KR101301862B1 - 생체 변수들을 검출하는 생체 센서 시스템 - Google Patents
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Abstract
생물 측정학적 변수들을 검출하는 방법은 척추의 척주 상에서 뼈 이식 과정을 실행하는 단계, 척주(10,20)에 생물 측정학적 센서(1-9)를 제공하는 단계, 및 상기 센서로 척주에서 생물 측정학적 변수를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 센서는 압력, 장력, 전단, 및 상대 위치를 포함하는 인접한 주변의 변수들을 측정할 수 있다. 상기 생물 측정학적 변수들에 관련된 데이터를 외부 소스에 전송하여 상기 척주의 생물 측정학적 조건을 평가하도록 데이터를 분석할 수 있다. 센서들의 세트가 상기 척주의 횡 방향 프로세스들(70) 상에 배치될 수 있다.
Description
본 발명은 의료 장치 분야에 관한 것으로, 특히 생리적(예컨대, 근골격) 시스템의 특정 변수들을 검출하여 활동의 정확한 해부학적 위치를 결정하기 위해 외부에 부착 및 매립되는 센서 시스템, 및 해부학적 위치의 변수들을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.
센서 기술은 아리아브에게 허여되어 넥센스 리미티드("넥센스 특허")에 양도된 미국 특허 제6,621,278호, 6,856,141호 및 6,984,993호에 기재되어 있다.
건강 관리 직원이 해부학적 위치의 특징들을 결정할 수 있도록 현존하는 센서 기술을 생물 측정학적 데이터 감지 응용들에 적용하면 유익할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 특정 변수들(예컨대, 근골격 시스템)을 검출하여 활동의 정확한 해부학적 위치를 결정할 수 있는 센서 시스템 및 상기한 일반적인 타입의 종래 알려져 있는 장치 빛 방법들의 전술한 단점들을 극복하고 건강 관리 제공자에게 그들의 환자들에 대한 실시간 정보를 제공하도록 외부에 부착 및/또는 매립되는 센서를 제공하는 해부학적 위치의 변수들을 검출하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 상기 정보는 병리학적 프로세스 및 수술 결과 및 이식된 장치들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 센서들은 내부 또는 외부 기구들에 의해 작용할 수 있고, 상기 정보는 무선 경로를 통해 릴레이된다. 상기 센서 시스템은 임플란트 시스템의 조기의 조정 또는 변경을 허용하게 되며 현존하는 센서들을 이용할 수 있다. 예컨대, 넥센스 특허에 개시된 센서들이 사용될 수 있다.
본 발명에 대한 특징으로서 고려되는 다른 사항들은 첨부된 특허 청구의 범위에 기재되어 있다.
본 발명이 특정 신체의 변수들을 검출하여 활동의 정확한 해부학적 위치를 결정할 수 있는 센서 시스템 및 검출 방법에 대해 실시되어 있지만, 다양한 변경 및 구조적 변화들이 본 발명의 정신에서 벗어나지 않고 특허청구의 범위의 등가의 범위 및 구역 내에서 실시될 수 있기 때문에 도시된 상세 내용들로 본 발명이 제한되지 않는 것이다.
그러나, 본 발명의 구성 및 작동 방법은, 그의 다른 목적들 및 장점들과 함께, 첨부 도면들을 연계하여 해석하는 경우 이하의 특정 실시예들의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들의 장점들은, 첨부 도면들과 관련하여 고려되어야 하는, 이하의 바람직한 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다 :
도1은 본 발명에 따른 센서들 및 척추의 논-인스트루먼트화된 퓨전(fusion)을 갖는 척추의 일부분을 개략적으로 나타낸 측면도,
도2는 도1의 척추 부분의 개략적이고 단편적인 전후 도면,
도3은 본 발명에 따른 센서들 및 추간(椎間) 케이지를 갖는 척추 일부분의 개략적이고 단편적인 측면도,
도4는 척추경 나사(pedical screw)에 본 발명에 따른 센서들을 갖는 도1의 척추 부분의 개략적이고 단편적인 전후 도면,
도5는 본 발명에 따른 센서 및 추간 디스크 임플란트를 갖는 척추 일부분의 개략적이고 단편적인 나타낸 측면도,
도6은 본 발명에 따른 센서 삽입 기구의 개략적이고 단편적인 확대 단면도,
도7은 도6의 기구로 이식된 본 발명에 따른 센서들을 갖는 상부 대퇴부의 개략적이고 단편적인 단면도,
도8은 도6의 기구로 이식된 본 발명에 따른 센서들을 갖는 척추의 개략적인 단면도,
도9는 본 발명에 따른 나사에 센서들을 갖는 대퇴부의 개략적이고 단편적인 단면도,
도10은 본 발명에 따라 이식된 센서들을 갖는 대퇴부의 개략적이고 단편적인 단면도,
도11은 본 발명에 따른 센서들을 갖는 척추의 개략적이고 단편적인 단면도,
도12는 본 발명에 따른 센서들을 갖는 무릎 조인트의 개략적이고 단편적인 전후 단면도,
도13은 본 발명에 따른 센서들을 갖는 무릎 조인트의 개략적이고 단편적인 측 단면도,
도14는 본 발명에 따른 센서들을 갖는 힙(hip) 조인트의 개략적이고 단편적인 단면도,
도15는 본 발명에 따른 센서들을 갖는 척추의 개략적이고 단편적인 측 단면도,
도16은 본 발명에 따른 센서들을 갖는 척추의 개략적이고 단편적인 축 방향 단면도,
도17은 본 발명에 따른 초음파 작용 센서들을 갖는 무릎 조인트의 개략적이고 단편적인 단면도,
도18은 처리 중인 본 발명에 따른 초음파 작용 센서들을 갖는 무릎 조인트를 나타낸 초음파 송신기 및 컴퓨터 스크린을 나타낸 개략적인 도면,
도19는 본 발명에 따른 이식 가능한 센서 몸체에 연결된 핸들의 개략적인 확대 단면도,
도20은 센서 몸체에서 분리된 도19의 핸들의 개략적인 확대 단면도,
도21은 적외선 가시 시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도22는 전자기 가시 시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도23은 무릎 조인트의 부분적으로 숨겨진 단편적인 전방의 도면,
도24는 무릎 조인트의 부분적으로 숨겨진 단편적인 측면도,
도25는 인대의 단편적인 면의 측면도,
도26은 본 발명에 따른 인대 센서 클램프를 갖는 도25의 인대의 단편적인 측 면도,
도27은 도26의 인대 및 인대 센서 클램프의 개략적이고 단편적인 측면도,
도28은 본 발명에 따른 센서가 부착된 도25의 인대의 단편적인 측면도,
도29는 본 발명에 따른 초음파 카눌라(canula) 시스템의 일부분의 단편적인 단면도,
도30은 본 발명에 따른 단일 센서 카눌라 배치 장치의 일부분의 단편적인 단면도,
도31은 다수의 센서들을 갖는 도31의 카눌라 배치 장치의 일부분의 단편적인 단면도,
도32는 본 발명에 따른 다-센서 카눌라 배치 장치의 일부분의 단편적인 단면도,
도33은 본 발명을 따라 센서들이 배치된 뼈 절단부 및 연골 및 부드러운 조직을 절제한 개방 무릎 수술의 단편적인 측면도,
도34는 센서 요소들을 내장하고 있는 본 발명에 따른 투관침 선단부의 단편적인 단면도,
도35는 센서들의 어레이를 위한 인서트의 단편적인 단면도,
도36은 본 발명에 따른 센서들의 어레이를 내장하고 있는 커터의 단편적인 측면도,
도37은 뼈 리머(reamer)의 단편적인 측면도,
도38은 엉덩이에 이식된 본 발명에 따른 센서 시스템의 단편적인 단면도,
도39는 대퇴부에 이식된 본 발명에 따른 센서 시스템의 단편적인 단면도,
도40은 다 센서들을 배치하기 위한 본 발명에 따른 컵 센서 인서트의 단편적인 단면도,
도41은 본 발명에 따른 센서 이식 시스템을 갖는 두 개의 척추 부분들의 단편적인 측단면도, 및
도42는 척추경을 통해 이식된 센서를 갖는 척추 레벨의 단편적인 축 방향 단면도이다.
