(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の解剖学的構造の画像に対する外科用器具及び物体の制御された移動ならびに位置付け及び追跡のために構成されたエンドエフェクタ要素を含み得る、外科用ロボットシステムを提供する。【解決手段】エンドエフェクタは、外科用ロボットシステムによって追跡され、ユーザに表示されてもよい。エンドエフェクタ要素は、誘導管内の器具アセンブリの移動を制限するように構成されてもよい。エンドエフェクタは、ロボットアームへの磁気連結及び／またはエンドエフェクタ要素の無線給電を可能にするための構造を含んでもよい。ナビゲーション空間及び画像空間の両方における、対象の解剖学的構造及び物体の追跡は、対象の解剖学的構造から離れた位置に位置する動的参照基部によって提供されてもよい。【選択図】図１４
2017205495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示器を有するロボット基部と、
前記ロボット基部に連結されたロボットアームであって、前記ロボットアームの移動が、前記ロボット基部によって電子的に制御される、ロボットアームと、
前記ロボットアームに連結されたエンドエフェクタであって、１つ以上のエンドエフェクタ追跡マーカを含む、エンドエフェクタと、を備え、
前記ロボット基部が、前記１つ以上のエンドエフェクタ追跡マーカと電子通信し、前記表示器が、前記ロボット基部及び前記ロボットアームのうちの少なくとも１つに対する前記エンドエフェクタの場所を指示するように構成される、外科用ロボットシステム。
【請求項２】
前記１つ以上のエンドエフェクタ追跡マーカが、発光ダイオード、赤外光追跡システムによって追跡されるように構成された反射性球体、無線周波リフレクタ、無線周波トランシーバ、電磁リフレクタ、及び電磁トランシーバのうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の外科用ロボットシステム。
【請求項３】
表示器を有するロボット基部と、
前記ロボット基部に連結されたロボットアームであって、前記ロボットアームの移動が、前記ロボット基部によって電子的に制御される、ロボットアームと、
前記ロボットアームに連結されたエンドエフェクタであって、器具検出センサを含む、エンドエフェクタと、を備え、
前記エンドエフェクタ内に配置された誘導管が、器具を収容する器具アセンブリを受け入れるように構成され、
前記器具検出センサは、前記器具アセンブリが前記誘導管に入ったときに前記器具の存在を判定するように構成される、外科用ロボットシステム。
【請求項４】
前記器具の前記存在を指示するセンサ信号が、前記ロボット基部に伝送され、前記ロボットアームの移動が、前記器具の前記存在を指示する前記センサ信号の受信に基づいて、前記ロボットによって制限される、請求項３に記載の外科用ロボットシステム。
【請求項５】
外科用ロボット基部と、
前記外科用ロボット基部に電子的に連結された外科用ロボットアームと、
前記外科用ロボットアームに連結されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが、器具アセンブリを受け入れるように構成された誘導管を有し、前記器具アセンブリが、前記器具アセンブリの長さに沿って配置された１つ以上の溝を含む、エンドエフェクタと、を備え、
前記誘導管が、前記誘導管内での前記器具アセンブリの回転移動を制限するために、前記溝のうちの少なくとも１つに係合するように構成される、外科用ロボットシステム。
【請求項６】
前記器具アセンブリは、前記外科用器具ツールアセンブリの回転移動を可能にするのに十分な力が加えられると、前記１つ以上の溝が、前記誘導管を係脱するように構成される、請求項５に記載の外科用ロボットシステム。
【請求項７】
前記誘導管が、前記器具アセンブリの回転移動を制限するために、前記１つ以上の溝に係合するためのボール戻り止めを備える、請求項６に記載の外科用ロボット。
【請求項８】
前記誘導管が、前記外科用器具ツールアセンブリの回転移動を制限するために、前記器具アセンブリの１つの溝と係合するチャネルを含む、請求項５に記載の外科用ロボットシステム。
【請求項９】
ロボット基部と、
前記ロボット基部に電子的に連結されたロボットアームであって、少なくとも１つの凹部及び前記少なくとも１つの凹部のそれぞれに近接して配置された磁石を含む、ロボットアームと、
１つ以上のボールを含むクランプであって、前記１つ以上のボールのそれぞれが、前記少なくとも１つの凹部のうちの１つに磁気的に係合するように構成された、クランプと、
前記ロボット基部に電子的に連結されたエンドエフェクタであって、前記クランプに連結されるように構成された、エンドエフェクタと、を備える、外科用ロボットシステム。
【請求項１０】
前記クランプが、エンドエフェクタ及びロボットアームに、前記エンドエフェクタ上のリップ部及び前記ロボットアーム上のリップ部に係合するクランプハンドルを用いて、締結するように構成される、請求項９に記載の外科用ロボットシステム。
【請求項１１】
ロボット基部と、
前記ロボット基部に電子的に連結されたロボットアームと、
前記ロボット基部に電子的に連結されたエンドエフェクタと、を備え、
前記ロボットアームが、一次コイルを含み、前記エンドエフェクタが、二次コイルを含み、電力が、前記一次コイルから前記二次コイルに伝送され、前記エンドエフェクタに無線で給電する、外科用ロボットシステム。
【請求項１２】
患者固定器具に取設された動的参照基部（ＤＲＢ）であって、ナビゲーション空間における前記患者固定器具の位置を指示する１つ以上のＤＲＢマーカを有する、動的参照基部と、
登録固定具であって、前記ナビゲーション空間における対象の解剖学的構造の場所を指示する１つ以上の登録マーカ、及び画像空間における前記対象の解剖学的構造の場所を指示する１つ以上の登録基準を有する、登録固定具と、を備える、外科用ロボットシステムであって、
前記外科用ロボットシステムが、（１）前記１つ以上の登録マーカ及び前記１つ以上の基準間の関係と、（２）前記登録メーカ及び前記ＤＲＢマーカ間の関係を考慮して、前記ナビゲーション空間及び前記画像空間における前記対象の解剖学的構造の前記場所を前記患者固定器具と関連付けるように構成され、
前記患者固定器具が、前記対象の解剖学的構造とは異なる位置に位置する、外科用ロボットシステム。
【請求項１３】
外科用器具と関連して前記対象の解剖学的構造のグラフィカル表現を示すように構成された表示器を更に備え、前記外科用器具が、器具マーカを備える、請求項１２に記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１３年１０月２４日に出願された（米国特許公開第２０１４／０２７５９５５号として公開された）米国特許出願通し番号第１４／０６２，７０７号の一部継続出願であり、その米国特許出願は、２０１３年６月２１日に出願された米国特許出願第１３／９２４，５０５号の一部継続出願であり、その米国特許出願は、２０１２年６月２１日に出願された仮出願第６１／６６２，７０２号に対する優先権を主張する及び２０１３年３月１５日に出願された仮出願第６１／８００，５２７号に対する優先権を主張する非仮特許出願であり、それらの全ては、その全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。加えて、本出願は、２０１５年６月３日に出願された（米国特許公開第２０１５／０３３５３８６号として公開された）米国特許出願通し番号第１４／７２９，０９６号の一部継続出願であり、その米国特許出願は、２０１２年７月５日に出願された（米国特許第９，０７８，６８５号として発行された）米国特許出願通し番号第１３／５４２，５６０号の継続出願であり、その米国特許出願は、２００７年８月２７日に出願された（米国特許第８，２１９，１７８号として発行された）米国特許出願通し番号第１１／８４５，５５７号の継続出願であり、その米国特許出願は、２００７年８月１３日に出願された（米国特許第８，２１９，１７７号として発行された）米国特許出願通し番号第１１／８３８，０２７号の一部継続出願であり、その米国特許出願は、２００７年２月１６日に出願された（米国特許第８，０１０，１８１号として発行された）米国特許出願通し番号第１１／６７６，０２３号の一部継続出願であり、その米国特許出願は、２００６年２月１６日に出願された仮出願第６０／７７５，８１６号に対する優先権を主張する及び２００６年２月１６日に出願された仮出願第６０／７７４，５８６号に対する優先権を主張する非仮特許出願であり、それらの全ては、その全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に、医療手技におけるロボットの使用、より詳細には、例えば、表示デバイス上に患者の解剖学的構造及びそれらの解剖学的構造と関連して外科用器具の場所をグラフィック方式で描写する、外科手技におけるロボットの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
種々の医療手技は、最適化された処置をもたらすために、身体内の外科用器具の３次元位置の精密な位置特定を必要とする。例えば、椎骨を融合するための一部の外科手技は、外科医が特定の場所で骨構造の中へ複数の穴を掘削することを必要とする。融合システムにおける高レベルの機械的統合性を達成するために、かつ骨構造において創出される力のバランスを取るために、穴が正確な場所で掘削されることが必要である。椎骨は、ほとんどの骨構造のように、精密かつ垂直な掘削を困難にする、非平面的な湾曲した表面を含む、複雑な形状を有する。
【０００４】
従来、外科医は、現在利用可能なシステム及び方法を使用して、掘削管の位置を患者の解剖学的構造、例えば、患者の骨構造の３次元画像の上に重ね合わせるために、誘導システムを使用することによって、掘削誘導管を手動で保持及び位置付ける。この手動プロセスは、面倒であり、時間がかかり、かつ間違いが生じやすい。更に、手術が成功したと考えることができるかどうかは、それを実施する外科医の器用さに大いに依存する。このため、患者の解剖学的構造と関連して、外科用器具をより精密に位置付けるための及びそれらの器具の位置をより精密に描写するためのロボット支援型手術の使用の必要性が存在する。
