KR20220010732A

KR20220010732A - 회전 필드 비트 식별부를 갖는 전동 수술용 드릴

Info

Publication number: KR20220010732A
Application number: KR1020217040754A
Authority: KR
Inventors: 트레버 조나단 램버트; 스티븐 제이. 카루실로; 라훌 샤르마; 브렌단 슈나이더
Original assignee: 스트리커 코포레이션
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2022-01-26
Also published as: BR112021022861A2; WO2020232413A3; WO2020232413A2; EP3968874A2; AU2020276618A1; CN114126513A; CA3140391A1; US20220241045A1; JP2022532407A

Abstract

수술용 드릴 시스템은 수술용 드릴 및 드릴 비트 조립체를 포함하고, 상기 드릴 비트 조립체는 상기 드릴 비트 조립체가 상기 수술용 드릴에 결합될 때 상기 드릴 비트 조립체를 식별하기 위해 상기 수술용 드릴에 의해 감지되는 식별 특징부를 갖는다. 상기 식별 특징부는, 특정 온도를 초과하여 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거되는 자석일 수 있고, 상기 자석은 상기 드릴 비트 조립체를 둘러싸는 비자성 슬리브에 포함될 수 있고, 상기 슬리브는 용융점을 초과하여 가열되면 용융된다. 상기 수술용 드릴은 측정 캐뉼러를 갖는 측정 모듈을 포함할 수 있고, 상기 수술용 드릴에는 센서가 포함되고, 상기 센서는 결합된 드릴 비트 조립체를 식별하기 위해 상기 측정 캐뉼러를 통해 자기장을 감지한다. 상기 수술용 드릴은 또한 식별된 드릴 비트 조립체에 기초하여 결합된 드릴 비트 조립체의 동작을 제어하도록 구성된 제어기를 더 구비할 수 있다.

Description

회전 필드 비트 식별부를 갖는 전동 수술용 드릴

관련 출원

본 특허 출원은 미국 가특허 출원 번호 62/848,029(출원일: 2019년 5월 15일), 가특허 출원 번호 62/848,038(출원일: 2019년 5월 15일)의 우선권 및 이의 모든 이익을 주장하며, 이들 선출원 문헌은 전체 내용이 본 명세서에 기재된 것처럼 병합된다.

정형외과 수술에 사용되는 전동식 수술 도구 또는 전동식 수술 시스템의 일 유형은 수술용 드릴이다. 이러한 유형의 도구는 모터를 포함하는 하우징을 포함한다. 드릴의 일부이기도 한 결합 조립체 또는 결합부는 모터의 작동 시 드릴 비트를 회전시키기 위해 드릴 비트를 모터에 해제 가능하게 고정한다. 이름이 암시하는 바와 같이, 수술용 드릴은 드릴 비트가 가해지는 조직과 같은 작업물에 보어(bore)를 뚫는다. 보어를 뚫는 것이 필요한 수술 시술의 일 유형은 부러진 뼈를 치료하기 위한 외상 시술이다. 이러한 유형의 시술에서는, 종종 못(nail)이라고도 하는 세장형 막대를 사용하여 뼈의 골절된 부분을 함께 고정한다. 못을 제자리에 고정하기 위해 하나 이상의 보어를 뼈에 형성한다. 이 보어를 못에 형성된 상보적 구멍과 정렬하도록 위치시킨다. 각각의 정렬된 보어와 못 구멍에 나사를 삽입한다. 나사는 뼈에 대해 적절한 위치에 못을 고정한다.

다른 유형의 시술에서, 판(plate)으로 알려진 임플란트 또는 작업물을 뼈의 골절된 부분의 외부 표면에 고정시켜 부분들을 함께 고정한다. 나사는 뼈의 개별 부분에 판을 고정한다. 뼈에 판을 고정시키는 나사와 맞추기 위해 먼저 나사를 수용할 보어를 뚫는 것이 필요하다.

뼈에 나사 수용 보어를 뚫는 데 사용되는 시술의 일부로서, 보어의 종단 간 깊이를 아는 것이 바람직하다. 이 정보를 통해 외과의는 보어 구멍에 맞는 나사의 크기를 선택할 수 있다. 나사가 너무 짧으면, 나사는 나사가 삽입되는 못을 제자리에 단단히 고정시키지 못할 수 있다. 나사가 너무 길면, 나사가 뼈를 넘어 과도한 거리까지 연장될 수 있다. 나사가 뼈를 넘어 과도한 거리까지 연장되면, 나사의 노출된 단부가 주변 조직을 긁을 수 있다. 이 일이 발생하면, 나사에 의해 긁히는 조직은 손상될 수 있다. 따라서, 많은 뼈 보어 형성 시술의 필수적인 부분은 보어의 깊이를 측정하는 것이다.

본 발명은 이러한 문제들 중 일부를 다룬다.

도 1은 수술 기기와 단부 작동체를 포함하는 수술 시스템의 사시도로서, 단부 작동체는 일 구성에 따라 식별 특징부와 팁 보호부를 갖는 드릴 비트를 구비하는 것을 도시한다.
도 2는 도 1의 수술 시스템의 부분 분해 사시도로서, 수술 기기는 핸드피스 몸체로부터 이격된 측정 모듈, 구동 조립체, 및 해제 기구를 갖고, 단부 작동체는 수술 기기로부터 제거되어 있고, 팁 보호부는 드릴 비트의 원위 절삭 팁 부분으로부터 이격되어 있는 것을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1 내지 도 2의 수술 기기의 일부 부분 분해 사시도로서, 액추에이터 조립체를 묘사하기 위해 구동 조립체와 해제 기구가 핸드피스 몸체의 가상 윤곽으로부터 이격되어 있는 것을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 라인(4-4)을 따라 취한 부분 단면 사시도로서, 측정 모듈 내에 위치된 센서와 식별 특징부의 배열을 예시하는 도면이다.
도 5는 도 1 내지 도 4의 수술 기기를 통해 길이 방향으로 취한 단면도로서, 측정 모듈 내에 위치된 센서와 식별 특징부의 배열을 예시하는 도면이다.
도 6은 식별 특징부를 포함하는 도 1 내지 도 2 및 도 4 내지 도 5의 드릴 비트 조립체의 사시도이다.
도 6a는 일 구성에 따라 라인(6A-6A)을 따라 취한 도 6의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 6b는 다른 구성에 따라 도 6의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 6c는 다른 구성에 따라 도 6의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 6d는 라인(6C-6C)을 따라 취한 도 6의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 7은 슬리브에 결합된 식별 특징부를 포함하는 도 1 및 도 2의 드릴 비트 조립체의 사시도이다.
도 7a는 일 구성에 따라 라인(7A-7A)을 따라 취한 도 7의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 7b는 다른 구성에 따라 도 7의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 8은 도 1의 라인(8-8)을 따라 취한 부분 단면 사시도로서, 핸드피스 몸체 내에 위치된 센서와 식별 특징부의 배열을 예시하는 도면이다.
도 9는 도 1의 수술 기기를 통해 길이 방향으로 취한 단면도로서, 핸드피스 몸체 내에 위치된 센서와 식별 특징부의 배열을 더 예시하는 도면이다.
도 10a는 도 4 및 도 5의 드릴 비트, 식별 특징부, 안내 부싱, 측정 캐뉼러 및 센서의 부분 개략도이다.
도 10b는 측정 캐뉼러가 완전히 원위 위치에 있는 도 4 내지 도 5 또는 도 8 내지 도 9의 드릴 비트, 식별 특징부, 측정 캐뉼러 및 센서의 부분 개략도이다.
도 10c는 측정 캐뉼러가 완전한 원위 위치에 대해 근위 위치에 있는 도 4 내지 도 5 또는 도 8 내지 도 9의 드릴 비트, 식별 특징부, 측정 캐뉼러 및 센서의 부분 개략도이다.
도 11은 도 6의 드릴 비트의 직경(D1)보다 더 큰 직경(D2)을 원위 단부에 갖는 대안적인 구성의 드릴 비트의 사시도이다.
도 11a는 일 구성에 따라 라인(11A-11A)을 따라 취한 도 11의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 11b는 라인(11B-11B)을 따라 취한 도 11의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 12는 도 6의 드릴 비트보다 다양한 홈(flute) 디자인을 원위 단부에 갖는 대안적인 구성의 드릴 비트의 사시도이다.
도 12a는 일 구성에 따라 라인(12A-12A)을 따라 취한 도 12의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 12b는 일 구성에 따라 라인(12B-12B)을 따라 취한 도 12의 드릴 비트 조립체의 단면도이다.
도 13은 드릴 비트 조립체의 프로그래밍 고정구와 슬리브의 입면도이다.
도 14a는 슬리브가 제1 배향에 있는 라인(14A-14A)을 따라 취한 도 13의 프로그래밍 고정구의 극편(pole piece)과 슬리브의 단면도이다.
도 14b는 슬리브가 제2 배향에 있는 도 14a의 극편과 슬리브의 단면도이다.
도 14c는 슬리브가 제3 배향에 있는 도 14a 및 도 14b의 극편과 슬리브의 단면도이다.
도 14d는 슬리브가 제4 방향에 있는 도 14a 내지 도 14d의 극편과 슬리브의 단면도이다.
도 15는 하나의 슬리브에 결합된 자성 재료의 다수의 어레이 및 드릴 비트를 포함하는 드릴 비트 조립체의 구성의 입면도이다.
도 16은 2개의 슬리브 각각에 결합된 자성 재료 어레이를 갖는 드릴 비트를 포함하는 드릴 비트 조립체의 구성의 입면도이다.
도 17a는 측정 캐뉼러 및 제1 포인트 길이를 갖는 드릴 비트의 입면도이다.
도 17b는 측정 캐뉼러 및 제2 포인트 길이를 갖는 드릴 비트의 입면도이다.

여러 도면에 걸쳐 동일한 부호를 사용하여 동일한 구조를 나타내는 도면을 참조하면, 수술 시스템 또는 수술용 드릴 시스템이 일반적으로 의료 시술 및/또는 수술 시술과 관련된 수술 기능을 수행하기 위해 도 1 내지 도 2에서 60으로 도시되어 있다. 일부 구성에서 수술용 드릴 시스템(60)은 수술용 핸드피스 시스템으로도 지칭될 수 있다. 본 명세서에 예시된 대표적인 구성에서, 수술용 드릴 시스템(60)은 환자의 조직 또는 뼈와 같은 작업물을 용이하게 관통하기 위해 사용된다. 본 명세서에 사용된 작업물이라는 용어는, 달리 지시되지 않는 한, 대안적으로 조직 및/또는 뼈를 지칭하는 것으로 이해된다. 이를 위해, 수술용 드릴 시스템(60)의 예시된 구성은 대안적으로 핸드헬드 수술 기기(62)로 지칭되는 핸드피스(62), 및 이 핸드피스(62)에 결합된 단부 작동체(일반적으로 64로 표시됨)를 포함하는 수술용 드릴(61)을 포함한다. 단부 작동체(64)는 하나 이상의 교체 가능한 드릴 비트(66)를 포함하는 드릴 비트 조립체(65)를 포함하고, 팁 보호부(68)를 더 포함할 수 있다. 수술용 구동부와 같이 수술용 드릴 이외의 디바이스도 본 명세서에 설명된 특징과 함께 사용될 수 있다. 이와 같이, 단부 작동체(64)는 나사와 같이 수술용 임플란트를 구동하도록 구성된 비트를 포함할 수 있다. 또한 대안적으로 단부 작동체는 리머(reamer)로 구현될 수 있다.

도 2에 가장 잘 묘사된 바와 같이, 하나 이상의 드릴 비트(66)(하나의 대표적인 드릴 비트(66)가 도 2에 예시됨) 각각은, 핸드피스(62)에 각각 결합될 때, 일반적으로 70으로 표시된 절삭 팁 부분과, 일반적으로 72로 표시된 삽입 부분 사이에서 축(AX)(즉, 길이 방향 축(AX) 또는 축(AX))을 따라 일반적으로 길이 방향으로 연장된다. 절삭 팁 부분(70)은 작업물과 맞물리도록 구성되고, 삽입 부분(72)은 핸드피스(62)에 드릴 비트(66)를 해제 가능하게 부착하도록 구성된다. 드릴 비트(66)를 핸드피스(62)에 결합할 수 있게 하기 위해 다양한 그루브(groove), 슬롯(slot), 및 기타 기하학적 형태와 같은 삽입 부분의 다양한 구성이 고려된다. 삽입 부분의 하나의 예시적인 구성은 미국 특허 번호 10,159,495(전체 내용이 본 명세서에 기재된 것처럼 병합됨)에서 찾아볼 수 있다. 드릴 비트(66)를 핸드피스(62)에 부착시키기 위한 다른 구성이 있을 수 있는 것으로 고려된다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 드릴 비트(66) 각각은 근위 단부로부터 원위 단부로 축(AX)을 따라 연장된다. 드릴 비트(66) 각각은 근위 단부(178)와 원위 단부(180) 사이에서 축(AX)을 따라 연장되는, 일반적으로 176으로 표시된 생크(shank)를 포함한다. 생크(176)의 원위 단부(180)에 인접한 생크(176)의 원위 부분은 홈(182)(도 2 참조)을 형성할 수 있고, 이 홈은 축(AX)을 중심으로 나선형으로 배치될 수 있고, 드릴 비트(66)의 절삭 팁 부분(70)으로 연장되어 조직과 같은 작업물을 관통하는 것을 촉진할 수 있다. 예시된 구성에서, 드릴 비트(66)에는 근위 단부(178)와 원위 단부(180) 사이의 생크(176)에 결합된 베어링 영역(184)이 제공될 수도 있다. 많은 구성에서 베어링 영역(184)은 생크(176)와 일체형이다. 베어링 영역(184)은 핸드피스에 결합될 수 있는 측정 모듈(128)의 측정 캐뉼러(134) 내에 수용되고 측정 캐뉼러에 대해 회전하는 크기를 갖는다(아래에서 보다 자세히 논의됨). 여기서, 베어링 영역(184)은 드릴 비트(66)의 길이를 따라 회전 지지를 제공하는 생크(176)의 "단차진" 외부 영역을 형성할 수 있고, 예시된 구성에서 생크(176)의 인접한 원위 영역과 근위 영역보다 더 큰 직경을 가질 수 있다. 그러나, 드릴 비트(66)의 생크(176)의 베어링 영역(184)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 방식으로 구성될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 본 명세서에서는 드릴 비트(66)로 설명되었지만, 드릴 비트(66)는 유사한 특징부를 가질 수 있고 다른 적절한 단부 작동체, 또는 버(bur) 또는 리머와 같은 회전식 단부 작동체로서 구성될 수 있는 것으로 또한 고려된다.

드릴 비트(66)의 복수의 구성은 수술용 핸드피스(62)에 결합되도록 구성될 수 있다. 복수의 드릴 비트(66) 각각(대표적인 드릴 비트(66a, 66b, 66c)는 도 6, 도 7, 도 11 및 도 12에 도시됨)은 적어도 하나의 특징 또는 특성에서 서로 상이할 수 있다. 이러한 성능 특징 또는 특성이 상이하면 사용되는 드릴 비트(66)에 따라 사용 동안 수술용 드릴 시스템(60)의 성능이 변할 수 있다. 달리 말해, 도 6a 내지 도 6d, 도 7 내지 도 7b, 도 11 내지 도 11a 및 도 12 내지 도 12b에 예시된 구성에서 각각의 드릴 비트(66a, 66b, 66c)는 성능 특징 또는 특성의 고유한 조합을 갖는다. 특히, 드릴 비트(66)는 사용 동안 뼈 내에 더 크거나 더 작은 구멍을 뚫기 위해 원위 단부(180)에 또는 원위 단부 부근에 상이한 단면적 또는 직경을 갖는 것으로 고려된다. 예를 들어, 도 11의 드릴 비트(66b)는 도 6 및 도 6c의 드릴 비트(66a)의 직경(D1)보다 더 큰 직경(D2)을 원위 단부(180)에 인접하여 가질 수 있다. 또한, 도 12b의 드릴 비트(66c)의 직경(D3)은 드릴 비트(66a, 66b)의 두 직경(D1, D2)과 다를 수 있다.

