KR20210057768A - 성장 봉을 조정하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20210057768A
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adjustable implant
adjustment
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adjustable
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KR1020217010346A
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루이스 타이슨 로스
카셀 버넷
마이클 제이 웬츠
대니얼 샌즈
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에이엠비 오소피딕스, 인크.
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Abstract

조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 방법은, 피험자 내부에 이식된 조정 가능한 임플란트로부터 식별 정보를 방송하는 단계, 피험자 외부의 장치로부터, 조정 가능한 임플란트에 의해 실행되도록 구성된 조정 설정을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계, 피험자 외부의 장치로부터, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계, 조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화하는 단계, 및 조정 설정의 진행 상황을 피험자 외부의 장치로 송신하는 단계를 포함한다.

Description

성장 봉을 조정하기 위한 시스템 및 방법
본 발명의 다양한 양태는 개괄적으로 성장 봉을 포함할 수 있는 조정 가능한 임플란트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 조정 가능한 임플란트의 조정을 수행하기 위한 조정 가능한 임플란트와의 무선 통신에 관한 것이다.
성장 봉은 변형된(예를 들어, 척추 측만증에 의해) 척추를 점진적으로 곧게 펴거나, 미성숙 척추의 성장과 함께 길이가 성장하면서 또한 해당 척추의 성장을 지원하거나 성장에 영향을 미치도록 구성된 임플란트를 포함하여 다양한 목적으로 사용되는 조정 가능한 임플란트이다.
본 개시의 일 실시예에서, 조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 방법은 피험자 내부에 이식된 조정 가능한 임플란트로부터 식별 정보를 방송하는 단계, 피험자 외부의 장치로부터, 조정 가능한 임플란트에 의해 실행되도록 구성된 조정 설정을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계, 피험자 외부의 장치로부터, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계, 조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화하는 단계, 및 조정 설정의 진행 상황을 피험자 외부의 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에서, 조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 프로세서에서 실행 시에, 조정 가능한 임플란트로부터 식별 정보를 방송하는 단계, 조정 가능한 임플란트에 의해 실행되도록 구성된 조정 설정을 수집하며 저장하거나 전달하는 단계, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을 수집하며 저장하거나 전달하는 단계, 조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터에 명령을 내리는 단계, 및 조정 설정의 진행 상황을 출력하는 단계를 수행하는 저장 명령을 포함한다.
본 개시의 또 다른 실시예에서, 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템은 피험자의 제1 위치에 결합되도록 구성된 제1 부분, 제1 부분에 이동 가능하게 결합되며 피험자의 제2 위치에 결합되도록 구성된 제2 부분, 및 제1 부분 및 제2 부분을 서로에 대해 이동시키도록 구성되는 모터를 포함하는 조정 가능한 임플란트, 및 그래픽 사용자 인터페이스를 포함하는 장치를 포함하며, 조정 가능한 임플란트는 식별 정보를 방송하도록 구성되며, 또한 조정 가능한 임플란트는 장치로부터 조정 설정을 수신하도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 조정 가능한 임플란트를 포함하는 조직을 조정하기 위한 시스템의 평면도이다.
도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 외부 제어 장치로부터 본 바와 같은 성장 봉을 무선으로 조정하기 위한 방법을 예시하는 순서도이다.
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 성장 봉으로부터 본 바와 같은 성장 봉을 무선으로 조정하기 위한 방법을 예시하는 순서도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 개시의 일 실시예에 따른, 성장 봉을 조정하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스의 스크린샷이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 2a의 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있는 컴퓨팅 장치를 예시하는 블록도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 6 내지 도 9는 본 개시의 실시예에 따른, 조정 가능한 임플란트의 대안의 구동 요소 공급원의 다양한 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 대퇴골의 길이 증가를 위해 대퇴골에 이식된 조정 가능한 임플란트를 예시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 경골의 길이 증가를 위해 경골에 이식된 조정 가능한 임플란트를 예시한다.
도 12 및 도 13은 본 개시의 실시예에 따라 조정 가능한 임플란트를 사용하여 뼈(대퇴골)를 곧게 펴거나 뼈의 곡률이 어떻게 조정될 수 있는지를 예시한다..
도 14 및 도 15는 본 개시의 실시예에 따라 조정 가능한 임플란트를 사용하여 조정되는 뼈(대퇴골)의 곡률을 예시한다.
도 16 및 도 17은 본 개시의 실시예에 따라 조정되는 뼈(대퇴골) 부분의 회전 배향을 예시한다.
도 18은 두개 안면 골격의 절골 부위에 부착된 조정 가능한 임플란트를 보여주는 사시도이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른, 회전근개 수술 환자의 상완골에 고정된 봉합사 앵커를 포함하는 조정 가능한 임플란트의 일 실시예의 단면을 예시한다.
도 20은 회전근개 환자에 있어서 봉합사 앵커를 포함하는 조정 가능한 임플란트의 배치를 위해 홀이 천공된 상완골을 예시한다.
도 21은 전방 십자 인대 환자에 있어서 봉합사 앵커를 포함하는 조정 가능한 임플란트의 배치를 위해 홀이 천공된 경골을 예시한다.
환자에게 결합(내부적으로 또는 외부적으로)되는 성장 봉과 같은 조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시된다. 외부 제어 장치(5) 및 조정 가능한 임플란트(10)를 포함하는 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1)이 도 1에 예시되어 있다. 외부 제어 장치(5)는 조정 가능한 임플란트(10)를 비침습적으로 조정하도록 구성된다. 조정 가능한 임플란트(10)는 제1 임플란트 부분(12) 및 제2 임플란트 부분(14)을 포함하며, 제2 임플란트 부분(14)이 제1 임플란트 부분(12)에 대해 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(12)은 환자 내부의 조직의 제1 부분(예컨대, 뼈 또는 연조직)에 고정되며, 제2 임플란트 부분(14)은 조직의 제2 부분(예컨대, 뼈 또는 연조직)에 고정된다. 제1 임플란트 부분(12)과 제2 임플란트 부분(14)이 서로에 대해 변위되도록 하여 이에 따라 임플란트의 길이를 변경하며 또한 이에 따라 조직의 제1 부분과 조직의 제2 부분을 서로에 대해 이동시키기 위해 모터(18)가 암나사 부분(22)의 내부에서 리드 스크류(20)를 구동시키도록 작동 가능하다. 대안으로서, 제1 임플란트 부분(12)과 제2 임플란트 부분(14)이 서로에 대해 변위되도록 하여 이에 따라 임플란트의 길이를 변경하며 또한 이에 따라 조직의 제1 부분과 조직의 제2 부분을 서로에 대해 이동시키기 위해 모터(18)가 회전식 고정 나사형 로드에 대해 너트(도시 생략)를 회전시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는, 모든 용도로 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 인용된, 2013년 11월 19일에 허여된 "Automated Growing rod Device"를 명칭으로 하는 미국 특허 제8,585,740호에 설명된 하나 이상의 실시예를 포함할 수 있다. 모터(8)는 브러시형 또는 브러시리스 모터, DC 모터, 스테퍼 모터, 서보 모터, 선형 모터와 같은 전기 모터, 또는 관성 모터, 공진 모터 또는 피에조 워크 구동부를 포함하는 초음파 또는 피에조 모터를 포함할 수 있다.
성장 봉을 포함하여 조정 가능한 임플란트용의 구성이 상당수 존재한다. "성장 봉" 장치는 긴 뼈나 환자의 척추에 장착되도록 구성되며 제자리에서 전체 길이가 확장(또는 신연)되거나 축소(또는 압축)되도록 구성되는 조정 가능한 임플란트의 일 유형이다. 척추 측만증과 같은 척추의 비정상적인 곡률을 교정하기 위해 성장하는 환자의 척추에 이식하기 위해 성장 봉 장치가 개발되어 왔다. 이러한 유형의 특정 장치에 있어서, 어린이 척추의 수직 성장과 일치하거나 심지어 이를 능가하며 비정상적인 곡률의 교정을 유지하거나 증가시키기 위해 봉 조립체가 점진적으로 길이가 증가된다. 일부 실시예에서, 한 쌍의 성장 봉이 적어도 변형되거나 비정상적인 곡률을 가진 영역을 따라 척추의 각각의 측면에 하나씩 이식될 수 있다. 봉(들)은 매년, 6개월마다, 3개월마다, 2개월마다, 매월, 또는 심지어 매주나 매일 단위로 길이가 증가될 수 있다. 조정 가능한 임플란트는 조기 발병 척추 측만증, 청소년 특발성 척추 측만증, 사지 길이 불일치, 두개 악안면 변형, ACL과 같은 인대 또는 사시 환자의 안구 근육과 같은 근육 또는 회전근개와 같은 힘줄 및 근육의 조정을 포함한, 연조직의 조임 또는 연조직 이완을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 질병을 치료하는 데 사용될 수 있다.
"외부 제어 장치"는 환자 내부에 이식되는 조정 가능한 임플란트의 작동을 적어도 부분적으로 제어하기 위해 환자의 외부에서 사용하도록 구성된 장치이다.
일부 실시예에서, 사용자(예를 들어, 의사, 의료 전문가, 가족 구성원, 친구 또는 심지어 환자)는 조정 가능한 임플란트(예를 들어, 성장 봉)에 조정을 수행하기 위한 명령을 송신하도록 외부 제어 장치(5)(도 1)의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(7)와 상호 작용한다. 성장 봉이 특정 시스템을 설명할 때 참조될 수 있지만, 본 명세서에 설명된 외부 제어 장치가 반드시 성장 봉일 필요는 없는 다수의 상이한 조정 가능한 임플란트와 함께 유사한 방식으로 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 길이가 "성장(grow)"하지 않는 조정 가능한 임플란트 및/또는 "봉(rod)"이 아닌 조정 가능한 임플란트가 그 자체로 고려될 수 있다. 성장 봉이 아닌 조정 가능한 임플란트의 일 예로서, 직경을 감소 또는 증가시키기 위해 조정될 수 있으며 환자 내부 관에 대한 제한을 늘리거나 조정하기 위해 관 위에 배치될 수 있는 제한 링 또는 밴드가 있다. 예를 들어, 장치가 식도, 위, 항문, 또는 요도에 대한 제한을 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는, 모든 용도로 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 인용된, 2007년 7월 3일에 허여된 "Surgical ring featuring a reversible diameter remote control system"을 명칭으로 하는 미국 특허 제7,238,191호에 설명된 하나 이상의 실시예를 포함할 수 있다. 조정 가능한 임플란트/성장 봉(10)은 송수신기(21)를 포함하며, 외부 제어 장치(5)는 성장 봉(10)과 외부 제어 장치(5) 사이의 양방향 통신[신호(25)]을 위한 송수신기(23)를 포함한다. 송수신기(21)는 성장 봉(10) 상에, 그 내부에, 또는 인접하여 탑재될 수 있다. 송수신기(23)는 외부 제어 장치(5) 상에, 그 내부에, 또는 인접하여 탑재될 수 있다. 사용자가 외부 제어 장치(5)의 GUI(7)로부터 시작 명령을 송신하면, 성장 봉(10)이 조정을 수행하기 위해 모터(18), 예를 들어, 제1 단부(11) 및 제2 단부(13)가 서로에 대해 이동하도록 구성되는 조정 가능한 임플란트(10)에 의해 탑재되는 모터(18)를 시동한다. 제1 단부(11)와 제2 단부(13)가 서로 멀어지도록 이동되면, 길이가 증가되는 것으로 간주되며, 제1 단부(11)와 제2 단부(13)가 서로를 향해 이동되면, 길이가 감소되는 것으로 간주된다. 성장 봉(10)은, 도 1의 조정 가능한 임플란트(10)에 대해 설명된 바와 같이, 2개의 섹션 사이의 종방향 이동에 의해 성장 봉(10)의 전체 길이를 증가 또는 감소시키도록 구성된 모터(18)와 함께 2개의 세장형의 절첩 방식으로 결합된 섹션을 포함할 수 있다. 일반적으로, 척추 측만증 치료를 위해 소아 환자에게 사용되는 경우, 성장 봉이 미성숙 환자의 정상적인 성장과 일치하도록 주기적으로 또는 지속적으로 길이가 증가된다. 조정을 수행하기 위해 모터(18)가 기동된 후, 사용자가 정지 또는 일시 정지 명령을 송신하면, 성장 봉(10)은 재개 지시가 있을 때까지 모터(18)를 정지시킬 것이다. 성장 봉(10)이 조정을 완료하면, 성장 봉(10)은 조정이 완료되었음을 외부 제어 장치(5)에 전달한 다음, 성장 봉 자체의 데이터베이스에 기록을 저장한다.
