BRPI0616648A2 - sistemas automatizados e métodos para colheita e implantação de unidades foliculares - Google Patents

Abstract

SISTEMAS AUTOMATIZADOS E MéTODOS PARA COLHEITA E IMPLANTAçãO DE UNIDADES FOLICULARES. Trata-se de um sistema automatizado para colheita ou implantação de unidades foliculares, incluindo um braço móvel; um instrumento de colheita e/ou implantação montado no braço móvel; uma ou mais câmeras montadas no braço móvel; um processador configurado para receber e processar imagens obtidas por uma ou mais das câmeras; e um controlador associado operativamente com o processador, e configurado para posicionar o braço móvel com base, pelo menos em parte, em imagens processadas obtidas por uma ou mais das câmeras, em que o braço móvel é capaz de ser posicionado de tal modo que o instrumento possa ser disposto em uma orientação desejada relativa a uma superfície de corpo adjacente.

Description

SISTEMAS AUTOMATIZADOS E MÉTODOS PARA COLHEITA EIMPLANTAÇÃO DE UNIDADES FOLICULARES

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção está de modo geral relacionada a urasistema robótico guiado por imagem para realizardiagnóstico de precisão e procedimentos médico-terapêuticos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Procedimentos de transplante de cabelos são bemconhecidos, e envolvem tipicamente (por exemplo, em umpaciente cora calvície de padrão masculino) enxertos decabelos doados de colheita em áreas das extremidadeslaterais e posterior ("áreas doadoras") do couro cabeludodo paciente, e implantar as unidades foliculares colhidasem uma área calva da cabeça, ("área receptora").Historicamente, os enxertos colhidos eram relativamentegrandes (3-5 mm), embora mais recentemente, os enxertosdoados podem ser unidades foliculares isoladas que sãoagregados de ocorrência natural de 1-3 (e muito menoscomum, 4-5) folículos de cabelo compactamente espaçados quesão distribuídos aleatoriamente sobre a superfície do courocabeludo.

Em um processo bem conhecido, uma porção linear docouro cabeludo é removida de uma área doadora usando umbisturi cortando o tecido subcutâneo gorduroso. A tira édissecada (sob um microscópio) nas unidades folicularescomponentes, que são então implantadas em uma áreareceptora em furos puncionados respectivos feitos usandouma agulha. Podem ser usadas pinças para segurar e colocaros enxertos das unidades foliculares individuais nslocalizações das punções de agulha, embora sejam conhecidosoutros instrumentos e métodos para executar esta tarefa.

Em "Androgenetic Alopecia" (Springer 1996) , M. Inaba eY. Inaba revelam e descrevem um método para colheita deunidades foliculares singulares posicionando uma agulha depunção oca possuindo uma aresta cortante e espaço interiorcom um diâmetro de 1 mm, que é aproximadamente igual aodiâmetro das partes anatômicas críticas de uma unidadefolicular. A punção da agulha é alinhada axialmente com umeixo da unidade folicular a ser extraída e então avançadaem direção ao couro cabeludo para cortá-lo aproximadamentena circunferência da unidade folicular selecionada. Depoisdisso, as unidades foliculares são facilmente removidas,por exemplo, usando pinças, para implantação subseqüente emuma local receptor com uma agulha de inserção especialmentedesenvolvida.

O Pedido de Patente publicado U.S. 20050203545 (Cole)revela um instrumento para a extração de unidadesfoliculares individuais que aparentemente permite umaprofundidade de penetração e ângulo mais precisos emrelação à superfície da pele de um paciente.

O Pedido de Patente publicado U.S. 20050267506(Harris) revela um método e aparelho para a extração deunidades foliculares, primeiro fazendo uma incisão nascamadas de pele externas com uma punção afiada, e entãoinserindo uma punção sem corte na incisão para separar aunidade folicular de cabelo do tecido em volta e da camadagordurosa.

A Patente número U.S. 6.585.746 (Gildenberg) revela umsistema de transplante de cabelo utilizando um robô,incluindo um braço robótico e um introdutor de folículo decabelo associado ao braço robótico. Um sistema de vídeo éusado para produzir uma imagem virtual tridimensional docouro cabeludo do paciente, que é utilizada para planejaras localizações do couro cabeludo destinadas a receberenxertos de cabelos implantados pelo introdutor de folículosob o controle do braço robótico. No entanto, muitosaperfeiçoamentos têm ocorrido na preparação de um sistemaautomatizado (por exemplo, robótico) e nos métodos do seuemprego para colheita e implantação de unidades folicularesde cabelo, coletivamente "transplantando", quando se refereà colheita de uma unidade folicular de cabelo de uma regiãodoadora de uma superfície do corpo e ao implante da unidadecolhida em uma região receptora da superfície do corpo,como parte de um mesmo procedimento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em conformidade com um aspecto geral das invençõesreveladas aqui, um sistema automatizado, tal como umsistema robótico guiado por imagem, é empregado paraexecutar de modo preciso a colheita e implantaçãocontroladas de unidades foliculares de cabelo. Em algumasmodalidades, o sistema automatizado inclui um braço móvel,um instrumento montado no braço móvel, uma ou mais câmerasmontadas no braço móvel, um processador configurado parareceber e processar imagens obtidas por uma ou mais dascâmeras, e um controlador associado operativãmente com oprocessador, configurado para posicionar o braço móvel combase, pelo menos em parte, em imagens processadas obtidaspor uma ou mais das câmeras, caracterizado pelo fato de queo braço móvel é capaz de ser posicionado de modo que oinstrumento pode ser colocado em uma orientação desejadarelativa a uma superfície do corpo adjacente.

A título de exemplo não limitativo, o sistemaautomatizado pode ser um sistema robótico, no qual o braçomóvel é um braço robótico, e no qual o processador econtrolador podem ser configurados para posicionarem oinstrumento por servo-controle visual do braço robótico. Emalgumas modalidades pode ser empregada uma câmera única,nas quais o processador é configurado para registrar umsistema de coordenadas de referência de câmera com umsistema de coordenadas de referência de quadro deinstrumentos do braço robótico. Por exemplo, o processadorpode registrar o sistema de coordenadas de referência decâmera com o sistema de coordenadas de referência de quadrode instrumentos, com base em imagens de um alvo decalibragem fixo obtidas quando o braço robótico é movido aolongo de um ou mais eixos do sistema de coordenadas dereferência do quadro de instrumentos. A título de um outroexemplo, pode ser montado um par de câmeras no braçorobótico, no qual o processador é configurado pararegistrar sistemas de coordenadas de referência respectivosdas câmeras com uma ou outra, e com um sistema decoordenadas de referência do quadro de instrumentos dobraço robótico. Além disso, o processador pode registrar ossistemas de coordenadas de referência de câmera respectivoscom o sistema de coordenadas de referência de quadro deinstrumentos, baseados em imagens de um alvo de calibragemfixo obtidas quando o braço robótico movimenta-se ao longode um ou mais eixos do sistema de coordenadas de referênciado quadro de instrumentos. Por meio de ainda um outroexemplo, uma, ou mais câmeras, compreende respectivamenteos primeiro e segundo par de câmeras montados no braçorobótico, o primeiro par focalizado para obter imagens deum primeiro campo de visão, e o segundo par focalizado paraobter imagens de um segundo campo de visão substancialmentemais estreito que o primeiro campo de visão. Nestamodalidade, o processador pode ser configurado pararegistrar os sistemas de coordenadas de referênciarespectivos do primeiro e segundo par de câmeras com uma ououtra e com um sistema de coordenadas de referência dequadro de instrumentos do braço robótico. Além disso, oprocessador pode registrar os respectivos sistemas decoordenadas de referência de câmeras com o sistema decoordenadas de referência de quadro de instrumentos,baseados em imagens de um alvo de calibragem fixo obtidasquando o braço robótico movimenta-se ao longo de um ou maiseixos do sistema de coordenadas de referência de quadro deinstrumentos.

Em diferentes modalidades, o instrumento compreendeum, ou ambos, instrumento de colheita de unidade foliculare um instrumento de implantação de unidade folicular. Emdiferentes modalidades, o processador pode ser configuradopara identificar limites físicos aproximados de uma unidadefolicular em uma imagem obtida por uma ou mais câmeras. Porexemplo, o processador pode ser configurado paraidentificar limites físicos aproximados de uma unidadefolicular capturada em uma imagem obtida, incluindo umaregião de base subcutânea embutida na superfície do corpo euma região de extremidade distai estendendo-se para fora dasuperfície do corpo, caracterizado pelo fato de que asimagens incluem imagens subcutâneas. Ainda em uma outramodalidade, é proporcionado um jato de ar no braço móvelpara dirigir uma corrente de ar na superfície do corpo. Emainda uma outra modalidade, uma interface de usuário éproporcionada para um usuário introduzir instruções paraum, ou ambos processador e controlador com respeito a umaou mais instruções de localização, posição, orientação eprofundidade de uma unidade folicular a ser implantada.

De acordo com um outro aspecto da invenção, um métodopara colheita de unidades foliculares de uma superfície docorpo inclui (i) obter imagens de uma superfície do corpo;(ii) processar as imagens obtidas para identificar umaunidade folicular da superfície do corpo e determinar umaposição e orientação relativa da unidade folicularidentificada; (iii) utilizar um sistema automatizadoincluindo um braço móvel, para posicionar um instrumento decolheita montado no braço móvel adjacente à unidadefolicular identificada, com base, pelo menos em parte, emdados de imagens processadas, de modo que um eixolongitudinal do instrumento de colheita seja alinhado comum eixo longitudinal da unidade folicular; e (iv) colher aunidade folicular pelo movimento do instrumento de colheitaem relação à superfície do corpo, no qual as imagens sãoobtidas de uma ou mais câmeras montadas no braço móvel.

Em uma modalidade, o sistema automatizado pode ser umsistema robótico, caracterizado pelo fato de que o braçomóvel é um braço robótico. Em semelhante modalidade, asimagens podem ser obtidas de uma única câmera montada nobraço robótico, o método compreendendo ainda registrar umsistema de coordenadas de referência da câmera com umsistema de coordenadas de referência do quadro deinstrumentos do braço robótico. Por exemplo, o sistema decoordenadas de referência da câmera pode ser registrado como sistema de coordenadas de referência do quadro deinstrumentos do braço robótico com base em imagens de umalvo de calibragem fixo obtidas quando o braço robótico émovimentado ao longo de um ou mais eixos do sistema decoordenadas de referência do quadro de instrumentos dobraço robótico. Em uma outra modalidade semelhante, asimagens podem ser obtidas de um par de câmeras montadas nobraço robótico, o método compreendendo ainda registrar osrespectivos sistemas de coordenadas de referência dascâmeras com uma ou outra e com um sistema de coordenadas dereferência do quadro de instrumentos do braço robótico. Emainda uma outra modalidade semelhante, as imagens podem serobtidas usando os respectivos primeiro e segundo par decâmeras montados no braço robótico, o primeiro parfocalizado para obter dados de imagens de um primeiro campode visão, e o segundo par focalizado para obter dados deimagens de um segundo campo de visão, substancialmente maisestreito que o primeiro campo de visão. Em ainda mais umamodalidade semelhante, o método pode compreender aindaidentificar os limites físicos aproximados da unidadefolicular identificada, incluindo (a título de exemplo nãolimitante) identificar uma região de base subcutâneaembutida na superfície do corpo e uma região de extremidadedistai estendendo-se para fora da superfície do corpo.

De acordo com um outro aspecto da invenção, um métodopara implantar unidades foliculares em uma superfície docorpo inclui (i) obter e processar imagens de umasuperfície do corpo para identificar um local deimplantação; (ii) usar um sistema automatizado incluindo umbraço móvel para posicionar um instrumento de implantaçãomontado no braço móvel para uma localização adjacente aolocal de implantação; e (iii) implantar uma unidadefolicular na superfície do corpo pelo movimento doinstrumento de implantação em relação ã superfície docorpo, caracterizado pelo fato de que as imagens sãoobtidas por uma ou mais câmeras montadas no braço móvel.

A título de exemplo não limitante, o sistemaautomatizado pode ser um sistema robótico, e o braço móvelpode ser um braço robótico, caracterizado pelo fato de queo instrumento de implantação pode ser posicionado no localde implante por servo-controle visual do braço robótico. Emdiferentes modalidades, a unidade folicular pode serconduzida no instrumento de implantação antes daimplantação. Em diferentes modalidades, a unidade folicularé implantada em uma posição e orientação relativas àsuperfície do corpo, e pode também ser implantada a umaprofundidade desejada na superfície do corpo. Em algumasmodalidades, o método pode incluir ainda dirigir umacorrente de ar no local de implante antes, ou ao mesmotempo da implantação da unidade folicular, por exemplo,para limpar os cabelos vizinhos e/ou o sangue de implantesadjacentes. Em algumas modalidades, o método pode tambémincluir a inserção através de uma interface de usuário deinstruções do sistema automatizado em relação a um ou maisinstruções de localização, posição, orientação, eprofundidade de uma unidade folicular a ser implantada.