본 발명의 양태들은 본 발명의 특정 실시예들에 대한 이하의 설명 및 관련된 도면들에 기재된다. 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 고안될 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예들의 잘 알려진 요소들은 상세하게 기술되지 않거나 또는 본 발명의 상대적인 내용들을 모호하게 하지 않도록 생략될 것이다.
본 발명이 개시되어 설명되기 전에, 여기에서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이며 제한하려는 의도는 아니다. 명세서 및 첨부된 특허청구의 범위에서 이용되는 바로서, "이", "그" 등의 단수형의 낱말들은 내용을 명확하게 지시하지 않는 한 다수의 대명사들을 포함하게 됨을 이해하기 바란다.
본 명세서가 새로운 것으로 간주되는 본 발명의 특징들을 정의하는 특허청구의 범위들에 결론되어 있지만, 본 발명은, 유사한 참조 부호들이 이월되어 있는, 도면들과 관련되어 기술되는 이하의 설명을 고려함으로써 더 잘 이해될 것으로 믿 는다. 도면들의 형상들은 축척대로 도시되어 있지는 않다.
본 발명에 따른 외부 부착 센서 시스템은 피부의 허혈로 인도되고 궁극적으로는 피부의 쇠약성 괴사(Decubiti)를 야기할 수 있는 병리학적 압력 및 피부의 보전을 평가하도록 이용될 수 있다. 피부의 쇠약성 괴사를 야기할 수 있는 어떤 변수들을 검출함이 중요하다. 압력, 시간, 전단 및 맥관 흐름 등의 요소들을 검출함이 중요하다. 특정의 해부학상의 위치도 필요하다.
본 발명의 센서 시스템은 관심의 특정 영역에 부착될 수 있는 얇고, 점착성이 있으며 형상 적응성의 재료에 매립될 수 있다. 예시적인 영역들로는 무릎, 엉덩이, 천골(薦骨) 및 위험한 다른 영역들을 포함한다. 이 센서들은 해부학상의 영역을 정밀하게 표시한다. 문턱치 변수들을 초과하면, 센서들은 원격 계측기(telemetric)의 수신기에 정보를 제공하며, 또한 수신기는 간호사 또는 다른 건강 관리 전문가에게 경보를 작용한다. 하나의 특정 응용에서, 상기 정보는 환자가 걱정하는 영역의 고통을 경감시키도록 누워있는 침대를 제어하도록 이용된다. 특히, 매트리스의 에어 셀들의 조정이 걱정하는 침투 부위를 언로드하도록 실시될 수 있다.
외부 센서 시스템은 여러 가지 방식으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 센서는 환자의 신체에 직접 부착되며 얇은 리튬 배터리에 의해 전력이 공급되는 얇고, 적응성이 있는 점착제 내에 배치된다. 이 센서(들)는 압력, 시간, 전단 및 맥관 흐름 등의 특정 변수들을 제공한다. 상기 센서는 미리 프로그램된 어떤 변수들이 범위를 초과하면, 수신 유닛에 원격적으로 정보를 제공하여 알람을 울리게 한다. (환자의 신체의 아우트 라인을 표시하는 컴퓨터 스크린 등의) 시각적 지원이 제공되는 일 실시예에서, 우려되는 정확한 영역이 강조될 수 있고, 이로써 건강 관리 전문가의 눈에 시각화될 수 있다.
매립된 센서들은 사람 눈에는 직접 보이지않는 어떤 내부 변수들을 검출하기 위해 필요해진다. 이 센서들은 특정 변수들을 검출하도록 특정 위치들에서 사용될 수 있다.
센서를 매립하는 하나의 방법은 외과적 개방 과정에 의한 것이다. 이러한 외과적 과정 중에, 센서는 뼈 또는 부드러운 조직으로 직접 외과의에 의해 매립되거나 또는 고정된 임플란트(예컨대, 인공삽입물(엉덩이, 무릎))에 직접 부착된다. 이 센서 시스템은 수술 과정 중에 외과의에게 임플란트 및 부드러운 조직의 균형 및/또는 정렬의 기능 및/또는 위치에 대한 정보를 제공하도록 이용된다. 소정 깊이에 센서를 릴리즈하는 관통 도구를 사용하여 상기 센서가 직접 매립된다. 이 센서는 특수 고정 시스템 또는 접착제로 고정된 임플란트에 부착된다. 상기 센서는 센서를 확인하기 위해 폐쇄하기 전에 작동된다.
센서를 매립하는 다른 방법은 경피적(經皮的)인 처리 과정이다. 센서들을 특정 위치들에 이식하는 능력은 내부 시스템들을 평가하는데 중요하다. 직경을 변화시키는 센서들이 뼈, 부드러운 조직, 및/또는 임플란트들에 이식될 수 있다. 이 과정은, 예컨대, X선 투시 진단법, 초음파 화상(畵像)진단, 및 CAT 스캐닝에 의해 공급되는 시각화 조건 하에서 적용된다. 이러한 과정은 국부적 마취 하에 실행될 수 있다. 평가된 변수들이 여기에서 설명된다. 경피적 시스템은 필요한 조직 평면들을 관통하는 날카로운 투관침(套管針) 및 소정 깊이에 센서를 릴리즈하는 배치 아암을 갖는 얇은 기구를 포함한다. 또한, 상기 기구는 요구되는 특정의 병리학적 위치를 결정하기 위해 필요한 네비게이션 시스템을 내장할 수 있다.
