(57)【要約】  低侵襲性の脊椎外科手術を容易にするシステムおよび方法。このシステムは、蛍光透視鏡に取り付けられたレーザーを有する標的ガイドを備えるスクリュー調製器具、少なくとも１つの多軸スクリュー、および脊椎内に上記少なくとも１つの多軸スクリューを選択的に挿入するロッドガイダンス器具を備える。スクリュー調製器具は、突き錐、手持形ドリルまたはタップ、ボール状先端プローブ、カニューレ状深さゲージ定規、および六角スクリュードライバーを備える。各スクリュー調製器具はそれぞれ、それぞれの器具の中心軸に沿って配向されている標的ガイドが刻印されているハンドルを有する。ロッドガイダンス器具は、テーパー型先端部を有するロッド、Ｔ形ハンドルロッドホルダー、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド、アラインメントマーカースリーブ、多軸ヘッドを有する可撓性アラインメントマーカー、およびテンプレートロッドを備える。
2007536019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低侵襲性の脊椎外科手術を容易にするシステムであって、
作業軸に沿って入り口を作出する連続的カニューレ状拡張器；
該カニューレ状拡張器の上方に配置された、視野を増大させるヒンジ型開創器；
蛍光透視鏡に取り付けられたレーザーを有する標的ガイドを備える調製器具であって、該作業軸に沿って径路を作出する、調製器具；
少なくとも１つのアンカーデバイス；および
該作業軸に沿って該脊椎内に該少なくとも１つのアンカーデバイスを選択的に挿入するガイダンス器具
を備える、
システム。
【請求項２】
前記ヒンジ型開創器が、
上側の円筒であって、近位末端および遠位末端、ならびに該近位末端に作動可能に接続された第一のハンドルおよび第二のハンドルを有し、該第一のハンドルが、角をなして広げることを容易にし、そして該第二のハンドルが、対称的に広げることを容易にする、上側の円筒；
下側の円筒であって、近位末端および遠位末端、ならびに該近位末端に作動可能に接続されたハンドルを有する、下側の円筒；および
該上側の円筒の近位末端に作動可能に接続された、該上側の円筒および該下側の円筒の広がりを容易にする、２つのヒンジ
を備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ヒンジ型開創器が
前記上側の円筒および前記下側の円筒の近位末端および遠位末端が、作動可能に接触している、第一の位置；
該上側の円筒および該下側の円筒が、それぞれの近位末端および遠位末端で等しく広げられている、第二の位置；
該上側の円筒の遠位末端が広げられ、そして該上側の円筒の近位末端が該下側の円筒と作動可能に接触している、第三の位置；および
該上側の円筒および該下側の円筒が近位末端および遠位末端の両方で等しく広げられ、そして該上側の円筒の遠位末端が広げられている、第四の位置
をさらに備える、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記調製器具が、突き錐、手持形ドリルまたはタップ、ボール状先端プローブ、深さゲージ定規、および六角スクリュードライバーを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記調製器具が、ガイドピンまたはワイヤの通過を可能にするようにカニューレ状とされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記標的ガイドが、前記調製システム器具のそれぞれの中心軸に沿って配向されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ガイダンス器具が、テーパー状先端を有するロッド、Ｔ形ハンドルロッドホルダー、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド、アラインメントマーカースリーブ、多軸ヘッドを有する可撓性アラインメントマーカー、およびテンプレートロッドを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアンカーデバイスが、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドを収容するヘッドを有し、該Ｔ形ハンドルアラインメントガイドが、少なくとも１つのロック機構で該ヘッドに対して固定されており；
該Ｔ形ハンドルアラインメントガイドが２つのアラインメント窓を備え、術中の該Ｔ形ハンドルアラインメントガイドの配向の蛍光透視評価を容易にする、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
相互接続タワーをさらに備え、該相互接続タワーが、少なくとも１つのロッドガイダンス進入ファンネルおよび少なくとも１つのアラインメントガイド穴を含むアラインメント穴を備える上段、およびロッドガイダンス進入ファンネルを含む下段を有し、該上段は接続ロッドを収容しそして該下段は脊椎ロッドを収容する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
セットスクリューをさらに備え、該セットスクリューが、接続ロッドをロッドロックボルトにそして該ロッドロックボルトを前記脊椎ロッドに据え付ける、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記アンカーデバイスが、そのヘッドに取り付けられたロッドガイダンスファンネル面を有する多軸スクリューである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記多軸スクリューがカニューレ状である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
低侵襲性の脊椎外科手術を容易にする方法であって、
蛍光透視と接続したレーザーを用いて、作業軸を見出す工程；
患者で切開を行う工程；
該作業軸に沿って該切開を通してガイドピンを挿入する工程；
連続的カニューレ状拡張器を用いて入り口を作出する工程；
該カニューレ状拡張器の上方に配置されたヒンジ型円筒状開創器を用いて作業領域を露出させる工程；
蛍光透視と接続した該レーザーを用いて該脊椎上に進入点を位置決めする工程；
該作業軸に沿ってスクリュー径路を作出する工程；
該スクリュー径路に沿って少なくとも第一の多軸スクリューを配置する工程；
該少なくとも第一の多軸スクリュー上に少なくとも第一のＴ形ハンドルアラインメントガイドを固定する工程；および
該脊椎内に該少なくとも第一の多軸スクリューを選択的に配置する工程
を含む、
方法。
【請求項１４】
前記少なくとも第一の多軸スクリュー上にＴ形ハンドルアラインメントガイドを固定する工程が、
該少なくとも第一のＴ形ハンドルアラインメントガイドを該少なくとも第一の多軸スクリューのヘッド中に配置する工程；および
該少なくとも第一の多軸スクリューに対して該少なくとも第一のＴ形ハンドルアラインメントガイドを固定する工程
をさらに含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記作業軸が、蛍光透視鏡に取り付けられた標的ガイドレーザーによって規定され；該標的ガイドレーザーが、スクリュー調製器具の中心軸に沿って配向されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも第一の多軸スクリュー上に少なくとも第一のＴ形ハンドルアラインメントガイドを固定する工程の後、前記方法が、
少なくとも第一のアラインメントマーカースリーブを該少なくとも第一のＴ形ハンドルアラインメントガイド内に配置する工程；および
該少なくとも第一のアラインメントマーカースリーブのカニューレ内に少なくとも第一の可撓性アラインメントマーカーを挿入する工程
をさらに含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも第二のアラインメントマーカースリーブを少なくとも第二のＴ形ハンドルアラインメントガイド内に配置する工程であって、該少なくとも第二のＴ形ハンドルアラインメントガイドが、少なくとも第二の多軸スクリューに固定化されている、工程；
少なくとも第二の可撓性アラインメントマーカーを、該少なくとも第二のアラインメントマーカースリーブのカニューレ内に挿入する工程；および
テンプレートロッドを用いて前記少なくとも第一の可撓性アラインメントマーカーと該少なくとも第二の可撓性アラインメントマーカーとを接続する工程
をさらに含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
脊椎ロッドを、前記少なくとも第一のアラインメントマーカーの先端と前記少なくとも第二のアラインメントマーカーの先端とにマッチするように輪郭付ける工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記脊椎ロッドを、両手で制御しながら、前記少なくとも第一の多軸スクリューおよび少なくとも第二の多軸スクリューのそれぞれのロッドガイダンス進入ファンネルを介して方向付ける工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
低侵襲性の脊椎外科手術を容易にするシステムであって、
脊椎中に挿入される複数の部品；
該脊椎内に該複数の部品のサブセットを選択的に配置するレーザー誘導蛍光透視を用いるための手段；および
脊椎ロッド配置前または後にロッド径路に沿って接続タワーを配置するための手段
