BR112021001814A2

BR112021001814A2 - instrumento cirúrgico

Info

Publication number: BR112021001814A2
Application number: BR112021001814-0A
Authority: BR
Inventors: Markus Windolf; Viktor Varjas; Peter Varga
Original assignee: Synthes Gmbh
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2021-04-27
Also published as: AU2019314774A1; JP2022500096A; CA3107965A1; CN113518593A; US11857204B2; EP3829459B1; WO2020024068A1; US20210307764A1; EP3829459A1

Abstract

instrumento cirúrgico. a presente invenção refere-se a método e a instrumento cirúrgico (25), em particular um instrumento cirúrgico de corte ou perfuração, sendo que o instrumento cirúrgico (25) compreende: uma unidade de acionamento; uma ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) engatável com a unidade de acionamento; um dispositivo de medição (1) que é configurado para medir a distância [x(t)] coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) ao longo de uma trajetória de corte ou perfuração em relação ao tempo e em relação a uma posição de referência; uma unidade de processamento e um armazenamento de dados digitais, em que no armazenamento de dados digitais são armazenados dados de referência que incluem ao menos um conjunto de dados especificando um gráfico de referência gref dentro de uma janela de tempo (11) na faixa de uma transição, e definindo um ponto de referência de uma transição (21), em que a janela de tempo (11) inclui um primeiro período de tempo antes do ponto de referência de uma transição (21) e um segundo período de tempo após o ponto de referência de uma transição (21), e em que a unidade de processamento (14) está adequadamente programada para comparar o gráfico registrado g com o pelo menos um gráfico de referência gref e para encontrar a posição de uma transição (21) no gráfico registrado g.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INS- TRUMENTO CIRÚRGICO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da invenção

[001] A invenção refere-se a um instrumento cirúrgico de acordo com o preâmbulo da reivindicação independente 1 e com um método para a estimativa de comprimento de parafuso ósseo a partir das ca- racterísticas de perfuração de acordo com o preâmbulo da reivindica- ção 55.

[002] A partir de observações clínicas, um problema em cirurgia ortopédica e de trauma é a determinação dos comprimentos de para- fuso necessários para, por exemplo, posicionamento bicortical do pa- rafuso, antes da inserção de um parafuso em um fragmento ósseo. Os atuais medidores de profundidade mecânicos são bastante imprecisos, não confiáveis e de difícil manuseio, resultando em: - tempo de cirurgia prolongado; - inserção de parafusos longos demais, resultando em irri- tação dos tecidos moles, dor e reoperação; - inserção de parafusos curtos demais, resultando em falha da osteossíntese, reoperação; - necessidade de troca de parafusos, resultando em des- perdício de parafusos, aumento nos custos de hardware.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[003] Uma furadeira elétrica cirúrgica incluindo um sistema de medição integrado para determinar quando a borda dianteira de uma ferramenta cirúrgica passa de um primeiro meio para um segundo meio é conhecida de US 2016/036756, de MCGINGLEY ET AL. Essa furadeira elétrica conhecida compreende um sensor de deslocamento que emite um sinal de deslocamento representativo de um desloca- mento da borda dianteira da ferramenta em relação a um ponto de re-

ferência, um módulo de cálculo em comunicação operacional com o sensor de deslocamento para gerar um sinal de velocidade e um sinal de aceleração com base no sinal de deslocamento, e um módulo de processamento em comunicação operacional com o módulo de cálculo que está configurado para determinar uma ocorrência da borda dian- teira da ferramenta passando do primeiro meio para o segundo meio com base apenas no sinal de deslocamento, no sinal de velocidade e no sinal de aceleração. Uma desvantagem dessa furadeira elétrica ci- rúrgica conhecida é que os dados de referência usados para determi- nar a transição da borda dianteira da ferramenta de um primeiro meio para um segundo meio incluem apenas valores-limite pontuais para o deslocamento, a velocidade e a aceleração da ferramenta, somente no instante da transição da ferramenta do primeiro meio para o segundo meio.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] É um objetivo da invenção fornecer um dispositivo cirúrgico de corte ou perfuração com meios para determinar uma transição da ferramenta de corte ou broca de perfuração de um primeiro meio tendo uma primeira densidade para um segundo meio tendo uma segunda densidade diferente durante um processo de corte ou perfuração, o qual inclui um procedimento numérico de uma robustez significativa- mente mais alta usando apenas características de deslocamento.

[005] A invenção resolve o problema apresentado com um ins- trumento cirúrgico que compreende os recursos da reivindicação 1 e com um método para estimativa de comprimento de parafuso ósseo a partir de características de perfuração que compreendem os recursos da reivindicação 55.

[006] As vantagens do instrumento cirúrgico podem essencial- mente ser vistas pelo fato de que: - a determinação de uma transição da ferramenta de corte ou da broca de perfuração se baseia em uma pluralidade de gráficos de referência da distância coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração, sendo que cada gráfico de referência se estende dentro de uma janela de tempo que inclui um primeiro período de tempo an- tes do ponto de referência da transição e um segundo período de tem- po após o ponto de referência da transição, de modo que, no caso de um dispositivo cirúrgico de perfuração, pode-se melhorar a significân- cia da detecção do ponto onde a broca de perfuração sai do córtex de um osso; - a unidade de processamento pode relatar dois valores pa- ra a posição da transição da broca de perfuração de um primeiro meio para um segundo meio, a qual ocorre nas posições onde a ponta de corte da broca de perfuração sai do córtex proximal, respectivamente o córtex distal de um osso. O cirurgião pode, então, decidir se devem ser aplicados parafusos ósseos unicorticais ou bicorticais; e - devido ao uso de um único sensor de posição, a unidade de medição tem uma configuração simples e pode, portanto, ser confi- gurada como uma unidade separada, a qual pode ser temporariamen- te fixada a um dispositivo cirúrgico de corte ou perfuração padrão.

[007] Modalidades vantajosas adicionais da invenção podem ser comentadas da seguinte forma:

[008] Em uma modalidade especial, o armazenamento de dados digitais ainda armazena um valor-limite predefinido para a medida de similaridade, e sendo que a unidade de processamento está progra- mada para desencadear um evento de transição e relatar a posição x de transição se for atingido o valor-limite para similaridade.

[009] Em uma modalidade adicional, o armazenamento de dados digitais está configurado como um buffer para manter uma janela de tempo real do gráfico atual G da distância [x(t)] ao menos tão grande quanto a janela do gráfico de referência GRef.

[0010] Em uma modalidade adicional, múltiplos gráficos de refe- rência GRef são armazenados no armazenamento de dados digitais, representando várias características de perfuração ou corte, e sendo que a unidade de processamento está adequadamente programada para repetir a etapa de quantificação da correspondência entre o gráfi- co registrado G, ou a pelo menos uma porção do gráfico registrado G, e os gráficos de referência GRef, por meio de uma medida de similari- dade para todos os gráficos de referência GRef armazenados, e encon- trar o melhor ajuste geral entre o gráfico G e todos os gráficos de refe- rência GRef para identificar a posição x de transição no gráfico registra- do G.

[0011] Em uma outra modalidade, cada gráfico de referência GRef é especificado por ao menos 10 valores, de preferência pelo menos 20 valores para a distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfuração, que são subsequentes em relação ao tempo den- tro do segundo período de tempo após o ponto de referência de uma transição.

[0012] Em ainda outra modalidade, cada gráfico de referência GRef ser especificado por ao menos 30 valores, de preferência ao menos 40 valores para a distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfuração, que são subsequentes em relação ao tempo den- tro do primeiro período de tempo antes do ponto de referência de uma transição.

[0013] Por meio do uso de uma pluralidade de valores para a dis- tância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfura- ção, antes e depois do ponto de referência de uma transição, permite a vantagem de uma robustez melhorada do algoritmo, pois a detecção de uma transição da ferramenta de corte ou broca de perfuração não é restrita a recursos apenas no ponto de transição, mas é executada mediante a caracterização do movimento da ferramenta de corte ou da broca de perfuração, antes e depois do ponto de transição. Desse mo- do, eventos falso-positivos podem ser filtrados e ignorados.

[0014] Em uma modalidade adicional, o segundo período de tem- po depois do ponto de referência de uma transição equivale a pelo menos 0,1 segundos, de preferência a pelo menos 0,3 segundos den- tro de cada gráfico de referência GRef.

[0015] Em uma modalidade adicional, o primeiro período de tempo antes do ponto de referência de uma transição equivale a pelo menos 0,3 segundos, de preferência a pelo menos 0,4 segundos dentro de cada gráfico de referência GRef.

[0016] Em uma modalidade adicional, os dados de referência es- pecificam um gráfico de referência GRef com uma distância monotona- mente crescente [x(t)] coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração no primeiro período de tempo antes de atingir o ponto de referência de uma transição. Uma vez que a broca de perfuração te- nha saído do osso e claramente parado depois da saída, o usuário executa um movimento adicional não pretendido e avança mais a bro- ca de perfuração. Usando um dos dispositivos conhecidos da técnica anterior, todos os critérios para uma transição estão preenchidos, de modo que um valor errado para o ponto da transição é detectado e um parafuso ósseo significativamente longo demais é selecionado e posi- cionado no osso. Devido à necessidade de uma velocidade de avanço constante v > 0 da ferramenta de corte ou broca de perfuração, esse tipo de evento pode ser filtrado e ignorado.

[0017] Em ainda outra modalidade adicional, o instrumento cirúrgi- co ainda compreende um dispositivo cirúrgico de corte ou perfuração.

