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公開番号2025176018
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-03
出願番号2025131432,2023135414
出願日2025-08-06,2020-08-14
発明の名称整形外科的関節のための外科的な修正処置の術前計画
出願人ホウメディカ・オステオニクス・コーポレイション,Howmedica Osteonics Corp.
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類A61B 34/10 20160101AFI20251126BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】1つまたは複数のインプラントコンポーネントが留置されている整形外科的関節の骨埋め込み前の罹患した近似を決定するための技法について提供する。
【解決手段】システムは、患者の関節の画像データを取得し、関節が既存のインプラントを含むことを決定し、既存のインプラントに関するタイプの識別を生成することと関節の埋め込み前の罹患した近似を生成することの一方または両方を行うように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
罹患した解剖学的対象物のための形状モデルを決定することと、
コンピューティングシステムによって、インプラントを含む患者の関節の画像データを取得することと、ここにおいて、前記画像データが、前記インプラントをもつ前記関節の３Ｄモデルを備える、
前記インプラントをもつ前記関節の前記３Ｄモデルにおいて、骨に対応するボクセルを識別することと、
前記骨に対応すると識別された前記ボクセルに基づいて、前記骨に対する初期形状推定を決定することと、
アライメントされた初期形状推定を形成するように前記初期形状推定を前記形状モデルにアライメントすることと、
前記骨の埋め込み前の罹患した近似を生成するために前記アライメントされた初期形状推定に基づいて前記形状モデルを変形させることと
を備える方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記骨の前記埋め込み前の罹患した近似をディスプレイデバイスに出力すること
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インプラントをもつ前記関節の前記３Ｄモデルにおいて、前記インプラントに対応するボクセルを識別することと、
前記インプラントのない前記関節の３Ｄモデルを生成するために、前記インプラントをもつ前記関節の前記３Ｄモデルから前記インプラントに対応する前記ボクセルを除去することと
をさらに備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記インプラントのない前記関節の前記３Ｄモデルをディスプレイデバイスに出力すること
をさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記骨の前記埋め込み前の罹患した近似に基づいて、前記インプラントのない前記関節の前記３Ｄモデルをセグメント化すること
をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記骨の前記埋め込み前の罹患した近似に基づいて前記インプラントのない前記関節の前記３Ｄモデルをセグメント化することが、前記埋め込み前の罹患した近似を機械学習システムに入力することを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記インプラントのない前記関節の前記セグメント化された３Ｄモデルを出力することをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記インプラントのない前記関節の前記セグメント化された３Ｄモデルを出力することが、前記３Ｄモデルのための複数の可能なセグメンテーションを出力することを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記３Ｄモデルのための前記複数の可能なセグメンテーションの信頼値を出力することをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記インプラントをもつ前記関節の前記３Ｄモデルにおいて、非インプラント特徴に対応するボクセルを識別することと、
前記インプラントの３Ｄモデルを生成するために、前記インプラントをもつ前記関節の前記３Ｄモデルから前記非インプラント特徴に対応する前記ボクセルを除去することとをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１９年８月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／８８７，８３８号の利益を主張するものであり、同仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
[0002]外科的な関節修復処置は、損傷したまたは病んでいる関節の修復および／または置換を伴う。一例として関節置換術などの外科的な関節修復処置は、損傷した関節または損傷したインプラントを、患者の骨に埋め込まれた人工関節と置換することを伴うことがある。適切なサイズおよび形状にされた人工関節の適切な選択または設計ならびにその人工関節の適切な位置決めは、最適な外科的な転帰を保証するために重要である。外科医は、人工関節選択、設計、および／または位置決め、ならびに人工関節を受け入れるまたはこれと相互作用するように骨または組織を準備する外科的なステップの助けとするために、損傷した骨を分析し得る。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]本開示は、１つまたは複数のインプラントコンポーネントが留置されている整形外科的関節の骨の埋め込み前の罹患した近似（pre-implant, morbid approximation）を決定するための技法について説明する。本開示は、整形外科的関節に埋め込まれるインプラントのタイプを決定する技法についても説明する。
