JP2024506241A - ロボットハンドヘルド手術器具システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

ツールと共に使用するためのロボット器具を備えるシステムが提供される。幾つかのバージョンにおいて、ロボット器具は、ユーザによって保持されるためのハンドヘルド部分と、ツールを支持するためにハンドヘルド部分に可動に結合されたツール支持体と、を備える。ロボット器具は、ツール支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられ、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してツール支持体を移動させるように構成された、アクチュエータアセンブリをさらに含む。ロボット器具は、ハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材を含んでよい。ツール支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、ハンドル整列部材の少なくとも一部と、ツールによって画定されたツール平面とが整列させられる。

Description

本開示は、概して、ロボットハンドヘルド手術器具システムおよび使用方法に関する。

患者から組織を切除するときに手術ツールを拘束するために物理的切断ガイドが使用される。幾つかの場合、物理的切断ガイドは、交換インプラントを受け入れるために関節を準備する目的でこのような手術ツールを拘束する。物理的切断ガイドを患者に位置決めしかつ固定するために必要とされる時間は、手術手順を行うために必要とされる時間全体のかなりの部分を表す可能性がある。

ジグを適切に整列させかつ固定し、患者から組織を切除するために使用される手術ツールの位置および／または向きを追跡するために、ナビゲーションシステム（トラッキングシステムとも呼ばれる）を使用することができる。追跡システムは、通常、ツールおよび切除される組織に関連した１つまたは複数のトラッカを使用する。次いで、切除される組織の所望の切断経路に対するツールの現在位置を決定するために、ディスプレイがユーザによって見られることができる。ディスプレイは、ツールの進行を視覚化するためにユーザが組織および手術部位から目を離すことを必要とする形式で配置され得る。これは、手術部位に集中することからユーザを逸らす可能性がある。また、ユーザがツールを所望の形式で配置することが困難であり得る。

ロボット支援手術は、通常、６つの自由度（ＤＯＦ）において動くことができるロボットアームを備える大型ロボットに依存する。これらの大型ロボットは、手術室において運転および操作することが面倒であり得る。

さらに、ツールを所望の標的物体に整列させるためにアクチュエータを使用するロボットハンドヘルド手術器具は、調節可能性の範囲が制限されている。したがって、オペレータは、器具を所望の標的物体と整列させるために、所望の標的物体の所定の距離および／または角度内にこれらの器具を保持する必要がある。しかしながら、オペレータが、手順中の与えられた瞬間に器具がどれだけの調節可能性を有するかを認識することは困難である。

したがって、これらの課題のうちの１つまたは複数を解決するためのシステムおよび方法が必要とされている。

本開示の１つの態様は、ハンドヘルド手術ロボットシステムを含む。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分と、ハンドヘルド部分に可動に結合されかつブレード平面を規定するブレードマウントを含むブレード支持体と、ブレード支持体に取外し可能に結合されかつブレード平面に配置されたソーブレードと、を含む。ソーブレードは、長手方向軸線および横方向軸線を規定している。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ブレード支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリも含む。アクチュエータアセンブリは、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成されている。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、さらに、ハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材を含む。ハンドル整列部材は、ブレードマウントに向かって延びるハンドル整列突出部を含み、ハンドル整列突出部の少なくとも一部は、ソーブレードの長手方向軸線および横方向軸線に対して斜めであり、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有する場合、ハンドル整列突出部の一部およびブレード平面は整列させられている。

アクチュエータアセンブリは複数のアクチュエータを含み、複数のアクチュエータのそれぞれは、ブレード支持体をハンドヘルド部分に対して移動させるために第１の位置と第２の位置との間で移動するように構成されている。ホームポジションは、複数のアクチュエータのそれぞれの第１の位置と第２の位置との間の中間点であってよく、ブレード支持体は、複数のアクチュエータのうちの少なくとも２つがホームポジションにあるときに最適な運動範囲を有する。

ハンドヘルド部分が、最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ブレード平面とハンドル整列突出部とは整列していない場合があり、ハンドヘルド部分が、ブレード支持体に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する。

アクチュエータアセンブリは、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のピッチ、高さおよびロールのうちの少なくとも１つを調整するように構成されている。ブレード平面に対するハンドル整列突出部の第１の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のピッチ関係、第１の高さ関係および第１のロール関係のうちの少なくとも１つの視覚的指示を提供してよい。したがって、第１の空間的配列は、ハンドル整列突出部とブレード平面とが整列しており、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供する。ブレード平面に対するハンドル整列突出部の第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のピッチ関係、第２の高さ関係および第２のロール関係のうちの少なくとも１つの視覚的指示を提供する。したがって、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分が、ブレード支持体に対して、ブレード支持体に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する。

第１の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のピッチ関係の視覚的指示を提供してよく、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のピッチ関係の視覚的指示を提供してよい。アクチュエータがハンドヘルド部分に対するブレード支持体をピッチすると、第２のピッチ関係は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のピッチの視覚的指示を提供し、ハンドル整列突出部の第１の部分は、ピッチの方向において長手方向軸線に沿ってハンドル整列突出部の第２の部分よりもブレード平面から離れている。

第１の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１の高さ関係の視覚的指示も提供してよく、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２の高さ関係の視覚的指示も提供してよい。したがって、第２の高さ関係は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の高さの視覚的指示を提供し、ハンドル整列突出部は、高さの方向において少なくとも部分的にブレード平面よりも上または下にある。

第１の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のロール関係の視覚的指示をさらに提供してよく、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のロール関係の視覚的指示をさらに提供してよい。したがって、第２のロール関係は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のロールの視覚的指示を提供し、ハンドル整列突出部の横方向部分は、ロールの方向においてハンドル整列突出部の中央部分よりもブレード平面から遠い。

ハンドヘルド手術ロボットシステムは、第１のハンドル整列部材とは別個の位置においてハンドヘルド部分から延びる第２のハンドル整列部材を含んでよく、第２のハンドル整列部材は、ブレードマウントに向かって延びる第２のハンドル整列突出部を含み、第２のハンドル整列突出部の少なくとも一部は、ソーブレードの長手方向軸線および横方向軸線に対して斜めである。上記と同様に、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、第１のハンドル整列突出部および第２のハンドル整列突出部はブレード平面と整列させられている。

ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ブレード支持体から延びるツール整列部材もさらに含んでよい。ツール整列部材は、ブレードマウントに向かって延びるツール整列突出部を含み、ツール整列突出部の少なくとも一部は、ソーブレードの長手方向軸線および横方向軸線に対して斜めである。ツール整列突出部は、ツール整列エッジを規定してよく、ハンドル整列部材は、ソーブレードの長手方向軸線および横方向軸線に対して斜めのハンドル整列エッジを規定している。ツール整列エッジは、ブレード支持体がハンドヘルド部分と整列させられているときにツール整列エッジがハンドル整列エッジからずれておりかつハンドル整列エッジに対して平行であるように規定されてよい。ハンドヘルド部分が、最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ツール整列突出部とハンドル整列突出部とは整列していなくてよく、ハンドヘルド部分が、ブレード支持体に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する。

ハンドル整列突出部およびツール整列突出部は、第１の視覚的印および第２の視覚的印を含んでよく、第１の視覚的印は、第２の視覚的印から視覚的に識別可能である。ハンドル整列突出部の第１の視覚的印およびツール整列突出部の第１の視覚的印は、ツール整列突出部とハンドル整列突出部とが整列させられているときに整列させられてよく、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供する。ハンドル整列突出部の第１の視覚的印およびツール整列突出部の第１の視覚的印は、ツール整列突出部とハンドル整列突出部とが整列していないときには整列していなくてよく、ハンドヘルド部分が、ブレード支持体に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する。第１の視覚的印は第１の色であってよく、第２の視覚的印は第２の色である。

本開示の別の態様は、ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムを含む。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分と、ハンドヘルド部分に可動に結合されかつツール支持平面を規定するツール支持体と、ツール支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリとを含む。アクチュエータアセンブリは、複数の自由度においてツール支持体をハンドヘルド部分に対して移動させるように構成されている。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分から延びたハンドル整列部材をさらに含み、ハンドル整列部材はハンドルフック形部分を含む。ハンドルフック形部分およびツール支持平面は、ツール支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するときに整列させられる。

本開示のさらに別の態様は、ハンドヘルド手術ロボットシステムを含む。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分と、ハンドヘルド部分に可動に結合されかつツール支持平面を規定したツール支持体と、ツール支持体に取外し可能に結合されたツールとを含む。ツールは、長手方向軸線および横方向軸線を規定している。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ツール支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリも含む。アクチュエータアセンブリは、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してツール支持体を移動させるように構成されている。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分から延びたハンドル整列部材をさらに含み、ハンドル整列部材は、ツール支持体に向かって延びるハンドル整列突出部を含み、ハンドル整列突出部の少なくとも一部は、長手方向軸線に対して０度よりも大きく、９０度よりも小さい角度で配置されている。ツール支持体がハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、ハンドル整列突出部の一部とツール支持平面とは整列している。

本開示のさらに別の態様は、ツールを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムを含む。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分と、ハンドヘルド部分に可動に結合されたツール支持体とを含む。ツール支持体は、ツール平面を規定するツールを支持するように構成されている。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ツール支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリも含む。アクチュエータアセンブリは、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してツール支持体を移動させるように構成されている。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材をさらに含む。ハンドル整列部材は、第１のハンドル支持アーム端部と第２のハンドル支持アーム端部との間に延びるハンドル支持アームを含む。ハンドル支持アームは、第１のハンドル支持アーム端部に結合されかつハンドヘルド部分に取外し可能に結合されたハンドル結合部分を含む。ハンドル整列部材は、第２のハンドル支持アーム端部に結合されたハンドル整列部材マウントおよびハンドル整列部材マウントに結合されたハンドル整列指示部材も含む。ハンドル結合部分は、ハンドル整列部材をハンドヘルド部分に結合するために、ハンドヘルド部分に配置された対応する結合部材に結合されるように構成されたハンドル結合部材を含んでよい。

本開示の別の態様は、ハンドヘルド手術ロボットシステムのツール支持体に対するハンドヘルド手術ロボットシステムのハンドヘルド部分のポーズの視覚的指示を提供するための、ハンドヘルド手術ロボットシステムと共に使用されるように構成された機械的整列装置を含む。機械的整列装置は、第１の支持アーム端部と第２の支持アーム端部との間に延びる支持アームを含む。支持アームは、第１の支持アーム端部に結合され、ハンドヘルド手術ロボットシステムのハンドヘルド部分およびツール支持体のうちの１つに取外し可能に結合されるように構成された、結合部分を含む。機械的整列装置は、第２の支持アーム端部に結合された整列部材マウントおよび整列部材マウントに結合された整列指示部材も含む。

本開示の追加的な態様は、ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムを含む。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分も含む。システムは、ハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体も含む。ブレード支持体は、ソーブレードを支持するように構成されている。システムは、ブレード支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリも含む。アクチュエータアセンブリは、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成されている。システムは、ブレード支持体に結合されかつブレード支持体から延びるツール整列部材およびハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材も含み、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対する所望の運動範囲を有するとき、ツール整列部材の少なくとも一部とハンドル整列部材の少なくとも一部とは整列させられる。

本開示の別の態様は、ソーブレードを支持するためのハンドヘルドロボットシステムを含む。ハンドヘルドロボットシステムは、ハンドヘルド部分も含む。システムは、ソーブレードを支持するためにハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体も含む。システムは、ブレード支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリも含む。アクチュエータアセンブリは、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成されている。システムは、ブレード支持体に結合されかつブレード支持体から両側に延びる第１のツール整列部材および第２のツール整列部材も含む。システムは、ハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びる第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材も含み、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材は、それぞれ第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と整列させられる。

本開示のさらに別の態様は、ハンドヘルドロボットシステムと共に使用するための視覚的指示システムを含む。視覚的指示システムは、ブレード支持体およびハンドヘルド部分に結合され、ブレード支持体とハンドヘルド部分との間に延びるシュラウドを含み、シュラウドは、複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つを包囲している。シュラウドは、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のポーズの視覚的指示を提供するために、ブレード支持体とハンドヘルド部分とが互いに整列していないとき互いに対して移動するように構成された少なくとも２つのシュラウドランドマークを規定している。

本開示の別の態様は、ソーブレードを支持するためのハンドヘルドロボットシステムを含む。ハンドヘルドロボットシステムは、ハンドヘルド部分と、ソーブレードを支持するためにハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体とを含む。システムは、ブレード支持体とハンドヘルド部分とを動作可能に相互接続し、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成された、複数のアクチュエータも含む。システムは、ブレード支持体上の光源も含む。システムは、ブレード支持体に結合され、ブレード支持体から両側に延びる、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材も含む。システムは、ハンドヘルド部分に結合され、ハンドヘルド部分から延びる、第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材も含む。ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材は、それぞれ第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と整列させられる。ブレード支持体およびハンドヘルド部分が切断平面との指定された整列範囲内にあることを示すために、ブレード支持体が所望の運動範囲を有するときに光源が点灯される。

本開示の別のさらなる態様は、ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムを含む。ハンドヘルド手術ロボットシステムは、ハンドヘルド部分を含む。システムは、ハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体も含む。ブレード支持体は、ソーブレードを支持するように構成されている。システムは、ブレード支持体とハンドヘルド部分とを動作可能に相互接続する複数のアクチュエータも含み、複数のアクチュエータは、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成されている。システムは、ブレード支持体に結合されかつブレード支持体から延びるツール整列部材およびハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材をさらに含み、ハンドル整列部材はハンドヘルド部分に取外し可能に接続されている。

本開示の追加的な態様は、複数の標的平面に従って解剖学的構造を治療するための手術システムを含む。手術システムは、ソーブレードを含む器具と、ハンドヘルド部分と、複数のアクチュエータを含んでよいアクチュエータシステムと、ソーを支持しかつソーを移動させるためのブレード支持体と、を含む。複数のアクチュエータは、ブレード支持体とハンドヘルド部分との間に延びており、ブレード支持体は、ソーマウントに結合されたソー駆動モータを含んでよい。システムは、ナビゲーションシステムおよびブレード支持体に結合されるためのトラッカも含み、トラッカは、現在のツール平面を決定するように構成されておりかつトラッカフレームを含み、少なくとも６つの光学マーカがトラッカフレームに結合されている。トラッカフレームは少なくとも２つの面を含み、少なくとも２つの面は互いに非平面であり、少なくとも３つから６つまでの光学マーカのうちの少なくとも３つが、少なくとも２つの面のそれぞれに結合されている。システムは、ナビゲーションシステムおよびトラッカと通信する制御システムも含み、制御システムは、現在のツール平面を複数の標的平面のうちの少なくとも１つと整列させるためにアクチュエータシステムを制御するように構成されている。

本開示の別の追加的な態様は、ハンドヘルドロボット器具と、ソーブレードと、ハンドヘルド部分と、複数のアクチュエータを含むアクチュエータシステムと、ソーを支持しかつソーを移動させるためのブレード支持体とを含む手術システムを制御する手術方法を含む。手術方法は、ツールトラッカおよびナビゲーションシステムによって現在のツール平面を決定することと、トラッカ上の入力装置によって複数の標的平面のうちの１つを選択することと、現在の平面を選択された標的平面と一列に配置するように複数のアクチュエータによってツール支持体を調整することと、を含む。制御することは、入力装置によって複数の標的平面のうちの異なる１つを選択することも含む。

本開示の最後の態様は、手術ソーを追跡するための手術器具トラッカを含む。手術器具トラッカは、ソーの近位部分を受容するための器具係合開口を画定したトラッカフレームを含み、ソートラッカフレームはマウントを含む。トラッカは、トラッカフレームに結合された少なくとも６つの光学マーカも含み、トラッカフレームは少なくとも２つの面を含み、少なくとも２つの面は互いに非平面であり、少なくとも３つから６つまでの光学マーカのうちの少なくとも３つが、少なくとも２つの面のそれぞれに結合されている。ソートラッカのマウントがアクセサリマウントに結合されているとき、トラッカフレームはアクセサリマウントを少なくとも部分的に包囲する。

本開示の利点は、容易に認められるであろう。なぜならば、本開示の利点は、添付の図面に関連して検討された場合に以下の詳細な説明を参照することによってより理解されるからである。

ロボットシステムの斜視図である。 人工膝関節インプラントを受容するために大腿骨に５つの平面を切断するために使用されるロボット機器の斜視図である。 ロボット器具の様々なピッチ配向の図である。 ロボット器具の様々なピッチ配向の図である。 ロボット器具の様々なピッチ配向の図である。 ロボット器具の様々なロール配向の図である。 ロボット器具の様々なロール配向の図である。 ロボット器具の様々なロール配向の図である。 ロボット器具の様々なｚ軸並進位置の図である。 ロボット器具の様々なｚ軸並進位置の図である。 ロボット器具の様々なｚ軸並進位置の図である。 ハンドヘルド部分に対するツール支持体の１つの特定のポーズを示すロボット器具の正面斜視図である。 制御システムのブロック図であり、様々なソフトウェアモジュールも示している。 ロボット器具の後側斜視図である。 ロボット器具の側面図である。 ハンドヘルドロボット手術システムの様々な変換の概略図である。 ロボット器具の部分的な断面図である。 案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図１２の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図１２の案内アレイを含むロボット器具の上面図である。 図１２の案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図１２の案内アレイを含むロボット器具の分解された後側斜視図である。 第１の空間的構成で配置された図１２の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 所定のピッチ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図１８のピッチ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図１８のピッチ関係で配置された第１の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図１８のピッチ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 所定のロール関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図２２のロール関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図２２のロール関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 所定の高さ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図２５の高さ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図２５の高さ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図２５の高さ関係で配置された案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 案内アレイの別の構成を含むロボット器具の後側斜視図である。 ハンドル整列部材がロボット器具から取り外された、図２９の案内アレイを含むロボット器具の前側斜視図である。 ハンドル整列部材がロボット器具に取り付けられた、図２９の案内アレイを含むロボット器具の前側斜視図である。 第１の空間的構成で配置された図２９の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 案内アレイのさらに別の構成を含むロボット器具の後側斜視図である。 第１の空間的構成で配置された図３３の案内アレイを含むロボット器具のさらに別の構成の後側斜視図である。 案内アレイのさらなる構成を含むロボット器具の後側斜視図である。 図３５の案内アレイを含むロボット器具のさらなる構成の側面図である。 第１の空間的構成で配置された図３５の案内アレイを含むロボット器具のさらに別の構成の後側斜視図である。 案内アレイの追加的構成を含むロボット器具の後側斜視図である。 第１の空間的構成で配置された図３８の案内アレイを含むロボット器具の追加的構成の後側斜視図である。 第１の視覚的印を含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 異なる空間的向きにおける、図４０のロボット器具の構成の別の後側斜視図である。 発光体を含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 異なる空間的構成における、図４２のロボット器具の構成の別の後側斜視図である。 シュラウドを含むロボット器具の構成の前側斜視図である。 シュラウドと、ロボット器具から間隔を空けられたシュラウド整列部材とを含む、ロボット器具の構成の部分的な前側斜視図である。 シュラウドを含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 第１の位置に配置されたシュラウドを含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 第２の位置に配置されたシュラウドを含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 代替的な第２の位置に配置されたシュラウドを含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 代替的な第２の位置に配置されたシュラウドを含むロボット器具の構成の後側斜視図である。 ロボット器具のツールトラッカの後側斜視図である。 ハンドヘルド部分に対するツール支持体の潜在的な運動範囲を示すロボット器具の側面図である。 ハンドヘルド部分に対するツール支持体の潜在的な運動範囲を示すロボット器具の正面図である。 案内アレイのさらに別の実施形態を含むロボット器具の後側斜視図である。 図５４の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図５４の案内アレイを含むロボット器具の上面図である。 第１の空間的構成で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図５４の案内アレイを含むロボット器具の分解された後側斜視図である。 所定のピッチ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図５９のピッチ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図５９のピッチ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図５９のピッチ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 所定のロール関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図６３のロール関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図６３のロール関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図６３のロール関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 所定の高さ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 図６７の高さ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の別の後側斜視図である。 図６７の高さ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図６７の高さ関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 別の空間的関係で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の側面図である。 図７１の構成で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の後面図である。 図７１の構成で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の第１の後側斜視図である。 図７１の構成で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の前側斜視図である。 図７１の構成で配置された図５４の案内アレイを含むロボット器具の第２の後側斜視図である。 第１の空間的関係で配置されかつ視覚的印を含む図５４の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 第２の空間的関係で配置されかつ視覚的印を含む図５４の案内アレイを含むロボット器具の後側斜視図である。 案内アレイおよびトラッカの１つの構成を含むロボット器具の別の構成の前側斜視図である。 図７８のロボット器具の後側斜視図である。 案内アレイの１つの構成の分解図である。 ハンドル整列部材の１つの構成の分解図である。 図８１のハンドル整列部材の部分的な斜視断面図である。 図８１のハンドル整列部材の別の部分的な斜視断面図である。 案内アレイの別の構成を含むロボット器具のさらに別の構成の後側斜視図である。 案内アレイのさらに別の構成を含むロボット器具のさらなる構成の後側斜視図である。 制御システムと通信するトラッカの概略図である。

〔概要〕
図１を参照すると、ロボットシステム１０が示されている。患者１２が人工膝関節インプラントＩＭを受容することができるように患者１２の大腿骨Ｆおよび脛骨Ｔの部分を切除するために患者１２に人工膝関節全置換術を行うロボットシステム１０が示されている。ロボットシステム１０は、硬組織／軟組織除去を必要とする手順またはその他の形式の治療を含む、その他のタイプの手術手順を行うために使用されてよい。例えば、治療は、組織を切断する、組織を凝固させる、組織を焼灼する、組織をステープルで固定する、組織を縫合する等を含んでよい。幾つかの例において、手術手順は、膝手術、股関節手術、肩関節手術、脊椎手術および／または足関節手術を含み、膝インプラント、股関節インプラント、肩関節インプラント、脊椎インプラントおよび／または足関節インプラントなどの手術インプラントによって置換される組織を除去することを含んでよい。本明細書に開示されるロボットシステム１０および技術は、外科的または非外科的なその他の手順を行うために使用されてよく、ロボットシステムが利用される工業的用途またはその他の用途において使用されてよい。

図１および図２を参照すると、ロボットシステム１０は器具１４を含む。幾つかの例において、ユーザは、（図１に示したように）器具１４を手で保持し、支持する。幾つかの例において、ユーザは、器具が少なくとも部分的にまたは完全に、受動的アーム（例えば、ロッキングジョイントを備えるリンクアーム、重量釣り合いアーム）、能動的アームおよび／または同様のものなどの補助装置によって支持されながら、器具１４を手で保持してよい。図１および図２に最も良く示したように、器具１４は、ユーザおよび／または補助装置によって手で掴まれるおよび／または支持されるためのハンドヘルド部分１６を備える。

器具１４は、手順の間にツールの重量がユーザの手のみによって支持されるように、例えば、材料の物理的除去を行いながら人間のユーザによって保持されるように構成されたガイドアームを用いることなくユーザによって自由に移動および支持されてよい。言い換えれば、器具１４は、ユーザの手が重力に抗して器具１４を支持するように保持されるように構成されてよい。器具１４は、８ｌｂｓ．以下、６ｌｂｓ．以下、５ｌｂｓ．以下または３ｌｂｓ．以下の重量であってよい。器具１４は、ＡＮＳＩ／ＡＡＭＩ ＨＥ７５：２００９に対応する重量を有してよい。器具１４は、ツール２０を受容するためのツール支持体１８も備える。幾つかの例において、ツール２０がソーブレード３８０である場合、ツール支持体１８はブレード支持体と呼ばれてよい。器具１４を操作する方法は、ユーザが、受動的アームまたはロボットアームからのいかなる支援もなく器具１４の重量を吊るすことを含んでよい。代替的に、ユーザが器具の全重量を支持しなくてもよいように、器具１４の重量は、釣り合った受動的アーム、補助装置または能動的なロボットアームの使用により支持されてよい。このような場合、ユーザは、器具１４と相互作用しかつ／または器具１４を案内するために、ハンドヘルド部分１６を依然として掴んでよい。受動的アームおよびＫａｎｇ他への米国特許第９，０６０，７９４号の内容は、引用により本明細書に組み込まれる。さらに、ロボットシステム１０は、幾つかの例において、直列に２つ以上のジョイントを有するロボットアームを有さなくてよい。

ツール２０は、さらに以下で説明されるロボットシステム１０のある操作において解剖学的構造と相互作用するためにツール支持体１８に結合する。ツール２０は、エンドエフェクタと呼ばれてもよい。必要なときに新たな／異なるツール２０を取り付けることができるように、ツール２０はツール支持体１８から取外し可能であってよい。ツール２０は、ツール支持体１８に永久に固定されていてもよい。ツール２０は、患者１２の組織と接触するように設計されたエネルギアプリケータを備えてよい。幾つかの例において、ツール２０は、図１および図２に示したようなソーブレード、またはその他のタイプの切断アクセサリであってよい。このような例において、ツール支持体１８は、ブレード支持体と呼ばれてよい。ブレード支持体が言及されたあらゆる例において、「ツール支持体」という用語が代用されてもよく、またその逆であってもよいことが認められるべきである。しかしながら、引用により本明細書に組み込まれる、Ｂｏｚｕｎｇへの米国特許第９，７０７，０４３号の内容などのその他のツールが検討されてもよい。幾つかの例において、ツール２０は、ドリルビット、超音波振動チップ、バー、ステープラ等であってよい。ツール２０は、引用により本明細書に組み込まれるＷａｌｅｎ他への米国特許第９，８２０，７５３号または米国特許第１０，６８７，８２３号に示されるようなブレードの振動を生じるためのブレードアセンブリおよび駆動モータを備えてよい。このような駆動構成要素は、駆動モータＭからの回転運動をツール２０の振動に変換するために駆動モータＭに結合されたトランスミッションＴＭを備えてよい。

２０２０年７月１５日に出願された、「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｈａｎｄｈｅｌｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称のＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０４２１２８に記載されたシステムおよび方法も、引用により本明細書に組み込まれる。

ユーザがハンドヘルド部分１６を保持する間、ツール２０を所望の位置および／または向き（例えば、切除の間の大腿骨Ｆおよび／または脛骨Ｔに対する所望のポーズ）に配置することを支援するロボット運動を提供するために、１つまたは複数のアクチュエータ２１，２２，２３を含むアクチュエータアセンブリ４００が、ツール支持体１８をハンドヘルド部分１６に対して３つの自由度において移動させる。アクチュエータアセンブリ４００は、並列、直列、またはその組合せにおいて配置されたアクチュエータ２１，２２，２３を含んでよい。幾つかの例において、アクチュエータ２１，２２，２３は、ハンドヘルド部分１６に対して３つ以上の自由度においてツール支持体１８を移動させる。幾つかの例において、アクチュエータアセンブリ４００は、ピッチおよびｚ軸並進などの少なくとも２つの自由度においてツール支持体１８をハンドヘルド部分１６に対して移動させるように構成されている。幾つかの例において、本明細書に示したように、アクチュエータ２１，２２，２３は、ツール支持体１８および関連するツール支持体座標系ＴＣＳを、ハンドヘルド部分１６およびその関連するベース座標系ＢＣＳに対して３つの自由度においてのみ移動させる。例えば、ツール支持体１８およびそのツール支持体座標系ＴＣＳは、ピッチ運動を提供するためにそのｙ軸を中心に回転し、ロール運動を提供するためにｘ軸を中心に回転し、ｚ軸並進運動を提供するためにベース座標系ＢＣＳのｚ軸と一致する軸Ｚに沿って並進してよい。ピッチ、ロールおよびｚ軸並進における許容された運動は、図２ならびに図３Ａ～図３Ｃ、図４Ａ～図４Ｃおよび図５Ａ～図５Ｃの概略図における矢印によってそれぞれ示されている。図６は、器具１４の運動範囲内のツール支持体１８のポーズおよびハンドヘルド部分１６のポーズの一例を提供する。幾つかの例において、図示されていないが、アクチュエータは、ツール支持体１８をハンドヘルド部分１６に対して４つ以上の自由度において移動させてよい。

再び図２を参照すると、受動的リンク２６を有する制約アセンブリ２４は、残りの３つの自由度におけるハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の移動を制約するために使用されてよい。制約アセンブリ２４は、本明細書に記載されているように運動を制約するためにあらゆる適切なリンク（例えば、あらゆる適切な形状または構成を有する１つまたは複数のリンク）を含んでよい。図２に示された例において、制約アセンブリ２４は、ヨー運動を制約するためにベース座標系ＢＣＳのｚ軸を中心とする回転を制約し、ｘ軸並進を制約するためにベース座標系ＢＣＳのｘ軸方向における並進を制約し、ｙ軸並進を制約するためにベース座標系ＢＣＳのｙ軸方向における並進を制約することによって、ツール支持体座標系ＴＣＳの運動を制限するために動作する。アクチュエータ２１，２２，２３および制約アセンブリ２４は、以下にさらに記載されるある状況において、物理的ソー切断ガイドなどの物理的切断ガイドの機能を有効に真似るように制御される。

図７を参照すると、器具制御装置２８またはその他のタイプの制御ユニットが、器具１４を制御するために設けられている。器具制御装置２８は、器具１４の動作およびハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８（およびツール２０）の運動を指示する１つまたは複数のコンピュータまたはあらゆるその他の適切な形式の制御装置を含んでよい。器具制御装置２８は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）および／またはその他のプロセッサ、メモリ、およびストレージ（図示せず）を有してよい。器具制御装置２８には、以下に記載するようにソフトウェアがロードされる。プロセッサは、器具１４の動作を制御するために１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。プロセッサは、あらゆるタイプのマイクロプロセッサ、マルチプロセッサおよび／またはマルチコア処理システムであることができる。器具制御装置２８は、追加的または代替的に、１つまたは複数のマイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、システムオンチップ、ディスクリート回路、および／またはその他の適切なハードウェア、ソフトウェア、または本明細書に記載された機能を実行することができるファームウェアを含んでよい。プロセッサという用語は、あらゆる実施形態を１つのプロセッサに限定することは意図されていない。器具１４は、１つまたは複数のディスプレイおよび／または入力装置（例えば、トリガ、プッシュボタン、フットスイッチ、キーボード、マウス、マイクロフォン（音声作動）、ジェスチャ制御装置、タッチスクリーンなど）を備えるユーザインターフェースＵＩも含んでよい。

制御システム６０は、１つまたは複数のソフトウェアプログラムおよびソフトウェアモジュールをさらに含む。ソフトウェアモジュールは、ロボットシステム１０の制御を支援するためにデータを処理するために、ナビゲーション制御装置３６、器具制御装置２８またはその両方において動作する１つまたは複数のプログラムの一部であってよい。ソフトウェアプログラムおよび／またはモジュールは、制御装置２８，３６の１つまたは複数のプロセッサ７０によって実行されるための、ナビゲーション制御装置３６、器具制御装置２８またはその両方における非一時的メモリ６４に記憶されたコンピュータ可読命令を含む。メモリ６４は、ＲＡＭ、不揮発性メモリなどのあらゆる適切な構成のメモリであってよく、ローカルでまたはリモートデータベースから実装されてよい。追加的に、ユーザに指示するおよび／またはユーザと通信するためのソフトウェアモジュールは、１つまたは複数のプログラムの一部を形成してよく、ナビゲーション制御装置３６、器具制御装置２８またはその両方におけるメモリ６４に記憶された命令を含んでよい。ユーザは、ソフトウェアモジュールと通信するために、ナビゲーションユーザインターフェースＵＩまたはその他のユーザインターフェースＵＩの入力装置のいずれかと相互作用してよい。ユーザインターフェースソフトウェアは、ナビゲーション制御装置３６および／または器具制御装置２８とは別個の装置において動作してよい。

