの形状及び大きさに対応するパターンで配置されて、図２７に例示され、図２７に関して以下に記載するようにそれに対する感受性を改善する。

圧力センサ１０２、１０４、１０８、１０６、１２０、１２４は、患者の膝の関節力の内側関節力コンポーネントを示すセンサ信号を発生させる圧力センサの内側セットを形成する（再び、内側外科的アプローチと見なす）。同様に、圧力センサ１１２、１１４、１１８、１１６、１２２、１２５は、患者の膝の関節力の外側関節力コンポーネントを示すセンサ信号を発生させる圧力センサの外側セットを形成する。更に、圧力センサ１０２、１０４、１２０は、患者の膝の関節力の前側−内側関節力コンポーネントを示すセンサ信号を発生させる圧力センサの前側−内側セットを形成する。同様に、圧力センサ１１２、１１４、１２２は、患者の膝の関節力の前側−外側関節力コンポーネントを示すセンサ信号を発生させる圧力センサの前側−外側セットを形成する。圧力センサ１０６、１０８、１２４は、患者の膝の関節力の後側−内側関節力コンポーネントを示すセンサ信号を発生させる圧力センサの後側−内側セットを形成する。同様に、圧力センサ１１６、１１８、１２６は、患者の膝の関節力の後側−外側関節力コンポーネントを示すセンサ信号を発生させる圧力センサの後側−外側セットを形成する。

他の実施形態では、センサ配列９０は、より多くの又はより少ない圧力センサを含んでもよい。１つの具体的な実施形態では、センサ配列９０は、患者の大腿骨の各顆用の追加の内側及び外側圧力センサを含んでもよい。例えば、図９に例示するように、センサ配列９０は、内側−内側圧力センサ１８０、内側−外側圧力センサ１８２、外側−内側圧力センサ１８４、及び外側−外側圧力センサ１８６を含んでもよい。つまり、圧力センサ１８０は、患者の内側大腿顆により及ぼされる内側関節力の内側コンポーネントを感知又は測定するように構成される。同様に、圧力センサ１８２は、患者の内側大腿顆により及ぼされる内側関節力の外側コンポーネントを感知又は測定するように構成される。圧力センサ１８４は、患者の外側大腿顆により及ぼされる外側関節力の内側コンポーネントを感知又は測定するように構成される。同様に、圧力センサ１８６は、患者の外側大腿顆により及ぼされる外側関節の外側コンポーネントを感知又は測定するように構成される。圧力センサ１８０、１８２、１８４、１８６の具体的な形状及び大きさを、センサ配列９０の他の圧力センサの大きさ、形状、及び位置に基づいて選択することができる。

図１０を参照すると、制御回路９２は、プロセッサ１３０及び記憶装置１３２を含む。プロセッサ１３０は、本明細書に記載の機能を実行するように構成される任意の種類のプロセッサとして具体化されてもよい。例えば、プロセッサ１３０は、別々の集積回路又は電子装置の集合として具体化されてもよい。更に、プロセッサは、単一又はマルチコアプロセッサであってもよい。単一プロセッサ１３０のみを図１０に例示するが、他の実施形態では、制御回路９２は任意の数の追加のプロセッサを含んでもよいことを理解すべきである。記憶装置１３２は、読み取り専用記憶装置及び／又はランダムアクセス記憶装置として具体化されてもよい。例えば、記憶装置１３２は、電気的消去書込み可能な読取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）、同期型ランダムアクセス記憶装置（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性若しくは非揮発性記憶装置として具体化されてもよく、又は別の方法でそれらを備えてもよい。更に、単一記憶装置のみを図１０に例示するが、他の実施形態では、制御回路９２は追加の記憶装置を含んでもよい。

プロセッサ１３０は、信号経路１３４を介して記憶装置１３２に通信的に連結される。信号経路１３４は、プロセッサ１３０と記憶装置１３２との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路１３４は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。プロセッサ１３０はまた、信号経路１３６を介してセンサ配列９０に通信的に連結される。信号経路１３４と同様に、信号経路１３６は、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等を含む、プロセッサ１３０とセンサ配列９０との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。更に、信号経路１３６は、センサ配列９０のプラグ端１４０を受容するように構成された連結装置１３８（図５を参照）を含んでもよい。

制御回路９２はまた、電源１４２及び関連する電源制御回路１４４も含む。電源１４２は、センサモジュール１２に適応するような大きさの多数の電池として具体化されてもよい。電源１４２は、信号経路１４６を介して電源制御回路１４４に電気的に連結され、電源制御回路１４４は信号経路１４８を介してプロセッサ１３０及び制御回路９２の他の装置に電気的に連結される。信号経路１４６、１４８は、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等を含む、任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。電源回路１４４は、電源制御、分配、及び選別回路を含んでもよく、電源１４２からプロセッサ１３０及び制御回路９２の他の装置若しくはコンポーネントに電力を提供又は分配するように構成される。

制御回路９２はまた、信号経路１５２を介してプロセッサ１３０に通信的に連結されたユーザ制御部１５０も含む。ユーザ制御部１５０は、ディスプレイ５０、５２上に位置し、センサモジュール１２の電源を入れるためにユーザにより選択可能な電源ボタン１５４（図６を参照）として具体化される。しかしながら、例示的実施形態では、センサモジュール１２の電源が入った後、制御回路９２は、電源ボタン１５４又は他の制御を介してセンサモジュール１２の電源が切られることを防ぐ、又は他の方法でユーザの能力を制限するように構成される。つまり、いったん電源が入ると、制御回路９２は、電源１４２が消耗するまで、電源が入った状態で保持されるように構成される。このような構成は、センサモジュール１２が単一整形外科的処置中に用いられ、複数の処置では他の方法で再利用可能ではないことを確定的にする。

信号経路１５２は信号経路１３４と類似しており、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等を含む、ユーザ制御部１５０とプロセッサ１３０との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。

制御回路９２はまた、ディスプレイ５０、５２を駆動及び／又は制御するためのディスプレイ回路１５６を含む。ディスプレイ回路１５６は、信号経路１５８を介してプロセッサ１３０に、及び信号経路１６０を介してディスプレイ５０、５２に通信的に連結される。上記信号経路１３４と同様に、信号経路１５８、１６０は、それぞれ、プロセッサ１３０とディスプレイ回路１５６、及びディスプレイ回路１５６とディスプレイ５０、５２との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路１５８、１６０は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。上記のように、例示的実施形態では、ディスプレイ５０、５２は、発光ダイオード８０、８２、８４、８６、８８の配置として具体化される。

いくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、力データをディスプレイモジュール１４及び／又はコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８に送信するように構成される。このような実施形態では、制御回路は、送信機回路１６２及びアンテナ１６４を含む。送信機回路１６２は、信号経路１６６を介してプロセッサ１３０に、及び信号経路１６８を介してアンテナ１６４に通信的に連結される。信号経路１６６、１６８は、それぞれ送信機回路１６２とプロセッサ１３０及びアンテナ１６４との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路１３４と同様に、信号経路１６６、１６８は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。送信機回路１６２は、任意の種類の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いて、関節力データをディスプレイモジュール１４及び／又はコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８に送信するように構成されてもよい。例えば、送信機回路１６２は、無線ネットワーキングプロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルのようなセルラ通信プロトコル、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）プロトコル又は他の無線通信プロトコル、標準、若しくは技術を用いるように構成されてもよい。

ここで図１１及び１２を参照すると、使用中、制御回路９２は、患者の関節の関節力データを決定し、患者の関節力の内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供するための方法２００を実行するように構成される。方法２００は、制御回路９２が初期化されるブロック２０２で始まる。例えば、ブロック２０２では、制御回路９２は、任意の数のシステムチェックを実行し、プロセッサ１３０の任意のレジスタを消去し、並びに／又は他の初期化及び／若しくはインテグリティチェックを実行することができる。更に、いくつかの実施形態では、制御回路９２は、手持ち式ディスプレイ装置１４及び／又はコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８を用いて、ブロック１３２でハンドシェーキングルーチンを実行するように構成される。このハンドシェーキングルーチン中、制御回路９２及び手持ち式ディスプレイ装置１４、並びに／又はコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８は、通信プロトコルを決定し、及び／又は他の方法でセンサモジュール１２から装置１４若しくはシステム１８に関節力データを送信するための任意の種類の通信手順を確立するように構成されてもよい。

ブロック２０６では、制御回路９２は、センサ配列９０からセンサ信号又はデータを受信する。上記のように、センサ配列９０は、パドル３４が患者の膝関節に位置付けられるとき、脛骨パドル３４に適用される関節力を示すセンサ信号を発生させる。ブロック２０８では、制御回路９２のプロセッサ１３０は、センサ配列９０から受信されたセンサ信号に基づいて関節力データを決定する。関節力データは、患者の膝の関節力を示す。いくつかの実施形態では、関節力データは、内側関節力値、外側関節力値、前側関節力値、及び／又は後側関節力値のような特定の関節力値として具体化されてもよく、それぞれの力はニュートン又は同様に力測定単位で決定されている。このような実施形態では、内側関節力は、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、１２０、１２４からのセンサ信号に基づいて決定されてもよい。外側関節力は、圧力センサ１１２、１１４、１１６、１１８、１２２、１２６からのセンサ信号に基づいて決定されてもよい。前側関節力は、圧力センサ前側−内側圧力センサ１０２、１０４、１２０、及び／又は前側−外側圧力センサ１１２、１１４、１２２に基づいてもよい。更に、後側関節力は、後側−内側圧力センサ１０６、１０８、１２４及び／又は後側−外側センサ１１６、１１８、１２６からのセンサ信号に基づいてもよい。続いて、ブロック２１０では、制御回路９２はディスプレイ５０、５２を制御又は別の方法で作動させて、ブロック２０８で決定された関節力データを表示させる。例えば、１つ以上の特定の関節力が決定される実施形態では、プロセッサ１３０は決定関節力又はその印をディスプレイ５０、５２に表示してもよい。