【０００５】
現在、外科手技のための制限されたロボット支援が、利用可能である。例えば、あるシステムは、ユーザが、ロボットアクチュエータを制御することを可能にする。これらのシステムは、手術を経ているときに外科用器具をより精密に位置付けて安定させるために、外科医の体動をロボットアクチュエータの微小動に変換する。これらのシステムは、手の振戦の排除を助け得、外科医に小さい開口を通って作業する改善された能力を提供し得るが、今日、商業的に入手可能なロボットのうちの多くのように、高価であり、押し付けがましく、かつ患者及びユーザ（例えば、外科医）に対してロボットのための厄介な設定を必要とする。更に、例えば、胸腰部の椎弓根スクリュー挿入等のある手技に対して、これらの従来の方法は、間違いが生じやすく、かつ面倒であることが既知である。
【０００６】
現在のシステムは、一度器具が患者の一部分内に埋没されると、外科用器具の自主的な移動及び的確な配置が、機械的フィードバックの欠如及び／または視覚的配置の喪失によって妨げられ得るという事実を含む多くの短所を有するが、それらに制限されない。これらの短所は、既存の外科用途の誤りを生じやすくさせ、外科手技の間に患者のみならず外科医に安全性の危険をもたらす。
【０００７】
加えて、現在のロボット支援型システムは、他の欠点に悩まされる。外科用器具が患者（器具の軌道）に挿入される経路及び角度は、ロボットアームの構成及びそれが移動することができる様態により、制限され得る。例えば、一部の現在のシステムは、外科用器具を患者の中への配置に理想的な軌道に及び／または外科医に手術を実施するための最適なビューを与える位置に配置するために、動きまたは移動の十分な範囲を有さない可能性がある。
【０００８】
本開示は、現在のロボット支援型外科用途の欠点を克服する。例えば、本開示は、開腹、経皮的、または最小侵襲手術（ＭＩＳ）手技における解剖学的構造の的確な位置決め及び手術の間の外科用器具またはインプラントの位置付けを可能にする。加えて、本開示は、解剖組織の手術前のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン、手術中のＣＴスキャンまたは蛍光透視／Ｘ線に基づく画像に対して、硬い解剖学的構造に対する識別及び参照を可能にすることによって、定位的外科手技を改善し得る。更に、本開示は、より精密で安全な様態での医療手技の実施において外科医を支援するために、外科用ロボットアーム、局所位置付けシステム、動的参照基部、及びプラニングソフトウェアを統合してもよく、それによって、現在のロボット支援型システム及び方法の誤りを生じやすくする特徴を減らす。
【発明の概要】
【０００９】
本開示の例示的な実施形態は、表示器を有するロボット基部と、ロボット基部に連結されたロボットアームであって、ロボットアームの移動が、ロボット基部によって電子的に制御される、ロボットアームと、ロボットアームに連結されたエンドエフェクタであって、１つ以上のエンドエフェクタ追跡マーカを含む、エンドエフェクと、を備える、外科用ロボットシステムを提供してもよい。ロボット基部は、１つ以上のエンドエフェクタ追跡マーカと電子通信してもよい。表示器は、ロボット基部及びロボットアームのうちの少なくとも１つに対するエンドエフェクタの場所を指示するように構成される。
【００１０】
本開示の例示的な実施形態はまた、表示器を有するロボット基部と、ロボット基部に連結されたロボットアームであって、ロボットアームの移動が、ロボット基部によって電子的に制御される、ロボットアームと、ロボットアームに連結されたエンドエフェクタであって、器具検出センサを含む、エンドエフェクタと、を備える、外科用ロボットシステムを提供してもよい。エンドエフェクタ内に配置された誘導管が、器具を収容する器具アセンブリを受け入れるように構成されてもよい。器具検出センサは、器具アセンブリが誘導管に入ったときに器具の存在を判定するように構成されてもよい。
【００１１】
本開示の例示的な実施形態は、外科用ロボット基部と、外科用ロボット基部に電子的に連結された外科用ロボットアームと、器具アセンブリを受け入れるように構成された誘導管を有し、外科用ロボットアームに連結されたエンドエフェクタであって、器具アセンブリが、器具アセンブリの長さに沿って配置された１つ以上の溝を含む、エンドエフェクタと、を備える、外科用ロボットシステムを提供してもよい。誘導管は、誘導管内での器具アセンブリの回転移動を制限するために溝のうちの少なくとも１つに係合するように構成されてもよい。
【００１２】
本開示の例示的な実施形態は、ロボット基部と、ロボット基部に電子的に連結されたロボットアームであって、少なくとも１つの凹部及び少なくとも１つの凹部のそれぞれに近接して配置された磁石を含むロボットアームと、１つ以上のボールを含むクランプであって、１つ以上のボールのそれぞれが、少なくとも１つの凹部のうちの１つに磁気的に係合するように構成されたクランプと、ロボット基部に電子的に連結されたエンドエフェクタであって、クランプに連結されるように構成されたエンドエフェクタと、を備える、外科用ロボットシステムを提供してもよい。
【００１３】
本開示の例示的な実施形態は、ロボット基部、ロボット基部に電子的に連結されたロボットアーム、及びロボット基部に電子的に連結されたエンドエフェクタを備える、外科用ロボットシステムを提供してもよい。ロボットアームは、一次コイルを含んでもよく、エンドエフェクタは、二次コイルを含んでもよい。電力は、一次コイルから二次コイルに伝送され、エンドエフェクタを無線で給電する。
【００１４】
本開示の例示的な実施形態は、患者固定器具に取設された動的参照基部（ＤＲＢ）であって、ナビゲーション空間における患者固定器具の位置を指示する１つ以上のＤＲＢマーカを有する動的参照基部と、ナビゲーション空間における対象の解剖学的構造の場所を指示する１つ以上の登録マーカ及び画像空間における対象の解剖学的構造の場所を指示する１つ以上の登録基準を有する登録固定具と、を備える、外科用ロボットシステムを提供してもよい。外科用ロボットシステムは、１つ以上の登録マーカ及び１つ以上の基準間の関係と、登録メーカ及びＤＲＢマーカ間の関係と、を考慮して、ナビゲーション空間及び画像空間における対象の解剖学的構造の場所を患者固定器具と関連付けるように構成されてもよい。患者固定器具は、対象の解剖学的構造とは異なる位置に位置する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】例示的な実施形態に従う外科用ロボットを例解する。
【図１Ｂ】例示的な実施形態に従う外科用ロボットを例解する。
【図１Ｃ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタの並進及び配向の制御を伴う、外科用ロボットの一部分を例解する。
【図１Ｄ】例示的な実施形態に従う、複数の光学マーカが較正及び追跡移動のために装着された外科用ロボットの部分図を例解する。
【図２】例示的な実施形態に従う患者上で動作する外科用ロボットを例解する。
【図３】例示的な実施形態に従う外科用ロボットを例解する。
【図４】例示的な実施形態に従う外科用ロボットの一部分を例解する。
【図５】例示的な実施形態に従う外科用ロボットのブロック図を例解する。
【図６】例示的な実施形態に従う外科用ロボットを例解する。
【図７Ａ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタを例解する。
【図７Ｂ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタを例解する。
【図７Ｃ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタを例解する。
【図８Ａ】例示的な実施形態に従う器具及び器具アセンブリを例解する。
【図８Ｂ】例示的な実施形態に従う器具及び器具アセンブリを例解する。
【図８Ｃ】例示的な実施形態に従う器具及び器具アセンブリを例解する。
【図９Ａ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタを例解する。
【図９Ｂ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタを例解する。
【図１０Ａ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及び器具アセンブリを例解する。
【図１０Ｂ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及び器具アセンブリを例解する。
【図１１】例示的な実施形態に従う器具及び誘導管を例解する。
【図１２Ａ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及びロボットアームの一部分を例解する。
【図１２Ｂ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及びロボットアームの一部分を例解する。
【図１２Ｃ】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及びロボットアームの一部分を例解する。
【図１３】例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ及びロボットアームの一部分を例解する。
【図１４】例示的な実施形態に従う動的参照アレイ、画像化アレイ、及び他の構成要素を例解する。
