JP7071541B2 - 患者の四肢の位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、整形外科の分野に適用され、特に、手術中の患者の四肢、特に下肢を位置決めするための装置に言及する。この装置は、前方アプローチによる股関節置換術において特に有用である。

既知の技術は、患者の股関節プロテーゼの部分的または完全な交換のための種々の外科的技術を提案している。

最近導入された技術は、侵襲性が低いために特に高く評価されており、大腿筋膜のテンソルと縫工筋／大腿直筋との間の筋肉間平面を通過することによって股関節に到達する前方アプローチを含む。この技術は通常、頭字語ＡＭＩＳ（登録商標）で特定される。

しかしながら、この技術を正しく実行するには、外科医が常に手術部位への最適なアクセスの状態で手術できるように、患者の下肢の一連の操作を実行する必要がある。

この場合、仰臥位で横たわっている患者の四肢は、最初の嚢切開手順を容易にするために、まず軽い牽引状態に置かれなければならない。その後、後続の大腿骨頸部骨切り術の前に、牽引力をわずかに増加させる必要がある。骨切り術が行われると、さらなる牽引が加えられ、その後、関節の外旋が実行されて、切除された大腿骨頭を引き抜くことができる。次に、寛骨臼がリーミングされ、置換用カップが配置される前に、四肢の牽引が解除される。

大腿骨プロテーゼの導入に備えて、牽引が再度加えられ、９０°を超える外旋が実行され、牽引が解除され、四肢は過伸展し、内転する。その後、四肢は縫合前に元の位置に戻される。

上記の外科技術の簡単な説明から明らかなように、実行される操作の数と精度により、下肢を位置決めするための補助装置を使用する必要がある。

それらは本質的に部門のニーズを満たしているが、それでも現在知られている位置決め装置にはいくつかの未解決の欠点がある。

まず、多くの既知の装置は専任のオペレータにより操作される必要があることが留意される。外科医と外科技術者に加えて、手術室にさらなる人の存在が必要であり、その結果、手術の費用が増加する。さらに、下肢の位置決め手順を第三者のオペレータに委任する必要があると、外科医に不安を引き起こし、他の人の介入と操作とを調整することを余儀なくされる可能性がある。

これらの問題に対処するために、同じ出願人の代理として、ＷＯ２０１４／０４５１９９は、牽引軸および伸展軸が、アクチュエータによって、好ましくは空気圧タイプのアクチュエータによって制御される装置を提案している。制御ペダルを使用することによって、外科医は、手術の様々な段階で、アクチュエータを適切に操作して、牽引および伸展の四肢の動きを引き起こすことができる。

しかしながら、現在の先行技術では、四肢を伸展させながら同時に四肢を牽引して保持することにより、四肢の牽引量が抑えきれずに増加し、筋肉または靭帯の過度の膨張または裂傷を引き起こす可能性がある。したがって、伸展駆動ユニットの作動に関連する過度の膨張を回避するために、装置は、伸展キャリッジの並進中に牽引キャリッジのロックを自動的に解除するように構成された、牽引キャリッジの解除手段を備えている。このようにして、伸展駆動ユニットによって脚の伸展または屈曲（脚の下降または上昇）が行われるたびに、牽引スライダのロックが解除され、牽引の自動解除が可能になる。これにより、脚の軟組織がさらに牽引されるのを防ぎ、神経および／または筋肉の損傷の可能性を回避し、いずれにせよ、患者に対する永続的または半永続的な術後の痛みを回避する。

しかしながら、出願人は、伸展運動中の牽引の完全な解除が常に望ましいとは限らないことに気付いた。それどころか、伸展運動中の牽引の完全な解除は、例えば、牽引スライダの突然の動きを引き起こし、それが脚をぐいと引っ張り、その結果、創傷内の開創器の安定性を失う可能性があることが観察された。これらの突然の制御されていない動きは、小さな筋障害を引き起こす可能性があり、外科医が開創器を再配置する必要がある。

したがって、出願人は、多くの状況において、四肢に適切且つ一定の牽引力が存在する状態で伸展運動を実施することが適切であることを認識した。

同様の状況は、伸展運動および／または牽引運動中に四肢にねじり応力を維持することに関連して発生する可能性があり、その逆も同様である。

さらに、既知の装置は、外科医が大腿骨頭または脚の他の部分を手術している間、患者の四肢に適切な回転運動を加えるために専任のオペレータの介入を依然として必要とする。

出願人はまた、手術の実行中に、外科医が、特定の治療の実行に最適な状態にするために、四肢の位置および四肢に加えられる負荷を微調整する必要があるかもしれないことに気付いた。サーボ制御アクチュエータによるこのような微調整の管理は直感で理解できるものではない可能性があり、必要な精度を達成することは困難である。

したがって、出願人は、患者の四肢に直接自分の手で作用することによって、手術の実行中に四肢の位置を微調整する機会を外科医に与えることが有益であることに気付いた。

したがって、本発明の背後にある技術的問題は、既知の技術において記載された問題を解決する位置決め装置を提供することである。

特に、目的は、外科手術の様々な段階を実行するために、四肢の操作中に患者の四肢に加えられる応力のより正確な制御を提供することである。

前記技術的問題は、患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケットと、カップリングブラケットに対して作用して複数の移動軸に沿ってそれを動かす移動アセンブリとを備える、患者の四肢の位置決め装置によって解決される。移動アセンブリは、前記複数の移動軸のうちの少なくとも１つについて、事前に規定された移動方向に沿ってカップリングブラケットを移動するように作動させることができる駆動ユニットを備える。

好ましくは、負荷変換器が提供され、負荷変換器は、カップリングブラケットと駆動ユニットとの間でその移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成される。

電子制御ユニットは、前記駆動ユニットおよび負荷変換器と動作可能に接続されている。

好ましくは、負荷制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、検出された負荷値がプリセットの負荷値と異なる場合に駆動ユニットの起動を命令するように構成される。

これにより、手術の様々な段階で、患者の四肢を操作するのがはるかに簡単になる。特に、操作は、外科医自身によって直接、または電子制御ユニット内のプリセットのプログラムによって制御することができ、外科医の指示に従って動きを管理するための他の資格のある担当者の支援を必要としない。電子制御ユニットと負荷変換器の連携により、患者の四肢にかかる応力の正確且つ信頼性の高い制御も容易になり、手術中に不要な損傷を引き起こすリスクが軽減される。

好ましい実施形態の少なくとも１つの例では、以下の特徴のうちの１つまたは複数が提供され得る。

好ましくは、負荷制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、負荷変換器によって発せられた信号をプリセットの負荷値と周期的に比較するように構成される。

