(57)【要約】コンピュータ支援外科用誘導装置と共に使用するためのモジュール型ポータル。当該モジュール型ポータルは、回転形態又は非回転形態で広範囲の数の外科用部品を受け取る構造とされている。当該モジュール型ポータルのベースに関連した外科用基準器を前記ベースに関して再配置して、コンピュータ支援外科用誘導装置のセンサーと外科用基準器との間の明確な視線を容易にする。
2007508050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ支援外科用誘導装置と共に使用するためのモジュール型ポータルであって、前記外科用誘導装置は、当該モジュール型ポータルに関連する外科用基準器の位置及び向きを検知するセンサーと、前記外科用基準器の位置及び向きについての前記センサーからの情報を受け取り且つ外科用部品の位置及び向きに対応する情報を発生するコンピュータ機能と、前記センサーによって検知された前記外科用基準器の位置及び向きに対応して前記外科用部品の少なくとも位置及び向きを表す表示機能とを含んでおり、
前記モジュール型ポータルは、
（ａ）内部を貫通している開口を含んでいるベースと、
（ｂ）前記ベースに関連付けられた外科用基準器と、
（ｃ）前記ベースに固定可能な第一の外科用部品と、
（ｄ）前記ベースに固定可能な第二の外科用部品とを含んでおり、
前記第一の外科用部品と第二の外科用部品とのうちの少なくとも一方が前記ベースに固定されており、前記ベースに固定された前記外科用部品が、前記ベースの前記開口内を伸長していることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項２】
請求項１に記載のモジュール型ポータルであって、
前記第一の外科用部品が前記ベースに固定されているときに、前記第一の外科用部品が、前記ベースに対して回転させることができることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項３】
請求項１に記載のモジュール型ポータルであって、
前記第一の外科用部品が前記ベースに固定されているときに、前記第一の外科用部品が、前記ベースに対して回転させることができないことを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項４】
請求項１に記載のモジュール型ポータルであって、
前記第一の外科用部品が開口部を形成していることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項５】
請求項４に記載のモジュール型ポータルであって、
前記第一の外科用部品がスリーブを含んでいることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項６】
請求項１に記載のモジュール型ポータルであって、
前記モジュール型ポータルが吸引機能を含んでいることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項７】
請求項６に記載のモジュール型ポータルであって、
前記ベースから延びているハンドルを含んでおり、当該ハンドルは吸引チューブを含んでいることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項８】
請求項１に記載のモジュール型ポータルであって、
少なくとも１つのインターフェースボタンを含んでいることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項９】
請求項８に記載のモジュール型ポータルであって、
前記ベースから延びているハンドルを含んでおり、前記少なくとも１つのインターフェースボタンが前記ハンドル上に配置されていることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項１０】
請求項１に記載のモジュール型ポータルであって、
前記外科用基準器が前記ベースに対して再配置可能であることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモジュール型ポータルであって、
支持部材を含んでおり、当該支持部材は、前記ベースに固定されており、前記外科用基準器を支持しており、前記ベースに対して再配置させることができることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモジュール型ポータルであって、
前記支持部材が、前記ベースに関して複数の別個の向きのうちの一つに再配置することができることを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項１３】
請求項１２に記載のモジュール型ポータルであって、
前記支持部材内の複数の切り欠きが前記複数の別個の向きを決定することを特徴とするモジュール型ポータル。
【請求項１４】
モジュール型ポータルとコンピュータ支援外科誘導装置とを使用して外科的処置を行う方法であって、
前記コンピュータ支援外科誘導装置は、前記モジュール型ポータルに関連した外科用基準器の位置及び向きを検知するセンサーと、当該センサーから前記外科用基準器の位置及び向きについての情報を受け取り且つ外科用部品の位置及び向きに対応する情報を発生するコンピュータ機能と、前記センサーによって検知された外科用基準器の位置及び向きに対応して少なくとも外科用部品の位置及び向きを示す表示機能とを含み、
当該方法は、
（ａ）（ｉ）前記ベース内に延びている開口を含んでいるベースと、
（ｉｉ）前記ベースに関連する外科用基準器と、
（ｉｉｉ）前記ベースに固定可能な第一の外科用部品と、
（ｉｖ）前記ベースに固定可能な第二の外科用部品と、
を含むモジュール型ポータルを組み立てるステップであって、前記第一の外科用部品と第二の外科用部品とのうちの少なくとも１つを前記ベースに固定することを含み、前記ベースに固定された外科用部品は前記ベースの開口内を延びている前記モジュール型ポータルを組み立てるステップと、
（ｂ）前記第一の外科用部品を使用して第一の外科処置を行うステップと、
（ｃ）前記第二の外科用部品を前記ベースに固定するステップと、
（ｄ）前記第二の外科用部品を使用して第二の外科処置を行うステップとを含む外科的処置を行う方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の外科的処置を行う方法であって、
