JP2019517370A - 手術ロボット案内システム用の基準マーカを形成するための副子装置、および関連方法 - Google Patents

Abstract

手術ロボットの案内システムのために、副子装置を実現する方法および関連する副子装置が提供される。副子体は、中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分を含み、Ｕチャネルを画定する。中間部分、または中間部分および安定化部分のうちの１つは、Ｕチャネルに沿って延在するブリッジ部分を画定する。ブリッジ部分によって受容された仕切り部材は、Ｕチャネルの中に向かって、およびＵチャネルに沿って縦方向に延在する。接着剤は、Ｕチャネル内で、副子体と係合する。Ｕチャネルは、患者の歯または顎などの対象物の周りに係合し、仕切り部材が対象物と係合して、第１安定化部分と係合した第１部分および第２安定化部分と係合した第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて付勢される。

Description

本明細書は、手術ロボットおよび関連する案内システムに関し、より具体的には、たとえば歯科手術など、患者の頭部に関する外科手術において使用される手術ロボットの案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを形成するための副子装置に関する。

ロボットシステムは、手術用途においてますます実現されている。このような例の１つは、歯科手術で使用される手術ロボットを含む。このようなロボットは、手術ロボットによって実現される手術器具を案内するために使用される案内システムに関連する場合が多い。また、患者のデータを収集および／または分析して外科手術を計画するのに関与することによって、もしくは外科手術を行うために手術器具を案内するための事前計画データに依存することによって、手術事前計画プロセスに関与するように、案内システムは構成されてもよい。

特定の外科手術において、いくつかの手術ロボットシステムは、手術ロボットを案内するために、患者の身体に関連する固定基準点に依存する。つまり、いくつかのこのような手術ロボットシステムは、事前計画の間であれ実際の外科手術の間であれ、処置中の患者の移動または運動を引き起こすかまたは別途補償するように、患者の身体に対する基準フレームを画定する。また、複数の係合／係合解除（すなわち、事前計画と実際の外科手術との間の複数の期間）が手術ロボットおよびこれに関連する案内システムによって実現される基準点を変更しないように、この基準点は繰り返すことが可能でなければならない。

特定の例では、手術ロボット用の案内システムによって実現される基準点（またはその基準点を確立するための案内システムと患者との間の接続）は、たとえば光学モダリティ、機械モダリティ、音響モダリティ、またはその他の適合する適切な追跡／案内モダリティ、またはこれらの組み合わせを通じて達成されてもよい。特に歯科手術用途で使用される、いくつかのモダリティでは、基準点（すなわち、「基準マーカ」）を形成するための１つの機械モダリティは、たとえば、患者の頭部／歯／顎に剛性要素を取付／固定することによって、達成されてもよい。このような剛性要素は、いくつかの例では、副子と称されてもよく、これを備えてもよい（たとえば、図１、図２Ａ、および図２Ｂの従来技術を参照）。このような副子は一般的に、たとえば、顎または１つ以上の歯を把持する（すなわち、リテーナ部分と歯または顎との間に塗布されるアクリル材料などの接着物質による）リテーナ部分と、リテーナ部分をキネマティックマウントに接続する取付部分（すなわち、取付アーム２５）と、手術ロボット用の案内システムに関連する追跡部分のための取付点を備えてもよい、キネマティックマウント自体と、を含んでもよい（すなわち、たとえば、反射マーカは基準マーカの光学追跡のために取付点に取り付けられてもよく、または取付点は基準マーカの機械追跡のための機械的接続を形成するための固定箇所を含んでもよく、または取付点は基準マーカ用のその他いずれか適切な追跡機構に関連する適切な要素を受容するように別途構成されてもよい）。

このような例では、リテーナは、外科手術の間を通じて可能な限り硬いこと（すなわち、リテーナ自体の構造、ならびに患者の歯／顎へのその固定）が好ましい。しかしながら、外科手術が完了したときにリテーナが容易に取り外し可能であることもまた、好ましい。いくつかの例では、たとえば、（リテーナに関連する基準マーカがスキャンで撮影されるようにリテーナが所定位置になければならない）ある日に行われることが可能な事前計画処置（すなわち、ＣＴスキャン）の間に、リテーナが再現可能に取り外されて交換されることが好ましく、外科手術は別の日に行われてもよい（外科手術は、外科手術を追跡／案内するためにリテーナが所定位置にあることを必要とする）。

たとえば図１、図２Ａ、および図２Ｂに示される、このような従来技術の副子装置は、患者の歯にリテーナ部分をしっかりと取り付けるのに有効であるために、塗布される接着剤（すなわち、歯科用アクリル）の注意深いバランスも必要とする。たとえば、リテーナ部分に塗布された接着剤が少なすぎると、接着剤の量が、外科手術中にそこに印加される力に十分に抵抗できるほどリテーナを歯に接合するのに十分ではないので、副子装置は歯から容易に分離する可能性がある。しかしながら、リテーナ部分に塗布された接着剤が多すぎると、余分な接着剤が歯のアンダーカット（すなわち、歯肉線に向かって歯が細くなる歯の部分および／または歯の間の空間）に流れ込み、たとえば１つまたは複数の歯からリテーナ部分を取り外すために固化した接着剤をドリル穿孔しなければ、外科手術の終わりにリテーナ部分が取り外しできなくなる。このような例では、リテーナ部分は特定の患者のために再利用できなくなりがちであり、さらなる処置が必要な場合、基準マーカおよび／または追跡マーカ用の取付部分を含む、新たなリテーナ部分も必要となる。

