JP6069621B2 - 患者インプラント位置合わせシステム - Google Patents

Description

本発明は、整形外科インプラント技術に関し、特に、インプラントを位置合わせするための方法、ガイド、ガイド指標生成手段、コンピュータ可読記憶媒体、基準マーカー、およびインパクターに関する。

本発明は、主として寛骨臼インプラントカップを送達する際に使用するために開発され、これ以降、本出願を参照して説明される。しかしながら、本発明は、この特定の使用分野に限定されるものではなく、他のインプラントを送達するためにも用いられ得ることを認識されたい。

（関連出願の相互参照）
本出願は、本出願の出願者による同時係属出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１２／０００１７９号、表題「Ａ ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄ，ａ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ａ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃ ｉｍｐｌａｎｔ ｆｏｒ ａ ｊｏｉｎｔ ｏｆ ａ ｐａｔｉｅｎｔ」に関連し、参照により、その内容全体が本明細書に組み込まれる。

既存の設定によれば、インプラントは、標準的な人体モデルに従って位置合わせされる。例えば、インプラントを受容するある特定の患者の場合、インプラント変数は、身長６フィート、２０歳の西洋人男性を表す標準的な人体モデルから選択され得る。しかしながら、このようにして送達されるインプラントは、標準モデルから逸脱する患者にとって適切ではなく、インプラントのアライメント不良を引き起こす可能性がある。アライメント不良のインプラントは、概して過度の摩耗および劣化を引き起こす結果となり、救済的手術を必要とする。

さらに、患者の移植後活動は大きく異なる。例えば、第１の患者は、相当な量の散歩に従事する場合があり、第２の患者は、相当な量のスキーに従事する場合がある。しかしながら、既存の設定に従って送達されるインプラントは、患者の所望の移植後活動を考慮に入れていない。

さらに、既存の設定に従って位置合わせされるインプラントは、送達プロセスの間に誤差が生じやすい。この問題は、外科医が作業しなければならない空間が限定されていることによって悪化する。外科医によって送達されるインプラントは、アライメントが最大１５°異なり得ることが知られている。この場合も同様に、アライメント不良のインプラントは、概して過度の摩耗および劣化を引き起こす結果となり、救済的手術を必要とする。

本発明は、先行技術の欠点のうちの少なくともいくつかを克服するかもしくは実質的に改善する、または少なくとも代替手段を提供するための、インプラントを位置合わせするための方法、ガイド、ガイド指標生成手段、コンピュータ可読記憶媒体、基準マーカー、およびインパクターを提供することを追及する。

本明細書においていずれかの先行技術の情報が言及される場合、そのような言及は、その情報がオーストラリアまたは他の国において当該技術分野における共通の一般的な知識の一部をなすことを承認するわけではないことを理解されたい。

一態様によれば、インプラントを位置合わせするための方法が提供され、該方法は、患者固有のデータに従って構成されるガイドを使用して基準を作成することと、基準に従ってインプラントを位置合わせすることとを含む。

有利には、方法は、患者の特定の要件に適したインプラントを位置合わせするように適合される。

好ましくは、ガイドは、ソケット嵌合部を備え、方法は、ガイドを位置合わせするようにソケット嵌合部をソケットに嵌合させることをさらに含む。

有利には、ソケット嵌合部は、基準を作成するためにガイドを位置合わせする目的で、単一の配向および回転でソケットに嵌合するように適合される。

好ましくは、方法は、患者固有のデータに従ってソケット嵌合部を製造することをさらに含む。

有利には、ソケット嵌合部は、手術中に患者によって使用されるように特別に製造される。

好ましくは、方法は、アライメントデータに従ってソケット嵌合部を製造することをさらに含む。

有利には、ソケット嵌合部は、選択されたアライメントに従ってガイドを位置合わせするように適合される。

好ましくは、方法は、ソケットの幾何学的特徴に従ってソケット嵌合部を製造することをさらに含む。

有利には、ソケット嵌合部は、ガイドの正しいアライメントを可能にするために、単一の傾斜および回転でソケットの幾何学的特徴を嵌合させるように適合される。

好ましくは、方法は、ソケットの内面に嵌合するようにソケット嵌合部を製造することをさらに含む。

好ましくは、方法は、ソケットの周縁部に嵌合するようにソケット嵌合部を製造することをさらに含む。

有利には、ソケット嵌合部は、ソケットとの緊密な嵌合を提供するために、ソケット内の幾何学的特徴に一致するだけでなく、周縁部に沿った幾何学的特徴にも一致するように適合される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、ガイド指標を作成するためのガイド指標生成手段を備え、方法は、ガイド指標生成手段を使用してガイドをソケットに対して位置合わせすることをさらに含む。

有利には、ガイド指標生成手段は、ソケット嵌合部の再利用を可能にし、ガイド指標生成手段は、ガイドの正しいアライメントについて外科医を誘導するために特定の患者に従って構成される。

好ましくは、方法は、ソケットの寸法に従って、異なる寸法の一連のガイド指標生成手段からガイド指標生成手段を選択することをさらに含む。

有利には、外科医が、複数のガイド指標生成手段から患者の特定のソケットに最も好適な大きさのガイド指標生成手段を選択できるように、異なるサイズの複数のガイド指標生成手段が提供される。

好ましくは、ガイド指標生成手段は、ガイド指標を表示するように適合されるガイド指標表示デバイスをさらに備える。

有利には、ガイド指標表示デバイスは、外科医にガイドの正しいアライメントを示すために、ガイド指標生成手段の表面上にガイド指標を表示するように適合される。

好ましくは、方法は、構成データに従ってガイド指標表示デバイスを構成することをさらに含む。

好ましくは、構成データは、アライメントデータを含む。

有利には、ガイド指標表示デバイスは、外科医がガイドを位置合わせするために使用される指標を表示するように適合される。

好ましくは、アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む。

好ましくは、構成データは、ソケットの幾何学的特徴を含む。

有利には、ガイド指標表示デバイスは、ガイドをソケットの幾何学的特徴に対して配向させる際に外科医が使用するための指標を表示するように適合される。

好ましくは、幾何学的特徴は、ソケットの周縁部である。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える。

好ましくは、ガイド指標生成手段は、複数の光モデルを使用してガイド指標生成手段の表面上にガイド指標を表示するように適合される。

好ましくは、ガイド指標は、外周輪郭である。

好ましくは、方法は、外周輪郭をソケットの周縁部に位置合わせすることをさらに含む。

好ましくは、方法は、構成データをガイド指標生成手段に送信することをさらに含む。

好ましくは、方法は、構成データをガイド指標生成手段に無線で送信することをさらに含む。

有利には、構成データは、遠隔コンピュータデバイスで算出されてもよく、また、空間を通してガイド指標生成手段に提供されてもよい。このようにして、手術室から離れた遠隔位置で構成データの処理を行うことができる。さらに、ガイド指標生成手段に対する構成データの無線による提供は、接触データインターフェースと比較してガイドの無菌性を損なわない。

好ましくは、方法は、患者固有のデータに従って最適なアライメントデータを算出することをさらに含む。

有利には、アライメントデータは、生体力学的な連動等の患者固有の特徴、および所望の移植後活動等の患者のニーズに従って算出されてもよい。

好ましくは、方法は、患者固有のデータに従って候補アライメントデータを算出することと、候補アライメントデータから最適なアライメントデータを選択することとをさらに含む。

好ましくは、方法は、患者データに従って候補アライメントデータを算出することと、少なくとも１つの所望の移植後活動に従って最適なアライメントデータを選択することとをさらに含む。

有利には、少なくとも１つの所望の移植後活動に従った最適なアライメントデータの選択は、インプラントの過度の摩耗を実質的に低減するアライメントデータの選択を可能にする。

好ましくは、患者データは、少なくとも１つの動特性を代表する動特性データを含む。

好ましくは、方法は、ＣＴおよび放射線画像技術を含む画像技術のセットから選択される画像技術から得られる画像データから動特性データを算出することをさらに含む。

好ましくは、方法は、少なくとも１つの機能的活動の間に患者から画像データを取得することをさらに含む。

好ましくは、動特性データは、腰椎のコブ角、仙骨の傾き、および前骨盤平面の特性データを含む特性データのセットから選択される動特性データを含む。

好ましくは、方法は、仮想モデルに従って動特性データを算出することをさらに含む。

好ましくは、候補アライメントデータを算出することは、少なくとも１つの機能的活動をシミュレートすることを含む。

有利には、シミュレーションは、その後、患者の所望の移植後活動に従って最も適切なインプラント変数を選択するための１つ以上のインプラント変数（インプラントのアライメント等）の変動を許容する。