평가될 변수들 및 시간 인자들이 매립된 센서에 대해 요구되는 에너지원을 결정한다. 짧은 시간의 프레임들(5년까지)은 배터리의 사용을 허용한다. 긴 경과 시간은 외부 작용 또는 전력 시스템의 이용 또는 센서 시스템에 에너지를 공급하기 위해 환자의 운동 에너지의 이용을 제안한다. 이 작용 시스템들은 현재 사용될 수 있다. 상기 센서들은 또한 임플란트 사이클, 비정상 동작 및 임플란트 마모 문턱치들을 감시하도록 소정 시간에 작용되게 된다.
정보는 원격적으로 수신된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 센서들은 특정 문턱치를 초과하는 경우 "활성화"되도록 미리 프로그램되어 요구되는 정보를 전송하게 된다. 또한, 상기 센서들은 활성화되어 외부 수신기로 정보를 릴레이하도록 이용될 수 있다. 다른 응용들은 특정 약물, 생물제제(製劑) 또는 다른 물질들을 릴리즈하거나, 또는 임플란트의 정렬 또는 모듈성을 재조정하는 "스마트 임플란트"의 재조정을 허용한다.
상기 센서 시스템은 처음에 활성화되어 의사의 사무실에서 독출되고 환자의 집에서 다른 활성화가 발생할 수 있으며, 예컨대 환자는 인터넷 응용들을 통해 의사에게 정보를 전송할 수 있게 된다.
소프트웨어는 정보를 수신하여, 처리한 후, 건강 관리 제공자에게 연계되도록 프로그램될 것이다.
본 발명의 센서 시스템은 많은 다른 응용들을 가진다. 예컨대, 골다공증(骨多孔症)을 치료하도록 이용될 수 있다. 골다공증은 뼈 질량 감소 및 골절 위험 증가로 특징지어지는 뼈의 병리학적 건강상태이다. 골(骨) 미네랄 함량 및 골 미네랄 밀도가 뼈 강도와 관련됨은 잘 알려져 있다.
골 밀도는 평가를 위한 근골격 시스템의 극히 중요한 인자이다. 골 밀도 측정은 개인의 뼈 강도를 계량화하여 궁극적으로 골다공증과 관련된 위험 증가를 예측하도록 이용된다. 뼈 손실은 골절, 척추의 압박, 및 임플란트 이완을 초래한다. 현재, 외과의들은 특수 X-레이 등의 외부적 방법을 이용한다.
골 밀도 측정 유닛은 그램으로 표현되는 골 미네랄 함량을 나타낸다. 골 밀도 변화는 골다공증, 뼈 치유법, 및 스트레스 차폐로부터 임플란트 이완의 평가에 있어서 중요하다. 다른 중요한 평가는 골 용해(osteolysis)에 관한 것이다. 골 용해는 조용한 방식으로 뼈를 파괴할 수 있다. 이는 폴리에틸렌 등의 베어링 마모에 대한 이식받은 사람의 병리학적 반응이다. 폴리에틸렌 입자는 임플란트를 둘러싸는 뼈에 초기에 영향을 미치는 면역의 육아종(肉芽腫) 반응을 활성화한다. 골 밀도 변화는 심각한 뼈 손실 및 임플란트 실패로 유도하는 낭성(cystic) 변화 이전에 발생할 것이다.
골 밀도를 평가할 수 있는 다수의 외부 시스템들이 있다. 이 시스템들과 관련된 문제들은 여러 가지 시스템들 자체에 관련되지만, 또한 평가들 사이에 긴 인터벌을 야기하는 제한적인 비용 할당들과 결합하는; 고통 없는 질병을 평가하기 위해 환자를 사무실로 데려가야 하는 사회경제적 압박에도 관련된다.
본 발명에 따라 이용되는 센서들은 건강 관리 제공자에게 실시간 내부 데이터를 알도록 하는, 골 밀도 변화들의 평가를 허용한다. 센서들의 응용으로 골다공증 및 그의 진행 및/또는 치료에 대한 반응을 평가할 수 있다. 골 밀도 변화들을 평가함에 의해, 상기 센서들은 골절 치료에 관한 초기 정보 및 골다공증의 초기 변화들(임플란트들에서의 폴리에틸렌 마모에 대한 뼈 변화들)의 정보를 제공한다.
다른 양상들을 가진 여러 가지의 도구들이 있지만, 모두 뼈 및 부드러운 조직을 통과하는 에너지 빔의 감쇠를 기록한다. 뼈의 두께 및 스캔된 영역 사이에 일정한 관계를 취하는, 동일한 형상의 뼈들로 결과들의 비교가 필연적으로 제한된다. 또한, 측정들은 엄격하게 골격-장소-구체화되며, 따라서 개별적 결과들은 골격들의 동일 위치들에서 연구된 경우에만 비교될 수 있다.
다수의 해부학적 위치들에서의 골 미네랄 함량의 작은 변화들을 검출하도록 이중에너지 방사선 흡수 계측기(dual energy X-ray absorptiometry)가 사용될 수 있다. 이 기술의 주된 단점은 검사자가 피층 및 지주 뼈 사이를 구별할 수 없다는 것이다. 단지 골 미네랄 함량만을 측정하는 다른 뼈-밀도계 방법들에 비해, 정량적 초음파법은 기계적 무결성 등의 뼈의 다른 특성도 측정할 수 있다. 뼈를 통한 초음파의 전파는 뼈 질량, 뼈 구조, 및 로딩 방향성에 의해 영향받게 된다. 뼈의 강도 및 단단함을 평가하는 측정들로서 정량적 초음파 측정은 수신된 초음파 신호들의 처리에 기초하고 있다. 소리 및 초음파의 속도는 뼈 및 부드러운 조직을 통해 전파한다. 인공삽입물 이완 또는 함몰, 및 대퇴골/경골(脛骨)/관골구 골절 또는 인공삽입물의 파손은 뼈 손실과 연관된다. 결론적으로, 인공기관 주변의 골 미네랄 함 량의 점차적인 정량화 가능한 변화들의 정확한 평가는 관절성형술 보정을 위해 뼈 저장분을 보존하기 위해 조절하는 경우 처치 외과의가 결정하는데 도움이 될 수 있다. 이러한 정보는 골다공증 뼈에 대한 임플란트의 발전에 도움이 되고; 골다공증의 의학적 치료의 평가 및 다른 임플란트 코팅들의 영향의 평가에 도움이 된다.