De acordo ainda com um outro aspecto, um método paratransplante de unidades foliculares inclui (i) obter eprocessar imagens de uma primeira área de uma superfície docorpo para identificar e determinar uma posição eorientação relativas à uma unidade folicular a ser colhida;

(ii) usar um sistema automatizado incluindo um braço móvelpara posicionar um instrumento de colheita montado em umbraço móvel adjacente ã unidade folicular identificada, talque um eixo longitudinal do instrumento de colheita sejaalinhado com um eixo longitudinal da unidade folicular;

(iii) colher a unidade folicular pelo movimento doinstrumento de colheita relativo à superfície do corpo;

(iv) obter e processar as imagens de uma segunda área dasuperfície do corpo para identificar um local deimplantação; (v) usar o sistema automatizado paraposicionar um instrumento de implante montado no braçomóvel adjacente ao local de implante; e (vi)implantar aunidade folicular pelo movimento do instrumento de implanterelativo à superfície do corpo, caracterizado pelo fato deque as respectivas imagens são obtidas de uma ou maiscâmeras montadas no braço móvel.

De acordo com ainda um outro aspecto da invenção, umconjunto de instrumentos múltiplos é proporcionado para acolheita e implantação de unidades foliculares de cabelo emuma superfície de corpo, tal como um couro cabeludo humano.

Em uma modalidade, o conjunto de instrumentos compreende umpar de cânulas dispostas coaxialmente posicionadas em umrelacionamento de movimento alternativo, incluindo umacânula externa de "implantação" possuindo um espaçointerior e uma extremidade distai perfurante de tecidoaberta, e uma cânula interna "de colheita" posicionada noespaço interno da cânula de implantação. A cânula decolheita possui uma extremidade distai aberta de recorte detecido, e um espaço interior ajustado para segurar e reterpor fricção uma unidade folicular. O conjunto deinstrumentos pode ser manipulado e posicionado manualmente.Como alternativa, o conjunto de instrumentos pode ser presoa, e posicionado por, um braço móvel de um sistemaautomatizado, por exemplo, um sistema de braço robótico. 0movimento de uma, ou ambas as cânulas de colheita e deimplante em relação uma à outra e/ou ao restante doconjunto de instrumentos (se manual, ou conduzido por umsistema automatizado de posicionamento) pode ser produzidopor uma quantidade de mecanismos e sistemas diferentes,mecânico, eletromecânico, pneumático, hidráulico,magnético, e outros sistemas e mecanismos conhecidos paraefetuar o movimento controlado das respectivas cânulas.Enquanto as cânulas de colheita e implantação são alinhadasde preferência de modo axial, outras modalidades sãopossíveis.

Para colheita, um eixo longitudinal da cânula decolheita é alinhado de modo axial com um eixo longitudinalde uma unidade folicular selecionada para ser colhida.Dependendo da modalidade, o posicionamento da cânula decolheita em relação à unidade folicular selecionada podeser manual ou completamente automatizado. Em umamodalidade, é usado um sistema robótico guiado por imagensincluindo um braço robótico para posicionar e alinhar asrespectivas cânula de colheita e unidade folicular. Acânula de colheita é avançada sobre a unidade folicular,com a sua extremidade distai de recorte penetrando asuperfície do corpo na camada gordurosa subcutâneaenvolvendo e sustentando a unidade folicular. A cânula decolheita é então retirada da superfície do corpo para,desse modo, extrair a unidade folicular, que é conduzida noespaço interno da cânula de colheita.

0 movimento da cânula de colheita em relação àsuperfície de corpo pode ser manual, semi-automatizado, oucompletamente automatizado. A cânula de colheita pode serfixa ou movida de modo independente em relação ao restantedo conjunto de instrumentos, se o conjunto de instrumentosé seguro manualmente ou preso a um braço móvel. Emmodalidades nas quais o conjunto de instrumentos éconduzido em um braço automatizado (por exemplo, robótico),o movimento da cânula de colheita em relação à superfíciedo corpo pode ser executado pelo movimento do braço emrelação à superfície de corpo, pelo movimento da cânula decolheita em relação ao braço automatizado, ou umacombinação de cada. De modo similar, em modalidadesmanuais, o movimento da cânula de colheita em relação àsuperfície do corpo pode ser executado pelo movimento dobraço do operador em relação à superfície do corpo, pelomovimento da cânula de colheita relativo ao conjunto deinstrumentos, ou uma combinação de cada. Em algumasmodalidades, a cânula de colheita é girada em torno de seueixo longitudinal enquanto penetra na superfície do corpo,para ampliar a efetividade do recorte do tecido. Em algumasmodalidades, a parede do espaço interno da cânula decolheita pode ser texturizada de modo a facilitar segurar eextrair a unidade folicular. Em algumas modalidades, umafonte de vácuo pode ser colocada de modo seletivo emcomunicação com o espaço interno da cânula de colheita paraaplicar de modo proximal uma força de "atração" direcionadapara facilitar segurar e extrair as unidades foliculares.

Estes recursos podem ser úteis na retenção da unidadefolicular no espaço interno da cânula de colheita depoisque ela é colhida.

Para a implantação, o conjunto de instrumentos éreposicionado (manualmente ou pelo uso de um sistemaautomatizado) para um local de implantação selecionado emuma área receptora na superfície do corpo. Um eixolongitudinal da cânula de implante pode ser alinhado comuma orientação desejada da unidade folicular quandoimplantada. Além disso, este alinhamento pode ser executadode modo manual ou por um sistema automatizado, por exemplo,utilizando um sistema robótico guiado por imagens em umamodalidade. A extremidade distai de perfuração de tecido dacânula de implantação é avançada para a superfície docorpo, criando uma cavidade de implantação subcutânea deprofundidade e tamanho apropriados para receber uma unidadefolicular sendo implantada. Este "movimento de punção" pelacânula de implantação é preferivelmente muito rápido, demodo a minimizar o trauma da superfície do tecido nacavidade de implantação, por exemplo, similar ao movimentode um dispositivo impulsionado a mola de picada de dedopara obter pequenas quantidades de sangue para teste.

Em uma modalidade, uma unidade folicular é movida demodo axial do espaço interno da cânula de colheita (ondeela permaneceu intacta desde que foi colhida) para a parteda extremidade distai do espaço interno da cânula deimplantação por um obturador (êmbolo) disposto no espaçointerno da cânula de colheita. 0 reposicionamento daunidade folicular pode ter lugar antes, durante, ou depoisda cânula de implantação puncionar a superfície do corpo.Depois disso, o obturador mantém a posição relativa da unidade folicular na cavidade de implantação quando acânula de implantação é retirada da superfície de corpo porum movimento de translação relativo ao obturador. Em outrasmodalidades, a unidade folicular é depositada diretamentedo espaço interno da cânula de colheita para a cavidade deimplantação, por exemplo, pelo obturador, ou pela aplicaçãode uma força de "pressão" dirigida distalmente usando umafonte de ar comprimido colocada em comunicação com o espaçointerno da cânula de colheita.

De acordo com ainda um outro aspecto da invenção, ummétodo para transplantar uma unidade folicular de cabelousando um conjunto de ferramentas múltiplas inclui (i)alinhar um eixo longitudinal de uma cânula ("de colheita")interna com um eixo longitudinal de uma unidade folicularselecionada para ser colhida de uma área doadora de umasuperfície do corpo; (ii) avançar a cânula de colheita emrelação à superfície do corpo de modo que uma extremidadedistai aberta de recorte de tecido da cânula de colheitapenetre na superfície do corpo envolvendo a unidadefolicular selecionada a uma profundidade suficiente paraencapsular substancialmente a unidade folicular; (iii)retirar a cânula de colheita da superfície do corpo com aunidade folicular encaixada e retida em um seu espaçointerior; (iv) avançar uma cânula ("de implantação")externa sobre a cânula de colheita disposta de modo coaxialde modo que uma extremidade distai de perfuração de tecidoda cânula de implantação puncione uma área receptora dasuperfície do corpo e nela forme uma cavidade deimplantação; e (v) colocar a unidade folicular do espaçointerno da cânula de colheita na cavidade de implantação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção é ilustrada a título de exemplo e não delimitação nas figuras dos desenhos anexos, nos quaisreferências semelhantes indicam elementos similares, e nosquais:

A Figura 1 é uma vista perspectiva de um sistema debraço robótico utilizado para posicionar e orientar um parde cânulas dispostas coaxialmente estendendo-se de umaabertura distai de um alojamento de conjunto deinstrumentos, conduzidas pelo braço robótico e usadas paracolheita e implantação de unidades foliculares de cabelohumano.

A Figura 2 é uma vista muito próxima da parte distaido conjunto de instrumentos mostrado na Figura 1.

A Figura 2A é uma visão de curta distância de umaparte de extremidade distai de uma modalidade alternativado sistema de braço robótico da Figura 1, na qual oprimeiro e segundo par de câmeras estéreo são fixados aobraço robótico e utilizados para capturar dados de imagensde múltiplos campos de visão para guiar o movimento dobraço robótico e do conjunto de instrumentos fixado.

A Figura 3 é uma vista perspectiva de um instrumentomúltiplo para uso no conjunto de instrumentos no sistema daFigura 1.

A Figura 4 é um corte transversal longitudinal do instrumento múltiplo da Figura 3.A Figura 5 é uma vista perspectiva de um conjunto deacionamento de motores para se acoplar de modo operativocom o instrumento múltiplo da Figura 3 no conjunto deinstrumentos do sistema da Figura 1.

As Figuras 6A e 6B são vistas parcialmente internas,simplificadas, de procedimentos de implantação alternativosconduzidos usando o instrumento de três partes da Figura 3.

A Figura 7 é uma vista esquemática parcial emperspectiva parcial de uma modalidade do conjunto deinstrumentos do sistema robótico na Figura 1.

A Figura 8 é uma vista de corte transversal internaparcial de uma unidade de retenção localizada dentro de umconjunto de acionamento de motor no conjunto deinstrumentos da Figura 7.

A Figura 9A é uma vista de corte transversallongitudinal de um instrumento múltiplo para uso noconjunto de instrumentos no sistema da Figura 7.

As Figuras 9B-9D ilustram variações de uma extremidadedistai de uma agulha de cânula de colheita de unidadefolicular do conjunto de instrumentos da Figura 9A.

A Figura 10 ilustra o instrumento múltiplo da Figura9A engrenado operativamente com a unidade de retenção daFigura 8.

As Figuras IlA-D ilustram um processo para implantaruma unidade folicular, de acordo com algumas modalidades.

A Figura 12 ilustra um diagrama de força representandouma força experimentada por uma cânula de colheita, deacordo com algumas modalidades.

A Figura 13 é um diagrama de fluxo de um procedimentopara calibrar um eixo ótico e quadro de referência decâmera associada, de uma única câmera com um instrumento dequadro estabelecido na extremidade (de trabalho) distai dobraço robótico ao qual a câmera é presa.

A Figura 14 é um diagrama de fluxo de um procedimentointerativo para alinhar (ambas, posição e orientação) uminstrumento alongado usado para colheita e/ou implantaçãode folículos de cabelo com uma unidade folicular de cabeloselecionada.

A Figura 15 mostra uma imagem de câmera de unidadesfoliculares de cabelo em uma região de interesse em umcouro cabeludo humano.

A Figura 16 ilustra a posição e orientação, isto é, asordenadas x, y e ângulos pertencentes ao plano e fora doplano de uma unidade folicular de cabelo em relação aoquadro de referência da câmera.

A Figura 17 é um diagrama de fluxo de um procedimentoautomatizado para identificar uma posição e orientação decada uma da multiplicidade de unidades foliculares em umaregião de interesse em um couro cabeludo humano, e então

colher algumas ou todas as unidades folicularesidentificadas.

A Figura 18 é um diagrama de fluxo de um algoritmo queusa imagens obtidas de um par de câmeras estéreo paraidentificar unidades foliculares em uma região deinteresse, e então computar as respectivas localizações eorientações das unidades foliculares identificadas.

A Figura 19 é um diagrama de fluxo de um algoritmousando pontos de controle para projetar uma linha de cabelo(implantada) de aparência natural.

A Figura 2 0 é um diagrama de fluxo de um algoritmousando pontos de controle para proporcionar a aleatoriedadede aparência natural para localizações de enxertos decabelo implantados.

A Figura 21 é um diagrama de fluxo ilustrando umrecurso de orientação automática de um sistema robóticoguiado por imagens.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRADAS

A Figura 1 representa um sistema robótico guiado porimagens 25, incluindo um braço robótico 27, com um conjuntode instrumentos 3 0 fixado a uma placa de instrumentosdistai 20. O braço robótico 27 é preferivelmenteprogramável e de um tipo tal como aqueles manufaturados edistribuídos por Adept Technology Inc. (www.adept.com). Umaoutra fonte de conjuntos de braços robóticos adequados paramodalidades da invenção é manufaturada e distribuída porKuka Robot Group (www.kuka.com). 0 braço robótico 27proporciona movimento controlado de modo preciso da placade extremidade distai 20 em seis graus de liberdade (x, y,ζ, ω, ρ, r), como é bem conhecido na técnica. Tal movimentoda placa distai é proporcionado com um alto grau derepetitividade e precisão (por exemplo, para 2 0 mícrons)por motores e codificadores respectivos localizados emarticulações de braço 21 do braço robótico 27 respectivas.

