KR20230028724A - 맞춤형 경골 트레이들, 무릎 교체를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

맞춤형 경골 트레이들, 무릎 교체를 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20230028724A
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patient
tibia
tibial tray
resected
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KR1020227044310A
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더글라스 비. 어니스
크리스 사이퍼트
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이칸 스쿨 오브 메디슨 엣 마운트 시나이
모노그램 올소패딕스 인크.
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Abstract

환자의 경골의 재표면화된 근위 부분을 위한 경골 트레이 시스템은 예를 들어 경골 트레이 및 적어도 하나의 나사를 포함한다. 경골 트레이는 상위 부분을 갖는 몸체, 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함하며, 하위 경골-맞물림 부분은 하부 피질골과 접촉가능하고 및/또는 환자의 경골의 피질의 하부 내부 표면으로부터 이격된 주위 하위-연장 부분을 갖는다. 일부 실시예들에서, 전체 무릎 교체에서, 경골 트레이의 중심 하위-표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 전단력의 일부분과 비교하여, 경골 트레이 및 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은 적어도 하나의 하위-연장 벽 및 경골의 절제된 근위 부분의 주위에 의해 저항된다.

Description

맞춤형 경골 트레이들, 무릎 교체를 위한 및 방법 및 시스템
명칭이 "무릎 교체를 위한 맞춤형 경골 트레이, 방법 및 시스템"인 2020년 5월 19일 출원된 제63/027,098호 미국 임시특허 출원의 우선 이익을 완성하고 주장하며, 그 전문이 본 출원에 참조로 포함된다.
본 출원은 2020년 2월 28일 출원되어 명칭이 "무릎 교체를 위한 맞춤형 경골 트레이들, 방법들, 및 시스템들"인 국제 특허 출원 제PCT/US2020/020279호가 2020년 9월 3일 영어로 PCT에 따라 공개된 WO2020/176824호(문서번호 5247.004AWO)의 부분 연속 출원(continuation-in-part application)으로, 국제 출원은 2019년 2월 28일 출원되고 명칭이 “무릎 교체를 위한 하부 피질골과 접촉 가능한 맞춤형 경골 트레이들, 방법들, 및 시스템들”인 미국 임시 특허 출원 제62/811,855호(문서번호 5247.004P)의 우선적 이익을 완성하고 주장하며, 국제 출원은 2019년 7월 29일 출원되고 명칭이 “무릎 교체를 위한 맞춤형 경골 트레이들, 방법들, 및 시스템들”인 미국 임시 특허 출원 제62/879,800호(문서번호 5247.004P2)의 우선적 이익을 완성하고 주장하며, 이 출원들은 본 출원에 참조로서 전문이 결합된다.
본 개시는 일반적으로 무릎 관절들을 수리하는데 사용하기 위한 수술 임플란트, 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환자 특정 수술 절차 및 무릎 관절을 교체하는데 사용하기 위한 맞춤화된 경골 트레이에 관한 것이다.
전형적으로, 전체 무릎 관절염의 교정 수술에 가장 흔한 징후는 무균적 풀림(29.8%)과 침하이다. 무균적 풀림은 또한 수술후 통증의 주요 원인이다. 이러한 실패는 불량한 골유착, 불완전한 임플란트 커버리지, 제한된 지지 및 편평한 절제 평면에 의해 도입된 전단력(shear force)에 관련된다.
종래 기술의 단점들이 극복되고, 추가의 이점들이 일 실시예에서, 전체 무릎 교체에 사용하기 위해 환자의 경골의 근위 부분을 가로질러 횡방향으로 연장되는 절제된 부분을 위한 경골 트레이 시스템의 제공을 통해 제공되고, 경골의 절제된 근위 부분은 절제된 해면골 표면, 절제된 주위 피질골 표면, 및 절제된 해면골의 하부 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖고, 경골 트레이 시스템은 예를 들어 경골 트레이 및 적어도 하나의 나사를 포함한다. 경골 트레이는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는 몸체를 포함한다. 상위 부분은 상위 표면 및 주위 에지, 및 상위 표면을 통해 연장되는 적어도 하나의 통로를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 절제된 주위 피질골 표면 상에 지지가능한 주위 하위 표면, 절제된 중심 해면골 표면 상에 배치가능한 중심 하위 표면, 및 주위 하위 표면으로부터 내부로 이격되고 중심 하위 표면의 적어도 일부 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하고, 적어도 하나의 하위-연장 벽은 절제된 해면골 표면의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용가능하다. 적어도 하나의 나사는 경골 트레이의 적어도 하나의 통로를 통해 연장 가능하다. 전체 무릎 교체에서, 적어도 하나의 나사는 경골 트레이의 들뜸(lift-off)을 억제하기 위해 경골 트레이를 통해 그리고 해면골 내로 연장되고, 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분 및 경골 트레이에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 전단력의 부분이 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 것에 비해, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항된다.
다른 실시예에서, 방법은, 예를 들어, 환자의 경골의 근위 부분을 절제하는 단계로서, 경골의 절제된 근위 부분은 횡방향으로 절제된 해면골 표면, 횡방향으로 절제된 주위 피질골 표면, 및 절제된 해면골의 주위 내에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는, 절제되는 단계, 경골 트레이의 주위 에지로부터 내향으로 이격되고 중심 하위-표면의 적어도 일부분 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽, 및 그를 통해 연장되는 적어도 하나의 통로를 갖는 경골 트레이를 제공하는 단계, 절제된 해면골 표면의 주위 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 적어도 하나의 하위-연장 벽을 삽입하는 단계, 경골 트레이의 주위 에지를 횡방향으로 절제된 주위 피질골 표면 상에 그리고 중심 하위-표면을 횡방향으로 절제된 해면골 표면 상에 배치하는 단계, 적어도 하나의 나사를 적어도 하나의 통로 내에 그리고 해면골 내로 고정하는 단계를 포함하며, 전체 무릎 교체 시에, 적어도 하나의 나사는 경골 트레이의 들뜸을 억제하고, 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분 및 경골 트레이에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 전단력의 부분이 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 것에 비해, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항된다.
다른 실시예에서, 환자의 전체 무릎 교체를 위한 환자 특정 경골 트레이를 형성하기 위한 방법은, 예를 들어, 적어도 하나의 프로세서를 통해, 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계 - 제1 데이터는 환자의 경골의 근위 부분에 대응하고, 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 주위 피질골을 가짐 -; 적어도 하나의 프로세서를 통해, 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 제2 데이터를 결정하는 단계 - 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 절제된 피질골의 하부 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖고, 적어도 하나의 공동은 절제된 피질골의 인접한 내부 표면 부분에 대응하는 외부 윤곽 표면 부분을 가짐 -; 적어도 하나의 프로세서를 통해, 제2 데이터에 기초하여 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계 - 환자 특정 경골 트레이는 상위 표면을 포함하는 상위 부분 및 하부 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함하고, 하부 경골-맞물림 부분은 절제된 중심 해면골과의 접촉가능한 중심 부분, 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 적어도 하나의 하위-연장 벽, 및 상위 표면으로부터 하위 표면으로 연장되는 적어도 하나의 통로를 포함하고, 여기서, 전체 무릎 교체에서, 적어도 하나의 나사는 경골 트레이의 들뜸을 억제하고, 환자의 경골 근위 부분의 절제된 부분 및 환자 특정 경골 트레이에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항성인 전단력의 부분에 비해 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 아래쪽으로 연장되는 벽에 의해 저항성이다.
종래 기술의 단점들이 극복되고, 일 실시예에서, 전체 무릎 교체에 사용하기 위해 환자의 경골의 근위 부분를 가로질러 횡방향으로 연장되는 절제를 위한 경골 트레이의 제공을 통해 추가적인 이점들이 제공된다. 경골의 절제된 근위 부분은 절제된 해면골 표면, 절제된 주위 피질골 표면, 및 절제된 해면골의 하부 주위 내에 형성된 적어도 하나의 공동을 포함한다. 경골 트레이는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는 몸체를 포함한다. 상위 부분은 상위 표면 및 주위 에지를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 절제된 주위 피질골 표면 상에 지지될 수 있는 주위 하위 표면, 절제된 중심 해면골 표면 상에 배치될 수 있는 중심 하위 표면, 및 주위 하위 표면으로부터 내부로 이격되고 중심 하위 표면의 적어도 일부 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함한다. 적어도 하나의 하위-연장 벽은 절제된 해면골 표면의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동에 수용 가능하다. 몸체는 상위 표면과 중심 하위 표면 사이의 두께를 포함하고, 적어도 하나의 하위-연장 벽은 중심 하위 표면으로부터 깊이를 갖고, 깊이는 두께보다 크다. 전체 무릎 교체에서, 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분 및 경골 트레이에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 전단력의 부분과 비교하여, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항된다.
또 다른 실시예에서, 방법은, 예를 들어, 환자의 경골의 근위 부분을 절제하는 단계 - 경골의 절제된 근위 부분은 횡방향으로 절제된 해면골 표면, 횡방향으로 절제된 주위 피질골 표면, 및 절제된 해면골의 하부 주위 내에 형성된 적어도 하나의 공동을 가짐 -, 경골 트레이의 주위 에지로부터 내향으로 이격되고 중심 하위-표면의 적어도 일부분 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 갖는 경골 트레이를 제공하는 단계, 절제된 해면골 표면의 하부 주위 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 적어도 하나의 하위-연장 벽을 삽입하는 단계, 및 중심 하위-표면을 횡방향으로 절제된 해면골 표면에 대해 배치하는 단계를 포함하며, 여기서, 전체 무릎 교체에서, 경골 트레이 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분 및 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분은, 경골 트레이의 중심 하위-표면 및 절제된 해면골 표면의 중심 하위-표면을 따라 저항되는 전단력의 부분에 비해, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항된다.
다른 실시예에서, 환자의 전체 무릎 교체를 위한 환자 특정 경골 트레이를 형성하기 위한 방법은, 예를 들어, 적어도 하나의 프로세서를 통해, 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계 - 제1 데이터는 환자의 경골의 근위 부분에 대응하고, 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 주위 피질골을 가짐 -; 적어도 하나의 프로세서를 통해, 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 제2 데이터를 결정하는 단계 - 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 절제된 피질골의 하부 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖고, 적어도 하나의 공동은 절제된 피질골의 인접한 내부 표면 부분에 대응하는 외부 윤곽 표면 부분을 가짐 -; 적어도 하나의 프로세서를 통해, 제2 데이터에 기초하여 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계 - 환자 특정 경골 트레이는 상위 표면을 갖는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 갖고, 하부 경골-맞물림 부분은 절제된 중심 해면골과의 접촉가능한 중심 부분, 및 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 적어도 하나의 하위-연장 벽을 갖고, 전체 무릎 교체에서, 환자의 경골 트레이의 근위 부분의 절제된 부분 및 환자 특정 경골 트레이 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 경골 트레이의 중심 하위-표면 및 절제된 해면성 골 표면을 따라 저항성인 전단력의 부분에 비해, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항성임 - 를 포함한다.
일 실시예에서, 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 위한 경골 트레이의 제공을 통해, 종래 기술의 단점들이 극복되고 추가적인 이점들이 제공된다. 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 피질골의 하부 내부 표면의 적어도 일부분을 노출시키는 해면골 내에 형성된 적어도 하나의 공동을 포함한다. 경골 트레이는 상위 표면을 갖는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분, 및 해면골 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 주위, 하위-연장 부분을 포함한다. 주위, 하위-연장 부분의 표면은 환자의 경골의 피질골의 노출된 하부 내부 표면과 접촉 가능하다.
다른 실시예에서, 환자를 위한 무릎 교체를 위한 환자 특정 경골 트레이를 형성하기 위한 방법은, 예를 들어, 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 결정하는 단계 - 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 상위 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 피질골의 하부 내부 표면의 적어도 일부분을 노출시키는 해면골 내의 하나 이상의 공동 및/또는 개구를 가짐 -, 및 상위 표면 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 상위 부분을 갖는 몸체 - 하위 경골 맞물림 부분은 해면골 표면과 접촉가능한 중심 부분을 가짐 -, 및 하나 이상의 공동 및/또는 개구 내에 수용가능하고 환자의 경골의 피질골의 노출된 하부 내부 표면과 접촉가능한 하나 이상의 표면을 갖는 주위, 하위-연장 부분을 포함하는 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 근위 부분을 절제하기 위한 로봇 방법은, 예를 들어, 프로세서를 통해, 중심 해면골 및 주위 피질골을 포함하는 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계, 프로세서를 통해, 제1 데이터에 기초하여, 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 피질골의 아래에 놓인 내부 표면의 적어도 일부를 노출시키는 해면골에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분의 제2 데이터를 결정하는 단계, 및 프로세서를 통해, 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분의 제2 데이터에 기초하여 환자의 경골을 형성하는 단계를 포함하며, 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 피질골의 내부 표면을 노출시키는 적어도 하나의 공동을 갖는다.
종래 기술의 단점들이 또한 극복되고, 일 실시예에서, 전체 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 위한 경골 트레이의 제공을 통해 추가적인 이점들이 제공된다. 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 해면골의 하부 부분을 노출시키는 피질골로부터 이격된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 포함한다. 경골 트레이는 상위 표면을 갖는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분, 및 주위 하위-연장 부분이 환자의 경골의 피질골의 하부 내부 표면으로부터 이격되도록 해면골 표면 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 주위 하위-연장 부분을 포함한다.
다른 실시예에서, 환자에 대한 전체 무릎 교체를 위한 환자 특정 경골 트레이를 형성하기 위한 방법은, 예를 들어, 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 결정하는 단계 - 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 상위 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 해면골의 하부 부분을 노출시키는 해면골 둘레에 형성된 적어도 하나의 공동을 가짐 -, 및 상위 표면을 갖는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함하는 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계 - 하위 경골 맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 부분, 및 주위 상위-연장 부분이 환자의 경골의 피질골의 노출된 하부 내부 표면으로부터 이격되도록 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 주위 하위-연장 부분을 가짐 - 를 포함한다.
다른 실시예에서, 전체 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 근위 부분을 절제하기 위한 로봇 방법은, 예를 들어, 프로세서를 통해, 중심 해면골 및 주위 피질골을 포함하는 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계, 프로세서를 통해, 제1 데이터에 기초하여 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 해면골의 하부 부분을 노출시키는 피질골로부터 이격된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분의 제2 데이터를 결정하는 단계, 및 프로세서를 통해, 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 제2 데이터에 기초하여 환자의 경골을 형성하는 단계를 포함하며, 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 해면골의 하부 부분을 노출시키는 피질골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는다.
종래 기술의 단점들이 또한 극복되고, 일 실시예에서, 전체 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 위한 경골 트레이의 제공을 통해 추가적인 이점들이 제공된다. 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 해면골의 하부 부분을 노출시키는 피질골로부터 이격된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 포함한다. 경골 트레이는 상위 표면을 갖는 상부 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분, 및 주위 하위-연장 외부 표면 부분이 환자의 경골의 피질골의 하부 내부 표면의 윤곽에 대응하도록 해면골 표면 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 주위 하위-연장 부분을 포함한다. 다른 실시예에서, 주위, 하위-연장 부분은 주위의 근위 부분으로부터 연장되는 주위 하위-연장 외부 표면 부분의 적어도 일부분, 주위의 원위 부분까지 하위-연장 부분, 절제 평면을 따라 피질골의 상위 에지 부분의 윤곽에 대응하도록 윤곽이 형성된 하위-연장 부분을 포함하여, 주위 하위-연장 외부 표면 부분의 적어도 일부분이 피질골의 아래에 놓인 오목한 내부 표면에 인접하게 배치가능하다.
종래 기술의 단점들이 또한 극복되고, 일 실시예에서, 부분적 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 내측 또는 외측 근위 부분을 위한 경골 트레이의 제공을 통해 추가적인 이점들이 제공된다. 경골의 절제된 내측 또는 외측 근위 부분은 중심 해면골 표면, 부분적 주위 피질골 표면, 및 경골의 절제된 내측 또는 외측 근위 부분 내의 해면골 둘레에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는다. 경골 트레이는 상위 표면을 갖는 상부 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 절제된 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분, 및 주위 하위-연장 외부 표면 부분이 환자의 경골의 피질골의 하부 내부 표면의 윤곽에 대응하도록 절제된 해면골 표면에 형성된 적어도 하나의 공동에 수용가능한 주위 하위-연장 부분을 포함한다.
종래 기술의 단점들이 또한 극복되고, 일 실시예에서, 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 절제된 근위 부분에 적어도 하나의 공동을 형성하기 위한 절단 가이드의 제공을 통해 추가적인 이점들이 제공된다. 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면 및 주위 피질골 표면을 갖는다. 절삭 가이드는 제 1 평면 및 제 2 평면을 갖는 평면 부재를 포함한다. 평면 부재는, 환자의 경골의 근위 부분의 절제부를 따라 외부 주위 피질골의 적어도 일부에 대응하는 부분을 갖는 주위 외부 에지 및 제1 평면으로부터 제2 평면으로 평면 부재를 통해 연장되고 주위 외부 에지로부터 이격된 적어도 하나의 U자형 개구를 갖는다. U자형 개구는 U자형 축을 규정하고, U자형 개구는 U자형 축에 수직인 일정한 폭을 갖는다. U자형 개구는 내부 에지 및 외부 에지를 갖고, 외부 에지는 주위 외부 에지에 평행하다. 절단 가이드는 개구의 폭보다 더 큰 크기의 근위 직경 및 개구를 통과하기 위한 크기의 원위 직경을 갖는 밀링 공구를 더 포함할 수 있다.
종래 기술의 단점들이 또한 극복되고, 일 실시예에서, 전체 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 절제된 근위 부분 내에 한 쌍의 공동들을 형성하기 위한 절단 가이드를 제공하고, 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면 및 주위 피질골 표면을 갖는다. 절삭 가이드는 제 1 평면 및 제 2 평면을 갖는 평면 부재를 포함한다. 평면 부재는 환자의 경골의 근위 부분의 절제를 따라 외부 주위 피질골에 대응하는 주위 외부 에지를 포함한다. 한 쌍의 U자형 개구는 평면 부재를 통해 제1 평면 표면으로부터 제2 평면 표면으로 연장되고 주위 외부 에지로부터 이격된다. 한 쌍의 U자형 개구들 각각은 U자형 축을 규정하고, U자형 개구는 U자형 축에 수직인 일정한 폭을 갖는다. 한 쌍의 U자형 개구 각각은 내부 에지와 외부 에지를 갖고, 외부 에지는 주위 외부 에지와 평행하다. 절단 가이드는 개구의 폭보다 더 큰 크기의 근위 직경 및 개구를 통과하기 위한 크기의 원위 직경을 갖는 밀링 공구를 더 포함할 수 있다.
본 개시로 간주되는 주제는 명세서의 종결 부분에서 특히 지적되고 명확하게 청구된다. 그러나, 본 개시는 다양한 실시예들 및 첨부된 도면들의 다음의 상세한 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다:
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이의 정면 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 상위도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이의 정면 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이의 정면 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 상위도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 무릎 관절을 복구하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 무릎 관절을 복구하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 무릎 관절을 복구하기 위한 시스템의 블록도이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른, 환자의 경골의 근위 부분의 그래픽 표현이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른, 지지 핀들을 위한 2개의 뼈-대-임플란트 인터페이스들을 도시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 무릎 관절을 복구하기 위한 로봇 프로세스의 흐름도이다.
도 12 내지 도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 상위도, 후방 사시도 및 하위도이다.
도 15 내지 도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 상위도, 후방 사시도, 하위도, 후방 사시도, 및 전방 사시도이다.
도 20 및 도 21은 경골의 절제된 근위 부분 상에 배치된 도 16의 경골 트레이의 단면도이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 정면 단면도이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 도 22의 경골 트레이의 상위도이다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이의 정면 단면도이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이의 정면 단면도이다.
도 26은 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 상에 배치된 경골 트레이의 단면도이다.
도 27은 본 개시의 실시예에 따른, 도 26의 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 27의 경골 트레이를 수용하기 위한 도 26의 경골의 절제된 근위 부분의 평면도이다.
도 29는 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 경골의 절제된 근위 부분 상에 배치된 경골 트레이의 단면도이다.
도 30은 본 개시의 실시예에 따른, 도 29의 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 31은 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 32는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 31의 경골 트레이를 수용하기 위한 경골의 절제된 근위 부분의 상위도이다.
도 33은 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 무릎 관절을 복구하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 34는 본 개시의 일 실시예에 따른 환자의 무릎 관절을 복구하기 위한 로봇 프로세스의 흐름도이다.
도 35는 본 개시의 일 실시예에 따른, 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 근위 부분의 정면도이다.
도 36은 본 개시의 일 실시예에 따른, 경골 트레이의 일부의 개략도이다.
도 37은 본 개시의 실시예에 따른, 경골 트레이의 일부의 개략도이다.
도 38은 본 개시의 일 실시예에 따른, 무릎 교체를 위한 경골 트레이의 정면 전방도이다.
도 39는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 일부의 개략도이다.
도 40은 본 개시의 일 실시예에 따른, 환자의 대퇴골의 원위부 및 경골의 부분적으로 절제된 근위 부분, 및 부분적 무릎 교체를 위한 대퇴골 구성요소 및 경골 트레이의 전방 부분 단면도이다.
도 41은 본 개시의 일 실시예에 따른 도 40의 경골 트레이의 측면도이다.
도 42는 본 개시의 실시예에 따른, 도 40의 경골 트레이의 하위도이다.
도 43은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 40의 경골 트레이용 경골 공동 절단 가이드의 상위 사시도이다.
도 44는 본 개시의 일 실시예에 따른 밀링 공구의 사시도이다.
도 45는 본 개시의 일 실시예에 따른 전체 무릎 교체를 위한 3개의 구성 요소들의 사시도이다.
도 46은 본 개시의 일 실시예에 따른 부분 무릎 교체를 위한 구성 요소들의 사시도이다.
도 47은 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 48은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 47의 경골 트레이의 상위 사시도이다.
도 49는 본 개시의 실시예에 따른, 도 47의 경골 트레이의 다른 하위 사시도이다.
도 50은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 47의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이의 전방 단면도이다.
도 51은 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 상위 사시도이다.