したがって、たとえば、従来技術の装置のこれらおよびその他の制限を解消する歯科手術において使用される手術ロボットの案内システム用の基準マーカを形成するための副子装置の需要が存在する。

上述およびその他の必要性は、特定の一態様において、たとえば、歯科手術、脳神経手術、または耳鼻咽喉科手術など、患者の頭部に関する外科手術のための、手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置を提供する、本開示の態様によって満たされる。

一態様では、手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置が提供され、このような装置は、対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と、中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分と、を備えてもよく、中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働する。ブリッジ部分は、副子体の中間部分によって、またはその中間部分と第１および第２安定化部分のうちの１つとによって画定され、ブリッジ部分はＵチャネルに沿って縦方向に延在する。仕切り部材は、ブリッジ部分によって受容されるように構成されており、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に、延在する。

本開示の別の態様は、たとえば、歯科手術、脳神経手術、または耳鼻咽喉科手術など、患者の頭部に関する外科手術のための、手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置を実現する方法を提供する。

本開示のさらに別の態様は、手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置を実現する方法を提供し、副子装置は、対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と、中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分と、を含む。中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働する。加えて、副子体の中間部分、またはその中間部分ならびに第１および第２安定化部分のうちの１つは、Ｕチャネルに沿って縦方向に延在するブリッジ部分を画定する。副子装置を含むこのような方法は、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップを備え、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に、延在する。接着剤は、それによって画定されるＵチャネル内で、副子体と係合する。副子体のＵチャネルは対象物の周りに係合し、仕切り部材が対象物と係合して、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に接着剤を分離させるように、副子体は対象物に向けて付勢される。

したがって、本開示は、非限定的に、以下の実施形態を含む。

実施形態１：手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置であって、前記装置は、対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と；中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分であって、中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働する、第１および第２安定化部分と；副子体の、中間部分ならびに第１および第２安定化部分のうちの１つによって画定され、または、中間部分によって画定され、Ｕチャネルに沿って縦方向に延在する、ブリッジ部分と；ブリッジ部分によって受容されるように構成された仕切り部材であって、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に延在する、仕切り部材と、を備える、装置。

実施形態２：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、中間部分は、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に断面厚さを規定し、ブリッジ部分は中間部分の断面厚さに対して減少した厚さを有する、装置。

実施形態３：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、ブリッジ部分は、中間部分の内向き表面から外向き表面に向かって断面厚さが減少し、中間部分およびブリッジ部分はこれにより、仕切り部材を内部に受容するように構成されたブリッジチャネルを画定する、装置。

実施形態４：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、ブリッジ部分は、その長さの一部に沿って穿孔を画定し、仕切り部材は、ブリッジ部分によって保持されるように、穿孔と係合するように構成されている、装置。

実施形態５：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、中間部分は、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に中間部分断面厚さを規定し、第１および第２安定化部分は各々、中間部分のそれぞれの側面から延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間にそれぞれの第１および第２安定化部分断面厚さを規定し、ブリッジ部分は、中間部分断面厚さもしくは第１または第２安定化部分断面厚さに対して減少した厚さを有する、装置。

実施形態６：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、ブリッジ部分は、中間部分もしくは第１または第２安定化部分断面の内向き表面から外向き表面に向かって厚さが減少し、中間部分、第１または第２安定化部分、およびブリッジ部分はこれにより、仕切り部材を内部に受容するように構成されたブリッジチャネルを画定する、装置。

実施形態７：先行または後続の施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、副子体と係合し、Ｕチャネルの外向きに延在する取付部分を備える、装置。

実施形態８：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの装置であって、第１および第２安定化部分のうちの１つは１つ以上の逃がし口を画定し、１つ以上の逃がし口は、対象物の周りに副子体を係合させて副子体が対象物に向けて付勢すると、仕切り部材が対象物と係合することによって、Ｕチャネル内に配置された接着剤が、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に分離するように、仕切り部材と協働し、余分な接着剤はすべて１つ以上の逃がし口を通じてＵチャネルから逃がされる、装置。

実施形態９：手術ロボットの案内システムとともに使用するための副子装置を実現する方法であって、副子装置は、対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と、中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分と、を含み、中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働し、副子体の中間部分、または中間部分ならびに第１および第２安定化部分のうちの１つは、Ｕチャネルに沿って縦に延在するブリッジ部分を画定し、前記方法は、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップであって、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に延在する、ステップと；副子体によって画定されたＵチャネル内で接着剤を副子体と係合させるステップと；副子体のＵチャネルを対象物の周りに係合させ、仕切り部材が対象物と係合して、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて副子体を付勢するステップと、を備える。

実施形態１０：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの方法であって、中間部分は、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に断面厚さを規定し、ブリッジ部分は、中間部分の内向き表面から外向き表面に向かって中間部分の断面厚さに対して減少した厚さを有し、中間部分およびブリッジ部分はこれによりブリッジチャネルを画定し、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップは、仕切り部材をブリッジチャネル内に挿入するステップを備える、方法。

実施形態１１：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの方法であって、ブリッジ部分は、その長さの一部に沿って穿孔を画定し、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップは、仕切り部材がブリッジ部分によって保持されるように、仕切り部材を穿孔と係合させるステップを備える、方法。