[0018] Em uma outra modalidade, o dispositivo cirúrgico de perfu- ração é uma furadeira elétrica cirúrgica, em que a unidade de aciona- mento compreende um motor e um fuso que é acionável pelo motor e tem um eixo geométrico longitudinal, de modo que o ponto de referên-

cia seja definível por uma superfície de um implante ou de um osso. O programa executado pela unidade de processamento permite uma es- timativa de comprimento de parafuso ósseo com base apenas nas ca- racterísticas de perfuração.

[0019] Em uma outra modalidade, a unidade de processamento é uma dentre um computador com um monitor, um computador do tipo tablet, um smartphone, um smartwatch ou um vidro inteligente (smar- tglass).

[0020] Em uma outra modalidade, a unidade de processamento compreende um dispositivo de comunicação sem fio, de preferência um módulo Bluetooth. As informações derivadas, isto é, a posição x medida da ponta de corte da broca de perfuração em relação ao tem- po, bem como o ponto de transição computado, podem ser transmiti- dos por comunicação sem fio a um dispositivo externo, como um com- putador com um monitor, um computador do tipo tablet, um smartpho- ne, um smartwatch ou um vidro inteligente.

[0021] Em ainda outra modalidade, o instrumento cirúrgico ainda compreende um gabinete.

[0022] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de medição compreende meios de fixação, de preferência um adaptador que é fi- xável de modo liberável ao gabinete da furadeira elétrica cirúrgica. Es- sa configuração permite a vantagem de que o dispositivo de medição possa ser configurado como uma unidade separada, a qual pode ser temporariamente fixada a uma furadeira elétrica cirúrgica padrão.

[0023] Em uma modalidade adicional o dispositivo de medição compreende presilhas para fixar de modo liberável o dispositivo de medição ao gabinete.

[0024] Em uma modalidade adicional, o adaptador está configura- do como uma estrutura fixável ao gabinete, de preferência uma estru- tura anular para ser presa ao gabinete por meio de um encaixe por pressão ou através de um colar de aperto.

[0025] Em ainda outra modalidade adicional, o dispositivo de me- dição é integral com o gabinete.

[0026] Em uma outra modalidade, a medida de similaridade apli- cada para selecionar a porção do gráfico G que melhor se ajusta ao gráfico de referência GRef para encontrar a posição x de transição no gráfico registrado G é uma abordagem de reconhecimento de padrão, de preferência um descritor de contexto de formato.

[0027] Em uma outra modalidade, os dados de referência especifi- cam uma representação estatística de uma pluralidade de gráficos G prospectivamente registrados na faixa de uma transição de uma fer- ramenta de corte ou broca de perfuração, de um primeiro meio tendo uma primeira densidade para um segundo meio tendo uma segunda densidade diferente, durante um processo de corte ou perfuração.

[0028] Em uma modalidade adicional, os dados de referência são continuamente corrigidos durante o uso do dispositivo de corte ou per- furação.

[0029] Em uma modalidade adicional, a alteração dos dados de referência é executada por algoritmos de aprendizagem de máquina, de preferência envolvendo o uso de uma rede neural.

[0030] Em uma outra modalidade, o dispositivo de medição com- preende um sensor de deslocamento sem contato.

[0031] De preferência, o sensor de deslocamento sem contato é um sensor de distância de triangulação e compreende um transmissor de luz e um receptor correspondente.

[0032] Em uma outra modalidade o sensor de deslocamento sem contato compreende um transmissor de luz LED.

[0033] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de medição inclui um dispositivo a laser que compreende um módulo de laser e um ou mais sensores eletrônicos de luz, de preferência dispositivos de carga acoplada (CCD - "charge-coupled devices") para executar trian- gulação a laser para avaliação de deslocamento. A configuração do dispositivo de medição com um uso de um dispositivo a laser para avaliação de deslocamento por meio de triangulação permite uma con- figuração simples do dispositivo de medição sem um braço mecânico entre o membro deslocável e o sensor. Assim, o campo de trabalho do cirurgião não é ocupado, nem o campo de visão é obstruído. A medi- ção de distância sem contato reduz o risco de contaminação do paci- ente e não influencia o processo de perfuração, ao contrário da medi- ção mecânica com contato. Além disso, uma faixa de medição signifi- cativamente maior é obtida, por exemplo de 15 cm a 30 cm, compara- dos aos 6,4 cm dos dispositivos conhecidos, de modo que pode-se usar uma grande variedade de brocas de perfuração e mangas de broca com diferentes comprimentos.

[0034] Em ainda outra modalidade adicional, o sensor de deslo- camento sem contato ser baseado em radar, de preferência um sensor de radar de ondas milimétricas.

[0035] Em uma outra modalidade, o sensor de deslocamento sem contato é um sensor de distância ultrassônico.

[0036] Em uma modalidade adicional, o sensor de deslocamento sem contato compreende um refletor deslizável ao longo de uma broca de perfuração, e configurado para estar em contiguidade com um im- plante, um osso ou um instrumento.

[0037] Em uma modalidade adicional, a unidade de processamen- to ainda compreende um mostrador ou um alto-falante. As informações derivadas podem ser fornecidas em um mostrador ou alto-falante lo- calmente montados na máquina de perfuração, sendo que os princi- pais parâmetros de saída são: a posição atual x da ponta de corte da broca de perfuração, a qual coincide com a distância medida x coberta pelo gabinete na direção do eixo geométrico longitudinal e em relação à superfície do implante, do instrumento ou do osso; a velocidade atual da broca de perfuração movendo-se para diante; e a posição da ponta de corte da broca de perfuração na transição da broca de perfuração de um primeiro meio para um segundo meio, de onde pode-se derivar o comprimento de implante adequado.

[0038] Em uma outra modalidade, o dispositivo de medição com- preende um invólucro para circundar a unidade de processamento.

[0039] De preferência, o invólucro que circunda a unidade de pro- cessamento é esterilizável.

[0040] Em uma outra modalidade, o dispositivo de medição com- preende: um primeiro membro, o qual está em uma posição fixa em relação ao gabinete; e um segundo membro longitudinal, o qual é des- locável essencialmente na direção do eixo geométrico longitudinal do fuso em relação ao primeiro membro e que compreende uma extremi- dade frontal adequada para estar em contiguidade com uma superfície de um osso ou de um implante.

[0041] Em ainda outra modalidade, o segundo membro deslocável compreende uma manga de broca que se estende na direção do eixo geométrico longitudinal até a extremidade frontal do segundo membro.

[0042] Em uma modalidade adicional, o primeiro membro do dis- positivo de medição e, de preferência, a unidade de processamento são inseríveis em um espaço oco disposto no gabinete da furadeira elétrica cirúrgica.

[0043] Em ainda outra modalidade adicional, o primeiro membro e, de preferência, a unidade de processamento fazem parte de um módu- lo eletrônico que ainda compreende uma fonte de alimentação e/ou um motor para acionar a furadeira elétrica cirúrgica, e sendo que a fonte de alimentação está configurada para fornecer energia elétrica ao pri- meiro membro e, de preferência, à unidade de processamento e ao motor.

[0044] Em uma outra modalidade, o espaço oco está disposto em uma empunhadura do gabinete e está configurado para receber o mó- dulo eletrônico.

[0045] Em uma outra modalidade, o gabinete compreende uma parte de topo que inclui uma janela esterilizável para cobrir o mostra- dor.

[0046] De preferência, a parte de topo é integral com o gabinete e forma um invólucro para o mostrador.

[0047] Em uma modalidade adicional, o gabinete compreende pelo menos uma janela estéril a fim de fornecer uma janela para o sinal emitido pelo sensor de deslocamento sem contato e um sinal refletido recebível pelo sensor de deslocamento sem contato.

[0048] Em uma modalidade adicional, a janela estéril é configura- da como uma janela rebaixada. Superfícies transparentes de impor- tância crítica são protegidas contra impactos mecânicos e arranhões durante a esterilização e o manuseio, para evitar comprometer a en- trada e a saída do feixe de luz.

[0049] Em ainda outra modalidade adicional, o invólucro é fixável ao gabinete por meio de um adaptador, e compreende uma cavidade configurada para receber o módulo eletrônico.

[0050] Em uma outra modalidade, o invólucro compreende uma tampa disposta na extremidade traseira do invólucro e que inclui uma janela traseira esterilizável para cobertura do mostrador.

[0051] Em uma outra modalidade, o invólucro compreende pelo menos uma janela frontal estéril a fim de fornecer uma janela para o sinal emitido pelo sensor de deslocamento sem contato e um sinal re- fletido recebível pelo sensor de deslocamento sem contato.

[0052] Em uma outra modalidade, o segundo membro deslocável compreende uma porção de aperto para fixação a estruturas cilíndri- cas com diâmetros variáveis.

[0053] Em uma outra modalidade, a porção de aperto do segundo membro deslocável está configurada para fornecer um encaixe por atrito a uma broca de perfuração. Desse modo, pode-se obter a vanta- gem de que o refletor possa deslizar ao longo de uma broca de perfu- ração, mas não se moverá devido à gravidade ou a pequenos impac- tos. Desse modo, o refletor é empurrado contra uma superfície de um instrumento ou implante sem a necessidade de se encaixar com preci- são à geometria do instrumento ou implante.

[0054] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de medição está posicionado com relação ao gabinete de modo que um feixe emi- tido pelo sensor de deslocamento sem contato esteja orientado em um ângulo de deslocamento em relação ao eixo geométrico longitudinal do fuso. Essa configuração permite a vantagem de que o diâmetro do se- gundo membro deslocável possa ser reduzido.

