(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の手術部位に対するロボットアームおよびツールの動きを正確に誘導することができる手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタを提供する。【解決手段】手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタ３１２は、エンドエフェクタ本体と、光学サブアセンブリとを含む。光学サブアセンブリは、エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングを含み、ハウジングはねじ山付き部分を含む。光学サブアセンブリはさらに、所定の範囲の光放射波長を透過する窓およびハウジングと窓との間に配置されたガスケットを含む。光学サブアセンブリは、窓の上に配置されてハウジングのねじ山付き部分を係合するねじ山付きリングをさらに含み、ねじ山付きリングは、窓とハウジングとの間のガスケットを圧縮し、窓とハウジングとの間にシールを形成する。光学サブアセンブリはさらに、窓を通る所定の範囲の光放射波長の光を放射する発光体を含む。【選択図】図３Ａ
2020096822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタであって、
外科用器具を誘導するように構成されたエンドエフェクタ本体と、
前記エンドエフェクタ本体に結合された光学サブアセンブリであって、前記光学サブアセンブリが、
前記エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングであって、係合部分を含むハウジングと、
所定の範囲の光放射波長を透過する窓であって、前記ハウジングおよび前記窓がくぼみを形成する窓と、
前記ハウジングと前記窓との間に配置されたガスケットであって、それが通るガスケット穴を画定するガスケットと、
前記窓の上に配置され、前記ハウジングの前記係合部分を係合するカバー部分であって、前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングの間の前記ガスケットを圧縮して、前記窓と前記ハウジングとの間にシールを形成し、前記カバー部分が通るカバー穴を画定する、カバー部分と、
前記くぼみ内に配置された発光体であって、前記ガスケット穴、前記窓、前記カバー穴を通る、前記所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成された発光体と、を備える光学サブアセンブリとを備えるエンドエフェクタ。
【請求項２】
前記ガスケットが圧縮可能なＯリングを備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項３】
前記窓がサファイア窓である、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記発光体が赤外線（ＩＲ）エミッタであり、前記所定の範囲の光放射波長が７００ナノメートルから１ミリメートルの波長範囲内である、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記光学サブアセンブリが、複数の光学サブアセンブリを備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングとの間で前記ガスケットを圧縮することによって形成される前記シールが防湿シールである、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項７】
前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングとの間で前記ガスケットを圧縮することによって形成される前記シールが、前記エンドエフェクタの外側の外気から前記くぼみを気体的に隔離するくぼみシールを形成する、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項８】
前記ハウジングの前記係合部分が、内向きねじ山を備え、
前記カバー部分が、前記ハウジングの前記ねじ山付き部分の前記内向きねじ山を補完する外向きねじ山を備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項９】
前記カバー部分が内向きねじ山を備え、
前記ハウジングの前記係合部分が、ねじ山付きリングの前記内向きねじ山を補完する外向きねじ山を備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１０】
前記ハウジングが前記エンドエフェクタ本体と一体的に形成される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１１】
前記くぼみが埋込み材料を欠いている、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１２】
前記光学サブアセンブリが、複数の光学サブアセンブリを備え、前記複数の光学サブアセンブリの各光学サブアセンブリのために、
前記ガスケットが圧縮可能なＯリングを備え、
前記窓がサファイア窓であり、
前記発光体が、赤外線（ＩＲ）エミッタであり、
前記所定の範囲の光放射波長が、７００ナノメートルから１ミリメートルの波長範囲内であり、
前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングとの間で前記ガスケットを圧縮することによって形成される前記シールが防湿シールであり、前記エンドエフェクタの外側の外気から前記くぼみを気体的に隔離するくぼみシールを形成し、
前記ハウジングの前記係合部分が、内向きねじ山を備え、
前記カバー部分が、前記ハウジングの前記ねじ山付き部分の前記内向きねじ山を補完する、外向きねじ山を備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１３】
手術用ロボットシステムであって、
ロボットベースと、
前記ロボットベースに結合された関節動作可能なロボットアームと、
前記ロボットアームに結合されたエンドエフェクタであって、前記ロボットアームが前記エンドエフェクタを複数のエンドエフェクタ位置に選択的に位置付けるように構成されるエンドエフェクタと、を備え、前記エンドエフェクタが、
外科用器具を誘導するように構成されたエンドエフェクタ本体と、
前記エンドエフェクタ本体に結合された光学サブアセンブリであって、前記光学サブアセンブリが、
前記エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングであって、係合部分を含むハウジングと、
所定の範囲の光放射波長を透過する窓であって、前記ハウジングおよび前記窓がくぼみを形成する窓と、