更に、前記モジュール型ポータルを使用して吸引を提供することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の外科的処置を行う方法であって、
更に、前記外科用基準器を前記ベースに対して再配置することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の外科的処置を行う方法であって、
更に、支持部材を前記ベースに対して回転させることによって、前記外科用基準器を前記ベースに対して再配置することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の外科的処置を行う方法であって、
更に、前記モジュール型ポータル上のインターフェースボタンを使用して前記コンピュータ支援外科用誘導装置と連絡させることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の外科的処置を行う方法であって、
更に、移植片を取り付けることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の外科的処置を行う方法であって、
随内くぎを取り付けること、股関節移植片を取り付けること又は肩用移植片を取り付けることによって、移植片を取り付けることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本願は、２００３年１０月６日に出願された“モジュール型誘導ポータル（Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｎａｖｉｇａｔｅｄ  Ｐｏｒｔａｌ）”という名称の米国仮特許出願第６６／５0９，３６６号に関し且つ当該出願に基づく優先権を主張しており、その全内容が本明細書に特に参考として組み入れられている。
【背景技術】
【０００２】
多くの外科処置は、広い列の器具及びその他の外科用部品を必要とする。必要な部品としては、限定的ではないが、挿入工具、作動チャネル、ドリルガイド及び組織プロテクタとして機能するスリーブ；挿入用突き錐；ガイドピン；リーマー；整復器；伸延器；ガイドロッド；内視鏡；関節鏡；鋸；ドリル；ねじ回し；突き錐；タップ；骨切りのみ及びレンチがある。骨切り整形処置を含む多くの外科処置においては、これらの部品の幾つか又は全てを外科用基準器を組み入れているガイド及び／又はハンドルと関連付けて器具がコンピュータ支援外科用誘導装置と共に使用できるようにすることが望ましいかも知れない。
【０００３】
いくつかの製造者は、現在、コンピュータ支援外科用誘導装置を製造している。Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ．によって製造されたＦＬＵＯＲＯＮＡＶＩ（登録商標）を備えたＴＲＥＯＮ（登録商標）装置及びＩＯＮ（登録商標）装置は、このような装置の例である。Ｂｒａｉｎ  ＬＡＢ  ＶＥＣＴＯＲＶＩＳＩＯＮ（登録商標）装置は、このような外科処置を行うための装置及び方法はまた、２００２年２月２７日に出願された“Ｔｏｔａｌ  Ｋｎｅｅ  Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ  Ｓｕｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ（膝用関節形成総合装置及び方法）”という名称のＵＳＳＮ１０／０８４，０１２号、２００２年２月２７日に出願された“Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ｆｏｒ  Ｕｎｉｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔａｌ  Ｋｎｅｅ  Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ（単一室膝関節症のための誘導装置及び方法）”という名称の国際出願ＵＳ０２／０５９５６号、Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｔｉｂｉａｌ  Ｏｓｔｅｏｔｏｍｙ（脛骨骨切り術のための誘導装置及び方法）”という名称の国際出願ＵＳ０２／０５７８３号、２００３年２月１１日に出願された“Ｉｍａｇｅ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（映像ガイドによる骨折整復）”という名称の国際出願ＵＳ０２／０５７８３号（２００２年２月１１日に出願された“Ｉｍａｇｅ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（映像ガイドによる骨折整復）”という名称のＵＳＳＮ６０／３５５，８８６号に基づく優先権を主張している）；２００１年２月２７日に出願された“Ｉｍａｇｅ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（映像ガイドによる骨折整復）”という名称のＵＳＳＮ６０／２７１，８１８号；及び２００２年８月２７日に出願された“Ｉｍａｇｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｋｎｅｅ  Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ（映像ガイドによるコンピュータ支援膝関節形成）”という名称のＵＳＳＮ１０／２２９，３７２号（これらの各々の全内容が本明細書に参考として組み入れられている）にも記載されている。
【０００４】
