(57)【要約】安全な位置に器具の一部を支持するように構成された保持部と、器具の一部を被覆するように構成されたガードと、追跡システムの一部を支持するように構成された少なくとも一つの取付け部と、ハンドピースに取り付けられたアクチュエータと、を有する器具用のハンドピース配置。アクチュエータは、器具の露出を制御するように構成されてもよい。ナビゲートされる手術装備は、追跡システムと、追跡システムと通信する器具と、追跡システムおよび器具と通信するプラットフォームとを含むように提供される。プラットフォームは、プロセッサと、予め決められたナビゲートされる施術に関連する少なくとも一つの隠れた対象を介して、器具での対象の成形を選択的に制御するように構成されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータで読み出し可能な記憶媒体と、を有してもよい。【選択図】図４
2013527783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具用のハンドピース配置であって、前記ハンドピース配置は、
前記器具の少なくとも一部を安全な位置に支持するように構成された保持部と、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された、少なくとも一つの取付け部と、
前記ハンドピースに取り付けられ、前記保持部と通信するアクチュエータであって、前記ガードに対して、前記保持部を移動するように構成された、アクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とするハンドピース配置。
【請求項２】
前記器具は、前記器具のエンドエフェクタを移動するために一次起動ドライブを提供し、前記アクチュエータは、前記一次起動ドライブ動作とは別の様式で前記エンドエフェクタを移動するために、二次起動ドライブを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドピース配置。
【請求項３】
前記ハンドピースは、前記器具の前記位置を示すように構成されたトラッカをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドピース配置。
【請求項４】
前記ハンドピースは、前記ガードを遊離可能なように固定するように構成された取付け機構をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドピース配置。
【請求項５】
前記保持部は、前記ハンドピース内に、前記器具の少なくとも一部を、遊離可能なように固定するようにさらに構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドピース配置。
【請求項６】
前記ハンドピースは、前記器具の少なくとも一部を支持するための前記保持部から伸長するサポートをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドピース配置。
【請求項７】
ナビゲーション手術器具であって、
対象を成形するように構成されるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタの位置を示すように構成されたトラッカと、
前記器具の少なくとも一部を保持するように構成された第一の取付け部と、前記トラッカを保持するように構成された第二の取付け部とを有するハンドピースと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲーション手術器具。
【請求項８】
ガードを遊離可能なように支持するように構成された第三の取付け部をさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のナビゲートされる手術器具。
【請求項９】
前記ハンドピースに対して、前記器具を移動するように構成されたアクチュエータをさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のナビゲートされる手術器具。
【請求項１０】
手術器具と、
前記器具の位置を知らせるように構成された追跡システムと、
前記器具の少なくとも一部を支持するように構成されたハンドピースであって、前記器具を移動するようにさらに構成された、ハンドピースと、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲーション手術器具システム。
【請求項１１】
前記ハンドピースは、前記器具を移動するように構成されたアクチュエータをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１０に記載のナビゲーション手術システム。
【請求項１２】
器具の少なくとも一部を支持するように構成された保持部と、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された少なくとも一つの取付け部と、
前記ハンドピースへと取り付けられ、前記ガードに対して、前記器具の少なくとも一部の露出を制御するように構成されたアクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とする器具用のハンドピース配置。
【請求項１３】
ナビゲートされる手術装備であって、
追跡システムと、
前記追跡システムと通信する器具と、
前記追跡システムおよび前記器具と通信するプラットフォームであって、前記プラットフォームは、
少なくとも一つのプロセッサと、
前記少なくとも一つのプロセッサによって実行可能であり、そこに具現化されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータで読み出し可能な記憶媒体であって、前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、
再度決定されたナビゲートされる施術に関連付けられた、少なくとも一つの隠れた対象を介して、前記器具での対象の成形を選択的に制御するように構成されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
前記複数の隠れた対象との界面を形成する少なくとも一つのアプリケーションプログラミングインターフェイスオブジェクトを提供するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
前記プラットフォーム上での手術用に構成可能な少なくとも一つのタスクを特定する少なくとも一つのオブジェクトテンプレートを提供するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
を含む、プログラムコードと、
を含む、プラットフォームと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲートされる手術装備。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのタスクは、速度制御タスク、伸長制御タスクから成るグループから得られる少なくとも一つを含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項１５】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、前記器具のモデルを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項１６】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、前記器具用の複数の制御アルゴリズムを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項１７】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、成形される前記対象のモデルを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項１８】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、成形される前記対象用の複数の手術アルゴリズムを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項１９】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、前記器具および成形される前記対象の視覚表示を管理するためのグラフィクスディスプレイルーティンを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項２０】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、器具の露出、器具速度、器具の位置、成形される前記対象の位置、手術プラン、成形される前記対象の形状、前記器具および成形される前記対象の視覚表示を生成するためのコマンドから成るグループから得られる少なくとも一つに関する入力を受信するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項２１】