前記ハウジングと前記窓との間に配置されたガスケットであって、それが通るガスケット穴を画定するガスケットと、
前記窓の上に配置され、前記ハウジングの前記係合部分を係合するカバー部分であって、前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングの間の前記ガスケットを圧縮して、前記窓と前記ハウジングとの間にシールを形成し、前記カバー部分が通るカバー穴を画定する、カバー部分と、
前記くぼみ内に配置された発光体であって、前記ガスケット穴、前記窓、前記カバー穴を通る、前記所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成された発光体と、を備える光学サブアセンブリと、
前記光学サブアセンブリの前記発光体によって放射される前記光に基づいて、前記エンドエフェクタの現在の位置に対応する、前記複数のエンドエフェクタ位置のうちの特定の一つを決定するプロセッサ回路と、を備える、手術用ロボットシステム。
【請求項１４】
エンドエフェクタセンサであって、
前記発光体によって放射された前記光を検出し、
前記発光体の位置情報を含む位置信号を生成するよう構成されたエンドエフェクタセンサをさらに備え、前記プロセッサ回路が、前記位置信号に基づいて前記複数のエンドエフェクタ位置のうちの前記特定の一つを決定するように構成される、請求項１３に記載の手術用ロボットシステム。
【請求項１５】
前記ガスケットが圧縮可能なＯリングを備える、請求項１３に記載の手術用ロボットシステム。
【請求項１６】
前記発光体が赤外線（ＩＲ）エミッタであり、前記所定の範囲の光放射波長が７００ナノメートルから１ミリメートルの波長範囲内である、請求項１３に記載の手術用ロボットシステム。
【請求項１７】
前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングとの間で前記ガスケットを圧縮することによって形成される前記シールが、前記エンドエフェクタの外側の外気から前記くぼみを気体的に隔離するくぼみシールを形成する、請求項１３に記載の手術用ロボットシステム。
【請求項１８】
前記くぼみが埋込み材料を欠いている、請求項１３に記載の手術用ロボットシステム。
【請求項１９】
前記光学サブアセンブリが、複数の光学サブアセンブリを備え、前記複数の光学サブアセンブリの各光学サブアセンブリのために、
前記ガスケットが圧縮可能なＯリングを備え、
前記窓がサファイア窓であり、
前記発光体が、赤外線（ＩＲ）エミッタであり、
前記所定の範囲の光放射波長が、７００ナノメートルから１ミリメートルの波長範囲内であり、
前記カバー部分が前記窓と前記ハウジングとの間で前記ガスケットを圧縮することによって形成される前記シールが防湿シールであり、前記エンドエフェクタの外側の外気から前記くぼみを気体的に隔離するくぼみシールを形成し、
前記ハウジングの前記係合部分が、内向きねじ山を備え、
前記カバー部分が、前記ハウジングの前記ねじ山付き部分の前記内向きねじ山を補完する、外向きねじ山を備える、請求項１３に記載の手術用ロボットシステム。
【請求項２０】
手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタであって、
外科用器具を誘導するように構成されたエンドエフェクタ本体と、
前記エンドエフェクタ本体に結合された光学サブアセンブリであって、前記光学サブアセンブリが、
前記エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングであって、前記ハウジングがねじ山付き部分を備えるハウジングと、
前記ハウジングの前記ねじ山付き部分を係合するねじ山付きリングと、
前記ハウジングと前記ねじ山付きリングとの間に配置されたガスケットであって、前記ガスケットがそれを通るガスケット穴を画定し、前記ねじ山付きリングが前記ねじ山付きリングと前記ハウジングとの間の前記ガスケットを圧縮して、前記ねじ山付きリングと前記ハウジングとの間にシールを形成し、前記ねじ山付きリングがそれを通るカバー穴を画定するガスケットと、
前記くぼみ内に配置された発光体であって、前記ガスケット穴および前記カバー穴を通る、前記所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成された発光体と、を備える光学サブアセンブリとを備えるエンドエフェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療装置に関し、さらに特には、封止された光学構成要素を有する手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット支援外科手術のための位置認識システムは、３次元（３Ｄ）における特定のオブジェクトの位置を決定し、それを追跡するために使用される。ロボット支援手術では、例えば、外科用器具のような特定のオブジェクトは、器具がロボットまたは医師によって位置決めされ、動かされるとき、高度の精度で追跡される必要がある。
【０００３】
赤外線信号に基づく位置認識システムは、オブジェクトを追跡するために能動および／または受動センサまたはマーカーを使用することができる。受動センサまたはマーカーでは、追跡されるオブジェクトは、反射球状ボールのような受動センサを含むことができ、受動センサは、追跡されるオブジェクトの戦略的位置に配置される。赤外線送信機は信号を送信し、反射球状ボールは信号を反射して、オブジェクトの３次元位置を決定するのを助ける。能動センサまたはマーカーにおいて、追跡されるオブジェクトは、発光ダイオード（ＬＥＤ）などのアクティブ赤外線送信機を含み、したがって、３Ｄ検出のためにそれ自身の赤外線信号を生成する。
【０００４】
能動または受動追跡センサのいずれかを用いて、システムは、一つまたは複数の赤外線カメラ、デジタル信号、能動および／または受動センサの既知の位置、距離、応答信号を受信するのに要した時間、他の既知の変数、またはそれらの組み合わせからの情報、またはそれらへの情報に基づいて、能動および／または受動センサの３次元位置を幾何学的に解決する。
したがって、これらの手術システムは、位置フィードバックを利用して、患者の手術部位に対するロボットアームおよびツールの動きを正確に誘導することができる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の概念の一部の実施形態によれば、手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタは、外科用器具を誘導するように構成されたエンドエフェクタ本体を含みうる。エンドエフェクタはさらに、エンドエフェクタ本体に結合された光学サブアセンブリを含みうる。光学サブアセンブリは、エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングを含んでもよく、ハウジングは係合部分を含む。光学サブアセンブリはさらに、所定の範囲の光放射波長を透過する窓を含んでもよく、ハウジングおよび窓はくぼみを形成する。光学サブアセンブリはさらに、ハウジングと窓との間に配置されたガスケットを含んでもよく、ガスケットはそれを通るガスケット穴を画定する。光学サブアセンブリはさらに、窓の上に配置されてハウジングの係合部分を係合するカバー部分を含んでもよく、カバー部分は、窓とハウジングとの間でガスケットを圧縮して、窓とハウジングとの間にシールを形成し、カバー部分は、それを通るカバー穴を画定する。光学サブアセンブリはさらに、くぼみ内に配置された発光体を含んでもよく、発光体は、ガスケット穴、窓、およびカバー穴を通る所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成される。
