(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット外科手術用システムと併用するための外科手術用器具ホルダであって、前記外科手術用器具ホルダは、
近位開放端および遠位開放端を有する剛性中空管状構造であって、前記剛性中空管状構造は、軸を画定し、前記軸に沿って前記剛性中空管状構造を通って摺動する外科手術用器具の移動が制限され、前記剛性中空管状構造は、前記外科手術用器具の移動が、前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って移動するように制約されるように、前記外科手術用器具ホルダを通って摺動する前記外科手術用器具を収容するように成形および定寸される内部表面を有する、剛性中空管状構造と、
外科手術用器具と関連付けられた対応するコネクタ要素に係合されると電力を前記外科手術用器具に提供する前記ホルダと関連付けられるコネクタ要素と、
前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される１つまたは複数の力および／またはトルクを測定する力センサと
を備える、外科手術用器具ホルダ。
【請求項２】
前記剛性中空管状構造は、前記外科手術用器具ホルダを前記ロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと結合するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える外部表面を有する、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項３】
前記剛性中空管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、前記縦方向切り欠きは、前記外科手術用器具上のペグに関連して定寸され、前記外科手術用器具が前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って摺動することを可能にする、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項４】
係合されると、前記剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限する係止部を備える、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項５】
前記係止部は、係合されると、前記外科手術用器具ホルダからの前記外科手術用器具の除去を防止する、請求項４に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項６】
前記コネクタ要素を介して前記外科手術用器具ホルダに提供される測定情報は、前記１つまたは複数の力および／またはトルクを含む、
請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項７】
前記外科手術用器具は、ドリルである、請求項６に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項８】
前記ドリルは、ドリルビットを備える、請求項７に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項９】
前記１つまたは複数の力および／またはトルクが印加される、前記外科手術用器具の部分は、前記ドリルビットである、請求項８に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１０】
前記外科手術用器具は、粉砕デバイスである、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１１】
前記外科手術用器具は、研削機である、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１２】
前記外科手術用器具は、レーザである、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１３】
前記外科手術用器具は、超音波解剖刀である、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１４】
前記外科手術用器具ホルダは、脊椎外科手術において使用するためのものである、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１５】
前記外科手術用器具は、ねじドライバである、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１６】
前記外科手術用器具は、ドリルである、請求項１に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１７】
前記縦方向切り欠きは、スロットである、請求項３に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１８】
前記縦方向切り欠きは、（ｉ）少なくとも部分的に前記ペグを介して前記外科手術用器具に取り付けられるナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具ホルダを通る前記外科手術用器具の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）前記マーカの移動を前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って固定された配向に制約するように、前記ペグに関連して定寸される、請求項１７に記載の外科手術用器具ホルダ。
【請求項１９】
前記ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具を追跡するために使用される、請求項１８に記載の外科手術用器具ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（優先権出願）
本願は、２０１４年１２月２日に出願され、“Ｒｏｂｏｔ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｓｕｒｇｅｒｙ”と題された、米国仮特許出願第６２／０８６，６７７号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願の内容は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
脊椎狭窄（脊椎管の狭小化）は、脊椎外科手術につながる、単一の最も一般的な診断である。椎弓切開術は、部分的に、図１に示される椎弓板を除去／裁断し、それによって、対応する脊髄および／または脊椎神経根を減圧することによって、脊椎狭窄と関連付けられた疼痛を緩和するために行われ得る。本タイプの外科手術の間、椎骨へのアクセスを得た後、外科医は、椎弓板の一部を手動で除去する。本タスクのために使用される外科手術用器具は、それぞれ、図２Ａおよび２Ｂに示されるように、外科手術用プライヤおよび高速バーを含む。
【０００３】
椎弓板の除去／裁断は、困難なプロセスである。外科医は、特に、深刻な合併症につながるであろう、脊椎硬膜（脊髄を保護する組織）を損傷しないように注意しなければならない。これは、長時間に及ぶプロセスであって、椎骨あたり約２０分（例えば、３つの椎骨のために６０分）かかり得る。さらに、骨組織の除去は、疲労をもたらす反復移動を要求し、これらの外科手術を毎日行う外科医にとって、反復性運動障害につながり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に説明されるのは、脊椎外科手術（例えば、椎弓切開術）、神経外科手術（種々のタイプの開頭術）、ＥＮＴ外科手術（例えば、腫瘍除去）、および整形外科手術（骨除去）等の種々のタイプの外科手術において患者の内側の体積を効果的に除去するために使用されるデバイスおよび方法である。本開示の技術は、ナビゲーションシステムおよび医療撮像と連結されたロボット支援を提供し、外科手術時間を短縮し、外科手術をより安全にし、外科医を反復的かつ労力を要するタスクを行うことから解放する。本開示の技術はまた、２０１４年４月３０日に出願され、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題された米国特許出願第１４／２６６，７６９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるロボット外科手術用システムと互換性があり、それによって、例えば、同一ロボット外科手術用システムが、脊椎外科手術の異なる側面を支援することを可能にする。
【０００５】
ある実施形態では、本開示の技術は、ロボット外科手術用システムと併用するための外科手術用器具ホルダを含む。ある実施形態では、ホルダは、ロボットアームのエンドエフェクタに取り付けられる、またはその一部であって、外科手術用ツールと併用され、患者内の標的体積の精密な除去をもたらし得る、剛性構造を提供する。
【０００６】
ある実施形態では、ホルダは、その長さの一部に沿って縦方向切り欠きを伴う、管状形状を有する。ホルダは、ホルダがロボットアームによって保持される間、外科手術用器具が、固定された配向にホルダを通して摺動することを可能にするように定寸される。外科手術用器具は、ある実施形態では、切り欠きに嵌合するように定寸されるペグを有する、ツール支持体と嵌合される。ナビゲーションマーカ（例えば、マルチポイント、平面マーカ）が、ペグを介してそこに取り付けられてもよい。したがって、切り欠きのため、外科手術用器具の移動は、ホルダによって画定された軸に沿って摺動するにつれて、固定された配向に制約される。ナビゲーションマーカがペグに結合されるとき、ナビゲーションマーカ（例えば、故に、ナビゲーションマーカに接続される外科手術用器具の場所）は、外科手術用器具が、ホルダ内に完全に挿入され、固着される（例えば、部分的に、係止機構によって）と、追跡されることができる。これは、例えば、外科手術手技の間、外科手術用器具のリアルタイム追跡を表示する、遠隔追跡システムを介して、マーカの追跡を促進および簡略化する。
【０００７】
本開示の技術は、ある実施形態では、近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造であって、該構造は、それに沿って構造を通して摺動する外科手術用器具の移動が制限される、軸を画定し、外科手術用器具の移動が、外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って移動するように制約される（例えば、それによって、外科手術用器具ホルダによって保持される外科手術用器具の迅速交換を可能にする）ように、外科手術用器具ホルダを通して摺動する外科手術用器具を収容するように成形および定寸される内部表面を有する、管状構造と、外科手術用器具と関連付けられた対応するコネクタ要素に係合される（例えば、それと噛合される）と、電力を外科手術用器具に提供する（例えば、かつ測定情報を外科手術用器具内の力センサから受信する）、ホルダと関連付けられる（例えば、そこに取り付けられる）、コネクタ要素とを伴う、器具ホルダを含む。
【０００８】
ある実施形態では、管状構造は、外科手術用器具ホルダをロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと結合するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを含む、外部表面を有する。
【０００９】
ある実施形態では、管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを含み、縦方向切り欠き（例えば、スロット）は、外科手術用器具上のペグに関連して定寸され（例えば、直接または間接的に）、外科手術用器具が外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って摺動することを可能にする。ある実施形態では、縦方向切り欠きは、（ｉ）少なくとも部分的にペグを介して外科手術用器具に取り付けられるナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、外科手術用器具ホルダを通して、外科手術用器具の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）マーカの移動を外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って固定された配向に制約する、ようにペグに関連して定寸される。ある実施形態では、ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、外科手術用器具を追跡するために使用される。
【００１０】
ある実施形態では、係合されると、剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限（例えば、防止）する（例えば、外科手術用器具が、全方向において管状構造内で制約されるように）、係止部が、含まれる。ある実施形態では、係止部は、係合されると、外科手術用器具ホルダからの外科手術用器具の除去を防止する。
【００１１】
ある実施形態では、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定する、力センサが、含まれる。ある実施形態では、外科手術用器具は、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定する、力センサを含み、コネクタを介して外科手術用器具ホルダに提供される測定情報は、１つまたはそれを上回る力および／またはトルクを含む。
【００１２】
ある実施形態では、外科手術用器具は、ドリル（例えば、ドリルビットを伴う）である。いくつかの実装では、１つまたはそれを上回る力および／またはトルクが印加される、外科手術用器具の部分は、ドリルビットである。ある実施形態では、外科手術用器具は、（例えば、ねじを受容するための孔を調製するための）ドリルである。ある実施形態では、外科手術用器具は、粉砕デバイス、研削機、レーザ、または超音波解剖刀である。ある実施形態では、外科手術用器具ホルダは、脊椎外科手術において使用するためのものである。ある実施形態では、外科手術用器具は、（例えば、ねじを孔内に設置するための）ねじドライバである。
【００１３】
ある実施形態では、ユーザインターフェース（例えば、タッチスクリーン、１つまたはそれを上回るボタン、および／またはディスプレイ）が、含まれる。ある実施形態では、管状構造は、外科手術用器具のツール支持体（例えば、摺動表面）を収容するように定寸および成形される、内部表面を有する。ある実施形態では、外科手術用器具の位置を測定するセンサ（例えば、力センサ）と通信する、外科手術用器具ホルダと関連付けられた第２のコネクタが、含まれる。ある実施形態では、第２のコネクタは、（例えば、外科手術用器具に物理的に接触する）１つまたはそれを上回るブラシである。ある実施形態では、剛性中空管状構造は、円筒形構造である。
【００１４】
本開示の技術は、ある実施形態では、外科手術を行うためのロボット外科手術用システムを含む。ある実施形態では、それを通して外科手術用器具の移動を保持および／または制限するように定寸および成形される外科手術用器具ホルダを備える、エンドエフェクタを伴う、ロボットアームが、含まれ、外科手術用器具ホルダは、近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造であって、該構造は、それに沿って構造を通して摺動する外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定し、管状構造は、ツール支持体の移動が外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って移動するように制約されるように、外科手術用器具ホルダを通して摺動する外科手術用器具を収容するように成形および定寸される、内部表面を有し、管状構造は、外科手術用器具ホルダをロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと結合するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有し、管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、縦方向切り欠きは、ツール支持体が、外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って摺動することを可能にするように、ツール支持体上のペグに関連して定寸される、剛性中空管状構造と、係合されると、剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限（例えば、防止）する（例えば、外科手術用器具が、全方向において管状構造内で制約されるように）、係止部と、係合される（例えば、それと噛合される）と、外科手術用器具コネクタと関連付けられた対応するコネクタは、外科手術用器具に電力（例えば、および情報伝達、例えば、測定された力に関する情報）を提供する、外科手術用器具ホルダと関連付けられる（例えば、そこに取り付けられる）、コネクタ要素とを備える。
【００１５】
本開示の技術は、ある実施形態では、少なくとも４自由度を伴うユーザによるロボット支援もしくは非支援位置付けおよび／または外科手術用器具ホルダの移動が、器具ホルダによって画定された軸を患者状況に関連して所望の軌道に整合させることを可能にする、マニピュレータを含む。
【００１６】
本開示の技術は、ある実施形態では、ロボット外科手術用システムと併用するための外科手術用器具ホルダを含む。ある実施形態では、外科手術用器具ホルダは、近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造であって、該構造は、それに沿って構造を通して摺動する外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定し、管状構造は、ツール支持体の移動が外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って移動するように制約されるように、外科手術用器具ホルダを通して摺動する外科手術用器具を収容するように成形および定寸される、内部表面を有し、管状構造は、外科手術用器具ホルダをロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと固着するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有し、管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、縦方向切り欠きは、ツール支持体が、外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って摺動することを可能にするように、ツール支持体上のペグに関連して定寸される、剛性中空管状構造と、係合されると、剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限（例えば、防止）する（例えば、外科手術用器具が、全方向において管状構造内で制約されるように）、係止部と、外科手術用器具ホルダと関連付けられる（例えば、そこに取り付けられる）、外科手術用器具と関連付けられた対応するコネクタに係合される（例えば、それと噛合される）と、外科手術用器具に電力（例えば、および情報伝達、例えば、測定された力に関する情報）を提供する、コネクタ要素とを含む。
