BR112020014129A2 - unidade de bateria substituível para ferramenta eletromecânica cirúrgica - Google Patents

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Abstract

a presente invenção se refere a uma unidade de bateria substituível para uma ferramenta eletromecânica cirúrgica e um método de operação de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica incluindo a unidade de bateria substituível. a unidade de bateria substituível inclui um compartimento contendo uma ou mais células de bateria, uma unidade sensora de movimento e um controlador. o controlador tem por finalidade determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento, um movimento repentino da unidade de bateria substituível indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica. o controlador também tem por finalidade, em resposta à determinação, desconectar energia da unidade de bateria substituível para a ferramenta eletromecânica cirúrgica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "UNIDA- DE DE BATERIA SUBSTITUÍVEL PARA FERRAMENTA ELETRO- MECÂNICA CIRÚRGICA".
CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção se refere a uma unidade de bateria substituível para uma ferramenta eletromecânica cirúrgica. A presente invenção também se refere a um kit cirúrgico que inclui a unidade de bateria substituível ou uma ferramenta eletromecânica cirúrgica inclu- indo a unidade de bateria substituível. A presente invenção se refere adicionalmente a um método de operação de uma ferramenta eletro- mecânica cirúrgica incluindo a unidade de bateria substituível.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0002] Cirurgiões que usam ferramentas eletromecânicas cirúrgi- cas podem ser lesionados em função da tensão mecânica no pulso causada pelo contragolpe durante os procedimentos como afastadores acetabulares. É conhecida a inclusão de limitadores de torque no inte- rior da ferramenta eletromecânica, mas eles podem prejudicar o fluxo de trabalho cirúrgico e, portanto, tendem a ser anulados pelo usuário.
[0003] O documento US 2014/0166323 A1 descreve um aparelho e métodos para proteger um operador de movimentos repentinos, inesperados ou perigosos das ferramentas manuais equipadas com motor e similares. Um conjunto de parâmetros para o funcionamento seguro da ferramenta é fornecido, cujos parâmetros podem ser ajusta- dos ou selecionados com base na maneira pela qual a ferramenta está sendo operada. A ferramenta eletromecânica é equipada com senso- res incluindo um acelerômetro, operando para detectar a aceleração da ferramenta em uma pluralidade de eixos durante o funcionamento. A saída do acelerômetro é acoplada a um circuito de computação que determina se a aceleração da ferramenta está dentro dos parâmetros de funcionamento seguro. Quando a aceleração da ferramenta excede um ou mais dos parâmetros de funcionamento de segurança, a ener- gia para o motor da ferramenta é limitada ou, de outra forma, ajustada a fim de evitar ou reduzir o movimento da ferramenta protegendo as- sim o operador.
[0004] O documento US 5.984.020 descreve uma ferramenta in- cluindo um elemento responsivo à inércia. A ferramenta eletromecâni- ca compreende um compartimento, um motor suportado pelo compar- timento e adaptado para ser conectado a uma fonte de energia, um elemento de saída suportado pelo compartimento e seletivamente acoplado ao motor, sendo que o motor confere movimento ao elemen- to de saída, e um elemento responsivo à inércia para desconectar o elemento de saída da fonte de energia se o movimento do comparti- mento for maior que um limite predeterminado. A ferramenta eletrome- cânica pode ser uma ferramenta eletromecânica portátil que tem uma empunhadura, e o elemento responsivo à inércia que desconecta o elemento de saída da fonte de energia deve mover a empunhadura a uma taxa maior que uma taxa predeterminada. A ferramenta eletrome- cânica pode ser uma ferramenta eletromecânica estacionária, como uma broca ortopédica. O compartimento da ferramenta eletromecânica estacionária inclui uma base para suportar a ferramenta eletromecâni- ca estacionária sobre a peça de trabalho. A base é seletivamente co- nectável à peça de trabalho de modo que, quando a base está conec- tada à peça de trabalho, o compartimento está substancialmente esta- cionário em relação à peça de trabalho. O elemento responsivo à inér- cia desconecta o elemento de saída da fonte de energia quando o compartimento se move em relação à peça de trabalho a uma taxa maior que uma taxa predeterminada.
[0005] O documento US 2011/0114345 A1 descreve um dispositi- vo de ferramenta eletromecânica portátil, tendo ao menos um meca- nismo de segurança, que intervém em uma situação de bloqueio não controlada, e que tem uma unidade sensora. A unidade sensora é for- necida diretamente para detectar ao menos um parâmetro de orienta- ção de uma ferramenta eletromecânica portátil.
[0006] O documento US 2007/0084613 A1 descreve um sistema de controle que é fornecido para uso em uma ferramenta eletromecâ- nica. O sistema de controle inclui: um sensor de taxa rotacional com uma massa ressonante e um controlador conectado eletricamente ao sensor de taxa rotacional. O sensor de taxa rotacional detecta o deslo- camento lateral da massa ressonante e gera um sinal indicativo do deslocamento lateral detectado, de modo que o deslocamento lateral seja diretamente proporcional à velocidade de rotação na qual a fer- ramenta elétrica gira em torno de um eixo geométrico do eixo de acio- namento giratório. Com base na recepção de um sinal gerado, o con- trolador inicia uma operação protetora para evitar rotação indesejável adicional da ferramenta eletromecânica. O controlador pode optar por reduzir o torque aplicado ao eixo de acionamento a um valor diferente de zero que permite ao operador recuperar o controle da ferramenta.
[0007] O documento EP 2 205 395 B1 descreve uma ferramenta eletromecânica incluindo um compartimento e um conjunto de motor no compartimento. O conjunto de motor pode incluir um membro de saída e um motor para transladar o membro de saída. Um sensor de contragolpe pode amostrar períodos sucessivos de corrente através do motor e produzir uma saída em resposta ao mesmo. Um dispositivo de controle anti-contragolpe pode remover energia do membro de saída em resposta à saída do sensor de contragolpe. Uma chave pode ter um primeiro ajuste e um segundo ajuste. A primeira configuração pode corresponder a uma primeira condição de operação do dispositivo de controle anti-contragolpe. A segunda configuração pode corresponder a uma segunda condição operacional do dispositivo de controle anti- contragolpe.
[0008] O documento US 2014/0321930 A1 descreve uma unidade operacional de ferramenta manual que inclui ao menos um membro operacional e uma unidade operacional eletrônica que tem um sensor de posição configurado para determinar uma posição do membro ope- racional. A unidade operacional de ferramenta manual inclui adicio- nalmente ao menos um sensor adicional que é configurado para de- terminar ao menos uma característica variável.
