KR20030018008A - 외과용 기구 정위치 장치 - Google Patents

외과용 기구 정위치 장치 Download PDF

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KR20030018008A
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Abstract

정형학적 외과 시술중에 외과용 기구(4)를 장치의 좌표 시스템에 대해 정위치시키는 장치로서, 외과용 기구 및, 프로그램 지시에 따라 장치 좌표 시스템내에서 외과용 기구를 이동시키는 로보트 제어 시스템(6)을 포함한다. 기구 센서(12)는 상기 기구에 대해 고정되어 상기 장치 좌표 시스템내에서 기구의 진정한 위치를 나타내며, 기준 센서(16)는 환자의 뼈에 고정되어 상기 장치 좌표 시스템내에서 환자의 뼈의 위치를 나타낸다. 탐지기(14)는 기구 센서 및 기준 센서의 위치들을 모니터링하며, 그리고 신호 프로세서는 상기 탐지기로부터 위치 신호를 수신하고, 기구의 진정한 위치와 원하는 위치 사이의 차이를 최소화하는 것을 포함하는 프로세스에 의해, 로보트 제어 시스템으로 원하는 위치 신호를 발생시켜 외과용 기구를 기준 센서에 대해 원하는 위치에서 정위치시킨다.

Description

외과용 기구 정위치 장치{Apparatus for positioning a surgical instrument}
WO-A-98/27887 에는 제어 컴퓨터로부터의 프로그램 지시에 따라 장치 좌표 시스템내에서 외과용 기구를 이동시키는 로보트를 사용하여 외과용 기구를 정위치(위치 정렬; positioning)시키는 장치가 개시되어 있다. 그 장치는 수동으로 이동가능한 센서 아암 또는 원격 수신기(예를 들어, 발광 다이오드(LED)로부터의 빛 신호를 수신할 수 있는 광학적 신호 수신기 형태) 형태의 센서를 포함하며, 상기 센서는 시술이 시행되는 좌표 시스템내의 환자의 뼈를 장치에 대해 규정하고 위치결정(locating)하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 좌표 시스템을 규정하는 것은 마커(marker) 또는 환자 뼈상의 해부학적 특징부를 위치결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 수동적으로 이동시킬 수 있는 아암을 가지는 센서는 뼈상의 마커와 접촉하도록 이동될 수 있다. 센서가 수신기를 포함하는 경우, 위치를 나타내는 뼈 마커로부터 정보를 수신할 수 있다. 센서에 대해 상대적으로 기구의 위치결정을 함으로써, 장치는 마커의 위치결정으로부터의 정보에 기초하여 작동되어 기구의위치에 대한 뼈의 위치를 설정할 수 있다. 외과용 기구를 제어하기 위한 지시는 의사들에 의해 제어 컴퓨터에 공급되는 명령을 이용하여 제어 컴퓨터에 의해 제공될 수 있다.
상기 개시된 장치는 뼈상의 하나 이상의 트랙킹(tracking) 마커(예를 들어 LED 마커)로부터의 정보를 이용하여 외과 시술중에 뼈의 이동을 모니터링 할 수 있으며, 상기 뼈의 이동을 고려하여 컴퓨터에 의해 로보트에 공급되는 신호를 변경함으로써 기구가 뼈에 대해 계속해서 상대적으로 적절하게 정위치되도록 할 수 있다.
상기 장치에서 컴퓨터에 의해 로보트로 공급되는 신호는 원하는 위치로 기구를 이동시킬 수 있는 로보트에 따라 달라진다. 그에 따라, 상기 장치에서 외과용 기구가 정확하게 위치될 수 있도록 하기 위해서는 로보트의 정확한 교정이 중요하다. 이러한 교정 요건은 로보트가 정기적으로 재교정되어야 할 것을 요구한다. 이러한 것은 많은 시간이 소요된다. 그러나, 필요로 할 때 교정하지 못하면 기구의 정위치가 부정확해질 수 있고 이는 외과 시술의 성공을 해칠 수도 있다.