【００１７】
ある実施形態では、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するための力センサが、含まれる。ある実施形態では、外科手術用器具は、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するための力センサを備える。
【００１８】
本開示の技術は、ある実施形態では、患者の骨組織内に孔を調製するための外科手術用器具を含む。
【００１９】
ある実施形態では、外科手術用器具は、削孔、粉砕、または切削表面のうちの少なくとも１つを伴う近位端と、ドリルによって握持されるように定寸および成形されるシャンクを伴う遠位端とを有する、伸長構造と、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するために、伸長構造内に直接統合される、力センサとを含む。
【００２０】
ある実施形態では、外科手術用器具は、粉砕表面を伴う近位端と、ドリルによって握持されるように定寸および成形されるシャンクを伴う遠位端とを有する、伸長構造であって、外科手術用器具の近位端は、平坦かつ伸長構造の軸と略垂直であって、それによって、粉砕表面と骨組織の接触に応じて、外科手術用器具の横滑り（例えば、外科手術用器具の非意図的側方移動）を低減させる、伸長構造と、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するために、伸長構造内に直接統合される、力センサとを含む。
【００２１】
ある実施形態では、粉砕表面に最も近い外科手術用器具の構造の一部は、（例えば、削孔ではなく）粉砕のためのものであって、外科手術用器具の残りの部分は、削孔のためのものである。ある実施形態では、外科手術用器具は、防滑性外科手術用器具である。ある実施形態では、外科手術用器具は、脊椎外科手術において使用するためのものである。ある実施形態では、外科手術用器具は、外科手術用器具が外科手術用器具ホルダによって制約されるように、外科手術用器具ホルダの中に挿入可能である。ある実施形態では、外科手術用器具ホルダは、近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造を備え、該構造は、それに沿って構造を通して摺動する外科手術用器具の移動が制限される、管状構造の軸を画定し、管状構造は、外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って移動するように制約されるように、外科手術用器具ホルダを通して摺動する外科手術用器具を収容するように成形および定寸される内部表面を有する。
【００２２】
ある実施形態では、外科手術用器具は、外科手術用器具ホルダを通して外科手術用器具ホルダによって画定された軸に沿って摺動するように成形および定寸される、ツール支持体と嵌合される。ある実施形態では、外科手術用器具は、ドリルビットであって、外科手術用器具ホルダは、ドリルビットガイドホルダである。ある実施形態では、外科手術用器具は、ロボットアームを備えるロボット外科手術用システムによって保持される。
【００２３】
ある実施形態では、ロボットアームは、そこに取り付けられた外科手術用器具ホルダを備える、エンドエフェクタを有し、外科手術用器具ホルダは、それを通して（例えば、係止部を介して）外科手術用器具の移動を保持および／または制限するように定寸および成形される。ある実施形態では、ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、外科手術用器具を追跡するために使用される。
【００２４】
本開示の技術は、ある実施形態では、ロボット外科手術用システムを用いて外科手術を行う方法を含む。本方法は、ある実施形態では、手術台に近接してロボットアームを備えるロボット外科手術用システムを運搬する可動カートを移動させるステップであって、ロボットアームは、そこに取り付けられた外科手術用器具ガイドを備える、エンドエフェクタを有し、外科手術用器具ガイドは、それを通して、複数の外科手術用器具のうちの１つを保持する、および／またはその移動を制限するように定寸および成形され、複数の外科手術用器具は、（例えば、組織を身体から除去するための）第１の外科手術用器具および（例えば、椎骨内におけるねじ設置を調製するための）第２の外科手術用器具を備える、ステップと、可動カートを安定化させるステップと、近位開放端および遠位開放端を有する剛性中空管状構造を備える、外科手術用器具ガイドによって制約されるように、第１の外科手術用器具を操縦するステップであって、該構造は、それに沿って構造を通して摺動する外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定し、外科手術用器具ガイドの管状構造は、外科手術用器具の移動が、ガイドによって画定された軸に沿って移動するように制約されるように、ガイドを通して摺動する外科手術用器具を収容するように成形および定寸される、内部表面を有し、そして管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、縦方向切り欠きは、（ｉ）少なくとも部分的にペグを介して外科手術用器具に取り付けられるマーカが、ナビゲーションカメラによって、ガイドを通して、外科手術用器具の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）ナビゲーションマーカの移動をガイドによって画定された軸に沿って固定された配向に制約し、および／または（ｉｉｉ）外科手術用器具が、ガイドによって画定された軸に沿って摺動することを可能にする一方、ガイドは、ロボット外科手術用システムによって固定された位置に保持されることに関連して定寸される、ステップと、第１の外科手術用器具を外科手術用器具ガイドから除去するステップであって、外科手術用器具ガイドは、外科手術用器具の迅速交換を促進する（例えば、位置合わせを要求せずに）、ステップと、外科手術用器具ガイドによって制約されるように、第２の外科手術用器具を操縦するステップとを含む。
【００２５】
ある実施形態では、第１の外科手術用器具は、ドリル（例えば、ドリルビットを伴う）である。ある実施形態では、第１の外科手術用器具は、粉砕デバイス、研削機、レーザ、および超音波解剖刀である。
【００２６】
ある実施形態では、第２の外科手術用器具は、（例えば、ねじを孔内に設置するための）ねじドライバである。ある実施形態では、第２の外科手術用器具は、（例えば、ねじを受容するための孔を調製するための）ドリルである。ある実施形態では、管状構造は、外科手術用器具ホルダをロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと固着するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有する。ある実施形態では、ロボット外科手術用システムは、脊椎外科手術において使用するためのものである。ある実施形態では、剛性中空管状構造は、円筒形構造である。ある実施形態では、縦方向切り欠きは、スロットである。ある実施形態では、ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、外科手術用器具を追跡するために使用される。ある実施形態では、第２の外科手術用器具は、ねじインプラントおよび組織保護装置を誘導するために使用される。ある実施形態では、ロボットアームは、ロボットアームに取り付けられたマニピュレータを備える。ある実施形態では、ロボットアームは、ロボットアームの中に成型されたマニピュレータを備える。
【００２７】
ある実施形態では、可動カートを安定化させるステップは、可動カートが可動カートの１つまたはそれを上回る剛性脚部上に静置するように、可動カート上の１つまたはそれを上回る剛性脚部を引き出すステップを含む。ある実施形態では、可動カートを安定化させるステップは、可動カートが可動カートの１つまたはそれを上回る剛性脚部上に静置するように、可動カート上の１つまたはそれを上回る車輪を後退させるステップを含む。
【００２８】
本開示の技術は、ある実施形態では、ロボット外科手術用システムを用いて外科手術を行う方法を含む。ある実施形態では、本方法は、除去されるべき体積を識別するステップであって、ディスプレイ上（例えば、ロボット外科手術用システム上）に表示される患者状況の医療画像（例えば、術中または術前に得られる）は、計画についてのフィードバックを示す（例えば、陰影によって除去のために識別された体積を表示する）ように自動的に更新される、ステップと、ロボット支援を使用して、計画された体積を除去するステップであって、除去するステップは、ロボット外科手術用システムのプロセッサによって、除去されるべき体積の場所を「対象内ゾーン」として記憶するステップと、プロセッサによって、除去から保護すべき第２の体積の場所を記憶するステップであって、第２の体積の場所は、「立入禁止ゾーン」を画定する、ステップとを含む、ステップと、プロセッサによって、外科手術用器具を「対象内ゾーン」内にあって、および／または「立入禁止ゾーン」から外に維持し、それによって、体積を除去するステップと、体積の少なくとも一部を除去後、ロボット外科手術用システムの少なくとも一部を患者から離れるように移動させるステップと、外科手術を手動で完了するステップとを含む。
【００２９】
本開示の技術は、ある実施形態では、ロボット外科手術用システムを用いて外科手術を行う方法を含む。本方法は、ある実施形態では、除去されるべき体積を識別するステップであって、ディスプレイ上（例えば、ロボット外科手術用システム上）に表示される患者状況の医療画像（例えば、術中または術前に得られる）は、計画についてのフィードバックを示す（例えば、陰影によって除去のために識別された体積を表示する）ように自動的に更新される、ステップと、ロボット支援を使用して、計画された体積を除去するステップであって、除去するステップは、ロボット外科手術用システムによって、体積が完全に除去される、または外科医が体積を残すことを自発的に所望するまで、外科手術用器具が体積から離れることを防止するステップを含む、ステップと、体積の少なくとも一部を除去後、ロボット外科手術用システムの少なくとも一部を患者から離れるように移動させるステップと、外科手術を手動で完了するステップとを含む。
【００３０】
ある実施形態では、体積は、患者生体構造上の複数の点を識別することによって識別される（例えば、ナビゲーションシステムを使用して）。ある実施形態では、複数の点は、外科医が患者生体構造上の複数の点を指示することによって識別される（例えば、ナビゲーションシステムによって追跡されるポインタを使用して）。ある実施形態では、複数の点は、複数の点が自動的に収集されるように、外科医によって識別される経路を追従することによって識別される（例えば、ナビゲーションシステムによって追跡されるポインタを介して）。体積は、ナビゲーションシステムを使用して識別されることができる。加えて、体積は、自動区画化、半自動区画化（例えば、外科医によって画定された点または補正を使用する）を使用して、または外科医／助手／神経科医が、除去されるべき「ピクセル」／「ボクセル」を手動で選択すること等によって体積を画定するとき、完全に手動で識別されることができる。
【００３１】
ある実施形態では、本方法は、外科医によって除去されるべき体積の一部を除去するステップを含む、外科手術を手動で完了するステップを含む。ある実施形態では、外科手術を手動で完了するステップは、外科医によって、ロボット外科手術用システムの支援を用いて、除去される体積に隣接する第２の体積の一部を除去するステップを含む。
【００３２】
ある実施形態では、斥力／壁状の力が、外科医が外科手術用器具の位置を第２の体積の中に移動させることを防止する。
【００３３】
ある実施形態では、本方法は、デッドマンスイッチ（例えば、音声認識、ジェスチャ、ロボット外科手術用システムの一部との物理的接触の有無を介して）をトリガし、それによって、ロボット外科手術用システムを停止させるステップを含む。
【００３４】
ある実施形態では、本方法は、（例えば、体積除去力センサ、ＳｐｉｎｅＧｕａｒｄ  Ｓ．Ａ．（Ｖｉｎｃｅｎｎｅｓ，  Ｆｒａｎｃｅ）製ＰｅｄｉＧｕａｒｄ（Ｒ）等の生体感知デバイス、および／または神経監視デバイスからの）トリガ信号の受信に応じて、禁止された方向における外科手術用器具のさらなる移動を防止するステップを含む。
【００３５】
ある実施形態では、本方法は、除去されるべき体積の識別後、ロボットを体積に持って来るステップを含む（例えば、自動的に、またはハンズオン制御を使用して）。ある実施形態では、体積の識別は、ナビゲーションシステムポインタを使用して行われる。ある実施形態では、体積の識別は、力制御モードにおいてロボット外科手術用システムを使用して行われる。
【００３６】
ある実施形態では、本方法は、外科手術用器具を操縦して、切開を生成し、それによって、椎骨を暴露させるステップと、ナビゲーションシステムのフレームを患者に取り付けるステップとを含む。
【００３７】
ある実施形態では、本方法は、手術台に近接してロボットアームを備えるロボット外科手術用システムを運搬する可動カートを移動させるステップであって、ロボットアームは、そこに取り付けられた外科手術用器具ホルダを備える、エンドエフェクタを有し、外科手術用器具ホルダは、それを通して外科手術用器具の移動を保持および／または制限するように定寸および成形される、ステップと、可動カートを安定化させるステップとを含む。
【００３８】
ある実施形態では、本方法は、棘突起、椎間板、関節窩、椎間関節、椎弓根、および／または椎体のうちの少なくとも一部を除去するステップを含む。ある実施形態では、本方法は、第１の力センサおよび第２の力センサを含み、第１および第２の力センサはそれぞれ、外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するためのものである。
【００３９】
ある実施形態では、外科手術用器具ホルダ、外科手術用器具、および／またはロボット外科手術用システムは、脊椎外科手術（例えば、椎弓切開術）、神経外科手術（種々のタイプの開頭術）、ＥＮＴ外科手術（例えば、腫瘍除去）、および整形外科手術（骨除去）のうちの少なくとも１つにおいて使用するためのものである。
【００４０】
別の側面では、本開示の技術は、ツールをロボット外科手術用アームに取り付けるためのツール取り付けデバイスを含み、ツール取り付けデバイスは、複数の連結部を介して、固定力を迅速係止ラッチに伝達するためのレバーと、アクティブ化力がレバーに印加される（例えば、レバーは、ツールをロボットフランジに対してきつく引き寄せる）と、ツールをロボットに取り外し可能に固着するための迅速係止ラッチとを含む。
【００４１】
ある実施形態では、レバーは、迅速係止ラッチがツールをロボットフランジに対してきつく引き寄せるように、レバーをロボットフランジに向かって押すことによって、アクティブ化される。
【００４２】
ある実施形態では、迅速係止ラッチは、ツールがロボットフランジの中に完全に挿入されると、ピンヘッドをツール上に係合させる、迅速係止フックを備える。
【００４３】
ある実施形態では、外科手術用器具ホルダをロボット外科手術用アームに対して精密に位置付けるための位置付けモジュール（例えば、ツールをロボットに搭載すると、ツールの配向を制限する）が、含まれる。
【００４４】
ある実施形態では、位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回るピンをロボットフランジ上に備え、ツールをロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、１つまたはそれを上回るピンの各ピンは、ツール内の開口部に係合し、それによって、ツールをロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける。
【００４５】
ある実施形態では、位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回る開口部をロボットフランジ上に備え、ツールをロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、１つまたはそれを上回る開口部の各開口部は、ツール上のピンに係合し、それによって、ツールをロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける。
【００４６】
別の側面では、本開示の技術は、ツールをロボット外科手術用アームに取り付けるためのツール取り付けデバイスを含み、ツール取り付けデバイスは、ロボット外科手術用アーム上のロボットフランジであって、（ｉ）ツールの突出部を受容するための開放部分と、（ｉｉ）開口部の幅が少なくとも部分的に減少されることを可能にする、切り欠きとを備える、ロボットフランジと、ロボットフランジに接続され、レバーが係合されると、ロボットフランジの開放部分の幅を減少させ、それによって、ツールとロボットフランジの開口部内に位置付けられる突出部を固着させる、レバーとを含む。
【００４７】
別の側面では、本開示の技術は、ツールをロボット外科手術用アームに取り付けるためのツール取り付けデバイスを含み、ツール取り付けデバイスは、ロボット外科手術用アーム上のロボットフランジであって、それぞれがツール上の突出部を受容し、そこに固着するように配列される、少なくとも２つもしくはそれを上回る開口部、または、それぞれがツール上の開口部に係合し、そこに固着するように配列される、少なくとも２つもしくはそれを上回る突出部を有する、形状係止部（例えば、バヨネット搭載部）を備える、ロボットフランジを含む。
【００４８】
別の側面では、本開示の技術は、外科手術用ロボットアームと併用するためのドリルを含み、ドリルは、ドリルビットをしっかりと保持するためのチャックと、ドリルをロボット外科手術用アームに対して精密に位置付けるための位置付けモジュールを備える、本体とを含む。
【００４９】
ある実施形態では、ドリルの本体は、突出部を備え、突出部は、ピンヘッドを備える。
【００５０】
ある実施形態では、位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回るピンを本体上に備え、ドリルをロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、１つまたはそれを上回るピンの各ピンは、外科手術用ロボットアーム内の開口部に係合し、それによって、ドリルをロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける。
【００５１】
