JP7011971B2 - 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム Download PDF

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Description

本開示は、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。
変形した関節を人工関節に置換する人工関節置換術が広く行われている。従来、人工関節置換術に際して用いられる、人工関節置換術の術前計画を支援する装置等が知られている。例えば、特許文献１には、患者の解剖学的特徴及び統計学モデルを用いて、当該患者の解剖学的特徴に適したインプラント情報及びインプラント位置姿勢を推定する装置が開示されている。例えば、特許文献２には、骨盤の臼蓋の３次元画像から、置換する人工関節と設置位置とを決定するステップをコンピュータに実行させるプログラムが開示されている。例えば、引用文献３には、患者の患部の骨格情報に基づいて使用すべき生体インプラントを選択するシステムが開示されている。
特開２０１７－５５０号公報 特開２００９－１９５４９０号公報 特開２００６－５９４号公報
しかしながら、従来の人工関節置換術の術前計画を支援する装置等には、改善の余地がある。
本開示は、改善された情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。
情報処理装置の一態様は、患者の股関節の患側とは反対側である対側の骨頭中心と、前記患者の股関節の涙痕下端と、前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記患者において人工股関節のカップを固定する高さを決定する制御部を備える。
情報処理方法の一態様は、制御部を備える情報処理装置により実行される情報処理方法である。前記情報処理方法は、患者の股関節の患側とは反対側である対側の骨頭中心と、前記患者の股関節の涙痕下端と、前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記患者において人工股関節のカップを固定する高さを決定するステップを含む。
情報処理プログラムの一態様は、コンピュータに、患者の股関節の患側とは反対側である対側の骨頭中心と、前記患者の股関節の涙痕下端と、前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記患者において人工股関節のカップを固定する高さを決定するステップを実行させる。
本開示によれば、改善された情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムを提供できる。
一実施形態に係る情報処理装置の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。 人工股関節の一例を示す図である。 図１の情報処理装置が実行する術前計画の処理の一例を示すフローチャートである。 人工股関節置換術の術前計画に係る情報の一例を示す図である。 脚長差について説明するための図である。 人工股関節置換術におけるＣＥ角及び外方開角について説明する図である。 人工股関節置換術におけるＣＥ角について説明する図である。 図１の情報処理装置が実行する、カップの高さを決定する処理の一例を示すフローチャートである。
以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、一実施形態に係る情報処理装置１０の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。情報処理装置１０は、例えばコンピュータ等により構成されることができる。情報処理装置１０は、患者の変形した股関節を人工股関節（インプラントともいう）に置換する人工股関節置換術に際して使用される。情報処理装置１０は、入力された患者の情報等に基づいて、術前計画を作成する。例えば、情報処理装置１０は、術前計画として、インプラントの配置、及びインプラントの種類を決定する。インプラントの種類は、例えば、インプラントの大きさ及び形状等を含んでよい。
図２は、人工股関節の一例を示す図である。図２に示すように、人工股関節２０は、ステム２１と、骨頭ボール２２、ライナー２３と、シェル２４とを含む。ステム２１は、患者の大腿骨に固定される。ステム２１は、例えば金属製の部材である。骨頭ボール２２は、ステム２１の先端２１ａに嵌合により固定され、人工関節の骨頭として機能する。ライナー２３とシェル２４はカップ２５を構成し、寛骨臼に固定され、骨頭ボール２２を摺動可能に収容する。ライナー２３は、内側に骨頭ボール２２を収容可能な空間を有する概略半球形状の部材であり、例えばポリエチレン等の樹脂製の部材である。シェル２４は、内側にライナー２３を収容する概略半球形状の部材である。本明細書において、カップ２５の開口側を、カップ２５の正面と称する。従って、カップ２５は、側面視において半月形状である。また、円形の開口部の中心部を通り、開口部が形成する面に垂直な線を、カップ２５の中心軸と称する。