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードの少なくとも一部は、電子制御ユニット上で実行可能である、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装備。
【請求項２２】
そこで具現化されるコンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータで読み出し可能な記憶媒体であって、前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、
予め決められたナビゲートされる施術に関連付けられた少なくとも一つの隠れた対象での、器具およびハンドピースのうちの少なくとも一つによる、対象の成形を選択的に制御するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
前記隠れた複数の対象との界面を形成する少なくとも一つのアプリケーションプログラミングインターフェイスオブジェクトを提供するように構成されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
プラットフォーム上で動作するために構成可能である少なくとも一つのタスクを特定する、少なくとも一つのオブジェクトテンプレートを提供するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
を含む、コンピュータで読み出し可能な記憶媒体を含む、
ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願に対する相互参照］
本出願は、２０１０年４月２２日に出願された、米国仮特許出願整理番号61/342,991の優先権を享受する利益を主張し、本出願は、米国仮特許出願整理番号61/342,991に基づき、かつ、米国仮特許出願整理番号61/342,991は本明細書にその全体において、参照によって組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概して、ナビゲートされるフリーハンド手術器具を制御するための方法、プロセス、装置およびシステムに関する。より詳細には、本発明は、手術ナビゲーションシステムと使用するための追跡システム、電子制御ユニット、ソフトウェアアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）のうちの少なくとも一つと組み合わせて使用するための、ナビゲートされるフリーハンド手術器具用のハンドピースに関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、人工膝関節全置換（“ＴＫＲ”）手術などの骨手術においては、解剖学的に正確、かつ精密な位置にインプラントを埋め込むために、患者の骨を注意深く調整することが重要である。この調整中に使用するための、種々の骨切断器具が使用可能である。ナビゲートされる手術器具は、外科医にフリーハンドでの切断動作を可能にする一方、ユーザの定義した手術プランに基づいて、切断器具の軌跡および切断速度を位置づけ、固定し、調整し、および／もしくは修正するために、電子ナビゲーションを使用する可能性がある。
【０００４】
有効なナビゲートされる手術器具は、例えば、骨上の切断を提供するための回転バーを有する切断ドリルや、例えば、ドリルが取り付けられる内部筐体などの構成要素、ならびに、切断器具の動作を制御かつ監視するための電子追跡システム、（複数の）コンピューティングユニットおよびソフトウェアなどの部品もしくは構成要素を含む可能性がある。
【０００５】
ドリルの切断を補助するために、ユーザおよび／もしくは外科医は、さらなる誘導とドリルの位置の理解のためにナビゲーションシステムを使用して、通常、手術を実施する可能性がある。他のシステムは、予め決められた切断を保証するために、固定された対象を有するロボット的ナビゲーションシステムの場合には、切断を完全に自動化するために使用されてもよい。
【０００６】
従来のシステムは、米国特許整理番号6,757,582で記述されるような、フリーハンド器具がナビゲーション支援と使用することができる制御方法を可能にし、米国特許整理番号6,757,582はその全体において、参照によって本明細書に組み込まれる。そこで開示されるようなナビゲーションシステムは、切断器具と対象形状の間の距離を判定することによって、ユーザ／外科医に対して制御を提供し、骨上の所望の形状を形成するためにロボットのようにユーザ／外科医を支援する。
【０００７】
さらには、ユーザ／外科医は、特定の（複数の）ドリル、追跡システムおよび／もしくはナビゲートされる手術用のナビゲーションソフトウェアを使用することを望むか、またはそれらを使用することに慣れている可能性がある。しかしながら、このようなユーザによって選択されたコンポーネント（ドリル、追跡システムなど）は、現在使用可能な、販売者によって提供されたナビゲートされる手術器具とは動作しないか、または、それらとは使用されない可能性がある。このような場合においては、ユーザは、販売者によって提供された手術システムで妥協しなくてはならない。したがって、ユーザによって選択された広範囲の手術ドリルおよび追跡システムと適応することができ、ナビゲーションソフトウェアと動作することができ、それによって、所望のナビゲートされる手術器具をナビゲートされる手術システムに提供することにおいてユーザ／外科医にさらなる柔軟性を与えるような、ナビゲートされる手術器具を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、従来技術における欠点および欠陥のうちの幾つか、またはそのすべてを克服する、速度および伸長制御の所望の機能を提供するハンドピースを提供することが、本発明の目的である。
【０００９】
さらには、本発明の目的は、ハンドピースおよび追跡システムと動作するように構成された、ユーザによって選択された広範囲の手術器具に適応することができ、かつ、種々のナビゲーションソフトウェアと動作することができる、ナビゲートされる手術器具用のハンドピースを提供することである。したがって、ナビゲートされるフリーハンド手術器具装備は、ハンドピース、電子制御ユニット、ソフトウェアＡＰＩを含み、ユーザによって選択された手術ドリルが、ハンドピース、追跡システムおよびナビゲーションソフトウェアと動作するように構成される、有効なナビゲートされる手術器具を、ユーザが“構築する”か、または構成することを可能にする。
【００１０】
限定されない望ましい一実施形態においては、本発明は、器具の少なくとも一部を安全な位置で支持するように構成された保持部と、器具の一部を被覆するように構成されたガードと、追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された少なくとも一つの取付け部と、ハンドピースに取り付けられたアクチュエータと、を有する器具用のハンドピース配置に対するものである。アクチュエータは、保持部と通信し、ガードに対して保持部を移動するように構成されてもよい。
【００１１】
別の実施形態においては、本発明は、対象を成形するように構成されたエンドエフェクタ、エンドエフェクタの位置を示すように構成されたトラッカ、器具の少なくとも一部を保持するように構成された第一の取付け部と、トラッカを保持するように構成された第二の取付け部とを有するハンドピースを含むナビゲーション手術器具を含む。
