KR20180039646A - 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 위한 방법 및 그 디바이스 - Google Patents

개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 위한 방법 및 그 디바이스 Download PDF

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로버트 알랜 도세트
해롤드 진 도세트
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아이티케이알 소프트웨어 엘엘씨
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Abstract

보철물에 대한 보철물 데이터를 획득하는 방법, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 및 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스. 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터가 결정된다. 해부학적 데이터는 적어도 관상 기계적 외측 원위 대퇴골 각도 및 환자에게 특유한 후방 과상돌기 축을 포함한다. 뼈 및 연골 절제 데이터는 보철물 데이터, 해부학적 데이터, 및 병리해부학적 데이터에 기초하여 결정된다. 하나의 예에서, 환자에 대한 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획이 그래픽 인터페이스를 통해 출력된다. 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은 환자에게의 보철물 이식을 용이하게 하기 위한 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함한다. 다른 예에서, 하나 이상의 대퇴골 및 경골 가이드가 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획에 기초하여 형성되는데, 대퇴골 및 경골 가이드는 환자에게 특유한 것이다.

Description

개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 위한 방법 및 그 디바이스
본 출원은, 2015년 8월 11일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/203,738호의 우선권을 주장하는 2015년 11월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/932,653호의 이익을 주장하는데, 이들 특허 출원의 각각은 참고로 그 전체가 본 명세서에 통합된다.
기술분야
본 기술은 슬관절 전치환술(total knee replacement: TKR)에 관한 것으로, 특히, 개별화된 운동학적으로 정렬된 TKR을 용이하게 하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
슬관절 전치환술(TKR)을 위한 이상적인 정렬은, 최고로 가능한 환자 성과 보고(patient reported outcome)를 제공하면서, 동시에 이들 결과의 내구성을 시간이 지남에 따라 유지하는 것이다. 현재, 기계적 정렬은 TKR을 정렬하기 위해 사용되는 표준 정렬 방법이다. 이 정렬 방법은 대퇴골 컴포넌트(femoral component) 및 경골 컴포넌트(tibial component)를 대퇴골 및 경골의 기계적 축에 대해 직각으로 배치하고, 다리를 직선으로 정렬하려고 시도한다. 그러나, TKR의 최적 정렬의 개념은, 무릎의 해부학적 구조 및 병리해부학적 구조에 관한 최근의 과학뿐만 아니라, 새로운 임상 정보에 기초하여 진화하고 있다.
예를 들면, 내반슬 수술전 사지 기형(varus preoperative limb deformity)을 가진 기계적으로 정렬된 환자는 TKR 이후 사지가 약간의 내반슬 상태로 남아 있는 경우 높은 성과 점수를 나타낸다. 보다 일반적으로, 무릎의 세 개의 운동학적 축을 재확립하는 목적을 가지고 TKR을 받은 환자는, 기계 정렬에 따라 TKR을 받은 환자보다 더 높은 임상적 성과 점수를 갖는다. 연구에 따르면, 환자의 25%가 기계적으로 정렬된 TKR의 결과에 만족하지 못하는 것으로 나타났다.
운동학적 정렬로 칭해지는 상대적으로 새로운 기술은, 무릎의 세 개의 운동학적 축을 재생성하려고 시도한다. 무작위 이중 맹검 대조 시험(randomized double blind controlled trial)은 운동학적 정렬 기술을 사용하여 유의미하게 더 나은 2 년의 임상 결과를 나타내었다. 운동학적으로 정렬된 슬관절 치환술에서는, 각각이 무릎이 환자 자신의 개인 해부학적 구조에 정렬되며, 기계적 축으로부터의 임플란트 또는 사지의 편차에는 제한이 없다. 환자를 위한 운동학적 정렬을 구현하기 위해 필연적인 절제(resection)를 생성하는 것은 상대적으로 복잡하며, 선호된 및/또는 허용된 한계를 벗어나는 절제 및/또는 정렬뿐만 아니라, 외과 의사 오류를 초래하여, 환자에 대한 감소된 성과로 이어질 수 있게 된다. 기계적 및 운동학적 정렬의 인지된 한계에 응답하여, 외과 의사는 운동학적 및 기계적 정렬 기술을 수정해 왔는데, 각각의 무릎을 최적으로 정렬하기 위해 점점 증가하는 변수의 유지 보수를 필요로 하게 되었다.
개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술(TKR)을 용이하게 하기 위한 방법은, 선택된 보철물(prosthesis)에 대한 보철물 데이터를 획득하는 것을 포함한다. 특정한 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적(pathoanatomical) 데이터가 결정된다. 해부학적 데이터는 적어도 관상(coronal) 기계적 외측 원위 대퇴골 각도(mechanical lateral distal femoral angle; mLDFA) 및 환자에게 특유한 후방 과상돌기 축(posterior condylar axis)을 포함한다. 뼈 및 연골 절제 데이터는 보철물 데이터, 해부학적 데이터, 및 병리해부학적 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 뼈 및 연골 절제 데이터는, 환자의 대퇴골의 관상 기계적 축(coronal mechanical axis)에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도(femoral component coronal alignment angle), 대퇴골의 관상 해부학적 축(coronal anatomic axis)에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골 원위 내측 절제(femoral distal medial resection) 두께, 대퇴골 원위 외측 절제(femoral distal lateral resection) 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도(femoral component axial external rotation angle), 대퇴골 후방 내측 절제(femoral posterior medial resection) 두께, 대퇴골 후방 외측 절제(femoral posterior lateral resection) 두께, 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도(tibial component coronal alignment angle), 경골 내측 절제(tibia medial resection) 두께, 경골 외측 절제(tibia lateral resection) 두께, 및 경골 시상 경사(tibia sagittal slope)를 포함한다. 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은 그래픽 인터페이스를 통해 출력된다. 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 환자에게의 보철물의 이식(implantation)을 용이하게 하기 위한 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함한다. 이 기술의 하나의 예에서, 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획에 따라 하나 이상의 개별화된 슬관절 전치환술 가이드가 만들어진다.
개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스는, 프로세서 및 선택된 보철물에 대한 보철물 데이터를 획득하는 것을 포함하는 프로그래밍된 명령어를 실행할 수 있도록 구성되는 프로세서에 커플링되는 메모리를 포함한다. 특정한 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터가 결정된다. 해부학적 데이터는 관상 mLDFA 및 환자에게 특유한 후방 과상돌기 축을 포함한다. 뼈 및 연골 절제 데이터는 보철물 데이터, 해부학적 데이터, 및 병리해부학적 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 뼈 및 연골 절제 데이터는, 환자의 대퇴골의 관상 기계적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골의 관상 해부학적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골 원위 내측 절제 두께, 대퇴골 원위 외측 절제 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도, 대퇴골 후방 내측 절제 두께, 대퇴골 후방 외측 절제 두께, 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 경골 내측 절제 두께, 경골 외측 절제 두께, 및 경골 시상 경사를 포함한다. 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은 그래픽 인터페이스를 통해 출력된다. 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 환자에게의 보철물의 이식을 용이하게 하기 위한 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함한다.
프로세서에 의한 실행시 프로세서로 하여금 선택된 보철물에 대한 보철물 데이터를 획득하는 단계를 수행하게 하는 실행 가능 코드를 포함하는 개별화된 운동학적으로 정렬된 TKR을 용이하게 하기 위한 명령어가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체. 특정한 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터가 결정된다. 해부학적 데이터는 관상 mLDFA 및 환자에게 특유한 후방 과상돌기 축을 포함한다. 뼈 및 연골 절제 데이터는 보철물 데이터, 해부학적 데이터, 및 병리해부학적 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 뼈 및 연골 절제 데이터는, 환자의 대퇴골의 관상 기계적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골의 관상 해부학적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골 원위 내측 절제 두께, 대퇴골 원위 외측 절제 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도, 대퇴골 후방 내측 절제 두께, 대퇴골 후방 외측 절제 두께, 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 경골 내측 절제 두께, 경골 외측 절제 두께, 및 경골 시상 경사를 포함한다. 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은 그래픽 인터페이스를 통해 출력된다. 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 환자에게의 보철물의 이식을 용이하게 하기 위한 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함한다.
이 기술은, TKR 환자에게 더 나은 결과를 가져 오는 개별화된 운동학적으로 정렬된 TKR을 더욱 효과적이고 효율적으로 용이하게 하는 방법, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 및 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스를 제공하는 것을 포함하는 다수의 관련 이점을 갖는다. 하나의 특별한 양태에서, 이 기술은 복잡한 계산을 수행하여 TKR의 개별화된 운동학적 정렬을 허용하는 것을 용이하게 한다. 이 기술은, 외과 의사에 의해 설정되는 선호 사항(preference) 및 한계 내에서 개인 환자의 무릎의 운동학적 회전 축을 재현하는 뼈 절제를 정의하고, 그 다음, 해부학적 구조가 이들 외과 의사 선호 사항 및 한계를 초과하는 개별화된 운동학적 계획으로 나타날 환자에 대한 뼈 절제 및 각도 수정을 계산하는 것에 의해, 개별화된 운동학적 정렬을 용이하게 한다.
하나의 특별한 예에서, 이 기술은 수술 전 영상에서 주목되는 90도보다 상당히 적은 관상 mLDFA를 가진 환자의 내반슬 사지 기형에 대한 교정을 용이하게 한다. 환자의 개개의 무릎 해부학적 구조 및 병리해부학적 구조가 주어지면, 외과 의사 선호 사항 및 한계는 대퇴골 및 경골의 관상 기계적 축에 대한 대퇴골 임플란트 및 경골 임플란트의 관상 각도를 계산하는 데 사용된다. x 선, MRI 또는 CT 스캔으로부터 측정된 것을 뺀 90도가 외과 의사가 선호하는 최대 대퇴골 관상 외반슬 임플란트 한계를 초과하면, 내측 및 외측 원위 대퇴골 절제가 상응하게 조정되고 환자 고유의 관상 mLDFA를 뺀 90도와 최대 대퇴골 관상 외반슬 각도에 대한 외과 의사가 선호하는 한계 사이의 차이는 대퇴골 컴포넌트 외회전 각도에 추가되고 후방 뼈 절제는 상응하게 조정된다. 외과 의사가 수술 전에 존재하는 사지 내반슬에 대한 교정을 행할 것을 선택하고, 사지 내반슬이 외과 의사에 의해 확립되는 임계 값을 초과하는 경우, 외과 의사가 선호하는 각도만큼 경골 절제의 각도가 조정된다. 외과 의사는 최대 경골 임플란트 내반슬을 설정하고, 소망하는 교정이 최대 경골 임플란트 내반슬을 초과할 경우, 교정의 일부가 경골 임플란트 내반슬 각도를 조정하기 위해 적용될 수도 있고, 그 다음, 교정의 일부가 이전에 계산된 대퇴골 관상 임플란트 각도에 적용될 수도 있다. 이 기술은 이들 복잡한 계산을 수행하고, 외과 의사에 대한 상대적으로 정확한 계획을 생성하고, 외과 의사 계획 프로세스의 복잡성을 효율적으로 관리하여, 감소된 수의 오류 및 향상된 환자 성과로 나타나게 된다.
유리하게도, 이 기술은 각각의 개인 환자에 대한 3차원 TKR 계획을 설계하기 위해 이차원 또는 3차원 이미지화를 사용한다. 이 기술을 통해, 외과 의사의 선호 사항은 개개의 환자의 해부학적 구조와 병리해부학적 구조 둘 다에 기초하여 취해질 특정한 조치를 결정하는 데 사용된다. 하나의 예에서, 이 기술은, 슬개대퇴골 아탈구(patellofemoral subluxation) 또는 경골 결절(tibial tubercle)의 외측 위치를 가진 환자에서 슬개대퇴골의 추적을 향상시키기 위해 뼈 절제에 대한 외과 의사에 의한 수정을 용이하게 하는 것에 의해, 슬개대퇴골 아탈구 및 경골 결절 위치에 관련되는 환자 해부학적 구조를 다룬다. 다른 예에서, 이 기술은, 수술적으로 곧은 사지를 가지지 못하는 환자에게서 사지의 잔류 내반슬 또는 외반슬을 허용하기 위해 뼈 절제에 대한 외과 의사에 의한 수정을 용이하게 하는 것에 의해, 구성적 내반슬 또는 외반슬과 관련되는 환자 해부학적 구조를 다룬다.
추가적으로, 이 기술에 의해 생성 및 출력되는 입력, 및, 이후, 외과 의사 계획은, CT, MRI 또는 2D 방사선 촬영 기반 환자별 가이드, 핀 및 핀리스 모듈을 포함하는 컴퓨터 내비게이션, 수정된 기존의 도구, 및 TKR을 정렬하기 위해 사용되는 기존의 도구 또는 다른 방법을 포함하는 TKR을 정렬하기 위한 임의의 외과적 방법에 의해 유리하게 사용될 수 있다.
따라서, 이 기술은 외과 의사가 개별화된 운동학적 정렬 계획을 설계하는 것, 사지 및 임플란트 정렬에 대한 한계를 설정하는 것, 내반슬 및 외반슬 사지에 대한 교정을 확립하는 것뿐만 아니라, 슬개대퇴골 아탈구를 감소시키는 것 또는 외측으로 배치된 경골 결절을 교정하는 것을 허용한다. 이 기술은 또한, 이차원 입력을 사용하여 3차원 계획을 생성하는 것과 같이, 다양한 상호 관련된 뼈 절제를 추적할 수 있다.
추가적으로, 이 기술은 외과 의사가 계획한 뼈 절제를 보여줄 수 있는데, 이것은 뼈가 절단되기 이전에 제안된 뼈 절제를 점검하기 위해, 뿐만 아니라, 실제 측정된 뼈 절제와 계획된 절제를 비교하기 위해 사용된다. 이 기술은 또한, 절제가 계획과 매치하지 않을 때 외과 의사가 승인한 교정 제안을 검토한다. 그 다음, 최종 뼈 절제는 통계 분석 및 품질 개선을 위해 피드백으로서 데이터베이스에 기록될 수 있고 외과 의사 계획을 생성하는 프로세스로 입력될 수 있다.
또한, 이 기술은, 유리하게도, 기계적 정렬과 비교하여 TKR을 개별화한다. 관상 mLDFA는 개별화된 운동학적 정렬을 계획하는 데 도움이 되도록 사용되는 관상 각도이다. 이 기술을 사용하여, 외과 의사는, 소프트웨어가 대퇴골 및 경골 컴포넌트의 최종 임플란트 관상 각도를 계획하는 것을 허용하기 위해, 관상 mLDFA와 조합하여 선호 사항 및 한계를 설정한다.
대조적으로, 슬관절 치환술이 기계적 정렬 기술을 사용하여 정렬될 때, 기계적 원위 대퇴골 각도는 참조되지 않으며, 환자마다의 이 각도에서의 변동은 계획 프로세스에서 고려되지 않는다. 따라서, 이 기술은, 유리하게도, 후방 과상돌기 축 및 관상 mLDFA의 개개의 변동을 고려하고 뼈 절제 및 각도를 조정하여 그들이 외과 의사 한계 및 선호 사항을 준수하게 한다.