更に、又は、あるいは、制御回路９２は、相対的な内側−外側関節力の釣り合いを決定し、ブロック２０８、２１０で、ディスプレイ５０、５２上にこのような内側−外側の釣り合いの印を表示するように構成されてもよい。例えば、図１２に例示するように、制御回路９２は、患者の関節の相対的な内側−外側関節力を決定するための方法２２０を実行してもよい。ブロック２２２では、制御回路９２は、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、１２０、１２４から受信したセンサ信号に基づいて内側関節力データを決定する。同様に、ブロック２２４では、制御回路９２が圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、１２０、１２４から受信されたセンサ信号に基づいて外側関節力データを決定する。内側及び外側関節力データは、ニュートンで決定される具体的な関節力として具体化されてもよく、又はその何らかの表現として具体化されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、内側及び外側関節力データは電気容量で測定される。ブロック２２２及び２２４はいずれの順序で実行されてもよいことを理解すべきである。

ブロック２２６では、制御回路９２は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側の釣り合いを決定する。そうするために、制御回路９２は、内側力データ及び外側力データを比較する。例えば、１つの実施形態では、制御回路９２は、内側力データと外側力データを合成することにより、総力値を決定するように構成される。制御回路９２は、その後、内側力データを総力値で除することにより内側百分率値を、外側力データを総力値で除することにより外側百分率値を決定する。よって、患者の関節の内側及び外側力が釣り合う場合、内側百分率値は約５０％であると決定され、外側百分率値は約５０％であると決定される。無論、いくつかの実施形態では、制御回路９２は、内側及び外側百分率値のうち１つのみを決定するように構成されてもよく、残りの１つは既知である又は単純に１００％から減じることにより決定される。

ブロック２２８では、制御回路９２はディスプレイ５０、５２を作動又は制御して、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供する。例えば、ディスプレイ５０、５２が発光ダイオードとして具体化される実施形態では、制御回路９２は発光ダイオードのうち１つ以上を作動又は点灯させて、関節力の内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供するように構成される。制御回路９２は、このような関節力の適切な指標を整形外科医に提供する発光ダイオードの任意のディスプレイプロトコル又は点灯パターンを使用してもよい。

例えば、１つの具体的な実施形態では、制御回路９２は、図７に図示され、図７に関して上記したディスプレイプロトコル１７０に従って、ディスプレイ５０、５２を制御するように構成される。このような実施形態では、制御回路９２は、内側及び外側関節力がほぼ等しい（すなわち、約５０％内側−５０％外側）場合、ディスプレイ５０、５２の中央に位置する発光ダイオード８４を点灯させるように構成される。制御回路９２は、関節力の内側−外側の釣り合いがそれぞれ約４５％内側−５５％外側である場合、中央に位置する発光ダイオード８４及び外側発光ダイオード８６を点灯させるように構成される。制御回路９２は、関節力の内側−外側の釣り合いがそれぞれ約３５％内側−６５％外側である場合、発光ダイオード８６、８８を点灯させるように構成される。更に、制御回路９２は、関節力の内側−外側の釣り合いがそれぞれ約３０％内側−７０％外側（又はより外側が大きい）である場合、最も外側の発光ダイオード８８を点灯させるように構成される。同様に、制御回路９２は、関節力の内側−外側の釣り合いがそれぞれ約５５％内側−４５％外側である場合、中央に位置する発光ダイオード８４及び内側発光ダイオード８２を点灯させるように構成される。制御回路９２は、関節力の内側−外側の釣り合いがそれぞれ約６５％内側−３５％外側である場合、外側発光ダイオード８０、８２を点灯させるように構成される。更に、制御回路９２は、関節力の内側−外側の釣り合いがそれぞれ約７０％内側−３０％外側である（又はより内側が大きい）場合、最も内側の発光ダイオード８０を点灯させるように構成される。

このように、センサモジュール１２は、患者の関節の相対的な内側−外側力の視覚的指標を、整形外科医に提供する。以下により詳細に論じるように、整形外科医は、ディスプレイ５０、５２を介して内側及び外側力の現在の釣り合いを監視しながら、患者の膝関節に釣り合わせ処置を実施して、特定の患者に対して所望の釣り合いを達成することができる。更に、センサモジュール１２は各側にディスプレイ５０、５２を含むため、整形外科医は、外科医が患者の左膝で作業しようと右膝で作業しようと、関節力の視覚的指標を提供される。

図１２を振り返ると、ディスプレイ５０、５２を作動させてブロック２１０で関節力の視覚的指標を提供することに加えて、センサモジュール１２はブロック２１２で関節力データを送信するように構成されてもよい。上記のように、センサモジュール１２は、ブロック２１２で、関節力データを、手持ち式ディスプレイ１４及び／又はコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８に送信することができる。送信された関節力データは、例えばニュートンで測定された具体的な関節力として具体化されてもよく、又はその表現であってもよい。例えば、センサ配列９０から受信されたセンサ信号又はこのような信号の水準の電気的表現を、ブロック２１２で送信することができる。それにもかかわらず、センサモジュール１２は、ブロック２１２で、患者の膝関節の関節力を示す関節力データをディスプレイ１４及び／又はシステム１８に送信するように構成される。

ここで図１３及び１４を参照すると、他の実施形態では、ハンドル３２及び脛骨パドル３４は、他の配向で及び／又は他の介在性構造を介して互いに連結されてもよい。例えば、図１３に示すように、センサモジュール１２は、いくつかの実施形態では、ハンドル３２が脛骨パドル３４の前側面３６に連結されたモジュール２３２として具体化されてもよい。このような実施形態では、ハンドル３２は、脛骨パドル３４が内部に挿入されたとき、患者の膝関節（例えば、前側被膜切開を通して）から前側に延在する。あるいは、図１４に例示するように、センサモジュール１２は、ハンドル３２及び脛骨パドル３４がワイヤ２３４を介して互いに連結されるモジュール２３２として具体化されてもよい。ワイヤ２３４は、複数のワイヤ、ケーブル、又は脛骨パドル３４に位置付けられるセンサ配列９０を、ハンドル３２に位置する制御回路９２に通信的に連結する他の相互接続として具体化されてもよい。ワイヤ２３４は図１４の実施形態では脛骨パドル３４の後側面３６に例示的に連結されるが、ワイヤ２３４は、他の実施形態では、外側面３８、内側面４０、又は後側面４２上で脛骨パドル３４に連結されてもよいことを理解すべきである。

ここで図１５〜１９を参照すると、いくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、患者の膝関節以外の関節に用いるように構成されてもよい。例えば、１つの実施形態では、センサモジュール１２はセンサモジュール２５０として具体化され、これはセンサ筐体２５２と、細長い首部２５６を介してセンサ筐体２５２に接続されたハンドル２５４とを含む。ハンドル２５４は、センサモジュール１２の筐体３２に類似しており、内部に位置付けられる制御回路９２と、ハンドル２５４の端部２５８に連結されるディスプレイ５０、５２とを含む。センサ筐体２５２は、しかしながら、患者の股関節又は肩関節のような患者の球関節に位置付けられるように構成される。よって、センサ筐体２５２は実質的に「カップ」形状であり、凹面上方筐体片２６０及び対応する凸面下方筐体片２６２を含む。凹面上方筐体片２６０は、内部のくぼみ２６０を画定し、これは整形外科的処置の実施中、整形外科的若しくは外科的トライアル、又は患者の天然若しくは人工骨の端部の一部を受容することができる。センサ筐体３０と同様に、センサ配列９０はセンサ筐体２５２に位置付けられ、患者の相対的関節の関節力を示すセンサ信号を発生させるように構成される。

いくつかの実施形態では、センサ筐体２５２はハンドル２５４から取り外すことができるが、それらが通信的に連結されると、特定の関節にセンサモジュール２５０を使用するのが容易になる。例えば、図１２に例示するように、センサ筐体２５２及びハンドル２５４は、互いに取り外すことができるが、ワイヤ又は複数のワイヤ２６６を介して通信的に連結される。つまり、センサ筐体２５２に位置付けられるセンサ配列９０は、ハンドル２５４に位置付けられる制御回路９０に通信的に連結される。