【００１２】
別の実施形態においては、本発明は、手術器具と、器具の位置を知らせるように構成された追跡システムと、器具の少なくとも一部を支持するように構成されたハンドピースと、器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードとを含む、ナビゲーション手術器具システムを含む。ハンドピースは、器具を移動させるようにさらに構成される。
【００１３】
別の実施形態においては、本発明は、器具の少なくとも一部を支持するように構成された保持部と、器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された少なくとも一つの取付け部と、ハンドピースに取り付けされ、かつ、ガードに対して、器具の少なくとも一部の露出を制御するように構成されたアクチュエータとを有する器具用のハンドピース配置を含む。
【００１４】
限定されない、望ましい一実施形態においては、追跡システムと、追跡システムと通信する器具と、追跡システムおよび器具の通信におけるプラットフォームとを含むナビゲートされる手術装備が提供される。プラットフォームは、プロセッサと、予め決められたナビゲートされる外科手術に関連する少なくとも一つの隠れた対象を介して、器具での対象の成形を選択的に制御するように構成されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータで読み出し可能な記憶媒体とを有しうる。コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、１）予め決められたナビゲートされる外科手術に関連する少なくとも一つの隠れた対象を介して、器具での対象の成形を選択的に制御する、２）隠れた対象とのインターフェイスを形成する少なくとも一つのアプリケーションプログラミングインターフェイスオブジェクトを提供する、３）プラットフォーム上の動作用に構成可能な、少なくとも一つのタスクを特定する少なくとも一つのオブジェクトテンプレートを提供する、ように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有してもよい。
【００１５】
本発明のこれらのおよび他の特性および特徴は、動作方法、構造のうちの関連する構成要素の機能、部品の組み合わせ、製造の効率と同様に、添付の図面に関連して、以下の記述および添付の請求項を考慮することによって明らかになるであろう。添付の図面の全ては、本明細書の一部を形成し、類似の参照番号は、種々の図面において、対応する部分を示している。しかしながら、図面は、例示および説明の目的のためだけのものであって、本発明を限定することを意図するものではないことを明白に理解されたい。本明細書および請求項で使用されるような、単数形“ａ”“ａｎ”“ｔｈｅ”は、文脈が明確に規定しない限り、複数形を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】標準的な膝関節置換外科手術の間の、例示的な光学的手術ナビゲーションセットアップの簡略化された図である。
【図２】本発明に従う、ナビゲートされる手術器具装備の種々のコンポーネントを実現する、ナビゲートされる手術器具システム構成の一実施形態の機能図である。
【図３】取付けされた例示的なトラッカを有する、本発明に従う、ハンドピースの一実施形態の透視図である。
【図４】本発明に従う、開放位置におけるハンドピースを有する、図３の透視図である。
【図５】本発明に従うハンドピース内の配置用に配置されたドリルを有する、図４の部分的に拡大された平面図である。
【図６】本発明に従う、そこに支持された例示的な器具を有する、開放位置におけるハンドピースの一実施形態の部分的透視図である。
【図７】本発明に従う、そこへ取り付けられたガードを有し、伸長部分に配置された例示的な器具を有する、開放位置におけるハンドピースの一実施形態の平面図である。
【図８】本発明に従う、図７の部分的に拡大された透視図である。
【図９】本発明に従う、中心軸Ｘ−Ｘに沿って垂直に描かれた、図７の部分的断面図である。
【図１０】本発明に従う、格納位置に配置された例示的な器具を有する、開放位置におけるハンドピースの一実施形態の平面図である。
【図１１】本発明に従う、図１０の部分的に拡大された平面図である。
【図１２】本発明に従う、中心軸Ｘ−Ｘに沿って描かれた、図７の断面図である。
【図１３】本発明に従う、アプリケーションプログラミングインターフェイスおよび関連するコンポーネントの一実施形態を概略的に示す。
【図１４】本発明に従う、アプリケーションプログラミングインターフェイスおよび関連するコンポーネントの一実施形態を概略的に示す。
【図１５】本発明に従う、アプリケーションプログラミングインターフェイスおよび関連するコンポーネントの一実施形態を概略的に示す。
【図１６】本発明に従う、アプリケーションプログラミングインターフェイスおよび電子制御ユニットの配置の一実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
これ以降、説明の目的のために、“より上の”“より下の”“右の”“左の”“垂直な”“水平な”“上部の”“下部の”“横方向の”“縦方向の”という用語および関連する派生語は、図面において方向づけられるように、本発明に関連するべきである。しかしながら、本発明は、逆に明確に特定されたものを除いて、種々の代替的な変形およびステップシーケンスを仮定してもよいことを理解されたい。添付の図面において示され、かつ、以下の明細書において記述される具体的なデバイスおよびプロセスは、本発明の単なる例示的な実施形態であることもまた理解されたい。したがって、本明細書で開示された実施形態に関連する、具体的な寸法および他の物理的特徴は、不当に限定するものとして考慮されるべきではない。
【００１８】
本発明は、逆に明確に特定されたものを除いて、種々の代替的変形およびステップシーケンスを仮定してもよいことを理解されたい。添付の図面において示され、かつ、以下の明細書において記述される具体的なデバイスおよびプロセスは、本発明の単なる例示的な実施形態であることもまた理解されたい。
【００１９】
空間における厳密な体の位置を追跡するために、手術においては、光学ナビゲーションが使用される。図１は、手術ナビゲーションを実施するために使用されうる、例えば、赤外線カメラ１０およびトラッカ１２などの追跡システムを有する、例示的な手術ナビゲーションセットアップの簡略化された図を示す。トラッカ１２Ａは、ユーザ／外科医が外科手術中に追跡することを望む、例えばドリルなどの任意の対象１４に対して、強固に取り付けられてもよい。トラッカ１２Ａは、例えば、赤外線反射マーカなどのマーカ３５の一意的な構成を含んでもよい。カメラ１０は、外科手術中、作業空間の連続的写真を撮影し、マーカ３５は、その後、それらの写真から検出されてもよい。
【００２０】
電磁的、慣性、ハイブリッドなどを含む他の位置追跡システムが、本発明の趣旨および範囲内で使用されてもよいが、そのいずれにも限定はされない。カメラ１０によって得られた画像フレーム上で、マーカ３５の既知の精密な空間的関係を使用して、３Ｄ（三次元）空間における対象１４の位置（すなわち、位置および方向）を決定することができる。対象１４の位置は、例えば、ＣＴスキャンもしくは超音波画像から取得されうる患者の解剖学的位置情報と、この位置とを統合することができるコンピュータプログラムへと連続的に出力することができ、したがって、患者の解剖学的構造の残部もしくは参照部に対して、対象１４の位置および方向を決定することが可能になる。骨１７などの、患者の解剖学的組織に対する、対象１４の位置および方向は、ディスプレイ端末もしくはモニタ１６上に連続的に表示することもできる。したがって、ユーザ／外科医は、骨１７に対して、対象１４の位置を知り、理解することができる。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態に従う、ナビゲートされる手術器具装備の種々のコンポーネントを実現する例示的な手術レイアウトを示す。器具装備は、望ましくは、ハンドピース１５、ガード２６、エンドエフェクタ２２を有するドリル２０、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２８および、コンピュータ３０上で提供され、実行可能でありうる、ソフトウェアアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を含む。制御ユニット２８は、コンピュータ３０へと接続され、ドリル２０の速度および／もしくはエンドエフェクタ２２の露出を制御してもよい。図２は、本質的に例示的であり、必ずしも同じ縮尺で描かれているわけではなく、本発明の少なくとも一つの実施形態に従う、ナビゲートされる手術において使用される可能性がある、全ての手術器具を表すように必ずしも構成される必要はない。