好ましくは、負荷制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、検出された負荷値とプリセットの負荷値との間の差を低減するように構成される。

より具体的には、負荷制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、好ましくは、検出された負荷値とプリセットの負荷値との間の差を低減するのに適した方法で、カップリングブラケットを移動方向に動かすように、駆動ユニットの起動を命令するように構成される。

言い換えれば、例えば、外科医が四肢に直接手で介入した結果として、または別の駆動ユニットに加えられた駆動の結果として、四肢が駆動ユニットに割り当てられた移動方向に沿って移動するように誘導される場合、システムは、四肢に過度のストレスがかからないように、その移動方向の、四肢に加えられた動きを「追跡」することができる。

好ましくは、電子制御ユニットは、プリセットの負荷値を記憶するように構成された負荷設定動作モードに切り替えることができる。

好ましくは、電子制御ユニットは、位置制御コマンドモードを無効にするコマンドと連動して、負荷設定動作モードに切り替えることができる。

したがって、電子制御ユニットによる駆動ユニットの適応管理を可能にすることができる。

好ましくは、プリセットの負荷値は、駆動ユニットが移動方向の静止位置にカップリングブラケットを保持している間に負荷変換器によって測定された負荷値に対応する。

この技術的解決策により、駆動ユニットの適応管理を改善することができる。実際、外科医による手動動作の終了時に患者の四肢がとる新しい位置に基づいて、プリセットの負荷値を簡単に変更できる。

好ましくは、装置は、オペレータによってプリセットの負荷値を入力するための、電子制御ユニットに動作可能に関連付けられた通信インタフェースをさらに備える。

好ましくは、プリセットの負荷値は、事前に選択された複数の負荷値のデータベースから選択され得る。

より具体的には、負荷設定動作モードでは、電子制御ユニットは、駆動ユニットがカップリングブラケットを移動方向の静止位置に保持している間、負荷変換器によって測定された負荷値を記憶するように構成される。

好ましくは、前記駆動ユニットはまた、モータと、モータとカップリングブラケットとの間に動作可能に配置されたトルクリミッタとを備える。

好ましくは、負荷変換器は、トルクリミッタと前記カップリングブラケットとの間に動作可能に配置される。

これは、負荷変換器の読み取りの信頼性を高めるのに役立つ。トルクリミッタの介入は、実際には、負荷変換器の負荷読み取りとは無関係である。

好ましくは、移動アセンブリは、前記複数の移動軸のうちの少なくとも１つについて、位置変換器をさらに備え、位置変換器は、電子制御ユニットに動作可能に接続されており、且つそれぞれの移動方向における駆動ユニットに対するカップリングブラケットの位置を測定し、検出された位置を表す信号を発するように構成されている。

好ましくは、電子制御ユニットは、その移動方向における駆動ユニットに対するカップリングブラケットのプリセットの位置を記憶し、検出された位置がプリセットの位置と異なる場合に駆動ユニットの起動を制御するように構成された位置制御コマンドモードに切り替えることができる。

位置制御コマンドは、負荷制御コマンドに加えて、またはその代替として、患者の四肢の位置のサーボ支援制御を実現するために有益に使用可能である。

好ましくは、位置制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、その移動方向における駆動ユニットに対するカップリングブラケットの位置を周期的に比較するように構成される。

好ましくは、位置制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、検出された位置とプリセットの位置との間の差を低減するように構成される。

より具体的には、位置制御コマンドモードにおいて、電子制御ユニットは、好ましくは、検出された位置とプリセットの位置との差を低減するのに適した方法で、カップリングブラケットを移動方向に移動するように、駆動ユニットの起動を命令するように構成される。

好ましくは、電子制御ユニットは、プリセットの位置を記憶するように構成された位置設定動作モードに切り替えることができる。

好ましくは、装置は、オペレータによってプリセットの位置を入力するための、電子制御ユニットに動作可能に関連付けられた通信インタフェースをさらに備える。

好ましくは、プリセットの位置は、事前に選択された複数の位置を含むライブラリから選択可能である。

好ましくは、位置設定動作モードにおいて、電子制御ユニットは、駆動ユニットがカップリングブラケットを移動方向の静止位置に保持している間、位置変換器によって測定された位置を記憶するように構成される。

好ましくは、位置変換器は、駆動ユニットのモータに動作可能に結合されたエンコーダを備える。

好ましくは、移動アセンブリは、
手術台に取り付けることができる近位端を有する牽引アームと、
牽引駆動ユニットによる命令に応じて牽引アームに沿って移動可能な牽引スライダと、
牽引スライダによって支えられた回転駆動ユニットであって、前記カップリングブラケットに対して作用して、牽引アームと実質的に同一平面上にある軸の周りでそれを回転させる回転駆動ユニットと、
ベースから立ち上がる案内コラムと、
牽引アームの遠位端に取り付けられ且つ伸展駆動ユニットのコマンドに応じて案内コラムに沿って移動可能な伸展スライダと、を備える。

好ましくは、負荷変換器は、回転駆動ユニットに動作可能に関連付けられたねじりロードセルを備える。

好ましくは、負荷変換器は、牽引駆動ユニットに動作可能に関連付けられた軸方向ロードセルを備える。

好ましくは、電子制御ユニットは、伸展駆動ユニットの動作に応じて伸展スライダが移動している間、少なくとも牽引軸および／または回転軸に関して負荷制御コマンドモードで動作するように構成される。

好ましくは、伸展駆動ユニットの起動は、少なくとも牽引軸および／または回転軸に関して電子制御ユニットを負荷制御コマンドモードに切り替えるように命令する。

好ましくは、電子制御ユニットは、ベースおよび案内コラムが同心円状に牽引アームの近位端に並進する内転運動中に、少なくとも牽引軸および／または回転軸に関して負荷制御コマンドモードで動作するように構成される。

このようにして、牽引駆動ユニットの適応管理が可能であり、患者の四肢が伸展運動および／または内転運動中に気付かずに異常な応力にさらされるのを防ぐ。

好ましくは、少なくとも１つの位置変換器が、前記牽引、回転、および伸展駆動ユニットのそれぞれに提供される。

好ましくは、これらの駆動ユニットの少なくとも１つは、電気モータを備える。

好ましくは、前記駆動ユニットの少なくとも１つは、それぞれのスライダまたはカップリングブラケットの再配置（repositioning）を防止するために選択的に作動させることができるブレーキを備える。