実施形態１２：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの方法であって、中間部分は、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に中間部分断面厚さを規定し、第１および第２安定化部分は各々、中間部分のそれぞれの側面から延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間にそれぞれの第１および第２安定化部分断面厚さを規定し、ブリッジ部分は、中間部分もしくは第１または第２安定化部分断面の内向き表面から外向き表面に向かって厚さが減少し、中間部分、第１または第２安定化部分、およびブリッジ部分はこれによりブリッジチャネルを画定し、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップは、仕切り部材をブリッジチャネル内に挿入するステップを備える、方法。

実施形態１３：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの方法であって、取付部分がＵチャネルの外向きに延在するように、取付部分を副子体と係合させるステップを備える方法。

実施形態１４：先行または後続の実施形態のいずれか、またはこれらの組み合わせの方法であって、第１および第２安定化部分のうちの１つは１つ以上の逃がし口を画定し、副子体のＵチャネルを患者の対象物の周りに係合させるステップは、副子体のＵチャネルを対象物の周りに係合させ、対象物と係合している仕切り部材が、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて副子体を付勢するステップを備え、余分な接着剤はすべて１つ以上の逃がし口を通じてＵチャネルから逃がされる、方法。

本開示のこれらおよびその他の特徴、態様、および利点は、以下に簡単に描かれた添付図面と併せて下記の詳細な説明を読むことで、明らかとなるだろう。本開示は、そのような特徴または要素が本明細書の特定の実施形態の説明または請求項において明確に組み合わせられるかまたは別途列挙されているか否かにかかわらず、この開示に明記されるかまたは請求項のうちの１つ以上に列挙された２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の特徴または要素のあらゆる組み合わせを含む。この開示は、本開示の前後関係が別途明確に指示しない限り、その態様および実施形態のいずれにおいても、本開示のあらゆる分離可能な特徴または要素は意図されるように、すなわち組み合わせ可能であると見なされるように、総合的に読み取られるよう意図される。

本開示を一般的な用語でこのように説明してきたが、ここで、必ずしも縮尺通りに描かれているとは限らない、以下の添付図面を参照する。

手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように、患者の口などの対象物の代表モデルと係合した従来技術の副子装置を概略的に示す図である。 手術ロボットの案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように、患者の口などの対象物の代表モデルと係合した従来技術の副子装置を概略的に示す図である。 患者の口の代表モデルから係合解除された従来技術の副子装置を概略的に示す図である。 本開示の一態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように構成された副子装置を概略的に示す図である。 本開示の一態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように構成された副子装置を概略的に示す図である。 本開示の一態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように構成された副子装置を概略的に示す図である。 図３Ａに示される本開示の態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように構成された、副子体および仕切り部材を含む、副子装置を概略的に示す図である。 図３Ｂに示される本開示の態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように構成された、副子体および仕切り部材を含む、副子装置を概略的に示す図である。 図３Ｃに示される本開示の態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように構成された、副子体および仕切り部材を含む、副子装置を概略的に示す図である。 本開示の一態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように、患者の口などの対象物の代表モデルと係合した代表的な副子装置を概略的に示す図である。 本開示の一態様による、手術ロボットのための案内システム用の基準マーカおよび／または追跡マーカを提供するように、患者の口などの対象物の代表モデルと係合した代表的な副子装置を概略的に示す図である。 本開示の一態様による、たとえば歯科手術用の、手術ロボット用の案内システムとともに使用される副子装置を実現する方法を、概略的に示す図である。 本開示の別の態様による、副子装置に関連する再利用可能な取付部分／キネマティックマウントを提供するように、係合機構の一部分および係合機構の相補的部分を組み込んだ取付部分／キネマティックマウントを組み込んだ、成形ポリマー副子装置を概略的に示す図である。

以下、本開示は、本開示のすべてではなく一部の態様が示される添付図面を参照して、より完全に説明される。実際、本開示は、多くの異なる形態で実現されてもよく、本明細書に明記される態様に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、この開示が適用される法的要件を満たすように提供される。全体を通じて、類似の番号は類似の要素を指す。

たとえば図３Ａから図３Ｃおよび図４Ａから図４Ｃに示されるような、本開示の特定の態様は、たとえば歯科手術のための、もしくは外科的または非外科的な多くの他の処置のための、手術ロボット用の案内システムとともに使用される副子装置１００を提供する。しかしながら、当業者であれば、手術ロボットシステムのための基準マーカおよび／または追跡マーカ、もしくは基準フレームを形成するような本明細書で開示される副子装置の概念は、たとえば整形外科手術、耳鼻咽喉科手術、および脳神経手術など、歯科手術に関わらない他の外科的プロセスへの適用性を見出し得ることを理解するだろう。したがって、本明細書に提示される開示の態様は、開示される概念の適用性の単なる例であり、決して限定するように意図するものではない。