【００２２】
ハンドピース１５は、ドリル２０の少なくとも一部を支持する、外部筐体１８および内部筐体１９を有してもよい。ハンドピース１５は、ハンドピース１５によって支持されるように構成された、ユーザによって供給された手術ドリル２０を収め、かつ、支持する、ロボット的に制御されるシャトルとして機能するように構成されてもよい。エンドエフェクタ２２は、骨を所望の幾何学的形状へと切断するための回転バーもしくは他の回転部であってもよく、患者の解剖学的構造を概ね切断するための、一次的（主要的）に起動する駆動としてさらに機能する。ドリル２０は、このように、ハンドピース１５の内部筐体１９に配置されたガード取付け機構５０を介して、ドリル移動アセンブリ２４へと結合するように、機械的に構成されてもよい。
【００２３】
モジュラーガード２６は、エンドエフェクタ２２の露出を制御するために、ドリル２０上に取り付けられてもよい。外部筐体１８は、モジュラーガード２６の容易な取り付けおよび取外しのために、ばね錠、ねじ、スナップアンドツイストジョイントなどのロック機構５０を含んでもよい。ガード２６は、ナビゲートされる手術器具２０のハンドピース１５が“格納された”状態にあるとき、ドリル２０のエンドエフェクタ２２の動作を保護するように設計される。ガード２６は、対称性であるか、または非対称であるが、ガード２６がハンドピース１５上に取り付けられるとき、ドリル２０の中心軸Ｘ−Ｘの近傍に、ガード２６の開口を存在させることが望ましい。任意のガード２６は、望ましくは、図３−図１２に示されるようなガード取付け機構５０で、手術に適応させるために、ユーザ／外科医が、種々の形状を含みうる所望のガード２６を使用することを可能にするための器具装備の一部として、提供されてもよい。ハンドピース１５は、トラッカ１２Ａおよびドリル２０を支持するために、例えば、強固なプラスチックおよび／もしくは金属でさらに構成されてもよい。
【００２４】
図５に示されるように、ユーザは、ハンドピース１５と適合性のある係合部２１を有する多数のドリルから、ドリル２０を選択してもよい。係合部２１は、内部筐体１９内に保持部３６をかみ合わせるための、伸長部、ねじ、もしくは本明細書で記述されるような他の適切な構成を有する環であってもよい。したがって、ハンドピース１５が標準ドリル２０に対して準ロボット的機能を提供するように、ドリル２０は、ユーザ／外科医によって内部筐体１９内のハンドピース１５へと容易に取り付けられてもよい。一実施形態においては、保持部３６は、例えば、ねじ穴、１／４回転スナップロック（ばね錠）機構などである。
【００２５】
ハンドピース１５は、図４−図１２に示されるような、例えば、サーボモータ、ソレノイド、空気圧駆動、線形モータなどのアクチュエータ３８を含みうる、ドリル可動アセンブリ２４をさらに含んでもよい。いったん取り付けられると、ドリル２０は、アクチュエータ３８の動作を通して、外部ハンドピース筐体１８に対して、移動することができる。アクチュエータ３８の動作は、以下に議論されるように、器具制御ユニット２８によって制御されてもよく、アクチュエータは、したがって、ガード２６内およびガード２６外のエンドエフェクタ２２へと二次的に起動する駆動を提供してもよい。したがって、アクチュエータ３８は、望ましくは、中心軸Ｘ−Ｘと完全に一致しうる、外部筐体１８に対する“露出”軸に沿って、ドリル２０を移動させるための力を提供してもよい。
【００２６】
外部筐体１８の設計は、そこに取り付けられるガード２６を有さない、図６に示されるようなドリル２０に対する端部支持５２を含んでもよい。端部支持５２は、このように、筐体１８に対して、ドリル２０のエンドエフェクタ２２におけるぐらつきを最小限化し、切断動作中の器具１４の安定化に役立つ。このような安定化は、切断の正確性が手術を成功させる上での重要な要因であるような外科手術においては望ましい。
【００２７】
一実施形態においては、外部筐体１８の設計は、トラッカ１２Ａを収めるための取付け部１３を支持するための、（図示されていない）ねじ穴などの、取り付け機構を含んでもよい。取付け部１３は、例えば一実施形態においては、外部筐体１８における開口によって支持されるつまみねじであってもよい。他の取り付け配置および／もしくはセンサが、本発明に従って、本発明で実施されてもよい。
【００２８】
図３は、例えば、ハンドピース１５などの、追跡されるべき厳密な対象１４に精密に取り付けられたトラッカフレーム３４およびマーカ３５を有するトラッカ１２Ａを示す。マーカ３５は、所望の場合には、取り外し可能であり、かつ置換可能であってもよい。ハンドピース１５の追跡は、このように、ドリル２０がハンドピース１５内に挿入されるとき、ナビゲーションシステムがドリル２０のエンドエフェクタ２２の位置を知ることを可能にする。トラッカフレーム３４は、実際に追跡されるドリル２０のエンドエフェクタ２２と比較して、寸法が大きくてもよい。類似するトラッカ１２Ｂもまた、図２に示されるように、手術されるべき骨１７上に取り付けられてもよい。表示ソフトウェアは、表示スクリーン１６上に、ハンドピース１５を有するドリル２０などの追跡される対象１４の幾何学的形状を投影するために使用されてもよく、対象１４の仮想、リアルタイム画像および患者の骨１７の周囲の解剖学的構造を、手術を支援するために、ユーザ／外科医に対して使用可能にすることができる。仮想インターフェイス１６は、患者の追跡される解剖学的構造１７との幾何学的関係において、ハンドピース１５内の追跡される器具２０を示してもよい。このインターフェイス１６は、外科手術中、ユーザ／外科医に対して見えたままであってもよい。同一のカメラ１０での同一の作業空間における、骨１７などの堅固な患者の解剖学的構造を含む、多数の対象を追跡することができることを理解されたい。しかしながら、追跡される各対象もしくは患者の解剖学的構造の一部は、それ自体のトラッカフレーム／アレイを有さねばならず、ソフトウェアもしくは他の任意のコンピュータプロセッサ解析画像データに、其々のトラッカに基づいて対象間を区別することを可能にするために、マーカの構成は、各対象に対して一意的であるべきである。
【００２９】
図４は、一つ以上の丁番１１を介して開放可能なハンドピース１５の内部構造の詳細を示す。一つ以上の丁番１１は、このように、例えば、調整、修理のために、ハンドピース１５内部筐体１９に対してアクセスすることを可能にする。
【００３０】
上述されたように、ハンドピース１５の内部筐体１９は、ドリル可動アセンブリ２４を含んでもよい。一実施形態においては、ドリル可動アセンブリは、アクチュエータ３８、ギアヘッド４０、ギア４２、リードスクリューナット４４、リードスクリュー／ボールスクリュー４６およびリードスクリュー４６の両端上に取り付けられたベアリング４８を含んでもよい。したがって、図４−図１２に示されるように、また、以下により詳細に記述されるように、ハンドピース１５は、一般的標準ＯＥＭドリル２０を制御し、それをハンドピース１５に対して移動させるために、ユーザによって選択されたドリル２０の少なくとも一部を支持してもよい。
【００３１】
ガード取付け機構５０は、ハンドピース１５へとさらに提供されて、エンドエフェクタ２２を制御するためのシールドを提供するために、取り付け機構５０に対する、円筒ガード２６の取り付けを可能にする。図５に示されるように、ガード２６は、このように、取り付け機構５０に対して取り付けられ、ハンドピース１５の内部筐体１９は、ドリル２０の少なくとも一部を支持し、中心軸Ｘ−Ｘに概ね沿ってそこに取り付けられてもよい。したがって、種々のモジュラーガード２６は、所望のユーザ／外科医の選択に従って実施されてもよい。
【００３２】
図６は、取り付けられたガード２６がなく、取り付け機構５０内に露出されたガード支持凹部５１を残す、ハンドピース１５の拡大された透視図を示す。したがって、ドリル２０は、エンドエフェクタ２２がハンドピース１５の端部支持５２の外へと突出するように、支持部３６を介して取り付けられる。エンドエフェクタ２２は、このように、ハンドピース１５の端部支持５２によって安定化され、エンドエフェクタ２２のシャフト周囲の筐体は、端部支持５２に隣接する。