器具制御装置２８は、ツール２０（例えば、切断運動を制御するツール２０の駆動モータＭ）への電量を制御し、（例えば、アクチュエータ２１，２２，２３を制御することによって）ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の動きを制御することなどによって、ツール２０の動作を制御する。器具制御装置２８は、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８およびツール２０の状態（例えば、位置および／または向き）を制御する。器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３によって引き起こされるハンドヘルド部分１６および／または解剖学的構造に対するツール２０の運動の速度（線速度または角速度）、加速度またはその他のデリバティブを制御することができる。

図２に示したように、器具制御装置２８は、ツール支持体１８、および／またはハンドヘルド部分１６またはそれらの組合せに取り付けられた制御ハウジング２９を含んでよく、１つまたは複数の制御基板３１（例えば、１つまたは複数のプリント回路基板および関連する電子部品）が制御ハウジング２９内に配置されている。制御基板３１は、アクチュエータ２１，２２，２３および（例えば、モータ制御装置を介して）駆動モータＭを制御するためのマイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ドライバ、メモリ、センサまたはその他の電子部品を含んでよい。器具制御装置２８は、制御基板３１とデータおよび電力通信するオフボード制御コンソール３３も含んでよい。本明細書に記載されたセンサＳ、アクチュエータ２１，２２，２３、および／または駆動モータＭは、制御基板３１に信号を供給してよく、制御基板３１は、処理のためにコンソール３３へデータ信号を送信し、コンソール３３は、アクチュエータ２１，２２，２３および／または駆動モータＭに電力を供給しかつこれらを制御するために再び制御基板３１に制御コマンド（例えば、電流コマンド、トルクコマンド、速度コマンド、角度コマンド、位置コマンド、またはそれらの組合せ、ならびに様々な制御および構成パラメータ）を供給してよい。処理が制御ハウジングの制御基板において実行されてもよいと考えられる。幾つかの例において、制御アルゴリズムの処理は、コンソールと制御ハウジングとの間で分配されてよい。１つの例において、位置制御および速度制御計算はコンソールにおいてなされてよく、電流制御は、制御ハウスに配置されたフィールドプログラマブルゲートアレイにおいてなされてよい。もちろん、別個の制御ハウジングは不要であること、および／または処理をあらゆる数の異なるロケーションにおいて実行することができることが考えられる。

幾つかのバージョンにおいて、コンソール３３は、アクチュエータ２１，２２，２３および駆動モータＭに電力を供給しかつこれらを制御するための１つのコンソールを含んでよい。幾つかのバージョンにおいて、コンソール３３は、アクチュエータ２１，２２，２３に電力を供給しかつこれらを制御するための１つのコンソールと、駆動モータＭに電力を供給しかつこれを制御するための別個のコンソールとを含んでよい。駆動モータＭに電力を供給しかつこれを制御するための１つのこのようなコンソールは、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｓｏｌｅ ｔｏ ｗｈｉｃｈ Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈａｎｄｐｉｅｃｅｓ ａｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ，ｔｈｅ Ｃｏｎｓｏｌｅ Ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ Ｅｎｅｒｇｉｚｅ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｏｎｅ ａｎｄ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｈａｎｄｐｉｅｃｅｓ」という名称の、２００４年９月３０日に出願された米国特許第７，４２２，５８２号に記載されたものと同様であってよい。フレックス回路としても知られるフレキシブル回路ＦＣは、アクチュエータ２１，２２，２３および／またはその他の構成要素を器具制御装置２８に相互接続してよい。例えば、フレキシブル回路Ｆ_Ｃは、アクチュエータ２１，２２，２３と制御基板３１との間に設けられてよい。その他の形式の接続、有線または無線が、追加的にまたは代替的に、構成要素の間に存在してよい。

再び図１を簡単に参照すると、ロボットシステム１０は、ナビゲーションシステム３２をさらに含む。ナビゲーションシステム３２の一例は、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ Ｎｏｎ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｏｒｓ」という名称の、２０１３年９月２４日に出願された米国特許第９，００８，７５７号に記載されている。ナビゲーションシステム３２は、様々な物体の動きを追跡する。このような物体は、例えば、器具１４、ツール２０、解剖学的構造、例えば、大腿骨Ｆおよび脛骨Ｔを含む。ナビゲーションシステム３２は、（ナビゲーション）ローカライザ座標系ＬＣＬＺに対する各物体の状態情報を収集するためにこれらの物体を追跡する。本明細書において使用される場合、物体の状態は、追跡される物体の位置および／または向き（例えば、その座標系）または位置および向きの均等物／派生物を規定するデータを含むが、これに限定されない。例えば、状態は、物体のポーズであってよく、かつ／または線速度データ、角速度データ等を含んでよい。

ナビゲーションシステム３２は、ナビゲーション制御装置３６および／またはその他のタイプの制御ユニットを収容するカートアセンブリ３４を含んでよい。ナビゲーションユーザインターフェースＵＩは、ナビゲーション制御装置３６と動作通信している。ナビゲーションユーザインターフェースＵＩは１つまたは複数のディスプレイ３８を含む。ナビゲーションシステム３２は、１つまたは複数のディスプレイ３８を使用するユーザに対し、追跡される物体の相対的状態のグラフィック描写を表示することができる。ナビゲーションユーザインターフェースＵＩは、ナビゲーション制御装置３６に情報を入力するためにまたはさもなければナビゲーション制御装置３６のある態様を選択／制御するために１つまたは複数の入力装置をさらに含む。このような入力装置は、インタラクティブタッチスクリーンディスプレイを含む。しかしながら、入力装置は、プッシュボタン、ポインタ、フットスイッチ、キーボード、マウス、マイクロフォン（音声作動）、ジェスチャ制御装置等のうちのいずれか１つまたは複数を含んでよい。幾つかの例において、ユーザは、ポインタに配置されたボタンを使用してよく、これにより、ユーザインターフェースＵＩのアイコンおよびメニューを介してナビゲートし、選択を行い、ロボット手術システム１０を構成しかつ／またはワークフローを通じて前進する。

ナビゲーションシステム３２は、ナビゲーション制御装置３６に結合されたローカライザ４４も含む。１つの例において、ローカライザ４４は、光学ローカライザであり、カメラユニット４６を含む。カメラユニット４６は、１つまたは複数の光センサ５０を収容する外側ケーシング４８を有する。ローカライザ４４は、自己のローカライザ制御装置４９を含んでよく、ビデオカメラＶＣをさらに含んでよい。

ナビゲーションシステム３２は、１つまたは複数のトラッカを含む。幾つかの例において、トラッカは、ポインタトラッカＰＴ、ツールトラッカ５２、第１の患者トラッカ５４、および第２の患者トラッカ５６を含む。図１の例示された例において、ツールトラッカ５２は、器具１４にしっかりと取り付けられており、第１の患者トラッカ５４は、患者１２の大腿骨Ｆにしっかりと取り付けられており、第２の患者トラッカ５６は、患者１２の脛骨Ｔにしっかりと取り付けられている。この例において、患者トラッカ５４，５６は、骨のセクションにしっかりと取り付けられている。トラッカ５２，５４，５６およびポインタトラッカは、それぞれの物体（例えば、骨、ツール）およびナビゲーションシステム３２に手動で、自動でまたはその組合せにより登録される。幾つかの例において、ポインタトラッカＰＴは、ポインタ５７にしっかりと固定されており、解剖学的構造を、ローカライザ座標系ＬＣＬＺを含む１つまたは複数の座標系に登録するために使用されかつ／またはその他の較正および／または登録機能のために使用される。１つの例において、ポインタ５７は、トラッカ５４，５６が取り付けられた骨に患者トラッカ５４，５６をそれぞれ登録し、ツールトラッカ５２（および選択的に５３）をツール支持体１８、ツール２０、ハンドヘルド部分１６またはそれらの組合せに登録するために使用されてよい。幾つかの例において、ポインタトラッカＰＴは、トラッカ座標系に対してトラッカ５２に器具１４のＴＣＰを登録するために使用されてよい。このように、ローカライザ４４が位置を移動させられると、器具１４の登録が、ツールトラッカ５２に対して位置決めされる。しかしながら、トラッカ５２，５４，５６の登録のその他の手段が考えられ、ポインタトラッカＰＴと一緒にまたは別個に実装されてよい。その他のトラッカロケーションも考えられる。

本明細書を通じて、「トラッカに対する骨」または「トラッカに対する器具ＴＣＰ」など、すなわちＬＣＴＺ座標系に対してではなく「トラッカ座標系」に対する、様々な変形が説明される。ローカライザ座標系は、登録及び骨準備の間、中間座標系として使用されてよい。なぜならば、全ての追跡される物体はＬＣＴＺに対して測定されるからである。登録の間、最終的に、様々なローカライザ参照ポーズが数学的に組み合わされ、登録結果は「トラッカに関して」記憶され、これにより、カメラ（すなわちＬＣＴＺ）が移動しても、登録は依然として有効である。

ツールトラッカ５２は、器具１４のあらゆる適切な構成要素に取り付けられてよく、幾つかのバージョンにおいては、ハンドヘルド部分１６、ツール支持体１８、ツール２０へ直接に、またはそれらの組合せに取り付けられてよい。トラッカ５２，５４，５６，ＰＴは、ファスナ、クランプ等、あらゆる適切な形式でそれぞれの構成要素に固定されてよい。例えば、トラッカ５２，５４，５６，ＰＴは、関連する物体に対するそのそれぞれのトラッカの関係（測定値）を決定するための適切な（補助的な）方法が存在する限り、剛性に固定されてよい、柔軟に接続されてよい（光ファイバ）、または物理的に接続されなくてよい（超音波）。トラッカ５２，５４，５６，ＰＴのうちのいずれか１つまたは複数は、能動的マーカ５８を含んでよい。能動的マーカ５８は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでよい。代替的に、トラッカ５２，５４，５６，ＰＴは、カメラユニット４６から放出された光を反射する、反射器などの受動的マーカを有してよい。本明細書に具体的に記載されていないプリントされたマーカまたはその他の適切なマーカが利用されてもよい。

物体を追跡するために様々な座標系が用いられてよい。例えば、座標系は、ローカライザ座標系ＬＣＬＺ、ツール支持体座標系ＴＣＳ、ベース座標系ＢＣＳ、各トラッカ５２，５４，５６，ＰＴに関連した座標系、解剖学的構造に関連した１つまたは複数の座標系、解剖学的構造の術前及び／又は術中の画像（例えば、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像など）および／またはモデル（例えば２Ｄまたは３Ｄモデル）に関連した１つまたは複数の座標系、例えば、インプラント座標系、およびＴＣＰ（ツール中心点）座標系を含んでよい。幾つかの例において、ロボットシステム１０は、標的骨の２Ｄまたは３Ｄモデルを形成するために術前および／または術中イメージングに依存しない。むしろ、ロボットシステムは、イメージレスシステムにおいて使用されてよく、このイメージレスシステムは、標的解剖学的構造を登録するためにポインタトラッカＰＴを使用し、様々な解剖学的ランドマークを捕捉し、様々な解剖学的ランドマークは次いで制御システム６０によって処理され、捕捉されたデータと一致するように公称骨モデルをモーフィングする。その他の例において、患者の標的領域を画像化し、次いで、２Ｄおよび／または３Ｄ画像を標的骨の３Ｄモデルに変換するために、術前および術中イメージングが使用される。ロボット手術システム１０が、標的手術領域の３Ｄモデルを生成する際に画像化手順とイメージレス手順との組合せを使用し得ることも考えられる。１つの例示的なシステムは、引用により本明細書に組み込まれる米国特許第８，６１７，１７４号に記載されている。様々な座標系における座標は、座標系の間の関係を確立するとき、例えば、登録、較正、幾何学的関係、測定などを介して、変換を使用して他の座標系に変換されてよい。

図２に示したように、幾つかの例において、ＴＣＰは、ツール２０の遠位端部に規定されたＴＣＰ座標系の所定の基準点または原点である。ツール２０の幾何学的構造は、ＴＣＰ座標系および／またはツール支持体座標系ＴＣＳに関して規定されてよい。ツール２０は、ＴＣＰ座標系および／またはツール支持体座標系ＴＣＳに対して規定され、器具１４、ナビゲーションシステム３２、器具制御装置２８、またはそれらの組合せの制御ハウジング２９における制御基板３１の不揮発性メモリに記憶された、１つまたは複数の幾何学的特徴、例えば、外周、円周、半径、直径、幅、長さ、高さ、体積、面積、表面／平面、（いずれか１つまたは複数の軸線に沿った）モーションエンベロープの範囲等を含んでよい。例えば、ツール２０は、ツールの長さを延長する長手方向軸線９１０（図６８参照）を規定してよく、ツールの幅を横切って延びる横方向軸線９１２を規定してよい。ツール中心点（ＴＣＰ）は、別の例において、ツール２０において規定された、所定の基準点および対応する座標系である。ＴＣＰは、他の座標系に対する既知の、または計算されることができる（すなわち必ずしも静的ではない）ポーズを有する。ＴＣＰ座標系は、ＴＣＰのポーズを規定する原点及び軸線（例えば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）のセットを含む。ＴＣＰを追跡する（またはＴＣＰのポーズを知る）ことにより、システム１０は、ＴＣＰのポーズおよびＴＣＰと器具１４の特徴との間の既知の位置関係に基づいて器具１４の位置および向きを計算してよい。幾つかの例において、ツール２０は、ツール平面（例えば、ソーブレードのための）を有し、このツール平面は、例示の簡便性および容易性のために説明されるが、ツール２０をあらゆる特定の形式に限定することは意図されていない。例えば、ツール支持体１８は、ブレード平面ＢＰを規定するツールマウント１８ａを含んでよい。ツール２０を仮想的に表すために、ポイント、プリミティブ、メッシュ、その他の３Ｄモデル等を使用することができる。ＴＣＰ座標系の原点は、ツール２０のバーの球中心またはソーブレード２７の遠位端部に配置されてよく、これにより、ＴＣＰ座標系は、ツール２０の遠位先端における原点に対して追跡される。代替的に、ＴＣＰは、複数の追跡点を使用して追跡されてよい。ＴＣＰは、ツール２０の構成に応じて様々な形式で規定されてよい。器具は、ジョイント／モータエンコーダ、またはあらゆるその他の非エンコーダ位置検出方法を使用してよく、したがって、制御システム６０は、ハンドヘルド部分１６及びＢＣＳに対するＴＣＰのポーズおよび／または位置を決定してよい。ツール支持体１８は、ＴＣＰポーズを決定するためにジョイント測定を使用してよい及び／又はＴＣＰポーズを直接測定するための技術を使用することができる。ツール２０の制御は、中心点に限定されない。例えば、ツール２０を表すために、あらゆる適切なプリミティブ、メッシュ等を使用することができる。座標系とは反対に、ＴＣＰは代替的にポイントとして規定されてよいことが認められるべきである。ＴＣＰ座標系は、ソーブレードまたはその他のツールのポーズを決定すると、ツールの所要の基準点または幾何学的態様を計算することを可能にする。

ＴＣＰ座標系、ツール支持体座標系ＴＣＳおよびツールトラッカ５２の座標系は、ツール２０の構成に応じて様々な形式で規定されてよい。例えば、ポインタ５７は、以下のためにツール支持体１８および／またはツール２０において較正ディボットＣＤと共に使用されてよい：ツールトラッカ５２の座標系に対するツール支持体座標系ＴＣＳのポーズを登録（較正）する；ツールトラッカ５２の座標系に対するＴＣＰ座標系のポーズを決定する；および／またはツール支持体座標系ＴＣＳに対するＴＣＰ座標系のポーズを決定する。１つまたは複数の追加的なトラッカ／マーカを直接ツール２０に取り付けかつ固定することなどによって、ＴＣＰ座標系のポーズを直接測定するためにその他の技術を使用することができる。幾つかのバージョンにおいて、トラッカ／マーカは、ハンドヘルド部分１６、ツール支持体１８またはその両方に取り付けられかつ固定されてもよい。ハンドヘルド部分がトラッカを含む例において、ローカライザ座標系ＬＣＬＺに対するハンドヘルド部分のポーズは、直接測定されてよい。さらにその他の代替例において、ＴＣＰは、中間ツール支持体座標系ＴＣＳを使用して、ツールトラッカに対して規定されてよい。

ツール支持体１８は、アクチュエータ２１，２２，２３を介してハンドヘルド部分１６に対して複数の自由度において可動であるので、器具１４は、ベース座標系ＢＣＳに対するＴＣＰ座標系および／またはツール支持体座標系ＴＣＳのポーズを測定するために、エンコーダ、ホール効果センサ（アナログまたはデジタル出力を有する）、および／またはあらゆるその他の位置検出方法を使用してよい。１つの例において、さらに以下で説明するように、器具１４は、ベース座標系ＢＣＳに対するＴＣＰ座標系および／またはツール支持体座標系ＴＣＳのポーズを決定するためにアクチュエータ２１，２２，２３の作動を測定するセンサからの測定値を使用してよい。

ローカライザ４４は、それぞれそこに取り付けられた物体の状態にそれぞれ対応する、各トラッカ５２，５４，５６，ＰＴの状態を決定するためにトラッカ５２，５４，５６，ＰＴ（例えば、その座標系）を監視する。ローカライザ４４は、トラッカ５２，５４，５６，ＰＴおよび関連する物体（ツール、患者、ツール支持体およびハンドヘルド部分など）の状態を決定するために公知の技術を実行してよい。ローカライザ４４は、ナビゲーション制御装置３６にトラッカ５２，５４，５６，ＰＴの状態を提供する。幾つかの例において、ナビゲーション制御装置３６は、トラッカ５２，５４，５６，ＰＴの状態を決定し、これを器具制御装置２８に通信する。

ナビゲーション制御装置３６は、１つまたは複数のコンピュータまたはあらゆるその他の適切な形式の制御装置を含んでよい。ナビゲーション制御装置３６は、中央処理装置（ＣＰＵ）および／またはその他のプロセッサ、メモリおよびストレージ（図示せず）を有する。プロセッサは、あらゆるタイプのプロセッサ、マイクロプロセッサまたはマルチプロセッサシステムであることができる。ナビゲーション制御装置３６は、ソフトウェアがロードされる。ソフトウェアは、例えば、ローカライザ４４から受け取られた信号を、追跡される物体の位置および／または向きを表すデータに変換する。ナビゲーション制御装置３６は、追加的または代替的に、１つまたは複数のマイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、システムオンチップ、ディスクリート回路、および／または本明細書に記載の機能を行うことができるその他の適切なハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアを含んでよい。プロセッサという用語は、１つのプロセッサにあらゆる実施形態を限定することは意図されていない。

ナビゲーションシステム３２の一例は、物体状態を決定するために示されているが、ナビゲーションシステム３２は、器具１４、ツール２０および／または患者１２を追跡するためのあらゆるその他の適切な構成を有してよい。別の例において、ナビゲーションシステム３２および／またはローカライザ４４は、超音波ベースである。例えば、ナビゲーションシステム３２は、ナビゲーション制御装置３６に結合された超音波撮像装置を含んでよい。超音波撮像装置は、前記物体、例えば、器具１４、ツール２０および／または患者１２のうちのいずれかを撮像し、超音波画像に基づいてナビゲーション制御装置３６への状態信号を生成する。超音波画像は、２Ｄ、３Ｄまたは両方の組合せであってよい。ナビゲーション制御装置３６は、物体の状態を決定するためにほぼリアルタイムで画像を処理してよい。超音波撮像装置は、あらゆる適切な構成を有してよく、図１に示されたカメラユニット４６とは異なってもよい。

別の例において、ナビゲーションシステム３２および／またはローカライザ４４は、無線周波数（ＲＦ）ベースである。例えば、ナビゲーションシステム３２は、ナビゲーション制御装置３６に結合されたＲＦトランシーバを含んでよい。器具１４、ツール２０および／または患者１２は、それらに取り付けられたＲＦエミッタまたはトランスポンダを含んでよい。ＲＦエミッタまたはトランスポンダは、受動的であるかまたは能動的にエネルギを供給されてよい。ＲＦトランシーバは、ＲＦ追跡信号を送信し、ＲＦエミッタから受信されたＲＦ信号に基づいてナビゲーション制御装置３６への状態信号を生成する。ナビゲーション制御装置３６は、受信したＲＦ信号を分析し、それに対して相対的状態を関連付けてよい。ＲＦ信号は、あらゆる適切な周波数のものであってよい。ＲＦトランシーバは、ＲＦ信号を有効に使用して物体を追跡するためにあらゆる適切な位置に位置決めされてよい。さらに、ＲＦエミッタまたはトランスポンダは、図１に示されたトラッカ５２，５４，５６，ＰＴとは大幅に異なってよいあらゆる適切な構造的構成を有してよい。

さらに別の例において、ナビゲーションシステム３２および／またはローカライザ４４は、電磁気ベースである。例えば、ナビゲーションシステム３２は、ナビゲーション制御装置３６に結合された電磁（ＥＭ）トランシーバを含んでよい。器具１４、ツール２０および／または患者１２は、あらゆる適切な磁気トラッカ、電磁トラッカ、誘導トラッカ等の、それらに取り付けられたＥＭ構成要素を含んでよい。トラッカは、受動的であるかまたは能動的にエネルギを供給されてよい。ＥＭトランシーバは、ＥＭフィールドを生成し、トラッカから受信したＥＭ信号に基づいてナビゲーション制御装置３６への状態信号を生成する。ナビゲーション制御装置３６は、受信したＥＭ信号を分析し、それらに相対的状態を関連付けてよい。やはり、このようなナビゲーションシステム３２の例は、図１に示したナビゲーションシステム３２の構成とは異なる構造的構成を有してよい。

ナビゲーションシステム３２は、本明細書に具体的に列挙されていないあらゆるその他の適切な構成要素または構造を有してよい。さらに、示されたナビゲーションシステム３２に関して上記で説明した技術、方法および／または構成要素のうちのいずれも、本明細書に説明されたナビゲーションシステム３２の他の例のいずれかのために実施または提供されてよい。例えば、ナビゲーションシステム３２は、慣性トラッキングのみまたはトラッキング技術のあらゆる組合せを利用してよく、追加的または代替的に、光ファイバベーストラッキング、マシンビジョントラッキング等を含んでよい。

図７を参照すると、ロボットシステム１０は、他の構成要素の中でも特に器具制御装置２８およびナビゲーション制御装置３６を含む制御システム６０を含む。制御システム６０は、さらに、１つまたは複数のソフトウェアプログラムおよびソフトウェアモジュールを含む。ソフトウェアモジュールは、ロボットシステム１０の制御を補助するためにデータを処理するために、器具制御装置２８、ナビゲーション制御装置３６またはそれらの組合せにおいて動作する１つまたは複数のプログラムの一部であってよい。ソフトウェアプログラムおよび／またはモジュールは、制御装置２８の１つまたは複数のプロセッサ７０によって実行されるために、器具制御装置２８、ナビゲーション制御装置３６またはそれらの組合せにおけるメモリ６４に記憶されたコンピュータ可読命令を含む。メモリ６４は、非一時的メモリ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等の、あらゆる適切な構成のメモリであってよく、ローカルでまたはリモートデータベースから実施されてよい。加えて、ユーザに指示するおよび／またはユーザと通信するためのソフトウェアモジュールは、１つまたは複数のプログラムの一部を形成してよく、器具制御装置２８、ナビゲーション制御装置３６またはそれらの組合せにおけるメモリ６４に記憶された命令を含んでよい。ユーザは、ソフトウェアモジュールを通信するために、ナビゲーションユーザインターフェースＵＩまたはその他のユーザインターフェースＵＩの入力装置のいずれかと相互作用してよい。ユーザインターフェースソフトウェアは、器具制御装置２８および／またはナビゲーション制御装置３６とは別個の装置において動作してよい。器具１４は、電力／データ接続を介して器具制御装置２８と通信してよい。電力／データ接続は、図７にＢＵＳ／ＣＯＭＭ接続３７として示されたように、ナビゲーションシステム３２によって生成されかつ器具制御装置２８へ送信された位置および向きデータに基づいて器具１４を制御するために使用される入力および出力のための経路を提供してよい。

制御システム６０は、本明細書に記載された機能および方法を行うのに適した入力、出力および処理装置のあらゆる適切な構成を含んでよい。制御システム６０は、器具制御装置２８、ナビゲーション制御装置３６またはそれらの組合せを含んでよく、かつ／またはこれらの制御装置のうちの１つのみ、または追加的な制御装置を含んでよい。制御装置は、図７にＢＵＳ／ＣＯＭＭ接続３７として１つの例において示された有線バスまたは通信ネットワークを介して、無線通信を介して、またはそれ以外の方式で通信してよい。制御システム６０は、コントローラと呼ばれてもよい。制御システム６０は、１つまたは複数のマイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、システムオンチップ、ディスクリート回路、センサ、ディスプレイ、ユーザインターフェース、インジケータ、および／または本明細書に記載の機能を実行することができるその他の適切なハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアを含んでよい。

〔器具〕
１つの例示的な構成において、器具１４は、図８および図９に最も良く示されている。器具１４は、ユーザによって保持されるハンドヘルド部分１６と、ツール２０を支持するためにハンドヘルド部分１６に可動に結合されたツール支持体１８と、ツール支持体１８をハンドヘルド部分１６に対して少なくとも３つの自由度において移動させるためにツール支持体１８とハンドヘルド部分１６とを動作的に相互接続する複数のアクチュエータ２１，２２，２３を備えるアクチュエータアセンブリ４００と、ツール支持体１８とハンドヘルド部分１６とを動作的に相互接続する受動的リンク２６を有する制約アセンブリ２４と、を含む。

ハンドヘルド部分１６は、ユーザが器具１４を操作、案内および／または把持することができるようにユーザによって掴まれるためのグリップ７２を含む。ハンドヘルド部分１６は、保持するためのユーザの手のためのグリップ、濡れているおよび／または血液が付いているときにユーザの手が滑るのを防止するためのテクスチャードまたは混合された材料のコーティングなど、人間工学的特徴を備えて構成されてよい。ハンドヘルド部分１６は、様々な異なる手のサイズを有するユーザに対応するために、ユーザの手および／または指の輪郭と一致するような輪郭を有するテーパを含んでよい。ハンドヘルド部分１６は、１つまたは複数のファスナ、接着剤、溶接等によってグリップ７２が取り付けられたベース７４も含む。示されたバージョンにおいて、ベース７４は、ほぼ中空の円筒形状を有するスリーブ７６を含む。ジョイント支持体７７，７８，７９はスリーブ７６から延びている。アクチュエータ２１，２２，２３は、さらに以下で説明するジョイントを介してジョイント支持体７７，７８，７９においてベース７４に可動に結合されてよい。

ツール支持体１８は、１つまたは複数の取付位置８２においてツール支持体１８に固定された１つまたは複数のトラッカマウントを介してツールトラッカ５２が固定されるまたは取外し可能に取り付けられることができるツール支持体本体８０を含む。１つの例において、ツールトラッカ５２はツール支持体１８と一体化されている。別の例において、ツールトラッカ５２は、１つまたは複数の取付位置８２において取外し可能に取り付けられている。ツール２０は、示されたバージョンにおいてツール支持体１８に取外し可能に結合されている。特に、ツール支持体１８は、引用により本明細書に組み込まれる、Ｗａｌｅｎ他への米国特許第９，８２０，７５３に記載されたような、ツール２０が取り付けられるヘッド８４などの、ツールカプラを含む。ヘッド８４は、ソーブレードの振動スタイル及び矢状スタイルソーブレードを利用するように構成されてよい。ツール２０の作動を駆動する駆動モータＭは、（例えば、幾つかのバージョンにおいてソーブレードの振動を駆動するために）ツール支持体本体８０に配置されている。ツール２０は、引用により本明細書に組み込まれる、Ｗａｌｅｎ他への米国特許第９，８２０，７５３号に開示された形式でヘッド８４に取り付けられかつヘッド８４から解放されてよい。図９に最もよく示したように、ツール支持体１８は、さらに以下で説明されるように、アクチュエータ２１，２２，２３がジョイントを介してツール支持体１８に可動に結合される複数のアクチュエータマウント８６，８８，９０も含む。アクチュエータマウント８６，８８，９０は、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して少なくとも３つの自由度において動くことができるようにアクチュエータ２１，２２，２３を取り付けるのに適したブラケット等を含んでよい。

アクチュエータ２１，２２，２３は、示されたバージョンにおいて、ベース７４とツール支持体本体８０との間に延びる電気的リニアアクチュエータを含む。作動させられると、アクチュエータ２１，２２，２３の有効長は、アクチュエータ２１，２２，２３の対応する軸線に沿ってツール支持体本体８０とベース７４との間の距離を変化させるように、変化する。したがって、制御システム６０は、有効長を変化させかつツール支持体１８を少なくとも３つの自由度においてハンドヘルド部分１６に対して標的ポーズへ移動させるために、制御システム６０によって、それぞれ各アクチュエータ２１，２２，２３に与えられた個々の入力に応答して、調和した形式で働くようにアクチュエータ２１，２２，２３に命令する。示されたバージョンにおいて、３つのアクチュエータ２１，２２，２３が提供されており、第１、第２および第３のアクチュエータ２１，２２，２３または前方アクチュエータ２１，２２および後方アクチュエータ２３と呼ばれてよい。第１、第２および第３のアクチュエータ２１，２２，２３は、第１の作動軸線ＡＡ１、第２の作動軸線ＡＡ２および第３の作動軸線ＡＡ３（図９参照）に沿って有効長を調整可能である。第１、第２および第３のアクチュエータ２１，２２，２３は、前に説明したように、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のピッチ配向、ロール配向およびｚ軸並進のうちの１つまたは複数を調整するために有効長が独立して調整可能である。より多くのアクチュエータが幾つかの例において提供されてよい。アクチュエータは、幾つかの例においてロータリアクチュエータを含んでよい。アクチュエータ２１，２２，２３は、あらゆる適切なサイズまたは形状の１つまたは複数のリンクを有するリンク機構を含んでよい。アクチュエータ２１，２２，２３は、少なくとも３つの自由度においてハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の移動を可能にするのに適したあらゆる構成を有してよい。例えば、幾つかのバージョンにおいて、１つの前方アクチュエータおよび２つの後方アクチュエータ、またはアクチュエータのその他の配列が存在してよい。

このバージョンにおいて、アクチュエータ２１，２２，２３は、複数の能動ジョイントを介してベース７４およびツール支持体本体８０に結合されている。能動ジョイントは、アクチュエータマウント８６，８８，９０においてアクチュエータ２１，２２，２３をツール支持体本体８０に結合する第１の能動ジョイント９２のセットを含む。１つのバージョンにおいて、図９に示したように、第１の能動ジョイント９２は、能動Ｕジョイントを含む。Ｕジョイントは、第１のピボットピン９４およびジョイントブロック９６を含む。第１のピボットピン９４は、ジョイントブロック９６における貫通孔９８を介してジョイントブロック９６をアクチュエータマウント８６，８８，９０に回転可能に接続している。止めねじ１００は、第１のピボットピン９４をアクチュエータマウント８６，８８，９０に固定してよい。Ｕジョイントは、第２のピボットピン１０４も含んでよい。ジョイントブロック９６は、第２のピボットピン１０４を収容するためのクロスボア１０２を有する。第２のピボットピン１０４は、第１のピボットピン９４を収容するための貫通孔１０３を有し、これにより、第１のピボットピン９４、ジョイントブロック９６および第２のピボットピン１０４は、Ｕジョイントのクロスを形成する。各Ｕジョイントの第１のピボットピン９４および第２のピボットピン１０４は、交差する回転軸ＰＡを規定する。第２のピボットピン１０４は、アクチュエータ２１，２２，２３のピボットヨーク１０６をジョイントブロック９６に回転可能に接続する。その結果、アクチュエータ２１，２２，２３は、ツール支持体本体８０に対して２つの自由度において移動することができる。ピンを収容するスロットを備えるボールを含む能動球状ジョイントなどの、その他のタイプの能動ジョイントも考えられる。