도 52는 본 개시의 실시예에 따른, 도 51의 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 53은 본 개시의 실시예에 따른, 도 51의 경골 트레이의 후방 입면도이다.
도 54는 본 개시의 일 실시예에 따른 도 51의 경골 트레이의 상위도이다.
도 55는 본 개시의 실시예에 따른, 도 51의 경골 트레이의 하위도이다.
도 56은 본 개시의 실시예에 따른 도 51의 경골 트레이의 측면 정면도이다.
도 57은 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이의 상위사시도이다.
도 58은 본 개시의 실시예에 따른 도 57의 경골 트레이의 측면 정면도이다.
도 59는 본 개시의 일 실시예에 따른 도 57의 경골 트레이의 상위도이다.
도 60은 본 개시의 일 실시예에 따른 도 57의 경골 트레이의 후방도이다.
도 61은 본 개시의 실시예에 따른 도 57의 경골 트레이의 다른 하위도이다.
도 62는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 47의 경골 트레이용 경골 공동 절단 가이드의 상위 사시도이다.
도 63은 본 개시의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 64는 본 개시의 실시예에 따른, 경골 트레이 및 스크류를 갖는 경골 트레이 시스템의 하위 사시도이다.
도 65는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 64의 경골 트레이의 상위 사시도이다.
도 66은 본 개시의 실시예에 따른, 도 64의 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 67은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 64의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이 시스템의 전방 단면도이다.
도 68은 본 개시의 일 실시예에 따른, 경골 트레이 및 복수의 나사를 갖는 경골 트레이 시스템의 하위 사시도이다.
도 69는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 68의 경골 트레이의 상위 사시도이다.
도 70은 본 개시의 실시예에 따른, 도 68의 경골 트레이의 하위 사시도이다.
도 71은 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 68의 경골의 절제된 근위 부분 및 경골 트레이 시스템의 전방 단면도이다.
도 72는 본 개시의 일 실시예에 따른, 경골 트레이 및 적어도 하나의 나사를 갖는, 경골 트레이 시스템의 부분 단면의 전방 단면도이다.
도 73은 본 개시의 실시예에 따른 경골 트레이 시스템에 사용하기 위한 나사의 일부분의 정면도이다.
도 74는 본 개시의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
일반적으로 말하면, 본 명세서에 개시된 경골, 경골 트레이들, 및 이들을 형성하기 위한 방법들 및 로봇 시스템들의 절제된 근위 부분들이 개시된다.
이러한 상세한 설명 및 다음의 청구항들에서,근위(proximal), 원위(distal), 전방(anterior), 후방(posterior), 내측(medial), 외측(lateral), 상위(superior) 및 하위(inferior)의 단어들은 자연적인 뼈의 상대적인 배치 또는 방향성 기준 용어들에 따라 뼈 또는 임플란트의 특정 부분을 나타내기 위한 그들의 표준 용법에 의해 정의된다.
위치들 또는 방향들은 해부학적 구조들 또는 표면들을 참조하여 본 명세서에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 디바이스들 및 방법들이 무릎의 뼈들과 함께 사용하는 것과 관련하여 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 무릎의 뼈들은 경골 트레이들, 경골 트레이 설치, 및 수술 방법들의 표면들, 위치들, 방향들 또는 배향들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 장치들 및 수술 방법들, 및 이들의 양태들, 구성요소들, 특징들 등은 간결함을 위해 신체의 일 측면에 대해 설명된다. 그러나, 인체가 대칭선(midline)에 대해 상대적으로 대칭이거나 거울상이기 때문에, 본 명세서에 기술되고/되거나 도시된 장치들 및 수술 방법들, 및 이들의 양태들, 구성요소들, 특징들 등은 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 동일하거나 유사한 목적을 위해 몸체의 다른 측면과 사용 또는 연관되도록 변경, 가변, 수정, 재구성 또는 달리 변경될 수 있다는 것이 본 명세서에서 명백하게 고려된다. 예를 들어, 좌측 무릎에 대해 본 명세서에 설명된 장치들 및 수술 방법들, 및 이들의 양태들, 구성요소들, 특징들 등은 이들이 마찬가지로 우측 무릎과 기능하도록 그리고 그 반대로 기능하도록 미러링될 수 있다.
도면을 참조하면, 유사한 참조 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소를 나타내기 위해 사용되며, 특히 예를 들어 도 1, 3, 4, 12-14, 15-21, 22 및 23, 24, 및 25를 참조하면, 도시된 것은 경골의 절제된 근위 부분 상에 설치된 경골 트레이의 예시적인 실시예들이며, 여기서 경골 트레이의 부분은 무릎 교체에 사용하기 위해 피질골의 하부 내부 표면과 맞물릴 수 있고 및/또는 접촉할 수 있다. 아래의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 경골의 경질 피질골은 연질 해면골 중심에 용골(keel)을 갖는 경질 피질골의 상부에 놓이는 종래의 경골 트레이에 비해 이러한 치밀한 골 내로의 압입과 같은 고정을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 개시는 미접합 경골 트레이의 개선된 고정을 초래할 수 있다. 도 6은 무릎 교체 수술에 사용하기 위한 방법을 도시하고, 도 7은 환자의 경골의 근위 부분의 절단에 영향을 미치고 대응하는, 배향된, 또는 매칭되는 경골 트레이를 형성하기 위한 시스템을 도시한다. 방법들 및 시스템들은, 예를 들어, CT 스캔 데이터로부터 완전히 자율적이고 자동으로 절제된 근위 경골 및 대응하는 경골 트레이들을 획득하도록 동작가능할 수 있다. 도 26-30을 참조하면, 무릎 교체에 사용하기 위해 경골 트레이의 부분들이 피질골의 하부 내부 표면으로부터 이격되고 그에 근접하게 배치되는, 경골의 절제된 근위 부분 상에 설치된 경골 트레이의 예시적인 실시예들이 도시되어 있다. 아래의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 경골의 피질골에 인접한 주위 해면골은 경골 근위 부분 대 연질 해면골의 중심에 배치된 용골을 갖는 피질골의 상부에 놓이는 종래의 경골 트레이에 대한 고정을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 개시는 미접합 경골 트레이의 개선된 고정을 초래할 수 있다. 도 33은 환자의 경골의 근위 부분을 절제하는 것을 포함하는, 예를 들어 도 26-30의 경골 트레이를 사용하는 무릎 교체 수술에 사용하기 위한, 그리고 대응하는, 배향된, 또는 매칭되는 경골 트레이를 형성하기 위한 방법을 예시한다. 도 34는 환자의 경골의 근위 부분 절제를 실시하는 단계를 포함하는, 무릎 교체 수술에 사용하기 위한 로봇 방법을 도시한다. 방법들 및 시스템들은, 예를 들어, CT 스캔 데이터로부터 완전히 자율적이고 자동으로 절제된 근위 경골 및 대응하는 경골 트레이들을 획득하도록 동작가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 환자 특정 경골 트레이 디자인은 높은 주변 표면 영역 접촉, 밑면 표면 기하학적 형상, 및 피질골과 인터페이스하는 환자 정합 페그(pegs)의 조합을 통해 무균 풀림 및 침하를 완화할 수 있다. 본 개시는 무릎 임플란트 실패, 즉, 경골 성분의 무균 이완 및 침하에 대한 1차적인 원인을 해결 및/또는 극복할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시는 경골의 3차원 모델을 생성하고, 내부 경골 벽의 주위와 피질 접촉을 증가 또는 최대화하도록 디자인된 맞춤형 경골 트레이의 삽입을 허용하기 위해 로봇 또는 로봇 굴삭기로 경골의 일부를 굴삭하기 위한 절단 계획을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
일부 실시예에서, 본 개시의 기술은 경골의 피질 벽의 하부 내부 표면을 따라 경골 트레이의 피질 접촉을 최대화하는 것에 관한 것이다. 경골의 근위 부분의 가상 모델은 더 높은 레벨의 피질 접촉을 달성하도록 디자인된 개선된 임플란트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서는 뼈와 임플란트 사이의 뼈 접촉량이 종래의 경골 트레이에 비해 10% 이상과 같이 증가되도록 경골로부터 뼈를 굴착하기 위한 굴착 프로토콜을 생성하도록 채용되고 구성될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무릎 교체를 위해 경골(10)의 절제된 근위 부분에 끼워지는 경골 트레이(20)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(20)의 적어도 일부는 경골(10)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골(10)의 근위 부분의 피질골(12)의 내부 표면 또는 측부와의 접촉을 연결하여 증가시킨다.
예를 들어, 경골 트레이(20)는 상위 부분(24) 및 하위 경골-맞물림 부분(26)을 갖는 몸체(22)를 포함할 수 있다. 상위 부분(24)은 플라스틱 베어링 스페이서(도 1에 도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(25)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면(25)은 전형적인 스냅 끼워맞춤 연결을 통해 부착하고 플라스틱 베어링 스페이서를 구속하기 위한 주위 상향 연장 립(27)을 포함한다.
경골 맞물림부(26)는 중심 경골 맞물림부(30) 및 주위 경골 맞물림부(40)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 중심 경골 맞물림부(30)는 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 중심 해면골 표면과 접촉 가능한 평면의 표면을 포함할 수 있다.
주위 경골-맞물림부(40)는 적어도 하나의 하위 연장 벽(50)을 포함할 수 있다. 하위 연장 벽(50)은 내부 벽 표면(52) 및 외부 벽 표면(54)을 포함할 수 있다. 내부 벽 표면(52)은 상위 표면(25)에 수직으로 또는 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(54)은 피질골(12)의 내부 표면(13)과 정렬되고 이에 접하거나 접촉할 수 있다.
예를 들어, 외부 벽 표면(54)은 경골 트레이(20)의 상위 표면(25)에 대해 약 25도 내지 약 45도, 약 30도 내지 약 40도, 약 35도, 또는 다른 적합한 각도로 경사질 수 있는 각도(A1)로 배치될 수 있다. 벽(50)은 경골(10)의 절제된 근위 부분에 형성된 공동 내에 수용된다. 캐비티는 경골의 해면골(cancellous bone), 지주 골, 해면골(spongy bone) 또는 가벼운 다공골 내에 형성될 수 있다. 벽은 피질골(12)의 내부 표면(13)과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 벽(50)의 깊이(D1)는 약 0.5 밀리미터(mm) 내지 약 75 mm, 약 1 mm 내지 약 50 mm, 약 2 mm 내지 약 40 mm, 약 4 mm 내지 약 20 mm, 0.5 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 약 3 mm, 약 5 mm, 약 7 mm, 또는 다른 적합한 깊이로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하위-연장 벽(50)은 본체(22)의 주위의 적어도 25%를 따라, 본체(22)의 주위의 적어도 50%를 따라, 본체(22)의 전체 주위를 따라 연장될 수 있거나, 본체(22)의 주위를 따라 다른 적합한 양을 따라 연장될 수 있다. 벽(50)의 폭(W1)은 약 5 mm 내지 약 6 mm일 수 있고, 바람직하게는 약 0.5 mm 초과 및 약 50 mm 미만이다. 일부 실시예들에서, 경골 트레이(20)의 주위 에지(29)는 상위 절단 피질골(19), 예를 들어 에지(18) 위로 연장되는 하부 표면(28)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경골 트레이(20)는 용골(32)(도 1에 점선으로 도시됨) 및 지지 핀(도 1에 도시되지 않음)을 특징으로 할 수 있다. 경골의 근위 부분 내의 접근 공동 및 경골 트레이는 외과의에 의해 수동으로 크기가 정해지거나 형성되고 또는 후술되는 바와 같이 로봇에 의해 자동으로 또는 완전히 자동으로 준비될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무릎 교체를 위한 환자의 경골(110)의 절제된 근위 부분의 상위 도면을 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골(110)의 절제된 근위 부분은 중심 망상 표면(111), 및 피질골 에지 표면(118), 경골(110)의 근위 부분의 일 측면을 따라 배치된 제1 U자형 공동(115), 및 경골(110)의 근위 부분의 반대편 측면을 따라 배치된 제2 U자형 공동(117)을 포함할 수 있다. 공동들(115, 117)은 경골(110)의 근위 부분의 피질골(112)의 내부 표면에 인접한 경골(110)의 근위 부분의 해면골, 섬유주골, 해면골 또는 경다공골로 연장될 수 있다. 공동의 깊이는 약 0.5 밀리미터(mm) 내지 약 75 mm, 약 1 mm 내지 약 50 mm, 약 2 mm 내지 약 40 mm, 약 4 mm 내지 약 20 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 약 3 mm, 약 5 mm, 약 7 mm, 또는 다른 적합한 깊이로 연장될 수 있다. 벽의 폭(W2)은 약 5 mm 내지 약 6 mm일 수 있고, 바람직하게는 약 0.5 mm 초과 및 약 50 mm 미만이다. 대응하는 경골 트레이(도 2에 도시되지 않음)는 외부 에지 부분이 경골 트레이에 평행한 절제 평면을 따라 경골 에지 부분의 형상에 근사하도록 디자인된 경골 트레이의 주위 에지 부분을 가질 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 경골의 근위 부분은 대응하는 경골 트레이를 수용하기 위해 수동 또는 로봇 방식으로 예컨대 완전히 자동으로 절제 또는 재표면화될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 무릎 교체를 위해 경골(210)의 절제된 근위 부분에 끼워지는 경골 트레이(320)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골(210)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골 트레이(320)의 적어도 일부는 경골(210)의 근위 부분의 피질골(212)의 내부 부분과의 접촉 면적을 증가시키고 인터페이싱한다.
경골 트레이(320)는 상위 부분(324) 및 하위 경골-결합 부분(326)을 갖는 몸체(322)를 포함할 수 있다. 상위 부분(324)의 상위 표면(325)은 플라스틱 베어링 스페이서(도 3에 도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 표면일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상위 표면은 플라스틱 베어링 스페이서를 고정하기 위한 주위로 연장되는 립(lip)을 포함한다.
경골 맞물림 부분(326)은 주위 경골-맞물림 부분(350)에 대해 리세스(340)를 한정하는 경골 맞물림 중심 부분(330)을 포함할 수 있다. 주위 경골-맞물림 부분(350)은 경골 맞물림 중심 부분(330)의 일부 또는 전부 주위에 그리고 경골 맞물림 중심 부분(330)과 상이한 높이에 배치된 벽 또는 편평한 부분일 수 있다. 주위 경골 맞물림부(350)는 경골 근위 부분의 피질골의 내부 표면에 인접한 경골 근위 부분의 해면골, 섬유주골, 해면골, 또는 경다공골에 형성된 공동에 배치될 수 있다. 주위 경골 맞물림부(350)는 내부 벽 표면(352) 및 외부 벽 표면(354)을 포함할 수 있다. 내부 벽 표면(352)은 상부(324)의 상면(325)에 대해 수직 또는 90도로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(354)은 피질골(212)의 내면의 내부 표면(213)과 정렬되고 접할 수 있다. 주위 경골 맞물림부(350)의 깊이(D2)는 0.5mm를 초과하고 75mm를 초과하지 않을 수 있다. 경골의 근위 부분의 기하학적 재표면화는 약 0.5 mm 초과 및 약 15 mm 미만의 깊이(D3)를 갖는 절제 평면(용골 및 핀 제외)을 따라 상위 및 하위 부분을 초래할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경골 트레이는 용골 및 지지 핀들을 특징으로 할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 경골(210)의 근위 부분은 대응하는 수동 또는 로봇식으로 형성된 경골 트레이(320)를 수용하기 위해 수동 또는 로봇식으로 절제될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 무릎 교체를 위해 경골(410)의 절제된 근위 부분에 끼워지는 경골 트레이(420)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(420)는 경골(410)의 절제된 근위 부분의 만곡된 표면 기하학적 형상 및 지지 공동과 인터페이싱하도록 디자인된다.
예를 들어, 경골의 전형적인 근위 부분은 외측 관절구 근처의 오목한 최소치, 관절간 융기부 근처의 볼록한 최대값, 및 내측 관절구 근처의 오목한 최소치를 특징으로 할 수 있다. 본 개시의 무릎 교체를 위한 경골(410)의 절제된 근위 부분은 전형적인 경골의 유사한 일반적인 윤곽을 포함하도록 뼈를 성형하면서 경골의 근위 부분으로부터 손상된 뼈를 제거할 수 있다. 경골 뼈(410)의 재표면화된 근위 부분은 외측 관절구(lateral condyle) 부근의 오목한 최소부(416), 관절간 융기부(intercondyle) 부근의 볼록한 최대부(417), 및 내측 관절구(medial condyle) 부근의 오목한 최소부(418)를 특징으로 할 수 있다. 오목 최소부(416), 볼록 최대부(417), 및/또는 오목 최소부(418)는 경골의 근위 부분의 해면골, 섬유주골, 해면골, 또는 가벼운 다공골 내로 연장될 수 있으며, 오목 최소부(416), 볼록 최대부(417), 및 오목 최소부(418)의 외측(lateral) 부분들은 경골(410)의 근위 부분의 피질골(412)의 아래에 놓인 내부 표면에 인접하여 및/또는 접촉하여 배치될 수 있다. 경골 트레이(420)는 하위 볼록면(426), 하위 볼록면(428), 및 그 사이에 배치된 하위 오목면(427)을 갖는 하위 경골 결합부를 포함할 수 있다. 오목면의 반경과 볼록면의 반경은 일정한 반경이거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다. 볼록면들의 외부 에지들은, 아래로부터 볼 때, 타원형 또는 일반적으로 난형 구성을 가질 수 있다.
경골 트레이(420)는 하부 피질골(412)과 인터페이스하도록 디자인된 하나 이상의 핀(490)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 구멍(419)의 어레이는 경골(410)의 절제된 근위 부분의 각 사분면에 위치될 수 있으며, 이 구멍(419)은 핀(490)(도 4)을 수용한다. 도 4를 다시 참조하면, 핀(490)의 바닥 부분은 피질골(412) 내의 개구의 측면과 결합하는 외부 원통형 부분을 포함할 수 있다. 이러한 접촉 영역은 피질골의 개구의 내부 에지 부분 및/또는 피질골의 내부 표면 내의 개구 주위의 피질골의 내부 표면 또는 표면 부분과 접촉하는 것을 포함하여, 피질골을 통해 연장되는 개구의 측면과 함께 있을 수 있다. 핀(490)의 하위 에지(492)는 피질골(412)의 외부면(411)과 정렬될 수 있다. 경골 트레이(420)의 주위는 예를 들어 약 4 mm의 두께(T) 및 약 2 mm의 폭(W3)을 갖는 선반 또는 립을 한정할 수 있다.
현재 개시된 경골 트레이는 종래의 플라스틱 스페이서 및 대퇴골 구성요소로 작동 가능할 수 있다. 예를 들어, 현재 개시된 부족 트레이의 상위 표면은 스냅 핏 방식과 같은 표준 플라스틱 스페이서 구성요소와의 맞물림을 위해 디자인된 일반적인 대칭 또는 강낭콩 형상을 갖는 표면을 포함할 수 있다. 가변 두께(비제한적인 예로서, 림)를 갖는 경골 트레이는 경골 트레이 커버리지가 절제 평면을 따라 최대화되지만 플라스틱 스페이서 구성요소의 맞물림이 손상되지 않도록 경골 트레이의 주위에 존재할 수 있다. 경골 림의 두께는 약 4mm일 수 있다. 다른 실시예에서, 림은 약 0.5 mm를 초과하고 약 25 mm 미만일 수 있다.
본 개시의 경골 트레이는 단일체, 단일체 또는 일체형 본체를 포함할 수 있거나, 또는 2개 이상의 구성요소emf로부터 형성될 수 있다. 경골 트레이는 티타늄, 코발트 크롬, 또는 다른 허용가능한 스테인리스 스틸과 같은 표준 금속 주입 재료로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 본 개시의 경골 트레이는 플라스틱 또는 중합체 재료로 제조될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 무릎 교체 수술에 사용하기 위한 방법(600)을 예시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 방법(600)은 환자에 대한 경골의 근위 부분의 맞춤화된 절개 계획을 제공하고 대응하는 맞춤화된 경골 트레이를 제공할 때 작동가능하다.
방법(600)은 예를 들어, 610에서 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 620에서, 환자의 경골의 환자 특정 절제 근위 부분의 제2 데이터가 제1 데이터에 기초하여 결정된다. 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 상위 표면 및 경골의 피질골의 하부 내부 표면의 하위 부분을 노출시키는 하나 이상의 공동 또는 개구를 갖는다. 630에서, 하위 표면을 갖는 환자 특정 경골 트레이가 제2 데이터에 기초하여 결정된다. 640에서, 환자의 경골이 제2 데이터에 기초하여 절제된다. 650에서, 경골 트레이가 제2 데이터에 기초하여 형성되고, 660에서, 형성된 경골 트레이는 경골의 형성된 절제된 근위 부분 상에 고정되어, 경골 트레이의 하위 부분이 하나 이상의 공동 및/또는 개구 내로 연장되고 경골의 하부 내부 표면과 접촉하게 된다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 예를 들어, 무릎 교체 수술에 사용하기 위한 방법(600)(도 6)을 구현하기 위한 시스템(700)의 블록도를 예시한다. 이러한 예시된 시스템(700)에서, 예를 들어, 환자의 경골의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골 트레이의 적어도 일부는 환자의 경골의 근위 부분의 피질골의 하부 내부 표면과의 접촉 면적을 접촉 및 증가시킬 수 있다. 시스템(700)은 일반적으로 프로세싱 유닛 또는 프로세서(710), 입력/출력 장치들(720), 및 메모리(730)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터와 같은 경골 데이터(702)(도 6의 블록(610))가 시스템(700)에 입력될 수 있다. 경골 데이터(702)는, 예를 들어, 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔, 컴퓨터 축방향 단층촬영(CAT) 스캔, 자기 공명 이미징(MRI) 스캔, 또는 다른 적합한 2차원 이미징 또는 3차원 이미징 또는 처리에 의해 획득된 3차원 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 이미징 머신으로부터 직접 제공되거나 저장된 의료 이미지 데이터의 데이터베이스로부터 검색가능할 수 있다. 추가의 입력 데이터는 경골 트레이의 원하는 일반적인 구성, 원하는 경골 절단부, 및/또는 다른 정보와 같은 의사 입력(704)을 포함할 수 있다. 프로세서(710)는 컴퓨터 운영 체제, 예를 들어, WINDOWS, OSX, UNIX 또는 Linux 운영 체제일 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(710)는 휴대용 또는 핸드헬드 컴퓨팅 장치일 수 있다. 다른 실시예들에서, 처리 유닛(710)은 글로벌 통신 네트워크, 예를 들어 인터넷과 같은 하나 이상의 네트워크를 통해 링크되거나 동작하는 하나 이상의 동작 가능하게 연결된 처리 유닛, 컴퓨팅 장치, 서버일 수 있다.
