JP7617092B2 - 外科的穿孔処置中にモータのステータスを使用して貫通アルゴリズムの効率を改善するシステム - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０１９年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／９１４，０４２号に対する優先権及びその利益の全てを主張し、その開示は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

整形外科手術では、骨外傷、摩耗による関節損傷、先天性欠損、疾患による損傷等を修復するために、複数の異なる手術用具を使用することが一般的である。かかるツールの非限定的な例として、ドリル等の回転切削式ハンドヘルド外科用器具がある。これらのハンドヘルド外科用器具は、例えば、固定具を適所に保持するためのネジで骨折外傷を修復するためのネジを配置する等、多くの異なる目的のためにボアホール（bore-hole）を作製するために使用されている。これらの外科的処置の重要な部分は、使用するネジの適切な長さを特定することである。

ボアホール深さを特定する典型的な方法は、患者の体内に導入される深さゲージの形態の別個のデバイスを使用して、ボアホールの深さを測定するものである。このプロトコルの重大な欠点は、１）無菌状態を維持しながら患者の体内に別の外科用器具を導入すること、及び２）外科手術時間が長くなり、患者が周囲の環境に曝されること、の２点である。

本明細書で提供される背景技術の説明は、概して、本開示の文脈を提示することを目的とする。本発明者らの検討は、この背景技術のセクションに記載されている限りにおいて、出願時に従来技術として適格ではない可能性のある記載の態様と同様に、本開示に対する従来技術として明示的又は黙示的に認められるものではない。

特徴として、ハンドヘルド外科用システムが説明される。ハンドヘルド外科用システムは、器具と、深度測定アタッチメント（depth measurement attachment）と、コントローラとを備える。器具は、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータとを備える。深度測定アタッチメントは、器具に取り外し可能に結合される。深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中にモータの振動に関連する振動信号を提供するように構成された第１のセンサと、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を提供するように構成された第２のセンサとを備える。コントローラは、振動信号及び変位信号を受信し、アルゴリズムを使用して振動信号に基づいてモータの少なくとも１つの特性を特定し、少なくとも１つのモータ特性及び変位信号に基づいて貫通（breakthrough）イベントを特定するように構成される。

特徴として、外科用デバイスが説明される。外科用デバイスは、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータと、穿孔プロセス中にモータに関連するモータステータス信号を生成するように構成された第１のセンサと、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を提供するように構成された第２のセンサとを備える。外科用デバイスはまた、コントローラを備え、該コントローラは、モータステータス信号及び変位信号を受信し、所定のアルゴリズムを使用してモータステータス信号に基づいてモータの１つ以上の特性を特定し、モータのステータス及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成される。

特徴として、ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントが説明される。ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータとを備える器具を備え、深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中にモータに関連するモータステータス信号を出力するように構成された構成要素と、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された第２のセンサとを備える。コントローラは、モータステータス信号及び変位信号を受信し、モータステータス信号に基づいてモータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、モータステータス信号及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成される。

特徴として、ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントが説明される。ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータとを備える器具を備える。深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を生成するように構成された構成要素を備える。深度測定アタッチメントはまた、変位信号を受信し、変位信号の周波数成分を特定し、周波数成分に基づいてモータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、周波数成分及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されたコントローラを備える。

特徴として、ハンドヘルド外科用システムが説明される。ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータとを備える器具と、器具に取り外し可能に結合された深度測定アタッチメントとを備える。深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中にモータに関連するモータステータス信号を出力するように構成された構成要素と、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された変位センサとを備える。深度測定アタッチメントはまた、モータステータス信号及び変位信号を受信し、モータステータス信号に基づいてモータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、モータステータス信号及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されたコントローラを備える。

特徴として、ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントが説明される。ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータとを備える器具を備える。深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中にモータの振動に関連する振動信号を出力するように構成された第１のセンサと、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された第２のセンサとを備える。深度測定アタッチメントはまた、振動信号及び変位信号を受信し、振動信号に基づいてモータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、振動信号及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されたコントローラを備える。

特徴として、ハンドヘルド外科用器具が説明される。ハンドヘルド外科用器具は、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたモータであって、穿孔プロセス中にドリルビットに回転トルクを加えるように構成される、モータと、穿孔プロセス中にモータに関連するモータステータス信号を出力するように構成された第１のセンサと、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された第２のセンサとを備える。ハンドヘルド外科用器具はまた、モータステータス信号及び変位信号を受信し、モータステータス信号に基づいてモータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、モータステータス信号及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されたコントローラを備える。

特徴において、穿孔プロセスの貫通イベントを特定する方法が説明される。本方法は、第１のセンサ及び第２のセンサを用いて、穿孔プロセスの１つ以上の処置イベント及び１つ以上の非処置イベントを示すデータを検知することを含む。１つ以上の処置イベントは、モータが回転トルクを生成しているときの患者の骨に対するドリルビットの移動に関連付けられる。１つ以上の非処置イベントは、モータがオフであるときの患者の骨に対するドリルビットの移動に関連付けられる。本方法は、データが１つ以上の処置イベントに対応するか、又は１つ以上の非処置イベントに対応するかを判定することを更に含む。本方法は、１つ以上の処置イベントに関連するデータに基づいて貫通イベントを特定することを更に含む。

特徴において、ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントを用いて、穿孔プロセスの貫通イベントを特定する方法が説明される。ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、ハウジング内に位置決めされたドリルビットに回転トルクを加えるように構成されたモータとを備える器具を備える。深度測定アタッチメントは、構成要素と、第２のセンサと、コントローラとを備える。本方法は、構成要素を用いて、穿孔プロセス中にモータに関連するモータステータス信号を出力することと、第２のセンサを用いて、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力することと、コントローラを用いて、モータステータス信号及び変位信号を受信することと、コントローラを用いて、モータステータス信号に基づいてモータが回転トルクを生成しているかどうかを判定することと、コントローラを用いて、モータステータス信号及び変位信号に基づいて貫通イベントを特定することとを含む。

本開示の適用可能性の更なる領域は、詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲の限定を意図するものではない。

本開示は、詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。

本開示の教示によるハンドヘルド外科用システムの斜視図であり、骨を穿孔する深度測定アタッチメントを伴う器具を含む。 本開示の教示によるハンドヘルド外科用システムの断面部分斜視図であり、ドリルビットが内部に挿入されている。 本開示の教示によるハンドヘルド外科用システムの概略図である。 本開示の教示による深度測定アタッチメントの部分分解図である。 本開示の教示によるハンドヘルド外科用システムの斜視図であり、深度測定アタッチメントが器具から分離されている。 本開示の教示によるハンドヘルド外科用システムの斜視図であり、深度測定アタッチメントが器具から分離されている。 本開示の教示による、外科的穿孔プロセスに対応する変位信号のグラフ表示である。 本開示の教示による、外科的穿孔プロセスに対応する振動信号のグラフ表示である。 本開示の教示による、時間ブロックの周波数範囲にわたる周波数プロットのグラフ表示である。 本開示の教示による、時間ブロックのより狭い周波数範囲にわたる周波数プロットのグラフ表示である。 本開示の教示による、ハンドヘルド外科用システムのコントローラによって実行される例示的なフローチャートである。 本開示の教示による、ハンドヘルド外科用システムのコントローラによって実行される例示的なフローチャートである。 本開示の教示による、ハンドヘルド外科用システムのコントローラによって実行される例示的なフローチャートである。 本開示の教示による、ハンドヘルド外科用システムのコントローラによって実行される例示的なフローチャートである。

図面において、参照番号は、類似及び／又は同一の要素を識別するために再使用され得る。

図１～図５を参照すると、外科的穿孔処置を行うために使用されるハンドヘルド外科用システム１００が示されている。ハンドヘルド外科用システム１００は、ボアホール深さを特定するための深さゲージ等の第２のデバイスの必要性を排除する。ハンドヘルド外科用システム１００は、ハンドヘルド外科用器具１０４と、ドリルビット等の切削工具１０８とを備える。２０１６年９月１日に出願された「Powered Surgical Drill With Integral Depth Gauge That Includes A Probe That Slides Over A Drill Bit」と題する国際特許公開第２０１７／０４０７８３号、及び２０１８年８月１７日に出願された「Surgical Handpiece For Measuring Depth Of Bore Holes And Relates Accessories」と題する国際特許公開第２０１９／０３５０９６号に記載されているハンドヘルド外科用器具は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。

ハンドヘルド外科用システム１００は、切削工具１０８によって穿孔されるボアホールの深さを特定するように構成される。ハンドヘルド外科用システム１００はまた、ボアホールの深さに基づいて、骨の固定のための好適なネジ長を特定するように構成され得る。ネジ長の特定は、骨穿孔プロセスが完了した直後に行うことができる。ハンドヘルド外科用器具１０４は、ハウジング１１２と、ハウジング１１２内に配設されたモータ１１４とを備え得る。ハウジング１１２は、ピストルグリップ形状又は別の好適な形状を有してもよい。