Uma variedade de instrumentos de efeito de ponta e/ouconjuntos pode ser fixada à placa de extremidade distai dobraço robótico 27 para executar diferentes procedimentos emum paciente humano ou animal. Como exemplificação, oconjunto de instrumentos 3 0 mostrado nas Figuras 1-2 éprojetado para a colheita e implantação de folículos decabelos de/para um couro cabeludo humano ou outrasuperfície do corpo, e inclui cânulas de colheita eimplantação 3 8 e 3 6 dispostas coaxialmente,respectivamente, prolongando-se de uma extensão tubular 24de um alojamento 22. As cânulas 36 e 38 são rígidasaxialmente, por exemplo, feitas de metal ou plástico duro;e de paredes finas para facilitar a penetração do tecido. Acânula de implantação 3 6 tem preferivelmente uma ponta deperfuração de tecido tipo agulha, e a cânula de colheitatem preferivelmente uma ponta de recorte de tecido (porexemplo, serrilhada). O braço robótico 27 posiciona de modoautomático e preciso as respectivas cânulas de colheita eimplantação 38 e 36 em localizações e orientaçõesdesejadas, ao longo de uma superfície do corpo (porexemplo, um couro cabeludo) de um paciente, baseado emsinais de controle derivados, pelo menos em parte, de dadosde imagens obtidas por uma ou mais câmeras 28 fixadas aoalojamento do conjunto de instrumentos 22.

Em particular, e como descrito em maior detalhe aqui,o movimento do braço robótico 27 é governado por umcontrolador de sistema (não mostrado) em resposta a sinaisde controle derivados de dados de imagens obtidas por umpar de câmeras "estéreo" 28, fixadas à extremidade distaido braço robótico (próximas ao conjunto de instrumentos30). Em modalidades alternativas, apenas uma única câmeranecessita ser usada na obtenção de imagens. De modoalternado, como representado na Figura 2A, e como descritoem maior detalhe aqui, pares múltiplos de câmeras estéreo28A e 2 8B podem ser usados de modo a capturar campos devisão divergentes (por exemplo, mais largos e maisestreitos). Em outras modalidades, uma única câmara podeser usada para capturar um primeiro (isto é, largo) campode visão, e uma segunda câmera pode ser usada para capturarum segundo (isto é, estreito) campo de visão. Outrasconfigurações de câmeras são possíveis.

Os dados da(s) imagem(ns) obtida(s) pela(s) câmera(s)28 são processados em um computador (não mostrado na Figura1) associado com o sistema robótico 25, que proporcionasinais de controle para o controlador do sistema paradirigir o movimento do braço robótico 27. Em particular, as

imagens são obtidas de cada câmera do par 2 8 com umaampliação desejada (por exemplo, em uma escala de 6χ a IOxem uma modalidade) e um ciclo de trabalho desejado (porexemplo, 3 0 hertz em uma modalidade). As imagens obtidassão digitalizadas utilizando técnicas de segmentação de

imagem conhecidas, implementadas por software no computadorde modo a identificar a(s) posição(ões) e orientação(ões)de objetos de interesse. No caso de procedimentosenvolvendo a remoção ou implantação de folículos de cabelo,pode ser desejável ressaltar os folículos de cabelo com uma

cor escura antes de um procedimento, de modo a aumentar aefetividade das técnicas de processamento de imagens.Também pode ser desejável cortar os folículos de cabelona(s) região(ões) de interesse em um comprimentosubstancialmente uniforme antes do procedimento.

Como será observado por aqueles versados na técnica,pode-se visualizar abaixo da superfície da pele pelaajustagem da luz, filtros nas câmeras, e diversas técnicasde processamento de imagens. Isto ocorre porque a reflexãoe absorção de luz pela superfície da pele mudarão com base

no comprimento de onda da luz usada. Mais ainda, aprofundidade de penetração da própria luz na pele tambémvaria baseada no comprimento de onda. Entendendo estaspropriedades básicas da luz, podem ser obtidas imagens dasporções subcutâneas das unidades foliculares (folículos decabelo) usando os respectivos comprimentos de onda de luzapropriados, incluindo ambos os espectros de luz, visível einfravermelho, capturando os diferentes comprimentos deonda de luz usando filtros de imagem diferentes, esubtraindo e/ou combinando imagens durante o processamentoda imagem. Esta abordagem permite visualizar a haste decabelo da unidade folicular, tanto fora da pele assim comoabaixo da superfície da pele, incluindo todo o seu percursoaté o bulbo.

Mais particularmente, o sistema robótico 25 é capaz deacompanhar de modo preciso o movimento da placa deextremidade distai (e do instrumento ou conjunto de efeitode ponta) em cada um dos seis graus de liberdade (x, y, z,ω, ρ, r) relativos a três quadros de referência diferentes.Um "quadro global" possui sua origem de coordenadas x, y, ζem um ponto central da base 29 do braço robótico 27, com ascoordenadas x-y prolongando-se ao longo de um plano em umasuperfície de uma mesa 23, na qual é fixada a base 29 dobraço robótico 27. O eixo ζ do quadro global estende-seortogonalmente à superfície da mesa através de uma primeiraseção do braço robótico 27. Um "quadro de instrumentos"possui sua origem de coordenadas x, y, ζ estabelecida naplaca de instrumentos de extremidade distai. Finalmente, um"quadro de base" pode ser registrado em relação aos quadrosglobal e de instrumentos. Cada câmera também tem um(bidimensional) sistema de coordenadas de câmera ("quadrode câmera"), no qual o eixo ótico da câmera ("eixo dacâmera") passa através da origem das coordenadas x, y. Peloalinhamento dos respectivos quadro global, quadro deinstrumentos, quadro de base, e quadros de câmeras, ocontrolador de sistema pode posicionar e orientarprecisamente um objeto preso à placa de instrumentos (porexemplo, uma agulha) em relação a um outro objeto, tal comouma unidade folicular de cabelo estendendo-se para fora dasuperfície da pele de um paciente.

De modo a alinhar fisicamente o eixo da câmera com umeixo de um instrumento de efeito de ponta (por exemplo, umacânula de agulha alongada) fixado à placa de instrumentosdistai do braço robótico 25, é de importância prática estarapto a calibrar, e assim ter a informação para compensar,as ordenadas de posição e de rotação entre o "eixo daferramenta" de efeito de ponta e o eixo da câmera, assimcomo o desvio do paralelismo destes eixos respectivos. Comouma questão inicial, a base proximal 2 9 do braço robótico27 é montada na superfície da mesa 23, de modo que asuperfície da mesa 23 é alinhada com o plano de coordenadasx-y do quadro global do sistema robótico. Assim, um pontosituado em qualquer lugar da superfície da mesa tem umalocalização de coordenadas x-y no quadro global, que podeser identificada em termos de valores de ordenadas χ e y(por exemplo, medidas em milímetros) da origem do quadroglobal localizado em um ponto central da base proximal dobraço robótico em interface com a superfície de mesa 23,com a locação da coordenada ζ do ponto no quadro globaligual a zero.

Com referência à Figura 13, um exemplo de talcalibragem é como se segue: na etapa 160, o eixo de câmerade uma câmera única fixada à extremidade distai da placa deinstrumentos do braço robótico 27 é alinhado com um "pontode calibragem" fixo localizado na superfície da mesa 23. Oquadro de base do sistema robótico é então iniciado,significando que a origem do quadro de base estáposicionada no "ponto de calibragem" e o eixo da câmeraestá alinhado com o ponto de calibragem da superfície damesa. A posição inicial é chamada de posição e orientação"de origem", e o braço robótico 27 sempre começa a partirdesta posição, mesmo na ausência do ponto de calibragem. Naetapa 162, um escalonamento e orientação da imagem decâmera em relação ao quadro de base são então determinadosprimeiramente movimentando o braço robótico 27 (e, assim, acâmera) a uma distância fixada (por exemplo, 5 milímetros)ao longo do eixo χ do quadro de base, de modo que o pontode calibragem é capturado ainda na imagem resultante, masnão está mais alinhado com o eixo da câmera. Porque oseixos x-y do quadro de câmera não estão alinhados com oseixos x-y do quadro de base, o movimento ao longo do eixo χdo quadro de base resulta em movimento em ambas as direçõesχ e y no quadro de câmera, e a nova localização do ponto decalibragem é medido no quadro de câmera como um número depixels de imagem em cada uma das direções χ e y, entre o pixel contendo o eixo de câmera realocado e o pixelcontendo o ponto de calibragem.

Este processo é repetido pelo movimento do braçorobótico 2 7 (e câmera) a uma distância fixada (por exemplo,5 milímetros) , ao longo do eixo y do quadro de base, enovamente medindo as ordenadas x, y no quadro de câmera danova localização do ponto de calibragem. Como seráobservado por aqueles versados na técnica, estas mediçõespermitem o escalonamento do movimento físico do robô/câmera(em milímetros) para o movimento de um objeto na imagem decâmera (em pixels), assim como a orientação no plano doseixos x-y do quadro de câmera relativa aos eixos x-y doquadro de base. Mais adiante será observado que o processode escalonamento e orientação das etapas 160 e 162 sãorepetidos para cada câmera em um sistema de câmerasmúltiplas, no qual divergências no movimento de imagensentre as respectivas câmeras também podem ser determinadase calibradas.

Na etapa 164, uma vez calibrado o quadro de câmera comrespeito ao quadro de base, o eixo de câmera é novamentealinhado com um ponto de calibragem fixo situado nasuperfície da mesa 23, caracterizado pelo fato de que oquadro de base é retornado à sua posição e orientação "deorigem" (0, 0, 0, 0, 0,0). O braço robótico 2 7 é entãomovido em um ou mais dos seis graus de liberdade (x, y, z,ω,ρ,τ) de modo que um instrumento de efeito de ponta (porexemplo, uma ponta de agulha) preso à placa de instrumentoscontata o ponto de calibração. Por seguir precisamente omovimento do braço robótico 27 da posição/orientação deorigem do quadro de instrumento para a suaposição/orientação quando a ponta do instrumento estácontatando o ponto de calibragem, o controlador de sistemacalcula as ordenadas de translação e rotação entre aposição de origem inicial e o eixo de câmera. Porque acâmera é fixada ã placa de instrumentos, as ordenadasmedidas serão constantes, e são usadas ao longo doprocedimento de alinhamento do quadro de instrumento com oquadro de câmera (e, por extensão, o quadro de base).

Como será descrito em maior detalhe aqui, quandousando um par de câmeras estéreo, por exemplo, o par decâmeras 28 na Figura 1, os respectivos eixos óticos (equadros de câmeras) das câmeras são tipicamente instalados,ou mantidos, não em paralelo, mas levemente aproximados,por exemplo, cerca de dez graus, o que pode ser compensadoatravés de técnicas de processamento de imagem conhecidas.Em particular, os respectivos quadros de câmera sãoalinhados de modo a terem um eixo comum χ (horizontal) pormeio do qual uma posição e orientação (incluindoprofundidade de plano) de objetos capturados nas imagensparalelas podem ser alinhadas usando técnicas deprocessamento de imagem. Uma vantagem de usar um par decâmeras estéreo 2 8 é que pode ser calculada uma"profundidade" no quadro de câmera de um objetoidentificado com base nas diferenças das ordenadas deposição x, y do objeto nos respectivos (da esquerda paradireita) quadros de câmeras. Em particular, a profundidadede implantação de uma unidade folicular de cabelo("enxerto") é importante para o resultado estético econstitui-se um desafio obtê-la manualmente,particularmente com a fadiga do operador que pode resultarquando é implantado um grande número de enxertos. Se oenxerto é implantado muito profundo, resulta uma aparênciade grama arrancada; se implantado muito superficial,resulta uma protuberância ou o enxerto pode não permanecerem posição.

De modo a calcular uma profundidade de um objetoselecionado, tal como uma unidade folicular de cabelo, asimagens esquerda e direita obtidas do par de câmerasestéreo devem primeiro ser alinhadas. Devido às respectivasimagens de câmeras serem alinhadas horizontalmente, os mesmo objetos aparecerão nas mesmas linhas de digitalizaçãohorizontal das duas imagens. E, devido à profundidade de umobjeto sendo representado em relação às lentes de câmerasestar em um alcance conhecido (por exemplo, estabelecidopelas distâncias focais das respectivas câmeras), um objetoselecionado em uma primeira imagem (por exemplo, umaunidade folicular de cabelo) pode ser unido a ele mesmo nasegunda imagem (para assim alinhar as imagens uma a outra)pelo cálculo de uma profundidade efetiva do objeto quandounidos com os objetos possíveis candidatos na segundaimagem (isto é, na mesma linha de digitalização) paradeterminar qual "par" tem uma profundidade calculada nadistância possível.