好ましくは、候補アライメントデータを算出することは、インプラントの少なくとも１つのアライメントをシミュレートすることをさらに含む。

好ましくは、方法は、剛体力学の物理シミュレーションを用いることをさらに含む。

好ましくは、候補アライメントデータを算出することは、機能的活動のシミュレーションから少なくとも１つの関節反力ベクトルを算出することを含む。

好ましくは、方法は、少なくとも１つの関節反力ベクトルに従って最適なアライメントデータを選択することをさらに含む。

有利には、関節反力ベクトルは、インプラントの過度の摩耗を引き起こすインプラントのアライメント不良を示し得る。

好ましくは、方法は、所望の移植後活動に従って最適なアライメントデータを選択することをさらに含む。

好ましくは、ガイドは、ガイド発光手段を備え、基準を作成することは、ガイド発光手段を使用して基準を作成することを含む。

好ましくは、基準を作成することは、ガイド発光手段から表面上にガイド基準光線を投射することと、表面上の光線の位置に注意することとを含む。

有利には、ガイドは、その後のガイドの除去および基準に従ったインプラントの挿入を可能にするように、ガイド基準光線を使用して基準を作成するために使用される。さらに、手術室の天井または壁等の離れた表面上へのガイド基準光線の投射は、半径約３０ｃｍの基準領域内でインプラントの正確なアライメントを可能にする。

好ましくは、ガイド発光手段は、着脱可能である。

有利には、ガイド発光手段は、基準マーケットおよびインパクターを含む本明細書に記載の他のデバイスによる使用のために用いられてもよい。

好ましくは、ガイド基準光線は、レーザである。

有利には、レーザは、非常に目立つ正確な基準点を可能にする。

好ましくは、ガイド発光手段は、第２のガイド基準光線を放出するように適合される。

好ましくは、方法は、基準マーカーを使用して基準を固定することをさらに含む。

有利には、基準マーカーは、ガイドの除去およびその後の基準に従ったインプラントの挿入を可能にするように、基準を固定するために使用される。

好ましくは、基準を固定することは、基準に従って基準マーカーを位置合わせすることを含む。

好ましくは、方法は、基準マーカーを患者に固着することをさらに含む。

好ましくは、基準マーカーを患者に固着することは、基準マーカーを患者の骨に固着することを含む。

好ましくは、骨は、骨盤の骨である。

有利には、基準マーカーを患者に固着することにより、基準点は、手術中に患者の位置が変更される等の患者の動きによる影響を受けなくなる。

好ましくは、ガイドは、ドリルガイドを備え、基準を固定することは、ドリルガイドを使用してドリル穴を穿設することと、基準マーカーの少なくとも一部をドリル穴に挿入することとを含む。

有利には、ドリルガイドは、基準マーカーをガイドと物理的に位置合わせする目的で用いられてもよい。このようにすると、ガイド発光手段は必要ない。

好ましくは、基準マーカーは、関節部を備え、基準を固定することは、基準に従って基準マーカーを位置合わせするように関節部を構成することを含む。

好ましくは、関節部は、多軸関節である。

有利には、関節部は、患者への基準マーカーの初期固着、およびその後の基準に従った基準マーカー光線のアライメントを可能にする。

好ましくは、基準マーカーは、基準マーカー発光手段を備える。

好ましくは、基準マーカー発光手段は、基準マーカー光線を放出するように適合され、基準を固定することは、基準マーカー光線と基準とを位置合わせすることを含む。

好ましくは、基準マーカー発光手段は、着脱可能である。

好ましくは、基準マーカー光線は、レーザである。

好ましくは、インプラントを位置合わせすることは、基準に従って位置合わせされたインパクターを用いてインプラントをソケットに送達することを含む。

有利には、インプラントは、基準に位置合わせして送達される。

好ましくは、方法は、インプラントを送達する前にソケットの穴を広げることをさらに含む。

好ましくは、インパクターは、基準マーカーに嵌合するように適合される。

好ましくは、インパクターは、基準マーカーに嵌合するためのシースを備える。

好ましくは、インパクターは、インパクター光線を放出するように適合されるインパクター発光手段を備え、インパクターを位置合わせすることは、インパクター光線と基準とを位置合わせすることを含む。

有利には、インパクター発光手段は、インプラントの正確なアライメントを可能にするために、ガイドによって作成される基準に従ってインパクターのアライメントを可能にする。

好ましくは、インパクター光線は、レーザである。

別の態様によれば、インプラントを位置合わせするためのガイドが提供され、ガイドは、患者固有のデータに従って構成されるソケット嵌合部を備え、ソケット嵌合部は、ガイドを位置合わせするように適合される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、患者固有のデータに従って製造される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、アライメントデータに従って製造される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、ソケットの幾何学的特徴に従って製造される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、ソケットの内面に嵌合するように適合される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、ソケットの周縁部に嵌合するように適合される。

好ましくは、ソケット嵌合部は、ガイドを位置合わせするためのガイド指標を生成するためのガイド指標生成手段を備える。

好ましくは、ガイド指標生成手段は、ガイド指標を表示するように適合されるガイド指標表示デバイスをさらに備える。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、構成データに従って構成される。

好ましくは、構成データは、アライメントデータを含む。

好ましくは、アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む。

好ましくは、構成データは、ソケットの幾何学的特徴を含む。

好ましくは、幾何学的特徴は、ソケットの周縁部である。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える。

好ましくは、ガイド指標生成手段は、複数の光モデルを使用してガイド指標生成手段の表面上にガイド指標を表示するように適合される。

好ましくは、ガイド指標は、外周輪郭である。

好ましくは、外周輪郭は、ソケットの周縁部に位置合わせするように適合される。

好ましくは、ガイド指標生成手段は、構成データを受信するように適合される受信機モジュールを備える。

好ましくは、受信機モジュールは、無線受信機モジュールである。

別の態様によれば、ガイドを位置合わせするためのガイド指標を生成するためのガイド指標生成手段が提供され、ガイド指標生成手段は、デジタルデータを処理するためのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含むデジタルデータを格納するための、プロセッサに連結された記憶素子と、ガイド指標を表示するための、プロセッサに連結されたガイド指標表示デバイスとを備え、プロセッサは、ガイド指標表示デバイスを使用して、構成データに従ってガイド指標を表示するためにコンピュータプログラムコードによって制御される。

好ましくは、構成データは、アライメントデータを含む。

好ましくは、アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む。

好ましくは、構成データは、ソケットの幾何学的特徴を含む。

好ましくは、幾何学的特徴は、ソケットの周縁部である。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、ガイド指標生成手段の周面部にガイド指標を表示するように適合される外周表示デバイスである。

好ましくは、ガイド指標生成手段は、データネットワークからデータを受信するためのデータインターフェースをさらに備え、かつプロセッサに連結され、プロセッサは、データインターフェースを介して構成データを受信するためにコンピュータプログラムコードによってさらに制御される。

好ましくは、データインターフェースは、無線データインターフェースである。

好ましくは、プロセッサは、記憶素子に構成データを格納するためにコンピュータプログラムコードによってさらに制御される。

別の態様によれば、ガイドを位置合わせするためのガイド指標を生成するためのコンピュータプログラムコード命令を含むコンピュータ可読記憶媒体が提供され、コンピュータプログラムコード命令は、ガイド指標表示デバイスを使用して構成データに従ってガイド指標を表示するための命令を含む。

好ましくは、構成データは、アライメントデータを含む。

好ましくは、アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む。

好ましくは、構成データは、ソケットの幾何学的特徴を含む。

好ましくは、幾何学的特徴は、ソケットの周縁部である。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える。