図１７に例示するような別の実施形態では、センサモジュール１２は、患者の脊椎関節に用いるように構成されるセンサモジュール２７０として具体化されてもよい。センサモジュール２７０は、細長い首部２５６を介してハンドル２５４に連結される脊椎パドル２７２を含む。脊椎パドル２７２は、患者の脊椎の椎骨間に挿入されるように構成される。例示的実施形態では、パドル２７２は実質的に円形状（curricular shape）を有するが、他の実施形態では他の形状を有する場合もある。脊椎パドル２７２は、脊椎パドル２７２が患者の脊椎に完全に挿入され得るように、患者の脊髄の一部を受容するように構成される切り込み２７４を含む。センサ配列は、脊椎パドル２７２に含まれて、患者の脊椎の関節力を測定又は感知する。脊椎センサ配列は、上記センサ配列９０に類似の構成、又は別の構成で配置される任意の数の圧力センサを有してもよい。

更に、図１８に例示するようないくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、膝蓋大腿力を測定するために患者の膝関節の膝蓋骨で用いられるように構成されたセンサモジュール２８０として具体化されてもよい。図１７に関連して上記したセンサモジュール２７０と同様に、センサモジュール２８０は、細長い首部２５６を介してハンドル２５４に連結される膝蓋骨パドル２８２を含む。膝蓋骨パドル２８２は、患者の膝蓋骨と大腿骨との間に挿入されるように構成される。例示的実施形態では、パドル２８２は実質的に楕円形状であるが、他の実施形態では他の形状を有してもよい。センサ配列は、膝蓋骨パドル２８２に含まれて、患者の大腿骨上の患者の膝蓋骨により及ぼされる力を測定又は感知する。膝蓋骨センサ配列は、上記センサ配列９０と同様の構成又は別の構成で配置される任意の数の圧力センサを有してもよい。

図１９を参照すると、別の実施形態では、センサモジュール１２は、患者の足関節に用いるように構成されたセンサモジュール２９０として具体化される。センサモジュール２９０は、ワイヤ２９４を介してハンドル２５４に連結される足関節センサ筐体（ankle sensor housing）２９２を含む。ワイヤ２９４は、複数のワイヤ、ケーブル、及び／又は足関節センサ筐体２９２及びハンドル２５４に位置する制御回路９２を通信的に連結する他の相互接続として具体化されてもよい。足関節センサ筐体２９２は、患者の足関節に挿入されるように構成される。例示的実施形態では、足関節センサ筐体２９２は、半円筒のような形状であるが、他の実施形態では他の形状を有してもよい。センサ配列は、患者の足関節力を測定又は感知する足関節センサ筐体２９２に含まれる。足関節センサ配列は、上記センサ配列９０に類似の構成、又は別の構成で配置される任意の数の圧力センサを有してもよい。

ここで図２０〜２６を参照すると、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、整形外科医の手で把持され、整形外科的処置の実行中に使用されるような大きさの筐体３００を含む。このように、ディスプレイモジュール１４は可動性であるように構成される。ディスプレイモジュール１４はまた、筐体３００の上方側面３０４に連結されたディスプレイ３０２を含む。複数のユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０はまた、ディスプレイ３０２の下方の筐体３００の上方側面３０４上に位置付けられる。ディスプレイモジュール１４はまた、電源ボタン３１２を含む。図２０〜２６の例示的実施形態では、電源ボタン３１２は、入力ボタン３０６、３０８、３１０の列の下方に位置付けられるが、ボタン３０６、３０８、３１０、３１２は、他の実施形態では、他の構成及び／又は配向で位置付けられてもよい。更に、ディスプレイモジュール１４は、電源投入表示器３１４、及び筐体３００の上方側面３０４上に位置する電源状態表示器３１６を含んでもよい。

上記のように、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、センサモジュール１２とともに用いられて、モジュール１２から関節力データを受信し、患者の関節の関節力を示す印をディスプレイ３０２に表示するように構成される。センサモジュール１２と同様に、ディスプレイモジュール１４は、患者の関節力の相対的な内側−外側及び／又は前側−後側の釣り合いを決定し、ディスプレイ３０２にこのような釣り合いの印を表示するように構成されてもよい。更に、ディスプレイモジュール１４は、患者の関節力の前側−後側の釣り合いを決定し、ディスプレイ３０２にこのような釣り合いの印を表示するように構成されてもよい。更に、以下により詳細に論じるように、ディスプレイモジュール１４は、特定の関節力値（例えば、内側及び外側関節力）を決定し、ディスプレイ３０２上にこのような関節力値を表示するように構成されてもよい。つまり、互いに対する関節力の指標に加えて、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、ニュートンのような好適な力の単位で測定するとき関節力値の規模を算出する、又は別の方法で決定してもよい。更に、ディスプレイモジュール１４はまた、ディスプレイ３０２に表示するとき患者の関節力のスクリーンショット及びデータを保存する、及びこのようなデータを他の装置にダウンロードする等の他の機能を実行するように構成されてもよい。

図２２に例示するように、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、筐体３００に位置付けられる制御回路３２０を含む。制御回路３２０は、プロセッサ３２２及び記憶装置３２４を含む。プロセッサ３２２は、本明細書に記載の機能を実行するように構成可能な任意の種類のプロセッサとして具体化されてもよい。例えば、プロセッサ３２２は、別々の集積回路又は電子装置の集合として具体化されてもよい。更に、プロセッサは単一又はマルチコアプロセッサであってもよい。単一プロセッサ３２２のみを図２２に例示するが、他の実施形態では、制御回路３２０は任意の数の追加のプロセッサを備えてもよいことを理解すべきである。記憶装置３２４は、読み取り専用記憶装置及び／又はランダムアクセス記憶装置として具体化されてもよい。例えば、記憶装置３２４は、電気的消去書込み可能な記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）、同期型ランダムアクセス記憶装置（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性若しくは非揮発性記憶装置として具体化されてもよく、又は別の方法でそれらを含んでもよい。更に、単一記憶装置のみを図２２に例示するが、他の実施形態では、制御回路３２０は追加の記憶装置を含んでもよい。

プロセッサ３２２は、信号経路３２６を介して記憶装置３２４に通信的に連結される。信号経路３２６は、プロセッサ３２２と記憶装置３２４との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３２６は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。

プロセッサ３２２はまた、信号経路３２８を介してユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０に、及び信号経路３４４を介して電源表示器３１４に通信的に連結される。信号経路３２６と同様に、信号経路３２８、３４４は、それぞれ、プロセッサ３２２と、ユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０、及び電源表示器３１４間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３２８、３４４は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等を含んでもよい。ユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０は、ソフトウェア又は「ソフト」ボタンであり、これらのそれぞれの機能性をディスプレイ３０２に表示される特定のスクリーンに基づいて決定することができる。

制御回路３２０はまた、外部電源入力回路３３０、再充電可能な電池等のような再充電可能な電源３３２、及び電源回路３３４を含む。外部電源入力回路３３０は、「壁充電器」のような充電器のプラグを受容するように構成され、信号経路３３６を介して再充電可能な電源３３２に通信的に連結される。再充電可能な電源３３２は、信号経路３３８を介して電源回路３３４に通信的に連結される。電源回路３３４は、信号経路３４０を介してプロセッサ３３２に、及び信号経路３４２を介して電源ボタン３１２に通信的に連結される。信号経路３３６、３３８、３４０、３４２は、例えば、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等を含む、任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。電源回路３３４は、電源制御、分配、及び選別回路を備えてもよく、再充電可能な電源３３２の電力をプロセッサ３２２及び他の装置若しくは制御回路３２０のコンポーネントに提供又は分配するように構成される。

制御回路３２０はまた、ディスプレイ３９２を駆動及び／又は制御するためのディスプレイ回路３４６も含む。ディスプレイ回路３４６は、信号経路３４８を介してプロセッサ３２２に、及び信号経路３５０を介してディスプレイ３０２に通信的に連結される。信号経路３４８、３５０は、それぞれ、プロセッサ３２２とディスプレイ回路３４６及びディスプレイ回路３４６とディスプレイ３０２間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３４８、３５０は任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。

上記のように、手持ち式ディスプレイモジュール１４は、センサモジュール１２から関節力データを受信するように構成される。したがって、制御回路３２０は、受信機回路３５２及びアンテナ３５４を含む。受信機回路３５２は、信号経路３５６を介してプロセッサ３２２に、及び信号経路３５８を介してアンテナ３５４に通信的に連結される。信号経路３５６、３５８は、それぞれ、受信機回路３５２と、プロセッサ３２２及びアンテナ３５４との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３５６、３５８は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。受信機回路３５２は、センサモジュール１２から関節力データを受信するために、任意の種類の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いるように構成されてもよい。例えば、センサモジュール１２に関して上述したように、ディスプレイモジュール１４は、無線ネットワーキングプロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルのようなセルラ通信プロトコル、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）プロトコル又は他の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いてセンサモジュール１２と通信するように構成されてもよい。

制御回路３２０はまた、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）インターフェース３６０も含む。ＵＳＢインターフェース３６０は、信号経路３６２を介してプロセッサ３２２に通信的に連結され、それはＵＳＢインターフェース３６０とプロセッサ３２２との間の通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路３６２は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。ＵＳＢインターフェース３６０を用いて、ディスプレイモジュール１４からコンピュータのような別の装置に、関節力データ又はスクリーンショットデータのようなデータをダウンロードしてもよい。更に、ＵＳＢインターフェース３６０を用いて、制御回路３２０のソフトウェア又はファームウェアをアップデートしてもよい。