Uma outra vantagem em usar um par de câmeras estéreo28 é a capacidade de obter dados de imagens relativos à posição e orientação de um instrumento de efeito de ponta(por exemplo, uma cânula de colheita de unidade folicularde cabelo mostrada nas Figuras 1-2) em um mesmo quadro dereferência em que os dados de imagens são obtidos emrelação à posição e orientação de objetos de interesse (porexemplo, folículos de cabelo, linhas de rugas, tatuagens,verrugas, etc.) na superfície da pele. Os respectivosquadros de câmeras esquerdo e direito são calibrados com oquadro de instrumentos da mesma maneira como descrito acimapara um único quadro de câmera. Uma vez estabelecidas estasordenadas, as posições e orientações relativas doinstrumento de efeito de ponta e objetos na superfície depele (por exemplo, unidades foliculares de cabelo) podemser determinadas e acompanhadas no quadro de instrumentos.

A Figura 14 é um diagrama de fluxo, simplificado, deum procedimento de acordo com uma modalidade da invenção,para alinhar a posição e orientação de um eixo alongado dacânula de colheita de unidade folicular 38 com um eixo dehaste de uma unidade folicular de cabelo estendendo-se docouro cabeludo, utilizando apenas uma única câmera paraobtenção de imagem. Como descrito em maior detalhe abaixo,a cânula de colheita 38 compreende geralmente uma cânulatubular oca, tendo uma extremidade distai serrilhada parapuncionar a epiderme e derme imediatamente em torno de umacircunferência externa de uma unidade folicular de modo aenvolver, capturar e remover a unidade folicular porinteiro dos tecidos subcutâneos gordurosos sustentando aderme, por exemplo, pela rotação da cânula 3 8 em ummovimento tipo broca, ou por um rápido golpe alternativo aolongo de seu eixo longitudinal. A cânula de colheita 38pode ser avançada e retirada pelo seu próprio movimentolongitudinal (isto é, relativo à placa de instrumentos aoqual está presa) ou por movimento longitudinal do braçorobótico 27, ou por uma combinação de ambos, de modo arecortar e remover as respectivas unidades foliculares, porexemplo, por fricção ou com a ajuda de um vácuo fraco. Porexemplo, o conjunto de instrumentos 30 pode ter o seupróprio sistema de acionamento e controle separado dosistema robótico 25.

Uma descrição mais detalhada do conjunto deinstrumentos para colheita e implantação folicular 30 éproporcionada abaixo, em conjunto com a descrição dasmodalidades das Figuras 3-11. Deverá ser observado que oprocesso de posicionamento e orientação usado para alinharo eixo alongado da cânula de colheita 3 8 com o eixo alongado de uma unidade folicular de cabelo terá muito maislarga aplicabilidade que apenas para remoção de cabelose/ou procedimentos de implantação. A título de exemplos nãolimitantes, podem ser usados procedimentos deposicionamento e orientação substancialmente similares para alinhar um laser, uma agulha de injeção, com recursosfísicos desejados e/ou localizações em uma superfície dapele de um paciente de uma maneira oportuna e precisa.

Depois de o sistema robótico 25 ser iniciado ecalibrado de tal modo que o quadro de câmera é alinhado com15 o quadro de instrumentos (descrito acima em conjunto com afigura 13) , são obtidos e processados pelo computador dosistema dados de imagens para identificar objetos deinteresse no quadro de câmera. A título de exemplo, aFigura 15 mostra uma imagem de câmera de unidadesfoliculares de cabelo em uma região de interesse 150 em umcouro cabeludo humano. A partir de imagens desta região deinteresse 150, um software de segmentação e classificaçãode imagens residente no computador identifica e selecionado couro cabeludo uma ou mais unidades folicularesparticulares de interesse para colheita. Com referência àFigura 16, uma posição de uma unidade folicular de cabeloselecionada 152 é identificada em termos de distâncias desuas ordenadas x, y no quadro de câmera (o eixo ζ sendo oeixo ótico de câmera, que é preferivelmente alinhadosubstancialmente ortogonal à superfície do couro cabeludona região 150) . A menos que ocorra estar o eixo de câmeraexatamente alinhado com o eixo longitudinal da unidadefolicular 152 (e neste caso, a unidade folicular aparecerácomo um ponto circular representando uma vista daextremidade da haste do cabelo), a imagem da unidadefolicular estará na forma de uma linha alongada, tendo umcomprimento "aparente" que dependerá do ângulo do quadro decâmera relativo à unidade folicular. Devido aos atributosfísicos de uma unidade folicular de cabelo, sua base (istoé, a extremidade emergindo da derme) pode ser prontamentedistinguida de sua ponta como parte do processo desegmentação de imagem. Por exemplo, a parte da base tem umperfil diferente e é geralmente mais grosso que a parte daextremidade distai. Também, uma sombra da unidade folicularpode ser identificada tipicamente a qual, por definição, é"presa" à base.

As localizações x, y da base da unidade folicular noquadro de câmera são então calculadas e representam asordenadas de posição da base do cabelo. As ordenadas deorientação da unidade folicular 152 são também calculadasem termos de (i) um ângulo de plano α formado pela haste daunidade folicular identificada em relação ao, e no mesmoplano do eixo χ (ou y) do quadro de câmera; e (ii) umângulo fora de plano õ que é um ângulo "aparente" formadoentre a haste da unidade folicular e o couro cabeludo, istoé, entre a unidade folicular e o plano dos eixos x, y doquadro de câmera. Como acima observado, a haste do cabelo écortada preferencialmente antes do procedimento em umtamanho substancialmente conhecido, por exemplo, 2milímetros, de modo que o ângulo fora de plano δ possa sercalculado baseado na razão do tamanho aparente medido daimagem da unidade folicular para o seu tamanho realpressuposto, cuja razão é igual ao cosseno do ângulo forade plano δ.

Retornando à Figura 14, na etapa 14 2, as ordenadas deposição e orientação x, y são identificadas para umaunidade folicular selecionada, como descrito acima. 0computador então calcula os movimentos necessários do braçorobótico 27 para fazer o eixo de câmera ser alinhado namesma posição e orientação das ordenadas calculadas. Oquadro de base e o quadro de instrumentos são também"movidos" pelas mesmas ordenadas x, y e de rotação (isto é,até que os ângulos α e <5 sejam ambos iguais a zero) de modoque a câmera, a base, e os quadros de instrumentospermaneçam alinhados na nova posição e orientação do eixoda câmera. Devido às inerentes possíveis variações e errosno sistema e por suposição (por exemplo, em relação aocomprimento da unidade folicular de cabelo), a posição eorientação real da unidade folicular de cabelo pode nãocoincidir com os valores calculados. Desta forma, uma vezmovimentado o braço robótico 27 (e o eixo da câmera) pelasordenadas de rotação e de posição calculadas, a unidadefolicular é novamente representada graficamente (na etapa146) e é feita uma determinação se o eixo de câmera estáalinhado com a posição e orientação da unidade foliculardentro de tolerâncias aceitáveis. Se o eixo de câmera éalinhado adequadamente com a unidade folicular, o braçorobótico 27 é movido uma última vez (na etapa 148) de modoa alinhar a cânula de colheita 38 na posição "confirmada"do eixo de câmera (isto é, baseado nas ordenadas obtidas noprocesso de calibragem acima mencionado). No entanto, se(na etapa 14 6) o eixo de câmera não é adequadamentealinhado com a unidade folicular de cabelo, osprocedimentos nas etapas 142-146 são repetidos, começando da nova localização do eixo de câmera.

Como será observado por aqueles versados na técnica,em modalidades da invenção, o ciclo de trabalho de obtençãoe processamento de imagens são substancialmente maisrápidos que o movimento do braço robótico 27, e o processode identificar e calcular ordenadas de posição e orientaçãode unidades foliculares de cabelo selecionadas em relaçãoao eixo de câmera pode ser efetivamente feito "em altavelocidade", quando o braço robótico está se movimentando.Assim, o destino final (isto é, posição e orientação) dobraço robótico 2 7 (e cânula de colheita 38) pode(opcionalmente) ser constantemente ajustado (isto é, emsintonia fina) quando a cânula de colheita 3 8 é movida paraalinhamento com a unidade folicular. Porque taisajustamentos começam imediatamente, o movimento do braçorobótico 27 é mais fluido e menos abrupto. 0 processo derealimentação interativo, referido como "servo-controlevisual" calcula e refina continuamente a posição eorientação desejada da cânula de colheita 38, de modo aminimizar a imagem da unidade folicular de cabelo, isto é,até que a imagem se transforme de uma linha para um ponto.

Assim, o sistema robótico guiado por imagens 25 podeser usado para executar procedimentos automatizados ousemi-automatizados para identificar posições e orientaçõesde um grande número de unidades foliculares de cabelo emuma região de interesse em um couro cabeludo do paciente,para então colher de modo acurado algumas, ou todas asunidades foliculares. Uma ou mais câmera fixadas àextremidade distai de trabalho do braço robótico capturamimagens de uma área selecionada do couro cabeludo dopaciente a uma magnitude desejada. Um sistema de computaçãoprocessa as imagens e identifica (através de conhecidastécnicas de segmentação e limitação) as unidadesfoliculares de cabelo individuais, assim como suasrespectivas posições e orientações em relação ao quadro decâmera. Através de uma interface de usuário (por exemplo,um monitor ou um mouse convencional) um cirurgião atendentepode definir uma região no couro cabeludo de onde asunidades foliculares de cabelo devem ser colhidas e defineum padrão de colheita, tal como, por exemplo, retiraralternadamente unidades foliculares de cabelo na região,deixar um número definido de unidades foliculares entreunidades foliculares colhidas, tirar uma certa percentagemde unidades foliculares, deixar um padrão estéticoaceitável, etc.

Por exemplo, podem ser usadas pelo médico atendenteimagens obtidas de um largo campo de visão de um par decâmeras estéreo para localizar de modo geral uma região deinteresse, enquanto imagens obtidas de um estreito campo devisão de um par de câmeras estéreo são usadas para guiar demodo acurado o instrumento de colheita para as unidadesfoliculares selecionadas individuais. Uma vez que tenhamsido identificadas as unidades foliculares de cabelo aserem colhidas, o sistema robótico alinha sistematicamenteum instrumento de colheita (por exemplo, a cânula decolheita 38) com cada cabelo a ser colhido; os respectivosfolículos de cabelo são colhidos, e o processo é repetidopara todas as unidades foliculares na região de colheitadefinida. Deverá ser observado que em alguns casos asunidades foliculares de cabelo individuais sendo colhidassão então implantadas em uma outra parte do couro cabeludodo paciente, enquanto que em outras situações as unidadesfoliculares de cabelo colhidas são descartadas. Deverátambém ser observado que, em lugar de um instrumento decolheita de recorte, tal como a cânula 38, pode serempregado um outro tipo de instrumento de remoção de cabelode efeito de ponta, tal como, por exemplo, um laser. Deveráainda também ser observado que as técnicas acima descritaspara alinhar o quadro de câmera com o quadro deinstrumentos do robô para alinhar precisamente uminstrumento de efeito de ponta, podem ser igualmenteaplicáveis a outros tipos de instrumentos de efeito deponta, tal como uma agulha de injeção (ou umamultiplicidade de agulhas de injeção) usada para injetartinta para formar tatuagens na superfície da pele de umpaciente.

A Figura 17 é um diagrama de fluxo de um procedimentoautomatizado (ou semi-automatizado) para identificar umaposição e orientação de todas as unidades foliculares emuma região de interesse em um couro cabeludo do paciente, eentão colher, com precisão, algumas, ou todas as unidadesfoliculares identificadas.

A Figura 18 é um diagrama de fluxo de um procedimentousando um par de câmeras estéreo para identificar unidadesfoliculares individuais em uma região de interesse em umcouro cabeludo do paciente, e então computar a localizaçãoe orientação de cada unidade nos respectivos quadros decâmeras e quadro de instrumentos do robô. 0 procedimento seinicia pela calibragem do par de câmeras estéreo paraidentificar ambos os parâmetros intrínseco e extrínseco deacordo com técnicas bem conhecidas. Parâmetros intrínsecossão intrínsecos à câmera individual, tais como óticainterna, distorção, escalonamento, etc. Parâmetrosextrínsecos relacionam-se com características entre as duascâmeras, por exemplo, diferenças no alinhamento de seusrespectivos eixos óticos (que são idealmente paralelos umao outro, mas desde que isto é improvável na prática, énecessária uma compensação matemática). A calibragem deparâmetros intrínsecos e extrínsecos é bem conhecida nocampo da representação gráfica estéreo e não será aquiexplanada em detalhe.

Como acima discutido, as localizações dos centros dosfolículos de cabelo são identificadas e coincididas emambas as imagens esquerda e direita retificadas. A cabeça ea cauda de cada folículo de cabelo são então identificadasem ambas as imagens esquerda e direita, onde podem sercalculadas as coordenadas tridimensionais da cabeça e dacauda do folículo de cabelo. Finalmente, a distânciarelativa da localização e orientação do folículo de cabeloe da cânula é determinada empregando as imagens dascâmeras, que podem ver tanto a cânula quanto o folículo decabelo, de acordo com técnicas de representação gráficaestéreo bem conhecidas.

