BR112020008749A2

BR112020008749A2 - método e aparelho para identificar um implante frouxo em uma articulação

Info

Publication number: BR112020008749A2
Application number: BR112020008749-1A
Authority: BR
Inventors: Graham Oliver ROSS; Herman Louis Lelie; Pauldeep Singh Mann
Original assignee: Bruin Biometrics, Llc
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-10-20
Also published as: US20230140207A1; WO2019108966A1; GB202000665D0; GB2571888B; US11547353B2; GB2579288A; GB2579923A; KR102444561B1; GB2579288B; MX2020005667A; EP3551137A1; JP2021507732A; US20190159724A1; KR20220131551A; GB2571888A; GB202001767D0; CN117064430A; GB201909294D0; AU2018375782A1; US10918333B2

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO. A presente divulgação provê métodos para identificar um implante de articulação frouxo analisando emissões acústicas do implante. A presente divulgação adicionalmente provê aparelhos para medir dados acústicos e analisar emissões acústicas de um implante de articulação.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”. REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[01] Este pedido de patente de invenção reivindica o benefício do Pedido Provisório US 62/593.210, que foi depositado em 30 de novembro de 2017, cuja íntegra está aqui incorporada pela referência.

CAMPO DE APLICAÇÃO

[02] A presente divulgação provê métodos para identificar um implante de articulação frouxo analisando emissões acústicas do implante. A presente divulgação adicionalmente provê aparelhos para medir dados acústicos e analisar emissões acústicas de um implante de articulação.

ESTADO DA TÉCNICA

[03] Artroplastia total de joelho (TKA) tornou-se um procedimento cirúrgico de rotina e bem-sucedido. Mais de 95 por cento das substituições totais de joelho nos Estados Unidos são feitas para osteoartrite. Como de 2010, mais de 600.000 substituições totais de joelho estavam sendo feitas anualmente nos Estados Unidos. Espera-se que o número de substituições totais de joelho feitas anualmente nos Estados Unidos cresça 673 por centro para 3,48 milhões de procedimentos em 2030.

[04] Falha de TKAs é considerada como dois grupos. Problemas nos dois primeiros anos são considerados falhas precoces e tipicamente um paciente terá problemas que se iniciam logo após a cirurgia. As falhas que ocorrem após dois anos são consideradas falhas tardias. As três principais causas de falha são (1) infecção, (2) instabilidade, e (3) afrouxamento asséptico. Infecção pode ser detectada pelo teste de sangue ou fluido extraído da região da articulação. Instabilidade pode ser diagnosticada pela avaliação da andadura e movimento da articulação. A melhor prática atual para diagnosticar afrouxamento é a identificação de uma lacuna entre o osso e o implante em uma imagem de raios-X, que é considerada definitiva apenas após 30% do osso em torno do implante ter afrouxado. O custo e risco de cirurgia de revisão para corrigir um implante falho aumenta significativamente à medida que o dano fica mais avançado.

SUMÁRIO

[05] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para identificar um implante frouxo em uma articulação, o método compreendendo as etapas de: posicionar uma pluralidade de sensores acústicos em uma respectiva pluralidade de localizações em torno da articulação, fazer com que a articulação seja movimentada, receber sinais dos sensores acústicos durante o movimento da articulação, identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos que correspondem a um evento acústico comum, identificando uma posição do evento acústico na articulação, e provendo uma indicação de saúde relacionada à articulação.

[06] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para identificar uma posição compreendendo: calcular um primeiro atraso de tempo entre um primeiro tempo de recebimento de um primeiro sinal de um primeiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos e um segundo tempo de recebimento de um segundo sinal de um segundo sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, e calcular uma primeira superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pelo primeiro atraso de tempo. Em um aspecto, um método para identificar uma posição compreende adicionalmente: calcular um segundo atraso de tempo entre o primeiro tempo de recebimento e um terceiro tempo de recebimento de um terceiro sinal de um terceiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos calcular uma segunda superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pelo segundo atraso de tempo, e determinar uma linha de interseção das primeira e segunda superfícies geométricas. Em um aspecto, um método para identificar uma posição compreende adicionalmente determinar onde a primeira superfície geométrica intercepta o implante.

[07] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para identificar uma posição compreendendo: calcular uma primeira diferença de magnitude entre uma primeira amplitude de sinal de um primeiro sinal de um primeiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos e uma segunda magnitude de sinal de um segundo sinal de um segundo sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, e calcular uma primeira superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pela primeira diferença de amplitude. Em um aspecto, um método para identificar uma posição compreende adicionalmente ajustar o primeiro atraso de tempo de acordo com velocidades predeterminadas de propagação de sinal em cada um de um ou mais tipos de tecido e os trajetos de sinal.

[08] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para calcular um primeiro atraso de tempo compreendendo: identificar um ou mais tipos de tecido entre o implante e o primeiro sensor acústico, identificar um ou mais trajetos de sinal do implante até o primeiro sensor acústico, e ajustar o primeiro atraso de tempo de acordo com velocidades predeterminadas de propagação de sinal em cada um de um ou mais tipos de tecido e os trajetos de sinal.

[09] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para identificar um implante frouxo em uma articulação, compreendendo as etapas de: posicionar um sensor acústico em uma localização próxima à articulação, fazer com que a articulação seja movimentada, receber um sinal do sensor acústico durante o movimento da articulação, analisar o sinal para identificar um atributo que é associado com um estado de saúde da articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

[010] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para analisar um sinal compreendendo calcular um tempo de subida e uma magnitude do sinal, comparar o tempo de subida com um primeiro limiar e a magnitude com um segundo limiar, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando o tempo de subida excede o primeiro limiar e a magnitude excede o segundo limiar. Em um aspecto, métodos para analisar um sinal na presente divulgação são realizados apenas quando o sinal compreende uma frequência primária em uma banda predeterminada.

[011] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para analisar um sinal compreendendo calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular uma primeira potência parcial da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, comparar a primeira potência parcial com um primeiro limiar, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando a primeira potência parcial excede o primeiro limiar.

[012] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para analisar um sinal compreendendo calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular uma primeira potência parcial da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, calcular uma segunda potência parcial da PSD em uma segunda banda de frequência predeterminada, e comparar a primeira potência parcial com a segunda potência parcial. Em um aspecto, uma comparação da primeira potência parcial com a segunda potência parcial compreende calcular uma razão da primeira potência parcial para a segunda potência parcial, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando a razão excede um limiar. Em um aspecto, uma comparação da primeira potência parcial com a segunda potência parcial compreende calcular uma diferença entre a primeira potência parcial e a segunda potência parcial, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo é frouxo quando a diferença excede um limiar.

[013] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para analisar um sinal compreendendo calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular um primeiro valor máximo da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, calcular um segundo valor máximo da PSD em uma segunda banda de frequência predeterminada, e comparar o primeiro valor máximo com o segundo valor máximo.