ここで図２３〜２６を参照すると、使用中、制御回路３２０は、患者の関節に関する関節力データを決定し、整形外科医に表示するための方法４００を遂行するように構成される。方法４００は、制御回路３２０が初期化されるブロック４０２で始まる。例えば、ブロック４０２では、制御回路３２０は、任意の数のシステムチェックを実行し、プロセッサ３２２の任意のレジスタを消去し、並びに／又は他の初期化及び／若しくはインテグリティチェックを実行することができる。更に、いくつかの実施形態では、制御回路３２０は、センサモジュール１２を用いてブロック４０４でハンドシェーキングルーチンを実行するように構成される。このハンドシェーキングルーチン中、制御回路３２０及びセンサモジュール１２は、通信プロトコルを決定し、及び／又は他の方法でセンサモジュール１２から装置モジュール１４に関節力データを送信するための任意の種類の通信手順を確立するように構成されてもよい。

ブロック４０６では、制御回路３２０は、センサモジュール１２から関節力データを受信する。上記のように、関節力データは、センサモジュール１２のセンサ配列９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。ブロック４０８では、制御回路３２０は、ブロック４０６において受信される関節力データに基づいて、内側関節力値及び外側関節力値を決定する。内側関節力値は、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、１２０、１２４から受信されるセンサ信号に基づき、外側関節力値は、圧力センサ１１２、１１４、１１６、１１８、１２２、１２６から受信されるセンサ信号に基づく。ブロック４１０では、制御回路３２０は、ブロック４０８で決定される内側関節力値及び外側関節力値に基づいて平均内側／外側力値を決定する。内側関節力値、外側関節力値、及び平均関節力値は、その後、ブロック４１２でディスプレイ３０２に表示される。例えば、図２４、２５、及び２６にスクリーンショット４５０、４５２、４５４に例示するように、内側関節力値４３０はディスプレイ３０２の内側に指定された側面４６０に向かって表示され、外側関節力値４３２はディスプレイ３０２の外側に指定された側面４６２に向かって表示され、平均関節値４３４は後側に指定された側面４６４に向かって表示される。

ブロック４１４、４１６では、制御回路３２０は、整形外科医がどのモードを選択したかを決定する。例示的実施形態では、整形外科医は、患者の関節力の内側−外側釣り合いのみの印がディスプレイ３０２に表示される第１モード、又は患者の関節力の内側−外側及び前側−後側の釣り合いの印がディスプレイ３０２に表示される第２モードを選択してもよい。ユーザは、適切なユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０を選択することにより、２つのモードの間を切り換えることができる。

整形外科医が内側−外側のみのモードを選択した場合、方法４００はブロック４１８に進行し、そこで患者の膝の関節力の内側−外側の釣り合いの印がディスプレイ３０２に表示される。そうするために、図２４に例示するように、スクリーンディスプレイ４５０は、ディスプレイモジュール１４のディスプレイ３０２上に提示される。スクリーンディスプレイ４５０は、背景画像４７０を含み、これは切除された脛骨の近位端の画像として具体化される。制御回路３２０は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側釣り合いを示す位置に、背景画像４７０上にバランスバー４７２を、バランスバー４７２上にアイコン４７４を表示する。例えば、例示的スクリーンディスプレイ４５０では、丸みをおびた矩形として具体化される、アイコン４７４は、スクリーンディスプレイ４５０の外側面４６２（すなわち、切除された脛骨画像４７０の外側面に対応するディスプレイ３０２の側面であり、これはディスプレイ３０２の右側に例示的に対応する）に向かってバランスバー４７２上に表示される。このような位置は、患者の膝関節の総関節力の外側力コンポーネントが、内側関節力コンポーネントより大きいことを示す。バランスバー４７２の中心からアイコン４７４が位置する距離が離れるにつれて、それぞれの内側又は外側力コンポーネントがより大きくなる。いくつかの実施形態では、バランスバー４７２は、内側−外側力間の数値的釣り合いを示すこと（an indicative of the numerical balance）を提供するように較正されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、背景画像４７０は、アイコン４７４がアイコン４７６の境界内に位置するとき、患者の膝の内側関節力及び外側関節力は釣り合っている、又は互いの所定の閾値内であるように、例示的に丸みをおびた矩形外形として具体化され、背景画像４７０上に位置付けられる、「釣り合った」アイコン４７６を含む。

しかしながら、整形外科医が内側−外側及び前側−後側モードを選択した場合、方法４００はブロック４２０に進行し、そこで患者の膝の関節力の内側−外側及び前側−後側の釣り合いの印はディスプレイ３０２に表示される。そうするために、図２５に例示するように、スクリーンディスプレイ４５２は、ディスプレイモジュール１４のディスプレイ３０２上に提示される。スクリーンディスプレイ４５０は、切除された脛骨の近位端の画像として例示的に具体化される、背景画像４７０を含み、その上にバランスバー４７２がある。制御回路３２０は、バランスバー４７２を表示し、アイコン４７４が表示される。再び、バランスバー４７２上のアイコン４７４の位置は、患者の関節の関節力の相対的な内側−外側の釣り合いを示す。しかしながら、更に、バランスバー４７２の内側端４８０及びバランスバー４７２の外側端４８２は、対応する前側−後側の釣り合いに基づいて位置付けられる。例えば、バランスバー４７２の内側端４８０は、内側関節力の前側−後側の釣り合いに基づいて、ディスプレイ３０２の後側面４６４又はディスプレイ３０２の前側面４６６に向かって位置付けられる。上記のように、内側関節力の前側後側の釣り合いは、前側コンポーネントでは圧力センサ１０２、１０４、１２０、及び後側コンポーネントでは圧力センサ１０６、１０８、１２４からのセンサ信号に基づいて決定することができる。同様に、バランスバー４７２の外側端４８２は、外側関節力の前側−後側の釣り合いに基づいて、ディスプレイ３０２の後側面４６４又はディスプレイ３０２の前側面４６６に向かって位置付けられる。上記のように、外側関節力の前側後側の釣り合いは、前側コンポーネントでは圧力センサ１１２、１１４、１２２、及び後側コンポーネントでは圧力センサ１１６、１１８、１２６からのセンサ信号に基づいて決定することができる。

図２６の例示的スクリーンディスプレイ４５２では、バランスバー４７２の内側端４８０は、ディスプレイ３０２の前側面４６６に向かって位置付けられ、バランスバー４７２の外側端４８２はディスプレイ３０２の後側面４６４に向かって位置付けられる。このような位置付けは、内側力コンポーネントの前側力コンポーネントが、内側力コンポーネントの後側力コンポーネントより大きく、外側力コンポーネントの後側力コンポーネントが外側力コンポーネントの前側力コンポーネントより大きいことを示す。前側−後側中心から端４８０、４８２への距離が離れるにつれて、それぞれの前側又は後側力コンポーネントがより大きくなる。

図２３を振り返ると、いったん関節力の釣り合いの適切な印がディスプレイ３０２に表示されると、制御回路３２０は、整形外科医がブロック４２２で現在のディスプレイのスナップ写真を撮影したいかどうかを決定する。整形外科医は、適切なユーザ入力ボタン３０６、３０８、３１０を選択することにより、ディスプレイ３０２のスクリーンショットを撮影することができる。更に、スクリーンショットは、ブロック４２４で記憶装置３２４に記憶され、その後ディスプレイモジュール１４からダウンロードされてもよい。

スクリーンショットを保存するとき、アイコン４８４はディスプレイ３０２の上方右角部に現れる。アイコン４８４は、それぞれの保存されたスクリーンショット上で測定した平均力値を表示する。任意の数のアイコン４８４が、ディスプレイ３０２上に表示されて、対応する記憶されたスクリーンショットを示すことができる。更に、選択番号のアイコン４８４のみをディスプレイ３０２上に表示してもよいが、制御回路３２０は任意の数のスクリーンショットを保存するように構成されてもよい。アイコン４８４に加えて、スクリーンショットが記憶されるとき、対応する垂直な釣り合い線４８６がディスプレイ３０２に表示される。釣り合い線４８６は、関連する記憶されたスクリーンショットに表示される内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供する。更に、整形外科医が内側−外側及び前側−後端モードを選択した場合、前側−後端の釣り合い線４８８がディスプレイ３０２に表示される。釣り合い線４８８は、関連する保存されたスクリーンショットに表示される患者の膝関節の内側及び外側力の前側−後端の釣り合いの視覚的指標を提供する。

図２７〜３０を参照すると、上記のように、センサモジュール１２は、整形外科的処置中、関節伸延具１６に連結されてもよい。関節伸延具１６は、センサモジュール１２を受容する大きさであり、そのように構成されるクレードル５００、クレードル５００の側面５０４に移動可能に連結される第１伸延具コンポーネント５０２、及び側面５０４に対向するクレードル５００の側面５０８に移動可能に連結される第２伸延具コンポーネント５０６を含む。図２８に示すように、クレードル５００は、センサモジュール１２のハンドル３２の断面形状に一致する形状を有する開口部５０９を含む。センサモジュール１２は、クレードル５００内にセンサモジュール１２のハンドルをまずスライドさせることにより関節伸延具１６に連結されてもよい。クレードル５００は、クレードル５００にセンサモジュール１２を留めるために操作可能な留め機構５１０を含む。