[0009] O documento US 6.479.958 B1 descreve que um rápido aumento na corrente do motor (di/dt acima de um limite predetermina- do) faz com que um sistema de controle de motor entre em operação em modo de pulso na qual a corrente do motor é pulsada ligada e des- ligada rapidamente para desalojar a obstrução da peça de trabalho ou condição de ligação que poderiam, de outro modo, levar a uma parada do motor. Quando a obstrução ou ligação da peça de trabalho tiver si- do resolvida, o motor continuará o funcionamento normal.
[0010] O documento US 2013/0105189 A1 descreve uma ferra- menta eletromecânica que inclui um compartimento, um motor dispos- to no compartimento, uma transmissão disposta no compartimento e acoplada ao motor, um atuador de extremidade de saída acoplado à transmissão, um circuito de controle para controlar a aplicação de energia a partir de uma fonte de energia para o motor, e uma embrea- gem eletrônica de detecção de força, incluindo um sensor de força acoplado a um elemento substancialmente estacionário da transmis- são. O sensor de força detecta um torque de reação transmitido do atuador de extremidade a ao menos uma porção da transmissão. O sensor está configurado para gerar um primeiro sinal eletrônico cor- respondente a uma quantidade do torque de reação. O circuito de con- trole compara o primeiro sinal eletrônico com um segundo sinal eletrô- nico correspondente a um valor de torque limite desejado, e inicia uma operação de proteção quando um valor do primeiro sinal eletrônico in-
dica que o torque de reação excedeu o valor de torque limite desejado.
[0011] O documento US 4.871.033 A descreve que, em uma fer- ramenta manual acionada por motor, como uma broca, uma massa inerte é suportada giratoriamente em um compartimento e é conectada ao compartimento por uma mola que envolve um eixo de acionamento acionado montado no compartimento. O eixo de acionamento aciona- do é disposto para girar uma broca presa ao eixo de acionamento. Se o eixo de acionamento acionado é impedido de girar e o compartimen- to gira em relação ao eixo de acionamento, a mola se aperta em torno e prende o eixo de acionamento acionado que exerce um torque de frenagem sobre ele. O torque de frenagem reduz o torque de reação necessário ao operador da ferramenta e produz uma liberação mais rápida de uma embreagem de sobrecarga que atua no eixo de acio- namento acionado. A embreagem de sobrecarga é formada por um colar, uma roda de engrenagem, uma mola de copo e uma porca de anel ajustável, todas localizadas sobre o eixo de acionamento aciona- do.
[0012] O documento EP 2 612 733 A2 descreve uma ferramenta que tem um motor elétrico para acionamento rotacional de um elemen- to acionado a ser acionado, isto é, broca. Um bloco de frenagem é usado para frear o motor e uma unidade de detecção, isto é, o sensor giroscópico detecta o acionamento rotacional da ferramenta para con- trolar o bloco de frenagem do motor. O motor inclui um contator, isto é, um contator eletromecânico disposto para isolar o motor de suprimento elétrico e para transformar o motor em gerador de corrente cuja cor- rente é reinjetada em polaridade invertida do motor.
[0013] O documento US 2013/096539 A1 descreve um dispositivo portátil que inclui um instrumento eletrônico e uma fonte de alimenta- ção capacitiva para armazenar e fornecer energia para o instrumento eletrônico. A fonte de alimentação capacitiva inclui ao menos um ca-
pacitor e um circuito eletrônico que tem por finalidade impulsionar a tensão do capacitor para uma tensão mais alta para uso pelo instru- mento eletrônico. A fonte de alimentação capacitiva pode ser rapida- mente recarregada. Algumas configurações incluem um acelerômetro que permite que o dispositivo portátil detecte o movimento e execute várias operações em resposta ao movimento detectado. Uma estação de carregamento duplo também é divulgada.
[0014] O documento US 2017/202607 A1 descreve um instrumen- to cirúrgico que compreende um controlador configurado para controlar a aplicação de energia de RF ou ultrassônica em um baixo nível quan- do o deslocamento ou a intensidade de um botão estiverem acima de um primeiro limite, mas abaixo de um segundo limite maior que o pri- meiro limite, e para controlar a aplicação de energia de RF ou ultras- sônica em um alto nível quando o deslocamento ou a intensidade ex- cederem o segundo limite. É também descrito um instrumento cirúrgico que compreende um primeiro sensor configurado para medir uma ca- racterística do tecido em um primeiro local, um segundo sensor confi- gurado para medir a característica de tecido em um segundo local, e um controlador configurado para, com base ao menos parcialmente na característica do tecido medida no primeiro local e no segundo local, controlar a aplicação de energia de RF ou ultrassônica.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0015] Os aspectos da invenção são estabelecidos nas reivindica- ções independentes e dependentes em anexo. Combinações das ca- racterísticas das reivindicações dependentes podem ser combinadas com as características das reivindicações independentes, conforme for adequado, e não meramente conforme é explicitamente definido nas reivindicações.
[0016] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecida uma unidade de bateria substituível para uma ferramenta eletromecânica cirúrgica, sendo que a unidade de bateria substituível compreende um compartimento contendo: uma ou mais células de bateria; uma unidade sensora de movimento; e um controlador que tem por finalidade: determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento, um movimento repentino da unidade de bateria substituí- vel indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecâã- nica cirúrgica; e em resposta à determinação, desconectar energia da unidade de bateria substituível para a ferramenta eletromecânica ci- rúrgica.
[0017] A inclusão de uma unidade sensora de movimento e de um controlador em uma unidade de bateria substituível por uma ferramen- ta elétrica cirúrgica pode permitir que os contragolpes sejam detecta- dos de uma maneira que permita que as ferramentas eletromecânicas cirúrgicas existentes sejam fornecidas retrospectivamente com prote- ção contra eventos de contragolpe. Outro benefício de incluir a unida- de sensora de movimento e o controlador em uma unidade de bateria substituível para uma ferramenta eletromecânica cirúrgica é que qual- quer componente eletrônico que forma esses recursos não precisa ser esterilizado. A unidade de bateria substituível que contém esses recur- sos pode simplesmente ser carregada na ferramenta eletromecânica cirúrgica antes do procedimento cirúrgico com o uso de transferência asséptica.