好ましくは、ガイド指標表示デバイスは、外周表示デバイスである。

好ましくは、コンピュータ可読記憶装置は、データインターフェースを介して構成データを受信するための命令をさらに含む。

好ましくは、データインターフェースは、無線データインターフェースである。

好ましくは、コンピュータ可読記憶媒体は、記憶素子に構成データを格納するための命令をさらに含む。

別の態様によれば、インプラントを位置合わせするために、本明細書に記載のガイドによって作成される基準を固定するための基準マーカーが提供される。

好ましくは、基準マーカーは、基準に従ったアライメントのために適合される。

好ましくは、基準マーカーは、患者に固着するように適合される。

好ましくは、基準マーカーは、患者の骨に固着するように適合される。

好ましくは、骨は、骨盤の骨である。

好ましくは、基準マーカーは、ドリル穴への挿入のために適合される基準ピンを備える。

好ましくは、基準マーカーは、基準に従って基準マーカーを位置合わせするように適合される関節部をさらに備える。

好ましくは、関節部は、多軸関節である。

好ましくは、基準マーカーは、基準マーカー発光手段を備える。

好ましくは、基準マーカー発光手段は、基準とのアライメントのために適合される基準マーカー光線を放出するように適合される。

好ましくは、基準マーカー発光手段は、着脱可能である。

好ましくは、基準マーカー光線は、レーザである。

別の態様によれば、本明細書に記載の基準マーカーによって固定された基準に位置合わせしてソケット内にインプラントを位置合わせするためのインパクターが提供される。

好ましくは、インパクターは、基準マーカーに嵌合するように適合される。

好ましくは、インパクターは、基準マーカーに嵌合するためのシースを備える。

好ましくは、インパクターは、基準とのアライメントのために適合されるインパクター光線を放出するように適合されるインパクター発光手段を備える。

好ましくは、インパクター光線は、レーザである。

本発明の他の態様も開示される。

本発明の範囲内に属し得るいかなる他の形態にもかかわらず、添付の図面を参照して、例としてのみ本発明の好ましい実施形態を次に記載する。

本発明の好ましい実施形態による、インプラントを位置合わせするための方法を示す。 本発明の好ましい実施形態による、物理エンジンシミュレーションを用いて最適なアライメントデータを算出するための方法を示す。 本発明の別の実施形態による、図２の物理エンジンシミュレーションを用いて算出した関節反力ベクトルを示す。 本発明の別の実施形態による、異なるインプラント変数に従って種々の機能的活動の間に図２の物理エンジンシミュレーションによって算出した種々の関節反力ベクトルを示す関節反力の可視化を示す。 本発明の好ましい実施形態による、患者固有のデータに従って製造したソケット嵌合部を有するガイドを示す。 本発明の別の実施形態による、図５のガイドのソケット嵌合部のさらに詳細な底面図を示す。 本発明の別の実施形態による、寛骨臼ソケット内に嵌合した図５のガイドのソケット嵌合部を示す。 本発明の別の好ましい実施形態による、ガイド指標生成手段を有する図５のガイドのソケット嵌合部を示す。 本発明の別の好ましい実施形態による、基準点を作成するためのガイド光線を放出するためにソケットに挿入された図５のガイドと、基準マーカーを位置合わせするための基準点とのアライメントのために基準マーカー光線を放出するように同様に適合される基準マーカーとを示す。 本発明の別の好ましい実施形態による、基準とのアライメントのためにインパクト光線を放出するように適合されるインパクター発光手段を有するインパクターを使用したインプラントカップの送達を示す。 本発明の別の実施形態による、図８のガイド指標生成手段の構成要素の例示的な略図を示す。

以下の説明において、異なる実施形態における同様または同一の参照番号は、同一のまたは同様の特徴を意味することに留意されたい。

（インプラントを位置合わせするための方法）
図１を参照すると、手術中にインプラントを位置合わせするための方法１００が提供される。具体的には、方法１００は、患者固有のデータに従って構成されるガイドを使用して基準を作成することと、ガイドの除去が可能であるように基準マーカーを使用して基準を固定することと、その後、基準に従ってインプラントを位置合わせすることと、を含む。

本明細書の記載から明らかになるように、方法１００は、その後のインプラントの送達のための基準を作成する目的でガイド５００を位置合わせするために、ソケットと嵌合するように適合されるソケット嵌合部５０５を有するガイド５００を用いる。さらに、方法１００は、基準を固定する目的で基準マーカー９２０を用いて、ガイド５００の除去と、その後、基準マーカー９２０によって固定された基準に従って位置合わせされたインパクター１００５を使用したインプラントカップ３０５の挿入とを可能にする。

具体的には、図５を参照すると、第１の実施形態によるソケット嵌合部５０５ａを有するガイド５００が示され、図８を参照すると、第２の実施形態によるソケット嵌合部５０５ｂを有するガイド５００が示される。本明細書の記載から明らかになるように、最適なアライメントデータに従ってインプラント３０５を正確に位置合わせできるように、ソケット嵌合部５０５は、患者固有のデータから算出される最適なアライメントデータおよび幾何学的特徴データに従って構成または製造される。

本明細書の実施形態は、人工股関節置換術に関して、具体的には、患者の寛骨臼内にインプラントカップ３０５を送達することに関して記載される。しかしながら、本実施形態は、他の種類のインプラントにも等しく適用可能であることに留意されたい。

（患者固有のデータに従って最適なアライメントデータを算出する）
図１を参照すると、方法１００はステップ１０５から始まり、インプラント３０５に最適なアライメントの計算を可能にするために患者固有のデータを算出する目的で患者から患者固有の情報が取得される。

次に図２を参照すると、患者固有の情報および少なくとも１つの所望の移植後活動に従って最適なアライメントデータを算出するための方法２００が示される。数百人へのメッセージが、ソケット内でのインプラント３０５の深さ（ソケットが寛骨臼である場合、インプラントカップ３０５が寛骨臼内に沈められる内側全体を意味し得る）を含み得るインプラントの最適な位置データ等のアライメントデータ（傾斜および前傾）に加えてまたはその代わりに、その他を完了するように適合されてもよいことに留意されたい。

方法２００は、患者から患者固有の情報が収集されるステップ２０５から始まる。患者固有の情報は、観察、調査等の多くの方法で収集することができる。好ましい実施形態において、患者固有の情報は、ＣＴスキャン、標準的なＸ線写真等の画像技術を使用して患者から得られる。ＣＴスキャンからの画像は、物理エンジンシミュレーション（後述する）に使用するためにインプラントを位置合わせするおよび配向する目的で、必要な生体力学的ランドマークを決定するために使用される。具体的には、図３を参照すると、患者の骨盤が示され、後述する物理エンジンシミュレーションに使用するために、インプラントカップ３０５およびインプラント頭部３１０が、患者の骨盤および大腿骨に対して位置合わせおよび配向されている。

患者固有の情報は、仙骨の傾き、前骨盤平面、腰椎のコブ角等の脊髄および骨盤の変数を含み得る。

患者固有の情報は、患者の少なくとも１つの動特性を代表する動特性によって補足されてもよい。歩行、起立、着座等の種々の機能的活動の間に患者を撮像することにより、これらの動特性を算出するためにＸ線写真が用いられてもよい。さらに、方法２００のステップ２１０では、患者のさらなる動特性データを算出するために仮想モデルが用いられてもよい。

方法２００のステップ２１５では、ステップ２２５に記載される物理エンジンシミュレーションに入力する目的で、患者固有の情報から患者固有のデータが算出される。

物理エンジンシミュレーション２２５は、患者の種々の機能的活動をシミュレートするために剛体力学を用いる。物理エンジンシミュレーション２２５によってシミュレートされるこれらの機能的活動は、上述の患者固有情報収集プロセス２０５の間に実施されるものと同じかまたは異なる機能的活動であり得る。例えば、方法２００は、患者の他の機能的活動をシミュレートする際に使用される、ステップ２２０に示されるシミュレーションモデルのデータベースを用いることができる。

シミュレーションプロセスの間、物理エンジンの選択２２５は、推奨されるインプラント３０５のアライメント等の各機能的活動に関する種々の変数を変化させる。推奨されるインプラント３０５のアライメントは、傾斜および前傾角度によって表されてもよい。推奨されるインプラント３０５のアライメントに加えて、他のインプラント変数がシミュレーションの間に変化し得る。

