JP7434176B2 - 薄型のカスタマイズされた患者別整形外科用器具の設計及び製造方法 - Google Patents
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Description
相互参照は、「LOW-PROFILE CUSTOMIZED PATIENT-SPECIFIC ORTHOPAEDIC SURGICAL INSTRUMENTS」と題する、米国特許出願第XX/XXX,XXX号(代理人整理番号265280-244163)及び「CUSTOMIZED PATIENT-SPECIFIC ANTERIOR-POSTERIOR CHAMFER BLOCK AND METHOD」と題する、米国特許出願第XX/XXX,XXX号(代理人整理番号265280-244160)に対してなされ、それらは本出願と同時に出願され、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
本開示は、概して整形外科用器具に関し、より具体的には、カスタマイズされた患者別整形外科用器具に関する。
(1) カスタマイズされた患者別整形外科用器具の製造方法であって、
患者別データに基づいて患者の骨の3次元モデルを生成することと、
前記患者の骨の前記3次元モデルの第1の領域を識別することと、
前記患者の骨の前記3次元モデル上のカスタマイズされた患者別外科用器具の外側境界を画定することと、
前記外側境界内にカスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することであって、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルが、前記患者の骨の対応する凸の輪郭を受容するカスタマイズされた患者別の凹の輪郭を含む骨接面を備える、生成することと、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルに基づいて、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することと、を含み、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、
(i)前記患者の骨の前記3次元モデルの前記第1の領域の上の前記骨接面に空洞を画定することであって、前記空洞が、前記第1の領域の前記外縁部と位置合わせされた外縁部を有する、画定することと、
(ii)前記カスタマイズされた患者別外科用器具の外面を前記骨接面の反対側に生成することと、
(iii)ガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から自由端部まで外向きに延ばすことと、
(iv)前記ガイド体内にガイドスロットを画定することであって、前記ガイドスロットが、外科用ツールを案内して前記患者の骨と係合させるようなサイズ及び形状である、画定することと、を含む、方法。
(2) 前記患者別データに基づいて前記患者の骨の前記3次元モデル上の計画された切除平面を識別することを更に含み、前記ガイドスロットを前記ガイド体を通して画定することが、
前記ガイドスロットを前記計画された切除平面と位置合わせすることと、
前記切断鋸刃を前記計画された切除平面に沿って案内して前記患者の骨と係合させるように前記ガイドスロットをサイズ決め及び成形することと、を含む、
実施態様1に記載の方法。
(3) 前記ガイドスロットをサイズ決め及び成形することが、前記ガイド体の内側側壁と外側側壁との間に前記ガイドスロットを画定することを含み、前記内側側壁及び前記外側側壁のうちの少なくとも一方が、前記内側側壁及び前記外側側壁の他方に対して角度をなす、実施態様2に記載の方法。
(4) 前記ガイドスロットが、第1のガイドスロットであり、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、(i)ボスを、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から、前記ガイド体の前記自由端部から離間した自由端部まで外向きに延ばすことと、(ii)前記ボス内にドリルガイドスロットを画定することと、を更に含む、実施態様2に記載の方法。
(5) 前記ボスを前記外面から外向きに延ばすことが、前記ボスの第1の側面上にテーパ状面を画定することを含み、
前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することは、製作機械において前記テーパ状面が下向きに向くように、前記製作機械内に金属材料を積層することを含む、
実施態様4に記載の方法。
(7) 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することは、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記ガイド体を通して第2の複数の開口を画定することを更に含む、実施態様6に記載の方法。
(8) 前記開口のそれぞれが菱形開口部を含む、実施態様7に記載の方法。
(9) 前記ガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から前記自由端部まで外向きに延ばすことが、前記ガイド体の第1の側面上にテーパ状面を画定することを含み、
前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することは、製作機械において前記テーパ状面が下向きに向くように、前記製作機械内に金属材料を積層することを含む、
実施態様1に記載の方法。
(10) 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルに基づいて、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することが、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を単一のモノリシックな構成要素として形成することを含む、実施態様1に記載の方法。
(12) カスタマイズされた患者別整形外科用器具の製造方法であって、
患者別データに基づいて患者の骨の3次元モデルを生成することと、
前記患者の骨の前記3次元モデル上のカスタマイズされた患者別外科用器具の外側境界を画定することと、
前記外側境界内にカスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することであって、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルが、カスタマイズされた患者別骨接面を含む、生成することと、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルに基づいて、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することと、を含み、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、
(i)前記カスタマイズされた患者別外科用器具の外面を前記骨接面の反対側に生成することと、
(ii)ガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から自由端部まで外向きに延ばすことと、
(iii)前記ガイド体にガイドスロットを画定することであって、前記ガイドスロットが、外科用ツールを案内して前記患者の骨と係合させるようなサイズ及び形状である、画定することと、を含む、方法。
(13) 前記患者の骨の切除表面を計画することを更に含み、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、前記患者の骨の計画された前記切除表面の外縁部と一致するように、前記骨接面の外縁部を成形することを含む、実施態様12に記載の方法。
(14) 前記ガイド体が第1のガイド体であり、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することは、第2のガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から前記第1のガイド体の前記自由端部から離間した端部まで外向きに延ばすことと、前記第2のガイド体に、第2のガイドスロットを画定することであって、前記第2のガイドスロットが、外科用ツールを案内して前記患者の骨と係合させるようなサイズ及び形状であり、前記第1のガイドスロットに対して横方向に延びている、画定することと、を更に含む、実施態様12に記載の方法。