다른 성능 특징은 나선형 홈(182)의 배열이다. 나선형으로 배치된 홈(182)은 절삭 효율을 변화시키는 다양한 나선형 구조 또는 그루브 깊이를 가질 수 있다. 도 12에 예시된 일 구성에서, 드릴 비트(66c)는 도 6a 및 도 6c의 드릴 비트(66a) 및 도 11의 드릴 비트(66b)의 나선형 구조(183A)에 비해 도 12 및 도 12b에 예시된 원위 단부(180)에 단위 척도당 증가된 나선 수를 갖는 나선형 구조(183B)를 갖는다. 또 다른 성능 특징으로서 드릴 비트(66)의 길이는 수술용 드릴 시스템(60)이 사용되는 뼈의 추정된 두께에 따라 변할 수 있다. 또 다른 성능 특징으로서, 드릴 비트(66) 자체의 재료 선택이 변할 수 있고, 이는 수술용 드릴 시스템(60)에서 다른 드릴 비트(66)에 비해 각각의 드릴 비트(66)의 드릴링 효율 또는 열 전달에 영향을 미칠 수 있다. 다른 성능 특징은 절삭 팁 부분(70)의 경사각(rake angle) 또는 포인트 각도(point angle)를 포함한다. 특히, 수술용 드릴 시스템(60)의 작업자에게 작업물을 관통하는 다양한 옵션을 제공하기 위해 이러한 성능 특징 또는 특성의 고유한 조합이 각각의 하나의 드릴 비트(66)에 제공된다. 추가적으로, 이러한 성능 특징은 아래에서 더 설명되는 바와 같이 동작 동안 특정 동작을 수행하기 위해 핸드피스(62)에 의해 식별될 수 있다.

작업자가 핸드피스(62)에 결합되는 드릴 비트(66)를 결정하는 것을 돕기 위해, 식별 특징부(177)는 각각의 드릴 비트(66)를 식별하는 드릴 비트 조립체(65)의 각각의 드릴 비트(66)에 포함될 수도 있다. 식별 특징부(177)는 드릴 비트(66) 또는 단부 작동체(64)의 각각의 유형과 관련된 성능 특징부와 상관된다. 예를 들어, 식별 특징부(177a)(도 6, 도 6a 및 도 6b에 도시됨)에 기초하여, 수술용 드릴(61)은, 드릴 비트(66a)가 작은 뼈 드릴링용으로 구성되고, 즉, 드릴 비트(66a)의 원위 부분이 일반적으로 2mm 이하의 직경을 가질 수 있다고(그리고 발이나 손 등과 같은 작은 뼈에 사용된다고) 결정할 수 있는 반면에, 식별 특징부(177b)(도 11 및 도 11a에 도시됨)에 기초하여, 수술용 드릴(61)은, 드릴 비트(66b)가 큰 뼈 드릴링을 위해 구성되고, 즉, 드릴 비트(66b)의 원위 부분이 약 3.2mm 이상의 직경을 가질 수 있고(그리고 대퇴골과 같은 더 긴 뼈에 사용되고), 또는 2mm 내지 3.2mm의 드릴 비트 직경으로 뼈를 뚫도록 구성된다고 결정할 수 있다. 더 나아가, 식별 특징부(177c)(도 12a 및 도 12b에 도시됨)에 기초하여, 수술용 드릴(61)은 또한 드릴 비트(66)의 각각의 직경과 함께 더 정확히 결정된 드릴링 프로파일을 위해 원위 단부(180)에 인접한 홈(182)의 관련 나선형 구조를 결정할 수 있다. 이 정보로부터, 수술용 드릴(61)은 또한 절삭 효율 대 온도와 같은 인자를 균형 맞출 수 있고 (아래에서 설명되는 바와 같이) 침투 깊이(breakthrough depth)를 보다 정확히 계산하여 정확도를 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여, 작업자는 결합된 드릴 비트(66)와 관련된 식별 특징부(177)로부터 얻어진 지식에 기초하여 보어를 뚫기 위한 수술용 드릴(61)의 동작을 보다 정확히 제어할 수 있다.

도 6, 도 7, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 다양한 구성에서, 식별 특징부(177)는 드릴 비트(66)의 근위 단부(178)와 원위 단부(180) 사이의 생크(176) 주위에 배치되는 하나 이상의 자석(181)의 형태일 수 있다. 하나 이상의 자석(181)은 드릴 비트(66)의 생크(176)를 원주방향으로 둘러싸는 자석 어레이를 포함할 수 있다. 단부 작동체(64) 상의 그루브, 부채꼴 형상부, 돌출부와 같은 다른 유형의 식별 특징부(177)도 고려되고 또한 수술 기기(62)에 결합된 단부 작동체(64)의 유형을 수술 기기(60)가 식별할 수 있기 위해 RFID(Non-Volatile Random Access Memory), NOVRAM("Non-Volatile Random Access Memory") 등과 같은 다양한 유형의 전자 디바이스도 단부 작동체(64)에 위치될 수 있다. 더 나아가, 식별 특징부(177)는 레이저 에칭, 레이저 인쇄, 또는 라벨과 같은, 광학 특징부(177a)(도 10a 내지 도 10c 참조)의 형태일 수 있고, 이러한 광학 특징부는 드릴 비트의 근위 단부(178)와 원위 단부(180) 사이의 생크(176) 상에 또는 생크 내에 배치된다.

식별 특징부(177)로서 자석(181)을 사용하는 구성에서, 이러한 자석(181)은 생크(176)(도 6a, 도 11a 또는 도 12a 참조) 내에 적어도 부분적으로 내장될 수 있고, 또는 생크(176)(도 6b 참조)의 외부 표면에 직접 결합될 수 있다. 대안적으로, 자석(181)은 근위 단부(178)와 원위 단부(180) 사이의 생크(176)의 적어도 일부 주위에 배치된 슬리브(179)(도 7a 참조) 내에 내장될 수 있고, 또는 슬리브(179)(도 7b 참조)의 외부 표면에 결합될 수 있다. 슬리브(179)는 드릴 비트(66)의 생크(176) 위에 배치되는 크기를 갖는 루멘(lumen)을 포함할 수 있다. 도 7 내지 도 7b 및 도 15 및 도 16에 예시된 슬리브(179)가 드릴 비트(66)의 생크(176)를 둘러싸는 관형 구조를 포함하지만, 슬리브(179)는 드릴 비트(66)의 생크(176) 위에 배치된 층을 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 슬리브(179)는 드릴 비트(66)의 생크(176)를 부분적으로만 둘러쌀 수 있다.

도 6b 및 도 7b의 예시에서, 생크(176)(도 6b)의 외부 표면으로부터 또는 슬리브(179)(도 7b)의 외부 표면으로부터 반경 방향 외측으로 자석(181)이 연장되는 것은 보기 용이하기 위해 과장되었을 수 있고, 자석(181)이 생크(176) 또는 슬리브(179)의 각각의 외부 표면으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 상대적인 양을 나타내도록 의도되지 않았다. 따라서, 자석(181)은 핸드피스(62)의 구동 캐뉼러(116) 내에 용이하게 삽입되기 위해 사용 동안 드릴 비트(66)의 회전에 영향을 미치지 않고 반경 방향 외측으로 먼 거리까지 연장되지 않는 것이 바람직할 수 있다.

도 6, 도 7, 도 11 및 도 12에 도시된 각각의 구성에서 하나 이상의 자석(181)의 위치, 크기, 각도 간격, 강도, 극성 및 개수는 드릴 비트(66) 각각에 대해 고유하여, 각각의 드릴 비트(66)를 각각의 다른 드릴 비트(66)와 구별하는 기능을 한다. 본 명세서에 제공된 도 6, 도 7, 도 11 및 도 12의 예에서, 드릴 비트(66)의 축(AX)을 중심으로 서로 동일한 각도로 이격된 동일한 크기의 자석(181)의 단일 어레이는, 수술용 드릴 기기(60)에 사용하기 위해 동일한 크기의 동일한 각도로 이격된 자석(181)의 단일 어레이의 대표적인 구성으로서 각각 예시되어 있다. 동일한 크기의 하나 이상의 자석(181)의 단일 어레이의 수 및 각도 간격은 다양한 드릴 비트(66)를 구별하는데 사용될 수 있다. 도 6의 예에서, 4개의 동일한 크기와 각도로 이격된 자석(181)의 단일 어레이가 도시되어 있다. 도 7은 8개의 동일한 크기와 각도로 이격된 자석(181)의 단일 어레이를 예시한다. 또한, 도 11은 2개의 동일한 크기와 각도로 이격된 자석(181)의 단일 어레이를 예시하는 반면, 도 12는 3개의 동일한 크기와 각도로 이격된 자석(181)의 단일 어레이를 예시한다. 다른 구성에서, 하나 이상의 자석(181)은, 생크(176)를 중심으로 원주 방향으로 배치되고 제1 자석 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치된 제2 자석 어레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 제1 자석 어레이와 유사하게, 제2 자석 어레이의 각각의 자석은 어레이의 다른 자석과 위치, 크기, 각도 간격, 강도 또는 극성이 상이할 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 각각의 자석 어레이에서 자석의 수는 상이하거나 동일할 수 있다. 더 나아가, 각각의 자석 어레이에서 자석(181)은 축(AX)을 따른 방향에서 보았을 때 또는 축(AX)과 평행한 방향에서 보았을 때 각도 정렬될 수 있다. 또한 어레이들 중 하나의 어레이의 적어도 하나의 자석(181)은 축(AX)을 따른 방향으로 또는 축(AX)과 평행한 방향으로 보았을 때 다른 어레이의 자석과 각도 정렬되지 않는 것으로 고려된다. 이러한 예에서, 각각의 도면에서 자석(181)의 크기 및 자성 강도/방향도 동일할 수 있다. 도 6, 도 7, 도 11 및 도 12는 4개의 고유한 드릴 비트 조립체(65)에 대응하는, 단일 어레이로 배치된 다수의 자석(181)의 4개의 고유한 각각의 배치를 예시하지만, 자석(181)의 수, 크기, 간격, 강도 또는 위치는 변경 가능한 것으로 고려되고, 각각의 고유한 조합은 다른 추가 드릴 비트(66) 및 대응하는 드릴 비트 조립체(65)를 구별하는 기능을 하도록 상이하도록 구성된다.

자석(181)은 각각의 드릴 비트(66)에 배치된 자석(181)의 위치, 크기, 간격, 강도 및 수의 고유한 조합에 기초하여 특정 강도 및 방향의 자기장을 집합적으로 생성하는 자성 재료로 형성된다.

도 6c에 도시된 다른 구성에서, 드릴 비트(66)의 생크(176)의 적어도 일부는 자화되고, 외부 표면(208)은 외부 표면(208)과 축(AX) 사이의 반경 방향 거리가 축(AX)을 중심으로 변하도록 축(AX)에 수직인 평면 상에 비원형 단면을 수립하기 위해 하나 이상의 리세스(210)를 형성할 수 있다. 생크(176)는 축(AX)까지 외부 표면(208)의 반경 방향 거리가 변하는 것에 응답하여 축(AX)을 중심으로 생크(176)의 회전 동안 자기장을 변화시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 리세스는 절삭 팁 부분(70)의 하나 이상의 성능 특징을 식별하기 위한 식별 특징부를 포함한다. 센서(201)는 드릴 비트(66)가 핸드피스(62)에 결합되고 축(AX)을 중심으로 회전하는 동안 변하는 자기장에 응답하여 신호를 생성하기 위한 자기저항 센서를 포함할 수 있다. 많은 구성에서, 드릴 비트(66)의 생크(176)의 외부 표면(208) 사이의 변하는 반경 방향 거리는 드릴 비트(66)를 수술용 드릴 또는 핸드피스(62)에 결합하기 위해 수술용 드릴 또는 핸드피스(62)와 맞물리도록 구성된 생크 근위의 결합 부분과 구별된다.

유사한 구성에 대해 위에서 언급한 바와 같이, 절삭 팁 부분(70)의 성능 특징은 드릴 비트(66)의 길이, 드릴 비트(66)의 재료, 드릴 비트(66)의 생크(176)의 원위 단부(180)의 직경, 드릴 비트(66)의 단면적, 드릴 비트(66)의 유형, 드릴 비트(66)의 경사각, 드릴 비트(66)의 홈 각도, 및/또는 드릴 비트(66)의 포인트 각도 중에서 선택될 수 있다.

생크(176)의 하나 이상의 리세스(210)는 생크를 중심으로 원주방향으로 배치된 리세스의 어레이로서 더 형성될 수 있다. 리세스 어레이의 하나의 리세스는 깊이, 호 길이, 또는 이들의 조합이 리세스 어레이의 적어도 하나의 다른 리세스와 상이할 수 있다. 추가적으로, 리세스 어레이의 제1 리세스와 리세스 어레이의 제2 리세스 사이의 각도 간격은 리세스 어레이의 제2 리세스와 제3 리세스 사이의 각도 간격과 상이하거나 동일할 수 있다.

다른 구성에서, 하나 이상의 리세스(210)는, 생크(176)를 중심으로 원주방향으로 배치되고 제1 리세스(210) 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치된 제2 리세스 어레이(도시되지 않음)를 형성할 수 있다. 제1 리세스(210) 어레이와 유사하게, 제2 리세스(210) 어레이의 각각의 리세스(210)는 깊이, 호 길이, 또는 이들의 조합이 리세스(210) 어레이의 다른 리세스(210)와 다를 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 각각의 리세스(210) 어레이에서 리세스(210)의 개수는 상이하거나 동일할 수 있다. 더 나아가, 각각의 리세스(210) 어레이에서 리세스(210)는 축(AX)을 따른 방향으로부터 또는 축(AX)과 평행한 방향으로부터 보았을 때 각도 정렬될 수 있다. 또한 리세스(210) 어레이 중 하나의 어레이의 적어도 하나의 리세스(210)는 축(AX)을 따른 방향으로 또는 축(AX)과 평행한 방향으로 보았을 때 다른 어레이의 리세스(210)와 각도 정렬되지 않는 것으로 고려된다.

특정 구성에서, 자석(181)의 자성 재료(또는 도 6c의 자화된 드릴 비트(66))는 바람직하게는 온도에 민감한 자성 재료이고, 즉, 퀴리점(Curie point)을 초과하는 온도로 가열될 때 자성의 일부 또는 전부를 상실하는 자성 재료(즉, 퀴리점을 초과하는 온도로 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거되는 자성 재료)이다. 자석(181)에 사용하기에 적합한 바람직한 자성 재료는, 수술용 드릴 시스템(60)의 일반 동작 온도(예를 들어, 수술실의 실온)를 초과하지만 예를 들어 섭씨 80도 이상과 같이 사용 후 예를 들어 고압 살균을 통해 드릴 비트(66)를 세척하고 소독하는 온도 미만의 온도에서 적어도 부분적으로 자화 소거되는 자성 재료이다.

드릴 비트 조립체(65)에서 자석(181)의 자화 소거는 각각의 결합된 드릴 비트 조립체(65)를 식별하는 데 사용되는 특정 강도 및 방향의 생성된 자기장을 변경하거나 제거하는 기능을 한다. 이러한 방식으로, 작업자는 식별된 자기장 신호에 기초하여 식별된 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 최초 사용 후 예를 들어 세척 및 소독 공정 동안 자화 소거 온도를 초과하는 온도로 이전에 가열되지 않았다는 것을 합리적인 수준으로 확신할 수 있다.

반대로, 식별된 생성된 자기장에 기초하여 드릴 비트 조립체(65)를 식별할 수 없다면, 작업자는 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 자화 소거 온도보다 높은 온도로 가열되었거나(위에서 설명한 바와 같이 이전에 사용, 세척 및 소독되었다는 것을 나타낼 수 있음) 또는 본 명세서에 제공된 식별 특징부를 포함하지 않는 드릴 비트 조립체라고 합리적으로 결론을 내릴 수 있다.

슬리브 구성을 이용할 때, 그리고 도 7a 및 도 7b의 단면도에 가장 잘 예시된 바와 같이, 슬리브(179)는 근위 단부(178)와 원위 단부(180) 사이의 생크(176)의 일부에 고정되거나 그렇지 않고 생크의 일부를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 따라서, 슬리브(179)와 이 슬리브(179)에 결합된 자석(181)은 사용 동안 결합된 드릴 비트(66)가 회전함에 따라 회전한다.

드릴 비트(66)의 베어링 영역(184)과 유사한 슬리브(179)는 측정 모듈(128)의 측정 캐뉼러(134) 내에 수용되고 측정 캐뉼러에 대해 회전하는 크기를 가질 수 있다. 따라서, 생크(176)로부터 반경 방향으로 연장되는 슬리브(179)의 두께는 측정 캐뉼러(134)의 내부 루멘 내에 맞춰 끼워질 만큼 실용적으로 얇도록 설계된다. 따라서, 슬리브(179)의 외부 표면은 사용 동안 측정 캐뉼러(134)의 내부 표면을 긁지 않을 수 있다.