図２及び図３は、ハウジング１１２内で近位／遠位軸ＡＸに沿って位置決めされたモータ１１４を示しているが、他のモータ位置も企図される。モータ１１４は、電気式、空気圧式、又は油圧式とすることができる。モータ１１４は、第２のコントローラ１６２等のコントローラから受信したコマンド、信号等に応答して回転トルクを選択的に生成するように構成されている。モータ１１４は、一対の軸受１１７によって軸ＡＸ周りに回転するように支持された回転子カニューレ１１５を備える。ギアセット（図３には図示せず）に隣接して配置された駆動ギア（図３には図示せず）は、回転子カニューレ１１５に結合されてそれと同時に回転し、回転トルクをギアセットに伝達するために用いられる。例えば、国際公開第２０１７／０４０７８３号及び国際公開第２０１９／０３５０９６号に論じられているモータ１１４及び／又はギアセット構成を、ハンドヘルド外科用システム１００のモータ１１４として使用してもよい。

ハンドヘルド外科用システム１００は、ハウジング１１２に取り外し可能に結合されるか、又はハウジング１１２と一体的に形成される深度測定アタッチメント１１６を備え得る。深度測定アタッチメント１１６は、モジュールハウジング１２０等の別個のハウジングを備え得る。深度測定アタッチメント１１６は、手術部位の外科医の視界の妨げを最小にするように構築することができる。深度測定アタッチメント１１６は、深度測定延長部（depth measurement extension）１２８に動作可能に接続される変位センサ等の第１のセンサ１２４を更に備え得る。図示のように、深度測定延長部１２８はカニューレである。第１のセンサ１２４は、深度測定延長部１２８がハンドヘルド外科用器具１０４に対して移動すると、変位信号１６４を出力するように構成される。一部の構成では、深度測定延長部１２８は、切削工具１０８の上に配設された内面１３２を有する。この例では、深度測定延長部１２８は、切削工具１０８の上に同心円状に位置決めされるが、代替構成では、深度測定延長部１２８及び切削工具１０８は同心円状に位置決めされる必要はない。他の構成では、第１のセンサ１２４は、ドリルビットが骨に対して移動すると変位信号１６４を出力するように構成された深さセンサ（例えば、レーザセンサ）であってもよい。第１のセンサ１２４は、深度測定アタッチメント１１６内に収容されなくてもよく、例えば、ハンドヘルド外科用器具１０４に取り付けられてもよい。

一例では、深度測定アタッチメント１１６は、回転可能な歯車１３６を備え得る。かかる例では、深度測定延長部１２８は、一組のラック歯１４０を有し、該ラック歯１４０は、互いに噛み合うことによって回転可能な歯車１３６上の歯と係合する深度測定延長部１２８の長さの少なくとも一部分にわたって長手方向に配設される。第１のセンサ１２４に機能的に結合された回転可能な歯車１３６は、ラック歯１４０と回転可能な歯車１３６上の歯との係合を通して、深度測定延長部１２８の任意の軸方向移動によって操作される。この非限定的な例では、第１のセンサ１２４は電位差計である。他のタイプのセンサ、例えば、光学センサ、ＬＶＤＴセンサ等を使用することができる。

図４を参照すると、深度測定延長部１２８及び第１のセンサ１２４の適切な機能が存在することを確実にするために、深度測定延長部１２８は、延長位置に向かって付勢され得る。この付勢によって、深度測定延長部１２８の遠位端は、穿孔される骨の近位表面、又は穿孔される骨に当接するプレート／インプラントとの接触を常に維持する。この付勢は、ばね１６０を使用することによって達成され、該ばね１６０は、深度測定延長部１２８をモジュールハウジング１２０から遠位方向に延在する方向に歯車を回転させるように、回転可能な歯車１３６を付勢する。ただし、ハンドヘルド外科用器具１０４に対して深度測定延長部１２８を付勢する他の方法が企図される。第１のセンサ１２４は、深度測定延長部１２８に動作可能に接続され、第１のセンサ１２４が第１の時間間隔１６８にわたって変位信号１６４を提供するように構成される。これについては、以下でより詳細に論じる。

図３に戻って参照すると、深度測定アタッチメント１１６は、モータステータスを示す信号を出力するように構成された第２のセンサ１４２を更に備え得る。例えば、第２のセンサ１４２は、加速度計に対応していてもよく、モータ１１４の振動を示す振動信号、具体的にはモータ１１４の回転子の不均衡に対応する振動信号を出力するように構成されてもよい。図２及び図４では、第２のセンサ１４２は、深度測定アタッチメント１１６の内部に配設されて示されているが、第２のセンサ１４２は、ハンドヘルド外科用器具１０４の内部等の任意の他の好適な場所に位置決めされてもよい。

図４及び図５を参照すると、深度測定アタッチメント１１６は、第１のセンサ１２４及び第２のセンサ１４２に動作可能に接続された第１のコントローラ１４４を備え得る。第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４及び振動信号１６６に基づいて貫通イベントを特定するように構成することができる。貫通イベントは、ドリルビットの遠位端が患者の骨の遠位皮質壁を通って突出した時間に対応し得る。この時間に基づいて、第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４から対応する変位を特定することができる。

ハンドヘルド外科用器具１０４はまた、ハンドヘルド外科用器具１０４のモータ１１４の動作を制御する第２のコントローラ１６２を備え得る。第１のコントローラ１４４及び第２のコントローラ１６２は別個のコントローラとして示されており、第１のコントローラ１４４は深度測定アタッチメント１１６内に配設されて示され、第２のコントローラ１６２はハンドヘルド外科用器具１０４内に配設されているが、第１のコントローラ１４４又は第２のコントローラ１６２は遠隔デバイス内に収容されてもよい。第１のコントローラ１４４及び第２のコントローラ１６２はまた、別個の深度測定アタッチメント１１６が存在しない場合、単一のコントローラに統合されてもよい。

深度測定アタッチメント１１６は、ハンドヘルド外科用器具１０４の器具コネクタ１５２と動作可能に接続するように構成されたハウジングコネクタ１５０を備え得る。一例では、ハンドヘルド外科用器具１０４は、器具コネクタ１５２とハウジングコネクタ１５０との間の接続のみを介して、深度測定アタッチメント１１６に電力信号（電力接続）を提供することができる。深度測定アタッチメント１１６内に配設されている第２のセンサ１４２の構成は、深度測定アタッチメント１１６が、ハンドヘルド外科用器具１０４の第２のコントローラ１６２に接続することなく、モータ１１４に関連する１つ以上の条件、例えばモータ１１４のステータス又は状態等を特定することを可能にする。

別の例では、深度測定アタッチメント１１６及びハンドヘルド外科用器具１０４はまた、器具コネクタ１５２及びハウジングコネクタ１５０を介してデータを交換してもよい。第１のコントローラ１４４及び第２のコントローラ１６２は、有線接続を介して（すなわち、ハウジングコネクタ１５０及び器具コネクタ１５２を通して）、又は無線接続を介して、互いに、若しくは他のデバイスと通信してもよい。無線通信は、第１のコントローラ１４４及び第２のコントローラ１６２上に位置する送受信機によって促進されてもよい。これらの無線通信送受信機は、ＷＩ－ＦＩ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又は他の類似の無線通信プロトコル等のプロトコルをサポートしてもよい。例えば、第１のコントローラ１４４及び第２のコントローラ１６２は、第２の送受信機を含み得る、遠隔デバイス、例えばタブレット又は外部サーバ等にデータを送信してもよい。

深度測定アタッチメント１１６はまた、リアルタイム穿孔深さ、記録された過去の最大穿孔深さ、ネジ長、貫通表示、皮質穿孔深さ、ボアホール深さ等を表示する等、深さカニューレの移動に関する情報を外科医に提供するために、ディスプレイ１５６、例えばディスプレイスクリーン、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）等を備え得る。この同じ情報はまた、リアルタイム穿孔深さ、記録された過去の最大穿孔深さ、貫通の表示等の音声表示を提供するように、スピーカを用いてユーザに伝達されてもよい。

深度測定アタッチメント１１６は、例えば、モジュールハウジング１２０に取り付けられ、第１のコントローラ１４４、第１のセンサ１２４、及び／又は第２のセンサ１４２に動作可能に接続された１つ以上のボタン等のユーザ入力デバイス（図示せず）を備え得る。ユーザ入力デバイスは、第１のセンサ１２４及び／又は第２のセンサ１４２の動作を制御することができる。例えば、ユーザ入力デバイスは、第１のセンサ１２４又は第２のセンサ１４２が第１のコントローラ１４４に変位データ又は振動データを提供し始めるための信号をリセットするか、０にするか、又は開始するために使用されてもよい。

図７を参照すると、第１の時間間隔１６８は、外科的穿孔プロセスに対応する。第１の時間間隔１６８は、初期時間（ＴＩ１）及び最終時間（ＴＦ１）によって区切られている。ユーザ入力デバイスは、第１の時間間隔１６８を開始するために使用される場合があり、換言すれば、初期時間（ＴＩ１）を設定するために使用される場合がある。すなわち、（ＴＩ１）は、外科医がドリルを所定位置に配置して穿孔処置を開始し、ユーザ入力デバイスを係合する時間であり、（ＴＦ１）は、外科医が、深度測定延長部１２８がその開始位置に戻るように、骨の特定の穿孔を実施した後にドリルを完全に後退させる時間である。開始変位に対応する（ＴＩ１）において、深度測定延長部１２８は、外科用器具１０４に対して変位していない。代替構成では、第１の時間間隔１６８は、モータ１１４が回転トルクを生成することに応答して、又は深度測定延長部１２８の移動に基づいて開始してもよい。