(15) 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、
第3のガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から、前記第1のガイド体から離間した自由端部まで外向きに延ばすことと、
第3のガイドスロットを画定することであって、前記第2のガイドスロットが、外科用ツールを案内して前記患者の骨と係合させるようなサイズ及び形状であり、前記第2の切断ガイドスロットと交差する、画定することと、を更に含む、
実施態様12に記載の方法。
(17) 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルに基づいて、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することが、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を単一のモノリシックな構成要素として形成することを含む、実施態様12に記載の方法。
(18) 前記単一のモノリシックな構成要素が、金属材料の複数の積層体を含む、実施態様17に記載の方法。
(19) 前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を製作することが、3次元金属プリンタを操作して、金属材料の積層体を形成することによって前記カスタマイズされた患者別外科用器具を製作することを含む、実施態様17に記載の方法。
(20) カスタマイズされた患者別整形外科用器具の設計方法であって、
患者別データに基づいて患者の骨の3次元モデルを生成することと、
前記患者の骨の前記3次元モデル上のカスタマイズされた患者別外科用器具の外側境界を画定することと、
前記外側境界内にカスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することであって、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルが、カスタマイズされた患者別骨接面を含む、生成することと、を含み、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、
(i)前記カスタマイズされた患者別外科用器具の外面を前記骨接面の反対側に生成することと、
(ii)ガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から自由端部まで外向きに延ばすことと、
(iii)前記ガイド体内にガイドスロット画定することであって、前記ガイドスロットが、外科用ツールを案内して前記患者の骨と係合させるようなサイズ及び形状である、画定することと、を含む、方法。
Claims (11)
- カスタマイズされた患者別整形外科用器具の製造方法であって、
患者別データに基づいて患者の骨の3次元モデルを生成することと、
前記患者の骨の前記3次元モデルの第1の領域を識別することとであって、前記第1の領域は前記骨の問題のある領域である、前記患者の骨の前記3次元モデルの第1の領域を識別することと、
前記患者の骨の前記3次元モデル上のカスタマイズされた患者別外科用器具の外側境界を画定することと、
前記外側境界内にカスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することであって、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルが、前記患者の骨の対応する凸の輪郭を受容するカスタマイズされた患者別の凹の輪郭を含む骨接面を備える、生成することと、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルに基づいて、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することと、を含み、
前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、
(i)前記患者の骨の前記3次元モデルの前記第1の領域の上の前記骨接面に前記カスタマイズされた患者別外科用器具の空洞を画定することであって、前記空洞が、前記第1の領域の外縁部と位置合わせされた外縁部を有する、画定することと、
(ii)前記カスタマイズされた患者別外科用器具の外面を前記骨接面の反対側に生成することと、
(iii)ガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から自由端部まで外向きにかつ前記外面から離れる方向に延ばすことと、
(iv)前記ガイド体内にガイドスロットを画定することであって、前記ガイドスロットが、外科用ツールを案内して前記患者の骨と係合させるようなサイズ及び形状である、画定することと、を含む、方法。 - 前記患者別データに基づいて前記患者の骨の前記3次元モデル上の計画された切除平面を識別することを更に含み、前記ガイドスロットを前記ガイド体を通して画定することが、
前記ガイドスロットを前記計画された切除平面と位置合わせすることと、
前記外科用ツールの切断鋸刃を前記計画された切除平面に沿って案内して前記患者の骨と係合させるように前記ガイドスロットをサイズ決め及び成形することと、を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記ガイドスロットをサイズ決め及び成形することが、前記ガイド体の内側側壁と外側側壁との間に前記ガイドスロットを画定することを含み、前記内側側壁及び前記外側側壁のうちの少なくとも一方が、前記内側側壁及び前記外側側壁の他方に対して角度をなす、請求項2に記載の方法。
- 前記ガイドスロットが、第1のガイドスロットであり、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、(i)ボスを、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から、前記ガイド体の前記自由端部から離間した自由端部まで外向きに延ばすことと、(ii)前記ボス内にドリルガイドスロットを画定することと、を更に含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ボスを前記外面から外向きに延ばすことが、前記ボスの第1の側面上にテーパ状面を画定することを含み、
前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することは、製作機械において前記テーパ状面が下向きに向くように、前記製作機械内に金属材料を積層することを含む、
請求項4に記載の方法。 - 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することが、前記外面及び前記骨接面を通って延びる複数の開口を画定することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルを生成することは、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記ガイド体を通して第2の複数の開口を画定することを更に含む、請求項6に記載の方法。
- 前記開口のそれぞれが菱形開口部を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記ガイド体を、前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルの前記外面から前記自由端部まで外向きに延ばすことが、前記ガイド体の第1の側面上にテーパ状面を画定することを含み、
前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することは、製作機械において前記テーパ状面が下向きに向くように、前記製作機械内に金属材料を積層することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記カスタマイズされた患者別外科用器具モデルに基づいて、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を金属材料から製作することが、前記カスタマイズされた患者別整形外科用器具を単一のモノリシックな構成要素として形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記単一のモノリシックな構成要素が、金属材料の複数の積層体を含む、請求項10に記載の方法。
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