JP4731908B2 - 整形外科処置中に外科バーを制御するための方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は、外科処置中に用いるコンピュータ支援外科システムに関する。
全関節形成術に低侵襲性法が広く用いられるようになり、現在の骨除去法に対抗するものとなった。外科部位を覆う周囲が収縮すると、電動外科器具が周囲の軟組織を損傷したり骨を変形させることなく動作できる空間が減少する。現在の振動外科鋸は、スイングの弧が大きく、動作に大きな空間が必要である。現在の回転バーは、必要とする空間は小さいが案内及び操作が困難である。
例示的な一実施形態に従って、整形外科処置中に用いるシステムを提供する。このシステムでは、コンピュータ支援外科案内システムが外科バーの速度制御器に接続されている。従って、この案内システムによって、事前外科計画の一部として除去される骨の所定の体積及び/またはジオメトリに対する外科バーの位置を追跡することができる。外科バーが所定の体積及び/またはジオメトリの境界に近づくと、外科バーの速度が調節される。従って、外科バーは、外科医によって予め計画された骨の量のみを除去するように制限することができる。加えて、どの骨が除去されたかが案内システムにフィードバックされる。除去された骨の体積及び/またはジオメトリは、案内システムによって使用者(すなわち、外科医)に知らされる。
本開示は、外科バーの速度制御部にコンピュータ支援外科案内システムを接続する制御システムに関する。このため、予備的な外科計画の一部として除去される骨の所定の体積及び/またはジオメトリに対する外科バーの位置をこの案内システムで追跡する。この外科バーが所定の体積及び/またはジオメトリの境界に近づくと、制御システムがバーの速度を調節する。外科バーは、外科医が予め計画した量の骨だけを除去するように制限される。加えて、骨のどの部分が除去されているかが案内システムにフィードバックされる。次いで、除去された骨の体積及び/またはジオメトリが案内システムによって使用者(すなわち、外科医)に示される。
(1)整形外科処置中に外科バーの動作を制御する方法であって、
前記外科バーの位置を決定して、その位置に応じて機械生成出力信号を生成するステップと、
前記機械生成出力信号の生成に応じて前記外科バーの使用者に対するキューを生成するステップと、
前記機械生成出力信号の生成に応じて前記外科バーの動作を調節するステップとを含むことを特徴とする方法。
(2)前記調節するステップが、前記外科バーの速度を調節するステップを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の方法。
(3)前記調節するステップが、前記外科バーの速度を上げるステップを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の方法。
(4)前記調節するステップが、前記外科バーの速度を下げるステップを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の方法。
(5)前記決定するステップが、患者の解剖学的構造に対する前記外科バーの位置を決定するステップを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の方法。
(7)前記調節するステップが、前記外科バーが前記所定の境界内に位置する場合は前記外科バーの速度を上げるステップを含むことを特徴とする実施態様(6)に記載の方法。
(8)前記調節ステップが、前記外科バーが前記所定の境界の外側に位置する場合は前記外科バーの速度を下げるステップを落とすステップを含むことを特徴とする実施態様(6)に記載の方法。
(9)前記生成するステップが、前記外科バーの使用者に対する目に見えるキューを生成するステップを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の方法。
(10)前記生成するステップが、前記外科バーの使用者に対する音声キューを生成するステップを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の方法。
外科バーと、
整形外科処置中に前記外科バーの位置を決定する外科案内システムと、
前記外科バー及び前記外科案内システムの両方に電気的に接続されたプロセッサと、
前記プロセッサに電気的に接続された、複数の命令がストアされ記憶装置とを含み、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが、(a)前記外科案内システムと通信して、前記外科バーの位置を決定しその位置に応じて出力信号を生成する、(b)前記出力信号の生成に応じて前記外科バーの動作を調節する、及び(c)前記出力信号の生成に応じて前記外科バーにキューを生成することを特徴とする整形外科システム。
(12)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記外科バーの速度を調節することを特徴とする実施態様(11)に記載の整形外科システム。
(13)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記外科バーの速度を上げることを特徴とする実施態様(11)に記載の整形外科システム。
(14)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記外科バーの速度を下げることを特徴とする実施態様(11)に記載の整形外科システム。
(15)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、患者の解剖学的構造に対する前記外科バーの位置を決定することを特徴とする実施態様(11)に記載の整形外科システム。
(17)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記外科バーが前記所定の境界内に位置する場合は前記外科バーの速度を上げることを特徴とする実施態様(16)に記載の整形外科システム。
(18)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記外科バーが前記所定の境界の外側に位置する場合は前記外科バーの速度を下げることを特徴とする実施態様(16)に記載の整形外科システム。
(19)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記外科バーに目に見えるキューを生成することを特徴とする実施態様(11)に記載の整形外科システム。
(20)前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記外科バーに音声キューを生成することを特徴とする実施態様(11)に記載の整形外科システム。