【図１５】例示的な実施形態に従う登録方法を例解する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示は、その用途において、本明細書における説明に記載されるまたは図面に例解される、構成要素の構築及び配設の詳細に制限されないことが理解されるものとする。本開示の教示は、他の実施形態において使用及び実践されてもよいし、種々の方法において実践または実行されてもよい。また、本明細書において使用される専門表現及び専門用語が、説明目的のためであり、制限として見なされるべきではないことが理解されるものとする。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、及び本明細書におけるこれらの変化形の使用は、その後に列記される項目、及びそれらの同等物、ならびに追加の項目を包含することが意味される。別途指定または制限されない限り、「装着された（ｍｏｕｎｔｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「支持された（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）」、及び「連結された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語、ならびにこれらの変化形は、広義に使用され、直接的及び間接的双方の装着、接続、支持、及び連結を包含する。更に、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」及び「連結された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、物理的もしくは機械的接続または連結に制限されない。
【００１７】
以下の考察は、当業者が本開示の実施形態を作製及び使用することを可能にするために提示される。例解される実施形態への種々の修正は、当業者に容易に明らかになり、本明細書における原理は、本開示の実施形態から逸脱することなく、他の実施形態及び用途に適用され得る。このため、実施形態は、示される実施形態に制限されることを意図しないが、本明細書おいて開示される原理及び特徴と一致する最も広い範囲が与えられるものとする。以下の発明を実施するための形態は、異なる図面における同様の要素が同様の参照番号を有する図面を参照して読まれるものとする。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、選択された実施形態を描写し、実施形態の範囲を制限することを意図しない。当業者は、本明細書において提供される実施例が、多くの有用な代替物を有し、実施形態の範囲内にあることを認識するであろう。
【００１８】
図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｄは、例示的な実施形態に従う、外科用ロボットシステム１００を例解する。外科用ロボットシステム１００は、外科用ロボット１０２、ロボットアーム１０４、基部１０６、筐体１０８、表示器１１０、エンドエフェクタまたはエンドイフェクチュエータ１１２、誘導管１１４、追跡アレイ１１６、及び追跡マーカ１１８を含んでもよい。
【００１９】
図１Ｃは、例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ１１２の並進及び配向の制御を伴う、外科用ロボットシステム１００の一部分を例解する。
【００２０】
図１Ａ及び１Ｂに示されるように、外科用ロボット１０２は、表示器１１０及び筐体１０８を備えることができる。表示器１１０は、外科用ロボット１０２に取設することができ、他の例示的な実施形態において、表示器１１０は、外科用ロボット１０２を伴う手術室内、または遠隔の場所のいずれかにおいて、外科用ロボット１０２から取り外すことができる。一部の実施形態において、筐体１０８は、ロボットアーム１０４及びエンドエフェクタ１１２を備えることができる。エンドエフェクタ１１２は、ロボットアーム１０４に連結され、少なくとも１つのモータによって制御されてもよい。例示的な実施形態において、エンドエフェクタ１１２は、患者２１０に手術を実施するために使用される外科用器具を備えることができる。例示的な実施形態において、エンドエフェクタ１１２は、外科用器具に連結することができる。本明細書において使用される際、「エンドエフェクタ」という用語は、「イフェクチュエータ要素」という用語と同義的に使用される。一部の実施形態において、エンドエフェクタ１１２は、所望の様態における外科用器具の移動をもたらすための任意の既知の構造を備えることができる。
【００２１】
図１Ｃは、例示的な実施形態に従うエンドエフェクタ１１２の並進及び配向制御を伴う、外科用ロボット１０２の一部分を例解する。示されるように、一部の実施形態は、ｘ、ｙ、及びｚ軸（図１Ｃにおける１２６、１２８、１３０を参照されたい）に沿ってエンドエフェクタ１１２を移動させる能力を有するロボット１０２を使用することが可能な外科用ロボットシステム１００を含む。この実施形態において、ｘ軸１２６は、ｙ軸１２８及びｚ軸１３０に対して直角であり得、ｙ軸１２８は、ｘ軸１２６及びｚ軸１３０に対して直角であり得、ｚ軸１３０は、ｘ軸１２６及びｙ軸１２８に対して直角であり得る。例示的な実施形態において、ロボット１０２は、他方の軸とは独立して、１つの軸に沿ったエンドエフェクタ１１２の移動をもたらすように構成することができる。例えば、一部の例示的な実施形態において、ロボット１０２は、ｙ軸１２８またはｚ軸１３０に沿ったエンドエフェクタ１１２のいかなる実質的な移動も引き起こすことなく、エンドエフェクタ１１２に、ｘ軸１２６に沿って５００ｍｍ以上の所与の距離を移動させることができる。この文脈において使用される際、「実質的な」は、意図される経路から２度もしくは２ｍｍ以上の偏差または外科用途に適切であり得る一部の他の事前に判定された偏差を意味し得る。
【００２２】
一部の更なる例示的な実施形態において、エンドエフェクタ１１２は、（エンドエフェクタ１１２と関連付けられるオイラー角（例えば、ロール、ピッチ、及び／またはヨー）のうちの１つ以上を選択的に制御することができるように）ｘ軸１２６、ｙ軸１２８、及びＺフレーム軸１３０のうちの１つ以上の周囲の選択的回転のために構成することができる。例えば、ロール１２２は、ｘ軸１２６もしくはＺフレーム軸１３０の周りまたはそれに沿った実質的な偏差を伴わない、ｙ軸１２８の周囲の選択的回転である。ピッチ１２０は、ｙ軸１２８もしくはＺフレーム軸１３０の周りまたはそれに沿った実質的な偏差を伴わない、ｘ軸１２６の周囲の選択的回転である。一部の例示的な実施形態において、動作中、エンドエフェクタ１１２及び／または外科用器具は、ロボットシステム１００によって選択的に偏向かつ監視することができる、（図１Ｃにおいて「Ｚ管」６４と標識される）選択された配向軸と整合させてもよい。エンドエフェクタ１１２は、誘導管１１４をＺ管軸６４方向に移動させる、リニアアクチュエータを含んでもよい。
【００２３】
一部の例示的な実施形態において、エンドエフェクタ１１２の並進及び配向の選択的制御は、例えば、回転軸のみを備える６自由度のロボットアームを利用する従来のロボットと比較して、有意に改善された精密性でもって医療手技の実施を可能にすることができる。例えば、一部の例示的な実施形態において、図２に示されるように、外科用ロボットシステム１００は、患者２１０上で動作させるために使用してもよく、ロボットアーム１０４は、患者２１０の身体の上に位置付けることができ、エンドエフェクタ１１２は、患者２１０の身体に向かってｚ軸に対して選択的に角度を付けられる。
【００２４】
一部の例示的な実施形態において、外科用器具の位置は、外科用ロボット１０２が、手技中、常に外科用器具の場所を認識することができるように、動的に更新することができる。結果として、一部の例示的な実施形態において、外科用ロボット１０２は、患者２１０への最小の損傷を伴って、かつ医師からのいかなる更なる支援も伴わずに（医師がそのように所望しない限り）素早く所望の位置に外科用器具を移動させることができる。一部の更なる実施形態において、外科用ロボット１０２は、外科用器具が、選択された、事前に計画された軌道から外れた場合、外科用器具の経路を補正するように構成することができる。一部の例示的な実施形態において、外科用ロボット１０２は、エンドエフェクタ１１２及び／または外科用器具の移動の停止、修正、及び／または手動制御を可能にするように構成することができる。このため、使用中、例示的な実施形態において、医師または他のユーザは、システム１００を動作させることができ、エンドエフェクタ１１２及び／または外科用器具の自主的な移動を停止、修正、または手動で制御するオプションを有する。外科用ロボット１０２による外科用器具の制御及び移動を含む、外科用ロボットシステム１００の更なる詳細は、本出願が、米国特許法第１２０条の下、その優先権を主張するものであり、かつその全体として参照することにより本明細書に組み込まれる、同時係属米国特許出願通し第１３／９２４，５０５号において見出すことができる。
【００２５】
図１Ｂ及び１Ｄに示されるように、例示的な実施形態において、ロボット外科用システム１００は、３次元においてロボットアーム１０４、エンドエフェクタ１１２、及び／または外科用器具の移動を追跡するように構成された複数の追跡マーカ１１８を備えることができる。追跡マーカ１１８からの３次元位置情報は、高度の精密性を維持するように、ロボット１０２の各軸上の絶対的もしくは相対的な従来の線形または回転エンコーダからの１次元の線形あるいは回転位置情報と併せて使用することができることが理解されるべきである。例示的な実施形態において、複数の追跡マーカ１１８は、例えば、かつ制限することなく、例えば、ロボット１０２の基部１０６、またはロボットアーム１０４（例えば、図１Ｂを参照されたい）等のロボット１０２の外表面に装着される（またはそうでなければ固定）することができる。更に、例示的な実施形態において、複数の追跡マーカ１１８は、外科医、外科用ツール、またはロボット１０２の他のパーツによって遮られる可能性を低減するように、手術野２０８から離間して、ロボット１０２の基部１０６上に位置付けることができる。例示的な実施形態において、複数の追跡マーカ１１８のうちの少なくとも１つの追跡マーカ１１８は、エンドエフェクタ１１２に装着、またはそうでなければ固定することができる（例えば、図１Ｄを参照されたい）。
【００２６】
例示的な実施形態において、システム１００は、ｘ軸１２６、ｙ軸１２８、ｚ軸１３０、Ｚ管軸１２４、ならびにロール１２２及びピッチ１２０軸に沿ったエンコーダカウントに基づいて、管１１４内に保持された外科用器具の配向及び座標を計算するために、ロボット基部１０６に対して収集された追跡情報を使用することができる。