슬리브(179)의 외부 표면은 사용 동안 드릴 비트(66)의 회전에 영향을 미치지 않도록 생크(176) 주위에 일정한 반경방향 두께로 연장되도록 설계될 수 있다. 슬리브(179)는 도 7, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 하나 이상의 자석(181)에 의해 생성된 자기장과 간섭하지 않는 재료, 대안적으로 본 명세서에서 비자성 재료로 지칭되는 재료를 포함할 수 있다. 특정 구성에서, 슬리브(179)는 중합체를 포함한다. 일부 구성에서, 중합체는 수술용 드릴 시스템(60)의 일반 동작 온도(예를 들어, 수술실의 실온)보다 높지만 예를 들어 섭씨 120도 이상과 같이 사용 후 드릴 비트(66)를 고압 살균하는 온도보다 낮은 용융점 또는 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 다른 구성에서, 중합체는 섭씨 130도 이상인 용융점 또는 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 추가 구성에서, 중합체는 섭씨 140도 이상의 용융점 또는 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 또 다른 구성에서, 중합체는 섭씨 150도 이상의 용융점 또는 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 더욱 더 나아가, 중합체는 내구성이 있고 비교적 경질인 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 또한 슬리브(179)는 수술용 드릴 시스템(60)의 일반 동작 온도(예를 들어, 수술실의 실온)보다 높지만 예를 들어 섭씨 120도 이상과 같이 사용 후 드릴 비트(66)를 고압 살균하는 온도보다 낮은 용융점을 갖는 다른 재료로 형성될 수 있는 것으로 고려된다.

도 13 내지 도 16에 도시된 슬리브(179)를 포함하는 드릴 비트 조립체(65)의 다른 구성에서, 슬리브(179)는 비자성 재료, 및 이 비자성 재료에 분산되는 자성 재료를 포함할 수 있다. 자성 재료가 슬리브(179)의 다른 부분보다 일부분에 너무 크게 집중되지 않도록 비자성 재료에 균일하게 분산될 수 있다. 이 구성에서 식별 특징부는 슬리브(179)의 자성 재료이다. 자성 재료는 드릴 비트(66)의 절삭 팁 부분(70)의 구성을 식별하는 방식으로 프로그래밍(즉, 교정)될 수 있다. 자성 재료는 박편, 단편 및/또는 고체 입자를 포함할 수 있다. 자성 재료는 네오디뮴 자석 및/또는 사마륨-코발트 자석을 포함할 수 있다. 다른 구성에서 자성 재료는 철을 포함한다. 다른 자성 재료도 고려된다.

이러한 슬리브(179)를 프로그래밍하기 위한 예시적인 구성이 도 13 내지 도 14d에 도시되어 있다. 도 13은 슬리브(179)의 특정 위치에 자기장(216)을 집속시키기 위한 극편(214)을 포함하는 프로그래밍 고정구(212)를 예시한다. 도 14a에서, 극편(214)은 슬리브(179) 상에 제1 극성을 가진 자기장(216)을 집속하기 시작한다. 도 14b에서 슬리브는 극편(214)이 제1 극성을 가진 자기장(216)을 집속시키는 동안 극편(214)에 대해 특정 각도만큼 회전하였다. 이와 같이, 자기장을 받은 자성 재료는 이제 특정 호 길이(218) 동안 제1 극성을 가진 자기장을 방출한다. 이 시점에서 극편(214)으로부터의 자기장(216)은 꺼지고 슬리브(179)는 도 14c에 도시된 배향으로 극편(214)에 대해 회전을 계속한다. 도 14c에서, 슬리브(179)의 특정 호 길이는 중성 극성을 가지고 있고, 극편(214)으로부터의 자기장(216)이 동작하지 않기 때문에 자기장을 방출하지 않는다. 그런 다음 자기장(216)은 도 14d에 도시된 특정 호 길이(220) 동안 제1 극성과 반대인 제2 극성으로 인가된다. 도 14d는 축을 중심으로 상이한 호 길이와 극성을 갖는 프로그래밍된 슬리브의 일 구성을 예시한다. 슬리브(179)가 드릴 비트(66)에 결합되고 축을 중심으로 회전하면, 센서는 이제 프로그래밍되고 선택적으로 자화된 슬리브(179)에 의해 생성된 변하는 자기장에 응답하여 신호를 생성하는 자기저항 센서를 포함할 수 있다. 도 14a 내지 도 14d에 예시된 도면은 자성 프로그래밍 시퀀스의 일 구성을 예시한다. 다른 자성 프로그래밍 시퀀스는 슬리브(179) 상의 자기장 인가의 펄스 주파수, 슬리브(179)의 자화된 부분과 자화되지 않은 부분의 호 길이 사이의 간격의 위상 오프셋 또는 각도 오프셋, 자기장의 강도(슬리브(179)의 자성 재료의 일부를 극편(214)의 자기장으로 더 포화시키거나 덜 포화시킴으로써 증가되거나 감소될 수 있음), 극편(214)에 대해 회전하는 동안 슬리브(179)의 회전 속도, 자기장의 극성, 및/또는 이들의 조합과 같은 프로그래밍 파라미터를 변경시킬 수 있는 것으로 고려된다. 도 14a 내지 도 14d에 도시된 슬리브(179)는 선택적 프로그래밍 동안 결합된 드릴 비트(66)를 포함하지 않지만, 드릴 비트(66)는 일부 유형의 프로그래밍 동안 슬리브(179)에 결합될 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 전술한 프로그래밍 공정은 극편(214)에 대해 슬리브(179)를 회전시키는 단계를 포함하지만, 슬리브(179)의 선택적 프로그래밍은 극편(214)과 슬리브(179) 간을 상대적으로 이동시킴으로써 다른 방식으로 달성될 수 있는 것으로 고려된다. 프로그래밍된 슬리브(179)는 억지 끼워맞춤, 몰딩, 체결구, 접착제 등을 통해 드릴 비트의 생크(176)에 결합될 수 있다.

도 14d에 도시된 바와 같이 자기장의 형상은 슬리브(179)의 축에 대해 비대칭일 수 있다. 슬리브(179)는 축을 중심으로 4개의 사분면, 즉 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면 및 제4 사분면으로 분할될 수 있다. 제1 사분면에 의해 생성된 자기장은 크기, 강도, 극성 또는 이들의 조합에 있어서 제2 사분면, 제3 사분면 및/또는 제4 사분면과 상이할 수 있다. 또한 슬리브(179)의 자기장의 형상은 생크(176)의 축을 따라 비대칭일 수 있다.

프로그래밍 슬리브의 하나의 이점은 2개 이상의 슬리브를 갖는 드릴 비트 시스템을 동일하게 제조할 수 있어서 상이한 유형의 부품의 수 및 이 부품을 생산하는 기계의 수를 감소시킬 수 있다는 점이다. 둘 이상의 슬리브(179)는 프로그래밍할 때까지 동일할 수 있다. 프로그래밍 후, 각각의 슬리브(179)는 절삭 팁 부분(70) 또는 생크(176)의 특정 구성과 관련된 고유한 슬리브를 방출할 수 있다. 본 명세서에 설명된 다른 구성과 유사하게, 개별 드릴 비트(66)의 상이한 절삭 팁 부분(70)의 절삭 구성은 드릴 비트(66)의 길이, 드릴 비트(66)의 재료, 드릴 비트(66)의 생크(176)의 원위 단부(180)의 직경, 드릴 비트(66)의 단면적, 드릴 비트(66)의 유형, 드릴 비트(66)의 경사각, 드릴 비트(66)의 홈 각도, 및/또는 드릴 비트(66)의 포인트 각도 중에서 선택될 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 슬리브(179)는, 생크(176) 주위에 원주방향으로 배치된 제1 자석 어레이를 포함할 수 있는 슬리브(179)의 프로그래밍된 자성 재료의 2가지 구성을 포함할 수 있다. 다른 구성은 제1 어레이와 다르게 프로그래밍될 수 있다. 생크 주위에 원주방향으로 배치된 제2 자석 어레이는 제1 자석 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 자성 재료의 제1 구성의 제1 프로그래밍은 제1 자기장을 방출한다. 자성 재료의 제2 구성의 제2 프로그래밍은 제1 자기장과 상이한 제2 자기장을 방출한다.

도 16에 도시된 다른 구성에서, 자성 재료의 2개의 상이한 프로그래밍된 어레이가 도시된다. 이 구성에서, 슬리브(179)는 근위 슬리브 부분(179a)과 원위 슬리브 부분(179b)으로 분할된다. 이것은 단일 슬리브(179)에 다수의 프로그래밍된 어레이를 배치할 필요 없이 다수의 프로그래밍된 자성 재료 어레이를 사용하는 다른 방식이다. 드릴 비트 조립체(65)는 3개 이상의 슬리브 부분(179a, 179b)을 포함할 수 있는 것으로 고려된다.

슬리브(179)의 다른 구성과 마찬가지로, 슬리브(179)의 비자성 재료는 섭씨 120도 이하의 유리 전이 온도 또는 용융 온도를 가질 수 있다. 자성 재료는 섭씨 80도 이상의 온도로 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거될 수 있다.

전술한 바와 같이, 슬리브(179)는 드릴 비트(66)를 고압 살균하는 온도보다 낮은 용융점 또는 유리 전이 온도를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 이와 같이, 슬리브(179)를 형성하는 재료는 예를 들어 상승된 온도에서 고압 살균 또는 세척/소독 공정 동안 용융점 또는 유리 전이 온도보다 높은 온도에 노출될 때 용융 및/또는 변형되도록 구성될 수 있다. 따라서 슬리브 재료의 용융 및 변형은 용융 또는 변형 후에 슬리브(179) 내의 자석(181)의 상대 위치를 변경하도록 설계될 수 있다. 이것은 슬리브(179) 내에 결합된 자석(181)에 의해 생성된 자기장을 변경할 수 있으며, 이는 드릴 비트 조립체(65)의 드릴 비트(66)가 식별되는 것을 방지할 수 있다. 광학 식별 특징부가 슬리브에 사용되는 경우, 유사하게, 슬리브 재료의 용융 및 변형은 용융 또는 변형 후 광학 특징의 외관을 변경하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 라벨이 사용된 경우, 라벨이 부착된 슬리브(179)가 변형되면 라벨이 손상되거나 변형되어 식별을 방지할 수 있다. 다른 예에서, 라벨은 고압 살균 공정 동안 또는 섭씨 120도 이상의 온도에 노출될 때 자체적으로 변형되도록 구성된 열 민감성 라벨을 포함할 수 있다.

전술한 자석(181)의 자화 소거와 유사하게, 드릴 비트 조립체(65)에서 슬리브(179)가 용융 및 변형되면, 자석(181)의 위치가 이동하여, 결합된 자석(181)의 특정 강도 및 방향의 생성된 자기장을 변경하거나 잠재적으로 제거하는 기능을 할 수 있고, 이를 사용하면 슬리브(179)가 용융되거나 변형될 때 이러한 자석(181)이 자화 소거되지 않는 경우에도, 결합된 드릴 비트(66)를 식별할 수 있다. 이러한 방식으로, 작업자는 식별된 자기장 신호에 기초하여 식별된 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 예를 들어 최초 사용 후 세척 및 소독 공정 동안 슬리브 재료의 용융 온도보다 높은 온도로 이전에 가열되지 않았다는 것을 합리적인 수준으로 확신할 수 있다. 반대로, 생성된 자기장에 기초하여 드릴 비트 조립체(65)가 식별되지 않으면, 작업자는 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 슬리브 재료의 용융 온도보다 높은 온도로 가열되었거나(위에서 설명한 바와 같이 이전에 사용, 세척 및 소독되었다는 것을 나타낼 수 있음) 또는 본 명세서에 설명된 식별 특징부를 갖는 드릴 비트 조립체(65)가 아니라고 합리적으로 결론을 내릴 수 있다.

특정 예에서, 드릴 비트 조립체(65)가 자석(181)의 자화 소거 온도보다 높고 슬리브(179)의 슬리브 재료의 용융 온도보다 높은 특정 온도로 가열되는 경우, 자석(181)의 생성된 자기장은 자석(181)의 자화 소거에 의해 변경되고, 슬리브(179)의 슬리브 재료의 용융 및 변형으로 인한 자석(181)의 위치의 변경에 의해 변경될 수 있다.

슬리브(179)는 많은 방식으로 드릴 비트(66)에 결합될 수 있다. 일 구성에서, 슬리브(179)는 드릴 비트(66)의 근위 단부(178) 또는 원위 단부(180) 위로 활주할 수 있고, 원하는 위치에서 생크(176)의 외부 표면 주위에 억지 끼워맞춤될 수 있다. 이 구성에서, 슬리브(179)는 내장된 자석(181)(예를 들어, 도 6a, 도 11a 또는 도 12a)을 갖게 미리 형성될 수 있고, 또는 자석(181)은 설치 후에 접착제 또는 체결구(도시되지 않음)를 사용하여 슬리브(179)의 외부 표면에 고정될 수 있다. 이 구성에서, 접착제(도시되지 않음)는 슬리브(179)를 생크(176)에 고정하기 위해 슬리브(179)와 생크(176) 사이에 도입될 수 있다.

더 나아가, 슬리브(179)는 원하는 위치에서 드릴 비트(66) 위에 오버몰딩될 수 있다. 일 구성에서, 자석(181)은 드릴 비트(66)와 함께 몰드 내로 도입되고, 슬리브(179)를 형성하기 위한 중합체는 예를 들어 도 7a에 예시된 바와 같이 내장된 자석(181)을 갖는 슬리브(179)를 형성하기 위해 드릴 비트(66)와 자석(181) 사이의 몰드의 공동 부분(cavity portion) 내에 도입된다.

대안적으로, 드릴 비트(66)만이 몰드 내에 도입될 수 있고, 슬리브(179)를 형성하기 위한 중합체는 드릴 비트(66) 주위의 몰드의 공동 부분 내에 도입된다. 그 결과 생성된 구조물이 몰드로부터 제거되고, 자석(181)은 몰딩 단계 후에 접착제 또는 체결구(도시되지 않음)를 사용하거나 억지 끼워맞춤을 통해 슬리브(179)의 외부 표면에 고정될 수 있다.

도 1 내지 도 5를 다시 참조하면, 본 명세서에 예시된 대표적인 구성에서, 핸드피스(62)는 배터리(76)(배터리 부착은 자세히 표시되지 않음)에 해제 가능하게 부착되는 권총 손잡이 형상의 핸드피스 몸체(74)를 갖는 핸드헬드 드릴로 구현된다. 그러나, 핸드피스 몸체(74)는 권총 손잡이가 있거나 없는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있는 것으로 고려된다. 예시된 핸드피스(62)는 드릴 비트(66)를 회전시키는 데 사용되는 전력을 핸드피스(62)에 제공하기 위해 핸드피스 몸체(74)에 해제 가능하게 부착될 수 있는 배터리(76)를 사용하지만, 핸드피스(62)는 예를 들어 내부(예를 들어, 비분리형) 배터리를 통해, 또는 외부 콘솔, 전력 공급원 등에 대한 테더 연결을 통해 다른 방식으로 구성될 수 있는 것으로 이해된다. 다른 구성도 고려된다.

예시된 구성에서, 배터리(76) 또는 다른 전력원은 입력 제어부(80) 및 액추에이터 조립체(82)(또한 도 3 참조)와 통신하도록 배치된 제어기(78)(도 5에 개략적으로 묘사됨)에 전력을 제공한다. 입력 제어부(80)와 액추에이터 조립체(82)는 각각 핸드피스 몸체(74)에 의해 지지된다. 제어기(78)는 일반적으로 입력 제어부(80)의 작동에 응답하여 액추에이터 조립체(82)를 동작시키도록 구성된다. 입력 제어부(80)는 예시된 구성에서 트리거 스타일의 구성을 갖고, 사용자(예를 들어, 외과의)에 의한 작동에 응답하고, 예를 들어 자석(위에서 설명된 자석(181) 이외) 및 홀 효과 센서에 의해 생성된 전기 신호를 통해 제어기(78)와 통신한다. 따라서, 작업자가 핸드피스(62)를 동작시키기 위해 입력 제어부(80)를 작동시킬 때, 제어기(78)는 배터리(76)로부터 액추에이터 조립체(82)로 전력을 전달하고, 액추에이터 조립체는 아래에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 드릴 비트(66)를 회전시키기 위해 사용되는 회전 토크를 생성한다. 핸드피스 몸체(74), 배터리(76), 제어기(78), 및 입력 제어부(80)는 각각 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 회전 토크를 생성하기 위해 다수의 상이한 방식으로 구성될 수 있다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 액추에이터 조립체(82)는 핸드피스 몸체(74) 내에 각각 지지되는 전기 모터(84)와 기어세트(86)를 포함할 수 있다. 모터(84)는 제어기(78)로부터 수신된 명령, 신호 등에 응답하여 회전 토크를 선택적으로 생성하도록 구성된다. 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 모터(84)는 한 쌍의 베어링(90)에 의해 축(AX)을 중심으로 회전하도록 지지되는 회전자 캐뉼러(88)를 포함한다. 기어세트(86)에 인접하게 배열된 구동 기어는 회전자 캐뉼러(88)에 결합되어 회전자 캐뉼러와 동시에 회전하며, 회전 토크를 기어세트(86)에 전달하기 위해 사용된다. 이를 위해, 예시된 구성에서, 기어세트(86)는 2단 복합 유성 배열로 구현되고, 일반적으로 링 기어 하우징(94)을 포함하고, 링 기어 하우징은 무엇보다도 특히 베어링(90)을 통해 출력 허브(96)를 회전 가능하게 지지할 뿐만 아니라 하나 이상의 유지 클립(98), 와셔(100), 및/또는 밀봉부(102)를 포함한다. 그러나, 기어세트(86)의 다른 구성도 고려된다.