図９を参照すると、能動ジョイントは、前方の２つのアクチュエータ２１，２２をハンドヘルド部分１６のベース７４に結合する第２の能動ジョイント１０８のセットも含む。示されたバージョンにおいて、第２の能動ジョイント１０８は、ジョイント支持体７７，７８において支持されている。第２の能動ジョイント１０８のそれぞれは、スイベル軸ＳＡを中心にハンドヘルド部分１６のベース７４に対して旋回するように配置されたスイベルヨーク１１０を含む。各スイベルヨーク１１０は、スイベルヘッド１１２と、ジョイント支持体７７，７８のうちの１つにおいてベース７４に回転可能に係合するようにスイベルヘッド１１２から延びたポスト１１４とを有する。ナット１１５は、それぞれのスイベルヨーク１１０がそれぞれのジョイント支持体７７，７８に対して自由に回転することを可能にしながら、ポスト１１４をベース７４に捕捉するためにポスト１１４の一方の端部に螺合可能に接続される。

第２の能動ジョイント１０８のそれぞれは、スイベルヨーク１１０のうちの１つに回転可能に結合されたキャリア１１６を含む。キャリア１１６は、さらに以下で説明するように、前方の２つのアクチュエータ２１，２２のリードねじ１５０を受容するために、雌ねじ山付きの貫通孔１１７を有する。各キャリア１１６は、対向したトラニオン１１８も含み、トラニオン１１８は、キャリア１１６が、スイベルヨーク１１０におけるポケットに定着されることによって回転軸ＰＡ（図９参照）を中心にスイベルヨーク１１０に対して回転することを可能にする。幾つかのバージョンにおいて、第２の能動ジョイント１０８のそれぞれのために、スイベル軸ＳＡは、１つの頂点を規定するように回転軸ＰＡと交差し、頂点を中心にアクチュエータ２１，２２は２つの自由度において移動する。

カバーがスイベルヘッド１１２に固定され、ポケットのうちの１つを規定するのに対し、スイベルヘッド１１２は他のポケットを規定する。組立て中、キャリアはまずトラニオンのうちの１つがスイベルヘッド１１２におけるポケットに配置されるように位置決めされ、次いで、カバーが、他方のトラニオンの上に固定され、これにより、キャリアは、カバーとスイベルヘッド１１２との間に捕捉され、トラニオンおよびポケットを介してスイベルヨーク１１０に対して回転することができる。スイベルヨーク１１０および関連するキャリアの構成、すなわちスイベル軸ＳＡを中心として旋回しかつピボット軸ＰＡを中心に回転するためのキャリアの能力により、第２の能動ジョイント１０８は、ベース７４に対する前方の２つのアクチュエータ２１，２２の移動の２つの自由度を可能にする。前方の２つのアクチュエータ２１，２２とベース７４との間のその他のジョイント配列も可能である。

能動ジョイントは、後方（第３の）アクチュエータ２３をハンドヘルド部分１６のベース７４に結合する第３の能動ジョイント１２４も含む。示されたバージョンにおいて、第３の能動ジョイント１２４は、ジョイント支持体７９において支持されている。第３の能動ジョイント１２４は、ベース７４のジョイント支持体７９に固定されたピボットハウジング１２６を含む。

第３の能動ジョイント１２４は、トラニオンを介してピボットハウジング１２６に回転可能に結合されたキャリアを含む。ポケットを有するファスナは、トラニオンに係合するために貫通孔を介してピボットハウジング１２６のそれぞれの側に取り付けられる。ファスナは、組立て後にポケットに配置されるトラニオンを介してキャリアが回転することができるように配置される。キャリアは、さらに以下で説明するように、後方アクチュエータ２３のリードねじ１５０を受容するために、雌ねじ山付き貫通孔を有する。ピボットハウジング１２６および関連するキャリアの構成、すなわちピボット軸ＰＡを中心に回転するだけ（例えば、旋回しない）の関連するキャリアの能力により、第３の能動ジョイント１２４は、ベース７４に対する後方アクチュエータ２３の移動の１つの自由度のみを可能にする。後方アクチュエータ２３とベース７４との間のその他のジョイント配列も可能である。

各アクチュエータ２１，２２，２３は、ハウジングを含む。ハウジングは、キャニスタと、キャニスタに螺合可能に接続されたキャップとを含む。第１の能動ジョイント９２の一部を形成するピボットヨーク１０６は、ハウジングおよびピボットヨーク１０６が第１の能動ジョイント９２を介してツール支持体１８に対して一緒に移動することができるようにハウジングに固定されている。キャップは、ピボットヨーク１０６をキャニスタに固定するためにピボットヨーク１０６の環状の肩部を捕捉する。

幾つかのバージョンにおいて、ピボットヨーク１０６およびキャニスタは、所定の相対的向きにおいて各ピボットヨーク１０６をそれぞれのキャニスタに整列させるための１つまたは複数の整列特徴を含む。このような整列特徴は、結合部分、キー／キー溝等を含んでよい。組立て中、ピボットヨーク１０６は、まず、所定の相対的な向きにおいてキャニスタに固定されてよく、次いで、キャップは、所定の相対的な向きにおいてピボットヨーク１０６をキャニスタに捕捉するために（例えば、結合する雄ねじ山および雌ねじ山を介して）キャニスタに螺合させられてよい。この所定の関係は、フレックス回路Ｆ_Ｃをルーティングおよび／または整列させるときに役立つ場合があり、キャニスタに対するピボットヨーク１０６のローリングを防止し、および／またはその他の目的のために役立つ場合がある。

各アクチュエータ２１，２２，２３は、各ハウジングに配置されたモータも含む。モータは、ハウジングに配置されたケーシングと、ケーシング内に配置されたモータワインディングアセンブリとを有する。モータワインディングアセンブリも、上記で説明したもののように止めねじまたはその他の整列特徴などを介して、キャニスタに対して所定の相対的な向きで整列させられてよい。各モータは、リードねじ１５０に固定されたロータも有する。リードねじ１５０は、１つまたは複数のブッシングおよび／または軸受によってハウジングにおいて回転するように支持されている。ロータおよび関連するリードねじ１５０は、モータの選択的エネルギ供給時にハウジングに対して回転するように構成されている。リードねじ１５０は、バックドライビングを防止するために精密なピッチおよびリード角度を有する（すなわち、リードねじは自己ロッキングである）。その結果、ツール２０に配置された荷重は、モータを容易にバックドライブしない。幾つかの例において、リードねじ１５０は、０．０２～０．０３インチ／回転のリードを生じる８～３６のクラス３ねじ山を有する。その他のねじ山タイプ／サイズが使用されてもよい。

各アクチュエータ２１，２２，２３は、別個のモータ制御装置によって制御されてよい。モータ制御装置は、各アクチュエータ２１，２２，２３を与えられた標的位置へ個々に方向付けるために、それぞれアクチュエータ２１，２２，２３に別個に配線されてよい。幾つかの例において、モータ制御装置は、比例積分微分（ＰＩＤ）制御装置である。幾つかの例において、モータ制御装置は、位置、速度およびトルク（電流）に関連するカスケード型制御ループを含んでよい。追加的に、および／または代替的に、モータ制御装置は、トルク（電流）制御ループのみを含んでよい。別の例において、位置制御ループは、トルク（電流）制御ループを直接に供給してよい。これらの制御段階のそれぞれは、ＰＩＤ制御装置、状態空間制御装置として実装されてよい、および／または代替的または追加的制御技術（例えば、速度フィードフォワード、トルクフィードフォワード等）を利用してよい。幾つかの場合、トルク（電流）制御ループは、現場重視の制御および空間ベクトル変調を使用して実装される。制御ループの段階は、システムの様々な構成要素の間で分散させられることができる。幾つかの例において、位置ループおよび速度ループは、器具制御装置において実装され、トルク制御ループは、器具１４における制御ハウジング２９の一部として制御基板３１において直接に実装され、コンソール３３への接続を通じた器具１４からのデータ通信待ち時間の影響を軽減する。なぜならば、電流制御ループは、コンソール３３を介していかなるデータフィードバックも必要としないからである。位置制御ループおよび速度制御ループは、通信待ち時間に対して敏感ではなく、コンソール３３において実装されることができる。幾つかの例において、モータ制御装置は、器具制御装置２８と一体化されることができるまたは器具制御装置２８の一部を形成することができる。例示を容易にするために、モータ制御装置は、本明細書では器具制御装置２８の一部として説明される。

電源は、例えば、コンソール３３を介してモータに３２ＶＤＣ電力信号を提供する。３２ＶＤＣ信号は、器具制御装置２８を通じてモータに適用される。器具制御装置２８は、モータを選択的に作動させるために各モータに電力信号を選択的に提供する。モータのこの選択的な作動は、ツール２０を位置決めするものである。モータは、あらゆる適切なタイプのモータであってよく、ブラシレスＤＣサーボモータ、永久磁石同期モータ、その他の形式のＤＣモータ等を含む。電源は、器具制御装置２８の内部の構成要素にエネルギ供給するために器具制御装置２８にも電力を供給する。幾つかの例において、アクチュエータモータは、３相ブラシレスモータであってよい。アクチュエータモータはＤＣモータであってよい。アクチュエータモータは永久磁石同期モータであってよい。各アクチュエータモータは、正弦波逆起電力で構成されてよく、制限された機械的コギングを達成するように構成されてよく、滑らかで特定の運動を許容し、トルクリップルを制限する。しかしながら、その他のモータタイプが考えられる。電源は、例えば、１２ＶＤＣ、２４ＶＤＣ、４０ＶＤＣなどのその他のタイプの電力信号を提供することができることが認められるべきである。器具は、電子スイッチ、例えば、ＭＯＳＦＥＴまたはＧａＮ ＦＥＴを使用して、電圧信号をＰＷＭし、高い周波数、例えば、典型的には少なくとも１６ｋＨｚ、最大で２５６ｋＨｚ以上のレートにおいて３相モータをオン／オフする。

１つの可能な実装において、１つまたは複数のセンサＳ（図７も参照）は信号を再び器具制御装置２８へ送信し、これにより、器具制御装置２８は、関連するアクチュエータ２１，２２，２３の現在の位置および／または角度（すなわち、測定された位置）を決定することができる。これらの信号のレベルは、関連するロータの回転位置に関して変化してよい。１つの実装において、センサＳは、高い解像度における与えられた回転の中でロータの回転位置を分解してよい。これらのセンサＳは、ロータからのまたはリードねじ１５０に配置されたその他の磁石（例えば、２極磁石）からの検出された磁界に基づいてアナログおよび／またはデジタル信号を出力するホール効果センサであってよい。ホール効果センサにエネルギ供給するための低い電圧信号、例えば、５ＶＤＣが、ホール効果センサが関連したモータと関連付けられたモータ制御装置から供給されてよい。幾つかの例において、２つのホール効果センサが、ハウジングに配置されており、ジョイント位置を検出するためにロータの周囲で互いから９０度だけ間隔を空けられており、これにより、器具制御装置２８は、位置を決定し、ロータの増分回転をカウントすることができる。幾つかのバージョンにおいて、ホール効果センサ出力デジタル信号は、増分カウントを表す。様々なタイプのモータおよびセンサ配列が可能である。幾つかの例において、幾つかの例において、モータは、ブラシレスＤＣサーボモータであり、２つ以上の内部ホール効果センサは、ロータの周囲で互いから９０度、１２０度、またはあらゆるその他の適切な間隔だけ間隔を空けられていてよい。センサＳは、絶対またはインクリメンタルエンコーダも含んでよく、これは、ロータの回転位置を検出し、ロータの回転をカウントするために使用されてよい。その他のタイプのエンコーダが、１つまたは複数のセンサとして使用されてもよい。センサは、ハウジング、ナット、ねじなど、調節されるときに各アクチュエータの位置を決定するのに適したアクチュエータおよびその周囲の構成要素におけるあらゆる適切な位置に配置されてよい。さらに別の構成において、センサレスモータ制御が利用されてよい。このような実装において、各ロータの位置は、モータの逆起電力および／またはインダクタンスを測定することによって決定されてよい。１つの適切な例は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，４２２，５８２号に見られる場合がある。

幾つかの例において、センサおよび／またはエンコーダは、ジョイント位置制御のためにおよび／または器具１４の運動学的モデルに関連して使用される場合ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の位置を決定するために位置フィードバックを測定してよい。幾つかの例において、センサおよび／またはエンコーダは、マルチターン測定に依存し、これは、回転ごとに蓄積し、軸線に沿ったアクチュエータ２１，２２，２３の絶対位置を決定するために使用され、既知のピッチ（すなわち、リードねじのインチあたりの回転）に関連して使用される。追加的または代替的に、センサおよび／またはエンコーダは、モータの電子的整流において使用するための「ロータの電気的角度」を決定するために使用されてよい。例えば、センサおよび／またはエンコーダは、ロータ位置を決定し、最適な（効率的な）トルク発生を達成するために適切なエネルギ供給信号を適用するために、使用されてよい。この例において、センサおよび／またはエンコーダは、各電気的回転にわたって回転する単一のターンまたはサブターン（１つの電気的回転の中）を利用してよい。電気的回転の数は、機械的回転の数をモータの磁極の数（例えば、極対の数）によって割ったものに等しい。しかしながら、センサレス方法が実装されることも考えられる。

幾つかの例において、ホール効果センサからの出力信号は器具制御装置２８へ送信される。器具制御装置２８は、それらのレベルの変化のために、受信した信号を監視する。これらに信号に基づいて、器具制御装置２８は、ジョイント位置を決定する。ジョイント位置は、初期またはホーム位置からのロータの回転度であると考えられてよい。ロータは、３６０°の回転を複数回行うことができる。したがって、ジョイント位置は、３６０°を超過することができる。カウントと呼ばれるスカラー値は、ホーム位置からのジョイント位置を表す。ロータは、時計回りおよび反時計回りに回転する。複数の信号（アナログまたはデジタル）の信号レベルが、規定された状態変化を受けるたびに、器具制御装置２８は、カウントを増加または減少させ、ジョイント位置の変化を示す。ロータの完全な３６０°の回転ごとに、器具制御装置２８は、固定されたカウント数だけカウントの値を増加または減少させる。幾つかの例において、カウントは、ロータの３６０°の回転ごとに１００～３０００だけ増大または減少させられる。幾つかの例において、ジョイント位置を監視するためにインクリメンタルエンコーダが使用される場合など、ロータの３６０°の回転ごとに１０２４の位置（カウント）が存在する。器具制御装置２８の内部には、各アクチュエータ２１，２２，２３に関連したカウンタが設けられている。カウンタは、増加または減少させられた累積カウント数と等しい値を記憶する。カウント値は、正、ゼロまたは負であることができる。幾つかのバージョンにおいて、カウント値は、ロータの増分移動を規定する。したがって、アクチュエータ２１，２２，２３のロータは、まず、ホーム位置（以下でさらに説明する）と呼ばれる既知の位置へ移動させられてよく、その後、ロータの現在位置を規定するためにカウント値が使用される。

前に説明したように、キャリアは、リードねじ１５０を螺合可能に受容するための雌ねじ山付き貫通孔を有し、これにより、複数のアクチュエータ２１，２２，２３のうちの対応する１つの有効長を調節し、これにより、器具制御装置２８によって測定されるカウントを変化させるために、各リードねじ１５０が、キャリアのうちの対応する１つに対して回転することができる。各ハウジングおよび対応するキャリアは、リードねじ１５０をキャリアに対して回転させるために少なくとも１つの自由度における相対移動が制約されている。より具体的には、関連する能動軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３を中心に回転することができないピボットヨーク１０６（すなわち、ピボットヨーク１０６は、第１の能動ジョイント９２の構成によりこのような回転運動が制限されている）、および関連する能動軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３を中心に回転することができないキャリア（すなわち、キャリアは、第２の能動ジョイント１０８および第３の能動ジョイント１２４の構成によりこのような回転運動が制限されている）により、リードねじ１５０は、キャリアに対して回転することができる。

リードねじ１５０に形成されたねじ山付きファスナおよび肩部などのストッパ１５２が、リードねじ１５０に固定されている。ストッパ１５２は、各リードねじ１５０の移動の端部においてキャリア１１６に当接するようにサイズ決めされている。

前に説明したように、アクチュエータ２１，２２，２３は、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の移動を可能にするために有効長が能動的に調整可能である。この有効長の１つの例は、第３のアクチュエータ２３に「ＥＬ」で示されている。ここで、有効長ＥＬは、ピボット軸ＰＡから関連する第１の能動ジョイント９２の中心まで測定される。各アクチュエータ２１，２２，２３が調整されるので、リードねじ１５０がどれだけ関連するキャリア内へねじ込まれるかまたは関連するキャリアから外へねじ出されるかを変化させ、これにより、関連するキャリアの中心から関連する第１の能動ジョイント９２の中心までの距離を変化させることによって、有効長ＥＬが変化する。アクチュエータ２１，２２，２３は、有効長ＥＬの最小値と最大値との間で調整可能である。各アクチュエータ２１，２２，２３の有効長ＥＬは、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の様々な移動を生じさせるように変化する能動軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３に沿ったツール支持体１８とハンドヘルド部分１６との間の距離を示すためにあらゆる適切な形式で表す／測定することができる。

制約アセンブリ２４は、アクチュエータ２１，２２，２３によって提供される移動を制約するためにアクチュエータ２１，２２，２３と協調して働く。アクチュエータ２１，２２，２３は３つの自由度において移動を提供するのに対し、制約アセンブリ２４は３つの自由度において移動を制約する。示されたバージョンにおいて、制約アセンブリ２４は、受動リンク機構２６と、受動リンク機構２６をツール支持体１８に結合する受動リンク機構ジョイント１５６とを含む。

１つのバージョンにおいて、図９に示したように、受動リンク機構ジョイント１５６は、受動リンク機構Ｕジョイントを含む。Ｕジョイントは、第１のピボットピン１５８およびジョイントブロック１６０を含む。第１のピボットピン１５８は、ジョイントブロック１６０を、ジョイントブロック１６０における貫通孔１６４を介してツール支持体本体８０の受動リンク機構マウント１６２に回転可能に接続する。止めねじ１６６は、第１のピボットピン１５８を受動リンク機構マウント１６２に固定してよい。Ｕジョイントは、第２のピボットピン１７０も含む。ジョイントブロック１６０は、第２のピボットピン１７０を受容するためのクロスボア１６８を有する。第２のピボットピン１７０は、受動リンク機構２６の受動リンク機構ピボットヨーク１７２をジョイントブロック１６０に回転可能に接続する。第２のピボットピン１７０は、第１のピボットピン１５８を受容するための貫通孔１７１を有し、これにより、第１のピボットピン１５８、ジョイントブロック１６０および第２のピボットピン１７０は、Ｕジョイントのクロスを形成している。第１のピボットピン１５８および第２のピボットピン１７０は、交差するピボット軸ＰＡを規定している。その結果、受動リンク機構２６は、ツール支持体本体８０に対して２つの自由度において移動することができる。ピンを受容するスロットを備えるボールを含む受動リンク機構球状ジョイントなど、その他のタイプの受動リンク機構ジョイントも考えられる。

受動リンク機構２６は、受動リンク機構ピボットヨーク１７２に固定されたシャフト１７４を含む。受動リンク機構２６は、制約軸線ＣＡに沿ってシャフト１７４を受容するように構成された、ベース７４のスリーブ７６も含む。受動リンク機構２６は、シャフト１７４がスリーブ７６に対して制約軸線ＣＡに沿って軸方向に摺動することを許容し、アクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数の作動中、制約軸線ＣＡに対して半径方向のシャフト１７４の移動を制約するように構成されている。

受動リンク機構２６は、制約軸線ＣＡを中心とするスリーブ７６に対するシャフト１７４の回転を制約するためにキーをさらに含む。キーは、シャフト１７４およびスリーブ７６における対向するキー溝に嵌合し、回転方向でシャフト１７４をスリーブ７６にロックする。一体的なキー／スロット配列等の、シャフト１７４およびスリーブ７６の相対回転を防止するためのその他の配列も考えられる。受動リンク機構２６は、アクチュエータ２１，２２，２３から独立してツール支持体１８およびハンドヘルド部分１６を動作可能に相互接続する。受動リンク機構は、アクチュエータ２１，２２，２３の１つはまた複数の作動中、制約軸線ＣＡに沿って有効長ＥＬを受動的に調整可能である。スリーブ７６、シャフト１７４およびキー１７６は、受動リンク機構２６のためのリンクの１つの組合せを表す。あらゆる適切な形式で接続されたリンクのその他のサイズ、形状および数が、受動リンク機構２６のために使用されてよい。

示されたバージョンにおいて、受動リンク機構ジョイント１５６は、ツール支持体１８に対して２つのピボット軸ＰＡを中心に回転することができる。その他の構成が可能である。

また、示されたバージョンにおいて、第１の能動ジョイント９２および受動リンク機構ジョイント１５６は、共通平面に配置されたピボット軸ＰＡを規定する。非平行なピボット軸ＰＡ、異なる平面に配置された平行なピボット軸ＰＡ、それらの組合せ、および／またはその他の構成も考えられる。

幾つかのバージョンにおいて、ツール支持体１８のヘッド８４は、ツール２０がツール支持体１８に結合されているとき、ツール２０が共通平面に対して平行なツール平面ＢＰ（例えば、ブレード平面）に配置されるように配置される。幾つかの例において、ツール平面ＢＰは、共通平面ＣＰから、２．０インチ以下、１．０インチ以下、０．８インチ以下、または０，５インチ以下だけ間隔を空けられている。

示されたバージョンにおいて、アクチュエータ２１，２２，２３は、それらのホーム位置を含めて、アクチュエータ２１，２２，２３の全ての位置において能動軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３が制約軸線ＣＡに対して傾斜した構成になるように配置されている。軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３を傾斜させることは、よりスリムでよりコンパクトなベース７４および関連するグリップ７２を可能にする形式でアクチュエータ配列を概してテーパさせる。能動軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３が制約軸線ＣＡに対して傾斜していない構成にあるものを含むその他の構成が考えられる。このような構成は、ホーム位置においてアクチュエータ軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３が互いに平行である構成を含んでよい。

アクチュエータ、能動ジョイントおよび制約アセンブリの更なる構成が可能である。説明された制御技術が、言及されていないその他の機械的構成、特に１つまたは複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してツールまたはソーブレードを制御するための構成に適用されてよいと考えられる。幾つかのバージョンにおいて、制約アセンブリは不在であってよく、器具１４のツール支持体１８は、ハンドヘルド部分１６に対して追加的な自由度において移動することができてよい。例えば、器具は、リニアアクチュエータ、ロータリアクチュエータまたはその組合せを含んでよい。器具は、並列または直列に配置された２、３、４、５、６以上の異なるアクチュエータを含んでよい。

〔仮想境界〕
器具１４の動作を制御するために制御システム６０によって使用されるソフトウェアは、境界生成器１８２を含む（図７参照）。境界生成器１８２は、別個の制御装置上など、器具制御装置２８、ナビゲーション制御装置３６および／またはその他の構成要素上に実装されてよい。境界生成器１８２は、器具１４から遠隔で動作する別個のシステムの一部であってもよい。図７を参照すると、境界生成器１８２は、器具１４の移動および／または動作を制約するための１つまたは複数の仮想境界１８４を生成するソフトウェアプログラムまたはモジュールである。幾つかの例において、境界生成器１８２は、仮想切断ガイド（例えば、仮想ソー切断ガイド）を規定する仮想境界１８４を提供する。仮想境界１８４は、以下で説明するように様々な動作／制御領域を描くために提供されてもよい。仮想境界１８４は、一次元（１Ｄ）、二次元（２Ｄ）、三次元（３Ｄ）であってよく、点、線、軸、軌道、平面（無限平面または解剖学的構造によって区切られた平面セグメントまたはその他の境界）、複雑な幾何学的形状を含む体積またはその他の形状を含んでよい。仮想境界１８４は、点、点群、ボクセル、三角メッシュ、その他の２Ｄまたは３Ｄモデル、それらの組合せ等によって表されてよい。米国特許出願公開第２０１８／０３３３２０７号および米国特許第８，８９８，０４３号は引用により組み込まれ、それらの特徴のいずれかが、手術手順の計画または実行を容易にするために使用されてよい。

仮想境界１８４は、様々な方法で使用されてよい。例えば、制御システム６０は、境界内にとどまるようにツール２０のある動きを制御してよい；境界の外にとどまるようにツール２０のある動きを制御してよい；境界上にとどまる（例えば、点、軌道および／または平面上にとどまる）ようにツール２０のある動きを制御してよい；境界に近づくように（引き付け境界）または境界から反発されるように（反発境界）ツール２０のある動きを制御してよい；および／または境界に対する器具１４の関係（例えば、空間的、速度など）に基づいて器具１４のある動作／機能を制御してよい。境界１８４のその他の使用も考えられる。

幾つかの例において、仮想境界１８４のうちの１つは、図２に示したように、所望の切断平面である。制御システム６０は、最終的に、幾つかのバージョンにおいてツール２０を所望の切断平面上に維持するために機能する。ツール２０の位置決めを制御する仮想境界１８４は、図２に示したように境界内および所望の切断平面上にとどまるようにソーブレードを制約するためにブレード厚さよりも僅かに大きい厚さを有するものなどの体積境界であってもよい。したがって、所望の切断平面は、仮想平面境界、仮想体積境界またはその他の形式の仮想境界によって規定することができる。仮想境界１８４は、仮想オブジェクトと呼ばれてもよい。仮想境界１８４は、３Ｄ骨モデルなどの、解剖学的モデルＡＭに関して規定されてよい（それらの登録により実際の大腿骨Ｆ上に仮想的に重ね合わされた解剖学的モデルＡＭを示す図２を参照）。言い換えれば、仮想境界１８４に関連した点、線、軸、軌道、平面、体積等は、解剖学的モデルＡＭの座標系に対して固定された座標系において規定されてよく、これにより、（例えば、登録された関連する解剖学的構造の追跡を介して）解剖学的モデルＡＭの追跡は、仮想境界１８４の追跡も可能にする。

解剖学的モデルＡＭは、仮想境界１８４が解剖学的モデルＡＭおよび関連する座標系と関連付けられるように、第１の患者トラッカ５４に登録される。仮想境界１８４は、特定インプラント向け、例えば、インプラントのサイズ、形状、体積等に基づいて規定されるおよび／または特定患者向け、例えば、患者の解剖学的構造に基づいて規定されてよい。仮想境界１８４は、術前、術中、またはそれらの組合せに生成される境界であってよい。言い換えれば、仮想境界１８４は、手術手順が開始する前、手術手順の間（組織除去の間を含む）、またはそれらの組合せにおいて規定されてよい。仮想境界１８４は、それらを生成する、その他のソース／システムからそれらを受け取るなどの、制御システム６０などによって、多くの方法で提供されてよい。仮想境界１８４は、検索および／または更新のためにメモリに記憶されてよい。

人工膝関節ＩＭ（図１参照）を受容するために大腿骨Ｆを準備するときなど、幾つかの場合において、仮想境界１８４は、複数の平坦な境界を含み、これらの境界は、人工膝関節ＩＭのための複数の切断平面（例えば、５つの切断平面）を描くために使用することができ、大腿骨Ｆの遠位端部の３Ｄモデルに関連している。これらの複数の仮想境界１８４は、切断を一度に１つの平面に制約するために制御システム６０によって一度に１つずつ作動させられることができる。

器具制御装置２８および／またはナビゲーション制御装置３６は、仮想境界１８４に関してツール２０の状態を追跡する。１つの例において、ツール２０が所望の状態にとどまるようにアクチュエータ２１，２２，２３のための標的位置を決定するために、ＴＣＰ座標系の状態（例えば、ソーブレードのポーズ）が仮想境界１８４に関して測定される。幾つかの場合、制御システム６０は、物理的境界／バリアの存在において物理的ハンドピースが応答する形式をエミュレートする形式で器具１４を制御／位置決めする。

再び図７を参照すると、２つの追加的なソフトウェアプログラムまたはモジュールは、器具制御装置２８および／またはナビゲーション制御装置３６上で動作する。１つのソフトウェアモジュールは、行動制御１８６を行う。行動制御１８６は、ツール２０のための次の命令された／所望の位置および／または向き（例えば、所望のポーズ）を示すデータを計算するプロセスである。幾つかの場合、ＴＣＰの所望の位置のみが行動制御１８６から出力されるのに対し、幾つかの場合、ツール２０の命令されたポーズが出力される。境界生成器１８２からの出力（例えば、座標系のうちの１つまたは複数における仮想境界１８４の現在の位置および／または向き）は、アクチュエータ２１，２２，２３の次の命令された位置および／またはツール２０のための向きを決定するために行動制御１８６への入力として供給されてよい。行動制御１８６は、命令されたポーズを決定するために、以下でさらに説明する１つまたは複数のその他の入力と共に、この入力を処理してよい。

器具制御装置２８は、所望のポーズに向かってツール２０を調整するために各アクチュエータ２１，２２，２３へ命令信号を送信することによって１つまたは複数のアクチュエータ２１，２２，２３を制御してよい。器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３がハンドヘルド部分１６に対してツール支持体１８を調整してよい全長を知っていてよい。幾つかの例において、器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３が調整することができる全長を知っており、測定された距離を位置ごとに移動させるために命令信号をアクチュエータ２１，２２，２３へ送信してよい。測定された位置は、既知の位置であるか、またはアクチュエータ２１，２２，２３の現在位置とアクチュエータ限界との間の距離であってよい。アクチュエータ２１，２２，２３が移動する各位置は、アクチュエータ移動の正の限界および負の限界からの測定された距離（すなわち、リードねじの２つの端部の間の位置）であってよい。器具制御装置２８は、以下で説明するように測定された位置へおよび測定された位置からアクチュエータ２１，２２，２３に命令してよい。

器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３を第１の位置からツール２０を所望のポーズに配置する命令された位置へ移動させるために各アクチュエータ２１，２２，２３に命令信号を送信してよい。幾つかの例において、命令された位置は、ナビゲーションシステム３２に関連して器具制御装置２８によって決定されてよく、これにより、ハンドヘルド部分１６、患者トラッカＰＴ，５４，５６、所望の切断平面などの仮想オブジェクト、またはそれらの組合せに対するツール２０およびツール支持体１８の位置を決定し、ツール２０を所望のポーズに配置するためにある距離または命令された位置を調整するようにアクチュエータ２１，２２，２３に信号を送信する。器具制御装置は、ツール２０の所望の調整に達するためにアクチュエータ２１，２２，２３を所定の位置に命令してよい。器具制御装置２８は、ツール２０を所望のポーズに向かって調整するために、計算された距離を線形に移動するためにアクチュエータ２１，２２，２３を制御してよい。アブソリュートエンコーダが使用されるときなど、その他の例において、器具制御装置は、アブソリュートエンコーダによって決定されたハンドヘルド部分に対するツール支持体１８の既知の位置に基づいて各アクチュエータ２１，２２，２３を命令された位置に配置するためにアクチュエータ２１，２２，２３に信号を送信してよい。