好ましくは、前記ブレーキは、電気モータとそれぞれのスライダまたはカップリングブラケットとの間で作動する。

好ましくは、前記ブレーキは、電気モータと負荷変換器との間で作動する。したがって、負荷変換器による負荷の読み取りは、ブレーキがかかっている静止状態下でより正確に実行され得る。

好ましくは、前記ブレーキは通常アクティブであり、それぞれのスライダのスライドまたはカップリングブラケットの回転を可能にするために、それぞれの電気モータの起動と連動して電気的に非アクティブ化され得る。

さらなる特徴および利点は、本発明による、患者の四肢の位置決め装置の好ましいが排他的ではない実施形態の詳細な説明からより明らかになるであろう。

この説明は、情報提供のみを目的として提供される、したがって、非限定的である添付の図面を参照して以下に説明される。
患者に使用されている過程における、本発明による装置を斜視図で示す。 装置を図１とは異なる角度からの斜視図で示す。 牽引駆動ユニットの内部コンポーネントを示す。 回転駆動ユニットの内部コンポーネントを示す。 伸展駆動ユニットの内部コンポーネントを示す。 負荷制御コマンドモードでの駆動ユニットのいずれか１つの動作の論理フローチャートである。 位置制御コマンドモードでの駆動ユニットのいずれか１つの動作の論理フローチャートである。

上記の図において、番号１は、全体として、本発明による、患者の四肢の位置決め装置を示す。

示されている例では、装置１は、手術中に患者の脚を位置決めし、移動し、および／または適切に応力をかけるために、患者の人工股関節の部分的または完全な置換のための前方アプローチによる外科的処置の実施中に使用するのに適している。

装置１は、本質的に、患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット２と、カップリングブラケット２上で動作して複数の移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗに沿ってそれを動かす移動アセンブリ３とを備える。

カップリングブラケット２は、手術台５の上に仰臥位で横たわっている患者の足にフィットするのに適した靴４と組み合わせることができる。

示されている例では、軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗを含む移動軸が特定されている。

牽引軸Ｘは、典型的には水平であり、靴４に係合している患者の四肢に実質的に平行である。

回転軸Ｙは、四肢の長手方向軸と実質的に一致する。

伸展軸Ｚは、好ましくは水平であり、牽引軸Ｘに実質的に垂直である。

内転軸Ｗは、好ましくは垂直であり、伸展軸Ｚに対して実質的に直交している。

外科手術中、内転軸Ｗおよび伸展軸Ｚは、靴４に係合している四肢の近位端の近くに配置される。

牽引軸Ｘ、回転軸Ｙ、伸展軸Ｚ、および内転軸Ｗの１つまたは複数について、対応する駆動ユニット６、７、８が提供され、駆動ユニット６、７、８は、それぞれの軸に沿って、またはその周りに、事前に規定された移動方向に沿って、カップリングブラケット２を移動するように駆動され得る。より具体的には、好ましい実施形態では、牽引駆動ユニット６、回転駆動ユニット７、および伸展駆動ユニット８が提供される。

牽引駆動ユニット６が駆動されると、カップリングブラケット２が牽引軸Ｘに平行に直線的に移動する。回転駆動ユニット７または伸展駆動ユニット８の駆動は、それぞれの回転軸Ｙまたは伸展軸Ｚの周りのカップリングブラケット２の角度運動をもたらす。

内転運動は、外科医または他のオペレータによって手で制御されて、カップリングブラケット２を内転軸Ｗの周りで角度的に動かすことができる。

移動アセンブリ３は、牽引軸Ｘに平行に延在し且つ近位端１０および遠位端１１を有する牽引アーム９を備える。近位端１０は、手術台５によって下で支持される近位カップリング１２に取り外し可能に取り付けることができる。好ましくは、近位カップリング１２は、知られているように、少なくとも、互いに直交する第１および第２の移動軸の周りに、手術台５に対する移動の自由を牽引アーム９に与える。第１および第２の移動軸は、例えば、それぞれ水平および垂直方向であり、それぞれ、伸展軸Ｚおよび内転軸Ｗと一致する。

次に、牽引アーム９の遠位端１１は、好ましくは遠位カップリング１４によって、伸展スライダ１３に取り付けられ、遠位カップリング１４はまた、例えば、それぞれ水平および垂直である第１および第２の軸の周りの移動の可能性をそれに提供する。伸展スライダ１３は、案内コラム１５に沿って、好ましくは垂直に、スライドすることができる。案内コラム１５に沿った伸展スライダ１３の並進は、伸展軸Ｚの周りのカップリングブラケット２の動きに対応する。

好ましくは、案内コラム１５は、支持ベース１６から立ち上がる。手術室の床に載っているベース１６は、好ましくは、格納式ホイール１７を備え、格納式ホイール１７は、牽引アーム９に実質的に平行な軸に沿って回転でき且つ１つまたは複数のアクチュエータ（図面には示されていない）の命令に応じて同時に静止位置と作動位置との間で移動できる。静止位置では、格納式ホイール１７は床から持ち上げられたままであり、ベース１６は、補助支持要素１８、例えば、牽引アーム９に垂直な軸に沿って回転することができる位置決めホイールによって床に対して作用する。この状態では、牽引アーム９と平行に、格納式ホイールを手術台５に近づけたり遠ざけたりするように位置決めして、近位カップリング１２との接続を容易にすることが可能である。作動位置では、格納式ホイール１７は、補助支持要素１８に対してより低く突出している。したがって、ベース１６は、格納式ホイール１７を介して床に載っており、格納式ホイール１７は、内転軸Ｗに沿って、近位カップリング１２の周りの湾曲した軌道に沿ってベース１６をスライドすることができる。これにより、患者の脚の内転運動が可能になる。

伸展スライダ１３は、伸展駆動ユニット８の命令に応じて、案内コラム１５に沿って移動することができる。案内コラム１５に沿った伸展スライダ１３の動きは、患者の脚の伸展（上向き）運動または屈曲（下向き）運動に対応する。

伸展駆動ユニット８は、好ましくは伸展モータ１９を備え、好ましくは電気的に駆動される伸展モータ１９を備え、これは、減速機を備えてもよい。動きは、例えば歯付きベルトによって、伸展スライダ１３に伝達することができる。少なくとも１つの伸展位置変換器２０、好ましくはアブソリュート型のエンコーダが、伸展駆動ユニット８に動作可能に結合されている。伸展位置変換器２０は、例えば、伸展モータ１９と係合するか、または案内コラム１５に沿った伸展スライダ１３の位置を検出するのに適した別の方法で伸展駆動ユニット８に結合して、検出された位置を表す信号を発することができる。追加的に、または代替的に、傾斜計センサ２１が提供されてもよく、傾斜計センサ２１は、例えば、牽引アーム９の向きを検出するために遠位カップリング１４に作用するアブソリュートエンコーダを備える。