더욱이, 이 기술은, 외과 의사 계획의 지속적인 개선 및 피드백을 위한, 뿐만 아니라, 기계적으로 정렬된 TKR의 성과와 관련한 비교 목적을 위한 외과 의사 계획 및 환자 성과의 데이터베이스 수집을 용이하게 한다. 특히, 이 기술은, 성과에 기초한 권장되는 수술 계획의 지속적인 개선을 허용하기 위해, 수술 이후 환자가 보고하는 성과 점수, 만족도 및 재수술 데이터와 함께, 수술 전 환자의 인구 통계학적 데이터, 환자가 보고하는 성과 점수 및 모션 정보의 범위의 수집을 용이하게 한다.
임의로, 비교 목적을 위해, 기계적으로 정렬된 TKR 환자에 대한 대응하는 데이터가 획득될 수 있다. 따라서, 실행된 외과 의사 계획의 특정한 양태는, 유리하게도, 성과에 비교될 수 있고, 결과는 계획하는 프로세스를 지속적으로 개선하기 위해 사용될 수 있다. 이 기술을 통해, 외과 의사는 성과를 검토하고, 개개의 환자에 대한 최상의 결과를 달성하기 위해, 권장되는 뼈 절제 및/또는 각도에 대한 변경이 필요로 되는지를 결정할 수 있다.
도 1은 예시적인 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스를 갖는 네트워크 환경의 블록도;
도 2는 도 1에서 도시되는 예시적인 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스의 블록도;
도 3은 예시적인 환자 무릎의 예시적인 대퇴골 및 경골의 평면도;
도 4는 환자 무릎의 대퇴골의 예시적인 부분의 평면도;
도 5는 예시적인 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스를 사용하여 개별화된 운동학적으로 정렬된 TKR을 용이하게 하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 6a 및 도 6b는 하나의 예에서 외과 의사 선호 사항 데이터(surgeon preference data)가 획득되는 예시적인 설문(questionnaire)을 예시하는 테이블;
도 7은 하나의 예에서 특정한 환자에 대한 관찰된 데이터가 획득되는 예시적인 설문을 예시하는 테이블;
도 8은 하나의 예에서 특정한 환자에 대한 템플릿 데이터가 획득될 수 있는 예시적인 설문을 나타내는 테이블;
도 9는 환자를 위한 예시적인 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 예시하는 그래픽 인터페이스;
도 10은 특정한 환자에 대한 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 11은 특정한 환자에 대한 대퇴골 원위 내측 절제 두께를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 12는 특정한 환자에 대한 대퇴골 원위 외측 절제 두께를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 13은 특정 환자에 대한 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 14는 특정한 환자에 대한 대퇴골 시상 굴곡 각도를 결정하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 15는 특정한 환자에 대한 대퇴골 외회전 각도를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 16은 특정한 환자에 대한 후방 내측 절제 두께를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 17은 특정한 환자에 대한 후방 외측 절제 두께를 생성하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트;
도 18은 특정한 환자의 경골 절제 각도, 경골 내측 및 외측 절제 두께, 및 경사를 결정하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트; 및
도 19는 과거 성과 데이터에 기초하여 기본 권장 기본 선호 사항 데이터를 업데이트하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트.
도 1을 참조하면, 통신 네트워크(들)(18)를 통해 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14) 및 이미지화 디바이스(16)에 커플링되고 통신 네트워크(들)(24)를 통해 성과 데이터베이스(22)를 갖는 서버 컴퓨팅 디바이스(20)에 커플링되는 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스(12)를 통합하는 예시적인 네트워크 환경(10)을 포함하는 블록도가 도시되지만, 이들 디바이스 중 하나 이상은 다른 토폴로지를 통해 함께 커플링될 수 있다. 추가적으로, 네트워크 환경(10)은, 단지 예로서, 하나 이상의 라우터 및/또는 스위치와 같은 다른 네트워크 디바이스를 포함할 수도 있는데, 이들은 기술 분야의 숙련된 자에게 공지되어 있으며 여기서는 설명되지 않을 것이다.
이 기술은, 환자에게 보철물을 이식하기 위해 사용될 때, 환자에 대한 상대적으로 효율적인 개별화된 운동학적 정렬 및 향상된 TKR 성과로 나타나는 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함하는 외과 의사 계획을 효율적으로 생성하는 방법, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체, 및 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스를 포함하는 다수의 이점을 제공한다. 이 기술이 본 명세서에서 TKR을 참조하여 설명되고 예시되지만, 이 기술은 또한, 단구획(uni-compartmental) 및 양구획(bi-compartmental) 무릎 치환술을, 단지 예로서 포함하는 다른 타입의 수술에서도 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 비록 다른 예에서는 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 다른 타입 및/또는 다른 수의 엘리먼트를 포함할 수도 있을지라도, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 버스(32) 또는 다른 통신 링크에 의해 함께 커플링되는 프로세서(26), 메모리(28), 및 통신 인터페이스(30)를 포함한다. 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 프로세서(26)는, 본 명세서에서 설명되고 예시되는 기능 중 임의의 것에 대한 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 메모리(28)에 저장된 프로그래밍된 명령어를 실행할 수도 있다. 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 프로세서(26)는, 하나 이상의 프로세싱 코어를 갖는 하나 이상의 CPU 또는 범용 프로세서를, 단지 예로서만 포함할 수도 있다.
비록 프로그래밍된 명령어 중 일부 또는 전체가 그 밖의 곳에 저장될 수 있고 그 밖의 곳에서 실행될 수 있을지라도, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 메모리(28)는, 본 명세서에서 설명되고 예시되는 바와 같이, 본 기술의 하나 이상의 양태에 대한 이들 프로그래밍된 명령어를 저장한다. 여러 가지 상이한 타입의 메모리 스토리지 디바이스, 예컨대 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM), 판독 전용 메모리(read only memory: ROM), 플래시, 하드 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 또는 프로세서(26)에 커플링되는 자기적, 광학적, 또는 다른 판독 및 기록 시스템에 의해 판독되고 기록되는 다른 컴퓨터 판독가능 매체가 메모리(28)에 대해 사용될 수 있다.
비록 메모리(28)가 다른 예에서는 다른 모듈, 인터페이스, 테이블, 또는 애플리케이션을 포함할 수 있을 지라도, 이 특정한 예에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 메모리(28)는, 외과 의사 계획 모듈(34), 외과 의사 인터페이스(들)(36), 선택적 템플릿화 모듈(optional templating module)(38), 옵션적인 수술 중 모듈(intra-operative module)(40), 보철물 테이블(42), 및 학습 모듈을 포함한다. 외과 의사 계획 모듈(34)은, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 외과 의사 선호 사항 데이터, 환자에 대한 관찰 데이터, 환자에 대한 템플릿 데이터, 및 선택된 보철물에 대한 보철물 데이터를 획득하도록 그리고 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 출력하도록 구성된다. 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 하기에서 또한 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 개별화된 운동학적 정렬을 초래하는 선택된 보철물의 환자에게의 이식을 용이하게 한다.
이 예에서의 외과 의사 인터페이스(들)(36)는, 그래픽 설문 인터페이스(graphical questionnaire interface)뿐만 아니라 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 대한 그래픽 디스플레이 인터페이스를 포함한다. 설문 인터페이스는, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)를 사용하는 외과 의사로부터 외과 의사 선호 사항 데이터 및 환자에 대한 관찰 데이터, 및 임의로 환자에 대한 템플릿 데이터를 획득하는 것을 용이하게 한다. 그래픽 디스플레이 인터페이스는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 외과 의사에게 디스플레이하도록, 그에 의해 외과 의사가 개별화된 운동학적 정렬 상태에서 TKR을 구현하는 데 필요한 뼈 및 연골 절제를 시각화하는 것을 편리하게 허용하도록 구성된다.
선택적 템플릿화 모듈(38)은, 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 포함하는 템플릿 데이터를 결정하기 위해, 예를 들면, 이미지화 디바이스(16)로부터 유래하는 이미지와 같은, 환자에 대한 방사선 촬영 이미지를 프로세싱하도록 구성된다. 비록 템플릿화 모듈(38)이 다른 예에서는 다른 타입의 방사선 촬영 이미지로부터 템플릿 데이터를 생성하도록 구성될 수 있을지라도, 이미지는 예를 들면, CT, MRI 또는 x 선 이미지일 수 있다.
옵션적인 수술 중 모듈(40)은 3차원 TKR 외과 의사 계획을 구현하는 것에 후속하여 측정된 데이터를 획득하도록 그리고 미리 결정된 커프(kerf) 및 계획의 뼈 및 연골 절제 데이터를 대응하는 측정된 데이터와 비교하도록 구성된다. 비교에 기초하여, 수술 중 모듈(40)은, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 수술 중 모듈(40)에 의해 저장되는 권장 사항(recommendation)을 메모리(28)에서 검색하여 출력한다.
보철물 테이블(42)은, 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 하나를 통해 외과 의사에 의해 환자에 대해 선택될 수 있는 복수의 보철물에 대한 보철물 데이터를 저장한다. 하나의 예에서, 비록 다른 정보가 선택된 보철물에 대한 보철물 데이터에 또한 포함될 수 있을지라도, 보철물 데이터는, 대퇴골 원위 내측, 원위 외측, 후방 내측 두께, 후방 외측 보철물 두께, 경골 보철물 두께, 또는 권장되는 경사를 포함할 수 있다. 보철물 데이터는, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성하기 위한 입력으로서 사용된다.
학습 모듈(44)은, 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획과 상관되는 성과 데이터를 획득하도록, 상관된 데이터에 대한 통계 분석을 수행하도록, 그리고 권장되는 선호 사항 데이터를 업데이트하도록 구성된다. 그 다음, 업데이트된 권장되는 선호 사항 데이터는, 도 17을 참조로 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 향상된 성과로 이어질 수도 있는 환자에 대한 후속하는 상대적으로 정확한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 생성하기 위한 기초로서 사용될 수 있다.
개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 통신 인터페이스(34)는, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)와, 통신 네트워크(들)(18 및 24)에 의해 모두 함께 커플링되는 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14), 이미지화 디바이스(16), 및 서버 컴퓨팅 디바이스(20) 사이에서 동작 가능하게 커플링되어 통신하지만, 다른 디바이스 및 엘리먼트에 대한 다른 타입 및/또는 수의 연결 및 구성을 갖는 다른 타입 및/또는 수의 통신 네트워크 또는 시스템이 또한 사용될 수 있다.
단지 예로서, 통신 네트워크(들)(18 및 24)는, 비록 다른 타입 및/또는 수의 통신 네트워크가 사용될 수 있을지라도, 이더넷 및 산업 표준 프로토콜을 통한 TCP/IP를 사용할 수 있다. 이 예에서의 통신 네트워크(들)(18 및 24)는, 단지 예로서, 임의의 적합한 형태(예를 들면, 음성, 모뎀, 및 등등)의 텔레트래픽(teletraffic), 공중 교환식 전화망(Public Switched Telephone Network: PSTN), 이더넷 기반 패킷 데이터 네트워크(Ethernet-based Packet Data Network: PDN), 이들의 조합, 및 등등을 포함하는 임의의 적절한 인터페이스 메커니즘 및 네트워크 통신 기술을 활용할 수도 있다.
이 예에서의 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)는 버스 또는 다른 통신 링크에 의해 함께 커플링되는 프로세서, 메모리 및 통신 인터페이스를 포함하지만, 다른 타입 및/또는 수의 네트워크 디바이스가 사용될 수 있을 것이다. 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)는, 통신 네트워크(들)(18)를 통해 정보를 외과 의사 인터페이스(들)(36)를 통해 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스로 제출하기 위한 인터페이스를 제공할 수도 있는 인터페이스 애플리케이션, 예컨대 웹 브라우저를 단지 예로서 실행할 수도 있다. 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)는, 단지 예로서, 디스플레이 스크린 또는 터치스크린과 같은 디스플레이 디바이스, 및/또는 키보드와 같은 입력 디바이스를 더 포함할 수도 있다.
다른 예에서, 외과 의사 계획 모듈(34), 외과 의사 인터페이스(들)(36), 템플릿화 모듈(38), 수술 중 모듈(40), 보철물 테이블(42), 또는 학습 모듈(44) 중 하나 이상이 로컬하게 배치되고 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14) 상에 직접적으로 위치될 수 있다. 따라서, 비록 본 기술이 외과 의사 계획 모듈(34), 외과 의사 인터페이스(들)(36), 템플릿화 모듈(38), 수술 중 모듈(40), 보철물 테이블(42), 및 학습 모듈의 원격 또는 웹 기반의 배치의 관점에서 본 명세서에서 설명되고 예시될지라도, 로컬 및 다른 배치도 또한 가능하며 외과 의사 계획 모듈(34), 외과 의사 인터페이스(들)(36), 템플릿화 모듈(38), 수술 중 모듈(40), 또는 보철물 테이블(42)은 네트워크 환경(10)의 그 밖의 곳에 또한 위치될 수 있다.
비록 다른 타입 및/또는 수의 네트워크 디바이스가 사용될 수 있을지라도, 이 예에서의 이미지화 디바이스(16)는, 버스 또는 다른 통신 링크에 의해 함께 커플링되는 프로세서, 메모리, 및 통신 인터페이스를 포함한다. 비록 환자의 이차원 또는 3차원 방사선 촬영 이미지를 획득, 저장, 및/또는 제공하도록 구성되는 임의의 다른 디바이스가 또한 사용될 수 있을지라도, 이미지화 디바이스(16)는, 예를 들면, CT 스캐닝 디바이스, MRI 디바이스, 또는 디지털 x 선 디바이스일 수 있다. 방사선 촬영 이미지는, 앞서 더욱 상세하게 설명되고 예시되는 바와 같이, 이 예에서 템플릿 데이터를 획득하기 위해, 템플릿화 모듈(38)에 의해 사용된다.
이미지화 디바이스(16)가 도 1에서는 통신 네트워크(들)(18)를 통해 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)에 의해 액세스 가능한 것으로 예시되지만, 액세스 가능성(accessibility)은, 예를 들면, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14) 또는 병원 또는 다른 의료 센터의 네트워크 내의 다른 컴퓨팅 디바이스로 제한될 수도 있다. 따라서, 템플릿 데이터는 이미지화 디바이스(16)에 의해 제공되는 방사선 촬영 이미지로부터 템플릿화 모듈(38)에 의해 직접적으로 획득될 수 있다. 대안적으로, 템플릿 데이터는, 예를 들면, 네트워크 환경(10)의 다른 컴퓨팅 디바이스에 의해 호스팅되는 템플릿화 소프트웨어에 의해 제공되는 바와 같이 또는 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)를 사용하여 외과 의사에 의해 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 하나를 통한 입력으로서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)에 의해 간접적으로 획득될 수 있다.
비록 다른 타입 및/또는 수의 네트워크 디바이스가 사용될 수 있을지라도, 이 예에서의 서버 컴퓨팅 디바이스(20)는, 버스 또는 다른 통신 링크에 의해 함께 커플링되는 프로세서, 메모리, 및 통신 인터페이스를 포함한다. 일반적으로, 서버 컴퓨팅 디바이스(20)는, 성과 데이터베이스(22)에 의해 저장되는 성과 데이터를 저장하고 검색하기 위해, 통신 네트워크(들)(24)를 통해 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)로부터 수신되는 요청을 프로세싱한다.