これらの装置及び方法は、立体的に機能する赤外線センサーのような位置及び／又は向き追跡センサー又は人体体部、器具のような外科に関する部品、器具使用、試験補装具、人工器官部品並びに骨境界標識の指示に基づいて計算され且つ記憶された回転軸線のような仮想概念構成又は基準器の位置を追跡するために外科用基準器と組み合わせられて作用する他のセンサーを使用している。あらゆる所望形態のコンピュータ機能のような処理能力は、単独、ネットワーク又はその他の方法に拘わらず、位置検知分野における種々の部品に付いての位置及び向きを考慮する（これは、概して又は特に、外科分野の全て又は一部分又は全て以上に対応していても良い）これらの関連する外科用基準器の検知された位置及び向きに基づくか又は記憶された位置及び／又は向きの情報に基づく。処理機能は、各対象物に対するこの位置及び向きの情報を、器具の構成部品、試験補装具若しくは実際の人工器官を表示するためのコンピュータ化されたＸ線透視検査によるワイヤーフレームデータファイル又は回転軸線若しくは可視構造若しくは基準器に関するコンピュータによって発生されるファイルのような記憶された情報に相関させる。この処理機能は、次いで、スクリーン、モニター又はその他のもののような表示機能上にこれらの対象物の位置及び向きを表示する。このようにして、これらの装置及び方法は、外科用基準器の位置を検知することによって、外科用器具、人体体部、外科関連部品、移植片及び誘導において使用するための仮想構造、評価及び外科若しくはその他の手術を行うその他のものの予測されるか又は実際の位置及び向きに関する有用なデータを表示又は出力することができる。
【０００５】
これらの装置において使用される外科用基準器の幾つかは、赤外線を射出するか又は反射し、この赤外線は、次いで、赤外線カメラによって検知される。これらの基準器は、赤外線技術、画像技術、音響技術、磁気技術、電磁技術、Ｘ線技術又はあらゆる他の所望な技術によって能動的に又は受動的に検知することができる。能動的な基準器はエネルギを射出し、受動的な基準器は単にエネルギを反射する。幾つかの外科用基準器は、基準器の位置及び向き、従って、少なくとも３つの（しかしながら、通常は４つの）関連する器具、部品、移植片構成部品又は基準器が取り付けられるその他の対象物の位置及び向きを判定するために、赤外線センサーによって追跡される標識又は基準を有している。
【０００６】
固定された基準を有する外科用基準器に加えて、互いに独立させて配置することができるモジュール型基準器は、この座標系において基準点として使用することができる。モジュール型基準器は、２つの（ときどきはより多くの）センサーによって追跡することができる反射部材を含んでいても良い。上記のセンサーの出力は、モジュール型基準器が取り付けられている部品の位置及び向きを幾何学的に計算するために関連する処理機能によって協働して処理しても良い。固定された基準の外科用基準器と同様に、モジュール型基準器及びセンサーは、赤外スペクトルに制限される必要はなく、如何なる電磁技術、静電技術、光技術、音響技術、高周波技術又はその他の所望の技術を使用しても良い。同様に、モジュール型基準器は、“受動的な”反射された赤外線又はその他のエネルギとは逆に、追跡装置に情報を“能動的に”伝達することができる。
【０００７】
上記の誘導装置と共に使用することができる外科用基準器は、上記の外科装置及びその他の部品を含んでいるあらゆる所望の構造に固定しても良い。外科用基準器は、基準器具又は部品に直接固定しても良い。しかしながら、多くの例においては、外科用基準器を器具又はその他の部品に固定することが実際的ではなく又は望ましくないであろう。例えば、ドリルビット及びその他の回転器具は、外科用基準器を回転器具に直に固定することによって追跡することができない。なぜならば、基準器が器具と共に回転するからである。回転器具を追跡する方法はむしろ、外科用基準器を器具又は部品又はハンドルに関連付けることである。
【０００８】
典型的なガイド及びハンドルは、各々、一つのタイプの器具又は部品を単に支持するようになされている。結局、ガイド又はハンドルは、外科処置において使用されるべき器具及び部品の各々に対して設けられなければならない。このことは、幾つかの理由のために望ましくない。各外科部品に対して専用のガイド又はハンドルを使用することによって、手術室内に存在する器具の量が増加せしめられる。更に、異なる器具が使用されるべきときには新しいガイドを取り外したり取り付けたりする必要があり、これは、外科処置に伴う時間及び感染の危険性を増大させる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の種々の特徴及び実施形態は、広範囲の種々の外科用器具及びその他の部品のためのガイド又はハンドルとして機能するようになされたモジュール型ポータルを含んでいる。このモジュール型ポータルは、外科用部品が個人の体内部位へアクセスすることができるようにしても良い。例えば、本発明のある種の実施形態によるモジュール型ポータルは、移植片の設置のような外科処置の実行のために、個人の所望の骨格構造への妨害されないアクセスを得るために使用しても良い。更に、本発明のある種の実施形態によるモジュール型ポータルは、当該モジュール型ポータルによって受け入れられた外科用器具及びその他の部品がコンピュータ支援外科用誘導装置内に記録され且つ当該誘導装置によって追跡されるのを可能にすることができる。このような装置は、モジュール型ポータルに関連付けられた外科用基準器の位置及び向きを追跡することによって外科用部品の位置及び向きを追跡しても良い。モジュール型ポータルは広範囲の目的のために広範囲の外科用部品と共に使用することができるので、専用のガイド及び／又はハンドルがあらゆる所定の処置において使用される各外科用部品のために作られなければならない訳ではない。
【００１０】
本発明のある種の特徴及び実施形態によるモジュール型ポータルは、ベース及びハンドルを含んでいても良い。ハンドルは、ベースと一体化しなくても良い。モジュール型ポータルはまた、当該モジュール型ポータルの位置及び向きばかりでなく、モジュール型ポータルに関連付けられた器具又は部品が、映像ガイド外科用誘導装置によって追跡されることができるように外科用基準器と関連付けても良い。ある種の実施形態においては、外科用基準器はベースと関連付けても良い。これらの実施形態のうちの幾つかにおいては、ベースは、外科用基準器が一般的な配置にあるようにベースに関して再配置されるのを可能にするようになされている。外科用基準器がベースに関連付けられていない他の実施形態においては、外科用基準器は、ベースをも支持しているプラットホーム又はモジュール型ポータルの他の部分に固定しても良い。
【００１１】
本発明のある種の特徴及び実施形態によるベースは、モジュール型ポータルが種々の形状及び大きさの外科用器具及びその他の部品を受け入れるのを可能にする開口又はその他の適当な構造を含んでいても良い。開口によって受け入れられ得る器具又はその他の部品としては、種々の長さ及び直径を有する多数のスリーブが含まれても良い。スリーブは、あらゆる所望の方法でベースに固定することができる。一つの実施形態においては、スリーブの基端に設けられたねじは、スリーブをモジュール型ポータルを固定するために開口内の対応するねじと相互作用する。