シミュレーションプロセスの間、各インプラント変数セットにつき１つ以上の関節反力ベクトルが算出され得る。後に詳述するように、関節反力ベクトルは、変数のセットに従って位置合わせした場合に、インプラントが過度の摩耗を起こすかどうかを示すことができる。具体的には、図３を参照すると、第１のインプラント変数セットについて物理エンジンシミュレーション２２５によって算出された関節反力ベクトル３１５が示される。

（関節反力の可視化）
図４を参照すると、異なるインプラント変数に従って、種々の機能的活動の間に物理エンジンシミュレーション２２５によって算出された種々の関節反力ベクトルを示す関節反力の可視化４００が示される。

関節反力の可視化４００は、半球４１５の外側縁まで目盛りを付けた度数によって囲まれた重心を有する、３次元インプラントカップを表す２次元半球４１５を含む。

以下から明らかになるように、例示的な関節反力の可視化４００は、第１のインプラント変数セットについて２つの機能的活動で算出された２つの関節反力ベクトルを表す。例えば、関節反力の可視化４００は、第１の傾斜および前傾角度に配向されたインプラントカップ３０５の物理エンジンシミュレーション２２５によって算出される関節反力ベクトルを表すことができる。さらなる関節反力の可視化４００（図示せず）は、第２の変数セットについて同じ２つの機能的活動の物理エンジンシミュレーション２２５によって生成されてもよい。例えば、物理エンジンシミュレーション２２５がインプラントカップ３０５の傾斜角度を変更するためである場合、関節反力ベクトルの位置は異なる位置になるであろう。

最適なインプラント変数セットは、実質的にインプラントカップ３０５の中心内に関節反力ベクトルを限定し、関節反力ベクトルがインプラントカップ３０５の端部に向かって逸れる状況を回避する。このようにして構成されたインプラントは、アライメント不良の結果として外側方に向かう関節反力ベクトルを受けるインプラントとは対照的に、より少ない摩耗および劣化を示すであろう。後に詳述するように、外科医（またはコンピュータ実装アルゴリズム）が、最も集中した関節反力ベクトルを示す可視化４００によって示される最適なインプラント変数セットを選択するように、物理エンジンシミュレーション２２５は、インプラント変数の変動に従って種々の関節反力の可視化４００を生成する。

図４に示す実施形態において、関節反力の可視化４００は、２つの例示的な関節反力ベクトルを含む。第１の関節反力ベクトルの可視化４０５は、座位から立位への機能的活動の関節反力ベクトルを表し、物理エンジンシミュレーション２２５によって算出されるように、機能的活動の間にインプラントカップ４０５を当接支持するであろう関節反力を示す半球４１５を横切る軌道を含む。関節反力の軌道は、関節反力ベクトルの可視化４０５の中央の実線によって示される。しかしながら、関節反力の位置だけではなく、力の大きさも重要である。例えば、起動は、関節反力ベクトルが実質的に半球４１５の中心内に限定されることを示し得るものの、力の大きさがインプラントカップ４０５に対するインプラント頭部の接触面を半球４１５の外側端部を超えて拡張し得ることは、外科医にとって容易に明らかではない場合がある。そのため、関節反力ベクトルの可視化４０５はまた、関節反力の大きさに従って、インプラント頭部とインプラントカップ４０５との接触面を示す半径を有する起動の周囲に同心円も含む。例示的な関節反力ベクトルの可視化４０５から明らかなように、関節反力ベクトルの力の大きさは、起動に沿って変化する。インプラント頭部とインプラントカップ４０５との接触面は、非接着性弾性接触のヘルツの理論を含む適切な接触力学の計算を用いて算出され得る。

例示的な関節反力の可視化４００は、第２の例示的な関節反力ベクトルの可視化４１０を含み、それは、例えば、歩行という機能的活動の間の関節反力ベクトルを表し得る。提示される実施形態から明らかなように、第２の例示的な関節反力ベクトルの可視化４１０は、インプラントカップ４０５の外側端部に向かう力を示しており、インプラントカップ４０５がこのように位置合わせされた場合、これは、インプラントカップ４０５の過剰なまたは不均一な摩耗を示し得る。

上に示したように、一実施形態において、物理エンジンの特定のシミュレーション２２５は、さらなる機能的活動をシミュレートする目的で種々の所定のシミュレーションモデル２２０を用いることができる。例えば、シミュレーションモデル２２０は、階段昇降といった機能的活動のシミュレーションを含んでもよい。

方法２００のステップ２３０では、候補インプラント変数セットが、物理エンジンシミュレーション２２５によって出力され、各々が、それぞれの関節反力ベクトルの可視化４００を伴う。例えば、候補インプラント変数の各々は、インプラントカップのアライメントを表す特有の傾斜および前傾角度を含んでもよい。

次に、物理エンジンの選択２２５によって出力された２つ以上の候補変数から、所望の移植後活動に従って最適な変数セットが選択される。例えば、患者が、ほとんど階段昇降動作に従事したことがないにもかかわらず、かなりの歩行動作に従事する意向であることを示した場合、外科医（またはコンピュータアルゴリズム）は、半球４１５で最も集中した、かつ半球４１５である、歩行の関節反力ベクトルの可視化４１０を示す関節反力の可視化に対応するインプラント変数セットを選択することができる。

（ソケット嵌合部）
患者固有のデータに従って最適なインプラント変数セット（インプラントのアライメントおよび他のインプラントパラメータを示す）を選択してから、方法１００は、ステップ１１５へと進み、最適なインプラント変数セットを表す構成データ（および特定の実施形態では、最適なインプラントの位置変数セット、例えば、ソケット内でのインプラントカップ３０５の内側の深さ等）ならびにソケットの形状を含む他の患者固有のデータに従って、ソケット嵌合部５０５が製造または構成される。

図５に実質的に示されるソケット嵌合部５０５ａの第１の実施形態を参照すると、ソケット嵌合部５０５ａは、構成データに従って製造される。本明細書の記載から明らかなように、ソケット嵌合部５０５ａは、最適なインプラント変数セットに従ってガイド５００を位置合わせするために、患者のソケットに嵌合するように適合される。例えば、手術中に、シャフト５１０でガイド５００を把持する外科医は、ソケット嵌合部５０５ａが患者のソケットに正しく嵌合するように患者の創傷内にガイド５００を挿入する。後に詳述するように、ソケット嵌合部５０５ａが特定の配向においてのみソケットに嵌合するように、ソケット嵌合部５０５ａは、患者のソケットのこれらの特定の幾何学的特徴に従って製造される。一旦、ソケット嵌合部５０５ａが患者のソケットに正しく嵌合すると、かつ後に詳述するように、外科医は、ガイドを使用してその後のインプラントカップ３０５の挿入のために基準を作成する。

次に図６を参照すると、ソケット嵌合部５０５ａをさらに詳細に示すガイド５００の底面図が示される。この実施形態から明らかなように、シャフト５１０が、患者固有のデータから算出された最適なアライメントデータに従って正しく位置合わせされるように、ソケット嵌合部５０５ａは、患者のソケットの形状に一致するように成形される。上に示したように、患者のソケットの形状は、方法１００のステップ１０５でＣＴスキャン等によって確認される。ソケット嵌合部５０５ａが患者のソケットの幾何学的特徴に正しく嵌合するように成形および構成され得る異なる様式が存在する。図６に示される実施形態において、ソケット嵌合部５０５ａは、ソケットの周縁部で下向きに当接支持するように適合される周縁部嵌合面６０５と、ソケットの内面を当接支持するように適合される内面嵌合面６１０とを備える。

図７を参照すると、原位置にある、具体的には寛骨臼ソケットによって嵌合されたソケット嵌合部５０５ａが示される。示される図から容易に明らかなように、周縁部嵌合面６０５および内面嵌合面６１０が、ソケット嵌合部５０５ａを寛骨臼内で特定の配向に制約する。

好ましくは、ソケット嵌合部５０５ａは、積層造形プロセス等のラピッドプロトタイピング技術を使用して製造される。このように、ソケット嵌合部５０５ａは、最適なアライメントの決定と手術中のインプラントの送達との間の短期間内に製造することができる。一般的に、ガイド５００は、単回使用のために製造され、ガイド５００は、手術後に廃棄される。