성과 데이터베이스(22)는, 비록 다른 타입의 성과 데이터가 성과 데이터베이스(22)에 또한 저장될 수 있을지라도, 예를 들면, 수술 전 환자 인구 통계학적 데이터, 환자가 보고하는 성과 점수, 또는 모션 정보의 범위 및 수술 후 환자가 보고하는 성과 점수, 모션 정보의 범위, 환자 만족도 데이터, 또는 재수술 데이터와 같은 성과 데이터를 저장하도록 구성되는 임의의 다른 타입의 데이터 저장 구조 또는 관계형 데이터베이스일 수 있다. 이 예에서의 성과 데이터는, 이 기술 및 관련된 운동학적 정렬 방법에 따라 수행되는 TKR에 대한 성과 데이터베이스(22)에 저장된다. 임의로, 성과 데이터는, 제공된 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 수정을 용이하게 하기 위해 외과 의사에게 제공될 수 있거나, 또는, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 학습 프로세스에서 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 자동으로 조정하기 위해 사용될 수 있다. 또한 임의로, 성과 데이터는 비교 목적을 위해 기계적 정렬에 따라 수행되는 TKR에 대한 성과 데이터베이스(22)에 저장될 수 있다.
비록 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(14), 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14), 이미지화 디바이스(16), 서버 컴퓨팅 디바이스(20), 및 통신 네트워크(들)(18 및 24)를 갖는 예시적인 네트워크 환경(10)이 본 명세서에서 설명되고 예시될지라도, 다른 토폴로지의 다른 타입 및/또는 수의 시스템, 디바이스, 컴포넌트, 및 엘리먼트가 사용될 수 있다. 관련 기술 분야(들)에서 숙련된 자에 의해 인식되는 바와 같이, 예를 구현하기 위해 사용되는 특정한 하드웨어 및 소프트웨어의 많은 변형예가 가능하므로, 본 명세서에서 설명되는 예의 시스템은 예시적인 목적을 위한 것이다.
이 기술은 또한, 단지 예로서 임의의 적절한 형태(예를 들면, 음성 및 모뎀)의 텔레트래픽, 무선 트래픽 미디어, 무선 트래픽 네트워크, 셀룰러 트래픽 네트워크, G3 트래픽 네트워크, 공중 교환식 전화망(PSTN), 패킷 데이터 네트워크(PDN), 인터넷, 인트라넷, 및 이들의 조합을 포함하는 임의의 적절한 인터페이스 메커니즘 및 트래픽 기술에 걸쳐 확장하는 컴퓨터 시스템(들) 상에서 또한 구현될 수도 있다. 추가적으로, 본 기술은 본 명세서에서 예를 통해 설명되고 예시되는 바와 같은 기술의 하나 이상의 양태에 대해, 명령어가 저장된 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서 구현될 수도 있는데, 명령어는, 본 명세서에서 설명되고 예시되는 바와 같이, 프로세서에 의한 실행 시, 프로세서로 하여금 본 기술의 방법을 구현하는 데 필요한 단계를 수행하게 한다.
정의
본 출원에서 사용되는 정의는 예시적인 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도 3을 참조하면, 예시적인 환자 무릎의 예시적인 대퇴골 및 경골이 예시된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 관상 기계적 외측 원위 대퇴골 각도(mLDFA)(300)는, 원위 대퇴골의 무릎 관절 라인(304)와 기계적 축(302)의 교차로부터 형성되는 외측 각도(lateral angle)(예를 들면, 88.2도)를 가리킨다. 관상 mLDFA는 또한 기계적 축(302)에 대해 90도 각도로부터 외반슬(또는 내반슬)의 각도로 표현될 수 있으며(예를 들면, 1.8도 외반슬), 이때 대퇴골 연결 각도로 또한 칭해질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골의 기계적 축은, 대퇴골두(femoral head)의 중심으로부터 원위 대퇴골의 과간 절흔(intercondylar notch)의 중심까지의 라인을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 경골의 기계적 축은 경골 고평부(tibial plateau)의 중심으로부터 거골(talus)의 중심까지의 라인을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골의 해부학적 축은, 과간 절흔의 중심을 관절 라인의 10 cm 근방의 대퇴골 간부(femoral shaft)의 중심에 있는 지점을 연결하는 라인을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 경골의 해부학적 축은, 경골 고평부의 중심으로부터 관절 라인에 10cm 원위인 경골 간부(tibial shaft)의 중심에 있는 지점까지의 라인을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골 기계적 축 대 해부학적 축 각도(femoral mechanical axis - anatomic axis angle)는, 대퇴골의 기계적 축과 대퇴골의 해부학적 축 사이의 각도를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 원위 대퇴골의 무릎 관절 라인은, 내측 및 외측 대퇴골과(femoral condyle)의 가장 원위 측면(aspect)을 연결하는 라인을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 엉덩이-무릎-발목 각도는, 경골 및 대퇴골의 기계적 축에 의해 형성되는 각도를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 내반슬 하지(lower limb)는, 엉덩이-무릎-발목 각도에 의해 측정되는 바와 같은, 관상 사지 이미지 상에 경골이 내측으로 각도를 이루는 것을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 외반슬 하지는, 엉덩이-무릎-발목 각도에 의해 측정되는 바와 같은, 관상 사지 이미지 상에 경골이 외측으로 각도를 이루는 것을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도는 원위 대퇴골의 해부학적 축과 무릎 관절 라인의 교차점으로부터 형성되는 외측 각도를 가리킨다. 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도는, 예를 들면, 90도 각도로부터 해부학적 축까지의 외반슬의 각도로 표현될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기계적 내측 근위 경골 각도(mechanical medial proximal tibial angle)는, 경골의 내측면(medial aspect) 상에서 측정되는 바와 같은, 경골 고평부와 경골의 기계적 축 사이의 각도를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기계적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트의 각도는 대퇴골의 기계적 축과 원위 대퇴골의 임플란트 관절 라인 사이의 각도를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트의 각도는 경골의 기계적 축과 경골 기저판 사이의 각도를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골 원위부 내측 및 외측 절제 두께는, 원위 내측 및 외측 대퇴골 절제 이후 대퇴골로부터 제거되는 뼈의 두께를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골 외회전(external rotation)은, 후방 과상돌기 축에 대한, 축 이미지 상에서 시각화되는 바와 같은 대퇴골의 외회전을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골 후방 내측 및 외측 절제 두께는, 후방 내측 및 외측 대퇴골 절제 이후 대퇴골로부터 제거되는 뼈의 두께를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 경골 근위 내측 및 외측 절제 두께는 근위 경골 절제 이후 경골로부터 제거되는 뼈의 내측 및 외측 두께를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 경골 절제 각도는 경골의 기계적 축에 대한 경골 절제의 각도를 가리킨다.
몇몇 예에서는, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 관상 mLDFA, 대퇴골의 기계적 축, 경골의 기계적 축, 대퇴골의 해부학적 축, 경골의 해부학적 축, 대퇴골 기계적 축 대 해부학적 축 각도, 원위 대퇴골의 무릎 관절 라인, 엉덩이-무릎-발목 각도, 내반슬 하지(varus lower limb), 외반슬 하지(valgus lower limb), 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도, 기계적 내측 근위 경골 각도, 기계적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트의 각도, 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트의 각도, 대퇴골 원위 내측 및 외측 절제 두께, 대퇴골 회부 회전 중 하나 이상이 관상 이미징 또는 다른 방법을 통해 획득될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 경골의 시상 기계적 축(sagittal mechanical axis)은, 발목의 중심을 근위 경골의 중심에 연결하는 라인을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 대퇴골 시상 굴곡 각도(femoral sagittal flexion angle)는, 원위 대퇴골 간부(distal femoral shaft)에 중심을 두는 라인과 대퇴골 임플란트에 대해 90도의 라인 사이의 각도를 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 시상 경골 절제 각도(또는 경골 경사)는, 경골의 시상 기계적 축과 외측 경골 고평부 사이의 각도를 가리킨다.
몇몇 예에서, 경골의 시상 기계적 축, 대퇴골 시상 굴곡 각도, 또는 시상 경골 절제 각도 중 하나 이상은, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 시상 이미징 또는 다른 방법을 통해 획득될 수 있다.
도 4를 참조하면, 환자 무릎의 대퇴골의 예시적인 부분이 예시된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 후방 과상돌기 축(400)은 내측 및 외측 대퇴골과의 각각의 가장 후방의 측면을 가리킨다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 3D 이미징 상의 경골 결절 위치는, 근위 경골의 내측-외측 폭과 관련한 경골 결절의 내측 경계의 위치를 나타낸다.
몇몇 예에서, 3D 이미징 상의 후방 과상돌기 축(400) 또는 경골 결절 위치 중 하나 이상은, 또한 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 축 방향 이미징을 통해 획득될 수 있다.
도 5를 참조하여, 이제, 개별화된 운동학적으로 정렬된 TKR을 용이하게 하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(500)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 외과 의사 계획 모듈(34)은, 선호 사항 데이터, 특정한 환자에 대한 관찰된 데이터, 및 선택된 보철물에 대한 보철물 데이터를 획득한다. 비록 선호 사항 데이터를 획득하는 다른 방법이 또한 사용될 수 있을지라도, 선호 사항 데이터는, 예를 들면, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)를 사용하는 외과 의사에 의해 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 하나를 통해 제출될 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 하나의 예에서 외과 의사 선호 사항 데이터가 획득되는 예시적인 설문을 나타내는 테이블(600 및 602)이 도시된다. 테이블(600 및 602)에서 예시되는 질문에 응답하여 획득되는 선호 사항 데이터는, 비록 다른 예에서는 다른 질문 및 변수 명이 사용될 수 있을지라도, 본 명세서에서 설명되고 예시되는 예의 목적을 위해, 테이블(600 및 602)에서 예시되는 변수 명에 대응하는 것으로 메모리(28)에 저장될 수 있다.
이 예에서, 테이블(600 및 602)에서 예시되는 질문은 초기 반복 동안 외과 의사에 의해 응답되고 각각의 환자에 대한 외과 의사 검토 및 수정을 위해 적절하게 이용 가능하다. 임의로, 테이블(600 및 602)에서 예시되는 각각의 질문에 대한 표준 또는 기본 권장 사항(default recommendation)이 외과 의사를 위한 참고 자료(reference)로서 제공된다. 하나의 예에서, 기본 권장 선호 사항 데이터는, 도 17을 참조로 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 성과 데이터에 의해 통지되고 시간 경과에 따라 수정된다. 그러나, 외과 의사는, 선호 사항 데이터를 입력하기 위해, 그리고 각 개개의 환자 대한 선호 사항 데이터를 필요에 따라 수정하기 위해, 그의/그녀의 판단 및 경험을 환자별 정보(patient specific information)와 함께 사용할 수 있다. 이 예에서, 선호 사항 데이터는, 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 환자의 사지 및 보철물의 정렬을, 환자의 대퇴골, 경골, 및 사지의 기계적 축의 미리 결정된 숫자의 각도 이내로 제한하는 것이 유리하다.
이 예에서, 특정한 환자에 대한 관찰된 데이터는, 비록 관찰된 데이터를 획득하는 다른 방법이 또한 사용될 수 있을지라도, 예를 들면, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)를 사용하는 외과 의사에 의해 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 하나를 통해 제출될 수 있다. 도 7을 참조하면, 하나의 예에서 특정한 환자에 대한 관찰된 데이터가 획득되는 예시적인 설문을 예시하는 테이블(700)이 도시되어 있다. 테이블(700)에서 예시되는 질문에 응답하여 획득되는 관찰된 데이터는, 비록 다른 예에서는 다른 질문 및 변수 명이 사용될 수 있을지라도, 본 명세서에서 설명되고 예시되는 예의 목적을 위해, 테이블(700)에서 예시되는 변수 명에 대응하는 것으로서 메모리(28)에 저장될 수 있다. 이 예에서, 테이블(700)에서 예시되는 질문은 각각의 환자에 대한 각각의 반복 이전에 외과 의사에 의해 응답된다. 임의로, 테이블(700)에서 예시되는 질문에 대한 응답은 미리 결정된 집합(예를 들면, "0%, 25%, 50%, 75% 또는 100%"또는 "없음, 보통, 심각")으로 제한될 수 있다.
이 예에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 외과 의사 선호 외과 의사 인터페이스를 통해 보철물 제작자 및 보철물 타입의 외과 의사에 의한 선택을 수신한다. 보철물 제작자 및 보철물 타입에 기초하여, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 보철물 테이블(42)로부터 보철물 데이터를 획득한다. 따라서, 보철물 테이블(42)은, 앞서 더욱 상세하게 설명되고 예시되는 바와 같이, TKR 임플란트의 라이브러리에 대한 보철물 데이터를 포함할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 단계(502)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 예를 들면, 관상, 시상, 슬개골/축, 및 롱 레그 기립 방사선 촬영(long leg standing radiograph)과 같은, 임의로 환자의 하나 또는 방사선 촬영 이미지로부터의, 환자에 대한 템플릿 데이터를 결정한다. 몇몇 예에서, 컴퓨터 단층 촬영, 자기 공명 이미징, 컴퓨터 내비게이션, 또는 환자의 현재 방사선 촬영 해부학(radiographic anatomy)에 대한 정확한 정보를 제공하는 다른 방법으로부터의 3차원 정보가 템플릿 데이터의 하나 이상의 부분을 결정하는 데 사용될 수 있다. 템플릿 데이터는 환자에 대한 적어도 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 포함하고, 해부학적 데이터는 관상 mLDFA 및 환자에게 특유한 후방 과상돌기 축을 포함한다.
앞서 더욱 상세하게 설명되고 예시되는 바와 같이, 템플릿 데이터는 환자의 방사선 촬영 이미지의 직접 분석에 기초하여 템플릿화 모듈(38)에 의해 결정될 수 있다. 다른 예에서, 템플릿 데이터는 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 하나를 통해 획득될 수 있다. 도 8을 참조하면, 하나의 예에서 특정한 환자에 대한 템플릿 데이터가 획득될 수 있는 예시적인 설문을 예시하는 테이블(800)이 도시되어 있다. 테이블(800)에서 예시되는 질문에 응답하여 획득되는 템플릿 데이터는, 비록 다른 예에서는 다른 질문 및 변수 명이 사용될 수 있을지라도, 본 명세서에서 설명되고 예시되는 예의 목적을 위해, 테이블 (800)에서 예시되는 변수 명에 대응하는 것으로 메모리(28)에 저장될 수 있다. 이 예에서, 테이블(800)에서 예시되는 질문은 각각의 환자에 대한 각각의 반복 이전에 외과 의사에 의해 응답된다. 또 다른 예에서, 템플릿 데이터를 결정하는 다른 방식이 또한 사용될 수 있다.