본 발명의 센서 시스템은 내부 임플란트들의 기능을 평가하도록 이용될 수 있다. 실제의 임플란트 기능의 현재의 지식은 불량하다. 의사들은 계속해서 X-레이, 뼈 스캔, 및 환자평가를 포함한 외부적 방법을 이용하고 있다. 그러나, 이들은 일반적으로 기능의 실질적인 검사를 위한 외과적 개방 조사로만 남아있다. 본 발명에 따른 센서들을 이용하면, 임플란트의 조기의 고장 및 임박한 비극적 실패를 검출할 수 있도록 한다. 이와 같이, 조기의 조정이 가능하다. 이는, 또한, 환자의 사망률을 감소시키고, 미래의 의학적 관리 비용을 감소시키며, 환자의 삶의 질을 향상시킨다.
상기 센서들은 임플란트 표면(수술 전 및/또는 수술 중) 및/또는 임플란트-뼈 인터페이스에 직접 부착될 수 있다. 센서들은 또한 뼈 및 부드러운 조직으로 이식될 수 있다. 이러한 응용에서, 외과의는 임플란트-이식자 시스템의 중요한 변수들을 평가할 수 있다. 측정될 수 있는 예시적인 변수들은 : 임플란트 안정성, 임플란트 운동, 임플란트 마모, 임플란트 사이클 시간, 임플란트 확인, 임플란트 압력/로드, 임플란트 통합, 조인트 유체 분석, 관절을 형성하는 표면 정보, 인대(靭帶) 기능 등을 포함한다.
본 발명에 따른 센서들을 응용하면 임플란트가 불안정 및/또는 과도한 운동 또는 함몰이 발생하는 경우를 결정하도록 할 수 있다. 예시적인 응용에서, 상기 센서는 통합을 증가시키도록 활성화된 이식 모듈로부터 오소바이올로직(orthobiologic)을 릴리즈하도록 형성될 수 있다. 이와 다르게 및/또는 부가적으로, 센서들을 가진 임플란트 시스템은 필요한 경우 임플란트를 안정화하기 위해 앵글/옵셋/부드러운 조직 장력을 조정하도록 이용될 수 있다.
센서들은 임플란트 베어링들이 마모되었는지 아닌 지를 검출하도록 이용될 수 있다. 검출 가능한 베어링 변수들은 조기 마모, 마찰 증가 등을 포함한다. 센서에서의 조기 경보 경고는 비극적인 실패 이전에 조기에 베어링을 교환할 수 있도록 한다.
조인트 임플란트 센서는 열, 산, 또는 다른 물리적 특성의 증가를 검출할 수 있다. 이러한 지식은 의사에게 조기에 감염 경고를 제공하게 된다. 예시적인 감염 처치 응용에서, 상기 센서는 항생 물질을 방출하는 매립된 모듈을 활성화할 수 있다.
상기 센서들은 무릎 수술을 분석하도록 이용될 수 있다. 이러한 센서들은 오금 동맥 흐름, 압력, 및/또는 리듬을 평가하도록 무릎의 뒤에 배치될 수 있다. 대퇴부 임플란트 센서는 대퇴부 동맥/정맥 흐름, 압력, 및/또는 리듬을 감시하도록 전방에 배치될 수 있다. 내부 맥관 모니터는 임플란트의 일부로 될 수 있고 필요 시에 맥관 변화들을 조절하도록 강압제 또는 앤티-아르티믹(anti-arrthymic) 모듈을 방출하는 장치를 포함한다.
일 실시예에서, 내부의 정형 외과학의 임플란트는, 그 자체로, 본 발명의 센 서이다. 외상성 장애 상황하에서, 예컨대, 리덕션 스크류는 임플란트 및 센서 양자로 될 수 있다. 이러한 스크류는 골절 장소에서의 비정상적 운동을 검출할 수 있고 밀도의 증가(즉, 치료)를 확인할 수 있다. 이러한 응용은 치료 시에 돕기 위해 골 형성 단백질(BMP)의 경피적 이식을 허용하거나 또는 하드웨어의 경피적 조정을 허용한다.
본 발명의 센서는 척추 임플란트에 사용될 수 있다. 척추/척주에 배치된 센서는 통합 장소에서의 비정상적 운동을 검출할 수 있다. 상기 센서는 척추 부분들 근방에서의 척수 임플란트 통합을 평가 및/또는 척추 부분 근방의 불안정성을 검출한다. 이식된 센서들은 트랜지션 안정성 시스템 또는 임플란트를 활성화하여 하드웨어 또는 오소바이올로직에서 경피적 안정성을 얻기 위해 과도한 운동 영역들을 결정할 수 있다.
이제 도면들의 형상들을 참조하면 먼저, 특히 도1에는, 척추의 일부의 퓨전을 나타내고 있는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 상부 척추(10)는 디스크(30)에 의해 하부 척추(20)에서 분리된다. 뼈 이식 조직(40)은 하위의 파셋(50)에 의해 먼저 커버되고 상위의 파셋(60)에 의해 두 번째로 커버된다. 도2는 뼈 이식 조직(40)이 디스크(30)의 양측에 대향하는 횡 방향 프로세스들(70)과 함께 도시되어 있는 도1의 척추 부분의 전후면을 나타내고 있다. 본 발명에 따른 센서들(1)은 척추(10,20)의 운동 및 부하들에 관한 정보를 검출하여 전송하며 여러 가지 척추 요소들에 이식된다. 상기 요소들은 척추 뼈 뿌리(pedicle)(80), 횡 방향 프로세스들(70), 파셋 등이다.
도1 및 2는 본 발명의 센서들(1)이 척추의 논-인스트루먼트 퓨전들에서 사용되는 방법을 나타내고 있다. 센서들(1)은 수술 후 기간의 가변 시간에서 활성화된다. 상기 퓨전 "매스" 주변에서의 비정상 또는 과도한 운동은, 예컨대, 부 접합의 검출에 도움을 준다.
도3은 본 발명의 센서들(1)이 인스트루먼트 척추 퓨전들에서 사용되는 방법을 나타내고 있다. 더 구체적으로, 센서들(1)은 하위 척추판(110) 및 상위 척추판(120) 사이의 "케이지" 인스트루먼트(130)로 통합된다. 이러한 센서(1)는 운동 및 부하를 검출하며 퓨젼 매스가 고체인지를 결정하는데 협조하도록 수술 후 기간에 정보를 전송하도록 활성화된다.