一態様では、このような副子装置１００は、たとえば、対向する側面２１０、２２０を有する横方向に延在する中間部分２００と、中間部分２００の対向する側面２１０、２２０から延在する第１および第２安定化部分３００、４００とを備えてもよい。中間部分２００ならびに第１および第２安定化部分３００、４００はこれにより、その中に縦方向に延在するＵチャネル５０を画定する副子体１５０を形成するために協働する。ブリッジ部分５００は、副子体１５０の中間部分２００によって、または中間部分２００と第１および第２安定化部分３００、４００のうちの１つとによって画定され、ブリッジ部分５００は、Ｕチャネル５０に沿って縦方向に延在するように構成されている。仕切り部材６００は、ブリッジ部分５００によって受容されるように構成されている。ブリッジ部分５００によって受容されると、仕切り部材６００は、第１および第２安定化部分３００、４００の間で、ブリッジ部分５００からＵチャネル５０の中に向かって内向きに（すなわち、その中に向かって突き出る）、およびＵチャネル５０に沿って縦方向に、延在する。

いくつかの態様では、取付部分７００は副子体１５０と係合してもよく、特定の態様では、取付部分７００は、副子体１５０から外向きに、およびＵチャネル５０から外向きに延在するように、さらに構成されてもよい。つまり、取付部分７００（すなわち、取付アーム）は、副子体１５０をキネマティックマウント８００に接続するために、副子体１５０から延在する。キネマティックマウント８００自体は、手術ロボット用の案内システムに関連する追跡部分（または追跡アームまたはその他の追跡設備）のための取付点を備えてもよい（すなわち、たとえば、基準マーカまたは副子装置自体の光学追跡のための取付点に反射マーカが取り付けられてもよく、もしくは取付点は、基準マーカの機械追跡のためにこれとの機械的接続を形成するための固定箇所を含んでもよく、もしくは取付点は、基準マーカ用のその他いずれか適切な追跡機構に関連する適切な要素を受容するように別途構成されてもよい）。別の態様では、キネマティックマウント８００は、たとえば、キネマティックマウント８００に永久的に取り付けられ、光学タイプの追跡装置（すなわち、光学追跡マーカ）によって追跡可能に構成され得る、１つ以上のマーカのような、特定の追跡装置のための固定取付箇所として機能するように、構成または別途配置されてもよい。

いくつかの態様では、中間部分２００は、側面２１０、２２０の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面２３０、２４０を含む。内向きおよび外向き表面２３０、２４０は、その間に中間部分断面厚さを規定するために協働する。いくつかの例では、ブリッジ部分５００は、中間部分２００の断面厚さに対して減少した厚さを有する。より具体的には、一態様において、ブリッジ部分５００は、中間部分２００の内向き表面２３０から外向き表面２４０に向かって断面厚さが減少する。したがって、このような場合、中間部分２００およびブリッジ部分５００は、たとえば摩擦嵌めで、仕切り部材６００を内部に受容するように構成されたブリッジチャネル２５０を画定するために、協働する。別の態様では、ブリッジチャネル２５０内に摩擦嵌めで受容される仕切り部材６００に加えて、またはこれの代わりに、ブリッジ部分５００は、その長さの一部に沿って１つ以上の穿孔５５０を形成する。このような場合、仕切り部材６００は、Ｕチャネル５０内に保持されるように、穿孔５５０と係合するように構成されている。つまり、穿孔５５０は、仕切り部材６００をブリッジ部分５００に固定するために（すなわち、仕切り部材６００が、たとえばスナップ嵌め機構によってブリッジ部分５００によって保持されるように）、仕切り部材６００に関連する対応する設備と相互作用するように構成されている。

第１および第２安定化部分３００、４００は各々、中間部分２００のそれぞれの側面２１０、２２０から延在して対向する内向き表面３２０、４２０および外向き表面３４０、４４０を含む。内向きおよび外向き表面は、その間にそれぞれの第１および第２安定化部分断面厚さを規定する。いくつかの態様では、ブリッジ部分２５０は、中間部分断面厚さまたは第１または第２安定化部分断面厚さに対して減少した厚さを有する。特定の態様では、ブリッジ部分５００は、中間部分２００の内向き表面２３０から外向き表面２４０に向かって、もしくはそれぞれ第１または第２安定化部分３００、４００の内向き表面３２０、４２０から外向き表面３４０、４４０に向かって、厚さが減少する。つまり、ブリッジ部分５００は、中間部分２００によって、または安定化部分３００、４００のうちの１つによって、または中間部分２００と第１および第２安定化部分３００、４００のうちの１つとの間の協働によって、画定されてもよい。したがって、中間部分２００、第１または第２安定化部分３００、４００、およびブリッジ部分５００は、個別にまたは組み合わせて、仕切り部材６００を内部に受容するように構成されたブリッジチャネル２５０を画定する。