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、米国仮特許出願第６０／５６８，９０７号（２００４年５月７日出願；発明の名称「低侵襲性の脊椎外科手術を容易にするシステムおよび方法」、その全体が本明細書中に参考として援用される）、および速達郵便番号ＥＶ６２８８３４４１７ＵＳで２００５年５月５日に出願された米国特許出願（発明の名称「低侵襲性の脊椎外科手術を容易にするシステムおよび方法」、その全体が本明細書中に参考として援用される）の利益を享受することを請求する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、脊椎手術を容易にするシステムおよび方法に関し、より詳細には、低侵襲性の脊椎手術を容易にすることに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の脊椎外科手術手技は、代表的には侵襲性であり、そして相当の軟組織外傷、不快感、および回復時間の長期化を生じ得る。脊柱は、脊髄および神経要素を取り囲んで保護する椎の柱である。脊柱は、５つの解剖領域に分けられる３３の椎骨からなる。頸椎には７個の椎骨、胸椎には１２個の椎骨、腰椎には５個の椎骨、仙椎には５個の融合された椎骨、尾骨を構成する４つの椎骨がある。
【０００４】
しばしば、安静および／または理学的療法のような非外科的様式が、脊椎障害に関連した症状を治療するために利用されている。しかし、非外科的処置がうまくいかない場合、外科的介入が示され得る。
【０００５】
術中、外科医は、通常には、フリーハンド技術を利用して、脊椎外科手術を実施しそして椎骨の部分に固着エレメントを固定している。多大な訓練を通して、外科医は、脊椎の骨境界標に精通するようになり、そしてこの知識を利用して、外科手術デバイスの適切な配置および固着エレメントの出発点を決定している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、伝統的な技術では、患者への医原性損傷を最小限にするために必要な精度および精密度が不足し得る。したがって、当該分野では、従来の外科的脊椎手技のこのような欠点を軽減する必要性は未だ残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下は、本発明のいくつかの局面の基本的な理解を提供するために、本発明の簡単な要約を示す。この要約は、本発明の広範な概観ではない。これは、本発明の重要な／臨界的な要素を決定したり、または本発明の範囲を描いたりすることは意図されない。その目的は唯一、さらに後述する、より詳細な説明に対する前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡単にした形態で示すことである。
【０００８】
頸椎、腰椎、胸椎、および仙椎における脊椎インストゥルメンテーションの経皮配置は、本発明に従って、術中レーザー誘導蛍光透視技術を用いて実施され得る。作業軸および皮膚切開は、椎弓根の中心軸に沿って、レーザー誘導蛍光透視を用いて決定される。その中心軸に沿った椎弓根皮質の同軸方向蛍光透視画像は、円または楕円として投影される。レーザー照準デバイスは、皮膚または後方脊椎上で進入点を位置決めし、そして標的ハンドルを用いて、全ての器具が作業軸に沿って適切にアラインメントしていることを確認する。放射線透過性標的ハンドルを有する突き錐が、レーザー誘導蛍光透視法の利用により、作業軸に沿って配置され、そして進入点が作出される。ガイドピンまたはワイヤが、皮膚切開を通して、作業軸に沿って挿入され、そして作業入り口が、連続的カニューレ状拡張器を用いて確立される。ヒンジ型円筒状開創器が、拡張器の上方に配置され、作業領域を露出させ得る。放射線透過性標的ハンドルを有するドリルまたはタップを作業軸に沿って配置することによって、作業軸に沿ってスクリュー径路が作出される。あるいは、カニューレ状のドリルまたはタップをガイドピンまたはワイヤ上に配置して、スクリュー径路を調製し得る。椎弓根の完全性は、ボール状先端プローブを用いて検証される。スクリュー径路の長さは椎弓根定規を用いて測定され、そしてロッドガイダンス進入ファンネルを有する多軸ペディクルスクリューが、六角スクリュードライバーと共にスクリュー径路に沿って配置される。あるいは、カニューレ状多軸ペディクルスクリューが、スクリュー長の測定後、ガイドピンまたはワイヤ上に配置され得る。作業軸に沿ってドリル、プローブ、およびスクリューが適切に配置されていることは、椎弓根中心軸の同軸方向および側方向の投影で二平面方向蛍光透視を用いて確認される。Ｔ形ハンドルアラインメントガイドは、ロックまたはトップロードスクリュー機構によって、多軸スクリューヘッド上に同軸方向に固定される。ガイダンス進入ファンネルのない標準の多軸ペディクルスクリューが利用されない場合、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドの遠位末端は、ロッドガイダンス進入ファンネルを備え得る。スクリューアラインメントマーカーは、アラインメントスリーブを介してペディクルスクリュー上に同軸方向に配置される。アラインメントマーカーの多軸末端は、コネクターとかみ合わされて、１つのユニットとして取り外される。
【０００９】
脊椎ロッドの長さおよび輪郭は、アラインメントマーカーの先端の三次元形状によって決定される。ペディクルスクリューのロッドガイダンス進入ファンネルを介して適合するように、テーパー状先端の脊椎ロッドを測定し、必要長さに切断し、そしてアラインメントマーカーの先端とマッチするように輪郭付ける。脊椎ロッドの湾曲は、多軸スクリューヘッドを通して弓形とマッチする。脊椎ロッドは、ロッドホルダーに固定される。ロッド進入皮膚切開は、第一のアラインメントマーカーと最後のアラインメントマーカーとの中間点に基づく回転弓に沿ってなされる。ロッドは、二平面方向蛍光透視下で多軸スクリューヘッドおよびロッドを両手で制御しながら、多軸スクリューヘッドのロッドガイダンス進入ファンネルを介して方向付けられる。ロッドは、トップロードセットスクリューを用いてスクリューヘッドに固定され、そして相互接続ロッドタワーが、互いに面しているそれらの接続ロッドガイダンス進入ファンネルとアラインメントされる。皮膚上の接続ロッド進入点は、レーザー誘導蛍光透視の補助で決定される。接続ロッドの長さは、アラインメントマーカーを用いて評価され、そしてタワーセットスクリューは、ロッドロックボルトによって脊椎ロッドに接続ロッドをかみ合わせる。このインストゥルメンテーション技術は、脊椎関節固定と合わせて利用される。前方椎体間固定、後方椎体間固定、経椎間孔椎体間固定、または後方脊椎固定が、直接目視、顕微鏡視、内視鏡視、および／または蛍光透視鏡視を介して実施され得る。
【００１０】
前述の目的および関連の目的を達成するために、本発明の特定の例証の局面を、以下の説明および添付の図面と共に本明細書に記載する。しかしながら、これらの局面は、本発明の原理が用いられ得る種々の様式のほんの少数を示しているのであって、本発明は、このような局面およびそれらの等価物の全てを含むことが意図される。本発明の他の利点および新規な特徴は、図面と合わせて考慮される場合、以下の本発明の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を、図面を参照して説明する。全体を通して、同じ参照番号は、同じ要素をいうために用いられる。以下の記載では、説明の目的で、いくつかの具体的な詳細を、本発明の完全な理解を提供するために記載する。しかしながら、本発明はこれらの具体的な詳細がなくても実施され得ることが明らかであり得る。他の場合、周知の構造およびデバイスが、本発明の記載を容易にするためにブロックダイアグラム形式で示される。
【００１２】
本出願で用いられる用語「コンポーネント」および「システム」とは、コンピューター関連物であり、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれをもいう。例えば、コンポーネントは、プロセッサーで実行中のプロセス、プロセッサー、オブジェクト、エグゼキュータブル、実行スレッド、プログラム、および／またはコンピューターであり得るが、これらに限定されない。実例として、サーバ上で実行中のアプリケーションおよびそのサーバの両方がコンポーネントであり得る。１つ以上のコンポーネントが、プロセスおよび／または実行スレッド内に存在し得、そしてコンポーネントは、１つのコンピューター上に集められ得、そして／または２つ以上のコンピューター間に分配され得る。
【００１３】
本明細書中で用いられる用語「推論する（infer）」または「推論（inference）」とは、一般には、事象および／またはデータを通して捕獲されるような一連の観測からの、システム、環境および／または使用者に関する論証またはその状態の推論のプロセスをいう。推論は、例えば、特定の背景または作用を認証するために用いられ得るか、または状態に対する確率分布を生成し得る。推論は、確率論的−すなわち、データおよび事象を考慮して目的の状態に対する確率分布を計算した結果であり得る。推論は、一連の事象および／またはデータからより高いレベルの事象を構成するために用いられる技術をもいい得る。このような推論は、一連の観測された事象および／または格納された事象データから、事象が時間的に近接して相関しているか否かならびに事象およびデータが事象およびデータソースが１つまたは複数に由来するかに無関係に、新規な事象または作用の構築を生じる。
【００１４】
図面を参照すると、図１は、本発明の一局面に従うカニューレ状拡張器システム１００を図示する。拡張器は、筋肉の拡張のため、または空洞部もしくは開口部の伸張および／または拡大のための医用器具である。カニューレ状拡張器システム１００は、円筒形状拡張器１０２〜１１６を有し、その直径は、連続的に大きくなっており、軟組織外傷を最小限にする。８つの拡張器を図示しているが、当業者には、その特定の適用に依存して、８つより多くの拡張器または８つ未満の拡張器が利用され得ること、およびこのようなシステムの全てが本発明の範囲内にあることが意図されることが理解される。