[014] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um método para prover uma indicação de saúde relacionada à articulação compreendendo avaliar o número total de eventos acústicos indicativos de um implante frouxo para determinar uma indicação de diagnóstico de um implante frouxo.

[015] En um aspecto, a presente divulgação provê, e inclui, um aparelho para identificar um implante frouxo em uma articulação, o aparelho compreendendo as etapas de: uma pluralidade de sensores acústicos configurados para ser colocados em contato com a pele de um paciente em uma respectiva pluralidade de localizações em torno da articulação, um processador configurado para receber sinais dos sensores acústicos durante o movimento da articulação, onde o processador é configurado para: identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos que correspondem a um evento acústico comum, comparar um atributo dos sinais, identificar uma posição do evento acústico na articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] Aspectos da divulgação são aqui descritos, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos. Com referência específica agora aos desenhos em detalhe, salienta-se que as particularidades mostradas são a título de exemplo e para efeitos de discussão ilustrativa de aspectos da divulgação. A este respeito, a descrição e os desenhos, considerados sozinhos e conjuntamente, tornam aparentes aos versados na técnica como aspectos da divulgação podem ser praticados.

As Figuras 1A e 1B são vistas frontal e traseira de pernas de um paciente enquanto a perna direita está sendo avaliada quanto ao afrouxamento, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 1C representa um exemplo conjunto de sensor, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 1D é uma vista parcial frontal de uma perna de paciente enquanto está sendo avaliada quanto ao afrouxamento, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 1E representa um outro conjunto de sensor de exemplo, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 2 representa um sistema de avaliação de implante, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 3 é uma ilustração de um joelho com um implante e sensores acústicos, de acordo com a presente divulgação.

As Figuras 4A e 4B são gráficos dos sinais de dois sensores acústicos espacialmente separados, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 5A representa atributos de um sinal acústico representativo, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 5B representa um limiar para análise do sinal acústico da Figura 5A, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 6 representa um método para detectar afrouxamento de um implante por um aumento na magnitude de uma frequência ressonante, de acordo com a presente divulgação.

A Figura 7 representa um método para detectar afrouxamento de um implante pela avaliação das potências parciais de janelas de frequência, de acordo com a presente divulgação.

As Figuras 8A e 8B são gráficos dos sinais de um sensor acústico e dois pacientes, de acordo com a presente divulgação.

As Figuras 8C e 8D são gráficos das Densidades Espectrais de Potência (PSDs) dos sinais das Figuras 8A e 8B, respectivamente, de acordo com a presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[017] Esta descrição não visa ser um catálogo detalhada de todas as diferentes maneiras nas quais a divulgação pode ser implementada, ou todos os recursos que podem ser adicionados à divulgação em questão. Por exemplo, recursos ilustrados com relação a uma modalidade podem ser incorporados em outras modalidades, e recursos ilustrados com relação a uma modalidade particular podem ser deletados dessa modalidade. Dessa forma, a divulgação contempla que, em algumas modalidades da divulgação, qualquer recurso ou combinação de recursos apresentados aqui pode ser excluído ou omitido. Além do mais, inúmeras variações e adições às várias modalidades sugeridas aqui ficarão aparentes aos versados na técnica sob a luz da divulgação em questão, que não desviam da divulgação em questão. Em outros casos, estruturas, interfaces e processos bem conhecidos não foram mostrados em detalhe a fim de não confundir desnecessariamente a invenção. Pretende-se que nenhuma parte desta especificação seja interpretada para realizar uma negação de qualquer parte do escopo geral da invenção. Consequentemente, as descrições seguintes visam ilustrar algumas modalidades particulares da divulgação, e não especificar exaustivamente todas as permutações, combinações e variações da mesma.

[018] A menos que de outra forma definido, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado normalmente entendido por um versado na técnica ao qual esta divulgação diz respeito. A terminologia usada na descrição da divulgação aqui é para efeitos apenas de descrição de aspectos ou modalidades particulares e não visa ser limitante da divulgação.

[019] Todas as publicações, pedidos de patente e outras referências citadas aqui estão incorporadas por referência em suas totalidades quanto aos ensinamentos relevantes à sentença e/ou ao parágrafo no qual a referência é apresentada. Referências a técnicas empregadas aqui se destinam a se referir às técnicas como comumente entendidas na arte, incluindo variações nessas técnicas ou substituições de técnicas equivalentes que seriam aparentes para os versados na técnica.

[020] A menos que o contexto indique de outra forma, pretende-se especificamente que os vários recursos da divulgação descrita aqui possam ser usados em qualquer combinação. Além disso, a presente divulgação também contempla que, em algumas modalidades da divulgação, qualquer recurso ou combinação de recursos apresentados aqui possa ser excluído ou omitido.

[021] Os métodos descritos aqui incluem e compreendem uma ou mais etapas ou ações para obter o método descrito. As etapas e/ou ações do método podem ser intercambiadas entre si sem fugir do escopo da presente divulgação. Em outras palavras, a menos que uma ordem específica de etapas ou ações seja exigida para operação correta da modalidade, a ordem e/ou o uso de etapas e/ou ações específicas podem ser modificados sem fugir do escopo da presente divulgação.

[022] Na forma usada na descrição da divulgação e das reivindicações anexas, as formas singulares

“um”, “uma”, e “o”, “a” visam incluir as formas plurais igualmente, a menos que o contexto indique claramente de outra forma.

[023] Na forma aqui usada, “e/ou” se refere e engloba qualquer e todas as possíveis combinações de um ou mais dos itens listados associados, bem como a falta de combinações quando interpretadas na alternativa (“ou”).

[024] Os termos “cerca de” e “aproximadamente” na forma usada aqui quando se refere a um valor mensurável, tal como um comprimento, uma frequência, ou uma medição acústica e similares, se destina a englobar variações de + 20%, +10%, +5%, +1%, +0,5%, ou mesmo +0,1% da quantidade especificada.

[025] Na forma aqui usada, expressões tais como “entre X e Y" e “entre cerca de X e Y" devem ser interpretadas de forma a incluir X e Y. Na forma aqui usada, expressões tais como “entre cerca de X e Y" significa “entre cerca de X e cerca de Y" e expressões tais como “de cerca de X a Y" significam “de cerca de X a cerca de Y”".

[026] Na forma aqui usada, um “paciente” pode ser um sujeito humano ou animal.

[027] Na forma aqui usada, “tecido” inclui todo material biológico em um corpo, incluindo osso ligamentos, tendões, cartilagem e músculo.

[028] Na forma aqui usada, “com perda” se refere à característica de material que causa alta atenuação ou dissipação de energia.