いくつかの態様では、たとえば図３Ａから図３Ｃおよび図４Ａから図４Ｃで先に開示および図示されたように、第１および第２安定化部分３００、４００は、互いに対して全体的に対向して横方向に離間するように、中間部分２００と係合する。したがって、第１および第２安定化部分３００、４００の内表面３２０、４２０は、互いに対して全体的に対向して横方向に離間しており、Ｕチャネル５０を画定するために中間部分と協働する。Ｕチャネル５０は全体的に、たとえば患者の口／歯／顎などの対象物への取付に適切または望ましいように、たとえば「Ｕ」チャネルまたは逆「Ｕ」チャネルの形態であってもよい。他の例では、対象物は、非ヒト／非解剖学的対象物である。より具体的には、本出願の主題の根底にある１つの前提は、歯科用インプラントシステムが、要素またはインプラント（すなわち、歯科用インプラント、または木片に埋め込まれる釘）が埋め込まれる対象物（すなわち、患者の顎または口、もしくは木片などの非ヒト／非解剖学的対象物）のあらゆる移動を引き起こすシステムの一例に過ぎないということである。したがって、解決しようとする問題は、対象物内にインプラントを載置するために相互作用する装置が移動すると考えられる経路をどのように決定するか、ならびにその対象物の移動時に、対象物に対するインプラントの望ましい配向を回復するためにその経路をどのように適切に調整するか、である。この場合、「対象物」は、移動可能なものなら何でもよい――これはインプラントを受容する患者の口、または釘を受容する木のブロックであってもよい。１つの例示的な用途では、逆「Ｕ」チャネルは、患者の下顎または下歯など、下方の対象物に適用可能であってもよく、その一方で「Ｕ」チャネルは、患者の上顎または上歯など、上方の対象物に適用可能であってもよい。患者の口／歯／顎などの対象物に取り付けられると、取付部分７００はＵチャネル５０の外側に配置され、Ｕチャネル５０の外向きに延在する。

いくつかの態様では、たとえば図３Ａから図３Ｃおよび図４Ａから図４Ｃに示されるように、第１および第２安定化部分３００、４００は各々、中間部分２００に対して少なくとも９０度で延在する。したがって、第１および第２スタビライザ部分３００、４００は、ブリッジ部分２００と係合したそのそれぞれの第１末端から、そのそれぞれの自由な、または取り付けられていない、第２末端に向かって分岐する。しかしながら、当業者は、それぞれの安定化部分とブリッジ部分との間の係合角度が、本開示の態様にしたがって必要または希望に応じて異なってもよいことを、理解するだろう。たとえば、第１および第２安定化部分のうちの１つとブリッジ部分との間の係合角度は、第１および第２安定化部分の他方とブリッジ部分との間の係合角度と必ずしも同じでなくてもよい。他の例では、安定化部分とブリッジ部分との間の係合角度は、約９０度、または９０度未満であってもよい。

Ｕチャネル５０は、１本の歯などの対象物上に、または複数の歯にわたって、または患者の口内の顎の一部などの対象物に沿って、長さ方向に延在してもよい。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、一例として、Ｕチャネル５０は、患者の口内の複数の歯を備える対象物上に延在してもよい。

本開示のいくつかの態様では、副子体１５０および仕切り部材６００を含む副子装置１００は、従来技術の副子装置に関連するのと類似の機能を実行するために協働してもよい。より具体的には、仕切り部材６００が内部に設置されたＵチャネル５０は、たとえば患者の１本の歯／複数の歯または顎などの構造体または対象物との係合および接着を促進するように、接着剤を内部に受容するようにさらに構成されている。

接着剤がＵチャネル５０内に受容されると、副子装置１００は、患者の１本の歯／複数の歯または顎などの対象物に適用され、中間部分２００は、仕切り部材６００が対象物に当接してこれに対して着座するまで、対象物に向けて付勢される。その際に、Ｕチャネル５０内に配置された接着剤は、対象物の周りに副子体１５０を係合させて副子体１５０が対象物に向けて付勢すると、対象物と係合している仕切り部材６００によって、第１安定化部分３００と係合した接着剤の第１部分（すなわち、第１安定化部分３００と対象物との間に配置された接着剤の一部）および第２安定化部分４００と係合した接着剤の第２部分（すなわち、第２安定化部分４００と対象物との間に配置された接着剤の一部）に分離する。これに関して、対象物と係合している仕切り部材６００の縁が、たとえば撮像または表面輪郭形成技術を通じて係合される対象物の特定の表面の輪郭と一致またはこれに対応するように予め構成されてもよいことを、当業者は理解するだろう。

たとえば仕切り部材による接着剤の分離または分割による、副子装置１００のいくつかの態様では、第１および第２安定化部分３００、４００のうちの１つ（すなわち、安定化部分の一方または両方）が１つ以上の逃がし口７５０を形成するように構成されてもよい。仕切り部材６００が対象物と係合するプロセスにおいて、Ｕチャネル５０内の余分な接着剤はすべて１つ以上の逃がし口７５０を通じてＵチャネル５０から逃がされるように、仕切り部材６００と協働するように、１つ以上の逃がし口７５０は構成されている。