【０００６】
本発明の概念のいくつかの他の実施形態によれば、手術用ロボットシステムが開示されている。手術用ロボットシステムは、ロボットベースと、ロボットベースに結合された関節動作可能なロボットアームとを含み得る。手術用ロボットシステムはさらに、ロボットアームに結合されたエンドエフェクタを含んでもよく、ロボットアームは、エンドエフェクタを複数のエンドエフェクタ位置に選択的に位置付けるように構成される。エンドエフェクタは、外科用器具を誘導するように構成されたエンドエフェクタ本体を含みうる。エンドエフェクタはさらに、エンドエフェクタ本体に結合された光学サブアセンブリを含みうる。光学サブアセンブリは、エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングを備えてもよく、ハウジングは係合部分を含みうる。光学サブアセンブリはさらに、所定の範囲の光放射波長を透過する窓を含んでもよく、ハウジングおよび窓はくぼみを形成する。光学サブアセンブリはさらに、ハウジングと窓との間に配置されたガスケットを含んでもよく、ガスケットはそれを通るガスケット穴を画定する。光学サブアセンブリはさらに、窓の上に配置されてハウジングの係合部分を係合するカバー部分を含んでもよく、カバー部分は、窓とハウジングとの間でガスケットを圧縮して、窓とハウジングとの間にシールを形成し、カバー部分は、それを通るカバー穴を画定する。光学サブアセンブリはさらに、くぼみ内に配置された発光体を含んでもよく、発光体は、ガスケット穴、窓、およびカバー穴を通る所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成される。光学サブアセンブリはさらに、光学サブアセンブリの発光体によって放射される光に基づいて、エンドエフェクタの現在の位置に対応する、複数のエンドエフェクタ位置のうちの特定の一つを決定するように構成されたプロセッサ回路を含み得る。
【０００７】
本発明の概念のいくつかの他の実施形態によれば、手術用ロボットシステムのためのエンドエフェクタが開示されている。エンドエフェクタは、外科用器具を誘導するように構成されたエンドエフェクタ本体を含む。エンドエフェクタはさらに、エンドエフェクタ本体に結合された光学サブアセンブリを含む。光学サブアセンブリは、エンドエフェクタ本体に結合されたハウジングを備えてもよく、ハウジングは係合部分を含む。光学サブアセンブリはさらに、ハウジングの係合部分を係合するカバー部分を含む。光学サブアセンブリはさらに、ハウジングとカバー部分との間に配置されたガスケットを含み、ガスケットはそれが貫通するガスケット穴を画定し、カバー部分はカバー部分とハウジングとの間のガスケットを圧縮して、カバー部分とハウジングとの間でシールを形成し、カバー部分はそれが通るカバー穴を画定する。光学サブアセンブリはさらに、くぼみ内に配置された発光体を含み、発光体は、ガスケット穴およびカバー穴を通る所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成される。
【０００８】
本発明の主題の実施形態による他の方法および関連する手術システム、ならびに対応する方法およびコンピュータプログラム製品は、以下の図面および詳細な説明を検討することにより、当業者に明らかであり、または明らかになるであろう。このような手術システム、および対応する方法およびコンピュータプログラム製品は全て、本明細書の記載内に含まれ、本発明の主題の範囲内であり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。さらに、本明細書で開示されるすべての実施形態は、別々に実装されてもよく、または任意の方法および／または組み合わせで組み合わされて実装されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本出願の一部を構成する添付の図面は、本発明の概念の特定の非限定的な実施形態を示す。図面において：
【図１】図１は、一部の実施形態による、外科施術中の、ロボットシステム、患者、外科医、および他の医療従事者の位置の配置の俯瞰図である。
【図２】図２は、一部の実施形態による、患者に対して手術用ロボットおよびカメラを位置付けることを含むロボットシステムを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、一部の実施形態による、手術用ロボットシステムと併用するためのエンドエフェクタを図示する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、一部の実施形態による、患者に対するエンドエフェクタの位置を検出するために使用する図３Ａのエンドエフェクタの光学構成要素を図示する。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、一部の実施形態による、図３Ａのエンドエフェクタと類似したエンドエフェクタの、図３Ｂの光学構成要素に類似した光学構成要素の取付け配置の断面組立図および分解図を示す。
【図５】図５は、一部の実施形態による、内部構成要素を示す図３Ａのエンドエフェクタと類似のエンドエフェクタの分解図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、一部の実施形態による、図３Ａのエンドエフェクタと類似したエンドエフェクタの、図４Ａおよび図４Ｂの光学構成要素に類似した光学構成要素のための、窓の無い取付け配置の断面組立図および分解図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、その適用において、本明細書の説明に記載された、または図面に示された構成の詳細およびコンポーネントの配置に限定されないことを理解されたい。本開示の教示は、他の実施形態において使用され、実施され、様々な方法で実施され、または実行されてもよい。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためのものであり、限定的であると見なされるべきではないことを理解されたい。