変位データは、システムクロック信号に基づいて収集することができ、システムの非限定的な例では、クロック信号は、コントローラのプロセッサの内部クロック信号、又は別個のクロックデバイスからのクロック信号である。システムクロック信号を使用してサンプルレートが定義され、該サンプルレートで、変位データが収集され、変位信号１６４を生成する第１の時間間隔１６８にわたってインデックス付けされる。サンプリングレートは固定されてもよく、或いは、サンプリングレートは可変であってもよく、又は処置に依存してもよいことが企図される。

本発明の図示される実施形態は、第２のセンサ１４２を加速度計として示すが、種々の他の構成要素が、モータ１１４の状態（すなわち、モータ１１４が回転トルクを生成しているか否か）又は器具の外部のモータ速度を示す特性を検知するために採用され得る。代替構成では、深度測定アタッチメント１１６は、第２のセンサ１４２の代わりにアンテナを備えてもよい。この構成では、アンテナは、モータ１１４が回転トルクを生成しているときにモータ１１４によって生成される１つ以上の電波を受信するように構成され得る。アンテナは、モータ１１４から放出された１つ以上の電波に基づいて電圧信号又は電流信号を出力するように構成され得る。第１のコントローラ１４４は、電圧信号又は電流信号を受信し、受信した１つ以上の電波に基づいてモータステータス信号を出力するように構成され得る。第１のコントローラ１４４は、アンテナからの信号を処理してモータステータス信号を生成するように構成された信号処理回路を含み得る。次いで、第１のコントローラ１４４は、モータステータス信号に基づいて、モータ１１４が回転トルクを生成しているかどうかを判定することができる。

別の構成では、第２のセンサ１４２は、例えば、ドリルビットが軸ＡＸ周りに回転している間に、ドリルビットの光学特性を検出するように構成された光学センサに対応してもよい。ドリルビットの光学特性に基づいて、光学センサはモータステータス信号を出力することができる。例えば、ドリルビットが回転するときの光学特性の位置の変化、モータステータス信号による証拠に基づいて、第１のコントローラ１４４は、モータが回転トルクを生成していると特定してもよい。ドリルビットの光学特性を検出する光学センサの構成の更なる詳細は、２０２０年５月１５日に出願された「Powered Surgical Drill Having Rotating Field Bit Identification」と題する国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３３２８８号に論じられており、その全体が、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。光学センサは、ドリルビット上に光を放出するように構成された光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ドリルビットの光反射率を測定するためのトランスデューサとを備え得る。一部の構成では、ドリルビットは、光源から放出される光のパラメータを変化させるように構成されたレーザマーク又は別の識別可能なマーク等の光学特性を含み得る。

別の構成では、第２のセンサ１４２は、ドリルビットが軸ＡＸ周りに回転している間にドリルビットによって放出される磁場を検出するように構成されたセンサ、例えば、磁場センサ、ホール効果センサ、又は磁気抵抗センサに対応し得る。この構成では、ドリルビットは、磁場を放出するように構成された１つ以上の磁石又は他の特徴を含み得る。第２のセンサ１４２は、検出された磁場に基づいてモータステータス信号を特定するように構成され得る。モータステータス信号に基づいて、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が回転トルクを生成しているかどうかを特定するように構成され得る。例えば、磁場が変動している場合、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が回転トルクを生成していると特定してもよい。

別の構成では、第２のセンサ１４２は、モータ１１４によって放出される音波、例えば、モータ１１４が回転トルクを生成している間に放出される音波の特性を検出するように構成されたオーディオセンサに対応し得る。一部の構成では、オーディオセンサは、マイクロフォン又は別の好適な電気機械変換器に対応し得る。オーディオセンサは、音波の特性に基づいてモータステータス信号を特定するように構成され得る。モータステータス信号に基づいて、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が回転トルクを生成しているかどうかを特定するように構成され得る。例えば、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４によって生成された以前の音波の１つ以上の特性を記憶し、モータステータス信号が、モータ１１４が回転トルクを生成することを表すかどうかを特定する際に、記憶された特性を使用してもよい。

別の構成では、第２のセンサ１４２は、電力信号の電圧を検出するように構成された電圧センサに対応し得る。前述のように、深度測定アタッチメント１１６のハウジングコネクタ１５０は、器具コネクタ１５２から電力信号を受信することができる。モータ１１４が回転トルクを生成しているとき、電力信号の電圧は、モータ１１４が回転トルクを生成していないときには存在しないノイズ成分を含む。したがって、第１のコントローラ１４４は、電力信号の電圧に基づいてモータ１１４が回転トルクを生成しているか否かを特定することができる。

別の構成では、第２のセンサ１４２は省略することができる。この構成では、第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４の周波数成分を特定するように構成することができる。例えば、第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４のフーリエ変換を実行することによって周波数成分を特定してもよい。回転トルクを生成するモータ１１４に関連する特定の周波数成分は、モータ１１４が回転トルクを生成していないときには存在しない変位信号１６４に存在する場合がある。したがって、第１のコントローラ１４４は、特定した周波数成分に基づいてモータ１１４が回転トルクを生成しているかどうかを特定するように構成することができる。

別の構成では、電流センサ又は他のセンサタイプが、モータ１１４のステータスを特定するために使用され得る。かかる例では、第１のコントローラ１４４は、電流センサドローに基づいて、モータ１１４が回転トルクを生成しているか否かを特定することができる。かかる構成では、ハンドヘルド外科用器具１０４内の電流センサからのデータは、第１のコントローラ１４４に通信される必要がある。これは、有線接続又は無線接続を介して第２のコントローラ１６２を介して第１のコントローラ１４４に通信することができる。

別の構成では、センサは、モータ１１４の回転子の回転位置を監視し、これを表す出力信号を生成することができる。この回転子の回転位置を表す信号を生成し得る１つのかかるセンサは、ホール効果センサである。ホール効果センサは、検知された磁場と共に変動する信号を生成する。モータ１１４の回転子に隣接する磁場は、回転子の回転位置の関数である。他のセンサは、モータ１１４の動作速度、モータ１１４の構成要素の温度、又はモータ１１４に印加される電圧の関数としてセンサ信号を生成してもよい。

図４に示すように、第２のセンサ１４２は、ｘ軸１６１、ｙ軸１６５、及びｚ軸１６３を含む３軸加速度計であり得るが、第２のセンサ１４２はまた、２軸加速度計であり得ることが企図される。加速度計データは、モータ１１４の回転子の固有の不均衡を示す。モータ１１４の回転軸ＡＸに平行な軸は、回転軸ＡＸに直交する軸よりも、モータ１１４の振動の影響に対する感度が低い。第２のセンサ１４２の配向及び位置に応じて、ｘ軸１６１、ｙ軸１６５、又はｚ軸１６３のうちの少なくとも１つは、他の軸のうちの少なくとも１つよりも、モータ１１４の回転子の不均衡に対してより高感度であり得る。図４において、ｘ軸１６１はモータ１１４の回転軸ＡＸと平行に示されており、ｙ軸１６５及びｚ軸１６３はモータ１１４の回転軸ＡＸと直交するように示されている。第２のセンサ１４２は、ｙ軸１６５又はｚ軸１６３がモータ１１４の回転軸ＡＸと平行であり、ｘ軸がモータ１１４の回転軸ＡＸと直交するように、異なる方法で位置決め又は配向され得ることが企図される。一部の例では、第１のコントローラ１４４は、回転子の不均衡が特定の閾値を上回るかどうかを特定するための振動データに基づくアルゴリズム、又はどの軸が回転子の不均衡に最も高感度であるかを特定するための振動データに基づくアルゴリズムを実施することができる。

第１のコントローラ１４４は、振動データを種々の方法でフィルタリングすることができる。例えば、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタを使用して、不要な低周波数ノイズ又は高周波数ノイズを除去してもよい。フィルタは、１つ以上のフィルタ回路によって、又はソフトウェアによって実装され得る。振動データに基づいて、第１のコントローラ１４４は振動信号１６６を生成する。例えば、第２のセンサ１４２が加速度計であるとき、振動信号１６６は、ｘ軸成分、ｙ軸成分、及びｚ軸成分を含んでもよい。前述のように、ｘ軸１６１、ｙ軸１６５、及びｚ軸１６３の配向に応じて、ｘ軸成分、ｙ軸成分、及びｚ軸成分のうちの少なくとも１つは、モータ１１４の振動に最も高感度となる。

振動データ（又は第２のセンサ１４２の代替構成のための他のモータステータスデータ）は、第１のコントローラ１４４又は第２のコントローラ１６２のプロセッサの内部クロック信号、又は第２のセンサ１４２に関連付けられたクロックデバイス等の別個のデバイスからのクロック信号に基づいて収集することができる。クロック信号により、サンプルレートが定義され、該サンプルレートで、振動信号１６６（又は代替構成のためのモータステータス信号）を生成する第２の時間間隔１６９にわたって振動測定値（又は代替構成のための他のモータステータス測定値）が収集され、インデックス付けされる。サンプリングレートは固定されてもよく、或いは、サンプリングレートは調整可能であってもよく、又は処置に依存してもよいことが企図される。一部の例では、図７に示すように、第２の時間間隔１６９は第１の時間間隔１６８に対応し得る。他の例では、第２の時間間隔１６９は、第１の初期時間（ＴＩ１）及び第１の最終時間（ＴＦ１）とは異なる第２の初期時間（ＴＩ２）及び第２の最終時間（ＴＦ２）を有し得る。いずれの場合も、第２の時間間隔１６９の少なくとも一部分は、第１の時間間隔１６８の一部分と重複する。