ある実施形態では、位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回る開口部を本体上に備え、ドリルをロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、１つまたはそれを上回る開口部の各開口部は、ロボット上のピンに係合し、それによって、ドリルをロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける。
【００５２】
ある実施形態では、位置付けモジュールは、本体の第１の側から本体の第２の側に通過する、孔（例えば、本体が、ロボット上に搭載され得るように（例えば、本体をロボット外科手術用アーム上にしっかりと保持する孔およびナットを通して摺動する、ロボット外科手術用アームから延在するボルトによって））を備える。
【００５３】
ある実施形態では、位置付けモジュールは、摩擦ベースのモジュールであって、ロボットフランジの一部の中に嵌合し、ロボットフランジに取り付けられるレバーによって印加される力によって、その中に固着される、突出部を備える。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ロボット外科手術用システムと併用するための外科手術用器具ホルダであって、前記外科手術用器具ホルダは、
近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造であって、前記構造は、それに沿って前記構造を通して摺動する外科手術用器具の移動が制限される、軸を画定し、前記管状構造は、前記外科手術用器具の移動が、前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って移動するように制約される（例えば、それによって、前記外科手術用器具ホルダによって保持される外科手術用器具の迅速交換を可能にする）ように、前記外科手術用器具ホルダを通して摺動する前記外科手術用器具を収容するように成形および定寸される内部表面を有する、管状構造と、
外科手術用器具と関連付けられた対応するコネクタ要素に係合される（例えば、それと噛合される）と、電力を前記外科手術用器具に提供する（例えば、測定情報を前記外科手術用器具内の力センサから受信する）、前記ホルダと関連付けられる（例えば、そこに取り付けられる）、コネクタ要素と、
を備える、外科手術用器具ホルダ。
（項目２）
前記管状構造は、前記外科手術用器具ホルダを前記ロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと結合するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有する、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目３）
前記管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、前記縦方向切り欠きは、前記外科手術用器具上のペグに関連して定寸され（例えば、直接または間接的に）、前記外科手術用器具が前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って摺動することを可能にする、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目４）
係合されると、前記剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限（例えば、防止）する（例えば、前記外科手術用器具が、全方向において前記管状構造内で制約されるように）、係止部を備える、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５）
前記係止部は、係合されると、前記外科手術用器具ホルダからの前記外科手術用器具の除去を防止する、項目４に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６）
前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定する、力センサを備える、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目７）
前記外科手術用器具は、前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定する、力センサを備え、
前記コネクタを介して前記外科手術用器具ホルダに提供される測定情報は、前記１つまたはそれを上回る力および／またはトルクを含む、
前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目８）
前記外科手術用器具は、ドリルである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目９）
前記ドリルは、ドリルビットを備える、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１０）
前記１つまたはそれを上回る力および／またはトルクが印加される、前記外科手術用器具の部分は、前記ドリルビットである、項目９に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１１）
前記外科手術用器具は、粉砕デバイスである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１２）
前記外科手術用器具は、研削機である、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１３）
前記外科手術用器具は、レーザである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１４）
前記外科手術用器具は、超音波解剖刀である、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１５）
前記外科手術用器具ホルダは、脊椎外科手術において使用するためのものである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１６）
前記外科手術用器具は、（例えば、ねじを孔内に設置するための）ねじドライバである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１７）
前記外科手術用器具は、（例えば、ねじを受容するための孔を調製するための）ドリルである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１８）
前記縦方向切り欠きは、スロットである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１９）
前記縦方向切り欠きは、（ｉ）少なくとも部分的にペグを介して前記外科手術用器具に取り付けられるナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具ホルダを通して、前記外科手術用器具の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）前記マーカの移動を前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って固定された配向に制約するように、ペグに関連して定寸される、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２０）
前記ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具を追跡するために使用される、項目１９に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２１）
ユーザインターフェース（例えば、タッチスクリーン、１つまたはそれを上回るボタン、および／またはディスプレイ）を備える、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２２）
前記管状構造は、前記外科手術用器具のツール支持体（例えば、摺動表面）を収容するように定寸および成形される、内部表面を有する、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２３）
前記外科手術用器具の位置を測定するセンサ（例えば、前記力センサ）と通信する、前記外科手術用器具ホルダと関連付けられた第２のコネクタを備える、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２４）
前記第２のコネクタは、（例えば、前記外科手術用器具に物理的に接触する）１つまたはそれを上回るブラシである、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２５）
前記剛性中空管状構造は、円筒形構造である、前記項目のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目２６）
ロボット外科手術用システムを用いて外科手術を行う方法であって、前記方法は、
手術台に近接してロボットアームを備えるロボット外科手術用システムを運搬する可動カートを移動させるステップであって、前記ロボットアームは、そこに取り付けられた外科手術用器具ガイドを備える、エンドエフェクタを有し、前記外科手術用器具ガイドは、それを通して、複数の外科手術用器具のうちの１つを保持する、および／またはその移動を制限するように定寸および成形され、前記複数の外科手術用器具は、（例えば、組織を身体から除去するための）第１の外科手術用器具および（例えば、椎骨内におけるねじ設置を調製するための）第２の外科手術用器具を備える、ステップと、
前記可動カートを安定化させるステップと、
近位開放端および遠位開放端を有する剛性中空管状構造を備える、外科手術用器具ガイドによって制約されるように、前記第１の外科手術用器具を操縦するステップであって、前記構造は、それに沿って前記構造を通して摺動する外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定し、
前記外科手術用器具ガイドの管状構造は、前記外科手術用器具の移動が、前記ガイドによって画定された前記軸に沿って移動するように制約されるように、前記ガイドを通して摺動する前記外科手術用器具を収容するように成形および定寸される、内部表面を有し、
前記管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、前記縦方向切り欠きは、（ｉ）少なくとも部分的にペグを介して前記外科手術用器具に取り付けられるマーカが、ナビゲーションカメラによって、前記ガイドを通して、前記外科手術用器具の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）前記ナビゲーションマーカの移動を前記ガイドによって画定された前記軸に沿って固定された配向に制約し、および／または（ｉｉｉ）前記外科手術用器具が、前記ガイドによって画定された前記軸に沿って摺動することを可能にする一方、前記ガイドは、前記ロボット外科手術用システムによって固定された位置に保持されるように、ペグに関連して定寸される、
ステップと、
前記第１の外科手術用器具を前記外科手術用器具ガイドから除去するステップであって、前記外科手術用器具ガイドは、外科手術用器具の迅速交換を促進する（例えば、位置合わせを要求せずに）、ステップと、
外科手術用器具ガイドによって制約されるように、前記第２の外科手術用器具を操縦するステップと、
を含む、方法。
（項目２７）
前記第１の外科手術用器具は、ドリルである、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記ドリルは、ドリルビットを備える、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記第１の外科手術用器具は、粉砕デバイスである、項目２６に記載の方法。
（項目３０）
第１の前記外科手術用器具は、研削機である、項目２６に記載の方法。
（項目３１）
前記第１の外科手術用器具は、レーザである、項目２６に記載の方法。
（項目３２）
前記第１の外科手術用器具は、超音波解剖刀である、項目２６に記載の方法。
（項目３３）
前記第２の外科手術用器具は、（例えば、ねじを孔内に設置するための）ねじドライバである、項目２６から３２のいずれか１項に記載の方法。
（項目３４）
前記第２の外科手術用器具は、（例えば、ねじを受容するための孔を調製するための）ドリルである、項目２６から３２のいずれか１項に記載の方法。
（項目３５）
前記管状構造は、前記外科手術用器具ホルダを前記ロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと固着するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有する、項目２６から３４のいずれか１項に記載の方法。
（項目３６）
前記ロボット外科手術用システムは、脊椎外科手術において使用するためのものである、項目２６から３５のいずれかに記載の方法。
（項目３７）
前記剛性中空管状構造は、円筒形構造である、項目２６から３６のいずれかに記載の方法。
（項目３８）
前記縦方向切り欠きは、スロットである、項目２６から３７のいずれかに記載の方法。
（項目３９）
前記ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具を追跡するために使用される、項目２６から３８のいずれかに記載の方法。
（項目４０）
前記第２の外科手術用器具は、ねじインプラントおよび組織保護装置を誘導するために使用される、項目２６から３９のいずれかに記載の方法。
（項目４１）
前記ロボットアームは、前記ロボットアームに取り付けられたマニピュレータを備える、項目２６から４０のいずれかに記載の方法。
（項目４２）
前記ロボットアームは、前記ロボットアームの中に成型されたマニピュレータを備える、項目２６から４０のいずれかに記載の方法。
（項目４３）
前記可動カートを安定化させるステップは、前記可動カートが前記可動カートの１つまたはそれを上回る剛性脚部上に静置するように、前記可動カート上の１つまたはそれを上回る剛性脚部を引き出すステップを含む、項目２６から４２のいずれかに記載の方法。
（項目４４）
前記可動カートを安定化させるステップは、前記可動カートが前記可動カートの１つまたはそれを上回る剛性脚部上に静置するように、前記可動カート上の１つまたはそれを上回る車輪を後退させるステップを含む、項目２６から４２のいずれかに記載の方法。
（項目４５）
ロボット外科手術用システムと併用するための外科手術用器具ホルダであって、前記外科手術用器具ホルダは、
近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造であって、前記構造は、それに沿って前記構造を通して摺動する外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定し、
前記管状構造は、前記ツール支持体の移動が前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って移動するように制約されるように、前記外科手術用器具ホルダを通して摺動する前記外科手術用器具を収容するように成形および定寸される、内部表面を有し、
前記管状構造は、前記外科手術用器具ホルダを前記ロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと固着するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有し、
前記管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、前記縦方向切り欠きは、前記ツール支持体が、前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って摺動することを可能にするように、前記ツール支持体上のペグに関連して定寸される、
剛性中空管状構造と、
係合されると、前記剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限（例えば、防止）する（例えば、前記外科手術用器具が、全方向において前記管状構造内で制約されるように）、係止部と、
前記外科手術用器具ホルダと関連付けられる（例えば、そこに取り付けられる）コネクタ要素であって、前記コネクタ要素は、前記外科手術用器具と関連付けられた対応するコネクタと係合される（例えば、それと噛合される）と、前記外科手術用器具に電力（例えば、および情報伝達、例えば、測定された力に関する情報）を提供する、コネクタ要素と、
を備える、外科手術用器具ホルダ。
（項目４６）
前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するための力センサを備える、項目４５に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目４７）
前記外科手術用器具は、前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するための力センサを備える、項目４５から４６のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目４８）
前記外科手術用器具は、ドリルである、項目４５から４７のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目４９）
前記ドリルは、ドリルビットを備える、項目４５から４８のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５０）
前記１つまたはそれを上回る力および／またはトルクが印加され、前記力センサによって測定される、前記外科手術用器具の部分は、ドリルビットを備える、項目４５から４９のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５１）
前記外科手術用器具は、粉砕デバイスである、項目４５から５０のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５２）
前記外科手術用器具は、研削機である、項目４５から５１のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５３）
前記外科手術用器具は、レーザである、項目４５から５２のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５４）
前記外科手術用器具は、超音波解剖刀である、項目４５から５３のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５５）
前記外科手術用器具ホルダは、脊椎外科手術において使用するためのものである、項目４５から５４のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５６）