本開示の態様によれば、副子装置１００を対象物から取り外すことが望ましいとき、第１および第２安定化部分３００、４００は、従来技術の副子装置の制限を伴わずに、互いに対して係合解除され、対象物から個別に取り外されてもよい。たとえば、患者の歯などの対象物に副子装置１００を固定するために必要以上の接着剤（すなわち、歯科用アクリル）が使用されたとしても、余分な接着剤は、１つ以上の逃がし口７５０の外に向かって流れることによって逃がされる。したがって、仕切り部材６００が接着剤を第１および第２部分に分離することにより、第１および第２安定化部分３００、４００は、たとえば一般的に従来技術の副子装置の取り外しに必要とされたように、対象物から副子装置を取り外すために固化した接着剤をドリル穿孔または切り込みすることなく、副子装置１００の取り外しを可能にするために互いに対して係合解除されてもよい。つまり、患者の１本の歯／複数の歯または顎などの対象物に副子装置１００を固定するために必要以上の接着剤（すなわち、歯科用アクリル）が使用され、このような余分な接着剤が一般的に必要とされるかまたは望ましいよりも歯のアンダーカット（すなわち、歯肉線に向かって歯が細くなる歯の部分および／または歯の間の空間）内に流れ込んだとしても、副子装置１００の安定化部分３００、４００は、処置の終わりに依然容易に分離および取り外し可能である。より具体的には、いくつかの態様において、安定化部分３００、４００は、たとえばブリッジ部分５００に沿って中間部分２００を切断することによって、互いに対して容易に分離され得る。つまり、ブリッジ部分５００に沿って縦方向にこれを通って（すなわち、仕切り部材６００に到達するように）切断することにより、第１および第２安定化部分３００、４００は、中間部分２００およびその間の接続を切断することによって分離される。すると、第１および第２安定化部分３００、４００、ならびに第１および第２安定化部分３００、４００を対象物にそれぞれ固定する接着剤の第１および第２部分は、接着剤の不連続性のため、対象物から個別に取り外されることが可能になる。

本開示のさらに別の態様は、たとえば歯科手術用の手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置を実現する方法（たとえば、図６に示されるプロセス図を参照）であって、このような副子装置は、対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と、中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分と、を含んでもよく、中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働し、副子体の中間部分、または中間部分ならびに第１および第２安定化部分のうちの１つは、Ｕチャネルに沿って縦に延在するブリッジ部分を画定する、方法を備える。

このような方法は、仕切り部材を副子体のブリッジ部分と係合させるステップであって、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に延在する、ステップ（ブロック８２５）と、副子体によって画定されたＵチャネル内で接着剤を副子体と係合させるステップ（ブロック８５０）と、を備えてもよい。次いで、副子体のＵチャネルは、患者の歯または顎などの対象物の周りに係合し、副子体は、仕切り部材が対象物と係合して、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて付勢される（ブロック８７５）。

さらに、いくつかの例では、中間部分２００は、その側面２１０、２２０の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面２３０、２４０を含み、内向きおよび外向き表面２３０、２４０はその間に断面厚さを規定する。したがって、ブリッジ部分５００は、中間部分２００の断面厚さに対して減少した厚さを有するように構成されてもよく、この減少は中間部分２００の内向き表面２３０から外向き表面２４０に向かって延在し、中間部分２００およびブリッジ部分５００はこれによりブリッジチャネル２５０を画定する。このため、仕切り部材６００をブリッジ部分５００と係合させるステップは、仕切り部材６００をブリッジチャネル２５０内に挿入するステップを備える。他の例では、ブリッジ部分５００は、ブリッジ部分５００の長さの一部に沿って１つ以上の穿孔７５０を形成する。したがって、このような場合、仕切り部材６００をブリッジ部分５００と係合させるステップは、仕切り部材６００がブリッジ部分５００によって保持されるように、仕切り部材６００を１つ以上の穿孔７５０と係合させるステップを備える。

いくつかの態様では、第１および第２安定化部分３００、４００は各々、中間部分２００のそれぞれの側面２１０、２２０から延在して対向する内向き表面３２０、４２０および外向き表面３４０、４４０を含み、内向きおよび外向き表面はその間にそれぞれの第１および第２安定化部分断面厚さを規定し、ブリッジ部分５００は、中間部分２００の内向き表面２３０から外向き表面２４０に向かって、もしくは第１または第２安定化部分３００、４００の内向き表面３２０、４２０から外向き表面３４０、４４０に向かって、厚さが減少する。したがって、中間部分２００、第１または第２安定化部分３００、４００、およびブリッジ部分５００はこれにより、ブリッジチャネル２５０を画定するために協働する。したがって、仕切り部材６００をブリッジ部分５００と係合させるステップは、仕切り部材６００をブリッジチャネル２５０内に挿入するステップを備える。

さらに、いくつかの態様では、方法は、取付部分７００がＵチャネル５０の外向きに延在するように、取付部分７００を副子体１５０と係合させるステップをさらに備えてもよい。

さらに別の態様では、第１および第２安定化部分３００、４００のうちの１つは、１つ以上の逃がし口７５０を形成する。したがって、副子体１５０のＵチャネル５０を対象物の周りに係合させるステップは、副子体１５０のＵチャネル５０を対象物の周りに係合させ、仕切り部材６００が対象物と係合して、第１安定化部分３００と対象物との間に係合した接着剤の第１部分および第２安定化部分４００と対象物との間に係合した接着剤の第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて副子体１５０を付勢する、ステップを備え、余分な接着剤はすべて１つ以上の逃がし口７５０を通じてＵチャネル５０から逃がされる。

たとえば図７に示されるような本開示のさらなる態様では、副子装置１００（または取付部分７００（または取付アーム）および／またはこれと係合したキネマティックマウント８００を有する、開示された装置の「リテーナ部分」）は、ポリマー材料（すなわち、アクリルまたはその他の適切なポリマー）からなるカスタム成形機構を備えてもよい。いくつかの態様では、副子体１５０および仕切り部材６００は、本明細書に別途開示される副子装置１００のそれぞれの構成要素を形成するために成形されてもよい。別の態様では、必要または希望に応じて、少なくとも副子体１５０（リテーナ部分）および取付部分７００は、単一の一体要素として成形されてもよい。いずれの例でも、副子装置１００は、たとえば、副子装置１００が取り付けられる患者の構造体の剛性の（すなわち、石または石膏の）モデル（または金型の土台）を実現する真空封止または真空成形プロセスを使用して、選択されたポリマーから成形されてもよい。