본 개시의 성장 봉(10)을 포함하는 시스템 및 성장 봉(10)을 조정하기 위한 방법은 기존의 해결 방안을 능가하는 몇 가지 장점을 나타낸다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 성장 봉(10)은 환자가 조정을 위한 수술을 거치지 않고도 조정 가능하다. 또한, 조정될 정확한 길이를 송신함으로써, 조정 중에 성장 봉(10)을 과도하게 조정하거나 부족하게 조정할 위험이 없어, 조정 길이의 직접적인 피드백을 갖지 않는 특정 자기 제어식 성장 봉에 비해 이점을 제공한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 성장 봉(10)을 조정하기 위한 방법(100)이 도시되어 있다. 단계(102)에서, 방법(100)의 사용자 제어를 허용하도록 구성되는 외부 제어 장치(5)의 디스플레이로서 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(7)가 제공된다. GUI(7)는 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 아래에 더 상세히 논의된다. 외부 제어 장치(5)가 디스플레이(2) 및 프로세서(3)를 갖는 임의의 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(3)는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 외부 제어 장치(5)는 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰 등과 같은 스마트 장치, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
단계(104)에서, 외부 제어 장치(5)가 조정되어야 하는 성장 봉[예를 들어, 조정 가능한 임플란트(10)]을 무선으로 검출한다. 일부 경우에, 성장 봉(10)이 환자에게 발생했거나 발생 중이거나 발생하려고 하는 성장에 일치하도록 길이가 증가되어야 할 수 있다. 일부 경우에, 성장 봉(10)이 해부학적 구조의 서로 다른 2개의 부분을 서로 반대 방향으로 밀어 내려는 힘으로서 설명될 수 있는 신연력을 증가시키기 위해 길이가 증가되어야 할 수 있다. 일부 경우에, 성장 봉(10)이 신연력을 감소시키거나 심지어 신연력을 제거하기 위해 길이가 짧아져야 할 수 있다. 일부 경우에, 성장 봉(10)이 해부학적 구조의 서로 다른 2개의 부분을 서로를 향해 밀어 내려는 힘으로서 설명될 수 있는 압축력을 인가하기 위해 길이가 짧아져야 할 수 있다. 외부 제어 장치(5)는 아래와 같은 방식으로 성장 봉(10)을 무선으로 검출할 수 있다. 성장 봉(10)이 임의의 무선 기술[예를 들어, 무선 충실도(WiFi), 블루투스(Bluetooth®), 초광대역(UWB) 프로토콜 등]을 통해 식별 정보[예를 들어, 일련 번호 또는 다른 식별자와 같은 특정 성장 봉(10)의 식별 정보]를 전송하며, 외부 제어 장치(5)가 식별 정보를 판독하여 GUI(7) 상에 또는 GUI(7)를 사용하여 식별 정보의 일부 또는 전부를 표시한다. 일부 실시예에서, 표시가 완전히 시각적으로 이루어질 수 있지만, 다른 실시예에서는, 식별 정보가 오디오 수단, 예를 들어 컴퓨터 음성 또는 녹음 음성에 의해 통신에 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 성장 봉(10)이 검출되며, 이들의 연관된 식별 정보가 성장 봉(10)에 대한 식별 목록으로 집계된다. 이어서, 이 목록이 GUI(7)를 통해 표시된다.
또한, 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)으로부터 다른 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 성장 봉(10)이 환자의 이름, 체중, 키, 앉은 키, 코브(Cobb) 각도, 생년월일, 리서 사인(Risser sign), 태너(Tanner) 단계, 초경 연령 등을 송신할 수 있다. 다른 예로서, 성장 봉(10)이 성장 봉(들)(10)에 의해 수행된 모든(또는 일부) 조정의 이력 로그를 송신할 수 있다.
더욱이, 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)과 직접적으로 통신할 필요는 없다. 예를 들어, 성장 봉(10)이 인터넷 가능할 수 있으며, 인터넷 또는 일부 다른 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 외부 제어 장치(5)는 중개 매체로서 성장 봉(10)과 통신할 수 있는 인터넷(또는 네트워크) 상의 장치에 접속하도록 구성된다. 다른 예로서, 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)과의 통신을 위한 중개 매체로서의 다른 외부 제어 장치(5)와 통신할 수 있다. 따라서, 사용자가 성장 봉(10)으로부터 멀리 위치할 수 있다(예를 들어, 다른 방, 다른 건물, 다른 도시, 군 또는 주, 다른 국가 등).
단계(106)에서, 외부 제어 장치(5)가 외부 제어 장치(5)에 표시된 특정 성장 봉(10)의 선택을 수신한다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 성장 봉(10)의 식별 정보/식별자가 GUI(7)를 통해 사용자에게 표시된다. 이어서, 사용자가 성장 봉(10)을 선택할 수 있다. 여러개의 성장 봉(10)이 목록으로 집계되는 실시예에서, 사용자는 목록의 성장 봉(10) 중 하나의 식별 정보를 선택한다. 무선 프로토콜에 따라 외부 제어 장치(5)가 선택된 성장 봉(10)과의 통신을 설정한다. 예를 들어, 무선 프로토콜이 블루투스인 경우, 이어서, 외부 제어 장치(5)가 선택된 성장 봉(10)과 페어링된다. 환자에게 1개 또는 2개의, 또는 때로는 그 이상의 성장 봉(10)이 이식되는 것이 일반적이다. 하나 이상의 성장 봉이 이식되어 있는 경우, 적절한 성장 봉(10)을 선택하는 능력이 특히 유용하다. 일부 경우에, 사용자는 GUI(7)를 통해 2개의 이식 성장 봉(10)의 식별 정보를 모두 볼 것이며 우선, 조정이 요망되거나 먼저 조정되는 것이 요망되는 특정 성장 봉(10)를 선택할 것이다.
단계(108)에서, 외부 제어 장치(5)가 GUI(7)를 통해 사용자로부터 조정 설정을 수신한다. 일부 실시예에서, 조정 설정에는 방향 설정 및 길이 설정이 포함된다. 예를 들어, 조정 설정이 신연 방향과 길이를 가질 수 있다. 대표적인 일 경우로서, 방향이 길이 증가일 수 있으며 증가 길이(예를 들어, 신연)가 3 ㎜일 수 있다. 대표적인 다른 경우로서, 방향이 길이 감소일 수 있으며 감소 길이가 2 ㎜일 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 설정이 제1 조정 및 제2 조정, 또는 제1, 제2 및 제3 조정을 포함하는 다수의 조정을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 조정은 주기적으로, 예를 들어, 매월 한 번의 조정, 매주 한 번의 조정, 매일 한 번의 조정, 또는 심지어는 매일 다수회의 조정으로 일정이 짜여질 수 있다. 일부 실시예에서, 조정이 한 달에 3 ㎜의 속도의 단 한번의 연속적인 조정, 예를 들어, 천천히 증가하는 길이를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 조정(예를 들어, 시간당 길이)이 적어도 일부 환자 데이터, 예를 들어, 체중, 키, 앉은 키, 코브 각도, 생년월일, 리서 사인, 태너 단계, 초경 연령으로부터 산출될 수 있다. 환자 데이터의 하나 이상의 지표가 환자가 훨씬 더 빠른 속도로 성장하기 쉬운 것을 나타낸다면, 조정에는 협력적으로 더 빠른 신연 길이 증가 속도가 포함될 수 있다. 환자 데이터의 하나 이상의 지표가 환자가 훨씬 더 느린 속도로 성장하기 쉬운 것을 나타낸다면, 조정에는 협력적으로 더 느린 신연 길이 증가 속도가 포함될 수 있다.
단계(110)에서, 외부 제어 장치(5)는 선택된 성장 봉(10)에 조정 설정을 무선으로 송신한다. 예를 들어, 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)에 조정 방향 및 길이를 송신할 수 있다. 외부 제어 장치(5)가 또한 조정 속도(예를 들어, 분당 ㎜, 시간당 ㎜ 등)를 성장 봉(10)으로 송신할 수 있다.
단계(112)에서, 외부 제어 장치(5)가 하나 이상의 송신된 조정 설정에 따라 조정을 수행하기 위한 명령을 성장 봉(10)에 송신한다. 예를 들어, GUI(7)가 사용자가 조정을 시작하기 위해 누를 수 있는 버튼(9)(도 1)을 포함할 수 있다. 따라서, 외부 제어 장치(5)가 GUI(7)를 통해 사용자로부터 조정을 시작하기 위한 명령을 수신하며, 성장 봉(10)에 조정 설정에 따라 조정을 시작하기 위한 명령을 송신한다. 이어서, 성장 봉(10)이 성장 봉(10)의 모터(18)를 활성화하여 조정 설정에 따른 조정을 시작한다. 일부 실시예에서, 외부 제어 장치(5)가 조정이 완료되기 전에 조정을 정지 또는 일시 정지하기 위한 명령을 GUI(7)를 통해 사용자로부터 수신한다. 이러한 경우, 외부 제어 장치(5)는 성장 봉(10)에 모터(18)를 정지시키기 위한 명령을 송신한다. 사용자로부터의 조정을 일시 정지 또는 정지하기 위한 명령은 GUI(7) 상의 동일한 버튼(9)을 통해 또는 상이한 버튼(15)을 통해 수신될 수 있다. 예를 들어, 단일 버튼이 존재할 수 있으며, 사용자가 버튼을 누르면 조정이 시작된다. 그러나, 사용자가 버튼에서 손을 떼면 조정을 정지하거나 일시 정지하기 위한 명령이 송신된다. 버튼을 다시 누르면 조정이 다시 시작된다. 대안으로서, 조정을 시작/진행하며 정지/일시 정지하기 위해 별개의 버튼이 있을 수 있다.
더욱이, 외부 제어 장치(5)가, 시작을 위한 하나의 명령 및 정지를 위한 다른 하나의 명령 대신에, 성장 봉(10)이 완전한 조정의 일부를 수행할 것을 지시하는 일련의 명령을 설정 간격으로 송신할 수 있다. 명령 중 하나가 수신되지 않으면, 이어서, 성장 봉(10)은 상기 일부 조정을 수행하지 않고 그 일부 조정을 위한 명령을 대기한다. 예를 들어, 사용자가 버튼을 누르면 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)에 진행 명령을 계속 송신하지만, 사용자가 버튼을 누르지 않으면 외부 제어 장치(5)는 성장 봉(10)에 명령을 송신하지 않는다.