本実施形態において、情報処理装置１０は、術前計画として、患者の寛骨臼においてカップ２５を固定する位置及び角度、並びにカップ２５の大きさを決定する。カップ２５を固定する位置は、寛骨臼においてカップ２５を固定する高さ、及び寛骨臼においてカップ２５を埋め込む深さを含む。
再び図１を参照すると、図１に示す情報処理装置１０は、制御部１１と、記憶部１２と、入力部１３と、表示部１４と、通信部１５と、を備える。
制御部１１は、情報処理装置１０の各機能ブロックをはじめとして、情報処理装置１０の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部１１は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで構成される。このようなプログラムは、例えば記憶部１２、又は情報処理装置１０に接続された外部の記憶媒体等に格納される。
制御部１１は、術前計画として、患者の寛骨臼においてカップ２５を固定する位置及び角度、並びにカップ２５の大きさを決定する。制御部１１が行う術前計画の処理の詳細については、後述する。
記憶部１２は、多様なメモリデバイスを有し、用途に応じてそれぞれ各種情報を記憶する。例えば、記憶部１２は、制御部１１の動作に必要なデータ等を記憶する。また、記憶部１２は、ワークメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等のデバイスを有していてもよい。記憶部１２は、例えば人工股関節置換術において医師が使用可能な人工股関節に関する情報を記憶していてよい。例えば、記憶部１２は、医師が使用可能な人工股関節の大きさ及び形状等を記憶していてよい。記憶部１２は、例えば制御部１１が術前計画を作成するために使用する所定のアルゴリズムを記憶する。
入力部１３は、情報処理装置１０のユーザからの操作入力を受け付けるものであり、例えば、操作ボタン（操作キー）を含んで構成される。入力部１３は、例えばキーボード及びマウスを含んで構成されていてよい。入力部１３をタッチパネルにより構成し、表示デバイスの一部にユーザからの操作入力を受け付ける操作キーを表示して、ユーザによるタッチ操作入力を受け付けてもよい。
表示部１４は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、又は無機ＥＬディスプレイ（ＩＥＬＤ：Inorganic Electro-Luminescence Display）等の周知のディスプレイにより構成される表示デバイスである。表示部１４は、各種情報を表示する。例えば、表示部１４は、情報処理装置１０が作成した術前計画を表示する。例えば、表示部１４は、術前計画として決定された、カップ２５を固定する位置及び角度、並びにカップ２５の大きさに関する情報を表示する。
通信部１５は、無線、有線、又は無線と有線との組合せによるネットワークを用いて外部の機器と通信を行うことができる。通信部１５は、例えばネットワークを介して、情報の送受信を行うことができる。通信部１５は、例えば無線通信規格の通信方式により通信する。例えば、無線通信規格は、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、ＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ARIB STD-T109（例えば、Rev.1.2）に準拠する通信規格、ITS FORUM RC-010に準拠する通信規格等を含む。通信部１５は、一例として上述した通信規格の１つ又は複数をサポートすることができる。通信部１５は、複数の通信規格をサポートするとき、それぞれの無線通信規格に対応する複数の通信モジュールを含んで構成されていてもよい。例えば、情報処理装置１０は、作成した術前計画に関する情報を、通信部１５を介して、他の外部の機器に送信することができる。
次に、情報処理装置１０が実行する術前計画の処理の一例について、図３を参照しながら説明する。
情報処理装置１０を用いて術前計画を行うに際し、例えば医師等の情報処理装置１０のユーザは、情報処理装置１０に対し、人工股関節置換術を施術する対象となる患者の股関節の画像を、入力する操作を行う。例えば、ユーザは、撮像した患者の股関節のＣＴ（Computed Tomography）画像又はＸ線画像等を、情報処理装置１０に取り込む操作を行う。情報処理装置１０は、ユーザの操作による患者の股関節の画像の入力を受け付ける（ステップＳ１１）。