伸展駆動ユニット８は、伸展ブレーキ２２をさらに備えてもよく、伸展ブレーキ２２は、案内コラム１５に沿った伸展スライダ１３の再配置を防ぐために選択的に作動させることができる。伸展ブレーキ２２は、伸展モータ１９またはモータを案内コラム１５に接続するドライブトレインの別の構成要素に作用することができる。一実施形態では、伸展ブレーキ２２は、例えば伸展モータ１９の固定子に取り付けられてもよく、その回転子を支えるシャフトにブレーキをかける。通常アクティブである伸展ブレーキ２２は、電気的に非アクティブ化されて、伸展モータ１９の起動と連動して伸展スライダ１３のスライドを可能にすることができる。

移動アセンブリ３は、牽引駆動ユニット６の命令に応じて牽引アーム９に沿って移動することができる牽引スライダ２３をさらに備える。

牽引駆動ユニット６は、牽引モータ２４、好ましくは電気的に駆動される牽引モータ２４を備え、牽引モータ２４は、減速機を備えてもよい。

第１のトルクリミッタ２５は、牽引駆動ユニット６に動作可能に結合することができ、事前に規定されたトルク制限を超えた場合にカップリングブラケット２を牽引モータ２４から機械的に解除するように構成される。例えば摩擦クラッチを備える第１のトルクリミッタ２５は、牽引モータ２４と牽引アーム９との間に、またはモータをカップリングブラケット２に接続するドライブトレインに沿った他の任意の場所に、動作可能に配置することができる。クラッチに加えて、またはクラッチの代替として、第１のトルクリミッタ２５は機械的クラッチを備えてもよく、機械的クラッチは、クラッチの介入後、またはいずれにせよ事前に規定されたトルク制限を超えた場合に、牽引モータ２４を牽引スライダ２３から、したがってカップリングブラケット２から運動学的に切断するように作動させることができる。

牽引位置変換器２６、好ましくはアブソリュート型のエンコーダは、牽引駆動ユニット６に動作可能に結合されている。牽引位置変換器２６は、例えば、牽引モータ２４と係合するか、または牽引アーム９に沿った牽引スライダ２３の位置を検出するのに適した別の方法で牽引駆動ユニット６に結合して、検出された位置を表す信号を発することができる。

牽引位置変換器２６は、好ましくは、牽引モータ２４に対して第１のトルクリミッタ２５の下流で動作する。このように、第１のトルクリミッタ２５の起こり得る介入は、牽引スライダ２３の位置の正しい検出に影響を及ぼさない。

牽引駆動ユニット６は、牽引ブレーキ２７をさらに備えてもよく、牽引ブレーキ２７は、牽引アーム９に沿った牽引スライダ２３の再配置を防止するために選択的に作動させることができる。牽引ブレーキ２７は、牽引モータ２４またはモータを牽引アーム９に接続するドライブトレインの別の構成要素に作用することができる。一実施形態では、牽引ブレーキ２７は、例えば牽引モータ２４の固定子に取り付けられてもよく、その回転子を支えるシャフトにブレーキをかける。通常アクティブである牽引ブレーキ２７は、牽引モータ２４の起動と連動して電気的に非アクティブ化されて、牽引スライダ２３のスライドを可能にすることができる。

牽引スライダ２３に動作可能に取り付けられた回転駆動ユニット７は、カップリングブラケット２に作用して、牽引アーム９と実質的に同一平面上、好ましくは平行な回転軸Ｙの周りでそれを回転させる。

回転駆動ユニット７は、好ましくは回転モータ２８を、好ましくは電気的に駆動される回転モータ２８を備え、回転モータ２８は、減速機を備えてもよい。

第２のトルクリミッタ２９は、回転駆動ユニット７に動作可能に結合することができ、事前に規定されたトルク制限を超えた場合に、カップリングブラケット２を回転モータ２８から機械的に解除するように構成される。例えば摩擦クラッチを備える第２のトルクリミッタ２９は、回転モータ２８とカップリングブラケット２との間に動作可能に配置することができる。クラッチに加えて、またはクラッチの代替として、第２のトルクリミッタ２９は機械的クラッチを備えてもよく、機械的クラッチは、クラッチの介入後、またはいずれにせよ事前に規定されたトルク制限を超えた場合に、回転モータ２８をカップリングブラケット２から運動学的に切断するように作動できる。

回転位置変換器３０、好ましくはアブソリュート型のエンコーダは、回転駆動ユニット７に動作可能に結合されている。回転位置変換器３０は、例えば、回転モータ２８および／またはその減速機と係合するか、または回転軸Ｙの周りのカップリングブラケット２の角度位置を検出するのに適した別の方法で回転駆動ユニット７に結合することができ、検出された位置を表す信号を発する。

回転位置変換器３０は、好ましくは、回転モータ２８に対して第２のトルクリミッタ２９の下流で動作する。このように、トルクリミッタの起こり得る介入は、カップリングブラケット２の角度位置の正しい検出に影響を与えない。

回転駆動ユニット７は、回転軸Ｙの周りのカップリングブラケット２の再配置を防止するために選択的に作動させることができる回転ブレーキ３１をさらに備えてもよい。回転ブレーキ３１は、回転モータ２８またはモータをカップリングブラケット２に接続するドライブトレインの別の構成要素に作用することができる。一実施形態では、回転ブレーキ３１は、例えば回転モータ２８の固定子に取り付けられてもよく、その回転子を支えるシャフトにブレーキをかける。回転ブレーキ３１は、通常アクティブであり、回転モータ２８の起動と連動して電気的に非アクティブ化することができ、カップリングブラケット２の角度回転を可能にする。

移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗの少なくとも１つについて、移動アセンブリ３は、カップリングブラケット２と駆動ユニット６、７、８との間でそれぞれの移動方向において伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器３２、３３を備えることがさらに提供される。

より具体的には、牽引負荷変換器３２および回転負荷変換器３３が提供されてもよく、牽引駆動ユニット６および回転駆動ユニット７にそれぞれ接続されている。

牽引負荷変換器３２は軸方向ロードセルを備えてもよく、軸方向ロードセルは、牽引スライダ２３と回転駆動ユニット７との間に動作可能に配置され、回転軸Ｙに沿って、カップリングブラケット２と牽引スライダ自体との間で伝達される負荷を検出する。これに関して、回転駆動ユニット７は、例えば案内ガイド３４によって、牽引アーム９に平行に移動する可能性を伴って牽引スライダ２３に係合され、その結果、牽引負荷変換器３２が適切にロードされることが提供されてもよい。牽引ブレーキ２７は、牽引モータ２４と牽引負荷変換器３２との間に動作可能に配置されている。