이 예에서, 해부학적 데이터는, 관상 mLDFA(300) 및 후방 과상돌기 축(400) 이외에, 대퇴골의 관상 대퇴골 기계적 축, 후방 과상돌기 축, 대퇴골의 관상 해부학적 축, 관상 경골 기계적 축, 관상 대퇴골 기계적 축 대 해부학적 축 각도, 시상 근위 경골 경사, 슬개골(patella) 두께, 환자의 경골 결절의 위치를 포함한다. 추가적으로, 병리해부학적 데이터는, 엉덩이 무릎 관절 각도, 추정된 관상 내측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 외측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 내측 대퇴골과 마모, 추정된 관상 외측 대퇴골과 마모, 추정된 슬개대퇴골 아탈구, 및 시상 배율 조정 방사선 촬영(sagittal magnification adjusted radiograph)으로부터 조정되는 시상 슬개골 두께를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예에서는 다른 해부학적 및/또는 병리해부학적 데이터가 또한 사용될 수 있다. 임의로, 추가의 배율 교정된 사이즈 측정치가 저장될 수 있고, 정확한 사이즈의 보철물의 선택을 용이하게 하고, 필요에 따라 대퇴골 시상 굴곡을 조정하기 위해, 메모리(28)에 저장된 보철물 사이즈의 테이블과 비교될 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 단계(504)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 외과 의사 계획 모듈(34)은, 선호 사항 데이터, 환자에 대한 관찰된 데이터, 선택된 보철물에 대한 보철물 데이터, 해부학적 데이터, 및 병리해부학적 데이터에 기초하여 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성한다. 이 예에서, 뼈 및 연골 절제 데이터는, 환자의 대퇴골의 관상 기계적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골의 관상 해부학적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골 원위 내측 절제 두께, 대퇴골 원위 외측 절제 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도, 대퇴골 후방 내측 절제 두께, 대퇴골 후방 외측 절제 두께, 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 경골 내측 절제 두께, 경골 외측 절제 두께, 및 경골 시상 경사를 포함한다. 뼈 및 연골 절제 데이터는 도 10 내지 도 18을 참조로 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이 생성될 수 있다.
단계(506)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 외과 의사 계획 모듈(34)은, 도 10 내지 도 18을 참조로 하기에서 또한 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 임의로, 선호 사항 데이터, 관찰된 데이터, 보철물 데이터, 또는 해부학적 및/또는 병리해부학적 데이터 중 하나 이상에 기초하여 하나 이상의 특별한 고려 사항(consideration)이 적용 가능한지의 여부를 결정하고, 대응하는 특별한 고려 사항 데이터(consideration data)를 생성한다. 하나의 예에서, 특별한 고려 사항은, 비록 다른 예에서는 다른 특별한 고려 사항이 또한 사용될 수 있을지라도, 하나 이상의 릴리스(release), 대퇴골 컴포넌트의 추가적인 외회전, 또는 선택된 보철물과 동일한 군(family)의 상대적으로 좁은 컴포넌트에 대한 필요성이 존재하는지의 여부를 포함한다.
단계(508)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 외과 의사 계획 모듈(34)은 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 생성하여 출력한다. 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 적어도, 단계(504)에서 생성되는 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함하고, 임의로, 특별한 고려 사항 데이터 및/또는 선호 사항 데이터의 하나 이상의 부분의 표시, 환자에 대한 관찰된 데이터, 선택된 보철물(예를 들면, 외과 의사가 후방 안정화 임플란트를 선택했는지의 여부)에 대한 보철물 데이터를 포함한다.
도 9를 참조하면, 환자에 대한 예시적인 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 예시하는 그래픽 인터페이스(900)가 도시되어 있다. 이 예에서, 그래픽 인터페이스는, 원위 대퇴골, 후방 대퇴골, 및 경골 및 연골 절제 데이터뿐만 아니라, 단계(508)에서 생성되고 임의로는 단계(512)에서 수정되는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 특별한 고려 사항 데이터를 포함한다. 다른 예에서, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 출력하는 다른 방법이 또한 사용될 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 단계(510)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 외과 의사 계획 모듈(34)은, 외과 의사가 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 승인한 때를 결정한다. 따라서, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)로의 그래픽 디스플레이 출력은, 비록 환자에 대한 출력된 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획이 외과 의사에 의해 승인되는지의 여부를 결정하는 다른 방법이 또한 사용될 수 있을지라도, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)의 외과 의사 유저로부터의 승인을 나타내는 입력을 용이하게 하는 버튼 또는 다른 피쳐를 포함할 수 있다.
외과 의사가 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 승인하지 않았다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 다시 단계(500)로의 아니오(No) 분기가 취해지고, 선호 사항 데이터, 관찰된 데이터, 또는 보철물 데이터의 하나 이상의 수정된 부분이 획득되고, 수정된 입력(들)에 기초하여 단계(502) 내지 단계(510)가 반복된다. 그러나, 외과 의사가 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 승인했다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(512)로의 예(Yes) 분기가 취해진다.
따라서, 출력된 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 개별화된 운동학적 정렬에서 환자에게의 선택된 보철물의 이식을 용이하게 하기 위해 적어도 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함한다. 일반적으로, 몇몇 예에서 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 구현하기 위해, 외과 의사는, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 대퇴골의 외회전 및 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 설정되는 대퇴골 가이드(지그로 또한 칭해짐)를 임의로 사용하여, 환자의 대퇴골을 절단할 수 있다. 추가적으로, 외과 의사는, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 경골 내반슬 각도, 내측 경골 절단 두께, 및 외측 경골 절단 두께에 적어도 부분적으로 기초하여 설정되는 경골 가이드를 임의로 사용하여 환자의 경골을 절단할 수 있다.
임의로, 예를 들면, 선택된 보철물의 제작자 또는 다른 써드파티는, 단계(508)에서의 3차원 TKR 외과 의사 계획 출력에 기초하여 환자에게 특유한 하나 이상의 대퇴골 및/또는 하나 이상의 경골 가이드를 형성할 수 있다. 비록 가이드를 형성하는 임의의 다른 방법이 또한 사용될 수 있을지라도, 예를 들면, 가이드는 3차원 인쇄를 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 이 예에서, 대퇴골 및 경골 가이드는, 보철물의 이식시 환자의 사지의 개별화된 운동학적 정렬을 용이하게 하기 위해, 각각, 환자의 대퇴골 및 경골의 절단을 용이하게 하도록 구성되는 것이 유리하다. 따라서, 수술을 미리 계획하고 수술 절차를 실행하기 위해 단계(508)에서의 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획 출력을 사용하여 수술시 무릎 치환을 정확하게 정렬하도록 많은 다른 방법이 사용될 수 있으며, 그 중 몇몇 예가 이제 설명될 것이지만, 다른 예에서는 많은 다른 타입의 방법이 또한 사용될 수 있다.
종래의 기구(instrument)
이 예에서, 외과 의사는, 표준 또는 수정된 종래의 기구를 사용하여 수행되는 환자에 대한 수술을 계획하기 위해, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 사용할 수 있다. 특히, 원위 대퇴골에서부터 골수 강관(intramedullary canal) 안으로 긴 정렬 막대가 배치된다. 그 다음, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도에 기초하여, 원위 대퇴골 외반슬 절제 각도에 대한 가이드가 설정된다.
그 다음, 원위 대퇴골 절단 가이드는 제자리에 고정되고, 제안된 절제 두께를 확인하도록 검사되고, 필요에 따라 조정되고, 그 다음, 원위 내측 및 원위 외측 대퇴골 절제는 원위 대퇴골 절단 가이드를 사용하여 외과용 톱을 통해 이루어진다. 외과용 톱은 가이드의 표면 또는 슬롯을 통해 배치되고, 원위 내측 및 원위 외측 대퇴골과에서의 뼈 절제는 전방으로부터 후방으로 뼈를 톱질하는 것에 의해 이루어진다. 톱 절단이 완료되면, 뼈 및 연골의 절제된 조각은 환자로부터 제거되고, 절제된 뼈 및 연골의 두께를 결정하기 위해 외과용 측정 캘리퍼로 측정된다.
톱밥을 만드는 나무 날과 같이, 톱날이 소량의 뼈를 미세한 입자로 변하게 하기 때문에, 이 뼈의 두께는, 커프로 칭해지는 톱날의 두께에 관련되는 것으로 결정된다. 외과 의사는 사용되는 특정한 톱날에 기초하여 커프의 두께에 대한 선호 사항을 선택하고, 캘리퍼에 의해 측정되는 뼈 및 연골의 두께에 이것을 다시 가산하여 절제된 뼈 및 연골의 최종 두께 측정치를 결정한다. 그 다음, 이 결과는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 원위 내측 및 원위 외측 절제 두께에 비교될 수 있다. 그 다음, 외과 의사는 골 절단을 수용하거나 또는 외과 의사 계획 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
그 다음, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 대퇴골의 외회전은, 적절한 사이즈의 대퇴골 컴포넌트로 설정되는 종래의 외회전 정렬 가이드를 사용하여 외회전을 설정하기 위해 사용될 수 있다. 소망되는 외회전에 따라 만들어진 구멍에 전방 후방 모따기 가이드(anterior posterior chamfer cut guide)가 배치되고 제안된 절단이 보이게 되고 필요에 따라 가이드가 조정된다. 그 다음, 뼈 절단이 슬롯을 통해 이루어지거나 절단 가이드의 금속 표면과 정렬되며, 뼈 및 연골의 두께는 후방 내측 및 후방 외측 절제된 뼈 조각에 대해 측정된다. 톱날의 커프에 대한 교정치를 가산하는 것은 최종 두께 측정치를 산출하며, 그것은, 이후, 후방 내측 및 후방 외측 절제 두께에 대한 외과 의사 계획에 대해 밀리미터의 수에 비교될 수 있다. 그 다음, 외과 의사는 뼈 절단을 수용하거나 또는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 나타낸 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
그 다음, 경골 절제는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 경골 내반슬 각도, 및 내측 및 외측 경골 절제 두께에 따라 수행될 수 있다. 최초, 외부 경골 정렬 가이드가 외과 의사 계획에 따라 대략 소망하는 양으로 내반슬로 설정된다. 그 다음, 내측 및 외측 절제의 정확한 두께를 더욱 정확하게 안내하기 위해, 경골 절단 슬롯을 통해 배치되는 스타일러스가 사용될 수 있고, 외부 정렬 가이드 내반슬이 이들 절제를 달성하도록 조정된다. 그 다음, 뼈 절제가 슬롯을 통해 이루어지거나 또는 절단 가이드의 금속 표면과 정렬되고, 뼈 및 연골의 두께는 내측 및 외측 경골 두께에 대해 측정된다. 톱날의 커프에 대한 교정치를 가산하는 것은 최종 두께 측정치를 산출하며, 그것은, 이후, 경골 내측 및 외측 절제 두께에 대한 외과 의사 계획에 대해 밀리미터의 수에 비교될 수 있다. 그 다음, 외과 의사는 뼈 절단을 수용하거나 또는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 나타낸 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
대안적으로, 외과 의사는 대퇴골의 이전에 절제된 표면으로부터 떨어지는 경골의 갭 균형을 선택할 수 있다. 최초, 외부 경골 정렬 가이드가 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 따라 대략 소망하는 양으로 내반슬로 설정된다. 외과 의사는 경골과 대퇴골 사이의 갭을 시각적으로 균형을 맞추고, 스타일러스를 가이드로서 사용하여 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 나타낸 두께로 초기 절단을 행한다. 스페이서 블록이 굴곡과 신장에서 배치되고, 인대 장력이 수동으로 평가되고, 임의의 불균형의 교정이 두 번째 교정 절단에 의해 달성된다.
일단 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 따라 대퇴골 및 경골 뼈 절제 모두가 시행되면, 경골, 대퇴골 및 슬개골이 준비되고 세정된다. 적절한 사이즈의 경골, 대퇴골 및 슬개골 임플란트가, 시멘트를 사용하여 또는 시멘트 없이, 뼈에 삽입되어, 슬관절 전치환술에 대한 이식 프로세스를 완료한다.
환자별 가이드
다른 예에서, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 외과 의사가 선호하는 개별화된 운동학적 계획을 달성하도록 뼈 절단 및 절제 각도를 계획하는, 제작자의 컴퓨터 계획 툴 및 환자별 가이드(들)와 연계하여 사용될 수 있다. 이 예에서, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은, 외과 의사에게 제시될 수 있는 임플란트의 최종 계획 및 사이즈 조정(sizing)을 결정하기 위한 제작자의 계획 툴로서 내보내질 수 있다. 구체적으로, 외과 의사는 제작자의 컴퓨터 계획을 검토하고, 환자별 가이드의 제작 이전에, 계획을 수정 또는 승인한다. 그 다음 가이드는 특정한 환자의 정확한 해부학적 구조에 정확하게 맞도록 제작되며, 뼈의 정확한 절단이 외과 의사가 선호하는 개별화된 운동학적 계획을 달성하는 것을 허용하도록 정확하게 제작된다. 수술시, 멸균 가이드는 수술장에서 개방되고, 환자별 식별자를 통해 정확한 환자에게 속하는 것으로 식별된다.
일단 외과 의사가 무릎의 해부학적 구조를 노출시키면, 환자별 가이드 중 대퇴골 가이드가 특정한 위치에서 무릎에 있는 대퇴골 상으로 배치되어, 환자 특유의 해부학적 구조에 정확하게 적합된다. 환자별 대퇴골 가이드가 제자리에서 고정되고, 보철물의 적절한 사이즈 및 회전을 위한 드릴 구멍이 환자의 대퇴골의 원위 관절면에 만들어진다. 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에서 언급되는 바와 같은 외과 의사의 선호하는 사양에 만족스러운 가이드의 제작을 확인하기 위해, 원위 내측 및 원위 외측 대퇴골에서의 제안된 전방 대 후방 절제가 검사된다.
그 다음, 환자별 대퇴골 가이드의 슬롯을 통해, 또는 환자별 대퇴골 가이드를 제거한 이후 전방 원위 대퇴골의 유지된 핀 위에 배치되는 별개의 금속 절단 가이드를 통해, 뼈 절제가 이루어진다. 외과용 톱이 슬롯을 통해 배치되고, 원위 내측 및 원위 외측 대퇴골과에서의 뼈 절제는 전방으로부터 후방으로 뼈를 톱질하는 것에 의해 이루어진다. 톱 절단이 완료되면, 절제된 뼈 및 연골 조각은 환자로부터 제거되고 외과용 측정 캘리퍼로 측정되어 절제된 뼈 및 연골의 두께를 결정한다.