본 발명은 정형외과적인 시술중에 외과용 기구를 정위치시키는 장치에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 장치의 개략도.
도 2 는 기구 센서 또는 기준 센서일 수 있는 센서의 정면도.
본 발명은 외과용 기구를 정위치시키는 장치를 제공하며, 그 장치에서 로보트에 대한 정위치 신호를 발생하는 컴퓨터는 기구의 진정한 위치와 상기 원하는 위치 사이의 차이를 최소화하는 것을 포함하는 프로세스를 이용한다.
따라서, 일 측면에서, 본 발명은 정형학적 외과 시술중에 외과용 기구를 장치의 좌표 시스템에 대해 정위치시키는 장치를 제공하며, 상기 장치는:
a. 외과용 기구,
b. 프로그램 지시에 따라 장치 좌표 시스템내에서 외과용 기구를 이동시키는 로보트 제어 시스템,
c. 상기 기구에 대해 고정되어 상기 장치 좌표 시스템내에서 기구의 진정한 위치를 나타내는 기구 센서,
d. 환자의 뼈에 고정되어 상기 장치 좌표 시스템내에서 환자의 뼈의 위치를 나타내는 기준 센서,
e. 상기 기구 센서 및 상기 기준 센서의 위치들을 모니터링하기 위한 탐지기, 및
f. 상기 탐지기로부터 위치 신호를 수신하고, 상기 기구의 진정한 위치와 상기 원하는 위치 사이의 차이를 최소화하는 것을 포함하는 프로세스에 의해, 로보트 제어 시스템으로 원하는 위치 신호를 발생시켜 외과용 기구를 기준 센서에 대해 원하는 위치에서 정위치시키는 신호 프로세서를 포함한다.
본 발명의 장치는, 외과용 기구의 위치를 환자의 뼈의 위치에 대해 직접적으로 제어하기 때문에, 로보트 제어 시스템의 정밀한 교정에 대한 요건이 감소된다는 장점을 가진다. 그에 따라, 본 발명의 장치는, 외과용 기구가 뼈에 대해 잘못 정위치되게 할 수 있는 로보트 제어 시스템의 교정상의 오류를 고려할 수 있게 하고, 또한 바람직하게 그 오류가 교정될 수 있게 한다.
본 발명 장치의 다른 주요 장점은 로보트 제어 시스템 위치로 발생된 신호가 시술중의 환자의 뼈의 이동을 고려할 수 있어 외과용 기구가 뼈에 대해 계속적으로 정밀하게 위치될 수 있다는 것이다.
바람직하게, 신호 프로세서가 원하는 위치 신호를 로보트 제어 시스템으로 송신하게 만드는 프로세스는 반복적인 프로세스로서, 기구의 진정한 위치와 원하는 위치 사이의 차이가 한번 이상 계산되며 이 때 각각의 계산 이후에 필요에 따라 원하는 위치에 대한 조정이 있게 된다.
바람직하게, 기구 센서나 기준 센서 또는 그들 각각은 탐지기에 의해 탐지될 수 있는 기구의 위치 또는 뼈(경우에 따라)의 위치를 나타내는 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 신호는 하나 이상의 발광 다이오드에 의해 발생될 수 있는 광학적 신호일 수 있다. 다른 형태의 신호가 사용될 수 있으며, 예를 들어 전자기 유도식(inductive) 또는 초음파 프로세스를 이용하여 발생되는 신호가 사용될 수 있다. 탐지기가 신호를 규명할 수 있고 그에 따라 전송 센서를 규명할 수 있도록, 신호는 적절히 코딩(code)된다. 바람직하게, 센서는 하나 이상, 바람직하게는 둘 이상, 특히 셋 이상의 신호를 생성하고, 신호 발생기(예를 들어 발광 다이오드)는 정해진 공간 배치로 정렬된다. 몇몇 신호 발생기의 제공은 장치가 센서의 위치 및 배향(orientation) 모두를 측정할 수 있다는 장점을 가진다. 그러한 센서들을 가지는 위치결정 시스템은 공지되어 있다. 예를 들어, 센서는 모서리들에 배치된 신호 발생기로서의 4개 또는 6개의 적외선 발광 다이오드를 가지는 작은 플레이트(plate)를 포함할 수 있다. 다이오드들로부터 방출되는 광 임펄스는 2, 3 또는 그 이상의 독립된 감광성 수신 소자를 가지는 탐지기에 수신된다. 센서의 위치 및 배향은, 수신 소자의 공지된 기하학적 형상 및 플레이트상의 다이오드를 이용하여, 수신된 신호들의 수학적 수치계산에 의해 계산될 수 있다.