O resultado estético de um procedimento de transplantede cabelo depende em parte da implantação dos enxertos empadrões de aparência natural. O computador pode"amplificar" eficientemente a técnica do cirurgião pelo"preenchimento dos vazios" por entre uma pequena fração doslocais de implante para os quais o cirurgião determina alocalização e orientação de enxertos. Obter uma linha de cabelos de aparência natural é particularmente importantepara um bom resultado estético. Em vez de fazercuidadosamente incisões em todos os locais de implante delinhas de cabelo próximas, o cirurgião indica umas poucaslocalizações e orientações de linhas de cabelo e ocomputador preenche o restante por interpolação entre oslocais designados, usando o sistema de representaçãográfica de imagens para identificar e evitar unidadesfoliculares existentes. A Figura 19 ilustra um algoritmousando pontos de controle para projetar uma linha de cabelode aparência natural. É traçada uma curva usando pontos decontrole baseados em, por exemplo, funções polinomiaiscúbicas b-spline. Os pontos de controle são especificadospelo operador. A orientação do cabelo em cada um dos pontosde controle é especificada. Os pontos ao longo da curva são identificados com um dado espaçamento, por exemplo, porinterpolação. As localizações dos pontos ao longo da curvapodem ser aleatórias, para fazer uma linha de cabelo deaparência natural. A quantidade de escolhas aleatórias podeser especificada pelo usuário ou gerada por computador. Épreferível que as orientações da unidade folicular nãosejam aleatórias, porém interpoladas, por exemplo, do mesmomodo que uma função cúbica spline é gerada. A aleatoriedadeda localização e a interpolação da orientação criamimplantes de aparência mais natural.

A aleatoriedade da aparência natural é importantetanto na região de linha de cabelo crítica quanto noequilíbrio dos locais receptores. Isto pode ser obtidousando o procedimento ilustrado na Figura 20, caracterizadopelo fato de que uma superfície é projetada usando pontosde controle com base em, por exemplo, superfícies cúbicasb-spline. Além disso, a orientação do cabelo é especificadaem cada um dos pontos de controle. Pontos de implante aolongo da superfície são identificados a um dadoespaçamento. As localizações dos pontos ao longo dasuperfície podem ser aleatórias para fazer uma distribuiçãocom aparência natural. A quantidade de escolhas aleatóriaspode ser especificada pelo usuário ou gerada porcomputador. Além disso, a orientação das respectivasunidades foliculares é preferencialmente não aleatória,porém interpolada da mesma forma que uma superfície cúbicaspline é gerada. Os esquemas de aleatoriedade e deinterpolação são conhecidos na técnica, e podem seradaptados para este método.

É freqüentemente desejável deixar os cabelosexistentes na região receptora em seu comprimento natural,o que pode interferir com o acesso do sistema de visão paralocais receptores individuais. Isto pode ser superado porum suave jato de ar direcionado ao local receptor, fazendoo cabelo nesta região ser afastado do local visado. Senecessário, o cabelo pode ser umedecido para facilitar estaetapa. 0 jato de ar também pode dispersar o sangue queemerge do local receptor cortado, mantendo assim acessovisual durante a implantação do enxerto. Tal jato de arpode ser parte de um conjunto de instrumentos mais complexopreso à placa do braço robótico.O sistema robótico 25 usa informação em tempo real dosistema de visão para monitorar a posição do paciente(tipicamente usando marcadores de referência na regiãoreceptora do couro cabeludo), do instrumento deimplantação, e das unidades foliculares existentes, paraguiar o instrumento de implantação em posição para fazer aincisão no local receptor e implantar o enxerto. A Figura21 mostra um exemplo de recurso de guiamento automático dosistema robótico, incluindo a etapa de planejar aslocalizações e orientações de implantação com respeito apontos de referência globais (por exemplo, cabelosexistentes, tatuagens, ou outras característicasdistintas). O robô é então movimentado para registrarpontos de referência no paciente. A informação registradapode ser armazenada na memória para referência. O robô podefazer uso dos pontos de referência como referência parareconhecer sua posição relativa à superfície de trabalho. Orobô é movimentado para cada localização e orientação deimplante com respeito aos pontos de referência globais. Os

pontos de referência globais proporcionam uma referênciaglobal para movimentos globais. A localização e orientaçãosão ajustadas por sintonia fina baseada nos pontos dereferência próximos tais como cabelos vizinhospreexistentes ou cabelos implantados recentemente. Ospontos de referência vizinhos proporcionam uma referêncialocal para movimentos locais.

0 transplante de cabelos inclui geralmente trêsetapas: colheita da unidade folicular, incisão no localreceptor, e colocação da unidade folicular na incisão. A

Figura 3 mostra uma modalidade de um instrumento de trêspartes 32 usado para executar todas as três destas funções.Embora a descrição subseqüente do instrumento de trêspartes 32 seja com referência a seu uso como parte doconjunto de instrumentos 30 conduzido no braço robótico 27 no sistema 25 da Figura 1, deverá ser observado que tambémsão possíveis modalidades manuais e operadas do instrumentode três partes 32. Mais particularmente, o instrumento detrês partes 32 inclui uma cânula externa ("de implantação")3 6 possuindo uma extremidade distai aberta de perfuração detecido 37 (por exemplo, chanfrada) usada para fazerincisões em locais receptores (de implantação) em umasuperfície do corpo. Uma cânula interna ("de colheita") 3 8é posicionada de modo coaxial em um espaço interno dacânula de implantação 36, e possui uma extremidade distaide recorte de tecido (por exemplo, áspera ou serrilhada)40. A cânula de colheita 38 tem um espaço interiorapropriadamente dimensionado para colher unidadesfoliculares de cabelo humano singulares recortando asrespectivas unidades foliculares e extraindo-as de umasuperfície do corpo (tipicamente, mas não necessariamente,um couro cabeludo).

A título de exemplos não limitativos, modalidades dacânula de colheita 3 8 podem ter espaços internos que variamde aproximadamente 0,3 milímetro a 2,0 milímetros dediâmetro. Em uma modalidade, o espaço interno da cânula decolheita tem um diâmetro de aproximadamente 1 milímetro.Observe-se que cânulas de colheita 3 8 de diferentestamanhos podem ser usadas tanto para colher unidadesfoliculares de folículo único quanto para colher unidadesfoliculares de múltiplos folículos. Em ambos os casos, umasuperfície da parede interna do espaço interior da cânulade colheita pode ser texturizada para facilitar oagarramento por fricção das unidades folicularesrespectivas, para sua extração da superfície de corpodepois que são recortadas.

Também com referência às Figuras 4 e 5, o conjunto deinstrumentos 30 inclui um conjunto de acionamento demotores 60 montado no alojamento 22 e configurado parareceber e engrenar operativamente as partes componentes doinstrumento de três partes 32. Em particular, a cânula deimplantação 36 é presa de modo fixo a um cubo proximal 34,incluindo uma parte estreita aplainada distai 34a e umaparte de engrenagem dirigida de modo proximal 34b. A partede engrenagem 34b pode ser acoplada de modo destacável (porencaixe de pressão) com uma pinça resiliente 63 estendendo-se de uma manga tubular 65 no conjunto de acionamento demotores 60. Na modalidade ilustrada, a pinça 63 compreendeuma multiplicidade de peças de braços resilientes 67 quesão presas, ou solidárias com a manga tubular 65. Deveráser observado que podem ser empregados outros mecanismos deacoplamento destacáveis em modalidades alternativas. Amanga tubular 65 prende um mecanismo de acionamento decremalhe ira e pinhão 81 acionado por um primeiro motor 62do conjunto de acionamento de motores 60, tal que, quando ocubo 34 é acoplado à pinça 63, o motor 62/mecanismo deacionamento 81 proporcionam movimento axial (isto é,alternativo) da cânula de implantação 36 em relação àcânula de colheita 3 8 (e também relativo ao alojamento doconjunto de instrumentos 22/24).

A cânula de colheita estende-se de modo proximalatravés de um orifício do cubo da cânula de implantação 34e cânula de implantação 36, e é preso de modo fixo à partedo mandril distai 4 3a de um torno de ranhuras 4 3 fixado em,e giratório em relação a, um orifício do cubo 34. Um corpoalongado 4 6 é assentado, e preso de modo fixo, ao torno deranhuras 43, e inclui um ou mais flanges estendidosradialmente para fora 4 8 que prende um conjunto de ranhurascorrespondente (não mostrado) em uma peça de acionamentotubular projetando-se distalmente (não mostrada - estende-se internamente através do alojamento 93) acoplada a umaengrenagem de saída 8 7 acionada por um segundo motor 64 doconjunto de acionamento de motores 60 para, desse modo,girar o corpo alongado respectivo 65 e a cânula de colheita38, respectivamente, em torno de um eixo longitudinal dacânula de colheita 38. Com será observado, uma correiaacionadora pode ser usada em modalidades alternativas, ououtros meios, para girar a peça de acionamento tubular (e,desse modo, a cânula de colheita 38) . O corpo alongado 4 6inclui ainda uma seção rebaixada 44, localizada de modoproximal aos flanges 48, que assenta uma peça de retençãoanular 5 0 para se acoplar de modo destacável (porintermédio de uma conexão tipo encaixe de pressão) com apeça de acionamento tubular (proximal às fendas queengrenam os flanges 48), retendo desse modo a cânula decolheita 38 em posição quando o instrumento 32 é acopladoao conjunto de acionamento de motores 60.

Um obturador alongado 52 é posicionado de mododeslizante em um espaço interior da cânula de colheita 38,e possui uma extremidade proximal fixada a uma peça deassentamento 54 que se engrena com um mecanismo deacionamento linear ("parafusador") (não mostrado), acionadopor um terceiro motor 66 do conjunto de acionamento demotores 6 0 para proporcionar seletivamente uma força "depressão" no obturador 52 direcionada de modo distai, emrelação à cânula de colheita 38. Uma mola 53 é assentada emum recesso anular 4 9 formado em uma capa de extremidadeproximal 51 do corpo alongado 46, e se estende (sobre oobturador 52) para o lado distai da peça de assentamento54. A mola 53 aplica uma força "de arrasto" direcionada, demodo proximal, à peça de assentamento para, desse modo,influenciar o obturador contra o aparafusador.

O conjunto de acionamento de motores inclui ainda ummotor "de liberação" 67, que aplica uma força (de pressão)dirigida distalmente contra a capa de extremidade 51 porintermédio de uma peça de liberação tubular 86, queocasiona os respectivos acoplamentos de conexão (isto é, ocubo da cânula de implantação 34b e garra 63, e a peça deretenção da cânula de colheita 50 e a peça de acionamentotubular) desconectarem-se para a remoção do instrumento 32do conjunto de instrumentos 30, por exemplo, para repor umaou ambas as cânulas de implantação e de colheita 3 6 e 38.Desta maneira, o instrumento múltiplo 32 pode ser carregadono conjunto de instrumentos 30 pela inserção (na direçãoproximal) do instrumento 32 ("carregado por trás") através

da extensão tubular 24 do alojamento 22, até que osrespectivos acoplamentos 34b e 50 se encaixem em posiçãocom as suas contrapartes no conjunto de acionamento demotores 60, e liberados, pela aplicação de uma forçasuficiente pelo motor 67 na peça de liberação 86, para

desacoplar os respectivos acoplamentos. Uma peça de batente55 é presa ao obturador 52, que esbarra no lado distai dacapa de extremidade quando a peça de liberação 86 aplicauma força para baixo na capa de extremidade 51, de modo queo obturador 52 acompanha o resto do instrumento 32 quandoele é liberado do conjunto de acionamento de motores 60 (edo conjunto de instrumentos 30).

O conjunto de acionamento de motores compreende aindaum circuito elétrico de controle para dirigir a operaçãodos respectivos motores 62, 64, 66, e 67. 0 circuitoelétrico de controle pode incluir um processadorindependente (não mostrado), associado com o conjunto deacionamento de motores 60, que recebe como entradas asinformações do sistema robótico 25, incluindo, mas nãolimitado a, dados de posicionamento obtidos de imagensconseguidas das respectivas cânulas 36, 38 e da superfíciedo corpo/objetos (por exemplo, folículos de cabelo).

Adicional ou alternativamente, um codificador respectivopode ser acoplado operativamente com um ou mais dos motores62, 64, 66, e 67 para acompanhar o movimento relativo e,assim, informação de posição da cânula de implantação 36,da cânula de colheita 38, e/ou do obturador 52.