[0055] Em uma modalidade adicional, o primeiro membro do dis- positivo de medição é posicionado fora de centro em relação ao eixo geométrico longitudinal do fuso. Com isso, pode-se obter a vantagem de que os feixes de laser (emitidos e refletidos) não sejam obstruídos pela broca de perfuração. A vista do operador é menos obstruída.

[0056] Em uma modalidade adicional, o dispositivo de medição compreende pelo menos um acelerômetro. Com isso, pode-se operar o dispositivo por meio de gestos, em vez de botões. Exemplo: fazer a tara só é possível quando em orientação vertical (dentro dos limites) e apontando para baixo. Retornar ao modo de tara colocando a broca na orientação vertical apontando para cima. Modo inativo e ativação por meio do movimento do dispositivo para economizar energia.

[0057] Em uma outra modalidade, o dispositivo de medição ainda compreende giroscópios e/ou magnetômetros. Essa configuração permite a vantagem de que a orientação absoluta da broca pode ser rastreada para controlar a direção de perfuração.

[0058] Em uma outra modalidade, o instrumento cirúrgico ainda compreende um dispositivo de calibração.

[0059] Em uma modalidade adicional, a unidade de processamen- to é programada para computar em tempo real.

[0060] Em uma modalidade adicional, a unidade de processamen- to compreende uma memória de dados para armazenar dados relacio- nados aos comprimentos dos parafusos ósseos, de preferência inclu- indo uma margem de segurança, um comprimento de cabeça de para- fuso, um comprimento de seção de ponta e incrementos de compri- mento de parafuso.

[0061] Em uma modalidade adicional, a unidade de processamen- to é adequadamente programada para controlar a velocidade de rota- ção do fuso da furadeira elétrica cirúrgica ou interromper o fuso quan- do o ponto de uma transição é detectado.

[0062] Em um aspecto adicional da invenção, é apresentado um método para estimativa de comprimento de parafuso ósseo a partir de características de perfuração com o uso da furadeira elétrica cirúrgica de acordo com a invenção, sendo que o método compreende as se- guintes etapas: A) avançar a furadeira elétrica cirúrgica coaxialmente até o eixo geométrico longitudinal do fuso para perfurar um furo em um osso e registrar a posição (x) da ponta de corte da broca de perfuração em relação a uma superfície de um osso ou um implante na direção de perfuração em relação ao tempo; B) determinar a distância [x(t)] cober- ta pela broca de perfuração em relação a uma superfície de um osso ou de um implante, quando a ponta de corte da broca de perfuração sai de um córtex de um osso, mediante o uso dos dados de referência armazenados para encontrar a posição de uma transição da broca de perfuração de um primeiro meio para um segundo meio no gráfico re- gistrado G; C) selecionar um parafuso ósseo tendo um comprimento correspondente à distância [x(t)] coberta pela broca de perfuração de-

terminada na etapa B) sob consideração de uma margem de seguran- ça predefinida.

[0063] Em uma outra modalidade do método, as seguintes etapas são executadas antes da etapa A): posicionar a furadeira elétrica cirúrgica em relação a um osso, de modo que a extremidade frontal do segundo membro deslo- cável e a ponta de corte da broca de perfuração estejam em contigui- dade com uma superfície de um osso ou de um objeto; e se necessário, adicionar um valor de compensação arma- zenado no armazenamento de dados à posição relativa; e armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição (x) da ponta de corte da broca de perfuração em relação a uma superfície de um osso na direção de perfuração em re- lação ao tempo.

[0064] Nesse caso, o segundo membro compreende uma manga de broca que se estende na direção do eixo geométrico longitudinal até a extremidade frontal do segundo membro.

[0065] Em uma outra modalidade do método, as seguintes etapas são executadas antes da etapa A): posicionar a furadeira elétrica cirúrgica em relação a um osso de modo que a extremidade frontal do segundo membro deslocá- vel fique em contiguidade a uma manga de broca inserida no tecido mole que cobre um osso a ser tratado; e ajustar a ponta de corte da broca de perfuração presa no meio de engate da furadeira elétrica cirúrgica em relação ao segundo membro deslocável de modo que a ponta de corte da broca de perfu- ração fique em contiguidade a uma superfície de um osso; e se necessário, adicionar um valor de compensação arma- zenado no armazenamento de dados à posição relativa; e armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição (x) da ponta de corte da broca de perfuração em relação a uma superfície de um osso ou de um implante na direção de perfuração em relação ao tempo.

[0066] Nesse caso, pode-se usar uma manga de broca separada.

[0067] Em uma outra modalidade do método, as seguintes etapas são executadas antes da etapa A): posicionar a broca de perfuração presa no meio de engate em relação ao segundo membro deslocável mediante o uso de um dispositivo de calibração, de modo que a extremidade frontal do se- gundo membro esteja em contato com uma superfície do dispositivo de calibração e a ponta de corte da broca de perfuração fique em con- tiguidade a um batente que se projeta a partir da superfície do disposi- tivo de calibração; armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição (x) da ponta de corte da broca de perfuração em relação a uma superfície de um osso ou de um implante na direção de perfuração em relação ao tempo; e posicionar a furadeira elétrica cirúrgica em relação a um implante, de modo que a extremidade frontal do segundo membro des- locável fique em contiguidade com uma superfície do implante.

[0068] De preferência, o primeiro meio penetrado pela ferramenta de corte ou broca de perfuração do instrumento cirúrgico é osso corti- cal ou trabecular.

[0069] De preferência, a furadeira elétrica cirúrgica de acordo com a invenção é usada para estimativa do comprimento de parafuso ós- seo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0070] Várias modalidades da invenção serão descritas a seguir a título de exemplo e com referência aos desenhos em anexo nos quais:

[0071] a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma modali-

dade do dispositivo de acordo com a invenção;

[0072] a Figura 2 ilustra uma representação esquemática dos grá- ficos de referência especificada pelos dados de referência, e do pro- cesso executado pela unidade de processamento;

[0073] a Figura 3 ilustra uma representação esquemática do pro- cesso, executada pela unidade de processamento no caso de perfura- ção de um orifício através de um osso;

[0074] a Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma outra modalidade do dispositivo de acordo com a invenção;

[0075] a Figura 5 ilustra uma vista em perspectiva de uma modali- dade adicional do dispositivo de acordo com a invenção;

[0076] a Figura 6 ilustra uma vista frontal explodida da modalidade da Figura 5;

[0077] a Figura 7 ilustra uma vista em perspectiva de um dispositi- vo de calibração para uso com o dispositivo de acordo com a inven- ção;

[0078] a Figura 8 ilustra uma vista em perspectiva do dispositivo de calibração da Figura 7, juntamente com uma broca de perfuração e uma modalidade do segundo membro deslocável do dispositivo de acordo com a invenção;

[0079] a Figura 9 ilustra uma vista seccional esquemática de um implante posicionado em um osso juntamente com uma broca de per- furação e uma modalidade do membro deslocável do dispositivo, de acordo com a invenção, no ponto inicial do processo de perfuração;

[0080] a Figura 10 ilustra uma vista seccional esquemática de um implante posicionado em um osso juntamente com uma broca de per- furação e uma modalidade do membro deslocável do dispositivo, de acordo com a invenção, no ponto onde a broca de perfuração está em contiguidade com a superfície de um osso;

[0081] as Figuras 11a a 11e ilustram vistas em perspectiva de dife-

rentes modalidades do segundo membro deslocável do dispositivo de acordo com a invenção;

[0082] a Figura 12 ilustra uma vista em perspectiva de uma outra modalidade do dispositivo de acordo com a invenção;

[0083] a Figura 13 ilustra uma vista em perspectiva do primeiro membro do dispositivo de medição da modalidade do dispositivo de acordo com a Figura 12;

[0084] a Figura 14 ilustra uma outra vista em perspectiva do pri- meiro membro do dispositivo de medição da modalidade do dispositivo de acordo com a Figura 12;

[0085] a Figura 15 ilustra uma vista em perspectiva frontal da mo- dalidade do dispositivo de acordo com a Figura 12;

[0086] a Figura 16 ilustra uma vista em perspectiva de um segun- do membro deslocável do dispositivo de medição de acordo com uma outra modalidade do dispositivo de acordo com a invenção; e

[0087] a Figura 17 ilustra uma vista em perspectiva de um conjun- to incluindo o segundo membro deslocável do dispositivo de medição de acordo com a Figura 16, juntamente com uma manga de broca e um dispositivo de calibração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0088] A seguinte descrição das diferentes modalidades do ins- trumento cirúrgico 25 é - de modo exemplificador, porém não limitador - direcionada a um dispositivo cirúrgico de perfuração configurado co- mo uma furadeira elétrica cirúrgica 2, em que; - a unidade de acionamento compreende um motor e um fuso 13, o qual é acionável pelo motor e tem um eixo geométrico longi- tudinal 7 na direção do qual se estende a trajetória de perfuração; - os meios de engate são configurados como um mandril 6 que permite prender uma broca de perfuração 5; e em que - a posição de referência é definida por uma superfície de um implante 26 ou de um osso.