[0018] Um contragolpe em uma ferramenta eletromecânica cirúrgi- ca pode resultar em um movimento repentino da ferramenta eletrome- cânica, mas também pode levar a uma alteração no fluxo de corrente para um motor da ferramenta cirúrgica. Por exemplo, esta alteração no fluxo de corrente pode ser associada a uma alteração no torque apli-
cado pelo motor à medida que um instrumento, como um afastador rotacional fixado à ferramenta eletromecânica cava e se prende sobre uma superfície do osso. A unidade de bateria substituível pode incluir adicionalmente um sensor de corrente para detectar um fluxo de cor- rente para um motor da ferramenta eletromecânica cirúrgica. O contro- lador pode adicionalmente ter por finalidade determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento e de uma saída do sen- sor de corrente, se um movimento repentino da unidade de bateria substituível é indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica. Dessa forma, o controlador pode discriminar entre um contragolpe real e um falso positivo associado aos movimen- tos da ferramenta eletromecânica que não são o resultado de um con- tragolpe. Por exemplo, o controlador pode ter por finalidade determi- nar, a partir de um aumento na corrente detectada pelo sensor de cor- rente, que um movimento repentino e simultâneo da unidade de bate- ria substituível detectado pela unidade sensora de movimento é indica- tivo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúr- gica. O aumento na corrente pode ser associado à alteração mencio- nada acima no torque aplicado pelo motor.
[0019] A unidade sensora de movimento compreende ao menos um dentre: um giroscópio; um acelerômetro; ou um magnetômetro.
[0020] A unidade sensora de movimento pode ser uma unidade de medição inercial (UMI).
[0021] Em uma modalidade, a unidade de bateria substituível pode incluir um freio para enrolamentos de curto-circuito de um motor da ferramenta eletromecânica cirúrgica em resposta à referida determina- ção de um movimento repentino da unidade substituível da bateria in-
dicativo de um evento de contragolpe da ferramenta. Isso pode permi- tir uma frenagem rápida do motor.
[0022] Em uma modalidade, o movimento repentino da unidade de bateria substituível pode ser um movimento giratório. O movimento giratório pode, por exemplo, estar associado a um afastador acetabu- lar que captura uma superfície interna de um acetábulo, fazendo com que a ferramenta eletromecânica cirúrgica realize o contragolpe giran- do repentinamente ao redor de um eixo geométrico rotacional do afas- tador.
[0023] Em uma modalidade, o movimento repentino da unidade de bateria substituível pode ser um movimento linear.
[0024] A uma ou mais células de bateria podem ser recarregáveis.
[0025] De acordo com um outro aspecto da invenção, é fornecida uma ferramenta eletromecânica cirúrgica que inclui uma unidade de bateria substituível do tipo descrito acima.
[0026] A ferramenta eletromecânica cirúrgica pode incluir uma porção de corpo. A ferramenta eletromecânica cirúrgica pode incluir também uma empunhadura que se estende para fora a partir da por- ção de corpo. A unidade de bateria substituível pode ser fixada ou re- cebida ao menos parcialmente no interior da empunhadura. Mediante a localização da bateria que tem a unidade sensora de movimento so- bre ou na empunhadura, a unidade sensora de movimento pode ser situada perto da mão do cirurgião, para detecção melhorada de movi- mentos repentinos que podem lesionar o cirurgião.
[0027] A unidade de bateria substituível pode ser fixada ou recebi- da ao menos parcialmente dentro de uma extremidade da empunhadu- ra distal em relação à porção de corpo. Em um local distal em relação à porção de corpo, a unidade de bateria substituível que inclui a uni- dade sensora de movimento pode ser melhor colocada para detectar movimentos repentinos, particularmente aqueles associados a rota-
ções repentinas da porção de corpo.
[0028] A ferramenta eletromecânica cirúrgica pode ser uma ferra- menta de energia rotacional, por exemplo, uma broca ou dispositivo para aplicar torque a um afastador giratório.
[0029] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é forne- cido um kit cirúrgico. O kit cirúrgico pode incluir uma ou mais unidades de bateria substituível do tipo descrito acima. O Kkit cirúrgico pode inclu- ir também uma ou mais ferramentas eletromecânicas cirúrgicas confi- guradas para receber a uma ou mais unidades de bateria substituíveis.
[0030] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um kit cirúrgico que inclui ao menos uma ferramenta eletromecânica cirúr- gica do tipo descrito acima.
[0031] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é forne- cido um método que compreende: operar uma ferramenta eletromecânica cirúrgica do tipo descrito acima; e durante o funcionamento da ferramenta eletromecânica ci- rúrgica, o controlador: determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento, um movimento repentino da unidade de bateria substituí- vel indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecâã- nica cirúrgica; e em resposta à determinação, desconectar energia da uni- dade de bateria substituível para a ferramenta eletromecânica cirúrgi- ca.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0032] As modalidades da presente invenção serão descritas mais adiante neste documento, somente a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, em que os sinais de referência semelhantes referem-se a elementos semelhantes, e em que:
[0033] a Figura 1 mostra uma ferramenta eletromecânica cirúrgica incluindo uma unidade de bateria substituível de acordo com uma mo- dalidade desta invenção;
[0034] a Figura 2 mostra um esquema dos componentes funcio- nais de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica e uma unidade de bateria substituível de acordo com uma modalidade desta invenção;
[0035] a Figura 3 ilustra esquematicamente movimentos de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica que podem ser detectados por uma unidade sensora de movimento de uma unidade de bateria substi- tuível de acordo com uma modalidade desta invenção; e
[0036] a Figura 4 mostra um método de acordo com uma modali- dade desta invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0037] As modalidades da presente invenção são descritas a se- guir com referência aos desenhos em anexo.
[0038] A Figura 1 mostra uma ferramenta eletromecânica cirúrgica incluindo uma unidade de bateria substituível 50 de acordo com uma modalidade desta invenção. A ferramenta eletromecânica cirúrgi- ca 10 inclui uma porção de corpo 2. A ferramenta eletromecânica ci- rúrgica 10 poder incluir também uma empunhadura 4, com a qual um cirurgião pode segurar a ferramenta eletromecânica cirúrgica 10. À empunhadura 4 pode se estender para fora a partir da porção de corpo
2. A ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 pode também incluir um mandril 8. O mandril 8 pode incluir recursos de fixação para a fixação de instrumentos cirúrgicos como afastadores (por exemplo, afastado- res rotacionais para uso no afastamento do acetábulo de um paciente ou afastadores para afastar uma cabeça femoral para um implante de recobrimento), brocas cirúrgicas, pinos, pinos roscados, rebarbas e similares, à ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0039] A ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 inclui também um motor 6, que é alimentado pela unidade de bateria substituível 50 a ser descrita a seguir. O motor 6 pode ter por finalidade aplicar torque a um eixo de acionamento 18, que por sua vez pode ser conectado ao man- dril 8. A ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 pode incluir adicional- mente um controlador de motor 14. O controlador de motor 14 pode controlar o funcionamento do motor 6. Por exemplo, a ferramenta ele- tromecânica cirúrgica 10 pode incluir um botão 12 para operar a ferra- menta eletromecânica cirúrgica 10. O controlador do motor 14 pode ter por finalidade ligar o motor 6 quando o mesmo detecta que o botão 12 foi pressionado. O botão 12 pode estar situado na empunhadura 4 pa- ra permitir que a mesma seja convenientemente pressionada por um dedo da mão do cirurgião que prende a empunhadura 4.