次に、図８に実質的に示されるソケット嵌合部５０５ｂの第２の実施形態を参照すると、下記の記載から明らかになるように、ソケット嵌合部５０５ｂは、再利用されるように適合される。さらに、ソケット嵌合部５０５ｂは、異なる患者による使用のために適合されるように一般的な様式で設計される。このように、手術中にソケット嵌合部５０５ｂが一旦使用されてから、その後の異なる患者の手術のためにソケット嵌合重要５０５ｂを滅菌および再利用することができる。

次にソケット嵌合部５０５ｂを参照すると、ソケット嵌合部５０５ｂは、いつガイド５００が正しく位置合わせされるかを確認する際に外科医によって使用されるガイド指標を生成するように適合されるガイド指標生成手段８０５を備える。

ガイド指標生成手段８０５は、患者のソケットの幾何学的特徴およびガイド５００の最適なアライメントを含む構成データに従って構成されるように適合される。

様々なサイズのソケットを有する患者に対応するために、異なるサイズのガイド指標生成手段８０５が提供され得ることに留意されたい。このように、各々が異なる寸法のソケット嵌合部５０５ｂを有する２つ以上のガイド５００がキット内に提供されてもよい。このようにして、外科医は、患者の寛骨臼に挿入するのに最も適切な大きさのソケット嵌合部５０５ｂを選択することができる。

ソケット嵌合部５０５ｂは、ガイド５００のシャフト５１０から着脱可能であり得ることに留意されたい。

次に図１１を参照すると、ガイド指標生成手段８０５の構成要素の例示的な略図が示される。具体的には、ガイド指標生成手段８０５は、ガイド指標を出力する目的でガイド指標表示デバイス１１１０を備える。ガイド指標は、いつガイド５００が正しく位置合わせされるかを確認するために、手術中、外科医によって使用される。ガイド指標がガイド指標表示デバイス１１１０によって提供され得る異なる様式が存在する。

第１の実施形態において、ソケット嵌合部５０５ｂの表面は、ソケット内におけるソケット嵌合部５０５ｂの配向および回転を確認するために、複数の容量センサ等の触覚センサを備える。このようにして、ガイド指標生成手段８０５が、触覚センサからソケット嵌合部５０５ｂが正しく位置合わせされたことを確認すると、ガイド指標生成手段８０５が、赤色ライトを点灯させること等によって正確なアライメントを示唆することができる。代替として、ガイド指標生成手段８０５は、ガイド５００の位置合わせが不正確である場合に赤色ライトを点灯させ、ガイド５００が正しく位置合わせされた場合に緑色ライトを点滅させることもできる。

第２の実施形態において、ガイド指標生成手段８０５は、ガイド指標表示デバイス１１１０を使用してソケット嵌合部５０５ｂの表面の周りに外周ガイド指標（例えば、ソケットの周縁部に一致するように適合される輪郭）を表示するように適合される。この実施形態では、外周ガイド指標は、ソケットの周縁部との位置合わせのために外科医によって用いられる。

ガイド指標は、ソケット嵌合部５０５の外周に黒色の外周輪郭を表示するために、液晶表示を含む多くの様式でガイド指標表示デバイス１１１０によって表示され得る。しかしながら、好ましい実施形態において、ガイド指標表示デバイス１１１０は、より優れた可視性のために複数の光モジュールを備える。このように、ガイド指標表示デバイス１１１０は、ガイド指標生成手段８０５の表面上でガイド指標を点灯させる目的で、光モジュールのサブセットを選択的に操作するように適合される。

一実施形態において、光モジュールは、ガイド指標生成手段８０５の外周の周りに適切に離間された多数のＬＥＤライトによって提供されてもよい。光モジュールは、実施形態の図８によって示されるように、ガイド指標生成手段８０５の上部および下部の実質的に両方に到達する必要はないが、むしろ、異なる種類のソケット周縁部に対応するための許容誤差を提供するために、ガイド指標生成手段８０５の外周の周りにバンド（幅約１ｃｍのバンド等）を提供するように位置してもよいことに留意されたい。

当然、ガイド指標は、他の種類の発光手段によって提供されてもよい。例えば、外周ガイド指標を提供するために、可撓性の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスが円筒形に提供されてもよい。他の実施形態において、ディスプレイマトリックスの２次元表示をガイド指標生成手段８０５の周面部に変換するために、反射板に隣接するフラットディスプレイマトリックスが用いられてもよい。例えば、ディスプレイマトリックスは、円錐状の反射板に隣接して位置してもよく、その場合、ディスプレイマトリックスの中心を向いたピクセルが、ガイド指標生成手段８０５の周面部の下の位置に対応し、ディスプレイマトリックスの外側端部を向いたピクセルが、ガイド指標生成手段８０５の周面部の高い位置に対応する。

ガイド指標生成手段８０５は、デジタルデータを処理するためのプロセッサ１１１５と、コンピュータプログラムコードおよび最適なアライメントデータを含むデジタルデータを格納するための記憶素子１１０５とをさらに備える。

さらに、ガイド指標生成手段８０５は、データネットワーク１１３０を通してデータを送信および受信する目的でネットワークインターフェース１１２０（好ましくは、無線ネットワークインターフェース）を備えてもよい。このように、ガイド指標生成手段８０５は、操作の前に構成データとともに提供されてもよい。

使用において、ガイド指標を作成するために、外科医は、患者のソケットに挿入するのに適切な大きさのガイド指標生成手段８０５を選択することができる。ガイド指標生成手段８０５は、次いで、ソケットの幾何学的特徴を表す構成データ、およびガイド指標表示デバイス１１１０を構成するための最適なアライメントデータとともに提供されてもよい。最適なアライメントデータがガイド指標生成手段８０５に提供され得る多くの様式が存在する。

好ましい実施形態において、ネットワークインターフェース１１２０は、データネットワークから構成データを受信するように適合される８０２．１１またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線ネットワークインターフェース等の無線ネットワークインターフェースである。このように、構成データを算出する目的で遠隔計算デバイスが利用されてもよく、その後、計算デバイスが無線ネットワークを通してガイド指標生成手段８０５に構成データを提供できるように、ガイド指標生成手段８０５の識別情報が計算デバイスに入力される。

当然、最適なアライメントデータがガイド指標生成手段８０５に送信され得る他の手段も存在し得る。例えば、ガイド指標生成手段８０５にデータを送信する目的で、音響または光学データインターフェースを有するドッキングステーションが用いられてもよい。

ガイド指標生成手段８０５は、手術中にデバイスに電力を供給するために充電式電池（図示せず）をさらに備えてもよい。充電式電池は、外的接触により再充電されてもよいが、手術室の無菌要件を考慮すると、ガイド指標生成手段８０５は、好ましくは、防水性の外装材を含み、充電式電池は、誘導結合を用いて再充電される。

さらに、一実施形態において、ガイド指標生成手段８０５は、外科医からの入力を受信する目的でＩ／Ｏインターフェース１１２５を備えてもよい。Ｉ／Ｏインターフェース１１２５は、ガイド指標生成手段８０５の保護外装を損なわないように適合され、したがって、外科医からの指示を受信する目的で防水性のプッシュボタンモジュールを備えてもよい。例えば、防水性のプッシュボタンモジュールは、ガイド指標生成手段８０５の電源を入れるために外科医によって最初に操作されてもよく、第１の患者（および、さらなる患者に最適なアライメントデータを選択するための、その後の潜在的な操作の繰り返し）に最適なアライメントデータを選択するために２回目に操作されてもよく、無線ネットワーク１１３０を通して最適なアライメントデータを受信する目的でガイド指標生成手段８０５をデータ受信モードにするために３回目に操作されてもよい等である。プッシュボタンモジュールではなく、他のＩ／Ｏインターフェース１１２５が用いられてもよい。例えば、ガイド５００のステム５１５は、ガイド指標生成手段８０５に対してねじれていてもよく、その場合、ガイド指標生成手段８０５に対するステムの各位置が、ガイド指標生成手段の動作モードに対応する。

（ガイド発光手段を使用した基準の作成）
再び図５を参照すると、ガイド５００がガイド発光手段５１５ａを備えていることは明白である。下記の記載から明らかになるように、その後のインプラントカップ３０５のアライメントに基準を使用できるように、ガイド発光手段５１５ａは、一旦、ガイド５００が患者のソケット内に正しく位置合わせされてから、基準を作成する目的のために適合される。好ましい実施形態において、後述するように、発光手段５１５は、基準マーカー９２０またはインパクター１００５においてガイド発光手段５１５ａを再利用できるように、ガイド５００のシャフト５１０から着脱可能である。ガイド発光手段５１５ａは、無菌手術環境に好適な防水性の高耐久化処理した外装を備えることが好ましい。