本明細書中の「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有す（ｈａｖｉｎｇ）」の使用およびそれらの変形は、その後に列挙されるアイテムおよびその等価物ならびに追加のアイテムを含むことを意味する。別段に特定または限定されていない限り、「装着される（ｍｏｕｎｔｅｄ）」、「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「支持される（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）」および「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語およびそれらの変形は、広範に使用され、直接的および間接的な取り付け、接続、支持および結合の両方を包含する。さらに、「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」および「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されない。
【００１１】
以下の議論は、当業者が本開示の実施形態を作成し使用することを可能にするために提示される。例解された実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書の原理は、本開示の実施形態から逸脱することなく他の実施形態およびアプリケーションに適用することができる。したがって、実施形態は、示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示された原理および特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきである。以下の詳細な説明は、図面を参照して読まれるべきであり、異なる図における同様の要素は、同様の参照番号を有する。必ずしも縮尺通りではない図面は、選択された実施形態を示しており、実施形態の範囲を限定するものではない。当業者は、本明細書で提供される例が多くの有用な代替物を有し、実施形態の範囲内に入ることを認識するであろう。
【００１２】
ここで図面を参照すると、図１および図２は、一実施形態による手術用ロボットシステム１００を示す。手術用ロボットシステム１００は、例えば、手術用ロボット１０２と、一つまたは複数のロボットアーム１０４と、基部１０６と、ディスプレイ１１０と、ガイドチューブ１１４を含むエンドエフェクタ１１２と、一つまたは複数の追跡マーカー１１８とを含む。手術用ロボットシステム１００は、患者２１０に直接（例えば、患者２１０の骨に）固定されるように適合された一つまたは複数の追跡マーカー１１８も含む患者追跡装置１１６を含むことができる。手術用ロボットシステム１００は、例えば、カメラスタンド２０２上に位置決めされた、カメラ２００といったセンサを利用することもできる。カメラスタンド２０２は、カメラ２００を所望の位置に移動させ、方向付けし、支持するための任意の適切な構成を有することができる。カメラ２００は、カメラ２００の視点から見ることができる所与の測定ボリューム内にある、例えば能動的および受動的な追跡マーカー１１８（図２の患者追跡装置１１６の一部として示される）を識別することができる、一つまたは複数の赤外線カメラ（例えば、二焦点カメラまたはステレオ写真カメラ）などの適切なカメラを含んでもよい。カメラ２００は、所与の測定ボリュームを走査し、追跡マーカー１１８から来る光を検出して、追跡マーカー１１８の三次元での位置を識別し、決定することができる。例えば、追跡マーカー１１８は、電気信号によって作動する赤外線発光マーカー（例えば、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ））を含むことができ、および／または、受動追跡マーカー１１８は、例えば、カメラ２００上の照明器または他の適切なセンサまたはその他の装置によって発光される、赤外線を反射する再帰反射マーカー（例えば、それらは、入射ＩＲ照射を入射光の方向へ反射する）を含むことができる。
【００１３】
また、図１および図２は、手術室環境における手術用ロボットシステム１００の配置のあり得る構成を示す。例えば、ロボット１０２は、患者２１０の近くに、または患者２１０の隣に配置することができる。患者２１０の頭の近くに描かれているが、ロボット１０２は、手術を受ける患者２１０の領域に応じて、患者２１０の近くの任意の適切な場所に配置することができることが理解されよう。カメラ２００は、手術用ロボットシステム１００から分離され、患者２１０の足に配置されてもよい。この位置は、カメラ２００が外科手術領域２０８に対して視覚的に直接視線を有することを可能にする。ここでも、カメラ２００は、外科手術領域２０８に対し視線を有する任意の適切な位置に配置することができると考えられる。示された構成では、外科医１２０はロボット１０２の反対側に配置されるが、依然としてエンドエフェクタ１１２およびディスプレイ１１０を操作することができる。外科医助手１２６もエンドエフェクタ１１２とディスプレイ１１０の両方にアクセスできるよう、外科医１２０の反対側に、配置することができる。必要に応じて、外科医１２０と助手１２６の位置を逆にしてもよい。麻酔医１２２および看護師または手術室技師１２４のための従来からの領域は、ロボット１０２およびカメラ２００の位置によって妨げられないままであり得る。
【００１４】
ロボット１０２の他のコンポーネントに関して、ディスプレイ１１０は、手術用ロボット１０２に取り付けることができ、他の実施形態では、ディスプレイ１１０は、手術用ロボット１０２から離され、手術用ロボット１０２と一緒に手術室内か、または、遠隔地に置かれる。エンドエフェクタ１１２は、ロボットアーム１０４に結合され、少なくとも一つのモータによって制御されてもよい。一部の実施形態では、エンドエフェクタ１１２は、患者２１０に対して外科手術を行うために使用される外科用器具１０８を受け入れて配向することができるガイドチューブ１１４を含むことができる。本明細書で使用される用語「エンドエフェクタ」は、「エンドエフェクチュエータ」および「エフェクチュエータ要素」という用語と交換可能に使用される。概してガイドチューブ１１４で示されるが、エンドエフェクタ１１２は、外科手術での使用に適した任意の適切な器具で置き換えることができることが理解されよう。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ１１２は、外科用器具１０８の移動を所望の方法で行うための任意の既知の構造を含むことができる。
【００１５】