[029] Os métodos da presente divulgação diferentes de algoritmos existentes para analisar sinais acústicos, por exemplo, os métodos providos no relatório descritivo US 2016/0015319 envolvendo funções de envelope e funções vetoriais. Especificamente, o relatório descritivo da “319 implementou uma abordagem de análise de dados por meio da qual cada forma de onda foi analisada no domínio de tempo com uma função de envelope da forma de onda (transformada de Hilbert). Os envelopes foram categoricamente segregados em tipos distintos que foram segregados usando uma função vetorial associada com o estado de saúde. Por outro lado, os métodos da presente divulgação analisam eventos acústicos com sinais capturados em múltiplos sensores. Esses sinais são mais robustos, menos prováveis de ser atribuídos a efeitos de ruído (isto é, efeito triboelétrico, sensor-atrito de pele), e são aperfeiçoáveis com a localização. A metodologia da presente divulgação também analisa sinais que vão além do domínio de tempo, caracterizando análise espectral de potência. Sem ficar limitado pela teoria, implantes frouxos têm uma maior capacidade de vibra, com o grau de possível vibração e o amortecimento de uma vibração natural (ressonância de frequência) relativa ao grau de frouxidão. A metodologia da presente divulgação inclui uma análise de magnitudes de frequência específicas, potências parciais (potências de banda de frequência específicas), e tempos de queda de sinal para derivar uma indicação da probabilidade de um implante frouxo.

[030] Em um aspecto, medições acústicas da presente divulgação podem ser coletadas por um aparelho, uma pluralidade de sensores acústicos configurados para ser colocados em contato com a pele de um paciente em uma respectiva "pluralidade de localizações em torno da articulação, um processador configurado para receber sinais dos sensores acústicos durante o movimento da articulação, onde o processador é configurado para: identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos que correspondem a um evento acústico comum, comparar um atributo dos sinais, identificar uma posição do evento acústico na articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação. Em um aspecto, medições acústicas da presente divulgação podem ser coletadas por um dispositivo Orthosonos. Em um aspecto, dois ou mais sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos são identificados como correspondentes a um evento acústico comum se eles ocorrerem dentro de um quadro de tempo pequeno o bastante, tal como dentro de cerca de 0,01 segundo, dentro de cerca de 0,005 segundo, dentro de cerca de 0,004 segundo, dentro de cerca de 0,003 segundo, dentro de cerca de 0,0025 segundo, dentro de cerca de 0,002 segundo, dentro de cerca de 0,0015 segundo, ou dentro de cerca de 0,001 segundo.

[031] As Figuras 1A e 1B são vistas frontal e traseira de pernas de um paciente 100 enquanto a perna direita 110 está sendo avaliada quanto ao afrouxamento, de acordo com a presente divulgação. Em um aspecto, o joelho direito 112 tem um implante (não visível nas Figuras 1A e 1B) e está sendo avaliado. Em um aspecto, três sensores 120, 122 e 124 foram colocados em posições aproximadamente uniformemente distribuídas em torno da coxa direita 102 acima do joelho 112 e dois sensores 130 e 132 foram colocados nos lados anterior e posterior da panturrilha 104 abaixo do joelho 112. Em um aspecto, o número de sensores colocados tanto na coxa 102 quanto na panturrilha 104 é tipicamente na faixa de 1 a 8, mas pode ser qualquer número de sensores e arranjados em qualquer padrão com separação espacial tanto vertical quanto circunferencial, tais como de 1 a 4, de 1 a 6, de 2 a 8, e de 4 a 8. Em um aspecto, os sensores colocados em torno tanto da coxa 102 quanto da panturrilha 104 são uniformemente distribuídos. Em um aspecto, os sensores colocados em torno tanto da coxa 102 quanto da panturrilha 104 podem ter diferentes distâncias de separação. Em um aspecto, um par de sensores, por exemplo, sensores 130 e 132, são colocados em lados opostos de uma coxa 102 ou panturrilha 104. Em um aspecto, um par de sensores, por exemplo, sensores 120 e 122, é mais próximo a um lado da perna 110. Em um aspecto, a localização de um sensor pode ser selecionada para melhor acoplamento ao osso. Em um aspecto, o sensor 130 é posicionado diretamente sobre a tíbia (não visível na Figura 1A). Em um aspecto, o sensor 130 pode ser reposicionado para evitar aflição de dor em um paciente. Em um aspecto, o sensor 130 pode ser reposicionado para ficar rente à pele de um paciente. Em um aspecto, o sensor 130 pode ser reposicionado para acomodar o formato exclusivo de uma articulação do paciente.

[032] Embora as figuras mostradas aqui sejam basicamente associadas com implantes de joelho, os mesmos métodos e aparelho podem ser aplicados com sucesso à avaliação de implantes em outras articulações, por exemplo, quadris espinha e ombros. Nada neste pedido deve ser interpretado de forma a limitar a aplicação dos métodos e aparelho descritos a uma articulação ou tipo de implante particular ou limitar a aplicação a humanos.

[033] A Figura 1C representa um outro conjunto de sensor de exemplo 150, de acordo com a presente divulgação. O projeto e construção do conjunto 150 são ilustrativos e arranjos alternativos são incluídos no conceito, incluindo conjuntos que são montados apenas acima ou abaixo da articulação, conjuntos que são aderidos localizadamente em torno de uma localização do sensor, sensores que são temporariamente colados com fita ou senão mantidos em uma posição próxima à articulação, e outros conjuntos e fixações, como será bem conhecido pelos versados na técnica. Os conjuntos 150 que desempenham funções equivalentes para posicionamento de sensor acústico próximo às articulações sem ser o joelho são incluídos nos vários aspectos do conjunto

150.

[034] Em um aspecto, os sensores acústicos são colocados nas localizações 160 e 162. Em um aspecto, os sensores acústicos nas localizações 160, 162 são mantidos em contato com a pele pelo conjunto 150. Em um aspecto, os sensores acústicos são acusticamente acoplados ao tecido nas localizações 160, 162. Em um aspecto, os sensores acústicos são colocados em contato com a pele de um paciente em uma ou mais localizações não mostradas na Figura 1C. Em um aspecto, o conjunto 150 compreende uma articulação 152 para controlar o posicionamento de localizações de sensor 160, 162 em relação ao joelho. Em um aspecto, o conjunto de sensor 150 é usado para um regime de diagnóstico de movimentos definidos, por exemplo, movendo de uma posição assentada para uma posição em pé, ou subindo um conjunto de escadas. Em um aspecto, oO conjunto de sensor 150 é usado por um período de atividade normal, onde o conjunto de sensor 150 compreende uma capacidade de coleta e armazenamento de dados para adquirir e reter sinais dos sensores acústicos até que os registros de dados sejam carregados em um computador ou outro sistema de armazenamento de dados.