도4는 본 발명의 센서들(1)이 척추경 나사(pedicle screw)(130)에서 사용되는 방법을 나타내고 있다. 더 구체적으로, 센서들(1)은 퓨전 매스의 척추 사이의 임의의 비정상적인 운동을 검출하는데 협조하도록 척추경 나사(130)로 통합된다.
도5는 본 발명의 센서들(1)이 추간판 임플란트(치환부)에서 사용되는 방법을 나타내고 있다. 더 구체적으로, 인공 디스크 치환부(140)는, 예컨대 금속-뼈 인터페이스상에 배치된 센서들(1)을 가진다. 이 센서들(1)은 수술 전, 디스크(140)의 배치에 협조하고 수술 후, 디스크-뼈 인터페이스의 안정적인 통합을 결정하도록 부하 및 운동을 검출한다. 내부 센서들(2)은, 수술 후, 디스크 치환이 기능적이고 가변 부하 및 척추 운동에 대해 최적의 레벨인지를 확인하는데 협조하기 위해 관절을 연결하는 디스크 내부 인터페이스들 사이의 "정상적" 운동을 검출한다.
도6은 핸들(151) 및 플런저(152)를 가진 센서 배치 기구(150)를 나타내고 있 다. 핸들(151) 및 플런저(152)는 투관침(153)의 일부인 센서(3)의 삽입을 허용한다. 투관침(153)은 피질을 관통할 수 있고 센서(3)를 배치할 수 있다. 도7은 대퇴골에서의 센서(3)의 삽입을 나타내고 있으며 도8은 척추로의 센서(3)의 삽입을 나타내고 있다. 다음, 센서(3)는 예컨대 나사 풀림 또는 디로테이팅 과정에 의해, 결합 기구(154)와 분리된다. 이들 신체 영역들은 그들이 골다공증 및 골다공증에 관련된 외상성 장애와 관련하여 가장 공통으로 영향받는 영역이기 때문에 예로서 사용된다. 센서(3)는 수 밀리미터에서 센티미터 초과의 크기에서 변화할 수 있다. 센서(3)는 경피적으로 또는 개방 수술 방식으로 이식될 수 있다.
상기 센서(3)는 엉덩이 및/또는 척추에 사용되는 하드웨어의 일부로 될 수 있다. 센서(3)는 피질 및 망상골의 평가를 허용하도록 여러 가지 깊이들에 배치될 수 있다. 배치된 센서들(3)에서, 센서들(3) 사이의 거리는 관심 영역 및 발생될 수 있는 파워 필드에서 결정될 수 있다. 에너지 필드는 초음파, 고주파, 및/또는 전자기 필드 등의 표준 에너지원으로 될 수 있다. 예컨대, 시간에 걸친 에너지파의 편향은 평가되고 있는 원하는 변수의 변화들의 검출을 허용할 것이다.
도6 내지 8에 따른 예시적인 외부 감시 센서 시스템은 골 미네랄 함량 및 밀도의 야간의 온-콘택트 독출을 가능하게 한다. 또한, 상기 센서 시스템은 뼈의 부하를 모방하여 개선된 골 미네랄 함량 및 밀도로 되게 할 수 있는 진동 패턴의 에너지 파들을 전송할 수 있다. 따라서, 상기 센서들은 또한 골절 치료에 도움이 되도록 에너지파를 임플란트를 통해 또는 거쳐서 전송할 수 있다.
엉덩이 및 척추 뼈의 골절은 골다공증 및 외상성 장애에 있어서 공통이다. 도9는 내부 센서로서 나사(4)의 사용을 나타내고 있다. 골절부(160)는 압축 나사(4)에 의해 연결되며 센서들(4)이 나사(4)에 매립된다. 센서들(4)은 치료를 확인하도록 베이스라인 밀도 독출을 얻고 시간에 걸친 밀도의 변화를 감시하도록 골절 장소를 통해 에너지를 전송할 수 있다. 상기 센서들(4)은 또한 치료에 협조하도록 골절 자체에 에너지파를 전송하도록 외부에서 활성화될 수 있다. 센서들(4)은 골절 장소의 운동 및 나사 및 뼈 사이의 운동 변화를 검출할 수 있다. 이러한 정보는 치료 감시에 도움이 되며 건강 관리자에게 표시되는 바의 체중 부하를 조정할 수 있는 능력을 제공한다. 골절이 치료되면, 대퇴골 상부의 돌기 내의 도10 및 11에 도시된 센서들(4)이 에너지파를 다른 두 개의 센서들(4)에 전송하도록 활성화될 수 있다. 이로써 계속해서 골 밀도 평가를 행할 수 있다. 상기 센서들(4)은, 예컨대 환자가 잘때 센서 베드 시스템과 함께 활성화될 수 있다. 에너지원 및 수신기는, 예컨대 베드 하부면에 부착될 수 있다. 수신된 정보는 필요하다면 매일 밤 평가되어 의사에게 표준 전화에 의해 측정치를 전송할 수 있다. 야간의 센서들의 활성화는 여러 가지 요법들에 의한 골다공증의 처치 중에 특정한 간격의 독출을 가능하게 할 것이다.
본 발명에 따른 센서들로 전송된 외부 및 내부 에너지 파들은 골절 및 척추 퓨전들의 치료 중에 사용될 수 있다.
초음파, 펄스 전자기 필드, 복합 자기 필드, 용량성 결합, 및 직접적인 전류의 사용이 성장 요소들의 조절시의 그들의 효과들에 있어서 연구되고 있다. 펄스 초음파가, 활성화 시에, 세포 내의 캐스케이드를 생성하는 셀 표면의 리셉터들인 " 인테그린"을 활성화하도록 도시되어 있다. 염증, 신생혈관 형성(angiogenesis), 및 뼈 치료에 포함된 단백질들이 표현된다. 이 단백질들은 뼈 모르포겐 단백질(BMP)-7, 알칼린 포스파타아제, 맥관 내피(內皮) 성장 요소 및 인슐린 성장 요소(IGF)-1을 포함한다. 펄스 전자기 필드의 사용은 동물의 뼈 치료 횟수를 증가시키고 있다. 여러 가지 파형들이 다른 방식으로 뼈에 영향을 미친다.