器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３がハンドヘルド部分１６に対してツール支持体１８を調整し得る全長を知っていてよい。幾つかの例において、器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３が調整することができる全長を知っており、（例えば、命令された回転を介して線形移動の所望の量を命令することによって）測定された距離を位置ごとに移動させるためにアクチュエータ２１，２２，２３に命令信号を送信してよい。測定された位置は、既知の位置であるか、またはアクチュエータ２１，２２，２３の現在位置とアクチュエータ限界との間の距離であってよい。アクチュエータ２１，２２，２３が移動する各位置は、アクチュエータ移動の正の限界および負の限界からの測定された距離（すなわち、リードねじの２つの端部の間の位置）であってよい。器具制御装置２８は、以下で説明するように位置へまたは位置からアクチュエータ２１，２２，２３に命令してよい。器具制御装置は、ツール２０の所望の調整に達するためにアクチュエータ２１，２２，２３を所定の位置に命令してよい。器具制御装置２８は、ツール２０を所望のポーズに向かって調整するために、計算された距離を線形に移動させるようにアクチュエータ２１，２２，２３を制御してよい。アブソリュートエンコーダが使用される場合など、その他の例において、器具制御装置は、アブソリュートエンコーダによって決定されたそれぞれのアクチュエータ移動限界の間のアクチュエータ２１，２２，２３の既知の位置に基づいて各アクチュエータ２１，２２，２３を命令された位置に配置するためにアクチュエータ２１，２２，２３に信号を送信してよい。代替的に、１つの例において、引用により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７／０１５６７９９号に記載されたように、システムセットアップ中に行われるホーミング手順に関連してインクリメンタルエンコーダが使用されてよい。ホーミング手順は使用されてよく、アクチュエータ２１，２２，２３およびジョイントを中心合わせされた位置に配置し、その後、インクリメンタルエンコーダの絶対オフセットを決定する。インクリメンタルエンコーダのオフセットを決定することによって、インクリメンタルエンコーダは、前進するアブソリュートエンコーダとして機能してよい。

幾つかの例において、ホーミング位置が使用される場合、ホーミングプロセスは、アクチュエータ２１，２２，２３の初期ロータ位置（ゼロ位置）を確立する。ホーム位置は、有効に、能動軸線ＡＡ１，ＡＡ２，ＡＡ３に沿って各方向に可能な限り最大の移動を提供するロータ１４８の位置である。幾つかの例において、ホーム位置は、概して、ストッパ１５２の間の途中の中央に配置されたリードねじ１５０のホームポイントＨＰが、関連するキャリア１１６に中央で配置されるように配置される（ホーム位置におけるアクチュエータ２２，２３のうちの２つを示す図１２を参照）。アブソリュートエンコーダを用いるなど、ホーミング手順が使用されない場合でも、その他のモード（以下でさらに説明されるアプローチモードなど）を実行する前または後にアクチュエータ２１，２２，２３をホームポイントＨＰに設定することが含まれてよい。器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３の有効長ＥＬの最小値と最大値との間のホーム位置にアクチュエータ２１，２２，２３を制御するように構成されてよい。

ホーム位置にあるとき、ツール２０を所望のポーズに維持するためにアクチュエータ２１，２２，２３の調節可能性の量が最大化される。器具１４の特定の幾何学的構造および構成に応じて様々なレベルの調整が可能である。幾つかの例において、全てのアクチュエータ２１，２２，２３がホーム位置にあるとき、ロール配向におけるゼロ変化およびｚ軸並進なしを仮定して、ツール２０は、ホーム位置に対して約±１８°のピッチ配向で調整されてよい。幾つかの例において、全てのアクチュエータ２１，２２，２３がホーム位置にあるとき、ピッチ配向におけるゼロ変化およびｚ軸並進なしを仮定して、ツール２０は、ホーム位置に対して約±３３°のロール配向で調整されてよい。幾つかの例において、全てのアクチュエータ２１，２２，２３がホーム位置にあるとき、ピッチ配向およびロール配向におけるゼロ変化を仮定して、ツール２０は、ホーム位置に対して約±０．３７インチのｚ軸並進で調整されてよい。ツール２０は、もちろん、動作中、同時、順次またはそれらの組合せでピッチ、ロールおよびｚ軸並進において調整されてよい。

幾つかの例において、アクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がそれらの限界に達したとき、器具制御装置２８は、アクチュエータがツール２０を所望のポーズに向かって調整することができる範囲内へツール２０を戻すためにハンドヘルド部分１６が調整されることを要求してよい。このような場合、所望のポーズと整列するようにツール２０およびアクチュエータ２１，２２，２３を戻すためにどのようにハンドヘルド部分１６を移動させるかをユーザに示すために、シミュレーションされた命令された位置が使用されてよい。シミュレーションされた命令された位置は、アクチュエータ２１，２２，２３を調整することなくツール２０を所望のポーズに向かって調整するためにハンドヘルド部分１６が移動させられなければならないナビゲーションシステム３２からのナビゲーションデータに関連して器具制御装置２８によって決定された位置であってよい。シミュレーションされた命令された位置は、ツール２０を所望のポーズに配置するためにハンドヘルド部分１６が特定の形式で移動させられる必要があるという信号をユーザに送信するために１つまたは複数のディスプレイ３８と共に働く。幾つかの例において、アクチュエータ２１，２２，２３がツール２０を調整しているかのようにハンドヘルド部分１６を同じ形式で移動させるためにユーザに信号を送信するためのガイダンスアレイ５００、ただしアクチュエータが所定の位置にとどまる間、ハンドヘルド部分１６を操作することによってツール２０のポーズを修正するためにユーザに依存する。

第２のソフトウェアモジュールは、運動制御１８８を行う。運動制御１８８の１つの態様は、器具１４の制御である。運動制御１８８は、行動制御１８６から次の命令されたポーズを規定するデータを受信する。これらにデータに基づいて、運動制御１８８は、（例えば、逆運動学を介して）各アクチュエータ２１，２２，２３のロータ１４８の次のロータ位置を決定し、これにより、器具１４は、例えば、命令されたポーズにおいて、行動制御１８６によって命令されたようにツール２０を位置決めすることができる。言い換えれば、運動制御１８８は、デカルト空間において規定されてよい命令されたポーズを器具１４のアクチュエータ位置（ロータ位置など）に処理し、これにより、器具制御装置２８は、対応してモータ１４２に命令することができ、ツール２０の命令されたポーズに対応する命令されたロータ位置などの命令された位置へ器具１４のアクチュエータ２１，２２，２３を移動させる。１つのバージョンにおいて、運動制御１８８は、各モータ１４２のロータ位置を調整し、モータ１４２が関連するアクチュエータ２１，２２，２３を命令されたロータ位置へ駆動することを可能な限り精密に保証するために、各モータ１４２が出力するトルクを継続的に調整する。

幾つかのバージョンにおいて、器具制御装置２８は、各アクチュエータ２１，２２，２３のために、ロータ１４８の測定された位置と命令された位置との間の差を決定する。器具制御装置２８は、標的電流（ロータのトルクに比例する）を出力し、アクチュエータにおける電流を初期電流から標的電流に調整するために電圧を変化させる。標的電流は、アクチュエータ２１，２２，２３の移動をもたらし、ツール２０を測定されたポーズから命令されたポーズへ移動させる。これは、命令されたポーズがジョイント位置に変換された後に生じてよい。１つの例において、各ロータ１４８の測定された位置は、エンコーダなど、上述のセンサＳから導き出されてよい。

境界生成器１８２、行動制御１８６および運動制御１８８は、ソフトウェアプログラムのサブセットであってよい。代替的に、それぞれは、それらのあらゆる組合せにおいて別個におよび／または独立して動作するソフトウェアプログラムであってよい。「ソフトウェアプログラム」という用語は、説明された技術的ソリューションの様々な能力を実行するように構成されたコンピュータ実行可能命令を記述するために本明細書において使用されている。簡略化のために、「ソフトウェアプログラム」という用語は、少なくとも、境界生成器１８２、行動制御１８６および／または運動制御１８８のうちのいずれか１つまたは複数を包含することが意図されている。ソフトウェアプログラムは、器具制御装置２８、ナビゲーション制御装置３６またはそれらのあらゆる組合せにおいて実装することができる、または制御システム６０によってあらゆる適切な形式で実装されてよい。

ユーザ相互作用を取り扱うために、臨床アプリケーション１９０が提供されてよい。臨床アプリケーション１９０は、ユーザ相互作用の多くの態様を取り扱い、術前計画、インプラント配置、登録、骨準備視覚化およびインプラントフィットの術後評価等を含む、外科的ワークフローを調整する。臨床アプリケーション１９０は、ディスプレイ３８へ出力するように構成されている。臨床アプリケーション１９０は、自己の別個のプロセッサにおいて動作してよい、または器具制御装置２８および／またはナビゲーション制御装置３６と並行して動作してよい。１つの例において、臨床アプリケーション１９０は、インプラント配置がユーザによって設定された後、境界生成器１８２とインターフェース接続し、次いで、境界生成器１８２によって戻された仮想境界１８４を実行のために器具制御装置２８へ送信する。

ベース座標系ＢＣＳの初期位置は、アクチュエータ２１，２２，２３がホーム位置またはその他の所定の位置にあるときにツール支持体座標系ＴＣＳとベース座標系ＢＣＳとの間の既知の幾何学的関係に基づいて決定することができる。アクチュエータ２１，２２，２３が調整されるとこの関係は変化し、（例えば、これらの座標系の間の動的変換を確立する）ロボットシステム１０の運動に基づいて、関連する変化を決定することができる。代替的、または追加的に、ツール支持体座標系ＴＣＳに対するベース座標系ＢＣＳのポーズを直接追跡するために、別のトラッカをベース座標系ＢＣＳに関して取り付けかつ固定することができる。したがって、ロボットシステム１０は、ホーム位置などにおけるツール２０の位置およびハンドヘルド部分１６のポーズとの関連を知っている。したがって、ツール２０がユーザによって移動させられ、そのポーズがツールトラッカ５２を使用して追跡されると、ロボットシステム１０は、ハンドヘルド部分１６およびそのベース座標系ＢＣＳのポーズも追跡する。幾つかの例において、前の較正プロセスの結果、ツール支持体１８に対するツール２０の位置は、知られていると仮定される。

幾つかのバージョンにおいて、ホーム位置は、ハンドヘルド部分１６に固定された別個のトラッカを使用することによって共通の座標系においてツール支持体１８に対する（例えば、ツール支持体座標系ＴＣＳに対する）ハンドヘルド部分１６（例えば、ベース座標系ＢＣＳ）のポーズをまず決定することによって決定される。ハンドヘルド部分１６とツール支持体１８とのこの空間的関係は、ハンドヘルド部分１６におけるポインタ５７および既知の較正ディボットを使用した登録によって、またはその他のナビゲーション方法を介して決定することもできる。次いで、各アクチュエータ２１，２２，２３の現在のロータ位置は、器具１４の運動に基づいてこの空間的関係から導き出すことができる。現在のロータ位置を知っており、エンコーダ（および対応するエンコーダ信号）を使用して現在のロータ位置からの変化を測定して、器具制御装置２８は、その後、ホーム位置に達するまで各アクチュエータ２１，２２，２３を作動させることができる。ホーム位置は、器具制御装置２８のメモリに記憶することができる。

基本的に、器具制御装置２８は、アクチュエータ２１，２２，２３の位置を決定するために器具１４におけるツール支持体１８およびハンドヘルド部分１６に結合されたトラッカ５２からナビゲーションシステム３２によって取得された追跡データを使用し、これにより、その後、インクリメンタルエンコーダはアブソリュートエンコーダとして作動することができる。

器具制御装置２８のコンソール３３または別の構成要素などから、例えば、モータ制御装置へインストラクションデータパケットが送信される。これらの、インストラクションデータパケットは、モータ１４２のロータ１４８のための標的位置（またはアクチュエータの標的位置）を含む。ここで、各標的位置は、関連するロータ１４８のための標的累積カウントを表す正または負の数であってよい。器具制御装置２８のコンソール３３またはその他の構成要素は、これらのインストラクションデータパケットを生成し、０．０５～４ミリ秒ごとに１つのパケットの速度で各モータ制御装置へ送信する。幾つかの例において、各モータ制御装置は、少なくとも０．１２５ミリ秒に一度、インストラクションデータパケットを受信する。

使用中、ロボットシステム１０は、ツール支持体１８に配置されたトラッカ５２によってナビゲーションシステム３２を用いてツール２０のポーズ（現在のポーズ）を決定する。器具制御装置２８は、各アクチュエータ２１，２２，２３に配置された１つまたは複数のエンコーダからの出力エンコーダ信号に基づいて各アクチュエータ２１，２２，２３の現在位置を決定してもよい。各アクチュエータ２１，２２，２３の現在位置が受信されると、器具制御装置２８は、ハンドヘルド部分１６の現在のポーズを計算してよい（例えば、アクチュエータ位置からポーズへ変換するために前方運動を使用するＴＣＰ座標系など、所望の座標系に関するベース座標系ＢＣＳの現在のポーズ（ＢＣＳに関するＴＣＰ））。器具制御装置２８が、所望の座標系においてツール支持体１８およびハンドヘルド部分１６の現在の相対的ポーズを有すると、器具制御装置２８は、次いで、ナビゲーションシステム３２によって決定されたツール２０の現在のポーズ、各アクチュエータ２１，２２，２３の現在の位置によって計算されたハンドヘルド部分１６の現在のポーズ、および所望の切断平面としての主体である、計画された仮想オブジェクトの位置および／または向きに基づいて、ツール２０の命令されたポーズを決定してよい。器具は、所望の平面におけるまたは計画された仮想オブジェクトと整列したＴＣＰを生じるＢＣＳに関するＴＣＰのポーズ（命令されたポーズ）を計算する。器具制御装置２８は、命令された位置へ移動するように命令インストラクションをアクチュエータ２１，２２，２３へ送信してよく、これにより、ツール支持体１８およびツール２０のポーズを変化させる。１つの例において、ツール２０の命令されたポーズは、さらに、標的切断平面に基づき、したがって、器具制御装置２８は、ハンドヘルド部分１６の現在のポーズを決定するためにツール支持体１８の現在のポーズおよびアクチュエータ２１，２２，２３の現在位置を計算する。ツール支持体１８の現在のポーズ、アクチュエータ２１，２２，２３の現在位置およびハンドヘルド部分１６の現在のポーズが分かると、器具制御装置２８は、所望の平面に基づいてツール支持体１８およびツール２０を調整するためにアクチュエータ２１，２２，２３に命令信号を送信することができる。制御装置は、瞬間的に（１つの繰り返しの間）ハンドヘルド部分のポーズ（ＢＣＳ）が患者解剖学的構造に対して静止していると仮定して、命令されたポーズを計算する。対応するポーズを毎回更新することによって、ＢＣＳの実際の動きが調整される。

図１１を参照して、例示的な制御が様々な変換に関して説明される。ＴＣＰは、ＬＣＬＺにおいてツール２０をトラッカ５２によって追跡し（ＬＣＬＺ－ＴＴ）、登録データを使用して、ツールトラッカ５２と、ソーなどのツール２０のＴＣＰとの間の変換（ＴＴ－ＴＣＰ）を決定することによって、決定される。同様に、患者は、ＬＣＬＺにおいて患者トラッカＰＴ（５４として示されている）を使用して追跡される（ＬＣＬＺ－ＰＴ）。変換（ＰＴ－ＴＰ）は、登録データおよび計画情報を使用して、患者トラッカＰＴとそれぞれの計画された仮想オブジェクト１８４（ＴＰ）との間で決定される。上述のように、ＢＣＳとＴＣＰとの間の変換（ＢＣＳ－ＴＣＰ）は、各アクチュエータの現在の位置（上述した）に基づいて計算される。ＢＣＳとＴＣＰとの間の変換は、様々な座標系を再びハンドヘルド部分１６に関連付けるために利用される。なぜならば、命令されたポーズがＢＣＳに関して決定されてよいからである。概念的に、命令されたポーズは、ＢＣＳからＴＣＰへの変換に対する更新であり、その結果、ＴＣＰは、この例において計画された仮想オブジェクト１８４（標的平面ＴＰ）と整列させられる。

「器具のＴＣＰ」という語句は、「ソーブレードの位置」という語句と互換的に使用されていることが認められるべきである。したがって、器具／ツールのＴＣＰが使用されるあらゆる例において、ソーブレードの位置によって代用されてもよく、その逆であってもよい。もちろん、「ソーブレード」の位置は、代替的に、ドリル、バー、ガイドチューブ、ねじ回し、タップ、ピン等のあらゆる適切な構成のツールの位置であってよい。

この記載を通じて、別段の定めがない限り、ポーズのあらゆる例は、命令されたポーズ、現在のポーズ、過去のポーズまたは過去の命令されたポーズであってよい。これらのポーズはそれぞれ、制御の周波数により、互いに異なってよいが、これらのポーズの間の位置および／または向きの違いは、各制御反復において最小であってよい。

物体の位置および向きの組合せが物体のポーズと呼ばれると理解されるべきである。この開示を通じて、ポーズという用語は、本明細書に記載された概念の適切な代替例を達成するために、位置および／または向きによって置き換えられてよく、その逆であってもよい。言い換えれば、ポーズという用語のあらゆる使用は、位置と置き換えることができ、位置という用語のあらゆる使用は、ポーズと置き換えられてよい。

〔オペレーション〕
オペレーションの間、ロボットシステム１０は、最初に電力が供給され、システムを作動させるためのソフトウェアアプリケーションが開始される。トラッカ５２，５４，５６，ＰＴが初期化され、トラッカ５２，５４，５６が、器具１４および標的解剖学的構造（例えば、大腿骨Ｆおよび脛骨Ｔ）上に配置される。トラッカ５４，５６が解剖学的構造に取り付けられた状態で、解剖学的構造および／または関連する画像／モデルが、既知の登録技術を使用してトラッカ５４，５６に登録される。これは、ユーザがポインタ５７によって解剖学的構造上のある表面またはランドマークに触れることを必要とする場合がある。例えば、これは、ユーザがポインタ５７において選択ボタンを押しながらまたはナビゲーションシステム３２のフットスイッチを押しながら解剖学的構造の表面上の複数のポイントを触れることを必要とする場合がある。これは、解剖学的構造の術前および／または術中の画像／モデルと一致するためのナビゲーションシステム３２における表面上のポイントを「ペイント」する。解剖学的構造の術前画像および／または術中画像／モデルは、ナビゲーションシステム３２にロードされる。解剖学的構造の追跡される部分は、術前／術中の画像／モデルに登録される。拡張により、これは、ロボットシステム１０が、解剖学的構造が移動したときに、解剖学的構造の実際の位置および向きのグラフィック表現をディスプレイ３８に表示することを可能にする。

較正／登録手順において、トラッカ５２の向きおよび位置は、較正ディボットＣＤまたはその他の基準ポイントの固定された既知の位置を参照することによって、ツール支持体１８に対して較正／登録される。幾つかの例において、１つまたは複数のトラッカ５２は、ツール支持体１８、ハンドヘルド部分１６またはその両方に配置されてよく、これにより、ツール支持体１８および／またはハンドヘルド部分１６の位置はナビゲーションシステム３２によって追跡される。トラッカ５２が器具１４に一体化されている例において、ツール支持体１８に対するトラッカ５２の相対位置は既知であるので、このような較正は不要である。

器具１４の動作を制御するために使用される仮想オブジェクト（例えば、仮想境界１８４）も規定／取得される。器具制御装置２８（例えば、境界生成器１８２）において動作するソフトウェアは、仮想オブジェクトの初期定義を生成／取得する。ユーザは、必要であれば仮想オブジェクトの性質／配置を調整するための能力およびオプションを有してよい。

１つの例示的な構成において、制御システム６０は、標的部位および／または解剖学的構造から所定の距離および／または位置に様々な領域を規定する。これらの領域のそれぞれは、解剖学的構造および／または仮想境界１８４に関連した座標系において規定されてよい。幾つかの場合、これらの領域は、標的部位および／または解剖学的構造の周囲の球またはその他の幾何学的プリミティブとして規定される。その他の例において、領域（および以下で説明されるその他）は、器具１４、ツール支持体１８、ハンドヘルド部分１６、ツール２０、標的部位／解剖学的構造、またはそれらの組合せに関して規定されてよい。ハンドヘルド部分１６、ツール支持体１８、ツール２０、標的部位／解剖学的構造、またはそれらの組合せによって規定された領域が特定の仮想境界／仮想切断ガイド特徴に接近するとき、制御システム６０は器具１４を制御してよい。

特に、器具制御装置２８は、標的ロータ位置のセットを生成し、モータ１４２に一体的なロータ１４８は、ツール２０を所望のポーズに維持するために標的ロータ位置のセットに回転しなければならない。言い換えれば、ユーザが、所望のポーズから離れるようにツール２０を移動させる形式でハンドヘルド部分１６を移動させると、これは、ナビゲーションシステム３２によって検出される。この移動に応答して、器具制御装置２８は、ナビゲーションシステム３２からのデータに基づいて、ツール２０が所望のポーズから離れるようにどれだけ移動したかを決定し、ツール２０を所望のポーズに戻すために必要に応じてアクチュエータ２１，２２，２３を駆動することによってこのような移動を補償する。実質的にリアルタイムでこのような逸脱を連続的に打ち消すために器具制御装置２８は高い周波数（例えば、フレームレート）で動作しているので、所望のポーズからのこのような逸脱は通常は小さくなることが認められるべきである。

標的ロータ位置は、アクチュエータ２１，２２，２３の作動と、結果として生じる移動（例えば、運動）との関係に基づいて決定される。例えば、所望のポーズが、ハンドヘルド部分１６に対してｚ軸並進を必要とするならば、ツール２０がｚ軸において移動する程度と、各ロータ１４８の回転量（例えば、どれだけ多くのカウントがこのようなｚ軸移動に関連しているか）との一次関係が存在する。ツール２０が、単独でまたは第１および第２のアクチュエータ２１，２２のうちの一方または両方との組合せにおいて、第３のアクチュエータ２３の作動に応答してピッチ向きを変化させる程度の間の関係も存在する。最後に、第３のアクチュエータ２３の作動と共にまたは第３のアクチュエータ２３の作動なしで、ツール２０が、第１および第２のアクチュエータ２１，２２のうちの一方または両方の作動に応答してロール向きを変化させる程度の間の関係が存在する。これらの関係に基づいて、器具制御装置２８は、ツール２０の所望のポーズを維持するために必要とされる各ロータ１４８のための標的ロータ位置を決定する。器具制御装置２８は、これらの標的ロータ位置に基づいてモータ１４２を作動させる。例えば、コンソール３３は、これらの標的ロータ位置を含むモータ制御装置へパケットを送信してよく、各モータ制御装置は、関連するモータ１４２に適切なエネルギ供給信号を適用してよい。これらのエネルギ供給信号は、ロータ１４８の回転を生じ、その結果、ツール２０を所望のポーズに維持するために必要に応じてツール支持体１８／ツール２０を移動させるリードねじ１５０の再位置決めが生じる。

前述のように、ユーザが整列部材５０２，５０４によってガイドされながらハンドヘルド部分１６を所望の平面に向かって配置するとき、アクチュエータ２１，２２，２３は、ホーム位置またはその他の所定の位置に保持される。アクチュエータ２１，２２，２３をホーム位置またはその他の所定の位置に維持することによって、ユーザは、ツール２０を調整し、ツール２０を所望の平面および標的に対する器具ポーズと一列にすることがより容易であると分かる場合がある。しかしながら、ツールが所望のポーズにあるとき、視覚的ガイダンスは、アクチュエータ２１，２２，２３をホーム位置またはその他の所定の位置の近くに維持することによって器具１４に十分な調整可能性を提供するためにハンドヘルド部分１６をどのように移動させるかに関してユーザをガイドすることが意図されている。例えば、ユーザは、ツール２０を所望のポーズに維持しながら、全てのアクチュエータ２１，２２，２３をホーム位置のより近くへ移動させるためにハンドヘルド部分１６をｚ軸方向において上方へ移動させる必要がある場合がある。言い換えれば、アクチュエータ２１，２２，２３は、ほぼ完全に伸張させられてよい。これを達成するために、ガイダンスアレイ５００からの方向指示は、上方である。この場合、ガイダンスアレイ５００は、ハンドヘルド部分１６を上方へ移動させるためにユーザを実際にガイドしており、これにより、アクチュエータ２１，２２，２３は、アクチュエータ２１，２２，２３の調整可能性を最大化するようにホーム位置に向かって作動する。ユーザがハンドヘルド部分１６を上方へ移動させるとき、アクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を所望のポーズ（例えば、仮想境界１８４上の）に維持するように作動し続ける。その結果、アクチュエータ２１，２２，２３は、ホーム位置に向かって後退するなど、後退する。理想的には、ユーザが骨を切断し始めると、各アクチュエータ２１，２２，２３のためのそれぞれの方向において移動の最大量が利用可能である。さもなければ、アクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がそれぞれの方向において利用可能な移動にほぼ達しているならば、ハンドヘルド部分１６の僅かな移動の結果、器具制御装置２８がツール２０を所望のポーズに維持することが不可能である場合があり、不正確な切断がなされる可能性がある。

追加的に、および／または代替的に、幾つかのバージョンにおいて、ツール２０は所望のポーズへ移動してよく、次いで、ユーザは、ツール２０が所望の位置に維持されている間に切断を行うためにハンドヘルド部分１６をアクチュエータ２１，２２，２３の利用可能な移動のしきい値内のより快適な位置へ調整してよい。次いで、ユーザは、ボタンおよび／またはフットスイッチなどの入力装置を作動させるかまたはタッチスクリーンにおいて選択することによって、ツール２０のポーズに対するハンドヘルド部分１６のポーズが現在の空間的関係において保持または凍結されるフリーハンドモードへ移動することを選択してよい。ツール２０のポーズに対するハンドヘルド部分１６の保持されたポーズは、アクチュエータ２１，２２，２３の仮想しきい値を変化させ、ユーザが作動モードを選択すると、保持されたポーズを維持するためにアクチュエータの動きを制限すると考えられる。

〔視覚的ガイダンス〕
図１２～図２８に示したように、器具１４は、ガイダンスアレイ５００も含む。ガイダンスアレイ５００は、器具１４の作動中、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示をオペレータに提供する。したがって、ガイダンスアレイ５００は、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するために複数のアクチュエータ２１，２２，２３に最大の調整可能性を提供しながらツール２０の所望のポーズを達成するためにハンドヘルド部分１６のピッチ配向、ロール配向およびｚ軸並進の所要の変化の視覚的指示をオペレータに提供する。ガイダンスアレイ５００は、アクチュエータ２１，２２，２３をホーム位置またはその他の所定の位置の近くに維持することによって器具１４に十分な調整可能性を提供するためにハンドヘルド部分１６をどのように移動させるかに関してユーザをガイドするために、ブレード支持体１８に結合されたツール整列部材５０２およびハンドヘルド部分１６に結合されたハンドル整列部材５０４を含む。幾つかの構成において、ツール整列部材５０２の少なくとも一部およびハンドル整列部材５０４の少なくとも一部は、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、整列させられてよい。例えば、図１２～図１７に示した構成において、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ツール整列部材５０２の上面５０３およびハンドル整列部材５０４の上面５０５は整列させられている。

ある構成において、「整列させられる」という用語は、ツール整列部材５０２の少なくとも一部およびハンドル整列部材５０４の少なくとも一部が、実質的に同一平面にあるかまたは適切な公差範囲内で交差していると定義される。例えば、ツール整列部材５０２の少なくとも一部およびハンドル整列部材５０４の少なくとも一部が整列させられているとき、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を器具１４のオペレータに提供する。特に、ホーム位置において、アクチュエータ２１，２２，２３の調整可能性の量は、ツール２０を所望のポーズに維持するために最大化される。幾つかの例において、ツール整列部材とハンドル整列部材との整列の部分は、９９パーセント以上整列させられてよい、９０パーセント以上整列させられてよい、７０パーセント以上整列させられてよい、またはさらに６０パーセント以上整列させられてよい。その他の例において、適切な整列は、それぞれの個々の自由度において、標的ポーズからの１パーセント以内の逸脱、標的ポーズからの５パーセントの逸脱、標的ポーズからの１０パーセントの逸脱、またはさらに標的ポーズからの２０パーセント以上の逸脱など、標的ポーズに対する指定された近接性の範囲内であってよい。同様に、適切な整列は、それぞれの個々の自由度において、標的ポーズの１ｍｍ以内、標的ポーズの２ｍｍ以内、またはさらに標的ポーズの５ｍｍ以上であってよい。追加的に、適切な整列は、ロールおよび／またはピッチにおいて、標的ポーズからの１度以上の逸脱、標的ポーズからの５度以上の逸脱、標的ポーズからの１５度以上の逸脱、またはさらに標的ポーズからの３０度以上の逸脱であってよい。

１つの構成において、図１２～図２８を参照すると、ツール整列部材５０２は、ブレード支持体１８から離れるように延びる部材であってよい。例えば、ツール整列部材５０２は、ツール整列平面５１２（図１７に示されている）を規定するツール整列部分５１０を含んでよく、ツール整列平面５１２は、ブレード平面ＢＰに対して平行、またはさらにはブレード平面ＢＰと同一平面であり、器具１４のオペレータにブレード平面ＢＰのポーズの視覚的指示を提供する。ツール平面およびブレード平面ＢＰという用語は互換的に使用されてよい。ツール整列部材５０２は、ハンドル整列部材５０４に対するブレード平面ＢＰのポーズの視覚的指示を提供することができるあらゆる形状または構造を有してよい。１つの例において、図１２～図２８に示したように、ツール整列部材５０２のツール整列部分５１０は、「Ｕ」字形を画定していてよい。この例において、ツール整列部分５１０は、細長い本体と２つの突出部とを画定しており、これにより、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４が整列させられているとき、ツール整列部分がハンドル整列部分５２４を包囲することができる。ツール整列部分５１０の各部分は、ハンドル整列部材との整列および不整列の視覚的指示を提供するための三次元形状を規定する長さ、幅および高さを有するほぼ平面状であってよい。ツール整列部材５０２の「Ｕ」字形プロフィルにより、オペレータが、細長い部材および突出部に対するハンドル整列部分のポーズを見ることができ、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供することをさらに補助する。

図１５および図１６を参照すると、例えば、ツール整列部材５０２は、ブレード支持体１８に取り付けられるように構成された取付け部分５０６も含んでよい。取付け部分５０６は、ツール整列部材５０２の機能を促進するためにあらゆる適切な位置においてあらゆる適切な手段（例えば、ファスナ、磁石、接着剤など）を使用してブレード支持体１８に取り付けられてよい（以下でさらに詳細に説明する）。ツール整列部材５０２は、支持部分５０８をさらに含んでよい。支持部分５０８は、ツール整列部分５１０を支持するために取付け部分５０６から延びていてよい。幾つかの例において、ツール整列部材５０２は、ツール整列部材５０２の機能を促進するためにブレード支持体１８に対して剛性であってよい。ツール整列部材５０２は、プラスチック、アルミニウム、鋼、複合材等またはそれらの組合せなどのあらゆる適切な材料から形成されてよい。さらに、ツール整列部材は、３Ｄプリンティング、鋳造、機械加工、射出成形、スタンピング等またはそれらの組合せを含むあらゆる適切な製造方法を使用して形成されてよい。ツール整列部分５１０は、他の形状として形成されることが考えられてもよい（以下でさらに詳細に説明する）。その他の構成において、ツール整列部材５０２は、ツール２０自体であってよい。例えば、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ツール２０およびハンドル整列部材５０４は整列させられてよい。

１つの例において、図１２～図２８に示したように、ハンドル整列部材５０４は、ハンドヘルド部分１６から延びていてよい。ハンドル整列部材５０４は、器具１４のオペレータにハンドヘルド部分１６のポーズの視覚的指示を提供するハンドル整列平面５２６（図１７に示されている）を規定するハンドル整列部分５２４を含んでよい。特に、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ハンドル整列平面５２６はツール整列平面５１２と整列させられる。ハンドル整列部材５０４は、アクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がそれぞれのホーム位置から移動したことの視覚的指示をユーザに提供するあらゆる適切な形状または構成であってよい。幾つかの例において、図１２～図２８に示したように、ハンドル整列部材５０４のハンドル整列部分５２４は、三次元形状を規定する長さ、高さおよび幅を有する平面的な矩形の部材を規定する。ツール整列部材５０２に対するハンドル整列部材の特定の特徴を露出させることによって、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置から移動させられたとき、ハンドル整列部材５０４の相対的形状および寸法は視覚的指示を提供する。