情報処理装置１０は、人工股関節置換術に係る情報の入力を要求する画面を、表示部１４に表示する（ステップＳ１２）。人工股関節置換術に係る情報は、現在の患者の股関節の状態に関する情報、及び施術の際に要求される人工股関節の配置に関する条件等を含んでよい。ユーザは、表示部１４に表示された画面に応じて、入力部１３から人工股関節置換術に係る情報を入力する。
図４は、人工股関節置換術に係る情報の一例を示す図である。ステップＳ１２において、情報処理装置１０は、例えば図４に示すように、人工股関節置換術に係る情報を、チェックボックス形式で表示することにより、ユーザに対して、人工股関節置換術に係る情報の入力を要求することができる。ユーザは、例えば表示部１４に表示された画面のチェックボックスにおいて、施術対象の患者に該当する項目にチェックを付すことにより、人工股関節置換術に係る情報を入力することができる。ただし、人工股関節置換術に係る情報の表示は、必ずしもチェックボックス形式でなくてもよい。例えば、人工股関節置換術に係る情報の表示は、ラジオボタン形式又は自由記述形式等、施術対象の患者の人工股関節置換術に係る情報を入力可能な任意の態様で表示されればよい。
本実施形態では、例えば図４に示すように、ユーザに入力させる人工股関節置換術に係る情報は、基本情報と臼蓋側情報とを含む。
基本情報は、現在の患者の股関節の状態に関する情報である。基本情報は、患側の方向、対側の状態、患者の性別、及び脚長差を含む。
患側の方向は、患者の左右の股関節のうち、人工股関節置換術により関節を置換する患側が右股であるか左股であるかを示す情報である。図４に示す例では、患側が左股であることが入力されている。
対側の状態は、患者の対側（つまり患側とは反対側）の股関節が正常であるか変形が見られるかを示す情報である。対側の状態が、正常であるか、変形が見られるかについては、例えば、医師が股関節の画像を見て判断することができる。ユーザは、対側の股関節が正常である場合、例えば「正常」を示すボックスにチェックを入力する。ユーザは、対側の股関節に変形が見られる場合、例えば「変形有」を示すボックスにチェックを入力する。図４に示す例では、対側が正常であることが入力されている。
脚長差は、患者の左右の脚の長さの差を示す情報である。図４に示す例では、脚長差が１０ｍｍであることが入力されている。このように、脚長差については、数値が入力されてもよい。
図５は、脚長差について説明するための図であり、骨盤を正面から見た場合の図を模式的に示す図である。脚長差は、例えば、図５に示すように、左右の涙痕３０ａ及び３０ｂの下端を結ぶ直線Ｌ１から、それぞれ左右の小転子３１ａ及び３１ｂの小転子頂部までの距離の差とすることができる。例えば、図５に示す例において、直線Ｌ１から右足の大腿骨の小転子３１ａの内側端までの距離をＤ１とし、直線Ｌ１から左足の大腿骨の小転子３１ｂの内側端までの距離をＤ２とする。脚長差は、Ｄ１とＤ２との差とすることができる。ただし、脚長差は、これに限られず、他の方法により測定されてもよい。
なお、本明細書において、以下、患者の正面視において、左右の涙痕３０ａ及び３０ｂの下端を結ぶ直線Ｌ１に対して直交する方向を、高さ方向という。つまり、図５では、図５の上方向が高さ方向である。また、患者の正面視において、患者の体の中心（正中）側を内側、中心から離れる側を外側という。
再び図４を参照すると、臼蓋側情報は、現在の患者の股関節の状態に関する情報と、施術の際に要求される人工股関節の配置に関する条件とを含む。図４に示す例では、臼蓋側情報は、患側の股関節のＣｒｏｗｅ分類、必要なＣＥ角、外方開角、及び前方開角を含む。
患側の股関節のＣｒｏｗｅ分類は、患側の股関節の臼蓋側の亜脱臼度分類を示す情報である。Ｃｒｏｗｅ分類は、Ｇｒｏｕｐ ＩからＧｒｏｕｐ ＩＶまで４つに分類されており、一般に、Ｇｒｏｕｐ ＩからＧｒｏｕｐ ＩＶに向かうほど、臼蓋の変形が大きくなる。患側の股関節のＣｒｏｗｅ分類は、例えば医師が股関節の画像を見て判断することができる。図４に示す例では、患側の股関節のＣｒｏｗｅ分類が、Ｇｒｏｕｐ Ｉであることが入力されている。
必要なＣＥ角は、人工股関節置換術後に要求されるＣＥ（Centre-Edge）角の条件である。図４に示す例では、必要なＣＥ角として、１０°が選択されている。つまり、図４に示す例では、人工股関節置換術後に、ＣＥ角が少なくとも１０°であることが要求されている。