【００３３】
図７は、取付け部１３とともに取り付けられたトラッカ１２Ａを有する開放されたハンドピース１５の側面図を示し、ドリル２０は、部分的に伸長された位置に挿入される。したがって、リードスクリュー２６上のナット４４は、リードスクリュー２６に沿って、中途に移動し、それによって、ドリル２０のエンドエフェクタ２２は、ガード２６から部分的に突出する。前述されたハンドピース１５の種々の他の部分は、図７でも同定される。概して、ハンドピース１５の図面に関しては、異なる図面において示される類似部分は、類似の参照番号によって同定され、類似の機能を有してもよいことを理解されたい。
【００３４】
図８は、ギアヘッド４０、ギア４２、リードスクリュー４６およびドリル可動アセンブリ２４を構成する他の構成要素と通信する、アクチュエータ３８の別の拡大図である。したがって、アクチュエータ３８は、信号および／もしくは電力を供給され、ギアヘッド４０は、その後、リードスクリュー４６が回転するようにギア４２を回転させてもよい。リードスクリュー４６が回転すると、ナット４４は、リードスクリュー４６に沿って移動する。ナット４４は、保持部キャリジ３７へとさらに取り付けられ、保持部キャリジ３７は、保持部３６へと取り付けられる。図８に示されるように、キャリジ３７は、リードスクリュー４６に沿って、約２／３移動し、図１２に示されるように、ガード２６の外へと、エンドエフェクタ２２の少なくとも一部を突出させる。本明細書で議論されるように、ドリル２０は、エンドエフェクタ２２の露出制御を保持するために、ハンドピース１５の内部筐体１９の内部へと物理的に移動してもよい。
【００３５】
図９および図１２は、ハンドピース１５の支持部３６に接続される、係合機構２１を介して取り付けられるドリル２０を有するハンドピース１５の断面図を示す。ドリル２０は保持部キャリジ３７がガード２６まで移動するとき、ドリルシャフトの終端に位置するエンドエフェクタ２２がガード２６から突出しうるように、望ましくは、中心軸Ｘ−Ｘに沿って配置されてもよい。図９は、エンドエフェクタ２２上および端部支持５２上で、取り付け機構５０のガード支持凹部５１へと滑動されうる、ガード２６の拡大図を示す。したがって、取り付け機構５０へと接続される間、ガード２６の移行内で、端部支持５２の終端の間に、図９に示されたわずかな間隙が存在しうる。
【００３６】
図１０は、内部筐体１９内に保持されるドリル２０を示すが、エンドエフェクタ２２は格納された位置にあり、エンドエフェクタ２２は見えていない。したがって、保持部キャリジ３７は、アクチュエータ３８の近傍で、ハンドピース１５の後部開口に位置する。
【００３７】
前述されたように、エンドエフェクタ２２の（図２に示されたＥＣＵ２８を介した）露出制御は、骨１７の過剰な切断もしくは誤切断を防ぐために不可欠でありうる。骨１７に対する損傷を防ぐためにバーの収縮が望まれる場合には、ＥＣＵ２８における（図示されていない）露出制御モジュールは、アクチュエータ３８へと適切な信号を提供し、今度は、ギア４２の回転を介して、リードスクリュー４６を回転させうる。このように、リードスクリュー４６を回転させることによって、筐体１９の後部終端までナット４４を軸方向に移動させ、それによって、ドリル２０およびエンドエフェクタ２６も移動させる。エンドエフェクタ２６は、取り付けられた保持部３６を介してナット４４へと機械的に結合される。このように、エンドエフェクタ２２の前後への移動は、アクチュエータ３８によるリードスクリュー４６の適切な回転を介して得ることができる。
【００３８】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、外部筐体１８の設計は、通信用の適切なストレインリリーフと、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２８へと取り付けるドライバケーブルとをさらに含んでもよい。例示的なケーブル／接続は、図７、図１０および図１２に示される。制御ユニット２８は、通信および安全性関連回路と同様に、信号制御、増幅およびフィルタリング用の電子回路を含みうる。
【００３９】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、図２および図７に示されるように、ハンドピース１５から電子制御ユニット２８へと及ぶ信号およびドライバ電子配線は、ドリル速度制御用にドリル２０に取り付けられた、一つの信号ケーブル２０Ａと、アクチュエータ３８へと取り付けられた第二のケーブル３８Ａとを含みうる。ケーブル３８Ａは、電力および位置フィードバック信号用のリード線を含む。電子制御ユニット２８は、含まれる（図示されていない）電力制御モジュールから、ケーブル３８Ａへとそれらの信号を提供する。この電力制御モジュールは、コンピュータ３０から位置のコマンドを受信し、コンピュータ３０は、通信プロトコル（例えば、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ベース信号通信）を介して制御ユニット２８へと通信しうる。電力制御モジュールは、その後、これらのコマンドを適切な電圧へと変換して、アクチュエータ３８へとドライバ信号として提供する。ドリル２０の線形の推進（すなわち、切断される骨１７に対するエンドエフェクタ２２の露出）は、このように、アクチュエータ３８へのドライバ信号の適切な調整によって制御されうる。
【００４０】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、ＥＣＵ２８は、（図示されていない）マイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラをさらに含むか、または包含し、マイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラは、例えば、データ（例えば、アクチュエータ３８などの種々のデータ入力ソースから受信されたデータ）の整合性のチェック、ＥＣＵ２８へと取り付けられたデバイスとの通信、種々のセンサから受信されたデータ（例えば、コンピュータ３０を介して追跡システム１０から受信されたデータ、もしくはアクチュエータ３８から受信されたフィードバック信号）の解釈、ならびに、ドリルを含むハンドピース１５の全動作に対する、フィードバックおよび“ウォッチドッグ（番犬）”機能の提供などの、種々のタスクを実施する。一実施形態においては、ＥＣＵ２８は、コンピュータ３０によって与えられたコマンドと比較して、オペレータに制御されるフットペダル（もしくはトリガ）２９からの信号を入力として取得し、ドリル２０へと改変された速度信号を（ケーブル２０Ａを介して）提供することによって、取り付けられた手術ドリルの速度を調整する制御回路をも含む。この改変された速度信号は、このように、（骨１７に対するドリルバー２２の相対的位置を追跡する）追跡システム１０から得られる追跡データに応じて、コンピュータ３０から（ＥＣＵ２８によって）受信されたフィードバック信号に基づいて、合理的、伝統的な方法で、ドリルの切断速度を制御することによって、安全な層の付加と骨切断の制御を可能にする。
【００４１】
ドリルのないハンドピース１５とＥＣＵ２８に加えて、本発明の一実施形態に従う、手術器具装備は、ソフトウェアＡＰＩを含み、製造者（例えば、第三者製造者）がハンドピース１５を手術ナビゲーションシステムと統合することを可能にする。このように、ハンドピース１５は、（適切なドリルを挿入されるとき）、手術ナビゲーションシステムと組み合わせて、ナビゲートされる手術器具として使用することができる。このようなＡＰＩは、図１３に、限定しない実施例として、概略的に示される。
【００４２】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、図１３に示されるように、ＡＰＩ１００は、器具制御モジュール１０４と同様に器具モデル１０６を含みうる。手術中、ＡＰＩ１００は、（“露出位置Ｘへ進行せよ”［１５２］および“バー速度をＹ％に設定せよ”［１５４］など、ホストコンピュータにおける、エンドユーザアプリケーション１５０によって提供されるコマンドを介して）ハンドピース１５に直接命令するために、コマンドセット１０２を実施することができる。