図２９に例示するように、各伸延具コンポーネント５０２、５０４はそれぞれ、実装棒５１２、５１４を含む、これはクレードル５００の対応するスロット５１６、５１８に受容される。伸延具コンポーネント５０２、５０４は、クレードル５００の対応するスロット５１６、５１８に又はそれから、それぞれの実装棒５１２、５１４をスライドさせることにより、クレードル５００に対して外向きの方向５２０に独立して移動することができる。よって、伸延具コンポーネント５０２、５０４のいずれかは、関節伸延具が内側又は外側アプローチのいずれかから患者のどちらかの膝に使用するために選択的に構成されるように、他のコンポーネント５０２、５０４からより離れて延在するよう位置付けられてもよい。更に、伸延具コンポーネント５０２、５０４は、センサモジュール１２のセンサ筐体３０の形状及び／若しくは大きさ、患者の膝の形状及び大きさ、並びに／又は他の規準に基づいて、調節され、位置付けられてもよい。いくつかの実施形態では、図２９に例示するように、実装棒５１２、５１４は、それぞれの伸延具コンポーネント５０２、５０４の伸長の量の視覚的指標を提供する印を含んでもよい。このような視覚的指標は、クレードル５００に定められるウインドウ５２２、５２４を介して整形外科医が見ることができる。伸延具コンポーネント５０２、５０４が所望の構成に位置付けられているとき、対応する実装棒５１２、５１４は、関連する留め機構５２６、５２８の使用を介して所定の位置に留めることができる。このように留められるとき、伸延具コンポーネント５０２、５０４は、クレードル５００に対する運動が制限される。

図３０に例示するように、各伸延具コンポーネント５０２、５０４は、パドルセット５３０、５３２及び１対のハンドル５３４、５３６を含む。伸延具コンポーネント５０２のパドルセット５３０は、脛骨パドル５３８及び大腿骨パドル５４０を含む。同様に、伸延具コンポーネント５０４のパドルセット５３２は、脛骨パドル５４２及び大腿骨パドル５４４を含む。ハンドル５３４を、脛骨パドル５３８に対して大腿骨パドル５４０を移動させるように操作することができる（例えば、脛骨パドル５３８から上向きに）。同様に、ハンドル５３６を、脛骨パドル５４２に対して大腿骨パドル５４４を移動させるように操作することができる（例えば、脛骨パドル５３８から上向きに）。脛骨パドル５３８、５４２及び大腿骨パドル５４０、５４４は、バネ５４６、５４８を介して近接した又は接触している位置に偏っており、これらはハンドル５３４、５３６内に例示的に位置付けられる。更に、各対のハンドル５３４、５３６は、それぞれ関連する留め機構５５０、５５２を含み、これはハンドル５３４、５３６を留め、それにより選択された位置に、関連する脛骨パドル５３８、５４２及び大腿骨パドル５４０、５４４を留めるよう操作可能である。

使用中、センサモジュール１２はクレードル５００に位置付けられ、留め機構５１０を介して所定の位置に固定される。患者のどちらの膝が操作されるかに応じて、伸延具コンポーネント５０２、５０４は、脛骨パドル５３８、５４２が、図２０に例示するように、センサモジュール１２の脛骨パドル３４に接触するように位置付けることができる。脛骨パドル５３８、５４２は、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８の円形配向及び圧力センサ１１２、１１４、１１６、１１８の円形配向に一般的に対応する、実質的に円形状を有することを理解すべきである。関節伸延具１６及びセンサモジュール１２は、次いで、患者の関節に挿入されてもよい（例えば、患者の脛骨の近位端及び患者の大腿骨の遠位端の間）。関節伸延具１６は、その後、脛骨パドル３４に適用される関節力に応答して、患者の関節を伸延するために用いることができ、センサモジュール１２は、選択された伸延の程度で関節の関節力の内側−外側の釣り合いを表示する。このように、整形外科医は、伸延具１６及びセンサモジュール１２を用いて、整形外科的処置の実行中、患者の関節の相対的な関節力を調節及び監視することができる。

図２７〜３０の例示的実施形態では、大腿骨パドル５４０、５４４は、車軸関節５５４を中心として脛骨パドル５３８、５４２に対して旋回する（図３０を参照）。よって、大腿骨パドル５４０、５４４は、使用中、脛骨パドル５３８、５４２に対して斜位配向に動かされる。しかしながら、図３１に例示する別の実施形態では、伸延具１６は、大腿骨パドル５４０、５４４が使用中に脛骨パドル５３８、５４２に対して実質的に平行な配向に動かされるように構成された、４軸リンク機構２７２又は他の機構を含んでもよい。つまり、このような実施形態では、大腿骨パドル５４０、５４４及び脛骨パドル５３８、５４２は、大腿骨パドル５４０、５４４が脛骨パドル５３８、５４２から離れて移動するとき、互いに実質的に平行のままである。よって、伸延具コンポーネント５０２、５０４はクレードル５００が連結されてもよい伸延具コンポーネントの１つの例示的実施形態にすぎず、他の実施形態では、クレードル５００は、伸延具コンポーネント５０２、５０４に類似する又は異なる方式で作動するように構成された他の種類の伸延具コンポーネントに連結されてもよいことを理解すべきである。

図３２〜３５を参照すると、いくつかの実施形態では、センサモジュール１２は、コンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８とともに使用するように構成されてもよい。このような実施形態では、センサモジュール１２は、関節力データをシステム１８に送信するように構成される。図３２に例示するように、コンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８は、コンピュータ６００、ディスプレイ６０２、及びカメラユニット６０４を含む。コンピュータ６００は、信号経路６０６を介してディスプレイ６０２に、及び信号経路６０８を介してカメラユニット６０４に通信的に連結される。信号経路６０６、６０８は、それぞれ、コンピュータ６００及びディスプレイ６０２並びにコンピュータ６００及びカメラユニット６０４間の電気的通信を促進することができる任意の種類の信号経路として具体化されてもよい。例えば、信号経路は、任意の数のワイヤ、プリント回路基板トレース、バイア（via）、バス、介在性装置等として具体化されてもよい。

ディスプレイ６０２は、液晶ディスプレイモニタ、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイモニタ等のような任意の種類の装置として具体化されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、ディスプレイ６０２は、「ヘッドアップ」ディスプレイとして具体化されてもよい。このような実施形態では、信号経路６０６は、有線又は無線信号経路として具体化されてもよい。カメラユニット６０４は、２つ以上のカメラ６１０を備え、これらは患者６１２の該当する骨に連結される反射配列６２０が、カメラ６１０の視野６１４内にあるように位置する。

コンピュータ６００は、プロセッサ６２２、記憶装置６２４、及び受信機又は受信機回路６２６を含む。プロセッサ６２２は、本明細書に記載の機能を実行するように構成可能な任意の種類のプロセッサとして具体化されてもよい。例えば、プロセッサ６２２は、別々の集積回路又は電子装置の集合として具体化されてもよい。更に、プロセッサは単一又はマルチコアプロセッサであってもよい。単一プロセッサ６２２のみを図３２に例示するが、他の実施形態では、コンピュータ６００は任意の数の追加のプロセッサを備えてもよいことを理解すべきである。記憶装置６２４は、読み取り専用記憶装置及び／又はランダムアクセス記憶装置として具体化されてもよい。例えば、記憶装置６２４は、電気的消去書込み可能な記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）、同期型ランダムアクセス記憶装置（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、及び／又は他の揮発性若しくは非揮発性記憶装置として具体化されてもよく、又は別の方法でそれらを備えてもよい。更に、単一記憶装置のみを図３２に例示するが、他の実施形態では、コンピュータ６００は追加の記憶装置を備えてもよい。

受信機回路６２６は、センサモジュール１２から関節力データを受信するために、任意の種類の無線通信プロトコル、標準、又は技術を用いるように構成されてもよい。例えば、センサモジュール１２に関して上述したように、コンピュータ６００は、センサモジュール１２と通信するために、無線ネットワーキングプロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコル、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）プロトコル又は他の無線通信プロトコル、標準、又は技術のようなセルラ通信プロトコルを用いて通信するように構成されてもよい。

使用中、コンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８は、反射配列６２０が連結され、ある量の外科的処置ウォークスルーを提供する、患者の該当する骨の解剖学的構造（例えば、患者の脛骨及び大腿骨）の位置を追跡及び表示することにより、外科的ナビゲーションを提供するように構成される。更に、コンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システム１８は、センサモジュール１２から関節力データを受信し、ディスプレイ６０２に患者の関節の関節力データ又は関節力の他の印を表示するように構成される。

そうするために、コンピュータ６００は、図３３に例示するような整形外科的処置を実行するための方法７００を遂行してもよい。方法７００は、システム１８が初期化されるブロック７０２で始まる。例えば、ブロック７０２では、コンピュータ６００は、任意の数のシステムチェックを実行し、プロセッサ６２２の任意のレジスタを消去し、並びに／又は他の初期化及び／若しくはインテグリティチェックを実行することができる。更に、ＣＡＯＳシステム１８の任意の数の設定、プリファレンス、及びキャリブレーションを、ブロック７０２で確立し、実行してもよい。例えば、ディスプレイ６０２のビデオ設定を選択してもよく、コンピュータ６００に表示される言語を選択してもよく、ディスプレイ装置６０２のタッチスクリーンを、適用可能な場合、ブロック７０２でキャリブレーションしてもよい。