[035] A Figura 1D é uma vista parcial frontal de uma perna de paciente 110 enquanto está sendo avaliada quanto ao afrouxamento, de acordo com a presente divulgação. Em um aspecto, os sensores acústicos 172A e 172B são colocados na pele proximal ao côndilo medial e lateral adjacente à crista tibial anterior 170 da panturrilha 104.

[036] A Figura 1E representa um outro conjunto de sensor 180, de acordo com a presente divulgação. Os sensores 182A e 182B são localizados no conjunto 180 de maneira tal que os dois sensores 182A, 182B sejam mantidos em contato com a pele da panturrilha 104 medial e lateral da crista tibial anterior 170.

[037] A Figura 2 representa um sistema de avaliação de implante 200, de acordo com a presente divulgação. Em um aspecto, existem quatro sensores acústicos 202 conectados por meio de cabos 206 a um processador 204. Em um aspecto, os sensores 202 comunicam de forma sem fio com o processador 204. Em um aspecto, os sensores 202 compreendem uma memória para armazenar sinais e posteriormente carregar os sinais gravados no processador 204. Em um aspecto, oO processador 204 compreende um sistema de coleta de dados (não mostrado na Figura 2) configurado para receber os sinais dos sensores acústicos e convertê-los em dados digitais. Em um aspecto, o processador 204 compreende uma memória (não mostrada na Figura 2) configurada para armazenar uma porção dos dados digitais produzidos dos sinais recebidos dos sensores acústicos 202. Em um aspecto, o processador 204 pode ser acoplado a outros sistemas ou programas no lugar do servidor 220, por exemplo, um sistema de armazenamento baseado em nuvem ou um registro médico eletrônico.

[038] Em um aspecto, o processador 204 é acoplado a um servidor 220, como ilustrado pelo cabo 210. Em um aspecto, o cabo 210 compreende uma rede de comunicação (não mostrada na Figura 2) que pode incluir interruptores de rede, cubos, trajetos de comunicação físico ou sem fio tais como Bluetooth e Ethernet e Wi-Fi, pontos de acesso sem fio, e dispositivos de armazenamento não voláteis que podem ser seletivamente acoplados ao processador 204 e servidor 220. Em um aspecto, o servidor 220 compreende uma base de dados na qual são armazenados os dados digitais ou atributos dos dados digitais.

[039] A determinação de um estado de saúde de uma articulação com uma substituição parcial ou total com um implante, ou uma articulação sadia, por análise de sinais acústicos como descrito aqui é diferente de outros métodos de avaliação que são normalmente usados para avaliar articulações, por exemplo, varredura por tomografia axial computadorizada (CAT ou CT) e ultrassom médico.

[040] Varredura CAT emite radiação eletromagnética nas frequências de raios-X que passam pelo paciente até um receptor que mede os raios-X recebidos. Medições são feitas de diferentes ângulos para produzir imagens seccionais transversais de áreas específicas. Ao contrário, o aparelho e métodos descritos aqui utilizam transdutores acústicos passivos para capturar ondas de pressão geradas no corpo e, portanto, eles não emitem energia, não formam uma imagem, os transdutores não movem em relação ao paciente durante uma única seção de avaliação, e sinais são basicamente analisados para direcionar indicações de articulação falha e não efeitos de imageamento de tecido.

[041] UVltrassom médico cria imagens também conhecidas sonogramas. Sonogramas são gerados usando uma sonda para enviar pulsos de ultrassom no tecido onde o som ecoa em vários elementos do tecido, com diferentes tecidos refletindo vários graus de som. O transdutor ultrassônico então captura o sinal refletido e determina o sincronismo e intensidade dos sinais. No modo A, o transdutor varre uma única linha e plota a resposta variada ao longo desta linha. No modo B, um arranjo linear de transdutores na sonda é arranjado para produzir uma imagem de um plano bidimensional (2D) através do tecido. No modo C, o sinal refletido é controlado para formar uma imagem planar a uma profundidade definida. Ultrassom é efetivo para produzir imagens de tecidos macios no corpo. Ao contrário, o aparelho e métodos descritos aqui utilizam transdutores acústicos passivos e não emitem energia, não formam uma imagem, os transdutores não movem em relação ao paciente durante uma única seção de avaliação, e sinais acústicos são basicamente analisados para direcionar indicações de articulação falha e não para efeitos de imageamento de tecido.

[042] A Figura 3 é uma ilustração de um joelho 300 com um implante 320 e sensores acústicos 340, 342 e 344, de acordo com a presente divulgação. Este implante 320 tem um componente femoral 310 aderido ao fêmur 302, um componente tibial 322 com uma haste 324 que se estende ao interior da tíbia 304, e um espaçador 326. Em um aspecto, patela natural 306 pode ser retida.

[043] Em um aspecto, os três sensores acústicos 340, 342, 344 são localizados em um plano horizontal comum e em várias posições em torno do joelho, separados de uma fonte de evento acústico 336 por distâncias 330, 332 e

334. Em um aspecto, as distâncias 330, 332, 334 não são iguais. Em uma outra modalidade, o plano não é horizontal. Em um aspecto, a fonte de evento acústico 336 é na interface entre a tíbia 344 e a haste 324.

[044] Quando um evento acústico ocorre na fonte 336, uma “onda de choque”, também referida como um sinal acústico, propaga para fora da fonte 336 em todas as direções. A onda de choque propaga a uma velocidade que é associada com o material através do qual a onda de choque está passando. A atenuação da onda de choque é também associada com o material. Em um aspecto, a atenuação da onda de choque enquanto ela passa através do metal da haste 324 é menos, por exemplo, o sinal retém sua intensidade, do que quando a onda de choque passa através de tecido macio. Similarmente, a velocidade da onda de choque será maior na haste de metal 324 do que no tecido macio.

[045] Cada trajeto 330, 332, 334 terá um comprimento geral diferente, bem como diferentes materiais no trajeto. Em um aspecto, o trajeto 330 passe através da haste 324, da tíbia 304, e do tecido macio, enquanto os trajetos 332, 334 passam apenas através do osso e tecido macio. Em um aspecto, uma onda de choque iniciada na fonte 336 chegará a cada um dos sensores acústicos 340, 342 e 344 em diferentes tempos, referido como o “tempo de voo” para o trajeto, e com diferentes amplitudes de sinal.

