(57)【要約】【課題】関節置換術などの整形外科手術中に患者の骨を切削および／または切除するために用いられる整形外科器具を提供すること。【解決手段】骨鋸器具であって、骨鋸および骨鋸刃組立体を含む。この骨鋸刃組立体は、骨鋸刃および骨鋸刃ガードを含む。骨鋸刃ガードは、延出位置に移動して、骨鋸刃の有効切削範囲をおよび／または骨鋸刃の最大切削深さを縮減することができる。骨鋸は、この骨鋸が所定の切削領域外に移動すると、コンピュータシステムから受け取った信号に応答して骨鋸刃ガードを作動させるように構成することができる。【選択図】図７
2008284342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨鋸と共に使用するための骨鋸刃組立体であって、
前記骨鋸のチャックに結合されるように構成された取付け端部、および多数の切歯を有する刃先を有する、骨鋸刃と、
前記骨鋸刃に結合された骨鋸刃ガードであって、前記骨鋸刃に対して引戻し位置から延出位置まで移動可能であり、前記延出位置に位置されている場合、前記骨鋸刃の有効切削範囲を縮減する、骨鋸刃ガードと、
を含む、骨鋸刃組立体。
【請求項２】
請求項１に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記骨鋸刃の幅に少なくとも等しい幅を有するスラットを含む、骨鋸刃組立体。
【請求項３】
請求項１に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、延出位置に移動可能な複数のスラットを含み、これら複数のスラットはそれぞれ、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆う、骨鋸刃組立体。
【請求項４】
請求項１に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記骨鋸刃の第１の側に位置付けされた第１の骨鋸刃ガード、および前記骨鋸刃の第２の側に位置付けされた第２の骨鋸刃ガードを含む、骨鋸刃組立体。
【請求項５】
請求項４に記載の骨鋸刃組立体において、
前記第１の骨鋸刃ガードおよび前記第２の骨鋸刃ガードはそれぞれ、延出位置に移動可能な複数のスラットを含み、これら複数のスラットはそれぞれ、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆う、骨鋸刃組立体。
【請求項６】
請求項１に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記骨鋸刃と同一平面にある複数のスラットを含む、骨鋸刃組立体。
【請求項７】
請求項６に記載の骨鋸刃組立体において、
前記複数のスラットはそれぞれ、前記骨鋸刃に画定された対応するスロット内に位置付けされ、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の端部を越えて延在する、骨鋸刃組立体。
【請求項８】
請求項７に記載の骨鋸刃組立体において、
前記複数のスラットはそれぞれ、前記スラットの側壁から外側に突出したレールを含み、このレールは、前記骨鋸刃の細長い切歯の側壁に画定されたスロット内に受容されている、骨鋸刃組立体。
【請求項９】
請求項６に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記複数のスラットに結合され、かつ、前記骨鋸刃に画定された内部通路内に位置付けされた、プッシュロッドを含む、骨鋸刃組立体。
【請求項１０】
請求項１に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、第１のバンパーおよび第２のバンパーを含み、前記第１のバンパーは、前記骨鋸刃の第１の側に向いて位置付けされており、前記第２のバンパーは、前記骨鋸刃の第２の側に向いて位置付けされており、
前記骨鋸刃は、前記第１のバンパーおよび前記第２のバンパーが前記延出位置にある場合、動作の際に、前記第１のバンパーおよび前記第２のバンパーに周期的に接触する、骨鋸刃組立体。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
本願は、参照して開示内容の全てを本明細書に組み入れる２００７年３月２６日出願のホセ・エフ・ガズマン（Jose F. Guzman）による米国仮特許出願第６０／９０８，０３５号（名称：「整形外科手術中に骨を切削するためのシステム、装置、および方法（System, Apparatus, And Method For Cutting Bone During An Orthopaedic Surgical Procedure）」）の優先権および恩典を請求するものである。
【０００２】
〔技術分野〕
本開示は全般的に、例えば、関節置換術などの整形外科手術中に患者の骨を切削および／または切除するために用いられる整形外科器具に関する。詳細には、本開示は、骨鋸（bone saws）および骨鋸刃（bone saw blades）に関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
整形外科手術は、長骨および／または関節タイプの骨などの骨構造の切削（cutting）、トリミング（trimming）、ドリリング（drilling）、および／またはシェービング（shaving）を伴う場合が多い。長骨は、通常は、強度、構造、および可動性を付与する硬い高密度の骨である。長骨には、大腿骨、脛骨、脚の腓骨、上腕骨、橈骨、腕の尺骨、指節骨、および趾節骨が含まれる。振動骨鋸は、例えば、関節炎または損傷した関節の一部または全てを人工関節で置換する全関節置換術または部分関節置換術などの様々な整形外科手術の際に、そのような骨が整形外科インプラントに適切に整合してこの整形外科インプラントを受容できるようにそのような骨の準備をするために用いられる場合が多い。例示的な骨鋸は、米国特許第３，９０５，１０５号、同第３，９７７，２８９号、同第６，９４９，１１０号、同第６，３０２，４０６号、および米国特許出願公開第２００６／０００９７９６号に確認されうる。
【０００４】
このような骨の構造は、筋肉、軟骨、腱、および靭帯などの軟組織によって取り囲まれている。このよう軟組織構造は、骨構造の切削を伴う整形外科手術の際に分離するのが困難なことがある。例えば、外科医は、開創器などの器具を用いて、軟組織を手術部位から離隔して、骨を良く見えるようにし、また、軟組織が誤って損傷するのを防止する。しかしながら、軟組織は、骨構造に付着して残り、限られた量しか引き込むことができない。したがって、周囲の軟組織は、整形外科手術の際に振動骨鋸によって、誤って損傷を受けることがある。
【０００５】
〔発明の概要〕
一態様に従えば、骨鋸器具を用いて患者の骨を切削するための方法は、コンピュータ支援整形外科手術システムによって定められた座標系において切削領域を決定するステップを含むことができる。切削領域は、切削する骨の領域に相当しうる。この方法はまた、この座標系において骨鋸器具の位置を決定するステップを含むことができる。このために、骨鋸器具は、基準アレイを含むことができる。この方法はまた、骨鋸器具が、切削領域外にある場合、骨鋸器具の骨鋸刃ガードを作動させるステップを含むこともできる。
【０００６】
ある実施形態では、この方法は、信号を骨鋸器具に送信するステップを含むことができる。このような実施形態では、骨鋸刃ガードは、この信号に応答して作動することができる。加えて、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸器具の鋸刃の有効切削範囲（cutting effectiveness）を縮減するステップを含むことができる。例えば、骨鋸刃の切歯の少なくとも一部を、骨鋸刃ガードで覆うことができる。作動されると、骨鋸刃ガードは、骨鋸器具の骨鋸刃に実質的に平行な方向に移動することができる。
【０００７】
ある実施形態では、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、スラットを前進させて、このスラットが骨鋸刃の切歯の一部を覆うようにするステップを含むことができる。加えて、ある実施形態では、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃の第１の側に位置付けされた第１のスラットを前進させて、この第１のスラットが、第１の側の骨鋸刃の切歯の一部を覆うようにするステップと、骨鋸刃の第２の側に位置付けされた第２のスラットを前進させて、この第２のスラットが、第２の側の骨鋸刃の切歯の一部を覆うようにするステップと、を含むことができる。
【０００８】
他の実施形態では、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃器具の骨鋸刃の第１の側に位置付けされた多数の第１のスラットを前進させて、これら多数のスラットがそれぞれ、第１の側の骨鋸刃の切歯の一部を覆うようにするステップを含むことができる。加えて、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃の第２の側に位置付けされた多数の第２のスラットを前進させて、これら多数のスラットがそれぞれ、第２の側の骨鋸刃の切歯の一部を覆うようにするステップを含むことができる。この方法はまた、骨鋸器具が切削領域外にある場合に、骨鋸器具の鋸刃を移動させるステップを含むことができる。
【０００９】
別の実施形態では、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃の第１の切歯と第２の切歯との間の骨鋸刃に画定されたスロット内に位置付けされたスラットを延出させるステップを含むことができる。このスラットは、骨鋸刃と同一平面にすることができる。加えて、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃に画定された内部通路内に位置付けされたロッドを延出させるステップを含むことができる。骨鋸刃ガードを作動させるステップはまた、骨鋸刃の刃先に対してスリーブを延出させるステップを含むことができる。さらに、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃が切削できる深さを浅くするステップを含むことができる。ある実施形態では、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃の第１の側に面する第１のバンパー（bumper）を延出位置まで延出させるステップと、骨鋸刃の第２の側に面する第２のバンパーを延出位置まで延出させるステップを含むことができる。このような実施形態では、骨鋸刃は、第１のバンパーおよび第２のバンパーが延出位置にある場合、動作の際に第１のバンパーと第２のバンパーに周期的に接触することができる。
【００１０】
別の態様に従えば、骨鋸と共に用いるための骨鋸刃組立体は、骨鋸刃、およびこの骨鋸刃に結合された骨鋸刃ガードを含むことができる。骨鋸刃は、骨鋸のチャック（chuck）に結合されるように構成された取付け端部、および多数の切歯を有する刃先を含むことができる。骨鋸刃ガードは、骨鋸刃に対して移動可能に、この骨鋸刃に結合することができる。例えば、骨鋸刃ガードは、骨鋸刃に実質的に平行な方向に移動可能とすることができる。ある実施形態では、骨鋸刃ガードは、延出位置に移動可能であり、延出位置にある場合に、骨鋸の有効切削範囲を縮減する。例えば、骨鋸刃ガードは、延出位置にある場合、骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆うことができる。
【００１１】
ある実施形態では、骨鋸刃ガードは、骨鋸刃の幅と少なくとも等しい幅を有するスラットとして具現される。これに加えてまたは別法として、骨鋸刃ガードは、延出位置に移動可能な多数のスラットであって、これら多数のスラットがそれぞれ、延出位置にある場合に、骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆う、多数のスラットとして具現することができる。