기어세트(86)의 일 구성에 대한 추가 세부사항은, 예를 들어, 미국 특허 출원 번호 15/887,507(출원일: 2018년 2월 2일, 발명의 명칭: "Drill Bit for Handheld Surgical Instrument", 전체 내용이 본 명세서에 기재된 것처럼 병합됨)에 설명되어 있고, 여기서 모터(84)의 작동을 통해 구동 기어가 회전하면 출력 허브(96)가 동시에 회전하고, 출력 허브(96)는 드릴 비트(66)와 동시에 회전하는 것을 설명한다. 액추에이터 조립체(82)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 방식으로 구성될 수 있다. 비제한적인 예로서, 예시된 액추에이터 조립체(82)는 모터(84)의 구동 기어와 출력 허브(96) 사이의 회전 속도 및 토크를 조정하기 위해 복합 유성 배열을 사용하지만, 일부 구성에서 다른 유형의 기어세트(86)도 사용될 수 있다. 더욱이, 예시된 액추에이터 조립체(82)가 회전 토크를 생성하기 위해 브러시 없는 전동 DC 모터를 사용하지만, 다른 유형의 동력원도 사용될 수 있다. 다른 구성도 고려된다.

전술한 바와 같이, 모터(84)에 의해 생성된 회전 토크는 출력 허브(96)를 회전시키고, 출력 허브는 결합된 드릴 비트(66)와 동시에 회전한다. 이를 위해, 도 2 내지 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 핸드피스(62)는 일반적으로 액추에이터 조립체(82)의 다양한 캐뉼러 구성요소를 통해 기어세트(86)의 출력 허브(96)와 스플라인으로 맞물려 연장되는 구동 조립체(114)를 더 포함한다. 구동 조립체(114)는 드릴 비트(66)와 핸드피스(62) 사이에 해제 가능하게 부착되도록 구성된다. 구동 조립체(114)는 일반적으로 구동 캐뉼러(116), 구동 헤드(118), 및 이 구동 캐뉼러(116)와 구동 헤드(118) 사이에서 연장되고 이 구동 캐뉼러 및 구동 헤드와 동시에 회전하는 구동 몸체(120)를 포함한다. 구동 조립체(114)는 구동 캐뉼러(116)에 인접하여 출력 허브(96)와 스플라인으로 맞물려, 그리고 구동 헤드(118)에 인접하여 베어링, 와셔 및 밀봉부를 배열하여 핸드피스 몸체(74) 내에서 축(AX)을 중심으로 회전하도록 지지된다. 드릴 비트(66)는 전술한 것과 다른 방식으로 토크를 수신하도록 핸드피스(62)에 부착되도록 구성될 수 있는 것으로 고려된다.

또한 구동 조립체(114)의 추가 세부사항은 예를 들어, 미국 특허 출원 번호 15/887,507(전체 내용이 본 명세서에 기재된 것처럼 병합됨)에 설명되어 있다. 예시된 구성에서, 구동 조립체(114)의 구동 헤드(118)는 핸드피스(62)가 본 발명의 드릴 비트(66)를 회전시키는 것 외에 다른 적용과 관련하여 사용될 때 회전 토크를 전달하기 위해 제공되는 일반적으로 126으로 표시된 결합부를 포함한다. 보다 구체적으로, 예시된 구동 조립체(114)는 핸드피스(62)가 구동 캐뉼러(116)의 보어(122) 또는 구동 헤드(118)의 결합부(126)와 맞물려 이 구동 캐뉼러 및 구동 헤드와 동시에 회전하도록 구성될 수 있는 다수의 상이한 유형의 수술 기기, 도구, 모듈, 단부 작동체 등을 회전, 구동 또는 작동시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 구성은 동일한 핸드피스(62)를 광범위한 의료 및/또는 수술 시술에 이용할 수 있게 하는 것으로 이해된다. 그러나, 구동 조립체(114)는 핸드피스(62)가 본 발명의 드릴 비트(66)에 전용으로 사용되도록 구성된 구성에서 결합부(126)를 갖는 구동 헤드(118)를 생략하도록 일부 구성에서 상이하게 구성될 수 있는 것으로 고려된다.

도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 핸드피스(62)의 예시된 구성은 드릴 비트(66)를 제거하도록 구성된 해제 기구 또는 결합부 기구(일반적으로 150으로 표시됨)를 더 포함한다. 결합 기구(150)는 일반적으로 해제 서브조립체(152), 키퍼 몸체(154), 및 하우징 어댑터(156)를 포함한다. 키퍼 몸체(154) 및 하우징 어댑터(156)는 해제 서브조립체(152)를 액추에이터 조립체(82) 및 핸드피스 몸체(74)에 고정하도록 각각 구성되고, 다수의 상이한 구성으로 실현될 수 있고 또는 일부 구성에서 핸드피스(62)의 다른 부분에 통합될 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 드릴 비트(66)는 일반적으로 절삭 팁 부분(70)과 삽입 부분(72) 사이의 축(AX)을 따라 연장되고, 드릴 비트(66)의 인터페이스(124)와 구동 조립체(114)의 구동 캐뉼러(116)의 보어(122) 사이의 맞물림을 통해 본 명세서에 설명되고 도면에 예시된 핸드피스(62)에 해제 가능하게 부착되도록 구성된다. 구동 캐뉼러(116)는 축(AX)을 중심으로 드릴 비트(66)를 회전시키기 위해 액추에이터 조립체(82)의 기어세트(86)의 출력 허브(96)와 협력한다.

수술용 드릴 시스템(60)의 예시된 구성은 사용 동안 측정 기능을 외과의에 제공하기 위해 핸드피스(62)에 해제 가능하게 부착되도록 구성될 수 있는 측정 모듈(대안적으로 종종 측정 헤드라고도 함)(일반적으로 128로 표시됨)을 더 포함한다. 이를 위해, 도 4 및 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 측정 모듈(128)은 일반적으로 하우징(130), 안내 부싱(132), 및 작업물(62) 또는 조직에 배치되기에 적합한 원위 단부(134A)를 포함하는 측정 캐뉼러(134)(즉, 측정 탐침(probe) 또는 깊이 측정 연장부)를 포함할 수 있다. 측정 모듈의 적절한 예는 PCT/IB2018/056251(전체 내용이 본 명세서에 기재된 것처럼 병합됨)에 설명되어 있다. 하우징(130)은 핸드피스(62)에 해제 가능하게 부착될 수 있고, 일반적으로 측정 모듈(128)의 다양한 구성요소를 지지할 수 있다. 예시된 하우징(130)은 상호 잠겨지거나 달리 함께 부착되는 한 쌍의 하우징 구성요소(138)로 형성될 수 있고, 측정 모듈(128)의 세척 또는 수리를 용이하게 하기 위해 분해되도록 구성될 수 있다. 측정 모듈(128)은 핸드피스(62)의 일체형 구성요소로 형성될 수 있고, 또는 측정 모듈(128)이 사용 후 핸드피스(62)로부터 제거되지 않는 방식으로 핸드피스(62)에 부착되거나 달리 고정될 수 있는 구성요소 형태일 수 있는 것으로 이해된다.

예시된 구성에서, 하우징 구성요소(138)와 안내 부싱(132)은 예를 들어 하우징 구성요소(자세히 도시되지 않음)에 형성된 웹(web) 또는 리브(rib)에 끼워지는 안내 부싱(132)에 형성된 노치(notch)를 통해 상대적인 축방향 운동 및 회전 운동을 방지하도록 배열된 대응하는 형상의 특징부를 포함한다. 안내 부싱(132)은 아래에서 상세히 설명된 창(window)(142)을 더 포함할 수 있다.

측정 캐뉼러(134)는 안내 부싱(132) 내에 배치될 수 있고, 핸드피스(62)에 대해 축(AX)을 따라 병진 이동하도록 지지된다. 세장형 리세스 슬롯(143)(도 2에 부분적으로 묘사됨)은 측정 캐뉼러(134) 내로 횡방향으로 형성될 수 있고 길이방향으로 연장될 수 있다. 본 명세서에 구체적으로 예시되지는 않았지만, 세장형 리세스 슬롯(143)은, 하우징(130)에 의해 지지되고 마찬가지로 안내 부싱(132)의 측면을 통해 횡방향으로 형성된 애퍼처(aperture)를 통해 연장되는 이동 정지 요소를 수용하도록 형성되고 배열될 수 있다. 이러한 배열은 측정 캐뉼러(134)가 안내 부싱(132)과 하우징(130)에 대해 축방향으로 연장되거나 수축될 수 있는 정도를 제한하는 역할을 할 수 있고, 또한 측정 캐뉼러(134)가 축(AX)을 중심으로 회전하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 측정 모듈(128)은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 방식으로 측정 캐뉼러(134)의 이동을 제한하거나 방지하도록 구성될 수 있는 것으로 이해된다.

예시된 바와 같이, 측정 캐뉼러(134)는 트랜스듀서 조립체(136)의 기어(146)와 톱니로 맞물려 배치된 랙 톱니(rack teeth)(144)를 더 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 안내 부싱(132)의 창(142)은 랙 톱니(144)와 기어(146) 사이에 톱니로 맞물리게 하기 위해 트랜스듀서 조립체(136)에 인접하게 배열된다. 기어(146)는 공통 기어 축(CAX)을 따라 연장되는 샤프트 부분(147)을 포함한다. 기어(146) 자체는 탐침(134)이 하우징(130)에 대해 축(AX)을 따라 이동할 때 공통 기어 축(CAX)에 대해 360도 회전 가능하다.

트랜스듀서 조립체(136)는, 수술용 드릴(61)이 작업물에 배치될 때, 하우징(130)에 대한 측정 캐뉼러(134)의 원위 단부(134A)의 상대적인 위치에 대응하는, 축(AX)을 따라 하우징(130)에 대한 측정 탐침(134)의 위치의 변화를 나타내는 전기 신호(즉, 트랜스듀서 신호)를 생성하기 위해, 측정 탐침(134)의 축방향 이동으로 인한 기어(146)의 회전에 응답한다. 따라서, 트랜스듀서 조립체(136)는 수술 기기(62)에 향상된 기능을 제공할 수 있는 것으로 이해된다. 예로서, 일부 구성에서는, 트랜스듀서 조립체(136)는 제어기(78)와 통신하도록 배치될 수 있고, 제어기는 예를 들어 작업물의 특정 드릴링 깊이에서 드릴 비트(66)의 회전을 늦추기 위해, 측정 탐침(134)의 움직임에 기초하여 모터(84)를 구동하는 정도를 중단하거나 조정하도록 구성될 수 있다. 또한 트랜스듀서 조립체(136)는 실시간 드릴링 깊이, 기록된 이력에서 최대 드릴링 깊이 등을 디스플레이하기 위해 측정 탐침(134)의 이동에 관한 정보를 외과의에 제공하기 위해, 디스플레이 스크린, 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 등과 같은 출력 디바이스(148)와 통신하도록 배치될 수 있다. 다른 구성도 고려된다. 출력 디바이스(148)는 제거 가능한 측정 모듈의 일부일 수 있다. 또한, 도 4에 예시된 트랜스듀서 조립체(136)와 측정 캐뉼러(134)는 측정 캐뉼러(134)의 랙 톱니(144)와 트랜스듀서 조립체(136)의 기어(146)를 갖는 랙 및 피니언 디자인을 집합적으로 포함하지만, 트랜스듀서 조립체(136)는 하우징(130)에 대한 측정 캐뉼러(134)의 변위에 응답하여 트랜스듀서 신호를 생성하는 전위차계, 광학 센서, 및 선형 가변 변위 변환기와 같은 하나 이상의 센서를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.

측정 캐뉼러(134)와 안내 부싱(132)은, 다양한 재료, 바람직하게는 식별 특징부(177)/하나 이상의 자석(181)에 의해 생성된 신호/자기장 시그니처를 변경하지 않는 재료, 예를 들어, 위에서 설명한 비자성 재료로 형성될 수 있다. 측정 캐뉼러(134)와 안내 부싱(132)을 형성하는데 사용하기 위한 예시적인 비자성 재료는 몰딩되거나 달리 경질이고 내구성 있는 원하는 형상으로 형성될 수 있는 특정 중합체를 포함한다. 일 구성에서, 중합체는 경질 플라스틱 재료를 포함한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 수술용 드릴 시스템(60)은 또한 식별 특징부(177)에 응답하여 하나 이상의 신호(예를 들어, 식별 신호)를 생성하도록 구성된 센서(201)를 포함한다. 예를 들어, 센서(201)는 드릴 비트 조립체(65)가 수술용 드릴 시스템(60)의 동작 동안 축(AX)을 중심으로 회전할 때 하나 이상의 자석(181)으로부터 생성된 자기장 또는 자기저항에 응답하여 결합된 드릴 비트 조립체(65)의 식별 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 특히, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 센서(201)는, 하나 이상의 자석(181)(즉, 자기장 센서 또는 홀 효과 센서)으로부터 생성된 자기장 또는 자기저항과 같은, 각각의 결합된 드릴 비트(66)에 결합된 식별 특징부(177)에 응답하여 식별 신호를 생성하도록 구성된다. 센서(201)는 드릴 비트 조립체(65)가 축(AX)을 중심으로 회전할 때 측정 캐뉼러(134)가 센서(201)와 식별 특징부(177) 사이에 배치된 경우에도 식별 신호를 생성할 수 있다. 센서(201)에 의해 생성된 식별 신호는 핸드피스(62)에 결합된 각각의 드릴 비트(66)에 대해 수신된 생성 신호/자기장에 대응한다. 제어기(78)는 식별 신호를 수신 및 해석하거나, 자기장 시그니처 신호를 수신 및 해석하여, 드릴 비트 조립체(65)의 결합된 드릴 비트(66)를 식별하도록 구성된다.

센서(201)는, (예를 들어 작업자가 입력 제어부(80)를 누르고 있을 때) 각각의 드릴 비트(66)가 핸드피스(62)에 적절히 결합되고 축(AX)을 중심으로 회전할 때 센서가 생성된 신호/자기장을 수신할 수 있도록 바람직하게는 하나 이상의 자석(181)과 같은 식별 특징부(177)에 대해 위치된다. 특히, 센서(201)는 드릴 비트 조립체(65)가 축(AX)을 중심으로 회전할 때 측정 캐뉼러(134)를 통해 그리고 선택적으로 안내 부싱(132)을 통해 생성된 신호/자기장을 수신하도록 위치될 수 있다.

일 구성에서, 센서(201)는 측정 모듈(128)에 결합되거나 측정 모듈 내에 위치될 수 있고, 특히 드릴 비트 조립체(65)가 핸드피스(62)에 적절히 결합될 때 하나 이상의 자석(181)과 같은 식별 특징부(177)에 근접한 위치에 측정 모듈(128)의 하우징(130)에 결합되거나 이 하우징 내에 위치될 수 있다.

더욱 더 구체적으로, 도 4 및 도 5에 일 구성으로 예시된 바와 같이, 센서(201)는 축(AX)에 수직인 방향으로 드릴 비트 조립체(65)에 대해 트랜스듀서 조립체(136)의 기어(146)에 대향하여 또는 기어로부터 오프셋되어 하우징(130) 내에 위치될 수 있다. 이러한 구성에서, 센서(201)는 축(AX)에 수직인 방향으로 안내 부싱(132)의 창(142)과 정렬될 수 있다. 따라서, 센서(201)는 도 10a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 드릴 비트 조립체(65)가 축(AX)을 중심으로 회전할 때 측정 캐뉼러(134)를 통해 및 안내 부싱(132)의 창(142)을 통해, 예를 들어, 하나 이상의 자석(181) 또는 광학 특징부와 같은 식별 특징부(177)로부터 생성된 신호/자기장 신호를 수신한다.

그러나, 다른 구성에서, 센서(201)는 식별 특징부(177)/하나 이상의 자석(181)으로부터 생성된 신호/자기장 신호를 수신할 수 있는 수술용 드릴 시스템(60)의 다른 고정 부분에 위치될 수 있다.