【００１２】
幾つかの実施形態においては、種々の大きさ及び形状の先端は、種々の形状に形成されても良い。これらの先端は、種々の形状に形成されても良い。例えば、先端は、特定の骨格構造に接触し、当該骨格構造上のスリーブを中心合わせする助けとなるように形成しても良い。幾つかの先端は、モジュール型ポータル（スリーブを含んでいる）を骨に対して更に安定化させるために歯を含んでいても良い。更に他の先端は、他の所望の機能を果たすようになされていても良い。幾つかの実施形態においては、スリーブは、一体に形成された先端を含んでいても良い。他の実施形態においては、先端は、あらゆる適当な及び／又は所定の構造によってスリーブに固定しても良い。
【００１３】
本発明の種々の特徴及び実施形態によるスリーブは、種々の機能及び目的のために使用しても良い。ある種の実施形態によるスリーブは、挿入具、ドリルガイド、組織プロテクタ及び／又は作動チャネルとして使用しても良い。幾つかの実施形態においては、２以上のスリーブをモジュール型ポータルと同時に使用しても良い。例えば、一つの実施形態においては、より大きな直径を有するスリーブを作動チャネルとして使用しても良く、より小さな直径を有するスリーブを、ドリルガイドとして使用するために作動チャネルの内側に取り付けても良い。
【００１４】
他の外科用器具又は部品を、スリーブを備えた又は備えていない本発明のある種の実施形態によるモジュール型ポータルと共に使用し且つ誘導しても良い。外科用部品は、あらゆる所望の形態でモジュール型ポータルによって固定され、受け入れられ及び／又は支持されても良い。いくつかの実施形態においては、他の外科的部品を、上記したスリーブと同じ方法でモジュール型ポータルに固定しても良い。幾つかの実施形態においては、モジュール型ポータルは、外科用部品が依然として回転可能であるモジュール型ポータルに固定されるように、外科用部品上の溝と相互作用する多数のばねプランジャのような保持機構を含んでいても良い。
【００１５】
本発明のモジュール型ポータルによって受け入れ可能である外科用器具及びその他の部品は、軸対称又は軸非対称部品を含んでいても良い。幾つかの実施形態においては、軸非対称器具又は部品は、キー及びキー溝の付加によってモジュール型ポータルに対してある形状に係止することができる。
【００１６】
幾つかの実施形態においては、モジュール型ポータルは測定工具を含んでいても良い。この測定工具は、ポータル内を通過する他の器具又は部品の長さ及び／又は直径を測定して、ポータル内に挿入された器具の長さ及び／又は幅の正しい図示表示及び／又は幅がコンピュータ支援外科誘導装置によって表示できる。このような測定工具の使用は、種々の器具又は部品が使用されるときに、コンピュータ支援外科誘導装置を再校正する必要性を不要にすることができる。測定工具は、（回転ホイールのように）機械的、電子的、電磁的又は（レーザーのような）光学的とすることができる。
【００１７】
幾つかの実施形態においては、モジュール型ポータルは、外科的な傷の空気によって運ばれる汚染の可能性を減じ又は排除するために使用しても良い。このような実施形態においては、モジュール型ポータルは、傷に伴うあらゆる血液がエーロゾル化されないようにモジュール型ポータル内の吸引を提供するために吸引チューブを含んでいても良い。
【００１８】
幾つかの実施形態においては、コンピュータ支援外科誘導装置又はその他のコンピュータ機能と通信的に関連付けられたインターフェースボタンが、モジュール型ポータルのハンドル又はその他の適当な構造上に含まれていても良い。このインターフェースボタンは、ワイヤレス技術又はワイヤード技術を使用して映像ガイド外科用誘導構造又はその他のコンピュータ機能と連絡することができる。インターフェースボタンは、コンピュータ支援誘導装置又はその他のコンピュータ機能に関連付けられた一般的なフットスイッチ、マウス、キーボード又はタッチスクリーンボタンの代わりに又はこれに加えて機能しても良い。
【００１９】
従って、本発明は、コンピュータ支援誘導装置と共に使用するためのモジュール型ポータルを提供する。前記コンピュータ支援誘導装置は、前記モジュール型ポータルに関連付けられた外科用基準器の位置及び向きを検知するセンサーと、外科用基準器の位置及び向きについての情報をセンサーから受け取り且つ外科用部品の位置及び向きに対応する情報を発生するコンピュータ機能と、前記センサーによって検知された外科用基準器の位置及び向きに対応する外科用部品の少なくとも位置及び向きを表示する表示機能とを含んでおり、当該モジュール型ポータルは、内部を貫通している開口を含んでいるベースと、当該ベースに関連付けられた外科用基準器と、前記ベースに固定可能な第一の外科用部品と、前記ベースに固定可能な第二の外科用部品とを含んでおり、前記第一の部品と第二の部品とのうちの少なくとも１つが前記ベースに固定されており、前記ベースに固定された外科用部品が前記ベースの開口内を貫通していることを特徴としている。
【００２０】
好ましくは、当該モジュール型ポータルは更に、前記第一の外科用部品が前記ベースに固定されたときに当該第一の外科用部品を前記ベースに関して回転させることができることを特徴としている。
【００２１】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記第一の外科用部品が、前記ベースに固定されたときに当該ベースに対して回転させることができないことを特徴としている。
【００２２】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記第一の外科用部品が開口を形成していることを特徴としている。
【００２３】
更に好ましくは、当該モジュール型ポータルは更に、前記第一の外科用部品がスリーブを含んでいることを特徴としている。
【００２４】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記モジュール型ポータルが吸引機能を含んでいることを特徴としている。