【００２７】
例示的な実施形態において、マーカ１１８のうちの１つ以上は、光学マーカであってもよく、少なくとも１つの光学マーカは、基部１０６上の他のマーカ１１８の代わりに、またはそれに加えて、ロボット１０２の基部１０６とエンドエフェクタ１１２との間で、ロボット１０２上に位置付けてもよい。一部の実施形態において、エンドエフェクタ１１２上の１つ以上の追跡マーカ１１８の位置付けは、（基部１０６上のマーカ１１８の位置情報、ならびにｚ軸１３０、ｘ軸１２６、ｙ軸１２８、ロール軸１２２、ピッチ軸１２０、及びＺ管軸１２４のエンコーダカウントから計算される）エンドエフェクタ１１２の位置をチェックまたは検証する役割を果たすことによって、位置測定値の精密性を最大化することができる。
【００２８】
例示的な実施形態において、少なくとも１つの追跡マーカ１１８は、エンドエフェクタ１１２及び外科用器具がｘ軸１２６に沿って移動する際、少なくとも１つの追跡マーカ１１８が、ｘ軸１２６に沿って移動することを可能にするように、ｘ軸に沿ったエンドエフェクタ１１２及び／または外科用器具の移動をもたらす、ロボット１０２の一部分に装着することができる（図１Ｄを参照されたい）。例示的な実施形態において、説明されるような追跡マーカ１１８の配置は、外科医がカメラまたは検出デバイスから１つ以上の追跡マーカ１１８を遮断する可能性、または１つ以上の追跡マーカ１１８が手術への障害になる可能性を低減することができる。
【００２９】
例示的な実施形態において、追跡マーカ１１８の１つ以上の出力及び／または各軸からのエンコーダカウントに基づく、エンドエフェクタ１１２の配向及び位置の計算の高い精密性により、エンドエフェクタ１１２の位置を非常に精密に判定することが可能であり得る。例えば、例示的な実施形態において、（ｘ軸１２６と基部１０６との間にある）ｚ軸１３０に対する軸エンコーダのカウントの知識を必要とすることなく、ｘ軸１２６上のマーカ１１８の位置、ならびにｙ軸１２８、ロール軸６２、ピッチ軸１２０、及びＺ管軸１２４上のエンコーダのカウントのみを知ることは、エンドエフェクタ１１２の位置の算出を可能にすることができる。一部の実施形態において、ロボット１０２のいずれかの中間軸上のマーカ１１８の配置は、エンドエフェクタ１１２の正確な位置が、かかるマーカ１１８の場所、及びマーカ１１８とエンドエフェクタ１１２との間の軸（１２６、１２０、１２２、及び１２４）上のエンコーダのカウントに基づいて、計算されることを可能にすることができる。外科用ロボット１０２及び外科用器具の制御、移動、及び追跡を含む、外科用ロボットシステム１００の更なる詳細は、先で挙げられるように、本出願が米国特許法第１２０条の下、その優先権を主張するものであり、かつその全体として参照することにより本明細書に組み込まれる、同時係属米国特許出願通し番号第１３／９２４，５０５号において見出すことができる。
【００３０】
例示的な実施形態は、以下により詳細に説明されるように、外科用器具に連結される１つ以上のマーカを含む。例示的な実施形態において、これらのマーカならびにマーカ１１８は、従来の赤外発光ダイオード、またはＯｐｔｏｔｒａｋ（登録商標）等の商業的に入手可能な赤外光追跡システムを使用して追跡されることが可能なＯｐｔｏｔｒａｋ（登録商標）ダイオードを備えることができる。Ｏｐｔｏｔｒａｋ（登録商標）は、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｃ．，Ｗａｔｅｒｌｏｏ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａの登録商標である。他の実施形態において、マーカ１１８は、商業的に入手可能な光学追跡システム、例えば、Ｐｏｌａｒｉｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ等を使用して追跡されることが可能な従来の反射性球体を備えることができる。Ｐｏｌａｒｉｓ  Ｓｐｅｃｔｒａもまた、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｃ．の登録商標である。
【００３１】
図２を参照すると、外科用ロボットシステム１００が、示され、カメラ２００、カメラアーム２０２、カメラアームジョイント２０４、及び２０６を更に含む。図２は、更に、手術野２０８及び患者２１０を描写する。
【００３２】
例示的な実施形態において、マーカ１１８及び外科用器具上のマーカから発出される、及び／またはそれによって反射される光は、カメラ２００によって読み取ることができ、かつロボット１０２の場所及び移動を監視するために使用することができる（例えば、カメラアーム２０２上に装着され、図２に示されるカメラアームジョイント２０４及びカメラアームジョイント２０６を通じて移動が可能なカメラ２００を参照されたい）。例示的な実施形態において、マーカ１１８及び外科用器具上のマーカは、無線周波及び／もしくは電磁リフレクタまたはトランシーバを備えることができ、カメラ２００は、無線周波及び／もしくは電磁トランシーバを含むことができるか、またはそれによって置き換えることができる。
【００３３】
図３は、本開示の例示的な実施形態と一致する外科用ロボットシステム３００及びカメラスタンド３０２を例解する。外科用ロボットシステム３００は、表示器３０４、上部アーム３０６、下部アーム３０８、エンドエフェクタ３１０、垂直カラム３１２、キャスター３１４、キャビネット３１６、タブレット引出し３１８、コネクタパネル３２０、制御パネル３２２、及びリング部３２４を備えてもよい。カメラスタンド３０２は、カメラ３２６を備えてもよい。これらの構成要素は、図５に関してより多く、説明される。
【００３４】
図４は、本開示の例示的な実施形態と一致する基部４００を例解する。基部４００は、外科用ロボットシステム３００の一部分であってもよいし、キャビネット３１６を備えてもよい。キャビネット３１６は、制限されるものではないが、バッテリ４０２、配電モジュール４０４、プラットホームインターフェースボードモジュール４０６、コンピュータ４０８、ハンドル４１２、及びタブレット引出し４１４を含む、外科用ロボットシステム３００のある構成要素を収容してもよい。これらの構成要素間の接続及び関係は、図５に関してより詳細に説明される。
【００３５】
図５は、外科用ロボットシステム３００の例示的な実施形態のある構成要素のブロック図を例解する。外科用ロボットシステム３００は、プラットホームサブシステム５０２、コンピュータサブシステム５０４、動き制御サブシステム５０６、及び追跡サブシステム５３２を備えてもよい。プラットホームサブシステム５０２は、バッテリ４０２、配電モジュール４０４、プラットホームインターフェースボードモジュール４０６、及びタブレット充電ステーション５３４を更に備えてもよい。コンピュータサブシステム５０４は、コンピュータ４０８、表示器３０４、及びスピーカ５３６を更に備えてもよい。動き制御サブシステム５０６は、ドライバ回路５０８、モータ５１０、５１２、５１４、５１６、５１８、安定器５２０、５２２、５２４、５２６、エンドエフェクタ３１０、及びコントローラ５３８を更に備えてもよい。追跡サブシステム５３２は、位置センサ５４０及びカメラ変換器５４２を更に備えてもよい。システム３００はまた、フットペダル５４４及びタブレット５４６を備えてもよい。
【００３６】
入力電力が、電源５４８を介してシステム３００に供給され、その電源は、配電モジュール４０４に提供されてもよい。配電モジュール４０４は、入力電力を受信し、システム３００の他のモジュール、構成要素、及びサブシステムに提供される、異なる電源電圧を発生させるように構成される。配電モジュール４０４は、異なる電源電圧をプラットホームインターフェースモジュール４０６に提供するように構成されてもよく、それは、他の構成要素、例えば、コンピュータ４０８、表示器３０４、スピーカ５３６、ドライバ５０８に、例えば、電力モータ５１２、５１４、５１６、５１８及びエンドエフェクタ３１０、モータ５１０、リング部３２４、カメラ変換器５４２、ならびにシステム３００のための他の構成要素、例えば、キャビネット３１６内の電気構成要素を冷却するための送風機等に提供されてもよい。
【００３７】
配電モジュール４０４はまた、電力を他の構成要素、例えば、タブレット引出し３１８内に位置し得るタブレット充電ステーション５３４等に提供してもよい。タブレット充電ステーション５３４は、テーブル５４６を充電するためにタブレット５４６と無線または有線通信してもよい。タブレット５４６は、本開示と一致する及び本明細書に説明される、外科医によって使用されてもよい。
【００３８】
配電モジュール４０４はまた、バッテリ４０２に接続されてもよく、それは、万一、配電モジュール４０４が入力電力５４８から電力を受信しない場合、臨時電源として役割を果たす。他の時には、配電モジュール４０４は、必要な場合、バッテリ４０２を充電する役割を果たしてもよい。
【００３９】
プラットホームサブシステム５０２の他の構成要素はまた、コネクタパネル３２０、制御パネル３２２、及びリング部３２４を含んでもよい。コネクタパネル３２０は、異なるデバイス及び構成要素を、システム３００ならびに／または関連付けられた構成要素及びモジュールに接続する役割を果たしてもよい。コネクタパネル３２０は、異なる構成要素からの線路または接続を受け入れる１つ以上のポートを含んでもよい。例えば、コネクタパネル３２０は、システム３００を他の機器に接地し得る接地端子ポートと、フットペダル５４４をシステム３００に接続するためのポートと、位置センサ５４０、カメラ変換器５４２、及びカメラスタンド３０２と関連付けられたカメラ３２６を備え得る追跡サブシステム５３２に接続するためのポートと、を有してもよい。コネクタパネル３２０はまた、他の構成要素、例えば、コンピュータ４０８等へのＵＳＢ、イーサネット（登録商標）、ＨＤＭＩ（登録商標）通信を可能にするための他のポートを含んでもよい。
【００４０】