【００１５】
図示されるように、拡張器１０２は、拡張器１０４よりも小さな直径を有し、拡張器１０４は、拡張器１０６よりも小さな直径を有し、後も同様である。拡張器１０２〜１１６は各々、その近位末端１２０およびその遠位末端１２２の両方が開いている。拡張器１０２〜１１６の断面形状は円形であり、そして内径および外径の厚さはともに、拡張器がテーパー状の遠位末端１２２を除いて均一であり、軟組織を安全かつ容易に通過することを可能にする。拡張器１０２〜１１６の外表面は、定規または他の標示ガイドが刻印され（例えば、拡張器１１６上の例示の標示１〜５）、軟組織の深さの評価を可能にする。この測定は、ヒンジ型円筒状開創器の長さを決定する。ヒンジ型円筒状開創器については、以下において、図２を参照してより詳細に説明する。
【００１６】
最小の拡張器１０２の内径は、例えば、ガイドワイヤまたはピンを収容し得る。このようにして、ピンまたはガイドワイヤは、拡張器１０２の中心から下方に挿入され、ガイドとして作用し得る。別の実施態様では、最小の拡張器１０２の内径はカニューレ状とされ得、それにより、ピンが拡張器１０２の中に入れられ、アンカーおよびガイドの両方として作用し得る。
【００１７】
図２から図６を参照すると、本発明の一局面に従う例示のヒンジ型円筒状開創器２００を図示する。図２をまず参照すると、ヒンジ型円筒状開創器２００は、近位末端２０２および遠位末端２０４の両方が開口している。円筒２００の断面形状は円形であり、そして内径および外径の厚さは遠位末端２０４を除いて均一である。開創器２００の遠位末端２０４は先細りしており、脊椎ロッド挿入の間に利用するための進入スロットを含み得る。円筒状開創器２００の内径は、図１に示すカニューレ状拡張器システム１００を収容し得る。開創器２００は、種々の軟組織深さを収容するように可変長であり得る。
【００１８】
下側の円筒２１４は、その近位末端２０２に、円筒２００の長軸Ａに対して９０°に配向されているハンドル２１６を有する。上側の円筒２１２は、その近位末端２０２に、９０°未満に配向されているハンドル２１８を有し、角をなして広げることが可能である。上側の円筒２１２は、下側の円筒のハンドルに隣接しかつその後方に位置するヒンジ型Ｕ形ハンドル２２０を有し、対称的に広げることを可能とする。これは、図６に別の視点で示す。
【００１９】
開創器２００の近位末端２０２に２つのヒンジ２０６が位置し、これらにより、２つの半円筒２１２および２１４を広げることを可能にすることにより、視野の拡大が提供される。ヒンジ２０６は、上側の半円筒２１２の近位末端２０２が旋回する旋回中心を提供する。図２では、これらの２つの半円筒２１２および２１４は、円筒２１２が密着して接触し得る閉じられた位置で示されており、これにより視野は最小となる。
【００２０】
図３に示されるように、円筒の２つの半分２１２および２１４は、近位末端２０２および遠位末端２０４の両方で等しく可変に広げられ得る。図示されるように、可動性のＵ形ハンドル２２０が上方に動かされ得、上側の半円筒２１２を、同様の様式で上方にそして下側の半円筒２１４から離れるように動かす。この動きにより、視野２１０が拡大される。
【００２１】
ヒンジ型円筒状開創器２００は、２つのロックスクリューナット機構２０８および２１０をさらに備え、これらは、広げられた開創器がその広げられた位置から潰れることを防ぐ手段を提供し、したがって望ましくない動きを軽減する。第一のロックスクリューナット機構２０８は、上側の円筒のハンドル２１８上に位置している。第二のロックスクリューナット機構２１０は、上側のヒンジ型Ｕ形ハンドル２２０に下側の９０°ハンドル２１６を組み合わせている。ラチェットロック機構は、ロックスクリューナット機構の代わりに代替的に用いられ得る。
【００２２】
図４に図示する別の局面によれば、上側の半円筒２１２の遠位末端２０４は広げられ得るが、近位末端２０２はヒンジ止めされて広げられない。上側の半円筒２１２はヒンジ２０６で旋回し、上側および下側の半円筒２１２および２１４の近位末端２０２が互いに接触しているままで、遠位末端２０４を上方にかつ下側の半円筒２１４から離れるように動かす。この位置で、両ロックスクリューナット機構２０８および２１０（またはラチェットロック機構）は平行でありそして互いに非常に近くで係合され、上側および下側の半円筒２１２および２１４が動くのを防ぎ、それらを安全にかつしっかりと維持する。この位置で、視野２１０は拡大されており、そしてこの視野は、半円筒２１２および２１４が近位末端２０２および遠位末端２０４の両方で等しく広げられている図３に図示される視野よりもずっと大きい。
【００２３】
図５は、最大露出または最大視野２１０を可能にする別の実施態様を図示する。この実施態様では、半円筒２１２および２１４は、図３を参照して記載した動きと同様に、近位末端２０２および遠位末端２０４の両方で等しく広げられている。したがって、ハンドル２２０は、上方向に、または上側の半円筒２１２に向かって動かされて、上側の半円筒２１２を、上方にそして下側の半円筒２１４から離れるように押し上げる。
【００２４】
さらに、上側の半円筒２１２は、図４を参照して記載した動きと同様に、旋回中心またはヒンジ２０６で旋回される。しかし、図５に図示される位置では、ロックスクリューナット機構２０８および２１０が互いに平行であり、そして上側の半円筒２１２が、図４に図示される単純に旋回される場合よりも、互いからさらに離れた距離で係合されている。このより大きな距離は、上側の半円筒２１２が上方に、そして下側の半円筒２１４から、および同様に、第一のロックスクリューナット機構２０８が作動可能に取り付けられている上側の半円筒ハンドル２１８から離れるように動くことによって引き起こされる。ロックスクリューナット機構２０８および２１０は、上側および下側の半円筒２１２および２１４が動くことを防ぐように係合されており、望ましくない動きを軽減することによって安全性を提供する。
【００２５】
別の実施態様によれば、より小さな開創器がより大きな開創器に対して直角に配向されそしてその中に配置されることにより、ずっと大きな二方向の視野が可能になり得る。さらにおよび／またはあるいは、開創器２１２および２１４には、内視鏡カメラ（示さず）および／または直接目視用ファイバー光源（示さず）が取り付けられ得る。
【００２６】
図７から図１２を参照すると、突き錐、手持形ドリルまたはタップ、ボール状先端プローブ、カニューレ状深さゲージ定規、および六角スクリュードライバーからなる、スクリュー調製システムの器具が図示される。本発明は、本発明の新規な局面の理解を容易にするために、種々の標準部品（例えば、突き錐、ドリル、スクリュー、．．．）の使用と関連して記載および描写されていることが理解されるべきである。本発明は、ある特定のタイプまたはブランドの部品に限定されることなく、本発明に従う任意の適切な部品が用いられ得ることが理解されるべきである。あるいはおよび／またはさらに、器具は、ガイドピンまたはワイヤの通過が可能となるようにカニューレ状であり得る。図７は、スクリュー調製システムの各器具の放射線透過性ハンドルの底部に位置する標的ガイド３００を図示する。放射線透過性ハンドルは、Ｘ線および他の放射線照射に対して透過性であり、Ｘ線を通過させ、そして放射線写真で暗領域として現れる。標的ガイド３００の中心３０２は、それぞれの各器具の中心の長手方向の軸に沿って配向されている。さらに、図１２を参照して記載されるように、延長オフセットを有するガイドスリーブが、スクリュー調製器具と共に利用される。
【００２７】
図８は、スクリュー調製システムと合わせて利用される器具の例として、突き錐３１０を図示する。突き錐３１０は、アラインメント目的で用いられ、そして断面が円形のより大きな径の金属シャフト３１２を有する。シャフト３１２は、尖っているより小さな径の先端３１４と関連し、進入点の配置の調節を可能にする。突き錐ハンドル３１６は球状であり、そして放射線透過性材料（例えば、カーボン）製であり、そして突き錐シャフト３１２の中心軸Ａに沿って配向されている、図７を参照して図示および記載されるような標的ガイドが刻印されている。
【００２８】
図９は、スクリュー調製システムの器具の例として、手持形ドリル３２０（またはタップ）を図示する。手持形ドリル３２０（またはタップ）は、放射線透過性ハンドル３２４およびドリル先端３２６（またはタップ先端）と共に金属シャフト３２２を有する。ハンドル３２４は、ドリルシャフト３２２の中心軸Ａに沿って配向されている、図７に図示されるような標的ガイドが刻印されている。ドリルまたはタップの外側シャフトには、定規または標示ガイドが付けられ得る。ドリルまたはタップは、ガイドピンまたはワイヤを覆うようにカニューレ状であってもよい。
【００２９】
図１０は、スクリュー調製システムの別の器具の例として、ボール状先端プローブ３３０の３つの図を示す。下の図は、ボール状先端プローブ３３０の図であり、中の図は、深さゲージ定規を有するボール状先端プローブ３３０の断面図であり、そして上の図は、深さゲージ定規を有するプローブの全体図である。ボール状先端プローブ３３０は、その先端の金属ボール３３２、金属シャフト３３４、および放射線透過性ハンドル３３６を有し、このハンドルは、プローブシャフト３３４の中心軸Ａに沿って配向されている、図７に図示されるような標的ガイドが刻印されている。
【００３０】