환자의 해부 조직에 대한 기준 센서의 이동을 최소화하는 것이 중요하다. 일반적으로, 기준 센서는 뼈, 특히 장치의 외과용 기구가 놓여져 작동되는 뼈에 고정될 것이다. 기준 센서는 나사가 형성된 생크(shank)를 가지며, 뼈 안으로 개구를 천공하는 제 1 단계 및 센서의 생크를 천공된 개구내로 나사결합하는 단계를 포함하는 기술에 의해 뼈에 고정될 것이다.
로보트 제어 시스템은 외과용 기구가 장착되는 장착 플레이트를 포함하는 아암을 구비할 수 있다. 상기 아암은 기구가 이동가능하도록 조인트 결합된다. 여러 가지 상이한 방식으로 기구의 이동을 제공하는 기타 제어 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들어, 기구는 주 샤프트를 따라 활주가능한 대차(carriage)상에 장착될 수 있다. 주 샤프트가 장착되어 활주될 수 있는 보조 샤프트에 의해 추가적인 자유도가 제공될 수 있다. 바람직하게, 로보트 제어 시스템은 기구의 적어도 3 개의 이동 자유도를 제공한다. 바람직한 시스템은 6 이상의 기구 자유도를 제공한다.
로보트 제어 시스템은 외과용 기구가 고정되는 고정식 베이스 부분을 포함함으로써, 아암 및 그 아암에 장착된 기구가 프로그램 지시에 따라 이동될 수 있다. 일반적으로, 로보트 제어 시스템은 또한 기구를 이동하게 만드는 지시를 발생하는 적절한 프로세서 부품을 가지는 제어부를 포함한다. 제어부는 아암이 고정되는 제어 시스템의 베이스 부분과 결합될 수 있다. 그러나, 종종 제어부는 제어 시스템의 베이스 부분과 분리되어 제공될 것이다.
상기 장치는 뼈의 영상을 생성하기 위한 스캐닝 작업 전에 환자에 고정되는마커를 포함하며, 상기 마커는 외과적인 시술중에 장치 기준 센서로서 표시되는 바와 같은 좌표 시스템내의 환자 뼈의 위치를 이전에 생성된 뼈의 영상과 연관시키기 위한 기준이 될 수 있다. 그러한 마커들은 X-레이 또는 컴퓨터 단층 스캔과 관련하여 사용하기 위한 기준 지점으로서 역할을 할 수 있다. 그러한 마커(표준(fiducial) 마커로 칭하기도 함)의 이용이 확립되었다. 통상적으로, 마커들은 나사부 또는 유사한 구조부에 의해 뼈에 고정된다. 마커들은 컴퓨터에 대해 마커들의 위치를 규명하기 위해 각 마커들과 차례로 접촉할 수 있으며 위치를 이전에 생성된 뼈 영상과 연관시킬 수 있는 네비게이션(navigation) 컴퓨터에 연결된 프로브(probe)와 함께 사용될 수 있다. 프로브의 위치는 예를 들어, 조인트의 이동이 측정될 수 있는 조인트결합된 아암상에 프로브를 장착함으로써, 수학적으로 모니터링될 수 있다. 프로브는 초기 결정된 홈(home)위치로부터 각 마커까지 수동으로 이동되며, 각 마커의 위치는 프로브의 이동 측정에 의해 홈 위치에 대해 상대적으로 결정된다. 그러한 측정 시스템은 일반적으로 공지되어 있다.