ブロック７０４では、整形外科的処置の選択及びプリファレンスは、外科医により選択される。このような選択は、実行されるべき整形外科的処置の種類（例えば、全膝関節形成）、用いられる整形外科的インプラントの種類（例えば、製造、モデル、大きさ、固定化の種類等）、操作の順序（例えば、脛骨又は大腿骨を最初に）等を含んでもよい。いったん整形外科的処置をブロック７０４で設定すると、患者の骨はブロック７０６で登録される。そうするために、反射配列６２０は、患者の該当する骨（例えば、患者の脛骨及び大腿骨）と連結される。更に、このような骨の輪郭は、適切な登録ツールを用いて登録される。そうするために、このようなツールのポインタの端部は、登録されるべき骨の種々の領域に触れられる。登録に応答して、コンピュータ６００は、骨の位置及び配向がそれに連結された反射配列に基づいて決定され、骨の輪郭が登録された点に基づいて決定される、骨のレンダリングされた画像を表示する。更に、１つ以上の外科的ツールを、ブロック７０６でコンピュータを利用した整形外科的（ＣＡＯＳ）システムを用いて登録してもよい。

いったん適当な骨をブロック７０６で登録すると、コンピュータ６００は、カメラユニット６０４と協働して、ブロック７０８で整形外科的処置及び関連するナビゲーションデータ（例えば、外科的ツールの位置）の外科的工程の画像を表示する。そうするために、処理工程７０８は、各外科的処置工程が関連するナビゲーションデータとともに順番に整形外科医に表示される、任意の数のサブ工程を含んでもよい。更に、ブロック７１０では、コンピュータ６００は、センサモジュール１２から関節力データを受信する。上記のように、関節力データは、センサモジュール１２のセンサ配列９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。

ブロック７１２では、コンピュータ６００は、ディスプレイ６０２上に、関節力データ又は患者の関節の関節力を示すそれから由来する他のデータを表示する。コンピュータ６００は、ブロック７１２で関節力データに基づいて任意の１つ以上の関節力値を決定するように構成されてもよい。例えば、手持ち式ディスプレイモジュール１４と同様に、コンピュータ６００は、ブロック７１０で受信された関節力データに基づいて内側関節力値及び外側関節力値を決定するように構成されてもよい。再び、このような内側関節力値は、圧力センサ１０２、１０４、１０６、１０８、１２０、１２４から受信されるセンサ信号に基づき、外側関節力値は、圧力センサ１１２、１１４、１１６、１１８、１２２、１２６から受信されるセンサ信号に基づく。コンピュータ６００はまた、内側関節力値及び外側関節力値に基づいて平均内側／外側力値を決定することもできる。このような実施形態では、内側関節力値、外側関節力値、及び平均関節力値は、その後、ブロック７１２でディスプレイ６０２に表示される。更に、コンピュータ６００は、関節力データに基づいて関節力の内側−外側及び／又は前側／後側の釣り合いを決定し、手持ち式ディスプレイモジュール１４と同様の方式でディスプレイ６０２に関節力の釣り合いの印を表示するように構成されてもよい。例えば、コンピュータ６００は、ブロック４１２で、それぞれ図２４、２５及び２６に関して例示し前記に記載したディスプレイ４５０、４５２、４５４と同様のディスプレイを提示することができる。

いくつかの実施形態では、コンピュータを利用した外科的（ＣＡＯＳ）システム１８は、ナビゲーションデータに関連してディスプレイ６０２上で関節力データを決定し表示するように構成されてもよい。例えば、コンピュータ６００は、図３４に例示するように、ナビゲーションデータに関連する関節力データを表示するための方法７２０を遂行してもよい。方法７２０は、コンピュータ６００がセンサモジュール１２から関節力データを受信するブロック７２２を含む。再び、関節力データは、センサモジュール１２のセンサ配列９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。ブロック７２４では、コンピュータ６００は、ブロック７２２で受信した関節力データに基づいて、内側、外側、及び／又は平均関節力値を決定する。

ブロック７２２における関節力値の決定と同時に、コンピュータ６００は、ブロック７２４で患者の膝が整形外科的処置を受けている実施形態では、患者の大腿骨及び脛骨のような患者の該当する骨の位置及び配向を決定する。その後、ブロック７２８で、コンピュータ６００は、ブロック７２２で決定された関節力値及びブロック７２８で決定された膝関節の画像を表示する。よって、コンピュータ６００を用いて、例えば、患者の膝の内側及び外側顆の屈曲及び伸長ギャップを表示し、同時に患者の膝の関連する内側、外側、及び／又は平均関節力値を表示することができる。屈曲及び伸長ギャップ、並びに関連する関節力値を監視することにより、整形外科医は特定の整形外科処置のために適切な量のギャップ又は関節力を決定することができる。

更に、いくつかの実施形態では、コンピュータ６００はまた、ブロック７２６で決定された患者の骨の配向及び位置に基づいて他の解剖学的データを決定し、関連する関節力値とともにこのような解剖学的データを表示するように構成されてもよい。例えば、１つの実施形態では、コンピュータ６００は、患者の膝の内反／外反角を決定し、関連する内側及び外側関節力を表示するように構成される。更に、コンピュータ６００は、内側及び外側力値に基づいてロードされた顆を決定し、ディスプレイ６０２上で整形外科医にロードされた顆を確認させるように構成されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、コンピュータ６００は、記憶装置６２４又は他の保存装置に、互いに関連する、解剖学的データ、関節力値、及び／又はインプラントの種類、大きさ、患者の識別データ、等のような他の外科的データを保存するように構成されてもよい。

コンピュータ６００はまた、いくつかの実施形態では、屈曲角及び関連する関節力値のグラフを決定し、表示するように構成されてもよい。そうするために、コンピュータ６００は、図３５に例示するように、方法７３０を遂行する。方法７３０は、コンピュータ６００がセンサモジュール１２から関節力データを受信するブロック７３２を含む。再び、関節力データは、センサモジュール１２のセンサ配列９０により発生するセンサ信号により示されるとき、患者の膝の関節力を示す。ブロック７３４では、コンピュータ６００は、ブロック７３２で受信した関節力データに基づいて、内側、外側、及び／又は平均関節力値を決定する。

ブロック７３２における関節力値の決定と同時に、コンピュータ６００はブロック７３６で患者の膝の屈曲角を決定する。そうするために、コンピュータ６００は、患者の脛骨及び大腿骨の相対的な位置を決定し、これらの位置に基づいてそれらの間で画定される屈曲角を決定する。ブロック７３８では、コンピュータ６００は、ブロック７３４で決定される関節力データ、及びブロック７３８で決定される屈曲角データを保存する。方法は、ブロック７３２、７３４、７３６を繰り返して、データ及び屈曲の所望の範囲内の各又は全ての所定の屈曲角を収集する。このようなデータを収集した後、方法７３０は、コンピュータ６００が関節力値対屈曲角のグラフを表示するブロック７４０に進行する。このようなグラフは、内側及び外側関節力値を含んでもよく、又は整形外科医の嗜好に応じて平均関節力値を含んでもよい。

図３６〜４１を参照すると、前述のとおり、センサモジュール１２を、整形外科的処置の実行中に用いて、患者の関節力の相対的な内側−外側の釣り合いを監視することができる。例えば、センサモジュール１２を用いて全膝関節形成術を実行するための外科的方法８００を、図３６に例示する。方法８００は、患者の脛骨近位９００が切除されるブロック８０２で始まる。患者の脛骨９００を切除することにより、切除された平面表面又は平坦部は、脛骨近位端上に確立される。コンピュータを利用した外科的（ＣＡＯＳ）システム１８が用いられない実施形態のような、いくつかの実施形態では、患者の大腿骨９０２の遠位端はブロック８０４で切除されてもよい。

ブロック８０６では、患者の膝は伸展状態にある。その後、ブロック８０８では、患者の膝は伸展状態にありながら伸延され、関節力は釣り合っている。そうするために、整形外科医は、患者の膝関節にセンサモジュール１２の脛骨パドル３４を定置してもよい。具体的には、脛骨パドル３４は、図３７に例示するように、患者の近位脛骨の切除された平坦部８５０上に定置される。脛骨パドル３４は、患者の脛骨に接触して定置してもよく、又は膜若しくは他の介在性部材上に定置されてもよい。図３７に示すように、スペーサブロック８３２を用いて、伸展状態にある患者の膝を所望の量に伸延してもよい。あるいは、センサモジュール１２は関節伸延具１６に連結されてもよく、これは患者の膝関節に挿入され、所望の量関節を伸延するよう操作されてもよい。典型的には、患者の膝関節は、ほぼ矩形の関節ギャップ（すなわち、患者の大腿骨の切除された遠位端とおよそ平行である患者の脛骨の切除された平坦部８５０）を確立するのに必要な量、伸展状態で伸延される。