回転負荷変換器３３は、例えば、ねじりロードセルを備えてもよく、ねじりロードセルは、回転軸Ｙの周りに伝達される負荷を検出するために、回転駆動ユニット７に動作可能に関連付けられている。例えば、ねじりロードセルは、回転モータ２８とカップリングブラケット２との間に動作可能に配置されてもよい。回転ブレーキ３１は、回転モータ２８と回転負荷変換器３３との間に動作可能に配置されている。

好ましい実施形態では、上記の牽引負荷変換器３２および回転負荷変換器３３の両方が使用されることが提供される。

駆動ユニット６、７、８の起動は、少なくとも１つの電子制御ユニット３５によって制御され、電子制御ユニット３５は、例えば、少なくとも部分的に支持ベース１６に収容され且つモータ１９、２４、２８、位置変換器２０、２６、３０、および負荷変換器３２、３３と動作可能に相互接続されている。電子制御ユニット３５は単一の電子デバイスから構成されてもよく、説明された機能を実行するように適切にプログラムされ、および／またはプログラムされたデバイスの一部を形成するそれぞれのハードウェアエンティティおよび／またはソフトウェアルーチンに対応する別個の機能モジュールに分割されている。

制御ユニットはまた、１つまたは複数のプロセッサを使用して、メモリユニットに記憶された１つまたは複数のプログラムに含まれる命令を実行してもよい。

駆動ユニット６、７、８のうちの１つまたは複数は、位置制御コマンドモードに従って、電子制御ユニット３５によって制御されてもよい。このコマンドモードに従って動作する場合、電子制御ユニット３５は、駆動ユニット６、７、８に対する、対応するそれぞれの移動方向における、カップリングブラケット２のプリセットの位置を記憶し、検出された位置がプリセットの位置と異なる場合に駆動ユニット６、７、８の起動を制御するのに適している。

追加的に、または代替的に、移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗの少なくとも１つについて、電子制御ユニット３５は、負荷制御コマンドモードで動作するのに適している。このコマンドモードに従って動作する場合、電子制御ユニット３５は、プリセットの負荷値をそれぞれの負荷変換器３２、３３によって検出された負荷値と比較し、検出された負荷値がプリセットの負荷値と異なる場合にそれぞれの駆動ユニット６、７、８の起動を命令するのに適している。

好ましい実施形態において、移動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗの少なくとも１つについて、好ましくは、少なくとも回転軸Ｙおよび牽引軸Ｘについて、電子制御ユニット３５は、両方のコマンドモードで動作するのに適している。この状況では、位置制御コマンドモードと負荷制御コマンドモードは個別に、且つ要件に応じて交互に選択可能であることが好ましい。

次に、伸展軸Ｚの周りの動きは、案内コラム１５に沿った伸展スライダ１３の位置決めで実行される位置制御コマンドモードに従ってのみ制御することができる。

電子制御ユニット３５に動作可能に関連付けられた、例えばキーパッド、タッチスクリーンおよび／またはフットスイッチを備える少なくとも１つの通信インタフェース３６は、外科医が装置と相互作用することを可能にする。

モニタまたは他の光学または音響信号装置によって、通信インタフェース３６はまた、外科医または他のオペレータに、例えば、変換器によって検出された負荷および位置の値に関する、および／または装置の動作状態に関する動作情報を提供することができる。

次に、手術の実行中の装置１のための動作シーケンスの例がここで説明され、そこから、さらなる構造および機能特性も推測することができる。

知られているように、装置は、牽引アーム９の近位端１０を近位カップリング１２に接続することによって、まず手術台５に接続される。牽引アーム９の手術台５への正しい結合が検出されるまで、それ以上の動作を禁止するために、適切なセンサ（図示せず）を提供することができる。

結合が行われると、おそらく、通信インタフェース３６を介した外科医の命令に応じて、電子制御ユニット３５は、カップリングブラケット２を事前に規定された始動状態に設定するために、駆動ユニット６、７、８の起動を管理する。特に、伸展スライダ１３は、牽引アーム９が水平方向に配置されるまで、案内コラム１５に沿って配置され、牽引スライダ２３は、牽引アーム９の展開の中間点に配置され、カップリングブラケット２は、０°の向きに配置され、靴４は、患者の足を収容するために垂直に向けられている。

患者の足が靴４に適切に取り付けられた状態で、外科医は、外科手術の様々な段階において、足がとる動きおよび位置を適切に制御する能力を有する。

特に、必要に応じて、位置制御コマンドモードまたは負荷制御コマンドモードに従って、回転軸Ｙの周りの動きおよび牽引軸Ｘに沿った動きを制御することができる。示されている例では、伸展軸Ｚの周りの動きは、位置制御コマンドモードでのみ制御される。

図６の論理フローチャートを参照すると、負荷制御コマンドモードは、例えばＳＴＡＮＴ－Ｆコマンドに続いて、電子制御ユニット３５が、最初に負荷設定動作モードに切り替えられることを必要とし、ここで、プリセットの負荷値ＳＥＴ－Ｆが記憶され得る。プリセットの負荷値ＳＥＴ？Ｆは、最初に、通信インタフェース３６を介してＣＭＤ？Ｆコマンドを使用してオペレータによって直接入力され得るか、または事前に選択された複数の負荷値を含むデータベースから選択され得る。選択は、オペレータによってＣＭＤ？Ｆコマンドを使用して直接行われ得、または他の動作パラメータに基づいて電子制御ユニット３５によって自動的に行われ得る。

記憶後、牽引駆動ユニット６または回転駆動ユニット７の起動は、フィードバック制御論理ＲＣＬ？Ｆに従って管理され、これに基づいて、例えば、ＬＣ？Ｆ論理比較によって、電子制御ユニット３５は、それぞれの負荷変換器３２、３３に繰り返しクエリを行い、負荷変換器３２、３３によって発せられた信号をプリセットの負荷値ＳＥＴ－Ｆと周期的に比較する。比較により、測定された負荷値がプリセットの負荷値と異なることが示される場合、電子制御ユニット３５は、検出された違いを低減するように正しい方向に、牽引駆動ユニット６または回転駆動ユニット７のためのＡＣ－Ｆ起動コマンドを生成する。より具体的には、それぞれの駆動ユニット６、７の起動は、カップリングブラケット２をそれぞれの移動方向に、測定された負荷値とプリセットの負荷値ＳＥＴ－Ｆとの間の差を低減するのに適した方向に動かすために、ブレーキ２７、３１の解除およびモータ２４、２８の起動を必要とする。

