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Die
Erfindung betrifft einen Behandlungsstuhl für eine zahnärztliche Behandlungseinheit
und ein Verfahren für
das Verstellen des Behandlungsstuhls. Der Behandlungsstuhl weist
eine Rückenlehne
und eine an der Rückenlehne über eine
Lageranordnung zumindest in einem Neigungswinkel um eine Schwenkachse
verstellbar angeordnete Kopfstütze
auf und ist über
zumindest eine Steuer- und Regeleinheit und zumindest einen Motor
teilweise verstellbar.
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Aus
der
EP 0 589 086 A1 und
aus der
EP 0 517 933
A1 sind Behandlungsstühle
bekannt, die zur Steuerung der Patientenlagerung automatisch verstellbar
sind. Hierzu sind mehrere Positionen des Behandlungsstuhls über die
Steuer- und Regeleinheit in einem Speicher abrufbar und können über ein
Bedienelement eingestellt werden. Jeder Position des Behandlungsstuhls
sind verschiedene Neigungswinkel der Rückenlehne und Höhenniveaus
des Sitzteils zugeordnet. Im einfachsten Falle ist jede Position
des Behandlungsstuhls einem einzigen Eingabeelement wie beispielsweise
einer Taste an dem Bedienelement zugeordnet. Für eine Oberkieferbehandlung wird
der Behandlungsstuhl beispielsweise in eine Position gebracht, in
der die Rückenlehne
sehr schräg, mit
einem großen
Neigungswinkel angeordnet ist. Bei einer Unterkieferbehandlung ist
die Rückenlehne mit
einem geringeren Neigungswinkel angeordnet. Nachdem oder während der
Behandlungsstuhl die jeweilige automatische Position anfährt, wird
der Neigungswinkel der Kopfstütze
angepasst. Im Falle der Oberkieferbehandlung muss der Kopf des Patienten über streckt
werden, wofür
die Kopfstütze
ebenfalls in einem sehr großen
Neigungswinkel anzuordnen ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Behandlungsstuhl derart
auszubilden und anzuordnen, dass eine einfache und präzise Anpassung des
Neigungswinkels der Kopfstütze
an den Neigungswinkel der Rückenlehne
gewährleistet
ist.
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Gemäß der Erfindung
ist über
ein Sensorsystem zumindest eine Position der Kopfstütze in Bezug zu
ihrem Neigungswinkel erfassbar. In Abhängigkeit von der Position ist
ein elektrisches Kopfstützen-Steuersignal
von dem Sensorsystem erzeugbar und an die Steuer- und Regeleinheit
für die
Steuerung des Motors übermittelbar.
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Hierdurch
wird erreicht, dass weniger Einstellschritte zur optimalen Patientenlagerung
notwendig sind, da der für
die behandelnde Person an die Behandlungs- oder Operationssituation
angepasste Neigungswinkel der Kopfstütze in Bezug zu der Rückenlehne
als maßgebende
Größe für die Einstellung des
Behandlungsstuhls dient. Die über
die Kopfstütze
notwendige Lage des Patientenkopfes in Bezug auf die Rückenlehne
ist Grundlage für
die weitere automatische Einstellung des Behandlungsstuhls. Das durch
die Einstellung der Kopfstütze
erzeugte Kopfstützen-Steuersignal
regelt die absolute Position beziehungsweise Neigung der Rückenlehne
und ggf. weiterer Behandlungsstuhlteile.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, dass der Behandlungsstuhl zusätzlich zu
der Rückenlehne
ein Fußteil und
ein Sitzteil aufweist, wobei zumindest eines dieser Behandlungsstuhlteile
zumindest mittelbar über den
Motor verstellbar ist. Ausgehend von einem an die Behandlung angepassten
Neigungswinkel der Kopfstütze
werden alle übrigen
Behandlungsstuhltei le automatisch an die Behandlungs- oder Operationssituation
beziehungsweise an den Neigungswinkel der Kopfstütze angepasst.