단계(114)에서, 외부 제어 장치(5)가 선택된 성장 봉(10)으로부터 조정 진행을 수신한다. 예를 들어, 일단 조정이 완료되면[예를 들어, 성장 봉(10)이 3 ㎜ 연장되면], 이어서, 조정 완료를 나타내는 메시지가 성장 봉(10)으로부터 외부 제어 장치(5)로 송신된다. 다른 예로서, 조정이 진행되는 동안, 성장 봉(10) 상의 또는 이와 연관된 센서(17)(도 1)(예를 들어, 자이로스코프, 힘 센서, 인코더 등)로부터의 센서 데이터가 성장 봉(10)으로부터 외부 제어 장치(5)로 송신될 수 있으며, 외부 제어 장치는 이어서 사용자가 접속할 수 있도록 GUI(7) 상에 센서 데이터를 표시할 수 있다. 대안으로서, 조정 설정이 길이 목표 대신 힘 목표를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조정 설정은 개시되면 센서(17)가 목표 힘이 달성되었다고 결정할 때까지 모터(18)가 성장 봉(10)의 길이를 증가시키도록 할 수 있다. 일부 경우에, 30 파운드(힘)의 목표 힘이 목표가 될 수 있다. 다른 경우에는, 목표 힘이 존재할 수 있지만 최대 길이 증가도 조정 설정에 포함될 수 있다. 따라서, 원하는 힘이 25 파운드(힘)이고 최대 길이 증가가 5 ㎜이면, 센서(17)에 의해 25 파운드가 감지되든지 5 ㎜의 증가에 도달하든지 어느 하나가 먼저 실현될 때까지 봉의 길이를 증가시키도록 조정 설정에 따라 모터(18)에 명령이 내려질 것이다. 다른 실시예에서는, 길이 또는 힘 대신에, 또는 길이 및/또는 힘과 함께, 추가의 양적 값이 선택될 수 있다. 예를 들어, 추가의 양적 값은 모터 온도, 모터 듀티 사이클 시간, 사용 가능한 배터리 용량/충전 레벨, 시계 시간, 코브 각도(예를 들어, 이식된 각도계에 의해 측정되는 경우) 또는 기타 매개 변수를 포함할 수 있다. 이어서, GUI(7)가 디스플레이(2) 상에 각각의 성장 봉(10)에 대한 조정의 진행 상황을 표시할 수 있다. GUI(7)는 성장 봉(10)의 현재 길이 및/또는 조정 동안의 성장 봉(10)의 전체 길이 변화 및/또는 마지막으로 측정된 신연력 및/또는 기타 관심 매개 변수를 표시할 수 있다.
도 2b는 성장 봉(10) 자체를 참조하여 그 관점으로부터 성장 봉(10)을 조정하기 위한 방법(200)을 예시하는 순서도이다. 단계(202)에서, 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)을 검출하도록 성장 봉(10)이 식별자(식별 정보)를 무선 방송한다. 성장 봉(10)은 전술한 바와 같이 임의의 무선 기술을 사용하여 식별자를 방송할 수 있다. 또한, 방송이 설정 간격(예를 들어, 100 밀리초)으로 일부 다른 방식을 사용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 외부 제어 장치(5)가 비활동 성장 봉(10)을 깨우기 위한 버튼(19)을 구비할 수 있으며, 사용자가 버튼(19)을 누르는 것에 응답하여 성장 봉(10)이 식별자를 방송할 것이다. 이어서, 외부 제어 장치(5)가 사용된 무선 프로토콜에 따라 성장 봉(10)과 통신을 설정한다[예를 들어, 블루투스가 사용되는 경우 장치가 성장 봉(10)과 페어링된다].
또한, 성장 봉(10)이 성장 봉(10)에 저장된 정보를 방송하거나 다른 방식으로 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 성장 봉(10)이 배터리 정보, 센서 상태, 메모리 사용량, 환자 식별자, 환자 체중, 환자 키, 환자 연령, 조정 이력 등을 전송할 수 있다.
단계(204)에서, 성장 봉이 외부 제어 장치(5)로부터 실행될 조정 설정을 수신한다. 위에서 논의된 바와 같이, 조정 설정은 방향 설정 및 길이 설정, 심지어 조정 속도 또는 평균 조정 속도를 포함할 수 있다. 성장 봉(10)은 이러한 조정 설정을 사용하여 모터(18)의 회전자를 어느 방향으로 회전시키며 얼마나 긴 주기 동안 회전을 계속할지를 결정한다. 조정 설정은 성장 봉(10) 자체의 데이터베이스에 저장될 수 있다.
단계(206)에서, 성장 봉(10)이 조정 설정(들)에 따른 조정을 수행하기 위한 명령을 수신하며, 단계(208)에서 조정 설정에 따른 조정을 수행하기 위해 모터(18)를 활성화한다. 예를 들어, 성장 봉(10)은 성장 봉(10)이 조정을 완료하거나 정지 명령을 수신할 때까지 계속 조정을 수행할 것이다. 다른 예로서, 성장 봉(10)은 명령을 수신하면 모터(18)를 활성화할 것이지만 완전한 조정 중 일부에 대해서만 가능하다. 성장 봉(10)이 다른 진행 명령을 수신하는 경우, 성장 봉(10)은 완전한 조정의 다른 일부를 완료할 것이다. 이것은 성장 봉(10)이 진행 명령을 수신하거나 조정이 완료되는 한 계속된다. 일부 경우에, 조정을 수행하기 위한 명령이 조정 설정을 시작하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 이 명령에 의해 모터(18)가 활성화된다. 이를 달성하기 위해 성장 봉(10)에 탑재된 제어부(27)(예를 들어, 마이크로 제어부)가 모터(18)를 직접 활성화할 수 있다. 제어부(27)는 명령을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 실행하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있다. 명령이 모터(18)를 활성화하거나, 모터(18)를 일시적으로 정지시키거나, 모터(18)를 정지시키거나, 모터(18)를 재활성화하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 조정을 수행하기 위한 명령이 조정 설정을 일시 정지하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 이 명령에 의해 모터(18)가 일시적으로 작동을 정지하게 된다. 일부 경우에, 조정을 수행하기 위한 명령이 조정 설정을 재개하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 이 명령에 의해 모터(18)가 재활성화된다. 일부 경우에, 조정을 수행하기 위한 명령이 조정 설정을 수신하도록 만든 장치가 아닌 다른 장치로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 조정 설정이 제1 태블릿 컴퓨터(예를 들어, iPAD® 등)로부터 수신될 수 있으며, 조정 설정을 수행하기 위한 명령이 제2 태블릿 컴퓨터 상에 수신될 수 있다. 대안으로서, 조정 설정이 태블릿 컴퓨터로부터 수신될 수 있으며, 조정 설정에 따른 조정을 수행하기 위한 명령이 스마트 폰에 의해 수신될 수 있다. 다른 경우에는 조정 설정과 조정 설정을 수행하기 위한 명령이 모두 동일한 장치로부터 수신된다. 양자가 다른 시간에 수신될 수 있으며, 또는 동시에 수신될 수 있다.
단계(210)에서, 성장 봉(10)이 외부 제어 장치(5)로 조정의 진행을 송신한다. 예를 들어, 일단 조정이 완료되면[예를 들어, 성장 봉(10)이 3 ㎜ 연장되면], 이어서, 조정 완료를 나타내는 메시지가 성장 봉(10)으로부터 외부 제어 장치(5)로 송신된다. 다른 예로서, 조정이 진행되는 동안, 센서 데이터(예를 들어, 자이로스코프, 힘 센서, 인코더 등)가 성장 봉(10)으로부터 외부 제어 장치(5)로 송신될 수 있으며, 외부 제어 장치는 이어서 사용자가 접속할 수 있도록 GUI(7) 상에 센서 데이터를 표시할 수 있다. 일부 경우에, 진행 상황이 조정 설정을 수신하게 된 바로 그 장치 및/또는 조정 설정을 수행하기 위한 명령을 수신하도록 만든 바로 그 장치로 전송될 수 있다. 일부 경우에, 진행 상황이 조정 설정 및 조정 설정을 수행하기 위한 명령을 수신하도록 만든 장치(들)와 상이한 장치로 전송될 수 있다. 이어서, 성장 봉(10)에서 수행된 조정의 진행 상황이 성장 봉(10)의 메모리(29)에 저장될 수 있다.
도 3a 내지 도 3f는 상기 방법(100, 200)과 관련된 GUI(7)의 스크린샷을 예시한다. 도 3a는 사용자가 성장 봉(10)에 무선으로 연결되는 것을 허용하도록 구성된 제1 스크린(300)의 스크린샷이다. 각각의 스크린/스크린샷의 임의의 버튼은 터치 감지 방식(예를 들어, 정전 방식, 저항성, 광학식, 표면 탄성파, 전자기)으로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 임의의 버튼이 스크린(300) 상에 시각적으로 나타내어지는지 여부와 관계없이 음성 인식 가능 제어부로 대체될 수 있다. 봉 스캔 버튼(302)은 사용자가 누를 수 있는 버튼으로서, 외부 제어 장치(5)가 식별 정보(예를 들어, 식별자)를 전송하는 성장 봉(10)을 검출할 수 있도록 구성된다. 발견된 임의의 성장 봉(10)은 식별자(306), 네트워크 주소(308)(또는 다른 무선 프로토콜용 식별자) 및 수신 신호 강도 표시자(RSSI)와 같은 신호 무결성 표시자(310)와 함께 목록(304)에 배치된다. 식별자(306)는 특정 모델 번호 및/또는 일련 번호를 포함할 수 있다. 사용자는 나열된 봉 중 하나 이상을 선택하고 봉 연결 버튼(312)을 눌러 선택된 성장 봉에 대한 연결을 수행할 수 있다. 일 예에서, 사용자는 목록의 단 하나의 성장 봉(10)을 선택하고 봉 연결 버튼(312)을 누름으로써 해당 봉으로의 연결을 수행한다. 단 하나의 성장 봉(10)이 도 3a의 목록(304)에 나열되어 있지만, 여러개의 성장 봉이 있을 수 있다. 일부 경우에, 목록(304)이 단일 환자로부터의 모든 성장 봉(10)을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 목록(304)이 실제로 단일 환자로부터의 성장 봉(10), 및 다른 환자, 예를 들어, 전송 범위 부근에 있는 동일 병원 내의 제2 환자로부터의 성장 봉(10)을 포함할 수 있다. 제1 스크린(300)이 또한 시간 스탬프 및 날짜 스탬프(309)를 포함할 수 있다.
도 3b는 외부 제어 장치(5)가 성장 봉(10)에 결합될 때 표시되도록 구성된 제2 스크린(313)을 예시하며, 스크린(313)은 봉 상태(314), 봉 조정(316), 조정 이력(318) 및 고급 옵션(320)에 대한 탭을 포함한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 봉 상태 탭(314)이 활성화되어, 결합된 성장 봉(10)의 상이한 양태(322) 및 연관된 환자 정보(324)에 대한 지표를 포함하는 제1 디스플레이(서브 스크린)(319)를 보여준다. 양태(322)는 CPU 배터리 상태(양호/불량/낮음),, 모션 배터리(예를 들어, 모터 배터리) 상태(양호/불량/낮음),, 센서 상태(활성/비활성/올바른 범위/클리핑 범위), 사용 가능한 메모리, 사용된 메모리, 또는 다른 작동 매개 변수를 포함할 수 있다. 환자 정보(324)는 환자 기록 번호, 환자 이름, 환자 체중, 환자 연령 또는 생년월일, 환자 키, 환자 앉은 키, 코브 각도, 리서 사인, 태너 단계, 초경 연령 또는 다른 매개 변수를 포함할 수 있다.
사용자가 봉 조정 탭(316)을 선택하면, 모든 이전 조정 값을 삭제하는 버튼(326)을 포함하는 도 3c에 도시된 디스플레이(서브 스크린)(321)가 나타난다. 또한, 조정 설정을 입력하기 위한 공간(328): 봉 선택(330), 압축(또는 신연)(332) 또는 신연(또는 길이 연장)(즉, 신연 방향)(334) 및 특정 길이 조정(336)이 있다. 양의 신연 방향(+Z)의 길이 변경은 신연 또는 길이 증가로서 설명될 수 있으며, 음의 신연 방향(-Z)의 길이 변경은 압축 또는 길이 감소로서 설명될 수 있다. 숫자 또는 문자 키(323)가 텍스트를 입력하는 데 사용될 수 있으며, 또는 음성 활성화 제어에 의해 사용자 명령으로부터 데이터가 자동으로 입력될 수 있다. 사용자가 조정 설정을 입력하고 부하 값 버튼(338)을 누르면, 조정 값이 선택된 성장 봉(10)으로 송신된다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 부하 값 버튼(338)이 눌려지면, 1 ㎜의 압축이 선택된 성장 봉(10)으로 송신될 것이다. GUI(7)의 디스플레이(2)에 "조정 완료(ADJUSTMENT COMPLETED)"와 같은 추가 메시지가 표시될 수 있다.