手術用ロボット１０２は、エンドエフェクタ１１２の並進および配向を制御することができる。ロボット１０２は、例えば、エンドエフェクタ１１２をｘ、ｙ、ｚ軸に沿って移動させることができる。エンドエフェクタ１１２は、（エンドエフェクタ１１２に関連するオイラーアングル（例えば、ロール、ピッチ、および／またはヨー）の一つまたは複数が選択的に制御できるように）ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の一つまたは複数、およびｚフレーム軸の回りに選択的に回転するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ１１２の並進および配向の選択的制御は、例えば、回転軸のみを含む６自由度のロボットアームを利用する従来のロボットと比較して、大幅に改善された正確性を有する医療処置の実行を可能にする。例えば、手術用ロボットシステム１００は患者２１０上で動作するために使用され、ロボットアーム１０４は患者２１０の身体の上方に位置付けられ、エンドエフェクタ１１２は患者２１０の身体に向かってｚ軸に対して選択的に角度付けされる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、外科用器具１０８の位置を動的に更新して、手術用ロボット１０２が手術中に外科用器具１０８の位置を常に知ることができるようにすることができる。その結果、いくつかの実施形態では、手術用ロボット１０２は、（医師が望む場合を除いて）外科用器具１０８を医師のさらなる助けなしに素早く所望の位置に移動させることができる。さらなるいくつかの実施形態では、外科用器具１０８が選択されたあらかじめ計画された軌道から逸脱する場合、外科用器具１０８の経路を修正するように手術用ロボット１０２を構成することができる。いくつかの実施形態では、手術用ロボット１０２は、エンドエフェクタ１１２および／または外科用器具１０８の動きの停止、変更、および／または手動制御を可能にするように構成され得る。したがって、使用中、いくつかの実施形態では、医師または他のユーザは、システム１００を操作することができ、エンドエフェクタ１１２および／または外科用器具１０８の自律移動を停止、修正、または手動で制御する選択肢を有する。手術用ロボット１０２による外科用器具１０８の制御および移動を含む手術用ロボットシステム１００のさらなる詳細は、同時係属中の米国特許出願番号１３／９２４，５０５に見出すことができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１７】
下記にさらに詳述されるように、手術用ロボットシステム１００は、ロボットアーム１０４、エンドエフェクタ１１２、患者２１０、および／または外科用器具１０８の三次元での動きを追跡するように構成される一つまたは複数の追跡マーカーを含むことができる。いくつかの実施形態では、複数の追跡マーカーを、例えばロボット１０２の基部１０６上、ロボットアーム１０４上、および／または、エンドエフェクタ１１２上等のロボット１０２の外面に取り付ける（そうでなければ固定する）ことができるが、これに限定されない。一部の実施形態では、例えば、以下の図３Ａおよび図３Ｂの実施形態といった、一つまたは複数の追跡マーカーが、エンドエフェクタ１１２に取り付けるか、またはエンドエフェクタ１１２に固定することができる。一つまたは複数の追跡マーカーは、患者２１０にさらに取り付けてもよい（または別の方法で固定されてもよい）。いくつかの実施形態では、外科医、外科用ツール、またはロボット１０２の他の部分によって不明瞭になる可能性を低減するために、複数の追跡マーカーを外科手術領域２０８から離れた患者２１０上に配置することができる。さらに、一つまたは複数の追跡マーカーを外科用器具１０８（例えば、スクリュードライバ、拡張器、インプラント挿入器など）にさらに取り付ける（または別の方法で固定する）ことができる。したがって、追跡マーカーは、マークされたオブジェクト（例えば、エンドエフェクタ１１２、患者２１０、および外科用器具１０８）のそれぞれをロボット１０２によって追跡することを可能にする。いくつかの実施形態では、システム１００は、マークされたオブジェクトのそれぞれから収集された追跡情報を使用して、例えばエンドエフェクタ１１２、外科用器具１０８（例えば、エンドエフェクタ１１２のチューブ１１４内に配置される）の配向と位置および患者２１０の相対位置計算することができる。手術用ロボット１０２および外科用器具１０８の制御、移動および追跡を含む手術用ロボットシステム１００のさらなる詳細は、米国特許出願第２０１６／０２４２８４９号に見つけることができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１８】
従来のエンドエフェクタの一つの欠点は、エンドエフェクタ上のマーカーおよびエンドエフェクタの任意の内部電子構成要素を含む、中の構成要素を損傷することなく、エンドエフェクタを清潔にし、滅菌することが困難である場合があることである。ロボットベース１０６およびロボットアーム１０４は、手術中に、エンドエフェクタ１１２が体液、病原体、またはその他の汚染物質に曝される場合がある外科手術環境から、例えばエンドエフェクタ１１２がバリアの反対側にあるロボットアーム１０４の端部に取り付いている使い捨てプラスチックバリア（例えば、カバーまたはスリーブ）によって、単離または遮蔽されうる。手術後、エンドエフェクタ１１２は、洗浄および／または滅菌のためにロボットアーム１０４から取り外されてもよく、洗浄および／または滅菌は、高温水への浸漬およびこすり洗い、超音波浴、スプレー洗浄、および／または蒸気加圧滅菌を含みうる。よって、エンドエフェクタまたはその構成要素に損傷を与えることなく、これらの厳しい条件に耐えることができるエンドエフェクタ設計が求められている。
【００１９】
ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一部の実施形態による、手術用ロボットシステムと併用するための複数の追跡マーカー３２６を有するエンドエフェクタ３１２が図示されている。一部の実施形態によると、エンドエフェクタ３１２は、図１および図２のエンドエフェクタ１１２に類似し、且つ、それと互換可能に使用されてもよい。図３Ａおよび図３Ｂの実施形態では、マーカー３２６は、活性赤外線要素３３６（例えば、ＩＲ放射体および／またはセンサ）を含む光学構成要素３３２を含むが、放射線不透過性または受動光マーカーといった、その他のタイプのマーカーも使用しうることが理解されるべきである。マーカー３２６は、球形、回転楕円形、円筒形、立方体、直方体などを含む適切な形状にすることができる。いくつかの実施形態では、一つまたは複数のマーカー３２６は光学マーカーであってもよい。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ３１２上の一つまたは複数の追跡マーカー３２６の位置決めは、エンドエフェクタ３１２の位置を確認または確認するよう機能することによって、位置測定の精度を最大にすることができる。
【００２０】