図６は、人工股関節置換術におけるＣＥ角及び外方開角について説明する図である。外方開角については後述する。図６に示すように、カップ２５の中心（以下、本明細書において「カップ中心」とも称する）Ｐ１を通り、直線Ｌ１に垂直な直線を、直線Ｌ２とする。カップ中心Ｐ１は、対側が正常である場合、対側の骨頭中心と同じ高さであり、涙痕３０ｂの外側面から、カップ２５の半径ｒ分、外側に位置する。カップ２５の半径ｒは、例えば、複数の大きさのカップ２５のうち、最も使用頻度が高いカップの半径としてもよく、例えば、複数の大きさのカップ２５の半径の平均値としてもよい。図６に示すように、患者の正面視において、仮想的にカップ２５が側面視となるように配置された場合におけるカップ２５の外周と寛骨臼とが交差する点Ｐ２と、カップ中心Ｐ１と、を結ぶ直線を、直線Ｌ３とする。図６に示す例では、側面視におけるカップ２５の下端Ｅ１が直線Ｌ１と接するように仮想的に配置されている。また、図６に示す例では、カップ２５の中心軸が、直線Ｌ１に対して４５°外側を向くように、仮想的に配置されている。人工股関節置換術におけるＣＥ角は、Ｌ２に対するＬ３の角度により定義することができる。ＣＥ角は、直線Ｌ２よりも外側を正、内側を負として定義することができる。例えば図６で示す例では、ＣＥ角は角θ１であり、このとき角θ１は負の値をとる。
例えば、カップ２５をより高い位置（高位）に配置する場合、寛骨臼の形状から、点Ｐ２がより外側に位置するため、ＣＥ角は大きくなる。例えば、図７は、カップ２５をより高位に配置した場合の一例を示す図である。図７に示す例では、点Ｐ２がカップ中心Ｐ１の上部に位置することにより、直線Ｌ２と直線Ｌ３とが重なっている。この場合、ＣＥ角は０°である。一般に、カップ２５を同一の高さに配置した場合であっても、患側の股関節の変形が少ないほど、ＣＥ角が大きくなりやすい。また、寛骨臼が高位脱臼している場合、一般に、カップ２５を高位に配置するほど、ＣＥ角が大きくなりやすい。ＣＥ角が大きいほど、実際にカップ２５を寛骨臼に配置した場合に、カップ２５と寛骨臼との接触面積が大きくなる。そのため、カップ２５が寛骨臼に固定されやすくなる。
ユーザは、図４に示す臼蓋側情報の、必要なＣＥ角の項目において、カップ２５を股関節に配置した場合にＣＥ角が満たすべき条件を入力する。図４に示す例では、ユーザは、必要なＣＥ角として、０°、１０°、１５°、及び２０°から選択できるように構成されている。
外方開角は、人工股関節置換術により配置されるカップ２５の開口側に関する、外方（つまり患者の外側）の角度である。外方開角は、左右の涙痕３０ａ及び３０ｂの下端を結ぶ直線Ｌ１に対する、側面視におけるカップ２５の直線部分、つまり開口部がなす角をいう。従って、例えば、図６では、角θ２が外方開角に該当する。カップ２５の開口部が真下の方向ではなく、外方に向いていることにより、人工股関節置換術を受けた患者は、脚を外側に動かしやすくなる。図４に示す例では、ユーザは、外方開角として、４０°又は４５°が選択できるように構成されている。
前方開角は、人工股関節置換術により配置されるカップ２５の開口側に関する、前方（つまり患者の前側）の角度、すなわち前開き角度である。カップ２５の開口部が前方に向いていることにより、人工股関節置換術を受けた患者は、脚を前方に動かしやすくなる。図４に示す例では、ユーザは、前方開角として、５°、１０°、１５°、及び２０°から選択できるように構成されている。
臼蓋側情報のうち、必要なＣＥ角、外方開角及び前方開角については、ユーザから入力がされなくても、各項目において、いずれかの数値が標準として選択されていてもよい。
ユーザが、人工股関節置換術に係る情報を入力すると、情報処理装置１０は、ユーザによる人工股関節置換術に係る情報の入力を受け付ける（ステップＳ１３）。すなわち、情報処理装置１０は、図４に一例として示した人工股関節置換術に関する情報の入力を受け付ける。
情報処理装置１０は、ステップＳ１１で入力を受け付けた患者の股関節の画像と、ステップＳ１３で入力を受け付けた人工股関節置換術に係る情報とに基づき、術前計画の処理を実行する。情報処理装置１０は、例えば、ステップＳ１４乃至ステップＳ１７により、術前計画を行う。
情報処理装置１０は、術前計画として、例えば、まずカップ２５を固定する高さを決定する（ステップＳ１４）。
図８は、情報処理装置１０が実行する、カップ２５の高さを決定する処理の一例を示すフローチャートである。
情報処理装置１０は、施術対象である患者の対側の股関節が正常であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、情報処理装置１０は、図３のステップＳ１３で受け付けた、ユーザからの入力に基づいて、患者の対側の股関節が正常であるか否かを判定できる。具体的には、情報処理装置１０は、対側の状態が「正常」であると入力されている場合、対側の股関節が正常である（ステップＳ２１のＹｅｓ）と判定できる。一方、情報処理装置１０は、対側の状態が「変形有」であると入力されている場合、対側の股関節が正常でない（ステップＳ２１のＮｏ）と判定できる。