메모리(730)는 입력 데이터를 처리하기 위한 다양한 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(730)는 경골 절제 생성기(740), 로봇 경골 절제 계획 생성기(750), 및 경골 트레이 생성기(760)를 포함할 수 있다.
경골 절제 생성기(740)는 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 제2 데이터를 결정하도록 동작가능할 수 있다(블록 620, 도 6). 예를 들어, 제2 데이터는 제1 데이터에 기초할 수 있으며, 제1 데이터는 경골의 근위 부분의 외부 형상, 관절간 융기부의 형상, 외측 관절구, 내측 관절구, 그의 병든 또는 손상된 부분, 피질골 부분의 내부 표면, 해면골 부분, 및 다른 특징부를 포함한다. 예를 들어, 제2 데이터는 "피질골의 외부 표면"(예를 들어, 피질골 영역의 외부 표면의 위치)에 대한 "피질골"의 위치(예를 들어, 피질골 영역의 내부 표면의 위치)의 서브-복셀(voxel)(예를 들어, 체적 픽셀 데이터) 정확도로 식별될 수 있다. 그러한 고충실도 뼈 모델을 사용하여, 환자의 뼈와 높은 정도의 상용성으로 생성될 수 있는 경골 트레이를 수용하기 위한 제안된 절제된 경골 근위 부분의 가상 표현을 형성하기 위한 적합한 프로그래밍이 제공될 수 있다. 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 상위 표면 및 피질골의 하위 또는 하부 표면을 노출시키는 하나 이상의 개구 또는 공동을 포함할 수 있다.
절제 생성기(740)는 절제 표면 생성기(742), 공동 생성기(744), 및 최적화 생성기(746)와 같은 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 절제 생성기(742)는 외과의가, 예를 들어, 절제 평면을 나타내게 할 수 있거나, 그러한 평면은, 예를 들어, 외과의에 의한 입력에 의해, 또는 미리 결정된 데이터에 기초하거나 활용하여 자동으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 절제 평면은 미국 특허 출원 일련 번호 제16/153,334호, 명칭 "맞춤형 뼈 임플란트를 제공하기 위한 장치, 방법 및 시스템"에 개시된 바와 같이 결정될 수 있으며, 그 전체 주제는 본원에 참조로 포함된다. 공동 생성기(744)는 위치, 폭, 길이, 깊이와 같은 외과의로부터의 초기 입력을 수신하는 것을 포함할 수 있거나, 또는 미리 결정된 데이터에 기초하거나 이를 이용할 수 있다. 최적화 생성기(746)는 경골 트레이의 입력되거나 생성된 구성을 취할 수 있고, 경험될 가능성이 있는 힘에 기초하여 절제된 경골에 설치된 이러한 경골 트레이를 사실상 테스트하거나 비교할 수 있다. 치수의 자동 변화는 환자 특정 절제 경골 및 경골 트레이의 구성을 최적화하기 위해 이전에 개발된 구성과 비교할 수 있다. 일부 실시예들에서, 최적화 생성기(746)는 벽의 깊이, 벽의 두께, 및 경골 트레이 주위로 연장되는 벽의 양 및 위치를 최적화하여 해면골의 필요한 제거량을 감소시키고, 이에 의해 환자의 경골에 대한 외상을 덜 야기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(730) 내의 적합한 모듈은 경골의 결과적인 환자 특정 근위 부분 및 대응하는 경골 트레이를 가상으로 테스트하기 위한, 또는 경골의 결과적인 환자 특정 근위 부분 및 대응하는 경골 트레이를 예시적인 허용 가능한 구성에 대해 비교하기 위한 적합한 프로그래밍 또는 알고리즘을 가질 수 있다. 이러한 최적화 기법들은 아래에서 설명된다.
로봇 경골 절개 계획 생성기(750)는 제2 데이터에 기초하여 환자의 경골을 형성하기 위한 수술 로봇(790) 또는 다른 자동화 장치를 동작시키기 위한 데이터 또는 명령어들을 결정하도록 동작가능할 수 있다(블록 640, 도 6). 일부 실시예들에서, 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 3D 모델이 로봇에 업로드될 수 있고, 수술 로봇은 경골의 근위 부분을 자율적으로 또는 반자율적으로 크기조정하여 예를 들어 절제를 형성하고 하나 이상의 공동 또는 개구를 형성하거나 피질골의 하부 내부 표면 또는 부분을 노출시키기 위해 경골 절제 계획을 달성하도록 작동가능하다. 데이터 또는 명령어들은 로컬 카메라들 이미저들 또는 센서들로부터의 데이터와 같은 수술 로봇(790)에 의해 수신된 데이터와 결합될 수 있다. 적합한 수술 로봇은 미시간주 쉘비 타운쉽(Shelby Township)의 KUKA ROBOTICS Corporation에 의해 제조된 LBR iiwa Kuka 로봇일 수 있고, 하나 이상의 뼈 톱, 줄, 톱, 드릴 및/또는 다른 장치와 함께 동작가능할 수 있다.
경골 트레이 생성기(760)는 제2 데이터에 기초하여 예를 들어 하위 표면을 갖는 환자 특정 경골 트레이의 구성을 결정하도록 동작가능할 수 있다(블록(630), 도 6). 예를 들어, 경골 트레이 생성기(760)는 경골의 절제된 근위 부분과 일치하거나 이에 대응하는 주위 및 하위 표면을 갖는 경골 트레이의 본체를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경골 트레이의 3D 모델은 경골 트레이를 생성하기 위해 3D 프린터(795) 또는 당업계에 공지된 다른 제조 장치에 의해 사용될 수 있다. 3D 프린터 또는 제조 장치는 전술된 바와 같이 경골 트레이를 일체형, 모놀리식 또는 일체형 본체로서 형성하도록 작동가능할 수 있거나, 또는 하나 이상의 구성요소로부터 형성되고 티타늄, 코발트 크롬, 또는 다른 허용가능한 스테인리스 스틸과 같은 표준 금속 재료로부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 프로토타입 또는 몰드는, 예를 들어, 티타늄, 코발트 크롬, 또는 다른 허용가능한 스테인리스 스틸과 같은 표준 금속 재료로부터 형성된 경골 트레이 임플란트를 주조 또는 단조함으로써 형성하기 위해 형성되고 사용될 수 있다.
본 개시의 기술은 관절의 고유 해부학적 구조를 더 밀접하게 매칭시키고, 그에 의해 골유착을 위한 표면적 접촉을 증가시키고 임플란트를 따른 전단력을 골 경계면으로 감소시킴으로써 문제를 해결할 수 있다. 골유착(유기적 고정)은 피질 접촉으로부터 발생할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 안정성을 추가하고 침하에 저항하기 위해 하부 피질골과 인터페이스하는 환자 특정 벽, 지지부, 또는 페그(peg)를 도입할 수 있다. 골간질의 윤곽(metaphyseal bone)(뼈의 골간과 골간증이 합쳐지는 전이 영역)을 매핑하여 경골 트레이를 형성하고 쉽게 삽입할 수 있다.
힘 F는 그의 성분들이 좌표축들을 따라 지향되는 경우 두개의 직각 성분으로 분해될수 있다고 한다. 단위 벡터들 i 및 j를 x 및 y 축을 따라 도입하면,
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경골 절단 생성기(750)에서와 같은 프로그래밍 코드 또는 알고리즘은 절제된 경골의 표면적 접촉을 상당히 증가시킬 수 있는 비평면 형상을 경골 트레이의 바닥에 도입하는 것을 포함할 수 있다. 예로서, 평면에서 원의 표면적은 방정식(원의 면적 = πr2)에 의해 특징지어진다. 반구로 근사한 반구형의 표면적은 식(반구의 면적 = 2π에 의해 특징지어진다. 따라서, 반구 형상의 도입은 표면적 접촉을 상당히 증가시킬 수 있다. 비제한적인 예로서, 반구는 동일한 반경의 원의 표면적의 2배를 갖는다. 경골의 정상 근위 부분의 구성은 편평한 평면이 아니지만, 해부학적 구조는 오목 및 볼록 기하학적 형상을 특징으로 하고, 경골의 절제된 근위 부분을 결정할 때 경골 절단 생성기(750)는 비평행한 표면적에 기초할 수 있다.
이러한 오목 및 볼록 표면 특징부(900)의 근사치가 도 9에 도시되어 있으며, 환자 특정 무릎은 이러한 해부학적 표면 특징부에 일반적으로 근사하도록 경골 컷 생성기(740)(도 7)에서와 같이 디자인될 수 있다. 특히, 이들 표면 특징부는 용골과 핀을 제외한 절제 평면을 따라 최저 부재와 최고 부재 사이에서 측정된 최소 높이가 약 0.5 mm를 초과하고 용골과 핀을 제외한 절제 평면을 따라 최저 부재와 최고 부재 사이에서 측정된 최대 높이가 약 25 mm를 초과하지 않도록 기하학적으로 근사화될 수 있다. 내측 및 외측 관절구 및 관절간 융기부는 일반적으로 절제 평면을 따라 국소 최대 및 최소 또는 최소 및 최대 영역을 근사화할 수 있는 것으로 이해된다. 일부 실시예들에서, 경골 절단 생성기(740)(도 7) 내의 프로그래밍 코드 또는 알고리즘들은 하나 이상의 각진 표면들, 및 결과적인 전단력들에 기초하여 경골의 절제된 근위 부분을 결정할 수 있다. 예를 들어, 뼈 접촉면에 대한 임플란트의 임의의 지점에서의 전단력은, 식 Fx = Fcos(세타)에 의해, 여기서 세타가 증가함에 따라 전단력이 감소되고, 그리고 이에 기초하는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 10은 지지 핀들과 피질골의 골간단의 골의 두 개의 뼈-대-임플란트 인터페이스들을 도시하며, 이는 표면적 접촉이 합리적으로 최대화되도록 평평하거나 만곡될 수 있다. 이러한 분석은 최적화 생성기(746)(도 7)에서 이용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 자동- 및 임플란트 생성 알고리즘들은 알고리즘들에 의해 생성된 순응하는 환자 특정 경골 트레이와의 맞물림을 위해 디자인된 근위 경골 표면 내로 사전-계획된 반-장방형 불규칙한 형상들 및 공동들을 도입하기 위해 수술 로봇과 함께 활용될 수 있다. 예를 들어, 경골의 수술 전 해부학적 구조는 로봇 수술 계획 및 대응하는 환자 특정 임플란트를 출력하도록 디자인된 분할 및 임플란트 생성 알고리즘을 특징으로 한다. 알고리즘 출력들은 고유 해부학적 구조의 수술전 곡률 (경골의 근위 표면, 구체적으로 내측 및 외측 관절구, 관절간 융기부 및 내측 및 외측 만곡 고평부(lateral curved plateau)의 기하학적 근사들)을 느슨하게 재구성할 뿐만 아니라 가변 길이의 페그를 위한 공동을 도입하고 하부 골에 대해 높은 순응성을 갖도록 디자인될 수 있다. 알고리즘은 높은 순응성 임플란트가 삽입될 수 있도록 골간단의 골의 윤곽들을 매핑할 수 있다. 수술 로봇은 조직 절제 도구(예를 들어, 버(burr), 시상 톱, 드릴 등)로 이들 표면 특징부를 준비할 수 있고, 임플란트는 3D 인쇄, 단조 또는 주조될 수 있다.
경골 트레이는 외과의의 재량 및 입력에 또는 시스템(700)에 의해 정렬될 수 있다. 본 개시의 전체 무릎 관절형성도(TKA)는 종래의 TKA와 유사하게 경골의 해부학적 축에 수직으로 위치된 경골 구성요소와 정렬될 수 있다. 예를 들어, 해부학적 축은 일부 특이한 변형이 없는 한 해부학적 축과 동일 선상에 있을 수 있다. 대안적으로, 그 목표가 경골 관절 표면의 원래의 시상 및 관상 배향을 재생성하는 것(예를 들어, 관절염이 들어가기 전에 관절 표면이 있었던 위치로 복원하는 것)인 소위 운동학적 또는 해부학적 기술이 채용될 수 있다. 경골의 고유 정렬에 변동이 있다. 관상 정렬(coronal alignment)은 전형적으로 내반슬(varus)의 평균 3도이고 시상(후방 기울기)은 평균 7도 정도이지만 0 내지 15+ 사이의 광범위하다. 경골 절제 생성기 내의 알고리즘은 어느 하나의 기술을 적용할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 예를 들어, 무릎 교체 수술에 사용하기 위한 방법(600)(도 6)을 구현하기 위한 시스템(800)의 블록도를 예시한다.
도 11은 무릎 교체를 위해 환자의 경골을 절제하기 위한 로봇 방법(1200)의 블록도를 도시한다. 방법(1200)은 예를 들어, 프로세서를 통해 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계(1210)를 포함한다. 방법은, 1220에서, 프로세서를 통해, 제1 데이터에 기초하여 그리고 경골의 피질골의 내부 표면의 위치에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분의 제2 데이터를 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 방법은 또한, 1230에서, 프로세서를 통해, 경골의 환자 특정 절제 근위 부분의 제2 데이터에 기초하여 환자의 경골을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 환자의 경골의 절제 근위 부분은 경골의 피질골의 내부 표면의 하위 부분을 노출시키는 하나 이상의 공동 및/또는 개구를 갖는다.
도 12 내지 도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이(1320)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(1320)의 적어도 일부는 환자의 경골의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골의 근위 부분의 피질골(의 내부 표면의 측부와의 접촉 면적을 접촉 및 증가시킬 것이다. 예를 들어, 경골 트레이(1320)는 경골 트레이(20)(도 1)와 유사하게 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 경골 트레이(1320)는 용골을 포함하지 않는다.
도 15 내지 도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이(1420)를 도시한다. 예를 들어, 경골 트레이(1420)는 용골(1421)(도 17 내지 도 20)의 추가로 경골 트레이(1320)(도 12 내지 도 14)와 유사하게 구성될 수 있다. 도 20 및 도 21은 환자의 경골(1410)의 절제된 근위 부분 상에 배치된 경골 트레이(1420)를 도시한다.
도 22 및 도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이(1520)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(1520)의 적어도 일부는 환자의 경골의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골의 근위 부분의 피질골의 내부 표면의 내부 표면과의 접촉 면적을 접촉 및 증가시킬 것이다. 예를 들어, 경골 트레이(1520)는 경골 트레이(20)(도 1) 및 경골 트레이(420)(도 4)의 조합과 유사하게 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 경골 트레이(1520)는 주위 벽들 및 비평면 중심 부분을 갖는 경골 맞물림 부분을 포함할 수 있다. 중심 부분은 경골의 절제된 근위 부분의 만곡된 표면 기하학적 형상들 및 지지 공동들과 인터페이스하도록 디자인될 수 있다. 예를 들어, 경골 트레이의 중심 부분은 외측 관절구 근처의 볼록 최소치, 관절간 융기부 근처의 오목 최대치, 및 내측 관절구 근처의 볼록 최소치를 포함할 수 있다. 볼록 표면의 외부 에지는, 도 23에 도시된 바와 같이, 타원형 또는 일반적으로 난형 구성을 가질 수 있다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이(1620)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(1620)의 적어도 일부분은 환자의 경골(1610)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골의 근위 부분의 피질골의 내부 표면과의 접촉 면적을 접촉 및 증가시킬 것이다. 예를 들어, 경골 트레이(1620)는 피질골의 내면 부분들 사이에 수용되도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 환자의 경골의 절제된 부분은 평면(P1)을 따를 수 있다. 경골 트레이(1620)의 경골 결합부의 하위-연장 주위 부분들(1650)을 수용하기 위해 환자의 경골에 공동들이 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 경골 트레이는 환자의 경골의 피질골의 절제된 상위 에지(superior edge)의 상부 상에 놓이지 않고, 대신에 환자의 경골의 피질골의 절제된 상위 에지의 상부 위로 연장한다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이(1720)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(1720)의 적어도 일부는 환자의 경골(1710)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골의 근위 부분의 피질골의 내부 표면의 측부와의 접촉 면적을 접촉 및 증가시킬 것이다. 예를 들어, 경골 트레이(1620)는 피질골의 내부 표면 부분들 사이에 수용되도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 환자의 경골의 절제된 부분은 평면(P1)을 따를 수 있다. 평면(P2)을 따라 배치된 하위 표면을 갖는 초기 공동이 형성될 수 있고, 공동은 경골 트레이(1720)의 경골 결합부의 하위-연장 주위 부분들(1750)을 수용하기 위해 환자의 경골 내에 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 경골 트레이는 환자의 경골의 피질골의 절제된 상위 에지의 상부 상에 안착되지 않고, 대신에 일반적으로 환자의 경골의 피질골의 절제된 상위 에지의 상부와 함께 연장된다.
도 26-29를 참조하면, 전체 무릎 교체에 사용하기 위해 경골 트레이의 부분들이 피질골의 하부 내부 표면으로부터 이격되고 그에 근접하게 배치되는, 경골의 절제된 근위 부분 상에 설치된 경골 트레이의 예시적인 실시예들이 도시되어 있다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 환자 특정 경골 트레이 디자인은 피질골에 인접한 주위 해면골과 더 밀접하게 인터페이싱하는 높은 하부 주위 표면 영역 접촉과 하부 표면 기하학적 구조의 조합을 통해 무균 풀림 및 침하를 완화할 수 있다. 본 개시는 무릎 임플란트 실패, 즉, 경골 성분의 무균 이완 및 침하에 대한 1차적인 원인을 해결 및/또는 극복할 수 있다.
일부 실시예들에서, 본 개시는 경골의 3차원 모델을 생성하고, 아래에 놓인 경골 피질골의 주위로부터 이격되도록 디자인된 하나 이상의 주위 하위-연장 부분으로 디자인된 맞춤식 경골 트레이의 삽입을 허용하기 위해 로봇 또는 로봇 굴삭기로 경골의 일부분을 굴착하기 위한 절단 계획을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
일부 실시예들에서, 본 개시의 기술은 하부 경골 피질골의 주위로부터 이격되도록 디자인된 하나 이상의 주위 하위-연장 부분을 채용함으로써 경골의 절제된 근위 부분에 대한 경골 트레이의 안정성을 증가시키는 것에 관한 것이다. 경골의 근위 부분의 가상 모델은 더 높은 레벨의 안정성을 달성하도록 디자인된 개선된 임플란트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서는 경골과 임플란트 사이의 접촉량이 예를 들어, 종래의 경골 트레이에 비해 10% 이상의 접촉량만큼 증가되도록 경골 근위 부분을 절제하고 경골로부터 해면골을 굴착하기 위한 굴삭 프로토콜을 생성하도록 채용되고 구성될 수 있다.
도 26은 본 개시의 일 실시예에 따른, 전체 무릎 교체를 위해 경골(2010)의 절제된 근위 부분에 맞춰진 경골 트레이(2020)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골(2010)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골 트레이(2020)의 적어도 일부분은 경골(2010)의 근위 부분의 하부 경골 피질골(2012)의 주위로부터 오프셋되거나 이격되도록 디자인된 해면골(2011) 상으로 연장되는 주위의 하위 연장 부분을 포함한다.
예를 들어, 도 27에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(2020)는 상위 부분(2024) 및 하위 경골-맞물림 부분(2026)을 갖는 본체(2022)를 포함할 수 있다. 상위 부분(2024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(2025)(도 26에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평탄한 상위 표면(2025)은 스냅 끼움 연결을 통해 부착하고 플라스틱 베어링 스페이서를 구속하기 위한 주위 상향 연장 립(2027)(도 26)을 포함한다.
도 27을 계속 참조하면, 경골 맞물림 부분(2026)은 중심 경골 맞물림 부분(2030), 및 제1 주위 경골 맞물림 부분(2040)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 중심 경골 맞물림 부분(2030)은 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 중심 해면골 표면과 접촉가능한 윤곽형성된 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중심 경골 결합부는 유사하게 전술된 바와 같이 환자의 절제된 경골의 중심 해면골 표면과 접촉가능한 하나 이상의 오목, 볼록 또는 평면 표면을 포함할 수 있다.
주위 경골-맞물림부(2040)는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함할 수 있고, 제1 하위-연장 벽(2050) 및 이격된 제2 하위-연장 벽(2051)을 포함할 수 있다. 제1 하위 연장 벽(2050)은 내부 벽 표면(2052)과 외부 벽 표면(2054)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽들(2052, 2054)은 서로 마주보는 U자형 벽일 수 있다. 제2 하위 연장 벽(2051)은 내부 벽 표면(2053)과 외부 벽 표면(2055)을 포함할 수 있다. 벽들(2050, 2051)은 벽(2050)의 거울상일 수 있고, 일정한 두께, 상이한 두께, 가변 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 내부 벽 표면들(2052, 2053)은 상위 표면(2025)에 수직으로 또는 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면들(2054, 2055)은 상위 표면(2025)에 대하여 수직 또는 90도로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 벽 표면은 피질골(2012)(도 26)의 내부 표면(2013)(도 26)과 평행하고 그로부터 이격된 것과 같이 상위 표면에 대해 경사질 수 있다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따른, 전체 무릎 교체를 위한 환자의 도 26의 경골(2010)의 절제된 근위 부분의 상위 도면을 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골(2010)의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면(2015)을 갖는 해면골(2011), 및 피질골 에지 표면(2018)을 갖는 피질골(2012)을 포함할 수 있다. 해면골(2011)은 경골(2010)의 근위 부분의 내측 측면과 같은 일면을 따라 배치된 제1 U자형 공동(2115), 및 경골(2010)의 근위 부분의 외측 면과 같은 반대면을 따라 배치된 제2 U자형 공동(2117)을 포함할 수 있다. 제1 U자형 공동(2115)은 내부 표면(2125) 및 외부 표면(2126)을 포함할 수 있다. 제2 U자형 공동(2117)는 내부 표면(2127) 및 외부 표면(2128)을 포함할 수 있다. 공동들(2115, 2117)은 경골(2010)의 근위 부분의 피질골(2012)의 내부 표면(2013)에 인접한 경골(2010)의 근위 부분의 해면골(2011)(예를 들어, 섬유주골, 해면골 또는 다공골) 내로 연장될 수 있다. 벽들(2050, 2051)(도 27)은 경골(2010)의 절제된 근위 부분에 형성된 공동들(2115, 2017) 내에 수용 가능하다. 예를 들어, 공동들(2115, 2017)은 경골 트레이(2020)가 절제된 경골 근위 부분(2010) 상에 위치될 때 벽들(2050, 2051)(도 27)에 대응하고 이를 수용하도록 크기설정되고 구성될 수도 있다.