【００１２】
ある実施形態では、骨鋸刃ガードは、骨鋸刃の第１の側に位置付けされた第１の骨鋸刃ガード、および骨鋸刃の第２の側に位置付けされた第２の骨鋸刃ガードとして具現することができる。このような実施形態では、第１の骨鋸刃ガードおよび第２の骨鋸刃ガードはそれぞれ、骨鋸刃の幅と少なくとも等しい幅を有するスラットとして具現することができる。これに加えてまたは別法では、第１の骨鋸刃ガードおよび第２の骨鋸刃ガードはそれぞれ、延出位置に移動可能な多数のスラットであって、これら多数のスラットがそれぞれ、延出位置にある場合、骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆う、多数のスラットとして具現することができる。加えて、ある実施形態では、骨鋸刃ガードは、この骨鋸刃ガードに結合され、骨鋸刃に結合するように構成され、この骨鋸刃ガードを移動できる、ハブを含むことができる。
【００１３】
加えて、ある実施形態では、骨鋸刃ガードは、骨鋸刃と同一平面にある複数のスラットを含むことができる。これら複数のスラットはそれぞれ、骨鋸刃に画定された対応するスロット内に位置付けされ、延出位置にある場合、骨鋸刃の端部を越えて延在することができる。ある実施形態では、複数のスラットはそれぞれ、スラットの側壁から外側に突出したレールを含むことができる。このような実施形態では、レールは、骨鋸刃の細長い切歯の側壁に画定されたスロット内に受容されうる。別の実施形態では、骨鋸刃ガードは、複数のスラットに結合され、骨鋸刃に画定された内部通路内に位置付けされる、プッシュロッドを含むことができる。加えて、他の実施形態では、骨鋸刃ガードは、第１のバンパーおよび第２のバンパーを含むことができる。第１のバンパーは、骨鋸刃の第１の側に向いて位置付けすることができ、第２のバンパーは、骨鋸刃の第２の側に向いて位置付けすることができる。骨鋸刃は、第１のバンパーおよび第２のバンパーが延出位置にある場合、動作の際に第１のバンパーおよび第２のバンパーに周期的に接触することができる。
【００１４】
別の態様に従えば、骨鋸と共に使用するための骨鋸刃組立体は、骨鋸刃、この骨鋸刃に結合されたアクチュエータ、およびこのアクチュエータに機能的（operatively）に結合されたロッドを含むことができる。骨鋸刃は、骨鋸のチャックに結合するように構成された取付け端部、および多数の切歯を有する刃先を含むことができる。ロッドは、アクチュエータによって引戻し位置と延出位置との間で移動可能とすることができる。このような実施形態では、骨鋸刃の最大切削深さは、ロッドの位置に基づいて選択的に決定される。
【００１５】
さらなる態様に従えば、整形外科手術の実施を支援するためのシステムは、骨鋸、この骨鋸に結合された骨鋸刃組立体、プロセッサ、およびこのプロセッサに電気的に結合された記憶装置を含むことができる。骨鋸刃組立体は、骨鋸刃および骨鋸刃ガードを含むことができる。骨鋸刃ガードは、骨鋸刃に対して移動可能とすることができる。記憶装置は、プロセッサによって実行されるとプロセッサに骨鋸の位置を決定させる複数の命令を保存することができたかもしれない。加えて、複数の命令により、骨鋸が所定の領域外にある場合、プロセッサが骨鋸に信号を送信することができる。このような実施形態では、骨鋸は、信号に応答して骨鋸刃ガードを作動させるように構成することができる。
【００１６】
さらに別の態様に従えば、骨鋸器具を用いて患者の骨を切削するための方法は、信号を骨鋸器具に送信するステップを含むことができる。この方法はまた、信号に応答して骨鋸器具の骨鋸刃ガードを作動させるステップを含むことができる。
【００１７】
さらなる態様に従えば、骨鋸器具を用いて患者の骨を切削するための方法は、コンピュータ支援整形外科手術システムによって定められた座標系内において切削領域を決定するステップを含むことができる。この切削領域は、切削する骨の領域に相当しうる。この方法はまた、座標系において骨鋸器具の位置を決定するステップも含むことができる。加えて、この方法は、骨鋸器具が切削領域外にある場合、骨鋸器具の骨鋸刃の切歯の有効切削範囲を縮減するステップを含むことができる。切歯の有効切削範囲を縮減するステップは、骨鋸刃ガードを作動させるステップを含むことができる。例えば、骨鋸刃ガードを作動させるステップは、骨鋸刃と同一平面に位置付けされた複数のスラットを延出させて、これら複数のスラットが、骨鋸刃の切歯を越えて延出するようにするステップを含むことができる。加えて、切歯の有効切削範囲を縮減するステップは、骨鋸器具の骨鋸刃組立体の厚みを変更するステップを含むことができる。切歯の有効切削範囲を縮減するステップはまた、骨鋸刃が患者の骨に刺入できる深さを浅くするステップを含むこともできる。
【００１８】
以下の詳細な説明は、特に添付の図面を参照しながら行う。
【００１９】
〔詳細な説明〕
本開示の概念は、様々な変更物および代替形態にすることが可能であるが、本開示の特定の典型的な実施形態を、例として、図面に示し詳細に後述する。しかしながら、開示する特定の形態に本開示の概念を限定することを意図するものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲内の全ての変更物、等価物、および代替物を包含することを意図していることを、理解されたい。
【００２０】
まず、図１を参照されたい。コンピュータ支援整形外科手術（ＣＡＯＳ）システム１０は、コンピュータ１２およびカメラユニット１４を含む。ＣＡＯＳシステム１０は、あらゆるタイプのコンピュータ支援整形外科手術システムとして具現することができる。例示的に、ＣＡＯＳシステム１０は、インディアナ州ワーソー（Warsaw）に所在のデピュイオーソパイディックス社（DePuy Orthopaedics, Inc.）が販売する１または複数のコンピュータ支援整形外科手術システムとして、および／または独国のハイムスタットン（Heimstetten）に所在のブライアンラボ（BrainLAB）が販売する１または複数のコンピュータ支援整形外科手術システムとして具現される。カメラユニット１４は、可動カメラユニット１６または固定カメラユニット１８として具現することができる。ある実施形態では、システム１０は、両方のタイプのカメラユニット１６、１８を含むことができる。可動カメラユニット１６は、ベース２２に結合されたスタンド２０を含む。ベース２２は、手術室内２３で可動カメラユニット１６を再位置付けできるように多数の車輪２１を含むことができる。可動カメラユニット１６は、カメラヘッド２４を含む。カメラヘッド２４は、２つのカメラ２６を含む。カメラヘッド２４は、カメラ２６の視野を調節できるようにスタンド２０に対して位置付けすることができる。固定カメラユニット１８は、可動カメラユニット１６に類似しており、ベース２８、カメラヘッド３０、およびこのカメラヘッド３０をベース２８に結合しているアーム３２を含む。ある実施形態では、ディスプレイスクリーンおよびライトなどの他の周辺機器は、ベース２８に結合することもできる。カメラヘッド３０は、２つのカメラ３４を含む。固定カメラユニット１８は、図１に例示的に示されているように手術室の天井に結合してもよいし、手術室の壁に結合してもよい。カメラユニット１６のカメラヘッド２４と同様に、カメラヘッド３０は、カメラ３４の視野を調節できるようにアーム３２に対して位置付け可能にすることができる。カメラユニット１４、１６、１８は、コンピュータ１２に通信可能に結合されている。コンピュータ１２は、整形外科手術を行う際に外科医の近傍にコンピュータ１２を位置付けできるように、多数の車輪３８を有するカート３６に取り付ける、または他の方法で結合することができる。
【００２１】
ここで図２を参照されたい。コンピュータ１２は、プロセッサ４０および記憶装置４２を例示的に含む。プロセッサ４０は、例えば、離散型処理回路（例えば、論理装置の集合）、汎用目的の集積回路、および／または特定用途向け集積回路（すなわちＡＳＩＣｓ）などを含むあらゆるタイプのプロセッサとして具現することができる。記憶装置４２は、あらゆるタイプの記憶装置として具現することができ、ランダムアクセスメモリ（すなわちＲＡＭ）および／または読み出し専用メモリ（すなわちＲＯＭ）などの１または複数のタイプのメモリを含むことができる。加えて、コンピュータ１２は、例えば、ハードドライブおよび入出力回路などの本明細書に開示する機能を果たすためにコンピュータで見られる他の装置および回路を含むことができる。
【００２２】
コンピュータ１２は、通信リンク４６によってディスプレイ装置４４に通信可能に結合されている。図２では、コンピュータ１２から分離して例示されているが、ディスプレイ装置４４は、ある実施形態では、コンピュータ１２の一部を形成することができる。加えて、ある実施形態では、ディスプレイ装置４４または別のディスプレイ装置をコンピュータ１２から離して位置付けすることができる。例えば、ディスプレイ装置４４は、整形外科手術が行われる手術室の天井または壁に結合することができる。これに加えて、または別法では、ディスプレイ装置４４は、ホログラフィーディスプレイなどの仮想ディスプレイまたはヘッドアップディスプレイなどの体に取り付けるディスプレイなどとして具現することができる。コンピュータ１２は、コンピュータ１２にデータを入力するためのキーボードおよび／またはマウスなどの多数の入力装置に結合することもできる。しかしながら、例示的な実施形態では、ディスプレイ装置４４は、整形外科医５０からの入力を受け取ることができるタッチスクリーンディスプレイ装置である。すなわち、外科医５０は、ディスプレイ装置４４のスクリーンにタッチするだけで多数のスクリーン上の選択肢を選択するなどして、コンピュータ１２にデータを入力することができる。
【００２３】
コンピュータ１２は、通信リンク４８を介してカメラユニット１６（および／または１８）に通信可能に結合されている。例示的に、通信リンク４８は、有線通信リンクであるが、ある実施形態では、無線通信リンクとして具現することができる。通信リンク４８が無線信号経路である実施形態では、カメラユニット１６およびコンピュータ１２は、これらのカメラユニット１６およびコンピュータ１２がデータ（例えば、イメージデータ）を送受信できるように無線トランシーバを含む。可動カメラユニット１６のみが図２に示されているが、代替として、または可動カメラユニット１６に加えて、固定カメラユニット１８を用いることができることを理解されたい。
【００２４】
ＣＡＯＳシステム１０は、患者５６の目的の骨および／または１または複数の整形外科手術器具５８に結合できる多数の基準アレイ５４を含むこともできる。例えば、図３に例示されているように、脛骨アレイ６０は、基準アレイ６２および骨クランプ６４を含む。例示的な骨クランプ６４は、Ｓｃｈａｎｔｚピン６８を用いて患者５６の脛骨６６に結合するように構成されているが、他のタイプの骨クランプも用いることもできる。基準アレイ６２は、延長アーム７０によって骨クランプ６４に結合されている。基準アレイ６２は、フレーム７２および３つの反射要素すなわちセンサ７４を含む。反射要素７４は、例示的な実施形態では球体として具現されているが、他の実施形態では、他の幾何学的形状を有することができる。加えて、他の実施形態では、４つ以上の反射要素を有する基準アレイを用いることもできる。反射要素７４は、所定の構成で位置付けされており、コンピュータ１２が、この構成に基づいて脛骨アレイ６０の存在を確認できる。すなわち、図２に示されているように、脛骨アレイ６０がカメラヘッド２４の視野５２内に位置付けされている場合、コンピュータ１２は、カメラヘッド２４から受け取ったイメージに基づいて脛骨アレイ６０の存在を決定するように構成されている。加えて、コンピュータ１２は、反射要素７４の相対位置に基づいて、脛骨アレイ６０、従ってこの脛骨アレイ６０が結合された脛骨６６の位置および向きを決定するように構成されている。
【００２５】