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Grund
für die
Abhängigkeit
des Neigungswinkels der Kopfstütze
ist, dass zunächst
die Art der Behandlung oder der Operation maßgebend für den absoluten Neigungswinkel
der Kopfstütze
ist. Der Neigungswinkel der Kopfstütze wiederum ist maßgebend
für die
Einstellung der übrigen
Behandlungsstuhlteile wie beispielsweise der Rückenlehne, da extreme Neigungswinkel
der Kopfstütze
nach hinten aus ergonomischen Gründen
nicht erreicht werden können,
ohne die Rückenlehne
ebenfalls nach hinten zu neigen.
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Vorteilhaft
ist hierzu, dass das Sensorsystem derart ausgebildet ist, dass durch
das Sensorsystem eine manuelle oder automatische Verstellung der Kopfstütze um die
Schwenkachse mit einer Auflösung
im Bereich zwischen 1 Grad und 65 Grad, insbesondere zwischen 10
Grad und 22 Grad, feststellbar ist. Dadurch ist es möglich, dass,
während
der Behandlungsstuhl in einer bestimmten Position verharrt, die
Kopfstütze
sich innerhalb eines bestimmten Bereiches bzw. innerhalb eines Winkelsektors
um die Schwenkachse manuell oder automatisch verstellen lässt. Eine
Feinjustierung der Kopfstütze
ist somit möglich,
ohne dass eine automatische Anpassung des Behandlungsstuhls erfolgt.
Insbesondere die manuelle Verstellung der Kopfstütze bewirkt gegenüber einer
automatischen Verstellung, dass noch weniger Einstellungsschritte
zur optimalen Patientenlagerung notwendig sind, da die manuelle
Verstellung sehr präzise
und woraus erfindungsgemäß die Anpassung
des Behandlungsstuhls ohne weitere Einstellschritte erfolgt.
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Zusätzliche
Einstellmöglichkeiten
der Kopfstütze
wie beispielsweise entlang einer geraden oder gekrümmten Gleit schiene
können
mit der Möglichkeit des
Verschwenkens um die Schwenkachse kombiniert werden. Die Möglichkeit,
eine relative oder absolute Position der Kopfstütze zu erfassen und eine automatische
Anpassung des Behandlungsstuhls vorzusehen, lässt sich nicht nur in Bezug
auf die Bewegung der Kopfstütze
um die Schwenkachse realisieren.
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Hierzu
ist es von Vorteil, dass das Sensorsystem den Neigungswinkel der
Kopfstütze
absolut, bezogen auf eine Horizontale erfasst. Für die Behandlungs- oder Operationssituation
ist entsprechend der Grundidee der Erfindung zunächst der absolute Neigungswinkel
der Kopfstütze
maßgebend. Hierbei
ist eine Horizontale gleichwertig zu einer Vertikalen. Grundsätzlich ist
die Wahl des Bezugssystems für
die Erfassung des Neigungswinkels frei wählbar.
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Daneben
ist es vorteilhaft, dass die Rückenlehne über den
Motor um eine Drehachse verstellbar am Sitzteil gelagert ist. Diese
Drehachse ist parallel zu der Schwenkachse der Kopfstütze angeordnet. Eine
solche konventionelle Verstellung der Rückenlehne lässt sich erfindungsgemäß mit dem
Prinzip der Winkelvorgabe durch die Kopfstütze kombinieren.
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Auch
ist es vorteilhaft, dass das Sitzteil auf dem Fußteil gelagert und über den
Motor in einer Höhe
verstellbar ist. Dadurch wird der gesamte Behandlungsstuhl je nach
Stellung der Rückenlehne gehoben
oder gesenkt. Ziel ist es, bei einer Veränderung der Position des Behandlungsstuhls
das Behandlungs- oder Operationsfeld so gut es geht konstant positioniert
zu lassen. Die durch eine Verstellung der Rückenlehne erzeugte Höhendifferenz
des Behandlungs- oder Operationsfeldes wird über die Höhenverstellung des Sitzteils
bzw. des Fußteils
ausgeglichen.