図１５および図１６を参照すると、ハンドル整列部材５０４は、第１の部分５１８および第２の部分５２０を含む取付けカラー５１６も含んでよい。集合的に、第１および第２の部分５１８，５２０は、取付けカラー５１６を形成し、ハンドル整列部材５０４をハンドヘルド部分１６のグリップ７２に取り付けるために、互いに結合されるように構成されている。第１および第２の部分５１８，５２０は、あらゆる適切な手段を使用して結合されてよい。幾つかの例において、ねじ、ボルト、クランプ等またはそれらの組合せなどのファスナが使用されてよい。取付けカラー５１６は、ハンドル整列部材５０４の機能を促進するためにあらゆる適切な位置においてハンドヘルド部分１６に取り付けられてよい（以下でさらに詳細に説明する）。また、図１６に最も良く示したように、ハンドル整列部材５０４は、ハンドヘルド部分１６の取付けカラー５１６に取外し可能に結合されてよい。例えば、必要に応じてまたはツール整列部材５０２とハンドル整列部材５０４との間にオペレータの手が挟まれた場合にハンドル整列部材５０４が分離され得るように、ハンドル整列部材５０４はハンドヘルド部分１６に磁気的に結合されてよい。ハンドル整列部材５０４をハンドヘルド部分に取外し可能に結合するあらゆる適切な手段（例えば、磁石、ラッチ、クリップ、ファスナ、フックアンドループ等およびそれらの組合せ）が考えられる。

ハンドル整列部材５０４は、支持アーム５２２も含んでよい。支持アーム５２２は、ハンドル整列部分５２４を支持するために取付けカラー５１６から延びていてよい。特に、図１２～図１７に最も良く示したように、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるときにハンドル整列部材５０４のハンドル整列部分５２４がツール整列部材５０２のツール整列部分５１０と整列させられるように、支持アーム５２２はハンドヘルド部分１６のグリップ７２から上方へ延びている。幾つかの例において、ハンドル整列部材５０４は、ハンドル整列部材５０４の機能を促進するためにハンドヘルド部分１６に対して剛性である。ハンドル整列部材５０４は、プラスチック、アルミニウム、鋼、複合材等またはそれらの組合せなどのあらゆる適切な材料から形成されてよい。さらに、ハンドル整列部材５０４は、３Ｄプリンティング、鋳造、機械加工、射出成形、スタンピング等またはそれらの組合せを含むあらゆる適切な製造方法を使用して形成されてよい。

幾つかの構成において、ガイダンスアレイ５００は、２つ以上のツール整列部材および２つ以上のハンドル整列部材を含んでよい。幾つかの例において、ガイダンスアレイ５００は、第１のツール整列部材５０２および第２のツール整列部材５２８を含んでよい。同様に、幾つかの例において、ガイダンスアレイ５００は、第１のハンドル整列部材５０４および第２のハンドル整列部材５３０を含んでよい。幾つかの例において、４つ以上、６つ以上、またはさらに複数のツール整列部材およびハンドル整列部材がそれぞれ存在してよいと考えられる。例えば、図１２～図２８を参照すると、幾つかの構成において、第１の整列部材５０２，５０４および第２の整列部材５２８，５３０は、ハンドヘルド部分１６の反対側から延びており、互いに鏡像配置を有する。図１７に示したように、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、第１のツール整列部材５０２および第１のハンドル整列部材５０４、ならびに第２のツール整列部材５２８および第２のハンドル整列部材５３０の両方は、それぞれ互いに整列させられており、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供する。特に、整列部材５０２，５０４，５２８，５３０は、それぞれハンドル整列部材５０４，５３０に対するツール整列部材５０２，５２８の整列の指示を提供するためにあらゆる適切な形状であってよい。例えば、整列部材５０２，５０４，５２８，５３０は、概して、平坦、角柱、視覚的指示を補助する突出部を規定する（例えば、「Ｘ」断面を規定する、「Ｌ」断面を規定する）、円筒状、球状など、またはそれらの組合せであってよい。

追加的に、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８の運動範囲全体を通じて第１および第２のツール整列部材５０２，５２８ならびに第１および第２のハンドル整列部材５０４，５３０がブレード支持体１８の近位端部５６０から見えるように、第１および第２のツール整列部材５０２，５２８ならびに第１および第２のハンドル整列部材５０４，５３０（集合的にガイダンスアレイ５００と呼ばれてよい）は、ブレード支持体１８およびハンドヘルド部分１６の周囲に配置されている。言い換えれば、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８の運動範囲全体を通じてオペレータが第１および第２のツール整列部材５０２，５２８ならびに第１および第２のハンドル整列部材５０４，５３０まで視線を有するように、第１および第２のツール整列部材５０２，５２８ならびに第１および第２のハンドル整列部材５０４，５３０は、器具１４を保持するオペレータに見えるように構成されている。さらに、ガイダンスアレイ５００は、器具１４の全ての切断姿勢において（例えば、大腿遠位切断または後面切断の間）ガイダンスアレイ５００がハンドヘルド部分１６に対してブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供するように配置されてよい。

器具１４の動作中、器具１４、ツール整列部材５０２，５２８のうちの少なくとも１つおよびハンドル整列部材５０４，５３０のうちの少なくとも１つの標的平面ＴＰは、ツール２０が標的平面ＴＰにありかつアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき第１の空間的関係で整列させられるように配置されてよい。図１７に示された構成に示したように、例えば、ツール整列平面５１２、ハンドル整列平面５２６および標的平面ＴＰが同一平面にあるとき、標的平面ＴＰ、ツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０は第１の空間的関係で配置される。例えば、図１７を参照すると、ツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０が第１の空間的関係で配置されているとき、「Ｕ」字形のツール整列部分５１０は、矩形のハンドル整列部分５２４を包囲し、それぞれツール整列部分５１０およびハンドル整列部材部分５２４の両方の上面５０３，５０５は、同一平面にあり、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあることを示す。ツール２０を所望のポーズに維持するためにアクチュエータ２１，２２，２３が調節可能性の最大量を有するように、第１の空間的関係は、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられかつアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供し、ツール２０を標的平面ＴＰ上に維持するためにハンドヘルド手術ロボットシステムにピッチ、ロールおよびｚ軸並進（すなわち、高さ）の最大調整を提供する。

特に、アクチュエータ２１，２２，２３の運動範囲を通じて視覚的指示を容易にするために、複数のアクチュエータ２１，２２，２３のそれぞれの第１の位置と第２の位置との間のあらゆる点においてツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０が衝突しないように、ツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０は互いに対して配置およびサイズ決めされている。集合的に、複数のアクチュエータ２１，２２，２３のそれぞれの第１および第２の位置は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８の潜在的な運動範囲を規定する。潜在的な運動範囲は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して移動し得る空間を規定してよい。例えば、図５２および図５３は、互いの上に重ねられたハンドヘルド部分に対するブレード支持体１８の潜在的な位置を示す。１つの構成において、例えば、ブレード支持体１８は、約１５０ｍｍの高さおよび約１１５ｍｍの幅を有する空間内でハンドヘルド部分１６に対して移動してよい。器具１４の幾何学的構造およびアクチュエータ２１，２２，２３の限界に基づいて、空間の高さおよび幅は変化し得ると考えられる。

また、器具１４の動作中、ブレード支持体１８が、ハンドヘルド部分１６（図１８～図２８に示されている）に対して所望の運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ツール整列部材５０２，５２８の少なくとも１つおよびハンドル整列部材５０４，５３０の少なくとも１つは、第２の空間的関係においてそれぞれ互いに整列しないように配置されてよい。第２の空間的関係は、ブレード支持体１８が、器具１４に所望の運動範囲を提供しないハンドヘルド部分１６に対するポーズにあるという視覚的指示を提供し、したがって、器具１４に最大の調整可能性を提供するためにツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０が第１の空間的関係において整列させられるように、オペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないことを示す。特に、第２のツール整列部材５２８および第２のハンドル整列部材５３０の追加は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供することをさらに補助するために機能する。

第２の空間的関係においてツール整列部材５０２，５２８がハンドル整列部材５０４，５３０と整列しない場合がある様々なシナリオがある。例えば、ブレード支持体１８は、横方向軸線５５８を中心にハンドヘルド部分１６に対してピッチする場合があり（図１８～図２１に示されている）、ブレード支持体１８は、長手方向軸線５５２を中心にハンドヘルド部分１６に対してロールする場合があり（図２２～図２４に示されている）、および／またはブレード支持体１８はハンドヘルド部分１６に対して垂直方向軸線５５４に沿って移動してよい（すなわち、上昇する）（図２５～図２８に示されている）。その他の自由度においてハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８の移動の結果生じるその他の不整列が考えられることが認められるべきである。上述の不整列の組合せは同時に生じ得ることも認められるべきである。例えば、ブレード支持体１８は、同時にハンドヘルド部分１６に対してピッチおよびロールさせられ得る。ツール整列部材５０２がハンドル整列部材５０４に対して整列していない場合、結果として生じる第２の空間的関係は、不整列が複数の自由度において生じるとしても、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供する。

幾つかの構成において、第１の空間的関係は、ブレード支持体１８が横方向軸線５５８を中心にハンドヘルド部分１６に対してピッチ自由度において整列させられているという視覚的指示を提供してよい。しかしながら、上述のように、複数のアクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を標的平面ＴＰ上に維持するためにハンドヘルド部分１６に対して少なくともブレード支持体１８のピッチを調整するように構成されてよい。例えば、図１８～図２１は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけピッチさせられていることを示している。複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してピッチさせられている場合、ツール整列部材５０２，５２８のうちの少なくとも一方は、第２の空間的配列において、それぞれハンドル整列部材５０４，５３０のうちの少なくとも一方と整列していない場合がある。第２の空間的配列は、ピッチ関係を含んでよい。ピッチ関係は、横方向軸線を中心とするハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のピッチの大きさの視覚的指示を提供してよい。

例えば、図１８～図２１に示したように、ハンドル整列部材５０４の遠位部分５４２が、ピッチの方向においてハンドル整列部材５０４の長手方向軸線５５２に沿ってハンドル整列部材５０４の近位部分５４４（距離Ｄ２として示されている）よりもブレード平面ＢＰからより遠い（距離Ｄ１として示されている）場合、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４はピッチ関係に配置されてよい。また、例えば、図２１に最も良く示したように、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないように第２のツール整列部材５２８が第２のハンドル整列部材５３０に対してピッチさせられると、第２のハンドル整列部材５３０の長手方向で遠位の部分５４２は、ピッチの方向において第２のハンドル整列部材５３０の長手方向軸線５５２に沿って第２のハンドル整列部材５３０の長手方向で近位の部分５４４（距離Ｄ４として示されている）よりもブレード平面ＢＰからより遠い（距離Ｄ３として示されている）。言い換えれば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してピッチさせられると、ハンドル整列部材５０４，５２８の一方の端部は、移動方向においてツール２０の長手方向軸線に沿って他方の端部よりもブレード平面ＢＰからより遠い。したがって、ピッチ関係における整列部材５０２，５０４，５２８，５３０の配列は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、ツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０が第１の空間関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供してよく、器具１４に最大調整可能性を提供する。

その他の構成において、第１の空間的関係は、ブレード支持体１８が長手方向軸線５５２を中心にハンドヘルド部分１６に対してロール自由度において整列させられているという視覚的指示を提供してよい。複数のアクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を標的平面ＴＰ上に維持するためにハンドヘルド部分１６に対する少なくともブレード支持体１８のロールを調整するように構成されてよい。例えば、図２２～図２４は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないように所定の量だけハンドヘルド部分１６に対してロールさせられたブレード支持体１８を示す。複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してロールさせられている場合、ツール整列部材５０２，５２８のうちの少なくとも一方は、第２の空間的配列においてそれぞれハンドル整列部材５０４，５３０と整列させられない場合がある。第２の空間的配列は、ロール関係を含んでよい。ロール関係は、長手方向軸線５５２を中心とするハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のロールの大きさの視覚的指示を提供してよい。

例えば、図２２～図２４に示したように、ハンドル整列部材５０４の遠位部分５４６が、ロールの方向においてハンドル整列部材５０４の横方向軸線５５８に沿ってハンドル整列部材５０４の近位部分５４８（距離Ｄ２として示されている）よりもブレード平面ＢＰからより遠い（距離Ｄ１として示されている）場合、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４はロール関係に配置されてよい。また、例えば、図２４は、ロールの方向において横方向軸線５５８に沿って第２のハンドル整列部材５３０の横方向で近位の部分５４８（距離Ｄ４として示されている）よりもブレード平面ＢＰから遠い第２のハンドル整列部材５３０の横方向で遠位の部分５４６（距離Ｄ３として示されている）を示している。さらになお図２４を参照すると、第１のハンドル整列部材５０４に対する第１のツール整列部材５０２の第２の空間的関係と、第２のハンドル整列部材５３０に対する第２のツール整列部材５２８の第２の空間的関係とを組み合わせたものは、単に第１のハンドル整列部材５０４に対する第１のツール整列部材５０２のみよりも、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示をさらに提供してよい。特に、第１のハンドル整列部材５０４および第２のハンドル整列部材５３０は、ハンドル整列平面５２６（図２４に示されている）を累積的に規定してよく、ハンドル整列平面５２６は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール整列平面５１２に対してロールさせられてよく、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供する。したがって、オペレータは、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有さないという別の視覚的指示が提供される。言い換えれば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してロールさせられた場合、ハンドル整列部材５０４，５２８の一方の側は、逸脱の方向にハンドル整列部材５０４，５２８の他方の側よりもブレード平面ＢＰからさらに移動させられる。したがって、ロール関係における整列部材５０２，５０４，５２８，５３０の配列は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４が第１の空間的関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供してよく、器具１４に最大調整可能性を提供する。

追加的な構成において、第１の空間的関係は、ブレード支持体１８が垂直軸線５５４を中心にハンドヘルド部分１６に対していかなる垂直方向変位（すなわち、高さ）も有さないという視覚的指示を提供してよい。複数のアクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を標的平面ＴＰ上に維持するためにハンドヘルド部分１６に対してブレード支持体１８の少なくとも高さを調整するように構成されてよい。例えば、図２５～図２８は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけ上昇させられたブレード支持体１８を示している。複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して上昇させられた場合、ツール整列部材５０２，５２８のうちの少なくとも一方は、第２の空間的配列においてそれぞれハンドル整列部材５０４，５３０のうちの少なくとも一方と整列させられない場合がある。第２の空間的配列は、高さ関係を含んでよい。高さ関係は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８の高さの大きさの視覚的指示を提供してよい。例えば、図２５～図２８に示したように、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４は、ツール整列部材５０２が距離Ｄ１において高さの方向にハンドル整列部材５０４の上方に移動させられたときの高さ関係に配置されてよい。また、例えば、図２６および図２８は、距離Ｄ３において第２のツール整列部材５２８の上方に移動させられた第２のハンドル整列部材５３０を示している。したがって、高さ関係における整列部材５０２，５０４，５２８，５３０の配置は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、ツール整列部材５０２，５２８およびハンドル整列部材５０４，５３０が第１の空間的関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供してよく、器具１４に最大調整可能性を提供する。

上記の説明を考慮して、ガイダンスアレイ５００は器具１４の動作に多くの利益を提供することが認められるべきである。例えば、ガイダンスアレイ５００は、オペレータがハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズを確認するために必要とされる焦点シフトの大きさを減じる。言い換えれば、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を受け取るためにオペレータがそれらの焦点を実質的にシフトする（例えば、それらのヘッドを回転させる）必要がないように、ガイダンスアレイ５００が実質的にオペレータの視線の中にあるように、ガイダンスアレイ５００はツール２０に対して配置される。同時に、ガイダンスアレイ５００が実質的にオペレータの視線の中にある一方、ガイダンスアレイ５００は、ユーザがガイダンスアレイ５００およびツール２０の遠位先端部を見ることができるようにツール支持体の近位部分５６０に向かって配置されており、これにより、ユーザは、切断および整列に同時に集中してよい。言い換えれば、ガイダンスアレイ５００は、ユーザが手術部位およびツール２０の妨げられない視界を有するようにツール２０の遠位先端部から特定の距離に位置決めされる。追加的に、ガイダンスアレイ５００は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの容易に識別可能な視覚的指示をオペレータに提供し、視覚的指示を提供するための補助的な構成要素（例えば、補助的なナビゲーションディスプレイ）の必要性を減じる。また、ガイダンスアレイ５００は、最小限の視差を有する。さらに、ガイダンスアレイ５００は、主に機械的構造を介して視覚的指示を提供するので、電子的ナビゲーションと比較して動作視覚的指示を提供する際に遅れがない。

図２９～図３２において、ガイダンスアレイ６００の別の構成が示されている。ガイダンスアレイ６００の示された構成において、ツール整列部材６０２は、円筒形状を画定するツール整列部分６１０を含んでよい。同様に、ハンドル整列部材６０４は、円筒形状を画定するハンドル整列部分６２４を含んでよい。図３２に示された構成に示したように、例えば、ツール整列部分６１０、ハンドル整列部分６２４および標的平面ＴＰが交差するとき、標的平面ＴＰ、ツール整列部材６０２およびハンドル整列部材６０４は第１の空間的関係に配置されており、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられておりかつアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供する。ある構成において、「交差する」という用語は、適切な公差範囲内のハンドヘルド手術システム１０の近位端部５６０から見たとき、ツール整列部材６０２の少なくとも一部およびハンドル整列部材６０４の少なくとも一部が（上述のように）実質的に整列させられていることであると定義される。図３２を参照すると、ツール整列部分６１０およびハンドル整列部分６２４は、それぞれ第１の色６６６および第２の色６６８の形式のマークを含んでよい。ツール整列部分６１０およびハンドル整列部分６２４におけるマーク（６６６，６６８）は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８の整列の視覚的指示を提供するために機能する。例えば、（図３２に示したように）オペレータによってハンドヘルド器具１４の近位端部５６０から見たときにマーク（６６６，６６８）が重なるようにマーク（６６６，６６８）が整列させられている場合、オペレータは、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最大の調整可能性範囲を有するという視覚的指示が提供される。特に、マーク（６６６，６６８）は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対する最適な運動範囲を有する適切な重なりの公差を規定する長さをそれぞれ有する。ツール整列部材６０２およびハンドル整列部材６０４は、（上述のように）ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対する所望の運動範囲を提供しないポーズにあるときの第２の空間的関係において整列させられないように配置されてよい。また、図３０および図３１に最も良く示したように、ハンドル整列部材６０４は、ハンドヘルド部分１６に取外し可能に結合されてよい。例えば、ハンドル整列部材６０４は、ハンドル整列部材６０４が必要に応じて分離され得るようにハンドヘルド部分１６に磁気的に結合されてよい。しかしながら、ハンドヘルド部分にハンドル整列部材６０４を取外し可能に結合するあらゆる適切な手段が考えられる（例えば、ラッチ、クリップ、ファスナ、フックアンドループ等、およびそれらの組合せ）。

特に、ガイダンスアレイ６００は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８および第２のハンドル整列部材６３０を含んでよい。例えば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないように、ブレード支持体１８が、図３２に示された構成から離れるようにハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけ所定の方向にロールさせられると、ハンドル整列部材６０４，６２８の一方の側は、逸脱の方向にハンドル整列部材６０４，６２８の他方の側よりもブレード平面ＢＰからさらに移動させられる。言い換えれば、ハンドル整列部分６２４におけるマーク６６８は、逸脱の方向にツール整列部分６１０上のマーク６６６から離れるように移動し、ツール整列部分６１０に対してハンドル整列部分６２４を整列させず、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、ツール整列部材６０２，６２８およびハンドル整列部材６０４，６３０が第１の空間的関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供し、器具１４に最大調整可能性を提供する。同様に、第２のツール整列部材６２８および第２のハンドル整列部材６３０は、ピッチおよび高さ自由度においてハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供する。

図３３および図３４は、ガイダンスアレイ６００’のさらに別の構成を示す。ガイダンスアレイ６００’の示された構成において、ツール整列部材６０２’は、球体形状を画定するツール整列部分６１０’を含んでよい。同様に、ハンドル整列部材６０４’は、球体形状を画定するハンドル整列部分６２４’を含んでよい。図３４に示したものなど、幾つかの構成において、ツール整列部分６１０’はブレード平面ＢＰに配置されている。図３４に示された構成に示したように、例えば、ツール整列部分６１０’、ハンドル整列部分６２４’および標的平面ＴＰが交差するとき、標的平面ＴＰ、ツール整列部材６０２’およびハンドル整列部材６０４’は第１の空間的関係に配置され、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられかつアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供する。特に図３４を参照すると、ツール整列部分６１０’およびハンドル整列部分６２４’は、器具１４の近位端部５６０からガイダンスアレイ６００’を見たときにそれらが整列させられていることをオペレータが容易に識別し得るようにサイズ決めされていてよく、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な移動量を有するという視覚的指示を提供する。また、ツール整列部材６０２’およびハンドル整列部材６０４’は、（上述のように）ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対する所望の運動範囲を提供しないポーズにある場合、それらが第２の空間的関係において整列させられないように配置されてよい。特に、ガイダンスアレイ６００’は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８’および第２のハンドル整列部材６３０’を含んでよい。

特に、ガイダンスアレイ６００’は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８’および第２のハンドル整列部材６３０’を含んでよい。例えば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８が図３４に示された構成から離れるようにハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけロールさせられると、ハンドル整列部材６０４’，６２８’の一方の側は、逸脱の方向においてハンドル整列部材６０４’，６２８’の他方の側よりもブレード平面ＢＰからさらに移動させられる。言い換えれば、球形のハンドル整列部分６２４’は、逸脱の方向に球形のツール整列部分６１０’から離れるように移動し、球形のツール整列部分６１０’に対して球形のハンドル整列部分６２４’を整列させず、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、ツール整列部材６０２’，６２８’およびハンドル整列部材６０４’，６３０’が第１の空間的関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供し、器具１４に最大の調整可能性を提供する。同様に、第２のツール整列部材６２８’および第２のハンドル整列部材６３０’は、ピッチおよび高さ自由度においてハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供する。

図３５～図３７は、ガイダンスアレイ６００’’の別の例を示す。ガイダンスアレイ６００’’の示された例において、ツール整列部材６０２’’はツール整列部分６１０’’を含み、ハンドル整列部材６０４’’はハンドル整列部分６２４’’を含む。特に、しかしながら、図３６に示された構成に示したように、ツール整列部材６０２’’およびハンドル整列部材６０４’’が（後述するように）あらゆるトラッキングマーク５８４への手術ナビゲーションシステム３２の視線を妨げないように、ツール整列部材６０２’’およびハンドル整列部材６０４’’が第１の空間的関係に配置されたとき、ツール整列部分６１０’’およびハンドル整列部分６２４’’はブレード平面ＢＰからずれていてよい。例えば、図３６に示したように、ツール整列部分６１０’’およびハンドル整列部分６２４’’は、ブレード平面ＢＰとハンドヘルド部分１６のグリップ７２との間に画定された平面に沿って整列させられる。言い換えれば、図３５～図３７に示した構成において、それらが整列させられる（すなわち、実質的に平行）ようにツール整列部材６０２’’およびハンドル整列部材６０４’’が第１の空間的関係に配置されたとき、ツール整列部分６１０’’およびハンドル整列部分６２４’’はブレード平面ＢＰと同一平面にない。しかしながら、ツール整列部材６０２’’およびハンドル整列部材６０４’’が第１の空間的関係に配置されたときツール整列部分６１０’’およびハンドル整列部分６２４’’はブレード平面ＢＰに対して平行であり、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられかつアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供する。また、ブレード支持体１８が、（上述のように）ハンドヘルド部分１６に対する所望の運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ツール整列部材６０２’’およびハンドル整列部材６０４’’は、第２の空間的関係において整列させられないように配置されてよい。特に、ガイダンスアレイ６００’’は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８’’および第２のハンドル整列部材６３０’’を含んでよい。

特に、ガイダンスアレイ６００’’は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８’’および第２のハンドル整列部材６３０’’を含んでよい。例えば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにブレード支持体１８が図３７に示された構成から離れるようにハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけロールさせられると、ハンドル整列部材６０４’’，６２８’’の一方の側は、逸脱の方向にハンドル整列部材６０４’’，６２８’’の他方の側よりもツール整列平面５１２からさらに移動させられる。言い換えれば、ハンドル整列部分６２４’’は、逸脱の方向にツール整列部分６１０’’から離れるように移動し、ツール整列部分６１０’’に対してハンドル整列部分６２４’’を整列させず、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、またツール整列部材６０２’’，６２８’’およびハンドル整列部材６０４’’，６３０’’が第１の空間的関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供し、器具１４に最大調整可能性を提供する。同様に、第２のツール整列部材６２８’’および第２のハンドル整列部材６３０’’は、ピッチおよび高さ自由度においてハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供する。

図３８および図３９は、ガイダンスアレイ６００’’’のさらなる構成を示す。ガイダンスアレイ６００’’’の示された構成において、ツール整列部材６０２’’’はツール整列部分６１０’’’を含み、ハンドル整列部材６０４’’’はハンドル整列部分６２４’’’を含む。特に、しかしながら、図１２～図２８および図３５～図３７に示された構成とは異なり、ツール整列部材６０２’’’はハンドル整列部材６０４’’’の一方の側のみと整列するのに対し、図１２～図２８および図３９～図４２の構成では、ツール整列部材５０２は、ハンドル整列部材５０４の遠位および近位端部の両方と整列する。図３９に示された構成に示したように、例えば、ツール整列部分６１０’’’、ハンドル整列部分６２４’’’および標的平面ＴＰが整列させられると、標的平面ＴＰ、ツール整列部材６０２’’’およびハンドル整列部材６０４’’’は第１の空間的関係に配置され、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられかつアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供する。また、ブレード１８が、（上述したように）ハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を提供しないポーズにあるとき、それらが第２の空間的関係において整列させられないように、ツール整列部材６０２’’’およびハンドル整列部材６０４’’’が配置されてよい。特に、ガイダンスアレイ６００’’’は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８’’’および第２のハンドル整列部材６３０’’’を含んでよい。

特に、ガイダンスアレイ６００’’’は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供するために、第２のツール整列部材６２８’’’および第２のハンドル整列部材６３０’’’を含んでよい。例えば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないように、図３９に示された構成から離れるようにブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけロールさせられると、ハンドル整列部材６０４’’’，６２８’’’の一方の側は、逸脱の方向にハンドル整列部材６０４’’’，６２８’’’の他方の側よりもブレード平面ＢＰからさらに移動させられる。言い換えれば、ハンドル整列部分６２４’’’は、逸脱の方向にツール整列部分６１０’’’から離れるように移動し、ツール整列部分６１０’’’に対してハンドル整列部分６２４’’’を整列させず、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、またツール整列部材６０２’’’，６２８’’’およびハンドル整列部材６０４’’’，６３０’’’が第１の空間的関係において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供し、器具１４に最大調整可能性を提供する。同様に、第２のツール整列部材６２８’’’および第２のハンドル整列部材６３０’’’は、ピッチおよび高さ自由度においてハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる指示を提供する。

特に、図２９～図３９および図５１に示された構成に示したように、ツール整列部材６０２，６０２’，６０２’’，６０２’’’は、ブレード支持体１８に取外し可能に結合されてよい手術ナビゲーションシステムのツールトラッカ５７４と一体に形成されてよい。ツール整列部材６０２，６０２’，６０２’’，６０２’’’をツールトラッカ５７４と一体的に形成することは、ブレード支持体１８において必要とされる取付け空間を減じ、ツールトラッカをツール２０の先端へより近づけることができ、より正確な手術ナビゲーションを促進する。ツールトラッカ５７４は、クロスメンバ５８２に取り付けられた側壁５８０を含んでよく、各側壁５８０は、複数のマーカ５８４のうちの１つまたは複数を含む。幾つかの構成において、複数のマーカは、各側壁５８０において鏡像構成で配置されてよい。側壁５８０は、ブレード支持体１８のプロフィルに合わせて形成されてよい。追加的に、幾つかの構成において、マーカ５８４は、能動的、受動的、またはその組合せであってよい。その他の構成において、マーカ５８４は、手術ナビゲーションシステム３２との視線を改善するためにツール整列部材６０２，６０２’，６０２’’，６０２’’’に配置されてよい。ツールトラッカ５７４をブレード支持体１８に取り付けるために、ツールトラッカ５７４は、ガイドスロット５７６を含んでよく、ブレード支持体１８は、ブレード支持体１８の遠位端部においてガイドレール５７８を含んでよい（図３５に示されている）。ツールトラッカ５７４のガイドスロット５７６は、ブレード支持体１８のガイドレール５７８を受容するようにサイズ決めされており、ツールトラッカ５７４がブレード支持体１８の遠位端部に接続されることを可能にする。

追加的に、ツール整列部材６０２および／またはハンドル整列部材６０４は、１つまたは複数の視覚的印を含んでよい。例えば、図３２および図３４に示したように、幾つかの構成において、ツール整列部材６０２は少なくとも第１の視覚的印５６２を含み、ハンドル整列部材６０４は少なくとも第２の視覚的印５６４を含む。特に、第１の視覚的印５６２は、第２の視覚的印５６４から視覚的に識別可能である。例えば、図３２および図３４に示されたバージョンにおいて、第１の視覚的印５６２は、ツール整列部材６０２およびハンドル整列部材６０４が整列させられていない（すなわち、第２の空間的配列において）場合にハンドヘルド部分１６の近位端部５６０から見えるように配置されてよい。反対に、第２の視覚的印５６４は、ツール整列部材６０２およびハンドル整列部材６０４が整列させられた（すなわち、第１の空間的配列において）場合にハンドヘルド部分１６の近位端部から見えるように配置されている。したがって、第１の視覚的インジケータ５６２および第２の視覚的インジケータ５６４は、ハンドル整列部材６０４に対するツール整列部材６０２の整列の容易に識別可能な視覚的指示をオペレータに提供する。幾つかのバージョンにおいて、視覚的印は、１つまたは複数の視覚的キュー（例えば、パターン、光、色、それらの組合せ等）を含む。例えば、図３２を参照すると、視覚的印は、着色されたマーク６６６，６６８を含んでよい。

例えば、図４７～図４８に示したような別の構成において、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４はそれぞれ、第１の視覚的印５６２および第２の視覚的印５６４を有する。例えば、第１の視覚的印５６２は第１の色５６６であってよく、第２の視覚的印５６４は第２の色５６８であってよい。この構成において、第１の色５６６は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられているとき（図３５、図３７および図４０に最も良く示されている）ツール整列部材５０４およびハンドル整列部材５０４が隣接するエッジに沿って見え、反対に、第２の視覚的印５６４の少なくとも１つは、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４が整列していないとき（図４０に最も良く示されている）ツール整列部材５０４およびハンドル整列部材５０４が隣接するエッジに沿って見える。この構成を容易にするために、ツール整列部材５０２の上面５０３およびハンドル整列部材５０４の上面５０５は、第１の視覚的印５６２を含んでよい。同様に、ツール整列部材５０２の側面５７０およびハンドル整列部材５０４の側面５７２は、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４が互いに整列していないときに第２の視覚的印５６４が現れるように第２の視覚的印５６４を含んでよく、複数のアクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がホーム位置から移動したという指示を提供する。視覚的印５６２，５６４は、ツール整列部材５０２とハンドル整列部材５０４とが整列していないかどうかを迅速に識別するためにオペレータがツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４の表面を迅速に区別することを可能にする。例えば、図４０に示したように、ツール整列部材５０２とハンドル整列部材５０４とが整列していないとき、第２の視覚的印５６４（第２の色５６８の形式であり、側面５７２に設けられている）のうちの少なくとも１つが見え、複数のアクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がホーム位置から移動したという指示を提供する。