예를 들어, 도 8 및 도 9에 예시된 바와 같이, 센서(201)가 도 4 및 도 5에서와 같이 측정 모듈(128) 내에 포함된 전술한 바와 동일한 방식으로 센서(201)가 식별 신호/자기장 신호를 감지할 수 있도록 센서(201)는 식별 특징부(177)/하나 이상의 자석(181)에 근접한 위치에서 핸드피스 몸체(74)에 결합되거나 핸드피스 몸체 내에 장착될 수 있다. 도 8 및 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 식별 특징부(177)/하나 이상의 자석(181)의 상대적인 위치는 핸드피스 몸체(74)에 장착된 센서(201)가 축(AX)에 수직인 방향으로 정렬되도록 도 4 및 도 5에 사용된 드릴 비트 조립체(65)의 상대적인 위치보다 드릴 비트 조립체(65)의 삽입 부분(72)에 더 가까운 위치에서 슬리브(179) 내에 배치되거나 또는 드릴 비트(66)의 생크(176)를 따라 배치된다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 특정 구성에서, 센서(201)는 수술용 드릴 시스템(60)의 동작에 따라 축(AX)에 수직인 방향으로 안내 부싱(132)과 정렬되지 않은 위치에서 핸드피스 몸체(74) 내에 위치된다.

보다 구체적으로, 도 4 및 도 5의 하우징(130) 내의 센서(201)에 대한 측정 캐뉼러(134)의 위치에 따라 또는 도 8 및 도 9의 핸드피스 몸체(74)의 센서(201)에 대한 측정 캐뉼러의 위치에 따라, 측정 캐뉼러(134)의 일부는 축(AX)에 수직인 방향으로 식별 특징부(177)와 센서(201) 사이에 배치될 수도 있고 배치되지 않을 수도 있다. 이러한 예에서, 측정 캐뉼러(134)는 측정 캐뉼러(134)가 완전히 원위 위치로 편향되도록 기어(136) 및 편향 부재(예를 들어, 비틀림 스프링)를 통해 전방으로 편향될 수 있고, 측정 캐뉼러(134)가 완전히 원위 위치에 근접해 있는 동안 장력 하에 있을 수 있다.

특정 구성에서, 센서(201)는 측정 캐뉼러(134)가 완전히 원위 위치에 있을 때 센서(201)가 측정 캐뉼러(134)의 근위 단부에 있게 하는 위치에서 측정 모듈(128) 내에 위치된다. 센서(201)가 측정 헤드(128) 내에 위치되고 측정 캐뉼러(134)가 완전한 원위 위치에 근접해 있는 구성에서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 센서(201)는 측정 캐뉼러(134)가 센서(201)와 식별 특징부(177) 사이에 있도록 위치될 수 있다. 또한, 측정 캐뉼러(134)가 완전히 원위 위치로 다시 이동될 때, 도 10c(여기서 측정 캐뉼러(134)는 도 10b의 측정 캐뉼러(134)의 위치에 대해 원위로 이동되어 있음)에 도시된 바와 같이, 센서(201)는 측정 캐뉼러(134)가 센서(201)와 식별 특징부(177) 사이에 배치되지 않도록 위치될 수 있다. 어느 경우이든, 센서(201)는 드릴 비트 조립체(65)가 축(AX)을 중심으로 360도 회전할 때 식별 특징부를 감지할 수 있다.

따라서, 도 10a 내지 도 10c에 제공된 구성은 달리 측정 캐뉼러(134) 또는 안내 부싱(302)을 통해 감지될 수 없는 다른 종류의 센서(201) 및 연관된 식별 특징부(177)를 사용할 수 있게 한다. 예를 들어, 도 10a 내지 도 10c는 대안적인 구성을 예시하고, 여기서 센서(201)는 광학 센서(201a)의 형태이고, 식별 특징부(177)는 레이저 에칭, 인쇄 또는 다른 광학 표식의 형태("1" 형태의 레이저 인쇄부(177a)가 도 10a 내지 도 10c에 예시됨)이다. 이러한 구성에서, 광학 센서(201a)는 드릴 비트 조립체(65)가 고정되어 있거나 축(AX)을 중심으로 360도 회전할 때 개별 레이저 인쇄부(177a)를 감지할 수 있다. 따라서 도 10a 내지 도 10c에 예시된 센서(201)의 위치는 또한 식별 특징부(177a)와 센서(201a)를 사용할 수 있게 하는 데, 이 식별 특징부와 센서는 일반적으로 측정 캐뉼러가 투명하지 않은 한, 안내 부싱(132) 또는 측정 캐뉼러(134)가 식별 특징부와 센서 사이에 배치될 때에는 이용할 수 없다. 레이저 에칭, 인쇄 또는 기타 마킹과 같은 광학 식별 특징부는 드릴 비트에 결합된 기판에 형성될 수 있다. 기판은 열 민감성 라벨의 형태를 취할 수 있다. 기판은 접착제로 드릴 비트에 접착될 수 있다. 자석 어레이와 유사하게, 광학 식별 특징부는 드릴 비트(66) 또는 드릴 비트 조립체(65)를 고유하게 식별하기 위해 축(AX)에 대해 배향되어 정렬될 수 있는 하나 이상의 광학 표식 어레이를 포함할 수 있다.

기판이 열 민감성 라벨의 형태를 취하면, 특정 구성에서 섭씨 120도를 초과하는 온도에서 드릴 비트를 살균한 후에는 광학적 특징부를 더 이상 식별할 수 없을 것으로 예상할 수 있다.

도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, 광학 센서(201a)는 방출기(즉, 광원)와 수신기, 및 드릴 비트 조립체(65)의 광학 식별 특징부(177a)에 의해 반사된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 특정 구성에서, 광 센서(201a)는, 드릴 비트(66)로 광을 방출하고 발생하는 반사광을 측정하도록 함께 작동하는 발광 다이오드(LED) 및 포토트랜지스터를 더 포함할 수 있다. 드릴 비트(66)의 형상 및 예를 들어 식별 특징부(177a)에서 드릴 비트의 반사 특성으로 인해, 센서(201)의 방출기와 수신기는 드릴 비트(66)에 평행하게 동일한 평면에 놓이도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 식별 특징부(177a)(예를 들어, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 레이저 마킹(177a))는 이러한 식별 특징부(177a)를 포함하지 않는 생크(176)를 따라 광이 강하게 반사하는 것과 달리 수신기로부터 멀리 광을 의도적으로 산란시켜 더 낮은 신호를 초래한다.

포토트랜지스터에 더하여, 드릴 비트(66)에서 반사된 광을 검출하는 다른 구성도 고려된다. 고해상도 검출을 위해, 카메라와 유사한 광학 센서(201a)를 사용하여 디지털 신호와 달리 식별 특징부(177a)의 전체 이미지를 얻을 수 있다. 광학 센서(201a)를 사용하여 광을 검출하는 다른 잠재적인 방법은 가시광 스펙트럼 LED 또는 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)를 포함한다. 특히, VCSEL은 전력 효율 및 광 집속 면에서 추가적인 장점을 제공할 수 있다. 더 나아가, 광학 센서(201a)에 의해 검출하기 위해 방출된 광을 집속하기 위한 다른 솔루션은 플라스틱 부싱에 내장된 애퍼처를 제공하고, 이용될 때 LED의 넓은 방출 각도를 감소시키는 것을 포함한다.

제어기(78)는 본 명세서에 설명된 기능을 수행하기 위해 메모리에 저장된 처리 명령어 또는 처리 알고리즘을 위한 메모리 유닛을 갖는 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기(78)는 본 명세서에 설명된 기능을 수행할 수 있는 하나 이상의 마이크로제어기, 서브제어기, 전계 프로그래밍 가능 게이트 어레이, 시스템 온 칩, 이산 회로부, 및/또는 다른 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 측정 모듈(128)에 배치될 수 있고, 제2 제어기(예를 들어, 서브제어기, 프로세서 등)는 핸드피스(62)에 배치될 수 있다. 제2 제어기는 모터를 동작시키기 위해 핸드피스(62)의 모터에 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 제어기는 측정 모듈(128)에서 제1 제어기(78)에 의해 수신된 트랜스듀서 신호 및 식별 신호에 기초하여 모터에 의해 생성되는 상대적인 토크량을 제어할 수 있다. 제어기(78)는 도 5에 예시된 바와 같이 핸드피스 몸체(74)에 장착되거나 또는 수술용 드릴 시스템(60)의 다른 곳에서, 예를 들어, 측정 헤드(128)에 장착될 수 있고, 또는 원격으로 위치될 수 있다. 메모리는 데이터 및 컴퓨터 판독 가능 명령(즉, 판독 가능 코드)을 저장하는 데 적합한 임의의 메모리일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 비휘발성 RAM(NVRAM), 플래시 메모리, 또는 임의의 다른 적절한 형태의 메모리로 구현된 로컬 메모리, 외부 메모리, 또는 클라우드 기반 메모리일 수 있다.

특정 구성에서, 제어기(78)는 시간을 추적하기 위한 내부 클록을 포함한다. 예를 들어, 내부 클록은 마이크로제어기 클록일 수 있다. 마이크로제어기 클록은 수정(crystal) 공진기; 세라믹 공진기; 저항기, 커패시터(RC) 발진기; 또는 실리콘 발진기를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 것 이외의 다른 내부 클록의 예도 충분히 고려된다. 내부 클록은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이 둘 다로 구현될 수 있다. 일부 구성에서, 메모리, 마이크로프로세서 및 마이크로제어기 클록은 미리 결정된 타이밍 파라미터를 충족시키기 위해 다양한 구성요소에 신호를 보내고 다양한 구성요소를 동작시키도록 협력한다.

제어기(78)는 수술용 드릴 시스템(60)의 동작을 제어하기 위해 적어도 입력 제어부(80), 액추에이터 조립체(82), 구동 조립체(114), 측정 모듈(128)(트랜스듀서 조립체(136)를 포함), 및 센서(201) 각각에 전기적으로 결합된다.

특히, 제어기(78)는 각각의 드릴 비트 조립체(65)가 커플러(26) 및 하우징(130)에 적절히 결합되고 드릴 비트(66)가 축(AX)을 중심으로 회전할 때 센서(201)에 의해 감지된 식별 특징부(177)에 의해 생성된 센서(201)로부터의 식별 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어기(78)의 마이크로프로세서는 알려진 식별 신호 신호들의 목록을 포함하는 알고리즘으로 미리 프로그래밍된 메모리 유닛을 포함하고, 알려진 식별 신호의 목록의 각각의 구성요소는 고유 식별 특징부(177)를 갖는 하나 이상의 드릴 비트(66) 또는 드릴 비트 조립체(65) 각각에 대응한다. 따라서, 수신된 식별 신호를 알려진 식별 신호의 목록과 비교하여 일치가 확인되면(그리하여 식별 특징부(177)를 포함하는 각각의 드릴 비트 조립체(65) 또는 자석(181)의 고유한 구성 중 하나가 명확히 식별되면), 제어기(78)는 식별된 드릴 비트 조립체(65)에 기초하여 수술용 드릴 시스템(60)의 동작을 제어할 수 있다.

예로서, 사용자가 핸드피스(62)를 동작시켜 드릴 비트(66)가 축(AX)을 중심으로 회전하면, 알고리즘은 센서(201)에 의해 감지된 식별 특징부에 의해 생성된 식별 신호의 변화를 처리하고, 생성된 신호 패턴을 분석하도록 구성되는 데, 예를 들어, 식별 특징부(177)의 에지들 사이의 시간을 측정하거나 매우 미세한 시간 간격의 이진 패턴을 분석하도록 구성된다. 알고리즘은 드릴 비트(66)가 수 회 회전하는 동안 식별 신호 패턴을 확인한다. 패턴이 검출되고 확인되면, 알고리즘은 알려진 식별 신호 신호의 목록에 대한 패턴을 점검하여, 알려진 식별 신호의 목록의 패턴과의 일치에 기초하여 각각의 드릴 비트 조립체(65)를 식별한다.

예를 들어, 수신된 식별 신호가 알려진 식별 신호와 일치하는 것 또는 수신된 자기장 시그니처 신호가 알려진 자기장 시그니처 신호(또는 자기저항 시그니처 신호)와 일치하는 것이 결합된 드릴 비트 조립체(65)에 기초하여 제어기(78)에 의해 확인되어, 일반적으로 작업자가 보기 위해 출력 디바이스(148)에 디스플레이되면, 수술용 드릴 시스템(60)의 사용자는 핸드피스(62)에 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 적절히 위치되고 알려진 원하는 하나 이상의 식별 가능한 성능 특징을 갖는다(즉, 드릴 비트 조립체(65)가 식별 특징부(177)/자석(181)을 포함하고, 길이, 직경, 홈 디자인, 재료 선택 및 이들의 조합에 기초하여 제어기(78)에 의해 식별되었다)는 것을 확신할 수 있다. 신뢰 수준의 이러한 증가는 또한 드릴링 작업의 안전성을 높일 수 있다.

대안적으로, 일치가 제어기(78)에 의해 확인되지 않아서, 적절히 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 알려진 드릴 비트 조립체(65)에 대응하는 것으로 센서(201)에 의해 식별되지 않은 것을 나타내면, 일치하지 않는다는 것을 작업자가 또한 볼 수 있도록 출력 디바이스(148)에 디스플레이하여, 결합된 드릴 비트 조립체(65)가 길이, 직경, 홈 디자인, 재료 선택 및 이들의 조합에 기초하여 제어기(78)에 의해 식별되지 않았다는 것을 작업자에게 확인시킬 수 있다. 이러한 확인이 없으면, 드릴 비트 조립체(65)가 이전에 사용되었는지 여부에 관계없이 결합된 드릴 비트 조립체가 식별 특징부(177)를 갖는 드릴 비트 조립체(65)가 아니라는 것을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 이러한 확인이 없으면, 드릴 비트 조립체(65)가 자석(들)(181)의 형태의 식별 특징부(들)(177)를 갖더라도, 이전에 사용되었고, 자석(들)(181)을 자화 소거하고/하거나 슬리브(179)(시용될 때)를 변형시킬 정도로 드릴 비트 조립체(65)를 충분한 온도로 가열함으로써 후속 사용을 위해 재처리되었다는 것을 나타낼 수 있다. 이에 기초하여, 작업자는 결합되었지만 식별되지 않은 드릴 비트 조립체(65)를 사용하여 뼈 드릴링 작업을 개시하지 않기로 결정할 수 있다.

결합된 드릴 비트 조립체(65)를 식별하는 것에 더하여, 제어기(78)는 또한 하우징(130)에 대한 측정 캐뉼러(134)의 원위 단부(134A)의 상대적인 위치에 대응하는 트랜스듀서 신호(때로는 대안적으로 변위 신호로 지칭됨)를 트랜스듀서 조립체(136)로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 제어기(78)는 식별 신호에 기초하여 그리고 수신된 트랜스듀서 신호에 기초하여 핸드피스(62)로부터 결합된 드릴 비트 조립체(65)로 그리하여 작업물로 토크의 전달을 제어하도록 구성된다.

특히, 제어기(78)는 또한 제1 시간 간격 내의 시간 동안, 수신된 트랜스듀서 신호에 대응하는, (본 명세서에 제공된) 측정 캐뉼러(134)의 원위 단부(134A)의 움직임과 같은 깊이 측정 연장부의 움직임에 기초하여 가속도 신호를 결정하도록 구성될 수 있다. 결정된 가속도 신호에 기초하여, 제어기(78)는 작업물을 통해 결합된 드릴 비트 조립체(65)의 침투 깊이를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 특히, 제어기(78)는 가속도 신호에 기초하여 제1 시간 간격 내에 작업물을 통과하는 드릴 비트(66)의 침투 시간(Tb)을 결정한다. 이 정보로부터 그리고 수신된 트랜스듀서 신호 및 수신된 식별 신호와 함께, 제어기(78)는 알고리즘을 사용하여 작업물의 보어 구멍, 즉 드릴링 통로의 깊이를 결정한다.

따라서, 제어기(78)는 미리 결정된 및 원하는 깊이 및 보어 직경으로 작업물에 구멍을 뚫는 드릴링을 정밀하게 제어하기 위해 결합된 및 식별된 교체 가능한 드릴 비트 조립체(65)로 토크의 전달을 제어하도록 추가로 구성될 수 있다.