制御パネル３２２は、システム３００の動作を制御する種々のボタンもしくは指示器を提供してもよいし、及び／またはシステム３００に関する情報を提供してもよい。例えば、制御パネル３２２は、システム３００の電源をオンまたはオフにするためのボタン、垂直カラム３１２を上げるまたは下げるためのボタン、及びキャスター３１４に係合してシステム３００が物理的に移動することを係止するように設計され得る安定器５２０〜５２６を上げるまたは下げるためのボタンを含んでもよい。万一、緊急事態の場合には、他のボタンがシステム３００を停止してもよく、それは、全てのモータ電力をなくし得、機械的ブレーキを適用し、全ての動きの発生を停止させ得る。制御パネル３２２はまた、ユーザにあるシステム状況を通知する指示器、例えば、線路電力指示器等、またはバッテリ４０２用の充電の状態を通知する指示器を有してもよい。
【００４１】
リング部３２４は、システム３００のユーザに、システム３００が不十分に動作している異なるモード及び該ユーザへのある警告を通知するための視覚的指示器であってもよい。
【００４２】
コンピュータサブシステム５０４は、コンピュータ４０８、表示器３０４、及びスピーカ５３６を含む。コンピュータ５０４は、システム３００を動作させるためのオペレーティングシステム及びソフトウェアを含む。コンピュータ５０４は、情報をユーザに表示するために、他の構成要素（例えば、追跡サブシステム５３２、プラットホームサブシステム５０２、及び／または動き制御サブシステム５０６）からの情報を受信及び処理してもよい。更に、コンピュータサブシステム５０４はまた、音声をユーザに提供するためにスピーカ５３６を含んでもよい。
【００４３】
追跡サブシステム５３２は、位置センサ５０４及び変換器５４２を含んでもよい。追跡サブシステム５３２は、図３に関して説明されるように、カメラ３２６を含むカメラスタンド３０２に対応してもよい。位置センサ５０４は、カメラ３２６であってもよい。追跡サブシステムは、外科手技の間にユーザによって使用されるシステム３００及び／または器具の異なる構成要素上に位置する、あるマーカの場所を追跡してもよい。この追跡は、それぞれ、アクティブまたはパッシブ要素、例えば、ＬＥＤまたは反射性マーカ等の場所を追跡する赤外技術の使用を含む本開示と一致する様態で行われてもよい。これらの種類のマーカを有する構造の場所、配向、及び位置は、コンピュータ４０８に提供されてもよく、それは、表示器３０４上でユーザに示されてもよい。例えば、これらの種類のマーカを有する及び（ナビゲーション空間として呼ばれ得る）この様態で追跡される外科用器具は、患者の解剖学的構造の３次元画像と関連してユーザに示されてもよい。
【００４４】
動き制御サブシステム５０６は、垂直カラム３１２、上部アーム３０６、下部アーム３０８を物理的に移動させる、またはエンドエフェクタ３１０を回転させるように構成されてもよい。物理的移動は、１つ以上のモータ５１０〜５１８の使用を通じて行われてもよい。例えば、モータ５１０は、垂直カラム３１２を垂直に上げるまたは下げるように構成されてもよい。モータ５１２は、図３に示されるように垂直カラム３１２との係合点の周囲に上部アーム３０８を横に移動させるように構成されてもよい。モータ５１４は、図３に示されるように上部アーム３０８との係合点の周囲に下部アーム３０８を横に移動させるように構成されてもよい。モータ５１６及び５１８は、一方がロールを制御し得、かつもう一方が傾きを制御し得るような様態で、エンドエフェクタ３１０を移動させるように構成されてもよく、それによって、エンドエフェクタ３１０が移動され得る複数の角度を提供する。これらの移動は、コントローラ５３８によって達成されてもよく、そのコントローラは、エンドエフェクタ３１０上に配置されたロードセルを通してこれらの移動を制御し得、ユーザが、これらのロードセルを係合することによって作動され得、所望の様態においてシステム３００を移動させる。
【００４５】
更に、システム３００は、ユーザが、（タッチスクリーン入力デバイスであってもよい）表示器３０４上に、表示器３０４上の患者の解剖組織の３次元画像上に外科用器具または構成要素の場所を指示することを通じて、垂直カラム３１２、上部アーム３０６、及び下部アーム３０８の自動移動を提供してもよい。ユーザは、フットペダル５４４を踏むことまたはいくらかの他の入力手段によって、この自動移動を開始してもよい。
【００４６】
図６は、例示的な実施形態と一致する外科用ロボットシステム６００を例解する。外科用ロボットシステム６００は、エンドエフェクタ６０２、ロボットアーム６０４、誘導管６０６、器具６０８、及びロボット基部６１０を備えてもよい。器具ツール６０８は、追跡アレイ６１２に取設されてもよいし、関連付けられた軌道６１４を有してもよい。軌道６１４は、器具ツール６０８が、一度それが誘導管６０６内に固定されると進むように構成される移動の経路、例えば、患者への器具ツール６０８の挿入の経路を表現してもよい。例示的な動作において、ロボット基部６１０は、外科用ロボットシステム６００が、患者上で動作している際にユーザ（例えば、外科医）を支援し得るように、ロボットアーム６０４及びエンドエフェクタ６０２と電子通信するように構成されてもよい。外科用ロボットシステム６００は、前に説明される外科用ロボットシステム１００及び３００と一致してもよい。
【００４７】
追跡アレイ６１２は、器具ツール６０８の場所及び配向を監視するために、器具６０８上に装着してもよい。図８Ａに関して以下により詳細に説明されるように、追跡アレイ６１２は、器具アセンブリ８０２に取設されてもよく、マーカ８０４を備えてもよい。器具アセンブリ８０２は、図８Ｂに関して以下に更に詳細に説明されるように、器具６０８を収容してもよい。マーカ８０４は、例えば、本開示と一致して説明されるような発光ダイオード及び／または他の種類のマーカであってもよい。追跡デバイスは、外科用ロボットシステムと関連付けられた１つ以上の見通し線デバイスであってもよい。一実施例として、追跡デバイスは、外科用ロボットシステムと関連付けられたカメラであってもよいし、また、定義された領域、あるいはロボットアーム、ロボット基部、及び／または患者に対する器具の相対的配向について、追跡アレイ６１２を追跡してもよい。追跡デバイスは、カメラスタンド３０２及び追跡サブシステム５３２と併せて説明される構造のものと一致してもよい。
【００４８】
図７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃは、それぞれ、例示的な実施形態と一致するエンドエフェクタ６０２の上面図、正面図、及び側面図を例解する。エンドエフェクタ６０２は、追加的に、１つ以上のマーカ７０２を備えてもよい。マーカ７０２は、前に説明された発光ダイオードまたは他の種類のマーカであってもよい。
【００４９】
マーカ７０２は、マーカが、外科用ロボットシステムと関連付けられた１つ以上の追跡デバイスによって認識できるような様態で、エンドエフェクタ６０２上に配置されてもよい。追跡デバイスは、追跡マーカ７０２の移動を追うことによって、エンドエフェクタ６０２を、それが異なる位置及び視野角へ移動する際に、追跡してもよい。マーカ７０２及び／またはエンドエフェクタ６０２の場所は、外科用ロボットシステムと関連付けられた表示器、例えば、図１に示されるように表示器１１０、及び／または図３に示される表示器３０４上に示されてもよい。この表示器は、ユーザが、エンドエフェクタ６０２が、ロボットアーム６０４、ロボット基部６１０、患者、及び／またはユーザに対して望ましい位置にあることを確保することを可能にし得る。
【００５０】
例えば、図７Ａに示されるように、マーカ７０２は、手術野から離れて配置された及びロボット及び手術野の方に向く追跡デバイスが、追跡デバイスに対するエンドエフェクタの共通配向の範囲を通して、マーカ７０２の少なくとも３つを見ることができるように、エンドエフェクタ６０２の表面の周囲に配置されてもよい。例えば、このようにしたマーカの分配は、エンドエフェクタ６０２が外科用ロボットシステムのｚ軸の周囲に＋／−１３５度回転されるときに、エンドエフェクタ６０２が追跡デバイスによって監視されることを可能にする。
【００５１】
加えて、例示的な実施形態において、エンドエフェクタ６０２は、外部カメラがマーカ７０２の読み取りを準備しているときを検出することができる赤外線（ＩＲ）受信機を装備してもよい。この検出の直後に、エンドエフェクタ６０２は、次いで、マーカ７０２を照明してもよい。外部カメラがマーカ７０２を読み取る準備ができたというＩＲ受信機による検出は、マーカ７０２のデューティーサイクルを同期させるための必要性を信号で外部カメラに出してもよく、それは、発光ダイオードであってもよい。これはまた、全体としてロボットシステムによる低電力消費を可能にし得、それによって、マーカ７０２のみが、継続的に照明される代わりに、適時に照明されるであろう。更に、例示的な実施形態において、マーカ７０２は、他のナビゲーションツール、例えば、異なる種類の外科用器具等との干渉を防止するために電源をオフにされてもよい。
【００５２】
図８Ａは、器具６０８及び器具アセンブリ８０２を描写する。器具アセンブリ８０２は、追跡アレイ６１２、マーカ８０４、外部スリーブ８０６、１つ以上の溝８０８、先端部８１０、及び開口部８１２を更に備えてもよい。器具６０８は、先端部８１４を含んでもよい。最終的に、図１０Ａ及び１０Ｂに関してより詳細に説明されるように、器具６０８を収容し得る器具アセンブリ８０２は、誘導管６０６に挿入されてもよい。
【００５３】
マーカ８０４は、制限されるものではないが、発光ダイオードまたは反射性球体を含む、本明細書に説明される任意の種類のものであってもよい。マーカ８０４は、外科用ロボットシステムと関連付けられた追跡デバイスであって、１つ以上の見通し線カメラであり得る、追跡デバイスによって監視される。カメラは、追跡アレイ６１２及びマーカ８０４の位置及び配向に基づいて、器具アセンブリ８０２の場所を追跡してもよい。ユーザ、例えば、外科医等は、追跡アレイ６１２及びマーカ８０４が、追跡デバイスによって十分に認識されるような態様で器具アセンブリ６１２を配向してもよく、例えば、例示的な外科用ロボットシステムの表示器１１０上に、器具アセンブリ８０２及びマーカ８０４を表示させる。外科医が、器具アセンブリ８０２を誘導管６０６の中に配置し得、器具アセンブリ８０２を調節し得る様態は、以下により詳細に説明される。