Para colher uma unidade folicular de uma superfície docorpo (por exemplo, um couro cabeludo), o braço robótico 27posiciona e alinha a cânula de colheita 38 com um eixolongitudinal de uma unidade folicular selecionada para sercolhida. A cânula de colheita 38 é então avançada, pelomovimento do braço robótico 27, sobre a unidade folicularselecionada, acompanhada pelo movimento de rotaçãosimultâneo da cânula de colheita 38 em torno do seu eixolongitudinal do motor 64, com a extremidade distai aberta4 0 da cânula 3 8 penetrando na superfície do corpo na camadagordurosa subcutânea e envolvendo e sustentando a unidadefolicular. Em modalidades alternativas, um mecanismo deacionamento linear pode ser posto adicionalmente noconjunto de acionamento de motores 60 para proporcionartranslação axial controlada de modo independente da cânulade colheita 3 8 relativa ao alojamento do conjunto deferramentas 2 0 (e cânula de implantação 36) . A cânula decolheita 38 é então retirada da superfície do corpo pelomovimento do braço robótico 27 para, desse modo, extrair aunidade folicular, que é conduzida no espaço interno dacânula de colheita. Em algumas modalidades, uma fonte devácuo pode ser colocada de modo seletivo em comunicação coma cânula de colheita, para aplicar uma força "de atração"dirigida de modo proximal, para facilitar prender e extraira unidade folicular, assim como ajudar a reter a unidadefolicular no espaço interno da cânula de colheita depois decolhida.

Para a implantação, o conjunto de instrumentos 3 0 éreposicionado pelo braço robótico 27 para um local deimplante selecionado na superfície do corpo. No local deimplantação, um eixo longitudinal da cânula de implantação3 6 é alinhado preferivelmente com uma orientação desejadada unidade folicular, quando implantada. Com referência àsFiguras 6A-B, a extremidade distai de perfuração de tecido3 7 da cânula de implantação 3 6 é avançada sobre a cânula decolheita 38 e para abaixo da superfície do corpo 68,criando uma cavidade de implantação subcutânea 7 0 de umaprofundidade e tamanho apropriados para receber a unidadefolicular colhida 72. Este movimento de punção pela cânula36 é controlado automaticamente pelo motor 62, e épreferivelmente muito rápido, de modo a minimizar traumasna superfície do tecido 74 da cavidade de implantação 70.

Em uma modalidade (mostrada na Figura 6A) , a unidadefolicular 72 é movida de modo axial pelo obturador 52 (sobo controle do motor 66) do espaço interno da cânula decolheita 76, onde permaneceu intacta desde que foi colhida,para uma parte da extremidade distai do espaço interno dacânula de implantação 78. Este reposicionamento da unidadefolicular 72 do espaço interno da cânula de colheita 76para o espaço interno da cânula de implantação 7 8 podeacontecer antes, durante, ou depois da cânula deimplantação 36 ter puncionado a superfície do corpo 68. 0obturador posteriormente mantém a unidade folicular 72 nacavidade de implantação 7 0 quando a cânula de implantação3 6 é retirada da superfície do corpo 68 por um movimento detranslação relativo ao obturador 52. Uma vez retirada acânula de implantação 36, o obturador 5 2 também é retirado,com a unidade folicular 72 implantada na superfície docorpo. Uma extremidade de face distai 8 0 do obturador 52 épreferivelmente rebaixada para permitir espaço para um oumais folículos de cabelo 82 sobressaindo da unidadefolicular 72.

Em uma outra modalidade (mostrada na Figura 6B) , asrespectivas extremidades distais das cânulas de implantaçãoe de colheita 3 6 e 38 são alinhadas (isto é, pelo movimentorelativo da cânula de implantação 36) de modo que suasrespectivas extremidades distais 37 e 40 sãoaproximadamente de igual extensão. Este alinhamento dasrespectivas extremidades distais 37 e 40 pode acontecerantes, durante, ou depois de a cânula de implantaçãopenetrar na superfície do corpo para formar a cavidade deimplantação 70. Posteriormente, as respectivas cânulas 3 6 e38 são retiradas da cavidade de implantação 70, enquanto aunidade folicular 72 é nela retida, isto é, pelo movimentosimultâneo do braço robótico 2 7 para longe da superfície decorpo 68 e do obturador 52 em direção à superfície do corpo68. Em modalidades alternativas possuindo um mecanismo deacionamento linear no conjunto de acionamento de motores,para proporcionar translação axial controlada de modoindependente da cânula de colheita 3 8 em relação aoalojamento do conjunto de instrumentos 2 0 (e cânula deimplantação 36) , as respectivas cânulas 3 6 e 3 8 podem serretiradas da cavidade de implantação 7 0 em relação ao (esem requerer movimento simultâneo do) obturador 52, pelaoperação do conjunto de acionamento de motores 60. Emoutras modalidades alternativas, uma fonte de ar comprimidoposta seletivamente em comunicação com o espaço interno dacânula de colheita 76 pode ser usada para reter a unidadefolicular 72 na cavidade de implantação 70 quando ascânulas 36 e 38 são retiradas.

A Figura 7 ilustra uma parte distai do sistemarobóti co 2 5 de acordo com algumas modalidades da invenção.Um sensor de força 100 é fixado a um braço 104, uma placa102 montada para o sensor de força 100, e um motor deacionamento, ou conjunto "de posicionamento" 106, preso àplaca 102. De modo alternativo, a placa 102 pode ser presadiretamente ao braço 104, e nestes casos, o sensor de força100 pode ser preso entre o conjunto de posicionamento 106 ea placa 102. Alternativamente, o sensor de força 100 podeser localizado dentro do conjunto de posicionamento 106. Osensor de força 100 é configurado para sentir três forçasFx, Fy, Fz em três diferentes direções ortogonais Χ, Υ, Z,e três momentos ortogonais Mx, My, Mz. Em outrasmodalidades, o sensor de força 100 pode ser configuradopara sentir uma ou duas das forças Fx, Fy, Fz, e/ou um oudois dos momentos Mx, My, Mz. Como mostrado na figura, osensor de força 100 é acoplado a um computador 120, querecebe dados do sensor de força 100 representando a(s)força(s) sentida(s) e/ou momento(s). Em outras modalidades,os dados do sensor de força podem ir diretamente para orobô.

Durante os processos de colheita e implantação acima,o sensor de força 100 monitora um ou mais componentes deforça/momento transmitidos do conjunto de posicionamento106. Por exemplo, o sensor de força 100 pode monitorar umaforça Fz, que tem um vetor de direção que é aproximadamenteparalelo a um eixo de uma cânula de colheita 200. A forçasentida Fz é transmitida ao computador 120, que determinase a magnitude da força sentida Fz está dentro de um limiteaceitável. Em algumas modalidades, o computador 120 éconfigurado (por exemplo, programado) para parar umprocesso de colheita ou um processo de implantação se aforça sentida Fz excede a um limite prescrito, o que podeindicar que a cânula de colheita 200, ou a cânula deimplantação 202, está, por exemplo, pressionando o crânio.

Deste modo, o sensor de força 100 proporciona um recurso desegurança que previne a cânula de colheita 200 e a cânulade implantação 202 de machucarem um paciente de uma formainvoluntária.Em vez de, ou em adição a, usar o sensor de força comoum recurso de segurança, o sensor de força 100 pode tambémser usado para controlar um posicionamento da cânula decolheita 200 e/ou da cânula de implantação 202. Quando a cânula de colheita 200 está sendo avançada através da pelepara o tecido debaixo dela, ela experimenta uma força Fz,que representa uma resistência encontrada pela agulha derecorte 200. A Figura 12 ilustra um diagrama de força querepresenta uma força de resistência Fz sentida pela cânulade colheita 200 quando ela avança através da pele emdireção ao tecido. Tal força Fz é transmitida pelosdiversos componentes dentro do conjunto de posicionamento106 para o sensor de força 100, que mede tal força Fz etransmite os seus dados para o computador 12 0. Devido àsuperfície de a pele ser inicialmente relativamente dura,quando a cânula de colheita 200 pressiona contra a pele,ela não a penetrará imediatamente, e experimentará umaforça de resistência Fz proporcionada pela superfície dapele. A força de resistência Fz cresce de zero a um valor Fp onde, neste ponto, a cânula de colheita 200 penetraatravés da pele. Devido ao tecido abaixo da pele serrelativamente mais macio que a pele, a força de resistênciaFz experimentada pela cânula de colheita 200 será menor queFp depois da penetração da pele.

Como mostrado na Figura 12, depois que o valor Fp éalcançado, a curva da força cai para um segundo valor Fs,que representa a força de resistência sentida pela agulhade recorte 200 depois de penetrar na superfície da pele. Aforça Fz continuará a aumentar a partir deste ponto, quandoa cânula de colheita 200 continuar o seu avanço no tecido.Isto é porque quanto mais da cânula de colheita avança notecido, mais ela contatará o tecido que está debaixo dapele, aumentando, deste modo, a quantidade de fricção desuperfície entre a cânula de colheita 200 e o tecido. Emalguns casos, se a cânula de colheita atinge um osso, odiagrama de força resultará em um aumento (mostrado emlinha tracejada na figura) . O computador 120 pode serprogramado para monitorar a curva de força sendo gerada àmedida que a cânula de colheita 200 é avançada durante oprocesso de colheita, e controla a cânula de colheita 200com base na curva de força. Por exemplo, em algumasmodalidades, o computador 12 0 ativa um posicionador noconjunto de posicionamento 106 para avançar a cânula decolheita 200 a uma primeira velocidade até que umainclinação na curva de força seja observada, indicando quea cânula de colheita penetrou na pele. O computador 120então ativa o posicionador para avançar a cânula decolheita 200 a uma segunda velocidade até que umaprofundidade desejada seja alcançada. Em algumasmodalidades, a primeira velocidade pode ser mais rápida quea segunda velocidade.

Nas modalidades ilustradas, o conjunto deposicionamento 106 inclui uma unidade de retenção paraengrazamento com um conjunto de cânulas 110, e umamultiplicidade de posicionadores 107a-107c. A unidade deretenção 109 é configurada para engrazar com diferentespartes do conjunto de cânulas 110, de modo que o conjuntode cânulas 110, como um todo, possa ser posto em posiçãopelo conjunto de posicionamento 106. A unidade de retenção109 também permite componentes diferentes do conjunto decânulas 110 para serem controlados depois de o conjunto decânulas 110 ser engrazado com a unidade de retenção 109. Osposicionadores 107a-107c são configurados para moveremcomponentes diferentes do conjunto de cânulas 110 depoisdele ter sido engrazado com a unidade de retenção. Emborasejam mostrados três posicionadores 107a-107c, em outrasmodalidades o conjunto de posicionamento 106 pode incluirmais ou menos que três posicionadores 107. Em algumasmodalidades, o conjunto de posicionamento 106 pode incluiro conjunto de acionamento de motores da Figura 5, queinclui três motores (posicionadores) para moveremcomponentes diferentes do conjunto de cânulas 110, e maisum motor adicional para desengrazar o conjunto de cânulas110 do conjunto de posicionamento.

A Figura 8 ilustra uma unidade de retenção 109construída de acordo com algumas modalidades. A unidade deretenção 109 inclui uma primeira parte de engrazamento 122para engrazar uma primeira parte do conjunto de cânulas110, uma segunda parte de engrazamento 124 para engrazaruma segunda parte do conjunto de cânulas 110, e umaterceira parte de engrazamento 12 6 para engrazar umaterceira parte do conjunto de cânulas 110.

A Figura 9A ilustra o conjunto de cânulas 110 deacordo com algumas modalidades. O conjunto de cânulas 110tem uma configuração similar à do instrumento 32 mostradonas Figuras 3-4. O conjunto de cânulas 110 inclui umacânula de colheita 200, uma cânula de implantação 202, e umêmbolo (obturador) 204. A cânula de colheita 200 tem umaextremidade proximal 212, uma extremidade distai 214, umcorpo 215 estendendo-se entre as extremidades proximal edistai 212, 214, e ura espaço interno 217, definido, pelomenos parcialmente, pelo corpo 215. Nas modalidadesilustradas, o espaço interno 217 tem uma dimensão de cortetransversal entre 0,3 milímetro e 2,0 milímetros e, maispreferivelmente, aproximadamente 1 milímetro. 0 conjunto decânulas 110 compreende ainda uma haste 216 tendo umaextremidade proximal 218, uma extremidade distai 220, e umespaço interno 222 estendendo-se entre as extremidadesproximal e distai 218, 220. A extremidade proximal 212 dacânula de colheita 200 é presa à extremidade distai 220 dahaste 216. A cânula de implantação 202 tem uma extremidadeproximal 232, uma extremidade distai 234, um corpo 230estendendo-se entre as extremidades proximal e distai 232,234, e um espaço interno 236 dentro do corpo 230. 0 espaçointerno 236 tem uma dimensão de corte transversal ajustadapara acomodar pelo menos uma parte da cânula de colheita200, e para permitir ã cânula de colheita 200 deslizar emrelação à cânula de implantação 202. A extremidade distai234 da cânula de implantação 202 tem uma ponta afiada 250para perfurar tecido.