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In
diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass jedem verstellbaren
Behandlungsstuhlteil zumindest ein separater Mo tor zugeordnet ist.
Dadurch wird die individuelle Verstellung einzelner Behandlungsstuhlteile
vereinfacht. Jeder Motor wird dabei zentral über die Steuer- und Regeleinheit
angesteuert.
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Ferner
ist es von Vorteil, dass der Motor über zumindest ein Getriebeglied
und/oder über
eine Druckmittelleitung mit dem Behandlungsstuhlteil mechanisch
gekoppelt ist. Die Antriebsmöglichkeiten sind
vielfältig,
jedoch lässt
sich jede Antriebsmöglichkeit
mit der erfindungsgemäßen Positionsvorgabe über die
Kopfstütze
kombinieren.
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Ebenso
ist es von Vorteil, dass die Kopfstütze manuell oder über einen
elektrischen Antrieb um die Schwenkachse schwenkbar ist. Die Erfassung der
Winkellage der Kopfstütze
kann über
das Sensorsystem sowohl bei einer manuellen als auch bei einer elektrischen
Verstellung der Kopfstütze
erfolgen. Das Sensorsystem wird jedoch je nach Verstellmöglichkeit
unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einer elektrischen Verstellung
könnte
die Erfassung des Neigungswinkels in dem Antriebsmotor integriert
sein.
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Für eine vereinfachte
Ausführung
ist es vorteilhaft, dass das Sensorsystem den Neigungswinkel der
Kopfstütze
relativ zu der Rückenlehne
erfasst. Hierfür
wird eine so genannte Rückenebene
definiert, die als Referenz für
die Bestimmung des Neigungswinkels der Rückenlehne und für die Bestimmung des
relativen Winkels zwischen der Kopfstütze und der Rückenlehne
dient. Für
die Verstellung des Behandlungsstuhls ist nämlich allein der relative Winkel zwischen
der Kopfstütze
und der Rückenlehne
maßgebend.
Diesen gilt es zu Beginn einzustellen, damit die übrige Einstellung
des Behandlungsstuhls automatisch erfolgt. Insofern ist der relative
Winkel der Kopfstütze
zu der Rückenlehne
ausreichend, um die vorstehend beschriebene Verstellung des Behandlungsstuhls
einzuleiten.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, dass das Sensorsystem für das Erfassen der Schwenkposition
der Kopfstütze
um die Schwenkachse einen Potentiometer oder einen Differentialkondensator
oder einen Drehimpulsgeber aufweist. Dadurch, dass das Drehlager der
Lageranordnung für
die Kopfstütze
an der Rückenlehne
angeordnet ist, ist ein fester Bezugspunkt für das Sensorsystem zu der Rückenlehne
vorhanden, womit die relative Verstellung der Kopfstütze zu der
Rückenlehne
erfassbar ist. Dieser Bezugspunkt ist vor allem für den Potentiometer
einsetzbar, auf den die Drehung der Kopfstütze gleichwirkend übertragen
wird.
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Für den Fall,
dass ein Differentialkondensator eingesetzt wird, ist ein relativer
Bezug zu der Rückenlehne
nicht notwendig, da mit dem Differentialkondensator der absolute
Neigungswinkel der Kopfstütze
erfassbar ist.
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Je
nach Ausgestaltung der Abhängigkeit
der Neigungswinkel ist es vorteilhaft, dass das Sensorsystem in
der Rückenlehne
und/oder in der Lageranordnung und/oder in der Kopfstütze angeordnet
ist. Die Zuordnung ist maßgeblich
von der Art des Sensorsystems abhängig.
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Zusätzlich ist
Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines solchen
Behandlungsstuhls für
eine zahnärztliche
Behandlungseinheit, der zumindest teilweise zumindest elektrisch verstellbar
ist. Der Behandlungsstuhl weist wie vorstehend beschrieben zumindest
ein Fußteil,
ein auf dem Fußteil
angeordnetes Sitzteil, eine am Sitzteil um eine Drehachse drehbar
gelagerte Rückenlehne und
eine an der Rückenlehne
zumindest in einem Neigungswinkel um eine Schwenkachse verstellbare Kopfstütze auf.