基準アレイ５４は、１または複数の整形外科手術器具に結合することもできる。例えば、図４に示されているように、位置合せ器具８０を用いて、患者の骨の点を位置合せ（register）することができる。位置合せ器具８０は、この位置合せ器具８０のハンドル８６に結合された３つの反射要素８４を有する基準アレイ８２を含む。位置合せ器具８０は、骨の点を位置合せするために用いるポインタ端部８８も含む。反射要素８４は、位置合せ器具８０の存在およびその相対位置（すなわち、ポインタ端部８８の位置）をコンピュータ１２が決定できる構成に位置付けされている。加えて、基準アレイ５４は、図５に例示されているように、脛骨切除ジグ９０などの他の外科器具に用いることができる。このジグ９０は、切除される脛骨９４の位置で脛骨９４に結合された切除ガイド部分９２を含む。ジグ９０は、フレーム９５によって部分９２に結合された基準アレイ９６を含む。基準アレイ９６は、コンピュータ１２がジグ９０の存在およびその相対位置（例えば、脛骨９４に対する）を決定できる構成に位置付けされた３つの反射要素９８を含む。
【００２６】
整形外科医５０がＣＡＯＳシステム１０を用いて、例えば、全膝関節置換術を含むあらゆるタイプの整形外科手術を支援することができる。このために、コンピュータ１２および／またはディスプレイ装置４４は、外科医５０の視野の中に位置付けされる。上記したように、コンピュータ１２は、このような位置付けを容易にするために可動カート３６に結合することができる。カメラユニット１６（および／またはカメラユニット１８）は、図２に示されているように、カメラヘッド２４の視野５２が、患者５６の整形外科手術が行われる部分をカバーするように位置付けされる。
【００２７】
整形外科手術が行われる際に、ＣＡＯＳシステム１０のコンピュータ１２が、行われる整形外科手術の各外科手術ステップのイメージを表示するようにプログラムされているか、または他の方法で構成されている。このイメージは、グラフィックレンダーイメージ（graphically rendered images）またはグラフィックエンハンスフォトグラフイメージ（graphically enhanced photographic images）とすることができる。例えば、このイメージは、患者の目的の解剖学的部分の３次元レンダーイメージを含むことができる。外科医５０は、コンピュータ１２と対話して様々な外科ステップのイメージを順番に表示することができる。加えて、外科医は、コンピュータ１２と対話して、前に表示した外科ステップのイメージを見るか、選択的にイメージを見るか、提案した外科ステップもしくは手順の解剖学的効果を付与するようにコンピュータ１２に命令するか、または他の外科手術に関連した機能を行うことができる。例えば、外科医は、異なる骨切除処置で得られる骨の構造のレンダーイメージを見ることができる。したがって、ＣＡＯＳシステム１０は、外科医５０に、整形外科手術を行いながら、続く外科的な「ウォークスルー（walk-through）」を提供する。
【００２８】
ある実施形態では、外科医５０はまた、コンピュータ１２と対話して、システム１０の様々な装置を制御することもできる。例えば、外科医５０は、システム１０と対話して、ディスプレイ装置４４のユーザーの選択または設定を制御することができる。さらに、コンピュータ１２は、外科医５０の応答を促すことができる。例えば、コンピュータ１２は、外科医が現在の外科ステップを完了したか否か、および外科医が他のイメージを見たいか否かなどを問うて外科医を促すことができる。
【００２９】
カメラユニット１６およびコンピュータ１２が協働して、外科医に、整形外科手術の際にナビゲーションデータを提供することができる。すなわち、コンピュータ１２は、通信リンク４８を介してカメラヘッド２４から受け取ったデータ（例えば、イメージ）に基づいて目的の骨および外科器具５８の位置を決定して表示する。このために、コンピュータ１２は、カメラ２６のそれぞれから受け取ったイメージデータを比較し、基準アレイ５４、６２、８２、９６の相対位置および向きに基づいて、骨および器具５８の位置および向きを決定する。外科医５０に表示されるナビゲーションデータは、連続的に更新される。したがって、ＣＡＯＳシステム１０は、整形外科手術を行いながら、外科医５０が監視できるように目的の骨および外科器具の位置を視覚的にフィードバックする。
【００３０】
基準アレイ５４が、図３〜図５に例示されており、反射基準アレイとして上記したが、他の実施形態では、他のタイプの基準アレイを用いることもできる。例えば、ある実施形態では、外科器具５４は、永久磁石などの磁気源または電磁波源を含むことができる。このような実施形態では、外科器具の位置は、参照して開示内容の全てを本明細書に組み入れる、米国特許出願第１１／３２３，６０９号（名称：「コンピュータ支援整形外科手術システムを用いて患者の骨を位置合せするための装置および方法（APPARATUS AND METHOD FOR REGISTERING A BONE OF A PATIENT WITH A COMPUTER ASSISTED ORTHOPAEDIC SURGERY SYSTEM）」）、同第１１／３２３，９６３号（名称：「コンピュータ支援整形外科手術システムを用いて患者の骨を位置合せするためのシステムおよび方法（SYSTEM AND METHOD FOR REGISTERING A BONE OF A PATIENT WITH A COMPUTER ASSISTED ORTHOPAEDIC SURGERY SYSTEM）」）、同第１１／３２３，５３７号（名称：「磁気源の位置を決定するための方法（METHOD FOR DETERMINING A POSITION OF A MAGNETIC SOURCE）」）、および同第１１／３２３，６１０号（名称：「磁気センサアレイ（MAGNETIC SENSOR ARRAY）」）に詳細に開示されている、多数の磁気センサから受け取った信号に基づいて決定することができる。このような実施形態では、コンピュータ支援整形外科手術システム１０は、カメラユニット１４を含んでも含まなくてもよい。
【００３１】
これに加えて、または別法では、外科器具５８は、磁気センサまたは電磁センサを含むことができる。このような実施形態では、外科器具の位置は、参照して開示内容の全てを本明細書に組み入れる、国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２００５／０００８７４号（名称：「位置合せ装置および方法（Registration Methods and Apparatus）」）および同第ＰＣＴ／ＧＢ２００５／０００９３３号（名称：「整形外科手術システム、方法、インプラント、および器具（Orthopaedic Operating Systems, Methods, Implants and Instruments）」）に詳細に開示されている、磁気センサおよび／または電磁センサによって受け取られる信号に基づいて決定することができる。したがって、任意の１または複数の基準アレイ５４を、多数の反射要素、多数の磁気／電磁センサ、および／または多数の永久磁石などの磁気／電磁波源として具現できることを理解されたい。したがって、ここで用いる語「基準アレイ」は、任意の数の反射センサ、磁気センサおよび／もしくは電磁センサ、ならびに／または磁気源および／もしくは電磁波源を意味する。
【００３２】
ここで図６を参照されたい。一実施形態では、外科器具５８は、骨鋸器具１００として具現されている。骨鋸器具１００は、骨鋸１０２および骨鋸刃組立体１０４を含む。骨鋸１０２は、後述する変更および／または機能が加えられている、一般的な骨鋸に類似していてもよい。骨鋸１０２は、基準アレイ１０６を含む。基準アレイ１０６は、大域座標系１０８における鋸刃器具１００の位置を決定するためにコンピュータ１２が使用可能なあらゆるタイプの基準アレイとすることができる。例えば、上記したように、基準アレイ１０６は、任意の数の反射センサ、磁気センサおよび／もしくは電磁センサ、ならびに／または磁気源および／もしくは電磁波源として具現することができる。大域座標系１０８は、コンピュータ１２によって使用可能なあらゆる基準点によって定義することができる。ある実施形態では、座標系１０８は、骨鋸器具１００の位置を決定するために基準アレイ１０６と協働して用いられるセンサユニットによって定義される。例えば、図１の実施形態では、座標系１０８は、カメラユニット１４もしくは１８、コンピュータ１２、または別の所定の位置によって定義することができる。これにかかわらず、コンピュータ１２は、図２０を用いて後述するように、使用の際に座標系１０８における骨鋸器具１００の位置を決定するように構成されている。
【００３３】
骨鋸１０２は、受信機またはトランシーバ１１０も含む。骨鋸１０２は、受信機１１０および通信リンク１１２によってコンピュータ１２に通信可能に結合されている。通信リンク１１２は、コンピュータ１２と骨鋸１０２との間の通信を容易にすることができるあらゆるタイプの通信リンクとして具現することができる。例えば、通信リンク１１２は、有線通信リンクとすることができ、任意の数の導線やケーブルなどとして具現することができる。別法では、通信リンク１１２は、無線通信リンクとすることができる。このような実施形態では、コンピュータ１２は、通信リンク１１２を介して骨鋸１０２と通信するために、例えば、ブルートゥース無線通信プロトコルまたは無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信プロトコルなどのあらゆる適当な無線通信技術およびプロトコルを用いることができる。
【００３４】
骨鋸１０２は、骨鋸刃チャック１１４も含む。骨鋸刃チャック１１４は、図７に例示されているように、骨鋸刃組立体１０４を受容するように構成されている。すなわち、使用者は、骨鋸刃組立体１０４をチャック１１４内に挿入して、このチャック１１４を操作して骨鋸刃組立体１０４を骨鋸１０２に固定することで、骨鋸刃組立体１０４を骨鋸１０２に結合することができる。使用の際、骨鋸刃チャック１１４は、骨鋸刃組立体１０４を切削運動させる。例えば、ある実施形態では、図７に示されているように、骨鋸刃チャック１１４は、骨鋸刃組立体１０４を切削弧１２４に沿って振動させる。しかしながら、他の実施形態では、骨鋸刃組立体１０４は、使用する骨鋸の特定の使用法およびタイプによって任意の方向に、任意の切削経路に沿って振動または他の方法で運動させることができる。
【００３５】
骨鋸刃組立体は、骨鋸刃１１８および骨鋸刃ガード１２０を含む。骨鋸刃１１８は、通常は骨鋸と共に用いるあらゆるタイプの骨鋸刃として具現することができる。図７に例示されているように、骨鋸刃１１８は、骨鋸１０２の骨鋸刃チャック１１４によって受容されるように構成された取付け端部１２６を含む。骨鋸刃１１８は、多数の切歯１１９を有する刃先１２８も含む。骨鋸器具１００の動作の際に、骨鋸刃１１８の刃先１２８を用いて、骨鋸１０２によって生成される振動によって患者の目的の骨を切削することができる。
【００３６】
骨鋸刃ガード１２０は、骨鋸刃の有効切削範囲を縮減するために骨鋸刃１１８に対して移動できる。すなわち、骨鋸刃ガード１２０は、引戻し位置と延出位置との間で移動可能である。骨鋸刃ガード１２０が引戻し位置にある場合、骨鋸刃１１８は、骨鋸１０２によって振動されると（例えば、骨鋸１０２によって弧１２４に沿って移動させられると）、骨を切削することができる。しかしながら、骨鋸刃ガード１２０が延出位置にある場合、骨鋸刃１１８は、骨を切削できないか、または有効切削範囲が縮減される。延出位置では、骨鋸刃ガード１２０は、たとえ骨鋸１０２が切削動作で（例えば、切削弧１２４に沿って）骨鋸刃１１８を振動させ続けていても、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減できることを理解されたい。
【００３７】