引き続き図７及び図８を参照すると、第１のコントローラ１４４は、振動信号１６６に基づいて１つ以上のアルゴリズムを使用してモータ１１４のステータスを特定することができる。１つ以上のアルゴリズムは、第５の時間間隔１８４にわたるｚ軸成分に基づき得る。第５の時間間隔１８４は、任意の好適な時間の間隔に設定され得る。第１のコントローラ１４４は、第１の時間間隔１６８及び／又は第２の時間間隔１６９を第５の時間間隔１８４で分割して、時間ブロックを確立することができる。第２の時間間隔１６９内の各時間ブロックについて、第１のコントローラ１４４は、その時間ブロックにわたる振動信号１６６に基づいて、モータ１１４のステータスを特定することができる。

例えば、第１のコントローラ１４４は、モータが第１の状態又は第２の状態にあるかどうかを識別するために、第５の時間間隔１８４にわたるｚ軸成分の周波数を第１の閾値と比較してもよい。第２の状態は、モータ１１４がオンであり、回転トルクを生成することに対応する場合があり、一方、第１の状態は、モータ１１４がオフであり、回転トルクを生成しないことに対応する場合がある。第１の閾値はモータ１１４の速度から導出することができ、第１の閾値を超えることは、第１の閾値においてモータ１１４が第１の状態から第２の状態に移行することを示す。

周波数は、時間ブロックにわたる振動信号１６６の増加エッジ１８６及び減少エッジ１８８の数に基づいて特定することができる。図８に示すように、この時間ブロックにわたる増加エッジ１８６及び減少エッジ１８８の数は、２２である。第１のコントローラ１４４は、第２の閾値１８０を下回るｚ軸成分の発生を無視するように構成され得る。一部の例では、第１のコントローラ１４４は、ｚ軸成分の周波数が３つの連続する間隔にわたって第１の閾値よりも大きくなるまで、モータ１１４が第２の状態にあることを識別することを延期してもよい。このとき、第１のコントローラ１４４は、ｚ軸成分の周波数が第１の閾値を超える度に増分されるカウンタを含んでもよい。カウンタが第３の閾値（例えば、３）より大きくなると、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が第２の状態にあることを識別することができる。第３の閾値は調整可能であり得る。第１のコントローラ１４４は、周波数が第１の閾値よりも大きいが、カウンタが第２の閾値に達していない時間ブロックにフラグを立てることができる。第１のコントローラ１４４は、例えば、カウンタの値が０よりも大きいが、カウンタが第３の閾値に到達する前にｚ軸成分の周波数が第１の閾値を下回った場合、モータ１１４が第１の状態にあると特定し、カウンタをクリアする。

別の例では、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックにわたる振動信号１６６のフーリエ変換に基づいて、時間ブロックについてモータが第１の状態にあるか第２の状態にあるかを特定するように構成することができる。例えば、第１のコントローラ１４４は、各時間ブロックに対する振動信号１６６のｚ軸成分に対する短時間フーリエ変換を特定してもよい。短時間フーリエ変換は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又は別の好適なアルゴリズムを用いて特定することができる。図９を参照すると、それぞれの時間ブロックにわたる振動信号１６６のフーリエ変換の周波数プロットが示されている。図９では、周波数ビンの全範囲が示されている。周波数ビンの範囲は、最小周波数ビン（ＦＭｉｎ）及び最大周波数ビン（ＦＭａｘ）によって定義される。各周波数ビンの幅は、式１によって定義され得る。
（式１）ＢＷ＝Ｓｆ／Ｔｓ
式中、ＢＷはビン幅、Ｓｆはサンプリング周波数、Ｔｓは総サンプル数である。

第１のコントローラ１４４は、より高い周波数（例えば、３３０ヘルツを上回る周波数）及びより低い周波数（５０ヘルツ未満の周波数）が、時間ブロックに対するモータステータスを特定するときに考慮されないように、周波数ビンの範囲を調整するように構成することができる。図１０には、調整済みの周波数範囲によるフーリエ変換の周波数プロットが示されている。周波数範囲は、調整済みの最小周波数ビン（ＡＭｉｎ）及び調整済みの最大周波数ビン（ＡＭａｘ）によって区切られている。

各周波数ビンについて、第１のコントローラ１４４は、周波数ビンの大きさを最小の大きさの閾値１９１と比較することができる。周波数ビンの大きさが最小の大きさの閾値１９１よりも大きい場合、第１のコントローラ１４４は、周波数ビンの大きさを、最小の大きさの閾値１９１条件を満たす他のビンと比較することができる。第１のコントローラ１４４が、２つの連続する時間ブロックについて周波数ビンが同じであると判定した場合、第１のコントローラ１４４は、連続する時間ブロック及び任意のフラグ付き時間ブロックについて、モータが第２の状態に設定されていると判定することができる。第１のコントローラ１４４が、或る時間ブロックについて、周波数ビンのいずれも最小の大きさの閾値１９１よりも大きい大きさを有さないと判定した場合、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４がその時間ブロックについて第１の状態に設定されていると判定することができる。

経時的な変位信号１６４のパターンに基づいて、貫通イベント（すなわち、ドリルが遠位皮質壁を貫通する貫通時間（ＴＢ））を特定する種々の貫通アルゴリズムが企図される。第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４及び振動信号１６６に基づいて種々の貫通アルゴリズムを実施して、貫通時間（ＴＢ）を特定することができる。第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４に基づいて、速度関連信号及び加速度関連信号等の他の信号を導出及び記憶するように構成することができる。開始変位及び貫通時間（ＴＢ）に基づいて、第１のコントローラ１４４は、貫通時間（ＴＢ）における対応する貫通変位を特定することができる。

貫通アルゴリズムは、例えば、外科医が骨を穿孔している間等、実際の外科的穿孔処置中の深度測定延長部１２８の変位等の処置的変位に関連するデータのみを主に収集することによって、最適化することができる。非処置的変位は、モータ１１４がオフであるか、又は非切削速度で動作しており、外科医が実際に骨を穿孔していないときに、深度測定延長部１２８が変位した場合に生じる。非処置的変位をもたらす非処置的イベントは、変位信号１６４に、第１のコントローラ１４４が貫通時間（ＴＢ）と関連付けるパターンを模倣させる可能性がある。したがって、第１のコントローラ１４４は、変位信号１６４のこれらの非処置的変位部分のうちの１つの間に、貫通時間（ＴＢ）を誤って識別する可能性がある。既存の貫通検出アルゴリズムを使用して、変位信号１６４の非処置的変位を変位信号１６４の処置的変位から区別することは困難であり得るため、非処置的変位を処置的変位から区別する追加のシステム及び方法により、貫通検出の精度を改善することができる。ハンドヘルド外科用システム１００はまた、アルゴリズムが主に処置データのみを処理する必要がある場合に、貫通検出のための改善された処理時間を示すことができる。

第１のコントローラ１４４はまた、変位信号１６４から、又は速度関連信号若しくは加速度関連信号等の変位信号１６４から導出される他の信号から、１つ以上の処置イベント（すなわち、処置的変位と関連付けられたイベント）を特定するように構成することができる。１つ以上の処置イベントはまた、変位信号１６４から特定した加速度、変位、及び／又は速度の変化、例えば、最大変位、局所最大変位、最小変位、局所最小変位、最大加速度、局所最大加速度、最大速度、局所最大速度、最小速度、局所最小速度、及び所定の閾値を超える値を有する勾配を指すことがある。

非処置的変位は、偶発的イベントの結果であり得る。偶発的イベントには、深度測定延長部１２８の手動操作が含まれ得る。手動操作は、意図的ではなく、外科医又は他の医療従事者が、穿孔処置の開始前に、穿孔処置中に、又は穿孔処置後に、モータ１１４がオフであるときに深度測定延長部１２８を変位させた場合に生じ得る。

モータ１１４のステータスを使用して、処置的変位を非処置的変位から区別することができる。図７では、第３の時間間隔１７４にわたって処置的変位が示され、第４の時間間隔１７６にわたって非処置的変位が示されている。第１のコントローラ１４４は、振動信号１６６及び変位信号１６４に基づいて、穿孔処置に関連する１つ以上のイベントを特定し、記憶することができる。１つ以上のイベントは、穿孔処置全体にわたるモータ１１４のステータス、穿孔処置全体にわたるモータ１１４の速度、開始変位、貫通変位、貫通時間（ＴＢ）、穿孔開始時間、及び穿孔終了時間を含み得るが、これらに限定されない。第１のコントローラ１４４は、外科的穿孔処置に関連付けられた１つ以上のイベントに基づいてドリルボア深さを特定し、その後、ドリルボア長さに基づいて、骨に固定するための好適なネジ長を特定することができる。

図１１を参照すると、方法８００は、第１のコントローラ１４４によって実行することができる。８０４において、方法８００は、第１のコントローラ１４４が変位データ及び振動データを受信することから開始する。８０８において、第１のコントローラ１４４は、第１の時間間隔１６８にわたって変位信号１６４を特定する。８１２において、第１のコントローラ１４４は、第２の時間間隔１６９にわたって振動信号１６６を特定する。８１４において、第１のコントローラ１４４は、第２の時間間隔１６９を第５の時間間隔１８４で除算することによって時間ブロックを確立し、方法８００は８１６に進む。８１６において、第１のコントローラ１４４は、ポインタ位置を第２の時間間隔１６９の第１の時間ブロックに設定し、方法８００は８２４に進む。