제1 벽(2050)의 내부 벽 표면(2052)은 제1 U자형 공동(2115)의 내부 표면(2125)에 인접하게 또는 접하도록 배치될 수 있고, 제1 벽(2050)의 외부 벽 표면(2054)은 제1 U자형 공동(2115)의 외부 표면(2126)에 인접하게 또는 접하도록 배치될 수 있고, 제2 벽(2051)의 내부 벽 표면(2053)은 제2 U자형 공동(2117)의 내부 표면(2127)에 인접하게 또는 접하도록 배치될 수 있고, 제2 벽(2051)의 외부 벽 표면(2055)은 제2 U자형 공동(2117)의 외부 벽 표면(2028)에 인접하게 또는 접하도록 배치될 수 있다.
다시 도 26을 참조하면, 벽(2050)의 깊이(D5)는 예를 들어, 약 0.5 밀리미터(mm) 내지 약 75 mm, 약 1 mm 내지 약 50 mm, 약 2 mm 내지 약 40 mm, 약 4 mm 내지 약 20 mm 사이로 연장하거나 0.5 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 약 3 mm, 약 5 mm, 약 7 mm, 또는 다른 적합한 깊이를 초과할 수 있다. 벽(2050)의 폭(W5)은 예를 들어 약 5 mm 내지 약 6 mm일 수 있고, 바람직하게는 약 0.5 mm 초과 및 약 50 mm 미만이다. 벽(2050)의 외부 표면(2054)의 하부는 피질골(2012)의 내부 표면(2013)으로부터, 예를 들어, 약 0.5 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 0.05 mm 내지 약 10 mm, 약 0.5 mm 내지 약 5 mm, 약 1 mm 내지 약 2 mm, 또는 다른 적합한 거리의 거리(L5)만큼 이격될 수 있다.
다시 도 27을 참조하면, 일부 실시예들에서, 하위-연장 벽들(2050, 2051)은 예를 들어, 본체(2022)의 주위의 적어도 25%를 따라, 본체(2022)의 주위의 적어도 50%를 따라, 본체(2022)의 전체 주위를 따라 연장되거나, 본체(2022)의 주위를 따라 다른 적절한 양을 따라 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 경골 트레이(2020)의 주위 에지(2029)는 상위 절단 피질골(2018) 위로 연장되는 하부 표면(2028)을 포함할 수 있다(도 28). 일부 실시예들에서, 경골 트레이(2020)는 용골(도 27에 도시되지 않음)을 특징으로 할 수 있다. 경골의 근위 부분 내의 해면골 내의 경골 근위 부분 및 접근 공동 및 대응하는 경골 트레이의 절제는 외과의에 의해 수동으로 크기설정 및 형성되고 또는 전술한 바와 같이, 로봇에 의해 자동으로 준비될 수 있다.
도 29는 본 개시의 일 실시예에 따른, 전체 무릎 교체를 위해 경골(3010)의 절제된 근위 부분에 맞춰진 경골 트레이(3020)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(3020)의 적어도 일부분은, 경골(3010)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때, 해면골(3011) 상으로 연장되는 주위 하위-연장 부분을 포함한다. 주위 하위 연장부는 경골(3010)의 근위 부분의 아래에 놓인 경골 피질골(3012)의 주위에 평행하고 오프셋과 같이 이격되도록 디자인된다.
예를 들어, 도 30에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(3020)는 상위 부분(3024) 및 하위 경골-맞물림 부분(3026)을 갖는 본체(3022)를 포함할 수 있다. 상위 부분(3024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(3025)(도 29에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평탄한 상위 표면(3025)은 전형적인 스냅 끼워맞춤 연결을 통해 부착하고 플라스틱 베어링 스페이서를 구속하기 위한 주위 상향 연장 립(3027)(도 29)을 포함한다.
경골 맞물림부(3026)는 중심 경골 맞물림부(3030) 및 주위 경골 맞물림부(3040)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 중심 경골 맞물림 부분(3030)은 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 중심 해면골 표면과 접촉가능한 윤곽형성된 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중심 경골 결합부는 유사하게 전술된 바와 같이 환자의 절제된 경골의 중심 해면골 표면과 접촉가능한 하나 이상의 오목, 볼록 또는 평면 표면을 포함할 수 있다.
주위 경골-맞물림 부분(3040)은 상이한 깊이에 배치된 부분들을 갖는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함할 수 있다. 주위 경골-맞물림 부분(3040)은 예를 들어, 제1 하위-연장 벽(3050) 및 이격된 제2 하위-연장 벽(3051)을 포함할 수 있다. 주위 경골-맞물림 부분(3040)은 연결 하위-연장 벽(3070), 제1 내향-연장 벽(3080), 및 제2 내향-연장 벽(3090)을 추가로 포함할 수 있다. 연결 내향-연장 벽(3080)은 제 1 내향-연장 벽(3050)과 이격된 제 2 내향-연장 장 벽(3051) 사이에서 연장될 수 있다. 제1 내향-연장 벽(3080) 및 제2 내향-연장 벽(3090)의 내향 대면 단부들(3081, 3091)은 각각 경골 트레이(3020)의 후방 측면을 따라 배치된 간극(G)을 형성할 수 있다. 간극(G)은 경골 근위 부분의 후측에서 힘줄 및 인대를 희생시킬 필요성을 억제할 수 있다.
제1 하위-연장 벽(3050)은 내부 벽 표면(3052)과 외부 벽 표면(3054)을 포함할 수 있다. 제2 하위-연장 벽(3051)은 내부 벽 표면(3053)과 외부 벽 표면(3055)을 포함할 수 있다. 벽들(3050, 3051)은 가장 하위의 단부에서 라운딩되는 일반적으로 일정한 두께를 가질 수 있다.
내부 벽 표면들(3052, 3053)은 상위 표면(3025)에 수직으로 또는 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면들(3054, 3055)은 외부 벽 표면들(3054, 3055)과 피질골(3012)(도 29)의 인접한 내부 표면(3013)(도 29) 사이에 일반적으로 일정한 공간(S)(도 29)을 제공하도록 크기가 정해지고 구성될 수 있다.
다시 도 29를 참조하면, 벽의 외부 표면은 피질골의 내부 표면(3031)으로부터, 예를 들어, 약 0.5 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 0.05 mm 내지 약 10 mm, 약 0.5 mm 내지 약 5 mm, 약 1 mm 내지 약 2 mm, 또는 다른 적합한 거리의 거리(L6)만큼 이격될 수 있다.
다시 도 30을 참조하면, 벽(3050, 3051)의 깊이(D6)는 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 75 mm, 약 1 mm 내지 약 50 mm, 약 2 mm 내지 약 40 mm, 약 4 mm 내지 약 20 mm 사이에 연장하거나 약 0.5 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 약 3 mm, 약 5 mm, 약 7 mm, 또는 다른 적합한 깊이를 초과할 수 있다. 연결 벽(3070) 및 내향 연장 벽들(3080, 3090)의 깊이(D7)는 예를 들어, 약 0.5 mm 내지 약 75 mm, 약 1 mm 내지 약 50 mm, 약 2 mm 내지 약 40 mm, 약 4 mm 내지 약 20 mm 사이로 연장하거나 또는 약 0.5 mm, 약 1 mm, 약 2 mm, 약 3 mm, 약 5 mm, 약 7 mm, 또는 다른 적절한 깊이를 초과할수 있다. 일부 실시예들에서, 연결 벽(3070) 및 내향 연장 벽들(3080, 3090)의 깊이(D7)는 예를 들어, 깊이(D6)의 약 20%, 약 25%, 약 30%, 또는 다른 적합한 백분율일 수 있다. 벽들(3050, 3051)의 폭(W6)은 예를 들어, 약 5 mm 내지 약 6 mm일 수 있고, 바람직하게는 약 0.5 mm 초과 및 약 50 mm 미만이다. 벽들(3070, 3080, 3090)의 폭(W7)은 예를 들어 약 5 mm 내지 약 6 mm일 수 있고, 바람직하게는 약 0.5 mm 초과 및 약 50 mm 미만이다. 일부 실시예들에서, 폭(W7)은 예를 들어 폭(W6)보다 작을 수 있는데, 예컨대 폭(W7)은 폭(W6)에 비해 폭의 절반일 수 있다.
도 29를 다시 참조하면, 경골 근위 부분(3010)의 절제 및 경골의 근위 부분 내의 해면골 내의 공동에 대한 접근 및 대응하는 경골 트레이(3020)는 외과의에 의해 수동으로 크기 및 형성되거나 또는 전술한 바와 같이 로봇에 의해 자동으로 준비될 수 있다.
도 31 및 도 32는 전체 무릎 교체를 위해 환자의 경골(4010)(도 32)의 절제된 근위 부분에 맞춰질 수 있는, 본 개시의 실시예에 따른 경골 트레이(4020)(도 31)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(4020)의 적어도 일부분은, 환자의 경골(4010)(도 32)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때, 절제된 경골의 피질 벽에 매우 근접하게 해면골(4011)(도 32) 상으로 연장되는 주위 하위-연장 부분들을 포함한다. 주위 하위-연장 부분들은 환자의 경골의 근위 부분의 아래에 놓인 경골 피질골의 주위에 대해 오프셋 및/또는 평행하게 이격되도록 디자인될 수 있다.
도 31에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(4020)는 내측 및 외측 구획부에 걸친 힘 분포를 향상시키기 위해 경골 트레이(4020)의 저면으로부터 연장되는 비대칭의 주위 하위-연장 부분들(4052, 4053) 및 비대칭의 볼록면들(4030, 4031)을 가질 수 있고, 경골 트레이(4020)의 전체 주위의 일부, 거의 전부 또는 전부 주위로 연장되는 림(4018)을 추가로 포함할 수 있다. 비대칭 경골 트레이의 부분들에 더하여, 주위 하위-연장 부분(4052)은 더 두껍고 더 수직으로 정렬되는 주위 하위-연장 부분(4053)보다 각지고 더 얇을 수 있다.
다양한 실시예에서, 바람직하게는 공동들 및 벽들은 외부 피질골을 관통하지 않는다. 다른 실시예에서, 공동들 또는 벽들의 하부 부분과 같은 벽의 일부는 피질골과 접촉하거나 피질골 내로 연장될 수 있다.
도 33은 본 개시의 일 실시예에 따른, 전체 무릎 교체 수술에 사용하기 위한 방법(6000)을 예시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 방법(5000)은 환자에 대한 경골의 근위 부분의 맞춤화된 절제 계획을 제공하고 대응하는 맞춤화된 경골 트레이를 제공할 때 작동가능하다. 방법(5000)은 예를 들어, 5100에서 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 5200에서, 환자의 경골의 환자 특정 절제 근위 부분의 제2 데이터가 제1 데이터에 기초하여 결정된다. 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 상위 표면 및 환자의 경골의 해면골의 주위 하부 부분을 노출시키는 해면골 내의 적어도 하나의 공동을 갖는다. 5300에서, 하위 표면을 갖는 환자 특정 경골 트레이가 제2 데이터에 기초하여 결정된다. 5400에서, 환자의 경골이 제2 데이터에 기초하여 절제된다. 5500에서, 경골 트레이가 제2 데이터에 기초하여 형성되고, 5600에서, 형성된 경골 트레이가 경골의 절제된 근위 부분 상에 고정되어, 경골 트레이의 주위 하위 부분이 적어도 하나의 공동 내로 연장되고 환자의 경골의 하부 피질골로부터 이격된다.
도 34는 전체 무릎 교체를 위해 환자의 경골을 절제하기 위한 로봇 방법(6000)의 블록도를 도시한다. 방법(6000)은, 예를 들어, 6100에서, 프로세서를 통해, 중심 해면골 및 주위 피질골을 갖는 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계를 포함한다. 방법은, 6200에서, 프로세서를 통해, 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 해면골의 주위 기저 부분을 노출시키는 피질골로부터 이격된 해면골 표면 내에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 제2 데이터를 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 또한, 6300에서, 프로세서를 통해, 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 제2 데이터에 기초하여 환자의 경골을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 환자의 경골의 절제 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 환자의 경골의 피질골의 하부 내부 표면으로부터 이격된 해면골의 주위 하부 부분을 노출시키는 적어도 하나의 공동을 갖는다.
추가의 실시예에서, 환자 매치 또는 맞춤형 경골 트레이는, 예를 들어, 경골 트레이의 주위 에지에 또는 그 부근에 위치되고 설치될 때 환자의 경골의 절제된 근위 부분 내의 피질골의 하부 내부 표면으로부터 이격되고 그에 매우 근접하게 위치된 해면골 내의 하나 이상의 공동 또는 구멍에 수용되는, 불하위 연장 페그들(poiniorly-extending pegs), 플랜지들, 핀들 등을 포함할 수 있다. 경골 트레이의 대안적인 실시예는, 예를 들어, 절제된 피질골의 주위 상위 표면의 전부, 거의 전부, 또는 일부 주위로 연장되는 림 및 내측 및 외측 구획부에 걸친 힘 분배를 향상시키기 위해 트레이의 하부면으로부터 연장되는 비대칭 볼록 요소를 가질 수 있다.
본 개시은 또한 도 26 내지 도 30과 관련하여 도시되고 설명된 맞춤형 경골 트레이의 삽입을 허용하는 공동을 생성하기 위해 로봇 또는 로봇 굴삭기를 사용하여 전체 무릎 교체를 위해 경골 근위 부분의 일부를 굴삭하기 위한 3차원 절단 계획을 생성하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이며, 이는 도 7의 시스템(700) 및 도 8의 시스템(800)을 사용하여 수행될 수 있고, 이식 후 경골 트레이의 안정화 증가 또는 최대화시킬 수 있다. 로봇은 해부학적 구조를 내비게이팅하기 위해 광학 추적을 위한 이미지들 또는 카메라들을 이용할 수 있고, 맞춤형 공동들을 능동적으로 생성할 수 있으며, 예를 들어, 절제들을 실행하기 위해 햅틱 피드백 또는 외과의에 의존할 필요가 없을 수 있다.
도 35는 본 개시의 일 실시예에 따른, 전체 무릎 교체를 위한 환자의 경골(7000)의 근위 부분을 예시한다. 외측 부분 및/또는 내측 부분은 경골(7000)의 최상부 부분을 향해 내부로 연장되는 피질골(7012)의 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 35에 도시된 바와 같이, 경골(7000)의 피질골(7012)의 근위 외측 방향 부분(7015)은 경골(7000)의 최상부 부분을 향해 내향으로 연장되어, 내부 오목 표면을 갖는 피질골(7012)의 내부 표면(7016)을 생성할 수 있다.
전술된 바와 같이, 전체 무릎 교체에 사용하기 위한 본 개시에 따른 경골 트레이는 외부 벽 표면 및 내부 벽 표면을 갖는 하나 이상의 하위-연장 벽들을 포함할 수 있다. 외부 벽 표면은 피질골의 하부의 내부 표면에 대응하여 접촉하도록 구성되거나, 피질골의 하부의 내부 표면으로부터 이격되고 인접하여 배치될 수 있다. 절제 평면(RP1) 아래의 내부 오목 표면(7016)을 갖는 외측 피질골의 위치에 대응하는 하위-연장 벽을 갖는 경골 트레이는 경골 트레이의 하나 이상의 하위-연장 벽이 하나 이상의 하위-연장 벽을 수용하기 위한 하나 이상의 공동을 갖는 절제된 경골 근위 부분에 삽입가능하지 않게 할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 35에 도시된 바와 같이, 평평한 절제 평면은 경골(7000)의 해부학적 축(A)에 수직으로 위치된 절제 평면(RP1)일 수 있다. 도 36을 참조하면, 경골 트레이(8000)가 피질골(7012)(도 35)의 내부 표면에 매우 근접하게 삽입가능하도록 하기 위해, 바닥 표면(8003)이 편평한 절제 평면(RP1) 상에 놓이는 경골 트레이(8000)의 바닥 표면(8003)과 하나 이상의 하위-연장 벽들(8050)의 외부 표면(8054) 사이의 각도(α)는 90도 이상이어야 한다. 경골 트레이(8000)가 삽입가능하기 위해, 경골 트레이(8000)의 바닥 표면(8003)과 하나 이상의 하위-연장 벽(8050)의 내부 표면(8052) 사이의 각도(β는 90도 이상이어야 한다.
도 37을 참조하면, 예를 들어, 시스템(700)(도 7) 또는 시스템(800)(도 8)을 사용하는 경골 트레이의 디자인 및/또는 제작에서, 방법은 경골의 절제된 근위 부분에 하나 이상의 하위로-연장되는 벽(8550)을 갖는 경골 트레이(8500)를 삽입하는 능력을 유지하기 위한 알고리즘 또는 프로그래밍 코드를 포함할 수 있다. 경골 트레이 임플란트를 삽입하는 능력을 유지하기 위해, 경골 트레이(8500)의 하나 이상의 하위-연장 벽(8550)의 외부 표면의 디자인에 대해 하나 이상의 제약들이 부과될 수 있다. 예를 들어, 절제 평면 아래에 놓인 피질골이 내부 오목면(예를 들어, 도 35의 내부 오목면(7016))을 한정하는 경골 트레이(8500)의 하나 이상의 하위로 연장하는 벽(8550)의 디자인 및/또는 제작에서, 절제 평면(RP1)(도 35)을 따른 피질골(7012)(도 35)의 상위 에지(7400)(도 35)는 하위-의존 벽(8550)의 결과적인 외부 표면(8554)이 수직이거나 내향으로 연장하도록 제약을 한정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 경골(7000)의 해부학적 축(A)(또는 다른 임의의 축 또는 수직 기준)에 대해, 추락 연장 벽의 외부 표면과 해부학적 축(A) 사이의 수평 거리(d1, d2)는 추락 연장 벽의 외부 표면의 근위 부분으로부터 추락 연장 벽의 외부 표면의 원위 부분으로 감소할 수 있다.
도 38에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(8700)는 하부 윤곽을 갖는 피질골 내부 표면에 기초하여 하위-연장 벽(8750)의 외부 표면 상에 제약들을 갖도록 디자인 및/또는 제조될 수 있다. 예를 들어, 하위-연장 벽(8750)의 외부 표면 부분(8757)은 하부 윤곽형성된 피질골 내부 표면의 형상에 대응하도록 구성될 수 있다. 하위-연장 벽(8750)의 외부 표면 부분(8759)은 절제 평면(RP1)(도 35)을 따라 피질골(7012)(도 35)의 상위 에지(7400)(도 35)에 의해 구속되어 외부 표면 부분(8759)이 경골 트레이의 바닥 표면에 수직인 외부 수직 벽 표면 또는 만곡된 외부 벽 표면을 갖게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 임상적 이유로, 절제 평면은 평평하지 않을 수 있지만, 대신에 비스듬히 배치될 필요가 있다. 임플란트가 평평한 절제 평면을 가정하여 디자인되었지만 각진 절제 평면 상에 삽입된다면, 임상적 문제가 도입될 수 있다. 예를 들어, 하위-연장 벽은 피질벽의 내부 표면에 정확하게 대응하지 않을 수 있고/있거나 심지어 피질골과 접촉 및/또는 침투할 수 있다.
도 39를 참조하면, 일부 실시예들에서, 손상 또는 질병과 같은 임상적 이유로 인해, 절제 평면(RP2)이 경골의 해부학적 축(A)에 대해 비-수직 각도로 위치되는 절제 평면일 수 있는 것과 같이, 시스템(700)(도 7) 또는 시스템(800)(도 8)을 사용하여 각도 상에 있도록 요구되고 디자인 및/또는 제조될 수 있다. 이러한 접근법을 보상하기 위해, 경골 트레이(9000) 디자인 프로세스는 경골의 해부학적 축(A)에 대한 절제 평면의 각도를 고려할 수 있으며, 이 각도는 알고리즘 또는 프로그램 코드에 의해 그리고/또는 외과의에 의해 사전-작동적으로 결정될 수 있다. 각진 절제 평면의 경우에, 전술된 삽입 계산이 사용될 수 있지만, 경골의 해부학적 축(A)에 수직인 수평 평면(HP)과 절제 평면(RP2) 사이의 각도(θ를 고려하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 각도 θ는 각도 α 및 각도 β에 더해질 수 있다.
도 40은 본 개시의 일 실시예에 따른, 부분 무릎 교체를 위해 경골(10010)의 부분 절제된 근위 부분에 맞춰진 경골 트레이(10020)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이러한 부분 단부분절 무릎 교체(PUKR)는 무릎의 자연 베어링 표면들 중 적어도 하나를 그대로 남겨두기 때문에 손상된 경골의 근위 부분의 일부만을 교체한다. 예를 들어, 경골 트레이(10020)는 경골 근위 부분의 안쪽(내측) 부분 또는 경골 근위 부분의 바깥쪽(외측) 부분을 대체할 수 있다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골(10010)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 경골 트레이(10020)의 적어도 일부분은 경골(10010)의 근위 부분의 피질골(100012)의 내부 표면 또는 측면 부분과 접촉하거나 이에 가깝게 이격될 수 있거나 이를 인터페이싱한다.