뼈 위치를 결정하는 기타 기술을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 뼈 위치는 고정가능한 마커와 함께 또는 그 마커 대신에 자연적인 해부학적 특징부들을 이용하여 결정될 수도 있다.
바람직하게, 본 발명의 장치는 미리예정된 지점들에서 뼈와 접촉함으로써 장치 좌표 시스템내에서 환자의 뼈의 위치를 결정하기 위한 등록(registration) 프로브를 포함한다. 지점들은 이식된 마커들 또는 예를 들어 뼈 표면상의 특별히 구분되는 위치 또는 구분되는 뼈 윤곽에 의해 제공되는 해부학적 이정표에 의해 규정될수도 있다.
바람직한 구성에서, 예를 들어 하나 이상의 신호 발생기(및 기구 및 기준 센서와 관련하여 전술한 바와 같이 바람직하게 그 이상의 신호 발생기)를 포함함으로써, 탐지기를 이용하여 프로브의 위치를 모니터링한다.
장치 좌표 시스템내에서 위치가 최초로 결정되는 동안 뼈의 위치가 변화되지 않고 유지되는 것이 중요하다. 그러나, 뼈의 위치가 일단 결정되면, 본 발명의 장치는 뼈의 이동이 외과용 기구의 결과적인 이동에 의해 수용된다는 장점을 제공한다.
일반적으로, 탐지기는 장치 좌표 시스템내에 고정되며, 상기 장치 좌표 시스템은 탐지기의 위치에 대해 상대적으로 규정된다. 바람직하게, 탐지기는 외과용 기구를 이동시키기 위해 로보트 제어 시스템에 대해 고정된다. 그러나, 로보트 제어 시스템에 대한 탐지기의 적은 이동량으로 인해 도입되는 부정확 가능성을 피하기 위해, 장치 좌표 시스템내의 로보트 제어 시스템의 진정한 위치를 나타내기 위해 로보트 제어 시스템 센서를 장치가 포함하는 것이 바람직하다. 로보트 제어 시스템 센서는 전술한 기구 및 기준 센서의 특징들을 가질 수 있다.
이하에서는, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 예로서 설명한다.
첨부 도면을 참조하면, 도 1 은 외과용 기구(4)를 정위치시키는데 사용될 수 있는 장치(2)의 개략도이다. 상기 장치는 컴퓨터(5) 및 로보트 제어 시스템(6)을 포함하며, 상기 로보트 제어 시스템(6)은 컴퓨터에 의해 생성된 기구 이동 지시를 수신한다. 제어 시스템은 외과용 기구(4)가 장착되는 장착 플레이트(10)를 단부에 가지는 로보트 아암(또는 기타 로보트 시스템)(8)을 포함한다. 로보트 아암(8)은 제어 시스템의 고정 베이스 부분(9)에 고정된다. 기구 이동 지시는 로보트 제어 시스템에 의해 해석되고, 로보트 아암을 그 로보트 아암에 장착된 기구와 함께 고정 베이스 부분(9)에 대해 상대적으로 이동시킨다. 바람직하게, 로보트 아암은 장착 플레이트의 충분한 자유도가 가능하도록 3 이상의 조인트, 보다 바람직하게는 6 이상의 조인트를 가진다. 이러한 일반적인 형태의 로보트 제어 시스템은 예를 들어 US-6033415 및 WO-98/27887 에 공지되어 있다.
로보트 아암은 장착 플레이트 상의 기구 센서(12)를 구비하고, 기구에 대해 고정된다. 상기 기구 센서는 다수(예를 들어, 4 또는 6)의 발광 다이오드가 정렬된 플레이트를 포함한다. 상기 센서는 기구(4)의 위치를 나타내는 기구 신호를 발생한다.