[0040] A porção de corpo 2 e a empunhadura 4 da ferramenta ele- tromecânica cirúrgica 10 pode compreender um compartimento exter- no que contém e protege o motor 6, o eixo de acionamento 18 e o con- trolador de motor 14. O compartimento externo pode compreender, por exemplo, um material plástico.
[0041] A Figura 1 também mostra uma unidade de bateria substitu- ível 50. A unidade de bateria substituível 50 pode ser fixada ou recebi- da ao menos parcialmente dentro do compartimento da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0042] Nessa modalidade, a unidade de bateria substituível 50 é fixada a uma extremidade da empunhadura 4 distal à porção de corpo
2. Contempla-se também que a unidade de bateria substituível 50 po- de ser recebida ao menos parcialmente dentro (por exemplo, a extre- midade distal) da empunhadura 4. É adicionalmente contemplado que a unidade de bateria substituível 50 pode ser fornecida em um com- partimento situado dentro da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 (por exemplo, na empunhadura 4). O compartimento pode incluir uma porta para acessar e substituir a unidade de bateria substituível 50.
[0043] A ferramenta eletromecânica cirúrgica e a unidade de bate- ria substituível 50 podem ser fornecidas com os recursos de conexão correspondentes para fixar a unidade de bateria substituível 50 à fer- ramenta eletromecânica cirúrgica 10. Os recursos de conexão corres- pondentes podem incluir características para completar uma conexão elétrica entre a ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 e a unidade de bateria substituível 50, de modo que a unidade de bateria substituível 50 possa suprir energia elétrica ao motor 6. Os recursos de conexão correspondentes podem também incluir um mecanismo de liberação, como uma trava operada por um botão, para permitir que a unidade de bateria substituível 50 seja separada da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0044] Neste exemplo, a unidade de bateria substituível 50 tem um compartimento 52, que pode conter e fornecer proteção aos recursos da unidade de bateria substituível 50 a ser descrita a seguir. Conforme observado anteriormente, um benefício de incluir recursos como uma unidade sensora de movimento e um controlador do tipo descrito na presente invenção em uma unidade de bateria substituível 50 é que quaisquer componentes eletrônicos que formam esses recursos não precisam ser esterilizados (por exemplo devido à proteção para estes recursos fornecidos pelo compartimento 52). A unidade de bateria substituível 50 que contém esses recursos pode simplesmente ser car- regada na ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 antes do procedi- mento cirúrgico com o uso de transferência asséptica. O compartimen- to 52 pode, por exemplo, compreender um material plástico.
[0045] A Figura 2 mostra um esquema dos componentes funcio- nais de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 e uma unidade de bateria substituível 50 de acordo com uma modalidade desta invenção.
[0046] Conforme observado acima, a ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 pode incluir um motor 6. O motor 6 é conectado a um con-
trolador de motor 14. Os recursos da unidade de bateria substituível 50 nesta modalidade serão agora descritos.
[0047] A unidade de bateria substituível 50 inclui uma ou mais cé- lulas de bateria 62. As células de bateria 62 podem ser recarregáveis. As células de bateria 6 podem ser de qualquer tipo adequado, por exemplo, níquel-cádmio (NiCd), hidreto metálico de níquel (NiMH), íon de lítio (íon Li), polímero de íon de lítio (polímero de íons de lítio) ou fosfato de ferro-lítio (LiFeEPO4/LFP).
[0048] A unidade de bateria substituível 50 inclui também uma unidade sensora de movimento 70. A unidade sensora de movimento 70 pode incluir um ou mais dos seguintes: um giroscópio; um acelerô- metro; ou um magnetômetro. O giroscópio pode ser um giroscópio 1D, 2D ou 3D. O acelerômetro pode ser um acelerômetro 1D, 2D ou 3D. O magnetômetro pode ser um magnetômetro 1D, 2D ou 3D. É previsto que a unidade sensora de movimento 70 pode incluir combinações destes tipos de sensor. É previsto que a unidade sensora de movimen- to 70 pode ser uma unidade de medição inercial (UMI).
[0049] A unidade sensora de movimento 70 pode ser usada para detectar movimentos da unidade de bateria substituível 50. Um movi- mento repentino da unidade de bateria substituível 50 pode ser indica- tivo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúr- gica 10. A unidade sensora de movimento 70 pode ser configurada (por exemplo, orientada dentro da unidade de bateria substituível 50 de modo a detectar movimentos da unidade de bateria substituível 50 nas direções, ou (no caso de movimentos giratórios) em torno dos ei- xos geométricos que seriam normalmente associados a um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0050] A Figura 3 ilustra esquematicamente movimentos de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 que pode ser detectada por uma unidade sensora de movimento 70 de uma unidade de bateria substituível 50 de acordo com uma modalidade desta invenção. Na Figura 3, é assumido que a ferramenta eletromecânica cirúrgica está localizada no centro das coordenadas cartesianas, com o eixo geomé- trico rotacional do eixo de acionamento 18 orientado ao longo do eixo geométrico x. Também é assumido que a unidade sensora de movi- mento 70 da unidade de bateria substituível 50 está situada na posição
92. Por exemplo, a unidade de bateria substituível 50 pode ser fixada ou recebida ao menos parcialmente dentro da empunhadura 4, con- forme descrito acima, sendo que a empunhadura se estende ao longo da direção z negativa.