【００２５】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記ベースから延びており且つ吸引チューブを含んでいるハンドルを含んでいることを特徴としている。
【００２６】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、少なくとも１つのインターフェースボタンを含んでいることを特徴としている。
【００２７】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記ベースから延びているハンドルを含んでおり、前記少なくとも１つのインターフェースボタンが前記ハンドル上に配置されていることを特徴としている。
【００２８】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記外科用基準器が前記ベースに対して再配置することができることを特徴としている。
【００２９】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記ベースに固定された支持部材を含んでおり、当該支持部材は、前記外科用基準器を支持しており且つ前記ベースに関して再配置させることができることを特徴としている。
【００３０】
更に好ましくは、前記モジュール型ポータルは更に、前記支持部材が、複数の別個の向きのうちの１つにおいて、前記ベースに関して再配置させることができることを特徴としている。
【００３１】
更に好ましくは、当該モジュール型ポータルは更に、前記支持部材内の複数の切り欠きが、複数の別個の向きを決定することを特徴としている。
【００３２】
本発明はまた、モジュール型ポータルとコンピュータ支援外科用誘導装置とを使用して外科用処置を行うための方法をも提供し、当該誘導装置は、モジュール型ポータルに関連する外科用基準器の位置及び向きを検知するセンサーと、当該センサーから前記外科用基準器の位置及び向きについての情報を受け取り且つ外科用部品の位置及び向きに対応する情報を発生するコンピュータ機能と、前記センサーによって検知された外科用基準器の位置及び向きに応じた前記外科用部品の少なくとも位置及び向きを表示する表示機能とを含んでおり、前記方法は、モジュール型ポータルを組み立てること（当該モジュール型ポータルは、前記ベース内を貫通している開口と、前記ベースに関連する外科用基準器と、前記ベースに固定可能な第一の外科用部品と、前記ベースに固定可能な第二の外科用部品とを含んでおり、前記第一の外科用部品と第二の外科用部品とのうちの少なくとも１つを前記ベースに固定され、当該ベースに固定された外科用部品は前記ベースの開口内を貫通している）と、前記第一の外科用部品を使用して第一の外科処置を行うことと、第二の外科用部品を前記ベースに固定することと、前記第二の外科用部品を使用して第二の外科処置を行うこととを含んでいる。
【００３３】
好ましくは、外科処置を行うためのこの方法は更に、前記モジュール型ポータルを使用して吸引を提供することを特徴としている。
【００３４】
更に好ましくは、この外科処置を行う方法は更に、前記外科用基準器を前記ベースに対して再配置することを特徴としている。
【００３５】
更に好ましくは、この外科処置を行う方法は更に、支持部材を前記ベースに対して回転させることによって、前記外科用基準器を前記ベースに対して再配置することを特徴としている。
【００３６】
更に好ましくは、この外科処置を行う方法は更に、前記コンピュータ支援外科用誘導装置と連通するために前記モジュール型ポータル上のインターフェースボタンを使用することを特徴としている。
【００３７】
更に好ましくは、この外科処置を行う方法は更に、移植片を取り付けることを特徴としている。
【００３８】
より好ましくは、この外科処置を行う方法は更に、随内くぎを取り付けること、腰用移植片を取り付けること、膝用移植片を取り付けること、又は型用移植片を取り付けることを特徴としている。
【好ましい実施形態の説明】
【００３９】
図１は、本発明の第一の実施形態によるモジュール型ポータル１０を示している。モジュール型ポータル１０は、外科用器具又はその他の外科用部品の広範囲の配列のためのハンドル及び／又はガイドとして使用することができる。図１に示されている実施形態のようないくつかの実施形態においては、モジュール型ポータル１０は、外科用基準器２２に関連付けることができる。外科用基準器２２は、モジュール型ポータル１０ばかりでなくモジュール型ポータル１０によって受け取られる外科用器具又は部品が、図１５に示された装置のようなコンピュータ支援外科用誘導装置によって追跡されるのを可能にすることができる。幾つかの実施形態においては、モジュール型ポータル１０は、ある種の外科器具及び／又は部品と組み合わせて使用して、個人の体内部分への妨げられないアクセスを提供することができる。
【００４０】
図１に示されたモジュール型ポータル１０は、ベース１２とハンドル１４とを含んでいる。幾つかの実施形態においては、ハンドル１４は、あらゆる所望の及び／又は適切な構造によってベース１２に結合しても良い。ハンドル１４は、ハンドル１４及びベース１２上のねじが切られた部分によってベース１２に結合されるのが好ましい。ハンドル１４は、手術室内で使用される典型的な器具ハンドルとすることができる。しかしながら、ハンドル１４は、あらゆる所望の形状及び／又は大きさで形成しても良い。図１に示された実施形態においては、ハンドル１４は多数の穴１６を含んでいる。穴１６は、外科医がハンドルを把持するのをより容易にし及び／又はハンドルが他の所望の構造に取り付けられるのを可能にすることができる。
【００４１】
図１に示された実施形態においては、ベース１２は、外科用基準器２２がモジュール型ポータル１０に堅固に取り付けられるのを可能にする外科用基準器支持部材２０に固定されている。幾つかの実施形態においては、支持部材２０は、外科用基準器２２がモジュール型ポータル１０に対して再配置することができるように、ベース１２に対して再配置しても良い。図１に示された実施形態においては、ベース１２上のピン（図示せず）が、支持部材２０をベースに対して配向するために支持部材２０内の複数の切り欠き２４のうちの一つと係合する。切り欠き２４からのピンの脱係合によって、支持部材２０がベース１２に対して再配置されるのを可能にする。ひとたび、支持部材２０が所望の方向に向けられると、ピンは、対応する切り欠き２４内に挿入され、支持部材２０をベース１２に対して所望の向きに固定することができる。このような方法で外科基準器２２の位置を調整することによって、外科医又はその他のユーザーが外科基準器２２を一般的な位置及び／又はコンピュータ支援外科用誘導装置によってより良く視覚化することができる位置に配向することができるようにすることができる。