下の図に関して示されるように、ハンドルの直径Ｂは、シャフトの直径Ｃよりも大きく、そしてボール先端の直径Ｄは、シャフトの直径Ｃよりも大きい。先端、シャフト、およびハンドルの断面形状は円形である。カニューレ状深さゲージ定規３３８は、ボール状先端プローブを覆っている。金属定規３３８は、溝付き開口部３４０（上の図に示す）を有し、カニューレ内のボール状先端プローブ３３０の目視を可能にする。溝付き開口部の両側３４２および３４４は、ドリル径路の深さを評価する目盛りが刻印されている。測定は、ボール状先端プローブ３３０の基部を用いて決定される。
【００３１】
図１１を参照すると、金属シャフト３５２および放射線透過性ハンドル３５４を有する六角スクリュードライバー３５０が図示される。六角スクリュードライバーハンドル３５４には、図７で述べたような、スクリュードライバーシャフト３５２の中心軸Ａに沿って配向されている標的ガイドが刻印されている。スクリュードライバーの先端３５６は六角形であり、そしてシャフト３５２の断面形状は円形である。スクリュードライバーの直径は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド（以下にさらに詳細に説明する）に挿入された場合にロック機構と係合するのに十分に広い。スクリュードライバー３５０は、ガイドピンまたはワイヤを覆うようにカニューレ状であってもよい。
【００３２】
図１２は、スクリュー調製器具と共に用いられる、延長オフセットを有するガイドスリーブ３６０を図示する。ガイドスリーブ３６０は、スリーブ３６４の軸から４５°の角をなす延長オフセットハンドル３６２を有する。ハンドル３６２は放射線透過性であり、そして突き錐３１０、手持形ドリル３２０、ボール状先端プローブ３３０、および六角スクリュードライバー３５０を収容する異なるサイズのガイドスリーブ３６４を収容し得る。ガイドは、軟組織保護、器具の誘導、および放射線曝露の最小限化のために利用される。
【００３３】
図１３を参照すると、ロッドガイダンス進入面４０２および２つのアラインメント穴４０４を有する多軸スクリュー４００の正面図および側面図が示される。これらの２つのアラインメント穴４０４の一方が側面図に見られ得、他方のアラインメント穴は、この第一のアラインメント穴４０４のちょうど反対側になる、スクリューの他方の面上にある。ロッドガイダンス進入面４０２は、多軸ヘッド４０６の開口面上に位置し、そして開口面を通る脊椎ロッド（図１５に示す）の誘導を最適化するファンネル４０８として作用する。ファンネル４０８の直径は、脊椎ロッドの直径程度の直径近くまで小さくされ、脊椎ロッドをファンネル開口部内にしっかりと取り付けることを可能にする。スクリュー４００はさらに、スクリュー４００の長軸に沿って開口しているカニューレ状であり得、これは、ガイドピンまたはワイヤを覆う配置を可能にする。
【００３４】
真のスクリューヘッド４０６は、図１１を参照して記載した六角スクリュードライバー３５０とマッチしている。多軸スクリュー設計は、全方向に少なくとも約４５°の角形成を可能にする。スクリューシャンク４１２のピッチ、コア直径、および外径は、その設計が皮層状または海綿状であり得、そしてスクリュー先端４１０はセルフタッピン式である。スクリューの直径および長さは可変であり、頸椎、胸椎、腰椎、および仙椎の骨解剖学的構造のバリエーションを可能にする。
【００３５】
多軸スクリュー４００は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドと共に利用される。このガイドについては、以下により詳細に説明する。Ｔ形ハンドルアラインメントガイドがなければ、多軸ヘッド４０６は、図１３に示されるように、約１１時の位置４１４から約１時の位置４１６まで溝穴付きで開口しており、このため、矢印Ａの向きによって示されるように、ロッドが、スクリューヘッド４０６に上から配置され得る。ファンネル４０８は、ガイド自体の上に配置されるのであって、スクリューの上ではないことが理解されるべきである。このようにして、ファンネル４０８のないスクリューが、本発明の一局面に従って用いられ得る。
【００３６】
図１４は、スクリューヘッド４０６中に適切な位置でＴ形ハンドルアラインメントガイド５００を有する多軸スクリュー４００の正面図および側面図を示す。Ｔ形ハンドルアラインメントガイド５００は、スクリューヘッド４０６中に配置され、そして２つのアラインメント穴４０４を通してまたはそれらの穴の一方の側から他方の側に延びている２つのロック機構５０２で、適切な位置で固定されるかまたはトラップされる。アラインメント穴４０４は、多軸ヘッド４０６の閉じられた面上に位置し、そして多軸ヘッド４０６の開口面に対して９０°に配向されている。図１４に図示されるように、穴４０４は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド５００のロック機構５０２を収容する。Ｔ形ハンドルアラインメントガイド５００およびスクリュー４００を固定する他の手段は利用され得、そして本発明の範囲内にあることが、当業者に理解される。例えば、いずれかの側でスクリュー機構が利用され得る。例えば、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドの遠位末端および多軸スクリューヘッドの近位末端上のマッチしているスクリューが締められ、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド５００およびスクリュー４００を一緒に固定する。この位置にＴ形ハンドルアラインメントガイド５００を有する場合、ファンネル入り口４０８は形状が円形であり、そしてロッドが前面から進入できる。
【００３７】
図１５を参照すると、多軸ヘッド４０６中にロッド５５０を固定するセットスクリュー５１０を備える多軸スクリュー４００の正面図および側面図が示される。セットスクリュー５１０の外スレッドは、多軸ヘッド４０６内の内スレッドとマッチしている。セットスクリューの頂部５１２は、六角スクリュードライバー３５０（図１１に図示される）を収容する。セットスクリュー５１０が締められるにつれて、ロッド５５０は、多軸ヘッド４０６のサドル内にしっかりと据えられる。
【００３８】
図１６から図２３を参照すると、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムが図示される。ロッドガイダンスシステムは、テーパー状先端を有するロッド、Ｔ形ハンドルロッドホルダー、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド、アラインメントマーカースリーブ；多軸ヘッドを有する可撓性アラインメントマーカー、および可鍛テンプレートロッドを備える。
【００３９】
まず図１６を参照すると、軟組織を安全かつ容易に通過することを可能にするテーパー状先端末端６０２を備えるロッド６００が図示される。ロッドの断面形状は円形であり、そして組成は、チタン、ステンレススチールなどであり得る。ロッドは、多軸スクリュー４００（図１３から図１５を参照して図示および説明される）および／または相互接続タワー（これは、以下により詳細に説明する）と合わせて用いられる。
【００４０】
多軸スクリューを通して長軸方向に配置された場合、矢型ロッドは、脊椎ロッドと呼ばれる。相互接続タワーを介して横断方向に配置された場合、それは、接続ロッドと呼ばれる。ロッド６００は、多軸スクリューまたは相互接続タワーのロッドガイダンス入り口を介して適合する形状にされ得る。ロッド６００は、多軸スクリューおよび相互接続タワーを１つのユニットとして一緒に連結するように機能している。セットスクリューが締められた場合、ロッドは、多軸ヘッドまたは相互接続タワーのサドル内にしっかりと据えられる。
【００４１】
図１７は、図面の下側に示した切取り断面図と共にロッドホルダー６１０を図示する。ロッドホルダー６１０は、その基部に矢型ロッド６００を保持し、そして多軸スクリュー４００を通して矢型ロッド６００の先導末端を誘導するために利用される。ロッドホルダー６１０は、ロッド６００を系統的に固定、調節、および解除するように設計されている。ホルダーの先端６１２は、閉じられた位置またはロックされた位置の場合、円筒状の形状である。先端６１２は、開いているかまたはロックされていない位置では、２つの半円筒であると同様に、開口している。閉じられた円筒先端６１２の直径は、矢型ロッド６００の直径より小さい。この閉鎖機構は、開いている半円筒をホルダーのチャンバー中に引き入れる長スクリュー機構６１４と係合されており、それにより半円筒を閉じ、そしてホルダーの内側円筒先端中に矢型ロッドの基部を固定する。
【００４２】
ロッドホルダー６１０の基部にあるダイヤル６１６は、開口および／または閉鎖機構を制御する。ダイヤル６１６を反時計方向に回すことにより、円筒先端６１２を中に引っ込めて閉じる。ダイヤル６１６を時計方向に回すことにより、円筒先端６１２を押し出して開く。ダイヤルの基部は、ロッドホルダーのシャフトの中心軸に沿って配向されている標的ガイドが刻印されている。チャンバーの基部のＴ形ハンドル６２０により、ロッドホルダー６１０に対してより大きな調節が与えられる。異なるサイズのロッドホルダー６１０は、異なるサイズのロッド６００に対して用いられ得る。
【００４３】
図１８、図１９、および図２０を参照すると、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０の局面を正面図および側面図が示される。Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０は、多軸スクリューヘッド４０６を調節し、そしてセットスクリュー４００の配置を誘導するために利用される。Ｔ形バー６４２は、アラインメントガイド６４０の基部６４４に位置している。遠位面６４６は、上側のＴ形バー６４４に対して垂直であり、そして図１９に図示されるように、多軸ヘッド４０６のロッドガイダンス進入スロットの開口面とマッチしている。約１１時の位置６５０から約１時の位置６５２までに位置している遠位面６４６は、脊髄ロッドガイダンスファンネル４０８の上側の部分を含む。Ｔ形ハンドルアラインメントガイドの遠位末端は、ロッドガイダンスファンネルのないペディクルスクリューによる脊椎ロッドの安全な通過を容易にする、完全なロッドガイダンスファンネルが取り付けられてもよい。