[046] Uma localização da fonte 336 pode ser calculada usando uma ou ambas das diferenças no tempo de chegada e diferenças na amplitude dos sinais recebidos nos sensores acústicos 340, 342, 344. Se o material entre a fonte 336 e os sensores 340, 342, 344 fosse homogêneo, esferas de possíveis localizações poderiam ser modeladas em torno de cada um dos sensores 340, 342, 344 com diferentes diâmetros com base nas diferenças no tempo de chegada mais uma duração de deslocamento comum. A duração de deslocamento comum é aumentada até que as três esferas se interceptem em um único ponto, que é a estimativa da localização da fonte 336. Em um joelho ou outra articulação, entretanto, a estrutura não é homogênea. Um modelo de computador tem que ser usado para modelar as localizações dos sensores acústicos 340, 342, 344 na articulação, bem como a estrutura e composição do tecido subjacente. As superfícies podem ser modeladas em torno de cada dos sensores 340, 342, 344 com diferentes formatos que refletem o material entre o sensor e a superfície, e um ponto de interseção pode ser identificado como antes. Em um aspecto, a posição estimada da fonte 336 é determinada quando as três superfícies passam dentro de uma distância definida uma da outra, já que pode não haver um único ponto onde todas as três superfícies se interceptam por uma duração de deslocamento comum.

[047] Similarmente, o formato e tamanho das esferas modeladas em torno de cada um dos sensores 340, 342, 344 podem ser determinados usando as amplitudes relativas dos sinais recebidos nos respectivos sensores 340, 342, 344. Em geral, a amplitude de um sinal será atenuada mais quando ele tiver passado por uma maior espessura de tecido ou um mais tecido com mais perda, tal como o músculo, comparado ao osso.

[048] Em um aspecto, sensores acústicos adicionais (não mostrados na Figura 3) podem ser colocados na coxa em torno do fêmur 302 e detectam sinais provenientes da fonte 336, em cujo caso os trajetos acústicos podem passar através de um ou mais do componente tibial 322, do espaçador 326, do componente femural 310 e do fêmur 302. Em um aspecto, existem múltiplos trajetos entre a fonte 336 e um sensor acústico, tal como o sensor 340, e um sinal que emana da fonte 336 pode surgir em diferentes tempos e com diferentes amplitudes tendo sido conduzido ao longo de múltiplos trajetos. Em um aspecto, a análise determinará as características de sinal que são associadas com apenas um dos múltiplos sinais que são recebidos pelo sensor.

[049] As Figuras 4A e 4B são gráficos 400, 440 de sinais 402, 442 recebidos por dois sensores acústicos espacialmente separados, de acordo com a presente divulgação. O sinal 402 tem uma amplitude máxima no pico 410 que ocorre no tempo ti. O sinal 402 tem uma amplitude máxima correspondente no pico 450 que ocorre no tempo t2. O sistema eletrônico de processamento de sinal do sistema 200, mostrado na Figura 2, comparará um ou mais aspectos de sinais 402, 442 para determinar se eles são um sinal comum. Em um exemplo, os sinais 402, 442 originados de um evento acústico comum. Como a máxima amplitude de sinal 442, no pico 450, é menor que a máxima amplitude de sinal 402, no pico 410, a fonte do sinal comum provavelmente é mais afastada do sensor de sinal 442 do que o sensor de sinal 402. Esta distância relativa também será evidente na diferença entre os tempos t; e t>2.

[050] A Figura 5A representa atributos de um sinal acústico representativo 502, de acordo com a presente divulgação. Um limiar com limite superior 520A e um limite inferior 520B foi estabelecido em torno do sinal médio, que é zero na Figura 5A. O sinal 502 excede o limiar no ponto 504, onde o sinal 502 cruza o limite inferior 520B. O sinal 502 tem uma amplitude de pico no ponto 506 e então é atenuado no tempo até a última excursão de sinal 502 fora do limiar ser no ponto 508 onde o sinal 502 cruza o limite superior 520A. “Tempo de subida” 530, “tempo a partir do primeiro cruzamento de limiar até o ponto de mais alta-tensão na forma de onda”, é definido como o intervalo de tempo do ponto 504, tempo to, até o ponto 506, tempo ti. Em um aspecto, o sistema eletrônico de processamento de sinal determina que o primeiro desvio de sinal 502 do ruído anterior foi no ponto 510, tempo t3, e o tempo de subida de sinal 502 é computado usando o intervalo de tempo 534 entre ponto 510 e 506.

[051] “Tempo de queda” 532, 'tempo do ponto de mais alta-tensão na forma de onda até o último cruzamento de limiar" é definido como o intervalo de tempo do ponto 506 ao ponto 508, tempo t2. Em um aspecto, o tempo de queda é determinado usando um recurso diferente do sinal 502, por exemplo, a última onda senoidal detectável na frequência principal do sinal 502.

[052] Em um aspecto, um ou ambos do tempo de subida e tempo de queda são relacionados a uma frequência natural de um dos componentes de um implante, por exemplo, o componente tibial 322 da Figura 3. Cada objeto físico tem múltiplas frequências ressonantes que são associadas com vários modos de dobramento desse objeto quando desimpedido. A menor frequência ressonante é referida como a frequência natural primária, normalmente denominada “a frequência natural”. A frequência natural de um item pode frequentemente ser determinada suspendendo o item e usando uma linha não extensível flexível, por exemplo - uma linha de pescar, e provendo um estímulo de impulso, por exemplo, uma força clássica de “quebra do grafite do lápis”.

[053] Un implante totalmente afixado ficará impedido de vibrar em sua frequência natural pelo osso e cimento circundantes. Um implante frouxo, entretanto, terá uma certa capacidade de vibrar, com o grau de possível vibração e o amortecimento de uma vibração natural relacionado ao grau de frouxidão. Dessa forma, a amplitude de pico de sinal 502 e o tempo de queda 532 são atributos de sinal 502 que são relacionados à frouxidão do implante na articulação que está sendo avaliada.

[054] Em um aspecto, o sinal 502 entre o tempo to” e o tempo t>, é considerado associado com “um evento acústico” causado por uma interação mecânica entre elementos do implante, ossos próximos, e tecido adjacente. Tal interação mecânica pode incluir atrito entre superfícies de tecidos adjacentes, atrito entre elementos do implante, ou movimento e impacto entre um elemento do implante e um osso. O tecido sadio tem um nível de fundo de eventos acústicos, por exemplo, do movimento entre um ligamento e uma superfície de osso.

[055] En um aspecto, o número de eventos acústicos é indicativo da saúde de uma articulação. Articulações sadias terão sinais acústicos e menor quantidade e menor magnitude, comparados a uma articulação falha. O número total de eventos acústicos capturados enquanto uma pessoa realiza uma sequência de movimento definida é incluído como um componente na computação algorítmica para a indicação de afrouxamento da articulação.

[056] A Figura 5B representa um limiar 540 para análise do sinal acústico 502 da Figura 5A, de acordo com a presente divulgação. O limiar 540 tem um limite superior 540A e um limite inferior 540B. Os limites 540A, 540B são diferentes dos limites 520A, 520B da Figura 5A em que os sinais que excedem os limites 520A, 520B são determinados como eventos acústicos, em vez de ruído de fundo, enquanto sinais que excedem os limites 540A, 540B são determinados como eventos acústicos associados com uma condição de saúde particular da articulação. Em um aspecto, um sinal 502 que excede o limiar 540 é associado com um implante frouxo.