特定の一実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、骨鋸刃１１８に結合されており、骨鋸刃１１８に対して、この骨鋸刃１１８に実質的に平行な方向に延出位置まで移動可能である。骨鋸刃１１８の運動を容易にするために、骨鋸刃組立体１０４は、１または複数の鋸ガードハブ１２２を含む。鋸ガードハブ１２２は、骨鋸刃ガード１２０に機能的に結合されており、骨鋸刃ガード１２０を引戻し位置と延出位置との間で移動させるように構成されている。鋸ガードハブ１２２はまた、骨鋸刃組立体１０４が骨鋸刃チャックに結合されると、骨鋸刃チャックのガードアクチュエータ１１６に結合されるように構成されている。ガードアクチュエータ１１６は、鋸ガードハブ１２２を操作して、鋸刃ガード１２０を骨鋸１０２に対して延出または引き戻すように構成されている。ガードアクチュエータ１１６は、鋸ガードハブ１２２と協働して骨鋸刃ガード１２０を移動させることができるあらゆるタイプの原動機として具現することができる。例えば、ガードアクチュエータ１１６は、線形アクチュエータまたはステップモータなどとして具現することができ、鋸ガードハブ１２２の動作を制御するために任意の数およびあらゆるタイプの歯車および／または他のリンク機構を含むことができる。
【００３８】
ここで図８〜図１１を参照されたい。一実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、骨鋸刃１１８の上側１３２に位置付けされた第１のスラット１３０、および骨鋸刃１１８の底側１３６に位置付けされた第２のスラット１３４として具現されている。各スラット１３０、１３４はそれぞれ、骨鋸刃１１８の対応する側１３２、１３６に位置付けされた鋸ガードハブ１２２に機能的に結合されている。スラット１３０、１３４は、対応するリンク機構１４２によって後端部１４０のハブ１２２に結合されている。
【００３９】
スラット１３０、１３４は、骨鋸ガード１２０（すなわち、スラット１３０、１３４）が引戻し位置にある場合は、骨鋸１０２によって骨鋸刃１１８を振動させて骨を切削でき、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減できるように構成された寸法を有する。例示的に、図８および図９に例示されているように、スラット１３０、１３４は、骨鋸刃１１８の幅および厚みに実質的に等しい幅１４６および厚み１４８を有する。しかしながら、他の実施形態では、スラット１３０、１３４は他の寸法を有することができる。例えば、ある実施形態では、スラット１３０、１３４は、骨鋸刃１１８の幅および／または厚みよりも小さいまたは大きい幅１４６および／または厚み１４８を有することができる。スラット１３０、１３４は、引戻し位置と延出位置との間で移動するのに十分に硬いあらゆる材料から形成することができ、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減することができる。例えば、スラット１３０、１３４は、金属またはプラスチック材料から形成することができる。加えて、ある実施形態では、スラット１３０、１３４は、骨鋸刃器具１００の各使用後に、これらのスラット１３０、１３４を洗浄および／または交換できるように、骨鋸刃組立体１０４から取外し可能である。
【００４０】
図８、図１０、および図１６に例示されているように、スラット１３０、１３４が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８の切歯１１９が露出している。したがって、スラット１３０、１３４が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８を用いて骨を切削することができる。上記したように、スラット１３０、１３４は、対応するハブ１２２およびリンク機構１４２と協働して延出位置に移動することができる。図８〜図１１に例示されている実施形態では、リンク機構１４２は、スラット１３０、１３４が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８の側面に向かって位置付けされている。作動されると、ハブ１２２が、リンク機構１４２を骨鋸刃１１８の中心に向かって移動させて、スラット１３０、１３４が延出位置に移動させられる。しかしながら、他の実施形態では、他のタイプのリンク機構および移動方法を用いて、スラット１３０、１３４を引戻し位置と延出位置との間で移動させることができる。
【００４１】
図９、図１１、図１７に例示されているように、スラット１３０、１３４が延出位置に移動すると、骨鋸刃１１８の切歯１１９が、スラット１３０、１３４によって覆われる。すなわち、各スラット１３０、１３４はそれぞれ、骨鋸刃１１８の対応する側１３２、１３６の切歯１１９の少なくとも一部を覆う。例えば、スラット１３２、１３６の幅１４６が骨鋸刃１１８の幅に等しいかまたは大きい実施形態では、スラット１３０、１３４は、骨鋸刃の対応する側１３２、１３６の切歯１１９を実質的に覆う。別法では、スラット１３２、１３６の幅１４６が骨鋸刃１１８の幅よりも小さい実施形態では、スラット１３０、１３４は、切歯１１９の一部のみを覆うことができる。加えて、スラット１３０、１３４は、その延出位置で、骨鋸刃１１８の刃先１２８を越えても越えなくてもよい。これにかかわらず、スラット１３０、１３４が延出位置にある場合は、図１７に例示されているように、スラット１３０、１３４が、骨鋸刃１１８の切歯１１９（またはその一部）を覆い、骨鋸刃１１８の骨を切削する能力が低下することを理解されたい。
【００４２】
ここで図１２〜図１５を参照されたい。別の実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、骨鋸刃１１８の上側１３２に位置付けされた第１の数のスラット１５０、および骨鋸刃１１８の底側１３６に位置付けされた第２の数のスラット１５２として具現されている。スラット１３０、１３４と同様に、各スラット１５０、１５２はそれぞれ、骨鋸刃１１８の対応する側１３２、１３６に位置付けされた鋸ガードハブ１２２に機能的に結合されている。各スラット１５０は、対応するリンク機構１５４によって骨鋸刃１１８の上側１３２に位置付けされた対応する鋸ガードハブ１２２に結合されている。同様に、各スラット１５２は、対応するリンク機構１５８によって骨鋸刃１１８の底側１３４に位置付けされた対応する鋸ガードハブ１２２に結合されている。
【００４３】
各スラット１５０、１５２は、骨鋸ガード１２０（すなわち、スラット１５０、１５２）が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８が骨鋸１０２によって適切に操作されて骨を切削することができ、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減できるように構成された寸法を有する。例示的に、図１２および図１４に例示されているように、各スラット１５０、１５２は、骨鋸刃１１８の多数の切歯１１９の１つの歯の幅に実質的に等しい幅１５４を有する。加えて、図１２に例示されているように、各スラット１５０、１５２は、骨鋸刃１１８の厚みに実質的に等しいか、またはそれよりも狭い幅１５６を有することができる。しかしながら、他の実施形態では、各スラット１５０、１５２は、他の寸法を有することもできる。例えば、ある実施形態では、スラット１５０、１５２は、骨鋸刃１１８の多数の切歯１１９の１つの歯の幅よりも小さいかまたは大きい幅１５４を有することができる。
【００４４】
図８〜図１１に例示し、これを用いて上記したスラット１３０、１３４と同様に、スラット１３０、１３４は、引戻し位置と延出位置との間で移動するのに十分に硬いあらゆる材料で形成することができ、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減することができる。例えば、スラット１５０、１５２は、金属またはプラスチック材料から形成することができる。加えて、ある実施形態では、スラット１５０、１５２は、骨鋸器具１００の各使用後に、これらのスラット１５０、１５２を洗浄および／または交換できるように、骨鋸刃組立体１０４から取外し可能である。
【００４５】
図１２、図１３、および図１６に例示されているように、スラット１５０、１５２が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８の切歯１１９が露出している。したがって、スラット１５０、１５２が引戻し位置にある場合、骨鋸刃１１８を用いて骨を切削することができる。上記したように、スラット１５０、１５２は、対応するハブ１２２とリンク機構１５８の協働によって延出位置に移動することができる。図１２〜図１５に例示されている実施形態では、スラット１５０、１５２が引戻し位置に位置付けされている場合も、リンク機構１５８がハブ１２２に対して引戻し位置にある。作動されると、ハブ１２２が、このハブ１２２に対してリンク機構１５８を外側に移動させて、スラット１５０、１５２を延出位置に移動させる。しかしながら、他の実施形態では、他のタイプのリンク機構および移動方法を用いて、スラット１５０、１５２を引戻し位置と延出位置との間で移動させることができる。
【００４６】
図１３、図１５、および図１７に例示されているように、スラット１５０、１５２が延出位置に移動すると、骨鋸刃１１８の切歯１１９が、スラット１５０、１５２によって覆われる。すなわち、各スラット１５０、１５２はそれぞれ、骨鋸刃１１８の対応する側１３２、１３６の１または複数の切歯１１９の少なくとも一部を覆う。例えば、スラット１５０、１５２の幅１５４が、切歯１１９の１つの切歯の幅に等しいかまたは大きい実施形態では、各スラット１５０、１５２はそれぞれ、骨鋸刃の対応する側１３２、１３６の切歯１１９の１または複数の歯を完全に覆う。別法では、スラット１５０、１５２の幅１５４が、１つの切歯の幅よりも小さい実施形態では、スラット１５０、１５２はそれぞれ、例えば、各歯の長い縁などの切歯１１９の１つの歯の一部のみを覆うことができる。加えて、スラット１５０、１５２は、延出位置にある場合、骨鋸刃１１８の刃先１２８を越えても越えなくてもよい。これにかかわらず、スラット１５０、１５２が延出位置にある場合は、図１７に例示されているように、スラット１５０、１５２が、骨鋸刃１１８の切歯１１９（またはその一部）を覆い、骨鋸刃１１８の骨を切削する能力が低下することを理解されたい。
【００４７】
ここで図１８および図１９を参照されたい。骨鋸刃１１８の切歯１１９が、その一部が、骨鋸刃１１８の上側１３２を越えて上方に延出するか、または骨鋸刃１１８の底側１２６を越えて下方に延出するように形成されている実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、１または複数の切歯ガード１８０を含むことができる。このような実施形態では、切歯ガード１８０は、骨鋸刃ガード１２０の遠位端部１８２（例えば、各スラット１３２、１３４、１５０、１５２の遠位端部）に位置付けされている。切歯ガード１８０は、鋸刃ガード１２０が延出位置にある場合、切歯１１９の先端が骨を切削する能力を低下させることができるあらゆるタイプのガードとして具現することができる。例えば、図１８および図１９に例示されているように、切歯ガード１８０は、各スラット１３２、１３４、１５０、１５２の遠位端部１８２に結合された多数の球形バンパーとして具現することができる。各切歯ガード１８０は、骨鋸刃１１８の関連する表面１３２、１３６から、多数の切歯１１９の対応する切歯の先端までの距離よりも大きい直径を有する。したがって、骨鋸刃ガード１２０が延出位置に移動すると、切歯ガード１８０は、対応する切歯の先端が誤って骨または組織を切除する可能性を低減する。しかしながら、他の実施形態では、切歯ガード１８０は、骨鋸刃ガード１２０が延出位置にある場合、切歯１１９の先端部分の有効切削範囲を制限するように構成された他のタイプのガードとして具現することができ、かつ／または他の寸法および形状を有することができる。
【００４８】