장치는 광학적 탐지기(14)를 포함하며, 상기 탐지기는 기구 센서(12)에 의해 발생된 신호를 수신하여 센서의 위치를 모니터링한다. 광학 탐지기는 둘 이상(예를 들어 3)의 독립된 수신 소자들을 가진다. 기구 센서(12)(및 상기 센서에 고정된 기구(4))의 위치 및 배향은 기구 센서상의 LED 의 알려진 기하학적 배열 및 탐지기의 수신 소자의 알려진 기하학적 배열을 기초로 평가될 수 있다.
장치는 또한 외과 시술이 시행되는 환자내의 뼈에 고정될 수 있는 기준 센서(16)를 포함한다. 기구 센서(12)와 같이, 기준 센서(16)는 다수의 발광 다이오드가 배치된 플레이트를 포함한다. 일단 뼈에 고정되면, 기준 센서(16)(및 센서에 대해 고정된 환자의 뼈)의 위치 및 배향은 센서상의 LED 의 알려진 기하학적 배열 및 탐지기의 수신 소자의 알려진 기하학적 배열을 기초로 평가될 수 있다.
장치는 등록 프로브(18)를 포함하며, 상기 등록 프로브(18)는 탐지기(14)와 관련하여 규정된 장치 좌표 시스템내의 환자 뼈의 위치를 등록하는데 사용된다. 뼈의 위치 등록은 뼈의 영상 생성을 위한 스캐닝 작업(특히, X-레이 또는 CT 스캔)에 앞서서 뼈내에 이식된 표준 마커에 프로브를 접촉시킴으로써 이루어진다. 상기 마커는 외과적인 시술중에 기준 센서로서 표시되는 바와 같은 장치 좌표 시스템내의 환자 뼈의 위치를 이전에 생성된 뼈의 영상과 연관시키기 위한 기준이 될 수 있다. 마커들은 컴퓨터에 대해 마커들의 위치를 규명하기 위해 각 마커들과 차례로 접촉할 수 있으며 위치를 이전에 생성된 뼈 영상과 연관시킬 수 있는 네비게이션 컴퓨터에 연결된 프로브와 함께 사용될 때, 그러한 마커(표준 마커로 칭하기도 함)를 등록 프로브로 사용하는 것이 확립된다. 프로브의 위치는 예를 들어, 조인트의 이동이 측정될 수 있는 조인트결합된 아암상에 프로브를 장착함으로써, 수학적으로 모니터링될 수 있다. 프로브는 초기 결정된 홈위치로부터 각 마커까지 수동으로 이동되며, 각 마커의 위치는 프로브의 이동 측정에 의해 홈 위치에 대해 상대적으로 결정된다. 그러한 측정 시스템은 일반적으로 공지되어 있다.
선택적으로, 장치는 장치 좌표 시스템내에서 로보트 제어 시스템의 진정한 위치를 나타내는 로보트 제어 시스템 센서(20)를 포함할 수 있다. 로보트 제어 시스템 센서는 로보트 제어 시스템의 고정식 베이스 부분(9)상에 장착된다. 기구 센서(12)와 같이, 로보트 제어 시스템 센서는 다수의 발광 다이오드가 배치된 플레이트를 포함한다. 로보트 제어 시스템 센서(16)(및 센서에 대해 고정된 환자의 뼈)의 위치 및 배향은 센서상의 LED 의 알려진 기하학적 배열 및 탐지기의 수신 소자의 알려진 기하학적 배열을 기초로 평가될 수 있다. 이에 따라, 로보트 제어 시스템의 위치 변화를 컴퓨터에 의해 생성된 로보트 제어 시스템으로의 지시에 포함시켜 외과용 기구가 적절하게 위치되도록 할 수 있다.
본 발명 장치의 사용은 다음의 연속적인 단계들에 따라 이루어질 수 있다.
1. 외과용 기구의 작업 대상이 되는 뼈내에 표준 마커를 외과적으로 이식하는 단계.