駆動ユニット６、７の起動は、測定された負荷値とプリセットの負荷値ＳＥＴ－Ｆとの間の比較が実質的に差がないことを検出するまで維持される。電気モータ２４、２８は直ちに停止され、ブレーキ２７、３１は、牽引スライダ２３および／またはカップリングブラケット２の再配置を防ぐために再駆動される。静止状態での負荷読み取りが依然としてプリセット値との不要な差異を検出する場合、新しいＡＣ－Ｆ起動コマンドを生成して必要な補正を得ることができる。

論理比較ＬＣ－Ｆが、測定された負荷値がプリセットの負荷値ＳＥＴ－Ｆと一致することを検出する場合に、駆動ユニット６、７の起動コマンドを生成せずに、新しい値比較サイクルＮＣ－Ｆがさらに開始される。

上記の負荷制御コマンドモードは、終了コマンドＥＮＤ－Ｆまで稼働したままであり得る。

図７の論理フローチャートを参照すると、位置制御コマンドモードは、次に、例えばＳＴＡＮＴ－Ｐコマンドに続いて、電子制御ユニット３５が、最初に、位置設定動作モードに切り替えられることを必要とする。位置設定動作モードでは、それぞれの位置変換器２０、２６、３０を介して検出された、カップリングブラケット２の事前に確立されたＳＥＴ－Ｐ位置を記憶するのに適している。牽引軸Ｘに沿ったカップリングブラケット２の位置は、牽引アーム９に沿った牽引スライダ２３の位置によって決定される。同様に、伸展軸Ｚの周りのカップリングブラケット２の位置は、案内コラム１５に沿った伸展スライダ１３の位置によって、または傾斜計センサ２１によって検出された牽引アーム９の傾斜によって決定することができる。プリセットの位置ＳＥＴ－Ｐは、最初に、通信インタフェース３６を介してＣＭＤ－Ｐコマンドを使用してオペレータによって直接入力され得るか、または事前に選択された複数の負荷値を含むデータベースから選択され得る。選択は、オペレータによってＣＭＤ－Ｐコマンドを使用して直接行われ得、または他の動作パラメータに基づいて電子制御ユニット３５によって自動的に行われ得る。

記憶後、牽引駆動ユニット６、回転駆動ユニット７または伸展駆動ユニット８の起動は、フィードバック制御論理ＲＣＬ？Ｐに従って管理され、それに基づいて、例えばＬＣ？Ｐ論理比較によって、電子制御ユニット３５は、それぞれの位置変換器２０、２１、２６、３０に繰り返しクエリを行い、それぞれの位置変換器２０、２１、２６、３０によって発せられた信号をプリセットの位置ＳＥＴ－Ｐと周期的に比較する。比較により、測定された位置がプリセットの位置と異なることが示される場合、電子制御ユニット３５は、負荷制御コマンドに関する上記の説明と同様に、検出された差異を減らすように正しい方向に、牽引駆動ユニット６、回転駆動ユニット７または伸展駆動ユニット８のためのＡＣ－Ｐ起動コマンドを生成する。

駆動ユニット６、７、８の駆動は、測定された位置とプリセットの位置ＳＥＴ－Ｐとの間の比較が実質的に差がないことを検出するまで維持される。停止コマンドＳＣ－Ｐにより、電気モータ１９、２４、２８は直ちに停止され、ブレーキ２２、２７、３１が再駆動され、伸展スライダ１３、牽引スライダ２３、および／またはカップリングブラケット２の再配置を防止する。

論理比較ＬＣ－Ｐが、測定された位置がプリセットの位置ＳＥＴ－Ｐと一致することを検出する場合に、駆動ユニット６、７、８の起動コマンドを生成せずに、新しい値比較サイクルＮＣ－Ｐがさらに開始される。

上記の負荷制御コマンドモードは、終了コマンドＥＮＤ－Ｐまで稼働したままであり得る。

有益なことに、負荷制御コマンドモードに切り替えることにより、牽引駆動ユニット６および／または回転駆動ユニット７を適応的に管理することも可能になる。適応管理モードは、外科医によって足に直接加えられる手動の応力に応じて、患者の四肢を動かす、および／または位置決めすることを可能にする。

適応管理の目的で、位置制御コマンドモードを無効にすることに連動して、負荷制御コマンドモードへの切り替えの直前または切り替えに連動して、電子制御ユニット３５は負荷設定モードに切り替えられ、駆動ユニット６、７がそれぞれの移動方向の静止位置に従ってカップリングブラケット２を維持している間に、負荷変換器３２、３３によって検出された負荷値を記憶することが提供されてもよい。換言すれば、牽引駆動ユニット６および回転駆動ユニット７の一方または両方について、静止状態下でそれぞれの移動方向に伝達される負荷値は、移動の最後の停止後にシステムが占める位置に記憶される。

この場合、負荷制御コマンドは、外科医が患者の脚に対して実行するアクションを支援することができる。例えば、外科医が回転軸Ｙの周りに脚を回転させることによって脚に手動で作用する場合、回転負荷変換器３３によって検出される負荷の結果として生じる変化により、回転駆動ユニット７が駆動され、その結果、カップリングブラケット２が外科医によってもたらされた動きに「追従する」。所望の位置に到達すると、外科医は患者の脚に対する手動での作用を停止し、通信インタフェース３６を介して、電子制御ユニット３５を位置制御コマンドモードに切り替える。新しい位置および負荷値は、位置制御コマンドモードおよび／または負荷制御コマンドモードでの移動アセンブリのその後の管理のための参照パラメータとして記憶および使用され得る。

有益なことに、電子制御ユニット３５はまた、伸展駆動ユニット８の駆動に応じて伸展スライダ１３が移動している間、および／または装置に手動で行われる内転運動の間に、少なくとも牽引軸Ｘおよび／または回転軸Ｙに関して、負荷制御コマンドモードに従って動作するように構成され得る。

この目的のために、負荷制御コマンドモードは、伸展駆動ユニット８の起動、および／または内転運動の作動と連動して、自動的におよび／または通信インタフェース３６を介したオペレータのコマンドに応じて起動され得る。