[0089] O dispositivo de medição 1 pode compreender um condici- onador de sinal para converter em sinais digitalizados os sinais analó- gicos gerados por um sensor. Além disso, a unidade de processamen- to 14 pode ser dotada de um temporizador ou um relógio para registrar a posição relativa x em relação ao tempo. Definições

[0090] As seguintes definições de termos e expressões atualmente usados descreve o significado exato dos mesmos conforme são usa- dos por todo o presente relatório descritivo:

[0091] Posição x da ponta de corte da broca de perfuração em re- lação a uma superfície de um osso ou de um implante: Durante um processo de perfuração, a distância x coberta pelo gabinete 12 na di- reção do eixo geométrico longitudinal 7 do fuso 13 e em relação a uma superfície de um osso ou de um implante 26 está relacionada à posi- ção x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação a uma superfície de um osso ou de um implante 26 na direção de perfuração porque a broca de perfuração 5 está firmemente fixada no mandril 6 da furadeira elétrica cirúrgica 2 e posicionada no início do processo de perfuração, conforme descrito com detalhes, abaixo.

[0092] Dependendo do objeto no qual é perfurado um orifício, por exemplo um osso, pode haver mais de um ponto de transição 21 da ferramenta de corte ou da broca de perfuração 5, de um primeiro meio para um segundo meio, por exemplo uma primeira transição de osso cortical para osso trabecular (osso esponjoso) e uma segunda transi- ção de osso cortical para tecido circundante. Em relação aos um ou mais gráficos de referência GRef, o ponto de referência de uma transi- ção é denotado com o número de referência 21’.

[0093] A Figura 1 ilustra uma modalidade da furadeira elétrica ci- rúrgica 2 de acordo com a invenção, sendo que a furadeira elétrica ci-

rúrgica 2 essencialmente inclui um gabinete 12 no qual estão acomo- dados um motor e um fuso 13 acionado pelo motor, um dispositivo de medição 1 preso ou fixado de modo liberável ao gabinete 12, e um adaptador 15 para prender o dispositivo de medição 1 ao gabinete 12. O fuso 13 tem um eixo geométrico longitudinal 7 e compreende um mandril 3 em uma extremidade frontal para prender uma broca de per- furação 5. O dispositivo de medição 1 compreende um primeiro mem- bro 3, o qual está em uma posição fixa em relação ao gabinete 12, e um segundo membro 4 longitudinal que é, de modo exemplificador po- rém não limitador, deslocável em orientação paralela ou coaxial ao ei- xo geométrico longitudinal 7 do fuso 13, em relação ao primeiro mem- bro 3. Alternativamente, o dispositivo de medição 1 pode estar dispos- to no gabinete 12, de modo que o segundo membro 4 seja deslocável em um ângulo em relação ao eixo geométrico longitudinal 7 do fuso

13. O erro sistemático que ocorre devido a essa angulação (erro de cosseno) pode ser facilmente compensado. Essa configuração tem a vantagem de que o refletor pode ser menor, de modo que a ponta de medição pode estar disposta mais perto da broca de perfuração 5.

[0094] O segundo membro deslocável 4 tem uma extremidade frontal 10, sendo que em uso a extremidade frontal 10 do segundo membro deslocável 4 é contígua à superfície do osso ou a uma super- fície de um implante 26, por exemplo uma placa óssea ou uma manga de broca. A broca de perfuração 5 pode ser presa no mandril 6 e é do- tada de uma ponta de corte 9. Ainda, o segundo membro deslocável 4 pode compreender uma manga de broca 23 que se estende na direção do eixo geométrico longitudinal 7 até a extremidade frontal 10 do se- gundo membro 4.

[0095] O dispositivo de medição 1 compreende um dispositivo a laser para avaliação de deslocamento linear. Esse dispositivo a laser compreende um módulo de laser 18 com um meio de emissão de luz laser, um refletor 20 fixado a uma manga de broca 23 formando o se- gundo membro 4, o qual é deslizante ao longo da broca de perfuração 5, e pelo menos um sensor de luz eletrônico 19, o qual é, de modo exemplificador porém não limitador, configurado como um dispositivo de carga acoplada (CCD) para executar triangulação a laser para ava- liação de deslocamento linear.

[0096] Em uma outra modalidade alternativa, a avaliação de des- locamento linear pode ser executada mediante o uso de sensores de posição por ultrassom.

[0097] Para incorporar a determinação do comprimento do parafu- so no procedimento de perfuração, de modo a eliminar a etapa de me- dição de profundidade, após a perfuração do orifício no osso, a confi- guração do dispositivo de medição 1 se baseia no fato de que durante a perfuração um pico de aceleração da broca de perfuração 5 ocorre quando a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 sai de um córtex ósseo, já que esse é um atributo inevitável da perfuração com disposi- tivo de mão. Consequentemente, o gabinete 12 da furadeira elétrica cirúrgica 2, juntamente com o primeiro membro 3 do dispositivo de medição 1, é submetido à mesma aceleração.

[0098] O instrumento cirúrgico 25 ainda compreende uma unidade de processamento 14 e um armazenamento de dados digitais. A uni- dade de processamento 14 está eletronicamente conectada de modo direto ou sem fio ao dispositivo de medição 1, e adequadamente pro- gramada para registrar um gráfico G da distância [x(t)] coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração 5 em relação à posição de referência e em relação ao tempo durante um processo de corte ou perfuração. No armazenamento de dados digitais, são armazenados dados de referência que incluem um ou mais conjuntos de dados, ca- da qual especificando um gráfico de referência GRef da distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfuração 5, em re-

lação ao tempo e dentro de uma janela de tempo 11 na faixa de uma transição da ferramenta de corte ou da broca de perfuração 5 de um primeiro meio tendo uma primeira densidade para um segundo meio tendo uma segunda densidade diferente, durante um processo de cor- te ou perfuração.

[0099] Conforme ilustrado na Figura 2, múltiplos gráficos de refe- rência GRef podem ser armazenados no armazenamento de dados digi- tais, representando várias características de perfuração ou corte. A unidade de processamento 14 está adequadamente programada para repetir a etapa de quantificação da correspondência entre o gráfico registrado G, ou a pelo menos uma porção do gráfico registrado G, e os gráficos de referência GRef, por meio de uma medida de similarida- de para todos os gráficos de referência GRef armazenados, e encontrar o melhor ajuste geral entre o gráfico G e todos os gráficos de referên- cia GRef para identificar a posição x de transição 21 no gráfico registra- do G.

[00100] Cada um dentre os um ou mais gráficos de referência GRef define um ponto de referência de uma transição 21’ da ferramenta de corte ou da broca de perfuração 5, de um primeiro meio para um se- gundo meio, sendo que a janela de tempo 11 inclui um primeiro perío- do de tempo antes do ponto de referência de uma transição 21’ e um segundo período de tempo depois do ponto de referência de uma tran- sição 21’. A unidade de processamento 14 é adequadamente progra- mada para comparar o gráfico registrado G, ou pelo menos uma por- ção do gráfico registrado G, com o pelo menos um gráfico de referên- cia GRef por meio de uma medida de similaridade para quantificar a concordância entre o gráfico registrado G, ou pelo menos uma porção do gráfico registrado G, e o pelo menos um gráfico de referência GRef para encontrar a posição de uma transição 21 no gráfico registrado G. No caso em que ao menos uma porção do gráfico registrado G é usa-

da para a comparação, a pelo menos uma porção do gráfico registrado G se estende pelo menos em um período de tempo conforme especifi- cado pela janela de tempo 11. A unidade de processamento 14 é pro- gramada para computar em tempo real. O armazenamento de dados digitais ainda armazena um valor-limite predefinido para a medida de similaridade e a unidade de processamento 14 está programada para desencadear um evento de transição e relatar a posição x de transição 21 se for atingido o valor-limite para similaridade.

[00101] Uma representação esquemática do processo executado pela unidade de processamento 14 no caso de perfuração de um orifí- cio através de um osso é ilustrada na Figura 3. A unidade de proces- samento 14 pode relatar dois valores para a posição de uma transição 21 da broca de perfuração 5 de um primeiro meio para um segundo meio, a qual ocorre nas posições onde a ponta de corte 9 da broca de perfuração 9 sai do córtex proximal [x(ta)], respectivamente o córtex distal [x(tb)] de um osso, de modo que o cirurgião possa, então, decidir se devem ser aplicados parafusos ósseos unicorticais ou bicorticais.

[00102] O armazenamento de dados digitais está particularmente configurado como um buffer para manter uma janela de tempo real do gráfico atual G da distância [x(t)] ao menos tão grande quanto a janela 11 do gráfico de referência GRef. De modo exemplificador, porém não limitador, cada gráfico de referência GRef é especificado por cerca de 30 valores para a distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfuração 5 os quais são subsequentes em relação ao tempo dentro do primeiro período de tempo, antes do ponto de refe- rência de uma transição 21’ e por cerca de 10 valores para a distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou uma broca de perfuração 5, os quais são subsequentes em relação ao tempo dentro do segundo período de tempo após o ponto de referência de uma transição 21’. Exemplarmente, o primeiro período de tempo antes do ponto de refe-

rência de uma transição 21’ equivale a cerca de 0,3 segundos e o se- gundo período de tempo depois do ponto de referência de uma transi- ção 21’ equivale a cerca de 0,3 segundos. Ainda, os dados de referên- cia exigem inerentemente uma velocidade de avanço positiva v > 0 da ferramenta de corte ou da broca de perfuração 5, no primeiro período de tempo antes de atingir o ponto de referência de uma transição 21’. A medida de similaridade aplicada para selecionar a porção do gráfico G que melhor se ajusta ao gráfico de referência GRef para encontrar a posição x de transição 21 no gráfico registrado G é uma abordagem de reconhecimento de padrão, de preferência um descritor de contexto de formato. Os dados de referência especificam uma representação esta- tística de uma pluralidade de gráficos G prospectivamente registrados na faixa de uma transição de uma ferramenta de corte ou broca de perfuração 5, de um primeiro meio tendo uma primeira densidade para um segundo meio tendo uma segunda densidade diferente, durante um processo de corte ou perfuração. Além disso, os dados de referên- cia são continuamente corrigidos de acordo com o uso do dispositivo de corte ou perfuração, sendo que a correção dos dados de referência pode ser executada por meio de algoritmos de aprendizagem de má- quina, de preferência envolvendo o uso de uma rede neural.