Nas modalidades ilustradas, a extremidade distai 214da cânula de colheita 200 tem uma configuração tubular(Figura 9B). Em tais casos, a aresta 252 da cânula decolheita 200 pode ter uma configuração afiada para permitirà cânula de colheita 200 penetrar tecido. Em outrasmodalidades, a extremidade distai 214 da cânula de colheita200 pode ter uma configuração em arco (Figura 9C). Em taiscasos, as extremidades 254 da parte em arco podem ter umaconfiguração afiada para permitir à cânula de colheita 200cortar tecido guando a cânula de colheita 200 é girada emtorno do seu eixo. Em outras modalidades, a extremidadedistai 214 da cânula de colheita 200 pode incluir umamultiplicidade de partes cortantes 256, com cada partecortante 256 possuindo uma aresta afiada 258 para cortartecido (Figura 9D) . Deve ser observado que a extremidadedistai 214 da cânula de colheita 200 não é limitada aosexemplos descritos anteriormente, e que a extremidadedistai 214 pode ter outras configurações em outrasmodalidades, desde que possam recortar tecido.

O conjunto de cânulas 110 inclui ainda uma primeiraparte de engrazamento 23 8 e uma segunda parte deengrazamento 24 0. A primeira parte de engrazamento 23 8 temuma configuração tubular, e é presa à haste 216. A segundaparte de engrazamento também tem uma configuração tubular,

e é fixada ã extremidade proximal 23 2 da cânula deimplantação 2 02. As primeira e segunda partes 23 8, 24 0 sãodimensionadas e moldadas para engrazarem-se com oscorrespondentes componentes da unidade de retenção 109.Deve ser observado que a primeira e segunda parte de

engrazamento 23 8, 24 0 não são limitadas ao exemplo daconfiguração ilustrada, e que as partes de engrazamento238, 240 podem ter outras configurações em outrasmodalidades. Por exemplo, em modalidades alternativas, aparte de engrazamento 238 não tem uma configuração tubular.

Em tais casos, a parte de engrazamento 238 pode ser umaestrutura que é presa a, ou se estende de, uma superfícieda haste 216. De modo similar, em outras modalidades, aparte de engrazamento 24 0 pode ter uma estrutura que épresa a, ou se estende de, uma superfície da cânula de

implantação 2 02, e não necessita ter uma configuraçãotubular. Como mostrado na figura, o conjunto de cânulas 110também inclui um conector 248 preso à haste 216. O conector24 8 tem um formato que se assemelha a uma esfera, mas podeter outros formatos em outras modalidades.

O êmbolo 2 04 tem uma extremidade proximal 24 2 e umaextremidade distai 244. O êmbolo 204 é localizado pelomenos em parte dentro do espaço interno 217 da cânula decolheita 200, e desliza em relação à cânula de colheita200. O conjunto de cânulas 110 inclui ainda uma mola 246acoplada ao êmbolo 204 para induzir o êmbolo 204 em umadireção proximal relativa à cânula de colheita 200. Nasmodalidades ilustradas, o êmbolo 2 04 é descrito como umcomponente do conjunto de cânulas 110. Em outrasmodalidades, o êmbolo 2 04 não é uma parte do conjunto decânulas 110. Por exemplo, o êmbolo 204 pode ser umcomponente do conjunto de posicionamento 106.

A Figura 10 ilustra o conjunto de cânulas 110 que seengrazou com o conjunto de posicionamento 106. Quando oconjunto de cânulas 110 é encaixado no conjunto deposicionamento 106, a primeira parte de engrazamento 122 daunidade de retenção 109 é engrazada com o conector 24 8, asegunda parte de engrazamento 124 é engrazada com aprimeira parte de engrazamento 23 8 do conjunto de cânulas110, e a terceira parte de engrazamento 126 é engrazada coma segunda parte de engrazamento 24 0 do conjunto de cânulas.O conector 248 permite ao conjunto de cânulas 110 ser presode modo destacável ao conjunto de posicionamento 106. Aprimeira parte de engrazamento 122 da unidade de retenção109 é acoplada ao primeiro posicionador 107a. Em algumasmodalidades, a cânula de colheita 200 não é trasladável. Emmodalidades alternativas, o primeiro posicionador 107a éconfigurado para trasladar (por exemplo, avançar ouretrair) a cânula de colheita 200. A segunda parte deengrazamento 124 da unidade de retenção 109 é acoplada aosegundo posicionador 107b, que é configurado para girar acânula de colheita 200 em torno de seu eixo. A terceiraparte de engrazamento 126 da unidade de retenção 109 éacoplada ao terceiro posicionador 107c, que é configuradopara trasladar (por exemplo, avançar ou retrair) a cânula de implantação 202.

Em outras modalidades, a segunda parte de engrazamento124 da unidade de retenção 109 pode ser acoplada tanto aoprimeiro posicionador 107a quanto ao segundo posicionador107b. Em semelhantes casos, o primeiro posicionador 107a éconfigurado para trasladar a parte de engrazamento 124para, desse modo, avançar ou retrair a cânula de colheita200, e o segundo posicionador 107b é configurado para rodara parte de engrazamento 124 para, desse modo, girar acânula de colheita 200 em torno do seu eixo. Em outras modalidades, o segundo posicionador 107b não é necessário,e o conjunto de cânulas 110 não inclui a parte deengrazamento 238. Em semelhantes casos, o conjunto deposicionamento 106 não é configurado para girar a cânula decolheita 200, mas para avançar e retrair a cânula decolheita 200 em um movimento de empurrão para trás e parafrente. Ainda em modalidades adicionais, o terceiroposicionador 107c não é necessário e a terceira parte deengrazamento 12 6 é presa de modo fixo à unidade de retenção109. Em semelhantes casos, a cânula de implantação 202 podeser posicionada pelo braço robótico 27, e a cânula decolheita 200 pode ser posicionada era relação à cânula deimplantação 202 usando o primeiro posicionador 107a.

Quando utilizando o conjunto de cânulas 110 paracolher uma unidade folicular, o conjunto de cânulas 110 éacoplado primeiro ao conjunto de posicionamento 106. Issopode ser obtido manualmente encaixando o conjunto decânulas 110 no conjunto de posicionamento 106. De modoalternativo, o conjunto de cânulas 110 pode ser seguroereto por um suporte (não mostrado). Em semelhantes casos,o braço robótico 27 pode ser usado para mover o conjunto deposicionamento 106 para "agarrar" o conjunto de cânulas 110do suporte. A(s) câmera(s) 28 pode(m) ser usada(s) paraproporcionar informação para o processador 12 0 com respeitoa uma posição do conjunto de cânulas 110, que controla obraço robótico 27 com base na informação, colocando dessemodo o conjunto de posicionamento 106 em posição deengrazamento em relação ao conjunto de cânulas 110.

Em seguida, um plano de tratamento é inserido nocomputador 120. Em algumas modalidades, o plano detratamento é um plano prescrito projetado para transplantarunidades foliculares de cabelo de uma primeira região(região de colheita) para uma região alvo (região deimplante). Em semelhantes casos, o plano de tratamento podeincluir um ou mais parâmetros, tais como número de unidadesfoliculares de cabelo a serem removidas/implantadas,localização da região de colheita, localização da região deimplantação, um grau de aleatoriedade associado comlocalizações de implante definidas, espaçamento entrelocalizações de implante definidas adjacentes, profundidadede folículo, profundidade de implante, identificação dopaciente, perfil geométrico da região de colheita, perfilgeométrico da região de implantação, marcador(es) delocalização(ões), e densidade das localizações de implantedefinidas. Técnicas diferentes podem ser usadas parainserir o plano de tratamento no computador 12 0. Nasmodalidades ilustradas, o plano de tratamento pode serinserido utilizando uma interface de usuário que inclui ummonitor 122 e um teclado 124. Alternativamente, o plano detratamento pode ser inserido utilizando um dispositivo dearmazenamento, tal como um disquete ou um disco compacto.Em outras modalidades, o plano de tratamento pode sercarregado de um servidor remoto. Em modalidades adicionais,o plano de tratamento pode ser inserido usando umacombinação das técnicas acima. Por exemplo, algunsparâmetros podem ser inseridos no computador 12 0 usando umdisquete, enquanto outros parâmetros podem ser inseridosutilizando a interface do usuário. Em algumas modalidades,um ou mais parâmetros do plano de tratamento podem serdeterminados em tempo real (por exemplo, durante uma sessãode tratamento).

Depois que o plano de tratamento foi inserido nocomputador 12 0, o computador 12 0 então registra o plano detratamento em relação a um paciente. Em algumasmodalidades, isto pode ser obtido pelo uso da(s) câmera(s)28 para identificar um ou mais marcadores no paciente. 0marcador pode ser um refletor que é preso ao paciente, umamarca de tinta desenhada no paciente, ou uma anatomia dopaciente. 0(s) marcador(es) identificado(s) pode(m) serusado(s) para determinar uma posição e/ou orientação de uma

região alvo no paciente. Nas modalidades ilustradas, oplano de tratamento inclui uma posição da região decolheita (ou doadora). Utilizando dados de entrada da(s)câmera(s) 28, o computador 120 identifica a localização daregião de colheita no paciente, e uma unidade folicularalvo na região de colheita. O computador 12 0 então opera obraço robótico 27 para colocar a extremidade distai 214 dacânula de colheita 200 perto da unidade folicular alvo. Emalgumas modalidades, a cânula de colheita 200 é posicionadade modo coaxial à unidade folicular alvo.

Em seguida, a cânula de colheita 200 é usada paracolher a unidade folicular alvo. Em algumas modalidades,isto pode ser obtido pela ativação de um posicionadordentro do conjunto de posicionamento 106 para girar acânula de colheita 200. Quando a cânula de colheita 200 égirada, a cânula de colheita 200 pode ser avançada de mododistai (por exemplo, pela ativação de um outro posicionadordentro do conjunto de posicionamento 106, ou movendo oconjunto de posicionamento 106 usando o braço robótico 27).Em outras modalidades, a colheita da unidade folicular alvo302 pode ser obtida empurrando a cânula de colheita 200para frente e para trás. Enquanto a cânula de colheita 200é usada para remover a unidade folicular 302, a cânula deimplantação 2 02 é localizada de modo proximal em direçãooposta da extremidade distai 214 da cânula de colheita 200para deste modo prevenir interferência com o procedimentode colheita. Isto pode ser obtido avançando a cânula decolheita 200 distalmente em relação à cânula de implantação202 ou, alternativamente, retraindo a cânula de implantação202 de modo proximal em relação à cânula de colheita 200(se a cânula de implantação pode ser posicionada).Quando a extremidade distai 214 da cânula de colheitaavançou dentro da profundidade prescrita, por exemplo, 5milímetros abaixo da superfície da pele, a cânula decolheita 200 é então retraída e retirada do paciente. A(s)câmera(s) pode(m) ser usada(s) para monitorar o processo decolheita para, desse modo, determinar quão longe a cânulade colheita 200 avançou abaixo da superfície da pele dopaciente. Em algumas modalidades, o exterior da cânula decolheita 200 pode incluir linhas de marcação para permitirdesse modo à(s) câmera(s) 28 ou a um médico "ver" quanto dacânula de colheita avançou no paciente. Em algumasmodalidades, a fricção de superfície na interface entre aunidade folicular 302 e a superfície interior 304 dentro doespaço interno 217 segurará a unidade folicular 302 quandoa cânula de colheita 200 é removida do paciente, colhendodesta forma a unidade folicular 302.

Em outras modalidades, a superfície interior 304 podeser texturizada (por exemplo, tendo um ou mais entalhes ouprotuberâncias) para dessa forma permitir à extremidadedistal 214 mais facilmente reter dentro dela a unidadefolicular 302 quando a cânula de colheita 200 é removida dopaciente. Em modalidades adicionais, uma extremidadeproximal do conjunto de cânulas 110 pode ser acoplada a umaunidade de vácuo (não mostrada) localizada dentro doconjunto de posicionamento 106. Em semelhantes casos, aunidade de vácuo cria sucção dentro do espaço interno 217da cânula de colheita 200, para desse modo atrair a unidadefolicular alvo 302 para fora do seu tecido de sustentaçãoquando a cânula de colheita é removida do paciente.

Depois que a unidade folicular 302 foi colhida, oconjunto de posicionamento 106 retrai a cânula de colheita200 de modo proximal até que a extremidade distai 214 éproximal à extremidade distai 234 da cânula de implantação202. De modo alternativo, se a cânula de implantação 202 écapaz de ser posicionada, a cânula de implantação 202 podeser avançada distalmente até que a extremidade distai 234fique distai à extremidade distai 214 da cânula de colheita200. Em seguida, o computador 120 opera o braço robótico 27para colocar a extremidade distai 234 da cânula deimplantação 202 adjacente a uma localização alvo dentro deuma região de implante do paciente como prescrito peloplano de tratamento. A cânula de implantação é entãoavançada (por exemplo, ativando um posicionador dentro doconjunto de posicionamento 106, ou movendo o conjunto deposicionamento 106 de modo distai em direção à localizaçãoalvo) para perfurar através da pele 310 na região deimplante (Figura 11A) . A cânula de implantação 2 02 éavançada até que a profundidade de penetração 312 seja pelomenos igual à profundidade de recorte 3 00. Em algumasmodalidades, a(s) câmera(s) 28 e o computador 120 podem serusados para determinar uma quantidade da cânula deimplantação 202 que avançou no paciente. Por exemplo, acânula de implantação 2 02 pode incluir uma multiplicidadede linhas de marcação para permitir à(s) câmera(s) 28 ou aum médico "ver" o quanto da cânula de implantação 202 foiinserida no paciente. Como mostrado na figura, a cânula deimplantação 2 02 cria uma abertura 314 abaixo da pele dopaciente 314, na qual a unidade folicular 302 pode sercolocada.