いったんほぼ矩形の関節ギャップが確立されると、整形外科医は内側及び外側関節力を釣り合わせることができる。そうするために、整形外科医は、靱帯解放（ligament release）又は釣り合わせ処置を実行して、患者の膝の内側又は外側力を低下させることができる。そうしている間、整形外科医は、センサモジュール１２及び／又は手持ち式ディスプレイモジュール１４のディスプレイ５０、５２を監視して、どちら側を緩めるか、及び、いつ内側及び外側力がおよそ等しいか（例えば、中央の発光ダイオード８４が明るくなったとき）を決定することができる。無論、整形外科医は、４５％／５５％内側−外側関節力の釣り合いのような代替の関節力の釣り合いが、例えば、患者の年齢、患者の性別、患者の関節の軟組織の損傷の程度、患者の関節の術前変形の程度等のような基準に基づいて特定の患者に望ましいということを決定できる。更に、コンピュータを利用した外科的（ＣＡＯＳ）システム１８を用いる実施形態のような、いくつかの実施形態では、患者の大腿骨９０２の遠位端をブロック８１０で切除してもよい。

整形外科医が伸展状態にある患者の関節の内側−外側関節力を適切に釣り合わせた後、患者の関節をブロック８１２で屈曲状態におく。その後、ブロック８１４では、患者の膝は、屈曲状態にありながら、関節力の所望の釣り合いに伸延される。そうするために、整形外科医は、再び、患者の近位脛骨９００の切除された平坦部８５０上に、センサモジュール１２の脛骨パドル３４を定置してもよい。脛骨パドル３４は、患者の脛骨に接触して定置してもよく、又は膜若しくは他の介在性部材上に定置されてもよい。整形外科医は、内側及び外側関節力がおよそ等しくなるまで、伸延具１６、５６０、又は異なる量患者の大腿骨の各顆を伸延するための他の伸延具を用いて、患者の膝を伸延してもよい。内側及び外側関節力を等しくすることにより、大腿骨の回転が確立される。

患者の関節が伸延されて、ブロック８１４で所望の内側−外側の釣り合いが達成された後、多数の追加切除をブロック８１６で患者の遠位大腿骨９０２で実行する。そうするために、図３８に例示するように、切断ブロック８６０は関節伸延具１６に連結され、患者の関節を屈曲状態で伸延しながら、患者の遠位大腿骨９０２上の前側大腿骨切断、後側大腿骨切断、及び／又は面取り切断を実行するために使用されることができる。１つの具体的な実施形態では、切断ブロック８６０は、患者の膝が上記のように屈曲状態で伸延されながら、前側及び後側大腿骨切断が脛骨切断に対して実質的に平行であるように、位置付けられる。他の実施形態では、切断ブロック８６０は、前側及び後側大腿骨切断の角が意図するインプラントの特定の角に一致するように位置付けられてもよい。よって、前側及び後側大腿骨切断は、大腿骨を所望の位置に回転させながら実行される。切断ブロック８６０の位置はまた、整形外科的インプラントのための屈曲ギャップを設定するため前側又は後側に調節してもよい。

あるいは、いくつかの実施形態では、屈曲状態にある大腿骨の回転は、後側顆、ホワイトサイド線、及び／又は経上顆軸（transepicondylar axis）のような解剖学的基準に基づいて予め決定される。前側大腿骨切断、後側大腿骨切断、及び／又は面取り切断は、所定の大腿骨の回転に基づいて、患者の遠位大腿骨９０２上で実行される。図３９に例示するように、スペーサブロック８５４を用いて、このような面取り切断をチェック又は確認することができる。更に、整形外科医は靱帯解放を用いて、所望の内側−外側関節力を釣り合わせる又は画定することができる。このような実施形態では、整形外科医はまた、屈曲状態で実行される靱帯解放が伸展状態で関節力の釣り合いに悪影響を及ぼさないことを検証することもできる。

患者の遠位大腿骨の最終切除が完了した後、患者の膝関節の関節力の釣り合いがブロック８１８で確認される。そうするために、整形外科医は、図４０及び４１に例示するように、患者の近位脛骨９００の切除された平坦部８５０上にセンサモジュール１２の脛骨パドル３４を定置してもよい。トライアル脛骨インサート又はベアリング８６２は、脛骨パドル３４上に定置されてもよく、トライアル大腿骨コンポーネントは一時的に患者大腿骨９０２の遠位端に連結されてもよい。患者の膝関節は、次いで、整形外科医がセンサモジュール１２のディスプレイ５０、５２により示されるような関連する関節力の釣り合いを監視して、所望の関節の釣り合いが患者の関節の屈曲全体にわたって維持されることを確認しながら、図４１に例示するように、屈曲の種々の程度に移動させてもよい。

システム１０は、関節力の測定、決定、及び表示に関連して上記されている。このような関節力は、一般的に、画定された領域上の患者の関節の関節圧に対応する。よって、他の実施形態では、センサモジュール１２、手持ち式ディスプレイモジュール１４、及びコンピュータを利用した外科的システム１８は、患者の関節力に加えて又はその代わりに患者の相対的な関節圧を測定、決定、及び表示するように構成されてもよいことが理解されるべきである。例えば、１つの実施形態では、患者の関節圧は、センサ配列９０の圧力センサ又はセンサ要素１００の各センサの既知の領域に基づいて決定することができる。

以上、図面及び上記の説明文において本開示内容を詳細に図示、説明したが、こうした図示、説明はその性質上、例示的なものとみなすべきであって、限定的なものとみなすべきではなく、あくまで例示的実施形態を示し、説明したにすぎないのであって、本開示の趣旨の範囲に含まれる変更並びに改変はすべて保護されることが望ましい点は理解されよう。

本明細書に記載の装置、システム、及び方法の様々な特性から本開示の複数の利点が生ずる。本開示の装置、システム、及び方法の代替実施形態は、記載された特性の全てを含んでいない場合もあるが、それでも依然としてこのような特性の利点の少なくともいくらかから恩恵を享受していることが留意される。当業者であれば、本発明の１つ以上の特徴を取り入れた、「特許請求の範囲」において定義される本開示の趣旨及び範囲に包含される装置、システム、及び方法を独自に実施することが容易に可能であろう。

〔実施の態様〕
（１） 患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるように成形された脛骨パドルと、
前記脛骨パドル内に位置付けられるセンサ配列であって、前記センサ配列は、前記患者の脛骨と大腿骨との間の力を示すセンサ信号を生成するように構成される複数の圧力センサを含む、センサ配列と、
前記脛骨パドルに固定されるハンドルと、
前記ハンドルの端部に固定される第１ディスプレイと、
前記ハンドルに位置付けられる回路であって、前記回路は前記センサ配列からの前記センサ信号を受信し、前記ディスプレイを制御して前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の視覚的指標を提供するよう構成される、回路と、を備える、整形外科的装置。
（２） 前記脛骨パドルが、患者の切除された脛骨近位の外科的に準備された表面上に位置するように成形されている、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（３） 前記患者の膝蓋骨がその自然な位置にあり、前記パドルを患者の膝関節内に位置付けることができるような向きで、前記ハンドルが前記脛骨パドルに固定されている、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（４） 前記ハンドルは、前記患者の膝関節に位置付けられたときに、前記患者の膝関節の内側面及び外側面の一方から延びる、実施態様３に記載の整形外科的装置。
（５） 前記脛骨パドルが、上部パドル筐体及び底部パドル筐体を含み、前記脛骨パドルに力が加えられていないとき、前記上部パドル筐体の外縁は前記底部パドル筐体の外縁から離間している、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（６） 前記センサ配列が、実質的に円形パターンに配置された圧力センサの内側セット、及び実質的に円形パターンに配置された圧力センサの外側セットを含む、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（７） 前記センサ配列が、
前記圧力センサの内側セットの後側に位置付けられる第１後側センサ、及び前記圧力センサの内側セットの前側に位置付けられる第１前側圧力センサと、
前記圧力センサの外側セットの後側に位置付けられる第２後側センサ、及び前記圧力センサの外側セットの前側に位置付けられる第２前側圧力センサと、を含む、実施態様６に記載の整形外科的装置。
（８） 前記複数の圧力センサが容量性圧力センサである、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（９） 前記ハンドルの前記端部に固定される第２ディスプレイを更に備え、
前記ハンドルが上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体を備え、前記第１ディスプレイが前記上部ハンドル筐体の端部に固定され、前記第２ディスプレイが前記底部ハンドル筐体の端部に固定される、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（１０） 前記第１ディスプレイが複数の発光ダイオードを備え、
前記回路が、（ｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の内側コンポーネントを示す内側力値を決定し、（ｉｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の外側コンポーネントを示す外側力値を決定し、（ｉｉｉ）前記相対力値の間の前記力の内側−外側の釣り合いの指標を提供するような方法で前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、実施態様１に記載の整形外科的装置。