【００４３】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、図１４に限定しない実施例として示されるように、ＡＰＩ１００は、骨モデル１０８および骨手術アルゴリズム１１０を含みうる。骨モデル１０８は、エンドユーザアプリケーション１５０から骨情報（形状情報１６２など）に関するソフトウェアモデルを入力として受信することができ、骨手術アルゴリズム１１０は、手術プラン１６０および手術中の位置情報（骨の形状［１６２］と同様に、ハンドピース１５の相対的位置［１５６］、切断されるべき骨１７の相対的位置［１５８］など）を受信することができる。骨モデル１０８および骨手術アルゴリズム１１０は、器具モデル１０６および器具制御１０４と組み合わせて、ＥＣＵ２８と通信することによって、ハンドピース１５のリアルタイム制御を提供することができる。図１３および図１４に示される構成要素は、一緒に使用してもよい。上述の米国特許番号6,757,582,supraに開示されるように、任意の広範囲の具体的方法およびシステムを、成形器具（ドリルに取り付けられたときのハンドピース１５など）を制御するために使用することができる。
【００４４】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、ＡＰＩ１００は、ホストコンピュータ（例えば、図２におけるコンピュータ３０）上にインストールされてもよく、単に例示的なものにすぎないが、ディスク（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、フロッピーディスクもしくは任意の他のデータ格納媒体）を介して、もしくはソフトウェアダウンロードを介して提供することもできる。一実施形態においては、ＡＰＩ１００は、コンピュータ３０上で提供される既存のコンピュータプログラムが成形器具（例えばハンドピース１５）と通信できる、サポートされるコマンドのリストを提供する。このようなコマンドは、ホストコンピュータ３０内および、ＥＣＵマイクロプロセッサ２８（例えば、それ自体は、手術器具装備供給者によって、そこに予めインストールされたソフトウェアで提供されてもよい）に関する計算もしくはデータ格納に影響を及ぼすように動作することができる。一実施形態においては、このＥＣＵソフトウェアは、個別のファームウェアアップグレードプロセスによってのみ変更可能であってもよい。ＥＣＵソフトウェアは、ＥＣＵソフトウェアおよびＡＰＩ１００の双方によって実施される通信プロトコルによって、ホストコンピュータ３０と通信してもよい。望ましい実施形態においては、通信プロトコルは、高速ＵＳＢ接続によってサポートされる。
【００４５】
本発明の少なくとも一実施形態に従い、図１５に概略的に示されるように、外科医が手術中に、切断動作および術中の骨モデルの拡大視野を見ることができるように、ＡＰＩ１００は、ユーザインターフェイスディスプレイ（例えば、コンピュータ３０（図２および図７参照）のモニタ上、もしくは他の任意の専用表示スクリーン上）を提供するように構成することができる。これらのインターフェイス構成要素は、ナビゲーションソフトウェアと統合することができ、それによって、ユーザの選択した手術ナビゲーションシステムと（例えば、ハンドピース１５、ＥＣＵ２８およびＡＰＩ１００を含む）手術器具装備のコンポーネントとの容易な統合を可能にする。したがって、例えば、“骨および器具を描く”（１６４）ために、エンドユーザアプリケーション１５０からのプロンプトもしくは入力に基づいて、コマンド（１０２）を受信する間、グラフィクスディスプレイルーティン１１２は、骨モデル１０８および器具モデル１０６と通信するために、ＡＰＩ１００に含まれうる。図１３、図１４および図１５に示される構成要素は、一緒に使用されてもよい。
【００４６】
前述されたことから、本発明の少なくとも一実施形態に従い、ナビゲートされる手術器具装備は、ナビゲートされる手術システムを実施する上で、外科医（もしくは医院）に、大いに柔軟性を提供することを理解されたい。装備のハンドピース１５は、外科医がフリーハンドで使用することができるナビゲートされる手術器具を形成するために、外科医のドリル２０を支持するための（適切なドリル動作制御および追跡取付け物を備えた）筐体を提供する。その一方、精密かつ正確な切断を保証する安全な追加層（器具装備の電子制御ユニットの制御下で）を提供する。したがって、ハンドピース１５は、適切に構成されたドリル２０を挿入されるとき、第三者のナビゲーションシステムなどの、手術ナビゲーションシステムにおけるナビゲートされる手術器具として使用することができる。
【００４７】
このように、本発明の少なくとも一実施形態に従い、器具装備のソフトウェアＡＰＩは、（例えば、対象１４の位置および方向に関する）ナビゲーション情報と同様に、患者の解剖学的構造の可視インターフェイス１６を提供して、外科手術中に外科医を誘導することをさらに理解されたい。これらのインターフェイス構成要素は、既存のナビゲーションソフトウェアと統合することができ、それによって、ユーザ（例えば外科医）の選択した手術ナビゲーションシステムと現在の手術器具装備のコンポーネント（すなわち、ハンドピース１５、電子制御ユニットおよびＡＰＩ）を容易に統合することが可能となる。このように、ナビゲートされる手術器具は、ユーザによって選択された種々の手術ドリルおよび追跡システムを適応でき、かつ、第三者のナビゲーションソフトウェアと動作できるように提供され、それによって、ユーザ（例えば、外科医もしくは医院）に、ナビゲートされる手術システムを実施する上でさらなる柔軟性を与える。
【００４８】
本発明の少なくとも一つの異なる実施形態に従い、図１６に示されるように、種々のモジュールおよび／もしくは機能および／もしくは構成要素は、ＡＰＩ２００およびＥＣＵ２２８の間に分割されてもよい。おそらく、図１３−図１５に関連して記述されたあらゆる構成要素もしくは全ての構成要素は、ＡＰＩに常駐するものとして、もしくはＡＰＩに関連して、ＥＣＵ２２８内に提供することができるか、または、ＥＣＵ２２８に関連しうる。図１６は、この可能性の例示的であって限定することのない一実施例を提供する。このように示されるように、ＡＰＩ２００は、“位置Ａにおけるハンドピース”（２５６）、“位置Ｂにおける骨”（２５８）、“手術プランはＣである”（２６０）ならびに“骨形状はＤである”（２６２）などの、エンドユーザアプリケーション２５０からのプロンプトもしくは入力に基づいて、コマンドセット２０２を入力として受信することができる。骨モデル２０８はＡＰＩ２００で提供されるか、またはＡＰＩ２００に関連してもよいが、器具制御モジュール２０４、器具モデル２０６および骨手術アルゴリズム２１０などの他の構成要素はＥＣＵ２２８で提供されるか、またはＥＣＵ２２８に関連し、これらの構成要素は、ハンドピース２１５と通信する。
【００４９】
本発明は、最も実用的かつ望ましい（複数の）実施形態であると現在考えられるものに基づいて、例示の目的のために詳細に記述されてきたが、この詳細は、単に例示する目的のみのものであって、本発明は開示された実施形態に限定されることはなく、その反対に、添付の請求項の趣旨および範囲内にある改変および均等な配置を包含することを意図するものであることを理解されたい。例えば、本発明は、可能な範囲で、任意の実施形態のうちの一つ以上の特性が、任意の他の実施形態のうちの一つ以上の特性と組み合わせることができることを予期することを理解されたい。特定の動作の必要性および動作環境に適合させるために変化した他の改変および変更は当業者にとって明らかであるため、本発明は、開示の目的のために選択された実施例に限定されるものとして考慮されず、本発明の趣旨および範囲から逸脱することのない全ての変更および改変を包含する。
【図１】
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【図３】
2013527783.tif 000004
【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２】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成24年12月26日(2012.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具用のハンドピース配置であって、前記ハンドピース配置は、