ここで図２０〜図２２を参照されたい。別の実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、多数のスラット２００として具現されている。各スラット２００は、骨鋸刃１１８と同一平面となるように、骨鋸刃１１８に画定された対応するスロット２０２内に位置付けされている。スロット２０２は、長さ方向に延び、骨鋸刃１１８の細長い各骨鋸歯２０４の間に画定されている。各スラット２００は、詳細を後述するように、対応するスロット内で骨鋸刃１１８に対してスライドできるように構成されている。
【００４９】
スラット１３０、１３４、１５０と同様に、各スラット２００は、骨鋸刃１１８の上側１３２または底側１３４に位置付けされた鋸ガードハブ２０６に機能的に結合されている。各スラット２００は、対応するリンク機構２０８によって鋸ガードハブ２０６に結合されている。骨鋸刃１１８の剛性を増大させるために、骨鋸刃組立体１２０は、骨鋸刃歯２０４とスラット２００を互いに結合するためにバンドまたはタイ２１０を含むことができる。一実施形態では、図２０および図２２に例示されているように、各骨鋸歯２０４は、これらの各骨鋸歯２０４の側面２１４に画定された開口２１２を含む。同様に、各スラット２００は、そのスラットの側面に画定された対応する開口２１６を含む。スラット２００の開口２１６は、スロットとして具現されるか、または他の方法で、骨鋸歯２０４内に画定された開口２１４に対して細長くする。このような構成により、骨鋸刃１１８に結合された状態で（歯２０４によって）、骨鋸刃１１８に対してスラット２００が並進運動することができる。ある実施形態では、バンドまたはタイ２１０は、骨鋸刃１１８をさらに支持するために骨鋸刃１１８の周りを取り囲むことができる。
【００５０】
各スラット２００は、骨鋸ガード１２０（すなわち、スラット２００）が引戻し位置にある場合、骨鋸１０２によって骨鋸刃１１８を適切に操作して骨を切削でき、延出位置にある場合に、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減できるように構成された寸法を有する。例示的に、各スラット２００は、骨鋸刃の歯２０４の１つの幅に実質的に等しい幅を有する。加えて、各スラット２００は、骨鋸刃１１８の厚みに実質的に等しい厚みを有することができる。しかしながら、他の実施形態では、各スラット２００は、他の寸法を有することができる。例えば、ある実施形態では、スラット２００は、鋸刃の歯２０４の１つの幅よりも小さいかまたは大きい幅を有することができる。
【００５１】
スラット２００は、引戻し位置と延出位置との間で移動するのに十分に硬いあらゆる材料から形成することができ、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減することができる。例えば、スラット２００は、金属またはプラスチック材料から形成することができる。加えて、ある実施形態では、スラット２００は、骨鋸器具１００の各使用後に、このスラット２００を洗浄および／または交換できるように、骨鋸刃組立体１０４から取外し可能である。
【００５２】
図２０に例示されているように、スラット２００が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８の切歯２０４が露出している。したがって、スラット２００が引戻し位置にある場合、骨鋸刃１１８を用いて骨を切削することができる。上記したように、スラット２００は、対応するハブ２０６とリンク機構２０８の協働によって延出位置に移動することができる。リンク機構２０８は、スラット２００が引戻し位置に位置付けされている場合も、ハブ２０６に対して引戻し位置にある。作動すると、ハブ２０６は、リンク機構２０８を外側に移動させて、スラット２００を延出位置に移動させる。しかしながら、他の実施形態では、他のタイプのリンク機構および移動方法を用いて、スラット２００を引戻し位置と延出位置との間で移動させることができる。スラット２００が骨鋸刃１１８の切歯２０４の間に、これらの切歯２０４と同一平面に位置付けされるため、骨鋸器具１００が故障する（jamming）可能性が低減されることを理解されたい。加えて、ある実施形態では、スラット２００の厚みは、故障の可能性をさらに低くするために各切歯２０４の厚みよりも小さくなるように設計されている。
【００５３】
図２１に例示されているように、スラット２００が延出位置に移動されると、スラット２００は、切歯２０４よりも長い距離、骨鋸刃１１８に対して外側に延出する。スラット２００が、切歯２０４の先端を越えて延出するため、切歯２０４は、切削動作が制限される。したがって、スラット２００が延出位置にある場合、骨鋸刃１１８が骨を切削する能力が低下または失われる。
【００５４】
ここで図２３〜図２６を参照すると、別の実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、多数のスラット３００を含むフォーク３５０として具現されている。スラット３００は、図２０〜図２２を用いて上記したスラット２００に類似している。例えば、各スラット３００は、骨鋸刃１１８と同一平面になるように、骨鋸刃１１８に画定された対応するスロット３０２内に位置付けされている。スロット３０２は、長さ方向に延び、骨鋸刃１１８の各骨鋸切歯３０４の間に画定されている。切歯３０４は、切歯１１９よりも細長いが、図２０〜図２２を用いて上記した細長い切歯２０４よりも短い。すなわち、スロット３０２は、比較的短い距離、鋸刃１１８内に延びている。個々の切歯３０４それぞれの長さが短縮されているため、骨鋸刃１１８の全体の硬さを維持することができる。フォーク３５０は、各スラット３００に結合された交差部材３０６も含む。細長いプッシュロッド３０８が、交差部材３０６に結合されている。ある実施形態では、スラット３００、交差部材３０６、およびプッシュロッド３０８は、互いに固定または結合された別個の部品である。しかしながら、他の実施形態では、スラット３００、交差部材３０６、およびプッシュロッド３０８は、互いに一体にすることができる。
【００５５】
フォーク３５０のプッシュロッド３０８は、骨鋸刃１１８の上側１３２または底側１３４に位置付けできる鋸ガードハブ３１６に機能的に結合されている。ハブ３１６は、プッシュロッド３０８を延出させることができ、これにより、各スロット３００が、詳細を後述するように、図２４に例示されている延出位置まで移動する。図２３〜図２５に例示されているように、プッシュロッド３０８は、骨鋸刃１１８内に画定された長さ方向の通路３１０内に位置付けされている。使用の際、プッシュロッド３０８は、詳細を後述するように通路３１０内を移動する。プッシュロッド３０８と同様に、交差部材３０６は、鋸刃１１８の刃先３１４に向かって、骨鋸刃１１８に画定された内部キャビティ３１２内に位置付けされている。図２３に示されている引戻し位置では、各スロット３００の一部も、内部キャビティ３１２内に受容されている。この場合も、プッシュロッド３０８と同様に、交差部材３０６および／スラット３００が、使用中に、内部キャビティ３１２内を移動する。ある実施形態では、フォーク３５０は、交差部材３０６および／またはプッシュロッド３０８に結合されたシールド３１４を含むことができる。シールド３１４もまた、内部キャビティ３１２内に位置付けされ、異物の進入を防ぐために骨鋸刃ガード１２０が延出位置にある場合に、切歯３０４の間に画定されたあらゆる開口を覆うために用いられる。また、他の実施形態では、フォーク３５０の交差部材３０６は、骨鋸刃ガード１２０が延出位置にある場合に、切歯３０４の間に画定されたあらゆる開口を交差部材３０６が覆うような幅を有するように形成することができる。
【００５６】
加えて、図２６に例示されているある実施形態では、切歯３０４は、各切歯３０４の側壁に画定された長さ方向スロット３２０を含む。このような実施形態では、スラット３００は、各スラット３００の各側壁から突出した対応するレール３２２を含む。レール３２２は、スロット３２０内に受容され、動作の際にスロット３２０内をスライドすなわち並進運動するように構成されている。スロット３００および切歯３０４は、このように互いに噛み合っているため、骨鋸刃１１８の全体の剛性が向上するであろう。
【００５７】
各スロット３００は、骨鋸ガード１２０（すなわち、スラット３００）が引戻し位置にある場合に、骨鋸刃１１８が骨鋸１０２によって適切に操作されて骨を切削することができ、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減できるように構成された寸法を有する。例示的に、各スラット３００は、鋸刃の切歯３０４の１つの幅に実質的に等しい幅を有する。加えて、各スラット３００は、骨鋸刃１１８の厚みに実質的に等しい厚みを有することができる。しかしながら、一実施形態では、各スラット３００は、他の寸法を有することができる。例えば、ある実施形態では、スラット３００は、鋸刃の切歯３０４の１つの幅よりも小さいかまたは大きい幅を有することができる。
【００５８】
スラット３００は、引戻し位置と延出位置との間で移動するのに十分に硬いあらゆる材料から形成することができ、延出位置にある場合は、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減することができる。例えば、スラット３００は、金属またはプラスチック材料から形成することができる。加えて、ある実施形態では、スラット３００は、骨鋸器具１００の各使用後に、スラット３００を洗浄及び／または交換できるように骨鋸刃組立体１０４から取外し可能である。
【００５９】
図２３に例示されているように、スラット３００が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８の切歯３０４が露出している。したがって、スラット３００が引戻し位置にある場合、骨鋸刃１１８を用いて骨を切削することができる。上記したように、スラット３００は、対応するハブ３１６とプッシュロッド３０８の協働によって延出位置に移動させることができる。プッシュロッド３０８は、スラット３００が引戻し位置に位置付けされている場合も、ハブ３１６に対して引戻し位置にある。作動されると、ハブ３１６は、プッシュロッド３０８を外側に移動させ、スラット３００が延出位置に移動される。しかしながら、他の実施形態では、他のタイプのリンク機構および移動方法を用いて、スラット３００を引戻し位置と延出位置との間で移動させることができる。スラット３００が、骨鋸刃１１８の切歯３０４の間に位置付けされ、この切歯３０４と同一平面にあるため、骨鋸器具１００が故障する可能性を低減できることを理解されたい。加えて、ある実施形態では、スラット３００の厚みは、故障の可能性をさらに低減するために、各切歯３０４の厚みよりも小さくなるように設計されている。
【００６０】
図２４に例示されているように、スラット３００が延出位置に移動すると、スラット３００は、切歯３０４よりも大きい距離、骨鋸刃１１８に対して外側に延出する。スラット３００が、切歯３０４の端部を越えて延出するため、切歯３０４の切削動作が制限される。したがって、スラット３００が延出位置にある場合、骨鋸刃１１８の骨を切削する能力が低下または失われる。
【００６１】
ここで図２７および図２８を参照すると、骨鋸刃組立体１０４は、骨鋸刃１１８の上側または下側に位置付けされ、かつプッシュロッド３０８に結合されたカバー、スリーブ、すなわち外側スラット４００を含むことができる。このような実施形態では、プッシュロッド３０８および対応する内側通路３１０の長さが短縮されている。外側スラット４００は、端部４０４のピンまたは他の固定装置４０２によってプッシュロッド３０８に、そしてリンク機構４０８を介して反対側端部４０６のハブ３１６に結合されている。使用の際、ハブ３１６は、リンク機構４０８を制御するか、または他の方法で移動させて、外側スラット４００をハブ３１６に対して延出または引き戻すように構成されている。外側スラット４００が延出すると、図２８に示されているように、プッシュロッド３０８が、通路３１０内を並進運動すなわちスライドして、スラット３００が、図２３および図２４を用いて上記した要領で、延出位置まで移動する。
【００６２】