前記剛性中空管状構造は、円筒形構造である、項目４５から５５のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５７）
前記縦方向切り欠きは、スロットである、項目４５から５６のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５８）
前記縦方向切り欠きは、（ｉ）ペグを介して前記外科手術用器具に取り付けられるナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具ホルダを通して、前記外科手術用器具の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）前記マーカの移動を前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って固定された配向に制約するように、ペグに関連して定寸される、項目４５から５７のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目５９）
前記ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具を追跡するために使用される、項目５８に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６０）
ユーザインターフェース（例えば、タッチスクリーン、１つまたはそれを上回るボタン、および／またはディスプレイ）を備える、項目４５から５９のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６１）
前記管状構造は、前記外科手術用器具のツール支持体（例えば、摺動表面）を収容するように定寸および成形される、内部表面を有する、項目４５から６０のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６２）
前記外科手術用器具の位置を測定するセンサ（例えば、前記力センサ）と通信するために、前記外科手術用器具ホルダと関連付けられた第２のコネクタを備える、項目４５から６１のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６３）
前記第２のコネクタは、（例えば、前記外科手術用器具に物理的に接触する）１つまたはそれを上回るブラシである、項目４５から６２のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６４）
前記係止部は、係合されると、前記外科手術用器具ホルダからの前記外科手術用器具の除去を防止する、項目４５から６３のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目６５）
患者の骨組織内に孔を調製するための外科手術用器具であって、前記外科手術用器具は、
削孔、粉砕、または切削表面のうちの少なくとも１つを伴う近位端と、ドリルによって握持されるように定寸および成形されるシャンクを伴う遠位端とを有する、伸長構造と、
前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するために、前記伸長構造内に直接統合される、力センサと、
を備える、外科手術用器具。
（項目６６）
患者の骨組織内に孔を調製するための外科手術用器具であって、前記外科手術用器具は、
粉砕表面を伴う近位端と、ドリルによって握持されるように定寸および成形されるシャンクを伴う遠位端とを有する、伸長構造であって、前記外科手術用器具の近位端は、平坦かつ前記伸長構造の軸と略垂直であって、それによって、前記粉砕表面と前記骨組織の接触に応じて、前記外科手術用器具の横滑り（例えば、前記外科手術用器具の非意図的側方移動）を低減させる、伸長構造と、
前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するために、前記伸長構造内に直接統合される、力センサと、
を備える、外科手術用器具。
（項目６７）
前記粉砕表面に最も近い前記外科手術用器具の構造の一部は、（例えば、削孔ではなく）粉砕のためのものであって、前記外科手術用器具の残りの部分は、削孔のためのものである、項目６６に記載の外科手術用器具。
（項目６８）
前記外科手術用器具は、防滑性外科手術用器具である、項目６６から６７のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目６９）
前記外科手術用器具は、脊椎外科手術において使用するためのものである、項目６５から６８のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目７０）
前記外科手術用器具は、前記外科手術用器具が前記外科手術用器具ホルダによって制約されるように、外科手術用器具ホルダの中に挿入可能である、項目６５から６９のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目７１）
前記外科手術用器具ホルダは、近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造を備え、前記構造は、それに沿って前記構造を通して摺動する外科手術用器具の移動が制限される、前記管状構造の軸を画定し、前記管状構造は、前記外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って移動するように制約されるように、前記外科手術用器具ホルダを通して摺動する前記外科手術用器具を収容するように成形および定寸される内部表面を有する、項目７０に記載の外科手術用器具。
（項目７２）
前記外科手術用器具は、前記外科手術用器具ホルダを通して前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って摺動するように成形および定寸される、ツール支持体と嵌合される、項目７１に記載の外科手術用器具。
（項目７３）
前記外科手術用器具は、ドリルビットであって、前記外科手術用器具ホルダは、ドリルビットガイドホルダである、項目６５から７２のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目７４）
前記外科手術用器具は、ロボットアームを備えるロボット外科手術用システムによって保持される、項目６５から７３のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目７５）
前記ロボットアームは、そこに取り付けられた外科手術用器具ホルダを備える、エンドエフェクタを有し、前記外科手術用器具ホルダは、それを通して（例えば、係止部を介して）外科手術用器具の移動を保持および／または制限するように定寸および成形される、項目７４に記載の外科手術用器具。
（項目７６）
ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具を追跡するために使用される、項目７４から７５のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目７７）
外科手術を行うためのロボット外科手術用システムであって、前記システムは、
それを通して外科手術用器具の移動を保持および／または制限するように定寸および成形される外科手術用器具ホルダを備える、エンドエフェクタを伴う、ロボットアームであって、前記外科手術用器具ホルダは、
近位開放端および遠位開放端を有する、剛性中空管状構造であって、前記構造は、それに沿って前記構造を通して摺動する外科手術用器具（例えば、ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定し、
前記管状構造は、前記ツール支持体の移動が前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って移動するように制約されるように、前記外科手術用器具ホルダを通して摺動する前記外科手術用器具を収容するように成形および定寸される、内部表面を有し、
前記管状構造は、前記外科手術用器具ホルダを前記ロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと結合するように定寸および成形される少なくとも１つのフランジを備える、外部表面を有し、
前記管状構造は、その長さに沿って縦方向切り欠きを備え、前記縦方向切り欠きは、前記ツール支持体が、前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って摺動することを可能にするように、前記ツール支持体上のペグに関連して定寸される、
剛性中空管状構造と、
係合されると、前記剛性中空管状構造内の外科手術用器具の移動を制限（例えば、防止）する（例えば、前記外科手術用器具が、全方向において前記管状構造内で制約されるように）、係止部と、
前記外科手術用器具ホルダと関連付けられる（例えば、そこに取り付けられる）コネクタ要素であって、前記コネクタ要素は、外科手術用器具コネクタと関連付けられた対応するコネクタと係合される（例えば、それと噛合される）と、前記外科手術用器具に電力（例えば、および情報伝達、例えば、測定された力に関する情報）を提供する、コネクタ要素と、
を備える、ロボットアーム
を備える、システム。
（項目７８）
前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するための力センサを備える、項目７７に記載のロボット外科手術用システム。
（項目７９）
前記外科手術用器具は、前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するための力センサ（例えば、１つまたはそれを上回る力センサ）を備える、項目７７から７８のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８０）
前記外科手術用器具は、ドリルである、項目７７から７９のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８１）
前記ドリルは、ドリルビットを備える、項目７７から８０のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８２）
前記１つまたはそれを上回る力および／またはトルクが印加され、前記力センサによって測定される、前記外科手術用器具の部分は、ドリルビットを備える、項目７７から８１のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８３）
前記外科手術用器具は、粉砕デバイスである、項目７７から８２のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８４）
前記外科手術用器具は、研削機である、項目７７から８３のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８５）
前記外科手術用器具は、レーザである、項目７７から８４のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８６）
前記外科手術用器具は、超音波解剖刀である、項目７７から８５のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８７）
前記外科手術用器具ホルダは、脊椎外科手術において使用するためのものである、項目７７から８６のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８８）
前記剛性中空管状構造は、円筒形構造である、項目７７から８７のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目８９）
前記縦方向切り欠きは、スロットである、項目７７から８８のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９０）
前記縦方向切り欠きは、（ｉ）ペグを介して前記ツール支持体に取り付けられるナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具ホルダを通して、前記ツール支持体の移動の全範囲に沿って視認可能となることを可能にし、（ｉｉ）前記マーカの移動を前記外科手術用器具ホルダによって画定された前記軸に沿って固定された配向に制約するように、ペグに関連して定寸される、項目７７から８９のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９１）
前記ナビゲーションマーカは、ナビゲーションカメラによって、前記外科手術用器具を追跡するために使用される、項目９０に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９２）
ユーザインターフェース（例えば、タッチスクリーン、１つまたはそれを上回るボタン、および／またはディスプレイ）を備える、項目７７から９１のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９３）
前記管状構造は、前記外科手術用器具のツール支持体（例えば、摺動表面）を収容するように定寸および成形される、内部表面を有する、項目７７から９２のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９４）
前記外科手術用器具の位置を測定するセンサ（例えば、前記力センサ）と通信するための第２のコネクタを備える、項目７７から９３のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９５）
前記第２のコネクタは、（例えば、前記外科手術用器具に物理的に接触する）１つまたはそれを上回るブラシである、項目７７から９４のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９６）
前記係止部は、係合されると、前記外科手術用器具ホルダからの前記外科手術用器具の除去を防止する、項目７７から９５のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９７）
少なくとも４自由度を伴うユーザによるロボット支援もしくは非支援位置付けおよび／または前記外科手術用器具ホルダの移動が、前記器具ホルダによって画定された軸を患者状況に関連して所望の軌道に整合させることを可能にする、マニピュレータを備える、項目７７から９６のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目９８）
ロボット外科手術用システムを用いて外科手術を行う方法であって、前記方法は、
除去されるべき体積を識別するステップであって、ディスプレイ上（例えば、前記ロボット外科手術用システム上）に表示される前記患者状況の医療画像（例えば、術中または術前に得られる）は、自動的に更新され、計画についてのフィードバックを示す（例えば、陰影によって除去のために識別された体積を表示する）、ステップと、
ロボット支援を使用して、前記計画された体積を除去するステップであって、前記除去するステップは、
前記ロボット外科手術用システムのプロセッサによって、前記除去されるべき体積の場所を「対象内ゾーン」として記憶するステップと、
前記プロセッサによって、除去から保護すべき第２の体積の場所を記憶するステップであって、前記第２の体積の場所は、「立入禁止ゾーン」を画定する、ステップと、
前記プロセッサによって、前記外科手術用器具を「対象内ゾーン」内に、および／または「立入禁止ゾーン」から外に維持し、それによって、前記体積を除去するステップと、
を含む、ステップと、
前記体積の少なくとも一部を除去後、前記ロボット外科手術用システムの少なくとも一部を前記患者から離れるように移動させるステップと、
前記外科手術を手動で完了するステップと、
を含む、方法。
（項目９９）
ロボット外科手術用システムを用いて外科手術を行う方法であって、前記方法は、
除去されるべき体積を識別するステップであって、ディスプレイ上（例えば、前記ロボット外科手術用システム上）に表示される前記患者状況の医療画像（例えば、術中または術前に得られる）は、自動的に更新され、計画についてのフィードバックを示す（例えば、陰影によって除去のために識別された体積を表示する）、ステップと、
ロボット支援を使用して、前記計画された体積を除去するステップであって、前記除去するステップは、
前記ロボット外科手術用システムによって、前記体積が完全に除去される、または外科医が前記体積を残すことを自発的に所望するまで、外科手術用器具が前記体積から離れることを防止するステップ
を含む、ステップと、
前記体積の少なくとも一部を除去後、前記ロボット外科手術用システムの少なくとも一部を前記患者から離れるように移動させるステップと、
前記外科手術を手動で完了するステップと、
を含む、方法。
（項目１００）
前記体積は、前記患者生体構造上の複数の点を識別することによって識別される（例えば、ナビゲーションシステムを使用して）、項目９９に記載の方法。
（項目１０１）
前記複数の点は、外科医が前記患者生体構造上の複数の点を指示することによって識別される（例えば、ナビゲーションシステムによって追跡されるポインタを使用して）、項目１００に記載の方法。
（項目１０２）
前記複数の点は、前記複数の点が自動的に収集されるように、外科医によって識別される経路を追従することによって識別される（例えば、ナビゲーションシステムによって追跡されるポインタを介して）、項目１００に記載の方法。
（項目１０３）
前記外科手術を手動で完了するステップは、
前記外科医によって、前記除去されるべき体積の一部を除去するステップを含む、項目９８から９９のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０４）
前記外科手術を手動で完了するステップは、
前記外科医によって、前記ロボット外科手術用システムの支援を用いて、除去される前記体積に隣接する第２の体積の一部を除去するステップを含む、項目９８から１０３のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０５）
斥力／壁状の力が、前記外科医が前記外科手術用器具の位置を前記第２の体積の中に移動させることを防止する、項目９８から１０４のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０６）
デッドマンスイッチ（例えば、音声認識、ジェスチャ、前記ロボット外科手術用システムの一部との物理的接触の有無を介して）をトリガし、それによって、前記ロボット外科手術用システムを停止させるステップを含む、項目９８から１０５のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０７）
（例えば、体積除去力センサまたは神経監視デバイス等の他のデバイスからの）トリガ信号の受信に応じて、禁止された方向における前記外科手術用器具のさらなる移動を防止するステップを含む、項目９８から１０６のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０８）