前記器具の少なくとも一部を安全な位置に支持するように構成された保持部と、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された、少なくとも一つの取付け部と、
前記ハンドピースに取り付けられ、前記保持部と通信するアクチュエータであって、前記ガードに対して、前記保持部を移動するように構成された、アクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とするハンドピース配置。
【請求項２】
前記器具は、前記器具のエンドエフェクタを移動するために一次起動ドライブを提供し、前記アクチュエータは、前記一次起動ドライブ動作とは別の様式で前記エンドエフェクタを移動するために、二次起動ドライブを提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のハンドピース配置。
【請求項３】
前記ハンドピースは、前記器具の前記位置を示すように構成されたトラッカをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のハンドピース配置。
【請求項４】
前記ハンドピースは、前記ガードを遊離可能なように固定するように構成された取付け機構をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のハンドピース配置。
【請求項５】
前記保持部は、前記ハンドピース内に、前記器具の少なくとも一部を、遊離可能なように固定するようにさらに構成される、
ことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のハンドピース配置。
【請求項６】
前記ハンドピースは、前記器具の少なくとも一部を支持するための前記保持部から伸長するサポートをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のハンドピース配置。
【請求項７】
ナビゲートされる手術器具であって、
対象を成形するように構成されるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタの位置を示すように構成されたトラッカと、
前記器具の少なくとも一部を保持するように構成された第一の取付け部と、前記トラッカを保持するように構成された第二の取付け部とを有するハンドピースと、
前記ハンドピースに対して、前記器具を線形に移動させるように構成されたアクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲートされる手術器具。
【請求項８】
ガードを遊離可能なように支持するように構成された第三の取付け部をさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のナビゲートされる手術器具。
【請求項９】
対象を成形するためのエンドエフェクタを含む手術器具と、
前記手術器具の位置を三次元で追跡するように構成された追跡システムと、
前記器具の少なくとも一部を支持するように構成されたハンドピースであって、少なくとも第一の位置と第二の位置との間で前記器具を移動するようにさらに構成された、ハンドピースと、
前記器具が前記ハンドピースに対して前記第二の位置にあるとき、前記エンドエフェクタの少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲーション手術器具システム。
【請求項１０】
前記ハンドピースは、前記器具を移動するように構成されたアクチュエータをさらに含む、
ことを特徴とする請求項９に記載のナビゲーション手術器具システム。
【請求項１１】
器具の少なくとも一部を支持するように構成された保持部と、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された少なくとも一つの取付け部と、
前記ハンドピースへと取り付けられ、前記ガードに対して、前記器具の少なくとも一部の露出を制御するように構成されたアクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とする器具用のハンドピース配置。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、前記ハンドピースに対して、少なくとも第一の位置および第二の位置へと前記器具を線形に移動させ、
前記器具が前記ハンドピースに対して、前記第二の位置にあるとき、前記エンドエフェクタは、前記ガードによって被覆される、
ことを特徴とする請求項８に記載のナビゲートされる手術器具。
【請求項１３】
前記器具は、エンドエフェクタをさらに含み、
前記アクチュエータは、前記エンドエフェクタの露出を制御する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のハンドピース配置。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記エンドエフェクタの露出を制御するために、前記ハンドピースに対して、前記器具を移動させる、
ことを特徴とする請求項１３に記載のハンドピース配置。
【請求項１５】
前記追跡システムは、前記エンドエフェクタの前記位置を三次元で追跡する、
ことを特徴とする請求項９または１０のうちのいずれか一項に記載のナビゲーション手術器具システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
前述されたように、エンドエフェクタ２２の（図２に示されたＥＣＵ２８を介した）露出制御は、骨１７の過剰な切断もしくは誤切断を防ぐために不可欠でありうる。骨１７に対する損傷を防ぐためにバーの収縮が望まれる場合には、ＥＣＵ２８における（図示されていない）露出制御モジュールは、アクチュエータ３８へと適切な信号を提供し、今度は、ギア４２の回転を介して、リードスクリュー４６を回転させうる。このように、リードスクリュー４６を回転させることによって、筐体１９の後部終端までナット４４を軸方向に移動させ、それによって、ドリル２０およびエンドエフェクタ２２も移動させる。エンドエフェクタ２２は、取り付けられた保持部３６を介してナット４４へと機械的に結合される。このように、エンドエフェクタ２２の前後への移動は、アクチュエータ３８によるリードスクリュー４６の適切な回転を介して得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
本発明は、最も実用的かつ望ましい（複数の）実施形態であると現在考えられるものに基づいて、例示の目的のために詳細に記述されてきたが、この詳細は、単に例示する目的のみのものであって、本発明は開示された実施形態に限定されることはなく、その反対に、添付の請求項の趣旨および範囲内にある改変および均等な配置を包含することを意図するものであることを理解されたい。例えば、本発明は、可能な範囲で、任意の実施形態のうちの一つまたはそれ以上の特性が、任意の他の実施形態のうちの一つまたはそれ以上の特性と組み合わせることができることを予期することを理解されたい。特定の動作の必要性および動作環境に適合させるために変化した他の改変および変更は当業者にとって明らかであるため、本発明は、開示の目的のために選択された実施例に限定されるものとして考慮されず、本発明の趣旨および範囲から逸脱することのない全ての変更および改変を包含する。
（付記１）
器具用のハンドピース配置であって、前記ハンドピース配置は、
前記器具の少なくとも一部を安全な位置に支持するように構成された保持部と、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された、少なくとも一つの取付け部と、
前記ハンドピースに取り付けられ、前記保持部と通信するアクチュエータであって、前記ガードに対して、前記保持部を移動するように構成された、アクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とするハンドピース配置。
（付記２）
前記器具は、前記器具のエンドエフェクタを移動するために一次起動ドライブを提供し、前記アクチュエータは、前記一次起動ドライブ動作とは別の様式で前記エンドエフェクタを移動するために、二次起動ドライブを提供するように構成される、
ことを特徴とする付記１に記載のハンドピース配置。
（付記３）