ここで図２９および図３０を参照されたい。骨鋸刃１１８の切歯１１９が、その一部が、骨鋸刃１１８の上側１３２を越えて上方に延出するか、または骨鋸刃１１８の底側１２６を越えて下方に延出するように形成されている実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、スリーブ５００として具現することができる。スリーブ５００は、骨鋸刃１１８の一部が位置付けされている内側チャンバ５０１を含む。スリーブ５００は、リンク機構５０６、５０８によって１または複数のハブ５０２、５０４に結合されている。スリーブ５００は、切歯１１９の先端間の距離５１２よりも小さい厚み５１０を有するため、骨鋸器具１００が故障する可能性が低減されている。スリーブ５００は、切歯１１９に向いて位置付けされた、端部５２２に画定されたスリット５２０を含む。スリット５２０は、スリーブの各側壁５２４で画定されており、スリーブ５００の上側カバー部分５２６および下側カバー部分５２８を画定している。
【００６３】
使用の際、ハブ５０２、５０４を作動させて、スリーブ５００を、リンク機構５０６、５０８を介してハブ５０２、５０４に対して引戻しまたは延出させることができる。骨鋸刃ガード１２０が引戻し位置にある場合、骨鋸刃１１８は、スリーブ５００から延出し、スリーブの上側および下側カバー部分５２６、５２８は、図２９に示されているように、互いに向かって閉じている。しかしながら、骨鋸刃ガード１２０が延出位置にある場合、スリーブ５００は、図３０に示されているように、上側および下側カバー部分５２６、５２８が互いに対して外側に曲がり、骨鋸刃１１８の切歯１１９上に延在するように、前方に移動している。スリーブ５００は、そのスリーブ５００の端部５２２が切歯１１９まで、または切歯１１９を越えて延出するように形成することができる。したがって、骨鋸刃ガード１２０が延出位置まで移動すると、スリーブ５００により、骨鋸刃１１８の有効切削範囲が縮減される。
【００６４】
骨鋸刃ガード１２０に加えて、または別法として、他の装置および方法を用いて、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を制御することができる。例えば、図３１〜図３３に例示されているように、骨鋸刃組立体１２０は、骨鋸刃１１８の開口内に画定された第２のウェッジ６０２および第１のウェッジ６００を含むことができ、これらのウェッジ６００、６０２は、骨鋸刃１１８によって画定された空間内に位置付けされている。第１のウェッジ６００は、ヒンジ６１４によって切歯１１９に向いた端部６０４で骨鋸刃１１８に旋回可能に固定されている。例示的に、第１のウェッジ６００は、実質的に平坦な底側６０６および傾斜した上側６０８を含む。
【００６５】
第２のウェッジ６０２は、リンク機構６１２によって鋸ガードハブ６１０に機能的に結合されている。ウェッジ６０２は、実質的に平坦な上側６１６および傾斜した底側６１８を含む。ウェッジ６０２は、そのウェッジ６０２の傾斜側６１８がウェッジ６００の傾斜側６０８に面する、すなわち当接するように位置付けされている。
【００６６】
ウェッジ６０２は、ハブ６１０によって引戻しまたは延出させることができる。引戻し位置では、図３１に示されているように、ウェッジ６００、６０２は、骨鋸刃１１８の側面を越えて突出していない。したがって、骨鋸刃組立体１０４は、骨鋸刃１１８の厚みに等しい厚み６２０を有する。しかしながら、ウェッジ６０２が延出位置に位置付けされる際に、ウェッジ６０２が前方にスライドして、ウェッジ６００が骨鋸刃１１８に対して外側に押し出される。したがって、延出位置では、骨鋸刃組立体１０４は、厚み６２０よりも大きい、骨鋸刃１１８およびウェッジ６００によって画定された厚み６２２を有する。すなわち、組立体１０４の厚みは、ウェッジ６０２の位置によって制御可能である。
【００６７】
使用の際、図３３に例示されているように、骨鋸刃組立体１０４の厚みを制御して、それによって患者の骨６３０内への骨鋸刃１１８の切削深さを制御することができる。このために、鋸ガードハブ６１０によってウェッジ６０２を所望の距離だけ延出させて、骨鋸刃組立体１０４の厚みを選択的に変更する。したがって、骨鋸刃１１８の所望の切削深さに達すると、骨鋸刃１１８および／またはウェッジ６００が骨切削部６３４の側面６３２に接触して、それによって骨鋸刃１１８がさらに深く、または横向きに切削するのを防止する。加えて、ある実施形態では、骨鋸刃組立体１０４は、ウェッジ６０２が延出位置にくると、骨切削部６３４内に固定されるようになる。骨鋸刃組立体１０４は、ウェッジ６０２を引き戻し、かつ／または骨鋸１０２からの動力を停止して、骨切削部６３４から引き戻すことができる。
【００６８】
ここで図３４〜図３６を参照すると、別の実施形態では、骨鋸刃ガード１２０は、一対のバンパー７００、７０２として具現されている。各バンパー７００、７０２は、対応するプッシュロッド７０４、７０６にそれぞれ結合されている。バンパー７００、７０２、およびプッシュロッド７０４，７０６は、骨鋸刃１１８の両側に位置付けされている。骨鋸刃１１８および骨鋸刃ガード１２０（すなわち、バンパー７００、７０２およびプッシュロッド７０４、７０６）は、スリーブ７０８内に受容されている。骨鋸刃１１８の刃先７１０は、図３４に示されているように、スリーブ７０８の端部７１２から延出している。詳細を後述するように、バンパー７００、７０２は、引戻し位置ではスリーブ７０８内に配置されており、延出位置ではスリーブ７０８から突出している。
【００６９】
プッシュロッド７０４、７０６は、鋸ガードハブ７１６に機能的に結合されている。鋸ガードハブ７１６は、プッシュロッド７０４、７０６を延出または引き戻して、それによってバンパー７００、７０２を延出または引き戻すことができる。バンパー７００、７０２およびプッシュロッド７０４、７０６は、互いに一体にしてもよいし、別個にしてもよい。例示的に、バンパー７００、７０２は、図３５に示されているように、延出位置にある場合に骨鋸刃１１８の側面７２４、７２６に接触するように構成された内側傾斜側面７２０、７２２を含む実質的にウェッジ型の形状を有する。バンパー７００、７０２は、動作の際に骨鋸刃１１８の接触に耐える十分に頑強なあらゆる材料から形成することができる。例えば、ある実施形態では、バンパー７００、７０２は、これらのバンパー７００、７０２が延出位置にくると、骨鋸刃１１８とバンパー７００、７０２が音響信号を生成するように金属材料から形成されている。このような音響信号は、骨鋸刃ガード１２０が作動したことを外科医に知らせることができる。
【００７０】
図３４に例示されているように、バンパー７００、７０２が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８の切歯７３０が露出している。したがって、バンパー７００、７０２が引戻し位置にある場合は、骨鋸刃１１８を用いて骨を切削することができる。上記したように、バンパー７００、７０２は、ハブ７１６の作動によって延出位置に移動することができる。すなわち、ハブ７１６を制御して、プッシュロッド７０４、７０６を延出させ、次いでバンパー７００、７０２を延出させることができる。図３５に例示されているように、バンパー７００、７０２が延出位置に移動すると、バンパー７００、７０２は、骨鋸刃１１８よりも長い距離、スリーブ７０８から外側に延出する。バンパー７００、７０２が、切歯７３０の端部を越えて延出するため、切歯７３０の切削が制限される。したがって、バンパー７００、７０２が延出位置にあると、骨鋸刃１１８の骨を切削する能力が低下または失われる。
【００７１】
バンパー７００、７０２が、図３５に例示されている延出位置にあると、骨鋸刃１１８の運動が制限されることを理解されたい。すなわち、骨鋸刃１１８の周方向の運動が、バンパー７００、７０２との接触によって制限され、この接触により、上記した音響信号が発生する。しかしながら、図３６に例示されている別の実施形態では、バンパー７００、７０２は、バンパー７００と７０２との間の距離が、引戻し位置に対して延出位置で増大するように延出位置で外側に振れる（swing）ように構成することができる。バンパー７００と７０２との間の距離の増大により、バンパー７００、７０２が延出しても骨鋸刃１１８が通常の周方向の運動を維持することができる。このような実施形態では、スリーブは、バンパー７００、７０２が互いに外側に振れることができるように、スリーブの端部７１２に向かって広がっている。加えて、バンパー７００、７０２はそれぞれ、ヒンジ７４０、７４２によってプッシュロッド７０４、７０６に結合されている。
【００７２】
ここで図３７〜図３９を参照すると、別の実施形態では、骨鋸刃組立体１０４は、鋸刃切削深さガード８００を含むことができる。切削深さガード８００は、骨鋸刃１１８の底側８０４に固定されたハウジング８０２を含む。プッシュロッド８０６が、ハウジング８０２から延出している。ハウジング８０２は、プッシュロッド８０６をこのハウジング８０２に対して延出または引き戻すように構成され、かつプッシュロッド８０６に結合された、アクチュエータ８０８を含む。アクチュエータ８０８は、通信リンク８１２によって骨鋸ハブ８１０に通信可能に結合することができる。
【００７３】
使用の際、アクチュエータ８０８を制御して、骨鋸刃１１８の刃先８１４に対して所定の距離だけプッシュロッド８０６を移動させることができる。したがって、骨鋸刃１１８が切削できる深さは、プッシュロッド８０６の位置によって制限される。例えば、図３９に示されているように、プッシュロッド８０６を選択された位置まで延出または引き戻して、骨鋸刃１１８の最大切削深さ８１６を決定することができる。プッシュロッド８０６の位置は、整形外科手術の前にプリセットする、すなわち予め設定するか、または切削速度および／または骨鋸刃１１８の位置などに基づいて整形外科手術の間に位置付けまたは再位置付けすることができる。
【００７４】
ある実施形態では、切削深さガード８００は、任意の数のプッシュロッドを含むことができる。例えば、図３８に例示されているように、切削深さガード８００は、ハウジング８０２から延出した３つのプッシュロッド８２０、８２２、８２４を含むことができる。プッシュロッド８２０および８２４は、中心に位置するプッシュロッド８２２に対して所与の角度で位置付けされている。各プッシュロッド８２０、８２２、８２４は、１または複数のアクチュエータ８２６によってハウジング８０２に対して個別に延出するか、または引き戻すことができる。したがって、切削深さおよび周方向の切削角度は、プッシュロッド８２０、８２２、８２４の配置に基づいて制限または選択することができる。
【００７５】
ここで図４０を参照されたい。整形外科手術中に、患者の骨を切削するために骨鋸刃器具１００を用いるための方法９００は、プロセスステップ９０２で始まる。プロセスステップ９０２では、患者の目的の骨の骨切削領域を決定する。この切削領域は、患者から除去する骨の量に一致する。例えば、全膝関節鏡手術では、切削領域は、患者の大腿骨の内側顆および外側顆の一部に一致しうる。切削領域は、Ｘ線などの予め生成されたメディカルイメージに基づいて決定することができる。
【００７６】
プロセスステップ９０２で切削領域を決定したら、外科医は、整形外科手術を開始することができる。このために、プロセスステップ９０４で、患者の目的の骨（すなわち、切削する骨）を、コンピュータ支援整形外科手術システム１０で位置合せする。このために、外科医は、基準アレイを目的の骨に結合し、図４に例示され、上記した位置合せ器具８０などの位置合せポインタを用いて、目的の骨の輪郭をコンピュータ支援整形外科手術システム１０で位置合せする。続いてプロセスステップ９０６で、骨鋸器具１００を、この骨鋸器具１００に結合された基準アレイ１０６を用いてコンピュータ支援整形外科手術システム１０で位置合せする。骨鋸器具１００は、他の整形外科手術器具と同様の要領で、システム１０で位置合せすることができる。
【００７７】