【００４２】
外科用基準器２２をモジュール型ポータル１０に対して配向するために、ピン及び切り欠き２４以外の適切な構造を使用しても良い。他の実施形態においては、支持部材２０は、ベース１２に対して固定され且つ再配置することができないようになされる。更に他の実施形態においては、支持部材２０は必要とされない。むしろ、外科用基準器２２は、あらゆる適切な及び／又は受け入れ可能な方法でモジュール型ポータル１０に関連付けることができる。例えば、外科用基準器２２は、モジュール型ポータル１０の他の部分に固定しても良く又はモジュール型ポータル１０に関連付けた他の構造に固定しても良い。一つの実施形態においては、外科用基準器２２は、手術されている人に対してモジュール型ポータル１０を支持し且つ安定化させるプラットホームに固定される。
【００４３】
外科用基準器２２は、コンピュータ支援外科用誘導装置によって追跡することができる如何なる構造としても良い。例えば、図１に図示されているように、外科用基準器２２は、一般的な基準器構造としても良い。他の実施形態においては、外科用基準器２２は多数のモジュール型基準器としても良い。更に別の実施形態においては、外科用基準器２２は、基準送信器又は受信器とされる。図１２は、電磁基準受信器を支持し且つ固定するように支持部材２０を示している。
【００４４】
ベース１２は、ベース１２の長手方向部分を貫通して延びている開口部１８を含んでいても良い。開口１８は、広範囲の部品が開口１８を通過せしめられ及び／又はモジュール型ポータル１０に固定されるのを可能にするために適切な直径とすることができる。例えば、開口１８は、種々の形状及び大きさのスリーブ２６を受け入れるようになされても良い。スリーブ２６は、（図５に示された作動チャネルのような）作動チャネル；（図９及び１０に示されたドリルスリーブのような）ドリルスリーブ；挿入工具；偏心スリーブ；組織保護器及び／又はその他のあらゆる所望の器具として機能することができる。開口１８はまた、図１３及び１４に示されている伸延器３０のような他の外科用器具；図１１に示された骨切りのみの刃３２；図１２に示されたハニカムドリルスリーブ３４；ドリルビット、レンチ、ねじ回し、突き錐、ガイドワイヤ、ガイドロッド又はその他のあらゆる所望の器具のような他の外科器具を受け入れることもできる。開口１８はまた、（随内くぎを含む）外科用器具のような他の部品を貫通させても良い。
【００４５】
ある種の実施形態によれば、モジュール型ポータルは、その位置及び／又は配向をコンピュータ支援外科用誘導装置によって追跡されることができる外科用基準器２２に関連付けることができるので、開口１８は、種々の目的のための誘導目標として使用することができる。例えば、開口１８は、外科的切開のための挿入点を誘導するための作動チャネルとして使用しても良い。開口１８はまた、軟組織構造のような患者の体内構造の視覚化及び特定を可能とするために、（内視鏡又は関節鏡のような）観察機器を通過するための誘導目標挿入領域指示装置として機能することもできる。
【００４６】
ある種の実施形態においては、誘導ハンドル又はガイドとしてのモジュール型ポータル１０を、多くの目的のための外科器具又はその他の部品と共に使用しても良い。例えば、モジュール型ポータル１０は、適切な器具又はスリーブ２６のような他の部品と組み合わせて、組織保護器として機能することができる。適切なスリーブ２６と組み合わせられたモジュール型ポータル１０は、誘導の際の挿入用突き錐又はガイドピンの助けによって、管状の骨内への挿入点を誘導することができる。更に、モジュール型ポータル１０は、リーマー直径及び深さを誘導することによって、移植片を受け入れるための骨の準備を助けるために使用しても良い。同様に、スリーブ２６を備えるか又は備えていないモジュール型ポータル１０を、整復器、伸延器及び／又はガイドロッドを骨折整復を行う助けとするために使用しても良い。更に、モジュール型ポータル１０は、（随内くぎのような）移植片の挿入及び／又は配置を誘導するために使用しても良い。
【００４７】
本発明のある種の実施形態によるモジュール型ポータル１０と共に使用することができる器具及びその他の部品は、（図５乃至１０に示されたスリーブ２６のように）軸対称としても良いし又は（図１１に示された図１３及び１４に示された整復器３０のように）軸非対称としても良い。幾つかの実施形態においては、開口１８又はモジュール型ポータル１０の別の適当な部分は、器具を規定された幾何学的構造のモジュール型ポータルに対して配向するために、軸非対称器具上に配置されたキー溝又はキーに対応させるために、キーかキー溝を含んでいても良い。なぜならば、ある種の実施形態においては、モジュール型ポータル１０及びそれに関連する外科用基準器２２は、軸非対称な器具に関して規定された幾何学的な構造に固定され、当該軸非対称な器具の位置及び／又は向きは、コンピュータ支援外科用誘導装置によって追跡することができるからである。
【００４８】
モジュール型ポータル１０と共に使用可能な外科器具及び部品は、あらゆる所望の方法で、モジュール型ポータル１０に固定され及び／又はこれによってガイドされても良い。例えば、図１に示された実施形態においては、開口１８の内側表面の一部分に外接しているねじ部３６は、器具又は部品上の適当な大きさ又は形状とされたねじと相互作用してこれらの器具又は部品をモジュール型ポータル１０に固定することができる。図５乃至７及び９乃至１０は、モジュール型ポータル１０に固定された種々のスリーブを示している。図１１は、モジュール型ポータル１０に固定された骨切りのみの刃３２を示している。図１２は、多数のピンを同時に誘導するために使用することができるモジュール型ポータル１０に固定されたハニカムドリルガイド４０を示している。いくつかの例においては、ハニカムドリルガイド４０上のブラケットは、当該ハニカムドリルガイド４０を関連する外科用基準器２２と共に回転させるような方法でモジュール型ポータル１０に固定している。図１３及び１４は、各々、モジュール型ポータル１０に固定された組立及び分解図で示された整復器／伸延器３０を示している。整復器／伸延器３０は、骨格区分の操作又は整復のために使用することができる。図１４に示されているように、ねじは、開口１８の内側面上に配置される必要はない。図１３及び１４に示された実施形態においては、ベース１２の外側ねじ部は、整復器３０の一部分上に設けられたねじ部と相互作用して、整復器３０をモジュール型ポータル１０に固定する。他の外科用器具及びその他の部品を、部品に適当な大きさ及び形状のねじを単に付加することによってモジュール型ポータル１０に固定しても良い。