ガイド発光手段５１５ａは、基準を作成する目的でガイド基準光線９０５を放出するように適合される。具体的には、図９を参照すると、ソケットに挿入されたガイド５００が示される。明らかなように、創傷９１０は、ソケット（この場合は寛骨臼ソケット）に隣接する患者の体９１５に形成され、ガイド５００を正しく位置合わせするためにソケット嵌合部５０５ａがソケットに挿入されている。この位置では、ガイド発光手段５１５ａは、手術室の天井等の表面上に基準を作成する目的でガイド基準光線９０５を放出する。

好ましい実施形態において、発光手段５１５は、正確なピンポイント基準を提供するためのレーザ発光手段である。

（基準マーカーを使用して基準を固定する）
今やガイド５００によって基準が作製され、方法１００はステップ１２５へと進み、ガイド５００に従って位置合わせされた基準マーカー９２０を使用して基準が固定される。基準マーカー９２０の使用は、その後のインプラント３０５の挿入のためにガイド５００の除去を可能にする。

ここでは、ガイド５００に従って基準マーカー９２０を位置合わせすることができる２つの様式について記載する。

第１の実施形態において、基準マーカー９２０は、ガイド発光手段５１５ａを使用せずに、ガイド５００に従って位置合わせされる。具体的には、この実施形態において、基準マーカー９２０は、ガイド５００を物理的に参照するように適合される。この実施形態において、基準マーカー９２０は、基準ピン９２５を備え、ガイド５００は、外科医が基準ピンガイドを使用して基準ピン９２５を位置合わせできるように適合される基準ピンガイド（図示せず）を備える。一実施形態において、基準ピンガイドは、基準ピン９２５が患者の骨盤内に打ち込まれるように、そこを通って基準ピン９２５を受容するように適合されるシース（図示せず）を備えてもよい。代替として、シースは、その後の基準ピン９２５の挿入のためにドリル穴を穿孔する目的でドリルビットを受容するように適合されてもよい。基準ピン９２５がガイド５００から実質的に遠位に位置する実施形態の場合、基準ピン９２５をガイド５００に対して位置合わせする目的でアウトリガー（図示せず）が用いられてもよい。

第２の実施形態において、基準マーカー９２０は、同様に、基準を固定するように適合される基準マーカー発光手段５１５ｂを備える。具体的には、基準マーカー９２０は、基準マーカー発光手段５１５ｂからの基準マーカー光線９３５がガイド発光手段５１５ａからのガイド光線９０５と実質的に一致するように構成される。例えば、ガイド発光手段５１５ｂがガイド光線９０５を放出するようにガイド５００がソケットに挿入された場合、基準マーカー９２０は、基準マーカー発光手段５１５ｂからの基準マーカー光線９３５が、一般的に約３０ｃｍの許容誤差内でガイド光線９０５と実質的に一致するように構成される。

この実施例から明らかなように、基準ピン９２５を患者の骨盤に固着する目的でさらなる創傷が作製されている。基準マーカー９２５を患者の骨盤に固着することにより、手術中、患者の位置が調節されたときに基準点が維持される。

基準マーカー光線９３５とガイド光線９０５とのアライメントを補助するために、基準マーカーは、関節部９３０を備えてもよい。一旦、基準ピン９２５が骨盤の骨に固着されると、基準マーカー光線９３５をガイド光線９０５と位置合わせするために関節部９３０が操作される。一実施形態において、関節部９３０は単軸関節であり、基準マーカー光線９３５の垂直アライメントは、関節部９３０によって制御され、基準マーカー光線９３５の水平アライメントは、基準ピン９２５を回すことによって制御される。しかしながら、代替の実施形態において、関節部９３０は、多軸関節であり、垂直構成および水平構成の両方が可能である。

（基準と位置合わせしたインプラントの送達）
基準マーカー９２０を使用して基準を固定してから、方法１００はステップ１３０へと進み、基準と位置合わせしてインプラント３０５が送達される。

具体的には、図１０に示される実施形態を参照すると、インパクター１００５を使用したインプラントカップ３０５の送達が示される。インパクト１００５は、最適なアライメントでインプラントカップ３０５を送達するために基準に従って位置合わせされる。

一般的に、インプラントカップ３０５の送達前に、インプラントカップ３０５に好適な基盤を提供するために寛骨臼の穴が広げられる。

基準に従ってインパクター１００５を位置合わせすることができる２つの実施形態が存在する。第１の実施形態において、インパクター１００５は、基準マーカー９２０と物理的に嵌合するように適合される。具体的には、インパクター１００５は、インパクションの間に基準ピン９２５に嵌合するように適合されてもよい。インパクター１００５が基準ピン９２５に嵌合できる多くの様式が存在する。具体的には、基準ピン９２５は、実質的に寛骨臼の近位にある場合、インパクター１００５は、その中に基準ピン９２５を受容する目的で基準ピン嵌合（図示せず）を備えてもよい。そのため、使用において、外科医は、インパクター１００５の基準ピン嵌合内に基準ピン９２５を挿入するであろう。基準ピン９２５が実質的に寛骨臼の遠位に位置する場合、インパクト１００５は、基準ピンを嵌合するのに好適なアウトリガーを備えてもよい。

第２の実施形態において、インパクター１００５は、インパクター光線１０１０を放出するように適合されるインパクター発光手段５１５ｃを備える。明らかなように、インパクター発光手段５１５ｃは、インパクションプロセスの間の衝撃に好適であるように、実質的に平坦であり、高耐久化処理されている。インパクター１００５を位置合わせする際、外科医は、インパクター光線１０１０を基準マーカー光線９３５と位置合わせする。

一実施形態において、基準マーカー９２０の要件を無効にするために、ガイド５００は、ソケットを取り囲む幾何学的特徴に一致するように適合されてもよいことに留意されたい。具体的には、この実施形態では、最適なアライメントが算出されてもよく、最適なアライメントに従ってガイド５００を位置合わせするためにソケットの幾何学的特徴を用いる代わりに、ガイド５００は、ソケットの幾何学的特徴とは反対の骨盤（または他の骨）の幾何学的特徴に一致するように製造または構成されてもよい。一様式において、１つの創傷のみを必要とするように、ガイド５００が実質的にソケットに隣接して提供されてもよい。このように、ガイド５００は、インパクター１００５を使用してインプラント３０５を挿入するための十分な空間を許容する。別の実施形態において、ガイド５００が実質的に遠位の幾何学的特徴に嵌合できるように、第２の創傷が形成されてもよい。さらに、この実施形態では、一旦、ガイドが正しく位置合わせされてから、ガイド５００を幾何学的特徴に固着するために締結具（ねじ等）を用いることができるように、ガイド５００は、固着開口部を備えてもよい。

（解釈）
無線：
本発明は、例えば、他のＷＬＡＮ基準および他の無線基準を含む他のネットワーク基準および他のアプリケーションに適合するデバイスを使用して具現化されてもよい。対応可能なアプリケーションは、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮおよびリンク、ならびに無線Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を含む。

本文書の文脈において、「無線」という用語およびその派生語は、非固体媒体を通して変調電磁放射を使用することによりデータを通信することができる回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等を説明するために用いられてもよい。この用語は、関連するデバイスが電線を含んでいないことを暗示するものではないが、ある実施形態では含まない場合もある。本文書の文脈において、「有線」という用語およびその派生語は、固体媒体を通して変調電磁放射を使用することによりデータを通信することができる回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等を説明するために用いられてもよい。この用語は、関連するデバイスが導電性の線によって連結されていることを暗示するものではない。

プロセス：
別途具体的に記載のない限り、以下の考察から明らかなように、明細書を通して、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「分析する」等の用語を用いた議論は、物理的な（電子等）量として表されるデータを、同様に物理的な量として表される他のデータに操作および／または変換する、コンピュータもしくは計算システム、または同様の電子計算デバイスの動作および／またはプロセスを指す。