目的の骨および骨鋸器具１００がコンピュータ支援整形外科手術システム１０で位置合せされたら、骨鋸器具１００の位置をプロセスステップ９０８で決定する。このために、コンピュータ１２は、カメラユニット１４、１６から、または骨鋸器具１００の基準アレイ１０６と協働するように構成された他のセンサ装置からデータを受け取る。コンピュータ１２は、図１〜図５を用いて上記したような要領で、このようなデータに基づいて座標系１０８（図６を参照）における骨鋸器具１００の位置を決定する。骨鋸器具１００の位置がコンピュータ１２によって決定されたら、コンピュータ１２は、センサ装置（例えば、カメラユニット１４、１６）から受け取ったデータに基づいた位置および向きに、ディスプレイ４４上に骨鋸器具１００の印を表示する。
【００７８】
続いてプロセスステップ９１２で、コンピュータ１２は、骨鋸器具１００がプロセスステップ９０２で決定された切削領域内にあるか否かを決定する。このために、コンピュータは、プロセスステップ９０８で決定された骨鋸器具１００の位置を切削領域と比較するように構成されている。コンピュータ１２が、骨鋸器具１００が切削領域内にあると決定したら、アルゴリズム９００が、コンピュータ１２が骨鋸器具１００の作動を可能にするプロセスステップ９１４に進む。すなわち、プロセスステップ９１４で、外科医が骨鋸器具１００を用いて患者の目的の骨を切削することができる。
【００７９】
しかしながら、コンピュータ１２が、骨鋸器具１００がプロセスステップ９０２で決定した切削領域の外側にあると決定すると、コンピュータ１２は、プロセスステップ９１６で、骨鋸器具１００の骨鋸ガード１２０（または、切削深さガード８００）を作動させる。このために、コンピュータ１２は、通信リンク１１２を介して骨鋸器具１００に信号を送信することができる。これに応答して、骨鋸器具１００の骨鋸１０２が、ガードアクチュエータ１１６を作動させて骨鋸刃ガード１２０（または切削深さガード８００）を延出位置に移動させ、骨鋸刃１１８の有効切削範囲を縮減する。すなわち、ガードアクチュエータ１１６と鋸ガードハブが協働して、骨鋸刃ガード１２０を延出位置に移動させる。
【００８０】
ある実施形態では、骨鋸１０２は、骨鋸器具１００が切削領域内にない場合、プロセスステップ９１８で、動作を停止するように構成することもできる。すなわち、骨鋸器具１００が、この骨鋸器具１００がもはや切削領域内にないことを示す信号をコンピュータ１２から受信すると、骨鋸１０２は、骨鋸刃１１８を停止する、または他の方法で骨鋸刃１１８の振動を停止するように構成されている。したがって、骨鋸器具１００が切削領域外にあるときは必ず、骨鋸１０２の動作が停止され、骨鋸ガード１２０が作動される。
【００８１】
多数の異なるアルゴリズムを用いて、図４０を用いて上記した方法９００のステップ９１２で、骨鋸器具１００が切削領域範囲内にあるか否かを決定することができる。例えば、一実施形態では、骨鋸器具１００の切削平面を予測および確認するための方法１０００を、図４１に示されているように用いることができる。この方法１０００は、患者の目的の骨の最終的な切削平面を決定するプロセスステップ１００２で始まる。最終切削平面は、切削領域を決定する方法９００のプロセスステップ９０２のサブステップとして決定することができる。最終切削平面は、骨の所望の量を除去するために骨鋸刃１１８が沿って切削する患者の骨の切除平面に一致する。最終切削平面は、Ｘ線などの予め生成したメディカルイメージに基づくことができる。
【００８２】
コンピュータ支援整形外科手術システム１０は、骨を切削している外科医に、過度の骨が誤って除去されないように所望の最終切削平面を示す、または他の方法で知らせるように構成することができる。このような開始点により、システム１０は、骨鋸刃１１８の運動を予測して、外科医の有効切削経路にあるか否かを監視することができる。このために、プロセスステップ１００４で、コンピュータ支援整形外科システム１０は、例えば、骨鋸刃１１８の最小切削回転弧（minimum cutting turning radius）に基づいて骨鋸器具１００の骨鋸刃１１８の切削経路を予測する。例えば、図４２に示されているように、骨鋸刃１１８の最小回転弧１１０２は、骨鋸刃１１８の幅１１０４および骨鋸刃１１８のクリアランス距離１１０６に基づいて決定することができる。クリアランス距離１１０６は、骨鋸刃１１８の幅１１０４に基づくことができ、骨鋸刃１１８の歯によって除去される骨材料の量の推定である。例えば、約２０ｍｍの幅１１０４を有する骨鋸刃１１８は、約０．２４ｍｍのクリアランス距離１１０６を有することができる。約７５ｍｍの幅１１０４を有する骨鋸刃１１８は、約３ｍｍのクリアランス距離１１０６を有することができる。最小回転弧１１０２は、以下の式に基づいて決定することができる。
ｍＲａｄｉｕｓ＝（Ｗｉｄｔｈ２−δＳａｗ２）／２*δＳａｗ）
この式において、
ｍＲａｄｉｕｓは、最小回転弧１１０２であり、
Ｗｉｄｔｈは、骨鋸刃１１８の幅１１０４であり、
δＳａｗは、クリアランス距離１１０６である。
計算した最小回転弧１１０２に基づいて、コンピュータ支援整形外科手術システム１０は、骨鋸刃１１８の切削経路を推測し、この切削経路を、詳細を後述する最終切削経路と比較することができる。上記の式を用いて、骨鋸刃１１８の側方変位を決定できることを理解されたい。同様の計算を用いて、骨鋸刃１１８の軸変位を決定できる。このような計算では、骨鋸刃１１８の幅１１０４は、骨鋸刃１１８が患者の骨１１００内に刺入する可変距離によって置き換えられる。
【００８３】
プロセスステップ１００６では、コンピュータ支援整形外科手術システム１０は、骨鋸刃１１８の必要な再切削経路を決定し、プロセスステップ１００４で決定した切削経路に基づいて、最終切削平面を得る。最小回転弧１１０２は、必要な再切削経路の決定においても考慮することもできる。
【００８４】
プロセスステップ１１０８で、コンピュータ支援整形外科手術システム１０は、ステップ１００４で計算した骨鋸刃１１８の切削経路を、プロセスステップ１００２で決定した最終切削経路と比較する。計算した骨鋸刃１１８の切削経路が、プロセスステップ１００２で決定した最終切削平面よりも下の切削平面になると、方法１０００は、方法９００のステップ９１６（図４０を参照）に進み、骨鋸刃ガード１２０が作動されるか、または別の方法で、骨鋸刃１１８の切歯の有効切削範囲が縮減される。しかしながら、計算した切削経路が最終切削平面と同じまたはそれよりも上にある場合、方法１０００は、ステップ９１４に進み、コンピュータ支援整形外科手術システム１０が、骨鋸器具１００の動作を可能にする。ステップ１１０４で決定した骨鋸刃１１８の切削経路を最終切削経路と比較するのに加えて、システム１０は、ステップ１００６で決定した再切削経路がプロセスステップ１００２で決定した最終切削平面を達成するのに許容可能であるか否かを決定する。許容可能なら、方法１０００はステップ９１４に進む。しかしながら、必要な再切削経路が許容不可能な場合（例えば、再切削経路が、骨鋸刃１１８で達成可能な最小回転弧よりも小さい最小回転弧を必要とする場合）、方法１０００は、上記したようにステップ９１６に進む。
【００８５】
本開示を、図面で詳細に例示し、上記の通り詳細に説明してきたが、このような例示および説明は、単なる例示であり、特徴を限定するものではなく、例示的な実施形態のみを図示および説明したものであり、本開示の精神の範囲内の全ての変更形態および変形形態が保護されることが望ましいことを理解されたい。
【００８６】
本明細書に記載したシステムおよび方法の様々な特徴から生じる本開示の複数の利点が存在する。本開示のシステムおよび方法の代替形態は、開示した全ての特徴を含まなくてもよいが、このような特徴の少なくともいくつかの利点から恩恵を受けることに留意されたい。当業者であれば、本発明の１または複数の特徴を含み、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の精神および範囲内であるシステムおよび方法の実施に容易に想到するであろう。
【００８７】
〔実施の態様〕
（１）骨鋸器具を用いて患者の骨を切削するための方法において、
コンピュータ支援整形外科手術システムによって定めされた座標系内において、切削する骨の領域に相当する、切削領域を決定するステップと、
前記座標系において前記骨鋸器具の位置を決定するステップと、
前記骨鋸器具が前記切削領域外にある場合に、前記骨鋸器具の骨鋸刃ガードを作動させるステップと、
を含む、方法。
（２）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、前記骨鋸器具の鋸刃の有効切削範囲を縮減するステップを含む、方法。
（３）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、前記骨鋸刃ガードを用いて骨鋸刃の切歯の少なくとも一部を覆うステップを含む、方法。
（４）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、前記骨鋸器具の骨鋸に対して前記骨鋸刃ガードを延出させるステップを含む、方法。
（５）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、前記骨鋸刃器具の骨鋸刃に対して実質的に平行な方向に前記骨鋸刃ガードを移動させるステップを含む、方法。
【００８８】
（６）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、スラットを前進させて、このスラットが前記骨鋸器具の骨鋸刃の切歯の一部を覆うようにするステップを含む、方法。
（７）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、
前記骨鋸刃器具の骨鋸刃の第１の側上に位置付けされた第１のスラットを前進させて、この第１のスラットが、前記第１の側上の前記骨鋸刃の前記切歯の一部を覆うようにするステップ、および、
前記骨鋸刃の第２の側上に位置付けされた第２のスラットを前進させて、この第２のスラットが前記第２の側上の前記骨鋸刃の前記切歯の一部を覆うようにするステップ、を含む、方法。
（８）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸器具が前記切削領域外にある場合に、前記骨鋸器具の鋸刃の運動を低減するステップ、
をさらに含む、方法。
（９）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、骨鋸刃の第１の切歯と第２の切歯の間の前記骨鋸刃に画定されたスロット内に位置付けされ、かつ、前記骨鋸刃と同一平面にある、スラットを延出させるステップを含む、方法。
（１０）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、骨鋸刃に画定された内部通路内に位置付けされたロッドを延出させるステップを含む、方法。
【００８９】
（１１）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、骨鋸刃の刃先上にスリーブを位置付けするステップをさらに含む、方法。
（１２）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、骨鋸刃が切削できる深さを浅くするステップを含む、方法。
（１３）実施態様（１）に記載の方法において、
前記骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、
（ｉ）骨鋸刃の第１の側に面した第１のバンパーを延出位置まで延出させるステップと、
（ｉｉ）骨鋸刃の第２の側に面した第２のバンパーを延出位置まで延出させるステップであって、前記第１のバンパーおよび前記第２のバンパーが前記延出位置にある場合、動作の際に、前記骨鋸刃が前記第１のバンパーおよび前記第２のバンパーに周期的に接触する、ステップと、を含む、方法。
（１４）骨鋸と共に使用するための骨鋸刃組立体であって、
前記骨鋸のチャックに結合されるように構成された取付け端部、および多数の切歯を有する刃先を有する、骨鋸刃と、