도 17a 및 도 17b에 예시된 일 구성에서, 제어기(78)는 드릴 비트(66)의 신원을 사용하여 트랜스듀서 조립체(136)로부터 수신된 하나 이상의 신호로부터 결정된 침투 깊이에 적용할 오프셋을 결정할 수 있다. 드릴 비트(66)의 절삭 팁 부분(70)은 드릴 비트(66)의 원위 단부로부터 축(AX)을 따라 근위 방향으로 연장되는 드릴 비트 포인트(222)를 가질 수 있다. 드릴 비트 포인트(222)는 드릴 비트(66)의 원위 단부로부터 생크(176)의 원위 단부(180)로 축을 따라 가면서 테이퍼지고, 여기서 생크의 적어도 원위 단부는 일반적으로 원통형 몸체를 포함한다. 드릴 비트 포인트(222)는 드릴 비트(66)의 원위 단부와 생크(176)의 원위 단부 사이에서 축(AX)을 따라 연장되는 포인트 길이(224a, 224b)를 가질 수 있다. 드릴 비트 포인트(222) 및 대응하는 포인트 길이(224a, 224b)는 드릴 비트(66)로부터 드릴 비트(66)까지 다양할 수 있다. 일부 구성에서, 생크(176)의 원위 단부(180)의 직경이 넓을수록 포인트 길이(224a, 224b)는 길어진다. 많은 구성에서, 드릴 비트의 침투 깊이는 생크(176)의 원위 단부(180)가 원하는 매체를 침투할 때 결정된다. 침투 깊이가 동일할 때 상이한 포인트 길이(224a, 224b)는 침투 깊이에 대해 트랜스듀서 조립체(136)에 의해 상이한 신호를 초래할 수 있다. 일 구성에서, 도 17a에 도시된 드릴 비트(66)의 포인트 길이(224a)는 도 17b에 도시된 드릴 비트(66)의 포인트 길이(224b)보다 더 작다. 각각의 드릴 비트(66)가 드릴링 매체에 배치될 때, 도 17b의 구성의 측정 캐뉼러(134)는 도 17b의 드릴 비트(66)가 생크(176)의 원위 단부(180)가 더 먼 거리를 침투하기 위해 드릴링해야 하기 때문에 도 17a에 도시된 측정 캐뉼러(134)보다 더 먼 거리만큼 변위된다. 제어기(78)는 오프셋 값을 사용하여 트랜스듀서 신호로부터 결정된 측정 캐뉼러(134)의 변위 값을 더하거나 변위 값으로부터 감산하여 정확한 침투 깊이 값을 제공할 수 있다.

예시적인 구성에서, 센서(201)는 핸드피스(62)에 결합된 드릴 비트(66)의 포인트 길이(124a, 124b)를 식별하기 위해 드릴 비트(66)의 식별 특징부(177)에 응답하여 식별 신호를 생성할 수 있다. 제어기(78)는 트랜스듀서 조립체(136)로부터 식별 신호 및 트랜스듀서 신호를 수신하여 드릴 비트(66)의 포인트 길이를 식별하고 그리고 드릴 비트(66)의 포인트 길이(224a, 224b)와 측정 캐뉼러(134)의 변위에 기초하여 보어 구멍 또는 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정할 수 있다. 출력 디바이스(148)는 결합된 드릴 비트(66)와 관련된 오프셋 값, 측정 캐뉼러(134)의 변위 값, 및/또는 이 오프셋 값 및 변위 값에 기초하여 제어기(78)에 의해 결정된 침투 깊이에 관한 정보를 디스플레이할 수 있다.

다른 구성에서, 수술용 핸드피스 시스템(60)은 초기 나사 길이 또는 변위 값을 보상하는 뼈 판을 사용하여 뼈를 고정시키기에 적합한 나사 길이를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(78)의 메모리는 특정 드릴 비트(66)와 일반적으로 또는 독점적으로 관련된 특정 뼈 판 두께에 관한 정보를 저장할 수 있다. 제어기(78)가 센서(201)의 식별 신호로부터 드릴 비트(66)를 식별할 때, 제어기(78)는 식별 신호로부터 특정 뼈 판이 결합된 드릴 비트(66)와 연관될 수 있다고 결정할 수 있다. 제어기(78)는 트랜스듀서 조립체(136)로부터 트랜스듀서 신호를 수신하여, 결합된 드릴 비트(66)에 대응하는 뼈 판과 관련된 뼈 판 두께 및 측정 캐뉼러(134)의 변위에 기초하여 나사 길이를 결정할 수 있다. 출력 디바이스(148)는 나사 길이, 뼈 판 두께, 뼈 판의 유형, 측정 캐뉼러(134)의 변위, 및/또는 이 뼈 판의 두께 및 측정 캐뉼러(134)의 변위에 기초한 침투 깊이 값을 디스플레이할 수 있다.

작업물 내 미리 결정된 보어 깊이와 보어 직경을 사용하면 드릴링된 보어에 맞는 적절한 크기의 나사 또는 다른 체결 디바이스를 후속 배치할 수 있다. 특히, 보어 구멍의 결정된 깊이와 직경은 작업자가 볼 수 있는 출력 디바이스(148)의 디스플레이 스크린에 표시될 수 있고, 이에 작업자는 이러한 정보를 사용하여 드릴링된 구멍에 맞는 적절한 크기의 나사를 결정할 수 있다.

전술한 설명에서 여러 구성을 논의하였다. 그러나, 본 명세서에서 논의된 구성은 임의의 특정 형태로 본 발명을 제한하거나 모든 실시예를 전부 개시하는 것이 아닌 것으로 의도된다. 다른 구성도 구체적으로 고려된다. 사용된 용어는 본 발명을 제한하려고 의도된 것이 아니라 본 발명을 예시하는 것으로 의도되었다. 상기 내용에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능하고, 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다.

"구비하다", "구비하고" 및 "구비하는"이라는 용어는 "포함하다", "포함하고" 및 "포함하는"이라는 용어와 동일한 의미를 갖는 것으로 추가로 이해된다. 더욱이, "제1", "제2", "제3" 등과 같은 용어는 명확성과 일관성을 위해 본 발명을 제한함이 없이 예시하기 위해 특정 구조적 특징 및 구성요소를 구별하기 위해 본 명세서에서 사용된 것으로 이해된다.

본 발명은 독립 청구항에 한정되는 것으로 의도되고, 특정 특징은 종속 청구항에 제시되고, 여기서 하나의 독립 청구항에 종속하는 청구항의 주제는 다른 독립 청구항과 관련하여 구현될 수도 있다.

본 발명은 또한 다음 조항을 포함하고, 특정 특징은 종속 조항에 제시되고, 이들 조항은 위의 구성 및 도면을 참조하여 보다 상세히 설명된 바와 같이 구체적으로 구현될 수 있다.

조항

I. 수술용 드릴에 사용하기 위한 드릴 비트로서,

축을 따라 연장되는 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 생크;

상기 생크의 원위 단부에 인접한 절삭 팁 부분; 및

상기 생크의 적어도 일부 주위에 배치된 슬리브로서, 상기 슬리브는 섭씨 120도 이하의 유리 전이 온도 또는 상기 생크의 적어도 일부 주위에 배치된 열 민감성 라벨을 갖는 재료를 포함하는, 상기 슬리브를 포함하고,

상기 슬리브 또는 상기 열 민감성 라벨은 상기 절삭 팁 부분의 구성을 식별하기 위한 광학 식별 특징부를 포함하는, 드릴 비트.

Ⅱ. 조항 I에 있어서, 상기 슬리브는 상기 드릴 비트의 생크 위에 배치될 크기를 갖는 루멘을 형성하는, 드릴 비트.

III. 조항 I 또는 조항 II 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 식별 특징부는 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치된 광학 표식의 어레이를 포함하는, 드릴 비트.

IV. 조항 III에 있어서, 상기 광학 표식 어레이의 제1 광학 표식은 크기, 형상, 각도 간격, 또는 이들의 조합에서 상기 광학 표식 어레이의 제2 광학 표식과 상이한, 드릴 비트.

V. 조항 III 또는 조항 IV에 있어서, 상기 광학 표식 어레이의 제1 광학 표식과 상기 광학 표식 어레이의 제2 광학 표식 사이의 각도 간격은 상기 광학 표식 어레이의 제2 광학 표식과 제3 광학 표식 사이의 각도 간격과 동일한, 드릴 비트.

VI. 조항 III 내지 조항 V 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 표식 어레이의 제1 광학 표식과 상기 광학 표식 어레이의 제2 광학 표식 사이의 각도 간격은 상기 광학 표식 어레이의 제2 광학 표식과 제3 광학 표식 사이의 각도 간격과 상이한, 드릴 비트.

VII. 조항 III 내지 조항 VI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 표식 어레이는 상기 광학 표식의 제1 어레이로서 추가로 정의되고, 상기 광학 식별 특징부는, 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치되고 상기 광학 표식의 제1 어레이로부터 이격 배치된 상기 광학 표식의 제2 어레이를 포함하는, 드릴 비트.

Ⅷ. 조항 VII에 있어서, 상기 광학 표식의 제1 어레이와 상기 광학 표식의 제2 어레이 각각은 동일한 수의 광학 표식을 포함하는, 드릴 비트.

IX. 조항 VII 또는 조항 VIII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 표식의 제1 어레이의 적어도 하나의 광학 표식은 상기 생크의 축에 평행한 방향으로 상기 광학 표식의 제2 어레이의 광학 표식과 각도 정렬되는, 드릴 비트.

X. 조항 VII 내지 조항 IX에 있어서, 상기 광학 표식의 제1 어레이의 적어도 하나의 광학 표식은 상기 광학 표식의 제2 어레이의 광학 표식 중 임의의 것과 각도 정렬되지 않는, 드릴 비트.

XI. 수술용 핸드피스에 결합되도록 구성되고 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하도록 구성된 측정 모듈로서,

하우징;

비자성 재료를 포함하는 측정 캐뉼러로서, 상기 측정 캐뉼러는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 상기 드릴 비트를 원주방향으로 둘러싸도록 구성되고, 상기 측정 캐뉼러는 완전히 원위 위치와 근위 위치 사이에서 상기 하우징에 대해 전방 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착되고, 상기 측정 캐뉼러는 작업물에 배치되기에 적합한 원위 단부를 갖는, 상기 측정 캐뉼러;

상기 하우징에 대한 상기 측정 캐뉼러의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체; 및

상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합되고 축을 중심으로 회전할 때 상기 측정 캐뉼러를 통해 상기 드릴 비트의 식별 특징부의 자기장 또는 자기저항에 응답하여 신호를 생성하기 위한 센서를 포함하는, 측정 모듈.

XII. 수술용 핸드피스에 결합되도록 구성되고 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하도록 구성된 측정 모듈로서,

하우징;

상기 하우징에 대해 이동 가능한 깊이 측정 연장부;

상기 하우징에 대한 상기 깊이 측정 연장부의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체;

상기 드릴 비트가 축을 중심으로 회전할 때 상기 드릴 비트의 식별 특징부에 기초하여 식별 신호를 생성하기 위한 센서; 및

생성된 트랜스듀서 신호와 생성된 식별 신호를 수신한 것에 기초하여 드릴 통로의 침투 깊이를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 측정 모듈.

XIII. 조항 XII에 있어서, 상기 성능 특징은 길이, 재료, 직경, 단면적, 유형, 절삭 효율, 경사각, 홈 각도, 포인트 각도 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 측정 모듈.

XIV. 수술용 핸드피스에 결합되도록 구성되고 드릴 비트에 사용하도록 구성된 측정 모듈로서,

하우징;

상기 하우징에 대해 이동 가능한 깊이 측정 연장부;

상기 하우징에 대한 상기 깊이 측정 연장부의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체; 및

생성된 트랜스듀서 신호를 수신하고 상기 수술용 핸드피스에 사용되는 상기 드릴 비트의 성능 특징에 기초하여 드릴 통로의 침투 깊이를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 측정 모듈.

XV. 조항 XIV에 있어서, 상기 성능 특징은 길이, 재료, 직경, 단면적, 유형, 절삭 효율, 경사각, 홈 각도, 포인트 각도 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 측정 모듈.

XVI. 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하기 위한 수술용 핸드피스 시스템으로서,

상기 드릴 비트와 결합하고 축을 중심으로 상기 드릴 비트를 회전시키기 위해 결합된 드릴 비트에 토크를 전달하기 위한 핸드피스; 및

상기 핸드피스에 결합된 측정 모듈을 포함하고, 상기 측정 모듈은,

하우징,

상기 하우징에 대해 완전히 원위 위치 및 근위 위치로 이동할 수 있는 측정 캐뉼러,

상기 측정 캐뉼러를 완전히 원위 위치로 편향시키도록 구성된 편향 부재;

결합된 드릴 비트의 식별 특징부에 기초하여 식별 신호를 생성하기 위한 센서로서, 상기 센서는 상기 측정 캐뉼러가 완전히 원위 위치에 있을 때 상기 센서가 상기 측정 캐뉼러의 근위 단부에 근접하도록 하는 위치에서 상기 하우징 내에 위치된, 상기 센서를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XVII. 조항 XVI에 있어서, 상기 센서는 광학 센서인, 수술용 핸드피스 시스템.

XVIII. 조항 XVI 또는 조항 XVII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 자기장 센서, 홀 효과 센서, 및 자기저항 센서로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 수술용 핸드피스 시스템.

XIX. 수술용 핸드피스에 결합되도록 구성되고 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하도록 구성된 측정 모듈로서,

하우징;

완전히 원위 위치 및 근위 위치로 이동할 수 있는 측정 캐뉼러;

상기 하우징에 대한 상기 측정 캐뉼러의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체;

상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합되고 결합된 드릴 비트가 축을 중심으로 회전할 때 상기 드릴 비트의 식별 특징부에 기초하여 식별 신호를 생성하기 위한 센서로서, 상기 센서는 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 측정 캐뉼러가 완전히 원위 위치에 있을 때 상기 측정 캐뉼러의 근위 단부에 근접해 있도록 구성된, 상기 센서를 포함하는, 측정 모듈.

XX. 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하기 위한 수술용 핸드피스 시스템으로서,

상기 드릴 비트와 결합하고 상기 드릴 비트에 토크를 전달하고 축을 중심으로 상기 드릴 비트를 회전시키도록 구성된 핸드피스;

하우징,

측정 캐뉼러로서, 상기 측정 캐뉼러는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 상기 드릴 비트를 적어도 부분적으로 원주방향으로 둘러싸도록 구성되고, 상기 측정 캐뉼러는 최대 원위 위치와 근위 위치 사이에 상기 하우징에 대해 전방으로 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착되고, 상기 측정 캐뉼러는 작업물에 배치되기에 적합한 원위 단부를 갖는, 상기 측정 캐뉼러;

상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합되고 상기 축을 중심으로 회전할 때 상기 측정 캐뉼러를 통해 상기 드릴 비트의 식별 특징부를 감지하기 위한 센서를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XXI. 조항 XX에 있어서, 상기 센서는 자기장 센서, 홀 효과 센서, 및 자기저항 센서로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 수술용 핸드피스 시스템.

XXII. 자기장의 변화에 응답하여 신호를 생성하기 위한 자기저항 센서를 갖는 수술용 드릴에 사용하기 위한 드릴 비트로서,

축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 생크로서, 상기 생크는 상기 축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 생크는 외부 표면을 구비하고, 상기 외부 표면은 상기 외부 표면과 상기 축 사이의 반경 방향 거리가 상기 축을 중심으로 변하도록 상기 축에 수직인 평면에 비원형 단면을 수립하도록 하나 이상의 리세스를 형성하고, 상기 생크는 상기 축까지 상기 외부 표면의 반경 방향 거리가 변하는 것에 응답하여 상기 축을 중심으로 상기 생크가 회전하는 동안 자기장을 변화시키도록 구성된, 상기 생크; 및

상기 생크의 원위 단부에 인접한 절삭 팁 부분을 포함하고;

상기 생크의 외부 표면의 하나 이상의 리세스는 상기 절삭 팁 부분의 하나 이상의 성능 특징부를 식별하기 위한 식별 특징부를 포함하는, 드릴 비트.

XXIII. 조항 XXII에 있어서, 상기 생크 근위의 결합 부분 및 상기 절삭 팁 부분을 더 포함하고, 상기 결합 부분은 상기 드릴 비트를 상기 수술용 드릴에 결합하기 위해 상기 수술용 드릴과 맞물리도록 구성된, 드릴 비트.

XXIV. 조항 XXII 또는 조항 XXIII에 있어서, 상기 절삭 팁 부분의 성능 특징은 길이, 재료, 직경, 단면적, 유형, 경사각, 홈 각도, 포인트 각도, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 드릴 비트.

XXV. 조항 XXII 내지 조항 XXIV 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생크의 외부 표면은 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치된 외부 리세스의 어레이로서 하나 이상의 리세스를 추가로 형성하는, 드릴 비트.

XXVI. 조항 XXV에 있어서, 상기 리세스 어레이의 적어도 하나의 리세스는 깊이, 호 길이, 또는 이들의 조합이 상기 리세스 어레이의 적어도 하나의 다른 리세스와 상이한, 드릴 비트.

XXVII. 조항 XXV 또는 조항 XXVI에 있어서, 상기 리세스 어레이의 제1 리세스와 상기 리세스 어레이의 제2 리세스 사이의 각도 간격은 상기 리세스 어레이의 제2 리세스와 제3 리세스 사이의 각도 간격과 동일한, 드릴 비트.