Em seguida, a cânula de colheita 200, que contém aunidade folicular colhida 3 02, é avançada dentro do espaçointerno 23 6 da cânula de implantação 202, até que umasuperfície superior 320 da unidade folicular 302 esteja na,ou abaixo da pele 310 na região de implante (Figura 11B) .

Em seguida, o êmbolo 2 04 pode ser avançado de modo distai(por exemplo, usando um outro posicionador dentro doconjunto de posicionamento 106) até que sua extremidadedistai 244 engraze-se com a unidade folicular 302localizada dentro da cânula de colheita 200 (Figura 11C). Acânula de implantação 202 e a cânula de colheita 200 sãoentão retraídas de modo proximal em relação ao êmbolo 2 04,deixando, desse modo, a unidade folicular 3 02 implantada nalocalização alvo na região de implante (Figura 11D) . Emoutras modalidades, o conjunto de cânulas 110 não inclui oêmbolo 204. Em semelhantes casos, um gerador de pressão(não mostrado) localizado dentro do conjunto deposicionamento 106 pode ser usado para criar uma pressãodentro do espaço interno 217 da cânula de colheita 200,pressionando, desse modo, a unidade folicular 302 emdireção ao paciente quando a cânula de implantação 202 e acânula de colheita 200 são retraídas. Semelhante técnicacausará à unidade folicular 3 02 se desalojar da cânula decolheita 200 enquanto a cânula de colheita 200 está sendoremovida do paciente.

Depois que a primeira unidade folicular 302 foiimplantada na região de implante, a cânula de colheita 200é avançada de modo distai até que a sua extremidade distai214 fique distai à extremidade distai 234 da cânula deimplantação 202. 0 computador 120 então opera novamente obraço robótico 27 para colocar a cânula de colheita 200próxima a uma outra unidade folicular 3 02 a ser colhida. 0processo acima descrito é então repetido para colher apróxima unidade folicular 302, e para implantar a unidadefolicular 302. A seleção da unidade folicular 302 pode serdeterminada pelo computador 12 0. Por exemplo, em algumasmodalidades, baseado na localização e geometria da regiãode colheita prescrita, o computador 120 seleciona umaunidade folicular 302 apenas se ela está na região decolheita prescrita. Em algumas modalidades, o processoacima é repetido até que um número prescrito de unidadesfoliculares 3 02 tenha sido implantado na região deimplante, até que uma densidade de unidades folicularesimplantadas tenha alcançado uma densidade prescrita, ou atéque não haja mais unidade folicular 3 02 disponível na região de colheita.

Em algumas modalidades da invenção empregando umsistema de posicionamento automatizado, um médico atendenteou operador pode ainda especificar onde uma unidadefolicular necessita ser implantada e a que ângulo, isto é,sua localização relativa (ou "local de implantação"),orientação, e profundidade. Por exemplo, a especificação deuma localização, orientação, e/ou profundidade de umaunidade folicular a ser implantada pode ser conduzida porum sistema de planejamento de tratamento. De modoalternativo, durante o modo de implantação, quando a(s)câmera(s) está(ão) visualizando a área receptora do courocabeludo, o operador atendente pode usar uma interface deusuário (por exemplo, um mouse de computador convencional)para especificar a localização do implante e/ou posiçãoe/ou orientação e/ou profundidade de implante.Alternativamente, o operador pode apontar para um local nocouro cabeludo pela colocação de uma referência temporária,tal como uma marca de tinta ou um apontador que possa servisualizado, identificado, e medido pelo sistema deprocessamento de imagem. Mais ainda, a orientação pode serdiretamente especificada no monitor do computador como umacombinação de dois ângulos, tal como uma rotação em tornodo eixo-x e uma rotação em torno do eixo-y (supondo que oeixo-ζ está ao longo da cânula), ou colocando um apontadoralongado no couro cabeludo que o sistema de processamentode imagens possa visualizar e medir os ângulos.

Em qualquer caso, o controle do braço robótico agorase transforma em duas etapas. Na primeira, baseada naespecificação da localização e orientação da região deimplante, o processador do computador dirige o braçorobótico para mover a cânula de implantação a umalocalização e orientação desejadas. Na segunda, o realavanço da cânula de implantação na superfície da pele éexecutado, seja apenas pela atuação do mecanismo ou por umacombinação de movimento do braço robótico e do mecanismo deatuação, no qual a profundidade de implante desejada éobtida. Um outro meio de especificar a orientação daunidade folicular implantada é ter o sistema coincidindocom a orientação de um ou mais folículos de cabeloestendendo-se a partir da orientação de folículos de cabeloexistentes na área de implantação. O sistema, depois deposicionar a cânula de implantação no local de implante,visualiza e mede a orientação dos folículos de cabelovizinhos, e usa esta informação para determinar umaorientação apropriada da unidade folicular sendoimplantada. No caso de folículos de cabelo tendo

orientações diferentes, o sistema pode, por exemplo, obter

uma média ponderada das diferentes orientações para

determinar uma orientação da unidade folicular sendoimplantada.

Claims (30)

1. Sistema automatizado para remover e/ou implantarunidades foliculares, caracterizado por compreender:um braço móvel;um instrumento localizado no braço móvel;uma ou mais câmeras posicionadas no braço móvel;um processador configurado para receber e processarimagens obtidas por uma ou mais das câmeras; eum controlador associado operativamente com oprocessador e configurado para posicionar o braço móvel combase, pelo menos em parte, em imagens processadas obtidaspor uma ou mais das câmeras,sendo que o braço móvel é manobrável de modo que oinstrumento possa ser posicionado em uma orientaçãodesejada relativa a uma superfície contendo unidadesfoliculares, e em que o processador é configurado paraidentificar limites físicos aproximados de uma unidadefolicular em uma imagem obtida por uma ou mais das câmeras.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do sistema automatizado ser umsistema robótico, e do braço móvel ser um braço robótico.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que uma ou mais das câmerascompreende uma câmera única, e em que o processador éconfigurado para registrar um sistema de coordenadas dereferência da câmera com um sistema de coordenadas dereferência do quadro de instrumentos do braço móvel.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que o processador registra osistema de coordenadas de referência da câmera com osistema de coordenadas de referência do quadro deinstrumentos, baseado em imagens de um alvo de calibragemfixo obtidas quando o braço móvel é movimentado ao longo deum ou mais eixos do sistema de coordenadas de referência doquadro de instrumentos.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que uma ou mais das câmerascompreendem um par de câmeras posicionado no braço móvel, ede que o processador é configurado para registrar osrespectivos sistemas de coordenadas de referência dascâmeras com uma ou outra e com um sistema de coordenadas dereferência do quadro de instrumentos do braço móvel.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que o processador registra osrespectivos sistemas de coordenadas de referência dascâmeras com o sistema de coordenadas de referência doquadro de instrumentos, baseado em um alvo de calibragemfixo obtido quando o braço móvel é movimentado ao longo deum ou mais eixos do sistema de coordenadas de referência doquadro de instrumentos.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que uma ou mais das câmerascompreendem os respectivos primeiro e segundo par decâmeras posicionados no braço móvel, o primeiro parfocalizado para obter imagens de um primeiro campo devisão, e o segundo par focalizado para obter imagens de umsegundo campo de visão, substancialmente mais estreito queo primeiro campo de visão.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que o processador é configuradopara registrar os respectivos sistemas de coordenadas dereferência do primeiro e segundo par de câmeras com um ououtro, e com um sistema de coordenadas de referência doquadro de instrumentos baseado em imagens de um alvo decalibragem fixo, obtido quando o braço móvel é movimentadoao longo de um ou mais eixos do sistema de coordenadas dereferência do quadro de instrumentos.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o instrumento compreende um,(ou ambos os) , instrumento de remoção de unidade foliculare instrumento de implantação de unidade folicular.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o instrumento de remoção deunidade folicular e o instrumento de implantação de unidadefolicular são partes de um conjunto integrado.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o instrumento é selecionadodo grupo que compreende uma agulha de injeção, uma cânulade colheita, uma cânula de implantação, um conjunto decânulas, e um laser.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o processador e ocontrolador são configurados para posicionar o instrumentopor servo-controle visual do braço robótico.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de identificar limites físicosaproximados de uma unidade folicular inclui identificar umaregião da base subcutânea da unidade folicular embutida nasuperfície da pele e uma região da extremidade distai daunidade folicular projetando-se fora da superfície da pele.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que as imagens incluem imagenssubcutâneas.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda um jato de arconfigurado para dirigir uma corrente de ar na superfícieque contém unidades foliculares.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda uma interface deusuário para permitir que um usuário insira instruções emum, ou ambos, processador e controlador com respeito a umaou mais instruções de localização, posição, orientação, eprofundidade de uma unidade folicular a ser implantada.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o processador ainda éconfigurado para calcular uma profundidade de penetração doinstrumento na superfície do corpo.

18. Sistema automatizado para remover unidadesfoliculares, caracterizado por compreender:um braço móvel;um instrumento localizado no braço móvel;uma ou mais câmeras;um processador configurado para receber e processarimagens obtidas por uma ou mais das câmeras; eum controlador operativamente associado com oprocessador e configurado para posicionar o braço móvelbaseado, pelo menos em parte, em imagens processadasobtidas por uma um mais das câmeras,sendo que o braço móvel é manobrável, tal que oinstrumento possa ser posicionado em uma orientaçãodesejada relativa a uma superfície que contém unidadesfoliculares; esendo que o processador é ainda configurado paraidentificar uma região da base subcutânea da unidadefolicular embutida na superfície da pele e uma região daextremidade distai da unidade folicular estendendo-se parafora da superfície da pele em uma imagem obtida por uma oumais das câmeras.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que o sistema automatizado é umsistema robótico e de que o braço móvel é um braçorobótico.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que o processador e controladorsão configurados para posicionarem o instrumento por servo-controle visual do braço móvel.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que o instrumento é selecionadodo grupo que compreende uma agulha de injeção, um conjuntode cânulas, uma cânula de colheita, uma cânula deimplantação, e um laser.

22. Sistema automatizado para implantação de unidadesfoliculares, caracterizado por compreender:um braço móvel;um instrumento localizado no braço móvel;uma ou mais câmeras;um processador configurado para receber e processarimagens obtidas por uma ou mais das câmeras; eum controlador operativamente associado com oprocessador e configurado para posicionar o braço móvelbaseado, pelo menos em parte, em imagens processadasobtidas por uma ou mais das câmeras,sendo que o braço móvel é manobrável tal que oinstrumento possa ser posicionado em uma orientaçãodesejada relativa a uma superfície do corpo e caracterizadopelo fato de que o processador é configurado para calcularuma profundidade de penetração do instrumento na superfíciedo corpo.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato de que o processador é aindaconfigurado para identificar limites físicos aproximados deuma unidade folicular localizada em uma vizinhança de umlocal de implantação.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado por compreender ainda uma interface deusuário para permitir que um usuário insira instruções emum, ou ambos, processador e controlador com respeito a umou mais dados de uma localização, posição, orientação, eprofundidade de uma unidade folicular a ser implantada.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado por compreender ainda um jato de ar conduzidono braço móvel para dirigir uma corrente de ar nasuperfície do corpo.

26. Método para transplantar unidades foliculares,caracterizado por compreender:obter uma imagem de uma superfície contendo unidadesfoliculares usando uma ou mais câmeras;processar a imagem obtida para identificar uma unidadefolicular de interesse;usar um sistema automatizado incluindo um braço móvelpara posicionar um instrumento de remoção de cabelolocalizado no braço móvel adjacente à unidade folicularidentificada, baseado pelo menos em parte na imagemprocessada, tal que um eixo longitudinal do instrumento deremoção de cabelo é alinhado com um eixo longitudinal daunidade folicular; eoperar o instrumento de remoção de cabelo para removera unidade folicular,sendo que uma ou mais das câmeras são posicionadas nobraço móvel e o processo compreende determinar limitesfísicos aproximados da unidade folicular identificada.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26,caracterizado por compreender ainda identificar uma regiãoda base subcutânea da unidade folicular embutida em umapele e uma região da extremidade distai da unidadefolicular estendendo-se para fora da pele.

28. Método, de acordo com a reivindicação 26,caracterizado pelo fato de que o instrumento de remoção decabelo é posicionado por servo-controle visual do braçomóvel.

29. Método, de acordo com a reivindicação 26,caracterizado por compreender ainda:obter e processar uma imagem de um local deimplantação,usar o sistema automatizado para posicionar uminstrumento de implantação localizado no braço móveladjacente ao local de implantação; eimplantar a unidade folicular no local de implantação,baseada, pelo menos em parte, na imagem processada do localde implantação.

30. Método, de acordo cora a reivindicação 29,caracterizado pelo fato de que a unidade folicular éimplantada em uma posição, orientação e profundidadedesejadas.