【００４４】
ロック機構５０２は、上側のＴ形バー６４４に対して並行して位置し、そして多軸ヘッド４０６の閉じられた面上のアラインメント穴４０４とマッチしている。図２０に図示されるように、ロック機構５０２は、アラインメントガイド６４０の遠位チャンバー６４６内に埋め込まれたそれぞれのレバーアーム５１４に取り付けられた２つの小さなペグ５１２から構成され得る。アラインメントガイド６４０がスクリュー４００中に挿入されるかまたは配置されると、これらの２つのペグ５１２および／またはそれぞれのレバーアーム５１４は、内部方向にまたは互いに向かって押される。アラインメントマーカースリーブまたは六角スクリュードライバーがＴ形ハンドルアラインメントガイド６４０の内部チャンバー内に完全に据えられたとき、ロック機構５０２は作動され、そしてペグ５１４は、スクリュー４０４のアラインメント穴を通して側方向に動かされる。他のタイプのロック機構は本発明に従って利用され得ることが当業者に理解される（例えば、マッチしているスクリュー）。
【００４５】
図１８を再度参照すると、２つの丸いアラインメント窓６４８が両ロック機構５０２の上に存在し、外科手術の間のアラインメントガイド６４０の方向の蛍光透視評価を容易にする。
【００４６】
図２１は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０の内部円筒状チャンバー６５２に適合するアラインメントマーカースリーブ６５０の正面図および側面図を示す。スリーブ６５０は、円筒形の形状であり、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０の形状とマッチしている。スリーブ６５０は、可撓性スクリューアラインメントマーカーを収容するようにカニューレ状である。アラインメントマーカー進入口は、スリーブの基部に位置している。スリーブの先端は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０のロック機構５０２を作動させる。
【００４７】
可撓性スクリューアラインメントマーカー６６０は、図２２に図示されるように、スリーブ６５０のカニューレ内に適合し、そしてその上に定規または他の標示手段を有する。マーカー６６０のシャフトは、曲がり力を受けた後にその元の形状を維持する可撓性材料（例えば、ステンレススチールワイヤ）から構成される。図２３に図示されるように、マーカーの先端６６２は、マーカーがスリーブ進入口上に完全に据えられたとき、多軸スクリューヘッド４０６の中心に位置している。多軸ヘッド６７０は、マーカー６６０の頂部に位置している。多軸ヘッド６７０は、一連の可撓性アラインメントマーカー６６０を接続するのに利用される可鍛テンプレートロッド６９０を収容する。可鍛テンプレートロッド６９０は、図２４に図示され、円形の断面であり、可鍛金属で作製され、そしてプラスチック成形物（これもまた可鍛性である）で被覆されている。あるいは、接続システムは、非可鍛材料で作製され得る。
【００４８】
図２５および図２６は、ロッドガイダンス進入スロットおよびアラインメントガイド穴を有する相互接続タワー７００の正面図および側面図を示す。このタワーの両段７０２および７０４とも、ロッドガイダンス進入ファンネル７０６を備える。上段７０２はさらに、閉じた面７０８上に位置しそして開口面７１０に対して９０°に配向されているアラインメント穴を備える。この穴は、多軸スクリューヘッドアラインメントガイド穴と同一であり、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０のロック機構５０２を収容する。上段７０２は、接続ロッド７１２を収容し、一方、下段７０４は、脊椎ロッド７１４を収容する。あるいは、下段は、既存の脊椎ロッドへの側方からの配置を可能にするように、片側が開口していてもよい。図２６に図示されるように、両ロッド７１２および７１４が固定されている場合、複合体全体がセットスクリュー７１６でロックされ、このセットスクリューは、ロッドロックボルト７１８に接続ロッド７１２を据え付けている。これにより、脊椎ロッド７１４がそのサドル上にしっかりと固定される。ロッドロックボルト７１８は、両ロッドに対して垂直に配向されており、そしてボルトの各末端にサドルを備える。上段７０２は、下段７０４に対して自由に回転するが、一旦セットスクリュー７１６が締められると適切な位置にロックされる。
【００４９】
図２７から図４４は、スクリューおよびロッドの低侵襲性の経皮配置および脊椎関節固定を許容する、術内レーザー誘導蛍光透視を利用する脊椎外科手術の方法論を図示する。まず図２７から図２９を参照すると、本発明の一局面に従う椎弓根位置決めおよびアプローチのための方法論が図示される。作業軸および皮膚切開点は、椎弓根の中心軸に沿ったレーザー誘導蛍光透視の利用によって決定される。椎弓根は、椎骨の本体から後方に突出して、各側で薄板と接続している骨突起をいい、そしてこれは、椎弓の根を形成している。レーザー８００は、モニター８０４上の十字線８０２が、レーザー光線径路と相関していることを確実にするように、使用前に適切に較正されるべきである。
【００５０】
椎弓根の中心軸は、脊椎椎弓根の入り口、峡部、および出口の中心を通る線によって定義される。その中心軸に沿った椎弓根皮質の同軸方向蛍光透視画像は、図２９に示されるように、円または楕円８０６として投影される。椎弓根のサイズおよび配向の決定は、術前放射線透視検査（例えば、Ｘ線、ゼロラジオグラフィー（ＸＲ）、コンピューター体軸断層撮影走査（ＣＡＴ走査）、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）、．．．）を用いて評価される。椎弓根の同軸中心がＣアーム十字線８０２と一列に並ぶと、レーザーの投影により、経皮的皮膚切開の部位が決定される。
【００５１】
標準滅菌様式での外科手術分野の準備およびドレーピング後、ガイドピンが、レーザー光線軸に沿って皮膚切開を通して挿入され、そして作業口が、図１に示された連続的に大きくなるカニューレ状拡張器１０２〜１１６を用いて確立される。拡張器１０２〜１１６のテーパー状の末端および連続的前進により、軟組織の外傷を最小限にする。軟組織の深さは、拡張器上の定規目盛りから決定される。後方脊椎上の骨進入点は、同軸蛍光透視を用いて確認される。
【００５２】
図２から図６をまた参照すると、適切な大きさのヒンジ型円筒状開創器２００が、作業領域を露出しそして視野２１０を増大させるように、最終または最大の使用拡張器（例えば、拡張器１１６）の上方に配置され得る。作業領域および視野２１０は、開創器２００の２つの半円筒２１２および２１４を広げることによって増大され得る。円筒の２つの半分２１２および２１４は、図３に示されるように、近位末端２０２および遠位末端２０４の両方で等しく可変に広げられ得るか、またはこれらの２つの半分２１２および２１４は、図４のように、遠位末端２０４で広げられ、近位末端２０２では蝶番式に動かされ得る。最大の露出および視野２１０のために、これらの２つの半分２１２および２１４は、両方法によって広げられ得る。この場合、図５に図示されるように、近位末端２０２が蝶番式に動かされかつ遠位末端２０４が広げられ、ならびに両半分２１２および２１４が、近位末端２０２および遠位末端２０４の両方で等しく広げられる。さらに、より小さな開創器がより大きな開創器に対して直角に配向されそしてその中に配置されることにより、ずっと大きな二方向の視野が可能になり得る。開創器には、内視鏡カメラおよび直接目視用ファイバー光源が取り付けられ得る。
【００５３】
図３０から図４０を参照すると、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置の方法論が図示される。図３０に図示されるように、レーザー照準デバイス８０８の利用は、後方脊椎８１２上の骨進入点８１０の位置決めを提供する。この位置は、単に図示する目的で、屍体から取り出されて示している。適切な進入点８１０（図３１に示す）は、本発明の一局面に従って同軸蛍光透視８１４を用いて確認される。放射線透過性標的ハンドル３１０を有する突き錐３１６は、レーザー誘導蛍光透視を利用して作業軸に沿って配置され、そして進入点８１６が、脊椎８１２上に作出される。レーザー照準デバイス３００は、標的ハンドル３１０を利用して作業軸に沿った全ての器具の適切なアラインメントを確認する。図７を参照すると、レーザー照準デバイス３００は、各器具の中心の長手方向軸に沿って配向された中心３０２を有する。
【００５４】
放射線透過性標的ハンドル３２４を有する手持形ドリル３２０（またはタップ）が、図３３に図示されるように、作業軸に沿って配置される。あるいは、カニューレ状ドリルまたはタップが、ガイドピンまたはワイヤ上で用いられ得る。適切な進入点８１８（図３４に示す）が、本発明の一局面に従って同軸蛍光透視を利用して確認される。図３５は、ハンドル３２４中で光点または照射領域として示されるレーザー照準デバイス３００を図示する。レーザー照準デバイス３００の中心は、各器具の中心の長手方向軸に沿って配向されている。図３６は、椎弓根の中心軸に沿って作出されたスクリュー径路８２０を図示する。椎弓根の完全性は、ボール状先端プローブ３３０を用いて検証される（図３７の二平面方向蛍光透視画像）。同軸方向画像は、椎弓根内の配置を確証し、一方、椎弓根の側方向画像（図３８に示す）は、ドリル深さおよびドリル径路の吻−尾側の目的を検証する。
【００５５】