負荷制御コマンドのおかげで、牽引駆動ユニット６および／または回転駆動ユニット７は、必要に応じて駆動され、その結果、カップリングブラケット２は、牽引軸Ｘに沿っておよび回転軸Ｙの周りに誘発される動きおよび結果として生じる応力を支持することができる。したがって、伸展運動および／または内転運動の実行中に患者の四肢に加えられる負荷は、伸展スライダ１３および／またはベース１６の動きによって課されるダイナミクスに関係なく、以前に記憶された値で実質的に一定に保たれることになる。

手術の終わりに、装置は、例えば、案内コラム１５のより下の位置に伸展スライダを配置し、牽引アーム９に沿った後方位置に牽引スライダを配置することによって、手術台５からの接続を断つのに適した構成および保管に適した構成にすることができる。

ＷＯ２０１４／０４５１９９

Claims (32)

1. 患者の四肢の位置決め装置であって、
   前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
   複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
   前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
   事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
   前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
   前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
   負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
   前記移動アセンブリ（３）が、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
   前記電子制御ユニット（３５）に動作可能に接続された位置変換器（２０、２６、３０）であって、前記駆動ユニット（６、７、８）に対する、それぞれの前記移動方向における前記カップリングブラケット（２）の位置を測定し、検出された位置を表す信号を発するように構成された位置変換器（２０、２６、３０）を備え、
   前記電子制御ユニット（３５）は、位置制御コマンドモードに切り替え可能であり、前記位置制御コマンドモードでは、前記駆動ユニット（６、７、８）に対する、それぞれの前記移動方向にける前記カップリングブラケット（２）のプリセットの位置を記憶し、前記検出された位置が前記プリセットの位置と異なる場合に前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を制御するように構成されている、装置。
2. 前記負荷制御コマンドモードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）が、前記負荷変換器（３２、３３）によって発せられた前記信号を前記プリセットの負荷値と周期的に比較するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記負荷制御コマンドモードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）が、前記検出された負荷値と前記プリセットの負荷値との間の差を低減するように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記負荷制御コマンドモードにおいて、前記電子制御ユニットは、前記検出された負荷値と前記プリセットの負荷値との差を低減するのに適した方法で、前記移動方向に前記カップリングブラケット（２）を移動させるように、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
5. 前記電子制御ユニット（３５）が、前記プリセットの負荷値を記憶するように構成された負荷設定動作モードに切り替え可能である、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記電子制御ユニット（３５）が、前記位置制御コマンドモードを無効にするコマンドと連動して前記負荷設定動作モードに切り替え可能である、請求項５に記載の装置。
7. 患者の四肢の位置決め装置であって、
   前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
   複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
   前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
   事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
   前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
   前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
   負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
   前記プリセットの負荷値は、前記駆動ユニット（６、７、８）が前記カップリングブラケット（２）を前記移動方向における静止位置に保持している間に、前記負荷変換器（３２、３３）によって測定された前記負荷値に対応する、装置。
8. オペレータによる前記プリセットの負荷値の入力のための、前記電子制御ユニット（３５）に動作可能に関連付けられた通信インタフェース（３６）をさらに備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記プリセットの負荷値は、事前に選択された複数の負荷値のデータベースから選択することができる、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 患者の四肢の位置決め装置であって、
    前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
    複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
    前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
    事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
    前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
    前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
    負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
    前記電子制御ユニット（３５）が、前記プリセットの負荷値を記憶するように構成された負荷設定動作モードに切り替え可能であり、
    前記負荷設定動作モードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）は、前記駆動ユニット（６、７、８）が前記カップリングブラケット（２）を前記移動方向において静止位置に保持している間に、前記負荷変換器（３２、３３）によって測定された前記負荷値を記憶するように構成されている、装置。
11. 前記駆動ユニット（６、７、８）が、モータ（１９、２４、２８）と、前記モータと前記カップリングブラケット（２）との間に動作可能に配置されたトルクリミッタ（２５、２９）とをさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 患者の四肢の位置決め装置であって、
    前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
    複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
    前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
    事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
    前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
    前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
    負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
    前記駆動ユニット（６、７、８）が、モータ（１９、２４、２８）と、前記モータと前記カップリングブラケット（２）との間に動作可能に配置されたトルクリミッタ（２５、２９）とをさらに備え、
    前記負荷変換器（３２、３３）が、前記トルクリミッタ（２５、２９）と前記カップリングブラケット（２）との間に動作可能に配置されている、装置。
13. 前記位置制御コマンドモードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）は、前記それぞれの移動方向において前記駆動ユニット（６、７、８）に対する前記カップリングブラケット（２）の前記位置を周期的に検出するように構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記位置制御コマンドモードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）が、前記検出された位置と前記プリセットの位置との間の差を低減するように構成されている、請求項１から６および１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記位置制御コマンドモードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）が、前記検出された位置と前記プリセットの位置との間の差を低減するのに適した方法で、前記移動方向に前記カップリングブラケット（２）を動かすように、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されている、請求項１から６および１３のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記電子制御ユニット（３５）が、前記プリセットの位置を記憶するように構成された位置設定動作モードに切り替え可能である、請求項１から１５のいずれか１項に記載の装置。