図４２および図４３を参照すると、器具１４は、ツール整列部材５０２、ハンドル整列部材５０４またはブレード支持体１８など、オペレータの視線の中のあらゆる適切な位置においてＬＥＤなどの発光体５８６を含んでよい。発光体５８６は、ブレード支持体１８が所望の運動範囲を有するときに点灯されるように構成されてよく、ブレード支持体１８およびハンドヘルド部分１６が標的平面ＴＰとの指定された整列範囲内にあるという視覚的指示を提供する。例えば、発光体５８６は、アクチュエータ２１，２２，２３が第１の空間的配列にある（すなわち、所望の運動範囲を有する）ことを指示するように構成されてよい。代替的に、発光体５８６は、ブレード支持体１８が第２の空間的配列にあるときに点灯するように構成されてもよい。例えば、ハンドヘルド部分１６の移動が必要とされていることを示すために第１の視覚的インジケータ２０１が作動させられると、視覚的インジケータ２０１は、アクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がホーム位置から離れすぎており、ツール整列部材とハンドル整列部材とを整列させていないことを表しており、ハンドヘルド部分１６が移動させられる必要があることを指示する。

幾つかの例において、制御装置は、アクチュエータ２１，２２，２３の命令された位置およびアクチュエータ２１，２２，２３の利用可能な移動に基づいて発光体５８６を制御してよい。例えば、第１の色は、アクチュエータ２１，２２，２３の作動範囲内の第１の移動範囲およびアクチュエータ２１，２２，２３の命令された位置に基づいてよく、第２の色は、第１の移動範囲とは異なる、アクチュエータ２１，２２，２３の作動範囲内の第２の移動範囲およびアクチュエータ２１，２２，２３の命令された位置であってよい。利用可能な移動内のアクチュエータ２１，２２，２３の第３の移動範囲を表す第３の色も含まれてよく、第３の移動範囲は第２の移動範囲とは異なる。例えば、第１の色は、赤であり、利用可能な移動の外側限界に最も近いアクチュエータ２１，２２，２３の命令された位置に相関し、第２の色は、黄色であり、利用可能な移動の外側限界からさらに離れたアクチュエータ２１，２２，２３の命令された位置に相関し、第３の色は、緑であり、アクチュエータ２１，２２，２３の命令された位置が、利用可能な移動範囲の限界から離れていることを示している。

さらなる例において、発光体５８６に関連した色は、複数のアクチュエータパラメータを表してよく、これにより、発光体５８６は、ユーザに、少なくとも１つのアクチュエータ２１，２２，２３を命令された位置へもたらすために必要とされる移動量を表す第１の色と、ツール２０をアクチュエータの作動範囲内へもたらすためにハンドヘルド部分１６を移動させるために必要とされる方向を表す第２の色とを伝達する。上述のように、第３の色は、利用可能な移動の最も外側範囲に対応してよく（すなわち、命令された位置に対して利用可能な残りの最も少ない移動）、第２の色は、利用可能な移動の中間範囲に対応してよく、第１の色は、利用可能な移動の最も内側の範囲に対応してよい（すなわち、命令された位置に対して利用可能な残りの最も多い移動）。幾つかの例において、発光体５８６は、２つ以上の部分に分割されるように構成されている。それぞれの各部分は、ハンドヘルド部分１６の所望の移動方向を示すために異なる状態において点灯してよい。幾つかのバージョンにおいて、発光体５８６の上側部分および下側部分の点灯は、ハンドヘルド部分１６の命令された位置および利用可能な移動に基づいて同じ状態において作動させられてよい。

代替的に、発光体５８６またはその他の印は、命令されたポーズの１つまたは複数の構成要素および特定の自由度における運動の１つまたは複数の範囲に基づいて制御されてよい。より具体的には、発光体５８６またはその他の印は、命令されたポーズのピッチ構成要素および運動のピッチ範囲に基づいて制御されてよい。代替的に、または組み合わせて、発光体５８６は、命令されたポーズのロール構成要素および運動のロール範囲に基づいて制御されてよい。運動のピッチおよびロール範囲は、一連の重ね合わされた範囲によって規定されてよい。制御システム６０は、命令されたポーズのピッチ構成要素が運動のピッチ範囲の最も内側の範囲内にありかつ命令されたポーズのロール構成要素が運動のロール範囲の最も内側の範囲内にあるとき、第１の色を発するように発光体を制御してよい。代替的に、制御システム６０は、発光体を制御して、第２の色の光を発するか、または命令されたポーズのピッチ構成要素が運動のピッチ範囲の比較的外側の範囲にあるかまたは命令されたポーズのロール構成要素が運動のロール範囲の比較的外側の範囲にあるとき、発光体への電力を妨げてよい。発光体５８６をこの形式で制御することによって、光印は、ユーザがピッチおよびロールに関して良好なポーズにあるまたはユーザがピッチおよびロールのうちの１つを調整する必要があることを指示することができる。同様に、制御システム６０は、命令されたポーズの高さ構成要素もまた運動の高さ範囲の最も内側の範囲内にあるときなど、さらなる条件が存在する場合にのみ第１の色をさらに発してよい。さらに、制御システム６０は、ピッチ構成要素、ロール構成要素または高さ構成要素のうちのいずれかが運動のそれぞれの最も内側の範囲の外側にある場合、第２の色の光を発するまたは発光体５８６への電力を妨げるように発光体５８６を制御してよい。高さ、ピッチおよびロールがここでは言及されているが、発光体５８６は、相対的なその他の自由度における命令されたポーズの構成要素および運動のそれぞれの範囲に基づいて制御することができる。

図４４～図５０を参照すると、別の構成において、器具１４は、ブレード支持体１８とハンドヘルド部分１６とに結合されかつこれらの間に延びたシュラウド７００を含んでよい。特に、図２９～図３９に示したように、シュラウド７００は、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４と同時に器具１４に含まれてよい。シュラウド７００は、オートクレーブ滅菌プロセスまたは過酸化水素滅菌プロセスなどの滅菌プロセスと両立可能な、プラスチック、ゴム、複合材両等、またはそれらの組合せなどのあらゆる適切な材料から形成されてよい。シュラウド７００は、クランプ、ファスナ、接着剤等、またはそれらの組合せなどのあらゆる適切な手段を使用して、ブレード支持体１８およびハンドヘルド部分１６に結合されてよい。幾つかの構成において、シュラウド７００は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３のうちの少なくとも１つを包囲してよい。シュラウド７００は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して移動したときに拡張および湾曲することができるアコーディオン状折り目を含んでよい。また、幾つかの構成において、シュラウド７００は、少なくとも２つのシュラウドランドマーク７０２（以下でさらに詳細に説明する）を画定している。幾つかの構成において、２以上、５以上、１０以上、またはさらには複数のシュラウドランドマーク７０２が設けられてよい。ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して移動すると、互いに対するシュラウドランドマーク７０２の移動は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供する。特に、図４５を参照すると、器具１４は、ハンドヘルド部分１６に取外し可能に結合された１つまたは複数のシュラウド整列部材７０６を含んでよい。例えば、幾つかの構成において、器具１４は、少なくとも２つのシュラウド整列部材７０６を含んでよい。シュラウド整列部材７０６は、透明であってよく、シュラウド整列マーク７０８を含んでよい。例えば、図４７を参照すると、シュラウド整列マーク７０８は、いつ複数のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるか、したがって、器具１４が最適な運動範囲を有するかを指示してよい。幾つかの構成において、２以上、４以上またはさらには複数のシュラウド整列部材７０６が設けられてよい。例えば、図４７～図５０は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズのさらなる視覚的指示を提供するために第２のシュラウド整列部材７１４を含むハンドヘルド手術ロボットシステムを示す。

幾つかの構成において、少なくとも２つのシュラウドランドマーク７０２は、少なくとも２つの折り目７０４を含む。幾つかの構成において、折り目７０４は、アコーディオン状の折り目によって画定されてよい。折り目７０４は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示を提供する平面７１６（図４６に示されている）を規定してよい。折り目７０４、例えば、平面７１６は、実質的に平行であってよく、第１の位置７１０において平面７１６がシュラウド整列マーク７０８と整列させられるようにシュラウド整列マーク７０８に対応する距離だけずれていてよく、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあり、したがって、器具１４が最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供する。しかしながら、また、ブレード支持体１８およびハンドヘルド部分１６が第２の位置７１２に移動させられると、平面７１６は垂直方向および角度方向に移動してよく、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有さないという視覚的指示を提供する。

図４７～図５０は、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４と同様に、シュラウド７００は、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示をオペレータに提供するように構成されてよいことを示す。例えば、図４８は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分に対してピッチさせられているときのシュラウド７００を示す。図４９は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してロールさせられているときのシュラウド７００を示す。図５０は、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分に対して上昇させられているときのシュラウド７００を示す。図４８～図５０のそれぞれにおいて、シュラウド整列マーク７０８に対する折り目７０４のポーズは、ハンドヘルド部分１６に対するブレード支持体１８のポーズの視覚的指示をオペレータに提供する。

幾つかの構成において、ツール整列部材５０２およびハンドル整列部材５０４と同様に、少なくとも２つのシュラウドランドマーク７０２は、第１の視覚的印５６２および第２の視覚的印５６４を含んでよい。また、同様に、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体１８のポーズの容易に識別可能な視覚的指示をオペレータに提供するように、第１の視覚的印５６２は第２の視覚的印５６４から視覚的に区別可能であってよい。例えば、第１の視覚的印５６２は第１の色であってよく、第２の視覚的印５６４は第２の色であってよい。この構成において、第１の色は、ブレード支持体１８が第１の位置にあるときに（すなわち、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるときに）見え、第２の色は、ブレード支持体１８が第２の位置にあるときに（すなわち、ブレード支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有さないときに）見える。

図５４～図７７に示された別の構成において、器具１４は、ガイダンスアレイ９００も含む。ガイダンスアレイ９００は、器具１４の作動中にハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズの視覚的指示をオペレータに提供し、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するためにアクチュエータアセンブリ４００（上述した）に最大調整可能性を提供しながらツール２０の所望のポーズを達成するために、ハンドヘルド部分１６のピッチ配向、ロール配向およびｚ軸並進の所要の変化の視覚的指示をオペレータに提供する。ガイダンスアレイ９００は、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３をホーム位置またはその他の所定の位置の近くに維持することによって器具１４に十分な調整可能性を提供するためにどのようにハンドヘルド部分１６を移動させるかに関してオペレータをガイドするためにオペレータに視覚的指示を提供するためにハンドヘルド部分１６から延びたハンドル整列部材９０４を含む。

ハンドル整列部材９０４は、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がそれぞれのホーム位置から移動したという視覚的指示をオペレータユーザに提供するあらゆる適切な形状または構成であってよい。例えば、図５４～図７７を参照すると、ハンドル整列部材９０４は、ハンドル整列突出部９０６を含んでよい。ハンドル整列突出部９０６は、ツールマウント１８ａに向かって延びていてよい。特に、図５４～図７７を参照すると、ハンドル整列突出部９０６は、ハンドル整列突出部９０６の少なくとも一部９０８がツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置されるように成形されてよい。例えば、ハンドル整列突出部９０６は、ツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置されたハンドル整列エッジ９１４を画定してよい。長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対するハンドル整列突出部９０６の「斜めの」角度は、例えば、長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２の両方に対して０度よりも大きく、９０度よりも小さい角度でのハンドル整列突出部９０６の配置を含んでよい。例えば、ツール整列突出部９０６は、長手方向および横方向軸線９１０，９１２に対して４５度の角度を有するツール整列エッジ９１４を画定してよい。

１つの構成において、例えば、図５４～図７７に示したように、ハンドル整列部材９０４は、フック状のハンドル整列突出部９０６を画定してよい。フック状のハンドル整列突出部９０６は、前記斜めの角度を画定するためにツール支持体１８に向かって内方へスイープする湾曲したハンドル整列エッジ９１４を画定してよい。図５４～図７７における構成はフック状のハンドル整列突出部９０６を示すが、多角形エッジ、段状エッジなど（ただしこれらに限定されない）、斜めの角度を画定するあらゆる適切なエッジが考えられる。特に、以下でさらに詳細に説明するように、ツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対するハンドル整列突出部９０６の斜めの角度は、同時に複数の自由度においてハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズをより正確に見分けることをユーザに提供してよい。

図５４～図５７の構成に示したような幾つかの構成において、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ハンドル整列突出部９０６の少なくとも一部とツール平面ＢＰとは整列させられてよく、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示をオペレータに提供する。ある構成において、「整列させられる」という用語は、ハンドル整列突出部９０６の少なくとも一部が、適切な公差範囲内でツール平面ＢＰと実質的に同一平面であるかまたは交差することと定義される。特に、ホーム位置において、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３の調整可能性の量は、ツール２０を所望のポーズに維持するために最大化される。幾つかの例において、ハンドル整列突出部９０６の少なくとも一部とツール平面ＢＰとの整列は、９９パーセント以上整列させられてよい、９０パーセント以上整列させられてよい、７０パーセント以上整列させられてよい、または６０パーセント以上整列させられてよい。その他の例において、適切な整列は、それぞれの個々の自由度において標的ポーズからの１パーセントの逸脱、標的ポーズからの５パーセントの逸脱、標的ポーズからの１０パーセントの逸脱、またはさらには標的ポーズの２０パーセント以上の逸脱の範囲内など、標的ポーズに対する指定された近接性の範囲内であってよい。同様に、適切な整列は、それぞれの個々の自由度において標的ポーズの１ｍｍ以内、標的ポーズの２ｍｍ以内、またはさらには標的ポーズの５ｍｍ以上であってよい。加えて、適切な整列は、ロールおよび／またはピッチにおいて標的ポーズからの１度以上の逸脱、標的ポーズからの５度以上の逸脱、標的ポーズからの１５度以上の逸脱、またはさらには標的ポーズからの３０度以上の逸脱の範囲内であってよい。

反対に、ハンドヘルド部分１６が最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ツール平面ＢＰとハンドル整列突出部９０６とは整列させられないように構成されており、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないポーズにあり、したがって、オペレータによって調整される必要があるという視覚的指示を提供する（以下でさらに詳細に説明する）。幾つかの構成において、ガイダンスアレイ９００は、ツール整列部材９０２も含んでよい。１つの構成において、例えば、図５４～図７７を参照すると、ツール整列部材９０２は、ツール支持体１８から延びていてよい。ツール整列部材９０２は、ハンドル整列部材９０４に対するツール平面ＢＰのポーズの視覚的指示を提供することができるあらゆる形状又は構造を有してよい。例えば、ツール整列部材９０２は、ツールマウント１８ａに向かって延びるツール整列突出部９１６を含んでよい。例えば、図５４～図７７を参照すると、ハンドル整列突出部９０６と同様に、ツール整列突出部９１６は、ツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置された少なくとも一部９２０を有してよい。幾つかの構成において、例えば、ツール整列突出部９１６は、ツール２０の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めのツール整列エッジ９１８を画定してよい。

最適な運動範囲は、１、２、３以上の自由度における最大運動範囲であってよいと考えられる。最適な運動範囲は、必ずしも最大運動範囲でなくてもよく、むしろ、ソーによる特定の切断のためのツール支持体の好ましいポーズのために望まれる運動範囲、または計画された切断または計画された軸線など、その他の予め計画された仮想オブジェクトであってよいと考えられる。最適な運動範囲は、１つ以上の自由度における運動範囲の中心である必要はなく、ある構成において１、２または３の自由度における運動範囲の中心であってよい。

例えば、図５４～図７７に示したような１つの構成において、ツール整列部材９０２は、フック状のツール整列突出部９１６を画定してよい。フック状のツール整列突出部９１６は、上述の斜めの角度を画定するためにツール支持体１８に向かって内方へスイープする湾曲したツール整列エッジ９１８を画定してよい。図５４～図７７における構成はフック状のツール整列突出部９１６を示すが、多角形エッジ、段状エッジなどの（ただし、これらに限定されない）斜めの角度を画定するあらゆる適切なエッジが考えられる。特に、フック状のツール整列突出部９１６およびフック状のハンドル整列突出部９０６は、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するときに整列させられるように構成されてよく、さらに、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるときに、整列させられないように構成されてよく、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する。

幾つかの例において、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ツール整列エッジは、ハンドル整列エッジからずれておりかつハンドル整列エッジに対して平行であってよく、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示をオペレータに提供する。また、幾つかの例において、ツール整列部材９０２は、ハンドル整列部材９０６よりもツール支持体１８により近く配置されている。

幾つかの構成において、ツール整列突出部９１６は、ツール平面ＢＰと実質的に整列している。例えば、ツール整列突出部９１６は、ツール平面ＢＰと同一平面であってよい。このように、ツール整列突出部９１６は、ツール支持体１８に対するハンドヘルド部分１６のポーズの視覚的指示を提供することを容易にするために、ツール平面ＢＰの向きの視覚的表示として働いてよい。しかしながら、ハンドル整列部材９０４が、ツール整列部材９０２の追加なしにツール支持体１８に対するハンドヘルド部分１６のポーズの視覚的指示を提供するために機能してよいことに留意することが重要である。特に、ユーザは、ハンドル整列部材９０４とツール２０との関係を調べることによってハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の関係をさらに認識してよい。

ハンドル整列部材９０４は、ハンドヘルド部分１６に取外し可能に結合されてよい。例えば、ハンドル整列部材９０４は、ハンドヘルド部分１６に結合されるように構成されたハンドル結合部分９２２を含んでよい。図５８に最も良く示したように、ハンドル整列部材９０４のハンドル結合部分９２２は、ハンドヘルド部分１６に取外し可能に結合されてよい。例えば、ハンドル結合部分９２２は、ハンドル整列部材９０４が、必要に応じてまたはオペレータの手がハンドル整列部材９０４とツール整列部材９０２および／またはツール支持体１８との間に挟まれた場合に分離され得るように、ハンドヘルド部分１６に磁気的に結合されてよい。ハンドル整列部材９０４をハンドヘルド部分１６に取外し可能に結合するあらゆる適切な手段（例えば、磁石、ラッチ、クリップ、ファスナ、フックアンドループ等、およびそれらの組合せ）が考えられる。

ハンドル整列部材９０４は、支持アーム９２４も含んでよい。支持アーム９２４は、ハンドル整列部材９０４を支持するためにハンドル結合部分９２２から延びていてよい。特に、図５４～図５８に最も良く示したように、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるときにハンドル整列部材９０４がツール平面ＢＰと整列させられるように、支持アーム９２４はハンドヘルド部分１６のグリップ７２から上方へ延びている。幾つかの例において、ハンドル整列部材９０４は、ハンドル整列部材９０４の機能を促進するためにハンドヘルド部分１６に対して剛性である。ハンドル整列部材９０４は、プラスチック、アルミニウム、鋼、複合材等、またはそれらの組合せなどのあらゆる適切な材料から形成されてよい。さらに、ハンドル整列部材９０４は、３Ｄプリンティング、鋳造、機械加工、射出成形、スタンピング等、またはそれらの組合せを含むあらゆる適切な製造方法を使用して形成されてよい。

同様に、図５８を参照すると、ツール整列部材９０２は、ツール支持体１８に結合されるように構成されたツール結合部分９２６も含んでよい。ツール結合部分９２６は、ツール整列部材８０２の機能を促進するためにあらゆる適切な位置においてあらゆる適切な手段（例えば、ファスナ、磁石、接着剤等）を使用してツール支持体１８に取り付けられてよい。例えば、ツール支持体１８は、ツール支持体１８から横方向に延びるツール取付けレール９２８を含んでよい。ツール整列部材９０２のツール結合部分９２６は、ツール整列部材９０２をツール支持体１８に取外し可能に固定するためにツール取付けレール９２８と係合させられるように構成されたツール取付けチャネル９３０を画定してよい。

ツール整列部材９０２は、さらに、支持部分９３２を含んでよい。支持部分９３２は、ツール整列部材９０２を支持するためにツール結合部分９２６から延びていてよい。幾つかの例において、ツール整列部材９０２は、ツール整列部材９０２の機能を促進するためにツール支持体１８に対して剛性であってよい。ツール整列部材９０２は、プラスチック、アルミニウム、鋼、複合材料等、またはそれらの組合せなどのあらゆる適切な材料から形成されてよい。さらに、ツール整列部材は、３Ｄプリンティング、鋳造、機械加工、射出成形、スタンピング等、またはそれらの組合せを含むあらゆる適切な製造方法を使用して形成されてよい。

幾つかの構成において、ガイダンスアレイ９００は、２つ以上のハンドル整列部材および２つ以上のツール整列部材を含んでよい。あらゆる数の対応するツール整列部材およびハンドル整列部材が考えられる。例えば、ガイダンスアレイ９００は、第１のハンドル整列部材９０４と、第１のハンドル整列部材９０４から離れた位置においてハンドヘルド部分１６から延びた第２のハンドル整列部材９３４とを含んでよい。同様に、第２のハンドル整列部材９３４は、第２のハンドル整列突出部９３６を含んでよい。第２のハンドル整列突出部９３６は、ツールマウント１８ａに向かって延びていてよい。特に、図５４～図７７を参照すると、第２のハンドル整列突出部９３６は、第２のハンドル整列突出部９３６の少なくとも一部９３８がツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置されるように成形されてよい。例えば、第２のハンドル整列突出部９３６は、ツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置された第２のハンドル整列エッジ９４０を画定してよい。

幾つかの例において、ガイダンスアレイ９００は、第１のツール整列部材９０２と、第１のツール整列部材９０２から離れた位置においてハンドヘルド部分１６から延びた第２のツール整列部材９４２とを含んでよい。例えば、図５４～図７７を参照すると、幾つかの構成において、第１の整列部材９０２，９０４および第２の整列部材９３４，９４２は、ハンドヘルド部分１６の互いに反対側から延びており、互いに鏡像配列を有する。

第２のツール整列部材９４２は、ツールマウント１８に向かって延びた第２のツール整列突出部９４４を含んでよい。第２のツール整列突出部９４４は、ツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置された少なくとも一部９４６を有してよい。幾つかの構成において、例えば、第２のツール整列突出部９４４は、ツール２０／ツール支持体１８の長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの第２のツール整列エッジ９４８を画定してよい。幾つかの例において、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、第２のツール整列エッジ９４８は、第２のハンドル整列エッジ９４０からずれておりかつ第２のハンドル整列エッジ９４０に対して平行であってよく、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示をオペレータに提供する。例えば、図５４および図５６を参照すると、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、ハンドル整列エッジ９１４，９４０およびツール整列エッジ９１８，９４８は互いからずれておりかつ互いに平行である。特に、整列部材９０２，９０４，９３４，９４２は、それぞれハンドル整列部材９０４，９４２に対するツール整列部材９０２，９３４の整列の指示を提供するためにあらゆる適切な形状であってよい。幾つかの例において、それぞれ４以上、６以上、またはさらに複数のツール整列部材およびハンドル整列部材が設けられてよいと考えられる。

図５４～図５７に示したように、第１のツール整列突出部９１６および第１のハンドル整列突出部９０６ならびに第２のツール整列突出部９４２および第２のハンドル整列突出部９３６は、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるとき、それぞれ互いに整列させられており、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供する。反対に、第１のツール整列突出部９１６および第１のハンドル整列突出部９０６ならびに第２のツール整列突出部９４４および第２のハンドル整列突出部９３６は、ハンドヘルド部分１６が最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、それぞれ互いに整列させられないように構成されており、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないポーズにあり、したがって、オペレータによって調整される必要があるという視覚的指示を提供する。

器具１４の動作中、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール平面ＢＰは、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるときに第１の空間的関係９５０において整列させられるように配置されてよい。例えば、図５４～図５７を参照すると、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール平面ＢＰが第１の空間的関係９５０で配置されているとき、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール平面ＢＰは整列させられ、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供する。

加えて、図５７を参照すると、ツール２０が標的平面ＴＰにとどまるように器具１４がツール支持体１８を維持しているとき、標的平面ＴＰ、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール平面ＢＰは、ハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール平面ＢＰおよび標的平面ＴＰが整列させられているときに第１の空間的関係９５０に配置されるように構成されており、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられ、ツール２０を所望のポーズに維持するためにアクチュエータ２１，２２，２３が調整可能性の最大量を有するようにアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供し、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するために器具１４にピッチ、ロールおよびｚ軸並進（すなわち、高さ）の最大調整を提供する。

器具１４の作動中、ハンドル整列突出部９０６，９３６は、ハンドヘルド部分１６（図５９～図７５に示されている）に対して所望の運動範囲を提供しないポーズにツール支持体１８があるときに第２の空間的関係９５２においてツール平面ＢＰから整列させられないように配置されてよい。第２の空間的関係９５２は、ツール支持体１８が、器具１４に所望の運動範囲を提供しないハンドヘルド部分１６に対するポーズにあるという視覚的指示を提供し、したがって、器具１４に最大調整可能性を提供するために第１の空間的関係９５０においてハンドル整列突出部９０６，９３６がツール平面ＢＰと整列させられるようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないことを指示する。

同様に、ツール整列突出部９１６，９４４を有するツール整列部材９０２，９４２のうちの少なくとも１つをさらに含む器具１４の動作中、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール整列突出部９１６，９４４は、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるときに第１の空間的関係９５０において整列させられるように配置されてよい。例えば、図５４～図５７を参照すると、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール整列突出部９１６，９４４が第１の空間的関係９５０に配置されているとき、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール整列突出部９１６，９４４はそれぞれ整列させられ、アクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供する。

また、同様に、図５７を参照すると、ツール２０が標的平面ＴＰにとどまるように器具１４がツール支持体１８を維持しているとき、標的平面ＴＰ、ハンドル整列突出部９０６，９３６およびツール整列突出部９１６，９４４は、ハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール整列突出部９１６，９４４および標的平面ＴＰが整列させられているときに第１の空間的関係に配置されるように構成されており、ツール２０が標的平面ＴＰと整列させられており、ツール２０を所望のポーズに維持するためにアクチュエータ２１，２２，２３が調整可能性の最大量を有するようにアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるという視覚的指示を提供し、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するためにピッチ、ロールおよびｚ軸並進（すなわち、高さ）の最大調整を器具１４に提供する。

加えて、ツール整列部材９０２，９４２のうちの少なくとも１つをさらに含む器具１４の作動中、ハンドヘルド部分１６（図５９～図７５に示されている）に対する所望の運動範囲を提供しないポーズにツール支持体１８があるときに第２の空間的関係９５２においてそれぞれ互いに整列させられないように、ツール整列突出部９１６，９４４およびハンドル整列突出部９０２，９４２が配置されてよい。第２の空間的関係９５２は、器具１４に所望の運動範囲を提供しないハンドヘルド部分１６に対するポーズにツール支持体１８があるという視覚的指示を提供し、したがって、器具１４に最大調整可能性を提供するためにツール整列突出部９１６，９４４およびハンドル整列突出部９０６，９３６が第１の空間的関係９５０において整列させられるようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないことを指示する。特に、第２のツール整列部材９４２および第２のハンドル整列部材９３４の追加は、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズの視覚的指示を提供することをさらに補助するために機能する。特に、アクチュエータ２１，２２，２３の運動範囲を通じて視覚的指示を促進するために、アクチュエータアセンブリ４００の複数のアクチュエータ２１，２２，２３のそれぞれの第１の位置と第２の位置との間のあらゆる点においてツール整列部材９０２，９４２とハンドル整列部材９０４，９３４とが衝突しないように、ツール整列部材９０２，９４２およびハンドル整列部材９０４，９３４は互いに対して配置されかつサイズ決めされている。

第２の空間的関係９５２においてハンドル整列突出部９０６，９３６がツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４と整列させられない場合がある様々なシナリオが存在する。例えば、ツール支持体１８は、横方向軸線９１２（図５９～図６２に示されている）を中心にハンドヘルド部分１６に対してピッチしてよく、ツール支持体１８は、長手方向軸線９１０（図６３～図６６に示されている）を中心にハンドヘルド部分１６に対してロールしてよく、および／またはツール支持体１８は、ハンドヘルド部分１６に対して垂直軸線９５４（すなわち、高さ）に沿って移動してよい（図６７～図７０に示されている）。その他の自由度においてハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の移動から生じるその他の不整列が考えられることが認められるべきである。上述の不整列の組合せが同時に生じ得ることも認められるべきである。例えば、ツール支持体１８は、同時にハンドヘルド部分１６に対してピッチおよびロールさせられ得る。ハンドル整列突出部９０６，９３６がツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４に対して整列させられないとき、結果として生じる第２の空間的関係９５２は、不整列が複数の自由度において生じるとしても、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズの視覚的指示を提供する。

幾つかの構成において、第１の空間的関係９５０は、横方向軸線９１２を中心にハンドヘルド部分１６に対してピッチ自由度においてツール支持体１８が整列させられているという視覚的指示を提供する第１のピッチ関係９５６を含んでよい。しかしながら、上述のように、アクチュエータアセンブリ４００の複数のアクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するためにハンドヘルド部分１６に対してツール支持体１８の少なくともピッチを調整するように構成されてよい。例えば、図５９～図６２は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけピッチさせられたツール支持体１８を示す。複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してピッチさせられると、第２の空間的配列９５２において、ハンドル整列突出部９０６，９３６はそれぞれツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４と整列させられなくてよい。第２の空間的配列９５２は、第２のピッチ関係９５８を含んでよい。第２のピッチ関係９５８は、横方向軸線９１２を中心とするハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のピッチの大きさおよび方向の視覚的指示を提供してよい。

例えば、図５９～図６２に示したように、ハンドル整列突出部９０６，９３６の第１の部分９６０がピッチの方向においてハンドル整列突出部９０６，９３６の第２の部分９６２よりもツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４から離れているとき、ハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４は第２のピッチ関係９５８で配置されてよい。図５９～図６２を参照すると、例えば、ハンドル整列突出部９０６，９３６の遠位部分９６４は、長手方向軸線９１０に沿ってハンドル整列部材突出部９０６，９３６の近位部分９６６よりもツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４から離れている。例えば、図５９～図６２に示したように、ハンドル整列突出部９０６，９３６の遠位端部がツール整列突出部９１６，９４４の遠位端部の下方にあるようにハンドル整列突出部９０６，９３６がツール整列突出部９１６，９４４の下方へピッチさせられ、ピッチ条件を排除するためにグリップ７２が回転させられるべきであるという視覚的指示をユーザに提供する。

言い換えれば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してピッチさせられると、ハンドル整列突出部９０６，９３６の一方の端部は、ピッチの方向において長手方向軸線９１０に沿って他方の端部よりもツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４からさらに離れている。したがって、第２のピッチ関係９５８は、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、第１の空間的関係９５０においてハンドル整列突出部９０６，９３６がツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４と整列させられるようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供してよく、器具１４に最大調整可能性を提供する。

その他の構成において、第１の空間的関係９５０は、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してロール自由度において整列させられているという視覚的指示を提供する第１のロール関係９６８を含んでよい。複数のアクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するためにハンドヘルド部分１６に対して長手方向軸線９１０を中心にツール支持体１８の少なくともロールを調整するように構成されてよい。例えば、図６３～図６６は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないように所定の量だけハンドヘルド部分１６に対してロールさせられたツール支持体１８を示す。複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してロールさせられると、ハンドル整列突出部９０６，９３６は、第２の空間的配列９５２においてそれぞれツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４と整列させられない場合がある。第２の空間的配列９５２は、第２のロール関係９７０を含んでよい。第２のロール関係９７０は、長手方向軸線９１０を中心とするハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のロールの大きさおよび方向の視覚的指示を提供してよい。