예를 들어, 도 41 및 도 42에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(10020)는 상위 부분(10024)(도 41) 및 하위 경골-맞물림 부분(10026)을 갖는 본체(10022)를 포함할 수 있다. 몸체(10022)는 경골의 절제된 표면을 따른 피질골의 외표면의 일부에 대응하는 주위 에지(10023), 및 경골의 절제된 표면의 중심을 가로질러 걸쳐 있는 주위 에지(10024)를 포함할 수 있다. 주위 에지(10024)는 경골의 축 A(도 40)를 가로질러 배치되거나 경골의 축 A(도 40)로부터 이격될 수 있다.
상위 부분(10024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(10025)(도 41)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평면형 상위 표면(10025)은 스냅 끼워맞춤 연결을 통해 부착하고 플라스틱 베어링 스페이서를 구속하기 위한 주위 상향 연장 립(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
도 41을 다시 참조하면, 경골 맞물림 부분(10026)는 중심 경골 맞물림 부분(10030), 및 주위 경골 맞물림 부분(10040)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 중심 경골 맞물림 부분(10030)는 환자의 절제된 경골의 근위 부분의 중심 해면골 표면과 접촉 가능한 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중심 경골 결합부는 전술된 바와 유사하게 환자의 경골의 부분적으로 절제된 근위 부분의 중심 해면골 표면과 접촉가능한 하나 이상의 오목, 볼록 또는 평면 표면을 포함할 수 있다. 도 41 및 도 42에 도시된 바와 같이, 중심 경골 맞물림 부분(10030)는 볼록면(10031)을 포함할 수 있다. 볼록한 밑면은 표면적 접촉을 최대화하고 절제 평면을 따라 전단력을 감소시키도록 디자인될 수 있다.
주위 경골-맞물림 부분(10040)는 아래로 연장되는 벽(10050)을 포함할 수 있다. 하위-연장 벽(10050)은 내부 벽 표면(10052)(도 42) 및 외부 벽 표면(10054)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽 표면들(10052, 10054)은 U자형 벽일 수 있다. 벽(10050)은 일정한 두께, 상이한 두께, 가변 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 내부 벽 표면(10052)은 상위 표면(10025)에 대해 수직으로 또는 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도들로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(10054)은 상위 표면(10025)에 수직으로 또는 90도로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 벽 표면은 피질골(10012)(도 40)의 내부 표면(10013)(도 40)과 평행하고 그로부터 이격된 것과 같이 상위 표면에 대해 경사질 수 있다. 전술한 바와 같이, 외부 벽 표면(10054)은 피질골의 내부 표면에 접촉하도록 구성될 수 있거나, 또는 내부 피질골로부터 밀접하게 이격되도록 구성될 수 있다.
전술된 바와 같이, 전술된 바와 같은 다양한 경골 구성요소의 삽입을 위해 경골의 절제된 근위 부분 내의 해면골 내의 하나 이상의 공동을 굴착하기 위한 다양한 수술 로봇 방법이 채용될 수 있다.
도 43은 비-로봇 버 또는 밀링 공구(12000)(도 44)를 수용하기 위한 개구(11050)를 갖는 환자 특정 지그 또는 경골 공동 절단 가이드(11000)를 도시하여, 외과의가 전술된 바와 같이 공동들을 수동으로 절제할 수 있게 한다. 예를 들어, 절단 가이드(11000)는 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 절제된 근위 부분에 적어도 하나의 공동을 형성하기 위해 외과의에 의해 사용될 수 있다. 경골의 절제된 근위 부분은 전술한 바와 같이 중심 해면골 표면 및 주위 피질골 표면을 포함한다. 절단 가이드(11000)는 제 1 평면(11022) 및 제 2 평면(도 43에 도시되지 않음)을 갖는 평면 부재(11020)를 포함할 수 있다.
평면형 부재(11020)는 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 따른 외부 주위 피질골에 대응하는 주위 외부 에지(11023)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 U자형 개구들(11050)은 제1 평면 표면(11022)으로부터 제2 평면 표면(도시되지 않음)까지 평면 부재를 통해 연장되고, 주위 외부 에지로부터 이격된다. 한 쌍의 U자형 개구들(11050) 각각은 U자형 축(11060)을 형성하고, U자형 개구는 U자형 축에 수직인 일정한 폭(W8)을 갖는다. 폭(W8)은 바람직하게는 대응하는 환자 특정 경골 트레이의 하위-연장 부분의 폭에 대응한다. 한 쌍의 U자형 개구들 각각은 내부 에지(11061) 및 외부 에지(11062)를 갖는다. 외부 엣지(11062)는 주위 외부 엣지(11023)와 평행하게 배치될 수 있다. 절단 가이드(11000)는 예를 들어, 환자 특정 절단 가이드일 수 있고, 도 7의 시스템(700) 및 도 8의 시스템(800)을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 환자 경골 데이터(702)(도 7) 및 외과의사 입력(704)(도 7)과 함께 메모리(730)(도 7)에 저장된 적합한 알고리즘 및 프로그래밍 코드는 프로세서(710)(도 7)에서 작동 가능하게 처리되어 환자 맞춤형 절단 가이드를 생성할 수 있으며, 이 절단 가이드는 3D 프린터(795)(도 7)를 사용하여 생성 또는 제조될 수 있다.
도 44를 참조하면, 밀링 공구(12000)는 U자형 개구(11050)의 폭(W8)(도 43)보다 큰 크기의 근위 직경(X1), 및 U자형 개구(11050)의 폭(W8)을 통과하기 위한 크기의 원위 직경(X2)을 포함한다. 이와 같이, 밀링 공구(12000)가 끼워지는 개구(11050)를 갖는 환자 특정 경골 공동 커팅 가이드(11000)(도 43)는 밀링 공구(12000)의 이동을 고정된 형상으로 제한한다. 도 43을 다시 참조하면, 절단 가이드(11000)는 절단 가이드의, 예를 들어 나사를 통한, 절제된 경골로의 일시적 고정을 수용하기 위한 하나 이상의 고정 구멍(11070)을 포함할 수 있다. 절단 가이드의 주위는 절제된 경골 상의 시각적 정렬 및 적절한 배치가 용이하게 수행되도록 절제된 경골의 외부 주위와 매치하도록 크기설정될 수 있다.
도 44를 다시 참조하면, 경골 트레이의 하위-연장 부분을 위한 공동의 수동 굴착이 적절한 깊이로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 밀링 가이드(12000)를 위한 절단 부분은 경골 트레이의 아래-연장 부분의 깊이에 대응하는 길이(L)를 연장시키고 경골 트레이가 환자의 경골의 절제된 근위 부분 상에 배치될 때 경골 트레이의 아래-연장 부분의 수용을 허용하도록 크기설정될 수 있다.
도 45는 본 개시의 일 실시예에 따른, 전체 무릎 교체를 위한 환자 특정 임플란트 시스템(13000)을 예시한다. 예를 들어, 환자 맞춤형 임플란트 시스템(13000)은 전술된 바와 같이 구성되고 제조된 것과 같은 경골 트레이(13020), 스페이서(13025), 대퇴골 임플란트 구성요소(13050), 및 슬개골 임플란트 구성요소(13070)를 포함할 수도 있다.
도 46은 본 개시의 일 실시예에 따른, 부분적 전체 무릎 교체를 위한 환자 특정 임플란트 시스템(14000)을 도시한다. 예를 들어, 환자 맞춤형 임플란트 시스템(14000)은 전술한 바와 같이 구성되고 제조되는 것과 같은 부분 경골 트레이(14020), 스페이서(14025), 및 부분 대퇴골 임플란트 구성요소(14050)를 포함할 수 있다.
도 47 내지 도 50은 본 개시의 일 실시예에 따른 경골 트레이(15000)를 도시한다. 예를 들어, 경골 트레이(15000)는 원주 벽 또는 핀(15040)을 갖는 것을 제외하고는 경골 트레이(2020)(도 26 내지 도 28)와 유사하게 구성될 수 있다. 경골 트레이(15000)는 전체 무릎 교체에 사용하기 위해 둘레 벽 또는 핀(15040)이 피질골의 하부 내부 표면에 가깝게 배치되는 경골의 절제된 근위 부분 상에 설치될 수 있다.
이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(15000)는 상위 부분(15024) 및 하위 경골-맞물림 부분(15026)을 갖는 본체(15022)를 포함할 수 있다. 상위 부분(15024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(15025)(도 48에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평면형 상위 표면(15025)은 스냅 끼워맞춤 연결을 통해 부착하고 플라스틱 베어링 스페이서를 제약하기 위한 주위 상향 연장 립(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
하위 경골 맞물림 부분(15026)는 경골(10)(도 50)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 절제된 경골의 해면골 내로 연장된 원주 벽 또는 핀(15040)을 포함할 수 있다. 원주 벽 또는 핀(15040)은 경골의 근위 부분의 아래에 놓인 경골 피질골의 주위로부터 오프셋되거나 이격되도록 디자인될 수 있다.
도 47에 도시된 바와 같이, 경골 맞물림 부분(15026)는 중심 경골 맞물림 부분(15030), 및 단일의 하위 연장 원주벽 또는 핀(15040)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 중심 경골 맞물림 부분(15030)는 환자의 절제된 경골의 근위 부분의 중심 해면골 표면과 접촉 가능한 평평한 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 중심 경골 결합부는 전술된 바와 같은 윤곽 표면을 가질 수 있다.
단일의 하위-연장 원주 벽 또는 핀(15040)은 내부 벽 표면(15051) 및 외부 벽 표면(15055)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽은 상위 부분(15024)과 유사한 단면 신장(kidney) 형상을 가질 수 있다. 상위 부분(15024)은 일정한 두께, 상이한 두께, 가변 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 내부 벽 표면(15051)은 상위 표면(15025)에 수직으로 또는 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도들로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(15055)은 상위 표면(15025)에 대해 수직 또는 90도로 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 외부 벽 표면은 도 50에 도시된 바와 같이 피질골의 내부 표면과 평행하고 그로부터 이격된 것과 같이 상위 표면에 대해 경사질 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 벽 표면(15055)은 하부 피질골의 내부 표면에 대해 놓이도록 구성될 수 있다.
도 47을 다시 참조하면, 이러한 예시된 실시예에서, 벽 또는 핀(15040)은 원주형일 수 있고 임플란트 또는 경골 트레이 밑면 또는 하부면(15030)의 주위 둘레로 완전히 연장되고 주위를 향해 위치될 수 있다. 원주 벽 또는 핀의 외부 표면은, 특히 핀 외부 벽이 고정된 그리고 피질 벽의 맵핑된 내부 표면으로부터 일정한 거리가 되도록 임플란트 또는 경골 트레이를 디자인하기 위해, 환자의 내부 피질 벽의 수술 전 이미징 데이터에 기초할 수 있다.
맵핑된 내부 피질 벽의 위치 및 외부 핀 벽의 위치로부터의 임플란트 레지 폭(implant ledge width)(W9)이 결정될 수 있다. 도 50을 참조하면, 예를 들어, 내부 피질 벽으로부터 거리(X)를 갖는 외부 핀 벽이 정의될 수 있다. 피질 벽 두께들에 대한 일반적으로 허용되는 수술전 환자 샘플 데이터에 기초한 폭(Y)은 레지의 폭이 하기 식에 의해 특징되도록 임플란트 레지(W9)를 디자인하는 것을 허용할 수 있다:
W9 = X + Y
예를 들어, 내부 피질벽으로부터 외부 핀 벽까지의 거리(X)는 매 지점마다 내부 피질벽으로부터 3mm인 것으로 정의될 수 있다. 피질 벽의 두께는 환자의 연령에 기초할 수 있다. 예를 들어, 피질벽 두께 Y는 예를 들어, Gosman et al. "Development of Cortical Bone Geometry in the Human Femoral and Tibial Diaphysis", The Anatomical Record, 296(5), 774-787, 2013에 기초하여 사전결정된 바와 같이 특정 연령에 대해 2.2 mm일 수 있다. 따라서, 경골 트레이는 예를 들어 주위를 따른 모든 지점에서 핀의 외부 표면으로부터 5.2 mm의 레지 폭(W9)을 갖도록 디자인 및 구성될 수 있다. 폭(Y)은 해부학적 관찰 또는 추가 연구에 기초하여 가변적일 수 있다. 예를 들어, 추가 연구는 평균 절제된 벽 두께가 균일하지 않다는 것을 발견할 수 있다. 예를 들어, 내측 벽 두께가 일반적으로 외측 두께와 상이한 값이면, 그 정보는 경골 트레이의 디자인에 통합될 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에서, 환자 특정 디자인은 매칭된 벽 또는 핀을 갖는 환자 특정 경골 트레이를 디자인하기 위해 내부 피질 벽의 매핑을 이용할 수 있다. 이어서, 임플란트 레지 폭 W9는 맵핑된 피질벽 두께들 및 내부 피질벽으로부터의 벽 또는 핀의 알려진 거리에 기초하여 결정될 수 있다.
도 50을 계속 참조하면, 도 50에서 화살표로 표시된 바와 같은 전체 무릎 교체에서, 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 전단력의 일부분과 비교하여 경골 트레이에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분 및 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분은 적어도 하나의 하위-연장 벽 및 경골의 절제된 근위 부분의 주위에 의해 저항될 수 있다. 일부 실시양태에서, 더 큰 부분은 50% 초과, 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과, 90% 초과, 50% 내지 60%, 50% 내지 70%, 50% 내지 80%, 50% 내지 90%, 60% 내지 70%, 70% 내지 80%, 80% 내지 90%, 60% 내지 80%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 약 90%, 또는 다른 적합한 괄호 또는 백분율 범위일 수 있다. 본 개시의 경골 트레이의 다른 설명되고 예시된 실시예에서, 이러한 전단력은 전체 무릎 교체에서 유사하게 해소될 수 있다. 그러한 실시예는 중심 용골을 포함하지 않을 수 있거나 얕은 용골과 같은 중심 용골을 포함할 수 있으며, 여기서 그러한 전단력은 환자의 경골의 절제된 근위 부분의 주위를 따라 1차적으로 해소된다.
도 51 내지 도 56은 본 개시의 일 실시예에 따른, 이중 십자 경골 트레이(16000)를 도시한다. 예를 들어, 이중 십자 유지 무릎 교체에서, 전방 십자인대(ACL) 및 후방 십자인대(PCL) 둘 모두가 유지될 수 있다. 예를 들어, 이는 뼈 절제부 및 이들 인대를 우회하는 임플란트 기하학적 구조에 의해 제공될 수 있다. 이중 십자 경골 트레이(16000)는 원주 또는 부분적 원주 벽 또는 핀을 포함할 수 있다. 외측, 전방 및 내측 핀 벽은 내부 피질 벽에 인접하거나 그에 밀접하도록 디자인된다. 임플란트 하면의 후방 부분은 림을 특징으로 하지 않을 수 있거나, 또는 후방 임플란트 표면의 주위로부터 일반적으로 삽입되며 이와 일치하도록 디자인된 림을 특징으로 할 수 있다. 후방 임플란트 표면은 전방 십자인대(ACL) 및 후방 십자인대(PCL)가 유지되도록 만곡된다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(16000)는 U자형 상위 부분(16024) 및 C자형 하위 경골-맞물림 부분(16026)(도 52 및 도 55에 가장 잘 도시됨)을 갖는 U자형 본체(16022)를 포함할 수 있다. U자형 상위 부분(16024)(도 51 및 도 54)은 그 사이에 공동(16021)을 정의하는 부분(외측 부분 및 내측 부분)을 형성할 수 있다. 상위 부분(16024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(16025)(도 51 및 도 54에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 상위 부분(16024)은 상위 부분(16024)에 대한 외측 부분들 사이에 배치된 상승된 랜드 또는 부분(16023)(도 51에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평면형 상위 표면(16025)은 스냅 끼워맞춤 연결을 통해 부착하고 플라스틱 베어링 스페이서를 구속하기 위한 주위 상향 연장 립(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
하위 경골 맞물림 부분(16026)는 경골의 절제된 근위 부분(도 51 내지 도 56에 도시되지 않음)에 작동가능하게 부착될 때, 절제된 경골의 해면골 내로 연장되는 C자형 벽 또는 핀(16040)을 포함할 수 있다. 벽 또는 핀(16040)은 경골의 근위 부분의 아래에 놓인 경골 피질골의 주위로부터 오프셋되거나 이격되도록 디자인될 수 있다.
단일 하위-연장 C자형 벽 또는 핀(16040)은 내부 벽 표면(16051) 및 외부 벽 표면(16055)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽은 그 주위를 따라 단면 U자형 상위 부분(16024)과 유사한 단면 형상을 가질 수 있다. 상위 부분(16024)은 일정한 두께, 상이한 두께, 가변 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 내부 벽 표면(16051)은 상위 표면(16025)에 수직으로 또는 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도들로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(16055)은 우측면(16025)에 대해 수직 또는 90도로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 벽 표면은 피질골의 내부 표면과 평행하고 그로부터 이격된 것과 같이 상위 표면에 대해 각을 이룰 수 있다(도 51-56에 도시되지 않음). 다른 실시예에서, 외부 벽 표면(15055)은 하부 피질골의 내부 표면에 대해 놓이도록 구성될 수 있다. 원주 벽 또는 핀(15055)의 외부 표면은 환자의 내부 피질 벽의 수술전 이미징 데이터에 기초할 수 있으며, 특히 핀 외부 벽이 고정된 그리고 피질 벽의 매핑된 내부 표면으로부터 일정한 거리가 되도록 임플란트를 디자인하기 위한 것이다.
도 57 내지 도 61은 본 개시의 일 실시예에 따른, 이중 십자 경골 트레이(17000)를 도시한다. 예를 들어, 이중 십자 유지 무릎 교체에서, 전방 십자인대(ACL) 및 후방 십자인대(PCL) 둘 모두가 유지될 수 있다. 예를 들어, 이는 뼈 절제들 및 이들 인대를 우회하는 임플란트 기하학적 구조에 의해 제공될 수 있다. 이중 십자 경골 트레이(17000)는 원주 또는 부분적 원주 벽 또는 핀을 포함할 수 있다. 외측, 전방 및 내측 핀 벽은 내부 피질 벽에 인접하거나 그에 밀접하도록 디자인된다. 임플란트 하면의 후방 부분은 a) 림(rim)을 특징짓지 않거나; 또는 b) 후방 임플란트 표면의 주위로부터 일반적으로 삽입되며 이와 매치하도록 디자인된 림을 특징지을 수 있다. 후방 임플란트 표면은 전방 십자인대(ACL) 및 후방 십자인대(PCL)가 유지되도록 만곡된다.
이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(17000)는, 벽(17040)이 상위 표면(17025)에 대해 소정 각도로 배치되고 복수의 하위-연장 돌출부들 또는 핀들(17300)로부터 이격되는 것을 제외하고는, 이중-십자형 경골 트레이(16000)(도 51-56)와 본질적으로 동일할 수 있다. 벽(17040) 및 핀들(17300)은 상부면(17000) 및 내측-외측 방향에 대해 비수직 각도(S)로 배치될 수 있다. 예를 들어, 각도(S)는 약 70도 내지 80도일 수 있거나, 약 75도일 수 있거나, 다른 적합한 비수직 각도일 수 있다.
포스트와 핀들을 갖는 전통적인 스타일의 경골 기부판(tibial baseplate)을 삽입하는 동안, 경골은 전방 방향으로 큰 정도로 탈구(sublux)되어, 포스트와 핀이 상부 방향으로부터 사용되는 펀치로 준비될 수 있게 한다. 경골 임플란트를 절제된 경골 표면 상에 직접 배치하고 직접 하위 방향으로 안착시키기 위해 경골은 전방으로 탈구되어 유지되어야 한다. 경골 트레이(17000)의 실시예에서, 벽 및 페그들은 임플란트가 상위 방향으로부터 바로 아래가 아니라 전방 측면으로부터 비스듬히 삽입될 수 있도록 일반적으로 후방 방향으로 기울어진다. 이는 몇몇 전통적인 시스템에서보다 경골 기부판을 삽입하기 위해 전방으로 경골을 탈구할 수 있게 하며, 이는 경골의 극심한 탈구로 인한 연조직 손상을 덜 야기할 수 있다.
도 62는 비로봇 버 또는 밀링 공구(12000)(도 44)를 수용하기 위한 일련의 개구(18050)를 갖는 환자 특정 지그 또는 경골 공동 절단 가이드(18000)를 도시하여, 외과의가 전술된 바와 같이 공동들을 수동으로 절제할 수 있게 한다. 예를 들어, 절단 가이드(18000)는 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 절제된 근위 부분 내에 연속적인 공동과 같은 적어도 하나의 공동을 형성하기 위해 외과의에 의해 사용될 수 있다. 경골의 절제된 근위 부분은 전술한 바와 같이 중심 해면골 표면 및 주위 피질골 표면을 포함한다. 절단 가이드(18000)는 제 1 평면(18022) 및 제 2 평면(도 62에 도시되지 않음)을 갖는 평면 부재(18020)를 포함할 수 있다.
평면형 부재(18020)는 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 따른 외부 주위 피질골에 대응하는 주위 외부 에지(18023)를 포함할 수 있다. 일련의 만곡된 개구(18050)는 제1 평면 표면(18022)으로부터 제2 평면 표면(도시되지 않음)까지 평면 부재를 통해 연장되고, 주위 외부 에지로부터 이격된다. 각각의 개구(18050)는 축(18060)을 형성하고, 개구는 축에 수직인 일정한 폭(W10)을 갖는다. 폭은 바람직하게는 대응하는 환자 특정 경골 트레이의 하위-연장 부분의 폭에 대응한다. 각각의 개구들은 내부 에지(18061) 및 외부 에지(18062)를 갖는다. 외부 엣지(18062)는 주위 외부 엣지(18023)와 평행하게 배치될 수 있다. 절단 가이드(18000)는 절단 가이드의, 예를 들어 나사들을 통한, 절제된 경골로의 일시적 고정을 수용하기 위한 하나 이상의 고정 구멍들(18070)을 포함할 수 있다. 절단 가이드의 주위는 절제된 경골 상의 시각적 정렬 및 적절한 배치가 용이하게 수행되도록 절제된 경골의 외부 주위와 매치하도록 크기설정될 수 있다.
