【手続補正書】
【提出日】令和2年7月9日(2020.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の段階：
インプラント構成要素と該インプラント構成要素が移植されている骨との間のインターフェース領域に関する情報を、コンピュータに関連した処理回路によって決定する段階；
該インプラント構成要素および該骨の表現物（representation）内で、該処理回路によって計画仮想境界を生成する段階であって、該計画仮想境界が、該インターフェース領域の除去対象部分に関連し、かつ該インターフェース領域に関する該情報に少なくとも部分的に基づく、段階；
切削ツールの動きが仮想ツールの動きと相関するよう、物理空間内における該切削ツールの動きを、該コンピュータに関連したナビゲーションシステムによって追跡する段階；ならびに
該切削ツールが該インターフェース領域の該部分を除去する間、該仮想ツールと該計画仮想境界との間の関係に基づく制約を該切削ツールに対して提供する段階
を含む、ロボット支援手術システムを用いるための方法。
【請求項２】
インターフェース領域に関する情報を決定する段階が、骨およびそこに移植されたインプラント構成要素のモデルを生成することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
インプラント構成要素を骨に移植する一次手技に関係して取得された画像から、骨モデルが作成される、請求項2記載の方法。
【請求項４】
CT、X線、蛍光透視、MRI、超音波、ビデオカメラ、および追跡マーカーからなる群のうちの少なくとも1つのモダリティによってモデルが生成される、請求項2記載の方法。
【請求項５】
インターフェース領域に関する情報を決定する段階が、該インターフェース領域を追跡式プローブでデジタル化することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項６】
インプラントおよび骨の表現物に対して仮想境界を調整するための入力を受け取る段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項７】
仮想境界が触覚境界（haptic boundary）であり、かつ、制約を提供する段階が、切削ツールに触覚フィードバックを提供することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項８】
仮想境界が自律制御境界（autonomous control boundary）であり、かつ、制約を提供する段階が、該制御境界内に留まるよう切削ツールを自律制御することを含む、請求項1記載の方法。
【請求項９】
切削ツールが、平面ソー、湾曲ソー、およびバー（burr）からなる群のうち1つまたは複数のツールである、請求項1記載の方法。
【請求項１０】
前記インターフェースの近くにあり増補材を必要とする骨欠損のサイズ、量、および位置のうちの少なくとも1つに関する情報を、処理回路によって決定する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項１１】
前記情報が術前に決定される、請求項10記載の方法。
【請求項１２】
骨欠損を追跡式プローブでデジタル化することによって前記情報が決定される、請求項10記載の方法。
【請求項１３】
インプラント構成要素が除去された後に、ビデオカメラを用いて骨の画像を取得する段階；および
該インプラント構成要素の置換を計画するため該画像に基づいて該骨の骨モデルを生成する段階
をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項１４】
前記骨に移植する置換用インプラント構成要素の望ましいポーズを決定する段階をさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項１５】
置換用インプラントを受けるよう骨を準備するための該骨における1つまたは複数の切削部を表している、該骨の表現物内における第二の計画仮想境界を、処理回路によって決定する段階をさらに含む、請求項14記載の方法。
【請求項１６】
骨を準備するための1箇所または複数箇所の切削を切削ツールが行う間、仮想ツールと第二の計画仮想境界との間の関係に基づく制約を該切削ツールに対して提供する段階をさらに含む、請求項15記載の方法。
【請求項１７】
関節式アームと該関節式アームに連結された手術用ツールとを含む、ロボットシステムと；
該関節式アーム、該手術用ツール、および患者の解剖学的構造における再置換対象部分のうちの少なくとも1つの動きを特性決定するよう構成された、ナビゲーションシステムと；