[0051] Durante um evento de contragolpe, um instrumento cirúrgi- co como um afastador ou broca fixada ao mandril 8 pode cavar e prender uma superfície do osso do paciente. Isso pode fazer com que a ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 comece a girar em torno do eixo geométrico rotacional do eixo de acionamento 18 (com o eixo ge- ométrico x neste exemplo), conforme ilustrado pela seta na Figura 3 identificada com 90. Na posição 92 isso pode fazer com que a unidade sensora de movimento 70 comece a se mover em um arco que se cur- va para cima na direção do plano x-y, conforme indicado pela seta identificada com 94 na Figura 3. A direção do movimento da unidade sensora de movimento 70 (ou seja, no sentido da direção positiva y ou da direção negativa y) depende da direção de rotação do eixo de acio- namento 18 antes do evento de contragolpe.
[0052] Para pequenos movimentos, ou para os locais 92 que estão suficientemente na direção oposta ao eixo geométrico de rotação do eixo de acionamento 18 (o eixo geométrico x neste exemplo), o movi- mento da unidade sensora de movimento 70 pode ser aproximado pa- ra ser linear (conforme indicado pela seta identificada com 96 na Figu- ra 3 rotulados). A unidade sensora de movimento 70 pode incluir dis- positivos sensores para detecção de movimentos giratórios e/ou linea-
res.
[0053] Para detecção eficiente de movimentos pela unidade sen- sora de movimento 70, recursos da mesma, como um giroscópio, ace- lerômetro e/ou magnetômetro, podem ser orientados dentro da unida- de de bateria substituível 50, de modo que seus eixos/eixos geométri- cos naturais para detecção de movimento sejam alinhados de acordo com o movimento previsto da unidade de bateria substituível 50 em um evento de contragolpe. Por exemplo, no caso de um giroscópio 1D/2D/3D, um eixo geométrico do giroscópio pode ser alinhado em paralelo a um eixo geométrico de rotação da ferramenta eletromecâni- ca cirúrgica 10 (por exemplo, o eixo geométrico de rotação do eixo de acionamento 18 conforme descrito anteriormente). No exemplo da Fi- gura 3, um eixo geométrico de um giroscópio 1D/2D/3D pode ser ali- nhado em paralelo com o eixo geométrico x.
[0054] Retornando à Figura 2, a unidade de bateria substituível 50 inclui adicionalmente um controlador 60. O controlador 60 é conectado à unidade sensora de movimento 70. O controlador 60 pode ter por finalidade monitorar uma saída da unidade sensora de movimento 70 para determinar a partir daí a detecção de um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50. Para distinguir movimentos normais da unidade de bateria substituível 50 de movimentos repentinos que podem estar associados a um evento de contragolpe, o controlador 60 pode ser capaz de aplicar certos algoritmos aos dados emitidos pela unidade sensora de movimento 70. Estes algoritmos podem, por exemplo, envolver a comparação dos dados de saída com certos valo- res de limite. No caso em que estes valores de limite são atingidos ou excedidos, o controlador 60 pode concluir que um evento de contra- golpe está ocorrendo.
[0055] Nas modalidades nas quais a unidade sensora de movi- mento 70 inclui mais de um tipo de dispositivo de detecção (por exem-
plo, um giroscópio mais um acelerômetro, um giroscópio mais um magnetômetro, um acelerômetro mais um magnetômetro, ou um giros- cópio mais um acelerômetro mais um magnetômetro), o controlador 60 pode ter por finalidade comparar os dados recebidos de cada um. Des- ta forma, falsos positivos podem ser reduzidos (por exemplo, um even- to de contragolpe pode apenas ser determinado se os dados de todos, ou de uma maioria, dos dispositivos de detecção da unidade sensora de movimento 70 são indicativos de um movimento repentino). Con- forme será descrito abaixo, o controlador 60 pode também ter por fina- lidade considerar outros fatores, como a corrente que flui para o motor 6, ao se determinar se um evento de contragolpe está ocorrendo.
[0056] O controlador 60 tem por finalidade, mediante a determina- ção de que uma saída da unidade sensora de movimento 70 é consis- tente com um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 que é indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta ele- tromecânica cirúrgica 10, desconectar energia da unidade de bateria substituível para a ferramenta eletromecânica cirúrgica 10. A inclusão de uma unidade sensora de movimento 70 e de um controlador 60 em uma unidade de bateria substituível 50 por uma ferramenta elétrica cirúrgica pode permitir que os contragolpes sejam detectados de uma maneira que permita que as ferramentas eletromecânicas cirúrgicas existentes sejam fornecidas retrospectivamente com proteção contra eventos de contragolpe. Além disso, nas modalidades nas quais a uni- dade de bateria substituível 50 é fixada ou ao menos parcialmente re- cebida dentro de uma extremidade da ferramenta eletromecânica ci- rúrgica 10, a unidade sensora de movimento 70 pode ser posicionada na direção oposta ao eixo geométrico rotacional do eixo de aciona- mento 18. Isso pode melhorar a sensibilidade da unidade sensora de movimento 70 para detectar eventos de contragolpe causando movi- mentos repentinos da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 em torno do eixo geométrico rotacional do eixo de acionamento 18. Por exem- plo, conforme descrito em relação à Figura 1, a unidade de bateria substituível 50 pode ser fixada ou ao menos parcialmente recebida dentro de uma extremidade da empunhadura 4 distal à porção de cor- po 2 que contém o motor 6 e o eixo de acionamento 18. Nessa posi- ção, a unidade sensora de movimento 70 pode ser idealmente coloca- da para detectar movimentos repentinos da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 em torno do eixo geométrico rotacional do eixo de acio- namento 18, permitindo também a instalação conveniente da unidade de bateria substituível 50 na empunhadura ou sobre a empunhadura 4. É também observado que mediante a localização da unidade de bate- ria substituível 50 que tem a unidade sensora de movimento sobre ou na empunhadura, a unidade sensora de movimento pode ser situada perto da mão do cirurgião, para detecção melhorada de movimentos repentinos que podem lesionar o cirurgião.
[0057] A unidade de bateria substituível 50 pode também incluir uma chave de alimentação 66 como um transistor. O controlador 60 pode ser conectado a um terminal de controle da chave de alimenta- ção 66. O controlador 60 pode ter por finalidade usar a chave de ali- mentação 66 para conectar e (por exemplo, durante um evento de contragolpe conforme descrito na presente invenção) desconectar energia proveniente da unidade de bateria substituível 50 à ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0058] A unidade de bateria substituível 50 pode também incluir uma unidade de fonte de alimentação 68. A unidade de fonte de ali- mentação 68 pode extrair energia de uma ou mais células de bateria 62 para alimentar os outros componentes da unidade de bateria subs- tituível 50, como o controlador 60 e a unidade sensora de movimento
70. A unidade de fonte de alimentação 68 pode compreender um con- versor de tensão. A unidade de fonte de alimentação 68 pode ter um baixo consumo de energia em modo de espera (>1 uA). Em uma mo- dalidade, a unidade de fonte de alimentação 68 pode ter uma função de ativação que detecta a conexão/inserção da unidade de bateria substituível 50 para/em uma ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 e energiza o controlador 60 e, opcionalmente, também outros compo- nentes, como a unidade de sensor de movimento 70. Em uma modali- dade, o controlador 60 pode ter por finalidade desligar a unidade de bateria substituível 50 (por exemplo, quando a remoção da unidade de bateria substituível 50 a partir da ferramenta eletromecânica cirúrgica é detectada, ou quando uma condição fora do tempo é satisfeita (isto é, na qual é determinado que a ferramenta eletromecânica cirúr- gica 10 não foi usada por algum tempo)).