XXVIII. 조항 XXV 내지 조항 XXVII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스 어레이의 제1 리세스와 상기 리세스 어레이의 제2 리세스 사이의 각도 간격은 상기 리세스 어레이의 제2 리세스와 제3 리세스 사이의 각도 간격과 상이한, 드릴 비트.

XXIX. 조항 XXV 내지 조항 XXVIII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스 어레이의 하나의 리세스의 크기는 상기 리세스 어레이의 하나 이상의 다른 리세스의 크기보다 더 큰, 드릴 비트.

XXX. 조항 XXV 내지 조항 XXIX 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스 어레이는 제1 리세스 어레이로서 추가로 정의되고, 상기 외부 표면은 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치되고 상기 제1 리세스 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치된 제2 리세스 어레이를 추가로 형성하는, 드릴 비트.

XXXI. 조항 XXX에 있어서, 상기 제1 리세스 어레이와 상기 제2 리세스 어레이 각각은 동일한 수의 리세스를 형성하는, 드릴 비트.

XXXII. 조항 XXX 내지 조항 XXXI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 리세스 어레이의 적어도 하나의 리세스는 상기 생크의 축과 평행한 방향으로 상기 제2 리세스 어레이의 리세스와 각도 정렬되는, 드릴 비트.

XXXIII. 조항 XXX 내지 조항 XXXII에 있어서, 상기 제1 리세스 어레이의 적어도 하나의 리세스는 상기 생크의 축과 평행한 방향으로 상기 제2 리세스 어레이의 임의의 리세스와 각도 정렬되지 않는, 드릴 비트.

XXXIV. 자성 식별 특징부를 갖는 드릴 비트 조립체를 제조하는 방법으로서,

생크 및 절삭 팁 부분을 갖는 드릴 비트를 제공하는 단계로서, 상기 드릴 비트는 축을 따라 배치되는, 상기 드릴 비트를 제공하는 단계;

상기 드릴 비트의 생크에 인접하여 하나 이상의 자석을 배치하는 단계; 및

상기 드릴 비트의 생크에 상기 하나 이상의 자석을 고정하기 위해 상기 하나 이상의 자석과 상기 생크의 적어도 일부 주위에 비자성 재료를 몰딩하는 단계를 포함하는, 드릴 비트 조립체를 제조하는 방법.

XXXV. 수술용 핸드피스 시스템으로서,

핸드피스;

상기 핸드피스에 결합되고 축을 중심으로 회전하도록 상기 핸드피스로부터 토크를 수신하도록 구성된 드릴 비트로서, 상기 드릴 비트는,

상기 축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 생크로서, 상기 생크는 상기 축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 상기 생크는 외부 표면을 갖고, 상기 외부 표면은 상기 외부 표면과 축 사이의 반경 방향 거리가 축을 중심으로 변하도록 상기 축에 수직인 평면에 비원형 단면을 수립하기 위해 하나 이상의 리세스를 형성하는, 상기 생크,

상기 생크의 원위 단부에 인접한 절삭 팁 부분을 포함하고,

상기 생크의 외부 표면의 하나 이상의 리세스는 상기 절삭 팁 부분의 하나 이상의 성능 특징을 식별하기 위한 식별 특징부를 포함하는, 상기 드릴 비트; 및

상기 핸드피스에 결합되도록 구성된 측정 모듈로서, 상기 측정 모듈은,

상기 핸드피스에 결합되도록 구성된 하우징; 및

완전히 원위 위치와 근위 위치 사이에서 상기 하우징에 대해 전방 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착되는 측정 캐뉼러를 포함하고, 상기 측정 캐뉼러는 작업물에 배치되기에 적합한 원위 단부를 갖는, 상기 측정 캐뉼러를 포함하고,

상기 측정 모듈과 상기 핸드피스 중 하나는 상기 축까지 상기 외부 표면의 반경 방향 거리가 변하는 것으로 인해 상기 축을 중심으로 상기 생크가 회전하는 동안 자기장이 변하는 것에 응답하여 상기 드릴 비트의 절삭 팁 부분의 구성을 식별하기 위한 식별 신호를 생성하기 위한 센서를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XXXVI. 조항 XXXV에 있어서, 상기 측정 캐뉼러는 비자성 재료를 포함하고, 상기 핸드피스는 몸체를 포함하고, 상기 센서는, 상기 측정 캐뉼러가 근위 위치에서 상기 축에 수직인 방향으로 상기 센서와 상기 식별 특징부 사이에 배치되도록 그리고 상기 측정 캐뉼러가 완전히 원위 위치에서 상기 축에 수직인 방향으로 상기 센서와 상기 식별 특징부 사이에 배치되지 않도록 상기 핸드피스의 몸체에 배치되는, 수술용 핸드피스 시스템.

XXXVII. 조항 XXXV 내지 조항 XXXVI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자성 재료는 중합체 재료를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XXXVIII. 조항 XXXV 내지 조항 XXXVII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식별 신호를 수신하고, 수신된 식별 신호에 대응하는 결합된 드릴 비트를 식별하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XXXIX. 조항 XXXVIII에 있어서, 상기 하우징에 대한 상기 측정 캐뉼러의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체를 더 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XL. 조항 XXXIX에 있어서, 상기 제어기는 생성된 트랜스듀서 신호를 수신하고, 수신된 트랜스듀서 신호와 식별 신호에 기초하여 상기 드릴 비트에 전달되는 토크의 상대적인 양을 제어하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.

XLI. 조항 XXXIX 내지 조항 XL 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 제1 제어기로서 추가로 정의되고, 상기 수술용 핸드피스 시스템은 제2 제어기를 포함하고, 상기 제1 제어기는 상기 측정 모듈에 배치되고, 상기 제2 제어기는 상기 핸드피스에 배치되고, 상기 핸드피스는 토크를 생성하기 위한 모터를 더 포함하고, 상기 제2 제어기는 상기 트랜스듀서 신호와 상기 식별 신호에 기초하여 상기 모터에 의해 생성되는 토크의 상대적인 양을 제어하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.

XLII. 조항 XXXIX 내지 조항 XLI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 측정 캐뉼러를 원주방향으로 둘러싸는 안내 부싱을 더 포함하고, 상기 안내 부싱은 창을 형성하고, 상기 트랜스듀서 조립체는 상기 창을 통해 상기 측정 캐뉼러에 결합된, 수술용 핸드피스 시스템.

XLIII. 조항 XXXVIII 내지 조항 XLII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 메모리 유닛을 갖는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 메모리 유닛은 알려진 식별 신호의 목록을 포함하고, 상기 목록의 알려진 식별 신호들 각각은 각각의 알려진 드릴 비트에 대응하며, 상기 마이크로프로세서는 수신된 식별 신호를 알려진 식별 신호 목록과 비교하여 결합된 드릴 비트를 식별하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.

XLIV. 조항 XXXVIII 내지 조항 XLIII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식별 신호들은 크기, 극성, 위상 오프셋, 강도, 또는 이들의 조합에 기초하여 서로 상이한, 수술용 핸드피스 시스템.

XLV. 조항 XXXV 내지 조항 XLIV에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스와 일체형인, 수술용 핸드피스 시스템.

XLVI. 조항 XXXV 내지 조항 XLV에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스로부터 제거 가능한, 수술용 핸드피스 시스템.

XLVII. 고유한 식별 특징부를 갖는 드릴 비트를 위한 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하도록 구성된 수술용 핸드피스 시스템으로서,

핸드피스;

축을 따라 근위 단부로부터 원위 단부로 연장되는 드릴 비트로서, 상기 드릴 비트는 상기 핸드피스에 결합되고, 상기 축을 중심으로 회전하기 위해 상기 핸드피스로부터 토크를 수신하도록 구성되고, 상기 드릴 비트는 식별 특징부를 갖는 생크를 포함하는, 상기 드릴 비트; 및

상기 핸드피스에 결합되도록 구성된 측정 모듈을 포함하고, 상기 측정 모듈은,

상기 핸드피스에 결합되도록 구성된 하우징,

완전히 원위 위치와 근위 위치 사이에서 상기 하우징에 대해 전방 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착된 깊이 측정 연장부로서, 상기 깊이 측정 연장부는 작업물에 배치되기에 적합한 원위 단부를 갖는, 상기 깊이 측정 연장부;

상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 상기 드릴 비트의 식별 특징부에 기초하여 식별 신호를 생성하기 위한 센서; 및

상기 트랜스듀서 신호와 상기 식별 신호를 수신하고, 생성된 트랜스듀서 신호와 생성된 식별 신호를 수신한 것에 기초하여 상기 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XLVIII. 조항 XLVII에 있어서, 상기 트랜스듀서 신호는 사용 동안 초기 변위 위치에 대한 상기 깊이 측정 연장부의 선형 변위에 응답하는, 수술용 핸드피스 시스템.

XLIX. 조항 XLVII 또는 조항 XLVIII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드릴 비트는 상기 드릴 비트의 원위 단부로부터 상기 축을 따라 근위 방향으로 연장되는 드릴 비트 포인트를 갖는 절삭 팁 부분을 포함하고, 상기 드릴 비트 포인트는 상기 드릴 비트의 원위 단부로부터 상기 생크로 상기 축을 따라 테이퍼지고, 상기 드릴 비트 포인트는 상기 원위 단부와 상기 생크 사이의 축을 따라 포인트 길이를 갖는, 수술용 핸드피스 시스템.

L. 조항 XL에 있어서, 상기 드릴 비트의 생크는 상기 드릴 비트 포인트로부터 상기 드릴 비트의 근위 단부로 상기 축을 따라 근위 방향으로 연장되고, 상기 드릴 비트의 생크는 상기 드릴 비트 포인트로부터 연장되는 상기 생크의 길이의 적어도 일부를 따라 연속적인 직경을 갖는 원통형 몸체를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

LI. 조항 XLIX 내지 조항 L 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식별 신호는 상기 드릴 비트의 포인트 길이에 대응하고, 상기 침투 깊이는 상기 드릴 비트의 포인트 길이에 기초하는, 수술용 핸드피스 시스템.

LII. 조항 XLIX 내지 조항 LI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 메모리 유닛을 갖는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 메모리 유닛은 알려진 식별 신호의 목록을 포함하고, 상기 목록의 알려진 식별 신호 각각은 알려진 포인트 길이를 갖는 각각의 알려진 드릴 비트에 대응하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 수신된 식별 신호를 알려진 식별 신호의 목록과 비교함으로써 상기 드릴 비트와 상기 포인트 길이를 식별하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.

LⅢ. 조항 XLVII 내지 조항 LII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 깊이 측정 연장부는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 상기 드릴 비트를 원주방향으로 둘러싸도록 구성된 측정 캐뉼러를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

LIV. 조항 XLVII 내지 조항 LIII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 측정 모듈의 하우징 내에 위치된, 수술용 핸드피스 시스템.

LV. 조항 XLVII 내지 조항 LIV 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 핸드피스의 몸체 내에 위치된, 수술용 핸드피스 시스템.

VI. 조항 XLVII 내지 조항 LV 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 광학 센서, 자기장 센서, 홀 효과 센서, 및 자기저항 센서로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 수술용 핸드피스 시스템.

LVII. 조항 XLVII 내지 조항 LVI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서 조립체는 전위차계, 광학 센서, 및 선형 가변 변위 변환기로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 하나의 센서를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.

LVIII. 조항 XLVII 내지 조항 LVI 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정 모듈의 하우징 내에 배치된, 수술용 핸드피스 시스템.

LIX. 조항 XLVII 내지 조항 LVIII 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스와 일체형인, 수술용 핸드피스 시스템.

LX. 조항 XLVII 내지 조항 LIX에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스로부터 제거 가능한, 수술용 핸드피스 시스템.

LXI. 수술용 드릴링 동안 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하는 방법으로서,

깊이 측정 연장부를 갖는 측정 모듈을 포함하는 수술용 핸드피스 시스템을 제공하는 단계;

수술용 드릴 작업 동안 상기 깊이 측정 연장부의 변위를 결정하는 단계;

상기 수술용 핸드피스 시스템에 위치된 센서를 사용하여 드릴 비트의 식별 특징부를 식별하는 단계; 및

상기 변위 및 상기 식별 특징부를 수신한 것에 기초하여 상기 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하는 단계를 포함하는, 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하는 방법.