情報処理装置１０は、対側の股関節が正常であると判定した場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）、人工股関節の骨頭中心の高さを、対側の骨頭中心の高さと同じ高さに、暫定的に決定する。人工股関節の骨頭中心は、例えば骨頭ボール２２の中心である。このように、暫定的に決定される人工股関節の骨頭中心の高さを、以下、本明細書において、「暫定高さ」とも称する。すなわち、情報処理装置１０は、対側の股関節が正常であると判定した場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）、対側の骨頭中心と同じ高さを、人工股関節の骨頭中心の暫定高さと決定する（ステップＳ２２）。
一方、情報処理装置１０は、対側の股関節が正常でないと判定した場合（ステップＳ２１のＮｏ）、患者の寛骨臼の涙痕下端を基準に、人工股関節の骨頭中心の暫定高さを決定する（ステップＳ２３）。例えば、情報処理装置１０は、図６に一例として示すように、カップ２５の外方開角が、直線Ｌ１に対して４５°外側を向けた半径ｒのカップ２５を、側面視におけるカップ２５の下端Ｅ１が直線Ｌ１と接するように配置した場合を想定する。情報処理装置１０は、この場合に、当該カップ２５に対応して使用される骨頭ボール２２の中心が位置する高さを、暫定高さとして決定することができる。ただし、対側の股関節が正常でないと判定した場合の暫定高さの決定方法は、これに限られない。情報処理装置１０は、他の方法により、涙痕下端を基準にして、人工股関節の骨頭中心の暫定高さを決定してもよい。
情報処理装置１０は、ステップＳ２２又はステップＳ２３で人工股関節の骨頭中心の暫定高さを決定すると、当該決定した暫定高さにおいて、カップ２５の被覆率に関する条件が満たされるか否かを判定する（ステップＳ２４）。カップ２５の被覆率は、カップ２５を寛骨臼に埋め込んだ場合に、半球形状のカップ２５の外面のうち、寛骨臼と接触している部分の割合をいう。従って、カップ２５の被覆率に関する条件は、カップ２５の外面が寛骨臼と接触している部分の割合に関する条件をいう。カップ２５の被覆率に関する条件は、例えば予め定められており、記憶部１２に記憶されている。情報処理装置１０は、決定した暫定高さにおいて、記憶部１２に記憶されたカップ２５の被覆率に関する条件が満たされるか否かを判定する。例えば、被覆率に関する条件は、半球形状のカップ２５の外面のうち寛骨臼と接触すべき割合（数値）として、記憶部１２に記憶されている。ステップＳ２４において、情報処理装置１０は、決定した暫定高さにおけるカップ２５の被覆率を算出し、当該被覆率が、記憶部１２に記憶された被覆率に関する条件を満たすか否かを判定する。
カップ２５と寛骨臼とが接触している部分の割合が小さくなるほど、カップ２５と寛骨臼との固定が弱くなり、カップ２５が外れやすくなりやすい。反対に、カップ２５と寛骨臼とが接触している部分の割合が大きくなるほど、カップ２５と寛骨臼との固定が強くなり、カップ２５が外れにくくなる。従って、カップ２５の被覆率を所定以上とすることにより、カップ２５を、所定の程度、寛骨臼から外れにくくすることができる。被覆率に関する条件は、カップ２５を寛骨臼から外れにくくする程度に応じて、適宜定められてよい。
情報処理装置１０は、被覆率に関する条件が満たされていないと判定した場合（ステップＳ２４のＮｏ）、骨頭中心の暫定高さを、より高位に移動させ、移動させた後の人工股関節の骨頭中心の高さを、新たな暫定高さとして決定する（ステップＳ２５）。そして、このフローは、ステップＳ２４に移行する。一般に、人体の寛骨臼の形状により、直線Ｌ１よりも位置が高くなるほど、カップ２５と寛骨臼との接触面積が大きくなる。つまり、直線Ｌ１よりも位置が高くなるほど、カップ２５の被覆率が高くなる。そのため、暫定高さを高位に移動することにより、ステップＳ２４に移行した際に、被覆率に関する条件が満たされやすくなる。
暫定高さを高位に移動させる移動幅は、適宜定められてよい。例えば、暫定高さは、数ミリメートル単位で高位に移動されてよい。この場合、図８に示すフローにおいて、ステップＳ２５が実行されるたびに、暫定高さが、定められた数ミリメートルずつ高位に移動する。暫定高さを高位に移動させる移動幅は、ユーザの入力により定められてもよい。例えば、移動幅は、図８のフローの開始前に、予めユーザにより入力されてよい。この場合、予め入力された移動幅で、暫定高さが高位に移動される。例えば、移動幅は、図８のフローにおいて、ステップＳ２５が実行されるたびに、ユーザにより入力されてよい。この場合、ステップＳ２５が実行される際にユーザにより入力された移動幅で、暫定高さが高位に移動される。