前記除去されるべき体積を識別後、前記ロボットを前記体積に持って来るステップ（例えば、自動的に、またはハンズオン制御を使用して）を含む、項目９８から１０７のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０９）
前記体積の識別は、ナビゲーションシステムポインタを使用して行われる、項目９８から１０８のいずれか１項に記載の方法。
（項目１１０）
前記体積の識別は、力制御モードにおいて前記ロボット外科手術用システムを使用して行われる、項目９８から１０９のいずれか１項に記載の方法。
（項目１１１）
外科手術用器具を操縦して、切開を生成し、それによって、椎骨を暴露させるステップと、
ナビゲーションシステムのフレームを前記患者に取り付けるステップと、
を含む、項目９８から１１０のいずれか１項に記載の方法。
（項目１１２）
手術台に近接してロボットアームを備えるロボット外科手術用システムを運搬する可動カートを移動させるステップであって、前記ロボットアームは、そこに取り付けられた外科手術用器具ホルダを備える、エンドエフェクタを有し、前記外科手術用器具ホルダは、それを通して外科手術用器具の移動を保持および／または制限するように定寸および成形される、ステップと、
前記可動カートを安定化させるステップと、
を含む、項目９８から１１１のいずれか１項に記載の方法。
（項目１１３）
前記棘突起、椎間板、関節窩、椎間関節、椎弓根、および／または椎体のうちの少なくとも一部を除去する、項目９８から１１２のいずれか１項に記載の方法。
（項目１１４）
第１の力センサおよび第２の力センサを備え、前記第１および第２の力センサはそれぞれ、前記外科手術用器具の少なくとも一部に印加される、１つまたはそれを上回る力および／またはトルク（例えば、１〜３つの力および１〜３つのトルク）を測定するためのものである、項目１から２５のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１１５）
前記外科手術用器具ホルダは、脊椎外科手術（例えば、椎弓切開術）、神経外科手術（種々のタイプの開頭術）、ＥＮＴ外科手術（例えば、腫瘍除去）、および整形外科手術（骨除去）のうちの少なくとも１つにおいて使用するためのものである、項目１から２５および４５から６４のいずれか１項に記載の外科手術用器具ホルダ。
（項目１１６）
前記ロボット外科手術用システムは、脊椎外科手術（例えば、椎弓切開術）、神経外科手術（種々のタイプの開頭術）、ＥＮＴ外科手術（例えば、腫瘍除去）、および整形外科手術（骨除去）のうちの少なくとも１つにおいて使用するためのものである、項目７７から９７のいずれか１項に記載のロボット外科手術用システム。
（項目１１７）
前記外科手術用器具は、脊椎外科手術（例えば、椎弓切開術）、神経外科手術（種々のタイプの開頭術）、ＥＮＴ外科手術（例えば、腫瘍除去）、および整形外科手術（骨除去）のうちの少なくとも１つにおいて使用するためのものである、項目６５から７６のいずれか１項に記載の外科手術用器具。
（項目１１８）
ツールをロボット外科手術用アームに取り付けるためのツール取り付けデバイスであって、前記ツール取り付けデバイスは、
複数の連結部を介して、固定力を迅速係止ラッチに伝達するためのレバーと、
アクティブ化力が前記レバーに印加される（例えば、前記レバーは、前記ツールをロボットフランジに対してきつく引き寄せる）と、ツールを前記ロボットに取り外し可能に固着するための迅速係止ラッチと、
を備える、ツール取り付けデバイス。
（項目１１９）
前記レバーは、迅速係止ラッチが前記ツールを前記ロボットフランジに対してきつく引き寄せるように、前記レバーをロボットフランジに向かって押すことによって、アクティブ化される、項目１１８に記載のデバイス。
（項目１２０）
前記迅速係止ラッチは、前記ツールが前記ロボットフランジの中に完全に挿入されると、ピンヘッドを前記ツール上に係合させる、迅速係止フックを備える、項目１１８に記載のデバイス。
（項目１２１）
前記外科手術用器具ホルダを前記ロボット外科手術用アームに対して精密に位置付けるための位置付けモジュール（例えば、前記ツールを前記ロボットに搭載すると、前記ツールの配向を制限する）を備える、項目１１８に記載のデバイス。
（項目１２２）
前記位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回るピンを前記ロボットフランジ上に備え、前記ツールを前記ロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、前記１つまたはそれを上回るピンの各ピンは、前記ツール内の開口部に係合し、それによって、前記ツールを前記ロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける、項目１２１に記載のデバイス。
（項目１２３）
前記位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回る開口部を前記ロボットフランジ上に備え、前記ツールを前記ロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、前記１つまたはそれを上回る開口部の各開口部は、前記ツール上のピンに係合し、それによって、前記ツールを前記ロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける、項目１２１に記載のデバイス。
（項目１２４）
ツールをロボット外科手術用アームに取り付けるためのツール取り付けデバイスであって、前記ツール取り付けデバイスは、
前記ロボット外科手術用アーム上のロボットフランジであって、前記ロボットフランジは、（ｉ）ツールの突出部を受容するための開放部分と、（ｉｉ）前記開口部の幅が少なくとも部分的に減少されることを可能にする、切り欠きとを備える、ロボットフランジと、
前記ロボットフランジに接続され、レバーが係合されると、前記ロボットフランジの開放部分の幅を減少させ、それによって、前記ツールと前記ロボットフランジの開口部内に位置付けられる前記突出部を固着させる、レバーと、
を備える、ツール取り付けデバイス。
（項目１２５）
ツールをロボット外科手術用アームに取り付けるためのツール取り付けデバイスであって、前記ツール取り付けデバイスは、
前記ロボット外科手術用アーム上のロボットフランジであって、前記ロボットフランジは、それぞれが前記ツール上の突出部を受容し、そこに固着するように配列される、少なくとも２つもしくはそれを上回る開口部、または、それぞれが前記ツール上の開口部に係合し、そこに固着するように配列される、少なくとも２つもしくはそれを上回る突出部を有する、形状係止部（例えば、バヨネット搭載部）を備える、ロボットフランジ
を備える、ツール取り付けデバイス。
（項目１２６）
外科手術用ロボットアームと併用するためのドリルであって、前記ドリルは、
ドリルビットをしっかりと保持するためのチャックと、
前記ドリルを前記ロボット外科手術用アームに対して精密に位置付けるための位置付けモジュールを備える、本体と、
を備える、ドリル。
（項目１２７）
前記ドリルの本体は、突出部を備え、前記突出部は、ピンヘッドを備える、項目１２６に記載のドリル。
（項目１２８）
前記位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回るピンを前記本体上に備え、前記ドリルを前記ロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、前記１つまたはそれを上回るピンの各ピンは、前記外科手術用ロボットアーム内の開口部に係合し、それによって、前記ドリルを前記ロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける、項目１２６に記載のドリル。
（項目１２９）
前記位置付けモジュールは、１つまたはそれを上回る開口部を前記本体上に備え、前記ドリルを前記ロボット外科手術用アームに機械的に結合することに応じて、前記１つまたはそれを上回る開口部の各開口部は、前記ロボット上のピンに係合し、それによって、前記ドリルを前記ロボット外科手術用アームに対して精密に位置付ける、項目１２６に記載のドリル。
（項目１３０）
前記位置付けモジュールは、前記本体の第１の側から前記本体の第２の側に通過する、孔（例えば、前記本体が、前記ロボット上に搭載され得るように（例えば、前記本体を前記ロボット外科手術用アーム上にしっかりと保持する孔およびナットを通して摺動する、前記ロボット外科手術用アームから延在するボルトによって））を備える、項目１２６に記載のドリル。
（項目１３１）
前記位置付けモジュールは、摩擦ベースのモジュールであって、前記ロボットフランジの一部の中に嵌合し、前記ロボットフランジに取り付けられるレバーによって印加される力によって、その中に固着される、突出部を備える、項目１２６に記載のドリル。
（項目１３２）
前記体積は、ＣＴ、ＭＲＩ、Ｘ線、および／または蛍光透視法画像を使用して識別される（例えば、コンピュータデバイスのプロセッサによって）、項目９９に記載の方法。
（項目１３３）
前記除去されるべき体積の識別後、前記除去されるべき体積を表示する（例えば、外科医が前記体積が正確に識別されたことを確認することができるように）、項目９９に記載の方法。
（項目１３４）
前記除去されるべき体積のモデル（例えば、３次元）を構築するステップを含む、項目９９に記載の方法。
（項目１３５）
前記ロボット外科手術用システムは、前記モデルに基づいて、外科手術用器具の移動を限定する、項目１３４に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
添付図面と併せて解釈される以下の説明を参照することによって、本開示の先述および他の目的、側面、特徴、および利点が、より明白となり、より理解されるであろう。
【図１】図１は、関節でつながっている椎骨の上面図および左後側図である。
【図２】図２Ａおよび２Ｂは、それぞれ、外科手術用プライヤおよび高速バーの例証である。
【図３】図３は、手術室内の例示的ロボット外科手術用システムの例証である。
【図４】図４は、例示的ロボット外科手術用システムの例証である。
【図５】図５Ａ−５Ｃは、例示的力センサ実装の例証である。
【図６】図６は、例示的外科手術用器具の例証である。
【図７】図７Ａ−７Ｄは、外科手術用ドリル内に統合される力センサの例示的実装の例証である。
【図８】図８は、例示的外科手術用器具ホルダの例証である。
【図９】図９は、体積計画の例証である。
【図１０】図１０は、体積除去の例証である。
【図１１Ａ】図１１Ａ−１１Ｆは、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１１Ｂ】図１１Ａ−１１Ｆは、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１１Ｃ】図１１Ａ−１１Ｆは、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１１Ｄ】図１１Ａ−１１Ｆは、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１１Ｅ】図１１Ａ−１１Ｆは、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１１Ｆ】図１１Ａ−１１Ｆは、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１２】図１２は、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１３】図１３は、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１４】図１４は、本発明のある実施形態による、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。
【図１５】図１５は、体積画定のための例示的方法の例証である。
【図１６】図１６は、例示的クラウドコンピューティング環境のブロック図を示す。
【図１７】図１７は、コンピュータデバイスおよびモバイルコンピュータデバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本開示の特徴および利点は、類似参照文字が全体を通して対応する要素を識別する、図面と併せて解釈されたときに、以下に記載される発明を実施するための形態から、より明白となるであろう。図面では、類似参照番号は、概して、同一の、機能的に類似する、および／または構造的に類似する要素を示す。
【００５６】
（発明の詳細な説明）
本開示の技術は、標的体積を患者から除去するために使用される、ロボット外科手術用システムを含む。最初に、切開が、生成され、椎骨が、暴露される。いくつかの実装では、ナビゲーションシステムのフレームが、外科医によって選択された場所において、患者に取り付けられる。標的生体構造の術中医療画像が、得られてもよい。代替として、画像は、術前に取得される。いったん画像が得られると、画像は、位置合わせと呼ばれるプロセスによって、実際の患者位置に整合されなければならない。術中画像のために、自動アルゴリズムが、実際の患者位置と術中画像を位置合わせするために使用されてもよい。代替として、２地点間位置合わせまたは表面合致が、使用されてもよい。本開示の技術は、外科医が、除去されるべき体積を画定し、その後、その体積を除去するための効果的かつ迅速な方法を提供する。別の実施例では、ロボット外科手術用システムが、２０１４年４月３０日に出願され、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題された米国特許出願第１４／２６６，７６９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、孔を削孔し、ねじを孔内に挿入することを支援することによって、ねじを椎骨内に設置するために使用されてもよい。
【００５７】
図３は、手術室３００内の例示的ロボット外科手術用システムを図示する。いくつかの実装では、１人またはそれを上回る外科医、外科手術助手、外科手術技術者、および／または他の技術者（３０６ａ−ｃ）が、ロボット支援外科手術用システムを使用して、手術を患者３０４に行う。手術室内では、外科医は、ロボットシステムによって支援され、手術を正確に実行し得る。
【００５８】
いくつかの実装では、外科手術用ロボットシステムは、外科手術用ロボット３０２を可動カート上に含む。外科手術用ロボット３０２は、手術台自体に取り付けられずに、手術台３１２に近接して位置付けられ、それによって、最大動作面積および可動性を手術台の周囲の外科医に提供し、手術台上での混乱を低減させてもよい。代替実施形態では、外科手術用ロボット（またはカート）は、手術台に固着可能である。ある実施形態では、手術台およびカートの両方が、共通ベースに固着され、地震の場合でも、相互に関連したカートまたは台の任意の移動を防止する。
【００５９】
可動カートは、手術室内の技術者、看護士、外科医、または任意の他の医療人員等のユーザ（オペレータ）３０６ａが、外科手術手技の前、その間、および／またはその後に、外科手術用ロボット３０２を異なる場所に移動させることを可能にし得る。可動カートは、外科手術用ロボット３０２が、手術室３００の中に、およびそこから容易に運搬されることを可能にする。例えば、ユーザ３０６ａは、外科手術用ロボットを保管場所から手術室の中に移動させてもよい。いくつかの実装では、可動カートは、車輪、連続追跡推進システム等の追跡システム、またはカートの転置のための他の類似可動システムを含んでもよい。可動カートは、オペレータによる可動カートの運転のための取り付けられた、または埋設されたハンドルを含んでもよい。
【００６０】
安全上の理由から、可動カートは、外科手術用ロボットを用いて行われる外科手術手技の間に使用され得る、安定化システムを具備してもよい。安定化機構は、外科手術手技の正確度を確実にするために、床に対して可動カートの全体的剛度を増加させる。いくつかの実装では、車輪は、カートが移動することを防止する、係止機構を含む。安定化、制動、および／または係止機構は、機械がオンにされると、アクティブ化されてもよい。いくつかの実装では、可動カートは、複数の安定化、制動、および／または係止機構を含む。いくつかの実装では、安定化機構は、電子アクティブ化を用いて、電子機械的である。安定化、制動、および／または係止機構は、全体的に機械的であってもよい。安定化、制動、および／または係止機構は、電子的にアクティブ化および非アクティブ化されてもよい。
【００６１】
いくつかの実装では、外科手術用ロボット３０２は、可動カート上に搭載される、ロボットアームを含む。アクチュエータが、ロボットアームを移動させてもよい。ロボットアームは、外科手術用ツールを保持するように構成される、力制御エンドエフェクタを含んでもよい。ロボットは、少なくとも４自由度（例えば、６自由度、すなわち、３方向平行移動および３方向回転）を伴うエンドエフェクタの位置付けおよび／または移動を制御および／または可能にするように構成されてもよい。
【００６２】
いくつかの実装では、外科手術用システムは、患者および外科手術用ロボット３０２の異なる構成要素の位置を捕捉する、追跡検出器３０８と、例えば、リアルタイム患者データおよび／またはリアルタイム外科手術用ロボット軌道を表示する、ディスプレイ画面３１０とを含む。
【００６３】
例えば、追跡検出器３０８は、患者３０４および外科手術用ロボット３０２の場所を監視する。追跡検出器は、カメラ、ビデオカメラ、赤外線検出器、磁場発生器、および電磁追跡または任意の他の運動検出装置のためのセンサであってもよい。いくつかの実装では、患者およびロボット位置に基づいて、ディスプレイ画面は、除去されるべき標的体積および／またはすでに除去された体積を表示する。これらの異なる体積は、種々の色または陰影を使用して、ディスプレイ上で区別されてもよい。追跡検出器３０８を使用して、患者およびロボットアーム位置を継続的に監視することによって、外科手術用システムは、標的および／または除去される体積をディスプレイ画面３１０上に視覚的に表示し、外科手術用ロボットを使用して、手術室内の外科医および／または技術者に知らせ、誘導することができる。例えば、エンドエフェクタの場所は、外科手術手技の間、患者の椎骨または他の部分の移動を考慮して、リアルタイムで自動的に調節されることができる。
【００６４】
図４は、患者からの体積の除去を伴う、外科手術動作を行うためのロボットアームの例示的構成４００を図示する。外科手術用ツールホルダ４０８が、いくつかの実装では、（例えば、可撤性に、例えば、直接または間接的に）ロボットアーム４０４に接続される。例えば、外科手術用ツールホルダ４０８は、図４に示されるように、コネクタ４０６および力センサ４３０を介して、ロボットアーム４０４に可撤性に接続される。いくつかの実装では、ロボットアーム４１４は、ツールホルダ４０８がロボットアームコネクタ４０６上に設置され得るように延在される。いくつかの実施形態では、ロボットアームコネクタ４０６は、ロボットマニピュレータ４０４の端部に位置する。図４に図示されないが、外科手術用ドレープが、ツールホルダ４０８が、コネクタ４０６の中に挿入される、または別様にそこに取り付けられるとき、ロボットアーム４１４およびカート４０２にわたって設置されてもよい。コネクタ４０６は、コネクタの滅菌キャップ、カラー、または他のカバー類が、滅菌シールを維持するためにコネクタ４０６の中へのツールホルダ４０８の取り付けに先立って、据え付けられ得るように、少なくとも部分的に、外科手術用ドレープから突出するように構成されてもよい。