[057] Em um aspecto, o limiar 540 é determinado com base em dados observados registrados de pacientes que tanto tiveram um implante saudável quanto um frouxo, seguindo uma função de otimização onde o maior número de implantes falhos continha eventos acústicos que cruzaram tal limiar e implantes saudáveis tiveram o menor número de eventos que cruzaram o limiar.

[058] A Figura 6 representa um método para detectar afrouxamento de um implante por um aumento na magnitude de uma frequência ressonante, de acordo com a presente divulgação. O gráfico 600 mostra a PSD 602 (linha cheia) de um sinal de exemplo adquirido por um sensor acústico, por exemplo, como mostrado nas Figuras 1A e 1B, de um implante “saudável” e PSD 604 (linha tracejada) de um sinal de exemplo adquirido por um sensor acústico de um implante “falho”. As PSDs são geradas usando Transformadas de Fourier Rápida (FFTs) do sinal recebido, por exemplo, o sinal 502 das Figuras 5A e 5B. Em um aspecto, ambos os implantes são de um projeto similar e conhecidos por ter uma frequência natural 610. Uma banda de frequência 612, também referida como uma “janela”,

foi selecionada que engloba a frequência natural 610. Em um aspecto, a banda de frequência 612 se estende de aproximadamente 20 kHz a 40 kHz.

[059] A PSD 602 tem diversos picos modestos na banda de frequência 612. A PSD 604 do implante falho mostra picos muito maiores na banda de frequência 612. Em um aspecto, a máxima magnitude dos picos na banda de frequência 612 é comparada a um limiar 614, onde uma magnitude que excede o limiar 614 é uma indicação de que o implante associado está danificado. Em um aspecto, uma razão da magnitude de PSD 604 para a magnitude de PSD 602 é comparada a um limiar. Em um aspecto, a área sob a PSD 604 na banda de frequência 612, referida como “potência parcial”, é comparada à potência parcial de PSD 602 na banda de frequência 612. Em um aspecto, a razão das potências parciais é comparada a um limiar. Em um aspecto, a diferença entre as potências parciais é comparada a um limiar.

[060] En um outro aspecto, a PSD 602 é associada com um sinal acústico de linha de base medido logo após a cirurgia e PSD 604 é associada com um sinal acústico medido na mesma articulação após um período de tempo ter decorrido. Esta abordagem tem a vantagem de evitar variações entre pessoas nos detalhes da cirurgia de implante e estrutura de articulação resultante.

[061] A Figura 7 representa um método para detectar afrouxamento de um implante pela avaliação das potências parciais de sinais 702, 704 nas janelas de frequência, de acordo com a presente divulgação. Em um aspecto, quatro bandas de frequência 710, 720, 730 e 740 foram definidas. Cada um dos sinais 702 (linha cheia), 704 (linha tracejada) tem uma potência parcial associada com cada janela 710, 720, 730 e 740. Em um aspecto, as potências parciais de sinais 702, 704 em uma janela comum são comparadas, tanto pela razão quanto pela diferença. Em um aspecto, uma razão das potências parciais de sinal 702 em duas janelas, por exemplo, janelas 710 e 730, é comparada com a mesma razão das potências parciais de sinal 704 nas mesmas janelas. Isto tem um efeito normalizante, já que uma janela, por exemplo, 740, pode ser predeterminada para capturar um sinal de linha de base que não é relacionado à frouxidão. Em um aspecto, as bandas de frequência não são da mesma largura.

[062] Em um aspecto, os limites de frequência da banda de potência parcial 710 são de 17 Hz a 42 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 710 são de 5 Hz a 55 Hz, tais como de 5 Hz a 50 Hz, de 5 Hz a 45 Hz, de 10 Hz a 55 Hz, de 10 Hz a 50 Hz, de 10 Hz a 40 Hz, de 15 Hz a 55 Hz, de 15 Hz a 50 Hz, de 15 Hz a 45 Hz, de Hz a 42 Hz, de 10 Hz a 42 Hz, de 15 Hz a 42 Hz, de 17 Hz a 45 Hz, de 17 Hz a 50 Hz, ou de 17 Hz a 55 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 720 são de 55 Hz a 75 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 720 são de 45 Hz a 80 Hz, tal como de 45 Hz a 75 Hz, de 50 Hz a 75 Hz, de 55 Hz a 80 Hz, de 60 Hz a 80 Hz, de 65 Hz a 80 Hz, de 70 Hz a 80 Hz, de 75 Hz a 80 Hz, de 55 Hz a 70 Hz, de 55 Hz a 65 Hz, ou de 55 Hz a 60 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 730 são de 80 Hz a 105 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 730 são de 75 Hz a 200 Hz, tal como de 75 Hz a 190 Hz, de 75 Hz a 180 Hz, de 75 Hz a 170 Hz, de 75 Hz a 160 Hz, de 75 Hz a 150 Hz, de 75

Hz a 140 Hz, de 75 Hz a 130 Hz, de 75 Hz a 120 Hz, de 75 Hz a 110 Hz, de 75 Hz a 105 Hz, de 80 Hz a 200 Hz, tal como de 80 Hz a 190 Hz, de 80 Hz a 180 Hz, de 80 Hz a 170 Hz, de 80 Hz a 160 Hz, de 80 Hz a 150 Hz, de 80 Hz a 140 Hz, de 80 Hz a 130 Hz, de 80 Hz a 120 Hz, ou de 80 Hz a 110 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 740 são de 200 Hz a 400 Hz. Em um aspecto, os limites de frequência de banda de potência parcial 740 são de 105 Hz a 500 Hz, tal como de 105 Hz a 400 Hz, de 105 Hz a 410 Hz, de 105 Hz a 420 Hz, de 105 Hz a 430 Hz, de 105 Hz a 440 Hz, de 105 Hz a 450 Hz, de 105 Hz a 460 Hz, de 105 Hz a 470 Hz, de 105 Hz a 480 Hz, de 105 Hz a 490 Hz, de 200 Hz a 500 Hz, de 200 Hz a 490 Hz, de 200 Hz a 480 Hz, de 200 Hz a 470 Hz, de 200 Hz a 460 Hz, de 200 Hz a 450 Hz, de 200 Hz a 440 Hz, de 200 Hz a 430 Hz, de 200 Hz a 420 Hz, ou de 200 Hz a 410 Hz.