절단 안내부(18000)는 예를 들어, 환자 특정 절단 안내부일 수 있고, 도 7의 시스템(700) 및 도 8의 시스템(800)을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 환자 경골 데이터(702)(도 7) 및 외과의사 입력(704)(도 7)과 함께 메모리(730)(도 7)에 저장된 적합한 알고리즘 및 프로그래밍 코드는 프로세서(710)(도 7)에서 작동 가능하게 처리되어 환자 맞춤형 절단 가이드를 생성할 수 있으며, 이 절단 가이드는 3D 프린터(795)(도 7)를 사용하여 생성 또는 제조될 수 있다.
절단 가이드(18000)는 밀링 공구(12000)(도 44)와 같은 밀링 공구와 함께 작동될 수 있다. 이와 같이, 밀링 공구(12000)가 맞춰지는 개구들(18050)을 갖는 환자 특정 경골 공동 절단 가이드(18000)는 고정된 형상으로 밀링 공구(1200)의 이동을 제약한다. 경골 트레이의 하위-연장 부분에 대한 적어도 하나의 공동의 수동 굴착이 적절한 깊이로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 밀링 가이드(12000)(도 44)를 위한 절단 부분은 경골 트레이의 하위-연장 부분의 깊이에 대응하는 길이(L)(도 44)를 연장시키고 경골 트레이가 환자의 경골의 절제된 근위 부분 상에 배치될 때 경골 트레이의 아래-연장 부분의 수용을 허용하도록 크기설정될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 절단 가이드(18000)는 제거될 수 있고, 일련의 공동들 사이의 나머지 부분들은 환자의 경골의 근위 부분의 절제된 부분에서 연속적인 공동을 경쟁시키기 위해 외과의에 의해 제거될 수 있다.
도 63은 전체 무릎 교체에 사용하기 위한 방법(19000)의 블록도를 도시한다. 방법(19000)은 예를 들어, 환자의 경골의 근위 부분을 절제하는 단계(19100) - 경골의 절제된 근위 부분은 횡방향으로 절제된 해면골 표면, 횡방향으로 절제된 주위 피질 골 표면, 및 절제된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 가짐 -, 경골 트레이의 주위로부터 내향으로 이격되고 중심 하위 표면의 적어도 일부분 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 갖는 경골 트레이를 제공하는 단계(19200), 적어도 하나의 하위-연장 벽을 절제된 해면골 표면의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동에 삽입하는 단계(19300), 경골 트레이의 주위를 횡방향으로 절제된 주위 피질 골 표면 상에 그리고 중심 하위 표면을 횡방향으로 절제된 해면골 표면 상에 배치하는 단계(19400)를 포함하고, 여기서 전체 무릎 교체에서, 경골 트레이 및 환자의 경골의 근위 부분의 절단 부위 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 전단력의 부분과 비교하여, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위로-연장되는 벽에 의해 저항된다.
도 64 내지 도 71은 본 개시의 실시예들에 따른, 경골 트레이 시스템들(20001)(도 64 내지 도 67), 및 경골 트레이 시스템들(30001)(도 68 내지 도 71)을 예시한다. 이 실시예들에서, 경골 트레이 시스템은 경골 트레이 및 하나, 2개 또는 그 이상의 나사들을 포함한다. 아래에서 발견되고 설명되는 바와 같이, 경골 트레이의 벽 또는 핀은 하나 이상의 나사를 사용할 때 전단력을 지지하도록 더 짧은 크기를 가질 수 있으며, 여기서 하나 이상의 나사는 전단력 및 당김(pull out) 또는 리프트 오프(lift off) 힘들 둘 모두를 동작가능하게 수용하기 위해 충분한 깊이 또는 최소 깊이를 필요로 할 수 있는 벽만을 갖는 경골 트레이에 비해 환자의 경골의 절제된 근위 부분으로부터 경골 트레이의 리프트 오프를 최소화하거나 억제한다.
예를 들어, 도 64 및 도 67에 도시된 바와 같이, 경골 트레이 시스템(20001)은 본 개시의 실시예에 따라, 경골 트레이(15000)(도 47 내지 도 50)와 유사하게 구성된 경골 트레이(20000)를 포함할 수 있으며, 나사(20500)(도 64 및 도 67)를 수용하도록 작동가능한 추가부가 있다. 이 예시된 실시예에서, 경골 트레이(20000)는, 둘레 벽 또는 핀(20040)이 해면골(20011)에 배치되고 환자의 경골(20010)(도 67)의 절제된 부분의 피질골(20012)(도 67)의 아래에 놓인 내부 표면(20013)(도 67)에 매우 인접하여 경골(20010)(도 67)의 절제된 근위 부분 상에 설치되어 전체 무릎 교체에 사용될 수 있다. 나사(20500)는 경골 트레이 조립체(20001)가 환자의 경골(20010)(도 67)의 절제된 부분 상에 설치되면 경골 트레이(20000)의 들뜸을 최소화하거나 억제할 수 있다.
도 65 및 도 66에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(20000)는 상위 부분(20024) 및 하위 경골-맞물림 부분(20026)을 갖는 본체(20022)를 포함할 수 있다. 상위 부분(20024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(20025)(도 65에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평탄한 상위 표면(20025)은 플라스틱 베어링 스페이서를 구속하기 위해 예를 들어 스냅 핏 연결을 통해 부착하기 위한 주위 상향 연장 립(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
하위 경골 맞물림 부분(20026)는 경골(20010)(도 67)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 절제된 경골의 해면골(20011) 내로 연장되는 원주 벽 또는 핀(20040)을 포함할 수 있다. 원주 벽 또는 핀(20040)은 환자의 경골(20010)의 근위 부분의 하부 경골 피질골(20012)의 주위로부터 오프셋되거나 이격되도록 디자인될 수 있다.
도 66에 도시된 바와 같이, 경골 맞물림 부분(20026)는 중심 경골 맞물림 부분(20030), 및 단일의 하위-연장 원주벽 또는 핀(20040)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 중심 경골 맞물림 부분(20030)은 환자의 경골(20010)의 절제된 근위 부분의 절제된 중심 해면골 표면(20011)(도 67)과 접촉 가능한 평평한 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 중심 경골 결합부는 전술된 바와 같이 윤곽형성된(즉, 볼록한 또는 오목한) 표면을 가질 수도 있다.
단일 하위-연장 원주 벽 또는 핀(20040)은 내부 벽 표면(20051) 및 외부 벽 표면(20055)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽은 상위 부분(20024)과 유사한 단면 신장 형상을 가질 수 있거나, 또는 상위 부분(20024)의 외부 윤곽을 반영할 수 있다. 상위 부분(20024)은 일정한 두께, 상이한 두께, 가변 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 내부 벽 표면(20051)은 상위 표면(20025)에 수직으로 또는 약 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도들로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(20055)은 상부면(20025)에 대해 수직으로 또는 약 90도로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 벽 표면은 피질골의 내부 표면과 평행하고 그로부터 이격된 것과 같이 상위 표면에 대해 경사질 수 있다(예를 들어, 도 67에 도시된 바와 같이). 다른 실시예에서, 외부 벽 표면(20055)은 하부 피질골의 내부 표면에 대해 놓이도록 구성될 수 있다.
이러한 예시된 실시예에서, 벽 또는 핀(20040)은 원주일 수 있고 임플란트 또는 경골 트레이 밑면 또는 하위-표면(20030)의 주위를 향해 완전히 주위로 연장되고 위치될 수 있다. 원주 벽 또는 핀의 외부 표면은, 특히 핀 외부 벽이 고정된 그리고 피질 벽의 맵핑된 내부 표면으로부터 일정한 거리가 되도록 임플란트 또는 경골 트레이를 디자인하기 위해, 환자의 내부 피질 벽의 수술 전 이미징 데이터에 기초할 수 있다.
도 65 및 도 66에 도시된 바와 같이, 상위 부분(20024)은 상위 표면(20025)(도 65)으로부터 하위 표면(20033)(도 66)으로 연장되는 구멍 또는 통로(20060)를 포함할 수 있다. 통로(20060)는 카운터싱크형 홀이도록 구성될 수 있다.
다시 도 64 및 도 66을 참조하면, 이러한 예시된 경골 트레이 시스템(20001)은 주위 벽(20040), 및 경골 트레이(20000)의 중심을 향해 위치된 해제가능하게(모듈식) 부착가능한 나사(20060)를 갖는 조합 또는 경골 트레이(20000)를 포함한다.
본 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 주위 림 또는 벽은 감소된 또는 최소 높이 또는 깊이를 가질 수 있는데, 이는 림 또는 벽(20040)이 전단력을 고려할 필요가 있을 수 있는 반면, 나사(20500)는 리프트-오프 또는 당기는 힘을 고려하도록 작동가능하기 때문이다. 예를 들어, 나사(20500)는 근위 또는 헤드 부분(20520) 및 나사 자루(threaded shank) 부분(20540)을 갖는 본체(20510)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 나사(20500)는 헤드; 비-나사 자루 부분, 나사 자루, 및 팁을 포함할 수 있다. 헤드 부분(20520)는 경골 트레이(20000)의 상위 표면(20025)(도 67) 아래에 또는 그와 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 근위 또는 헤드 부분(20520)은, 예를 들어, 나사(20500)를 삽입 또는 제거하기 위한 육각 드라이버(hex driver)와 같은 공구와 맞물리기 위한 공동 또는 구동 특징부를 가질 수 있다.
도 67을 참조하면, 일부 실시예들에서, 벽(20040)은 약 1 밀리미터, 약 2 밀리미터, 약 3 밀리미터, 약 4 밀리미터, 약 5 밀리미터, 약 6 밀리미터, 약 7 밀리미터, 약 8 밀리미터, 약 9 밀리미터, 약 10 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 7 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 3 밀리미터, 또는 다른 적합한 크기의 깊이의 깊이(D8)를 갖는 연속적으로 둘러싸는 주위 벽일 수 있다.
나사(20500)는 약 10 밀리미터, 약 12 밀리미터, 약 15 밀리미터, 약 10 밀리미터 내지 약 15 밀리미터, 또는 다른 적합한 크기의 직경(D9)을 가질 수 있다.
나사(20500)는 약 5 밀리미터, 약 7 밀리미터, 약 10 밀리미터, 약 15 밀리미터, 약 20 밀리미터, 약 25 밀리미터, 약 5 밀리미터와 약 25 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터와 약 25 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터와 약 20 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터와 약 15 밀리미터 사이, 또는 약 10 밀리미터와 약 20 밀리미터 사이의 경골 트레이의 하위-표면으로부터 연장되는 높이 또는 깊이(D10)를 가질 수 있다.
도 68 및 도 69를 참조하면, 경골 트레이 시스템(30001)은 경골 트레이(15000)(도 47 내지 도 50)와 유사하게 구성된 경골 트레이(30000)를 포함할 수 있으며, 본 개시의 실시예에 따른, 복수의 나사들(30501, 30502)(도 68 및 도 71)를 수용하도록 작동가능한 추가 구성요소가 있다. 이러한 예시된 실시예에서, 경골 트레이(30000)는 둘레 벽 또는 핀(30040)이 해면골(30011) 내에 배치되고 전체 무릎 교체에 사용하기 위한 환자의 경골(30010)(도 71)의 절제된 부분의 피질골(30012)(도 71)의 하부 내부 표면(30013)(도 71)에 매우 인접하게 위치되는 경골(30010)(도 71)의 절제된 근위 부분 상에 설치될 수 있다. 나사들(35001, 30502)은 경골 트레이 조립체(30001)가 환자의 경골(30010)(도 71)의 절제된 부분 상에 설치되면 경골 트레이(30000)의 들뜸을 최소화하거나 억제할 수 있다.
도 69 및 도 70에 도시된 바와 같이, 경골 트레이(30000)는 상위 부분(30024) 및 하위 경골-맞물림 부분(30026)을 갖는 본체(30022)를 포함할 수 있다. 상위 부분(30024)은 플라스틱 베어링 스페이서(도시되지 않음)를 지지하기 위한 일반적으로 평면인 상위 표면(30025)(도 69에 가장 잘 도시됨)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 평탄한 상위 표면(30025)은, 예를 들어, 스냅 핏 연결 통해 플라스틱 베어링 스페이서를 부착하기 위한 주위 상향 연장 립(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
하위 경골 맞물림 부분(30026)는 경골(30010)(도 71)의 절제된 근위 부분에 작동가능하게 부착될 때 절제된 경골의 해면골(30011) 내로 연장된 원주 벽 또는 핀(30040)을 포함할 수 있다. 원주 벽 또는 핀(30040)은 환자의 경골(30010)의 근위 부분의 하부 경골 피질골(30012)의 주위로부터 오프셋되거나 이격되도록 디자인될 수 있다.
도 70에 도시된 바와 같이, 경골 맞물림 부분(30026)는 중심 경골 맞물림 부분(30030), 및 단일의 하위-연장 원주벽 또는 핀(30040)을 포함할 수도 있다. 이 실시예에서, 중심 경골 맞물림 부분(30030)은 환자의 경골(30010)의 절제된 근위 부분의 절제된 중심 해면골 표면(30011)(도 71)과 접촉 가능한 평평한 표면을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 중심 경골 결합부는 전술된 바와 같은 윤곽 표면을 가질 수 있다.
단일 하위-연장 원주 벽 또는 핀(30040)은 내부 벽 표면(30051) 및 외부 벽 표면(30055)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벽은 상위 부분(30024)과 유사한 단면 신장 형상을 갖거나 상위 부분(30024)의 외부 윤곽을 반영할 수 있다. 상위 부분(30024)은 일정한 두께, 상이한 두께, 가변 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 내부 벽 표면(30051)은 상위 표면(30025)에 수직으로 또는 약 90도로, 또는 임의의 적합한 각도 또는 각도들로 배치될 수 있다. 외부 벽 표면(30055)은 상부면(30025)에 대해 수직으로 또는 약 90도로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 벽 표면은 피질골의 내부 표면과 평행하고 그로부터 이격된 것과 같이 상위 표면에 대해 경사질 수 있다(예를 들어, 도 71에 도시된 바와 같이). 다른 실시예에서, 외부 벽 표면(30055)은 하부 피질골의 내부 표면에 대해 놓이도록 구성될 수 있다.
이러한 예시된 실시예에서, 벽 또는 핀(30040)은 원주일 수 있고, 임플란트 또는 경골 트레이 밑면 또는 하위-표면(30030)의 주위를 향해 완전히 주위로 연장되고 위치될 수 있다. 원주 벽 또는 핀의 외부 표면은, 특히 핀 외부 벽이 고정된 그리고 피질 벽의 맵핑된 내부 표면으로부터 일정한 거리가 되도록 임플란트 또는 경골 트레이를 디자인하기 위해, 환자의 내부 피질 벽의 수술전 이미징 데이터에 기초할 수 있다.
도 69 및 도 70에 도시된 바와 같이, 상위 부분(30024)은 상위 표면(30025)(도 69)으로부터 하위 표면(30033)(도 70)으로 연장하는 복수의 구멍들 또는 통로들(30061, 30062)을 포함할 수 있다. 통로들(30061, 30062)은 카운터싱크형 홀이도록 구성될 수 있다.
다시 도 68 및 도 70을 참조하면, 이러한 예시된 경골 트레이 시스템(30001)은 경골 트레이(30000)의 상이한 구획에 위치될 때 각각 주위 벽(30040) 및 해제가능하게 부착가능한 나사들(30501, 30502)을 갖는 조합 또는 경골 트레이(30000)를 포함한다.
본 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 주위 림 또는 벽은 감소된 또는 최소 높이 또는 깊이를 가질 수 있는데, 이는 림 또는 벽(30040)이 전단력을 고려할 필요가 있을 수 있기 때문이며, 나사들(30501, 30502)은 들뜸 또는 당기는 힘을 고려하도록 작동가능하다. 예를 들어, 나사들(30501, 30502)은 근위 또는 헤드 부분 및 나사 자루 부분을 갖는 본체를 갖는 나사(20500)(도 64 및 도 67)와 본질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 나사들(30501, 30502)은 헤드; 비-나사 자루 부분, 나사 자루, 및 팁을 포함할 수 있다. 헤드 부분은 경골 트레이(30000)의 상위 표면(30025)(도 71) 아래에 또는 그와 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 나사들(30501 및 30502)의 근위 또는 헤드 부분은 예를 들어 나사들(30501 및 30502)을 삽입 또는 제거하기 위한 육각 드라이버와 같은 공구와 맞물리기 위한 리세스 또는 구동 특징부를 가질 수 있다.
도 71을 참조하면, 일부 실시예들에서, 벽(30040)은 약 1 밀리미터, 약 2 밀리미터, 약 3 밀리미터, 약 4 밀리미터, 약 5 밀리미터, 약 6 밀리미터, 약 7 밀리미터, 약 8 밀리미터, 약 9 밀리미터, 약 10 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 7 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 3 밀리미터, 또는 다른 적합한 크기의 깊이의 깊이(D11)를 갖는 연속적으로 둘러싸는 주위 벽일 수 있다.
나사들(30501 및 30502)은 약 10 밀리미터, 약 12 밀리미터, 약 15 밀리미터, 약 10 밀리미터 내지 약 15 밀리미터, 또는 다른 적절한 크기의 직경(D12)을 가질 수 있다.
나사들(30501 및 30502)은 약 5 밀리미터, 약 7 밀리미터, 약 10 밀리미터, 약 15 밀리미터, 약 20 밀리미터, 약 25 밀리미터, 약 5 밀리미터와 약 25 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터와 약 25 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터와 약 20 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터와 약 15 밀리미터 사이, 또는 약 10 밀리미터와 약 20 밀리미터 사이의 경골 트레이의 하위-표면으로부터 연장되는 높이 또는 깊이(D13)를 가질 수 있다.
도 72는 본 개시의 일 실시예에 따른, 경골 트레이(40000) 및 경골 트레이(40000) 내의 적어도 하나의 나사 구멍(40060)과 인터페이싱할 수 있는 적어도 하나의 잠금 나사(40500)를 갖는 경골 트레이 시스템(40001)을 도시한다. 예를 들어, 잠금 나사는 외부 나사산을 갖는 테이퍼진 헤드 부분(40505)을 포함할 수 있다. 경골 트레이(40000)는 내부 나사산을 갖는 대응하는 크기 및 구성의 테이퍼진 통로(40060)를 가질 수 있다. 경골 트레이 시스템(40001)이 환자의 경골의 절제된 근위 부분에 부착될 때, 나사(40500)를 경골 트레이(40000) 내의 통로(40060) 내에 회전 및 고정시킬 때, 헤드(40505)는 내부 나사산을 갖는 테이퍼진 통로(40060) 내에 안착되어 잠금될 것이다. 잠금 나사(40500)는 나사 토글의 위험을 완화할 수 있고, 일반적으로 나사를 나사형 구멍(40060) 및 경골 트레이의 상위 표면에 수직인 축에 제약할 수 있다. 잠금 나사(40500)는 나사산 형성 구멍(40060) 내로 잠금될 수 있고, 추가적인 안정성을 위해 외측 힘에 저항할 수 있다.
도 73은 본 개시의 실시예에 따른, 위에서 논의된 경골 트레이 시스템에 사용 가능한 잠금 또는 비-잠금 원추형 나사일 수 있는 원추형 나사(40700)를 도시한다. 이러한 예시된 실시예에서, 원추형 나사(40700)는 원위 단부(40703)를 향해 테이퍼질 수 있다. 다른 실시예에서, 나사는 코르크나사 구성을 가질 수 있다. 이러한 구성은 나사(40700)가 연장하는 해면골 내로 더 이상 최소로 침습되면서 나사와 기초골(underlying bone)의 증가된 표면적 접촉을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 나사들(20500, 30061, 30062, 40700)은 비내성장(non-ingrowth), 즉 나사가 수정 동안 제거될 수 있도록 골유착을 용이하게 하도록 디자인되지 않을 수 있다. 전술된 바와 같이, 하나 이상의 나사들(20500, 30061, 30062, 40700)은 뼈 성장이 일어나는 동안 초기 안정성을 제공함으로써 더 짧은 벽 또는 핀을 용이하게 하도록 작동가능할 수 있다. 예를 들어, 벽 또는 핀 높이는 높이가 1 mm 내지 3 mm로 감소될 수 있고, 위에 한정된다. 더 짧은 벽 또는 핀은 최소침습성일 수 있고 뼈를 보존할 수 있다. 또한, 더 짧은 벽 또는 핀은 더 용이한 보정을 용이하게 할 수 있다. 벽 또는 핀이 충분히 짧다면, 임플란트를 직접 하부 절제함으로써 수정이 이루어질 수 있다. 이는 보정을 위해 절단될 필요가 없기 때문에 임플란트의 강성을 추가할 수 있는 단단한 벽 또는 핀을 허용할 것이다.