조정 설정이 로딩된 후, 사용자가 활성화 버튼(340)을 누를 수 있다. 사용자가 활성화 버튼(340)을 누르면, 성장 봉(10)이 모터(18)를 활성화시켜 조정 설정에 따른 조정을 수행한다. 일부 실시예에서, 활성화 버튼(340)은 "모션 버튼 유지(HOLD BUTTON FOR MOTION)"와 같은 사용자에게로의 시각(및/또는 청각) 명령을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 조정이 완료 전에 일시 정지될 수 있다. 활성화 버튼(340)이 활성 조건과 비활성 조건 사이를 왔다 갔다 하도록 구성될 수 있다. 대안으로서, 활성화 버튼이 접촉된 경우에만 활성화되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 활성화 버튼(340)에서 손을 떼면, 이어서, 사용자가 활성화 버튼(340)을 다시 누를 때까지 조정이 정지된다.
조정 진행 상황(342)이 도시되어 있다. 진행 상황(342)은 조정 동안 주기적으로 업데이트될 수 있다. 또한, 조정이 완료되면, 도 3d에 도시된 바와 같이 진행 상황이 업데이트된다. 진행 상황은 성공적으로 조정된 길이뿐만 아니라 센서(17)(예를 들어, 힘 센서, 응력계, 압전 요소 등)에 의해 현재 측정된 봉에 대한 힘(예를 들어, 압축력)을 포함할 수 있다.
도 3e는 조정 이력 탭(318)이 선택되는 경우의 디스플레이(서브 스크린)(325)를 보여준다. 조정 이력(331)에 대한 데이터는 성장 봉(10)에 저장되며, 예를 들어 GUI(7)의 디스플레이(2)에 표시하기 위해 외부 제어 장치(5)로 송신된다. 조정 이력(331)에 대한 데이터는 언제든지[예컨대, 연결 시에, 연결 전에, 조정 이력 탭(318)이 활성화될 때 등] 송신될 수 있다. 조정 이력(331)은 조정(신연, 압축) 또는 평가(스냅샷)의 날짜 또는 시간, 조정 유형(신연, 압축), 성장 봉(10)의 총 조정 수명에 대해 센서(17)에 의해 획득된 각각의 조정 길이 및 힘, 봉 위치, 생리적 각도(예를 들어, 코브 각도 또는 다른 각도), 환자 키, 환자 앉은 키, 환자 체중 또는 기타 인구 통계를 포함할 수 있다. 환자 데이터(327) 및 성장 봉 정보(329)가 디스플레이(서브 스크린)(325)에 나열된다. 도 3e에 도시된 바와 같이, 환자 데이터(327)는 이식 수술 당시의 환자 데이터를 나타내지만, 대안의 실시예에서는 환자 데이터(327)가 업데이트된 또는 현재의 환자 데이터를 나타낼 수 있다.
도 3f는 외부 제어 장치(5)가 하나 이상의 성장 봉(10)에 결합된 경우의 봉 조정 탭(316)을 예시한다. 사용자가 하나 이상의 성장 봉(10)(제1 번 봉, 제2 번 봉)에 대한 조정 설정을 제공할 수 있다. 또한, 사용자가 성장 봉(10)의 전부 또는 일부를 선택하여 동시에 또는 연속적으로 조정 설정을 송신하거나 조정할 수 있다. 일부 경우에, 다수의 성장 봉(10)(예를 들어, 2개의 봉)이 동시에 조정되도록 명령을 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 번 봉과 제2 번 봉이 각각 2 ㎜씩 증가될 수 있으며, 또는 제1 번 봉이 2 ㎜ 증가하는 반면 제2 번 봉은 3.5 ㎜ 증가할 수 있으며, 또는 제1 번 봉이 3 ㎜ 증가하는 반면 제2 번 봉은 1 ㎜ 감소할 수 있으며, 기타 등등이 가능할 수 있다. 다른 경우에는, 제1 번 봉이 2 ㎜ 증가할 수 있으며, 이후 제2 번 봉이 2 ㎜ 증가할 수 있다. 다른 경우에는, 제1 번 봉이 2 ㎜ 증가할 수 있으며, 이후 제2 번 봉이 2 ㎜ 증가할 수 있으며, 이후, 제1 번 봉의 센서(17)에서 설정된 힘 판독 값이 관찰될 때까지 제1 번 봉이 신연되며, 이후 제2 번 봉의 센서(17)에서 설정 힘이 관찰될 때까지 제2 번 봉이 신연된다. 제1 번 봉의 봉 선택(330) 박스가 선택되면(도 3f에 도시된 바와 같이), 활성화 버튼(340)이 제1 번 봉을 능동적으로 작동시키도록 구성된다. 제2 번 봉의 봉 선택(330) 박스가 선택되면, 활성화 버튼(340)이 제2 번 봉을 능동적으로 작동시키도록 구성된다.
도 4를 참조하면, 본 개시에 따른 하드웨어 데이터 처리 시스템(400)이 도시되어 있다. 데이터 처리 시스템(400)이 대칭형 멀티 프로세서(SMP) 시스템 또는 시스템 버스(430)에 연결된 복수의 프로세서(410)를 포함하는 다른 구성을 포함할 수 있다. 대안으로서, 단일 프로세서(410)가 사용될 수 있다. 임의의 프로세서(410)는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 또한 시스템 버스(430)에 로컬 메모리(420), 예를 들어 RAM 및/또는 ROM이 연결된다. I/O 버스 브리지(440)가 시스템 버스(430)를 I/O 버스(450)에 인터페이스한다. I/O 버스(450)가 하나 이상의 버스 및 저장부(460), 이동식 매체 저장부(470), 입력 및 출력 장치(480), 네트워크 어댑터(490), 다른 장치 또는 이들의 조합 등과 같은 대응하는 장치를 지원하도록 이용된다. 예를 들어, 네트워크 어댑터(490)는 데이터 처리 시스템(400)이 개인용 또는 공용 네트워크를 통해 다른 데이터 처리 시스템 또는 원격 프린터 또는 저장 장치와 통신할 수 있도록 하는 데 사용될 수 있다.
메모리(420), 저장부(460), 이동식 매체 저장부(470) 또는 이들의 조합은 선행 도면에서 설명되고 예시된 본 개시의 임의의 양태를 구현하기 위해 프로세서(들)(410)에 의해 실행되는 프로그램 코드를 저장하는 데 사용될 수 있다.
환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(500)이 도 5에 예시되어 있다. 시스템(500)은 척추 측만증(508)을 갖는 피험자(506) 내에 이식된 것으로 도시된 2개의 조정 가능한 임플란트(502, 504)를 포함한다. 조정 가능한 임플란트(502, 504)는 피험자(506)의 척추 측만증을 치료하기 위해 침습적으로 조정 가능하다. 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(512)를 갖는 외부 제어 장치(510)가 조정 가능한 임플란트(502, 504)의 조정을 비침습적으로 제어하도록 구성된다. 조정 가능한 임플란트(502, 504)는 제1 임플란트 부분(514, 516) 및 제2 임플란트 부분(518, 520)을 포함하며, 제2 임플란트 부분(518, 520)이 제1 임플란트 부분(514, 516)에 대해 비침습적으로 변위 가능하다. 조정 가능한 임플란트(502, 504)는 척추(508)에 대한 신연력을 유지하여 척추 측만증 치료를 계속하기 위해 미성숙 피험자(506)의 자연적인 성장과 함께 신연되도록 구성되는 이중 성장 봉을 포함한다. 제1 임플란트 부분(514, 516)은 척추경 나사, 후크 또는 다른 유형의 기구로 제1 척추체(522)에 고정된다. 제2 임플란트 부분(518, 520)은 척추경 나사, 후크 또는 다른 유형의 기구로 제2 척추체(524)에 고정된다. 2개의 조정 가능한 임플란트(502, 504)는 각각, 제1 임플란트 부분(514, 516)이 제2 임플란트 부분(518, 520)에 대해 변위 가능하도록 하며, 임플란트의 길이를 변경하며, 따라서 제1 척추체(522)와 제2 척추체(524)를 서로에 대해 이동시키도록 작동 가능한 모터(526, 528)[도 1의 모터(18)와 유사]를 포함한다.
외부 제어 장치(510)는 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰 등과 같은 스마트 장치, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 외부 제어 장치(510)는 도 1의 외부 제어 장치(5) 및 조정 가능한 임플란트(10)와 관련하여 설명된 유사한 방식으로 조정 가능한 임플란트(502, 504)와 양방향 통신[신호(530)]하도록 구성된다. GUI(512)는 도 3a 내지 도 3f와 관련하여 설명된 스크린(300, 313)을 실행하도록 구성된다. 손목 밴드를 포함하는 웨어러블 장치(532)가 환자의 사지 또는 심지어 부모, 가족 구성원, 친구 또는 건강 관리 전문가의 사지에 착용되도록 구성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 웨어러블 장치(532)는 피험자(506)의 오른쪽 손목에 고정되며 중개 장치로서 사용되도록 구성된다. 웨어러블 장치(532)는 제어부(534) 및 사용자 인터페이스(536)를 포함한다. 사용자 인터페이스(536)가 GUI를 포함할 수 있지만, 일부 실시예에서 사용자에 의해 조작되도록 구성된 하나 이상의 버튼만을 포함할 수 있다. 사용자는 웨어러블 장치(532)를 착용한 피험자(506)이거나 피험자(506) 외에 다른 사람일 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(532)는 피험자(506)와 상이한 및/또는 사용자와 상이한 누군가가 착용하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 웨어러블 장치(532)가 심지어 피험자(506)에 근접한 동반자 또는 장애인 보조 동물이 착용하는 조끼 또는 칼라를 포함할 수 있다. 외부 제어 장치(510)는 웨어러블 장치(532)와 양방향 통신[신호(538)]하도록 구성되며, 웨어러블 장치(532)는 조정 가능한 임플란트(502, 504)와 양방향 통신[신호(540)]하도록 구성된다. 외부 제어 장치(510)에 탑재된 송수신기(542)와 웨어러블 장치(532)에 탑재된 송수신기(544)가 이러한 통신을 가능하게 한다. 따라서, 웨어러블 장치(532)는 외부 제어 장치(510)와 조정 가능한 임플란트(502, 504) 사이에서 중개 장치의 역할을 할 수 있다.
일부 실시예에서, 웨어러블 장치(532)가 외부 제어 장치(510)의 GUI(512)의 동작의 일부 또는 전부를 수행하도록 구성되는 경우 사용자 인터페이스(536)가 마련된다. 일부 실시예에서, 웨어러블 장치(532)는 조정 가능한 임플란트(502, 504), 피험자(506) 및/또는 외부 제어 장치(510)로부터의 데이터를 저장하도록 구성되는 메모리(546)를 포함한다. 웨어러블 장치(532)가 손목 착용 장치로서 도 5에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 웨어러블 장치(532)가 피험자(506)의 임의의 부분에 착용되도록 구성될 수 있으며, 모자, 칼라, 의류 물품 또는 심지어 담요를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(532) 및 외부 제어 장치(510)는 재충전 가능한 배터리, 교체 가능한 배터리로 전력을 공급 받을 수 있으며, 전통적인 접촉 방법으로 또는 비접촉(예를 들어, 유도성) 방법으로 충전 가능할 수 있다. 웨어러블 장치(532) 및 외부 제어 장치(510)가 또한 전원 콘센트에 플러그 연결될 수 있다.