Claims

수술용 드릴에 사용하기 위한 드릴 비트로서,
축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 생크;
상기 생크의 원위 단부에 인접한 절삭 팁 부분; 및
상기 절삭 팁 부분의 구성을 식별하기 위해 상기 생크 주위에 배치된 식별 특징부를 포함하고, 상기 식별 특징부는 자기장을 생성하도록 구성된 자성 재료를 포함하고, 상기 자성 재료는 섭씨 80도 이상의 온도로 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거되도록 구성된, 드릴 비트.
제1항에 있어서, 상기 생크의 적어도 일부 주위에 배치된 슬리브를 더 포함하고, 상기 슬리브는 비자성 재료를 포함하는, 드릴 비트.
제2항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 식별 특징부를 포함하고, 상기 자성 재료는 상기 비자성 재료에 분산되어 있는, 드릴 비트.
제3항에 있어서, 상기 자성 재료는 상기 비자성 재료에 균일하게 분산되어 있는, 드릴 비트.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료는 제1 자석과 제2 자석을 포함하고, 상기 제1 자석과 제2 자석은 상기 슬리브에 결합되는, 드릴 비트.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료는 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치된 자석 어레이를 포함하는, 드릴 비트.
제6항에 있어서, 상기 자석 어레이의 적어도 하나의 자석은 크기, 강도, 극성, 각도 간격, 또는 이들의 조합에서 상기 자석 어레이의 적어도 하나의 다른 자석과 상이한, 드릴 비트.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석과 상기 자석 어레이의 제2 자석 사이의 각도 간격은 상기 자석 어레이의 제2 자석과 제3 자석 사이의 각도 간격과 동일한, 드릴 비트.
제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석과 상기 자석 어레이의 제2 자석 사이의 각도 간격은 상기 자석 어레이의 제2 자석과 제3 자석 사이의 각도 간격과 상이한, 드릴 비트.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석의 크기는 상기 자석 어레이의 제2 자석의 크기보다 큰, 드릴 비트.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석의 강도는 상기 자석 어레이의 제2 자석의 강도보다 큰, 드릴 비트.
제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이는 상기 제1 자석 어레이로서 추가로 정의되고, 상기 자성 재료는, 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치되고 상기 제1 자석 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치된 제2 자석 어레이를 포함하는, 드릴 비트.
제12항에 있어서, 상기 제1 자석 어레이와 상기 제2 자석 어레이 각각은 동일한 수의 자석을 포함하는, 드릴 비트.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제1 자석 어레이의 적어도 하나의 자석은 상기 생크의 축과 평행한 방향으로 상기 제2 자석 어레이의 자석과 각도 정렬되는, 드릴 비트.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자석 어레이의 적어도 하나의 자석은 상기 생크의 축과 평행한 방향으로 상기 제2 자석 어레이의 자석의 어느 자석과도 각도 정렬되지 않은, 드릴 비트.
수술용 드릴에 사용하기 위한 드릴 비트로서,
축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 생크;
상기 생크의 원위 단부에 인접한 절삭 팁 부분; 및
상기 생크의 적어도 일부 주위에 배치된 슬리브를 포함하고, 상기 슬리브는 섭씨 120도 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비자성 재료를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 절삭 팁 부분의 구성을 식별하기 위한 식별 특징부를 포함하고, 상기 식별 특징부는 자성 재료를 포함하는, 드릴 비트.
제16항에 있어서, 상기 자성 재료는 상기 비자성 재료에 분산되어 있는, 드릴 비트.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 자성 재료는 상기 비자성 재료에 균일하게 분산되어 있는, 드릴 비트.
제16항에 있어서, 상기 자성 재료는 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치된 자석 어레이를 포함하는, 드릴 비트.
제19항에 있어서, 상기 자석 어레이의 적어도 하나의 자석은 크기, 강도, 극성, 각도 간격, 또는 이들의 조합에서 상기 자석 어레이의 적어도 하나의 다른 자석과 상이한, 드릴 비트.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석과 상기 자석 어레이의 제2 자석 사이의 각도 간격은 상기 자석 어레이의 제2 자석과 제3 자석 사이의 각도 간격과 동일한, 드릴 비트.
제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석과 상기 자석 어레이의 제2 자석 사이의 각도 간격은 상기 자석 어레이의 제2 자석과 제3 자석 사이의 각도 간격과 상이한, 드릴 비트.
제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석의 크기는 상기 자석 어레이의 제2 자석의 크기보다 큰, 드릴 비트.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이의 제1 자석의 강도는 상기 자석 어레이의 제2 자석의 강도보다 큰, 드릴 비트.
제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 어레이는 상기 제1 자석 어레이로서 추가로 정의되고, 상기 자성 재료는, 상기 생크 주위에 원주방향으로 배치되고 상기 제1 자석 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치된 제2 자석 어레이를 포함하는, 드릴 비트.
제25항에 있어서, 상기 제1 자석 어레이와 상기 제2 자석 어레이 각각은 동일한 수의 자석을 포함하는, 드릴 비트.
제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 제1 자석 어레이의 적어도 하나의 자석은 상기 생크의 축과 평행한 방향으로 상기 제2 자석 어레이의 자석과 각도 정렬되는, 드릴 비트.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자석 어레이의 적어도 하나의 자석은 상기 생크의 축과 평행한 방향으로 상기 제2 자석 어레이의 자석의 어느 자석과도 각도 정렬되지 않은, 드릴 비트.
제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브의 자성 재료는 섭씨 80도 이상의 온도로 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거되는, 드릴 비트.
제16항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 드릴 비트의 생크 위에 배치되는 크기를 갖는 루멘을 형성하는, 드릴 비트.
수술용 드릴에 사용하기 위한 드릴 비트 조립체로서,
축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 생크;
상기 생크의 원위 단부에 인접한 절삭 팁 부분; 및
상기 생크의 적어도 일부 주위에 배치되고 비자성 재료를 포함하는 슬리브를 포함하고;
상기 슬리브는 상기 절삭 팁 부분의 구성을 식별하기 위한 식별 특징부를 포함하고, 상기 식별 특징부는 자성 재료를 포함하고, 상기 자성 재료는 상기 비자성 재료에 분산되어 있는, 드릴 비트 조립체.
제31항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 드릴 비트 조립체의 생크 위에 배치되는 크기를 갖는 루멘을 형성하는, 드릴 비트 조립체.
제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 자성 재료는 상기 비자성 재료에 균일하게 분산되어 있는, 드릴 비트 조립체.
제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료는 섭씨 80도 이상의 온도로 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거되는, 드릴 비트 조립체.
제31항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료는 고체 입자 또는 박편을 포함하는, 드릴 비트 조립체.
제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브에 의해 생성된 자기장의 형상은 상기 생크의 축에 대해 비대칭인, 드릴 비트 조립체.
제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브에 의해 생성된 자기장의 형상은 상기 생크의 축을 따라 비대칭인, 드릴 비트 조립체.
제31항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리브는 상기 축을 중심으로 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면 및 제4 사분면으로 분할되고, 상기 제1 사분면에 의해 생성된 자기장은 크기, 강도, 극성, 또는 이들의 조합에서 상기 제2 사분면, 상기 제3 사분면 및/또는 상기 제4 사분면과 상이한, 드릴 비트 조립체.
자성 재료를 포함하는 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하기 위한 수술용 핸드피스 시스템으로서,
축을 중심으로 상기 드릴 비트를 회전시키기 위해 드릴 비트와 결합하고 상기 드릴 비트에 토크를 전달하기 위한 핸드피스; 및
상기 핸드피스에 결합되도록 구성된 측정 모듈을 포함하고, 상기 측정 모듈은,
하우징,
비자성 재료를 포함하는 측정 캐뉼러로서, 상기 측정 캐뉼러는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 상기 드릴 비트를 원주방향으로 둘러싸도록 구성되고, 상기 측정 캐뉼러는 완전히 원위 위치와 근위 위치 사이에서 상기 하우징에 대해 전방으로 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착되고, 상기 측정 캐뉼러는 작업물에 배치되기에 적합한 원위 단부를 갖는, 상기 측정 캐뉼러;
상기 하우징에 대한 상기 측정 캐뉼러의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체; 및
상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합되고 상기 축을 중심으로 회전할 때 상기 측정 캐뉼러를 통해 상기 드릴 비트의 식별 특징부의 자기장 또는 자기저항에 응답하여 식별 신호를 생성하기 위한 센서를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항에 있어서, 상기 식별 신호를 수신하고, 수신된 식별 신호에 대응하는 결합된 드릴 비트를 식별하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제40항에 있어서, 상기 제어기는 생성된 트랜스듀서 신호를 수신하고, 수신된 트랜스듀서 신호와 식별 신호에 기초하여 상기 드릴 비트에 전달되는 토크의 상대적인 양을 제어하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 메모리 유닛을 갖는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 메모리 유닛은 알려진 식별 신호의 목록을 포함하고, 상기 목록의 알려진 식별 신호 각각은 각각의 알려진 드릴 비트에 대응하고, 상기 마이크로프로세서는 수신된 식별 신호를 알려진 식별 신호의 목록과 비교함으로써 결합된 드릴 비트를 식별하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식별 신호들은 크기, 극성, 각도 간격, 강도, 또는 이들의 조합에 기초하여 서로 상이한, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 측정 모듈의 하우징 내에 배치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 측정 캐뉼러를 원주방향으로 둘러싸는 안내 부싱을 더 포함하고, 상기 안내 부싱은 창을 형성하고, 상기 트랜스듀서 조립체는 상기 창을 통해 상기 측정 캐뉼러에 결합되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 핸드피스의 몸체 내에 배치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 측정 캐뉼러가 근위 위치에서 상기 축에 수직인 방향으로 상기 센서와 상기 식별 특징부 사이에 배치되도록 그리고 상기 측정 캐뉼러가 완전히 원위 위치에서 상기 축에 수직인 방향으로 상기 센서와 상기 식별 특징부 사이에 배치되지 않도록 상기 핸드피스의 몸체에 배치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자성 재료는 중합체 재료를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제41항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정 모듈에 배치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제40항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 제1 제어기로서 추가로 정의되고, 상기 수술용 핸드피스 시스템은 제2 제어기를 포함하고, 상기 제1 제어기는 상기 측정 모듈에 배치되고, 상기 제2 제어기는 상기 핸드피스에 배치되고, 상기 핸드피스는 토크를 생성하는 모터를 더 포함하고, 상기 제2 제어기는 상기 트랜스듀서 신호와 상기 식별 신호에 기초하여 상기 모터에 의해 생성되는 토크의 상대적인 양을 제어하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스와 일체형인, 수술용 핸드피스 시스템.
제39항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스로부터 제거 가능한, 수술용 핸드피스 시스템.
드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하고, 식별 특징부를 갖는 드릴 비트에 사용하도록 구성된 수술용 핸드피스 시스템으로서,
상기 드릴 비트와 결합하고 상기 드릴 비트에 토크를 전달하기 위해 핸드피스 몸체를 포함하는 핸드피스; 및
상기 핸드피스 몸체에 결합된 측정 모듈을 포함하고, 상기 측정 모듈은,
상기 핸드피스 몸체에 결합된 하우징, 및
완전히 원위 위치와 근위 위치 사이에 축을 따라 상기 하우징에 대해 전방 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착되는 깊이 측정 연장부;
상기 하우징에 대한 상기 깊이 측정 연장부의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체;
상기 드릴 비트가 상기 핸드피스 몸체에 결합될 때 상기 드릴 비트의 식별 특징부에 기초하여 식별 신호를 생성하기 위한 센서; 및
상기 트랜스듀서 신호와 상기 식별 신호를 수신하고, 생성된 트랜스듀서 신호와 생성된 식별 신호를 수신한 것에 기초하여 상기 드릴링 통로의 침투 깊이를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항에 있어서, 상기 트랜스듀서 신호는 사용 동안 초기 변위 위치에 대한 상기 깊이 측정 연장부의 선형 변위에 응답하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제54항에 있어서, 상기 침투 깊이는 시간에 따른 상기 트랜스듀서 신호의 변화에 의해 결정되는 가속도에 기초하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 하우징을 포함하고, 상기 깊이 측정 연장부는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스 몸체에 결합될 때 상기 드릴 비트의 일부를 원주방향으로 둘러싸도록 구성된 측정 캐뉼러를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 측정 모듈 내에 위치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 상기 핸드피스 몸체 내에 위치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 광학 센서, 자기장 센서, 홀 효과 센서, 및 자기저항 센서로 구성된 그룹 중에서 선택되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랜스듀서 조립체는 전위차계, 광학 센서, 및 선형 가변 변위 변환기로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 하나의 센서를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제56항에 있어서, 상기 센서는, 상기 측정 캐뉼러가 근위 위치에서 상기 축에 수직인 방향으로 상기 센서와 상기 식별 특징부 사이에 배치되도록 그리고 상기 측정 캐뉼러가 완전히 원위 위치에서 상기 축에 수직인 방향으로 상기 센서와 상기 식별 특징부 사이에 배치되지 않도록 상기 핸드피스 몸체에 위치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정 모듈에 배치되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 제1 제어기로서 추가로 정의되고, 상기 핸드피스는 상기 핸드피스 몸체에 결합된 제2 제어기를 포함하고, 상기 제1 제어기는 상기 측정 모듈에 배치되고, 상기 핸드피스는 모터를 더 포함하고, 상기 제2 제어기는 상기 트랜스듀서 신호와 상기 식별 신호에 기초하여 상기 모터에 의해 생성된 토크의 상대적인 양을 제어하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스와 일체형인, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스로부터 제거 가능한, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 메모리 유닛을 갖는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 메모리 유닛은 알려진 식별 신호의 목록을 포함하고, 상기 목록의 알려진 식별 신호 각각은 각각의 알려진 드릴 비트에 대응하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 드릴 비트가 상기 핸드피스에 결합될 때 수신된 식별 신호를 알려진 식별 신호의 목록과 비교함으로써 상기 드릴 비트를 식별하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.
제66항에 있어서, 상기 식별 신호는 알려진 드릴 비트 각각의 하나 이상의 성능 특징에 대응하고, 상기 성능 특징은 길이, 재료, 직경, 단면적, 유형, 절삭 효율, 경사각, 홈 각도, 포인트 각도 및 이들의 조합 중에서 선택되는, 수술용 핸드피스 시스템.
제53항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 드릴 비트와 제2 드릴 비트를 더 포함하고, 상기 제1 드릴 비트는 적어도 하나의 성능 특징에서 상기 제2 드릴 비트와 상이하고, 상기 제1 드릴 비트는 제1 식별 특징부를 포함하고, 상기 제2 드릴 비트는 제2 식별 특징부를 포함하고, 상기 제1 식별 특징부는 상기 제2 식별 특징부와 상이한, 수술용 핸드피스 시스템.
수술용 드릴 비트 시스템으로서,
제1 드릴 비트로서,
제1 축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 제1 생크;
제1 절삭 구성을 갖는 상기 제1 생크의 원위 단부에 인접한 제1 절삭 팁 부분, 및
상기 제1 생크를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1 슬리브를 포함하고, 상기 제1 슬리브는 상기 제1 생크 주위에 배치된 자성 재료의 제1 구성을 포함하고, 상기 자성 재료의 제1 구성은 상기 제1 절삭 팁 부분의 상기 제1 절삭 구성을 식별하기 위한 제1 프로그래밍을 포함하는, 상기 제1 드릴 비트;
제2 드릴 비트로서,
제2 축을 따라 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장되는 제2 생크;
상기 제1 절삭 구성과 상이한 제2 절삭 구성을 갖는 상기 제2 생크의 원위 단부에 인접한 제2 절삭 팁 부분, 및
상기 제2 생크를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제2 슬리브를 포함하고, 상기 제2 슬리브는 상기 제2 생크 주위에 배치된 상기 자성 재료의 제1 구성과 동일한 자성 재료의 제2 구성을 포함하고, 상기 자성 재료의 제2 구성은 상기 제2 절삭 팁 부분의 제2 절삭 구성을 식별하기 위해 상기 제1 프로그래밍과는 상이한 제2 프로그래밍을 갖는, 상기 제2 드릴 비트를 포함하는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제69항에 있어서, 상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브는 각각 섭씨 120도 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비자성 재료를 포함하는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제69항 또는 제70항에 있어서, 상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브는 각각 비자성 재료를 포함하는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제71항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 구성과 제2 구성은 상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브 모두에서 상기 비자성 재료에 분산되는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 구성과 제2 구성은 상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브 모두에서 상기 비자성 재료에 균일하게 분산되는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제71항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 구성은 상기 제1 생크 주위에 원주방향으로 배치된 제1 자석 어레이, 및 상기 제1 생크 주위에 원주방향으로 배치되고 상기 제1 자석 어레이로부터 축방향으로 이격되어 배치된 제2 자석 어레이를 포함하는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제70항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 구성의 제1 프로그래밍은 제1 자기장을 방출하고, 상기 자성 재료의 제2 구성의 제2 프로그래밍은 상기 제1 자기장과 상이한 제2 자기장을 방출하는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제70항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자기장은 강도, 극성, 또는 이들의 조합 중 하나에서 상기 제2 자기장과 상이한, 수술용 드릴 비트 시스템.
제70항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 구성과 제2 구성은 섭씨 80도 이상의 온도로 가열될 때 적어도 부분적으로 자화 소거되는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제70항에 있어서, 상기 제1 슬리브는 상기 제1 드릴 비트의 제1 생크 위에 배치되는 크기를 갖는 루멘을 형성하는, 수술용 드릴 비트 시스템.
제70항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 절삭 구성은 길이, 재료, 직경, 단면적, 유형, 절삭 효율, 경사각, 홈 각도, 포인트 각도 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 하나의 성능 특징에서 상기 제2 절삭 구성과 상이한, 수술용 드릴 비트 시스템.
수술용 드릴 비트의 시스템을 프로그래밍하는 방법으로서,
제1 드릴 비트와 제2 드릴 비트를 제공하는 단계로서, 상기 제1 드릴 비트는 적어도 하나의 성능 특징에서 상기 제2 드릴 비트와 상이하고, 상기 제1 드릴 비트는 상기 자성 재료의 제1 구성을 포함하는 제1 슬리브를 갖고, 상기 제2 드릴 비트는 상기 자성 재료의 제1 구성과 동일한 자성 재료의 제2 구성을 포함하는 제2 슬리브를 갖는, 상기 제1 드릴 비트와 제2 드릴 비트를 제공하는 단계;
제1 자성 프로그래밍 시퀀스를 사용하여 상기 자성 재료의 제1 구성을 프로그래밍하는 단계; 및
상기 자성 재료의 제2 구성이 상기 자성 재료의 제1 구성과 다른 자기장을 방출하도록 상기 제1 자성 프로그래밍 시퀀스와 상이한 제2 자성 프로그래밍 시퀀스를 사용하여 상기 자성 재료의 제2 구성을 프로그래밍하는 단계를 포함하는, 수술용 드릴 비트의 시스템을 프로그래밍하는 방법.
제80항에 있어서, 상기 제1 자성 프로그래밍 시퀀스는 펄스 주파수, 위상 오프셋, 자기장의 강도, 상기 슬리브의 상대적인 회전 속도, 극성 및 이들의 조합의 그룹 중에서 선택되는 적어도 하나의 프로그래밍 파라미터에서 상기 제2 프로그래밍 시퀀스와 상이한, 수술용 드릴 비트의 시스템을 프로그래밍하는 방법.
제80항 또는 제81항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 구성을 프로그래밍하는 단계의 적어도 일부 동안 상기 제1 슬리브를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 수술용 드릴 비트의 시스템을 프로그래밍하는 방법.
초기 변위 값을 보상하는 뼈 판을 사용하여 뼈를 고정시키기에 적합한 나사 길이를 결정하기 위한 수술용 핸드피스 시스템으로서,
핸드피스;
상기 핸드피스에 결합되고, 축을 중심으로 회전하도록 상기 핸드피스로부터 토크를 수신하도록 구성되고, 식별 특징부를 포함하는 드릴 비트; 및
측정 모듈을 포함하고, 상기 측정 모듈은,
상기 핸드피스에 결합되도록 구성된 하우징,
상기 하우징에 대해 전방 또는 후방으로 연장되도록 상기 하우징에 활주 가능하게 장착되는 깊이 측정 연장부로서, 작업물에 배치되기에 적합한 원위 단부를 갖는 상기 깊이 측정 연장부,
상기 드릴 비트의 식별 특징부에 응답하여 식별 신호를 생성하도록 구성된 센서, 및
상기 센서로부터 상기 식별 신호를 수신하고, 상기 센서로부터의 식별 신호에 기초하여 뼈를 고정시키기에 적합한 나사 길이를 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 수술용 핸드피스 시스템.
제83항에 있어서, 상기 하우징에 대한 상기 깊이 측정 연장부의 원위 단부의 위치에 기초하여 트랜스듀서 신호를 생성하기 위한 트랜스듀서 조립체를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 트랜스듀서 조립체로부터 상기 트랜스듀서 신호를 수신하고, 상기 트랜스듀서 조립체로부터 상기 트랜스듀서 신호에 기초하여 뼈를 고정시키기에 적절한 나사 길이를 결정하도록 구성된, 수술용 핸드피스 시스템.
제83항 또는 제84항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스와 일체형인, 수술용 핸드피스 시스템.
제83항 또는 제84항에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 핸드피스로부터 제거 가능한, 수술용 핸드피스 시스템.