【００４９】
図７及び８に示された実施形態においては、スリーブ２６は、当該スリーブ２６の末端に固定された先端４２を含んでいる。先端４２は、あらゆる所望の方法でスリーブ２６に固定することができる。図７及び８に示された実施形態においては、先端４２は、当該先端４２上に設けられたスナップ式係止部材によってスリーブ２６に固定されている。このスナップ式係止部材は、スリーブ２６上の溝、突起又はその他のあらゆる適当な構造内に係止することができる。他の実施形態においては、スナップ式係止部材又は他の適切な構造をスリーブ上に配置しても良く、突起又はその他の適当な構造を先端４２上に配置しても良い。
【００５０】
先端４２は、種々の目的のために種々の形状及び大きさに形成しても良い。図７及び８に示された実施形態においては、先端４２は傾斜を付けられていて、先端４２がある種の骨格構造上に載置しているときに、スリーブ２６の安定性を増す。傾斜を付けられた先端４２はまた、先端４２が骨格上で所望のスリーブ及び／又は器具の向きが自動的に達成されるように自動的に配向するのを可能にすることができる。他の実施形態においては、先端４２は、スリーブ２６を所望の骨格に対して位置決めする助けとするために他の所望の幾何学的構造に形成しても良い。幾つかの実施形態においては、先端４２には歯を形成しても良いし、形成しなくても良い。歯は、骨格に関してスリーブを更に安定化することができる。しかしながら、歯は、ある種の環境においては骨格を削り取るかも知れないので、これらはどのような状況においても望ましいというわけではない。結局、他の先端４２には歯を形成しなくてもよい。幾つかの実施形態においては、これらの先端４２の幾つか又は全てを所望の及び／又は適当なスリーブ２６と一体に形成しても良い。
【００５１】
外科用器具及びその他の部品はモジュール型ポータル１０に固定し及び／又は回転又は非回転状態でモジュール型ポータル１０によってガイドされても良い。これらの外科用部品は、モジュール型ポータル１０に固定し及び／又は当該モジュール型ポータルによって慣習的な又は慣習的でない方法でガイドされても良い。幾つかの実施形態においては、保持機構が開口１８から伸長していても良い。当該保持機構は、部品がモジュール型ポータル１０に固定されており且つ依然としてモジュール型ポータル１０に対して回転できるように、所望の器具又はその他の部品上の適切な形状とされた構造と相互作用するようにしても良い。好ましい実施形態においては、保持機構は、開口１８の内周に沿って延びているばねプランジャのリングである。好ましい実施形態においては、器具又はその他の部品は、開口１８内への挿入によってばねプランジャが溝と係合して、回転状態で部品をモジュール型ポータル１０に固定するように部品の一部分の周囲に延びている少なくとも１つの溝を含んでいる。
【００５２】
幾つかの実施形態においては、モジュール型ポータル１０は、測定工具を含んでいても良い。当該測定工具は、モジュール型ポータル１０の開口１８内を貫通しているある種の器具又はその他の部品の長さ及び／又は直径を測定するようにすることができる。開口１８内を貫通している部品の長さ及び／又は直径を測定することによって、部品が外科用基準器を当該部品に直接固定する必要はなく、コンピュータ支援外科用誘導装置によって適正に表示されるようにすることを可能にすることができる。当該測定装置は、機械的、電気的及び／又は光学的装置を含む長さ及び／又は幅を測定するための如何なる適切な装置であっても良い。一つの実施形態においては、測定装置は、開口１８内を貫通している器具又は部品の一部分と接触するようになされているホイールを含んでいても良い。当該器具又は部品が開口１８内を貫通した器具の部品の長さを計算することができるようにコンピュータの機能と関連付けても良い。更に、コンピュータの機能は、器具の正しい位置及び／又は向きが教示されるように、コンピュータ支援外科用誘導装置へこの情報を中継しても良い。
【００５３】
図２に示されている実施形態のような幾つかの実施形態においては、モジュールポータル１０は、吸引機能を含んでいても良い。このような実施形態においては、モジュールポータル１０は、手術室において使用される典型的な吸引チューブに接続するようになされても良い。図２に示された実施形態においては、ハンドル１４は、手術室において一般的に使用される吸引チューブのような吸引チューブを受け入れるようになされている。ハンドル１４内を通って開口１８内へ延びている吸引パイプ４４は、開口１８内への吸引が適用されるのを可能にする。開口１８内へ及び最終的には外科的傷内への吸引の適用によって、傷内に存在するエーロゾル化された血液の量を減じることができる。エーロゾル化された血液の量を減じることによって、感染及び伝染の機会が少なくされる。
【００５４】
図３及び４に示されている実施形態のような幾つかの実施形態においては、モジュールポータル１０は、１以上のインターフェースボタン４６を含んでいても良い。インターフェースボタン４６は、有線又は無線技術を使用しているコンピュータ支援外科用誘導装置を含むコンピュータ機器に接続されても良い。インターフェースボタン４６は、外科医又はその他のユーザーが、ハンドル１４又はモジュール型ポータル１０の他の部分から自分の手を取り外すことなく、コンピュータ機能とインターフェース接続することを可能にすることができる。本発明のある種の特徴及び実施形態によるインターフェースボタン４６は、フットスイッチ、マウス及びタッチスクリーンボタンを含む外科的な設定において使用される典型的なインターフェースボタンとほぼ同じ方法で使用しても良い。
【００５５】