송수신기(542) 또는 다른 송수신기에 의해 외부 제어 장치(510)가 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)과 양방향 통신[신호(548)]하도록 구성된다. 조정 가능한 임플란트(502, 504)로부터의 데이터가 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)으로 전송될 수 있으며, 나중에 사용하기 위해 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)에 저장될 수 있다. 또한, 조정 가능한 임플란트(502, 504)의 작동에 유용한 정보가 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)에 저장될 수 있으며, 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)으로부터 외부 제어 장치(510)에 의해 획득될 수 있다. 이 정보는 조정 가능한 임플란트(502, 504)의 작동에 영향을 미치는 새로운 조정 설정 또는 작동 코드 또는 상수를 포함할 수 있다. 디스플레이(554) 및 사용자 인터페이스(556)를 구비한 컴퓨터(552)가, 예를 들어 의사의 사무실에 원거리로 위치하며, 또한 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)과 양방향 통신[신호(558)]하도록 구성된다. 따라서, 피험자(506)의 치료를 제어하는 의사가 하나 이상의 새로운 조정 설정을 생성하고 컴퓨터(552)의 송신기(560)를 통해 새로운 조정 설정을 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)에 전송함으로써 피험자(506)에 대한 처방을 언제든지 변경할 수 있다. 처방은 의사에 의해 언제든지 원격으로 변경될 수 있다. 의사 및 피험자(506)[또는 부모, 친구 또는 가족과 같은 피험자(506)를 담당하는 사람]는 각각, 이들이 피험자(506)의 치료와 관련된 컴퓨팅 시스템(550)에 탑재된 데이터에 접근할 수 있도록 하는 특정 암호 또는 기타 입력 코드 또는 프로세스를 가질 수 있다. 따라서, 이 보안 기능을 통해 의사 또는 다른 의료진이 사무실 또는 다른 원격 위치에서 피험자(506)의 조정 가능한 임플란트(502, 504)의 최신 상태를 평가할 수 있으며, 외부 제어 장치(510)에 의해 수신될 수 있는 피험자(506)의 치료를 임의로 변경할 수 있다. 보안 코드는 사용자가 촉각 또는 음성으로 입력할 수 있다. 지문 ID(촉각, 광학, 기타), 눈 ID(홍채 식별, 망막 스캔), 기타 생물학적 또는 생리학적 식별자 또는 이식된 칩(피험자 및/또는 사용자 중의)과 같이 코드 입력이 필요하지 않은 다른 보안 입력 특징부가 채용될 수 있다. 추가적으로, 의사 또는 기타 의료진이 환자가 계획된 치료를 준수하고 있는지 여부에 대한 보고서를 받을 수 있다. 데이터는 제공자의 본사나 위치와 같은 추가 위치, 또는 의료 보험 회사와 같은 지불인에게 자발적으로 또는 자동으로 송신될 수 있다.
데이터는 임의의 위치에서 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)으로 이동하기 전에 암호화될 수 있다. 일부 실시예에서, 송수신기(544)를 통해 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)과 웨어러블 장치(532) 사이에 직접 양방향 통신이 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 송수신기(21)를 통해 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)과 조정 가능한 임플란트(502, 504) 사이에 직접 양방향 통신이 존재할 수 있다. 언급된 모든 위치에 메모리가 존재하기 때문에 데이터는 조정 가능한 임플란트(502, 504), 웨어러블 장치(532), 외부 제어 장치(510), 클라우드 컴퓨팅 시스템(550) 또는 컴퓨터(552), 또는 의사의 사무실 또는 진료실의 다른 컴퓨터 중 어느 하나에 저장될 수 있다. 일부 경우에, 조정 가능한 임플란트(502, 504)의 활성화의 실시간 조정이 의사 사무실의 컴퓨터(552)에서 원격으로 제어될 수 있다. 의사 또는 의료진이 원격 조정 동안 피험자(506) 또는 피험자(506)를 담당하는 누군가와 전화로 통신하는 것을 선택할 수 있지만, 다른 실시예에서는 컴퓨터(552) 또는 의사 사무실의 그리고 외부 제어 장치(510) 또는 웨어러블 장치(532)의 스피커/마이크 시스템이 전화기의 사용을 배제시킬 수 있다. 따라서, 외부 제어 장치(510) 또는 웨어러블 장치(532) 자체가 자체 전화 번호가 있는 스마트 폰일 수 있다. 표준 조정 설정에는 일별, 주별, 월별 또는 연간 조정 횟수와 조정당 조정 길이가 포함될 수 있다. 조정당 길이 또는 시간당 조정 횟수는 시간이 지남에 따라 증가 또는 감소하도록 자동으로 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1, 500)이 인공 지능(AI)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2b의 방법(200)의 단계(210)에서는, 성장 봉(10)이 조정 진행 상황을 외부 제어 장치(5)로 송신하며, 도 2a의 방법(100)의 단계(114)에서는, 외부 제어 장치(5)가 선택된 성장 봉(10)으로부터 조정 진행 상황을 수신한다. 이러한 단계 중 하나를 따라, 데이터가 인공 지능(AI)에 의해 조작되어 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1, 500)의 작동을 수정, 변경, 조정 또는 재구성할 수 있다. 예를 들어, 데이터가 수정 조정 설정의 생성을 적어도 부분적으로 포함하도록 인공 지능(AI)에 의해 조작될 수 있다. 수정 조정 설정이 증가된 또는 감소된 신연 또는 압축 길이, 증가된 또는 감소된 신연률 또는 압축률(종속도), 또는 증가된 또는 감소된 목표 힘 측정을 가질 수 있다. 수정 값은 이전 조정 설정을 사용하여 이전에 완료된 조정의 응답 계수를 고려하는 소프트웨어 알고리즘을 통해 AI에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 신연 길이 변화 대 센서(17)에 의한 힘 측정의 비율이 후속 신연 길이를 확대 또는 축소할지 여부를 결정하기 위해 AI에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 모든 후속 산출 목표 신연 길이에 1.1의 추가 계수를 곱하여 확대시키거나, 0.9를 곱하여 축소시키거나, 1.2를 곱하여 확대시키거나, 0.8을 곱하여 축소시킬 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 시간당 조정 횟수가 증가 또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 이전 조정에서의 신연 길이 변화 대 센서(17)에 의한 힘 측정의 비율에 기초하여, AI가 이전 8개월에 걸쳐 각각 2 ㎜로 5번 길이가 증가된 것을 동일하게 8개월에 걸쳐 각각 1 ㎜로 10번 길이가 증가되는 것으로 나눌 수 있다. AI가 또한, 조정 후 측정된 척추 측만 곡선의 코브 각도 또는 조정 전부터 조정 후까지의 코브 각도 변화와 같은 다른 데이터를 통합할 수 있다. AI는 또한 피험자의 연령, 키 또는 앉은 키, 또는 리서 사인과 같은 다른 성숙도 요소를 통합하여 수정 조정 설정을 조정하기 위한 방법을 자동으로 산출할 수 있다. 성장 봉/조정 가능한 임플란트(10, 502, 504)에 의한 이식 및 치료 기간 전체에 걸쳐 조정 설정이 수정될 수 있도록 하는 기계 학습을 제공하는 알고리즘에 통계가 삽입될 수 있다. 의사가 조정 설정의 각각의 AI 또는 머신 러닝 파생 변경에 대해 의사의 승인이 필요하거나 승인이 필요하지 않도록 제어 수준을 조정할 수 있다. 의사는 원할 경우 조정 설정의 각각의 수정에 대해 의사의 승인이 필요한 치료를 시작하고, 이어서 허용 가능한 치료의 충분한 시간 후에 승인 요구 사항을 제거하여 소프트웨어가 자동으로 또는 자율적으로 변경하도록 허용할 수 있을 것이다. 따라서, 성장 봉/조정 가능한 임플란트(10, 502, 504)가 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)으로부터의 제어를 통해 자동으로 조정되도록 구성 가능할 수 있다.
도 5로 돌아가면, 조정 가능한 임플란트(502, 504)와 하나 이상의 임의의 제어 장치(510, 532, 552)의 사이에 피드백 루프가 생성될 수 있어, 측정 힘의 변화 또는 시간에 대한 측정 힘의 변화에 기초하여 새로운 조정 설정이 자동으로 생성된다. 데이터가 하나 이상의 조정 가능한 임플란트(502, 504)에서 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)으로 이동함에 따라 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)에 저장된 알고리즘에 의해 피드백 루프가 촉발될 수 있다. 클라우드 컴퓨팅 시스템(550)을 통해 양방향으로 이동하는 데이터는 병원 데이터 플랫폼 또는 전자 건강 기록에 대한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 이용할 수 있다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 개시의 양태는 시스템, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시의 양태는 일반적으로 본 명세서에서는 "회로", "모듈" 또는 "시스템"으로 일컬어질 수 있는 완전히 하드웨어 기반의 실시예, 완전히 소프트웨어 기반의 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로 코드 등을 포함), 또는 소프트웨어와 하드웨어 양태를 결합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 또한, 본 개시의 양태가 판독 가능 프로그램 코드가 채용된 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(들)에 채용된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체(들)의 임의의 조합이 이용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체가 컴퓨터 판독 가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 예를 들어 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 장비 또는 기구, 또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 보다 구체적인 예(비배타적인 목록)는 다음을 포함한다: 하나 이상의 전선을 구비한 전기 접속부, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 엑세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 소거 가능한 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EPROM), 플래시 메모리, 광섬유, 휴대용 컴팩트 디스크 읽기 전용 메모리(CD-ROM), 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, 또는 이들의 적절한 조합. 분 문서의 맥락에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 기구에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 유형의 매체일 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 전파 신호를 포함하지 않는다.
컴퓨터 판독 가능 신호 매체는, 예를 들어, 기저 대역에서 또는 반송파의 일부로서 내부에 구현된 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드와 함께 전파된 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전파 신호는 전자기, 광학 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태 중 임의의 것을 취할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 아니며 명령어 실행 시스템, 장치 또는 기구에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위해 프로그램을 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체 상에 구현된 프로그램 코드는 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 매체를 사용하여 전송될 수 있다.
본 개시의 양태에 대한 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 자바, 스몰 토크, C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍(OOP) 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어와 같은 기존의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 작성될 수 있다. 프로그램 코드는, 전체적으로 사용자의 컴퓨터에서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터에서, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 부분적으로는 사용자의 컴퓨터에서 그리고 부분적으로는 원격 컴퓨터에서 또는 전체적으로 원격 컴퓨터나 서버에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서 원격 컴퓨터는 근거리 통신망(LAN) 또는 광역 통신망(WAN)을 포함한 모든 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있으며, 또는 외부 컴퓨터(예를 들어, 네트워크 서비스 공급자를 사용하는 네트워크를 통해)에 대한 연결이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 설명된 본 개시의 실시예에서 시스템의 임의의 구성요소가 클라우드 컴퓨팅 시스템과 통신하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 양태가 본 개시의 실시예에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 순서도의 예시 및/또는 블록도를 참조하여 본 명세서에 설명된다. 순서도 예시 및/또는 블록도의 각각의 블록 및 순서도 예시 및/또는 블록도의 블록의 조합이 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어는 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공되어 기계를 생성할 수 있어, 컴퓨터의 프로세서 또는 기타 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치를 통해 실행되는 명령어가 순서도 및/또는 블록도의 블록(들)에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 수단을 생성한다.
이러한 컴퓨터 프로그램 명령어는 또한 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 또는 다른 장치가 특정 방식으로 기능하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있어, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령어가 순서도 및/또는 블록도의 블록(들)에 지정된 기능/동작을 구현하는 명령어를 포함하는 제조 물품을 생성한다.
컴퓨터 프로그램 명령어는 또한, 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 또는 다른 장치에 로딩되어 일련의 작동 단계가 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 장치 또는 기구에서 수행되어 컴퓨터 구현 프로세스를 생성할 수 있어, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치에서 실행되는 명령어가 순서도 및/또는 블록도의 블록(들)에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 프로세스를 제공한다.
도면의 순서도 및 블록도는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 순서도 또는 블록도의 각각의 블록은 지정된 논리적 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 일부 대안의 구현에서, 블록에 언급된 기능이 도면에 언급된 순서와 다르게 발생할 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 2개의 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 실행될 수 있으며, 또는 관련된 기능에 따라 블록이 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 또한, 블록도 및/또는 순서도의 각각의 블록과 블록도 및/또는 순서도 예시의 블록 조합이 지정된 기능 또는 동작 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령어의 조합을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템에 의해 구현될 수 있다.