Zudem ist eine Steuer- und Regeleinheit und zumindest ein elektrischer
Mo tor für
die Verstellung des Behandlungsstuhls vorgesehen. Dieses Verfahren
umfasst die Verfahrensschritte, dass zunächst eine manuelle und/oder
automatische Verstellung des Neigungswinkels der Kopfstütze durch
ein Sensorsystem erfasst wird, anschließend durch das Sensorsystem
zumindest ein elektrisches Kopfstützen-Steuersignal erzeugt wird
und danach in Abhängigkeit
von diesem Kopfstützen-Steuersignal
die Ansteuerung des Motors für
die Verstellung der Rückenlehne
und/oder des Sitzteils erfolgt. Im Gegensatz zu den im Stand der
Technik bekannten Verfahren wird bei diesem Verfahren der Neigungswinkel
der Kopfstütze
als Wert vorgegeben, um den übrigen
Behandlungsstuhl einzustellen.
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Auch
für das
Verfahren ist es wie eingangs in Bezug auf den Behandlungsstuhl
beschrieben von Vorteil, dass die Verstellung des Neigungswinkels der
Kopfstütze
relativ zu einer Horizontalen oder einer Vertikalen durch das Sensorsystem
erfasst wird.
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Entsprechend
ist die Verstellung des Neigungswinkels der Kopfstütze relativ
zu der Rückenlehne
durch das Sensorsystem vorgesehen.
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In
diesem Zusammenhang ist es auch für das Verfahren von Vorteil,
dass zumindest zwei diskrete Werte der Positionen der Kopfstütze um die Schwenkachse über das
Sensorsystem erfasst werden und jedem diskreten Wert zumindest eine
konkrete Position der Rückenlehne
und zumindest eine konkrete Position des Sitzteils zugeordnet wird.
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Je
nach Ausbildung der Steuer- und Regeleinheit ist vorgesehen, dass
die Position der Rückenlehne
und die Position des Sitzteils gleichzeitig oder nacheinander eingestellt
wird.
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer zahnärztlichen Behandlungseinheit
mit einem Behandlungsstuhl;
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2 eine
schematische Seitendarstellung eines Behandlungsstuhls in einer
Grundposition;
-
3 eine
schematische Seitendarstellung gemäß 2 in einer
ersten Behandlungsposition;
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4 eine
schematische Seitendarstellung gemäß 2 in einer
zweiten Behandlungsposition.
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Eine
in 1 dargestellte Behandlungseinheit 1 weist
einen Behandlungsstuhl 2 und ein neben dem Behandlungsstuhl 2 angeordnetes
Bedienelement 5 auf, über
das die Behandlungseinheit 1 einstellbar ist und auf dem
Werkzeug und Behandlungsmaterial abgelegt werden kann. Als weitere
Bedieneinheit ist ein Monitor 50 oder ein Display vorgesehen.
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Das
Bedienelement 5 ist über
einen Tragarm 60 an einem Ständer 6 befestigt,
der neben dem Behandlungsstuhl 2 platziert ist. An dem
Ständer 6 ist ferner
eine Operationsleuchte 61 angeordnet, die individuell positionierbar
ist.
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Der
Behandlungsstuhl 2 weist ein auf einem Fußteil 23 aufgesetztes
Sitzteil 22 und eine am Sitzteil 22 um eine Drehachse
D drehbar gelagerte Rückenlehne 21 sowie
eine Beinablage 24 auf. An der Rückenlehne 21 ist eine über eine
Lageranordnung 4 gelagerte Kopfstütze 20 angeordnet,
die um eine Schwenkachse S schwenkbar ist.