임의로, 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이, 외과 의사는 사용되는 특정한 톱날에 기초하여 커프의 두께에 대한 선호 사항을 선택할 수 있고, 캘리퍼에 의해 측정되는 뼈 및 연골의 두께에 이것을 다시 가산하여 절제된 뼈 및 연골의 최종 두께 측정치를 결정할 수 있다. 그 다음, 이 결과는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 원위 내측 및 원위 외측 절제 두께에 비교된다. 그 다음, 외과 의사는 골 절단을 수용하거나 또는 외과 의사 계획 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
원위 대퇴골 절제를 행한 후, 외과 의사는 원위 대퇴골로부터 핀과 절단 가이드를 제거하고, 원위 대퇴골의 관절면에 미리 뚫어 놓은 구멍 안으로, 사이즈별 제작자의 전방 후방 모따기 가이드를 배치한다. 제안된 절제는, 그들이 외과 의사가 선호하는 후방 절제와 매치하는지 그리고 전방 절제가 전방 원위 대퇴골 피질(anterior distal femoral cortex)과 만족스럽게 정렬된다는 것을 확인하기 위해 검사된다. 그 다음, 뼈 절단이 슬롯을 통해 이루어지거나 또는 환자별 대퇴골 가이드의 금속 표면과 정렬되고, 뼈 및 연골의 두께가 후방 내측 및 후방 외측 절제된 뼈 조각에 대해 측정된다. 톱날의 커프에 대한 교정치를 가산하는 것은 최종 두께 측정치를 산출하며, 그것은, 이후, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 후방 내측 및 후방 외측 절제 두께에 비교된다. 그 다음, 외과 의사는 골 절단을 수용하거나 또는 외과 의사 계획 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
환자별 가이드 중 경골 가이드를 수용할 근위 경골을 준비한 이후, 가이드는 뼈에 맞추어지고 제자리에서 고정되고, 제안된 뼈 절제에 대한 관상 및 시상면에서의 정확한 배치 및 정렬을 확인하기 위한 여러 가지 방법 중 하나에 의해 검사된다. 환자별 경골 가이드의 슬롯을 통해 또는 환자별 경골 가이드가 제거된 이후 유지되는 핀 위에 배치된 금속 가이드를 통해, 근위 경골 표면에서 뼈 절제가 외과용 톱을 사용하여 생성된다. 내측 및 외측 절제된 뼈의 두께는 캘리퍼스를 사용하여 측정되고, 커프에 대한 교정치가 가산되고, 내측 및 외측 경골 절제 두께는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 비교된다. 그 다음, 외과 의사는 뼈 절단을 수용하거나 또는 외과 의사 계획 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
일단 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 따라 대퇴골 및 경골 뼈 절제 모두가 시행되면, 경골, 대퇴골 및 슬개골이 준비되고 세정된다. 적절한 사이즈의 경골, 대퇴골 및 슬개골 임플란트가, 시멘트를 사용하여 또는 시멘트 없이, 뼈에 삽입되어, 슬관절 전치환술에 대한 이식 프로세스를 완료한다.
컴퓨터 내비게이션 시스템
또 다른 예에서, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은 컴퓨터 내비게이션 시스템의 맥락에서 활용될 수 있다. 이 예에서, 컴퓨터 내비게이션 디바이스는 대퇴골의 회전 중심을 계산할 수 있고, 무릎 관절면 해부학적 구조 및 경계, 및 발목 경계를 검출할 수 있는데, 이들은, mLDFA, 후방 과상돌기 축, 및 경골 경사를 비롯한, 해부학적 및 병리해부학적 입력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
대안적으로, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 절제 각도 및 절제 두께는, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에서 세부적으로 정해지는 바와 같은 소망되는 각도 및 두께로 원위 내측 및 외측 대퇴골, 후방 내측 및 후방 외측 대퇴골 및 근위 내측 및 외측 경골을 절단하는 것을 허용하는 핀 및 수술 중 금속 또는 플라스틱 절단 가이드의 배치를 허용하도록, 가속도계 기반 시스템과 같은 컴퓨터 내비게이션 시스템에 의해 직접적으로 사용될 수 있다. 수술 중에, 컴퓨터 내비게이션 시스템은, 외과 의사에 의해 설정되는 한계 내에서 외과 의사에 의한 개별화된 운동학적 계획을 달성하는 데 필요한 올바른 뼈 절제 및 각도로 외과 의사를 안내할 수 있다.
컴퓨터 내비게이션 시스템은 원위 대퇴골 절단 가이드를 배치하는 데 사용될 수 있다. 원위 내측 및 원위 외측 대퇴골에서의 제안된 전방 대 후방 절제는 외과 의사가 선호하는 사양에 만족스러운 절제를 확인하기 위해 검사된다. 그 다음, 뼈 절제는 전방 원위 대퇴골의 핀 위에 배치되는 절단 가이드를 통해 이루어진다. 외과용 톱이 슬롯을 통해 배치되고, 원위 내측 및 원위 외측 대퇴골과에서의 뼈 절제는 전방으로부터 후방으로 뼈를 톱질하는 것에 의해 이루어진다. 톱 절단이 완료되면, 뼈 및 연골의 절제된 조각은 환자로부터 제거되고, 절제된 뼈 및 연골의 두께를 결정하기 위해 외과용 측정 캘리퍼로 측정된다.
임의로, 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이, 외과 의사는 사용되는 특정한 톱날에 기초하여 커프의 두께에 대한 선호 사항을 선택할 수 있고, 캘리퍼에 의해 측정되는 뼈 및 연골의 두께에 이것을 다시 가산하여 절제된 뼈 및 연골의 최종 두께 측정치를 결정할 수 있다. 그 다음, 이 결과는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 원위 내측 및 원위 외측 절제 두께에 비교된다. 그 다음, 외과 의사는 골 절단을 수용하거나 또는 외과 의사 계획 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 대퇴골의 외회전은, 컴퓨터 내비게이션을 사용하여 외회전을 설정하기 위해 사용되고, 적절한 대퇴골 임플란트 사이즈로 조정되고 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 외회전으로 설정된다. 전방 후방 모따기 가이드는, 소망되는 외회전에 따라 만들어진 구멍에 배치되고 제안된 절단부가 보이게 되고, 가이드는 필요에 따라 조정된다. 그 다음, 뼈 절단이 슬롯을 통해 이루어지거나 절단 가이드의 금속 표면과 정렬되며, 뼈 및 연골의 두께는 후방 내측 및 후방 외측 절제된 뼈 조각에 대해 측정된다. 톱날의 커프에 대한 교정치를 가산하는 것은 최종 두께 측정치를 산출하며, 그것은, 이후, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 후방 내측 및 후방 외측 절제 두께에 비교된다. 그 다음, 외과 의사는 뼈 절단을 수용하거나 또는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 나타낸 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
그 다음, 경골 절제는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 경골 내반슬 각도와 경사 및 내측 및 외측 경골 절제 두께에 따라 행해질 수 있다. 컴퓨터 내비게이션 시스템은, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 따라 근위 대퇴골에 대한 경골 절단 블록의 고정을 허용하기 위해 내반슬 각도, 절제의 경사 및 깊이의 시각적 피드백을 외과 의사에게 허용한다. 그 다음, 경골 절단 슬롯을 통해 배치되는 스타일러스가 내측 및 외측 절제의 두께를 검사하는 데 사용될 수 있다. 그 다음, 뼈 절제가 슬롯을 통해 이루어지거나 또는 절단 가이드의 금속 표면과 정렬되고, 뼈 및 연골의 두께는 내측 및 외측 경골 두께에 대해 측정된다. 톱날의 커프에 대한 교정치를 가산하는 것은 최종 두께 측정치를 산출하며, 그것은, 이후, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 경골 내측 및 외측 절제 두께에 비교된다. 그 다음, 외과 의사는 골 절단을 수용하거나 또는 외과 의사 계획 절제 두께를 더욱 정확하게 달성하기 위해 교정을 가한다.
일단 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 따라 대퇴골 및 경골 뼈 절제 모두가 시행되면, 경골, 대퇴골 및 슬개골이 준비되고 세정된다. 적절한 사이즈의 경골, 대퇴골 및 슬개골 임플란트가, 시멘트를 사용하여 또는 시멘트 없이, 뼈에 삽입되어, 슬관절 전치환술에 대한 이식 프로세스를 완료한다.
로봇 지원 수술
다른 예에서, 외과 의사 계획에서 각각의 뼈 절제에 대한 적절한 깊이의 절제 및 각도를 허용하면서, 대퇴골 및 경골에서의 절제의 정도를 제한하도록 설정되는 로봇 팔을 사용하는 컴퓨터 내비게이션 시스템이, 예를 들면, 햅틱 시스템을 사용하여, 사용될 수 있다. 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획은 로봇 팔 시스템으로 로딩될 수 있는데, 그 다음, 로봇 팔 시스템은, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 의해 세부적으로 정해지는 정확한 위치에서의 경골 및 대퇴골 컴포넌트의 배치를 허용하기 위해 버(burr), 톱 또는 다른 방법에 의해 뼈 절제를 생성하도록 사용된다.
일단 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획에 따라 대퇴골 및 경골 뼈 절제 모두가 시행되면, 경골, 대퇴골 및 슬개골이 준비되고 세정된다. 적절한 사이즈의 경골, 대퇴골 및 슬개골 임플란트가, 시멘트를 사용하여 또는 시멘트 없이, 뼈에 삽입되어, 슬관절 전치환술에 대한 이식 프로세스를 완료한다.
도 5를 다시 참조하면, 단계(512)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 수술 중 모듈(40)은, 앞서 예로서 설명되고 예시되는 바와 같이, 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 구현하는 것에 후속하여 측정된 데이터를 획득한다. 측정된 데이터는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 뼈 및 연골 절제 데이터에 따라 수행되는 다양한 뼈 및 연골 절제와 대응한다.
따라서, 하나의 예에서, 외과 의사는, 비록 다른 수 및 타입의 측정된 데이터가 또한 획득될 수 있을지라도, 원위 내측 대퇴골 절제 두께, 원위 외측 대퇴골 절제 두께, 후방 내측 대퇴골 절제 두께, 및 후방 외측 대퇴골 절제 두께, 최소 내측 경골 절제, 최소 외측 경골 절제, 및 나머지 슬개골 두께를 측정할 수 있다. 비록 측정된 데이터를 획득하는 다른 방식이 또한 사용될 수 있을지라도, 측정된 데이터는, 예를 들면, 초기에 외과 의사에 의해 획득될 수 있고 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)로 제공되는 외과 의사 인터페이스(들)(36) 중 하나를 통해 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)로 입력될 수 있다.
단계(514)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 수술 중 모듈(40)은, 임계치가 측정된 데이터의 임의의 부분에 대해 초과되는지의 여부를 결정한다. 뼈 및 연골 절제 데이터는 다양한 절제에 대한 바람직한 값을 나타내고, 측정된 데이터는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 구현하여 환자의 대퇴골 및 경골을 절단하는 것에 후속하여 절제에 대한 실제 값을 나타낸다. 따라서, 측정된 데이터 및 미리 결정된 커프 중 일부가, 예를 들면, 미리 결정된 양 또는 백분율만큼 뼈 및 연골 절제 데이터의 대응하는 부분으로부터 벗어날 때 임계치가 초과될 수 있다. 임계치가 측정된 데이터 중 적어도 일부에 대해 초과된다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하는 경우, 단계(516)로의 예(Yes) 분기가 취해진다.
단계(516)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 수술 중 모듈(40)은 메모리(28)로부터 검색하고, 측정된 데이터의 편차를 관리하기 위한 하나 이상의 권장 사항을 출력한다. 하나의 예에서, 비록 다른 예에서는 다른 선호 사항 및 임계 값이 또한 사용될 수 있을지라도, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 수술 중 모듈(40)은, 외과 의사 선호 사항에 기초하여, 절제가 소망하는 대퇴골 절제보다 1㎜ 이상 작고, 소망하는 경골 절제보다 2㎜ 이상 작고, 그리고 소망하는 나머지 슬개골 두께보다 2㎜ 이상 더 두꺼운 경우, 권장 사항을 나타낸다. 비록 다른 예에서는 권장 사항(들)이 다른 요인에 기초하여 또한 검색될 수 있을지라도, 권장 사항(들)은, 예를 들면, 대응하는 임계치가 초과된 측정된 데이터의 부분에 기초하여 검색될 수 있다.
권장 사항(들)을 검색하고 출력하는 것에 후속하여, 또는 측정된 데이터의 임의의 부분에 대해 임계치가 초과되지 않고 아니오(No) 분기가 취해진다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 단계(514)에서 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(518)로 진행한다. 단계(518)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 환자에 대한 성과 데이터를 획득하고, 뼈 및 연골 절제 데이터, 및 임의로, 예를 들면, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 다른 부분(들) 및/또는 환자에 대응하는 인구 통계학적 정보와 같은 다른 정보와 관련되는 것으로서 성과 데이터베이스에 저장되도록, 성과 데이터를 서버 컴퓨팅 디바이스(20)로 전송한다.
하나의 예에서, TKR 수술을 수행한 후 6개월, 1년 및 그 후 매년, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 저장된 연락처 정보를 사용하여 성과 설문을 각각의 환자에게 자동으로 전송할 수 있고, 성과 설문을 통해 환자에 의해 제출되는 정보를 저장할 수 있다. 비록 다른 성과 정보가 또한 획득될 수 있고 및/또는 성과 데이터베이스(22)에 저장될 수 있을지라도, 정보는, 예를 들면, 모션 데이터의 범위, 하나 이상의 성과 점수, 환자 만족도 데이터, 및/또는 재수술 데이터를 포함할 수 있다. 성과 데이터베이스(22)는, 예를 들면, 도 19를 참조로 하기에서 더 상세히 설명되고 예시되는 바와 같이, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)에 의해 사용될 수 있다.
단계(504)에서의 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성하기 위한 예시적인 방법이 이제 도 10 내지 도 18을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 도 10을 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToMechAxis)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1000)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 최대 대퇴골 임플란트 외반슬(SP-CoronalFemoralValgusMax) 또는 관상 mLDFA(X-mLDFA)을 뺀 90 중 더 작은 것에 기초하여 중간 대퇴골 절제 각도(int-FemoralValgusAngleLimitedByMax)를 결정한다.
이 예에서, 중간 대퇴골 절제 각도는 내반슬 또는 외반슬 사지 교정을 위해 수정된다. 따라서, 단계(1002)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 내반슬 사지 교정(SP-LimbVarusCorrectionAmount) 및 외반슬 사지 교정(SP-LimbValgusCoronalCorrectionAmount)에 기초하여, 내반슬 또는 외반슬 사지 교정이 소망되는 곳을 결정한다. 내반슬 사지 교정이 소망된다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1004)로의 내반슬 분기가 취해진다. 단계(1004)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 경골 내반슬 각도를 최대 경골 내반슬 각도(SP-CoronalTibiaVarusMax)까지 증가시키는 것에 의해 내반슬 사지 교정(SP-LimbVarusCorrectionAmount)을 경골에 적용한다.
그러나, 최대 경골 내반슬 값(SP-CoronalTibiaVarusMax)이 도달되기 때문에 완전한 교정이 이루어지지 않으면, 대퇴골 절제 각도(int-FemoralValgusAngleLimitedByMax)로부터 초과 교정(int-ExcessVarusLimbCorrection)을 감산하고, 그에 의해 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToMechAxis)를 초래하는 것에 의해, 단계(1006)에서, 초과 교정(int-ExcessVarusLimbCorrection)이 결정되어 대퇴골에 적용된다.
단계(1002)로 다시 돌아가서, 외반슬 사지 교정이 필요하다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1008)로의 외반슬 분기가 취해진다. 단계(1008)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 최대 임플란트 외반슬 각도(SP-CoronalFemoralValgusMax)까지 관상 mLDFA(X-mLDFA)에 외반슬 교정 양(SP-LimbValgusCoronalCorrectionAmount)을 가산하고, 그에 의해 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToMechAxis)를 초래하는 것에 의해, 대퇴골에 대한 사지 교정을 적용한다. 단계(1010)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 경골 내반슬 각도를 감소시키는 것에 의해, 임의의 초과 교정을 경골에 적용한다.