[0059] Conforme descrito na presente invenção, uma um contra- golpe na ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 pode resultar em um movimento repentino da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10. No entanto, um contragolpe pode também resultar em alterações no fluxo de corrente para o motor 6. Isso pode estar associado a uma alteração no torque aplicado pelo motor 6 como um instrumento, como um afas- tador rotacional fixado à ferramenta eletromecânica cirúrgica 10, que cava e prende na superfície do osso. De acordo com uma modalidade da presente invenção, essas alterações na corrente podem ser detec- tadas e usadas como outros indicadores de que um evento de contra- golpe está ocorrendo.
[0060] Conforme mostrado na Figura 2, a unidade de bateria subs- tituível 50 pode incluir adicionalmente um sensor de corrente 64. O controlador 60 pode ser conectado ao sensor de corrente 64, para re- ceber uma saída do sensor de corrente 64 indicativa do fluxo de cor- rente para o motor 6 da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10. O controlador 60 pode ter por finalidade determinar, a partir da saída da unidade sensora de movimento 70 e da saída do sensor de corrente
64, se um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 é indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0061] Dessa forma, o controlador pode discriminar entre uma um contragolpe real e um falso positivo associado aos movimentos da fer- ramenta eletromecânica cirúrgica 10 que não são o resultado de um contragolpe. Por exemplo, o controlador 60 pode ter por finalidade de- terminar que um movimento repentino da unidade de bateria substituí- vel 50 não está associado a um evento de contragolpe se não houver alteração contemporânea na saída do sensor de corrente 64.
[0062] Em uma modalidade, um aumento na corrente ao motor 6 detectado pelo sensor de corrente 64, simultâneo com um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 detectado pela unidade de sensor de movimento 70 pode ser interpretado pelo controlador 60 como sendo indicativo de um evento de contragolpe verdadeiro. O aumento na corrente em si pode estar associado a um aumento no torque aplicado pelo motor 6 conforme o instrumento cirúrgico cava e se prende sobre uma superfície de osso conforme descrito acima.
[0063] Em uma modalidade, a unidade sensora de movimento 70 pode incluir um giroscópio 1D. O giroscópio pode ser orientado para detectar alterações na velocidade angular ao redor do eixo geométrico de rotação da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 (por exemplo, do eixo geométrico de rotação do eixo de acionamento 18 conforme des- crito anteriormente). Uma unidade de sensor de movimento 70 desse tipo também pode ser usada em conjunto com um sensor de corrente 64 do tipo descrito acima, para permitir ao controlador 60 reduzir falsos positivos, determinando se um movimento repentino da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 é simultâneo com um aumento de corrente no motor 6 associado a um aumento no torque aplicado pelo motor 6.
[0064] Conforme descrito na presente invenção, a unidade senso-
ra de movimento 70 pode incluir recursos operacionais para determi- nar movimentos repentinos da unidade de bateria substituível 50 que tem mais de um componente direcional. Por exemplo, a unidade sen- sora de movimento 70 pode incluir um giroscópio 2D/3D, acelerômetro 2D/3D e/ou magnetômetro 2D/3D conforme descrito em mais detalhes abaixo. Isso pode permitir que a unidade sensora de movimento 70 reduza o número de falsos positivos detectados pela unidade de bate- ria substituível 50 em comparação com as modalidades com o uso, por exemplo, de um giroscópio 1D, acelerômetro 1D ou magnetômetro 1D. Por exemplo, ao usar um giroscópio 2D/3D, um acelerômetro 2D/3D e/ou um magnetômetro 2D/3D pode-se permitir que as correções se- jam feitas para desalinhamentos entre a unidade sensora de movimen- to 70 e o eixo geométrico de rotação da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10. O uso de recursos que têm por finalidade determinar mo- vimentos repentinos da unidade de bateria substituível 50 que tem mais de um componente direcional conforme descrito na presente in- venção pode também permitir a caracterização mais precisa de um evento de propulsão se for conhecido, por exemplo, que uma propul- são geralmente se manifesta como um movimento em relação a mais de um eixo geométrico. A invenção contempla que a funcionalidade descrita na presente invenção (isto é, determinação de movimentos repentinos da unidade de bateria substituível 50 que tem mais de um componente direcional) pode também ser obtida mediante o uso de combinações de mais de um sensor (por exemplo um giroscópio 1D combinado com um acelerômetro 1D/2D/3D).
[0065] Prevê-se que uma etapa de calibração pode ser realizada antes do uso da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10, pela qual as leituras feitas em um sistema de coordenadas da unidade de sensor de movimento 70 podem ser convertidas/resolvidas em um sistema de coordenadas com base no eixo real de rotação da ferramenta eletro-
mecânica cirúrgica 10. Isso pode permitir que o desalinhamento acima mencionado da unidade sensora de movimento 70 em relação ao eixo geométrico de rotação da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 seja corrigido.
[0066] Em uma modalidade, a unidade sensora de movimento 70 pode incluir um giroscópio 3D. O giroscópio 3D pode detectar altera- ções na velocidade angular da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10. Estas alterações podem ser alterações sobre o eixo geométrico normal de rotação da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 (por exemplo, o eixo geométrico de rotação do eixo de acionamento 18 conforme des- crito anteriormente), mas podem também incluir alterações na veloci- dade angular ao redor de outros eixos. Conforme mencionado acima, isso pode permitir que a unidade sensora de movimento 70 reduza o número de falsos positivos detectados pela unidade de bateria substi- tuível 50 e/ou pode permitir a caracterização mais precisa de um even- to de contragolpe em comparação com as modalidades que usam um giroscópio 1D.