図１０、図３３、および図３８を参照すると、スクリュー径路の長さは、カニューレ状深さゲージ定規３３８を用いて（またはカニューレ状ドリルもしくはタップ上の目盛りマーカーから）測定される。ボール状先端プローブ３３０をドリル径路内に置いた状態とし、そしてカニューレ状定規は、プローブを、下方の骨の上に配置する。測定は、開口している溝付きスロット３４０を通るプローブの基部で行われる。
【００５６】
スクリューの適切な長さは、深さゲージ（またはドリル／タップ）測定に基づいて選択され、そしてスクリューの直径は、術前放射線透視検査（例えば、ＸＲ、ＣＴ、ＭＲＩ）から決定される。適切なスクリューが選択されると、多軸スクリュー４００が、図１１に示す放射線透過性標的ハンドルスクリュードライバー３５０を用いてドリル径路に沿って配置される。作業軸に沿ったドリル、プローブ、およびスクリュー４００の適切な配置は、椎弓根の中心軸の同軸方向および側方向の投影の二平面方向蛍光透視（図３９および図４０に示す）を用いて、全て確認される。あるいは、カニューレ状多軸スクリューが、既存のガイドピンまたはワイヤ上に配置され得る。上記工程は、多段階ペディクルスクリューインストゥルメンテーションのために反復される。
【００５７】
図４１から図４４を参照すると、本発明の一局面に従う相互接続タワー配置のための方法論が図示される。Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０は、ロック機構５０２を用いることによって、多軸スクリューヘッド４００上で同軸方向に固定される。図１８から図２４をまた参照すると、ロック機構５０２は、上側のＴ形バー６４４に対して並行に位置し、そして多軸ヘッド４０６の閉じられた面上のアラインメント穴４０４とマッチしている。ロック機構５０２は、遠位管内に埋め込まれたそれぞれのレバーアーム５１４に取り付けられた２つの小さなペグ５１２から構成される。アラインメントマーカースリーブ６５０がＴ形ハンドルアラインメントガイド６４０内に配置されたとき、ロック機構５０２は作動される（すなわち、ペグが、アラインメント穴を通して側方向に動かされる）。両ロック機構の上に２つの丸いアラインメント窓６４８が存在し、術中のアラインメントガイドの蛍光透視の配向を容易にする。Ｔ形ハンドルアラインメントガイド５００およびスクリュー４００を固定する他の手段が利用され得、そして本発明の範囲内であることが当業者に理解される。例えば、いずれかの側でのスクリュー機構が利用され得る。ここでは、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドの遠位末端および多軸スクリューヘッドの近位末端上のマッチしているスクリューが締められ、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド５００およびスクリュー４００を一緒に固定する。
【００５８】
次いで、アラインメントマーカースリーブ６５０は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６４０の円筒状チャンバー６５２中に配置される。カニューレ状スリーブ６５０は、可撓性スクリューアラインメントマーカー６６０を受容し、そしてスリーブ６５０の先端は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイド６５０のロック機構５０２を作動させる。
【００５９】
可撓性スクリューアラインメントマーカー６６０は、スリーブ６５０のカニューレ内に配置される。マーカー６６０がスリーブ進入口上に完全に据えられたとき、それらの先端が、多軸スクリューヘッド４０６の中心内に位置する。可鍛（または非可鍛）テンプレートロッド６９０が用いられて、一連の可撓性アラインメントマーカーを接続し、アラインメントマーカーおよび接続テンプレートロッドが一つのユニットとして取り外され得ることを可能にする。ロッドガイダンス進入ファンネルを介して適合するように、テーパー状矢型先端７１６を有する脊椎ロッド７１４は、スクリューアラインメントマーカー６６０の先端とマッチするように輪郭付けられる。ロッド７１４の形状は、図４２に図示されるように、多軸スクリューヘッド４０６を通して弓状に近づくべきであり、そしてロッド７１４の長さは、第一および最後のスクリューアラインメントマーカー６６０間の距離によって測定され、必要長さに切断される。ロッド７１４は、図１７に示されるように、ロッドホルダー６１０に取り付けられる。ロッドホルダー６１０は、脊椎ロッド７１４をその基部末端で固定し、そして多軸スクリュー４００を通して矢型ロッドの先導末端を誘導するために用いられる。
【００６０】
ロッド進入皮膚切開は、第一および最後のアラインメントマーカー６６０の頂部の中点８２０に基づく推定回転弓に沿ってなされる。ロッドは、最大に容易な挿入を与える方向が選択されるべきであるので、吻−尾側または尾−吻側のいずれかの方向で配置され得る。ロッドは、一方の手で多軸スクリューヘッド４０６をそして他方の手で脊椎ロッド７１４を取り扱うように両手を用いて、多軸スクリューヘッド４００のロッドガイダンス進入スロットを介して方向付けられる。誘導は、開創器を通して直接目視下で、ならびに二平面方向蛍光透視を用いて、実施され得る。ロッド挿入径路に対して直角に位置する２つの丸いアラインメント窓が、アラインメントガイドの術内の配向を決定するために用いられ得る（図１８を参照のこと）。ファンネル形のロッドガイダンス入り口は、スクリュー４００の開口面へのロッド挿入を容易にする。多軸スクリューの開口面は、ロッドが１つのロッドガイダンス入り口から次の入り口に挿入されるので、互いに面するべきである。脊椎ロッドの正確な配置は、目視および蛍光透視画像の両方で確認される。最終的に、ロッドは、トップロードセットスクリューを有するスクリューヘッド４０６（図１５に示される）に対して固定される。
【００６１】
相互接続タワー配置：ロッド径路に沿った相互接続タワーの配置は、脊椎ロッド配置の前に決定され得る。タワーは、図２５に示されるように、ロック機構を用いることにより、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドに固定される。脊椎ロッドは、開創器を通した直接目視下および二平面方向蛍光透視を用いて、下段を通して方向付けられる。あるいは、既存の脊椎ロッドへの側方負荷を可能にするように、タワーの下段の片側が開口され得る。タワーは常に、２つの多軸スクリュー間に配置されるべきである。下段が脊椎ロッドに接続された後、上段の対応する開口面は、Ｔ形ハンドルアラインメントガイドと互いに向かい合わせの方向とされる。接続ロッドの長さは、アラインメントマーカーを用いて評価される。レーザー光線径路に沿った開口面のアラインメント後、側方向蛍光透視画像が得られる。皮膚切開は、皮膚上へのレーザー投影によって決定される。次いで、接続ロッドが、レーザー光線径路に沿って同軸方向に挿入される。これは、ロッドホルダーの基部で標的ガイドを用いて検証される。接続器ロッド配置の誘導の調節は、二平面方向蛍光透視を用いて達成される。両ロッドが固定されたとき、タワー複合体全体がセットスクリューを用いてロックされ、このセットスクリューは、ロッドロックボルトに接続ロッドをそして脊椎ロッドにロックボルトを据え付ける。セットスクリューの締め付けは、図２６に図示されるように、これらのロッドをそれらのそれぞれのサドル上にしっかりと据え付ける。
【００６２】
脊椎関節固定。このインストゥルメンテーション技術は、前方または後方の脊椎固定と合わせて利用され得る。それは、前方から（例えば、前方頚椎椎間板切除および固定、前方胸椎椎体間固定、前方腰椎椎体間固定）または後方から（例えば、後方腰椎椎体間固定、経椎間孔腰椎椎体間固定）実施される種々の前方椎体間固定と共に利用され得る。後方または後側部脊椎固定もまた、直接目視（すなわち、ルーペもしくは顕微鏡拡大率）によって、または内視鏡補助のもとで実施され得る。円筒状開創器を通した骨移植片の穿孔および配置は、直接目視、内視鏡視、および／または蛍光透視鏡視によって実施され得る。特殊化ヒンジ型円筒状開創器は、関節固定手技のために利用され得る。関節固定は、経皮的レーザー誘導インストゥルメンテーションの前または後で実施され得る。
【００６３】
別の実施態様では、この技術は、二平面方向術中レーザー誘導蛍光透視画像下で頚部外側塊（または柱）中に経皮的にスクリューおよびロッドを配置するために、頚椎で利用され得る。別の実施態様によれば、脊椎ロッド挿入工程は、多軸ヘッドを通してガイドワイヤを配置することによって改変され得る。次いで、適切なサイズのカニューレ状ロッドが、ワイヤを覆って誘導され得る。
【００６４】
本発明と共に用いられるいかなるタイプの脊椎外科手術も、脊椎固定を含み得ることが留意されるべきである。本質的には、脊椎固定は、２つ以上の椎骨の外科的癒合である。脊椎固定の間に、自原骨、同種移植骨、骨基質、または骨促進タンパク質が癒合過程を容易にし得る。
【００６５】
図４５を参照すると、開示されたアーキテクチャーを実行するのに動作可能なコンピューターのブロックダイアグラムが図示される。本発明の種々の局面にさらなる背景を提供するために、図４５および以下の説明は、本発明の種々の局面が実行され得る適切なコンピューター環境１１００の簡単な一般的な説明を提供することが意図される。本発明は、１つ以上のコンピューターで実行し得るコンピューター実行指示の一般的な背景の下に上記にて説明してきたが、当業者は、本発明が、他のプログラムモジュールと組み合わせて、および／またはハードウェアとソフトウェアとの組合せとしても実行され得ることを認識する。
【００６６】