다시 단계(1002)를 참조하면, 내반슬 또는 외반슬 사지 교정이 소망되지 않는다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1012)로의 아니오 분기가 취해진다. 단계(1012)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToMechAxis)를 단계(1000)의 결과와 동일하게 설정한다.
도 11을 참조하여, 특정한 환자에 대한 대퇴골 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 이제 설명될 것이다. 이 예의 단계(1100)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 보철물 테이블(42)로부터 보철물 타입 원위 대퇴골 두께를 검색한다. 단계(1102)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 내측 연골의 기본 두께(SP-CartilageThickness)를 내측 마모의 백분율(MD-MedialFemoralCartilageWear)로 곱하고, 그 다음, 그 결과를, 단계(1100)에서 획득되는 원위 보철물의 두께로부터 감산한다.
다음으로, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AdjustManufacturerDistalFemoralThickness)에 기초하여 대퇴골 절제 계획에 대한 보철물의 제작자의 두께를 수용할지의 여부를 결정한다. 보철물의 제작자의 두께가 수용되어야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)는 변경되지 않는다. 그러나, 보철물의 제작자의 두께가 수용되지 않아야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-DistalFemoralThicknessAdjustment)에 기초하여 결정되는 양을 가산하는 것에 의해 수정된다.
단계(1104)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CoronalFemoralValgusMax)에 기초하여 결정되는 임계치를, 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 초과하는지의 여부를 결정한다. 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 임계치를 초과한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1106)로의 예 분기가 취해진다. 단계(1106)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 해부학적으로 존재하는 것보다 더 작은 외반슬에 대한 교정된 외측 두께와 실제 외측 두께의 차이만큼 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)를 증가시키는 것에 의해 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)를 수정한다.
단계(1106)에서 교정을 행하는 것에 후속하여, 또는 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 임계치를 초과하지 않고 아니오 분기가 취해진다는 것을 단계(1104)에서 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(1108)로 진행한다. 단계(1108)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 관찰된 데이터(MD-MedialFemoralCondyleWear)에 기초한 관상 뷰 상에서 내측 대퇴골과 뼈 마모가 있는지의 여부를 결정한다. 관상 뷰 상에서 내측 대퇴골과 뼈 마모가 있다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1110)로의 예 분기가 취해진다.
단계(1110)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 단계(1102, 또는 1106)가 수행되면 그 결과로부터, 관찰된 데이터(MD-MedialFemoralCondyleWear)에 기초한 값(예를 들면, 1, 2 또는 3 ㎜)을 감산하여, 대퇴골 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)를 획득한다. 단계(1108)를 다시 참조하면, 관상 뷰 상에서 내측 대퇴골과 뼈 마모가 없다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1112)로의 아니오 분기가 취해진다. 단계(1112)에서, 프로세스는 종료하고 대퇴골 원위 내측 절제 두께(PL-FemoralMedialDistalResection)는 단계(1102, 1106 또는 1110)의 결과이다.
도 12를 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 대퇴골 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1200)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 보철물 테이블(42)로부터 보철물 타입 원위 대퇴골 두께를 검색한다. 단계(1202)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CartilageThickness)로부터의 연골 두께를, 관찰된 데이터(MD-LateralFemoralCartilageWear)로부터의 외측 마모의 백분율로 곱하고, 그 다음, 원위 보철물의 두께로부터 감산한다.
다음으로, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AdjustManufacturerDistalFemoralThickness)에 기초하여 대퇴골 절제 계획에 대한 보철물의 제작자의 두께를 수용할지의 여부를 결정한다. 보철물의 제작자 두께가 수용되어야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)는 변경되지 않는다. 그러나, 보철물의 제작자의 두께가 수용되지 않아야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-DistalFemoralThicknessAdjustment)에 기초하여 결정되는 양을 가산하는 것에 의해 수정된다.
단계(1204)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CoronalFemoralValgusMax)에 기초하여 결정되는 임계치를 초과하는지의 여부를 결정한다. 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 임계치를 초과한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1206)로의 예 분기가 취해진다. 단계(1206)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 해부학적으로 존재하는 것보다 더 작은 외반슬에 대한 교정된 외측 두께와 실제 외측 두께의 차이만큼 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)를 감소시키는 것에 의해 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)를 수정한다.
단계(1206)에서 교정을 행하는 것에 후속하여, 또는 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 임계치를 초과하지 않고 아니오 분기가 취해진다는 것을 단계(1204)에서 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(1208)로 진행한다. 단계(1208)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 관찰된 데이터(MD-MedialFemoralCondyleWear)에 기초하여 관상 뷰 상에서 외측 대퇴골과 뼈 마모가 존재하는지의 여부를 결정한다. 관상 뷰 상에서 내측 대퇴골과 뼈 마모가 존재한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1210)로의 예 분기가 취해진다.
단계(1210)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 단계(1202, 또는 1206)가 수행되면 그 결과로부터, 관찰된 데이터(MD-MedialFemoralCondyleWear)에 기초한 값(예를 들면, 1, 2 또는 3㎜)을 감산하여, 대퇴골 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)를 획득한다. 다시 단계(1208)를 다시 참조하면, 관상 뷰 상에서 외측 대퇴골과 뼈 마모가 없다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1212)로의 아니오 분기가 취해진다. 단계(1212)에서, 프로세스는 종료하고 대퇴골 원위 외측 절제 두께(PL-FemoralLateralDistalResection)는 단계(1202, 1206 또는 1210)의 결과이다.
도 13을 참조하여, 이제, 특정 환자에 대한 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelativeToAnatomicAxis)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1300)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 도 10을 참조로 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이 생성되는, 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToMechAxis)를 획득한다. 단계(1302)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 대퇴골의 기계적 각도 - 해부학적 각도(X-MechanicalAnatomicalFemurAngle)에, 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToMechAxis)를 가산하여 해부학적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(PL-FemoralValgusAngleRelToAnatAxis)를 획득한다.
도 14를 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 대퇴골 시상 굴곡 각도(PL-FemoralSagittalFlexionAngle)를 결정하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1400)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-FlexFemoralComponent)에 기초하여 대퇴골 컴포넌트가 굴곡되어야 하는지의 여부를 결정한다. 대퇴골 컴포넌트가 굴곡되어야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1402)로의 예 분기가 취해진다.
단계(1402)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-FlexFemoralComponentAmount)에 기초하여 대퇴골 시상 굴곡 각도(PL-FemoralSagittalFlexionAngle)를 설정한다. 단계(1400)를 다시 참조하면, 대퇴골 컴포넌트가 굴곡되지 않아야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1404)로의 아니오 분기가 취해진다. 단계(1404)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 대퇴골 시상 굴곡 각도(PL-FemoralSagittalFlexionAngle)를 0과 동일하게 설정한다.
도 15를 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1500)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AlignProsthesisToPosteriorCondylarAxis)에 기초하여 회전이 후방 과상돌기 축에 정렬될 것인지의 여부를 결정한다. 회전이 후방 과상돌기 축에 정렬되지 않는다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1502)로의 아니오 분기가 취해진다. 단계 1502에서, 프로세스는 종료하고 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)는 기본 값(예를 들면, 0)으로 설정된다. 임의로, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 예를 들면, 이 환자에 대해서는 기계적 정렬이 선호될 수도 있다는 것을 외과 의사에게 알려주는 메시지를 디스플레이 디바이스로 출력한다.
다시 단계(1500)를 참조하면, 회전이 후방 과상돌기 축에 정렬될 것이라는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계 1504로의 예 분기가 취해진다. 단계(1504)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-SetLimitExternalFemoralRotation)에 기초하여 외부 대퇴골 회전의 한계가 설정되었는지의 여부를 결정한다. 외부 대퇴골 회전에 대한 한계가 설정되었다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1506)로의 예 분기가 취해진다. 하나의 예에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 1㎜ 절제가 1도의 대퇴골 외회전과 동일하다는 변환을 사용하지만, 그러나 환자 해부학적 구조에 기초한 삼각법 계산을 사용하는 대안적인 변환 또는 다른 타입의 변환이 또한 사용될 수 있을 것이다
단계(1506)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 중간 값(Int-MLDFAAmountOverCoronalMax)을, (90 - 관상 mLDFA(X-mLDFA) - 외과 의사 선호 사항 데이터에 기초하여 결정되는 대퇴골 관상 최대치(SP-CoronalFemoralValgusMax))와 동일하게 설정한다. 단계(1508)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를, 중간 값(Int-MLDFAAmountOverCoronalMax) 및 0 중 최대치와 동일하게 설정한다. 단계(1508)에서 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 설정하는 것에 후속하여, 또는 외부 대퇴골 회전에 대한 제한이 설정되지 않았고 아니오 분기가 취해진다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 단계(1504)에서 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(1510)로 진행한다.
단계(1510)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AdditionalPosteriorMedialResection)에 기초하여 중등도(moderate) 슬개대퇴골 아탈구에 대한 후방 내측 절단에 추가적인 절제가 추가되어야 하는지의 여부를 결정한다. 중등도의 슬개대퇴골 아탈구에 대한 후방 내측 절단에 추가 절제가 추가되어야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스가 결정하면, 단계(1512)로의 예 분기가 취해진다. 단계(1512)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 관찰된 데이터(MD-Patellofemoral Subluxation)에 기초하여 결정되는 슬개대퇴골 아탈구의 심각도에 따라, 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정한다.
따라서, 하나의 예에서, 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)는, 관찰된 데이터(MD-Patellofemoral Subluxation)에 나타낸 심각도에 대응하는 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AddPosteriorMedialResectionModeratePFSubluxAmount 또는 SP-AddPosteriorMedialResectionSeverePFSubluxAmount)에 기초한 양만큼 증분된다. 단계(1512)에서 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정하는 것에 후속하여, 또는 중등도 슬개대퇴골 아탈구에 대한 후방 내측 절단에 추가 절제가 추가되지 않아야 하고 아니오 분기가 취해진다는 것을, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 단계 1510에서 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(1514)로 진행한다.
단계(1514)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AddCorrectionLateralTibialTubercle)에 기초하여 외측 경골 결절에 대한 교정이 추가되어야 하는지의 여부 및 템플릿 데이터(X-LateralTibialTubercle)에 기초한 특정한 환자에 대한 외측 경골 결절이 존재하는지의 여부를 결정한다. 외측 경골 결절에 대한 교정이 추가되어야 한다는 것 및 외측 경골 결절이 존재한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1516)로의 예 분기가 취해진다. 단계(1516)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AddCorrectionLateralTibialTubercleAmount)에 기초하여 외측 경골 결절에 대한 교정량을 가산하는 것에 의해, 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정한다. 단계(1516)에서 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정하는 것에 후속하여, 또는 외측 경골 결절에 대한 교정이 추가되지 않아야 하거나 또는 특정한 환자에 대한 외측 경골 결절이 존재하지 않으며 아니오 분기가 취해진다는 것을 단계(1514)에서 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(1518)로 진행한다.
단계(1518)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CorectLimbValgus)에 기초하여 사지 외반슬에 대해 교정이 이루어져야 하는지, 특정한 환자에 대한 사지가 템플릿 데이터(X-VarusOrValgus)에 기초하여 외반슬인지, 그리고 템플릿 데이터(X-LimbAlignment)에 기초하여 결정되는 사지 정렬이, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-LimbValgusCorrectionThreshold)에 기초하여 결정되는 임계 값 이상인지의 여부를 결정한다. 사지 외반슬에 대해 교정이 이루어져야하고, 사지가 외반슬이고, 사지 정렬이 임계 값 이상이다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1520)로의 예 분기가 취해진다.
단계(1520)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-LimbValgusAxialCorrectionAmount)에 기초하여 결정되는 교정량을 가산하는 것에 의해 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정한다. 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정하는 것에 후속하여, 또는 의사가 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CorectLimbValgus)에 기초하여 사지 외반슬에 대한 교정이 이루어지지 않아야 하거나, 특정한 환자에 대한 사지는 템플릿 데이터(X-VarusOrValgus)에 기초하여 외반슬이 아니거나, 또는 템플릿 데이터(X-LimbAlignment)에 기초하여 결정되는 사지 정렬이 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-LimbValgusCorrectionThreshold)에 기초하여 결정되는 임계 값 이상이 아니고 아니오 분기가 취해진다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 단계(1518)에서 결정하면, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 단계(1522)로 진행한다.
단계(1522)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AdditionalPosteriorMedialResection)에 기초하여 대퇴골을 우연히 내부적으로 회전시키는 것을 방지하기 위해 내측 후방 절단에 추가적인 절제가 추가되어야 하는지의 여부를 결정한다. 추가적인 절제가 추가되어야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스가 결정하면, 단계(1524)로의 예 분기가 취해진다. 단계(1524)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-AdditionalPosteriorMedialResectionAmount)에 기초하여 결정되는 후방 내측 절제량을 가산하는 것에 의해 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)를 수정한다. 그러나, 추가적인 절제가 추가되지 않아야 한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스가 결정하면, 단계(1526)로의 아니오 분기가 취해지는데, 여기서는 프로세스가 종료한다.
단계(1524 또는 1526)에 후속하여, 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)는, 외과 의사 관상 대퇴골 임플란트 외반슬 최대치, 슬개대퇴골 아탈구에 대한 교정치, 외측 경골 결절에 대한 교정치, 사지 외반슬에 대한 축 교정의 양, 및/또는 대퇴골의 내회전을 방지하기 위한 외회전 가산치보다 더 큰 각도를 포함할 수도 있다. 따라서 대퇴골 외회전 각도(PL-FemoralExternalRotation)는 최대 대퇴골 외회전(SP-ExternalFemoralRotationMax)의 외과 의사 선호 사항 데이터에 비교되고, 더 큰 경우, 대퇴골 외회전(PL-FemoralExternalRotation)은 최대 대퇴골 외회전(PL-FemoralExternalRotationMax)으로 설정된다.
도 16을 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 후방 내측 절제 두께(PL-FemoralPosteriorMedialResection)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1600)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 보철물 테이블(42)로부터 보철물 타입 원위 대퇴골 두께를 검색한다. 단계(1602)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 도 15을 참조로 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이 결정되는 대퇴골 외회전(PL-FemoralExternalRotation)을, 검색된 보철물 타입 원위 대퇴골 두께에 가산한다. 이 예에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 예를 들면, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-DefineDegreeToMMTranslation)를 사용하여, 대퇴골 외측 회전(PL-FemoralExternalRotation)을 도(degree)로부터 밀리미터로 변환할 수 있다.
단계(1604)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 관찰된 데이터(MD-MedialFemoralCartilageWear)로부터 결정되는 내측 대퇴골 연골 마모를 2로 나누고 그 다음 100으로 나누고, 그 결과를, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CartilageThickness)로부터 결정되는 연골 두께로 곱하고, 그 결과를, 단계(1602)의 결과로부터 감산하고, 그에 의해, 대퇴골 후방 내측 절제 두께(PL-FemoralPosteriorMedialResection)를 생성한다.