[063] As Figuras 8A e 8B são gráficos 800, 820 dos sinais 802, 822 de sensores acústicos em dois pacientes, de acordo com a presente divulgação. O sinal 802 foi recebido de um sensor acústico próximo a um implante “em bom funcionamento”, enquanto o sinal 822 foi recebido de um sensor acústico próximo a um implante “falho”. O sinal 802 tem uma frequência primária clara, uma forma de onda com um tempo de subida e tempo de queda claros, um elemento de menor amplitude e menor frequência que produz o aumento na amplitude após o tempo 0,0006, e muito pouco ruído de maior frequência. O sinal 822 é menor na amplitude máxima desse sinal 802, mas não tem uma frequência simples clara, e não apresenta o tempo de subida e tempo de queda claros. A primeira vista, pode-se decidir que o implante associado com sinal 802 é mais danificado do que o implante associado com o sinal 822.

[064] As Figuras 8C e 8D são gráficos 840, 860 das PSDs 842, 862 dos sinais 802, 822 das Figuras 8A e 8B, respectivamente, de acordo com a presente divulgação. A PSD 842 tem um primeiro pico 846 e um segundo pico maior 844. A PSD 862 tem um pico 866 aproximadamente na mesma frequência do pico 846 e um segundo pico maior 864 aproximadamente na mesma frequência do pico 844. Em um aspecto, uma razão da magnitude de pico 846 para a magnitude de pico 844 é calculada e comparada com uma razão da magnitude do pico 866 para a magnitude do pico 864. Por exemplo, a razão dos picos 846, 844 é 0,27, enquanto a razão dos picos 866, 864 é 0,71, onde o aumento na razão é associado com uma degradação no implante associado com o sinal 822.

[065] Em um aspecto, as frequências específicas dos picos a serem comparadas pela razão podem variar ligeiramente de uma pessoa para outra. Em um aspecto, a magnitude do mais alto pico em uma primeira banda de frequência, por exemplo, a banda de frequência 870, pode ser comparada com a magnitude do mais alto pico em uma segunda banda de frequência, por exemplo, a banda de frequência 872. Em um aspecto, a razão não precisar ser uma banda inferior em relação a uma banda superior, por exemplo, qualquer banda de frequência pode definir o numerador ou denominador de uma razão. Em um aspecto, as potências parciais nas bandas de frequência 870, 872 podem ser comparadas por razão ou diferença.

[066] Pelo exposto, percebe-se que a presente divulgação pode ser concebida de várias maneiras, que incluem, mas sem limitações, as seguintes:

[067] Modalidade 1. Um método para identificar um implante frouxo em uma articulação, o método compreendendo as etapas de: posicionar uma pluralidade de sensores acústicos em uma respectiva pluralidade de localizações em torno da articulação, fazendo com que a articulação seja movimentada, receber sinais dos sensores acústicos durante o movimento da articulação, identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos que correspondem a um evento acústico comum, identificar uma posição do evento acústico na articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

[068] Modalidade 2. O método da modalidade 1, onde a etapa de identificar uma posição compreende: calcular um primeiro atraso de tempo entre um primeiro tempo de recebimento de um primeiro sinal de um primeiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos e um segundo tempo de recebimento de um segundo sinal de um segundo sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, e calcular uma primeira superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pelo primeiro atraso de tempo.

[069] Modalidade 3. O método da modalidade 2, onde a etapa de identificar uma posição compreende adicionalmente: calcular um segundo atraso de tempo entre o primeiro tempo de recebimento e um terceiro tempo de recebimento de um terceiro sinal de um terceiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, calcular uma segunda superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pelo segundo atraso de tempo, e determinar uma linha de interseção das primeira e segunda superfícies geométricas.

[070] Modalidade 4. O método da modalidade 2,

onde a etapa de identificar uma posição compreende adicionalmente determinar onde a primeira superfície geométrica intercepta o implante.

[071] Modalidade 5. O método da modalidade 2, onde a etapa de calcular um primeiro atraso de tempo compreende: identificar um ou mais tipos de tecido entre o implante e o primeiro sensor acústico, identificar um ou mais trajetos de sinal do implante até o primeiro sensor acústico, e ajustar o primeiro atraso de tempo de acordo com velocidades predeterminadas de propagação de sinal em cada um de um ou mais tipos de tecido e os trajetos de sinal.

[072] Modalidade 6. O método da modalidade 1, onde a etapa de identificar uma posição compreende: calcular uma primeira diferença de magnitude entre uma primeira amplitude de sinal de um primeiro sinal de um primeiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos e uma segunda magnitude de sinal de um segundo sinal de um segundo sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, e calcular uma primeira superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pela primeira diferença de amplitude.

[073] Modalidade 7. O método da modalidade 6, compreendendo adicionalmente: ajustar o primeiro atraso de tempo de acordo com velocidades predeterminadas de propagação de sinal em cada um de um ou mais tipos de tecido e os trajetos de sinal.

[074] Modalidade 8. Um método para identificar um implante frouxo em uma articulação, o método compreendendo as etapas de: posicionar um sensor acústico em uma localização próxima à articulação, fazer com que a articulação seja movimentada, receber um sinal do sensor acústico durante o movimento da articulação, analisar o sinal para identificar um atributo que é associado com um estado de saúde da articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

[075] Modalidade 9. O método da modalidade 8, onde a etapa de analisar o sinal compreende: calcular um tempo de subida e uma magnitude do sinal, comparar o tempo de subida com um primeiro limiar e a magnitude com um segundo limiar, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando o tempo de subida excede o primeiro limiar e a magnitude excede o segundo limiar.

[076] Modalidade 10. O método da modalidade 8, onde a etapa de analisar o sinal é realizada apenas quando o sinal compreende uma frequência primária em uma banda predeterminada.

[077] Modalidade 11. O método da modalidade 10, onde a banda predeterminada é associada com o implante.

[078] Modalidade 12. O método da modalidade 8, onde a etapa de analisar o sinal compreende: calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular uma primeira potência parcial da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, comparar a primeira potência parcial com um primeiro limiar, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando a primeira potência parcial excede o primeiro limiar.

[079] Modalidade 13. O método da modalidade 12, onde a banda predeterminada inclui uma frequência ressonante associada com o implante.

[080] Modalidade 14. O método da modalidade 8, onde a etapa de analisar o sinal compreende: calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular uma primeira potência parcial da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, calcular uma segunda potência parcial da PSD em uma segunda banda de frequência predeterminada, e comparar a primeira potência parcial com a segunda potência parcial.

[081] Modalidade 15. O método da modalidade 14, onde a etapa de comparar compreende: calcular uma razão da primeira potência parcial para a segunda potência parcial, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando a razão excede um limiar.

[082] Modalidade 16. O método da modalidade 14, onde a etapa de comparar compreende: calcular uma diferença entre a primeira potência parcial e a segunda potência parcial, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo é frouxo quando a diferença excede um limiar.

[083] Modalidade 17. O método da modalidade 8, onde a etapa de analisar o sinal compreende: calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular um primeiro valor máximo da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, calcular um segundo valor máximo da PSD em uma segunda banda de frequência predeterminada, e comparar o primeiro valor máximo com o segundo valor máximo.