該ロボットシステムと該ナビゲーションシステムとに作動的に連結されたプロセッサであって、
インプラント構成要素と該インプラント構成要素が移植されている骨との間のインターフェース領域に関する情報を決定し；
該インターフェース領域に関する情報に少なくとも部分的に基づきかつ該インターフェース領域の除去対象部分に関連した計画仮想境界を、該インプラント構成要素および該骨の表現物内で生成し；
切削ツールの動きが仮想ツールの動きと相関するよう、物理空間内における該切削ツールの動きを、該ナビゲーションシステムを用いて追跡し；かつ
該切削ツールが該インターフェース領域の該部分を除去する間、該仮想ツールと該計画仮想境界との間の関係に基づく制約を該切削ツールに対して提供する
よう構成された、プロセッサと
を含む、再置換手術を行うためのシステム。
【請求項１８】
CT、X線、蛍光透視、MRI、超音波、ビデオカメラ、および追跡マーカーからなる群のうちの少なくとも1つの撮像モダリティを含む、インターフェース領域に関する情報を決定するためのプロセッサに作動的に連結された撮像システム
をさらに含む、請求項17記載のシステム。
【請求項１９】
インターフェース領域をデジタル化するための追跡式プローブをさらに含む、請求項17記載のシステム。
【請求項２０】
関節式アームに連結された手術用ツールが、エンドエフェクタを含み、
該エンドエフェクタが、
遠位端と、近位端と、内部チャネルとを含む、2自由度の動きが可能な少なくとも1つのフレキシブルベンド要素と；
該フレキシブルベンド要素の該近位端に連結され、かつ、該エンドエフェクタを手術システムに確実に固定するよう構成された、シャフトと；
該シャフト内に収容され、かつ、切削ツールに動力を提供するために該切削ツールに連結された、モーターと
を含み、
切削要素が、該フレキシブルベンド要素の該遠位端に連結される、
請求項17記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
いくつかの態様において、ロボットシステムは、膝関節および股関節の一次インプラントモデルに基づき、切削ツールを制約しかつ骨の過切削を最少にするため、一次インプラントの周りに再置換用触覚境界を精密に作成する。いくつかの態様において、再置換手術中にインプラントおよび骨を膝関節および股関節の一次CT画像に位置合わせするため、以下の方法のうち1つが用いられる：インプラント表面をデジタル化し次に骨を一次CT画像に位置合わせするための追跡可能プローブ；数枚の蛍光透視画像の撮影；および／または、インプラント表面をスキャンし次にそれを一次CT骨モデルに位置合わせするため、カメラまたは光学センサをロボットに取り付けること。いくつかの態様において、ロボットシステムは、限られたアクセス空間でロボットが骨を切削できるよう多自由度を有しかつ全方向に屈曲可能であり、かつ、骨を切削するための高速回転バーを搭載した、精巧なフレキシブルエンドエフェクタシステムを含む。いくつかの態様において、骨またはインプラントの初期モデルを作成するため、かつ／または、骨を骨モデルに位置合わせするため、ビデオカメラまたは超音波デバイスが用いられる。
［本発明１００１］
以下の段階：
インプラント構成要素と該インプラント構成要素が移植されている骨との間のインターフェース領域に関する情報を、コンピュータに関連した処理回路によって決定する段階；
該インプラント構成要素および該骨の表現物（representation）内で、該処理回路によって計画仮想境界を生成する段階であって、該計画仮想境界が、該インターフェース領域の除去対象部分に関連し、かつ該インターフェース領域に関する該情報に少なくとも部分的に基づく、段階；
切削ツールの動きが仮想ツールの動きと相関するよう、物理空間内における該切削ツールの動きを、該コンピュータに関連したナビゲーションシステムによって追跡する段階；
該切削ツールが該インターフェース領域の該部分を除去する間、該仮想ツールと該計画仮想境界との間の関係に基づく制約を該切削ツールに対して提供する段階；ならびに
該インプラント構成要素を該骨から除去するため、該インターフェース領域の該部分を除去する段階
を含む、ロボット支援手術システムを用いて再置換手術を行うための方法。
［本発明１００２］
インターフェース領域に関する情報を決定する段階が、骨およびそこに移植されたインプラント構成要素のモデルを生成することを含む、本発明1001の方法。
［本発明１００３］
インプラント構成要素を骨に移植する一次手技に関係して取得された画像から、骨モデルが作成される、本発明1002の方法。
［本発明１００４］