[00103] O dispositivo de medição 1 particularmente mede e registra o movimento relativo entre o segundo membro deslocável 4 e o primei- ro membro 3, o qual é fixo em relação ao gabinete 12. Já que a broca de perfuração 5 está firmemente presa no mandril 6, o movimento rela- tivo entre o segundo membro deslocável 4 e o primeiro membro 3 coincide com o movimento relativo da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação à extremidade frontal 10 do segundo membro deslocável 4. Portanto, o dispositivo de medição 1 mede e registra o movimento relativo da broca de perfuração 5 na direção de perfuração em tempo real, em relação à superfície do osso ou à superfície de um implante, à qual está contígua a extremidade frontal 10 do segundo membro deslocável 4 do dispositivo de medição 1. O movimento da broca de perfuração 5 em relação ao segundo membro deslocável 4 do dispositivo de medição 1 é um movimento translacional unidimensi- onal, e a posição x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação à extremidade frontal 10 do segundo membro deslocável 4 em qualquer momento é dada pela coordenada x da ponta de corte 9, ao longo do eixo geométrico x 8 que, nesse caso, forma o quadro de refe- rência. A posição x ou a coordenada x da ponta de corte 9 é definida para 0 no início do procedimento de perfuração, por exemplo quando a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 está nivelada com a extre- midade frontal 10 do segundo membro deslocável 4.

[00104] Para esse propósito, a posição x ou a coordenada x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação ao tempo é re- gistrada por uma unidade de processamento 14, a qual é integrada no primeiro membro 3 do dispositivo de medição 1.

[00105] De modo exemplificador, porém não limitador, a unidade de processamento 14 está configurada como uma unidade de processa- mento digital, e compreende um microprocessador tendo um registro de processador para registrar a posição do segundo membro 4 em re- lação ao primeiro membro 3. Conforme descrito acima, a posição do segundo membro 4 em relação ao primeiro membro 3 coincide com a posição x, ou as coordenadas x, da ponta de corte 9 da broca de per- furação 5 em relação à extremidade frontal 10 do segundo membro deslocável 4.

[00106] A distância da broca para a saída do segundo córtex, isto é, a posição x ou as coordenadas x da ponta de corte 9 da broca de per- furação 5 quando a ponta de corte 9 sai do córtex distal é automatica- mente computada com base no processo executado pela unidade de processamento 14. Com base nessa posição x, ou coordenada x, po-

de-se estimar o comprimento do parafuso, de preferência incluindo uma margem de segurança. Para esse propósito, a unidade de pro- cessamento 14 pode compreender uma memória de dados para arma- zenar os dados referentes a comprimentos de parafuso ósseo, de pre- ferência incluindo margem de segurança, comprimento da cabeça do parafuso, comprimento da seção de ponta e incrementos de compri- mento do parafuso.

[00107] O dispositivo de medição 1 e particularmente os sensores de deslocamento podem ser integrados ao gabinete 12, ou podem ser temporariamente fixáveis ao mesmo. Em uma configuração temporari- amente fixável, o dispositivo de medição 1 compreende meios de fixa- ção sob a forma de um adaptador 15 que é fixável de modo liberável ao gabinete 12 da furadeira elétrica cirúrgica 2. Esse adaptador 15 é, de modo exemplificador, porém não limitador, configurado como uma estrutura anular fixável ao gabinete 12 por meio de um encaixe por pressão ou através de um colar de aperto. Alternativamente, o disposi- tivo de medição 1 pode compreender presilhas para fixar de modo libe- rável o dispositivo de medição 1 ao gabinete 12.

[00108] O dispositivo de medição 1 pode compreender um disposi- tivo de comunicação sem fio, exemplarmente configurado como um módulo Bluetooth com condicionador de sinal. Através do dispositivo de comunicação sem fio, os dados podem ser transmitidos sem fio pa- ra um computador externo com monitor, um computador do tipo tablet, um smartphone, um smartwatch ou um vidro inteligente para computar ou indicar as informações derivadas, isto é, a posição medida da ponta de corte da broca de perfuração em relação ao tempo, a velocidade computada em relação ao tempo e o ponto de transição computado podem ser transmitidos por comunicação sem fio para um dispositivo externo, como um computador com monitor, um computador do tipo tablet, um smartphone, um smartwatch ou um vidro inteligente. Alter-

nativamente, os dados derivados podem ser fornecidos em um mos- trador ou alto-falante localmente montados na furadeira elétrica cirúr- gica 2.

[00109] Ainda, o dispositivo de medição 1 compreende um invólucro esterilizável 16 para circundar a unidade de processamento 14, o dis- positivo de comunicação sem fio e a fonte de alimentação 22 para o dispositivo de medição 1, sendo que a fonte de alimentação 22 inclui uma ou mais baterias recarregáveis ou não recarregáveis que podem ser dispostas no invólucro 16.

[00110] Além disso, o dispositivo 25 ainda pode compreender um dispositivo de calibração 27 conforme ilustrado nas Figuras 7 e 8, e descrito com mais detalhes abaixo.

[00111] Uma outra modalidade do dispositivo 25 de acordo com a invenção é ilustrada na Figura 4, sendo que o dispositivo 25 da Figura 2 difere da modalidade da Figura 1 apenas pelo fato de que a unidade de processamento 14 é uma unidade externa, por exemplo um compu- tador com monitor, um computador do tipo tablet, um smartphone, um smartwatch ou um vidro inteligente, e que o dispositivo de medição 1 compreende um dispositivo transmissor de dados sem fio 17 e a uni- dade de processamento 14 inclui um dispositivo receptor de dados sem fio, de modo que a distância medida x coberta pelo gabinete 12 na direção do eixo geométrico longitudinal 7 e em relação a uma su- perfície de um implante 26 ou de um osso possa ser transmitida do dispositivo de medição 1 à unidade de processamento externa 14, e registrada em relação ao tempo. A unidade de processamento externa 14 pode compreender um microprocessador similar a uma modalidade da Figura 1, ou pode compreender uma unidade de processamento central.

[00112] Uma modalidade adicional do dispositivo 25, de acordo com a invenção é ilustrada nas Figuras 5 e 6, sendo que o dispositivo de medição 1 da modalidade das Figuras 5 e 6 difere da modalidade da Figura 1 pelo fato de que o primeiro membro 3 incluindo o módulo de laser 18 para emissão de um feixe de laser e o receptor para triangu- lação, por exemplo um sensor de luz eletrônico 19 sob a forma de um fotodiodo ou um dispositivo de carga acoplada (CCD), é configurado como parte de um módulo eletrônico 31. Esse módulo eletrônico 31 é inserível em um espaço oco 32 formado na empunhadura 33 do gabi- nete 12, sendo que o espaço oco 32 se estende a partir de uma aber- tura 34 no fundo da empunhadura 33 até a parte de topo 35 do gabine- te 12. A abertura 34 pode ser fechada por meio de uma tampa 36, a qual é fixável ao fundo da empunhadura 33.

[00113] Além do primeiro membro 3, o módulo eletrônico 31 com- preende um mostrador 30, o qual está disposto em uma parte superior 37 do módulo eletrônico 31, sendo que essa parte superior 37 é con- formada e dimensionada para se encaixar dentro de uma respectiva cavidade 38 configurada na parte de topo 35 do gabinete 12. Além disso, o módulo eletrônico 31 tem uma parte inferior 40 que inclui o módulo de laser 18, o sensor de luz eletrônico 19, a unidade de pro- cessamento 14 e uma fonte de alimentação 22 para acionar a furadei- ra elétrica cirúrgica 2 e para alimentar o módulo de laser 18, o sensor de luz 19 e a unidade de processamento 14. De modo exemplificador, a fonte de alimentação 22 pode ser uma bateria ou um acumulador. A parte inferior 40 do módulo eletrônico 31 é conformada e dimensiona- da para se encaixar dentro do espaço oco 32 na empunhadura 33 do gabinete 12. Uma janela de laser 41 é disposta na parte frontal da par- te inferior 40 e logo abaixo da parte superior 37 do módulo eletrônico 31, de modo a fazer com que o feixe de laser e o sensor de luz eletrô- nico 19 correspondam às respectivas janelas 42, 43 (Figura 6) no ga- binete 12.

[00114] Uma primeira e uma segunda janelas estéreis 42, 43 estão dispostas no gabinete 12 da furadeira elétrica cirúrgica 2, a fim de for- necer janelas para o feixe de laser emitido pelo módulo de laser 18 e para o feixe refletido recebido pelo sensor de luz eletrônico 19. As pri- meira e segunda janelas estéreis 42, 43 estão dispostas diante do ga- binete 12 e - quando vistas em uma vista frontal - abaixo do eixo geo- métrico longitudinal 7 do fuso 13 e situadas em lados opostos de um plano médio 44 da furadeira elétrica cirúrgica 2 que contém o eixo ge- ométrico longitudinal 7 e a uma distância do plano médio 44, o que permite que o feixe de laser e o feixe refletido passem ao lado do fuso 13 e do mandril 6 da furadeira elétrica cirúrgica 2.