８２４において、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックにわたるｚ軸成分の周波数を特定し、制御は８２８に進む。８２８において、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックに対するｚ軸成分の周波数が第１の閾値よりも大きいかどうかを判定する。第１の閾値よりも大きい場合、方法８００は８３２に進み、そうでない場合、方法８００は８４４に進む。８４４において、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が時間ブロックについて第１の状態に設定されていると判定し、方法８００は８５２に進む。８３２において、第１のコントローラ１４４はカウンタを増分し、方法８００は８３６に進む。

８３６において、第１のコントローラ１４４は、カウンタの値を第２の閾値と比較する。カウンタの値が第２の閾値よりも大きい場合、方法８００は８４８に進み、そうでない場合、方法８００は８４０に進む。８４０において、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックにフラグを立て、方法８００は、８２０に戻る。８２０において、第１のコントローラ１４４は、ポインタ位置を次の時間ブロックに増分し、方法８００は８２４に戻る。

８４８において、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が第２の状態に設定されていると判定し、方法８００は８５２に進む。８５２において、第１のコントローラ１４４は、カウンタ及びフラグをクリアする。８５６において、第１のコントローラ１４４は、現在の時間ブロックが第２の時間間隔１６９内の最後の時間ブロックであるかどうかを判定する。最後の時間ブロックである場合、方法８００は８５７に進み、そうでない場合、方法８００は８２０に戻る。８５７において、第１のコントローラ１４４は、いずれかの時間ブロックのモータ１１４のステータスが第２の状態に設定されているかどうかを判定する。設定されている場合、方法は８５８に進み、そうでない場合、方法は終了し得る。

８５８において、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４のステータス及び変位信号１６４に基づいて貫通イベント（すなわち、貫通時間（ＴＢ））を特定し、方法８００は８６０に進む。８６０において、第１のコントローラ１４４は、貫通時間（ＴＢ）における深度測定延長部１２８の変位に基づいてボアホール深さを特定し、方法８００は８６４に進む。８６４において、第１のコントローラ１４４は、ドリルボアホール深さに基づいてネジ長を特定する。８６８において、第１のコントローラ１４４は、ネジ長をディスプレイ１５６に送信する。コントローラのうちの１つがディスプレイ１５６上の表示のためにネジ長を送信する例が提供されているが、第１のコントローラ１４４は、遠隔デバイスがネジ長を表示し得るように、遠隔デバイスに関連付けられたコントローラ等の別のコントローラにネジ長を送信してもよい。

図１２を参照すると、方法９００は、第１のコントローラ１４４によって実行することができる。９０４において、方法９００は、第１のコントローラ１４４が変位データ及び振動データを受信することから開始する。９０８において、第１のコントローラ１４４は、第１の時間間隔１６８にわたって変位信号１６４を特定する。９１２において、第１のコントローラ１４４は、第２の時間間隔１６９にわたって振動信号１６６を特定する。９１６において、第１のコントローラ１４４は、第２の時間間隔１６９を第５の時間間隔１８４で除算することによって時間ブロックを確立し、方法９００は９１６に進む。９１６において、第１のコントローラ１４４は、ポインタ位置を第１の時間ブロックに設定し、方法９００は図１２の９２４に進む。

９２４において、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックにわたって振動信号１６６のフーリエ変換を実行する。９２６において、第１のコントローラ１４４は、周波数ビン範囲を調整する。９２８において、第１のコントローラ１４４は、ポインタ位置を調整済みの周波数範囲の最初のビンに設定し、方法９００は９３６に進む。９３６において、第１のコントローラ１４４は、周波数ビンの大きさがビンの最小の大きさの閾値１９１よりも大きいかどうかを判定する。最小の大きさの閾値１９１よりも大きい場合、制御は９４０に進み、そうでない場合、制御は９３０に進む。９４０において、第１のコントローラ１４４は、現在のビンが最小の大きさの閾値１９１よりも大きい大きさを有する範囲内の最初のビンであるかどうかを判定する。最初のビンである場合、制御は９４４に進み得て、そうでない場合、制御は９４８に進み得る。９４４において、第１のコントローラ１４４は、ビンを、関連する大きさを有する最大ビン（ｍａｘ＿ｂｉｎ）として設定する。９４６において、第１のコントローラ１４４は、ビンが周波数範囲内の最後のビンであるかどうかを判定する。最後のビンである場合、制御は９５６に進み、そうでない場合、制御は９３２に戻る。

９３０において、第１のコントローラ１４４は、ビンが周波数範囲内の最後のビンであるかどうかを判定する。最後のビンである場合、方法９００は９３１に進む。そうでない場合、方法９００は９３２に進む。９３１において、第１のコントローラ１４４は、ｍａｘ＿ｂｉｎが設定されているかどうかを判定する。ｍａｘ＿ｂｉｎが設定されている場合、制御は９５６に進み、そうでない場合、制御は図１４の９７６に戻る。９３２において、第１のコントローラ１４４は、ポインタ位置を次のビンに増分し、制御は９３６に進む。

９４８において、第１のコントローラ１４４は、ビンの大きさがｍａｘ＿ｂｉｎの大きさよりも大きいかどうかを判定する。ｍａｘ＿ｂｉｎの大きさよりも大きい場合、制御は９４４に進み、そうでない場合、制御は９５２に進む。９５２において、第１のコントローラ１４４は、ビンが周波数範囲内の最後のビンであるかどうかを判定する。最後のビンである場合、方法９００は９５６に進み、そうでない場合、方法９００は９３２に進む。９５６において、第１のコントローラ１４４は、ｍａｘ＿ｂｉｎに関連付けられた周波数ビンに、時間ブロックのｍｏｔｏｒ＿ｓｔａｔｕｓ＿ｆｒｅｑを設定して記憶する。９６０において、第１のコントローラはｍａｘ＿ｂｉｎをクリアする。９６４において、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックのｍｏｔｏｒ＿ｓｔａｔｕｓ＿ｆｒｅｑが前の時間ブロックのｍｏｔｏｒ＿ｓｔａｔｕｓ＿ｆｒｅｑと一致するかどうかを判定する。一致した場合、方法９００は、図１４の９７２に進み、そうでない場合、方法９００は、９６８に進む。９６８において、第１のコントローラ１４４は時間ブロックにフラグを立て、方法９００は９８４に進む。

９７２において、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が時間ブロック及び任意のフラグ付き時間ブロックについて第２の状態に設定されていると判定し、方法９００は９８０に進む。９７６において、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４が時間ブロックについて第１の状態に設定されていると判定し、方法９００は９８０に進む。９８０において、第１のコントローラ１４４はフラグをクリアする。９８４において、第１のコントローラ１４４は、時間ブロックが第２の時間間隔１６９内の最後の時間ブロックであるかどうかを判定する。最後の時間ブロックである場合、方法９００は９８７に進み、そうでない場合、方法９００は９８６に進む。９８６において、第１のコントローラ１４４は、ポインタ位置を次の時間ブロックに増分し、方法９００は、図１３の９２４に戻る。９８７において、第１のコントローラ１４４は、いずれかの時間ブロックのモータ１１４のステータスが第２の状態に設定されているかどうかを判定する。設定されている場合、方法９００は９８８に進み、そうでない場合、方法９００は終了し得る。

９８８において、第１のコントローラ１４４は、モータ１１４のステータス及び変位信号１６４に基づいて貫通イベント（すなわち、貫通時間（ＴＢ））を特定し、方法９００は９９２に進む。９９２において、第１のコントローラ１４４は、貫通時間（ＴＢ）における深度測定延長部１２８の変位に基づいてボアホール深さを特定し、方法９００は９９６に進む。９９６において、第１のコントローラ１４４は、ドリルボアホール深さに基づいてネジ長を特定する。９９８において、第１のコントローラ１４４は、ネジ長をディスプレイ１５６に送信する。コントローラのうちの１つがディスプレイ１５６上の表示のためにネジ長を送信する例が提供されているが、第１のコントローラ１４４は、遠隔デバイスがネジ長を表示し得るように、遠隔デバイスに関連付けられたコントローラ等の別のコントローラにネジ長を送信してもよい。

［項目］
項目１－骨固定に好適なネジ長を特定するハンドヘルド外科用システムであって、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータと、前記ハウジングに取り外し可能に結合された深度測定アタッチメントであって、穿孔プロセスに対応する変位信号を提供するように構成された第１のセンサと、前記穿孔プロセスに対応する前記モータの振動に関連する振動信号を提供するように構成された第２のセンサとを備える、深度測定アタッチメントと、前記振動信号及び前記変位信号を受信し、（ｉ）アルゴリズムを使用して、前記振動信号に基づいて、前記モータに関連する１つ以上の特性と、（ｉｉ）前記モータに関連する前記１つ以上の特性及び前記変位信号に基づいて、貫通イベントと、（ｉｉｉ）前記貫通イベント及び前記変位信号に基づいて、前記好適なネジ長とを特定するように構成されている、コントローラとを備える、ハンドヘルド外科用システム。

項目２－外科用デバイスであって、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータと、穿孔プロセス中に前記モータに関連するモータステータス信号を生成するように構成された第１のセンサと、前記穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を提供するように構成された第２のセンサと、前記モータステータス信号及び前記変位信号を受信し、所定のアルゴリズムを使用して前記モータステータス信号に基づいて前記モータの１つ以上の特性を特定し、前記モータのステータス及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されている、コントローラとを備える、外科用デバイス。