一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施するかまたは特定の抽出データタイプを実行する、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含む。さらに、当業者は、発明の方法が、他のコンピューターシステム配置を用いて実施され得ることを理解する。このようなコンピューターシステム配置としては、シングルプロセッサーまたはマルチプロセッサーコンピューターシステム、ミニコンピューター、メインフレームコンピューター、ならびにパーソナルコンピューター、携帯用コンピューターデバイス、マイクロプロセッサーベースまたはプログラム可能コンシューマ電子機器などが挙げられ、それらの各々は、１つ以上の関連デバイスに動作可能に連結され得る。
【００６７】
本発明の図示した局面はまた、分散コンピューター環境でも実施され得る。この環境では、通信ネットワークを通して連結されているデバイスを遠隔操作することによって、特定のタスクが実施される。分散コンピューター環境では、プログラムモジュールは、ローカルおよび遠隔の両記憶貯蔵デバイスに配置され得る。本発明は、通信ネットワークを通して連結されているロボットおよび／またはロボットコンポーネントを用いて実行され得ることが理解されるべきである。
【００６８】
コンピューターは、代表的には、種々のコンピューター読み出し可能な媒体を備える。コンピューター読み出し可能な媒体は、コンピューターによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得、そして揮発性および非揮発性の、取り外し可能および可能でない媒体の両方とも含む。限定ではなく例示として、コンピューターで読み出し可能な媒体は、コンピューター貯蔵媒体および通信媒体を含み得る。コンピューター貯蔵媒体は、情報の保存のための任意の方法または技術（例えば、コンピューター読み出し可能な指示、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ）で実行される、揮発性および非揮発性の、取り外し可能および可能でない媒体の両方とも含む。コンピューター貯蔵媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光学ディスク貯蔵、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク貯蔵もしくは他の磁気貯蔵デバイス、または所望の情報を格納するために用いられ得そしてコンピューターによってアクセスされ得る任意の他の媒体が含まれるが、これらに限定されない。
【００６９】
通信媒体は、代表的には、コンピューター読み出し可能な指示、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを、搬送波のような変調データ信号または他の伝達機構で具体化し、そして、任意の情報伝送媒体を含む。用語「変調データ信号」とは、その特徴的なセットの１つ以上を有するか、または信号において情報をコードするように変更している信号を意味する。限定ではなく例示として、通信媒体は、有線媒体（例えば、有線網または直接ワイヤ接続）および無線媒体（例えば、音波、ＲＦ、赤外線および他の無線媒体）を含む。上記のいずれの組合せもまた、コンピューター読み出し可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００７０】
図４５を再度参照すると、本発明の種々の局面を実行するための例示の環境１１００を図示する。この環境は、コンピューター１１０２を含み、コンピューター１１０２は、処理装置１１０４、システムメモリ１１０６、およびシステムバス１１０８を含む。システムバス１１０８は、処理装置１１０４にシステムコンポーネント（システムメモリ１１０６を含むがこれに限定されない）を連結している。処理装置１１０４は、種々の市販のプロセッサのいずれでもあり得る。デュアルマイクロプロセッサおよび他のマルチプロセッサアーキテクチャーもまた、処理装置１１０４として用いられ得る。
【００７１】
システムバス１１０８は、さらにメモリバス（メモリコントローラと共にまたはなしで）、周辺バス、およびローカルバスに、種々の市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて相互接続し得る、いくつかのタイプのバス構造のいずれかであり得る。システムメモリ１１０６は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１１１０およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１１２を含む。ベーシックインプット／アウトプットシステム（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭのような非揮発性メモリ１１１０に格納される。ＢＩＯＳは、（例えば、スタートアップの間に）コンピューター１１０２内のエレメント間で情報を伝送するのを補助するベーシックルーチンを含んでいる。ＲＡＭ１１１２はまた、データをキャッシュするための静的ＲＡＭのような高速ＲＡＭを含み得る。
【００７２】
コンピューター１１０２は、内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）（内部ハードディスクドライブ１１１４はまた、外部使用のために適切な枠組みで配置され得る（示さず））、磁気フレキシブルディスクドライブ（floppy disk drive：ＦＤＤ）１１１６（例えば、リムーバブルディスク１１１８から読み出しまたはこれに書き込む）、および光学ディスクドライブ１１２０（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク１１２２を読み取る、またはＤＶＤのような他の高性能光学媒体から読み出すもしくはこれに書き込む）をさらに備える。ハードディスクドライブ１１１４、磁気ディスクドライブ１１１６、および光学ディスクドライブ１１２０はそれぞれ、ハードディスクドライブインターフェース１１２４、磁気ディスクドライブインターフェース１１２６、および光学ドライブインターフェース１１２８によって、システムバス１１０８に接続され得る。外部ドライブ実行用インターフェース１１２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）およびIEEE 1394インターフェース技術の少なくとも一方または両方を備える。
【００７３】
ドライブおよびそれらの関連したコンピューター読み出し可能な媒体は、データ、データ構造、コンピューター実行可能な指示などの非揮発性の貯蔵を提供する。コンピューター１１０２について、ドライブおよび媒体は、適切なデジタルフォーマットで任意のデータの貯蔵を収容する。上記のコンピューター読み出し可能な媒体の説明は、ＨＤＤ、リムーバブル磁気ディスク、およびリムーバブル光学媒体（例えば、ＣＤまたはＤＶＤ）に言及しているが、コンピューターによって読み出し可能な他のタイプの媒体（例えば、ジップドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジなど）もまた、例示の動作環境で使用され得ること、そしてさらに、このような媒体はいずれも、本発明の方法を実施するためのコンピューター実行可能な指示を含み得ることが当業者に理解されるべきである。
【００７４】
ドライブおよびＲＡＭ１１１２に多数のプログラムモジュールが格納され得、オペレーティングシステム１１３０、１つ以上のアプリケーションプログラム１１３２、他のプログラムモジュール１１３４、およびプログラムデータ１１３６を含む。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール、および／またはデータの全てまたは一部はまた、ＲＡＭ１１１２にキャッシュされ得る。
【００７５】
本発明は、種々の市販のオペレーティングシステムまたはオペレーティングシステムの組合せで実行され得ることが理解される。
【００７６】
使用者は、１つ以上の有線／無線入力デバイス、例えば、キーボード１１３８およびポインティングデバイス（例えば、マウス１１４０）を通してコンピューター１１０２にコマンドおよび情報を入力し得る。他の入力デバイス（示さず）は、マイクロホーン、ＩＲリモートコントロール、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチスクリーンなどを含み得る。これらのおよび他の入力デバイスは、しばしばシステムバス１１０８に連結されている入力デバイスインターフェース１１４２を通して処理装置１１０４に接続されるが、他のインターフェース（例えば、パラレルポート、IEEE 1394シリアルポート、ゲームポート、ＵＳＢポート、ＩＲインターフェースなど）によって接続され得る。
【００７７】
モニター１１４４または他のタイプのディスプレイデバイスもまた、インターフェース（例えば、ビデオアダプター１１４６）を通してシステムバス１１０８に接続される。モニター１１４４に加えて、コンピューターは、代表的には、他の周辺出力デバイス（示さず）、例えば、スピーカー、プリンターなどを備える。
【００７８】
コンピューター１１０２は、１つ以上の遠隔コンピューター（例えば、遠隔コンピューター１１４８）への有線および／または無線通信による論理接続を用いて、ネットワーク化環境で操作し得る。遠隔コンピューター１１４８は、ワークステーション、サーバコンピューター、ルーター、パーソナルコンピューター、ポータブルコンピューター、マイクロプロセッサーベースエンターテイメントアプライアンス、ピアデバイス、または他の一般ネットワーク接続点であり得、そして代表的には、コンピューター１１０２に関して記載したエレメントの多くまたは全てを含むが、簡潔にするために、記憶貯蔵デバイス１１５０のみを図示する。図示した論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１５２および／またはより大きなネットワーク、例えば、広域ネットワーク（ＷＡＮ）１１５４への有線／無線接続を含む。このようなＬＡＮおよびＷＡＮネットワーク化環境は、職場および会社内では一般的であり、そして、それらの全てがグローバルコミュニケーションネットワーク（例えば、インターネット）に接続し得る企業範囲コンピューターネットワーク（例えば、イントラネット）を促進している。