情報処理装置１０は、被覆率に関する条件が満たされていると判定した場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、ＣＥ角に関する条件が満たされるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ＣＥ角に関する条件は、図３のステップＳ１３で受け付けた、「必要なＣＥ角」の条件である。すなわち、ステップＳ２６において、情報処理装置１０は、暫定高さにおいて寛骨臼にカップ２５を固定した場合におけるＣＥ角が、入力を受け付けた「必要なＣＥ角」の条件を満たすか否かを判定する。例えば、必要なＣＥ角として、１０°が選択されているとする。このとき、情報処理装置１０は、暫定高さにおいて寛骨臼にカップ２５を固定した場合におけるＣＥ角が１０°以上である場合、ＣＥ角に関する条件が満たされている（ステップＳ２６のＹｅｓ）と判定する。ＣＥ角に関する条件は、１０°以上に限られず、選択された又は適宜決定された所定の角度以上であってもよい。一方、情報処理装置１０は、暫定高さにおいて寛骨臼にカップ２５を固定した場合におけるＣＥ角が１０°未満である場合、ＣＥ角に関する条件が満たされていない（ステップＳ２６のＮｏ）と判定する。
情報処理装置１０は、ＣＥ角に関する条件が満たされていないと判定した場合（ステップＳ２６のＮｏ）、暫定高さを、より高位に移動させ、移動させた後の人工股関節の骨頭中心の高さを、新たな暫定高さとして決定する（ステップＳ２５）。そして、このフローは、ステップＳ２４に移行する。
情報処理装置１０は、ＣＥ角に関する条件が満たされていると判定した場合（ステップＳ２６のＹｅｓ）、ＣＥ角に関する条件が満たされていると判定されたときの暫定高さを、人工股関節の骨頭中心の高さとして決定する（ステップＳ２７）。
情報処理装置１０は、ステップＳ２７で決定した人工股関節の骨頭中心の高さに基づいて、カップ２５を固定する高さを決定する（ステップＳ２８）。すなわち、情報処理装置１０は、ステップＳ２７で決定した人工股関節の骨頭中心の位置に骨頭ボール２２の中心が位置する場合における、当該骨頭ボール２２に対応するカップ２５が配置される高さを、カップ２５を固定する高さとして決定する。
このようにして、図３のステップＳ１４における、カップ２５の高さを決定する処理が実行される。すなわち、情報処理装置１０によれば、人工股関節置換術の術前計画において、対側の骨頭中心と、涙痕下端と、ＣＥ角とに基づいて、カップ２５を固定する高さを決定できる。具体的には、情報処理装置１０は、患者の股関節の対側が正常である場合、対側の骨頭中心に基づいて暫定高さを決定し、対側が正常でない場合、涙痕下端の高さに基づいて暫定高さを決定する。また、情報処理装置１０は、ＣＥ角に関する条件及び被覆率に関する条件が満たされる場合、暫定高さを、人工股関節の骨頭中心の高さとして決定し、骨頭中心の高さに基づいて、カップ２５を固定する高さを決定する。このようにして、情報処理装置１０は、カップ２５を固定する高さを、適切な高さに決定しやすくなる。
図８を参照して説明したように、情報処理装置１０によれば、被覆率に関する条件が満たされない場合、及び、ＣＥ角に関する条件が満たされない場合に、骨頭ボール２２の骨頭中心の暫定高さが高位に移動され、移動後の新たな暫定高さで、被覆率に関する条件及びＣＥ角に関する条件が満たされるか否かが判定される。そのため、ステップＳ２７において決定される骨頭中心の高さは、被覆率に関する条件及びＣＥ角に関する条件を満たす高さのうち、暫定高さの移動幅の間隔で、最も低い高さとなる。これにより、人工股関節の適切な取付条件を確保しつつ、カップ２５を固定する高さを、股関節の原臼位置（つまり本来股関節が存在すべき位置）に近い高さに、決定しやすくなる。
上記説明では、情報処理装置１０は、ＣＥ角に関する条件及び被覆率に関する条件が満たされる場合に、暫定高さを人工股関節の骨頭中心の高さとして決定すると説明した、しかしながら、情報処理装置１０による高さの決定は、必ずしも、ＣＥ角に関する条件及び被覆率に関する条件が満たされる場合でなくてもよい。例えば、情報処理装置１０は、ＣＥ角に関する条件及び被覆率に関する条件が満たされる場合の一方が満たされた場合に、暫定高さを人工股関節の骨頭中心の高さとして決定してもよい。
上記説明では、被覆率に関する条件が、例えば予め定められており、記憶部１２に記憶されていると説明した。しかしながら、被覆率に関する条件は、必ずしも予め記憶部１２に記憶されていなくてもよい。例えば、情報処理装置１０は、被覆率に関する条件を、例えば図３のステップＳ１２において、人工股関節置換術に係る情報の一部として表示し、ユーザに入力を要求してもよい。この場合、ユーザは、被覆率に関する条件を、例えば数値として入力する。入力された被覆率に関する条件は、図３のステップＳ１３において、入力が受け付けられる。情報処理装置１０は、入力を受け付けた被覆率に関する条件を用いて、図８に示すフローを実行してもよい。