項目３－前記モータの前記１つ以上の特性は、前記モータの状態及び前記モータの速度を含む、項目２に記載の外科用デバイス。

項目４－前記コントローラは、前記貫通イベント及び前記変位信号に基づいて好適なネジ長を計算するように更に構成されている、項目２に記載の外科用デバイス。

項目５－ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントであって、前記ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータとを備える器具を備え、該深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を生成するように構成された構成要素と、前記変位信号を受信し、前記変位信号の周波数成分を特定し、前記周波数成分に基づいて前記モータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、前記周波数成分及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されている、コントローラとを備える、深度測定アタッチメント。

項目６－ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータとを備える、器具と、前記器具に取り外し可能に結合された深度測定アタッチメントであって、穿孔プロセス中に前記モータに関連するモータステータス信号を出力するように構成された構成要素と、前記穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された変位センサとを備える、深度測定アタッチメントと、前記モータステータス信号及び前記変位信号を受信し、前記モータステータス信号に基づいて、前記モータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、前記モータステータス信号及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されている、コントローラとを備える、ハンドヘルド外科用システム。

項目７－ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントであって、前記ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータとを備える、器具を備え、該深度測定アタッチメントは、穿孔プロセス中に前記モータの振動に関連する振動信号を出力するように構成された第１のセンサと、前記穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された第２のセンサと、コントローラであって、前記振動信号及び前記変位信号を受信することと、前記振動信号に基づいて前記モータが回転トルクを生成しているかどうかを判定することと、前記振動信号及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定することとを行うように構成されている、コントローラとを備える、深度測定アタッチメント。

項目８－ハンドヘルド外科用器具であって、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータであって、穿孔プロセス中にドリルビットに回転トルクを加えるように構成されている、モータと、前記穿孔プロセス中に前記モータに関連するモータステータス信号を出力するように構成された第１のセンサと、前記穿孔プロセス中に前記ドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された第２のセンサと、前記モータステータス信号及び前記変位信号を受信し、前記モータステータス信号に基づいて、前記モータが前記回転トルクを生成しているかどうかを判定し、前記モータステータス信号及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されている、コントローラとを備える、ハンドヘルド外科用器具。

項目９－穿孔プロセスの貫通イベントを特定する方法であって、第１のセンサ及び第２のセンサを用いて、前記穿孔プロセスの１つ以上の処置イベント及び１つ以上の非処置イベントを示すデータを検知することと、ここで、前記１つ以上の処置イベントは、モータが回転トルクを生成しているときの患者の骨に対するドリルビットの移動に関連付けられ、前記１つ以上の非処置イベントは、前記モータがオフであるときの前記患者の前記骨に対する前記ドリルビットの移動に関連付けられ、前記データが前記１つ以上の処置イベントに対応するか、又は前記１つ以上の非処置イベントに対応するかを判定することと、前記１つ以上の処置イベントに関連する前記データに基づいて前記貫通イベントを特定することとを含む、方法。

項目１０－ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントを用いて、穿孔プロセスの貫通イベントを特定する方法であって、該ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたドリルビットに回転トルクを加えるように構成されたモータとを備える器具を備え、前記深さ測定アタッチメントは、構成要素と、第２のセンサと、コントローラとを備え、前記方法は、前記構成要素を用いて、前記穿孔プロセス中に前記モータに関連するモータステータス信号を出力することと、前記第２のセンサを用いて、前記穿孔プロセス中に前記ドリルビットの変位に関連する変位信号を出力することと、前記コントローラを用いて、前記モータステータス信号及び前記変位信号を受信することと、前記コントローラを用いて、前記モータステータス信号に基づいて前記モータが前記回転トルクを生成しているかどうかを判定することと、前記コントローラを用いて、前記モータステータス信号及び前記変位信号に基づいて前記貫通イベントを特定することとを含む、方法。

前述の説明は、本質的に例示的なものにすぎず、本開示、その用途、又は使用を限定することを決して意図するものではない。本開示の広範な教示は、種々の形態で実施することができる。したがって、本開示は特定の例を含むが、本開示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。なぜなら、図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲を検討すれば、他の修正形態が明らかになるからである。方法内の１つ以上のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（又は同時に）実行され得ることを理解されたい。さらに、各例は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の例に関して説明されるそれらの特徴のうちの任意の１つ以上は、その組み合わせが明示的に説明されていない場合であっても、他の例のいずれかの特徴において実装され、及び／又は他の例のいずれかの特徴と組み合わされ得る。換言すれば、説明される例は、相互排他的ではなく、１つ以上の例の互いとの置換は、本開示の範囲内に留まる。

要素間（例えば、コントローラ、回路要素、半導体層等の間）の空間的関係及び機能的関係は、「接続される（connected）」、「係合される（engaged）」、「結合される（coupled）」、「隣接する（adjacent）」、「隣に（next to）」、「上部に（on top of）」、「上方に（above）」、「下方に（below）」、及び「配設される（disposed）」を含む種々の用語を使用して説明される。「直接的（direct）」であると明示的に説明されない限り、第１の要素と第２の要素との間の関係が上記の開示において説明される場合、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るが、第１の要素と第２の要素との間に１つ以上の介在要素が（空間的に又は機能的に）存在する間接的な関係であってもよい。

本明細書で使用される場合、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つという語句は、非排他的論理ＯＲを使用して、論理（A OR B OR C）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、及びＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。サブセットという用語は、必ずしも適切なサブセットを必要としない。換言すれば、第１のセットの第１のサブセットは、第１のセットと同じ対象を指す（等しい）場合がある。

図では、矢印の方向は、矢じりによって示されるように、概して、図解で注目される情報（データ又は命令等）の流れを示している。例えば、要素Ａと要素Ｂとが種々の情報を交換するが、要素Ａから要素Ｂに伝達される情報が図に関連している場合、矢印は要素Ａから要素Ｂを指すことがある。この一方向矢印は、他の情報が要素Ｂから要素Ａに送信されないことを意味するものではない。さらに、要素Ａから要素Ｂに送信される情報に関して、要素Ｂは、要素Ａに情報の要求又は受信確認を送信することができる。

以下の定義を含む本出願では、「コントローラ」という用語は、「回路」という用語で置き換えることができる。「コントローラ」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル、アナログ、又は混合アナログ／デジタルディスクリート回路、デジタル、アナログ、又は混合アナログ／デジタル集積回路、組み合わせ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ回路（共有、専用、又はグループ）、プロセッサ回路によって実行されるコードを記憶するメモリ回路（共有、専用、又はグループ）、説明された機能を提供する他の好適なハードウェア構成要素、又はシステムオンチップ等における上記の一部又は全ての組み合わせを指すか、その一部であるか、又はそれを含み得る。

コントローラは、１つ以上のインタフェース回路を含み得る。一部の例では、インタフェース回路（複数の場合もある）は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又は無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）に接続する有線又は無線インタフェースを実装してもよい。ＬＡＮの例は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格８０２．１１－２０１６（ＷＩＦＩ無線ネットワーキング規格としても既知である）及びＩＥＥＥ規格８０２．３－２０１５（ＥＴＨＥＲＮＥＴ有線ネットワーキング規格としても既知である）である。ＷＰＡＮの例は、Bluetooth Special Interest GroupのＢＬＵＥＴＯＯＴＨ無線ネットワーキング規格及びＩＥＥＥ規格８０２．１５．４である。

コントローラは、インタフェース回路（複数の場合もある）を使用して他のコントローラと通信することができる。コントローラは、他のコントローラと論理的に直接通信するものとして本開示で描写され得るが、種々の実装形態において、コントローラは、実際には、通信システムを介して通信してもよい。通信システムは、ハブ、スイッチ、ルータ、及びゲートウェイ等の物理及び／又は仮想ネットワーキング機器を含む。一部の実装形態において、通信システムは、インターネット等のワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）に接続するか、又はそれを横断する。例えば、通信システムは、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）及び仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）を含む技術を使用して、インターネット又はポイントツーポイント専用回線を介して互いに接続された複数のＬＡＮを含み得る。

種々の実装形態において、コントローラの機能は、通信システムを介して接続された複数のコントローラに分散されてもよい。例えば、複数のコントローラが、負荷分散システムによって分散された同じ機能を実装してもよい。更なる例では、コントローラの機能は、サーバ（リモート又はクラウドとしても既知である）コントローラとクライアント（又はユーザ）コントローラとの間で分割することができる。

コントローラの一部又は全てのハードウェア機能は、ハードウェア記述のための言語、例えばＩＥＥＥ規格１３６４－２００５（概して「Ｖｅｒｉｌｏｇ」と称される）及びＩＥＥＥ規格１０７６－２００８（概して「ＶＨＤＬ」と称される）等を使用して定義することができる。ハードウェア記述言語は、ハードウェア回路を製造及び／又はプログラムするために使用され得る。一部の実装形態において、コントローラの一部又は全ての特徴は、以下で説明するコードとハードウェア記述との両方を包含するＩＥＥＥ１６６６－２００５（概して「ＳｙｓｔｅｍＣ」と称される）等の言語によって定義され得る。