[0067] Em uma outra modalidade, a unidade sensora de movimen- to 70 pode incluir um acelerômetro. O acelerômetro pode ser um ace- lerômetro 1D, 2D ou 3D. Em tais modalidades, o controlador 60 pode ter por finalidade determinar um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 a partir do sinal de aceleração fornecido pelo acelerômetro e/ou seu derivado. Em uma modalidade, o controlador 60 pode ter por finalidade aplicar um algoritmo que compara o sinal de aceleração e/ou seu derivado ao perfil de aceleração associado a um evento de contragolpe típico. Também é previsto que em vez de um acelerômetro 1D, 2D ou 3D, um magnetômetro 1D, 2D ou 3D pode ser usado. Uma unidade sensora de movimento 70 incluindo um acelerô- metro 1D, 2D ou 3D ou um magnetômetro 1D, 2D ou 3D pode ser usada em conjunto com um sensor de corrente 64 do tipo descrito acima, para permitir ao controlador 60 reduzir falsos positivos, deter- minando se um movimento repentino da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 é simultâneo com um aumento de corrente no motor 6 as- sociado a um aumento no torque aplicado pelo motor 6.
[0068] Em outra modalidade, a unidade sensora de movimento 70 pode incluir um acelerômetro 3D, um magnetômetro 3D, um giroscópio 3D e um sensor de corrente 64. Prevê-se que, com base na determi- nação de um evento de contragolpe nas saídas de cada dispositivo de sensor 3D da unidade sensora de movimento 70, e combinando-o com a detecção da corrente que flui para o motor 6, que uma detecção ro- busta de contragolpe pode ser alcançada com um baixo número de falsos positivos.
[0069] A unidade de bateria substituível 50 também pode incluir um freio 72 para enrolamentos em curto-circuito do motor 6 da ferra- menta eletromecânica cirúrgica 10 em resposta a uma determinação de que o movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 é indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10). Isso pode permitir uma frenagem rápida do motor 6.
[0070] Em uma modalidade, pode ser fornecido um kit cirúrgico que inclui uma ou mais unidades de bateria substituíveis 50 do tipo aqui descrito. O kit cirúrgico pode incluir também uma ou mais ferra- mentas eletromecânicas cirúrgicas 10 configurado para receber a uma ou mais unidades de bateria substituíveis 50. Em uma modalidade, um kit cirúrgico pode ser fornecido, o qual inclui ao menos uma ferramenta eletromecânica 10 cirúrgica dos tipos aqui descritos, cada ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 tendo uma unidade de bateria substituível 50 instalada.
[0071] A Figura 4 mostra um número de etapas em um método 80 de acordo com uma modalidade desta invenção.
[0072] Em uma primeira etapa 82, o método 80 inclui a operação de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 do tipo descrito acima. A Etapa 82 pode formar uma parte de diferentes tipos de procedimen- tos cirúrgicos. Em um exemplo, a etapa 82 envolve o uso de uma bro- ca cirúrgica fixada à (por exemplo, mandril 8 de) ferramenta eletrome- cânica cirúrgica 10 à broca dentro do osso. Em outro exemplo, a etapa 82 envolve o uso de um afastador giratório fixado (por exemplo, o mandril 8 de) à ferramenta eletromecânica cirúrgica 10 para afastar uma superfície interna de um acetábulo durante o procedimento de substituição de quadril. A etapa 82 pode geralmente envolver a preen- são, pelo cirurgião, (por exemplo, a empunhadura 4) da ferramenta eletromecânica cirúrgica 10, enquanto o motor 6 aplica torque ao ins- trumento cirúrgico que está conectado à ferramenta eletromecânica cirúrgica 10.
[0073] A etapa 84 é executada durante o funcionamento da ferra- menta eletromecânica cirúrgica 10. A Etapa 84 inclui o controlador 60 que determina, a partir de uma saída da unidade sensora de movimen- to 70, um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica. A Etapa 84 pode envolver a aplicação de algoritmos do tipo indicado acima para uma saída da unidade sensora de movimento 70. A Etapa 84 pode também envolver monitoramento de uma saída do sensor de corrente 64 para verificar se um movimento repentino da unidade de bateria substituível 50 indicado pela unidade sensora de movimento 70 é simultâneo com uma alteração na corrente ao motor 6, conforme descrito acima.
[0074] Na Etapa 86, em resposta à determinação de um evento de contragolpe, o controlador desconecta energia proveniente da unidade de bateria substituível 50 para a ferramenta eletromecânica cirúrgica
10. Isso pode envolver a aplicação, pelo controlador 60, de um sinal de controle à chave de alimentação 66 para desconectar a energia. À etapa 86 pode também envolver a operação do freio 72 para rápida frenagem do motor 6.
[0075] Consequentemente, foi descrita uma unidade de bateria substituível para uma ferramenta eletromecânica cirúrgica e um méto- do de operação de uma ferramenta eletromecânica cirúrgica incluindo a unidade de bateria substituível. A unidade de bateria substituível in- clui um compartimento contendo uma ou mais células de bateria, uma unidade sensora de movimento e um controlador. O controlador tem por finalidade determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento, um movimento súbito da unidade de bateria substituível indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúrgica. O controlador tem por finalidade também, em resposta à de- terminação, desconectar energia da unidade de bateria substituível para a ferramenta eletromecânica cirúrgica.
[0076] Embora modalidades específicas da invenção tenham sido descritas, será entendido que muitas modificações/adições e/ou subs- tituições podem ser feitas dentro do escopo da invenção reivindicada.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Unidade de bateria substituível para uma ferramenta ele- tromecânica cirúrgica, caracterizada por a unidade de bateria substitu- ível compreender um compartimento que contém: uma ou mais células de bateria; uma unidade sensora de movimento; e um controlador que tem por finalidade: determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento, um movimento repentino da unidade de bateria substituí- vel indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecâ- nica cirúrgica; e em resposta à dita determinação, desconectar energia da unidade de bateria substituível para a ferramenta eletromecânica ci- rúrgica.
2. Unidade de bateria substituível, de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizada por a unidade de bateria substituível incluir adicionalmente um sensor de corrente para detectar um fluxo de cor- rente para um motor da ferramenta eletromecânica cirúrgica, e sendo que o controlador tem por finalidade, adicionalmente, determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento e de uma saída do sensor de corrente, se um movimento repentino da unidade de ba- teria substituível é indicativo de um evento de contragolpe da ferra- menta eletromecânica cirúrgica.