하나, 2개 또는 그 이상의 나사들(20500, 30061, 30062, 40700)이, 예를 들어, 내부 피질골과 접촉가능하거나 그로부터 이격된 연속 둘러싸는 주위-연장 벽, 이격된 U-형상 주위-연장 벽, 주위-연장 벽을 갖는, 본 명세서에 기술된 경골 트레이들 중 임의의 것과 함께 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 나사는 잠금 또는 비잠금일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 나사를 채용하는 경골 트레이 시스템은 전술한 벽과 같은 하나 이상의 벽들을 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 벽들은 약 1 밀리미터 이하, 약 2 밀리미터 이하, 약 3 밀리미터 이하, 약 4 밀리미터 이하, 약 5 밀리미터 이하, 약 5 밀리미터 이하, 약 6 밀리미터 이하, 약 7 밀리미터 이하, 약 8 밀리미터 이하, 약 9 밀리미터 이하, 약 10 밀리미터 이하, 또는 다른 적합한 크기의 깊이들의 깊이를 가질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 나사들을 사용하는 경골 트레이 시스템들은 전술한 벽과 같은 하나 이상의 벽들을 포함할 수 있으며, 여기서 하나 이상의 벽은 약 1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 7 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 5 밀리미터, 약 1 밀리미터 내지 약 3 밀리미터, 또는 다른 적합한 범위의 크기 깊이들의 깊이를 가질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 벽을 채용한 경골 트레이 시스템들은 전술한 나사와 같은 하나 이상의 나사들을 포함할 수 있고, 하나 이상의 나사들은 경골 트레이의 하위-표면으로부터 연장되는 높이 또는 깊이가 약 5 밀리미터 이하, 약 7 밀리미터 이하, 약 10 밀리미터 이하, 약 15 밀리미터 이하, 약 20 밀리미터 이하, 약 25 밀리미터 이하, 약 5 밀리미터 내지 약 25 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터 내지 약 25 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터 내지 약 20 밀리미터 사이, 약 5 밀리미터 내지 약 15 밀리미터 사이, 약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터 사이, 또는 다른 적합한 높이들 또는 높이들의 범위일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 벽들 및 하나 이상의 나사들, 예컨대 전술한 벽들 및 나사들을 사용하는 경골 트레이 시스템은 하나 이상의 나사들은 약 3 밀리미터 이하, 약 4 밀리미터 이하, 약 5 밀리미터 이하, 약 6 밀리미터 이하, 약 7 밀리미터 이하, 약 8 밀리미터 이하, 약 9 밀리미터 이하, 약 10 밀리미터, 약 12 밀리미터, 약 15 밀리미터, 약 3 밀리미터 내지 약 5 밀리미터, 약 3 밀리미터 내지 약 10 밀리미터, 약 5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터, 약 10 밀리미터 내지 약 15 밀리미터, 또는 다른 적합한 크기의 직경을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 경골 트레이는 본 개시의 실시예에 따른, 부분적 무릎 교체를 위해 환자의 경골의 절제된 내측 또는 외측 근위 부분을 위해 구성될 수 있다. 이러한 경골 트레이는 전술한 경골 트레이의 특징을 포함할 수 있고, 부분 경골 트레이의 들뜸을 방지하기 위해 하나 이상의 나사들을 채용할 수 있다.
도 74는 전체 무릎 교체에 사용하기 위한 방법(50000)의 블록도를 도시한다. 방법(50000)은, 예를 들어, 환자의 경골의 근위 부분을 절제하는 단계(50100) - 경골의 절제된 근위 부분은 횡방향 절제된 해면골 표면, 횡방향 절제된 주위 피질골 표면, 및 절제된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 가짐 -, 경골 트레이의 주위로부터 내부로 이격되고 중심 하위 표면의 적어도 일부 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 갖는 경골 트레이를 제공하는 단계(50200), 적어도 하나의 하위-연장 벽을 절제된 해면골 표면의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동에 삽입하는 단계(53000), 경골 트레이의 주위를 횡방향 절제된 주위 피질골 표면 상에 그리고 중심 하위 표면을 횡방향 절제된 해면골 표면 상에 배치하는 단계(50400), 및 적어도 하나의 나사를 경골 트레이를 통해 해면골 내로 고정하는 단계(50500)를 포함하며, 여기서, 전체 무릎 교체에서, 나사는 경골 트레이의 들뜸을 억제하고, 경골 트레이 및 환자의 경골의 근위 부분의 절단 부위 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 경골 트레이의 중심 하위 표면 및 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 전단력의 부분과 비교하여, 경골의 절제된 근위 부분의 주위 및 적어도 하나의 하위-연장되는 벽에 의해 저항된다.
경골 트레이들 및 경골의 절제된 근위 부분에 대한 본 개시의 기술로부터, 그러한 디자인 및 기술이, 표면 영역 접촉을 최소화하고 전단력을 최대화하는 편평한 절제 평면 상에 놓이도록 디자인되고, 반복되는 지지 모드들이 없고, 침하의 위험에 영향을 미치는 불량한 임플란트 표면 영역 커버리지를 제공하는 종래의 비-환자 특이적 경골 트레이들의 문제들을 극복할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 환자 특정 경골 트레이들 및 경골의 환자 특정 절제 근위 부분은 종래의 경골 트레이들과 연관된 문제들을 극복하며, 이러한 종래의 경골 트레이들은 대형 이미지 데이터베이스들로부터 수동으로 분할되고 시상 톱을 종종 사용하여 평평한 절단부(flat cut)인 경골의 근위 부분의 절제 및 임플란트 크기들의 범위를 수용하도록 비례적으로 제약되고 스케일링되는 다수의 뼈 모델들의 기하학적 근사치들로서 디자인된다.
본 개시의 기술은 임플란트-대-골 인터페이스의 절제 평면을 따라 증가된 표면적 접촉 및/또는 감소된 전단력을 제공할 수 있고, 관절의 불량한 정렬 및 자연적인 외측 하중에 의한 고장 또는 풀림을 덜 초래한다.
본 개시의 알고리즘들은 수술 전 해부학적 구조를 복원함으로써 가압-끼워맞춤 경골 무릎 임플란트들의 1차 실패 모드들을 해결하는 경골 근위 부분의 환자 특정 경골 트레이 및 로봇 절단 경로를 생성하도록 동작가능할 수 있고, 구체적으로는: 1) 증가된 골유착을 위한 표면적 접촉을 최대화하는 것; 2) 전단력들을 감소시키고 관절간 융기부의 양 측부에 힘들을 국소화하는 것; 3) 임플란트의 주위에서 피질 접촉을 최대화하는 것; 및 4) 침하를 최소화하고 환자 특정 지지 부재들에 대한 안정성을 증가시키는 것이다.
A1. 전체 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 위한 경골 트레이가 개시된다. 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 해면골의 하부 부분을 노출시키는 피질골로부터 이격된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는다. 경골 트레이는 상위 표면이 있는 상위 부분과, 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함할 수 있다. 본체는 중심 해면골 표면과 접촉 가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분을 갖는 하위 경골-맞물림 부분, 및 주위 하위-연장 부분이 환자의 경골의 피질골의 하부 내부 표면으로부터 이격되도록 해면골 표면 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용 가능한 주위 하위-연장 부분을 포함할 수 있다.
A2. A1의 경골 트레이에서, 하부 경골-맞물림 부분은 환자의 경골의 주위 피질골 표면 상에 지지될 수 있는 하위-표면을 갖는 주위 에지 부분, 및 주위 에지 부분의 내향적으로 배치되는 주위 하위-연장 부분을 포함한다. A3. A1 또는 A2의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분의 중심 표면은 비평면형 표면을 포함한다. A4. A1 내지 A3의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분의 하위-연장 부분은 환자의 경골의 피질골의 하부 주위 내부 표면의 주위의 적어도 10% 주위로 연장 가능하다. A5. A1 내지 A4 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분은 하위 볼록면, 하위 오목면, 및/또는 하위 볼록면과 하위 오목면을 포함한다. A6. A1 내지 A5 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분은 환자의 경골의 근위 부분의 내측 관절구 및 외측 관절구에 크기에 상응하는 한 쌍의 이격된 하위 볼록면들을 포함한다. A7. A1 내지 A6 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 주위, 하위-연장 부분은 피질골의 내부 표면으로부터 이격된 벽을 포함한다. A8. A7의 경골 트레이에서, 벽은 피질골의 아래에 놓인 내부 표면으로부터 이격되도록 구성된 표면을 포함하고, 몸체의 상위 부분의 상위 표면에 대해 약 35도로 각을 이루고, 몸체의 상위 부분의 상위 표면 아래로 약 7 mm 연장된다. A9. A7 또는 A8 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 벽이 환자의 경골의 하부 주위 해면골의 주위의 적어도 30%를 따라 연장된다. 10. A7 내지 A9 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 벽은 본체의 전체 주위 부분을 따라 연장된다. A11. A1 내지 A10 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 하위-연장 부분은 피질골의 내부 표면으로부터 이격되도록 구성된 한 쌍의 만곡된 벽을 포함한다. A12. A1 내지 A11 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 하위-연장 부분은 피질골의 내부 표면으로부터 이격되도록 구성된 한 쌍의 만곡된 벽을 포함하고, 중심면은 환자의 경골 근위 부분의 내측 관절구 및 외측 관절구에 크기에 상응하는 한 쌍의 이격된 하위 볼록면을 포함한다. A13. A1 내지 A12 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 주위 하위-연장 부분은 주위 하위-연장 부분과 피질골의 내부 표면 사이에 일정한 간극을 정의한다. A14. A1 내지 A13 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 몸체의 중심 부분은 하위-연장 용골)을 포함한다. A15. A1 내지 A14 중 어느 하나의 경골 트레이에서, 몸체는 단일편 몸체(one-piece body)를 포함한다.
B1 환자의 전체 무릎 교체를 위한 환자 특이적 경골 트레이를 형성하기 위한 방법으로서, 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 결정하는 단계 - 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 피질골로부터 이격된 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 가짐 -; 및 상위 표면 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 상위 부분을 갖는 본체 - 하위 경골 맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 부분을 가짐 -, 및 주위 하위-연장 부분이 환자의 경골의 하부 내부 표면으로부터 이격되도록 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 주위 상위-연장 부분을 포함하는 환자 특이적 경골 트레이를 형성하는 단계를 포함한다.
B2. B1의 방법은 프로세서를 통해 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계, 및 프로세서를 통해, 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분에 대응하는 제2 데이터를 결정하는 단계를 추가로 포함하고, 프로세서를 통해 형성하는 단계는 제2 데이터에 기초하여 3D 인쇄, 단조, 주조를 포함한다. B2. B1의 방법에서, 제1 데이터를 획득하는 단계는 CT 스캔 데이터 및/또는 X-레이를 획득하는 단계를 포함하고, 결정하는 단계는 획득된 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 결정하는 단계를 포함한다. B3. B1 또는 B2의 방법은 하부 해면골의 주위를 따라 연장되는 깊이 및 양에 기초하여 하위 경골-맞물림 부분의 크기 및 형상을 최대화하는 단계를 추가로 포함한다. B20. B17 내지 B19의 방법은 식 Fx = Fcos(theta)에 기초하여 골 접촉면에 대한 임플란트에 기초한 전단력 및 국소화된 힘을 감소시키는 단계를 추가로 포함한다.
C1. 전체 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 위한 경골 트레이로서, 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 해면골의 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는다. 경골 트레이는 몸체를 포함하고, 몸체는 상위 표면을 갖는 상위 부분; 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉 가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분, 및 주위 하위-연장 외부 표면 부분이 환자의 경골의 피질골의 하부 내부 표면의 윤곽에 대응하도록 해면골 표면 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용 가능한 주위 하위-연장 부분을 포함한다.
C2. C1의 경골 트레이에서, 주위, 하위-연장 부분은 주위의 근위 부분으로부터 연장되는 주위 하위-연장 외부 표면 부분의 적어도 일부분, 주위의 원위 부분까지 하위-연장 부분, 절제 평면을 따라 피질골의 상위 에지 부분의 윤곽에 대응하도록 윤곽이 형성된 하위-연장 부분을 포함하여, 주위 하위-연장 외부 표면 부분의 적어도 일부분이 피질골의 아래에 놓인 오목한 내부 표면에 인접하게 배치 가능하다. C3. C2의 경골 트레이에서, 주위의 근위 부분으로부터 주위의 원위 부분까지 주위의 하위-연장 외부 표면 부분의 적어도 일부의 윤곽은 절제 평면에 수직이다. C4. C1의 경골 트레이에서, 주위, 하위-연장 부분은 주위의 근위 부분으로부터 연장되는 주위의 하위-연장 외부 표면 부분의 적어도 일부분, 주위의 원위 부분까지의 하위-연장 부분, 절제 평면을 따라 피질골의 상위 에지 부분의 윤곽에 대응하도록 윤곽을 갖는 근위 부분, 및 절제 평면을 따라 피질골의 상위 에지 부분의 윤곽으로부터 내부로 배치가능하도록 윤곽을 갖는 원위 부분을 갖는다.
D1. 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 위한 경골 트레이로서, 경골의 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 피질골의 아래에 놓인 내부 표면의 적어도 일부분을 노출시키는 해면골 내에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖는다. 경골 트레이는 상위 표면을 갖는 상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는 본체를 포함한다. 하위 경골-맞물림 부분은 중심 해면골 표면과 접촉 가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분, 및 해면골 표면 내에 형성된 적어도 하나의 공동 내에 수용 가능한 주위, 하위-연장 부분을 포함하고, 주위 하위-연장 부분의 표면은 환자의 경골의 피질골의 노출된 하부 내부 표면과 접촉 가능하다.
D2. D1의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분은 환자의 경골의 주위 피질골 표면 상에 지지될 수 있는 하위 표면을 갖는 주위 에지 부분을 포함하고, 주위, 하위-연장 부분은 주위 에지 부분의 내부에 배치된다. D3. D1의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분의 중심 표면은 비평면형 표면을 포함한다. D4. D1의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분의 하위-연장 부분의 표면이 환자의 경골의 피질골의 하부 주위 내부 표면의 둘레의 적어도 10%와 접촉가능하다. D5. D1의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분은 하위 볼록면, 하위 오목면, 및/또는 하위 볼록면 및 하위 오목면을 포함한다. D6. D1의 경골 트레이에서, 하위 경골-맞물림 부분은 환자의 경골의 근위 부분의 내측 관절구 및 외측 관절구에 크기가 대응하는 한 쌍의 이격된 하위 볼록 표면을 포함한다. D7. D1의 경골 트레이에서, 주위, 하위-연장 부분은 피질골의 노출된 내부 표면에 대해 접촉 가능한 벽을 포함한다. D8. D7의 경골 트레이에서, 벽은 피질골의 노출된 하부 내부 표면과 접촉가능한 표면을 포함하고, 몸체의 상위 부분의 상위 표면에 대해 약 35도로 각을 이루고, 몸체의 상위 부분의 상위 표면 아래로 약 7 mm 연장된다. D9. D7에 있어서, 벽이 환자의 경골의 피질골의 하부 주위 내부 표면의 둘레의 적어도 30%를 따라 연장된다. D10. D7에 있어서, 벽은 몸체의 전체 중심 부분을 따라 연장된다. D11. D1의 경골 트레이에서, 하위-연장 부분은 피질골의 내부 표면의 이격된 부분에 대해 접촉 가능한 한 쌍의 만곡된 벽을 포함한다. D12. D1의 경골 트레이에서, 하위로 연장되는 부분은 피질골의 내부 표면의 이격된 부분에 대해 접촉 가능한 한 쌍의 만곡된 벽을 포함하고, 중심면은 환자의 경골의 근위 부분의 내측 관절구 및 외측 관절구에 크기가 상응하는 한 쌍의 이격된 하위 볼록면을 포함한다. D13. D1의 경골 트레이에서, 하위-연장 부분은 피질골 내의 개구를 통해 연장가능하고 피질골의 외부 표면과 정렬가능한 에지를 갖는 적어도 하나의 하위-연장 핀을 포함한다. D14. D1의 경골 트레이에서, 몸체의 중심 부분은 하위-연장 용골을 포함한다. D15. D1의 경골 트레이에서, 몸체는 단일-피스 몸체를 포함한다.
E1. 환자의 무릎 교체를 위한 환자 특이적 경골 트레이를 형성하는 방법으로서, 방법은 환자의 경골의 절제된 근위 부분을 결정하는 단계 - 환자의 경골의 절제된 근위 부분은 우수한 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 경골의 피질골의 기저의 내부 표면의 적어도 일부분을 노출시키는 해면골 내의 하나 이상의 공동 및/또는 개구를 가짐 -; 및 우수한 표면 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 상위 부분을 갖는 본체 - 하위 경골 맞물림 부분은 해면골 표면과 접촉가능한 중심 부분을 가짐 -, 및 하나 이상의 공동 및/또는 개구 내에 수용가능하고 환자의 경골의 노출된 기저의 내부 표면과 접촉가능한 하나 이상의 표면을 갖는 주위의, 하위-연장 부분을 포함하는 환자 특이적 경골 트레이를 형성하는 단계를 포함한다.
E2. E1의 방법은 프로세서를 통해 환자의 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계, 및 프로세서를 통해 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분에 대응하는 제2 데이터를 결정하는 단계를 추가로 포함하고, 프로세서를 통해 형성하는 단계는 제2 데이터에 기초하여 3D 인쇄, 단조, 주조를 포함한다. E3. E2의 방법에서, 제1 데이터를 획득하는 단계는 CT 스캔 데이터 및/또는 X-레이를 획득하는 단계를 포함하고, 결정하는 단계는 획득된 제1 데이터에 기초하여 환자의 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 결정하는 단계를 포함한다. E4. E2의 방법은 피질골의 하부 내표면 부분의 주위를 따라 연장되는 표면의 깊이 및 양에 기초하여 하위 경골-맞물림 부분의 하나 이상의 표면을 최대화하는 단계를 추가로 포함한다. E5. E2의 방법은 식 Fx = Fcos(theta)에 기초하여 골 접촉면에 대한 임플란트에 기초하여 전단력 및 국부화된 힘을 감소시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 명세서에서의 교시들에 기초하여 당업자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 상기-설명된 및 다른 실시예들에 대해 다수의 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있다. 첨부된 요약 및 도면을 포함하는, 본 명세서에 개시된 바와 같은 장치 및/또는 장치의 임플란트 및 다른 구성요소는, 의도된 목적을 위해 유사한 기능을 제공하기 위해 이러한 대안적인 구성요소(들) 또는 특징부(들)에 의해 동일하거나, 동일하거나 또는 유사한 결과를 달성하기 위해 당업자에 의해 공지된 바와 같이 동일하거나, 동일하거나 또는 유사한 목적을 수행하는, 다른 실시예에 개시된 것과 같은 대안적인 구성요소(들) 또는 특징부(들)에 의해 대체될 수 있다. 또한, 장치들(devices) 및 장치(apparatus)는 본원에 설명되고 예시된 바와 같은 실시예들보다 더 많거나 더 적은 구성요소들 또는 특징들을 포함할 수 있다. 따라서, 현재 바람직한 실시예들의 이러한 상세한 설명은 본 발명을 제한하는 것과는 대조적으로 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 형태도 포함하는 것으로 의도된다. 용어 포함하다("comprise")(및 포함하다("comprises") 및 포함하는("comprising")과 같은 임의의 형태의 포함하다(comprises)), 가진다("have")(및 갖는다("has") 및 갖는("having")과 같은 임의의 형태의 가진다(have)), 포함하다("include")(및 포함하다("includes") 및 포함하는("including")과 같은 임의의 형태의 포함하다(include)), 및 함유하다("contain")(및 함유하다("contain") 및 함유하는("containing")과 같은 임의의 형태의 함유하다(contain))은 개방형 연결 동사이다. 그 결과 하나 이상의 단계 또는 요소를 "포함", "갖는", "포함하는" 또는 "함유하는" 방법 또는 장치는 하나 이상의 단계 또는 요소를 소유하지만, 하나 이상의 단계 또는 요소만을 소유하는 것에 제한되지 않는다. 마찬가지로, 하나 이상의 피처들을 "포함한다(comprises)", "가진다(has)", "포함한다(includes)" 또는 "함유한다(contains)"하는 방법 또는 장치의 요소의 단계는 이들 하나 이상의 피처들을 갖지만, 이들 하나 이상의 특징들만을 소유하는 것에 제한되지 않는다. 또한, 특정 방식으로 구성되는 장치 또는 구조는 적어도 그 방식으로 구성되지만, 나열되지 않은 방식으로도 구성될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었다. 본 명세서에 설명된 아키텍처 및 동작 실시예들은 동일한 일반적인 특징들, 특성들, 및 일반적인 장치 동작을 제공하기 위한 복수의 가능한 배열들의 예시라는 것이 이해될 것이다. 수정 및 변경은 이전의 상세한 설명을 읽고 이해할 때 다른 사람에게 발생할 것이다. 본 발명은 이러한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.