例えば、図６３～図６６に示したように、ハンドル整列突出部９０６，９３６の外側部分９７２がロールの方向においてハンドル突出部９０６，９３６の内側部分９７４よりもツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４から離れているとき、ハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４は第２のロール関係９７０に配置されてよい。特に、図６６を参照すると、ツール平面ＢＰおよび／または第１のツール整列突出部９１６に対する第１のハンドル整列突出部９０６の第２の空間的関係９５２と、ツール平面ＢＰおよび／または第２のツール整列突出部９４４に対する第２のハンドル整列突出部９３６の第２の空間的関係９５２との組合せは、単にツール平面ＢＰおよび／または第１のツール整列突出部９１６に対する第１のハンドル整列突出部９０６の第２の空間的関係９５２よりも、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズのさらなる視覚的指示を提供してよい。

特に、第２のツール整列部材９４２および第２のハンドル整列部材９３４の追加は、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有さないという別の視覚的指示をオペレータに提供する。言い換えれば、図６３～図６６を参照すると、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対してロールさせられると、ハンドル整列突出部９０６，９３６の一方の側は、ロールの方向においてハンドル整列突出部９０６，９３６の他方の側よりも、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４からさらに移動させられる。例えば、図６３～図６６に示したように、第１のハンドル整列突出部９０６の外側部分９７２は第１のツール整列突出部９１６の下方にあるのに対し、第２のハンドル整列突出部９１６の外側部分９７２は第２のツール整列突出部９４４の上方にあり、ハンドヘルド部分１６がツール支持体１８に対して時計回り方向にロールさせられていることを示している。したがって、オペレータは、最大調整可能性を有する位置へ器具１４を戻すためにハンドヘルド部分１６が時計回し方向に調整されるべきであるというフィードバックが提供される。したがって、第２のロール関係９７０は、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して所望の運動範囲を有さず、第１の空間的関係９５０においてハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４が整列するようにハンドヘルド部分１６のポーズをオペレータが調整しなければならないという視覚的指示を提供してよく、器具１４に最大調整可能性を提供する。

追加的な構成において、第１の空間的関係９５０は、ツール支持体１８が垂直軸線９５４に沿ってハンドヘルド部分１６に対していかなる垂直方向移動（すなわち、高さ）も有さないという視覚的指示を提供する第１の高さ関係９７８を含んでよい。アクチュエータアセンブリ４００の複数のアクチュエータ２１，２２，２３は、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するためにハンドヘルド部分１６に対してツール支持体１８の少なくとも高さを調整するように構成されてよい。例えば、図６７～図７０は、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにハンドヘルド部分１６に対して所定の量だけ上昇させられたツール支持体１８を示す。複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して上昇させられると、ハンドル整列突出部９０６，９３６は、第２の空間的配列９５２においてそれぞれツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４と整列させられない場合がある。第２の空間的配列９５２は、第２の高さ関係９８０を含んでよい。第２の高さ関係９８０は、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８の高さの大きさの視覚的指示を提供してよい。

例えば、図６７～図７０に示したように、ハンドル整列突出部９０６，９３６が高さの方向にツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４の下方へ移動させられているとき、ハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４は、第２の高さ関係９８０に配置されてよい。言い換えれば、複数のアクチュエータ２１，２２，２３がもはや最大調整可能性を有さないようにツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して上昇させられると、ハンドル整列突出部９０６，９３６は、高さの方向に垂直軸線９５４に沿ってツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４の上方または下方になる。したがって、第２の高さ関係９８０におけるツール整列突出部９１６，９４４に対するハンドル整列突出部９０６，９３６の配置は、ツール支持体１８が、ハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有さず、第１の空間的関係９５０においてハンドル整列突出部９０６，９３６がツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４と整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないという視覚的指示を提供してよく、器具１４に最大調整可能性を提供する。例えば、ツール整列突出部９１６，９４４は、図６７～図７０において器具１４のそれぞれの側においてハンドル整列突出部９０６，９３６の上方に示されており、最大調整可能性を有する位置に器具１４を配置するためにハンドヘルド部分１６をツール支持体１８と整列させるためにハンドヘルド部分１６が上方へ移動させられる必要があるという視覚的指示をユーザに提供する。

ガイダンスアレイ９００が器具１４の動作に多くの利益を提供することが上記の説明を考慮して認められるべきである。例えば、ハンドル整列突出部９０６，９３６（およびそれによって画定されたハンドル整列エッジ９１４，９４０）は、ツール２０／ツール支持体１８によって規定された長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度で配置されてよい。長手方向軸線９１０および横方向軸線９１２に対して斜めの角度でのハンドル整列突出部９０６，９３６の部分９０８，９３８の配置は、同時に複数の自由度においてツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４に対するハンドル整列突出部９０６，９３６の整列をオペレータが認識することを可能にするという利点を提供する。

例えば、図７１～図７５に示したように、幾つかの構成において、アクチュエータアセンブリ４００は、ハンドヘルド部分１６に対してツール支持体１８の少なくともピッチおよびロールを同時に調整するように構成されている。例えば、ツール支持体１８がピッチおよびロール自由度の両方において同時に移動させられる図７１～図７５を参照すると、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４に対するハンドル整列突出部９０６，９３６の斜めの部分９０８，９３８の配置は、少なくとも２つの自由度においてツール支持体に対するハンドヘルド部分１６のポーズの視覚的指示を提供する。特に、それぞれツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４に対するハンドル整列突出部９０６，９３６の第２の空間的配列９５２は、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体ＢＰの少なくとも第２のピッチ関係９５８および第２のロール関係９７０の視覚的指示を提供し、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないツール支持体１８に対するポーズにあるという視覚的指示を提供する。したがって、オペレータは、ハンドル整列突出部９０６，９３６、ツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４が第１の空間的関係９４４において整列するようにオペレータがハンドヘルド部分１６のポーズを調整しなければならないことをオペレータに警告し、器具１４に最大調整可能性を提供する。

複数の自由度におけるこのフィードバックの一例として、図７１～図７５は、ハンドル整列突出部９０６，９３６の一方の端部が、ピッチの方向において長手方向軸線９１０に沿って他方の端部よりもツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４からさらに離れており、ハンドル整列突出部９０６，９３６の一方の側が、ロールの方向においてハンドル整列突出部９０６，９３６の他方の側よりもツール平面ＢＰおよび／またはツール整列突出部９１６，９４４からさらに移動させられていることを示している。したがって、ハンドル整列突出部９０６，９３６（および幾つかの構成において、ツール整列突出部９１６，９４４）の斜めの配置は、ロール自由度において視覚的指示を提供するハンドル整列突出部９０６，９３６の外側部分９７２に向かう第１の視覚的基準と、ピッチ自由度において視覚的指示を提供するハンドル整列突出部９０６，９３６の第１の部分９６０に向かう第２の視覚的基準とを提供することによって、ハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズの視覚的指示を促進する。したがって、累積的に、斜めの部分９０８，９３８およびハンドル整列突出部９０６，９３６は、ハンドル整列突出部の直交配列と比較して視覚的指示のための増大した機能性を提供する。

加えて、図７６～図７７に示したように、ツール整列部材９０２および／またはハンドル整列部材９０４は、ツール整列突出部９１６，９４４に対するハンドル整列突出部９０６，９３６の整列のユーザの視覚的認識を促進するための１つまたは複数の視覚的印を含んでよい。例えば、ハンドル整列突出部９０６，９３６および／またはツール整列突出部９１６，９４４はそれぞれ、第１の視覚的印９８６および第２の視覚的印９８８のうちの少なくとも１つを含んでよく、第１の視覚的印９８６は、第２の視覚的印９８８から視覚的に識別可能である。第１の視覚的印９８６および／または第２の視覚的印９８８は、ハンドル整列突出部９０６，９３６および／またはツール整列突出部９１６，９４４上、例えば、ハンドル整列突出部９０６，９３６および／またはツール整列突出部９１６，９４４のベベル面９９０および／または側面９９２上に配置されてよい。しかしながら、ハンドル整列突出部９０６，９３６および／またはツール整列突出部９１６，９４４のあらゆる適切な表面は、ツール整列突出部９１６，９４４に対するハンドル整列突出部９０６，９３６の整列のオペレータの視覚的認識を促進すると考えられる。したがって、第１の視覚的印９８６および／または第２の視覚的印９８８は、ハンドル整列突出部９０６に対するツール整列突出部９１６の整列の容易に識別可能な視覚的指示をオペレータに提供する。幾つかのバージョンにおいて、視覚的印は、１つまたは複数の明白な視覚的キュー（例えば、パターン、光、色、それらの組合せ等）を含む。例えば、図７６～図７７を参照すると、視覚的印は、着色されたマークを含んでよい。

図７６～図７７に示されたバージョンにおいて、例えば、視覚的印は、ツール整列突出部９１６とハンドル整列突出部９０６とが整列させられたときにハンドル整列突出部９０６の第１の視覚的印９８６およびツール整列突出部９１６の第１の視覚的印９８６が整列させられるように配置されてよく、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供する。反対に、ハンドル整列突出部９０６の第１の視覚的印９８６およびツール整列突出部の第１の視覚的印９８６は、ツール整列突出部９１６およびハンドル整列突出部９０６が整列させられないときに、整列させられないように構成されてよく、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する。

図７８～図８５は、ハンドヘルド手術ロボットシステム１０と共に使用するためのガイダンスアレイ１０００のさらに別の構成を示す。上述の構成と同様に、ガイダンスアレイ１０００は、器具１４の動作中にハンドヘルド部分１６に対するツール支持体１８のポーズの視覚的指示をオペレータに提供し、ツール２０を標的平面ＴＰに維持するためにアクチュエータアセンブリ４００（上述した）に最大調整可能性を提供しながらツール２０の所望のポーズを達成するためにハンドヘルド部分１６のピッチ配向、ロール配向およびｚ軸並進における所要の変化の視覚的指示をオペレータに提供する。ガイダンスアレイ１０００は、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３をホーム位置またはその他の所定の位置の近くに維持することによって器具１４に十分な調整可能性を提供するためにどのようにハンドヘルド部分１６を移動させるかに関してオペレータをガイドするためにオペレータに視覚的指示を提供するためにハンドヘルド部分１６から延びたハンドル整列部材１００４を含む。

図８０～図８３を参照すると、例えば、ハンドル整列部材１００４はハンドル支持アーム１１０６を含む。ハンドル支持アーム１１０６は、第１のハンドル支持アーム端部１１０８と第２のハンドル支持アーム端部１１１０との間に延びている。ハンドル支持アーム１１０６は、第１のハンドル支持アーム端部１１０８に結合されたハンドル結合部分１１１２を含む（図８１および図８２に最も良く示されている）。ハンドル結合部分は、ハンドル整列部材１００４を器具１４のハンドヘルド部分１６に結合するように構成されている。例えば、幾つかの構成において、ハンドル結合部分１１１２は、ハンドヘルド部分１６に配置された対応する結合部材１１１６に結合するように構成されたハンドル結合部材１１１４を含む。

図８０～図８２を参照すると、幾つかの構成において、ハンドル整列部材１００４のハンドル結合部分１１１２は、器具１４のハンドヘルド部分１６に磁気的に結合されている。したがって、ハンドル整列部材１００４は、ハンドヘルド部分１６に迅速に磁気的に取り付けられ、またハンドヘルド部分１６から取り外すことができる。この磁気的接続を容易にするために、ハンドヘルド部分１６に配置されたハンドル結合部材１１１４および結合部材のうちの一方は、１つまたは複数の磁石１１１８を含んでよいのに対し、ハンドヘルド部分１６に配置されたハンドル結合部材１１１４および結合部材のうちの他方は、１つまたは複数の磁石１１１８および／または強磁性材料１１２０を含んでよく、これにより、ハンドヘルド部分１６に配置されたハンドル結合部材１１１４および結合部材は、ハンドル整列部材１００４をハンドヘルド部分１６に結合するために互いに磁気的に結合するように構成されている。

図８１および図８３を参照すると、ハンドル整列部材１００４は、第２のハンドル支持アーム端部１１１０に結合されたハンドル整列部材マウント１１２２をさらに含む。加えて、図８１および図８３に示された構成において、ハンドル整列部材１００４は、さらに、ハンドル整列部材マウント１１２２に結合されたハンドル整列指示部材１１２４も含む。ハンドル整列指示部材１１２４は、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３のうちの１つまたは複数がそれぞれのホーム位置から移動したという視覚的指示をオペレータユーザに提供するあらゆる適切な形状または構成であってよい。例えば、１つの構成において、上述のその他の構成と同様に、ハンドル整列部材１００４は、フック状突出部を画定してよい。また、上述のものと同様に、アクチュエータアセンブリ４００のアクチュエータ２１，２２，２３がそれぞれのホーム位置にあるときハンドル整列指示部材１１２４およびツール平面ＢＰの少なくとも一部は整列させられてよく、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示をオペレータに提供する。反対に、ハンドヘルド部分１６が、最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ツール平面ＢＰおよびハンドル整列指示部材１１２４は整列させられないように構成されており、ハンドヘルド部分１６が、ツール支持体１８に最適な運動範囲を提供しないポーズにあり、したがって、オペレータによって調整される必要があるという視覚的指示を提供する。

図８１および図８３をさらに参照すると、ハンドル整列指示部材１１２４は、１つまたは複数のファスナ１１２８を使用してハンドル整列部材マウント１１２２に取外し可能に結合されてよい。加えて、ハンドル整列指示部材１１２４は、オートクレーブ滅菌に適した材料から成ってよい。適切な材料は、ステンレス鋼、およびポリフェニルスルホンなどのオートクレーブ可能なポリマーを含むが、これらに限定されない。ハンドル整列指示部材１１２４を製造する方法の例は、ステンレス鋼のシートをスタンピングすることによってハンドル整列指示部材１１２４を形成することと、ポリフェニルスルホンなどのオートクレーブ可能なポリマーのブロックからハンドル整列指示部材１１２４を機械加工することと、ポリフェニルスルホンなどのオートクレーブ可能なポリマーからハンドル整列指示部材１１２４を成形することと、を含む。

幾つかの構成において、図７８～図８６を参照すると、ガイダンスアレイ１０００は、ツール整列部材１１２６も含む。１つの構成において、例えば、ツール整列部材１１２６はツール支持体１８から延びていてよい。その他の構成について上述したものと同様に、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有するとき、ハンドル整列部材１００４およびツール整列部材１１２６は整列させられている。また、上述のハンドル整列部材１００４と同様に、ツール整列部材１１２６は、第１のツール支持アーム端部１１３２と第２のツール支持アーム端部１１３４との間に延びるツール支持アーム１１３０を含んでよい。ツール支持アーム１１３０は、第１のツール支持アーム端部１１３２に結合されたツール結合部分１１３６を含む（図８１に最も良く示されている）。ツール結合部分１１３６は、ツール整列部材１０２６を器具１４のツール支持体１８に結合するように構成されている。例えば、幾つかの構成において、ツール結合部分１１３６は、ツール支持体１８に配置された対応する結合部材１１３８に結合するように構成されたツール結合部材（図示せず）を含む。また、上述したのと同様に、ツール整列部材１１２６は、ツール支持体１８に磁気的に結合されてよい。

ツール整列部材１１２６は、第２の支持アーム端部１１３４に結合されたツール整列部材マウント１１４０も含む。ツール整列部材１１２６は、ツール整列指示部材１１４２をさらに含む。ツール整列指示部材１１４２は、例えば、ファスナを使用してツール整列部材マウント１１４０に結合されてよい。ツール整列指示部材１１４２は、ハンドル整列指示部材１１２４と同じ材料から成ってよく、同じ方法によって製造されてよい。幾つかの構成において、ハンドル整列指示部材１１２４およびツール整列指示部材１１４２は、製造効率およびコストを改善するために同じ形状およびサイズを有してよい。

加えて、図８０および図８５を参照すると、ハンドル整列指示部材１１２４および／またはツール整列指示部材１１４２は、ツール整列指示部材１１４２および／またはツール平面ＢＰに対するハンドル整列指示部材１１２４のポーズの視覚的指示を容易にするためにレーザマーク１１４４を含んでよい。したがって、ツール支持体１８がハンドヘルド部分１６に対して最適な運動範囲を有さないとき、レーザマーク１１４４は、ハンドヘルド部分のポーズの調整が必要とされているというオペレータに提供される視覚的指示を高める。レーザマークはレーザを使用して形成されてよいが、プリンティング、スコアリング、エッチング等の、しかしながらこれらに限定されない、ハンドル整列指示部材１１２４および／またはツール整列指示部材１１４２にマークを形成するその他の方法が考えられる。別の構成において、図８５を参照すると、ハンドル整列指示部材１１２４および／またはツール整列指示部材１１４２を形成するために使用されるポリマーは、オペレータに提供される視覚的指示を高めるために周囲の構成要素に対してコントラストをなす色を提供するように染色されてよい。

上記で簡単に説明したように、器具１４は、器具１４のポーズが手術ナビゲーションシステムによって追跡されることを可能にするトラッカを含んでよい。例えば、図７８～図８６を参照すると、器具１４は、ブレード支持体１８またはその他のツール支持体に結合されたトラッカ１１５０を含んでよい。したがって、トラッカ１１５０は、ロボット手術システム１０が、ツール平面ＢＰが空間内にあるまたはツールの軸線が空間内にあるところの現在位置を決定することを可能にする。トラッカ１１５０はトラッカフレーム１１５２を含む。トラッカフレーム１１５２は少なくとも２つの面１１５６を含む。少なくとも２つの面１１５６は、互いに非平面である。例えば、図７８は、互いに対してくさび状に配置された少なくとも２つの面を示す。トラッカ１１５０は、トラッカフレームに結合された少なくとも６つの光学マーカ１１５４も含む。６つの光学マーカ１１５４のうちの少なくとも３つは、少なくとも２つの面１１５６のそれぞれに取り付けられている。幾つかの構成において、複数のマーカ１１５４は、少なくとも２つの面１１５６に結合されており、互いの鏡像として配置されているのに対し、その他の構成において、複数のマーカ１１５４は、非対称に配置されている。その他の構成において、少なくとも２つの面１１５６は、器具１４を二分する平面の両側にあってよい。

加えて、トラッカフレーム１１５２は、器具１４の近位部分を受容するための器具係合開口１１７０を画定してよい。したがって、器具１４は、トラッカフレーム１１５２に係合し、トラッカフレーム１１５２を器具１４に対して保持するためのマウント１１７２を含んでよい。例えば、トラッカフレーム１１５２は、トラッカ１１５０が器具１４に結合されているときにマウント１１７２を部分的に包囲してよい。幾つかの例において、マウント１１７２はスロットであってよい。トラッカ１１５０は、トラッカ１１５０に電力を供給するための電池１１７４をさらに含んでよい。例えば、幾つかの構成において、光学マーカ１１５４は、赤外線ＬＥＤなどの、光を発する光源を有する能動的マーカであってよい。電池は、以下でさらに詳細に説明するように、アンテナ１１６２にも電力を供給してよい。例えば、少なくとも６つの光学マーカ１１５４のうちの１つまたは複数は、ＬＥＤエミッタであってよく、１つまたは複数のＬＥＤは、２つのアレイを形成するように配置されており、各アレイは、少なくとも１つのＬＥＤエミッタを含む。

前にも上述したように、ロボット手術システム１０は制御システム６０を含む。図８６を参照すると、制御システム６０は、構成要素の中でもとりわけ、ナビゲーションシステム３２および器具制御装置２８を含む。制御システム６０は、器具１４のツール平面ＢＰを少なくとも１つの標的平面１８４と整列させるようにアクチュエータ２１，２２，２３を制御するように構成されている。引き続き図８６を参照すると、トラッカ１１５０は、入力装置１１６０、アンテナ１１６２およびトラッカ制御装置１１６４を含む。トラッカ制御装置１１６４は、ナビゲーションシステム３２に入力信号を提供するために入力装置１１６０およびアンテナ１１６２に結合されている。したがって、制御システム６０は、入力装置１１６０からの入力信号を検出し、ツール支持体１８を複数の標的平面１８４のうちの異なる１つと整列させるためにツール支持体１８の位置変化をアクチュエータ２１，２２，２３によって変化させるように構成されてよい。加えて、ナビゲーションシステム３２は、標的面に基づいてソーブレード２０のツール平面ＢＰを決定するように構成されてよく、標的面は、選択された標的平面１８４に基づく。代替的に、制御システム６０は、入力装置から入力信号を検出し、ツール支持体を（平面とは反対に）複数の軸線のうちの異なる１つと整列させるように構成されてよい、および／またはナビゲーションシステムは、標的面に基づいてツール支持体のポーズを決定するように構成されてよく、標的面は、選択された標的軸線に基づく。

別の態様において、ロボット手術システム１０は、ツールトラッカ１１５０およびナビゲーションシステム３２を使用して現在のツール平面ＢＰを決定するように構成されてよい。したがって、ロボット手術システム１０は、入力装置１１６０によって複数の標的平面１８４のうちの１つを選択し、選択された標的平面１８４と一列になるように現在の平面ＢＰを配置するために複数のアクチュエータ２１，２２，２３によってツール支持体１８を調整してよい。

本発明の追加的な条項は以下に含まれる：
Ｉ．ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムであって、ハンドヘルド手術ロボットシステムは、
ハンドヘルド部分と、
ハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体であって、ソーブレードを支持するように構成されたブレード支持体と、
ブレード支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリであって、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成されている、アクチュエータアセンブリと、
ブレード支持体に結合されかつブレード支持体から延びるツール整列部材と、
ハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材と、を備え、
ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、ツール整列部材の少なくとも一部およびハンドル整列部材の少なくとも一部が整列させられる、ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステム。
ＩＩ．アクチュエータアセンブリが、複数のアクチュエータを含み、複数のアクチュエータのそれぞれが、ハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるために第１の位置と第２の位置との間を移動するように構成されており、ホーム位置が、複数のアクチュエータのそれぞれの第１の位置と第２の位置との間の中間点であり、複数のアクチュエータのうちの少なくとも２つがホーム位置にあるとき、ブレード支持体が所望の運動範囲を有する、条項Ｉに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＩＩＩ．ハンドヘルド部分が、所望の運動範囲を提供しないポーズにあるとき、ツール整列部材とハンドル整列部材とは整列させられず、ハンドヘルド部分が、ブレード支持体に所望の運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する、条項ＩＩに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＩＶ．複数のアクチュエータのそれぞれの第１の位置と第２の位置との間のあらゆる点においてツール整列部材とハンドル整列部材とが衝突しないように、ツール整列部材およびハンドル整列部材が互いに対して配置およびサイズ決めされており、複数のアクチュエータのそれぞれの集合的な第１および第２の位置が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の潜在的な運動範囲を規定しており、潜在的な運動範囲は、約１５０ｍｍの高さおよび約１１５ｍｍの幅を有する空間を規定している、条項ＩからＩＩＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
Ｖ．ツール整列部材の一部およびハンドル整列部材の一部が、ハンドヘルド部分のグリップの上方に位置決めされており、複数のアクチュエータがハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるときにブレード支持体の近位端部から見えるように、ツール整列部材がブレード支持体に配置されておりかつハンドル整列部材がハンドヘルド部分に配置されている、条項ＩからＩＶのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＶＩ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくともピッチを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のピッチ関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のピッチ関係を提供し、
第１の空間的配列は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のピッチの視覚的指示を提供し、ツール整列部材の遠位部分が、ピッチの方向において長手方向軸線に沿ってツール整列部材の近位部分よりもツール平面から離れている、条項ＩからＶのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＶＩＩ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対してブレード支持体の少なくとも高さを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１の高さ関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２の高さ関係を提供し、
第１の空間的配列は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の高さの視覚的指示を提供し、ツール整列部材が、高さの方向において、少なくとも部分的にハンドル整列部材の上方または下方にある、条項ＩからＶＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＶＩＩＩ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくともロールを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のロール関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のロール関係を提供し、
空間的配列は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられており、ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のロールの視覚的指示を提供し、ツール整列部材の遠位部分が、ロールの方向において横方向軸線に沿ってツール整列部材の近位部分よりもツール平面から離れている、条項ＩからＶＩＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＩＸ．ツール整列部材が、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材を含み、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材が、ブレード支持体の反対側から延びており、
ハンドル整列部材が、第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材を含み、第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材が、ハンドヘルド部分から延びており、
ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、第１のツール整列部材および第１のハンドル整列部材と、第２のツール整列部材および第２のハンドル整列部材とがそれぞれ互いに交差し、
ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の運動範囲全体を通じて、第１および第２のツール整列部材ならびに第１および第２のハンドル整列部材が、ブレード支持体のための近位端部から見える、条項ＩからＶＩＩＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
Ｘ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくともピッチを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のピッチ関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のピッチ関係を提供し、
第１の空間的配列は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のピッチの視覚的指示を提供し、ツール整列部材のうちの少なくとも１つの遠位部分が、ピッチの方向において長手方向軸線に沿ってツール整列部材の近位部分よりもツール平面から離れている、条項ＩＸに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＩ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくとも高さを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１の高さ関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２の高さ関係を提供し、
第１の空間的配列は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の高さの視覚的指示を提供し、ツール整列部材が、高さの方向において少なくとも部分的にハンドル整列部材の上方または下方にある、条項ＩＸおよびＸのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＩＩ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくともロールを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のロール関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のロール関係を提供し、
空間的配列は、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、第２の空間的配列は、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のロールの視覚的指示を提供し、ツール整列部材のうちの少なくとも１つの遠位部分が、ロールの方向において横方向軸線に沿ってツール整列部材の近位部分よりもツール平面から離れている、条項ＩＸからＸＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＩＩＩ．ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材が、それぞれ第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と整列させられている、条項ＩＸからＸＩＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＩＶ．ツール整列部材およびハンドル整列部材が、第１の視覚的印および第２の視覚的印を提供し、第１の視覚的印が、第２の視覚的印から視覚的に識別可能であり、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられていないとき、第１の視覚的印がハンドヘルド部分の近位端部から見え、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられているとき、第２の視覚的印がハンドヘルド部分の近位端部から見える、条項ＩＩＩに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＶ．ツール整列部材およびハンドル整列部材がそれぞれ、第１の視覚的印および第２の視覚的印を有する、条項ＸＩＶに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＶＩ．第１の視覚的印が第１の色であり、第２の視覚的印が第２の色であり、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられているとき、第１の色が見え、ツール整列部材およびハンドル整列部材が整列させられていないとき、第２の視覚的印の少なくとも１つが見える、条項ＸＶに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＶＩＩ．ツール整列部材およびハンドル整列部材が、上面および側面をさらに含み、
上面が第１の視覚的印を含み、側面が第２の視覚的印を含み、これにより、ツール整列部材およびハンドル整列部材が互いに整列させられていないとき、第２の視覚的印が現れ、複数のアクチュエータのうちの１つまたは複数がホーム位置から移動したという指示を提供する、条項ＸＶＩに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＶＩＩＩ．ツール整列部材が、ソーブレードである、条項ＩからＸＶＩＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＩＸ．手術ナビゲーションシステムのためのトラッカをさらに備え、トラッカが、ブレード支持体に取外し可能に結合されており、トラッカが、ツール整列部材の位置を特定するためのトラッキングエレメントを含み、トラッカが、ツール整列部材の一部である、条項ＩからＸＶＩＩＩのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸ．ソーブレードを支持するためのハンドヘルドロボットシステムであって、ハンドヘルドロボットシステムが、
ハンドヘルド部分と、
ソーブレードを支持するためにハンドヘルド部分に取外し可能に結合されたブレード支持体と、
ブレード支持体およびハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリであって、アクチュエータアセンブリが、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成されている、アクチュエータアセンブリと、
ブレード支持体の両側に結合されかつブレード支持体から両側において延びている、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材と、
ハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びている、第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と、を備え、
ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材が、それぞれ第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と整列させられている、ソーブレードを支持するためのハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＩ．アクチュエータアセンブリが、複数のアクチュエータを含み、複数のアクチュエータのそれぞれが、第１の位置と第２の位置との間で移動するように構成されており、所定の運動範囲においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させ、
ホーム位置が、複数のアクチュエータのそれぞれの第１の位置と第２の位置との間の中間点であり、複数のアクチュエータのそれぞれがホーム位置にあるとき、ブレード支持体およびハンドヘルド部分が、所望の運動範囲を有する、条項ＸＸに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＩＩ．ブレード支持体およびハンドヘルド部分がホーム位置以外の位置へ移動させられたとき、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材は、それぞれ第１および第２のハンドル整列部材と整列させられず、ブレード支持体およびハンドヘルド部分が、所望の運動範囲を有さない位置にあるという視覚的指示を提供する、条項ＸＸＩに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＩＩＩ．ツール整列部材およびハンドル整列部材が、上面および側面をさらに備え、
上面が第１の視覚的印を含み、側面が第２の視覚的印を含み、第１の視覚的印が第２の視覚的印とは異なり、これにより、ツール整列部材とハンドル整列部材とが互いに整列させられないとき、第２の視覚的印が、ツール整列部材、ハンドル整列部材またはその両方のうちの１つに現れ、複数のアクチュエータのうちの１つまたは複数がホーム位置から移動しているという指示を提供する、条項ＸＸＩＩに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＩＶ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくともピッチを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のピッチ関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のピッチ関係を提供し、
第１の空間的配列が、ツール整列部材とハンドル整列部材とが整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のピッチの視覚的指示を提供し、ツール整列部材のうちの少なくとも１つの遠位部分が、ピッチの方向において長手方向軸線に沿ってツール整列部材の近位部分よりもツール平面から離れている、条項ＸＸＩＩＩに記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＶ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくとも高さを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１の高さ関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２の高さ関係を提供し、
第１の空間的配列が、ツール整列部材とハンドル整列部材とが整列させられ、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の高さの視覚的指示を提供し、ツール整列部材が、高さの方向において少なくとも部分的にハンドル整列部材の上方または下方にある、条項ＸＸＩＩＩおよびＸＸＩＶのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＶＩ．複数のアクチュエータが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の少なくともロールを調整するように構成されており、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第１の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第１のロール関係の視覚的指示を提供し、ハンドル整列部材に対するツール整列部材の第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体の第２のロール関係を提供し、
空間的配列が、ツール整列部材とハンドル整列部材とが整列させられており、ブレード支持体が、ハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、第２の空間的配列が、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のロールの視覚的指示を提供し、ツール整列部材のうちの少なくとも１つの遠位部分が、ロールの方向において横方向軸線に沿ってツール整列部材の近位部分よりもツール平面から離れている、条項ＸＸＩＩＩからＸＸＶのいずれか１項に記載のハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＶＩＩ．ハンドヘルドロボットシステムと共に使用するための視覚的指示システムであって、ハンドヘルドロボットシステムが、ツールと、ハンドヘルド部分と、ツールを支持するためにハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体と、ブレード支持体とハンドヘルド部分とを動作可能に相互接続しかつ複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成された複数のアクチュエータと、を含み、視覚的指示システムが、
複数のアクチュエータのうちの少なくとも１つを包囲するようにブレード支持体およびハンドヘルド部分に結合されかつブレード支持体とハンドヘルド部分との間に延びるシュラウドを備え、
シュラウドが、ハンドヘルド部分に対するブレード支持体のポーズの視覚的指示を提供するために、ブレード支持体とハンドヘルド部分とが互いに整列させられないとき、互いに対して移動するように構成された少なくとも２つのシュラウドランドマークを画定している、ハンドヘルドロボットシステムと共に使用するための視覚的指示システム。
ＸＸＶＩＩＩ．少なくとも２つのシュラウドランドマークが、少なくとも２つの折り目を含み、折り目が、第１の位置において実質的に平行な平面を規定しており、平面が、ブレード支持体およびハンドヘルド部分のとき第１の距離だけ互いからずれており、ブレード支持体およびハンドヘルド部分が第２の位置へ移動させられたとき、少なくとも２つの規定された平面が交差する、条項ＸＸＶＩＩに記載の視覚的指示システム。
ＸＸＩＸ．ブレード支持体が、ブレード平面を規定しており、ブレード支持体およびハンドヘルド部分が第１の位置にあるとき、少なくとも２つの折り目はブレード平面に対して実質的に平行である、条項ＸＸＶＩＩＩに記載の視覚的指示システム。
ＸＸＸ．少なくとも２つのシュラウドランドマークが、第１の視覚的印および第２の視覚的印を含み、第１の視覚的印が、第２の視覚的印から視覚的に識別可能であり、第１の視覚的印が第１の色であり、第２の視覚的印が第２の色であり、
ブレード支持体が第１の位置にあるとき第１の色が見え、ブレード支持体が第２の位置にあるとき第２の視覚的印のうちの少なくとも１つが見える、条項ＸＸＩＸに記載の視覚的指示システム。
ＸＸＸＩ．ソーブレードを支持するためのハンドヘルドロボットシステムであって、ハンドヘルドロボットシステムが、
ハンドヘルド部分と、
ソーブレードを支持するためにハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体と、
ブレード支持体およびハンドヘルド部分を動作可能に相互接続しかつ複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成された複数のアクチュエータと、
ブレード支持体上の光源と、
ブレード支持体に結合されかつブレード支持体から両側において延びる第１のツール整列部材および第２のツール整列部材と、
ハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びた、第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と、を備え、
ブレード支持体がハンドヘルド部分に対して所望の運動範囲を有するとき、第１のツール整列部材および第２のツール整列部材が、それぞれ第１のハンドル整列部材および第２のハンドル整列部材と整列させられ、
ブレード支持体およびハンドヘルド部分が切断平面と指定された整列範囲内にあることを指示するためにブレード支持体が所望の運動範囲を有するとき光源が点灯させられる、ソーブレードを支持するためのハンドヘルドロボットシステム。
ＸＸＸＩＩ．ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムであって、ハンドヘルド手術ロボットシステムが、
ハンドヘルド部分と、
ハンドヘルド部分に可動に結合された、ソーブレードを支持するように構成されたブレード支持体と、
ブレード支持体とハンドヘルド部分とを動作可能に相互作用する複数のアクチュエータであって、複数の自由度においてハンドヘルド部分に対してブレード支持体を移動させるように構成された、複数のアクチュエータと、
ブレード支持体に結合されかつブレード支持体から延びるツール整列部材と、
ハンドヘルド部分に結合されかつハンドヘルド部分から延びるハンドル整列部材と、を備え、
ハンドル整列部材が、ハンドヘルド部分と取外し可能に接続されている、ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステム。
ＸＸＸＩＩＩ．ハンドル整列部材がハンドヘルド部分に取外し可能に接続されるようにハンドル整列部材がハンドヘルド部分に磁気的に接続されている、条項ＸＸＸＩＩに記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
ＸＸＸＩＶ．複数の標的平面に従って解剖学的構造を治療するための手術システムであって、
器具を備え、器具が、
ソーブレードと、
ハンドヘルド部分と、
複数のアクチュエータを含むアクチュエータシステムと、
ソーを支持しかつソーを移動させるためのブレード支持体であって、複数のアクチュエータがブレード支持体とハンドヘルド部分との間に延びており、ブレード支持体が、ソーマウントに結合されたソー駆動モータを含む、ブレード支持体と、
ナビゲーションシステムと、
現在のツール平面を決定するように構成された、ブレード支持体に結合されるためのトラッカであって、トラッカが、
トラッカフレームと、
トラッカフレームに結合された少なくとも６つの光学マーカと、を含み、トラッカフレームが少なくとも２つの面を含み、少なくとも２つの面が互いに非平面であり、少なくとも６つの光学マーカのうちの少なくとも３つが、少なくとも２つの面のそれぞれに結合されている、トラッカと、
ナビゲーションシステムおよびトラッカと通信する制御システムであって、現在のツール平面を複数の標的平面のうちの少なくとも１つと整列させるためにアクチュエータシステムを制御するように構成された、制御システムと、を備える、複数の標的平面に従って解剖学的構造を治療するための手術システム。
ＸＸＸＶ．入力装置と、
アンテナと、
入力装置およびアンテナに結合された制御装置であって、ナビゲーションシステムに入力信号を提供するように構成された、制御装置と、をさらに備える、条項ＸＸＸＩＶに記載の手術システム。
ＸＸＸＶＩ．制御システムが、さらに、
（ａ）トラッキングユニットの入力装置からの入力信号を検出し、
（ｂ）ツール支持体を複数の標的平面のうちの異なる１つと整列させるためにアクチュエータシステムによってブレード支持体の位置変化を変化させる
ように構成されており、
ナビゲーションシステムが、標的面に基づいてソーブレードのツール平面を決定するように構成されており、標的面が、選択された標的平面に基づく、条項ＸＸＸＶに記載の手術システム。
ＸＸＸＶＩＩ．複数の光学マーカが、少なくとも６つの光学マーカであり、少なくとも６つの光学マーカのうちの少なくとも３つの光学マーカが、少なくとも２つの面のそれぞれに結合されている、条項ＸＸＸＩＶからＸＸＸＶＩのいずれか１項に記載の手術システム。
ＸＸＸＶＩＩＩ．少なくとも２つの面に結合された複数のトラッカが、互いの鏡像として配置されている、条項ＸＸＸＩＶからＸＸＸＶＩＩのいずれか１項に記載の手術システム。
ＸＸＸＩＸ．少なくとも２つの面に結合された複数のトラッカが、非対称に配置されている、条項ＸＸＸＩＶからＸＸＸＶＩＩＩのいずれか１項に記載の手術システム。
ＸＬ．手術システムを制御する手術方法であって、手術システムが、ハンドヘルドロボット器具と、ソーブレードと、ハンドヘルド部分と、複数のアクチュエータを含むアクチュエータシステムと、ソーを支持しかつソーを移動させるためのブレード支持体であって、複数のアクチュエータが、ブレード支持体とハンドヘルド部分との間に延びており、ブレード支持体が、ソーマウントに結合されたソー駆動モータを含む、ブレード支持体と、ナビゲーションシステムと、ブレード支持体に結合されるためのツールトラッカであって、現在のツール平面を決定するように構成されているツールトラッカと、ナビゲーションシステムおよびトラッカと通信する制御システムであって、制御システムが、現在のツール平面を複数の標的平面のうちの少なくとも１つと整列させるようにアクチュエータシステムを制御するように構成され、複数の標的平面のそれぞれが切断平面に対応する、制御システムと、を備え、方法が、
ツールトラッカおよびナビゲーションシステムを用いて現在のツール平面を決定することと、
トラッカ上の入力装置を用いて複数の標的平面のうちの１つを選択することと、
選択された標的平面と一列になるように現在の平面を配置するために複数のアクチュエータによってツール支持体を調整することと、
入力装置によって複数の標的平面のうちの異なる１つを選択することと、を含む、手術システムを制御する手術方法。
ＸＬＩ．手術ソーまたはその他のツールを追跡するための手術器具トラッカであって、トラッカが、
ソーの近位部分を受容するための器具係合開口を画定するトラッカフレームであって、マウントを含む、トラッカフレームと、
トラッカフレームに結合された少なくとも６つの光学マーカであって、トラッカフレームが少なくとも２つの面を含み、少なくとも２つの面が互いに非平面であり、少なくとも６つの光学マーカのうちの少なくとも３つが少なくとも２つの面のそれぞれに結合されている、少なくとも６つの光学マーカと、を含み、
トラッカのマウントがアクセサリマウントに結合されているとき、トラッカフレームが少なくとも部分的にアクセサリマウントを包囲する、手術ソーまたはその他のツールを追跡するための手術器具トラッカ。
ＸＬＩＩ．マウントが、スロットである、条項ＸＬＩに記載の器具トラッカ。
ＸＬＩＩＩ．少なくとも２つの面が、手術ソーまたはツールを二分する平面の反対側にある、条項ＸＬＩおよびＸＬＩＩのいずれか１項に記載の器具トラッカ。
ＸＬＩＶ．トラッカフレームが、制御システムと動作可能に結合された入力装置をさらに含む、条項ＸＬＩからＸＬＩＩＩのいずれか１項に記載の器具トラッカ。
ＸＬＶ．少なくとも６つの光学マーカ、入力装置またはその両方のうちの１つまたは複数に電力を供給するように構成された電池をさらに備え、電池が、トラッカフレームと取外し可能に結合されている、条項ＸＬＩＶに記載の器具トラッカ。
ＸＬＶＩ．電池と動作可能に結合され、制御システムと情報を送受信するように構成されたアンテナをさらに備える、条項ＸＬＶに記載の器具トラッカ。
ＸＬＶＩＩ．器具トラッカが、少なくとも６つの光学マーカ、電池およびアンテナのうちの少なくとも１つに結合された制御装置をさらに含む、条項ＸＬＶＩに記載の器具トラッカ。
ＸＬＶＩＩＩ．少なくとも６つの光学マーカのうちの１つまたは複数が、ＬＥＤエミッタであり、１つまたは複数のＬＥＤエミッタが、少なくとも２つのアレイを形成するように配置されており、各アレイが少なくとも１つのＬＥＤエミッタを含む、条項ＸＬＶからＸＬＶＩＩのいずれか１項に記載の器具トラッカ。
ＸＬＩＸ．ハンドヘルド手術ロボットシステムのツール支持体に対するハンドヘルド手術ロボットシステムのハンドヘルド部分のポーズの視覚的指示を提供するためにハンドヘルド手術ロボットシステムと共に使用されるように構成された機械的整列装置であって、機械的整列装置が、
第１の支持アーム端部と第２の支持アーム端部との間に延びた支持アームであって、支持アームが、第１の支持アーム端部に結合された結合部分を含み、ハンドヘルド手術ロボットシステムのハンドヘルド部分およびツール支持体のうちの１つに取外し可能に結合されるように構成されている、支持アームと、
第２の支持アーム端部に結合された整列部材マウントと、
整列部材マウントに結合された整列指示部材と、を備える、機械的整列装置。