実施形態は、外科用器具１０８に結合された一つまたは複数のマーカー３２６を含む。いくつかの実施形態では、これらのマーカー３２６は、従来の赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）、またはＯｐｔｏｔｒａｋ（登録商標）のような市販の赤外線光学追跡システムを使用して追跡可能なＯｐｔｏｔｒａｋ（登録商標）ダイオードを含むことができる。Ｏｐｔｏｔｒａｋ（登録商標）は、カナダ、オンタリオ州、ウォータールーのＮｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｃ．の登録商標である。他の実施形態では、マーカー３２６は、Ｐｏｌａｒｉｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）などの市販の光学追跡システムを使用して追跡することができる従来の反射球を含むことができる。Ｐｏｌａｒｉｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）は、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ、Ｉｎｃ．の登録商標でもある。
【００２１】
上述のように、この実施形態のエンドエフェクタ３１２に連結されたマーカー３２６は活性ＩＲ要素３３６を含み、この活性ＩＲ要素３３６は、電源がオンオフされてもよい赤外線発光ダイオードを用いる。一部の実施形態では、（患者または機器上の受動マーカーなどの、他のマーカーから放射されるかまたはたは反射される光と同様に）マーカー３２６から放射される光を、例えば図１および図２のカメラ２００といったカメラによって検出することができ、エンドエフェクタ３１２およびその他のマーク付き対象物の位置および動きを監視するために使用できる。いくつかの代替的な実施形態では、マーカー３２６は、無線周波数および／または電磁気エミッタ、反射器、および／または受信機を含むことができ、カメラは、無線周波数および／または電磁気レシーバ、および／または受信機を含むか、またはそれらに置き換えることができる。多くの実施形態では、カメラまたはその他のエンドエフェクタセンサは、ＩＲエミッタによって放射された光を検出し、ＩＲエミッタの位置情報を含む位置信号を生成しうる。
【００２２】
上述のように、エンドエフェクタ３１２は、極端な熱および／または水分を含む、洗浄および／または滅菌中の厳しい条件に晒されうる。エンドエフェクタの内部構成要素を封止および分離する一つの方法は、マーカー３２６のＩＲ要素３３６、内部プリント回路アセンブリ（ＰＣＡ）（図示せず）、またはその他の電子構成要素といった、エンドエフェクタの内部電子構成要素の周りに埋込み材料を配置することを含む。埋込み材料は、熱に晒されたときに膨張し、埋込み材料の封止特性を高めうる。しかしながら、この膨張は、例えば、膨張した埋込み材料によって圧縮されうる、はんだ接合部の破損など、内部構成要素に対する物理的損害ももたらしうる。
【００２３】
図３Ａおよび図３Ｂの実施形態では、エンドエフェクタ３１２は、例えば、図１および図２の外科用器具１０８などの外科用器具を保持および／または配向するためのガイドチューブ３１４を形成する本体３２８を含む。図３Ａおよび図３Ｂのエンドエフェクタ３１２はまた、例えば、図１および図２のロボットアーム１０４などのロボットアームにエンドエフェクタ３１２を選択的に結合するための取付けカラー３３０を含む。複数の光学構成要素３３２のそれぞれは、エンドエフェクタ本体３２８から別々に形成されうる光学構成要素ハウジング３３４を含み、または、所望の通りに、エンドエフェクタ本体３２８と一体的に形成されうる。ここで図３Ｂを参照すると、光学構成要素３３２が例えば、ＩＲ光を放射するか、または、異なるＩＲ光源によって放射されたＩＲ光を検出または検知するのを可能にしうるＩＲ要素３３６に加えて、またはその代替物として、光学構成要素３３２はまた、または代替的に、一つまたは複数の接触要素３３８（またはその他のタイプの要素）を含むことができ、それによって追加的な構成要素を光学構成要素３３２に接続することができる。光学構成要素３３２はまた、光学構成要素へ電力を供給する、および／または、光学構成要素へ、または光学構成要素から電気信号を提供するための電気リード３４０を含んでもよい。
【００２４】
ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、一部の実施形態による、図３Ａのエンドエフェクタ３１２と類似したエンドエフェクタにおける、図３Ｂの光学構成要素３３２と類似した追跡マーカー４２６の取付配置の断面組立図および分解図が図示されている。本体４２８は、光学構成要素４３２のリード４４０が本体４２８の内部くぼみ４４４上に配置されるように、光学構成要素ハウジング４３４を受け入れ、係合するための光構成要素シート４４２を含む。追跡マーカー４２６の本体４２８はまた、本実施例において環状の円筒形溝であるＯリングシート４４６を含む。追跡マーカー４２６の本体４３０はまた、ねじ山係合部分４４８を含み、そのねじ山係合部分４４８は、本実施例の追跡マーカー４２６の本体４２８に円筒形凹部４５０を形成する内向きねじ山を含む。
【００２５】
追跡マーカー４２６を組み立てるために、光学構成要素ハウジング４３４は、追跡マーカー４２６の本体４２８の構成要素シート４４２内に配置され、圧縮可能なＯリング４５２はＯリングシート４４６内に配置される。Ｏリング４５２は、防水および／または防湿シールを形成する材料の能力に基づいて、例えば、蒸気オートクレーブ、過酸化水素プラズマまたは蒸気、またはエチレンオキシドなどの滅菌技術に耐えるために、ゴムまたは別の材料可撓性のまたは半分可撓性の材料などの任意の適切な材料から形成されうる。Ｏリング４５２はこの実施形態のガスケットとして動作し、その他のタイプのガスケットまたはその他の構成要素は、所望の通り、適切なシールを形成するために使用されうることが理解されるべきである。
【００２６】
サファイア窓４５４は、Ｏリング４５２および光学構成要素４３２の上に配置され、本体４２８の内部くぼみ４４４を本体４２８の外側面４５６から分離する。本体４２８のねじ山係合部分４４８を補完するねじ山付きカバー部分４５８は、円筒形凹部４５０にねじ込まれて、サファイア窓を圧縮可能なＯリング４５２に係合させ、圧縮させ、それによって、ＩＲ要素４３６、リード４４０、光学構成要素４３２のその他の構成要素、および、本体４２８の外側面４５６を含む、本体４２８の内部くぼみ４４４の間に防湿シールを形成する。ねじ山付きカバー部分４５８およびねじ山係合部分４４８が相互に係合して防湿シールを形成する一方で、その他のタイプの係合部分、カバー部分、および機構が使用されうることが理解されるべきである。ねじ山付きカバー部分４５８は、ＩＲ要素４３６が、Ｏリング４５２によって形成されたガスケット穴と、サファイア窓４５４と、ねじ山付きカバー部分４５８によって形成されるカバー穴を通って、サファイア窓４５４の上に、本体４２８の外側面４５６に向かって光を放射することを可能にするアパーチャ４６０を形成する。この実施形態では、薄い（例えば、１ｍｍ以下の）窓４５４は、その硬度および耐久性、そのＩＲ光透過性のため、サファイアから形成されるが、所望に応じて、その他の材料を使用しうることを理解すべきである。例えば、ホウケイ酸は、類似の光学特性およびサファイアとの生体適合性を有する別の好適な材料であってもよい。この例では、ＩＲエミッタは、７００ナノメートルから１ミリメートルの波長範囲内の光を放射ように構成され、すなわち、ＩＲ波長バンドおよびサファイア窓４５４は、同一のＩＲ波長バンドの一部またはすべてを透過する。しかし、異なる所定の範囲の光放射波長の光を放射するように構成されたその他の発光体が使用されうることが理解されるべきである。