2. 예를 들어, X-레이 또는 컴퓨터 단층 스캐닝 장비(도시 안 됨)를 이용한 뼈의 영상을 생성하는 단계.
3. 외과용 기구를 이용하여 실시되는 단계들을 포함한 실시 외과 시술을 계획하는 단계.
4. 기구(4)의 작업 대상이 되는 뼈의 이동이 최소화되는 방식으로 환자를 작업 테이블상에 위치시키는 단계.
5. 뼈에 대해 기준 센서(16)를 고정하는 단계
6. 뼈상의 마커와 접촉시킴으로써, 프로브(18)를 사용하여 탐지기(14)에 대해 규정된 장치 좌표 시스템내에 뼈를 위치시키는 단계.
7. 상기 단계 2 에서 생성된 뼈의 영상내의 마커의 좌표(a)를 단계 6 내의 프로브(18)를 이용하여 위치결정된 바와 같은 마커의 좌표(b)와 정렬(align)시키는 매칭(matching) 절차를 수행하는 단계.
8. 탐지기(14)에 의해 기구 센서(12) 및 기준 센서(16)로부터의 신호를 탐지하고, 기구 센서(및 상기 센서에 대해 고정된 기구(4))와 기준 센서(및 상기 기준 센서가 고정된 뼈)의 위치 및 배향을 평가하는 단계.
9. 컴퓨터(5)에 의해 로보트 제어 시스템(6)에 전달되어 수술을 하는 환자의 뼈에 대한 원하는 위치로 로보트 아암(8)이 기구(4)를 이동시키도록 하는 신호를 생성하는 단계.
10. 기구 센서로부터 탐지기에 수신된 신호로부터 결정된 외과용 기구의 실제 위치를 뼈에 대한 원하는 위치와 비교하는 단계.
11. 환자의 뼈에 대한 원하는 위치와 기구의 실제 위치 사이의 차이가 감소되도록, 로보트 아암이 기구를 이동시키게 만드는 신호를 컴퓨터에 의해 생성하는 단계.
12. 필요에 따라 단계 9 및 10을 반복하는 단계.
이식된 마커 대신에 해부학적 이정표(예를 들어, 뼈 표면상의 특별히 구분되는 위치 또는 구분되는 뼈 윤곽에 의해 제공되는 이정표)가 사용되는 경우, 상기 절차 중 단계 1 은 생략될 수 있을 것이다. 그러한 이정표는 환자의 수술전 검사(단계 2 와 같은)로부터 생성된 영상내에서 식별된다. 그러한 이정표들은, 프로브이용 과정 중에 이정표에 접촉할 수 있도록 또는 해부학적 표면 또는 윤곽(단계 6 과 유사한 단계에서)을 따름(following)으로써 다수의 지점을 생성하도록, 반드시 식별되어야 한다. 해부학적 이정표의 이용은 환자가 마커를 이식하는 초기 외과 시술을 받을 필요가 없다는 장점이 있다.
장치 좌표 시스템내에서 환자가 이동하는 경우, 그러한 이동은 기준 센서에 의해 탐지기로 전달되는 신호로부터 탐지기에 의해 탐지된다. 그러한 이동은 외과용 기구의 원하는 위치(뼈에 대해 규정됨)와 기구의 실제적인 위치 사이의 차이의 변화를 유발할 것이다. 이는 컴퓨터에 의해 발생되는 추가적인 신호를 낳을 것이며, 상기 신호는 환자의 이동이 고려되도록 로보트 아암이 기구를 이동시키게 할 것이다.
로보트 제어 시스템에 의해 수신되고 로보트 아암(8)을 시스템의 고정 부분에 대해 상대적으로 이동시키는 신호에 응답하여 장착 플레이트(10)상의 외과용 기구(4)의 위치가 변화되기 때문에, 기구의 정확한 위치정렬은 로보트 제어 시스템(6)의 고정 부분의 위치를 정확하게 알아야 할 것을 요구한다. 로보트 제어 시스템의 고정 부분이 장치 좌표 시스템(탐지기(14)에 대해 규정됨)내에서 이동하는 경우, 그러한 이동은 외과용 기구의 원하는 위치(뼈에 대해 규정됨)와 기구의 실제적인 위치 사이의 차이의 변화를 유발할 것이다. 이는 컴퓨터에 의해 발생되는 추가적인 신호를 낳을 것이며, 상기 신호는 환자의 이동이 고려되도록 로보트 아암이 기구를 이동시키게 할 것이다.