도 17을 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 후방 외측 절제 두께(PL-FemoralPosteriorLateralResection)를 생성하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1700)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 보철물 테이블(42)로부터 보철물 타입 원위 대퇴골 두께를 검색한다. 단계(1702)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 관찰된 데이터(MD-LateralFemoralCartilageWear)에 기초하여 결정되는 외측 대퇴골 연골 마모를 100으로 나누고, 그 결과를, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CartilageThickness)로부터 결정되는 연골 두께로 곱한다. 단계(1704)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 관찰된 데이터(MD-LateralFemoralCondyleWear)로부터 결정되는 관상 뷰 상에서의 임의의 외측 대퇴골과 뼈 마모를, 단계(1702)의 결과로부터 감산하고, 그에 의해 후방 외측 절제 두께(PL-FemoralPosteriorLateralResection)를 생성한다.
도 18을 참조하여, 이제, 특정한 환자에 대한 경골 절제 각도(PL-TibialVarusAngle), 경골 내측 절제 두께(PL-TibialMedialResection), 경골 외측 절제 두께(PL-TibialLateralResection), 및 경사(PL-TibialSlope)를 결정하기 위한 예시적인 방법이 설명될 것이다. 이 예의 단계(1800)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 중간 대퇴골 절제 외반슬 각도(int-FemoralValgusAngleLimitedByMax)를, 템플릿 데이터(X-mLDFA)로부터 결정되는 관상 mLDFA 또는 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CoronalFemoralValgusMax)로부터 결정되는 관상 대퇴골 외반슬 최대치 중 더 작은 쪽과 동일하게 설정한다.
단계(1802)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CorrectLimbVarus)에 기초하여 외과 의사가 내반슬인 사지에 대한 교정을 행하고자 하는지 또는 외반슬인 사지에 대한 교정을 행하고자 하는지의 여부를 결정한다. 외과 의사가 내반슬인 사지에 대한 교정을 행하기를 원한다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1804)로의 내반슬 분기가 취해진다. 단계(1804)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CoronalTibiaVarusMax)로부터 결정되는 외과 의사 지정 최대치까지, 대퇴골 절제 외반슬 각도(int-FemoralValgusAngleLimitedByMax)를 경골 내반슬 각도에 매칭시킨다.
단계(1806)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 템플릿 데이터(X-LimbAlignment)로부터 결정되는 롱 레그(long leg) 엑스레이 관상 HKA를, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-LimbVarusCorrectionThreshold)로부터 결정되는 교정치를 임계치로 설정하는 각도에 비교하는 것에 의해, 사지가 교정치를 임계치로 설정할 내반슬의 양 이상인지의 여부를 결정한다. 사지가 교정치를 임계치로 설정할 내반슬의 양 이상이다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1808)로의 예 분기가 취해진다.
단계(1808)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-LimbVarusCoreectionAmount)로부터 결정되는 경골 사지 내반슬 교정치를 외과 의사 지정 최대 경골 내반슬(SPCoronalTibiaVarusMax)까지 적용하여, 경골 절제 각도(PL-TibialVarusAngle)를 획득한다. 단계(1810)에서, 경골 내반슬 최대치(SP-CoronalTibiaVarusMax)가 도달되기 때문에 단계(1808)에서 완전한 교정이 이루어질 수 없다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하는 경우, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 도 10의 단계(1006)를 참조로 앞서 더욱 상세하게 설명되고 예시되는 바와 같이 결정되는 초과 교정(int-ExcessVarusLimbCorrection)과 같이, 추가적인 교정 각도를 대퇴골 외반슬로부터 감산한다.
다시 단계(1802)를 참조하면, 사지가 외반슬(X-VarusOrValgus) 상태에 있으면, 단계(1812)로의 외반슬 분기가 취해진다. 단계(1812)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CoronalTibiaVarusMax)로부터 결정되는 외과 의사 지정 최대치까지, 대퇴골 절제 외반슬 각도(int-FemoralValgusAngleLimitedByMax)를 경골 내반슬 각도에 매칭시킨다. 단계(1814)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 관상 mLDFA(X-mLDFA)를 뺀 90이 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-CoronalFemoralValgusMax)로부터 결정되는 관상 대퇴골 외반슬 최대치를 초과하는 경우, 경골 내반슬 교정을 수행한다. 경골 내반슬 교정을 행하기 위해, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스는, 단계(1800)에서 획득되는 최대치(int-FemoralValgusAngleLimitedByMax)에 의해 제한되는 중간 대퇴골 외반슬 각도로부터 초과 교정치를 감산하는 것에 의해 중간 초과 외반슬 사지 교정(int-ExcessValgusLimbCorrection)을 경골에 적용한다.
단계(1816)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)는, 외과 의사 선호 사항(SP-CorrectLimbValgus), 교정에 대한 외과 의사 선호 임계치(SP-LimbValgusCorrectionThreshold) 및 외과 의사 선호 교정량(SP-LimbValgusCoronalCorrectionAmount)에 기초하여, 사지 외반슬 교정이 필요로 되는지의 여부를 결정한다. 사지 외반슬 교정이 필요로 된다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 단계(1818)로의 예 분기가 취해진다. 단계(1818)에서, 관상 대퇴골 외반슬 최대치(SP-CoronalFemoralValgusMax)가 도달되기 때문에 전체 교정이 수행될 수 없다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하는 경우, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스는 경골 내반슬 각도(PL-TibialVarusAngle)를 초래하는 경골 내반슬로부터 추가적인 교정 각도를 감산한다. 단계(1706)에서, 사지가 교정치를 임계치로 설정할 내반슬의 양 이상이 아니다는 것을, 또는 단계(1716)에서, 사지 외반슬 교정이 필요로 되지 않는다는 것을 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)가 결정하면, 각각의 아니오 분기가 취해지고 방법은 단계(1820)에서 종료한다.
경골 절제 각도(PL-TibialVarusAngle)를 사용하면, 외과 의사는, 외과 의사 선호 사항 데이터(SP-TibiaResectionMax)에 기초하여 결정되는 외과 의사 선호 최대 경골 절제까지, 내측 및 외측 경골에 대한 롱 레그 X 레이를 템플릿으로 삼을 수 있다. 이에 따라, 외과 의사는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획(PL-TibialMedialResection 및 PL-TibialLateralResection)의 일부에 대응하는 추가 템플릿 데이터(X-MedialTibialResectionThickness 및 X-LateralTibialResectionThickness)를 획득할 수 있다. 추가적으로, 외과 의사는, 제작자 권장 경골 경사보다, 제작자의 권장된 또는 템플릿화된 경골 경사, 또는 외과 의사 선호 최대치를 사용할 수 있다. 임의로, 외과 의사는 대퇴골 회전에 매치하도록 경골 시도를 띄울(float) 수 있거나(자체-탐색 방법), 또는 경골 회전을 결정하기 위해 임의의 다른 방법을 사용할 수 있다.
도 19를 참조하면, 과거 성과 데이터에 기초하여 기본 권장 선호 사항 데이터를 업데이트하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트가 예시되어 있다. 이 예의 단계(1900)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 학습 모듈(44)은, 성과 데이터베이스(22)뿐만 아니라, 임의로, 관련된 인구 통계학적 데이터로부터, 과거 성과 데이터 및 관련된 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획을 획득한다. 비록 다른 예에서는 성과 데이터 및/또는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획이 다른 방식으로 저장될 수 있을지라도, 성과 데이터, 권장되는 3차원 TKR 외과 계획, 및/또는 인구 통계학적 데이터는, 예를 들면, 도 3의 단계(518)를 참조로 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이 성과 데이터베이스(22)에 저장될 수 있을 것이다. 몇몇 예에서, 비록 다른 타입의 성과 데이터가 또한 사용될 수 있을지라도, 성과 데이터는, 모션 데이터의 범위, 하나 이상의 성과 점수, 환자 만족도 데이터, 또는 재수술 데이터를 포함한다.
단계(1902)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 학습 모듈(44)은 단계(1900)에서 획득되는 데이터에 대해 통계 분석을 수행한다. 통계 분석은, 하나 이상의 특성(예를 들면, 해부학적 특성 또는 인구 통계학적 특성)을 공유하는 환자에 대한 향상된 성과를 나타나는 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획의 일부를 결정하기 위해, 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획 및, 임의로, 인구 통계학적 데이터와의 성과 데이터의 상관 관계에 기초할 수 있다.
단계(1904)에서, 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)의 학습 모듈(44)은, 도 5의 단계(500)를 참조로 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이, 메모리(28)에 저장되며 선호 사항 데이터 획득시 외과 의사 계획 모듈(34)에 의해 사용되는 기본 또는 권장되는 선호 사항 데이터를 업데이트한다. 따라서, 구현시 향상된 성과로 이어지는 환자에 대한 권장되는 3차원 TKR 외과 의사 계획으로 나타나는 권장되는 선호 사항 데이터가 시간의 경과에 따라 수정될 수 있다. 권장되는 선호 사항 데이터가 개개의 환자에 대한 단계(500 내지 518)의 각각의 반복 동안 각각의 외과 의사에 의해 수정될 수 있지만, 권장되는 선호 사항 데이터는, 앞서 설명되고 예시되는 바와 같이 외과 의사 계획 모듈(34)에 의해 궁극적으로 획득되고 사용되는 선호 사항 데이터의 소정의 부분에 대한 외과 의사에 의해 이루어지는 결정을 통지할 수 있다.
몇몇 예에서, 비록 다른 예에서는 관리자가 학습 모듈(44)을 수동으로 또한 개시할 수 있을지라도, 단계(1900 내지 1904)는 개별화된 운동학적 TKR 분석 컴퓨팅 디바이스(12)에 의해 주기적으로 수행된다. 임의로, 외과 의사 클라이언트 컴퓨팅 디바이스(14)에 제공되는 외과 의사 인터페이스(들)(36)의 후속하는 것은, 외과 의사에 의한 사용을 위해 기본 또는 권장되는 선호 사항 데이터의 표시뿐만 아니라, 기본 또는 권장되는 선호 사항 데이터의 서브세트가 업데이트되었다는 표시를 포함할 수 있다.
이렇게 본 발명의 기본 개념을 설명하였지만, 오히려, 전술한 상세한 개시는 단지 예로서 제시되도록 의도된 것이며, 제한하는 것이 아니다는 것이, 기술 분야의 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 비록 본 명세서에서 명시적으로 언급되지는 않지만, 다양한 변경, 개선, 및 수정이 이루어질 것이고, 다양한 변경, 개선, 및 수정이 기술 분야의 숙련된 자에게 의도된다. 이들 변경, 개선, 및 수정은 본 명세서에 의해 제시되는 것으로 의도되며, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있다. 추가적으로, 프로세싱 엘리먼트 또는 시퀀스의 언급된 순서, 또는 숫자, 문자, 또는 다른 명칭의 사용은, 따라서, 청구범위에서 명시될 수도 있는 바와 같은 것을 제외하면 청구되는 프로세스를 임의의 순서로 제한하도록 의도되지는 않는다. 따라서, 본 발명은 다음의 청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한된다.

Claims (32)

  1. 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술(individualized kinematically aligned total knee replacement)을 용이하게 하기 위한 방법으로서,
    선택된 보철물(prosthesis)에 대한 보철물 데이터를 획득하는 단계;
    특정한 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 결정하는 단계로서, 상기 해부학적 데이터는 적어도 관상 기계적 외측 원위 대퇴골 각도(coronal mechanical lateral distal femoral angle) 및 상기 환자에게 특유한 후방 과상돌기 축(posterior condylar axis)을 포함하는, 상기 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 결정하는 단계;
    상기 보철물 데이터, 상기 해부학적 데이터, 및 상기 병리해부학적 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성하는 단계로서, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터는 상기 환자의 대퇴골의 관상 기계적 축에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도(femoral component coronal alignment angle), 상기 대퇴골의 관상 해부학적 축(coronal anatomic axis)에 대한 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 대퇴골 원위 내측 절제(femoral distal medial resection) 두께, 대퇴골 원위 외측 절제(femoral distal lateral resection) 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도(femoral component axial external rotation angle), 대퇴골 후방 내측 절제(femoral posterior medial resection) 두께, 대퇴골 후방 외측 절제(femoral posterior lateral resection) 두께, 상기 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도(tibial component coronal alignment angle), 경골 내측 절제(tibia medial resection) 두께, 경골 외측 절제(tibia lateral resection) 두께, 및 경골 시상 경사(tibia sagittal slope)를 포함하는, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성하는 단계; 및
    그래픽 인터페이스를 통해 상기 환자에 대한 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획(recommended three-dimensional total knee replacement surgeon plan)을 출력하는 단계로서, 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은 상기 환자에게의 상기 보철물의 이식을 용이하게 하기 위한 상기 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함하는, 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 출력하는 단계를 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 해부학적 데이터는, 상기 환자의 상기 대퇴골의 관상 대퇴골 기계적 축, 상기 대퇴골의 관상 해부학적 축, 관상 경골 기계적 축, 관상 대퇴골 기계적 축 대 해부학적 축 각도(coronal femoral mechanical axis-anatomic axis angle), 시상 근위 경골 경사(sagittal proximal tibial slope), 슬개골(patella) 두께, 또는 경골 결절의 위치 중 하나 이상을 포함하고; 그리고
    상기 병리해부학적 데이터는, 엉덩이-무릎-발목 각도, 추정된 관상 내측 관절 라인 마모율(coronal medial joint line percentage wear), 추정된 관상 외측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 내측 대퇴골과 마모(coronal medial femoral condyle wear), 추정된 관상 외측 대퇴골과 마모(coronal lateral femoral condyle wear), 추정된 슬개대퇴골 아탈구(patellofemoral subluxation), 또는 시상 배율 조정 방사선 촬영(sagittal magnification adjusted radiograph)으로부터 조정되는 시상 슬개골 두께 중 하나 이상을 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보철물 데이터는, 대퇴골 원위 내측, 원위 외측, 후방 내측 두께, 후방 외측 보철물 두께, 경골 보철물 두께, 보철물 사이즈, 또는 권장되는 경사를 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 환자에 대한 인구 통계학적 정보 및 모션 데이터의 범위, 하나 이상의 성과 점수, 환자 만족도 데이터, 또는 재수술 데이터 중 하나 이상을 포함하는 상기 환자에 대한 성과 데이터를 획득하는 단계; 및
    적어도 상기 뼈 및 연골 절제 데이터 및 실제 뼈 및 연골 절제 데이터와 상관되는 데이터베이스에 상기 성과 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 획득하는 단계는 상기 환자에 대한 선호 사항 데이터(preference data) 및 관찰된 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터는 또한 상기 선호 사항 데이터 및 관찰된 데이터에 기초하여 생성되는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터는 상기 환자의 사지 및 상기 보철물의 정렬을, 상기 환자의 대퇴골, 경골, 및 사지의 기계적 축의 미리 결정된 수의 각도 이내로 제한하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터, 상기 관찰 데이터, 상기 보철물 데이터, 상기 해부학적 데이터, 또는 상기 병리해부학적 데이터 중 하나 이상에 기초하여 하나 이상의 특별한 고려 사항이 적용 가능한 때를 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 특별한 고려 사항은, 적어도, 하나 이상의 릴리스, 대퇴골 컴포넌트의 추가적인 외회전, 또는 상기 보철물과 동일한 군(family)의 상대적으로 폭이 좁은 컴포넌트에 대한 필요성이 있는지의 여부를 포함하고, 상기 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은, 상기 특별한 고려 사항이 적용 가능하다는 것을 상기 결정이 나타낼 때, 상기 특별한 고려 사항의 표시를 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터를 획득하는 단계는, 통신 네트워크를 통해 상기 외과 의사와 관련되는 클라이언트 디바이스로 제공되는 설문 그래픽 인터페이스(questionnaire graphical interface)를 통해 상기 선호 사항 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 환자에 대한 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 구현하는 단계를 더 포함하고, 상기 구현하는 단계는:
    해부학적 또는 기계적 축에 대한 대퇴골 외반슬 각도(femoral valgus angle) 및 상기 후방 과상돌기 축에 대한 상기 보철물의 상기 대퇴골 컴포넌트의 회전에 적어도 부분적으로 각각 기초하여 설정되는 하나 이상의 대퇴골 가이드를 사용하여 상기 환자의 대퇴골을 절단하는 단계; 및
    상기 경골 내반슬 각도, 상기 내측 경골 절단 두께, 상기 외측 경골 절단 두께, 및 경골 시상 경사에 적어도 부분적으로 기초하여 설정되는 하나 이상의 경골 가이드를 사용하여 상기 환자의 경골을 절단하는 단계를 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구현하는 단계는, 컴퓨터 내비게이션 디바이스, 가속도계를 포함하는 핀리스 내비게이션 시스템(pinless navigation system), 또는 상기 보철물의 제작자의 컴퓨터 계획 툴을 사용하여 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획에 따라 외과 의사를 복수의 뼈 절제 및 각도로 안내하는 단계를 더 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 구현하는 것에 후속하여 측정된 데이터를 획득하는 단계;
    상기 뼈 및 연골 절제 데이터의 서브세트가, 확립된 대퇴골 또는 경골 임계 값만큼, 상기 측정된 데이터 및 미리 결정된 커프(kerf)의 대응하는 서브세트로부터 변하는 때를 결정하는 단계; 및
    상기 뼈 및 연골 절제 데이터의 상기 서브세트가, 상기 확립된 대퇴골 또는 경골 임계 값만큼, 상기 측정된 데이터 및 상기 미리 결정된 커프의 상기 대응하는 서브세트로부터 변한다는 것을 상기 결정이 나타내는 경우, 하나 이상의 권장 사항을 검색 및 출력하는 단계를 더 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  12. 제5항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터는 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도를 포함하고, 상기 방법은:
    90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도가 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도보다 더 큰 때를 결정하는 단계;
    90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도가 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도보다 더 크다는 것을 상기 결정이 나타내는 경우, 상기 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도가, 90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도와 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도 사이의 차이와 매치하도록, 상기 차이에 기초하여 상기 뼈 및 연골 절제 데이터의 하나 이상의 부분을 수정하는 단계를 더 포함하는, 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 방법.