再び図３を参照すると、情報処理装置１０は、カップ２５の大きさを決定する（ステップＳ１５）。情報処理装置１０は、例えば記憶部１２に記憶された、医師が使用可能なカップのうち、患者に対して使用するのに適したカップを選択することにより、カップ２５の大きさを決定してよい。
情報処理装置１０は、例えば、対側が正常である場合、患者の対側の骨頭径を基準に、カップ２５の大きさを決定することができる。例えば、情報処理装置１０は、対側の骨頭径よりも所定量（例えば５ｍｍ）大きい外径を有するカップ２５を選択することにより、カップ２５の大きさを決定することができる。
情報処理装置１０は、例えば、対側が正常でない場合、患者の臼蓋におけるカップ２５の固定位置を撮影したＣＴ画像に基づいて、カップ２５の大きさを決定することができる。例えば、情報処理装置１０は、ユーザにより入力されたＣＴ画像に基づいて、臼蓋前後壁に固定可能な外径を有するカップ２５を選択することにより、カップ２５の大きさを決定することができる。
情報処理装置１０は、カップ２５を固定する高さを決定すると、カップ２５を寛骨臼に埋め込む深さを決定する（ステップＳ１６）。情報処理装置１０は、例えば、患者の寛骨臼窩面又は涙痕の外側面を基準に、カップ２５を埋め込む深さを決定することができる。情報処理装置１０は、例えば、カップ２５の外面が寛骨臼窩面又は涙痕の外側面と接するように、カップ２５を埋め込むと決定する。つまり、カップ２５を埋め込む深さは、カップ２５の外面が寛骨臼窩面又は涙痕の外側面と接する程度の深さである。
情報処理装置１０は、カップ２５を固定する角度を決定する（ステップＳ１７）。カップ２５を固定する角度は、外方開角と前方開角とを含む。情報処理装置１０は、ステップＳ１３で入力を受け付けた外方開角及び前方開角を、カップ２５を固定する角度として決定する。
情報処理装置１０は、図３に示したフローにより術前計画を作成することができる。情報処理装置１０は、術前計画の作成結果を、例えば表示部１４に表示してよい。情報処理装置１０は、術前計画の作成結果として、カップ２５を固定する位置及び角度、並びにカップ２５の大きさに関する情報を表示してよい。医師等は、表示された術前計画に従って、人工股関節置換術を施術することができる。
本開示を完全かつ明瞭に開示するためにいくつかの実施形態に関し説明してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。また、いくつかの実施形態に示した各要件は、自由に組み合わせが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る情報処理装置１０の構成要素の一部が複数の装置に分割され、全体として上述した情報処理装置１０と同様の機能を発揮するシステムとして構成されていてもよい。
例えば、上述した実施形態では、図３のステップＳ１２において情報処理装置１０により表示される人工股関節置換術に係る情報が、図４に示すものであると説明したが、人工股関節置換術に係る情報は、図４に示すものに限られない。情報処理装置１０は、人工股関節置換術に関する情報として、図４に示した全ての項目を表示しなくてもよい。情報処理装置１０は、人工股関節置換術に関する情報として、図４に示していない項目を表示してもよい。
情報処理装置１０は、図３のステップＳ１３において入力を受け付けた、患側の股関節のＣｒｏｗｅ分類に応じて、それぞれ異なる処理を実行してもよい。例えば、情報処理装置１０は、股関節のＣｒｏｗｅ分類に応じて、図３のステップＳ１４で実行する処理を異ならせてもよい。例えば、股関節のＣｒｏｗｅ分類がＧｒｏｕｐ Ｉ又はＧｒｏｕｐ ＩＶである場合、情報処理装置１０は、ステップＳ１４でカップ２５を固定する高さを決定する際に、涙痕下端を基準にして、カップ２５を固定する高さを決定してもよい。例えば、股関節のＣｒｏｗｅ分類がＧｒｏｕｐ ＩＩ又はＧｒｏｕｐ ＩＩＩである場合、情報処理装置１０は、ステップＳ１４でカップ２５を固定する高さを決定する際に、ＣＥ角に関する条件が満たされるように、カップ２５を固定する高さを決定してもよい。
１０ 情報処理装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 入力部
１４ 表示部
１５ 通信部
２０ 人工股関節
２１ ステム
２１ａ 先端
２２ 骨頭ボール
２３ ライナー
２４ シェル
２５ カップ
３０ａ、３０ｂ 涙痕
３１ａ、３１ｂ 小転子

Claims (16)

  1. 患者の股関節の患側とは反対側である対側が正常であることを示す情報が入力された場合、当該対側の骨頭中心と前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記対側が正常でないことを示す情報が入力された場合、前記患者の股関節の涙痕下端と前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記患者において人工股関節のカップを固定する高さを決定する制御部