複数の実施形態が、前記説明に記載されている。しかしながら、本明細書において説明された実施形態は、網羅的であることまたは発明をあらゆる特定の形式に限定することは意図されていない。使用された用語は、限定ではなく説明の言葉の性質であることが意図されている。上記の教示を考慮して、多くの修正および変更化可能であり、発明は、具体的に説明されたもの以外の形式で実施されてよい。

Claims (62)

1. ハンドヘルド手術ロボットシステムであって、
   ハンドヘルド部分と、
   前記ハンドヘルド部分に可動に結合されたブレード支持体であって、ブレード平面を規定するブレードマウントを含む、ブレード支持体と、
   前記ブレード支持体に取外し可能に結合されかつ前記ブレード平面に配置されたソーブレードであって、長手方向軸線および長手方向軸線に対して垂直な横方向軸線を規定している、ソーブレードと、
   前記ブレード支持体および前記ハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリであって、複数の自由度において前記ハンドヘルド部分に対して前記ブレード支持体を移動させるように構成されている、アクチュエータアセンブリと、
   前記ハンドヘルド部分から延びたハンドル整列部材であって、前記ブレードマウントに向かって延びたハンドル整列突出部を含み、前記ハンドル整列突出部の少なくとも一部が、前記ソーブレードの前記長手方向軸線および前記横方向軸線に対して斜めである、ハンドル整列部材と、
   を備え、
   前記ブレード支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドル整列突出部の一部および前記ブレード平面が整列させられる、ハンドヘルド手術ロボットシステム。
2. 前記アクチュエータアセンブリが、複数のアクチュエータを含み、前記複数のアクチュエータのそれぞれが、前記ハンドヘルド部分に対して前記ブレード支持体を移動させるために第１の位置と第２の位置との間を移動するように構成されており、前記複数のアクチュエータのそれぞれの前記第１の位置と前記第２の位置との間の中間点にホーム位置があり、前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも２つが前記ホーム位置にあるとき、前記ブレード支持体が、最適な運動範囲を有する、請求項１に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
3. 前記ハンドヘルド部分が、前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、前記ブレード平面と前記ハンドル整列突出部とが整列させられず、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項２に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
4. 前記アクチュエータアセンブリの前記複数のアクチュエータのそれぞれの前記第１の位置と前記第２の位置との間のあらゆる点において前記ハンドル整列部材が前記ブレード支持体と衝突しないように、前記ハンドル整列部材が、前記ブレード支持体に対して配置およびサイズ決めされている、請求項２または３に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
5. 前記複数のアクチュエータの前記第１の位置および前記第２の位置が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ソーブレードの遠位端部の運動範囲を画定しており、前記運動範囲が、約１５０ｍｍの最大高さおよび約１１５ｍｍの最大幅を有する空間を画定している、請求項４に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
6. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体のピッチ、高さおよびロールのうちの少なくとも１つを調整するように構成されており、
   前記ブレード平面に対する前記ハンドル整列突出部の第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の第１のピッチ関係、第１の高さ関係および第１のロール関係のうちの少なくとも１つの視覚的指示を提供し、
   前記第１の空間的配列が、前記ハンドル整列突出部および前記ブレード平面が整列させられており、前記ブレード支持体が、前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、
   前記ブレード平面に対する前記ハンドル整列突出部の第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の第２のピッチ関係、第２の高さ関係および第２のロール関係のうちの少なくとも１つの視覚的指示を提供し、
   前記第２の空間的配列は、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しない前記ブレード支持体に対するポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項１から５のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
7. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ピッチを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１のピッチ関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２のピッチ関係の視覚的指示を提供し、
   前記第２のピッチ関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記ピッチの視覚的指示を提供し、前記ハンドル整列突出部の第１の部分が、前記ピッチの方向において前記長手方向軸線に沿って前記ハンドル整列突出部の第２の部分よりも前記ブレード平面から離れている、請求項６に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
8. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記高さを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１の高さ関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２の高さ関係の視覚的指示を提供し、
   前記第２の高さ関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記高さの視覚的指示を提供し、前記ハンドル整列突出部が、前記高さの方向において少なくとも部分的に前記ブレード平面の上方または下方にある、請求項６または７に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
9. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ロールを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１のロール関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２のロール関係の視覚的指示を提供し、
   前記第２のロール関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記ロールの視覚的指示を提供し、前記ハンドル整列突出部の外側部分が、前記ロールの方向において前記ハンドル整列突出部の内側部分よりも前記ブレード平面から離れている、請求項６から８のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
10. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ピッチおよび前記ロールを調整するように構成されており、
    斜めの前記ハンドル整列突出部の前記部分が、少なくとも２つの自由度において前記ブレード支持体に対する前記ハンドヘルド部分のポーズの視覚的指示を提供し、これにより、前記ブレード平面に対する前記ハンドル整列突出部の前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記第２のピッチ関係および前記第２のロール関係の視覚的指示を提供し、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しない前記ブレード支持体に対するポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項６から９のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
11. 前記ハンドル整列部材が、第１のハンドル整列部材であり、前記ハンドル整列突出部が、第１のハンドル整列突出部であり、前記ハンドヘルド手術ロボットシステムが、さらに、
    前記第１のハンドル整列部材から離れた位置において前記ハンドヘルド部分から延びた第２のハンドル整列部材を備え、前記第２のハンドル整列部材が、前記ブレードマウントに向かって延びる第２のハンドル整列突出部を含み、前記第２のハンドル整列突出部の少なくとも一部が、前記ソーブレードの前記長手方向軸線および前記横方向軸線に対して斜めであり、
    前記ブレード支持体が前記ハンドヘルド部分に対して前記最適な運動範囲を有するとき、前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部が前記ブレード平面と整列させられる、請求項６から１０のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
12. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対して前記ブレード支持体の少なくとも前記ピッチを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１のピッチ関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２のピッチ関係の視覚的指示を提供し、
    前記第２のピッチ関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記ピッチの視覚的指示を提供し、前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部のそれぞれの第１の部分が、前記ピッチの方向において前記長手方向軸線に沿って前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部のそれぞれの第２の部分よりも前記ブレード平面から離れている、請求項１１に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
13. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記高さを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１の高さ関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２の高さ関係の視覚的指示を提供し、
    前記第２の高さ関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記高さの視覚的指示を提供し、前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部が、前記高さの方向において少なくとも部分的に前記ブレード平面の上方または下方にある、請求項１１または１２に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
14. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ロールを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１のロール関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２のロール関係の視覚的指示を提供し、
    前記第２のロール関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記ロールの視覚的指示を提供し、前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部のそれぞれの外側部分が、前記ロールの方向において前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部のそれぞれの内側部分よりも前記ブレード平面から離れている、請求項１１から１３のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
15. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ピッチおよび前記ロールを調整するように構成されており、
    斜めである第１のハンドル整列突出部および第２のハンドル整列突出部の部分が、少なくとも２つの自由度において前記ブレード支持体に対する前記ハンドヘルド部分の前記ポーズの視覚的指示を提供し、これにより、前記ブレード平面に対する前記第１のハンドル整列突出部および前記第２のハンドル整列突出部の第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記第２のピッチ関係および前記第２のロール関係の視覚的指示を提供し、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しない前記ブレード支持体に対するポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項１１から１４のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
16. 前記ブレード支持体および前記ハンドヘルド部分に結合されかつ前記ブレード支持体と前記ハンドヘルド部分との間に延びるシュラウドをさらに備え、
    前記シュラウドが、前記ブレード支持体と前記ハンドヘルド部分とが互いに整列させられないとき互いに対して移動するように構成された少なくとも２つのシュラウドランドマークを画定しており、これにより、前記ハンドヘルド部分が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体のポーズの視覚的指示を提供するために前記最適な運動範囲を提供しないポーズにある、請求項１から１５のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
17. 前記少なくとも２つのシュラウドランドマークが、少なくとも２つの折り目を含み、前記折り目が、実質的に平行でかつ第１の距離だけ互いにずれている平面を画定しており、前記ブレード支持体が、前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有し、
    前記ブレード支持体と前記ハンドヘルド部分とが互いに対して整列させられないとき、前記少なくとも２つの折り目が、互いから第２の距離に移動し、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体のポーズの視覚的指示を提供するために、前記ハンドヘルド部分が、前記最適な運動範囲を提供しないポーズにある、請求項１６に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
18. 前記ブレード支持体と前記ハンドヘルド部分とが互いに対して整列させられているとき、前記少なくとも２つの折り目が、前記ブレード平面に対して実質的に平行である、請求項１７に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
19. 前記ハンドル整列部材が、少なくとも２つのシュラウド整列部材を含み、
    前記少なくとも２つのシュラウド整列部材が、前記ブレード支持体が前記ハンドヘルド部分と整列させられているとき前記少なくとも２つのシュラウドランドマークと整列させられるように構成されており、
    前記ブレード支持体と前記ハンドヘルド部分とが互いに対して整列させられないとき、前記少なくとも２つのシュラウド整列部材が前記少なくとも２つのシュラウドランドマークと整列させられず、これにより、前記ハンドヘルド部分が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体のポーズの視覚的指示を提供するために前記最適な運動範囲を提供しないポーズにある、請求項１６から１８のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
20. 前記ブレード支持体から延びるツール整列部材をさらに備え、前記ツール整列部材が、前記ブレードマウントに向かって延びるツール整列突出部を含み、前記ツール整列突出部の少なくとも一部が、前記ソーブレードの前記長手方向軸線および前記横方向軸線に対して斜めである、請求項２から１９のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
21. 前記ツール整列突出部の少なくとも一部が、前記ソーブレードの前記長手方向軸線および前記横方向軸線に対して斜めである、請求項２０に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
22. 前記ツール整列突出部が、ツール整列エッジを画定しており、前記ハンドル整列部材が、前記ソーブレードの前記長手方向軸線および前記横方向軸線に対して斜めのハンドル整列エッジを画定しており、
    前記ツール整列エッジは、前記ブレード支持体が前記ハンドヘルド部分と整列させられたときに前記ツール整列エッジが前記ハンドル整列エッジからずれておりかつ前記ハンドル整列エッジに対して平行であるように画定されている、請求項２１に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
23. 前記ハンドヘルド部分が、前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるとき、前記ツール整列突出部と前記ハンドル整列突出部とは整列させられず、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項２１または２２に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
24. 前記アクチュエータアセンブリが、複数のアクチュエータを含み、前記複数のアクチュエータのそれぞれの第１の位置と第２の位置との間のあらゆる点において前記ツール整列部材と前記ハンドル整列部材とが衝突しないように、前記ツール整列部材および前記ハンドル整列部材が互いに対して配置およびサイズ決めされており、前記複数のアクチュエータのそれぞれの集合的な第１および第２の位置が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の潜在的な運動範囲を画定しており、前記潜在的な運動範囲が、約１５０ｍｍの高さおよび約１１５ｍｍの幅を有する空間を画定している、請求項２１から２３のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
25. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体のピッチ、高さまたはロールのうちの少なくとも１つを調整するように構成されており、
    前記ツール整列突出部に対する前記ハンドル整列突出部の第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の第１のピッチ関係、第１の高さ関係および第１のロール関係のうちの少なくとも１つの視覚的指示を提供し、
    前記第１の空間的配列が、前記ハンドル整列突出部および前記ツール整列突出部が整列させられており、前記ブレード支持体が、前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、
    前記ツール整列突出部に対する前記ハンドル整列突出部の第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の第２のピッチ関係、第２の高さ関係または第２のロール関係のうちの少なくとも１つの視覚的指示を提供し、
    前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項２１から２４のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
26. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ピッチを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１のピッチ関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２のピッチ関係の視覚的指示を提供し、
    前記第２のピッチ関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記ピッチの視覚的指示を提供し、前記ハンドル整列突出部の第１の部分が、前記ピッチの方向において前記長手方向軸線に沿って前記ハンドル整列突出部の第２の部分よりも前記ツール整列突出部から離れている、請求項２５に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
27. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも高さを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１の高さ関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列は、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２の高さ関係の視覚的指示を提供し、
    前記第２の高さ関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記高さの視覚的指示を提供し、前記ツール整列突出部が、前記高さの方向において少なくとも部分的に前記ハンドル整列突出部の上方または下方にある、請求項２５または２６に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
28. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ロールを調整するように構成されており、前記第１の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第１のロール関係の視覚的指示を提供し、前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記第２のロール関係の視覚的指示を提供し、
    前記第２のロール関係が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の前記ロールの視覚的指示を提供し、前記ハンドル整列突出部の外側部分が、前記ロールの方向において前記ハンドル整列突出部の外側部分よりも前記ツール整列突出部から離れている、請求項２５から２７のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
29. 前記アクチュエータアセンブリが、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記ピッチおよび前記ロールを調整するように構成されており、
    斜めである前記ハンドル整列突出部の部分が、少なくとも２つの自由度において前記ツール整列突出部に対する前記ハンドヘルド部分の前記ポーズの視覚的指示を提供し、これにより、前記ツール整列突出部に対する前記ハンドル整列突出部の前記第２の空間的配列が、前記ハンドヘルド部分に対する前記ブレード支持体の少なくとも前記第２のピッチ関係および前記第２のロール関係の視覚的指示を提供し、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しない前記ブレード支持体に対するポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項２５から２８のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
30. 前記ハンドル整列突出部および前記ツール整列突出部が、第１の視覚的印および第２の視覚的印を含み、前記第１の視覚的印が、前記第２の視覚的印から視覚的に識別可能である、請求項２１から２９のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
31. 前記ツール整列突出部と前記ハンドル整列突出部とが整列させられているとき、前記ハンドル整列突出部の前記第１の視覚的印と前記ツール整列突出部の前記第１の視覚的印とが整列させられ、前記ブレード支持体が前記ハンドヘルド部分に対して前記最適な運動範囲を有するという視覚的指示を提供し、
    前記ツール整列突出部と前記ハンドル整列突出部とが整列させられていないとき、前記ハンドル整列突出部の前記第１の視覚的印と前記ツール整列突出部の前記第１の視覚的印とが整列させられず、前記ハンドヘルド部分が、前記ブレード支持体に前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項３０に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
32. 前記第１の視覚的印が第１の色であり、前記第２の視覚的印が第２の色である、請求項３０または３１に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
33. 前記ハンドル整列突出部および前記ツール整列突出部がそれぞれ、ベベル面および側面をさらに含む、請求項３０から３２のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
34. 前記ベベル面が前記第１の視覚的印を含み、前記側面が前記第２の視覚的印を含む、請求項３３に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
35. 前記ハンドル整列部材が、前記ハンドヘルド部分に取外し可能に結合されるように構成されている、請求項１から３４のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
36. 前記ツール整列部材が、前記ブレード支持体に取外し可能に結合されるように構成されている、請求項２０に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
37. 前記長手方向軸線および前記横方向軸線に対して斜めの前記ハンドル整列突出部の部分が、曲線を規定している、請求項１から３６のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
38. 前記ツール整列部材が、前記ハンドル整列部材よりも前記ブレード支持体に近い、請求項２０に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
39. ソーブレードを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムであって、
    ハンドヘルド部分と、
    前記ハンドヘルド部分に可動に結合されかつツール支持平面を画定するツール支持体と、
    前記ツール支持体および前記ハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリであって、前記アクチュエータアセンブリが、複数の自由度において前記ハンドヘルド部分に対して前記ツール支持体を移動させるように構成されている、アクチュエータアセンブリと、
    前記ハンドヘルド部分から延びたハンドル整列部材であって、前記ハンドル整列部材がハンドルフック状部分を含む、ハンドル整列部材と、
    を備え、
    前記ツール支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドルフック状部分と前記ツール支持平面とが整列させられる、ハンドヘルド手術ロボットシステム。
40. 前記ハンドルフック状部分が、前記ツール支持体に向かって延びている、請求項３９に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
41. 前記ハンドルフック状部分が、曲線を規定している、請求項３９または４０に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
42. 前記ツール支持体から延びたツール整列部材をさらに備え、前記ツール整列部材が、ツールフック状部分を含む、請求項３９から４２のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
43. 前記ツール支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドルフック状部分と前記ツールフック状部分とが整列させられている、請求項４２に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
44. 前記ハンドヘルド部分が、前記最適な運動範囲を提供しない前記ツール支持体に対するポーズにあるとき、前記ツールフック状部分と前記ハンドルフック状部分とが整列させられず、前記ハンドヘルド部分が、前記ツール支持体に前記最適な運動範囲を提供しないポーズにあるという視覚的指示を提供する、請求項４２または４３に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
45. 前記ハンドルフック状部分および前記ツールフック状部分のうちの少なくとも一方が、第１の視覚的印および第２の視覚的印を含み、前記第１の視覚的印が、前記第２の視覚的印から視覚的に識別可能である、請求項４２から４４のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
46. ハンドヘルド手術ロボットシステムであって、
    ハンドヘルド部分と、
    前記ハンドヘルド部分に可動に結合されかつツール支持平面を画定するツール支持体と、
    前記ツール支持体に取外し可能に結合されたツールであって、前記ツールが、長手方向軸線および横方向軸線を規定している、ツールと、
    前記ツール支持体および前記ハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリであって、前記アクチュエータアセンブリが、複数の自由度において前記ハンドヘルド部分に対して前記ツール支持体を移動させるように構成されている、アクチュエータアセンブリと、
    前記ハンドヘルド部分から延びたハンドル整列部材であって、前記ハンドル整列部材が、前記ツール支持体に向かって延びるハンドル整列突出部を含み、前記ハンドル整列突出部の少なくとも一部が、前記長手方向軸線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい角度で配置されている、ハンドル整列部材と、
    を備え、
    前記ツール支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドル整列突出部の一部と前記ツール支持平面とが整列させられる、ハンドヘルド手術ロボットシステム。
47. ツールを支持するためのハンドヘルド手術ロボットシステムであって、
    ハンドヘルド部分と、
    前記ハンドヘルド部分に可動に結合されたツール支持体であって、前記ツール支持体が、ツール平面を画定するツールを支持するように構成されている、ツール支持体と、
    前記ツール支持体および前記ハンドヘルド部分に動作可能に取り付けられたアクチュエータアセンブリであって、前記アクチュエータアセンブリが、複数の自由度において前記ハンドヘルド部分に対して前記ツール支持体を移動させるように構成されている、アクチュエータアセンブリと、
    前記ハンドヘルド部分から延びたハンドル整列部材と、
    を備え、
    前記ハンドル整列部材が、
    第１のハンドル支持アーム端部と第２のハンドル支持アーム端部との間に延びるハンドル支持アームであって、前記ハンドル支持アームが、前記第１のハンドル支持アーム端部に結合されかつ前記ハンドヘルド部分に取外し可能に結合されたハンドル結合部分を含む、ハンドル支持アームと、
    前記第２のハンドル支持アーム端部に結合されたハンドル整列部材マウントと、
    前記ハンドル整列部材マウントに結合されたハンドル整列指示部材と、
    を含む、ハンドヘルド手術ロボットシステム。
48. 前記ツール支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドル整列指示部材の一部と前記ツール平面とが整列させられる、請求項４７に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
49. 前記ハンドル結合部分が、前記ハンドル整列部材を前記ハンドヘルド部分に結合するために前記ハンドヘルド部分に配置された対応する結合部材に結合するように構成されたハンドル結合部材を含む、請求項４７または４８に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
50. 前記ハンドル結合部材および前記ハンドヘルド部分に配置された前記結合部材のうちの一方が、磁石を含み、前記ハンドル結合部材および前記ハンドヘルド部分に配置された前記結合部材のうちの他方が、磁石および強磁性材料のうちの一方を含み、これにより、前記ハンドル整列部材を前記ハンドヘルド部分に結合するために、前記ハンドル結合部材および前記ハンドヘルド部分に配置された前記結合部材が互いに磁気的に結合するように構成されている、請求項４９に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
51. 前記ハンドル整列指示部材が、ファスナを使用して前記ハンドル整列部材マウントに取外し可能に結合されている、請求項４７から５０のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
52. 前記ハンドル整列指示部材が、前記ツール平面に対する前記ハンドル整列指示部材のポーズの視覚的指示を容易にするためにレーザマークを含む、請求項４７から５１のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
53. 前記ハンドル整列指示部材が、前記ハンドル整列指示部材を画定するように機械加工されたポリマーから成る、請求項４７から５２のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
54. 前記ポリマーが、ポリフェニルスルホンである、請求項５３に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
55. 前記ハンドル整列指示部材が、前記ハンドル整列指示部材を画定するように成形されたポリマーから成る、請求項４７から５４のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
56. 前記ポリマーが、ポリフェニルスルホンである、請求項５５に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
57. 前記ツール平面に対する前記ハンドル整列指示部材の前記ポーズの視覚的指示を容易にするために、前記ポリマーが、前記ハンドル支持アームの色とは異なる色に着色されている、請求項５５または５６に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
58. 前記ハンドル整列指示部材が、前記ハンドル整列指示部材を画定するためにスタンピングされたステンレス鋼から成る、請求項４７から５７のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
59. 前記ツール支持体から延びるツール整列部材をさらに備え、前記ツール支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドル整列部材の一部と前記ツール整列部材とが整列させられる、請求項４７から５８のいずれか１項に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
60. 前記ツール整列部材が、
    第１のツール支持アーム端部と第２のツール支持アーム端部との間に延びるツール支持アームであって、前記ツール支持アームが、前記第１のツール支持アーム端部に結合されかつ前記ツール支持体に取外し可能に結合されるように構成されたツール結合部分を画定している、ツール支持アームと、
    前記第２のツール支持アーム端部に結合されたツール整列部材マウントと、
    前記ツール整列部材マウントに取外し可能に結合されたツール整列指示部材と、を含む、請求項５９に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
61. 前記ツール支持体が前記ハンドヘルド部分に対して最適な運動範囲を有するとき、前記ハンドル整列指示部材の一部と前記ツール整列指示部材とが整列させられる、請求項６０に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。
62. 前記ツール整列指示部材および前記ハンドル整列指示部材の形状およびサイズが同じである、請求項６０または６１に記載のハンドヘルド手術ロボットシステム。

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