【００５４】
器具アセンブリ８０２はまた、外部スリーブ８０６を含んでもよい。外部スリーブ８０６は、１つ以上の溝８０８及び先端部８１０を含んでもよい。以下により詳細に説明されるように、先端部８１０は、器具アセンブリ８０２を配向するために、誘導管６０６のある特性との溝８０８のうちの１つの整列を支援する引込み特性を含んでもよい。ユーザが、器具アセンブリ８０２を誘導管６０６に挿入する様態は、図１０Ａ及び１０Ｂに関して更に詳細に説明される。
【００５５】
図８Ａはまた、器具６０８を描写する。器具６０８は、外科用ロボットシステムと関連付けられた外科用ツールまたは道具であってもよい。器具６０８は、先端部８１４を開口部８１２に挿入することによって、器具アセンブリ８０２に挿入されてもよい。一度器具アセンブリ８０２の内側にあると、器具６０８は、自由にそのシャフト軸の周囲に回転し、ユーザによって判定されるようにある軸方向において移動する。図８Ｂは、器具アセンブリ８０２に挿入された器具６０８を描写する。図８Ｃは、器具アセンブリ８０２に挿入された器具６０８の底面図を描写する。
【００５６】
図９Ａ及び９Ｂは、例示的な実施形態と一致するエンドエフェクタ６０２を例解する。エンドエフェクタ６０２は、センサ９０２及びセンサカバー９０４を備えてもよい。外科用ロボットシステムは、器具（例えば、器具６０８）が誘導管６０６内にあるときに、ロボットアーム６０４が移動することを制限または防止するように構成される回路を含んでもよい。器具６０８または別の外科用器具が誘導管６０６内にある間のロボットアーム６０４の移動の制限または防止は、鋭利な器具が誘導管６０６内に係合される間のシステムの患者及び／またはユーザに対する潜在的に危険な状況を防止し得る。
【００５７】
センサ９０２は、誘導管６０６内の器具の存在を検出するように構成されてもよい。図９Ａ及び９Ｂに示されるように、センサ９０２は、誘導管６０６の上部に埋め込まれてもよい。センサ９０２は、誘導管６０６内の器具の存在を検出するために、器具の磁気特性を使用するホール効果センサであってもよい。センサ９０２は、図９Ａ及び９Ｂに示されるように、センサカバー９０４によって覆われてもよい。
【００５８】
センサ９０２は、誘導管６０６内の器具の存在を検出してもよい。例として、及びセンサが実装され得る様態を制限することを決して意図されず、センサ９０２は、器具が誘導管６０６内に存在するときに、誘導管６０６の電気特性、例えば、そのインピーダンス等の変化を使用する容量または抵抗センサであってもよい。更に、センサ９０２は、機械的スイッチ、例えば、作動式またはひずみゲージ等であってもよい。なお更に、センサ９０２は、誘導管６０６内の器具の存在を判定するための光学センサであってもよい。加えて、センサ９０２は、誘導管６０６内の器具の存在を判定するために磁場変化を使用する誘導センサであってもよい。
【００５９】
センサ９０２は、信号（センサ信号）を外科用ロボットシステムと関連付けられた回路に送信するように構成されてもよい。一度外科用ロボットシステムが、かかるセンサ信号を受信すると、外科用ロボットシステムは、器具が誘導管６０６の内側にある間のロボットアーム６０４の移動を制限または防止してもよい。
【００６０】
更なる実施形態において、外科用ロボットシステムはまた、センサ信号に応答して追跡マーカ７０２を不能化させてもよい。この不能化応答は、特に、追跡マーカが発光ダイオードである場合、追跡マーカ７０２からの光学干渉及び部分遮蔽の望ましくない状況を防止するであろう。
【００６１】
図１０Ａ及び１０Ｂは、器具アセンブリ８０２が例示的な実施形態と一致する誘導管６０６の内側にある間のエンドエフェクタ６０２の上面図を例解する。エンドエフェクタ６０２は、バネ１００２及びボール戻り止め１００４を更に備えてもよく、それらの両方が、誘導管６０６内またはその近くに配置されてもよい。図１０Ａ及び１０Ｂはまた、外部スリーブ８０６及び溝８０８を描写する。
【００６２】
器具６０８は、図１３に関して説明されるように器具アセンブリ８０２内に配置されてもよい。器具６０８が器具アセンブリ８０２内に配置される間、器具アセンブリ８０２は、誘導管６０６内に挿入されてもよい。追跡デバイスが、例えば、表示器１１０上に、器具アセンブリ８０２の場所を表示することができるように、誘導管６０６は、追跡アレイ６１２がロボットアーム６０４及びロボット基部６１２に対して本質的に同じ配向にとどまるような様態で、器具アセンブリ８０２の移動を制限してもよい。器具６０８は、アレイの回転に影響を及ぼさずに、そのシャフトの周囲で自由に回転してもよいし、軌道６１４と一致する方向に移動してもよい。
【００６３】
具体的には、器具アセンブリ８０２は（器具６０８がその中に挿入された後）、誘導管６０６に挿入され得る。外部スリーブ８０６の先端部８１０上の構造は、溝８０８のうちの１つをボール戻り止め１００４と整列及び係合させ得る。ボール戻り止め１００４は、力がボール戻り止め１００４に加えられるときに、それがバネ１００２に対して後ろに移動することができるように、及び力が除去されるときに、バネ１００２がボール戻り止め１００４を前方向に移動させるように、バネ１００２と連通してもよい。ボール戻り止め１００４が溝８０８に係合すると、それはその溝８０８の中へと前に移動し得、バネ１００２は、ボール戻り止めがその溝８０８に向かって付勢されるように、十分な力をボール戻り止め１００４に加え得る。溝８０８のうちの１つと整列及び係合されたボール戻り止め１００４を用いて、器具アセンブリ８０２は、誘導管６０６の中に更に挿入される。図１０Ｂは、ボール戻り止め１００４と係合された溝８０８を描写する。
【００６４】
器具６０８は、自由にそのシャフトの周囲に回転してもよいし、器具アセンブリ８０２内で軌道６１４の経路に沿って移動してもよい。器具アセンブリ８０２は、溝８０８がボール戻り止め１００４と係合される間に、誘導管６０６内での回転を制限され得る。誘導管６０６内の器具アセンブリ８０２の回転位置は、例えば、外科用ロボットシステムの表示器１１０上に、器具６０８の位置を正確に表示させるために、追跡アレイ６１２が追跡デバイスに適切に認識できるように選ばれてもよい。
【００６５】
誘導管６０６の内側での器具アセンブリ８０２の回転移動が制限され得る間に、器具アセンブリ８０２の回転位置が調節されてもよい。例えば、器具アセンブリ８０２は、追跡アレイ６１２が追跡デバイスによって認識できるようなより良い位置にあるように調節されてもよい。例示的な実施形態において、十分な回転力を器具アセンブリ８０２に加えて、溝８０８からボール戻り止め１００４を係脱してもよい。ボール戻り止め１００４は、溝８０８との係脱の直後に、後ろに移動し得る。この係脱を図１０Ａに示す。一度係脱されると、器具アセンブリ８０２の回転位置は、ボール戻り止め１００４が、前に移動して異なる溝８０８に係合するように調節されてもよい。
【００６６】
ボール戻り止め１００４及び１つ以上の溝８０８は、軌道６１４の経路に沿った移動が制限されないように構成されてもよい。本構成は、器具アセンブリ８０２が、軌道６１４の経路に沿って移動することを可能にすると同時に、誘導管６０６が、器具アセンブリ８０２の回転移動を制限して、追跡デバイスに対して追跡アレイ６１２の固定された配向を維持する。
【００６７】
ボール戻り止め１００４は、バネ１００２と関連して及びバネプランジャ型の構造であることが説明された。しかしながら、他の構造が、追跡アレイ６１２の配向を維持するために誘導管６０６内での器具アセンブリ８０２の回転移動を制限するために使用されてもよいことが理解される。例えば、かかる構造は、コイルバネ、波形バネ、フレクスチャ、レバーに装着されたねじれバネ、または圧縮可能な材料を含んでもよく、かつ、それらに制限されない。更に、ボール戻り止め１００４及びバネ１００２は、誘導管６０６の一部分であるように説明された。しかしながら、ボール戻り止め１００４及びバネ１００２は、器具アセンブリ８０２上に配置されてもよいし、器具アセンブリ８０２の回転移動を同様に制限するために、エンドエフェクタ６０２または誘導管６０６と関連付けられた好意的な機構と係合させてもよい。
【００６８】
図１１は、例示的な実施形態と一致するエンドエフェクタ６０２、器具６０８、器具アセンブリ１１０２、追跡アレイ１１０４、及び誘導管６０６を例解する。器具アセンブリ１１０２は、溝１１０６を更に備えてもよい。誘導管６０６は、チャネル１１０８を更に備えてもよい。
【００６９】
前に説明されるように、器具アセンブリ８０２の回転移動は、それが誘導管６０６によって受け入れられるときに制限され得る。誘導管の内側にある間の器具アセンブリの移動を制限するための例示的な実施形態において、器具アセンブリ１１０２は、誘導管６０６によって受け入れられるときに器具アセンブリ１１０２の回転移動を同様に制限するために誘導管６０６のチャネル１１０８に係合するように構成された溝１１０６を有してもよい。一度溝１１０６がチャネル１１０８と係合されると、器具アセンブリ１１０２は、器具アセンブリ１１０２が誘導管６０６の内側にある間に、そのシャフト軸の周囲の回転を制限される。
【００７０】
他の方法及び構成要素が、器具アセンブリの回転移動を誘導管の内側にある間に制限するために使用されてもよい。例えば、回転して軌道６１４の経路に沿った器具アセンブリの軸方向移動を可能にするために器具シャフトに垂直なローラ軸を用いて構成され、ただし、誘導管６０６内の器具アセンブリを回転移動させる試みがなされたときに静止したままであるように構成される１つ以上の円筒形ローラが、使用されてもよい。この構成は、追跡アレイ６１２の配向を固定する効果を有するであろう。ローラは、可撓性材料でできていてもよく、器具アセンブリの外部スリーブと係合するために誘導管６０６の中に突出して強固に保持されてもよい。ローラはまた、剛性材料でできていてもよく、バネ装荷されて、器具アセンブリと係合するために誘導管６０６に押し込んでもよい。更に、ローラは、器具アセンブリ上に配置されてもよく、器具アセンブリが誘導管６０６に挿入されるときに誘導管６０６に係合してもよい。
【００７１】