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Für die automatische
Verstellung sind ein oder mehrere Motoren 31 vorgesehen,
die über
eine nicht dargestellte Ge triebeeinheit oder über ein ebenfalls nicht dargestelltes
pneumatisches oder hydraulisches System den Antrieb für die Dreh-
und Schwenkbewegungen bilden. Die Verstellung wird beispielsweise über das
Bedienelement 5 eingeleitet, über das entsprechende Sollwertvorgaben
an eine Steuer- und Regeleinheit 3 übermittelt werden, die den
Motor 31 regelt. Wie in 2 schematisch
dargestellt ist, ist die Steuer- und
Regeleinheit 3 über Steuerleitungen 32 mit
einem Motor 31 für
den Antrieb der Rückenlehne 21 und
mit einem Motor 31 für den
Antrieb des Sitzteils 22 verbunden. Zusätzlich ist eine Steuerleitung 32 zwischen
der Steuer- und Regeleinheit 3 und dem Bedienelement 5 vorgesehen.
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Je
nachdem, welche Position des Patienten bei der jeweiligen Behandlung
notwendig ist, muss ein Neigungswinkel NK der
Kopfstütze 20 und
ein Neigungswinkel NR der Rückenlehne 21 eingestellt
werden. In Abhängigkeit
von dem Neigungswinkel NR der Rückenlehne 21 wird
eine Höhe
BH des Sitzteils 22 beziehungsweise die Höhe des Behandlungsstuhls 2 in
Richtung einer Vertikalen V eingestellt. Die Neigungswinkel der
Kopfstütze 20 und
der Rückenlehne 21 sind
relativ zu einer Horizontalen H definiert.
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Erfindungsgemäß besteht
eine Abhängigkeit zwischen
dem Neigungswinkel NR der Rückenlehne 21 und
dem Neigungswinkel NK der Kopfstütze 20. Hierzu
erfasst ein in der Rückenlehne 21 angeordnetes
Sensorsystem 30 einen relativen Winkel R zwischen der Kopfstütze 20 und
der Rückenlehne 21. Der
relative Winkel R ist über
die Ebenen definiert, in denen die Kopfstütze 20 beziehungsweise
die Rückenlehne 21 angeordnet
sind. Hierzu ist der Kopfstütze 20 eine
Kopfebene EK und der Rückenlehne 21 eine
Rückenebene
ER zugeordnet.
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Anhand
der Ausführungsbeispiele
gemäß den 2 bis 4 wird
diese Abhängigkeit
näher erläutert. Der
Behandlungsstuhl 2 weist gemäß 2 eine Grundposition
B1 auf, in der der Patient auf dem Behandlungsstuhl 2 Platz
nimmt. Dieser Grundposition B1 ist eine Position K1 der Kopfstütze 20,
eine Position R1 der Rückenlehne 21 und
eine Position S1 des Sitzteils 22 zugeordnet. Der relative Winkel
R zwischen der Kopfebene EK der Kopfstütze 20 und
der Rückenebene
ER der Rückenlehne 21 ist relativ
klein.
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Die
in Bezug zu einer Behandlung notwendige Verstellung des Behandlungsstuhls 2 erfolgt
erfindungsgemäß über die
Verstellung der Kopfstütze 20 in
Bezug auf die Rückenlehne 21,
d. h. durch die Einstellung des relativen Winkels R. Je nach Art
der Behandlung in den Positionen B1 bis B3 des Behandlungsstuhls 2 wird
wie in den 2 bis 4 dargestellt
der relative Winkel R beziehungsweise der Neigungswinkel NK größer oder
kleiner.
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Wie
im Vergleich der 2 und 3 erkennbar
ist, wurde der relative Winkel R zwischen der Kopfebene EK und der Rückenebene ER ausgehend von
der Grundposition B1 reduziert. Der relative Winkel R ist annähernd gleich
Null. Diese Position K2 der Kopfstütze 20 gemäß 3 dient
beispielsweise dazu, eine Unterkieferbehandlung durchzuführen, bei der
die Halswirbelsäule
nicht überstreckt
wird.