前記骨鋸刃に結合された骨鋸刃ガードであって、前記骨鋸刃に対して引戻し位置から延出位置まで移動可能であり、前記延出位置に位置されている場合、前記骨鋸刃の有効切削範囲を縮減する、骨鋸刃ガードと、
を含む、骨鋸刃組立体。
（１５）実施態様（１４）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の前記多数の切歯の一部を覆う、骨鋸刃組立体。
【００９０】
（１６）実施態様（１４）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記骨鋸刃の幅に少なくとも等しい幅を有するスラットを含む、骨鋸刃組立体。
（１７）実施態様（１４）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、延出位置に移動可能な複数のスラットを含み、これら複数のスラットはそれぞれ、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆う、骨鋸刃組立体。
（１８）実施態様（１４）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記骨鋸刃の第１の側に位置付けされた第１の骨鋸刃ガード、および前記骨鋸刃の第２の側に位置付けされた第２の骨鋸刃ガードを含む、骨鋸刃組立体。
（１９）実施態様（１８）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記第１の骨鋸刃ガードおよび前記第２の骨鋸刃ガードはそれぞれ、延出位置に移動可能な複数のスラットを含み、これら複数のスラットはそれぞれ、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の多数の切歯の一部を覆う、骨鋸刃組立体。
（２０）実施態様（１４）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記骨鋸刃と同一平面にある複数のスラットを含む、骨鋸刃組立体。
【００９１】
（２１）実施態様（２０）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記複数のスラットはそれぞれ、前記骨鋸刃に画定された対応するスロット内に位置付けされ、前記延出位置にある場合、前記骨鋸刃の端部を越えて延在する、骨鋸刃組立体。
（２２）実施態様（２１）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記複数のスラットはそれぞれ、前記スラットの側壁から外側に突出したレールを含み、このレールは、前記骨鋸刃の細長い切歯の側壁に画定されたスロット内に受容されている、骨鋸刃組立体。
（２３）実施態様（２０）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、前記複数のスラットに結合され、かつ、前記骨鋸刃に画定された内部通路内に位置付けされた、プッシュロッドを含む、骨鋸刃組立体。
（２４）実施態様（１４）に記載の骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸刃ガードは、第１のバンパーおよび第２のバンパーを含み、前記第１のバンパーは、前記骨鋸刃の第１の側に向いて位置付けされており、前記第２のバンパーは、前記骨鋸刃の第２の側に向いて位置付けされており、
前記骨鋸刃は、前記第１のバンパーおよび前記第２のバンパーが前記延出位置にある場合、動作の際に、前記第１のバンパーおよび前記第２のバンパーに周期的に接触する、骨鋸刃組立体。
（２５）骨鋸と共に使用するための骨鋸刃組立体において、
前記骨鋸のチャックに結合されるように構成された取付け端部、および多数の切歯を有する刃先（cutting end）を有する、骨鋸刃と、
前記骨鋸刃に結合されたアクチュエータと、
前記アクチュエータに機能的に結合されたロッドであって、前記アクチュエータによって引戻し位置と延出位置との間で移動可能であり、前記骨鋸刃の最大切削深さが、前記ロッドの位置に基づいて選択的に決定される、ロッドと、
を含む、骨鋸刃組立体。
【００９２】
（２６）骨鋸器具を用いて患者の骨を切削するための方法において、
コンピュータ支援整形外科手術システムによって定められた座標系において、切削される骨の領域に相当する、切削領域を決定するステップと、
前記座標系において前記骨鋸器具に位置を決定するステップと、
前記骨鋸器具が前記切削領域外にある場合に、前記骨鋸器具の骨鋸刃の切歯の有効切削範囲を縮減するステップと、
を含む、方法。
（２７）実施態様（２６）に記載の方法において、
前記切歯の前記有効切削範囲を縮減する前記ステップは、骨鋸刃ガードを作動させるステップを含む、方法。
（２８）実施態様（２７）に記載の方法において、
骨鋸刃ガードを作動させる前記ステップは、前記骨鋸刃と同一平面に位置付けされた複数のスラットを延出させて、これら複数のスラットが、前記骨鋸刃の切歯を越えて延在するようにするステップを含む、方法。
（２９）実施態様（２６）に記載の方法において、
前記切歯の前記有効切削範囲を縮減する前記ステップは、前記骨鋸器具の骨鋸刃組立体の厚みを変更するステップを含む、方法。
（３０）実施態様（２９）に記載の方法において、
前記切歯の前記有効切削範囲を縮減する前記ステップは、前記骨鋸刃が前記患者の骨に刺入できる深さを浅くするステップを含む、方法。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】コンピュータ支援整形外科手術（ＣＡＯＳ）システムの斜視図である。
【図２】図１のＣＡＯＳシステムの簡易線図である。
【図３】骨の位置検出器具の斜視図である。
【図４】図１のシステムと共に使用するための位置合せ器具の斜視図である。
【図５】図１のシステムと共に用いるための整形外科手術器具の斜視図である。
【図６】骨鋸器具を含む図２のコンピュータ支援整形外科手術（ＣＡＯＳ）システムの簡易線図である。
【図７】図６の骨鋸器具の一実施形態の斜視図である。
【図８】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の一実施形態の斜視図である。
【図９】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図８の骨鋸刃組立体の斜視図である。
【図１０】図８の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図１１】図９の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図１２】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の斜視図である。
【図１３】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図１２の骨鋸刃組立体の斜視図である。
【図１４】図１２の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図１５】図１３の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図１６】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図１７】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図１６の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図１８】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の側面図である。
【図１９】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図１８の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図２０】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の平面図である。
【図２１】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図２０の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図２２】図２０の骨鋸刃組立体の側断面図である。
【図２３】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の平面図である。
【図２４】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図２３の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図２５】図２３の線２５‐２５にほぼ沿って見た骨鋸刃組立体の断面図である。
【図２６】図２３の線２６‐２６にほぼ沿って見た骨鋸刃組立体の断面図である。
【図２７】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の平面図である。
【図２８】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図２７の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図２９】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の側面図である。
【図３０】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図２９の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図３１】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の側面図である。
【図３２】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図３０の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図３３】骨切除処置中の図３０の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図３４】引戻し位置にある骨鋸刃ガードを有する図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の平面図である。
【図３５】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図３４の骨鋸刃組立体の平面図である。
【図３６】延出位置にある骨鋸刃ガードを有する図３４の骨鋸刃組立体の別の実施形態の平面図である。
【図３７】切削深さガードを含む図６の骨鋸器具の骨鋸刃組立体の別の実施形態の側面図である。
【図３８】図３７の骨鋸組立体の別の実施形態の底面図である。
【図３９】骨切除処置中の図３７の骨鋸刃組立体の側面図である。
【図４０】骨鋸器具を用いて患者の骨を切削するための方法のフローチャートである。
【図４１】骨鋸器具が切削領域内にあるか否かを決定するための図４０の方法の下位の方法のフローチャートである。
【図４２】動作中の骨鋸器具の骨鋸刃の斜視図である。
【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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【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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【外国語明細書】
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