上記で使用されるコードという用語は、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又はマイクロコードを含むことができ、プログラム、ルーチン、関数、クラス、データ構造、及び／又はオブジェクトを指すことがある。共有プロセッサ回路という用語は、複数のコントローラからの一部又は全てのコードを実行する単一のプロセッサ回路を包含する。グループプロセッサ回路という用語は、追加のプロセッサ回路と組み合わせて、１つ以上のコントローラからのコードの一部又は全部を実行するプロセッサ回路を包含する。複数のプロセッサ回路への言及は、個別のダイ上の複数のプロセッサ回路、単一のダイ上の複数のプロセッサ回路、単一のプロセッサ回路の複数のコア、単一のプロセッサ回路の複数のスレッド、又は上記の組み合わせを包含する。共有メモリ回路という用語は、複数のコントローラからの一部又は全てのコードを記憶する単一のメモリ回路を包含する。グループメモリ回路という用語は、追加のメモリと組み合わせて、１つ以上のコントローラからのコードの一部又は全部を記憶するメモリ回路を包含する。

メモリ回路という用語は、コンピュータ可読媒体という用語のサブセットである。コンピュータ可読媒体という用語は、本明細書で使用される場合、（搬送波上等の）媒体を通って伝搬する一時的な電気信号又は電磁信号を包含しない。したがって、コンピュータ可読媒体という用語は、有形かつ非一時的とみなされ得る。非一時的コンピュータ可読媒体の非限定的な例は、不揮発性メモリ回路（フラッシュメモリ回路、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ回路、又はマスク読み出し専用メモリ回路等）、揮発性メモリ回路（スタティックランダムアクセスメモリ回路又はダイナミックランダムアクセスメモリ回路等）、磁気記憶媒体（アナログ若しくはデジタル磁気テープ又はハードディスクドライブ等）、及び光記憶媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、又はＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク等）である。

本出願で説明される装置及び方法は、コンピュータプログラムで具現化される１つ以上の特定の機能を実行するように汎用コンピュータを構成することによって作成された専用コンピュータによって、部分的に又は完全に実装され得る。上述した機能ブロック及びフローチャート要素は、ソフトウェア仕様として機能し、熟練技術者又はプログラマのルーチン作業によってコンピュータプログラムに変換することができる。

コンピュータプログラムは、少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたプロセッサ実行可能命令を含む。コンピュータプログラムはまた、記憶されたデータを含むか、又はそれに依存し得る。コンピュータプログラムは、専用コンピュータのハードウェアと対話する基本入出力システム（ＢＩＯＳ）、専用コンピュータの特定のデバイスと対話するデバイスドライバ、１つ以上のオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、バックグラウンドサービス、バックグラウンドアプリケーション等を包含することができる。

コンピュータプログラムとして、（ｉ）ＨＴＭＬ（ハイパーテキストマークアップ言語）、ＸＭＬ（拡張可能マークアップ言語）、又はＪＳＯＮ（JavaScript Object Notation）等の解析される記述テキスト、（ｉｉ）アセンブリコード、（ｉｉｉ）コンパイラによってソースコードから生成されるオブジェクトコード、（ｉｖ）インタプリタによる実行のためのソースコード、（ｖ）ジャストインタイムコンパイラによるコンパイル及び実行のためのソースコード等が挙げられ得る。単なる例として、ソースコードは、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｃ、Ｓｗｉｆｔ、Ｈａｓｋｅｌｌ、Ｇｏ、ＳＱＬ、Ｒ、Ｌｉｓｐ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｐｅｒｌ、Ｐａｓｃａｌ、Ｃｕｒｌ、ＯＣａｍｌ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、ＨＴＭＬ５（ハイパーテキストマークアップ言語５ｔｈ ｒｅｖｉｓｉｏｎ）、Ａｄａ、ＡＳＰ（Active Server Pages）、ＰＨＰ（Hypertext Preprocessor）、Ｓｃａｌａ、Ｅｉｆｆｅｌ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｅｒｌａｎｇ、Ｒｕｂｙ、Ｆｌａｓｈ（登録商標）、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、Ｌｕａ、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）、ＳＩＭＵＬＩＮＫ（登録商標）、及びＰｙｔｈｏｎ（登録商標）を含む言語からの構文を使用して記述することができる。
［実施形態１］
ハウジングと、
前記ハウジング内に位置決めされたモータと
を備える器具と、
前記器具に取り外し可能に結合された深度測定アタッチメントであって、
穿孔プロセス中に前記モータの振動に関連する振動信号を提供するように構成された第１のセンサと、
前記穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を提供するように構成された第２のセンサと
を備える深度測定アタッチメントと、
前記振動信号及び前記変位信号を受信し、前記振動信号に基づいて前記モータの特性を特定し、前記モータの前記特性及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されているコントローラと
を備えるハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２］
前記貫通イベントは、前記ドリルビットの遠位端が患者の骨の遠位皮質壁を通って突出した時間である、請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３］
前記特性は、前記モータの状態及び前記モータの速度を含む群から選択される、請求項１又は２に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態４］
前記特性は、前記モータの状態であり、
第１の状態において、前記モータは、オフであって回転トルクを生成せず、
第２の状態において、前記モータは、オンであって回転トルクを生成し、前記振動信号は、前記モータが前記第１の状態にあるか前記第２の状態にあるかを示す、
請求項３に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態５］
前記第１のセンサは、加速度計であり、前記加速度計は、前記加速度計の第１の軸に沿って前記振動信号を生成するように位置決めされる、請求項１～４のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態６］
前記第１の軸は、前記モータの回転軸に直交し、前記振動信号は、前記第１の軸に沿った振動に対応する第１の成分を有する、請求項５に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態７］
前記加速度計は、前記加速度計の第２の軸に沿って前記振動信号を生成するように更に構成され、前記第２の軸は、前記第１の軸に直交し、前記振動信号は、前記第２の軸に沿った振動に対応する第２の成分を有する、請求項６に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態８］
前記コントローラは、前記第１の成分の周波数に基づいて前記モータの前記特性を特定するように構成されている、請求項６に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態９］
前記コントローラは、前記第１の成分の前記周波数に基づいて、前記モータが第１の状態にあるか第２の状態にあるかを識別し、
前記第１の状態において、前記モータは、オフであって回転トルクを生成せず、
前記第２の状態において、前記モータは、オンであって回転トルクを生成する、
請求項８に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１０］
前記コントローラは、前記モータが前記第２の状態にあることを識別することを所定時間遅延させるように構成されている、請求項９に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１１］
前記コントローラは、前記第１の成分の前記周波数が第１の閾値よりも大きいことに応答して、前記モータが前記第２の状態に設定されていると判定するように構成されている、請求項９に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１２］
前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
前記振動信号は、振動時間間隔にわたって提供され、
前記コントローラは、前記振動時間間隔を時間ブロックに分割するように構成され、
前記コントローラは、カウンタを含み、
前記コントローラは、前記振動時間間隔の前記時間ブロックのそれぞれについて前記第１の成分の前記周波数を求めるように構成され、
前記振動時間間隔の前記時間ブロックのそれぞれについて、前記コントローラは、前記第１の成分の前記周波数を第１の閾値と比較するように構成され、
前記カウンタは、前記周波数が前記第１の閾値よりも大きいことに応答して増分される、
請求項９に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１３］
前記コントローラは、前記カウンタの値を第２の閾値と比較するように更に構成され、
前記コントローラは、前記カウンタの値が前記第２の閾値よりも大きいことに応答して、時間ブロックのグループについて前記モータが前記第２の状態にあると判定し、
前記時間ブロックのグループは、前記カウンタを増分させた時間ブロックに対応する、
請求項１２に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１４］
前記コントローラは、前記時間ブロックのグループのうちの１つの時間ブロックについて、前記カウンタの値が１以上であり、前記第１の成分の前記周波数が前記第１の閾値未満であることに応答して、前記時間ブロックのグループについて前記モータが前記第１の状態にあると判定し、前記カウンタをリセットする、請求項１３に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１５］
前記コントローラは、前記時間ブロックのうちの１つの時間ブロックについて、前記第１の成分の前記周波数が前記第１の閾値未満であることに応答して、前記時間ブロックについて前記モータが前記第１の状態にあると判定する、請求項１２に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１６］
前記コントローラは、第１のコントローラとして更に定義され、前記ハンドヘルド外科用システムは、前記モータの動作を制御するように構成された第２のコントローラを更に備える、請求項１～１５のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１７］
前記第１のコントローラは、前記深度測定アタッチメントの内側に配設される、請求項１６に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１８］
前記深度測定アタッチメントは、ディスプレイを更に備え、
前記コントローラは、前記貫通イベントに基づいて前記ディスプレイの貫通深さの視覚的表示を生成するように更に構成されている、
請求項１～１７のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態１９］
前記深度測定アタッチメントに動作可能に結合された深度測定延長部を更に備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２０］
前記第２のセンサは、前記深度測定延長部に接続されて、前記深度測定延長部の位置に基づいて前記変位信号を提供する、請求項１９に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２１］
前記深度測定延長部は、カニューレである、請求項１９に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２２］
前記深度測定アタッチメントは、ユーザ入力デバイスを備え、
前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
前記変位時間間隔は、前記ユーザ入力デバイスが係合されたことに応答して開始する、
請求項１～２１のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２３］
前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
前記変位時間間隔は、前記モータが動作を開始したときに開始し、外科医が前記ドリルビットを患者の骨から完全に後退させたときに終了する、
請求項１～２２のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２４］
前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
前記振動信号は、振動時間間隔にわたって提供され、
前記振動時間間隔の初期時間は、前記変位時間間隔の初期時間と一致せず、
前記振動時間間隔の最終時間は、前記変位時間間隔の最終時間と一致しない、
請求項１～２３のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２５］
前記コントローラは、前記貫通イベント及び前記変位信号に基づいて好適なネジ長を特定するように更に構成されている、請求項１～２４のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２６］
前記第１のセンサは、加速度計であり、
前記振動信号は、第１の軸成分を含み、
前記コントローラは、第１の間隔にわたる前記第１の軸成分の周波数に基づいて貫通イベントを特定するように構成されている、
請求項１～２５のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２７］
前記コントローラは、前記振動信号の第１の軸成分の１つ以上のフーリエ変換を特定するように構成されている、請求項１～２６のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２８］
前記コントローラは、前記１つ以上のフーリエ変換に基づいて、前記モータが第１の状態にあるか第２の状態にあるかを識別し、
前記第１の状態において、前記モータは、オフであって回転トルクを生成せず、
前記第２の状態において、前記モータは、オンであって回転トルクを生成する、
請求項２７に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態２９］
前記コントローラは、前記変位信号から処置的変位及び非処置的変位を特定するように更に構成され、
前記処置的変位は、前記モータが前記回転トルクを生成しているときの変位に関連付けられ、
前記非処置的変位は、前記モータが前記回転トルクを生成していないときの変位に関連付けられる、
請求項１～２８のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３０］
前記コントローラは、前記変位信号に基づいて処置イベントを特定するように更に構成されている、請求項１～２９のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３１］
前記処置イベントは、最大変位、局所最大変位、最小変位、局所最小変位、最大加速度、局所最大加速度、最大速度、局所最大速度、最小速度、局所最小速度、及び所定の閾値を超える値を有する勾配に対応する、請求項３０に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３２］
前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
前記振動信号は、振動時間間隔にわたって提供され、
前記コントローラは、前記振動時間間隔を第１の間隔で分割して時間ブロックを確立するように構成され、
前記コントローラは、前記時間ブロックのうちの各時間ブロックについて、
前記振動信号の短時間フーリエ変換を実行して、周波数範囲にわたる複数の周波数ビンと、前記複数の周波数ビンのそれぞれの大きさとを特定し、
前記複数の周波数ビンのうち、最大の大きさを有する周波数ビンを選択し、
前記選択された周波数ビンに基づいて、前記時間ブロックについて前記モータが第１の状態にあるか第２の状態にあるかを判定する
ように構成され、
前記第１の状態において、前記モータは、オフであって回転トルクを生成せず、
前記第２の状態において、前記モータは、オンであって回転トルクを生成する、
請求項１～３１のいずれか一項に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３３］
前記周波数範囲は、５０ヘルツ～３３０ヘルツである、請求項３２に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３４］
前記コントローラは、前記選択された周波数ビンが２つの連続する時間ブロックについて同じになるまで、前記モータが前記第２の状態に設定されていることを識別することを延期するように更に構成されている、請求項３２に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３５］
前記コントローラは、前記複数の周波数ビンの前記最大の大きさが最小の大きさの閾値未満であるときに、前記時間ブロックのうちの１つの時間ブロックについて前記モータが前記第１の状態に設定されていると判定するように更に構成されている、請求項３２に記載のハンドヘルド外科用システム。
［実施形態３６］
ハンドヘルド外科用システムのためのドリル深さを送信する深度測定アタッチメントであって、前記ハンドヘルド外科用システムは、ハウジングと、前記ハウジング内に位置決めされたモータとを備える器具を備え、
穿孔プロセス中に前記モータに関連するモータステータス信号を出力するように構成された構成要素と、
前記穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を出力するように構成された第２のセンサと、
前記モータステータス信号及び前記変位信号を受信し、前記モータステータス信号に基づいて、前記モータが回転トルクを生成しているかどうかを判定し、前記モータステータス信号及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されている、コントローラと
を備える、深度測定アタッチメント。
［実施形態３７］
前記コントローラは、前記貫通イベントに基づいてボアホール深さを特定するように更に構成されている、請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態３８］
前記コントローラは、前記変位信号から処置的変位及び非処置的変位を特定するように更に構成され、
前記処置的変位は、前記モータが前記回転トルクを生成しているときの変位に関連付けられ、
前記非処置的変位は、前記モータが前記回転トルクを生成していないときの変位に関連付けられる、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムの深度測定アタッチメント。
［実施形態３９］
前記構成要素は、アンテナを含む回路であり、
前記アンテナは、前記モータによって生成された１つ以上の電波を受信し、前記１つ以上の電波に対応する電圧信号及び電流信号のうちの少なくとも一方を出力するように構成され、
前記コントローラは、前記電圧信号及び前記電流信号のうちの前記少なくとも一方を受信し、前記１つ以上の電波に基づいて前記モータステータス信号を出力するように更に構成されている、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４０］
前記構成要素は、前記ドリルビットの光学特性を検出するように構成された光学センサであり、
前記構成要素は、前記光学特性に基づいて前記モータステータス信号を求めるように構成されている、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムの深度測定アタッチメント。
［実施形態４１］
前記光学センサは、
前記ドリルビット上に光を放出するように構成された光源と、
前記ドリルビットの光反射率を測定するトランスデューサと
を備える、請求項４０に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４２］
前記ドリルビットの前記光学特性は、前記光源から放出される前記光のパラメータを変更するように構成されたレーザマークである、請求項４１に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４３］
前記構成要素は、前記ドリルビットによって放出される磁場を検出するように構成された磁気センサであり、
前記構成要素は、前記磁場に基づいて前記モータステータス信号を特定するように構成されている、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４４］
前記構成要素は、前記モータが前記回転トルクを生成しているときに放出される音波の特性を検出するように構成されたオーディオセンサであり、
前記構成要素は、前記音波の前記特性に基づいて前記モータステータス信号を特定するように構成されている、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４５］
前記オーディオセンサは、マイクロフォンである、請求項４４に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４６］
前記深度測定アタッチメントは、前記器具の相補的な電気コネクタから電力信号を介して電力を受け取るように構成された電気コネクタを更に備え、
前記構成要素は、前記電力信号の電圧を検出するように構成されたセンサであり、
前記コントローラは、前記電力信号の前記電圧に基づいて前記モータが前記回転トルクを生成しているかどうかを判定するように構成されている、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。
［実施形態４７］
前記構成要素は、前記モータが前記回転トルクを生成しているときの前記モータの振動を検出するように構成された加速度計であり、
前記構成要素は、前記モータの前記振動に基づいて前記モータステータス信号を特定するように構成されている、
請求項３６に記載のハンドヘルド外科用システムのための深度測定アタッチメント。