【００６５】
ロボットアームコネクタ４０６は、電気信号をロボットアーム４１４の残りからツールホルダ４０８にパスするように構成される。電気信号は、滅菌ドレープを通して通過する、別個のケーブルによってパスされてもよい。ケーブルは、滅菌ドレープと統合され、ユーザの取扱を簡略化してもよい。オペレータは、ツールホルダ４０８をロボットアームコネクタ４０６に取り付ける。図４に示される実施形態では、ツールホルダ４０８は、ドリルをしっかりと保持するためのドリルホルダである。
【００６６】
ツールホルダ４０８は、いくつかの実装では、種々の外科手術用ツールを保持し、および／または１つもしくはそれを上回る外科手術用ツールの挿入／それを通した実装を可能にするために使用され得る、外科手術用ツールホルダである。外科手術用ツール４１０は、いくつかの実装では、例えば、それを通してドリルビットまたはドリルが挿入され得る、精密に整合されたシャフトを提供することによって、外科手術用骨削孔のための正確なツールガイドを提供する。外科手術用ツール４１０は、脊椎外科手術において使用され、正確な外科手術用器具設置を可能にする。いくつかの実装では、外科手術用ツール４１０は、直接、ツールホルダ４０８に接続され、それによって、ある体積を患者から除去するためにドリルをしっかりと保持する、ドリルである。外科手術用ツールは、組織を除去するために使用され得る、任意の器具であってもよい。例えば、外科手術用ツール４１０は、ドリル、粉砕機、研削機、レーザ、または超音波解剖刀であってもよい。いくつかの実装では、ツールホルダ４０８は、ある体積を患者から除去し、ねじを椎骨内に設置するための両方のために、ツールをしっかりと保持するために使用されてもよい。
【００６７】
力センサ４３０が、いくつかの実装では、ロボットアームコネクタ４０６とツールホルダ４０８との間に設置される。力センサ４３０は、ツールホルダ４０８によって保持される外科手術用器具４１０に印加される力を測定する。力センサ４３０は、種々の場所に設置されてもよい。いくつかの実装では、複数の力センサ４３０が、使用される。例えば、複数の力センサ４３０は、安全上の理由から、冗長測定を提供するために使用されてもよい。加えて、複数の力センサ４３０は、付加的力情報を引き出す（例えば、力が印加されている場所を判定する）ために使用されてもよい。いくつかの実装では、ロボットアームマニピュレータ４０４は、緊急停止スイッチ４１２を含む。緊急停止スイッチは、ロボットアーム、ロボットカート、またはオペレータのパネル上に設置されてもよい。ユーザインターフェース４３６が、いくつかの実装では、外科手術用器具４１０の中に統合され、ユーザが、システムと迅速かつ容易に相互作用することを可能にする。ユーザインターフェースのいくつかの場所が、使用されることができる。直接および即時相互作用のために、滅菌ユーザインターフェースは、外科手術用器具またはツールホルダ上に設置される。他の実装では、インターフェースは、２０１５年９月１８日に出願され、「Ｒｏｂｏｔ−Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｒｏｏｍ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ」と題された米国特許出願第１４／８５８，３２５号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、ロボットアーム上に設置されることができる。いくつかの実装では、ユーザインターフェースは、２０１５年２月１１日に出願され、「Ｓｔｅｒｉｌｅ  Ｈａｎｄｌｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ａ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｓｔｅｒｉｌｅ  Ｆｉｅｌｄ」と題された米国特許出願第１４／６１９，７３２号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、ロボットアーム、外科手術用器具、ツールホルダ、および／またはマニピュレータ（例えば、ハンドル）上等の複数の場所に提供される。滅菌インターフェースは、再使用可能または使い捨てであることができる。
【００６８】
図５Ａ−Ｃは、力センサ（例えば、力／トルクセンサ４３０）を搭載するための例示的場所を図示する。いくつかの実装では、図５Ａに示されるように、力センサ５０２ａは、ツールホルダ５０６ａとロボット５０４ａとの間に位置する。本構成を使用して、滅菌カバー５０８ａが、ロボットアームの周囲および力センサとツールホルダとの間に巻着され、滅菌を確実にしてもよい。力センサ５０２ａは、ツールにかかる力（例えば、力および／またはトルク）の直接測定を提供してもよい。力センサ５０２ａは、撓曲に抵抗するように設計されてもよい。力センサ５０２ａは、ある外力の応力下、撓曲するように設計されてもよい。外力が印加されるときに生じる変位が、ツールに印加される力および／またはトルク、半径方向力剛度、軸方向トルク剛度、ならびにツールが取り付けられるホルダの直径に基づいて、計算されてもよい。
【００６９】
それぞれ、図５Ｂおよび５Ｃに示されるように、力センサ（例えば、図５Ｂにおける５０２ｂまたは図５Ｃにおける５０２ｃ）は、それぞれ、ロボットまたはツールホルダ上に位置してもよい。これらの構成は、ユーザによって印加される力および／またはトルクを排他的に測定してもよい。力センサ５０８は、力およびトルクを測定し、ネットワーク（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＣＡＮ、ワイヤレス、インターネット、プライベートＬＡＮ、公共ＬＡＮ等）を介してそれらを伝送する、中間アナログボックスを用いて、ロボットに接続されてもよい。前述の力センサ位置の組み合わせは、事前に定義された挙動を達成することが可能である（例えば、図５Ａのベース内の第１のセンサおよび図５Ｂのハンドル内の第２のセンサは、フィードバック制御システムが、外科手術用ツールに印加される力をユーザによって印加される力および／またはトルクから分断することを可能にするように位置付けられてもよい）。
【００７０】
加えて、いくつかの実装では、力センサは、直接、外科手術用器具内に統合される。例えば、力センサは、図６に図示されるように、直接、外科手術用ドリルビット内に統合されてもよい。力センサ６０４の実装は、図６に示されるように、ドリルビット６０２に関して説明されるが、力センサ６０４は、同様に、他の外科手術用器具内に統合されてもよい。力センサ６０４のドリルビット６０２等の外科手術用器具内への統合は、ドリルビットに印加される力を測定するために、外部擾乱の影響を最小限にするため、よりロバストであり得る。
【００７１】
図６に示される例示的構成では、力センサ６０４は、ドリルビット６０２のシャフト内に統合される。力センサ６０４は、いくつかの実装では、図６に示されるように、ドリルの本体６１０の外側のドリルビット６０２上に位置する。他の実装では、力センサ６０４は、ドリルの本体６１０の内側に位置し、それによって、力センサ６０４を外部影響からより良好に保護する。力センサは、複数の自由度を有し、例えば、１〜３つの力および／または１〜３つのトルクを測定することができる。力は、コネクタ６０６を通してシャフトを回転させることから伝達される。コネクタは、いくつかの実装では、電気接続を力センサ６０４に提供する、１つまたはそれを上回るブラシである。力センサが、光学センサである場合、コネクタは、光学送信機（例えば、ＬＥＤ）および／または光学受信機（例えば、フォトダイオード）であってもよい。本実施例では、ブラシは、ドリルビットに接触し、それによって、力センサ６０４との電気接続を形成する。いくつかの実装では、ブラシは、ドリルビット上の１つまたはそれを上回る接点に触れ、電気接続を形成する。
【００７２】
電気または空気圧モータ６０８が、ドリルビット６０２のシャフトを回転させる。いくつかの実装では、センサ６１２（例えば、エンコーダ）が、シャフトの位置を測定する。センサ６１２は、力センサによって測定される力とシャフトの相対位置を相関させるために、シャフトの位置を測定する。例えば、力センサが、ドリルビット内に位置する場合、力の方向の測定は、ドリルビットが回転するにつれて変動するであろう。具体的には、力センサは、力および力の方向を周期的に（例えば、ミリ秒毎、マイクロ秒毎、またはその間のある時間毎）測定する。ドリルビットは、外科医がそれを骨の中に押すにつれて回転する。ドリルが骨に接触すると、力センサが、方向（Ｄ１）におけるある力（Ｆ１）を示すであろう。１つの周期（例えば、１ミリ秒）後、ドリルビットは、若干回転し、したがって、力センサは、同一値（Ｆ１）の力（一定力が印加されると仮定して）を異なる方向（Ｄ２）に示すであろう。力の方向は、外科医が骨の中に一定力で押す場合でも、ドリルビットが回転するにつれて、単一観点に対して変化し続けるであろう。常時変化する力方向は、容認不可能である。方向（例えば、Ｄ１、Ｄ２）と（外科医、ロボットシステム等によって被られる）骨から生じる力の全体的方向（Ｄ）を相関させるために、全体的空間内のドリルの位置が、ドリルビットが回転するにつれて計算されなければならない。センサ６１２が、シャフトの位置を測定し、したがって、力の全体的方向（Ｄ）を判定するために使用される。センサ６１２は、図６に示されるように、モータ６０８の背後に位置してもよい。センサ６１２は、同様に、モータ６０８に対して他の場所に位置してもよい。
【００７３】
力センサ６０４は、図７Ａ−Ｄに示されるように、種々の構成で提供されてもよい。各構成において、目標は、ツール（例えば、ドリルビット超音波ビット等）の先端上の力を測定することである。図７Ａに示される実施例では、力センサ６０４は、図６に関連して説明されるように、ドリルビット６０２のシャフト内に統合される。力センサ６０４は、センサケーブル７０２を介して、コネクタ６０６（図６に示される）と通信してもよい。センサケーブル７０２は、いくつかの実装では、ドリルビット６０２の内側に配索される。いくつかの実装では、コネクタ６０６（図６に示される）は、１つまたはそれを上回る接続パッドを介して、センサケーブル７０２に電気的に接続される。
【００７４】
力センサ６０４は、本実施例では、例えば、変換器を使用して、力およびトルクの全６つの成分を測定する、小型産業用センサ（例えば、ＡＴＩ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ．（Ａｐｅｘ，  ＮＣ）製多軸力／トルクセンサ）であってもよい。代替として、力センサ６０４は、光学センサであってもよい。代替として、力センサ６０４は、図７Ｂに示されるように、ドリルビット６０２のシャフトの中に直接統合される、歪みゲージ７０６を備えてもよい。
【００７５】
図７Ｃに示されるように、力センサ６０４は、いくつかの実装では、ドリルビット６０２自体にかかる力を測定する代わりに、モータにかかる力を測定する。図７Ｄに示されるように、ドリルビット６０２のシャフトは、いくつかの実装では、ドリルビット６０２のシャフトの偏向後、力が力センサ６０４によって測定され得るように、ドリルビット６０２が屈曲（例えば、若干のみ）することを可能にする、可撓性要素７０８を含む。いくつかの実装では、図７Ｃおよび７Ｄに示される構成に関して、シャフト位置の測定（例えば、図６に示されるように、センサ６１２によって）は、力が器具座標系内で直接測定されるため、省略されてもよい。
【００７６】
ツールホルダ４０８は、図４に示されるように、異なる実装を有してもよい。ある実施形態では、ツールホルダ４０８は、外科手術用器具ツールが、例えば、ボルトを介して固着され得る、フランジである。いくつかの実装では、ツールホルダは、外科手術用器具の迅速交換を可能にする、高速接続機構を含む。特に、２０１４年４月３０日に出願され、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題された米国特許出願第１４／２６６，７６９号と、２０１５年１月１５日に出願され、「Ｎｏｔｃｈｅｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  Ｉｎｓｅｒｔａｂｌｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ａｌｏｎｇ  ａｎ  Ａｘｉｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｓｕｒｇｅｒｙ」と題された米国特許出願第１４／５９７，８８３号（両方とも、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）とに説明されるように、椎弓根ねじ設置のために必要な異なる外科手術用器具／ガイドを取り付けることを可能にし得る。
【００７７】
高速接続機構を伴うツールホルダの例示的実装は、図８に示される。ツールホルダ８０２は、２０１４年３月１４日に出願され、「Ｎｏｔｃｈｅｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  Ｉｎｓｅｒｔａｂｌｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ａｌｏｎｇ  ａｎ  Ａｘｉｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｓｕｒｇｅｒｙ」と題された米国特許出願第１４／５９７，８８３号（そのコピーは、付録Ｂとして含まれ、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるものと類似形態を有する。
【００７８】
ツールホルダ８０２の管状構造は、いくつかの実装では、ホルダ８０２をロボット外科手術用システムのエンドエフェクタにしっかりと結合するために構成される、１つまたはそれを上回るフランジを有する。管状構造は、いくつかの実装では、それに沿って構造を通して摺動する外科手術用器具（ツール支持体と嵌合される）の移動が制限される、軸を画定する。管状構造は、ツール支持体の移動が、ホルダ８０２によって画定された軸に沿って移動するように制約される（例えば、軸に沿って以外、全方向において制約される）ように、ツール支持体が、ホルダ８０２を通して摺動することを可能にするように構成される（例えば、構造の内部表面が成形および定寸される）。いったんツール支持体を伴う外科手術用器具が、ツールホルダ８０２の中に完全に挿入されると、外科手術用器具８１６は、係止部８０４を使用して定位置に係止されることができる。これは、外科手術用器具８１６が、ロボット外科手術用システムに剛性に固定されることを可能にする。
【００７９】
いくつかの実装では、ツールホルダ８０２は、ペグ８０８と相互作用される、縦方向切り欠き８０６を有する。いくつかの実装では、ペグ８０８は、図８に示されるように、単一ピンである。他の実装では、ペグ８０８は、ナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、ツール支持体の移動の全範囲に沿って、ホルダ８０２を通して視認可能となるように、ナビゲーショントラッカを支持する。ナビゲーションマーカが、ナビゲーションカメラによって、外科手術用器具を追跡するために使用されてもよい。ナビゲーションマーカは、例えば、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ，  Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，  ＭＮ）製のＤｅｄｉｃａｔｅｄ  ＮａｖＬｏｃｋ（ＴＭ）トラッカ等のナビゲーショントラッカであってもよい。術中撮像システム（図示せず）は、例えば、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ，  Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，  ＭＮ）製のＯ−Ａｒｍ、ＭｏｂｉｕｓＩｍａｇｉｎｇ（Ａｙｅｒ，  ＭＡ）製のＡｉｒｏ、またはＮｅｕｒｏｌｏｇｉｃａ  Ｃｏｒｐ．（Ｄａｎｖｅｒｓ，  ＭＡ）製のＢｏｄｙＴｏｍ（Ｒ）であってもよい。
【００８０】
縦方向切り欠き８０６は、いくつかの実装では、ペグ８０８に関連して定寸される。いくつかの実装では、外科手術用ドリル８１６は、ホルダ８０２の内径と相互作用する、摺動表面をツール支持体８１４上に有する。摺動表面は、ホルダ８０２の内部表面に沿って摺動し、ツール８１６が、ツール８１６の移動が、ホルダ８０２によって画定された軸に沿って以外、全方向に制約されるように、ホルダの中に摺動することを可能にする。摺動表面８１４は、ツールホルダ８０２の中に完全に挿入され、係止部８０４が係合されると、ツール８１６がロボット外科手術用システムに固定して取り付けられるように、ホルダ８０２の中に摺動し、外科医が、ホルダの８０２軸に沿って器具の線形運動を達成することを可能にするために設計される。いくつかの実装では、摺動表面８１４は、１つを上回る相互作用帯を備える。
【００８１】
コネクタ８１０および８１２は、器具とロボット外科手術用システムとの間で電力をドリル８１６に伝送し、前述のように力センサによって測定された力等の情報を伝送するために使用されることができる。コネクタ８１０および８１２は、いくつかの実装では、ドリル８１６がホルダ８０２の中に完全に摺動すると、コネクタ８１０および８１２が電気的に係合されるように位置付けられる。
【００８２】
いくつかのシステムは、ロボットへのドリルの取り付けのために使用されることができる。各事例では、例えば、以下の要件が、満たされるべきである。（ｉ）固定が、高剛性を有すること、（ｉｉ）器具の固定が、付加的ツールを必要とせずに行われること、（ｉｉｉ）ロボット側固定具（フランジ）の外部部分が、容易に清掃されること、および（ｉｖ）固定具の器具側が、高圧滅菌器内で滅菌可能であること。
【００８３】
ある実施形態では、器具（例えば、ドリル）は、２０１５年４月２４日に出願され、「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｈｏｌｄｅｒ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許出願第１４／６９５，１５４号（その内容は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるシステム等のボルトおよびピンベースの固定システムを使用して、ロボットに固着されることができる。外科手術用ドリルをロボットフランジに剛性に固定するために本タイプのシステムを使用するために、米国特許出願第１４／６９５，１５４号において器具ホルダベース１０１２と称される部品が、外科手術用ドリルの中に統合される。したがって、ドリルは、米国特許出願第１４／６９５，１５４号に説明される器具ホルダベースと同様に、突出ボルト上を摺動し、ナットによって固着されることができる。