3. Unidade de bateria substituível, de acordo com a reivin- dicação 2, caracterizada por o controlador ter por finalidade determi- nar, a partir de um aumento na corrente detectada pelo sensor de cor- rente, que um movimento repentino e simultâneo da unidade de bate- ria substituível detectado pela unidade sensora de movimento é indica- tivo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecânica cirúr- gica.
4. Unidade de bateria substituível, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a unidade senso- ra de movimento compreender ao menos um dentre: um giroscópio; um acelerômetro; ou um magnetômetro.
5. Unidade de bateria substituível, de acordo com a reivin- dicação 4, caracterizada por a unidade sensora de movimento com- preender uma unidade de medição inercial (UMI).
6. Unidade de bateria substituível, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender adicionalmente um freio para enrolamentos de curto-circuito de um motor da ferramenta eletromecânica cirúrgica em resposta à dita de- terminação de um movimento repentino da unidade substituível da ba- teria indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletrome- cânica cirúrgica.
7. Unidade de bateria substituível, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o movimento re- pentino da unidade de bateria substituível compreender um movimento giratório.
8. Unidade de bateria substituível, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por a uma ou mais células de bateria serem recarregáveis.
9. Ferramenta eletromecânica cirúrgica caracterizada por incluir uma unidade de bateria substituível conforme definido em qual- quer uma das reivindicações anteriores.
10. Ferramenta eletromecânica cirúrgica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por a ferramenta eletromecânica cirúrgi- ca incluir: uma porção de corpo; e uma empunhadura que se estende para fora da porção de corpo, sendo que a unidade de bateria substituível está fixada ou é recebida ao menos parcialmente no interior da empunhadura.
11. Ferramenta eletromecânica cirúrgica, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por a unidade de bateria substituível ser fixada ou ser recebida ao menos parcialmente dentro de uma ex- tremidade da empunhadura distal à porção de corpo.
12. Ferramenta eletromecânica cirúrgica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada por a ferramen- ta eletromecânica cirúrgica compreender uma ferramenta eletromecâ- nica rotacional.
13. Kit cirúrgico caracterizado por incluir: uma ou mais unidades de bateria substituíveis conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8; e uma ou mais ferramentas eletromecânicas cirúrgicas confi- guradas para receber a dita uma ou mais unidades de bateria substitu- ível.
14. Kit cirúrgico caracterizado por incluir ao menos uma fer- ramenta eletromecânica cirúrgica, como definida em qualquer uma das reivindicações 9 a 12.
15. Método, caracterizado por compreender: operar uma ferramenta eletromecânica cirúrgica como defi- nida em qualquer uma das reivindicações 9 a 12; e durante a dita operação da ferramenta eletromecânica ci- rúrgica, o controlador: determinar, a partir de uma saída da unidade sensora de movimento, um movimento repentino da unidade de bateria substituí- vel indicativo de um evento de contragolpe da ferramenta eletromecâ- nica cirúrgica; e em resposta à dita determinação, desconectar energia da bateria substituível para a unidade de ferramenta eletromecânica ci- rúrgica.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200043426A (ko) * 2017-08-17 2020-04-27 스트리커 코포레이션 킥백 발생 동안 사용자에게 촉각 피드백을 공급하기 위한 휴대형 외과기구 및 방법
SE543978C2 (en) * 2018-02-21 2021-10-12 Lantern Holdings Llc High-precision abnormal motion detection for power tools
DE102019121121A1 (de) * 2019-08-05 2021-02-11 Aesculap Ag Medizinische Antriebseinheit der Handheld-Bauart mit Sensoreinrichtung und Kick-Back-Control
US11845173B2 (en) 2020-10-16 2023-12-19 Milwaukee Electric Tool Corporation Anti bind-up control for power tools
CN112615097B (zh) * 2020-12-29 2023-04-11 中船重工中南装备有限责任公司 一种多电池安装更换机构
CN218827629U (zh) * 2022-02-25 2023-04-07 罗伯特·博世有限公司 电动工具及其可拆卸地适配于电动工具的电池

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3802740A1 (de) 1988-01-30 1989-08-03 Hilti Ag Motorisch betriebenes handgeraet
US5207697A (en) * 1991-06-27 1993-05-04 Stryker Corporation Battery powered surgical handpiece
US6479958B1 (en) 1995-01-06 2002-11-12 Black & Decker Inc. Anti-kickback and breakthrough torque control for power tool
US5704435A (en) 1995-08-17 1998-01-06 Milwaukee Electric Tool Corporation Hand held power tool including inertia switch
US7552781B2 (en) 2004-10-20 2009-06-30 Black & Decker Inc. Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor
US20090065225A1 (en) 2007-09-07 2009-03-12 Black & Decker Inc. Switchable anti-lock control
US8568411B2 (en) * 2008-03-31 2013-10-29 Applied Medical Resources Corporation Electrosurgical system
DE102009046789A1 (de) 2009-11-17 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschinenvorrichtung
US9266178B2 (en) 2010-01-07 2016-02-23 Black & Decker Inc. Power tool having rotary input control
GB2490447A (en) * 2010-01-07 2012-10-31 Black & Decker Inc Power screwdriver having rotary input control
US9153994B2 (en) 2011-10-14 2015-10-06 Welch Allyn, Inc. Motion sensitive and capacitor powered handheld device
US9352456B2 (en) 2011-10-26 2016-05-31 Black & Decker Inc. Power tool with force sensing electronic clutch
FR2985447B1 (fr) 2012-01-05 2014-09-05 Illinois Tool Works Outil a main rotatif a module de controle anti-rotation
EP3903698A1 (en) * 2012-05-23 2021-11-03 Stryker Corporation A battery and control module for use with a surgical tool unit
US20140166323A1 (en) * 2012-09-16 2014-06-19 J. Carl Cooper Kickback Reduction for Power Tools and Machines
US9801626B2 (en) * 2013-04-16 2017-10-31 Ethicon Llc Modular motor driven surgical instruments with alignment features for aligning rotary drive shafts with surgical end effector shafts
DE102014202585A1 (de) 2013-04-29 2014-10-30 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugbedieneinheit
US10245033B2 (en) 2015-03-06 2019-04-02 Ethicon Llc Surgical instrument comprising a lockable battery housing
US11129670B2 (en) 2016-01-15 2021-09-28 Cilag Gmbh International Modular battery powered handheld surgical instrument with selective application of energy based on button displacement, intensity, or local tissue characterization
CN111329553B (zh) 2016-03-12 2021-05-04 P·K·朗 用于手术的装置与方法
US10589413B2 (en) 2016-06-20 2020-03-17 Black & Decker Inc. Power tool with anti-kickback control system

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