他の例示的な実施形態として、器具アセンブリの外部スリーブの回転が、回転を制限されてもよいが、外部スリーブ及び誘導管６０６のための異方性の表面質感の使用を通じて軸方向移動を可能にする。ユーザが、軌道６１４と一致する軸方向に器具アセンブリを移動させるのと比較して、器具アセンブリを回転移動させるために比較的大きな力を加える必要があり得るように、この質感パターンは、外部スリーブの回転及び軸方向移動と関連付けられた異なる摩擦力を可能にし得る。
【００７２】
図１２Ａ〜Ｃは、例示的な実施形態と一致するエンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４の一部分を例解する。エンドエフェクタ６０２は、本体１２０２及びクランプ１２０４を更に備えてもよい。クランプ１２０４は、ハンドル１２０６、ボール１２０８、バネ１２１０、及びリップ部１２１２を備えてもよい。ロボットアーム６０４は、凹部１２１４、装着プレート１２１６、リップ部１２１８、及び磁石１２２０を更に備えてもよい。
【００７３】
エンドエフェクタ６０２は、１つ以上の連結を通じて外科用ロボットシステム及びロボットアーム６０４と機械的にインターフェースを取ってもよいし、ならびに／または係合してもよい。例えば、エンドエフェクタ６０２は、位置決め連結及び／または補強連結を通してロボットアーム６０４と係合してもよい。これらの連結を通して、エンドエフェクタ６０２は、可撓性及び無菌バリアの外側でロボットアーム６０４と締結してもよい。例示的な実施形態において、位置決め連結は、磁気運動学的装着であってもよく、補強連結は、５つの棒状オーバーセンタクランピングリンク機構であってもよい。
【００７４】
位置決め連結に関して、ロボットアーム１００２は、非磁気材料であり得る装着プレート１７１６と、１つ以上の凹部１２１４と、リップ部１２１８と、磁石１２２０と、を備えてもよい。磁石１２２０は、凹部１２１４のそれぞれの下に装着される。クランプ１２０４の一部分は、磁気材料を備えてもよく、１つ以上の磁石１２２０によって吸引されてもよい。クランプ１２０４及びロボットアーム６０４の磁気吸引を通じて、ボール１２０８は、それぞれの凹部１２１４の中に着座されることになる。例えば、図１２Ｂに示されるようなボール１２０８は、図１２Ａに示されるような凹部１２１４内に着座されるであろう。この着座は、磁気的に支援された運動学的連結と考えられ得る。磁石１２２０は、エンドエフェクタ６０２の配向に関わらず、エンドエフェクタ６０２の全重量を支持するのに十分強いように構成されてもよい。位置決め連結は、６自由度を固有に抑制する任意の様式の運動学的装着であってもよい。
【００７５】
補強連結に関して、クランプ１２０４の一部分が、固定接地リンクであるように構成されてもよく、そのように、クランプ１２０４は、５つの棒リンク機構としての役割を果たしてもよい。クランプハンドル１２０６を閉じることは、リップ部１２１２及びリップ部１２１８が、エンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４を固定する様態でクランプ１２０４に係合する際に、エンドエフェクタ６０２をロボットアーム６０４に締結し得る。クランプハンドル１２０６が閉じられると、バネ１２１０は、クランプ１２０４が係止位置にある間に伸長または加圧され得る。係止位置は、中心を過ぎたリンク機構を提供する位置であり得る。中心を過ぎた閉じ位置の理由で、リンク機構は、クランプ１２０４を解放するためにクランプハンドル１２０６に加えられる力がなければ開かない。このため、係止位置において、エンドエフェクタ６０２は、ロボットアーム６０４に強固に固定され得る。
【００７６】
バネ１２１０は、張力における曲がり梁であってもよい。バネ１２１０は、高剛性及び高降伏ひずみを呈する材料、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）バージン材等から成ってもよい。エンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４間のリンク機構は、エンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４間に、２つの連結の締結を妨害せずに、無菌バリアを提供し得る。
【００７７】
補強連結は、複数のバネ部材を用いるリンク機構であってもよい。補強連結は、カムまたは摩擦に基づく機構を用いて掛止めしてもよい。補強連結はまた、ロボットアーム６０４へのエンドエフェクタ１０２の締結を支持する十分に強力な電磁石であってもよい。補強連結は、エンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４間の界面上を滑り、かつスクリュー機構、オーバーセンタリンク機構、またはカム機構を用いて締め付ける、エンドエフェクタ６０２及び／またはロボットアーム６０４のいずれかから完全に分離したマルチピースカラーであってもよい。
【００７８】
図１３は、例示的な実施形態と一致するエンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４間の電力伝達を例解する回路図である。エンドエフェクタ６０２は、コイル１３０２、抵抗器１３０４、及びダイオード１３０６を備えてもよい。ロボットアーム６０４は、コイル１３０８及び電圧源１３１０を備えてもよい。
【００７９】
エンドエフェクタ６０２及びロボットアーム６０４は、エンドエフェクタ６０２と関連付けられたエンドエフェクタ６０２及び構成要素を給電するために、無線電力伝達を可能にする様態で構成されてもよい。例示的な実施形態において、エンドエフェクタ６０２は、ロボットアーム６０４によって発生される電磁場を受信するコイル１３０２を備えてもよい。ロボットアーム６０４は、コイル１３０８を含んでもよく、それは、空隙を越えるロボットアーム６０４及びエンドエフェクタ６０２間の誘導電力伝達システム内の一次コイルとしての役割を果たし得る。例示的な実施形態において、空隙は、０．１〜２０ｍｍの範囲にあってもよい。コイル１３０８は、電磁場を発生させるために、電圧源１３１０に連結されてもよい。電磁場は、電流を発生させるためにエンドエフェクタ６０２のコイル１３０４によって受信され得る。
【００８０】
誘導電力の関係は、エンドエフェクタ６０２の構成要素、例えば、追跡マーカ７０２、センサ９０２、及びエンドエフェクタ６０２と関連付けられた他の電気構成要素等を給電し得る。無線給電の提供によって、エンドエフェクタ６０２は、エンドエフェクタ６０２内に含まれる電子機器及び他の構成要素を給電する間に、ロボットアーム６０４から物理的及び／または電気的に隔離されてもよい。
【００８１】
抵抗器１３０４の抵抗は、いくらかの別個の状態間で変動させてもよく、異なる電力の引抜きを引き起こす。電力の引抜きは、信号をエンドエフェクタ６０２から外科用ロボット基部６１０に無線で渡す手段として、外科用ロボットの側から測定してもよい。代替的に、バッテリが、電子機器を給電するために使用されてもよいし、標準無線通信プロトコル、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が、エンドイフェクチュエータ６０２及びロボット基部６１２間で信号を交換するために使用されてもよい。ロボット基部６１２に伝達されるデータは、状態情報を含んでもよい。この情報は、エンドエフェクタ６０２がロボットアーム６０４から取り外されたかどうか、及び器具６０８が誘導管６０６内に存在するかどうかの判定を含んでもよい。
【００８２】
ロボットアーム６０４及びエンドエフェクタ６０２間の送電は、電磁気、光学、または超音波に基づいてもよい。これらの伝送型のそれぞれのために、エンドエフェクタ６０２上の対応する抵抗が、エンドエフェクタ６０２の状態を通信するために変動され得る。エンドエフェクタ６０２は、前述の原理のいずれかによって、無菌現場における他のアイテム、例えば、掘削機、スクリュードライバ、インプラント容器、または光源等に対して、電力を伝播してもよいし、または１つ以上の信号を受信してもよい。加えて、電力及び／または信号は、接触接続を介して、他の無菌アイテムに渡されてもよい。
【００８３】
図１４及び１５を参照すると、外科手技の前または間に、ある登録手技が、ナビゲーション空間及び画像空間の両方において、物体及び患者の対象の解剖学的構造を追跡するために行われてもよい。かかる登録を行うために、登録システム４００は、図１４に例解されるように使用されてもよい。
【００８４】
患者固定器具１４０２は、患者の硬い解剖学的構造に固定されてもよく、動的参照基部（ＤＲＢ）１４０４は、患者固定器具１４０２に取設されてもよい。例えば、患者固定器具１４０２は、動的参照基部１４０４の開口部１４０６に挿入されてもよい。動的参照基部１４０４は、追跡デバイス、例えば、追跡サブシステム５３２等が認識できるマーカ１４０８を含んでもよい。これらのマーカは、本明細書において前に考察したように、光学マーカまたは反射性球体であってもよい。
【００８５】
患者固定器具１４０２は、患者の硬い解剖組織に取設され、外科手技全体を通して取設されたままであってもよい。例示的な実施形態において、患者固定器具１４０２は、外科手技を受ける対象の解剖学的構造から離れて位置する、患者の硬い領域、例えば、骨に取設される。対象の解剖学的構造を追跡するために、動的参照基部１４０４は、対象の解剖学的構造の場所を用いて動的参照基部を登録するために、対象の解剖学的構造上またはその近くに一時的に配置される登録固定具の使用を通じて、対象の解剖学的構造と関連付けられる。
【００８６】
登録固定具１４１０は、枢動アーム１４１２の使用を通じて、患者固定器具１４０２に取設される。枢動アーム１４１２は、登録固定具１４１０の開口部１４１４を通して患者固定器具１４０２を挿入することによって、患者固定器具１４０２に取設される。枢動アーム１４１２は、例えば、枢動アーム１４１２の開口部１４１８を通してノブ１４１６を挿入することによって、登録固定具１４１０に取設される。
【００８７】