    を備える情報処理装置。
  2. 前記制御部に情報を入力する入力部と、前記制御部により決定された情報を表示する表示部をさらに備え、
    前記表示部は、患者の股関節の状態に関する情報の入力を要求する画面を、チェックボックスの形式またはラジオボタンの形式で表示可能であり、
    前記入力部は、タッチパネルを含み、前記対側の情報を前記チェックボックスまたは前記ラジオボタンにより入力可能である、請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 前記制御部は、前記人工股関節の骨頭中心の暫定高さを決定し、決定した前記暫定高さにおいて、所定の条件が満たされるか否かに基づき、前記カップを固定する高さを決定する、請求項１または２に記載の情報処理装置。
  4. 前記制御部は、前記対側が正常である場合、前記対側の骨頭中心に基づいて前記暫定高さを決定する、請求項３に記載の情報処理装置。
  5. 前記制御部は、前記対側が正常でない場合、前記涙痕下端の高さに基づいて前記暫定高さを決定する、請求項３に記載の情報処理装置。
  6. 前記所定の条件は、前記ＣＥ角に関する条件を含む、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  7. 前記ＣＥ角に関する条件は、前記ＣＥ角が所定の角度以上であるという条件である、請求項６に記載の情報処理装置。
  8. 前記所定の角度は１０°である、請求項７に記載の情報処理装置。
  9. 前記所定の条件は、前記カップを前記患者の寛骨臼に配置した場合における、前記寛骨臼による前記カップの外面の被覆率に関する条件を含む、請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  10. 前記制御部は、前記所定の条件が満たされない場合、前記暫定高さを高位に移動させる、請求項３乃至請求項９のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  11. 前記制御部は、前記所定の条件が満たされる場合、前記暫定高さを、前記人工股関節の骨頭中心の高さとして決定し、前記人工股関節の骨頭中心の高さに基づいて、前記カップを固定する高さを決定する、請求項３乃至請求項１０のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  12. 前記制御部は、前記患者の寛骨臼窩面又は涙痕の外側面を基準に、前記カップを前記患者の寛骨臼に埋め込む深さを決定する、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  13. 前記制御部は、前記対側が正常である場合、前記対側の骨頭径を基準にして前記カップの大きさを決定する、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  14. 前記制御部は、前記対側が正常でない場合、前記患者の臼蓋における前記カップの固定位置を撮影したＣＴ画像に基づいて、前記カップの大きさを決定する、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  15. 制御部を備える情報処理装置により実行される情報処理方法であって、
    前記制御部が、患者の股関節の患側とは反対側である対側が正常であることを示す情報が入力された場合、当該対側の骨頭中心と前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記対側が正常でないことを示す情報が入力された場合、前記患者の股関節の涙痕下端と前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記患者において人工股関節のカップを固定する高さを決定するステップ
    を含む、情報処理方法。
  16. コンピュータに、
    患者の股関節の患側とは反対側である対側が正常であることを示す情報が入力された場合、当該対側の骨頭中心と前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記対側が正常でないことを示す情報が入力された場合、前記患者の股関節の涙痕下端と前記患者の股関節の患側のＣＥ角とに基づいて、前記患者において人工股関節のカップを固定する高さを決定するステップ
    を実行させる情報処理プログラム。
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