【００２７】
この例では、ねじ山付きカバー部分４５８がサファイア窓４５４と光学構成要素ハウジング４３４との間でＯリング４５２を圧縮することによって形成されるシールが、くぼみ４４４が埋込み材料を欠くことも可能にしつつ、くぼみ４４４をエンドエフェクタの外側、すなわち、本体４２８の外側面４５６の外気から気体的に隔離するくぼみシールを形成する。ねじ山付きカバー部分４５８は、本実施例の本体４２８のねじ山付き係合部分４４８の相補的な内向きねじ山と係合する外向きねじ山を含むが、その他の配置が意図されることが理解されるべきである。例えば、内向きねじ山を有するねじ山付きカバー部分は、一部の実施形態では、本体のねじ山係合部分の相補的な外向きねじ山と係合しうる。その他の配置には、追加的に、または別の方法として、所望の通り、接着剤、摩擦ばめ、締結具、またはその他の配置が含まれうる。この例において、ねじ山付きカバー部分４５８は、ねじ山付きカバー部分４５８が、カメラなど、エンドエフェクタセンサに対するＩＲエミッタの視認性を妨げないように、面取りされた（例えば、１２０度）内面を含む。
【００２８】
ここで図５を参照すると、一部の実施形態による、図３Ａのエンドエフェクタ３１２と類似したエンドエフェクタ５１２の分解図が図示されている。この実施形態のエンドエフェクタ５１２は、例えば、図１および図２の外科用器具１０８などの外科用器具を保持および／または配向するためのガイドチューブ５１４を形成し、また、例えば、図３Ａおよび図４Ｂの追跡マーカー３２６、４２６に類似した複数の追跡マーカー５２６を含む。エンドエフェクタ本体５２８は、追跡マーカー５２６および／またはエンドエフェクタ５１２のその他の構成要素を制御するための、ＰＣＢまたはその他の回路といった電子構成要素５６４と共に、内部部分５６２を形成する。この実施形態では、複数の圧縮可能なＯリング５６６は、複数の相補的なＯリングシート５６８内に着座する。取付カラー５３０は、エンドエフェクタ５１２の本体５２８に固定されて、その間で圧縮可能なＯリング５６６を圧縮し、それによって、取付カラー５３０と本体５２８との間の防湿シールを形成する。このようにして、エンドエフェクタ５１２の内部部分５６２全体を封止し、それによって、追跡マーカー５２６の光学構成要素５３２およびエンドエフェクタ５１２のその他の電子構成要素５６４を保護する。
【００２９】
例えば、図３Ａおよび図３Ｂの追跡マーカー３２６といった、上述の追跡マーカーは、追跡マーカーの光学構成要素を外部環境から分離するサファイア窓を含みうる。しかしながら、一部の実施形態では、サファイア窓または他の窓が省略されてもよいことが理解されるべきである。例えば、一部の実施形態では、光学構成要素の外側面部分は、保護窓が必要ないほど十分耐久性がある。これに関して、図６Ａおよび図６Ｂは、一部の実施形態による、図３Ａのエンドエフェクタ３１２と類似したエンドエフェクタにおける、図４Ａおよび図４Ｂの光学構成要素に類似した光学構成要素６３２の、窓の無い取付配置の断面組立図および分解図を図示する。
【００３０】
この例では、本体６２８は、光学構成要素６３２のリード６４０が本体６２８の内側面６４４上に配置されるように、光学構成要素ハウジング６３４を受け入れて係合するための光学構成要素シート６４２を含む。この例では、光学構成要素ハウジング６３４は、圧縮可能なＯリング６５２を受けるためのＯリングシート６４６を含む。追跡マーカー６２６の本体６３０はまた、ねじ山係合部分６４８を含み、そのねじ山係合部分６４８は、本実施例の追跡マーカー６２６の本体６２８に円筒形凹部６５０を形成する内向きねじ山を含む。
【００３１】
追跡マーカー６２６を組み立てるために、光学構成要素ハウジング６３４は、追跡マーカー６２６の本体６２８の構成要素シート６４２内に配置され、圧縮可能なＯリング６５２は、光学構成要素ハウジング６３４のＯリングシート６４６の周りに配置される。本体６２８のねじ山係合部分６４８を補完するねじ山付きカバー部分６５８は、円筒形凹部６５０にねじ込まれて、Ｏリング６５２を係合および圧縮し、それによって、本体６２８の内側面６４４との間に防湿シールを形成し、その防湿シールは、光学構成要素６３２のリード６４０とその他の構成要素と、本体６２８の外側面６５６とを含む。ねじ山付きカバー部分６５８は、ＩＲ要素６３６が本体６２８の外側部６５６に向かって光を放射するのを可能にするアパーチャ６６０を形成する。この実施形態では、ＩＲ要素６３６は、ＩＲ要素６３６がエンドエフェクタの使用、洗浄、および／または滅菌中に外部環境に曝される場合でも十分耐久性があってよく、これによって、図６Ａおよび図６Ｂの配置といった、簡略化された窓の無い配置を可能にしうる。
【００３２】
本発明の概念の様々な実施形態の上記の説明において、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のみのものであり、本発明の概念を限定するものではないことを理解されたい。他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明の概念が属する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義されているもののような用語は、明細書および関連技術の文脈における意味と一致する意味と有すると解釈されるべきであり、本明細書において明確に定義されていない限り、理想的または過度に形式的に解釈されるうべきではないことも理解されよう。
【００３３】
ある要素が別の要素に「接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「応答可能な（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）」、またはそれらの変形物と称される場合、他の要素に直接的に接続、結合または応答することができる。対照的に、要素が他の要素に「直接的に接続された」、「直接的に結合された」、「直接的に応答する」、または別の要素に対するそれらの変形と称される場合、介在要素は存在しない。同一番号は、全体を通して同一要素を指す。さらに、本明細書で使用する「結合された」、「接続された」、「応答する」、またはそれらの変形は、無線結合、接続、または応答を含むことができる。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。周知の機能または構成は、簡潔さおよび／または明瞭さのために、詳細に説明され得ない。「および／または」という用語は、一つまたは複数の関連するリストされたアイテムの任意のおよびすべての組み合わせを含む。