17. オペレータにより前記プリセットの位置を入力するための、前記電子制御ユニット（３５）に動作可能に関連付けられた通信インタフェース（３６）をさらに備える、請求項１から１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記プリセットの位置は、事前に選択された複数の位置を含むライブラリから選択することができる、請求項１から１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 前記電子制御ユニット（３５）が、前記プリセットの位置を記憶するように構成された位置設定動作モードに切り替え可能であり、
    前記位置設定動作モードにおいて、前記電子制御ユニット（３５）は、前記駆動ユニット（６、７、８）が前記カップリングブラケット（２）を前記移動方向において静止位置に保持している間に、前記位置変換器（２０、２６、３０）によって検出された前記位置を記憶するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記位置変換器（２０、２６、３０）が、前記駆動ユニット（６、７、８）のモータ（１９、２４、２８）に動作可能に結合されたエンコーダを備える、請求項１から６および１９のいずれか１項に記載の装置。
21. 前記移動アセンブリ（３）は、
    手術台（５）に拘束可能な近位端（１０）を有する牽引アーム（９）と、
    牽引駆動ユニット（６）による命令に応じて前記牽引アーム（９）に沿って移動可能な牽引スライダ（２３）と、
    前記牽引スライダ（２３）によって支えられ且つ前記カップリングブラケット（２）に作用して、前記牽引アーム（９）と実質的に同一平面上にある軸の周りに前記カップリングブラケット（２）を回転させる回転駆動ユニット（７）と、
    ベース（１６）から立ち上がる案内コラム（１５）と、
    前記牽引アーム（９）の遠位端（１１）に拘束され且つ伸展駆動ユニット（８）の命令に応じて前記案内コラム（１５）に沿って移動可能な伸展スライダ（１３）と、を備える、請求項１から２０のいずれか１項に記載の装置。
22. 前記負荷変換器（３３）が、前記回転駆動ユニット（７）に動作可能に関連付けられたねじりロードセルを備える、請求項２１に記載の装置。
23. 前記負荷変換器（３２）が、前記牽引駆動ユニット（６）に動作可能に関連付けられた軸方向ロードセルを備える、請求項２１または２２に記載の装置。
24. 患者の四肢の位置決め装置であって、
    前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
    複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
    前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
    事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
    前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
    前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
    負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
    前記移動アセンブリ（３）は、
    手術台（５）に拘束可能な近位端（１０）を有する牽引アーム（９）と、
    牽引駆動ユニット（６）による命令に応じて前記牽引アーム（９）に沿って移動可能な牽引スライダ（２３）と、
    前記牽引スライダ（２３）によって支えられ且つ前記カップリングブラケット（２）に作用して、前記牽引アーム（９）と実質的に同一平面上にある軸の周りに前記カップリングブラケット（２）を回転させる回転駆動ユニット（７）と、
    ベース（１６）から立ち上がる案内コラム（１５）と、
    前記牽引アーム（９）の遠位端（１１）に拘束され且つ伸展駆動ユニット（８）の命令に応じて前記案内コラム（１５）に沿って移動可能な伸展スライダ（１３）と、を備え、
    前記電子制御ユニット（３５）が、前記伸展駆動ユニット（８）の駆動に応じて前記伸展スライダ（１３）が移動している間、少なくとも前記牽引軸（Ｘ）および／または前記回転軸（Ｙ）に関して前記負荷制御コマンドモードで動作するように構成されている、装置。
25. 前記電子制御ユニット（３５）が、前記伸展駆動ユニット（８）の駆動に応答して、少なくとも前記牽引軸（Ｘ）および／または前記回転軸（Ｙ）に関して前記負荷制御コマンドモードに切り替え可能である、請求項２１から２４のいずれか１項に記載の装置。
26. 患者の四肢の位置決め装置であって、
    前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
    複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
    前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
    事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
    前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
    前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
    負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
    前記移動アセンブリ（３）は、
    手術台（５）に拘束可能な近位端（１０）を有する牽引アーム（９）と、
    牽引駆動ユニット（６）による命令に応じて前記牽引アーム（９）に沿って移動可能な牽引スライダ（２３）と、
    前記牽引スライダ（２３）によって支えられ且つ前記カップリングブラケット（２）に作用して、前記牽引アーム（９）と実質的に同一平面上にある軸の周りに前記カップリングブラケット（２）を回転させる回転駆動ユニット（７）と、
    ベース（１６）から立ち上がる案内コラム（１５）と、
    前記牽引アーム（９）の遠位端（１１）に拘束され且つ伸展駆動ユニット（８）の命令に応じて前記案内コラム（１５）に沿って移動可能な伸展スライダ（１３）と、を備え、
    前記電子制御ユニット（３５）が、前記ベース（１６）および前記案内コラム（１５）が前記牽引アーム（９）の前記近位端（１０）に同心円状に並進する内転運動の間、少なくとも前記牽引軸（Ｘ）および／または前記回転軸（Ｙ）に関して前記負荷制御コマンドモードで動作するように構成されている、装置。
27. 前記牽引、回転、および伸展駆動ユニット（６、７、８）のそれぞれに対して少なくとも１つの位置変換器（２０、２６、３０）を備える、請求項２１から２６のいずれか１項に記載の装置。
28. 前記駆動ユニット（６、７、８）のうちの少なくとも１つが電気モータ（１９、２４、２８）を備える、請求項１から２７のいずれか１項に記載の装置。
29. 前記駆動ユニット（６、７、８）の少なくとも１つは、それぞれのスライダ（１３、２３）または前記カップリングブラケット（２）の位置をロックするために選択的に起動可能なブレーキ（２２、２７、３１）を備える、請求項１から２８のいずれか１項に記載の装置。
30. 前記駆動ユニット（６、７、８）の少なくとも１つは、それぞれのスライダ（１３、２３）または前記カップリングブラケット（２）の位置をロックするために選択的に起動可能なブレーキ（２２、２７、３１）を備え、
    前記ブレーキ（２２、２７、３１）が、前記電気モータ（１９、２４、２８）と前記それぞれのスライダ（１３、２３）または前記カップリングブラケット（２）との間で作動する、請求項２８に記載の装置。
31. 患者の四肢の位置決め装置であって、
    前記患者の四肢と取り外し可能に係合可能なカップリングブラケット（２）と、
    複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために前記カップリングブラケット（２）に作用する移動アセンブリ（３）と、を備え、
    前記移動アセンブリ（３）は、前記複数の移動軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ）の少なくとも１つについて、
    事前に規定された移動方向に沿って前記カップリングブラケット（２）を移動させるために作動させることができる駆動ユニット（６、７、８）と、
    前記カップリングブラケット（２）と前記駆動ユニット（６、７、８）との間でそれぞれの移動方向に伝達される負荷を検出し、検出された負荷値を表す信号を発するように構成された負荷変換器（３２、３３）と、
    前記駆動ユニット（６、７、８）および前記負荷変換器（３２、３３）に動作可能に接続された電子制御ユニット（３５）と、を備え、
    負荷制御コマンドモードでは、前記電子制御ユニット（３５）は、前記検出された負荷値をプリセットの負荷値と比較し、前記検出された負荷値が前記プリセットの負荷値と異なる場合に、前記駆動ユニット（６、７、８）の起動を命令するように構成されており、
    前記駆動ユニット（６、７、８）のうちの少なくとも１つが電気モータ（１９、２４、２８）を備え、
    前記駆動ユニット（６、７、８）の少なくとも１つは、それぞれのスライダ（１３、２３）または前記カップリングブラケット（２）の位置をロックするために選択的に起動可能なブレーキ（２２、２７、３１）を備え、
    前記ブレーキ（２２、２７、３１）は、通常アクティブであり、前記それぞれの電気モータ（１９、２４、２８）の起動に連動して電気的に非アクティブになり、前記それぞれのスライダ（１３、２３）のスライド、または前記カップリングブラケット（２）の回転を可能にする、装置。
32. 前記ブレーキ（２２、２７、３１）は、前記電気モータ（１９、２４、２８）と前記負荷変換器（３２、３３）との間で作動する、請求項３０または３１に記載の装置。
    

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