プロセッサ：
同様の様式で、「プロセッサ」という用語は、例えば、レジスタおよび／またはメモリからの電子データを、例えば、レジスタおよび／またはメモリに格納できる他の電子データに変換する、電子データを処理する任意のデバイスまたはデバイスの一部を意味してもよい。「コンピュータ」または「計算デバイス」または「計算機」または「計算プラットフォーム」は、１つ以上のプロセッサを備えてもよい。

本明細書に記載する方法論は、一実施形態において、プロセッサのうちの１つより多くによって実行された場合に、本明細書に記載の方法のうちの少なくとも１つを実行する命令のセットを含むコンピュータ可読（機械可読とも称される）コードを承認する１つ以上のプロセッサによって実行可能である。行われるべき動作を指定する命令のセット（順次またはその他）を実行することができる任意のプロセッサが含まれる。したがって、一例は、１つ以上のプロセッサを含む典型的な処理システムである。処理システムは、主要なＲＡＭおよび／もしくは静的ＲＡＭ、ならびに／またはＲＯＭを含むメモリサブシステムをさらに含んでもよい。

コンピュータ可読媒体：
さらに、コンピュータ可読キャリア媒体が、コンピュータプログラム製品を形成してもよいか、またはそれに含まれてもよい。コンピュータプログラム製品は、コンピュータを使用できるキャリア媒体に格納することができ、コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本明細書に記載の方法を行わせるためのコンピュータ可読プログラム手段を備える。

ネットワークプロセッサまたはマルチプロセッサ：
代替の実施形態において、１つ以上のプロセッサが、スタンドアロン型デバイスとして動作するか、またはネットワーク展開において接続（例えば、他のプロセッサ（複数可）とネットワーク化）されてもよく、１つ以上のプロセッサが、サーバー−クライアントネットワーク環境においてサーバー機もしくはクライアント機の容量で、またはピアツーピアもしくは分散型ネットワーク環境においてピア機として動作してもよい。１つ以上のプロセッサが、ウェブ機器、ネットワークルーター、スイッチもしくはブリッジ、またはその機械によって行われるべき動作を指定する命令のセット（順次またはその他）を実行することができる任意の機械を形成してもよい。

特定の図表（複数可）は、コンピュータ可読コードを有する単一プロセッサおよび単一メモリのみを示すが、当業者は、本発明の態様を分かりにくくしないために、上述の構成要素の多くは、含まれてはいるが、明示的に示されたりまたは記載されたりしていないということを理解するであろうことに留意されたい。例えば、単一の機械のみが示されていても、「機械」という用語は、本明細書に記載の方法論のうちのいずれか１つ以上を行うための命令の１つのセット（または複数のセット）を個別にまたは一緒に実行する任意の機械の集合も含むものであると解釈されるべきである。

追加の実施形態：
したがって、本明細書に記載の方法の各々の１つの実施形態は、命令のセットを有するコンピュータ可読キャリア媒体の形態であり、例えば、１つ以上のプロセッサで実行されるコンピュータプログラムである。したがって、当業者には理解されるように、本発明の実施形態は、方法、専用の装置等の装置、データ処理システム等の装置、またはコンピュータ可読キャリア媒体として具現化されてもよい。コンピュータ可読キャリア媒体は、１つ以上のプロセッサで実行されると、プロセッサ（単数または複数）に方法を実行させる命令のセットを含むコンピュータ可読コードを有する。そのため、本発明の態様は、方法、完全にハードウェアである実施形態、完全にソフトウェアである実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態を取ることができる。さらに、本発明は、媒体において具現化されるコンピュータ可読プログラムコードを有するキャリア媒体（例えば、コンピュータ可読記憶媒体上のコンピュータプログラム製品）の形態を取ることもできる。

キャリア媒体：
ソフトウェアはさらに、ネットワークインターフェースデバイスを介してネットワーク上で伝達または受信されてもよい。キャリア媒体は、例示的な実施形態において単一の媒体として示されているが、「キャリア媒体」という用語は、命令の１つ以上のセットを格納する単一の媒体または複数の媒体（例えば、中央集中型もしくは分散型のデータベース、および／または関連するキャッシュおよびサーバー）を含むものと解釈されるべきである。「キャリア媒体」という用語は、プロセッサのうちの１つ以上によって実行される命令のセットを格納する、コードする、または有することが可能な、１つ以上のプロセッサに本発明の方法論のうちのいずれか１つ以上を行わせる任意の媒体を含むものと解釈されるべきである。キャリア媒体は、限定されないが、非揮発性媒体、揮発性媒体、および伝達媒体を含む、多くの形態を取ることができる。

実装：
記載される方法のステップは、一実施形態において、記憶装置に格納された命令（コンピュータ可読コード）を実行する処理（すなわち、コンピュータ）システムの適切なプロセッサ（単数または複数）によって行われることを理解されたい。また、本発明は、いずれか特定の実装またはプログラミング技術に限定されるものではなく、本発明は、本明細書に記載の機能性を実装するための任意の適切な技術を使用して実装されてもよいことも理解されたい。本発明は、いずれか特定のプログラミング言語または動作システムに限定されない。

（方法または機能を実行するための手段）
さらに、実施形態のうちのいくつかは、プロセッサデバイスのプロセッサ、コンピュータシステムによって、または機能を実行する他の方法によって実装することができる方法または方法の要素の組み合わせとして本明細書に記載される。したがって、そのような方法または方法の要素を実行するために必要な命令を有するプロセッサは、方法または方法の要素を実行するための手段を形成する。さらに、本明細書に記載される装置の実施形態の要素は、本発明を実行する目的で該要素によって行われる機能を実行するための手段の一例である。

接続された：
同様に、「接続された」という用語は、特許請求の範囲において使用される場合、直接的な接続のみに限定されると解釈されるべきではないことに留意されたい。したがって、デバイスＢに接続されたデバイスＡという表現の範囲は、デバイスＡの出力部がデバイスＢの入力部に直接接続されたデバイスまたはシステムに限定されるべきではない。それは、Ａの出力部とＢの入力部との間に、他のデバイスまたは手段を含む経路であり得る経路が存在することを意味する。「接続された」とは、２つ以上の要素が、物理的もしくは電気的に直接接触していること、または２つ以上の要素が、互いに直接接触していないが、それでもなお互いに協動するかもしくは相互作用することのいずれかを意味し得る。

（実施形態）
本明細書を通して、「一実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して種々の場所における「一実施形態において」または「実施形態において」という句の出現は、必ずしも全て、同じ実施形態に言及しているわけではないが、言及することも可能である。さらに、当業者には本開示から明白であるように、特定の特徴、構造、または特性は、１つ以上の実施形態において、任意の好適な様式で組み合わされてもよい。

同様に、本発明の例示的な実施形態に関する上記記載において、本開示を合理化し、本発明の種々の態様のうちの１つ以上を理解するのを補助する目的で、本発明の種々の特徴は、時には単一の実施形態、図、またはその説明に一緒にまとめられていることを理解されたい。しかしながら、この開示の方法は、請求される発明が、各請求項に明示的に列挙されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲に反映されるように、本発明の態様は、前述の開示された単一の実施形態の全てよりも少ない特徴に存在する。したがって、特定の実施形態の詳細な説明に続く特許請求の範囲は、本明細書において、この特定の実施形態の詳細な説明に明示的に組み込まれ、各請求項は、本発明の別個の実施形態として独立している。

さらに、本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるある特徴は含むが、他の特徴は含まず、当業者には理解されるように、異なる実施形態の特徴の組み合わせは、本発明の範囲内であることが意図され、また異なる実施形態を形成する。例えば、以下の特許請求の範囲において、請求される実施形態のうちのいずれも、任意の組み合わせで用いることができる。

（対象物の異なる事例）
本明細書において使用される場合、別途指定のない限り、共通の対象物を説明するための序数の形容詞「第１の」、「第２の」、「第３の」等の使用は、同様の対象物の異なる事例が言及されていることを示しているに過ぎず、そのように記載された対象物が、時間的に、空間的に、序列において、または任意の他の様式において、所与の順序でなければならないことを暗示することを意図するものではない。

（特定の詳細）
本明細書に提供される説明には、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしに実施され得ることを理解されたい。他の場合において、本明細書の理解を分かりにくくしないために、周知の方法、構造、および技術は、詳細には示されていない。