정량화 초음파를 이용하는 센서 시스템은 외부에서 종골(calcaneus) 골밀도를 평가하도록 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 시스템은 도10 및 11에 도시된 바와 같이 외부 초음파 형태를 이용하여, 환자 침대에 부착되며, 골 밀도를 평가할 수 있다. 에너지 필드의 사용은 뼈 치료 과정을 촉진하는 것으로 도시되어 있다. 외부적 수단들로 촉진에 영향을 미칠 수 있지만, 내부적 센서 시스템의 사용으로 파형을 변화시켜 뼈에 효과적으로 "부하"를 가할 수 있는 진동 신호를 생성할 수 있다. 이 영향은, 뼈 피질을 강화시키기 위한, 여러 가지의 정형 외과학적 법들에 의해, 알려져 있고 골절 및 골다공증의 치료에 효과적으로 사용되며 도10에 도시되어 있다. 도10의 센서들은 피질 또는 도관에 위치한다. 에너지파 형태는 서로에 대해 전송된다. 이들은 활성화되어 외부 시스템에 의해 수신되거나 또는 센서 자체의 일부로 될 수 있다. 유사하게, 도11은 센서(4)가 서로에 대해 그리고 외부 수신기에 에너지파 형태들을 전송하는 수직 부분을 나타내고 있다. 이러한 시스템/처치가 골절 및 골다공증 치료를 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 센서 시스템은 주로 엉덩이 및 척추를 묘사하고 있지만, 신체의 골격 부분들 모두에 부착될 수 있다. 도12 내지 18은 무릎, 엉덩이, 및 척추 를 처치하기 위한 본 발명에 따른 센서들의 여러 가지 배향성을 나타내고 있다.
도19 및 20은 이식 가능한 센서 몸체(5)에 해제 가능하게 연결될 수 있는 핸들(170)의 예시적인 일 실시예를 나타내고 있다. 이 실시예에서, 핸들은 몸체(5)의 내부의 대응하는 나삿니 보어로 조여지는 외부 나삿니를 가진다.
본 발명에 따른 센서들은 수술 중 조인트 임플란트 정렬을 포함하는, 다수의 정형 외과적 응용들에 사용된다. 사용될 수 있는 센서들 및 감시 장치/시스템들은 상기 넥센스 특허들에 기재된 것들 등의, 기술이 잘 알려져 있는 것들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 컴퓨터 보조 수술도 또한 흔한 일이다.
현재, 대퇴골 및 경골에서의 핀들의 사용은, 어레이들이 뼈에 부착되도록 허용한다. 이러한 부착은 수술 중에 무릎/엉덩이 조인트의 공간적 배향에 협조한다. 이 어레이들은 의사가 조인트를 3차원 방식으로 가시화하도록 허용하는 한편 뼈 위에 선택된 임플란트를 부착시키는 인정된 소프트웨어 시스템으로 정보를 재생하기 위해 적외선 광 또는 전자기 장치(도21 및 도22)에 의해 인지된다. 이러한 핀들의 응용과 연관된 문제들은 :
수술의 필드 외측으로 뼈를 관통할 필요가 있고;
수술 후 핀 장소들에서의 통증 및 배액(drainage);
수술 중 핀 이완 및 어레이들 및 적외선 광 차단 가능성;
핀들이 수술 중에 외과의에게, 어렵게 될 수 있는, 현재의 위치를 변화시키도록 요구하며;
수술에 사용되는 여러 가지 금속 및 도구들에 의해 전자기 필드가 영향받을 수 있게 된다는 것이다.
핀들을 삽입하고, 어레이들을 고정하고, 조인트 지형도를 등록하는 절차와 관련된 시간은 상당하게 긴 절차의 기간으로 된다. 컴퓨터가 무릎의 국소 해부를 가시화할 수 있게 하도록 대퇴골 및 경골 상의 다수의 지점들에 개별적으로 접촉할 필요도 여전하다. 센서들에서 수신기로의 정보의 전달을 위한 시간도 잠재적 지연을 야기한다. 따라서, 이 문제들을 각각 감소 또는 제거함이 바람직하게 된다.
본 발명에 따른 방법들은 수술 필드에 센서들을 이식하는 단계, 수술 중에 센서를 이용하는 단계, 및 여러 가지 원하는 변수들을 평가하도록 수술 후 이식된 센서들을 이용하는 단계를 포함한다.
도23은 대퇴골 및 경골에 매립된 센서들(6)을 나타내며, 도24는 슬개골에 매립된 센서들(6)을 나타내고 있다. 도시된 인대(靭帶)는 중앙의 평행한 인대, 측면의 평행한 인대, 전방의 십자형의 인대, 및 후방의 십자형의 인대를 포함한다. 센서들(6)은 경피적 및/또는 아스로스코피컬 방식으로 수술 이전에 또는 개방 수술을 통해 수술 중에 이식될 수 있다. 도25는 인대 또는 힘줄을 나타내고 있으며, 도26은 압축 및 해제 핸들을 가진 센서 클램프를 나타내고 있으며, 도27은 센서의 위치를 나타내고 있으며, 도28은 인대에 배치된 센서를 나타내고 있다. 도25 내지 28에 도시된 바와 같이, 센서들은 인대 주변에 배치(도27)되어 도28에 도시된 바와 같이 그에 센서들을 고정하는 센서 클램프(도26)를 제공함에 의해 인대(도25는 예시적인 인대를 나타내고 있음)로 매립될 수 있다. 또한, 센서들은 후에 도33에서 나타내는 바와 같이 뼈로 매립될 수 있다. 배치 각도 및 깊이를 안내하도록 표준 방사선 투 과 사진 기술이 이용될 수 있다.
초음파 카눌라 시스템(180)은 도29에 도시된 바와 같이 센서 위치의 외부의 비방사식 가시화를 허용한다. 카눌라(181)는 송신기(182) 및 수신기(183)를 내장한다. 다음, 배치 센서(184)는 삽입을 위해 광학적으로 배치된다. 다음, 조인트 표면 및 깊이의 신속한 지형도를 얻도록 초음파 아암이 사용될 수 있다. 초음파 인서트는 도17에 도시된 바와 같이 서로 반사되어 초음파 변환기로 복귀하는 다수의 매립된 센서들(7)에 대해 에너지파를 전송한다. 도17은 음파의 반사 기술을 이용하는 초음파 센서(7)를 나타내고 있다. 음파는 뼈 및 매립된 센서(7)의 끝에서 반사되어 초음파 인서트의 수신기로 복귀한다. 상기 수신기는 도18에 도시된 바와 같이 반사된 음파를 검출하여 가시화를 위한 컴퓨터 스크린으로 센서 출력을 작용시킨다.