【００３４】
用語第一、第二、第三等が様々な要素／動作を説明するために本明細書において使用され得るが、これらの要素／動作はこれらの用語に限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、ある要素／動作を別の要素／動作から区別するためにのみ使用される。よって、いくつかの実施形態における第一要素／動作は、本発明概念の教示から逸脱することなく、他の実施形態において第二の要素／動作と称されてもよい。同一参照番号または同一参照指定子は、明細書全体を通して、同一または類似の要素を示す。
【００３５】
本明細書中で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」またはそれらの変形は、オープンエンドであり、一つまたは複数の述べられた特徴、整数、要素、ステップ、構成要素、機能を含むが、一つまたは複数の他の特徴、整数、要素、ステップ、構成要素、機能またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。さらに、本明細書で使用されるように、ラテン語の句「例示的なグラシア」に由来する一般的な略語「ｅ．ｇ．」は、前述のアイテムの一般的な例を導入または特定するために使用されてもよく、そのような項目を限定することを意図しない。ラテン語句「ｉｄ  ｅｓｔ」に由来する一般的な略語「ｉ．ｅ．」を使用し、より一般的な暗唱から特定の項目を指定することができる。
【００３６】
例示的な実施形態は、本明細書において、コンピュータ実装方法、装置（システムおよび／または装置）および／またはコンピュータプログラム製品のブロック図および／またはフローチャート図を参照して説明される。ブロック図および／またはフローチャート図のブロック、およびブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組み合わせは、一つまたは複数のコンピュータ回路によって実行されるコンピュータプログラム命令によって実装できることが理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ回路、専用コンピュータ回路、および／または他のプログラム可能データプロセッサ回路のプロセッサ回路に供給され、コンピュータおよび／または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行されるこれらの命令が、トランジスタ、メモリ位置に格納された値、およびブロック図および／またはフローチャートブロックまたはブロックに指定された機能／動作を実現するための回路内の他のハードウェア構成要素を変換し、制御し、故に、ブロック図および／またはフローチャートブロックまたはブロックに指定された機能／動作を実現するための手段（機能）および／または構造を作成することができる。例えば、一部の実施形態では、プロセッサ回路は、エンドエフェクタの光学サブアセンブリの一つまたは複数の発光体によって放射される光に基づいて、エンドエフェクタの現在位置に対応する複数のエンドエフェクタ位置のうちの特定の一つを決定するように構成されうる。一部の実施形態では、プロセッサ回路が、位置信号に基づいて、複数のエンドエフェクタ位置のうちの特定の一つを決定するように構成される。
【００３７】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置に特定のやり方で機能するよう指示する有形のコンピュータ可読媒体に格納することができ、コンピュータ可読媒体に格納されたこれらの命令は、ブロック図および／またはフローチャートブロックまたはブロックで指定された機能／動作を実装する命令を含む製造品を生成することができる。したがって、本発明の概念の実施形態は、「回路」、「モジュール」またはその変形と総称することができる、デジタル信号プロセッサなどのプロセッサ上で動作するハードウェアおよび／またはソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）で実施することができる。
【００３８】
また、いくつかの代替実施例では、ブロックに記されている機能／動作が、フローチャートに記載された順序から外れてもよいことにも留意されたい。例えば、連続して示された二つのブロックは、実際には実質的に同時に実行されてもよく、あるいは、関連する機能／動作に応じてブロックが時々逆の順序で実行されてもよい。さらに、フローチャートおよび／またはブロック図の所与のブロックの機能性は、複数のブロックに分離されてもよく、および／またはフローチャートおよび／またはブロック図の二つ以上のブロックの機能性が少なくとも部分的に統合されてもよい。最後に、図示されたブロック間に他のブロックが追加／挿入されてもよく、および／またはブロック／動作が本発明の概念の範囲から逸脱することなく省略されてもよい。さらに、図のいくつかは、通信の主要な方向を示すために通信経路上に矢印を含むが、図示された矢印とは反対の方向に通信が行われてもよいことを理解されたい。
【００３９】
本発明の概念のいくつかの実施形態が前述の明細書に開示されているが、本発明の概念の多くの変更および他の実施形態が、発明の概念に関係することが想定され、前述の説明および関連する図面に提示された教示の利益を享受する。したがって、本発明の概念は、上に開示された特定の実施形態に限定されず、多くの修正および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることが理解される。一実施形態の特徴は、本明細書に記載された異なる実施形態の特徴と組み合わせることができ、または使用することがさらに想定される。さらに、特定の用語が、本明細書および以下の特許請求の範囲で用いられているが、それらは包括的で説明的な意味でのみ使用され、記載された発明概念または以下の特許請求の範囲を限定する目的で使用されるものではない。本明細書に引用された各特許および特許公報の開示全体は、あたかもそのような各特許または特許公報が参照により個々に本明細書に組み込まれているかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本発明の概念の様々な特徴および／または潜在的な利点は、添付の特許請求の範囲に記載されている。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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