枢動アーム１４１２を使用して、登録固定具１４１０は、対象の解剖学的構造上に配置してもよく、その場所は、登録固定具１４１０上の追跡マーカまたは基準を使用して画像空間及びナビゲーション空間において判定されてもよい。登録固定具１４１０は、ナビゲーション空間において認識できるマーカ１４２０の集合物を含んでもよい（例えば、マーカ１４２０は、追跡サブシステム５３２によって検出可能であってもよい）。マーカ１４２０は、本明細書において前に説明されるように、赤外光において認識できる光学マーカであってもよい。登録固定具１４１０はまた、画像化空間（例えば、３次元ＣＴ画像）において認識できる基準１４２２、例えば、軸受ボールの集合物を含んでもよい。図１５に関してより詳細に説明されるように、登録固定具１４１０を使用して、対象の解剖学的構造は、動的参照基部１４０４と関連付けられてもよく、それによって、ナビゲーション空間における物体の描写が、解剖学的構造の画像上に重ね合わされることを可能にする。対象の解剖学的構造から離れた位置に位置する動的参照基部１４０４は、参照点になり得、それによって、外科領域からの登録固定具１４１０及び／または枢動アーム１４１２の取外しを可能にする。
【００８８】
図１５は、本開示と一致する登録のための例示的な方法１５００を提供する。方法１５００は、ステップ１５０２において始まり、そのステップにおいて、対象の解剖学的構造のグラフィカル表現（または画像（複数可））が、システム３００、例えばコンピュータ４０８にインポートされてもよい。グラフィカル表現は、登録固定具１４１０及び基準１４２０の検出可能な画像化パターンを含む、患者の対象の解剖学的構造の３次元ＣＴまたは蛍光透視スキャンであってもよい。
【００８９】
ステップ１５０４において、基準１４２０の画像化パターンが、画像化空間において検出及び登録され、コンピュータ４０８内に記憶される。任意選択的に、この時に、ステップ１５０６において、登録固定具のグラフィカル表現が、対象の解剖学的構造の画像上に重ね合わされてもよい。
【００９０】
ステップ１５０８において、登録固定具１４１０のナビゲーションパターンは、マーカ１４２０を認識することによって検出及び登録される。マーカ１４２０は、位置センサ５４０を介して追跡サブシステム５３２によって赤外光を通してナビゲーション空間において認識される光学マーカであってもよい。このため、対象の解剖学的構造の場所、配向、及び他の情報が、ナビゲーション空間において登録される。したがって、登録固定具１４１０は、基準１４２２の使用による画像空間とマーカ１４２０の使用によるナビゲーション空間の両方において認識されてもよい。ステップ１５１０において、画像空間における登録固定具の登録が、ナビゲーション空間に転移される。この転移は、例えば、マーカ１４２０のナビゲーションパターンの位置に比較して、基準１４２２の画像化パターンの相対位置を使用することによって、行われる。
【００９１】
ステップ１５１２において、（画像空間を用いて登録された）登録固定具のナビゲーション空間の登録が、患者固定器具１４０２に取設された動的登録アレイ１４０４のナビゲーション空間に更に転移される。このため、登録固定具１４１０は、取り外されてもよく、動的参照基部１４０４は、ナビゲーション空間が画像空間と関連付けられるので、ナビゲーション及び画像空間の両方において、対象の解剖学的構造を追跡するために使用されてもよい。
【００９２】
ステップ１５１４及び１５１６において、ナビゲーション空間は、画像空間及びナビゲーション空間において認識できるマーカを有する物体（例えば、光学マーカを有する外科用器具）上に重ね合わされてもよい。物体は、対象の解剖学的構造の画像上の外科用器具のグラフィカル表現を通して追跡されてもよい。
【００９３】
本発明のいくつかの実施形態を、前述の明細書において開示してきたが、本発明が関連し、前述の説明及び関連する図面において提示される教示の利益を有する、本発明の多くの修正及び他の実施形態が着想されようことが理解される。このため、本発明が上で開示される具体的な実施形態に制限されないこと、ならびに多くの修正及び他の実施形態が、添付の請求項の範囲内に含まれることが意図されることが、理解される。更に、本明細書、ならびに以下の請求項において、具体的な用語が採用されるが、それらは、一般的かつ説明的意味においてのみ使用され、説明される発明も、以下の請求項も制限する目的で使用されない。
【００９４】
本発明は、特定の実施形態及び実施例と併せて上で説明されているが、本発明は、必ずしもそのように制限されないこと、かつ多数の他の実施形態、実施例、使用、修正、ならびに該実施形態、実施例、及び使用からの逸脱が、本明細書において添付される請求項によって包含されることが意図されるということが、当業者によって理解されるであろう。本明細書において引用される各特許及び公開物の開示全体は、各かかる特許または公開物が本明細書において参照することにより個々に組み込まれるかのように、参照することにより組み込まれる。本発明の種々の特性及び利点は、以下の請求項において記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】米国特許第６１６７２９２号明細書
【特許文献２】米国特許第６２３１５６５号明細書
【特許文献３】米国特許第６３０１４９５号明細書
【特許文献４】米国特許第６３２２５６７号明細書
【特許文献５】米国特許第６３７９３０２号明細書
【特許文献６】米国特許第６４７７４００号明細書
【特許文献７】米国特許第６４８４０４９号明細書
【特許文献８】米国特許第６４９０４７５号明細書
【特許文献９】米国特許第６５３５７５６号明細書
【特許文献１０】米国特許第６６１４４５３号明細書
【特許文献１１】米国特許第６８２３２０７号明細書
【特許文献１２】米国特許第６８５６８２６号明細書
【特許文献１３】米国特許第６８５６８２７号明細書
【特許文献１４】米国特許第６８９２０９０号明細書
【特許文献１５】米国特許第６９２０３４７号明細書
【特許文献１６】米国特許第６９７８１６６号明細書
【特許文献１７】米国特許第７１３９４１８号明細書
【特許文献１８】米国特許第７２５１５２２号明細書
【特許文献１９】米国特許第７３０２２８８号明細書
【特許文献２０】米国特許第７３３１９６７号明細書
【特許文献２１】米国特許第７３６６５６２号明細書
【特許文献２２】米国特許第７５０５６１７号明細書
【特許文献２３】米国特許第７５５５３３１号明細書
【特許文献２４】米国特許第７５６７８３４号明細書
【特許文献２５】米国特許第７６０６６１３号明細書
【特許文献２６】米国特許第７６３０７５３号明細書
【特許文献２７】米国特許第７７２０５２３号明細書
【特許文献２８】米国特許第７７８７６９９号明細書
【特許文献２９】米国特許第７８３１２９４号明細書
【特許文献３０】米国特許第７８３５７８４号明細書
【特許文献３１】米国特許第７８４０２５３号明細書
【特許文献３２】米国特許第７８４３１５８号明細書
【特許文献３３】米国特許第７８５３３０５号明細書
【特許文献３４】米国特許第７９４００２３号明細書
【特許文献３５】米国特許第８０１０１７７号明細書
【特許文献３６】米国特許第８１１２２９２号明細書
【特許文献３７】米国特許第８１５０４９４号明細書
【特許文献３８】米国特許第８１５０４９７号明細書
【特許文献３９】米国特許第８１６５６５８号明細書
【特許文献４０】米国特許第８２０８９８８号明細書
【特許文献４１】米国特許第８２３３９６３号明細書
【特許文献４２】米国特許第８２３８６３１号明細書
【特許文献４３】米国特許第８２３９００１号明細書
【特許文献４４】米国特許第８２７１０６９号明細書
【特許文献４５】米国特許第８２８１６７０号明細書
【特許文献４６】米国特許第８３１１６１１号明細書
【特許文献４７】米国特許第８３３２０１２号明細書
【特許文献４８】米国特許第８３３５５５３号明細書
【特許文献４９】米国特許第８３７４７２３号明細書
【特許文献５０】米国特許第８３９２０２２号明細書
【特許文献５１】米国特許第８３９４１４４号明細書
【特許文献５２】米国特許第８４６７８５１号明細書
【特許文献５３】米国特許第８４８３４３４号明細書
【特許文献５４】米国特許第８４９８７４４号明細書
【特許文献５５】米国特許第８５０３７４５号明細書
【特許文献５６】米国特許第８５１２３１８号明細書
【特許文献５７】米国特許第８５２６７００号明細書
【特許文献５８】米国特許第８５３２７４１号明細書
【特許文献５９】米国特許第８５４８５６３号明細書
【特許文献６０】米国特許第８５６１４７３号明細書
【特許文献６１】米国特許第８５７１６３８号明細書
【特許文献６２】米国特許第８５９４８４１号明細書
【特許文献６３】米国特許第８６００４７８号明細書
【特許文献６４】米国特許第８６１３２３０号明細書
【特許文献６５】米国特許第８６２１９３９号明細書
【特許文献６６】米国特許第８６３４８９７号明細書
【特許文献６７】米国特許第８６３８０５６号明細書
【特許文献６８】米国特許第８６３９０００号明細書
【特許文献６９】米国特許第８６４４９０７号明細書
【特許文献７０】米国特許第８６６０６３５号明細書
【特許文献７１】米国特許第８６７５９３９号明細書
【特許文献７２】米国特許第８６８２４１３号明細書
【特許文献７３】米国特許第８７３７７０８号明細書
【特許文献７４】米国特許第８７３８１８１号明細書
【特許文献７５】米国特許第８７４０８８２号明細書
【特許文献７６】米国特許第８８３８２７０号明細書
【特許文献７７】米国特許第８９４５１３０号明細書
【特許文献７８】米国特許第９００２０７６号明細書
【特許文献７９】米国特許第９０４４１９０号明細書
【特許文献８０】米国特許第９２４１７７１号明細書
【特許文献８１】米国特許第９２８３０４８号明細書
【特許文献８２】米国特許第９３４５８７５号明細書
【特許文献８３】米国特許第９３６４９５２号明細書
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017205495.tif 000010
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
2017205495.tif 000017
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【外国語明細書】
2017205495000001.pdf