모터를 포함하는 조정 가능한 임플란트가 일반적으로 이전 실시예에서 제시되었다. 모터(8, 526, 528)는 브러시형 또는 브러시리스 모터, DC 모터, 스테퍼 모터, 서보 모터, 선형 모터와 같은 전기 모터, 또는 관성 모터, 공진 모터 또는 피에조 워크 구동부를 포함하는 초음파 또는 피에조 모터를 포함할 수 있다. 도 6 내지 도 9는 4개의 다른 실시예를 개략적으로 예시한다. 도 6은 제1 임플란트 부분(1302) 및 제2 임플란트 부분(1304)을 구비한 조정 가능한 임플란트(1306)를 포함하는 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1300)을 예시하며, 제2 임플란트 부분(1304)이 제1 임플란트 부분(1302)에 대해 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1302)이 환자(191) 내부의 제1 뼈 부분(197)에 고정되며 제2 임플란트 부분(1304)이 제2 뼈 부분(199)에 고정된다. 회전 가능한 자석(1308)이 제1 임플란트 부분(1302) 및 제2 임플란트 부분(1304)이 서로에 대해 변위되도록 작동 가능하다. 외부 제어 장치(1310)가 조작자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1312), 디스플레이(1314) 및 송신기(1316)를 구비한다. 송신기(1316)는 환자(191)의 피부(195)를 통해 변화하는 자기장(1318)을 생성하여 자석(1308)이 회전하도록 하여 내부 구동 트레인(예를 들어, 리드 스크류)을 구동시키며, 이에 의해 제1 임플란트 부분(1302)과 제2 임플란트 부분(1304)이 서로에 대해 변위된다. 송신기(1316)가 하나 이상의 전자기 코일을 포함할 수 있지만, 대안의 실시예에서는, 하나 이상의 회전하는 영구 자석을 포함할 수 있다. 송수신기(1320)가 와이어(1322)에 의해 조정 가능한 임플란트(1306)에 결합될 수 있으며, 외부 제어 장치(1310)와 조정 가능한 임플란트(1306)의 사이에서 양방향으로 정보를 전송하기 위해 외부 제어 장치(1310)와 통신하도록 구성될 수 있다. 회전 가능한 자석(1308) 또는 외부 제어 장치(1310)의 대안의 회전하는 영구 자석(들)은 방사상으로 극이 형성된 원통형 자석을 포함할 수 있다.
도 7은 제1 임플란트 부분(1402) 및 제2 임플란트 부분(1404)을 구비한 조정 가능한 임플란트(1406)를 포함하는 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1400)을 예시하며, 제2 임플란트 부분(1404)이 제1 임플란트 부분(1402)에 대해 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1402)이 환자(191) 내부의 제1 뼈 부분(197)에 고정되며 제2 임플란트 부분(1404)이 제2 뼈 부분(199)에 고정된다. 초음파 모터(1408)가 제1 임플란트 부분(1402) 및 제2 임플란트 부분(1404)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 외부 제어 장치(1410)가 조작자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1412), 디스플레이(1414) 및 환자(191)의 피부(195)에 결합되는 초음파 변환기(1416)를 구비한다. 초음파 변환기(1416)는 환자(191)의 피부(195)를 통과하는 초음파(1418)를 생성하며 초음파 모터(1408)를 작동시킨다.
도 8은 제1 임플란트 부분(1702) 및 제2 임플란트 부분(1704)을 구비한 조정 가능한 임플란트(1706)를 포함하는 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1700)을 예시하며, 제2 임플란트 부분(1704)이 제1 임플란트 부분(1702)에 대해 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1702)이 환자(191) 내부의 제1 뼈 부분(197)에 고정되며 제2 임플란트 부분(1704)이 제2 뼈 부분(199)에 고정된다. 형상 기억 액추에이터(1708)가 제1 임플란트 부분(1702) 및 제2 임플란트 부분(1704)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 외부 제어 장치(1710)가 조작자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1712), 디스플레이(1714) 및 송신기(1716)를 구비한다. 송신기(1716)가 환자(191)의 피부(195)를 통해 이식된 수신기(1720)로 제어 신호(1718)를 송신한다. 이식된 수신기(1720)는 전도체(1722)를 통해 형상 기억 액추에이터(1708)와 통신한다. 형상 기억 액추에이터(1708)는 이식 가능한 배터리에 의해 전력을 공급 받을 수 있으며, 또는 유도 결합에 의해 전력을 공급 받거나 충전될 수 있다.
도 9는 제1 임플란트 부분(1802) 및 제2 임플란트 부분(1804)을 구비한 조정 가능한 임플란트(1806)를 포함하는 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템(1800)을 예시하며, 제2 임플란트 부분(1804)이 제1 임플란트 부분(1802)에 대해 비침습적으로 변위 가능하다. 제1 임플란트 부분(1802)이 환자(191) 내부의 제1 뼈 부분(197)에 고정되며 제2 임플란트 부분(1804)이 제2 뼈 부분(199)에 고정된다. 유압식 펌프(1808)가 제1 임플란트 부분(1802) 및 제2 임플란트 부분(1804)이 서로에 대해 변위되게 하도록 작동 가능하다. 외부 제어 장치(1810)가 조작자에 의한 입력을 위한 제어 패널(1812), 디스플레이(1814) 및 송신기(1816)를 구비한다. 송신기(1816)가 환자(191)의 피부(195)를 통해 이식된 수신기(1820)로 제어 신호(1818)를 송신한다. 이식된 수신기(1820)는 전도체(1822)를 통해 유압식 펌프(1808)와 통신한다. 유압식 펌프(1808)는 이식 가능한 배터리에 의해 전력을 공급 받을 수 있으며, 또는 유도 결합에 의해 전력을 공급 받거나 충전될 수 있다. 대안으로서, 유압 펌프(1808)가 공압 펌프로 대체될 수 있다.
환자의 조직을 조정하기 위한 임의의 시스템(1300, 1400, 1700, 1800)에서 수신기(1720, 1820)는 송수신기를 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1320) 또는 수신기(1720, 1820)는 조정 가능한 임플란트(1306, 1406, 1706, 1806)의 외부에 있을 수 있거나, 조정 가능한 임플란트(1306, 1406, 1706, 1806) 상에 또는 그 내부에 위치할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예와 같은 조정 가능한 임플란트를 포함하는 시스템은 조기 발병 척추 측만증, 청소년 특발성 척추 측만증, 사지 길이 불일치, 두개악안면 변형, ACL과 같은 인대 또는 사시 환자의 안구 근육과 같은 근육 또는 회전근개와 같은 힘줄 및 근육의 조정을 포함한 연조직의 조임 또는 연조직 이완을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 질병을 치료하는 데 사용될 수 있다. 상이한 뼈 또는 뼈의 일부가 본 명세서에 설명된 시스템을 사용하여 길이가 증가되거나, 길이가 감소되거나, 신연되거나, 압축되거나, 만곡되거나, 만곡되지 않거나, 회전되거나, 변형되거나, 다른 방식으로 모양이 바뀌거나, 방향이 바뀌거나, 재형성될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 조정 가능한 임플란트(700)가 환자의 뼈(704)의 골수 공간(714)에 완전히 이식 가능하다. 조정 가능한 임플란트(700)는 자연 골절 또는 의도적 절골(709)에 의해 분리된 제1 부분(705) 및 제2 부분(707)을 갖는 대퇴골에 이식되는 것으로 도시되어 있다. 조정 가능한 임플란트(700)는 내부에 장착된 전원(730), 내부에 장착된 전자 제어/통신 조립체(732)(예를 들어, 제어부 및 송수신기), 모터(734), 구동 나사(724)를 구동시키는 기어 트레인(735)을 포함하여 조정 가능한 임플란트(700)의 제2 단부(713)에 대해 제1 단부(711)를 종방향으로 병진 이동시킨다. 2개의 단부(711, 713)는 조정 가능한 임플란트(700)를 뼈(704)의 제2 부분(707)과 제1 부분(705)에 고정하기 위해 핀 또는 나사(718, 720)가 배치될 수 있는 횡방향 홀(737, 739)을 포함한다. 제어 속도(예를 들어, 하루에 1 ㎜ 또는 8시간마다 1/3 ㎜)로 신연시킴으로써, 신연 과정이 발생하는 동안 및 신연 과정이 완료된 후 절골(709)에서 뼈가 성장될 수 있다. 신연 과정이 완료된 후, 뼈(704)(대퇴골)의 치유 및 응고 과정을 잠재적으로 가속화하기 위해 필요하다면 조정 가능한 임플란트(700)가 뼈(704)의 제1 부분(705) 및 제2 부분(707)을 함께 압축하는 데 사용될 수 있다.
제1 부분(752) 및 제2 부분(724)을 구비한 조정 가능한 임플란트(750)는 골절 또는 의도적 절골(762)에 의해 분리된 제1 부분(758) 및 제2 부분(760)을 구비한 경골(756)의 길이를 조정하도록 구성된다. 비골(764) 또한 골절 또는 고의적 절골(770)이 있는 제1 부분(766)과 제2 부분(768)으로 구분될 수 있다. 조정 가능한 임플란트(750)는 경골(756)의 외부 부분에 부착되도록 구성된 하나 이상의 플레이트(772)에 부착될 수 있으며, 핀 또는 나사(774)에 의해 경골(756)에 고정될 수 있다. 조정 가능한 임플란트(750)는 본 명세서에 설명된 조정 가능한 임플란트의 다른 실시예의 작동 및 임의의 내부 구성요소를 포함할 수 있다. 제어 속도(예를 들어, 하루에 1 ㎜ 또는 8시간마다 1/3 ㎜)로 신연시킴으로써, 신연 과정이 발생하는 동안 및 신연 과정이 완료된 후 절골(들)(765, 770)에서 뼈가 성장될 수 있다. 신연 과정이 완료된 후, 경골(756)의 치유 및 응고 과정을 잠재적으로 가속화하기 위해 필요하다면 조정 가능한 임플란트(750)가 경골(756)의 제1 부분(758) 및 제2 부분(760)을 함께 압축하는 데 사용될 수 있다.
도 12 및 도 13은 뼈의 각도 또는 곡률을 조정하기 위해 쐐기형 절골과 함께 조정 가능한 임플란트를 사용하는 것을 예시한다. 도 12는 이러한 뼈의 자연적 형태로부터 벗어난 곡률을 나타내는 우측 대퇴골(600)의 정면도를 개략적으로 보여준다. 곡률은 선천성 질환 또는 다른 조건으로 인한 것일 수 있다. 파선(601, 602)은 쐐기형 절골을 형성하기 위해 톱질 또는 다른 방법에 의해 뼈가 어떻게 골절될 수 있는지를 나타낸다. 일 예에서, 뼈의 쐐기 형상의 부분이 제거되고 뼈가 섹션으로, 여기서는 3개의 섹션으로 분할된다. 도 13은 대퇴골(603)의 이러한 3개의 섹션이 원하는 방향, 즉 더 곧은 뼈로 재배치되는 방법을 보여준다. 이어서, 골절 구역(604, 605)이 뼈 제거로 인한 길이 손실을 보상하기 위해 성장 구역으로서 사용된다. 이어서, 조정 가능한 임플란트(606, 607)가 앵커(핀, 나사 등)를 통해 상기 섹션에 부착되어 그 위치가 보장된다. 대퇴골(603)의 일측에서 대퇴골(603)의 타측에서와 상이한 속도로 길이가 길어짐으로써, 조정 가능한 임플란트(606, 607)가 2개의 상이한 횡방향 축선을 따라 모멘트를 인가하거나 뼈를 회전시킬 수 있어, 이에 따라 신연성 골 형성에 의해 대퇴골(603)을 곧게 펴준다. 다른 경우에는, 유사하지만 반대의 방법으로, 바람직하지 않게 곧은 뼈가 그 곡률이 증가되도록 될 수 있다. 화살표는, 예를 들어, 상기 부분의 각도 또는 배향을 조정함으로써 뼈의 부분이 서로에 대해 조정될 수 있음을 개략적으로 예시한다. 다른 실시예에 따르면, 2개 이상의 고정 장치가 뼈의 피질 부분과 정합하도록 되어 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 2개 이상의 고정 장치가 골수 공간 내부로부터 뼈와 정합하도록 되어 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 2개의 고정 장치는 핀, 나사, 접착제, 미늘 구조, 톱니 구조, 확장 가능한 요소, 이들의 조합 또는 다른 기계적 연결 부재로부터 선택된다. 추가 실시예에 따르면, 조정 장치에 의해 가해지는 힘은 뼈의 길이를 연장하는 종방향 힘이다. 일 실시예에 따르면, 조정 장치에 의해 가해지는 상기 힘은 골수 공간의 단부 부분으로 보내진다. 일 실시예에 따르면, 조정 장치에 의해 가해지는 힘은 뼈의 각도 또는 곡률을 조정하는 종방향 힘이다. 일 실시예에 따르면, 장치에 의해 가해지는 상기 힘은 또한 뼈에 적어도 약간의 토크를 가하여 그 종축선을 따라 뼈의 비틀림을 조정한다.