さらに、たとえば図７に示されるように、整形ポリマー副子装置１００は、成形された副子装置１００に関連する再利用可能な取付部分７００／キネマティックマウント８００を提供するように、係合機構９００の一部分９１０および係合機構９００の相補的部分９２０を組み込んだ取付部分７００／キネマティックマウント８００を組み込んでもよい。たとえば、係合機構は、ネジ／ナットまたはその他の相補的ファスナー構成を備えてもよく、ネジ／ナットのいずれかがポリマー副子装置１００に成形され、ネジ／ナットの他方が取付部分７００／キネマティックマウント８００に関連付けられてもよい。当業者であれば、係合機構９００の一部分９１０が、多くの異なる方法で、整形ポリマー副子装置１００に関連する多くの異なる箇所で、副子装置１００に組み込まれてもよく、多くの異なる方法で構成されてもよいことを、別途理解するだろう。たとえば、いくつかの態様では、「ナット」部分は必要ではないが、代わりにネジオリフィスが、ポリマー副子装置１００または取付部分７００／キネマティックマウント８００に設けられてもよい。さらに別の例では、「ネジ」部分はたとえばポリマー副子装置１００内に成形されなくてもよく、代わりに副子装置１００は、取付部分７００／キネマティックマウント８００に関連する「ナット」部分またはネジオリフィスと係合するために「ネジ」部分を受容するように構成されたオリフィスを形成してもよい。さらに別の例では、副子装置１００と取付部分７００／キネマティックマウント８００との間の係合は、その間で係合したときに副子装置１００と取付部分７００／キネマティックマウント８００との間の適切なアライメントを保証するためのアライメント設備を含んでもよい。

また、別の態様では、係合機構９００の一部分９１０は第１磁気要素を備えてもよく、同時に、係合機構９００の相補的部分９２０は取付部分７００／キネマティックマウント８００に関連する第２磁気要素を備えてもよい。いずれの磁気要素も、たとえば、磁石、または金属などの磁気的に引きつける材料を備えてもよい。このような構成により、たとえば、取付部分７００／キネマティックマウント８００を再利用可能にし、副子装置１００／リテーナ部分を使い捨てにすることができる。係合機構９００の一部分９１０は、たとえば、当業者によって理解されるように、「オーバーモールド」プロセスで、整形ポリマー副子装置１００に組み込まれてもよい。

本明細書に明記された本発明の多くの変形例および他の実施形態は、上述の説明および関連する図面に提示された教示の恩典を有する、これらの開示された実施形態に関する当業者によって想起されるだろう。たとえば、単一片または２つ以上の相補片のいずれとして成形されていても、副子装置１００は、必要であれば、アンダーカット（すなわち、歯肉線に向かって歯が細くなる歯の部分および／または歯の間の空間）を含む、患者の１本の歯／複数の歯などの対象物に概ねまたはおおよそ追従または一致するように、さらに構成されてもよく、１本の歯／複数の歯と一致するように副子装置内に形成されたリップ、フランジ、または輪郭は、患者の対応する構造体に対する副子装置の安定性を促進することができる（たとえば、図７参照）。加えて、例示的な副子装置は、患者の顎の片側の１本の歯／複数の歯／顎などの対象物と係合するように構成されたものとして本明細書に開示されているものの、当業者であれば、副子装置の鏡像バージョンが、患者の顎の対側の１本の歯／複数の歯／顎などの対象物と係合するように構成され得ることを、理解するだろう。また、当業者であれば、副子装置の前部バージョンが、両側の手術を実現させるように、患者の顎の前歯の１本の歯／複数の歯／顎などの対象物と係合するように構成され得ることを、理解するだろう。

したがって、本発明の実施形態は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、変形例およびその他の実施形態が本発明の範囲に含まれると意図されることは、理解されるべきである。また、上述の説明および関連する図面は、要素および／または機能の特定の例示的な組み合わせの状況で例示的実施形態を説明しているが、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態によって要素および／または機能の異なる組み合わせが提供され得ることは、理解されるべきである。これに関して、たとえば、上述で明確に説明されたものとは異なる要素および／または機能の組み合わせもまた、本開示の範囲に含まれると考えられる。本明細書では固有の用語が採用されているが、これらは包括的で説明的な意味で使用されており、限定を目的とするものではない。

本明細書では、第１、第２などの用語は、様々なステップまたは計算を説明するために使用されているが、これらのステップまたは計算がこれらの用語によって限定されないことは、理解されるべきである。これらの用語は、ある動作または計算を他のものと区別するためにのみ使用される。たとえば、この開示の範囲から逸脱することなく、第１の計算が第２の計算と呼ばれてもよく、同様に、第２のステップが第１のステップと呼ばれてもよい。本明細書で使用される際に、用語「および／または」および「／」の符号は、関連する列挙された項目のうちの１つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。

本明細書で使用される際に、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、前後関係が別途明確に指示しない限り、複数形も含むように意図される。本明細書で使用される際に、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、説明された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはその群の存在または追加を排除するものではないことは、さらに理解されるだろう。したがって、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図するものではない。

Claims (14)