幾つかの実施形態においては、ポータル１０のモジュール特性によって、上記した部品のみならずその他の外科用器具及び／又は部品が、患者からモジュール型ポータル１０を取り外すことなく、モジュール型ポータル１０と組み合わせて使用することを可能にする。むしろ、モジュール型ポータル１０と関連する器具、スリーブ２６又はその他の部品を取り外して、別の所望の器具、スリーブ２６又は部品をポータル１０と関連付けることができるようにすることができる。取り外し及び交換は、全て、患者からポータル１０（及びポータル１０に関連付けられたその他の部品）を取り外すことなく行うことができ、外科処置の速度を増し且つ患者への感染の機会を少なくする。更に、ポータル１０のモジュール性によって、多数の器具及びその他の部品が、専用のハンドル／グリップを作るか又は外科用部品を実質的に改造することなく、コンピュータ支援外科用誘導装置と組み合わせて使用される。
【００５６】
本発明の種々の特徴及び実施形態によるモジュール型ポータル１０は、広範囲の外科処置のために使用することができる。例えば、大腿骨内への随内くぎの設置中に、モジュール型ポータル１０は、多くの機能を果たすことができる。最初に、モジュール型ポータル１０の開口１８は、適切な切開領域を配置するための誘導される作動チャネルとして使用することができる。続いて、開口１８は、軟組織及びその他の構造を視覚化するために切開部内へ観察機器を通すための誘導される目標挿入領域指示器として機能することができる。これに続いて、スリーブ２６をモジュール型ポータル１０内に設置して、外科処置を完了するのに必要とされる他の器具を通過するための作動チャネルを形成することができる。スリーブ２６はまた、外科処置中に、軟組織及びその他の内部組織を損傷から保護するという目的をも果たすことができる。歯を備えた傾斜が付けられた先端４２は、随管内への適切な挿入点に近接してスリーブを配置する助けとするために、スリーブの末端に含ませることができる。次いで、挿入用突き錐、ガイドピン又はその他の適切な器具が作動チャネル内を通過せしめられ、その結果、器具は骨内への適正な挿入点へと誘導される。挿入点が特定された後に、骨が随内くぎを受け入れる準備をするために、リーマーの直径及び深さへ誘導するために、モジュール型ポータルを使用することができる。必要又は所望ならば、モジュール型ポータルは、骨折の整復を行うために作動チャネルの中で、整復器、伸延器及び／又はガイドロッドを誘導するために使用することもできる。モジュール型ポータルはまた、くぎ移植片をポータル１０内で誘導するために使用しても良い。これらのステップの全てが、モジュール型ポータル１０を患者の軟組織から取り出すことなく行っても良い。
【００５７】
歯を備えた傾斜が付けられた先端４２を含んでいる長いスリーブ２６を、歯を含んでいない先端４２を備えたより短いスリーブ２６と交換することによって、同じモジュール型ポータル１０を随内くぎを末端側に係止するために使用しても良い。歯は、末端側への係止を行うためには一般的に好ましくない。なぜならば、歯は、穴開け中に骨からのスリーブの削り取りを生じさせ得るからである。
【００５８】
本発明のある種の実施形態によるモジュール型ポータル１０はまた、他の外科処置において（スリーブ２６と共に又はスリーブ２６無しで）使用しても良い。他の使用方法としては、内視鏡又は関節鏡の誘導、器具及び移植片の挿入点及び位置決めの誘導、骨を切除する助けとするための骨切りのみ３２の誘導、鋸、リーマー及びドリルビットのような切断工具の誘導、生物学的製剤、治療薬及び骨セメントの配置のためのスリーブ及び注入器の誘導、合いくぎ及びプラグ骨切断及び移植の誘導並びに骨の刺激治療の誘導が含まれる。結局、本発明のある種の特徴及び実施形態によるモジュール型ポータル１０は、簡単なドリルガイドとして使用することができるばかりでなく、広範囲の用途のための誘導ハンドルとしても使用することができる。
【００５９】
本発明の範囲又は精神及び特許請求の範囲から逸脱することなく、上記し且つ図面に示した構造に、変更及び改造、付加並びに省略を施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図２】図２は、吸引チューブを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの概略図である。
【図３】図３は、単一のインターフェースボタンを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図４】図４は、２つのインターフェースボタンを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図５】図５は、スリーブが固定された本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図６】図６は、２つのスリーブが固定された本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図７】図７は、傾斜が付けられた中心合わせ先端が取り付けられているスリーブを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図８】図８は、当該モジュール型ポータルから分離された図７のスリーブの斜視図である。
【図９】図９は、短いドリルガイドスリーブを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図１０】図１０は、長いドリルガイドスリーブを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図１１】図１１は、骨切りのみの刃を含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図１２】図１２は、ハニカムドリルガイドを含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの斜視図である。
【図１３】図１３は、整復器／伸延器を含んでいる本発明の別の実施形態によるモジュール型ポータルの概略図である。
【図１４】図１４は、ポータル固定機構を備えた図１３の整復器の分解図である。
【図１５】図１５は、本発明の別の実施形態によるコンピュータ支援外科用誘導装置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2007508050.tif 000020
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