Claims (111)

  1. 전체 무릎 교체에 사용하기 위해 환자의 경골의 근위 부분을 가로질러 횡방향으로 연장되는 절제된 부분을 위한 경골 트레이 시스템으로서, 상기 경골의 절제된 근위 부분은 절제된 해면골 표면, 절제된 주위 피질골 표면, 및 상기 절제된 해면골의 상기 하부 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖고, 상기 경골 트레이 시스템은:
    경골 트레이 - 상기 경골 트레이는,
    상위 부분 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는 몸체를 포함하고;
    상기 상위 부분은 상위 표면 및 주위 에지를 포함하고;
    상기 하위 경골-맞물림 부분은:
    상기 절제된 주위 피질골 표면에 지지될 수 있는 주위 하위-표면;
    상기 절제된 중심 해면골 표면에 배치될 수 있는 중심 하위-표면;
    상기 주위 하위 표면으로부터 내부로 이격되고 상기 중심 하위 표면의 적어도 일부 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽 - 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 절제된 해면골 표면의 상기 주위에 형성된 상기 적어도 하나의 공동에 수용 가능함 - 을 포함하는, 상기 하위 경골-맞물림 부분 -; 및
    상기 경골 트레이의 상기 상위 표면으로부터 상기 중심 하위 표면으로 연장되는 적어도 하나의 통로를 통해 연장가능한 적어도 하나의 나사; 를 포함하고, 및
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 적어도 하나의 나사는 상기 경골 트레이를 통해 및 상기 해면골 내로 연장되어 상기 경골 트레이의 들뜸을 억제하고, 상기 경골 트레이 및 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분의 상기 절제된 부분 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 상기 경골 트레이의 상기 중심 하위-표면 및 상기 절제된 해면골 표면을 따라 저항되는 전단력의 일부와 비교하여, 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분의 상기 주위 및 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항되는,
    경골 트레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 단일 통로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 나사는 단일 나사를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 상기 단일 나사를 수용하기 위해 상기 경골 트레이의 상기 중심 하위-표면을 통해 배치된 상기 단일 통로를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 복수의 통로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 나사는 복수의 나사를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 한 쌍의 통로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 나사는 한 쌍의 나사를 포함하고, 상기 경골 트레이는 상기 한 쌍의 나사 중 하나를 수용하기 위해 상기 경골 트레이의 내측 부분에 배치된 상기 한 쌍의 통로 중 하나를 포함하고, 상기 경골 트레이는 상기 한 쌍의 나사 중 다른 하나를 수용하기 위해 상기 경골 트레이의 외측 부분에 배치된 상기 통로 중 다른 하나를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 카운터싱크형 관통-구멍을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 나사는 상기 경골 트레이의 상기 상위 표면과 평평하거나 그 아래에 배치가능한 헤드를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통로는 테이퍼진 나사산 형성 통로를 포함하고, 상기 적어도 하나의 나사는 테이퍼진 나사산 형성 헤드를 갖는 잠금 나사를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 나사는 원위 단부를 향해 테이퍼진 원추형 구성을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 벽은 약 3 밀리미터 미만의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 벽은 약 5 밀리미터 미만의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 벽은 약 10 밀리미터 미만의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 나사는 상기 경골 트레이의 상기 하위-표면으로부터 연장된 약 25 밀리미터 미만의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 나사는 상기 경골 트레이의 상기 하위-표면으로부터 연장된 약 15 밀리미터 미만의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 나사는 약 15 밀리미터 미만의 직경을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 나사는 약 5 밀리미터 미만의 직경을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 상위 표면과 상기 중심 하위 표면 사이의 두께를 포함하고, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 중심 하위 표면으로부터 깊이를 갖고, 상기 깊이는 상기 두께보다 큰, 경골 트레이 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 연속적인 주위 벽을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 제1 U자형 벽 및 이격된 제2 U자형 벽을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 제1 U자형 벽과 상기 이격된 제2 U자형 벽 사이에 배치된 제3 벽을 포함하고, 상기 제3 벽의 깊이는 상기 제1 U자형 벽 및 상기 제2 U자형 벽의 상기 깊이보다 작은, 경골 트레이 시스템.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 C-형상 벽을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 하위 경골-맞물림 부분은 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽으로부터 내향으로 상기 중심 표면 위로 완전히 연장되는 평면 표면을 포함하는 상기 중심 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 하위 경골-맞물림 부분은 용골을 포함하지 않는, 경골 트레이 시스템.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 5 밀리미터 초과의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 중심 표면으로부터 5 밀리미터 내지 10 밀리미터의 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 주위 에지로부터 2 밀리미터 내지 5 밀리미터 사이에 내향으로 배치된 근위 외부 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 일정한 두께 벽을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 2 밀리미터 내지 10 밀리미터의 두께를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 3 밀리미터의 일정한 두께를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 경골 트레이의 내측 부분과 외측 부분 사이의 폭의 25%보다 큰 두께를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 일정한 깊이를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 테이퍼링 깊이(tapering depth)를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  33. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 평행한 내부 및 외부 하위-연장 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 상위 표면에 수직으로 배치된 평행한 내부 및 외부 하위-연장 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 상위 표면에 대해 비-수직으로 배치된 평행한 내부 및 외부 하위-연장 표면들을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  36. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 상위 표면에 대해 수직으로부터 10도 내지 30도의 각도로 배치된 외부 하위-연장 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  37. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 상위 표면에 대해 비-수직 각도로 배치된 외부 하위-연장 표면을 포함하고, 내부 하위-연장 표면은 상기 상위 표면에 대해 수직으로 배치되는, 경골 트레이 시스템.
  38. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 외부 하위-연장 표면 및 예각으로 종단하는 내부 하위-연장 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  39. 제1항에 있어서,
    상기 하위 경골-맞물림 부분은 윤곽 표면을 포함하는 상기 중심 부분을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 하위 경골-맞물림 부분은 하위 볼록면, 하위 오목면, 및/또는 하위 볼록면 및 하위 오목면 중 적어도 하나를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 윤곽 표면은 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분의 상기 내측 관절구의 관절 표면 및 상기 외측 관절구의 상기 관절 표면에 대응하는 경골 트레이 시스템.
  42. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽의 외부 표면이 상기 하부 피질골의 내부 표면 부분으로부터 이격되도록 크기 및 구성되는, 경골 트레이 시스템.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽의 상기 외부 표면이 상기 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 1 밀리미터 내지 3 밀리미터의 간극을 정의하도록 크기설정되고 구성되는, 경골 트레이 시스템.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽의 상기 외부 표면이 상기 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 2 밀리미터의 간극을 형성하도록 크기설정되고 구성되는, 경골 트레이 시스템.
  45. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면 부분과 맞물릴 수 있도록 크기설정되고 구성되는, 경골 트레이 시스템.
  46. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽의 상기 깊이를 따라 상기 하부 피질골의 상기 대응하는 인접한 내부 표면의 상기 윤곽과 매치하는 외부 표면을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  47. 제1항에 있어서,
    상기 하위 경골-맞물림 부분은 상기 환자의 상기 절제된 경골의 제2 적어도 하나의 공동 내에 수용가능하고 상기 하부 피질골 내의 개구와 결합가능한 제2 적어도 하나의 하위-연장 부분을 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 제2 적어도 하나의 하위-연장 부분은 적어도 하나의 하위-연장 포스트를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 하위-연장 포스트는 상기 피질골의 외부 표면과 정렬가능한 에지를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  50. 제1항에 있어서,
    상기 경골 트레이는 상기 몸체가 그 사이에 공동을 정의하는 내측 부분 및 이격된 외측 부분을 갖는, 경골 트레이 시스템.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 하위 경골-맞물림 부분은 상기 내측 부분에 배치되고 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽으로부터 이격된 제1 하위-연장 포스트, 및 상기 외측 부분에 배치되고 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽으로부터 이격된 제2 하위-연장 포스트를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  52. 제1항에 있어서, 상기 경골 트레이는 모놀리식 구조 및 재료를 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  53. 제1항에 있어서,
    상기 절제된 경골 근위 부분에 상기 적어도 하나의 공동을 형성하기 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 절단 가이드를 더 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  54. 제37항에 있어서,
    상기 개구보다 더 큰 크기의 근위 직경 및 상기 개구를 통과하기 위한 크기의 원위 직경을 갖는 밀링 공구를 추가로 포함하는, 경골 트레이 시스템.
  55. 방법으로서,
    환자의 경골의 근위 부분을 절제하는 단계 - 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분은 횡방향으로 절제된 해면골 표면, 횡방향으로 절제된 주위 피질골 표면, 및 상기 절제된 해면골의 상기 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 가짐 -;
    상기 경골 트레이의 주위 에지로부터 내향으로 이격되고 중심 하부 표면의 적어도 일부 주위로 연장되는 적어도 하나의 하위-연장 벽, 및 상부 표면으로부터 상기 중심 하부 표면으로 연장되는 적어도 하나의 통로를 갖는 경골 트레이를 제공하는 단계;
    적어도 하나의 하위- 연장 벽을 상기 절제된 해면골 표면의 상기 주위에 형성된 상기 적어도 하나의 공동에 삽입하는 단계;
    상기 경골 트레이의 주위 에지를 상기 횡방향으로 절제된 주위 피질골 표면 상에, 및 상기 중심 하면을 상기 횡방향으로 상기 절제된 해면골 표면 상에 배치하는 단계;
    상기 적어도 하나의 통로 내로 및 상기 해면골 내로 적어도 하나의 나사를 고정하는 단계;를 포함하고,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 적어도 하나의 나사는 경골 트레이의 들뜸을 억제하고, 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분의 상기 절제된 부분 및 상기 경골 트레이에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 상기 절제된 해면골 표면 및 상기 경골 트레이의 상기 중심 하위 표면을 따라 저항되는 상기 전단력의 부분에 비교하여, 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분의 상기 주위 및 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항되는,
    방법.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공동은 상기 절제된 해면골의 상기 하부 주위를 따라 연속적인 공동을 포함하고, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 연속적인 주위 벽을 포함하는, 방법.
  57. 제55항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공동은 제1 U자형 공동 및 이격된 제2 U자형 공동을 포함하고, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 제1 U자형 벽 및 이격된 제2 U자형 벽을 포함하는 방법.
  58. 제55항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공동은 C자형 공동을 포함하고, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 C자형 벽을 포함하는, 방법.
  59. 제55항에 있어서,
    상기 경골 트레이는 용골을 포함하지 않는, 방법.
  60. 제55항에 있어서,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 하위 경골-맞물림 부분의 상기 중심 하위 표면은 상기 절제된 해면골 위로 연장되는 평면 표면을 포함하는, 방법.
  61. 제55항에 있어서,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 하위 경골-맞물림 부분의 상기 중심 하위 표면은 상기 절제된 해면골 위로 연장되는 윤곽 표면을 포함하는, 방법.
  62. 제55항에 있어서,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 피질골의 내부 표면 부분으로부터 완전히 이격되는, 방법.
  63. 제55항에 있어서,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 피질골의 내부 표면 부분과 접촉하는, 방법.
  64. 제55항에 있어서,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽은 상기 피질골의 상기 대응하는 인접한 내부 표면의 상기 내부 표면의 상기 윤곽과 매치하는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽의 상기 깊이를 따라 외부 표면을 포함하는, 방법.
  65. 제55항에 있어서,
    상기 절제하는 단계는 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분 내에 상기 적어도 하나의 공동을 형성하기 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 절단 가이드를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 절제하는 단계는 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분 내에 상기 적어도 하나의 공동을 형성하기 위해 상기 개구를 통과하도록 크기설정되는 원위 직경 및 상기 개구보다 더 큰 크기인 근위 직경을 갖는 밀링 공구를 사용하는 단계를 포함하는, 경골 트레이.
  67. 환자의 전체 무릎 교체를 위한 환자 특정 경골 트레이를 형성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 근위 부분을 나타내는 제1 데이터를 획득하는 단계 - 상기 제1 데이터는 내부 해면골을 갖는 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분, 및 외부 표면 및 내부 표면을 갖는 주위 피질골에 대응함 -;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제1 데이터에 기초하여 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 제2 데이터를 결정하는 단계 - 상기 환자의 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분은 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 상기 절제된 해면골의 상기 하부 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖고, 상기 적어도 하나의 공동은 상기 절제된 피질골의 인접한 내부 표면 부분에 대응하는 외부 윤곽 표면 부분을 가짐 -;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계 - 상기 환자 특정 경골 트레이는 상위 표면 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 상위 부분을 갖는 몸체를 포함하고, 상기 하위 경골 맞물림 부분은 상기 절제된 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 부분을 갖고, 상기 적어도 하나의 공동에 수용가능한 적어도 하나의 하위-연장 벽, 및 상기 상위 표면으로부터 상기 하위 표면으로 연장되는 적어도 하나의 통로를 포함함 -; 를 포함하고,
    상기 전체 무릎 교체에서, 상기 적어도 하나의 나사는 경골 트레이의 들뜸을 억제하고, 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분의 상기 절제된 부분 및 상기 환자 특정 경골 트레이 상에 횡방향으로 작용하는 전단력의 더 큰 부분은, 상기 경골 트레이의 상기 중심 하위 표면 및 상기 절제된 해면골 표면을 따라 저항성인 상기 전단력의 부분에 비해, 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분의 상기 주위 및 적 상기 어도 하나의 하위-연장 벽에 의해 저항성인,
    방법.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 식 Fx = Fcos(세타)를 사용하여 임플란트 대 골 접촉 평면에 기초하여 전단력들 및 로컬화된 힘들을 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.
  69. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 환자의 상기 경골의 상위 부분과 상기 절제 근위 부분 사이의 전단력들을 상기 전체 무릎 교체에서 지지하기 위해 상기 적어도 하나의 공동의 크기 및 위치를 최적화하는 단계를 포함하는, 방법.
  70. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 형성하는 단계는 3D 인쇄, 단조 또는 주조를 포함하는, 방법.
  71. 제67항에 있어서,
    상기 제1 데이터를 획득하는 단계는 CT 스캔 데이터 및/또는 X-선 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
  72. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 제1 U자형 공동 및 이격된 제2 U자형 공동을 포함하는 상기 해면골 내로 연장하는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 제1 U자형 벽 및 상기 이격된 제2 U자형 벽에 각각 수용가능한 이격된 제2 U자형 벽을 포함하는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고, 상기 적어도 하나의 공동은 상기 제1 U자형 공동과 상기 이격된 제2 U자형 공동 사이에 배치된 제3 공동을 포함하고, 상기 제3 공동의 깊이는 상기 제1 U자형 공동 및 상기 제2 U자형 공동의 깊이보다 작고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 제1 U자형 벽과 상기 이격된 제2 U자형 벽 사이에 배치된 제3 벽을 포함하는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  74. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 C-형 공동을 포함하는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 C-형 공동에 수용가능한 C-형 벽을 포함하는 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  75. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골 상기 주위의 적어도 10%를 따라 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 환자 특정 경골 트레이가 상기 몸체의 주위의 적어도 10%를 따라 연장되는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  76. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골 상기 주위의 적어도 30%를 따라 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계에서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 상기 몸체의 상기 주위의 적어도 30%를 따라 연장되는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 상기 형성 단계.
  77. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 중심 해면골 표면 주위에서 연속적으로 연장되고 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면에 인접한 공동을 포함하는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 중심 해면골 표면 주위에서 연속적으로 연장되고 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면에 인접한 상기 공동 내에 수용가능한 연속적인 하위-연장 벽을 포함하는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  78. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 용골없이 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  79. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 일정한 두께를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계에서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 일정한 두께를 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  80. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 2 밀리미터 내지 10 밀리미터의 일정한 두께를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계에서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 2 밀리미터 내지 10 밀리미터의 일정한 두께를 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  81. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분의 내측 부분과 외측 부분 사이의 폭의 25%보다 큰 두께를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계로서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 상기 몸체의 내측 부분과 외측 부분 사이의 폭의 25%보다 큰 두께를 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  82. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 일정한 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계로서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 일정한 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  83. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 5 밀리미터 초과의 일정한 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계로서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 5 밀리미터 초과의 일정한 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  84. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 10 밀리미터 초과의 일정한 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계로서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 10 밀리미터보다 큰 일정한 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  85. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 환자의 경골의 환자 특정 절제 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 테이퍼링 깊이를 갖는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계로서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 테이퍼링 벽을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  86. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 윤곽 표면을 갖는 상기 절제된 중심 해면골 표면을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 윤곽 표면을 갖는 중심 부분을 갖는 상기 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는, 방법.
  87. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 볼록 표면, 오목 표면, 및/또는 볼록 표면 및 오목 표면 중 적어도 하나를 갖는 상기 절제된 중심 해면골 표면을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 볼록한 표면, 오목한 표면, 및/또는 볼록한 표면 및 오목한 표면을 갖는 중심 부분 중 적어도 하나를 갖는 상기 하위 경골-맞물림 부분을 포함한다.
  88. 제87항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분의 상기 외측 관절구의 상기 관절 표면 및 상기 내측 관절구의 상기 관절 표면에 대응하는 윤곽 표면을 갖는 상기 절제된 중심 해면골 표면을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 환자의 상기 경골의 상기 근위 부분의 상기 외측 관절구의 상기 관절 표면 및 상기 내측 관절구의 상기 관절 표면에 대응하는 윤곽 표면을 갖는 중심 부분을 갖는 상기 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는 방법.
  89. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 평평한 표면을 갖는 상기 절제된 중심 해면골 표면을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 평평한 표면을 갖는 중심 부분을 갖는 상기 하위 경골-맞물림 부분을 포함하는, 방법.
  90. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 연장되고 이격된 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 해면골내에 배치가능하고 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 이격된 적어도 상기 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  91. 제90항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 1 밀리미터 내지 3 밀리미터 사이의 간극을 정의하기 위해 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 연장되고 이격되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 해면골내에 배치가능하고 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 이격되어 1 밀리미터 내지 3 밀리미터 사이의 간극을 정의하는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  92. 제90항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 2 밀리미터의 간극을 정의하기 위해 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 연장되고 이격된 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 해면골내에 배치가능하고 상기 기저 피질골의 상기 내부 표면 부분으로부터 이격되어 2 밀리미터의 간극을 정의하는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  93. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 하부 피질골의 내부 표면 부분을 노출시키기 위해 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 하부 피질골의 상기 노출된 내부 표면 부분과 맞물릴 수 있는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  94. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 평행한 내부 및 외부 표면들을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 평행한 내부 및 외부 하위-연장 표면들을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  95. 제94항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 절제된 해면골에 수직으로 배치된 평행한 내부 및 외부 표면들을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 몸체의 상기 상위 표면에 수직으로 배치된 평행한 내부 및 외부 하위-연장 표면들을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  96. 제94항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 절제된 해면골에 대해 비-수직으로 배치된 평행한 내부 및 외부 표면들을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 몸체의 상기 상위 표면에 대해 비수직으로 배치된 평행한 내부 및 외부 하위-연장 표면들을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  97. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 절제된 해면골에 대해 수직으로부터 10도 내지 30도 사이의 각도로 배치된 외부 표면을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 몸체의 상기 상위 표면에 대해 수직으로부터 10도 내지 30도의 각도로 배치된 외부 하위-연장 표면을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  98. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는, 상기 절제된 해면골에 대해 비-수직 각도로 배치된 외부 하위-연장 표면을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고, 상기 내부 하위-연장 표면은 상기 절제된 해면골에 대해 수직으로 배치되고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 몸체의 상기 상위 표면에 대해 비-수직 각도로 배치된 외부 하위-연장 표면을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하고, 상기 내부 하위-연장 표면은 상기 몸체의 상기 상위 표면에 대해 수직으로 배치되는, 방법.
  99. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 절제된 해면골에서 예각으로 종단되는 상기 내부 하위-연장 표면 및 외부 하위-연장 표면을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 외부 하위-연장 표면 및 예각으로 종단되는 상기 내부 하위-연장 표면을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  100. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는, 상기 하부 피질골의 상기 대응하는 인접한 내부 표면의 상기 내부 표면의 상기 윤곽에 정확하게 대응하는 상기 깊이를 따라 하위-연장 표면을 갖는 상기 해면골 내로 연장되는 상기 적어도 하나의 공동을 포함하고; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 하부 피질골의 상기 대응하는 인접한 내부 표면의 상기 내부 표면의 상기 윤곽에 정확하게 대응하는 외부 하위-연장 표면을 갖는 상기 적어도 하나의 하위-연장 벽을 포함하는, 방법.
  101. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골 내로 그리고 상기 하부 피질골을 통해 연장되는 제2 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 환자의 상기 절제된 경골의 제2 적어도 하나의 공동에 수용 가능하고 상기 하부 피질골 내의 개구와 맞물릴 수 있는 제2 적어도 하나의 하위-연장 부분을 포함하는, 방법.
  102. 제101항에 있어서, 상기 제2 적어도 하나의 하위-연장 부분은 적어도 하나의 하위-연장 포스트를 포함하는, 방법.
  103. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골 내로 그리고 상기 하부 피질골을 통해 연장되는 제2 적어도 하나의 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는, 상기 환자의 상기 절제된 경골의 제2 적어도 하나의 공동에 수용 가능하고 상기 하부 피질골 내의 개구와 맞물릴 수 있고 상기 피질골의 외부 표면과 정렬가능한 에지를 갖는 제2 적어도 하나의 하위-연장 부분을 포함하는, 방법.
  104. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골의 상기 중심 내로 연장되는 제2 적어도 하나의 공동을 포함하고; 그리고
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 환자의 상기 절제된 경골의 제2 적어도 하나의 공동에 수용가능한 용골을 한정하는 제2 적어도 하나의 하위-연장 부분을 포함하는, 방법.
  105. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제1 데이터에 기초하여 상기 환자의 상기 경골의 환자 특정 절제된 근위 부분을 나타내는 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 ACL 및 상기 PCL이 부착된 중심 해면골 표면, 주위 피질골 표면, 및 상기 하부 피질골의 상기 내부 표면에 인접한 상기 해면골 내로 연장되는 적어도 하나의 공동을 갖는 상기 환자의 상기 경골의 상기 절제된 근위 부분을 포함하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계로서, 상기 환자 특정 경골 트레이는 외측 부분 및 이격된 내측 부분을 갖는 상위 표면을 갖는 상위 부분, 및 하위 경골-맞물림 부분을 갖는 몸체를 포함하고, 상기 하위 경골 맞물림 부분은 상기 절제된 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 부분 및, 상기 적어도 하나의 공동 내로 수용가능한 적어도 하나의 하위-연장 벽을 갖는, 방법;
  106. 제105항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터를 결정하는 단계는 상기 해면골 내로 연장되는 제3 및 제4 공동을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 환자의 상기 절제된 경골 내의 제3 및 제4 공동에 수용가능한 제3 포스트 및 제4 포스트를 포함하는, 방법.
  107. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 절제된 주위 피질골 표면 상에 위치가능한 주위 에지 부분을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  108. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 상기 절제된 주위 피질골 표면 사이에 완전히 위치가능하도록 크기설정된 상기 몸체를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  109. 제67항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 환자 특정 경골 트레이를 형성하는 단계는 모놀리식 구조물 및 재료를 포함하는 상기 몸체를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  110. 부분적 무릎 교체를 위한 환자의 경골의 절제된 내측 또는 외측 근위 부분을 위한 경골 트레이 시스템으로서, 상기 경골의 상기 절제된 내측 또는 외측 근위 부분은 중심 해면골 표면, 부분적 주위 피질골 표면, 및 상기 경골의 상기 절제된 내측 또는 외측 근위 부분 내의 상기 해면골의 상기 주위에 형성된 적어도 하나의 공동을 갖고, 상기 경골 트레이는:
    부분 경골 트레이 - 상기 부분 경골 트레이는,
    몸체를 포함하고,
    상기 몸체는 상위 표면을 갖는 상위 부분, 및 하위 경골-맞물림 부분을 포함하고, 상기 하위 경골-맞물림 부분은,
    상기 절제된 내측 또는 외측 중심 해면골 표면과 접촉가능한 중심 표면을 갖는 중심 부분; 및
    상기 주위 하위-연장 외부 표면 부분이 상기 환자의 상기 경골의 상기 피질골의 상기 하부 내부 표면의 상기 윤곽에 대응하도록 상기 경골의 상기 절제된 내측 또는 외측 근위 부분 내의 상기 해면골의 상기 주위 내에 형성된 상기 적어도 하나의 공동 내에 수용가능한 주위 하위-연장 부분을 포함하는, 상기 하위 경골-맞물림 부분 -; 및
    상기 경골 트레이의 상기 상위 표면으로부터 상기 중심 표면까지 적어도 하나의 통로를 통해 연장가능한 적어도 하나의 나사를 포함하는,
    경골 트레이 시스템.
  111. 제110항에 있어서,
    상기 하위-연장 부분은 하위-연장 만곡 벽을 포함하는, 경골 트레이.
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