【０００４】
[0004]一例によれば、方法は、罹患した解剖学的対象物のための形状モデルを決定することと、コンピューティングシステムによって、インプラントを含む患者の関節の画像データを取得することと、ここにおいて、画像データは、インプラントをもつ関節の３Ｄモデルを備える、インプラントをもつ関節の３Ｄモデルにおいて、骨に対応するボクセルを識別することと、骨に対応すると識別されたボクセルに基づいて、骨に対する初期形状推定を決定することと、アライメントされた初期形状推定を形成するように初期形状推定を形状モデルにアライメントすることと、骨の埋め込み前の罹患した近似を生成するために、アライメントされた初期形状推定に基づいて形状モデルを変形させることとを含む。
【０００５】
[0005]別の例によれば、方法は、コンピューティングシステムによって、インプラントを含む患者の関節の画像データを取得することと、ここにおいて、画像データは、インプラントをもつ関節の３Ｄモデルを備える、３Ｄモデル内の第１の対象物を識別することと、ここにおいて、第１の対象物はインプラントの第１のコンポーネントに対応する、第１の対象物に基づいて第１のベクトルを決定することと、３Ｄモデル内の第２の対象物を識別することと、ここにおいて、第２の対象物はインプラントの第２のコンポーネントに対応する、第２の対象物に基づいて第２のベクトルを決定することと、第１のベクトルおよび第２のベクトルによって画定された平面に垂直である第３のベクトルを決定することと、第１のベクトル、第２のベクトル、および第３のベクトルに基づいて患者座標系を決定することと、３Ｄモデル内の解剖学的対象物を識別することと、決定された患者座標系に基づいて画像データから形状モデルに解剖学的対象物を最初にアライメントする初期アライメントされた形状を生成することと、初期アライメントされた形状に基づいて、解剖学的対象物の罹患した埋め込み前形状を示す情報を生成することとを含む。
【０００６】
[0006]別の例によれば、方法は、コンピューティングシステムによって、患者の関節の画像データを取得することと、コンピューティングシステムによって、関節が既存のインプラントを含むことを決定することと、関節の画像データをセグメント化することと、既存のインプラントに関するタイプの識別を生成することとを含む。
【０００７】
[0007]別の例によれば、方法は、コンピューティングシステムによって、既存のインプラントをもつ患者の関節の画像データを取得することと、コンピューティングシステムによって、既存のインプラントをもつ患者の関節の画像データ内で、既存のインプラントの画像を識別することと、メモリデバイス内で、複数のインプラント製品を複数のインプラント製品に関する画像と関連づけるデータベースにアクセスすることと、複数のインプラント製品の各インプラント製品は少なくとも１つの画像と関連づけられる、複数のインプラント製品に関する画像に対する既存のインプラントの画像の比較に基づいて、既存のインプラントに対応する少なくとも１つのインプラント製品を識別することとを含む。
【０００８】
[0008]別の例によれば、方法は、コンピューティングシステムによって、既存のインプラントをもつ患者の関節の画像データを取得することと、コンピューティングシステムによって、既存のインプラントの一部分を骨に固定するセメントに対応する画像の部分を識別することと、セメントに対応する画像の部分に基づいて、既存のインプラントをもつ患者の関節のセメント強度を決定することと、決定されたセメント強度に基づいて出力を生成することとを含む。
【０００９】
[0009]別の例によれば、デバイスは、メモリと、回路内で実装され、罹患した解剖学的対象物のための形状モデルを決定し、インプラントを含む患者の関節の画像データを取得し、ここにおいて、画像データは、インプラントをもつ関節の３Ｄモデルを備える、インプラントをもつ関節の３Ｄモデルにおいて、骨に対応するボクセルを識別し、骨に対応すると識別されたボクセルに基づいて、骨に対する初期形状推定を決定し、アライメントされた初期形状推定を形成するように初期形状推定を形状モデルにアライメントし、骨の埋め込み前の罹患した近似を生成するためにアライメントされた初期形状推定に基づいて形状モデルを変形させるように構成された１つまたは複数のプロセッサとを含む。
【００１０】
[0010]別の例によれば、デバイスは、メモリと、回路内で実装され、インプラントを含む患者の関節の画像データを取得し、ここにおいて、画像データは、インプラントをもつ関節の３Ｄモデルを備える、３Ｄモデル内の第１の対象物を識別し、ここにおいて、第１の対象物はインプラントの第１のコンポーネントに対応する、第１の対象物に基づいて第１のベクトルを決定し、３Ｄモデル内の第２の対象物を識別し、ここにおいて、第２の対象物はインプラントの第２のコンポーネントに対応する、第２の対象物に基づいて第２のベクトルを決定し、第１のベクトルおよび第２のベクトルによって画定された平面に垂直である第３のベクトルを決定し、第１のベクトル、第２のベクトル、および第３のベクトルに基づいて患者座標系を決定し、３Ｄモデル内の解剖学的対象物を識別し、決定された患者座標系に基づいて画像データから形状モデルに解剖学的対象物を最初にアライメントする初期アライメントされた形状を生成し、初期アライメントされた形状に基づいて、解剖学的対象物の罹患した埋め込み前形状を示す情報を生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサとを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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