【００７９】
ＬＡＮネットワーク化環境で使用される場合、コンピューター１１０２は、有線および／または無線の通信ネットワークのインターフェースまたはアダプター１１５６を通してローカルネットワーク１１５２に接続される。アダプター１１５６は、ＬＡＮ１１５２への有線または無線通信を促進し得、これは、無線アダプター１１５６と通信するためにそこに配置された無線アクセスポイントも含み得る。ＷＡＮネットワーク化環境で使用される場合、コンピューター１１０２は、モデム１１５８を含み得るか、またはＬＡＮ上の通信サーバに接続されるか、またはＷＡＮ１１５４を越えて通信を確立するための他の手段（例えば、インターネットによる）を有する。モデム１１５８（これは、内部または外部の有線または無線のデバイスであり得る）は、シリアルポートインターフェース１１４２を用いることにより、システムバス１１０８に接続される。ネットワーク化環境では、コンピューター１１０２に関して図示したプログラムモジュールまたはそれらの部分は、遠隔記憶／貯蔵デバイス１１５０に格納され得る。示されたネットワーク接続は例示的であり、コンピューター間で通信リンクを確立する他の手段も用いられ得ることが理解される。
【００８０】
コンピューター１１０２は、無線通信で動作可能に配置された任意の無線デバイスまたは物、例えば、プリンター、スキャナー、デスクトップおよび／またはポータブルコンピューター、ポータブルデータ補助、通信衛星、無線で検出可能なタグと関連した装置または場所（例えば、売店、新聞雑誌売り場、トイレ）の任意のピース、および電話、と通信するように動作可能である。これは、少なくともWi-FiおよびBluetoothTM無線技術を含む。したがって、通信は、従来のネットワークと同様の所定構造であり得るか、または単に少なくとも２つのデバイス間の特別通信であり得る。
【００８１】
Wi-Fi（すなわちWireless Fidelity）は、有線の必要なく、家庭でのソファ、ホテルの部屋、または職場での会議室からのインターネットへの接続を可能にする。Wi-Fiは、携帯電話と同様の無線技術であり、そのようなデバイス（例えば、コンピューター）がデータを屋内および屋外（ベースステーションの範囲内のどこでも）で送受信することを可能にする。Wi-Fiネットワークは、安全で信頼できる迅速な無線接続を提供するIEEE 802.11（a、b、gなど）と呼ばれる無線連絡技術を使用する。Wi-Fiネットワークは、コンピューターを互いに、インターネットに、および有線網（IEEE 802.3またはイーサネット（登録商標）を使用する）に接続するために使用され得る。Wi-Fiネットワークは、ライセンスを受けてない2.4および5GHzの無線バンドで11Mbp（802.11b）または54Mbp（802.11a）データ速度で、または両バンドを含む産物（デュアルバンド）で動作し、そしてこのネットワークは、多くの職場で使用されているベーシック10BaseT有線イーサネット（登録商標）ネットワークに類似した実世界パフォーマンスを提供し得る。
【００８２】
上記の説明は、本発明の例を包含する。本発明を説明する目的で構成要素または方法論の全ての考えられる組合せを記載することはもちろん可能ではないが、当業者は、本発明の多くのさらなる組合せおよび置換が可能であることを認識し得る。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の意図および範囲内に入る全てのこのような変更、改変、およびバリエーションを包含することが意図される。さらに、用語「備える(includes)」が詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで使用されている点で、そのような用語は、「備える(comprising)」が請求項中で移行句として用いられる場合に解釈されるように、用語「備える(comprising)」と同様の様式で包括的であることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の一局面に従うカニューレ状拡張器システムを図示する。
【図２】図２は、本発明の一局面に従う例示のヒンジ型円筒状開創器を図示する。
【図３】図３は、本発明の一局面に従う例示のヒンジ型円筒状開創器を図示する。
【図４】図４は、本発明の一局面に従う例示のヒンジ型円筒状開創器を図示する。
【図５】図５は、本発明の一局面に従う例示のヒンジ型円筒状開創器を図示する。
【図６】図６は、本発明の一局面に従う例示のヒンジ型円筒状開創器を図示する。
【図７】図７は、本発明の一局面に従うスクリュー調製システムの例示の器具を図示する。
【図８】図８は、本発明の一局面に従うスクリュー調製システムの例示の器具を図示する。
【図９】図９は、本発明の一局面に従うスクリュー調製システムの例示の器具を図示する。
【図１０】図１０は、本発明の一局面に従うスクリュー調製システムの例示の器具を図示する。
【図１１】図１１は、本発明の一局面に従うスクリュー調製システムの例示の器具を図示する。
【図１２】図１２は、本発明の一局面に従うスクリュー調製システムの例示の器具を図示する。
【図１３】図１３は、本発明の一局面に従う例示の多軸スクリューを図示する。
【図１４】図１４は、本発明の一局面に従う例示の多軸スクリューを図示する。
【図１５】図１５は、本発明の一局面に従う例示の多軸スクリューを図示する。
【図１６】図１６は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図１７】図１７は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図１８】図１８は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図１９】図１９は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図２０】図２０は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図２１】図２１は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図２２】図２２は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図２３】図２３は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図２４】図２４は、本発明の一局面に従うロッドガイダンスシステムを図示する。
【図２５】図２５は、本発明の一局面に従う相互接続タワーを図示する。
【図２６】図２６は、本発明の一局面に従う相互接続タワーを図示する。
【図２７】図２７は、本発明の一局面に従う椎弓根位置決めおよびアプローチのための方法論を図示する。
【図２８】図２８は、本発明の一局面に従う椎弓根位置決めおよびアプローチのための方法論を図示する。
【図２９】図２９は、本発明の一局面に従う椎弓根位置決めおよびアプローチのための方法論を図示する。
【図３０】図３０は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３１】図３１は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３２】図３２は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３３】図３３は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３４】図３４は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３５】図３５は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３６】図３６は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３７】図３７は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３８】図３８は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図３９】図３９は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図４０】図４０は、本発明の一局面に従うスクリュー径路調製および配置のための方法論を図示する。
【図４１】図４１は、本発明の一局面に従う相互接続タワー配置のための方法論を図示する。
【図４２】図４２は、本発明の一局面に従う相互接続タワー配置のための方法論を図示する。
【図４３】図４３は、本発明の一局面に従う相互接続タワー配置のための方法論を図示する。
【図４４】図４４は、本発明の一局面に従う相互接続タワー配置のための方法論を図示する。
【図４５】図４５は、本発明に従う例示のコンピューター環境のブロックダイアグラムを図示する。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【国際調査報告】
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