CT、X線、蛍光透視、MRI、超音波、ビデオカメラ、および追跡マーカーからなる群のうちの少なくとも1つのモダリティによってモデルが生成される、本発明1002の方法。
［本発明１００５］
インターフェース領域に関する情報を決定する段階が、該インターフェース領域を追跡式プローブでデジタル化することを含む、本発明1001の方法。
［本発明１００６］
インプラントおよび骨の表現物に対して仮想境界を調整するための入力を受け取る段階をさらに含む、本発明1001の方法。
［本発明１００７］
仮想境界が触覚境界（haptic boundary）であり、かつ、制約を提供する段階が、切削ツールに触覚フィードバックを提供することを含む、本発明1001の方法。
［本発明１００８］
仮想境界が自律制御境界（autonomous control boundary）であり、かつ、制約を提供する段階が、該制御境界内に留まるよう切削ツールを自律制御することを含む、本発明1001の方法。
［本発明１００９］
切削ツールが、平面ソー、湾曲ソー、およびバー（burr）からなる群のうち1つまたは複数のツールである、本発明1001の方法。
［本発明１０１０］
前記インターフェースの近くにあり増補材を必要とする骨欠損のサイズ、量、および位置のうちの少なくとも1つに関する情報を、処理回路によって決定する段階をさらに含む、本発明1001の方法。
［本発明１０１１］
前記情報が術前に決定される、本発明1010の方法。
［本発明１０１２］
骨欠損を追跡式プローブでデジタル化することによって前記情報が決定される、本発明1010の方法。
［本発明１０１３］
インプラント構成要素が除去された後に、ビデオカメラを用いて骨の画像を取得する段階；および
該インプラント構成要素の置換を計画するため該画像に基づいて該骨の骨モデルを生成する段階
をさらに含む、本発明1001の方法。
［本発明１０１４］
前記骨に移植する置換用インプラント構成要素の望ましいポーズを決定する段階をさらに含む、本発明1001の方法。
［本発明１０１５］
置換用インプラントを受けるよう骨を準備するための該骨における1つまたは複数の切削部を表している、該骨の表現物内における第二の計画仮想境界を、処理回路によって決定する段階をさらに含む、本発明1014の方法。
［本発明１０１６］
骨を準備するための1箇所または複数箇所の切削を切削ツールが行う間、仮想ツールと第二の計画仮想境界との間の関係に基づく制約を該切削ツールに対して提供する段階をさらに含む、本発明1015の方法。
［本発明１０１７］
関節式アームと該関節式アームに連結された手術用ツールとを含む、ロボットシステムと；
該関節式アーム、該手術用ツール、および患者の解剖学的構造における再置換対象部分のうちの少なくとも1つの動きを特性決定するよう構成された、ナビゲーションシステムと；
該ロボットシステムと該ナビゲーションシステムとに作動的に連結されたプロセッサであって、
インプラント構成要素と該インプラント構成要素が移植されている骨との間のインターフェース領域に関する情報を決定し；
該インターフェース領域に関する情報に少なくとも部分的に基づきかつ該インターフェース領域の除去対象部分に関連した計画仮想境界を、該インプラント構成要素および該骨の表現物内で生成し；
切削ツールの動きが仮想ツールの動きと相関するよう、物理空間内における該切削ツールの動きを、該ナビゲーションシステムを用いて追跡し；かつ
該切削ツールが該インターフェース領域の該部分を除去する間、該仮想ツールと該計画仮想境界との間の関係に基づく制約を該切削ツールに対して提供する
よう構成された、プロセッサと
を含む、再置換手術を行うためのシステム。
［本発明１０１８］
CT、X線、蛍光透視、MRI、超音波、ビデオカメラ、および追跡マーカーからなる群のうちの少なくとも1つの撮像モダリティを含む、インターフェース領域に関する情報を決定するためのプロセッサに作動的に連結された撮像システム
をさらに含む、本発明1017のシステム。
［本発明１０１９］
インターフェース領域をデジタル化するための追跡式プローブをさらに含む、本発明1017のシステム。
［本発明１０２０］
関節式アームに連結された手術用ツールが、エンドエフェクタを含み、
該エンドエフェクタが、
遠位端と、近位端と、内部チャネルとを含む、2自由度の動きが可能な少なくとも1つのフレキシブルベンド要素と；
該フレキシブルベンド要素の該近位端に連結され、かつ、該エンドエフェクタを手術システムに確実に固定するよう構成された、シャフトと；
該シャフト内に収容され、かつ、切削ツールに動力を提供するために該切削ツールに連結された、モーターと
を含み、
切削要素が、該フレキシブルベンド要素の該遠位端に連結される、
本発明1017のシステム。