[00115] A parte de topo 35 do gabinete 12 forma um invólucro 16 para o mostrador 30, sendo que o invólucro 16 é, de modo exemplifi- cador porém não limitador, integral ao gabinete 12 da furadeira elétrica cirúrgica 2 e abrange a cavidade 38. Esse invólucro 16 compreende uma terceira janela estéril 45 para cobrir o mostrador 30. Ainda, o invó- lucro 16 é disposto no gabinete 12, em oposição à empunhadura 33 da furadeira elétrica cirúrgica 2. A terceira janela estéril 45 é angulada em relação a um plano ortogonal ao eixo geométrico longitudinal 7 do fuso 13, e orientado em direção à extremidade traseira do gabinete 12.

[00116] De modo exemplificador, porém não limitador, o dispositivo de medição 1 é adequadamente configurado para controlar a veloci- dade de rotação do fuso 13 da furadeira elétrica cirúrgica 2, de modo que a energia fornecida ao motor elétrico da furadeira elétrica 2 possa ser desligada quando um pico for detectado por meio do dispositivo de medição 1 para, assim, impedir o afundamento da broca de perfuração

5.

[00117] Ainda outra modalidade do dispositivo 25 de acordo com a invenção é ilustrada nas Figuras 12 a 15, sendo que o dispositivo de medição 1 da modalidade das Figuras 12 a 15 difere da modalidade da Figura 1 pelo fato de que o primeiro membro 3 inclui um módulo ele-

trônico 31 que compreende, além do módulo de laser 18 para emitir um feixe de laser e do receptor para triangulação, por exemplo um sensor de luz eletrônico 19 sob a forma de um fotodiodo ou um dispo- sitivo de carga acoplada (CCD) e um mostrador 30. ainda, o módulo eletrônico 31 compreende a unidade de processamento 14 e a fonte de alimentação 22 para o dispositivo de medição 1. O mostrador 30 é disposto no lado traseiro 46 do módulo eletrônico 31. De modo similar à modalidade da Figura 1, o invólucro esterilizável 16 é fixável à fura- deira elétrica cirúrgica 2 e compreende uma cavidade 38 para receber o módulo eletrônico 31. Uma janela estéril frontal 47 está disposta na parte frontal do invólucro 16, para deixar passar o feixe de laser emiti- do pelo módulo de laser 18 e feixe refletido que é refletido por meio do refletor 20 disposto no segundo membro 4 do dispositivo de medição

1.

[00118] O módulo de laser 18 e o sensor de luz eletrônico 19 que recebe o feixe refletido para executar a triangulação estão dispostos lateralmente espaçados um do outro no módulo eletrônico 31 de modo que - quando vistos em uma vista frontal do primeiro membro 3 mon- tado - o feixe de laser e o feixe refletido passem por cima do eixo ge- ométrico longitudinal 7 do fuso 13.

[00119] O invólucro 16 compreende um adaptador 15 para prender o primeiro membro 3 do dispositivo de medição 1 ao gabinete 12, sen- do que o adaptador 15 é fixável de modo liberável ao gabinete 12 da furadeira elétrica cirúrgica 2. Esse adaptador 15 é, de modo exemplifi- cador porém não limitador, configurado como uma estrutura anular fi- xável ao gabinete 12 por meio de um colar de aperto 48 que é fixável, por exemplo à parte estacionária do fuso 13, por meio de uma rosca de aperto 49.

[00120] O colar de aperto 48 é posicionado no invólucro 16 lateral- mente deslocado em relação a um plano central longitudinal do invólu-

cro 16 para permitir que o feixe de laser e o feixe refletido passem ao lado da broca de perfuração 5. Além disso, por meio do adaptador 15, o invólucro 16 é fixado à furadeira elétrica cirúrgica 2 em um ângulo em relação ao eixo geométrico longitudinal 7, de modo que o feixe de laser seja emitido em um ângulo em relação ao eixo geométrico longi- tudinal 7, permitindo um tamanho reduzido do refletor 20 do segundo membro 4 do dispositivo de medição 1.

[00121] O invólucro 16 é esterilizável e configurado como uma peça separada disposta em cima do gabinete 10. A cavidade 38 tem uma abertura no lado traseiro do invólucro 16, e pode ser fechada por meio de uma tampa 51 que é giratória em torno de um eixo geométrico situ- ado no lado inferior do invólucro 16 e se estendendo ortogonalmente ao eixo geométrico longitudinal. A tampa 51 compreende uma janela estéril traseira 52 para cobrir o mostrador 30, sendo que - quando a tampa 51 está fechada - a janela traseira 52 é angulada em relação a um plano ortogonal ao eixo geométrico longitudinal 7 do fuso 13, e ori- entada em direção à extremidade traseira do gabinete 12.

[00122] De modo exemplificador porém não limitador, um atuador 53 para uma chave liga-desliga do módulo eletrônico 31 pode estar disposta no lado interno da tampa 51 de modo que, quando a tampa 51 é fechada, a energia proveniente da fonte de alimentação 22 é for- necida aos componentes eletrônicos do dispositivo de medição 1. Para operação da unidade de processamento 14, do módulo de laser 18 e do sensor de luz eletrônico 19, um ou mais botões 54 podem ser posi- cionados no lado traseiro do módulo eletrônico 31. A janela estéril tra- seira 52 pode ser dotada de reentrâncias de modo a fornecer área en- fraquecidas na janela traseira 52, as quais permitem acionar os um ou mais botões 54 quando a tampa 51 está em sua posição fechada.

[00123] A unidade de processamento 14 das modalidades das Figu- ras 1, 4 a 6 e 12 a 15 compreende um microprocessador ou uma uni-

dade de processamento central, que inclui um registro de processador para registrar a distância x coberta pelo gabinete 12 na direção do eixo geométrico longitudinal 7 e em relação a uma superfície de um implan- te 26 ou de um osso em relação ao tempo, durante um processo de perfuração.

[00124] Deve-se notar que a retroinformação em tempo real quanto à profundidade atual da broca pode ser, por si só, de alto valor para o cirurgião. Informações valiosas adicionais são entregues pela veloci- dade atual de perfuração. Isso ajuda o cirurgião a controlar sua taxa de alimentação a fim de evitar danos mecânicos ou térmicos ao osso, ou pode ser usado para estimar a qualidade do osso.

[00125] A Figura 16 ilustra uma outra modalidade do refletor 20, que não é integral com, ou fixada a, uma manga de broca 23. O refle- tor 20 pode ser preso sobre a broca de perfuração 5 de tal maneira que pode deslizar na broca de perfuração 5, de modo que o refletor 20 é independente da configuração da manga de broca 23. O refletor 20 tem uma porção em formato de disco 55 e, em cada lado contíguo à mesma, uma porção de aperto 56 que compreende fendas longitudi- nais de modo a formar linguetas adequadas para exercer pressão ra- dial sobre a broca de perfuração 5.

[00126] O método para estimativa de comprimento de parafuso ós- seo a partir de características de perfuração essencialmente compre- ende as seguintes etapas: A) avançar a furadeira elétrica cirúrgica 2 coaxialmente até o eixo geométrico longitudinal do fuso 13 para perfu- rar um furo em um osso e registrar a posição (x) da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação a uma superfície de um osso ou um implante 26 na direção de perfuração em relação ao tempo; B) de- terminar o instante quando a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 sai de um córtex de um osso mediante o uso do gráfico de referência GRef selecionado e a posição de referência da transição 21’ da broca de perfuração 5, de um primeiro meio para um segundo meio definido pelo gráfico de referência GRef selecionado; C) determinar a distância [x(t)] coberta pela broca de perfuração 5 no instante determinado sob a etapa B); e D) selecionar um parafuso ósseo tendo um comprimento correspondente à distância [x(t)] coberta pela broca de perfuração 5 determinada na etapa C) sob consideração de uma margem de segu- rança predefinida.

[00127] Conforme descrito acima, a posição x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação a uma superfície de um osso ou de um implante 26 na direção de perfuração é definido para zero no início do processo de perfuração. Entretanto, essa posição zero da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 depende do fato de se: 1) o segundo membro deslocável 4 compreende uma manga de broca 23 se estendendo na direção do eixo geométrico lon- gitudinal 7 até a extremidade frontal 10 do segundo membro 4, con- forme ilustrado nas Figuras 3, 4 e 11a a 11e; ou se 2) a manga de broca é um membro separado, anterior- mente inserido no tecido mole que cobre o osso a ser tratado; ou se 3) a posição zero da ponta de corte 9 precisa ser definida em relação a um implante 26, por exemplo uma placa óssea. Caso a broca de perfuração 5 seja guiada em uma manga de broca 23 que, durante a perfuração, entra em contato ou se fixa a uma placa óssea e, portanto, não permite que a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 esteja contígua à superfície superior da placa óssea (Figura 9) um dispositivo de calibração 27 fornecendo um bloqueio físico 28 dentro da manga de broca 23 em uma altura correspondente com a superfície superior da placa óssea pode ser usado para determinar o ponto inicial da medição (Figura 8). Alternativamente, se os comprimentos de broca de perfuração 5 e de manga de broca 23 forem conhecidos, o ponto inicial pode ser computado a partir desses dados.

[00128] No caso da variante 1), acima, o método compreende as seguintes etapas antes da etapa A): posicionar a furadeira elétrica cirúrgica 2 em relação a um osso, de modo que a extremidade frontal 10 do segundo membro des- locável 4 e a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 estejam em contiguidade com uma superfície de um osso; e armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação a uma superfície de um osso na direção de perfuração em relação ao tempo.