또한, 초음파는 경골에 대한 통과 빔을 나타내고 있다. 여기에서, 송신기는 분리형 수신기(190)에 초음파 빔을 전송한다. 대퇴골/ 경골은 그 빔을 반사시켜 수신기 출력을 트리거한다. 센서들(7)의 네트워크로 초음파 빔을 계속 반사시키는 매립된 센서들(7)의 추가된 능력에 의해 정밀한 3차원 정보를 제공한다. 센서(7)는 불규칙한 표면 및 가변 표면 온도에 대해 보상하도록 프로그램된다. 뼈의 측정은 수신된 초음파 신호의 처리에 기초하여 이루어진다. 소리의 속도 및 초음파 속도는 둘다 초음파가 뼈 및 부드러운 조직을 통해 얼마나 빨리 전파되는 가에 기초한 측정들을 제공한다. 이 측정들의 특징들은 신속한 3차원 기하학의 형성을 허용하여, 정보가 도18에 도시된 바와 같이 인공삽입물의 통합을 허용하는 컴퓨터 시스템으로 외부로 전송될 수 있다는 것이다.
조인트의 3차원 공간 지형도에 관한 필요 정보를 얻도록 센서 시스템에 대해, 최소 3개의 센서가 조인트의 일체형 부분인 각 뼈에 이식될 필요가 있다. 센서의 위치는 하나 또는 여러 개의 센서들(도31)을 가진 단일 카눌라(도30), 또는 다수의 센서 배치 카눌라(도32)에 의해 행해질 수 있다. 상기 센서는 피부, 근육, 인대, 힘줄, 연골 및 뼈를 관통하는 조준된 투관침을 가질 수 있다. 도33은 부드러운 조직이 제외되고 연골 및 뼈 절단이 이루어지는 개방 무릎 수술 시의 센서들의 위치를 나타내고 있다. 핸들(190)은 센서 위치의 깊이를 제어하는 플런저(191)를 내장하고 있다. 도34 내지 37에 도시되어 있다. 최소 깊이는 인공삽입물 또는 임플란트의 이식을 위해 절단될 연골 및 뼈의 량에 의해 결정된다. 예컨대, 대퇴골 및 경골에서, 최소 10 내지 15 밀리미터가 절단된다. 상기 센서는 수술 중에 이동되지 않고 수술 후 기간에 사용될 수 있도록 그 절단부에 대한 상대적 깊이에 배치된다. 투관침 팁은 센서의 요소들을 내장하고(도34), 원하는 배치 깊이에 도달하면, 센서(8)는, 나사, 또는 회전-언록 조인트, 브레이크 어웨이, 또는 임의의 다른 분리 메카니즘으로 될 수 있는, 고정 메카니즘(도19)의 해제에 의해 삽입된다.
센서 시스템이 삽입되면, 사용될 외부 에너지 파가 초음파 또는 전자기파로 될 수 있다. 따라서, 광학적 어레이 방법의 사용을 피할 수 있다. 여러 매체들(연골 및 뼈)을 통한 에너지의 편향 및 에너지파의 시간 요소가 센서들(8)에 의해 수신 및/또는 외부 수신기로 반사 복귀된다. 여러 센서들(8)을 갖게 됨에 의해, 3차원 모델이 도시된다. 이로써 외과의가 수술 중에 그들을 이용하여(도18 및 도22) 센서들을 매립(도33)할 수 있게 되며, 그 후, 수술 후에 사용되도록 이식된 것들을 남겨둔다(도12 및 도13). 따라서, 정보 전달의 속도는 크게 증가하여 처리될 것이다.
도23 및 24는 무릎 조인트의 부드러운 조직의 일부 요소들을 나타내고 있다. ACL, PCL, 중앙의 평행 인대, 및 측면의 평행 인대가 수술 중의 무릎 조인트의 균형을 위해 중요하다. 상기 센서들은 클립 메카니즘에 의해 힘줄의 인대로 매립된다(도25 내지 28). 상기 정보는 컴퓨터 보조 조인트 수술 장치로 통합되어 수술 중 조인트의 아날로그적 가시화를 제공하는 소프트웨어 시스템에 의해 수신되어 처리된다(도22). 인대 긴장, 압력, 전단, 등이 평가된다. 부드러운 조직의 균형 격자는 외과의가 부드러운 조직 해제 및 구성 요소의 회전에 관련된 접근 시에 도움을 준다.
도38은 엉덩이의 유사한 센서 시스템을 나타내고 있다. 인서트는 도38에 도시된 바와 같이 단일 센서 인서트와 유사하거나, 또는 도38에 도시된 바와 같이 변화될 수 있다. 인서트는 표준 엉덩이 수술에서 사용되는 카눌라식 비구 리머(reamer)의 형태로 된다. 핸들(200)은 구성을 안정화하며 센서들(8)은 핸들(200)의 플런저를 눌러서 배치된다. 도40은 컵 센서 인서트를 나타내고 있다. 카눌라식 구멍들이 센서(9)의 배치를 허용한다. 상기 구성은 해부학적 구조를 가시화하는데 협조하도록 초음파 성분을 포함하기 위해 도29와 유사하게 변화될 수 있다.
도34 내지 37은 "스마트" 인서트 및 "스마트" 기구들의 발전을 나타내고 있다. 상기 인서트/기구의 핸들(210)은 뼈의 정밀한 절단 및 인공삽입물 및 센서들의 삽입(도35 및 37)에 협조하기 위한 센서들(8)의 어레이(도36)를 내장하고 있다. 이 센서들(8)은 임플란트/ 뼈 인터페이스가 적절하게 준비되어, 임플란트가 적절한 깊이 및 각도로 삽입되었는 지를 확인할 수 있도록 초음파/전자기 변환기 및 수신기에 의해 공간적으로 확인된다. 다음, 접합된 또는 삽입된 부품의 안정성이 시험 될 수 있다. 또한, 수술 시에 또는 수술 이전에 인공삽입물 상에 이식된 센서들은 인공삽입물의 정밀한 삽입 및 배향을 허용한다. 수술 후 임플란트 평가도 실행된다.
도39는 대퇴골로의 센서들(8)의 삽입을 나타내고 있다. 센서(8)는 인사이드-아웃, 또는 아웃사이드-인으로 배치되거나, 또는 인공삽입물 및/또는 도관 흐름 제한 장치의 말단의 센트럴라이저로 통합될 수 있다.
도41은 두 개의 척추 부분들의 측면도를 나타내고 있다. 센서 인서트는 센서를 척추 몸체로 배치하는 경피적 방식으로 도시된다. 도42는 하나의 척추 레벨의 축방향 도면을 나타내고 있다. 센서(9)는 인스트루먼트화를 위해 준비되는 척추경을 통해 이식된다.