【００８４】
図１１Ａ−１１Ｆは、器具をロボットに固着するための例示的レバーシステムを図示する。
【００８５】
ロボットフランジ１１５２が、ロボットに固定される。これは、レバー１１０２ａを通して固定力を生成するために使用される、レバーシステム１１０２を含有する。器具１１５０は、米国特許出願第１４／６９５，１５４号に説明されるもの等の外科手術用器具ホルダとして示される。しかしながら、これは、外科手術用ドリル等の他の器具にも適合されることができる。
【００８６】
図１１Ｃは、レバーシステムをより詳細に示す。これは、レバーシステム１１０２（構成要素１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０２ｃ、および１１０２ｄを含む）と、迅速係止部機構１１０４（構成要素１１０４ａおよび１１０４ｂを含む）と、位置付けピン１１０６（１１０６ａ、１１０６ｂ、および１１０６ｃを含む）とを含む。レバーシステム１１０２は、強い力を生成するために使用される。ユーザは、レバー１１０２ａを矢印の方向に押される。てこ比のおかげで、力は、増加され、中間要素（１１０２ｂ、１１０２ｃ、および１１０２ｄ）を通してロッド（１１０２ｅ）に伝達される。ロッド上には、迅速係止部機構１１０４が、搭載される。これは、取り付けられた器具１１５０（例えば、ピン１１０６およびピンヘッド１１０４ｂを含む）の一部である、ピンヘッド１１０４ｂを自動的に捕捉する、迅速係止フック１１０４ａを有する。ガイドプレート１１０８は、ピンヘッド１１０４ｂが、それを通して通過することを可能にし、また、位置付けピン１１０６（米国特許出願第１４／６９５，１５４号に説明されるもの等）が、ガイドプレート１１０８と相互作用し、器具１１５０の適切な整合を確実にすることを可能にする。
【００８７】
レバーシステム１１０２が、矢印の方向に押されることによってアクティブ化されるにつれて、迅速係止部機構は、外科手術用器具をフランジ１１５２に対してきつく引き寄せる。機構の係止された位置は、図１１Ｂおよび１１Ｄに示される。レバーが閉鎖位置にあるとき、ジョイント１１２０ｅは、ジョイント１１２０ａおよび１１２０ｃを通して延びる線Ｌの左側にある。本構成のおかげで、双安定挙動が、達成され、レバーは、若干上昇されるまで、閉鎖されたままである。本構成では、非常に強い力が、中間要素１１０２ｃおよび１１０２ｄの整合（太線Ｌによって図示される）のため達成される。本構成は、トグル機構と呼ばれる。本実施例では、レバーシステム１１０２は、矢印の方向に押されることによってアクティブ化され、要素１１０２ｂが、ピン１１２０ｂの周囲を回転し、レバー１１０２ａが、ピン１１２０ａを中心として回転し、要素１１０２ｃが、ピン１１２０ｃを中心として回転し、ピン１１２０ｄが、要素１１０２ｂ、１１０２ｃ、および１１０２ｃに接触する。本実施例では、レバー１１０２ａが解放されると、迅速係止フック１１０４ａが、器具１１５０が除去され得るように、解放されることができる（例えば、別個のレバーまたはボタンである、タブ１１２４を直接または間接的に押下することによって）。いくつかの実施形態では、連結は、太線Ｌが直線となるように配列される。
【００８８】
図１２は、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。図１２は、摩擦ベースのシステムを図示する。器具１２５０は、２つの部品間の摩擦に起因して、ロボットフランジ１２５２内で封鎖される。力が、レバー１２０２によって印加され、切り欠き（灰色）を追加することによって達成される材料コンプライアンスのおかげで、器具部品は、内側できつく封鎖される。これは、自転車の座席において公知のものと類似した機構である。
【００８９】
図１３は、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。本実施例では、形状係止システムが、器具をロボットに固着するために使用される。形状係止部は、具体的形態を有する、２つの要素間で達成されることができる。実施例は、本実施例に示されるバヨネット搭載部である。ロボットフランジ１３５２は、一対の形状係止カットアウト１３５４ａおよび１３５４ｂ（２つのカットアウトがここに示されるが、しかしながら、４、５、または６つのカットアウト等、より多くのカットアウトが使用されてもよい）を含み、器具１３５０は、一対の突出部１３５６（１つのみが本例証に示される）を含む。突出部１３５６は、器具１３５０がフランジ１３５２の中に摺動すると、カットアウト１３５４ａおよび１３５４ｂに係合する。器具１３５０は、突出部１３５６とカットアウト１３５４ａおよび１３５４ｂとによってフランジ１３５２に係止されるように捻転されることができる。
【００９０】
図１４は、器具をロボットに固着するための例示的システムを図示する。ガイド１４５４等の線形ガイドが、器具をロボットフランジ内に係止するために使用されることができる。ばねまたは他のデバイスが、ばねまたは他の機構が解放されるまで、器具がガイドの中に挿入された後、除去されることができないように、任意の機械的反動を除去するために使用されることができる。対応する部材１４５６が、器具に取り付けられ、ロボットフランジに取り付けられるガイド１４５４に係合する。
【００９１】
本開示の技術は、いくつかの実装では、外科手術を行う方法を含む。最初に、切開が、生成され、椎骨が、暴露される。いくつかの実装では、ナビゲーションシステムのフレームが、外科医によって選択された場所において患者に取り付けられる。標的生体構造の術中医療画像が、得られてもよい。代替として、画像は、術前に取得される。いったん画像が得られると、画像は、位置合わせと呼ばれるプロセスによって、実際の患者位置に合致されなければならない。術中画像のために、自動アルゴリズムが、実際の患者位置と術中画像を位置合わせするために使用されてもよい。代替として、２地点間位置合わせまたは表面合致が、使用されてもよい。外科手術の間、外科医が、椎弓根ねじを使用して脊椎の固定を行うことを決定する場合、その外科医は、２０１４年４月３０日に出願され、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題された米国特許出願第１４／２６６，７６９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、ロボットシステムの支援を用いてそれらを設置することができる。
【００９２】
いくつかの外科手術は、外科医が、ある椎骨体積を除去することを要求する。本開示の技術は、外科医が除去されるべき体積を画定するための効果的かつ迅速な方法を提供する。図９は、体積計画の例証である。いくつかの実装では、体積計画は、位置合わせ精度改良アルゴリズムとリンクされる。例えば、外科医は、ナビゲーションシステムポインタを使用して、ポインタを使用して外科医によってトレースされる点を測定する、または経路を追従し、それによって、除去されるべき体積を識別する（例えば、輪郭付ける）、点のセットを生成してもよい。代替として、いくつかの実装では、外科医は、力制御モードにおいてロボットエンドエフェクタを使用して（例えば、２０１４年４月３０日に出願され、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題された米国特許出願第１４／２６６，７６９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように）、点（例えば、除去されるべき体積を識別する点）を識別する。ロボットエンドエフェクタの位置は、外科手術用器具に関連して固定されるナビゲーションマーカを使用して、ナビゲーションシステムによって追跡されてもよい。加えて、体積は、自動区画化、半自動区画化（例えば、外科医によって画定された点または補正を使用して）を使用して、または外科医／助手／神経科医が除去されるべき「ピクセル」／「ボクセル」を手動で選択すること等によって体積を画定するとき、完全に手動で識別されることができる。
【００９３】
いくつかの実装では、外科医は、最初に、図９に示されるように、例えば、プライヤを使用して、赤色ジグザグ線に沿って切断することによって、棘突起９０２を除去する。次に、外科医は、除去されるべき体積（青色に示され、９０４として標識される）の末端を識別する。外科医は、ナビゲーションポインタを使用し、患者生体構造上の別個の点（例えば、点（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、および（７））を指示することによって、これを行うことができる、または代替として、ナビゲーションシステムは、外科医によって識別される経路に追従し、点を自動的に収集してもよい。いくつかの実装では、システムは、点のセット（例えば、外科医によって識別される）および／または患者体積情報（例えば、医療画像）を求め、除去されるべき椎骨の部分を識別することによって、除去されるべき体積を生成する。システムは、いくつかの実装では、外科医によって識別される点と患者体積情報を組み合わせ、除去されるべき体積を識別する。いくつかの実装では、システムは、医療画像区画化（例えば、統計的形状モデル化）を利用して、体積を識別する。ナビゲーションシステムは、外科医によって識別される点を追跡してもよく、ナビゲーション画面上の医療画像は、いくつかの実装では、計画についてのフィードバックを示すように自動的に更新される。これは、例えば、医療画像のいくつかの図上で異なる色を使用して達成されることができる（例えば、図９に示される青色区分）。
【００９４】
計画アルゴリズムは、除去されるべき棘突起の部分を認識する。いくつかの実装では、これは、外科医が、通常、骨の内側にあるはずである、患者生体構造上の点を示す場合、達成される。外科医がそこを指示することが可能である場合、骨の本部分が除去されたことを実証し、タグ付けされ、ディスプレイ上に示されるべきである（例えば、図９に示されるように、赤色等の異なる色を使用して）。
【００９５】
本タイプの外科手術では、精度が重要である。通常、ねじ設置後、椎骨の相対位置は、外科医によって印加される力に起因して変化し得る。精度を改良するために、患者生体構造または経路上の点（例えば、点（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、および（７））は、除去されるべき体積を識別する、複数の点を収集するように追従されてもよい。これらの点および医療画像（例えば、表面合致アルゴリズムおよび開始点としての初期位置合わせを使用して）を合致させることによって、椎骨の更新されたより精密な位置が、見出され、外科手術の次のステップにおいて使用されることができる。特に、いくつかの実装では、外科医によって識別される点および患者体積情報（例えば、医療画像）の組み合わせは、除去されるべき体積のより精密なマッピングを可能にする。ある実施形態では、これらの点は、図９に関連して説明されるように、手動でまたは無制御でロボットを使用して収集される。力センサが、手動で行うことが困難である、骨対組織を自動的に検出するために使用されることができる。ある実施形態では、使用のための自動および半自動区画化アルゴリズムは、除去されるべき体積ならびに他の外科手術を計画するために使用されることができる。図１５は、体積画定のための例示的方法の例証である。
【００９６】
図１５に示されるような物体特性評価は、除去されるべき物体を画定する。特性評価は、除去されるべき体積を境界する点のセット等、空間的に、または外科手術のタイプまたは除去する体積、例えば、棘突起、椎弓板等を識別することによって、識別されることができる。したがって、物体特性評価は、面積を境界し、除去する（または別の実施例では、手術する）ために外科医によって識別される点のセット（例えば、ポインタを使用して）、行われている手術、除去されるべき具体的面積（例えば、身体の具体的部分の識別（例えば、ｃ７椎骨の椎弓板）、または前述のセットであることができる。
【００９７】
患者画像は、図１５に示されるように、実際の体積画定が適用されるべき、画像のセットを表す。これらの画像は、ＣＴ、ＭＲＩ、Ｘ線、および／または蛍光透視法画像であることができる。
【００９８】
区画化アルゴリズムは、物体特性評価および患者画像を入力として見なし、除去されるべき体積を規定する客観的な測定可能な観点（例えば、一連の空間座標、体積メッシュ、ボクセルデータ等）で、正確な体積画定を出力にもたらす。いくつかの実装では、物体特性評価は、アルゴリズムに入力されない。例えば、患者画像および除去されるべき具体的面積（例えば、身体の具体的部分の識別（例えば、ｃ７椎骨の椎弓板））が、アルゴリズムに入力されることができ、アルゴリズムは、除去されるべき面積を判定することができる。いくつかの実装では、アルゴリズムによって除去のために識別された面積は、外科医による確認のために、ユーザに戻して表示される（例えば、ロボット上のディスプレイを介して）。
【００９９】
医療分野における自動または半自動区画化の良好な結果は、解剖学図ベースの区画化、例えば、期待値最大化アルゴリズムまたは統計的形状モデル化アルゴリズムを使用して得られている。統計的形状モデル化（ＳＳＭ）では、区画化された生体構造の統計的解剖学図が、作成される。例えば、椎弓板の場合、例えば、３０の代表的椎弓板を医療画像上で分析し、解剖学図と呼ばれる形状の確率的代表を画定することを要求するであろう。いったん解剖学図が生成されると、患者画像に対する、その相対位置および物体特性評価が、見出されることができる（本ステップは、位置合わせと呼ばれる）。最も多くの場合、位置合わせマトリクスとして画定される。次に、区画化アルゴリズムカーネル、例えば、ガウスカーネルまたはマルチスケールガウスカーネルが、解剖学図を物体定義および患者画像の制約を満たすように変換する。その結果、体積画定が、得られ、さらなるアルゴリズムステップにおいて再使用されることができる。
【０１００】
次に、２０１４年４月３０日に出願され、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題された米国特許出願第１４／２６６，７６９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、ロボットを、その体積へと自動的に持って来ることができる、または外科医が、ハンズオン制御モードを使用して、ロボットをアームに移動させてもよい。計画された体積は、いくつかの方法でロボット支援を使用して、除去されてもよい。いくつかの実装では、体積は、２０１４年１月１０日に出願され、「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｐｉｎａｌ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｓｕｒｇｅｒｉｅｓ」と題された米国特許出願第１４／００９，０５０号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、対象内／立入禁止ゾーンに基づいて除去されてもよい。除去ツールは、完全に除去されない限り、または外科医が自発的にその体積を断念することを所望しない限り、仮想体積の内側で封鎖されて留まる（制約移動）。
【０１０１】
適切な体積を除去するための代替アプローチは、図１０に示される。本実装では、ロボットは、外科医によって監督されながら、あるタイプの「描画」軌道において、削孔／粉砕／掻削器具１００２を自動的に移動させる。ユーザに、除去された体積１００４および残りの体積１００６を示すことが重要である。これは、ロボットのディスプレイまたはロボットと別個のディスプレイ上に示されてもよい。
【０１０２】
外科医は、ナビゲーション画面上で実際の位置を見ることによって、ロボットを監督することができる。外科医は、随時、例えば、外科医が除去器具の位置に関して懸念する場合、ロボットの移動を停止することができる。いくつかの実装では、デッドマンスイッチが、使用される。スイッチは、外科医がその手をツールホルダインターフェース上に設置する場合、または外科医がその手をツールホルダインターフェースから除去する場合、アクティブ化されてもよい。代替として、または加えて、それぞれ、ジェスチャおよび音声コマンドを認識するために、存在検出スイッチが、使用されてもよい、および／または音声認識が、使用されてもよい。
【０１０３】
体積除去の間、力センサ信号が、外科手術用器具が椎骨の縁を横断して進んでいるかどうかを検出するために使用されることができ、それに応答して、ロボット外科手術用システムは、外科手術用器具の移動および周囲組織の破壊を防止することができる。これは、例えば、力の相対変化を使用する、縁検出アルゴリズムを使用して達成される。加えて、いくつかの実装では、神経監視が、神経系断裂の検出のために使用されてもよい。
【０１０４】
いくつかの実装では、ロボットシステムが体積を完全に除去することは必要ではない。臨床シナリオでは、ロボットは、標的体積を部分的に除去し、それによって、組織の最も困難なそしてあまり労力を要しない部分が外科医によって手動で除去されるように残すために使用されてもよい。ロボットによって除去される標的体積の量は、いくつかの実装では、体積計画段階の間に制御される。
【０１０５】
ロボットが標的体積（例えば、全体積または体積の一部）の除去を終了後、ロボットは、患者から離れるように移動される。いくつかの実装では、これは、ロボット自体によって自動的に行われる。他の実装では、ロボットエンドエフェクタは、ハンズオン制御モードを使用して、手動で移動される。いくつかの実装では、ロボットを移動させた後、外科医は、ロボットによる体積の除去を検査し、および／または外科手術を手動で完了してもよい。
【０１０６】
図１６に示されるように、ロボット外科手術用システムと併用するためのネットワーク環境１６００の実装が、図示および説明される。概略として、ここで図１６を参照すると、例示的クラウドコンピューティング環境１６００のブロック図が示され、説明されている。クラウドコンピューティング環境１６００は、１つまたはそれを上回るリソースプロバイダ１６０２ａ、１６０２ｂ、１６０２ｃ（集合的に１６０２）を含んでもよい。各リソースプロバイダ１６０２は、コンピューティングリソースを含んでもよい。いくつかの実装では、コンピューティングリソースは、データを処理するために使用される任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアを含んでもよい。例えば、コンピューティングリソースは、アルゴリズム、コンピュータプログラム、および／またはコンピュータアプリケーションを実行することが可能なハードウェアおよび／またはソフトウェアを含んでもよい。いくつかの実装では、例示的コンピューティングリソースは、記憶および検索能力を伴うアプリケーションサーバおよび／またはデータベースを含んでもよい。各リソースプロバイダ１６０２は、クラウドコンピューティング環境１６００内の任意の他のリソースプロバイダ１６０２に接続されてもよい。いくつかの実装では、リソースプロバイダ１６０２は、コンピュータネットワーク１６０８を経由して接続されてもよい。各リソースプロバイダ１６０２は、コンピュータネットワーク１６０８を経由して１つまたはそれを上回るコンピュータデバイス１６０４ａ、１６０４ｂ、１６０４ｃ（集合的に１６０４）に接続されてもよい。