[00129] No caso da variante 2), acima, o método compreende as seguintes etapas antes da etapa A): posicionar a furadeira elétrica cirúrgica 2 em relação a um osso de modo que a extremidade frontal 10 do segundo membro des- locável 4 fique em contiguidade a uma manga de broca 23 inserida no tecido mole que cobre um osso a ser tratado; e ajustar a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 presa no mandril 6 da furadeira elétrica cirúrgica 2 em relação ao segundo membro deslocável 4 de modo que a ponta de corte 9 da broca de per- furação 5 fique em contiguidade a uma superfície de um osso; e armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação a uma superfície de um osso na direção de perfuração em relação ao tempo.

[00130] No caso da variante 3), acima, o método compreende, an- tes da etapa A), as seguintes etapas (Figuras 9 e 10): posicionar a broca de perfuração 5 presa no mandril 6 em relação ao segundo membro deslocável 4 mediante o uso de um dis- positivo de calibração 27 (Figuras 7 e 8), de modo que a extremidade frontal 10 do segundo membro 4 esteja em contato com uma superfí-

cie 29 do dispositivo de calibração 27 e a ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 fique em contiguidade a um batente 28 que se projeta a partir da superfície 29 do dispositivo de calibração 27; armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição x da ponta de corte 9 da broca de perfuração 5 em relação a uma superfície de um osso ou de um implante 26 na di- reção de perfuração em relação ao tempo; e posicionar a furadeira elétrica cirúrgica 2 em relação a um implante 26, por exemplo uma placa óssea, de modo que a extremida- de frontal 10 do segundo membro deslocável 4 fique em contiguidade com uma superfície do implante 26 (Figura 9).

[00131] A Figura 17 ilustra uma modalidade adicional do dispositivo de calibração 27. O refletor 20, bem como o dispositivo de calibração 27, por exemplo, ilustrados nas Figuras 7 e 8, podem ser feitos para uso único. Em outras modalidades, a manga de broca 23 de acordo com uma das modalidades ilustradas nas Figuras 11a a 11e, 16 e 17 pode ser configurada como um membro descartável, também, e pode para esse propósito ser conectada ao dispositivo de calibração 27 por meio de um ponto de ruptura predeterminado.

[00132] Embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com modalidades específicas da mesma, fica claro que muitas alternativas, modificações e variações serão evidentes aos versados na técnica. Consequentemente, prevê-se que o conceito abranja todas alternati- vas, modificações e variações contidas no escopo das reivindicações em anexo.

[00133] Deve-se considerar que certas características da invenção, que são, para maior clareza, descritas no contexto de modalidades separadas, podem também ser fornecidas em combinação em uma única modalidade. Inversamente, várias características da invenção que são, por brevidade, descridas no contexto de uma única modali-

dade, podem também ser fornecidas separadamente ou em qualquer subcombinação ou conforme adequado em qualquer outra modalidade descrita da invenção.

Certas características descritas no contexto de várias modalidades não devem ser consideradas elementos essenciais dessas modalidades, a menos que a modalidade seja inoperante sem esses elementos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Instrumento cirúrgico (25), em particular um instrumento cirúrgico de corte ou perfuração, sendo que o instrumento cirúrgico (25) compreende: - uma unidade de acionamento; - uma ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) enga- tável com a unidade de acionamento; - um dispositivo de medição (1) fixado a ou integral com o instrumento cirúrgico (25), sendo que o dispositivo de medição (1) é configurado para medir a distância [x(t)] coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) ao longo de uma trajetória de corte ou perfuração em relação ao tempo e em relação a uma posição de refe- rência; - uma unidade de processamento (14) eletronicamente co- nectada de modo direto ou sem fio ao dispositivo de medição (1), e adequadamente programada para registrar um gráfico G da distância [x(t)] coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) em relação à posição de referência e em relação ao tempo durante um processo de corte ou perfuração; e - um armazenamento de dados digitais, caracterizado pelo fato de que, no armazenamento de da- dos digitais, estão armazenados dados de referência que incluem pelo menos um conjunto de dados que especifica um gráfico de referência GRef da distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) em relação ao tempo e dentro de uma janela de tempo (11) na faixa de uma transição da ferramenta de corte ou broca de perfuração (5), de um primeiro meio tendo uma primeira densidade para um segundo meio tendo uma segunda densidade diferente, du- rante um processo de corte e perfuração, em que o pelo menos um gráfico de referência GRef define um ponto de referência de uma transição (21’) da ferramenta de corte ou broca de perfuração (5), de um primeiro meio para um segundo meio; e em que a janela de tempo (11) inclui um primeiro período de tempo antes do ponto de referência de uma transição (21') e um segundo pe- ríodo de tempo após o ponto de referência de uma transição (21'); e a unidade de processamento (14) está adequadamente programada para comparar o gráfico registrado G com o pelo menos um gráfico de referência GRef por meio de uma medida de similaridade para quantificar a concordância entre o gráfico registrado G, ou pelo menos uma porção do gráfico registrado G, e o pelo menos um gráfico de referência GRef, para encontrar a posição de uma transição (21) no gráfico registrado G.

2. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o armazenamento de dados digitais ainda armazena um valor-limite predefinido para a medida de similari- dade e em que a unidade de processamento (14) é programada para desencadear um evento e reportar a posição x de transição (21) se o valor-limite de similaridade for atingido.

3. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o armazenamento de dados digitais é configurado como um buffer para manter uma janela de tempo real do gráfico atual G da distância [x(t)] ao menos tão grande quanto a janela (11) do gráfico de referência GRef.

4. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que múltiplos gráficos de referência GRef são armazenados no armazenamento de dados digi- tais, representando várias características de perfuração ou corte, e em que a unidade de processamento (14) está adequadamente progra- mada para repetir a etapa de quantificação da concordância entre o gráfico registrado G, ou a pelo menos uma porção do gráfico registra- do G, e os gráficos de referência GRef, por meio de uma medida de si- milaridade para todos os gráficos de referência GRef armazenados, e encontrar o melhor ajuste geral entre o gráfico G e todos os gráficos de referência GRef para identificar a posição x de transição (21) no grá- fico registrado G.

5. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que cada gráfico de referência GRef é especificado por ao menos 10 valores, de preferência ao menos 20 valores para a distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou broca de perfuração (5), que são subsequentes em relação ao tempo dentro do segundo período de tempo após o ponto de refe- rência de uma transição (21').

6. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada gráfico de referência GRef é espe- cificado por ao menos 30 valores, de preferência pelo menos 40 valo- res para a distância [x(t)] coberta por uma ferramenta de corte ou bro- ca de perfuração (5), que são subsequentes em relação ao tempo den- tro do primeiro período de tempo antes do ponto de referência de uma transição (21').

7. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que, dentro de cada gráfico de referência GRef, o segundo período de tempo após o ponto de referência de uma transição (21’) equivale a pelo menos 0,1 segun- dos, de preferência a pelo menos 0,3 segundos.

8. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que em cada gráfico de referência GRef, o primeiro período de tempo antes do ponto de referência de uma transi- ção (21') totaliza ao menos 0,3 segundos, de preferência a ao menos 0,4 segundos.

9. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os dados de refe- rência especificam um gráfico de referência GRef com uma distância monotonamente crescente [x(t)] coberta pela ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) no primeiro período de tempo antes de atingir o ponto de referência de uma transição (21').

10. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, sendo o instrumento cirúrgico (25) caracterizado pelo fato de que ainda compreende um dispositivo cirúrgico de corte ou perfuração.

11. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo cirúrgico de perfuração é uma furadeira elétrica cirúrgica (2), em que a unidade de acionamen- to compreende um motor e um fuso (13) que é acionável pelo motor e tem um eixo geométrico longitudinal (7), de modo que o ponto de refe- rência seja definível por uma superfície de um implante (26) ou um os- so.

12. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento (14) é um dentre um computador com um monitor, um computador tipo tablet, um smartphone, um smartwatch ou um smar- tglass.

13. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento (1) compreende um dispositivo de comunicação sem fio, de preferência um módulo Bluetooth.

14. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, sendo o instrumento cirúrgico caracterizado pelo fato de que ainda compreende um gabinete (12).

15. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação

14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) com- preende meios de fixação, de preferência um adaptador (15) que é fi- xável de modo liberável ao gabinete (12) da furadeira elétrica cirúrgica (2).

16. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) compreende garras para fixar de modo liberável o dispositivo de medi- ção (1) ao gabinete (12).

17. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o adaptador (15) é configurado como uma estrutura fixável ao gabinete (12), de preferência uma estru- tura anular para ser presa ao gabinete (12) por meio de um encaixe por pressão ou através de um colar de aperto.

18. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) é integral com o gabinete (12).

19. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que a medida de simi- laridade aplicada para selecionar a porção do gráfico G que melhor se ajusta ao gráfico de referência GRef para encontrar a posição x de tran- sição (21) no gráfico registrado G é uma abordagem de reconhecimen- to de padrão, de preferência um descritor de contexto de formato.

20. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que os dados de refe- rência especificam uma representação estatística de uma pluralidade de gráficos G prospectivamente registrados na faixa de uma transição de uma ferramenta de corte ou broca de perfuração (5), de um primei- ro meio tendo uma primeira densidade para um segundo meio tendo uma segunda densidade diferente, durante um processo de corte ou perfuração.

21. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que os dados de refe- rência são continuamente corrigidos durante o uso do dispositivo de corte ou perfuração.

22. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a correção dos dados de referência é executada por algoritmos de aprendizagem de máquina, de prefe- rência envolvendo o uso de uma rede neural.

23. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) compreende um sensor de deslocamento sem contato.

24. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento sem con- tato é um sensor de distância de triangulação e compreender um transmissor de luz e um receptor correspondente.

25. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento sem contato compreende um transmissor de luz LED.

26. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) inclui um dispositivo a laser que compreende um módulo de laser (18) e um ou mais sensores eletrônicos de luz (19), de prefe- rência dispositivos de carga acoplada (CCD, "charge-coupled devices") para executar triangulação a laser para avaliação de deslocamento.

27. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento sem con- tato é baseado em radar, de preferência um sensor de radar de ondas milimétricas.

28. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento sem con-

tato é um sensor ultrassônico de distância.

29. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento sem contato compreende um refletor (20) deslizável ao longo de uma broca de perfuração (5) e configurado para estar em contiguidade com um implante (26), um osso ou um instrumento.

30. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 29, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento (14) ainda compreende um mostrador (30) ou um alto- falante.

31. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) compreende um invólucro (16) para circundar a unidade de processamento (14).

32. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o invólucro (16) que circunda a uni- dade de processamento (14) é esterilizável.

33. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 32, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) compreende: um primeiro membro (3), que está em uma posição fixa em relação ao gabinete (12); e um segundo membro longitudinal (4), que é deslocável es- sencialmente na direção do eixo geométrico longitudinal (7) do fuso (13) em relação ao primeiro membro (3) e que compreende uma ex- tremidade frontal (10) adequada para estar em contiguidade com uma superfície de um osso ou de um implante (26).

34. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o segundo membro deslocável (4) compreende uma manga de broca (23) que se estende na direção do eixo geométrico longitudinal (7) até a extremidade frontal (10) do se- gundo membro (4).

35. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 33 ou 34, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro (3) do dispo- sitivo de medição (1) e de preferência a unidade de processamento (14) são inseríveis em um espaço oco (32) disposto no gabinete (12) da furadeira elétrica cirúrgica (2).

36. Instrumento cirúrgico, a de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 35, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro (3) e de preferência a unidade de processamento (14) são parte de um módulo eletrônico (31) que ainda compreende uma fonte de alimentação (22) e/ou um motor para acionar a furadeira elétrica cirúrgica (2) e em que a fonte de alimentação (22) é configurada para fornecer energia elétrica ao primeiro membro (3) e de preferência à unidade de processamento (14) e ao motor.

37. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 36, caracterizado pelo fato de que o espaço oco (32) é disposto em uma empunhadura (33) do gabinete (12) e configu- rado para receber o módulo eletrônico (31).

38. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 37, caracterizado pelo fato de que o gabinete (12) compreende uma parte de topo (35) que inclui uma janela esterilizável (45) para cobertura do mostrador (30).

39. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a parte de topo (35) é integral com o gabinete (12) e formar um invólucro para o mostrador (30).

40. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 39, caracterizado pelo fato de que o gabinete (12) compreende pelo menos uma janela estéril (42, 43) para fornecer uma janela para o sinal emitido pelo sensor de deslocamento sem contato e um sinal refletido a ser recebido pelo sensor de deslocamento sem contato.

41. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que a janela estéril (42, 43) é configura- da como uma janela rebaixada.

42. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 41, caracterizado pelo fato de que o invólucro (16) é fixável ao gabinete (12) por meio de um adaptador (15) e compreen- der uma cavidade (38) configurada para receber o módulo eletrônico (31).

43. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 42, caracterizado pelo fato de que o invólucro (16) compreende uma tampa (51) disposta na extremidade traseira do invó- lucro (16) e que inclui uma janela traseira esterilizável (45) para cober- tura do mostrador (30).

44. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 31 a 43, caracterizado pelo fato de que o invólucro (16) compreende pelo menos uma janela frontal estéril (47) para fornecer uma janela para o sinal emitido pelo sensor de deslocamento sem con- tato e um sinal refletido recebível pelo sensor de deslocamento sem contato.

45. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 44, caracterizado pelo fato de que o segundo membro deslocável (4) compreende uma porção de aperto (56) para fixação a estruturas cilíndricas com diâmetros variáveis.

46. Instrumento cirúrgico, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que a porção de aperto (56) do segundo membro deslocável (4) é configurada para fornecer um encaixe por atrito a uma broca de perfuração (5).

47. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 46, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) está posicionado em relação ao gabinete (12) de modo que um feixe emitido pelo sensor de deslocamento sem contato esteja orientado em um ângulo de deslocamento em relação ao eixo geomé- trico longitudinal (7) do fuso (13).

48. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 47, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro (3) do dispositivo de medição (1) está posicionado fora de centro em relação ao eixo geométrico longitudinal (7) do fuso (13).

49. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 48, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) compreende ao menos um acelerômetro.

50. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 49, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) ainda compreende giroscópios e/ou magnetômetros.

51. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 50, sendo o instrumento cirúrgico caracterizado pelo fato de que ainda compreende um dispositivo de calibração (27).

52. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 51, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento (14) é programada para computar em tempo real.

53. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 52, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento (14) compreende uma memória de dados para arma- zenar dados relacionados aos comprimentos dos parafusos ósseos, de preferência incluindo uma margem de segurança, um comprimento de cabeça de parafuso, um comprimento de seção de ponta e incremen- tos de comprimento de parafuso.

54. Instrumento cirúrgico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 53, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento (14) é adequadamente programada para controlar a velocidade de rotação do fuso (13) da furadeira elétrica cirúrgica (2) ou interromper o fuso (13) quando o ponto de uma transição (21) é detec- tado.

55. Método para estimar o comprimento do parafuso ósseo a partir de características de perfuração com o uso da furadeira elétri- ca cirúrgica (2), como definida em qualquer uma das reivindicações 11 a 54, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: A) avançar a furadeira elétrica cirúrgica (2) coaxialmente até o eixo geométrico longitudinal (7) do fuso (13) para perfurar um furo em um osso e registrar a posição (x) da ponta de corte (9) da bro- ca de perfuração (5) em relação a uma superfície de um osso ou um implante (26) na direção de perfuração em relação ao tempo; B) determinar a distância [x(t)] coberta pela broca de perfu- ração (5) em relação a uma superfície de um osso ou de um implante (26), quando a ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) sai de um córtex de um osso, mediante o uso dos dados de referência armaze- nados para encontrar a posição de uma transição (21) da broca de perfuração (5) de um primeiro meio para um segundo meio no gráfico registrado G; C) selecionar um parafuso ósseo tendo um comprimento correspondente à distância [x(t)] coberta pela broca de perfuração (5) determinada na etapa B) sob consideração de uma margem de segu- rança predefinida.

56. Método, de acordo com a reivindicação 55, caracteriza- do pelo fato de que, antes da etapa A), são executadas as seguintes etapas: posicionar a furadeira elétrica cirúrgica (2) em relação a um osso, de modo que a extremidade frontal (10) do segundo membro deslocável (4) e a ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) este- jam em contiguidade com uma superfície de um osso ou de um objeto; e se necessário, adicionar um valor de compensação arma- zenado no armazenamento de dados à posição relativa; e armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição (x) da ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) em relação a uma superfície de um osso na direção de perfuração em relação ao tempo.

57. Método, de acordo com a reivindicação 55, caracteriza- do pelo fato de que, antes da etapa A), são executadas as seguintes etapas: posicionar a furadeira elétrica cirúrgica (2) em relação a um osso de modo que a extremidade frontal (10) do segundo membro deslocável (4) fique em contiguidade a uma manga de broca (23) inse- rida no tecido mole que cobre um osso a ser tratado; e ajustar a ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) pre- sa no meio de engate da furadeira elétrica cirúrgica (2) em relação ao segundo membro deslocável (4) de modo que a ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) fique em contiguidade a uma superfície de um osso; e se necessário, adicionar um valor de compensação arma- zenado no armazenamento de dados à posição relativa; e armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição (x) da ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) em relação a uma superfície de um osso ou de um implante (26) na direção de perfuração em relação ao tempo.

58. Método, de acordo com a reivindicação 55, caracteriza- do pelo fato de que, antes da etapa A), sãoexecutadas as seguintes etapas:

posicionar a broca de perfuração (5) presa no meio de en- gate em relação ao segundo membro deslocável (4) mediante o uso de um dispositivo de calibração (27) de modo que a extremidade fron- tal (10) do segundo membro (4) esteja em contato com uma superfície (29) do dispositivo de calibração (27) e a ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) fique em contiguidade a um batente (28) que se pro- jeta a partir da superfície (29) do dispositivo de calibração (27); armazenar a posição relativa como ponto inicial (x = 0) para a medição da posição (x) da ponta de corte (9) da broca de perfuração (5) em relação a uma superfície de um osso ou de um implante (26) na direção de perfuração em relação ao tempo; e posicionar a furadeira elétrica cirúrgica (2) em relação a um implante (26), de modo que a extremidade frontal (10) do segundo membro deslocável (4) fique em contiguidade com uma superfície do implante (26).

59. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 55 a 58, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio penetra- do pela ferramenta de corte ou broca de perfuração (5) do instrumento cirúrgico é osso cortical ou trabecular.

60. Uso de uma furadeira elétrica cirúrgica (2), como defini- da em qualquer uma das reivindicações 11 a 54, caracterizado pelo fato de que se aplica a estimar o comprimento do parafuso ósseo.