[084] Modalidade 18. O método da modalidade 8, onde a etapa de prover uma indicação de saúde relacionada à articulação compreende: avaliar o número total de eventos acústicos indicativos de um implante frouxo para determinar uma indicação de diagnóstico de um implante frouxo.

[085] Modalidade 19. Um aparelho para identificar um implante frouxo em uma articulação, o aparelho compreendendo as etapas de: uma pluralidade de sensores acústicos configurados para ser colocados em contato com a pele de um paciente em uma respectiva pluralidade de localizações em torno da articulação, um processador configurado para receber sinais dos sensores acústicos durante o movimento da articulação, onde o processador é configurado para: identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos que correspondem a um evento acústico comum, comparar um atributo dos sinais, identificar uma posição do evento acústico na articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

[086] Embora a presente divulgação tenha sido descrita com referência a aspectos particulares, versados na técnica entenderão que várias mudanças podem ser feitas e que equivalentes podem ser usados em substituição aos mesmos sem fugir do escopo da divulgação. Além do mais, muitas modificações podem ser feitas em uma situação ou material particular nos preceitos da divulgação sem fugir do escopo da divulgação. Portanto, pretende-se que a divulgação não seja limitada aos aspectos particulares descritos, mas que a divulgação inclua todos os aspectos que se enquadrem no escopo e espírito das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, o método caracterizado por ser constituído das etapas de: posicionar uma pluralidade de sensores acústicos (120, 122, 124, 130, 132) em uma respectiva pluralidade de localizações em torno da articulação, fazer com que a articulação seja movimentada, receber sinais dos sensores acústicos (120, 122, 124, 130, 132) durante o movimento da articulação, identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos (120, 122, 124, 130, 132) que correspondem a um evento acústico comum, identificar uma posição do evento acústico na articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

2. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a etapa de identificar uma posição consistir em: calcular um primeiro atraso de tempo entre um primeiro tempo de recebimento de um primeiro sinal de um primeiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos e um segundo tempo de recebimento de um segundo sinal de um segundo sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, e calcular uma primeira superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pelo primeiro atraso de tempo.

3. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 2, caracterizado por a etapa de identificar uma posição consistir adicionalmente em: calcular um segundo atraso de tempo entre o primeiro tempo de recebimento e um terceiro tempo de recebimento de um terceiro sinal de um terceiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos,

calcular uma segunda superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pelo segundo atraso de tempo, e determinar uma linha de interseção da primeira e segunda superfícies geométricas.

4. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 2, caracterizado por a etapa de identificar uma posição consistir adicionalmente em determinar onde a primeira superfície geométrica intercepta o implante.

5. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 2, caracterizado por a etapa de calcular um primeiro atraso de tempo consistir em: identificar um ou mais tipos de tecido entre o implante e o primeiro sensor acústico, identificar um ou mais trajetos de sinal do implante até o primeiro sensor acústico, e ajustar o primeiro atraso de tempo de acordo com velocidades predeterminadas de propagação de sinal em cada um de um ou mais tipos de tecido e os trajetos de sinal.

6. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a etapa de identificar uma posição consistir em: calcular uma primeira diferença de magnitude entre uma primeira amplitude de sinal de um primeiro sinal de um primeiro sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos e uma segunda magnitude de sinal de um segundo sinal de um segundo sensor acústico da pluralidade de sensores acústicos, e calcular uma primeira superfície geométrica de possíveis localizações do evento acústico pela primeira diferença de amplitude.

7. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 6, caracterizado por compreender adicionalmente: ajustar o primeiro atraso de tempo de acordo com velocidades predeterminadas de propagação de sinal em cada um de um ou mais tipos de tecido e os trajetos de sinal.

8. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, o método caracterizado por consistir nas etapas de: posicionar um sensor acústico em uma localização próxima à articulação, fazer com que a articulação seja movimentada, receber um sinal do sensor acústico durante o movimento da articulação, analisar o sinal para identificar um atributo que é associado com um estado de saúde da articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.

9. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 8, caracterizado por a etapa de analisar o sinal consistir em: calcular um tempo de subida e uma magnitude do sinal, comparar o tempo de subida com um primeiro limiar e a magnitude com um segundo limiar, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando o tempo de subida excede o primeiro limiar e a magnitude excede o segundo limiar.

10. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 8, caracterizado por a etapa de analisar o sinal ser realizada apenas quando o sinal consistir em uma frequência primária em uma banda predeterminada.

11. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 10, caracterizado por a banda predeterminada ser associada com o implante.

12. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 8, caracterizado por a etapa de analisar o sinal consistir em: calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular uma primeira potência parcial da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, comparar a primeira potência parcial com um primeiro limiar, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando a primeira potência parcial excede o primeiro limiar.

13. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 12, caracterizado por a banda predeterminada incluir uma frequência ressonante associada com o implante.

14. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 8, caracterizado por a etapa de analisar o sinal consiste em: calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular uma primeira potência parcial da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, calcular uma segunda potência parcial da PSD em uma segunda banda de frequência predeterminada, e comparar a primeira potência parcial com a segunda potência parcial.

15. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 14, caracterizado por a etapa de comparar consistir em: calcular uma razão da primeira potência parcial para a segunda potência parcial, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo quando a razão excede um limiar.

16. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 14, caracterizado por a etapa de comparar consistir em: calcular uma diferença entre a primeira potência parcial e a segunda potência parcial, e determinar que o sinal é indicativo de um implante frouxo é frouxo quando a diferença excede um limiar.

17. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 8, caracterizado por a etapa de analisar o sinal consistir em: calcular uma densidade espectral de potência (PSD) do sinal, calcular um primeiro valor máximo da PSD em uma primeira banda de frequência predeterminada, calcular um segundo valor máximo da PSD em uma segunda banda de frequência predeterminada, e comparar o primeiro valor máximo com o segundo valor máximo.

18. “MÉTODO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, de acordo com a reivindicação número 8, caracterizado por a etapa de prover uma indicação de saúde relacionada à articulação consistir em: avaliar o número total de eventos acústicos indicativos de um implante frouxo para determinar uma indicação de diagnóstico de um implante frouxo.

19. “APARELHO PARA IDENTIFICAR UM IMPLANTE FROUXO EM UMA ARTICULAÇÃO”, o aparelho caracterizado por consistir de: uma pluralidade de sensores acústicos (202) configurados para serem colocados em contato com a pele de um paciente em uma respectiva pluralidade de localizações em torno da articulação, um processador (204) configurado para receber sinais dos sensores acústicos durante o movimento da articulação, em que o processador (204) é configurado para: identificar sinais de dois ou mais da pluralidade de sensores acústicos (202) que correspondem a um evento acústico comum, comparar um atributo dos sinais, identificar uma posição do evento acústico na articulação, e prover uma indicação de saúde relacionada à articulação.