（１１） 前記回路が、
前記内側力値と前記外側力値を合計して合計力値を決定し、
前記合計力値に基づき内側−外側力値を決定し、
前記複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動して前記内側−外側力値の視覚的指標を提供するように構成される、実施態様１０に記載の整形外科的装置。
（１２） 前記第１ディスプレイが、内側から外側に延びる列に配置される複数の発光ダイオードを含み、前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供するような方法で前記複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動するように構成される、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（１３） 前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含む、実施態様１に記載の整形外科的装置。
（１４） 患者の膝関節内に位置付けられるように成形された平面的なセンサ筐体と、
前記平面的なセンサ筐体に連結され、前記平面的なセンサ筐体から延びるハンドルと、
前記平面的なセンサ筐体内に位置付けられ、前記膝関節の関節力を示すセンサ信号を発生させるよう構成される、複数の圧力センサと、
前記ハンドルに連結される第１ディスプレイと、
前記複数の圧力センサに電気的に連結されるプロセッサと、
内部に記憶された複数の命令を有する記憶装置であって、前記プロセッサにより前記命令が遂行されるとき、これによって前記プロセッサが前記第１ディスプレイを制御して、前記膝関節の前記関節力の視覚的指標を提供する、記憶装置と、を含む、整形外科的装置。
（１５） 前記ハンドルに連結された第２ディスプレイを更に含み、
前記ハンドルが上部筐体片及び底部筐体片を含み、前記第１ディスプレイが前記上部筐体片に連結され、前記第２ディスプレイが前記底部筐体片に連結される、実施態様１４に記載の整形外科的装置。
（１６） 前記複数の命令により更に、前記プロセッサが前記第２ディスプレイを制御して、前記膝関節の前記関節力の視覚的指標を提供する、実施態様１４に記載の整形外科的装置。
（１７） 前記ディスプレイが複数の発光ダイオードを含み、
前記回路が、（ｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の内側コンポーネントを示す内側力値を決定し、（ｉｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の外側コンポーネントを示す外側力値を決定し、（ｉｉｉ）前記相対力値の間の前記力の内側−外側の釣り合いの指標を提供するような方法で前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、実施態様１４に記載の整形外科的装置。
（１８） 前記複数の命令により更に、前記プロセッサが、
前記内側力値と前記外側力値を合計して合計力値を決定し、
前記合計力値に基づき内側−外側力値を決定し、
前記複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動して前記内側−外側力値の視覚的指標を提供する、実施態様１７に記載の整形外科的装置。
（１９） 前記ディスプレイが、内側から外側に延びる列に配置される複数の発光ダイオードを含み、前記複数の命令により更に、前記プロセッサが前記関節力の内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供するような方法で、前記複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動する、実施態様１４に記載の整形外科的装置。
（２０） 患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるように成形された脛骨パドルと、
前記脛骨パドル内に位置付けられたセンサ配列であって、前記センサ配列は、（ｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の内側力を示すセンサ信号を生成するように構成された、複数の内側に位置する圧力センサ、及び（ｉｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の外側力を示すセンサ信号を生成するように構成された、複数の外側に位置する圧力センサを含む、センサ配列と、
前記脛骨パドルに固定されたハンドルであって、前記ハンドルは上部筐体及び底部筐体を含む、ハンドルと、
前記ハンドルの前記上部筐体の端部に固定される第１の複数の発光ダイオードと、
前記ハンドルの前記底部筐体の端部に固定される第２の複数の発光ダイオードと、
前記ハンドル内に位置付けられる回路であって、前記回路は、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記内側力と前記外側力との間の釣り合いの視覚的指標を提供するために、前記センサ信号に基づいて前記第１及び第２の複数の発光ダイオードそれぞれの、少なくとも１つの発光ダイオードを起動するように構成される、回路と、を含む、整形外科的装置。

（２１） 患者の膝関節を伸延するための関節伸延具において、
センサモジュールを受容し、固定するように構成されるクレードルと、
前記クレードルの第１側面に可動的に連結された第１伸延具コンポーネントであって、前記第１伸延具コンポーネントは、前記第１伸延具コンポーネントから外側方向に延びて、前記センサモジュールの前記脛骨パドル及び患者の大腿骨の遠位端に繰り返し接触する第１脛骨パドル及び第１大腿骨パドルを有し、前記第１大腿骨パドルは前記第１脛骨パドルに対して可動であり、前記患者の脛骨と大腿骨との間の第１変位を定める、第１伸延具コンポーネントと、
前記クレードルの第２側面に可動的に連結された第２伸延具コンポーネントであって、前記第２伸延具コンポーネントは、前記第２伸延具コンポーネントから前記外側方向に延びて、前記センサモジュールの前記脛骨パドル及び前記患者の大腿骨の遠位端に繰り返し接触する第２脛骨パドル及び第２大腿骨パドルを有し、前記第２大腿骨パドルは前記第２脛骨パドルに対して可動であり、前記患者の脛骨と大腿骨との間の第２変位を定める、第２伸延具コンポーネントと、を含み、
前記第１伸延具コンポーネント及び前記第２伸延具コンポーネントは、前記クレードルに対して前記外側方向に可動であり、前記伸延具コンポーネントのうちの一方を、もう一方の伸延具コンポーネントを越えて、一般的な伸展方向で、選択的に延ばすことを可能にする、関節伸延具。
（２２） クレードルが、前記クレードル内に前記センサモジュールを固定するための、留め機構を含む、実施態様２１に記載の関節伸延具。
（２３） 前記第１伸延具コンポーネントは、（ｉ）前記第１脛骨及び大腿骨パドルに連結された第１のハンドル対、及び（ｉｉ）前記第１のハンドル対の端部に位置付けられた第１留め機構であって、前記第１留め機構は前記第１脛骨及び大腿骨パドルを第１の選択された位置に留めるように動作可能である、第１留め機構を含み、
前記第２伸延具コンポーネントは、（ｉ）前記脛骨及び大腿骨パドルに連結された第２のハンドル対、及び（ｉｉ）前記第２のハンドル対の端部に位置付けられた第２留め機構であって、前記第２留め機構は前記第２脛骨及び大腿骨パドルを第２の選択された位置に留めるように動作可能である、第２留め機構を含む、実施態様２１に記載の関節伸延具。
（２４） 前記第１脛骨パドル、及び前記第１大腿骨パドルが、接触位置に偏っており、
前記第２脛骨パドル、及び前記第２大腿骨パドルが、接触位置に偏っている、実施態様２１に記載の関節伸延具。
（２５） クレードルが、前記第１伸延具コンポーネントを第１の選択された伸展位置に固定するための第１留め機構、及び、前記第２伸延具コンポーネントを第２の選択された伸展位置に固定するための第２留め機構を含む、実施態様２１に記載の関節伸延具。

Claims (9)

1. 患者の脛骨近位と大腿骨遠位との間に位置付けられるように成形された脛骨パドルと、
   前記脛骨パドル内に位置付けられるセンサ配列であって、前記センサ配列は、前記患者の脛骨と大腿骨との間の力を示すセンサ信号を生成するように構成される複数の圧力センサを含む、センサ配列と、
   前記脛骨パドルに固定されるハンドルと、
   前記ハンドルの端部に固定される第１ディスプレイと、
   前記ハンドルに位置付けられる回路であって、前記回路は前記センサ配列からの前記センサ信号を受信し、前記ディスプレイを制御して前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の視覚的指標を提供するよう構成される、回路と、を備え、
   前記ハンドルの前記端部に固定される第２ディスプレイを更に備え、
   前記ハンドルが上部ハンドル筐体及び底部ハンドル筐体を備え、前記第１ディスプレイが前記上部ハンドル筐体の端部に固定され、前記第２ディスプレイが前記底部ハンドル筐体の端部に固定される、整形外科的装置。
2. 前記脛骨パドルが、患者の切除された脛骨近位の外科的に準備された表面上に位置するように成形されている、請求項１に記載の整形外科的装置。
3. 前記患者の膝蓋骨がその自然な位置にあり、前記パドルを患者の膝関節内に位置付けることができるような向きで、前記ハンドルが前記脛骨パドルに固定されている、請求項１に記載の整形外科的装置。
4. 前記脛骨パドルが、上部パドル筐体及び底部パドル筐体を含み、前記脛骨パドルに力が加えられていないとき、前記上部パドル筐体の外縁は前記底部パドル筐体の外縁から離間している、請求項１に記載の整形外科的装置。
5. 前記複数の圧力センサが容量性圧力センサである、請求項１に記載の整形外科的装置。
6. 前記第１ディスプレイが複数の発光ダイオードを備え、
   前記回路が、（ｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の内側コンポーネントを示す内側力値を決定し、（ｉｉ）前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の外側コンポーネントを示す外側力値を決定し、（ｉｉｉ）前記相対力値の間の前記力の内側−外側の釣り合いの指標を提供するような方法で前記複数の発光ダイオードを制御するように構成される、請求項１に記載の整形外科的装置。
7. 前記回路が、
   前記内側力値と前記外側力値を合計して合計力値を決定し、
   前記合計力値に基づき内側−外側力値を決定し、
   前記複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動して前記内側−外側力値の視覚的指標を提供するように構成される、請求項６に記載の整形外科的装置。
8. 前記第１ディスプレイが、内側から外側に延びる列に配置される複数の発光ダイオードを含み、前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力の内側−外側の釣り合いの視覚的指標を提供するような方法で前記複数の発光ダイオードのうちの１つの発光ダイオードを起動するように構成される、請求項１に記載の整形外科的装置。
9. 前記回路が、前記患者の脛骨と大腿骨との間の前記力を示すデータを送信するように構成される無線送信機を含む、請求項１に記載の整形外科的装置。

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