관련된 실시예가 변형 뼈(600)가 2개의 위치(601, 602)에서 절단되며, 각각의 절단부가 바람직하게는 뼈를 곧게 펴기 위해 쐐기 형상이며 조정 가능한 임플란트(610, 620)가 골수 공간에 삽입되는 도 14 및 도 15에 예시되어 있다. 유사하게, 도 13에서와 같이, 화살표는 뼈의 부분이, 예를 들어, 상기 부분의 각도 또는 배향을 조정함으로써 서로에 대해 조정될 수 있음을 개략적으로 예시한다. 또 다른 실시예에 따르면, 장치에 의해 가해지는 힘이 뼈에 토크를 가하여 그 종축선을 따라 뼈의 비틀림을 조정한다. 이러한 실시예가, 뼈(600)가 점선(630)을 따라 그리고 선택적으로 631로 예시된 하나 이상의 선을 따라 절단되는, 도 16 및 도 17에 예시되어 있다. 하나 이상의 조정 가능한 임플란트(640, 650)가 골수 공간 내로 삽입된다. 화살표는 뼈의 한 부분 또는 여러 부분이 뼈의 관절 또는 일 섹션에 대해 조정, 예를 들어 회전될 수 있음을 나타낸다. 본 명세서에 제시된 임의의 실시예와 자유롭게 결합 가능한 또 다른 실시예에 따르면, 상기 장치는 골수 공간으로의 도입을 허용하도록 유연하다. 임의의 조정 가능한 임플란트(700, 750, 606, 607, 610, 620)는 본 명세서에 더 자세히 설명된 조정 가능한 임플란트(10, 502, 504)의 모든 요소 중 일부를 포함할 수 있으며, 본 명세서에 설명된 시스템(1, 500)과 함께 사용되며 제어될 수 있다. 조정 가능한 임플란트(640, 650)는, 모든 용도로 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 인용된, 2014년 5월 6일에 허여된 "System and Method for Altering Rotational Alignment of Bone Sections"을 명칭으로 하는 미국 특허 제8,715,282호에 설명된 골수내 회전 보정 장치의 전동 버전(내부 자석 대신 내부 모터를 가짐)인 것으로 고려된다.
도 18은 두개골 안면 해부학 구조를 조정하기 위해 형성되는 여러개의 절골(782)을 갖는 두개골(780)을 예시한다. 여러개의 조정 가능한 임플란트(784)가 절골(782)의 양측 상의 뼈의 서로 다른 2개의 인접한 부분에 고정되었다. 조정 가능한 임플란트(784)는 본 명세서에 더 상세히 설명된 조정 가능한 임플란트(10, 502, 504)의 모든 요소 중 일부를 포함할 수 있으며, 본 명세서에 설명된 시스템(1, 500)과 함께 사용되며 제어될 수 있다. 조정 가능한 임플란트(784)는 신연 골 형성을 사용하여 얼굴 영역의 형태 및 크기를 재형성하기 위해 두개골 안면 뼈의 상이한 부분을 신연시키거나 수축시키도록 구성된다. 이러한 재형상화에는 소악증 환자의 턱(하악) 연장이 포함될 수 있다.
본 명세서에 설명된 조정 가능한 임플란트(10, 502, 504) 및 이들을 조정하기 위한 시스템(1, 500)은 또한 이전에 설명된 바와 같이 연조직을 조정하도록 구성될 수 있다. 도 19에서, 견갑 상완(어깨) 관절(852)이 도시되어 있으며, 회전근개(854) 및 크기가 더 큰 결절(862) 및 상완골두(864)를 갖는 상완골(860)을 포함한다. 조정 가능한 봉합사 앵커(800)는 제1 단부(802) 및 제2 단부(804)를 구비한다. 봉합사(816)의 루프는 외부 부분(871) 및 내부 부분(872)의 힘줄(850)[근육(851) 연결]로부터 연장된다. 봉합사(816)가 미끄러질 수 있는 터널(874)이 힘줄(850)에 만들어지므로, A 지점에서 B 지점, C 지점까지 연장되는 봉합사(816)의 루프의 길이가 조정될 수 있으며, 따라서 봉합사(816)가 힘줄(850)을 유지하는 장력을 조정할 수 있다. 생체 적합성 재료의 패드(876)가 봉합사(816)가 그 위로 미끄러지면서 힘줄에 손상을 미치는 것을 최소화하기 위해 봉합사(816)의 아래에 배치된다. 조정 가능한 봉합사 앵커(800)의 제1 단부(802)는 나사산 부분(812) 및 외부 원주 홈(878)을 포함하며, 홈의 둘레를 봉합사(816)의 외부 부분(871)이 감싸며 및/또는 묶을 수 있다. 조정 가능한 봉합사 앵커(800)의 제2 단부(804)는 그 삽입을 돕는 테이퍼형 선단(808)을 갖는다. 조정 가능한 봉합사 앵커(800)의 하우징(810)의 종방향 공동(836) 내부에 모터(841)가 고정되며, 모터(841)는 회전 샤프트(880)를 회전시키도록 구성된다. 스풀(822)이 샤프트(880)에 고정되어 샤프트(880)가 회전하면 스풀(822)도 회전한다. 시일 또는 다이어프램(852)이 하우징(810)의 측벽에 있는 구멍(882)의 내부에 탑재되어, 종방향 공동(836)의 내용물이 체액으로부터 보호된 채로 유지되는 상태로 봉합사(816)의 루프의 내부 부분(872)이 조정 가능한 봉합사 앵커(800)의 하우징(810)의 내외로 이동할 수 있다.
이식 동안, C 지점에서 A 지점을 향해 연장되는 제1 홀(866)을 포함하는 2개의 파일럿 홀이 피질 뼈(856) 및 해면 뼈(858)를 통해 천공된다. 제1 홀(866)은 심지어 추가 포켓(868)을 생성하기 위해 연장될 수 있다. 제2 홀(870)은 B 지점에서 A 지점을 향해(그리고 바로 지나서) 연장된다. 파지 공구가 홀(870)을 통해 배치되며, 봉합사 삽입 공구가 제1 홀(866)을 통해 봉합사(816)의 외부 부분(871)의 단부를 삽입한다. 파지 공구가 봉합사(816)를 파지하여 봉합사를 제2 홀(870)을 통해 밖으로 잡아 당긴다. 이어서, 조정 가능한 봉합사 앵커가 제1 홀(866)의 내부에 삽입되어 고정되며, 키가 형성된 공동(814)에 삽입된 구동 공구로 조여진다. 하우징은 구멍(882)이 제2 홀(870)을 향하는 방향으로 연장되도록 배향될 수 있다. 봉합사(816)의 외부 부분(871)이 이제 힘줄(850)의 터널(874)을 통해 배치된 다음, 외부 원주 홈(87)의 주위를 감싸며 및/또는 묶여, 이에 따라 봉합사(816)의 루프를 폐쇄한다. 봉합사(816)의 장력을 조정하기 위해, 시스템(1, 500)이 작동되어 모터(841)가 회전되며 샤프트(880) 및 스풀(822)이 봉합사(816)의 그리고 이에 따라 힘줄(850)의 장력을 조여준다. 모터(841)는 봉합사(816) 및 힘줄(850)의 장력을 풀기 위해 반대 회전 방향으로 작동될 수 있다.
도 20은 상완골(860)의 더 큰 결절(862)에 홀(884)을 생성하기 위한 대안의 기하학적 구조를 예시한다. 조정 가능한 구성요소(922)를 구비한 조정 가능한 봉합사 앵커(900)가 홀(884)에 이식되며, 회전근개(854)의 힘줄(850)에 부착되는 봉합사(916)의 장력을 조정할 수 있다. 홀(884)이 상완골(860)의 축선과 평행하며, 따라서 더 긴 길이의 조절 가능한 봉합사 앵커(900)가 이용될 수 있도록 한다. 이것은 더 많은 유성 기어 세트를 포함하는 조정 가능한 봉합사 앵커(900)를 가능하게 하며 더 넓은 범위의 조정 가능성(길이, 장력)을 허용한다.
설명된 바와 같이 조정 가능한 봉합사 앵커(800, 900)가 회전근개의 힘줄을 상완골에 부착하는데 적합하지만, 유사한 봉합사 앵커가 뼈에 대한 다른 연조직 부착을 조정하는데 유용할 것으로 생각된다. 일부 예에는 뼈에 대한 부착 지점(대퇴골 및/또는 경골) 중 하나 또는 둘 모두에 있는 전방 십자 인대(ACL)가 포함된다. 도 21은 ACL을 대체하기 위한 이식편(990)의 장력을 조정하기 위한 조정 가능한 봉합사 앵커(930)의 구성을 보여준다(예컨대, 이식편이 사용을 위해 절단되거나 절개된 환자의 슬개건의 일부일 수 있다). 이식편(990)은 전통적인 조직 앵커(984)를 사용하여 대퇴골(978)의 대퇴골 터널(986)에 고정된다. 비골(976)도 참조로서 도시된다. 조직 앵커(984)는 금속일 수 있거나 재흡수성 재료일 수 있다. 조정 가능한 봉합사 앵커(930)는 경골(980)에 생성된 경골 터널(988) 내부의 뼈에 고정된다. 조정 가능한 봉합사 앵커(930) 내부의 모터(982)가 이식편(990)에 부착된 봉합사(916)의 장력을 조정한다. 조직 앵커의 직경(984)의 직경이 약 14 ㎜ 미만 또는 약 12 ㎜ 미만일 수 있다. 대퇴골 터널(986)의 길이는 약 25 ㎜ 내지 약 35 ㎜ 정도일 수 있다.
봉합사(916)의 장력을 조정하기 위해, 시스템(1, 500)이 작동되어 모터(982)가 회전되며 샤프트 및 스풀(도시하지 않음)이 봉합사(916)의 그리고 이에 따라 이식편(990)의 장력을 조여준다. 모터(982)는 봉합사(916) 및 이식편(990)의 장력을 풀기 위해 반대 회전 방향으로 작동될 수 있다.
다른 유형의 연조직 조정에 이전 실시예에서 설명된 바와 유사한 조정 가능한 임플란트가 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트가 적어도 하나의 뼈 구조 및 적어도 하나의 뼈가 아닌 구조에 고정되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트가 적어도 두개의 뼈가 아닌 구조에 고정되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트가 사시 환자의 안구 근육을 조정하도록 구성될 수 있다. 사시의 치료를 위해 구성된 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트의 제1 단부가 안구 근육의 제1 부분에 고정되도록 구성될 수 있으며, 조정 가능한 임플란트의 제2 단부가 안구 근육(예를 들어, 외안근 또는 직근)의 제2 부분에 고정되도록 구성될 수 있다. 조정 가능한 임플란트는 부분적으로 또는 완전히 시스템 근육에 매립될 수 있거나, 안구 근육의 외부 또는 대부분 외부에 있을 수 있지만, 적어도 부분적으로는 안와 내에 있기 때문에 여전히 "임플란트"로 간주될 수 있다.