  13. 제1항의 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획에 따라 만들어지는, 개별화된 슬관절 전치환술 가이드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 환자에게 특유하며 상기 보철물의 이식시 상기 환자의 사지의 운동학적 정렬을 용이하게 하기 위해 상기 환자의 대퇴골 및 경골의 절단을 용이하게 하도록 각각 구성되는 하나 이상의 대퇴골 또는 하나 이상의 경골 가이드를 더 포함하는, 개별화된 슬관절 전치환술 가이드.
  15. 실행 가능 코드를 포함하는 개별화된 운동학적으로 정렬된 슬관절 전치환술을 용이하게 하기 위한 명령어가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 실행 가능 코드는, 하드웨어 프로세서에 의한 실행 시, 상기 프로세서로 하여금,
    선택된 보철물에 대한 보철물 데이터를 획득하는 것;
    특정한 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 생성하는 것으로서, 상기 해부학적 데이터는 적어도 관상 기계적 외측 원위 대퇴골 각도 및 상기 환자에게 특유한 후부 과상돌기 축을 포함하는, 상기 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 생성하는 것;
    상기 보철물 데이터, 상기 해부학적 데이터, 및 상기 병리해부학적 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성하는 것을 포함하는 상기 환자의 경골 및 대퇴골에 대해 이루어지는 복수의 절단을 용이하게 하는 하나 이상의 가이드의 정렬을 결정하는 것으로서, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터는, 하나 이상의 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 하나 이상의 대퇴골 원위 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도, 하나 이상의 대퇴골 후방 절제 두께, 상기 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 하나 이상의 경골 절제 두께, 및 경골 시상 경사를 포함하는, 상기 하나 이상의 가이드의 정렬을 결정하는 것; 및
    그래픽 인터페이스를 통해 상기 환자에 대한 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 출력하는 것으로서, 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은 상기 환자에게의 상기 보철물의 이식을 용이하게 하기 위한 상기 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함하는, 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 출력하는 것
    을 포함하는 단계를 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 해부학적 데이터는, 상기 환자의 상기 대퇴골의 관상 대퇴골 기계적 축, 상기 대퇴골의 관상 해부학적 축, 관상 경골 기계적 축, 관상 대퇴골 기계적 축 대 해부학적 축 각도, 시상 근위 경골 경사, 슬개골 두께, 또는 경골 결절의 위치 중 하나 이상을 포함하고; 그리고
    상기 병리해부학적 데이터는, 엉덩이-무릎-발목 각도, 추정된 관상 내측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 외측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 내측 대퇴골과 마모, 추정된 관상 외측 대퇴골과 마모, 추정된 슬개대퇴골 아탈구, 또는 시상 배율 조정 방사선 촬영으로부터 조정되는 시상 슬개골 두께 중 하나 이상을 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  17. 제15항에 있어서, 상기 보철물 데이터는, 대퇴골 원위 내측, 원위 외측, 후방 내측 두께, 후방 외측 보철물 두께, 경골 보철물 두께, 또는 권장되는 경사를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  18. 제15항에 있어서, 상기 실행 가능 코드는 상기 프로세서에 의한 실행시 상기 프로세서로 하여금 또한;
    상기 환자에 대한 인구 통계학적 정보 및 모션 데이터의 범위, 하나 이상의 성과 점수, 환자 만족도 데이터, 보철물 사이즈, 또는 재수술 데이터 중 하나 이상을 포함하는 상기 환자에 대한 성과 데이터를 획득하는 것; 및
    적어도 상기 뼈 및 연골 절제 데이터 및 실제 뼈 및 연골 절제 데이터와 상관되는 데이터베이스에 상기 성과 데이터를 저장하는 것
    을 포함하는 적어도 하나의 추가적인 단계를 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  19. 제15항에 있어서, 상기 획득하는 것은 상기 환자에 대한 선호 사항 데이터 및 관찰된 데이터를 획득하는 것을 더 포함하고, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터는 또한 상기 선호 사항 데이터 및 관찰된 데이터에 기초하여 생성되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터는 상기 환자의 사지 및 상기 보철물의 정렬을, 상기 환자의 상기 대퇴골, 경골, 및 사지의 기계적 축의 미리 결정된 수의 각도 이내로 제한하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  21. 제19항에 있어서, 상기 실행 가능 코드는 상기 프로세서에 의한 실행시 상기 프로세서로 하여금 또한, 상기 선호 사항 데이터, 상기 관찰 데이터, 상기 보철물 데이터, 또는 상기 해부학적 데이터, 또는 상기 병리해부학적 데이터 중 하나 이상에 기초하여 하나 이상의 특별한 고려 사항이 적용 가능한 때를 결정하는 것을 포함하는 적어도 하나의 추가적인 단계를 수행하게 하되, 상기 특별한 고려 사항은, 적어도, 하나 이상의 릴리스, 대퇴골 컴포넌트의 추가적인 외회전, 또는 상기 보철물과 동일한 군의 상대적으로 폭이 좁은 컴포넌트에 대한 필요성이 있는지의 여부를 포함하고, 상기 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은, 상기 특별한 고려 사항이 적용 가능하다는 것을 상기 결정이 나타낼 때, 상기 특별한 고려 사항의 표시를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  22. 제19항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터를 획득하는 것은, 통신 네트워크를 통해 상기 외과 의사와 관련되는 클라이언트 디바이스로 제공되는 설문 그래픽 인터페이스를 통해 상기 선호 사항 데이터를 수신하는 것을 더 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  23. 제19항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터는 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도를 포함하고, 상기 실행 가능 코드는 상기 프로세서에 의한 실행시 상기 프로세서로 하여금,
    90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도가 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도보다 더 큰 때를 결정하는 것;
    90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도가 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도보다 더 크다는 것을 상기 결정이 나타내는 경우, 상기 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도가, 90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도와 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도 사이의 차이와 매치하도록, 상기 차이에 기초하여 상기 뼈 및 연골 절제 데이터의 하나 이상의 부분을 수정하는 것
    을 포함하는 적어도 하나의 추가적인 단계를 더 수행하게 하는, 명령어가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  24. 프로세서 및 상기 프로세서에 커플링되는 메모리를 포함하는 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스로서,
    상기 프로세서는 프로그래밍된 명령어를 실행할 수 있도록 구성되고, 상기 프로그래밍된 명령어는,
    선택된 보철물에 대한 보철물 데이터를 획득하는 것;
    특정한 환자에 대한 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 생성하는 것으로서, 상기 해부학적 데이터는 적어도 관상 기계적 외측 원위 대퇴골 각도 및 상기 환자에게 특유한 후부 과상돌기 축을 포함하는, 상기 해부학적 및 병리해부학적 데이터를 생성하는 것;
    상기 보철물 데이터, 상기 해부학적 데이터, 및 상기 병리해부학적 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 뼈 및 연골 절제 데이터를 생성하는 것을 포함하는 상기 환자의 경골 및 대퇴골에 대해 이루어지는 복수의 절단을 용이하게 하는 하나 이상의 가이드의 정렬을 결정하는 것으로서, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터는, 하나 이상의 대퇴골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 하나 이상의 대퇴골 원위 두께, 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도, 하나 이상의 대퇴골 후방 절제 두께, 상기 환자의 경골의 관상 기계적 축에 대한 경골 컴포넌트 관상 정렬 각도, 하나 이상의 경골 절제 두께, 및 경골 시상 경사를 포함하는, 상기 하나 이상의 가이드의 정렬을 결정하는 것; 및
    그래픽 인터페이스를 통해 상기 환자에 대한 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 출력하는 것으로서, 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은 상기 환자에게의 상기 보철물의 이식을 용이하게 하기 위한 상기 뼈 및 연골 절제 데이터를 포함하는, 상기 권장되는 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획을 출력하는 것
    을 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 해부학적 데이터는, 상기 환자의 상기 대퇴골의 관상 대퇴골 기계적 축, 상기 대퇴골의 관상 해부학적 축, 관상 경골 기계적 축, 관상 대퇴골 기계적 축 대 해부학적 축 각도, 시상 근위 경골 경사, 슬개골 두께, 또는 경골 결절의 위치 중 하나 이상을 포함하고; 그리고
    상기 병리해부학적 데이터는, 엉덩이-무릎-발목 각도, 추정된 관상 내측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 외측 관절 라인 마모율, 추정된 관상 내측 대퇴골과 마모, 추정된 관상 외측 대퇴골과 마모, 추정된 슬개대퇴골 아탈구, 또는 시상 배율 조정 방사선 촬영으로부터 조정되는 시상 슬개골 두께 중 하나 이상을 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  26. 제24항에 있어서, 상기 보철물 데이터는, 대퇴골 원위 내측, 원위 외측, 후방 내측 두께, 후방 외측 보철물 두께, 경골 보철물 두께, 보철물 사이즈, 또는 권장되는 경사를 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  27. 제24항에 있어서, 상기 프로세서는 또한, 적어도 하나의 추가적인 프로그래밍된 명령어를 실행할 수 있도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 추가적인 프로그래밍된 명령어는,
    상기 환자에 대한 인구 통계학적 정보 및 모션 데이터의 범위, 하나 이상의 성과 점수, 환자 만족도 데이터, 또는 재수술 데이터 중 하나 이상을 포함하는 상기 환자에 대한 성과 데이터를 획득하는 것; 및
    적어도 상기 뼈 및 연골 절제 데이터 및 실제 뼈 및 연골 절제 데이터와 상관되는 데이터베이스에 상기 성과 데이터를 저장하는 것을 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  28. 제24항에 있어서, 상기 획득하는 것은 상기 환자에 대한 선호 사항 데이터 및 관찰된 데이터를 획득하는 것을 더 포함하고, 상기 뼈 및 연골 절제 데이터는 또한 상기 선호 사항 데이터 및 관찰된 데이터에 기초하여 생성되는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  29. 제28항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터는 상기 환자의 사지 및 상기 보철물의 정렬을, 상기 환자의 상기 대퇴골, 경골, 및 사지의 기계적 축의 미리 결정된 수의 각도 이내로 제한하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  30. 제28항에 있어서, 상기 프로세서는 또한, 상기 선호 사항 데이터, 상기 관찰 데이터, 상기 보철물 데이터, 또는 상기 해부학적 데이터, 또는 상기 병리해부학적 데이터 중 하나 이상에 기초하여 하나 이상의 특별한 고려 사항이 적용 가능한 때를 결정하는 것을 포함하는 적어도 하나의 추가적인 프로그래밍된 명령어를 실행할 수 있도록 구성되되, 상기 특별한 고려 사항은, 적어도, 하나 이상의 릴리스, 대퇴골 컴포넌트의 추가적인 외회전, 또는 상기 보철물과 동일한 군의 상대적으로 폭이 좁은 컴포넌트에 대한 필요성이 있는지의 여부를 포함하고, 상기 3차원 슬관절 전치환술 외과 의사 계획은, 상기 특별한 고려 사항이 적용 가능하다는 것을 상기 결정이 나타낼 때, 상기 특별한 고려 사항의 표시를 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  31. 제28항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터를 획득하는 것은, 통신 네트워크를 통해 상기 외과 의사와 관련되는 클라이언트 디바이스로 제공되는 설문 그래픽 인터페이스를 통해 상기 선호 사항 데이터를 수신하는 것을 더 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
  32. 제28항에 있어서, 상기 선호 사항 데이터는 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도를 포함하고, 상기 프로세서는 또한, 적어도 하나의 추가적인 프로그래밍된 명령어를 실행할 수 있도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 추가적인 프로그래밍된 명령어는,
    90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도가 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도보다 더 큰 때를 결정하는 것;
    90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도가 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도보다 더 크다는 것을 상기 결정이 나타내는 경우, 상기 대퇴골 컴포넌트 축 외회전 각도가, 90도로부터 감산되는 상기 기계적 외측 원위 대퇴골 각도와 상기 최대 원위 대퇴골 외반슬 각도 사이의 차이와 매치하도록, 상기 차이에 기초하여 상기 뼈 및 연골 절제 데이터의 하나 이상의 부분을 수정하는 것을 포함하는, 개별화된 운동학적 슬관절 전치환술(TKR) 분석 컴퓨팅 디바이스.
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