Claims (11)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に位置決めされたモータと
   を備える器具と、
   前記器具に取り外し可能に結合された深度測定アタッチメントであって、
   穿孔プロセス中に前記モータの振動に関連する振動信号を提供するように構成された第１のセンサと、
   前記穿孔プロセス中にドリルビットの変位に関連する変位信号を提供するように構成された第２のセンサと
   を備える深度測定アタッチメントと、
   前記振動信号及び前記変位信号を受信し、前記振動信号に基づいて前記モータの特性を特定し、前記モータの前記特性及び前記変位信号に基づいて貫通イベントを特定するように構成されているコントローラと
   を備える、ハンドヘルド外科用システム。
2. 前記特性は、前記モータの状態及び前記モータの速度を含む群から選択される、請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
3. 前記特性は、前記モータの状態であり、
   第１の状態において、前記モータは、オフであって回転トルクを生成せず、
   第２の状態において、前記モータは、オンであって回転トルクを生成し、前記振動信号は、前記モータが前記第１の状態にあるか前記第２の状態にあるかを示す、
   請求項２に記載のハンドヘルド外科用システム。
4. 前記コントローラは、第１のコントローラとして更に定義され、前記ハンドヘルド外科用システムは、前記モータの動作を制御するように構成された第２のコントローラを更に備え、前記第１のコントローラは、前記深度測定アタッチメントの内側に配設される、請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
5. 前記深度測定アタッチメントは、ユーザ入力デバイスを備え、
   前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
   前記変位時間間隔は、前記ユーザ入力デバイスが係合されたことに応答して開始する、
   請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
6. 前記変位信号は、変位時間間隔にわたって提供され、
   前記変位時間間隔は、前記モータが動作を開始したときに開始し、外科医が前記ドリルビットを患者の骨から完全に後退させたときに終了する、
   請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
7. 前記コントローラは、前記貫通イベント及び前記変位信号に基づいて好適なネジ長を特定するように更に構成されている、請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
8. 前記第１のセンサは、加速度計であり、
   前記振動信号は、第１の軸成分を含み、
   前記コントローラは、第１の間隔にわたる前記第１の軸成分の周波数に基づいて前記モータ特性を特定するように構成されている、
   請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
9. 前記コントローラは、前記振動信号の第１の軸成分の１つ以上のフーリエ変換を特定するように構成されている、請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
10. 前記コントローラは、前記変位信号に基づいて処置イベントを特定するように更に構成されている、請求項１に記載のハンドヘルド外科用システム。
11. 前記処置イベントは、最大変位、局所最大変位、最小変位、局所最小変位、最大加速度、局所最大加速度、最大速度、局所最大速度、最小速度、局所最小速度、及び所定の閾値を超える値を有する勾配に対応する、請求項１０に記載のハンドヘルド外科用システム。