（専門用語）
図面に示される本発明の好ましい実施形態を説明する際に、明確さのために特定の専門用語が用いられる。しかしながら、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図するものではなく、各特定の用語が、同様の技術的目的を達成するために同様の様式で機能する全ての技術的均等物を含むことを理解されたい。「前方に」、「後方に」、「迅速に」、「周辺に」、「上方に」、「下方に」等の用語は、基準点を提供するための便宜的な用語として使用され、限定的な用語として捉えられるべきではない。

（含む（Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）および含む（Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ））
以下の特許請求の範囲において、また上記本発明の説明において、明示的な言語または必要な暗示のために文脈が必要とする場合を除いて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の変形例は、包括的な意味で、すなわち、記述される特徴の存在を特定するが、本発明の種々の実施形態におけるさらなる特徴の存在または付加を排除しないように、使用される。

本明細書で使用される含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）または含む（ｗｈｉｃｈ ｉｎｃｌｕｄｅｓ）または含む（ｔｈａｔ ｉｎｃｌｕｄｅｓ）という用語のうちのいずれか１つは、その用語に続く少なくとも要素／特徴を含むが、他を除外しないことを意味する非限定的な用語でもある。したがって、含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）は、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）と同義語であり、それを意味する。

（発明の範囲）
このようにして、本発明の好ましい実施形態であると考えられるものについて記載してきたが、当業者は、本発明の主旨から逸脱することなく、それらに他のおよびさらなる修正が行われ得ること、そして、全てのそのような変更および修正を本発明の範囲内に属するものとして請求することが意図されることを理解するであろう。例えば、上に示したいずれの表式も、使用され得る手順を代表するものに過ぎない。ブロック図に機能を付加してもまたは削除してもよく、機能ブロックの中で動作を交換してもよい。本発明の範囲内に記載される方法にステップが付加されてもまたは削除されてもよい。

特定の例を参照して本発明を記載してきたが、当業者は、本発明が多くの他の形態で具現化され得ることを理解するであろう。

（産業への適用性）
以上から、記載した構成が、整形外科のインプラント産業に適用可能であることは明白である。

Claims (51)

1. インプラントを位置合わせするための患者インプラント位置合わせシステムであって、
   患者固有のデータに従って構成されるソケット嵌合部と、発光ガイド指標生成手段とを有するガイドと、
   患者に固着するように適合される基準マーカーと、を備え、
   前記発光ガイド指標生成手段は、基準を作成することによって前記ガイドを位置合わせするように適合され、
   前記基準マーカーは、前記基準とのアライメントのために適合される基準マーカー光線を放出するように適合される基準マーカー発光手段を備える、患者インプラント位置合わせシステム。
2. 前記ソケット嵌合部は、患者固有のデータに従って製造される、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
3. 前記ソケット嵌合部は、アライメントデータに従って製造される、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
4. 前記ソケット嵌合部は、前記ソケットの幾何学的特徴に従って製造される、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
5. 前記ソケット嵌合部は、前記ソケットの内面に嵌合するように適合される、請求項４に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
6. 前記ソケット嵌合部は、前記ソケットの周縁部に嵌合するように適合される請求項４に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
7. 前記ソケット嵌合部は、前記ガイドを位置合わせするためのガイド指標を生成するための前記ガイド指標生成手段を備える、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
8. 前記ガイド指標生成手段は、前記ガイド指標を表示するように適合されるガイド指標表示デバイスをさらに備える、請求項７に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
9. 前記ガイド指標表示デバイスは、構成データに従って構成される、請求項８に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
10. 前記構成データは、アライメントデータを含む、請求項９に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
11. 前記アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む、請求項１０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
12. 前記構成データは、前記ソケットの幾何学的特徴を含む、請求項１０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
13. 前記幾何学的特徴は、前記ソケットの周縁部である、請求項１２に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
14. 前記ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える、請求項８に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
15. 前記ガイド指標生成手段は、複数の光モデルを使用して前記ガイド指標生成手段の表面上に前記ガイド指標を表示するように適合される、請求項１４に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
16. 前記ガイド指標は、外周輪郭である、請求項１５に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
17. 前記外周輪郭は、ソケットの周縁部に位置合わせするように適合される、請求項１６に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
18. 前記ガイド指標生成手段は、構成データを受信するように適合される受信機モジュールを備える、請求項７に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
19. 前記受信機モジュールは、無線受信機モジュールである、請求項１８に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
20. 前記ガイド指標生成手段は、
    デジタルデータを処理するためのプロセッサと、
    コンピュータプログラムコードを含むデジタルデータを格納するための、前記プロセッサに連結された記憶素子と、
    前記ガイド指標を表示するための、前記プロセッサに連結されたガイド指標表示デバイスと、を備え、
    前記プロセッサは、前記ガイド指標表示デバイスを使用して、構成データに従って前記ガイド指標を表示するために前記コンピュータプログラムコードによって制御される、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
21. 前記構成データは、アライメントデータを含む、請求項２０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
22. 前記アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む、請求項２１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
23. 前記構成データは、前記ソケットの幾何学的特徴を含む、請求項２０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
24. 前記幾何学的特徴は、前記ソケットの周縁部である、請求項２３に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
25. 前記ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える、請求項２０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
26. 前記ガイド指標表示デバイスは、前記ガイド指標生成手段の周面部に前記ガイド指標を表示するように適合される外周表示デバイスである、請求項２５に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
27. データネットワークからデータを受信するためのデータインターフェースをさらに備え、
    前記ガイド指標生成手段は、前記プロセッサに連結され、
    前記プロセッサは、前記データインターフェースを介して前記構成データを受信するために前記コンピュータプログラムコードによってさらに制御される、請求項２０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
28. 前記データインターフェースは、無線データインターフェースである、請求項２７に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
29. 前記プロセッサは、前記記憶素子に前記構成データを格納するために前記コンピュータプログラムコードによってさらに制御される、請求項２０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
30. ガイドを位置合わせするためのガイド指標を生成するためのコンピュータプログラムコード命令を含むコンピュータ可読記憶媒体をさらに備え、
    前記コンピュータプログラムコード命令は、ガイド指標表示デバイスを使用して構成データに従って前記ガイド指標を表示するための命令を含む、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
31. 前記構成データは、アライメントデータを含む、請求項３０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
32. 前記アライメントデータは、傾斜および前傾角度データを含む、請求項３１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
33. 前記構成データは、前記ソケットの幾何学的特徴を含む、請求項３１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
34. 前記幾何学的特徴は、前記ソケットの周縁部である、請求項３３に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
35. 前記ガイド指標表示デバイスは、複数の光モジュールを備える、請求項３０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
36. 前記ガイド指標表示デバイスは、外周表示デバイスである、請求項３５に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
37. 前記コンピュータ可読記憶媒体は、データインターフェースを介して前記構成データを受信するための命令をさらに含む、請求項３０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
38. 前記データインターフェースは、無線データインターフェースである、請求項３７に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
39. 前記コンピュータ可読記憶媒体は、記憶素子に前記構成データを格納するための命令をさらに含む、請求項３０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
40. 前記基準マーカーは、前記患者の骨に固着するように適合される、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
41. 前記骨は、骨盤の骨である、請求項４０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
42. 前記基準マーカーは、ドリル穴への挿入のために適合される基準ピンを備える、請求項４１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
43. 前記基準マーカーは、前記基準に従って前記基準マーカーを位置合わせするように適合される関節部をさらに備える、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
44. 前記関節部は、多軸関節である、請求項４３に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
45. 前記基準マーカー発光手段は、着脱可能である、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
46. 前記基準マーカー光線は、レーザである、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
47. 前記基準マーカーによって固定される前記基準に位置合わせしてソケット内にインプラントを位置合わせするためのインパクターをさらに備える、請求項１に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
48. 前記インパクターは、前記基準マーカーに嵌合するように適合される、請求項４７に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
49. 前記インパクターは、前記基準マーカーに嵌合するためのシースを備える、請求項４８に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
50. 前記インパクターは、前記基準とのアライメントのために適合されるインパクター光線を放出するように適合されるインパクター発光手段を備える、請求項４７に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
51. 前記インパクター光線は、レーザである、請求項５０に記載の患者インプラント位置合わせシステム。
    

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