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Das
Sensorsystem 30 erkennt die Winkelverstellung des relativen
Winkels R der Kopfstütze 20 relativ
zu der Rückenlehne 21 in
dieser Position K2. Über
die Steuer- und Regeleinheit 3 wird aufgrund eines entsprechenden
Signals des Sensorsystems 30 die Verstellung der Rückenlehne 21 und
des Sitzteils 22 eingeleitet und durchgeführt. Hierzu
sind in der Steuer- und Regeleinheit eine Position R2 der Rückenlehne 21 und
eine Position S2 des Sitzteils 22 gespeichert, in die die
Rückenlehne 21 und
das Sitzteil 22 über
den Motor 31 verstellt werden.
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Ausgehend
von der Grundposition B1 gemäß 2 oder
von der Position B2 gemäß 3 kann
hinsichtlich der Position B3 des Behandlungsstuhls 2 die
Kopfstütze 20 beispielsweise
in eine weitere Position K3 gemäß 4 verstellt
werden. Diese Position K3 der Kopfstütze 20 dient beispielsweise dazu,
eine Oberkieferbehandlung durchzuführen, bei der die Halswirbelsäule überstreckt
wird. Nach der Verstellung der Kopfstütze 20 von der Position
K1 oder Position K2 in die Position K3 wird die Positionsänderung
von dem Sensorsystem 30 erkannt und über die Steuer- und Regeleinheit 3 die
Verstellung der Rückenlehne 21 und
des Sitzteils 22 bewirkt. Die Rückenlehne 21 verschwenkt
in eine Position R3 und das Sitzteil 22 wird in eine Position
S3 angehoben.
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Aufgrund
der Erkennung der Position der Kopfstütze 20 in Bezug auf
die Rückenlehne 21 können Rückschlüsse auf
die gewünschte
Position des Patienten auf dem Behandlungsstuhl 2 geschlossen werden.
Die Kopfstütze 20 dient
somit als Eingabeelement, über
das Positionen der übrigen
Behandlungsstuhlteile wie beispielsweise der Rückenlehne 21 oder
des Sitzteils 22 abgerufen und eingestellt werden. Ziel
ist es, dass die Position des Patienten durch die Sollwertvorgabe über die
Kopfstütze 20 angepasst
wird. Gleichzeitig wird beim Nachführen des Patienten von einer
Position in eine andere dafür
gesorgt, dass sich das Behandlungs- oder Operationsfeld nach dem
Positionswechsel wieder an der gleichen Stelle befindet. Bei dem
Positionswechsel, wie er in 3 und 4 dargestellt
ist, wird die Rückenlehne 21 weiter
nach hinten geneigt. Damit die Position des Behandlungs- oder Operationsfeldes
erhalten bleibt, wird als Ausgleich das Sitzteil 22 angehoben,
sodass beispielsweise die Oberkante der Rückenlehne 21 in beiden
Positionen gemäß 3 und 4 in
der gleichen Höhe
angeordnet ist.
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- 1
- Behandlungseinheit
- 2
- Behandlungsstuhl
- 20
- Kopfstütze
- 21
- Rückenlehne,
Behandlungsstuhlteil
- 22
- Sitzteil,
Behandlungsstuhlteil
- 23
- Fußteil, Behandlungsstuhlteil
- 24
- Beinablage
- 3
- Steuer-
und Regeleinheit
- 30
- Sensorsystem
- 31
- Motor
- 32
- Steuerleitung
- 4
- Lageranordnung
- 5
- Bedienelement
- 50
- Monitor
- 6
- Ständer
- 60
- Tragarm
- 61
- Operationsleuchte
- BH
- Höhe
- B1
- Grundposition,
Position
- B2–B3
- Position
- D
- Drehachse
- EK
- Kopfebene
- ER
- Rückenebene
- H
- Horizontale
- K1–K3
- Position
- NK
- Neigungswinkel
Kopfstütze
- NR
- Neigungswinkel
Rückenlehne
- R
- relativer
Winkel
- R1–R3
- Position
- S
- Schwenkachse
- S1–S3
- Position
- V
- Vertikale