본 발명의 장치는 로보트의 교정 오류에 기인한 외과용 기구의 로보트 위치정렬상의 오류를 감소시킬 수 있다. 따라서, 로보트의 정밀한 교정의 중요성을 감소시킨다.
장착 플레이트(10)에 고정될 수 있는 기구의 예를 들면, 브로치(broach), 리머(reamer) 및 톱(saw)을 포함한다.
도 2 는 예를 들어 기구 센서 또는 기준 센서일 수 있는 센서의 개략도이다. 센서는 3 개의 발광 다이오드(30)를 가지며, 상기 발광 다이오드들은 지지 프레임(32)상에서 서로 이격되어 장착된다. 상기 지지 프레임은 각각의 기판(기구, 환자 등)에 고정될 수 있는 장착 부분(34)을 가진다.
본 발명은 외과용 기구 분야의 산업에 주로 이용가능하다.

Claims (10)

  1. 정형학적 외과 시술중에 외과용 기구를 장치의 좌표 시스템에 대해 정위치시키는 장치에 있어서:
    a. 외과용 기구,
    b. 프로그램 지시에 따라 장치 좌표 시스템내에서 외과용 기구를 이동시키는 로보트 제어 시스템,
    c. 상기 기구에 대해 고정되어 상기 장치 좌표 시스템내에서 기구의 진정한 위치를 나타내는 기구 센서,
    d. 환자의 뼈에 고정되어 상기 장치 좌표 시스템내에서 상기 환자의 뼈의 위치를 나타내는 기준 센서,
    e. 상기 기구 센서 및 상기 기준 센서의 위치들을 모니터링하기 위한 탐지기, 및
    f. 상기 탐지기로부터 위치 신호를 수신하고, 상기 기구의 진정한 위치와 상기 원하는 위치 사이의 차이를 최소화하는 것을 포함하는 프로세스에 의해, 로보트 제어 시스템으로 원하는 위치 신호를 발생시켜 외과용 기구를 상기 기준 센서에 대해 원하는 위치에서 정위치시키는 신호 프로세서를 포함하는 정위치 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외과용 기구의 정위치를 위한 신호를 발생하는 프로세스는 반복적인 프로세스인 정위치 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기구 센서는 상기 탐지기에 의해 탐지될 수 있는 외과용 기구의 위치를 나타내는 기구 신호를 생성하는 정위치 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 기구 신호는 광학적 신호인 정위치 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 센서는 상기 탐지기에 의해 탐지될 수 있는 뼈의 위치를 나타내는 기준 신호를 발생하는 정위치 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 기준 신호는 광학적 신호인 정위치 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 뼈의 영상을 생성하기 위한 스캐닝 작업에 앞서서 환자에 고정되는 마커를 포함하며, 상기 마커는 외과적인 시술중에 상기 기준 센서로서 표시되는 상기 장치 좌표 시스템내의 환자 뼈의 위치를 이전에 생성된 뼈의 영상과 연관시키기 위한 기준이 될 수 있는 정위치 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 탐지기는 상기 장치 좌표 시스템내에 고정되는 정위치 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 장치 좌표 시스템내의 상기 로보트 제어 시스템의진정한 위치를 나타내기 위한 로보트 제어 시스템 센서를 포함하는 정위치 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 뼈상의 미리 정해진 지점에서 상기 뼈와 접촉함으로써 상기 장치 좌표 시스템내의 환자의 뼈의 위치를 결정하기 위한 등록 프로브를 포함하는 정위치 장치.
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