前記ハンドピースは、前記器具の前記位置を示すように構成されたトラッカをさらに含む、
ことを特徴とする付記１に記載のハンドピース配置。
（付記４）
前記ハンドピースは、前記ガードを遊離可能なように固定するように構成された取付け機構をさらに含む、
ことを特徴とする付記１に記載のハンドピース配置。
（付記５）
前記保持部は、前記ハンドピース内に、前記器具の少なくとも一部を、遊離可能なように固定するようにさらに構成される、
ことを特徴とする付記１に記載のハンドピース配置。
（付記６）
前記ハンドピースは、前記器具の少なくとも一部を支持するための前記保持部から伸長するサポートをさらに含む、
ことを特徴とする付記１に記載のハンドピース配置。
（付記７）
ナビゲーション手術器具であって、
対象を成形するように構成されるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタの位置を示すように構成されたトラッカと、
前記器具の少なくとも一部を保持するように構成された第一の取付け部と、前記トラッカを保持するように構成された第二の取付け部とを有するハンドピースと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲーション手術器具。
（付記８）
ガードを遊離可能なように支持するように構成された第三の取付け部をさらに含む、
ことを特徴とする付記７に記載のナビゲートされる手術器具。
（付記９）
前記ハンドピースに対して、前記器具を移動するように構成されたアクチュエータをさらに含む、
ことを特徴とする付記７に記載のナビゲートされる手術器具。
（付記１０）
手術器具と、
前記器具の位置を知らせるように構成された追跡システムと、
前記器具の少なくとも一部を支持するように構成されたハンドピースであって、前記器具を移動するようにさらに構成された、ハンドピースと、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲーション手術器具システム。
（付記１１）
前記ハンドピースは、前記器具を移動するように構成されたアクチュエータをさらに含む、
ことを特徴とする付記１０に記載のナビゲーション手術器具システム。
（付記１２）
器具の少なくとも一部を支持するように構成された保持部と、
前記器具の少なくとも一部を被覆するように構成されたガードと、
追跡システムの少なくとも一部を支持するように構成された少なくとも一つの取付け部と、
前記ハンドピースへと取り付けられ、前記ガードに対して、前記器具の少なくとも一部の露出を制御するように構成されたアクチュエータと、
を含む、
ことを特徴とする器具用のハンドピース配置。
（付記１３）
ナビゲートされる手術装備であって、
追跡システムと、
前記追跡システムと通信する器具と、
前記追跡システムおよび前記器具と通信するプラットフォームであって、前記プラットフォームは、
少なくとも一つのプロセッサと、
前記少なくとも一つのプロセッサによって実行可能であり、そこに具現化されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータで読み出し可能な記憶媒体であって、前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、
再度決定されたナビゲートされる施術に関連付けられた、少なくとも一つの隠れた対象を介して、前記器具での対象の成形を選択的に制御するように構成されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
前記複数の隠れた対象との界面を形成する少なくとも一つのアプリケーションプログラミングインターフェイスオブジェクトを提供するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
前記プラットフォーム上での手術用に構成可能な少なくとも一つのタスクを特定する少なくとも一つのオブジェクトテンプレートを提供するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
を含む、プログラムコードと、
を含む、プラットフォームと、
を含む、
ことを特徴とするナビゲートされる手術装備。
（付記１４）
前記少なくとも一つのタスクは、速度制御タスク、伸長制御タスクから成るグループから得られる少なくとも一つを含む、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記１５）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、前記器具のモデルを提供するように構成される、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記１６）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、前記器具用の複数の制御アルゴリズムを提供するように構成される、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記１７）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、成形される前記対象のモデルを提供するように構成される、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記１８）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、成形される前記対象用の複数の手術アルゴリズムを提供するように構成される、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記１９）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、前記器具および成形される前記対象の視覚表示を管理するためのグラフィクスディスプレイルーティンを提供するように構成される、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記２０）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、器具の露出、器具速度、器具の位置、成形される前記対象の位置、手術プラン、成形される前記対象の形状、前記器具および成形される前記対象の視覚表示を生成するためのコマンドから成るグループから得られる少なくとも一つに関する入力を受信するように構成される、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記２１）
前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードの少なくとも一部は、電子制御ユニット上で実行可能である、
ことを特徴とする付記１３に記載の装備。
（付記２２）  
そこで具現化されるコンピュータで読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータで読み出し可能な記憶媒体であって、前記コンピュータで読み出し可能なプログラムコードは、
予め決められたナビゲートされる施術に関連付けられた少なくとも一つの隠れた対象での、器具およびハンドピースのうちの少なくとも一つによる、対象の成形を選択的に制御するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
前記隠れた複数の対象との界面を形成する少なくとも一つのアプリケーションプログラミングインターフェイスオブジェクトを提供するように構成されたコンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
プラットフォーム上で動作するために構成可能である少なくとも一つのタスクを特定する、少なくとも一つのオブジェクトテンプレートを提供するように構成された、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードと、
を含む、コンピュータで読み出し可能な記憶媒体を含む、
ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
2013527783.tif 000019
2013527783.tif 000020
2013527783.tif 000021