【０１０７】
クラウドコンピューティング環境１６００は、リソースマネージャ１６０６を含んでもよい。リソースマネージャ１６０６は、コンピュータネットワーク１６０８を経由してリソースプロバイダ１６０２およびコンピュータデバイス１６０４に接続されてもよい。いくつかの実装では、リソースマネージャ１６０６は、１つまたはそれを上回るリソースプロバイダ１６０２による１つまたはそれを上回るコンピュータデバイス１６０４へのコンピューティングリソースの提供を促進してもよい。リソースマネージャ１６０６は、特定のコンピュータデバイス１６０４からコンピュータリソースの要求を受信してもよい。リソースマネージャ１６０６は、コンピュータデバイス１６０４によって要求されるコンピューティングリソースを提供することが可能な１つまたはそれを上回るリソースプロバイダ１６０２を識別してもよい。リソースマネージャ１６０６は、コンピューティングリソースを提供するリソースプロバイダ１６０２を選択してもよい。リソースマネージャ１６０６は、リソースプロバイダ１６０２と特定のコンピュータデバイス１６０４との間の接続を促進してもよい。いくつかの実装では、リソースマネージャ１６０６は、特定のリソースプロバイダ１６０２と特定のコンピュータデバイス１６０４との間の接続を確立してもよい。いくつかの実装では、リソースマネージャ１６０６は、要求されたコンピューティングリソースを伴う特定のリソースプロバイダ１６０２に特定のコンピュータデバイス１６０４をリダイレクトしてもよい。
【０１０８】
図１７は、本開示で説明される技法を実装するために使用することができる、コンピュータデバイス１７００およびモバイルコンピュータデバイス１７５０の実施例を示す。コンピュータデバイス１７００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および他の適切なコンピュータ等の種々の形態のデジタルコンピュータを表すことを目的としている。モバイルコンピュータデバイス１７５０は、携帯情報端末、携帯電話、スマートフォン、および他の類似コンピュータデバイス等の種々の形態のモバイルデバイスを表すことを目的としている。ここで示される構成要素、それらの接続および関係、ならびにそれらの機能は、実施例として意図されているにすぎず、限定的となるように意図されていない。
【０１０９】
コンピュータデバイス１７００は、プロセッサ１７０２と、メモリ１７０４と、記憶デバイス１７０６と、メモリ１７０４および複数の高速拡張ポート１７１０に接続する高速インターフェース１７０８と、低速拡張ポート１７１４および記憶デバイス１７０６に接続する低速インターフェース１７１２とを含む。プロセッサ１７０２、メモリ１７０４、記憶デバイス１７０６、高速インターフェース１７０８、高速拡張ポート１７１０、および低速インターフェース１７１２のそれぞれは、種々のバスを使用して相互接続されてもよく、共通マザーボード上に、または適宜に他の様式で搭載されてもよい。プロセッサ１７０２は、高速インターフェース１７０８に連結されたディスプレイ１７１６等の外部入出力デバイス上のＧＵＩのためにグラフィカル情報を表示するように、メモリ１７０４の中に、または記憶デバイス１７０６上に記憶された命令を含む、コンピュータデバイス１７００内で実行するための命令を処理することができる。他の実装では、複数のメモリおよび複数のタイプのメモリとともに、複数のプロセッサおよび／または複数のバスが適宜に使用されてもよい。また、複数のコンピュータデバイスが接続されてもよく、各デバイスは、（例えば、サーババンク、ブレードサーバ群、またはマルチプロセッサシステムとして）必要な動作の部分を提供する。
【０１１０】
メモリ１７０４は、コンピュータデバイス１７００内に情報を記憶する。いくつかの実装では、メモリ１７０４は、１つまたは複数の揮発性メモリユニットである。いくつかの実装では、メモリ１７０４は、１つまたは複数の不揮発性メモリユニットである。メモリ１７０４はまた、磁気または光ディスク等の別の形態のコンピュータ可読媒体であってもよい。
【０１１１】
記憶デバイス１７０６は、コンピュータデバイス１７００用の大容量記憶装置を提供することが可能である。いくつかの実装では、記憶デバイス１７０６は、フロッピー（登録商標）ディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、またはテープデバイス、フラッシュメモリまたは他の類似ソリッドステートメモリデバイス、または記憶領域ネットワークもしくは他の構成のデバイスを含むデバイスのアレイ等のコンピュータ可読媒体であってもよいか、またはそれを含有してもよい。命令を情報キャリアに記憶することができる。命令は、１つまたはそれを上回る処理デバイス（例えば、プロセッサ１７０２）によって実行されたとき、上記で説明されるもの等の１つまたはそれを上回る方法を行ってもよい。命令はまた、コンピュータまたは機械可読媒体（例えば、メモリ１７０４、記憶デバイス１７０６、またはプロセッサ１７０２上のメモリ）等の１つまたはそれを上回る記憶デバイスによって記憶することもできる。
【０１１２】
高速インターフェース１７０８が、コンピュータデバイス１７００の帯域幅集中動作を管理する一方で、低速インターフェース１７１２は、より低い帯域幅集中動作を管理する。そのような機能の割付は、実施例にすぎない。いくつかの実装では、高速インターフェース１７０８は、メモリ１７０４、（例えば、グラフィックスプロセッサまたはアクセラレータを通して）ディスプレイ１７１６、および種々の拡張カード（図示せず）を受け入れ得る高速拡張ポート１７１０に連結される。本実装では、低速インターフェース１７１２は、記憶デバイス１７０６および低速拡張ポート１７１４に連結される。種々の通信ポート（例えば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、無線Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を含み得る、低速拡張ポート１７１４は、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ、または、例えば、ネットワークアダプタを通したスイッチまたはルータ等のネットワーキングデバイス等の１つまたはそれを上回る入出力デバイスに連結されてもよい。
【０１１３】
コンピュータデバイス１７００は、図に示されるように、いくつかの異なる形態で実装されてもよい。例えば、標準サーバ１７２０として、またはそのようなサーバ群の中で複数回実装されてもよい。加えて、それは、ラップトップコンピュータ１７２２等のパーソナルコンピュータで実装されてもよい。それはまた、ラックサーバシステム１７２４の一部として実装されてもよい。代替として、コンピュータデバイス１７００からの構成要素は、モバイルコンピュータデバイス１７５０等のモバイルデバイス（図示せず）の中の他の構成要素と組み合わせられてもよい。そのようなデバイスのそれぞれは、コンピュータデバイス１７００およびモバイルコンピュータデバイス１７５０のうちの１つまたはそれを上回るものを含有してもよく、システム全体が、相互と通信する複数のコンピュータデバイスで構成されてもよい。
【０１１４】
モバイルコンピュータデバイス１７５０は、いくつかある構成要素の中でも特に、プロセッサ１７５２と、メモリ１７６４と、ディスプレイ１７５４等の入出力デバイスと、通信インターフェース１７６６と、送受信機１７６８とを含む。モバイルコンピュータデバイス１７５０はまた、付加的な記憶装置を提供するように、マイクロドライブまたは他のデバイス等の記憶デバイスを提供されてもよい。プロセッサ１７５２、メモリ１７６４、ディスプレイ１７５４、通信インターフェース１７６６、および送受信機１７６８のそれぞれは、種々のバスを使用して相互接続され、構成要素のうちのいくつかは、共通マザーボード上に、または適宜の他の様式で搭載されてもよい。
【０１１５】
プロセッサ１７５２は、メモリ１７６４に記憶された命令を含む命令をモバイルコンピュータデバイス１７５０内で実行することができる。プロセッサ１７５２は、別個かつ複数のアナログおよびデジタルプロセッサを含む、チップのチップセットとして実装されてもよい。プロセッサ１７５２は、例えば、ユーザインターフェースの制御、モバイルコンピュータデバイス１７５０によって実行されるアプリケーション、およびモバイルコンピュータデバイス１７５０による無線通信等のモバイルコンピュータデバイス１７５０の他の構成要素の協調を提供してもよい。
【０１１６】
プロセッサ１７５２は、制御インターフェース１７５８およびディスプレイ１７５４に連結されたディスプレイインターフェース１７５６を通して、ユーザと通信してもよい。ディスプレイ１７５４は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）ディスプレイ、またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ、もしくは他の適切なディスプレイ技術であってもよい。ディスプレイインターフェース１７５６は、グラフィカルおよび他の情報をユーザに提示するようにディスプレイ１７５４を駆動するための適切な回路を備えてもよい。制御インターフェース１７５８は、ユーザからコマンドを受信し、それらをプロセッサ１７５２に提出するために変換してもよい。加えて、外部インターフェース１７６２が、他のデバイスとのモバイルコンピュータデバイス１７５０の近距離通信を可能にするよう、プロセッサ１７５２との通信を提供してもよい。外部インターフェース１７６２は、例えば、いくつかの実装では有線通信、または他の実装では無線通信を提供してもよく、複数のインターフェースも使用されてもよい。
【０１１７】
メモリ１７６４は、モバイルコンピュータデバイス１７５０内に情報を記憶する。メモリ１７６４は、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体、１つまたは複数の揮発性メモリユニット、もしくは１つまたは複数の不揮発性メモリユニットのうちの１つまたはそれを上回るものとして実装することができる。拡張メモリ１７７４もまた、提供され、例えば、ＳＩＭＭ（シングルインラインメモリモジュール）カードインターフェースを含み得る、拡張インターフェース１７７２を通してモバイルコンピュータデバイス１７５０に接続されてもよい。拡張メモリ１７７４は、モバイルコンピュータデバイス１７５０用の余分な記憶空間を提供してもよい、またはモバイルコンピュータデバイス１７５０用のアプリケーションまたは他の情報も記憶してもよい。具体的には、拡張メモリ１７７４は、上記で説明されるプロセスを実行または補完する命令を含んでもよく、かつ安全な情報も含んでもよい。したがって、例えば、拡張メモリ１７７４は、モバイルコンピュータデバイス１７５０用のセキュリティモジュールとして提供されてもよく、かつモバイルコンピュータデバイス１７５０の安全な使用を可能にする命令でプログラムされてもよい。加えて、ハッキング不可能な様式でＳＩＭＭカード上に識別情報を置くこと等の付加的な情報とともに、安全なアプリケーションがＳＩＭＭカードを介して提供されてもよい。
【０１１８】
メモリは、例えば、以下で議論されるようなフラッシュメモリおよび／またはＮＶＲＡＭメモリ（不揮発性ランダムアクセスメモリ）を含んでもよい。いくつかの実装では、命令は、情報キャリアに記憶され、命令は、１つまたはそれを上回る処理デバイス（例えば、プロセッサ１７５２）によって実行されたとき、上記で説明されるもの等の１つまたはそれを上回る方法を行う。命令はまた、１つまたはそれを上回るコンピュータまたは機械可読媒体（例えば、メモリ１７６４、拡張メモリ１７７４、またはプロセッサ１７５２上のメモリ）等の１つまたはそれを上回る記憶デバイスによって記憶されてもよい。いくつかの実装では、命令は、例えば、送受信機１７６８または外部インターフェース１７６２を経由して、伝搬信号の中で受信することができる。
【０１１９】
モバイルコンピュータデバイス１７５０は、必要な場合にデジタル信号処理回路を含み得る、通信インターフェース１７６６を通して無線で通信してもよい。通信インターフェース１７６６は、とりわけ、ＧＳＭ（登録商標）音声電話（グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション）、ＳＭＳ（ショートメッセージサービス）、ＥＭＳ（拡張メッセージングサービス）、またはＭＭＳメッセージング（マルチメディアメッセージングサービス）、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＰＤＣ（パーソナルデジタルセルラー）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（広帯域符号分割多重アクセス）、ＣＤＭＡ２０００、またはＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）等の種々のモードまたはプロトコルの下で通信を提供してもよい。そのような通信は、例えば、高周波を使用して、送受信機１７６８を通して起こってもよい。加えて、短距離通信が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（ＴＭ）、または他の送受信機（図示せず）を使用する等して、起こってもよい。加えて、ＧＰＳ（全地球測位システム）受信機モジュール１７７０が、モバイルコンピュータデバイス１７５０上で作動するアプリケーションによって適宜に使用され得る、付加的なナビゲーションおよび場所関連無線データをモバイルコンピュータデバイス１７５０に提供してもよい。
【０１２０】
モバイルコンピュータデバイス１７５０はまた、ユーザから口頭の情報を受信し、それを使用可能なデジタル情報に変換し得る、音声コーデック１７６０を使用して、音声で通信してもよい。音声コーデック１７６０は、同様に、例えば、モバイルコンピュータデバイス１７５０のハンドセットの中で、スピーカ等を通してユーザのための可聴音を生成してもよい。そのような音は、音声による電話のコールからの音を含んでもよく、録音された音（例えば、音声メッセージ、音楽ファイル等）を含んでもよく、また、モバイルコンピュータデバイス１７５０上で動作するアプリケーションによって生成される音を含んでもよい。
【０１２１】
モバイルコンピュータデバイス１７５０は、図に示されるように、いくつかの異なる形態で実装されてもよい。例えば、それは、携帯電話１７８０として実装されてもよい。それはまた、スマートフォン１７８２、携帯情報端末、または他の類似モバイルデバイスの一部として実装されてもよい。
【０１２２】
本明細書で説明されるシステムおよび技法の種々の実装は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせで実現することができる。これらの種々の実装は、専用または汎用であり、記憶システム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスからデータおよび命令を受信し、かつそこへデータおよび命令を伝送するように連結され得る、少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含む、プログラマブルシステム上で実行可能および／または解釈可能である１つまたはそれを上回るコンピュータプログラムでの実装を含むことができる。
【０１２３】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られている）は、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高次プロシージャおよび／またはオブジェクト指向プログラミング言語で、および／またはアセンブリ／機械言語で実装することができる。本明細書で使用されるように、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体という用語は、機械可読信号として機械命令を受信する機械可読媒体を含む、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される、任意のコンピュータプログラム製品、装置、および／またはデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ））を指す。機械可読信号という用語は、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される、任意の信号を指す。
【０１２４】
ユーザとの相互作用を提供するために、本明細書で説明されるシステムおよび技法は、ユーザに情報を表示するための表示デバイス（例えば、ＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ）と、それによってユーザが入力をコンピュータに提供することができるキーボードおよびポインティングデバイス（例えば、マウスまたはトラックボール）とを有する、コンピュータ上で実装することができる。他の種類のデバイスも、ユーザとの相互作用を提供するために使用することができ、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）であり得、ユーザからの入力は、音響、発話、または触覚入力を含む、任意の形態で受信することができる。
【０１２５】
本明細書で説明されるシステムおよび方法の構造、機能、および装置を考慮して、いくつかの実装では、ロボット外科手術用システムを伴う外科手術を行うためのシステムおよび方法が提供される。ロボット外科手術用システムを支援するための方法および装置のある実装を説明してきたが、本開示の概念を組み込む他の実装が使用されてもよいことが、当業者に明白となるであろう。したがって、本開示は、ある実装に限定されるべきではないが、むしろ以下の請求項の精神および範囲のみによって限定されるべきである。
【０１２６】
本発明の種々の記載された実施形態は、技術的に相容れない場合を除き、１つ以上のその他の実施形態と関連して用いられ得る。
【０１２７】
説明全体を通して、装置およびシステムが、具体的構成要素を有する、含む、もしくは備えるように説明される場合、またはプロセスおよび方法が、具体的ステップを有する、含む、もしくは備えるように説明される場合、加えて、列挙された構成要素から本質的に成る、または成る、本開示の技術の装置およびシステムが存在し、かつ列挙される処理ステップから本質的に成る、または成る、本開示の技術に従うプロセスおよび方法が存在することが検討される。
【０１２８】
ステップの順序またはある作用を行うための順序は、本開示の技術が動作可能のままである限り、重要ではないことを理解されたい。さらに、２つもしくはそれを上回るステップまたは作用は、同時に実施されてもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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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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