인공삽입물 삽입 이후 이식된 센서 시스템은 도12에 도시되며, 인공삽입물의 정면도, 무릎 조인트, 대퇴부 및 경골 삽입물, 폴리에틸렌 임플란트, 및 매립된 센서들을 나타내고 있다. 도13은 센서 시스템과 함께 이식된 인공삽입물을 가진 무릎 조인트의 측면도를 나타내고 있다. 도14는 매립된 센서 시스템을 가진 전체의 엉덩이 인공삽입물을 나타내고 있다. 도15는 척추의 두 개의 부분들 내에 매립된 센서들 및 임플란트의 측면도를 나타내고 있다. 도16은 인공삽입물/임플란트의 상위(축방향) 도면과 척추 몸체 내의 센서 시스템을 나타내고 있다.
본 발명의 센서 시스템은 조인트 병리학의 개량 및 다른 처치의 조정들을 따 라 수술 전에 이용될 수 있다. 상기 시스템은 인공삽입물/인스트루먼트/하드웨어의 이식에 협조하도록 수술 중에 이용될 수 있다. 척추에서, 신경 요소 상의 영향들이 평가될 수 있으며, 수술 중, 특히 보정 수술 중에 맥관이 변화하게 된다. 다음, 센서들은 시간 경과에 의한 변화 및 동적 변화를 평가하도록 수술 후에 이용될 수 있다. 상기 센서는 수술 중에 활성화되며 변수 독출이 기억된다. 수술 직후, 센서는 활성화되고 베이스라인이 알려진다.
센서 시스템은 이식 수용자의 뼈 및 관련 조직의 평가를 허용하지만, 골 밀도, 유체 점도, 온도, 변형, 압력, 각 변형, 진동, 맥관/정맥/림프 흐름, 부하, 토크, 거리, 경사, 형상, 탄성, 동작 등으로 제한되지 않는다. 센서들이 조인트 공간을 측정하기 때문에, 그 센서들은 임플란트 기능의 변화들을 검출할 수 있다. 임플란트 기능들의 예들은 베어링 마모, 함몰, 뼈 통합, 정상 및 비정상 동작, 열, 점도 변화, 입상물질(particulate matter), 운동학, 등을 포함한다.
상기 센서들은 내부 배터리 또는 외부 수단에 의해 전력이 공급된다. 환자는 고주파 또는 전자기/초음파 에너지를 이용할 수 있는 비접촉 작용 시스템에 의해 야간에 침대에서 평가될 수 있다. 상기 센서 시스템의 에너지 신호는 침대를 통하여, 센서들을 작용시키며, 침대에 부착될 수 있는 수신기로 전송된다. 상기 센서들은 여러 가지 변수들을 평가하도록 시간이 지나면 "업그레이드"(예컨대, 적절한 소프트웨어 개선)될 수 있다. 상기 센서들은 플래시 드라이브 등의, 외부 장치에 의해 변화될 수 있다. 예컨대, 일 세트의 매립된 센서들이 인스트루먼트화된 척추 퓨전의 진행을 감시할 수 있다. 주어진 변수가 확인되면, 동일 센서들이 증가되는 응력, 결국 인접한 레벨의 불완전 탈구를 예상하기 위해 인접한 척추 부분들을 감시하도록 재프로그램될 수 있다.
상기 센서 시스템의 다른 특징은 평가 기간 중에 일련의 센서 변수들을 통해 회전할 수 있다는 것이다. 이러한 회전의 일례는 환자가 수면중에 골밀도를 평가하고, 이어서, 맥관 조인트 유체 점도, 및 베어링 표면을 평가하는 것이다. 이러한 평가는 특정 간격으로 고정된 시간 시퀀스로 또는 필요하다면 불규칙하게 생성할 수 있다. 이 정보는 현재의 전화 장치에 의해 원격적으로 건강 관리 제공자에게 전송될 수 있다. 유사하게, 환자는 외부 센서 작용자에 의해 의사 사무실에서 평가될 수 있다. 다음, 환자는 의사가, 부하, 토크, 동작, 안정성 등의 변수들을 포함하는, 임플란트 기능을 평가할 수 있도록 허용하는 일련의 운동들을 겪게 될 수 있다.
소프트웨어 시스템은 구간 비교들을 허용하는 격자에 센서 정보를 내장한다. 다음, 의사는 그 데이터를 평가하며 표준 편차 밖에 속하는 기능들을 강조하여 표시하고, 이 변수들을 더욱 평가한다.
상기 센서 시스템들이 주로 무릎, 엉덩이 및 척추에 대해 설명되었지만, 이 시스템들은 신체의 골격 시스템들 중 어느 것에도 적용될 수 있다.
시스템의 사용은 근골격 센서 시스템에 대한 본 발명의 설명에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명은 그것으로 제한되지 않음을 이해하기 바란다. 본 발명에 따른 장치 및 방법은 어떠한 필요에 따라서도 이용될 수 있다.
상기한 설명 및 첨부 도면들은 본 발명의 원리들, 바람직한 실시예들 및 작 동 모드들을 나타내고 있다. 그러나, 본 발명은 상기한 특정 실시예들로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 상기한 실시예들의 또 다른 변화들이 당업자에 의해 인정될 것이다.
따라서, 상기한 실시예들은 제한적이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 그러므로, 당업자들에 의해 이하의 특허청구의 범위들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 상기 실시예들에 대한 변화들이 이루어질 수 있음을 이해하기 바란다.
Claims (3)
- 생체 변수들을 검출하는 생체 센서 시스템으로서,적어도 하나의 생체 센서를 가진 조인트 및 뼈 중 하나용 인공삽입물을 포함하고, 상기 적어도 하나의 생체 센서는 상기 조인트에서, 상기 뼈에서, 또는 상기 조인트 또는 상기 뼈의 인접한 주변에서 압력, 인장, 전단, 인공삽입물의 위치 및 맥관 흐름으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 생체 변수를, 외부 장치의 사용없이, 측정하도록 작동가능한 생체 센서 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 인공삽입물은,상기 조인트 또는 상기 뼈의 생체 조건을 평가하기 위해, 상기 적어도 하나의 생체 변수와 관련된 데이터를 외부 소스에 의해 분석하기 위해 상기 외부 소스에 전달하도록 작동가능한 전송기를 더 포함하는 생체 센서 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 조인트 또는 상기 뼈에 이식할 형상으로 된 한 세트의 생체 센서를 더 포함하는 생체 센서 시스템.
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66579705P | 2005-03-29 | 2005-03-29 | |
| US60/665,797 | 2005-03-29 | ||
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