1. 手術ロボットの案内システムとともに使用される副子装置であって、前記装置は、
   対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と、
   中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分であって、中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働する、第１および第２安定化部分と、
   副子体の、中間部分ならびに第１および第２安定化部分のうちの１つによって画定され、または、中間部分によって画定され、Ｕチャネルに沿って縦方向に延在する、ブリッジ部分と、
   ブリッジ部分によって受容されるように構成された仕切り部材であって、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に延在する、仕切り部材と、
   を備える副子装置。
2. 中間部分が、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に断面厚さを規定し、ブリッジ部分は中間部分の断面厚さに対して減少した厚さを有する、請求項１に記載の装置。
3. ブリッジ部分が、中間部分の内向き表面から外向き表面に向かって断面厚さが減少し、中間部分およびブリッジ部分はこれにより、仕切り部材を内部に受容するように構成されたブリッジチャネルを画定する、請求項２に記載の装置。
4. ブリッジ部分が、その長さの一部に沿って穿孔を画定し、仕切り部材は、ブリッジ部分によって保持されるように、穿孔と係合するように構成されている、請求項１に記載の装置。
5. 中間部分が、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に中間部分断面厚さを規定し、第１および第２安定化部分は各々、中間部分のそれぞれの側面から延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間にそれぞれの第１および第２安定化部分断面厚さを規定し、ブリッジ部分は、中間部分断面厚さもしくは第１または第２安定化部分断面厚さに対して減少した厚さを有する、請求項１に記載の装置。
6. ブリッジ部分が、中間部分もしくは第１または第２安定化部分断面の内向き表面から外向き表面に向かって厚さが減少し、中間部分、第１または第２安定化部分、およびブリッジ部分はこれにより、仕切り部材を内部に受容するように構成されたブリッジチャネルを画定する、請求項５に記載の装置。
7. 副子体と係合し、Ｕチャネルの外向きに延在する取付部分をさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. 第１および第２安定化部分のうちの１つが１つ以上の逃がし口を画定し、１つ以上の逃がし口は、対象物の周りに副子体を係合させて副子体が対象物に向けて付勢すると、仕切り部材が対象物と係合することによって、Ｕチャネル内に配置された接着剤が、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に分離するように、仕切り部材と協働し、余分な接着剤はすべて１つ以上の逃がし口を通じてＵチャネルから逃がされる、請求項１に記載の装置。
9. 手術ロボットの案内システムとともに使用するための副子装置を実現する方法であって、副子装置は、対向する側面を有する横方向に延在する中間部分と、中間部分の対向する側面から延在する第１および第２安定化部分と、を含み、中間部分ならびに第１および第２安定化部分は、縦方向に延在するＵチャネルを画定する副子体を形成するために協働し、副子体の中間部分、または中間部分ならびに第１および第２安定化部分のうちの１つは、Ｕチャネルに沿って縦に延在するブリッジ部分を画定し、前記方法は、
   仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップであって、仕切り部材は、第１および第２安定化部分の間で、ブリッジ部分からＵチャネルの中に向かって内向きに、およびＵチャネルに沿って縦方向に延在する、ステップと、
   副子体によって画定されたＵチャネル内で接着剤を副子体と係合させるステップと、
   副子体のＵチャネルを対象物の周りに係合させ、仕切り部材が対象物と係合して、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて副子体を付勢するステップと、
   を備える方法。
10. 中間部分が、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に断面厚さを規定し、ブリッジ部分が、中間部分の内向き表面から外向き表面に向かって中間部分の断面厚さに対して減少した厚さを有し、中間部分およびブリッジ部分はこれによりブリッジチャネルを画定し、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップが、仕切り部材をブリッジチャネル内に挿入するステップを備える、請求項９に記載の方法。
11. ブリッジ部分が、その長さの一部に沿って穿孔を画定し、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップが、仕切り部材がブリッジ部分によって保持されるように、仕切り部材を穿孔と係合させるステップを備える、請求項９に記載の方法。
12. 中間部分が、側面の間に延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間に中間部分断面厚さを規定し、第１および第２安定化部分は各々、中間部分のそれぞれの側面から延在して対向する内向きおよび外向き表面を含み、内向きおよび外向き表面はその間にそれぞれの第１および第２安定化部分断面厚さを規定し、ブリッジ部分が、中間部分もしくは第１または第２安定化部分断面の内向き表面から外向き表面に向かって厚さが減少し、中間部分、第１または第２安定化部分、およびブリッジ部分はこれによりブリッジチャネルを画定し、仕切り部材をブリッジ部分と係合させるステップは、仕切り部材をブリッジチャネル内に挿入するステップを備える、請求項９に記載の方法。
13. 取付部分がＵチャネルの外向きに延在するように、取付部分を副子体と係合させるステップを備える、請求項９に記載の方法。
14. 第１および第２安定化部分のうちの１つが１つ以上の逃がし口を画定し、副子体のＵチャネルを対象物の周りに係合させるステップは、副子体のＵチャネルを対象物の周りに係合させ、対象物と係合している仕切り部材が、第１安定化部分と係合したその第１部分および第２安定化部分と係合したその第２部分に接着剤を分離させるように、対象物に向けて副子体を付勢するステップを備え、余分な接着剤はすべて１つ以上の逃がし口を通じてＵチャネルから逃がされる、請求項９に記載の方法。

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