일 실시예에서, 피험자의 조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 방법은 그래픽 사용자 인터페이스를 구비한 장치를 제공하는 단계, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트를 무선으로 검출하는 단계, 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나를 선택하는 단계, 조정 설정을 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 송신하는 단계, 및 조정 설정을 수행하기 위해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 명령을 송신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령을 포함한다. 일부 실시예에서, 명령어는 프로세서에서 실행 시에 방법의 단계를 수행한다. 일부 실시예에서, 명령은 프로세서에서 실행 시에 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화한다. 일부 실시예에서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 장치에 탑재된다. 일부 실시예에서, 프로세서는 장치에 탑재되며, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 그래픽 사용자 인터페이스에 대한 사용자의 입력을 통해 프로세서에서 실행 가능하다. 일부 실시예에서, 장치는 시각적으로 사용자에게 정보를 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 사용자에게 청각적으로 정보를 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 컴퓨터 제어 또는 컴퓨터 생성 음성을 통해 사용자에게 정보를 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 녹음된 음성을 통해 사용자에게 정보를 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스는 사용자로부터 입력을 촉각적으로 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 사용자의 음성을 통해 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 조정 설정을 수행하기 위해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 명령을 송신하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 조정 설정을 송신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나로부터 조정 설정의 진행 상황을 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는 피험자의 제1 위치에 결합되도록 구성된 제1 부분, 제1 부분에 이동 가능하게 결합되며 피험자의 제2 위치에 결합되도록 구성된 제2 부분, 및 제1 부분 및 제2 부분을 서로에 대해 이동시키도록 구성된 모터를 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는 피험자의 적어도 제1 척추골을 피험자의 제2 척추골에 대해 이동시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는 피험자의 적어도 제1 뼈를 피험자의 제2 뼈에 대해 이동시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는 피험자의 분리된 뼈의 적어도 제1 부분을 피험자의 분리된 뼈의 제2 부분에 대해 이동시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트는 피험자의 연조직에 장력 또는 압축력을 인가하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 조정 설정은 신연 방향(예를 들어, 길이 증가 또는 +Z 또는 길이 감소 또는 -Z)을 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정은 길이(예를 들어, 신연 동안 추가된 1 ㎜의 길이 또는 신연의 결과로서 달성하기 위한 총 신연 길이 15 ㎜)를 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정은 목표 신연력 또는 목표 압축력을 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정을 수행하기 위해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 명령을 송신하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 조정 설정을 시작하기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정은 목표 신연력 또는 목표 압축력을 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정을 수행하기 위해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 명령을 송신하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 조정 설정을 일시 정지하기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정은 목표 신연력 또는 목표 압축력을 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정을 수행하기 위해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 명령을 송신하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 조정 설정을 재개하기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정은 목표 신연력 또는 목표 압축력을 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 설정을 수행하기 위해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나에 명령을 송신하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 조정 설정을 종결하기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나로부터 조정 설정의 진행 상황을 수신하는 단계는 조정이 완료되었다는 표시를 조정 가능한 임플란트로부터 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 조정 가능한 임플란트로부터 조정 가능한 임플란트에 대한 정보를 수신하는 단계 및 그래픽 사용자 인터페이스에 정보의 적어도 일부를 표시하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 피험자와 관련된 조정 가능한 임플란트 정보를 수신하는 단계 및 그래픽 사용자 인터페이스에 정보의 적어도 일부를 표시하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 가능한 임플란트에 대한 정보는 조정 가능한 임플란트에 대해 이전에 이루어진 조정 이력, 조정 가능한 임플란트의 이전 길이, 조정 가능한 임플란트의 현재 길이, 조정 가능한 임플란트의 이전 신연력 또는 압축력, 조정 가능한 임플란트의 현재 신연력 또는 압축력, 모터 온도, 모터 듀티 사이클 시간, 배터리 충전 수준 또는 시계 시간 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, 피험자와 관련된 정보는 피험자의 키, 피험자의 앉은 키, 피험자의 체중, 피험자의 생년월일, 피험자의 초경 나이, 피험자의 코브 각도, 또는 피험자에 대한 다른 인구 통계학적 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트를 무선으로 검출하는 단계는 네트워크를 통해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트의 식별 정보를 수신하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트는 원거리에 위치한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트를 무선으로 검출하는 단계는 중개 장치를 통해 하나 이상의 조정 가능한 임플란트의 식별 정보를 수신하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트는 원거리에 위치한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 조정 가능한 임플란트를 무선으로 검출하는 단계는 조정 가능한 임플란트 목록을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 하나 이상의 조정 가능한 임플란트 중 적어도 하나를 선택하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스 상에서 조정 가능한 임플란트의 선택을 수신하는 단계를 포함하며, 이러한 선택은 조정 가능한 임플란트의 목록으로부터 발생한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하려는 의도가 있는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 부정관사 및 정관사는 문맥상 달리 명백히 나타내지 않는 한 복수 형태도 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함하는(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 작업, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 지정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작업, 요소, 구성요소 및/또는 그 그룹의 추가 또는 존재를 배제하지는 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.
아래의 청구범위의 모든 수단 또는 단계 플러스 기능 요소의 대응하는 구조, 재료, 동작 및 등가물은 구체적으로 청구된 바와 같은 다른 청구 요소와 결합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 동작을 포함하도록 의도된다. 본 개시의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었지만, 공개된 형태로 본 발명을 총망라하거나 제한하려는 의도가 있는 것은 아니다. 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 양태는 본 발명의 원리 및 그 실제 용례를 가장 잘 설명하기 위해 그리고 당업자가 고려되는 특정 사용에 적합한 바와 같은 다양한 수정을 갖는 다양한 실시예에 대해 본 발명을 이해할 수 있도록 선택 및 설명되었다.

Claims (37)

  1. 조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 방법으로서,
    피험자 내부에 이식된 조정 가능한 임플란트로부터 식별 정보를 방송하는 단계;
    피험자 외부의 장치로부터, 조정 가능한 임플란트에 의해 실행되도록 구성된 조정 설정을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계;
    피험자 외부의 장치로부터, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계;
    조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화하는 단계; 및
    조정 설정의 진행 상황을 피험자 외부의 장치로 송신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조정 설정이 제1 장치로부터 수신되며, 상기 조정 설정을 수행하기 위한 명령이 제2 장치로부터 수신되는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 조정의 진행 상황이 상기 제2 장치로 송신되는 것인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 조정의 진행 상황이 제3 장치로 송신되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조정 설정 및 조정 설정을 수행하기 위한 명령이 각각, 제1 장치로부터 수신되는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조정의 진행 상황이 상기 제1 장치로 송신되는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 조정 가능한 임플란트 상의 데이터베이스에 조정 설정을 저장하는 단계; 및
    조정 가능한 임플란트 상의 데이터베이스에 조정 설정의 진행 상황을 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피험자 외부의 장치로부터, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계는, 조정 설정을 시작하기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화하는 단계는, 조정 가능한 임플란트의 모터를 기동하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 피험자 외부의 장치로부터, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계는, 조정 설정을 일시 정지시키기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화하는 단계는, 조정 가능한 임플란트의 모터를 정지시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 피험자 외부의 장치로부터, 조정 설정을 수행하기 위한 명령을, 조정 가능한 임플란트에 의해 무선으로 수신하는 단계는, 조정 설정을 재개하기 위한 명령을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터를 활성화하는 단계는, 조정 가능한 임플란트의 모터를 재시동하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 설정의 진행 상황을 피험자 외부의 장치에 송신하는 단계는, 조정 설정이 완료되었다는 표시를 송신하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는:
    피험자의 제1 위치에 결합되도록 구성된 제1 부분;
    상기 제1 부분에 이동 가능하게 결합되며 피험자의 제2 위치에 결합되도록 구성된 제2 부분을 포함하며,
    상기 모터는 제1 부분 및 제2 부분을 서로에 대해 이동시키도록 구성되는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 피험자의 적어도 제1 척추골을 피험자의 제2 척추골에 대해 이동시키도록 구성되는 것인 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 피험자의 적어도 제1 뼈를 피험자의 제2 뼈에 대해 이동시키도록 구성되는 것인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 피험자의 분리된 뼈의 적어도 제1 부분을 피험자의 분리된 뼈의 제2 부분에 대해 이동시키도록 구성되는 것인 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 피험자의 연조직에 장력 또는 압축력 중 적어도 하나를 인가하도록 구성되는 것인 방법.
  17. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 설정은 신연 방향 또는 신연 길이 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
  18. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피험자 외부의 장치로 송신된 조정 설정의 진행 상황은, 길이 또는 힘 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
  19. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 설정의 진행 상황을 피험자 외부의 장치로 송신한 후, 인공 지능(AI) 학습을 사용하여, 수정된 조정 설정의 생성에 적어도 부분적으로 영향을 미치는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는, 조기 발병 척추 측만증, 청소년 특발성 척추 측만증, 사지 길이 불일치, 두개 악안면 기형, 연조직 조임, 또는 연조직 이완으로 이루어진 목록으로부터 선택된, 피험자의 적어도 하나의 질병을 치료하도록 구성되는 것인 방법.
  21. 조정 가능한 임플란트를 조정하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 프로세서에서 실행 시에,
    조정 가능한 임플란트로부터 식별 정보를 방송하는 단계;
    조정 가능한 임플란트에 의해 실행되도록 구성된 조정 설정을 수집하고 저장하거나 전달하는 단계;
    조정 설정을 수행하기 위한 명령을 수집하고 저장하거나 전달하는 단계;
    조정 설정을 수행하기 위해 조정 가능한 임플란트의 모터에 명령을 내리는 단계; 및
    조정 설정의 진행 상황을 출력하는 단계
    를 수행하는 명령이 저장되어 있는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
  22. 제21항에 있어서, 상기 명령은, 프로세서에서 실행 시에,
    조정 가능한 임플란트의 데이터베이스에 조정 설정을 저장하는 단계; 및
    조정 가능한 임플란트의 데이터베이스에 조정 설정의 진행 상황을 저장하는 단계를 추가로 수행하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트에 탑재되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
  24. 제23항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 피험자의 적어도 제1 척추골을 피험자의 제2 척추골에 대해 이동시키도록 구성되는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
  25. 환자의 조직을 조정하기 위한 시스템으로서:
    조정 가능한 임플란트로서,
    피험자의 제1 위치에 결합되도록 구성된 제1 부분;
    제1 부분에 이동 가능하게 결합되며 피험자의 제2 위치에 결합되도록 구성된 제2 부분; 및
    제1 부분 및 제2 부분을 서로에 대해 이동시키도록 구성되는 모터
    를 포함하는 조정 가능한 임플란트; 및
    그래픽 사용자 인터페이스를 포함하는 장치
    를 포함하며,
    상기 조정 가능한 임플란트는 식별 정보를 방송하도록 구성되며, 상기 조정 가능한 임플란트는 장치로부터 조정 설정을 수신하도록 구성되는 것인 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 조정 설정을 수행하기 위해 모터를 활성화하도록 구성되는 것인 시스템.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 조정 설정은 신연 방향 또는 신연 길이 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  28. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 조정 설정의 진행 상황을 전송하도록 구성되는 것인 시스템.
  29. 제26항에 있어서, 상기 조정 설정의 진행 상황은 길이 또는 힘 중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  30. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는,
    프로세서; 및
    프로세서에서 실행되도록 구성되어, 프로세서에서 실행 시에 모터를 활성화하는 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체
    를 더 포함하는 것인 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 상기 명령은, 프로세서에서 실행 시에, 조정 설정을 수행하기 위해 모터를 활성화하는 것인 시스템.
  32. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 송수신기를 더포함하는 것인 시스템.
  33. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 조정 가능한 임플란트는 클라우드 컴퓨팅 시스템과 통신하도록 구성되는 것인 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 장치는 클라우드 컴퓨팅 시스템과 통신하도록 구성되는 것인 시스템.
  35. 제33항에 있어서, 상기 장치는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 적어도 일부를 포함하는 것인 시스템.
  36. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 장치는 웨어러블 장치를 포함하는 것인 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 상기 웨어러블 장치는 피험자의 일부에 착용되도록 구성되는 것인 시스템.
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