外科バーと、
整形外科処置中に前記外科バーの位置を決定する外科案内システムと、
前記外科案内システムからの出力に基づいて前記外科バーの動作を調節するように構成された制御器と、
前記整形外科処置中に前記外科バーの位置を表示するように構成されたディスプレイモニターとを含むことを特徴とする整形外科システム。
(22)前記制御器が、前記外科案内システムからの出力に基づいて前記外科バーの速度を調節するように構成されていることを特徴とする実施態様(21)に記載の整形外科システム。
(23)整形外科処置中に外科バーの動作を制御する方法であって、
除去される骨構造の所定の境界に対する前記外科バーの位置を決定し、その位置に応じて出力信号を生成するステップと、
前記出力信号の生成に応じて前記外科バーの使用者に対するキューを生成するステップと、
前記出力信号の生成に応じて前記外科バーの動作を調節するステップとを含むことを特徴とする方法。
(24)前記調節するステップが前記外科バーの速度を調節するステップを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の方法。
(25)前記調節するステップが前記外科バーの速度を上げるステップを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の方法。
(27)前記調節ステップが、前記外科バーが前記所定の境界内に位置する場合は前記外科バーの速度を上げるステップを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の方法。
(28)前記調節するステップが、前記外科バーが前記所定の境界の外側に位置する場合は前記外科バーの速度を下げるステップを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の方法。
(29)前記生成するステップが、前記外科バーの前記使用者に対する目に見えるキューを生成するステップを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の方法。
(30)前記生成するステップが、前記外科バーの前記使用者に対する音声キューを生成するステップを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の方法。
Claims (11)
- 整形外科システムであって、
骨を加工する外科バーと、
整形外科処置中に前記骨を加工する外科バーの位置を測定する外科案内システムと、
前記骨を加工する外科バー及び前記外科案内システムの両方に電気的に接続されたプロセッサと、
前記プロセッサに電気的に接続された、複数の命令がストアされる記憶装置とを含み、
前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが、(a)前記外科案内システムと通信して、前記骨を加工する外科バーの位置を測定しその位置に応じて出力信号を生成する、(b)前記骨を加工する外科バーが所定の境界内に位置する場合に生成される出力信号の生成に応じて、前記骨を加工する外科バーの回転速度を上げる、及び(c)前記出力信号の生成に応じて前記骨を加工する外科バーに合図を生成することを特徴とする整形外科システム。 - 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記骨を加工する外科バーの回転速度を調節することを特徴とする請求項1に記載の整形外科システム。
- 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記骨を加工する外科バーが所定の境界の外に位置する場合に生成される出力信号の生成に応じて前記骨を加工する外科バーの回転速度を下げることを特徴とする請求項1または2に記載の整形外科システム。
- 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、患者の骨の解剖学的構造に対する前記骨を加工する外科バーの位置を測定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の整形外科システム。
- 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、骨の解剖学的構造を取り囲む所定の境界に対する前記骨を加工する外科バーの位置を測定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の整形外科システム。
- 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記骨を加工する外科バーが前記所定の境界の外側に位置する場合は前記骨を加工する外科バーの回転速度を下げることを特徴とする請求項5に記載の整形外科システム。
- 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記骨を加工する外科バーに目に見える合図を生成することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の整形外科システム。
- 前記複数の命令が前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが更に、前記出力信号の生成に応じて前記骨を加工する外科バーに音声的合図を生成することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の整形外科システム。
- 整形外科システムであって、
骨を加工する外科バーと、
整形外科処置中に前記骨を加工する外科バーの位置を測定する外科案内システムと、
前記骨を加工する外科バーが所定の境界内に位置する場合に生成される前記外科案内システムからの出力に基づいて前記骨を加工する外科バーの回転速度を上げるように構成された制御器と、
前記整形外科処置中に前記骨を加工する外科バーの位置を表示するように構成されたディスプレイモニターとを含むことを特徴とする整形外科システム。 - 前記制御器が、前記外科案内システムからの出力に基づいて前記骨を加工する外科バーの回転速度を調節するように構成されていることを特徴とする請求項9に記載の整形外科システム。
- 前記外科案内システムが、前記境界に対する前記骨を加工する外科バーの位置を追跡することによって、前記骨を加工する外科バーによる加工によって除去された骨の体積及び/または形態を測定することを特徴とする、請求項1から10のいずれか1つに記載の整形外科システム。
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